KR20210032525A - 에어로졸 형성 기재를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본원에는 에어로졸 형성 기재를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 에어로졸 형성 기재는 니코틴 및/또는 담배 물질을 포함하는 에어로졸 형성 물질을 포함한다. 본 방법은 에어로졸 형성 물질 또는 이의 성분 또는 전구체를 전기분무하는 것을 포함한다.
Description
본 발명은 에어로졸 형성 기재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
시가렛(cigarette), 시가(cigar) 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 이들 유형들의 물품들에 대한 대안은 태우지 않고 가열함으로써 기재 물질로부터 화합물들을 방출시켜 흡입 가능한 에어로졸 또는 증기를 방출한다. 이들은 불연성(non-combustible) 흡연 물품들 또는 에어로졸 발생 어셈블리들로 지칭될 수 있다.
상기 제품의 한 가지 예는 고체 에어로졸화 가능 물질을 태우지 않고 가열함으로써 화합물들을 방출시키는 가열 디바이스이다. 이러한 고체 에어로졸화 가능 물질은 일부 경우들에 담배 물질을 함유할 수 있다. 가열은 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시켜 전형적으로 흡입 가능한 에어로졸을 형성시킨다. 이들 제품들은 비연소식 가열(heat-not-burn) 디바이스들, 담배 가열 디바이스들 또는 담배 가열 제품들로 지칭될 수 있다. 고체 에어로졸화 가능 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 다양한 상이한 배열체들이 알려져 있다.
또 다른 예로서, 전자 담배 하이브리드 디바이스들로도 공지된 e-시가렛(e-cigarette)/담배 가열 제품 하이브리드 디바이스들이 있다. 이들 하이브리드 디바이스들은 흡입 가능한 증기 또는 에어로졸을 생성시키기 위해 가열에 의해 증발되는 액체 공급원(니코틴을 함유하거나 함유하지 않을 수 있음)을 함유한다. 디바이스는 추가로 고체 에어로졸화 가능 물질(담배 물질을 함유하거나 함유하지 않을 수 있음)을 함유하며, 이러한 물질의 성분들은 흡입 가능한 증기 또는 에어로졸에 비말 동반되어 흡입 매체를 생성한다.
본 발명은 에어로졸 형성 기재를 제조하는 방법으로서, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 물질을 포함하며, 에어로졸 형성 물질은 활성 물질을 포함하며, 방법이 에어로졸 형성 물질 또는 이의 성분 또는 전구체를 전기분무하는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
일 구현예에서, 활성 물질은 니코틴 및/또는 담배 물질을 포함한다. 즉, 에어로졸 형성 기재를 제조하는 방법으로서, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 물질을 포함하며, 에어로졸 형성 물질은 니코틴 및/또는 담배 물질을 포함하며, 방법은 에어로졸 형성 물질 또는 이의 성분 또는 전구체를 전기분무하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
본원에 기술된 방법에 의해 수득된 에어로졸 형성 기재는 태우지 않고 에어로졸을 발생시키기 위해 기재를 가열시키는 어셈블리에서 사용하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 또한, 이러한 공정에 의해 수득된 에어로졸 형성 기재, 및 이러한 공정에 의해 수득된 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품 또는 어셈블리를 제공할 수 있다. 본 발명은 또한, 흡입 가능한 에어로졸의 발생에서, 이러한 기재, 물품 또는 어셈블리의 용도를 제공할 수 있다.
본 발명자들은 전기분무가 에어로졸 발생 물품 및/또는 어셈블리에서 사용될 수 있는 에어로졸 형성 물질의 필름을 제조하는 공정으로서 이용될 수 있다는 것을 결정하였다.
일부 경우들에, 기재는 에어로졸 형성 물질이 위에 제공된 담체를 포함할 수 있으며, 여기서, 본 방법은 담체 상에 에어로졸 형성 물질 또는 이의 성분 또는 전구체를 전기분무하는 것을 포함한다. 이러한 텍스트 전반에 걸쳐, 물질이 위에 분무되는 표면에 대한 언급은 담체를 언급할 수 있다. "에어로졸 형성 물질"은 또한, 보편적으로 "에어로졸 발생 물질"로서 지칭될 수 있다. 이러한 용어들은 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
전기분무는 입자들이 분무될 때 입자를 하전시킨다. 단일 플럼(single plume)으로부터의 입자들 모두는 동일한 전하를 가지고, (최종 정전기력으로 인해) 결과적으로 균일하게 분산된다. 일부 경우들에, 입자가 위에 분무되는 표면은 분무된 입자들을 끌어 당기기 위해 반대로 하전될 수 있다.
본 발명자는 후속 용매 제거 단계가 필요하지 않거나 단축될 수 있기 때문에, 전기분무가 유리하다고 결정지었다. 용매는 적어도 부분적으로 점적 형태의 물질의 매우 높은 표면적으로 인해, 비산(flight) 동안 손실된다. 이러한 용매 제거 단계의 제거 또는 최소화는 물질을 가열할 필요성을 최소화하여, 제작 효율을 개선시킨다. 또한, 제작 동안 담배/니코틴-함유 물질의 가열은 물질의 화학적 조성에 영향을 미치고/거나 소비 동안 얻어진 에어로졸의 다운스트림 관능 특성에 영향을 미칠 수 있다.
전기분무는 또한, 분무된 성분들의 효율적인 분산으로 인해 균일한 두께의 균질한 물질을 생성한다.
또한, 전기분무는 균일하지 않은 필름을 용이하게 발생시키는 능력을 제공한다. 예를 들어, 필름의 상이한 영역은 상이한 향미를 포함할 수 있거나, 상이한 영역은 상이한 두께를 가질 수 있다(이에 의해, 상이한 영역이 가열될 때 상이한 에어로졸 발생을 제공함). 이러한 선택적 방식으로 전기분무된 물질의 적용은 예를 들어, 분무 기간에 걸쳐 분무 방향 또는 분무 속도의 변형을 통해 달성될 수 있다. 다른 예에서, 이는, 분무된 물질이 일부 영역에 선택적으로 접착하고 다른 영역에 접착하지 않도록(전자그래픽 프린팅과 유사한 방식으로) 물질들이 분무되는 표면의 영역들을 선택적으로 하전시킴으로써 달성될 수 있다. 다른 예에서, 이는 전기분무 장비에서 이격된 어레이의 노즐을 이용하여 달성될 수 있으며, 여기서, 상이한 노즐은 상이한 부피 또는 조성의 물질을 분무할 수 있다.
일부 경우들에, 전기분무된 물질은 에어로졸 형성 물질의 슬러리 전구체이며, 여기서, 슬러리는 에어로졸 형성 물질의 모든 성분을 포함한다.
일부 다른 경우에, 전기분무된 물질은 에어로졸 형성 물질의 일부 성분들을 포함할 수 있지만, 모든 성분들을 포함하는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 물질은 물질이 분무된 표면 상에 코팅될 수 있으며(또는 담체에 함침될 수 있으며), 이후에 에어로졸 발생 물질의 나머지 성분들은 전기분무에 의해 첨가될 수 있다. 예를 들어, 표면에는 제1 물질이 사전-로딩될 수 있으며, 이후에, 결합제는 그러한 물질 상에 전기분무되어, 결합을 야기시킬 수 있다(예를 들어, 겔화를 야기시킬 수 있다). 다른 경우에, 표면에는 응결제(예를 들어, 칼슘 공급원)가 사전-로딩될 수 있으며, 겔-전구체 슬러리(결합제로서 알기네이트를 포함하는, 에어로졸 형성 물질의 다른 모든 성분들을 함유함)는 표면 상에 분무될 수 있다(칼슘 및 알기네이트의 접촉 시에 겔화됨). 일부 경우들에, 물질은 재생 담배를 포함하는 담체 상에 분무되며, 여기서, 재생 담배는 칼슘을 함유한다. 또 다른 경우에, 표면에는 (결합제로서 알기네이트를 포함하는, 응결제를 제외한 에어로졸 형성 물질의 모든 성분들을 함유하는) 겔-전구체 슬러리가 사전로딩될 수 있으며, 이후에 응결제는 표면 상에 분무될 수 있다(칼슘 및 알기네이트의 접촉 시에 겔화됨). 일부 경우들에, 이는 칼슘을 함유한 담배 추출물을 분무하는 것을 포함할 수 있다.
