KR20140135173A - 에어로졸 냉각 부재를 가지는 에어로졸 발생 물품 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 발생 물품 (10)은 로드 (11)형태로 조립되어 있는 복수의 부재들을 포함한다. 부재들은 에어로졸 형성 기질 (20)과 그 에어로졸 형성 기질 (20)의 하류에 위치하는 에어로졸 냉각 부재 (40)를 포함한다. 에어로졸 냉각 부재 (40)는 복수의 종방향으로 연장되어 있는 채널을 포함하고, 종방향에서 기공도가 50%와 90% 사이이다. 에어로졸 냉각 부재는 300 mm2/m과 1000 mm2/m 길이의 전체 표면적을 가진다. 에어로졸 냉각 부재 (40)을 통과하는 에어로졸이 냉각되고, 일부 구현예에서 물이 그 에어로졸 냉각 부재 (40)내에서 응축하게 된다.

Description

에어로졸 냉각 부재를 가지는 에어로졸 발생 물품 {AEROSOL-GENERATING ARTICLE HAVING AN AEROSOL-COOLING ELEMENT}
본원은 에어로졸 형성 기질과, 기질로부터 형성되는 에어로졸을 냉각시키기 위한 에어로졸 냉각 부재를 포함하는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.
기질을 함유하는 담배와 같은 에어로졸 형성 기질이 연소보다는 가열되는 에어로졸 발생 물품이 본 분야에 알려져 있다. 에어로졸 발생 물품을 사용하는 시스템은 예를 들어 니코틴 함유 에어로졸을 생성하기 위해서 담배 함유 기질을 200℃ 이상으로 가열시키는 시스템을 들 수 있다. 이러한 시스템들은 상품명 Ploom으로 판매되는 시스템과 같은 화학적 (chemical)또는 가스 가열기를 사용할 수 있다.
통상적인 궐련들은 담배를 연소시키고, 휘발성 화합물을 방출하는 온도를 일으킨다. 타고 있는 담배의 온도는 800℃ 이상에 도달할 수 있게 되고, 이러한 고온은 담배로부터 방출되는 연기에 함유되어 있는 대부분의 수증기를 막는다 (drive off). 흡연자로 하여금 통상적인 궐련들에 의해서 생성되는 주류연이 저온을 가지는 것으로 인지하게 하는 경향이 있는데 이것은 상대적으로 건조 (dry)하기 때문이다. 연소 없이 에어로졸 형성 기질의 가열에 의해서 발생되는 에어로졸은 기질이 저온에서 가열된다는 것에 인해서 높은 수분 함량을 가질 수 있다. 저온의 에어로졸 발생에도 불구하고, 이러한 시스템들에 의해서 발생하는 에어로졸 흐름은 통상적인 궐련 연기에서보다 더 높은 겉보기 온도 (perceived temperature)를 가질 수 있게 된다.
본원은 에어로졸 발생 물품과, 그 에어로졸 발생 물품의 사용 방법에 관한 것이다.
가열된 에어로졸 발생 물품을 사용하는 이러한 시스템들의 목표는 통상적인 궐련에서의 담배의 연소와 열분해 열화에 의해서 생성되는 알려져 있는 해로운 연기 구성 성분을 저하시키기 위한 것이다. 전형적으로 이러한 가열된 에어로졸 발생 물품에서는, 흡입가능한 에어로졸이 열원 내에, 주위에 또는 하류에 위치되어 있을 수 있는, 열원으로부터 물리적으로 개별적인 에어로졸 형성 기질 또는 재료로의 열전달에 의해서 발생하게 된다. 에어로졸 발생 물품의 소비 시, 휘발성 화합물은 열원으로부터의 열전달에 의해서 에어로졸 형성 기질로부터 방출되고, 에어로졸 발생 물품을 통해서 흡입되는 공기에 수반된다. 방출된 화합물이 냉각됨으로써, 이들은 소비자에 의해서 흡입되는 에어로졸을 형성하기 위해서 응축된다.
하나의 구현예에서 로드의 형태로 조립되어 있는 복수의 부재들을 포함하는 에어로졸 발생 물품이 제공된다. 복수의 부재들은 에어로졸 형성 기질과, 로드 내에 해당 에어로졸 형성 기질 하류에 위치하는 에어로졸 냉각 부재를 포함한다. 에어로졸 냉각 부재는 복수의 종방향으로 연장되어 있는 채널들을 포함하고, 종방향으로 50%과 90%사이의 기공도를 가지고 있다. 에어로졸 냉각 부재는 다른 한편으로는 여기에 더 기재된 바와 같이, 그 기능을 근거로 해서 열교환기를 나타낼 수 있다.
여기에서 사용되는 용어 에어로졸 발생 물품은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기질을 포함하는 물품을 나타내기 위해서 사용되고 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기질의 연소 없이 휘발성 화합물을 방출되게 하는 물품인 비연소성 에어로졸 발생 물품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하기 위해서 연소되기 보다는 가열되도록 하는 에어로졸 형성 기질을 포함하는, 가열된 에어로졸 발생 물품일 수 있다. 가열된 에어로졸 발생 물품은 해당 에어로졸 발생 물품의 일부를 형성하는 내장되어 있는 (on-board)가열 수단을 포함할 수 있거나 또는 개별적인 에어로졸 발생 디바이스의 일부를 형성하는 외부 가열기와 상호작용하도록 배열되어 있을 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 사용자의 입을 통해서 사용자의 폐로 직접 흡입가능한 에어로졸을 발생시키는 흡연 물품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 궐련과 같은 통상적인 흡연 물품과 유사할 수 있고 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 1회용일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 다른 한편으로는 부분적으로 재사용가능할 수 있고, 보충가능하거나 (replenishable) 또는 교체가능한 에어로졸 형성 기질을 포함할 수 있다.
여기에서 사용되는 용어 '에어로졸 형성 기질'은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출가능하게 하는 기질에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물들은 에어로졸 형성 기질을 가열하는 것에 의해 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 캐리어 또는 지지체 상에 흡수, 피복, 삽입 또는 적재될 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 편리하게는 에어로졸 발생 물품 또는 흡연 물품의 일부일 수 있다.
에어로졸 형성 기질은 니코틴을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 담배를 포함할 수 있으며, 예를 들어 가열 시 에어로졸 형성 기질로부터 방출되는 휘발성 담배 풍미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서는 에어로졸 형성 기질은 균질화된 담배 재료, 예를 들어 캐스트 잎(cast-leaf)담배일 수 있다.
본원에서 사용되는 '에어로졸 발생 디바이스' 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 형성 기질과 상호작용을 하는 디바이스에 관한 것이다. 에어로졸 형성 기질은 에어로졸 발생 물품의 한 부분, 예를 들어 흡연 물품의 부분을 형성한다. 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸을 발생시키기 위해서 전원으로부터 에어로졸 형성 기질에 에너지를 공급하는데 사용되는 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 디바이스는 가열기를 포함하는 에어로졸 발생 디바이스인, 가열된 에어로졸 발생 디바이스로 설명할 수 있다. 가열기는 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기질을 가열하는데 사용하는 것이 바람직하다.
