KR20180069092A - 담배 조성물 - Google Patents

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하스놀 이브라힘
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브리티시 아메리칸 토바코 (인베스트먼츠) 리미티드
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Abstract

본원에서 담배 조성물이 제공되고, 이 담배 조성물은, 담배 조성물의 60 내지 90중량%의 양의 담배 성분, 담배 조성물의 0 내지 20중량%의 양의 충전재 성분, 및 담배 조성물의 10 내지 20중량%의 양의 에어로졸 발생제를 포함하고; 여기서, 담배 조성물은 담배 조성물의 0.5 내지 1.5중량%의 니코틴 함량을 갖고; 그리고 담배 성분은, 담배 성분의 70 내지 100중량%의 양의 종이로 재구성된(paper reconstituted) 담배를 포함한다.

Description

담배 조성물
본 발명은, 특히, THP(tobacco heating product)에서 사용하기 위한 담배 조성물(tobacco composition)에 관한 것이다.
물품들(articles), 예컨대, 시가렛들(cigarettes), 시가들(cigars) 등은, 담배 연기(tobacco smoke)를 생성하기 위해서, 사용 중에 담배를 연소시킨다(burn). 연소시키지 않고 화합물들(compounds)을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 담배를 연소시키는 이러한 유형들의 물품들에 대한 대안들을 제공하기 위한 시도들이 있어 왔다. 그러한 제품들의 예들은, 재료를 가열시키지만 연소시키지 않음으로써 화합물들을 방출하는, 이른바 히트-낫-번(heat-not-burn) 제품들 ― 또한, 담배 가열 제품들 또는 담배 가열 디바이스들로서 공지됨 ― 이다. 재료는 예컨대, 담배 또는 다른 비담배 제품들(non-tobacco products) 또는 조합, 이를테면 블렌딩된 혼합물(blended mix)일 수 있으며, 이는 니코틴을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
흡연 가능한(smokable) 재료를 연소시키거나 태우는 것 없이, 전형적으로, 흡입될(inhaled) 수 있는 에어로졸(aerosol)을 형성하기 위해, 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분(component)을 휘발시키도록, 흡연 가능한 재료를 가열하는 장치가 공지된다. 그러한 장치는 때때로, "히트-낫-번" 장치 또는 "THP(tobacco heating product)" 또는 "담배 가열 디바이스" 또는 그 유사한 것으로서 설명된다. 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 다양한 상이한 어레인지먼트들이 공지된다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 담배 조성물이 제공되고, 이 담배 조성물은, 담배 조성물의 60 내지 90중량%의 양의 담배 성분, 담배 조성물의 0 내지 20중량%의 양의 충전재(filler) 성분, 및 담배 조성물의 10 내지 20중량%의 양의 에어로졸 발생제(generating agent)를 포함하며;
여기서, 담배 조성물은 담배 조성물의 0.5 내지 1.5중량%의 니코틴 함량을 갖고; 그리고
담배 성분은, 담배 성분의 70 내지 100중량%의 양의 종이로 재구성된(paper reconstituted) 담배를 포함한다.
실시예들에서, 담배 성분은 잎담배, 압출 담배(extruded tobacco), 밴드캐스트 담배(bandcast tobacco), 및 이들의 혼합물들로부터 선택된, 담배 성분의 0 내지 30중량%의 양의 성분을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 에어로졸 발생제는 소르비톨, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 락트산, 디아세틴, 트리아세틴, 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 에틸 미리스테이트, 이소프로필 미리스테이트, 메틸 스테아레이트, 디메틸 도데칸디오에이트, 디메틸 테트라데칸디오에이트 및 이들의 혼합물들을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 에어로졸 발생제는 글리세롤 및 프로필렌 글리세롤을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 담배 성분은 담배 조성물의 10 내지 30중량%의 양의 잎담배를 포함할 수 있다.
실시예들에서, 담배 성분은 담배 조성물의 10 내지 30중량%의 양의 압출 담배를 포함할 수 있다.
실시예들에서, 담배 성분은 담배 조성물의 10 내지 30중량%의 양의 밴드캐스트 담배를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 흡연 가능한 에어로졸을 발생시키기 위한 디바이스가 제공되며, 이 디바이스는, 본원에서 설명되는 바와 같은 담배 조성물, 및 에어로졸을 형성하기 위해 사용 시에 성분들을 휘발시키는 가열 수단을 포함한다.
실시예들에서, 가열 수단은 전기 가열 수단이다.
실시예들에서, 전기 가열 수단은 전기 저항성 가열 요소이다.
실시예들에서, 디바이스는 담배 가열 제품이다.
본 발명의 제3 양상에 따르면, 흡연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 흡연 물품이 제공되고, 이 흡연 물품은:
본원에서 설명되는 바와 같은 담배 조성물을 포함하는 흡연 가능한 재료; 및
흡연 가능한 재료의 일 단부에 부착된 마우스피스를 포함한다.
실시예들에서, 마우스피스는 중공형 튜브를 포함한다.
실시예들에서, 흡연 물품은, 흡연 가능한 재료가 가열될 때 생성되는 휘발되는 흡연 가능한 재료를 냉각시키기 위해, 흡연 가능한 재료와 마우스피스 사이에 에어로졸-냉각 요소를 포함한다.
실시예들에서, 흡연 물품은, 흡연 가능한 재료와 에어로졸-냉각 요소 사이에 스페이서(spacer)를 포함한다.
실시예들에서, 스페이서는 중공형 스페이서 튜브이다.
본 발명의 제4 양상에 따르면, 흡연 가능한 재료를 가열하기 위해 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지가 제공되고, 이 카트리지는, 본원에서 설명되는 바와 같은 담배 조성물을 포함하는 흡연 가능한 재료를 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들은, 단지 예로써 주어진, 첨부된 도면들을 참조하여 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예들의 이하의 설명으로부터 자명해질 것이다.
도 1은, 종이로 재구성된 담배를 만들기 위한 프로세스에 대한 흐름도를 도시한다.
도 2는, 압출 담배를 만들기 위한 프로세스에 대한 흐름도를 도시한다.
도 3은, 압출 담배를 만들기 위한 장치를 도시한다.
도 4는, 본원에서 설명되는 바와 같은 담배 조성물을 포함하는 흡연 물품의 일 실시예를 도시한다.
도 5는, 본원에서 설명되는 바와 같은 담배 조성물을 포함하고, 에어로졸 냉각 요소를 포함하는 흡연 물품의 추가적인 실시예를 도시한다.
본원에서 설명되는 담배 조성물들에서, 담배 성분은 종이로 재구성된 담배를 포함한다. 담배 성분은 또한, 잎담배, 압출 담배, 및/또는 밴드캐스트 담배를 포함할 수 있다.
본원에서 설명되는 담배 조성물들에서, 담배 조성물은 충전재 성분을 포함할 수 있다. 충전재 성분은 일반적으로, 비-담배 성분, 즉, 담배로부터 기원하는 구성성분들(ingredients)을 포함하지 않는 성분이다. 충전재 성분은 비-담배 섬유, 예컨대, 목재 섬유(wood fibre) 또는 펄프(pulp) 또는 소맥 섬유(wheat fibre)일 수 있다. 충전재 성분은 또한, 무기 재료, 예컨대, 초크(chalk), 펄라이트(perlite), 질석(vermiculite), 규조토(diatomaceous earth), 콜로이드성 실리카(colloidal silica), 산화 마그네슘, 황산 마그네슘, 탄산 마그네슘일 수 있다. 충전재 성분은 또한, 비-담배 주조 재료 또는 비-담배 압출 재료일 수 있다. 충전재 성분은, 담배 조성물의 0 내지 20중량%의 양으로, 또는 조성물의 1 내지 10중량%의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 충전재 성분은 없다.