일부 다른 경우에, 하나 초과의 물질은 표면 상에 별도로 전기분무될 수 있으며, 여기서, 조합물은 에어로졸 형성 물질의 모든 성분들을 제공한다. 이러한 경우에, 성분들의 혼합은 분무 플럼에서 또는 표면과의 접촉 후에 일어날 수 있다.
예를 들어, 하나의 경우에, 제1 노즐은 수 중 겔화제의 용액을 분무할 수 있으며, 제2 노즐은 응결제, 에어로졸 발생제 및 니코틴 및/또는 향미를 포함하는 용액을 분무할 수 있다.
예를 들어, 스프레이에 반대 전하들을 부여하는 2개의 노즐이 이용될 수 있다. 분무 성분들은 이후에 분무 플럼에서 혼합할 것이다. 또한, 전하는 혼합된 직후에, 혼합된 점적이 무시할 정도의 전하를 가지고, 후속 전기-구동 혼합 사건을 방해하지 않는 수준으로 셋팅될 수 있다. 이후에, 혼합은 화학양론적 한계에서 달성될 수 있고, 증착된 물질의 매우 균일한 층을 생성한다.
일부 경우들에, 2개의 노즐은 동축으로 배열되는 중심 노즐 및 환상 노즐을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 에어로졸 발생제 및 겔화제는 별도의 노즐로부터 분무될 수 있으며, 예를 들어, 외부 환상 노즐은 수중 겔화제를 포함하는 용액을 분무할 수 있으며, 내부 노즐은 응결제, 에어로졸 발생제 및 니코틴 및/또는 향미를 포함하는 용액을 분무할 수 있다.
일부 경우들에, 분무 분산을 유도하거나 분무 분산에 영향을 미치게 하기 위해 전기분무 노즐과 표면 사이에 하나 이상의 전극이 배열될 수 있다.
일부 경우들에, 하나 초과의 전기분무 노즐이 존재할 수 있다. 일부 경우들에, 이러한 노즐 또는 각 노즐에서 천공은 0.1 내지 1.0 mm, 적합하게는 0.5 내지 1.0 mm 범위의 크기를 가질 수 있다. 본 발명자들은, 적용 분야에서 분무된 물질이 (물질 점도로 인해) 비교적 큰 점적을 형성할 수 있으며 더 작은 노즐 크기가 막히게 될 수 있다는 것을 발견하였다.
일부 경우들에, 물질이 분무되는 표면은 분무 동안 20℃ 내지 90℃, 적합하게는, 약 25℃ 내지 60℃의 온도로 가열될 수 있다. 일부 경우들에, 노즐은 분무 동안 20℃ 내지 90℃, 적합하게는, 약 25℃ 내지 60℃의 온도로 가열될 수 있다.
에어로졸 형성 물질은 활성 물질 및 선택적으로, 향미제를 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 형성 물질은 니코틴 및/또는 담배 물질 및/또는 향미제를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 이는 에어로졸 발생제 및 겔화제 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 에어로졸 형성 물질은 무정형 고체일 수 있다(하기에서 더욱 상세히 논의됨).
일부 경우들에, 에어로졸 형성 물질은 임베딩된 가열 수단, 예를 들어, 저항성 또는 유도성 가열 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 수단은 무정형 고체에 임베딩될 수 있다. 일부 경우들에, 임베딩된 가열 수단은 제작 공정 동안에 임베딩되도록, 물질이 분무되는 표면 상에 배열될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "담배 물질"은 담배 또는 이의 유도체들을 포함하는 임의의 물질을 지칭한다. 용어 "담배 물질"은 담배, 담배 유도체들, 팽화 담배, 재생 담배 또는 담배 대용품들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 담배 물질은 분쇄 담배(ground tobacco), 담배 섬유, 컷 담배, 압출 담배(extruded tobacco), 담배 줄기(tobacco stem), 재생 담배 및/또는 담배 추출물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 담배는 탈니코틴화된 담배일 수 있다.
담배 물질을 생산하는 데 사용되는 담배는 버지니아(Virginia) 및/또는 벌리(Burley) 및/또는 오리엔탈(Oriental)을 포함하여 단일 등급들 또는 블렌드들, 컷 래그(cut rag) 또는 전체 잎과 같은 임의의 적합한 담배일 수 있다. 이는 또한 담배 입자 '미세물들(fines)' 또는 더스트(dust), 팽화 담배, 줄기들, 팽화 줄기들, 및 다른 가공된 줄기 물질들, 예를 들어, 잘린 권취된 줄기들일 수 있다. 담배 물질은 분쇄 담배 또는 재생 담배 물질일 수 있다. 재생 담배 물질은 담배 섬유들을 포함할 수 있고, 주조, 담배 추출물을 다시 첨가하는 장망식 초지기(Fourdrinier) 기반 제지 유형 접근법, 또는 압출에 의해 형성될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "니코틴"은 니코틴 또는 이의 염을 지칭할 수 있다. 이러한 화합물은 천연(즉, 담배 식물로부터 추출됨) 또는 합성일 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "에어로졸 발생제"는 에어로졸의 발생을 촉진하는 제제를 지칭한다. 에어로졸 발생제는 초기 기화 및/또는 기체의 흡입 가능한 고체 및/또는 액체 에어로졸로의 응축을 촉진함으로써 에어로졸의 발생을 촉진할 수 있다.
적합한 에어로졸 발생제들은 폴리올, 예를 들어, 에리트리톨, 소르비톨, 글리세롤, 및 글리콜들, 예를 들어, 프로필렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜; 비-폴리올, 예를 들어, 1가 알코올들, 고비등점 탄화수소들, 산들, 예를 들어, 락트산, 글리세롤 유도체들, 에스테르들, 예를 들어, 디아세틴, 트리아세틴, 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트, 트리에틸 시트레이트 또는 미리스테이트들, 예를 들어, 에틸 미리스테이트 및 이소프로필 미리스테이트 및 지방족 카르복실산 에스테르들, 예를 들어, 메틸 스테아레이트, 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 에어로졸 발생제는 적합하게는 멘톨을 용해하지 않는 조성을 가질 수 있다. 에어로졸 발생제는 적합하게는 글리세롤을 포함하거나, 이를 필수구성으로 포함하거나, 이로 이루어질 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "결합제", "겔화제", "바인더", 등은 에어로졸 형성 물질의 다른 성분들을 함께 결합시키는 데 도움을 주는 물질을 지칭한다. 예를 들어, 결합제는 겔화제일 수 있고/거나 성분들을 함께 결합시키기 위해 에어로졸 형성 물질 내에서 가교를 형성할 수 있다. 적합하게는, 결합제는 알기네이트, 펙틴, 전분(및 유도체), 셀룰로오스(및 유도체), 검, 실리카 또는 실리콘 화합물, 클레이, 폴리비닐 알코올 및 이들의 조합을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, 결합제는 알기네이트, 펙틴, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스, 풀루란, 잔탄 검 구아 검, 카라기난, 아가로오스, 아카시아 검, 흄드 실리카, PDMS, 소듐 실리케이트, 카올린 및 폴리비닐 알코올 중 하나 이상을 포함한다. 일부 경우들에, 겔화제는 알기네이트 및/또는 펙틴을 포함하고, 무정형 고체의 형성 동안 응결제(예를 들어, 칼슘 공급원)와 조합될 수 있다. 일부 경우들에, 무정형 고체는 칼슘 가교된 알기네이트 및/또는 칼슘 가교된 펙틴을 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 겔화제는 알기네이트를 포함하고, 알기네이트는 무정형 고체의 10 내지 30 중량%의 양(건조 중량 기준으로 계산됨)으로 무정형 고체에 존재한다. 일부 구현예들에서, 알기네이트는 무정형 고체에 존재하는 유일한 겔화제이다. 다른 구현예들에서, 겔화제는 알기네이트 및 적어도 하나의 추가 겔화제, 예를 들어, 펙틴을 포함한다.
일부 구현예들에서, 무정형 고체는 카라기난을 포함하는 겔화제를 포함할 수 있다.
