KR100449444B1 - Electrothermal Smoking Cigarettes, Manufacturing Method and Electrothermal Absorption Research - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 전열흡연식 궐련은, 담배웨브(66) 내에 담배고형체(80)로 채워진 부분과 채워지지 않은 공간(91)을 가진 담배로드(60)의 상기 담배고형체(80) 및 공간(91)의 적어도 양쪽 일부분에 히터날(121)로 된 가열소자(37)가 겹쳐져 질 수 있도록 구성되어 있다. 상기 담배로드(60)의 상기 담배웨브(66)는 원통형상으로 지게 된다. 상기 원통형상 담배웨브(66)는 담배향미재가 혼입된 담배웨브 시트가 자동궐련제조기 연속적으로 공급되기 쉽도록 절단되어 복수의 담배웨브 보빈으로 만들어지게 된다. 본 발명에 따른 전열흡연구(25)는, 삽입된 궐련(23)이 삽입되는 수용부(27)가 허브(111)와 전기저항성 히터날(121)로 된 가열소자(37)로 이루어지면서, 각 히터날(121)이 각각 제1단부 및 제2단부를 가진 제1각부(116A)와 제2각부(116B) 및 이들 제각부(116A, 116B) 각 제1단부를 연결하는 연결부(118)로 구성되어, 상기 가열소자(37)가 전기가열회로에 의해 가열되어 삽입된 궐련(23)을 가열하게 된다. 상기 각부(116A, 116B)는 흡연하기 위해 흡입동작을 할 때 담배향미가 통과하도록 틈(125)에 의해 분리되도록 되어 있다.Electrothermal smoking cigarette according to the present invention, the tobacco solid 80 and the space of the tobacco rod 60 having a portion filled with the tobacco solid 80 and the unfilled space 91 in the tobacco web 66 It is comprised so that the heating element 37 which consists of the heater blades 121 may be superimposed on at least one part of 91. The tobacco web 66 of the tobacco rod 60 has a cylindrical shape. The cylindrical tobacco web 66 is cut so that the tobacco web sheet into which the tobacco flavoring material is mixed is easily supplied to the automatic cigarette maker continuously, thereby making a plurality of tobacco web bobbins. Electrothermal absorption study 25 according to the present invention, while the receiving portion 27 is inserted into the inserted cigarette 23 is made of a heating element 37 made of a hub 111 and the electric resistance heater blade 121, Each heater blade 121 has a first end portion 116A and a second end portion 116B having a first end portion and a second end portion 116B, and a connecting portion 118 connecting each first end portion of each of the respective portions 116A and 116B. The heating element 37 is heated by the electric heating circuit is configured to heat the inserted cigarette 23. The corners 116A and 116B are separated by the gap 125 to allow tobacco flavor to pass through when inhaling to smoke.
Description
본 발명은 전열흡연식 궐련에 관한 것으로, 특히 전열흡연식 궐련을 흡연하는데 쓰이는 전열흡연구에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
전통적인 궐련에서는 연소재료인 담배를 한 모금 흡입하는 동안에 대략 800℃ 이상의 온도로 가열되어 흡연자에게 향미와 담배연기를 전달하도록 되어 있는바, 담배연기가 궐련의 후단부를 거쳐 흡입될 때 담배가 불완전연소를 하게 되면 여러 가지 가스형태의 연소생성물이 배출되게 된다. 이와 같은 가스형태 연소생성물이 인체 내로 흡입되면 인체 내에서 흡연과 관련된 맛과 향기를 제공하는 연무질이 냉각되어 응축을 하게 된다.In traditional cigarettes, the cigarette is heated to a temperature of approximately 800 ° C or more during inhalation of a sip of burning material, which delivers flavor and tobacco smoke to the smoker. When tobacco smoke is sucked through the rear end of the cigarette, the cigarette is incompletely burned. As a result, various gaseous combustion products are discharged. When such gaseous combustion products are inhaled into the human body, the aerosols that provide the flavor and aroma associated with smoking in the human body are cooled to condense.
이와 같은 종래의 궐련은 흡연시에 여러 가지 문제를 일으키게 되는바, 그 중의 하나가 담배를 피우는 동안 담배연기로 말미암아 특히 비흡연자에게 불쾌감을 주고, 일단 담배에 불을 붙였으면 끝까지 피우거나 중간에 불을 끄더라도 버려야 하며, 다시 불을 붙일 수도 있기는 하지만 담배의 향미와 맛이 떨어진다는 이유로 흡연자에게는 선호되고 있지 않다.Such conventional cigarettes cause various problems in smoking, one of which is particularly unpleasant to non-smokers due to cigarette smoke during the smoking, and once the cigarette is lit, it burns to the end or burns in the middle. If you turn it off, you have to throw it away, and you can light it again, but it's not a favorite for smokers because of the lack of flavor and flavor.
한편, 종래의 궐련과 달리 담배연기를 내지 않는 궐련도 있는데, 이는 궐련의 단부나 그 근처에 위치하는 탄소성분의 가연물(열원)과 이 가연물에 이어지는 담배성분으로 이루어져 있어서, 흡연자가 가연물질을 성냥이나 라이터로 점화시켜 궐련을 흡연하면 가연물에서 생성된 열이 담배성분으로 전달되어 담배연기가 나도록 된 것이다.On the other hand, unlike conventional cigarettes, there is also a cigarette that does not emit tobacco smoke, which consists of a carbon-based combustibles (heat source) and the tobacco component subsequent to the combustibles located at or near the end of the cigarette, so that smokers match the combustibles When smoking a cigarette by igniting with a lighter or the like, the heat generated from the combustibles is transferred to the tobacco component, which causes the cigarette smoke.
이와 같은 형식의 흡연시스템에서는, 담배연기가 거의 생성되지는 않지만 열원에서는 연소생성물이 생기고, 일단 열원이 점화되고 나면 실제로는 다시 피우기 위해 담배불을 끄기가 쉽지 않았다. 그 때문에, 이와 같은 종래의 흡연장치 모두가 담배를 피우는 동안 계속 연소가 이루어지게 됨으로써 가연물이 분해되어 주변의 대기와 작용해서 여러 가지 부산물의 생성을 증가시키게 된다.In this type of smoking system, cigarette smoke is rarely produced, but combustion products are produced in the heat source, and once the heat source is ignited, it is not easy to actually turn off the cigarette light for smoking. As a result, all of these conventional smoking devices continue to burn while smoking, resulting in the combustibles decomposing and working with the surrounding atmosphere to increase the production of various byproducts.
미국특허 제5,093,894호, 제5,225,498호, 제5,060,671호, 제5,095,921호, 미국특허출원 제08/380,718호 및 미국특허출원 제07/943,504호에는, 흡연자가 잠시 흡연을 중단하였다 다시 흡연할 수 있으면서도 담배의 선단부에서 연기가 나는 것을 대폭 줄일 수 있도록 된 가연물과 향미품이 기재되어 있다. 그와 같은 궐련은 내구성이 우수한 편이 아니어서 부주의하게 취급하면 부서지거나 찢어지거나 부러질 수가 있고, 심한 경우에는 뭉그러질 수도 있으며, 라이터에서 제거할 때 찢어지거나 절단될 수가 있는 등의 문제를 갖고 있다.U.S. Patent Nos. 5,093,894, 5,225,498, 5,060,671, 5,095,921, U.S. Patent Application Nos. 08 / 380,718 and U.S. Patent Application 07 / 943,504 show that a smoker may stop smoking for a while and may smoke again. Flammables and flavors are listed to greatly reduce the smoke at the tip of the car. Such cigarettes are not very durable and can be broken, torn or broken if handled carelessly, may be crushed in severe cases, and may be torn or cut when removed from a lighter.
한편, 앞에서 든 미국특허출원 제08/380,718호와 미국특허 제5,388,594호에는 새로운 전열라이터와 이 전열라이터가 적용되는 전열식 흡연장치가 기재되어 있는바, 이들 전기라이터의 실시예로는 궐련의 몸체를 쉽게 삽탈될 수 있게 수용하도록 된 금속제 전열흡연구가 갖춰진 구조로 되어 있다.On the other hand, the above-mentioned US Patent Application No. 08 / 380,718 and US Patent No. 5,388,594 describe a new heat transfer lighter and a heat transfer smoking device to which the heat transfer lighter is applied. Examples of these electric lighters include a body of a cigarette. It is structured with metal electrothermal absorption research to accommodate the easy insertion.
또, 미국특허출원 제08/380,718호와 유럽특허 EP-A-0,615,411호에는 궐련의 바람직한 구조로, 담배가 수용되는 원통형상의 담배수용부와, 이 담배수용부를 에워싸는 담배말이 종이, 담배수용부의 흡입쪽 단부에 설치되는 거름필터 및, 담배수용부의 자유단에 필터가 갖춰지도록 되어 있다. 이와 같이 구성됨으로써, 궐련이 라이터 내로 삽입된 후 흡입으로 전열흡연구가 작동하면, 전열흡연구에 의해 궐련의 주위(이하 "히터영향권"이라 함)에 국부적으로 탄화가 일어나기 시작하고, 이어 히터가 모두 작동하면 상호 조금씩 떨어져 있던 탄화지점이 점차 담배수용부 전체를 에워싸게 된다.In addition, US Patent Application No. 08 / 380,718 and European Patent EP-A-0,615,411 have a preferred structure for cigarettes, which includes a cylindrical tobacco accommodating portion for accommodating tobacco, a paper roll and a tobacco accommodating tobacco accommodating tobacco accommodating portion. The filter is provided at the end of the filter and the free end of the tobacco container. With this configuration, if the electrothermal absorption study is operated by suction after the cigarette is inserted into the lighter, carbonization starts to occur locally around the cigarette (hereinafter referred to as the "heater influence zone") by the electrothermal absorption study, and then the heater When all work, the carbonized spots, which are slightly apart from each other, gradually surround the entire tobacco housing.
이때 히터에서 전달되는 높은 온도의 에너지에 의해 탄화되는 지점의 담배종이에는 점차로 변색이 일어나게 되고, 대부분의 궐련에서는 탄화에 따라 담배종이와 담배수용부를 이루는 재질에 미세한 틈이 만들어지게 되어, 이 틈이 담배를 역학적으로 약화시키게 된다. 따라서, 라이터에서 궐련을 뽑아내기 위해서는 탄화된 지점이 일부가 히터를 지나 빠져 나와야 하는데, 만일 궐련이 젖거나 잘못 다루어 비틀어진 경우와 같이 상태가 정상적이지 못한 상태에서는 라이터에서 궐련을 뽑아내는 도중 파손되거나 일부가 남겨지게 된다. 이렇게 라이터 내에 남겨진 담배조각이 라이터의 정상적인 작동을 방해하거나 또는 다음에 궐련을 피울 때 담배 맛을 나빠지게 할 수 있고, 특히 궐련을 뽑아낼 때 둘로 잘려지게 되면 좋지 않은 기분을 갖게 됨은 물론, 새로이 궐련을 피우기 위해서는 라이터에서 부서진 담배조각을 제거해야 하는 불편이 따르게 된다.In this case, discoloration gradually occurs in the tobacco paper carbonized by the high temperature energy transmitted from the heater, and in most cigarettes, fine gaps are formed in the material forming the tobacco paper and the tobacco accommodating portion according to the carbonization. It will weaken tobacco dynamically. Therefore, in order to extract the cigarette from the lighter, the carbonized spot must be partially passed through the heater.If the cigarette is not in a normal state, such as when the cigarette is wet or mishandled, it may be damaged during the removal of the cigarette from the lighter. Some will be left behind. This kind of cigarette left in the lighter can interfere with the normal operation of the lighter or worsen the taste of the cigarette the next time the cigarette is smoked, especially if it is cut off in two when the cigarette is taken out. In order to smoke, it is inconvenient to remove the broken cigarette pieces from the lighter.
미국특허출원 제08/380,718호, 유럽특허 EP-A-0,615,411호 및 미국특허 제5,388,594호에 기재된 궐련에서는, 궐련의 흡입쪽 단부에 갖춰진 필터와 자유단에서 갖춰진 플러그(Plug) 사이에 공동(空洞)의 관(管)이 형성되도록 되어 있는바, 이러한 구조는 궐련의 표면 근방에서 연무질(aerosol)이 응축되는 것을 최소화하고 연무질이 담배수용부를 벗어나 배출되기에 충분한 공간을 만들어 흡연자에게 보다 많이 전달되도록 하기 위해서이다.In the cigarettes described in US patent application Ser. No. 08 / 380,718, EP-A-0,615,411 and US Pat. No. 5,388,594, a cavity is provided between a filter provided at the suction end of the cigarette and a plug provided at the free end. This structure is designed to minimize the aerosol condensation near the surface of the cigarette and to create more space for the aerosol to exit the tobacco compartment and to deliver more to the smoker. To do that.
한편, 흡연자가 잠시 흡연을 정지한 후 다시 흡연을 계속하고자 할 때 궐련의 끝에서 불필요하게 연기가 나는 것을 줄이기 위한 여러 가지 방안이 제안되어 있기도 한바, 예컨대 미국특허 제5,093,894호와, 제5,225,498호, 제5,060,671호 및, 제5,095,921호에는 여러 가지 가열성분과 향미생성장치가 기재되어 있고, 유럽특허 EP-A-0,615,411호와 미국특허 제5,388,594호에는 제어회로와 논리회로에 의해 흡입이 감지되어 작동하게 되는 히터를 갖춘 전열흡연장치가 기재되어 있는바, 이 히터는 궐련에 적당한 정도의 열을 전도하는 비교적 얇고 구불구불하게 파형을 이루면서 가벼운 구조로 있다.Meanwhile, various measures have been proposed to reduce unnecessary smoke at the end of cigarettes when smokers want to stop smoking for a while and continue smoking again. For example, U.S. Patent Nos. 5,093,894 and 5,225,498, Nos. 5,060,671 and 5,095,921 describe various heating components and flavoring devices, while EP-A-0,615,411 and U.S. Patent 5,388,594 disclose that suction is sensed and operated by control and logic circuits. An electrothermal smoking apparatus having a heater is described, which has a relatively thin and serpentine wave shape and a light structure that conducts a moderate amount of heat to a cigarette.
그런데, 상기와 같은 전열흡연장치나 히터는 이미 알려진 몇 가지 문제를 해소할 수는 있기는 하지만 구조적인 면에서 약화되기가 쉽고, 또 막대모양을 한 궐련의 중간부분까지가 삽입되고 뽑아지도록 되어 있어서 궐련이 삽입된 상태에서 조정하거나 잘못 다루거나 하면 힘을 받아 못쓰게 될 수도 있게 된다.By the way, the above-described electrothermal smoking device or heater can solve some known problems, but it is easy to weaken in terms of structure, and the rod-shaped cigarette is inserted and pulled out. Adjusting or mishandling with a cigarette inserted can cause you to lose strength.
더구나, 예컨대 삽입된 궐련을 조정하거나 잘못 다루거나 해서 부품의 위치가 바뀌어지면 전기적 단락이 발생할 수가 있어서 바람직하지 못하였다.Moreover, if the position of the part is changed, for example by adjusting or mishandling the inserted cigarette, an electrical short may occur, which is undesirable.
또한, 상기 히터는 궐련을 삽입하거나 제거할 때 잘못하면 전기적인 단락이 일어날 수도 있는 비교적 복잡한 구조의 전기저항 전열소자를 사용하게 된다.In addition, the heater uses an electric resistance heating element of a relatively complicated structure that may cause an electrical short when accidentally inserted or removed from the cigarette.
유럽특허 EP-A-0,615,411호는 궐련의 내부에는 절단된 담배재료가 채워진다는 점을 고려할 때, 절단된 담배연료로 완전히 채워진 궐련이 처음 여러 번의 흡입동작에서 전기라이터 내에서 적절하게 연소되다가, 그 후에는 연무질의 방출이 점점 줄어들게 된다. 이러한 현상은 유럽특허 제EP-A-0,615,411호에 기재된 것과 같은 전기라이터에서 연소될 때에도 일어나게 된다.European Patent EP-A-0,615,411, considering that the interior of the cigarette is filled with the cut tobacco material, the cigarette completely filled with the cut tobacco fuel is properly burned in the electric lighter in the first several suction operations. Later, the release of aerosols will gradually decrease. This phenomenon occurs even when burned in an electric lighter such as described in EP-A-0,615,411.
유럽특허 제EP-A-0,615,411호에 기재된 공동식 궐련은 조금이라도 심하게 취급하면 쉽게 부셔지는 경향이 있다.The hollow cigarettes described in EP-A-0,615,411 tend to break easily if handled at all.
도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 전열흡연시스템의 사시도,1 is a perspective view of an electrothermal smoking system according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 전열흡연시스템의 특징부가 나타나도록 일부를 절개해서 나타낸 분리사시도,Figure 2 is an exploded perspective view showing a part cut away so that the features of the electrothermal smoking system according to an embodiment of the present invention,
도 3은 도 1에 도시된 흡연시스템의 히터 내에 궐련이 삽입된 상태를 상세하게 나타낸 사시도,3 is a perspective view showing in detail the state in which the cigarette is inserted into the heater of the smoking system shown in FIG.
도 4a는 본 발명에 따른 궐련을 나타낸 종단면도,Figure 4a is a longitudinal sectional view showing a cigarette according to the present invention,
도 4b는 도 4a에 도시된 본 발명에 따른 궐련의 특징부를 풀어진 상태로 해서 상세하게 나타낸 사시도,Figure 4b is a perspective view showing in detail with the features of the cigarette according to the invention shown in Figure 4a in the released state,
도 5a는 도 4a에 도시된 궐련의 담배웨브 보빈을 제조하는 공정에서 담배재료를 시트형상 담배웨브로 가공하는 단계를 나타낸 공정도,Figure 5a is a process diagram showing the step of processing the tobacco material into a sheet-like tobacco web in the process of manufacturing the tobacco web bobbin of the cigarette shown in Figure 4a,
도 5b는 도 4b에 도시된 궐련의 담배웨브 보빈을 제조하는 공정에서 시트형상 담배웨브를 담배웨브 보빈으로 가공하는 단계를 나타낸 공정도,Figure 5b is a process chart showing the step of processing the sheet-shaped tobacco web to tobacco web bobbin in the process of manufacturing the tobacco web bobbin of the cigarette shown in Figure 4b,
도 6a는 본 발명에 따른 궐련을 내부에 담배재료가 거의 채워지지 않은 빈 상태로 해서 나타낸 종단면도,Figure 6a is a longitudinal cross-sectional view showing the cigarette according to the present invention in a state in which the cigarette material is almost filled empty;
도 6b는 도 6a에 도시된 본 발명에 따른 궐련을 거의 속이 빈 상태로 하고서 흡연동작을 하였을 때 시간의 변화에 따라 연무질이 생성되는 량의 상태를 나타낸 그래프,Figure 6b is a graph showing the state of the amount of aerosol is generated according to the change in time when the smoking operation while the cigarette according to the invention shown in Figure 6a almost empty,
도 6c는 도 6b와 도 7b 및 도 8에 도시된 자료를 얻기 위해 사용하였던 연무질 측정장치의 개념도,6C is a conceptual diagram of an aerosol measuring apparatus used to obtain the data shown in FIGS. 6B, 7B, and 8;
도 7a는, 본 발명에 따른 궐련을 내부에 담배재료가 채워진 상태로 나타낸 종단면도,Figure 7a is a longitudinal sectional view showing a cigarette in a state filled with a cigarette material according to the present invention,
도 7b는 도 7a에 도시된 내부가 완전히 채워진 궐련을 흡연할 때 시간의 변화에 따라 생성되는 연무질의 량의 변화를 나타낸 그래프,FIG. 7B is a graph showing a change in the amount of aerosol generated with the change of time when smoking the fully filled cigarette shown in FIG. 7A;
도 8은 도 4a 및 도 6a, 도 7a에 도시된 각 궐련을 흡연동작했을 때 방출되는 연무질의 량을 비교해서 나타나낸 그래프,8 is a graph showing a comparison of the amount of aerosols released when smoking each cigarette shown in FIGS. 4A, 6A, and 7A;
도 9는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 내부의 일부만 채워진 구조의 궐련에서 내부가 채워진 부분에 히터가 겹쳐지는 량과 궐련으로부터 방출되는 전체 미립물질(TPM)의 량과의 관계를 나타낸 그래프,FIG. 9 is a graph illustrating a relationship between an amount of overlapping a heater in an internally filled portion and an amount of total particulate matter (TPM) discharged from a cigarette in a partially filled cigarette according to the present invention shown in FIG. 4;
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 궐련의 종단면도,10 is a longitudinal sectional view of a cigarette according to a second embodiment of the present invention;
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 궐련의 종단면도,11 is a longitudinal sectional view of a cigarette according to a third embodiment of the present invention;
도 12는 본 발명의 본 발명에 쓰이는 히터의 1실시예를 나타낸 종단면도,12 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a heater used in the present invention of the present invention;
도 13은 본 발명에서의 히터의 다른 실시예를 나타낸 종단면도,13 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the heater in the present invention;
도 14는 본 발명에서의 히터의 또 다른 실시예를 나타낸 종단면도,14 is a longitudinal sectional view showing yet another embodiment of the heater in the present invention;
도 15는 본 발명에 따른 히터에서 허브를 이루는 전기적으로 절연되도록 코팅한 히터의 종단면도,15 is a longitudinal sectional view of a heater coated to electrically insulate a hub in the heater according to the present invention;
도 16은 본 발명에 다른 히터에서 히터날의 각부가 파형을 이루도록 된 것을 나타낸 종단면도,Figure 16 is a longitudinal cross-sectional view showing that each part of the heater blades in the heater according to the present invention to form a waveform,
도 17a는 삽입되는 궐련에 접하는 하부면이 편평면으로 된 히터날의 횡단면도,17A is a cross-sectional view of a heater blade having a flat bottom surface in contact with an inserted cigarette;
도 17b는 삽입되는 궐련에 접하는 하부면이 꼭지각으로 접해지도록 된 히터날의 횡단면도,17B is a cross-sectional view of the heater blade such that the lower surface in contact with the cigarette to be inserted is in contact with the vertex angle,
도 17c는 삽입되는 궐련에 접하는 하부면이 원형의 만곡면으로 된 히터날의 횡단면도,17C is a cross sectional view of a heater blade having a lower curved surface in contact with a cigarette inserted therein;
도 18은 원통형으로 만들어지기 전 복수의 히터날이 편평하게 전개되어 일정하게 배치된 상태를 나타낸 평면도,18 is a plan view showing a state in which a plurality of heater blades are unfolded and arranged uniformly before being made cylindrical;
도 19는 원통형으로 만들어지기 전 복수의 히터날이 편평하게 전개한 상태의 다르게 배치된 경우의 평면도,19 is a plan view of a case where the plurality of heater blades are arranged differently in a flat unfolded state before being made cylindrical;
도 20은 본 발명에 따른 전열흡연시스템에서 히터의 다른 실시예를 나타낸 횡단면도,20 is a cross-sectional view showing another embodiment of the heater in the electrothermal smoking system according to the present invention;
도 21은 도 20에 도시된 전열흡연시스템에서 향미재 카트리지를 삽입하기 위한 공동부를 도 20의 A-A선을 따라 나타낸 종단면도,FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing a cavity for inserting a flavor cartridge in the electrothermal smoking system shown in FIG. 20 along a line A-A of FIG. 20;
도 22는 본 발명에 따른 히터의 다른 실시예를 나타낸 횡단면도,22 is a cross-sectional view showing another embodiment of a heater according to the present invention;
도 23은 도 22에 도시된 전열흡연시스템에서 향미재 카트리지를 삽입하기 위한 공동부를 도 22의 B-B선을 따라 나타낸 종단면도이다.FIG. 23 is a longitudinal cross-sectional view of a cavity for inserting a flavor cartridge in the electrothermal smoking system shown in FIG. 22 along line B-B in FIG.
본 발명이 갖는 여러 가지 특징적인 이점은 뒤에 기재되는 특허청구범위의 기재에 의해 정해진다. 즉,Various characteristic advantages of the present invention are defined by the claims described later. In other words,
본 발명이 실시된 궐련은 전열흡연시스템의 일부를 이루고서 흡연될 때 내부의 담배재료가 한결같이 연소하게 되는 장점이 있다.Cigarettes in which the present invention is practiced have the advantage that the tobacco material inside is constantly burned when smoking as part of the electrothermal smoking system.