본원에서 설명되는 담배 조성물들에서, 담배 조성물은 에어로졸 발생제를 포함한다. 이 맥락에서, "에어로졸 발생제"는 에어로졸의 발생을 촉진시키는 약제이다. 에어로졸 발생제는, 초기 휘발 및/또는 가스의, 흡입 가능한 고체 및/또는 액체 에어로졸로의 응축을 촉진시킴으로써 에어로졸의 발생을 촉진시킬 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 에어로졸 발생제는 에어로졸 발생 재료로부터의 향(flavour)의 전달을 개선할 수 있다.
일반적으로, 임의의 적합한 에어로졸 발생제 또는 발생제들은 본 발명의 에어로졸 발생 재료에 포함될 수 있다. 적합한 에어로졸 발생제들은: 폴리올, 예컨대, 소르비톨, 글리세롤, 및 프로필렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜과 같은 글리콜들; 비-폴리올(non-polyol), 예컨대, 일가 알코올들, 고 비등점 탄화수소들, 산들, 예컨대, 젖산, 글리세롤 유도체들, 에스테르들, 예컨대, 디아세틴, 트리아세틴, 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트, 에틸 미리스테이트 및 이소프로필 미리스테이트를 포함하는 미리스테이트들 또는 트리에틸 시트레이트, 및 지방족 카르복실산 에스테르들, 예컨대, 메틸 스테아레이트, 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
몇몇 실시예들에서, 에어로졸 발생제는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 또는 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 혼합물일 수 있다. 글리세롤은 담배 조성물의 10 내지 20중량%, 예컨대, 조성물의 13 내지 16중량%, 또는 조성물의 14 내지 15중량%의 양으로 존재할 수 있다. 존재한다면, 프로필렌 글리콜은 조성물의 0.1 내지 0.3중량%의 양으로 존재할 수 있다.
에어로졸 발생제는, 존재한다면, 담배 조성물의 임의의 성분, 예컨대, 임의의 담배 성분에, 그리고/또는 충전재 성분에 포함될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 에어로졸 발생제는 담배 조성물에 개별적으로 부가될 수 있다. 어느 경우에든, 담배 조성물의 에어로졸 발생제의 총량은 본원에서 정의된 바와 같아야 한다.
본원에서 설명되는 담배 조성물들은 니코틴을 포함한다. 니코틴 함량은 담배 조성물의 0.5 내지 1.5중량%이고, 예컨대, 담배 조성물의 0.8 내지 1.2중량%일 수 있다. 실시예들에서, 니코틴 함량은 담배 조성물의 0.8 내지 1.0중량%일 수 있다. 놀랍게도, 담배 가열 제품에서 사용될 때, 니코틴 함량이 너무 높으면, 사용 시에 에어로졸이 흡입될 때 거친 감각이 생성될 수 있음이 밝혀졌다.
양들이 중량%로 주어지는 본원에서 설명되는 조성물들에서, 의심을 피하기 위해, 명백하게 반대로 지시되지 않는 한, 건조 중량을 기준으로 한다. 따라서, 담배 조성물 또는 그의 임의의 성분에 존재할 수 있는 임의의 물은, 중량%의 측정의 목적들을 위해, 전적으로 무시된다. 본원에서 설명되는 담배 조성물들의 함수량은 변할 수 있으며, 예컨대, 5 내지 15중량%일 수 있다. 본원에서 설명되는 담배 조성물들의 함수량은, 예컨대, 조성물들이 유지되는 온도, 압력 및 습도 조건들에 따라 변할 수 있다. 함수량은, 본원에서 설명되는 바와 같이, Karl-Fisher 분석 또는 가스 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있다.
반면에, 의심을 피하기 위해, 에어로졸 발생제가, 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상인 성분일 때에도, 물 이외의 임의의 성분은 담배 조성물의 중량에 포함된다. 그러나, 에어로졸 발생제가 담배 조성물의 담배 성분에, 또는 담배 조성물의 충전재 성분(존재한다면)에 제공될 때, 담배 조성물에 개별적으로 부가되는 것 대신에 또는 그에 부가하여, 에어로졸 발생제는 담배 성분 또는 충전재 성분의 중량에 포함되지 않고, "에어로졸 발생제"의 중량에, 본원에서 정의된 바와 같이 중량%로 포함된다. 담배 성분에 존재하는 모든 다른 구성성분들은, 심지어 비-담배 기원(예컨대, 종이로 재구성된 담배의 경우에 비-담배 섬유들)인 경우에도, 담배 성분의 중량에 포함된다.
일 실시예에서, 담배 조성물은, 본원에서 정의된 바와 같은 담배 성분, 및 본원에서 정의된 바와 같은 에어로졸 발생제를 포함한다. 일 실시예에서, 담배 조성물은 본질적으로, 본원에서 정의된 바와 같은 담배 성분, 및 본원에서 정의된 바와 같은 에어로졸 발생제로 구성된다. 일 실시예에서, 담배 조성물은, 본원에서 정의된 바와 같은 담배 성분, 및 본원에서 정의된 바와 같은 에어로졸 발생제로 구성된다.
종이로 재구성된 담배
종이로 재구성된 담배는, 본원에서 설명되는 담배 조성물들의 담배 성분에, 담배 성분의 70 내지 100중량%의 양으로 존재한다. 실시예들에서, 종이로 재구성된 담배는 담배 성분의 80 내지 100중량% 또는 90 내지 100중량%의 양으로 존재한다. 추가적인 실시예에서, 담배 성분은 종이로 재구성된 담배로 구성되거나 또는 본질적으로 구성된다.
종이로 재구성된 담배는, 수용성 물질들(solubles)의 추출 및 섬유질 재료를 포함하는 잔류물을 제공하기 위해 담배 공급원료(feedstock)가 용매에 의해 추출되고, 그런 다음에 추출물이(일반적으로 농축 이후에, 그리고 선택적으로 추가적인 프로세싱 이후에), 섬유질 재료 상으로의 추출물의 증착에 의해, 잔류물로부터의 섬유질 재료와(일반적으로, 섬유질 재료의 정제 이후, 그리고 선택적으로 비-담배 섬유들의 부분의 부가에 의해) 재결합되는(recombined) 프로세스에 의해 형성된 담배 재료를 지칭한다. 재결합 프로세스는 종이를 만들기 위한 프로세스와 유사하다.
종이로 재구성된 담배는, 당업계에 공지된 임의의 유형의 종이로 재구성된 담배일 수 있다. 특정 실시예에서, 종이로 재구성된 담배는, 담배 스트립들(strips), 담배 줄기들(stems), 및 전체 잎담배 중 하나 또는 그 초과를 포함하는 공급원료로부터 만들어진다. 추가적인 실시예에서, 종이로 재구성된 담배는, 담배 줄기들, 및 담배 스트립들 및/또는 전체 잎담배로 구성된 공급원료로부터 만들어진다. 그러나, 다른 실시예들에서, 파편들(scraps), 파인들(fines), 및 키질 이물질들(winnowings)이 공급원료에 대안적으로 또는 부가적으로 채용될 수 있다.
본원에서 설명되는 담배 조성물들에서 사용하기 위한 종이로 재구성된 담배는, 종이로 재구성된 담배를 제조하기 위해 당업자에게 공지된 방법들에 의해 제조될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 종이로 재구성된 담배는 다음과 같이 제조될 수 있다.
도 1을 참조하면, 담배 제공물(furnish), 예컨대, 잎, 스트립들, 줄기들, 파편들, 파인들, 및/또는 키질 이물질들(몇몇 실시예들에서, 잎, 스트립들, 및 줄기들)은 초기에 수성 용매(예컨대: 물, 물 및 물과 섞일 수 있는 용매들, 예컨대, 에탄올)로 혼합된다. 증류수, 탈 이온수, 또는 수돗물이 채용될 수 있다. 용매에서 담배의 현탁액은, 예컨대, 담배의 섬유질 부분으로부터 수용성 부분의 추출 속도(rate)를 증가시키기 위해, 휘젓기(stirring) 또는 흔들기(shaking)에 의해 교반된다. 교반은 전형적으로, 30분에서 최대 6시간 동안 수행된다. 교반은, 교반을 달성하기 위한 용기 및 블레이드를 포함하는 교반기에서 달성될 수 있다. 현탁액에서 용매의 양은, 담배 제공물, 용매 및 교반 장비의 유형(특히, 블레이드 유형), 및 현탁액의 온도에 따라, 현탁액의 약 75 내지 99중량%로 광범위하게 변할 수 있다. 현탁액 온도의 전형적인 범위는 약 10℃ 내지 약 100℃이다.
