KR20150010944A - 에어로졸을 포함하는 흡연 물품 마우스피스 - Google Patents

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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

본 발명의 흡연 물품(10)은 마우스피스(14)와 병합하고, 마우스피스는 유기 젤에서 변환된 열린 기공 구조 및 열린 기공 구조에 분산된 에어로젤 입자(20)와 같은 기능성 재료를 포함한다.

Description

에어로졸을 포함하는 흡연 물품 마우스피스{SMOKING ARTICLE MOUTHPIECE INCLUDING AEROGEL}
본 발명은 유기 젤에서 열린 기공 구조로 변환하는 재료를 포함하는, 흡연 물품 마우스피스 또는 마우스피스 필터 성분에 관한 것이다.
흡연 물품은 종래 공기 흐름(기류)을 수용할 수 있도록 고안된 구역을 포함한다. 예를 들면, 수많은 상용 궐련(cigarettes)들은 연기가 필터를 통해 흡입 될 때, 흡연 물품으로부터 연기 성분을 가두거나 변환 또는 연기로 재료을 방출하는 기능성 재료을 포함한 필터 요소를 포함한다. 그러한 기능성 재료는 예를 들면, 흡착제, 촉매 및 풍미 재료 등을 포함한 것들이 알려져 있다.
일 실시예에서, 흡연 물품은 담배를 연소하는 것보다 가열하는 것으로 고안되었다. 다른 실시예에서, 흡연 물품은 연소식, 가열식이 아닌 공기 또는 기능성 재료, 또는 이 둘에 의해 담배를 통해 담배 성분을 전달하도록 고안되었다. 그러한 비-연소식 흡연 물품은 기류를 수용하도록 고안된 하나 또는 그 이상의 구역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 그러한 흡연 물품은 흡연 물품을 통해 흡입되는 공기 또는 연기류로 방출되도록 고안된 풍미제 또는 다른 기능성 재료을 갖는 구역을 포함할 수 있다.
에어로젤은 젤에서 유래한 것으로 젤의 액체 성분이 가스로 대체된 것인 다공성 합성 재료(synthetic highly porous material)이다. 그 결과 열린 기공 구조(open cell structure)와 낮은 밀도를 갖는 고체가 된다. 그 이름에도 불구하고, 에어로젤은 물리적 성질에 있어서 젤(gel)과 달리 견고(rigid)하고 건조한 재료이다: 그 이름은 젤에서 유래한 것에서 비롯되었다. 질량에 있어서, 젤은 거의 액체이지만 액체 내에서 삼차원 가교-결합된 네트워크때문에 고체같이 행동한다. 젤은 고체 내에서 분산된 액체 분자로서 일반적으로 고체는 연속상(continuous phase)이고 액체는 분산된 상(dispersed phase)이다.
에어로젤은 쉽게 부스러지지만 구조적으로는 강하다. 특정 경우에서, 하중지지 능력은 클러스터와 함께 융합되는 평균 약 2-5 나노미터 크기의 수지상 미세구조와 견줄만하다. 이 클러스터는 특정 경우 약 100 나노미터의 기공을 갖는 프렉탈 체인(fractal chain)의 삼차원 다공성 구조를 형성할 수 있다. 기공의 평균 크기 및 밀도는 제조 공정에서 제어될 수 있다.
간단히 요약하자면, 본 발명은 에어로젤에 관한 것이지만 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 마우스피스가 예를 들면 제로젤(xerogel) 또는 크리오젤(cryogel)과 같은 유기 젤로부터 변환된 열린 기공 구조를 포함하는 것을 또한 이해할 수 있다. 많은 구현예에서, 유기 젤로부터 변환된 열린 기공 구조는 하기에 사용되는 에어로젤로 치환될 수 있고 또는 에어로젤은 제로젤 또는 크리오젤로 치환될 수 있다.