에어로졸 발생 디바이스는 전기적으로 가열된 에어로졸 발생 디바이스로서, 에어로졸을 발생하도록 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기질을 가열시키는 전원에 의해서 작동하게 되는 가열기를 포함하는 에어로졸 발생 디바이스인 것이다. 에어로졸 발생 디바이스는 가스로 가열되는 에어로졸 발생 디바이스일 수 있다. 에어로졸 발생 디바이스는 사용자의 입을 통해서 사용자의 폐로 직접적으로 흡입가능한 에어로졸을 발생시키기 위해서 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기질과 상호작용을 하는 흡연 디바이스일 수 있다.
여기서 사용되는 '에어로졸 냉각 부재'는 사용 시에 에어로졸 형성 기질로부터 방출되는 휘발성 화합물에 의해서 형성되는 에어로졸이 사용자에 의해서 흡입되기 전에 에어로졸 냉각 부재를 통과하게 되고, 그것에 의해 냉각되도록 하기 위해서 에어로졸 형성 기질의 하류에 위치하는 에어로졸 발생 물품의 구성성분을 나타낸 것이다. 바람직하게는, 에어로졸 냉각 부재는 에어로졸 형성 기질과 마우스피스 사이에 배치되어 있다. 에어로졸 냉각 부재는 큰 표면적을 가지지만 낮은 압력 저하를 일으킨다. 높은 압력 저하를 일으키는 필터 및 다른 마우스피스, 예를 들어 번들형 섬유로부터 형성되는 필터들은 에어로졸 냉각 부재로 여겨지지 않는다. 에어로졸 발생 물품 내의 챔버와 공동들은 에어로졸 냉각 부재로 여겨지지 않는다.
여기에서 사용되는 용어 '로드'는 실질적으로 원형의, 타원형의 또는 타원형의 (elliptical) 단면의 원통형의 부재를 일반적으로 나타내기 위해서 사용되는 것이다.
복수의 종방향으로 연장되어 있는 채널들은 채널을 형성하기 위해서 크림핑, 플리팅, 게더링 또는 폴딩 위치하는 재료에 의해서 정의될 수 있다. 복수의 종방향으로 연장되어 있는 채널은 여러 채널을 형성하기 위해서 플리팅, 게더링 또는 폴딩 단일 위치하는에 의해서 정의될 수 있다. 위치하는는 또한 크림핑될 수 있다. 다른 한편으로는, 복수의 종방향으로 연장되어 있는 채널들은 여러 채널을 형성하기 위해서 크림핑, 플리팅, 게더링 또는 크림핑, 여러 위치하는에 의해서 정의될 수 있다.
여기서 사용되는 용어 '위치하는'는 그것의 두께보다 실질적으로 더 큰 폭과 길이를 가지는 적층 부재를 말한다.
여기서 사용되는 용어 '종방향'은 로드의 원통형 축을 따라서 또는 나란하게 연장되어 있는 방향을 말한다.
여기서 사용되는 용어 '크림핑'은 복수의 실질적으로 나란한 리지 (ridges) 또는 파형 (corrugations)을 가지는 위치하는를 말한다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품이 조립될 때 실질적으로 나란한 리지 또는 파형은 로드에 종방향으로 연장되어 있다.
여기서 사용되는 용어 '게더링', '플리팅' 또는 '크림핑'은 나선형의, 크림핑, 또는 다른 한편으로는 로드의 원통형 축에 압축되거나 또는 실절적으로 횡방향으로 수축된 위치하는 재료를 나타낸 것이다. 위치하는는 게더링, 플리팅 또는 폴딩 전에 크림핑될 수 있다. 위치하는 재료는 예비 크림핑 없이 게더링, 플리팅 또는 폴딩될 수 있다.
에어로졸 냉각 부재는 300 mm2/mm과 1000 mm2/mm 사이의 전체 표면적을 가질 수 있다. 에어로졸 냉각 부재는 다른 한편으로는 열 교환기를 나타낼 수 있다.
에어로졸 냉각 부재는 바람직하게는 로드를 통한 공기 통로에 낮은 저항성을 제공한다. 바람직하게는, 에어로졸 냉각 부재는 에어로졸 발생 물품에 대한 흡입저항성에 실질적으로 영향을 주지는 않는다. 흡입저항성 (RTD)은 22oC에서, 101kPa (760 토르)에서 17.5 ml/초의 비율의 시험 조건 하에서 대상물의 전체 길이를 통해서 공기를 강제 (force)하는데 필요한 압력이다. RTD는 전형적으로 mmH2O 단위로 표시되고, ISO 6565:2011에 따라 측정된다. 따라서, 에어로졸 냉각 부재의 상류 말단으로부터 해당 에어로졸 냉각 부재의 하류 말단으로 낮은 압력 저하가 있는 것이 바람직하다. 이것을 달성하기 위해서는 종방향의 기공도가 50%보다 크고, 에어로졸 냉각 부재를 통하는 공기류 경로가 비교적 비제약적인 것이 바람직하다. 에어로졸 냉각 부재의 종방향의 기공도는 해당 에어로졸 냉각 부재를 형성하는 재료의 단면적과 해당 에어로졸 냉각 부재를 함유하는 부분에 대한 에어로졸 발생 물품의 내부 단면적의 비율에 의해서 정의될 수 있다.
하나의 구현예에 관해서 기재된 특징들을 또한 다른 구현예에도 적용할 수 있다.
특정한 구현예들은 도면을 참고로 해서 기재하기로 한다;
도1은 에어로졸 발생 물품의 제1 구현예의 개략적인 단면도이고;
도2는 에어로졸 발생 물품의 제2 구현예의 개략적인 단면도이고;
도3은 두개의 상이한 에어로졸 발생 물품을 위한 퍼프 대 퍼프 주류연 온도를 예시하는 그래프이고;
도4는 두개의 상이한 에어로졸 발생 물품을 위한 퍼프 내 온도를 비교하는 그래프이고;
도5는 두개의 상이한 에어로졸 발생 물품을 위한 퍼프 대 퍼프 주류연 온도를 예시하고 있는 그래프이고;
도6는 두개의 상이한 에어로졸 발생 물품을 위한 퍼프 대 퍼프 주류 니코틴 수준을 예시하고 있는 그래프이고;
도7는 두개의 상이한 에어로졸 발생 물품을 위한 퍼프 대 퍼프 주류 글리세린 수준을 예시하고 있는 그래프이고;
도8는 두개의 상이한 에어로졸 발생 물품을 위한 퍼프 대 퍼프 주류 니코틴 수준을 예시하고 있는 그래프이고;
도9는 두개의 상이한 에어로졸 발생 물품을 위한 퍼프 대 퍼프 주류 글리세린 수준을 예시하고 있는 그래프이고
도10은 에어로졸 발생 물품과 관련 궐련 사이에서 주류 니코틴 수준을 비교하고 있는 그래프이고
도11A, 11B 및 11C는 에어로졸 냉각 부재의 종방향의 기공도를 계산하는데 사용될 수 있는 크림핑 위치하는 재료 및 로드의 치수를 예시하고 있다.
