KR20210125563A - 에어로졸 생성을 위한 재구성된 코코아 재료 - Google Patents

에어로졸 생성을 위한 재구성된 코코아 재료 Download PDF

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세드릭 루소
세드릭 자딘
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Abstract

재구성된 코코아 콩 껍질 재료를 함유하는 에어로졸 생성 재료가 개시된다. 재구성된 재료는 연목 섬유와 같은 웹 빌딩 섬유와 함께 추출된 코코아 껍질 섬유를 함유할 수 있다. 재구성된 코코아 껍질 재료는 거친 성분 없이 매우 순하고 중성적인 맛을 갖는 연기와 같은 에어로졸을 생성할 수 있다. 재구성된 코코아 껍질 재료는 니코틴을 함유하지 않으며, 기존 담배 재료보다 낮은 타르를 생성한다. 재료는 제어되고 일관되고 균일한 방식으로 재료에 의해 생성된 에어로졸에서 다양한 활성제를 전달하기 위한 담체로서 사용될 수 있다.

Description

에어로졸 생성을 위한 재구성된 코코아 재료
본 출원은 2019년 6월 5일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 62/857,627 및 2019년 2월 11일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 62/803,908에 기초하고 우선권을 주장하며, 이들 모두는 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다.
궐련(cigarettes), 시가 및 파이프와 같은 통상적인 흡연 물품은 주류 연기를 통해 흡입되는 휘발성 화합물을 방출하는 온도에서 담배 재료를 연소시킨다. 사용자에게 전달되는 주류연기는 흡연자들이 즐기는 특유의 맛이 있을 뿐만 아니라 폐를 통해 혈액으로 흡수되는 휘발성 화합물을 사용자에게 전달한다. 휘발성 화합물은 흡연자에게 쾌적하고 진정시키는 효과를 제공할 수 있다. 예를 들어, 담배 재료에는 니코틴을 포함하여 3,000가지가 넘는 잠재적인 생리 활성 화합물이 포함될 수 있다.
담배에 기초한 흡연 물품에 더하여, 최근에는 다양한 비담배 흡연 물품이 제안되고 있다. 예를 들어, 담배 재료를 사용하여 흡연 물품을 생산하는 것에 대한 한 가지 대안은 담배를 허브 조성물로 대체하는 것이다. 허브 조성물은 니코틴이 없도록 제형화될 수 있다. 예를 들어, 그러한 허브 흡연 물품에는 강황, 정향, 감초, 생강, 백단향, 계피 또는 커민이 포함될 수 있다. 허브 흡연 물품은 니코틴 수치가 더 낮을 수 있지만, 많은 흡연 물품은 연소되거나 가열될 때 거친 맛을 생성한다. 또한, 많은 허브 흡연 물품에는 어느 활성 화합물이 없어 많은 흡연자에게 매력적이지 않다.
최근에, 캐나다와 미국의 많은 주에서는 의료 및/또는 레크리에이션 용도로 대마초의 사용을 합법화했다. 의료 분야에서 대마초에는 아편유사제(opioids)와 같은 기존의 진통제 사용에 대한 합법적인 통증 완화 대안이 되는 다양한 칸나비노이드가 함유되어 있다. 대마초에는 예를 들어 테트라히드로칸나비놀(THC)과 칸나비디올(CBD)이 함유되어 있다. THC는 뇌의 특정 수용체에 작용하여 행복감과 완화된 상태로 이어질 수 있게 한다. CBD는 또한 뇌의 통증 수용체와 상호 작용한다. 그러나, CBD는 THC로 인한 동일한 행복감을 생성하지 않는다. 그러나, CBD는 통증 완화 및 항염 효과를 발휘한다.
최근 입법의 관점에서, 당업자는 대마초로 제조된 흡연 물품과 같은 개선된 에어로졸 생성 물품을 제조하려고 시도해 왔다. 그러나, 에어로졸을 흡입하여 환자나 사용자에게 대마초 성분을 전달하는 데에는 다양한 문제가 존재한다. 예를 들어, THC 및/또는 CBD 전달은 특정 식물과 에어로졸 또는 연기를 생성하는 데 사용되는 특정 식물 부분에 따라 크게 달라질 수 있다. 예를 들어, 단순히 롤링 페이퍼에서 대마초 재료를 롤링하면, 사용된 종이, 포장 밀도, 사용된 식물의 부분, 식물이 준비된 방식 등을 포함한 많은 요인에 따라 전달에 있어 급격한 불균일성 차이가 발생할 수 있다. 또한, 대마초에는 THC 및 CBD 외에도, 60가지가 넘는 다른 칸나비노이드 화합물과 400가지가 넘는 다른 화합물이 포함되어 있어 제품에 좋지 않은 맛 및/또는 가혹한 흡연 경험을 줄 수 있다.
상기의 관점에서, 제품에 의해 생성된 에어로졸 내의 생리학적 활성 화합물의 전달을 제어할 수 있는 개선된 에어로졸 생성 재료에 대한 요구가 현재 존재한다. 특히, 에어로졸을 통해 니코틴, THC, CBD, 향미제 등과 같은 다양한 활성 화합물의 전달을 제어할 수 있는 에어로졸 생성 재료에 대한 요구가 존재한다. 보다 구체적으로, 활성 화합물을 균일하고 일관된 방식으로 전달할 뿐만 아니라 원하는 수준으로 전달하면서 쾌적하거나 중성적인 맛을 제공할 수 있는 에어로졸 생성 재료에 대한 요구가 존재한다.
일반적으로, 본 개시는 재료가 에어로졸 생성 물품에 편입될 때 사용자에게 전달되는 활성 화합물의 양을 제어 및 조절할 수 있는 에어로졸 생성 재료에 관한 것이다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품은 흡연 물품 또는 "가열되지만 연소되지 않는(heat but not burn)" 물품일 수 있다.
일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 웹 빌딩 섬유와 조합된 추출된 코코아 껍질 섬유를 함유하는 재구성된 코코아 껍질 재료를 포함한다. 웹 빌딩 섬유는 연목 섬유, 경목 섬유, 또는 이의 혼합물과 같은 탈리그닌화 셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 생성 재료는 재구성된 코코아 껍질 재료에 적용된 에어로졸 전달 조성물을 더 포함한다. 에어로졸 전달 조성물은 에어로졸 전달제를 함유한다. 에어로졸 생성 재료가 에어로졸을 생성할 때, 에어로졸 전달제는 제어된 양으로 에어로졸에 함유된다.
에어로졸 전달제는 오일 또는 고체 형태일 수 있고, 약물 또는 향미제를 포함할 수 있다. 재구성된 코코아 껍질 재료에 적용될 수 있는 에어로졸 전달제는 니코틴, 칸나비노이드, 예를 들어 테트라히드로칸나비놀, 칸나비디올 또는 이의 혼합물, 당, 감초 추출물, 꿀, 커피 추출물, 메이플 시럽, 차 추출물, 식물 추출물, 식물성(botanical) 추출물, 담배 추출물, 과일 추출물, 또는 이의 조합을 포함한다. 에어로졸 전달제는 재구성된 코코아 껍질 재료 상에 약 0.1 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 1 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 3 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 5 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 10 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 15 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 20 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 25중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 30중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 35중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 40중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 50중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
재구성된 코코아 껍질 재료는 웹 빌딩(web building) 섬유와 조합된 추출된 코코아 껍질 섬유를 함유한다. 웹 빌딩 섬유는 연목(softwood) 섬유, 경목(hardwood) 섬유, 또는 이들의 혼합물과 같은 탈리그닌화 셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다. 재구성된 코코아 껍질 재료는 수용성 코코아 껍질 성분을 약 50중량% 미만, 예를 들어 10중량% 미만의 양으로 함유한다. 또한, 에어로졸 생성 재료는 습윤제를 함유할 수 있다. 예를 들어, 습윤제는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 습윤제는 다양한 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 습윤제는 약 5중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 대안적으로, 습윤제는 약 5중량% 초과, 예를 들어 약 10중량% 초과, 예를 들어 약 20중량% 초과, 그리고 일반적으로 약 50중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
웹 빌딩 섬유는 목재 펄프 섬유인 것에 더하여 아마 섬유, 대마(hemp) 섬유, 아바카 섬유, 대나무 섬유, 코코넛 섬유, 모시 섬유, 황마 섬유, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 웹 빌딩 섬유는 재구성된 코코아 껍질 재료에 약 20중량% 초과의 양, 예를 들어 약 30중량% 초과의 양, 예를 들어 약 40중량% 초과의 양, 그리고 일반적으로 약 70중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 웹 빌딩 섬유는 예를 들어 재구성된 코코아 껍질 재료에 약 35중량% 미만의 양, 예를 들어 약 30중량% 미만의 양, 예를 들어 약 28중량% 미만의 양, 일반적으로 약 20중량% 초과, 예를 들어 약 23중량% 초과의 양으로 존재할 수 있다.
재구성된 코코아 껍질 재료에 존재하는 웹 빌딩 섬유의 양은 수용성 성분의 양에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 재구성된 코코아 껍질 재료가 약 10중량% 미만의 양으로 수용성 성분을 함유하는 경우, 웹 빌딩 섬유는 약 25중량% 내지 약 30중량%의 양으로 재료에 존재할 수 있으며, 한편, 코코아 껍질 섬유는 약 65중량% 내지 약 70중량%의 양으로 재료에 존재할 수 있다. 한편, 재구성된 코코아 껍질 재료가 10중량% 초과의 수용성 성분을 함유하는 경우, 재료는 약 20중량% 내지 약 25중량%의 양으로 웹 빌딩 섬유를 함유할 수 있고, 코코아 껍질 섬유를 약 53 중량% 내지 약 57 중량%의 양으로 함유할 수 있다. 그러나, 상기 구현은 단지 예시일 뿐이며 각각의 섬유의 상대적인 양은 변할 수 있다.
재구성된 코코아 껍질 재료는 일반적으로 약 40gsm 내지 약 120gsm, 예를 들어 약 55gsm 내지 약 85gsm의 평량을 가질 수 있다. 평량은, 예를 들어, 약 83gsm 미만, 예를 들어 약 80gsm 미만, 예를 들어 약 78gsm 미만, 예를 들어 약 70gsm 미만으로, 그리고 일반적으로 약 55gsm 초과, 예를 들어 약 58gsm 초과일 수 있다. 일 구현에서, 재구성된 코코아 껍질 재료는 화상 조절제로 처리될 수 있다. 재구성된 코코아 껍질 재료는 스트립, 스트립들, 조각들(shreds) 또는 이들의 혼합물과 같은 충전제 재료의 형태일 수 있다.
본 개시의 다른 특징들 및 견지들은 아래에서 더 상세히 논의된다.
본 개시의 완전하고 가능하게 하는 개시는 첨부 도면을 참조하는 것을 포함하여 명세서의 나머지 부분에서 보다 구체적으로 설명되며, 여기서:
도 1은 본 개시에 따라 제조된 재구성된 식물 재료의 일 구현의 사시도이며;
도 2는 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 3은 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 4는 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 5는 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 6은 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 7은 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 8은 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 9는 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 10은 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 11은 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 12는 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 13은 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며;
도 14는 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이며; 그리고
도 15는 하기 실시예에서 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
정의
본원에 사용된 "재구성된 식물 재료(reconstituted plant material)"는 코코아 껍질과 같은 식물 공급원료를 용매로 추출하여 가용성, 예를 들어 수용성의 추출물 및 섬유질 재료을 포함하는 추출된 불용성 부분 또는 잔류물을 형성하는 공정에 의해 형성된 재료를 지칭한다. 추출된 불용성 섬유 재료는 적절한 공정을 통해 시트로 형성되고, 추출물은 폐기되거나 형성된 시트에 다시 적용될 수 있다. 추출물은 섬유성 재료와 재조합되기 전에 추출물을 농축하고, 선택적으로 다양한 성분을 제거 또는 첨가하기 위한 다양한 공정을 통해 공급될 수 있다. 본 개시에서, 재구성된 식물 재료는 셀룰로오스 섬유와 같은 웹 빌딩 섬유와 조합된 추출된 코코아 껍질 섬유로부터 형성된다. 코코아 껍질 섬유에서 얻은 가용물의 추출물은 선택적으로 시트에 다시 적용된다.
본원에 사용된 "에어로졸 생성 재료(aerosol generating material)"는 흡연 물품에서 연소되는 가연성 재료 및 가열되지만 연소되지 않아 흡입 가능한 에어로졸을 형성하는 에어로졸 형성 재료 모두를 포함하는 것을 의미한다. 가연성 흡연 물품에는 궐련(cigarettes), 시가릴로 및 시가가 포함될 수 있다. 궐련에서 에어로졸 생성 재료는 흡연 가능한 막대를 형성하기 위해 포장재로 둘러싸여 있다. 에어로졸을 발생하기 위한 에어로졸 생성 장치는, 예를 들어 전기 가열에 의해 또는 가연성 연료 요소 또는 열원에서 열로의 열 전달에 의해 에어로졸이 생성되지만 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 재료를 연소하지 않는 장치를 포함한다. 방출된 화합물이 냉각되면, 응축되어 소비자에 의해 흡입되는 에어로졸을 형성한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "추출된 코코아 껍질 섬유(extracted cocoa husk fibers)"는 코코아 껍질에 함유된 수용성 성분을 제거하기 위해 코코아 껍질을 수용액과 접촉시키는 추출 공정을 거친 코코아 껍질 섬유를 지칭한다. 추출 공정은 탈리그닌화 공정 및 표백 처리와 상이하다.
본원에 사용된 "탈리그닌화(delignified)" 셀룰로오스 섬유는 셀룰로오스 섬유가 화학적 수단, 기계적 수단을 통해, 또는 화학적 및 기계적 수단을 통해 식물 재료로부터 분리되는 펄핑 또는 탈리그닌화 공정을 거친 섬유를 지칭한다
.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "정련하다(refine)"는 식물 재료가 섬유질 시트 또는 기재(substrate)를 형성하는 데 더 적합하도록 재료의 섬유를 변형시키는 기계적 처리를 받는 것을 의미하는 데 사용된다. 정련은 원뿔형 리파이너, 디스크 리파이너 또는 밸리 비터와 같은 비터를 사용하여 수행할 수 있다. 기계적 공정은 식물 재료가 변형되고 디클러스터링되도록 식물 재료에 연마 및 브루징(bruising, 파열) 작용을 가한다. 정련은 탈리그닌화 및 펄핑(pulping)과 다른 프로세스이다.
본원에 사용된 용어 "대(stalk)"는 잎이 제거된 후 남아 있는 식물의 주요 구조적 부분을 지칭하기 위해 사용된다.
본원에 사용된 용어 "줄기(stem)"는 잎 또는 라미네이트를 대(stalk) 및 또한 잎을 통해 연장되는 잎맥 또는 립(ribs)에 연결하는 식물의 구조적 부분을 지칭하기 위해 본원에서 사용된다. "줄기(stem)"라는 용어는 "대(stalk)"라는 용어를 포함하지 않으며 그 반대도 또한 그러하다.
본원에 사용된 "대마초(cannabis)"는 예를 들어 칸나비스 살티바(Cannabis sativa) 또는 칸나비스 인디카(Cannabis indica)와 같은 임의의 다양한 칸나비스(Cannabis) 식물을 지칭할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 개시는 대마초로서 잎, 줄기, 종자 및 꽃 또는 대마초 식물의 임의의 다른 부분을 지칭할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 여기에서 언급되는 대마초에는 평균 또는 높은 수준의 THC 및/또는 CBD(일반적으로 마리화나로 알려짐)를 함유하는 대마초, 낮거나 매우 낮은 수준의 THC를 함유할 수 있는 대마(hemp), 0.3% 미만의 THC를 함유하는 대마초 식물로 지칭될 수 있는 산업용 대마, 또는 이들의 조합이 포함된다.
