KR20210108364A - 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼을 형성하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼(shaped foam)을 형성하는 방법, 상기 방법에 의해 생성된, 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼, 및 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼을 생성하는 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼(shaped foam)을 형성하는 방법, 상기 방법에 의해 생성된, 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼, 및 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼을 생성하는 장치에 관한 것이다.
발포 담배 제품은 종래 기술에서 주로 재구성 담배(reconstituted tobacco) 제품 분야에 공지되어 있다. 보통, 제조 공정은 폼 형성 및 폼 안정제를 사용하여, 미세하게 분쇄된 담배 입자로부터 재구성 담배 시트를 형성하는 단계, 그 후에 재구성 시트를 파쇄(shredding)하는 단계, 천연 담배 파편(shred)과 블렌딩하는 단계를 포함한다. 재구성 담배 제품은 보통 궐련의 제조에 사용된다. 그러나, 이러한 폼은 재구성 담배를 사용하는 담배에 대한 대체품으로서 연소에 의해 사용하기 위해 의도된다.
예를 들어, 미국 특허 제7500485 B1호는 담배 입자, 물, 및 소수성으로 개질된 히드록시알킬화 탄수화물인 폼 안정제를 포함하는 발포 담배 조성물, 및 시가, 궐련 또는 파이프에서의 충전제 재료를 생성하는 데 사용될 수 있는 저밀도 담배 시트 재료에서의 이의 용도에 관한 것이다.
미국 특허 출원 공개 제2016/286851 A1호에서는, 에어로졸-형성 기재(substrate) 및 향미(flavor) 전구체 화합물을 포함하는 흡연 조성물이 개시된다.
미국 특허 출원 공개 제2011/088708 A1호는 흡연 가능한 충전제 재료 및 이의 제조 방법을 기술하는데, 흡연 가능한 충전제 재료는 발포제(foaming agent), 화학적 가교결합을 형성할 수 있는 제제, 및 가교결합제를 포함한다.
유럽 특허 EP 1 294 242 B1호는 과일 재료를 포함하는 흡연 가능한 충전제 재료, 및 상기 흡연 가능한 충전제 재료를 갖는 흡연 물품을 개시한다.
추가로, 유럽 특허 EP 2 934 197 A1호는 연기 없는 구강용 담배 제품(smokeless oral tobacco product), 및 담배 및 불용성 발포 재료를 포함하는 연기 없는 구강용 담배 제품의 제조 방법을 개시한다.
전자 담배(electronic cigarette)(e-담배)의 확산 및 인기는 흡연자가 신규한 담배 제품을 기화시키고 흡입해야 할 필요성 및 가능성을 함께 가져왔다. e-담배, 또는 전자 파이프와 같은 유사한 장치는 보통 에어로졸 형성제, 물, 및 선택적으로 추가적인 향료 및 니코틴을 포함하는 액체를 가열함으로써 에어로졸을 발생시킨다. 전반적으로, 이는 고르지 않은 흡연 프로파일을 초래할 수 있는데, 예컨대, 액체 내의 핵심 화합물의 비효율적인 추출로 인해, 퍼프(puff)마다 경험되는 향미가 현저히 상이할 수 있다. 이러한 목적상, 폼, 각각 무스(mousse)가 사용될 수 있다. 예컨대 폭기(aeration)를 사용한 혼합에 의한 이의 제조가 예컨대 식품 기술 분야에 공지되어 있다. 그러나, 스케일-업(scale-up) 및 안정한 제조를 위해 개선의 여지가 여전히 남아 있다.
따라서 본 발명의 문제는 장기간의 경화를 필요로 함이 없이 담배 성분 함유 제제, 에어로졸 형성제, 폼 안정제, 및 폼 형성제를 포함하는 형상화된 폼을 안정하게 형성하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
스케일-업을 위해, 본 발명자들은 형상화된 폼의 안정한 형성을 위한 수단으로서 압출을 고려하였다. 압출기에서의 압착(compaction)으로 인해 구조가 너무 조밀할 것으로 추정되었기 때문에, 놀랍게도 본 발명자들은 무스-유사 담배 폼이 압출기를 사용하여 생성될 수 있음을 알아내었다. 본 발명자들은 폼 생성을 위한 성형 응용에서 보통 필요한 경화 단계가 압출에 의해 회피될 수 있음을 추가로 알아내었다. 본 발명자들은 성분들의 특정 첨가 순서가 덩어리 형성 없이 양호한 점조성(consistency)으로 폼의 안정한 형성을 초래할 것임을 추가로 알아내었다. 특히 본 발명자들은, 폼 형성제에 담배 성분 함유 제제를 첨가하는 것이 압출 공정에서 덩어리 형성을 피하는 데 도움이 되는 반면, 압출 장치에서의 이후 단계에서 폼 안정제를 첨가하는 것은 원하는 형상을 갖는 폼의 안정한 생성을 가능하게 한다는 것을 알아내었다. 게다가, 압출을 사용하여 안정적이고 연속적인 투입이 가능하여, 본질적으로 균질하고 안정한 제품의 생성이 가능하다.
본 발명의 제1 양태는 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼을 형성하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은
담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 조합 및 혼합하여 제1 혼합물을 얻는 제1 단계;
제1 혼합물에 에어로졸 형성제 및 선택적으로 용매 및/또는 적어도 하나의 비-담배 향미제(non-tobacco flavoring agent)를 첨가하여 제2 혼합물을 얻는 제2 단계;
제2 혼합물에 폼 안정제를 첨가하여 제3 혼합물을 얻는 제3 단계; 및
제3 혼합물을 압출하여 형상화된 폼을 생성하는 단계를 포함하며,
적어도 제2 단계 및 제3 단계는 압출기 내부에서 수행된다.
본 발명의 제2 양태는 본 발명의 방법에 의해 생성된, 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼에 관한 것이다.
제3 양태에서 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼을 생성하는 장치가 추가로 개시되며, 이 장치는
담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 혼합하여 제1 혼합물을 얻도록 구성되며, 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 함유하는 혼합물을 도입하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하거나, 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 개별적으로 도입하도록 구성된 적어도 2개의 개구를 포함하는 제1 배럴;
제1 혼합물을 에어로졸 형성제 및 선택적으로 용매 및/또는 적어도 하나의 비-담배 향미제와 혼합하여 제2 혼합물을 얻도록 구성되며, 에어로졸 형성제 및 선택적으로 용매 및/또는 적어도 하나의 비-담배 향미제를 도입하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하는 제2 배럴; 및
제2 혼합물을 폼 안정제와 혼합하여 제3 혼합물을 얻도록 구성되며, 폼 안정제를 도입하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하는 제3 배럴을 포함하는
적어도 3개의 배럴을 포함하는 압출기를 포함하며;
혼합물이 압출기 내부로 운송되는 방향으로 제2 배럴은 제1 배럴의 하류에 위치되고 제3 배럴은 제2 배럴의 하류에 위치되고;
압출기는 제3 혼합물을, 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼으로 형상화하도록 구성된 다이 플레이트를 추가로 포함한다.
본 발명의 추가 양태 및 실시 형태가 종속항에 개시되어 있으며, 하기 설명 및 실시예로부터 취할 수 있지만, 그로 한정되는 것은 아니다.
첨부된 도면은 본 발명의 실시 형태를 예시하고 그에 대한 추가적인 이해를 전달할 것이다. 설명과 관련하여, 이는 본 발명의 개념 및 원리를 설명하는 역할을 한다. 다른 실시 형태 및 다수의 언급된 이점이 도면과 관련하여 도출될 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법에서의 예시적인 단계 순서를 개략적으로 나타낸다.
도 2에는 본 발명에 따른 장치의 개략도가 도시되어 있다.
도 3은 본 실시예에서 생성된 형상화된 폼의 예를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 방법에서의 예시적인 단계 순서를 개략적으로 나타낸다.
도 2에는 본 발명에 따른 장치의 개략도가 도시되어 있다.
도 3은 본 실시예에서 생성된 형상화된 폼의 예를 나타낸다.
정의
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
본 개시 내용에 주어진 모든 값은 문맥상 반대되는 것이 명백하지 않는 한, 단어 “약”에 의해 보완되는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의해 특히 개방 기공형 폼(open pored foam)이 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 폼은 소정 실시 형태에 따른 개방 기공형 폼이다. 본원에 사용되는 바와 같이 개방 기공형(open pored) 폼은, 유체, 특히 습윤제/액체 에어로졸 형성 기재와 공기의 혼합물을 수용할 수 있는 (상호작용 성분, 예컨대 폼 안정제, 고체 성분, 예컨대 담배 입자, 및 일부 용매 등과 협력하는 폼 형성제로부터 유래된 구조 재료로 형성된) 복수의 상호연결된 기공으로 형성되는 것으로 여겨질 수 있는 폼으로 이해되어야 하며, 대부분의 기공이 기공-형성 재료에 의해 각각 완전히 둘러싸여 유체가 기공들 사이를 자유롭게 통과하는 것을 실질적으로 방지하는 별개의 포켓을 형성하는 폐쇄 셀 폼(closed-cell foam)과는 반대로, 폼 내의 기공의 적어도 상당 부분(예컨대 50 부피% 초과)이 서로 유체 연통한다. 본원에 기술된 바와 같이 형성된 폼, 특히 무스는 대부분 개방-기공형 폼, 특히 무스인 것으로 현재 믿어지는데, 그 이유는 가열 전후의 폼, 특히 무스 부분의 중량 측정에 기초하면, 폼, 특히 무스를 가열하여 증기를 방출시킨 후에, 습윤제의 실질적으로 전부가 방출되는 것으로 보이는데, 이는 습윤제가 이웃한 기공들을 통해 이동하여 폼, 특히 무스 부분의 표면에 도달하는 것이 불가능하다면 쉽게 설명될 수 없기 때문이다. 그러나, 대안적인 설명을 완전히 배제할 수는 없다 - 예를 들어 기화된 가스의 압력 등으로 인해 폐쇄 셀 벽이 또한 파열됨으로써 폐쇄 기공이 아마도 개방될 수 있다.