용어 "상류"와 "하류"는 에어로졸 발생 물품의 부재들 또는 성분들의 상대적인 위치를 설명하기 위해서 사용될 수 있다. 간결성을 위해서 여기서 사용되는 용어 "상류"와 "하류"는 에어로졸이 로드를 통해서 흡입되는 방향을 참고로 해서 에어로졸 발생 물품의 로드를 따라 상대적인 위치를 나타낸 것이다.
에어로졸 냉각 부재를 통한 공기류는 인접한 채널 사이에서 실질적인 범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다. 즉, 에어로졸 냉각 부재를 통하는 공기류는 실질적인 반경 (radial)편차 없이 종방향의 채널을 따라 종방향에 있다. 일부 구현예에서는, 에어로졸 냉각 부재는 종방향으로 연장되어 있는 채널 이외에 낮은 기공도를 가지거나 또는 실질적으로 기공도가 없는 재료로부터 형성된다. 즉, 종방향으로 연장되어 있는 채널을 구성하거나 형성하는 데 사용되는 재료, 예를 들어 크림핑 및 게더링 위치하는는 낮은 기공도를 가지거나 실질적으로 기공도가 없다.
일부 구현예에서는, 에어로졸 냉각 부재는 금속 호일, 중합성 위치하는 및 실질적으로 비다공성 종이 또는 판지를 포함하는 군으로부터 선택되는 위치하는 재료를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서는, 에어로졸 냉각 부재는 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리염화비닐 (PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리젖산 (PLA), 셀룰로오스 아세테이트 (CA) 및 알루미늄 호일으로 이루어진 군으로부터 선택되는 위치하는 재료를 포함할 수 있다.
소비 후에, 에어로졸 발생 물품은 전형적으로 1회용이다. 에어로졸 발생 물품을 형성하는 부재를 생분해하는 것이 유리하다. 따라서, 에어로졸 냉각 부재가 생분해성 재료, 예를 들어 비다공성 종이 또는 폴리젖산 또는 Mater-Bi®등급(전분계 코폴리에스테르 군이 상업적으로 이용가능함)과 같은 생분해가능한 중합체로부터 형성하는 것이 유리할 수 있다. 일부 구현예에서는, 전체 에어로졸 발생 물품은 생분해가능하거나 부패가능하다.
에어로졸 냉각 부재가 높은 전체 표면적을 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직한 구현예에서 에어로졸 냉각 부재는 채널을 형성하기 위해서 크림핑 이후에 플리팅, 게더링 또는 폴딩 박형 재료의 위치하는에 의해서 형성된다. 주어진 부피의 부재 내에 폴드 또는 플리트가 많을수록, 에어로졸 냉각 부재의 전체 표면적이 넓어지게 된다. 일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 부재는 약 5 ㎛와 약 500 ㎛ 사이, 예를 들어 약 10 ㎛과 약 250 ㎛ 사이의 두께를 가지는 재료로부터 형성될 수 있다. 일부 구현예에서는, 에어로졸 냉각 부재는 약 300 평방미터/밀리미터 (mm2/mm)과 약 1000 평방미터/밀리미터 (mm2/mm)길이 사이의 전체 표면적을 가진다. 즉, 종방향의 에어로졸 냉각 부재는 약 300 mm2/mm와 약 1000 mm2/mm 사이의 표면적을 가진다. 바람직하게는, 전체 표면적은 약 500 mm2/mm이다.
에어로졸 냉각 부재는 약 10 평방미터/밀리그램 (mm2/mg)과 약 100 평방미터/mg (mm2/mg)사이의 비표면적을 가지는 재료로부터 형성될 수 있다. 일부 구현예에서는, 비표면적은 약 35 mm2/mg일 수 있다.
비표면적은 알려진 폭과 두께를 가지는 재료를 취해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 재료는 ±2 ㎛의 오차를 가지는 50 ㎛의 평균 두께는 가지는 PLA 재료일 수 있다. 재료가 알려져 있는 폭, 예를 들어 200 mm와 약 250 mm 사이일 때, 비표면적과 밀도를 계산할 수 있다.
수증기 부분을 함유하는 에어로졸이 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입될 때, 수증기의 일부는 에어로졸 냉각 부재를 통해서 구성되어 있는 종방향으로 연장되어 있는 채널의 표면적에 응축되어 있을 수 있다. 수증기 (water)가 응축하면, 응축된 물의 물방울이 에어로졸 냉각 부재를 형성하는 재료로 흡수되기 보다는 해당 에어로졸 냉각 부재의 표면에 물방울 형태로 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 에어로졸 냉각 부재를 형성하는 재료는 실질적으로 기공도가 없거나 또는 실질적으로 물에 비흡수성이다.
에어로졸 냉각 부재는 열전달에 의해서 부재를 통해서 흡입되는 에어로졸 흐름의 온도를 냉각시키는 작용을 할 수 있다. 에어로졸의 성분은 에어로졸 냉각 부재와 상호작용해서 열에너지를 루즈 (loose)할 수 있다.
에어로졸 냉각 부재는 에어로졸 흐름으로부터의 열에너지를 소모시키는 상변환을 함으로써 부재를 통해서 흡입되는 에어로졸 흐름의 온도를 냉각시키는 작용을 할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 냉각 부재를 형성하는 재료는 열에너지의 흡수를 필요로 하는 용융 또는 유리전이와 같은 상변환을 거칠 수 있다. 에어로졸이 에어로졸 냉각 부재로 진입하는 온도에서 흡열반응을 하도록 부재가 선택되면, 반응은 에어로졸 흐름으로부터 열에너지를 소모하게 될 것이다.
에어로졸 냉각 부재는 에어로졸 흐름으로부터의 수증기와 같은 성분의 응축을 야기하는 것에 의해 부재를 통해서 흡입되는 에어로졸의 흐름의 겉보기 온도를 저하시키는 작용을 할 수 있다. 응축으로 인해서 에어로졸 흐름은 에어로졸 냉각 부재를 통과한 후에 더 건조해질 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입된 에어로졸 흐름의 수증기 함량은 약 20%와 약 90% 사이만큼 저하될 수 있다. 사용자는 이러한 에어로졸의 온도가 습윤한 에어로졸의 동일한 실제 온도보다 더 낮은 것으로 인지할 수 있다. 따라서, 사용자의 입에서의 에어로졸의 촉감은 통상적인 궐련의 연기 흐름에 의해서 제공되는 촉감과 유사할 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 흐름의 온도는 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입될 때 10℃ 이상까지 저하될 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 흐름의 온도는 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입될 때 15℃ 이상 또는 20℃ 이상까지 저하될 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 부재는 부재를 통해서 흡입된 에어로졸의 수증기 함량 비율을 제거시킨다. 일부 구현예에서, 다른 휘발성 물질의 비율은 에어로졸이 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입될 때 에어로졸 흐름으로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서는 페놀성 화합물의 부분은 에어로졸이 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입될 때 에어로졸 흐름으로부터 제거될 수 있다.
페놀성 화합물은 에어로졸 냉각 부재를 형성하는 재료의 상호작용에 의해서 제거될 수 있다. 예를 들어, 페놀성 화합물 (예를들어 페놀 및 크레졸)은 에어로졸 냉각 부재가 형성되는 재료에 의해서 흡착될 수 있다.
페놀성 화합물은 에어로졸 냉각 부재 내에 응축된 물방울과의 상호작용에 의해서 제거될 수 있다.