결합제는 에어로졸 형성 물질에 임의의 적합한 양 및 농도로 포함될 수 있다. 이러한 물질에 포함된 결합제의 양 및 농도는 물질의 조성 및 에어로졸 형성 물질이 도입되는 디바이스에서 요망되는 특성에 따라 달라질 수 있다.
본원에서 사용되는 활성 물질은 생리학적 반응을 달성하거나 향상시키기 위한 물질인 생리학적 활성 물질일 수 있다. 활성 물질은, 예를 들어, 뉴트라슈티컬들(nutraceuticals), 누트로픽들(nootropics), 정신작용제들(psychoactives)로부터 선택될 수 있다. 활성 물질은 천연 발생하거나 합성적으로 획득될 수 있다. 활성 물질은, 예를 들어, 니코틴, 카페인, 타우린, 테인, 비타민들, 예를 들어, B6 또는 B12 또는 C, 멜라토닌, 칸나비노이드들, 또는 이들의 구성성분들, 유도체들 또는 조합물들을 포함할 수 있다. 활성 물질은 담배, 대마초 또는 또 다른 식물의 하나 이상의 성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 활성 물질은 니코틴을 포함한다.
일부 구현예들에서, 활성 물질은 카페인, 멜라토닌 또는 비타민 B12를 포함한다.
본원에 기재된 바와 같이, 활성 물질은 하나 이상의 칸나비노이드들 또는 테르펜들과 같은 대마초의 하나 이상의 성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함할 수 있다.
칸나비노이드들은 뇌에서 신경전달물질 방출을 억제하는 세포들의 칸나비노이드 수용체들(즉, CB1 및 CB2)에 작용하는 천연 또는 합성 화합물들의 한 부류이다. 칸나비노이드들은 대마초와 같은 식물들(식물칸나비노이드들), 동물들(엔도칸나비노이드들)로부터 천연 발생할 수 있거나, 인공적으로 제조(합성 칸나비노이드들)될 수 있다. 대마초 종은 적어도 85개의 상이한 식물칸나비노이드들을 발현하며, 칸나비게롤들(cannabigerols), 칸나비크로멘들(cannabichromenes), 칸나비디올들(cannabidiols), 테트라하이드로칸나비놀들(tetrahydrocannabinols), 칸나비놀들(cannabinols) 및 칸나비노디올들(cannabinodiols), 및 다른 칸나비노이드들(cannabinoids)을 포함하는 하위부류들로 나뉜다. 대마초에서 발견된 칸나비노이드들은 칸나비게롤(CBG), 칸나비크로멘(CBC), 칸나비디올(CBD), 테트라하이드로칸나비놀(THC), 칸나비놀(CBN), 칸나비노디올(CBDL), 칸나비사이클롤(CBL), 칸나비바린(CBV), 테트라하이드로칸나비바린(THCV), 칸나비디바린(CBDV), 칸나비크로메바린(CBCV), 칸나비게로바린(CBGV), 칸나비게롤 모노메틸 에테르(CBGM), 칸나비네롤산, 칸나비디올산(CBDA), 칸나비놀 프로필 변형(CBNV), 칸나비트리올(CBO), 테트라하이드로칸나브몰산(THCA), 및 테트라하이드로칸나비바린산(THCV A)을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
본원에 기재된 바와 같이, 활성 물질은 하나 이상의 식물들 또는 이의 성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함하거나 이들로부터 유래될 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "식물"은 추출물들, 잎들, 나무껍질, 섬유들, 줄기들, 뿌리들, 종자들, 꽃들, 과일들, 화분, 껍질(husk), 껍질들(shells) 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는 식물들로부터 유래된 임의의 물질을 포함한다. 대안적으로, 이러한 물질은 합성으로 획득된 식물에 천연적으로 존재하는 활성 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 물질은 액체, 기체, 고체, 분말, 먼지, 분쇄된 입자들, 과립들, 펠렛들, 파쇄물들, 스트립들, 시트들 등의 형태일 수 있다. 예시적 식물들은 담배, 유칼립투스(eucalyptus), 스타 아니스(star anise), 대마(hemp), 코코아(cocoa), 대마초, 회향풀(fennel), 레몬그라스(lemongrass), 페퍼민트(peppermint), 스피어민트(spearmint), 루이보스(rooibos), 카모마일(chamomile), 아마(flax), 생강(ginger), 은행나무(ginkgo biloba), 개암(hazel), 히비스커스(hibiscus), 월계수(laurel), 감초(licorice)(감초(liquorice)), 말차(matcha), 마테(mate), 오렌지 껍질, 파파야(papaya), 장미, 세이지(sage), 차, 예를 들어, 녹차 또는 홍차, 타임(thyme), 정향(clove), 시나몬(cinnamon), 커피, 아니스열매(aniseed)(아니스(anise)), 바질(basil), 월계수 잎들(bay leaves), 카다몬(cardamom), 고수(coriander), 커민(cumin), 육두구(nutmeg), 오레가노(oregano), 파프리카(paprika), 로즈마리(rosemary), 샤프란(saffron), 라벤더(lavender), 레몬 껍질, 민트(mint), 주니퍼(juniper), 엘더플라워(elderflower), 바닐라(vanilla), 윈터그린(wintergreen), 뷔프스테이크 식물(beefsteak plant), 강황(curcuma), 심황(turmeric), 백단유(sandalwood), 고수풀(cilantro), 베르가못(bergamot), 오렌지 블로섬(orange blossom), 도금양(myrtle), 카시스(cassis), 발레리안(valerian), 피멘토(pimento), 메이스(mace), 데미안(damien), 마요라나(marjoram), 올리브(olive), 레몬 밤(lemon balm), 레몬 바질(lemon basil), 골파(chive), 카르비(carvi), 버베나(verbena), 타라곤(tarragon), 제라늄(geranium), 뽕나무(mulberry), 인삼(ginseng), 테아닌(theanine), 테아크린(theacrine), 마카(maca), 아쉬와간다(ashwagandha), 다미아나(damiana), 과라나(guarana), 엽록소(chlorophyll), 바오밥(baobab) 또는 이들의 임의의 조합물이다. 민트는 멘타 아르벤시스(Mentha arvensis), 멘타 c.v.(Mentha c.v.), 멘타 닐리아카(Mentha niliaca), 멘타 피페리타(Mentha piperita), 멘타 피페리타 시트라타 c.v.(Mentha piperita citrata c.v.), 멘타 피페리타 c.v.(Mentha piperita c.v.), 멘타 스피카타 크리스파(Mentha spicata crispa), 멘타 코르디폴리아(Mentha cordifolia), 멘타 롱기폴리아(Mentha longifolia), 멘타 수아베올렌스 바리에가타(Mentha suaveolens variegata), 멘타 풀레기움(Mentha pulegium), 멘타 스피카타 c.v.(Mentha spicata c.v.) 및 멘타 수아베올렌스(Mentha suaveolens)의 민트 품종으로부터 선택될 수 있다.
일부 구현예들에서, 식물은 유칼립투스, 스타 아니스, 코코아 및 대마로부터 선택된다.