담배 성분 함유 제제는, 담배에 인공적으로 포함되거나 자연적으로 함유된, 담배 성분, 예컨대 담배, 담배 입자, 담배 향미 및/또는 니코틴을 함유하고/하거나 운반하는 임의의 화합물, 혼합물, 입자 물질, 및/또는 용액일 수 있다. 대조적으로, 인공적으로 첨가된 비-담배-특정 향미(non-tobacco-specific flavor)의 예는 멘톨일 것이다.
에어로졸 형성제는, 예컨대 가열 시에 및/또는 담배 성분 함유 제제와의 혼합물에서 에어로졸을 형성할 수 있는 임의의 화합물, 혼합물 및/또는 용액일 수 있다. 잘 알려진 예에는 습윤제, 예컨대 글리세린 및 프로필렌 글리콜, 기타 알코올, 예컨대 에탄올 등이 포함된다.
본원에 사용되는 바와 같이, 중량%는, 달리 분명하게 명시되지 않는 한, 폼의 총 중량을 기준으로 하는 중량 퍼센트로서 이해되어야 한다. 본 개시 내용에서, 달리 명백하게 언급되거나 문맥상 분명하지 않은 한, 모든 양은 중량% 단위로 주어진다. 본 개시 내용에서, 게다가 특정 폼에서 중량% 단위로 주어진 모든 양은 합계가 100 중량%이다. 따라서, 달리 지시되거나 문맥상 명백하지 않은 한, 중량 퍼센트는 각각의 성분의 질량을 폼의 총 질량으로 나누어서 계산된다.
본원에 사용되는 바와 같이, 부피%는, 달리 분명하게 명시되지 않는 한, 폼의 총 부피를 기준으로 하는 부피 퍼센트로서 이해되어야 한다. 본 개시 내용에서, 특정 폼에서 부피% 단위로 주어진 모든 양은 합계가 100 부피%이다. 따라서, 달리 지시되거나 문맥상 명백하지 않은 한, 부피 퍼센트는 각각의 성분의 부피를 폼의 총 부피로 나누어서 계산된다.
본 발명에 개시된 바와 같이, 입자 크기는 임의의 적합한 방법, 예컨대 체질(sieving) 또는 레이저 회절, 바람직하게는 체질에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 제1 양태는 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼을 형성하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은
담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 조합 및 혼합하여 제1 혼합물을 얻는 제1 단계;
제1 혼합물에 에어로졸 형성제 및 선택적으로 용매 및/또는 적어도 하나의 비-담배 향미제를 첨가하여 제2 혼합물을 얻는 제2 단계;
제2 혼합물에 폼 안정제를 첨가하여 제3 혼합물을 얻는 제3 단계; 및
제3 혼합물을 압출하여 형상화된 폼을 생성하는 단계를 포함하며,
적어도 제2 단계 및 제3 단계는 압출기 내부에서 수행된다.
소정 실시 형태에 따르면, 적어도 용매(특히 물을 포함하거나 물임)가 제2 단계에서 첨가된다. 압출기 내의 물의 첨가는 플러피(fluffy) 구조의 형성을 가능하게 하며, 이는 폭기 및 후속 경화와 함께 혼합기를 사용하여 생성된 폼과 비교하여 최종의 형상화된 폼에서 중량 감소를 야기한다. 소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 방법에서 폼 형성제 대 용매, 특히 물의 중량비는 4:1 내지 1:4, 바람직하게는 3:1 내지 1:3, 더욱 바람직하게는 2:1 to 1:2.5, 특히 바람직하게는 1.5:1 내지 1:2의 범위이다.
소정 실시 형태에 따르면, 폼은, 예컨대 제2 및/또는 제3 단계에서 및/또는 제2 단계 전에 및/또는 후에 및/또는 제3 단계 후에, 가스에 의해 폭기될 수 있다.
본 발명의 방법에서, 에어로졸 형성제, 폼 형성제, 폼 안정제, 담배 성분 함유 제제, 적어도 하나의 비-담배 향미제, 및 용매는 특별히 제한되지 않는다. 폭기에 사용되는 가스는 또한 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 공기일 수 있다. 또한 추가 성분이 혼합될 수 있다.
소정 실시 형태에 따르면, 그럼에도 불구하고 추가 성분이 본질적으로 전혀 또는 추가 성분이 전혀 혼합되지 않는다.
소정 실시 형태에 따르면, 담배 성분 함유 제제의 중량은 폼의 중량의 0.1 내지 40 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 33 중량%이고/이거나, 에어로졸 형성제의 중량은 폼의 중량의 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 40 내지 70 중량%, 특히 바람직하게는 45 내지 65 중량%이다. 소정 실시 형태에 따르면, 담배 성분 함유 제제의 중량은 본 발명의 방법의 폼의 중량의 0.1 내지 40 중량%이고, 에어로졸 형성제의 중량은 폼의 중량의 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 40 내지 70 중량%, 특히 바람직하게는 45 내지 65 중량%이다.
소정 실시 형태에 따르면, 폼 형성제의 중량은 폼의 20 중량% 미만이다. 소정 실시 형태에 따르면, 폼 형성제는 비-단백질 함유 다당류이고 폼 형성제의 중량은 폼의 20 중량% 미만이다.
광범위한 에어로졸 형성제 양(중량 퍼센트 기준)이 가능하며, 즉 상기에 기술된 바와 같이 10 내지 80 중량%이다. 80 중량% 초과가 함유되는 경우, 폼이 신뢰할 수 있게 형성될 수 없고 물질이 완전히 액체로 남아 있을 수 있다. 그러한 점은 예컨대 70 내지 80 중량%를 포함하는 제형에 의해 도달될 수 있으며, 80 중량%는 보통 단지 약간의 어려움만으로 달성가능하다. 70 중량%를 갖는 제형은 양호한 증기 발생으로 신뢰할 만하고 안정하게 형성될 수 있다. 다른 한편, 에어로졸 형성제의 양이 감소되면 흡연 기간에 무스가 발생시킬 수 있는 증기의 총량이 감소된다. 따라서 다른 성분, 예컨대 담배 성분 함유 제제의 양이 증가될 수 있지만 상이한 맛을 초래할 수 있다. 에어로졸 형성제의 양이 너무 적으면, 폼 형성에 또한 문제가 될 수 있다. 20 중량% 미만의, 중량 기준 에어로졸 형성제 양의 하한에서는, 폼을 형성하기 어려웠고 오히려 건조한 페이스트가 대신에 형성되었다. 더욱이, 약 40 중량% 미만의 습윤제 수준(20 중량%까지)에서는, 맛 프로파일이 약화되는데(뿐만 아니라 주어진 양의 무스에 의해 발생될 수 있는 증기의 총량이 감소됨), 그 이유는 아마도 에어로졸 형성제에 의한 담배 또는 다른 향미 형성 재료로부터의 향미의 흡수가 감소되기 때문이다. 40 중량% 내지 70 중량%에서는, 일반적으로 맛의 충만함(fullness)(일반적으로 대략 40 중량%의 습윤제 수준에서 최적인 것으로 밝혀짐)과 주어진 부피의 폼, 특히 무스로부터 발생될 수 있는 증기의 양 사이가 절충된다. 일부 소비자에게는, 주어진 양의 폼, 특히 무스로부터 발생될 수 있는 증기의 양이 맛의 충만함보다 더 중요할 수 있다(그럼에도 불구하고 폼(무스) 부분을 교체해야 하기 전에 기간 중 더 많은 퍼프를 제공하는 더 약한 맛의 폼(무스)을 선호함).
소정 실시 형태에 따르면, 폼의 중량의 100 중량%에 대한 잔부는 본질적으로 폼 안정제 및 폼 형성제 및 선택적으로 용매이므로, 본질적으로 오직 이들 성분만 본 발명의 방법에서 첨가된다. 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하, 예컨대 7 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 6 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 3.5 중량% 이하의 소량의 물 및/또는 산 및/또는 에스테르, 예컨대 디아세틴, 특히 물이 적합한 시점에, 예컨대 에어로졸 형성제 및/또는 폼 형성제 및/또는 폼 안정제 및/또는 담배 성분 함유 제제와 함께, 바람직하게는 에어로졸 형성제와 함께, 그뿐만 아니라 다른 시점에, 예컨대 에어로졸 형성제 전에 또는 후에 소정 실시 형태에 따른 폼에 첨가될 수 있다. 용매는, 첨가되는 경우, 바람직하게는 에어로졸 형성제과 함께 첨가된다. 소정 실시 형태에 따르면, 산 및/또는 에스테르, 예컨대 디아세틴은 본 발명의 방법에서 첨가되지 않거나, 또는 적어도 1 중량% 미만으로 첨가된다. 버닝 응용에서, 예컨대 흡연 물품에서, 건조한 연기는 맛이 그다지 좋지 않기 때문에 보통 물이 더 많은 양으로 함유된다. 대조적으로, 특히 본 발명의 폼은 연소되지 않으며 에어로졸 형성제가 아로마 및/또는 향미를 운반할 수 있어서, 물의 양이 낮게 유지될 수 있지만, 일부 소량의 물은 증기에서 임의의 거침(harshness)을 감소시키고 더 순한 흡연 경험을 야기할 뿐만 아니라, 압출 공정에서 양호한 폼 형성을 달성하는 데 도움이 될 수 있다. 유사하게, 소량(바람직하게는 1 중량% 미만)의 디아세틴의 첨가는 사용자가 경험하는 바와 같이 생성된 에어로졸에서 임의의 거침을 또한 감소시킬 수 있다.
