KR20160098203A - 캡슐을 포함하는 필터를 구비한 흡연 물품 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 발생 기재 및 마우스피스를 구비하는 흡연 물품이 제공되어 있다. 마우스피스는 활성탄 같은 미립자 물질로 적어도 부분적으로 충진된 공동(cavity)을 포함하고 있으며, 미립자 물질에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 액체 향미제의 적어도 하나의 파괴가능한 캡슐을 포함하고 있어서, 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴해서 액체 향미제를 방출할 수 있는 데 필요한 힘은 캡슐의 고유 파열 강도의 3배 미만이다.

Description

캡슐을 포함하는 필터를 구비한 흡연 물품{SMOKING ARTICLE HAVING A FILTER INCLUDING A CAPSULE}
본 발명은 공동 내에 캡슐을 포함하는 필터 및 이러한 캡슐을 공동 내에 포함시키는 마우스피스를 구비하는 흡연 물품에 대한 것이다.
필터 궐련은 일반적으로 종이 래퍼(wrapper)로 둘러싼 담배 각초(cut filler) 로드, 및 포장된 담배 로드와 말단 대 말단 관계로 정렬되어 있는 원통형 필터를 포함하며, 필터는 담배 로드에 티핑 페이퍼로 부착되어 있다. 기존의 필터 궐련에서, 상기 필터는 다공성 플러그 랩으로 포장한, 초산 셀룰로오스 토우의 플러그로 구성될 수도 있다. 주류연 중 미립자 및 기체 성분의 제거를 위해 여과 물질의 둘 이상의 부위를 포함하는 다수 구성요소 필터를 구비한 필터 궐련 또한 공지되어 있다.
담배와 같은, 에어로졸 형성 기재가 연소되기보다는 가열되는 다수의 흡연 물품이 당 기술분야에 제안되어 있다. 가열식 흡연 물품에서는, 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸이 발생된다. 공지된 가열식 흡연 물품은, 예를 들면 에어로졸이 전기 가열에 의하거나 가연성 연료 요소 또는 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열의 전달에 의해서 발생되는 흡연 물품을 포함한다. 흡연 동안, 휘발성 화합물이 열원으로부터의 열의 전달에 의해서 에어로졸 형성 기재로부터 방출되고 흡연 물품을 통해 흡인된 공기에 연행된다. 방출된 화합물이 냉각되면서 응축되어 소비자에게 흡입되는 에어로졸을 형성한다. 연소 없이, 그리고 일부 경우에는 예를 들면 화학 반응을 통해 가열 없이, 니코틴 함유 에어로졸이 담배 물질, 담배 추출물, 또는 다른 니코틴 공급원으로부터 발생되는 흡연 물품들이 또한 공지되어 있다.
흡연 동안 소비자에게 추가적인 향미를 제공하기 위해서 흡연 물품 내로 향미제 첨가제를 포함시키는 것이 공지되어 있다. 향미제(flavourant)는 흡연 물품 내에서 담배 물질을 가열하거나 연소할 때에 생성되는 담배 향미를 향상시키거나, 민트 또는 멘톨과 같은 추가적인 비-담배 향미를 제공하는 데에 사용될 수도 있다.
흡연 물품 내에서 사용되는 향미제 첨가제, 예컨대 멘톨은 통상적으로 적절한 액체 담체를 사용하여 흡연 물품의 필터 또는 담배 로드 내에 통합되어 있는 액체 향미제의 형태이다. 액체 향미제는 종종 휘발성이며 이에 따라 보관하는 동안에 흡연 물품으로부터 이동하거나 증발하는 경향이 있을 것이다. 따라서 흡연하는 동안 주류연에 향미를 주는 데에 이용가능한 향미제의 양이 감소된다.
이전에는 예를 들면, 캡슐 또는 마이크로캡슐의 형태로, 향미제의 캡슐화를 통해 보관하는 동안 흡연 물품으로부터 휘발성 향미제의 손실을 감소시키는 것이 제안되었다. 상기 캡슐화된 향미제는, 예를 들면 분쇄하거나 용융시켜서, 캡슐화 구조를 파괴해서 개방시켜서, 흡연 물품의 흡연 전이나 흡연 동안에 방출될 수 있다. 이러한 캡슐이 분쇄되어서 향미제를 방출하는 경우, 캡슐은 특정 힘에서 파괴해서 열리고 그 힘에서 향미제 전부를 방출한다.
