KR20170102341A - 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물 - Google Patents
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Abstract
조성물의 전량에 대하여 글리세린 69.0∼94.8중량%와, 조성물의 전량에 대하여 네이티브형 젤란검 0.2∼1.0중량%와, 물 5.0∼30.0중량%를 포함하고, 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은, 상온에서 겔상(gel-like)의 흡연 물품용의 열가역성 조성물에 관한 것이다.
담배의 향끽미를 즐기는 수단으로서, 궐련(cigarette)이나 전기가열형 담배가 알려져 있다. 궐련은 일반적으로, 담배의 잎을 적절한 사이즈로 재각(裁刻)하고 적절히 처리하여 얻어진 살담배를 담배 두루마리로 감고, 단부(端部)에 착화(着火)하여 흡연한다. 또한, 어떤 종류의 전기가열형 담배에서는, 담배살에 포함되는 향끽미 성분을 포함하는 에어로졸의 생성원으로서, 담배살과 증기형성매체가 혼합된 조성물(에어로졸의 생성원이 되는 조성물)이, 전기가열형 담배 용구(用具) 내에, 용기(포드(pod))에 넣어진 상태로 배치되어 있다. 전기가열형 담배 용구 내에 배치된 에어로졸의 생성원이 되는 조성물을 포함하는 포드가 전기가열에 의해 가열되면, 담배의 향끽미 성분을 포함하는 에어로졸이 생성되어, 사용자에게 흡인된다.
특허문헌 1에는, 전기가열형 담배 용구 내에 배치되는 에어로졸의 생성원이 되는 조성물에 포함되는 증기형성매체로서, 점착성의 기화(氣化) 가능한 재료가 기재되어 있고, 그 구체적인 예로서 프로필렌글리콜, 글리세린 또는 그들의 조합이 기재되어 있다.
한편, 궐련에 있어서, 「선단 떨어짐(tip drop)」이라고 불리는 궐련 선단(先端)으로부터 담배살이 흘러 떨어지는 현상이 있어, 품질관리상의 과제가 되고 있었다(비특허문헌 1).
이 과제에 대하여 많은 경우, 선단 떨어지거나, 또는 선단 떨어질 가능성이 높은 궐련을 제조 공정 중의 검사의 단계로 검지하여 배제함으로써 제품 품질의 안정을 도모할 수 있어다. 예를 들어 특허문헌 2에는, 담배 권상기에 있어서 선단 떨어짐의 원인이 되는 절단 단부에서의 담배살의 충전량이 부족한 것을 배제함으로써 품질을 담보하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 궐련의 구성부재의 구조를 개량하는 기술로서, 특허문헌 3에는, 담배살과 접하는 두루마리 내면에 엠보스 등의 수단에 의해 다수의 볼록부를 형성함으로써, 담배살과 두루마리 간의 마찰 계수를 크게 하고, 이에 의해 선단 떨어짐을 방지한 궐련이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 4와 특허문헌 5에는, 담배살을 압축 성형하는 것으로 담배살의 편차를 억제함으로써 선단 떨어짐을 방지하는 기술이 기재되어 있다.
비특허문헌 1 : 담배의 사전 p. 362 재단법인 담배 종합 연구 센터편 2009년 3월 31일
전기가열형 궐련에 있어서, 에어로졸의 생성원이 되는 조성물은, 그것을 포함하는 용기(포드)의 이송 중에, 용기 내로부터, 그 생성물에 포함해도 되는 담배살 등의 입상(粒狀) 성분이 흩어져 산일(散逸)되는 경우가 있다. 또한, 궐련에 있어서, 선단 떨어짐이라고 불리는 현상이 있다는 것은 전술한 바와 같다.
이들 현상을 방지하기 위해서, 전기가열 궐련이나 궐련 등의 흡연 물품에 적용하기 위한 조성물에 관하여, 그 유동성을 낮게 하고자 하는 요구가 있었다. 또한, 전기가열형 궐련에 적용하는 경우, 전기가열에 의해 에어로졸을 효율적으로 생성시키기 위해서, 에어로졸의 생성원이 되는 조성물의 열감응성을 가능한 한 높게 하고자 하는 요구가 있었다.
또한, 에어로졸의 생성원이 되는 조성물은, 상온 시는 점도가 높고, 유동하기 어려운 한편, 온도가 상승했을 때에는 유동성이 높아지는 조성물인, 소위 열가역성의 조성물인 것이, 그 조제(調製)시 편리성에서 바람직하다는 요구가 있었다.
상기 특허문헌 1에 기재된 증기형성매체는, 비열이 높고, 또한, 그 증기형성매체는, 상온에서도 비교적 높은 유동성을 가지기 때문에, 상기의 과제를 해결할 수 없을 가능성이 있다. 또 궐련의 선단 떨어짐에 관해서는, 특허문헌 2∼5에 기재된 발명과는 달리, 담배살에 대하여 어떠한 물질을 첨가함으로써, 선단 떨어짐과 같은 문제를 해결하는 기술은 알려지지 않았다.