담배 성분 함유 제제, 예컨대 담배는 진짜 향미를 제공하기 위해 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 폼의 담배 성분 함유 제제는 담배, 담배 향미, 예컨대 다양한 담배 추출물, 및 니코틴 또는 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이다. 담배, 담배 향미 및/또는 니코틴은 담배 식물의 임의의 부분(종자, 줄기, 잎 등)으로부터 유래될 수 있다.
담배 성분 함유 제제는 바람직하게는 폼의 중량의 0.1 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 33 중량%의 양으로 본 발명의 폼에 포함되며 그에 따라 첨가될 수 있다. 예를 들어 안정제를 희생하여, 담배의 양이 폼의 중량의 40 중량% 초과, 특히 33 중량% 초과로 증가하는 경우, 예컨대 무스에서, 폼은 너무 취성이고 불안정하게 될 수 있다. 또한 담배 성분 함유 제제의 양이 이러한 양을 초과하여 증가되면, 에어로졸 형성제의 양이 감소될 수 있으며, 이는 더 적은 양의 에어로졸 TPM(사용자 흡입당 필터에 남아 있는 에어로졸 물질의 양인, 총 입자 물질)을 야기할 수 있다. 소정 실시 형태에서 폼에 포함된 담배 성분의 양은 폼의 중량의 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 29 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 28 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 28 중량%, 더욱 더 바람직하게는 11 내지 27.5 중량%, 예컨대 15 내지 25 중량%, 예컨대 11 내지 23 중량%, 예컨대 17 내지 21 중량%(종점 포함)이다.
소정 실시 형태에 따르면, 담배 성분 함유 제제는 입자 크기가 200 μm 미만, 바람직하게는 150 μm 미만, 더욱 바람직하게는 100 μm 미만, 더욱 더 바람직하게는 50 μm 미만, 더욱 바람직하게는 30 μm 미만, 예컨대 2 내지 150 μm, 예컨대 5 내지 100 μm, 예컨대 5 내지 50 μm, 예컨대 5 내지 30 μm, 예컨대 5 내지 15 μm, 예컨대 20 내지 50 μm, 예컨대 60 내지 90 μm인 담배 입자를 포함한다. 입자 크기는 체질을 통해 측정될 수 있으며, 입자는 임의의 적합한 파쇄 및/또는 밀링 공정을 통해 얻어질 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 담배 입자는 본질적으로 균일한 크기, 예컨대 균일한 크기를 갖는다.
그러나, 둘 이상의 분획(예컨대, 크기가 30 μm 미만, 예컨대 20 μm 미만인 입자를 갖는 제1 분획과 크기가 30 μm 초과, 예컨대 50 μm 초과, 예컨대 100 μm 초과, 예컨대 200 μm 초과, 예컨대 약 250 μm 이상인 입자를 갖는 제2 분획)의 상이한 크기를 갖는 담배 입자를 첨가하는 것이 또한 가능하다. 바람직하게는, 크기가 30 μm 초과인 담배 입자의 예컨대 제2 분획이 담배 입자의 총 중량을 기준으로 90 중량% 미만, 바람직하게는 80 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 50 중량% 미만, 더욱 더 바람직하게는 40 중량% 미만, 더욱 더 바람직하게는 30 중량% 미만, 더욱 더 바람직하게는 20 중량% 이하의 양으로 상이한 크기를 갖는 담배 입자의 혼합물에 함유된다. 크기가 30 μm 초과인 담배 입자를 첨가하면, 첫 번째 퍼프에서 가열 시에 폼으로부터 방출되는 에어로졸의 거침을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 방법 및 폼에서, 폼 안정제는 형성 후에 폼을 어느 정도 안정화시킬 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. 소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 폼의 폼 안정제는 셀룰로오스 검, 히드록시알킬화 탄수화물, 이들의 유도체, 예컨대 이들의 염, 바람직하게는 이들의 알칼리 금속 염, 예컨대 이들의 나트륨 및/또는 칼륨 염, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 셀룰로오스 검 및 히드록시알킬화 탄수화물 둘 모두 특별히 제한되지 않는다. 소정의 바람직한 실시 형태에 따르면, 폼 안정제는 셀룰로오스 검, 특히 카르복시메틸셀룰로오스, 또는 이의 유도체이다. 본 발명에 사용될 수 있는 예시적인, 바람직한, 셀룰로오스 검은, 각각 정제된 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스인, CEKOL® 2000 및/또는 Ceroga 4550C (C.E. Roeper GmbH)이다. 적합한 폼 안정제의 또 다른 부류는 히드록시알킬화 탄수화물, 더욱 바람직하게는 셀룰로오스 에테르 및 이의 유도체이다. 사용될 수 있는 셀룰로오스 에테르 또는 이의 유도체는 메틸, 에틸, 히드록시에틸 및 히드록시프로필 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 치환체를 가질 수 있다. 이는 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형, 치환 또는 비치환된 알킬 라디칼 또는 7 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬 라디칼로 추가로 치환될 수 있다. 그러한 라디칼은 바람직하게는 에테르 결합에 의해 부착된다. 적합한 치환체는 예컨대 히드록시 기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 카르복시 기 등일 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면 셀룰로오스 에테르는 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 메틸히드록시에틸 셀룰로오스, 에틸히드록시에틸 셀룰로오스, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 게다가, 상이한 셀룰로오스 검의 혼합물, 상이한 히드록시알킬화 탄수화물의 혼합물, 및 하나 이상의 셀룰로오스 검과 하나 이상의 히드록시알킬화 탄수화물의 혼합물뿐만 아니라, 이들 중 하나 또는 각각의 유도체가 사용될 수 있다. 이러한 셀룰로오스 에테르의 염, 바람직하게는 이의 알칼리 금속 염, 예컨대 이의 나트륨 및/또는 칼륨 염이 또한 유도체로서 포함된다.
소정 실시 형태에 따르면 폼 안정제는 점도가 300 mPas 내지 3000 mPas, 바람직하게는 400 mPas 내지 2500 mPas, 더욱 바람직하게는 500 mPas 내지 2000 mPas, 더욱 더 바람직하게는 700 mPas 내지 1700 mPas, 특히 바람직하게는 900 mPas 내지 150 mPas이다. 점도는 Brookfield 점도계를, 예컨대 25℃에서, 예컨대 60 rpm으로, 예컨대 3번 패들을 사용하여, 예컨대 1%(LVT)에서 사용하여 적합하게 측정될 수 있다.
폼 내의 폼 안정제의 양은, 적합하게 안정한 폼이 형성될 수 있는 한, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 폼 안정제는 3 내지 60 중량%, 바람직하게는 4 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 4 내지 45 중량%, 더욱 바람직하게는 4.2 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 4.5 내지 20 중량%, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 20 중량%, 더욱 더 바람직하게는 5.5 내지 16 중량%, 예컨대 8 내지 40 중량%, 예컨대 10 내지 30 중량%, 예컨대 11 내지 20 중량%(종점 포함)의 양으로 함유될 수 있다.
폼 형성제는 또한 특별히 제한되지 않는다. 소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 폼의 폼 형성제는 한천, 젤란 검, 레시틴, 지방산의 폴리글리세롤 에스테르, 지방산의 글리세롤 에스테르, 지방산의 소르비탄 에스테르, 및/또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되지만, 이로 한정되지 않는다. 바람직한 폼 형성제는 젤란 검이다. 특히 프로테오글리칸뿐만 아니라 펙틴 및 알기네이트는 폼 형성제로서 덜 적합한 것으로 나타났다. 여기서, 지방산은 특별히 한정되지 않으며 예컨대 8 내지 40개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 글리세롤 에스테르는 표준 에스테르화 방법에 의해 제조될 수 있다. 지방산의 글리세롤 에스테르가 사용되는 경우, 폼 형성제는 적합하게는 글리세롤 모노스테아레이트 및/또는 글리세롤 모노올레에이트와 같은 화합물일 수 있다. 폴리글리세롤 에스테르는 글리세린을 알칼리성 조건 하에서 중합시킨 후에 적합하게는 이를 특정 지방산과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 적합한 폴리글리세롤 에스테르는 헥사글리세롤 모노올레에이트, 옥타글리세롤 모노스테아레이트 및/또는 옥타글리세롤 모노올레에이트일 수 있다. 본 발명의 소정 실시 형태에서 사용되는 지방산의 소르비탄 에스테르는 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 모노올레에이트 및/또는 소르비탄 모노팔미테이트일 수 있다. 게다가, 전술된 부류에 속하는 화합물들의 임의의 가능한 조합이 사용될 수 있다.
