KR20220005578A - 고밀도 재구성 식물 시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 담배를 태우지 않고 가열하기 위한 장치에 적합한 재구성 식물 시트에 관한 것이며, 상기 재구성 식물 시트는 고밀도를 갖는다.

Description

고밀도 재구성 식물 시트
본 발명은 담배를 태우지 않고 가열하기 위한 장치 분야에 관한 것이며, 그 주제는 고밀도 제지 공정(papermaking process)에 의해 얻어지는 재구성 식물 시트이다.
담배 연소 동안 유해 성분의 형성을 피하기 위해 담배를 태우지 않고 가열하기 위한 다수의 장치가 개발되었다. 예로서, 그러한 장치를 기술하는 WO 2016/026810호 및 WO 2016/207407호로 공개된 출원이 언급될 수 있다. 이러한 장치에서, 담배는 연소되지 않고 연소 온도 이하의 온도에서 가열되어, 에어로졸이 형성된다. 담배를 가열하는 동안 발생되는 에어로졸은 담배 연기를 대체하며, 사용자가 흡입할 때 유리한 관능적 특성(organoleptic properties)을 갖는다. 따라서, 사용자가 니코틴 및 담배 향을 흡입할 수 있게 하는 동시에, 유해 성분에 대한 사용자의 노출을 매우 크게 감소시킨다.
사용자가 이러한 가열 장치를 채택하기 위해서는 상기 장치로 얻은 경험이 기존 담배에서 얻은 경험, 즉 기존 담배와 동등한 양의 니코틴 및 각 퍼프에 대해 만족스러운 관능적 특성에 가능한 한 근접하는 것이 중요하다.
종래의 담배는 사용자가 만족스러운 경험을 얻는 것을 가능하게 하지 않고, 특히 유리한 관능적 특성을 갖는 충분한 양의 에어로졸을 용이하게 발생시키는 것을 가능하게 하지 않기 때문에, 이러한 장치에 적합하지 않다.
재구성 담배는 유리한 관능적 특성을 갖는 다량의 에어로졸을 발생시킬 수 있기 때문에, 이러한 가열 장치에 보다 적합하다.
그러나, 재구성 담배는 만족할 만한 양의 에어로졸을 발생시키기 위해 최소량의 에어로졸 발생제를 포함해야 한다. 예를 들어, US 3,145,717에 개시된 재구성 담배는 에어로졸 발생제의 고형분을 3중량%만 포함한다. 이 재구성 담배에 의해 발생된 에어로졸의 양 및 가열 장치에서 이 재구성 담배의 니코틴 전달 속도는 만족하기에 너무 낮다.
따라서, 각 퍼프에서 형성된 에어로졸의 관능적 특성을 개선하고, 니코틴 전달 속도를 추가로 증가시켜, 가열 장치로 얻은 경험이 기존 담배에서 얻은 경험에 훨씬 더 가깝도록 하는 것이 좋다.
따라서, 본 발명자들은,
- 정제된 식물 섬유를 포함하는 섬유상 지지체,
- 에어로졸 발생제, 및
- 식물 추출물을 포함하는 재구성 식물 시트로서,
재구성 식물 시트의 밀도가 0.6g/cm3 이상이고,
에어로졸 발생제의 고형분의 중량 기준 총 함량이 10% 내지 29%인 것을 특징으로 하는, 재구성 식물 시트에 의해 이러한 요구를 충족시키는 것이 가능하다는 것을 발견하였다.
유리하게는, 본 발명에 따른 재구성 식물 시트는 저밀도의 재구성 식물 시트보다 더 큰 니코틴 전달 속도를 갖는다.
또한, 각각의 퍼프에서, 본 발명에 따른 재구성 식물 시트는 유리하게는 에어로졸을 형성하고, 이의 관능적 특성은 저밀도의 재구성 식물 시트에 의해 형성된 에어로졸에 비해 개선된다.
본 발명의 제2 주제는 본 발명에 따른 재구성 식물 시트의 제조 방법으로서,
a) 섬유를 제지 기계(papermaking machine)에 통과시켜 섬유상 지지체를 구성하는 단계,
b) 에어로졸 발생제 및 식물 추출물을 섬유상 지지체와 접촉시켜 습윤 재구성 식물 시트를 얻는 단계, 및
c) 습윤 재구성 식물 시트를 건조시키는 단계를 포함하는, 재구성 식물 시트의 제조 방법이다.
본 발명의 제3 주제는 가열 장치, 특히 담배를 태우지 않고 가열하기 위한 장치에서 본 발명에 따른 재구성 식물 시트의 용도이다.
제1 주제에 따르면, 본 발명은,
- 정제된 식물 섬유를 포함하는 섬유상 지지체,
- 에어로졸 발생제, 및
- 식물 추출물을 포함하는 재구성 식물 시트로서,
재구성 식물 시트의 밀도가 0.6g/cm3 이상이고,
에어로졸 발생제의 고형분의 중량 기준 총 함량이 10% 내지 29%인, 재구성 식물 시트에 관한 것이다.
전형적으로, 재구성 식물 시트의 밀도는 0.62g/cm3 내지 1.50g/cm3, 특히 0.65g/cm3 내지 1g/cm3, 보다 특히 0.66g/cm3 내지 0.70g/cm3일 수 있다.
