KR20180020136A - 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

에어로졸 발생 물품은 담배 요소 및 마우스피스 요소를 포함한다. 담배 요소는 에어로졸 형성 기재, 에어로졸 형성 기재의 하류에 배치된 지지 요소, 및 지지 요소의 하류에 배치된 에어로졸 냉각 요소를 포함한다. 마우스피스 요소는 필터 세그먼트 및 중공관을 포함한다. 에어로졸 냉각 요소는 최대 15 밀리미터의 길이를 가진다. 마우스피스 요소의 길이는 에어로졸 발생 물품의 전체 길이가 미리 정해진 전체 길이로 유지되도록 에어로졸 냉각 요소의 길이에 따라 맞춰진다. 본 발명은 또한 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법
본 발명은 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전자 가열 장치에서 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.
전자 가열 장치에 사용하기 위한 다양한 에어로졸 발생 물품은 공지되어 있다. 이들 물품은 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스를 포함하는 다수의 세그먼트를 포함한다. 또한, 세그먼트는 에어로졸 처리 세그먼트, 예를 들어 에어로졸 특성을 변화시키기 위한 세그먼트일 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 대량 생산 제품이다. 하나의 물품을 제조함에 있어 비용을 최소로 감소시키면 전체 생산비에서 많은 효과가 있을 수 있다.
그러므로, 비용이 감소된 에어로졸 발생 물품 및 비용이 감소된 이러한 에어로졸 발생 물품을 제조하는 방법을 갖는 것은 바람직할 것이다. 특히, 종래에 이용 가능한 전자 가열 장치에 사용할 수 있는 비용 감소된 에어로졸 발생 물품을 갖는 것은 바람직할 것이다.
본 발명의 측면에 따르면, 에어로졸 발생 물품이 제공된다. 에어로졸 발생 물품은 담배 소자와 마우스피스 요소를 포함한다. 담배 요소는 에어로졸 형성 기재, 상기 에어로졸 형성 기재의 하류에 배치된 지지 요소, 및 상기 지지 요소의 하류에 배치된 에어로졸 냉각 요소를 포함한다. 마우스피스 요소는 필터 세그먼트 및 중공관을 포함한다. 중공관은 필터 세그먼트의 하류에 배치되는 것이 바람직하다. 담배 요소의 에어로졸 냉각 요소는 최대 15 밀리미터의 길이를 가진다. 그러나, 마우스피스 요소의 길이는 에어로졸 발생 물품의 전체 길이가 미리 정해진 전체 길이로 유지되도록 에어로졸 냉각 요소의 길이에 따라 맞춰진다.
도 1은 에어로졸 발생 물품의 개략적인 횡단면도이고;
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 제조 방법을 보여주고 있다.
공통적으로 이용 가능한 전자 가열 장치는 미리 정해진 치수, 특히 미리 정해진 길이의 에어로졸 발생 물품의 사용을 위해 설계된다. 에어로졸 발생 물품이 이러한 표준 가열 장치와 사용될 수 있도록 하기 위해, 에어로졸 발생 물품의 전체 길이는 표준 길이를 가져야만 한다. 일반적으로, 이러한 표준 길이는 45 밀리미터이다. 아울러, 에어로졸 발생 물품에 포함되고 가열 장치의 가열 요소에 의해 가열되는 에어로졸 형성 기재의 치수 및 배치는 변화 없이 유지되는 것이 바람직하다.
에어로졸 발생 물품에 사용되는 일부 물질들은 다른 물질보다 비용적으로 더 적합하다. 예를 들어, 에어로졸 냉각 요소에 사용되는 물질, 특히 권축된(crimped) 폴리락트산 시트는 값이 비싸다. 그러므로, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에서, 에어로졸 냉각 요소의 길이는 전자 장치용 표준 에어로졸 발생 물품의 이러한 요소에 비해 짧아진다. 일반적으로, 에어로졸 냉각 요소의 표준 길이는 18 밀리미터이다. 에어로졸 발생 물품의 전체 길이를 미리 정해진 길이, 예를 들어 45 밀리미터로 유지하기 위해, 마우스피스 요소의 길이는 더 짧은 에어로졸 냉각 요소를 보상하기 위해 연장된다.
에어로졸 냉각 요소가 담배 연기 화학에 부정적 영향을 주지 않고서 어느 정도 짧게 될 수 있음을 알아 낸 것은 놀라운 일이었다. 길이 차이가 마우스피스에서 보상되면, 마우스피스를 통한 담배 연기 성분들의 전달을 변경시키지 않고서 이렇게 짧게 할 수 있음을 발견한 것 또한 놀라운 일이었다. 특히, 중공관이 전체 길이의 보상을 위해 사용되면, 마우스피스에 의한 담배 연기 성분들의 변화는 전혀 검출되지 않았다. 단지 몇 밀리미터만큼 에어로졸 냉각 요소의 길이를 짧게 함으로써 유의미한 비용 절감이 생긴다는 것을 보여주었다. 마우스피스의 연장은 중공관의 규정에 의해 실현되는 것이 바람직하다. 중공관, 예를 들어 판지관은 매우 낮은 비용으로 제조될 수 있으므로, 에어로졸 발생 물품의 담배부의 에어로졸 냉각 소자를 에어로졸 발생 물품의 마우스피스부의 중공관으로 일부 교체하면 비용이 절감될 수 있다.