여수도 값(Freeness value)(°SR)은 일반적으로 정련된 섬유의 묽은 현탁액이 배수될 수 있는 비율을 측정한다. 여수도는 배수성에 대해 쇼퍼 리글러(Schopper Riegler) 방법에 의해 측정된다. 본 명세서에 사용된 여수도는 시험 NORM EN ISO 5267-1에 따라 측정된다.
상세한 설명
본 논의는 단지 예시적인 구현들에 대한 설명이며, 본 개시의 더 넓은 견지들을 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다.
본 개시는 일반적으로 흡연 물품 또는 연소가 아니라 가열에 의한 에어로졸 생성 장치와 같은 에어로졸-생성 물품에 재료가 혼입될 때 사용자에게 전달되는 활성 화합물의 양을 조절할 수 있는 에어로졸 생성 재료에 관한 것이다. 일 구현에서, 재료는 웹 빌딩 섬유와 조합된 추출된 코코아 껍질 섬유로부터 제조된 재구성된 식물 재료를 포함한다. 추출된 코코아 껍질은 웹 빌딩 섬유와 조합되어 재구성된 시트를 생성할 수 있으며, 이 시트는 일 구현에서 가열되거나 연소될 때 에어로졸을 생성하도록 설계된 느슨한 충전제 재료를 형성하도록 절단 또는 파쇄(shred)될 수 있다.
본 발명의 재구성된 코코아 껍질 재료는 많은 이점 및 이득을 제공한다. 예를 들어, 재구성된 재료는 니코틴이 없으며, 이는 재료가 가열되거나 연소될 때 감지할 수 없는 수준의 니코틴이 포함된 에어로졸을 생성함을 의미한다. 또한, 재구성된 코코아 껍질 재료는 기존의 담배 충전제보다 낮은 수준의 타르를 생성한다. 또한, 재구성된 식물 재료는 흡연시 매우 중성적인 맛을 갖는다. 예를 들어, 재구성된 식물 재료에 의해 생성되는 주류 연기 또는 에어로졸은 거친 성분이 전혀 없이 즐겁고 중성적인 맛으로 쾌적한 흡연 또는 에어로졸 경험을 제공한다. 일 구현에서, 재구성된 재료는 로스팅된 코코아 콩 냄새 또는 맛을 갖는 에어로졸을 생성한다.
재구성된 식물 재료는 흡연시 중성적인 맛을 갖기 때문에, 재구성된 재료는 다른 흡연 가능한 충전제 및/또는 국소 첨가제와 조합하는 데 매우 적합하다. 예를 들어, 재구성된 코코아 껍질 재료는 제어된 니코틴 수준을 가지면서 소비자가 원하는 담배 맛을 갖는 에어로졸 생성 충전제를 형성하기 위해 담배 재료와 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 재구성된 코코아 껍질 재료의 비율은 담배 재료와 조합될 때 니코틴 수준을 제어하기 위해 증가 또는 감소될 수 있다. 담배 재료와 조합될 때, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 이의 중성적인 특성으로 인해 어떤 식으로든 담배 재료의 맛을 가리지 않으며, 실제로 니코틴 수준을 줄이는 것 외에도 자극물을 희석 및 감소시킴으로써 흡연 또는 에어로졸 경험을 향상시킬 수 있다.
니코틴 수준을 조절하는 것 외에도, 본 개시의 재구성된 코코아 껍질 재료는 다른 활성 화합물의 수준을 조절하고 그리고/또는 다른 비담배 충전제 재료의 맛을 개선하기 위해 유사하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 재구성된 코코아 껍질 재료는 허브 충전제의 하나 이상의 견지를 개선하기 위해 허브 충전제와 조합될 수 있다.
또한, 재구성된 코코아 껍질 재료는 활성제를 수용하기 위한 담체로서 매우 적합하며, 이는 그 후 재료를 연소 또는 가열하는 동안 에어로졸을 통해 일관되고 균일한 방식으로 사용자에게 전달된다. 예를 들어, 재구성된 코코아 껍질 재료는 사용자에게 다양한 약물 및 향미제를 전달하고 조절하는 데 사용할 수 있다. 일 구현에서, 예를 들어, 본 개시의 재구성된 코코아 껍질 재료는 THC 및 CBD와 같은 대마초 칸나비노이드의 제어된 양을 균일하고 일관된 방식으로 전달하기 위한 전달 수단으로서 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 일반적으로 웹 빌딩 섬유와 조합된 추출된 코코아 껍질로부터 형성된다. 본 명세서에 사용되는 코코아 재료는 카카오 나무라고도 하는 테오브로마 카카오(Theobroma cacao)로부터 얻는다. 카카오 나무는 상록수과에 속하며 열대 지방이 원산지이다. 카카오 나무는 카카오 포드(pod)라고 불리는 열매를 생성한다. 카카오 포드는 일반적으로 노란색에서 주황색을 띠며, 익으면 무게가 1파운드가 넘는다. 포드는 초콜릿, 주스, 젤리 등을 생산하는 데 사용되는 10~80개의 코코아 콩이 들어 있다. 카카오 포드에서 콩을 제거한 후, 코코아 콩을 건조하고 햇빛 및/또는 자외선에 노출시켜 경화 또는 발효시킨다. 각 개별 콩은 껍질(husk)이나 쉘(shell)로 덮여 있다. 콩을 식품 생산에 사용하기 전에 껍질이나 쉘을 콩에서 제거한다. 본 개시의 재구성된 식물 재료는 코코아 쉘 또는 껍질로부터 제조되지만, 카카오 포드의 다른 성분도 사용될 수 있다.
코코아 쉘 또는 껍질은 기재 및 웹 재료를 생산하는 데 매우 적합한 섬유를 함유한다. 일 구현에서, 코코아 껍질은 선택적으로 크기를 조정하거나 분쇄한 다음, 수용성 성분을 제거하기 위한 추출 공정을 거친다. 추출된 코코아 껍질은 웹 빌딩 섬유와 조합되어 재구성된 시트와 같은 기재로 형성될 수 있다. 기재는 코코아 껍질에서 얻은 추출물로 선택적으로 처리될 수 있다. 대안적으로, 코코아 껍질에서 얻은 추출물을 버리고, 수불용성 섬유 및 기타 재료와 재조합하지 않을 수 있다. 그런 다음 재구성된 재료는 건조되고 흡연 가능한 충전제와 같은 에어로졸 생성 재료로 형성된다. 에어로졸 발성 재료는 선택적으로 다양한 다른 성분들과 조합될 수 있다. 예를 들어, 재료는 다양한 에어로졸 전달제로 처리될 수 있고/있거나 담배 재료 또는 기타 허브 충전제와 같은 다양한 기타 에어로졸 또는 흡연 충전제와 조합될 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 생성된 에어로졸 생성 재료는 수많은 다양한 유형의 소비재에 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 궐련, 시가릴로, 시가 등과 같은 흡연 물품에 포함될 수 있다. 일 구현에서, 본 개시의 에어로졸 생성 재료는 파이프에 사용하기 위해 또는 소비자가 자신의 궐련 또는 다른 흡연 물품을 롤링할 수 있도록 하기 위해 느슨한 충전제 재료로서 포장 및 판매될 수 있다. 대안적인 구현에서, 본 개시의 에어로졸 생성 재료는 흡입되는 에어로졸을 생성하기 위해 재료를 연소시키지 않고 재료를 가열하는 장치에 포함될 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 절단, 파쇄 또는 특정 용도 및 제품에 가장 적합한 형태로 가공될 수 있다.
본 발명의 재구성된 식물 재료를 형성함에 있어서, 코코아 쉘 또는 껍질을 먼저 수집하고, 선택적으로 크기를 줄인다. 예를 들어, 일 구현에서, 코코아 성분은 코코아 성분의 크기를 감소시키고/거나 코코아 껍질을 개별 섬유로 감소시킬 수 있는 분쇄 작업, 밀링 작업 또는 두드림(beating) 작업에 적용될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 코코아 쉘을 포함하는 코코아 재료는 섬유질 재료를 생산하기 위한 스크린에 대해 코코아 재료를 두드리는 해머 밀에 공급될 수 있다.
코코아 껍질의 크기를 선택적으로 감소시킨 후, 코코아 껍질을 추출 공정에 적용하여 수용성 성분을 제거한다. 추출 공정은 다양한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 추출 공정은 코코아 껍질 펙틴을 제거하여 코코아 껍질을 섬유 기재 또는 재구성된 식물 시트로 가공하는 것을 더 쉽게 만든다. 코코아 껍질에서 펙틴을 제거하는 것도 최종 제품의 중성적인 맛에 기여한다고 믿어진다.
코코아 껍질을 추출 공정에 적용하는 것은 또한 껍질을 세척하고 재료 상에 존재할 수 있는 임의의 제초제, 살충제 및/또는 미생물을 제거한다.
추출 공정 중에, 코코아 껍질은 수용성 성분을 제거하기 위해 용매와 접촉된다. 일 구현에서, 용매는 물만을 포함한다. 대안적인 구현에서, 알코올(예를 들어, 에탄올)과 같은 수혼화성인 다양한 용매를 물과 조합하여 수성 용매를 형성할 수 있다. 수성 용매의 물 함량은 일부 경우에 용매의 50중량% 초과, 특히 용매의 90중량% 초과일 수 있다. 탈이온수, 증류수 또는 수돗물을 사용할 수 있다.
수성 용매 이외에, 다양한 다른 비수성 용매가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 구현에서 오일 및 지방이 용매로서 사용될 수 있다. 오일과 지방은 단독으로 사용하거나 물과 함께 사용하여 2상 용매를 형성할 수 있다.
현탁액 중 용매의 양은 광범위하게 변할 수 있지만, 일반적으로 현탁액의 약 50중량% 내지 약 99중량%, 일부 구현에서는 약 60중량% 내지 약 95중량%, 그리고 일부 구현에서는 약 75중량% 내지 약 90중량%의 양으로 첨가된다. 그러나, 용매의 양은 용매의 성질, 추출이 수행되는 온도 및 코코아 퍼니시(furnish)의 유형에 따라 달라질 수 있다.
용매/코코아 퍼니시 혼합물을 형성한 후, 퍼니시 혼합물의 가용성 분획의 일부 또는 전부가 혼합물로부터 분리될 수 있다. 수성 용매/코코아 퍼니시 혼합물은 가용화 속도를 증가시키기 위해 혼합물을 젓기, 흔들기 또는 혼합함으로써 교반될 수 있다. 전형적으로, 이 과정은 약 30분 내지 약 6시간 동안 수행된다. 공정 온도는 약 10℃ 내지 약 100℃, 예를 들어 약 40℃ 내지 약 90℃의 범위일 수 있다.
코코아 재료를 추출제에 담근 후, 불용성 코코아 재료를 프레스를 사용하여 코코아 리큐어(liquor) 또는 추출물로부터 기계적으로 분리할 수 있다. 가용성 분획이 코코아 퍼니시 또는 불용성 분획에서 분리되면, 가용성 분획은 버리거나 농축과 같은 추가 처리가 이루어질 수 있다. 가용성 분획은 진공 증발기와 같은 알려진 유형의 농축기를 사용하여 농축할 수 있다. 본 개시의 일 구현에서, 가용성 분획은 고농축될 수 있다. 일 구현에서, 예를 들어, 코코아 가용성 분획은 약 10% 내지 약 50%, 예를 들어 약 15% 내지 약 35%의 최종 브릭스를 갖도록 증발될 수 있다.
생성된 농축된 코코아 가용성 분획은 별도의 공정에서 사용될 수 있거나, 하기에 더 상세히 기술되는 바와 같이 본 개시의 재구성된 식물 재료 상에 나중에 코팅될 수 있다.
생성된 수불용성 코코아 분획은 일반적으로 미정련된 상태이다. 코코아 재료는 입자 및 섬유를 포함할 수 있다. 일 구현에서, 불용성 및 추출된 코코아 분획은 정련 공정을 거칠 수 있다. 예를 들어, 추출된 코코아 껍질 재료는 원추형 정련기 또는 디스크 정련기와 같은 임의의 적합한 정련 장치를 통해 공급될 수 있다. 사용될 수 있는 다른 정련 장치는 밸리 비터(Valley beater)와 같은 비터를 포함한다. 정련은 코코아 재료가 축축한 상태에서 또는 물과 조합된 후에 발생할 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 코코아 껍질 재료가 약 10% 미만, 예를 들어 약 5% 미만, 예를 들어 약 3% 미만의 농도에서 정련이 일어날 수 있다.
본 개시에 따르면, 추출된 코코아 껍질 재료는 재구성된 식물 재료와 같은 섬유 기재 형성시 웹 빌딩 섬유와 조합된다. 예를 들어, 추출된 코코아 껍질은 물 또는 수용액과 조합하여 펄프 현탁액을 형성할 수 있다. 탈리그닌화 셀룰로오스 섬유와 같은 웹 빌딩 섬유는 슬러리 형성시 코코아 껍질 재료와 조합될 수 있다. 웹 빌딩 섬유는 추출된 코코아 껍질 재료와 조합되고 정련 공정을 거칠 수 있다. 대안적으로, 추출된 코코아 껍질 재료는 정련 공정을 통해 공급된 다음, 웹 빌딩 섬유와 조합될 수 있다. 또 다른 견지에서, 추출된 코코아 껍질 재료는 정련 공정을 통해 공급되고, 웹 빌딩 섬유와 조합된 다음, 추가 정련 공정을 통해 공급될 수 있다.
정련되어지는 추출된 코코아 껍질 재료 및/또는 웹 빌딩 섬유의 양은 이후에 형성되는 재구성된 재료의 다양한 특성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 정련되어지는 코코아 껍질 재료 및/또는 웹 빌딩 섬유의 양을 증가시키면, 재구성된 재료를 더 쉽게 자르고 파쇄할 수 있다. 또한, 정련의 양을 증가시키면 재구성된 재료를 취급하는 동안 입자를 포획하고 입자 손실을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
일 견지에서, 코코아 껍질 재료 및 웹 빌딩 섬유는 함께 약 60°SR 초과, 예를 들어 약 65°SR 초과, 예를 들어 약 70°SR, 예를 들어 약 75° SR 초과의 정련 수준 또는 정련 정도를 가질 수 있다. 정련 수준은 일반적으로 약 100°SR 미만, 예를 들어 약 90°SR 미만, 예를 들어 약 80°SR 미만일 수 있다.
추출된 코코아 껍질 섬유 및 웹 빌딩 섬유를 함유하는 섬유 슬러리를 사용하여 연속 재구성 시트를 형성한다. 예를 들어, 일 구현에서, 섬유 슬러리는 성형 와이어, 중력 배출구, 흡입 배출구, 펠트 프레스, 및 양키(Yankee) 건조기, 드럼 건조기 등과 같은 건조기를 포함할 수 있는 제지 공정에 공급된다. 예를 들어, 일 구현에서, 섬유 슬러리는 포드리니어(Fourdrinier) 테이블 상에서 연속 시트로 형성된다. 추출된 코코아 껍질을 셀룰로오스 섬유와 조합하는 한 가지 이점은 생성된 섬유 퍼니시를 기존의 제지 장비에서 처리할 수 있다는 것이다.