담배 제공물의 수용성 부분은, 예컨대, 공압식, 유압식 또는 기계식 프레스로 가압함으로써, 또는 여과에 의해, 담배의 불용성 섬유질 부분으로부터 분리된다.
분리 이후, 담배의 섬유질 부분은 전형적으로, 섬유질 펄프를 생성하기 위해 기계적 정제를 겪는다. 적합한 정제기들은 전형적으로, 디스크 정제기들 또는 원추형 정제기들일 수 있다. 이어서, 섬유질 펄프는, Fourdrinier-형 제지 기계와 같은 제지 스테이션 상에, 담배 섬유질 펄프를 포함하는 베이스 웨브(base web)로 형성될 것이다. 이는 전형적으로, 평평한 와이어 벨트 상에 놓여지며, 과잉수는 여기서 중력 배수 및 흡입 배수에 의해 제거된다. 비-담배 섬유, 예컨대, 셀룰로오스, 소맥 섬유 또는 목재 섬유는, 이 스테이지에서, 담배에서-유래된 섬유질 부분에 포함될 수 있다.
담배 공급원료의 수용성 부분은, 임의의 공지된 유형의 농축기, 예컨대, 필름 증발기 또는 진공 증발기를 사용하여 농축된다. 농축 이후, 구성성분들, 예컨대, 에어로졸 발생제들(본원에서 정의된 바와 같음), 케이싱들(casings), 예컨대, 코코아, 감초, 및 산들, 예컨대, 말산, 또는 향들(본원에서 정의된 바와 같음)이, 농축된 담배 수용성 물질들에 부가되고 혼합될 수 있다.
이어서, 에어로졸 발생제들 및/또는 케이싱들 및/또는 향들을 잠재적으로 포함하는 농축된 담배 수용성 물질들은, 재구성된 담배를 형성하기 위해, 건조된 담배 섬유질 시트(sheet)와 재결합된다. 농축된 수용성 물질들은 다양한 방법들, 예컨대, 분무, 코팅, 포화, 사이징(sizing)에 의해 섬유질 웨브에 다시 부가될 수 있다.
마지막으로, 재구성된 담배는 건조된다. 이는, 선택적으로 스트립들로 절단될 수 있거나, 롤로 권취되고 이어서 보빈들(bobbins)로 슬릿될(slit) 수 있거나 또는 컷 래그(cut rag)로 세절될(shredded) 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "향(flavour)" 및 "향미료(flavouring)"라는 용어들은, 지역적 규제들(local regulations)이 허용한다면, 성인 구매자들을 위해 제품에 원하는 맛(taste) 또는 향기(aroma)를 생성하는데 사용될 수 있는 재료들을 지칭한다. 이들은 추출물들(예컨대, 감초, 수국, 일본 흰 껍질 목련 잎(Japanese white bark magnolia leaf), 카모마일(chamomile), 호로파(fenugreek), 정향(clove), 멘톨(menthol), 일본 민트(Japanese mint), 아니스열매(aniseed), 시나몬(cinnamon), 허브(herb), 윈터그린(wintergreen), 체리(cherry), 베리(berry), 복숭아, 사과, 드람뷔(drambuie), 버번(bourbon), 스카치(scotch), 위스키(whiskey), 스피아민트(spearmint), 페퍼민트(peppermint), 라벤더(lavender), 카다몬(cardamom), 샐러리(celery), 카스카라야(cascarilla), 육두구(nutmeg), 샌달우드(sandalwood), 베르가못(bergamot), 제라늄(geranium), 허니 에센스(honey essence), 로즈 오일(rose oil), 바닐라(vanilla), 레몬 오일(lemon oil), 오렌지 오일(orange oil), 카시아(cassia), 캐러웨이(caraway), 코냑(cognac), 자스민(jasmine), 일랑-일랑(ylang-ylang), 세이지(sage), 회향(fennel), 피망, 생강, 아니스, 고수, 커피, 또는 멘타속(genus Mentha)의 임의의 종들로부터의 민트 오일), 향 증강제들(flavour enhancers), 쓴맛 수용체 부위 차단제들(bitterness receptor site blockers), 감각 수용체 부위 활성화제(sensorial receptor site activators) 또는 자극제들(stimulators), 설탕들 및/또는 설탕 대용품들(예컨대, 수크랄로스(sucralose), 아세설팜 칼륨(acesulfame potassium), 아스파탐(aspartame), 사카린(saccharine), 사이클라메이트들(cyclamates), 락토오스(lactose), 수크로스(sucrose), 글루코스(glucose), 프룩토스(fructose) 소르비톨(sorbitol) 또는 만니톨(mannitol)) 및 차콜(charcoal), 엽록소, 미네랄들, 식물성 또는 호흡 촉진제들과 같은 기타 첨가제들을 포함한다. 이들은 모조, 합성 또는 천연 구성성분들 또는 이들의 블렌드들(blends)일 수 있다. 이들은 임의의 적절한 형태, 예컨대, 오일, 액체, 또는 분말일 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 종이로 재구성된 담배의 예들은 표 1에서 다음과 같다.
Figure pct00001
잎담배
잎담배는, 본원에서 설명되는 담배 조성물들에 선택적으로 포함될 수 있다. 잎담배가 포함되는 경우, 이는, 예컨대, 담배 성분의 10 내지 30중량%, 또는 10 내지 20중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본원에서 설명되는 담배 조성물들에 사용될 수 있는 잎담배는, 버지니아종(연관-건조식(flue-cured)) 및/또는 버얼리종 및/또는 오리엔트종을 포함하여, 임의의 적합한 담배, 예컨대, 단일 등급들 또는 블렌드들, 컷 래그 또는 전체 잎일 수 있다.
잎담배는, 구성성분들, 예컨대, 에어로졸 발생제들(본원에서 정의된 바와 같음), 케이싱들(본원에서 정의된 바와 같음), 및 향들(본원에서 정의된 바와 같음)을 포함할 수 있다.
압출 담배
압출 담배는, 본원에서 설명되는 담배 조성물들에 선택적으로 포함될 수 있다. 압출 담배가 포함되는 경우, 이는, 예컨대, 담배 성분의 10 내지 30중량%, 또는 10 내지 20중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본원에서 설명되는 담배 조성물들에서 사용될 수 있는 압출 담배는, 압출 담배를 제조하기 위해 당업자에게 공지된 방법들에 의해 제조될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 압출 담배는 다음과 같이 제조될 수 있다.
담배 제공물은, 버지니아종(연관 건조식) 담배, 버얼리종 담배, 및/또는 오리엔트종 담배를 포함할 수 있다. 담배 제공물은 줄기들, 파편들, 스트립들, 파인들, 또는 키질 이물질들일 수 있다.
부가적인 성분들은, 비-담배 섬유, 예컨대, 밀짚 섬유 또는 소맥 섬유들; 결합제들(binders), 예컨대, 셀룰로오스들 또는 개질된 셀룰로오스들, 예컨대, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스; 및 케이싱들, 예컨대, 산들, 이를테면, 말산을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 담배 제공물 및 임의의 부가적인 성분들은 혼합 사일로(mixing silo)에서 혼합되고, 투여 스크류(dosing screw) 및 컨베이어 스크류(conveyor screw)에 의해 압출기로 운반되며, 여기서 담배 제공물 및 임의의 부가적인 성분들은 물과 혼합되고, 이 스테이지에서 에어로졸 발생제가 또한, 부가될 수 있다. 압출 이후, 압출 담배는 냉각 벨트 상에서 냉각된다.