본 발명이 실시된 궐련은, 전기라이터에 끼워 흡연할 때 내부에 수납되는 담배재료에서 향미와 연무질의 방출이 만족스러운 수준으로 되는 장점이 있다.Cigarette according to the present invention has the advantage that the release of flavor and aerosol in the tobacco material stored therein when inserted into the electric lighter to smoke.
본 발명이 실시된 궐련은, 흡입과 흡입 사이에도 수용된 담배재료로부터 연무질이 한결같이 방출되는 장점이 있다.Cigarettes in which the present invention is practiced have the advantage that aerosols are uniformly released from the tobacco material contained between inhalation and inhalation.
본 발명이 실시된 궐련을, 제조하기가 쉽고 포장도 예쁘게 할 수가 있다.It is easy to manufacture the cigarette to which this invention was implemented, and the packaging can also be made beautiful.
본 발명이 실시된 궐련은, 물리적으로 튼튼해서 줄어들지가 않고, 궐련이나 전기라이터 내에서 연무질이 여과되는 것을 최소화 할 수 있으며, 궐련을 라이터로부터 뽑아낼 때 부러지는 일이 적다.Cigarettes to which the present invention is practiced are physically durable and do not shrink, minimizing the filtering of aerosols in cigarettes or electric lighters, and less likely to break when extracting cigarettes from lighters.
한편, 본 발명이 실시되어 전열흡연시스템의 라이터로 흡연하도록 된 궐련은, 흡연자가 부주의한 취급을 하더라도 몸체에 상처가 나거나 파손되는 일이 적다.On the other hand, the cigarette to be smoked with the lighter of the electrothermal smoking system by the present invention is less likely to be damaged or damaged even if the smoker carelessly handled.
본 발명이 실시되어 전열흡연시스템의 라이터로 흡연하도록 된 궐련은, 제품을 제조하거나 포장하는 동안 파손되거나 부러지는 일이 적다.Cigarettes in which the present invention is practiced to smoke with lighters of electrothermal smoking systems are less likely to break or break during manufacture or packaging of the product.
본 발명이 실시되어 전열흡연시스템의 라이터로 흡연하도록 된 궐련은, 비용과 생산속도면 에서 효율적인 제조방법을 채택할 수가 있게 된다.The present invention is implemented, the cigarette to be smoked by the lighter of the electrothermal smoking system, it is possible to adopt an efficient manufacturing method in terms of cost and production speed.
한편, 본 발명에 따른 전열흡연구는, 궐련이 계속해서 연소되지 않더라도 연기가 생성될 수 있어 궐련의 끝에서 불필요한 연기가 나게 되는 것이 줄어들고, 흡연자가 일시 흡연을 중지하였다 다시 시작할 수 있게 됨과 더불어, 흡연장치 내에서 연무질이 많이 만들어지게 된다.On the other hand, the heat transfer study according to the present invention, the smoke can be generated even if the cigarette is not continuously burned to reduce the unnecessary smoke at the end of the cigarette, the smoker can stop and resume the temporary smoking, and smoking Many aerosols are created in the device.
또한, 본 발명에 따른 전열흡연구는, 흡연자로 하여금 필요한 수만큼만 흡입을 하도록 할 수 있게 하고, 흡입동작의 수나 지속시간을 바꾸더라도 담배의 주관적인 품질이 희생되지 않게 된다.In addition, the electrothermal absorption study according to the present invention allows the smoker to inhale only the required number, and even if the number or duration of the suction operation is changed, the subjective quality of the cigarette is not sacrificed.
본 발명 따른 전열흡연구에 쓰이는 가열소자는 궐련을 삽입하고 제거하는 데에 구조적으로 알맞게 할 수가 있다.The heating element used in the electrothermal absorption study according to the present invention can be structurally suitable for inserting and removing cigarettes.
본 발명에 따른 전기저항 전열흡연구에 쓰이는 히터는, 쓰이는 동력원과 간단히 연결될 수 있게 된다.The heater used in the electrical resistance electrothermal absorption study according to the present invention can be easily connected to the power source used.
본 발명에 다른 전열흡연구에 쓰이는 가열소자는, 가열주기 동안 기구적으로 안정상태를 유지할 수 있게 된다.The heating element used in the electrothermal absorption study according to the present invention can be mechanically stable during the heating cycle.
본 발명에 따른 전열흡연구는 가열요소와 궐련 사이의 접촉면의 변형을 최소화시켜 열전도량이 변하는 것을 피할 수 있도록 한다.The electrothermal absorption study according to the present invention can minimize the deformation of the contact surface between the heating element and the cigarette to avoid the change in the thermal conductivity.
본 발명에 따른 전열흡연구는 보다 경제적으로 제조할 수가 있게 된다.The electrothermal absorption study according to the present invention can be produced more economically.
본 발명에 따른 전열흡연구는, 흡연자에게 향미가 있는 담배연기를 피울 수 있는 흡연시스템을 제공할 수 있게 된다. 이 흡연시스템은 전기적으로 동작하는 라이터와 여기에 삽입되는 궐련으로 이루어지는바, 상기 라이터는 단독 또는 공동으로 설치는 복수의 히터를 갖추고서 궐련으로부터 소정량의 고온의 연무질을 방출하게 된다. 상기 궐련은 원통형상을 한 담배웨브(tobacco web)를 갖도록 되어 있는바, 이 담배웨브의 내부 일부분은 원주모양의 담배고형체로 채워지는 한편, 나머지 일부는 채워지지 않은 체 궐련 내에 공간으로 남겨지도록 되어 있다.The electrothermal absorption study according to the present invention, it is possible to provide a smoking system that can smoke smoker with a flavor. The smoking system consists of an electrically operated lighter and a cigarette inserted therein, the lighter having a plurality of heaters installed alone or jointly to release a predetermined amount of high temperature aerosol from the cigarette. The cigarette is intended to have a cylindrical tobacco web (tobacco web), the inner part of the tobacco web is filled with a cylindrical tobacco solid, while the other part is left as a space in the unfilled body cigarette. have.
이를 보다 상세히 설명하면, 상기 궐련은 원통형상 담배웨브와 이 담배웨브 내에 수용되는 담배고형체로 담배로드(tobacco rod)가 구성되고서, 이 담배로드가 히터의 가열소자 내에 담배로드의 자유단과 반대편 단부 사이에 배치되도록 삽입되어 수용된다. 여기서, 상기 담배로드는 원주형 담배고형체가 담배로드의 자유단으로부터 이 담배로드의 반대편 단부에서 소정의 간격으로 떨어진 곳까지만 배치됨으로써 상기 담배로드의 반대편 단부에 인접하여 공간(공동부)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.In more detail, the cigarette comprises a cylindrical tobacco web and a tobacco rod which is contained within the tobacco web and the tobacco solid is contained in the tobacco web, and the tobacco rod is an end opposite to the free end of the tobacco rod in the heating element of the heater. It is inserted and received to be disposed therebetween. In this case, the tobacco rod is disposed only from the free end of the tobacco rod to the space away from the free end of the tobacco rod at a predetermined distance from the opposite end of the tobacco rod, thereby forming a space (cavity) adjacent to the opposite end of the tobacco rod. It is desirable to.
상기 궐련과 라이터의 히터부분의 상대적인 규격은, 라이터 내로 궐련을 삽입할 있도록 라이터의 각 가열소자가 담배로드의 주위에 접촉하면서 소정의 길이로 담배로드와 나란히 배치되는바, 즉 히터와 궐련이 길이방향으로 접촉하도록 뻗어(히터의 영향권) 앞에서 설명한 공간의 일부 및 담배고형체의 일부와 각각 겹쳐지도록 되어 있다. 이렇게 되면 궐련이 전기적으로 흡연될 때 연무질이 일관되고 만족스럽게 방출되고, 연무질이 가열소자나 그 근처에서 응축되는 것이 줄어들게 된다.The relative size of the cigarette and the heater portion of the lighter is such that each heating element of the lighter is arranged side by side with the tobacco rod at a predetermined length while contacting the cigarette rod around the cigarette rod so as to insert the cigarette into the lighter, that is, the heater and the cigarette length It extends so as to contact in the direction (heat zone of influence of heater) and overlaps with a part of the above-mentioned space and a part of the tobacco solid, respectively. This results in a consistent and satisfactory release of aerosols when the cigarettes are electrically smoked, and a reduction in the aerosols' condensation on or near heating elements.
한편, 상기 궐련과 라이터의 히터의 상대적인 크기는, 궐련이 라이터 내로 삽입될 때 각 히터가 히터영향권 전부가 아니라 약간만이라도 담배로드의 담배고형체가 채워진 부분에 겹쳐지도록 담배로드의 옆에 인접해서 위치하도록 하면, 상기 공간이 연무질의 생성을 촉진해서 연기가 식는 것을 돕게 된다.On the other hand, the relative size of the heater of the cigarette and the lighter is positioned adjacent to the cigarette rod so that when the cigarette is inserted into the lighter, each heater overlaps a portion filled with the tobacco solid of the tobacco rod rather than all of the heater influence zone. If so, the space will promote the production of aerosols to help cool the smoke.
이 경우 궐련을 마는 종이가 원통형상 담배웨브를 감싸 흡연자로 하여금 종래의 궐련과 같은 외관과 감촉을 느낄 수 있도록 한다.In this case, the paper rolling cigarette is wrapped in a cylindrical tobacco web to allow the smoker to feel the same appearance and texture as a conventional cigarette.
상기 담배웨브로는 부직(不織)으로 된 기저웨브와 이 기본웨브의 어는 한쪽 또는 양쪽 면을 따라 담배향미재로 된 층이 배치되는 것이 바람직하다.As the tobacco web, a nonwoven base web and a layer of tobacco flavoring material are preferably disposed along one or both sides of the base web.
상기 궐련은 상기 담배로드의 반대편 단부에 거름필터(당해 분야에서는 whistle-through plug로 불려짐)와 후단필터 및 담배로드에 이들 거름필터를 부착하기 위한 끝말이종이로 구성된 티핑부재를 갖게 된다.The cigarette has a tipping member consisting of a manure filter (called whistle-through plug in the art) at the opposite end of the tobacco rod, a trailing filter and a tip paper for attaching these manure filters to the tobacco rod.
본 발명에 따른 궐련이 전열흡연시스템의 라이터 내로 삽입될 때는, 궐련이 라이터의 히터 내에 위치한 스토퍼(또는 그에 상당하는 부재)에 닿게 됨으로써, 라이터의 가열소자가 모두 궐련에 대해 같은 위치로 궐련과 나란히 배치될 수 있게 된다. 담배를 피기 시작하면 앞에서 설명한 라이터의 히터가 작용해서 담배로드를 따라 배치된 위치에서 궐련을 확실하게 가열하게 된다. 계속 흡연동작을 하면 담배로드가 가열되어 담배웨브와 그 내부에 충전된 담배로부터 연무질이 방출되게 된다. 히터가 담배로드 내의 공간과 겹쳐지는 부분으로부터 연무질이 즉시 담배로드 내의 채워지지 않은 공간으로 빠져나가 궐련 밖으로 방출되게 된다.When the cigarette according to the invention is inserted into the lighter of the electrothermal smoking system, the cigarette comes into contact with the stopper (or its equivalent) located in the heater of the lighter, whereby the heating elements of the lighter are all aligned with the cigarette in the same position relative to the cigarette. Can be deployed. When you start smoking, the heater of the lighter described earlier acts to reliably heat the cigarette at a position along the tobacco rod. If the smoking operation continues, the tobacco rod is heated to release the aerosol from the tobacco web and the tobacco filled therein. From the portion where the heater overlaps the space in the tobacco rod, the aerosol immediately exits into the unfilled space in the tobacco rod and is released out of the cigarette.
상기 담배웨브는 궐련에서 조금씩 전달되는 연무질 대부분을 통과시키게 되는데, 이러한 즉시성이 흡연자가 궐련을 흡연할 때 기분을 좋도록 하는데 영향을 끼친다고 여겨진다. 또, 담배로드의 속이 채워진 부분의 담배고형체 때문에 히터가 담배로드의 속이 채워진 부분과 겹쳐진 곳으로부터는 연무질의 방출이 다소 지연되게 된다. 담배로드의 속이 채워진 부분에서 방출되는 연무질에는 연기에 비해 훨씬 강한 향미와 담배맛을 느낄 수 있게 된다.The tobacco web passes most of the aerosol delivered little by little in the cigarette, which is believed to have an effect on the smoker to feel good when smoking the cigarette. In addition, the release of the aerosol is somewhat delayed from the place where the heater overlaps the filled portion of the tobacco rod because of the solid solid of the filled portion of the tobacco rod. The aerosol released from the filled part of the tobacco rod has a much stronger flavor and tobacco taste than smoke.
본 발명의 또 다른 특성으로는, 전열흡연시스템의 연무질의 전달량을 조정할 수 있다는 것으로, 즉 한 가지 브랜드의 궐련과 다른 브랜드의 밤배를 흡연할 때 담배로드의 속이 채워진 부분과 채워지지 않은 부분 사이에 겹쳐지는 히터의 양을 조정하거나 또는 같은 브랜드의 궐련이라 하더라도 상기 겹쳐지는 량을 조정하여 연무질의 전달량을 필요에 따라 조정할 수 있는 점이다.Another feature of the present invention is that the amount of aerosol delivery of the electrothermal smoking system can be adjusted, i.e. between the filled and unfilled portions of the tobacco rod when smoking one brand of cigarette and another brand chestnut. The amount of overlapping heaters can be adjusted, or even the cigarette of the same brand can be adjusted by adjusting the amount of overlapping, so that the amount of aerosol delivery can be adjusted as necessary.
본 발명은 또한 전자가열장치로 가열되는 궐련으로부터 방출되는 연무질의 수준과 일관성을 높이는 방법으로 궐련이 자유단과 그 반대편 단부를 갖도록 하고 있다. 이 방법에서는 상기 히터를 자유단에 가까운 궐련의 속이 채워진 부분과 상기 반대편 단부에 가까운 궐련의 속이 공간 양쪽에 겹쳐지게 하고서, 이들 속이 채워진 부분과 속이 빈 부분을 히터로 동시에 가열하면서 후단부를 통해 흡입하도록 한다.The present invention also allows the cigarette to have a free end and the opposite end in a manner that increases the level and consistency of the aerosols emitted from the cigarette heated by the electronic heating device. In this method, the heater is filled with the inside of the cigarette near the free end and the inside of the cigarette near the opposite end on both sides of the space, so that the inside of the inside and the inside of the hollow are heated by a heater and sucked through the rear end at the same time. do.
또, 본 발명은 전기라이터로 가열되는 궐련에 내장되는 내용물을 제공하게 되는바, 궐련에는 거름필터와 이 거름필터에 인접해서 내용물이 들어 있지 않은 공간을 가져 연무질 생성의 일관성을 높이도록 된 담배로드가 내장되도록 되어 있다.In addition, the present invention provides a content that is embedded in a cigarette heated by an electric lighter, the cigarette has a filter filter and a space containing no contents adjacent to the filter filter to increase the consistency of aerosol generation Is built in.
또, 본 발명은 그 기저웨브에 첨가된 아마나 목재의 셀룰로오스섬유로 강성이 보강된 담배웨브를 제공하는바, 상기 기저웨브의 보강소재로는 담배줄기에서 나온 셀룰로오스섬유를 사용할 수 있도록 되어 있다.In addition, the present invention provides a tobacco web reinforced with rigid cellulose fibers of flax wood added to the base web, it is possible to use the cellulose fibers from the tobacco stem as a reinforcing material of the base web.
궐련의 강도는 원통형상 담배웨브 내에 절단된 담배가 충전됨으로써 높여져, 궐련제조기나 흡연자에 의해 취급될 때 보다 튼튼하게 견딜 수 있게 된다.The strength of the cigarette is increased by filling the cut tobacco in the cylindrical tobacco web, so that the cigarette can be more robustly handled by the cigarette maker or the smoker.
한편, 본 발명에 따른 전열흡연구에 쓰이는 히터는, 지지부재 역할을 하는 허브와, 삽입된 궐련을 수용하는 공간을 구획하는 복수의 전기저항 히터날로 구성된다. 이들 각 히터날에는 제1단부 및 제2단부를 갖고서 상기 지지허브로부터 상기 제1단부에서 연장된 제1각부와, 제1단부 및 제2단부를 가진 제2히터날 각부 및, 이들 제1각부의 제2단부와 제2각부의 제1단부를 연결하는 연결부로 구성되어 있다.On the other hand, the heater used in the electrothermal absorption study according to the present invention is composed of a hub serving as a support member, a plurality of electric resistance heater blades for partitioning the space for receiving the inserted cigarette. Each of these heater blades has a first end and a second end extending from the support hub to the first end, a second heater edge having a first end and a second end, and these first angles. It consists of a connecting portion connecting the second end of the first end and the second end of the second corner portion.
상기 제2각부의 제2단부가 허브 쪽으로 연장되고서 그로부터 전기적으로 절연된 상태로 되어 있다. 상기 히터날를 가열해서 삽입된 궐련을 차례로 가열하기 위해 전기저항식 가열회로가 형성되어 있기도 하다. 상기 제1각부와 제2각부는 흡연자가 흡연할 때 가열된 궐련으로부터 나온 향미물질이 방출되는 것을 돕는 공기가 함께 통과하도록 공극에 의해 분리되도록 되어 있다.The second end of the second corner portion extends toward the hub and is electrically insulated therefrom. An electric resistance heating circuit may be formed in order to heat the heater blades and subsequently heat the inserted cigarettes. The first and second corner portions are arranged to be separated by voids to allow air to pass through to assist in the release of the flavor material from the heated cigarette when the smoker smokes.
다음에는 첨부된 도면을 참고로 해서 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
이하 첨부된 도면을 참조로 해서 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 전열흡연시스템의 1 실시예를 사시도로 나타낸 것으로, 이 실시예에 따른 흡연시스템(21)은 내부가 완전히 채워지지 않고 일부가 공간을 이루도록 구성된 궐련(23)과 재사용할 수 있도록 된 라이터(25)로 이루어진 구조로 되어 있다. 여기서, 상기 궐련(23)은 라이터(25)의 선단부(29)로부터 궐련 수용부(27) 내로 삽입되고 그로부터 제거되게 되는바, 일단 궐련(23)이 궐련 수용부(27) 내로 삽입되면 상기 흡연 시스템(21)이 종래와 궐련과 마찬가지로 이용되지만, 점화되거나 연기를 내지는 않게 된다. 상기 궐련(23)은 한 번 이상 흡연된 후 버려지게 되는데, 흔히 한번 흡연하는데 약 여덟 번 이상의 흡입동작이 있게 된다. 그렇기는 하지만 흡입동작의 수를 그보다 많거나 적어지도록 조정할 수 있도록 설계할 수도 있음은 물론이다.1 and 2 are a perspective view showing an embodiment of the electrothermal smoking system according to the present invention, the
한편, 상기 라이터(25)에는 앞쪽 하우징부(33)와 뒤쪽 하우징부(35)로 된 하우징(31)을 갖도록 되어 있는바, 그중 뒤쪽 하우징부(35) 내에는 1개 이상의 전지(35a)가 착탈될 수 있게 내장되도록 되어 있고, 궐련 수용부(27)에 인접해서 배치된 앞쪽 하우징부(33) 내에는 복수의 전기저항성 가열소자(37)에 전기를 공급하도록 되어 있다. 또 상기 앞쪽 하우징부(33) 내에는 제어회로(41)가 설치되어 상기 전지(35a)와 가열소자(37) 사이에 전기를 전달하도록 되어 있다. 또, 상기 뒤쪽 하우징부(35)는 쉽게 전지를 교체할 수 있도록 나사나 스냅기구에 의해 개폐될 수 있도록 되어 있는바, 필요한 경우에는 교체가능 전지 대신 전기소켓이나 접속수단을 갖춰 가정의 전원으로부터 재충전할 수 있는 전지를 내장시킬 수도 있다.On the other hand, the lighter 25 is provided with a
상기 앞쪽 하우징부(33)는 짝맞춤(dovetail)이나 소켓기구로 뒤쪽 하우징부(35)에 착탈될 수 있게 결합되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 하우징(31)은 단단하고 내열재질로 만들어지는 것이 바람직한데, 그러한 재질로는 금속재 또는 공중합체 합성수지를 들 수 있다. 한편, 상기 하우징(31)의 규격은 대략 10.7㎝ × 3.8㎝ × 1.5㎝로 되어 흡연자의 손에 쉽게 잡혀질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Preferably, the
상기 전지(35a)는 상기 가열소자(37)가 소기의 작용을 하기에 충분한 전력을 공급할 수 있는 용량을 가진 것으로 교체할 수 있으면서도 재충전할 수도 있는 형식을 택하는 것이 바람직한데, 그러한 전원으로서는 축전기를 들 수 있다. 이 축전기로는 4개의 니켈-카드뮴전지셀이 직렬로 연결되어 무부하상태에서 약 4.8 ~ 5.6V의 전압을 갖도록 된 것을 선택하는 것이 좋다. 그러나, 요구되는 전원의 특성은 흡연시스템(21)의 다른 특징적인 구성요소, 그중 특히 가열소자(37)의 특성을 고려해서 선택하면 된다. 참고로 미국특허 제5,144,962호에는 본 발명에 다른 흡연시스템과 관련되는 유용한 여러 가지 전원에 대해 기재가 되어 있는데, 거기에는 축전지에 의해 재충전되는 축전지로 이루어진 재충전가능 전원과 그 배치에 관한 내용이 기재되어 있다.The
도 3은, 도 1에 도시된 흡연시스템의 히터 내에 궐련이 삽입된 상태를 보다 상세히 나타낸 사시도로서, 라이터(25)의 앞쪽 하우징부(33)가 내부에 궐련(23)이 삽입되는 원통형상 히터(39)를 지지하도록 되어 있다. 또, 상기 히터(39)에는 복수의 가열소자(37)가 수용되고서 이들 가열소자(37)의 내부에 궐련(23)이 삽입되어 지지되도록 가열소자(37)가 각각 궐련(23)을 따라 같은 간격으로 나란히 배치되도록 구성되어 있다. 따라서 궐련(23)이 가열소자(37)의 내부에 완전히 삽입된 상태로 가열소자(37)에 닿아 열접촉을 하게 되는바, 이를 다음부터는 히터접촉부분라 부르기로 한다.FIG. 3 is a perspective view illustrating a state in which a cigarette is inserted into the heater of the smoking system illustrated in FIG. 1 in more detail. The
그리고, 상기 가열소자(37)가 각 궐련(34)에 대해 정확한 위치에 위치하도록, 히터(39)에는 궐련(23)이 라이터(25) 내에 삽입되어 자리를 잡을 때 궐련(23)이 닿게 되는 스토퍼(182)가 갖춰지도록 되어 있다. 라이터(25)에 대해 궐련(23)이 맞춰지도록 하기 위한 수단이 상기 스토퍼(182) 말고 다른 것을 사용할 수도 있음은 물론이다.In addition, the
상기 라이터(25)의 앞쪽 하우징부(33)에는 또한 전원(35a)으로부터 가열소자(37)까지 소정의 에너지를 전달하는 전기회로(41)가 갖춰져 있고, 상기 히터(39)는 궐련 수용부(27)에 대해 8개가 동심원적으로 등간격으로 배치된 파형의 가열소자(37)를 갖도록 되어 있다. 이 가열소자(37)의 보다 상세한 내용은 미국특허출원 제07/943,504호 및 미국특허 제5,388,594호에 기재되어 있는바, 이들 자료는 그대로 참조번호로 사용하기로 한다. 또, 라이터(25)의 부품을 이루는 다른 구조의 가열소자(37)로는, 미국특허출원 제08/291,690호에 기재된 것을 들 수 있는바, 그중 특히 도 13 ~ 도 23을 참조로 해서 설명되고 있는 후반부의 설명이 참조될 수 있다.The
한편, 상기 가열소자(37)는 제어회로(41)의 제어에 의해 각 가열소자(37)가 개별적으로 가열되도록 해서 궐련(23)의 주위에 같은 간격으로 떨어져 배치된 가열소자(37)에 의해 궐련(23) 여덟 번 가열되도록 하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 가열방법에 의하면, 종래의 일반적인 궐련을 흡연할 때와 마찬가지로 궐련(23)으로부터 여덟 번 흡입동작을 할 수 있도록 한다. 여기서, 한 번의 흡입에 1개 이상의 가열소자가 가열되도록 하거나, 반대로 1개의 가열소자가 가열되는 동안 2번 이상 흡입을 하도록 설정하여도 된다.On the other hand, the
또 다른 히터의 가열소자배열로는 미국특허출원 제08/224,848호에 기재된 것을 들 수 있는바, 이 자료도 본 발명에서 참조자료로 된다.Other heating element arrangements of heaters include those described in US patent application Ser. No. 08 / 224,848, which is also a reference in the present invention.