일 구현에서, 섬유 슬러리는 다공성 형성 표면 상에 놓여지고, 시트로 형성된다. 과도한 물은 중력 배수 및/또는 흡입 배수로 제거된다. 또한, 다양한 프레스를 사용하여 수분 제거를 용이하게 할 수 있다. 형성된 시트는 건조되고 추가 처리될 수 있다.
재구성된 기재는 또한 다양한 다른 상이한 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 추출된 코코아 껍질 및 웹 빌딩 섬유는 재구성된 재료로 압출될 수 있다. 일 구현에서, 재구성된 재료는 또한 팽창 공정을 거칠 수 있다. 팽창 시트는, 예를 들어, 이산화탄소와 같은 가스를 사용하거나 발포제를 사용하여 제조될 수 있다. 적합한 팽창 매질은 전분, 풀루란 또는 기타 다당류, 고체 발포제, 원 위치(in situ) 기체 성분을 제공하는 무기염 및 유기산, 유기 기체 제제(organic gaseous agents), 무기 기체 제제, 및 휘발성 액체 발포제를 포함한다. 압출은 또한 시트 재료 외에 막대 또는 스트랜드의 형성을 허용한다.
일 견지에서, 재구성된 식물 재료는 캐스트 잎 공정에 따라 형성될 수 있다. 캐스트 잎 공정에서, 식물 재료는 파쇄된 다음 바인더와 같은 다른 재료와 혼합되어 슬러리로 형성된다. 웹 빌딩 섬유는 슬러리 내에 포함될 수 있다. 재료의 웹을 형성하기 위해 슬러리는 시트 형성 장치로 이송된다. 시트 형성 장치는 슬러리가 벨트 상에 연속적으로 퍼질 수 있는 연속 벨트일 수 있다. 슬러리는 표면에 분포되어 시트를 형성한다. 그 후 시트는, 예를 들어, 열을 사용하여 건조된다. 시트는 제품 성형을 위해 보빈 상에서 감기거나, 트리밍되거나, 슬리팅되거나 다른 조작이 이루어질 수 있다.
선택적으로, 생성된 재구성된 식물 재료는 또한 불용성 분획으로부터 분리된 농축된 코코아 가용성 부분과 같은 코코아 가용성 부분으로 처리될 수 있다. 코코아 가용성 부분은 스프레이, 사이즈 프레스 사용, 포화 등과 같은 다양한 적용 방법을 사용하여 웹에 적용할 수 있다. 재구성된 재료에 적용되는 수용성 코코아 추출물의 양은 다양한 요인과 예상되는 최종 용도 적용에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 수용성 코코아 추출물은 기저 재료(underlying material)의 중성적인 맛을 역으로 방해하기에 불충분한 양으로 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다.
일 구현에서, 수용성 코코아 추출물은 재구성된 재료가 최대 약 10중량%의 양, 예를 들어 약 8중량% 미만의 양, 예를 들어 약 6중량% 미만의 양, 예를 들어 약 4중량% 미만의 양, 예를 들어 약 2중량% 미만의 양, 예를 들어 약 1중량% 미만의 양으로, 그리고 일반적으로 약 0.5중량% 초과의 양으로 수용성 코코아 추출물을 함유하도록 재구성된 재료에 적용된다.
일 구현에서, 더 많은 양의 수용성 코코아 추출물이 재구성된 재료에 적용될 수 있다. 예를 들어, 대안적인 구현에서, 수용성 코코아 추출물은 재구성된 재료가 수용성 코코아 추출물을 약 8중량% 초과의 양, 예를 들어 약 10중량% 초과의 양, 예를 들어 약 12중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 25중량% 미만의 양, 예를 들어 약 23중량% 미만의 양, 예를 들어 약 21중량%, 예를 들어 약 20중량% 미만의 양, 예를 들어 약 18중량% 미만의 양으로 함유하도록 재구성된 재료에 적용된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 재구성된 식물 재료는 일반적으로 웹 빌딩 섬유와 조합하여 추출된 코코아 껍질 섬유를 함유한다. 웹 빌딩 섬유는 생성된 재료에 강도 및/또는 완전성(integrity)을 제공하기에 충분한 양으로 재구성된 식물 재료 또는 섬유 기재에 편입된다. 웹 빌딩 섬유는 또한 코코아 섬유 및 기타 코코아 성분을 포획하고 섬유 기재로부터 분리되는 것을 방지하기 위해 재구성된 식물 재료에 편입될 수 있다. 일반적으로, 웹 빌딩 섬유는 재구성된 재료의 적어도 하나의 물리적 특성을 개선하기에 적합한 임의의 섬유일 수 있다.
다양한 상이한 유형의 웹 빌딩 섬유가 사용될 수 있다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 탈리그닌화 셀룰로오스 섬유이다. 예를 들어, 웹 빌딩 섬유는 연목(softwood) 섬유 또는 경목(hardwood) 섬유와 같은 목재 펄프 섬유를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 다른 셀룰로오스 섬유는 아마 섬유, 대마 섬유, 아바카 섬유, 대나무 섬유, 코코넛 섬유, 면 섬유, 카폭(kapok) 섬유, 모시 섬유, 황마 섬유, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 일 특정 구현에서, 재구성된 식물 재료는 연목 섬유 단독으로 또는 경목 섬유, 아바카 섬유 등과 같은 다른 섬유와 조합하여 함유한다.
일반적으로, 웹 빌딩 섬유는 재구성된 식물 재료에 약 10중량% 초과의 양, 예를 들어 약 15중량% 초과의 양, 예를 들어 약 20중량% 초과의 양, 예를 들어 약 25중량% 초과의 양, 예를 들어 약 30중량% 초과의 양, 예를 들어 약 35중량% 초과의 양, 예를 들어 약 40중량% 초과의 양으로 존재한다. 웹 빌딩 섬유는 일반적으로 재구성된 식물 재료에 약 70중량% 미만의 양, 예를 들어 약 60중량% 미만의 양, 예를 들어 약 55중량% 미만의 양, 예를 들어 약 50중량% 미만의 양으로 존재한다.
일 견지에서, 재구성된 식물 재료에 사용하기 위해 선택된 웹 빌딩 섬유의 양은 재구성된 재료에 완전성을 제공하기에 충분한 양일 수 있다. 그러나, 더 많은 양의 웹 빌딩 섬유는 재료를 절단하거나 파쇄하는 데 어려움을 증가시킬 수 있다. 웹 빌딩 섬유의 양이 증가하면 "종이(paper)" 맛이 나는 에어로졸이 생성될 수도 있다. 상기 고려사항의 관점에서, 일 견지에서, 웹 빌딩 섬유는 재구성된 식물 재료에 일반적으로 약 18중량% 초과의 양, 예를 들어 약 20중량% 초과의 양, 예를 들어 약 22중량% 초과의 양으로 존재한다. 그러나, 웹 빌딩 섬유는 또한 약 30중량% 미만의 양, 예를 들어 약 28중량% 미만의 양, 예를 들어 약 26중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 웹 빌딩 섬유는 일 견지에서 약 20중량% 내지 약 25중량%의 양으로 재구성된 식물 재료에 존재할 수 있다. 다른 견지에서, 웹 빌딩 섬유는 재구성된 식물 재료에 약 23중량% 내지 약 27중량%의 양으로 존재할 수 있다.
일 구현에서, 재구성된 식물 재료에 편입된 웹 빌딩 섬유는 더 긴 섬유 및 더 짧은 섬유의 조합을 포함한다. 더 긴 섬유는 일반적으로 약 2mm 초과의 평균 길이를 가질 수 있는 반면, 더 짧은 섬유는 일반적으로 약 1.5mm 미만의 평균 길이를 가질 수 있다. 더 긴 섬유는 강도와 완전성을 개선하는 데 사용할 수 있으며, 더 짧은 섬유는 코코아 섬유 및 기타 성분들을 섬유 기재 내에 더 잘 유지시킬 수 있다. 일 구현에서, 예를 들어 짧은 섬유는 재구성된 식물 재료에 약 5중량% 초과의 양, 예를 들어 약 10중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 20중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 한편, 더 긴 섬유는 재구성된 웹 재료에 약 5중량% 초과, 예를 들어 약 10중량% 초과, 예를 들어 약 20중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 50중량% 미만의 양, 예를 들어 약 40중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 일 구현에서, 더 짧은 섬유는 경목 섬유를 포함하는 반면, 더 긴 섬유는 연목 섬유를 포함한다. 더 긴 섬유와 더 짧은 섬유 사이의 중량비는, 예를 들어 약 6:1 내지 약 1:2, 예를 들어 약 6:1 내지 약 1:0.75일 수 있다. 예를 들어, 더 긴 섬유(예를 들어, 연목 섬유)와 더 짧은 섬유(예를 들어, 경목 섬유) 사이의 중량비는, 약 4:1 내지 약 1:1일 수 있다. 상술한 바와 같이, 재구성된 식물 재료에 함유된 웹 빌딩 섬유의 총량은, 일 견지에서, 상기 중량비와 관련하여 약 18중량% 내지 약 30중량%, 예를 들어 약 20중량% 내지 약 28중량%일 수 있다.
일 구현에서, 재구성된 웹 재료는 습윤제를 추가로 함유할 수 있다. 습윤제는 다양한 이득과 이점을 제공하기 위해 다양한 이유로 재구성된 식물 재료에 편입될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 생성된 섬유 기재의 가공성 및 취급을 개선하기 위해 습윤제가 재구성된 식물 재료에 편입될 수 있다. 대안적인 구현에서, 습윤제는 더 많은 양으로 재구성된 식물 재료에 첨가될 수 있어서, 재료는 흡입 가능한 에어로졸을 생성하기 위해 재료가 가열되지만 연소되지 않는 적용에 사용하기에 매우 적합하다.
다양한 상이한 습윤제가 재구성된 식물 재료에 편입될 수 있다. 예를 들어, 습윤제는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 다른 습윤제는 소르비톨, 트리에틸렌 글리콜, 젖산(lactic acid), 글리세릴 디아세테이트, 글리세릴 트리아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 이소프로필 미리스테이트, 및 글리세롤 및/또는 프로필렌 글리콜과의 혼합물을 포함하는 이들의 혼합물을 포함한다.
전술한 바와 같이, 재구성된 식물 재료에 적용되는 습윤제의 양은 다양한 인자에 따라 달라질 수 있다. 일 구현에서, 예를 들어, 습윤제는 재구성된 식물 재료 상에 약 5중량% 미만의 양, 예를 들어 약 3중량% 미만의 양으로, 그리고 일반적으로 약 1중량% 초과의 양으로 존재한다. 다른 구현에서, 습윤제는 약 5중량% 초과의 양, 예를 들어 약 10중량% 초과의 양, 예를 들어 약 15중량% 초과의 양, 예를 들어 약 20중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 50중량% 미만의 양, 예를 들어 약 40중량% 미만의 양, 예를 들어 약 30중량% 미만의 양, 예를 들어 약 25중량% 미만의 양으로 식물 재료 상에 존재할 수 있다. 재구성된 식물 재료에 약 10 내지 40중량%의 양, 예를 들어 약 12중량% 내지 약 30중량%의 양, 예를 들어 약 15중량% 내지 약 25중량%의 양으로 첨가되는 경우, 습윤제는 재구성된 식물 재료가 연소되지 않고 가열될 때 에어로졸 형성을 촉진하는 에어로졸 생성제 역할을 한다. 또 다른 견지에서, 습윤제는 재구성된 식물 재료에 약 3중량% 내지 약 8중량%의 양, 예를 들어 약 4중량% 내지 약 6중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 개시의 재구성된 식물 재료는 또한 다양한 다른 선택적 성분을 함유할 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 재구성된 식물 재료는 선택적으로 연소 조절제로 처리될 수 있다. 연소 조절제는 재료의 연소율을 제어할 수 있고/있거나 재료가 연소될 때 생성되는 재의 응집성 및/또는 색상을 개선하기 위한 재(ash) 컨디셔너의 역할을 할 수 있다.
예를 들어, 연소 조절제는 카르복실산의 염을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연소 조절제는 카르복실산의 알칼리금속염, 카르복실산의 알칼리토금속염, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 사용할 수 있는 연소 조절제의 예는 아세트산, 구연산, 말산, 젖산, 주석산, 탄산, 포름산, 프로피온산, 글리콜산, 푸마르산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 질산, 인산의 염, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 사용될 수 있는 특정 연소 조절제는 포타슘 시트레이트, 소듐 시트레이트, 포타슘 숙시네이트, 소듐 숙시네이트, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 존재하는 경우, 연소 조절제는 일반적으로 약 0.1중량% 초과의 양, 예를 들어 약 0.5중량% 초과의 양, 예를 들어 약 1중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 5중량% 미만, 예를 들어 약 4중량% 미만, 예를 들어 약 3중량% 미만, 예를 들어 약 2중량% 미만의 양으로 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다.
본 개시의 재구성된 식물 재료는 또한 선택적으로 충전제를 함유할 수 있다. 충전제는 재구성된 식물 재료의 형성을 촉진하고/하거나 재료의 외관에 영향을 미치는 것과 같은 임의의 원하는 목적을 위해 재구성된 웹 재료에 편입된 입자를 포함할 수 있다. 재구성된 웹 재료에 편입될 수 있는 충전제 입자는 칼슘 카보네이트, 마그네슘 옥사이드, 카올린 점토, 벤토나이트, 또는 이들의 혼합물로부터 제조될 수 있다. 충전제 입자는 선택적으로 약 1중량% 초과의 양, 예를 들어 약 3중량% 초과의 양, 예를 들어 약 5중량% 초과의 양, 약 10중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 30중량% 미만의 양, 예를 들어 약 25중량% 미만의 양, 예를 들어 약 20중량% 미만의 양, 예를 들어 약 15중량% 미만의 양, 예를 들어 약 10중량% 미만의 양, 예를 들어 약 8중량% 미만의 양으로 재구성된 웹 재료에 편입될 수 있다.
재구성된 식물 재료가 전술한 바와 같이 섬유성 기재로 형성되면, 재료는 임의의 적합한 흡연 물품 또는 재료를 가열하지만 연소시키지 않는 장치에서 사용하기 위한 에어로졸 생성 재료로서 사용될 수 있다. 일 구현에서, 재구성된 식물 재료는 먼저 파쇄 또는 절단 공정을 통해 공급됨으로써 느슨한 충전제 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 느슨한 충전제 재료는 스트립, 스트립들, 조각들 또는 이들의 혼합물 형태일 수 있다. 그 다음, 느슨한 충전제 재료는 임의의 적절한 에어로졸 생성 장치 또는 흡연 물품에 포장될 수 있다.
예를 들어, 도 1을 참조하면. 본 개시에 따라 제조된 재구성된 식물 재료 충전제(10)의 일 구현이 도시된다. 도시된 바와 같이, 충전제(10)는 느슨한 충전제 재료를 형성하는 재료의 조각들 또는 스트립들로 제조된다.
일 견지에서, 재구성된 식물 재료는 재료가 절단 및/또는 파쇄되기 쉽도록 제형화될 수 있다. 또한, 재구성된 식물 재료는 취급시 재료가 재료의 입자 또는 조각을 흘리지 않도록 제형화될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 제품의 절단 능력을 개선하기 위해, 재구성된 식물 재료에 함유된 웹 빌딩 섬유의 양은 재료의 강도를 손상시키지 않으면서 최소화될 수 있다. 또한, 경목 섬유와 같은 더 작은 섬유는 연목 섬유와 같은 더 긴 섬유 대신에 또는 추가로 사용될 수 있다. 섬유의 정련 강도는 절단 능력을 향상시키고 취급 중 입자 손실을 방지하기 위해 증가될 수도 있다. 재료의 평량을 줄임으로써 절단 특성을 향상시킬 수도 있다.
