KR101697415B1 - 액체가 수용된 캡슐 및 이 캡슐을 구비한 흡연 물품 - Google Patents

액체가 수용된 캡슐 및 이 캡슐을 구비한 흡연 물품 Download PDF

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니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 액체를 수용한 캡슐(22a∼22f)은, 대략 원통 형상을 이루며, 단벽(26), 주벽(32) 및 개구단(28)을 갖는 캡슐 본체(24)와, 개구단(28)을 폐쇄하는 폐쇄벽으로서의 씰 부재(40)와, 단벽(26)의 중앙에 형성되며, 단벽(26) 및 주벽(32)의 두께보다 얇은 두께를 가진 박육 구역으로서의 중앙부(30)와, 이 중앙부(30)의 중앙으로부터 캡슐 본체(24)의 바깥을 향해 일체로 돌출하는 돌기(36)를 갖는다.

Description

액체가 수용된 캡슐 및 이 캡슐을 구비한 흡연 물품{LIQUID-CONTAINING CAPSULES AND TOBACCO ARTICLE PROVIDED WITH SAID CAPSULES}
본 발명은, 필터 시가렛 등의 흡연 물품에 조립될 수 있는, 액체가 수용된 캡슐 및 이 캡슐이 조립된 흡연 물품에 관한 것이다.
흡연시, 필터 시가렛 등의 흡연 물품의 필터에 물 또는 수용액 등의 액체가 스며들어 있으면, 시가렛으로부터 발생하는 주류(主流) 연기의 풍미와 미각의 특성이 개선될 뿐만 아니라, 주류 연기에 주류 연기 본래의 풍미나 미각과는 다른 풍미 또는 미각을 부가할 수 있다. 이 경우, 캡슐은 액체가 수용된 상태로, 필터 내에 조립되어 있으며, 이용자는 필터 시가렛의 흡연에 앞서, 캡슐을 파괴한다. 그 때문에, 파괴된 캡슐로부터 액체가 분출되고, 분출된 액체는 필터에 스며든다. 예를 들면, 이용자는 필터를 손가락 사이에 끼워 넣음으로써, 필터를 통해 캡슐에 외력을 가해, 캡슐을 파괴한다.
예를 들면, 캡슐이 원통 형상을 이루고 있는 경우, 캡슐은 그 일단 벽에 복수의 홈을 포함할 수 있으며, 이들 홈은 캡슐의 축선(軸線)으로부터 방사상으로 뻗어 있다(특허문헌 1의 도 2 참조). 캡슐이 눌려 찌부러진 때, 홈이 파단되고, 캡슐 내의 액체는 파단된 홈을 통해 분출된다.
또한, 캡슐은 2개의 캡슐 분할체를 포함할 수 있으며, 이들 캡슐 분할체는 환상의 씰을 통해 서로 끼워 맞춰져 있다(특허문헌 2의 도 4C 참조). 이러한 캡슐에 의하면, 환상 씰은 캡슐이 눌려 찌부러진 때, 환상 씰이 파단되고, 캡슐 내의 액체는 파단된 씰을 통해 분출된다.
또, 시가렛을 위한 냉각 유닛이 알려져 있으며, 이 냉각 유닛은, 냉각액이 수용된 캡슐과, 이 캡슐에 구비된 중공(中空)의 취약 돌기를 포함한다(특허문헌 3의 도 3 참조). 이러한 냉각 유닛에 의하면, 캡슐이 눌려 찌부러진 때, 취약 돌기부가 파열되고, 캡슐 내의 냉각액은 파열된 취약 돌기부를 통해 시가렛 내에 분출되며, 분출된 냉각액은 시가렛의 잔불(殘火)을 소화한다.
특허문헌 1: 일본 특허 제2515794호 명세서 특허문헌 2: 일본 특표 2008-528053호 공보 특허문헌 3: 일본 특개 2005-318806호 공보
특허문헌 1의 홈, 특허문헌 2의 환상 씰 및 특허문헌 3의 취약 돌기는 모두, 캡슐의 파괴를 어느 정도 용이하게 한다. 그러나 홈이나 환상 씰의 파단, 또한, 취약 돌기의 파열에는 아직도 상당한 힘이 요구되어, 한층 더 캡슐의 용이 파괴성이 요구되고 있다.
또한, 홈이나 씰, 취약 돌기가 파단 또는 파열되어도, 파단 또는 파열의 개소(箇所)는 홈, 씰 및 취약 돌기 내에 일의적으로 결정되지 않는다. 이 때문에, 캡슐로부터 액체 또는 냉각액이 분출되어도, 분출된 액체 또는 냉각액이 필터 또는 시가렛 내에 효과적으로 스며들지 않을 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 용이 파괴성을 높임과 동시에 파단 위치를 특정할 수 있는 액체가 수용된 캡슐 및 이 캡슐을 조립한 흡연 물품을 제공하는 데에 있다.
상술한 목적은 본 발명의 액체가 수용된 캡슐에 의해 달성되며, 이 캡슐은, 탄성 변형 가능한 대략 원통 형상을 이루며, 선단을 폐색하는 단벽(端壁) 및 기단(基端)을 개방하는 개구단(開口端)을 갖고, 내부에 액체를 받아들일 수 있는 캡슐 본체와, 이 캡슐 본체의 단벽에 형성되며, 캡슐 본체의 단벽 및 주벽(周壁)의 두께보다 얇은 박육(薄肉) 구역과, 이 박육 구역으로부터 캡슐 본체 바깥을 향해 일체로 돌출하는 돌기와, 캡슐 본체의 개구단에 마련되어, 개구단을 폐쇄하는 폐쇄벽을 구비한다.
