KR20190021217A - 통기 및 여과 효율 조절이 결합된 흡연 물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 담배 로드(12) 및 필터를 포함하는 흡연 물품(10)에 관한 것으로서, 상기 필터는 여과 물질로 이루어진 제1 부위(16) 및 제1 부위(16)의 상류에 여과 물질로 이루어진 관형 요소(18)를 포함하는 제2 부위를 포함하는 필터 유닛(14)을 포함하고, 상기 관형 요소(18)는 외경(D2) 및 내경(D1)을 갖는다. 관형 요소(18)의 내표면은 실질적으로 공기 불투과성이다. 상기 제2 부위는, 관형 요소(18) 내에 배치되되, 깨뜨릴 수 있거나 비가역적으로 접힐 수 있는 유동 제한기(24)를 더 포함한다. 유동 제한기(24)가 실질적으로 깨어지지 않거나 접히지 않은 상태로 있을 때, 필터 유닛(14)은 제1 RTD를 가진다. 유동 제한기(24)가 깨지거나 접히면, 필터 유닛(14)은 제1 RTD보다 작은 제2 RTD를 가진다.

Description

통기 및 여과 효율 조절이 결합된 흡연 물품

본 발명은 담배 로드 및 필터를 포함하고 있는 흡연 물품에 관한 것이다.

궐련과 같은 가연성 흡연 물품은 일반적으로 래퍼로 둘러싸여 원통형 담배 로드를 형성하는 (일반적으로 각초 형태인) 세절 담배, 및 래핑된 담배 로드와 단부-대-단부 접경 관계로 축방향으로 정렬된 원통형 필터를 포함한다. 원통형 필터는 통상적으로 종이 플러그 랩이 외접하는 여과 물질을 포함한다. 통상적으로, 래핑된 담배 로드 및 필터는 티핑 페이퍼의 띠에 의해 결합된다. 소비자는 궐련의 일 단부에 불을 붙이고, 세절 담배 로드를 태워서 사용한다. 그런 다음 소비자는 궐련의 대향 단부(마우스 단부 또는 필터 단부)에서 흡인하여 주류연을 받아 들인다.

담배가 연소되기보다는 가열되는 다수의 흡연 물품이 당 기술분야에 제안되어 왔다. 가열식 흡연 물품에서, 담배와 같은 에어로졸 발생 기재를 가열하여 에어로졸이 발생된다. 공지된 가열식 흡연 물품은, 예를 들면 에어로졸이 전기 가열에 의하거나 가연성 연료 요소 또는 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열의 전달에 의해서 발생되는 흡연 물품을 포함한다. 흡연 동안, 휘발성 화합물이 열원으로부터의 열의 전달에 의해서 에어로졸 형성 기재로부터 방출되고 흡연 물품을 통해 흡인된 공기에 비말동반된다. 방출된 화합물은 냉각되면서 응축되어, 소비자에 의해 흡입되는 에어로졸을 형성한다. 연소 없이, 그리고 일부 경우에는, 예를 들어 화학 반응을 통해 가열 없이, 니코틴 함유 에어로졸이 담배 물질, 담배 추출물, 또는 다른 니코틴 공급원으로부터 발생되는 흡연 물품이 또한 공지되어 있다.

공기가 필터로 들어가도록 구성된 하나 이상의 기류 경로의 개방도를 변화시킴으로써 통기 레벨을 조정하기 위한 수단을 갖는 흡연 물품을 제공하는 것이 공지되어 있다. 예를 들어, 필터를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것이 공지되어 있는 데, 여기서 여과 물질로 이루어진 플러그는 상부에 놓인 두 장의 래퍼와 외접하고, 외부 래퍼는 내부 래퍼에 대해 상대적으로 이동가능하다. 내부 래퍼의 적어도 일부는 공기 투과성이거나, 공기가 내부 래퍼를 통하여 흐르는 경로가 정의되도록 창이 내부 래퍼에 형성된다. 외부 래퍼는, 외부 래퍼가 내부 래퍼의 침투 가능한 부분 또는 창을 막는(즉, 기류 경로가 제한되는) 제1 위치 및 내부 래퍼의 침투 가능한 부분 또는 창이 적어도 부분적으로 노출되는(즉, 대기의 공기가 기류 경로를 통하여 여과 물질로 이루어진 플러그로 유입될 수 있는) 제2 위치 사이에서 이동 가능하다.

통기의 조절은 미립자상 물질(TPM), TAR 및 일산화탄소와 같은 특정 연소 생성물의 전달을 변화시키는 것에 달려있는 데, 그 이유는 더 많은 대기의 공기를 필터로 들임으로써 소비자가 흡인한 연기가 더 많은 정도까지 희석될 수 있기 때문이다. 그러나, 더 높은 레벨의 통기는 일반적으로 소비자를 위해 바람직하지 않을 수 있는 흡인 저항(resistance to draw)(RTD) 레벨이 상당히 더 낮다는 것과 관련된다.

유동 제한기는 낮은 RTD를 보상하기 위해 흡연 물품에 제공되었다. 유동 제한기 요소는, 예를 들어, 여과 물질로 이루어진 플러그 또는 튜브에 내장되어 있을 수 있다. 또한, 유동 제한기 요소를 포함하는 필터 부위는, 예를 들어 수착제 또는 향미제와 같은 다른 첨가제를 선택적으로 포함할 수 있는 다른 필터 부위와 결합될 수 있다. 이는 연소성 흡연 물품 및 담배가 가열되는 흡연 물품 모두에 적용될 수 있다.