따라서, 최대 15 밀리미터의 원하는(비표준) 길이를 갖는 에어로졸 냉각 요소는 이를 적용하기를 원하는 곳에 따라 선택될 수 있다. 표준 요소보다 짧은 길이를 갖는 상기 에어로졸 냉각 요소를 포함하는 물품은 또한 그에 따라 더 짧은 전체 길이를 가질 것이다. 이제 물품의 전체 길이가 달라지는 것을 피하기 위해, 마우스피스의 전체 길이, 바람직하게는 마우스피스에 포함된 중공관의 길이는 그에 따라 맞추어진다. 마우스피스의 길이 또는 중공관의 길이는 물품의 전체 길이가 미리 정해진 전체 길이로 유지되도록 각각 맞추어진다. 미리 정해진 전체 길이는 표준 길이인 것이 바람직하다.
본원에서 사용되는 바와 같이, “길이(length)”는 상기 에어로졸 발생 물품의 요소 또는 세그먼트의 또는 요소 또는 세그먼트의 부분들의 원위 말단 및 근위 말단 사이의 최대 길이방향 치수를 의미한다.
에어로졸 발생 물품은 두 개의 말단을 포함하고 있다: 근위 말단(이를 통해 에어로졸이 에어로졸 발생 물품을 빠져나가고, 사용자에게 전달됨), 및 근위 말단에 반대인 원위 말단. 사용 시에, 사용자는 근위 말단에서 흡인할 수 있다.
근위 말단은 마우스 말단 또는 하류 말단이라고 불릴 수도 있고 원위 말단의 하류에 있다. 또한 원위 말단은 상류 말단이라고 불릴 수도 있고 근위 말단의 상류에 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘상류’ 및 ‘하류’는 그의 사용 중 사용자가 에어로졸 발생 물품을 흡인하는 방향에 대하여 에어로졸 발생 물품의 요소들 또는 세그먼트들의, 또는 요소들 또는 세그먼트들의 부분들의 상대적 위치를 설명하는 데에 사용된다.
담배 요소는 마우스피스 요소의 상류에 배치된다. 담배 요소는 에어로졸 발생 물품의 원위 말단을 포함한다. 마우스피스 요소는 에어로졸 발생 물품의 근위 말단을 포함한다.
마우스피스 요소는 에어로졸 발생 물품의 하류 방향에서 마지막 부분이다. 에어로졸 발생 물품에 의해 발생된 에어로졸을 마우스피스 요소를 통해 소비자에게 전달하기 위해 소비자는 마우스피스 요소와 접촉한다. 따라서, 마우스피스는 에어로졸 형성 기재의 하류에 배치되어 있다. 마우스피스 요소는 적어도 하나의 필터 세그먼트를 포함할 수 있다. 필터 세그먼트는 낮은 미립자 여과 효율 또는 매우 낮은 미립자 여과 효율을 가질 수도 있다. 필터 세그먼트는 에어로졸 형성 기재로부터 길이방향으로 이격될 수 있다. 필터 세그먼트는 셀룰로오스 아세트산 토(tow)로 제조된 초산 셀룰로오스 필터 플러그일 수 있다. 마우스피스 요소는 중공관을 포함하고 있을 수도 있다. 필터 세그먼트는 에어로졸 발생 물품의 하류 말단에 위치할 수도 있다.
중공관이 존재하면, 중공관은 마우스피스 요소의 하류 말단, 그리고 그에 따라 에어로졸 발생 물품의 하류 말단에 배치될 수 있다. 이에 의해, 에어로졸 발생 물품에는 오목한 필터의 효과가 제공된다. 이처럼, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품을 사용하면 전자 흡연 시스템의 사용 시 소비자는 촉각적 감각을 느낄 수 있는데, 이러한 촉각적 감각은 오목한 필터를 구비하는 종래의 궐련을 흡연할 때 느끼게 되는 것과 동일하다.
마우스피스 요소의 중공관은 판지로 만들어질 수 있다. 중공관은 상이한 물질, 예를 들어 종이 또는 얇은 플라스틱 시트 물질로 만들어질 수도 있다. 중공관은 에어로졸 발생 물품을 취급할 수 있는 안정성을 가진다. 특히, 중공관은 에어로졸 발생 물품을 가열 장치로 삽입하는 동작에 견디는 물질로 만들어지는 것이 바람직하다. 이러한 삽입 동작은 가열 요소, 예를 들어 가열 블레이드를 에어로졸 발생 물품의 원위 말단에서 에어로졸 형성 기재로 미는 데 필요한 가압력을 포함할 수 있다.
마우스피스 요소는 5 mm 내지 10 mm, 예를 들어 6 mm 내지 8 mm의 외부 직경을 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 마우스피스는 7.2 mm +/- 10%의 외부 직경을 갖는다. 마우스피스 요소는 8 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 10 mm 내지 17 mm의 길이를 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 마우스피스 요소는 대략 12 mm의 길이를 갖는다.
일반적인 규칙으로서, 본 출원을 통하여 값이 언급된 경우, 매 경우마다 그 값이 분명하게 개시되도록 이해해야 할 것이다. 그러나, 기술적 고려 때문에 어떤 값은 또한 정확하게 특정 값일 필요가 없는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 어떤 값은 정확한 값 +/- 20%에 해당하는 값들의 범위를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 냉각 요소(aerosol-cooling element)”는 표면적이 크고 흡인-저항이 낮은 요소를 설명하는 데에 사용된다. 사용 시, 에어로졸 형성 기재로부터 방출된 휘발성 화합물에 의해 형성되는 에어로졸은 에어로졸 발생 물품의 마우스 말단으로 전달되기 전에 에어로졸 냉각 요소를 통해 흡인된다. 높은 흡인-저항 필터, 예를 들어 섬유 다발로 형성된 필터와 다른 마우스피스 세그먼트들에 비해, 에어로졸 냉각 요소는 낮은 흡인-저항을 갖는다. 에어로졸 발생 물품 내의 챔버 및 공동, 예를 들어 확장 챔버 및 지지 요소는 또한 에어로졸 냉각 요소들로 고려되지는 않는다.