이와 같은 점에서, 본 발명에서는, 상온 시에는 점도가 높고 유동성이 작은 한편, 온도를 상승시키면 유동화되고, 가열에 의해 용이하게 에어로졸화되어, 양호한 끽미를 부여하는 흡연 물품용의 겔상의 열가역성 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자가 예의(銳意) 검토한 결과, 네이티브형 젤란검(native-like gellan gum) 0.20∼1.00중량%와, 물 5.0∼30.0중량%와 글리세린 69.0∼94.8중량%를 포함하는, 상온에서 겔상의 열가역성 조성물이, 상기의 과제를 해결할 수 있다는 것이 발견되었다.
통상, 많은 다당류가 물을 첨가함으로써 겔화된다는 것은 알려져 있다. 그러나 계(系) 중에 물보다 많은 글리세린이 존재하는 경우, 수분량이 적을수록 겔화된 조성물을 얻는 것은 곤란했다. 그러나 상기와 같이, 글리세린과, 네이티브형 젤란검과, 물의 함유량을 조정함으로써, 특이적으로 적은 물 함유량의, 상온에서 겔상의 열가역성 조성물을 얻을 수 있었다. 그리고, 이 조성물을 궐련 또는 전기가열형의 궐련 용구에 적용 가능하다는 것이 발견되었다.
즉, 본 발명은, 이하와 같다.
[1] 조성물의 전량에 대하여, 글리세린 69.0∼94.8중량%와, 네이티브형 젤란검 0.2∼1.0중량%와, 물 5.0∼30.0중량%를 포함하고, 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물.
[2] 상기 열가역성 조성물이, 고속 교반 혼합함으로써 얻을 수 있는 것인, [1]에 기재된 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물.
[3] 상기 열가역성 조성물에 있어서의, 물의 함유량이, 13.0∼25.0중량%인, [1] 또는 [2]에 기재된 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물.
[4] 상기 열가역성 조성물에 있어서의, 네이티브형 젤란검의 함유량이, 0.5∼1.0중량%인, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물.
[5] 상기 열가역성 조성물에 있어서의, 글리세린의 함유량이, 74.0∼86.5중량%인, [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물.
[6] 상기 열가역성 조성물에 있어서의, 네이티브형 젤란검과, 물의 비율이, 1：25∼13：50인, [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물.
[7] [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물을 포함하는, 전기가열형 담배 용구.
[8] [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물을 포함하는, 궐련.
본 발명의 열가역성 조성물은 상온에서는 겔상이며 유동성이 낮기 때문에, 해당 조성물을 궐련의 담배살에 적용한 후, 또는 전기가열형 담배 용구 내의 포드에 수용된 후는, 액체를 첨가한 경우보다 강고(强固)하게 담배살을 유지하는 것이 가능하게 되고, 해당 조성물이 유동되어 담배살이 흘려 떨어지거나(선단 떨어짐) 하지 않고, 또는 포드 내의 담배살이 산일되거나 하는 경우가 없다. 또한 가열하면 열에 감응하여 졸상(sol-like)이 되기 때문에, 담배살에의 첨가시의 성상(性狀)의 조정은 용이하다. 또한 본 발명의 조성물은, 수분을 많이 포함하는 겔상 조성물보다도 가열되었을 때의 열감응성이 높기 때문에, 적은 열량에서도 효율적으로 에어로졸을 생성시킬 수 있다.
[도 1] 실시예 2의 열가역성 조성물 중, 겔화제(네이티브형 젤란검)의 함유량이 0.50중량%, 1.00중량%의 것의, 점도와 온도의 관계를 나타내는 도면이다.
[도 2] 실시예 2의 열가역성 조성물 중, 겔화제(네이티브형 젤란검)의 함유량이 0.10중량%, 0.15중량%, 0.20중량%, 0.25중량%의 것의, 점도와 온도의 관계를 나타내는 도면이다.
[도 3] 실시예 2의 열가역성 조성물의, 점도와 겔화제(네이티브형 젤란검)의 배합 비율의 관계를 나타내는 도면이다.
[도 4] 담배살의 산일시험(전기가열형 담배 용구의 경우)의 결과를 나타내는 도면이다.
[도 5] 담배살의 산일시험(궐련의 경우)의 결과를 나타내는 도면이다.
[도 6] 겔상의 열가역성 조성물에 관하여, 그 수분 함유량과, 열감응성의 관계를 나타내는 도면이다.
[도 2] 실시예 2의 열가역성 조성물 중, 겔화제(네이티브형 젤란검)의 함유량이 0.10중량%, 0.15중량%, 0.20중량%, 0.25중량%의 것의, 점도와 온도의 관계를 나타내는 도면이다.