연기 성분을 가두거나 변환하거나 또는 기능성 재료을 흡연 물품을 통해 흐르는 연기 흐름에 방출하기 위해 넓은 표면적을 제공하는 마우스피스를 갖는 신규한 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직하다. 풍미 또는 저장 또는 연기 성분을 변환하는 기능성 재료는 마우스피스 필터 요소의 가능한 표면적이 증가할수록 더 유용하게 작용할 수 있다. 상기 기능성 재료의 유용성이 증가할수록, 기능성 재료의 적은 양으로도 기능성 재료에서 얻을 수 있는 결과를 유지하면서 마우스피스 필터 요소에 사용될 수 있다.
흡인저항(RTD)과 같은 기류 성질 및 기류와 기능성 재료 사이의 함유량에 실질적으로 독립적인 견고성(firmness)과 같은 물리적 특성을 가진 신규한 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직하다.
마우스피스의 구조적 특성을 형성 또는 제공하는 유기 에어로젤를 함유한 마우스피스를 갖는 신규한 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직하다.
도1은 에어로젤이 형성된 마우스피스 필터 요소를 갖는 본 발명의 흡연 물품의 측면도이다.
도2는 필터 토우에 분산된 복수의 에어로젤이 형성된 마우스피스 필터 요소를 갖는 본 발명의 흡연 물품의 측면도이다.
도3은 성형 요소의 측면도이다.
도4는 다른 구현예에 따른 성형 요소의 측면도이다.
본 발명에 따르면, 유기 에어로젤을 함유한 마우스피스를 포함하는 흡연 물품을 제공한다. 유기 에어로젤은 열린 기공 구조를 형성한다. 기능성 재료는 에어로젤 및 특성 기능성 재료에 분산될 수 있고 기능성 재료의 양은 기능성 재료로 얻게 될 목적하는 결과에 따라 선택될 수 있다. 에어로젤은 마우스피스의 구조적 특징을 제공하기 위해 활용될 수 있다. 에어로젤은 단일(monolithic) 또는 연속된 형성 요소로서 마우스피스의 전체 또는 일 구역에 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 에어로젤은 마우스피스 또는 마우스피스 필터와 병합되어 마우스피스 또는 마우스피스 필터에 복수의 입자로서 분산될 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 형태, 강도 및 견고성과 같은, 목적으로 하는 흡연 물품의 물리적 특성을 유지하면서, 마우스피스를 통해 기류 성질을 고안하는 효과적인 방식을 제공한다. 유기 에어로젤은 (마우스피스 필터 요소와 같은) 마우스피스가 넓은 표면적을 가지도록 하고 에어로젤 내에 분산된 기능성 재료의 효용성을 증가시키도록 한다. 에어로젤은 어떠한 형태로 형성될 수 있고 마우스피스에 구조적 특성을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 열린 기공 구조를 형성하는 유기 에어로젤을 포함하는 마우스피스를 포함한다. 에어로젤은 마우스피스 필터 요소의 물리적 구조를 형성할 수 있고 또는 마우스피스 필터 요소에 분산된 복수의 에어로젤 입자를 형성할 수 있다. 많은 구현예에서, 에어로젤은 마우스피스 필터 요소의 물리적 특성을 형성한다. 에어로젤은 (마우스피스 필터 요소와 같은) 마우스피스에서 발견되는 통상의 견고성을 제공하는 구조적 특성을 제공한다.
"열린 기공 구조(open pore structure)" 용어는 상호연결된 공극(voids) 또는 기공(pores)을 정의하는 네트워크 또는 메트릭스를 포함하는 구조를 언급한다. 에어로졸, 가스 또는 수증기는 에어로젤의 상호연결된 공극 또는 기공을 통해 열린 기공 구조를 통과할 수 있다. 많은 구현예에서, 공극 또는 기공은 평균 약 500 마이크로미터 이하, 또는 250 마이크로미터 이하, 또는 100 마이크로미터 이하 보다 작은 크기일수 있다. 공극 또는 기공의 크기는 열린 기공 구조 단일 요소의 입자 또는 구역을 절단하고 각 공극 또는 기공의 가장 큰 단면-구획을 측정하여 결정할 수 있다. 공극 또는 기공의 평균 크기는 상기 측정치의 산술 평균이다. 이 열린 기공 구조는 공기 또는 담배 연기가 에어로젤 구조를 통해 흐르도록 한다. 이 열린 기공 구조의 기공 크기는 상용 흡연 물품의 흡인저항과 유사한 흡인저항을 제공하도록 선택될 수 있다. 많은 구현예에서,에어로젤 또는 열린 기공 구조를 포함하는 마우스피스 또는 마우스피스 필터는 흡인저항이 약 50 내지 120 mm H2O 또는 약 60 내지 100 mm H2O일 수 있다. 따라서, 여기에 기재된 상용 흡연 물품에 대한 흡연 경험이 상용 흡연 물품과 견줄만 하다.
