KR20160105394A - 액체 전달 물질을 가지는 흡연 물품 - Google Patents
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Abstract
흡연 물품(10)이 서방출 액체 전달 물질(20)의 액체 방출 성분을 포함하고, 액체 전달 물질은 복수의 도메인을 정의하는 중합체 매트릭스를 가지는 밀폐형 매트릭스 구조물을 포함하고 있다. 액체 조성물이 도메인 내에 포획되고 액체 방출 성분의 압축 시에 밀폐형 매트릭스 구조물로부터 방출될 수 있다. 중합체 매트릭스가 다가 양이온에 의해서 가교-결합된 하나 이상의 음이온성 다당류로 형성된다. 하나 이상의 양친매성 다당류를 포함하는 충진재가 중합체 매트릭스 내에 포함된다. 충진재의 하나 이상의 양친매성 다당류가 양친매성이 되도록 화학적으로 개질된 전분 및 양친매성이 되도록 화학적으로 개질된 전분 유도체로부터 선택된다.
Description
본 발명은, 물질의 압축 시에 액체의 서방출을 제공하는 액체 전달 물질, 및 그러한 액체 전달 물질을 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다.
흡연 중에 소비자에게 부가적인 향미를 제공하기 위해서 흡연 물품 내로 향미제(flavourant) 첨가물을 포함시키는 것이 공지되어 있다. 향미제는 흡연 물품 내의 담배 물질을 가열하거나 연소할 때에 생성되는 담배 향미를 향상시키거나, 민트 또는 멘톨과 같은 부가적인 비-담배 향미를 제공하기 위해서 사용될 수도 있다.
멘톨과 같이, 흡연 물품에서 사용되는 향미제 첨가물은 일반적으로 적합한 액체 운반체(carrier)를 이용하여 흡연 물품의 필터 또는 담배 로드(rod) 내로 통합되는 액체 향미제 형태이다. 액체 향미제는 종종 휘발성이고 그에 따라 저장 중에 흡연 물품으로부터 이동 또는 증발하는 경향이 있을 것이다. 그에 따라, 흡연 중의 주류연을 향미화하기 위해서 이용할 수 있는 향미제의 양이 감소된다.
예를 들어, 캡슐 또는 마이크로캡슐의 형태의, 향미제의 캡슐화를 통해서 저장 중에 흡연 물품으로부터의 휘발성 향미제의 손실을 감소시키는 것이 이미 제시되었다. 캡슐화된 향미제는, 캡슐화 구조물을 파괴 개방하는 것에 의해서, 예를 들어 구조물을 압쇄(crushing)하거나 용융시키는 것에 의해서, 흡연 물품의 흡연 전이나 흡연 동안에 방출될 수 있다. 향미제의 방출을 위해서 그러한 캡슐이 압쇄되는 경우에, 캡슐이 특별한 힘에서 파괴 개방되고 그러한 힘에서 모든 향미제가 방출된다.
매트릭스 물질 내에 향미제를 캡슐화하는 것이 이미 제시되었고, 여기에서 향미제 방출을 위해서 압축이 매트릭스 물질로 적용된다. 캡슐화된 향미제가 캡슐의 경우 보다 더 점진적으로 방출될 수 있을 것이다. 캡슐의 캡슐화 구조물과 달리, 매트릭스 구조물은 특별한 힘에서 향미제의 전부를 방출하도록 파괴 개방되지 않고, 힘이 유지됨에 따라 점진적으로 파괴된다. 일부 경우에, 이러한 유형의 방출은, 향미제가 매트릭스 물질로부터 방출되었다는 것을 소비자에게 표시하지 않거나 거의 표시하지 않는다.
흡연 중에 소정 방식으로 연기를 순응(adapt)시키기 위해서 다른 유형의 비-향미제 액체 첨가물을 흡연 물품 내로 포함시키는 것이 또한 공지되어 있다. 예를 들어, 흡연 중에 필터의 여과 성질을 변경하기 위해서 특정 액체 첨가물이 흡연 물품 필터 내에 제공될 수 있다.
액체가 물질로부터 방출되었다는 표시를 소비자에게 제공하는 흡연 물품을 위한 개선된 액체 전달 물질을 제공하는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 저장 중에 액체 첨가물의 개선된 안정성 및 개선된 보유를 나타내는 그러한 물질을 제공하는 것이 특히 바람직할 수 있을 것이다.
본 발명에 따라서, 서방형 액체 전달 물질로 형성된 적어도 하나의 액체 방출 성분을 포함하는 흡연 물품이 제공되고, 그러한 액체 전달 물질은 복수의 도메인(domain)을 형성하는 밀폐형 매트릭스 구조물을 포함하고 있다. 밀폐형 매트릭스 구조물이 복수의 도메인을 정의하는 중합체 매트릭스를 포함하고 있다. 중합체 매트릭스가 다가 양이온에 의해서 가교-결합된 하나 이상의 음이온성 다당류로 형성된다. 밀폐형 매트릭스 구조물이 중합체 매트릭스 내의 충진재를 더 포함하고 있다. 충진재가 하나 이샹의 양친매성 다당류를 포함하고 있다. 액체 조성물이 중합체 매트릭스의 도메인 내에 포획되고 액체 방출 성분의 압축 시에 밀폐형 매트릭스 구조물로부터 방출될 수 있다.
본 발명에 따라서, 앞서서 규정된 바와 같은, 액체 방출 성분을 포함하는 필터가 추가적으로 제공된다.
도 1은 담배 로드 내에 향미 전달 물질을 포함하는 본 발명에 따른 필터 권련의 측면도를 도시한다.
본 발명에 따라서, 흡연 물품을 위한 향미 방출 성분이 추가적으로 제공되고, 향미 전달 물질로 형성된 향미 방출 성분이 복수의 도메인을 정의하는 밀폐형 매트릭스 구조물을 포함하고 있다. 밀폐형 매트릭스 구조물이 복수의 도메인을 정의하는 중합체 매트릭스를 포함하고 있다. 중합체 매트릭스가 다가 양이온에 의해서 가교-결합된 하나 이상의 음이온성 다당류로 형성된다. 밀폐형 매트릭스 구조물이 중합체 매트릭스 내의 충진재를 더 포함하고 있다. 충진재가 하나 이샹의 양친매성 다당류를 포함하고 있다. 향미 조성물이 중합체 매트릭스의 도메인 내에 포획되고 향미 방출 성분의 압축 시에 밀폐형 매트릭스 구조물로부터 방출될 수 있다.
이하의 설명에서, 다른 설명이 없는 한, 본 발명에 따른 액체 방출 성분, 향미 방출 성분, 서방형 액체 전달 물질 또는 향미 전달 물질의 특징 또는 성질에 대한 임의의 언급이 또한 본 발명에 따른 필터 또는 흡연 물품의 액체 방출 성분, 향미 방출 성분, 액체 전달 물질 또는 향미 전달 물질에도 적용된다.
액체 방출 성분을 포함하는 본 발명에 따른 흡연 물품은, 담배 물질 또는 다른 연소 가능 물질이 연소되어 연기를 형성하는 필터 궐련 또는 기타 흡연 물품일 수도 있다. 대안적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은, 담배와 같이, 에어로졸 형성 기재가 연소되기보다는 가열되어 에어로졸을 형성하는 물품일 수 있다. 일 유형의 가열식 흡연 용품에서, 담배 재료 또는 다른 에어로졸 형성 재료는 하나 이상의 전기 가열 요소에 의해 가열되어서 에어로졸을 생산한다. 가열식 흡연 물품의 다른 유형에서, 가연성 공급원 또는 열원으로부터의 열이 에어로졸 형성 기재로 전달되는 것에 의해서 에어로졸이 생성된다. 본 발명은, 연소 없이, 그리고 일부 경우에서는 가열 없이, 예를 들면 화학 반응을 통해, 담배 물질, 담배 추출물, 또는 기타 니코틴원으로부터 니코틴-함유 에어로졸이 발생되는 흡연 물품을 더 포함하고 있다.
본 발명에 의한 흡연 물품은, 조합된(assembled) 전체 흡연 장치들일 수 있고, 또한, 에어로졸을 생성하기 위한 하나의 조합 디바이스를 제공하기 위해 하나 이상의 다른 성분과 결합되는 흡연 장치의 성분들, 예를 들어, 가열된 흡연 장치의 소모성 부분일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 “연기”는, 필터 궐련과 같은 가연성 흡연 물품에 의하여 생산된 연기 및 전술한 유형의 가열식 또는 비-가열식 흡연 물품과 같은 불연성 흡연 물품에 의하여 생성된 에어로졸을 설명하는데 사용된다.
용어 "액체 방출 성분"은, 본 명세서 전반을 통해서, 흡연 물품 내로 통합되기에 적합한 형태인 액체 전달 물질의 구분된 피스(discrete piece) 또는 부분을 지칭하기 위해서 사용된다. 바람직하게, 액체 방출 성분은 후술하는 바와 같이 비드의 형태이나, 예를 들어 실(thread) 또는 프레이크와 같은 대안적인 형태가 특정 구현예에서 적합할 수 있을 것이다. 바람직한 구현예에서, 액체 방출 성분이 흡연 물품 내의 향미를 제공하기 위한 향미 방출 성분이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "액체"는 실온(22℃)에서 액체 상태인 조성물을 지칭한다.
용어 "액체 조성물"은, 흡연 중에 생성된 에어로졸 또는 연기에 미치는 영향을 제공하기 위해서 에어로졸 생성 디바이스의 성분 내로 통합될 수 있는 임의의 액체 작용제(agent)를 지칭한다. 액체 조성물이, 예를 들어, 에어로졸의 하나 이상의 구성성분을 감소시킬 수 있는 물질일 수 있다. 대안적으로, 액체 조성물이, 에어로졸을 생성하기 위해서 에어로졸 생성 디바이스 내의 하나 이상의 다른 물질과 반응할 수 있는 물질일 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 액체 조성물이 액체 향미 조성물이고, 액체 전달 물질이 흡연 물품 또는 흡연 물품의 일부 내에서 향미를 제공하도록 구성된다.
본 명세서에서, 용어 "양친매성이 되도록 화학적으로 개질된 전분 또는 전분 유도체"는, 예를 들어 양친매성 성질을 전분 또는 전분 유도체로 부여하기 위해서 소수성 기(group)를 함유하는 화합물로 처리되거나 반응된 전분 또는 전분 유도체를 설명하기 위해서 사용된다. 전분 또는 전분 유도체와의 처리 또는 반응에 적합한 화합물이 당업자에게 공지되었을 것이다. 예로서, 하나의 바람직하게 적합한 화합물로서 옥테닐 숙신산 무수물(octenyl succinic anhydride)(OSA)이 있다. OSA의 소수적 및 입체적(steric) 성질로 인해서, OSA-개질된 전분이 고분지상(highly branched) 거대분자 구조물을 나타내고, 그러한 거대분자 구조물은, 이론에 구속되지 않기를 바라면서, 바람직한 안정화, 계면적(interfacial) 및 유동학적(rheological) 성질을 유도하는 것으로 이해된다.
