KR20240048561A - 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트 및 그의 제조 방법, 비연소 가열형 향미 흡인기와 비연소 가열형 향미 흡인 시스템 - Google Patents
비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트 및 그의 제조 방법, 비연소 가열형 향미 흡인기와 비연소 가열형 향미 흡인 시스템 Download PDFInfo
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- A24D1/20—Cigarettes specially adapted for simulated smoking devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
- A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
Abstract
본 발명은, 담배 원료를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트로서, 상기 담배 시트의 두께 방향의 단면이 파형 형상을 갖는, 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트를 제공한다.
Description
본 발명은, 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트 및 그의 제조 방법, 비연소 가열형 향미 흡인기와 비연소 가열형 향미 흡인 시스템에 관한 것이다.
연소형 향미 흡인기(시가렛)에서는, 잎담배나 담배 시트를 포함하는 담배 충전물을 연소하여 향미를 얻는다. 예컨대 특허문헌 1에는, 연소형 향미 흡인기에 사용되는 담배 시트가 개시되어 있다. 해당 연소형 향미 흡인기의 대체로서, 담배 시트 등의 향미원을 연소하는 대신에 가열하여 향미를 얻는 비연소 가열형 향미 흡인기가 제안되고 있다. 비연소 가열형 향미 흡인기의 가열 온도는, 연소형 향미 흡인기의 연소 온도보다 낮고, 예컨대 약 400℃ 이하이다. 이와 같이, 비연소 가열형 향미 흡인기의 가열 온도는 낮기 때문에, 연기량을 증가시키는 관점에서, 비연소 가열형 향미 흡인기에서는 향미원에 에어로졸 발생제를 첨가할 수 있다. 에어로졸 발생제는 가열에 의해 기화하여, 에어로졸을 발생한다. 해당 에어로졸은 담배 성분 등의 향미 성분을 수반하여 사용자에 공급되기 때문에, 사용자는 충분한 향미를 얻을 수 있다.
비연소 가열형 향미 흡인기는, 예컨대 담배 시트 등이 충전된 담배 함유 세그먼트와, 냉각 세그먼트와, 필터 세그먼트를 구비할 수 있다. 비연소 가열형 향미 흡인기의 담배 함유 세그먼트의 축 방향의 길이는, 가열 히터와의 관계에서, 통상적으로 연소형 향미 흡인기의 담배 함유 세그먼트의 축 방향의 길이보다도 짧다. 그 때문에, 비연소 가열형 향미 흡인기에서는, 가열 시의 에어로졸 생성량을 담보하기 위하여, 짧은 담배 함유 세그먼트의 구간 내에 다량의 담배 시트가 충전되어 있다. 짧은 구간 내에 다량의 담배 시트를 충전하기 위하여, 비연소 가열형 향미 흡인기에서는, 통상적으로 팽숭성(膨嵩性, bulkiness)이 낮은, 즉 고밀도의 담배 시트가 사용되고 있다. 또한, 팽숭성이란, 소정 질량의 담배 시트의 조각을 일정 압력으로 일정 시간 압축하였을 때의 체적을 나타내는 값이다.
그러나 본 발명자 등은, 가열 방식이나 히터의 가열 능력과 에어로졸의 생성을 고려한 경우, 팽숭성이 낮은(고밀도의) 담배 시트를 이용하면 담배 함유 세그먼트의 총 열용량이 높아지기 때문에, 가열 방법이나 히터의 능력에 따라서는, 담배 함유 세그먼트에 충전된 담배 시트가 에어로졸 생성에 충분히 기여하지 않는 것을 알아냈다. 당해 과제를 해결하기 위해서는, 담배 함유 세그먼트의 총 열용량을 저감하는 것이 생각된다.
본 발명자 등은, 담배 함유 세그먼트의 총 열용량을 저감하기 위하여, (1) 담배 시트에 포함되는 담배 원료의 비열을 저감하고, (2) 팽숭성이 높은(저밀도의) 담배 시트를 이용하는 것을 검토하였다. 그러나, (1)에 대해서는 담배 원료 자체의 비열 저감은 곤란하기 때문에, (2)에 의해 담배 함유 세그먼트의 총 열용량을 저감하는 것이 유효하다고 생각되었다. 그 때문에, 비연소 가열형 향미 흡인기에 적합하게 이용되는 팽숭성이 높은(저밀도의) 담배 시트의 개발이 요망된다.
본 발명은, 팽숭성이 높은 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트, 해당 담배 시트를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기, 및 비연소 가열형 향미 흡인 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이하의 실시양태를 포함한다.
양태 1
담배 원료를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트로서, 상기 담배 시트의 두께 방향의 단면이 파형(波型) 형상을 갖는, 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
양태 2
상기 담배 원료가, 건조 담배 재료이고,
에어로졸 발생제를 더 포함하며,
5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 함수율을 갖는, 양태 1에 기재된 시트.
양태 3
상기 에어로졸 발생제가, 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 양태 2에 기재된 시트.
양태 4
상기 담배 원료가, 건조 담배 재료이고,
상기 시트 중에 20질량% 미만의 에어로졸 발생제를 포함하며,
3~5질량%의 함수율을 갖는, 양태 1에 기재된 시트.
양태 5
상기 에어로졸 발생제가, 프로필렌글리콜과 글리세린의 혼합물인 양태 4에 기재된 시트.
양태 6
양태 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트를 포함하는 담배 함유 세그먼트를 구비하는 비연소 가열형 향미 흡인기.
양태 7
양태 6에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기와,
상기 담배 함유 세그먼트를 가열하는 가열 장치
를 구비하는 비연소 가열형 향미 흡인 시스템.
양태 8
양태 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트의 제조 방법으로서,
담배 원료와, 에어로졸 발생제와, 제1 성형제 및 제2 성형제를 포함하는 혼합물을 조제하는 공정과,
상기 혼합물을 압연하여 압연 성형품을 형성하는 공정과,
상기 압연 성형품에 회전식 롤 칼날을 꽉 눌러 스트립상으로 절단하면서 파형 형상을 부여하는 공정
을 구비하는 방법.
본 발명에 따르면, 팽숭성이 높은 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트, 해당 담배 시트를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기, 및 비연소 가열형 향미 흡인 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 담배 시트의 일례를 나타내는 두께 방향의 단면도이다.
도 2a는, 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2b는, 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인 시스템의 일례이며, (a) 비연소 가열형 향미 흡인기를 가열 장치에 삽입하기 전 상태, (b) 비연소 가열형 향미 흡인기를 가열 장치에 삽입하여 가열하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 건조 담배 충전재의 제조를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 4는, 비연소 가열형 향미 흡인기의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5는, 에어로졸 생성 장치의 내부 구조를 나타내는 도이다.
도 6은, 시가렛 팩의 일례의 닫힌 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은, 도 5의 시가렛 팩의 열린 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8은, 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 함수율과의 관계 및 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 표면 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 실리카 겔의 양과 담배 충전재의 함수율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 담배 충전재의 함수율과 주류연 온도와의 관계 및 담배 충전재의 함수율과 팁 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 담배 충전재의 함수율과 담배 충전재 중의 니코틴의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는, 담배 충전재의 함수율과 담배 충전재 중의 글리세린의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은, 담배 충전재의 함수율과 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는, 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 함수율과의 관계 및 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 표면 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는, 실리카 겔의 양과 담배 충전재의 함수율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은, 담배 충전재의 함수율과 주류연 온도와의 관계 및 담배 충전재의 함수율과 팁 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 17은, 담배 충전재의 함수율과 주류연 중의 니코틴의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 18은, 담배 충전재의 함수율과 주류연 중의 글리세린의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 19는, 담배 충전재의 함수율과 주류연 중의 프로필렌글리콜의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 20a는, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 20b는, 담배 충전재 중의 글리세린의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 21a는, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 21b는, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2a는, 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2b는, 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인 시스템의 일례이며, (a) 비연소 가열형 향미 흡인기를 가열 장치에 삽입하기 전 상태, (b) 비연소 가열형 향미 흡인기를 가열 장치에 삽입하여 가열하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 건조 담배 충전재의 제조를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 4는, 비연소 가열형 향미 흡인기의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5는, 에어로졸 생성 장치의 내부 구조를 나타내는 도이다.
도 6은, 시가렛 팩의 일례의 닫힌 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은, 도 5의 시가렛 팩의 열린 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8은, 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 함수율과의 관계 및 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 표면 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 실리카 겔의 양과 담배 충전재의 함수율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 담배 충전재의 함수율과 주류연 온도와의 관계 및 담배 충전재의 함수율과 팁 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 담배 충전재의 함수율과 담배 충전재 중의 니코틴의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는, 담배 충전재의 함수율과 담배 충전재 중의 글리세린의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은, 담배 충전재의 함수율과 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는, 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 함수율과의 관계 및 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 표면 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는, 실리카 겔의 양과 담배 충전재의 함수율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은, 담배 충전재의 함수율과 주류연 온도와의 관계 및 담배 충전재의 함수율과 팁 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 17은, 담배 충전재의 함수율과 주류연 중의 니코틴의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 18은, 담배 충전재의 함수율과 주류연 중의 글리세린의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 19는, 담배 충전재의 함수율과 주류연 중의 프로필렌글리콜의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 20a는, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 20b는, 담배 충전재 중의 글리세린의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 21a는, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 21b는, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
[비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트]
본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트(이하, ‘담배 시트’라고도 함)는, 담배 원료를 포함하고, 상기 담배 시트의 두께 방향의 단면은 파형 형상을 갖는다. 본 실시형태에 관한 담배 시트는 두께 방향의 단면 형상이 파형이기 때문에, 부피가 크고, 높은 팽숭성을 갖는다. 그 때문에, 본 실시형태에 관한 담배 시트를 이용함으로써 담배 함유 세그먼트의 총 열용량을 저감할 수 있고, 담배 함유 세그먼트에 충전된 담배 시트를 에어로졸 생성에 충분히 기여시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에 관한 담배 시트는 에어로졸 발생제나 1종 또는 2종 이상의 성형제를 더 포함하는 것이 바람직하고, 이들의 배합 비율을 소정의 범위 내로 함으로써, 담배 시트의 팽숭성이 보다 향상된다.
(담배 시트의 형상)
본 실시형태에 관한 담배 시트는, 두께 방향의 단면이 파형 형상을 갖는다. 즉, 본 실시형태에 관한 담배 시트를 평면 방향의 어느 일 방향에서 두께 방향으로 절단한 경우, 그의 단면의 형상이 파형의 형상을 갖는다. 상기 평면 방향의 어느 일 방향은, 예컨대 담배 시트의 긴 방향이어도 되고, 짧은 방향이어도 된다. 여기서 ‘파형’이란, 상하로 물결치는 형상이면 특별히 한정되지 않고, 파봉(波峰)은 직선적인 형상이어도 되고, 곡선적인 형상이어도 된다. 또한, 물결은 규칙적이어도 되고, 불규칙적이어도 된다.
본 실시형태에 관한 담배 시트의 두께 방향의 단면 형상의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 1에 나타내는 담배 시트(1)는, 두께 방향의 단면에서 물결(2)을 갖는다. 물결(2)의 폭(w1)은 특별히 한정되지 않지만, 0.1~10.0㎜ 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 물결(2)의 높이(w2)는 특별히 한정되지 않지만, 0.1~5.0㎜의 범위 내인 것이 바람직하다. 담배 시트(1)의 두께(w3)는, 100~1000㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 물결(2)은 톱니 형상(3)을 갖고 있어도 된다. 물결(2)이 톱니 형상(3)을 가짐으로써, 담배 시트의 혼합체에서 톱니 형상의 선단과 선단이 접함하는 것에 의해 더욱 공극을 형성시킬 수 있고, 결과로서 팽숭성을 보다 향상시킬 수 있다. 본 실시형태에 관한 담배 시트의 평면 방향에서의 크기는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 길이: 5.0~40.0㎜, 폭: 0.5~2.0㎜일 수 있다.
(담배 원료)
본 실시형태에 관한 담배 시트에 포함되는 담배 원료로서는, 담배 성분이 포함되는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 담배 분말이나 담배 추출물을 들 수 있다. 담배 분말로서는, 예컨대 잎담배, 중골(中骨), 남은 줄기 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용하여도 되고, 2종 이상을 병용하여도 된다. 이들을 소정의 크기로 재각(裁刻)함으로써, 담배 분말로서 사용할 수 있다. 담배 분말의 크기로서는, 건식 레이저 회절법에 의해 측정되는 체적 기준의 입도 분포에서의 누적 90% 입자경(D90)이 200㎛ 이상인 것이 가일층의 팽숭성 향상의 관점에서 바람직하다. 담배 원료가 담배 분말인 경우, 담배 시트 100질량%에 포함되는 담배 분말의 비율은, 45~95질량%인 것이 바람직하고, 50~93질량%인 것이 보다 바람직하며, 60~85질량%인 것이 더욱 바람직하다. 담배 추출물로서는, 예컨대 잎담배를 조쇄(粗碎)하고, 이것을 물 등의 용매와 혼합·교반함으로써 잎담배로부터 수용성 성분을 추출하여, 얻어진 물 추출물을 감압 건조하여 농축함으로써 얻어지는 담배 추출물을 들 수 있다.
(에어로졸 발생제）
본 실시형태에 관한 담배 시트는, 가열 시의 연기량 증가의 관점에서, 추가로 에어로졸 발생제를 포함하는 것이 바람직하다. 에어로졸 발생제로서는, 예컨대 글리세린, 프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용하여도 되고, 2종 이상을 병용하여도 된다.
담배 시트에 에어로졸 발생제가 포함되는 경우, 담배 시트 100질량%에 포함되는 에어로졸 발생제의 비율은, 4~50질량%인 것이 바람직하다. 상기 에어로졸 발생제의 비율이 4질량% 이상임으로써, 양(量)의 관점에서 가열 시에 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 에어로졸 발생제의 비율이 50질량% 이하임으로써, 열용량의 관점에서 가열 시에 충분한 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 상기 에어로졸 발생제의 비율은, 6~40질량%인 것이 보다 바람직하고, 8~30질량%인 것이 더욱 바람직하며, 10~20질량%인 것이 특히 바람직하다.
(성형제)
본 실시형태에 관한 담배 시트는, 형상 담보의 관점에서, 추가로 성형제를 포함하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 관한 담배 시트는, 특히 담배 시트의 에어로졸 발생제의 유지 성능과 파형 형상의 유지 성능을 충분히 양립시킬 수 있는 관점에서, 제1 성형제 및 제2 성형제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 제1 성형제와 제2 성형제는 성형제의 종류가 달라도 되고, 성형제의 종류는 동일하고 형태가 달라도 된다. 제1 성형제로서는, 예컨대 다당류, 단백질, 합성 폴리머 등을 들 수 있다. 다당류로서는, 예컨대 셀룰로오스 유도체, 천연 유래의 다당류를 들 수 있다.
셀룰로오스 유도체로서는 예컨대 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 벤질셀룰로오스, 트리틸셀룰로오스, 시아노에틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스, 카복시에틸셀룰로오스, 아미노에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에테르류; 초산 셀룰로오스, 폼산 셀룰로오스, 프로피온산 셀룰로오스, 부티르산 셀룰로오스, 안식향산 셀룰로오스, 프탈산 셀룰로오스, 토실셀룰로오스 등의 유기산 에스테르; 질산 셀룰로오스, 황산 셀룰로오스, 인산 셀룰로오스, 셀룰로오스크산틴산염 등의 무기산 에스테르 등을 들 수 있다.
천연 유래의 다당류로서는 예컨대 구아검, 타라검, 로커스트빈검, 타마린드 종자검, 펙틴, 아라비아검, 트래거캔스검, 카라야검, 가티검, 아라비노갈락탄, 아마씨드검, 카시아검, 사일리움씨드검, 황해쑥씨드검 등의 식물 유래의 다당류; 카라기난, 한천, 알긴산, 알긴산 프로필렌글리콜에스테르, 퍼셀라란, 불레기말 추출물 등의 조류(藻類) 유래의 다당류; 잔탄검, 젤란검, 커드란, 풀루란, 아그로박테리움석시노글리칸, 웰란검, 마크로포몹시스검, 람잔검 등의 미생물 유래의 다당류; 키틴, 키토산, 글루코사민 등의 갑각류 유래의 다당류; 전분, 전분 글리콜산나트륨, α화 전분, 덱스트린 등의 전분 등을 들 수 있다.