압출기는 도 3에 개략적으로 도시된다. 도 3을 참조하면, 담배 제공물(및 임의의 부가적인 성분들)은 담배 공급 구역(1)에서 부가되고, 하우징(2) 내의 스크류를 통해, 공구 세트(4) 및 유압식 실린더(5)가 제공된 압출기 헤드(3)로 운반된다. 물은 6에서 주입되고, 에어로졸 발생제, 예컨대, 글리세롤은 7에서 주입된다. 스크류 하우징(2)을 따라서, 온도 센서들(8, 9) 및 압력 센서들(10, 11, 및 12)이 제공된다. 압출 담배 제품은 배출 구역(13)에서 배출된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 압출 담배의 예들은 표 2에서 다음과 같다.
Figure pct00002
섹션에서 상기 설명된 것들과 유사한, 그러나 오직 비-담배 섬유들, 예컨대, 소맥 섬유 또는 목재 섬유만을 사용하여 만들어진 재료가, 담배 조성물의 충전재 성분에 사용될 수 있다.
밴드캐스트 담배
밴드캐스트 담배는, 본원에서 설명되는 담배 조성물들에 선택적으로 포함될 수 있다. 밴드캐스트 담배가 포함되는 경우, 이는, 예컨대, 담배 성분의 10 내지 30중량%, 또는 10 내지 20중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본원에서 설명되는 담배 조성물들에서 사용될 수 있는 밴드캐스트 담배는, 밴드캐스트 담배를 제조하기 위해 당업자에게 공지된 방법들에 의해 제조될 수 있다.
밴드캐스트 담배는, 담배 또는 담배 추출물(또는 둘 모두), 충전재, 에어로졸 발생제(본원에서 정의된 바와 같음), 및 결합제를 포함할 수 있다.
밴드캐스트 담배의 구성성분으로서 이 섹션에서 논의되는 바와 같은 충전재는, 본원에서 정의된 바와 같은 담배 조성물들에 존재할 수 있는 충전재 성분과는 완전히 다르지만, 유사한 재료들이 충전재 성분에 대해 사용될 수 있다.
담배 추출물을 포함하는 밴드캐스트 담배는 다음과 같이 제조될 수 있다.
담배 추출물은, 용매를 이용한 담배의 처리를 포함하는 방법에 의해 얻어질 수 있으며, 다른 처리 단계들(예컨대, 농축)을 더 포함할 수 있다. 추출물은 임의의 적합한 담배, 예컨대, 버지니아종 및/또는 버얼리종 및/또는 오리엔트종 담배를 포함하여, 단일 등급들 또는 블렌드들, 컷 래그 또는 전체 잎의 처리에 의해 형성될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 담배 추출물은, 물을 이용한 담배의 처리를 포함하는 방법에 의해 얻어질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 물을 이용한 담배의 처리는, 물을 담배에 부가하는 단계, 결과적인 물-기반 액체 추출물을 담배 공급원료의 불용성 부분으로부터 분리시키는 단계, 및 담배 추출물을 형성하기 위해 과잉수를 선택적으로 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 임의의 적합한 여과 방법들, 예컨대, 원심 고체들 여과 또는 진공 유동층 여과가 사용될 수 있다. 임의의 적합한 증발 농축 방법들, 예컨대, 진공 스피닝 디스크, 진공 낙하(falling), 또는 상승(rising) 필름 증발이 사용될 수 있다. 분무-건조 또는 동결-건조를 포함하는 기법들이 또한, 함수량을 감소/제거하는 데에 활용될 수 있다. 그러한 프로세스들은, 여과 및 증발 농축 분야의 당업자에게 공지되었을 것이다. 담배 추출물의 pH는 6 내지 10.5로 조정될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 담배 추출물은, 초임계 유체, 예컨대, 초임계 이산화탄소를 사용하는 추출을 포함하는 방법에 의해 얻어질 수 있다. 몇몇 다른 실시예들에서, 담배 추출물은, 폴리올 또는 다른 적합한 더 높은 비등 액체들을 포함할 수 있는 용매를 이용한 추출을 포함하는 방법에 의해 얻어질 수 있다. 몇몇 경우들에서, 추출 용매는 글리세롤 및/또는 프로필렌 글리콜(및 선택적으로, 물)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 담배 추출물은, 수증기 증류를 포함하는 방법에 의해 얻어질 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 담배 추출물은, 특정 물질들의 농도를 제거하거나 감소시키기 위한 단계들을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 예컨대, 담배 추출물은, 단백질 함량을 감소시키기 위해 벤토나이트를 이용하여, 그리고/또는 폴리페놀 함량을 감소시키기 위해 폴리비닐폴리피롤리돈을 이용하여 처리될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 담배 추출물은, 하나 또는 그 초과의 물질들의 농도를 부가하거나 증가시키기 위한 단계들을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 이러한 실시예들 중 몇몇에서, 예컨대, 에어로졸 발생제들 및/또는 향미료들이 부가될 수 있다.
재료가 하류에서 프로세싱(세절, 블렌딩, 권취, 권축(crimped), 형상결정, 등)될 수 있다는 것을 의미하는 건조 일관성(dry consistency)을 밴드캐스트 담배에 부여하기 위해, 충전재가 필요할 수 있다. 충전재는, 초크, 펄라이트, 질석, 규조토, 콜로이드성 실리카, 산화 마그네슘, 황산 마그네슘, 탄산 마그네슘, 및 적합한 무기 흡착제들, 예컨대, 분자체들(molecular sieves)을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 하나 또는 그 초과의 무기 충전재 재료들을 포함할 수 있다. 초크가 특히 적합하다. 몇몇 경우들에서, 충전재는, 목재 펄프, 셀룰로오스, 및 셀룰로오스 유도체들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 하나 또는 그 초과의 유기 충전재 재료들을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 충전재는, 밴드캐스트 담배에서 다른 물질들을 위한 흡착제 및/또는 지지체로서 작용할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이는, 가열 시에 다른 물질들을 방출하기 전에, 이러한 다른 물질들을 흡착하기 위한 구조로서 작용할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이는, 에어로졸 발생제(본원에서 정의된 바와 같음)를 위한 흡착제 및/또는 지지체로서 작용할 수 있다.
결합제는 알긴산염, 셀룰로오스 또는 개질된 셀룰로오스들, 전분들 또는 개질된 전분들, 젤라틴들 및 천연 또는 합성 검들(gums) 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다.
적합한 결합제들은: 임의의 적합한 양이온을 포함하는 알긴산 염들; 셀룰로오스 또는 개질된 셀룰로오스들, 예컨대, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스; 전분들 또는 개질된 전분들; 다당류, 예컨대, 임의의 적합한 양이온, 예컨대, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 또는 마그네슘 펙틴산염을 포함하는 펙틴 염들을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 몇몇 실시예들에서, 결합제는, 알긴산 나트륨, 알긴산 칼슘, 알긴산 칼륨, 또는 알긴산 암모늄으로부터 선택된 하나 또는 그 초과의 알긴산 염들을 포함하거나, 이들로 실질적으로 구성되거나, 이들로 구성된다.
밴드캐스트 담배는 부가적인 구성성분들, 예컨대, 향미료들(본원에서 정의된 바와 같음) 및 케이싱들(본원에서 정의된 바와 같음)을 더 포함할 수 있다.
밴드캐스트 담배는 열-전도 입자들을 더 포함할 수 있다. 이들은, 사용 시에 밴드캐스트 담배를 통해 열 전달의 속도를 개선할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 밴드캐스트 담배는, 담배 추출물에 부가하여 추가적인 담배 재료, 예컨대, 분쇄된(ground) 담배, 담배 섬유, 절단 담배, 압출 담배, 담배 줄기, 및/또는 재구성된 담배를 부가적으로 포함할 수 있다.