에어로졸 냉각 세그먼트는 바람직하게는 길이방향으로 50%가 넘는 다공성을 갖는다. 에어로졸 냉각 요소를 통한 기류 경로는 바람직하게는 비교적 억제되지 않는다. 에어로졸 냉각 요소는 주름진 시트 또는 권축되고 주름진 시트일 수도 있다. 에어로졸 냉각 요소는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 초산 셀룰로오스(CA), 및 알루미늄 호일 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 시트 물질을 포함할 수도 있다. 에어로졸 냉각 요소는 바람직하게는 PLA 시트를 포함할 수도 있으며, 더욱 바람직하게는 권축되고 주름진 PLA 시트를 포함한다. 에어로졸 냉각 요소는 10 ㎛ 내지 250 ㎛, 예컨대 50 ㎛의 두께를 갖는 시트로 형성될 수 있다. 에어로졸 냉각 요소는 150 mm 내지 250 mm의 폭을 갖는 주름진 시트로 형성될 수 있다. 에어로졸 냉각 요소는 mm 당 300 mm2 내지 1,000 mm2, mg 당 10 mm2 내지 100 mm2의 비표면적을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 mg 당 약 35 mm2의 비표면적을 갖는 주름진 물질의 시트로 형성될 수 있다. 에어로졸 냉각 요소는 5 mm 내지 10 mm, 예컨대 7 mm의 외부 직경을 가질 수 있다.
에어로졸이 에어로졸 냉각 요소를 통과함에 따라, 열 에너지가 에어로졸 냉각 요소)로 전달되기 때문에 에어로졸의 온도는 낮아진다. 또한, 물방울은 에어로졸에서 응축되어 에어로졸 냉각 요소의 물질에 흡착된다. 에어로졸 냉각 요소를 형성하는 물질의 유형에 따라, 에어로졸의 수분 함량은 0과 90% 사이의 임의 지점으로부터 감소될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 냉각 요소가 폴리락트산으로 구성되면, 물 함량은 상당히 줄어들지 않는다. 예를 들어, 전분계 물질, Mater-Bi가 에어로졸 냉각 요소를 형성하기 위해 사용되면, 물은 대략 40% 줄어든다. 따라서, 에어로졸 냉각 요소를 포함하는 물질을 선택함으로써, 에어로졸 내 물 함량이 선택될 수 있다.
예를 들어, 담배 기반의 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 형성되는 에어로졸은 일반적으로 페놀 화합물을 포함할 것이다. 에어로졸 냉각 요소는 페놀 및 크레졸의 수치를 90% 내지 95%만큼 줄일 수 있다.
페놀 화합물에서 바라던 에어로졸의 냉각 및 감소는 표준 길이를 갖는 에어로졸 발생 물품의 표준 18 mm 에어로졸 냉각 요소보다 짧은 길이를 갖는 에어로졸 냉각 요소에서도 이루어질 수도 있음이 실험으로 밝혀졌다. 특히, 폴리락트산으로 제조된 더 짧은 에어로졸 냉각 요소에서 냉각이 덜하거나 연기 화학의 상이함은 전혀 발견되지 않았다.
에어로졸 발생 물품은 에어로졸을 생성하는 흡연 물품인 것이 바람직하다. 에어로졸 발생 물품은 니코틴 함유 에어로졸을 생성하는 흡연 물품인 것이 더욱 바람직하다.
에어로졸 발생 물품의 미리 정해진 총 길이는 45 mm인 것이 바람직하다.
마우스피스 요소에 포함된 중공관의 길이는 에어로졸 발생 물품의 전체 길이가 미리 정해진 전체 길이로 유지되도록 에어로졸 냉각 요소의 길이에 따라 맞춰질 수 있다. 그러나, 하나의 요소가 더 짧게 나머지 요소가 더 길게 만들어지면, 중공관의 길이 및 에어로졸 냉각 요소의 길이는 동일한 양으로 변하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 에어로졸 냉각 요소의 길이 감소는 중공관에 의해 완전히 보상된다. 에어로졸 발생 물품의 임의의 다른 세그먼트의 길이는 변화 없이 유지되는 것이 바람직하다. 에어로졸 형성 기재, 지지 요소 및 필터 세그먼트 물품의 길이는 변화 없이 유지되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 임의의 다른 세그먼트의 길이는 표준 에어로졸 발생 물품의 해당 세그먼트의 길이와 일치하는 것이 바람직하다. 45 mm의 에어로졸 발생 물품에서 이러한 길이는, 예를 들어 에어로졸 형성 기재의 경우 12 mm, 지지 요소의 경우 8 mm, 필터 세그먼트의 경우 7 mm이다.
에어로졸 냉각 요소의 길이는 10 mm 내지 15 mm일 수 있다. 에어로졸 냉각 요소의 길이는 10 mm 내지 14 mm, 예를 들어 13 mm인 것이 바람직하다.
중공관의 길이는 3 mm 내지 8 mm일 수 있다. 중공관의 길이는 5 mm인 것이 바람직하다.
중공관은 판지관인 것이 바람직하다.
위에서 언급된 중공관, 특히 판지관의 길이는 마우스피스 요소와 에어로졸 발생 물품의 조립 시 관의 취급뿐만 아니라 관의 제조를 양호하게 하는 것으로 나타났다.