[도 3] 실시예 2의 열가역성 조성물의, 점도와 겔화제(네이티브형 젤란검)의 배합 비율의 관계를 나타내는 도면이다.
[도 4] 담배살의 산일시험(전기가열형 담배 용구의 경우)의 결과를 나타내는 도면이다.
[도 5] 담배살의 산일시험(궐련의 경우)의 결과를 나타내는 도면이다.
[도 6] 겔상의 열가역성 조성물에 관하여, 그 수분 함유량과, 열감응성의 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 관하여 실시형태 및 예시물 등을 나타내어 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태 및 예시물 등에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
본 발명의 흡연 물품용의 열가역성 조성물에는, 글리세린과, 네이티브형의 젤란검과, 물을 함유한다.
글리세린은, 물을 전혀 포함하지 않는 것을 사용할 수 있지만, 30중량%까지의 물을 포함하고 있는 것을 사용해도 된다.
본 발명의 열가역성 조성물에 있어서의 물의 함유량은, 글리세린에 포함되는 물과는 별도로 물을 함유시키는 경우에는, 그들 물의 합계량을 물의 함유량으로 한다.
본 발명의 열가역성 조성물에 있어서의 글리세린의 함유량은, 본 발명의 열가역성 조성물이 상온에서 겔상인 것을 확보하기 위해서, 69.0∼94.8중량%이며, 바람직하게는, 74.0∼86.5중량%이다.
본 발명의 열가역성 조성물에는, 네이티브형의 젤란검이 포함된다. 젤란검은, 시판품으로서, 네이티브형과 탈(脫)아실형의 것이 알려져 있지만, 본 발명에서는 네이티브형의 것을 사용한다. 네이티브형의 것을 사용함으로써, 조성물이 상온에서 겔상이 되고, 또한 열가역성을 얻을 수 있다. 또한, 네이티브형 젤란검을 사용함으로써, 열가역성 조성물을 전기가열형 담배 용구에 사용한 경우에 양호한 끽미를 얻을 수 있다.
이후의 실시예의 결과로부터 분명한 바와 같이, 조성물에 대하여 이와 같은 성질을 부여할 수 있는 것은, 네이티브형 젤란검뿐이다.
네이티브형 젤란검은, 1－3 결합한 글리코오스에, 아세틸기와 글리세릴기가 존재하는 것이다. 본 발명에서 사용하는 네이티브형 젤란검의 평균 분자량의 그레이드(grade)는, 100,000∼700,000의 것을 들 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물에 있어서의 네이티브형의 젤란검의 함유량은, 0.2∼1.0중량%인 태양(態樣)을 들 수 있고, 바람직하게는, 0.50∼1.00중량%이다.
본 발명의 열가역성 조성물에 있어서의 네이티브형 젤란검의 함유량의 상한값과 하한값은, 본 발명의 열가역성 조성물에 관하여, 상온에서 적합한 점도를 가지는 겔상인 것을 확보하기 위해서 설정되는 것이다.
본 발명의 열가역성 조성물에는, 물이 포함되어 있다. 본 발명의 열가역성 조성물에 있어서의 물의 함유량은, 5.0∼30.0중량%인 태양을 들 수 있고, 바람직하게는, 13.0∼25.0중량%이다. 물의 함유량의 하한값은, 본 발명의 열가역성 조성물이 상온에서 겔상을 가지기 위해서 설정되는 것이고, 한편으로 물의 함유량의 상한값은, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 열가역성 조성물의 열감응성을 원하는 범위로 설정하는 관점에서 설정되는 것이다.
상기 조성물에 있어서의, 네이티브형 젤란검과, 물의 중량 비율은, 1：25∼13：50인 것이, 열가역성 조성물의 점도를 원하는 것으로 하는 관점에서 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 「열가역성」이란, 조성물이 온도에 따라 졸-겔 전이를 일으키는 성질의 것을 말한다. 구체적으로는, 70℃ 이상의 온도에서는 졸상을 나타내며, 60℃ 이하에서는 겔상을 나타낸다.
또한, 본 발명에 있어서, 「겔상」은, 졸과는 상이하고 유동성을 상실한 상태이며, 구체적으로는, 조성물을 바이알(vial)병과 같은 용기에 수용한 후, 그 용기를 옆으로 쓰러지게 해도, 옆으로 쓰러짐 후에 하측이 되는 용기의 측면 전체에까지 조성물이 확산되지 않는 상태의 것이며, 그 상태는 육안에 의해 확인할 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물의 25℃(상온)에 있어서의 점도는, 이하의 시험에 의해 측정된다.
＜시험 조건＞
회전식 점도계 HAKKE RheoStress1(Thermo Fisher Scientific사)를 이용하여, 선형(線形) 변형 영역에 있어서의 점탄성 측정 시에 얻어진 복소점도를 측정한다. 측정 조건은 아래와 같다.