밴드캐스트 담배는 슬러리(slurry)로부터 만들어질 수 있고, 슬러리는 물 및 에어로졸 발생 재료의 성분들을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 슬러리는, 에어로졸 발생 재료를 형성하기 위해, 압출되거나 주조되고, 이어서, 건조된다. 대안적인 실시예들에서, 슬러리는, 에어로졸 발생 재료를 형성하기 위해, 분무될 수 있고, 이어서, 건조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 에어로졸 발생 재료를 만드는 방법은, 슬러리를 만드는 초기 단계를 더 포함한다.
슬러리를 형성하기 위해, 밴드캐스트 담배의 성분들은 임의의 적합한 순서로 부가될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 슬러리는 그 성분들의 부가 동안 그리고/또는 이후에 혼합을 거칠 수 있고, 그리고 이러한 실시예들에서, 임의의 적합한 길이의 시간 동안 혼합을 거칠 수 있다. 슬러리가 혼합을 거치는 시간의 길이는 그 조성물 및 용적에 따를 것이고, 이에 따라 변화될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 슬러리는, 슬러리의 조성물을 실질적으로 균질하게 만드는 데에, 그리고 슬러리가, 주조를 위해 요구되는 유동 및 점도 특성들을 갖는 것을 보장하는 데에 필요한대로, 혼합을 거칠 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 슬러리를 만드는 방법은, (1) 에어로졸 발생제와 결합제를 혼합하는 단계, (2) 물을 부가하고 혼합하는 단계, (3) 충전재를 부가하고 혼합하는 단계, (4) 부드러운 슬러리를 형성하기 위해 담배 추출물을 부가하고 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 담배 추출물의 부가 이후의 혼합은 전형적으로, 고전단 혼합(high shear mixing)일 것이다. 결합제가 고체인 실시예들에서, 단계(1)는 에어로졸 발생제에 결합제의 분산액(dispersion)/현탁액을 생성한다.
몇몇 실시예들에서, 슬러리를 만드는 방법은, (1) 결합제를 물에 부가하고 혼합하는 단계, (2) 에어로졸 발생제를 부가하고 혼합하는 단계, (3) 충전재를 부가하고 혼합하는 단계, 및 (4) 부드러운 슬러리를 형성하기 위해 담배 과립제들, 분쇄된 담배, 또는 담배 추출물을 부가하고 완전히 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
슬러리는, 밴드캐스트 기계의 밴드 또는 주조 플레이트 상에서 시트로 주조될 수 있다. 이어서, 슬러리는 임의의 적합한 건조 방법을 사용하여 건조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 슬러리는 상온(즉, 약 20-25℃)에서 건조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 슬러리는 건조를 하기 위해 데워질(warmed) 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 슬러리는 따뜻한 공기에서(즉, 오븐에서) 건조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 습윤된 슬러리가 상부에 놓이는 플레이트 또는 밴드는, 건조를 하기 위해 데워질 수 있다. 슬러리가 데워지는 실시예들에서, 슬러리는 임의의 적합한 길이의 시간 동안 임의의 적합한 온도로 건조될 수 있다.
주조 시트는, 임의의 적합한 방법에 의해, 밴드캐스트 기계의 주조 플레이트 또는 밴드로부터 제거될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 시트 및 플레이트/밴드는, 힘의 적용 시에 간단히 분리된다. 몇몇 경우들에서, 시트는, 구조와 플레이트 사이의 공간에 접근하기 위한 물품, 예컨대, 칼 또는 날("수선용 칼(doctoring knife)")을 사용하여 제거될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 구조는, 구조와 플레이트 사이의 접촉점의 온도를 증가시키는 것에 의해 제거될 수 있다. 몇몇 그러한 실시예들에서, 구조는, 구조와 플레이트 사이의 접촉점의 온도를 증가시키는 것에 부가하여, 그 제거를 돕는, 밴드캐스트 담배에 의한 물의 수착을 야기하는 증기를 사용하여, 플레이트로부터 제거될 수 있다.
담배 추출물을 포함하는 밴드캐스트 담배의 예는 다음과 같다.
담배 추출물
전체 버얼리종 잎담배(배치(batch) 당 4.5kg)의 7개의 배치들은 80kg 물(역삼투 품질)을 이용하여 60℃에서 25-30분 동안 부드러운 교반으로 추출되었다. 결과적인 혼합물은 여과되고 원심분리되며, 결합된 결과적인 추출물들(480 l)은 증발 농축 프로세스를 활용하여 41.1% 고체 함량으로 농축되었다(이 맥락에서, '고체 함량'은 물 추출물의 비-수성 부분을 지칭한다). 추출물은 3.37%(습윤 중량 기준)의 니코틴 함량 및 1.21g/㎤의 밀도를 가졌다.
밴드캐스트 담배
물(756g ― 역삼투 정화)은 고전단 혼합기에 배치되었다. 혼합하는 동안, 알긴산 나트륨 분말(15.01g)이 천천히 부가되어, 부드럽고 점성이 있는 유체로의 균일한 혼합 및 완전한 수화를 보장했다. 연속 혼합을 하면서, 글리세롤(24.99g)이 고전단 혼합기에 부가되었다. 이어서, 연속적인 고전단 혼합을 하면서, 초크(156.99g)가 저속 분말 스트림에 부가되었다. 마지막으로, 부드럽고 자유롭게 유동하는 슬러리가 형성될 때까지, 연속적인 고전단 혼합을 하면서, 담배 추출물(61.26g, 상기와 같이 제조됨)이 부가되었다.
부드럽고 자유롭게 유동하는 슬러리가 형성된 이후, 재료는 시트로 주조될 준비가 되었다.
이어서, 슬러리는 주조 칼을 사용하여 2mm 두께로 스테인리스 스틸 주조 플레이트 상에 주조되었다. 이는, 그런 다음에 건조되는, 일정한 두께의 슬러리를 제공하였다. 대략 24시간 동안 주위 조건들에서 공기 건조에 의해, 또는 0.5-5시간(휘발성 물질들의 손실을 감소시키기 위해 사용되는 최소 시간) 동안 약 45-55℃의 오븐에서, 건조가 이루어질 수 있다. 이어서, 건조된 시트는, 플레이트로부터 제거되었고, 22℃ 및 60% 상대 습도(RH)에서 48시간 동안 노출에 의해 컨디셔닝되었다. 몇몇 경우들에서, 건조된 시트는 "수선용" 칼을 사용하여 주조 플레이트로부터 절단되었다.
결과적인 주조 담배 재료는, 6.7mg/g(WWB), 7.15mg/g(DWB)의 니코틴 함량, 90.3mg/g(WWB), 96.4mg/g(DWB)의 글리세롤 함량, 및 6.3%의 함수량을 가졌다.
담배를 포함하는 밴드캐스트 담배는 전형적으로, 담배 분말, 예컨대, 개질된 셀룰로오스들, 이를테면, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 CMC(카르복시메틸셀룰로오스), 유기 충전재, 예컨대, 목재 펄프, 및 무기 충전재, 예컨대, 초크를 포함한다. 담배를 포함하는 밴드캐스트 담배는 다음과 같이 제조될 수 있다.
유기 충전재, 예컨대, 목재 섬유는, 원하는 사양들, 이를테면, 섬유 길이, 컬(curl), 킹크(kink) 각도, 등에 대해 미리-정제된다.
담배(잎몸 및 줄기)는 <200㎛, 예컨대, <100㎛의 입자 크기를 갖는 분말로 분쇄된다. 이는, 수화된 결합제, 유기 충전재, 예컨대, 목재 섬유, 및 글리세롤에 부가된다. 선택적으로, 무기 충전재, 예컨대, 초크가 부가된다.
이어서, 결과적인 슬러리는, 예컨대, 무한 스틸 주조 벨트 상에서 주조되고, 추가로 세절되거나 보빈화될 수 있는 시트 재료로서 건조된다.
본 발명에서 사용될 수 있는, 담배를 포함하는 밴드캐스트 담배의 예들은 표 3에서 다음과 같다.