유용성을 높이고 개인화된 사용자의 경험을 활성화하는 외관을 갖는, 필터가 있는 흡연 물품의 특징들 및 기능들을 개선할 필요성이 지속된다. 특히, TAR과 같은 특정 연소 생성물들의 전달에 의해 부분적으로 결정되는 맛을 소비자가 선택적으로 조절할 수 있도록 신규하고 개선된, 필터가 있는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 대기의 공기가 필터로 들어가도록 구성된 임의의 기류 경로들의 개방도를 변경시키지 않고서 이러한 조절이 달성되는 이러한 필터가 있는 흡연 물품을 제공하는 것이 특히 바람직할 것이다. 아울러, 기존의 장치에 대한 어떠한 주된 변경을 요구하지 않고서 쉽게 제조될 수 있는 이러한 필터가 있는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 따르면, 담배 로드 및 필터 유닛을 포함하는 필터를 포함하는 흡연 물품이 제공된다. 상기 필터 유닛은 여과 물질로 이루어진 제1 부위 및 상기 제1 부위의 상류에 여과 물질로 이루어진 관형 요소를 포함하는 제2 부위를 포함하고, 상기 관형 요소는 외경(D2) 및 내경(D1)을 가진다. 상기 관형 요소의 내표면은 실질적으로 공기 투과성이다. 또한, 제2 부위는 관형 요소 내에 배치되어 깨뜨릴 수 있거나 비가역적으로 접힐 수 있는 유동 제한기를 포함하며, 상기 유동 제한기는 필터 위에 하중을 인가할 때 깨뜨릴 수 있거나 비가역적으로 변형될 수 있다. 유동 제한기가 실질적으로 깨어지지 않은 상태로 있을 때, 필터 유닛은 제1 RTD를 가진다. 유동 제한기가 깨지면, 필터 유닛은 제1 RTD보다 작은 제2 RTD를 가진다. 공지된 필터가 있는 흡연 물품들에 대비하여, 본 발명에 따르면, 상기 필터는 여과 물질로 이루어진 제1 부위와 제1 부위의 상류에 여과 물질로 이루어진 관형 요소를 포함하는 제2 부위를 포함하는 필터 유닛을 포함하되, 상기 관형 요소의 내표면은 실질적으로 공기 불투과성이다. 또한, 제2 부위는 관형 요소에 의해 내부에 정의된 공동 내에 깨뜨릴 수 있는 유동 제한기를 포함하고, 따라서 소비자는 필터 위에 하중, 예컨대 압축 하중을 인가함으로써 유동 제한기를 깨뜨릴 수 있다.

온전할 때, 유동 제한기는 관형 요소에 의해 내부에 정의된 채널을 적어도 부분적으로 막는다. 아래에서 보다 상세하게 설명되듯이, 가장 넓은 지점에서 유동 제한기의 가로 방향 단면적은, 예를 들어 관형 요소의 이론적인 자유 단면의 적어도 70%일 수 있다. 유동 제한기는 실질적으로 기체 불투과성이기 때문에, 담배 로드로부터 필터로 흡인된 주류연의 유동은 방향이 바뀌어 그 대부분이 관형 요소의 주변을 통하여 흐른다. 따라서, 이러한 조건들 하에서, 필터 유닛은 제2 부위의 RTD와 제1 부위의 RTD의 조합에 해당하는 제1 RTD를 가진다. 제2 부위는 관형 요소 내의 주변부 여과 물질의 RTD 및 효과적으로 평행하게 배열되어 있고 적어도 부분적으로 막혀진 채널의 RTD의 조합인 RTD를 가진다.

아울러, 흡연 물품이 제1 부위를 따라서 있는 한 위치, 즉 유동 제한기의 하류에 통기 구역을 포함하는 경우, 관형 요소를 가로지르는 더 높은 압력 강하가 일어나서 더 많은 양의 통기 공기가 관형 요소의 하류에서 흡인되어 소비자의 입을 향한다. 따라서, 높은 RTD 값들과 높은 통기를 조합한 제1 흡연 물품 구성이 소비자에게 제공된다.

소비자가 충분히 큰 하중을 필터에 인가하면, 유동 제한기는 더 작은 단편들로 깨어지거나 비가역적으로 접히게 되고, 따라서 깨어지지 않거나 접혀지지 않은 유동 제한기에 의해 이전에 막혔던 관형 요소의 단면의 적어도 일부가 자유롭게 되어 연기가 거기를 통하여 흐른다. 따라서, 유입되는 주류연은 그 대부분이 그의 중앙 채널을 통하여 관형 요소를 가로질러서 흘러서 제1 부위에 도달할 것이다. 대비적으로, 필터 유닛의 제2 부위를 정의하는 관형 요소의 주변부 여과 물질을 통하여 효과적으로 흘러서 유입되는 주류연의 일부는 실질적으로 감소된다. 그러므로, 필터 유닛은 여과 물질만으로 이루어진 제1 부위의 RTD에 본질적으로 해당하는 감소된 제2 RTD를 가지는 데, 제2 부위의 RTD는 무시할 수 있는 값으로 감소되었다.

또한, 이러한 상황 하에서, 흡연 물품이 제1 부위를 따라서 있는 위치에 통기 구역을 포함하는 경우, 관형 요소를 가로지르는 감소된 압력 강하가 일어나서, 감소된 양의 통기 공기는 필터로 흡인되어 소비자의 입을 향한다. 따라서, 낮은 RTD 값들과 낮은 통기에 관련된 제2 흡연 물품 구성이 소비자를 위해 제공된다.

본 발명에 따른 흡연 물품은 소비자로 하여금 한 가지 흡연 방식 또는 다른 방식을 쉽게 선택하도록 하므로, 소비자는 흡연 물품의 RTD뿐만 아니라 TAR(통기에 의해 영향을 받기 때문)의 전달을 효과적으로 조절할 수 있다. 이는 유리하게는 이 기술에 공지된 구현예들에서의 경우처럼 흡연 물품의 이동식 요소들의 상대적 위치를 정확하게 이동하여 조절하도록 사용자에게 요구하지 않고서 달성된다.