[측정 조건]
일정 응력：5Pa
일정 속도：1Hz
시료 주입량：3mL
측정 온도 범위：80℃∼25℃
측정 방법으로서는, 시료를 80℃까지 가온한 후 트레이(tray)에 3mL 주입하고, 접촉자(接觸子)를 매달고 실리콘 오일로 밀폐계(密閉系)로 한다. 트레이 온도가 80℃에 이르면 측정을 개시하여, 25℃까지의 각 온도 하에서의 점도를 측정한다.
본 발명의 열가역성 조성물의 25℃에 있어서의 점도는, 2000mPa·s 이상인 것이 바람직하고, 한편, 90000mPa·s 이하인 것이 바람직하다.
열가역성 조성물의 25℃에 있어서의 점도가 2000mPa·s 이상이면, 흡연 물품에 적용했을 때에 담배살 등을 충분히 유지하는 능력을 가진다. 궐련에 적용한 경우에는, 선단 떨어짐을 방지할 수 있어, 전기가열형 담배 용구에 적용한 경우에도, 담배살의 흘려 내림을 방지할 수 있다.
한편, 열가역성 조성물의 25℃에 있어서의 점도가 90000mPa·s 이하인 것으로, 본 발명의 열가역성 조성물이, 필요 이상으로 강고한 겔이 되는 것을 방지하여, 제조 장치의 파손 등을 방지할 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물의 열감응성은, 후술하는 바와 같이 165℃의 열을 가했을 때의 조성물의 온도 상승 속도에 따라 판단한다. 조성물이 겔화됨으로써, 전기가열형 담배 용구 내에 배치된, 본 발명의 열가역성 조성물을 수용하는 용기가 전자히터로 가열되면, 얼마 안 되는 열량으로도 효율적으로 열가역성 조성물의 온도가 상승된다. 이에 의해, 용기 내의 열가역성 조성물의 글리세린이, 효율적으로 에어로졸화된다. 에어로졸화한 글리세린은, 열가역성 조성물에 포함되는 임의의 성분에서 유래하는 성분, 예를 들면 후술하는 담배살을 포함하는 경우는 담배살에 포함되는 향끽미 성분도 동시에 포함한다. 전기가열형 담배 용구의 사용 시에는, 발생된 에어로졸이 사용자에 의해 흡인된다. 그러나, 열가역성 조성물의 함수량(含水量)이 많은 경우에는, 함유되는 수분의 열에 대한 감응성이 낮음이 영향을 주어, 조성물 자체의 열감응성도 저하된다.
본 명세서에서 사용되는 「열감응성」은, 온도의 변화에 따라 조성물 자체의 온도를 변화시키는 정도에 관한 성질이다. 열감응성이 높다는 것은, 주위의 온도 변화에 따라, 그 조성물 자체의 온도도 재빠르게 변화된다는 것을 말한다.
본 발명의 열가역성 조성물의 「열감응성」은, 이하의 방법에 의해 측정할 수 있다.
전기가열형 담배 용구에 수용되는 알루미늄제의 포드(용적 0.47cm3)에, 대상으로 하는 겔상의 열가역성 조성물 10중량부와, 담배살 59중량부와, 프로필렌글리콜 31중량부를 혼합하여 조제한 담배살을 포함하는 조성물을 넣고, 선단이 원추형인 지그(jig)를 사용하고 압력을 가하여, 포드에 조제한 담배살을 포함하는 조성물을 밀어넣는다.
전기가열형 담배 용구(PLOOM)의 스위치를 켜고, 포드를 가열하는 부위의 온도가 165℃에 이르렀다는 것이 나타난 후(과열 상태 램프가 점등으로 바뀜으로써 나타난다), 상기에서 준비된 포드를 전기가열형 담배 용구에 수용하고, 포드 안에서 조제한 담배살을 포함하는 조성물이 가장 밀어 넣어진 부분에 열전대(熱電對)를 설치하고, 조제한 살담배를 포함하는 조성물의 온도가 160℃에 도달할 때까지의 시간(초)을 측정함으로써 해당 조성물의 온도(품온(品溫))가 160℃에 도달할 때까지의 시간(초)을 측정한다.
이 초수가 짧을수록, 조성물의 열감응성이 높다고 할 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물의 열감응성은, 180초 이하인 것이, 조성물이 에어로졸로 변화될 때까지의 시간이 짧아지는 점에서 바람직하다. 또한, 본 발명의 열가역성 조성물의 열감응성은, 160초 이하인 것이 보다 바람직하다.
이 열감응성은, 본 발명의 열가역성 조성물에 있어서의 물의 함유량을 조정함으로써 조정할 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물의 점도에 관해서는, 예를 들면 물과 네이티브형 젤란검의 함유량을 조정함으로써 조정할 수 있다.