Figure pct00003
이 섹션에서 상기 설명된 것들과 유사하지만 담배 분말 또는 담배 추출물이 포함되지 않은 재료들은, 담배 조성물의 충전재 성분에서 사용될 수 있다.
함수량의 측정
본원에서 설명되는 조성물들에서, 중량%는, 명백하게 반대로 지시되지 않는 한, 건조 중량을 기준으로 한다. 따라서, 담배 조성물 또는 그의 임의의 성분에 존재할 수 있는 임의의 물은, 중량%의 측정의 목적들을 위해, 전적으로 무시된다. 그러나, 다른 액체 성분들, 예컨대, 에어로졸 발생제는 중량%에 포함된다. 본원에서 설명되는 담배 조성물들의 함수량은 변할 수 있으며, 예컨대, 5 내지 15중량%일 수 있다. 함수량은, Karl-Fisher 분석 또는 GC(가스 크로마토그래피)에 의해 측정될 수 있다.
Karl-Fisher 분석에 의한 함수량
Karl Fisher 물 분석은 Mettler Toledo Karl Fisher V30 용적 적정기(volumetric titrator) 상에서 수행되었다. 샘플을 실험하기 이전에, 추출 용매(메탄올)의 배경 함수량이 측정되었고, 그 값은 분석 방법에 기록되었다.
대략 0.5g의 분석될 재료가 100mL 삼각 플라스크 내에 정확하게 계량되었고(소수점 4자리), 이 무게는 기록되었다. 50mL의 건조 메탄올이 삼각 플라스크에 분주되었고(dispensed), 이어서, 밀봉되고 평상형 쉐이커(flatbed shaker)(155rpm) 상에서 30분 동안 교반되었다. 샘플 추출물의 대략 2mL를 주사기에 넣고 적정(titration) 장치(주사기의 역 계량(back weighing)으로 측정된 중량) 내에 주입하였다. 결과는 중량으로 샘플의 %함수량으로 보고되었다. 샘플들은 3중으로 측정되었고 평균값들은 표준 편차와 함께 보고되었다.
가스 크로마토그래피에 의한 함수량
GC 방법 ― 개략적인 설명:
샘플의 2.0000g ± 0.1g이 150mL 삼각 플라스크 내에 계량된다.
여기에, 50mL의 추출 용액(1.5mg/mL n-헵타데칸 및 1.5mg/mL IPA 내부 표준들을 갖춘 HPLC 등급 메탄올)이 부가된다.
이어서, 플라스크는 마개로 막혀서(stoppered) 4시간 동안 160rpm으로 쉐이커(궤도(orbital) 또는 왕복(reciprocal)) 상에 배치된다.
이어서, 플라스크는 쉐이커로부터 꺼내어지고, 추출물의 분취량(aliquot)이 GC 바이얼(vial)로 이송되기 전에 1시간 동안 서있도록 허용된다.
GC 바이얼의 추출물은, 이전에 제조된 작업 교정 용액들(working calibration solutions)(아래 표 5 참고)에 대해 이중 칼럼(dual column) GC(매개 변수들에 대해서는 아래 표 4 참고) 상에서 분석된다.
Figure pct00004
Figure pct00005
흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위한 디바이스
본원에서 설명되는 담배 조성물들은, 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위한 디바이스에서 사용될 수 있다. 디바이스는, 본원에서 설명되는 바와 같은 담배 조성물, 및 에어로졸을 형성하기 위해 사용 시에 성분들을 휘발시키는 가열 수단을 포함한다. 그러한 다양한 디바이스들은 당업계에 공지되어 있으며, 그 예는 PCT/EP2014/072828에 개시되고, 이로써, 그 전체가 참조에 의해 명확히 포함된다.
몇몇 실시예들에서, 가열 수단은 전기 가열 수단이다. 몇몇 실시예들에서, 전기 가열 수단은 전기 저항성 가열 요소이다. 몇몇 실시예들에서, 에어로졸 발생 재료의 가열은 재료의 임의의 유의미한 연소를 초래하지 않는다. 몇몇 실시예들에서, 가열은 에어로졸 발생 재료의 연소를 초래하지 않거나 본질적으로 연소를 초래하지 않는다. 몇몇 실시예들에서, 디바이스는 담배 가열 디바이스 또는 담배 가열 제품으로 또한 공지된 히트 낫 번 디바이스이다. 그러한 디바이스들은, 종래의 가연성 시가렛들의 대안으로서 개발된 비-연소 유형 흡연 물품들이다. 이러한 디바이스들은, 담배 재료를 가열함으로써 담배의 성분들을 휘발시키고; 담배 또는 휘발성 물질들의 연소 또는 열분해가 회피된다. 휘발된 성분들은, 흡입 가능한 에어로졸을 형성하기 위해, 응축된다. 에어로졸은 때때로, 물, 에어로졸 발생제(본원에서 정의된 바와 같음), 니코틴, 및 선택적으로 다른 담배 성분들, 예컨대, 향들 및 향기들을 포함한다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 디바이스는, 담배의 열분해 또는 연소 없이 성분들을 휘발시키도록 담배가 가열되는 디바이스이다.
흡연 물품에서 담배 조성물을 가열하기 위해 전기를 사용하는 것은 많은 장점들을 갖는다. 특히, 연소를 사용하는 것과 비교하여 많은 장점들을 갖는다. 연소는, 산화 분해(degradation), 열분해, 열합성(pyrosynthesis) 및 증류를 포함할 수 있는 상호 작용의 물리-화학적 프로세스들의 조합에 의해 에어로졸들을 발생시키는 복합적인 프로세스이다. 이는 일반적으로, 복합적인 에어로졸들의 발생으로 이어진다. 예컨대, 담배를 포함하는 가연성 흡연 물품으로부터 나오는 연기는, 5000개 초과의 식별된 구성성분들의 복합적이고 동적인 혼합물이다. 연소의 발열 프로세스들은 자체-유지될 수 있고, 가연성 매트릭스(matrix)의 분해에 충분한 열 발생 속도들 및 열 출력량들을 초래할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 매트릭스는, 무기 비-가연성 재료들을 포함할 수 있는 재(ash) 잔류물로 완전히 분해될 수 있다. 연소의 발열 반응에 기인하여, 연소하는 시가렛들에서 매우 높은 온도들이 도달될 수 있다. 시가렛의 끽연들(puffs) 사이(끽연-간 불완전연소 기간)에, 시가렛의 담배 로드(rod)의 연소 구역의 중앙은 800℃만큼 높은 온도들에 도달할 수 있다. 시가렛의 끽연 동안에, 시가렛의 담배 로드의 연소 구역의 둘레는 910℃만큼 높은 온도들에 도달할 수 있다.
전기 저항 가열 시스템들(예컨대, 담배 가열 제품들 또는 담배 가열 디바이스들로 또한 공지된 몇몇 히트 낫 번 디바이스들)을 사용하는 것은, 열 발생을 위해 연소를 사용하는 것과 비교하여, 열 발생 속도를 제어하기 쉽고 더 낮은 레벨들의 열을 발생시키기 쉽기 때문에, 유리하다. 몇몇 실시예들에서, 디바이스는, 사용자가 전기 가열을 시작하는 것을 허용하는 액츄에이터를 포함한다.
그러므로, 전기 가열 시스템들의 사용은, 담배 조성물로부터의 에어로졸의 발생에 대한 더 많은 제어를 허용한다. 게다가, 이는, 연소성 분해를 통하는 대신에, 연소를 일으키지 않고 에어로졸이 발생되는 것을 허용한다.