본 개시내용의 재구성된 식물 재료는 매우 중성적이고 기분 좋은 맛을 갖는 에어로졸 또는 연기를 생성한다. 재료에 의해 발생된 에어로졸에는 거친 성분이 없다. 실제로, 추출된 코코아 껍질의 존재는 일부 구현에서 로스팅된 코코아 냄새 및/또는 맛을 생성할 수 있다. 특히 이점으로, 본 발명의 재구성된 식물 재료는 니코틴을 함유하지 않으며, 따라서 니코틴-무함유(nicotine-free) 흡연 물품 또는 니코틴-무함유 에어로졸 생성 제품을 생산하는 데 사용될 수 있거나 상기 제품에서 니코틴 전달을 제어하는 데 사용될 수 있다.
일 구현에서, 예를 들어, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 담배 재료와 조합되어 담배 재료 자체에 의해 발생된 에어로졸과 비교하여 더 적은 니코틴으로 에어로졸 또는 연기를 생성하는 에어로졸 생성 재료를 형성할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 제어되고 바람직한 양을 함유하는 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 재료를 생성하기에 충분한 양으로 임의의 적합한 담배 재료와 조합될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 재구성된 식물 재료의 니코틴 수준은 약 0.5 중량% 미만일 수 있다. 대안적인 구현에서, 니코틴 수준은 재구성된 식물 재료의 약 0.5 중량% 초과일 수 있다.
본 개시의 재구성된 식물 재료와 블렌딩된 담배 재료는 예를 들어 절단 잎 담배, 재구성된 담배 재료, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 감소된 니코틴 전달 및 바람직한 맛 및 냄새를 갖는 에어로졸 생성 재료를 형성하기 위해 담배 재료와 균질하게 블렌딩되는 느슨한 충전제 재료의 형태일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는, 예를 들어, 본 개시의 재구성된 식물 재료를 약 5중량% 초과의 양, 예를 들어 약 10중량% 초과의 양, 예를 들어 20중량% 초과의 양, 예를 들어 약 30중량% 초과의 양, 예를 들어 약 40중량% 초과의 양, 예를 들어 약 50중량% 초과의 양, 예를 들어 약 60중량% 초과의 양, 예를 들어 약 70중량% 초과의 양, 예를 들어 약 80중량% 초과의 양으로 함유할 수 있다. 본 개시의 재구성된 식물 재료는 생성된 에어로졸 생성 재료가 재구성된 식물 재료를 약 90중량% 미만의 양, 예를 들어 약 80중량% 미만의 양, 예를 들어 약 70중량% 미만의 양, 예를 들어 약 60중량% 미만의 양, 예를 들어 약 50중량% 미만의 양, 예를 들어 약 40중량% 미만의 양, 예를 들어 약 30중량% 미만의 양으로 함유할 수 있도록 담배 재료와 조합될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 본 개시의 재구성된 식물 재료를 약 5중량% 내지 약 30중량%의 양, 예를 들어 약 10중량% 내지 약 20중량%의 양으로 함유할 수 있다. 대안적인 구현에서, 더 많은 양의 재구성된 식물 재료가 에어로졸 생성 재료에 편입될 수 있다. 이 구현에서, 재구성된 식물 재료는 약 30중량% 내지 약 80중량%의 양, 예를 들어 약 40% 내지 약 60중량%의 양으로 에어로졸 생성 재료에 함유될 수 있다. 상기 중량 백분율은 에어로졸 생성 재료의 총 중량을 기준으로 한다. 에어로졸 생성 재료의 나머지 부분은 담배 충전제에 의해서만 공급될 수 있다.
담배의 니코틴 수준을 제어하는 것과 유사하게, 본 개시의 재구성된 코코아 껍질 재료는 또한 대마초 재료에 함유된 하나 이상의 칸나비노이드의 수준을 제어하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 또한 말린 꽃, 말린 싹, 말린 잎, 재구성된 대마초 재료, 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있는 대마초 재료와 블렌딩될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 본 개시의 재구성된 코코아 껍질 재료는 대마초 재료와 균질하게 블렌딩되어 제어된 수준의 칸나비노이드 및 바람직한 맛 및 냄새를 갖는 에어로졸 생성 재료를 형성하는 느슨한 충전제의 형태일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는, 예를 들어, 본 개시의 재구성된 코코아 껍질 재료를 일반적으로 약 5중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 10중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 20중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 30중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 40중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 50중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 60 중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 90 중량% 미만의 양으로, 예를 들어 약 80 중량% 미만의 양으로, 예를 들어 약 70 중량% 미만의 양으로, 예를 들어 약 50중량% 미만의 양으로, 예를 들어 약 30중량% 미만의 양으로 함유할 수 있다. 유사하게, 에어로졸 생성 재료는 대마초 충전제 또는 재료를 약 5 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 10 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 20 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 30 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 40 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 50 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 60 중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 90 중량% 미만의 양으로, 예를 들어 약 80 중량% 미만의 양으로, 예를 들어 약 70 중량% 미만의 양으로, 예를 들어 약 60 미만의 양으로, 예를 들어 약 50 중량% 미만의 양으로 함유할 수 있다.
담배 및/또는 대마초 충전제 재료와 조합되는 것 외에도, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 임의의 적합한 에어로졸 생성 충전제와 조합될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 또한 허브 식물, 식물성(botanical) 식물 등과 조합될 수 있다. 허브 식물, 식물성 식물 및 나무의 예로는 코코아 나무, 커피 나무 또는 커피 콩, 차나무 또는 찻잎, 덩굴, 생강, 은행나무, 카모마일, 토마토, 아이비, 마테(mate), 루이보스, 오이, 민트, 밀, 보리 또는 호밀과 같은 곡물, 또는 활엽수 또는 수지성 나무와 같은 다른 나무 등 및 이들의 조합을 포함한다.
다른 에어로졸 생성 충전제와 조합하는 것에 추가로 또는 그 대신에, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 에어로졸 전달제를 수용하는 데 매우 적합하다. 예를 들어 재구성된 식물 재료는 흡수율이 높으며 최대 50중량%의 국소 첨가제를 함유할 수 있다. 이와 관련하여, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 또한 다양한 상이한 에어로졸 전달 조성물에 대한 담체로서 작용하기에 매우 적합하다. 예를 들어, 각각의 에어로졸 전달 조성물은 하나 이상의 에어로졸 전달제를 함유할 수 있다. 본 개시의 재구성된 식물 재료는 제어된 양으로 균일하고 일관된 방식으로 재료에 의해 생성된 에어로졸을 통해 하나 이상의 에어로졸 전달제를 사용자에게 전달할 수 있다.
본 개시의 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있는 에어로졸 전달 조성물은 용액, 현탁액, 오일 등을 포함한다. 예를 들어, 용액 및 현탁액은 재구성된 식물 재료에 적용되고, 이후에 건조되어 섬유 기재 내에 고체 잔류물을 남길 수 있다.
일 구현에서, 에어로졸 전달 조성물은 재구성된 식물 재료에 적용하기 위해 식물로부터 식물 재료를 추출함으로써 수득될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 개시는 재구성된 재료에 적용되는 변형된 식물 재료를 얻기 위해, 식물 재료로부터 적어도 하나의 화합물을 분리하는 단계, 식물 재료를 농축하는 단계, 또는 식물 재료로부터 화합물을 정련 또는 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 선택 사항이지만, 그러한 공정은 재구성된 재료에 적용되는 식물 재료의 원하는 최종 특성에 기초하여, 건조 추출물, 액체 추출물, 리큐어 또는 분리된 재료의 형태이든 간에 원래의 식물 원료 물질을 변형된 식물 재료로 변형시키는 결과를 초래할 수 있다. 물론, 식물 재료는 원래의 식물 재료 또는 변형된 식물 재료일 수 있지만, 일 구현에서, 식물 재료는 추출 후 추가 처리를 거치지 않고 재구성된 식물 재료에 적용된다. 더욱이, 에어로졸 전달 조성물이 식물로부터 추출되는 것으로 기술되었지만, 합성 또는 천연 발생 에어로졸 전달 조성물(예를 들어, 추출될 필요가 없음)이 또한 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
에어로졸 전달 조성물에 함유될 수 있는 에어로졸 전달제의 예에는 (니코틴에 추가하여) 당의 추출물, 감초 추출물, 멘톨, 꿀, 커피, 메이플 시럽, 담배, 보타니컬 추출물, 식물 추출물, 차, 과일 추출물, 정향, 아니스, 계피, 백단향, 제라늄, 장미 오일, 바닐라, 카라멜, 코코아, 레몬 오일, 계수나무, 스피어민트, 회향 또는 생강과 같은 향료(flavorings), 코코아, 바닐라 및 캐러멜과 같은 프래그런스(fragrances) 또는 아로마, 약용 식물, 야채, 향신료, 뿌리, 열매, 바(bar), 시크(seeks), 아니스 오일, 정향 오일, 카본 등과 같은 에센셜 오일 및 이들의 추출물, 바닐린과 같은 인공 향료 및 프래그런스, 및 이의 혼합물이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 재구성된 식물 재료에 적용된 추출물은 수용성 또는 지용성일 수 있다. 따라서, 재구성된 식물 재료에 에어로졸 전달제를 적용하기 위해 다양한 상이한 담체 액체가 사용될 수 있다.
일 구현에서, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 대마초로부터 수득된 성분에 대한 담체로서 사용될 수 있다. 대마초에 함유된 다양한 화학 물질과 화합물은 오피오이드와 같은 기존의 진통제 대신 통증 완화를 위해 점점 더 대중적인 약물이 되고 있다. 예를 들어, 대마초에는 통증 완화에 사용할 수 있는 다양한 칸나비노이드가 함유되어 있다. 대마초에 의해 생성된 에어로졸을 흡입하는 것은 대마초에 함유된 약물을 사용자에게 전달하는 가장 일반적이고 가장 저렴한 방법이다. 그러나, 불행하게도, 건조된 대마초 싹이나 잎에서 생성된 에어로졸을 단순히 흡입하면 식물에 함유된 통증 완화 약물이 불균일하게 전달될 수 있다. 예를 들어, 칸나비노이드의 전달은 특정 식물과 에어로졸을 발생시키는 데 사용되는 특정 식물 부분에 따라 크게 달라질 수 있다. 또한, 칸나비노이드 전달은 물질의 패킹 밀도, 에어로졸을 생성하는 데 사용되는 특정 유형의 에어로졸 생성 장치 또는 흡연 물품 등과 같은 다른 요인에 따라 크게 달라질 수 있다. 또한, 대마초 식물에서 생성된 에어로졸에는 자극제가 포함될 수 있으며, 상대적으로 강한 에어로졸이나 연기를 생성할 수 있다. 그러나, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 임의의 상기 결점 및 결함 없이 재료로부터 생성된 에어로졸에서 칸나비노이드를 전달하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 재구성된 식물 재료로부터 발생된 에어로졸은 자극적이지 않고, 거친 성분을 포함하지 않으며, 중성적인 맛을 갖는다. 또한, 재구성된 식물 재료에 국소적으로 칸나비노이드를 적용하면, 재구성된 식물 재료에 의해 발생되고 흡입되는 에어로졸에 함유될 때 칸나비노이드의 균일하고 일정한 전달이 가능하다.
본 개시의 재구성된 식물 재료에 편입될 수 있는 칸나비노이드는 칸나비디올(CBD) 및 테트라히드로칸나비놀(THC)을 포함한다. 대마초에 함유된 THC는 뇌의 특정 수용체에 작용하여 행복감(euphoria)과 이완 상태를 유발한다. 반면에 CBD는 또한 뇌의 통증 수용체와 상호 작용하지만 THC로 인한 동일한 행복감을 생성하지 않는다. 본 개시에 따르면, 일 구현에서, THC가 본 개시의 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있고, CBD가 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있거나, 대안적으로, THC 및 CBD 둘 모두가 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다.
THC 및 CBD에 더하여, 다양한 다른 칸나비노이드가 또한 에어로졸 전달 조성물 내로 편입되고 본 개시에 따라 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다. 예를 들어, 대마초에 함유된 다른 칸나비노이드에는 칸나비크로멘(cannabichromene), 칸나비놀(cannabinol), 칸나비게롤(cannabigerol), 테트라히드로칸나비바린(tetrahydrocannabivarin), 칸나비디바린(cannabidivarin), 칸나비디올산(cannabidiolic acid), 기타 칸나비디올(cannabidiol) 유도체 및 기타 테트라히드로칸나비놀(tetrahydrocannabinol) 유도체가 포함된다. 위의 칸나비노이드는 단독으로 또는 임의의 조합으로 사용할 수 있으며, 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다.
위에서 설명한 칸나비노이드는 다양한 다른 방법을 사용하여 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, CBD와 같은 칸나비노이드는 수성 현탁액으로 제형화될 수 있거나 지방 또는 오일과 같은 용매에 용해될 수 있다. 예를 들어, 대마초 오일 추출물은 원료 대마초 식물에서 얻을 수 있다. 오일 추출물은 THC 단독, CBD 단독 또는 THC와 CBD의 조합을 함유할 수 있다. 오일 추출물은 재구성된 식물 재료에 적용하여 재료에 의해 생성된 에어로졸이 제어된 양의 칸나비노이드를 함유하도록 할 수 있다. 제어된 양의 카나비노이드를 함유하는 것 외에도, 재구성된 식물 재료는 재료에서 발생된 에어로졸에서 칸나비노이드의 균일한 전달을 제공하도록 설계될 수도 있다.
재구성된 식물 재료에 첨가될 수 있는 또 다른 성분은 다양한 향미제(flavorants), 특히 테르펜이다. 예를 들어, 테르펜 또는 테르펜들의 혼합물이 바람직한 아로마를 개발하고 제품의 품질을 사용자에게 표시하는 데 사용할 수 있다. 하나 이상의 테르펜이 재구성된 재료에 의해 생성된 에어로졸 흡입에 대한 감각 반응을 개선할 수도 있다.
다양한 상이한 테르펜이 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다. 이러한 테르펜은 비제한적으로 피넨(pinene), 후뮬렌(humulene), b-카리오필렌(b-caryophyllene), 이소풀레골(isopulegol), 구아이올(guaiol), 네릴아세테이트(nerylacetate), 네오멘틸아세테이트(neomenthylacetate), 리모넨(limonene), 멘톤(menthone), 디히드로자스몬(dihydrojasmone), 테르피놀렌(terpinolene), 멘톨(menthol), 펠란드렌(phellandrene), 테르피넨(terpinene), 게라닐아세테이트(geranylacetate), 옥시멘(ocimene), 1,4-시네올(1,4-cineole), 3-카렌(3-carene), 리날룰(linalool), 멘토푸란(menthofuran), 페릴알코올(perillyalcohol), 피난(pinane), 네오멘틸라세타(neomenthylaceta), 알파-비사보롤(alpha-bisabolol), 보르네올(borneol), 캄펜(camphene), 캄포(camphor), 카리오필렌 옥사이드(caryophyllene oxide), 알파-세드렌(alpha-cedrene), 베타-유데스몰(beta-eudesmol), 펜콜(fenchol), 게라니올(geraniol), 이소보르네올(isoborneol), 네롤(nerol), 사비넨(sabinene), 알파-테르피네올(alpha-terpineol), 및 이들의 혼합물을 포함한다.
