KR20160103981A - 절연 가연성 열원을 포함하는 흡연 물품 - Google Patents
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Abstract
흡연 물품(8)이: 전방 부분(2a) 및 후방 부분(2b)을 가지는 가연성 열원(2); 가연성 열원(2)의 후방 부분(2b)의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재(10); 및 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a) 및 후방 부분(2b)을 둘러싸는 래퍼(40)를 포함하고 있다. 래퍼(40)가 가연성 열원(2)의 후방 부분(2b)과 접촉하고 있다. 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a)의 전부 또는 일부가 가연성 열원(2)의 후방 부분(2b)에 비해서 감소된 직경을 가지며, 그에 따라 래퍼(40)가 적어도 약 0.5mm의 공기 갭(42)에 의해서 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a)의 전부 또는 일부로부터 방사방향으로 이격되어 있다.
Description
본 발명은 전방 부분 및 후방 부분을 갖는 가연성 열원 및, 이 가연성 열원의 후방 부분의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다.
담배가 연소되기보다는 가열되는 다수의 흡연 물품이 당 기술분야에 제안되어 있다. 이러한 ‘가열식’ 흡연 물품의 하나의 목표는 종래의 궐련에서 담배의 연소와 열분해 감성(degradation)으로 인해 생성된 유형의 공지의 유해한 연기 성분을 감소시키는 것이다. 가열식 흡연 물품의 하나의 공지된 유형에서, 가연성 열원으로부터 이 가연성 열원의 하류에 위치하는 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해서 에어로졸이 발생된다. 흡연 동안에, 휘발성 화합물이 가연성 열원으로부터의 열 전달에 의해서 에어로졸 형성 기재로부터 방출되고 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기에 연행된다. 상기 방출된 화합물이 냉각되고, 응축되어 사용자가 흡입하게 되는 에어로졸이 형성된다.
가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로 충분한 전도 열 전달을 보장해서 허용 가능한 에어로졸을 얻기 위해서, 가연성 열원의 적어도 후방 부분 및 가열식 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분의 주위 및 이들과 직접적으로 접촉하는 열전도 소자를 포함하는 것이 공지되어 있다. 예를 들면, WO-A2-2009/022232는 가연성 열원, 이 가연성 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재, 및 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 인접하는 전방 부분 주위와 이들과 직접 접촉하는 열 전도 요소를 포함하는 흡연 물품을 개시하고 있다.
가열식 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성 열원의 연소 온도는 가열식 흡연 물품의 사용 중에 에어로졸 형성 물질의 연소 또는 열적 열화를 초래할 만큼 높지 않아야 한다. 하지만, 가연성 열원의 연소 온도가 에어로졸 형성 물질로부터 충분한 휘발성 화합물들을 방출하기에 충분한 열을 발생시켜서 특히 초기 흡연(puff) 중에 허용 가능한 에어로졸을 생성시킬 만큼 충분히 높아야 한다.
가열식 흡연 물품들에서 사용하기 위한 다양한 가연성 탄소 함유 열원들이 본 기술분야에서 제안되어 있다. 가열식 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성 탄소 함유 열원의 연소 온도는 전형적으로 약 600℃ 내지 800℃이다.
가열식 흡연 물품의 표면 온도를 감소시키기 위해서 가열식 흡연 물품의 가연성 탄소 함유 열원의 주변부 주위에 절연 부재를 둘러싸는 것이 공지되어 있다.
예를 들면, US-A-4,714,082는 가연성 탄소 함유 연료 소자, 에어로졸 발생 수단, 열전도 부재, 및 유리 섬유들의 재킷(jacket)과 같은 탄력적인 불연성 재료의 주변 절연 부재를 포함하는 흡연 물품을 개시하고 있다. 절연 부재는 연료 소자의 적어도 일부 및 유리하게는 에어로졸 발생 수단의 적어도 일부를 둘러싼다.
EP-A2-0 174 645는 탄소질 연료 소자, 에어로졸 형성 물질을 수반하는 기재를 포함하는 물리적으로 분리된 에어로졸 발생 수단, 연료 소자의 일부 및 기재와 접촉하는 열 전도 부재, 및 마우스말단(mouthend) 피스를 포함하는 흡연 물품을 개시한다. 바람직하게, 연료 요소의 적어도 일부가, 복사 열 손실을 감소시키고 열을 보유하고 연료 소자로부터 에어로졸-발생 수단을 향해서 유도하는 것을 돕는, 절연 섬유의 재킷과 같은, 주변부 절연 부재를 구비한다.
US-A-4,714,082및 EP-A2-0 174 645에 개시된 바와 같은 분리된 절연 부재를 포함하는 것이, 흡연 물품의 길이를 따라 일정하지 않은 횡방향 횡단면을 갖는 가열식 흡연 물품을 초래할 수 있다. 이는 가열식 흡연 물품의 외관에 악영향을 미치며 가열식 흡연 물품 내의 가연성 탄소 함유 열원을 확실히 고정하기가 더욱 어렵게 할 수 있다. US-A-4,714,082 및 EP-A2-0 174 645에 개시된 바와 같은 분리된 절연 부재를 포함하는 것은 가열식 흡연 물품의 어셈블리의 복잡성을 또한 추가할 수 있다.
열원에 근접하는 감소된 표면 온도, 허용 가능한 외관을 가지고, 보다 신뢰할 수 있는 방식으로 조립될 수 있는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에 따라서, 전방 부분 및 후방 부분을 가지는 가연성 열원; 가연성 열원의 후방 부분의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재; 및 가연성 열원의 전방 부분 및 후방 부분을 둘러싸는 래퍼가 제공되고, 여기서 래퍼는 가연성 열원의 후방 부분과 접촉하고, 여기서 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부가 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 감소된 직경을 가지며, 그에 따라 래퍼가 적어도 약 0.5mm의 공기 갭에 의해서 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부로부터 방사방향으로 이격되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 흡연 물품 내의 포함을 위한 제1 블라인드 가연성 열원의 사시도를 도시한다;
도 2는 본 발명에 따른 흡연 물품 내의 포함을 위한 제2 블라인드 가연성 열원의 사시도를 도시한다; 그리고
도 3은 도 1에 도시된 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품의 개략적인 길이방향 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 흡연 물품 내의 포함을 위한 제2 블라인드 가연성 열원의 사시도를 도시한다; 그리고
도 3은 도 1에 도시된 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품의 개략적인 길이방향 단면도를 도시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, ‘에어로졸 형성 기재’는 에어로졸을 형성할 수 있는, 가열 시에 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 설명하는 데에 사용된다. 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재에서 발생된 에어로졸은 가시적 또는 비가시적일 수 있고, 증기(예를 들면, 실온에서는 보통 액체 또는 고체인, 기체 상태에 있는 물질의 미립자)뿐만 아니라, 기체 및 응집된 증기의 액적을 포함할 수도 있다.
상기 에어로졸 형성 기재는 래퍼(wrapper)에 의해 둘러싸여 있는, 에어로졸을 형성할 수 있는, 가열시 휘발성 성분을 방출할 수 있는 물질을 포함하는 플러그(plug) 또는 부위(segment) 형태일 수도 있다. 에어로졸 형성 기재가 플러그 또는 부위 형태인 경우에, 래퍼를 비롯한 전체 플러그 또는 부위가 에어로졸 형성 기재인 것으로 간주된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘원위’, ‘상류’, 및 ‘전방’, 및 ‘근위’, '하류' 및 '후방'은 사용자가 흡연 물품의 사용 동안에 흡연 물품을 흡인하는 방향에 관하여 흡연 물품의 구성요소들 또는 구성요소들의 부분들의 상대적인 위치를 설명하는 데에 사용된다. 본 발명에 따른 흡연 물품은 사용시, 사용자에게 전달하기 위해 에어로졸이 흡연 물품을 빠져나가는 근위 말단을 포함하고 있다. 흡연 물품의 근위 말단은 또한 마우스 말단이라고도 지칭될 수도 있다. 사용 시, 사용자는 흡연 물품에 의해 생성되는 에어로졸을 흡입하기 위해서 흡연 물품의 근위 말단에서 흡인한다.
가연성 열원은 원위 말단에 또는 그에 근접하게 위치하고 있다. 상기 마우스 말단은 상기 원위 말단의 하류에 있다. 상기 근위 말단은 상기 흡연 물품의 하류 말단이라고 부를 수도 있고, 상기 원위 말단은 상기 흡연 물품의 상류 말단이라고 부를 수도 있다. 본 발명에 따른 흡연 물품의 구성요소들, 또는 구성요소들의 부분들은 흡연 물품의 근위 말단과 원위 말단 사이에서의 그들의 상대적인 위치에 기초하여 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수도 있다.
가연성 열원의 전방 부분은 가연성 열원의 상류 말단에 있다. 가연성 열원의 상류 말단은 흡연 물품의 근위 말단으로부터 가장 먼 가연성 열원의 말단이다. 가연성 열원의 후방 부분은 가연성 열원의 하류 말단에 있다. 가연성 열원의 하류 말단은 흡연 물품의 근위 말단으로부터 가장 가까운 가연성 열원의 말단이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘길이방향’은 흡연 물품의 근위 말단과 대향하는 원위 말단 사이의 방향을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘반경 방향’ 및 ‘횡방향’은 흡연 물품의 근위 말단 및 대향하는 원위 말단 사이의 방향에 수직하는 방향을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘길이’는 흡연 물품의 길이 방향으로의 최대 치수를 설명하는 데에 사용된다. 즉, 흡연 물품의 근위 말단 및 대향하는 원위 말단 사이의 길이 방향으로의 최대 치수이다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 전방 부분의 적어도 일부와 래퍼 사이에 적어도 0.5mm의 공기 갭을 포함하고 있다. 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부와 래퍼 사이에 적어도 약 0.5mm의 공기 갭을 포함하는 것은 가연성 열원을 유리하게 절연시키고, 그에 따라 가연성 열원에 근접하는 흡연 물품의 표면 온도를 감소시킨다.
본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부가 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 감소된 직경을 갖는다. 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부의 감소된 직경은, 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부와 래퍼 사이의 공기 갭의 포함에도 불구하고, 래퍼가 가연성 열원의 후방 부분과 접촉할 수 있게 한다. 이는, 가연성 열원을 흡연 물품 내에서 유지하는데 유리하게 도움이 된다. 이는, 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 적절한 열의 전달을 용이하게 해서 허용 가능한 에어로졸을 제공하는 데에도 도움이 된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 ‘접촉’은, 래퍼와 가연성 열원의 후방 부분 사이에 공기 갭이 없다는 것을 의미하기 위해서 사용된다.
래퍼가 적어도 약 1.0mm의 공기 갭에 의해서 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부로부터 방사방향으로 이격될 수도 있다.
바람직하게, 래퍼가 약 0.5mm 내지 약 1.5mm 사이의 공기 갭에 의해서 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부로부터 방사방향으로 이격되어 있다. 래퍼가 약 1.0mm 내지 약 1.5mm의 공기 갭에 의해서 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부로부터 방사방향으로 이격되어 있을 수도 있다.
바람직하게, 래퍼가 공기 갭에 의해서 가연성 열원의 전방 부분의 적어도 약 50%로부터 방사방향으로 이격되어 있다. 래퍼가 공기 갭에 의해서 가연성 열원의 전방 부분의 적어도 약 60%로부터 방사방향으로 이격되어 있을 수도 있다.
바람직하게, 가연성 열원의 후방 부분이 실질적으로 일정한 횡방향 횡단면을 갖는다. 보다 바람직하게, 가연성 열원의 후방 부분이 실질적으로 일정한 원형 횡방향 횡단면을 갖는다.
바람직하게, 가연성 열원의 전방 부분이 실질적으로 일정한 횡방향 횡단면을 갖는다.
소정의 구현예들에서, 가연성 열원의 전방 부분의 전부가 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 감소된 직경을 가지고, 그에 따라 래퍼가 공기 갭에 의해서 가연성 열원의 전방 부분의 전부로부터 방사방향으로 이격되어 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 가연성 열원의 전방 부분 및 후방 부분이 실질적으로 일정한 원형 횡방향 횡단면을 가지며, 가연성 열원이 실질적으로 T-형상의 길이방향 횡단면을 갖는다.
