KR20210119488A - 수계 전자 담배 액체 - Google Patents
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Abstract
질량부로 하기 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수계 전자 담배 액체: 5 부 - 60 부 물, 5 부 - 50 부의 물에 용해되고 실온에서 고체인 담배 증기 성분, 및 0 부 - 30 부 글리세롤. 상기 액체는 탁월한 연기 발생 효과 및 낮은 점도를 갖는 전자 담배 액체이다.
Description
본 출원은 전자 담배 액체 분야, 특히 수계 전자 담배 액체에 관한 것이다.
현재 시장에 나와 있는 전자 담배의 주요 성분은 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다. 글리세롤은 주로 분무화에 의해 연기를 발생시킨다. 글리세롤의 불량한 용해, 약한 유동성 및 높은 점도로 인해, 프로필렌 글리콜을 분무화제에 첨가해야 한다. 프로필렌 글리콜은 향미제 및 향기를 용해시키고, 분무화제의 유동성을 개선하고, 분무화에 의해 연기를 발생시키는 기능을 한다. 전통적으로, 글리세린은 인체에 안전한 것으로 간주된다. 식품 첨가물의 사용 기준 (GB2760-2014)은 글리세린을 다양한 목적을 위해 사용할 수 있고, 그것의 1일 최대 한도는 생산에 의해 요구된다고 규정하고 있다. 그러나, 프로필렌 글리콜은 안전하지 않으며, GB2760-2014는 그것의 사용을 두 분야: 습식 밀가루 제품 (예컨대 면류, 덤플링피, 훈툰피, 쇼마이피) 및 케이크에서만 허용하고, 그것의 1일 최대 한도는 각각 1.5 및 3.0 g/kg이다.
기존의 글리세롤은 달콤하고 기름진 것으로 여겨지고, 흡연시 묵직한 화학감을 갖고, 그의 흡연감은 사용자가 기존의 담배의 것보다 받아들이기가 더 어렵다.
글리세롤 및 프로필렌 글리콜을 주로 함유하는 전자 담배 액체는 높은 점도 및 비점을 갖고, 전력-소모가 높고, 무화기 상에서 쉽게 탄화된다. 분무화 온도가 200℃ 초과인 경우, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜은 알콜 및 케톤 화합물을 생성하여 사용자의 건강을 위태롭게 할 수 있다.
장기간의 이해에서, 물은 주요 분무화제로서 글리세린 및 프로필렌 글리콜을 사용하는 기존의 전자 담배 액체의 분무화 효과에 큰 영향을 미치고, 전자 담배 액체의 물 함량이 10% 초과인 경우, 전자 담배의 분무화 양은 현저하게 감소된다.
따라서, 프로필렌 글리콜 및 글리세린을 거의 또는 심지어 전혀 포함하지 않는 새로운 수계 전자 담배 액체를 개발할 필요가 있으며, 이것은 특정 연기를 발생하게 하고 전자 담배 액체의 안전성 및 흡연 맛을 향상시키고, 전자 담배 액체는 더 낮은 점도 및 비점을 가져 흡연 세트를 보호한다.
발명의 요약
본 발명에 의해 해결하고자 하는 기술적 문제는 종래 기술의 단점을 극복하는 것이고, 본 발명은 환경 친화성, 높은 안전성, 편안한 맛, 높은 연기 발생 효율 및 낮은 점도를 갖는 전자 담배 액체를 제공한다.
상기 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 기술적 해결책을 채택한다:
수계 전자 담배 액체는 질량부로 하기 성분을 포함한다: 5-60 부의 물, 5-50 부의, 상온에서 고체이고 물에 가용성인 연기 제공 성분, 및 0-30 부의 글리세롤. 연기 제공 성분은 당 알콜이다. 전통적인 이해에서, 당 알콜은 결정질 고체이고, 유동성을 갖지 않고 전자 담배 분무화제로서 사용될 수 없는 것으로 일반적으로 여겨지고; 한편, 전통적인 이해에서, 물은 주요 분무화제로서 글리세린 및 프로필렌 글리콜을 사용하는 기존의 전자 담배 액체의 분무화 효과에 큰 영향을 미치고, 전자 담배 액체의 물 함량이 10% 초과인 경우, 전자 담배의 분무화 양은 현저히 감소된다. 본 발명에서, 수계 전자 담배 액체를 제조하는 경우, 당 알콜을 연기 제공 성분으로서 사용하고 물에 용해시켜 전자 담배 액체의 주요 분무화 성분을 형성한다.