도 2를 보면, 상기 제어회로(41)가 흡연자가 궐련(23)을 흡연하기 시작할 때 일어나는 압력의 변화나 공기흐름의 변화에 민감한 흡입기동센서(45)에 의해 작동하도록 되어 있다. 이 흡입기동센서(45)는 라이터(25)의 앞쪽 하우징부(33) 내에 배치되고서, 히터(39)의 바닥부에 형성된 스페이서에 의해 형성되는 통로를 통해 궐련(23)에 인접한 히터(39) 내에 떨어져 연결되도록 되어 있다. 필요한 경우에는 상기 통로에 센서가 내장되는 센서튜브(도시되지 않은)를 배치할 수도 있다. 상기 흡연시스템(21)에 사용하기 좋은 흡입기동센서(45)로는, 미국특허 제5,060,671호에 기재된 것을 들 수 있는데, 이 또한 본 발명에서 참조로 하고 있다. 상기 흡입기동센서(45)로는 미국 일리노이주 프리포트(Freeport)에 주소를 둔 하니웰사의 모델번호 163PC01D35의 실리콘센서를 쓰는 것이 좋다. 이 흡입기동센서(45)는 열선 풍력측정원리를 이용하도록 된 공기흐름감지기가 공기흐름의 변화를 감지하면 가열소자(37) 중 어떤 1개를 동작하도록 되어 있어서, 일단 센서(45)에 의해 가열소자(37)가 작동하면 상기 제어회로(41)가 가열소자(37) 중 어느 1개로 전류가 흐르도록 제어하도록 된 것이다.2, the
상기 라이터(25)의 외부에는 앞쪽 하우징부(33) 상에 궐련(23)의 남은 흡입량을 나타내는 표시부(51)가 마련되어 있는바, 이 표시부(51)는 7세그먼트 액정표시장치로 이루어져 있다. 이 표시부(51)는 궐련감지기(53)가 히터(39) 내에 궐련이 존재함을 감지했을 때는 아라비아숫자 "8"을 나타내게 된다. 한편, 상기 궐련감지기(53)는 빛이 내부에 삽입된 궐련(23)에 의해 반사가 차단되는 것을 감지하도록 히터(39) 기저부에 배치된 광센서로 되어 있다. 따라서, 궐련감지기(53)가 상기 조절회로(41)로 차례로 감지신호를 보내 상기 표시부(51)에 확실하게 표시를 하도록 한다. 상기 표시부(51)에 아라비아숫자 "8"이 표시되는 것은 앞으로 여덟 번 더 흡입할 수 있다는 것을 의미하는바, 즉 가열소자(37) 중 어느 하나도 궐련(23)을 가열하기 위해 작동하지 않았음을 나타낸다. 궐련(23)이 완전히 연소된 후에는 표시부(51)에 아라비아숫자 “0"이 나타나고, 궐련(23)이 라이터(25)에서 제거되면 더 이상 궐련감지기(53)는 궐련(23)의 존재를 감지하지 않고 표시부(51)가 꺼지게 된다. 상기 궐련감지기(53)는 광선이 일정하게 방사되지 않아 전원(35a)에서 불필요한 전력소모가 일어나지 않도록 조정되어야 하는 바, 그렇게 흡연시스템(21)에 적합한 궐련감지기(53)로는 미국 텍사스주 캐롤턴(Carollton) 1215 웨스트 크로스비 로드(West Crosby Road)에 주소를 둔 옵텍스 테크놀로지사(OPTEX Technology,Inc)의 제품번호 OPR5005호의 광센서가 있다.On the outside of the lighter 25, a
남아 있는 흡입수를 나타내기 위란 표시방법으로, 궐련감지기(53)의 표시부에 흡연시스템(21)이 작동중인지 작동하고 있지 않은지를 "on" "off"로 표시되도록 할 수도 있다.As a display method for indicating the remaining intake water, the display unit of the
앞에서 본 발명에 사용될 수 있는 것으로 예를 든 몇 가지 궐련감지기(53) 중의 하나로서 단지 궐련(23)이 존재하는지 존재하지 않는지 만을 감지하는 기계적 스위치(도시되지 않음)와, 라이터(25)에 새로운 궐련(23) 삽입되었을 때 다시 설정하기 위한 버튼(도시되지 않은)을 설치함으로써 표시부(51)에 아라비아숫자 "8" 등이 표시되도록 할 수도 있다.One of the
본 발명에 따른 흡연장치(21)에 사용되는 전원과, 조절회로, 흡입기동센서 및 표시부로는 미국특허 제5,060,671호 및 미국특허출원 제07/943,504호에 기재된 것이 참조될 수 있다.As a power source used in the
도 4a는 본 발명에 따른 궐련을 나타낸 종단면도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 본 발명에 따른 궐련의 특징부를 풀어진 상태로 해서 상세히 나타낸 사시도로서, 이들 도면에서 볼 수 있듯이 본 발명의 1 실시예에 따른 궐련(23)은 담배로드(60) 및 티핑부재(62)가 끝말이종이(64)로 말려져 결합되는 구조로 되어 있다.Figure 4a is a longitudinal cross-sectional view showing a cigarette according to the present invention, Figure 4b is a perspective view showing in detail the state of the features of the cigarette according to the present invention shown in Figure 4a in detail, as can be seen in these drawings one embodiment of the
속이 전부 채워지지 않은 궐련(23)은 길이방향으로 일정한 직경을 갖도록 되어 있는바, 그 직경은 종래의 일반적인 궐련과 마찬가지로 직경이 약 7.5 ~ 8.5㎜가 됨으로써 본 발명에 따른 흡연시스템(21)에 의해 흡연되는 궐련(23)이 흡연자의 입술에서 느껴지는 감촉이 친숙해지도록 되어 있다. 한편, 본 발명에 따른 궐련(21)의 길이는 전체가 62㎜로 되어 궐련(23)을 포장하는 종래의 포장기계로 포장하기 쉽도록 하는 것이 좋다. 그리고 흡입부 필터(104)와 거름필터(102)의 결합된 부분의 길이는 30㎜가 되도록 하는 것이 좋다. 끝말이종이는 상기 담배로드(60) 위에 약 6㎜ 정도의 길이만큼 덮여지도록 하는 것이 좋다. 따라서, 담배로드(60)의 전체 길이는 약 32㎜가 된다. 기타의 규격인 크기와 길이 및 직경을 구체적인 실시예에서는 앞에서 설명한 것 외에도 적절하게 선택할 수도 있다.The
상기 궐련(23)의 담배로드(60)는 관(원통)형상으로 말려진 담배웨브(66)를 갖도록 되어 있다. 이 담배웨브(66)의 바깥에는 종래의 궐련에서와 마찬가지로 외부를 외피복지(71)가 에워싸고서 세로방향 이음매를 따라 고정되도록 되어 있다. 즉, 이 외피복지(71)가 내부에 거름필터(74)와 담배고형체(80)를 내장하고 있는 담배웨브(66)를 에워싼 상태가 유지되도록 하고 있다.The
상기 담배고형체(80)의 외피복지(71)는 담배웨브(66)를 밀접하게 에워싸도록 포장해서 종래의 궐련과 같은 외형과 느낌을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 상시 외피복지(71)로는 종래의 궐련을 마는데 쓰는 종이를 쓰는 것이 담배 맛이 좋음을 알 수 있었는바, 예컨대 약 20 ~ 50 코레스타(CORESTA; 1.0 킬로파스칼로 압력을 낮춘 상태에서 1분에 예컨대 1㎠의 종이를 통과하는 ㎤로 측정된 공기의 양)의 리넨지, 보다 바람직하기로는 약 30 ~ 45 코레스타의 리넨지로서, 단위중량이 약 23 ~ 35 g/㎡ 인, 보다 바람직하기로는 약 23 ~ 30 g/㎡이고, 탄산칼슘과 같은 충전재가 약 23 ~ 35wt.%, 보다 바람직하기로는 28 ~ 33wt.% 함유된 것이 바람직하다.The
또, 상기 외피복지(71)에는 구연산이나 또는 구연산염이나 기타 연소 변형재를 거의 또는 전혀 함유되지 않아야 하는바, 외피복지(71)에는 구연산연의 함유량이 0 ~ 약 2.6wt.%, 보다 바람직하기로는 1% 미만으로 되어야 한다.In addition, the
상기 담배웨브(66) 자체는 기저웨브(68)와 이 기저웨브(68)의 내면을 따라 배치된 담배향미재(70)로 구성되어 있다. 상기 담배로드(60)의 후단부(72)에서는 외피복지(71)와 담배웨브(66)가 함께 원통형상 거름필터(74)를 에워싸도록 되어 있다. 이 거름필터(74)는 담배로드(60)의 후단부(72)를 이루면서 외피복지(71) 및 담배웨브(66)를 지지하고서 담배로드(60) 내부에서 나오는 연무질의 압력이 조금만 낮아져 통과되도록 한다. 또, 상기 거름필터(74)는 담배로드(60)의 후단부(72)에서 공기의 흐름이 압축되도록 하는 역할을 하게 되는바, 이로써 흡연자가 궐련(23)을 흡연하는 동안 연무질이 생성되는 것을 촉진하게 된다. 상기 거름필터(74)의 길이는 궐련을 제조하는 기계에 맞도록 최소한 7㎜가 되는 원형을 이루는 것이 좋은바, 기타 원통형상 필터와 같이 모양과 형식이 다르고 효율이 낮은 필터를 사용할 수도 있다.The
담배로드(60)의 자유단(78)에서는 외피복지(71)와 담배웨브(66)가 함께 원통형상 담배고형체(80)를 에워싸도록 되어 있다. 이 담배고형체(80)는 담배웨브(66)와 별개로 형성되어 내포장지(84)로 말려지진 비교적 짧은 원주형상의 절단된 담배재료로 되어 있다.At the
또, 상기 담배고형체(80)는 종래의 궐련로드 제조기계로도 만들어질 수 있는바, 거기에서 절단된 담배재료(혼합된 것)가 이동하는 벨트 상에서 연속적으로 담배로드로 형성된 후, 리본형상 내포장지(84)에 연속적으로 말려져 길이방향 이음매를 따라 풀이 발려진 다음 열에 의해 붙여지게 된다. 다만 본 발명에서는 내포장지(84)가, 충전재가 거의 또는 전혀 함유되지 않고, 연소변화재가 각 0.5wt.% 이하로 함유되며, 점착재도 거의 함유되지 않은 셀룰로오스섬유 웨브로 만들어지도록 되어 있다.In addition, the tobacco solid 80 can also be made by a conventional cigarette rod manufacturing machine, the tobacco material (mixed) cut therein is continuously formed on the belt to move the tobacco rod, then ribbon It is continuously rolled up to the
여기서, 상기 내포장지(84)로는 기본중량이 15g/㎡ 이하인, 보다 바람직하기로는 약 13g/㎡ 이하의 가벼운 단위중량을 가진 것을 사용한다. 또, 상기 내포장지(84)로는, 투과성이 약 20,000 ~ 35,000 코레스타인, 보다 바람직하기로는 25,000 ~ 35,000 코레스타의 투과성을 가진 침엽수섬유질 펄프나 아바카형(abaca-type) 셀룰로오스섬유 또는 기타 장섬유펄프로 제조된 것을 쓰는 것이 좋다. 상기 내포장지(84)로 쓰이는 종이는 독일의 파피에르파브릭 쉘러 앤드 홱스트사(Papierfabrik Schoeller and Hoescht GMBH)로부터 구입할 수가 있고, 그 외의 내포장지(84)로 사용하기 좋은 다른 종이로는 카르복시-메틸 셀룰로오스가 2.5wt.% 첨가된 프랑스 엠뻬르(Euimperle)의 드모뒤(DeMauduit)에서 생산되는 제품규격이 TW 2000인 종이를 들 수가 있다.Here, as the
담배로드 제조기로 제조되는 담배로드(60)는, 밀도가 약 0.17 ~ 0.30g/㎤이 되도록, 바람직하기로는 적어도 0.20 ~ 0.30 g/㎤, 보다 더 바람직하기로는 약 0.24 ~ 0.28 g/㎤ 가 되도록 한다. 이렇게 제조되어 밀도가 높여진 담배로드(60)는 그 자유단(78)이 느슨해져 풀어지지 않는 정도가 되어야 하지만, 담배로드(60)의 밀도가 낮아야 흡연시에 담배고형물(82)을 연무질과 향미가 많이 통과하도록 한다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 담배고형물(82)의 밀도를 낮춰 연무질의 통과를 높아지도록 하는 것과 담배고형물(82)의 단부를 단단해지도록 하는데 비해 연무질의 통과율이 나빠지는 것 사이에 균형이 이루어지도록 해야 한다.The
상기 담배고형체(80)를 이루는 담배재료(84)는 당해 산업에서 전형적으로 사용하는 절단된 담배재료혼합물로 이루어지는바, 즉 브라이트급(bright) 및 버어리급(burley), 오리엔탈급(Oriental) 담배와, 선택적으로 이에 담배 향미를 함유한 재구성담배 및 기타의 전통적인 담배향을 함유하도록 한 혼합물이 함유된 것이 쓰이게 된다. 그러나, 미국시장에 공급하는 궐련의 예로서는 상기 담배충전재(84)를 이루는 절단된 담배재료가 브라이트급과 버어리급 및 오리엔탈급 담배의 비율이 약 45 : 30 : 25가 되도록 하면서 재구성담배재료 또는 향미처리 담뱃재료는 함유시키지 않도록 하고 있다. 물론 담배로드의 밀도를 조정하기 위해 담배재료를 더 혼합하거나 향미재를 더 첨가할 수도 있다.
앞에서 설명한 것과 같이 구성되어 길게 성형된 담배로드는 담배고형체(80)를 만들기 위해 소정의 길이로 절단되는바, 절단되는 담배고형체(80)의 길이는 궐련제조기에 맞춰 7㎜ 이상이 되도록 한다. 그러나, 상기 담배고형체(80)의 길이는 특히 도 4a 및 도 4b를 참조로 해서 다음에 설명되는 바와 같이 궐련의 디자인에 따라서는 7 ~ 25㎜ 또는 그 이상 길어질 수도 있다.The tobacco rod formed as described above is formed to have a long length is cut to a predetermined length to make the tobacco solid 80, the length of the tobacco solid 80 to be cut is to be 7mm or more in accordance with the cigarette maker . However, the length of the tobacco solid 80 may be 7 to 25 mm or longer depending on the design of the cigarette, as will be described later with reference to FIGS. 4A and 4B.
일반적으로 담배고형체(80)의 길이(86)는 담배로드(60)의 전체길이(88)에 비례해서 정해지는바, 즉 거름필터(74)와 담배고형체(80) 사이에 형성되는 공간(90)의 길이에 따라 달라지기도 한다. 상기 공간(90)은 담배로드(60) 내에 형성된 공간으로서 담배로드(60)의 거름필터(74)를 거쳐 후반의 티핑부재(62)로 연통하도록 되어 있다.In general, the
특히 도 4a에서 볼 수 있듯이, 담배고형체(80)의 길이(86)와 담배로드(60)에 대한 담배고형체(80)의 상대적인 위치가 가열소자(37)의 구조와 관련되어 정해지게 되는바, 즉 궐련(23)이 히터(39)의 스토퍼(182)에 의해 적절한 위치로 위치하게 되면 각 가열소자(37)의 일부분(92)이 담배로드(60)의 일부영역에서 담배로드(60)와 접촉할 수 있게 된다. 상기 접촉하는 영역을 앞으로는 히터접촉부분(94)라 부르기로 한다. 이 히터접촉부분(94; 도 4a에 양방향 화살표로 나타냄)은 궐련(23) 그 자체의 구성부분은 아니지만, 궐련(23)을 흡연하는 동안 가열소자(37)가 효과적으로 가열온도로 되어야 할 곳을 나타내는 영역표시에 해당한다. 가열소자(37)가 히터(39)의 스토퍼(182)로부터 일정한 거리(96)로 떨어져 있기 때문에, 상기 히터접촉부분(94)도 궐련(23)이 라이터(25) 내에 완전히 삽입되었을 때는 담배로드(60)의 표면에 그 자유단(78)에서 소정의 거리(96)로 떨어져 위치하게 된다.In particular, as can be seen in Figure 4a, the
상기 담배고형체(80)의 길이, 히터접촉부분(94)의 길이 및 히터접촉부분(94)과 스토퍼(182) 사이의 거리는, 히터접촉부분(94)이 담배고형체(80)를 넘어 공간부분(90)에 거리(98) 만큼 겹쳐질 수 있도록 정하게 된다. 여기서, 상기 히터접촉부분(94)이 담배로드(60) 내의 의 빈 공간인 공간부분(91)과 겹쳐지는 거리를 앞으로는 "히터-공간 중첩부(98)" 로 부르기로 한다. 한편, 히터접촉부분(94)의 남은 부분이 담배고형체(80)와 겹쳐지는 거리를 "히터-충전재 중첩부"로 부르기로 한다.The length of the tobacco solid 80, the length of the
상기 티핑부재(62)는 담배로드(60)에 인접해서 위치한 거름필터(102)와 담배로드(60)의 후단부에 해당하는 입술에 물려지는 후단필터(104)로 구성되어 있다. 상기 거름필터(102)는 원통형상을 하고서 상당히 낮은 공기압으로 공기를 통과시키게 된다. 기타 표준적인 저효율필터가 대신 사용될 수도 있다. 상기 거름필터(96)의 내부직경은 2 ~ 6㎜ 사이로서 담배로드(60)의 거름필터(74) 내부직경 보다 크도록 되어 있다.The tipping
상기 후단필터(104)는 티핑부재(62)의 뒤끝을 막도록 자유단에 외부에서 볼 수 있도록 결합되는바, 필요하다면 상기 후단필터(104)를 약 15 ~ 25% 의 투과율을 가진 저효율필터로 구성되도록 할 수도 있다.The
상기 거름필터(102)와 후단필터(104)는 내포장지(112)에 의해 필터결합체(110)를 이루도록 되어 있다. 여기서, 상기 내포장지(112)로는 궐련을 제조할 때 일반적으로 쓰이는 기공을 가진 가벼운 포장지를 쓰게 된다. 상기 필터결합체(110)는 궐련을 제조할 때 일반적으로 쓰이는 규격의 끝말이종이(64)에 의해 담배로드(60)에 부착시켜지게 된다. 이 끝말이종이(64)는 콜크색이나 백색 또는 기타 다른 색을 착색시켜 장식할 수도 있다.The
한편, 본 발명에 따른 궐련(23)은 그 전체 길이가 약 62㎜가 되는데, 그 중 30㎜가 티핑부재(62)의 필터결합체(110)로 이루도록 되어 있어서, 담배로드(60)의 길이는 32㎜가 된다. 상기 담배로드(60)의 거름필터(74)의 길이는 7㎜ 이상이 되고, 거름필터(74)와 담배고형체(80) 사이의 공간(91)의 길이는 7 ㎜이상이 되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 히터접촉부분(94)의 길이는 약 12㎜로서, 담배고형체(80)에 겹쳐지는 히터접촉부분분(94)에 9㎜를 남겨 히터-공간 중첩부분(98)이 3 ㎜가 되게 하도록 되어 있다.On the other hand, the
공간(91)의 길이나 담배고형체(80)의 길이는 제조하기 쉽도록 하거나 또는 궐련의 맛과 연무질의 흡입량 및 방출량을 조정함으로써 궐련(23)의 흡연특성을 조정하기 위해 조정할 수도 있다. 또한, 공간(91)의 길이 및 히터- 충전재 중첩부분과 히터-공간 중첩부분의 거리도, 반응의 즉시성 조정과 방출(흡입과 다음 번 흡입을 기준으로)의 일관성 증진 및 히터에서의 연무질의 응축을 제어하기 위해 조정될 수 있다.The length of the
또, 담배로드(60) 내에 충전재가 없는 부분인 공간(91)의 길이는 히터접촉부분(94)과 거름필터(74) 사이에 충분한 여유공간이 확보될 수 있도록 약 7㎜ 정도가 되도록 한다. 이렇게 되면 흡연을 하는 동안 히터접촉부분(94)이 거름필터(74)를 가열하지 않게 되는 이점이 있게 된다. 그 외에 길이가 달라져도 되는 경우로는, 예를 들어 만일 제조공차가 허용된다면 상기 공간(91)의 길이를 약 4 ㎜ 이하가 되도록 짧아지게 할 수도 있고, 그와 반대로 담배로드(60)에 충전재가 없는 부분이 길어지도록 7㎜ 이상이 되도록 할 수도 있다. 상기 충전재가 없는 공간(91)의 길이로는 약 4 ~ 18㎜, 보다 바람직하기로는 5 ~ 12㎜가 되도록 하는 것이 좋다.In addition, the length of the
상기 기저웨브(68)는 가열소자(37)를 담배향미재로부터 물리적으로 분리되도록 하면서, 가열소자(37)에서 발생한 열을 담배향미재(70)로 전달하는 역할과, 제조 및 포장단계에서의 취급과, 궐련(23)을 라이터(25) 내로 삽입하거나 흡연을 한 후 궐련을 라이터(25)에서 제거하는 동안에 담배로드(60)가 물리적으로 결합상태를 유지하도록 하는 역할을 하게 된다.The
다음부터는 담배웨브(66)를 구성하는 여러 가지 구성요소의 비율수준이나 상대중량에 대해 설명한다. 여기서, 특히 언급하지 않거나 또는 당업자 사이에 자명하게 인식된 경우와 다른 경우가 아니라면, 설명에 기재되는 wt.%는 모두 건조중량을 말하는바, 설명되는 %나 상대중량은 함유되는 수분함량(포함되지 않은) 때문에 조정되어야 한다.Next, the ratio level or relative weight of various components constituting the
담배웨브(66)를 제조하는 공정에서는 다음에 설명 탄소섬유가 거의 첨가되지 않도록 한다. 이 담배웨브(66)의 제조공정에서는, 기초적으로 기저웨브(68)의 총 중량이 약 35 ~ 45g/㎡, 보다 바람직하기로는 약 40g/㎡ 으로 되는 것이 좋다. 이렇게 기저웨브(68)의 총중량이 40g/㎡이 되려면, 기저웨브(68)가 약 28g/㎡가 되는 담배섬유질과 목재나 아마에서 나오는 약 12g/㎡ 가 되는 셀룰로오스섬유로 구성되어야 한다. 여기서, 상기 셀룰로오스섬유는 기저웨브(68)의 구성요소에서 셀룰로오스 보강제 역할을 하게 된다. 따라서, 기저웨브(68)의 셀룰로오스섬유의 함유량으로는 궐련의 향미를 종이가 나쁘게 하지 않는 최소한으로 함유되는 것이 좋다. 일반적으로, 기저웨브(68)의 셀룰로오스섬유에 대한 담배섬유질의 비율은 건조중량을 기준으로 약 2 : 1 ~ 4 : 1 의 범위 내에 있어야 한다. 상기 셀룰로오스섬유의 재료로는 침엽수와 같은 연질펄프의 표백하지 않은 셀룰로오스가 바람직하지만, 그 외에도 대부분의 목재펄프나 아마펄프도 사용될 수 있다.In the process of manufacturing the
또, 상기 기저웨브(68)의 강도를 보강하기 위한 소재로는 담배생산 부산물인 담배줄로부터 만든 셀룰로오스섬유를 써도 된다.In addition, as a material for reinforcing the strength of the
한편, 상기 기저웨브(68)의 한쪽 면을 알긴산염으로 코팅을 해서 단위중량이 약 1 g/㎡이 되도록 하기도 하는데, 이렇게 알긴산염이 코팅되는 경우 기저웨브(68)의 면 중 담배향미재(70)가 발려지는 쪽과 반대쪽 면에 코팅되어야 한다.On the other hand, one side of the
상기 담배향미재(70)는 상기 기저웨브(68)에 건조중량을 기준으로 기저웨브(68) 보다 2배 이상, 보다 바람직하기로는 약 3 ~ 4배의 무게가 될 정도로 부착시키다. 즉, 상기 담배향미재(70)가 약 130g/㎡의 기본중량을 갖도록 해서 담배웨브(66)의 총 중량이 약 170g/㎡가 되도록 한다. 건조중량을 기준으로, 상기 담배향미재(70)는 분말담배원료와 고형추출물이 약 3.5 : 1 ~ 5 : 1 범위의 비율로 배합된 것인바, 이 배합비율은 약 3 : 1 ~ 9 : 1 의 범위 내에서 바꿔질 수 있지만, 가장 바람직한 예로는 약 4 : 1 의 비율로 되는 것이 좋다.The
또, 상기 담배향미재(70)에는 글리세린이 습윤제와 선구물질로서 건조중량기준 약 10% ~ 14%, 보다 바람직하기로는 약 12% 수준으로 첨가되는바, 이렇게 첨가되는 수준은 담배향미재(70)의 건조중량에 따라 약 5 ~ 20% 범위에서 달라지도록 할 수 있다. 상기 글리세린이 상기 담배향미재(70)의 건조중량에 대해 약 5 ~ 7% 정도로 낮아지면 조금 뻣뻣해져 담배웨브(66)가 원통형성으로 말려질 때 파손되지 않도록 한다.In addition, glycerin is added to the
또, 상기 담배향미재(70)에는 펙틴(pectin)이 건조중량기준 약 0.5 ~ 20%, 바람직하기로는 약 1.4%가 코팅제로서 첨가된다. 이 펙틴이 첨가되지 않으면, 코팅작업을 하는 동안 담배향미재(70)가 기저웨브(68) 내로 지나치게 침투해 들어가, 담배웨브(66)의 코팅된 면이 나뭇결 같이 거친 면을 만들게 된다. 한편, 펙틴이 너무 많이 첨가되면 침투가 방해를 받아 담배향미재(70)와 기저웨브(68) 사이의 결합을 약화시키게 된다. 따라서, 펙틴이 약 1% 정도 첨가되면 침투가 충분하게 이루어져 층 사이의 결합을 증진시키도록 하여 기저웨브(68)가 궐련제조의 자동화에 정확히 대응할 수 있게 된다.In addition, pectin is added to the
그리고 상기 기저웨브(68)상에 부착되는 담배향미재(70)가, 추출된 담배고형물이 건조중량으로 약 16 ~ 20%, 분말담배 입자가 건조중량으로 66 ~ 71%, 글리세린 약 8 ~ 14%, 펙틴 약1.4%로 구성되는 것이 가장 바람직하다. 한편, 미국시장에 판매하기 위한 궐련에는 상기 담배향미재(70)에 들어가는 분말담배재료는 브라이트급과 버어리급 및 오리엔탈급 담배가 혼합된 것을 사용하게 되는데, 이 혼합물의 거의 반 정도는 브라이트급 담배이고, 약 1/3은 버어리급이며, 나머지는 오리엔탈급 담배이다. 상기 혼합된 분말담배재료의 조성과 상대적인 량은 미국 또는 다른 시장에서 소비자가 선호하는데 따라 적절하게 조정될 수 있다.And the
도 5a는 도 4a에 도시된 궐련의 담배웨브 보빈을 제조하는 공정에서 담배재료를 시트형상 담배웨브로 가공하는 단계를 나타낸 공정도이고, 도 5b는 도 4b에 도시된 궐련의 담배웨브 보빈을 제조하는 공정에서 시트형상 담배웨브를 담배웨브 보빈으로 가공하는 단계를 나타낸 공정도이다.Figure 5a is a process diagram showing the step of processing the tobacco material into a sheet-like tobacco web in the process of manufacturing the tobacco web bobbin of the cigarette shown in Figure 4a, Figure 5b is a tobacco web bobbin of the cigarette shown in Figure 4b It is a process chart which shows the process of processing the sheet-like tobacco web into tobacco web bobbin in a process.