바람직하게는, 50% 이상의 주류 페놀 수득률이 제거된다. 일부 구현예에서, 60% 이상의 주류 페놀 수득률이 제거된다. 일부 구현예에서, 75% 이상의 또는 80% 이상의 또는 90% 이상의 주류 페놀 수득률이 제거된다.
상술한 바와 같이, 에어로졸 냉각 부재는 복수의 종방향으로 연장되어 있는 채널을 정의하는 부재로 크림핑, 플리팅, 게더링 또는 폴딩된 적절한 재료 위치하는로부터 형성될 수 있다. 이러한 에어로졸 냉각 부재의 단면적 프로필은 무작위로 배향되는 채널을 나타낼 수 있다. 에어로졸 냉각 부재는 다른 수단에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 냉각 부재는 번들형의 종방향으로 연장되어 있는 튜브로부터 형성될 수 있다. 에어로졸 냉각 부재는 적절한 재료의 압출, 몰딩, 적층, 삽입 또는 분쇄에 의해서 형성될 수 있다.
에어로졸 냉각 부재는 종방향으로 연장되어 있는 채널을 함유하거나 또는 이를 위치시키는 외부 튜브 또는 래퍼를 포함할 수 있다. 예를 들어, 플리팅, 게더링 또는 폴딩 위치하는 재료는 래퍼 재료, 예를 들어 플러그 래퍼에 포장되어 있어서 에어로졸 냉각 부재를 형성할 수 있다. 일부 구현예에서는, 에어로졸 냉각 부재는 로드 형태로 게더링된, 래퍼, 예를 들어 필터 종이의 래퍼에 의해서 결합되는 크림핑 재료 위치하는를 포함한다.
일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 부재는 약 7 밀리미터 (mm)와 약 28 밀리미터 (mm) 사이의 길이를 가지는 로드 형태로 형성된다. 예를 들어, 에어로졸 냉각 부재는 약 18 mm의 길이를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 부재는 실질적으로 원형의 단면적과 약 5 mm 내지 약 10 mm의 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 냉각 부재는 약 7 mm의 직경을 가질 수 있다.
에어로졸 형성 기질은 고체 에어로졸 형성 기질일 수 있다. 다른 한편으로는 에어로졸 형성 기질은 고체와 액체 성분 둘다를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 가열 시 기질로부터 방출되는, 휘발성 담배 풍미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 다른 한편으로는, 에어로졸 형성 기질은 비담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 에어로졸 형성체를 더 포함할 수 있다. 적절한 에어로졸 형성체는 예를 들어 글리세린과 프로필렌 글리콜이다.
에어로졸 형성 기질은 고체 에어로졸 형성 기질인 경우, 고체 에어로졸 형성 기질은 예를 들어 하나 이상의 허브잎, 담배잎, 담배 립 (ribs)의 단편, 재구성 담배, 균질화된 담배, 압출 담배 및 팽화 담배를 포함하는 하나 이상의 분말, 과립, 펠렛, 파편, 스파게티, 스트립 또는 위치하는를 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기질은 헐거운 형태일 수 있거나 또는 적절한 용기 또는 카트리지에 제공될 수 있다. 예를 들어, 고체 에어로졸 형성 기질의 에어로졸 형성 재료는 종이 또는 다른 래퍼에 함유되고, 플러그 형태를 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기질이 플러그 형태로 있고, 어떠한 래퍼를 포함하는 전체 플러그는 에어로졸 형성 기질로 여겨진다.
경우에 따라서는, 고체 에어로졸 형성 기질은 해당 고체 에어로졸 형성 기질의 가열 시 방출되는, 추가적인 담배 또는 비담배 휘발성 풍미 화합물을 함유할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기질은 캡슐, 예를 들어 추가의 담배 또는 비담배 휘발성 풍미 화합물을 포함하는 캡슐을 함유할 수 있고, 이러한 캡슐들은 고체 에어로졸 형성 기질의 가열 시 용해될 수 있다.
경우에 따라서는, 고체 에어로졸 형성 기질은 열적으로 안정한 캐리어에 제공되거나 또는 매립될 수 있다. 캐리어는 분말, 과립, 펠렛, 파편, 스파게티, 스트립 또는 위치하는의 형태를 취할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기질은 예를 들어 위치하는, 폼 (foam), 겔 또는 슬러리 형태로 캐리어의 표면에 증착될 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기질은 캐리어의 전체 표면에 증착될 수 있거나 다른 한편으로는 사용 시 비균일한 풍미 전달을 제공하기 위해서 패턴에 적재될 수 있다..
에어로졸 발생 물품의 부재는 바람직하게는 적절한 래퍼, 예를 들어 궐련 종이에 의해서 조립된다. 궐련 종이는 로드의 형태로 에어로졸 발생 물품의 구성 성분을 포장하는 데 적절한 재료일 수 있다. 궐련 종이는 로드 내의 제자리에 있도록 물품이 조립될 때 에어로졸 발생 물품의 성분 부재를 그립(grip)할 필요가 있다. 적절한 재료는 본 분야에 잘 알려져 있다.
에어로졸 냉각 부재가, 5% 이상의 건조무게의 에어로졸 형성체와 물의 함량을 가지는 균질화된 담배 재료로부터 형성되거나 또는 이를 포함하는 에어로졸 형성 기질을 가지는 가열된 에어로졸 발생 물품의 성분 부분이 되게 하는 것이 특히 바람직할 수 있다. 예를 들어 균질화된 담배 재료는 건조무게당 5 중량%와 30 중량% 사이의 에어로졸 형성체 함량을 가질 수 있다. 이러한 에어로졸 형성 기질로부터 발생하는 에어로졸은 사용자로 하여금 특히 고온을 가지는 것으로 인지하게 할 수 있고, 높은 표면적, 낮은 RTD 에어로졸 냉각 부재의 사용은 사용자를 위해서 에어로졸의 겉보기 온도를 허용가능한 수준으로 저하시킬 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 실질적으로 원통의 모양일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 어떤 길이와, 그 길이에 실질적으로 수직인 어떤 원주를 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 실질적으로 원통의 모양일 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 어떤 길이와, 해당 길이에 실질적으로 수직인 원주를 또한 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 해당 에어로졸 형성 기질의 길이가 에어로졸 발생 디바이스의 공기류 방향에 실질적으로 나란하도록 에어로졸 발생 디바이스에 수용될 수 있다. 에어로졸 냉각 부재는 실질적으로 세장형일 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 대략 30 mm와 대략 100 mm 사이의 전체 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 대략 5 mm과 대략 12 mm 사이의 외부 직경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 필터 또는 마우스피스를 포함할 수 있다. 필터는 에어로졸 발생 물품의 말단 하류에 위치되어 있을 수 있다. 필터는 셀룰로오스 아세테이트 필터 플러그일 수 있다. 필터는 하나의 구현예에서는 길이가 대략 7 mm이지만, 대략 5 mm과 대략 10 mm 사이의 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기질의 하류에 위치하는 공간 부재를 포함할 수 있다.