단백질로서는 예컨대 밀 글루텐, 호밀 글루텐 등의 곡물 단백질을 들 수 있다. 합성 폴리머로서는 예컨대 폴리인산, 폴리아크릴산나트륨, 폴리비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 제2 성형제로서는 제1 성형제와는 다르지만, 제1 성형제와 마찬가지의 다당류, 단백질, 합성 폴리머 등을 이용할 수 있다.
담배 시트에 제1 성형제가 포함되는 경우, 담배 시트 100질량%에 포함되는 제1 성형제의 비율은, 0.1~15질량%인 것이 바람직하다. 상기 제1 성형제의 비율이 0.1질량% 이상임으로써, 원료의 혼합체를 시트상으로 용이하게 성형 가능하게 된다. 또한, 상기 제1 성형제의 비율이 15질량% 이하임으로써, 비연소 가열형 향미 흡인기의 담배 함유 세그먼트에 요구되는 기능을 담보하기 위한 다른 원료를 충분히 이용할 수 있다. 상기 제1 성형제의 비율은, 0.1~12질량%인 것이 보다 바람직하고, 0.1~10질량%인 것이 더욱 바람직하며, 0.1~7질량%인 것이 특히 바람직하다.
담배 시트에 제2 성형제가 포함되는 경우, 담배 시트 100질량%에 포함되는 제2 성형제의 비율은, 0.1~15질량%인 것이 바람직하다. 상기 제2 성형제의 비율이 0.1질량% 이상임으로써, 원료의 혼합체를 시트상으로 용이하게 성형 가능하게 된다. 또한, 상기 제2 성형제의 비율이 15질량% 이하임으로써, 비연소 가열형 향미 흡인기의 담배 함유 세그먼트에 요구되는 기능을 담보하기 위한 다른 원료를 충분히 이용할 수 있다. 상기 제2 성형제의 비율은, 0.1~12질량%인 것이 보다 바람직하고, 0.1~10질량%인 것이 더욱 바람직하며, 0.1~7질량%인 것이 특히 바람직하다.
또한, 제1 성형제와 제2 성형제가 성형제의 종류가 동일하고 형태가 다른 경우, 예컨대 제1 성형제가 분말, 제2 성형제가 용액 또는 슬러리 등일 수 있다. 예컨대 후술하는 담배 시트의 제조 방법에서, 제1 성형제로서 성형제를 분말로서 직접 혼합하고, 또한 제2 성형제로서 성형제를 물 등의 용매에 분산 또는 팽윤시켜 혼합할 수 있다. 이와 같은 방법에서도, 종류가 다른 2개의 성형제를 사용한 경우와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(보강제)
본 실시형태에 관한 담배 시트는, 가일층의 물성 향상의 관점에서, 추가로 보강제를 포함할 수 있다. 보강제로서는 예컨대 파이버상 펄프, 파이버상 합성 셀룰로오스 등의 섬유상 물질, 펙틴 현탁수 등 건조되면 막을 형성하는 표면 코팅 기능을 가진 액상 물질 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용하여도 되고, 2종 이상을 병용하여도 된다.
담배 시트에 보강제가 포함되는 경우, 담배 시트 100질량%에 포함되는 보강제의 비율은, 4~40질량%인 것이 바람직하다. 본 범위 내인 경우, 비연소 가열형 향미 흡인기의 담배 함유 세그먼트에 요구되는 기능을 담보하기 위한 다른 원료를 충분히 이용할 수 있다. 상기 보강제의 비율은 4.5~35질량%인 것이 보다 바람직하고, 5~30질량%인 것이 더욱 바람직하다.
(보습제)
본 실시형태에 관한 담배 시트는, 품질 유지의 관점에서, 추가로 보습제를 포함할 수 있다. 보습제로서는 예컨대 소르비톨, 에리트리톨, 자일리톨, 말티톨, 락티톨, 만니톨, 환원 맥아당 물엿 등의 당알코올 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 이용하여도 되고, 2종 이상을 병용하여도 된다.
담배 시트에 보습제가 포함되는 경우, 담배 시트 100질량%에 포함되는 보습제의 비율은, 1~15질량%인 것이 바람직하다. 본 범위 내인 경우, 비연소 가열형 향미 흡인기의 담배 함유 세그먼트에 요구되는 기능을 담보하기 위한 다른 원료를 충분히 이용할 수 있다. 상기 보습제의 비율은 2~12질량%인 것이 보다 바람직하고, 3~10질량%인 것이 더욱 바람직하다.
(기타 성분)
본 실시형태에 관한 담배 시트는 상기 담배 원료, 상기 에어로졸 발생제, 상기 성형제(제1 및 제2 성형제), 상기 보강제, 상기 보습제 이외에도 필요에 따라 향료, 정미료(呈味料) 등의 향미료, 착색제, 습윤제, 보존료, 무기 물질 등의 희석제 등을 포함할 수 있다.
(팽숭성)
본 실시형태에 관한 담배 시트의 팽숭성은, 190cc/100g 이상인 것이 바람직하다. 해당 팽숭성이 190cc/100g 이상임으로써, 비연소 가열형 향미 흡인기의 담배 함유 세그먼트의 총 열용량을 충분히 저감할 수 있고, 담배 함유 세그먼트에 충전된 담배 시트가 에어로졸 생성에 보다 기여할 수 있게 된다. 해당 팽숭성은 210cc/100g 이상인 것이 보다 바람직하고, 230cc/100g 이상인 것이 더욱 바람직하다. 해당 팽숭성 범위의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 800cc/100g 이하일 수 있다. 또한 해당 팽숭성은 담배 시트를 0.8mm×20mm의 사이즈로 재각하여, 22℃, 60%의 조화실 내에서 48시간 존치한 후, 'DD-60A'(상품명, 보르그바르트(Borgwald)사 제조)로 측정되는 값이다. 측정은, 재각된 담배 시트 15g을 내경 60mm의 원통형 용기에 넣어, 3kg 하중으로 30초 압축하였을 때의 용적을 구함으로써 행하여진다.
[담배 시트의 제조 방법]
본 실시형태에 관한 담배 시트는, 예컨대 담배 원료, 에어로졸 발생제, 제1 성형제 및 제2 성형제를 포함하는 혼합물을 조제하는 공정과, 상기 혼합물을 압연하여 압연 성형품을 형성하는 공정과, 상기 압연 성형품에 회전식 롤 칼날을 꽉 눌러 스트립상으로 절단하면서 파형 형상을 부여하는 공정을 포함할 수 있다. 또한, 파형 형상을 부여하는 처리를 리플링 처리(rippling treatment)라고도 한다. 예컨대, 이하의 방법에 의해 본 실시형태에 관한 담배 시트를 제조할 수 있다.
(1) 물, 담배 원료, 에어로졸 발생제, 제1 및 제2 성형제 및 보강제를 혼합하여 혼합물을 얻는 공정.
(2) 당해 혼합물을 복수의 압연 롤러에 투입하고 압연하여, 압연 성형품을 얻는 공정.
(3) 압연 성형품에 대하여 회전식 롤 칼날을 꽉 눌러 스트립상으로 절단하면서 파형 형상을 부여하는 공정.
회전식 롤 칼날에 의하여 스트립상으로 절단된 시트는, 롤로부터 박리될 때에 저항력이 가해짐으로써, 도 1에 나타낸 바와 같은 파형 형상 및 톱니 형상이 부여된다. 또한, 압연 성형품을 회전식 롤 칼날에 의해 절단하지 않는 경우에는, 예컨대 압연 롤러 위의 압연 성형품을 닥터 나이프로 박리함으로써, 롤로부터 박리될 때에 저항력이 가해져, 마찬가지로 파형 형상 및 톱니 형상을 부여할 수 있다. 또한, 상기 방법으로 담배 시트를 제조하는 경우, 목적에 따라, 압연 롤러의 표면을 가온 또는 냉각하여도 되고, 압연 롤러의 회전수를 조정하여도 된다. 또한, 압연 롤러의 간격을 조정함으로써, 소망하는 평량의 담배 시트를 얻을 수 있다.
[비연소 가열형 향미 흡인기]
본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기는, 본 실시형태에 관한 담배 시트 등을 포함하는 담배 함유 세그먼트를 구비한다. 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기는, 본 실시형태에 관한 팽숭성이 높은 담배 시트 등이 충전된 담배 함유 세그먼트를 구비하기 때문에, 담배 함유 세그먼트의 총 열용량을 충분히 저감할 수 있고, 담배 함유 세그먼트에 충전된 담배 시트가 에어로졸 생성에 보다 기여할 수 있게 된다.
본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기의 일례를 도 2a에 나타낸다. 도 2a에 나타내는 비연소 가열형 향미 흡인기(4)는, 본 실시형태에 관한 담배 시트 등이 충전된 담배 함유 세그먼트(5)와 둘레 위에 천공(穿孔)(11)을 갖는 통상(筒狀)의 냉각 세그먼트(6)와 센터 홀 세그먼트(7)와 필터 세그먼트(8)를 구비한다. 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기는, 담배 함유 세그먼트와, 냉각 세그먼트와, 센터 홀 세그먼트 및 필터 세그먼트 이외에도, 다른 세그먼트를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기의 축 방향 길이는 특별히 한정되지 않지만 40mm 이상, 90mm 이하인 것이 바람직하고, 50mm 이상, 75mm 이하인 것이 보다 바람직하며, 50mm 이상, 60mm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 비연소 가열형 향미 흡인기의 둘레 길이는 16mm 이상, 25mm 이하인 것이 바람직하고, 20mm 이상, 24mm 이하인 것이 보다 바람직하며, 21mm 이상, 23mm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 예컨대 담배 함유 세그먼트의 길이는 20mm, 냉각 세그먼트의 길이는 20mm, 센터 홀 세그먼트의 길이는 8mm, 필터 세그먼트의 길이는 7mm인 양태를 들 수 있다. 또한 필터 세그먼트의 길이는 4mm 이상, 10mm 이하의 범위 내에서 선택 가능하다. 또한 그때의 필터 세그먼트의 통기 저항은, 세그먼트당 15mmH2O/seg 이상, 60mmH2O/seg 이하가 되도록 선택된다. 이들 개개의 세그먼트 길이는 제조 적성, 요구 품질 등에 따라서 적절히 변경할 수 있다. 또한 센터 홀 세그먼트를 이용하지 않고, 냉각 세그먼트의 하류 측에 필터 세그먼트만을 배치하여도, 비연소 가열형 향미 흡인기로서 기능시킬 수 있다.
(담배 함유 세그먼트)
담배 함유 세그먼트(5)는, 본 실시형태에 관한 담배 시트가 권지(卷紙)(이하, ‘래퍼’라고도 함) 내에 충전되어 있다. 담배 시트를 권지 내에 충전하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 담배 시트를 래퍼로 감싸도 되고, 통상의 래퍼 내에 담배 시트를 충전하여도 된다. 담배 시트의 형상이 직사각형상과 같이 긴 방향을 갖는 경우, 담배 시트는 해당 긴 방향이 래퍼 내에서 각각 불특정한 방향이 되도록 충전되어 있어도 되고, 담배 함유 세그먼트(5)의 축 방향 또는 해당 축 방향에 대하여 수직인 방향이 되도록 정렬시켜 충전되어 있어도 된다. 또한 당해 담배 시트는, 시트의 적층체의 형태로 내장되어 있어도 되고, 소용돌이상으로 감긴 형태로 내장되어도 되며, 아코디언(accordion)상으로 절첩된 형태로 내장되어도 된다.
(냉각 세그먼트)
도 2a에 나타내는 바와 같이, 냉각 세그먼트(6)는 통상 부재(10)로 구성되는 양태를 들 수 있다. 통상 부재(10)는 예컨대 두꺼운 종이를 원통상으로 가공한 지관(紙管)이어도 된다.
통상 부재(10) 및 후술하는 마우스피스 라이닝 페이퍼(15)에는, 양자를 관통하는 천공(11)이 마련되어 있다. 천공(11)의 존재에 의해, 흡인 시에 외기가 냉각 세그먼트(6) 내로 도입된다. 이로써, 담배 함유 세그먼트(5)가 가열됨으로써 생성된 에어로졸 기화 성분이 외기와 접촉하고, 그의 온도가 저하되기 때문에 액화되어, 에어로졸이 형성된다. 천공(11)의 직경(지름 길이)은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 0.5mm 이상, 1.5mm 이하이어도 된다. 천공(11)의 수는 특별히 한정되지 않으며, 1개이어도 되고 2개 이상이어도 된다. 예컨대 천공(11)은 냉각 세그먼트(6)의 둘레 위에 복수 마련되어 있어도 된다.
천공(11)으로부터 도입되는 외기량은, 사용자에 의해 흡인되는 기체 전체의 체적에 대하여 85체적% 이하가 바람직하고, 80체적% 이하가 보다 바람직하다. 상기 외기량의 비율이 85체적% 이하임으로써, 외기에 의해 희석되는 것에 의한 향미의 저감을 충분히 억제할 수 있다. 또한, 이것을 다른 표현으로는 벤틸레이션(ventilation) 비율이라고도 한다. 벤틸레이션 비율의 범위의 하한은, 냉각성의 관점에서 55체적% 이상이 바람직하고, 60체적% 이상이 보다 바람직하다.
또한 냉각 세그먼트는 구겨진(wrinkled), 주름 잡힌(pleated), 개더 가공된(gathered) 또는 절첩된 적절한 구성 재료의 시트를 포함하는 세그먼트이어도 된다. 그와 같은 요소의 단면 프로필은, 랜덤으로 향한 채널을 나타내는 경우가 있다. 또한 냉각 세그먼트는 종 방향 연장 튜브의 다발을 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 냉각 세그먼트는 예컨대 주름 잡기, 개더 잡기, 또는 절첩된 시트 재료를 권지로 권장(卷裝)하여 형성할 수 있다.
냉각 세그먼트의 축 방향 길이는 예컨대 7mm 이상, 28mm 이하일 수 있으며, 예컨대 18mm일 수 있다. 또한 냉각 세그먼트는 그의 축 방향 단면 형상으로서 실질적으로 원형일 수 있고, 그의 직경은 예컨대 5mm 이상, 10mm 이하일 수 있으며, 예컨대 약 7mm일 수 있다.
(센터 홀 세그먼트)
센터 홀 세그먼트는 하나 또는 복수의 중공부(中空部)를 포함하는 충전층과, 해당 충전층을 덮는 이너 플러그 래퍼(내측 권지)로 구성된다. 예컨대, 도 2a에 나타내는 바와 같이 센터 홀 세그먼트(7)는, 중공부를 포함하는 제2 충전층(12)과 제2 충전층(12)을 덮는 제2 이너 플러그 래퍼(13)로 구성된다. 센터 홀 세그먼트(7)는, 마우스피스 세그먼트(9)의 강도를 높이는 기능을 갖는다. 제2 충전층(12)은, 예컨대 초산 셀룰로오스 섬유가 고밀도로 충전되어 트리아세틴을 포함하는 가소제가 초산 셀룰로오스 질량에 대하여 6질량% 이상, 20질량% 이하 첨가되어 경화된 내경 φ1.0mm 이상, φ5.0mm 이하의 로드로 할 수 있다. 제2 충전층(12)은 섬유의 충전 밀도가 높기 때문에, 흡인 시는, 공기나 에어로졸은 중공부만을 흐르게 되며, 제2 충전층(12) 내는 거의 흐르지 않는다. 센터 홀 세그먼트(7) 내부의 제2 충전층(12)이 섬유 충전층인 점에서, 사용 시의 외측으로부터의 촉감은, 사용자에게 위화감을 일으키는 경우가 적다. 또한, 센터 홀 세그먼트(7)가 제2 이너 플러그 래퍼(13)를 포함하지 않고, 열 성형에 의해 그의 형태가 유지되어 있어도 된다.