전형적으로, 재구성 식물 시트의 밀도는 그 평량을 그 두께로 나누어 계산된다.
식물 시트의 평량을 결정하기 위해, 다음 방법이 사용될 수 있다.
분석될 재구성 식물 시트의 가장자리로부터 대략 15cm에서 0.25m2의 샘플을 템플릿(치수: 57.5 × 43.5cm)으로 잘라낸다. 이어서, 샘플을 4등분하여 핫 플레이트에 올려놓고, 건조시켜, 에어로졸 발생제를 제거하지 않고 수분을 제거한다.
그런 다음, 건조된 샘플을 칭량하여, 식물 시트의 평량을 결정한다.
식물 시트의 두께를 결정하기 위해, 재구성 식물 시트에 적합한 표준 NF EN IS0 534(2011년 12월)에 기재된 방법을 사용할 수 있다.
- 재구성 식물 시트의 두께를 측정하는데 사용된 대조 양피지(parchment paper)의 평균 두께를 측정하고(종이에 정확히 표시된 위치에서, 층에 대해 최소 6회 측정),
- 재구성 식물 시트 샘플을 2가지 두께들의 양피지 사이에 놓고,
- 마이크로미터(micrometer)의 프로브가 제자리에 놓이는 즉시, 측정을 수행하기 전에 30초의 대기 시간이 있고(두께 측정을 위한 샘플의 안정화),
- 양피지의 시트에 정확히 표시된 위치에서 최소 6번의 측정을 수행하고,
- 재구성 식물 시트의 계산된 두께는 측정된 전체 두께의 평균(재구성 식물 시트 + 2시트의 양피지)에서 양피지 평균 두께의 2배를 뺀 값이다.
전형적으로, 재구성 식물 시트는 60g/m2 내지 300g/m2, 특히 80g/m2 내지 250g/m2, 가장 특히 90g/m2 내지 200g/m2, 보다 더 특히 140g/m2 내지 190g/m2의 평량을 가질 수 있다.
전형적으로, 재구성 식물 시트는 100 ㎛ 내지 450 ㎛, 특히 120 ㎛ 내지 375 ㎛, 가장 특히 140 ㎛ 내지 325 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
특정 일 구현예에 따르면, 재구성 식물 시트는 0.65g/cm3 내지 1g/cm3의 밀도, 90g/m2 내지 200g/m2의 평량 및 140㎛ 내지 325㎛의 두께를 가질 수 있다.
당업자는 원하는 고밀도를 달성하기 위해 재구성 식물 시트의 평량 및 두께를 조정하는 방법을 알 것이다.
본 출원의 목적을 위해, 용어 "섬유상 지지체"는 식물의 정제된 섬유를 포함하는 베이스 웹을 나타내며, 베이스 웹은 전형적으로 제지 공정에 의해 얻어진다.
본 출원의 목적을 위해, 용어 "식물의 정제된 섬유"는 식물의 섬유의 피브릴화(fibrillation) 및/또는 절단을 가능하게 하는 정제 단계를 거친 식물의 섬유를 나타낸다. 정제 단계는 재구성 제지 담배를 제조하는 제지 공정과 같은 제지 공정에서 통상적으로 수행된다. 한편, EP 0 565 360 및 WO 2012/164009에 개시된 것과 같은 캐스트 잎 재구성 담배의 제조 공정에서는 정제 단계가 수행되지 않는다.
예를 들어, 식물의 정제된 섬유는 15°SR 내지 75°SR, 특히 20°SR 내지 65°SR, 보다 특히 25°SR 내지 55°SR의 쇼퍼-리글러(Schopper-Riegler)(°SR)도를 가질 수 있다.
전형적으로, 섬유상 지지체는 하나의 동일한 식물 또는 여러 식물의 정제된 섬유를 포함할 수 있다.
본 출원의 목적을 위해, 용어 "에어로졸 발생제"는 예를 들어 뜨거운 공기와 접촉하여 가열될 때 에어로졸의 형성을 허용하는 화합물을 나타낸다.
SAG는 본 발명의 재구성 식물 시트에 포함된 에어로졸 발생제의 고형분의 중량 기준 총 함량이라 한다. 전형적으로, SAG는 14% 내지 27%, 보다 특히 16% 내지 25%일 수 있다.
상기 언급된 범위보다 큰 SAG를 갖는 재구성 식물 시트에 의해 발생된 에어로졸은 입 및/또는 목구멍의 원치 않는 작열감(burning)을 유발한다("핫 퍼프(hot puff)"로 알려진 현상).
전형적으로, 에어로졸 발생제는 폴리올, 비-폴리올 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 전형적으로, 폴리올인 발생제는 소르비톨, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 전형적으로, 비-폴리올인 발생제는 락트산, 글리세릴 디아세테이트, 글리세릴 트리아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 이소프로필 미리스테이트 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 에어로졸 발생제는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 또는 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 혼합물이며, 글리세롤이 바람직하다.