이하의 설명에서, 본 발명은, 향미 조성물의 서방출을 제공하는 향미 전달 물질로 형성된 향미 방출 성분을 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 교시 내용이 또한 대안적인 액체 조성물의 서방출 을 위한 물질에도 적용될 수 있다.
용어 "서방출"은, 향미 전달 물질이 적용된 압축력의 범위에 걸쳐서, 그러한 물질의 변형의 범위에 걸쳐서, 또는 양자 모두에 걸쳐서 향미 조성물을 방출할 수 있다는 것을 나타내기 위해서 사용된다. 예를 들어, 만약 적용된 압축력의 함수로서의 향미 조성물의 방출이 측정된다면, x 뉴턴의 힘에서 향미 조성물을 방출할 수 있고, x 뉴턴으로부터 (x+y) 뉴턴(예를 들어, y가 5 뉴턴이다)까지 힘이 증가됨에 따라, 점진적으로 더 많은 향미 조성물을 계속적으로 방출할 수 있는 물질이 확인될 수 있을 것이다.
그들이 범위를 가지기 때문에, 본원에서 설명된 힘 및 변형의 범위가 폭을 가지고 그들이 범위의 말단들 사이에서 걸쳐진다. 예를 들어, y가 5 뉴턴인 상기한 일반적인 예를 이용하면, 힘의 범위가 5 뉴턴의 폭을 가질 것이고 이는 x 뉴턴으로부터 (x+5) 뉴턴까지 걸쳐질 것이다.
힘의 범위에 걸친 압축력의 증가가 향미 전달 물질로부터 추가적인 향미 조성물을 방출할 것이기 때문에, 용어 "서방출"은 또한 "점진적인 방출"로서 설명될 수 있다. 이는, 향미가 특별한 힘에서 방출되나, 향미가 특별한 힘 이전에 또는 이후에는 방출되지 않는, 흡연 물품을 위한 종래 기술의 향미 방출 메커니즘에 대조된다. 예를 들어, 본 발명의 향미 방출 성분에 의해서 제공된 서방출 향미 전달 프로파일이 캡슐의 향미 전달 프로파일에 대조된다. 캡슐의 외부 쉘이 특정의, 규정된 압축력에서 파괴되도록, 캡슐이 전형적으로 제조된다. 특정의 힘에서, 외부 쉘이 압쇄되고 캡슐의 코어 내에 함유된 실질적으로 모든 향미제가 동시에 방출될 것이다. 그러나, 그러한 특정의 힘 미만의 적용된 힘에서, 향미가 실질적으로 방출되지 않을 것이다.
본 발명의 흡연 물품의 향미 방출 성분의 서방출 성질이 이하에서 더 구체적으로 설명될 것이다.
본 발명의 흡연 물품의 향미 방출 성분은, 성분으로 압축력이 인가될 때까지, 물질의 구조물 내에서 향미 조성물을 보유한다. 그러한 향미 조성물의 보유를 달성하기 위해서, 향미 전달 물질은, 폐쇄된 구조물 내에서 향미 조성물을 포획하는 폐쇄된 매트릭스 또는 네트워크 구조물을 포함하고 있다. 즉, 향미 조성물이 매트릭스 구조물 내의 도메인들 내에 포획된다. 물질의 압축 시에, 향미 조성물은, 예를 들어, 주위 구조물의 파괴를 통해서 매트릭스 구조물로부터 강제로 나오게 된다.
향미 전달 물질의 밀폐형 매트릭스 구조물이, 복수의 도메인을 정의하는 네트워크를 형성하는 3-차원적인 구조물 중합체 매트릭스를 포함하고 있다. 용어 "도메인"은, 본 명세서 전반을 통해서, 향미 조성물을 함유하는 폐쇄된 기공 또는 포켓 또는 별개의 영역들 또는, 매트릭스 물질을 위한 특정 제조 프로세스의 경우에, 이하에서 더 설명되는 바와 같은, 중합체 매트릭스의 전구체 물질 내에 분산된 향미 조성물의 액적(droplet)을 지칭하기 위해서 사용된다. 향미 조성물이, 중합체 매트릭스에 의해서 둘러싸이고 에워싸이는 복수의 구분된 도메인 내의 중합체 매트릭스를 통해서 분산된다.
향미 전달 물질의 중합체 매트릭스는, 향미 전달 물질이 압축될 때까지 향미가 중합체 매트릭스의 구조물 내에서 실질적으로 유지되도록, 향미 조성물을 격리시킨다. 향미 전달 물질의 압축이 중합체 매트릭스의 변형을 초래한다. 인가된 힘, 변형, 또는 힘 및 변형 양자 모두의 수준이 증가함에 따라, 매트릭스가 점진적으로 파괴되고 도메인이 파단되기 시작하며, 그에 따라 도메인 내에서 유지되는 향미 조성물이 방출된다.
본 발명의 향미 방출 성분에서, 향미 전달 물질의 중합체 매트릭스가 다가 양이온에 의해서 가교-결합된 하나 이상의 음이온성 다당류로 형성된다. 중합체 매트릭스의 가교-결합은, 다당류를 가교-결합시키기 위한 염 다리(salt bridge)를 형성하는 다가 양이온과의 음이온성 다당류의 반응을 통해서 달성된다.
용어 "음이온성 다당류"는 본 명세서의 전반을 통해서 순 음전하(net negative charge)를 가지는 다당류를 지칭하기 위해서 사용된다.
본 발명과 관련하여, 용어 "다가 양이온"은 1 보다 큰 원자가를 가지는 양으로 대전된 이온, 예를 들어, 2가 또는 3가 양이온을 설명하기 위해서 사용된다. 다가 양이온은 바람직하게, 염화 금속의 용액과 같은, 다가 금속 염의 용액의 형태로 제공된다. 바람직한 다가 양이온에는 칼슘, 철, 알루미늄, 망간, 구리, 아연 또는 란탄이 포함된다. 특히 바람직한 양이온은 2가 칼슘(Ca2+)이다.
다당류가 본 발명에서 이용하는데 있어서 특히 적합한데, 이는 그러한 다당류가 가교-결합을 통해서 불수용성으로 그리고 열적으로 안정적으로 제조되며, 그리고 아무런 맛을 가지지 않기 때문이다. 매트릭스를 형성하는 하나 이상의 음이온성 다당류의 가교-결합은, 물질을 포함하는 흡연 물품의 제조 또는 프로세싱 중에 물질로 가해질 수 있는 열 및 전단력에 대한 중합체 매트릭스의 내성을 개선하는 구조적 강도 및 안정성을 제공한다. 밀폐형 매트릭스 구조물이 또한 향미 전달 물질을 가지는 향미 조성물의 효과적인 포획을 제공한다. 바람직하게, 중합체 매트릭스가 물 또는 수분 내성적(resistant)이다.
본 발명의 향미 전달 물질의 밀폐형 매트릭스 구조물이 중합체 매트릭스 내의 충진재를 더 포함하고, 그러한 충진재는 하나 이상의 양친매성 다당류를 포함하고 있다. 용어 "양친매성 다당류"는 본 명세서 전반을 통해서 친수성 부분 및 소수성 부분을 가지는 다당류를 지칭하기 위해서 사용된다. 본 발명의 향미 전달 물질에서, 하나 이상의 양친매성 다당류가 중합체 매트릭스 내에 포함되나, 그들 스스로 또는 중합체 매트릭스를 형성하는 하나 이상의 음이온성 다당류와 가교-결합될 수 있는 능력을 최소로 가지거나 가지지 않는다.
하나 이상의 양친매성 다당류를 포함하는 충진재의 이용은 수많은 유리한 성질을 가지는 본 발명의 향미 전달 물질을 제공한다. 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 양친매성 다당류는 충진재 및 유화제(emulsification agent) 모두로서 유리하게 기능할 수 있다. 이는, 분리된 유화제가 필요하지 않다는 것 그리고 보다 큰 비율의 다른 기능적 성분이 매트릭스 구조물 내에 포함될 수 있다는 것을 의미한다.
충진재로서의 그 기능에서, 양친매성 다당류는 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 건물(dry matter) 함량을 증가시킨다. 이론에 구속되지 않고, 전분과 같은 충진재의 도입은 건조 지연제로서 작용하고, 여기에서 그러한 충진재가 물을 흡수하고 증발을 어렵게 한다. 그에 따라, 이는 건조 단계 중의 형상의 구형도(sphericity)의 보다 양호한 제어를 가능하게 한다. 신속 건조는 증발을 증가시키고 매트릭스의 붕괴를 유도할 수 있다. 양친매성 다당류는 또한 가교-결합의 프로세스를 감속시킬 수 있고, 이는, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 구형도를 개선할 수 있고 비교적 더 연질인 내부 부분을 가지는 보다 강한 외부 쉘을 또한 제공할 수 있다.
양친매성 다당류는, 유액(emulsion)의 친수성 상과 상호 작용할 수 있는 친수성 부분 및 유액의 소수성 또는 친유성(lipophilic) 상과 상호 작용할 수 있는 소수성 부분을 포함하는, 그 양친매성 구조로 인해서 효과적인 유화제로서 작용할 수 있다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 본 발명의 향미 전달 물질의 생산 중에, 음이온성 다당류의 용액을 포함하는 친수성 상 및 향미 화합물의 오일-계 용액을 포함하는 친유성 상을 가지는 유액이 전형적으로 형성된다. 생산 중의 양친매성 다당류를 포함시키는 것은, 보다 균질한 조성물을 가지는, 보다 안정적인 유액을 형성하는데 도움이 된다. 결과적으로, 향미 조성물이 중합체 매트릭스 구조물 내에 보다 효과적으로 포획되고, 그에 따라 결과적인 향미 전달 물질이 또한 보다 안정적이 된다. 향미 전달 물질의 개선된 안정성은, 향미제가 물질의 저장 중에 구조물 내에서 효과적으로 보유되도록 보장한다.
중합체 매트릭스 내에 충진재를 포함시키는 것이 향미 전달 물질의 구조물에 영향을 미친다는 것이 추가적으로 발견되었다. 본 발명의 향미 전달 물질에서, 중합체 매트릭스의 구조가 물질의 외측으로부터 중심을 향해서 변화된다. 특히, 향미 전달 물질이, 비교적 높은 비율의 가교-결합된 중합체 매트릭스를 가지는 중합체 부화(rich) 외부 영역, 및 비교적 높은 비율의 향미제를 가지는 향미제 부화 코어 영역을 포함하고 있다. 이러한 구조물은 음이온성 다당류의 친수성 용액의 소수성 향미 조성물과의 상호 작용으로 인해서 발생되고, 이는, 2개의 성분의 유액의 드롭(drop)의 형성 시에, 소수성 향미 조성물이 코어 영역 내에서 응집하게 하는 경향을 가질 것이다.