몇몇 실시예들에서, 본 발명의 디바이스들은 에어로졸의 다수의 전달들 또는 투여들을 제공할 수 있다. 이는, 다수의 끽연들을 허용하기 위해 충분한 에어로졸을 생성하도록, 담배 조성물이 가열될 수 있다는 것을 의미한다. 이는, 다수의 전달들에 충분한 에어로졸의 용적을 생성하기에 충분한 시간 기간 동안 담배 조성물을 가열하는 것에 의해 달성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이는 담배 조성물을 계속 가열하는 것을 수반할 수 있다. 대안적으로, 이는, 담배 조성물을 가열하는 연속적인 더 짧은 기간들 ― 선택적으로, 각각의 기간은 에어로졸의 단일 전달 또는 투여를 생성함 ― 을 수반할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 디바이스는 약 50-350℃, 100-350℃, 150-350℃, 150-330℃ 또는 180-300℃ 사이의 온도로 담배 조성물을 가열하도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 담배 조성물, 또는 담배 조성물을 포함하는 흡연 가능한 재료는 카트리지에 제공될 수 있고, 이 카트리지는 디바이스 내에 삽입 가능할 수 있다. 이러한 실시예들 중 일부에서, 이러한 카트리지는 교체 가능할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 카트리지는 에어로졸 발생 디바이스의 다른 부분들과 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이는, 마찰 끼워맞춤(friction fit) 및/또는 스크류 끼워맞춤 및/또는 압입 끼워맞춤(press fit)에 의해 디바이스의 다른 부분들에 부착될 수 있다. 따라서, 담배 조성물은, 흡연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치와 함께 사용될 일회용 흡연 물품에 제공될 수 있다.
흡연 물품
본원에서 사용되는 바와 같이, "흡연가능 재료"라는 용어는, 가열시, 전형적으로 에어로졸의 형태로 휘발되는 성분들을 제공하는 재료들을 포함한다. "흡연 가능한 재료"는 임의의 담배-포함 재료를 포함할 수 있고, 예컨대, 본원에서 설명되는 담배 조성물들에 한정되지 않고, 담배, 담배 유도체들, 확장된 담배, 세절된 담배, 재구성된 담배, 또는 담배 대체품들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. "흡연가능 재료"는 또한, 제품에 따라 니코틴을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수 있는 다른 비-담배 제품들을 포함할 수 있다.
흡연 가능한(smokable) 재료를 연소시키거나 태우는 것 없이, 전형적으로, 흡입될(inhaled) 수 있는 에어로졸(aerosol)을 형성하기 위해, 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록, 흡연 가능한 재료를 가열하는 장치가 공지된다. 그러한 장치는 때때로, "히트-낫-번" 장치 또는 "담배 가열 제품" 또는 "담배 가열 디바이스" 또는 그 유사한 것으로서 설명된다. 전형적으로, 장치는 일반적으로, 세장형이며, 때때로 마우스 단부로서 지칭되는 개방 단부를 갖는다. 흡연 가능한 재료는, 장치 내에 삽입될 수 있는 로드 또는 카세트 또는 카트리지의 형태일 수 있거나, 이들의 일부로서 제공될 수 있다. 사용자에 의해 재료가 흡인될 때, 휘발되는 재료를 여과 및/또는 냉각시키기 위해, 여과기 어레인지먼트가 마우스 단부에 제공될 수 있다. 흡연 가능한 재료를 가열 및 휘발시키는 가열기는, 장치의 "영구적인" 부분으로서 제공될 수 있거나, 사용 후에 폐기되고 교체되는 일회용품 또는 흡연 물품의 일부로서 제공될 수 있다. 이러한 맥락에서 "흡연 물품"은, 사용 시에, 흡연 가능한 재료를 휘발시키기 위해 가열되는, 흡연 가능한 재료를 포함하는 디바이스 또는 물품 또는 다른 성분이며, 선택적으로 다른 성분들이다. 사용 시에, 특히, 본 주요 애플리케이션들에서, 흡연 가능한 재료는 연소되거나 태워지지 않는다. 본원에서 설명되는 담배 조성물들은 특히, 그러한 흡연 물품들에서 유용하고, 흡연 가능한 재료는 담배 조성물들을 포함할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 흡연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 일회용품(100)의 예가 개략적으로 도시된다. 일회용품(100)은 마우스피스(101) 및 흡연 가능한 재료(102)의 원통형 로드를 갖는다.
마우스피스(101)는, 예컨대, 종이로, 이를테면, 나선형으로 권취된 종이 튜브, 셀룰로오스 아세테이트, 마분지, 권축 종이, 예컨대, 권축 내열성 종이 또는 권축 황산지, 및 중합 재료들, 예컨대, LDPE(low density polyethylene), 또는 몇몇 다른 적합한 재료의 형태로 형성될 수 있다. 마우스피스(101)는 튜브를 포함할 수 있다. 튜브는 중공형 튜브일 수 있다. 그러한 중공형 튜브는, 휘발되는 흡연 가능한 재료를 여과하기 위한 여과 기능을 제공할 수 있다. 도시된 바와 같이, 마우스피스(101)는, 흡연 가능한 재료를 가열하는 메인(main) 장치의 매우 뜨거운(hot) 부분(들)로부터 이격되기 위해, 세장형일 수 있다.
도시되지 않은 실시예에서, 마우스피스는 여과기 요소를 포함할 수 있다. 여과기 요소는 여과기 플러그일 수 있고, 예컨대, 셀룰로오스 아세테이트로 만들어질 수 있다. 여과기 요소는, 존재한다면, 마우스피스의 하류 단부에 위치될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 마우스피스 조립체(201)는 냉각 요소(204)를 포함할 수 있다. 요소(204)는, 제1 및 제2 단부들을 갖고 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 복수의 관통 홀들을 포함하는 단일체(monolithic) 로드일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각 요소(204)의 다른 측 상에 제2 중공형 튜브(206)가 존재할 수 있으며, 제2 중공형 튜브(206)는 냉각 요소(204)를, 흡연 가능한 재료를 가열하는 메인 장치의 매우 뜨거운 부분(들)으로부터 이격시키고, 따라서 냉각 요소(204)를 고온들로부터 보호할뿐만 아니라, 이는 응축을 방지하는 것을 도울 수 있기 때문에, 에어로졸 생성을 개선하는 것을 도울 수 있다. 제2 튜브(206)는 다시, 예컨대, 종이로, 이를테면, 나선형으로 권취된 종이 튜브, 셀룰로오스 아세테이트, 마분지, 권축 종이, 예컨대, 권축 내열성 종이 또는 권축 황산지, 및 중합 재료들, 예컨대, LDPE(low density polyethylene), 또는 몇몇 다른 적합한 재료의 형태로 형성될 수 있다. 마우스 단부 튜브(205) 및 제2 튜브(206)는 냉각 요소(204)를 위한 지지를 제공한다. 마우스 단부 튜브(205)는 여과 기능을 가질 수 있고, 때때로, 튜브 여과기로서 지칭될 수 있다.
이 예에서 냉각 요소(204)는 일반적으로, 마우스피스 조립체(201)의 중앙에 위치되지만, 다른 예들에서는, 마우스피스 조립체(201)의 일 단부 또는 다른 단부 쪽으로 더 혹은 덜 향하여 위치될 수 있다. 도 4의 예에서, 마우스 단부 튜브(205), 냉각 요소(204), 및 제2 튜브(206)는, 이들을 함께 결합시키기 위해 마우스 단부 튜브(205), 냉각 요소(204), 및 제2 튜브(206) 주위에서 밀착하여 래핑되는(wrapped) 티핑 종이(tipping paper; 203)에 의해 함께 유지된다. 이러한 의미에서, 마우스피스 조립체(201)는 "미리 조립된다".