일반적으로, 5 mg에 이르는 TAR 전달 레벨은 이 기술에서는 "낮음"으로 간주되고, 반면에 5 mg보다 높은 TAR 전달 레벨은 일반적으로 "높음"으로 간주된다. 본 발명에 따른 흡연 물품에서, 유동 제한기가 깨어지지 않거나 접혀지지 않은 상태일 때, TAR 전달 레벨은 유동 제한기가 깨어졌거나 비가역적으로 접혔을 때보다 일반적으로 낮을 것이다. 따라서, 본 명세서의 문맥에서, 유동 제한기가 깨어지지 않거나 접혀지지 않은 구성은 때때로 "낮은 TAR 구성"으로서 기재될 수 있고, 반면에 유동 제한기가 깨어지거나 비가역적으로 접혀진 구성은 "높은 TAR 구성"으로서 지칭될 수 있다. 그러나, 문맥에서, "높은 TAR 및 낮은 TAR"이라는 용어들은 위에서 지칭된 5 mg 임계치를 기준으로 해석되는 것이 아니라, 오히려 두 가지 구성 간의 TAR 전달 차이의 지표로서 해석될 것이다. 이처럼, 일부 구현예들에서, 본 발명에 따르는 흡연 물품들은 두 가지 구성 모두에서 5 mg 미만(즉, 이 기술에서 일반적으로 "낮음"으로 라벨이 붙게 되는 TAR 전달 레벨)의 TAR 전달 레벨을 가질 수 있다. 다른 구현예들에서, 본 발명에 따르는 흡연 물품들은 두 가지 구성 모두에서 5 mg 초과(즉, 이 기술에서 일반적으로 "높음"으로 라벨이 붙게 되는 TAR 전달 레벨)의 TAR 전달 레벨을 가질 수 있다.

소비자가 원하는 구성을 얻기 위해서는 작은 압축 하중을 필터 위로 인가하는 것으로 충분하다. 또한, 소비자는 흡연 물품에 불을 붙이기 전에 또는 흡연 동안 임의의 시점에 제한기를 깨뜨리는 선택을 할 수 있는 데, 이는 그의 특징들이 소비자의 선호에 맞추어 질 수 있는 흡연 물품의 개인화를 대비한다.

또한, 본 발명에 따른 흡연 물품은 제조하기 쉽고 기존 장치의 어떠한 광범위한 변형을 요구하지 않는다.

용어 "상류(upstream)" 및 "하류(downstream)"는 주류연이 필터를 통해 흡연 물품의 불붙은 말단(lit end)으로부터 흡인될 때에 주류연의 방향에 대하여 필터 또는 흡연 물품의 요소들 사이의 상대적인 위치를 설명하는 데 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이방향(longitudinal)은 하류 또는 근위 말단과 대향하는 상류 또는 원위 말단 사이의 방향을 설명하는 데에 사용되고, 용어 "가로방향(transverse)"은 상기 길이방향에 수직인 방향을 설명하는 데에 사용된다.

용어 "깨뜨릴 수 있는(frangible)"은 본 명세서에서 하중, 예컨대 압축 하중의 인가 시에 다수의 더 작은 단편들로 깨어지려는 경향이 있는 물질 또는 성분을 설명하기 위해 사용되는 데, 이는 탄성적으로 변형되고 단일 대상물로서 그들의 응집력을 보유하도록 구성되는 다른 물질 및 성분들과는 반대된다. 예를 들어, 깨뜨릴 수 있는 유동 제한기는 관형 요소의 자유 단면의 적어도 일부를 가로질러 연장되는 깨뜨릴 수 있는 막으로서 제공될 수 있다. 대안으로서, 깨뜨릴 수 있는 유동 제한기는 향미제 없이 깨어질 수 있는 캡슐일 수 있다. 이러한 한 가지 캡슐은 주류연의 맛을 변화시킬 수 있는 임의의 탑재장비 또는 첨가재를 포함하지 않지만, 공기를 포함할 수 있다. 또 다른 하나의 대안으로서, 깨뜨릴 수 있는 유동 제한기는 바인더에 의해 함께 결합된 더 작은 입자들이 깨지기 쉬운 집한체로서 제공될 수 있다. 더 작은 입자들의 크기 또는 바인더의 성질 및 양 또는 이들의 조합과 같은 파라미터들을 조절함으로써, 유동 제한기가 필터의 제2 부위의 RTD에 대하여 무시할 수 있는 영향을 가진 충분히 작은 입자들로 확실하게 깨어지는 것뿐만 아니라 이러한 하나의 유동 제한기의 압축에 대한 저항을 맞추는 것이 가능하다.

용어 "접힙 수 있는(collapsible)"은 하중, 예컨대 압축 하중의 인가시에 비가역적으로 접히려는 경향이 있는 물질 또는 성분을 설명하기 위해 사용되고, 이는 탄성적으로 변형하고 그들의 형상과 크기를 되찾도록 구성되는 다른 물질들 및 성분들과는 반대된다. 예로서, 접힐 수 있는 유동 제한기는, 열리거나 닫히는 셀을 가지며, 깨지기 쉽고, 비탄성적인 발포체 재료로 만들어질 수 있는 데, 이 재료는 형상 기억을 갖지 않고, 그래서 압축 시에 비가역적으로 접힌다. 또 다른 대안으로서, 접힐 수 있는 유동 제한기는 왁스와 같은 비가역적으로 변형 가능한 물질 또는 퍼티(putty)와 유사한 고분자 물질로 만들어질 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "흡인 저항(RTD)"은 22℃ 및 101 kPa(760 Torr)에서 17.5 ml/초의 속도의 시험 하에 공기를 대상체의 전체 길이를 강제 통과시키는 데 필요한 압력을 지칭한다. 흡인 저항은 일반적으로 밀리미터 수위계(mmWG) 단위로 표현되고, ISO 6565:2011에 따라 측정된다.

용어 "통기 레벨"은 완전히 열린 통기를 이용하여 필터의 마우스 단부로부터 소비자에게 전달되는 연기에 포함된 공기의 용적%를 지칭한다. 통기 요소들에 의해 달성되는 통기 레벨은 ISO 테스트 방법 9512:2002를 사용하여 결정될 수 있다.