일부 구현예들에서, 식물은 루이보스 및 회향풀로부터 선택된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어들 "향미" 및 "향미제"는, 지역 규제들(local regulations)이 허용하는 경우, 성인 소비자들을 위해 제품에 원하는 맛, 향 또는 기타 체성감각적 감각을 생성하는데 사용될 수 있는 물질들을 지칭한다. 이들은 천연 발생 향미 물질들, 식물들, 식물 추출물들, 합성적으로 획득되는 물질들 또는 이들의 조합물들(예를 들어, 담배, 대마초, 감초(licorice)(감초(liquorice)), 수국(hydrangea), 유게놀(eugenol), 일본 흰 껍질 목련 잎(Japanese white bark magnolia leaf), 카모마일, 호로파(fenugreek), 정향, 단풍(maple), 말차, 멘톨, 일본 민트(Japanese mint), 아니스열매(아니스), 시나몬, 심황, 인도 향신료(Indian spices), 아시아 향신료(Asian spices), 허브(herb), 윈터그린, 체리(cherry), 베리(berry), 레드 베리(red berry), 크랜베리(cranberry), 복숭아, 사과, 오렌지, 망고, 클레멘타인(clementine), 레몬, 라임, 열대 과일, 파파야, 대황(rhubarb), 포도, 두리안, 용과(dragon fruit), 오이, 블루베리, 뽕나무, 감귤류(citrus fruits), 드람부이(Drambuie), 버번(bourbon), 스카치(scotch), 위스키(whiskey), 진(gin), 데킬라(tequila), 럼(rum), 스피어민트, 페퍼민트, 라벤더, 알로에 베라(aloe vera), 카다몬, 셀러리(celery), 카스카릴라(cascarilla), 육두구, 백단유, 베르가못, 제라늄, 카트(khat), 나스와르(naswar), 베텔(betel), 시샤(shisha), 소나무, 허니 에센스(honey essence), 장미 오일(rose oil), 바닐라(vanilla), 레몬 오일(lemon oil), 오렌지 오일(orange oil), 오렌지 블로섬, 벚꽃(cherry blossom), 카시아(cassia), 캐러웨이(caraway), 코냑(cognac), 자스민(jasmine), 일랑-일랑(ylang-ylang), 세이지, 회향풀, 와사비(wasabi), 피망, 생강, 고수, 커피, 대마, 멘타 속(genus Mentha)의 임의의 종으로부터의 민트 오일(mint oil), 유칼립투스, 스타 아니스, 코코아, 레몬그라스, 루이보스, 아마, 은행나무, 개암, 히비스커스, 월계수, 마테, 오렌지 껍질, 장미, 차, 예를 들어, 녹차 또는 홍차, 타임, 주니퍼, 엘더플라워, 바질, 월계수 잎들, 커민, 오레가노, 파프리카, 로즈마리, 샤프란, 레몬 껍질, 민트, 뷔프스테이크 식물, 강황, 고수풀, 도금양, 카시스, 발레리안, 피멘토, 메이스, 데미안, 마요라나, 올리브, 레몬 밤, 레몬 바질, 골파, 카르비, 버베나, 타라곤, 리모넨(limonene), 티몰(thymol), 캄펜(camphene)), 향미 증강제들, 쓴맛 수용체 부위 차단제들, 감각 수용체 부위 활성화제들 또는 자극제들, 당들 및/또는 당 대체물들(예를 들어, 수크랄로스, 아세설팜 포타슘, 아스파탐, 사카린, 사이클라메이트들, 락토스, 수크로스, 글루코스, 프룩토스, 소르비톨, 또는 만니톨), 및 다른 첨가제들, 예를 들어, 숯, 엽록소, 미네랄들, 식물들, 또는 구취제거제들(breath freshening agents)을 포함할 수 있다. 이들은 모조, 합성 또는 천연 성분들 또는 이들의 블렌드들일 수 있다. 이들은, 예를 들어, 오일과 같은 액체, 분말과 같은 고체, 또는 기체와 같은 임의의 적합한 형태일 수 있다.
향미는 적합하게는 하나 이상의 민트 향미들, 적합하게는 멘타 속의 임의의 종으로부터의 민트 오일을 포함할 수 있다. 향미는 적합하게는 멘톨을 포함하거나, 이를 필수구성으로 포함하거나, 이로 이루어질 수 있다.
일부 구현예들에서, 향미는 멘톨, 스피어민트 및/또는 페퍼민트를 포함한다.
일부 구현예들에서, 향미는 오이, 블루베리, 감귤류 및/또는 레드베리의 향미 성분들을 포함한다.
일부 구현예들에서, 향미는 유게놀을 포함한다.
일부 구현예들에서, 향미는 담배로부터 추출된 향미 성분들을 포함한다.
일부 구현예들에서, 향미는 대마초로부터 추출된 향미 성분들을 포함한다.
일부 구현예들에서, 향미는 향 또는 미각 신경들에 추가로 또는 대신에 제5 뇌신경(삼차 신경)의 자극에 의해 일반적으로 화학적으로 유도되고 인지되는 체성감각적 감각을 달성하도록 의도된 감각을 포함할 수 있으며, 이들은 가열, 냉각, 저림, 마비 효과를 제공하는 제제들을 포함할 수 있다. 적합한 열 효과 제제는 바닐릴 에틸 에테르일 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 적합한 냉각제는 유칼립톨, WS-3일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
일부 경우들에, 에어로졸 형성 물질은 건조된 겔을 포함하거나, 이를 필수성분으로 포함하거나, 이로 이루어질 수 있으며, 이는 또한, 본원에서 "무정형 고체", "모놀리틱 고체"(즉, 비-섬유질)로서 지칭될 수 있다. 무정형 고체는 그 안에 액체와 같은 일부 유체를 보유할 수 있는 고체 물질이다. 일부 경우들에, 에어로졸 형성 물질은 무정형 고체의 약 50 중량%, 60 중량%, 또는 70 중량% 내지 무정형 고체의 약 90 중량%, 95 중량%, 또는 100 중량%를 차지할 수 있다.
일부 경우들에, 무정형 고체는 약 0.015 mm 내지 약 1.0 mm의 두께를 가질 수 있다. 적합하게는, 두께는 약 0.05 mm, 0.1 mm 또는 0.15 mm 내지 약 0.5 mm 또는 0.3 mm의 범위일 수 있다. 본 발명자들은 0.2 mm의 두께를 갖는 물질이 특히 적합한 것을 발견하였다. 무정형 고체는 하나 초과의 층을 포함할 수 있으며, 본원에 기술된 두께는 이들 층들의 총 두께를 지칭한다.
본 발명자들은 에어로졸 형성 무정형 고체가 너무 두꺼우면 가열 효율이 저하된다는 것을 확립하였다. 이는 사용 중인 전력 소비에 악영향을 미친다. 반대로, 에어로졸 형성 무정형 고체가 너무 얇으면 제조 및 취급이 어렵고; 매우 얇은 물질은 주조하기가 더 어렵고 깨지기 쉬우며 사용시 에어로졸 형성을 저하시킬 수 있다.
본 발명자들은 본원에 규정된 무정형 고체 두께들이 이들 경쟁 고려사항들을 고려하여 물질 특성들을 최적화한다는 것을 확립하였다.
본원에 규정된 두께는 물질에 대한 평균 두께이다. 일부 경우들에, 무정형 고체 두께는 25%, 20%, 15%, 10%, 5% 또는 1% 이하만큼 변할 수 있다.
일부 경우들에, 무정형 고체는 1 내지 60 중량%의 겔화제를 포함할 수 있으며, 이들 중량들은 건조 중량 기준으로 계산된다.
적합하게는, 무정형 고체는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 60 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량%, 30 중량% 또는 27 중량%의 겔화제(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무정형 고체는 1 내지 50 중량%, 5 내지 40 중량%, 10 내지 30 중량% 또는 15 내지 27 중량%의 겔화제를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 겔화제는 하이드로콜로이드를 포함한다. 일부 구현예들에서, 겔화제는 알기네이트들, 펙틴들, 전분들(및 유도체들), 셀룰로오스들(및 유도체들), 검들, 실리카 또는 실리콘 화합물들, 클레이들, 폴리비닐 알코올 및 이들의 조합물들을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물들을 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, 겔화제는 알기네이트들, 펙틴들, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 풀루란, 잔탄 검 구아 검, 카라기난, 아가로오스, 아카시아 검, 흄드 실리카, PDMS, 소듐 실리케이트, 카올린 및 폴리비닐 알코올 중 하나 이상을 포함한다. 일부 경우들에, 겔화제는 칼슘-가교된 알기네이트를 포함한다.
일부 구현예들에서, 겔화제는 알기네이트를 포함하며, 알기네이트는 무정형 고체에, 무정형 고체의(건조 중량 기준으로 계산함) 10 내지 30 중량%의 양으로 존재한다. 일부 구현예들에서, 알기네이트는 무정형 고체에 존재하는 유일한 겔화제이다. 다른 구현예에서, 겔화제는 알기네이트 및 적어도 하나의 추가 겔화제, 예를 들어, 펙틴을 포함한다.