구체적으로는, 네이티브형 젤란검의 양을 많이 하거나, 일정 이상의 네이티브형 젤란검에 대한 물의 함유량을 많게 하거나 하는 것을 들 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물은, 상기의 재료를, 고속 교반 혼합함으로써 얻는 것이 바람직하다.
고속 교반 혼합이란, 고속교반믹서와 같은, 로터(rotor)와 스테이터(stator)를 구비하는 믹서로서, 고속 회전이 가능한 로터와, 고정된 스테이터와의 사이에 정밀한 클리어런스(clearance)를 형성한 상태에서 로터가 회전함으로써, 고분산(高分散) 작용이 발휘되는 믹서를 사용하여 혼합하는 것을 의미한다.
이와 같은 고분산 작용을 만들어 내기 위해서는, 장치의 크기에도 따르지만, 로터의 회전수를 3000∼5000rpm으로 설정하는 태양을 들 수 있다. 로터의 회전수는 바람직하게는 3500∼4500rpm를 들 수 있고, 3800∼4200rpm로 하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 고속교반믹서는, 시판품을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 호모믹서를 들 수 있다.
고속 교반 혼합 시의 온도는, 50∼70℃에서 실시하고, 혼합 시간은 10∼60분의 태양을 들 수 있고, 바람직하게는 55∼65℃에서 실시하고, 혼합 시간은 10∼20분 정도를 들 수 있다.
전단 혼합을 실시하기 위한 장치로서는, 호모믹서를 들 수 있다. 호모믹서로서는, 예를 들면 PRIMIX사제(초고속 멀티 교반 시스템 레보·루션)를 들 수 있다.
본 발명에서는, 상기와 같은 고속 교반 혼합을 실시하여 가역성 조성물을 조제한 경우에는, 조성물에 포함되는 물에 네이티브형 젤란검이 양호하게 용해되어, 조성물의 점도를 원하는 것으로 할 수 있는 것과 동시에, 조성물의 열감응성이 향상된다. 글리세린과 네이티브형 젤란검과 물을 단순하게 분산한 것 만으로는, 이와 같은 양호한 용해는 일어나지 않으며, 조성물에 대해 원하는 열감응성이나 점도를 얻는 것이 어렵다.
고속 교반의 공정의 순서로서는, 글리세린과, 네이티브형 젤란검과, 물을 미리 혼합하여, 상기의 고속 교반 혼합을 실시해도 되고, 미리 물을 포함하는 글리세린과, 네이티브형 젤란검을 상기의 고속 교반 혼합에 제공해도 된다.
본 발명의 열가역성 조성물은, 전기가열형 담배 용구에 적용할 수 있다.
전기가열형 담배 용구는, 상품명：PLOOM로서 시판되고 있으며, 흡구부(吸口部), 상기 열가역성 조성물이 수용되는 포드와 전자히터를 포함하는 본체부, 전자히터의 온도를 조절하기 위한 온도 조절기 등을 포함한다. 구체적인 구성으로서, 특허문헌 1에 기재된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물은, 상기의 포드에 수용되는 것이다. 본 발명의 열가역성 조성물이 수용되는 포드의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 알루미늄 등의 열전도성이 높은 금속을 들 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물은, 상기의 전기가열형 담배 용구에 적용될 때 , 담배살과 함께, 상기의 포드에 수용된다.
담배살에 사용되는 담배종은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 니코티아나(nicotiana)속(屬)이며, 니코티아나 타바쿰(nicotiana tabacum)의 황색종·버얼리종, 니코티아나 루스티차(nicotiana rustica)의 브라질리아종 등을 들 수 있다.
담배살의 크기에 관해서도 특별히 제한은 없으며, 통상의 전기가열형 담배 용구에 사용되는 담배살의 크기를 채용할 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물과, 담배살과의 중량 비율은, 담배살의 건조중량에 대하여, 열가역성 조성물을, 3：2∼9：1 정도의 비율로 함유시키는 태양을 들 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물에는, 다른 성분을 함유시켜도 된다. 예를 들면, 네이티브형 젤란검 이외의 증점 다당류를 포함시켜도 된다.
본 발명의 열가역성 조성물은, 그 열감응성이나 점도의 특성이, 전기가열형 담배 용구 내에 배치되는 에어로졸의 생성원이 되는 조성물로서 특별히 적합하다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 열가역성 조성물에, 담배살을 함유시켰을 경우에는, 담배살에 포함되는 향끽미 성분을 포함하는 에어로졸을 생성하기 위한 조성물로서 적합하다.