에어로졸은 본 발명의 재구성 식물 시트의 가열 동안 발생된다. 유리하게는, 방향족 화합물을 포함하는 식물 추출물은 이 에어로졸에 식물로부터의 향기를 부여한다. 재구성 식물 시트를 단순히 변경함으로써, 사용자는 상기 재구성 식물 시트를 가열하여 발생된 에어로졸의 향기를 쉽게 변경할 수 있다.
본 출원의 목적을 위해, 용어 "식물 추출물"은 식물의 모든 수용성 제품을 나타낸다. 유리하게는, 식물 추출물은 니코틴, 및 에어로졸에 관능적 특성 및/또는 치료적 특성을 부여하는 화합물을 포함한다.
상기 재구성 식물 시트를 가열하여 형성된 에어로졸의 관능적 특성 및 치료적 특성은 본 발명의 재구성 식물 시트에 포함된 식물 추출물의 고형분의 중량 기준 함량에 의존할 수 있다.
식물 추출물의 고형분의 중량 기준 총 함량은 사용된 식물, 보다 특히 방향족 화합물의 함량 또는 사용된 식물의 치료적 특성을 갖는 화합물의 함량에 따라 달라진다.
Sp는 본 발명의 재구성 식물 시트에 포함된 식물 추출물의 고형분의 중량 기준 총 함량이라 한다. 전형적으로, Sp는 20% 내지 45%, 특히 25% 내지 40%, 보다 특히 27% 내지 36%일 수 있다.
Sp를 결정하기 위해, 다음 방법이 사용될 수 있다.
분석될 재구성 식물 시트는 1mm 이하의 입자 크기를 달성하기 위해 분쇄된다. 그 다음, 재구성 식물 시트는 모든 식물 추출물을 추출하기 위해 45분 동안 끓는 물과 혼합된다. Sp는 분석될 재구성 식물 시트 샘플의 건조 중량과 추출 후 섬유상 잔류물의 건조 중량 사이의 차이로 계산된다.
일 구현예에 따르면, 식물 추출물의 고형분의 중량 기준 총 함량 및 에어로졸 발생제의 고형분의 중량 기준 총 함량의 합(Sp + SAG)은 40% 내지 70%, 특히 45% 내지 65%, 보다 특히 50% 내지 60%일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 식물 추출물의 고형분의 중량 기준 총 함량과 에어로졸 발생제의 고형분의 중량 기준 총 함량 사이의 비(Sp/SAG)는 1.0 내지 2.0, 특히 1.10 내지 1.80, 보다 특히 1.15 내지 1.70이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 재구성 식물 시트가 상기 언급된 범위의 Sp/SAG 비를 가질 때, 니코틴 전달 속도가 개선되고, 형성된 에어로졸의 관능적 특성이 훨씬 더 만족스럽다.
특정 일 구현예에 따르면, 재구성 식물 시트는 16% 내지 25%의 SAG, 27% 내지 35%의 Sp, 및 50% 내지 60%의 Sp + SAG를 가질 수 있다.
특정 일 구현예에 따르면, 재구성 식물 시트는 0.65g/cm3 내지 1g/cm3의 밀도, 90g/m2 내지 200g/m2의 평량 및 140㎛ 내지 325㎛의 두께, 16% 내지 25%의 SAG, 27% 내지 35%의 Sp, 및 50% 내지 60%의 Sp + SAG를 가질 수 있다.
식물 섬유 및 식물 추출물은 포자 생산 식물, 종자 생산 식물 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 식물로부터 독립적으로 얻어질 수 있다. 특히, 식물은 담배 식물, 식용 식물, 방향성 식물, 향기 식물, 약용 식물, 대마초과의 식물, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 식물일 수 있다.
특정 일 구현예에 따르면, 식물은 담배 식물이다.
식물이 약용 식물인 경우, 재구성 식물 시트를 가열하여 발생된 에어로졸은 또한 재구성 식물 시트가 치료적 처리를 위해 사용될 수 있도록 치료적 특성을 가질 수 있다.
유리하게는, 식물 혼합물로부터 얻은 식물 추출물은 관능적 특성 및/또는 치료적 특성의 넓은 패널을 제공하는 것을 가능하게 한다. 식물 혼합물은 또한 혼합물의 식물, 예를 들어 약용 식물의 불쾌한 관능적 특성을 혼합물의 다른 식물, 예를 들어 담배 식물, 방향성 식물 또는 향기 식물의 쾌적한 관능적 특성으로 상쇄하는 것을 가능하게 한다.
전형적으로, 식물 섬유는 제1 식물로부터 얻어질 수 있고, 식물 추출물은 제2 식물로부터 얻어질 수 있다. 실제로 이것은 식물의 섬유가 섬유상 지지체의 형성을 허용하는 기계적 특성을 갖지 않을 수 있지만, 이 식물의 추출물이 에어로졸에 원하는 관능적 특성 및/또는 치료적 특성을 부여할 수 있기 때문이다. 역으로, 식물의 섬유는 섬유상 지지체의 형성을 허용하는 기계적 특성을 가질 수 있지만, 이 식물의 추출물은 에어로졸에 원하는 관능적 특성 및/또는 치료적 특성을 부여하지 않을 수 있다.
유리하게는, 식물 섬유를 얻기 위해 식물을 혼합하는 것은 재구성 식물 시트의 기계적 특성 및/또는 에어로졸의 관능적 특성 또는 화학적 특성을 조정하는 것을 가능하게 한다.