적합하게는, 무정형 고체는 약 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 또는 20 중량% 내지 약 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 55 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 또는 35 중량%의 에어로졸 발생제(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생제는 가소제로 작용할 수 있다. 예를 들어, 무정형 고체는 5 내지 60 중량%, 10 내지 50 중량% 또는 20 내지 40 중량%의 에어로졸 발생제를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 에어로졸 발생제는 에리트리톨, 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 트리아세틴, 소르비톨 및 자일리톨로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다. 일부 경우들에, 에어로졸 발생제는 글리세롤을 포함하거나, 이를 필수구성으로 포함하거나, 이로 구성된다. 본 발명자들은 가소제의 함량이 너무 높으면 무정형 고체가 물을 흡수하여 사용시 적절한 소비 경험을 생성하지 않는 물질을 생성할 수 있음을 확립하였다. 본 발명자들은 가소제 함량이 너무 낮으면 무정형 고체가 다루기 힘들고 용이하게 부서질 수 있음을 확립하였다. 본원에 명시된 가소제 함량은 무정형 고체 시트가 보빈에 권취되는 것을 허용하는 무정형 고체 유연성을 제공하며, 이는 에어로졸 발생 물품들의 제조에 유용하다.
일부 경우들에, 무정형 고체는 향미를 포함할 수 있다. 적합하게는, 무정형 고체는 최대 약 60 중량%, 50 중량%, 40 중량%, 30 중량%, 20 중량%, 10 중량% 또는 5 중량%의 향미를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 무정형 고체는 적어도 약 0.1 중량%, 약 0.5 중량%, 1 중량%, 2 중량%, 5 중량% 10 중량%, 20 중량% 또는 30 중량%의 향미(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무정형 고체는 0.1 내지 60 중량%, 1 내지 60 중량%, 5 내지 60 중량%, 10 내지 60 중량%, 20 내지 50 중량% 또는 30 내지 40 중량%의 향미를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 향미(존재시)는 멘톨을 포함하거나, 이를 필수구성으로 포함하거나, 이로 이루어진다. 일부 경우들에, 무정형 고체는 향미를 포함하지 않는다.
무정형 고체는 활성 물질, 예를 들어, 담배 물질 및/또는 니코틴을 포함한다. 예를 들어, 무정형 고체는 분말형 담배(powdered tobacco) 및/또는 니코틴 및/또는 담배 추출물을 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 무정형 고체는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 70 중량%, 60 중량%, 50 중량%, 45 중량% 또는 40 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 활성 물질을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 무정형 고체는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 70 중량%, 60 중량%, 50 중량%, 45 중량% 또는 40 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 물질 및/또는 니코틴을 포함할 수 있다.
일부 경우들에, 무정형 고체는 담배 추출물을 포함한다. 일부 경우들에, 무정형 고체는 5 내지 60 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 무정형 고체는 약 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 55 중량%, 50 중량%, 45 중량% 또는 40 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무정형 고체는 5 내지 60 중량%, 10 내지 55 중량% 또는 25 내지 55 중량%의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 담배 추출물은 무정형 고체가 1 중량% 1.5 중량%, 2 중량% 또는 2.5 중량% 내지 약 6 중량%, 5 중량%, 4.5 중량% 또는 4 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 니코틴을 포함하는 농도로 니코틴을 함유할 수 있다. 일부 경우들에, 담배 추출물로 인한 것 이외에 무정형 고체에 니코틴이 없을 수 있다.
일부 구현예들에서, 무정형 고체는 담배 물질을 포함하지 않지만 니코틴을 포함한다. 일부 상기 경우들에, 무정형 고체는 약 1 중량%, 2 중량%, 3 중량% 또는 4 중량% 내지 약 20 중량%, 15 중량%, 10 중량% 또는 5 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 니코틴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무정형 고체는 1 내지 20 중량% 또는 2 내지 5 중량%의 니코틴을 포함할 수 있다.
일부 경우들에, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 적어도 약 0.1 중량%, 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 25 중량% 또는 30 중량%일 수 있다. 일부 경우들에, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 약 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 50 중량% 또는 40 중량% 미만일 수 있다(모두는 건조 중량 기준으로 계산됨).
일부 경우들에, 담배 물질, 니코틴 및 향미의 총 함량은 적어도 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 25 중량% 또는 30 중량%일 수 있다. 일부 경우들에, 담배 물질, 니코틴 및 향미의 총 함량은 약 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 50 중량% 또는 40 중량% 미만일 수 있다(모두는 건조 중량 기준으로 계산됨).
일부 구현예들에서, 무정형 고체는 하이드로겔이고, 습윤 중량 기준으로 계산된 약 20 중량% 미만의 물을 포함한다. 일부 경우들에, 하이드로겔은 습윤 중량 기준(WWB)으로 계산된 약 15 중량%, 12 중량% 또는 10 중량% 미만의 물을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 하이드로겔은 적어도 약 1 중량%, 2 중량% 또는 적어도 약 5 중량%의 물(WWB)을 포함할 수 있다.
일부 구현예들에, 무정형 고체는 습윤 중량 기준으로 계산된 약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 물, 또는 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 물을 포함한다. 적합하게는, 무정형 고체의 물 함량은 약 5 중량%, 7 중량% 또는 9 중량% 내지 약 15 중량%, 13 중량% 또는 11 중량%(WWB), 가장 적합하게는 약 10 중량%일 수 있다.
일부 구현예들에서, 무정형 고체는 60 중량% 미만의 충전제, 예를 들어, 1 중량% 내지 60 중량%, 또는 5 중량% 내지 50 중량%, 또는 5 중량% 내지 30 중량%, 또는 10 중량% 내지 20 중량%의 충전제를 포함한다.
다른 구현예에서, 무정형 고체는 20 중량% 미만, 적합하게는 10 중량% 미만 또는 5 중량% 미만의 충전제를 포함한다. 일부 경우들에, 무정형 고체는 1 중량% 미만의 충전제를 포함하고, 일부 경우들에, 충전제를 포함하지 않는다.
충전제는 존재시 하나 이상의 무기 충전제 물질들, 예를 들어, 탄산 칼슘, 펄라이트, 질석, 규조토, 콜로이드 실리카, 산화 마그네슘, 황산 마그네슘, 탄산 마그네슘, 및 적합한 무기 흡착제들, 예를 들어, 분자체들을 포함할 수 있다. 충전제는 목재 펄프, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체들과 같은 하나 이상의 유기 충전제 물질들을 포함할 수 있다. 특정 경우들에, 무정형 고체는 석회분말과 같은 탄산 칼슘을 포함하지 않는다.
충전제를 포함하는 특정 구현예들에서, 충전제는 섬유질이다. 예를 들어, 충전제는 목재 펄프, 대마 섬유, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체들과 같은 섬유질 유기 충전제 물질일 수 있다. 이론으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 무정형 고체에 섬유질 충전제를 포함시키는 것은 물질의 인장 강도를 증가시킬 수 있는 것으로 생각된다. 이는 무정형 고체 시트가 에어로졸화 가능 물질의 로드를 둘러싸는 경우와 같이 무정형 고체가 시트로서 제공되는 예들에서 특히 유리할 수 있다.
일부 구현예들에서, 무정형 고체는 담배 섬유들(tobacco fibres)을 포함하지 않는다. 특정 구현예들에서, 무정형 고체는 섬유질 물질을 포함하지 않는다.
일부 구현예들에서, 에어로졸 발생 물질은 담배 섬유들을 포함하지 않는다. 특정 구현예들에서, 에어로졸 발생 물질은 섬유질 물질을 포함하지 않는다.
일부 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 담배 섬유들을 포함하지 않는다. 특정 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 섬유질 물질을 포함하지 않는다.
일부 구현예들에서, 에어로졸 발생 물품은 담배 섬유들을 포함하지 않는다. 특정 구현예들에서, 에어로졸 발생 물품은 섬유질 물질을 포함하지 않는다.
일부 경우들에, 무정형 고체는 겔화제, 응결제, 에어로졸 발생제, 활성 물질, 물, 및 선택적으로 향미를 필수성분으로 포함하거나, 이로 이루어질 수 있다.
일부 경우들에, 무정형 고체는 겔화제, 응결제, 에어로졸 발생제, 담배 물질 및/또는 니코틴 공급원, 물, 및 선택적으로 향미를 필수성분으로 포함하거나, 이로 이루어질 수 있다.