캡슐을 포함하는 많은 흡연 물품에서, 캡슐은 초산 셀룰로오스 토우 같은, 섬유성 여과 물질의 부위 내부에 제공될 것이다. 이 구성에 의해, 소비자가 캡슐을 파괴시키기 위해 상기 필터에 적용하는 데 필요한 힘은, 필터의 외부에 있을 때 캡슐을 파괴시키는 데 필요한 힘인, 캡슐의 파열 강도보다 일반적으로 높다. 소비자에 의한 향미제의 방출을 용이하게 하기 위해서는 비교적 낮은 파열 강도를 갖는 캡슐을 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 쉽게 파괴가능한 캡슐의 사용은 제조의 관점에서 바람직하지 않을 수도 있는데, 캡슐을 포함하는 흡연 물품의 제조 동안에 실시될 힘을 캡슐이 견딜 수 없을 수도 있기 때문이다.
따라서, 흡연 물품의 제조와 정상적인 취급 동안에 캡슐을 부주의하게 파괴할 위험을 최소화하면서, 캡슐이 소비자에 의해 더욱 쉽게 분쇄될 수 있는, 향미제의 파괴가능한 캡슐을 포함하는 신규한 필터 구성을 제공하는 것이 바람직할 것이다 .
본 발명의 제1 측면에 따르면, 에어로졸 발생 기재 및 마우스피스를 구비하는 흡연 물품이 제공되어 있다. 마우스피스는 미립자 물질로 적어도 부분적으로 충진된 공동(cavity)을 포함하고 있으며, 미립자 물질에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 액체 향미제의 적어도 하나의 파괴가능한 캡슐을 포함하고 있어서, 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴해서 액체 향미제를 방출할 수 있는 데 필요한 힘은 캡슐의 고유 파열 강도의 3배 미만이다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 흡연 물품용 필터가 제공되어 있으며, 상기 필터는 미립자 물질로 적어도 부분적으로 충진된 공동(cavity)을 포함하고, 미립자 물질에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 액체 향미제의 적어도 하나의 파괴가능한 캡슐을 포함하고 있어서, 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴해서 액체 향미제를 방출할 수 있는 데 필요한 힘은 캡슐의 고유 파열 강도의 3배 미만이다. 캡슐의 고유 파열 강도는 미립자 물질과 접촉하지 않으며 흡연 물품의 외부에 있을 때 캡슐의 파열 강도이다.
캡슐 주위에 미립자 물질을 제공하는 것은 캡슐이 필터의 외부에 있는 경우에 비해 (또는 캡슐이 CA 토우에 매립되어 있는 경우에 비해) 파괴하는 데 필요한 힘을 낮춰서 소비자가 캡슐을 파열하는 것을 더욱 쉽게 만들어준다. 상기 배치는 상대적으로 높은 고유 파열 강도를 갖는 캡슐이 캡슐을 파괴시키는 데 필요한 힘을 낮게 수준에서 유지하는 동안 사용될 수 있게 한다. 따라서 캡슐은 소비자가 쉽게 파괴할 수 있지만, 제조하는 동안 힘을 효과적으로 견딜 만큼 충분히 강하다. 따라서 미립자 물질의 포함은 더 높은 고유 파열 강도를 갖는 캡슐이 캡슐이 토우 상에 제공되는 경우 보다 사용될 수 있게 한다. 이하에서 보다 상세히 논의된 바와 같이, 미립자 물질 및 캡슐의 특성은 캡슐을 분쇄하는 것에 있어서 미립자 물질의 영향을 조정하거나, 캡슐이 분쇄되었거나, 또는 두 가지 경우 모두에서 미립자 물질이 캡슐의 향미제와 상호작용하는 방식에 영향을 미치도록 선택할 수 있다.
도 1은 상기 기재된 구현예에 따른 흡연 물품의 길이방향 단면도를 보여주고 있다.
바람직하게는, 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴시키는 데 필요한 힘은 약 50N 미만, 보다 바람직하게는 약 40N 미만, 보다 바람직하게는 약 30N 미만이다. 바람직하게는, 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴시키는 데 필요한 힘은 적어도 약 15N, 보다 바람직하게는 적어도 약 20N이다. 일부 바람직한 구현예에서, 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴시키는 데 필요한 힘은 약 15N 내지 약 50N, 바람직하게는 약 20N 내지 약 50N, 보다 바람직하게는 약 25N 내지 약 40N이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 캡슐은 적어도 약 10N, 바람직하게는 적어도 약 20N, 보다 바람직하게는 적어도 약 25N의 고유 파열 강도를 가질 수도 있다. 본 발명의 일부 구현예에서, 캡슐은 더욱 높은 고유 파열 강도, 예를 들어 적어도 약 30N의 고유 파열 강도를 가질 수도 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 캡슐은 약 40N 미만, 보다 바람직하게는 약 30N 미만의 고유 파열 강도를 가질 수도 있다. 캡슐은 약 10N 내지 약 40N, 바람직하게는 약 10N 내지 약 30N, 가장 바람직하게는 약 15N 내지 약 30N의 고유 파열 강도를 가질 수도 있다.