식물이 담배 식물인 경우, 담배 섬유 및 담배 추출물은 임의의 담배 식물 또는 담배 유형 식물, 예를 들어 버지니아 담배(Virginia tobacco), 벌리 담배(Burley tobacco), 공기 경화 담배(air-cured tobacco), 다크 공기 경화 담배(dark air-cured tobacco), 오리엔트 담배(Orient tobacco), 선 경화 담배(sun-cured tobacco), 화건종 담배(fire-cured tobacco), 또는 이들의 혼합물로부터 얻어질 수 있다.
전형적으로, 식용 식물은 마늘, 커피, 생강, 감초, 루이보스, 스테비아 레바우디아나(Stevia rebaudiana), 차, 카카오 나무, 카모마일, 마테(mate), 스타 아니스(star anise), 회향(fennel), 시트로넬라(citronella)이다.
전형적으로, 방향성 식물은 바질(basil), 심황(turmeric), 정향(clove), 월계수(laurel), 오레가노(oregano), 민트(mint), 로즈마리(rosemary), 세이지(sage), 백리향(thyme)이다.
전형적으로, 향기 식물은 라벤더, 장미, 유칼립투스이다.
전형적으로, 약용 식물은 문헌, 전통적으로 사용되는 약용 식물의 목록 A에 표시된 것들(프랑스 약전 2016년 1월, ANSM(Agence Nationale de Securite du Medicament)[프랑스 국립 의약품 및 건강 제품 안전청(French National Agency for Drug and Health Product Safety)] 또는 치료적 특성을 갖는 화합물을 포함하는 것으로 알려진 식물들이다. 전형적으로, 나열된 약용 식물은 은행나무, 인삼, 사워 체리, 페퍼민트, 버드나무 및 적포도나무이다.
전형적으로, 유칼립투스는 치료적 특성을 갖는 화합물을 포함하는 것으로 알려진 약용 식물 중 하나이다.
전형적으로, 본 발명의 재구성 식물 시트의 식물 섬유 및 식물 추출물은 다양한 식물 부분으로부터 유래될 수 있으며, 식물 부분은 식물 자체의 부분이거나 다양한 식물 부분의 가공 결과이다. 전형적으로, 식물 부분은 식물의 전체 부분 또는 식물 부분을 타작(threshing)하거나 혼합 및 파쇄(shredding)하는 과정에서 발생하는 잔해일 수 있다.
전형적으로, 식물 부분은 에어로졸에 관능적 특성을 부여하는 방향족 화합물이 가장 풍부한 식물 부분으로부터 선택될 수 있다. 전형적으로, 이러한 부분은 전체 식물, 꽃봉오리, 가지 껍질, 줄기 껍질, 잎, 꽃, 열매 및 그 꽃자루, 종자, 꽃잎, 꽃머리와 같은 기생 식물 부분, 또는 지하 부분, 예를 들어 구근, 뿌리, 뿌리 껍질, 뿌리줄기, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 식물 부분은 또한 하나 이상의 식물 부분의 기계적, 화학적 또는 기계적-화학적 처리의 결과일 수 있으며, 예를 들어 콩 껍질 제거 공정에서 발생하는 카카오 콩을 보호하는 껍질과 같은 것일 수 있다.
전형적으로, 담배 식물 부분은 에어로졸에 관능적 특성을 부여하는 방향족 화합물이 가장 풍부한 부분일 수 있다. 전형적으로, 담배 식물 부분은 임의적으로 담배 식물의 줄기가 추가된 실질조직(parenchyma)(라미나(lamina))일 수 있다. 전형적으로, 담배 식물 부분은 담배 식물의 잎, 또는 담배 식물의 잎 및 잎맥을 스카페라티(scaferlati)(절단 담배)로 타작하거나 혼합 및 파쇄하여 발생하는 잔해일 수 있다.
식용 식물 중에서, 마늘 구근, 커피 체리, 스타 아니스 열매, 생강의 뿌리줄기(rhizome), 감초 뿌리 및 루이보스의 잎, 스테비아 레바우디아나 또는 차가 예를 들어 부분으로서 선택될 수 있다.
방향성 식물 중에서, 정향 꽃봉오리(정향), 바질, 월계수 및 세이지 잎, 민트, 오레가노, 로즈마리 및 백리향 잎 및 꽃머리, 또는 심황 뿌리줄기가 예를 들어 부분으로서 선택될 수 있다.
전형적으로, 향기 식물 중에서, 라벤더 꽃과 꽃머리, 또는 장미 꽃봉오리와 꽃잎이 선택될 수 있다.
프랑스 약전에 나열된 약용 식물 중에서, 은행잎, 인삼의 지하부, 새콤한 체리 열매(체리 줄기)의 꽃자루, 박하의 잎과 꽃머리, 버드나무의 줄기 껍질과 잎, 또는 적포도나무의 잎이 예를 들어 선택될 수 있다.
특정 일 구현예에 따르면, 재구성 식물 시트는 0.65g/cm3 내지 1g/cm3의 밀도, 90g/m2 내지 200g/m2의 평량 및 140㎛ 내지 325㎛의 두께, 16% 내지 25%의 SAG, 27% 내지 35%의 Sp, 및 50% 내지 60%의 Sp + SAG를 가질 수 있고, 식물이 담배 식물이다.