"그의 가장 넓은 지점에서 물체(예컨대, 유동 제한기)의 가로 방향 단면적"이란 표현은 필터 또는 흡연 물품의 길이 방향에 대하여 가로인 평면에서 측정 시 물체의 최대 단면적을 지칭한다. 예로써, 필터의 길이 방향축과 실질적으로 평행하게 연장된 장축(A)을 갖고서 배치된 타원 형상 또는 타원체 형상의 물체의 경우, 가로 방향 단면은 일반적으로 타원 형상을 가질 것이고, 그 물체의 가장 넓은 지점에서, 표면적 S = π·B·C이고, B와 C는 타원체의 단축들의 길이이다. 유동 제한기가 반경 R을 갖는 구형인 경우, 가장 넓은 지점에서 유동 제한기의 가로 방향 단면적 S는 본질적으로 S = π·R²일 것이다.

"관형 요소의 이론적 자유 단면적"이란 표현은 관형 요소의 내부 단면을 지칭하고, 온전하거나 단편들로 깨어지는 제한기가 관형 요소에 존재하지 않으면, 이들 모두는 기체 유동을 위해 이용 가능할 것이다. 따라서, 관형 요소가 내경 D1을 갖는 경우, 그 관형 요소의 이론적 자유 단면은 실질적으로 π/4·(D1²)과 등가이다. "기체 투과성"이라는 용어는 주어진 물질이 투과를 허용하는 경향, 즉 기체 분자 또는 기체 혼합물(투과제)이 물질을 통해 확산되는 경향을 설명하기 위해 사용된다. 투과는 확산을 통해 이루어지므로 투과제는 농도 구배 하에서 움직인다. 투과성은 일반적으로 제곱 미터인, 면적 단위로 측정된다. 용어 "공기 불투과성" 및 "기체 불침투성"은 물질의 간극 또는 기공을 통해 유체, 특히 공기 및 연기의 통과를 허용하지 않는 물질을 설명하기 위해 사용된다. 만약 유동 제한기가 공기 및 연기에 대해 불투과성인 물질을 포함하면, 필터를 통해서 흡인된 공기 및 연기가 여과 물질의 감소된 단면을 통해서 강제로 흐르게 된다. 따라서, 유동 제한기는 필터의 투과성(permeable) 단면적을 감소시킨다.

용어 "압축 항복 강도(compressive yield strength)"는 크기를 줄이려고 하는 하중에 견디도록 흡연 물품에서 사용되는 물질 또는 성분의 용량을 설명하기 위해 명세서 전반에 걸쳐 사용된다. 다시 말하자면, "압축 항복 강도"는 압축에 저항한다. 정의에 의해, 물질 또는 성분의 궁극적인 압축 강도는 그 재료 또는 성분이 완전히 약해질 때 도달되는 단축 압축 응력의 값이다. 어떤 재료 또는 성분의 압축 강도는 보통 압축 시험에 의해 실험적으로 평가된다. 단축 압축 하중의 인가 시, 시편(보통 원통형)은 부러질 때까지 횡으로 펴질뿐만 아니라 짧아진다. 보다 상세하게는, 본 명세서에서, 용어 "압축 강도"는 유동 제한기의 비가역적 변형 또는 접힘이 있을 때 도달되는 단축 압축 응력의 값을 지칭한다.

압축 항복 강도는 표준화된 테스트 ISO 604에 의해 실험적으로 결정될 수 있다. 이 테스트에서, 시편(유동 제한기)은 흡연자가 흡연 물품을 쥐고 있을 때에 흡연자의 손가락들이 유동 제한기 상에 압력을 가하게 되는 방향에 대응하는 축을 따라 압축판들에 의해 압축된다. 테스트 동안, 상기 판들은 하중 또는 변형이 소정 값에 도달할 때까지 일정한 비율로 변위된다. 시편(유동 제한기)에 의해서 유지되는 하중을 그 과정 동안 측정한다.

관형 요소 내에 배치된 유동 제한기에 대해서가 아니라 유동 제한기만에 대하여 테스트가 수행되면 압축 항복 강도의 측정 값은 유동 제한기가 만들어지는 재료의 형상 및 성질들에 의존할 것이고, 관형 요소의 성질에 영향을 받지 않을 것이다. 본 명세서에서 용어 "고유한 압축 강도"는 유동 제한기만에 대하여 측정된 압축 강도의 값들을 지칭하기 위해 사용된다.

그러나, 관형 요소 내에 배치된 유동 제한기를 갖는, 여과 물질로 이루어진 관형 요소에 대하여 유사한 측정도 수행될 수 있다. 이론에 구속되기를 원치 않고서,이러한 조건 하에서, 압축 강도의 측정 값은 관형 요소의 성질, 예컨대 여과 물질의 조성, 관형 요소의 벽 두께 등뿐만 아니라 유동 제한기가 만들어지는 재료의 형상 및 성질의 조합에 의존할 것이라는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에서 용어 "제2 부위의 압축 강도"는 이러한 조건들 하에서 측정된 압축 강도의 값들을 지칭한다.

테스트는 유동 제한기를 깨뜨릴 수 있는 실질적으로 단축 압축 하중의 값을 결정하는 데 초점을 맞추지만 사용 시에 소비자는 관형 요소 내에 배치된 유동 제한기에 반드시 순전히 압축 또는 단축이 아닌 하중, 예컨대 소비자가 관형 요소를 비틀 때 유동 제한기에 인가될 수 있는 하중을 인가할 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명에 따른 흡연 물품은 담배 로드와 상기 담배 로드에 연결된 필터를 포함한다. 대안으로써, 담배 로드는 에어로졸을 발생시킬 수 있는 다른 담배 함유 기재로 대체될 수 있다.

필터는 필터 유닛을 포함하고, 상기 필터 유닛은 여과 물질로 이루어진 제1 부위 및 제1 부위의 상류에 여과 물질을 포함하는 관형 요소를 포함하는 제2 부위를 포함한다. 여과 물질은 임의의 적합한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다. 적합한 물질의 예는 초산 셀룰로오스, PLA 섬유, 비스코스 섬유, 주름진 종이 또는 이들의 조합을 포함한다. 본 발명의 소정의 구현예들에서, 제한기 주위의 필터 물질의 국소화된 압축으로 인해, 저밀도 여과 매질이 바람직할 수 있다.