중공관의 벽 두께는 100 mm 내지 300 mm, 예를 들어 200 mm인 것이 바람직하다. 에어로졸 발생 물품을 전자 가열 장치에 삽입할 때, 소비자는 일반적으로 물품을 그의 근위단에 쥐거나 물품을 그의 근위단에서 민다. 따라서, 물품은 일반적으로 중공관에서 밀려지는 데, 그 이유는 중공관이 바람직하게는 그 물품의 최근위단 세그먼트이기 때문이다. 에어로졸 발생 물품이 전자 가열 장치에 삽입될 때, 위에서 언급된 벽 두께는 중공관, 특히 판지관의 안정성 요구를 충족하는 것으로 나타났다. 특히, 이러한 벽 두께의 판지관을 포함하는 근위단을 갖는 에어로졸 발생 물품은, 가열 블레이드가 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재로 밀려지게 될 전자 가열 장치의 공동으로 신뢰성 있게 삽입될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물들을 방출할 수 있는 기재이다. 휘발성 화합물들은 에어로졸 형성 기재를 가열하거나 연소시킴으로써 방출될 수 있다. 가열이나 연소의 대안으로, 일부 경우에 휘발성 화합물들은 화학 반응 또는 초음파와 같은 기계적 자극에 의해 방출될 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는, 고체 또는 액체일 수도 있고, 또는 고체 성분과 액체 성분 모두를 포함할 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 담체나 지지부 상으로 흡착, 코팅, 주입될 수 있고, 또는 그렇지 않으면 담체나 지지부 상으로 로딩될 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 식물계 물질, 예를 들어 균질화된 식물계 물질을 포함할 수도 있다. 식물계 물질은 담배잎, 예를 들어 균질화된 담배 물질을 포함할 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물들을 함유하는 담배 함유 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는, 대안적으로, 비-담배 함유 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 니코틴과 다른 첨가제 및 향미제와 같은 성분을 포함할 수도 있다. 바람직하게는 에어로졸 형성 기재는 캐스팅된(cast) 잎담배와 같은 담배 시트이다. 캐스팅된(cast) 잎담배는, 담배 입자, 섬유 입자, 에어로졸 형성제, 향미, 및 바인더를 포함하는 슬러리로부터 형성되는 재구성된 담배의 형태이다. 담배 입자들은, 원하는 시트 두께와 캐스트 갭에 따라 바람직하게는 30 내지 80 ㎛ 또는 100 내지 250 ㎛의 입자 크기를 갖는 담배 가루의 형태일 수도 있다. 섬유 입자들은, 담배 줄기 재료, 대, 또는 기타 담배 식물 소재, 및 기타 셀룰로오스계 섬유, 예컨대, 리그닌 함량이 적은 목질 섬유를 포함하고 있을 수도 있다. 섬유 입자는, 낮은 함유율, 예를 들어 약 2 내지 15%의 함유율 대비 캐스트 잎에 대해 충분한 인장 강도를 생성하고자 하는 요구에 기초하여 선택될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 식물 섬유 같은 섬유들을 전술한 섬유들과 함께 또는 대안으로 삼 및 대나무와 함께 사용될 수도 있다.
에어로졸 발생 물품에서 사용하기 위한 주름진 균질화 담배의 시트들을 포함하고 있는 에어로졸 형성 기재들은 당 기술분야에 공지된 방법들, 예를 들면 국제특허출원 WO 2012/164009 A2에 개시된 방법들에 의해 제조될 수도 있다.
에어로졸 발생 기재에 사용하기 위한 균질화 담배 물질의 시트는 캐스팅 공정에 의해 미립자 담배, 구아 검, 셀룰로오스 섬유 및 글리세린을 포함하는 슬러리로부터 형성되는 것이 바람직하다.
캐스팅된 잎담배를 형성하는 슬러리에 에어로졸 형성제(aerosol former)가 첨가될 수도 있다. 기능적으로, 에어로졸 형성제는 캐스팅된 잎담배를 담배 제품에서 사용하고자 하는 온도 범위이자 에어로졸 형성제가 증발 온도를 초과하여 가열되는 경우 에어로졸의 니코틴 또는 향미 또는 니코틴과 향미 둘 다 전달을 용이하게 하는 온도 범위 내에서 증발될 수 있어야 한다. 에어로졸 형성제는, 바람직하게는 실온에서 또는 대략 실온에서 캐스팅된 잎담배에 있어서 화학적으로 안정적이며 본질적으로 정지된 상태를 유지하지만 예를 들어 40~450℃의 고온에서 증발될 수 있는 능력에 기초하여 선택된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 에어로졸(aerosol)이라는 용어는, 고체 또는 액체 입자들 및 기상을 포함하고 있는 콜로이드를 가리킨다. 에어로졸은, 고체 입자들과 기상으로 이루어진 고체 에어로졸 또는 액체 입자들과 기상으로 이루어진 액체 에어로졸일 수도 있다. 에어로졸은 기상의 고체 입자와 액체 입자 모두를 포함하고 있을 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 가스와 증기 모두는 기체로 간주된다.
에어로졸 발생 기재는 건조 중량 기준으로 5% 내지 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 대략 20%의 에어로졸 형성제 함량을 가지고 있다.