이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 음이온성 다당류의 용액 내의 향미 조성물의 유액이 다가 양이온 가교-결합 용액 내로 드롭될 때, 음이온성 다당류의 가교-결합이 발생된다. 전술한 바와 같이, 향미제 부화 코어 영역 내에서 보다 큰 정도의 중합체 부화 외부 영역 내의 가교-결합이 바람직하게 존재한다. 이는 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 다가 양이온의 농도 구배에 의해서 반영되고, 다가 양이온의 농도는, 가교-결합의 정도가 가장 높은 향미 방출 성분의 외부 영역 내에서 가장 높고 중합체 매트릭스의 비율이 감소됨에 따라 향미 방출 성분의 내부의 코어 영역을 향해서 감소된다.
향미 전달 물질의 중합체 부화 외부 영역 내의 보다 큰 가교-결합의 정도가 중합체 매트릭스의 경도를 증가시킨다. 그에 따라, 향미 방출 성분의 외부 영역이 보다 더 경질이고 코어 영역 보다 낮은 향미 조성물의 농도를 갖는다.
중합체 매트릭스 내의 충진재의 포함이 향미 방출 성분의 외부 영역과 코어 영역 사이의 다가 양이온의 향상된 농도 구배를 초래한다는 것이 발견되었다. 이하에서 설명된 바와 같이, 코어 영역에 비해서 외부 영역 내에서 보다 큰 정도의 가교-결합이 발생되도록, 충진재의 양친매성 다당류가 유액을 통해서 외부 표면으로부터의 다가 양이온 농도의 완전한 균등화(equalisation)를 방지하는 것으로 생각된다. 이는 외부 영역의 경도를 증가시키는 반면, 코어 영역의 경도를 감소시키고, 이는 결국 코어 영역 내의 향미 조성물의 보유에서의 추가적인 개선을 제공한다.
또한, 향미 방출 성분의 외부 영역 내의 중합체 매트릭스 내의 증가된 가교-결합의 수준이, 비교적 취성인(brittle) 물질의 외측부 주위의 보다 경질인 '층'을 제공하고, 물질의 초기 압축 시에, 향미 조성물의 방출 전에, 잔금이 생기거나 으스러지는 소리를 낼 수 있다. 이는, 소비자에 의해서 물질로 압축력이 적용될 때, 힘이, 향미 조성물을 방출할 수 있는 충분한 정도까지 물질이 압축되기 전에, 보다 취성인 외부 영역 내에서 중합체 매트릭스의 파괴를 초기에 유도할 것임을 의미한다. 중합체 부화 외부 영역이 파괴될 때 그 외부 영역의 잔금 발생을 소비자가 느낄 수 있을 것이고 또한 가청적인 소리를 생성할 수 있을 것이다. 그에 따라, 향미를 흡연 물품 내로 방출하기 위한 향미 전달 물질의 활성화의 감각적 표시가 소비자에게 유리하게 제공된다.
향미 방출 성분의 외부 표면으로부터 멀리 중앙을 향해서 이동할 때의 중합체 매트릭스 내의 가교-결합 정도의 감소는 보다 경질인 외부 영역 아래에 보다 연질인 내부 영역을 제공한다. 이는 외부 영역 아래에서 적은 지지가 존재한다는 것을 의미하고, 이는, 유리하게, 향미 방출 요소의 압축 시에 외부 영역 내의 중합체 매트릭스가 보다 용이하게 파괴되게 할 수 있고 그리고 압축 시에 제공되는 임의의 잔금 발생 효과를 부가적으로 향상시킬 수 있을 것이다. 또한, 내부 영역 내의 향미 전달 물질의 연성을 증가시키는 것에 의해서, 보다 경질인 외부 영역이 일단 파괴되면, 향미 전달 물질이 보다 용이하게 압축되기 시작하고, 그에 의해서 향미 방출 성분의 지속적인 압축 시에 향미 조성물의 방출을 돕는다.
향미 방출 성분의 외부 영역의 증가된 경도는 원치 않는 변형에 대한 향미 방출 성분의 내성 을 부가적으로 개선하고, 이는 성분의 프로세싱을 돕는다. 향미 전달 물질이 이하에서 설명되는 바와 같은 유액의 액적으로부터 형성된 비드의 형태인 경우에, 액적을 통한 다가 양이온의 확산을 감속시키는 것이 또한 결과적인 비드의 둥글기를 개선한다는 것이 발견되었다. 이는, 향미 전달 물질의 프로세싱을, 특히, 물질의 비드를 흡연 물품 내로 삽입하는데 있어서 가능한 정밀도 수준의 개선 을 돕는다.
바람직하게, 향미 방출 성분의 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 다가 양이온의 농도 구배는 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 액체 방출 성분의 질량 중심까지 액체 방출 성분을 통해서 연장하는 선을 따라서, 폐쇄된 매트릭스의 외부 표면으로부터 250 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도가 질량 중심으로부터 500 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도의 적어도 약 1.5배이다.
바람직하게, 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 액체 방출 성분의 질량 중심까지 액체 방출 성분을 통해서 연장하는 선을 따라서, 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 250 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도가 질량 중심으로부터 500 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도의 적어도 약 1.75배 그리고 보다 바람직하게 약 2배 이상이다.
또한, 향미 방출 성분이 바람직하게, 적어도 1.5 mm, 보다 바람직하게 적어도 2.0 mm인, 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면과 액체 방출 성분의 질량 중심 사이의 최소 치수를 갖는다.
바람직하게, 향미 방출 성분의 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 다가 양이온의 농도 구배는 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 액체 방출 성분의 질량 중심까지 액체 방출 성분을 통해서 연장하는 선을 따라서, 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 250 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도가 질량 중심으로부터 250 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도의 적어도 약 1.5배이다.
바람직하게, 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 액체 방출 성분의 질량 중심까지 액체 방출 성분을 통해서 연장하는 선을 따라서, 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 250 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도가 질량 중심으로부터 250 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도의 적어도 약 1.75배 그리고 보다 바람직하게 약 2배 이상이다.
또한, 향미 방출 성분이 바람직하게, 적어도 1.5 mm, 보다 바람직하게 적어도 2.0 mm인, 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면과 액체 방출 성분의 질량 중심 사이의 최소 치수를 갖는다.
본 발명의 목적을 위해서, 향미 방출 성분을 형성하는 향미 전달 물질 내의 다가 양이온의 농도 구배는 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 향미 방출 성분의 질량 중심까지 향미 방출 성분을 통해서 연장하는 선을 따른 농도를 측정하는 것에 의해서 정량화된다. 그러한 측정은, 질량 중심을 통해서 외부 표면으로부터 연장하는 과립(granule)으로부터 샘플 또는 코어를 추출하는 것 그리고 샘플 또는 코어를 따른 수많은 위치에서 횡방향 절단을 함으로써 복수의 단면을 형성하는 것에 의해서 취해질 수 있을 것이다. 여기에서, 용어 "횡방향 절단"은, 샘플 또는 코어의 길이방향 축에 대해서 횡방향으로 즉, 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 향미 방출 성분의 질량 중심까지 향미 방출 성분을 통해서 연장하는 선에 대해서 횡방향으로 샘플 또는 코어 내로 절단하는 것에 의해서 단면이 형성된다는 것을 의미하기 위해서 사용된다. 각각의 단면에 대해서, 다가 이온의 농도가 질량 분석(mass spectrometry) 기술을 이용하여 측정될 수 있을 것이다. 칼슘 구배의 측정이 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면에서 시작하도록, 향미 전달 물질 주위로 제공된 임의 코팅 층이 무시되어야 한다.
코어를 따른 복수의 단면 내의 칼슘 농도를 측정하는 것에 의해서, 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 250 ㎛ 이내의 가장 높은 농도 및 향미 전달 물질의 질량 중심으로부터 500 ㎛ 이내의 가장 높은 농도가 식별될 수 있을 것이다. 다가 양이온의 농도 구배를 측정하기 위한 다른 적합한 기술이 당업자에게 또한 알려져 있을 것이다. 특정 경우에, 액체 전달 성분으로부터의 샘플의 제거가 성분을 동결시키는 것에 의해서 도움을 받을 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 충진재의 하나 이상의 양친매성 중합체가 개질된 전분 또는 전분 유도체를 포함하고 있다. 본 발명에서 이용하기 위한 개질된 전분의 특히 바람직한 형태가 옥테닐 숙신산 무수물(OSA) 전분이다. 적합한 전분 유도체는 말토덱스트린, 고아밀라제(high amylase) 식품 전분 및 그 조합을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
밀폐형 매트릭스 구조물이, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량을 기초로, 적어도 약 10중량%, 보다 바람직하게 적어도 약 15중량%의 양친매성 다당류를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 밀폐형 매트릭스 구조물이, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량을 기초로, 약 30중량% 미만, 보다 바람직하게 약 25중량% 미만의 양친매성 다당류를 포함할 수 있다. 바람직하게, 밀폐형 매트릭스 구조물이, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량을 기초로, 약 10중량% 내지 약 30중량%, 보다 바람직하게 약 15중량% 내지 약25중량%의 양친매성 다당류를 포함한다. 본 명세서에서, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량에 대한 임의의 언급은 밀폐형 매트릭스 구조물의 도메인 내에 함유된 액체 조성물의 중량을 배제한다.
바람직하게, 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 음이온성 다당류의 양이 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 양친매성 다당류의 양 보다 많다. 예를 들어, 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 음이온성 다당류의 양이 바람직하게 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 양친매성 다당류의 양 보다 적어도 약 2배 그리고 보다 바람직하게 적어도 약 3배 더 많다.
중합체 매트릭스가 단일 가교-결합 음이온성 다당류로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 바람직한 구현예에서, 중합체 매트릭스가 가교-결합된 알긴산염으로 형성된다. 대안적으로, 중합체 매트릭스가 둘 이상의 가교-결합된 음이온성 다당류의 조합으로 형성될 수 있을 것이고, 둘 이상의 음이온성 다당류가 서로 가교-결합될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 중합체 매트릭스가 알긴산염 및 펙틴을 포함하고, 알긴산염 및 펙틴이 서로 가교-결합된다. 일부 구현예에서, 중합체 매트릭스가 적어도 약 20중량% 펙틴을 포함하고 있다. 또한, 중합체 매트릭스가 적어도 약 50중량%의 알지테이트를 가질 수 있다. 펙틴의 바람직한 형태가 저메톡시 펙틴(low methoxy pectin)이다.
바람직하게, 중합체 매트릭스가 알긴산염을 포함하고, 알긴산염이 단독으로 또는 하나 이상의 다른 다당류와 조합되어 사용될 수 있다. 알긴산염이 중합체 매트릭스에서 사용하는데 있어서 특히 효과적인데, 이는 알긴산염이 빠른 속도(rate)로 가교-결합하고, 알긴산염을 가교-결합시키기 위한 염 다리를 형성하는 다가 양이온과 양호하게 상호 작용하는 구조를 갖기 때문이다. 특히, 알긴산염 구조는, 다가 양이온과 강하게 상호 작용하는 글루론산(G) 잔류물의 블록을 포함하고 있다.