일부 구현예에서, 캡슐의 고유 파열 강도는 약 10N 내지 약 40N이며, 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴시키는 데 필요한 힘은 약 15N 내지 약 50N이며, 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴시키는 데 필요한 힘은 캡슐의 고유 파열 강도의 약 3배 미만, 보다 바람직하게는 캡슐의 고유 파열 강도의 약 2배 미만 이다.
바람직하게는, 미립자 물질은 평균 입자 크기를 가지며, 이는 캡슐의 최대 직경보다 작다. 이러한 평균 입자 크기는 캡슐의 최대 직경보다 적어도 약 2배 작은 것이 특히 바람직하며, 평균 입자 크기는 캡슐의 최대 직경보다 적어도 약 3배 작은 것이 보다 바람직하다. 이러한 작은 입자 크기는 캡슐의 표면과 어느 하나의 입자 사이의 접촉 면적을 감소시키고, 따라서 입자로부터 캡슐에 가해지는 힘이 캡슐의 특정 영역에 직접 집중되도록 할 수 있게 하는 것을 돕는다. 소비자가 필터 또는 마우스피스로 분쇄력을 가할 때 보다 낮은 필요한 힘으로 캡슐 파열 가능성을 향상시킬 수 있다.
또한, 미립자 물질의 입자들은 적어도 약 10 메쉬의 메쉬 크기를 갖는다. 이러한 메쉬 크기 아래에서 캡슐의 표면과 어느 하나의 입자 사이의 접촉 면적은 바람직하지 않게 높아질 수 있으며, 이에 따라 입자로부터 캡슐에 가해지는 힘이 캡슐의 표면 위에 너무 넓게 퍼지게 된다. 이는 소비자의 손가락에서 캡슐로 덜 효과적인 힘의 전달을 초래할 수 있다.
바람직하게는, 미립자 물질의 입자들은 약 30 메쉬 보다 크지 않은 평균 메쉬 크기를 가진다. 만약 평균 입자 크기가 약 30 메쉬 위라면, 미립자 물질은 미분(fine powder)에 필적가능할 것이다. 이러한 구성에서, 캡슐은 공동의 주위로 더 자유롭게 이동하게 될 것이고 이에 따라 힘을 가하기 덜 쉽게 될 것이다. 또한, 평균 입자 크기가 약 30 메쉬 위라면, 연기가 통과해서 이동하는 공동 내의 자유 공간이 거의 없다. 이는 바람직하지 않게 높은 흡인 저항(RTD)를 제공하는 공동 부위를 초래할 수 있다.
따라서, 바람직한 구현예들에서, 미립자 물질의 입자들의 적어도 95%는 약 10 내지 약 30 메쉬 사이, 보다 바람직하게는 약 12 내지 약 20 메쉬 사이의 메쉬 크기를 가진다. 이러한 메쉬 크기의 범위 위에서, 미립자 물질은 소비자로부터 캡슐로 분쇄력을 전달하는 데에 덜 효과적이다. 이러한 메쉬 크기의 범위 아래에서, 미립자 물질은 더욱 분말처럼 행동하는 경향이 있다.
미립자 물질의 입자들은 임의의 적합한 형상을 가질 수도 있다. 그러나, 바람직하게는 미립자 물질의 입자들은 불규칙하거나 비-구형 형상을 갖는다. 바람직하게는 미립자 물질의 복수의 입자들은 약 0.8 미만의 구형도 값, 보다 바람직하게는 약 0.6 미만의 약 구형도 값, 가장 바람직하게는 약 0.6 미만의 구형도 값을 갖는다. 구형도는 물체가 얼마나 구형(또는 비-구형)인지에 대한 척도이다. 정의에 의하면, 아래의 식으로 표현되는 바와 같이, 물체의 구형도(ψ)는 주어진 물체와 동일한 체적을 갖는 구의 표면적 대 물체의 표면적의 비율이다:
Figure pct00001
따라서, 완전한 구는 1의 구형도 값을 갖는다.
불규칙하거나 비-구형 형상을 가져서, 캡슐의 표면과 어느 하나의 입자 사이의 접촉 면적이 최소화될 수 있으며, 이에 따라 입자로부터 캡슐에 인가되는 힘은 캡슐의 특정 영역에 더욱 직접적으로 집중될 수 있다. 이는 소비자가 필터 또는 마우스피스로 분쇄력을 인가할 때, 캡슐 파열 가능성을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 미립자 물질은 적어도 약 80%, 보다 바람직하게는 적어도 약 90%의 볼 팬 경도(ball pan hardness)를 갖는다. 이러한 경도를 갖는 미립자 물질은 캡슐을 파괴시키는 데 필요한 힘을 감소시키는 것을 돕는데, 소비자로부터 힘이 (초산 셀룰로오스 토우에서와 같이) 주변 물질 내에 흡수되거나 그에 의해 분산되기 보다는, 캡슐에 더욱 직접적으로 전달되기 때문이다.