에어로졸 형성 기재는, 바람직하게는, 에어로졸 형성제를 포함하고 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 형성제”는, 사용 시, 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 품질저하에 실질적으로 내성이 있는, 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물을 설명하는 데 사용된다. 바람직하게는, 에어로졸 형성제는, 극성을 갖고, 캐스팅된 잎담배의 수분을 원하는 범위 내에서 유지하는 데 일조할 수 있는 습윤제로서 기능할 수도 있다. 바람직하게는, 캐스팅된 잎담배의 습윤제 함량은 15% 내지 35% 범위이다.
에어로졸 형성 기재는, 바람직하게는, 에어로졸 형성제를 포함하고 있다.
에어로졸 형성제는, 폴리올, 글리콜 에테르, 폴리올 에스테르, 에스테르, 지방산 및 일가 알코올, 예컨대 멘톨로부터 선택될 수도 있으며, 다가 알코올, 예컨대 프로필렌 글리콜; 글리세린, 에리트리톨, 1,3-부틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 트리에틸 시트레이트, 프로필렌 카보네이트, 에틸 라우레이트, 트리아세틴, 메소-에리트리톨, 디아세틴 혼합물, 디에틸 수베레이트, 트리에틸 시트레이트, 벤질 벤조에이트, 벤질 페닐 아세테이트, 에틸 바닐레이트, 트리부티린, 라우릴 아세테이트, 라우르산, 미리스트산, 및 프로필렌 글리콜인 화합물들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.
조합형 에어로졸 형성제의 하나 이상의 특성을 이용하기 위해 하나 이상의 에어로졸 형성제가 조합될 수 있다. 예를 들어, 활성 성분을 전달하는 트리아세틴의 능력 및 글리세린의 습윤 특성을 이용하기 위해 트리아세틴이 글리세린 및 물과 조합될 수 있다.
에어로졸 형성 기재의 길이는 5 mm 내지 16 mm, 바람직하게는 8 mm 내지 14 mm, 예를 들어 12 mm일 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 외부 직경은 적어도 5 mm일 수 있고 5 mm 내지 12 mm, 예를 들어 5 mm 내지 10 mm 또는 6 mm 내지 8 mm일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재는 7.2mm +/- 10%의 외부 직경을 갖는다.
담배 캐스팅된 잎은 바람직하게는 권축되고 주름지고 및/또는 접혀서 로드 모양의 세그먼트를 형성한다. 캐스팅된 잎 물질은 점착성이 있고 소성 변형이 일어나는 경향이 있다. 캐스팅된 잎 세그먼트 상에 압력이 가해지면, 세그먼트는 의도된, 예를 들어 원형 형상으로부터 비가역적으로 이탈하는 경향이 있다.
지지 요소는 에어로졸 형성 기재의 바로 하류에 위치하고 에어로졸 형성 기재와 접경하고 있다. 지지 요소는 에어로졸 발생 물품 내에 에어로졸 형성 기재를 위치시킨다. 특히, 에어로졸 발생 물품의 가열 요소를 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재 내로 삽입하는 동안에 지지 요소는 에어로졸 형성 기재의 하류 이동에 저항하도록 구성된다.
지지 요소는 중공 관형 요소를 포함하고 있을 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 지지 요소는 중공 초산 셀룰로오스 관을 포함하고 있다. 지지 요소는 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외부 직경과 대략 같은 외부 직경을 갖는다
지지 요소의 길이는 5 mm 내지 12 mm, 예를 들어 8 mm일 수 있다.
지지 요소의 외부 직경은 5 mm 내지 12 mm, 예를 들어 5 mm 내지 10 mm 또는 6 mm 내지 8 mm일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 지지 요소는 7.2 mm +/- 10%의 외부 직경을 갖는다.
지지 요소는 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 지지 요소는, 초산 셀룰로오스; 판지; 권축된 종이, 예를 들면 권축된 내열 종이 또는 권축된 황산지(parchment paper); 및 고분자 물질, 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 형성될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다:
-에어로졸 형성 기재, 지지 요소 및 에어로졸 냉각 요소를 결합하고 상기 에어로졸 형성 기재, 상기 지지 요소 및 상기 에어로졸 냉각 요소를 포장지로 포장함으로써 반결합된 담배 요소를 제공하는 단계;
-필터 요소를 포함하는 반결합된 마우스피스를 제공하는 단계;
-상기 반결합된 담배 요소의 상기 에어로졸 냉각 요소가 상기 반결합된 마우스피스의 상기 필터 요소에 접경하도록 상기 반결합된 담배 요소와 상기 반결합된 마우스피스를 종단간 관계로 결합하는 단계; 및
-상기 반결합된 마우스피스와 상기 반결합된 담배 요소의 일부를 티핑재(tipping material)로 포장하는 단계. 상기 방법은 에어로졸 발생 물품의 전체 길이를 미리 정해진 값으로 유지하기 위해 에어로졸 냉각 요소의 길이를 변화시켜 반결합된 마우스피스의 길이에 맞추는 단계를 더 포함한다. 따라서, 에어로졸 발생 물품의 원하는 길이가 선택되고 반결합된 마우스피스의 길이는 물품의 전체 길이를 소정 값, 바람직하게는 표준 길이로 유지할 수 있도록 그에 따라 맞춰진다.
에어로졸 냉각 요소의 길이를 변화시키거나 선택하여 반결합된 마우스피스의 길이에 맞추는 방법 단계는 에어로졸 냉각 요소의 길이를 줄이고 반결합된 마우스피스의 길이를 늘리는 단계를 포함할 수 있다.
반결합된 마우스피스를 제공하는 방법 단계는 필터 요소와 중공관을 결합하고 필터 요소와 중공관을 포장지로 포장하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 반결합된 마우스피스의 길이에 맞추는 단계는 중공관의 길이를 변화시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 중공관의 길이는 에어로졸 냉각 요소의 길이가 감소된 것과 동일한 양만큼 늘려진다.