필터는 바람직하게는 적어도 약 15 mm의 전체 길이를 갖는다. 보다 바람직하게는, 필터는 적어도 약 18 mm의 전체 길이를 갖는다. 부가적으로 또는 대안적으로, 필터는 바람직하게는 약 40 mm 미만, 보다 바람직하게는 약 35 mm 미만의 전체 길이를 갖는다. 일 구현예에서, 필터는 약 27 mm의 전체 길이를 갖는다.

여과 물질로 이루어진 제1 필터 부위는 적어도 약 9 mm, 보다 바람직하게는 적어도 약 11 mm의 길이를 가진다. 부가적으로 또는 대안적으로, 여과 물질로 이루어진 제1 필터 부위는 바람직하게는 약 15 mm 미만, 보다 바람직하게는 약 12 mm 미만의 길이를 갖는다.

제2 부위를 정의하는 관형 요소는 바람직하게는 적어도 약 5 mm, 보다 바람직하게는 적어도 약 10 mm의 길이를 갖는다. 아무리 못해도, 관형 요소는 유동 제한기를 수용하기에 충분한 길이를 갖는다. 부가적으로 또는 대안적으로, 관형 요소는 바람직하게는 약 30 mm 미만, 보다 바람직하게는 약 20 mm 미만의 길이를 갖는다. 바람직한 구현예에서, 관형 요소는 약 15 mm의 길이를 갖는다.

바람직하게는, 제2 부위에서, 관형 요소는 그의 내표면을 정의하는 중공관을 포함하고, 상기 여과 물질은 상기 중공관 옆에 배치된다.

중공관은 이에 한정되지는 않지만, 종이, 판지, 필터 물질, 예컨대 초산 셀룰로오스, 전분(starch), 폴리락트산(polylactic acid), 폴리비닐 알코올, 폴리(부틸렌 숙시네이트)(poly(butylene succinate)) 및 그의 공중합체들 같은 임의의 가소성 플라스틱, 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)(poly(butylene adipate-co-terephthalate)) 및 그들의 조합을 포함하는 임의의 물질 또는 물질들을 포함하고 있을 수도 있다.

필터 유닛의 제2 부위를 정의하는 관형 요소의 외경(D2)은 일반적으로 필터 유닛 및 흡연 물품의 전체 직경을 정의하는 데 크게 기여할 것이다. 이는 필터가 전형적으로 필터 유닛과 외접하는 필터 래퍼 및 임의의 또 다른 선택적 필터 부위를 포함할 것이고, 티핑 페이퍼가 필터를 담배 로드에 부착하기 위해 사용될 것이기 때문이다. 그러나 필터 래퍼 및 티핑 페이퍼의 두께는 일반적으로 필터 및 흡연 물품의 전체 직경에 크게 부가되지는 않을 것이다. 따라서, 제2 부위의 외경은 일반적으로 약 5 mm 내지 약 8.5 mm, 바람직하게는 약 5.4 mm 내지 약 8.1 mm일 수 있다.

한편, 필터 유닛의 제2 부위를 정의하는 관형 요소의 내경(D1)은 본 발명에 따른 흡연 물품들의 다른 특징들에 맞추도록 조절될 수 있다. 바람직하게는, 상기 내경(D1)은 외경(D2)의 적어도 약 70%, 보다 바람직하게는 외경(D2)의 적어도 약 80%이다.

이론에 구속되기를 원치 않고서, 관형 요소의 주변 여과 물질의 두께 및 밀도를 변화시킴으로써 필터 유닛의 제1 RTD, 즉 유동 제한기가 깨어지지 않거나 접혀지지 않은 상태에 있을 때 제공되는 RTD를 조절하는 것이 가능함을 이해할 것이다. 동시에 여과 물질로 이루어진 더 두꺼운 주변층은 제2 부위의 압축 강도에 영향을 미칠 것이다. 이처럼, 본 발명에 따르는 흡연 물품들은 유리하게는 특히 넓은 스펙트럼의 설계 대안들을 제공할 수 있고, 따라서 흡연 물품의 몇몇 파라미터들이 편리하게 맞추어질 수 있다.

중공관과 중공관 둘레에 배치된 여과 물질은 필터 래퍼로 과포장될 수 있다. 필터 래퍼는 내력과 구조적 강성을 관형 요소에 제공한다. 필터 래퍼는 임의의 적합한 물질을 포함할 수도 있다. 일부 구현예들에서, 필터 래퍼는 예를 들면 딱딱한(stiff) 종이 또는 판지를 포함하는 딱딱한 플러그 래퍼이다. 딱딱한 종이 또는 판지는 바람직하게 약 60 gsm(제곱미터 당 그램) 초과의 평량(basis weight)을 가진다. 딱딱한 한 가지 필터 래퍼는 높은 구조적 강성을 제공한다. 필터 래퍼는 유동 제한기가 필터 물질에 매립되는 위치에서 관형 요소의 외부면에 대한 변형을 방지할 수 있다.

일부 구현예들에서, 필터는 관형 요소의 상류 또는 추가로 하류에 배치될 수 있는 하나 이상의 추가적인 부위들을 포함할 수 있다.

바람직한 구현예들에서, 제1 필터 부위 및 관형 요소는 정렬되고 실질적으로 접경 배열된다. 그러나, 일부 구현예들에서, 제1 필터 부위 및 관형 요소는 대안으로써 서로 이격될 수 있다. 이는 제1 필터 부위와 관형 요소 사이에 갭(따라서, 갭은 필터 내에 공동을 정의함)을 제공함으로써 또는 추가적인 필터 부위, 예컨대 제1 필터 부위 및 관형 요소 사이에 배치되며 필터 물질로 이루어진 부위를 제공함으로써 달성될 수 있다. 깨뜨릴 수 있거나 비가역적으로 접힐 수 있는 유동 제한기가 관형 요소 내에 배치된다. 유동 제한기는 필터에 하중을 인가하면 깨뜨려질 수 있거나 비가역적으로 접힐 수 있고, 따라서 유동 제한기가 실질적으로 깨어지지 않은 상태에 있으면, 필터 유닛은 제1 RTD를 가지며, 유동 제한기가 깨어지면, 필터 유닛은 제1 RTD보다 작은 제2 RTD를 가진다.