바람직하게는, 미립자 물질은 적어도 약 0.3 g/cm3의 벌크 밀도를 갖는다. 보다 바람직하게는, 미립자 물질은 적어도 약 0.9g/cm3의 벌크 밀도를 갖는다. 몇몇 바람직한 구현예들에서, 미립자 물질은 약 0.4 내지 약 0.7g/cm3 사이, 보다 바람직하게는 약 0.45 내지 약 0.55g/cm3 사이의 벌크 밀도를 갖는다. 이러한 벌크 밀도는 통상적으로 표준 초산 셀룰로오스 토우(0.15g/cm3)와 연관되는 것보다 실질적으로 높으며, 소비자의 손가락에서 캡슐로 분쇄력을 직접 전달하는 데에 더욱 효과적인 물질을 제공한다.
미립자 물질은 임의의 적절한 물질 또는 물질들로 형성되어 있을 수도 있다. 몇몇 바람직한 구현예에서, 미립자 물질은 수착 물질을 포함하고 있다. 용어 "수착제"는 하나 이상의 연기 성분을 포획하거나 변환하는 물질을 의미한다. 적절한 수착제들의 예로는 활성탄, 코팅된 탄소, 활성 알루미늄, 산화알루미늄, 제올라이트, 세피올라이트, 분자체(molecular sieve) 및 실리카 겔을 포함한다. 특히 바람직한 수착 물질은 활성탄 및 제올라이트이며, 이 물질들은 통상적으로 소비자의 손가락에서 캡슐로 분쇄력을 효과적으로 전달하기 위해 바람직한 경도, 형상 및 크기 특성을 가지고 있기 때문이다.
미립자 물질이 수착 물질을 포함하고 있는 경우, 일단 캡슐이 분쇄되었다면 수착 물질의 특성은 수착 물질의 효과를 극대화하고 그리고/또는 수착 물질이 캡슐의 향미제와 상호작용하는 방식에 영향을 미치도록 조절될 수 있다. 예를 들어, 수착제의 다공성은 미립자 수착 물질에 의한 향미제의 수착을 조정하기 위해 선택될 수 있다. 특히, 몇몇 구현예에서, 일시적으로 수착제에 포집되는 캡슐로부터 방출되었지만, 그러나 이후 흡연 사이클의 후반 단계에서 수착제로부터 방출된, 향미제를 초래할 수 있는 적절한 기공 크기 분포를 갖는 수착제를 선택하는 것이 바람직할 수도 있다. 이론에 의해서 구속되고자 하지 않고, 이는 흡연 물품의 흡연 기간에 걸쳐서 향미제의 보다 점진적인 방출을 초래할 수 있다고 생각된다.
따라서, 수착 물질의 총 기공 부피의 적어도 약 30%가 약 2nm 내지 약 50nm 범위, 더욱 바람직하게는 약 10nm 내지 약 50nm 범위의 기공 크기로 제공되는 것이 바람직하다. 몇몇 구현예에서, 수착 물질의 총 기공 부피의 약 50% 넘는 것이 약 2nm 내지 약 50nm 범위, 더욱 바람직하게는 약 10nm 내지 약 50nm 범위의 기공 크기로 제공되는 것이 바람직하다. 이론에 의해서 구속되고자 하지 않고, 이러한 기공 크기 분포는 흡연 물품의 흡연 기간에 걸쳐서 향미제의 보다 점진적인 방출을 초래할 수 있다고 생각된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 수착 물질은 약 1500m2/g 미만, 더욱 바람직하게는 약 1000m2/g 미만, 더욱 바람직하게는 약 350m2/g 미만의 BET 표면적을 가진다. 바람직하게는 수착 물질은 적어도 약 200의 BET 표면적을 가진다.
미립자 물질은 대안적으로 또는 추가적으로 통상적으로 수착제라고 지칭하지 않는, 비-수착 물질을 포함하고 있을 수도 있다. 예를 들어, 미립자 물질은 석출된 탄산 칼슘 또는 응집된 식물 입자, 예컨대 응집된 민트 과립 또는 레몬 머틀 과립을 포함할 수도 있다. 이러한 입자들은 통상적으로 불규칙한 형상을 가질 것이며, 이에 따라 소비자의 손가락에서 캡슐로 분쇄력을 전달하는 데 특히 효과적일 수 있으며, 비-수착 특성은 미립자 물질이 캡슐로부터 방출되는 다량의 물질을 흡수하는 것을 방지한다.