소정 실시 형태에 따르면, 폼 형성제는 겔 강도가 300 g/cm3 내지 3000 g/cm3, 바람직하게는 400 g/cm3 내지 2500 g/cm3, 더욱 바람직하게는 500 g/cm3 내지 2000 g/cm3이고, 및/또는 점도가 300 mPas 내지 3000 mPas, 바람직하게는 400 mPas 내지 2500 mPas, 더욱 바람직하게는 500 mPas 내지 2000 mPas이다. 점도는, 예를 들어, 폼 안정제에 대해 상기에 주어진 바와 같이 측정될 수 있다. 겔 강도는 예컨대 Nikan 방법 또는 Kobe 방법을 사용하여, 예컨대 Nikan 방법을 사용하여 적합하게 측정될 수 있다.
담배 성분 함유 제제와 함께 폼 형성제 및 폼 안정제의 적합한 양을 선택함으로써, 폼 매트릭스를 생성하고 안정화시킬 수 있으며, 이는 폼의 경도에 기여할 수 있다.
폼 안정제와 마찬가지로, 폼 형성제의 양은 폼이 형성되는 한 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 폼 형성제는 0.5 내지 12 중량%, 바람직하게는 1 내지 11 중량%, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 1.8 내지 9.5 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 9 중량%, 더욱 더 바람직하게는 2 내지 7 중량%, 특히 바람직하게는 2.25 내지 6.75 중량%, 예컨대 3 내지 5.5 중량%의 양으로 함유될 수 있다.
게다가, 또한 에어로졸 형성제는 특별히 한정되지 않으며, 폼은 또한 1종 초과, 예컨대 2종, 3종 또는 4종의 에어로졸 형성제를, 예컨대 혼합물의 형태로 포함할 수 있다.
소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 폼의 에어로졸 형성제는 글리세롤, 글리콜 유도체, 세바케이트 에스테르, 및/또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되지만, 이로 한정되지 않는다. 소정 실시 형태에서 사용될 수 있는 예시적인 글리콜 유도체는 프로필렌 글리콜이며, 예시적인 적합한 세바케이트 에스테르는 디-2-에틸헥실 세바케이트일 수 있다. 게다가, 전술된 부류에 속하는 화합물들의 임의의 가능한 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 조합이 에어로졸 형성제로서 사용될 수 있다. 본 발명의 에어로졸 형성제의 바람직한 예는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 및 이들의 혼합물이며, 글리세롤, 및 프로필렌 글리콜과 글리세롤의 혼합물이 더욱 바람직하고, 프로필렌 글리콜과 글리세롤의 혼합물이 더욱 더 바람직하다. 소정 실시 형태에 따르면, 적어도 글리세롤이 에어로졸 형성제로서 포함된다. 소정 실시 형태에 따르면, 글리세롤과 프로필렌 글리콜은 동일한 중량 퍼센트로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 상이한 중량 퍼센트로도 사용될 수 있다. 소정 실시 형태에서, 10 내지 95 중량%의 글리세롤과 5 내지 90 중량%의 프로필렌 글리콜, 바람직하게는 10 내지 80 중량%의 글리세롤과 20 내지 90 중량%의 프로필렌 글리콜, 더욱 바람직하게는 10 내지 70 중량%의 글리세롤과 70 내지 10 중량%의 프로필렌 글리콜, 예컨대 15 내지 65 중량%의 글리세롤과 65 내지 15 중량%의 프로필렌 글리콜, 바람직하게는 20 내지 40 중량%의 글리세롤과 10 내지 40 중량%의 프로필렌 글리콜, 예컨대 20 내지 40 중량%의 글리세롤과 20 내지 40 중량%의 프로필렌 글리콜이 에어로졸 형성제로서 사용될 수 있고, 에어로졸 형성제의 총 질량은 폼의 중량의 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 40 내지 70 중량%이며, 두 성분은 그들의 비와 관련하여 적합하게 설정될 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 그럼에도 불구하고 글리세롤은 유일한 에어로졸 형성제로서 사용된다.
프로필렌 글리콜과 글리세롤의 적합한 비는, 소정 실시 형태에 따르면, 에어로졸 형성제로서 이러한 2가지를 포함하거나 에어로졸 형성제로서 이러한 2가지로 이루어지는 혼합물에서, 바람직한 실시 형태에 따르면, 중량비를 기준으로, 8:1 내지 1:8, 바람직하게는 80:20 내지 20:80, 더욱 바람직하게는 4:1 내지 1:4, 더욱 바람직하게는 70:30 내지 30:70, 더욱 더 바람직하게는 1:2 내지 2:1, 예컨대 60:40 내지 40: 60, 예컨대 55:45 내지 45: 55이다. 소정 실시 형태에 따르면, 둘 모두 에어로졸 형성제를 위한 혼합물로서 사용되거나 특히 에어로졸 형성제로서 사용되는 경우에, 글리세롤은 프로필렌 글리콜에 비해 과량으로 사용된다. 소정 실시 형태에 따르면, 글리세롤은 에어로졸 형성제 내의 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 총량을 기준으로 55 중량% 이상, 바람직하게는 60 중량% 이상의 양으로 사용된다. 따라서, 소정 실시 형태에 따르면, 프로필렌 글리콜은 에어로졸 형성제 내의 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 총량을 기준으로 45 중량% 이하, 바람직하게는 40 중량% 이하의 양으로 사용된다. 소정 실시 형태에 따르면, 글리세롤과 프로필렌 글리콜 사이의 비는 에어로졸 형성제 내의 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 총량을 기준으로 20:80 내지 90:10, 바람직하게는 40:60 내지 85:15, 더욱 바람직하게는 55:45 내지 80:20, 더욱 더 바람직하게는 60:40 내지 80:20, 예컨대 대략 60:40, 예컨대 60:40이다. 프로필렌 글리콜 및 글리세롤의 비는 폼의 기본 점도에 영향을 줄 수 있다. 더 많은 양의 글리세롤은 폼, 예컨대 무스의 더 높은 점도 및 더 우수한 텍스처를 야기하고 담배 성분 함유 제제의 더 우수한 방출을 가능하게 하여, 더 우수한 섞임(mingling)으로 인해 흡입에 대해 더 우수한 “바디감”(body)으로 이어진다. 이는 또한 더 높은 점도로 인해 더 우수한 부분 안정성을 초래한다. 게다가, 더 많은 양의 글리세롤은 가열 시 초기에 생성되는 증기의 수준을 감소시킬 수 있으며, 이는 흡입 시에 느껴지는 증기의 거침에 영향을 줄 수 있다. 동일한 가열 온도에서, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜 둘 모두의 비점을 초과하여 가열되는 경우, 글리세롤은 또한 프로필렌 글리콜보다 더 적은 증기 부피를 방출할 수 있다. 더 많은 양의 프로필렌 글리콜은, 특히 총 습윤제/에어로졸 형성제의 10 중량% 이상, 바람직하게는 20 중량% 이상, 예컨대 20 내지 40 중량%, 또는 20 중량% 초과, 30 중량% 초과, 또는 40 중량% 초과가 글리세린이 아니라 프로필렌 글리콜을 포함하는 경우, 흡입 동안 달콤한 탑 노트(sweet top note)를 야기한다.
소정 실시 형태에 따르면, 하나 초과의 에어로졸 형성제가 첨가되는 경우 에어로졸 형성제들은 첨가되기 전에 본 발명의 방법의 제2 단계에서 혼합된다.
소정 실시 형태에 따르면 에어로졸 형성제는 폼의 중량의 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 20 내지 75 중량%, 더욱 바람직하게는 40 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 45 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 45 내지 65 중량%, 특히 바람직하게는 50 내지 63 중량%, 더욱 바람직하게는 55 내지 65 중량%, 예컨대 약 60 중량%의 양으로 포함되는데, 이는, 에어로졸이 형성되어야 하기 때문에, 재구성 담배 폼과 관련된 종래 기술에서보다 훨씬 더 높다. 이는 예를 들어 종래 기술에서보다 편리한 폼 제조 공정을 가능하게 할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 에어로졸 형성제의 양이 너무 많은 경우, 폼이 아니라 크림 같은 액체 유체가 형성된다. 에어로졸 형성제의 양이 너무 적은 경우, 폼이 형성되는 것이 아니라, 특히 폼 구조, 특히 버블 및/또는 기공이 없는 페이스트가 형성된다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 프로필렌 글리콜은 프로판-1,2-디올로서 이해되어야 한다. 본 발명에 사용되는 바와 같은 글리세린 또는 글리세롤은 1,2,3-프로판트리올로서 이해되어야 한다.
소정 실시 형태에서, 폼은 유도에 의해 열을 발생시키기 위해 전기 전도 재료, 더욱 구체적으로 강자성 재료를 포함할 수 있다. 전기 전도 재료는 특별히 한정되지 않으며 철, 니켈, 스테인리스 강, 망간, 규소, 탄소 및 구리 중 어느 하나 또는 이들의 합금일 수 있다. 전기 전도 재료는 분말 및/또는 더 큰 입자의 형태일 수 있다. 이의 양은 특별히 제한되지 않으며 적합하게 설정될 수 있다.