전형적으로, 재구성 식물 시트에 포함된 정제된 식물 섬유의 고형분의 중량 기준 함량은 15% 내지 70%, 특히 30% 내지 61%, 보다 특히 40% 내지 57%일 수 있다.
전형적으로, 재구성 식물 시트의 섬유상 지지체는 또한 셀룰로오스계 식물 섬유를 포함할 수 있다.
셀룰로오스계 식물 섬유는 예를 들어 목재 펄프, 대마, 또는 아마와 같은 일년생 식물과 같은, 화학적 또는 기계적 또는 열기계적 조리 공정에 의해 얻어지는 섬유이다. 이들 셀룰로오스계 식물 섬유의 혼합물이 사용될 수도 있다.
유리하게는, 이들 셀룰로오스계 식물 섬유는 재구성 식물 시트의 기계적 강도 특성을 개선할 수 있다.
전형적으로, 셀룰로스계 식물 섬유는 재구성 식물 시트의 고형분의 중량 기준으로 0.5% 내지 20%, 특히 3% 내지 17.5%, 보다 특히 5% 내지 15%를 나타낼 수 있다.
제2 주제에 따르면, 본 발명은 상기 정의된 재구성 식물 시트의 제조 방법으로서,
a) 정제된 식물 섬유를 제지 기계(papermaking machine)에 통과시켜 섬유상 지지체를 구성하는 단계,
b) 에어로졸 발생제 및 식물 추출물을 섬유상 지지체와 접촉시켜 습윤 재구성 식물 시트를 얻는 단계, 및
c) 습윤 재구성 식물 시트를 건조시키는 단계를 포함하는, 재구성 식물 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 섬유상 지지체는 제지 공정을 사용하여 제조된다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 재구성 식물 시트는 제지 공정에 의해 얻어질 수 있는 재구성 식물 시트이다.
전형적으로, 단계 a) 동안 구성된 섬유상 지지체는 25g/m2 내지 150g/m2의 평량을 가질 수 있고; 특히, 평량의 최소값은 55g/m2, 60g/m2, 65g/m2, 70g/m2, 75g/m2일 수 있다.
유리하게는, 평량이 상기 범위에 포함되는 섬유상 지지체는 원하는 고밀도를 얻는 것을 가능하게 한다.
전형적으로, 단계 a) 동안 구성된 섬유상 지지체는 70 ㎛ 내지 430 ㎛, 특히 100 ㎛ 내지 350 ㎛, 가장 특히 120 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
섬유상 지지체의 평량 및 두께는 전형적으로 상술한 재구성 식물 시트의 평량 및 두께와 동일한 방법으로 측정된다.
일 구현예에 따르면, 섬유상 지지체의 식물 섬유 및 식물 추출물은
d) 식물 섬유로부터 식물 추출물을 추출하기 위해 하나 이상의 식물 부분을 용매와 혼합하는 단계,
e) 식물 섬유로부터 식물 추출물을 분리하는 단계에 따라 얻어진다.
따라서, 식물 추출물 및 식물 섬유는 전형적으로 해리 공정에 의해 얻어진다. 단계 d) 동안, 식물 섬유로부터 식물 추출물을 추출하기 위해, 하나 이상의 식물 부분이 예를 들어 소화조(digester)에서 용매와 혼합된다. 단계 e) 동안, 한편으로는 식물 섬유 및 다른 한편으로는 식물 추출물을 단리 및 수득하기 위해, 식물 추출물은 예를 들어 스크류 프레스를 통과함으로써 식물 섬유로부터 분리된다.
전형적으로, 용매는 무극성 용매, 비양성자성 극성 용매, 양성자성 극성 용매, 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 특히 용매는 메탄올, 디클로로메탄, 에탄올, 아세톤, 부탄올, 물 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 보다 구체적으로 용매는 에탄올, 아세톤, 물 또는 이들의 혼합물이다.
특정 일 구현예에 따르면, 용매는 수성 용매이고, 가장 특히 용매는 물이다.
당업자는 단계 d) 동안 용매의 온도를 식물, 식물 부분 및 처리될 식물 부분에 맞추는(adapt) 방법을 알 것이다. 전형적으로, 뿌리 또는 껍질(bark)을 처리하는 동안 용매의 온도는 잎 또는 꽃잎을 처리하는 동안 용매의 온도보다 높을 것이다.
전형적으로, 단계 d) 동안 용매의 온도는 10℃ 내지 100℃, 특히 30℃ 내지 90℃, 보다 특히 50℃ 내지 80℃일 수 있다.
용매가 물이고 식물이 담배인 구현예에 따르면, 물의 온도는 전형적으로 30℃ 내지 80℃일 수 있다. 전형적으로, 담배 식물의 줄기를 처리하기 위해, 물의 온도는 50℃ 내지 80℃일 수 있다. 전형적으로, 담배 식물의 실질조직(parenchyma)의 처리를 위해, 물의 온도는 30℃ 내지 70℃일 수 있다.