다른 구현예들에서, 가연성 열원의 전방 부분의 일부분만이 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 감소된 직경을 가지며, 그에 따라 래퍼가 공기 갭에 의해서 가연성 열원의 전방 부분의 일부분으로부터만 방사방향으로 이격되어 있다. 소정의 구현예들에서, 가연성 열원의 전방 부분이 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 감소된 직경을 가지는 복수의 원주방향으로 이격된 길이방향 홈을 포함하고 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 가연성 열원의 전방 부분이 실질적으로 일정한 별-형상의 또는 코그(cog)-형상의 횡방향 횡단면을 가지고, 가연성 열원의 후방 부분이 실질적으로 일정한 원형 횡방향 횡단면을 갖는다.
바람직하게는 가연성 열원은 약 7mm와 약 17mm 사이, 보다 바람직하게는 약 7mm와 약 15mm 사이, 가장 바람직하게는 약 7mm와 약 13mm 사이의 길이를 갖는다.
바람직하게, 가연성 열원의 전방 부분의 길이가 적어도 5mm이다.
바람직하게, 가연성 열원의 전방 부분의 길이가 약 5mm 내지 약 12mm이다.
바람직하게, 가연성 열원의 후방 부분의 길이가 적어도 3mm이다.
바람직하게, 가연성 열원의 후방 부분의 길이가 약 3mm 내지 약 6mm이다.
바람직하게는, 가연성 열원의 후방 부분이 약 5mm 내지 약 9mm, 보다 바람직하게는 약 7mm내지 약 8mm의 직경을 갖는다.
바람직하게, 가연성 열원의 후방 부분이 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 직경을 갖는다.
래퍼가 외측 래퍼일 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 '외측 래퍼'는, 흡연 물품의 외부에서 볼 수 있는 래퍼를 설명하기 위해서 사용된다.
대안적으로, 래퍼가 내측 래퍼일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘내측 래퍼’는, 흡연 물품의 외부에서 볼 수 없거나 부분적으로만 볼 수 있는 래퍼를 설명하기 위해서 사용된다. 그러한 구현예들에서, 흡연 물품은 래퍼의 전부 또는 일부를 덮는 하나 이상의 재료의 부가적인 층을 더 포함하고 있다. 예를 들어, 흡연 물품이 래퍼의 전부 또는 일부를 둘러싸는 부가적인 래퍼를 포함할 수 있다.
가연성 열원의 전방 부분에 대한 산소 공급을 용이하게 하기 위해서, 하나 이상의 공기 유입부가, 가연성 열원의 전방 부분 주위에서, 바람직하게 래퍼 및, 존재하는 경우에, 래퍼를 덮는 임의의 부가적인 재료의 층 내에 제공되어 있다.
바람직하게는, 래퍼의 물리적 무결성은 발화 및 연소 동안에 가연성 열원에 의해 달성되는 온도에서 유지된다.
래퍼가 열 전도성 물질을 포함할 수 있다. 래퍼가 임의의 적절한 열 전도성 물질 또는 적절한 열 전도성을 갖는 물질들의 조합을 포함할 수 있다.
그러한 구현예들에서, 래퍼가 바람직하게 MTPS(modified transient plane source) 방법을 이용하여 측정했을 때에 23℃ 및 50%의 상대 습도에서, 약 10 W/(mㆍK) 내지 약 500W/(mㆍK), 보다 바람직하게는 약 15W/(mㆍK) 내지 약 400W/(mㆍK)의 벌크 열 전도성을 갖는 하나 이상의 열 전도성 물질을 포함하고 있다. 적절한 열 전도성 물질은, 이에 한정되지 않지만, 예를 들면 알루미늄 호일, 스틸 호일, 철 호일 및 구리 호일과 같은 금속 호일; 및 금속 합금 호일을 포함한다.
대안적으로 또는 부가적으로, 래퍼가 단열 물질을 포함할 수 있다. 래퍼가 임의의 적합한 단열 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 단열 물질은 이에 한정되지 않지만, 종이를 포함한다.
래퍼가 열 전도성 물질의 단일 층 또는 단열 물질의 단일 층으로 형성될 수 있다.
대안적으로, 래퍼가 하나 이상의 열 전도성 물질의 층 및 하나 이상의 단열 물질의 층을 포함하는 복수층 또는 적층체 물질로 형성될 수 있다. 그러한 구현예들에서, 하나 이상의 열 전도성 물질 층은 앞서서 나열된 열 전도성 물질 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 래퍼가 가연성 열의 후방 부분과 대면하는 단열 물질의 방사방향 내측 층 및 열 전도성 물질의 방사방향 외측 층을 포함하는 적층체 물질로 형성될 수 있다.
그러한 구현예들에서, 단열 물질의 방사방향 내측 층 및 열 전도성 물질의 방사방향 외측 층의 조합을 포함하는 래퍼를 포함하는 것이 유리하게 열을 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로 전도하고, 가연성 열원으로부터의 복사 열 손실을 제한하고 그리고 가연성 열원을 절연시킨다.
소정의 구현예들에서, 래퍼가 가연성 열원의 후방 부분과 직접적으로 접촉할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘직접 접촉’은 두 가지 구성요소들의 표면들이 서로 접촉하게 되도록, 아무런 중간 물질이 없는 두 가지 구성요소들 사이의 접촉을 설명하는 데에 사용된다.
다른 구현예들에서, 래퍼가 가연성 열원의 후방 부분과 간접적으로 접촉할 수 있다. 그러한 실시예에서, 물질의 하나 이상의 층이 래퍼와 가연성 열원의 후방 부분 사이에 제공되어 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품들이 가연성 열원의 후방 부분과 래퍼 사이에서 제1 열 전도 요소를 포함할 수 있다. 그러한 구현예들에서, 제1 열 전도 요소가 래퍼의 부분 아래에 위치된다.
제1 열 전도 요소가 가연성 열원의 후방 부분의 전부 또는 일부 주위에 있을 수 있다. 바람직하게, 가연성 열원의 후방 부분의 전부 또는 일부 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분 주위에 제1 열 전도 요소가 위치된다. 제1 열 전도 요소는 내연성인 것이 바람직하다. 소정의 구현예들에서, 제1 열 전도 요소는 산소 제한성이다. 환언하면, 제1 열 전도 요소는 제1 열 전도 요소를 통해서 가연성 열원으로 산소가 통과하는 것을 억제하거나 저지한다.
이러한 구현예들에서, 제1 열 전도 요소는 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이에서 실질적으로 기밀한(airtight) 연결을 제공할 수 있다. 이는 유리하게는 가연성 열원으로부터의 연소 기체가 에어로졸 형성 기재의 주변부를 통해 에어로졸 형성 기재 내로 쉽게 흡인되는 것을 방지하거나 억제할 수도 있다. 이러한 연결은 또한 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재의 주변부를 따라 흡인된 공기에 의한 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 강제 대류 열 전달을 유리하게 최소화하거나 실질적으로 회피할 수도 있다.
소정의 구현예들에서, 제1 열 전도 요소는 가연성 열원의 후방 부분의 전부 또는 일부 그리고 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분과 그 주위에서 그리고 직접적으로 접촉할 수 있다. 그러한 구현예들에서, 가연성 열원의 후방 부분의 전부 또는 일부는 제1 열 전도 요소에 의해 둘러싸이고 그와 직접 접촉하며, 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분은 제1 열 전도 요소에 의해 둘러싸이고 그와 직접 접촉하고 있다. 이러한 구현예들에서, 제1 열 전도 요소는 본 발명에 따른 흡연 물품의 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이에 열적 연결을 제공한다.
소정의 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재의 전체 길이가 제1 열 전도 요소에 의해 둘러싸일 수도 있다.
다른 구현예들에서, 제1 열 전도 요소는 에어로졸 형성 기재의 전방 부분만을 둘러싸고 있을 수도 있다. 다른 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 제1 열 전도 요소를 넘어서 하류로 연장되어 있다.
제1 열 전도 요소가 에어로졸 형성 기재의 전방 부분만을 둘러싸고 있는 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 바람직하게는 제1 열 전도 요소를 넘어서 하류로 적어도 약 3mm 연장되어 있다. 보다 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 제1 열 전도 요소를 넘어서 하류로 약 3mm와 약 10mm 사이로 연장되어 있다. 하지만, 에어로졸 형성 기재는 제1 열 전도 요소를 넘어서 하류로 3mm 미만으로 연장되어 있다.
바람직하게는, 제1 열 전도 요소에 의해 둘러싸인 에어로졸 형성 기재의 전방 부분은 약 1mm와 약 10mm 사이의 길이, 보다 바람직하게는 약 2mm와 약 8mm 사이의 길이, 가장 바람직하게는 약 2mm와 약 6mm 사이의 길이이다.
제1 열 전도 요소가 열 전도성 물질을 포함하고 있다. 제1 열 전도 요소는 임의의 적절한 열 전도성 물질 또는 적절한 열 전도성을 갖는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 제1 열 전도 요소는 MTPS(modified transient plane source)법을 이용하여 측정했을 때에 23℃ 및 50%의 상대 습도에서, 약 10 W/(mㆍK)(미터 Kelvin 당 W)과 약 500W/(mㆍK) 사이, 보다 바람직하게는 약 15W/(mㆍK)과 약 400W/(mㆍK) 사이의 벌크 열 전도성을 갖는 하나 이상의 열 전도성 물질을 포함하고 있다. 적절한 열 전도성 물질은, 이에 한정되지 않지만, 예를 들면 알루미늄 호일 래퍼, 스틸 래퍼, 철 호일 래퍼 및 구리 호일 래퍼와 같은 금속 호일 래퍼; 및 금속 합금 호일 래퍼를 포함한다.
제1 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 단일 층으로 형성될 수도 있다. 대안적으로, 제1 열 전도 요소는 하나 이상의 다른 열 전도층 또는 비-열 전도층과 조합되는 열 전도성 물질의 적어도 하나의 층을 포함하는 다층 또는 적층체(laminate) 물질로 형성될 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 열 전도성 물질의 적어도 한 층은 상기에서 나열된 열 전도성 물질 중 어느 하나를 포함할 수도 있다.
소정의 구현예들에서, 제1 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 적어도 하나의 층 및 단열 물질의 적어도 하나의 층을 포함하는 적층체 물질로 형성될 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 가연성 열의 후방 부분과 대면하는 제1 열 전도 요소의 방사방향 내부 층은 열 전도성 물질의 층일 수 있고, 제1 열 전도 요소의 방사방향 외부 층은 단열 물질의 층일 수도 있다.
바람직하게는 제1 열 전도 요소의 두께는 약 5㎛ 내지 약 50㎛, 보다 바람직하게는 약 10㎛ 내지 약 30㎛, 가장 바람직하게는 약 20㎛이다. 소정의 특히 바람직한 구현예들에서, 제1 열 전도 요소는 약 20㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일을 포함하고 있다.
래퍼의 부분 아래에 위치하는 제1 열 전도 요소에 대안적으로 또는 부가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품이 래퍼의 전부 또는 부분 위에 위치되는 제2 열 전도 요소를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 제1 열 전도 요소 및 제2 열 전도 요소를 포함하는 경우에, 제2 열 전도 요소가 바람직하게 제1 열 전도 요소의 적어도 일부 주위에 위치된다. 즉, 제2 열 전도 요소가 바람직하게 제1 열 전도 요소의 적어도 일부분 위에 놓여 있다. 그러한 구현예에서, 제2 열 전도 요소의 적어도 일부가 래퍼에 의해서 제1 열 전도 요소로부터 방사방향으로 분리된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “방사방향으로 분리된”은, 제2 열 전도 요소의 적어도 일부분이 래퍼에 의해서 방사방향으로 제1 열 전도 요소로부터 이격되고, 그에 따라 제2 열 전도 요소의 적어도 일부와 제1 열 전도 요소의 사이에 직접 접촉이 없다는 것을 표시하는 데에 사용된다.