이들 5a및 도 5b에는 궐련(23)을 자동화된 궐련제조기계로 제조하기에 적합한 담배웨브(66)를 제조하는 방법으로서, 도 5a에 도시된 담배재료를 연속적으로 이어지는 담배웨브 시트(66s)로 만드는 제1공정(도 5a의 단계 120)과, 이 담배웨브 시트(66s)를 궐련(23)을 제조하는데 사용될 수 있도록 담배웨브가 감겨진 1개 또는 복수의 담배웨브 보빈(66b)으로 만드는 제2공정(도 5b에 단계122)으로 이루어지도록 되어 있다.5A and 5B show a method of manufacturing a
도 5a를 보면, 담배재료를 담배웨브 시트(66s)로 만드는 제1공정이, 최초의 담배원료를 물과 섞어 물에 용해된 담배재료에서 담배섬유를 분리하는 섬유소 추출단계(124)로부터 시작하도록 되어 있다. 상기 담배원료로는 담배스트립을 사용하는 것이 좋지만, 이 제1공정에서는 다른 형태로 가공한 담배나 담배 잎을 사용하여도 된다. 상기 담배스트립은 브라이트급 담배와 와 버어리급 담배를 섞은 것을 사용하게 되는바, 선택적으로 오리엔탈급이나 다른 종류의 담배를 섞을 수도 있다.Referring to FIG. 5A, the first process of making the tobacco material into the tobacco web sheet 66s starts with the
상기 추출단계(124)에서 수집된 담배섬유질은 연속되도록 형성된 기저웨브 시트(68s)를 형성하는 종이제조공정(126)으로 옮겨지게 되는바, 이 종이제조공정(126)에서는 상기 추출단계(124)에서 추출된 담배섬유가 기저웨브(68)의 구성을 강화하는 역할을 하는 소정 량의 셀룰로오스섬유질과 함께 물에 분산되도록 풀어지게 된다. 상기 셀룰로오스섬유로는 목재나 아마 또는 담배줄기로부터 생산된 셀룰로오스로 이루어진다. 일단 담배섬유질과 셀룰로오스섬유질이 혼합된 후 정제과정을 거치면 조형단계(130)에서 종이를 만들기 좋은 웨브슬러리(128)를 이루게 되는바, 이 웨브슬러리(128)는 웨브형성기의 조형박스로 옮겨져 제지용 철망 위에 펼쳐지도록 뿌려지거나 무한순환벨트형 철망 위에 펼쳐지도록 부려지게 되는바, 일반적으로 전자의 방법이 택해지게 된다.Tobacco fibers collected in the
상기 2가지 섬유질이 혼합된 후에 상기 담배섬유질과 보강제가 분산된 혼합물을 한번 더 정제(精製)하는 것이 바람직한바, 그들을 각각 정제한 후 혼합해도 된다.After the two fibers are mixed, it is preferable to once again refine the mixture in which the tobacco fibers and the reinforcing agent are dispersed.
조형단계(130)를 거친 후의 웨브(132)는 건조단계(134)에서 하나 이상의 건조기를 거치는 건조단계(124)로 이어지는데, 이 건조단계(134)는 양키건조기(Yankee drier)와 1개 이상의 캔건조기(can drier) 위를 웨브(132)가 통과하도록 구성된 것이다. 이 건조단계(134)를 실행하는 데 쓰이는 건조기로는 상기 건조기 외에 종래의 적절한 공지기술과 장치를 이용할 수도 있다. 상기 건조단계(134) 다음에는 감시단계(136)가 마련되어 수분함량과 건조된 웨브(132)의 무게를 측정하게 된다. 이 수분함유량이 측정된 결과의 출력(138)은 다음에 실행될 코팅작업(144)의 목적을 달성하는데 요구되는 기저웨브 시트(68s)의 최종 수분함량을 이루어 그 상태가 유지하도록 건조단계(134)의 조건을 조정하는 데 쓰이게 된다. 상기 기저웨브 시트(68s)의 수분함량은 코팅작업(144)을 할 때 중량기준 약 15%로 되는 것이 좋다.The
상기 감시단계(136)에서는, 상기 기저웨브 시트(68s)의 무게에 관한 출력신호(140)가 조형단계(130)에서의 동작을 조정하는데 쓰여져, 앞에서 설명한 것과 같이 기저웨브(68)가 바람직한 기본단위중량이 되도록 한다. 이러한 조정에는 상기 웨브슬러리(128)가 조형단계(130)에서 웨브형성기의 조형박스 내로 들어가는 비율의 변화를 포함하게 된다.In the
상기 웨브성형공정(126)은 기저웨브 시트(68s)의 담배향미재(70)가 부착되는 한쪽 면과 반대되는 쪽 면에 앞에서 설명한 정도의 알긴산염으로 코팅하는 코팅단계(142)가 더 갖추도록 되어 있다. 그러나, 상기 알긴산염을 사용하지 않고 코팅을 하여도 된다.The
이 웨브성형공정(126)이 끝나면, 기저웨브(68)가 코팅작업(144)이 이루어질 수 있도록 전도성을 가진 기저웨브 시트(68s)의 형상을 하게 되는바, 다음에 이어지는 코팅작업라인에 올려지도록 수집되게 된다. 그러나, 기저웨브 시트(68s)가 성형되는 과정에서 바로 코팅작업(144)이 이루어지도록 할 수도 있다. 여기서, 상기 기저웨브 시트(68s)는 수분함량이 약 12 ~ 17중량%, 보다 바람직하기로는 14.5 ~ 15.5중량%일 때 코팅작업(144)을 하는 것이 좋다.When the
추출단계(124)에서는 담배용해액이 추출되어 담배성분이 약 5 ~ 10%, 보다 바람직하기로는 7 ~ 8%가 희석된 담배성분용액이 만들어지게 된다. 이 담배성분용액은 아무런 증발처리를 실시하지 않아 용액을 만드는데 가열처리를 하지 않아도 된다. 가열처리를 하게 되면 궐련(23)을 만들어 흡연을 할 때 담배 맛에 영향을 끼칠 수 있게 된다.In the
또, 상기 추출단계(124)에서 추출된 용해액은, 혼합단계(146)에서 물에다 고운 담배분말과 글리세린 및 펙틴을 섞어 만든 혼합액을 추가해서 혼합하게 되는바, 상기 추가되는 성분의 상대적인 혼합비율은 앞에서 설명한 담배향미재(70)의 성분비를 건조상태로 해서 설명한 것과 같은 비율이 되도록 한다. 상기 혼합단계(146)에서는, 이 혼합단계(124)가 끝나면 고형물이 약 20 ~ 35%, 보다 바람직하기로는 약 24 ~ 26%로 분산될 수 있도록 물을 충분히 첨가하게 된다. 이 혼합물에 함유되는 담배분말은 60 ~ 400 메쉬(mesh) 분말로 된 것으로, 여기서 "메쉬"라는 용어는 1제곱인치 당 뚫려진 관통구멍을 가진 체를 담배분말이 95% 통과하는 율을 말한다. 상기 추가되는 담배분말은 약 100 ~ 200 메쉬, 보다 더 바람직하기로는 약 120 메쉬로 된 것이 좋다.In addition, the dissolution solution extracted in the
담배분말의 입자가 120메쉬 이상, 특히 약 180 ~ 220메쉬로 되어 있으면, 상기 혼합단계(146)가 끝난 후의 슬러리화된 담배고형물 함유량은 약 28 ~ 31%의 수준으로 높아지게 된다.If the particles of the tobacco powder are 120 mesh or more, particularly about 180 to 220 mesh, the slurryed tobacco solids content after the mixing
혼합단계(146)가 끝나면 상기 혼합된 슬러리형 담배재료가 바로 코팅공정(144)으로 갈 수 있는바, 이 코팅단계(144)는 오프라인에서 조금 후에 전기적인 방법으로 이루어지게 된다. 상기 코팅단계(144)에서는 상기 혼합된 담뱃재료 슬러리에 고형물이 약 22 ~ 27중량%, 보다 바람직하기로는 24 ~ 25중량% 함유되어 있어야 한다.After the mixing
상기 코팅단계(144)에서는, 상기 슬러리화된 담배재료가 담배용해액의 4 ~ 8중량%, 보다 바람직하기로는 5.5 ~ 6.5중량%가 되도록 한다. 또, 상기 슬러리 담배재료는 약 70 ~ 130 ℉, 보다 바람직하기로는 90 ℉ ± 5 ℉의 온도로 된 상태에서 코팅단계(144)에 들어가게 된다.In the
코팅단계(128)는 순환벨트나 제지용 망사를 넘어 양키건조기 뒤에 배치된 표준적인 역회전코팅기에서 행해지게 된다. 또, 이 코팅단계(128)는 웨브형성분야의 당업자에게 알려져 사용될 수 있는 다른 적당한 코팅장치로 행해질 수도 있다. 상기 담배향미재(70)는 기저웨브(68) 상에 사출 등으로 성형해서 형성되도록 할 수도 있다. 한편, 이 코팅단계(128)는 기저웨브 시트(68s)를 제조하는 공정과는 분리해서 다른 공정에서 성형되도록 할 수도 있다. 이 코팅단계(12)를 전후해서 필요한 경우 종래 쓰여지던 향미재를 첨가하게 된다.The
이 코팅작업(144)이 끝나면 담배웨브 시트(66s)가 만들어지게 된다.When the
다음에는 도 5B에 도시된 것과 같이, 코팅단계(144)를 거쳐 담배웨브 시트(66s)로 만들어진 후에는 담배웨브 시트(66s)가 자동화된 궐련생산기계에 적용할 수 있도록 감겨져 보빈(66b)으로 만들어지게 된다. 이 전환단계(122)는 담배웨브 시트(66s)가 연속적으로 만들어지는 생산공정에 연속적으로 이어지도록 되어 있다. 상기 전환단계(122)가 실행되는 동안 담배웨브 시트(66s)가 꼬이거나 하지 않고 보빈(66b)으로 연속적으로 감겨질 수 있도록, 조작자는 담배웨브 시트(66s)가 절단되거나 찢어진다거나 또는 기타 결점이 만들어지는 일이 없게 주의하여야 한다. 더구나, 상기 담배웨브 시트(66s)는 전환단계(122)가 끝나면, 더 이상 담배웨브 시트(66s) 가 감겨지지 않음으로써 보빈(66b)에서 훼손되는 일이 일어나지 않고 쉽게 감기거나 풀릴 수 있어야 한다.Next, as shown in FIG. 5B, after the tobacco web sheet 66s is made through the
상기 전환단계(122)는 건조단계(146)로부터 시작되는바, 즉 상기 담배웨브 시트(66s)는 미국 메인주 스트로우턴(Stroughton)의 에어테크 시스템사(Airtech System Corp.)에서 구입할 수 있는 가스식 열풍건조기 또는 증기식 열풍건조기로 공급됨으로써 시작된다. 이 담배웨브를 성형하기 위한 설비로는 당해분야에서 알려져 있는 다른 건조기를 사용하여도 된다.The
상기 건조단계(146)는 열을 최소로 사용하도록 되어야 하지만, 건조단계(146)를 거치는 과정에서 당초의 수분함량이 약 15%이던 기저웨브와 약 75%이던 코팅재료(담배재료 슬러리)가 건조단계(146)가 끝나면 전체적으로 수분함량이 약 8.5 ~ 12%로 건조된 담배웨브 시트(68d)가 되도록 건조될 수 있어야 한다. 보다 바람직하기로는, 건조된 담배웨브 시트(66d)의 수분함량은 최종적으로 약 10 ~ 11%의 범위에 있도록 하여야 한다. 상기와 같은 최종적인 수분함량으로 되어야 하는 이유로는, ①전환단계(122)를 이은 다음 단계에서 분할작업이 쉽게 이루어질 수 있도록 하고, ②제조설비에 저장되거나 보내지도록 할 때 시트(66d)가 기타의 담뱃재료와 균형이 잡힌 상태를 이루도록 하고, ③보빈(66b)에 감겨질 때 붙어버리거나 기저웨브에 감겨지지 않는 수분함량이 되도록 하기 위해서이다.The drying
건조단계(126)를 거쳐 건조된 담배웨브 시트(66d)는 상온이 되도록 냉각되게 되는바, 그 냉각온도는 저장장소 또는 관련제조설비의 온도와 같은 65 ~ 80℉의 온도가 되도록 하는 것이 좋다. 상기 냉각단계(148)는 담배웨브(66)를 작업환경에 맞춰지도록 함은 물론 보빈(66b) 내에서 자체가열현상을 일으키게 하는 열이 남아있지 않도록 하기 위해서이다. 만일 이 냉각단계(148)에서 냉각되는 열이 점검되지 않으면 자체가열현상으로 열이 높아져 담배웨브(66)의 특성이 나빠지기도 한다. 상기 냉각단계(148)는 웨브성형기술분야에서 널리 알려진 냉각시스템 공급자인 미국 메인주 스트로우턴(Stroughton)의 에어테크시스템사(Airtech System Corp.)에서 공급하는 냉각수 및 공기충돌식 냉각기를 사용하는 것이 좋다.
건조단계(146)와 냉각단계(148)를 거쳐 건조되고 냉각된 담배웨브 시트(66dc)는 다림질단계(150)를 거치게 되는바, 이 다림질단계(150)에서 사용되는 다림질장치로는 미국 메인주 오번(Auburn)의 써모일렉트론웨브시스템사(Thermo Electron Web Systems, Inc.)에서 공급되는 다람질장치 또는 기타 업계에서 알려진 다림질장치가 쓰여질 수 있다. 이 다림질단계(150)가 끝나면 담배웨브(66)는 그 가장자리가 열에 의해 뒤틀려지지 않게 되어 다음 단계인 감김단계(152)와 분할단계(154)로 들어가게 된다. 그러나, 상기 감김 및 분할단계(152, 154)로 들어가기 전 담배웨브(66)가 아직 다림질단계(150)에 있을 때 담배웨브 시트(66s)의 온도와 수분함량 및 전체의 무게를 점검하는 것이 바람직한바, 이는 담배웨브 시트(66s)가 감김단계와 분할단계로 들러갈 수 있는 상태가 되도록 되돌려 보빈(66b)이 소정의 온도와 수분함량 및 전체중량을 가진 것으로 될 수 있게 하기 위해서이다.Tobacco web sheet (66dc) dried and cooled through the drying
특히, 담배웨브 시트(66)를 점검함에 있어서는 전체중량의 수치는 코팅작업을 조정하는 데 쓰여지는바, 즉 역회전코팅기로 투입되는 담배재료 슬러리의 공급율 또는 코팅기가 물려지는 사이의 틈을 조정하는데 쓰이게 된다. 또 상기 감시단계(151)에서 검지된 수분함량의 수치는 건조작업을 제어하는 데에 사용되어 앞에서 설명한 건조된 담배재료 시트(66d)가 목표로 하는 수준의 수분함량이 되도록 한다. 이와 마찬가지로 상기 냉각단계(148)는 감시단계(151)에서 담배웨브 시트(66s)의 온도의 수치를 제어하게 된다.In particular, in the inspection of the
그 후, 담배웨브 시트(66s)는 감김단계(152)에서 감겨지게 되는바, 이 감김단계(152)는 웨브제조분야의 기술자로서 쉽게 찾을 수 있는 알려진 웨브권취기에 의해 이루어지게 된다. 이 감김단계(152)를 거쳐 감겨진 담배웨브 시트(68s)는 복수의 보빈(66b)으로 분할되게 되는바, 이들 보빈(66b)이 절단되는 폭은 각 궐련(23)에서 필요로 하는 사정에 따라 달라지게 된다.Thereafter, the tobacco web sheet 66s is wound in the winding
상기 전환단계(122)가 끝난 시점에서는 상기 보빈(66b)이 자동제조기계에서 궐련(23)으로 만들어지는데 적합한 상태로 되는바, 그러한 공정은 미국특허출원 제07/943,504호에 도 6으로 도시된 장치와 관련한 설명이 그대로 참고될 수 있다.At the end of the
상기 담배향미재(70)에서 글리세린은 궐련(23)을 흡연하는 동안 연무질의 선구물질 역할과 연무질에 쉽게 눈에 띄도록 하는 역할을 하게 된다. 한편, 글리세린이 대기로 방출되면 응축이 되어 궐련을 피울 때 나는 전형적인 담배연기와 같은 모습이 되도록 하기도 한다. 이 글리세린 외에도 담배제조에 쓰이는 다른 적합한 습윤제를 사용하여도 된다.Glycerin in the
상기 조형단계(123)가 끝난 후 상기 코팅단계(126)의 전후에 기저웨브(68)의 한쪽에 알긴산염을 코팅하기도 하는데, 이렇게 알긴산염을 코팅하면 기저웨브(68)의 강도를 더해주는 필름이 형성되게 된다. 그러나, 상기 기저웨브(68)는 알긴산염을 코팅하지 않고서도 충분한 강도를 가질 수 있도록 되어야 하는 것이 바람직하다.After the forming step 123, the alginate is also coated on one side of the
본 발명에서는 다른 형태로 된 기저웨브(68)를 사용할 수도 있는바, 그 예로는 미국 특허출원 제07/943,504호 및 동 제07/943,747호, 미국특허 제5,388,594호, 유럽특허출원 EP-A-0,615,411호에 기재된 탄소섬유매트나 금속 또는 금속스크린매트를 들 수 있다.In the present invention, it is also possible to use a
상기 유럽특허출원 EP-A-0,615,411호, 미국특허 제5,388,594호 및 미국특허출원 제08/380,718호에 기재된 탄소섬유매트는, 20 ~ 30 g/㎡의, 보다 바람직하기로는 약 24 ~ 28g/㎡의, 가장 바람직하기로는 약 26g/㎡의 담배섬유와; 2 ~ 9g/㎡의, 보다 바람직하기로는 2 ~ 4g/㎡의, 가장 바람직하기로는 약 3g/㎡의 범위내의 탄소섬유질 및; 약 0.5 ~ 1.5g/㎡의, 가장 바람직하기로는 약 1g/㎡의 펙틴으로 구성된 기저웨브(68)로 이루어지도록 되어있다. 이들 성분은 상호 균형을 이루어 전체가 30g/㎡의 무게를 가진 기저웨브(68)를 형성하도록 하는 것이 좋다. 또, 제조공정 중 슬러리가 형성되는 동안 쉽게 분산될 수 있도록 섬유길이가 1/4 인치인 탄소섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 카본섬유의 분산과 관련해서는 미국특허 제4,007,083호 및 제4,234,379호에 기재된 것과 같은 공정을 채택하면 쉽게 분산시킬 수가 있게 된다.The carbon fiber mats described in European Patent Application EP-A-0,615,411, US Patent No. 5,388,594 and US Patent Application No. 08 / 380,718 are 20 to 30 g /
상기 탄소섬유매트로 된 담배 기저웨브(66)의 다른 예로서는, 건조시트의 전체 건조중량이 약 160g/㎡로 되고, 그중 30g/㎡은 기저웨브(68)이고 나머지 130g/㎡은 담배향미재(70)로 되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 대해, 탄소섬유가 함유되지 않는 기저웨브(68)의 실시예로서는, 담배웨브 시트(66s)의 건조중량이 약 170g/㎡으로 되고서, 그중 중 40g/㎡는 기저웨브(68)로, 나머지 130g/㎡는 담배향미재(70)로 이루어지도록 한다.As another example of the
어떤 형태로 된 기저웨브(68)를 사용하던지 담배향미재(70)가 기저웨브의 내면에 배치되어 가열이 되면 담배향미가 나는 연무질이 방출되게 된다. 그러한 담배향미재(70)의 원료로는 담뱃재료의 연속시트나 거품형태물(foam), 겔(ge1), 건조된 슬러리 또는 건조된 분무형 슬러리를 포함될 수 있다.Regardless of which type of
도 3 및 미국특허제5,388,594호에 기재된 내용을 보면, 상기와 같이 구성된 궐련(23)이 삽입부(27) 내로 삽입될 때 궐련(23)의 자유단(78)이 히터(39)의 기저부에 배치된 스토퍼(27)에 접촉할 때까지 히터(39) 내로 안내된다. 일단 궐련이 제 위치에 위치하게 되면 흡연을 시작할 수 있는바, 즉 흡연자가 궐련을 흡연하는 동작이 제어회로(41)에 관련되는 센서(45)에 의해 감지되어 전류가 설정된 가열소자(37)에 전달되게 된다. 상기 전류는 각 가열소자(37)의 한쪽 단부에 연결된 도선(183)과, 각 가열소자(37)의 반대쪽 단부에 공통으로 연결된 환형고리(184) 및, 이 환형고리(184)로부터 상기 도선(183) 근처까지 되돌려 이어지는 공통도선(186)으로 이루어진 전기회로를 통해 전달되게 된다. 상기 각 가열소자(37)가 가열되면 열에너지가 외피복지(71)와 담배웨브(66)를 통과하게 되어, 담배웨브(66)의 담배향미재(70)가 담배로드(60)와 함께 담배향미가 함유된 연무질을 함께 최대한으로 방출해서, 흡연자가 궐련(23)의 티핑부재(62)를 물고 흡입할 때 궐련(23)으로부터 확실하게 흡입될 수 있게 된다.3 and U.S. Patent No. 5,388,594, the
일반적으로 흡연자가 궐련을 흡연할 때의 흡입은 약 1.5 ~ 2.0초 동안 지속되는데, FTC궐련시험에서는 흡입동작이 2초간 지속된다고 가정한다.In general, when a smoker smokes a cigarette, the inhalation lasts for about 1.5 to 2.0 seconds. The FTC cigarette test assumes that the inhalation operation lasts for 2 seconds.