중합체 매트릭스가 알긴산염을 포함하는 경우에, 알긴산염 구조 내의 글루론산(G) 잔류물의 비율이 바람직하게 적어도 약 25%, 보다 바람직하게 적어도 약 30% 그리고 가장 바람직하게 약 35%이다. 일부 구현예에서, 구조의 나머지가 본질적으로 마누로산(M) 잔류물로 구성된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 알긴산염 구조 내의 글루론산(G) 잔류물의 비율이 바람직하게 약 70% 미만, 보다 바람직하게 약 65% 미만이다. 일부 구현예에서, 구조의 나머지가 본질적으로 마누로산(M) 잔류물로 구성된다. 알긴산염 구조 내의 G:M 잔류물들의 비율이 알긴산염의 가교-결합 성질에 영향을 미친다는 것이 발견되었고 가교-결합 프로세스를 제어하기 위해서 조정될 수 있다는 것이 발견되었다. 특히, 증가된 G:M 비율이, 다가 양이온에 의한 알긴산염의 가교-결합을 돕는 입체 화학(stereochemistry)을 제공하는 것으로 보인다.
밀폐형 매트릭스 구조물이, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량을 기초로, 적어도 약 50중량%, 보다 바람직하게 적어도 약 60중량%의 하나 이상의 다당류를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 밀폐형 매트릭스 구조물이, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량을 기초로, 약 90중량% 미만, 보다 바람직하게 약 80중량% 미만의 하나 이상의 다당류를 포함할 수 있을 것이다. 바람직하게, 밀폐형 매트릭스 구조물이, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량을 기초로, 약 50중량% 내지 약 90중량%, 보다 바람직하게 약 60중량% 내지 약 80중량%의 하나 이상의 다당류를 포함할 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 향미 전달 물질의 밀폐형 매트릭스 구조물이 가소제를 더 포함하고 있다.
용어 "가소제"는 가요성 또는 작업성을 증가시키기 위해서 매트릭스 형성 물질 내에 포함되는 재료 또는 물질을 지칭한다. 많은 가소제가 중합체 사슬들 사이의 분자간 힘을 감소시키는 경향이 있고, 증가된 가요성 및 압축성을 초래하거나, 그러한 많은 가소제가 가소화 효과를 가할 수 있을 것인데, 이는 많은 가소제가 중합체 매트릭스 내에서 불연속부를 유도하기 때문이다. 가소제의 분류의 예를 들면, 당류(모노-, 디- 및 올리고-당류), 알콜, 폴리올, 산성 염, 지질 및 유도체(예를 들어, 지방산, 모노글리세라이드, 에스테르, 인지질) 및 계면 활성제가 있다. 적합한 가소제의 구체적인 예는: 글루코오스, 프룩토오스, 꿀, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 락티톨, 젖산 나트륨, 수산화 가수분해 전분, 트레할로스, 또는 그 조합을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 본 발명에서 이용하기 위한 다른 적합한 가소제가 제공된 예를 기초로 당업자에 의해서 식별될 수 있다.
본 발명의 향미 전달 물질의 밀폐형 매트릭스 구조물이 단일 가소제, 또는 둘 이상의 가소제의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 흡연 물품의 향미 전달 물질에서, 물질이 보다 압축될 수 있도록 중합체 매트릭스를 연성화하기 위해서 가소제가 밀폐형 매트릭스 구조물 내로 통합될 수 있을 것이다. 이는, 향미 전달 물질이 서방형 향미 전달 프로파일을 보다 효과적으로 제공할 수 있게 한다. 특히, 가소제가 제공될 수 있는 향미 조성물의 지속적인 전달에 걸친 힘의 범위를 증가시킬 수 있거나, 향미 조성물의 방출 시작에 필요한 힘의 양을 감소시킬 수 있다.
밀폐형 매트릭스 구조물이, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량을 기초로, 적어도 약 5중량%, 보다 바람직하게 적어도 10중량%의 가소제를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 밀폐형 매트릭스 구조물이, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량을 기초로, 약 30중량% 미만, 바람직하게 약 25중량% 미만을 포함할 수 있다. 바람직하게, 중합체 매트릭스가, 밀폐형 매트릭스 구조물의 총 건조 중량을 기초로, 약 10중량%내지 약 30중량%, 보다 바람직하게 약 15중량% 내지 약 25중량%의 가소제를 포함하고 있다.
향미 전달 물질이 바람직하게, 향미 전달 물질의 건조 중량을 기초로, 적어도 약 4중량%, 그리고 바람직하게 적어도 약 6중량%의 전술한 밀폐형 매트릭스 구조물 물질을 포함하고 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 향미 전달 물질이, 바람직하게 약 15중량% 미만, 그리고 보다 바람직하게 약 10중량% 미만의 전술한 밀폐형 매트릭스 구조물 물질을 포함하고 있다. 바람직하게, 향미 전달 물질이, 약 4중량% 내지 약 15중량%, 보다 바람직하게 약 4중량% 내지 약 10중량% 그리고 가장 바람직하게 약 6중량% 내지 약 10중량% 의 본원에서 설명된 밀폐형 매트릭스 구조물 물질을 포함하고 있다.
본 명세서에서, 향미 전달 물질의 총 건조 중량에 대한 임의의 언급은, 향미 전달 물질을 22℃, 60% 상대 습도 조건에서 1주일간 컨디셔닝된 후의, 향미 조성물의 중량과 밀폐형 매트릭스 구조물의 중량의 합계를 지칭한다.
향미 전달 물질은, 향미 전달 물질의 건조 중량을 기초로, 바람직하게 적어도 약 60중량%, 그리고 바람직하게 적어도 약 75중량%의 향미 조성물을 포함하고 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 향미 전달 물질은 바람직하게, 약 95중량% 미만, 보다 바람직하게 약 90중량% 미만의 향미 조성물을 포함하고 있다. 바람직하게, 향미 전달 물질은, 약 60중량% 내지 약 95중량%, 보다 바람직하게 약 75중량% 내지 약 90중량%의 향미 조성물을 포함하고 있다.
본 발명의 흡연 물품 내에 포함된 향미 전달 물질의 향미 조성물이 바람직하게 하나 이상의 지방과 혼합된 향미제를 포함하고 있다. 하나 이상의 지방이 실온(22℃)에서 액체인 것 또는 22℃ 미만의 융점을 갖는 것이 특히 바람직하다. 본 발명의 목적을 위해서, 지방의 "융점"이 시차 주사 열량 측정법(differential scanning calorimetry)(DSC)을 이용하여 측정된다.
하나 이상의 액체 지방이 향미제를 위한 운반체로서 작용하고 "부형제(excipient)"로서 지칭될 수 있다. 향미제가 부형제와 혼합되어 향미 조성물을 형성한다. 특정 구현예에서, 향미제가 부형제 내에서 분산되거나 용해된다.
실온에서 액체인 향미제를 위해서 부형제를 이용하는 것이 특히 유리한데, 이는 향미 조성물이 압축 시에 향미 전달 물질로부터 보다 용이하게 방출될 수 있기 때문이다. 또한, 액체 부형제를 이용할 때, 물질로부터의 향미 조성물의 방출 이후에, 향미제가 전형적으로 주위 분위기로 보다 이용될 수 있을 것이다. 이는, 휘발성 향미 화합물이 고체 운반체 보다 액체 운반체로부터 보다 용이하게 방출될 수 있기 때문이다.
또한, 액체 부형제의 이용은, 향미 조성물이 향미 전달 물질로부터 방출된 후에, 필터 물질 내의 향미 조성물의 분산을 유리하게 개선한다. 예를 들어, 필터가 섬유질 여과 물질로 형성되는 경우에, 향미 조성물이 섬유를 통해서 보다 용이하게 확산할 것이고, 그에 따라 여과 물질의 보다 큰 표면적이 향미 조성물에 의해서 커버된다. 이는 결국, 향미제의 연기 내로의 전달이 향상되도록, 연기가 필터를 통해서 끌어 당겨질 때 연기와 향미 조성물 사이의 접촉 수준을 개선한다. 바람직하게, 향미 조성물의 하나 이상의 액체 지방이 향 및 맛을 가지지 않는다. 그에 따라, 지방은 그러한 지방과 혼합된 향미제에 의해서 제공된 향미에 최소의 영향을 미친다.
바람직하게, 향미 조성물 내의 액체 지방이, 적어도 약 30중량%, 바람직하게 적어도 약 50중량%, 보다 바람직하게 적어도 약 75중량%, 그리고 가장 바람직하게 약 100중량%의, 사슬 길이가 6 내지 12인 하나 이상의 카르복실산을 가지는 트리글리세리드를 포함하고 있다. 대안적으로, 액체 지방이, 적어도 약 30중량%, 바람직하게 적어도 약 50중량%, 보다 바람직하게 적어도 약 75중량%, 그리고 가장 바람직하게 약 100중량%의, 6 내지 12의 모두 3개의 카르복실산 사슬 길이를 가지는 트리글리세리드를 포함하고 있다.
특히 바람직하게, 향미 조성물 내의 액체 지방이, 적어도 약 30중량%, 바람직하게 적어도 약 50중량%, 보다 바람직하게 적어도 약 75중량%, 그리고 가장 바람직하게 약 100중량%의, 사슬 길이가 8 내지 10인 하나 이상의 카르복실산을 가지는 트리글리세리드를 포함하고 있다. 대안적으로, 액체 지방이, 적어도 약 30중량%, 바람직하게 적어도 약 50중량%, 보다 바람직하게 적어도 약 75중량%, 그리고 가장 바람직하게 약 100중량%의, 8 내지 10의 모두 3개의 카르복실산 사슬 길이를 가지는 트리글리세리드를 포함하고 있다.
트리글리세리드가 글리세롤 및 3개의 지방산, 또는 카르복실산으로부터 유도된 에스테르이다. 트리글리세리드 내의 카르복실산 사슬의 "사슬 길이"는 카르복실산 내의 백본(backbone) 내의 탄소 원자의 수를 지칭한다. 예를 들어, 12의 카르복실산 사슬 길이는 지방산의 지방성 테일(aliphatic tail)의 백본 내에 12개의 탄소 원자를 가지는 지방산 및 글리세롤로부터 형성된다. 6 내지 12의 하나 이상의 카르복실산 체인 길이를 가지는 트리글리세리드가 중간 사슬 트리글리세리드(MCT)로서 전형적으로 지칭된다.
중간 사슬 트리글리세리드는 본 발명의 흡연 물품의 향미 전달 물질에서 이용하기에 특히 적합한데, 이는 그들이 실온(22℃)에서 안정적인 액체 형태이기 때문이다. 또한, MCT가 향 및 맛을 제공하지 않으며, 이는 흡연 중에 향미 조성물에 의해서 제공되는 향미에 대해서 무시할 수 있는 영향을 미칠 것이다. 또한, 6 내지 12의 사슬 길이에서, 지방 성분의 연기로의 최소로 전달이 이루어진다는 것이 유리하게 발견되었다.
본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 향미 조성물이 MCT 오일, 예를 들어 분별화된(fractionated) 코코넛 오일로부터의 카프릴릭/카프릭 트리글리세리드와 혼합된 향미제를 포함하고 있다. 적절한 MCT 오일의 예로서, 상업적으로 입수 가능한 MIGLYOL® 810이 있다.
