KR102363925B1 - 에어로졸 형성 로드 제조 방법 및 장치 - Google Patents

에어로졸 형성 로드 제조 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

실시 예는 에어로졸 형성 로드 제조 방법 및 장치에 관한 것으로, 각각의 판상엽 제조공법이 가지는 시트 고유 특성을 활용하여, 판상엽 종류가 다르거나, 물리적 특성이 다르거나, 주요 성분이 다른 판상엽을 2가지 이상 혼합 사용하여 궐련 로드의 물리성 및 맛을 제어함으로써 다양한 에어로졸 형성 제품 특성 구현이 가능하다.

Description

에어로졸 형성 로드 제조 방법 및 장치{Method and apparatus for making a rod of aerosol-forming substrate}
실시 예들은 에어로졸 형성 로드를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래 기술은 가열식 에어로졸 발생 물품을 구성하는 재구성 담배의 경우, 제지식 또는 슬러리식 공법으로 제조된 판상엽 1종으로만 구성되어 있어서, 각 판상엽이 가지는 단점, 예를 들면 부풀성, 연소속도, 맛 등을 보완하는데 한계가 있었다.
[선행기술문헌번호]
특허문헌 1: 한국공개특허 2017-0018456호
실시 예들은 슬러리, 제지식, 또는 압출식 판상엽 제조 공법 등 복수의 판상엽 제조 공법들 중 각각의 공법이 가지는 시트 고유 특성을 활용하여, 판상엽 종류가 다르거나, 또는 물리적 특성이 다르거나, 주요 성분이 다른 판상엽을 2가지 이상 혼합 사용함으로써 궐련 로드의 물리성 및 맛을 제어할 수 있는 에어로졸 형성 로드 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 형성 로드 제조 방법에 있어서, 제1 판상엽 제조 공법으로 제조된 제1 재구성 담배와 제2 판상엽 제조 공법으로 제조된 제2 재구성 담배를 제공하는 단계; 및 상기 제1 재구성 담배 및 상기 제2 재구성 담배를 소정의 혼합 비율로 혼합한 혼합 재구성 담배로 에어로졸 형성 로드를 제조하는 단계를 포함한다.
상기 에어로졸 형성 로드 제조 방법은 상기 혼합 비율에 따라 상기 로드의 물리적 특성이 변화되는 것을 특징으로 한다.
상기 물리적 특성은, 두께, 평량, 기공도, 경도, 흡인저항, 부풀성, 또는 충진력(filling power) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 판상엽 제조 공법 및 상기 제2 판상엽 제조 공법은, 슬러리식, 제지식 및 압출식 중에서 각각 다르게 선택되고, 상기 제2 판상엽 제조 공법으로 제조된 상기 제2 재구성 담배를 적어도 10% 이상 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 판상엽 제조 공법은 슬러리식이고, 상기 제2 판상엽 제조 공법은 제지식 또는 압출식 중 하나이고, 상기 제2 재구성 담배를 적어도 10% 이상 혼합하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시 예에 따른 에어로졸 형성 로드 제조 장치에 있어서, 제1 재구성 담배를 제조하는 제1 판상엽 제조 장치; 제2 재구성 담배를 제조하는 제2 판상엽 제조 장치; 및 상기 제1 재구성 담배 및 상기 제2 재구성 담배를 소정의 혼합 비율로 혼합한 혼합 재구성 담배로 에어로졸 형성 로드를 제조하는 혼합장치를 포함한다.
또 다른 실시 예에 따른 에어로졸 형성 로드 제조 방법은 제1 판상엽 제조 공법으로 제조된 제1 재구성 담배와 잎담배 각초를 제공하는 단계; 및 상기 제1 재구성 담배 및 상기 잎담배 각초를 소정의 혼합 율로 혼합한 혼합 재구성 담배로서, 에어로졸 형성 로드를 제조하는 단계를 포함한다.
상기 잎담배 각초는, 황색종, 버어리종, 오리엔트 종, 시가엽 및 토스트 중 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
상기된 바에 따르면, 판상엽 제조공법이 가지는 시트 고유 특성을 활용하여, 판상엽 종류가 다르거나, 물리적 특성이 다르거나, 주요 성분이 다른 판상엽을 2가지 이상 혼합 사용하여 궐련 로드의 물리성 및 맛을 제어함으로써 다양한 에어로졸 형성 제품 특성 구현이 가능하다.
도 1은 홀더에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 궐련의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 로드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 에어로졸 형성 로드 제조 방법을 설명하기 위한 개략 도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 다양한 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
'균질한 담배 재료'는 미립자 담배를 응집하는 것에 의해서 형성되는 재료를 말한다.