전형적으로, 식물 섬유는 정제기(refiner)에서 정제된 다음 섬유상 지지체를 구성하도록 제지 기계를 통과할 수 있다.
전형적으로, 정제된 식물 섬유는 다양한 식물에서 유래할 수 있다.
각 식물의 섬유는 상술한 해리 공정에 따라 별도로 얻어질 수 있다. 이들은 이어서 다양한 식물로부터의 섬유 혼합물이 섬유상 지지체를 구성하기 위해 제지 기계를 통과하도록 혼합될 수 있다. 다양한 식물의 하나 이상의 부분을 결합한 다음 상술한 해리 공정을 거침으로써, 다양한 식물로부터 섬유를 함께 얻을 수도 있다. 그 다음, 물의 온도는 처리될 식물, 특히 이 식물의 추출물을 추출하기 위해 가장 높은 온도의 물을 필요로 하는 식물에 맞게 조정될 것이다. 이러한 대안적인 구현예는 여러 해리 공정을 병렬로 수행하지 않고도 다양한 식물의 섬유를 얻을 수 있기 때문에 매우 유리하다.
전형적으로, 식물 추출물은 다양한 식물의 추출물일 수 있다.
다양한 식물의 추출물은 상술한 해리 공정에 따라 별도로 얻어진 다양한 식물 추출물을 혼합하여 얻어질 수 있다. 또한, 다양한 식물의 하나 이상의 부분을 결합한 다음 상술한 해리 공정을 거침으로써, 다양한 식물의 추출물을 얻을 수 있다. 그 다음, 물의 온도는 처리될 식물, 특히 이 수용성 식물의 추출물을 추출하기 위해 가장 높은 온도의 물을 필요로 하는 식물에 맞게 조정될 것이다. 이러한 대안적인 구현예는 여러 공정을 병렬로 수행하지 않고도 다양한 식물의 추출물을 얻을 수 있기 때문에 매우 유리하다. 이들 두 가지 상황에서, 다양한 식물의 추출물은 단계 b) 동안 섬유상 지지체와 별도로 접촉하게 될 수 있다.
전형적으로, 상술한 해리 공정에 따라 얻어진 다양한 식물 추출물은 또한 단계 b) 동안 별도로 섬유상 지지체와 접촉하게 될 수 있다.
전형적으로, 식물 추출물은 단계 b) 동안 섬유상 지지체와 접촉하게 되기 전에 농축될 수 있다. 식물 추출물을 농축하기 위하여 진공 증발 장치와 같은 장치가 사용될 수 있다.
전형적으로, 단계 b) 동안, 식물 추출물 및 에어로졸 발생제는 섬유상 지지체와 차례로 접촉하게 될 수 있거나, 섬유상 지지체와 함께 접촉하게 되도록 혼합될 수 있다.
전형적으로, 식물 추출물을 접촉시키는 단계 b)는 함침에 의해 또는 분무에 의해, 특히 함침에 의해 수행될 수 있다. 전형적으로, 함침은 사이즈 프레스에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, 원하는 고밀도를 얻기 위해, 단계 b) 동안 사이즈 프레스에 의해 인가된 라인 압력을 감소시키는 것이 가능하다. 전형적으로, 단계 b) 동안 이 라인 압력은 출원 FR 15 59081 및 FR 17 57991에 기재된 것과 같은, 재구성 식물 시트를 제조하기 위한 통상적인 제지 공정에서 사용되는 사이즈 프레스에 의해 인가된 라인 압력보다 훨씬 낮다.
원하는 고밀도를 얻기 위해, 단계 b)에서 사용된 식물 추출물 및 에어로졸 발생제의 총량을 섬유상 지지체의 평량에 맞추는 것이 바람직하다.
0.6 g/cm3 미만의 밀도를 갖는 재구성 식물 시트를 제조하는 재구성 식물 시트를 제조하기 위한 통상적인 제지 공정과 달리, 어떠한 이론에 구속되기를 바라지 않고, 본 발명자들은 본 발명의 공정 중 단계 b)가 식물 추출물 및 에어로졸 발생제를 섬유상 지지체에 함침되도록 함으로써 원하는 고밀도를 얻는 것을 가능하게 할 수 있다는 의견이다. 이러한 특정 함침은 섬유상 지지체에서 식물 추출물 및 에어로졸 발생제의 균일한 분포를 얻고 니코틴 전달 속도를 증가시키는 것을 가능하게 한다.
전형적으로, 당업자는 건조 단계 c)를 수행하기 위한 작동 조건을 조정하는 방법을 알고 있을 것이다.
전형적으로, 건조 단계 c)는 적외선 램프, 아메리칸 배터리 건조 드럼(American battery drying drums), 터널 건조기, 수직 건조기, 유동층 건조기, 공압 건조기, 특히 터널 건조기에서의 열풍 건조에 의해 수행될 수 있다.
이어서, 본 발명의 재구성 식물 시트는 시트로 절단되거나, 담배의 스트립과 유사한 잎으로 절단되거나, 또는 롤로 롤링될 수 있다. 시트의 혼합물을 형성하기 위해 여러 시트가 조립될 수 있다.
본 발명의 재구성 식물 시트는 담배를 태우지 않고 가열하기 위한 장치에 사용될 수 있다.