(필터 세그먼트)
필터 세그먼트(8)의 구성은 특별히 한정되지 않지만, 단수 또는 복수의 충전층으로 구성되어도 된다. 충전층의 외측은 1매 또는 복수매의 권지로 권장되어도 된다. 필터 세그먼트(8)의 세그먼트당 통기 저항은, 필터 세그먼트(8)에 충전되는 충전물의 양, 재료 등에 따라 적절히 변경할 수 있다. 예컨대 충전물이 초산 셀룰로오스 섬유인 경우, 필터 세그먼트(8)에 충전되는 초산 셀룰로오스 섬유의 양을 증가시키면, 통기 저항을 증가시킬 수 있다. 충전물이 초산 셀룰로오스 섬유인 경우, 초산 셀룰로오스 섬유의 충전 밀도는 0.13~0.18g/㎤일 수 있다. 또한 통기 저항은 통기 저항 측정기(상품명: SODIMAX, 소딤(SODIM) 제조)에 의해 측정되는 값이다.
필터 세그먼트(8)의 둘레의 길이는 특별히 한정되지 않지만 16~25mm인 것이 바람직하고, 20~24mm인 것이 보다 바람직하며, 21~23mm인 것이 더욱 바람직하다. 필터 세그먼트(8)의 축 방향의 길이는 4~10mm를 선택 가능하며, 그의 통기 저항이 15~60mmH2O/seg가 되도록 선택된다. 필터 세그먼트(8)의 축 방향 길이는 5~9mm가 바람직하고, 6~8mm가 보다 바람직하다. 필터 세그먼트(8)의 단면 형상은 특별히 한정되지 않지만 예컨대 원형, 타원형, 다각형 등일 수 있다. 또한 필터 세그먼트(8)에는 향료를 포함한 파괴성 캡슐, 향료 비즈, 향료를 직접 첨가하고 있어도 된다.
도 2a에 나타내는 바와 같이, 센터 홀 세그먼트(7)와 필터 세그먼트(8)는 아우터 플러그 래퍼(외측 권지)(14)로 접속할 수 있다. 아우터 플러그 래퍼(14)는, 예컨대 원통상의 종이일 수 있다. 또한, 담배 함유 세그먼트(5)와, 냉각 세그먼트(6)와, 접속된 센터 홀 세그먼트(7) 및 필터 세그먼트(8)는, 마우스피스 라이닝 페이퍼(15)에 의해 접속할 수 있다. 이들의 접속은, 예컨대 마우스피스 라이닝 페이퍼(15)의 내측면에 초산비닐계 풀 등의 풀을 바르고, 상기 3개의 세그먼트를 넣어 감음으로써 접속할 수 있다. 또한, 이들 세그먼트는 복수의 라이닝 페이퍼로 복수회로 나누어 접속되어 있어도 된다.
[비연소 가열형 향미 흡인 시스템]
본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인 시스템은, 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기와, 해당 비연소 가열형 향미 흡인기의 담배 함유 세그먼트를 가열하는 가열 장치를 구비한다. 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인 시스템은, 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기 및 상기 가열 장치 이외에, 다른 구성을 갖고 있어도 된다.
본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인 시스템의 일례를 도 2b에 나타낸다. 도 2b에 나타내는 비연소 가열형 향미 흡인 시스템은, 본 실시형태에 관한 비연소 가열형 향미 흡인기(4)와, 비연소 가열형 향미 흡인기(4)의 담배 함유 세그먼트를 외측으로부터 가열하는 가열 장치(16)를 구비한다.
도 2b의 (a)는 비연소 가열형 향미 흡인기(4)를 가열 장치(16)에 삽입하기 전 상태를 나타내고, 도 2b의 (b)는 비연소 가열형 향미 흡인기(4)를 가열 장치(16)에 삽입하여 가열하는 상태를 나타낸다. 도 2b에 나타내는 가열 장치(16)는, 보디(17)와 히터(18)와 금속관(19)과 전지 유닛(B)과 제어 유닛(21)을 구비한다. 보디(17)는 통상의 오목부(22)를 가지고, 오목부(22)의 내측 측면으로서, 오목부(22)에 삽입되는 비연소 가열형 향미 흡인기(4)의 담배 함유 세그먼트와 대응하는 위치에, 히터(18) 및 금속관(19)이 배치되어 있다. 히터(18)는 전기 저항에 의한 히터일 수 있으며, 온도 제어를 행하는 제어 유닛(21)으로부터의 지시에 의해 전지 유닛(B)으로부터 전력이 공급되어, 히터(18)의 가열이 행하여진다. 히터(18)로부터 발생된 열은, 열전도도가 높은 금속관(19)을 통하여 비연소 가열형 향미 흡인기(4)의 담배 함유 세그먼트에 전달된다.
도 2b의 (b)에서는, 모식적으로 도시하고 있기 때문에, 비연소 가열형 향미 흡인기(4)의 외주(外周)와 금속관(19)의 내주(內周) 사이에 틈이 있지만, 실제는, 열을 효율적으로 전달할 목적으로 비연소 가열형 향미 흡인기(4)의 외주와 금속관(19)의 내주 사이에 틈은 없는 편이 바람직하다. 또한, 가열 장치(16)는 비연소 가열형 향미 흡인기(4)의 담배 함유 세그먼트를 외측으로부터 가열하지만, 내측으로부터 가열하는 것이어도 된다.
가열 장치에 의한 가열 온도는 특별히 한정되지 않지만, 400℃ 이하인 것이 바람직하고, 150℃ 이상 400℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 200℃ 이상 350℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 가열 온도란 가열 장치의 히터의 온도를 나타낸다.
또한 발명자들은, 비연소 가열형 향미 흡인기는 시가렛 등의 흡연 물품과 달리, 가열에 의해 담배 재료의 수분 및 에어로졸 발생제로부터 발생한 증기가 물품의 선단부로부터 확산하지 않기 때문에, 사용자가 흡인 시에 에어로졸의 뜨거움이나 물품의 흡구단(吸口端)의 뜨거움을 느낀다는 새로운 문제를 알아냈다. 그래서 이하에 제1 양태로서, 사용자가 흡인 시에 에어로졸의 뜨거움이나 물품의 흡구단의 뜨거움을 느끼기 어렵고, 또한 담배 충전재의 품질 안정성이 우수하여 사용 만족도를 보다 높인 비연소 가열형 향미 흡인기를 부여하는 담배 시트에 대하여 설명한다.
또한 제2 양태로서, 사용자가 흡인 시에 에어로졸의 뜨거움이나 물품의 흡구단의 뜨거움을 느끼기 어렵고, 또한 흡입감이 향상된 비연소 가열형 향미 흡인기를 부여하는 담배 시트에 대하여 설명한다.
[제1 양태]
본 양태의 담배 시트는, 상기 담배 원료가 건조 담배 재료이고, 에어로졸 발생제를 포함하며, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 함수율을 갖는다. 본 명세서에서, 당해 시트는, 건조 담배 재료 및 에어로졸 발생제 이외의 성분을 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다. 또한, 에어로졸 발생제를 에어로졸원이라 하는 일이 있다.
<1. 건조 담배 충전재>
본 양태의 하나의 측면에 따르면, 상기 담배 원료로서 건조 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하고, 5질량%보다 크며 7.5질량% 이하인 함수율을 갖는 시트가 제공된다. 상기 담배 원료로서 건조 담배 재료와, 에어로졸 발생제를 포함하고, 5질량%보다 크며 7.5질량% 이하인 함수율을 갖는 재료를, '건조 담배 충전재'라고도 한다. '건조 담배 충전재'의 형상은 임의이지만, 본 양태에서는 정법에 따라 시트로 되고, 또한 상술한 바와 같이 파형 형상이 부여된다.
'건조 담배 충전재'는 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 함수율, 바람직하게는 5.1~7.5질량%의 함수율, 보다 바람직하게는 5.1~7.0질량%, 더욱 바람직하게는 5.5~7.0질량%의 함수율을 갖는다. 본 명세서에서 건조 담배 충전재의 함수율은 건조 담배 충전재의 총 질량에 대한 수분의 질량 비율(질량%)을 나타낸다.
'건조 담배 충전재'는 상기 담배 원료와 에어로졸 발생제를 건조시킴으로써 얻을 수 있다. 또한 도 3에 나타내는 바와 같이, '기존의 비연소 가열형 향미 흡인기에 이용되는 담배 충전재(이하, 미처리 담배 충전재라고도 함)'를 건조시켜 '건조 담배 충전재'를 얻을 수도 있다. 미처리 담배 충전재(T3a)는 담배 재료(T1a)와 에어로졸 발생제(T2)를 포함하고, 통상적으로 10~15질량%의 함수율을 갖는다. 미처리 담배 충전재의 함수율도, 미처리 담배 충전재의 총 질량에 대한 수분의 질량 비율(질량%)을 나타낸다. 미처리 담배 충전재(T3a)를 건조시키면, 담배 재료(T1a)의 수분이 제거되어, 이로써 건조 담배 충전재(T3b)를 조제할 수 있다. 따라서 본 명세서에서는, '건조 담배 충전재'에 포함되는 담배 재료를 '건조 담배 재료'라고 부른다. 미처리 담배 충전재(T3a)를 건조시키면, 담배 재료(T1a)는 수분의 제거에 의해 건조 담배 재료(T1b)가 되지만, 에어로졸 발생제(T2)는 제거되지 않고 그 대부분이 잔존한다. 에어로졸 발생제(T2)는, 담배 재료(T1a)나 건조 담배 재료(T1b)의 표면에 존재하고 있어도 되고, 담배 재료(T1a)나 건조 담배 재료(T1b)에 침투하여 그의 내부에 내장되어 있어도 된다.
구체적으로는, 미처리 담배 충전재(T3a)에 포함되는 ‘담배 재료(T1a)’는, 담배 원료이고, 담배 제품에 배합될 준비가 된 담배 조각이어도 되며, 이러한 담배 조각을 포함하는 원료를 임의의 형상으로 성형함으로써 얻어진 담배 성형체이어도 된다. '담배 제품에 배합될 준비가 된 담배 조각'은, 일반적으로는 농가에서의 건조 공정, 그 후의 원료 공장에서의 1년 내지 수년의 장기 숙성 공정 및 그 후의 제조 공장에서의 블렌드 및 재각 등 여러 종류의 가공 처리를 거쳐 조제할 수 있다. 여기서 '담배 제품에 배합될 준비가 된 담배 조각'은, 제골엽(除骨葉)의 조각, 중골의 조각, 재생 담배(즉, 공장의 작업 공정에서 생기는 잎 부스러기, 잘게 썰린 부스러기, 중골 부스러기, 세분(細粉) 등을 재사용 가능한 형상으로 가공한 담배 재료)의 조각, 또는 이들의 혼합물 중 어느 것이어도 된다.
본 양태에서, 상기 담배 성형체는 시트를 의미한다. 시트는 상술한 바와 같이 초조법(抄造法, sheet making method), 캐스트법, 압연법 등의 공지의 방법으로 성형된다.
담배 성형체는, 성형체로서의 형상을 유지하기 위하여, 예컨대 풀루란 및 히드록시프로필셀룰로오스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 바인더를 포함하고 있어도 된다. 바인더는 바인더로서의 효과를 발휘하고, 또한 담배 향미 성분의 방출성을 저하시키지 않는 것과 같은 함유량으로 함유시킬 수 있으며, 통상적으로 담배 성형체의 총 질량에 대하여 0.5~15질량%의 양으로 함유시킬 수 있다. 혹은, 담배 성형체가 바인더를 사용하지 않아도 성형체의 형상을 유지할 수 있는 경우에는, 바인더를 포함하고 있지 않아도 된다. 바인더가 담배 성형체로부터 담배 향미 성분의 방출을 저해하는 경우에는, 바인더를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
담배 성형체는 수분량을 조정하기 위하여 보습제를 포함하고 있어도 된다. 보습제는 에어로졸 발생제로서도 기능한다. 보습제로서는 다가 알코올을 이용할 수 있고, 예컨대 글리세린, 프로필렌글리콜, 소비톨, 자일리톨, 에리트리톨 등을 들 수 있다. 이들 다가 알코올은, 1종류 혹은 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 보습제를 함유시키는 경우, 통상적으로 담배 성형체의 총 질량에 대하여 5~15질량%의 양으로 함유시킬 수 있다.
또한 담배 성형체는 추가적으로 향미재를 포함하고 있어도 되고, 향미재는 고체 또는 액체를 이용할 수 있다. 향미재의 예로서, 멘톨, 스피아민트, 페퍼민트, 코코아, 캐롭, 고수, 감초, 오렌지필 로즈힙, 카모마일 플라워, 레몬버베나, 당류(프럭토스나 수크로스 등) 등을 들 수 있다. 상기 향미재는 통상적으로 담배 성형체의 총 질량에 대하여 0.5~45질량%의 양으로 함유시킬 수 있다.
'에어로졸 발생제'는, 건조 담배 충전재가 비연소 가열형 향미 흡인기에 배합되고 가열되었을 때에 증기(기체)를 발생시키기 위한 근원(액체)이다. '에어로졸 발생제'는, 에어로졸(주류연)의 분산매(기체)를 발생시키기 위한 근원(액체)이며, 에어로졸 중의 미립자(담배 향미 성분 등)는 포함하지 않는다. 즉, 에어로졸 발생제의 가열에 의해 발생한 증기 중에 건조 담배 재료로부터 담배 향미 성분이 이행하여, 에어로졸(주류연)이 생성된다. 담배 재료가 담배 성형체인 경우, 에어로졸 발생제는 상술한 바와 같이 담배 성형체의 조제 시에 내장하여도 되고, 담배 성형체의 조제 후에 첨가하여도 된다.
에어로졸 발생제로서는 글리세린, 프로필렌글리콜, 트리아세틴, 1,3-부탄디올, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 에어로졸 발생제는 바람직하게는 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물이다. 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 경우, 글리세린과 프로필렌글리콜의 질량비는 예컨대 80:20~97.5:2.5로 할 수 있다. 에어로졸 발생제는, 미처리 담배 충전재 중에, 미처리 담배 충전재에 대하여, 예컨대 15~19질량%의 양으로 포함할 수 있다.
건조 담배 충전재는 필요에 따라서 추가의 성분, 예컨대 상술한 향미재 등을 포함하고 있어도 된다.
본 명세서에서, 건조 담배 충전재의 '함수율'이나 미처리 담배 충전재의 '함수율'은, 하기와 같이, GC-TCD를 이용하여 구할 수 있다.
먼저, 건조 담배 충전재를 칭량한 후, 소정량의 메탄올(시약 특급 혹은 그 이상)을 첨가하고 밀폐하여, 40분간 진탕(200rpm)한다. 이것을 하룻밤 방치 후, 재차 40분간 진탕(200rpm)한 후, 정치한다. 정치 후의 상등액을 측정 용액으로 한다.
측정 용액을 GC-TCD에 걸어, 검량선법에 의해 수분을 정량한다. GC-TCD의 조건은 예컨대 하기의 조건으로 할 수 있다.
GC-TCD; 휴렛 팩커드(Hewlett Packard)사 제조 6890 가스 크로마토그래피
컬럼; HP Polapack Q (패킹 컬럼) 일정 유동 모드 20.0mL/min
주입; 1.0μL
주입구; EPC 퍼지 패킹 컬럼 주입구 히터; 230℃
가스; He 총 유속; 21.1mL/min
오븐; 160℃(4.5min 유지)→(60℃/min)→220℃(4.0min 유지)
검출기; TCD 검출기 기준 가스(He) 유량; 20mL/min
보충 가스(make up gas)(He) 3.0mL/min
신호 전송률; 5Hz
<2. 건조 담배 충전재의 제조 방법>
상술한 바와 같이, 건조 담배 충전재는 미처리 담배 충전재를 소망하는 함수율까지 건조시킴으로써 제조할 수 있다. 상술한 바와 같이, 미처리 담배 충전재는, 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하고, 통상적으로 10~15질량%의 함수율을 갖는다.