바람직하게는 제1 RTD는 적어도 약 120 mm 수위계이다. 더 바람직하게는 제1 RTD는 적어도 약 130 mm 수위계이다. 더욱 바람직하게는 제1 RTD는 적어도 약 140 mm 수위계이다. 추가적으로, 또는 대안으로서, 제1 RTD는 바람직하게는 약 190 mm 미만 수위계이다. 더 바람직하게는 제1 RTD는 약 180 mm 미만 수위계이다. 더욱 더 바람직하게는 제1 RTD는 약 170 mm 미만 수위계이다. 일부 바람직한 구현예들에서, 제1 RTD는 약 120 mm 수위계 내지 약 190 mm 수위계이다.

바람직하게는 제2 RTD는 적어도 약 50 mm 수위계이다. 더 바람직하게는 제2 RTD는 적어도 약 60 mm 수위계이다. 더욱 더 바람직하게는 제2 RTD는 적어도 약 70 mm 수위계이다. 추가적으로, 또는 대안으로서, 제2 RTD는 바람직하게는 약 100 mm 미만 수위계이다. 더 바람직하게는 제2 RTD는 약 90 mm 미만 수위계이다. 더욱 더 바람직하게는 제2 RTD는 약 80 mm 미만 수위계이다. 일부 바람직한 구현예들에서, 제2 RTD는 약 50 mm 수위계 내지 약 100 mm 수위계이다.

바람직하게는, 제1 RTD와 제2 RTD 사이의 차이는 적어도 약 20 mm 수위계이다. 더 바람직하게는, 제1 RTD와 제2 RTD 사이의 차이는 적어도 약 40 mm 수위계이다. 더욱 더 바람직하게는, 제1 RTD와 제2 RTD 사이의 차이는 적어도 약 60 mm 수위계이다.

유동 제한기의 가로 방향 단면적은 중공관의 이론적 자유 단면적의 적어도 약 70%(즉, 내부 직경 D1의 제곱의 π/4배)이다. 바람직하게는, 유동 제한기의 가로 방향 단면적은 중공관의 이론적 자유 단면적의 적어도 약 80%이다. 더욱 더 바람직하게는, 유동 제한기의 가로 방향 단면적은 중공관의 이론적 자유 단면적의 적어도 약 95%이다. 일부 바람직한 구현예들에서, 유동 제한기의 가로 방향 단면적은 실질적으로 중공관의 자유 단면적의 100%이고, 따라서 유동 제한기는 중공관에 의해 정의된 채널 전체를 실질적으로 막아서, 주류연 모두가 제2 부위의 주변부에서 여과 물질을 통하여 제2 부위를 가로질러 강제로 흐른다.

바람직한 구현예들에서, 유동 제한기의 적어도 하나의 단면 치수는 대략 적어도 관형 요소의 내경만큼 크고, 따라서 유동 제한기가 중공관과 맞물려 관형 요소 내에 유동 제한기를 유지한다. 실제로, 유동 제한기는 관형 요소 내에 끼워넣어지도록 형상과 크기를 가진다. 이는 제한기가 관형 요소 내의 소정 위치를 차지하도록 하는 데 유리한 데, 이는 소비자가 원할 때 제한기를 쉽게 깨뜨리도록 한다. 이는 또한, 이러한 하나의 유동 제한기가 중공관 내에 실질적으로 끼워넣어져서 움직일 수 없도록 하는 데 유리한 데, 이는 하중을 필터에 인가할 때 소비자가 쉽게 제한기를 깨뜨리거나 제한기가 접힐 수 있게 한다.

유동 제한기는 깨뜨릴 수 있거나 비가역적으로 접힐 수 있는 물질로 만들어진다. 따라서, 제한기가 깨어지거나 접히게 되면, 관형 요소의 이론적 자유 단면적은 적어도 부분적으로 그리고 비가역적으로 회복된다.

바람직하게는, 유동 제한기는 약 20 뉴톤 미만의 고유한 압축 항복 강도를 갖는다. 더 바람직하게는, 유동 제한기는 약 18 뉴톤 미만의 고유한 압축 항복 강도를 갖는다. 아울러 또는 대안으로써, 유동 제한기는 적어도 약 10 뉴톤의 고유한 압축 항복 강도를 갖는다. 더 바람직하게는, 유동 제한기는 적어도 약 14 뉴톤의 고유한 압축 항복 강도를 갖는다. 바람직한 구현예들에서, 유동 제한기는 약 10 뉴톤 내지 약 20 뉴톤의 고유한 압축 항복 강도를 갖는다.

이들 값들은 중공의 깨뜨릴 수 있는 껍질을 포함하는 깨뜨릴 수 있는 유동 제한기를 위해 특히 바람직하다. 왁스와 유사한 고분자 물질 또는 퍼티와 유사한 고분자 물질과 같은 대안 물질로 형성된 유동 제한기는 접히기 위해 더 낮은 하중을 요구할 수 있음을 이해할 것이다. 일반적으로, 유동 제한기는 흡연 물품의 정상적인 취급 동안 유동 제한기가 깨지지 않는 충분히 큰 압축 항복 강도 및 사용 동안 소비자가 쉽게 깰 수 있는 충분히 낮은 압축 항복 강도를 갖는 것이 유리하다. 유동 제한기가 흡연 물품을 제조하는 동안 덜 손상되거나 덜 깨어질 것 같다는 점에서 적어도 약 10 뉴톤의 고유한 압축 항복 강도값들이 유리하다.

바람직하게는, 제2 부위의 압축 강도는 약 45 뉴톤 미만이다. 아울러, 또는 대안으로써, 제2 부위의 압축 강도는 적어도 약 40 뉴톤이다. 특히, 유동 제한기가 흡연 물품의 마우스 단부로부터 소정 거리에 있음을 확실히 하는 것은 쉽다. 바람직하게는, 유동 제한기는 흡연 물품의 마우스 단부로부터 적어도 10 mm, 더 바람직하게는 흡연 물품의 마우스 단부로부터 적어도 15 mm이다.