본 발명에 따른 방법의 이점 및 또 다른 특징은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에 관해서 설명되어 있고 반복 설명하지 않는다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 제조 방법에서, 반결합된 마우스피스는 두 개의 필터 세그먼트 사이에 배치된 2배 길이의 중공관을 갖는 2배 길이의 마우스피스일 수 있다. 반-결합된 담배 요소와 반결합된 마우스피스를 종단간 관계로 결합하는 단계는 이후 반결합된 담배 요소들 각각의 에어로졸 냉각 요소가 2배 길이 마우스피스의 각 길이방향 측에서 필터 요소들과 접경하도록 두 개의 반결합된 담배 요소와 2배 길이 마우스피스를 결합하는 단계를 포함한다. 2배 길이 마우스피스와 반결합된 담배 요소들 각각의 부분들을 티핑재로 포장함으로써, 2배 길이 에어로졸 발생 물품이 형성된다. 2배 길이 에어로졸 발생 물품은 바람직하게는 2배 길이 중공관을 절단함으로써 두 개의 단일 에어로졸 발생 물품으로 절단될 수 있다.
2배 길이 구성 요소 또는 물품은 단일 제품을 생산하기 위한 적어도 하나의 절단 단계를 필요로 한다. 2배 길이 구성 요소 또는 물품은 단일 제품 길이의 2배를 가진다. 2배 길이 에어로졸 발생 물품의 제조는 제조 방법을 단순화 할 수 있고 제조 속도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 도면들에 의해 도시되어 있는 구현예들과 관련하여 더욱 설명된다.
도 1(하기의 도 4c 또한 참조)은 다섯 개의 요소들을 포함하는 에어로졸 발생 물품(1)을 도시하고 있다: 에어로졸 형성 기재(2), 초산 셀룰로오스 중공관(3)의 형태인 지지 요소, 에어로졸 냉각 요소(4), 마우스피스 필터(5) 및 판지관(6). 이들 다섯 개 요소는 순차적으로 동축 정렬로 배치되며, 궐련지(7)와 티핑지(8)(도 4c에 도시)에 의해 조립되어 로드를 형성한다. 로드는 사용자가 사용 동안에 자신의 입 안에 삽입하는 마우스 말단(22), 및 이 마우스 말단(22)에 대한 로드의 대향 말단에 위치한 원위 말단(23)을 갖는다. 마우스 말단(22)과 원위 말단(23) 사이에 위치한 요소들은 마우스 말단(22)의 상류, 또는 대안적으로 원위 말단(23)의 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다. 판지관(6)은 에어로졸 발생 물품(1)의 마우스 말단(22)에 위치하고 에어로졸 형성 기재(2)는 에어로졸 발생 물품(1)의 원위단(23)에 위치한다.
조립되었을 때, 로드는 길이(15)가 45 mm이고, 약 7.2 mm의 외부 직경을 가지고 있다.
에어로졸 형성 기재(2)는 초산 관(3)의 상류에 위치하고 있으며 로드의 원위 말단(23)까지 연장되어 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 형성 기재(2)는 플러그를 형성하도록 필터지(미도시함)로 포장진 권축 캐스트 잎 담배의 다발을 포함하고 있다. 캐스트 잎 담배는 에어로졸 형성 첨가제로서 글리세린을 포함하는 첨가제를 포함한다. 에어로졸 형성 기재의 길이(25)는 12 mm이다.
초산 중공관(3)은 에어로졸 형성 기재(2)의 바로 하류에 위치하고 에어로졸 형성 기재(2)와 접경하고 있다. 초산관(3)의 한 가지 기능은 로드의 원위 말단(23)을 향해 에어로졸 형성 기재(2)를 위치시켜서 가열 요소와 접촉될 수 있게 하는 것이다. 예를 들어, 가열 요소가 에어로졸 형성 기재(2) 내로 삽입될 때, 초산관(3)은 강제로 에어로졸 형성 기재(2)가 에어로졸 냉각 요소(4)를 향해서 에어로졸 발생 물품(1) 하류에 있지 못하도록 한다. 초산관(3)은 또한 스페이서 요소로서 기능하여 에어로졸 형성 기재(2)로부터 에어로졸 냉각 요소(4)를 이격시킨다. 초산관(3)의 길이(35)는 8 mm이다.
에어로졸 냉각 요소(4)는 13 mm의 길이(45) 및 약 7.12 mm의 외경을 가지고 있다. 바람직하게는, 에어로졸 냉각 요소(4)는 50 mm +/- 2 mm의 두께를 갖는 폴리락트산 시트로 형성된다. 폴리락트산 시트는 권축되고 주름져져서 에어로졸 냉각 요소(4)의 길이를 따라 연장되는 복수의 채널을 정의한다. 에어로졸 냉각 요소의 총 표면적은 에어로졸 요소(4)의 mm당 300 mm2 내지 mm당 1,000 mm2 또는 mg당 약 10 mm2 내지 mg당 100 mm2일 수 있다.
에어로졸 냉각 요소(4)의 길이(45)는 45 mm의 표준 길이를 갖는 에어로졸 발생 물품의 종래의 에어로졸 냉각 요소보다 5 mm 짧다. 이러한 표준 길이의 에어로졸 발생 물품의 종래의 에어로졸 냉각 요소, 특히 폴리락트산 시트로 만들어진 에어로졸 냉각 요소의 길이는 18 mm이다.