구체적으로는, 건조 담배 충전재의 제조 방법은, 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하는 담배 충전재(즉, 미처리 담배 충전재)를 건조시켜, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제하는 것을 포함한다.
건조는, 미처리 담배 충전재 그 자체를 건조시킴으로써 행하여져도 되고, 미처리 담배 충전재를 권지로 감아 담배 로드를 제조한 후에, 담배 로드를 건조시킴으로써 행하여져도 되며, 상술한 담배 로드와 필터와 연결하여 비연소 가열형 향미 흡인기를 제조한 후에, 비연소 가열형 향미 흡인기를 건조시킴으로써 행하여져도 된다. 미처리 담배 충전재를 건조시키면, 에어로졸 발생제는 높은 비점을 갖기 때문에, 에어로졸 발생제를 실질적으로 제거하는 일 없이 담배 충전재의 수분의 일부를 제거할 수 있다.
건조는, 소망하는 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 얻을 수 있으면, 임의의 건조 방법에 의해 행할 수 있다. 예컨대 건조는 마이크로파 가열에 의해 행할 수 있다. 마이크로파 가열의 경우, 가열 시간을 조정함으로써 담배 충전재의 함수율을 조정할 수 있다(도 8). 마이크로파 가열은, 전형적으로는 전자레인지에 의해 행할 수 있다. 500W의 전자레인지를 사용한 경우, 미처리 담배 충전재 5g에 대하여, 예컨대 30~40초의 가열 시간을 채용할 수 있다(도 8).
혹은 건조는, 미처리 담배 충전재를 건조제와 함께 밀봉 조건하에 둠으로써 행할 수 있다. 예컨대 건조는 15~25℃의 온도에서, 10~15일간에 걸쳐서 행할 수 있다. 건조제로서는 실리카 겔 등을 사용할 수 있다. 건조제를 사용하는 경우, 건조제의 양을 조정함으로써 담배 충전재의 함수율을 조정할 수 있다(도 9). 건조제로서 실리카 겔을 사용한 경우, 미처리 담배 충전재 5g에 대하여, 예컨대 2~4g의 실리카 겔을 사용할 수 있다(도 9). 혹은 건조는 열풍 건조에 의해 행하여도 되고, 진공 건조에 의해 행하여도 된다.
건조는, 담배 충전재의 표면 온도가 65℃ 이하의 온도가 되는 조건하에서 행하는 것이 바람직하다. 건조는, 담배 충전재의 표면 온도가 상온(즉 20℃)~65℃의 온도가 되는 조건하에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 담배 충전재의 표면 온도가 너무 높아지면, 담배 충전재에 포함되는 에어로졸 발생제의 함량이 감소할 가능성이 있다. 또한 담배 충전재의 표면 온도가 너무 높아지면, 담배 재료의 세포막이나 세포벽이 손상되어, 담배 재료로부터 담배 향미 성분이 방출되기 쉬워져, 향미 흡인기의 흡인 시에 사용자에 대한 불쾌감이 너무 강해질 가능성이 있다.
담배 충전재의 표면 온도는 서모그래피 카메라, 플리어 시스템 인코포레이티드(FLIR System Inc.)사 제조의 'FLIR-C2'기에 의해 측정된 온도를 말한다.
또한, 본 명세서에서 '담배 충전재'의 용어는 건조 전의 담배 충전재(즉, 미처리 담배 충전재), 건조 도중의 담배 충전재 및 건조된 담배 충전재를 구별하는 일 없이 부르고 싶을 때에 사용된다.
다른 측면에 따르면, 상기 방법에 의해 제조된 건조 담배 충전재가 제공된다. 상술한 바와 같이, 이와 같이 하여 조제된 건조 담배 충전재는, 정법에 따라 비연소 가열형 향미 흡인기용의 시트로 되고, 또한 상술한 방법으로 파형 형상이 부여된다.
<3. 비연소 가열형 향미 흡인기>
상술한 건조 담배 충전재로부터 형성된 시트는, 비연소 가열형 향미 흡인기(이하, 단순히 향미 흡인기라고도 함)에 내장할 수 있다. 즉 다른 측면에 따르면, 상술한 건조 담배 충전재로부터 형성된 시트와, 상기 건조 담배 충전재의 주위에 감긴 권지를 포함하는 담배 로드와, 필터와, 상기 담배 로드와 상기 필터를 연결하는 팁핑 부재를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기가 제공된다. 여기서 팁핑 부재는, 시가렛에서 일반적으로 사용되는 팁 페이퍼로서의 기능(즉, 담배 로드와 필터를 연결하는 기능)을 갖는 부재를 의미한다. 팁핑 부재로서 종이(즉, 팁 페이퍼)에 더하여, 임의의 고분자 소재의 시트를 사용할 수 있다.
비연소 가열형 향미 흡인기와 가열 디바이스를 합쳐서, 본 명세서에서는 '비연소 가열형 향미 흡인 시스템' 또는 단순히 '향미 흡인 시스템'이라고 부른다. 즉 다른 측면에 따르면, 상술한 '비연소 가열형 향미 흡인기'와, 이것을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열 디바이스(이하, 에어로졸 생성 장치라고도 함)를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인 시스템이 제공된다.
비연소 가열형 향미 흡인 시스템으로서는, 예컨대, 향미 흡인기와, 이것을 전기 가열하기 위한 가열 디바이스를 구비한 전기 가열형 흡인 시스템이 알려져 있다(예컨대, WO96/32854 및 WO2010/110226을 참조).
이하에, 이 비연소 가열형 향미 흡인 시스템의 일례를, 도 4 등을 참조하여 설명한다. 도 4는, 비연소 가열형 향미 흡인 시스템의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 5는, 에어로졸 생성 장치의 내부 구조를 나타내는 도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 향미 흡인 시스템(100)은, 건조 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하는 상술한 건조 담배 충전재로부터 형성된 시트를 포함하는 향미 흡인기(4)와, 이것을 가열하여, 에어로졸 발생제를 무화(霧化)시키는 것과 함께 건조 담배 재료로부터 향미 성분을 방출시키는 에어로졸 생성 장치(120)를 구비하고 있다.
향미 흡인기(4)는, 교환 가능한 카트리지이며, 일 방향을 따라 연장하는 기둥상 형상을 갖는다. 향미 흡인기(4)는, 에어로졸 생성 장치(120)에 삽입된 상태로 가열됨으로써, 향미 성분을 포함하는 에어로졸을 발생하도록 구성되어 있다.
향미 흡인기(4)의 긴 방향의 치수, 즉 길이는, 40~90mm인 것이 바람직하고, 50~75mm인 것이 보다 바람직하며, 50~60mm인 것이 더욱 바람직하다. 향미 흡인기(4)의 둘레 길이는 15~25mm인 것이 바람직하고, 17~24mm인 것이 보다 바람직하며, 20~23mm인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 향미 흡인기(4)에서, 담배 함유 세그먼트(2)의 길이는 20mm, 지관부의 길이는 20mm, 중공 플러그의 길이는 8mm, 필터 플러그의 길이는 7mm이어도 되지만, 이들 개개의 세그먼트의 길이는 제조 적성, 요구 품질 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.
충전물은 건조 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하는 상술한 건조 담배 충전재로부터 형성된 시트를 포함한다. 당해 시트는 '건조 담배 충전재'로 이루어지는 것이 발명의 효과의 관점에서 바람직하다. 단, 발명의 효과를 나타내는 한, 당해 시트가 상기 이외의 성분을 포함하고 있어도 지장이 없다.
에어로졸 발생제는 소정 온도로 가열되어 증기를 발생한다. 상술한 바와 같이 에어로졸 발생제로서 예컨대 글리세린, 프로필렌글리콜, 트리아세틴, 1,3-부탄디올, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 상술한 바와 같이 에어로졸 발생제는 미처리 담배 충전재 중에, 미처리 담배 충전재에 대하여, 예컨대 15~19질량%의 양으로 포함할 수 있다.
향미 흡인기(4)에서의 충전물의 함유량은, 담배 함유 세그먼트(2)가 둘레 길이 22mm, 길이 20mm인 경우, 예컨대 200~400mg이며, 250~320mg인 것이 바람직하다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 에어로졸 생성 장치(120)는, 향미 흡인기(4)를 삽입 가능한 삽입공(130)을 포함한다. 즉 에어로졸 생성 장치(120)는, 삽입공(130)을 구성하는 내측 통 부재(132)를 포함한다. 내측 통 부재(132)는, 예컨대 알루미늄이나 스테인리스(SUS)와 같은 열전도성 재료에 의해 구성되어 있어도 된다.
또한, 에어로졸 생성 장치(120)는, 삽입공(130)을 막는 덮개부(140)를 포함하고 있어도 된다. 덮개부(140)는 슬라이드 가능하며, 삽입공(130)을 막은 상태와, 삽입공(130)을 노출시킨 상태(도 4 참조)와의 사이에서의 상태 변화를 가능하게 하고 있다.
에어로졸 생성 장치(120)는, 삽입공(130)에 연통하는 공기 유로(160)를 포함하고 있어도 된다. 공기 유로(160)의 일단은, 삽입공(130)에 연결되어 있으며, 공기 유로(160)의 타단은, 삽입공(130)과는 다른 곳에서 에어로졸 생성 장치(120)의 외부(외기)에 연통하고 있다.
에어로졸 생성 장치(120)는, 공기 유로(160)의, 외기에 연통하는 측의 단부를 덮는 덮개부(170)를 포함하고 있어도 된다. 덮개부(170)는, 공기 유로(160)의, 외기에 연통하는 측의 단부를 덮은 상태로 할 수도 있고, 혹은 이 단부를 노출시킨 상태로 할 수도 있다.
여기서는, 덮개부(170)는 공기 유로(160)의 상기 단부를 덮은 상태에 있지만, 공기 유로(160)를 기밀하게 폐색하고 있지는 않다. 즉, 덮개부(170)는 공기 유로(160)를 덮은 상태에 있지만, 공기 유로(160)의 상기 단부로부터 이간하고 있어, 그들의 틈으로부터 외기가 공기 유로(160) 내로 유입 가능하게 구성되어 있다.
사용자는, 에어로졸 생성 장치(120)에 향미 흡인기(4)를 삽입한 상태로, 흡구부를 물고 흡인 동작을 행한다. 사용자의 흡인 동작에 의해, 공기 유로(160)에 외기가 유입한다. 공기 유로(160) 내에 유입한 공기는, 삽입공(130) 내의 향미 흡인기(4)를 통과하여, 사용자의 구강 내로 유도된다.
에어로졸 생성 장치(120)는, 공기 유로(160) 내 또는 공기 유로(160)를 구성하는 벽부의 외면에, 온도 센서를 포함하고 있어도 된다. 온도 센서는, 예컨대 서미스터나 열전대 등이어도 된다. 사용자가 향미 흡인기(4)의 흡구부를 흡인하면, 공기 유로(160) 내를 덮개부(170) 측으로부터 후술하는 히터(30) 측을 향하여 흐르는 공기의 영향으로, 공기 유로(160)의 내부 온도 또는 공기 유로(160)를 구성하는 벽부의 온도가 저하한다. 온도 센서는, 이 온도 저하를 측정함으로써 사용자의 흡인 동작을 검지할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(120)는 배터리(B)와 제어 유닛(20)과 히터(30)를 포함한다. 배터리(B)는 에어로졸 생성 장치(120)에서 이용하는 전력을 축적한다. 배터리(B)는 충방전 가능한 2차 전지이어도 된다. 배터리(B)는 예컨대 리튬 이온 전지이어도 된다.
히터(30)는 내측 통 부재(132)의 주위에 마련되어 있어도 된다. 히터(30)를 수용하는 공간과, 배터리(B)를 수용하는 공간은, 격벽(180)에 의해 서로 분리되어 있어도 된다. 이로써, 히터(30)에 의해 가열된 공기가, 배터리(B)를 수용하는 공간 내에 유입하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 배터리(B)의 온도 상승을 억제할 수 있다.
히터(30)는, 기둥상의 향미 흡인물기(4)의 외주를 가열 가능한 통상인 것이 바람직하다. 히터(30)는 예컨대 필름 히터이어도 된다. 필름 히터는 한 쌍의 필름상의 기판과, 한 쌍의 기판 사이에 끼워진 저항 발열체를 포함하고 있어도 된다. 필름상의 기판은 내열성 및 전기 절연성이 우수한 재료로부터 만들어지는 것이 바람직하고, 전형적으로는 폴리이미드로부터 만들어진다. 저항 발열체는 구리, 니켈 합금, 크롬 합금, 스테인리스, 백금 로듐 등의 금속 재료의 하나 또는 2개 이상으로부터 만들어지는 것이 바람직하고, 예컨대 스테인리스제의 기재에 의해 형성될 수 있다. 또한 저항 발열체는, 플렉서블 프린트 회로(FPC)를 개재하여 전원과 접속하기 위하여, 접속 부위 및 그의 리드부에 구리 도금을 실시하여도 된다.
바람직하게는 열수축 튜브가 히터(30)의 외측에 마련된다. 열수축 튜브는 열에 의해 반경 방향으로 수축하는 튜브이며, 예컨대 열가소성 엘라스토머에 의해 구성되어 있다. 열수축 튜브의 수축 작용에 의해, 히터(30)가 내측 통 부재(132)에 압부된다. 이로써 히터(30)와 내측 통 부재(132)의 밀착성이 높아지므로, 히터(30)로부터 향미 흡인기(4)로의 내측 통 부재(132)를 개재한 열의 전도성이 높아진다.
에어로졸 생성 장치(120)는, 히터(30)의 반경 방향의 외측, 바람직하게는 열수축 튜브의 외측에, 통상의 단열재를 포함하고 있어도 된다. 단열재는 히터(30)의 열을 차단함으로써, 에어로졸 생성 장치(120)의 케이스 외면이 과도한 고온에 달하는 것을 방지하는 역할을 완수할 수 있다. 단열재는 예컨대 실리카 에어로겔, 카본 에어로겔, 알루미나 에어로겔 등의 에어로겔로부터 만들어질 수 있다. 단열재로서의 에어로겔은, 전형적으로는 단열 성능이 높고 또한 제조 비용이 비교적 낮은 실리카 에어로겔이어도 된다. 단, 단열재는, 글라스울이나 록울 등의 섬유계 단열재이어도 되고, 우레탄폼이나 페놀폼의 발포계 단열재이어도 된다. 혹은, 단열재는 진공 단열재이어도 된다.
단열재의 외측에는, 외측 통 부재(134)가 마련되어 있다. 단열재는, 향미 흡인기(4)에 면하는 내측 통 부재(132)와, 외측 통 부재(134)와의 사이에 마련되어 있어도 된다. 외측 통 부재(134)는, 예컨대 알루미늄이나 스테인리스(SUS)와 같은 열전도성 재료에 의해 구성되어 있어도 된다. 단열재는 밀폐된 공간 내에 마련되는 것이 바람직하다.
제어 유닛(20)은 회로 기판, 중앙 처리 장치(CPU), 및 메모리 등을 포함하고 있어도 된다. 또한, 에어로졸 생성 장치(120)는, 제어 유닛(20)에 의한 제어하에서 사용자에게 각종 정보를 알리기 위한 통지부를 포함하고 있어도 된다. 통지부는, 예컨대 발광 다이오드(LED)와 같은 발광 소자 혹은 진동 소자, 또는 이들의 조합이어도 된다.
제어 유닛(20)은, 사용자의 기동 요구를 검지하면, 배터리(B)로부터 히터(30)로의 전력 공급을 개시한다. 사용자의 기동 요구는, 예컨대 사용자에 의한 누름 버튼이나 슬라이드식 스위치의 조작이나, 사용자의 흡인 동작에 의해 이루어진다. 사용자의 기동 요구는, 누름 버튼(150)의 압하에 의해 이루어져도 된다. 보다 구체적으로는, 사용자의 기동 요구는, 덮개부(140)가 열린 상태에서의 누름 버튼(150)의 압하에 의해 이루어져도 된다. 혹은 사용자의 기동 요구는, 사용자의 흡인 동작의 검지에 의해 이루어져도 된다. 사용자의 흡인 동작은 예컨대 상술한 바와 같은 온도 센서에 의해 검지할 수 있다.