또한, 본 발명의 열가역성 조성물은, 궐련을 구성하는 담배 로드(rod)의 담배살에 적용되어도 된다. 본 발명의 열가역성 조성물이 적용되어도 되는 궐련으로서는 공지의 궐련을 들 수 있고, 필터 부착이어도 필터 없는 것이어도 된다. 이 때, 사용되는 담배살의 종류에 관해서는 특별히 제한되는 일 없이, 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 상기에서 설명한 전기가열형 담배 용구에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.
담배살에 적용하는 경우의, 본 발명의 열가역성 조성물의 첨가량은, 20∼60mg/궐련인 태양을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 열가역성 조성물이 적용되는, 담배살로 구성되는 담배 로드의 부위로서는 특별히 제한되는 것은 없으며, 담배 로드의 연소되는 측의 선단부에 첨가하는 태양이나, 담배 로드의 전체에 첨가하는 태양도 들 수 있다.
이에 의해, 선단 떨어짐을 방지할 수 있다.
본 발명의 열가역성 조성물을 적용하는 것 이외는, 공지의 궐련의 제조 방법을 사용함으로써 궐련을 제작할 수 있다.
실시예
본 발명을 실시예에 의해 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한, 이하의 실시예의 기재에 한정되는 것은 아니다.
＜실시예 1＞
물 18중량부를 포함하는 글리세린 94.5중량부, 네이티브형 젤란검 0.5중량부를, 호모믹서 PRIMIX사제(초고속 멀티 교반 시스템 레보·루션)에 투입하고, 80℃, 4000rpm에서 15분간 고속 교반 혼합했다.
＜비교예 1∼10＞
다당류를 변경하는 것 외는 실시예 1과 동일한 순서로 비교예 1∼10의 조성물을 얻었다. 그 성상이나 끽미를 표 1에 나타낸다.
우선, 실시예 및 비교예에서 얻어진 조성물 상태를 육안에 의해 확인했다. 육안으로 겔화되어 있는 것을 「○」이라고 하고, 겔화되지 않은 것을 「×」로 하여, 표 1의 「겔화 유무」의 란에 정리했다.
그 결과, 복수종의 다당류 중에서, 겔상 조성물이 얻어진 것은, 네이티브형 젤란검을 사용한 실시예 1과, 카라기난을 사용한 비교예 6뿐이었다.
또한, 겔화되어 있던 실시예 1과 비교예 6의 조성물에 관해서는, 온도를 변화시켜, 졸 겔 전이가 일어나는지를 확인했다. 실시예 1(네이티브형 젤란검을 포함한다)과 비교예 6(카라기난을 포함한다)의 겔상 조성물은 모두 80℃에서는 졸상을 나타내며, 65℃부근에서의 졸 겔 전이를 나타냈기 때문에, 열가역성을 가지고 있었다.
실시예 1과 비교예 6의 조성물에 관하여, 끽미 평가를 실시했던바, 양호한 끽미가 얻어진 것은 실시예 1뿐이었다. 비교예 6에서 사용한 카라기난은 조성 중에 황화 화합물을 함유하기 때문에, 그것이 끽미에 악영향을 미치고 있다고 생각할 수 있다.
끽미에 관해서는, 이하의 방법에 의해 측정을 실시했다.
상술한 바와 같이 실시예 1과 비교예 6의 다당류와 물과 글리세린을 고속 교반 혼합함으로써 얻어진 겔상 조성물 10중량%를 담배살 59중량%와 프로필렌글리콜 31중량%와 함께 포드에 충전하여 PLOOM용 카트리지를 얻었다. 그리고 그 담배끽미를 남성 6명 여성 1명의 전문 패널리스트에 의해 이하의 기준으로 평가했다.
＜자극 냄새＞
1 … 자극 있음; 2 … 약간 자극 있음; 3 … 어느 쪽도 없음; 4 … 약간 자극 없음; 5 … 전혀 자극이 없음
결과를 표 2에 나타낸다.
| 평가자 | 네이티브형 젤란검 (실시예１） |
카라기난 （비교예 6) |
| A | 5 | 1 |
| B | 5 | 2 |
| C | 5 | 1 |
| D | 4 | 1 |
| E | 5 | 1 |
| F | 4 | 1 |
| G | 5 | 1 |
| 평균값 | 4.71 | 1.14 |
＜실시예 2＞
이하의 표 3에 나타내는 바와 같이, 실시예 1의 조성물에 있어서의 네이티브형 젤란검의 함유량과 글리세린의 함유량을 바꿔서, 본 발명의 열가역성 조성물을 조제했다. 얻어진 열가역성 조성물 상태를 육안에 의해 확인하고, 점도를 측정했다. 결과를 표 3에 기재했다.
표 3의 결과로부터, 물이 충분히 존재하는 조성물에 있어서는, 네이티브형 젤란검의 함유량을 0.20중량% 이상으로 함으로써, 겔상 조성물을 얻을 수 있다는 것을 알았다.