하나의 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 45 mm의 전체 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 대략 7.2 mm의 외부 직경을 가질 수 있다. 추가로, 에어로졸 형성 기질은 대략 10 mm의 길이를 가질 수 있다. 다른 한편으로는, 에어로졸 형성 기질은 대략 12 mm의 길이를 가질 수 있다. 추가로, 에어로졸 형성 기질의 직경은 약 5 mm과 약 12 mm 사이일 수 있다.
하나의 구현예에서, 로드 형태로 조립된 복수의 부재들을 포함하는 에어로졸 발생 물품의 조립 방법이 제공된다. 복수의 부재들은 에어로졸 형성 기질과, 로드 내의 에어로졸 형성 기질의 하류에 위치하는 에어로졸 냉각 부재를 포함한다.
일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입되기 때문에 에어로졸의 크레졸 함량이 감소된다.
일부 구현예에서, 에어로졸은 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입되기 때문에 에어로졸의 페놀 함량이 감소된다.
일부 구현예에서, 에어로졸은 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입되기 때문에 에어로졸의 수분 함량이 감소된다.
하나의 구현예에서, 로드 형태로 조립된 복수의 부재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 사용하는 방법이 제공된다. 복수의 부재들은 에어로졸 형성 기질과, 로드 내에 해당 에어로졸 형성 기질의 하류에 위치하는 에어로종 냉각 부재를 포함한다. 본 방법은 에어로졸을 전개시키기 위해서 에어로졸 형성 기질을 가열시키는 단계와 그 에어로졸을 흡입시키는 단계를 포함한다. 에어로졸은 에어로졸 냉각 부재를 통해서 흡입되고 흡입되기 전에 온도가 감소된다.
도1은 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품 (10)을 예시한 것이다. 에어로졸 발생 물품 (10)은 4개의 부재들로서 에어로졸 형성 기질 (20), 중공 셀룰로오스 아세테이트 튜브 (30), 에어로졸 냉각 부재 (40)및 마우스피스 필터 (50)를 포함한다. 이러한 4개의 부재들은 연속적으로 배열되어 있으며, 동축 배열로 되어 잇고, 로드 (11)를 형성하기 위해서 궐련 종이 (60)에 의해서 조립된다. 로드 (11)는 사용자가 사용 시 그 또는 그녀의 입으로 삽입하는 마우스 엔드 (12) 및 해당 마우스 단부 (12)로의 로드 (11)의 대향하는 말단에 위치하는 원위 단부 (13)를 가진다. 마우스 단부 (12)와 원위단부 (13)사이에 위치하는 부재들은 마우스 단부 (12)의 상류, 다른 한편으로는 원위단부 (13)의 하류에 있는 것으로 기재될 수 있다.
로드 (11)가 조립될 때, 로드는 길이가 약 45 mm이고, 약 7.2 mm의 외부 직경, 약 6.9 mm의 내부 직경을 가진다.
에어로졸 형성 기질 (20)은 중공 튜브 (30)의 상류에 위치되고, 로드 (11)의 원위단부 (13)로 연장되어 있다. 하나의 구현예에서, 에어로졸 형성 기질 (20)은 플러그를 형성하기 위해서 필터 종이 (도시하지 않음)에 포장되어 있는 번들형 크림핑 캐스트 잎 담배를 포함한다. 캐스트 잎 담배는 에어로졸 형성 첨가제로서 글리세린을 포함하는 첨가제를 포함한다.
중공 아세테이트 튜브 (30)는 에어로졸 형성 기질 (20)의 바로 하류에 위치되어 있고, 셀룰로오스 아세테이트로부터 형성된다. 튜브 (30)의 한 가지 기능은 가열 부재와 접촉될 수 있도록 하기 위해서 에어로졸 형성 기질 (20)을 로드 (11)의 원위 단부 (13)를 향하게 위치시키는 것이다. 튜브 (30)는 가열 부재가 에어로졸 형성 기질 (20)로 삽입될 때, 에어로졸 냉각 부재 (40)를 향해서 로드 (11)를 따라 강제되는 것을 방지하는 작용을 한다. 튜브 (30)는 또한 에어로졸 냉각 부재 (40)가 에어로졸 형성 기질 (20)으로부터 공간을 두는 공간 부재로서의 역할을 한다.
에어로졸 냉각 부재 (40)는 약 18 mm의 길이, 약 7.12 mm의 외부 직경, 약 6.9 mm의 내부 직경을 가진다. 하나의 구현예에서, 에어로졸 냉각 부재 (40)는 50 mm ± 2 mm의 두께를 가지는 폴리젖산 시트로부터 형성된다. 폴리젖산 시트는 크림핑 및 게더링되어서 에어로졸 냉각 부재 (40)의 길이를 따라서 연장되어 있는 복수의 채널을 구성할 수 있다. 에어로졸 냉각 부재의 전체 표면적은 에어로졸 냉각 부재 (40)의 8000 mm2과 9000 mm2 사이로서, 대략 길이의 대략 500 mm2/mm과 동등하다. 에어로졸 냉각 부재 (40)의 비표면적은 대략 2.5 mm2/mg이고, 기공도는 종방향으로 60%과 90% 사이이다. 폴리젖산은 사용 시 160℃ 이하의 온도로 유지된다.
기공도는 여기에 논의된 어느 하나와 일치하는 에어로졸 냉각 부재를 포함하는 로드에서의 비충전된 공간의 측정으로서 정의되어 있다. 예를 들어, 로드 (11)의 직경은 부재 (40)에 의해서 50% 비충전되면, 기공도는 50%일 것이다. 마찬가지로, 로드는 내부 직경이 완전히 비충전되고, 완전히 충전되면 0%의 기공도를 가진다. 기공도는 알려져 있는 방법을 사용해서 계산할 수 있다.
기공도가 어떻게 계산되는지에 대한 실례의 예시를 여기에 제공하기로 하고, 도 11A, 11B 및 11C에 예시되어 있다. 에어로졸 냉각 부재 (40)가 두께 (t) 및 폭 (w)를 가지는 재료 시트 (1110)으로부터 형성될 때, 시트 재료 (1110)의 가장자리 (1100)에 의해서 제시되는 단면적은 두께를 곱한 폭으로 표시된다. 50 ㎛ (±2 ㎛)의 두께 및 230 mm의 폭을 가지는 시트 재료의 특정한 구현예에서, 단면적은 대략 1.15 x 10-5 m2 (제1 면적으로 나타낼수 있음)이다. 표지된 두께 및 폭을 가지는 실례의 크림핑 재료가 도11에 예시되어 있다. 실례의 로드 (1200)는 직경 (d)를 가지는 것으로 예시되어 있다. 로드의 내부 면적 (1210)은 식 (d/2)2π로 표시된다. 재료를 궁극적으로 밀폐시키는 로드의 내부 직경이 6.9 mm라고 가정하면, 비충전된 공간의 면적은 대략 3.74 x 10-5 m2 (제2 면적을 나타낼 수 있음)으로 계산될 수 있다.
에어로졸 냉각 부재 (40)를 포함하는 크림핑 및 비크림핑 재료는 게더링 또는 폴딩되고, 로드 (도11B)의 내부 직경 내에 제한된다. 상기 실시예들을 기초로 한 제1 면적 및 제2 면적의 비율은 대략 0.308이다. 이러한 비율은 100을 곱한 것이고 몫은 여기에 주어진 특정한 도면들에서 대략 69%인, 기공도에 도달하기 위해 100%로부터 감산된다. 분명하게도, 시트 재료의 두께 및 폭은 다양할 수 있다. 마찬가지로, 로드의 내부 직경이 변화될 수 있다.