바람직하게는, 상기 공동은 캡슐의 최대 치수보다 적어도 약 1.5mm, 더욱 바람직하게는 적어도 약 2mm 큰 마우스피스의 길이방향 길이를 갖는다. 바람직하게는, 상기 공동은 캡슐의 최대 치수보다 약 12mm 미만, 보다 바람직하게는 약 7mm 미만 보다 큰 마우스피스의 길이방향 길이를 갖는다. 이러한 공동 크기는 캡슐이 미립자 물질에 의해 완전히, 그리고 더욱 균일하게, 둘러싸일 수 있게 할 수 있다. 이는 캡슐 주위로 힘의 더욱 균일한 분포를 제공할 수 있으며, 또한 소비자가 자신의 손가락끝을 필터나 마우스피스 위에 어디에 위치시키는지에 관계없이, 분쇄력이 캡슐에 효과적으로 전달되는 것을 보장할 수 있다.
공동은 미립자 물질로 적어도 부분적으로 충진되어서, 소비자의 손가락의 분쇄력이 보다 효과적으로 캡슐로 전달될 수 있게 된다. 이는 필터에서 캡슐을 파괴시키는데 필요한 힘이 캡슐의 고유 파열 강도의 3배 미만이 될 수 있게 한다. 이러한 효과를 향상시키기 위해, 바람직하게는 미립자 물질은 이미 캡슐에 의해 점유되지 않은 공동 내의 공간의 적어도 60%를 차지한다. 보다 바람직하게는, 미립자 물질은 이미 캡슐에 의해 점유되지 않은 공동 내의 공간의 적어도 80%, 보다 바람직하게는 이미 캡슐에 의해 점유되지 않은 공동 내의 공간의 적어도 90%를 차지한다. 이러한 높은 백분율은 소비자가 자신의 손가락끝을 필터나 마우스피스 위에 어디에 위치시키는지에 관계없이, 분쇄력이 캡슐에 효과적으로 전달되는 것을 보장할 수 있다.
또한, 캡슐은 액체, 가장 바람직하게는 액체 향미제를 캡슐화하는 외부 쉘을 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 외부 쉘은 캡슐이 제조 동안 힘을 견딜 수 있도록 충분히 높은 고유 파열 강도를 제공하기 위해 적어도 30㎛, 보다 바람직하게는 적어도 50㎛의 두께를 갖는다. 쉘은 젤란 검, 한천, 카라기난, 풀루란 검 또는 개질된 전분, 또는 이들 단독으로서나 혼합물로서 또는 젤라틴과 조합으로 선택되는 하이드로콜로이드와 같은, 임의의 적절한 재료로 형성될 수도 있다.
상기 캡슐은 이들에 한정되지 않지만, 단일 부분(single-part) 캡슐, 다수 부분(multi-part) 캡슐, 단일 벽(single-walled) 캡슐, 다수 벽(multi-walled) 캡슐, 대형 캡슐, 및 소형 캡슐을 포함해서, 다양한 물리적 형태로 형성된 것일 수도 있다.
캡슐은 구형, 타원형 또는 원통형과 같은 임의의 적합한 형상을 가질 수도 있다. 그러나, 바람직하게는, 캡슐은 구형이다. 이는 적어도 약 0.9의 구형도 값, 바람직하게는 대략 1의 구형도 값을 갖는 캡슐을 포함할 수도 있다. 구형도는 물체가 얼마나 구형인지에 대한 척도이다. 정의에 의하면, 아래의 식으로 표현되는 바와 같이, 물체의 구형도(ψ)는 주어진 물체와 동일한 체적을 갖는 구의 표면적 대 물체의 표면적의 비율이다:
Figure pct00002
따라서, 완전한 구는 1의 구형도 값을 갖는다. 바람직하게는, 일반적으로 구형 캡슐은 일반적으로 구형 외부 셀을 포함한다.
캡슐의 액체 향미제는 임의의 적절한 향미제를 함유할 수도 있다. 적절한 향미제로는, 이에 한정되지는 않지만, 천연 또는 합성 멘톨, 페퍼민트, 스피어민트, 커피, 홍차, 향신료 (계피, 정향 및/또는 생강), 코코아, 바닐라, 과일 향, 초콜릿, 유칼립투스, 제라늄, 유제놀, 용설란, 주니퍼, 아네톨, 리날로올 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 특히 바람직한 향미제는 멘톨이다.
캡슐은 바람직하게는 약 2mm와 약 7mm 사이, 보다 바람직하게는 약 3mm와 약 5mm 사이의 직경을 가진다. 몇몇 바람직한 구현예에서, 캡슐은 약 3.5mm의 직경을 가진다.