상술한 캡슐에 의하면, 캡슐 본체의 주벽이 외력을 받아서 눌려 찌부러진 때, 캡슐의 내압이 상승하는 것으로부터, 단벽은 외측을 향해 팽출(膨出)한다. 이러한 단벽의 팽출은 돌기에 대해 박육 구역을 캡슐 본체의 직경 방향 외측으로 끌어당기게 된다. 그 때문에, 단벽의 박육 구역에서는, 돌기의 근원에 인접한 특정 부위가 특히 늘어나므로, 특정 부위의 두께는 더 감소하여, 특정 부위에서 최초로 파단된다. 이렇게 해서 박육 구역이 일단 파단되면, 캡슐의 액체는 박육 구역의 파단 개소로부터 분출한다.
캡슐은, 필터 시가렛 등의 흡연 물품, 특히 흡연 물품의 필터 내에 조립 가능한 사이즈를 갖는다.
캡슐 본체의 단벽은 원뿔대 형상 또는 그릇 형상을 이룰 수 있다. 이 경우, 단벽은, 돌기를 둘러싸고 또 단벽의 직경보다 소경인 중앙부와, 이 중앙부와 캡슐 본체의 주벽을 접속하는 환상부를 포함할 수 있으며, 박육 구역은 중앙부에 형성되어 있다. 예를 들면, 중앙부는 구면(球面) 모양의 오목벽이어도 된다.
나아가, 박육 구역은 중앙부에 부분적으로 마련되어 있어도 되고, 이 경우, 박육 구역은, 돌기로부터 중앙부의 외주까지 방사상으로 뻗은 복수의 V자 홈을 포함할 수 있다.
한편, 단벽은 평탄해도 되고, 이 경우, 박육 구역은 돌기로부터 단벽의 외주까지 방사상으로 뻗은 복수의 V자 홈을 포함할 수 있다.
박육 구역이 상술한 어느 형태라도, 캡슐에 외력이 가해졌을 때, 단벽의 팽출은 돌기의 근원에 인접한 박육 구역의 특정 부위를 특히 늘어나게 하며, 이 결과, 박육 구역은 특정 부위에서 최초로 파단된다.
한편, 캡슐 본체는 단벽의 외주연(外周緣)으로부터 일체로 뻗어나오는(延出) 환상의 연장부를 가질 수 있고, 이러한 연장부 및 단벽은 협동하여 캡슐의 선단부를 오목한 모양(凹狀)으로 형성한다. 이 경우, 예를 들면, 박육 구역은 돌기로부터 연장부까지 방사상으로 뻗은 복수의 V자 홈을 포함할 수 있다.
또, 단벽은 구면 모양의 오목벽이어도 되고, 이 경우, 박육 구역은 돌기에 인접하고 또 돌기를 둘러싸는 환상을 이룰 수 있다. 또, 캡슐 본체는 주벽에 복수의 리브를 더 가질 수도 있고, 이들 리브는 캡슐 본체의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.
또, 캡슐 본체는 개구단의 외주에 형성된 플랜지를 갖고, 이 경우, 폐쇄벽은, 플랜지에 접속되어 개구단을 액밀하게 폐색하는 시트 모양의 씰 부재이다.
또, 본 발명은, 상술한 캡슐을 1개 구비한 흡연 물품을 제공한다.
상술한 흡연 물품에 의하면, 이용자가 흡연 물품의 외측으로부터 외력을 가해 캡슐의 캡슐 본체를 눌러 찌부러뜨리면, 캡슐 본체의 단벽의 박육 구역에서는 돌기의 근원에 인접한 특정 부위가 최초로 파단되고, 이 파단 개소로부터 캡슐 내의 액체가 흡연 물품 내에 분출한다.
또한, 상술한 연장부와 리브는 캡슐 본체에 있어서의 주벽의 강성을 증가시킨다. 그 때문에, 캡슐 본체의 주벽에 외력이 가해졌을 때, 단벽을 타원형으로 변형시키며, 이러한 단벽의 변형은 돌기의 근원에 위치한 박육 구역의 특정 부위를 크게 늘어나게 하여, 이 특정 부위를 최초로 파단시킨다.
본 발명의 캡슐은 박육 구역 및 돌기의 조합을 구비하고 있으므로, 이들 조합은 박육 구역의 파단, 즉, 캡슐의 용이 파괴성을 높이는 한편, 박육 구역에서의 파단 위치를 결정한다. 또한, 본 발명의 흡연 물품은, 캡슐 내의 액체를 흡연 물품 내에 용이하게 또 정확히 분출시킬 수 있다.
[도 1] 흡연 물품으로서, 캡슐이 조립된 필터 시가렛을 나타내는 단면도이다.
[도 2] 실시예 E1의 캡슐을 나타낸 사시도이다.
[도 3] 도 2의 캡슐의 종단면도이다.
[도 4] 도 2의 캡슐을 단벽측에서 본 단면도(端面圖)이다.
[도 5] 실시예 E1의 변형예의 하나인 캡슐의 측면도이다.
[도 6] 실시예 E1의 변형예의 하나인 캡슐의 측면도이다.
[도 7] 실시예 E1의 변형예의 하나인 캡슐의 측면도이다.
[도 8] 실시예 E1의 변형예의 하나인 캡슐의 측면도이다.
[도 9] 실시예 E2의 캡슐을 나타낸 사시도이다.
[도 10] 도 9의 캡슐의 종단면도이다.
[도 11] 도 10 중, XI-XI선을 따른 단면도이다.
[도 12] 실시예 E3의 캡슐을 나타낸 사시도이다.
[도 13] 도 12의 캡슐의 종단면도이다.
[도 14] 실시예 E4의 캡슐을 나타낸 사시도이다.
[도 15] 도 14의 캡슐의 종단면도이다.
[도 16] 도 14의 캡슐 본체의 사시도이다.
[도 17] 도 15 중, XVII-XVII선을 따른 단면도이다.
[도 18] 실시예 E5의 캡슐을 나타낸 사시도이다.
[도 19] 도 18의 캡슐의 종단면도이다.
[도 20] 도 18의 캡슐을 그 선단측에서 본 단면도(端面圖)이다.
[도 21] 실시예 E6의 캡슐을 나타낸 사시도이다.
[도 22] 도 21의 캡슐의 종단면도이다.