또한, 수계 전자 담배 액체는 낮은 점도를 갖는다. 본 발명에서 낮은 점도는 상온 및 상압에서 글리세롤 + 프로필렌 글리콜 전자 담배 액체의 점도보다 낮은 점도를 말한다. 구체적으로, 점도는 200 mPa·s 이하, 또는 150 mPa·s 이하, 또는 100 mPa·s 이하, 또는 75 mPa·s 이하, 또는 50 mPa·s 이하, 또는 25 mPa·s 이하, 또는 20 mPa·s 이하, 또는 15 mPa·s 이하, 또는 12 mPa·s 이하, 또는 1.1 mPa·s 이상이다. 다수의 실험을 기반으로, 물은 전자 담배 액체의 점도를 감소시킬 수 있어서, 수계 전자 담배 액체의 점도는 글리세롤 및 프로필렌 글리콜 전자 담배 액체의 점도보다 낮고, 수계 전자 담배 액체는 보다 낮은 전력하에 사용될 수 있고, 화력은 감소되고, 높은 가열 필라멘트 온도에 의해 유발되는 탄화 코킹은 방지되었고, 배터리의 사용 수명은 연장될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
또한, 수계 전자 담배 액체는 낮은 비점을 갖는다. 본 발명에서 낮은 점도는 상온 및 상압에서 글리세롤 및 프로필렌 글리콜 전자 담배 액체의 비점보다 낮은 비점을 말한다. 구체적으로, 비점은 180℃ 이하, 또는 160℃ 이하, 또는 140℃ 이하, 또는 120℃ 이하, 또는 110℃ 이하, 또는 103℃ 이상이다. 다수의 실험을 기반으로, 당 알콜을 함유하는 수계 전자 담배 액체의 비점은 글리세롤 + 프로필렌 글리콜 전자 담배 액체의 비점보다 낮아서, 수계 전자 담배 액체는 보다 낮은 전력하에 사용될 수 있고, 화력은 감소되고, 높은 가열 필라멘트 온도에 의해 유발되는 탄화 코킹은 방지되었고, 배터리의 사용 수명은 연장될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
또한, 수계 전자 담배 액체는 높은 비열 용량을 갖는다. 본 발명에 기재된 높은 비열 용량은 상온에서 상압하에 글리세롤 및 프로필렌 글리콜 전자 담배 액체의 비열 용량보다 높은 비열 용량을 말한다. 구체적으로, 비점은 2.8 J/(g·℃) 이상, 또는 2.8 J/(g·℃) 이상, 또는 2.9 J/(g·℃) 이상, 또는 3.0 J/(g·℃) 이상, 또는 3.1 J/(g·℃) 이상, 또는 3.2 J/(g·℃) 이상, 또는 3.3 J/(g·℃) 이상, 또는 3.4 J/(g·℃) 이상, 또는 3.5 J/(g·℃) 이상이다. 다수의 실험을 기반으로, 당 알콜을 함유하는 수계 전자 담배 액체의 비열 용량은 글리세롤 + 프로필렌 글리콜 전자 담배 액체의 비열 용량보다 크고, 이것은 유기 성분의 균열을 초래하여 다량의 유해 물질을 생성하는, 전자 담배의 과도한 가열을 방지한다는 것이 밝혀졌다.
또한, 수계 전자 담배 액체는 흡연 동안 0.80 ㎍/흡입 이상의 평균 분무화 양을 갖고, 분무화 양은 포집된 에어로졸의 중량이다. 물에 당 알콜의 혼합물을 함유하는 전자 담배 액체는 높은 연기 발생 효과를 갖고, 그의 연기 양은 글리세롤 및 프로필렌 글리콜의 혼합물의 연기 양보다 적지 않다는 것이 연구에 의해 밝혀졌다.
또한, 수계 전자 담배 액체는 흡연 동안 1.00 ㎍/흡입 이하의 평균 포름알데히드 함량 및 0.5 ㎍/흡입 이하의 평균 아세트알데히드 함량을 갖는다. 수계 전자 담배 분무화제는 카르보닐 화합물의 생성시 기존의 전자 담배 액체보다 양호한 안전성을 갖는다는 것이 다수의 실험에 의해 밝혀졌다.
또한, 수계 전자 담배 액체는 질량부로 하기 성분으로 이루어진다: 10-50 부의 당 알콜, 0-30 부의 글리세롤, 및 20-50 부의 물.
또한, 수계 전자 담배 액체는 질량부로 하기 성분으로 이루어진다: 20-30 부의 당 알콜, 0-10 부의 글리세롤, 및 20-40 부.
또한, 당 알콜은 에리트리톨, 크실리톨, 만니톨 및 소르비톨 중 적어도 하나; 바람직하게는 질량비가 1:1 내지 1:4인 에리트리톨 및 크실리톨의 혼합물; 보다 바람직하게는 에리트리톨 대 크실리톨의 질량비가 1:1 내지 1:4이고, 에리트리톨 대 소르비톨의 질량비가 1:1 내지 1:4인, 에리트리톨, 소르비톨 및 크실리톨의 혼합물로부터 선택된다. 당 알콜이 질량비가 1:1 내지 1:4인 에리트리톨 및 크실리톨의 혼합물인 경우, 특히 소르비톨을 1:1 내지 1:4의 에리트리톨 대 소르비톨의 질량비로 첨가하는 경우, 수계 전자 담배의 연기 발생 효과, 물리적 특성 및 맛은 최적의 균형에 이르렀다는 것이 다수의 실험에 의해 밝혀졌다. 본 발명에서, 분무화제에서 용매로서 프로필렌 글리콜을 물로 대체하고, 프로필렌 글리콜에 비해, 물은 더 양호한 안전성을 갖는다. 에리트리톨, 크실리톨, 만니톨 및 소르비톨은 일반적인 당 대용물이고 일반적으로 허용되었고, 그들의 안전성도 또한 장기 시험을 허용하였다. 따라서, 본 발명의 전자 담배를 실수로 섭취하더라도, 심각한 결과를 초래하지 않을 것이다.
또한, 수계 전자 담배 액체는 향기를 증가시키기 위한 물질 및/또는 토바코 추출물을 포함하고, 향기를 증가시키기 위한 물질은 담배 에센스 및/또는 담배 향미제를 포함하고 바람직하게는 0.01-10 질량부이고, 토바코 추출물은 바람직하게는 0-20 질량부이다. 에센스는 일반적으로 액체이고, 향미제는 일반적으로 고체이며, 에센스 및/또는 향미제의 용매는 주로 물이다. 용해를 촉진하고 밀듀(mildew)를 억제하기 위해, 맛에 영향을 미치거나 또는 소비자에게 술 취한 효과를 가져오지 않고, 소량의 프로필렌 글리콜 또는 에탄올을 용해 촉진제 또는 밀듀 억제제로서 첨가할 수 있다.
수계 전자 담배 액체는 질량부로 하기 성분을 포함한다: 5-60 부의 물, 및 5-50 부의, 상온에서 고체이고 물에 가용성인 연기 제공 성분. 연기 제공 성분은 당 알콜이다.