바람직하게는, 제2 열 전도 요소의 전부 또는 실질적으로 전부가 래퍼에 의해서 제1 열 전도 요소로부터 방사방향으로 분리되어서, 제1 열 전도 요소와 제2 열 전도 요소 사이에 직접 접촉이 실질적으로 없다. 이는 유리하게는 제1 열 전도 요소로부터 제2 열 전도 요소로의 전도성 열 전달을 제한하거나 억제한다. 이는 유리하게는 제2 열 전도 요소가 제1 열 전도 요소보다 낮은 온도를 유지하게 한다.
그러한 구현예들에서, 제2 열 전도 요소는 유리하게는 제1 열 전도 요소로부터의 열 손실을 감소시킨다. 사용시에, 제2 열 전도 요소는, 열이 가연성 열원에 의해 발생됨에 따라, 흡연 물품의 흡연 동안에 온도를 상승시킬 것이다. 제2 열 전도 요소의 상승된 온도는 제1 열 전도 요소, 래퍼 그리고 임의의 부가적인 물질의 개재 층 사이의 온도차를 감소시키고, 그에 따라 제1 열 전도 요소로부터의 열 손실이 감소될 수 있다. 제1 열 전도 요소로부터의 열 손실을 감소시켜서, 제2 열 전도 요소는 유리하게는 제1 열 전도 요소의 온도를 원하는 온도 범위 이내로 더 양호하게 유지하는 것을 돕는다.
제2 열 전도 요소가 열 전도성 물질을 포함하고 있다. 제2 열 전도 요소는 임의의 적절한 열 전도성 물질 또는 적절한 열 전도성을 갖는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 제2 열 전도 요소는 MTPS법을 이용하여 측정했을 때에 23℃ 및 50%의 상대 습도에서, 약 10 W/(mㆍK) 과 약 500W/(mㆍK) 사이, 보다 바람직하게는 약 15W/(mㆍK)과 약 400W/(mㆍK) 사이의 벌크 열 전도성을 갖는 하나 이상의 열 전도성 물질을 포함하고 있다. 적절한 열 전도성 물질은, 이에 한정되지 않지만, 예를 들면 알루미늄 호일 래퍼, 스틸 래퍼, 철 호일 래퍼 및 구리 호일 래퍼와 같은 금속 호일 래퍼; 및 금속 합금 호일 래퍼를 포함한다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 제1 열 전도 요소 및 제2 열 전도 요소를 포함하는 경우에, 제1 열 전도 요소 및 제2 열 전도 요소가 동일하거나 상이한 열 전도성 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 제1 열 전도 요소 및 제2 열 전도 요소는 동일한 열 전도성 물질을 포함하고 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 제1 열 전도 요소 및 제2 열 전도 요소는 알루미늄 호일을 포함하고 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 제1 열 전도 요소 및 제2 열 전도 요소를 포함하는 경우에, 바람직하게 제2 열 전도 요소가 알루미늄 또는 스틸과 같은 하나 이상의 열 반사 물질을 포함하고 있다. 이러한 구현예들에서, 사용시, 제2 열 전도 요소는 유리하게는 제1 열 전도 요소로부터의 열 방사를 제1 열 전도 요소를 향해서 다시 반사한다. 이는 제1 열 전도 요소로부터의 열 손실을 더욱 감소시켜서 제1 열 전도 요소의 온도가 더욱 양호하게 제어될 수 있고, 가연성 열원이 더 높은 온도에서 유지될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 '열 반사 물질'은 비교적 높은 열 반사율 및 비교적 낮은 열 방사율을 가져서 상기 물질이 방출하는 것보다 입사 복사선의 큰 비율을 그 표면에서 반사하는 물질을 말한다. 바람직하게는, 물질은 입사 방사의 50% 초과, 보다 바람직하게는 입사 방사의 70% 초과, 가장 바람직하게는 입사 방사의 75% 초과를 반사한다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 제1 열 전도 요소 및 열 반사 물질을 포함하는 제2 열 전도 요소를 포함하는 경우에, 바람직하게는 제2 열 전도 요소의 전부 또는 실질적으로 전부가 래퍼에 의해서 제1 열 전도 요소로부터 방사방향으로 분리되어서 제1 열 전도 요소를 향하는 제2 열 전도 요소에 의한 열의 반사를 용이하게 한다.
제2 열 전도 요소의 반사율은 빛나는 방사방향 내부 표면을 갖는 제2 열 전도 요소를 제공하여 개선될 수도 있고, 여기서 방사방향 내부 표면은 제1 열 전도 요소의 방사방향 외부 표면과 대면하는 제2 열 전도 요소의 표면이다.
제2 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 단일층으로 형성될 수도 있다. 대안적으로, 제2 열 전도 요소는 하나 이상의 다른 열 전도층 또는 비-열 전도층과 조합하여 열 전도성 물질의 적어도 하나의 층을 포함하는 다중층 또는 적층체 물질로 형성될 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 열 전도성 물질의 적어도 한 층은 상기에서 나열된 열 전도성 물질 중 어느 하나를 포함할 수도 있다.
소정의 구현예들에서, 제2 열 전도 요소는 열 전도성 물질의 적어도 하나의 층 및 단열 물질의 적어도 하나의 층을 포함하는 적층체 물질로 형성될 수도 있다. 그러한 구현예들에서, 래퍼와 대면하는 제2 열 전도 요소의 방사방향 내부 층이 단열 물질의 층일 수 있고, 제2 열 전도 요소의 방사방향 외부 층이 열 전도성 물질의 층일 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 제1 열 전도 요소 및 제2 열 전도 요소를 포함하는 경우에, 제2 열 전도 요소의 두께가 제1 열 전도 요소의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다. 대안적으로, 제1 열 전도 요소 및 제2 열 전도 요소는 서로 다른 두께를 가질 수도 있다.
바람직하게는, 제2 열 전도 요소의 두께는 약 5㎛와 약 100㎛ 사이, 보다 바람직하게는 약 5㎛와 약 80㎛ 사이이다.
바람직하게는, 제2 열 전도 요소는 약 2㎛와 약 50㎛ 사이, 보다 바람직하게는 약 4㎛와 약 30㎛ 사이의 두께를 갖는 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 포함하고 있다.
소정의 구현예들에서, 제2 열 전도 요소는 약 20㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일을 포함하고 있을 수도 있다.
소정의 구현예들에서, 제2 열 전도 요소는 약 5㎛와 약 6㎛ 사이의 두께를 갖는 알루미늄의 외부 층 및 종이의 내부 층을 포함하는 적층체 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 제1 열 전도 요소 및 제2 열 전도 요소를 포함하는 경우에, 제1 열 전도 요소, 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재에 대한 제2 열 전도 요소의 위치 및 범위는 흡연 동안에 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 조정될 수 있다.
제2 열 전도 요소가 가연성 열원의 전방 부분 및 후방 부분 중 하나 또는 양자 모두 주위에 배치될 수 있다.
래퍼가 단열 물질의 단일 층을 포함하는 경우에, 제2 열 전도 요소가 바람직하게 가연성 열원의 전방 부분 및 후방 부분 주위에 배치되어 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 제2 열 전도 요소는 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분 주위에 위치할 수 있다.
소정 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 가연성 열원의 후방 부분과 접경할 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘접경하다’는 가연성 열원의 후방 부분 또는 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 제공된 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어 코팅층과 직접 접촉하는 에어로졸 형성 기재를 설명하는 데에 사용된다.
다른 구현예들에서, 상기 에어로졸 형성 기재는 가연성 열원의 후방 부분으로부터 이격되어 있을 수도 있다. 즉, 에어로졸 형성 기재와 가연성 열원의 후방면 사이에 공간이나 갭이 있을 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 주변부 주위에 하나 이상의 제1 공기 유입부를 더 포함할 수 있다.
사용시, 냉각 공기가 제1 공기 유입부들을 통해 에어로졸 형성 기재 내로 흡인된다. 제1 공기 유입부를 통해 에어로졸 형성 기재 내로 흡인된 공기는 에어로졸 형성 기재로부터 하류로 흡연 물품을 통과하고 그 근위 말단을 통해 흡연 물품을 빠져나간다.
사용자가 뻐끔거리는 동안에, 하나 이상의 제1 유입부를 통해서 에어로졸 형성 기재 내로 흡인된 냉각 공기는 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 온도를 유리하게 감소시킨다. 이는 유리하게는 사용자가 뻐끔거리는 동안 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 온도의 급상승(spike)을 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 하나 이상의 제1 공기 유입부는 에어로졸 형성 기재의 하류 말단에 근접하여 위치하고 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 에어로졸 형성 기재가 가연성 열원의 후방 부분으로부터 이격되어 있는 경우에, 본 발명에 따른 흡연 물품이 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이에 하나 이상의 제2 공기 유입부를 더 포함할 수 있다. 사용시, 냉각 공기는 제2 공기 유입부를 통해 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재 사이의 공간 내로 흡인된다. 제2 공기 유입부를 통해 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재 사이의 공간 내로 흡인된 공기는 상기 가연성 열원과 상기 에어로졸 형성 기재 사이의 공간으로부터 하류로 흡연 물품을 통과하고 그 근위 말단을 통해 흡연 물품을 빠져나간다.
사용자가 뻐끔거리는 동안, 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이의 하나 이상의 제2 유입부들을 통해 흡인된 냉각 공기는 유리하게는 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 온도를 또한 감소시킬 수도 있다. 이는 유리하게는 사용자가 뻐끔거리는 동안 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 온도의 급상승(spike)을 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 하나 이상의 제3 공기 유입부를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성의 주변부 주위의 하나 이상의 제1 공기 유입부, 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이의 하나 이상의 제2 공기 유입부, 및 에어로졸 형성 기재의 하류의 하나 이상의 제3 공기 유입부의 임의의 조합을 포함할 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이에 제1의 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어(non-combustible, substantially air impermeable barrier)를 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘불연성’은 연소 및 발화 동안에 가연성 열원에 의해 도달된 온도에서 실질적으로 불연성인 배리어를 설명하는 데에 사용된다.
제1 배리어는 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재의 전방 부분 중 하나 또는 양자 모두와 접경할 수도 있다. 대안적으로, 제1 배리어는 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 양자 모두로부터 이격될 수 있다.
제1 배리어는 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 양자 모두에 부착되거나 달리 첨부될 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 제공된 불연성의 실질적 공기 불투과성 제1 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 그러한 구현예들에서, 바람직하게는 제1 배리어는 가연성 열원의 후방 부분의 적어도 실질적으로 전체 후방 면에 제공된 제1 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 제1 배리어는 가연성 열원의 후방 부분의 전체 후방 면에 제공된 제1 배리어 코팅층을 포함하고 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘코팅층’은 가연성 열원을 덮고 그에 부착되는 물질의 층을 설명하는 데에 사용된다.
제1 배리어는 유리하게는 에어로졸 형성 기재가 가연성 열원의 발화 또는 연소 동안에 노출되는 온도를 제한할 수도 있고, 그에 따라 흡연 물품의 사용 동안에 에어로졸 형성 기재의 열적 감성 또는 연소를 회피하거나 감소시키는 것을 도울 수도 있다. 이는 가연성 열원이 이 가연성 열원의 발화에 도움을 주는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 경우에 특히 유리하다.
가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 제1 배리어를 포함하는 것은 또한 흡연 물품의 보관 동안에 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 구성성분이 가연성 열원으로 이동하는 것을 유리하게 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 제1 배리어를 포함하는 것은 흡연 물품의 사용 동안에 본 발명에 따른 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재의 구성성분이 가연성 열원으로 이동하는 것을 유리하게 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 제1 배리어를 포함하는 것은 에어로졸 형성 기재가 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함하는 경우에 특히 유리할 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 제1 배리어를 포함하는 것은 흡연 물품의 보관 및 사용 동안에 에어로졸 형성 기재로부터 가연성 열원으로의 적어도 하나의 에어로졸 형성제의 이동을 유리하게 방지하거나 억제할 수도 있다. 따라서, 흡연 물품의 사용 동안에 적어도 하나의 에어로졸 형성제의 분해가 유리하게는 실질적으로 회피되거나 감소될 수도 있다.