용매는 특별히 한정되지 않으며 예컨대 정제수, 산 및/또는 에스테르, 예컨대 디아세틴, 및/또는 알코올, 예컨대 에탄올, 1-프로판올 및/또는 2-프로판올, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하, 예컨대 7 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 6 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 3.5 중량% 이하의 소량의 물 및/또는 산 및/또는 에스테르, 예컨대 디아세틴, 특히 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하, 예컨대 7 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 6 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 3.5 중량% 이하의 양의 물이 적합한 시점에, 예컨대 에어로졸 형성제 및/또는 폼 형성제 및/또는 폼 안정제 및/또는 담배 성분 함유 제제와 함께, 바람직하게는 에어로졸 형성제와 함께, 그뿐만 아니라 다른 시점에, 예컨대 에어로졸 형성제 전에 또는 후에 소정 실시 형태에 따른 폼에 첨가될 수 있다. 용매는, 첨가되는 경우, 바람직하게는 에어로졸 형성제과 함께 첨가된다. 특히 물의 첨가는 폼 형성제, 특히 젤란 검과의 상호작용으로 인해 양호한 폼 형성을 달성한다.
소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 방법에서 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 혼합물의 pH는 방법의 임의의 적합한 시점에 적합한 pH 조정제를 사용하여 5 내지 9, 예컨대 5 내지 8.5, 바람직하게는 5.7 내지 8.4, 더욱 바람직하게는 6 내지 8.3의 pH 값으로 조정될 수 있다. pH 조정제는 특별히 제한되지 않으며 예컨대 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 등, 및 이들의 혼합물 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다. 이의 양은 특별히 제한되지 않으며, 폼의 총량을 기준으로, 예컨대 0 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1 중량%(종점 포함)일 수 있다. pH 조정제의 첨가는 방출되는, 또는 방출되는 것으로 사용자에 의해 감지되는 담배 성분 함유 제제, 예컨대 니코틴의 양을 증가시킬 수 있으며, 이는 감각적 만족감을 개선할 수 있다. 그러나, pH가 너무 높게 조정되면, 맛에 부정적인 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 방법에서 폼 안정제는 폼 안정제, 담배 성분 함유 제제, 에어로졸 형성제 및 선택적인 용매 후에 첨가되며, 바람직하게는 마지막에, 즉 에어로졸 형성제, 폼 형성제, 담배 성분 함유 제제, 선택적인 용매, 및 추가의 선택적인 성분들 후에 첨가된다. 선택적인 용매 및 추가의 선택적인 성분들은 적합한 단계에서 첨가될 수 있다.
폼 안정제를 최종으로 첨가하는 것은 폼 매트릭스의 안정한 형성을 야기한다. 이는 에어로졸 형성제 및 향미의 적합한 방출을 가능하게 하므로, 더 우수한 취급을 가능하게 하고 특히 폼 매트릭스 내에 휘발성 물질을 유지한다. 가열 시에, 적어도 폼 형성제 및 폼 안정제는 폼 형성 후에 그리고 담배 성분 함유 제제의 적어도 아로마 및/또는 향미 및 에어로졸 형성제의 증발 후에 (일회용) 쉘로서 남아 있다.
본 발명의 방법에서 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 조합 및 혼합하여 제1 혼합물을 얻는 제1 단계는 특별히 제한되지 않는다. 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제의 혼합은 담배 성분 함유 제제와 폼 형성제의 본질적으로 균질한 혼합물을 제조하도록 압출기 내부에서 또는 압출기 외부에서, 예컨대 혼합기에서 수행될 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제는 이미 압출기 외부에서 함께 혼합된다. 물론 담배 성분 함유 제제와 폼 형성제의 추가 혼합이 압출기에서 일어날 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제는 동일하거나 상이한 개구, 예컨대 적어도 2개의 개구로부터 압출기 내로 도입되고 압출기 내부에서 압출기, 예컨대 제1 배럴에서 혼합될 수 있다.
또한, 제1 혼합물에 에어로졸 형성제 및 선택적으로 용매 및/또는 적어도 하나의 비-담배 향미제를 첨가하여 제2 혼합물을 얻는 제2 단계 및 제2 혼합물에 폼 안정제를 첨가하여 제3 혼합물을 얻는 제3 단계는 압출기 내부에서 수행되는 한 특별히 제한되지 않는다. 에어로졸 형성제 및/또는 폼 안정제의 첨가는 특별히 제한되지 않으며 압출기 내의 상이한 위치에 있는 하나 이상의 개구로부터, 바람직하게는 상이한 배럴에서, 예컨대 압출기에서 혼합물의 운송 방향의 하류에 있는 제2 및 제3 배럴에서 일어날 수 있다. 첨가는 예컨대 충분한 양의 에어로졸 형성제 및/또는 폼 안정제를 계량함으로써 수행된다.
본 발명의 방법에서 압출기는 특별히 제한되지 않으며 임의의 유형의 압출기, 예컨대 단축 압출기, 스크루들이 평행 방식 또는 반대 방식(서로 반대방향)으로 진행할 수 있는 이축 압출기가 적용될 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면 압출기는 양호한 혼합뿐만 아니라 안정한 폼 형성을 달성하는 이축 압출기이다. 소정 실시 형태에 따르면, 압출기는 특별히 제한되지 않는 적어도 3개의 배럴, 예컨대 적어도 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20개 이상의 배럴, 바람직하게는 적어도 6개의 배럴, 더욱 바람직하게는 적어도 10개의 배럴을 갖는다.
소정 실시 형태에 따르면, 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제는 압출기 내부에서, 바람직하게는 압출기의 제1 배럴에서 혼합된다. 이는 물론 이전의 담배 성분 함유 제제와 폼 형성제의 부분적 또는 전체적 혼합을 배제하지 않는다.
소정 실시 형태에 따르면, 적어도 에어로졸 형성제가 제1 배럴 하류의 압출기의 제2 배럴에서 첨가되며, 바람직하게는 제2 배럴은 제1 배럴에 인접한다. 이러한 방식으로 에어로졸 형성제가 폼 형성 초기에 첨가될 수 있어, 폼 중의 에어로졸 형성제의 양호한 분포를 가능하게 한다. 소정 실시 형태에 따르면, 선택적인 용매는 에어로졸 형성제와 함께 또는 독립적으로, 특히 제2 배럴에서 첨가된다. 제1 혼합물에 용매를 초기에 첨가하는 것은 폼 형성제와의 양호한 혼합을 가능하게 하며 폼 안정제가 첨가되기 전에 폼 형성제의 모든 잠재력을 사용하는 것을 가능하게 한다.
소정 실시 형태에 따르면, 폼 안정제는 제2 배럴 하류의 압출기의 제3 배럴에서 첨가되며, 바람직하게는 제2 배럴은 제3 배럴에 인접하지 않는다. 소정 실시 형태에 따르면, 폼 안정제의 첨가는 적어도 10개의 배럴, 예컨대 10 내지 15개의 배럴, 예컨대 10 내지 12개의 배럴, 예컨대 10개의 배럴을 갖는 압출기의 제6, 제7, 제8 또는 제9 배럴에서 수행된다. 폼 안정제의 후기 첨가는 제2 혼합물의 철저한 혼합을 가능하게 하여 본질적으로 균질해지게 한다. 바람직하게는 충분한 혼합 및 폼 형성이 일어날 수 있도록, 폼 안정제는 혼합물의 운송 방향으로 압출기의 마지막 배럴에서는 첨가되지 않는다. 상이한 양의 배럴에 따라 폼 안정제의 적합한 첨가 시점이 적합하게 선택될 수 있다.
소정 실시 형태에 따르면, 제1 단계에서의 온도는 30 내지 80℃(종점 포함), 바람직하게는 45 내지 70℃(종점 포함), 더욱 바람직하게는 55 내지 65℃(종점 포함), 예컨대 약 60℃의 범위이다. 이는 담배 성분 함유 제제와 폼 형성제의 양호한 혼합을 달성하며 에어로졸 형성제의 첨가에 적합한 온도로의 예비-가온을 가능하게 한다.
소정 실시 형태에 따르면, 제2 단계에서의 온도는 50 내지 115℃(종점 포함), 바람직하게는 60 내지 95℃(종점 포함), 특히 바람직하게는 80 내지 85℃(종점 포함)의 범위이다. 이러한 온도에서 제1 혼합물 중의 에어로졸 형성제의 양호한 분포가 달성된다. 에어로졸 형성제의 첨가 후에, 바람직하게는 제2 혼합물의 혼합은, 균질한 혼합을 가능하게 하기 위해, 적어도 하나의 배럴에서, 바람직하게는 적어도 2개의 배럴에서, 더욱 바람직하게는 적어도 3개의 배럴에서, 더욱 더 바람직하게는 적어도 4개의 배럴에서, 특히 바람직하게는 적어도 5개의 배럴에서, 특히 제2 배럴 후에, 예컨대 제3 내지 제7 배럴 후에, 제3 단계에서 폼 안정제가 첨가되기 전에 수행된다. 그러한 혼합에서, 온도는 바람직하게는 30 내지 125℃(종점 포함), 바람직하게는 45 내지 120℃(종점 포함), 더욱 바람직하게는 75 내지 105℃(종점 포함), 특히 바람직하게는 85 내지 100℃(종점 포함)의 범위이다. 온도가 너무 높으면, 에어로졸 형성제가 너무 많이 증발되어 혼합을 어렵게 만들 수 있다. 온도가 너무 낮으면, 제2 혼합물의 점조성으로 인해 혼합이 어려워질 수 있다.