또한, 수계 전자 담배 액체는 프로필렌 글리콜을 포함하지 않는다. 프로필렌 글리콜 및 가열 후에 생성된 그의 생성물은 인체에 악영향을 미치기 때문에, 많은 실험 후, 본 발명은 성분 비율을 조정하여 프로필렌 글리콜을 함유하지 않는 수계 전자 담배 액체를 얻고, 이것은 양호한 연기 발생 성능을 얻고 기존의 전자 담배 액체보다 높은 안전성을 갖는다. 게다가, 당 알콜은 글리세롤의 좋지 않은 맛을 어느 정도까지 억제할 수 있다. 프로필렌 글리콜이 용해 촉진제 또는 밀듀 억제제와 같은 기능적 보조제로서 불가피하게 사용되는 경우, 수계 전자 담배 액체는 5 부 이하의 프로필렌 글리콜을 포함한다.
또한, 수계 전자 담배는 30 부 이하, 또는 25 부 이하, 또는 20 부 이하, 또는 15 부 이하, 또는 15 부 이하, 또는 10 부 이하, 또는 5 부 이하의 글리세린을 포함하고, 바람직하게는 글리세롤 및 프로필렌 글리콜을 포함하지 않는다. 다수의 실험을 기반으로, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜은 분무화 후 카르보닐 물질을 발생시킬 뿐만 아니라 매우 진한 달콤한 느낌 및 화학적 냄새를 가져서, 연기의 맛을 향상시키기 위해, 수계 전자 담배 액체의 성분으로부터 글리세롤 및 프로필렌 글리콜을 제거한다는 것이 밝혀졌다.
또한, 연속 흡연의 과정에서, 수계 전자 담배 액체는 안정적인 분무화 효과를 갖는다. 기존의 전자 담배 액체에 비해, 글리세롤을 함유하거나 또는 함유하지 않은 프로필렌 글리콜-무함유 수계 전자 담배 액체는 매우 안정적인 연기 발생 부피를 갖는다는 것이 다수의 실험 검정에 의해 밝혀졌다.
또한, 수계 전자 담배 액체의 분무화 효과 부동 값(atomization effect floating value)은 S효과이고, 수계 전자 담배 액체의 흡입의 횟수는 n이고, 수계 전자 담배 액체의 i-번째 흡입에 상응하는 분무화 양은 Si이고, 흡입당 수계 전자 담배 액체의 평균 분무화 양은 
이고, 파라미터는 
를 만족시킨다. 수계 전자 담배 액체의 분무화 효과 부동 값은 상기 공식으로부터 얻을 수 있다. 다수의 실험 검정 후, 글리세롤을 함유하거나 또는 함유하지 않은 프로필렌 글리콜-무함유 수계 전자 담배 액체는 매우 안정적인 분무화 효과를 갖고, 분무화 효과 부동 값은 항상 0.1 미만으로 유지된다는 것을 확인할 수 있다.
또한, 물 대 연기 제공 성분의 질량비는 1:4 내지 4:1이고; 또한, 물 대 연기 제공 성분의 질량비는 1:4 내지 1:1이다. 물 함량이 너무 높은 경우, 연기 제공 성분은 수증기가 충분한 연기를 형성하는 것을 도울 수 없고; 연기 제공 성분의 함량이 너무 높은 경우, 용액의 유동성은 좋지 않고, 결정이 쉽게 생성되며, 이것은 전자 담배의 정상 작동에 도움이 되지 않는다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명의 장점은 다음과 같다:
1. 당 알콜 및 물을 주요 성분으로서 사용하는 분무화제의 설계 방식은 글리세롤 + 프로필렌 글리콜의 기존의 분무화제보다 양호한 안전성 및 흡연 맛을 얻는다.
2. 당 알콜 및 물을 주요 성분으로서 사용하는 분무화제의 설계 방식은 기존의 포뮬러보다 낮은 점도 및 비점을 얻고, 탄화를 감소시키고, 배터리의 사용 수명을 연장하고 흡연 세트의 생산 비용을 줄일 수 있다.
3. 이 포뮬러는 저 비용 및 간단한 생산의 장점을 갖는다.
실시양태의 상세한 설명
본 특허의 특징 및 장점은 하기 구체적 실시양태에서 상세히 설명될 것이고, 그의 내용은 통상의 기술자가 본 특허의 기술적 내용을 이해하고 이를 구현하기에 충분하고, 통상의 기술자는 설명, 청구범위 및 도면에 따라 본 특허의 목적 및 장점을 쉽게 이해할 수 있다.
실시예 1:
S1: 에리트리톨 및 크실리톨을 물에 용해시켰고, 여기서 에리트리톨, 크실리톨 및 물의 질량비는 1:4:6이었다.
S2: 캐러멜 토바코 수용성 향미제를 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 캐러멜 토바코 수용성 향미제 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:10이었다.
실시예 2:
S1: 에리트리톨 및 크실리톨을 물에 용해시켰고, 여기서 에리트리톨, 크실리톨 및 물의 질량비는 1:4:4였다.
S2: 토바코 추출물을 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 토바코 추출물 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:10이었다.
실시예 3:
S1: 에리트리톨 및 크실리톨을 물에 용해시켰고, 여기서 에리트리톨, 크실리톨 및 물의 질량비는 1:4:5였다.
S2: 오렌지에이드 수용성 향미제를 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 오렌지에이드 수용성 향미제 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:10이었다.
실시예 4:
S1: 에리트리톨, 만니톨 및 글리세롤을 물에 용해시켰고, 여기서 에리트리톨, 만니톨, 글리세린 및 물의 질량비는 1:4:2:6이었다.
S2: 캐러멜 토바코 수용성 향미제를 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 캐러멜 토바코 수용성 향미제 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:10이었다.