일부 예들에서, 시트 형태의 무정형 고체는 약 200 N/m 내지 약 900 N/m의 인장 강도를 가질 수 있다. 무정형 고체가 충전제를 포함하지 않는 것과 같은 일부 예들에서, 무정형 고체는 200 N/m 내지 400 N/m, 또는 200 N/m 내지 300 N/m, 또는 약 250 N/m의 인장 강도를 가질 수 있다. 상기 인장 강도들은 에어로졸 발생 물질이 시트로 형성된 후 파쇄되고 에어로졸 발생 물품에 통합되는 구현예들에 특히 적합할 수 있다. 무정형 고체가 충전제를 포함하는 것과 같은 일부 예들에서, 무정형 고체는 600 N/m 내지 900 N/m, 또는 700 N/m 내지 900 N/m, 또는 약 800 N/m의 인장 강도를 가질 수 있다. 상기 인장 강도들은 에어로졸 발생 물질이 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 권취된 시트로서, 적합하게는 튜브 형태로 포함되는 구현예들에 특히 적합할 수 있다.
무정형 고체를 포함하는 에어로졸 발생 물질은 임의의 적합한 면적 밀도, 예를 들어, 30 g/㎡ 내지 120 g/㎡과 같은 면적 밀도를 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 에어로졸 발생 물질은 약 30 내지 70 g/㎡, 또는 약 40 내지 60 g/㎡의 면적 밀도를 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 무정형 고체는 약 80 내지 120 g/m2, 또는 약 70 내지 110 g/m2, 또는 특히 약 90 내지 110 g/m2의 면적 밀도를 가질 수 있다. 상기 면적 밀도들은 에어로졸 발생 물질이 시트 형태의 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 포함되거나 파쇄된 시트(이하에 추가로 기재됨)로서 포함되는 경우 특히 적합할 수 있다.
일부 경우들에, 겔 전구체 슬러리는 먼저 표면에 적용될 수 있다. 이는 전기분무에 의해 또는 당해 분야에 공지된 임의의 다른 기술에 의해 적용될 수 있다. 응결제는 이후에 전기분무에 의해 적용될 수 있다. 대안적으로, 응결제는, 먼저, 선택적으로 전기분무에 의해, 표면 상에 또는 표면에 제공될 수 있으며, 이후에 겔 전구체 슬러리는 전기분무에 의해 적용될 수 있다. 예를 들어, 표면에는 응결제(예를 들어, 칼슘 공급원) 및 겔-전구체 슬러리(결합제로서 알기네이트 또는 펙틴을 포함하는, 에어로졸 형성 물질의 다른 모든 성분들을 함유함)는 표면 상에 분무될 수 있다(이에 따라, 칼슘 및 알기네이트/펙틴의 접촉 시에 겔화됨). 일부 경우들에, 물질은 담체 상에 분무되고, 칼슘을 함유한 재생 담배를 포함할 수 있다.
또 다른 경우에, 에어로졸 형성 물질의 별도의 성분들은, 전기분무 노즐과 표면 사이에 겔화가 개시되도록 전기분무 플럼에서 혼합될 수 있다.
일부 예에서, 슬러리는 46.5℃에서 약 10 내지 약 20 Pa·s, 예를 들어, 46.5℃에서 약 14 내지 약 16 Pa·s의 점도를 갖는다.
예를 들어, 슬러리는 겔-전구체로서 소듐, 칼륨 또는 암모늄 알기네이트를 포함할 수 있다. 응결제는 칼슘 공급원(예를 들어, 칼슘 클로라이드)을 포함할 수 있다. 칼슘 공급원과 같은 응결제의 총량은 0.5 내지 5 중량%일 수 있다(건조 중량 기준으로 계산됨). 본 발명자는 너무 적은 응결제의 첨가가 겔 성분을 안정화시키지 않는 겔을 형성시키고 이러한 성분들이 겔로부터 떨어져 나갈 수 있음을 확인하였다. 본 발명자는 너무 많은 응결제의 첨가가 매우 끈적이고 결과적으로 불량한 취급성을 갖는 겔을 형성한다는 것을 확인하였다.
알기네이트 염들은 알긴산의 유도체들이며, 전형적으로 고분자량 폴리머들(10 내지 600 kDa)이다. 알긴산은 다당류를 형성하기 위해 (1,4)-글리코시드 결합들과 함께 연결된 β-D-만누론산(M) 및 α-L-굴루론산(G) 단위들(블록들)의 코폴리머가다. 칼슘 양이온들의 첨가시, 알기네이트가 가교되어 겔을 형성한다. 본 발명자들은 높은 G 단량체 함량을 갖는 알기네이트 염들이 칼슘 공급원의 첨가시 겔을 더 용이하게 형성한다는 것을 결정하였다. 이에 따라, 일부 경우들에, 겔-전구체는 알기네이트 염을 포함하며, 여기서, 알기네이트 코폴리머에서 적어도 약 40%, 45%, 50%, 55%, 60% 또는 70%의 모노머 단위가 α-L-글루론산(G) 단위이다.
일부 경우들에, 에어로졸 형성 기재의 담체는 실질적으로 또는 완전히 불침투성일 수 있다. 이는 에어로졸 또는 기체가 담체를 통해 통과하는 것을 방지하여 사용시 에어로졸의 유동을 제어하고 이를 사용자에게 전달되도록 한다. 이는 또한, 예를 들어, 에어로졸 발생 어셈블리에 제공된 히터의 표면 상에서 사용시 기체/에어로졸의 응축 또는 다른 침착을 감소시키거나 방지하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 일부 경우들에 소비 효율 및 위생이 개선될 수 있다.
담체는 에어로졸 형성 물질을 지지하는 데 사용될 수 있는 임의의 적합한 물질일 수 있다. 일부 경우들에, 담체는 금속 호일, 종이, 카본 종이, 내유지(greaseproof paper), 세라믹, 탄소 동소체들, 예를 들어, 흑연 및 그래핀, 플라스틱, 목재, 판지 또는 이들의 조합물로부터 선택된 물질들로 형성될 수 있다. 일부 경우들에, 담체는 재생 담배(reconstituted tobacco) 시트와 같은 담배 물질을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 일부 경우들에, 담체는 금속 호일, 종이, 판지, 목재 또는 이들의 조합물로부터 선택된 물질들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 담체는 이전 목록들로부터 선택된 물질들의 층들을 포함하는 라미네이트로 형성될 수 있다. 예를 들어, 담체는 종이-배킹된 호일일 수 있다. 호일은 기체/에어로졸에 대해 실질적으로 불침투성이어서, 흐름 경로의 제어를 제공할 수 있고, 또한, 에어로졸 형성 물질에 열을 전달할 수 있다.
적합하게는, 담체 층의 두께는 약 10 ㎛, 15 ㎛, 17 ㎛, 20 ㎛, 23 ㎛, 25 ㎛, 50 ㎛, 75 ㎛ 또는 0.1 mm 내지 약 2.5 mm, 2.0 mm, 1.5 mm, 1.0 mm 또는 0.5 mm 범위일 수 있다. 담체는 하나 초과의 층을 포함할 수 있으며, 본원에 기술된 두께는 그러한 층들의 총 두께를 지칭한다.
일부 경우들에, 담체는 에어로졸 형성 물질을 접하는 종이 층을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 본 발명자는, 에어로졸 형성 물질(예를 들어, 겔)이 종이에 잘 결합한다는 것을 확인하였다. 이론으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 물질이 고형화/응결될 때, 종이가 물질에 부분적으로 결합되도록, 에어로졸 형성 물질(예를 들어, 겔)을 형성하는 슬러리가 종이에 부분적으로 함침하는 것으로 사료된다. 이러한 것은 물질과 종이 간의 강력한 결합을 제공한다. 종이는 0 내지 300 코레스타 단위(Coresta Unit; CU), 적합하게는 5 내지 100 CU 또는 25 내지 75 CU의 기공률을 가질 수 있다.
추가로, 표면 거칠기는 무정형 물질과 담체 사이의 결합 강도에 기여할 수 있다. 본 발명자들은 (담체에 접하는 표면에 대한) 종이 거칠기가 적합하게는 50 내지 1000 베크(Bekk) 초, 적합하게는 50 내지 150 베크 초, 적합하게는 100 베크 초(50.66 내지 48.00 kPa의 공기압 간격에 걸쳐 측정됨)의 범위일 수 있음을 발견하였다. (베크 평활도 시험기는 매끄러운 유리 표면과 종이 샘플 사이에 지정된 압력의 공기가 누출되는 종이 표면의 평활도를 결정하는 데 사용되는 기기이며, 이들 표면들 사이에 침투하는 공기의 고정된 부피에 대한 시간(초)이 "베크 평활도"이다).