하나 이상의 트리글리세리드가 개별적인 성분으로서 제공될 수 있거나, 다른 성분과 결합된 하나 이상의 중간 사슬 트리글리세리드를 포함하는 물질로 제공될 수 있다.
향미 조성물의 중간 사슬 트리글리세리드의 카르복실산 사슬이, 사슬 내의 탄소 원자들 사이의 모든 결합이 단일 결합이 되도록 포화될 수 있거나, 사슬이 사슬 내의 2개의 탄소 원자들 사이에서 적어도 하나의 이중 또는 삼중 결합을 포함하도록 적어도 부분적으로 불포화될 수 있다. 바람직하게, 트리글리세리드 화합물 내에서 불포화 사슬 보다 더 많은 포화 사슬이 존재한다. 일부 경우에, 포화 사슬 대 불포화 사슬의 비율이 적어도 약 1.6, 보다 바람직하게 적어도 약 1.8 및 가장 바람직하게 적어도 2.0이다. 포화 사슬의 보다 큰 상대적인 양은 제품이 시간에 걸쳐 보다 안정적이 되게 할 수 있고, 일부 경우에 제품의 잠재적인 보관 수명을 증가시킨다.
향미 조성물이 서로 상이한 사슬 길이를 가지는 둘 이상의 트리글리세리드의 결합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 향미 조성물이, 선택적으로 다른 짧은 사슬 트리글리세리드(예를 들어, 모든 사슬 길이가 6 미만인 트리글리세리드)또는 긴 사슬 트리글리세리드(예를 들어, 모든 사슬 길이가 12 보다 긴 트리글리세리드)와 결합된, 중간 사슬 트리글리세리드의 혼합물을 포함하는 오일 또는 지방을 포함한다. 트리글리세리드를 포함하는 오일 또는 지방이 식물성(vegetable origin), 동물성, 또는 인공적으로 생산된 것일 수 있다.
향미 조성물의 향미제가, 향미 전달 물질의 가열 시에 원하는 향미를 제공하기 위한 하나 이상의 향미 화합물을 포함하고 있다. 본 발명의 향미 전달 물질에서 이용하기에 적합한 향미제가 당업자에게 잘 알려져 있을 것이다. 바람직하게, 향미 조성물이 액체이도록, 향미제가 실온에서 부형제 내에서 가용성이다. 향미제가 하나 이상의 천연 향미제, 하나 이상의 합성 향미제, 또는 천연 및 합성 향미제들의 조합을 포함할 수 있다.
다양한 향미가 본 발명의 흡연 물품의 향미 전달 물질에서 이용될 수 있다. 적합한 향미제에는 천연 또는 합성 멘톨, 페퍼민트, 스피어민트, 커피, 홍차, 향료 (계피, 정향, 생강 등), 코코아, 바닐라, 과일 향미, 초콜릿, 유칼립투스, 제라늄, 유제놀, 용설란, 주니퍼, 아네톨 및 리날로올이 포함되지만 이에 한정되지는 않는다.
바람직하게, 향미제가 정유(essential oil), 또는 하나 이상의 정유의 혼합물을 포함하고 있다. "정유"는 획득원이 되는 식물의 특징적인 향 및 향미를 가지는 오일이다. 본 발명의 향미 과립에 포함하기 위한 적합한 정유에는, 페퍼민트 오일 및 스피어민트 오일이 포함되지만 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 향미제가 멘톨, 유제놀, 또는 맨톨과 유제놀의 조합을 포함하고 있다. 이러한 향미 유형들은 흡연 물품의 연기로 리프레싱 향미를 제공하기 위해서 일반적으로 이용된다. 본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 향미 조성물이 MCT 오일 내에 분산된 멘톨을 포함하고 있다.
향미 조성물이 적어도 약 15중량%, 바람직하게 적어도 약 20중량% 및 가장 바람직하게 적어도 약 25중량%의 향미제를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 향미 조성물이 약 50중량% 미만, 보다 바람직하게 약 40중량% 미만 그리고 가장 바람직하게 약 35중량% 미만의 향미제를 포함할 수 있을 것이다. 바람직하게, 향미 조성물이 약 15중량% 내지 약 50중량%, 보다 바람직하게 약 20중량% 내지 약 40중량% 및 가장 바람직하게 약 25중량% 내지 약 35중량%의 향미제를 포함하고 있다.
향미 조성물이 적어도 약 50중량%, 보다 바람직하게 적어도 약 60중량% 및 가장 바람직하게 적어도 약 65중량%의, 하나 이상의 지방을 포함하는 부형제를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 향미 조성물이 약 85중량% 미만, 보다 바람직하게 약 80중량% 미만 그리고 가장 바람직하게 약 75중량% 미만의 부형제를 포함할 수 있다. 바람직하게, 향미 조성물이 약 50중량% 내지 약 85중량%, 보다 바람직하게 약 60중량% 내지 약 80중량% 및 가장 바람직하게 약 65중량% 내지 약 75중량%를 포함하고 있다.
전체적으로, 향미 전달 물질이 적어도 약 12중량%, 바람직하게 적어도 약 15중량% 및 보다 바람직하게 적어도 약 20중량%의 향미제를 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로 또는 부가적으로, 향미 전달 물질이 약 40중량% 미만, 바람직하게 약 35중량% 미만 그리고 보다 바람직하게 약 30중량% 미만의 향미제를 포함할 수 있다. 바람직하게, 향미 전달 물질이 약 12중량% 내지 약 40중량%의 향미제, 보다 바람직하게 약 15중량% 내지 약 35중량%의 향미제, 또는 가장 바람직하게 약 20중량% 내지 약 30중량%의 향미제를 포함하고 있다. 특히 바람직한 구현예에서, 향미제가 멘톨을 포함하고 있다.
전체적으로, 바람직하게, 향미 전달 물질이 적어도 약 40중량%, 그리고 바람직하게 적어도 약 50중량%의, 본원에서 설명된 임의의 하나 이상의 액체 지방을 포함하고 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 향미 전달 물질이 약 70중량% 미만, 바람직하게 약 65중량% 미만 그리고 보다 바람직하게 약 60중량% 미만의, 본원에서 설명된 임의의 하나 이상의 액체 지방을 포함하고 있다. 바람직하게, 향미 전달 물질이 약 40중량% 내지 약 70중량%, 보다 바람직하게 약 50중량% 내지 약 65중량% 및 가장 바람직하게 약 50중량% 내지 약 60중량%의, 본원에서 설명된 임의의 하나 이상의 액체 지방을 포함하고 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 향미 방출 성분의 향미 전달 물질이 서방형 전달 프로파일을 제공하고, 그에 따라 향미 방출 성분의 압축 시에 방출되는 향미 조성물의 양이, 예를 들어 적어도 5 뉴턴 범위에 걸친, 소비자에 의해서 적용되는 압축력의 조정을 통해서 제어될 수 있다. 이는, 방출될 수 있는 향미 조성물의 양에 있어서 보다 큰 가요성을 제공하고, 그에 따라 흡연 중에 제공되는 향미의 세기에 걸친 보다 큰 제어를 제공한다.
당업자는 용어 "서방출"이, 주어진 힘에서 방출되는 향미 조성물의 양이 적용된 힘의 지속 시간에 부가적으로 의존하는 구현예를 포함하고 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 2번의 주어진 힘의 짧은 적용이 하나의, 연장된 주어진 힘의 적용과 동일한 양의 향미 조성물을 방출할 수 있다. 이러한 구현예에서, 동일한 또는 유사한 힘을 향미 방출 성분으로 반복적으로 적용하는 것에 의해서, 향미 조성물의 복수의 "1회 분량(dose)"을 제공하기 위해서 물질의 서방출 성질을 이용할 수 있다. 또한, 점진적으로 더 큰 힘을 복수 적용하는 것이 또한 이용될 수 있을 것이고, 이는, 일부 경우에, 방출되는 복수의 "1회 분량"으로 향미의 양을 증가시킬 수 있다.
향미 방출 성분이 흡연 물품 내의 제 위치에 있을 때, 향미 방출 성분을 포함하는 흡연 물품의 부분으로 압축력을 적용하는 것을 통해서, 압축력이 향미 전달 물질 상으로 가해진다. 그러나, 본 설명에서 달리 설명하지 않는 한, 물질의 성질 및 매개변수가, 흡연 물품과 별개로, 물질 자체와 관련하여 규정된다. 예를 들어, 적용된 압축력 및 변형에 대한 언급은, 물질이 흡연 물품 외측에 있을 때의 물질의 직접적인 압축 또는 변형에 관한 것이다. 대부분의 경우에, 물질을 흡연 물품으로부터 절단하거나 달리 제거하는 것 그리고 직접적으로 물질을 테스트하는 것에 의해서, 물질이 테스트될 수 있다.
압축력 또는 변형의 범위 내에서, 물질로부터 방출되는 향미 조성물의 양이 적용된 압축력 또는 변형에 의존한다. 압축력 또는 변형과 방출되는 향미 조성물의 양 사이에는 실질적으로 연속적인 관계가 존재할 수 있다. 이러한 경우에, 적용되는 압축력 또는 물질의 변형이 증가됨에 따라, 방출되는 향미 조성물의 양이 실질적으로 연속적으로 증가될 것이다. 대안적으로, 예를 들어 후술되는 일부 매트릭스 물질에서, 향미 조성물이 규정된 범위의 압축력 또는 변형 내의 특정 힘에서 구분된 양으로 방출될 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 압축력 또는 변형이 증가됨에 따라, 방출되는 향미 조성물의 양이 단계적인 방식으로 증가될 것이다.
본 발명과 관련하여, 향미 조성물은, 그러한 향미 조성물이 향미 전달 물질 외측 분위기로 노출될 때, 향미 전달 물질 내로부터 "방출된" 것으로 간주된다. 향미 조성물이 향미 전달 물질로부터 주위 공간으로 또는 흡연 물품 내의 물질 내로 방출되는 경우에, 향미 조성물이 "방출된" 것으로 간주된다. 부가적으로, 향미 조성물이 향미 전달 물질 내에 여전히 있으나 주위 분위기 내로의 향미제의 휘발을 위한 하나 이상의 개방 통로가 제공되고 그에 따라 향미 조성물이 도메인 외부로 점진적으로 이동하는 경우에, 향미 조성물이 "방출된" 것으로 간주된다. 예를 들어, 스폰지와 같은 개방 셀 구조 내의 향미 조성물이 "방출된" 것으로 간주된다.
향미 전달 물질의 서방형 프로파일은, 향미 조성물이 물질로부터 한차례 초과로 방출될 수 있다는 것을 의미한다. 적어도 5 뉴턴 범위에 걸친 압축력의 적용이 물질로부터 이용 가능한 향미 조성물의 일부만을 방출할 수 있을 것이고, 그에 따라 향미 조성물의 나머지가 후속 방출을 위해서 물질 내에서 유지된다. 향미 전달 물질의 이러한 특징은 흡연 중에 향미의 전달 타이밍뿐만 아니라 향미의 세기에 대한 높은 수준의 제어를 소비자에게 제공한다. 소비자는 흡연 중에 단지 한차례, 예를 들어 최종 뻐끔거림 직전에, 향미 조성물을 방출하도록 선택할 수 있다. 대안적으로, 소비자는 흡연 중에 상이한 시간들에서 향미 조성물의 둘 초과의 파열(burst)을 방출하도록 선택할 수 있다.