[도 23] 도 21의 캡슐을 그 선단측에서 본 단면도(端面圖)이다.
[도 24] 실시예 E1∼E6 및 비교예 C1∼C4의 캡슐의 파단 하중을 나타낸 그래프이다.
[도 25] 비교예 C1의 캡슐의 사시도이다.
[도 26] 도 25의 캡슐의 종단면도이다.
[도 27] 비교예 C2의 캡슐의 사시도이다.
[도 28] 도 27의 캡슐의 종단면도이다.
[도 29] 비교예 C3의 캡슐의 사시도이다.
[도 30] 도 29의 캡슐의 종단면도이다.
[도 31] 도 2의 캡슐에 관하여, 하중과 변형의 관계를 나타낸 그래프이다.
[도 32] 도 18의 캡슐에 관하여, 하중과 변형의 관계를 나타낸 그래프이다.
[도 33] 도 21의 캡슐에 관하여, 하중과 변형의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 흡연 물품으로서의 필터 시가렛(10)이 도시되며, 이 필터 시가렛(10)에 본 발명의 캡슐이 조립되어 있다. 이 경우, 필터 시가렛(10)은, 시가렛(12)과, 이 시가렛(12)의 일단에 팁 페이퍼(14)의 감아붙임부를 통해 접속된 복합 필터(16)를 포함한다.
예를 들면, 복합 필터(16)는, 원통 형상의 필터 요소(18, 20)를 포함하며, 이들 필터 요소(18, 20)는 시가렛(12)의 축선 방향으로 서로 떨어져 있다. 필터 요소(18, 20)는 예를 들면 아세테이트 섬유 또는 종이 등의 필터 재료와, 필터 재료를 감싸 넣는 포장재를 갖는다. 또, 시가렛(12)측에 위치된 필터 요소(18)는 그 내부에 활성탄이나 향료 등의 입자를 가질 수 있다.
본 발명의 액체가 수용된 캡슐(22)은 필터 요소(18, 20) 사이에 배치되어 있으며, 이들 캡슐(22) 및 필터 요소(18, 20)는 튜브 모양의 성형지(成形紙)(도시하지 않음) 내에 배치되어, 복합 필터(16)를 형성하고 있다.
상술한 필터 시가렛(10)에 의하면, 이용자는 필터 시가렛(10)의 흡연에 앞서, 또는, 퍼프(뻐끔거림) 사이에, 복합 필터(16)의 외측으로부터 캡슐(22)에 외력(F)을 가할 수 있다. 후술하는 설명으로부터 분명해지는 바와 같이, 외력은 캡슐(22)을 특정 파괴 위치에서 용이하게 파괴한다. 그 때문에, 캡슐(22) 내의 액체는 파괴 위치로부터 필터 요소(18)를 향해 분출되어, 필터 요소(18) 내에 스며든다.
시가렛(12)의 주류 연기 속에 포함되는 수용성 성분은 필터 요소(18) 내에 스며든 액체에 녹아들며, 이로부터, 필터 요소(18)를 통과한 주류 연기 속의 수용성 성분은 감소된다. 이 결과, 시가렛(12)의 풍미 및 미각이 변화한다. 액체에 향료가 포함되어 있으면, 향료의 향미가 주류 연기에 부가된다.
상술한 본 발명의 캡슐(22)로는 여러 가지 형태가 고려되며, 캡슐(22)의 구체적인 실시예에 대해 이하에 설명한다.
도 2∼도 4는 실시예 E1의 캡슐(22a)을 나타낸다.
캡슐(22a)은, 대략 원통 모양의 캡슐 본체(24)를 포함하며, 이 캡슐 본체(24)는 탄성 변형 가능하다. 캡슐 본체(24)는 단벽(26) 및 개구단(28)을 갖고, 단벽(26)은 캡슐 본체(24)의 선단을 폐쇄하고 있다. 이러한 캡슐 본체(24)는, 합성수지를 사출 성형하는 것에 의해 얻을 수 있다. 예를 들면, 캡슐 본체(24)를 형성하는 합성수지로는 저밀도 폴리에틸렌(닛폰폴리에틸렌 가부시키가이샤제의 노바텍 LD)이 사용 가능하다.
도 1로부터 분명한 바와 같이 캡슐(22a)은, 복합 필터(16)의 필터 요소(18, 20) 사이에 확보되는 원통 형상의 캐비티 내에 배치 가능한 사이즈를 갖는다. 예를 들면, 캡슐(22a)의 길이 방향을 따른 길이는 캐비티의 길이 방향을 따른 길이보다 1∼3㎜ 정도 짧고, 캡슐(22a)의 최대 외경은 캐비티의 내경(필터 요소(18, 20)의 직경)보다 0.5∼2㎜ 정도 작은 편이 바람직하다. 구체적으로는, 캡슐(22a)의 최대 외경은 6㎜ 정도이다.
캡슐(22a)이 캐비티에 대해 상술한 사이즈를 갖고 있으면, 캐비티 내에 캡슐(22a)을 수용한 복합 필터(16)의 제조가 용이하게 될 뿐 아니라, 이용자는 복합 필터(16) 내의 캡슐(22a)을 용이하게 인지할 수 있고, 또, 캐비티 내에서의 캡슐(22a)의 위치와 방향도 안정된다.
실시예 E1의 경우, 도 2 및 도 3으로부터 분명한 바와 같이 단벽(26)은 원뿔대 형상을 이루며, 중앙부(30) 및 테이퍼부(34)를 갖는다. 중앙부(30)는 단벽(26)의 직경보다 작은 직경을 갖고, 한편, 테이퍼부(34)는 중앙부(30)와 캡슐 본체(24)의 주벽(32)을 접속하는 환상부를 형성하고 있다. 중앙부(30)는 예를 들면, 2㎜의 직경(Dc)(도 4 참조)을 갖고, 테이퍼부(34)의 테이퍼 각(α)은 예를 들면 45°이다. 더 덧붙이면, 주벽(32)의 외경, 내경 및 벽 두께는 개구단(28)으로부터 테이퍼부(34)를 향해 약간이지만 서서히 감소되어 있다. 그 때문에, 엄밀히 말하면, 주벽(32)도 또한 테이퍼 형상을 이루며, 단벽(26)의 직경은 개구단(28)의 직경보다 작고, 단벽(26)에 인접하는 주벽(32) 끝의 두께는 테이퍼부(34)의 두께(Tt)에 일치한다. 예를 들면, 두께(Tt)는 0.3㎜이다.