"유기 에어로젤(organic aerogel)" 용어는 적어도 약 75%, 더 바람직하게는 적어도 90%, 더더욱 바람직하게는 거의 전부, 가장 바람직하게는 전부로 유기 화합물로 구성된 에어로젤를 언급한다. 유기 화합물은, 예를 들면 유기화학 IUPAC 명명법(관용적으로 "Blue Book")으로 에 따른, 유기로서 언급되는 모든 화합물을 포함한다. 예를 들면, 폴리머, 당, 단백질, 셀루로오스 재료 등이 있다.
이는 일반적으로 유기 화합물로 여기지 않는 활성 탄소 재료과 같은 다른 재료과 대조적이다. 예를 들면, 어떠한 재료(어떠한 유기 화합물 포함)은 활성 탄소 구조를 형성하기 위해 탄소화, 피롤리화 또는 그 밖에 가열될 수 있으나, 상기 재료이 활성화되면 더 이상 유기 화합물로 여겨지지 않는다. 몇몇 경우에, 유기 에어로젤은 탄소화, 피롤리화 또는 그 밖에 150도 이상으로 가열되지 않는다.
또한, 에어로젤의 재료는 바람직하게는 열린 기공 구조를 유지하기 위해 비-가교(non-crosslinked)이다.
마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소에 유용한 에어로젤은 밀도가 약 0.35 g/cm3 미만 또는 약 0.1 g/cm3 미만 또는 약 0.05 g/cm3 미만일 수 있다. 상기 에어로젤은 수은 압입 세공 측정법(mercury intrusion porosimetry)에 의하면 표면적이 약 500 m2/g 초과 또는 약 750 m2/g 초과 또는 약 1000 m2/g 초과일 수 있다. 상기 에어로젤은 적어도 약 50% 공극 (또는 가스 부피) 또는 적어도 약 75% 공극 또는 적어도 약 90% 공극을 가질 수 있다.
마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소에 유용한 에어로젤은 용액에서 젤을 만들고 온전한 에어로젤 구조를 버리고 액체를 제거하면서 형성될 수 있다. 젤은 예를 들면 젤화제(gelling agent), 및 액체를 조합하여 형성된다. 많은 구현예에서, 액체는 초임계 추출(supercritical extraction) 또는 초임계 건조(supercritical drying)를 통해 젤에서 제거된다.
초임계 추출 또는 초임계 건조는 (그 액체 및 기체 상이 구별 될 경우) 액체가 초임계 유체로 되도록 젤의 온도 및 압력를 증가시키면서 수행된다. 압력을 낮추면서 액체는 증발 및 제거되고 에어로젤을 형성한다.
몇 구현예에서, 젤은 압력 용기에 담기고 압력 용기는 액체 이산화탄소로 체운다. 액체 이산화탄소는 (물 또는 용매와 같은) 액체를 기공을 가진 젤로 변화시킨다. 젤은 수 일에 걸쳐 액체 이산화탄소에 흡수된다. 이산화탄소는 젤의 기공에서 액체를 대신한다. 그 후 이산화탄소는 임계 온도 (섭씨 31도) 및 임계 압력 (73 atm)으로 가열한다. 그 다음 용기는 등온 감압되어 에어로젤을 생성한다.