따라서, 제3 주제에 따르면, 본 발명은 가열 장치, 특히 담배를 태우지 않고 가열하기 위한 장치에서, 상기 정의된 바와 같은 재구성 식물 시트의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 목적을 위해, "담배를 태우지 않고 가열하기 위한 장치"라는 용어는 소비자가 흡입하도록 의도된 에어로졸의 형성을 허용하는 임의의 장치를 의미한다. 에어로졸이 연기를 대체하여, 사용자가 식물의 향기를 흡입할 수 있도록 하는 동시에, 유해 성분에 대한 사용자의 노출을 크게 줄인다.
전형적으로, 가열 장치는 공기 흐름의 방향으로, 공기 유입구, 가열 본체, 발생제를 포함하는 본 발명의 재구성 식물 시트를 제자리에 놓고 유지하도록 의도된 로징(lodging), 및 사용자의 입으로 유입되도록 의도된 공기 배출구를 포함한다. 공기 유입구, 가열 본체, 로징 및 공기 배출구는 전형적으로 서로 적어도 유체적으로 연결된다.
전형적으로, 가열 장치가 사용될 때, 공기는 사용자에 의해 공기 유입구를 통해 가열 장치로 흡입되고; 그 다음, 흡입된 공기는 가열된 공기를 얻기 위해 가열된 부분을 통과하고; 로징에 보유된, 발생제를 포함하는 본 발명의 재구성 식물 시트와 접촉하면, 가열된 공기에 의해 에어로졸이 형성된 다음, 사용자에 의해 흡입된다. 식물이 약용 식물이면, 형성된 에어로졸은 치료적 특성을 갖는다.
또한, 가열 장치에 의해, 시트의 연소가 없다. 따라서, 사용자는 식물 및 임의적으로 담배의 관능적 특성을 활용할 수 있으며, 동시에 유해 성분에 대한 노출을 매우 크게 줄일 수 있다.
실시예
본 발명에 따른 재구성 담배 시트 1
버지니아 유형 담배의 스크랩 및 줄기의 혼합물을 45분 동안 교반하면서 65℃에서 물과 접촉시킨다. 담배 추출물을 기계적 프레싱에 의해 섬유상 부분으로부터 분리한다. 담배 추출물을 진공 하에 54%의 고형분 농도로 농축한다. 에어로졸 발생제로서 글리세롤을 농축된 담배 추출물에 첨가한다.
담배 섬유를 55°SR의 쇼퍼-리글러(Schopper-Riegler) 도를 갖도록 정제한 다음, 대략 77g/m2의 평량을 갖는 섬유상 지지체를 구성하도록 실험실 제지 기계로 전달한다.
제조된 재구성 담배 시트에서 27.3%의 Sp, 23.7%의 SAG 및 51%의 SAG + Sp의 합을 얻기 위해, 글리세롤을 포함하는 농축된 담배 추출물을 사이즈 프레스에서 함침에 의해 섬유상 지지체와 접촉시켜, 재구성 담배 시트를 제조한다.
이 시트의 밀도는 0.68g/cm3이고, 평량은 145g/m2이고, 두께는 212㎛이다.
본 발명에 따른 재구성 담배 시트 2
또 다른 재구성 담배 시트는 상술한 방법에 따라 제조되며, 차이점은 다음과 같다: 쇼퍼-리글러(Schopper-Riegler) 도는 25°SR이며, 섬유상 지지체의 평량은 대략 78g/m2이고, SAG는 20.7%이고, Sp는 30.8%이고, SAG + Sp의 합은 51.5%인 버지니아 유형의 담배의 스트립 및 줄기의 혼합물이 사용된다.
이 시트의 밀도는 0.69g/cm3이고, 평량은 156g/m2이고, 두께는 226㎛이다.
본 발명에 따른 재구성 담배 시트 3
또 다른 재구성 담배 시트는 상술한 방법에 따라 제조되며, 차이점은 다음과 같다: 쇼퍼-리글러(Schopper-Riegler) 도는 25°SR이며, 섬유상 지지체의 평량은 대략 63g/m2이고, SAG는 21.1%이고, Sp는 35.4%이고, SAG + Sp의 합은 56.5%인 버지니아 유형의 담배의 스트립 및 줄기의 혼합물이 사용된다.
이 시트의 밀도는 0.61g/cm3이고, 평량은 129g/m2이고, 두께는 186㎛이다.
본 발명에 따르지 않는 재구성 담배 시트
본 발명에 따르지 않는 재구성 담배 시트는 상술한 것과 유사한 절차에 따라 제조되며, 차이점은 섬유상 지지체의 평량이 57g/m2이고, Sp가 34.1%이고, SAG가 14.9%이고, SAG + Sp의 합이 43%인 것이다.
이 재구성 담배 시트는 0.6g/cm3 미만의 밀도, 95g/m2의 평량 및 166㎛의 두께를 갖는다.
니코틴 전달 속도
본 발명에 따른 재구성 담배 시트 1 및 본 발명에 따르지 않는 재구성 담배 시트의 니코틴 전달 속도는 glo™ 유형의 가열 시스템으로 다음 프로토콜에 따라 결정된다.