폴리락트산의 압착되고 주름진 시트는 필터 종이 내부에 포장되어 에어로졸 냉각 요소(4)를 형성할 수 있다.
에어로졸 냉각 요소(4)의 하류에 배치된 마우스피스 필터(5)는 초산 셀룰로오스로 만들어진 종래의 마우스피스 필터일 수 있고 7 mm의 길이(55)를 가진다.
판지관(6)은 에어로졸 발생 물품(1)의 가장 하류에 있는 요소이고 5 mm의 길이(65)를 가진다. 판지관은 에어로졸 발생 물품의 총 길이가 45 mm가 되도록 짧은 에어로졸 냉각 요소(4)를 보상한다. 판지관(6)은 에어로졸 발생 물품의 오목한 마우스 단부(22) 또한 제공하여, 오목한 마우스 단부를 갖는 종래의 궐련의 용도를 모방한다.
위에서 식별된 다섯 개의 요소들은 종이(7) 내에 단단히 포장됨으로써 조립된다. 종이(7)는 표준 속성을 갖는 종래의 궐련지이다. 종이(7)와 각 요소들 사이의 간섭으로 요소들이 위치하여 에어로졸 발생 물품(1)의 로드를 정의한다.
도 1에 도시된 바와 같이 에어로졸 발생 물품은 소비되기 위해서 에어로졸 발생 장치(미도시함)와 체결되도록 설계되어 있다. 이러한 에어로졸 발생 장치는 에어로졸을 형성하기에 충분한 온도로 에어로졸 형성 기재(2)를 가열하기 위한 수단을 포함하고 있다. 일반적으로, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재(2)에 인접하게 에어로졸 발생 물품을 둘러싸고 있는 가열 요소, 또는 에어로졸 형성 기재(2) 내에 삽입되어 있는 가열 요소를 포함할 수 있다.
일단 에어로졸 발생 장치와 체결되면, 사용자는 에어로졸 발생 물품(1)의 마우스 말단(22)을 흡인하고 에어로졸 형성 기재(2)는 약 375℃의 온도까지 가열된다. 이 온도에서, 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재(2)에서 방출된다. 이들 화합물은 응축되어 에어로졸을 형성하며, 에어로졸은 로드를 통하여 사용자의 입으로 흡인된다.
도 2a 및 도 2b는 담배 반제품(10)을 제조하기 위한 방법 단계를 보여준다. 도 3a 및 도 3b는 마우스피스 반제품(11)을 제조하기 위한 방법 단계를 보여준다. 도 4a, 4b 및 4c는 도 2b와 3b의 두 개의 반제품의 조립 방법 및 에어로졸 발생 물품(1)의 최종 제조 단계들을 보여준다.
담배 반제품(10)을 제조하기 위한 방법 단계에서, 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 2배 길이 에어로졸 발생 기재(20) 및 2배 길이 에어로졸 냉각 요소(40)는 이들 2배 길이 세그먼트들 사이에 배치된 초산 중공관(3)을 갖고서 종단간 관계로 제공되어 세그먼트들의 스트림을 형성한다. 세그먼트들의 스트림은 포장재(7), 예를 들어 궐련지로 포장된다. 이렇게 형성된 연이어진 세그먼트들로 이루어진 로드는 절단선(90)을 따라 절단된다. 그리하여, 하나의 해당 요소(2, 4)의 길이의 2배 길이(250, 450)를 갖는 2배 길이 세그먼트(20, 40)는 반으로 절단된다. 이제 2배 길이 세그먼트(20, 40)의 두 개로 절단된 부분들은 최종 에어로졸 발생 물품(1)의 단일 길이 세그먼트(2, 4)에 해당한다. 연이어진 세그먼트들로 이루어진 로드를 절단함으로써, 포장된 담배 반제품(10)이 제조된다.
마우스피스 반제품(11)을 제조하기 위한 방법 단계에서, 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 이중 길이 필터 세그먼트(50)와 2배 길이 판지관(60)들은 종단간 관계로 배치되어 마우스피스 세그먼트들의 스트림을 형성한다. 마우스피스 세그먼트들의 스트림은 종이(7)로 포장된다. 이렇게 형성된 연이어진 마우스피스 세그먼트들로 이루어진 로드는 절단선(90)을 따라 절단된다. 그리하여, 하나의 해당 필터(5)의 길이의 2배 길이(550)를 갖는 2배 길이 필터 세그먼트(50)는 반으로 절단된다. 이제 2배 길이 필터 세그먼트(50)의 두 개로 절단된 부분들은 최종 에어로졸 발생 물품(1)의 단일 길이 마우스피스 필터(5)에 해당한다. 연이어진 세그먼트들로 이루어진 로드를 절단함으로써, 포장된 마우스피스 반제품(11)이 제조된다.
다음 방법 단계에서, 도 4a에 도시되 바와 같이, 두 개의 제품의 에어로졸 냉각 세그먼트(4)가 서로 대면하고 있도록 두 개의 담배 반제품(10)은 종단간 관계이면서 반대 방향으로 배치된다. 두 개의 담배 반제품(10) 사이에 마우스피스 반제품(11)이 배치된다.
반제품들(10, 11)은 두 개의 담배 반제품(10)의 부분들 둘레뿐만 아니라 마우스피스 반제품(11)의 둘레를 한 장의 티핑지(8)로 포장함으로써 조립된다. 티핑지(8)로 포장된 담배 반제품(10)의 부분들은 바람직하게는 에어로졸 냉각 요소(4)까지 연장된다. 따라서, 세 개의 제품(10, 11)이 서로 결합되어 도 4b에 도시된 바와 같이 2배 제품(12), 즉 2배 길이 에어로졸 발생 물품을 형성한다.