실시예 5:
S1: 에리트리톨, 크실리톨 및 글리세롤을 물에 용해시켰고, 여기서 에리트리톨, 크실리톨, 글리세린 및 물의 질량비는 1:4:2:5였다.
S2: 산사나무 수용성 향미제를 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 산사나무 수용성 향미제 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:10이었다.
실시예 6:
S1: 에리트리톨, 크실리톨 및 글리세롤을 물에 용해시켰고, 여기서 에리트리톨, 크실리톨, 글리세린 및 물의 질량비는 1:6:4:10이었다.
S2: 산사나무 수용성 향미제를 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 산사나무 수용성 향미제 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:19였다.
실시예 7:
S1: 에리트리톨, 크실리톨, 소르비톨 및 글리세롤을 물에 용해시켰고, 여기서 에리트리톨, 크실리톨, 소르비톨, 글리세롤 및 물의 질량비는 1:4:1:2:5였다.
S2: 박하 수용성 향미제를 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 박하 수용성 향미제 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:10이었다.
실시예 8:
S1: 에리트리톨, 크실리톨, 소르비톨, 만니톨 및 글리세롤을 물에 용해시켰고, 여기서 에리트리톨, 크실리톨, 소르비톨, 만니톨, 글리세롤 및 물의 질량비는 1:4:1:1:2:5였다.
S2: 캐러멜 토바코 수용성 향미제를 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 캐러멜 토바코 수용성 향미제 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:20이었다.
실시예 9:
S1: 크실리톨을 물에 용해시켰고, 여기서 크실리톨 대 물의 질량비는 1:1이었다.
S2: 캐러멜 토바코 수용성 향미제를 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 캐러멜 토바코 수용성 향미제 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:20이었다.
실시예 10:
S1: 에리트리톨을 물에 용해시켰고, 여기서 에리트리톨 대 물의 질량비는 1:4였다.
S2: 오렌지에이드 수용성 향미제를 S1의 혼합물과 균일하게 혼합하여 본 실시예의 전자 담배 액체를 수득하였으며, 여기서 오렌지에이드 수용성 향미제 대 S1의 혼합물의 질량비는 1:20이었다.
실시예 11-59 및 비교 실시예 1-8:
표 1의 성분들의 질량비에 따라 원료를 균일하게 혼합하여 실시예 11-59 및 비교 실시예 1-8의 전자 담배 액체를 수득하였다.
표 1: 실시예 11-59에서 성분들의 질량비
카르보닐 화합물에 대한 시험 I
전자 담배 연구 분야에서, 전자 담배 액체의 안전성은 일반적으로 에어로졸에서의 알데히드 케톤의 함량을 측정하는 방법을 사용하여 측정되었다.
1) 시험을 위해 선택된 샘플: 프로필렌 글리콜, 글리세린, 블랭크 분무화제, 상업적으로 입수가능한 전자 담배 액체 샘플 70 (덜튼(Doulton)R 넘버 1 전자 담배 액체), 상업적으로 입수가능한 전자 담배 액체 샘플 82 (황학루(Huanghelou)R 전자 담배 액체), 실시예 1의 단계 1에서 수득된 혼합물 샘플 (코드 S1, 총 2개의 샘플, 각각 S1-1 및 S1-2), 및 실시예 1의 단계 2에서 수득된 전자 담배 액체 (코드 S2, 총 2개의 샘플, 각각 S2-1 및 S2-2).
2) 시험 방법
2.1) 선형 흡연 세트 시험 단계: 상기 샘플을 각각 전자 담배 흡연 세트에 관류시키고, 종형 곡선에 따라 선형 흡연 세트 (모델: SM450)로 흡연을 수행하고, 전자 담배 흡연 세트를 흡연 동안 외부 정전압원 4.5 V에 연결하였다. 흡연 모드: 흡연 곡선은 구형파 곡선이었고, 흡연 용량은 55 ml였고, 흡연 시간은 흡입당 3 초였고, 간격은 30 초였고, 흡입의 횟수는 30회였다. 연기는 2개의 45 mm 캠브리지 유리 섬유 필터 (알데히드 케톤 유도체 시약을 함유함)로 포집되었다.
2.2) 고성능 액체 크로마토그래피 시험 단계: 포집된 연기에서 주요 카르보닐 화합물의 함량은 산업 표준 방법에 의해 측정되었다: 담배 주류 담배 연기에서의 주요 카르보닐 화합물의 결정 고성능 액체 크로마토그래피 방법.
2.3) 전자 담배 및 흡연 세트 동기화 단계: 기존의 무화기 (저항선 + 액체 가이드 면)는 안정화된 전압 공급 모듈 (최대 전압 6.2 V, 시험 전압 4 V)을 통해 흡연 세트와 동기화되었고; 초음파 무화기는 어떤 외부 장치에도 연결되지 않았지만, 그의 배터리에 연결되었으며, 수동으로 켜거나 또는 꺼서 흡연 세트와 동기화하였다.
2.4) 흡수 병이 필요한지 확인하는 단계: 고함량의 알데히드 케톤 표준물을 블랭크 분무화제에 첨가하였고, 상기 실험 방법에 기초한 시험을 위해 10 ml의 알데히드 케톤 유도체 시약으로 채운 흡수 병을 흡연 세트에 연결하였고, 실험 결과는 알데히드 케톤이 흡수 병 유도체에서 검출되지 않았다는 것을 보여주었다. 따라서, 흡연 세트의 포집 장치는 어떠한 흡수 병도 필요로 하지 않고, 2개의 필터의 존재하에 30회 흡입의 전자 담배 연기에서 알데히드 케톤 화합물을 수집할 수 있다.