흡연 물품의 원하는 특징 및 성능에 따라서, 제1 배리어는 낮은 열 전도성을 갖거나 높은 열 전도성을 가질 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 제1 배리어는 MTPS(modified transient plane source)법을 사용하여 측정했을 때에 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 약 0.1 W/(mㆍK)와 약 200W/(mㆍK) 사이의 벌크 열 전도성을 가지는 물질로 형성될 수도 있다.
제1 배리어의 두께는 양호한 흡연 성능을 달성하도록 적절하게 조정될 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 제1 배리어는 약 10㎛과 약 500㎛ 사이의 두께를 가질 수도 있다.
제1 배리어는 발화 및 연소 동안에 가연성 열원에 의해 달성된 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적이고 불연성인 하나 이상의 적합한 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 물질은 이에 한정되지 않지만, 당 기술분야에서 공지되어 있고, 점토(예를 들면, 벤토나이트 및 카올리나이트 등), 유리, 미네랄, 세라믹 물질, 수지, 금속 및 그들의 조합을 포함한다.
제1 배리어가 형성될 수 있는 바람직한 물질은 점토 및 유리를 포함한다. 배리어가 형성될 수 있는 보다 바람직한 물질은 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 합금, 알루미나(Al2O3), 수지, 및 미네랄 접착제를 포함한다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 제공된 벤토나이트와 카올리나이트의 50/50 혼합물을 포함하는 점토 코팅층을 포함하고 있다. 다른 바람직한 구현예들에서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 제공된 유리 코팅층, 보다 바람직하게는 소성된 유리 코팅층을 포함하고 있다.
소정의 특히 바람직한 구현예들에서, 제1 배리어는 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 제공된 알루미늄 코팅층을 포함하고 있다.
바람직하게는, 배리어는 적어도 약 10㎛의 두께를 갖는다.
점토의 공기에 대한 약간의 투과성 때문에, 제1 배리어가 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 제공된 점토 코팅층을 포함하는 구현예들에서, 점토 코팅층은 보다 바람직하게는 적어도 약 50㎛ 및 가장 바람직하게는 약 50㎛ 내지 약 350㎛의 두께를 갖는다.
제1 배리어가 알루미늄과 같은 공기에 대하여 보다 불투과성인 하나 이상의 물질로 형성되는 구현예들에서, 제1 배리어는 보다 얇을 수도 있으며, 바람직하게는 약 100㎛ 미만, 보다 바람직하게는 약 20㎛ 미만의 두께를 가질 것이다.
제1 배리어가 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 제공된 유리 코팅층을 포함하는 구현예들에서, 유리 코팅층은 바람직하게는 약 200㎛ 미만의 두께를 갖는다.
제1 배리어의 두께는 현미경, 주사 전자 현미경(scanning electron microscope(SEM)) 또는 당 기술분야에 공지된 임의의 다른 적합한 측정 방법들을 사용하여 측정될 수도 있다.
제1 배리어가 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 제공된 제1 배리어 코팅층을 포함하는 경우, 제1 배리어 코팅층은, 분사-코팅, 증착, 침지(dipping), 물질 전사(material transfer)(예를 들면, 솔질 또는 풀칠), 정전 침착(electrostatic deposition) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하나 이에 한정되지 않으며, 당 기술분야에 공지된 임의의 적합한 방법들에 의해 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면을 덮고 그에 부착하도록 적용될 수도 있다.
예를 들면, 제1 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면의 근사 크기 및 형상으로 배리어를 사전에 형성하고, 이를 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 적용하여 가연성 열원의 적어도 실질적으로 전체 후방 부분의 후방 면을 덮고 그에 부착하여 이루어질 수도 있다. 대안적으로, 제1 배리어 코팅층이 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 적용된 후에 절단되거나 달리 기계 가공될 수도 있다. 하나의 바람직한 구현예에서, 알루미늄 호일을 가연성 열원에 풀칠하여 붙이거나 가압하여 이를 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 적용하고, 절단하거나 달리 기계 가공해서, 알루미늄 호일이 가연성 열원의 적어도 실질적으로 전체 후방 부분의 후방 면, 바람직하게는 가연성 열원의 전체 후방 면을 덮고 그에 부착된다.
다른 바람직한 구현예에서, 제1 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅층 물질의 용액 또는 현탁액을 적용하여 형성된다. 예를 들면, 제1 배리어 코팅층은 하나 이상의 적합한 코팅층 물질의 용액 또는 현탁액 내에 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면을 침지시키거나, 용액 또는 현탁액을 솔질 또는 분사-코팅하거나, 또는 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅층 물질의 분말 또는 분말 혼합물을 정전 침착하여 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 적용될 수도 있다. 제1 배리어 코팅층이 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅층 물질의 분말 또는 분말 혼합물을 정전 침착하여 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 적용되는 경우, 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면이, 정전 침착되기 전에, 물 유리(water glass)로 전처리되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 제1 배리어 코팅층은 분사 코팅에 의해 적용된다.
제1 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅층 물질의 용액 또는 현탁액을 한 번 적용하여 형성될 수도 있다. 대안적으로, 제1 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅층 물질의 용액 또는 현탁액을 여러 번 적용하여 형성될 수도 있다. 예를 들면, 제1 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅층 물질의 용액 또는 현탁액을 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8회로 연속 적용하여 형성될 수도 있다.
바람직하게는, 제1 배리어 코팅층은 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅층 물질의 용액 또는 현탁액을 1 내지 10회로 적용하는 것을 통해서 형성된다.
가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 코팅층 물질의 용액 또는 현탁액을 적용한 후, 가연성 열원을 건조시켜 제1 배리어 코팅층을 형성할 수도 있다.
제1 배리어 코팅층이 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 적합한 코팅층 물질의 용액 또는 현탁액을 여러 번 적용하는 것을 통해서 형성되는 경우, 가연성 열원은 용액 또는 현탁액의 연속적인 적용들 사이에서 건조될 필요가 있을 수도 있다.
건조에 대한 대안적으로 또는 추가적으로, 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면에 하나 이상의 코팅층 물질의 용액 또는 현탁액을 적용한 후, 가연성 열원 상의 코팅층 물질을 소결시켜 제1 배리어 코팅층을 형성할 수도 있다. 제1 배리어 코팅층의 소성은 제1 배리어 코팅층이 유리(glass) 또는 세라믹 코팅층인 경우에 특히 바람직하다. 바람직하게는, 제1 배리어 코팅층은 약 500℃와 약 900℃ 사이의 온도, 및 보다 바람직하게는 약 700℃에서 소성된다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 열원을 포함할 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘비-블라인드(non-blind)’는 가연성 열원의 전방 부분의 전방 면으로부터 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면까지 연장되는 적어도 하나의 기류 채널을 포함하는 가연성 열원을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘기류 채널’은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 하류로 흡인될 수도 있는 가연성 열원의 길이를 따라 연장되어 있는 채널을 설명하는 데에 사용된다.
비-블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 에어로졸 형성 기재의 가열은 전도 및 강제 대류에 의해 생긴다.
하나 이상의 기류 채널은 하나 이상의 에워싸여 있는 기류 채널을 포함할 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘에워싸여 있는’은 비-블라인드 가연성 열원의 내부를 통해 연장되어 있으며 비-블라인드 가연성 열원에 의해 둘러싸여 있는 기류 채널을 설명하는 데에 사용된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 기류 채널은 하나 이상의 에워싸여 있지 않은 기류 채널을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 기류 채널은 비-블라인드 가연성 열원의 후방 부분의 외부를 따라 연장되는 하나 이상의 홈 또는 기타 에워싸여 있지 않은 기류 채널을 포함할 수도 있다.
하나 이상의 기류 채널은 하나 이상의 에워싸여 있는 기류 채널 또는 하나 이상의 에워싸여 있지 않은 기류 채널 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다.
소정의 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원의 전방 부분의 전방 면으로부터 비-블라인드 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면까지 연장되는 1개, 2개 또는 3개의 기류 채널을 포함하고 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원의 전방 부분의 전방 면으로부터 비-블라인드 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면으로 연장되는 단일의 기류 채널을 포함하고 있다.
소정의 특히 바람직한 구현예들에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원의 전방 부분의 전방 면으로부터 비-블라인드 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면으로 연장되는 1개의 실질적으로 중앙의 또는 축방향의 기류 채널을 포함하고 있다.
이러한 구현예들에서, 단일 기류 채널의 직경은 바람직하게는 약 1.5mm와 약 3mm 사이이다.
사용자가 흡입하기 위해 공기가 흡인될 수 있는 하나 이상의 기류 채널에 더하여, 본 발명에 따른 흡연 물품은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 흡인될 수 없는 하나 이상의 폐쇄 또는 차단된 통로를 포함하는 비-블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원의 전방 부분의 전방 면으로부터 비-블라인드 가연성 열원의 후방 부분의 후방 면으로 연장되는 하나 이상의 기류 채널 및 가연성 열원의 길이를 따라 일부만 비-블라인드 가연성 열원의 전방 부분의 전방 면으로부터 연장되는 하나 이상의 폐쇄된 통로를 포함하는 비-블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다.
하나 이상의 폐쇄된 공기 통로를 포함하면 비-블라인드 가연성 열원이 공기로부터 산소에 노출되는 표면적을 증가시키고 유리하게는 비-블라인드 가연성 열원의 발화 및 지속적인 연소를 용이하게 할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 비-블라인드 가연성 열원, 및 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 제1 배리어를 포함하는 경우, 제1 배리어는 하나 이상의 기류 채널을 통해 흡연 물품으로 들어가는 공기가 흡연 물품을 통해 하류로 흡인될 수 있게 구성되어야 한다.
가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이에 있는 불연성의 실질적 공기 불투과성 제1 배리어에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 비-블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품은 비-블라인드 가연성 열원과 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 제2 배리어를 포함할 수도 있다.
비-블라인드 가연성 열원과 하나 이상의 기류 채널 사이의 제2 배리어는, 흡인된 공기가 하나 이상의 기류 채널을 지나갈 때, 비-블라인드 가연성 열원의 발화 및 연소 동안에 형성된 연소 및 분해 생성물이 하나 이상의 기류 채널을 통해서 본 발명에 따른 흡연 물품 내에 흡인된 공기로 들어가는 것을 유리하게 실질적으로 방지하거나 금지시킬 수도 있다. 이는 비-블라인드 가연성 열원이 비-블라인드 가연성 열원의 발화 또는 연소에 도움을 주는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 경우에 특히 유리하다.
비-블라인드 가연성 열원 및 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 제2 배리어를 포함하는 것은 유리하게는 사용자가 퍼핑하는 동안에 비-블라인드 가연성 열원의 연소의 활성화를 실질적으로 방지하거나 금지시킬 수도 있다. 이는 사용자가 퍼핑하는 동안에 에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
가연성 열원의 연소 활성화를 방지하거나 금지시키고, 그래서 에어로졸 형성 기재의 과도한 온도 증가를 방지하거나 금지시켜서, 강렬한 퍼핑 체제 하에서 에어로졸 형성 기재의 연소 또는 열분해가 유리하게 회피될 수도 있다. 또한, 주류 에어로졸의 조성에 대해 사용자의 퍼핑 체제가 미치는 영향이 유리하게 최소화되거나 감소될 수도 있다.
비-블라인드 가연성 열원과 하나 이상의 기류 채널 사이의 제2 배리어는 비-블라인드 가연성 열원에 부착되거나 달리 첨부될 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 제2 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 제공된 불연성의 실질적 공기 불투과성 제2 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 이러한 구현예들에서, 바람직하게는 제2 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 적어도 실질적으로 내부 표면 전체에 제공된 제2 배리어 코팅층을 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 제2 배리어는 하나 이상의 기류 채널의 적어도 실질적으로 내부 표면 전체에 제공된 제2 배리어 코팅층을 포함하고 있다.