중앙부(30)의 두께(Tc)는 테이퍼부(34)의 두께(Tt)보다 얇다. 예를 들면, 두께(Tc)는 바람직하게는 0.1㎜ 이상 또 0.2㎜ 미만이다. 실시예 E1의 경우, 중앙부(30)는 그 전체가 박육 구역을 형성한다. 또, 중앙부(30)의 중심에는 로드 형상의 돌기(36)가 형성되며, 이 돌기(36)는 캡슐 본체(24) 밖을 향해 돌출해 있다. 돌기(36)의 직경(Dp) 및 돌출 길이(L)는 각각, 예를 들면, 0.4∼0.5㎜, 0.4㎜이다.
캡슐 본체(24)의 개구단(28)은 그 외주에 플랜지(38)를 갖고, 이 플랜지(38)의 두께 및 외경은 각각, 예를 들면 0.5㎜, 6.6㎜이다. 개구단(28)은 폐쇄벽으로서의 씰 부재(40)에 의해 액밀하게 폐색되어 있다. 이 씰 부재(40)는 가요성을 가진 시트로, 캡슐 본체(24)의 탄성 변형을 저해하는 일없이, 플랜지(38)에 접착되어 있다.
예를 들면, 씰 부재(40)는 폴리아미드/저밀도 폴리에틸렌 라미네이트 시트(타마폴리 가부시키가이샤제, NY#15/DL/LC-21, 50㎛)에 의해 형성되며, 플랜지(38)에 히트 씰에 의해 접착되어 있다. 씰 부재(40)가 개구단(28)에 직접적으로 접착되는 경우에 비해, 씰 부재(40)가 플랜지(38)에 접착되면, 씰 부재(40)와 플랜지(38) 사이의 접촉 면적(히트 씰 면적)이 증가하므로, 씰 부재(40)의 씰 강도는 증대한다.
상술한 캡슐 본체(24) 및 씰 부재(40)는 캡슐(22a)을 형성하며, 이러한 캡슐(22a)은 그 내부에 액체를 수용하다. 예를 들면, 캡슐(22a) 내에 수용되는 액체로서는 증류수에 더해, 이 증류수에 향료 등의 첨가제를 용해한 수용액이 고려될 수 있다.
상술한 실시예 E1의 캡슐(22a)은 예를 들면, 130㎎의 액체를 수용하고 있다. 캡슐(22a)이 복합 필터(16) 내에 배치되는 경우, 도 1로부터 분명한 바와 같이 캡슐(22a)은 그 단벽(26)을 시가렛(12)측의 필터 요소(18)를 향한 자세를 갖는다.
캡슐(22a)이 조립된 필터 시가렛(10)에 의하면, 필터 시가렛(10)의 흡연에 앞서 또는 퍼프 사이에, 이용자는 팁 페이퍼(14)를 통해 복합 필터(16)를 손가락으로 집어, 이 복합 필터(16) 내의 캡슐(22a)에 외력(F)(도 1 참조)을, 캡슐(22a)의 직경 방향 양측으로부터 가할 수 있다. 이러한 외력(F)은 캡슐 본체(24)의 탄성 변형을 수반하여, 캡슐(22a)을 눌러 찌부러뜨린다. 이 결과, 캡슐(22a)의 내압은 상승된다.
상술한 바와 같이 캡슐 본체(24)의 주벽(32)은 개구단(28)에 플랜지(38)를 갖고, 또한, 약간 테이퍼 형상을 이루고 있으므로, 주벽(32)은 단벽(26)측 부위가 플랜지(38)측 부위에 비해 찌부러지기 쉽다.
그 때문에, 캡슐(22a)의 내압 상승은, 단벽(26)을 외측을 향해 팽출시키는 한편, 단벽(26)측의 테이퍼부(34) 부위를 외측을 향해 확장시키도록 탄성 변형시킨다. 이러한 테이퍼부(34)의 탄성 변형은 돌기(36)에 대해 중앙부(30)를 직경 방향 외측을 향해 인장한다. 그 때문에, 중앙부(30)에 있어서의 돌기(36)의 근원에 인접한 특정 부위가 특히 늘어나, 이 특정 부위의 두께는 크게 감소한다. 이 결과, 중앙부(30)는 특정 부위에서 최초로 파단된다. 이 경우, 돌기(36)는 중앙부(30)의 특정 부위를 파단할 때의 트리거가 되어, 박육 구역으로서의 중앙부(30)의 파단을 용이하게 하는 한편, 중앙부(30)에서의 파단 위치를 결정하는 역할을 맡는다.
중앙부(30)가 일단 파단되면, 캡슐(22a)의 내압은 급격히 저하하기 때문에, 중앙부(30)의 파단이 더 확대되는 일은 없다. 그 때문에, 파단 개소는 돌기(36)에 인접한 특정 부위로 제한된다. 또한, 내압의 급격한 저하는 이용자의 손가락을 통해 이용자에게 감지되어, 이용자는 캡슐(22a)의 파괴를 확인할 수 있다.
중앙부(30)의 파단 후, 이용자가 캡슐(22a)의 눌러 찌부러뜨림을 계속 유지하면, 캡슐(22a) 내의 액체는 중앙부(30)의 파단 개소로부터 필터 요소(18)를 향해 분출하여, 필터 요소(18)에 스며든다.