또한, 상온(25℃)에 있어서의 점도의 측정은, 이하의 방법에 의해 실시했다.
＜점도 측정 방법＞
회전식 점도계 HAKKE RheoStress1(Thermo Fisher Scientific사제)를 이용하여, 선형 변형 영역에 있어서의 점탄성 측정 시에 얻어진 복소점도를 측정했다. 측정 방법으로서는, 시료를 80℃까지 가온한 후 샘플용 트레이에 시료를 3mL 주입하고, 접촉자를 매달아 실리콘 오일로 밀폐계로 한다. 트레이 온도가 80℃에 이르면 측정을 개시하고, 25℃까지의 각 온도 하에서의 점도를 측정했다.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| 조성 (중량%) |
네이티브형 젤란검 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.50 | 1.00 |
| 글리세린 | 76.90 | 76.85 | 76.80 | 76.75 | 76.50 | 76.00 | |
| 물 | 18% | 18% | 18% | 18% | 18% | 18% | |
| 실험결과 | 겔화 유무 | × | × | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 점도 (mPa·s, 25℃) |
459 | 1015 | 2122 | 4569 | 26160 | 87950 | |
| 얻어진 겔의 상황 | 약간 점성이 있는 액체 | 약간 점성이 있는 액체 | 겔상 조성물 | 겔상 조성물 | 겔상 조성물 | 상당히 강고한 겔상 조성물 |
＜실시예 3＞
이하의 표 4에 나타내는 바와 같이, 실시예 1의 조성물에 있어서의 물의 함유량과 글리세린의 함유량을 바꿔서, 본 발명의 열가역성 조성물을 조제했다. 얻어진 열가역성 조성물 상태를 육안에 의해 확인했다. 표 4의 결과로부터, 조성물에 있어서 네이티브형 젤란검을 용해하기 위해서 물이 어느 정도는 필요하고, 그 정도로서 5.0중량% 이상이면, 조성물에 포함되는 네이티브형 젤란검이 충분히 용해되어, 조성물을 겔화시킬 수 있다는 것을 알았다.
＜실시예 4＞
실시예 2에서 사용한 본 발명의 열가역성 조성물의 각각에 관하여, 온도와 점도의 관계를 검증했다. 종축에 점도(mPa·s)를, 횡축에 온도(℃)를 취한 그래프에 결과를 플로트(plot)했다. 네이티브형 젤란검의 함유량이 0.5중량%와 1.0중량%의 것을 도 1에, 0.1중량%, 0.15중량%, 0.20중량%, 0.25중량%의 것을 도 2에 플로트했다. 도 1 및 2의 결과로부터, 본 발명의 열가역성 조성물은, 70℃ 이상에서는 졸상을 나타내며, 60℃ 이하에서는 겔화되어 있는 것이라는 것을 알았다.
＜실시예 5＞
본 발명의 겔상의 열가역성 조성물에 있어서의, 겔화제(네이티브형 젤란검)의 함유량과, 상온(25℃)에 있어서의 점도(mPa·s)의 관계를 검증했다. 결과를 도 3에 나타낸다.
이 실시예에서 사용한 조성물의 조성은, 실시예 2에서 사용한 것과 동일한 것이다.
이 결과로부터, 물이 등량(等量)이고 겔화제(네이티브형 젤란검)의 함유량이 많아지면, 점도도 증대된다는 것을 알았다.
＜실시예 6＞
실시예 1에서 제작한 조성물 중, 네이티브형 젤란검을 0.5중량%, 글리세린을 81.5중량%, 물 18.0중량%를 함유하는 겔상의 열가역성 조성물을, 담배살과 함께, 전기가열형 담배 용구에 수용되는 포드의 내부에 첨가한 계를 조제했다(실시예 첨가).
또한, 동일한 조작에 의해, 아무것도 첨가하지 않는 계(무첨가 제품), 글리세린만을 첨가한 계(글리세린 첨가)를 조제했다.
이러한 계에 관하여, 도쿄이화기계 가부시키가이샤 진탕기(멀티 쉐이커)[MMS-310]를 이용하여 72시간 진동시키고, 흘려 떨어진 담배살의 양을 각각 측정했다.
결과를 도 4에 나타낸다.
도 4의 결과로부터, 본 발명의 열가역성 조성물을 첨가한 계에서는, 흘려 떨어진 담배살의 양이 현저하게 적어, 담배살의 유지 능력이 뛰어나다는 것을 알았다.
＜실시예 7＞
선단 떨어짐의 검증을 하기 위해서, 담배살에 첨가되는 재료로서 실시예 6과 동일한 것을 조제하고, 궐련의 선단 부분에, 아무것도 첨가하지 않는 계, 글리세린만을 첨가한 계, 실시예 6과 동일한 겔상 조성물을 첨가한 계를 각각 조제했다.