히터접촉부분(94)이 공간(91)과 겹쳐지는 부분에서, 가열된 담배향미재(70)로부터 연무질이 공간(91)으로 직접 방출되어 압력이 거의 낮아지지 않은 상태로 티핑부재(62) 내로 들어가 이를 거쳐 흡연자의 입 속으로 들어가게 된다.In the portion where the
한편, 히터와 충전재가 중복되는 부분(99)으로서 히터접촉부분(94)이 담배고형체(80)와 겹쳐지는 곳에서는 담배고형체(80)의 인접부가 담배웨브(66)가 가열요소(37)에 가까운 곳부터 시작해서 점차 내부로 가열되어 가게된다. 따라서, 담배고형체(80)에 혼합된 담배로부터 나오는 연무질이 각기 전체 연무질의 일부를 이루게 됨으로써 그들의 고유한 맛과 기타 다른 주관적인 특질을 나타내는데 기여하게 된다. 상기 히터-충전재 중첩부(99)나 그 근처에서 담배고형체(80)로부터 방출된 연무질은 담배고형체(80)를 통과해서 공간(91) 내로 흡입될 때는 약간의 여과와 압력강하가 일어나게 된다.On the other hand, where the
담배고형체(80)를 가열함으로써 생성된 연무질은 담배재료의 혼합과 담배고형체(80)와 겹쳐지는 히터접촉부분(94)의 정도를 조정함으로써 특성과 맛이 달라질 수 있게 된다. 그리고, 상기 공간(91) 근처에서 생성된 연무질의 성분은 궐련(23)으로부터 바로 방출되게 되는바, 이는 공간(91)에서는 열적인 불활성도가 낮고, 또 공간(91)에서 열적으로 증발되는 담배물질의 정도가 담배고형체(80)의 압력이 낮아지더라도 줄어들지 않고 오히려 거름필터(74)를 거쳐 티핑부재(62)로 보다 빨리 전달되기 때문이다. 그러나, 담배고형체(80)로부터 방출되는 연무질과는 다른 특성을 갖게 되는데, 이는 주로 기저웨브(68) 상의 담배향미재(70)로부터 방출되기 때문이다.The aerosol produced by heating the tobacco solid 80 can be varied in character and taste by adjusting the degree of mixing of tobacco material and the
다음에 보다 상세히 설명될 것이지만, 흡연자로서는 궐련(23)으로부터 방출된 연무질이 흡연자에게 빨리 전달되고 또 절단되어 혼합된 담뱃재료에 따라 나오는 향미가 흡연자를 기호를 만족시킨다는 것을 알 수 있었다.As will be described in more detail below, as a smoker, it was found that the aerosol released from the
그리고, 다음의 설명에서 알 수 있듯이, 공간(91)의 존재와 이로 말미암은 최초흡입시의 연무질방출의 즉시성이 흡입동작의 일관성 및 궐련과 궐련 사이의 일관성이 높아지게 된다. 이러한 관계는 담배고형체(80)와 공간(91)을 갖도록 된 실시예를 따라 구성된 속이 완전히 채워지지 않은 형태의 궐련(23) 흡연동작에서 찾아볼 수 있는바, 도 6a로 도시된 제1변형예에 따른 궐련(23')는 말려진 담배웨브(66' ) 내에 담뱃재료가 충전되지 않은 예이고, 도 7a로 도시된 제2변형예에 따른 궐련(23" )은 말려진 담배웨브(66" )내에 담뱃재료가 완전히 충전되도록 된 예이다. 이들 변형예에 관한 설명에서 상기 담배웨브(66’, 66" )는 모두 앞에서 설명한 것과 같이 기저웨브(68)와 담배향미재(70)층을 갖도록 된 것임을 이해해야 한다. 또, 상기 변형예에서는 담배로드(60')에 외피복지(71)가 말려져 있다.And, as can be seen in the following description, the presence of the
상기 도 6a 및 도 7a에 도시된 궐련(23' 23" )와 관련하여 도 6b 및 도 7b)에 각각 나타내어진 비교데이터는, 15줄의 에너지가 방출되도록 설정된 파형의 가열소자를 써서 실행한 결과를 나타낸다.The comparative data shown in FIGS. 6B and 7B in relation to the cigarettes 23 '23 "shown in FIGS. 6A and 7A, respectively, is performed using a heating element having a waveform set to emit 15 rows of energy. Indicates.
도 6a는 담배로드(60' )와 티핑부재(62’)로 이루어진 제1변형예에 따른 전열흡연시스템에 적용되는 궐련(23' )을 나타낸 것으로, 이 변형예에서는 각 구성부재가 도 4a에 도시된 예에서의 인용번호에다 프라임기호(prime number)를 붙여 나타내도록 하였다.FIG. 6A shows a cigarette 23 'applied to an electrothermal smoking system according to a first variant consisting of a tobacco rod 60' and a tipping member 62 ', in which each component is shown in FIG. 4A. In the example shown, the reference number is indicated with a prime number.
그러나, 궐련(23')의 담배로드(60')는 그 담배웨브(66') 아무 담배재료도 충전되어 있지 않고, 담배로드(60')의 자유단(78')에는 거름필터(200')가 갖춰진 구조로 되어 있다. 또, 담배웨브(66')의 기저웨브(68')는 앞에서 설명한 바와 같이 탄소섬유가 함유된 것으로 되어 있다. 상기 궐련(23')의 구성은 미국특허 제5,388,594호에도 상세히 설명되어 있는바, 이는 본 발명에서도 그대로 참조될 수 있다. 다음에 설명에서 이 궐련의 참조부호가 (23' )으로 표현되는 것은 내부가 담뱃재료로 채워져 있지 않은 형식의 궐련(23')을 지칭하는 것이다.However, the tobacco rod 60 'of the cigarette 23' is not filled with any tobacco material of the tobacco web 66 ', and the free filter 78' of the tobacco rod 60 'has a
도 6c는 본 발명과 관련된 흡연시스템(21)을 흡연을 연출하는 흡연기계에 연결시켜 실험하는 것을 나타낸 것이다. 흡연기계에서 나온 연무질은 각 흡입동작이 행해지는 동안 투명한 챔버(6v)를 가진 연무질 측정장치(6y)를 통과하게 되는바, 거기에서 광원(6w)에서 나온 광선(6u)이 상기 투명한 챔버(6v)를 통해 이 챔버(6v)의 반대쪽에 있는 광센서(6z)까지 통과하게 된다. 상기 광센서(6z)의 출력은 광선(6u)이 광센서(6z)에 부딪힐 때 광선(6u)의 밀도를 분석하여 측정하게 된다. 상기 투명챔버(6v)를 통과하는 연무질은 모두 광선(6u)에 대해 광산란효과를 나타내어, 광센서(6z)에서 감지된 광밀도의 변화가 역으로 연무질에 함유된 총 미립물질(TPM)을 나타내게 된다. FTC궐련시험을 함에 있어서는 흡연기계가 흡연시스템(21)으로부터 표준적인 2초간의 흡입동작을 하도록 하는 것이 좋다.Figure 6c shows an experiment by connecting the
도 6b에 그래프로 표현된 자료는, 흡연기계로 내부가 채워지지 않은 궐련(23')에 대해 연속적으로 흡연동작이 이루어지도록 했을 때의 시간의 경과에 따라 연무질 측정장치에 기록된 광밀도를 나타낸다. 상기 자료는 다음과 같은 경향을 나타내고 있는바, 즉 속이 채워지지 않은 궐련(23')은, ①첫 번째 및 제 두 번째 흡입동작이 나머지 세 번의 흡입동작과 일치하지 않고, ②나머지 세 번의 흡입동작은 서로 훨씬 더 일치하며, ③연무질은 각 흡입동작이 행해지는 동안 2초가 지나기 전에 거의 방출된다. 상기 속이 채워지지 않은 궐련(23')은 처음 몇 번의 흡입에서는 연무질의 방출이 일정하지 않지만 그 후의 흡입부터는 훨씬 더 일정한 상태로 되는 것을 알 수 있다.The data represented graphically in FIG. 6B shows the light density recorded in the aerosol measuring device over time when the smoking operation is continuously performed for the cigarette 23 'which is not filled with a smoking machine. . The above data shows the following trends: the unfilled cigarette 23 'is characterized by the following: ① first and second suction movements do not coincide with the remaining three suction movements, and ② the remaining three suction movements. Are much more consistent with each other. ③ The aerosol is released almost two seconds before each suction operation is performed. The unfilled cigarette 23 'can be seen that the release of aerosol is not constant in the first few inhalations, but much more constant from subsequent inhalations.
상기 자료에서 첫 번째 흡입동작에서는 일반적으로 연무질의 방출이 일정하도록 되어 있는데, 이는 속이 채워지지 않은 궐련(23' )을 흡연기계로 흡입동작을 실행했을 때는 담배로드(60')에 구멍이 뚫리거나 미국특허 제5,388,594호에 기재된 것과 같이 다른 측정기를 써서 측정결과를 교정하지 않으면 첫 번째 흡입이 이루어지는 동안에는 연무질이 적게 방출되기 때문이다.In the above data, in the first suction operation, the release of aerosols is generally constant. When a cigarette 23 'is filled with a smoking machine, a hole is punched in the tobacco rod 60'. This is because less aerosols are released during the first inhalation if the measurement results are not calibrated with another meter as described in US Pat. No. 5,388,594.
도 7a는 전기적으로 가열되는 궐련(23" )의 예를 나타낸 것으로, 이 궐련(23" )은 담배로드(60")와 도 4a에 도시된 실시예와 유사한 구성요소를 한 티핑부재(62")로 이루어진 것인바, 이들 유사한 구성요소에 대해서는 2중프라임(" )을 붙여 나타내기로 한다. 그러나 이 도 7a에 도시된 의 궐련(23”)은 그 자유단(78")에 후단거름필터(200")와 이 후단거름필터(200")와 거름필터(74")사이의 담배로드(60") 전체길이를 따라 뻗은 절단된 담배로드(220")를 포함하게 된다. 이 궐련(23")의 담배로드(220")는 로드(rod)의 밀도가 0.275g/㎤인 버어리급과 브라이트급 및 오리엔탈급 담배의 혼합물로 이루어지도록 되어 있다. 한편, 상기 담배웨브(66")의 기저웨브(68")는 앞에서 설명한 탄소섬유가 함유된 것으로 되어 있다. 다음의 설명에서 궐련(23")이라고 하면 속이 완전히 채워진 궐련(23")을 말하는 것이다.7A shows an example of an electrically
도 7b에서, 연무질 측정장치(6y)를 가지고 광밀도를 측정한 결과를 보면, 속이 완전히 채워진 궐련(23")을 흡연함에 있어 1 ~ 7까지 번호가 매겨진 흡연동작이 연속적으로 행해지는 과정에서 광밀도와 시간의 경과가 상관관계를 갖고 있음을 알 수 있다. 즉, 도 7b에 나타난 자료는 속이 완전히 채워진 궐련(23")을 흡연기계로 흡연동작을 행함에 있어 2가지 주목할만한 경향을 나타내고 있는바, ①처음 몇 번의 흡입동작에서는 연무질의 방출이 많지만, 그 후 세 번의 흡입동작에서는 처음 몇 번의 흡입동작(측정장치를 교정하지 않은 상태에서) 보다 확실히 적게 방출되고, ②속이 완전히 채워진 궐련(23")에서는 연무질의 방출이 지연되어 처음 3번의 흡입동작(흡입동작 1, 2, 3)은 2초가 경과하지 않으면 최대의 방출이 이루어지지 않는다.In FIG. 7B, the results of measuring the light density with the aerosol measuring device 6y show that the light is smoked in a process in which smoking operations numbered from 1 to 7 are continuously performed in smoking a fully filled
처음 몇 번의 흡입동작이 행해지는 동안 상기 속이 완전히 채워진 궐련(23")은 상기 속이 채워지지 않은 궐련(23')보다 훨씬 많은 연무질을 방출하게 된다. 즉, 도 7b와 도 6b에 나타난 자료를 비교하면, 속이 완전히 채워진 궐련(23")에 관해 도 7b에 처음 몇 번의 흡입동작을 나타낸 선 위쪽의 전체면적이, 속이 채워지지 않은 궐련(23')에 관해 도 6b에 처음 몇 번의 흡입동작을 나타낸 선 위쪽의 전체면적 보다 넓다는 것을 알 수가 있다. 상기 도 7b와 도 6b에서 각 흡입동작을 나타내는 선 위쪽의 면적은 흡입동작이 행해지는 동안 방출되는 연무질의 전체 량을 나타낸다.During the first few inhalations, the fully filled
그러나, 이렇게 속이 완전히 채워진 궐련(23")에서 연무질의 방출이 지연되면, 흡연자가 궐련(23")으로부터 담배의 향미를 빨리 얻지 못하게 되어 보다 길고 힘있게 흡입동작을 해야만 한다. 또, 이와 같이 힘있게 흡입하게 되면, 추가되어 흡입되는 공기에 의해 외피복지(71")와 담배웨브(66")의 가열부분이 너무 많이 소모(연소)되어, 처음 몇 번의 흡입동작이 행해지는 동안에 담배로드(220")가 크게 파손되거나 국부적으로 터지는 일이 일어나게 된다. 더구나, 일단 속이 완전히 채워진 궐련(23" )에서 열분해가 일어나기 시작하면 연소되는 담배의 많은 양이 많고 또 그것이 보다 압축된 상태를 하고 있어서 그러한 상태를 계속 유지하도록 하는 경향이 있다. 어떻든, 상기 처음 몇 번의 흡입동작에서 파손되어 흠집이 난 "연소"위치를 통해 담배로드 내로 공기가 보다 쉽게 흡입될 수가 있기 때문에, 이들 국부적으로 파손된 부분이 이어지는 흡입동작에서 요구되는 공기통로를 짧아지게 한다고 여겨진다. 따라서, 속이 완전히 채워진 궐련(23")에서는 계속되는 흡입동작에서 연무질의 방출이 줄어들게 된다.However, delaying the release of aerosols in this fully-filled
도 7b에 나타난 자료를 보면, 속이 완전히 채워진 궐련(23')이나 종래의 궐련을 전기라이터로 흡연을 하면, 흡입동작이 진행됨에 따라 연무질의 방출이 줄어든다고 하는 일반적인 경향과 일치함을 알 수가 있다.In the data shown in Figure 7b, it can be seen that when the cigarette (23 ') or the conventional cigarette completely filled with cigarettes, smoking with an electric lighter, it is consistent with the general trend that the release of aerosols decreases as the suction operation proceeds. .
이와 같이 연무질의 방출이 지연되고, 또 담뱃재료의 열분해가 촉진되는 상태가 유지됨으로써, 상기 속이 완전히 채워진 궐련(23" )은 다음 단계의 흡입동작에서 많은 양의 연무질을 생성하는 경향이 있고, 때로는 흡연자가 실제로 궐련을 흡입하려는 시간이 지나도 계속 많은 양의 연무질을 생성하게 될 수도 있다. 이와 같은 경우에는 라이터(25)의 하우징(33) 내에서, 특히 히터(39) 내부나 근방에 머물게 되는 "잔여 연무질” 의 발생이 초래될 수가 있게 된다. 그러한 "잔여 연무질“ 이 조금이라도 있게 되면 그것이 가열소자(33)에 응축되어 문제를 일으키거나 다음 번 흡입을 하는 동안 궐련(23") 내에 오래 동안 머물러 있게 된다. 어느 것이든 궐련(23" )에서 일관된 담배향미를 얻는데 불리한 작용을 하게 된다.As such, the release of aerosols is delayed and thermal decomposition of the tobacco material is maintained, so that the fully filled
도 6b를 보면, 속이 채워지지 않은 궐련(23')의 흡입동작과 괄련된 선이 표준적인 2초간의 흡입시간이 경과하기 전에 연무질의 방출이 최대로 되고(흡입동작선이 가장 내려간 곳), 다음 단계의 흡입동작에서 연무질의 방출이 최소로 됨으로, 속이 채워지지 않은 궐련(23')에서는 "잔여 연무질" 의 생성이 크게 문제로 되지 않음을 알 수가 있다. 그러나 앞에서 설명한 바와 같이, 속이 채워지지 않은 궐련(23')은 속이 완전히 채워진 궐련(23")보다 연무질의 방출량이 적고, 처음 몇 번의 흡입동작에서 연무질의 방출이 일관되지 않으며, 만약 여러 가지 절단 담배재료를 혼합하더라도(또는 혼합하지 않아도) 그 혼합된 담배재료에 의한 향미의 특성과 융통성을 발휘하기가 어렵게 된다.Referring to FIG. 6B, the aeration of the unfilled cigarette 23 'and the line associated with the aeration are maximized (where the suction line is the lowest) before the standard two-second suction time elapses. Since the release of the aerosol is minimized in the suction operation of the next step, it can be seen that the generation of "residual aerosol" is not a problem in the unfilled cigarette 23 '. However, as previously described, the unfilled cigarette 23 'has a lower amount of aerosol emission than the fully filled
도 8은 앞에서 설명한 연무질 측정장치(6y)가 사용되는 흡연기계로, 속이 채워지지 않은 궐련(23' )과 속이 완전히 채워진 궐련(23" ) 및 도 4a에 도시된 본 발명의 실시예에 따라 구성된 속이 일부 채워지진 궐련(23)에 대해 흡연동작을 실행한 결과를 비교해서 나타낸 자료이다. 여기서, 상기 모든 궐련(23, 23’, 23”)에서의 기저웨브로는 카본섬유매트를 사용하였다. 상기 도 8에 나타난 자료를 보면, 본 발명의 실시예에 따른 속이 일부가 채워진 궐련(23)이 전체 흡연과정을 통해 연무질의 방출이 보다 더 일관되고 있음을 나타내고 있다. 즉, 속이 완전히 채워진 궐련(23")과 같이 다음 번 흡입동작에서 연무질의 방출이 줄어들게 되는 일이 없고, 또 속이 채워지지 않은 궐련(23') 보다 처음 몇 번의 흡입동작이 행해지는 동안 연무질이 보다 더 일관되게 방출될 수 있게 된다.FIG. 8 is a smoking machine in which the aerosol measuring device 6y described above is used, which is configured according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 4A and an unfilled cigarette 23 'and a fully filled cigarette 23'. It is the data showing the result of the smoking operation performed on the partially filled
도 8에서 사용된 자료를 수집하기 위한 시험에서 사용된 일부가 채워진 궐련(23)은 반이 담뱃재료로 채워져, 궐련의 디자인 면에서 히터가공간 위로 겹쳐지는 부분이 비교적 긴 약 6㎜로 된다. 도 8에 나타난 자료를 얻는 데는 매 가열주기 당 15줄의 에너지를 생성하는 파형의 형태로 된 가열소자(37)를 사용하였다.The partially filled
특히 도 8에 나타난 자료는, 각기 독특한 형식의 궐련을 흡연하는 동안 흡입동작으로 흡연이 처음 2초 동안 진행되는 사이에 생성된 연무질의 양을 ㎎으로 나타낸 것이다. 도 6b 및 도 7b에 나타난 자료와 관련하여 도 8에 나타난 연무질의 양을 분석해보면, 도 6b 및 도 7b에 0 ~ 2초 사이의 각 흡입동작에 관련된 선의 적분값(그 선 위쪽의 면적)과 일치함을 알 수 있다.In particular, the data shown in Figure 8, the amount of aerosols generated during the first two seconds of smoking by the inhalation action while smoking each type of cigarette, respectively, in mg. Analyzing the amount of aerosols shown in FIG. 8 with respect to the data shown in FIGS. 6B and 7B, the integral values (areas above the lines) of the lines associated with each suction operation between 0 and 2 seconds are shown in FIGS. 6B and 7B. You can see a match.
도 8에 나타난 자료에서, 완전히 채워진 궐련(23")에서는 처음의 흡입에서 그 다음 번 흡입으로 갈수록 연무질의 방출이 줄어든다는 것을 볼 수 있다. 그에 반해, 속이 채워지지 않은 궐련(23' )은 속이 완전히 채워진 궐련(23")에서와 같이 연무질의 방출이 줄어들지 않음을 볼 수 있다.In the data shown in Figure 8, it can be seen that in fully filled
또 도 8에서 보면, 일부가 채워진 궐련(23)은 여섯 번의 흡입동작이 행해지는 동안 속이 채워지지 않은 궐련(23')에 비해 연무질의 방출이 일관되게 이루어짐을 알 수 있다. 그렇게 됨으로써 궐련의 맛과 주관적인 기호에 맞춰 담뱃재료를 혼합시킬 수가 있게 된다.8, it can be seen that the partially filled
표 Ⅱ에 기재된 자료는, 속이 일부가 채워진 본 발명에 따른 궐련(23)에서, 히터가 궐련의 공간에 겹쳐지는 정도를 얼마나 변화시킬 것인가를 직설적으로 나타낸 자료이다. 표 Ⅱ에 기재된 자료는, 32㎜ 길이의 담배로드와, 이 담배로드에 후단부에 부착된 7㎜ 길이의 거름필터 및, 30㎜ 길이의 티핑부재를 가진 일부가 채워진 궐련(23)을 흡연기계로 흡연동작을 한 결과로부터 나온 것인바, 여기서 히터접촉부분은 12㎝의 길이를 갖고서 각 궐련의 담배로드의 중간에 집중하도록 된 것이다.The data shown in Table II is the data which shows how much the heater overlaps with the space of a cigarette in the
[표Ⅱ]Table II
공간 길이(㎜) 4 7 10Space length (mm) 4 7 10
히터가 공간을 따라 겹쳐진 길이(㎜) 1 4 7Length of heater superimposed along the space (mm) 1 4 7
히터가 담배고형체를 따라 겹쳐진 길이(mm) 11 8 5Length of heater superimposed along tobacco solid (mm) 11 8 5
평균 TPM 4.9 5.5 7.0Average TPM 4.9 5.5 7.0
조정된 평균TPM(생략된 최저 읽기) 5.2 5.9 7.3Adjusted Average TPM (Omitted Lowest Read) 5.2 5.9 7.3
조정된 평균치의 표준편차 0.34 0.53 0.50Standard deviation of adjusted mean 0.34 0.53 0.50
도 9는 총미립물(TPM) 방출량과 히터-담배 겹침부분의 길이(㎜) 사이의 관계를 그래프로 나타낸 것이다. 이 그래프에 나타난 자료는 캠브리지 패드(Cambridge Pads)를 써서 표준 흡연기계로 2초 동안 흡입동작을 시켜 FTC "타르"의 수준을 결정하는데 쓰이는 표준적인 시험기술을 시행하여 산출한 것이다. 또, 이 시험에 쓰인 궐련은 기저웨브가 탄소섬유재질이고 길이가 58㎜인 일부가 채워진 궐련이었고, 그 외에 도 9에서 세로좌표로 나타낸 자료는 탄소섬유재질로 된 기저웨브와 길이가 역시 58㎜인 속이 채워지지 않은 궐련에서 얻어진 자료이다.9 graphically illustrates the relationship between total particulate (TPM) release and the length of the heater-tobacco overlap (mm). The data presented in this graph were calculated using standard test techniques used to determine the level of FTC "tar" by using a Cambridge Pads to inhale for 2 seconds with a standard smoking machine. In addition, the cigarette used in this test was a cigarette filled with a base web of carbon fiber material and a portion of 58 mm in length. In addition, the data indicated by ordinates in FIG. 9 were a base web made of carbon fiber material and a length of 58 mm. Data obtained from unfilled cigarettes.