바람직한 구현예들에서, 유동 제한기는 실질적으로 구형이다. 그러나, 대안적인 형상들도 가능하다. 제한기는, 예를 들어 실질적으로 원통형이거나 막으로써 제공될 수 있다. 특히, 제한기는 관형 요소의 길이 방향축에 수직한 평면으로 연장된 막으로써 제공될 수 있다.

일부 구현예들에서, 제한기는 속이 비어 있다. 실제로, 제한기는 빈 껍질로써 제공될 수 있는 데, 이는 관형 요소의 외부로부터 압축 하중을 인가함으로써 제한기를 깨뜨리기 쉽다는 점에서 유리하다. 이들 구현예들에서 제한기는 맛과 같은 주류연의 성질들에 영향을 미칠 수 있는 임의의 첨가제 또는 탑재물을 포함하지 않는다. 따라서, 특히, 제한기는 향미가 없고 향미제를 함유하지 않는다. 그러나, 중공의 제한기는 공기를 함유할 수 있다. 또한, 중공의 제한기는 액체, 바람직하게는 점성 액체를 함유하는 것이 바람직할 수 있고, 따라서 제한기가 깨어져서 액체가 방출되면, 제한기가 깨어지면서 생기는 단편들은 관형 요소의 내표면에 달라 붙을 수 있다.

대안적 설계에서, 제한기는 더 작은 입자들(예를 들어, 바인더에 의해 함께 유지되는 미립자들)의 집합체일 수 있다. 이러한 하나의 집합체는 깨지기 쉬워야 하는 것이 바람직하고, 따라서 소비자는 제한기를 미세한 입자들로 쉽게 깨뜨린다. 바람직하게는, 이러한 하나의 집합체는 실질적으로 비장애물이면서 관형 요소 내에서 산재하도록 작은 입자들로 깨어진다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 물품들은 제1 필터 부위를 따라서 있는 위치에 통기 구역을 포함한다. 이처럼, 통기 구역은 유동 제한기의 하류에 위치된다. 통기 구역은 티핑 페이퍼/필터 래퍼를 관통하여 대기 공기가 제1 부위로 흡인되도록 하는 천공들의 행 또는 행들로써 제공될 것이다. 바람직하게는, 상기 통기 구역은 흡연 물품의 마우스 말단으로부터 적어도 약 9 mm에 위치된다. 더 바람직하게는, 상기 통기 구역은 흡연 물품의 마우스 말단으로부터 적어도 약 10 mm에 위치된다.

통기 구멍들의 수 및 크기를 조절함으로써, 사용자가 흡연 물품을 흡인할 때 필터로 들어오는 통기 공기의 양을 조절하는 것이 가능하다. 예를 들어, 통기 구역을 정의하기 위해 하나 또는 두 행의 통기공들이 티핑 페이퍼/필터 래퍼를 관통하여 형성될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 이는 RTD와 통기 값들의 다른 조합들이 다른 TAR 전달 레벨을 생성한다는 점에서 유리하고, 그래서 본 발명에 따른 흡연 물품은 더 넓은 스펙트럼의 설계 선택지를 제공한다.

바람직하게는, 유동 제한기가 실질적으로 깨어지지 않거나 접혀지지 않은 상태로 있으면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 적어도 약 40%, 더 바람직하게는 적어도 약 45%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 약 50%의 통기 레벨을 갖는다. 아울러 또는 대안적으로, 유동 제한기가 실질적으로 깨어지지 않거나 접혀지지 않은 상태로 있으면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 약 85% 미만, 더 바람직하게는 약 80% 미만, 더욱 더 바람직하게는 약 75% 미만의 통기 레벨을 갖는다. 바람직한 구현예들에서, 유동 제한기가 실질적으로 깨어지지 않은 상태 또는 접혀지지 않은 상태로 있으면, 흡연 물품의 통기 레벨은 약 40% 내지 약 85%이다.

소비자의 부분 위에 하중의 인가 시 유동 제한기가 깨어지거나 비가역적으로 접히면, 관형 요소에 걸쳐서 압력 강하가 감소하여, 소비자의 입을 향하여 필터로 흡인되는 통기 공기의 양이 감소하게 된다. 바람직하게는, 유동 제한기가 깨어지거나 접히면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 적어도 약 20%, 더 바람직하게는 적어도 약 25%의 통기 레벨을 갖는다. 아울러 또는 대안적으로, 유동 제한기가 실질적으로 깨어지거나 접히면, 본 발명에 따른 흡연 물품은 약 40% 미만, 더 바람직하게는 약 35% 미만의 통기 레벨을 갖는다. 바람직한 구현예들에서, 유동 제한기가 실질적으로 깨어지거나 접히면, 흡연 물품의 통기 레벨은 약 20% 내지 약 40%이다. 일부 구현예들에서, 관형 요소는 그의 내표면에 도포되고, 실질적으로 공기 불침투인 물질층을 포함한다.

본 발명은 이제 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 추가로 설명될 것이다:
도 1은 제1 구성을 갖는 본 발명에 따른 흡연 물품의 개략적인 측면 단면도이고;
도 2는 제2 구성을 갖는 도 1의 흡연 물품의 개략적 단면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 흡연 물품(10)을 보여주고 있다. 흡연 물품(10)은 담배 로드(12) 및 필터 유닛(14)을 포함한다. 필터 유닛(14)은 담배 로드(12)와 정렬되어 접경 배열된다.

필터 유닛(14)은 약 15 mm의 길이를 갖는 여과 물질로 이루어진 제1 부위(16) 및 약 12 mm의 길이를 갖는 여과 물질로 이루어지고 제1 부위(16)의 상류에 배치된 관형 요소(18)를 포함하는 제2 부위를 포함한다. 제1 부위(16) 및 관형 요소(18)는 실질적으로 정렬되고 접경 관계를 갖는다. 흡연 물품(10)은 제1 필터 부위(14)를 따라서 있는 한 위치에 통기 구역(20)을 더 포함한다.