특정한 일 예에서, 제1 마우스 단부 튜브(205)는 11mm 길이일 수 있고, 냉각 요소(204)는 19mm 길이일 수 있으며, 제2 튜브(206)는 11mm 길이일 수 있고, 전체로서 마우스피스 조립체(201)의 외부 직경은 5.4mm일 수 있다. 티핑 종이(203)를 제외하고, 냉각 요소(204), 마우스 단부 튜브(205) 및 제2 튜브(206)의 외부 직경은, 예컨대, 5.13mm 내지 5.25mm 범위일 수 있으며, 5.25mm가 하나의 바람직한 옵션이다. 예컨대, 특정 애플리케이션, 유입되는 에어로졸 또는 증기의 전형적인 온도, 에어로졸 또는 증기 및 흡연 가능한 재료의 성질(재료) 등에 따라, 다른 치수들이 사용될 수 있다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이, 마우스피스 조립체(201)는, 흡연 가능한 재료(202)의 적어도 인접 단부 및 마우스피스 조립체(201) 주위에 래핑된 추가적인 티핑 종이(207)에 의해, 흡연 가능한 재료(202)에 결합될 수 있다. 다른 예들에서, 마우스피스 조립체(201)는 미리 조립되지 않고, 대신에, 냉각 요소(204), 마우스 단부 튜브(205), 제2 튜브(206), 및 흡연 가능한 재료(202) 주위에 티핑 종이(207)를 효과적으로 일 동작으로 래핑하는 것에 의해, 일회용품(200)이 형성되며, 마우스피스 부분들의 성분들에 별도의 티핑 종이가 제공되지 않는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 마우스피스 조립체(201)는 냉각 요소를 포함할 수 있다. 냉각 요소는, 로드의 중앙 길이방향 축선에 대해 실질적으로 평행하게 연장될 수 있는 관통 홀들을 갖는다.
관통 홀들은, 측방향 횡단면에서 볼 때, 요소의 일반적으로 방사상으로 배열될 수 있다. 즉, 일 예에서, 요소는, 관통 홀들을 규정하고 2개의 메인 구성들을 갖는 내부 벽들, 즉, 방사상 벽들 및 중앙 벽들을 갖는다. 방사상 벽들은 요소의 횡단면의 반경들을 따라 연장되고, 중앙 벽들은 요소의 횡단면의 중앙 상에 중심에 위치된다. 일 예에서, 중앙 벽들은 원형이지만, 다른 규칙적 또는 불규칙적 횡단면 형상들이 사용될 수 있다. 유사하게, 일 예에서, 요소의 횡단면은 원형이지만, 다른 규칙적 또는 불규칙적 횡단면 형상들이 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 관통 홀들의 대부분은 육각형 또는 대체로 육각형인 횡단면 형상을 갖는다. 이 실시예에서, 요소는, 일 단부에서 볼 때, "벌집(honeycomb)" 구조로 용어가 정해질 수 있는 것을 갖는다.
요소는 실질적으로 비압축성일 수 있다. 이는, 세라믹 재료, 또는 중합체, 예컨대, 압출 가능한 플라스틱 재료일 수 있는 열가소성 중합체로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 요소의 다공성은 60% 내지 75%의 범위에 있다. 이러한 의미에서, 다공성은 관통 홀들에 의해 점유된, 요소의 측방향 단면적의 백분율의 척도일 수 있다. 일 실시예에서, 요소의 다공성은 대략 69% 내지 70%이다.
에어로졸-냉각 요소의 다른 실시예들은, PCT/GB2015/051253에 개시되고, 그 전체 내용은, 참조에 의해, 특히, 도 1 내지 8 및 8페이지 11행 내지 18페이지 16행의 상세한 설명에 의해 명확히 포함된다.
추가적인 실시예들에서, 에어로졸-냉각 요소는, 관통 홀들을 형성하기 위해 접히거나, 권축되거나, 주름잡힌 시트 재료로 형성될 수 있다. 시트 재료는, 예컨대, 금속, 이를테면, 알루미늄; 중합 플라스틱 재료, 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 폴리비닐 클로라이드; 또는 종이로 만들어질 수 있다.
본원에서 설명되는 다양한 실시예들은, 청구된 특징들을 이해하고 교시하는 것을 단지 보조하기 위해서 제시된다. 이러한 실시예들은 실시예들의 대표적인 샘플로서만 제공되고, 포괄적 그리고/또는 배타적이지 않다. 본원에서 설명된 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양상들은, 청구항들에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 범위에 대한 제한들 또는 청구항들과의 등가물에 대한 제한들로 고려되지 않으며, 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변경예들이 청구된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들은, 본원에서 구체적으로 설명된 것들 이외에, 개시된 요소들, 성분들, 특징들, 부분들, 단계들, 수단 등의 적절한 조합들을 적합하게 포함하거나, 구성하거나, 또는 본질적으로 구성될 수 있다. 부가적으로, 본 개시내용은 현재 청구되지는 않았지만, 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (17)

  1. 담배 조성물(tobacco composition)로서,
    상기 담배 조성물은, 상기 담배 조성물의 60 내지 90중량%의 양의 담배 성분(tobacco component), 상기 담배 조성물의 0 내지 20중량%의 양의 충전재(filler), 및 상기 담배 조성물의 10 내지 20중량%의 양의 에어로졸 발생제(generating agent)를 포함하고;
    상기 담배 조성물은 상기 담배 조성물의 0.5 내지 1.5중량%의 니코틴 함량을 갖고; 그리고
    상기 담배 성분은, 상기 담배 성분의 70 내지 100중량%의 양의 종이로 재구성된(paper reconstituted) 담배를 포함하는,
    담배 조성물.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 담배 성분은 잎담배(leaf tobacco), 압출 담배(extruded tobacco), 밴드캐스트 담배(bandcast tobacco), 및 이들의 혼합물들로부터 선택된, 상기 담배 성분의 0 내지 30중량%의 양의 성분을 포함하는,
    담배 조성물.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 에어로졸 발생제는 소르비톨, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 락트산, 디아세틴, 트리아세틴, 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 에틸 미리스테이트, 이소프로필 미리스테이트, 메틸 스테아레이트, 디메틸 도데칸디오에이트, 디메틸 테트라데칸디오에이트 및 이들의 혼합물들을 포함하는,
    담배 조성물.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 에어로졸 발생제는 글리세롤 및 프로필렌 글리세롤을 포함하는,
    담배 조성물.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담배 성분은 상기 담배 조성물의 10 내지 30중량%의 양의 잎담배를 포함하는,
    담배 조성물.
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담배 성분은 상기 담배 조성물의 10 내지 30중량%의 양의 압출 담배를 포함하는,
    담배 조성물.
  7. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담배 성분은 상기 담배 조성물의 10 내지 30중량%의 양의 밴드캐스트 담배를 포함하는,
    담배 조성물.
  8. 흡입 가능한(inhalable) 에어로졸을 발생시키기 위한 디바이스로서,
    상기 디바이스는, 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 담배 조성물, 및 사용 시에 에어로졸을 형성하기 위해 성분들을 휘발시키는 가열 수단을 포함하는,
    흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위한 디바이스.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 가열 수단은 전기 가열 수단인,
    흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위한 디바이스.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 전기 가열 수단은 전기 저항성 가열 요소(electrically resistive heating element)인,
    흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위한 디바이스.
  11. 제8 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스는 담배 가열 제품인,
    흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위한 디바이스.
  12. 흡연 가능한 재료(smokable material)를 가열하기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 흡연 물품(smoking article)으로서,
    상기 흡연 물품은:
    제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 담배 조성물을 포함하는 흡연 가능한 재료; 및
    상기 흡연 가능한 재료의 일 단부에 부착된 마우스피스를 포함하는,
    흡연 물품.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 마우스피스는 중공형 튜브를 포함하는,
    흡연 물품.
  14. 제12 항 또는 제13 항에 있어서,
    상기 흡연 가능한 재료가 가열될 때 생성되는 휘발되는 흡연 가능한 재료를 냉각시키기 위해, 상기 흡연 가능한 재료와 상기 마우스피스 사이에 에어로졸-냉각 요소를 포함하는,
    흡연 물품.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 흡연 가능한 재료와 상기 에어로졸-냉각 요소 사이에 스페이서(spacer)를 포함하는,
    흡연 물품.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 스페이서는 중공형 스페이서 튜브인,
    흡연 물품.
  17. 흡연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지로서,
    상기 카트리지는, 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 담배 조성물을 포함하는 흡연 가능한 재료를 포함하는,
    카트리지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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