여기서, 히터와 담배가 겹치는 부분은 변화될 수 있지만, 히터가 접촉하는 부분의 길이는 항상 일정하고, 또 담배로드의 중심에 집중하도록 되어 있다. 따라서, 히터-담배 중첩부가 조금만 길어져도 그에 비례해서 히터-공간 중첩부가 줄어들게 된다. 또, 상기 히터는 약 10㎜의 히터영역을 가진 파형을 이룬 형식으로 되어 있다. 이 그래프에 함께 나타나 있는 모든 자료는 이상과 같은 환경에서 분출되는 총 미세물질과 상기 히터-담배 중첩부의 길이 사이의 상호관계를 1초씩의 간격으로 나타내도록 한 것이다. 도 9에 나타난 자료와 표 Ⅱ에 나뉘어 나타나 있는 자료로부터, 일부가 채워진 궐련(23)으로부터 방출되는 연무질의 량의 수준을 얻기 위해 히터-담배 중첩부의 길이를 조정할 수 있음을 알 수가 있다.Here, the part where the heater and the cigarette overlap can be changed, but the length of the part where the heater contacts is always constant, and is focused on the center of the tobacco rod. Therefore, even if the heater-tobacco overlap is slightly longer, the heater-space overlap is reduced in proportion. The heater is in the form of a waveform having a heater area of about 10 mm. All data presented together in this graph is to represent the correlation between the total fine material ejected in the above environment and the length of the heater-tobacco overlap at intervals of 1 second. From the data shown in FIG. 9 and the data shown in Table II, it can be seen that the length of the heater-tobacco overlap can be adjusted to obtain the level of the amount of aerosol released from the partially filled
이와 같이 히터-담배 중첩부의 길이를 조정하는 것은 속의 일부가 채워진 궐련(23)으로부터 나오는 "타르"가 원하는 수준이 되도록 하기 위해서인바, 그렇게 하는 이유는 히터-담배 중첩부를 변화시키는 것이 담배고형체(80)에서 로드의 밀도를 변화시키는 것보다 연무질의 분출을 더 확실하게 제어할 수가 있기 때문이다. 또, 이러한 접근방법은 타르의 수준을 정하는 것 이외에도 담배고형체(80)의 밀도를 선택함으로써, 후단부에서의 느슨한 정도를 제어하고, 담배로드(60)의 자유단(78)에서의 압력위 저하 및 여과정도를 원하는 정도가 되도록 하고, 제조하기가 쉬워지도록 한다. 또한, 담배웨브(66)나 담배고형체(80) 양쪽을 반드시 변화시키지 않고서도 관련된 궐련제품 중 타르의 방출을 바꿀 수 있도록 한다.Adjusting the length of the heater-tobacco overlap in order to ensure that the "tar" coming from the
또한, 만약 히터접촉부분 모두가 담배로드(60)의 채워진 부분인 담배고형체(80) 상에 위치하지 않는다면, 일부가 채워진 궐련(23)과 라이터(21)의 히터(39)의 상대적인 규격이 맞춰져, 궐련(23)이 라이터(21) 내로 삽입되었을 때 적어도 몇 개의 발열소자(37)가 담배로드(60)를 따라 배치될 수 있도록 하는 이점이 있게 된다. 그러한 형태에서는 공간(91)의 존재가 연무질의 생성을 쉬워지게 하고 연무질의 온도를 낮추는 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 거름필터(74)가 연무질성분이 넓은 공간(91)으로부터 압축되도록 흐르게 함으로써 연무질이 생성되는 것을 돕게 된다. 이와 관련해서, 담배로드(60)의 거름필터(74)에는 양쪽에 단부(73, 75)가 갖춰지고서 그중 한쪽 단부(73)에는 공간(91)이 이어지고 다른쪽 단부(75)에는 다른 거름필터(102)가 이어지도록 되어 있다. 그리고, 상기 단부(73, 75)는, 상기 거름필터(74) 내경이 인접해 있는 공간(91)이나 거름필터(102)로 에워싸인 공간 공간부의 내부직경 보다 더 작은 내경을 갖기 때문에 이들 사이의 공간부의 내경이 양쪽 공간부의 내경보다 작도록 되어 있다. 따라서, 이들 단부(73, 75) 및 이들과 인접한 거름필터(74) 부분에서 담배로드(60)의 가열된 담배부분으로부터 방출된 가스와 미립물질을 연무질로 만들기 좋은 난류와 같은 흐름이 생기도록 한다.In addition, if all of the heater contact portions are not located on the tobacco solid 80, which is the filled portion of the
도 10은 본 발명에 따른 궐련의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예에 따른 궐련(23a)은 도 4a에 도시된 궐련(23)에서 설명하였던 것과 같이 배치된 구성부재를 갖는 한편, 거기에 담배로드(60a)의 자유단(78a)에 역류필터(200a)가 더 갖춰진 구조로 되어 있다. 이 역류필터(200a)는 담배고형체(80a)로부터 담배재료가 자유단(78a)에서 빠져나가는 막기 위한 것으로서, 이 거름필터(200a)는 일반적인 궐련과 같이 라이터나 성냥으로 점화하는 것이 아니라 전열흡연시스템에 사용되는 것임을 나타내기 위해 채색을 하고는 한다. 여기서, 상기 역류필터(200a)가 포장된 담배고형체(80a)와 분리되어 나타내었으나, 궐련(23a)을 제조할 때 담배고형체(80a)에다 역류필터(200a)를 도시되지 않은 포장지로 함에 싸 제조하는 것이 편리하다.Fig. 10 shows another embodiment of a cigarette according to the present invention, wherein a
이 역류필터(200a)가 배치됨으로써, 상기 궐련(23a)은 비록 담배로드의 밀도가 단단하지 않더라도 단부가 느슨하거나 담배로드(60a) 밖으로 담뱃재료가 빠져나갈 염려가 없게 된다.By arranging the
유럽특허 EP-A-0,615,411호 및 미국특허출원 제07/943,504호, 미국특허 제5,388,594호에 기재되어 있듯이, 상기 역류필터(200a)는 흡입동작이 끝났을 때 담배로드(60a)의 자유단(78a)으로부터 연무질이 새어나가는 것 일부 또는 전부를 막는 역할과, 자유단(78a)에서의 압력이 낮아지도록 해서 담배로드(60a)의 측면을 따라 들어가는 공기의 량과 관련하여 자유단(78a)으로부터 궐련(23a) 내로 흡입되는 공기의 량을 적절히 제한하는 역할을 하게 된다.As described in EP-A-0,615,411 and U.S. Patent Application Nos. 07 / 943,504 and 5,388,594, the
상기 속이 일부 채워진 궐련(23)의 설계와 관련하여, 히터의 열량과 히터-담배 중첩부의 길이가 원하는 "타르"의 방출수준을 확보하거나 조정하는데 사용될 수 있게 된다. 따라서, 일부가 채워진 궐련(23)을 새롭게 설계함에 있어서는, 담배고형체(80a)의 담배로드의 밀도를 선택함으로써 자유단(78)에서의 연무질 압력을 원하는 만큼 낮추거나 역류를 제어할 수가 있게 되고, 다른 구성예인 속이 채워진 궐련(23a)에서는 역류필터(200a)에 의해 마찬가지 결과를 얻을 수 있게 된다.With regard to the design of the partially filled
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 궐련(23b)을 종단면도로 나타낸 것으로, 이 궐련(23b)에서는 담배고형체(80b)가 공간(91b)에 인접해서는 저밀도부(320b)가, 담배로드(60b)의 자유단(78b)에 인접해서는 고밀도부(320b)가 각각 형성된 구조로 되어 있다. 또 이 궐련(23b)은 히터접촉부분(94B)이 담배고형체(80b)의 저밀도부(310b)에 겹쳐지게 되어 그 낮은 밀도의 담배로드로부터 많은 연무질이 방출될 수 있도록 하고 있다. 한편, 담배고형체(80b)의 고밀도영역(320b)은 느슨한 단부를 피해서 배치됨으로써 역류필터(200a)와 비슷하게 공기가 축방향으로 담배로드(60b)를 통과하는 것을 제한하게 된다.11 is a longitudinal cross-sectional view of a
도 12 ~ 21은 본 발명에 따른 전열흡연구에 채용된 히터를 나타낸 도면이다. 이들 히터는 앞에서 설명한 여러 가지 예의 궐련에 적용될 수 있도록 된 것으로, 즉 도 4a, 도 4b, 도 6a, 도 7a 및, 도 10 과 도 11에 도시된 완전히 채워지거나, 일부가 채워지거나, 속이 채워지지 않은 궐련 또는 이들을 변형시킨 것에 적용할 수 있는 히터를 나타낸 것이다.12 to 21 are views showing a heater employed in the electrothermal absorption study according to the present invention. These heaters are adapted to be applied to the various examples of cigarettes described above, i.e., not fully filled, partially filled, or filled in FIGS. 4A, 4B, 6A, 7A, and 10 and 11. It shows a heater that can be applied to a cigarette or a modification thereof.
이들 히터는 반복되는 궐련(23)의 삽입과 조정 및 제거에 대비해서 기계적 강도가 강화된 것으로, 특히 필요한 가열상태가 계속되는 동안 가열된 궐련으로부터 연무질의 생성을 높일 수 있도록 된 것이다. 여기서, 생성된 연무질은 가열된 히터로부터 중심 쪽으로 흐르는 경향이 있있음을 알 수 있었다.These heaters have enhanced mechanical strength in preparation for repeated insertion, adjustment and removal of the
일반적으로, 히터에는 8개의 히터날(121)이 갖춰져 이들 8개의 히터날(121)이 연속적으로 점화됨으로써 8번의 흡입동작이 이루어져, 일반적인 궐련을 흡연할 때의 흡입과 같은 흡입동작이 이루어질 수 있도록 되어 있다. 특히, 상기 히터날(121)은 허브(110)로부터 연장되어 내부로 궐련(23)이 삽입될 수 있게 원통형상으로 배열되도록 되어 있다. 그리고, 상기 히터날(121) 사이에는 일정 간격의 틈(129)이 형성되도록 하는 것이 좋다.In general, the heater is equipped with eight
한편, 상기 궐련(23)을 흡연할 때 흡입동작의 수를 변화시킬 수도 있는바, 그렇게 하기 위해 히터날(12)의 수를 바꾸어 이 변화된 수의 히터날(12)로 이루어진 원통형상 수용부(CR)에 궐련(23)을 삽입하면 흡입동작의 수가 바꿔질 수 있게 된다. 이렇게 희망하는 흡입동작의 수는, 히터날(121)의 수를 그 희망하는 흡입동작의 수에 맞춰 형성함으로써 달성할 수 있게 된다. 또, 상기와 같은 결과는 사용되는 히터날(121)의 크기를 모두 같게 하거나 또는 같지 않도록 하여도 달성될 수 있다.On the other hand, the number of the suction operation may be changed when smoking the
상기 히터는 라이터(25) 내의 오리피스(27)에 배치된다. 상기 궐련(23)은 먼저 선택적으로 설치되는 역류필터(200)부터 라이터 내의 오리피스(27) 내로 삽입해서, 궐련을 수용하기 위해 개구된 단부를 가진 환상의 캡형태의 지지부재(83)에 의해 구획된 히터(39)의 원통형상 공간부 내로 들어가게 되는바, 이 원통형상 공간부는 원통형상 공기통로 슬리이브(87), 복수의 히터날(121)로 이루어진 히터날조립체(100), 이 히터날조립체(100)의 가열소자로 전류를 공급하는 전도성 핀 또는 도선(104A), 전도성 양극핀 또는 도선(104B) 및, 스페이서를 갖도록 되어 있다. 또, 이 스페이서의 바닥부 내면(81)은 궐련(23)이 히터(39) 내의 원하는 위치로 삽입된 후 정지되어 히터날(121)이 궐련(23)의 표면에 인접해서 위치하도록 되어 있는바, 이 궐련의 바람직한 실시예는 앞에서 도 1 ~ 도 11과 관련하여 설명한 것과 같도록 되어 있다.The heater is arranged at the
또, 상기 히터(39)는 그 대부분이 라이터(25)의 하우징(31) 앞쪽부분(33) 내부에 그와 꼭 맞는 접합부에 의해 고정되도록 되어 있다. 또, 상기 지지부재(83)의 전단부(93)가 라이터(25)의 제1단부(29) 밖으로 조금 더 연장되고서, 궐련(23)이 히터(39) 내로 들어가거나 나올 때 이를 안내하도록 안쪽으로 비스듬히 경사지거나 둥글게 면처리된 부분을 갖도록 되어 있다. 상기 히터(39)의 후단부에는 핀(104A, 104B)이 갖춰져 여기에 도시되지 않은 소켓에 끼워짐으로써 라이터(25)에 내에 히터(39)가 지지되도록 구성되됨으로써, 도체 또는 인쇄회로가 상기 소켓으로부터 여러 전기소자로 전류를 흐르게 하도록 되어 있다. 그 외에 상기 핀의 구성을 보강하기 위해 핀을 추가로 설치할 수도 있다. 상기 핀(104A, 104B)은 통전성을 가진 적절한 재질로 만들어질 수 있는바, 주석을 입힌 인화청동으로 만드는 것이 좋다. 상기 스페이서와 기부(基部; 50)에 형성된 통로(47)가 흡입동작 감지센서(45)와 연락되는 한편, 광센서(53)가 라이터(25) 내에 궐련(23)이 존재하는지 여부를 감지하도록 되어 있다.In addition, most of the
도 12 및 도 13에 도시된 것과 같이, 상기 히터날조립체(100)는 중앙의 허브(111)로부터 뻗고서 대칭적으로 배열된 8개의 히터날(121)이 일체를 이루거나, 또는 다음에 도 19를 참고로 해서 설명되는 비대칭적으로 배열된 구조로 되어 있다. 도 13에서 볼 수 있듯이, 상기 히터날조립체(100)는 삽입된 궐련(23)이 원통형상 수용부(CR)에서 축방향을 향해 삽입되도록 형성된 통로(365)를 이루는 원통형상의 개구부(360)를 형성하도록 되어 있는바, 상기 수용부(CR)는 이 개구부(360) 보다 직경이 작도록 되어 있다. 상기 개구부(360)는 히터날(121)의 연결부(118)의 각 선단부(118B)에 의해 구획되고, 통로(365)는 연결단부(118A)와 선단부(118B) 사이의 연결부(118)로 이루어지게 된다. 또, 상기 개구부(360)의 직경은 삽입된 궐련(23)의 직경보다 커서 궐련(23)을 수용부(CR)쪽으로 안내할 수 있게 되고, 수용부(CR)의 직경은 대략 궐련(23)과 같은 직경을 가져 열에너지가 궐련(23)을 잘 전달하도록 되어 있다.As shown in FIGS. 12 and 13, the
상기 궐련(23)은 종래의 일반적인 궐련의 직경과 대체로 같은 직경을 갖도록 하는 것이 좋다. 궐련(23)의 제조공차를 감안한다면, 말단부와 수용부(CR) 사이의 직경이 점차 좁혀지는 부분 또는 통로(365)는, 상기 수용부(CR)의 내벽면 역할을 하는 주위의 히터날(121)과의 열접촉이 증가하도록 눌러주기도 한다. 한정된 예는 아니지만, 상기 삽입쪽 단부인 개구부(360)의 내부직경은 약 0.356 ±0.02in(인치)로 되는 것이 좋고, 상기 수용부(CR)의 내부직경은 약 0.278 ±0.02in로 되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 히터날(121)은 중심쪽을 향해 휘어져 원통형상 수용부의 직경을 축소되도록 함으로써 궐련(23)에 열접촉력을 증가시키도록 되어 있다.The
그리고, 상기 각 U자형상 히터날(121)은 허브(11)로부터 연장되어 뻗은 제1각부(116A)와, 이 제1각부(116A)의 다른쪽 단부로 연결된 연결부(118) 및, 이 제1각부(116A)에서 상기 허브(11)로 연결되도록 뻗은 제2각부(116B)로 구성되어 있다. 이들 제1 및 제2각부(116A, 116B)는, 대체로 같은 폭을 가진 틈(125)에 의해 분리되고, 도 18 및 도 19에 도시된 것과 같이 원통형상으로 되지 않은 상태에서는 대체로 평행하게 배열된 상태를 이루고서, 궐련이 삽입되는 방향으로는 연속적으로 이어져 삽입되는 궐련이 부러지지 않도록 하고, 원통형상으로 말려지면 삽입되는 궐련(23)을 수용하는 수용부(CR)를 이루는 역할을 하게 된다.Each of the
한편, 상기 연결부(118)는 상기 제1 및 제2각부(116A, 116B)의 각 반대쪽 단부를 연결하는 만곡된 연결단부(118A)를 갖추고 있는바, 이로써 다음에 보다 더 상세히 설명되는 바와 같이, 삽입되는 궐련의 축과 같은 방향으로 뻗어 궐련과 나란히 배치된 길이가 긴 U자 형상 폐쇄통로가 이루어지게 된다. 상기 만곡된 연결단부(118A)는 약 180˚± 20˚의 곡률을 가져 U자 형상 히터날이 형성되도록 함과 더불어, 허브(111)쪽으로는 오목하게 개구부(360)쪽으로는 볼록하게 휘어지도록 되어 있다. 또, 상기 제1각부(116A)의 제1단부는 상기 허브(11)에서 넓이가 넓혀지면서 대략 같은 두께를 갖도록 형성되고서, 말단부분(115)에서는 상기 제1각부(116A)의 다른 부분에 비해 상대적으로 전류밀도가 낮고 또 전력밀도도 낮아 말단부분(115)에 열이 발생하는 것이 줄여질 수 있도록 되어 있다. 또, 이렇게 제1각부(116A)의 한쪽 단부의 넓이가 넓혀져 허브(111)에서의 히터날(121)의 기계적 일체성이 높여질 수 있게 된다.On the other hand, the connecting
한편, 상기 제2각부(116B)의 제2단부(122)는 제2각부(116B)의 본체부에 비해 상대적으로 단차를 이루면서 높여져 양극핀(104B)에 전기적으로 연결되기 쉽도록 되어 있다. 특히, 도 12 및 도 13에 도시된 것과 같이, 상기 제2각부(116B)의 제2단부(122)는 3부분으로 구분되어져 있는바, 즉 제2각부(116A)에 평탄하게 연속된 연장부(122A)와, 도시된 것과 같이 절곡형성된 변이부(122B) 및, 이 변이부(122B)에 이어져 상기 연장부(122A)와 평행하게 뻗은 연결단부(122C)로 되어 있다.On the other hand, the
또 상기 제2각부(116B)의 제2단부(122)는 강도가 보강되도록 넓이가 제2각부(116B)의 몸체 보다 넓게 되어 있어 상기 연결단부(112C) 상기 양극핀(104B)과 접촉하는 힘이 커지도록 하는 한편, 제2단부(122)에서의 전류밀도를 낮춰 열이 발생하는 것을 줄일 수 있도록 되어 있다. 상기 연결단부(122C)는 상기 양극핀(104B)과 접착제로 싸서 접속시키거나 기타 전기용접 또는 기계적 연결수단으로 연결시켜도 된다.In addition, the
도 14 및 도 15는 히터날(121)을 양극핀(104B)에다 열결시키는 다른 예를 나타낸 것이다. 여기서는 히터날(121)의 제2각부(116B)가 도 12 및 도 13에 도시된 예와는 달리 계단형상을 하지 않고 제2각부(116B) 자체가 평탄하게 연장되어 구성됨으로써 다음에 설명되는 바와 같이 간단히 조립할 수가 있도록 되어 있다. 한편, 삽입된 궐련이 뒤틀리거나 또는 흡연자다 삽입된 상태를 바꾸고자 할 때 상기 연경단부(122)와 허브(111) 또는 제1각부(116A)의 말단부분(115) 사이 접촉부에서 단락이 일어날 가능성을 줄이기 위해, 상기 연결단부(122)와 허브(111) 및 말단부분(115), 그중 특히 이들 부재의 각 접촉면에는 전기절연성 세라믹코팅(300)을 하도록 되어 있다.14 and 15 show another example in which the
상기 세라믹코팅(300)은 허브(111)와 연결단부(122) 및 제1각부(116A)의 말단부분(115)에다 예컨대 플라즈마 스프레이와 같은 종래의 코팅 기술로 실행하게 된다. 상기 세라믹코팅(300)에 사용되는 세라믹은 비교적 높은 절연상수를 가진 것을 선택하는바, 그러한 세라믹으로는 알루미나, 산화지르콘, 무라이트(mullite), 코디어라이트(cordierite), 첨정석, 포스터라이트(fosterite) 및 이들의 혼합한 것을 쓰게 된다.The
한편, 가열되었다 냉각되는 동안의 팽창율과 수축율에 차이가 나는 것을 피할 수 있도록, 바탕재인 금속제 히터와 같은 열팽창율을 가진 산화지르코늄과 같은 세라믹을 사용하면, 흡연도중 균열이 생기거나 피막이 떨어지지 않게 된다. 즉, 가열소자가 가열되더라도 세라믹층이 물리적으로나 화학적으로 안정된 상태를 유지하게 된다. 상기 세라믹층이 전기적으로 절연상태가 되도록 하기 위해서는 두께가 약 0.1~10mil 또는 약 0.5~6mil, 보다 바람직하기로는 1~3mil이 되는 것이 좋다. 여기서, 상기 연결단부(122)는 코팅되지 않는 것이 좋은바, 이 코팅되지 않고 노출된 부분에 앞에서 설명된 상기 양극핀(104B)이 연결되게 된다. 또, 차폐를 단순화하기 위해 상기 연결단부(122)와 관련되는 말단부분(115)도 마찬가지로 세라믹으로 코팅되지 않도록 한다.On the other hand, when using a ceramic such as zirconium oxide having the same thermal expansion coefficient as the base metal heater so as to avoid a difference in the expansion rate and the shrinkage rate during heating and cooling, cracks do not occur or the film falls during smoking. That is, even when the heating element is heated, the ceramic layer is maintained in a physically or chemically stable state. In order to make the ceramic layer electrically insulated, the thickness is preferably about 0.1 to 10 mils or about 0.5 to 6 mils, more preferably 1 to 3 mils. Here, the
또, 상기와 같은 세라믹이 앞에서 설명된 프라스마 스프레이 단계에서 상기 연결단부(122)와 제1각부(116A)의 말단부분(115) 사이의 틈(127)과 제2단부(122)와 허브(110) 사이의 틈(126)에다 적용하여, 도 15에 도시된 것과 같이 히터날 조립체가 구조적으로 일체화되도록 하는 세라믹허브를 이루게 된다. 상기 세라믹허브의 크기는 도시된 것보다 커져도 된다. 이렇게 부가적으로 적용한 세라믹, 즉 상기 세라믹코팅은 양극핀(104B)과 연결되는 제2단부(122)와 전기적으로 절연상태가 되도록 하는바, 상기 틈(127) 및 틈(125)은 단락에 대한 보호조치가 되면 좁혀질 수가 있다. 따라서, 상기 제2단부(122)와 제1각부(116A)의 말단부분(115)은 면적이 넓혀질 가 있어서 궐련수용부을 보다 더 강화시킬 수가 있고, 세라믹으로 된 허브인 경우에는 골격구조를 강화함으로써 히터날조립체를 보다 더 튼튼해지도록 한다.In the above-described plasma spraying step, the ceramic as described above may include the
더구나, 상기와 같이 세라믹코팅을 하게 되면, 틈(125, 127)을 구획하는 단부 가장자리의 날카로움이 순화되어, 특히 흡연자가 궐련을 삽입하거나 제거 또는 삽입상태를 조정하려 할 때 궐련이 꺾이거나 손상될 가능성이 줄어들게 된다. 한편, 히터날(121)의 전체, 특히 제1 및 제2각부(116A, 116B)의 궐련과 마주보지 않는 쪽 외부면 전체가 완전히 코팅되거나, 내외부면 모두를 코팅하거나, 또는 상기 틈(125, 127)을 구획하는 가장자리가 2mil 두께의 산화지르코늄과 같은 세라믹층으로 코팅되면, 상기 틈의 넓이가 필요한 넓이로 유지되도록 하면서 히터날을 강화시킬 수 있게 된다. 따라서, 히터날(121)의 두께가 약 2~6mil이 되도록 얇아질 수 있고, 그에 따라 히터의 전기저항이 높아지고, 히터날 전체의 저항이 같은 값을 유지하는 동안 삽입된 궐련(23)과 열접촉하는 면적이 넓어질 수 있게 된다. 이렇게 히터날의 넓혀진 폭과 그에 코팅된 세라믹층으로 말미암아 히터날조립체의 구조가 한층 더 튼튼해지게 된다. 또한, 상기 히터날(121)의 표면 중 삽입된 궐련과 마주보지 않는 쪽 표면에 코팅된 세라믹층은 가열된 히터로부터 주위로 열이 손실되는 것을 방지하게 된다.In addition, the ceramic coating as described above, the sharpness of the edge of the edge partitioning the gaps (125, 127) is purified, especially when the smoker inserts, removes or adjusts the insertion state, the cigarette will be broken or damaged The likelihood is reduced. On the other hand, the entirety of the
상기 세라믹코팅은 플라스마 스프레이나 관련된 부분에서 설명한 방법으로 코팅을 하고, 플라스마 스프레이를 하는 동안 표면처리나 입자충격으로 잔류응력이 생기지 않도록 전자빔으로 증착(蒸着)시키는 것이 바람직하다.The ceramic coating is preferably coated by the method described in the plasma spray or related parts, and is preferably deposited with an electron beam so that residual stress does not occur due to surface treatment or particle impact during plasma spraying.