일 구현에서, 천연 흡연가능한 식물에서 발견되는 테르펜의 비율을 모방하기 위해 다양한 상이한 테르펜을 함께 블렌딩할 수 있다. 예를 들어, 약 2 내지 약 12개의 테르펜을 함께 블렌딩하여 재구성된 식물 재료에 적용할 수 있다. 각각의 테르펜은 약 0.001중량% 초과 및 일반적으로 약 5중량% 미만의 양으로 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다. 예를 들어, 각각의 테르펜은 약 0.01중량% 내지 약 1.5중량%의 양으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 각각의 테르펜은 약 0.1중량% 내지 약 1.1중량%의 양으로 적용될 수 있다.
테르펜의 예시적인 블렌드는 알파-피넨, 베타-카리오필렌, 및 베타-피넨; 알파-휴물렌, 알파-피넨, 베타-카리오필렌, 베타-피넨 및 구아이올; 베타-카리오필렌, 베타-피넨 및 d-리모넨; 베타-카리오필렌, 베타-피넨 및 네롤리돌; 베타-카리오필렌, 베타-피넨, d-리모넨 및 테르피놀렌; 알파-비사보롤, 알파-피넨, 베타-카리오필렌, 베타-미르센, 베타-피네나 및 d-리모넨; 베타-카리오필렌, 베타-피네나 및 p-시멘; 알파-휴물렌, 베타-카리오필렌, 베타-피넨, d-리모넨, 리날룰 및 네롤리돌; 베타-카리오필렌 및 베타-피넨; 베타-카리오필렌, 베타-미르센 및 테르피놀렌; 알파-피넨, 베타-카리오필렌, 베타-피넨, d-리모넨; 알파-휴물렌, 알파-피넨, 베타-카리오필렌, 베타-미르센, 베타-피네나, d-리모넨 및 구아이올을 포함한다.
상술한 바와 같은 하나 이상의 에어로졸 전달제를 함유하는 에어로졸 전달 조성물은 임의의 적합한 방법 또는 기술을 사용하여 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 조성물은 임의의 적합한 방식으로 섬유 기재 상에 스프레이되거나 코팅될 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 재구성된 식물 재료는 우수한 기계적 특성을 가지며 매우 바람직하고 미학적인 외관을 갖는다. 일반적으로, 재구성된 식물 재료는 약 40gsm 초과, 예를 들어 약 45gsm 초과, 예를 들어 약 55gsm 초과의 평량을 갖는다. 재구성된 식물 재료의 평량은 일반적으로 약 120gsm 미만, 예를 들어 약 100gsm 미만, 예를 들어 약 85gsm 미만이다.
일 구현에서, 본 개시의 재구성된 식물 재료는 압출과 같은 다양한 방법을 사용하거나 재구성된 재료를 절단 및/또는 파쇄함으로써 느슨한 충전제로 형성될 수 있다. 본 개시에 따라 제조된 충전제 재료는 약 4㎤/g 초과, 예를 들어 약 5㎤/g 초과, 예를 들어 약 6㎤/g 초과, 그리고 일반적으로 약 10㎤/g 미만, 예를 들어 약 8㎤/g 미만의 충전력(filling power)을 가질 수 있다. 재구성된 식물 재료는 우수한 연소 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 재구성된 식물 재료는 약 4mm/mm 초과, 예를 들어 약 5mm/mm 초과, 그리고 일반적으로 약 8mm/mm 미만, 예를 들어 약 7mm/mm 미만의 정적 연소율(static burn rate)을 가질 수 있다.
본 발명의 재구성된 식물 재료는 특히 종래의 담배 재료와 비교하여 니코틴이 없고 비교적 적은 양의 타르를 생성하는 동시에 우수한 맛 특성을 갖는다. 예상외로, 본 개시의 재구성된 코코아 껍질 재료는 재료가 연목 섬유와 같은 현저한 양의 셀룰로오스 섬유를 함유할 수 있음에도 불구하고 "종이 같은(papery)" 맛을 생성하지 않는다는 것도 발견되었다. 알려지지 않았지만, 추출된 코코아 섬유는 재료를 연소하거나 가열할 때 종이 같은 맛을 은폐하거나 억제하는 것으로 믿어진다. 이 발견은 놀랍고 전혀 예상치 못한 것이다.
결과적으로, 본 개시의 재구성된 식물 재료를 포함하는 에어로졸 생성 재료는 모든 다양한 유형의 에어로졸 생성 제품에 사용될 수 있다. 일 구현에서, 예를 들어, 본 개시의 에어로졸 생성 재료는 흡연 가능한 막대로 형성되고, 외부 래퍼에 의해 둘러싸일 수 있다. 흡연 물품 또는 궐련(cigarette)은 흡연 물품의 일 단부에 위치한 필터를 포함할 수 있다. 그러나, 재구성된 식물 재료로부터 생성된 에어로졸의 중성 및 온화한 특성 때문에, 그리고 재구성된 식물 재료가 거친 성분이 없고 니코틴 및 타르가 적기 때문에, 본 발명에 따라 궐련을 무필터(filterless)로 제조할 수 있다.
일 구현에서, 재구성된 식물 재료는 종이 성형 기계 상에서 형성되고 시트 형태이다. 그런 다음, 시트를 스트립으로 절단하고, 회전 또는 교반 드럼에 공급할 수 있다. 드럼에 있을 때 재구성된 식물 재료는 하나 이상의 습윤제 및 케이싱과 혼합될 수 있다. 케이싱에는 다양한 상이한 향미제 또는 주류 연기 강화 요소가 함유될 수 있다. 예를 들어, 케이싱에는 감초, 옥수수 시럽 및/또는 설탕이 함유될 수 있다. 드럼에서 재구성된 식물 재료는 재료를 원하는 입자 크기로 줄이기 위해 절단 또는 분쇄 공정을 거칠 수 있다. 절단된 재구성된 식물 재료는 때때로 절단된 래그(rag)로 지칭된다. 원하는 크기로 절단되면, 다양한 다른 에어로졸 전달제 또는 향미제가 재구성된 식물 재료에 적용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 테르펜은 재구성된 식물 재료 및/또는 CBD 및/또는 THC와 같은 하나 이상의 칸나비노이드에 적용될 수 있다. 에어로졸 전달제가 재구성된 식물 재료에 적용되면, 재구성된 식물 재료는 임의의 적합한 형태로 사용하기 위해 포장 및 배송될 수 있다. 일 견지에서, 재구성된 식물 재료는 재구성된 식물 재료를 막대형 요소로 형성하기 위한 담배 제조 기계에 공급될 수 있다. 대안적으로, 재료를 느슨한 형태로 포장하여 손으로 만 제품(roll-your-own products), 가열하지만 연소하지 않는 제품 또는 코담배를 위한 충전제로 사용할 수 있다.
궐련에 추가하여, 본 개시에 따라 제조된 에어로졸 생성 재료는 또한 시가 및 시가릴로를 포함할 수 있다.
본 개시의 재구성된 식물 재료는 또한 코담배 제품을 생산하는데 사용될 수 있다. 코담배 제품은 건조 제품이거나 상당한 양의 수분을 함유할 수 있다.
무연 블렌드 제품(예: 코담배)을 제조할 때, 제품은 본 개시의 재구성된 식물 재료로만 제조될 수 있거나 다른 충전제 재료와 블렌딩된 본 개시의 재구성된 식물 재료로부터 형성될 수 있다. 본 개시의 재구성된 식물 재료를 사용하여 무연 블렌드를 형성하는 경우, 제품에 함유된 웹 빌딩 섬유의 양이 감소될 수 있다. 예를 들어, 웹 빌딩 섬유의 양은 약 5중량% 미만, 예를 들어 약 3중량% 미만일 수 있다. 일 견지에서, 재구성된 식물 재료는 임의의 웹 빌딩 섬유를 함유하지 않을 수 있다. 또 다른 구현에서, 재구성된 식물 재료는 약 5중량% 내지 약 50중량%의 웹 빌딩 섬유를 함유할 수 있다.
무연 블렌드 제품을 형성하기 위해, 본 개시의 재구성된 식물 재료를 원하는 크기로 분쇄하거나 절단한다. 예를 들어, 입자 크기는 상대적으로 작거나 최종 용도에 따라 스트립으로 만들 수 있다. 일 견지에서, 예를 들어, 재료는 약 50미크론 초과, 예를 들어 약 100미크론 초과, 그리고 일반적으로 약 3mm 미만, 예를 들어 약 2mm 미만의 평균 입자 크기를 갖도록 절단 또는 분쇄된다. 대안적으로, 재료는 평균 입자 크기가 약 100미크론 미만인 분말 또는 과립 재료로 분쇄될 수 있다.
원하는 경우, 재구성된 식물 재료는 열처리를 받을 수 있다. 열처리는 재료에 질감과 색상을 부여하고, 천연 풍미를 향상시킬 수 있다. 선택적인 열처리 단계 후에 pH 조절제 및 향료와 같은 첨가제를 혼합물에 첨가할 수 있다. 습한 무연 제품을 형성할 때, 수분 함량이 약 10중량% 초과, 예를 들어 약 20중량% 초과, 예를 들어 약 30중량% 초과, 약 40중량% 초과, 그리고 일반적으로 약 60중량% 미만, 예를 들어 약 50중량% 미만이 되도록 제품에 물을 첨가할 수 있다. 원하는 경우, 블렌드의 수분 보유 특성을 촉진하는 하나 이상의 수분 제제를 제품에 첨가할 수 있다. 일 견지에서, 예를 들어 소듐 클로라이드 및/또는 소듐 카보네이트가 재구성된 식물 재료에 첨가될 수 있다.
대안적으로, 재구성된 식물 재료를 사용하여 건조 구강 코담배와 같은 건조 무연 블렌드를 제조할 수 있다. 건조 구강 코담배를 생산하기 위해 재료를 분말로 갈아서 향료와 같은 다른 성분을 첨가한다.
일 견지에서, 무연 재구성된 대마초 재료는, 예를 들어 입술 또는 볼의 상부 잇몸과 하부 잇몸 사이에 파우치를 배치함으로써 구강 내에서 사용하도록 의도된 구강 파우치에 배치될 수 있다. 구강 파우치 제품은 직사각형과 같은 장방형을 가질 수 있다. 구강 파우치의 총 중량은 일반적으로 약 0.1g 내지 약 2.5g, 예를 들어 약 0.2g 내지 약 0.8g의 범위일 수 있다. 파우치는 부직포와 같은 어느 적절한 타액 투과성 파우치 재료로 제조될 수 있다. 상기 파우치에는 초음파 용접에 의한 재료의 밀봉을 용이하게 하기 위해 바인더가 포함될 수 있다. 예를 들어, 바인더는 아크릴레이트 중합체일 수 있다. 일 견지에서, 파우치는 비스코스 레이온 스테이플 섬유 및 바인더와 같은 재생 셀룰로오스 섬유를 함유하는 부직 재료로부터 형성될 수 있다. 원하는 경우, 파우치 재료는 또한 추가의 향미제 및/또는 착색제를 함유할 수 있다.
일 구현에서, 본 개시에 따라 제조된 흡연 물품은 또한 감소된 점화 성향 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품의 외부 래퍼는 흡연 물품의 축방향으로 이격된 복수의 별개의 감소된 점화 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 이산 감소된 점화 영역은 원형 밴드의 형태일 수 있다. 밴드는 흡연 물품이 정적 연소 상태로 남아 있는 경우 석탄을 소화하기에 충분한 길이 또는 기간 동안 산소가 연소 중인 석탄으로 제한되도록 폭을 가질 수 있다. 밴드는 예를 들어, 일반적으로 약 3mm 초과, 예를 들어 약 4mm 초과, 약 5mm 초과, 그리고 일반적으로 약 10mm 미만, 예를 들어 약 8mm 미만, 예를 들어 약 7mm 미만의 폭을 가질 수 있다.
감소된 점화 영역 사이의 간격은 또한 다수의 변수에 따라 변할 수 있다. 간격은 석탄이 감소된 점화 영역으로 연소되기 전에 기재를 점화하기에 충분한 시간 동안 담배가 연소될 정도로 너무 커서는 안된다. 간격은 또한 연소하는 석탄의 열적 관성 또는 자가 소화 없이 감소된 점화 영역을 통해 연소하는 석탄의 능력에 영향을 미친다. 일반적으로, 밴드 간격은 약 5mm 초과, 예를 들어 약 10mm 초과, 예를 들어 약 15mm 초과, 그리고 일반적으로 약 50mm 미만, 예를 들어 약 40mm 미만, 예를 들어 약 30mm이어야 한다. 각각의 흡연 물품은 약 1 내지 약 3개의 밴드를 함유할 수 있다.
일반적으로, 임의의 적절한 점화 감소 조성물이 흡연 물품의 외부 래퍼에 적용될 수 있다. 일 구현에서, 예를 들어, 점화 감소 조성물은 필름-형성 재료를 함유한다. 예를 들어, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 필름-형성 재료는 알기네이트, 구아 검, 펙틴, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체, 전분, 전분 유도체 등을 포함한다.
일 특정 구현에서, 필름 형성 재료는 단독으로 또는 전분과 조합하여 알기네이트를 포함할 수 있다. 일반적으로, 알기네이트는 갈조류 미역(Phaeophyceae brown seaweeds)에서 불용성 혼합 칼슘, 소듐, 포타슘 및 마그네슘 염으로 발생하는 산성 다당류 또는 검의 유도체이다. 일반적으로 말해서, 이러한 유도체는 다양한 비율의 D-만누론산 및 L-굴루론산으로 구성된 고분자량 다당류의 칼슘, 소듐, 포타슘 및/또는 마그네슘 염이다. 알긴산의 예시적인 염 또는 유도체는 암모늄 알기네이트, 포타슘 알기네이트, 소듐 알기네이트, 프로필렌 글리콜 알기네이트, 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다.
일 구현에서, 비교적 저분자량 알기네이트가 사용될 수 있다. 예를 들어, 알기네이트는 25℃에서 3중량% 수용액에 함유될 때 약 500cP 미만의 점도를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 알기네이트는 상기 조건에서 250cP 미만, 특히 100cP 미만의 점도를 가지며, 일 구현에서 약 20-60cP의 점도일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 점도는 점도에 따라 적합한 스핀들을 갖는 Brookfield LVF 점도계에 의해 결정된다. 상기 더 낮은 점도 수준에서, 알기네이트 조성물은 더 높은 고형분 함량으로 형성될 수 있지만, 통상적인 기술을 사용하여 종이 래퍼에 조성물을 적용할 수 있도록 충분히 낮은 용액 점도에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따라 제조된 알기네이트 용액의 고체 함량은 중량 기준으로 약 6% 초과, 특히 약 10% 초과, 더욱 특히 약 10% 내지 약 20%일 수 있다.
상기 고체 수준에서, 본 발명에 따라 사용되는 알기네이트 조성물은 용액 점도가 약 250 cP 초과, 특히 약 500 cP 초과, 보다 특히 약 800 cP 초과, 그리고 일 구현에서 25℃에서 약 1,000 cP 초과의 점도로 용액 점도를 가질 수 있다. 일반적으로, 알기네이트 필름-형성 조성물의 용액 점도는 조성물이 래퍼에 적용되는 방식에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 조성물의 용액 점도는 조성물이 래퍼 상에 스프레이되고 있는지 아닌지 또는 래퍼 상에 인쇄되고 있는지 아닌지에 따라 조정될 수 있다.
다른 구현에서, 적용에 따라 비교적 고분자량 알기네이트가 사용될 수 있음을 또한 이해해야 한다. 예를 들어, 알기네이트는 25℃에서 3중량% 수용액에 포함될 때 약 500cP 초과의 점도를 가질 수 있다.