소정 실시 형태에 따르면, 제3 단계에서의 온도는 30 내지 125℃(종점 포함), 바람직하게는 45 내지 120℃(종점 포함), 더욱 바람직하게는 75 내지 105℃(종점 포함), 특히 바람직하게는 85 내지 100℃(종점 포함)의 범위이다. 이는 폼 안정제의 균질한 혼합, 및 양호하고 안정한 폼의 형성을 가능하게 한다.
소정 실시 형태에 따르면, 제3 혼합물의 혼합은, 폼 안정제가 제8 배럴에서 첨가되는 경우, 폼 안정제의 첨가 후에, 예컨대 제9 및 제10 배럴 후에, 적어도 하나의 배럴에서, 바람직하게는 적어도 2개의 배럴에서 수행된다. 이는 본질적으로 균질하고 안정한 폼 형성을 가능하게 한다.
소정 실시 형태에 따르면, 압출기는 200 내지 900 rpm(종점 포함), 바람직하게는 250 내지 800 rpm(종점 포함), 더욱 바람직하게는 300 내지 700 rpm(종점 포함), 예컨대 300 rpm의 속도로 작동된다. 그러한 속도에서 양호한 혼합이 달성된다. 속도가 너무 빠르면, 안정한 폼을 달성하기 어렵고 가스가 누출될 수 있다 속도가 너무 느리면, 철저한 혼합이 달성되기 어려울 수 있어서 불균질성을 초래한다.
소정 실시 형태에 따르면, 형상화된 폼의 형성은 압출기에서 연속적으로 수행될 수 있다.
혼합 후에 제3 혼합물은 압출기로부터, 예컨대 특별히 제한되지 않으며 예컨대 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 별모양 등일 수 있는 다이를 통해 압출된다. 다이는 임의의 형상을 가질 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 제3 혼합물은 바람직하게는 60℃ 이상, 더욱 바람직하게는 70℃ 이상의 온도에서, 및/또는 130℃ 이하의 온도에서 원형 또는 둥근 다이로부터 압출된다. 또한 상이한 형상의, 예컨대 (전방에서 볼 때 도넛 형상을 갖는) 중공 원통 형태의 압출이 가능하다.
소정 실시 형태에 따르면, 본 방법은 압출 후에 형상화된 폼을 냉각하는 단계를 추가로 포함한다. 압출된 혼합물은, 예컨대 차가운 공기를, 예컨대 에어 나이프(공기 분사처럼 편평한 평면), 냉각기, 냉각 벨트 및/또는 메시의 형태로 사용하는, 특별히 제한되지 않는 임의의 적합한 수단에 의해 냉각될 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 형상화된 폼은 60℃ 미만, 바람직하게는 50℃ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 30℃ 내지 50℃의 온도로 냉각된다. 냉각은 형상화된 폼의 용이한 후-가공, 예컨대 형상화된 폼의 연속 스트랜드의 예컨대 절단에 의한 분할(portioning)을 가능하게 한다.
소정 실시 형태에 따르면, 형상화된 폼은 압출 후에 형상화된 폼의 조각들로 절단된다.
소정 실시 형태에 따르면, 폼은 폼 형성 후에 분할되고/되거나 형상화된다. 이의 분할은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 적절한 형상 및/또는 크기로 절단함으로써 수행될 수 있다.
소정 실시 형태에 따르면, 형상화된 폼은 에이징될 수 있지만, 이는 압출 공정으로 인해 필요하지 않을 수 있다. 에이징 단계가 수행되는 경우, 이는 예컨대 또한 분할 후에 수행될 수 있다.
본 발명의 예시적인 방법이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.
제1 단계(1)에서는, 담배 성분 함유 제제, 예컨대 담배, 및 폼 형성제, 예컨대 젤란 검이 조합되고 압출기에 첨가되고 압출기에서 제1 혼합물이 운송된다. 이어서 제2 단계(2)에서는, 제1 혼합물에 에어로졸 형성제, 예컨대 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 혼합물, 및 선택적으로 용매, 예컨대 물이 첨가되며, 압출기 내부에서 제2 혼합물이 형성된다. 제3 단계(3)에서는, 제2 혼합물에 폼 안정제, 예컨대 카르복시메틸 셀룰로오스(예컨대 분말로서)가 첨가되며, 압출기 내부에서 제3 혼합물이 형성되고 운송된다. 제4 단계(4)에서는, 제3 혼합물이, 예컨대 원형 다이를 통해 압출되어, 담배-함유 폼의 원통형 스트랜드를 형성한다. 선택적인 단계(5)에서는, 원통형 스트랜드가 냉각되고, 선택적인 단계(6)에서는 냉각된 스트랜드가 절단되어 원통형 담배-함유 폼의 부분들을 형성한다.
본 발명의 제2 양태는 본 발명의 방법에 의해 생성된, 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼에 관한 것이다.
본 발명에 의해 본 발명의 폼이 생성될 수 있다. 그러므로, 에어로졸 형성제, 폼 형성제, 폼 안정제, 담배 성분 함유 제제, 선택적인 용매는 이들 각각의 양뿐만 아니라 본 발명의 방법과 관련하여 또한 나타낸 바와 같이 선택될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-담배 향미제 및/또는 전기 전도 재료 및/또는 다른 선택적인 성분들은 본 발명의 방법과 관련하여 또한 나타낸 바와 같이 적합하게 첨가될 수 있다.
본 발명의 폼은, 소정 실시 형태에 따르면, 가열되지만 연소되지 않도록 구성될 수 있으며, 흡연되지 않는 응용에서 사용된다.
하기에서, 달리 문맥으로부터 명백하지 않은 한, 설명은 본 발명의 폼에 관한 것이다. 본 발명의 폼은 바람직하게는 흡연 가능하지 않으며, 즉 폼이 연소되는 온도로 가열되지 않고 단지 그의 적어도 일부, 특히 적어도 본질적으로 에어로졸 형성제 및 더욱 바람직하게는 담배 성분 함유 제제의 적어도 일부, 더욱 바람직하게는 또한 본질적으로 담배 성분 함유 제제가 증발되는 방식으로 적용된다. 본 발명의 폼에서, 담배 성분 함유 제제의 적어도 일부는 바람직하게는 폼 구조에 접착되고/되거나 본질적으로 폼 형성제 및 폼 안정제로 형성된 폼 구조에 의해 흡수되어, 가열 시에 에어로졸 형성제와 함께 용이하게 방출될 수 있다. 또한, 담배 성분 함유 제제의 일부 부분이 폼 구조에 결합되고 담배 성분 함유 제제가 그의 가열 동안 “추출되어” 담배 성분 함유 제제로부터의 향미가 에어로졸 형성제와 함께 방출되는 것이 가능하다. 소정 실시 형태에 따르면, 담배 성분 함유 제제는 단지 폼 구조에 본질적으로 흡착 및/또는 폼 구조 내에 흡수됨으로써 가열 시에 에어로졸 형성제와 함께 방출되는 방식으로 구성된다.
또한, 폼은, 소정 실시 형태에 따르면, 담체에 결합 및/또는 연결되지 않으며, 즉 그대로 사용될 수 있고, 즉 독립형(free-standing) 폼으로 사용될 수 있다. 특히, 소정 실시 형태에 따르면 폼은 기재에 결합되지 않고, 오히려 그대로 사용된다. 따라서, 소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 폼은 그대로 사용되기에 충분히 안정하며, 즉 자립형(self-supporting)이고, 충분한 강성을 가져서 그 자체로 픽업될 때 구부러지지 않고 추가의 안정화 기재가 필요하지 않다.
소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 폼은 생분해성이다. 본 발명의 폼은 예컨대 무스의 형태일 수 있다. 폼 내의 폼 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 포획된 공기 버블 및/또는 질소 또는 산소와 같은 다른 가스의 버블, 예컨대 공기 버블을 포함할 수 있다. 이는 표면적이 큰 개방 구조로서 제공될 수 있는데, 이는 특히 가열 동안, 열 및 에어로졸이 폼을 통해 순환할 수 있게 하여 균일한 가열, 양호한 품질의 에어로졸, 및 담배 성분 함유 제제의 매우 효율적인 추출을 제공한다. 소정 실시 형태에 따르면 폼은 개방 기공형 폼이다. 이는 액체 폼, 건조 폼, 고체 폼, 또는 펠릿일 수 있으며, 바람직하게는 건조 폼, 고체 폼 또는 펠릿일 수 있다. 폼 형성제는 일반적으로 폼이 형성될 때 버블을 포획할 수 있으며, 폼 안정제는 폼의 파괴를 감소시킬 수 있으며 심지어 방지할 수 있다. 폼의 버블은 평균 직경이 20 내지 120 μm, 예컨대 50 내지 100 μm, 예컨대 60 내지 80 μm의 범위일 수 있으며, 버블의 약 98%는 직경이 160 μm 이하, 예컨대 140 μm 이하, 예컨대 120 μm 이하일 수 있다. 폼은 e-담배 내에 삽입하기 위한 임의의 적합한 형상으로 형성될 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 본 발명의 폼은 순환 및 에어로졸 전달을 위해 폼을 관통하는 적어도 하나의 블라인드(blind) 또는 구멍, 예컨대 폼을 관통하는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상의 구멍을 포함한다. 예시적인 형상은, 예컨대 약 1cm 직경의, 임의의 형상의 폼 부분을 관통하는 환상 파이프 형상 구멍, 예컨대 3 mm 관통 구멍, 또는 정사각형, 별모양(star)이지만, 임의의 다른 형상 또는 치수도 가능하다. 소정 실시 형태에 따르면, 폼은 큰 표면적을 갖는, 예를 들어, 표면의 임의의 두 측면 사이의 적어도 하나의 거리 또는 직경이 폼의 두께보다 충분히 더 큰 적어도 하나의 표면을 갖는 구조를 갖는다. 따라서 폼은 디스크, 예컨대 원통형 디스크, 얇은 플레이트 등의 형상일 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 구멍은, 표면의 임의의 두 측면 사이의 적어도 하나의 거리를 갖거나 또는 폼의 두께보다 충분히 더 큰 직경을 갖는 적어도 하나의 표면을 관통한다.