향미 전달 물질의 서방형 향미 전달 프로파일이 증가되는 압축력으로 중합체 매트릭스를 점진적으로 파괴하는 것에 의해서 제공된다. 예를 들어, 적어도 5 뉴턴의 힘의 범위 내에서, 압축력이 증가됨에 따라, 향미 전달 물질 내의 도메인이 계속적으로 파단되고, 그에 따라 향미 조성물이 그 범위에 걸쳐서 방출된다. 적용된 힘의 특정 수준에서, 도메인의 대부분이 파단될 것이고, 압축력이 대략적으로 이러한 수준으로 증가하면 추가적인 향미 조성물의 방출을 더 이상 초래하지 않을 것이다.
전형적으로, 향미 방출 성분이 흡연 물품 내의 제 위치에 있을 때, 소비자에 의한 성분의 압축이 초기에만 도메인의 일부의 파단을 초래할 것이다. 그에 따라, 나머지 도메인은, 추가적인 압축력이 적용될 때까지, 향미 조성물이 내부에 포획된 상태로 폐쇄되어 유지된다. 그에 따라, 흡연 중에 향미의 복수의 방출을 위한 향미 전달 물질을 제공하도록, 도메인 구조물이 특히 양호하게 구성된다.
바람직하게, 향미 전달 물질은 적어도 약 5 뉴턴, 보다 바람직하게 적어도 약 8 뉴턴, 보다 바람직하게 적어도 약 10 뉴턴 그리고 가장 바람직하게 적어도 약 20 뉴턴의 힘의 범위에 걸친 물질의 압축 시에 향미 조성물의 서방출을 제공한다.
바람직하게, 향미 전달 물질은 약 10 뉴턴 내지 약 15 뉴턴의 힘의 범위에 걸친 물질의 압축 시에 향미 조성물의 서방출을 제공한다. 즉, 힘의 범위가 바람직하게 약 10 뉴턴으로부터 약 15 뉴턴까지 걸쳐진다.
특히 바람직하게, 향미 전달 물질이 힘의 보다 넓은 범위에 걸쳐, 예를 들어 약 5 뉴턴 내지 약 50 뉴턴의 범위에 걸쳐 향미 조성물의 서방출을 제공한다. 이는 또한 약 5 뉴턴으로부터 약 50 뉴턴까지 걸쳐지는 범위로서 설명될 수 있다. 보다 바람직하게, 향미 전달 물질이 약 5 뉴턴 내지 약 25 뉴턴, 가장 바람직하게 약 5 뉴턴 내지 약 20 뉴턴의 힘의 범위에 걸쳐 향미 조성물의 서방출을 제공한다.
바람직하게, 약 5 뉴턴의 힘으로 향미 방출 성분을 압축할 시에 방출되는 향미 조성물의 양이, 임의의 압축 전의 향미 전달 물질의 적어도 약 2중량% 그리고 바람직하게 적어도 약 4중량%에 상응한다. 바람직하게, 약 10 뉴턴(총 15 뉴턴까지)의 힘으로 향미 방출 성분을 추가적으로 압축할 시에 방출되는 향미 조성물의 부가적인 양이, 임의의 압축 전의 향미 전달 물질의 적어도 10중량%에 상응한다.
바람직하게, 약 10 뉴턴의 힘으로 향미 방출 성분을 압축할 시에 방출되는 향미 조성물의 양이, 임의의 압축 전의 향미 전달 물질의 적어도 약 15중량% 그리고 보다 바람직하게 적어도 약 20중량%에 상응한다. 바람직하게, 약 15 뉴턴(총 25 뉴턴까지)의 힘으로 향미 방출 성분을 추가적으로 압축할 시에 방출되는 향미 조성물의 부가적인 양이, 임의의 압축 전의 향미 전달 물질의 적어도 10중량%에 상응한다.
본 발명은 적어도 25% 변형의 변형 범위에 걸친 물질의 압축 시에 방출될 수 있는 향미 조성물을 포함하는 서방형 향미 전달 물질을 포함하는 흡연 물품을 추가적으로 제공한다. 즉, 변형의 범위가 적어도 25% 변형의 폭을 갖는다. 물질의 변형은 전형적으로 압축력의 증가와 함께 증가될 것이다. 물질의 퍼센트 변형은, 압축력이 적용되는 방향을 따른 압축력의 적용 시의 물질의 치수의 감소에 상응한다. 향미 전달 물질이 변형의 범위에 걸쳐 향미 조성물을 방출할 수 있고, 이는, 규정된 범위 내에서 변형이 증가됨에 따라, 방출되는 향미 조성물의 양이 점진적으로 증가될 것임을 의미한다.
힘의 범위에 걸친 향미 조성물의 서방출과 관련하여 전술한 바와 같이, 방출되는 향미 조성물의 양이, 규정된 범위에 걸친 물질의 증가되는 변형에 따라서 실질적으로 연속적으로 증가될 수 있다. 대안적으로, 방출되는 향미 조성물의 양이 규정된 변형의 범위에 걸쳐 단계적인 방식으로 증가될 수 있다.
본 발명의 흡연 물품의 향미 방출 성분이 특징적인 향미 방출 프로파일을 가질 것이다. 향미 방출 성분의 "향미 방출 프로파일"은, 향미 전달 물질로부터의 향미 조성물의 방출이 적용된 압축력, 또는 물질의 변형의 함수로서 변화되는 방식을 지칭한다.
방출 성분의 압축 또는 변형 시에 나타나는 중량 손실의 전부, 또는 전부가 아니라면 그 대부분이 향미 전달 물질로부터의 향미 조성물의 방출의 결과로서 초래되는 것으로 생각된다. 그에 따라, 그러한 물질로부터 방출된 향미 조성물의 양은, 압축 전과 후에 향미 전달 물질의 중량 차이를 측정하는 것 그리고 향미 전달 물질의 전체 중량의 백분율 감소를 계산하는 것에 의해서 결정될 수 있다. 앞서서 규정된 바와 같이, 중량 손실은 임의의 압축 전의 향미 전달 물질의 초기 중량을 참조하여 계산된다.
전술한 바와 같은 향미 방출 성분이 매우 다양한 상이한 유형의 흡연 물품 내로 유리하게 포함될 수 있다. 예를 들어, 향미 방출 성분이 담배 절단 충진재(cut filler)의 로드(rod) 또는 흡연 중에 연소되는 다른 흡연 가능한 물질을 가지는 필터 권련과 같은 연소 가능 흡연 물품 내로 포함될 수 있다.
대안적으로, 향미 방출 성분이, 연소되기 보다는 물질이 가열되어 에어로졸을 형성하는, 전술한 유형의 가열식 흡연 물품 내로 포함될 수 있다. 예를 들어, 향미 방출 성분이, 연소 가능한 열원 및 연소 가능한 열원 하류의 에어로졸-생성 기재를 포함하는, WO-A-2009/022232에 개시된 것과 같은, 연소 가능한 열원을 포함하는 가열식 흡연 물품 내로 포함될 수 있다. 향미 방출 성분이 또한 비-연소식 열원, 예를 들어 화학식 열원 또는 전기 저항 가열 요소와 같은 전기식 열원을 포함하는 가열식 흡연 물품 내로 포함될 수 있다.
대안적으로, 전술한 바와 같은 향미 방출 성분이, WO-A-2008/121610 및 WO-A-2010/107613에 설명된 바와 같은, 연소가 없이 그리고 일부 경우에 가열이 없이 담배 물질 또는 다른 니코틴원 으로부터 니코틴-함유 에어로졸이 형성되는 흡연 물품 내로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 흡연 물품의 임의의 하나 이상의 성분 내에서 향미 방출 성분을 포함할 수 있다. 압축력이 성분의 압축을 통해서 향미 전달 물질로 적용될 수 있도록, 향미 전달 물질을 포함하는 흡연 물품 성분 또는 성분의 일부가 변형 가능하여야 한다. 바람직하게, 향미 방출 성분이 흡연 물품의 필터 또는 마우스피스 내로 포함된다. 향미 조성물을 주위 필터로 방출하기 위해서 향미 전달 물질로 압축력을 인가하도록, 필터 또는 마우스피스가 압축될 수 있다. 흡연 물품의 흡연 중에, 향미 전달 물질로부터 방출된 향미 조성물의 일부로부터의 향미제가 필터를 통과하는 연기 내로 전달된다.
필터가, 향미 전달 물질을 포함하는 단일 세그먼트로 형성된, 단일 세그먼트 필터일 수 있다. 대안적으로, 필터가, 향미 방출 성분을 포함하는 적어도 하나의 필터 세그먼트 및 적어도 하나의 부가적인 필터 세그먼트를 포함하는 복수-성분 필터일 수 있다. 섬유질 필터 토우(tow), 공동 필터 세그먼트, 관형 필터 세그먼트 및 유동 제한부 세그먼트를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 다양한 적합한 필터 세그먼트가 당업자에게 잘 알려져 있을 것이다. 하나 이상의 필터 세그먼트가 부가적인 향미 물질, 흡착제 물질, 또는 향미 물질 및 흡착제 물질의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정의 바람직한 구현예에서, 향미 방출 성분이 초산 셀룰로오스 토우와 같은 섬유질 여과 물질의 세그먼트 내에 포함된다. 그러한 구현예에서, 바람직하게, 하나 이상의 향미 방출 성분이 필터 세그먼트의 생산 중에 섬유질 여과 물질을 통해서 분산되고, 그에 따라 조합된 필터에서, 향미 전달 물질이 세그먼트 내에 내장된다. 필터 및 필터 내의 향미 방출 성분의 압축 시에, 향미 조성물이 주위 섬유질 여과 물질 내로 방출된다. 유리하게, 향미 조성물이 하나 이상의 액체 지방과 같은 액체 부형제를 포함하는 경우에, 전술한 바와 같은, 향미 전달 물질로부터의 방출 시에, 향미 조성물이 섬유질 여과 물질 사이에서 용이하게 분산된다. 그에 의해서, 향미 조성물이 여과 물질의 섬유를 코팅하여, 향미제의 연기 내로의 전달을 최적화한다.
본 발명의 대안적인 구현예에서, 향미 방출 성분이 필터 내의 공동 내에 포함된다. 예를 들어, 향미 방출 성분이 2개의 필터 플러그들 사이의 공동 내에 포함될 수 있으며, 그러한 공동은 필터를 둘러싸는 필터 래퍼에 의해서 형성된다.