"젤화제(gelling agent)" 용어는 (적절한 비 및 제조 공정에서) 액체 용매와 혼합될 때, 액체를 유동성 액체에서 성형 고체(moldable solid), 반-고체 또는 젤로 변환시키는 재료을 언급한다. 젤은 액체 매질의 부피에 걸쳐 표면 장력 효과로 얽혀있는 삼차원 네트워크 고체를 포함한다.
유기 에어로젤은 천연 또는 합성 폴리머, 셀룰로오스 재료, 당, 단백질 등을 포함한다. 많은 구현예에서, 유기 젤화제는 셀룰로오스 아세테이트, 폴리스티렌, 폴리아세트 산 등과 같은 합성 또는 천연 폴리머이다. 몇 구현예에서, 유기 젤호제는 종이 또는 셀룰로오스 재료이다. 몇 구현예에서, 유기 젤화제는 폴리사카린 또는 단백질, 또는 하나 또는 그 이상의 폴리사카린과 하나 또는 그 이상의 단백질의 조합이다. 폴리사카린은 일 예로 전분, 식물성 검, 한천 또는 펙틴을 포함한다. 젤화제는 또한 일 예로 알긴산, 알긴산 나트륨, 알긴산 포타슘, 알긴산 알루미늄 또는 알긴산 칼슘 등과 같은 알기네이트 또는 알기네이트 염을 포함할 수 있다. 젤화제는 일 예로 젤라틴일 수 있다. 바람직한 유기 젤화제는 젤라틴과 같이, 펙틴, 알긴산 나트륨, 알긴산 칼슘, 아라비아 검 및 콜라겐을 포함한다.
액체는 젤로부터 에어로젤을 형성하기 위해 젤화제와 혼합할 수 있다. 액체는 용제, 물, 또는 용제와 물을 포함할 수 있다. 유용한 용제는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 2-프로판올, 이산화탄소, 헥산 및 톨루엔 등이 일례로 있다.
에어로젤은 임의의 유용하고 목적하는 형태로 형성될 수 있다. 젤은 어느 유용한 형태로 성형되고 액체는 에어로젤 요소와 유사한 형태로 되면서 제거된다. 많은 구현예에서, 에어로젤 요소는 흡연 물품의 마우스 피스 또는 마우스 피스 필터 요소의 적어도 일 부분을 형성하는 단일 또는 연속된 요소이다. 상기 방식에서, 에어로젤은 마우스 피스 또는 마우스 피스 필터 요소에 구조적 특징을 제공하고 마우스 피스가 종래 상용 마우스 피스 또는 마우스 피스 필터 요소보다 통상의 견고성을 가지도록 한다. 많은 구현예에서, 에어로젤 요소는 궐련의 마우스 피스 필터 요소를 형성하는 단일 요소이다.
복수의 열린 채널(open channels)은 연속적인 에어로젤 성분의 길이에 따라 연장할 수 있다. 상기 열린 채널은 임의의 유용한 방법을 통해 형성될 수 있다. 많은 구현예에서, 상기 열린 채널은 성형 과정에서 형성될 수 있다. 젤은 측 표면 및 밑 표면으로 정의된 성형 요소의 캐비티에 배치될 수 있다. 몇 구현예에서, 구성분(members)을 형성하는 복수의 연장된 채널은 바닥 표면에 고정되어 에어로젤의 길이를 따라 연장한다. 다른 구현예에서, 구성분을 형성하는 복수의 연장된 채널은 성형 요소에 비해 상대적으로 이동가능한 서포트 요소에 고정되어 있다. 구성분을 형성하는 연장된 채널은, 일단 에어로젤이 형성되고 성형 요소의 캐비티에서 제거되면, 에어로젤을 통해 공극 공간 또는 채널을 형성(정의)한다.