대안적으로, 제2 배리어 코팅층은 라이너(liner)를 하나 이상의 기류 채널로 삽입하여 제공될 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 기류 채널이 비-블라인드 가연성 열원의 내부를 통해 연장되어 있는 하나 이상의 에워싸여 있는 기류 채널을 포함하고 있는 경우, 불연성의 실질적 공기 불투과성 중공관이 하나 이상의 기류 채널 각각에 삽입되어 있을 수도 있다.
흡연 물품의 원하는 특징 및 성능에 따라서, 제2 배리어는 낮은 열 전도성을 갖거나 높은 열 전도성을 가질 수도 있다. 바람직하게는, 제2 배리어는 낮은 열 전도성을 갖는다.
제2 배리어의 두께는 양호한 흡연 성능을 달성하도록 적절하게 조정될 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 제2 배리어는 약 30㎛과 약 200㎛ 사이의 두께를 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 제2 배리어는 약 30㎛과 약 100㎛ 사이의 두께를 갖는다.
제2 배리어는 발화 및 연소 동안에 비-블라인드 가연성 열원에 의해 달성된 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적이고 불연성인 하나 이상의 적합한 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 물질은 당 기술분야에서 공지되어 있으며, 이에 한정되지는 않지만, 예를 들면 점토; 산화철, 알루미나, 티타니아, 실리카, 실리카-알루미나, 지르코니아 및 세리아와 같은 금속 산화물; 제올라이트; 인산 지르코늄; 및 다른 세라믹 물질 또는 그들의 조합을 포함한다.
제2 배리어가 형성될 수 있는 바람직한 물질은 점토, 유리, 알루미늄, 산화철 및 그들의 조합을 포함한다. 원하는 경우, 일산화탄소의 이산화탄소로의 산화를 촉진하는 성분과 같은 촉매 성분이 제2 배리어에 혼입될 수도 있다. 적합한 촉매 성분은 이에 한정되지는 않지만, 예를 들면 플래티늄, 팔라듐, 전이금속 및 그들의 산화물을 포함한다.
제2 배리어가 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 제공된 제2 배리어 코팅층을 포함하고 있는 경우, 제2 배리어 코팅층은 US-A-5,040,551에 설명된 방법들과 같은, 임의의 적합한 방법에 의해 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 적용될 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면이 배리어 코팅층의 용액 또는 현탁액으로 분사되거나, 습윤되거나 또는 페인트칠될 수도 있다. 소정의 바람직한 구현예에서, 제2 배리어 코팅층은 가연성 열원이 압출될 때에 WO-A2-2009/074870에 설명된 공정에 의해 하나 이상의 기류 채널의 내부 표면에 적용된다.
대안적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은 블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘블라인드(blind)’는 가연성 열원의 전방면에서 후방면으로 연장되어 있는 임의의 기류 채널을 포함하지 않는 가연성 열원을 설명하는 데에 사용된다.
사용시, 사용자가 흡입하기 위해 블라인드 가연성 열원을 포함하고 있는 본 발명에 따른 흡연 물품을 통해 흡인된 공기는 블라인드 가연성 열원을 따라서 어떠한 기류 채널도 통과하지 않는다. 블라인드 가연성 열원을 통하는 임의의 기류 채널의 부재로 인해 유리하게는 사용자가 퍼핑하는 동안에 블라인드 가연성 열원의 연소 활성화를 실질적으로 방지하거나 금지하게 된다. 이는 사용자가 퍼핑하는 동안에 에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 실질적으로 저해하거나 억제한다.
블라인드 가연성 열원의 연소 활성화를 방지하거나 금지시키고, 그래서 에어로졸 형성 기재의 과도한 온도 증가를 방지하거나 금지시켜서, 강렬한 퍼핑 체제 하에서 에어로졸 형성 기재의 연소 또는 열분해가 유리하게 회피될 수도 있다. 또한, 주류 에어로졸의 조성에 대해 사용자의 퍼핑 체제가 미치는 영향이 유리하게 최소화되거나 감소될 수도 있다.
블라인드 흡연 물품을 포함시키는 것은 유리하게는 블라인드 가연성 탄소질 열원의 발화 및 연소 동안에 형성된 연소 및 분해 생성물 및 다른 물질이 그 사용 동안에 본 발명에 따른 흡연 물품을 통해 흡인된 공기로 들어가는 것을 실질적으로 저해하거나 억제할 수도 있다. 이는 블라인드 가연성 열원이 이 블라인드 가연성 열원의 발화 또는 연소에 도움을 주는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 경우에 특히 유리하다.
블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품이 가연성 열원의 후방 부분의 하류의 하나 이상의 공기 유입부를 포함하고 있다. 전술한 바와 같이, 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품은: 에어로졸 형성의 주변부 주위의 하나 이상의 제1 공기 유입부; 가연성 열원의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재 사이의 하나 이상의 제2 공기 유입부; 및 에어로졸 형성 기재의 하류의 하나 이상의 제3 공기 유입부 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 블라인드 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열 전달은 주로 전도에 의해 생기며, 강제 대류에 의해 에어로졸 형성 기재가 가열되는 것은 최소화되거나 감소된다. 이는 유리하게는 본 발명에 따른 흡연 물품의 주류 에어로졸의 조성에 대해 사용자의 퍼핑 체제가 미치는 영향을 최소화하거나 감소시키는 데에 도움을 줄 수도 있다.
블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이의 전도성 열 전달을 최적화하는 것이 특히 중요하다. 그러한 구현예에서, 열 전도성 물질의 층을 포함하는 래퍼; 제1 열 전도 요소; 및 제2 열 전도 요소 중 하나 이상을 포함하는 것이 특히 바람직하다. 이는, 블라인드 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로 충분히 큰 전도성 열 전달을 보장하여 허용 가능한 에어로졸을 제공하는데 유리하게 도움을 준다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 흡인될 수도 없는 하나 이상의 폐쇄 또는 차단된 통로를 포함하는 블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 블라인드 가연성 열원의 길이를 따라 일부만 블라인드 가연성 열원의 상류 말단에 있는 전방면으로부터 연장되어 있는 하나 이상의 폐쇄된 통로를 포함하는 블라인드 가연성 열원을 포함할 수도 있다.
하나 이상의 폐쇄된 공기 통로를 포함하면 블라인드 가연성 열원이 공기로부터 산소에 노출되는 표면적을 증가시키고 유리하게는 블라인드 가연성 열원의 발화 및 지속적인 연소를 용이하게 할 수도 있다.
바람직하게는, 가연성 열원은 탄소질 열원이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘탄소질’은 탄소를 포함하는 가연성 열원을 설명하는 데에 사용된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소질 열원은 가연성 열원의 적어도 약 35 건조 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 약 40 건조 중량%, 가장 바람직하게는 약 45 건조 중량%의 탄소 함량을 갖는다.
일부 구현예들에서, 본 발명에 따른 가연성 열원은 가연성의 탄소계 열원이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘탄소계 열원’은 주로 탄소로 이루어진 열원을 설명하는 데에 사용된다.
본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소계 열원은 적어도 약 50%의 탄소 함량을 갖는다. 예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소계 열원은 가연성의 탄소계 열원의 적어도 약 60 건조 중량%, 또는 적어도 약 70 건조 중량%, 또는 적어도 약 80 건조 중량%의 탄소 함량을 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 하나 이상의 적합한 탄소 함유 물질로 형성된 가연성의 탄소질 열원을 포함할 수도 있다.
원하는 경우, 하나 이상의 바인더가 하나 이상의 탄소 함유 물질과 조합될 수도 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 바인더는 유기 바인더이다. 적합한 공지의 유기 바인더는 이에 한정되지는 않지만, 검(예를 들면, 구아 검), 개질된 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체(예를 들면, 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스) 가루(flour), 전분, 설탕, 식물성 오일 및 그들의 조합을 포함한다.
하나의 바람직한 구현예에서, 가연성 열원은 탄소 분말, 개질된 셀룰로오스, 가루 및 설탕으로 형성되어 있다.
하나 이상의 바인더 대신에, 또는 그에 추가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성 열원은 이 가연성 열원의 특성을 향상시키기 위해서 하나 이상의 첨가제를 포함할 수도 있다. 적합한 첨가제는 가연성 열원의 고화(consolidation)를 촉진하는 첨가제(예를 들면, 소결보조제), 가연성 열원의 발화를 촉진하는 첨가제(예를 들면, 과염소산염, 염소산염, 질산염, 과산화물, 과망간산염, 지르코늄 및 그들의 조합과 같은 산화제), 가연성 열원의 연소를 촉진하는 첨가제(예를 들면, 구연산 칼륨과 같은, 칼륨 및 칼륨염), 및 가연성 열원의 연소에 의해 생성된 하나 이상의 가스의 분해를 촉진하는 첨가제(예를 들면, CuO, Fe2O3 및 Al2O3과 같은 촉매)을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 상기 가연성 열원의 후방면에 제공된 제1 배리어 코팅층을 포함하는 경우에, 그러한 첨가제들은 상기 가연성 열원의 후방면에 제1 배리어 코팅층을 적용하기 전 또는 후에 상기 가연성 열원에 혼입될 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 상기 가연성 열원은 탄소 및 적어도 하나의 발화 보조제를 포함하는 가연성 탄소질 열원이다. 하나의 바람직한 구현예에서, 상기 가연성 열원은 WO-A1-2012/164077에 기재된 바와 같이 탄소 및 적어도 하나의 발화 보조제를 포함하는 가연성 탄소질 열원이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘발화 보조제(ignition aid)’는 가연성 열원의 발화 동안에 에너지와 산소 중 하나 또는 양자 모두를 방출하는 물질을 나타내는 데에 사용되고, 여기서 물질에 의한 에너지 및 산소 중 하나 또는 양자 모두의 방출 속도는 주위 산소 확산에 제한받지 않는다. 즉, 가연성 열원의 발화 동안에 물질에 의한 에너지와 산소 중 하나 또는 양쪽 모두의 방출 속도는 주위 산소가 물질에 도달할 수 있는 속도에 거의 독립적이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘발화 보조제’는 가연성 열원의 발화 동안에 에너지를 방출하는 원소 금속(elemental metal)을 나타내는 데에 또한 사용되고, 여기서 원소 금속의 발화 온도는 약 500℃보다 낮고, 원소 금속의 연소 열은 적어도 약 5kJ/g이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘발화 보조제’는, 탄소 연소를 개질시킨다고 여겨지는, 카르복실산의 알칼리 금속염(알칼리 금속 구연산염(alkali metal citrate salt), 알칼리 금속 초산염(alkali metal acetate salt) 및 알칼리 금속 호박산염(alkali metal succinate salt) 등), 알칼리 금속 할라이드염(alkali metal halide salt)(알칼리 금속 염화염(alkali metal chloride salt) 등), 알칼리 금속 탄산염(alkali metal carbonate salt) 또는 알칼리 금속 인산염(alkali metal phosphate salt)을 포함하지 않는다. 심지어 가연성 열원의 총량에 대해 상대적으로 다량 존재할 때에도, 이러한 알칼리 금속 화상 염은 초기 퍼프 동안에 허용 가능한 에어로졸을 생산할 만큼 충분한 에너지를 가연성 열원의 발화 동안에 방출하지 않는다.
예를 들어, 본 발명에 따른 가연성 열원이, 가연성 열원의 제1 부분의 발화 시에 분해되어 산소를 방출하는 하나 이상의 산화제들을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 가연성 열원이 유기 산화제들, 무기 산화제들 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다.
적합한 산화제의 예로는, 이에 한정되지는 않지만, 예를 들어 질산칼륨, 질산칼슘, 질산스트론튬, 질산나트륨, 질산바륨, 질산리듐, 질산알루미늄 및 질산철과 같은 질산염; 아질산염; 다른 유기 및 무기 니트로 화합물; 예를 들어 염소산나트륨 및 염소산칼륨과 같은 염소산염; 예를 들어 과염소산나트륨과 같은 과염소산염; 아염소산염; 예를 들어 브롬산나트륨 및 브롬산칼륨과 같은 브롬산염; 과브롬산염; 아브롬산염; 예를 들어 붕산나트륨 및 붕산칼륨과 같은 붕산염; 예를 들어 철산바륨과 같은 철산염; 아철산염; 예를 들어 망간산칼륨과 같은 망간산염; 예를 들어 과망간산칼륨과 같은 과망간산염; 예를 들어 과산화벤졸 및 과산화아세톤과 같은 유기 과산화물; 예를 들어 과산화수소, 과산화스트론튬, 과산화마그네슘, 과산화칼슘, 과산화바륨, 과산화아연 및 과산화리튬과 같은 무기 과산화물; 예를 들어 초산화칼륨 및 초산화나트륨과 같은 초산화물; 요오드산염; 과옥소산염; 아요오드산염(iodite); 황산염; 아황산염(sulfite); 기타 설폭사이드(sulfoxide); 인산염; 과인산염(phospinate); 아인산염(phosphite); 및 포스파니트(phosphanite)를 포함한다.