바람직하게, 필터 내의 향미 방출 성분이 필터를 둘러싸는 래핑 물질의 하나 이상의 층을 통해서 소비자에게 보여진다. 필터 물질의 가시성을 가지는 필터를 제공하기 위한 적합한 배열체가 당업자에게 공지되어 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 향미 방출 성분의 형태가 변화될 수 있다. 본 발명에 따라 흡연 물품 또는 필터 내로 포함시키기에 적합한 형태에는, 비드, 실(thread), 시트 또는 프레이크가 포함되지만 이에 한정되지는 않는다. 바람직하게, 향미 방출 성분이 비드의 형태이고, 그러한 비드는 바람직하게 둥글게 처리되고 특히 바람직하게, 실질적으로 원통형 또는 구형이다.
향미 방출 성분의 폭이 약 1 mm 초과, 바람직하게 약 2 mm 초과, 그리고 보다 바람직하게 약 3 mm 초과일 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 향미 방출 성분의 폭이 약 8 mm 미만, 바람직하게 약 6 mm 미만, 그리고 보다 바람직하게 약 4 mm 미만일 수 있다. 바람직하게, 향미 방출 성분의 폭이 약 1 mm 내지 약 8 mm초과, 보다 바람직하게 약 2 mm 내지 약 6 mm, 그리고 보다 더 바람직하게 약 3 mm 내지 약 4 mm이다.
향미 방출 성분의 "폭"은 향미 방출 성분의 횡방향 횡단면의 최대 치수에 상응하고, 횡방향 횡단면은, 흡연 물품 내로 포함되도록 의도된 바에 따라 배열될 때 향미 방출 성분을 걸쳐서 절단하는 평면에 의해서 생성된 가장 큰 단면이고, 그러한 평면은 흡연 물품의 길이방향 축에 실질적으로 수직이다. 실질적으로 구형 비드의 경우에, 비드의 폭이 비드의 직경에 실질적으로 상응한다.
하나의 향미 방출 성분이 흡연 물품 내에 제공될 수 있거나, 복수의 흡연 방출 성분, 예를 들어 2개 이상, 3개 이상, 또는 4개 이상의 흡연 방출 성분이 제공될 수 있을 것이다. 복수의 향미 방출 성분이 제공되는 경우에, 향미 방출 성분이 흡연 물품을 따라서 이격될 수 있거나, 흡연 물품의 하나 이상의 특정 영역 내에, 예를 들어 필터 내에 배치될 수 있을 것이다. 향미 전달 물질의 하나 이상의 향미 방출 성분이, 물체를 필터 또는 담배 로드 내로 삽입하기 위한 공지된 장치 및 방법을 이용하여 본 발명에 따른 흡연 물품 내로 삽입될 수 있다.
원하는 경우에, 착색제의 포함을 통해서, 향미 전달 물질이 착색될 수 있다. 바람직하게, 향미 전달 물질의 색채가 향미 방출 성분이 포함되는 흡연 물품의 성분 내의 물질의 색채와 유사해지도록 향미 전달 물질의 색채를 조정하도록, 착색제가 향미 전달 물질 내로 포함된다. 예를 들어, 향미 방출 성분이 흡연 물품의 담배 로드 내로 포함되는 경우에, 향미 전달 물질이 갈색 또는 녹색 색채일 수 있다. 그에 따라, 향미 방출 성분이 담배 로드 내에서 낮은 가시성을 갖는다.
본 발명에 따른 흡연 물품이 약 1 mg 초과 그리고 바람직하게 약 3 mg 초과의, 본원에서 설명된 임의의 향미 전달 물질을 각각 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 각각의 흡연 물품이 약 20 mg 미만, 바람직하게 약 12 mg 미만, 그리고 보다 바람직하게 약 8 mg 미만의, 본원에서 설명된 임의의 향미 전달 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게, 각각의 흡연 물품이 약 1 mg 내지 약 20 mg, 보다 바람직하게 약 1 mg 내지 약 12 mg, 그리고 가장 바람직하게 약 3 내지 약 8 mg의 향미 전달 물질을 각각 포함하고 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 용품은 약 70 mm 내지 약 128 mm, 보다 바람직하게 약 84 mm의 전체 길이를 갖는다.
바람직하게, 본 발명에 따른 흡연 물품의 외경은, 약 5 mm 내지 약 8.5 mm, 슬림 사이즈의 흡연물품의 경우 약 5 mm 내지 약 7.1 mm, 또는 보통 사이즈의 흡연 물품의 경우 약 7.1 mm 내지 약 8.5 mm이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 흡연 용품의 필터는 약 18 mm 내지 약 36 mm, 보다 바람직하게 약 27 mm의 전체 길이를 갖는다.
본 발명에 따른 흡연 물품은, 하나 이상의 향미제가 코팅된 내부 라이너(inner liner)를 가지는 용기, 예를 들어 연성 포장 또는 경첩형-덮개 포장(hinge-lid packs) 내에 포장될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 바와 같은 향미 전달 물질을 생산하기 위한 방법이 제공된다. 그러한 방법은 실온(22℃)에서 액체인 하나 이상의 지방 내에 전술한 임의의 향미제를 분산시키는 것에 의해서 향미 조성물을 형성하는 단계; 상기 향미 조성물을 하나 이상의 음이온성 다당류, 하나 이상의 양친매성 다당류를 포함하는 충진재 및 유액을 형성하기 위한 가소제를 포함하는 매트릭스 용액과 혼합하는 단계; 및 향미 조성물의 복수의 도메인을 포함하는 중합체 매트릭스를 형성하기 위해서 음이온성 다당류와 가교-결합시키기 위해서 다가 양이온의 가교-결합 용액으로 유액을 첨가하는 단계를 포함하고 있다.
바람직하게, 향미제를 실온(22℃)에서 하나 이상의 지방과 혼합하여 친유성 향미 조성물을 형성한다. 바람직하게, 이어서 향미 조성물을 실온(22℃)에서 매트릭스 용액과 혼합하고 그리고 바람직하게, 큰 전단(shear)하에서, 예를 들어 100 s-1의 전단율의 전단 혼합기 내에서 혼합을 실시한다. 혼합물이 이러한 단계 중에 가열되지 않지만, 인가되는 전단의 결과로서 혼합물의 온도가 상승될 수 있다. 바람직하게, 온도는 약 50℃ 초과로 상승되지 않는다.
바람직하게, 매트릭스 용액이 물 내의 하나 이상의 음이온성 다당류 및 하나 이상의 양친매성 다당류로 이루어진 친수성 용액을 포함하고 있다. 바람직하게, 매트릭스 용액이 약 5중량% 이하의 음이온성 다당류를 함유한다. 특히 바람직하게, 매트릭스 용액이 약 2중량% 내지 5중량%의 음이온성 다당류를 함유한다. 바람직하게, 매트릭스 용액이 약 4중량% 이하의 양친매성 다당류를 함유한다. 특히 바람직하게, 매트릭스 용액이 0.5중량% 내지 4중량%의 양친매성 다당류를 함유한다. 바람직하게, 매트릭스 용액이, 전술한 바와 같이, 약 1중량% 이하의 가소제를 부가적으로 포함하고 있다. 특히 바람직하게, 매트릭스 용액이 약 0.1중량% 내지 약 0.8중량%의 가소제를 포함하고 있다.
바람직하게, 친유성 향미 조성물 및 친수성 매트릭스 용액이 혼합되어, 약 15중량% 내지 약 35중량%의 향미 조성물, 보다 바람직하게 약 20중량% 내지 약 30중량%의 향미 조성물을 포함하는 유액을 형성한다.
유화 중에, 양친매성 다당류가 유화제로서 작용하고, 양친매성 다당류의 친수성 부분이 친수성 매트릭스 용액과 상호 작용하고 양친매성 다당류의 소수성 부분이 친유성 향미 조성물과 상호 작용한다.
바람직하게, 유액이 약 5℃ 내지 약 15℃의 온도에서 다가 양이온 가교-결합 용액과 접촉한다. 바람직하게, 가교-결합 용액이 물 내의 약 5 중량 퍼센트의 다가 양이온의 용액이다. 특히 바람직하게, 가교-결합 용액이 칼슘 염 용액, 예를 들어, 염화 칼슘 용액이다. 바람직하게, 유액이 약 5 분 내지 약 15 분, 보다 바람직하게 약 8 분 내지 약 12 분 동안 가교-결합 용액과 접촉되어 유지된다. 가교-결합의 원하는 정도 및 중합체 매트릭스의 원하는 경도에 의존하여, 시간의 길이가 선택될 수 있을 것이다. 가교-결합 단계 중에, 양친매성 다당류의 가교-결합이 존재하지 않거나 거의 존재하지 않는다.
가교-결합 단계 중에, 양친매성 다당류가 유액의 표면으로부터 유액의 내부로의 다가 양이온의 이동을 감속시키는 작용을 한다는 것을 발견하였다. 이는, 보다 높은 수준의 가교-결합이 유액의 외부 영역 내에서 발생되는 것을 의미하고, 이는, 전술한 바와 같이, 유액의 외부 영역과 코어 영역 사이의 칼슘 이온의 농도 구배를 향상시킨다.
가교-결합 이후에, 결과적인 향미 전달 물질이, 예를 들어, 체(sieve) 또는 유사한 장치를 이용하여 가교-결합 용액으로부터 제거된다. 이어서, 바람직하게, 향미 전달 물질이, 가교-결합 용액을 표면으로부터 제거하기 위해서 헹굼되고 건조된다. 건조가, 예를 들어 고온 공기의 스트림을 포함하는 임의의 적합한 수단을 이용하여 실시될 수 있다. 선택적으로, 건조가 진공하에서 실시될 수 있다.
가교-결합 용액으로 첨가되기 전에, 매트릭스 용액 및 향미 조성물의 유액이, 향미 전달 물질의 원하는 형태에 의존하여, 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 물질의 실, 비드 또는 액적을 생산하기 위해서, 유액이 원통형 또는 구형 형상으로 형성될 수 있다. 이는, 적합한 압출 또는 회전타원체화(spheronisation) 기술을 이용하여 실시될 수 있다. 대안적으로, 유액이 시트로 형성되고, 스트립 또는 프레이크로 절단되거나, 세장형 필라멘트나 줄(yarn)로 끌어 당겨질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이다.
도 1에 도시된 궐련(10)이, 축방향으로 정렬된, 세장형의, 원통형 필터(14)로 일 말단이 부착된 세장형의, 원통형 래핑된 담배 로드(12)를 포함하고 있다. 필터(14)가 초산 셀룰로오스 토우의 단일 세그먼트를 포함하고 있다. 래핑된 담배 로드(12) 및 필터(14)는, 필터(14)의 전체 길이 및 래핑된 담배 로드(12)의 인접한 부분을 둘러싸는 티핑(tipping) 종이(16)에 의해서 통상적인 방식으로 결합된다. 래핑된 담배 로드(12)의 연소 중에 생성되는 주류연과 주변 공기를 혼합하기 위해서, 복수의 환형 천공(18)이 필터(14)를 따른 위치에서 티핑 종이(16)를 통해서 제공된다.