구성분을 형성하는 연장된 채널은 약 25 마이크로미터 또는 그 이하, 또는 약 15 마이크로미터 또는 그 이하와 같이 유용한 직경을 가질 수 있다. 구성분을 형성하는 연장된 성형 요소의 캐비티에서 채널은 적어도 약 10 또는 적어도 약 20개와 같이 유용한 수로 배치될수 있다. 구성분을 형성하는 채널은 에어로젤 길이 전체를 따라 또는 에어로젤 길이의 적어도 약 90% 또는 적어도 약 75% 연장될 수 있다.
몇 구현예에서, 에어로젤은 유용한 크기를 갖는 복수의 입자로 형성될 수 있다. 상기 구현예에서, 에어로젤 입자는 평균 적어도 약 50 마이크로미터, 또는 적어도 약 100 마이크로미터, 또는 적어도 약 250 마이크로미터 크기의 입자를 가진다. 에어로젤 입자는 평균 최대 약 5000 마이크로미터, 또는 약 1000 마이크로미터, 또는 약 500 마이크로미터 크기의 입자를 가진다. 본 발명의 목적에 따라 "입자 크기"는 미립자 재료 내의 개별 입자의 가장 큰 큰 단면-구획 치수를 나타낸다. "평균" 입자 크기는 입자의 평균 산술 입자 크기를 나타낸다. 미립자 재료 샘플용 입자 크기 측정은 잘 알려져 있는 표준체 테스트(seived test)를 사용하여 측정할 수 있다.
복수의 에어로젤 입자는 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소에 목적하는대로 분산될 수 있다. 많은 구현예에서, 에어로젤은 마우스피스 필터 요소의 셀룰로오스 아세테이트 토우(tow)에 분산되어 있다. 에어로젤 입자는 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소(예를 들면, 셀룰로오스 아세테이트 토우)에 목적으로하는 중량%로 분산될 수 있다. 몇 구현예에서, 에어로젤 입자는 적어도 약 1 중량% 또는 적어도 약 5 중량% 또는 적어도 약 10 중량%로 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소(예를 들면, 셀룰로오스 아세테이트 토우)에 분산되어 있다. 몇 구현예에서, 에어로젤 입자는 약 90 중량%보다 적은 양으로 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소에 분산되어 있다.
유기 에어로젤은 기능성 재료을 포함할 수 있다. 기능성 재료는 젤, 특히 에어로젤을 형성하기 위해 젤화제 및 약체와 혼합할 수 있다. 기능성 재료는 에어로젤의 열린 기공 구조 내에 분산될 수 있다. 에어로젤은 기능성 재료의 효용성을 증가시키기 위해 넓은 표면적을 제공한다. 따라서, 상용 흡연 물품과 비교하여 적은 양의 기능성 재료이 에어로젤의 열린 기공 구조에 이용될 수 있다. 기능성 재료가 에어로젤 매트릭스 또는 에어로젤 구조에 근본적으로 "잠금(locking)" 되면서 기능성 재료는 에어로젤 구조로 병합될 수 있다. 기능성 재료는 에어로젤을 통과하는 가스 또는 연기에 방출될 수 있다. 기능성 재료는 연기 성분은 가두거나 변환시키는 재료을 포함할 수 있다. 기능성 재료는 에어로젤 안에서 물리적을 결합된다. 바람직한 구현예에서, 기능성 재료는 에어로젤과 화학적으로 공유 결합하지 않는다.
연기 성분을 가두는 재료는 예로서 활성 탄소, 코팅 탄소, 활성 알루미늄, 제올라이트, 해포석(sepiolite), 분자체(molecular sieves) 및 실리카 겔과 같은 흡착제를 포함할 수 있다. 연기 성분을 가두는 재료는 예로서 단일 아미노산, 아미노 기능성 재료 및 고분자전해질과 같이 이온 교환 재료을 포함할 수 있다. 많은 구현예에서, 활성 탄소는 에어로젤 안에 분산된다. 몇 구현예에서, 연기 성분을 가두거나 변환하는 재료의 입자 크기는 표준 메쉬 테스트를 이용하여 측정될 수 있다. 예를 들면, 재료의 적어도 약 90 중량%가 ASTM 20 내지 ASTM 70 사이의 입자 크기를 가질 수 있다.