상술한 바와 같이 중앙부(30)의 파단 위치는 돌기(36)의 근원에 인접한 특정 위치, 즉, 단벽(26)의 중앙으로 제한되기 때문에, 캡슐(22a)로부터 분출된 액체는 필터 요소(18)에 있어서의 단면(端面) 중앙으로부터 스며들어, 필터 요소(18) 내의 중앙 영역에 액체 스밈 구역(LA)(도 1)을 형성한다. 따라서, 캡슐(22a)로부터 분출된 액체가 복합 필터(16)의 성형지나 팁 페이퍼를 적시는 일은 없다.
필터 요소(18) 내에 액체가 스며든 상태에서, 필터 시가렛(10)을 흡연하면, 주류 연기에 포함되는 수용성 성분이 필터 요소(18) 내의 액체에 녹아들기 때문에, 필터 요소(18)를 통과한 주류 연기 속의 수용성 성분은 감소하고, 이로 인해, 주류 연기의 풍미와 미각이 변화한다. 한편, 액체에 향료가 들어 있으면, 이 향료의 향미가 주류 연기에 부가되어, 이용자는 향미도 동시에 맛 볼 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 E1의 캡슐(22a)로 제약되는 것은 아니다.
캡슐(22)의 변형예나 다른 실시예에 관해, 이하에서 설명한다. 또, 변형예 및 다른 실시예를 설명함에 있어서, 이미 설명한 실시예나 변형예와 동일한 기능을 발휘하는 부재 및 부위에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다.
도 5∼도 8은, 실시예 E1의 캡슐(22a)의 변형예를 각각 나타낸다. 이들 변형예의 캡슐(22a1∼22a4)은, 실시예 E1의 캡슐(22a) 또는 이미 설명한 변형예의 캡슐과 대비했을 때, 이하의 점에서 서로 다르다.
상세하게는, 도 5의 캡슐(22a1)은, 돌기(36)의 돌출 길이(L1)가 1.0㎜로 증가되어 있는 점에서, 캡슐(22a)과는 서로 다르다.
도 6의 캡슐(22a2)은, 단벽(26)이 그릇형을 이루고 있는 점에서, 캡슐(22a1)과는 서로 다르다.
도 7의 캡슐(22a3)은, 중앙부(30)의 직경(Dc1)이 3㎜로 증가되어 있는 점에서, 캡슐(22a)과는 서로 다르다.
도 8의 캡슐(22a4)은, 돌기(36)의 돌출 길이(L1)가 1.0㎜로 증가되어 있는 점에서, 캡슐(22a3)과는 서로 다르다.
캡슐(22a1∼22a4)이 실시예 E1의 캡슐(22a)과 동일한 이점을 갖는 점은 말할 필요도 없다.
도 9∼도 11은 실시예 E2의 캡슐(22b) 및 캡슐(22b)의 일부를 각각 나타낸다.
캡슐(22b)은 중앙부(30)의 형태만으로 실시예 E1의 캡슐(22a) 그룹과는 서로 다르다.
캡슐(22b)의 경우, 중앙부(42)는 캡슐 본체(24)의 다른 부위의 두께와 거의 동일한 두께(Tc1)를 갖는 한편, 박육 구역으로서의 복수의 V자 홈(44)을 갖는다. 이들 V자 홈(44)은 돌기(36)를 중심으로 하여 중앙부(42)의 외면에 방사상으로 배치되며, 돌기(36)의 근원으로부터 중앙부(42)의 외주까지 뻗어 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 각 V자 홈(44)의 V자 각(β)은 예를 들면 90°이며, V자 홈(44)의 바닥 두께(Tc2)는 예를 들면 0.17㎜이다.
캡슐(22b)에 외력(F)이 가해졌을 때, 상술한 바와 같이 단벽(26)의 테이퍼부(34)는 탄성 변형에 의해 확장된다. 그 때문에, 각 V자 홈(44)의 바닥은 돌기(36)에 대해 단벽(26)의 직경 방향 외측으로 당겨지고, 바닥은 돌기(36)의 근원에 인접한 특정 부위에서 특히 늘어나, 바닥의 두께가 감소된다. 이 결과, 어떤 V자 홈(44)의 바닥은 특정 부위에서 최초로 파단되고, 이 파단 개소로부터 캡슐(22b) 내의 액체가 분출된다.
또, 어떤 V자 홈이 일단 파단되면, 캡슐(22b)의 내압은 급격히 저하하므로, 이후, 파단 개소가 파단된 V자 홈의 바닥에서 더 확대되는 일은 없고, 또한, 다른 V자 홈의 바닥이 파단되는 일도 없다.
도 12 및 도 13은 실시예 E3의 캡슐(22c)을 나타낸다.
캡슐(22c)은, 단벽(26)의 중앙부(30) 형태만으로 캡슐(22a)과는 서로 다르다. 상세하게는, 즉, 캡슐(22c)의 중앙부(46)는 평탄하지는 않고, 캡슐 본체(24) 안을 향해 오목한 구면 모양의 오목벽으로서 형성되며, 직경(Dc) 및 벽 두께(Tc)를 갖는다.
이러한 캡슐(22c)에 있어서도, 외력(F)이 캡슐(22c)에 가해졌을 때, 중앙부(46)는 돌기(36)로부터 직경 방향 외측으로 인장되어, 돌기(36)에 인접한 특정 부위에서 최초로 파단된다.
도 14∼도 17은 실시예 E4의 캡슐(22d) 및 그 일부를 각각 나타낸다.
캡슐(22b)과 캡슐(22d)을 대비했을 때, 캡슐(22d)은 이하의 점에서 서로 다르다.
캡슐(22d)의 단벽(26)은 테이퍼부(34)를 갖고 있지 않으며, 단벽(26) 전체가 평탄 벽으로서 형성되어 있다. 또한, 캡슐(22d)의 경우, V자 홈(44)은 돌기(36)로부터 단벽(26)의 외주까지 뻗고, 두께(Tc3)가 있는 바닥을 갖는다. 두께(Tc3)는 Tc(0.12㎜)과 Tc2(0.17㎜) 사이의 값, 예를 들면 0.13㎜이다.