본 발명의 폼은, 선택적으로 공기 흐름을 위한 하나 이상의 터널 및/또는 구멍을 갖는, 예를 들어 폼 파이프, 디스크 등으로 형성될 수 있고, 폼 스틱(foam stick) 등이 예를 들어 포드-크기 조각(pod-sized piece)으로 절단되어 포드 내에 위치될 수 있다.
폼은 포드, 디스크, 또는 스틱으로서 배열될 수 있으며, 예를 들어 사용자에게 가까운 쪽의 팁에 있는 필터와 함께 다공성 종이로 감싸질 수 있다. 다공성 종이는 특별히 한정되지 않으며 목재 펄프 및/또는 대마 섬유 또는 이들의 조합으로 제조될 수 있다. 필터의 여과 재료는 특별히 한정되지 않으며 담배 연기 필터 제조에 통상적으로 이용되는 임의의 필라멘트형 재료일 수 있다. 여과 재료는, 예컨대 면 또는 플라스틱, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의, 천연 또는 합성 필라멘트형 토우(tow) 또는 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트형 토우일 수 있다.
본 발명의 폼은, 예를 들어, 사용자에 의해 제거될 수 있거나, 또는 작동적으로 하우징될 때 e-담배에 의해 천공될 수 있는 패키징, 예컨대 밀폐형 포장지(hermetically sealed wrapper) 내에 있는 상태로 판매될 수 있다. 또 다른 예는 하나 또는 몇 개의 폼 유닛을, 함께 또는 개별적으로(예를 들어, 분리되며, 즉 개별적으로 개봉될 수 있는 분리된 패키징 유닛 내에 있음), 수용하는 블리스터 팩(blister pack)일 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 패키징은 적어도 물이 본 발명의 폼과 접촉하는 것을 막는다.
주변 지지 재료, 예컨대 열 전달을 위한 금속 또는 다른 불활성 재료가 본 발명의 폼을 둘러쌀 수 있다. 환상 링 폼의 예에서, 지지 재료는 예컨대 고리의 측면 둘레에 배열된 금속 링일 수 있다. 지지 재료는 순환을 위한 개구를 가질 수 있다.
본 발명의 폼은 에어로졸 발생 장치에 사용될 수 있다. 본 발명에서 에어로졸 발생 장치는 특별히 한정되지 않으며, 에어로졸을 발생시키는 데 사용된다. 이는, 예를 들어, 전자 담배(e-담배), 또는 전자 파이프와 같은 유사한 장치를 포함할 수 있다. 본 발명에서 언급되는 바와 같은, 전자 담배(e-담배), 또는 전자 파이프와 같은 유사한 장치는 특별히 한정되지 않으며, 사용자에게 흡입하기 위한 에어로졸을 제공하는 데 사용될 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 이는 마우스피스, 가열기, 수용부, 예컨대 포드(pod), 및 케이싱을 포함할 수 있다. 포드는 특별히 한정되지 않으며 본 발명의 폼이, 예컨대 제거가능하게, 삽입될 수 있는 저장 장치일 수 있다. 이는 예를 들어 원통형, 원추형, 스틱 및/또는 직육면체 형태일 수 있으나, 그러한 형상에 한정되지 않는다. 가열기는 예컨대 유도 가열 시스템일 수 있고, 이는 특별히 한정되지 않으며, 전기 전도 재료, 및 더욱 구체적으로는 강자성 재료 둘레에 위치된 코일에 의해 생성되는 전자기 유도를 사용하여 열을 발생시키는 임의의 시스템일 수 있다.
제3 양태에서 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼을 생성하는 장치가 추가로 개시되며, 이 장치는
담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 혼합하여 제1 혼합물을 얻도록 구성되며, 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 함유하는 혼합물을 도입하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하거나, 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 개별적으로 도입하도록 구성된 적어도 2개의 개구를 포함하는 제1 배럴;
제1 혼합물을 에어로졸 형성제 및 선택적으로 용매 및/또는 적어도 하나의 비-담배 향미제와 혼합하여 제2 혼합물을 얻도록 구성되며, 에어로졸 형성제 및 선택적으로 용매 및/또는 적어도 하나의 비-담배 향미제를 도입하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하는 제2 배럴; 및
제2 혼합물을 폼 안정제와 혼합하여 제3 혼합물을 얻도록 구성되며, 폼 안정제를 도입하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하는 제3 배럴을 포함하는
적어도 3개의 배럴을 포함하는 압출기를 포함하며;
혼합물이 압출기 내부로 운송되는 방향으로 제2 배럴은 제1 배럴의 하류에 위치되고 제3 배럴은 제2 배럴의 하류에 위치되고;
압출기는 제3 혼합물을, 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼으로 형상화하도록 구성된 다이 플레이트를 추가로 포함한다.
형상화된 폼을 생성하는 장치는 특히 본 발명의 방법을 수행하기 위해 그리고 본 발명의 폼을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 방법 및 폼과 관련하여 제시된 실시 형태 및 설명은 적용가능한 경우 본 발명의 장치에 또한 적용되며, 그 반대도 성립한다.
본 발명의 장치에서 압출기는 특별히 제한되지 않으며 상기에 제시된 바와 같은 단축 또는 이축 압출기, 특히 이축 압출기일 수 있다. 이는 적어도 3개의 배럴, 예컨대 적어도 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20개 이상의 배럴, 바람직하게는 적어도 6개의 배럴, 더욱 바람직하게는 적어도 10개의 배럴을 포함한다.
이는 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 함유하는 혼합물을 도입하기 위한 적어도 하나의 개구, 및/또는 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 개별적으로 도입하기 위한 적어도 2개의 개구를 갖는 적어도 제1 배럴을 포함한다. 물론 담배 성분 함유 제제 및/또는 폼 형성제가 각각 하나 초과의 개구를 통해 도입될 수 있을 뿐만 아니라 둘 모두의 혼합물이 도입될 수 있다. 소정 실시 형태에 따르면, 그들 또는 혼합물은 적합한 계량기에 의해 제1 배럴 내로 계량될 수 있고/있거나 적합한 유닛, 예컨대 호퍼에 의해 도입될 수 있다.
압출기는, 에어로졸 형성제 및 선택적인 용매를 도입하기 위한 적어도 하나의 개구, 예컨대 또한 에어로졸 형성제 및 용매, 예컨대 물을 도입하기 위한 적어도 2개의 개구를 갖는, 에어로졸 형성제 및 선택적인 용매를 도입하기 위한 그리고 제2 혼합물을 생성하기 위한 제2 배럴을 추가로 포함한다. 소정 실시 형태에 따르면, 에어로졸 형성제 및 선택적인 용매를 도입하기 위한 계량기 및/또는 유닛이 제2 배럴의 적어도 하나의 개구에서 제2 배럴에 부착된다.
압출기는, 폼 안정제를 도입하기 위한 적어도 하나의 개구를 갖는, 폼 안정제를 도입하고 제3 혼합물을 형성하기 위한 제3 배럴을 추가로 포함한다. 소정 실시 형태에 따르면, 폼 안정제 용매를 도입하기 위한 계량기 및/또는 유닛이 제2 배럴의 적어도 하나의 개구에서 제2 배럴에 부착된다.
압출기는 바람직하게는 각각의 혼합물을 혼합하기 위한 추가 배럴, 예컨대 제2 혼합물의 운송 방향으로 제2 배럴 후의 1, 2, 3, 4, 5, 6개 이상의 배럴, 및/또는 제3 혼합물의 운송 방향으로 제3 배럴 후의 1, 2, 3개 이상의 배럴을 또한 가질 수 있다. 또한 압출기는 물론 압출기의 배럴을 통과하는 적어도 하나의 스크루, 예컨대 이축 압출기의 경우 2개의 스크루를 갖는다.
소정 실시 형태에 따르면, 압출기의 배럴들은 개별적으로 가열될 수 있다. 배럴의 형상 및 그들 사이의 분리는 특별히 제한되지 않는다.
압출기는 제3 혼합물을 원하는 형상으로 형상화하기 위한 다이 플레이트, 예컨대 원통형 형상 또는 중간에 환상 구멍을 갖는 원통 등을 포함한다. 다이 플레이트는 특별히 제한되지 않는다.
소정 실시 형태에 따르면, 본 장치는 (압출된 형상화된 폼의 운송 방향으로) 압출기의 하류에 절단기를 추가로 포함하며, 이는 형상화된 폼을 압출 후에 조각으로 절단하도록 구성된다. 절단기는 특별히 제한되지 않는다.