통상의 기술자 중 한명으로 하여금 로드의 내부 직경뿐만 아니라 재료의 알려진 두께 및 폭을 가지는 기공도는 상기 방식으로 계산될 수 있다는 것이 이제 명백하다. 따라서 시트 재료가 알려진 두께와 길이를 가지고 그 길이를 따라서 크림핑되고 게더링되는 경우, 재료에 의해서 충전되는 공간이 결정될 수 있다. 비충전된 공간은 예를 들어 로드의 내부 직경을 취함으로써 계산될 수 있다. 로드 내에 있는 기공도 또는 비충전된 공간은 이러한 계산으로부터 로드 내에 전체 공간 면적의 퍼센트로 계산될 수 있다.
폴리젖산의 크림핑 또는 게더링 시트는 에어로졸 냉각 부재 (40)를 형성하기 위해서 필터 종이 (41)내에 포장된다.
마우스피스 필터 (50)는 셀룰로오스 아세테이트로부터 형성되고, 약 45mm의 길이를 가지는 통상적인 마우스피스 필터이다.
상기에서 확인된 네가지 부재들은 종이 (60)내에 단단히 포장됨으로써 조립된다. 이러한 특정한 구현예에서의 종이 (60)는 표준 성질을 가지는 통상적인 궐련 종이이다. 종이 (60)와 각 부재들 사이의 간섭은 부재들을 위치시키고, 에어로졸 발생 물품 (10)의 로드 (11)를 정의한다.
상술하고, 도1에 예시되어 있는 특정한 구현예가 궐련 종이에 조립된 4개의 부재를 가진다고 할지라도, 에어로졸 발생 물품이 추가의 부재 또는 더 적은 부재를 가질 수 있다는 것이 명백하다.
도1에 예시되어 있는 에어로졸 발생 물품이 소모되게 하기 위해서 에어로졸 발생 디바이스 (도시하지 않음)와 결합하도록 설계된다. 이러한 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸을 형성하기에 충분한 온도로 에어로졸 형성 기질 (20)을 가열시키는 수단을 포함한다. 전형적으로, 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 형성 기질 (20)에 인접한 에어로졸 발생 물품 또는 해당 에어로졸 형성 기질 (20)에 삽입되어 있는 가열 부재를 둘러싸고 있는 가열 부재를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 디바이스와 결합하면, 사용자는 에어로졸 발생 물품 (10)의 마우스단부 (12)를 흡입하고, 에어로졸 형성 기질 (20)이 약 375℃의 온도로 가열된다. 휘발성 화합물은 이러한 온도에서 에어로졸 형성 기질 (20)로부터 방출되는다. 이러환 화합물은 로드 (11)를 통해서 사용자의 입으로 흡입되는, 에어로졸을 형성하기 위해서 응축된다.
에어로졸은 에어로졸 냉각 부재 (40)를 통해서 흡입된다. 에어로졸이 에어로졸 냉각 부재 (40)를 통과할 때, 에어로졸의 온도는 에어로졸 냉각 부재 (40)로의 열에너지 전달로 인해서 저하된다. 추가로, 물방울은 에어로졸로부터 응축되고, 에어로졸 냉각 부재 (40)를 통해서 구성된 종방향으로 연장되어 있는 채널의 내부 표면으로 흡착된다.
에어로졸이 에어로졸 냉각 부재 (40)에 진입할 때, 그것의 온도는 약 60℃이다. 에어로졸 냉각 부재 (40)내의 냉각으로 인해서, 에어로졸 냉각 부재 (40)을 방출하는 에어로졸의 온도는 약 40℃이다. 추가로, 에어로졸의 수분 함량이 저하된다. 에어로졸 냉각 부재 (40)을 형성하는 재료 타입에 따라서, 에어로졸의 수분 함량은 0%과 90% 사이의 모든 곳에서부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 부재 (40)이 폴리젖산을 포함할 때, 수분 함량은 상당히 저하되지 않으며 즉, 저하는 약 0%일 것이다. 대조적으로 Mater-Bi와 같은 전분계 재료가 부재 (40)를 형성하기 위해서 사용될 때, 약 40%의 저하가 있을 것이다. 통상의 기술자 중 한명으로 하여금 부재 (40)를 포함하는 재료의 선택을 통해서 에어로졸의 수분 함량이 선택될 수 있다는 것이 명백해질 것이다.
담배계 기질을 가열함으로써 형성되는 에어로졸은 전형적으로 페놀성 화합물을 포함할 것이다. 여기에 논의되어 있는 구현예와 일치하는 에어로졸 냉각 부재를 사용하는 것은 페놀과 크레졸의 수준을 90% 내지 95%로 저하시킬 수 있다.
도2는 에어로졸 발생 물품의 제2 구현예를 예시한 것이다. 도1의 물품이 에어로졸 발생 디바이스와 함께 소모되도록 의도되는 반면, 도2의 물품은 흡입가능한 에어로졸을 형성하기 위해서 연소되고 에어로졸 형성 기질 (20)로 열을 전달하는 연소성 열원 (80)을 포함한다. 연소성 열원 (80)은 로드 (11)의 원위단부 (13)에서 에어로졸 형성 기질에 근접하게 조립된 숯 (charcoal)부재이다. 도2의 물품 (10)은 공기가 로드 (11)로 흐르도록 구성되고, 사용자에 의한 흡입 전에 에어로졸 형성 기질 (20)을 통해서 순환하게 된다. 도1의 부재들과 본질적으로 동일한 부재들은 동일한 번호가 주어진다.
상술한 실례의 구현예들은 제한적이지 않다. 상술한 실례의 구현예들의 관점에서, 상기의 실례의 구현예들과 일치하는 다른 구현예들은 통상의 기술자들 중 한명에게 명백해질 것이다.
이하의 실시예들은 에어로졸 냉각 부재를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 특정한 구현예들을 수행한 시험 중에 얻어진 실험 결과를 기록한 것이다. 흡연 및 흡연 기계 사양서를 위한 조건은 ISO 표준 3308 (ISO 3308:2000)에서 결정된다. 검사와 시험을 위한 분위기는 ISO 표준 3402에서 결정된다. 페놀을 캠브리지 필터 패드를 사용해서 포획 (trapped)한다. 페놀릭, 카테콜, 히드로퀴논, 페놀, o-, m- 및 p-크레졸의 정량적 측정을 LC-발광에 의해서 수행하였다.
실시예 1 이 실험을 전기적으로 가열된 에어로졸 발생 디바이스와의 사용을 위해서 에어로졸 발생 물품에서 크림핑, 게더링된 폴리젖산 (PLA) 에어로졸 냉각 부재의 병합 효과를 측정하기 위해서 수행하였다. 이 실험은 퍼프마다 주류 에어로졸 온도에 대한 에어로졸 냉각 부재의 효과를 조사하였다. 에어로졸 냉각 부재가 없는 에어로졸 발생 물품을 참고로 하는 비교 연구가 제공된다.