유리하게는 가연성 열원의 발화 및 연소 성능을 개선하지만, 발화 및 연소 첨가제를 포함하면 흡연 물품 사용 동안에 원치 않는 분해 및 반응 생성물을 생성할 수 있다. 예를 들면, 발화를 보조하기 위해 가연성 열원에 포함된 질산염이 분해되는 결과 질소 산화물이 형성될 수 있다.
가연성 열원의 후방면과 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적으로 공기 불투과성인 제1 배리어를 포함하는 것은 유리하게는 분해 및 반응 산물이 본 발명에 따른 흡연 물품을 통해 흡인된 공기로 들어오는 것을 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 비-블라인드 가연성 열원을 포함하는 경우, 하나 이상의 기류 채널 및 비-블라인드 열원 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 제2 배리어를 포함하는 것은 유리하게는 흡인된 공기가 하나 이상의 기류 채널을 통과할 때 하나 이상의 기류 채널을 통해 본 발명에 따른 흡연 물품 내로 흡인된 공기로 분해 및 반응 산물이 들어오는 것을 실질적으로 방지하거나 억제할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소질 열원은 본 기술분야의 숙련자에게 공지된 선행 기술에 기재된 것과 같이 제조될 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소질 열원은, 바람직하게는 하나 이상의 탄소 함유 물질을 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제(포함되는 경우)와 혼합하고, 이 혼합물을 원하는 형상으로 사전에 형성함으로써 형성된다. 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 선택적인 다른 첨가제의 혼합물은, 예를 들면 슬립 주조(slip casting), 압출, 사출 성형 및 금형 압축 또는 가압과 같은 임의의 적합한 공지의 세라믹 형성 방법들을 사용하여 원하는 형상으로 사전에 형성될 수도 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 상기 혼합물은 가압 또는 압출 또는 이들의 조합에 의해 원하는 형상으로 사전에 형성된다.
바람직하게는, 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제의 혼합물이 세장형 로드(elongate rod)로 사전에 형성된다. 그러나, 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제의 혼합물이 다른 원하는 형상으로 사전에 형성될 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
형성 후, 특히 압출 후, 바람직하게는 세장형 로드 또는 다른 원하는 형상이 건조되어 그의 수분 함량을 감소시키고, 그런 다음 존재하는 하나 이상의 바인더를 탄화시키고 세장형 로드 또는 다른 형상에서 휘발성 물질을 실질적으로 제거하기에 충분한 온도로 비-산화 분위기에서 열분해된다. 세장형 로드 또는 다른 원하는 형상은 바람직하게는 약 700℃와 약 900℃ 사이의 온도로 질소 분위기에서 열분해된다.
소정의 구현예들에서, 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제의 혼합물에 적어도 하나의 질산금속 전구체를 포함시켜서 적어도 하나의 질산금속염이 가연성 열원에 혼입된다. 그런 다음, 열분해된 사전 형성된 원통형 로드 또는 다른 형상을 질산의 수용액으로 처리해서 적어도 하나의 질산금속 전구체가 차후에 원위치에서(in-situ) 적어도 하나의 질산금속염으로 변환된다. 한 구현예에서, 가연성 열원은 약 600℃ 미만, 보다 바람직하게는 400℃ 미만의 열 분해 온도를 갖는 적어도 하나의 질산금속염을 포함하고 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 질산금속염은 약 150℃와 약 600℃ 사이, 보다 바람직하게는 약 200℃와 약 400℃ 사이의 분해 온도를 갖는다.
바람직한 구현예들에서, 가연성 열원이 통상적인 황색 불꽃 라이터 또는 다른 발화 수단에 노출되면, 적어도 하나의 질산금속염이 산소 및 에너지를 분해하고 방출시키게 해야 한다. 이러한 분해는 가연성 열원의 온도의 초기 상승을 초래하고 또한 가연성 열원의 발화에 도움을 준다. 적어도 하나의 질산금속염의 분해 후에, 가연성 열원은 바람직하게는 보다 낮은 온도에서 계속해서 연소한다.
적어도 하나의 질산금속염을 포함하면 유리하게는 가연성 열원의 발화가 내부적으로, 또한 그의 표면 상의 한 지점에서도 시작되게 한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 질산금속염은 가연성 열원의 약 20 건조 중량%와 약 50 건조 중량% 사이의 양으로 가연성 열원에 존재한다.
다른 구현예들에서, 가연성 열원은 약 600℃ 미만의 온도에서, 보다 바람직하게는 약 400℃ 미만의 온도에서 산소를 활발하게 발생(evolve)시키는 적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물을 포함하고 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물은 약 150℃와 약 600℃ 사이의 온도, 보다 바람직하게는 약 200℃와 약 400℃ 사이의 온도, 가장 바람직하게는 약 350℃의 온도에서 산소를 활발하게 발생시킨다.
사용시, 가연성 열원이 통상적인 황색 불꽃 라이터 또는 다른 발화 수단에 노출되면 적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물이 산소를 분해하고 방출시키게 하여야 한다. 이는 가연성 열원의 온도의 초기 상승을 초래하고 또한 가연성 열원의 발화에 도움을 준다. 적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물의 분해에 이어서, 가연성 열원은 바람직하게는 보다 낮은 온도에서 계속해서 연소한다.
적어도 하나의 과산화물 또는 초산화물을 포함하면 가연성 열원의 발화가 내부적으로, 또한 그의 표면 상의 한 지점에서도 시작되게 한다.
가연성 열원은 바람직하게는 약 20%와 약 80% 사이, 보다 바람직하게는 약 20%와 60% 사이의 다공성을 갖는다. 가연성 열원이 적어도 하나의 질산금속염을 포함하는 경우, 이는 적어도 하나의 질산금속염이 분해되고 연소가 진행될 때에 연소를 지속시키기에 충분한 속도로 산소가 대다수의 가연성 열원으로 확산될 수 있게 한다. 보다 더 바람직하게는, 가연성 열원은 예를 들면, 수은 다공성 측정법(mercury porosimetry) 또는 헬륨 비중 측정법(helium pycnometry)에 의해 측정했을 때 약 50%와 약 70% 사이, 보다 바람직하게는 약 50%와 약 60% 사이의 다공성을 갖는다. 요구되는 다공성은 통상적인 방법들 및 기술을 사용하여 가연성 열원의 생산 동안에 용이하게 달성될 수도 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성 열원은 약 0.6g/cm3과 약 1g/cm3 사이의 겉보기 밀도(apparent density)를 갖는다.
바람직하게는, 가연성 열원은 약 300mg과 약 500mg 사이, 보다 바람직하게는 약 400mg과 약 450mg 사이의 질량을 갖는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품은 적어도 하나의 에어로졸 형성제 및 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질을 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재는 이에 한정되지 않지만, 습윤제, 향미제(flavourant), 바인더 및 그들의 혼합물을 포함하는 기타 첨가제와 성분들을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함하고 있다.
적어도 하나의 에어로졸 형성제는, 사용 시 빽빽하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 흡연 물품의 동작 온도에서 열적 감성에 실질적으로 견디는 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물일 수도 있다. 적합한 에어로졸 형성제는 본 기술분야에서 널리 공지되어 있으며, 예를 들면 다가 알코올, 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르, 및 디메틸 도데칸디오에이트(dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(tetradecanedioate)와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함한다. 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 바람직한 에어로졸 형성제는 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올과 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다.
가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질은 식물계 물질의 충전물일 수도 있다. 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질은 균질화된 식물계 물질의 충전물일 수도 있다. 예를 들면, 에어로졸 형성 기재는 이에 한정되지 않지만, 담배; 차, 예를 들면 녹차; 페퍼민트; 라우렐(laurel); 유칼립투스(eucalyptus); 바실(basil); 세이지(sage); 버베나(verbena); 및 타라곤(tarragon)을 포함하는 식물로부터 유도된 하나 이상의 물질을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질은 담배 기반 물질의 충전물, 가장 바람직하게는 균질화된 담배 기반 물질의 충전물이다.
상기 에어로졸 형성 기재는 종이 또는 기타 래퍼에 의해 둘러싸여 있는, 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물질을 포함하는 플러그 또는 부위 형태일 수도 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 에어로졸 형성 기재가 플러그 또는 부위 형태인 경우에, 임의의 래퍼를 비롯한 전체 플러그 또는 부위가 에어로졸 형성 기재인 것으로 간주된다.
바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 약 5mm와 약 20mm 사이, 보다 바람직하게는 약 8mm와 약 12mm 사이의 길이를 갖는다.
바람직한 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 플러그 랩에 포장되어 있는 담배 기반 물질의 플러그를 포함하고 있다. 특히 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 플러그 랩에 포장되어 있는 균질화된 담배 기반 물질의 플러그를 포함하고 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 마우스피스를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 마우스피스는 흡연 물품의 근위 말단에 위치하고 있다.
바람직하게는, 마우스피스는 여과 효율이 낮고, 보다 바람직하게는 여과 효율이 매우 낮다. 마우스피스는 단일 부위 또는 구성요소 마우스피스일 수도 있다. 대안적으로, 마우스피스는 다수 부위 또는 다수 구성요소 마우스피스일 수도 있다.
마우스피스는, 적절한 공지된 여과 물질들을 포함하는 하나 이상의 부위를 포함하는 필터를 포함할 수도 있다. 적합한 여과 물질이 당 기술분야에 공지되어 있고, 이에 한정되지는 않지만, 초산 셀룰로오스 및 종이를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 마우스피스는 흡수제, 흡착제, 향미제, 및 다른 에어로졸 개질제 및 첨가제 또는 그들의 조합을 포함하는 하나 이상의 부위를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품들은 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 사이의 기류 유도 요소(airflow directing element)를 더 포함할 수 있다. 기류 유도 요소는 기류 경로를 규정하며, 공기를 기류 경로를 따라 적어도 하나의 공기 유입부로부터 흡연 물품의 마우스 말단을 향하여 유도한다.
적어도 하나의 공기 입구는 바람직하게는 에어로졸 형성 기재의 하류 말단과 기류 유도 요소의 하류 말단 사이에 제공되어 있다. 기류 경로는 바람직하게는 적어도 하나의 공기 유입부로부터 에어로졸 형성 기재를 향하여 길이방향으로 연장하는 제1 부분 및 에어로졸 형성 기재로부터 흡연 물품의 마우스 말단을 향하여 길이방향으로 연장하는 제2 부분을 포함하고 있다. 사용 시, 적어도 하나의 공기 유입부를 통해 흡연 물품 내로 흡인된 공기는 에어로졸 형성 기재를 향하는 기류 경로의 제1 부분을 따라서 그리고 이어서 기류 경로의 제2 부분을 따라서 흡연 물품의 마우스 말단을 향해서 하류로 전달된다.
기류 유도 요소는 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체(open-ended, substantially air impermeable hollow body)를 포함하고 있을 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 외부는 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분 중 하나를 정의하고, 말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 내부는 기류 경로의 제1 부분 및 기류 경로의 제2 부분 중 다른 하나를 정의한다. 바람직하게는, 말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 외부는 기류 경로의 제1 부분을 정의하고, 말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공체의 내부는 기류 경로의 제2 부분을 정의한다.
하나의 바람직한 구현예에서, 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 원통형이고, 바람직하게는 직원형(right circular) 원통형이다.