캡슐은 임의의 적절한 고유 파열 강도를 가질 수도 있다. 예를 들면, 캡슐은 약 10N 내지 약 25N의 고유 파열 강도를 가질 수도 있다. 이러한 캡슐은 캡슐을 포함시키는 흡연 물품의 제조 동안 그들이 받게 될 힘을 통상적으로 견딜 수 있도록 적절하게 높은 고유 파열 강도를 갖는 것으로 공지되어 있다. 하지만, 몇몇 구현예에서, 이것보다 균일한 높은 고유 파열 강도를 갖는 것으로 공지되어 있다. 특히, 적어도 약 25N, 보다 바람직하게는 적어도 약 30N의 고유 파열 강도를 갖는 캡슐을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 캡슐은 일반적으로 흡연 물품의 필터에 사용되는 것들보다 더 강력하고, 심지어 흡연 물품의 제조 동안 파괴에 훨씬 더 저항할 수 있다. 그들이 필터 또는 마우스피스에 있을 때 소비자가 파괴하기에는 너무 딱딱할 것이기 때문에 이러한 '고 파열 강도 캡슐'은 일반적으로 적합한 것으로 간주되지 않았을 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 구성은 이러한 캡슐의 사용을 허용한다. 예를 들면, 몇몇 구현예에서, 적어도 약 25N, 보다 바람직하게는 적어도 약 30N의 고유 파열 강도를 갖는 캡슐은 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴시키는데 필요한 힘이 약 50N 미만인 필터에 사용될 수 있다.
마우스피스 또는 흡연 물품을 함유하는 캡슐이 본 발명의 범위 내에 있는지 여부를 결정하기 위해, 적절한 수, 예컨대 20개의 동일하게 설계된 흡연 물품 또는 마우스피스를 얻을 수 있어야 한다. 이들 샘플 중 절반의 캡슐은 캡슐의 상태의 어떠한 변화도 최소화하는 방식으로 신중하게 제거되어야 한다. 이어서 이 캡슐들의 고유 파열 강도는 Alluris형 FMI - 220 C2 - 디지털 힘 게이지 0-200N (독일 Alluris Gmbh & Co .KG에서 시판중임) 같은, 본 기술분야에 공지된 적절한 측정 장치를 사용하여 측정되어야 한다. 샘플의 나머지 절반(즉, 여전히 상기 마우스피스 내에 있는 캡슐에 있는 것들)에는, 이어서 동일한 시험이 실시되어야 하며, 표면을 인가하는 어떠한 힘도 캡슐을 함유하고 있는 마우스피스 또는 흡연 물품의 공동 영역에 적용되고 있다. 캡슐의 고유 파열 강도 또는 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴시키는데 필요한 힘은, 힘 대 압축 곡선에서의 피크로 표시된다. 이어서 캡슐의 고유 파열 강도 및 마우스피스 내에서 캡슐을 파괴시키는데 필요한 힘에 대해 각각의 측정된 값은 샘플 세트에 걸쳐서 평균화되어야 하고 그 결과를 비교한다. 이 시험은 대략 22C 및 60%의 상대 습도에서 수행된다.
상기 필터는 임의의 적절한 구성을 가질 수도 있다. 하지만, 바람직하게는 필터는 그들 사이에 미립자 물질 및 캡슐을 포함하는 공동을 정의하는 상류 부위 및 하류 부위를 구비한 플러그-공간-플러그 필터이다. 상류 부위 및 하류 부위는 각각 수착제 및/또는 향미제 물질을 포함할 수도 있다.
몇몇 구현예에서, 필터는 공동 위에 놓인 창을 제공하는 투명 래퍼를 포함하고 있다. 이는 소비자가 공동 내의 미립자 물질을 볼 수 있게 할 수 있다. 이는 소비자가 캡슐이 파괴되었다는 것을 정립할 수 있게 하는, 컬러 또는 기타 시각적 표시기를 액체 향미제가 갖는 경우 특히 유리할 수 있다.
본 발명의 흡연 물품과 필터는 요구되는 기존의 공동 충진 장치에 대해 최소한의 변형을 갖는 기존 기술을 사용하여 제조될 수도 있다. 특히, 공동은 세 단계를 가지도록 개질된 기존의 공동 충진 장치에 제조될 수도 있다. 첫 번째 단계에서, 상기 공동 공간은 사용될 미립자 물질의 적어도 일부분, 예컨대 50%로 적어도 부분적으로 충진되어 있다. 두 번째 단계에서, 상기 캡슐은 상기 공동을 점유하는 미립자 물질의 부분의 상단에 배치되어 있다. 세 번째 단계에서, 미립자 물질의 나머지 부분, 예컨대 50%이, 캡슐의 상단에 배치되어 있고, 그런 다음 필터는 래퍼로 둘러싸서 공동을 형성하게 된다.
본 발명에 따른 필터는 담배 로드에 부착되어서 흡연 물품의 전부 또는 적어도 일부를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 필터는 축 방향으로 담배 로드와 정렬되어 있다. 많은 구현예에서, 필터는 티핑 종이로 담배 로드에 결합된다.
몇몇 구현예에서, 흡연 물품은 에어로졸 발생 기재가 원통형 담배 로드의 형태로 제공되어 있고 마우스피스가 필터를 포함하고 있는 종래의 궐련이다.