필름-형성 재료에 추가하여, 래퍼에 적용된 감소된 점화 조성물은 다양한 다른 성분을 함유할 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 충전제가 조성물 내에 함유될 수 있다. 충전제는, 예를 들어 칼슘 카보네이트, 칼슘 클로라이드, 칼슘 락테이트, 칼슘 글루코네이트 등일 수 있다. 칼슘 화합물 이외에도 마그네슘 옥사이드와 같은 마그네슘 화합물, 점토 입자 등을 포함하는 다양한 입자가 사용될 수 있다.
일 구현에서, 점화 감소 조성물은 수계(water based)일 수 있다. 특히, 점화 감소 조성물은 수성 분산액 또는 수용액을 포함할 수 있다. 대안적으로, 종이 래퍼에 적용되기 전에 점화 감소 조성물은 비수성 용액 또는 분산액을 포함할 수 있다. 이 구현에서, 예를 들어, 조성물을 래퍼에 적용하기 위해 알코올이 존재할 수 있다.
필름-형성 조성물과는 대조적으로, 점화 감소 조성물은 또한 셀룰로오스 슬러리(일종의 분산물)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 제지 재료를 함유하는 슬러리는 필름-형성 조성물이 아니다. 종이 기재에 적용된 셀룰로오스 슬러리는 섬유성 셀룰로오스, 하나 이상의 충전제, 및/또는 셀룰로오스 입자를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 셀룰로오스 섬유 및 셀룰로오스 입자는 카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 유도체화된 셀룰로오스와 구별되어야 한다. 예를 들어, 셀룰로오스 섬유와 셀룰로오스 입자는 수용성이 아니다. 일 구현에서, 래퍼에 적용된 셀룰로오스 슬러리는 미세결정질 셀룰로오스를 포함할 수 있다.
점화 감소 조성물이 제형화되면, 조성물은 개별 영역의 래퍼에 적용될 수 있다. 조성물이 래퍼에 적용되는 방식은 다양할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 스프레이되거나, 브러싱되거나, 움직이는 오리피스로 도포되거나, 래퍼 상에 인쇄될 수 있다. 처리 영역을 형성하기 위해, 조성물은 단일 패스 또는 다중 패스 작업으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 점화 경향이 감소된 래퍼 상의 영역을 형성하기 위해 연속적인 단계에서 래퍼에 적용될 수 있다. 일반적으로, 다중 패스 프로세스 동안, 처리된 영역은 약 2 내지 약 8 패스 동안 조성물을 적용함으로써 형성될 수 있다.
래퍼에 적용된 감소된 점화 조성물의 양은 또한 변할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 약 15중량% 미만, 예를 들어 약 10중량% 미만, 예를 들어 약 8중량% 미만의 양으로 래퍼에 적용될 수 있다. 일반적으로, 조성물은 감소된 점화 영역 내에서 조성물의 중량을 기준으로 1중량% 초과의 양으로 적용된다.
본원에 사용된 바와 같이, 상기 중량 백분율은 화학 성분으로 처리된 면적을 기준으로 한다. 다시 말해서, 감소된 점화 조성물에 대한 상기 중량 백분율은 래퍼의 전체 표면에 적용된 총량과 대조적으로 처리된 영역 내에 적용된 양이다.
본 발명의 공정을 통해, 상대적으로 낮은 확산성을 가지면서 상대적으로 높은 투과성을 갖는 감소된 점화 영역이 생성될 수 있다. 예를 들어, 감소된 점화 영역은 10 CORESTA보다 큰 투과성을 가질 수 있으며, 여전히 ASTM 테스트 E2187-09를 적어도 75%의 타임으로 통과하는 흡연 물품을 생산할 수 있다.
일반적으로, 감소된 점화 영역은 비교적 낮은 확산도를 갖는다. 확산도는 실온(23℃)에서 측정할 수 있다. 일반적으로, 감소된 점화 영역의 23℃에서의 확산도는 약 0.5cm/s 미만, 예를 들어 0.4cm/s 미만, 예를 들어 0.3cm/s 미만이다. 일 구현에서, 감소된 점화 영역은 약 0.05cm/s 초과, 예를 들어 약 0.15cm/s 초과, 예를 들어 0.16cm/s 초과, 예를 들어 0.17cm/s 초과의 확산도를 가질 수 있는 반면, 여전히 원하는 감소된 점화 특성을 갖는다. 확산성은 소듐 CO2 확산성 시험기를 사용하여 측정된다.
흡연 물품에 편입되는 것 외에도, 본 개시의 에어로졸 생성 재료는 또한 포장되어 다양한 다른 형태로 소비자에게 판매될 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 스트립들 또는 조각들의 형태의 충전제 재료로서 포장 및 판매될 수 있다. 그런 다음, 충전제 재료는 파이프에, 손으로 만 제품(roll-your-own products)의 충전제로 사용하거나, 가열하지만 재료를 연소시키지 않는 에어로졸 생성 장치에 사용할 수 있다.
본 개시는 하기 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
실시예
다음 시험 방법은 다양한 매개변수를 정의하는 데 사용되었을 뿐만 아니라 하기 실시예에서 결과를 얻는 데에도 사용되었다.
시험 및 방법
충전력 및 평형 수분 함량(EMC)
충전제 재료의 샘플은 ISO 3402(최소 48시간 동안 22℃ +/- 1℃, 60% +/- 3% R.H.)에 따라 컨디셔닝된다. 컨디셔닝 후에, 재료를 펼치고(필요한 경우), 잘라 커트 래그(cut rag)를 형성한다(장비: BUROMA 디스크 커터, 너비: 0.7mm).
충전력 분석을 수행하기 위해, 14g의 커트 충전제(정밀도: +/- 0.01g)를 Borgwaldt 실린더(DM4625 모델; 직경 = 5.98cm, 높이 = 10.8cm)에 넣는다. 60초 동안 2kg의 추를 가한다. 피스톤이 해제되면, 충전제 컬럼의 높이가 표시되고 기록된다(H, cm 단위).
샘플의 충전력(cc/g)은 2 × H로 계산된다.
평형 수분 함량은 하기 방법에 따라 측정된다: 빈 팬(유리로 제조됨)의 중량이 +/- 1 mg의 정밀도로 측정되고 기록된다(T).
그 다음 팬은 커트 충전제(5 내지 7g)로 채워지고, 커트 충전제가 있는 팬의 중량을 기록한다(W1, 정밀도 +/- 1mg).
그 다음, 커트 충전제가 있는 팬을 100℃에서 3시간(+/- 5분) 동안 Hearson 오븐(Mark V)에서 건조한다.
건조 후, 팬을 데시케이터에서 15분 동안 냉각하고, 그 중량을 측정한다(W2, 정밀도 +/- 1mg).
샘플의 수분(%)은 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00001
수용성 함량
충전제의 샘플을 분말로 분쇄한다(IKA 또는 RETSCHE-MUHLE 그라인더 사용, 메쉬 크기: 1mm).
유리 섬유 필터(DURIEUX 필터 Nr 28, 직경 = 55mm)를 스테인리스강 팬에 놓는다. 그런 다음, 팬+필터의 용기 무게를 잰다(T, 정밀도 +/- 1mg). 5000mg(+/- 200mg)의 분쇄 충전제의 샘플을 팬에 넣고, 정확하게 무게를 잰다(W1, 정밀도 +/- 1mg).
분쇄 충전제에 물을 부드럽게 스프레이하고, 컵을 실험실 여과기(RENEKA LC)에 설치한다. 추출은 미리 정의된 침투 설정에 따라 세 번 수행된다. 여과 후, 샘플을 물로 조심스럽게 세척하고, 팬을 100℃에서 16시간 동안 전기 오븐에서 건조한다.
세척 후, 팬을 데시케이터에서 15분 동안 냉각하고, 그 중량을 측정한다(W3, 정밀도 +/- 1mg).
수용성 시험(W2)에 사용된 분쇄 샘플의 건조 중량은 다음과 같이 계산된다: W2 = W1 x (100 - H) / 100.
마지막으로, 건조 완제품에서 수용성의 비율(%)은 다음과 같이 계산된다:
WS(%) = 1,15 × ((
Figure pct00002
) × 100) - 2,0
궐련 제조
충전제의 샘플은 ISO 3402(최소 48시간 동안 22℃ +/- 1℃, 60% +/- 3% R.H.)에 따라 컨디셔닝된다. 컨디셔닝 후, 충전제 시트를 조각들로 자른다(장비: BUROMA 디스크 커터, 너비: 0.7mm). 절단된 재료는 실험실 체(메쉬 크기: 1mm)로 체질된다.
빈 궐련 튜브는 그 다음 PRIVILEG의 핸드 롤링 기계를 사용하여 100% 커트 충전제로 채워진다. 커트 충전제의 무게는 100 +/- 5mm WG의 압력 강하에 도달하도록 조정된다.
빈 튜브는 다음과 같은 특징을 갖는다:
- 튜브 중량 = 200±5 mg,
- 전체 길이 = 84mm, 직경 = 8.1±0.1mm, 티핑(tipping) 길이 = 25mm
- 아세테이트 필터(데니어 = 3.0Y/35000HK, 길이 = 15±0.5mm, 압력 강하 = 43±3mm WG),
- 궐련지 다공성 = 50 CU,
- 필터 환기 없음.
그런 다음, 궐련을 SODIMAT 기계에서 분류한다. 연기 분석을 수행하기 위해 선택된 많은 궐련은 다음과 같은 특성을 갖는다: 충전제 중량: 평균 목표 중량 +/- 10mg, 압력 강하: 평균 목표 PD +/- 3.5mm WG.
연기 분석을 수행하기 전에, 궐련은 ISO 3402(최소 48시간 동안 22℃ +/- 1℃, 60% +/- 3% R.H.)에 따라 컨디셔닝된다.
가연성 분석
10개의 궐련을 FILTRONA 정적 연소율 기계에 위치시킨다. 이 기계에는 10개의 궐련 홀더와 10개의 개별 크로노미터가 있다.
서로 40mm 떨어진 두 개의 면사(cotton threads)가 10개의 궐련 바로 위에 놓여 있다. 각 면사는 크로노미터에 연결된다.
궐련에 순차적으로 불을 붙인다. 각 궐련에 대해, 연소 콘(cone)이 앞 면선을 자르면 크로노미터가 자동으로 활성화된다. 숯 라인이 두 번째 면사에 도달하면, 크로노미터가 자동으로 멈추므로 충전제 로드의 40mm를 태우는 데 필요한 시간이 주어진다.
평균 시간(초)은 10개의 크로노미터로부터 계산된다.
평균 가연성(mm/min 단위)은 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00003
연기 내 타르, 니코틴, 물 및 CO의 분석
표준 ISO 조건(ISO 3308)에서 Borgwaldt RM20 키트 기계에서 20개의 궐련 2세트를 스모킹한다.
연기 중 니코틴 및 물(mg/cig)은 표준 ISO 10315 및 ISO 10362-1에 따라 가스 크로마토그래피에 의해 측정된다.
연기 중 타르(mg/cig)는 표준 ISO 4387에 따라 측정된다.
연기 중 CO(mg/cig)는 표준 ISO 8454에 따라 비분산 적외선(NDIR) 방법에 의해 측정된다.
파열 강도
60±2% 상대 습도, 22±1℃에서 최소 48시간 동안 재료를 컨디셔닝한다.
테스트 샘플을 60mm 직경으로 자른다.
AFNOR Norm NFQ 03.053에 따라 파열 측정기 IDM을 사용하여 파열 강도를 측정한다.
4개의 재료 샘플에 대해 측정하여 평균값을 계산한다.
절단 취약성
60±2% 상대 습도, 22±1℃에서 최소 48시간 동안 50g의 재료를 컨디셔닝한다.
리플릿(leaflets)을 디스크 커터로 0.7mm 너비의 래그(rag)로 자른다.
잘려진 재료를 5분 동안 0.8mm 체(Ø 와이어 = 0.5mm)로 체질한다.
0.01g의 정밀도로 0.8mm 초과의 재료(M1) 및 0.8mm 미만의 재료(M2)를 칭량한다.
절단 시 취약성은 다음과 같다: = M2/(M1+M2).100(%)
취급 취약성
(절단 및 체질 후) 0.8mm 초과의 절단 재료의 20+/- 0.5g을 칭량한다.
재료를 5분 동안 0.8mm 체(Ø 와이어 = 0.5mm)로 체질한다.
0.01g의 정밀도로 0.8mm 초과의 재료(M3) 및 0.8mm 미만의 재료(M4)를 칭량한다.
취급 시 취약성은 다음과 같다: = M4/(M3+M4).100(%)
실시예 1
코코아(테오브로마 카카오) 나무에서 유래하는 섬유를 포함하는 본 개시에 따른 코코아 충전제를 하기 방법에 따라 제조하였다: 코코아 껍질(husks)을 나이프 밀을 사용하여 분쇄하여 약 1mm 크기의 입자를 얻었다. 그 다음, 분쇄된 껍질 재료를 1/10의 껍질/물 비율로 70℃에서 45분 동안 물과 혼합하였다. 그 다음 혼합물을 압축하여 수성 부분(코코아 껍질 유체)을 불용성 부분(코코아 껍질 섬유)로부터 분리하였다. 섬유질 분획은 디스크 리파이너를 사용하여 정련되었다. 정련 후, 수지성 나무 유래의 탈리그닌화 섬유(연목 섬유)를 정련된 섬유 분획에 40%/60%의 탈리그닌화 섬유/코코아 나무로부터의 본 발명에 따른 섬유의 비율로 첨가하여 재구성된 코코아 충전제 시트를 제조하였다. 그 다음 코코아 충전제 시트를 건조시켰다.
코코아 충전제 재료는 하기 특성을 나타내었다:
Figure pct00004
실시예 2
코코아(테오브로마 카카오) 나무에서 유래하는 섬유를 포함하는 본 개시내용에 따른 코코아 충전제를 하기 방법에 따라 제조하였다: 코코아 껍질을 나이프 밀을 사용하여 분쇄하여 약 1mm 크기의 입자를 수득하였다. 그 다음, 분쇄된 껍질 재료를 1/10의 껍질/물 비율로 70℃에서 45분 동안 물과 혼합하였다. 그 다음 혼합물을 압축하여 수성 부분(코코아 껍질 유체)을 불용성 부분(코코아 껍질 섬유)로부터 분리하였다. 섬유질 분획은 디스크 리파이너를 사용하여 정련되었다. 정련 후, 정련된 섬유 분획에 수지성 나무 유래의 탈리그닌화 섬유(연목 섬유)를 40%/60%의 탈리그닌화 섬유/코코아 껍질 섬유에 대한 섬유의 비율로 첨가하여 재구성된 코코아 충전제 시트를 제조하였다. 그 다음 코코아 충전제 시트를 건조시켰다. 동시에, "추출물(extracts)"이라고도 불리는 상기와 같이 제조되고 코코아 나무(에서 유래하는 수성 부분(코코아 껍질 유체)을 증발기에서 20%의 고형 농도로 농축한 다음, 사이즈 프레스를 이용한 코팅에 의해 코코아 충전제 시트에 코팅하거나 코팅하지 않았다. 건조되기 전에 아래 표에 따라 코팅 및/또는 스프레이를 통해 다양한 기타 재료를 코코아 충전제 시트에 첨가한다.
Figure pct00005
일부 궐련(A, B, C, D, E, F, H)은 전문가 그룹에 의해 관능 평가 목적으로 만들어졌다. 가열되지만 연소되지 않는 적용(Heat-not-Burn application)을 위해 PAX 3 시스템에서 G 샘플을 평가했다.