<4. 포장 제품>
상술한 바와 같이, '건조 담배 충전재'는, 미처리 담배 충전재를 건조제와 함께 밀봉 조건하에 둠으로써 제조할 수 있다(상술한 <2. 건조 담배 충전재의 제조 방법>의 란을 참조). 이 경우, 소망하는 함수율을 갖는 '건조 담배 충전재'를 제조한 후에 시트로 하여, 이것을 포함하는 향미 흡인기의 형태로 상품으로서 유통시켜도 되고, 혹은, 미처리 담배 충전재를 건조제와 함께 밀봉 조건하에 두고 있지만 소망하는 함수율에 아직 달하지 않은 시기에, 담배 충전재를 시트로 하여, 이것을 포함하는 향미 흡인기의 형태로 상품으로서 유통시켜도 된다. 후자의 경우, 담배 충전재로부터 형성된 시트를 포함하는 향미 흡인기가 상품으로서 유통하고 있는 동안에, 담배 충전재의 건조가 일어나, 시트는 소망하는 함수율에 달한다.
즉, 다른 측면에 따르면, 포장체와, 상기 포장체 내에 수용된 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하는 담배 충전재로부터 형성된 시트를 포함하는 적어도 1개의 비연소 가열형 향미 흡인기와, 상기 담배 충전재가 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하의 평형 함수율에 달하는데 필요한 양으로 상기 포장체 내에 내장된 건조제를 포함하며, 상기 담배 충전재는, 상기 포장체 내에서, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하의 평형 함수율에 달하는 포장 제품이 제공된다. 비연소 가열형 향미 흡인기는, 포장체 내에 밀봉 조건하에서 수용되는 것이 바람직하다.
'포장체'는, 당해 기술 분야에서 시가렛 등의 담배 제품의 포장체로서 사용되고 밀봉성을 갖는 포장체를 사용할 수 있다. 포장체는, 예컨대 시가렛 포장체로서 일반적으로 사용되는 시가렛 팩, 즉 힌지 덮개 부착의 종이제 박스로 이루어지는 외측 팩과, 시가렛의 다발을 감싸는 내포지로 이루어지는 내측 팩으로부터 구성되는 시가렛 팩이어도 되고;
캔 용기 본체와, 캔 덮개와, 캔 용기 본체의 개구부를 덮어 캔 용기 본체의 내부 공간을 외기와 차단하는 금속제의 내부 덮개를 포함하는 캔 용기이어도 되며;
약제의 포장으로 사용되는 PTP 포장체(press through pack), 즉 내용물을, 수용 공간을 포함하는 플라스틱 부분과 판상의 알루미늄 부분과의 사이에 수용하는 포장체이어도 되고;
약제의 포장으로 사용되는 SP 포장체(strip package), 즉 2매의 열접착성 필름 시트의 둘레 가장자리부를 히트실(heat sealing)에 의해 접착하고 그 사이에 내용물을 수용하는 포장체이어도 되며; 또는
밀봉성의 비닐 봉투이어도 된다.
시가렛 팩의 일례를 도 6 등에 나타낸다. 도 6은, 시가렛 팩의 닫힌 상태를 나타내고, 도 7은 시가렛 팩의 열린 상태를 나타낸다. 시가렛 팩(P4)은, 상자(P5)와 덮개(P6)를 구비하고 있다. 상자(P5)는, 상자 본체(P5a)와 이너 프레임(P5b)을 구비하고 있다. 상자(P5)는, 그의 상단에 개구를 포함한다. 상자(P5)의 개구단에는, 그의 뒤쪽 가장자리에 셀프 힌지(P7)를 개재하여 덮개(P6)가 접속되어 있다. 덮개(P6)는, 셀프 힌지(P7)의 둘레를 회전 운동하여, 상자(P5)의 개구단을 개폐한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 이너 프레임(P5b)은, 상자 본체(P5a)에 부분적으로 삽입되고, 상자 본체(P5a)의 개구로부터 돌출하여, 상자(P5)의 개구단을 형성한다. 한편, 덮개(P6)는, 상자(P5)의 개구단부(즉, 이너 프레임(P5b)의 돌출부)에 씌워지도록 하여, 상자(P5)의 개구단을 닫을 수 있다. 이때, 덮개(P6)의 개구와 상자 본체(P5a)의 개구가 서로 합치한다. 시가렛 팩은 통상적으로 상자(P5)의 내측에, 시가렛의 다발을 감싸는 내포지로 이루어지는 내측 팩(도시하지 않음)을 더 구비하고 있다. 또한, 시가렛 팩은 통상적으로 상자(P5)의 외측에, 개봉 테이프를 포함하는 필름 포재(도시하지 않음)를 더 구비하고 있다.
포장체 내에 수용하기 위한 '비연소 가열형 향미 흡인기'는, 도 3에 나타내는 '미처리 담배 충전재(T3a)'를 포함하는 향미 흡인기이다. 포장체 내에 수용하기 위한 '비연소 가열형 향미 흡인기'는, 비연소 가열형 향미 흡인 시스템을 위한 담배 스틱으로서 시판되고 있는 것을 사용하여도 되고, 기존의 비연소 가열형 향미 흡인 시스템을 위하여 조제된 담배 충전재(예컨대, 10~15질량%의 함수율)를 이용하여 제조된 향미 흡인기를 사용하여도 된다.
포장체 내에 수용되는 비연소 가열형 향미 흡인기는 적어도 1개이며, 예컨대 40개 이하이다. 포장체가 시가렛 팩인 경우, 포장체 내에 수용되는 비연소 가열형 향미 흡인기는 일반적으로는 10~20개이며, 예컨대 20개이다.
'건조제'로서는, 식품이나 약제의 건조제로서 통상적으로 사용되는 건조제를 사용할 수 있고, 예컨대 실리카 겔 등을 사용할 수 있다. 건조제는, 담배 충전재가 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 평형 함수율에 달하는데 필요한 양으로 포장체 내에 내장된다. 건조제의 양을 조정함으로써 담배 충전재의 함수율을 조정할 수 있다. 건조제로서 실리카 겔을 사용한 경우, 약 14질량%의 함수율을 갖는 미처리 담배 충전재로부터, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 평형 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제하기 위해서는, 담배 충전재 5g에 대하여, 예컨대 2~4g의 실리카 겔을 사용할 수 있다.
상술한 포장 제품에서, 담배 충전재로부터 형성된 시트의 함수율은 경시적으로 변화한다. 즉, 비연소 가열형 향미 흡인기가 포장체 내에 수용된 직후는, 상기 시트의 함수율은, 건조 전의 담배 충전재로부터 형성된 시트의 함수율과 거의 같으며, 예컨대 시트에서의 담배 충전재의 함수율은 10~15질량%이다. 그 후, 비연소 가열형 향미 흡인기가 포장체 내에 수용되고 나서 시간이 경과하면, 건조제의 작용에 의해 시트의 건조가 진행되어, 시트의 함수율은 저하한다. 최종적으로 시트에서의 담배 충전재의 함수율은, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하의 평형 함수율, 바람직하게는 5.1~7.5질량%의 평형 함수율, 보다 바람직하게는 5.5~7.0질량%의 평형 함수율에 달한다.
이와 같이, 상술한 포장체 제품에서, 담배 충전재는 경시적으로 변화하지만, '건조 전의 담배 충전재', '건조 도중의 담배 충전재', '건조 후의 담배 충전재'의 전부를 총칭하여 '담배 충전재'라고 부른다.
<5. 효과>
본 발명에 따라, 담배 충전재의 함수율을 7.5질량% 이하까지 저하시키면, 당해 담배 충전재로부터 형성된 시트를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기에서, 주류연 온도 및 팁 페이퍼의 표면 온도를 저하시킬 수 있다. 이로써, 사용자가 흡인 시에 에어로졸의 뜨거움이나 물품의 흡구단의 뜨거움을 느끼기 어려워진다.
또한 본 발명에 따라, 담배 충전재 함수율의 하한을, 5질량%보다 큰 함수율, 예컨대 5.1질량% 이상의 함수율로 하면, 건조 공정을 거쳐도, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제나 담배 향미원(니코틴 등)의 함량을 감소시키는 일 없이 유지할 수 있다. 본 명세서에서는, 담배 충전재의 건조 중에 에어로졸 발생제나 담배 향미원(니코틴 등)의 함량을 감소시키는 일 없이, 건조 후에 에어로졸 발생제나 담배 향미원을 안정하게 유지하고 있는 성질을, '담배 충전재의 품질 안정성'이라고 부른다. '담배 충전재의 품질 안정성'은, 에어로졸 발생제의 가열에 의해 발생한 증기에 담배 향미원을 이행시켜 사용자에게 전달하는 것과 밀접하게 관련하고 있기 때문에, 향미 흡인기에 있어 중요한 성질이다.
이상으로부터 함수율을 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하, 바람직하게는 5.1~7.5질량%로 저하시킨 담배 충전물로부터 형성된 시트를 충전물로서 이용함으로써, 사용자가 흡인 시에 에어로졸의 뜨거움이나 물품의 흡구단의 뜨거움을 느끼기 어렵고, 또한 담배 충전재의 품질 안정성이 우수한 비연소 가열형 향미 흡인기를 제공할 수 있다.
[제2 양태]
본 양태의 담배 시트는, 건조 담배 재료와 20질량% 미만의 에어로졸 발생제를 포함하고, 3~5질량%의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재로부터 형성된다. 상기 담배 원료로서 건조 담배 재료와, 20질량% 미만의 에어로졸 발생제를 포함하고, 3~5질량%의 함수율을 갖는 재료를, '건조 담배 충전재'라고도 한다. '건조 담배 충전재'의 형상은 임의이지만, 본 양태에서는 정법에 따라 시트로 되고, 또한 상술한 방법으로 파형 형상이 부여된다.
<1. 건조 담배 충전재>
하나의 측면에 따르면, 건조 담배 재료와 20질량% 미만의 에어로졸 발생제를 포함하고, 3~5질량%의 함수율을 갖는 시트가 제공된다. 당해 시트는, 비연소 가열형 향미 흡인기에 이용할 수 있다. '건조 담배 충전재'는 3.0~5.0질량%의 함수율, 바람직하게는 3.5~5.0질량%의 함수율, 보다 바람직하게는 4.0~5.0질량%의 함수율을 갖는다. 본 명세서에서, 건조 담배 충전재의 함수율은, 건조 담배 충전재의 총 질량에 대한 수분 질량의 비율(질량%)을 나타낸다. 함수율 이외에 대한 건조 담배 충전재의 상세는, 제1 양태에서 설명한 바와 같다.
에어로졸 발생제로서는 글리세린, 프로필렌글리콜, 트리아세틴, 1,3-부탄디올, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 에어로졸 발생제는 바람직하게는 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물이다. 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 경우, 글리세린과 프로필렌글리콜의 질량비는, 예컨대 80:20~97.5:2.5로 할 수 있다.
에어로졸 발생제는, 건조 담배 충전재의 총 질량에 대하여 20질량% 미만의 양으로 포함된다. 건조 담배 충전재에 포함되는 에어로졸 발생제의 양은, 건조 담배 충전재의 총 질량에 대하여 20질량% 미만, 바람직하게는 19질량% 이하, 보다 바람직하게는 15~19질량%이다.
에어로졸 발생제가 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 경우, 프로필렌글리콜은, 건조 담배 충전재의 총 질량에 대하여 3질량% 이하의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 건조 담배 충전재에 포함되는 프로필렌글리콜의 양은, 바람직하게는 3질량% 이하, 보다 바람직하게는 1~3질량%이다.
본 명세서에서 건조 담배 충전재에 포함되는 '에어로졸 발생제량'은, 하기와 같이 구할 수 있다. 건조 담배 충전재를, 소정량의 에탄올(10mL~100mL. 건조 담배 충전재의 양에 따라 적절히 조정)에서 추출하고, GC-MS를 이용하여 에어로졸 발생제(예컨대, 글리세린 및 프로필렌글리콜)의 양을 측정할 수 있다.
<2. 건조 담배 충전재의 제조 방법>
본 양태에서의 건조 담배 충전재의 제조 방법은, 제1 양태에서 설명한 바와 같다. 단, 본 양태에서는, 이하와 같이 건조를 행하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 건조 담배 충전재의 제조 방법은, 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하는 담배 충전재를, 상기 담배 충전재의 표면 온도가 90℃ 이하의 온도가 되는 조건하에서 건조시켜, 3~5질량%의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제하는 것을 포함한다.
건조는, 미처리 담배 충전재 그 자체를 건조시킴으로써 행하여져도 되고, 미처리 담배 충전재를 권지로 감아 담배 로드를 제조한 후에, 담배 로드를 건조시킴으로써 행하여져도 되며, 상술한 담배 로드와 필터와 연결하여 비연소 가열형 향미 흡인 물품을 제조한 후에, 비연소 가열형 향미 흡인 물품을 건조시킴으로써 행하여져도 된다. 미처리 담배 충전재를 건조시키면, 에어로졸 발생제는 높은 비점을 갖기 때문에, 에어로졸 발생제를 실질적으로 제거하는 일 없이 담배 충전재의 수분의 일부를 제거할 수 있다.
건조는, 소망하는 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 얻을 수 있으면, 임의의 건조 방법에 의해 행할 수 있다. 예컨대 건조는 실온 및 30% 이하의 습도의 조건하에서 행할 수 있다. 실온은, 전형적으로는 5~35℃의 범위의 온도이다. 건조는, 바람직하게는 5~35℃의 온도, 보다 바람직하게는 15~25℃의 온도 및 바람직하게는 10~30%의 습도, 보다 바람직하게는 15~25%의 습도의 조건하에서 행할 수 있다.
혹은 예컨대 건조는 마이크로파 가열에 의해 행할 수 있다. 마이크로파 가열의 경우, 가열 시간을 조정함으로써 담배 충전재의 함수율을 조정할 수 있다(도 14). 마이크로파 가열은, 전형적으로는 전자레인지에 의해 행할 수 있다. 500W의 전자레인지를 사용하였을 경우, 미처리 담배 충전재 5.0g에 대하여, 예컨대 40~60초의 가열 시간을 채용할 수 있다(도 14).
혹은 건조는, 미처리 담배 충전재를 건조제의 존재하에 둠으로써 행할 수 있다. 구체적으로는, 건조는 미처리 담배 충전재를 건조제와 함께 밀봉 조건하에 둠으로써 행할 수 있다. 예컨대, 건조는 15~25℃의 온도에서, 10~15일간에 걸쳐서 행할 수 있다. 건조제로서는 실리카 겔 등을 사용할 수 있다. 건조제를 사용하는 경우, 건조제의 양을 조정함으로써 담배 충전재의 함수율을 조정할 수 있다(도 15). 건조제로서 실리카 겔을 사용한 경우, 미처리 담배 충전재 5.0g에 대하여, 예컨대 4~10g의 실리카 겔을 사용할 수 있다(도 15). 혹은 건조는 열풍 건조에 의해 행하여도 되고, 진공 건조에 의해 행하여도 된다.
건조는, 담배 충전재의 표면 온도가 90℃ 이하의 온도가 되는 조건하에서 행할 수 있다. 건조는, 담배 충전재의 표면 온도가 상온(즉 20℃)~90℃의 온도가 되는 조건하에서 행하는 것이 바람직하다. 건조는, 담배 충전재의 표면 온도가 65℃ 이하의 온도가 되는 조건하에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 건조는, 담배 충전재의 표면 온도가 상온(즉 20℃)~65℃의 온도가 되는 조건하에서 행하는 것이 더욱 바람직하다. 담배 충전재의 표면 온도가 너무 높아지면, 담배 충전재에 포함되는 에어로졸 발생제의 함량이 감소할 가능성이 있다. 또한, 담배 충전재의 표면 온도가 너무 높아지면, 담배 재료의 세포막이나 세포벽이 손상되어, 담배 재료로부터 담배 향미 성분이 방출되기 쉬워져, 향미 흡인 물품의 흡인 시에 사용자에 대한 자극이 너무 강해질 가능성이 있다.