본 발명의 일 측면에 관하여 상술한 특징들은 또한 본 발명의 다른 측면에 적용될 수도 있다.
본 발명은 미립자 물질을 포함하는 공동 내의 캡슐의 사용과 관련하여 상술되었지만, 본 발명이 또한 미립자 물질을 포함하는 공동 내에 1개 보다 많은 캡슐을 함유하고 있는 흡연 물품 및 필터에도 적용될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 본 발명의 공동은 따라서 둘 이상의 캡슐을 포함할 수도 있다.
용어 “상류” 및 “하류”는 에어로졸 발생 기재로부터 필터와 마우스피스를 통해서 흡인되는 주류연의 방향과 관련하여 설명되는 흡연 물품 또는 필터의 구성요소들의 상대 위치를 나타낸다.
용어 “입자 크기”는 미립자 물질 내의 개별 입자의 최대 단면 치수를 말한다. 용어 “평균”입자 크기는 입자들의 산술적 평균 입자 크기를 말한다. 미립자 물질의 샘플의 입자 크기 분포는 ASTM D6913 - 04 (2009)에 기재된 표준 시험 방법과 같은, 공지의 체 시험을 사용하여 측정할 수도 있다.
용어 '파열 강도'는 캡슐이 파열될 캡슐(흡연 물품의 외측에 있는 경우)에 가해진 힘을 의미한다. 상기 파열 강도는 캡슐의 힘 대 압축 곡선에서의 피크로 표시된다. 이는 Alluris형 FMI - 220 C2 - 디지털 힘 게이지 0-200N (독일 Alluris Gmbh & Co .KG에서 시판중임) 같은, 본 기술분야에 공지된 적절한 측정 장치를 사용하여 시험될 수도 있다.
용어 '캡슐의 직경'은 필터 또는 흡연 물품의 길이방향에 수직으로 측정된 경우 캡슐의 최장 단면 치수를 말한다.
미립자 물질의 경도는 ASTM D3802에 기술된 볼 팬 경도에 대한 표준 시험 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 이 시험은 활성탄의 경도의 관점에서 구체적으로 설명되지만, 그것은 또한 임의의 다른 적합한 미립자 물질에 대해 사용될 수도 있다.
수착 물질의 BET 표면적은 ASTM D1993-03 (2008)에 기술된 표준 시험 방법을 사용하여 결정될 수있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 흡연 물품(100)의 사시도이다. 흡연 물품(100)은 대략 원통형인 담배 로드(101) 형태의 에어로졸 형성 기재 및 대략 원통형인 필터(103) 형태의 마우스피스를 포함하고 있다. 담배 로드(101) 및 필터(103)는 말단-대-말단 관계로, 바람직하게는 서로 접경하면서 축방향으로 정렬되어 있다. 상기 담배 로드(101)는 흡연 물질을 둘러싸고 있는 외부 래퍼(105)를 포함하고 있다. 상기 담배는 바람직하게는 썰은 담배(shredded tobacco) 또는 담배 각초(tobacco cut filler)이다. 필터(103)는 필터 물질을 둘러싸고 있는 필터 래퍼(미도시함)를 포함하고 있다. 담배 로드(101)는 상류의 불붙는 말단(109) 및 하류 말단(111)을 가지고 있다. 필터(103)는 상류 말단(113) 및 하류의 마우스 말단(115)을 가지고 있다. 필터(103)의 상류 말단(113)은 담배 로드(101)의 하류 말단(111)에 인접하고 있다. 액체 향미제를 함유하는 파괴가능한 캡슐(120)은 필터(103)의 공동 내에 배치되어 있다. 공동은 파괴가능한 캡슐(120)을 둘러싸고 있는, 활성탄 과립 형태의 미립자 물질(125)을 포함하고 있다. 캡슐은 3.5mm의 직경을 가지며, 상기 공동은 필터의 길이방향 축을 따라 5mm의 길이를 갖는다.
필터(103)의 전체 길이 및 담배 로드(101)의 인접 영역을 둘러싸고 있는 티핑 물질(117)에 의해서 필터(103)가 담배 로드(101)에 부착되어 있다. 명료하게 하기 위해서, 도 1에는 티핑 물질(117)이 흡연 물품으로부터 부분적으로 제거되어 도시되었다. 이 구현예에서, 티핑 물질(117)은 또한 원주방향 줄의 천공들(123)을 포함하고 있다. 상기 천공들(123)은 주류연의 환기를 위해서 제공되어 있다.