다른 바람직한 구현예에서, 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 끝이 잘린 원뿔체(truncated cone)이고, 바람직하게는 끝이 잘린 직원뿔체(truncated right circular cone)이다.
말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 에어로졸 형성 기재와 접경할 수도 있다. 대안적으로, 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 에어로졸 형성 기재 내로 연장될 수도 있다.
실질적 공기 불투과성 중공체는 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적인 하나 이상의 적합한 공기 불투과성 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 물질은 당 기술분야에 공지되어 있고, 이에 한정되지는 않지만, 판지, 플라스틱, 세라믹 및 그들의 조합을 포함한다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 바람직하게는 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 사이에 이송 요소 또는 스페이서 요소를 더 포함하고 있다.
이송 요소는 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스 중 하나 또는 양쪽 모두와 접경하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 이송 요소는 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스 중 하나 또는 양쪽 모두로부터 이격되어 있을 수도 있다.
이송 요소를 포함하면 유리하게는 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 냉각을 가능하게 한다. 이송 요소를 포함하면 또한 유리하게는 본 발명에 따른 흡연 물품의 전체 길이가 이송 요소의 길이의 적절한 선택을 통해, 원하는 값으로, 예를 들면 통상적인 궐련들의 것과 유사한 길이로 조정될 수 있게 한다.
이송 요소는 약 7mm 내지 약 50mm 사이의 길이, 예를 들면 약 10mm 내지 약 45mm 사이의 길이 또는 약 15mm 내지 약 30mm 사이의 길이를 가질 수도 있다. 이송 요소는 원하는 흡연 물품의 전체 길이, 및 흡연 물품 내부의 다른 구성성분들의 존재 및 길이에 따라 다른 길이를 가질 수도 있다.
바람직하게는, 이송 요소는 적어도 하나의 말단이 개방된 관형 중공체를 포함하고 있다. 이러한 구현예들에서, 사용시, 흡연 물품을 통해 흡인된 공기는 에어로졸 형성 기재로부터 그 근위 말단으로 하류로 흡연 물품을 통과하면서 적어도 하나의 말단이 개방된 관형 중공체를 통과하게 된다.
이송 요소는 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적인 하나 이상의 적합한 물질로 형성된 적어도 하나의 말단이 개방된 관형 중공체를 포함하고 있을 수도 있다. 적합한 물질은 당 기술분야에 공지되어 있고, 이에 한정되지는 않지만, 종이, 판지, 플라스틱, 예컨대 초산 셀룰로오스, 세라믹 및 그들의 조합을 포함하고 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 사이에 에어로졸 냉각 요소 또는 열 교환기를 포함하고 있을 수도 있다. 에어로졸 냉각 요소는 복수의 길이방향으로 연장되어 있는 채널을 포함할 수도 있다.
에어로졸 냉각 요소는 금속 호일, 고분자 물질, 및 실질적으로 비다공성 종이 또는 판지로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 초산 셀룰로오스(CA), 및 알루미늄 호일로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 냉각 요소는 예컨대 폴리락트산(PLA) 또는 Mater-Bi® 등급 (시판 중인 전분계 코폴리에스테르 군) 같은, 생분해성 고분자 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 하나 이상의 에어로졸 개질제를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품의 마우스피스, 이송 요소 및 에어로졸 냉각 요소 중 하나 이상은 하나 이상의 에어로졸 개질제를 포함할 수도 있다.
적합한 에어로졸 개질제는, 이에 한정되지는 않지만, 향미제; 물체감각제(chemesthetic agent)를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘향미제’는, 사용시, 흡연 물품의 에어로졸 형성 기재에 의해 발생된 에어로졸에 맛(taste) 또는 향(aroma) 중 하나 또는 전부를 부여하는 임의의 물질을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘물체감각제(chemesthetic agent)’는, 사용시, 미각 수용기 세포 또는 후각 수용기 세포를 통한 지각 이외의 수단에 의하거나, 또는 그에 추가로 사용자의 구강 또는 후각으로 지각되는 임의의 물질을 설명하는 데에 사용된다. 물체감각제의 지각은 통상적으로 “삼차 신경 반응(trigeminal response)”을 통하거나, 삼차 신경(trigeminal nerve), 설인 신경(glossopharyngeal nerve), 미주 신경(vagus nerve), 또는 이들의 일부 조합을 통한 것이다. 통상적으로, 물체감각제는 뜨겁거나, 맵거나, 차갑거나, 진정하는 감각으로서 지각된다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 향미제 및 물체감각제 모두인 하나 이상의 에어로졸 개질제를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 흡연 물품의 마우스피스, 이송 요소 및 에어로졸 냉각 요소 중 하나 이상은 냉각 물체감각 효과를 제공하는 멘톨 또는 다른 향미제를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 공지된 방법들 및 기계를 사용하여 조립될 수도 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이다.
도 1에 도시된 제1 블라인드 가연성 열원(2)은 실질적으로 일정한 원형 횡방향 횡단면을 갖는 전방 부분(2a) 및 실질적으로 일정한 원형 횡방향 횡단면을 갖는 후방 부분(2b)을 포함하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a)이 블라인드 가연성 열원의 후방 부분(2b)에 비해서 감소된 직경을 갖는다. 도 1에 도시된 제1 블라인드 가연성 열원(2)이 실질적으로 T-형상의 길이방향 횡단면을 갖는다.
도 2에 도시된 제2 블라인드 가연성 열원(4)이 대체로 원형인 횡방향 횡단면을 갖는 전방 부분(4a) 및 실질적으로 일정한 원형 횡방향 횡단면을 갖는 후방 부분(4b)을 포함하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 블라인드 가연성 열원(4)의 후방 부분(4b)에 비하여 감소된 직경의 6개의 원주방향으로 이격된 길이방향 홈들(6)이 제2 블라인드 가연성 열원(4)의 전방 부분(4a)의 주변부 주위로 제공되어 있다. 도 2에 도시된 제2 블라인드 가연성 열원(4)의 전방 부분(4a)이 실질적으로 일정한 별-형상 또는 코그-형상의 횡방향 횡단면을 갖는다.
도 3에 도시된 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(8)은 도 3에 도시된 제1 블라인드 가연성 열원(2), 에어로졸 형성 기재(10), 이송 요소(12), 에어로졸 냉각 요소(14), 스페이서 요소(16) 및 마우스피스(18)를 동축 정렬로 접경하면서 포함하고 있다.
제1 블라인드 가연성 열원(2)이 전방 면(20) 및 대향하는 후방 면(22)을 구비하고, 흡연 물품(8)의 원위 말단에 위치되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 알루미늄 호일 디스크 형태의 불연성의 실질적 공기 불투과성인 제1 배리어(24)가 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 후방 면(22)과 에어로졸 형성 기재(10) 사이에 제공되어 있다. 제1 배리어(24)는 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 후방 면(22) 상에 알루미늄 호일의 디스크를 가압하여 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 후방 면(22)에 적용되고, 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 후방 면(22) 및 에어로졸 형성 기재(10)와 인접하고 있다.
에어로졸 형성 기재(10)는 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 후방 면(22)에 적용된 제1 배리어(24)의 바로 하류에 위치하고 있다. 에어로졸 형성 기재(10)는 플러그 랩(28)에 둘러싸여 있는, 예를 들면 글리세린과 같은 에어로졸 형성제를 포함하는 균질화된 담배 기반 물질(26)의 원통형 플러그를 포함하고 있다.
이송 요소(12)는 에어로졸 형성 기재(10)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 원통형의 말단이 개방된 중공형 초산 셀룰로오스 관(30)을 포함하고 있다.
에어로졸 냉각 요소(14)는 이송 요소(12)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 예를 들면 폴리락트산 같은, 생분해성 고분자 물질의 주름진 시트를 포함하고 있다.
스페이서 요소(16)는 에어로졸 냉각 요소(14)의 바로 하류에 위치하며, 원통형의 말단이 개방된 중공형 종이 또는 판지 관(32)을 포함하고 있다.
마우스피스(18)는 스페이서 요소(16)의 바로 하류에 위치하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 마우스피스(18)는 흡연 물품(8)의 근위 말단에 위치하며, 필터 플러그 랩(36)에 둘러싸여 있는, 예를 들면 매우 낮은 여과 효율의 초산 셀룰로오스 토우와 같은 적절한 여과 물질(34)의 원통형 플러그를 포함하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 흡연 물품(8)은 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 후방 부분(2b)과 에어로졸 형성 기재(10)의 전방 부분(10a) 주위와 직접적으로 접촉하는, 예를 들면 알루미늄 호일과 같은 적절한 물질의 제1 열 전도 요소(38)를 포함하고 있다. 도 3에 도시된 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(8)에서, 에어로졸 형성 기재(10)는 제1 열 전도 요소(38)를 넘어서 하류로 연장되어 있다. 즉, 제1 열 전도 요소(38)는 에어로졸 형성 기재(10)의 후방부 주위에서 직접적으로 접촉하지는 않는다. 그러나, 본 발명의 다른 구현예들(미도시함)에서는, 제1 열 전도 요소(38)가 에어로졸 형성 기재(10)의 전체 길이 주위에 있고 이와 접촉할 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a) 및 후방 부분(2b), 에어로졸 형성 기재(10), 이송 요소(12), 에어로졸 냉각 요소(14), 스페이서 요소(16) 및 마우스피스(18)는 예를 들면 궐련 종이와 같은 단열 물질의 래퍼(40)에 의해서 둘러 싸인다.
래퍼(40)가 제1 열 전도 요소(38) 위에 위치되어 있고 가연성 열원(2)의 후방 부분(2a)과 간접적으로 접촉하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2b)의 전부가 가연성 열원(2)의 후방 부분(2b)에 비해서 감소된 직경을 가짐에 따라, 래퍼(40)가 공기 갭(42)에 의해서 가연성 열원의 전방 부분(2a)의 전부로부터 방사방향으로 이격되어 있다.
흡연 물품은 래퍼(40)의 하류 말단 부분을 둘러싸는 티핑 종이의 밴드(미도시함)를 더 포함하고 있을 수도 있다.
흡연 물품(8)은 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a) 및 후방 부분(2b), 에어로졸 형성 기재(10)의 전체 길이 및 이송 요소(12)의 전체 길이 주위의, 예를 들면 알루미늄 호일과 같은 적절한 물질의 제2 열 전도 요소(44)를 또한 포함하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 열 전도 요소(44)가 래퍼(40)의 상류 말단 부분 위에 위치되어 있고 그와 직접적으로 접촉하고 있다.
복수의 천공부(46)가 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a) 주위에서 래퍼(40) 및 제2 열 전도 요소 내에 제공되어 있다.
본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(8)은 에어로졸 형성 기재(10)의 주변부 주위에 하나 이상의 제1 공기 유입부(48)를 더 포함하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 공기 유입부(48)의 원주방향 배열이 에어로졸 형성 기재(10)의 플러그 랩(28), 래퍼(40) 및 제2 열 전도 요소(44) 내에 제공되어 냉각 공기(도 3에 점선 화살표로 도시됨)를 에어로졸 형성 기재(10) 내로 들어가게 한다.
사용시, 사용자는 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(8)의 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a)을 발화하고, 그런 다음 마우스피스(18)에서 흡인한다. 래퍼(40) 및 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a) 주위의 제2 열 전도 요소 내에 제공된 복수의 천공부(46)는 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a)으로의 충분한 산소 공급을 보장하여 그 연소를 유지시킨다.
사용자가 마우스피스(18)에서 흡인할 때, 냉각 공기(도 3에 점선 화살표로 도시됨)가 제1 공기 유입부(48)를 통해 흡연 물품(8)의 에어로졸 형성 기재(10) 내로 흡인된다. 에어로졸 형성 기재(10)의 전방 부분(10a)은 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 후방 면(22) 및 제1 배리어(24) 및 제1 열 전도 요소(38)를 통한 전도에 의해 가열된다.