관형 요소(18)는 약 7.8 mm의 외경(D2) 및 약 5 mm의 내경(D1)을 갖는다. 더 상세하게는, 관형 요소(18)는 여과 물질로 이루어진 층이 접경하는 중공 종이관(22)을 포함한다. 관형 요소(18)의 내표면은 실질적으로 공기 불투과성이다.

또한, 필터 유닛(14)은 관형 요소(18)를 따라서 있는 한 위치에 종이관(22) 내에 배치된 유동 제한기(24)를 포함한다. 유동 제한기는 구형이고, 약 4.2 mm의 직경을 갖는다. 따라서, 유동 제한기(24)의 가로 방향 단면적은 중공관(22)의 자유 단면적의 약 70%이다.

도 1의 구현예에서, 유동 제한기(24)는 실질적으로 구형이고, 관형 요소의 내경(D1)보다 약간 작은 직경을 갖는다. 따라서, 필터에 도달하는 주류연의 더 많은 부분이 중공관(22) 옆에 배치된 여과 물질을 통하여 유동함으로써 제1 필터 부위(16)까지 진행한다(도 1에서 화살표로 표시). 따라서, 도 1에 도시된 구성에서, 흡연 물품(10)은 관형 요소를 가로지르는 더 높은 압력 강하로 인해 높은 RTD 값과 높은 통기(도 1에서 블록 화살표로 표시)를 제공한다.

유동 제한기(24)는 깨뜨려질 수 있다. 따라서, 그의 고유한 압축 항복 강도보다 큰 하중의 인가 시에, 유동 제한기(24)는 도 2에 도시된 것처럼 단편(26)들로 깨어진다. 따라서, 깨어지지 않은 유동 제한기(24)에 의해 이전해 막혀있던 중공관(22)의 단면의 적어도 일부는 기체 유동을 위해 이용될 수 있게 된다. 이처럼, 유입 주류연은 그 대부분이 제2 부위의 중공 코어를 통하여 제2 부위를 가로 질러 흘러서 제1 부위에 도달하려고 할 것이다(도 2에서 화살표로 표시). 그러므로, 흡연 물품의 전체 RTD는 본질적으로는 제1 부위(14)만의 RTD에 해당한다. 이러한 상황 하에서, 중공관(22)을 가로질러 압력 강하가 감소하면, 통기 공기의 양이 감소하여 필터로 흡인되어 소비자의 입을 향한다. 따라서, 낮은 RTD 값들과 낮은 통기(도 2에서 블록 화살표로 표시)에 관련된 제2 흡연 물품 구성이 소비자를 위해 제공된다.

하기의 표 1과 2는 각각 제1 구성(즉, 유동 제한기가 온전함)과 제2 구성(즉, 유동 제한기를 깨뜨린 후)을 갖는 도 1과 2를 참조하여 위에서 설명된 흡연 물품에 대하여 측정된 파라미터들을 포함한다. 제2 구성에서, TAR 전달의 증가도 관찰된다.

	RTD	통기
평균	150.8	51.3
표준 편차	16.20	8.71

	RTD	통기
평균	73.7	23.0
표준 편차	6.76	6.09

Claims (15)

1. 담배 로드 및 필터를 포함하는 흡연 물품으로서, 상기 필터는:
   여과 물질로 이루어진 제1 부위;
   상기 제1 부위의 상류에 여과 물질로 이루어진 관형 요소를 포함하는 제2 부위를 포함하는 필터 유닛을 포함하되, 상기 관형 요소는 외경(D2)과 내경(D1)을 가지며, 상기 관형 요소의 내표면은 실질적으로 공기 불침투성이고, 상기 제2 부위는, 상기 관형 요소 내에 배치되어 깨뜨릴 수 있거나 비가역적으로 접힐 수 있는 유동 제한기를 더 포함하며, 상기 유동 제한기는 상기 필터 위에 하중을 인가할 때 깨뜨려질 수 있거나 접힐 수 있으며;
   상기 유동 제한기가 실질적으로 깨어지지 않거나 접혀지지 않은 상태에 있으면, 상기 필터 유닛은 제1 RTD를 가지며, 상기 유동 제한기가 깨어지거나 접히면, 상기 필터 유닛은 제1 RTD보다 작은 제2 RTD를 가지는, 흡연 물품.
2. 제1항에 있어서, 상기 관형 요소는 그의 내표면을 정의하는 중공관을 포함하고, 상기 여과 물질은 상기 중공관 옆에 배치되는, 흡연 물품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유동 제한기는 약 20 뉴톤 미만의 고유한 압축 항복 강도를 갖는, 흡연 물품.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 제한기는 약 10 뉴톤 미만의 압축 항복 강도를 갖는, 흡연 물품.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부위의 압축 항복 강도는 약 45 뉴톤 미만인, 흡연 물품.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 RTD는 적어도 약 120 mm 수위계인, 흡연 물품.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 RTD는 약 100 mm 미만의 수위계인, 흡연 물품.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 제한기의 가로 방향 단면적은 상기 관형 요소의 이론적 자유 단면적의 적어도 약 70%인, 흡연 물품.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 제한기의 적어도 하나의 단면 치수는 대략 적어도 상기 관형 요소의 내경(D1)만큼 커서, 상기 유동 제한기가 상기 중공관과 맞물려서 상기 관형 요소 내에 상기 유동 제한기를 유지하는, 흡연 물품.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터의 가로 방향으로 측정된, 상기 유동 제한기의 적어도 하나의 단면 치수는 상기 관형 요소의 내경(D1)과 같은, 흡연 물품.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 제한기는 실질적으로 구형인, 흡연 물품.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터 부위를 따라서 있는 한 위치에 통기 구역을 포함하는 흡연 물품.
13. 제12항에 있어서, 상기 유동 제한기가 실질적으로 깨어지지 않거나 접혀지지 않은 상태에 있으면, 상기 흡연 물품의 통기 레벨은 적어도 약 40%인, 흡연 물품.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 요소의 상기 내표면은 실질적으로 공기 불침투성 코팅 물질로 이루어진 층에 의해 정의되는, 흡연 물품.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내경(D1)은 상기 외경(D2)의 적어도 약 70%인, 흡연 물품.

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