반대로, 무정형 고체로부터 멀리 직면하는 담체의 표면은 히터와 접촉하여 배열될 수 있고, 더 매끄러운 표면은 더 효율적인 열 전달을 제공할 수 있다. 따라서, 일부 경우들에, 담체는 무정형 물질에 접하는 더 거친 면 및 무정형 물질로부터 멀리 직면하는 더 부드러운 면을 갖도록 배치된다.
일 특정 경우에, 담체는 종이 배킹된 호일(paper-backed foil)일 수 있으며; 종이 층은 무정형 고체 층에 접하고 이전 단락들에서 논의된 특성들은 이러한 인접에 의해 제공된다. 호일 배킹은 실질적으로 불침투성이며, 이는 에어로졸 유동 경로의 제어를 제공한다. 금속 호일 배킹은 또한 무정형 고체에 열을 전도하는 역할을 할 수 있다.
또 다른 경우에, 종이 배킹된 호일의 호일 층은 무정형 고체와 접한다. 호일은 실질적으로 불침투성이므로 무정형 고체에 제공된 물이 종이에 흡수되어 이의 구조적 온전성을 약화시킬 수 있는 것을 방지한다.
일부 경우들에, 담체는 알루미늄 호일과 같은 금속 호일로 형성되거나 이를 포함한다. 금속 담체는 무정형 고체로의 열 에너지의 더 나은 전도를 허용할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 금속 호일은 유도 가열 시스템에서 서셉터(susceptor)로 기능할 수 있다. 특정 구현예들에서, 담체는 금속 호일 층 및 지지 층, 예를 들어, 판지를 포함한다. 이들 구현예들에서, 금속 호일 층은 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 적합하게는 약 5 ㎛와 같은 20 ㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다.
본원에 기술된 방법에 의해 수득된 에어로졸 형성 기재는 태우지 않고 에어로졸을 발생시키기 위해 기재를 가열시키는 어셈블리에서 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 무정형 고체는 시트 형태의 에어로졸 발생 물품 또는 어셈블리로서 형성되고 여기에 도입될 수 있다. 일부 경우들에, 에어로졸 발생 물질은 평면 시트로서, 다발 또는 주름진 시트로서, 크림프 시트(crimped sheet)로서, 또는 권취된 시트로서(즉, 튜브 형태로) 포함될 수 있다. 일부 이러한 경우에, 이러한 구현예의 무정형 고체는 에어로졸 발생 물품/어셈블리에서 시트로서, 예를 들어, 에어로졸화 가능 물질(예를 들어, 담배)의 로드를 둘러싸는 시트로서 포함될 수 있다. 일부 다른 경우에, 에어로졸 발생 물질은 시트로서 형성되고, 이후에, 파쇄되고 물품에 도입될 수 있다. 일부 경우들에, 파쇄된 시트는 컷 래그 담배와 혼합되고 물품에 도입될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 사용시 에어로졸화 가능 물질을 태우지 않고 120℃ 내지 350℃로 가열할 수 있다. 일부 경우들에, 히터는 사용시 에어로졸화 가능 물질을 태우지 않고 140℃ 내지 250℃로 가열할 수 있다. 일부 경우들에, 사용시 실질적으로 모든 무정형 고체는 히터로부터 약 4 mm, 3 mm, 2 mm 또는 1 mm 미만으로 존재한다. 일부 경우들에, 고체는 히터로부터 약 0.010 mm 내지 2.0 mm, 적합하게는 약 0.02 mm 내지 1.0 mm, 적합하게는 0.1 mm 내지 0.5 mm 사이에 배치된다. 이들 최소 거리들은 일부 경우들에 무정형 고체를 지지하는 담체의 두께를 반영할 수 있다. 일부 경우들에, 무정형 고체의 표면은 히터에 직접 접할 수 있다.
무정형 고체의 예시적 구현예들
일부 구현예들에서, 무정형 고체는 멘톨을 포함한다.
멘톨 함유 무정형 고체를 포함하는 특정 구현예들은 파쇄된 시트로서 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 포함시키기에 특히 적합할 수 있다. 이들 구현예들에서, 무정형 고체는 다음의 조성(DWB)을 가질 수 있다: 약 20 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 25 중량% 내지 35 중량%의 양의 겔화제(바람직하게는 알기네이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 알기네이트와 펙틴의 조합물을 포함함); 약 35 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 40 중량% 내지 55 중량%의 양의 멘톨; 약 10 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 약 15 중량% 내지 약 25 중량%의 양의 에어로졸 발생제(바람직하게는 글리세롤을 포함함)(DWB).
일 구현예에서, 무정형 고체는 약 32 내지 33 중량%의 알기네이트/펙틴 겔화제 블렌드; 약 47 내지 48 중량%의 멘톨 향미제; 및 약 19 내지 20 중량%의 글리세롤 에어로졸 발생제를 포함한다(DWB).
상기 기재된 바와 같이, 이러한 구현예들의 무정형 고체는 파쇄된 시트로서 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 포함될 수 있다. 파쇄된 시트는 컷 담배(cut tobacco)와 블렌딩된 물품/어셈블리에 제공될 수 있다. 대안적으로, 무정형 고체는 파쇄되지 않은 시트로 제공될 수 있다. 적합하게는, 파쇄되거나 파쇄되지 않은 시트는 약 0.015 mm 내지 약 1 mm, 바람직하게는 약 0.02 mm 내지 약 0.07 mm의 두께를 갖는다.
멘톨 함유 무정형 고체의 특정 구현예들은 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 에어로졸화 가능 물질(예를 들어, 담배)의 로드를 둘러싸는 시트와 같은 시트로서 포함하기에 특히 적합할 수 있다. 이들 구현예들에서, 무정형 고체는 다음의 조성(DWB)을 가질 수 있다: 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 30 중량%의 양의 겔화제(바람직하게는 알기네이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 알기네이트와 펙틴의 조합물을 포함함); 약 10 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 15 중량% 내지 40 중량%의 양의 멘톨; 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 35 중량%의 양의 에어로졸 발생제(바람직하게는 글리세롤을 포함함); 및 선택적으로 최대 60 중량%의 양, 예를 들어, 5 중량% 내지 20 중량%, 또는 약 40 중량% 내지 60 중량%의 양의 충전제(DWB).
이들 구현예들 중 하나에서, 무정형 고체는 약 11 중량%의 알기네이트/펙틴 겔화제 블렌드, 약 56 중량%의 목재 펄프 충전제, 약 18%의 멘톨 향미제 및 약 15 중량%의 글리세롤을 포함한다(DWB).
또 다른 이들 구현예들에서, 무정형 고체는 약 22 중량%의 알기네이트/펙틴 겔화제 블렌드, 약 12 중량%의 목재 펄프 충전제, 약 36%의 멘톨 향미제 및 약 30 중량%의 글리세롤을 포함한다(DWB).
상기 기재된 바와 같이, 이들 구현예들의 무정형 고체는 시트로서 포함될 수 있다. 일 구현예에서, 시트는 종이를 포함하는 담체 상에 제공된다. 일 구현예에서, 시트는 금속 호일, 적합하게는 알루미늄 금속 호일을 포함하는 담체 상에 제공된다. 이러한 구현예에서, 무정형 고체는 금속 호일에 접할 수 있다.
일 구현예에서, 시트는 시트의 상부 및 하부 표면에 부착된 층(바람직하게는, 종이를 포함함)을 갖는 라미네이트 물질의 일부를 형성한다. 적합하게는, 무정형 고체의 시트는 약 0.015 mm 내지 약 1 mm의 두께를 갖는다.
일부 구현예들에서, 무정형 고체는 멘톨을 포함하지 않는 향미제를 포함한다. 이들 구현예들에서, 무정형 고체는 다음의 조성(DWB)을 가질 수 있다: 약 5 내지 약 40 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 35 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 35 중량%의 양의 겔화제(바람직하게는 알기네이트를 포함함); 약 0.1 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 양의 향미제; 15 중량% 내지 75 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 70 중량%, 또는 약 50 중량% 내지 약 65 중량%의 양의 에어로졸 발생제(바람직하게는 글리세롤을 포함함); 및 선택적으로 약 60 중량%, 또는 약 20 중량%, 또는 약 10 중량%, 또는 약 5 중량% 미만의 양의 충전제(적합하게는 목재 펄프)(바람직하게는 무정형 고체는 충전제를 포함하지 않음)(DWB).