시험 결과는 다음과 같았다:
표 2 기존의 무화기에서 프로필렌 글리콜, 글리세린, 및 블랭크 분무화제의 알데히드 케톤 데이터
표 3 기존의 무화기에서 두 가지 상업적으로 입수가능한 전자 담배 액체의 알데히드 케톤 데이터
표 4 기존의 무화기에서 S1 및 S2 샘플의 알데히드 케톤 데이터
주석: N.D. = 검출되지 않음
표 2-4의 대조로부터, 수계 전자 담배 분무화제에서 또는 본 발명의 수계 전자 담배 액체를 분무한 후에 카르보닐 화합물 또는 다른 유해 물질은 발견되지 않았다. 일반 전자 담배 분무화제의 기체 상 성분에 비해, 이 수계 분무화제는 더 양호한 안전성을 가졌다.
연기 포집 시험 I
실시예 6의 전자 담배 액체를 전자 담배 흡연 세트에 관류시키고, 종형 곡선에 따라 선형 흡연 세트 (모델: SM450)로 흡연을 수행하고, 전자 담배 흡연 세트를 흡연 동안 외부 정전압원 4.5 V에 연결하였다. 흡연 모드: 흡연 곡선은 구형파 곡선이었고, 흡연 시간은 흡입당 3 초였고, 간격은 30 초였다.
연기는 45 mm 캠브리지 유리 섬유 필터로 포집되었고, 캠브리지 필터에 의해 포집된 연기는 칭량에 의해 측정되었다. 물을 제외한 물질은 캠브리지 필터에 의해 포집되어 연기를 형성할 것이다.
본 실시예의 연기 포집 데이터는 표 4에 나와 있다.
표 5 연기 포집 시험 I의 연기 포집 데이터
필터 포집 중량은 분무화제를 가열한 후 기체 상 성분, 즉, 연기로서 간주될 수 있다. 기기 중량 손실은 전자 담배 흡연 세트에서 가열하여 휘발된 전자 담배 액체가었다. 물은 필터에 의해 포집되지 않았기 때문에, 필터 포집 중량은 기기 손실 중량보다 적었다. 포집 비율은 2개의 데이터를 조합하여 계산할 수 있다. 전자 담배 액체의 조성 비와 비교하여, 포집 비율은 전자 담배 액체의 용질에 정비례한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 수계 전자 담배 액체의 분무화 양은 전자 담배 액체의 용질에 정비례하였다.
동일한 전자 담배 흡연 세트 및 동일한 전자 담배 세트를 순수 글리세롤로 이루어진 전자 담배 액체와 함께 사용한 후, 필터 및 흡연 세트를 실험 전후에 칭량하여 표 5에 나와 있는 바와 같은, 필터 포집 및 흡연 세트 중량 손실 데이터를 얻었다.
표 6 순수 글리세롤의 연기 포집 데이터
글리세롤은 공기 중의 수분을 쉽게 흡수하기 때문에, 필터 포집 중량은 기기 중량 손실 데이터보다 높았다.
표 5 및 표 6의 대조로부터, 본 발명의 수계 전자 담배 액체는 글리세롤과 유사한 분무화 양을 가졌고, 전자 담배 액체의 용질 함량이 60%인 경우, 수계 전자 담배 액체의 분무화 양은 동일한 조건하에 순수 글리세롤 전자 담배 액체의 분무화 양의 60%였다.
실시예 1-52의 전자 담배 액체를 일반 전자 담배 무화기에 첨가하였고, 정상 흡연 동안 육안으로 보이는 담청색 연기가 발생되었다. 연속 흡연 후, 연기 양은 크게 감소되지 않았고, 맛은 계속 안정적이었다. 실험은, 글리세롤-프로필렌 글리콜 1:1 전자 담배 액체와 비교하여, 본 발명에서 50%의 물 함량을 갖는 분무화제의 포집 중량은 글리세롤-프로필렌 글리콜 1:1 전자 담배 액체의 포집 중량의 대략 50%였다는 것을 보여주었다. 흡연에 의해 발생된 연기를 육안으로 관찰했을 때, 본 발명에서 50%의 물 함량을 갖는 분무화제의 연기 양은 또한 글리세롤-프로필렌 글리콜 1:1 전자 담배 액체의 연기 양의 대략 50%였다.
카르보닐 화합물에 대한 시험 II
하기 실시예에서 수계 전자 담배 액체를 선택하였고, 그의 에어로졸을 수집하였고, 에어로졸에서의 흡입당 알데히드 케톤 함량을 분석하여 기존의 글리세롤 및 프로필렌 글리콜 전자 담배 오일의 데이터와 비교하였고, 구체적 데이터는 표 7에 나와 있다:
표 7: 수계 전자 담배 액체 및 기존의 전자 담배 액체의 카르보닐 화합물의 비교
관능 평가 시험 I
칭량 이외에, 육안 관찰 및 주관적 평가를 또한 사용하여 수계 전자 담배 액체의 연기 양을 평가할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 전자 담배 액체의 관능 품질을 시험하였다. 5가지 평가 항목: 연기 양, 단맛, 자극, 이질적 냄새 및 뒷맛을 비롯한, 관능 품질 평가 기준은 표 8에 나와 있고, 각 평가 항목의 최대 척도는 9점이었고, 각 평가 항목은 1점 단위로 채점하였다.
표 8 전자 담배 액체의 관능 품질 점수 기준
평가 방법: 흡연 평가 기술자에게 샘플 및 관능 품질 평가 기준 표를 제공하였고, 표에 따라 다양한 지시약을 평가하였다.
결과 통계: 모든 흡연 평가 기술자의 평가 결과는 유효하였고, 흡연 평가 기술자의 단일 평가 결과의 산술 평균 값을 풀고, 소숫점 이하 자릿수까지 유지하고, 합산하여 총 점수를 얻었다.