담배 충전재의 표면 온도는, 서모그래피 카메라, 플리어 시스템 인코포레이티드사 제조의 'FLIR-C2'기에 의해 측정된 온도를 말한다.
이와 같이 하여 조제된 건조 담배 충전재를 비연소 가열형 향미 흡인기용의 시트로 할 수 있다. 시트의 성형 방법은, 제1 양태에서 설명한 바와 같다.
<3. 비연소 가열형 향미 흡인기>
본 양태에서의 비연소 가열형 향미 흡인기 및 비연소 가열형 향미 흡인 시스템은, 제1 양태에서 설명한 바와 같다.
<4. 포장 제품>
본 양태에서의 포장 제품은, 담배 충전재가 상기 포장체 내에서, 3~5질량%의 평형 함수율에 달하도록 하는 점 이외에는, 제1 양태에서 설명한 바와 같다.
본 양태에서, '건조제'로서는, 식품이나 약제의 건조제로서 통상적으로 사용되는 건조제를 사용할 수 있고, 예컨대, 실리카 겔 등을 사용할 수 있다. 건조제는, 담배 충전재가 3~5질량%의 평형 함수율에 달하는데 필요한 양으로 포장체 내에 내장된다. 건조제의 양을 조정함으로써 담배 충전재의 함수율을 조정할 수 있다. 건조제로서 실리카 겔을 사용한 경우, 약 14질량%의 함수율을 갖는 미처리 담배 충전재로부터, 3~5질량%의 평형 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제하기 위해서는, 담배 충전재 5.0g에 대하여, 예컨대 4~10g의 실리카 겔을 사용할 수 있다.
상술한 포장 제품에서, 담배 충전재로부터 형성된 시트의 함수율은 경시적으로 변화한다. 즉, 비연소 가열형 향미 흡인기가 포장체 내에 수용된 직후는, 상기 시트의 함수율은, 건조 전의 담배 충전재로부터 형성된 시트의 함수율과 거의 같고, 예컨대, 시트에서의 담배 충전재의 함수율은 10~15질량%이다. 그 후, 비연소 가열형 향미 흡인기가 포장체 내에 수용되고 나서 시간이 경과하면, 건조제의 작용에 의해 시트의 건조가 진행되어, 시트의 함수율은 저하한다. 최종적으로, 시트에서의 담배 충전재의 함수율은, 3.0~5.0질량%의 평형 함수율, 바람직하게는 3.5~5.0질량%의 평형 함수율, 보다 바람직하게는 4.0~5.0질량%의 평형 함수율에 달한다.
<5. 효과>
본 발명에 따라, 담배 충전재의 함수율을 3~5질량%로 저하시키면, 당해 담배 충전재로부터 형성된 시트를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기에서, 주류연 온도 및 팁 페이퍼의 표면 온도를 저하시킬 수 있다. 이로써, 사용자가 흡인 시에 에어로졸의 뜨거움이나 물품의 흡구단의 뜨거움을 느끼기 어려워진다.
또한 본 발명에 따라, 담배 충전재의 함수율을 3~5질량%로 저하시키면, 담배 주류연 중의 담배 향미원(니코틴 등)의 양이나 에어로졸의 양(연기량)을 증가시켜, 이로써 흡입감을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따라, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량을 20질량% 미만으로 하면, 이하의 효과가 얻어진다. 담배 충전재 중의 에어로졸이 기화하면, 기화열을 빼앗기지만, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량이 상기 범위인 경우, 에어로졸 발생제의 기화에 수반하여 소실되는 기화열량을 억제할 수 있다. 이로써, 담배 충전재의 가열 효율의 저하를 억제할 수 있다. 그 결과, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량이 상기 범위인 경우, 상기 범위를 초과하는 경우와 비교하여, 담배 충전재에 포함되는 성분(예컨대, 글리세린이나 니코틴 등)이, 에어로졸(주류연)의 분산매가 되기 쉽거나, 혹은 에어로졸의 분산매로 이행하기 쉬워져, 흡입감을 향상시킬 수 있다.
이상으로부터, 함수율을 3~5질량%로 저하시키는 것과 함께, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량을 20질량% 미만으로 한 담배 충전재로부터 형성된 시트를 충전물로서 이용함으로써, 사용자가 흡인 시에 에어로졸의 뜨거움이나 물품의 흡구단의 뜨거움을 느끼기 어렵고, 또한 흡입감이 향상한 비연소 가열형 향미 흡인기를 제공할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 실시형태의 구체예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되지 않는다.
[실시예 1]
담배 라미나(잎담배)를 호소카와미크론 'ACM'기에서 건식 분쇄하여, 담배 분말을 얻었다. 해당 담배 분말에 대하여, '마스터사이저'(상품명, 스펙트리스 주식회사 말번·파날리티칼 사업부 제조)를 이용하여, 건식 레이저 회절법에 의해 측정되는 체적 기준의 입도 분포에서의 누적 90% 입자경(D90)을 측정한바, 200㎛이었다.
상기 담배 분말을 담배 원료로서 이용하여, 담배 시트를 제조하였다. 구체적으로는, 상기 담배 원료 70질량부와, 에어로졸 발생제로서의 글리세린 12질량부와, 제1 성형제로서의 분말상의 카복시메틸셀룰로오스 4질량부와, 제2 성형제로서의 물로 팽윤시킨 카복시메틸셀룰로오스 1질량부와, 보강제로서의 섬유상 펄프 5질량부와, 향료로서의 코코아 파우더 8질량부를 혼합하여, 압출 성형기에서 혼련하였다. 혼련물을 2쌍의 금속제 롤에서 시트상으로 성형하여 압연 성형품을 얻었다. 해당 압연 성형품에 대하여 제면용 회전식 롤 칼날을 꽉 눌러 스트립상으로 절단하면서 파형 형상을 부여하였다. 또한 길이가 20㎜가 되도록 절단하고 건조함으로써 길이: 20㎜, 폭: 0.8㎜의 담배 시트를 얻었다. 해당 담배 시트의 두께 방향 단면은, 도 1에 나타내는 바와 같은 단면 형상을 갖고 있었다.
얻어진 담배 시트에 대하여 팽숭성을 측정하였다. 구체적으로는, 담배 시트를 22℃, 60%의 조화실 내에서 48시간 존치한 후, 'DD-60A'(상품명, 보르그바르트사 제조)에서 팽숭성을 측정하였다. 측정은, 담배 시트 15g을 내경 60mm의 원통형 용기에 넣어, 3kg 하중으로 30초 압축하였을 때의 용적을 구함으로써 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에서 팽숭성은, 후술하는 비교예 1의 팽숭성의 값을 기준으로 하여, 해당 기준값에 대한 팽숭성의 증가율(%)로 나타내었다.
[비교예 1]
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 압연 성형품을 제작하였다. 그 후, 복수의 링형의 회전 칼날로 스트립상으로 절단하였다. 또한 길이가 20㎜가 되도록 절단함으로써, 길이: 20㎜, 폭: 0.8㎜의 파형 형상이 부여되어 있지 않은 담배 시트를 얻었다. 얻어진 담배 시트에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 팽숭성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
표 1로부터, 본 실시형태에 관한 담배 시트인 실시예 1의 담배 시트에서는, 파형 형상이 부여되어 있지 않은 비교예 1의 담배 시트와 비교하여 팽숭성이 향상하였다.
이하에, 참고예 A를 들어, 제1 양태를 설명한다.
[참고예 A1] 담배 충전재의 함수율
1-1. 향미 흡인기의 제조
니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 제조의 'Ploom S' 전용 담배 스틱(상품명: 메비우스·레귤러 테이스트·포·플룸·에스)에 대하여, (A) 전자레인지 건조 또는 (B) 실리카 겔 건조의 어느 한쪽을 행하였다. 이로써, 담배 스틱 중의 담배 충전재의 함수율을 저하시켰다. Ploom S 전용 담배 스틱은, 도 1에 나타내는 구조를 갖는다.
건조 처리 전의 담배 스틱은, 1개당 0.25g의 담배 충전재(즉, 담배 성형체와 에어로졸 발생제와의 혼합물)를 포함하고, 담배 충전재는 13.69질량%의 함수율을 가지며, 담배 충전재 중에, 담배 충전재에 대하여 15.60질량%의 에어로졸 발생제를 포함한다. 에어로졸 발생제는 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물이며, 글리세린과 프로필렌글리콜의 질량비는 93.48:6.52이다.
한편, 컨트롤로서, 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 제조의 'Ploom S' 전용 담배 스틱(상품명: 메비우스·레귤러 테이스트·포·플룸·에스)을 22℃, 60%의 조화실에서, 약 48~72시간, 조화(調和)하였다.
(A) 전자레인지 건조
시판하는 전자레인지(트윈버드(Twin bird) 코교(주) 제조, 'DR-D219W5'(2014), 50Hz)를 500W로 사용하였다. 담배 스틱 20개(담배 충전재; 합계 5.0g)를 소정의 시간, 전자레인지로 가열하였다. 가열 시간은 20초, 40초, 60초, 80초 또는 100초이었다. 가열 후, 담배 스틱 20개를, 폴리프로필렌(PP) 척 봉투에 같이 넣고, 알루미늄 파우치 봉투로 밀봉하였다. 이로써 향미 흡인기를 제조하였다. 향미 흡인기의 제조 후 곧바로, 담배 충전재의 함수율 측정을 행하였다.
(B) 실리카 겔 건조
실리카 겔은, 식품 건조용의 시판품(토요타 카코(주) 제조, 'HD' 1g(청색))을 사용하였다. 담배 스틱 20개(담배 충전재; 합계 5.0g)와, 소정량의 실리카 겔을, 폴리프로필렌(PP) 척 봉투에 같이 넣고, 알루미늄 파우치 봉투로 밀봉하여, 3시간 정치하였다. 건조는 실온(20℃)의 온도에서 행하였다. 실리카 겔의 양은 2g, 4g, 6g, 8g 또는 10g이었다. 이로써 향미 흡인기를 제조하였다. 향미 흡인기의 제조 후 곧바로, 담배 충전재의 함수율 측정을 행하였다.
1-2. 건조 담배 충전재의 함수율의 분석
제조된 향미 흡인기 및 컨트롤의 향미 흡인기로부터 담배 충전재를 취출하고, 담배 충전재의 함수율(질량%)을, 상술한 바와 같이 GC-TCD를 이용하여 구하였다.
1-3. 결과
전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 함수율과의 관계 및 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 표면 온도와의 관계를 도 8에 나타낸다. 실리카 겔의 양과 담배 충전재의 함수율과의 관계를 도 9에 나타낸다.
도 8의 결과로부터 이하를 알 수 있다. 전자레인지의 가열 시간을 늘리면, 담배 충전재의 함수율이 저하하였다. 또한, 전자레인지의 가열 시간을 늘리면, 담배 충전재의 표면 온도는 상승하였다. 담배 스틱 20개(담배 충전재; 합계 5.0g)에 대하여, 500W의 전자레인지로 30~40초의 가열 시간을 채용하면, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제할 수 있었다.
도 9의 결과로부터 이하를 알 수 있다. 실리카 겔의 양을 늘리면, 담배 충전재의 함수율이 저하하였다. 담배 스틱 20개(담배 충전재; 합계 5.0g)에 대하여, 2~4g의 실리카 겔을 사용하면, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제할 수 있었다.
이들 결과로부터, 가열 시간이나 건조제의 양을 조정하여 건조의 정도를 변화시킴으로써, 소망하는 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제할 수 있는 것을 알 수 있다.
[참고예 A2］주류연 온도 및 팁 온도
2-1. 주류연 온도 및 팁 온도의 분석
참고예 A1에서 제조된 향미 흡인기 및 컨트롤의 향미 흡인기를, 'Ploom S' 가열 디바이스(니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤)로 가열하였다. 가열 디바이스는 도 5에 나타내는 구조를 갖는다. 가열 후, 향미 흡인기를 자동 흡인기로 흡인하였다.
흡인 후, 주류연의 온도 및 향미 흡인기의 흡구단의 표면 온도(이하, 팁 온도라고 함)를 분석하였다.
(주류연의 온도)
향미 흡인기의 흡구단으로부터 하류 측으로 7mm 떨어진 위치에, 열전대(제품명: 도아 덴키 가부시키가이샤 제조, 모델 번호 'TI-SP-K')를 설치하고, 0.1초마다 주류연의 온도를 계측하였다. 계측 기간 중의 최고값을 '주류연 온도'로 결정하였다.
(팁 온도)
팁 페이퍼의 표면에서, 향미 흡인기의 흡구단으로부터 상류 측으로 5mm 떨어진 위치에, 열전대(도아 덴키 가부시키가이샤 제조, 모델 번호 'TI-SP-K')를 설치하고, 0.1초마다 주류연의 온도를 계측하였다. 계측 기간 중의 최고값을 '팁 온도'로 결정하였다.
2-2. 결과
담배 충전재의 함수율과 주류연 온도와의 관계 및 담배 충전재의 함수율과 팁 온도와의 관계를 도 10에 나타낸다.
도 10의 결과로부터 이하를 알 수 있다. 전자레인지 건조 및 실리카 겔 건조의 어느 경우도, 담배 충전재의 함수율이 저하하면, 주류연 온도를 저하시킬 수 있었다. 또한, 전자레인지 건조 및 실리카 겔 건조의 어느 경우도, 담배 충전재의 함수율이 저하하면, 팁 온도를 저하시킬 수 있었다.
이들 결과로부터, 낮은 함수율을 갖는 담배 충전재를 향미 흡인기에 사용하면, 사용자는 흡인 시에 에어로졸의 뜨거움이나 물품의 흡구단의 뜨거움을 느끼기 어려운 것을 알 수 있다. 또한, 주류연 온도나 팁 온도를 충분히 저하시키기 위해서는, 담배 충전재의 함수율은, 7.5질량% 이하인 것이 바람직하고, 7.0질량% 이하인 것이 보다 바람직한 것을 알 수 있다.
［참고예 A3］담배 충전재 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량
3-1. 담배 충전재 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량의 분석
참고예 A1에서 제조된 향미 흡인기 및 컨트롤의 향미 흡인기에 대하여, 담배 충전재 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량을 측정하였다.
향미 흡인기로부터 담배 충전재를 취출하여, 담배 충전재 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량을, 하기와 같이 구하였다. 취출한 담배 충전재를, 소정량의 에탄올(10mL~100mL. 담배 충전재의 양에 따라 적절히 조정)에서 추출하고, GC-MS를 이용하여 각 성분의 양을 측정하였다.
3-2. 결과
담배 충전재의 함수율과 담배 충전재 중의 니코틴의 함량과의 관계를 도 11에 나타낸다. 담배 충전재의 함수율과 담배 충전재 중의 글리세린의 함량과의 관계를 도 12에 나타낸다. 담배 충전재의 함수율과 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량과의 관계를 도 13에 나타낸다.
이들 도면으로부터 이하를 알 수 있다. 전자레인지 건조 및 실리카 겔 건조의 어느 경우도, 담배 충전재 중의 니코틴의 함량은, 담배 충전재의 함수율이 저하하여도 변화하지 않았다. 또한, 전자레인지 건조 및 실리카 겔 건조의 어느 경우도, 담배 충전재 중의 글리세린의 함량은, 담배 충전재의 함수율이 저하하여도 변화하지 않았다.
한편, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량은, 전자레인지 건조의 경우, 담배 충전재의 함수율이 5질량% 이하가 되면 급격하게 감소하였다. 또한, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량은, 실리카 겔 건조의 경우, 담배 충전재의 함수율이 저하함에 따라 서서히 감소하였다. 따라서, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜(에어로졸 발생제)의 양을 유지하면서 담배 충전재를 건조시키기 위해서는, 담배 충전재의 함수율은, 5질량%보다 큰 것이 바람직하고, 5.1질량% 이상인 것이 보다 바람직한 것을 알 수 있다.