실시예
두 개의 캡슐을 함유하는 필터를 준비하고 시험하였다. 제1 필터(샘플 A)는 3.5mm 직경 캡슐이 초산 셀룰로오스 토우의 단일 부위 내에 내장된, 표준 캡슐을 함유하는 필터였다. 제2 필터(샘플 B)는 본 발명에 따른 필터였다. 즉, 제2 필터는 그들 사이에 5mm 폭 공동을 정의하는 초산 셀룰로오스 토우의 11mm 길이의 상류 부위 및 초산 셀룰로오스 토우의 11mm 길이의 하류 부분을 구비한 플러그-공간-플러그 구조를 가지고 있다. 공동은 70mg의 활성탄 입자로 둘러싸여 있는 3.5mm 직경의 캡슐을 함유하였다. 활성탄 입자는 12 내지 20 메쉬의 메쉬 크기를 가졌다. 두 샘플 모두의 필터는 80㎛ 두께 필터 래퍼와 40㎛ 두께의 티핑 종이로 둘러싸여 있었다. 티핑 종이를 니트로셀룰로오스 층으로 그 내면에 코팅해서 캡슐로부터의 액체가 필터의 외면으로 이동하는 것을 방지하였다. 두 샘플 모두에서, 3.5mm 직경의 캡슐은 대략 15N의 파열 강도를 가졌다.
Alluris형 FMI - 220 C2 - 디지털 힘 게이지 0-200N (독일 Alluris Gmbh & Co .KG에서 시판중임)를 사용해서, 두 필터 모두의 캡슐을 포함하는 영역으로 점차 상승하는 힘을 인가하고, 캡슐이 파괴할 때의 힘을 기록했다. 샘플 A에서, 캡슐은 45N의 힘이 필터에 인가된 후 필터에서 파괴하는 것으로 밝혀졌다. 샘플 B에서, 캡슐은 22N의 힘이 필터에 인가된 후 필터에서 파괴하는 것으로 밝혀졌다.
100: 흡연 물품
101: 담배 로드
103: 필터
105: 외부 래퍼
111: 하류 말단
113: 상류 말단
115: 마우스 말단
117: 티핑 물질
120: 파괴가능한 캡슐
123: 천공
125: 미립자 물질

Claims (15)

  1. 흡연 물품으로,
    에어로졸 발생 기재; 및
    미립자 물질로 적어도 부분적으로 충진된 공동(cavity)을 포함하고, 상기 미립자 물질에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 액체 향미제의 파괴가능한 캡슐을 포함하는 마우스피스를 포함하고, 여기서 상기 마우스피스 내에서 상기 캡슐을 파괴해서 상기 액체 향미제를 방출하는 데 필요한 힘은 상기 캡슐의 고유 파열 강도의 3배 미만인, 흡연 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파괴가능한 캡슐은 적어도 10N의 고유 파열 강도를 갖는, 흡연 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파괴가능한 캡슐은 적어도 25N의 고유 파열 강도를 갖는, 흡연 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마우스피스 내에서 상기 캡슐을 파괴해서 상기 액체 향미제를 방출하는 데 필요한 힘은 50N 미만인, 흡연 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자 물질은 상기 입자들의 적어도 95%가 12 내지 20 메쉬 사이인 메쉬 크기를 갖는, 흡연 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자 물질의 경도는 ASTM D3802에 따라 수행된 볼 팬 경도에서 측정되는 경우 적어도 90%인, 흡연 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자 물질의 수 평균 입자 크기는 상기 파괴가능한 캡슐의 최대 직경의 절반 미만인, 흡연 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자 물질은 적어도 하나의 수착 물질을 포함하는, 흡연 물품.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 수착 물질은 총 기공 부피를 가지고, 상기 수착 물질의 총 기공 부피의 적어도 30%가 약 2nm 내지 약 50nm 범위의 기공 크기로 제공되는, 흡연 물품.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 수착 물질의 BET 표면적은 1500m2/g 미만인, 흡연 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자 물질은 적어도 0.3g/cm3의 벌크 밀도를 갖는, 흡연 물품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공동의 길이는, 상기 마우스피스의 길이방향으로, 상기 파괴가능한 캡슐의 최대 직경보다 적어도 약 1.5mm 큰, 흡연 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파괴가능한 캡슐은 상기 액체 향미제를 캡슐화하는 외부 쉘을 포함하고, 상기 외부 쉘은 적어도 30μm의 두께를 갖는, 흡연 물품.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마우스피스는 마우스 말단 필터 부위 및 로드 말단 필터 부위를 포함하고, 여기서 상기 공동은 상기 마우스 말단 필터 부위 및 상기 로드 말단 필터 부위 사이에 정의되어 있는, 흡연 물품.
  15. 흡연 물품용 필터로, 상기 필터는 미립자 물질로 적어도 부분적으로 충진된 공동(cavity)을 포함하고, 상기 미립자 물질에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 액체 향미제의 파괴가능한 캡슐을 포함하고, 여기서 상기 마우스피스 내에서 상기 캡슐을 파괴해서 상기 액체 향미제를 방출하는 데 필요한 힘은 상기 캡슐의 고유 파열 강도의 3배 미만인, 필터.
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