또, 캡슐(22d)의 경우, 돌기(36)의 직경(Dp1)이 0.8㎜로 증가되어 있는 한편, 도 16으로부터 분명한 바와 같이 캡슐 본체(24)의 내주면에 복수의 얇은 리브(48)가 형성되어 있다. 이들 리브(48)는 캡슐 본체(24)의 둘레 방향으로 등간격을 두고 배치되며, 단벽(26)으로부터 개구단(28)까지 캡슐 본체(24)의 축선 방향으로 뻗어 있다. 예를 들면, 리브(48)의 두께는 0.2㎜이다.
이러한 캡슐(22d)에서도, 캡슐(22d)에 외력(F)이 가해졌을 때, 어떤 V자 홈(44)의 바닥이 돌기(36)의 근원에 인접한 특정 부위에서 최초로 파단된다.
도 18∼도 20은 실시예 E5의 캡슐(22e)을 나타낸다.
캡슐(22e)의 경우, 캡슐 본체(24)의 단벽(26)도 또한 오목벽으로 형성되며, 환상의 평탄한 외주부(70)와, 이 외주부(70)보다 오목한 중앙부(72)를 갖고, 이 중앙부(72)는 상술한 캡슐(22c)의 중앙부(46)와 마찬가지로 구 모양 벽(球狀壁)으로 형성되어 있다.
중앙부(72)는 그 중심에 돌기(36) 및 박육 구역으로서의 환상 구역(74)을 포함한다. 이 환상 구역(74)은 돌기(36)의 근원에 인접하고 또 돌기(36)를 둘러싸며, 상술한 두께(Tc)를 갖는다. 중앙부(72) 두께는 환상 구역(74)으로부터 외주부(70)에 가까워짐에 따라 서서히 증가하며, 도 19에 나타내는 바와 같이, 중앙부(72)의 외주는 외주부(70)에 있어서의 내주면의 내측 모서리부에 이어져 있다. 또, 돌기(36)의 선단면과 외주부(70)의 외단면은 동일한 가상면 상에 위치되어 있다.
도 21∼도 23은 실시예 E6의 캡슐(22f)을 나타낸다.
캡슐(22f)의 경우, 캡슐 본체(24)의 단벽(26)은 오목벽으로 형성되며, 단벽(26)의 외주부(70)는 주벽(32)의 연장부를 형성하고 있다.
도 22로부터 분명한 바와 같이, 단벽(26)의 중앙부(74)는 암형(雌型)의 원뿔 형상을 이루며, 캡슐 본체(24) 안을 향해 약간 오목해 있다. 중앙부(74)의 내면에는 도 9의 캡슐(22b)과 마찬가지로 복수의 V자 홈(44)이 박육 구역으로서 형성되어 있다. 이들 V자 홈(44)은 캡슐 본체(24)의 둘레 방향으로 등간격을 두고 배치되며, 돌기(36)로부터 외주부(70)까지 방사상으로 뻗어 있다. 또, 도 22 중에는 V자 홈(44)이 1개만 나타나 있다.
또, 캡슐 본체(24)의 주벽(32)에는 복수의 리브(76)가 일체로 형성되어 있다. 이들 리브(76)는 외주부(70)의 선단으로부터 플랜지(38)까지 캡슐 본체(24)의 축선 방향으로 뻗고, 또, 캡슐 본체(24)의 둘레 방향으로 등간격을 두고 배치되어 있다.
상술한 리브(76)의 폭은 캡슐 본체(24)의 축선 방향을 따라 일정하지는 않고, 도 23으로부터 분명한 바와 같이 플랜지(38)로부터 외주부(70)의 선단을 향해 서서히 감소되어 있다.
도 24는, 실시예 E1∼E6의 캡슐(22a∼22f)의 파단 하중(평균치 및 표준 편차(S.D.))을 각각 나타낸다. 도 24의 결과는, 캡슐(22a∼22f)에 외력(F)이 가해져, 이들 캡슐의 중앙부(30, 46) 또는 V자 홈(44)이 상술한 특정 부위에서 파단된 시점에서의 파단 하중을 측정함으로써 얻어졌다. 또한, 도 24에는, 비교예 C1∼C4에 있어서의 캡슐 파단 하중의 측정 결과도 아울러 제시되어 있다.
각 캡슐에는 그 용적의 94%를 차지하는 액체(증류수)가 충전되어 있으며, 파단 하중의 측정에는 크리프미터(가부시키가이샤 야마덴제, RHEOMETER II)이 사용됐다.
도 24의 측정 결과에 대해 언급하기 전에, 비교예 C1∼C4의 캡슐에 대해 간단히 설명한다. 비교예 C1∼C4의 캡슐은, 실시예 E1∼E4의 캡슐(22a∼22d)과 기본적으로 같은 구조를 갖지만, 이하의 점에서 서로 다르다.
도 25 및 도 26은 비교예 C1의 캡슐을 나타낸다.
비교예 C1의 캡슐은, 대략 육각형을 이루며 또 약간 끝이 가느다란 캡슐 본체와, 편평한 육각뿔 형상의 단벽(50)을 갖는다. 도 26으로부터 분명한 바와 같이, 단벽(50)의 각 능선은 그 능선의 앞 및 뒤에 V자 홈(52a, 52b)을 각각 갖고, 이들 V자 홈(52a, 52b)은 능선을 따라 뻗는 박육 구역을 형성한다. 그 때문에, V자 홈(52a, 52b)의 바닥 두께는 능선의 두께(예를 들면 0.45㎜)보다 얇고, 예를 들면 0.12㎜이다. 비교예 C1의 캡슐에 의하면, 캡슐에 상술한 외력(F)이 가해졌을 때, 단벽(50)의 어떤 V자 홈(52)이 그 바닥에서 먼저 파단된다.
도 27 및 도 28은 비교예 C2의 캡슐을 나타낸다.