또한, 전자레인지 건조의 경우, 도 8의 결과로부터, 담배 충전재의 함수율을 약 5질량%까지 저하시키면, 담배 충전재의 표면 온도는 약 65℃까지 상승하는 것이 나타났다. 따라서, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜(에어로졸 발생제)의 양을 유지하면서 담배 충전재를 건조시키기 위해서는, 담배 충전재의 건조는, 담배 충전재의 표면 온도가 65℃ 이하의 온도가 되는 조건하에서 행하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
이하에, 참고예 B를 들어, 제2 양태를 설명한다.
[참고예 B1] 담배 충전재의 함수율
1-1. 향미 흡인기의 제조
니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 제조의 'Ploom S' 전용 담배 스틱(상품명: 메비우스·레귤러 테이스트·포·플룸·에스)에 대하여, (A) 전자레인지 건조 또는 (B) 실리카 겔 건조의 어느 한쪽을 행하였다. 이로써, 담배 스틱 중의 담배 충전재의 함수율을 저하시켰다. 'Ploom S' 전용 담배 스틱은, 도 1에 나타내는 구조를 갖는다.
건조 처리 전의 담배 스틱은, 1개당 0.25g의 담배 충전재(즉, 담배 성형체와 에어로졸 발생제와의 혼합물)를 포함하고, 담배 충전재는, 13.69질량%의 함수율을 가지며, 담배 충전재 중에, 담배 충전재에 대하여 15.60질량%의 에어로졸 발생제를 포함한다. 에어로졸 발생제는 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물이며, 글리세린과 프로필렌글리콜의 질량비는 93.48:6.52이다.
한편, 컨트롤로서, 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 제조의 'Ploom S' 전용 담배 스틱(상품명: 메비우스·레귤러 테이스트·포·플룸·에스)을 22℃, 60%의 조화실에서, 약 48~72시간, 조화하였다.
(A) 전자레인지 건조
시판하는 전자레인지(트윈버드 코교(주) 제조, 'DR-D219W5'(2014), 50Hz)를 500W로 사용하였다. 담배 스틱 20개(담배 충전재; 합계 5.0g)를 소정의 시간, 전자레인지로 가열하였다. 가열 시간은 20초, 40초, 60초, 80초 또는 100초이었다. 가열 후, 담배 스틱 20개를, 폴리프로필렌(PP) 척 봉투에 같이 넣고, 알루미늄 파우치 봉투로 밀봉하였다. 이로써 향미 흡인기를 제조하였다. 향미 흡인기의 제조 후 곧바로, 담배 충전재의 함수율의 측정을 행하였다.
(B) 실리카 겔 건조
실리카 겔은, 식품 건조용의 시판품(토요타 카코(주) 제조, 'HD' 1g(청색))을 사용하였다. 담배 스틱 20개(담배 충전재; 합계 5.0g)와, 소정량의 실리카 겔을 폴리프로필렌(PP) 척 봉투에 같이 넣고, 알루미늄 파우치 봉투로 밀봉하여, 3시간 정치하였다. 건조는, 실온(20℃)의 온도에서 행하였다. 실리카 겔의 양은 2g, 4g, 6g, 8g 또는 10g이었다. 이로써 향미 흡인기를 제조하였다. 향미 흡인기의 제조 후 곧바로, 담배 충전재의 함수율의 측정을 행하였다.
1-2. 건조 담배 충전재의 함수율 및 에어로졸 발생제의 양의 분석
제조된 향미 흡인기 및 컨트롤의 향미 흡인기로부터 담배 충전재를 취출하고, 담배 충전재의 함수율(질량%)을, 상술한 바와 같이 GC-TCD를 이용하여 구하였다. 또한, 담배 충전재 중에 포함되는 에어로졸 발생제의 양을, 상술한 바와 같이 GC-MS를 이용하여 구하였다.
1-3. 결과
전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 함수율과의 관계 및 전자레인지의 가열 시간과 담배 충전재의 표면 온도와의 관계를 도 14에 나타낸다. 실리카 겔의 양과 담배 충전재의 함수율과의 관계를 도 15에 나타낸다.
도 14의 결과로부터 이하를 알 수 있다. 전자레인지의 가열 시간을 늘리면, 담배 충전재의 함수율이 저하하였다. 또한, 전자레인지의 가열 시간을 늘리면, 담배 충전재의 표면 온도는 상승하였다. 담배 스틱 20개(담배 충전재; 합계 5.0g)에 대하여, 500W의 전자레인지로 40~60초의 가열 시간을 채용하면, 3~5질량%의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제할 수 있었다.
도 15의 결과로부터 이하를 알 수 있다. 실리카 겔의 양을 늘리면, 담배 충전재의 함수율이 저하하였다. 담배 스틱 20개(담배 충전재; 합계 5.0g)에 대하여, 4~10g의 실리카 겔을 사용하면, 3~5질량%의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제할 수 있었다.
이들 결과로부터, 가열 시간이나 건조제의 양을 조정하여 건조의 정도를 변화시킴으로써, 소망하는 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제할 수 있는 것을 알 수 있다.
담배 충전재 중에 포함되는 에어로졸 발생제의 양은, 이하와 같았다.
컨트롤: 15.60질량%
전자레인지 건조 20초: 15.55질량%
전자레인지 건조 40초: 16.72질량%
전자레인지 건조 60초: 16.25질량%
전자레인지 건조 80초: 15.29질량%
전자레인지 건조 100초: 14.74질량%
실리카 겔 건조 2g: 15.11질량%
실리카 겔 건조 4g: 15.38질량%
실리카 겔 건조 6g: 15.12질량%
실리카 겔 건조 8g: 15.43질량%
실리카 겔 건조 10g: 15.59질량%
[참고예 B2］주류연 온도 및 팁 온도
2-1. 주류연 온도 및 팁 온도의 분석
참고예 B1에서 제조된 향미 흡인기 및 컨트롤의 향미 흡인기를, 'Ploom S' 가열 디바이스(니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤)로 가열하였다. 가열 디바이스는 도 5에 나타내는 구조를 갖는다. 가열 후, 향미 흡인기를 자동 흡인기로 흡인하였다.
흡인 후, 주류연의 온도 및 향미 흡인기의 흡구단의 표면 온도(이하, 팁 온도라고 함)를 분석하였다.
(주류연의 온도)
향미 흡인기의 흡구단으로부터 하류 측에 7mm 떨어진 위치에, 열전대(제품명: 도아 덴키 가부시키가이샤 제조, 모델 번호 'TI-SP-K')를 설치하고, 0.1초마다 주류연의 온도를 계측하였다. 계측 기간 중의 최고값을 '주류연 온도'로 결정하였다.
(팁 온도)
팁 페이퍼의 표면에서, 향미 흡인기의 흡구단으로부터 상류 측에 5mm 떨어진 위치에, 열전대(제품명: 도아 덴키 가부시키가이샤 제조, 모델 번호 'TI-SP-K')를 설치하고, 0.1초마다 주류연의 온도를 계측하였다. 계측 기간 중의 최고값을 '팁 온도'로 결정하였다.
2-2. 결과
담배 충전재의 함수율과 주류연 온도와의 관계 및 담배 충전재의 함수율과 팁 온도와의 관계를 도 16에 나타낸다.
도 16의 결과로부터 이하를 알 수 있다. 전자레인지 건조 및 실리카 겔 건조의 어느 경우도, 담배 충전재의 함수율이 저하하면, 주류연 온도를 저하시킬 수 있었다. 또한, 전자레인지 건조 및 실리카 겔 건조의 어느 경우도, 담배 충전재의 함수율이 저하하면, 팁 온도를 저하시킬 수 있었다.
이들 결과로부터, 낮은 함수율을 갖는 담배 충전재를 향미 흡인기에 사용하면, 사용자는 흡인 시에 에어로졸의 뜨거움이나 물품의 흡구단의 뜨거움을 느끼기 어려운 것을 알 수 있다.
[참고예 B3] 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량
3-1. 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량의 분석
참고예 B1에서 제조된 향미 흡인기 및 컨트롤의 향미 흡인기에 대하여, 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량을 하기와 같이 측정하였다. 주류연을 포집하고, 소정량의 에탄올(10mL~100mL. 주류연의 양에 따라 적절히 조정)에서 추출하여, GC-MS를 이용하여 각 성분의 양을 측정하였다.
3-2. 결과
담배 충전재의 함수율과 주류연 중의 니코틴의 함량과의 관계를 도 17에 나타낸다. 담배 충전재의 함수율과 주류연 중의 글리세린의 함량과의 관계를 도 18에 나타낸다. 담배 충전재의 함수율과 주류연 중의 프로필렌글리콜의 함량과의 관계를 도 19에 나타낸다. 이들 도에서는, 제1 퍼프의 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량을 나타낸다.
이들 도면으로부터 이하를 알 수 있다.
전자레인지 건조의 경우, 담배 충전재의 함수율이 5질량% 이하가 되면, 주류연 중의 니코틴의 함량은 급격하게 증가하고, 담배 충전재의 함수율이 3질량%를 하회하면, 주류연 중의 니코틴의 함량의 증가가 가속하였다. 마찬가지로, 전자레인지 건조의 경우, 주류연 중의 글리세린의 함량도, 담배 충전재의 함수율이 5질량% 이하가 되면 급격하게 증가하고, 담배 충전재의 함수율이 3질량%를 하회하면 증가가 가속하였다. 마찬가지로, 전자레인지 건조의 경우, 주류연 중의 프로필렌글리콜의 함량도, 담배 충전재의 함수율이 5질량% 이하가 되면 급격하게 증가하고, 담배 충전재의 함수율이 3질량%를 하회하면 증가가 가속하였다.
이들 현상은, 전자레인지에 의한 급속한 건조에 의해 담배 재료의 세포막이나 세포벽이 손상되어, 담배 재료 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜이 주류연 중으로 이행하기 쉬워졌기 때문이라고 생각된다. 또한, 이들 현상은 특히 초기 퍼프에서 현저하게 나타났기 때문에, 향끽미(香喫味)의 제1 인상에 영향을 준다고 생각된다. 이와 같은 담배 향미 성분의 급격한 방출은, 향끽미가 나쁜 영향(예컨대, 아린 맛이나 자극)으로 이어질 가능성이 있다. 따라서 전자레인지 건조의 경우, 향끽미에 대한 나쁜 영향을 억제하기 위해서는, 담배 충전재의 함수율은, 3~5질량%인 것이 바람직하고, 4~5질량%인 것이 보다 바람직하다.
한편, 실리카 겔 건조의 경우, 담배 충전재의 함수율을 5질량% 이하로 저하시키면, 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량을 온화하게 증가시킬 수 있었다. 즉, 실리카 겔 건조의 경우, 담배 충전재의 함수율을 5질량% 이하로 저하시킨 경우, 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 증가는, 전자레인지 건조와 비교하여 온화하였다.
실리카 겔 건조에서 이와 같은 결과가 얻어진 이유를 이하와 같이 고찰한다. 즉, 실리카 겔 건조에 의해 담배 재료의 세포막이나 세포벽은 손상되지 않았지만, 담배 충전재의 함수율의 저하에 의해 가열 시에 수증기의 발생이 감소하고, 이로써 담배 충전재의 온도가 상승하여, 그 결과, 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량이 온화하게 증가하였다고 생각된다. 이와 같이, 실리카 겔 건조는, 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량을 온화하게 증가시킬 수 있기 때문에, 전자레인지 건조와 비교하여, 향끽미에 나쁜 영향(예컨대, 아린 맛이나 자극)을 미칠 가능성이 낮다.
또한, 전자레인지 건조의 경우, 도 14의 결과로부터, 담배 충전재의 함수율을 약 3질량%까지 저하시키면, 담배 충전재의 표면 온도는 약 90℃까지 상승하는 것이 나타났다. 따라서, 향끽미에 대한 나쁜 영향(예컨대, 아린 맛이나 자극)을 억제하면서 담배 충전재를 건조시키기 위해서는, 담배 충전재의 건조는, 담배 충전재의 표면 온도가 90℃ 이하의 온도가 되는 조건하에서 행하는 것이 바람직하다.
이상의 결과로부터, 담배 충전재의 함수율을 3~5질량%로 저하시키면, 담배 주류연 중의 담배 향미원의 양이나 에어로졸의 양(연기량)을 증가시켜, 이로써 흡입감을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
[참고예 B4] 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량
참고예 B4에서는, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제(즉, 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물)의 함량을 변화시켰다. 실험 1에서는, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량을 약 0.5질량%로 고정하고, 담배 충전재 중의 글리세린의 함량을 변화시켰다. 실험 2에서는, 담배 충전재 중의 글리세린의 함량을 약 15질량%로 고정하고, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량을 변화시켰다.
4-1. 건조 담배 충전재의 조제 및 향미 흡인기의 제조
참고예 B1에 기재한 방법에 따라, 향미 흡인기를 제조하고, 제조된 향미 흡인기로부터 담배 충전재(즉, 건조 담배 충전재)를 취출하였다. 얻어진 건조 담배 충전재의 함수율은, 13.69질량%이었다.
4-2. 건조 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 양의 분석
4-1의 란에서 제조된 향미 흡인기로부터 담배 충전재를 취출하고, 담배 충전재 중에 포함되는 에어로졸 발생제(글리세린, 프로필렌글리콜)의 양을, 상술한 바와 같이 GC-MS를 이용하여 측정하였다.
4-3. 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량의 분석
4-1의 란에서 제조된 향미 흡인기에 대하여, 주류연 중의 니코틴, 글리세린, 프로필렌글리콜의 함량을 상술한 바와 같이 GC-MS를 이용하여 측정하였다.
4-4. 결과
실험 1의 결과를 도 20a 및 도 20b에 나타낸다. 도 20a는, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타낸다. 도 20b는, 담배 충전재 중의 글리세린의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타낸다.
실험 2의 결과를 도 21a 및 도 21b에 나타낸다. 도 21a는, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타낸다. 도 21b는, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량과 주류연 중의 성분의 함량과의 관계를 나타낸다.
이들 도에서, G는 글리세린, PG는 프로필렌글리콜, G＋PG는 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물, Nic는 니코틴을 가리킨다.
도 20a 및 20b의 결과로부터 이하를 알 수 있다. 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량이 높아짐에 따라, 주류연 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량은 증가하였지만, 증가율은 서서히 저하하였다. 구체적으로는, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량이 20질량% 이상인 경우, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량이 높아져도, 주류연 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량은 거의 증가하지 않았다. 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량이 20질량% 이상인 경우, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량이 높아져도, 주류연 중의 글리세린의 함량도 거의 증가하지 않고, 주류연 중의 프로필렌글리콜의 함량은 약간 저하하였다. 또한, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량이 20질량% 이상인 경우, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량이 높아져도, 주류연 중의 니코틴의 함량은 전혀 증가하지 않았다.
도 21a 및 21b의 결과로부터 이하를 알 수 있다. 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량이 높아짐에 따라, 주류연 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량은 증가하였지만, 증가율은 서서히 저하하였다. 구체적으로는, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량이 3질량%를 초과하면, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량이 높아져도, 주류연 중의 에어로졸 발생제(G＋PG)의 함량은 증가하기 어려워졌다. 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량이 3질량%를 초과하면, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량이 높아져도, 주류연 중의 프로필렌글리콜의 함량도 증가하기 어려워져, 주류연 중의 글리세린의 함량은 저하하였다. 또한, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량이 3질량%를 초과하면, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량이 높아짐에 따라, 주류연 중의 니코틴의 함량은 약간 저하하였다.
에어로졸 발생제는, 가열되면 기화하여 증기가 되고, 증기 중에 니코틴 등의 담배 향미 성분이 이행하여, 에어로졸(주류연)이 생성된다. 에어로졸 발생제의 기화에 수반하여, 기화열을 빼앗기기 때문에, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량이 높아지면, 기화열량도 증가하고, 이로써 담배 충전재의 가열 효율이 저하한다. 이 때문에, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량이 높아지면, 고비점 성분(즉, 글리세린이나 니코틴)은, 에어로졸로의 이행율이 저하하였다고 생각된다.