표 9: 수계 전자 담배 액체 및 기존의 전자 담배 액체의 흡연 평가 데이터의 비교
연기 포집 시험 II
실시예 20, 30 및 35 및 비교 실시예 1-8에서 제조된 전자 담배 액체를 각각 전자 담배 흡연 세트의 저장 빈에 관류시키고 흡연 세트로 피우고, 에어로졸을 캠브리지 필터로 포집하였다. 첫 번째 50회 흡입에서 포집 전후의 캠브리지 필터의 중량 변화를 정확하게 칭량하여 흡입당 에어로졸의 평균 중량을 얻었다. 실시예 20, 30 및 35 및 비교 실시예 1-8의 전자 담배 액체의 데이터를 비교하여 수계 전자 담배 액체의 연기 양을 측정하였다. 구체적인 데이터는 표 10에 나와 있다:
표 10: 수계 전자 담배 액체 및 기존의 전자 담배 액체의 흡입당 연기 양의 비교
표 10의 데이터에 따르면, 기존의 전자 담배 액체에서의 물의 비율은 너무 높을 수 없고, 그렇지 않으면, 연기 양을 감소시킬 것이고 흡연 품질에 영향을 미칠 것이다. 물에 연기 제공 성분의 첨가는 연기 양을 분명히 증가시킬 수 있다.
실시예 20, 30 및 35에서 제조된 전자 담배 액체를 각각 전자 담배 흡연 세트의 저장 빈에 관류시키고 흡연 세트로 피우고, 에어로졸을 캠브리지 필터로 포집하였다.
포집 전후의 캠브리지 필터의 중량 변화를 정확하게 칭량하여 흡입당 에어로졸의 중량을 얻었다. 비교 실시예 8의 데이터를 동일한 실험 조건하에 측정하였고, 두 그룹의 데이터를 비교하여 수계 전자 담배 액체의 연기 양을 측정하였다. 구체적인 데이터는 표 11에 나와 있다:
표 11: 수계 전자 담배 액체 및 기존의 전자 담배 액체의 평균 연기 양 (㎍/흡입)의 비교
표 11의 데이터는 연기 발생제의 첨가가 수계 전자 담배 액체의 연기 양을 상당히 향상시켰다는 것을 입증하였다. 그의 데이터는 기존의 전자 담배 액체의 데이터보다 약간만 낮았다. 전자 담배 액체를 소형 흡연 세트에서 직접 피웠고, 그의 연기 양은 육안에 의한 관찰하에 허용가능하였다.
표 11의 데이터 및 흡연 평가 실험에 따르면, 다음의 결론이 도출되었다: 수계 전자 담배 액체의 연기 양은 기존의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 전자 담배 오일의 연기 양보다 약간 적었다. 수계 전자 담배 액체는 적은 연기 양을 추구하는 흡연 그룹에 적합하였다.
상기 실험 과정 동안, 수계 전자 담배 액체의 분무화 효과 부동 값은 S효과이고, 수계 전자 담배 액체의 흡입의 횟수는 n이고, 수계 전자 담배 액체의 i-번째 흡입에 상응하는 분무화 양은 Si이고, 흡입당 수계 전자 담배 액체의 평균 분무화 양은 
이고, 실시예 20, 30 및 35의 상기 파라미터는 
를 만족시켰다. 수계 전자 담배 액체의 분무화 효과 부동 값은 상기 공식으로부터 얻을 수 있다. 다수의 실험 검정 후, 글리세롤을 함유하거나 또는 함유하지 않은 프로필렌 글리콜-무함유 수계 전자 담배 액체는 매우 안정적인 분무화 효과를 가졌고, 분무화 효과 부동 값은 항상 0.1 미만으로 유지되었다는 것을 확인할 수 있다.
전자 담배 액체의 비열 용량에 대한 시험
상온에서 상압하에 실시예 25, 26 및 27 및 비교 실시예 8의 전자 담배 액체의 비열 용량을 각각 측정하였다.
표 12: 수계 전자 담배 액체 및 기존의 전자 담배 액체의 비열 용량의 비교
다양한 포뮬러의 수계 전자 담배 액체의 비열 용량은 기존의 전자 담배 액체의 비열 용량보다 높았고, 이것은 유기 성분의 균열을 초래하여 다량의 유해 물질을 생성하는, 전자 담배의 과도한 가열을 방지할 수 있다는 것을 표 12로부터 알 수 있다.
전자 담배 액체의 비점에 대한 시험
상압하에 다음의 실시예 및 비교 실시예 8의 전자 담배 액체의 비점을 각각 측정하였다.
표 13: 수계 전자 담배 액체 및 기존의 전자 담배 액체의 비점의 비교
다양한 포뮬러의 수계 전자 담배 액체의 비점은 기존의 전자 담배 액체의 비점보다 상대적으로 가깝고 명백하게 낮았다는 것을 표 13으로부터 알 수 있다. 수계 전자 담배 액체는 더 낮은 비점을 가졌고, 더 낮은 가열 온도 및 더 적은 열 공급에서 분무화되어 에어로졸을 형성할 수 있다.
전자 담배 액체의 점도에 대한 시험
상온에서 상압하에 다음의 실시예 및 비교 실시예 8의 전자 담배 액체의 점도를 측정하였다.
표 14: 수계 전자 담배 액체 및 기존의 전자 담배 액체의 점도의 비교
표 14로부터, 수계 전자 담배 액체 및 기존의 전자 담배 액체의 물리적 및 화학적 특성을 비교함으로써 수계 전자 액체가 더 낮은 점도 및 더 양호한 유동성을 가졌고, 이것이 흡연 세트 설계의 측면에서 많은 이점을 가져올 수 있다는 것을 얻을 수 있다.