다른 구현예에서, 기능성 재료이 에어로젤 구조 안에서 "갇혀" 있거나 물리적으로 결합되었기 때문에, 유사 크기의 기능성 재료이 이용될 수 있다. 예를 들면, 입자의 약 10 중량% 이상이 ASTM 70 보다 작을 수 있고, 또는 입자의 약 25 중량% 이상이 ASTM 70 보다 작을 수 있다. 활성 탄소와 같은 재료는 에어로젤 구조에 존재하고 약 40 내지 180 mg/흡연 물품의 양 또는 약 60 내지 100 mg/흡연 물품의 양으로 흡연 물품 마우스피스에 병합될 수 있다.
연기 성분을 가두는 재료는 촉매로서 망간, 크롬, 철, 코발트, 니켈, 구리, 지르코늄, 주석, 아연, 텅스텐, 티타늄, 몰리브덴, 바나듐 물질, 티타니아, 세리아 및 금 또는 티타니아상 금(gold on titania)과, 예를 들면 탄소 나노튜브와 같은 나노구조를 포함할 수 있다.
에어로젤 또는 흡연 물품의 마우스피스를 통해 지나가는 가스 또는 연기에 방출되는 기능성 재료는 풍미제를 포함한다. 풍미제는 담배를 포함한다. 풍미제는 액체 풍미 또는 입자의 흡착제, 또는 초본 재료와 같은 액체 풍미 또는 입자 재료에 함침된 셀룰로오스 재료을 포함한다. 풍미제는 천연 또는 합성의, 멘톨, 페퍼민트, 스피아민트, 커피, 차, 항신료(계피, 정향 및 생강 등), 코코아, 바닐라, 과일향제, 초콜릿, 유칼립투스, 제라늄, 유게놀(eugenol), 용설란(agave), 주니퍼(juniper), 아네톨(anethole) 및 리날로올(linalool)등이 있으며 다만 이에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 풍미제는 에센셜 오일, 또는 하나 또는 그 이상의 에센셜 오일의 혼합물을 포함한다. "에센셜 오일"은 수확한 식물에서 특이한 향 및 맛을 가진 오일이다. 적절한 에센셜 오일은 페퍼민트 오일 및 스피아민트 오일 등을 포함한다. 많은 구현예에서, 풍미제는 멘톨, 유게놀, 또는 멘톨 및 유게놀의 조합을 포함한다.
"초본 재료(herbaceous material)"는 초본 식물로부터 얻어진다. "초본 식물(herbaceous plant)"은 향료 식물로서 잎 또는 그 밖의 부분이 약용, 요리 또는 향 치료 목적으로 사용되고 흡연 물품에서 연기로 풍미를 발산시킬 수 있다. 초본 재료는 페퍼민트 및 스피아민트와 같은 민트, 레몬밤, 바질, 계피, 레몬 바질, 골파(chive), 고수, 라벤더, 세이지(sage), 차, 백리(thyme) 및 카비(carvi)를 포함하며 다만 이에 의해 한정되는 것은 아니다. "민트(mints)" 용어는 멘타(mentha) 속 식물을 언급하는데 사용한다. 민트 잎의 적절한 유형은 멘타 피페리타(piperita), 멘타 아르벤시스(arvensis), 멘타 닐리아카(niliaca), 멘타 시트라타(citrata), 멘타 스피카타(spicata), 멘타 스피카타 크리스파(spicata crispa), 멘타 코디폴리아(cordifolia), 멘타 롱지폴리아(longifolia), 멘타 플레기움(pulegium), 애플 민트(Mentha suaveolens) 및 파인애플 민트 (Mentha suaveolens variegata)를 포함하며 다만 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
에어로젤의 단열 특성은 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소에서 촉매와 같은 발열 재료의 혼입이, 사용자에게 편안한 수준으로, 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소의 온도를 유지하도록 한다.
"연기" 또는 "담배 연기" 용어는 연소, 열분해, 가열 또는 화학 반응 하에서 담배 재료로 방출된 에어로젤 또는 증기를 나타낸다.