상기 각 히터날(121)은 저항성 가열소자를 이루게 된다. 즉, 제1각부(116A)의 제1단부(115)가 전원의 음극단자에 전기적으로 연결되고, 특히 허브(111) 자체가 연장되거나 또는 이 허브(111)에 기계적 또는 전기적으로 연결되도록 되어 있는바, 다시 말해 음극단자핀(104A)에다 못용접이나 놋쇄나 납으로 땜질하거나 해서 전기적 및 기계적으로 연결되게 된다. 상기 음극단자핀(104A)은 균형을 이루도록 지지할 수 있도록 2개가 갖춰지게 되는바, 이는 음극과 양극의 연결이 한편으로는 히터를 기계적으로 지지하는 역할을 하기 때문이다. 여기서, 상기 허브(111)는 히터날(121)을 모두 함께 전기적으로 통전하는 역할을 하게 된다. 또, 상기 모든 예에서 각 히터와 연결되는 음극단자가 예컨대 히터의 각 양극이 접촉하는 제2단부(122)와 반대쪽에 위치한 단부에 형성된 음극접촉부와 접촉하도록 구성되어 있다.Each
각 히터날(121)에 각 양극이 연결되는 연결부는 앞에서 설명한 바와 같이 제2각부(116B)의 제2단부에 해당하는 연결단부(122C)로 이루어지도록 되어 있다. 이 연결단부(122C)는 틈(127)에 의해, 공통연결 허브(110)로부터 전기적으로 절연되는 한편, 틈(125)에 의해 히터날조립체(120)의 제1각부(116A) 특히 그 제1단부(115)로부터 절연되고, 단락과 열팽창이 허용되도록 틈(131)에 의해 인접한 히터날로부터 절연되되도록 되어 있다. 한편, 앞에서 설명하였던 세라믹코팅은 선택적으로 적용될 수 있다. 그리고, 상기 연결단부(122C)는 각각 접지되도록 되어 있다.As described above, the connection portion to which each anode is connected to each
앞에서 설명한 양극연결부와 음극연결부는 저항통로와 예컨대 제어회로를 통해 전원으로부터 전류를 공급하기 위한 전기회로를 이루는 전기저항통로를 이루어, 특히 히터날조립체가 흡연자의 흡입동작에 따라 흡연시스템을 활성화하도록 한다. 상기 히터날이 가열되는 부분은 제1각부(116A)와 연결부분(118A) 및 제2각부(116B)가 된다. 따라서, 상기 가열된 히터날(121) 속에 놓여져 접촉하도록 삽입된 궐련(23)은 상기 히터날(121)의 가열된 부분에 접촉하는 외부표면 모양으로 가열되게 되는바, 즉 히터날(12)에서 일어나는 약간의 대류열을 가진 전도열 및 복사열을 통해 궐련의 표변에 올려놓아져 접촉하는 히터날의 모양과 같은 길이가 긴 U자형의 외표면모양으로 가열되게 된다.The positive and negative connections described above form a resistance path and an electrical resistance path that forms an electrical circuit for supplying current from a power source, for example, via a control circuit, in particular allowing the heater blade assembly to activate the smoking system according to the smoker's suction action. . The heater blade is heated to be the
한편, 상기 각부(116A, 116B) 사이의 틈(125) 아래에 놓여진 궐련의 표면은, 양 각부(116A, 116B)로부터 전해져 축적되는 복사열과 전도열이 중복되거나 교차됨으로써 가열되게 된다. 만일 상기 틈(125)이 너무 크면, 바라는 바의 가열영역의 중복이 일어나지 않아, 틈(125) 위에 놓인 궐련부분은 적절하게 가열되지 않게 된다. 또, 상기 복사열과 전도열은 각부(116A, 116B)의 바깥가장자리를 조금 넘도록 궐련 외면의 열접촉부분을 가열하게 된다. 상기와 같은 궐련(23)의 여러 가열된 부분들이 함께 가열영역을 이루게 되는바, 이 가열영역은 제1각부(116A) 밑에 제1각부(116A) 바깥가장자리를 조금 넘어서도록 연장되는 한편, 틈(125)을 지나서는 제2각부(116B)외 밑에 가열된 히터날(121)의 제2각부(116B)를 조금 넘어서도록 연장되어, 생성된 담배향미를 모두 흡입할 수 있게 된다.On the other hand, the surface of the cigarette placed under the
상기 가열영역의 크기는 히터날의 크기 및 열특성과 에너지펄스의 양과 주기에 의해 결정된다. 즉, 상기 히터날의 규격과 열적인 설계는 삽입되는 궐련의 각 부분을 최대로 가열할 수 있도록 설계되어야 하는바, 예컨대 상기 히터날의 면적이 18㎟이 되면 흡연자가 흡입동작에 의해 작동된 에너지펄스에 대응해서 흡연자가 흡입할 수 있는 정도로 연무질이 생성될 수 있게 된다.The size of the heating zone is determined by the size and thermal characteristics of the heater blades and the amount and period of the energy pulses. That is, the size and thermal design of the heater blade should be designed to maximize the heating of each part of the cigarette to be inserted, for example, when the area of the heater blade is 18 mm2, the smoker operates by the suction operation In response to the pulse, aerosols can be produced to the extent that a smoker can inhale.
전류통로의 일부를 이루는 넓이가 비교적 넓은 말단부(115) 또는 제2단부(122)는 상대적으로 큰 부피가 커 전류밀도가 낮도록 되어 있기 때문에 이러한 작동온도에서는 가열이 되지 않아 발열량이 적게 된다. 또한, 상기 연결부(118)는 전류통로가 연결부분(118A)의 가장자리를 따라 이루어지는 경향이 있기 때문에 이러한 작동온도에서는 가열되지 않고, 이 말단부(115) 또는 제2단부(122)는 상대적으로 부피가 커서 상기 연결부분(118A)이나 그에 인정한 부분보다 가열되지 않게 된다.The
연결부(118)의 나머지 부분이 불필요하게 가열되지 않도록 하기 위해서는, (1) 도 14에 도시된 것과 같이, 연결부(118)의 일체로 된 연결부분(118C)의 두께를 만곡된 연결부분(118A)에 비해 두꺼워지도록 해서 전류밀도와 열생성이 더 줄여지도록 하거나, (2) 연결부(118)에 천공을 해서 열발생과 열전도가 줄여지도록 하거나, (3) 도 6에 도시된 것과 같이, 연결부분(118) 상에 열을 흡수하는 열싱크물질(heat sink material; 119)을 첨가시켜 연결부분(118)에서 열전도가 줄어들도록 한다.In order to prevent the remaining portion of the connecting
상기 열싱크작용이 이루어지도록 하기 위해서는, 예컨대 세라믹과 같은 열을 절연하는 비전도성 재료가 사용되는바, 그러한 세라믹으로는 상기 히터날을 코팅할 때와 같이 산화알루미늄, 산화지르콘, 이들 산화알루미늄과 산화지르콘의 혼합물 및 뮤라이트 같은 것을 들 수 있다. 이들 세라믹은 모두 히터날조립체(100)를 지지하고 궐련이 삽입되고 제거되는 개구부를 형성하게 되는 연결부(118)의 기계적 일체성에 나쁜 영향을 끼치는지 여부를 평가해 보아야 한다.In order to achieve the heat sinking action, for example, a non-conductive material that insulates heat, such as ceramics, is used. Such ceramics are oxidized with aluminum oxide, zirconium oxide, and these aluminum oxides as the coating of the heater blades. And mixtures of zircons and mulites. All of these ceramics should be evaluated for adversely affecting the mechanical integrity of the connecting
히터날(121)에 전류가 전해진 후에도 흡입동작을 하기에는 최소한의 설정된 대기시간이 있게 된다. 궐련부분을 너무 빨리 가열하면 궐련의 일부분에서 연무질이 발생한다거나 또는 바라는 가열이 이루어지기 전에 열로 인해 궐련의 맛이 나빠지는 일이 일어나게 된다. 즉, 일단 먼저 가열되었던 부분을 다시 가열하게 되면 좋지 않은 향과 맛이 생성 된다.There is a minimum set waiting time for the suction operation even after the current is transmitted to the
만일 1개의 히터날만 가열되어서는 필요한 연무질을 얻기 위해 더 길게 흡입해야 하는 경우에는, 처음의 히터날이 가열된 후 바로 다른 히터날이나 또 다른 히터날이 더 가열되도록 하거나, 또는 처음의 히터날이 가열되고 있는 동안 궐련의 다른 부분을 가열할 수 있게 조절해야 한다. 상기 또 하나로 추가되는 히터날은 반경방향으로 연속되게 이어진 히터날이나 또는 별개로 히터날로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 히터날은 소정의 시간에 소정의 흡입동작으로 연무질을 흡입할 수 있는 크기를 가져야 한다.If only one heater blade has to be heated and longer suction is required to obtain the required aerosol, either another heater blade or another heater blade is heated immediately after the first heater blade has been heated, or the first heater blade While it is being heated, other parts of the cigarette should be adjusted to heat. The heater blade added to the another one may be composed of a heater blade continuously connected in the radial direction or a heater blade separately. And the heater blade should have a size that can suck the aerosol by a predetermined suction operation at a predetermined time.
그 한 예로는 히터날(121)의 수를 필요한 흡입동작의 수와 일치하도록 8개로 한다. 다른 예로는 히터날(121)의 수를 한 흡입동작에 대해 2개씩의 히터날을 갖도록, 즉 16개로 구분된 궐련의 영역을 8번 흡입해서 흡연하도록 한다. 이와 같은 구성은 약 2초 동안 연소하는 통상적인 것과는 다르게 진행되는바, 히터날(121)의 수가 흡입동작의 수와 일치하도록 된 예에서는 반경방향으로 연속해서 연소될 수 있게 된다. 예컨대, 상기 논리회로가 원주상으로 반대쪽에 마주보고 배치된 히터날(121), 즉 원통형상으로 구성된 히터날조립체에서 180˚떨어져 배치된 히터날(121)이 한번의 흡입량이 되도록 궐련을 동시에 가열되도록 지시할 수 있게 한다.For example, the number of
한편, 궐련을 가열하기 위한 매 하나 건너씩의 히터날(121)의 첫 번째 가열순서는 다음 번 궐련을 흡연하기 위한 그들 중간 히터날(121)의 두번째 가열순서로 이어지게 된다. 이러한 첫 번째 가열순서는 수많은 궐련의 소정 라이프사이클 동안 되풀이되고 나서 상기 두 번째 가열순서가 시작된다. 그리고, 상기와 같은 히터날을 어떻게 혼합해서 적용하여도 된다. 또한 히터날의 수는 1개씩 흡연하도록 된 궐련을 흡연할 때의 흡입동작의 수에 비해 그보다 적거나 같거나 또는 많도록 할 수도 있다. 예컨대, 6번 흡입하도록 된 궐련에 히터날 9개를 가진 히터날조립체를 적용할 수도 있는데, 이 경우에는 9개 중 6개의 히터날은 궐련을 흡연할 대 계속 사용되지만 나머지 3개는 가열되지 않고 남아있게 된다.On the other hand, the first heating sequence of every one of the
상기 히터날조립체(100)는 허브(110)가 음극핀(104A)에 제2단부(122)가 양극핀(104B)에 각각 용접에 의해 기계적 및 전기적으로 고정시켜지도록 되어 있다. 상기 핀(104A, 104B)은 플라스틱으로 된 허브에 미리 성형하여 일체화시켜 놓거나, 허브에 고정되도록 연결시켜 공기의 누설이 최소화되도록 하는 것이 좋다. 이 고정시켜진 후단부는 궐련이 삽입되는 개구부(360)의 반대쪽에 위치하게 된다. 또, 상기 연결부(118), 그중 특히 연결부분(118A)과 다른쪽의 선단부(118B)는 개구부(360)를 구획하도록 되어 있는바, 이 선단부(118B)는 바깥쪽을 향해 벌어져 통로(365)를 형성하게 된다. 이 통로(365)를 지나면 히터날조립체(100)의 직경이 점차 좁혀져 삽입되는 궐련(23)의 외경보다 조금 작아져 날 중간지점에서는 히터날(121)과 궐련(23) 사이에 압축력이 작용해서 소정의 열접촉이 이루어질 수 있도록 되어 있다. 상기 설단부(118B)는 가열이 되면 쉽게 팽창될 수 있도록 하기 위해 고정되지 않도록 되어 있다.The
보다 상세하게는, 상기 각 선단부(118B)가 라이터 단부캡(83)의 내벽(210)에 배치된 관통로(210) 내에 위치하도록 되어 있는바, 특히 안쪽으로 치우치도록 위치한 히터날(121)의 선단부(118B)가 반경방향 바깥으로 이동하는 것이 관통로(210)의 반경방향 바같쪽 벽에 선단부(118B)가 접촉함으로써 구속되고, 그에 따라 치우침의 한계가 확립되어 안쪽으로 치우져지는 정도가 획정될 수 있게 된다. 이와 같은 치우침은 앞에서 설명한 바와 같이 안쪽으로 향해진 구성요소를 설치함으로서 보충될 수가 있다.More specifically, the
도면에 도시된 것과 같이 채널(200)의 내벽(201)은 그 선단부가 궐련이 삽일될 수 있도록 밖으로 벌어져 있다. 히터날(121)의 선단부(118B)에 접촉하는 채널(200)의 외벽은 상기 히터날의 선단부(118B)가 삽입될 수 있는 크기와 모양을 하도록 되어 있어서, 히터날이 가열되거나 냉각될 때나 또는 궐련이 삽입되거나 배출되는 동안 선단부(118B)가 관통로(210)에서 빠져나가지 않도록 되어 있다. 필요하면 상기 채널(200)의 내벽(201)을 선단부(118B)에 접촉하는 사다리꼴형상으로 만들어 받침대로 기능하게 할 수도 있다. 다른 예로는, 선단부(118B)에서 118D로 표시된 부분이 둥글게, 보다 상세히는 선단부(118B)에 이어져 타원형으로 형성되도록 할 수도 있다. 이렇게 타원형으로 둥글게 형성된 부분(118D)이 삽입된 히터날 부분이 관통로(210) 내에서 받쳐져 열적 또는 기계적으로 야기되는 모멘트에 대응해서 움직일 수 있게 됨으로써, 히터날(121)이 관통로(210) 내에 삽입된 상태를 유지할 수 있게 된다. 여기서, 상기 선단부(118B)를 보다 더 둥글게 형성할 수도 있음은 물론이다.As shown in the figure, the
도 12는 본 발명에 쓰여지는 히터의 1예를 나타낸 것으로, 이 예에서는, 관통로(21)의 크기가 궐련(23)이 삽입되거나 또는 히터날(121)이 가열되면 관통로(210)의 후단면(202)을 향해 상기 히터날(121)의 선단부(118B)가 소정의 양만큼 팽창될 수 있는 정도로 되어 있어서, 궐련(23)과 히터날(121) 사이에 소정의 접촉이 이루어질 수 있도록 되어 있다. 또, 상기 히터날(121)의 한쪽 단부가 그 반대쪽에 마주보도록 위치한 허브에 대해 상대적으로 자유롭도록 배치되어, 궐련이 삽입되거나 제거될 때나 히터날이 가열되거나 냉각됨으로써 히터날(121)이 길이방향으로 기계적으로 이동하거나 또는 열에 의해 팽창되거나 수축되어 이동하는 것을 수용함으로써 응력(stress)이 줄여지도록 되어 있다.12 shows an example of a heater used in the present invention. In this example, when the size of the through
도 14는 본 발명에 쓰여지는 히터의 다른 예를 나타낸 것으로, 이 예에서는 관통로(210) 내에 사다리꼴형상의 받침대(204)가 배치되어, 궐련이 삽입되었을 때 히터날(121)이 가열되어 팽창하거나 이동하여, 히터날(121)의 선단부(118B)가 받침대(204)에 접촉해서 히터날(121)이 삽입된 궐련(23) 쪽으로 치우치도록 옮겨지도록 하는 지지점을 이루게 됨으로써, 히터날에 가해지는 응력을 감소시켜 히터날과 궐련 사이의 열접촉이 필요한 정도로 증가될 수 있게 하도록 되어 있다. 한편, 상기와 같은 지지점은 통상적으로는 히터날(121)이 쉽게 회전할 수 있음을 의미하지만, 이 받침대(204)는 그렇게 이해할 것이 아니라 이동을 지지하는 지점으로 이하여야 할 것이다.FIG. 14 shows another example of a heater used in the present invention. In this example, a
한편, 상기 히터날조립체(100)는 앞에서 설명한 바와 같이 세라믹으로 코팅하여 일체를 이루도록 하는 것이 바람직하다. 상기 허브(111)와 히터날(121)은 요구되는 전기저항과 기계적 강도를 가진 재료로 만들어지게 된다. 그중 요구되는 전기저항이 약 50 ~ 500 μohm.㎝, 보다 바람직하기로는 약 100 ~ 200μohm.㎝인 재료로 만들어진 히터날(121), 약 10 ~ 50Joule의 펄스, 보다 바람직하기로는 약 10 ~ 25Joule, 그중 특히 30Joule의 펄스(pulse)로 약 0.2 ~ 2.0초 동안 가열하면, 약 200 ~ 1000℃, 바람직하기로는 약 400 ~ 950℃, 보다 더 바람직하기로는 약 300 ~ 850℃의 온도에 이르게 된다. 상기 히터날(121)을 만드는 재료는 약 1800 ~ 10000펄스에서도 강도에 지장이 없고, 재질이 나빠지지 않으며, 또 히터날(121)이 필요 없이 휘어지는 일이 일어나지 않는 것이어야 한다.On the other hand, the
상기 히터날(121)을 만드는 재료는, 1800회 이상의 on/off의 반복동작에도 결점이 없이 동작하였음이 보증된 신뢰할 만한 것 중에서 선택여야 한다. 또, 히터(39)는 전원(37)과 회로소자를 갖춘 라이터(25)에서 분리해서 취급할 수 있어, 3600 번 이상 사용한 후에는 바꿔줄 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 히터의 재질과 기타 금속제 부재도, 소정의 온도에서 산화되지 않아야 하는 내산화성과, 궐련(23)에 나쁜 영향을 끼치지 않아야 하는 일반적인 화학적 반응이 없는 것 등을 기초로 해서 선택한다. 필요하면, 산화와 화학반응을 피할 수 있도록 상기 히터날(121)과 기타 금속부재를 세라믹과 같은 불활성 열전도물질로 캡슐화하여도 된다.The material from which the
그러나, 상기 히터날(121)과 기타 금속부재는 고온에서 기계적 강도와 표면의 산화와 부식 및 재질의 감성(減成)에 대해 높은 저항성을 함께 갖춘 열저항성을 가진 합금으로 만들어진다. 또, 상기 히터날(121)은 융점의 약 80%까지의 온도에서도 높은 기계적 강도와 표면안정성을 나타내는 재질로 만드는 것이 좋다. 그러한 합금으로는 보통 슈퍼얼로이로 불려지는 것과 일반적으로 니켈과 철 및 코발트를 기초로 한 합금이 사용된다. 즉, 알루미늄과 이트륨(yttrium)을 이 함유된 철 또는 니켈합금이 적당하다. 또, 상기 히터날(121)을 이루는 합금은, 가열소자의 성능을 향상시키기 위해 내산화성을 갖도록 알루미늄이 함유되는 것이 바람직하다.However, the
선호되는 재질로는 철과 니켈 알루미나이드가 함유된 합금, 그중 가장 바람직한 합금으로는 미국특허출원 제08/365,952호에 기재된 합금을 쓰는 것이 좋다.Preferred materials include alloys containing iron and nickel aluminide, the most preferred of which are those described in US patent application Ser. No. 08 / 365,952.