연기 분무화 측정
표 14의 실시예 및 비교 실시예 8의 재료 비율에 따라 전자 담배 액체 샘플을 각각 제조한 다음, 전자 담배 액체를 저주파 발진기에 채우고, 전자 담배 액체를 완전히 세운 후 발진기를 열고, 발진기에서의 연기 상황을 관찰하였고; 발진기에서 연속적이고 명백한 연기가 발생되면, 전자 담배 액체는 연기를 발생시킬 수 있는 것으로 간주될 수 있고, √를 표시하였고; 발진기에서 연속적이고 명백한 연기가 발생될 수 없으면, 전자 담배 액체는 연기를 발생시킬 수 없는 것으로 간주될 수 있고, x를 표시하였다. 시험 결과를 표 14에 순차적으로 기록하여 다음의 시험 결과를 얻었다:
표 15 저주파 발진기에서의 전자 담배 액체의 연기의 시험 결과
표 15의 대조로부터, 일반 전자 담배 오일에 비해, 본 발명의 전자 담배 액체는 더 낮은 점도를 가졌고, 저주파 발진기에서 연기를 발생시킬 수 있다. 저주파 발진기는 낮은 작동 전력을 가졌고, 이것은 발진기의 에너지 소비를 줄이고, 발진기의 사용 시간을 연장시키고 사용자에 의한 발진기의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다. 또한, 저주파 발진기는 낮은 작동 전력을 가졌고, 발진의 기계적 움직임은 느렸기 때문에, 작동 동안 열은 거의 발생되지 않았다. 저주파 발진은 고주파 발진보다 낮은 작동 온도를 가져, 연기의 유해 물질은 감소되었고, 전자 담배 액체는 일반 전자 담배 오일보다 양호한 안전성을 가졌다.
상기 실시예 25, 26 및 27의 낮은 점도, 낮은 비점, 높은 비열 용량 전자 담배 액체를 새로운 전자 담배 흡연 세트에 넣고 절반 충전에서 건식 연소까지 연속적으로 5차례 가열하였고, 탄화된 코킹 현상은 발견되지 않았다. 비교 실시예 8의 전자 담배 액체를 새로운 전자 담배 흡연 세트에 넣고 절반 충전에서 건식 연소까지 연속적으로 5차례 가열하였고 탄화된 코킹 현상이 발견되었다.
상기 설명은 단지 본 출원의 바람직한 실시양태이며, 어떠한 형태로도 본 출원을 제한하지 않는다. 본 출원은 상기에 바람직한 실시양태로 개시되어 있지만, 본 출원은 그것으로 제한되지 않는다. 본 출원의 기술적 해결책의 범주로부터 벗어나지 않으면서 개시된 기술 내용을 사용하여 관련 기술분야에 익숙한 임의의 숙련자에 의해 이루어지는 일부 변형 또는 수정은 실시양태와 동등하며, 모두 기술적 해결책의 범주 내에 속한다.
본원에 기초하는 용어 및 표현은 단지 설명을 위해 사용되고, 본 발명은 이러한 용어 및 표현으로 제한되어서는 안 된다. 이러한 용어 및 표현은 임의의 (또는 일부) 개략적이고 설명된 동등한 특징을 배제하지 않으며, 다양한 가능한 수정은 또한 청구범위의 범주 내에 포함되어야 하는 것으로 인식해야 한다. 다른 수정, 변경 및 대체가 또한 존재할 수 있다. 따라서, 청구범위는 모든 이러한 등가물을 커버하는 것으로 간주되어야 한다.
본 발명이 현재 구체적 실시양태를 참조하여 설명되어 있지만, 통상의 기술자는 상기 실시양태가 단지 본 발명을 예시하기 위해 사용되고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않으면서 다양한 동등한 변경 또는 대체가 또한 이루어질 수 있다는 것을 인식해야 한다는 점에 또한 주목해야 한다. 따라서, 본 발명의 본질 및 취지 내의 상기 실시양태에 대해 이루어진 어떠한 변경 및 수정도 본 발명의 청구범위의 범주 내에 속해야 할 것이다.
Claims (44)
- 질량부로 하기 성분을 포함하는 수계 전자 담배 액체:
5-60 부의 물;
5-50 부의, 상온에서 고체이고 물에 가용성인 연기 제공 성분; 및
0-30 부의 글리세롤. - 제1항에 있어서, 연기 제공 성분이 당 알콜인 수계 전자 담배 액체.
- 제1항에 있어서, 낮은 점도를 갖는 수계 전자 담배 액체.
- 제2항에 있어서, 수계 전자 담배 액체의 점도가 200 mPa·s 이하인 수계 전자 담배 액체.
- 제1항에 있어서, 낮은 비점을 갖는 수계 전자 담배 액체.
- 제5항에 있어서, 수계 전자 담배 액체의 비점이 180℃ 이하인 수계 전자 담배 액체.
- 제1항에 있어서, 높은 비열 용량을 갖는 수계 전자 담배 액체.
- 제7항에 있어서, 수계 전자 담배 액체의 비열 용량이 2.8 J/(g·℃) 이상인 수계 전자 담배 액체.
- 제1항에 있어서, 흡연 동안 0.80 ㎍/흡입 이상의 평균 분무화 양을 가지며, 분무화 양은 포집된 에어로졸의 중량인 수계 전자 담배 액체.
- 제1항에 있어서, 흡연 동안 1.00 ㎍/흡입 이하의 평균 포름알데히드 함량 및 0.5 ㎍/흡입 이하의 평균 아세트알데히드 함량을 갖는 수계 전자 담배 액체.