전도에 의한 에어로졸 형성 기재(10)의 가열은 균질화된 담배 기반 물질(26)의 플러그로부터 글리세린 및 기타 휘발성 및 반-휘발성 화합물을 방출한다. 에어로졸 형성 기재(10)로부터 방출된 화합물은, 공기가 에어로졸 형성 기재(10)를 통해 흐름에 따라 제1 공기 유입부(48)를 통해 흡연 물품(8)의 에어로졸 형성 기재(10) 내로 흡인된 공기에 연행되는 에어로졸을 형성한다. 흡인된 공기 및 연행된 에어로졸(도 3에서 점선 화살표로 도시됨)은 이송 요소(12)의 실린더형의 말단이 개방된 중공 초산 셀룰로오스 관(30)의 내부, 에어로졸 냉각 요소(14) 및 스페이서 요소(16)를 통해 하류로 전달되고, 여기서 그들은 냉각되고 응축된다. 냉각된 흡인된 공기 및 연행된 에어로졸은 마우스피스(18)를 통해 하류로 통과하고, 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품(8)의 근위 말단을 통해 사용자에게 전달된다. 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 후방 면(22) 상의 불연성의 실질적으로 공기 불투과성인 제1 배리어(24)가 흡연 물품(8)을 통해 흡인된 공기로부터 제1 블라인드 가연성 열원(2)을 격리시켜, 사용 시, 흡연 물품(8)을 통해 흡인된 공기가 제1 블라인드 가연성 열원(2)과 직접 접촉하지 않게 된다.
사용 시, 제2 열 전도 요소(44)는 흡연 물품(8) 내부에 열을 보유해서 흡연 동안에 제1 열 전도 요소(38)의 온도 유지를 도와 준다. 이는 결과적으로 에어로졸 형성 기재(10)의 온도를 유지해서, 연속되고 향상된 에어로졸 전달을 용이하게 하는 것을 돕는다. 또한, 제2 열 전도 요소(44)는 제1 열 전도 요소(38)의 하류 말단을 넘어서, 에어로졸 형성 기재(10)를 따라 열을 이송해서, 열이 에어로졸 형성 기재(10)의 더 큰 부피를 통해 분산되게 한다. 이는 퍼프 때마다 더욱 균일한 에어로졸 전달을 제공하는 것을 돕는다.
래퍼(40) 및 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a) 사이의 공기 갭(42)이 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a)을 격리시키고 그에 따라 제1 블라인드 가연성 열원(2)의 전방 부분(2a) 주위의 흡연 물품(8)의 표면 온도를 감소시킨다.
본 발명의 제2 구현예에 따른 흡연 물품(미도시함)은 도 3에 도시된 본 발명의 제1 구현예에 따른 흡연 물품과 대부분 일치하는 구성을 갖는다. 그러나, 본 발명의 제2 구현예에 따른 흡연 물품은 도 2에 도시된 제2 블라인드 가연성 열원을 포함하고 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 흡연 물품에서, 래퍼(40)가, 공기 갭에 의해서, 제2 블라인드 가연성 열원(4)의 후방 부분(4b)에 비해서 직경이 감소된, 제2 블라인드 가연성 열원(4)의 전방 부분(4a)의 주변부 주위로 제공된 6개의 원주방향으로 이격된 길이방향 홈들(6)로부터 방사방향으로 이격되어 있다.
실시예 1
본 발명에 따른 흡연 물품이 표 1에 기재된 치수를 가지는 도 1에 도시된 유형의 제1 블라인드 가연성 열원들을 이용하여 손으로 조립된다. 비교를 위해서, 동일한 구성 및 치수들의 흡연 물품들이 표 1에 기재된 치수를 가지는 동일한 조성 및 실질적으로 일정한 원형 횡방향 횡단면의 블라인드 가연성 열원을 이용하여 손으로 조립된다.
표 1에 보여지는 바와 같이, 블라인드 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 블라인드 가연성 열원의 전방 부분의 감소된 직경으로 인해서, 실시예1의 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 래퍼가 1.0 mm의 공기 갭에 의해서 블라인드 가연성 열원의 전방 부분의 전부로부터 방사방향으로 이격되어 있다. 대조적으로, 비교예의 흡연 물품에서, 래퍼와 블라인드 가연성 열원의 전방 부분 사이에 공기 갭이 없다.
실시예 1의 본 발명에 따른 흡연 물품 및 비교예의 흡연 물품의 가연성 열원들 주위의 표면 온도가 시험되었다. 10개의 와트만 필터들이 표준 필터 홀더의 상부에 배치된다. 흡연 물품들의 블라인드 가연성 열원들은 황색 불꽃 라이터를 사용하여 불이 붙는다. 불 전파가 발생될 때 불꽃이 제거된다. 블라인드 가연성 열원들의 표면에서의 색상은 블라인드 가연성 열원들의 전방 말단으로부터 후방 말단으로의 폭연 전방의 하류 이동에 기인하여 발화 시에 변한다. 폭연 전방이 블라인드 가연성 열원의 후방 말단에 도달한 30초 후에, 흡연 물품들은 10개의 와트만 필터의 상부에 수평으로 배치된다. 흡연 물품들은 10분 동안 와트만 필터 상에 남겨진다. 이어서, 와트만 필터들이 필터 홀더로부터 제거되고 제1(최상부), 제3, 제6 및 제10(최하부) 와트만 필터들이 연소의 발생 및 열 침투의 깊이에 대해서 분석된다.
비교예의 흡연 물품에 대한 제1, 제3, 제6 및 제10 필터가 모두 마킹된다. 대조적으로, 예 1의 본 발명에 따른 흡연 물품의 제3, 제6 및 제10 필터들이 마킹되지 않는다.
실시예 2
본 발명에 따른 흡연 물품이 표 2에 기재된 치수를 가지는 도 1에 도시된 유형의 제2 블라인드 가연성 열원을 이용하여 손으로 조립되었다. 비교를 위해서, 동일한 구성 및 치수들의 흡연 물품들이 표 2에 기재된 치수를 가지는 동일한 조성 및 실질적으로 일정한 원형 횡방향 횡단면의 블라인드 가연성 열원들을 이용하여 손으로 조립된다.
표 1에 보여지는 바와 같이, 블라인드 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 블라인드 가연성 열원의 전방 부분의 주변부 주위에 제공된 복수의 원주방향으로 이격된 길이방향 홈의 감소된 직경으로 인해서, 실시예 2의 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 래퍼가 0.5mm의 공기 갭에 의해서 블라인드 가연성 열원의 전방 부분의 일부로부터 방사방향으로 이격되어 있다. 대조적으로, 비교예의 흡연 물품에서, 래퍼와 블라인드 가연성 열원의 전방 부분 사이에 공기 갭이 없다.
실시예 2의 본 발명에 따른 흡연 물품들 및 비교예의 흡연 물품들의 가연성 열원 주위의 표면 온도가 시험된다. 10개의 와트만 필터들이 표준 필터 홀더의 상부에 배치된다. 흡연 물품들의 블라인드 가연성 열원들은 황색 불꽃 라이터를 사용하여 불이 붙는다. 불 전파가 발생될 때 불꽃이 제거된다. 블라인드 가연성 열원들의 표면에서의 색상은 블라인드 가연성 열원들의 전방 말단으로부터 후방 말단으로의 폭연 전방의 하류 이동에 기인하여 발화 시에 변한다. 폭연 전방이 블라인드 가연성 열원의 후방 말단에 도달한 30초 후에, 흡연 물품들은 10개의 와트만 필터의 상부에 수평으로 배치된다. 흡연 물품들은 10분 동안 와트만 필터 상에 남겨진다. 이어서, 와트만 필터들이 필터 홀더로부터 제거되고 제1(최상부), 제3, 제6 및 제10(최하부) 와트만 필터들이 연소의 발생 및 열 침투의 깊이에 대해서 분석된다.
비교예의 흡연 물품에 대한 제1, 제3, 제6 및 제10 필터가 모두 마킹된다. 대조적으로, 실시예 2의 본 발명에 따른 흡연 물품에 대한 제6 및 제 10 필터가 마킹되지 않는다.
실시예 1 및 실시예 2의 결과는, 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부와 래퍼 사이의 적어도 약 0.5 mm의 공기 갭의 포함이 발명에 따른 흡연 물품의 표면의 온도를 유리하게 감소시킨다는 것을 나타낸다.
상술한 구현예들 및 실시예들이 본 발명을 예시하고 있지만 한정하지는 않는다. 본 발명의 다른 구현예들이 이루어질 수 있으며 본 명세서에서 설명된 특정 구현예들 및 실시예들이 한정하려는 것이 아님을 이해할 것이다.
2,4: 가연성 열원
2a,4a,10a: 전방 부분
2b,4b: 후방 부분
6: 길이방향 홈
8: 흡연 물품
10: 에어로졸 형성 기재
12: 이송 요소
14: 에어로졸 냉각 요소
16: 스페이서 요소
18: 마우스피스
20: 전방 면
22: 후방 면
24: 제1 배리어
26: 담배 기반 물질
28: 플러그 랩
30: 셀룰로오스 관
32: 판지 관
34: 여과 물질
38: 제1 열 전도 요소
40: 레퍼
42: 공기 갭
44: 제2 열 전도 요소
46: 천공부
48: 제1 공기 유입부
2a,4a,10a: 전방 부분
2b,4b: 후방 부분
6: 길이방향 홈
8: 흡연 물품
10: 에어로졸 형성 기재
12: 이송 요소
14: 에어로졸 냉각 요소
16: 스페이서 요소
18: 마우스피스
20: 전방 면
22: 후방 면
24: 제1 배리어
26: 담배 기반 물질
28: 플러그 랩
30: 셀룰로오스 관
32: 판지 관
34: 여과 물질
38: 제1 열 전도 요소
40: 레퍼
42: 공기 갭
44: 제2 열 전도 요소
46: 천공부
48: 제1 공기 유입부
Claims (16)
- 흡연 물품으로,
전방 부분 및 후방 부분을 가지는 가연성 열원;
상기 가연성 열원의 후방 부분의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재; 및
상기 가연성 열원의 전방 부분 및 후방 부분을 둘러싸는 래퍼를 포함하고,
여기서 상기 래퍼가 상기 가연성 열원의 후방 부분과 접촉하고, 여기서 상기 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부가 상기 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 감소된 직경을 가지며, 그에 따라 상기 래퍼가 적어도 약 0.5mm의 공기 갭에 의해서 상기 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부로부터 방사방향으로 이격되어 있는, 흡연 물품. - 제1항에 있어서, 상기 래퍼가 약 0.5mm 내지 약 1.5mm의 공기 갭에 의해서 상기 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부로부터 방사방향으로 이격되어 있는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 래퍼가 상기 공기 갭에 의해서 상기 가연성 열원의 전방 부분의 적어도 약 50%로부터 방사방향으로 이격되어 있는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가연성 열원의 전방 부분의 전부가 상기 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 감소된 직경을 가지고, 그에 따라 상기 래퍼가 상기 공기 갭에 의해서 상기 가연성 열원의 전방 부분의 전부로부터 방사방향으로 이격되어 있는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가연성 열원의 전방 부분이 상기 가연성 열원의 후방 부분에 비해서 감소된 직경의 복수의 원주방향으로 이격된 길이방향 홈들을 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 래퍼가 열 전도성 물질의 하나 이상의 층을 포함하는, 흡연 물품.
- 제6항에 있어서, 상기 래퍼가 하나 이상의 알루미늄의 층을 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 래퍼가 단열 물질의 하나 이상의 층을 포함하는, 흡연 물품.
- 제8항에 있어서, 상기 래퍼가 종이의 하나 이상의 층을 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 래퍼가 단열 물질의 방사방향 내부 층 및 열 전도성 물질의 방사방향 외부 층을 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 공기 유입부가 상기 가연성 열원의 전방 부분 주위의 래퍼 내에 제공되는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가연성 열원의 후방 부분이 상기 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 직경을 가지는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가연성 열원은 블라인드 가연성 열원인, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 길이방향 기류 채널이 상기 가연성 열원을 통해서 제공되는, 흡연 물품.
- 제14항에 있어서, 상기 가연성 열원과 상기 하나 이상의 기류 채널 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 더 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가연성 열원의 후방 부분과 상기 에어로졸 형성 기재 사이에 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어를 더 포함하는, 흡연 물품.
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