이들 계에 관하여, 아즈원 가부시키가이샤 배리어 블루 믹스 로터[VMR-5R]를 이용하여 30분간 회전 요동시키고, 흘려 떨어진 담배살의 양을 각각 측정했다.
결과를 도 5에 나타낸다. 도 5의 결과로부터, 본 발명의 열가역성 조성물을 첨가한 계에서는, 흘려 떨어진 담배살의 양이 현저하게 적어, 담배살의 유지 능력이 뛰어나다는 것을 알았다.
＜실시예 8＞
본 발명의 겔상의 열가역성 조성물에 관하여, 그 수분 함유량과, 열감응성의 관계에 관하여 검증했다.
전기가열형 담배 용구에 수용되는 알루미늄제의 포드(용적 0.47cm3)에, 대상으로 하는, 물의 함유량이 상이한 열가역성 조성물 42.3mg(10중량부)과, 담배살 250mg(59중량부)과, 프로필렌글리콜 131mg(31중량부)을 넣고, 선단이 원추형의 지그를 사용하고 압력을 가하여, 포드에 담배살을 포함하는 조성물을 밀어넣었다.
전기가열형 담배 용구(PLOOM)의 스위치를 켜고, 과열 상태 램프가 점등으로 바뀐(165℃에 이른) 후, 상기에서 준비한 포드를 전기가열형 담배 용구에 수용하고, 포드 안에서, 담배살을 포함하는 조성물이 가장 밀어 넣어진 부분에 열전대를 설치하여, 그곳의 온도를 측정했다. 해당 조성물의 온도(품온)가 160℃에 도달할 때까지의 시간(초)을 측정했다. 또한 각 포드에 관하여, 15초 마다의 온도와, 160℃가 된 온도를 계측했다.
품온의 측정에는, 열전대(요코가와 계측(미터 TX1001)을 이용했다.
조성물에 있어서의 물의 함유량을 횡축으로 하고, 해당 조성물의 온도(품온)가 160℃에 도달할 때까지의 시간(초)을 종축으로 하여, 얻어진 결과를 플로트로 한 도면을 도 6으로서 나타낸다.
도 6의 결과로부터, 본 발명의 열가역성 조성물에 함유시키는 물의 함유량의 범위 내에서는, 해당 조성물의 온도(품온)가 160℃에 도달할 때까지의 시간이 180초 이내이며, 조성물의 열감응성이 높다는 것을 알았다. 또한, 본 발명의 열가역성 조성물에 있어서, 물의 함유량이, 13.0∼25.0중량%이면 조성물의 열감응성이 보다 높다는 것을 알았다. 이것은, 겔의 구조에 있어서, 글리세린이 네이티브형 젤란검과 인터칼레이션(intercalation)을 일으키고 있는 것에 의한 것이라고 생각된다.
산업상의 이용 가능성
본 발명의 열가역성 조성물은 열감응성이 높기 때문에, 전기가열형 담배 용구 내의 전자히터로부터의 열에 의해 효율적으로 온도가 상승되어, 열가역성 조성물에 포함되는 글리세린이 효율적으로 에어로졸화된다.
또한, 본 발명의 열가역성 조성물은 점도가 높기 때문에, 전기가열형 담배 용구 내에 배치된 포드의 내용물로서의 열가역성 조성물의 유동성이 낮아진다. 이에 의해, 열가역성 조성물의 포드 밖으로의 누출이나, 열가역성 조성물에 포함되는 요소(要素)의 산일을 방지할 수 있다. 담배살을 본 발명의 열가역성 조성물에 포함하는 경우는, 담배살이 열가역성 조성물을 통하여 포드 내벽에 고착됨으로써, 이송 중 등에 있어서의 산일을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 열가역성 조성물을, 궐련을 구성하는 담배살에 적용한 경우에는, 선단 떨어짐을 방지할 수 있다.
Claims (8)
- 조성물의 전량에 대하여, 글리세린 69.0∼94.8중량%와, 네이티브형 젤란검 0.2∼1.0중량%와, 물 5.0∼30.0중량%를 포함하고, 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 열가역성 조성물이, 고속 교반 혼합함으로써 얻어지는 것인, 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 열가역성 조성물에 있어서의, 물의 함유량이, 13.0∼25.0중량%인, 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물. - 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열가역성 조성물에 있어서의, 네이티브형 젤란검의 함유량이, 0.5∼1.0중량%인, 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물. - 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열가역성 조성물에 있어서의, 글리세린의 함유량이, 74.0∼86.5중량%인, 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물. - 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열가역성 조성물에 있어서의, 네이티브형 젤란검과, 물의 비율이, 1：25∼13：50인, 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물. - 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물을 포함하는, 전기가열형 담배 용구.
- 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 상온에서 겔상의 흡연 물품용의 열가역성 조성물을 포함하는, 궐련.
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