재구성 담배 시트의 니코틴 전달 속도는 상기 재구성 담배 시트를 가열함으로써 발생된 에어로졸의 니코틴 함량을 상기 재구성 담배 시트의 니코틴 함량으로 나눔으로써 계산된다.
재구성 담배 시트를 가열하여 발생된 에어로졸의 니코틴 함량은 다음과 같은 방식으로 결정된다.
glo™을 위한 2018년 8월 이탈리아에서 구입한 상업용 던힐 스틱(Dunhill stick) 튜브에서 담배를 비우고, 상기 튜브를 260 mg/스틱의 담배 중량 및 70 +/- 3 mm의 물 기둥의 인발 저항을 갖는 테스트된 시트의 스카펠라티(scaferlati)(절단 담배)로 채우고,
(glo™ 가열 시스템이 구비된 사용을 위한 절차를 적용함으로써) 채워진 스틱이 설치된 Borgwaldt RM04 흡연 기계를 통해 에어로졸을 발생시키고,
에어로졸의 물질을 40mm 캠브리지 필터에 수집한다. 그 다음, 메탄올에 용해하고,
가스 크로마토그래피로 분리하고, n-헵타데칸(표준으로 사용)에 대한 FID로 분석한 후, 에어로졸의 니코틴 함량을 분석한다. 에어로졸의 니코틴 함량은 표준 IS010315:2013에 따라, 표준에 언급된 이소프로판올 대신 메탄올을 사용하여 측정된다. 사용된 크로마토그래피 물질은 테스트 시트의 니코틴 분석에 사용된 것과 동일하다. 에어로졸의 니코틴 함량을 결정하기 위해 6개의 복제가 수행된다.
재구성 담배 시트의 니코틴 함량은 다음과 같은 방식으로 측정된다:
테스트된 시트의 니코틴 함량은 이노왁스(Innowax) 가스 크로마토그래피 컬럼(컬럼 치수: 길이 30m, 내부 직경: 0.53mm, 필름 두께 1㎛)을 사용하여 가스 크로마토그래피-FID 검출 분석에 의해 결정된다.
테스트된 시트에 대한 결과를 하기 [표 1]에 나타낸다.
이러한 결과는 본 발명에 따른 재구성 담배 시트 1의 니코틴 전달 속도가 0.6g/cm3 미만의 밀도를 갖는 담배 시트의 니코틴 전달 속도보다 상당히 높다는 것을 입증한다.
본 발명에 따른 재구성 담배 시트 1 38%
본 발명에 따르지 않는 재구성 담배 시트 < 30%
관능적 특성
본 발명에 따른 담배 시트 및 본 발명에 따르지 않는 담배 시트는 스캐퍼라티(절단 담배)로 절단된 다음, glo™ 가열 시스템에서 독립적인 전문가에 의해 차례로 흡연된다.
독립적인 전문가에 따르면, 본 발명에 따른 담배 시트의 흡연 동안 형성된 모든 에어로졸은 매우 만족스러운 관능적 특성을 가지며, 특히 에어로졸은 너무 쓰지 않고, 너무 자극적이지 않고, 너무 공격적이지 않으며, 본 발명에 따르지 않는 담배 시트의 흡연 동안 형성된 에어로졸보다 우수한 양호한 원형 및 균형 잡힌 맛을 갖는다.

Claims (10)

  1. - 정제된 식물 섬유를 포함하는 섬유상 지지체,
    - 에어로졸 발생제, 및
    - 식물 추출물을 포함하는 재구성 식물 시트로서,
    재구성 식물 시트의 밀도가 0.6g/cm3 이상이고,
    에어로졸 발생제의 고형분의 중량 기준 총 함량이 10% 내지 29%인 것을 특징으로 하는, 재구성 식물 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    밀도가 0.62g/cm3 내지 1.50g/cm3인, 재구성 식물 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    식물이 담배 식물인, 재구성 식물 시트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    식물 추출물의 고형분의 중량 기준 총 함량이 20% 내지 45%인, 재구성 식물 시트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    식물 추출물의 고형분의 중량 기준 총 함량과 에어로졸 발생제의 고형분의 중량 기준 총 함량의 합이 40% 내지 70%인, 재구성 식물 시트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    두께가 100㎛ 내지 450㎛인, 재구성 식물 시트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    평량이 60g/m2 내지 300g/m2인, 재구성 식물 시트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 발생제는 소르비톨, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 락트산, 글리세롤 디아세테이트, 글리세릴 트리아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 이소프로필 미리스테이트, 또는 이들의 혼합물인, 재구성 식물 시트.
  9. 제1항 내지 제8항에 정의된 재구성 식물 시트의 제조 방법으로서,
    a) 정제된 식물 섬유를 제지 기계(papermaking machine)에 통과시켜 섬유상 지지체를 구성하는 단계,
    b) 에어로졸 발생제 및 식물 추출물을 섬유상 지지체와 접촉시켜 습윤 재구성 식물 시트를 얻는 단계, 및
    c) 습윤 재구성 식물 시트를 건조시키는 단계를 포함하는, 재구성 식물 시트의 제조 방법.
  10. 가열 장치에서의 제1항 내지 제8항에 정의된 재구성 식물 시트의 용도.
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