- 제2항에 있어서, 질량부로 하기 성분으로 이루어진 수계 전자 담배 액체:
10-50 부의 당 알콜, 0-30 부의 글리세롤, 및 20-50 부의 물. - 제11항에 있어서, 질량부로 하기 성분으로 이루어진 수계 전자 담배 액체:
20-30 부의 당 알콜, 0-10 부의 글리세롤, 및 20-40 부의 물. - 제2항에 있어서, 당 알콜이 에리트리톨, 크실리톨, 만니톨 및 소르비톨 중 적어도 하나로부터 선택된 것인 수계 전자 담배 액체.
- 제13항에 있어서, 당 알콜이 에리트리톨 및 크실리톨의 혼합물이고, 에리트리톨 대 크실리톨의 질량비가 1:1 내지 1:4인 수계 전자 담배 액체.
- 제13항에 있어서, 당 알콜이 에리트리톨, 소르비톨 및 크실리톨의 혼합물이고, 에리트리톨 대 크실리톨의 질량비가 1:1 내지 1:4이고, 에리트리톨 대 소르비톨의 질량비가 1:1 내지 1:4인 수계 전자 담배 액체.
- 제1항에 있어서, 향기를 증가시키기 위한 물질 및/또는 토바코 추출물을 추가로 포함하는 수계 전자 담배 액체.
- 제16항에 있어서, 향기를 증가시키기 위한 물질이 담배 에센스 및/또는 담배 향미제를 포함하는 것인 수계 전자 담배 액체.
- 제16항에 있어서, 0-20 중량부의 토바코 추출물을 포함하는 수계 전자 담배 액체.
- 제16항에 있어서, 0.01-10 부의 향기를 증가시키기 위한 물질을 포함하는 수계 전자 담배 액체.
- 질량부로 하기 성분을 포함하는 수계 전자 담배 액체:
5-60 부의 물; 및
5-50 부의, 상온에서 고체이고 물에 가용성인 연기 제공 성분. - 제20항에 있어서, 연기 제공 성분이 당 알콜인 수계 전자 담배 액체.
- 제21항에 있어서, 프로필렌 글리콜을 포함하지 않는 수계 전자 담배 액체.
- 제22항에 있어서, 30 부 이하의 글리세린을 추가로 포함하는 수계 전자 담배 액체.
- 제21항에 있어서, 수계 전자 담배가 글리세롤 및 프로필렌 글리콜을 포함하지 않는 것인 수계 전자 담배 액체.
- 제20항에 있어서, 낮은 점도를 갖는 수계 전자 담배 액체.
- 제25항에 있어서, 수계 전자 담배 액체의 점도가 200 mPa·s 이하인 수계 전자 담배 액체.
- 제20항에 있어서, 낮은 비점을 갖는 수계 전자 담배 액체.
- 제27항에 있어서, 수계 전자 담배 액체의 비점이 180℃ 이하인 수계 전자 담배 액체.
- 제20항에 있어서, 높은 비열 용량을 갖는 수계 전자 담배 액체.
- 제29항에 있어서, 수계 전자 담배 액체의 비열 용량이 2.8 J/(g·℃) 이상인 수계 전자 담배 액체.
- 제20항에 있어서, 흡연 동안 0.80 ㎍/흡입 이상의 평균 분무화 양을 가지며, 분무화 양은 포집된 에어로졸의 중량인 수계 전자 담배 액체.
- 제20항에 있어서, 흡연 동안 1.00 ㎍/흡입 이하의 평균 포름알데히드 함량 및 0.5 ㎍/흡입 이하의 평균 아세트알데히드 함량을 갖는 수계 전자 담배 액체.
- 제21항에 있어서, 당 알콜이 에리트리톨, 크실리톨, 만니톨 및 소르비톨 중 적어도 하나로부터 선택된 것인 수계 전자 담배 액체.
- 제33항에 있어서, 당 알콜이 에리트리톨 및 크실리톨의 혼합물이고, 에리트리톨 대 크실리톨의 질량비가 1:1 내지 1:4인 수계 전자 담배 액체.
- 제33항에 있어서, 당 알콜이 에리트리톨, 소르비톨 및 크실리톨의 혼합물이고, 에리트리톨 대 크실리톨의 질량비가 1:1 내지 1:4이고, 에리트리톨 대 소르비톨의 질량비가 1:1 내지 1:4인 수계 전자 담배 액체.
- 제20항에 있어서, 향기를 증가시키기 위한 물질 및/또는 토바코 추출물을 추가로 포함하는 수계 전자 담배 액체.
- 제36항에 있어서, 향기를 증가시키기 위한 물질 및/또는 토바코 추출물이 밀듀(mildew) 억제제를 포함하는 것인 수계 전자 담배 액체.
- 제36항에 있어서, 향기를 증가시키기 위한 물질이 담배 에센스 및/또는 담배 향미제를 포함하는 것인 수계 전자 담배 액체.
- 제36항에 있어서, 0-20 중량부의 토바코 추출물을 포함하는 수계 전자 담배 액체.
- 제36항에 있어서, 0.01-10 부의 향기를 증가시키기 위한 물질을 포함하는 수계 전자 담배 액체.
- 제20항에 있어서, 연속 흡연 동안 안정적인 분무화 효과를 갖는 수계 전자 담배 액체.
- 제41항에 있어서, 수계 전자 담배 액체의 분무화 효과 부동 값(atomization effect floating value)이 S효과이고, 수계 전자 담배 액체의 흡입의 횟수가 n이고, 수계 전자 담배 액체의 i-번째 흡입에 상응하는 분무화 양이 Si이고, 흡입당 수계 전자 담배 액체의 평균 분무화 양이이고, 상기 파라미터가
를 만족시키는 것인 수계 전자 담배 액체.
- 제20항에 있어서, 물 대 연기 제공 성분의 질량비가 1:4 내지 4:1인 수계 전자 담배 액체.
- 제39항에 있어서, 물 대 연기 제공 성분의 질량비가 1:4 내지 1:1인 수계 전자 담배 액체.
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