이들 구현예들 중 하나에서, 무정형 고체는 약 27 중량%의 알기네이트 겔화제, 약 14 중량%의 향미제 및 약 57 중량%의 글리세롤 에어로졸 발생제를 포함한다(DWB).
또 다른 이들 구현예들에서, 무정형 고체는 약 29 중량%의 알기네이트 겔화제, 약 9 중량%의 향미제 및 약 60 중량%의 글리세롤을 포함한다(DWB).
이들 구현예들의 무정형 고체는 선택적으로 컷 담배와 블렌딩된 파쇄된 시트로서 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 포함될 수 있다. 대안적으로, 이들 구현예들의 무정형 고체는 라미네이트는 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 에어로졸화 가능 물질(예를 들어, 담배)의 로드를 둘러싸는 시트와 같은 시트로서 포함될 수 있다. 대안적으로, 이러한 구현예의 무정형 고체는 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 담체 상에 배치된 층 부분으로서 포함될 수 있다.
일부 구현예들에서, 무정형 고체는 담배 추출물을 포함한다. 이들 구현예들에서, 무정형 고체는 다음의 조성(DWB)을 가질 수 있다: 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 30 중량%, 또는 약 15 중량% 내지 약 25 중량%의 양의 겔화제(바람직하게는 알기네이트를 포함함); 약 30 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 40 중량% 내지 55 중량%, 또는 약 45 중량% 내지 약 50 중량%의 양의 담배 추출물; 약 10 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 25 중량% 내지 약 35 중량%의 양의 에어로졸 발생제(바람직하게는 글리세롤을 포함함)(DWB).
일 구현예에서, 무정형 고체는 약 20 중량%의 알기네이트 겔화제, 약 48 중량%의 버지니아 담배(Virginia tobacco) 추출물 및 약 32 중량%의 글리세롤을 포함한다(DWB).
이들 구현예들의 무정형 고체는 임의의 적합한 수분 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 무정형 고체는 약 5 중량% 내지 약 15 중량%, 또는 약 7 중량% 내지 약 13 중량%, 또는 약 10 중량%의 수분 함량을 가질 수 있다.
이들 구현예들의 무정형 고체는 선택적으로 컷 담배와 블렌딩된 파쇄된 시트로서 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 포함될 수 있다. 대안적으로, 이들 구현예들의 무정형 고체는 에어로졸 발생 물품/어셈블리에 에어로졸화 가능 물질(예를 들어, 담배)의 로드를 둘러싸는 시트와 같은 시트로서 포함될 수 있다. 대안적으로, 이들 구현예들의 무정형 고체는 에어로졸 발생 물품/어셈블리에서 담체 상에 배치된 층 부분으로서 포함될 수 있다. 적합하게는, 임의의 이들 구현예들에서, 무정형 고체는 약 50 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 또는 약 60 ㎛ 내지 약 90 ㎛, 적합하게는 약 77 ㎛의 두께를 갖는다.
이러한 무정형 고체를 형성시키기 위한 슬러리는 또한 본 발명의 일부를 형성할 수 있다. 일부 경우들에, 슬러리는 약 5 내지 1200 Pa의 탄성 계수(저장 계수로도 지칭됨)를 가질 수 있으며; 일부 경우들에, 슬러리는 약 5 내지 600 Pa의 점성 계수(손실 계수로도 지칭됨)를 가질 수 있다.
다른 경우에, 종이-배킹 호일의 호일 층은 무정형 고체와 접한다. 호일은 실질적으로 불침투성이어서, 무정형 고체에 제공된 물이 이의 구조적 무결성을 약화시킬 수 있는 종이에 흡수되는 것을 방지한다.
일부 경우들에, 담체는 금속 호일, 예를 들어, 알루미늄 호일로부터 형성되거나, 이를 포함한다. 금속성 담체는 무정형 고체에 열 에너지의 보다 양호한 전도를 허용할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 금속 호일은 유도 가열 시스템에서 서셉터로서 기능할 수 있다. 특정 구현예에서, 담체는 금속 호일 층 및 지지체 층, 예를 들어, 판지를 포함한다. 이러한 구현예에서, 금속 호일 층은 20 ㎛ 미만, 예를 들어, 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 적합하게는, 약 5 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
본원에 기재된 모든 중량 백분율들(중량%로 표시됨)은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 건조 중량을 기준으로 계산된다. 모든 중량비들은 또한 건조 중량 기준으로 계산된다. 건조 중량 기준으로 인용된 중량은 물 이외의 추출물 또는 슬러리 또는 물질의 전체를 지칭하며, 글리세롤과 같이 그 자체로 실온 및 압력에서 액체인 성분들을 포함할 수 있다. 반대로, 습윤 중량 기준으로 인용된 중량 백분율은 물을 포함한 모든 성분들을 지칭한다.
의심의 여지를 피하기 위해, 본 명세서에서 용어 "포함하다"가 본 발명 또는 본 발명의 특징들을 정의하는 데 사용되는 경우, 본 발명 또는 특징이 "포함하다" 대신 용어들 "필수구성으로 포함하다" 또는 "이루어지다"를 사용하여 정의될 수 있는 구현예들이 또한 개시된다. 특정한 특징들을 "포함하는" 물질에 대한 언급은 상기 특징들이 물질에 포함되거나, 함유되거나, 보유됨을 의미한다.
상기 구현예들은 본 발명의 예시적인 예들로서 이해되어야 한다. 임의의 하나의 구현예와 관련하여 기재된 임의의 특징은 단독으로 또는 기재된 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있고, 또한 임의의 다른 구현예들의 하나 이상의 특징들, 또는 임의의 다른 구현예들의 임의의 조합과 조합하여 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 상기 기재되지 않은 동등물들 및 변형들이 또한 첨부된 청구범위들에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 이용될 수 있다.
Claims (12)
- 에어로졸 형성 기재(aerosol-forming substrate)를 제조하는 방법으로서,
상기 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 물질을 포함하며, 상기 에어로졸 형성 물질은 활성 물질을 포함하며;
상기 방법은 상기 에어로졸 형성 물질 또는 이의 성분 또는 전구체를 전기분무하는 것을 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서, 에어로졸 형성 기재가 에어로졸 형성 물질이 위에 제공된 담체를 포함하며, 방법은 에어로졸 형성 물질 또는 이의 성분 또는 전구체를 상기 담체 상에 전기분무하는 것을 포함하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 에어로졸 형성 물질이 에어로졸 발생제, 결합제 및 향미제 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 방법.
- 제3항에 있어서, 에어로졸 형성 물질이 폴리올, 글리세롤 유도체, 일가 알코올, 고비등점 탄화수소, 산, 및 에스테르로부터 선택된 에어로졸 발생제를 포함하는, 방법.
- 제3항에 있어서, 에어로졸 형성 물질이 알기네이트, 다당류, 및 검으로부터 선택된 결합제를 포함하는, 방법.
- 제3항에 있어서, 에어로졸 형성 물질이 향미제를 포함하며, 상기 향미제는 하나 이상의 민트-향미, 적합하게는, 멘타(Mentha) 속의 임의의 종으로부터의 민트 오일을 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 에어로졸 형성 물질이 무정형 고체(amorphous solid)를 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 에어로졸 형성 물질 또는 이의 성분 또는 전구체가 전기분무되는 표면이 전기분무 공정 동안 정전기적으로 하전되는, 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 에어로졸 형성 물질 또는 이의 성분 또는 전구체가 전기분무되는 표면이 전기분무 공정 동안 가열되는, 방법.
- 제2항에 있어서, 담체가 기체 및/또는 에어로졸에 대해 실질적으로 불침투성인, 방법.
- 제2항에 있어서, 담체가 종이를 포함하며, 에어로졸 형성 물질 또는 이의 전구체가 종이 상에 분무되는, 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득 가능한, 에어로졸 형성 기재.
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