Ni3Al합금에는 몇 가지 성분이 더 추가될 수도 있는바, 히터날(121)의 제2단부(122)에 쓰이는 합금재질에서는 B와 Si가 중요한 요소가 된다. 여기서, B는 그레인입계강도(粒界强度)를 증가시키는 것으로 짐작되고, Ni3Al이 Al ≤ 24 at,%로서 니켈이 풍부할 때 가장 효과적이다. Si는 Ni3Al합금에서는 많이 첨가되지 않는데, 이는 Si가 최대 3wt.%를 초과하면 니켈의 규산화물을 형성하고 Si가 산화되어 SiOx로 되기 때문이다. Mo을 첨가하면 저온 및 고온에서의 기계적 강도를 높일 수 있게 된다. 지르코늄(Zirconium)은 열주기(thermal cycling) 동안 산화스팔링저항(oxide spalling resistance)을 증가시키는 것을 돕게 된다. Hf(hafnium)도 고온에서의 기계적 강도를 높이기 위해 첨가될 수 있다. 접착면(300)과 히터날(121)의 제2단부(122)에 사용되는 바람직한 Ni3Al합금으로는 IC-50으로 지칭되는 것을 들 수 있는바, 이는 1994년도 뉴욕의 반 네스트랜드 레인홀드(Van Nestrand Reinhold)에서 발간한 " 야금과 금합금재료(Intermetallic Metallurgy and Processing Intermetallic Coumpound)" 에 실린 "Processing of Intermetallic Aluminides" 이라는 제목의 논문의 표 4에 실린 약 77.92%의 Ni, 21.73%의 A, 0.34%의 Zr 및 0.01%의 B로 구성된 것이다.Some additional components may be added to the Ni 3 Al alloy. In the alloy material used for the
철-알루미늄합금에도 여러 가지 성분이 첨가될 수 있는바, 첨가될 수 있는 성분으로는 Nb, Cu, Ta, Zr, Ti, Mn, Si, Mo, Ni을 들 수 있다. 히터의 재질로는 하이네스 214 합금(Haynes Alloy No.214)으로 지칭되는 16.0%의 크롬을 함유한 니켈기재합금을 쓰게 되는데, 이는 철 3.0%와 알루미늄 4.5%, 미량의 이트륨 및 약 75%의 나머지 성분으로 구성된 것으로서, 미국 인디아나주 코코모의 하이네스사(Haynes International)에서 구입할 수 있다. 또, 인코넬 702 합금(Incotel 702 alloy), 멕칼리 합금(MCrAIY alloy), 페칼리 합금(FeCrAIY alloy), 니크롬(Nichrome)이라는 브랜드명으로 판매되는 합금이 사용될 수 있는바, 그중 상기 니크롬브랜드의 합금은 니켈 54 ~ 80%, 크롬 10 ~ 20%, 철 7 ~ 27%, 동 0 ~ 11%, 망간 0 ~ 5%, 규소 0.3 ~ 4.6%가 함유된 것으로, 때로는 몰리브덴 1%와 티타늄 0.25%이 첨가되어 조성된 합금이다. 그리고, 상기 니크롬브랜드의 합금 중 니크롬I(Nichrome I)은, 니켈 60%, 철 25%, 크롬 11% 및 망간 2%가 함유된 것이고, 니크롬Ⅱ(Nichrome Ⅱ는 75% 니켈, 22% 철, 11% 크롬과 2%의 마그네슘을 포함하고, 니켈크롬 Ⅱ(Nichrome Ⅱ)는 니켈 85%, 크롬 15% 크롬이 함유된 열저항성 합금이다. 여기서, 이들 니크롬브랜드의 합금들은 모두 미국특허출원 제08/380,718호 및 미국 특허 제5,388,594호에 기재되었거나 그와 유사한 성질을 가진 합금이다.Various components may also be added to the iron-aluminum alloy, and the components that may be added include Nb, Cu, Ta, Zr, Ti, Mn, Si, Mo, and Ni. The material of the heater is a nickel-based alloy containing 16.0% of chromium, referred to as Haynes Alloy No. 214, which contains 3.0% of iron, 4.5% of aluminum, traces of yttrium, and about 75%. Consists of the remaining ingredients, it can be purchased from Haynes International of Como, Indiana, USA. In addition, alloys sold under the brand names Incotel 702 alloy, McrAIY alloy, FeCrAIY alloy, and Nichrome may be used, among which the alloy of the Nichrome brand is used. Silver nickel contains 54 to 80%,
도 12에 도시된 것과 같이, 히터날(121)은 허브(111)로부터 대칭적으로 연장되도록 배열되어 있다. 그렇지 않고 대칭을 이루지 않게 배열되어도 된다. 즉, 예를 들어 6개 또는 8개의 히터날(121)을 예컨대 3개 또는 4개씩의 2그룹으로 나눌 수가 있다. 이들 2개의 그룹 내의 히터날(121)의 사이는 앞에서 설명한 바와 같이 소정의 틈(131)으로 분리되도록 되어 있다. 그리고, 복수의 히터날(121)이 원통형성으로 말리지 않고 펼쳐져 도시된 도 19에서 볼 수 있듯이, 상기 그룹 사이는 보다 넓은 틈(133)에 의해 분리되도록 되어 있다.As shown in FIG. 12, the
이 넓은 틈(133)의 크기는 인접한 그룹의 인접한 히터날(121)로부터 이 틈(133) 아래에 놓여진 궐련(23) 부분으로의 열의 전도, 그중 특히 복사열이 전해지는 것이 최소화되도록 설정된다. 따라서 상기 틈(133)은, 그 밑에 놓여지는 가열되지 않은 궐련(23) 부분이 좁은 틈(131) 밑에 놓여지는 궐련(23)의 가열되지 않은 부분 보다 더 강인한 상태를 유지할 수 있게 됨으로써, 궐련(23)이 원주형태가 유지되도록 하는 강도를 높여, 흡연을 한 후 가열되어 약해진 궐련부분을 제거하기 쉽도록 한다. 필요한 경우에는 상기 대칭적 또는 비대칭적으로 배열된 상기 히터를 동시에 1개 이상 가열되도록 할 수도 있다.The size of this
본 발명에 쓰이는 가열소자인 히터날(121)은 틈(125)에 의해 분리된 2개의 각부(116A, 116B)를 갖도록 되어 있어서, 통짜로 된 가열소자에 의해 생성되는 양에 비해 훨씬 많은 양의 연무질을 생성할 수 있게 된다. 상기 통짜로 된 히터날은 궐련으로 열을 전달하는 성능이 좋기는 하지만, 특히 흡연장치 하우징의 밀봉상태가 하우징의 외면에 궐련 외면과 공기를 교류시키는 구멍이 형성된 경우라면, 흡입되는 공기 속으로 들어가는 연무질이 궐련의 외부에 있는 공기가 궐련 내부로의 최적상태 운반이 통과로 된 가열소자에 의해 방해를 받아 나빠질 수 있게 된다.The
또, 본 발명에 따른 히터는 통과로 된 히터날과 부피는 같지만 표면적이 크기 때문에 틈(125)으로 말미암는 등으로 공기의 흐름에 따라 연무질이 동반되는 기회가 많아지고, 그에 따라 히터날(121)에 의한 에너지 단위 당 향미의 방출이 많아지게 된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 양 각부(116A, 116B) 사이의 틈(125)은 주어진 히터날(121)의 기하학적 형태에서 열의 복사가 최대로 되는 크기를 갖도록 정해지게 된다. 히터날(121)이 이상과 같이 구성됨으로써 연무질의 생성량이 많아지기 때문에, 같은 양의 향미를 생성하는데 필요한 히터날의 총 부피가 줄어들 수 있게 되고, 그 결과 라이터에서 삽입된 궐련(23)과 히터날(11)을 적절하게 가열하는데 요구되는 에너지가 절감됨과 더불어, 배터리와 같은 전원이 작아져 라이터의 무게를 줄일 수가 있게 된다.In addition, the heater according to the present invention has the same volume as the heater blades passed through, but because of the large surface area, the chance of accommodating aerosols along the flow of air, such as by the
상기 틈(125)의 예로는 특히 제한되는 것은 아니고, 틈(125)의 폭은 약 0.020in ±0.005in로 될 수 있고, 각부(116A, 116B)는 폭이 약 0.0125 ~ 0.017in, 길이 약 0.55in ±0.005in, 두께 약 0.008 ~ 0.010in로 될 수 있으며, 허브(111)의 단부로부터 연결부(118)의 말단부까지의 길이는 약 1.062 ±0.0625in로 될 수 있다.An example of the
흡연을 할 때 흡입되는 공기가 삽입된 궐련(23)을 가로지르거나 반경방향으로 흐르게 하는 것이 궐련의 길이방향으로 흐르게 하는 것 보다 연무질의 생성이 좋아진다는 것을 알 수 있었다. 상기 틈(125, 127, 131)은 모두 삽입된 궐련에 공기가 접촉해서 흡입되는 통로를 이룬다. 이들 틈 외에도 공기의 유통을 최적화하기 위해 히터날에다 구멍을 뚫어 공기통로를 추가로 형성시킬 수도 있다.It has been found that the generation of aerosols is better than allowing the inhaled air to cross or radially insert the inserted
본 발명에 쓰이는 히터날의 다른 예로서는 도 16에 도시된 것과 같이 히터날의 제1각부(116A)와 제2각부(116B)가 파형을 이루도록 된 것을 들 수 있다. 여기서, 이들 각 각부(116A, 116B)의 파형 형상은 서로 평행하면서 각각 약간 간격을 갖고 떨어지도록 되어 있고, 이들 각부(116A, 116B) 사이의 틈(125)도 또한 파형을 이루도록 되어 있다. 이와 같은 파형은 히터날의 표면적을 늘여 연무질의 생성과 이동을 증가시킬 수 있게 된다. 이와 같이 파형으로 된 히터날에 관해서는 유럽특허 EP-A-0,615,411호와 미국특허출원 제08/380,718호 및 미국특허 제5,388,718호에 상세히 설명되어 있다.As another example of the heater blade used in the present invention, as shown in FIG. 16, the
다음에는 도 18 및 도 19를 참조로 해서 히터날을 제작하는 방법에 대해 설명한다. 여기서 제작단계의 구분은 빠른 제작과 재료의 절감을 기하기 위해서는 어떤 순서를 택하더라도 좋다.Next, a method of manufacturing a heater blade will be described with reference to FIGS. 18 and 19. Here, the division of the production stage may be any order in order to achieve rapid production and material saving.
적절한 재질로 반들어진 두께가 약 2 ~ 20mil인 시트(sheet)나 스트립(strip) 중 예컨대 두께가 약 10 mil인 것을 써서, 그 제1각부(116A)가 제1단부(115)를 매개로 대략 직각방향으로 직선부(111A)에 일체로 연결되어 빗살모양이 되도록 복수의 히터날(121)을 형성한다. 상기 복수의 히터날(121)은 한쪽 히터날의 제2각부(116B)와 인접한 다른쪽 날의 제1각부(116A)의 각 서로 마주보는 가장자리 사이에 형성된 틈(131)을 사이에 두고서 상호 평행하게 배열되도록 되어 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 복수의 히터날(121)은 도 18에 도시된 것과 같이 모두 같은 폭의 틈(131)으로 분활 된 상태의 복수의 히터날(121)이 대칭적으로 배열되거나, 또는 도 19에 도시된 것과 같이 각 히터날(121) 사이는 같은 좁은 폭의 틈(131)으로 분리되면서 이들 히터날의 어느 하나와 그에 이웃하는 히터날 사이가 큰 폭의 틈(133)으로 분리되어, 각기 소정의 폭(X)을 가진 2개 그룹(121A, 121B)으로 나뉘어져 비대칭적으로 배열되도록 되어 있다. 여기서, 상기 직선부(111A)는 양쪽에, 히터날이 말려질 때 다른 쪽에도 상기 넓은 폭의 틈(133)이 하나 더 이루어지도록 상기 그룹의 폭(X)의 1.5배의 1/2 이상이 되는 길이를 가진 단부가 형성되도록 되어 있다. 이들 2개 단부의 합은 이들 단부가 연결될 때 겹쳐질 수 있도록 상기 히터날 그룹(121A, 121B)의 폭(X)보다 길어야 한다. 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 상기 히터날(121) 사이의 틈(131)은 대칭적 비대칭적인 배열에 불구하고 약 0.040 ±0.005in의 폭이 되어야 하고, 비대칭 배열로 된 예에서 히터날 그룹(121A, 121B) 사이의 틈(133)은 약 0.125 ±0.005in의 폭으로 되어야 한다.Using a sheet or strip of about 2 to 20 mils thick with a suitable material, for example about 10 mils thick, the
상기 히터날(121)은 앞에서 절명한 바와 같이 연결부(118)와 2개의 각부(116A, 116B)로 구성되어 있다.The
적절한 재질로 된 시트나 스트립을 앞에서 설명한 형태로 형성하는 것은 시트 등을 압착한 상태에서 CO2레이저나 야그레이저(Yag 1azer)로 절단하게 되는 종래의 기술로 실행하게 된다. 만일 스트립 형태로 된 것이 가공재료로 사용되는 경우에는, 스트립에서 형성되는 히터날(121)의 수가 원통형상 히터날조립체 1개를 만드는데 소요되는 히터날의 수를 넘을 수도 있다. 필요한 경우에는 직선상태의 스트립을, 소정 수의 히터날이 그로부터 뻗어 연장되도록 하는 직선부분(111A)이 형성되도록 자르도록 한다. 이어 계단모양을 이루는 접촉부(122A, 122B, 122C)가 쓰인다면 이는 압착성형방법(stamping)으로 형성하게 된다.Forming a sheet or strip of suitable material in the form described above is carried out by the conventional technique of cutting with a CO 2 laser or Yag 1azer while the sheet or the like is pressed. If the strip is used as a processing material, the number of
채택할 수가 있다면, 압착되어 형성된 곳을 차폐시키는 세라믹코팅(300)을 시행함과 더불어, 예컨대 히터날(121)의 직선부(11A)나 말단부(115), 제2단부(122) 또는 히터날 전체나 일부분에 열적인 분무로 코팅을 해서 앞에서 설명한 바람직한 형태가 되도록 한다. 상기 세라믹코팅은 상기와 같은 제작공정에서 히터날조립체를 마는 단계가 지난 후에 시행하게 되는바, 필요하면 히터날을 형성하기 전에 시행하여도 된다. 공지된 바와 같이, 상기와 같은 차폐공정은 세라믹을 도포할 부분을 정하기 위해 히터의 제작과 세라믹의 도포가 이루어지도록 하는 각 단계가 실행되기 전에 이루어지게 된다.If it can be adopted, the
상기 직선부(111A)는 원형의 허브(111)가 형성되도록 말려지게 되는바, 이 경우 상기 직선부(111A)는 어느 쪽으로도 말려져도 된다. 이 직선부(111A)가 말려져 히터날(121)의 제2단부(122)에 있는 양극접촉부(122c)가 예컨대 궐련 반대쪽인 원통형 히터의 외부 표면 위에서 핀(104B)과 간단히 연결됨으로써, 궐련이 삽입되고 제거될 때 손상을 입지 않게 된다. 상기 말려지는 부분은 요구되는 최대의 직경보다 작은 직경으로 말려져 구조체 내로 삽입되게 되는바, 이렇게 삽입된 후에는 상기 말려진 부분이 확장되어 전기적 연결부재와 연결된 형태를 취하게 된다. 그 대신, 상기 말려진 부분을 스폿트 용접이나 레이저 용접과 같은 용접기술로 결합시켜 허브(111)가 형성되도록 하여도 된다.The
한편, 도 13에 도시된 것과 같이 각 히터날(121)에는 약간씩 휘어져 바이어스(bias) 상태를 이루도록 되어 있어서, 히터날조립체가 만들어졌을 때 각부(116A, 116B)와 연결단부(118A)가 삽입된 궐련을 압박할 수 있도록 되어 있다. 상기와 같은 바이어스상태는 히터날을 감기 전에 형성하는 것이 좋지만, 말려진 후에 형성되도록 하여도 된다. 이러한 바이어스상태는 히터날과 삽입된 궐련 사이의 열접촉을 증가시켜 열전효율(熱傅效率)을 높이게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 13, each
상기 열전효율은 또한 밑에 놓인 궐련과의 사이에 실질적인 열교환관계를 갖게 되는 각부(116A, 116B)의 표면적을 최적화함으로써 높일 수가 있다. 도 17a에 편의상 제1각부(116A)를 도시한 것에서 볼 수 있듯이, 각부(116A, 116B)의 하부면(117)은 앞에서 설명한 예에서 각부가 가로방향으로 편평하게 된 것과 같이 편평하게 되어 있다. 한편, 상기 열전효율을 높이기 위해 상기 각부(116A)의 하부면(117)을 도 17b 및 도 17c에 도시된 것과 같이 편평하지 않은 여러 가지 형태가 되도록 할 수도 있는바, 즉 필요 없이 부피가 커지지 않도록 하고, 또 필요 없이 전류밀도가 낮아져 각부의 가열이 나빠지지 않도록, 각부(116A)의 하부면(117)을 각이 져 꺾이거나 곡면을 이루어 면적이 훨씬 넓어진 형태가 되도록 한다.The thermoelectric efficiency can also be increased by optimizing the surface area of each
여기서, 상기와 같은 형태로 된 각부(116A)의 하부면(117)은, 궐련(23)이 삽입되거나 제거되거나 위치를 교정하는 과정에서 궐련(23)의 어떠한 부분이라도 찔려 약해지거나 찢기지 않도록 해야만 한다. 즉, 상기 각부(116A)의 하부면(117)이, 그 중간점 또는 꼭지점에서 궐련(23)과 접촉하거나 궐련(23)과 열적으로 근접하도록 하고서, 그 나머지 부분은 궐련(23)과 복사열로 열전관계를 갖도록 한다.Here, the
상기와 같은 각부(116A)의 하부면(117) 형상은, 히터날(121)이 말려짖지 않은 상태에서 히터날(121)의 각부(116A,116B)를 압착성형함으로써 형성하게 된다. 이러한 압착성형은 앞에서 바이어서 상태가 이루어지도록 할 때 설명한 압착성형과 동시에 일어나게 된다. 이렇게 하부면을 형성하기 위한 압착성형은 또한 각부(116A, 116B)의 강도를 증가시켜 원하지 않는 단락과 변형을 피할 수 있게 하기도 한다.The shape of the
다음에는 히터날조합체를 제조하는 두 번째 방법에 대해 설명한다. 먼저 적절한 재질로 된 튜브를 준비하고서, 레이저 절단과 같은 기술을 이용해서 히터날(121)을 형성한다. 그 대신, 쉐이징기술(swaging technigue)을 채택하여, 내부 맨드렐(mendrel)을 튜브 내로 삽입해서 앞에서 설명한 히터날 프로파일을 형성한 다음, 내부 또는 외부 어느 한쪽에서 다른 형철(swage)을 설치한 후 상기 프로파일이 되도록 절단을 한다. 필요한 경우에는, 상기와 같이 프로파일로 절단된 튜브에 앞에서 설명한 세라믹코팅이 되도록 한다.Next, a second method of manufacturing the heater blade assembly will be described. First, a tube made of a suitable material is prepared, and a
본 발명은 또한 잠재적으로 열로 인해 야기되는 스트레스를 최소화할 수 있게 된다. 즉, 히터날(121)과 허브(111)가 일체로 되어 있기 때문에, 가열소자가 별개로 분리된 부분이 상호 연결되는 부위에서 야기되는 스트레스를 없이 할 수 있게 된다.The present invention also makes it possible to minimize the stress potentially caused by heat. That is, since the
앞에서 설명한 본 발명의 여러 가지 실시예는 모두 통상적인 취급조건에서 흡연자에게 담배의 향미를 가진 연무질을 효과적으로 방출할 수 있도록 설계되었다. 특히, 2초 동안 흡입하는데 35ml를 흡입하는 흡연종작이 8번 행해지는 동안 5 ~ 13mg, 바람직하기로는 7 ~ 10mg의 연무질이 흡연자에게 방출되도록 하는 것이 좋음을 알 수 있었다.The various embodiments of the present invention described above are all designed to effectively release tobacco-flavored aerosols to smokers under normal handling conditions. In particular, it was found that 5 to 13 mg, preferably 7 to 10 mg of aerosols were released to smokers during 8 times of smoking crops which inhaled 35 ml while inhaling for 2 seconds.
또, 상기와 같은 연무질의 방출이 이루어지도록 하기 위해서는, 상기 히터날(121)과 궐련(23)이 열전관계를 갖도록 되어 있을 때 앞에서 설명한 바와 같이 히터날(121)이 열을 실어 옮길 수 있어야 한다. 또, 상기 히터날(121)은 앞에서 설명한 바와 같이 에너지를 소비해서 방열할 수 있는 것이어야 한다. 또한, 상기 히터날(121)이 궐련(23)을 향해 안쪽으로 굽혀져 있어서 열전효율을 높이는데 소요되는 에너지의 양이 줄어들 수 있도록 하는 것이 좋다.In addition, in order to discharge the aerosol as described above, when the
물론, 상기 히터의 전기저항은 또한 히터날(121)을 가열하는데 필요한 전기에너지를 공급하는데 사용되는 특수한 전원(37)에 의해 정해진다. 예컨대, 상기 가열소자의 전기저항은 약 4.8 ~ 5.8V의 무부하 전원전압을 가진 니켈카드뮴전지 4개가 직렬로 연결된 전원으로부터 공급되도록 한다. 그와 달리, 6개 또는 8개의 전지가 직렬로 연결된 배터리가 사용되면, 히터날(121)은 각각 약 3 ~ 5Ω 또는 약 5 ~ 7Ω의 전기저항을 가진 것이어야 한다.Of course, the electrical resistance of the heater is also determined by the
도 20 및 도 21은 본 발명에서 쓰이는 히터의 또 다른 예를 나타낸 것으로, 이 예에 따른 히터(450)는 그 각 한쪽 단부(452, 453)가 캐비티(430)의 한쪽 단부벽(443)에 가까운 캐비티(430)의 측벽에 연결되어 길게 뻗은 U자 형상을 이루는 복수의 가열소자(451)를 가진 구조로 되어 있다. 상기 각 단부(452)는 제어회로를 매개로 각각 별도로 전원으로 연결되어 전원가열소자(451)를 가열하도록 되어 있고, 이때 상기 다른쪽 단부(453)는 모두 함께 접지되도록 되어 있다. 한편, 상기 캐비티(430)의 입구에 인접해 있는 단부(454)는 전기적으로 연결되지 않고서 캐비티(430)의 측벽에 닿지 않도록 되어 있지만, 이들 단부(454)는 도 20 및 도 21에 도시된 것과 같이 캐비티(430)의 벽면을 향하도록 돌려져 앞에서 설명한 바와 같이 삽입된 궐련과 같은 처리할 물체가 삽입되는 도입부를 이루게 된다. 도 21에서 볼 수 있듯이, 가장 위쪽에 위치한 가열소자(451)와 가장 아래쪽에 위치한 가열소자(451)는 각 U자 형상의 말단부(454)에서 잘려지도록 되어 있다.20 and 21 show another example of a heater used in the present invention, in which the
도 22 및 도 23은 본 발명에서 쓰여지는 히터구조의 또 다른 예를 나타낸 것으로, 이 예에 따른 히터(470)는 가열소자(471)가 캐비티(430)의 측벽에서 소정의 거리만큼 떨어져 배치되고서, 강도를 높이기 위한 접힘부(473)가 형성되는 한편, 한쪽 말단부(472)가 날카로운 V자 형상을 하도록 되어 있다. 이와 같이 구성됨으로써, 가열소자(471)가 궐련의 처리부분을 뚫고 속으로 들어가 소요되는 긴밀한 접촉을 이룰 수 있게 된다. 이와 같은 구조에는 앞에서 설명한 연속기포발포체(open-cell foam)구조가 특히 적합하다. 또, 이와 같은 구조에서는 가열소자(471)가 캐비티(430)의 측벽에서 떨어져 있기 때문에, 그들의 단부(452, 453)가 캐비티(430)의 측벽에 부착되지 않고, 단지 한쪽 단부벽(443)에만 부착되게 된다. 여기서, 상기 단부(452, 453)의 이 단부벽(443)에의 연결은, 열이나 전기에 대한 비전도성인 스페이서(480)를 매개로 이루어지도록 되어 있다.22 and 23 show another example of the heater structure used in the present invention. In the
이와 같은 구조에서, 히터에서 잔류물을 떨어내려면 먼저 단부(452, 453)를 먼저하고 재가열되지 않는 잔여물이 쌓인 스페이서(480) 위를 닦아내게 되는바, 이에 관해서는 미국특허 제5,249,586호에서 상세히 설명되어 있다. 또 상기 미국특허 제5,249,586호에 상세히 설명되어 있는 바와 같이 부분(420)을 통해 바깥의 공기가 흡입될 수 있도록 측벽에 구멍(412)이 형성되도록 한다.In such a structure, to remove the residue from the heater, first the
상기와 같이 구성된 본 발명에 대해 당업계의 기술자라면, 상세한 설명 및 다음에 기재되는 특허청구범위의 내용을 기초로 해서 발명의 기초적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지로 수정하고 대체 및 개량을 해서 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 주름을 펴는 단계를 도 5b에서 설명된 공정부분을 냉각단계 전에 실행하는 것과 같이 수정하는 실시할 수도 있다.Those skilled in the art with respect to the present invention configured as described above, various modifications, replacements and improvements are carried out within the scope not departing from the basic idea of the invention based on the description and the contents of the claims described below. can do. For example, the step of unfolding may be modified such that the process portion described in FIG. 5B is performed before the cooling step.
본 발명에 따른 전열흡연식 궐련은, 절단된 담배재료를 수용하고서 전기라이터와 공조시켜 맛과 연무질의 방출이 향상되고 일관성을 갖게 되고, 물리적인 강도 면에서 라이터에 삽입하거나 제거할 때 부러지지가 않으며, 종래의 일반적인 궐련과 같은 모양으로서 감촉도 같아질 수 있고, 방출되는 연무질의 향미가 훨씬 개선될 수 있게 된다.Electrothermal smoking cigarette according to the present invention, by receiving the cut tobacco material and cooperative with the electric lighter to improve the taste and aerosol release and consistency, and does not break when inserted into or removed from the lighter in terms of physical strength In the same way as the conventional general cigarette, the feel can be the same, and the flavor of the aerosol released can be much improved.
한편, 상기 궐련을 흡연하기 위해 쓰이는 본 발명에 따른 흡연장치는, 궐련을 전기적으로 가열하는 라이터를 갖추되, 이 라이터에는 복수의 가열소자로 구성된 히터가 1개 이상 갖춰져, 연기가 계속 발생하지 않고 흡입시에만 연무질이 생성되도록 함으로써 필요 없이 궐련의 끝에서 연기가 나는 것을 줄일 수가 있고, 특히 흡연자가 잠시 흡연을 중지하였다 다시 흡연을 시작할 때의 연무질 생성이 좋아질 수 있게 된다.On the other hand, the smoking device according to the present invention used for smoking the cigarette is provided with a lighter for electrically heating the cigarette, the lighter is equipped with one or more heaters composed of a plurality of heating elements, smoke does not continue to occur It is possible to reduce the needless smoke at the end of the cigarette by only allowing the aerosol to be produced upon inhalation, and in particular, to produce aerosol when the smoker stops smoking for a while and starts smoking again.
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