"마우스피스" 용어는 흡연자의 입 안에 또는 입에 인접하게 들어가 입술 주변과 접촉하기 적합한 흡연 물품의 부분이다. 마우스피스는 예를 들면 흡연 물품의 마우스 말단 30 mm 또는 흡연 물품의 마우스 말단 20 mm 부분과 같이, 상용 흡연 물품의 필터 부분을 나타낸다.
많은 구현예에서, 흡연 물품의 전체 길이는 약 70 mm 내지 약 128 mm 또는 약 84 mm이다. 흡연 물품의 외부 직경은 약 5 mm 내지 약 8.5 mm으로 슬림형 흡연 물품용은 약 5 mm 내지 약 7.1 mm이고 중간형 흡연 물품용은 약 7.1 mm 내지 약 8.5 mm일 수 있다.
본 발명의 흡연 물품의 흡인저항(RTD)은 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소의 에어로젤의 병합 및 구조에 따라 다양할 수 있다. 많은 구현예에서, 흡연 물품의 RTD는 약 50 내지 140 mm H2O 또는 약 60 내지 120 mm H2O일 수 있다. 흡연 물품의 RTD는, 유적 용량(volumetric flow)이 출력단에서 초당 17.5 밀리리터인 정상 조건하에서, 유동 공기에 의해 이송될 때, 시편의 양 말단 사이의 정압 차를 나타낸다. 시편의 RTD는 ISO Standard 6565:2002에서 산출된 방법으로 측정될 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 하나 또는 그 이상의 풍미제로 코팅된 이너 라이너(inner liner)와 함께, 용기, 예를 들면 소프트 팩, 경첩-리드 팩과 같은 용기에 포장될 수 있다.
상기 재료들 중 어떠한 것도 궐련과 같은 상용 연소성 흡연 물품의 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소에 사용될 수 있고, 또는 열, 공기 흐름 또는 화학 반응을 이용하여 담배 성분을 전달하도록 구성된 흡연 물품과 같은 비-연소성 흡연 물품의 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소에 사용될 수 있다.
본 발명을 도면 및 실시예를 통해 더욱 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 흡연 물품(10)은 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소(14)에 축방향으로 정렬되어 부착된 담배 물질 또는 담배 로드(12)를 포함한다. 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소(14)는 플러그 랩(18)으로 포장된 에어로젤(20)로 형성될 수 있는 필터 요소(16)를 포함한다. 티핑 종이(19)는 담배 로드(12)와 축방향으로 정렬된 필터(14)를 결합시킨다. 궐련 포장지(13)는 담배 컷 필터(11)를 포함하는 담배 재료를 둘러싼다.
도 1은 마우스피스 필터 요소(16)의 구조를 형성하는 단일 에어로젤 요소(20)를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 단일 에어로젤 마우스피스 필터 요소(20)는 흡연 물품(10)의 마우스피스 또는 마우스피스 필터 요소(14)를 형성하는 원통형 요소이다.
도 2는 예를 들면 셀룰로오스 아세테이트 토우와 같은 필터 요소(16)에 분산된 복수의 에어로젤 입자(20)를 도시한 것이다.
도 3은 에어로젤(20)의 형성에 이용될 수 있는 성형 요소(30)의 측면도를 도시한 것이다. 젤은 성형 요소(30)의 캐비티(36)에 배치될 수 있다. 캐비티(36)는 측면(32) 및 하면(34)으로 되어있다. 구성분을 형성하는 복수의 연장된 채널(40)은 하면(34)에 고정되고 에어로젤(20)의 길이를 따라 연장한다. 구성분을 형성하는 연장된 채널(40)은, 일단 에어로젤(20)이 형성되고 성형 요소(30)의 캐비티(36)에서 제거되면, 에어로젤을 통해 공극 공간 또는 채널을 형성한다.