비교예 C1, C2를 대비했을 때, 비교예 C2의 캡슐은, 편평한 육각뿔대 형상을 이룬 단벽(54)을 갖고, 단벽(54)의 각 능선에는 그 능선 뒤에만 V자 홈(52a, 52b)과 같은 V자 홈(56)을 갖는 점에서, 비교예 C1의 캡슐과는 서로 다르다. 비교예 C2의 캡슐인 경우, 캡슐에 상술한 외력(F)이 가해진 때, 단벽(54)의 어떤 V자 홈(56)이 그 바닥에서 먼저 파단된다.
도 29 및 도 30은 비교예 C3의 캡슐을 나타낸다.
비교예 C3의 캡슐은, 상술한 특허문헌 1의 캡슐과 동일 타입으로서, 원통 형상의 캡슐 본체와, 평탄한 단벽(58)과, 이 단벽(58)의 내면에만 형성되며, 박육 구역으로서의 복수의 V자 홈(60)을 갖는다. 이들 V자 홈(60)은 단벽(58)의 중앙부를 남기고, 방사상으로 분포되어 있다. 또, V자 홈(60)의 바닥 두께는 0.13㎜이다.
비교예 C4의 캡슐은 도시되어 있지 않지만, 실시예 E1의 캡슐(22a)과 대비했을 때, 돌기(36)를 갖고 있지 않은 점에서만 캡슐(22a)과 서로 다르다.
도 24로부터 분명한 바와 같이, 비교예 C3의 캡슐을 제외하고, 실시예 E1∼E6 및 비교예 C1, C2, C4의 캡슐은 모두, 20∼80N의 파단 하중을 갖는다. 이러한 범위 내에 파단 하중이 들어가 있으면, 이용자는 캡슐을 용이하게 파단할 수 있다. 이 점, 특허문헌 1의 캡슐에 상당하는 비교예 C3의 캡슐의 파단 하중은 80N을 넘어, 그 캡슐의 파괴는 용이하지 않다.
한편, 비교예 C1∼C4의 캡슐은 실시예 E1∼E4의 캡슐(22a∼22d)이 갖는 돌기(36)를 갖고 있지 않다. 그 때문에, 비교예 C1∼C4의 캡슐인 경우, 단벽에서의 파단 위치를 결정할 수 없다. 또한, 실시예 E1∼E6의 캡슐 파단 하중은 비교예 C2, C3, C4의 캡슐 파단 하중보다 작다. 이것은, 돌기(36)가 단벽에서의 파단 위치를 결정할 뿐 아니라, 파단 하중의 저감에도 기여하는 것을 나타내고 있다.
또, 실시예 E5, E6의 캡슐(22e, 22f)인 경우, 단벽(26)은 돌기(36)에 더해, 중앙부(72)보다 외측으로 돌출한 환상의 외주부(70)를 갖는다. 이러한 외주부(70)는 단벽(26)의 강성을 증가시킨다. 그 때문에, 캡슐(22e, 22f)의 경우, 캡슐 본체(24)에 가해진 외력(F)이 단벽(26)에 전달됐을 때, 단벽(26)은 타원형으로 변형하며, 단벽(26)의 중앙부(72)는 타원 장축을 따라 특히 크게 인장되게 된다.
이 경우, 단벽(26)의 박육 구역(환상 구역(74), V자 홈(44))은 돌기(36)의 근원에서 용이하게 파단된다. 따라서, 도 24로부터 분명한 바와 같이 실시예 E5, E6의 캡슐(22e, 22f)은 실시예 E1∼E4의 캡슐(22a∼22d) 파단 하중보다 작은 파단 하중을 갖는다. 캡슐(22e, 22f)의 파단 하중은, 시판되는 필터 시가렛에 조립되어 있는 심 리스 캡슐의 파단 하중과 같은 정도이다.
한편, 실시예 E3의 캡슐(22c)인 경우, 액체(증류수)의 충전율을 캡슐(22c) 용적의 71%(v/v), 46%(v/v), 21%(v/v)로 변경한 경우, 캡슐(22c)의 파단 하중은 각각, 64.4N, 70.1N, 95.0N이었다. 이것은, 캡슐의 파단 하중이 캡슐에 수용된 액체의 충전율에 따라 변동하며, 액체의 충전율이 높으면 높을수록, 캡슐의 파단 하중이 감소하는 것을 의미한다. 그 때문에, 캡슐의 제조에 지장이 발생하지 않는 한에 있어서, 캡슐 내에의 액체 충전율은 높은 쪽이 바람직하다.
도 31∼도 32는, 캡슐(22a), 캡슐(22e) 및 캡슐(22f)의 각각에 관해, 캡슐의 캡슐 본체에 반복해서 가한 하중과 캡슐 본체에 있어서의 단벽의 변형 사이의 관계를 나타낸다. 이들 도 31∼도 33을 대비하면 분명한 바와 같이, 캡슐(22e, 22f)은, 캡슐(22a)에 비해, 적은 하중으로 크게 변형되는 것을 알 수 있다.
또, 캡슐(22f)의 리브(76)는, 주벽(32)의 강성을 캡슐(22e)의 주벽(32) 강성보다 증가시킨다. 또한, 캡슐(22f)의 경우, 중앙부(72)가 암형의 원뿔 형상을 이루고 있으므로, 단벽(26)에 전달된 외력(F)은 돌기(36)의 근원에 효과적으로 집중한다. 이 결과, 캡슐(22f)의 파단 하중은 캡슐(22e)의 파단 하중보다 더 작아지게 된다. 그 때문에, 캡슐(22e)도 또한 리브(76)를 갖고 있어도 된다.
한편, 외주부(70)는 원하지 않는 외력이 돌기(36)에 직접적으로 가해지는 것을 저지하는데에 유효하게 작용한다. 그 때문에, 필터 시가렛의 제조시, 캡슐(22e, 22f)이 원하지 않게 파단되어 버리는 가능성을 적어지게 할 수 있다.
최후로, 본 발명은 상술한 실시예 E1이나 그 변형예, 또, 실시예 E2∼E6으로도 제약을 받는 것은 아니다.