소정 실시 형태에 따르면, 본 장치는 (압출된 형상화된 폼의 운송 방향으로) 압출기의 하류에 그리고 절단기의 상류에 냉각 장비를 추가로 포함하며, 바람직하게는 냉각 장비는 에어 나이프, 냉각기, 냉각 벨트 및/또는 메시이다.
본 발명의 예시적인 장치가 도 2에 개략적으로 도시되어 있다.
본 장치는 다이 플레이트(113)(여기서 고정 플레이트)까지 모든 배럴(103~112)을 통과하는 2개의 스크루(102a, 102b) 및 드라이버(101)를 포함하는 압출기(100)(여기서 이축 압출기)를 포함한다. 스크루 설계는 모듈식이며, 예컨대 혼합, 압착 및/또는 운송과 관련하여 각각의 배럴 섹션에서 상이할 수 있다.
제1 배럴(103)에서, 담배 성분 함유 제제와 폼 형성제의 제1 혼합물(10)이 첨가될 수 있다. 제2 배럴(104)에서, 에어로졸 형성제(20) 및 선택적으로 용매로서의 물이 첨가될 수 있다. 혼합을 위한 추가의 배럴(105~109) 후에, “제3” 배럴(110)(여기서 운송 방향으로 제8 배럴임)에서 폼 안정제(30)가 첨가될 수 있다. 이어서, 혼합물이 다이 플레이트(113) 내부에서 형상화되기 전에, 추가의 혼합이 배럴(111) 및 배럴(112)에서 수행될 수 있다. 다이 플레이트는 최종의 형상화된 담배 성분 함유 폼, 예컨대 도면에 표시된 단면 A-A에서 원형 형상(114a) 또는 환상 형상(114b)을 갖는 실린더형의 형상화된 폼(114)의 형상을 한정하는 상이한 다이(40)를 포함할 수 있다. 이어서, 실린더형의 형상화된 폼(114)은 예컨대 절단기(도시되지 않음)에 의해 부분(115)으로 절단될 수 있다.
상기 실시 형태들은 적절한 경우 임의로 조합될 수 있다. 본 발명의 추가로 가능한 실시 형태 및 구현 형태는 또한 본 발명의 실시예와 관련하여 상기 또는 하기에 명시적으로 언급되지 않은 특징들의 조합을 포함한다. 특히, 당업자는 또한 본 발명의 각각의 기본 형태에 개선 또는 추가로서 개별 양태를 추가할 것이다.
실시예
본 발명을 이제 그의 실시예를 참조하여 상세하게 설명할 것이다. 그러나, 이들 실시예는 예시적이며 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.
실시예 1.
(직경이 7 mm인 원형 다이를 사용하여) 충전된 담배 폼의 원통형으로 형상화된 스트랜드 및 (링 구멍 다이를 통한 압출에 의해) 중심에 구멍을 갖는 담배 폼의 원통형으로 형상화된 스트랜드를 도 2에 도시된 바와 같은 이축 압출기로 생성하며, 이때 제1 혼합물(10)로서의 담배와 젤란 검은 배럴(103)에 첨가되고, 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 혼합물은 물과 함께 에어로졸 형성제(20)로서 배럴(104)에 첨가되고, 폼 안정제(30)로서의 카르복시메틸 셀룰로오스는 배럴(110)에 첨가된다.
예비-실험에서 시험한 압출기의 설정은 표 1에 나타낸 바와 같다.
[표 1] 압출기 설정
예비-시험 후에, 표 2에 주어진 양 및 설정으로 담배-함유 폼의 4개의 샘플을 생성하였다.
[표 2] 샘플 1 내지 4의 제조를 위한 압출기 설정 및 성분들의 양
샘플 1을 사용하면, 매끄러운 표면을 갖는 균질한 스트랜드가 원통형 및 환상 형상 둘 모두로 생성될 수 있다. 유사하게, 샘플 2는 고체 폼의 생성을 달성하였다. 샘플 3은 더 낮은 점도를 갖는 스트랜드를 달성하였고, 샘플 4는 탄성 느낌을 갖는 스트랜드를 달성하였다. 샘플 4의 경우, 2개의 생성된 스트랜드의 사진이 도 3에 나타나 있다.
비교예 1
압출기에서와 같은 첨가 순서로 샘플 4에 대해 주어진 양으로 폭기에 의해 혼합기에서 발포 담배 제품을 형성하였다. 형상을 유지하는 안정한 폼을 얻기 위해서는, 폼의 형성 후에 45℃에서 8시간 동안 경화시킬 필요가 있었다. 비교예와 비교하여 샘플 1 및 4에서 생성된 폼은 플러피 구조를 가졌다. 또한, 압출된 폼은 더 높은 탄성을 달성하였다.
실시예뿐만 아니라 비교예의 샘플을 소정 크기의 부분으로 절단하여 전자 담배 내에 도입하고 맛의 비교를 위해 가열하였다. 특별히 식별가능한 맛의 차이는 관찰되지 않았다.
Claims (15)
- 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼을 형성하는 방법으로서, 상기 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 조합 및 혼합하여 제1 혼합물을 얻는 제1 단계;
상기 제1 혼합물에 에어로졸 형성제 및 선택적으로 용매 및/또는 적어도 하나의 비-담배 향미제(non-tobacco flavoring agent)를 첨가하여 제2 혼합물을 얻는 제2 단계;
상기 제2 혼합물에 폼 안정제를 첨가하여 제3 혼합물을 얻는 제3 단계; 및
상기 제3 혼합물을 압출하여 형상화된 폼을 생성하는 단계를 포함하며,
적어도 상기 제2 단계 및 상기 제3 단계는 압출기 내부에서 수행되는, 방법. - 제1항에 있어서, 상기 담배 성분 함유 제제 및 상기 폼 형성제는 상기 압출기 내부에서, 바람직하게는 상기 압출기의 제1 배럴에서 혼합되는, 방법.
- 제2항에 있어서, 적어도 상기 에어로졸 형성제가 상기 제1 배럴 하류의 상기 압출기의 제2 배럴에서 첨가되며, 바람직하게는 상기 제2 배럴은 상기 제1 배럴에 인접하는, 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 폼 안정제는 상기 제2 배럴 하류의 상기 압출기의 제3 배럴에서 첨가되며, 바람직하게는 상기 제2 배럴은 상기 제3 배럴에 인접하지 않는, 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단계에서의 온도는 30 내지 80℃(종점 포함)의 범위이고/이거나, 상기 제2 단계에서의 온도는 50 내지 115℃(종점 포함)의 범위이고/이거나, 상기 제3 단계에서의 온도는 30 내지 125℃(종점 포함)의 범위인, 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출기는 200 내지 900 rpm(종점 포함)의 속도로 작동되는, 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 혼합물의 혼합은 상기 제3 단계에서 상기 폼 안정제가 첨가되기 전에 적어도 하나의 배럴에서 수행되고/되거나, 상기 제3 혼합물의 혼합은 상기 폼 안정제의 첨가 후에 적어도 하나의 배럴에서 수행되는, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 혼합물은 바람직하게는 60℃ 이상의 온도에서 원형 또는 둥근 다이로부터 압출되는, 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 압출 후에 상기 형상화된 폼을 냉각하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 형상화된 폼은 60℃ 미만, 바람직하게는 50℃ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 30℃ 내지 50℃의 온도로 냉각되는, 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상화된 폼은 압출 후에 형상화된 폼의 조각들로 절단되는, 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 생성된, 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼.
- 담배 성분 함유 제제를 함유하는 형상화된 폼을 생성하는 장치로서,
상기 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 혼합하여 제1 혼합물을 얻도록 구성되며, 상기 담배 성분 함유 제제 및 상기 폼 형성제를 함유하는 혼합물을 도입하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하거나, 상기 담배 성분 함유 제제 및 폼 형성제를 개별적으로 도입하도록 구성된 적어도 2개의 개구를 포함하는 제1 배럴;
상기 제1 혼합물을 에어로졸 형성제 및 선택적으로 용매 및/또는 적어도 하나의 비-담배 향미제와 혼합하여 제2 혼합물을 얻도록 구성되며, 상기 에어로졸 형성제 및 선택적으로 상기 용매 및/또는 상기 적어도 하나의 비-담배 향미제를 도입하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하는 제2 배럴; 및
상기 제2 혼합물을 폼 안정제와 혼합하여 제3 혼합물을 얻도록 구성되며, 상기 폼 안정제를 도입하도록 구성된 적어도 하나의 개구를 포함하는 제3 배럴을 포함하는
적어도 3개의 배럴을 포함하는 압출기를 포함하며;
혼합물이 압출기 내부로 운송되는 방향으로 상기 제2 배럴은 상기 제1 배럴의 하류에 위치되고 상기 제3 배럴은 상기 제2 배럴의 하류에 위치되고;
상기 압출기는 상기 제3 혼합물을, 담배 성분 함유 제제를 함유하는 상기 형상화된 폼으로 형상화하도록 구성된 다이 플레이트를 추가로 포함하는, 장치. - 제13항에 있어서, 압출 후에 상기 형상화된 폼을 조각으로 절단하도록 구성된, 상기 압출기 하류의 절단기를 추가로 포함하는, 장치.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 압출기의 하류에 그리고 상기 절단기의 상류에 냉각 장비를 추가로 포함하며, 바람직하게는 상기 냉각 장비는 에어 나이프, 냉각기, 냉각 벨트 및/또는 메시인, 장치.
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