이상의 결과로부터, 담배 충전재 중의 에어로졸 발생제의 함량은, 20질량% 미만이 바람직하고, 19질량% 이하가 보다 바람직하며, 15~19질량%가 더욱 바람직한 것을 알 수 있다. 또한, 이상의 결과로부터, 에어로졸 발생제가 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 경우, 담배 충전재 중의 프로필렌글리콜의 함량은, 3질량% 이하가 바람직하고, 1~3질량%가 보다 바람직한 것을 알 수 있다.
이하에 실시양태를 나타낸다.
양태 1
담배 원료를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트로서, 상기 담배 시트의 두께 방향의 단면이 파형 형상을 갖는, 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
양태 2
상기 담배 원료가, 건조 담배 재료이고,
에어로졸 발생제를 더 포함하며,
5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 함수율을 갖는, 양태 1에 기재된 시트.
양태 3
상기 에어로졸 발생제가, 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인, 양태 2에 기재된 시트.
양태 4
상기 담배 원료가, 건조 담배 재료이고,
상기 시트 중에 20질량% 미만의 에어로졸 발생제를 포함하며,
3~5질량%의 함수율을 갖는, 양태 1에 기재된 시트.
양태 5
상기 에어로졸 발생제가, 프로필렌글리콜과 글리세린의 혼합물인, 양태 4에 기재된 시트.
양태 6
양태 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트를 포함하는 담배 함유 세그먼트,
를 구비하는 비연소 가열형 향미 흡인기.
양태 7
양태 6에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기와,
상기 담배 함유 세그먼트를 가열하는 가열 장치
를 구비하는 비연소 가열형 향미 흡인 시스템.
양태 8
양태 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트의 제조 방법으로서,
담배 원료와, 에어로졸 발생제와, 제1 성형제 및 제2 성형제를 포함하는 혼합물을 조제하는 공정과,
상기 혼합물을 압연하여 압연 성형품을 형성하는 공정과,
상기 압연 성형품에 회전식 롤 칼날을 꽉 눌러 스트립상으로 절단하면서 파형 형상을 부여하는 공정,
을 구비하는 방법,
이하에 실시양태를 나타낸다.
[1] 담배 원료를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트로서, 상기 담배 시트의 두께 방향의 단면이 파형 형상을 갖는, 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
[2] 상기 담배 시트가 더 에어로졸 발생제를 포함하는, [1]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
[3] 상기 에어로졸 발생제가, 글리세린, 프로필렌글리콜 및 1,3-부탄디올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, [2]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
[4] 상기 담배 시트 100질량%에 포함되는 상기 에어로졸 발생제의 비율이 4~50질량%인, [2] 또는 [3]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
[5] 상기 담배 시트가, 더 제1 성형제 및 제2 성형제를 포함하는, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
[6] 상기 제1 성형제가 다당류, 단백질 및 합성 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, [5]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
[7] 상기 제2 성형제가, 상기 제1 성형제와는 다른, 다당류, 단백질 및 합성 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, [5] 또는 [6]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
[8] 상기 담배 시트 100질량%에 포함되는 상기 제1 성형제의 비율이 0.1~15질량%인, [5] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
[9] 상기 담배 시트 100질량%에 포함되는 상기 제2 성형제의 비율이 0.1~15질량%인, [5] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
[10] [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트를 포함하는 담배 함유 세그먼트를 구비하는 비연소 가열형 향미 흡인기.
[11] [10]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기와,
상기 담배 함유 세그먼트를 가열하는 가열 장치,
를 구비하는 비연소 가열형 향미 흡인 시스템.
[12] [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트의 제조 방법으로서,
담배 원료, 에어로졸 발생제, 제1 성형제, 및 제2 성형제를 포함하는 혼합물을 조제하는 공정과,
상기 혼합물을 압연하여 압연 성형품을 형성하는 공정과,
상기 압연 성형품에 회전식 롤 칼날을 꽉 눌러 스트립상으로 절단하면서 파형 형상을 부여하는 공정,
을 포함하는 방법.
이하에, 바람직한 실시형태를 정리하여 나타낸다.
[A1] 건조 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하고, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 함수율을 갖는 건조 담배 충전재.
[A2] 상기 함수율이, 5.1~7.5질량%, 바람직하게는 5.1~7.0질량%, 보다 바람직하게는 5.5~7.0질량%인 [A1]에 기재된 건조 담배 충전재.
[A3] 상기 건조 담배 재료가, 담배 성형체인 [A1] 또는 [A2]에 기재된 건조 담배 충전재.
[A4] 상기 에어로졸 발생제가, 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 [A1] 내지 [A3] 중 어느 하나에 기재된 건조 담배 충전재.
[B1] 건조 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하고, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 함수율을 갖는 건조 담배 충전재와, 상기 건조 담배 충전재의 주위에 감긴 권지를 포함하는 담배 로드와, 필터와, 상기 담배 로드와 상기 필터를 연결하는 팁핑 부재를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기.
[B2] 상기 함수율이, 5.1~7.5질량%, 바람직하게는 5.1~7.0질량%, 보다 바람직하게는 5.5~7.0질량%인 [B1]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기.
[B3] 상기 건조 담배 재료가, 담배 성형체인 [B1] 또는 [B2]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기.
[B4] 상기 에어로졸 발생제가, 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 [B1] 내지 [B3] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기.
[C1] [B1] 내지 [B4] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기와 에어로졸 생성 장치를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인 시스템.
[D1] 포장체와, 상기 포장체 내에 수용되어, 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하는 담배 충전재를 포함하는 적어도 하나의 비연소 가열형 향미 흡인기와, 상기 담배 충전재가 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 평형 함수율에 달하는데 필요한 양으로 상기 포장체 내에 내장된 건조제를 포함하고,
상기 담배 충전재는, 상기 포장체 내에서, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하의 평형 함수율에 달하는 포장 제품.
[D2] 상기 평형 함수율이, 5.1~7.5질량%, 바람직하게는 5.1~7.0질량%, 보다 바람직하게는 5.5~7.0질량%인 [D1]에 기재된 포장 제품.
[D3] 상기 담배 재료가, 담배 성형체인 [D1] 또는 [D2]에 기재된 포장 제품.
[D4] 상기 에어로졸 발생제가, 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 [D1] 내지 [D3] 중 어느 하나에 기재된 포장 제품.
[E1] 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하는 담배 충전재를 건조시켜, 5질량%보다 크고 7.5질량% 이하의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제하는 것
을 포함하는, 건조 담배 충전재의 제조 방법.
[E2] 상기 건조가, 마이크로파 가열에 의해 행하여지는 [E1]에 기재된 방법.
[E3] 상기 건조가, 상기 담배 충전재의 표면 온도가 65℃ 이하의 온도가 되는 조건하에서 행하여지는 [E1] 또는 [E2]에 기재된 방법.
[E4] 상기 건조가, 상기 담배 충전재를 건조제의 존재하에 둠으로써 행하여지는 [E1] 내지 [E3] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[E5] 상기 함수율이, 5.1~7.5질량%, 바람직하게는 5.1~7.0질량%, 보다 바람직하게는 5.5~7.0질량%인 [E1] 내지 [E4] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[E6] 상기 담배 재료가, 담배 성형체인 [E1] 내지 [E5] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[E7] 상기 에어로졸 발생제가, 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 [E1] 내지 [E6] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[F1] [E1] 내지 [E7] 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 제조된 건조 담배 충전재.
이하에, 바람직한 실시형태를 정리하여 나타낸다.
[a1] 건조 담배 재료와 20질량% 미만의 에어로졸 발생제를 포함하고, 3~5질량%의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재.
[a2] 상기 함수율이, 3.5~5질량%, 바람직하게는 4~5질량%인 [a1]에 기재된 건조 담배 충전재.
[a3] 상기 에어로졸 발생제가, 19질량% 이하, 바람직하게는 15~19질량%의 양으로 포함되는 [a1] 또는 [a2]에 기재된 건조 담배 충전재.
[a4] 상기 건조 담배 재료가, 담배 성형체인 [a1] 내지 [a3] 중 어느 하나에 기재된 건조 담배 충전재.
[a5] 상기 에어로졸 발생제가, 프로필렌글리콜과 글리세롤의 혼합물인 [a1] 내지 [a4] 중 어느 하나에 기재된 건조 담배 충전재.
[a6] 상기 프로필렌글리콜이, 3질량% 이하, 바람직하게는 1~3질량%의 양으로 포함되는 [a5]에 기재된 건조 담배 충전재.
[b1] 건조 담배 재료와 20질량% 미만의 에어로졸 발생제를 포함하고, 3~5질량%의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재와, 상기 건조 담배 충전재의 주위에 감긴 권지를 포함하는 담배 로드와,
필터와,
상기 담배 로드와 상기 필터를 연결하는 팁핑 부재
를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기.
[b2] 상기 함수율이, 3.5~5질량%, 바람직하게는 4~5질량%인 [b1]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기.
[b3] 상기 에어로졸 발생제가, 19질량% 이하, 바람직하게는 15~19질량%의 양으로 포함되는 [b1] 또는 [b2]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기.
[b4] 상기 건조 담배 재료가, 담배 성형체인 [b1] 내지 [b3] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기.
[b5] 상기 에어로졸 발생제가, 프로필렌글리콜과 글리세롤의 혼합물인 [b1] 내지 [b4] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기.
[b6] 상기 프로필렌글리콜이, 3질량% 이하, 바람직하게는 1~3질량%의 양으로 포함되는 [b5]에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기.
[c1] [b1] 내지 [b6] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기와 에어로졸 생성 장치를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기.
[d1] 포장체와,
상기 포장체 내에 수용되어, 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하는 담배 충전재를 포함하는 적어도 하나의 비연소 가열형 향미 흡인기와,
상기 담배 충전재가 3~5질량%의 평형 함수율에 달하는데 필요한 양으로 상기 포장체 내에 내장된 건조제
를 포함하고,
상기 담배 충전재는, 상기 포장체 내에서, 3~5질량%의 평형 함수율에 달하는 포장 제품.
[d2] 상기 평형 함수율이, 3.5~5질량%, 바람직하게는 4~5질량%인 [d1]에 기재된 포장 제품.
[d3] 상기 에어로졸 발생제가, 20질량% 미만, 바람직하게는 19질량% 이하, 보다 바람직하게는 15~19질량%의 양으로 포함되는 [d1] 또는 [d2]에 기재된 포장 제품.
[d4] 상기 담배 재료가, 담배 성형체인 [d1] 내지 [d3] 중 어느 하나에 기재된 포장 제품.
[d5] 상기 에어로졸 발생제가, 프로필렌글리콜과 글리세롤의 혼합물인 [d1] 내지 [d4] 중 어느 하나에 기재된 포장 제품.
[d6] 상기 프로필렌글리콜이, 3질량% 이하, 바람직하게는 1~3질량%의 양으로 포함되는 [d5]에 기재된 포장 제품.
[e1] 담배 재료와 에어로졸 발생제를 포함하는 담배 충전재를, 상기 담배 충전재의 표면 온도가 90℃ 이하의 온도가 되는 조건하에서 건조시켜, 3~5질량%의 함수율을 갖는 건조 담배 충전재를 조제하는 것을 포함하는, 건조 담배 충전재의 제조 방법.
[e2] 상기 건조가, 상기 담배 충전재의 표면 온도가 65℃ 이하의 온도가 되는 조건하에서 행하여지는 [e1]에 기재된 방법.
[e3] 상기 건조가, 실온 및 30% 이하의 습도의 조건하에서 행하여지는 [e1] 또는 [e2]에 기재된 방법.
[e4] 상기 건조가, 5~35℃, 바람직하게는 15~25℃의 온도, 및 10~30%, 바람직하게는 15~25%의 습도의 조건하에서 행하여지는 [e1] 내지 [e3] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[e5] 상기 건조가, 상기 담배 충전재를 건조제의 존재하에 둠으로써 행하여지는 [e1] 내지 [e4] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[e6] 상기 함수율이, 3.5~5질량%, 바람직하게는 4~5질량%인 [e1] 내지 [e5] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[e7] 상기 건조 담배 충전재가, 상기 에어로졸 발생제를, 20질량% 미만, 바람직하게는 19질량% 이하, 보다 바람직하게는 15~19질량%의 양으로 포함하는 [e1] 내지 [e6] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[e8] 상기 담배 재료가, 담배 성형체인 [e1] 내지 [e7] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[e9] 상기 에어로졸 발생제가, 프로필렌글리콜과 글리세롤의 혼합물인 [e1] 내지 [e8] 중 어느 하나에 기재된 방법.
[e10] 상기 건조 담배 충전재가, 상기 프로필렌글리콜을, 3질량% 이하, 바람직하게는 1~3질량%의 양으로 포함하는 [e9]에 기재된 방법.
[f1] [e1] 내지 [e10] 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 제조된 건조 담배 충전재.
1: 담배 시트
2: 물결
3: 톱니 형상
4: 비연소 가열형 향미 흡인기
5: 담배 함유 세그먼트
6: 냉각 세그먼트
7: 센터 홀 세그먼트
8: 필터 세그먼트
9: 마우스피스 세그먼트
10: 통상 부재
11: 천공
12: 제2 충전층
13: 제2 이너 플러그 래퍼
14: 아우터 플러그 래퍼
15: 마우스피스 라이닝 페이퍼
16: 가열 장치
17: 보디
18: 히터
19: 금속관
21: 제어 유닛
22: 오목부
B: 전지 유닛, 배터리
T1a: 담배 재료
T1b: 건조 담배 재료
T2: 에어로졸 발생제
T3a: 미처리 담배 충전재
T3b: 건조 담배 충전재
2: 물결
3: 톱니 형상
4: 비연소 가열형 향미 흡인기
5: 담배 함유 세그먼트
6: 냉각 세그먼트
7: 센터 홀 세그먼트
8: 필터 세그먼트
9: 마우스피스 세그먼트
10: 통상 부재
11: 천공
12: 제2 충전층
13: 제2 이너 플러그 래퍼
14: 아우터 플러그 래퍼
15: 마우스피스 라이닝 페이퍼
16: 가열 장치
17: 보디
18: 히터
19: 금속관
21: 제어 유닛
22: 오목부
B: 전지 유닛, 배터리
T1a: 담배 재료
T1b: 건조 담배 재료
T2: 에어로졸 발생제
T3a: 미처리 담배 충전재
T3b: 건조 담배 충전재
Claims (8)
- 담배 원료를 포함하는 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트로서, 상기 담배 시트의 두께 방향의 단면이 파형(波型) 형상을 갖는, 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 담배 원료가, 건조 담배 재료이고,
에어로졸 발생제를 더 포함하며,
5질량%보다 크고 7.5질량% 이하인 함수율을 갖는, 시트. - 제2항에 있어서,
상기 에어로졸 발생제가, 글리세린과 프로필렌글리콜의 혼합물인 시트. - 제1항에 있어서,
상기 담배 원료가, 건조 담배 재료이고,
상기 시트 중에 20질량% 미만의 에어로졸 발생제를 포함하며,
3~5질량%의 함수율을 갖는, 시트. - 제4항에 있어서,
상기 에어로졸 발생제가, 프로필렌글리콜과 글리세린의 혼합물인 시트. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트를 포함하는 담배 함유 세그먼트를 구비하는 비연소 가열형 향미 흡인기.
- 제6항에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기와,
상기 담배 함유 세그먼트를 가열하는 가열 장치
를 구비하는 비연소 가열형 향미 흡인 시스템. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 비연소 가열형 향미 흡인기용 담배 시트의 제조 방법으로서,
담배 원료와, 에어로졸 발생제와, 제1 성형제 및 제2 성형제를 포함하는 혼합물을 조제하는 공정과,
상기 혼합물을 압연하여 압연 성형품을 형성하는 공정과,
상기 압연 성형품에 회전식 롤 칼날을 꽉 눌러 스트립상으로 절단하면서 파형 형상을 부여하는 공정
을 구비하는 방법.
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-
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