하기 결과가 얻어졌다:
Figure pct00006
실시예 3
코코아(테오브로마 카카오) 나무에서 유래하는 섬유를 포함하는 본 개시내용에 따른 코코아 충전제를 하기 방법에 따라 제조하였다: 코코아 껍질을 나이프 밀을 사용하여 분쇄하여 약 1mm 크기의 입자를 얻었다. 그 다음, 분쇄된 껍질 재료를 1/10의 껍질/물 비율로 70℃에서 45분 동안 물과 혼합하였다. 그 다음 혼합물을 압축하여 수성 부분(코코아 껍질 유체)을 불용성 부분(코코아 껍질 섬유)로부터 분리하였다. 섬유질 분획은 디스크 리파이너를 사용하여 정련되었다. 정련 후, 정련된 섬유 분획에 수지성 나무 유래의 탈리그닌화 섬유(연목 섬유)를 40%/60%의 탈리그닌화 섬유/코코아 나무에 대한 섬유의 비율로 첨가하여 재구성된 코코아 충전제 시트를 제조하였다. 그 다음 코코아 충전제 시트를 건조시켰다.
담배 "추출물"이라고도 불리는 수성 부분(담배 유체)을 사용하기 위해 위와 같이 담배 재료로부터 나오는 담배 추출물을 제조하였다. 그런 다음 이러한 추출물을 코팅하여 코코아 충전제 시트에 첨가했다. 일부 재구성된 담배 재료도 시연을 위해 동일한 방법으로 제조되었다.
다음 샘플을 제조하였다:
Figure pct00007
관능 평가
- 샘플 A는 가열되지만 연소되지 않는 장치(Heat-not-Burn device)(PAX3)에서 샘플 F와 비교되었다. 현저한 차이는 없다. 코코아 충전제는 중성이다. 이는 담배 섬유를 대체할 수 있다.
- 샘플 D는 기존 궐련 조건에서 샘플 E와 비교되었다. 현저한 차이는 없다. 코코아 충전제는 중성이다. 이는 담배 섬유를 대체할 수 있다.
- 샘플 A를 가열되지만 연소되지 않는 장치에서 샘플 B와 비교하였다. 예상대로 담배 노트와 니코틴 영향은 샘플 B에서 더 낮았다.
실시예 4
코코아(Theobroma cacao) 나무 및 담배(Nicotania tabcum) 식물 유래의 섬유를 포함하는 본 개시내용에 따른 코코아 및 담배 충전제를 하기 방법에 따라 제조하였다: 코코아 껍질을 나이프 밀을 사용하여 분쇄하여 약 1mm 크기의 입자를 얻었다. 그 다음, 분쇄된 껍질 재료를 1/10의 껍질/물 비율로 70℃에서 45분 동안 물과 혼합하였다. 그 다음 혼합물을 압축하여 수성 부분(코코아 껍질 유체)을 불용성 부분(코코아 껍질 섬유)로부터 분리하였다. 섬유질 분획은 디스크 리파이너를 사용하여 정련되었다. 정련 후, 수지성 나무 유래의 탈리그닌화 섬유 및 상기와 같이 제조된 담배 섬유를 정련된 섬유 분획에 20%/60%/20%의 탈리그닌화 섬유/담배 섬유/코코아 섬유의 비율로 첨가하여 코코아 및 담배 충전제 시트를 제조하였다. 그런 다음 코코아 및 담배 충전제 시트를 건조시켰다.
병행하여, 담배 "추출물"이라고도 불리는 상기와 같이 제조되고 담배 식물에서 유래한 수성 부분(담배 유체)을 증발기에서 50%의 고체 농도로 농축한 다음, 사이즈 프레스를 이용한 코팅에 의해 코코아 및 담배 충전제 시트에 코팅하거나 코팅하지 않았으며, 이후에 건조되었다. 일부 재구성된 담배 재료도 시연을 위해 동일한 방법에 따라 제조되었다.
다음 샘플을 제조하였다:
Figure pct00008
관능 평가
- 샘플 C는 가열되지만 연소되지 않는 장치(PAX3)에서 샘플 F와 비교되었다. 현저한 차이는 없다. 코코아 충전제는 중성이며 담배 섬유를 대체할 수 있다.
실시예 5
코코아(테오브로마 카카오) 나무에서 유래하는 섬유를 포함하는 본 개시내용에 따른 코코아 충전제를 하기 방법에 따라 제조하였다: 코코아 껍질을 나이프 밀을 사용하여 분쇄하여 약 1mm 크기의 입자를 수득하였다. 그 다음, 분쇄된 껍질 재료를 1/10의 껍질/물 비율로 70℃에서 45분 동안 물과 혼합하였다. 그 다음, 혼합물을 압축하여 수성 부분(코코아 껍질 유체)을 불용성 부분(코코아 껍질 섬유)로부터 분리하였다. 섬유질 분획은 디스크 리파이너를 사용하여 정련되었다. 정련 후, 정련된 섬유 분획에 수지성 나무 유래의 탈리그닌화 섬유(연목 섬유)를 40%/60%의 탈리그닌화 섬유/코코아 껍질 섬유의 비율로 첨가하여 재구성된 코코아 충전제 시트를 제조하였다. 그 다음, 코코아 충전제 시트를 건조시켰다.
병행하여, 대마 "추출물"이라고도 불리는 상기와 같이 제조되고 대마(칸나비스 종) 식물에서 유래하는 수성 부분(대마 유체)을 증발기에서 50%의 고체 농도로 농축한 다음, 사이즈 프레스로 코팅하여 코코아 충전제 시트에 코팅하고, 이후에 건조하였다.
샘플은 다음과 같이 제조되었다:
Figure pct00009
관능 평가
- 샘플 C는 기존 담배 조건에서 평가되었다. 좋은 연기량, 좋은 연소 및 냄새. 자극 없음. 쓴맛이 거의 없음. 좋은 대마 노트 - 코코아 노트 없음. 코코아 섬유는 중성이다.
- 샘플 D는 가열되지만 연소되지 않는 장치에서 비교하였다. 매우 좋은 연기량. 코코아 노트가 없는 독특한 대마/대마초 풍미. 자극 없음. 매우 기분 좋음. 코코아 섬유는 중성이다.
실시예 6
제품의 절단 능력을 개선하고, 파열 저항을 감소시키고, 그리고/또는 취급 중 입자 손실을 감소시키기 위해 다음 샘플들을 제형화하고 시험하였다.
다음 샘플들을 제형화하고 다양한 특성에 대해 시험하였다. 샘플 1번부터 7번까지는 실험실 환경에서 소규모로 제작되었다. 그러나, 샘플 번호 8은 상업용 제지 기계에서 생산되었다. 샘플 번호 1과 8은 모두 100:33의 중량비로 코코아 쉘(shells)과 연목 섬유를 함유한다. 샘플 2번과 4번은 경목 섬유만 함유하고, 샘플 4번은 글리세린과 코코아 추출물을 추가로 포함한다. 샘플 번호 3과 5는 모두 감소된 수준의 연목 섬유를 함유하고 있는 반면, 샘플 번호 5는 글리세린과 코코아 추출물을 함유한다. 샘플 번호 6 및 7에서는 연목과 경목 섬유의 조합이 사용되었다.
Figure pct00010
샘플의 파열 저항은 또한 도 2에 도시되어 있다. 파열 저항은 제품의 강성과 관련이 있다. 연목 섬유를 경목 섬유로 대체하고, 연목 섬유의 양을 감소시키고, 평량을 감소시키고, 그리고 코코아 추출물을 첨가하는 것은 모두 제품의 강성을 감소시키는 데 사용할 수 있다. 코코아 추출물을 첨가하면, 이의 평량이 증가하여 제품의 강성이 증가하지만, 제품을 보다 유연하고 조밀하게 만들어 이의 절단 능력도 향상된다.
재구성된 식물 재료 샘플의 충전력은 도 3에 도시되어 있다.
절단 취약성 및 취급 취약성은 도 4 및 5에 나타나 있다. 이 시험은 재구성된 식물 재료를 절단하거나 절단된 재구성된 식물 재료를 취급할 때 입자 손실을 보여준다. 도시된 바와 같이, 샘플 No.2 내지 샘플 No.7은 모두 샘플 No.1 및 샘플 No.8과 비교하여 개선을 나타내었다.
상기 결과에 기초하여, 상업적 공정 장비를 사용하여 하기의 재구성된 식물 재료 샘플을 제형화하고 형성하였다.
Figure pct00011
상기 샘플 번호 10에서, 수용성 추출물은 재구성된 식물 재료에 적용되지 않았다. 그러나, 수용성 추출물은 21중량%의 표적량으로 샘플 번호 11의 재료에 적용되었다. 도시된 바와 같이, 샘플 번호 10은 6중량%의 양으로 잔류 수용성 추출물을 함유한 반면, 샘플 번호 11은 14중량%의 양으로 추출물을 함유하였다. 이 양은 재구성된 식물 재료가 건조한 후에 측정되었다.
샘플 번호 9 내지 11은 그 다음 다양한 특성에 대해 시험되었고, 담배로 만들어진 표준 재구성 재료와 비교되었다. 예를 들어, 도 6 내지 11은 그 결과를 나타낸다. 도 6은 22℃ 및 60%의 상대 습도에서 적어도 48시간 컨디셔닝된 제품의 습도인 EMC 퍼센트에 관한 것이다. 도 7은 파열 저항을 도시한다. 도 8은 충전력을 도시하며, 도 9는 가연성을 도시하고, 도 10은 절단 시 취약성을 도시하며, 그리고 도 11은 취급 시 취약성을 도시한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 재료는 일반적으로 담배 제품보다 수분을 덜 흡수한다. 도면은 또한 다양한 파라미터를 변경하면 파열 저항이 감소하고, 충전력이 감소하며, 취약성에 영향을 미칠 수 있음을 보여준다.
실시예 7
다음 실시예는 본 개시에 따라 제조된 코코아 충전제를 표준 담배 충전제와 블렌딩할 경우에 주류연(mainstream smoke) 성분을 제어하는 능력을 입증한다.
일반적으로 실시예 5와 관련하여 상기 기재된 것과 동일한 방법을 사용하여 재구성된 코코아 충전제를 제조하였다. 재구성된 코코아 재료는 9중량% 연목 섬유, 9중량% 경목 섬유, 5중량% 글리세린, 5중량% 칼슘 카보네이트 및 잔부 코코아 재료를 함유하였다. 16중량% 코코아 추출물을 재료에 적용하였다.
상기 재구성된 코코아 재료를 표준 담배 충전제, 미국 블렌드 유형과 조합하였다. 담배 재료에 대한 코코아 재료의 양이 다양한 5가지 다른 샘플이 제형화되었다. 5가지 샘플은 다음과 같다:
샘플 No. 1: 100% 담배
샘플 No. 2: 80% 담배, 20% 재구성된 코코아 재료
샘플 No. 3: 70% 담배, 30% 재구성된 코코아 재료
샘플 No. 4: 40% 담배, 60% 재구성된 코코아 재료
샘플 No. 5: 100% 재구성된 코코아 재료
상기 샘플 각각은 재료 내에 함유된 다양한 성분의 양을 측정하기 위해 화학 분석을 받았다. 재료 중의 알칼로이드 양을 측정하기 위해 Coresta Method No. 85(2017년 4월)를 사용할 수 있다. 재료 중의 아질산염 및/또는 질산염의 양을 측정하기 위해 Coresta Method No. 36(2015년 1월)을 사용할 수 있다. 재료 중의 당의 양을 측정하기 위해 Coresta Method No. 37(2010년 8월)을 사용할 수 있다.
담배 특이적 니트로사민의 양은 Coresta Method No. 72를 사용하여 측정할 수 있다. 아래 표에서 TSNA 양을 측정할 때 Coresta Method No. 72는 다음과 같이 수정되었다:
Figure pct00012
담배 0.5g 대 1.0g
Figure pct00013
30ml 대신 내부 표준을 함유하는 50ml의 암모늄 아세테이트
Figure pct00014
흔들기 30분 대 40분(프리 TSNA의 경우). 주입량은 5μl 대 10μL이다.
Figure pct00015
유속은 0.35ml/min 대 0.22ml/min이다.
Figure pct00016
D4-NAB은 포함되지 않았으며, NAT 및 NAB에 대해서 D4-NAT가 사용되었다.
Figure pct00017
컬럼: Waters X terra MS C18 2.1x50mm dp 5μm + 사전 컬럼 Waters X terra C18 2.1x10mm dp 3.5μm
하기 결과가 얻어졌다.
Figure pct00018
도 12는 블렌드에서 담배의 백분율이 변화함에 따라 각 블렌드에 존재하는 환원당, 총 알칼로이드, 질산염 및 담배 특이적 니트로사민의 양을 그래프로 나타낸 것이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 재구성된 코코아 재료의 양과 관련하여 담배의 양을 제어함으로써 다양한 상이한 성분을 제어할 수 있다.
도 13은 각 샘플에 존재하는 환원당, 총 알칼로이드 및 질산염의 양을 보여준다.
샘플 각각을 궐련으로 만들고, 가연성 분석을 수행하였다. 다음과 같은 결과를 얻었다.
Figure pct00019
도 14 및 15는 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 도 14는 혼합물에서 담배의 양이 감소함에 따라 니코틴이 감소하는 것을 보여준다. 유사하게, 도 15는 혼합물에서 담배의 양이 감소함에 따라 TPM과 타르가 감소함을 보여준다. 이러한 결과는 재구성된 코코아 재료가 재구성된 코코아 재료와 담배의 블렌드로부터 만들어진 흡연 물품에서 타르, 니코틴 및 TPM을 제어하는 데 어떻게 사용될 수 있는지를 보여준다.
전술한 바와 같이, 본 개시의 에어로졸 생성 재료는 많은 형태를 취할 수 있고, 많은 제품에 사용될 수 있다. 일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 웹 빌딩 섬유와 조합된 추출된 코코아 껍질 섬유를 포함하는 재구성된 코코아 껍질 재료를 포함한다. 일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 에어로졸 전달제를 함유하는 에어로졸 전달 조성물을 더 포함한다. 일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 습윤제를 단독으로 또는 에어로졸 전달 조성물과 조합하여 함유할 수 있다. 임의의 상기 구현은 또한 수용성 코코아 껍질 성분을 함유할 수 있다. 수용성 코코아 껍질 성분은 추출된 코코아 껍질 섬유로부터 얻어지고, 선택적으로 농축되고, 재구성된 재료에 적용될 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 일 구현에서 약 10 중량% 미만과 같이 15 중량% 미만의 양으로 수용성 코코아 껍질 성분을 함유할 수 있다. 대안적인 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 수용성 코코아 껍질 성분을 10중량% 초과의 양, 예를 들어 15중량% 초과의 양, 예를 들어 10중량% 내지 50중량%의 양으로 함유할 수 있다.