전술한 바와 같이, 서방출 향미 전달 물질로 형성된 단일 향미 비드(20)가 필터(14) 내의 중앙에 제공된다. 향미 비드(20)가 약 4 mm의 직경을 갖는다. 비드(20) 내의 향미 전달 물질이, 약 5 뉴턴 내지 약 10 뉴턴의 힘으로 물질을 압축할 때 방출되는, 멘톨 향미제를 포함하는 향미 조성물을 포함하고 있다. 압축 이후에, 흡연 중에 연기가 필터를 통과함에 따라, 멘톨 향미제가 주류연 내로의 방출을 위해서 이용될 수 있다.
향미 전달 물질로부터 방출된 향미 조성물의 양이 적용된 압축력에 의존하고, 그에 따라 향미 세기가 필터로 적용되는 압력의 제어를 통해서 제어될 수 있다. 멘톨 향미의 파열을 연기로 제공하기 위해서, 흡연 전에 또는 흡연 중에 향미 비드가 한차례 이상 압축될 수 있다
비드를 형성하는 향미 전달 물질을 위한 적합한 포뮬레이션(formulation) 및 향미 전달 물질을 형성하기 위한 프로세스의 실시예가 이하에서 설명된다.
실시예 1
향미 전달 물질이 매트릭스를 통해서 분산된 멘톨 향미 조성물의 복수의 도메인을 가지는 가교-결합된 알긴산염 매트릭스를 포함하고 있다. 향미 전달 물질을 생산하기 위해서, 멘톨 향미 조성물이 이하의 성분의 혼합물로부터 먼저 형성된다.
혼합이 30℃의 온도에서 자기 교반으로 20분의 기간 동안 실시되었다.
이어서, 매트릭스 용액이 이하의 성분의 혼합물로부터 형성된다.
양친매성 다당류 충진재로서, OSA-개질된 옥수수 전분 HI-CAPTM 100(National Starch & Chemical, Manchester UK로부터 상업적으로 입수 가능)이 사용되었다. HI-CAPTM 100은 왁시 메이즈(waxy maize)로부터 유도된 OSA-개질된 전분이다. OSA에 의해서 부여된 소수성 및 입체성(steric property)으로 인해서, HI-CAPTM 100은 Merizet® 100 전분(Tate & Lyle로부터 상업적으로 입수 가능)과 같은 천연 전분과 구조적으로 상당히 상이하고, 그에 따라, 특히 계면적 성질 및 유동학적 성질을 포함하는, 상이한 화학적-물리적 성질을 나타낸다.
분당 1500 회전 및 30℃ 미만의 온도에서 작동하는 마린(marine) 임펠러를 이용하여 혼합을 실시하였다. 혼합이 30 분 동안 계속되었다.
이어서, 30중량%의 향미 조성물 및 70중량%의 매트릭스 용액을 가지는 용액이 형성된다. 용액은, Kinematica로부터 입수 가능한 Polytron 3100B과 같은 전단 혼합기 내에서 혼합된다. 혼합기를 52 내지 55℃의 온도에서 유지하면서, 용액으로 15000 내지 20000의 RPM의 큰 전단을 가한다. 혼합을 3 내지 4 분간 계속하여, 향미 조성물 액적의 크기가 약 10 내지 50㎛ 미만으로 감소된, 매트릭스 중합체 용액 내의 향미 조성물의 유액으로 생산한다.
이어서, 유액이 이하의 조성을 가지는 가교-결합 용액으로 첨가되어, 복수의 도메인을 가지는 중합체 매트릭스를 형성한다.
유액이 가교-결합 용액의 배스(bath) 내로 드립되어 비드 형태의 향미 전달 물질을 형성한다. 유액이 연동(peristaltic) 펌프를 이용하여 노즐을 통해서 드롭으로(drop by drop) 첨가된다. 유액이 시간당 500 g의 유량으로 5 mm 노즐을 통해서 드롭된다. 그러한 프로세스가 실온에서 실시되고, 가교-결합 용액의 배스가 분당 100 회전의 속도로 자기 혼합기를 이용하여 교반된다. 유액 및 가교-결합 용액이 10분의 기간 동안 반응하도록 허용.
이어서, 비드가 가교-결합 용액으로부터 제거되고, 탈이온수 내에서 세척되기 전에, 적어도 360분 동안 약 25℃ 온도의 건조 공기의 스트림 내에서 건조된다.
향미 물질의 각각의 건조 비드의 수 평균 분자량 (number average weight)이 29.1 mg이고, 각각의 비드의 수 평균 직경이 3.94 mg이다. 각각의 비드의 평균 물 함량이 약 4 중량 퍼센트 내지 약 6중량%이고, 각각의 비드의 평균 멘톨 함량이 약 20 내지 25중량%이다.
전술한 방법에 따라서 생산된 비드 중 하나의 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 칼슘 양이온의 농도 구배가 이하의 방법을 이용하여 측정되었다.
비드를 먼저 Tissue Tek® 수지 내에 내장하고 영하 10℃의 온도까지 동결시켰다. 1 mm의 횡단면을 가지는 비드의 코어가 Harris 유니-코어 일회용 유닛(uni-core disposable unit)으로 직경을 따라서 취해졌다. 비드로부터 추출된 코어를 Tissue Tek® 내에 내장하고 다시 동결시킨 후에, 코어가 125 ㎛의 간격으로 수직으로 절단되어 복수의 단면을 형성하는, 맞춤주문된 Reichert-Yung Autocut 1150 마이크로톰(microtome)의 냉각 스테이지로 전달된다. 이어서, 각각의 단면이 Tissue Tek®의 동결된 실린더 내에서, 단면 내의 칼슘 이온의 농도를 분석하기 위한 질량 분광기로 전달된다.
코어의 외부 250 ㎛으로부터 취해진 단면 내의 가장 높게 측정된 칼슘 농도가 비드의 질량 중심으로부터 500 ㎛ 연장된 코어의 부분으로부터 취해진 단면 내의 가장 높게 측정된 농도의 약 1.6배 였다.
비드 중 하나로 압축력을 적용할 때, 중합체 매트릭스 내로부터 향미 조성물을 방출하기 시작하기 전에 외부 영역 내의 중합체 매트릭스가 파괴됨에 따라, 비드가 초기에 잔금 발생된다는 것이 발견되었다. 그에 따라, 향미 조성물 방출의 가청적인 표시가 검출되었다. 외부 영역 내의 중합체 매트릭스의 파괴 이후에, 비드가 적어도 5 뉴턴의 힘의 범위에 걸쳐 향미 조성물의 서방출을 제공한다는 것이 발견되었다.
10: 궐련
12: 담배 로드
14: 원통형 필터
16: 티핑 종이
18: 환형 천공
20: 향미 비드
12: 담배 로드
14: 원통형 필터
16: 티핑 종이
18: 환형 천공
20: 향미 비드
Claims (14)
- 서방형 액체 전달 물질로 형성된 적어도 하나의 액체 방출 성분을 포함하는 흡연 물품으로서:
밀폐형 매트릭스 구조물로서:
복수의 도메인을 정의하는 중합체 매트릭스로서, 다가 양이온에 의해서 가교-결합된 하나 이상의 음이온성 다당류로 형성되는, 상기 중합체 매트릭스; 및
상기 중합체 매트릭스 내의 충진재로서, 하나 이상의 양친매성 다당류를 포함하는 상기 충진재를 포함하는, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물; 및
상기 도메인 내에 포획되고 상기 액체 방출 성분의 압축 시에 상기 밀폐형 매트릭스 구조물로부터 방출될 수 있는 액체 조성물을 포함하고,
여기서 상기 충진재의 하나 이상의 양친매성 다당류가 양친매성이 되도록 화학적으로 개질된 전분 및 양친매성이 되도록 화학적으로 개질된 전분 유도체로부터 선택되는, 흡연 물품. - 제1항에 있어서, 상기 화학적으로 개질된 전분이 옥테닐 숙신산 무수물(OSA) 전분을 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 충진재의 양이, 건조 중량을 기초로, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물의 0.5중량% 내지 4중량%에 상응하는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물이 가소제를 더 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 매트릭스 내의 하나 이상의 음이온성 다당류가 알긴산염을 포함하는, 흡연 물품.
- 제5항에 있어서, 상기 알긴산염이 적어도 35중량%의 글루론산 잔류물을 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 음이온성 다당류의 양이, 건조 중량을 기초로, 상기 양친매성 다당류의 양의 적어도 2배인, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 상기 액체 방출 성분의 질량 중심까지 상기 액체 방출 성분을 통해서 연장하는 선을 따라서, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 250 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도가 상기 질량 중심으로부터 500 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도의 적어도 약 1.5배가 되도록, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 다가 양이온의 농도가 변화되는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 상기 액체 방출 성분의 질량 중심까지 상기 액체 방출 성분을 통해서 연장하는 선을 따라서, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물의 외부 표면으로부터 250 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도가 상기 질량 중심으로부터 500 ㎛ 이내의 다가 양이온의 가장 높은 농도의 적어도 약 1.75배가 되도록, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물 내의 다가 양이온의 농도가 변화되는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 전달 물질이 향미 전달 물질이고, 여기서 상기 중합체 매트릭스에 의해서 정의된 복수의 도메인 내에 포획된 액체 조성물이 향미 조성물이되, 상기 향미 조성물이 실온(22℃)에서 액체인 하나 이상의 지방과 혼합된 향미제를 포함하는, 흡연 물품.
- 제10항에 있어서, 상기 향미 조성물이 멘톨을 포함하는, 흡연 물품.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 전달 물질의 중합체 매트릭스 내의 다가 양이온이 칼슘 이온인, 흡연 물품.
- 서방형 향미 전달 물질로 형성된 적어도 하나의 향미 방출 성분을 포함하는 흡연 물품용 필터로서, 상기 액체 전달 물질이:
복수의 도메인을 정의하는 밀폐형 매트릭스 구조물로서, 다가 양이온에 의해서 가교-결합된 하나 이상의 음이온성 다당류의 중합체 매트릭스 및 상기 중합체 매트릭스 내의 충진재를 포함하되, 상기 충진재가 하나 이상의 양친매성 다당류를 포함하는, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물; 및
상기 도메인 내에 포획되고 상기 향미 방출 성분의 압축 시에 상기 밀폐형 매트릭스 구조물로부터 방출될 수 있는 향미 조성물을 포함하는, 흡연 물품용 필터. - 흡연 물품을 위한 향미 방출 성분으로서, 상기 향미 방출 성분이
복수의 도메인을 정의하는 밀폐형 매트릭스 구조물로서, 다가 양이온에 의해서 가교-결합된 하나 이상의 음이온성 다당류의 중합체 매트릭스 및 상기 중합체 매트릭스 내의 충진재를 포함하되, 상기 충진재가 하나 이상의 양친매성 다당류를 포함하는, 상기 밀폐형 매트릭스 구조물; 및
상기 도메인 내에 포획되고 상기 물질의 압축 시에 상기 밀폐형 매트릭스 구조물로부터 방출될 수 있는 향미 조성물을 포함하는, 향미 전달 물질로 형성된, 향미 방출 성분.
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