재료 및 방법. 에어로졸 발생 작동을 캐나다 보건부 흡연 제도하에서 수행하였고: 15 퍼프를 취하였고, 각각은 부피가 55 mL, 퍼프 지속기간이 2초, 퍼프 간격이 30초였다. 5 블랭크 퍼프를 하나의 작동 전후에서 취하였다.
예열 시간은 30초였다. 실험 동안에, 실험실 조건은 (60±4)%의 상대 습도 (RH)와 (22±1)℃의 온도였다.
물품 A는 PLA 에어로졸 냉각 부재를 가지는 에어로졸 발생 물품이다. 물품 B는 에어로졸 냉각 부재가 없는 관련 에어로졸 발생 물품이다.
재생가능한 식물 자원으로부터 제조되는 EarthFirst®PLA Blown Clear Packaging Film의 30 두꺼운 시트로 제조되고 상품명 IngeoTM (Sidaplax, Belgium)로 시판된다. 주류 에어로졸 온도 측정을 위해서, 시료당 5번 (replicate)을 측정하였다.
결과. 물품 A와 물품 B로부터 취해진 퍼프당 평균 주류 에어로졸 온도를 도3에 나타내었다. 물품 A와 물품 B의 퍼프 번호 1의 퍼프내 주류 온도 프로필을 도 4에 나타내었다.
실시예 2. 이 실험을 전기적으로 가열된 에어로졸 발생 디바이스와 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품의 크림핑 및 게더링 전분계 공중합체 에어로졸 냉각 부재의 병합의 효과를 측정하기 위해서 수행하였다. 실험에서는 주류 에어로졸 온도의 퍼프당 에어로졸 냉각 부재의 퍼프에 대한 효과를 조사하였다. 에어로졸 냉각 부재가 없는 에어로졸 발생 물품을 참고로 하는 비교 연구가 제공된다.
재료 및 방법. 캐나다 보건부 흡연 제도 하에서 에어로졸 발생 작동을 수행하였고: 15 퍼프를 피웠고, 각각은 부피가 55 ml, 퍼프 지속기간이 2초였고, 퍼프 간격을 30초로 하였다. 5 블랭크의 퍼프를 한번의 작동 전후에 취하였다.
예열 시간은 30초였다. 실험 시, 실험실 조건은 (60±4)%의 상대 습도 (RH)와 (22±1)℃의 온도였다.
물품 C는 전분계 공중합체 에어로졸 냉각 부재를 가지는 에어로졸 발생 물품이다. 물품 D는 에어로졸 냉각 부재가 없는 관련 에어로졸 발생 물품이다.
에어로졸 냉각 부재는 길이가 25mm이고, 전분계 공중합체 화합물로 이루어진다. 주류 에어로졸 온도 측정을 위해서 시료당 5번을 측정하였다.
결과. 퍼프당 평균 주류 에어로졸 온도와 두개의 시스템 (즉 물품 C와 D)을 위한 표준 편차를 도5에 나타내었다.
관련 시스템 물품 D를 위한 퍼프마다 주류 에어로졸 온도가 준선형 방식으로 저하된다. 최저온도가 14회와 15회의 퍼프 시 흡연 동작의 최후에서 측정되며, 45℃ 이하인 반면, 최고온도(약 57-58℃)는 1회 및 2회의 퍼프시 도달하였다. 전분계 코폴리에스테르 화합물인 크림핑 및 게더링 에어로졸 냉각 부재의 사용은 주류 에어로졸 온도를 상당히 저하시킨다. 이러한 특정한 실시예에 나타난 평균 에어로졸 농도 저하는 약 18℃로서, 퍼프 1회 시 23℃의 최대 저하, 퍼프 3회시 14℃의 최저 저하를 가졌다.
실시예 3. 이러한 실시예에서, 퍼프마다 주류 에어로졸 니코틴 및 글리세린 수준에 대한 폴리젖산 에어로졸 냉각 부재의 효과를 조사하였다.
재료 및 방법. 퍼프마다 니코틴과 글리세린 전달을 기체 크로마토그래피/이동시보 질량 분광계 (GC/MS-TOF)에 의해서 측정하였다. 실시예 1에 기재한 대로 작동을 수행하였다. 물품 A와 B는 실시예 1에 설명한 바와 같은 물품이다.
결과. 물품 A와 물품 B의 니코틴 및 글리세린 퍼프마다 방출 프로필을 도6과 도7에 나타내었다.
실시예 4-이러한 실시예에서, 퍼프마다 주류 에어로졸 니코틴과 글리세린 수준에 대한 전분계 코폴리에스테르 에어로졸 냉각 부재의 효과를 조사하였다.
재료 및 방법. 퍼프마다 니코틴 및 글리세린 전달을 GC/MS-TOF에 의해서 측정하였다. 실시예2에 설명한 바와 같이 동작을 수행하였다. 물품 C와 물품 D는 실시예 1에 설명한 바와 같은 물품들이다. 물품 A와 B는 실시예1에 설명한 바와 같은 물품들이다.
퍼프마다 니코틴 및 글리세린 전달을 도8과 도9에 나타내었다. 전분계 코폴리에스테르 화합물 크림핑 필터를 가지는, 전체 니코틴 수득률은 0.83 mg/궐련 (σ= 0.11mg)및 1.04 mg/궐련 (σ= 0.16mg)였다. 니코틴 수득률의 저하는 도8에서 분명히 보이고, 주로 3회와 8회의 퍼프 사이에서 발생하게 된다. 전분계 코폴리에스테르 화합물 에어로졸 냉각 부재의 사용은 퍼프마다 니코틴 수득률 (크림핑 필터가 있을 때에는 cv = 38%, 필터가 없을 때에는 cv = 52%)의 가변성을 저하시켰다. 한번의 퍼프 당 최대 니코틴 수득률은 에어로졸 냉각 부재가 있을 때에는 80μg이고, 없을 때에는 최대 120μg이다.
실시예 5- 이 실시예에서는, 전체 주류 에어로졸 페놀 수득률에 대한 폴리젖산 에어로졸 냉각 부재의 효과를 조사하였다. 추가로, 니코틴 계의 국제 (international)관련 궐련 3R4F과 비교해서 주류 에어로졸 페놀 수득률에 대한 폴리젖산 에어로졸 냉각 부재의 효과가 제공된다.
재료 및 방법. 페놀 분석을 수행하였다. 프로토타입 당 반복수는 4회였다. 실험실 조건과 시험 체제는 실시예1에 기재한 바와 같다. 물품 A와 B는 실시예1에 기재된 바와 같다. 에어로졸 냉각 부재를 가지거나 또는 없는 시스템을 위한 주류 에어로졸 페놀 수득률을 표1에 나타내었다. 비교 목적을 위해서, 켄터키 관련 궐련 3R4F을 위한 주류연 값을 또한 표1에 나타내었다. 켄터키 관련 궐련 3R4F는 예를 들어 켄터키 대학의 농과대학, 담배 연구 & 개발 센터로부터 상업적으로 이용가능하다.
표1. 물품 B, 물품 A 및 3R4F 관련 궐련을 위한 주류 페놀 수득률. 수득률은 μg/궐련으로 나타낸다.