일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 습윤제로 처리된 웹 빌딩 섬유 및 추출된 코코아 껍질 섬유를 함유하는 재구성된 코코아 껍질 재료를 포함한다. 습윤제는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 또는 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 조합일 수 있다. 일 구현에서, 습윤제는 재구성된 코코아 껍질 재료에 약 8 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 대안적인 구현에서, 습윤제는 재구성된 코코아 껍질 재료에 약 8 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 10 중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 15 중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 50 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 재구성된 식물 재료에 적용된 에어로졸 전달 조성물을 포함할 수 있다. 에어로졸 전달 조성물은 에어로졸 전달제를 함유한다. 일 구현에서, 에어로졸 전달제는 약물 또는 향미제를 포함한다. 에어로졸 전달 조성물은 본원에 기재된 임의의 구현에서 오일, 수용액, 수성 분산액, 또는 고체일 수 있다. 일 구현에서, 에어로졸 전달제는 니코틴을 포함한다. 일 구현에서, 에어로졸 전달제는 칸나비노이드를 포함한다. 일 구현에서, 에어로졸 전달제는 테트라히드로칸나비놀을 포함한다. 일 구현에서, 에어로졸 전달제는 칸나비디올을 포함한다. 일 구현에서, 에어로졸 전달제는 테트라히드로칸나비놀 및 칸나비디올의 조합을 포함한다. 니코틴 또는 칸나비노이드는 또한 다른 에어로졸 전달제와 조합될 수 있다. 일 구현에서, 다른 에어로졸 전달제는 당이다. 일 구현에서, 다른 에어로졸 전달제는 감초 추출물을 포함한다. 일 구현에서, 다른 에어로졸 전달제는 꿀을 포함한다. 일 구현에서, 다른 에어로졸 전달제는 커피를 포함한다. 일 구현에서, 다른 에어로졸 전달제는 메이플 시럽을 포함한다. 일 구현에서, 다른 에어로졸 전달제는 차 추출물 또는 보타니컬 추출물과 같은 식물 추출물을 포함한다. 일 구현에서, 다른 에어로졸 생성제는 담배 추출물을 포함한다. 일 구현에서, 에어로졸 전달제는 담배 추출물 단독을 포함한다. 일 구현에서, 에어로졸 전달 조성물은 테르펜 또는 테르펜의 블렌드를 함유한다. 테르펜 또는 테르펜의 블렌드는 니코틴 또는 칸나비노이드를 포함하여 위에서 설명한 임의의 에어로졸 전달제와 함께 사용될 수 있다.
하나 이상의 에어로졸 전달제를 함유하는 에어로졸 전달 조성물은 재구성된 코코아 껍질 재료에 약 1 중량% 초과의 양으로 존재할 수 있다. 일 구현에서, 하나 이상의 에어로졸 전달제는 약 3중량% 초과의 양, 예를 들어 약 5중량% 초과의 양으로 존재한다. 하나 이상의 에어로졸 전달제는 약 50중량% 미만의 양, 예를 들어 약 25중량% 미만의 양으로 전술한 임의의 구현에서 재구성된 코코아 껍질 재료 상에 존재할 수 있다.
전술한 임의의 구현에서 재구성된 식물 재료와 조합된 웹 빌딩 섬유는 다양할 수 있다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 연목 섬유, 경목 섬유, 또는 이들의 혼합물과 같은 펄프 섬유이다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 1:2 내지 2:1의 비율로 연목 섬유 및 경목 섬유를 함유한다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 아마(flax) 섬유를 포함한다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 아바카 섬유이다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 대나무 섬유이다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 코코넛 섬유이다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 모시(ramie) 섬유이다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 황마(jute) 섬유이다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 대마 펄프 섬유이다. 대마 펄프 섬유는 단독으로 또는 연목 섬유, 경목 섬유 또는 이들의 혼합물과 같은 목재 펄프 섬유와 조합하여 사용될 수 있다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 약 3 중량% 초과의 양으로 에어로졸 생성 재료에 존재한다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 5 중량% 초과의 양으로 에어로졸 생성 재료에 존재한다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 약 8 중량% 초과의 양으로 에어로졸 생성 재료에 존재한다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 약 12 중량% 초과의 양으로 에어로졸 생성 재료에 존재한다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 약 18 중량% 초과의 양으로 에어로졸 생성 재료에 존재한다. 일 구현에서, 웹 빌딩 섬유는 약 50중량% 미만의 양, 예를 들어 약 40중량% 미만의 양으로 에어로졸 생성 재료에 존재한다.
임의의 상기 구현에서, 재구성된 코코아 껍질 재료는 충전제를 추가로 함유할 수 있다. 일 구현에서, 충전제는 칼슘 카보네이트 입자이다. 일 구현에서, 칼슘 카보네이트 입자는 재구성된 코코아 껍질 재료에 약 2 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
일 구현에서, 재구성된 코코아 껍질 재료는 추출된 코코아 껍질 섬유, 웹 빌딩 섬유, 및 충전제를 포함한다. 충전제는 칼슘 카보네이트 입자일 수 있다. 웹 빌딩 섬유는 연목 섬유, 경목 섬유, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 일 구현에서, 재구성된 코코아 껍질 재료는 연목 섬유 및 경목 섬유를 함유한다.
일 구현에서, 재구성된 코코아 껍질 재료는 추출된 코코아 껍질 섬유, 웹 빌딩 섬유, 충전제, 습윤제, 및 수용성 코코아 껍질 성분을 함유한다. 일 구현에서, 재구성된 코코아 껍질 재료는 5중량% 내지 15중량% 연목 섬유, 5중량% 내지 15중량% 경목 섬유, 3% 내지 8% 글리세린, 3% 내지 10% 칼슘 카보네이트 입자, 및 10중량% 내지 30중량% 수용성 코코아 껍질 성분을 함유한다. 나머지는 추출된 코코아 껍질 섬유를 포함할 수 있다.
임의의 상기 구현에서, 추출된 코코아 껍질 섬유 및 웹 빌딩 섬유는 60°SR 초과, 예를 들어 약 65°SR 초과, 예를 들어 약 70°SR 초과, 예를 들어 약 75°SR 초과의 양으로 정련될 수 있다. 정련의 양은 약 95°SR 미만일 수 있다.
임의의 상기 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 스트립, 스트립들, 조각들(shreds) 또는 이들의 혼합물을 포함하여 구성된 충전제 재료의 형태일 수 있다. 충전제 재료는 4mm/mm 초과, 예를 들어 5mm/mm 초과의 정적 연소율을 가질 수 있다. 충전제 재료는 4 ㎤/g 초과, 예를 들어 5 ㎤/g 초과, 예를 들어 6 ㎤/g 초과의 충전력을 가질 수 있다.
일 구현에서, 특히 충전제 재료의 형태일 때, 위에서 설명된 바와 같은 에어로졸 생성 재료의 임의의 구현이 담배 재료와 조합될 수 있다. 일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 절단된 담배 잎을 포함하는 담배 재료와 조합된다. 일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 재구성된 담배 재료를 포함하는 담배 재료와 조합된다. 또 다른 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 절단된 잎 담배 및 재구성된 담배 재료와 조합된다. 일 구현에서, 에어로졸 생성 재료는 니코틴 수준을 제어하기 위해 담배 재료와 조합된다. 생성된 블렌드는 흡연될 때 0.0008 mg/mg 미만, 예를 들어 0.0006 mg/mg 미만, 예를 들어 0.0004 mg/mg 미만의 니코틴을 생성할 수 있다.
상기 기재된 임의의 구현에서, 재구성된 코코아 껍질 재료는 카르복실산의 염과 같은 연소 조절제로 처리될 수 있다.
위에서 설명된 구현 중 임의의 것에서 에어로졸 생성 재료는 수많은 상이한 제품들에 사용될 수 있다. 일 구현에서, 상기 구현 중 임의의 것의 에어로졸 생성 재료는 흡연 물품을 형성하기 위해 외부 래퍼에 의해 둘러싸인 흡연 가능한 로드로 형성될 수 있다. 흡연 물품은 선택적으로 한쪽 끝에 위치한 필터를 포함할 수 있다. 선택적으로, 래퍼는 복수의 개별 감소된 점화 영역을 포함할 수 있다.
일 구현에서, 위에 설명된 에어로졸 생성 재료 중 임의의 것은 가열되지만 연소되지 않는 장치에서 사용될 수 있다.
위에 설명된 에어로졸 생성 재료 구현 중 임의의 것에서, 에어로졸 생성 재료는 코담배 제품으로 사용될 수 있다.
본 발명에 대한 이들 및 기타 수정 및 변형은 첨부된 청구범위에 보다 구체적으로 기재된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 구현의 견지는 전체적으로 또는 부분적으로 상호 대체될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자는 전술한 설명이 단지 예시일 뿐이며 그러한 첨부된 청구범위에 추가로 설명된 본 발명을 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다.

Claims (38)

  1. (1) 추출된 코코아 껍질(husk) 섬유를 (2) 웹 빌딩 섬유와 조합하여 포함하는 재구성된 코코아 껍질 재료; 및
    재구성된 코코아 껍질 재료에 적용된 에어로졸 전달 조성물로서, 에어로졸 전달 조성물은 에어로졸 전달제를 함유하는, 에어로졸 전달 조성물
    을 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  2. 제1항에 있어서,
    재구성된 코코아 껍질 재료는 10중량% 미만의 양으로 또는 10중량% 내지 50중량%의 양으로 수용성 코코아 껍질 성분을 함유하는, 에어로졸 생성 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    재구성된 코코아 껍질 재료는 습윤제를 추가로 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  4. 제3항에 있어서,
    습윤제는 글리세롤, 프로필렌 글리콜 또는 이의 혼합물을 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    습윤제는 재구성된 코코아 껍질 재료에 8중량% 이하의 양으로 존재하는, 에어로졸 생성 재료.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    습윤제는 재구성된 코코아 껍질 재료에 5중량% 이상의 양으로, 예를 들어 약 10중량% 이상의 양으로, 예를 들어, 약 15중량% 이상의 양으로, 그리고 약 50% 이하의 양으로 존재하는, 에어로졸 생성 재료.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 전달제는 약물 또는 향미제를 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 전달 조성물은 오일 또는 고체를 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 전달제는 니코틴을 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 전달제는 칸나비노이드를 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 전달제는 테트라하이드로칸나비놀을 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 전달제가 칸나비디올을 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 전달제는 당, 감초 추출물, 꿀, 커피 추출물, 메이플 시럽, 차 추출물, 식물 추출물, 식물성(botanical) 추출물, 담배 추출물 또는 과일 추출물을 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  14. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 전달 조성물은 테르펜의 블렌드를 함유하는, 에어로졸 생성 재료.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 전달 조성물은 재구성된 코코아 껍질 재료 상에 약 1중량% 초과, 예를 들어 약 3중량% 초과, 예를 들어 약 5중량% 초과, 예를 들어 약 10중량% 초과, 예를 들어 약 15중량% 초과, 예를 들어 약 20중량% 초과, 예를 들어 약 25중량% 초과, 예를 들어 약 30중량% 초과, 예를 들어 약 35중량% 초과, 예를 들어 약 40중량% 초과, 그리고 약 50중량% 미만의 양으로 존재하는, 에어로졸 생성 재료.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    웹 빌딩 섬유는 탈리그닌화 셀룰로오스 섬유를 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    웹 빌딩 섬유는 아마 섬유, 대마 섬유, 아바카 섬유, 연목 섬유, 경목 섬유, 대나무 섬유, 카폭(kapok) 섬유, 코코넛 섬유, 모시 섬유, 황마 섬유 또는 이의 혼합물을 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    웹 빌딩 섬유가 재구성된 코코아 껍질 재료에 약 20중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 30중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 40중량% 초과의 양으로, 그리고 약 70중량% 미만의 양으로 존재하는, 에어로졸 생성 재료.
  19. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    웹 빌딩 섬유는 약 18중량% 초과의 양으로, 예를 들어 약 20중량% 초과의 양으로, 그리고 일반적으로 약 28중량% 미만의 양으로, 예를 들어 약 27중량% 미만의 양으로 재구성된 코코아 껍질 재료에 존재하는, 에어로졸 생성 재료.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    웹 빌딩 섬유는 연목 섬유와 경목 섬유의 조합을 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  21. 제20항에 있어서,
    연목 섬유 및 경목 섬유는 약 6:1 내지 약 1:0.75, 예를 들어 약 4:1 내지 약 1:1의 중량비로 재구성된 코코아 껍질 재료에 존재하는, 에어로졸 생성 재료.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    추출된 코코아 껍질 섬유 및 웹 빌딩 섬유가 약 60°SR 초과, 예를 들어 약 65°SR 초과, 예를 들어 약 70°SR 초과, 예를 들어 약 75°SR 초과, 그리고 일반적으로 약 90°SR 미만, 예를 들어 약 85°SR 미만의 양으로 정련되는, 에어로졸 생성 재료.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    재구성된 코코아 껍질 재료는 충전제 입자를 함유하는, 에어로졸 생성 재료.
  24. 제23항에 있어서,
    충전제 입자는 칼슘 카보네이트 입자를 포함하고, 칼슘 카보네이트 입자는 재구성된 코코아 껍질 재료에 약 2중량% 내지 약 10중량%, 예를 들어 약 3중량% 내지 약 8중량%의 양으로 존재하는, 에어로졸 생성 재료.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    재구성된 코코아 껍질 재료는 약 50kPa 미만, 예를 들어 약 40kPa 미만, 그리고 일반적으로 약 20kPa 초과의 파열 저항을 갖는, 에어로졸 생성 재료.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 생성 재료는 담배-무함유(tobacco-free)인, 에어로졸 생성 재료.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    재구성된 코코아 껍질 재료는 약 40gsm 내지 약 120gsm, 예를 들어 약 50gsm 내지 약 80gsm의 평량을 갖는, 에어로졸 생성 재료.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    재구성된 코코아 껍질 재료는 연소 조절제로 처리된, 에어로졸 생성 재료.
  29. 제21항에 있어서,
    연소 조절제는 시트레이트 또는 숙시네이트와 같은 카르복실산의 염을 포함하고, 연소 조절제는 재구성된 코코아 껍질 재료에 약 0.3중량% 내지 약 3중량%의 양으로, 예를 들어 약 1중량% 내지 약 2중량%의 양으로 존재하는, 에어로졸 생성 재료.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 생성 재료는 재구성된 코코아 껍질 재료의 스트립, 스트립들, 조각들(shreds), 또는 이의 혼합물을 포함하여 구성된 충전제 재료를 포함하는, 에어로졸 생성 재료.
  31. 제30항에 있어서,
    충전제 재료는 4mm/mm 초과, 예를 들어 5mm/mm 초과의 정적 연소율을 갖는, 에어로졸 생성 재료.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서,
    충전제 재료는 4㎤/g 초과, 예를 들어 5㎤/g 초과, 예를 들어 6㎤/g 초과의 충전력을 갖는, 에어로졸 생성 재료.
  33. 흡연 가능 막대를 둘러싸는 외부 래퍼를 포함하고, 흡연 가능 막대는 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항의 에어로졸 생성 재료를 포함하는, 흡연 물품.
  34. 제33항에 있어서,
    흡연 물품은 제1 단부 및 제2의 대향하는 단부(a second and opposite end)를 포함하고, 흡연 물품은 흡연 물품의 제2 단부에 위치된 필터를 추가로 포함하는, 흡연 물품.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서,
    래퍼가 흡연 물품의 축방향을 따라 이격된 복수의 개별 감소된 점화 영역을 포함하고, 감소된 점화 영역은 23℃에서 약 0.5cm/s 미만의 확산도를 갖는, 흡연 물품.
  36. 제35항에 있어서,
    복수의 감소된 점화 영역은 래퍼에 감소된 점화 조성물을 적용함으로써 형성된, 흡연 물품.
  37. 제33항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    흡연 물품은 ASTM 테스트 E2187-09에 따라 시험될 경우, 흡연 물품의 적어도 75%가 자가 소화되는, 흡연 물품.
  38. 가열 장치 및 챔버를 포함하는 흡연 물품으로서, 챔버는 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 정의된 에어로졸 생성 재료를 함유하고, 가열 장치가 에어로졸 생성 재료를 연소하지 않고 흡입 가능한 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 생성 재료를 가열하도록 위치하는, 흡연 물품.
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