구성분을 형성하는 연장된 채널(40)은 약 25 마이크로미터 또는 그 이하, 또는 약 15 마이크로미터 또는 그 이하와 같이 유용한 직경을 가질 수 있다. 구성분을 형성하는 연장된 성형 요소(30)의 캐비티(36)에서 채널(40)은 적어도 약 10 또는 적어도 약 20개와 같이 유용한 수로 배치될수 있다. 구성분을 형성하는 채널(40)은 에어로젤(20) 길이 전체를 따라 또는 에어로젤(20) 길이의 적어도 약 90% 또는 적어도 약 75% 연장될 수 있다.
도 4는 다른 성형 요소(31)의 측면도를 보여준다. 상기 구현예에서, 구성분을 형성하는 연장된 채널(40)은 성형 요소(30)의 캐비티(36)보다 상대적으로 이동가능하다. 구성분을 형성하는 연장된 채널(40)은 성형 요소(30)의 캐비티(36)보다 상대적으로 이동가능 서포트 요소(42)에 고정되어 있다. 구성분을 형성하는 연장된 채널(40)은 측면(32) 길이를 따라 성형 요소에 비해 길이방향(longitudinally)으로 상대적으로 이동가능하고 하면(34)으로부터 멀어지는 서포트 요소에 고정되어 있다. 구성분을 형성하는 연장된 채널(40)은 에어로젤(20)의 길이를 따라 연장하고 그 위에 분산된다. 구성분을 형성하는 연장된 채널(40)은, 일단 에어로젤(20)이 형성되고 성형 요소(30)의 캐비티(36) 및 구성분을 형성하는 연장된 채널(40) 모두로부터 제거되면, 에어로젤(20)을 통해 공극 공간 또는 채널을 형성한다.

Claims (15)

  1. 유기 젤로부터 변환된 열린 기공 구조를 포함하는 마우스피스, 및 상기 열린 기공 구조에 분산된 기능성 재료를 포함하는 흡연 물품.
  2. 제1항에 있어서, 열린 기공 구조는 유기 에어로젤을 포함하는 것인 흡연 물품.
  3. 제1항에 있어서, 기능성 재료는 흡연 성분을 가두거나 변환하는 재료를 포함하는 것인 흡연 물품.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기능성 재료는 풍미 재료를 포함하는 것인 흡연 물품.
  5. 제2항에 있어서, 유기 에어로젤은 셀룰오로스 아세테이트를 포함하는 것인 흡연 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기능성 재료는 흡착제 또는 촉매를 포함하는 것인 흡연 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 열린 기공 구조는 폴리스티렌 또는 폴리아세트산 또는 셀루로오스 재료를 포함하는 폴리머를 포함하는 것인 흡연 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 마우스피스는 연속적인 에어로젤 요소를 포함하는 것인 흡연 물품.
  9. 제8항에 있어서, 연속적인 에어로젤 요소의 길이에 따라 연장된 복수의 열린 채널을 더 포함하는 것인 흡연 물품.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 마우스피스는 필터 요소에 분산된 복수의 에어로젤 입자를 포함하는 것인 흡연 물품.
  11. 제6항에 있어서, 흡착제는 활성 탄소를 포함하는 것인 흡연 물품.
  12. 젤 형성을 위해, 기능성 재료와 젤화제 및 용매를 혼합;
    유기 에어로젤 형성을 위해, 젤로부터 용매를 제거; 및
    흡연 물품 마우스피스에 유기 에어로젤을 분산하는 것을 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 담배 물질과 흡연 물품 마우스피스를 결합하여 흡연 물품을 형성하는 것을 더 포함하는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 기능성 재료는 흡연 성분을 가두거나 변환하는 재료를 포함하는 방법.
  15. 제12 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    몰딩 요소에 젤을 배치;
    젤의 길이를 따라 복수의 연장 구성분을 제공;
    젤로부터 용매를 제거하여 몰딩 요소에서 유기 에어로젤을 형성하는 것을 포함하고, 상기 유기 에어로젤은 유기 에어로젤의 길이를 따라 연장된 복수의 열린 채널을 포함하는 것인 방법.
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