추가적인 제조 방법 단계에서, 2배 길이 판지관(60)을 절단선(90)을 따라 절단함으로써 2배 제품(12)은 반으로 절단된다. 이에 의해, 단일 판지관(6)의 길이(65)의 2배에 해당하는 2배 길이 판지관(60)의 길이(650)는 반으로 분할된다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 단일이면서 최종인 두 개의 에어로졸 발생 물품(1)이 제조된다.
1: 에어로졸 발생 물품
2: 에어로졸 형성 기재
3: 초산 셀룰로오스 중공관
4: 에어로졸 냉각 요소
5: 마우스피스 필터
6: 판지관
7: 궐련지
8: 티핑지
10: 담배 반제품
11: 마우스피스 반제품
12: 2배 제품
15: 길이
20: 에어로졸 발생 기재
22: 마우스 말단
23: 원위 말단
25: 에어로졸 형성 기재의 길이
35: 길이
45: 길이
50: 필터 세그먼트
55: 길이
60: 2배 길이 판지관
65: 길이
90: 절단선
550: 2배 길이
650: 길이

Claims (14)

  1. 담배 요소 및 마우스피스 요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품으로서,
    상기 담배 요소는 에어로졸 형성 기재, 상기 에어로졸 형성 기재의 하류에 배치된 지지 요소, 및 상기 지지 요소의 하류에 배치된 에어로졸 냉각 요소를 포함하고,
    상기 마우스피스 요소는 필터 세그먼트 및 중공관을 포함하고,
    상기 담배 요소의 상기 에어로졸 냉각 요소는 최대 15 mm의 길이를 가지고, 상기 마우스피스 요소의 길이는 상기 에어로졸 발생 물품의 전체 길이가 미리 정해진 전체 길이로 유지되도록 상기 에어로졸 냉각 요소의 길이에 따라 맞춰지는, 에어로졸 발생 물품.
  2. 제1항에 있어서, 45 mm의 미리 정해진 전체 길이를 갖는, 에어로졸 발생 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마우스피스 요소에 포함된 상기 중공관의 길이는 상기 에어로졸 발생 물품의 전체 길이가 미리 정해진 전체 길이로 유지되도록 상기 에어로졸 냉각 요소의 길이에 따라 맞춰지는, 에어로졸 발생 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 냉각 요소의 길이는 10 mm 내지 15 mm인, 에어로졸 발생 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공관의 길이는 3 mm 내지 8 mm인, 에어로졸 발생 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공관은 판지관인, 에어로졸 발생 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공관의 벽 두께는 100 ㎛ 내지 300 ㎛인, 에어로졸 발생 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 냉각 요소는 폴리락트산 시트로 만들어지는, 에어로졸 발생 물품.
  9. 에어로졸 발생 물품을 제조하는 방법으로서,
    -에어로졸 형성 기재, 지지 요소 및 에어로졸 냉각 요소를 결합하고 상기 에어로졸 형성 기재, 상기 지지 요소 및 상기 에어로졸 냉각 요소를 포장지로 포장하여 반결합된 담배 요소를 제공하는 단계;
    -필터 요소를 포함하는 반결합된 마우스피스를 제공하는 단계;
    -상기 반결합된 담배 요소의 상기 에어로졸 냉각 요소가 상기 반결합된 마우스피스의 상기 필터 요소에 접경하도록 상기 반결합된 담배 요소와 상기 반결합된 마우스피스를 종단간 관계로 결합하는 단계;
    -상기 반결합된 마우스피스와 상기 반결합된 담배 요소의 일부를 티핑재로 포장하는 단계; 및
    -상기 에어로졸 냉각 요소의 길이를 선택하여
    -상기 에어로졸 발생 물품의 총 길이를 미리 정해진 값으로 유지하도록 상기 반결합된 마우스피스의 길이에 맞추는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 에어로졸 냉각 요소의 길이를 변화시키거나 선택하여 상기 반결합된 마우스피스의 길이에 맞추는 단계는 상기 에어로졸 냉각 요소의 길이를 줄이고 상기 반결합된 마우스피스의 길이를 늘리는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 반결합된 마우스피스를 제공하는 단계는 상기 필터 요소와 중공관을 결합하고 상기 필터 요소와 상기 중공관을 포장지로 포장하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 반결합된 마우스피스의 길이에 맞추는 단계는 상기 중공관의 길이를 변화시키는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 중공관의 길이를 늘리는 것은 상기 에어로졸 냉각 요소의 길이를 줄이는 것과 동일한 양으로 이루어지는 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반결합된 마우스피스는 두 개의 필터 세그먼트들 사이에 배치된 2배 길이 중공관을 갖는 2배 길이 마우스피스이고,
    상기 반결합된 담배 요소와 상기 반결합된 마우스피스를 종단간 관계로 결합하는 단계는 상기 반결합된 담배 요소들 각각의 상기 에어로졸 냉각 요소가 상기 2배 길이 마우스피스의 각 길이 측에서 상기 필터 요소들과 접경하도록 두 개의 반결합된 담배 요소와 상기 2배 길이 마우스피스를 결합하고;
    -상기 2배 길이 마우스피스와 상기 반결합된 담배 요소들 각각의 일부를 티핑재로 포장하여 2배 길이 에어로졸 발생 물품을 형성하고;
    -상기 2배 길이 중공관을 절단함으로써 상기 2배 길이 에어로졸 발생 물품을 절단하는 것을 포함하는, 방법.
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