예를 들면, 캡슐 본체(24)나 폐쇄벽으로서의 씰 부재(40)는 모두 저밀도 폴리에틸렌에 의해 형성되어 있지만, 본 발명의 캡슐 본체 및 폐쇄벽은 저밀도 폴리에틸렌 이외의 합성수지에 의해서도 형성할 수 있고, 나아가 합성수지 외의 다른 재료에 의해서도 형성 가능하다.
예를 들면, 캡슐(22a)의 캡슐 본체(24)는 단벽(26)측이 소경(小徑)이 되는 테이퍼 형상을 이루고 있지만, 본 발명의 캡슐 본체는 스트레이트한 원통 형상, 또는, 그 개구단측이 소경이 되는 테이퍼 형상이어도 된다.
또한, 본 발명의 캡슐 본체의 단벽은 상술한 실시예에서 예시한 원뿔대 형상, 그릇형 형상 또는 평평한 형상, 오목형 형상 등으로도 한정되는 것은 아니고, 또, 단벽의 중앙부도 또한 예시한 바와 같은 평탄 벽 또는 구 모양 벽으로 한정되는 것은 아니다.
또, 캡슐 본체의 단벽 전역이 박육 구역을 형성하고 있어도 되고, 박육 구역으로서의 홈은 V자형 이외의 형상을 가질 수 있다. 또, 홈의 배치도 또한 방사상으로 한정되는 것은 아니다.
박육 구역의 두께는 캡슐 본체의 단벽이나 주벽의 두께보다 얇은 것을 전제로 하여, 캡슐(22a)에 관해 예시한 범위 중, 0.12㎜ 이상 또 0.17㎜ 미만인 것이 적합하다.
캡슐(22d)의 캡슐 본체(24)는 그 내주면에 복수의 리브(48)를 갖고, 한편, 캡슐(22f)의 캡슐 본체(24)는 그 외주면에 복수의 리브(76)를 갖는다. 이들 리브(48, 76)는 상술한 다른 실시예나 변형예의 캡슐에도 동일하게 적용 가능하다.
캡슐(22f)의 캡슐 본체(24)인 경우, 단벽(26)의 중앙부(72)는 평탄 벽이어도 되고, 환상의 외주부(70)(주벽(32)의 연장부)도 또한 다른 실시예나 변형예의 캡슐에 적용 가능하다.
요컨대, 본 발명의 캡슐은, 캡슐 본체, 박육 구역, 돌기 및 폐쇄벽으로 이루어지는 기본 구조를 구비하고 있으면, 각 실시예의 캡슐이 갖는 다른 구성요소(형상이나 배치 등)는 다른 실시예의 캡슐에 임의로 조합하여 적용 가능하다.
게다가 또한, 본 발명의 캡슐은 필터 시가렛의 필터 내에의 조립뿐만 아니라, 필터를 구비한 여러 가지 흡연 물품에도 마찬가지로 조립 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.
10 필터 시가렛
14 팁 페이퍼
16 복합 필터
18, 20 필터 요소
22(22a∼22f) 캡슐
26 단벽(端壁)
28 개구단(開口端)
30, 46 중앙부(박육(薄肉) 구역)
32 주벽(周壁)
34 테이퍼부(환상부(環狀部))
36 돌기
40 씰 부재
42, 72 중앙부
44 V자 홈(박육 구역)
70 외주부
48, 76 리브

Claims (14)

  1. 탄성 변형 가능한 원통 형상을 이루며, 선단을 폐색하는 단벽(端壁) 및 기단(基端)을 개방하는 개구단(開口端)을 갖고, 내부에 액체를 받아들인 캡슐 본체와,
    상기 캡슐 본체의 상기 단벽에 형성되며, 상기 캡슐 본체의 상기 단벽 및 주벽(周壁)의 두께보다 얇은 박육(薄肉) 구역과,
    상기 박육 구역으로부터 상기 캡슐 본체 바깥을 향해 일체로 돌출하는 돌기와,
    상기 캡슐 본체의 상기 개구단에 마련되어, 상기 개구단을 폐쇄하는 폐쇄벽을 구비한 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  2. 청구항 1에 있어서,
    흡연 물품 내에 조립 가능한 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단벽은 원뿔대 형상 또는 그릇(碗) 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단벽은 원뿔대 형상 또는 그릇 형상을 이루며, 상기 돌기를 둘러싸고 또 상기 단벽의 직경보다 소경(小徑)인 중앙부와, 이 중앙부와 상기 캡슐 본체의 상기 주벽을 접속하는 환상부(環狀部)를 포함하며,
    상기 박육 구역은 상기 중앙부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 중앙부는 구면(球面) 모양의 오목벽인 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 박육 구역은 상기 돌기로부터 상기 중앙부의 외주까지 방사상으로 뻗는 복수의 V자 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단벽은 평탄하며,
    상기 박육 구역은 상기 돌기로부터 상기 단벽의 외주까지 방사상으로 뻗는 복수의 V자 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 캡슐 본체는 상기 단벽의 외주연(外周緣)으로부터 일체로 뻗어나오는 환상의 연장부를 갖고,
    상기 연장부 및 상기 단벽은 협동하여 캡슐의 선단부를 오목한 모양으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 박육 구역은 상기 돌기로부터 상기 연장부까지 방사상으로 뻗는 복수의 V자 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 단벽은 구면 모양의 오목벽이며,
    상기 박육 구역은 상기 돌기에 인접하고 또 상기 돌기를 둘러싸는 환상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 캡슐 본체는 상기 주벽에 복수의 리브를 갖고, 이들 리브는 상기 캡슐 본체의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡슐 본체는 상기 개구단의 외주에 형성된 플랜지를 갖고,
    상기 폐쇄벽은, 상기 플랜지에 접속되어 상기 개구단을 액밀(液密)하게 폐색하는 시트 모양의 씰 부재인 것을 특징으로 하는 액체가 수용된 캡슐.
  13. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 액체가 수용된 캡슐을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 흡연 물품.
  14. 청구항 12에 기재된 액체가 수용된 캡슐을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 흡연 물품.
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