Figure pct00001
에어로졸 냉각 부재가 없는 관련 시스템에 비해서 페놀의 저하가 92% 이상이고, 3R4F 관련 궐련 (니코틴계/mg으로 표시됨)에 비해 95%인 경우, 이 특정한 실시에에서 PLA 에어로졸 냉각 부재을 첨가했을 때 페놀에 대한 가장 극적인 효과를 관찰하였다. 페놀 수득률 (니코틴계)의 저하%를 니코틴/mg로 표시되어 있는 표2에 나타내었다.
표2. %로 표시되는 페놀 수득률 저하 (니코틴계)
Figure pct00002
주류연 전달의 기능으로서, 주류연 페놀 수득률 3R4F (니코틴계)의 편차를 도10에 나타내었다.
실시예6. 이 실시예에서는, 퍼프 대 퍼프 주류연 페놀 수득률에 대한 폴리젖산 에어로졸 냉각 부재의 효과를 조사하였다.
재료 및 방법. 페놀 분석을 수행하였다. 프로토타입 당 반복수는 4회였다. 조건은 실시예1에서 설명한 바와 같다. 물품 A와 B는 실시예 1에서 설명한 바와 같다.
결과. 퍼프마다 물품A와 물품B를 위한 페놀 및 니코틴을 도8과 도9에 나타내었다. 물품 B의 시스템을 위해서, 주류 에어로졸 페놀을 퍼프 3회에 검출하였고, 퍼프 7회에 최대에 도달하였다. 퍼프마다 페놀 전달에 대한 PLA 에어로졸 냉각 부재의 효과가 명백히 나타나는데, 이것은 페놀 전달이 검출한계 (LOD)이하이기 때문이다. 니코틴의 전체 수득률의 감소 및 퍼프마다 니코틴 방출 프로필의 평탄화를 도9에서 관찰하였다.
10: 에어로졸 발생 물품
11: 로드
12: 마우스 단부
13: 원위 단부
20: 에어로졸 형성 기질
30: 중공 셀룰로오스 아세테이트 튜브
40: 에어로졸 냉각 부재
50: 마우스피스 필터
60: 종이
80: 연소성 열원
1100: 가장자리
1110: 시트 재료
1200: 로드
1210: 내부 면적

Claims (19)

  1. 로드 (11)의 형태로 조립되어 있는 복수의 부재들을 포함하는 에어로졸 발생 물품 (10)으로서, 복수의 부재들은 에어로졸 형성 기질 (20), 로드 (11)내에 에어로졸 형성 기질 (20)의 하류에 위치하는 에어로졸 냉각 부재 (40)를 포함하되, 해당 에어로졸 냉각 부재 (40)는 복수의 종방향으로 연장되어 있는 채널들을 포함하고, 종방향으로 50%과 90% 사이의 기공도를 가지는 에어로졸 발생 물품 (10).
  2. 제1항에 있어서,
    에어로졸 냉각 부재 (40)는 300 mm2/mm와 1000 mm2/mm사이의 전체 표면적을 가지는 에어로졸 발생 물품 (10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    종방향으로 연장되어 있는 채널은 해당 채널을 형성하기 위해서 크림핑, 플리팅, 게더링 및 폴딩으로부터 선택되는 하나 이상의 공정에 의해서 처리되는 시트 재료로 구성되는 에어로졸 발생 물품 (10).
  4. 제3항에 있어서,
    시트 재료는 에어로졸 냉각 부재 (40)를 형성하기 위해서 래퍼 재료 (41)로 포장되는 에어로졸 발생 물품 (10).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 냉각 부재 (40)는 금속 호일, 중합성 시트 및 실질적으로 비다공성 종이로 이루어진 군으로부터 선택되는 시트 재료를 포함하는 에어로졸 발생 물품 (10).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 냉각 부재 (40)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리젖산, 셀룰로오스 아세테이트 및 알루미늄 호일로 이루어진 군으로부터 선택되는 시트 재료를 포함하는 에어로졸 발생 물품 (10).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 형성 기질 (20)로부터 방출되는 에어로졸은 수증기를 함유하고, 이 수증기의 일부는 에어로졸 냉각 부재 (40)를 통해서 에어로졸이 흡입될 때 물방울을 형성하도록 응축되는 에어로졸 발생 물품 (10).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 냉각 부재 (40)는 길이가 7 mm과 28 mm 사이인 에어로졸 발생 물품 (10).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 냉각 부재 (40)는 해당 에어로졸 냉각 부재 (40)를 통해서 에어로졸을 흡입할 때 에어로졸 형성 기질 (20)로부터 방출되는 에어로졸을 10℃ 이상으로 냉각하도록 구성되는 에어로졸 발생 물품 (10).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 형성 기질 (20)로부터 방출되는 에어로졸의 수증기 함량은 에어로졸 냉각 부재 (40)를 통해서 흡입된 후 20%과 90% 사이로 저하되는 에어로졸 발생 물품 (10).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 냉각 부재 (40)는 에어로졸 형성 기질 (40)로부터 방출되는 에어로졸이 에어로졸 냉각 부재 (40)를 통해서 흡입될 때 상전이를 거치는 재료를 포함하는 에어로졸 발생 물품 (10).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    로드 (11)내에서 에어로졸 냉각 부재 (40)의 하류에 배치되어 있는 필터 (50)를 포함하는 에어로졸 발생 물품 (10).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    로드 (11)내에서 에어로졸 형성 기질 (20)과 에어로졸 냉각 부재 (40) 사이에 위치하는 공간 부재 (30)를 포함하는 에어로졸 발생 물품 (10).
  14. 로드 (11)형태로 조립된 복수의 부재들을 포함하고, 복수의 부재들은 에어로졸 형성 기질 (20)과 에어로졸 냉각 부재 (40)를 포함하되, 에어로졸 냉각 부재 (40)는 로드 (11)내에서 에어로졸 형성 기질 (20)의 하류에서 제공되는 에어로졸 발생 물품 (10)의 조립 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    에어로졸 냉각 부재 (40)는 에어로졸의 크레졸 함량을 저하시킬 수 있는 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    에어로졸 냉각 부재 (40)는 에어로졸의 페놀 (phenolic) 함량을 저하시킬 수 있는 방법.
  17. 로드 (11)형태로 조립된 복수의 부재들을 포함하는 에어로졸 발생 물품(10)으로서, 복수의 부재들은 에어로졸 형성 기질 (20), 마우스피스 (50) 및 에어로졸 형성 기질 (20)의 하류와, 로드 (11) 내에서 상기 물품과 마우스피스 사이에 위치하는 에어로졸 냉각 부재 (40)를 포함하는 에어로졸 발생 물품 (10).
  18. 제17항에 있어서,
    에어로졸이 로드를 통해서 마우스피스를 통과할 때 에어로졸 냉각 부재 (40)는 에어로졸 형성 기질로부터 발생한 에어로졸을 적어도 20℃까지 냉각시키는 에어로졸 발생 물품 (10).
  19. 원하는 양만큼 에어로졸을 냉각시키기 위해서 종방향의 길이로 충분히 에어로졸 냉각 부재 (40)의 크기를 선택하고, 로드 (11) 내에 부재를 제공하는 것을 포함하는 에어로졸의 냉각 방법.
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