여기서 사용되는 용어 '수집된'은 담배 재료의 시트가 로드의 원통형 축에 실질적으로 가로 방향으로 주름진(convoluted), 접힌(folded), 다른 한편으로는 가압되거나(compressed) 또는 수축된(constricted) 것 또는 밀집된 각초 로드 형성을 말한다.
가열된 에어로졸 발생 시스템은 기질의 재료로부터 에어로졸을 발생시키기 위해서 에어로졸 형성 기질을 가열함으로써 작동하게 된다. 에어로졸은 소비자에 의해서 흡입될 수 있다. 여기서 설명한 바와 같이 형성되는 로드로 이루어진 기질의 가열 시, 담배 풍미는 담배 재료의 시트 혹은 각초로부터 방출된다.
여기서 설명한 바와 같이 여기서 설명한 로드로 이루어진 에어로졸 발생 물품이 제공된다.
에어로졸 형성 기질이 연소되기 보다는 가열되는 많은 에어로졸 발생 물품이 종래에 제안된 적이 있다. 가열된 에어로졸 발생 물품에서는 전형적으로, 에어로졸은 열원, 예를 들어 화학적, 전기적 또는 가연성 열원으로부터, 물리적으로 별개의 에어로졸 발생 물품으로의 열전달에 의해서 발생되고, 이것은 해당 열원의 내, 주변 또는 하류에 위치할 수 있다.
여기서 사용되는 용어 '에어로졸 발생 기질'은 에어로졸을 발생시키기 위해서 가열 시 휘발성 화합물을 방출가능하게 하는 에어로졸 형성 재료로 형성되거나, 또는 이것으로 이루어진 기질을 말하는 것이다.
여기서 설명한 로드는 가열된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기질로 사용하기에 특히 적합하게 되어 있다. 가열된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기질은 일반적으로 통상적인 리트 단부 흡연 물품의 연소가능한 흡연성 재료의 로드보다 로드 길이가 상당히 짧다.
하나의 구현예로서, 여기서 설명한 로드는 연소가능한 열원으로 이루어진 가열된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기질과, 해당 연소가능한 열원의 하류에 있는 에어로졸 발생 기질로 사용될 수 있다.
여기서 설명한 로드는 가열된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기질이 전기적 열원에 의해서 가열되는 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 발생 기질로 사용될 수 있다.
전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 장치와, 해당 장치에 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 포함하는 시스템이 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 여기서 설명한 바와 같이 로드 또는 에어로졸 형성 기질로 이루어질 수 있다.
바람직한 구현예는 균질한 담배 재료의 시트 또는 각초로 이루어진다. 균질한 담배 재료의 시트 혹은 각초는 그라인딩에 의해서 얻어지는 미립자 담배를 응집하거나 또는 담배 잎 라미나와 담배 잎 줄기 중 하나 또는 모두를 분쇄하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 선택적으로 또는 추가로, 균질한 담배 재료 담배의 시트 혹은 각초는 예를 들어 담배의 처리, 취급 및 선적 시에 형성되는, 하나 이상의 담배 분진, 담배 미분체 및 다른 미립자 담배 부산물로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 로드가 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질로 사용하기 위한 경우, 로드를 형성하는데 사용되는 균질한 담배 재료는 바람직하게는 담배 잎 라미나를 분쇄 또는 다른 한편으로 세분하는 것에 의해서 얻어지는 미립자 담배로 이루어진다.
특정한 구현예에서, 균질한 담배 재료의 시트는 건조중량 당 담배 함량이 약 40 중량% 이상, 또는 건조중량 당 약 50 중량% 이상일 수 있다. 다른 구현예에서, 균질한 담배 재료의 시트는 건조중량을 기준으로 담배 함량이 약 70 중량% 이상이다. 본 발명에 따른 로드가 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질로 사용하기 위한 경우, 담배 함량이 높은 균질한 담배 재료의 사용은 담배 풍미가 증강된 에어로졸을 유리하게 발생시키게 된다.
균질한 담배 재료는 미립자 담배를 응집하는데 도움을 주기 위해서, 담배 내인성 바인더인 하나 이상의 내인성 바인더, 담배 외인성 바인더인 하나 이상의 외인성 바인더, 또는 이들의 조합물로 이루어질 수 있다. 추가로 또는 선택적으로, 균질한 담배 재료는 다른 첨가제, 이에 한정하는 것은 아니지만 담배 및 비담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 풍미제, 충전제, 수성 및 비수성 용매 및 이들의 조합물로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 로드가 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질로 사용되는 경우, 여기서 설명한 로드를 형성하는데 사용하기 위한 균질한 담배 재료의 시트 혹은 각초는 건조중량을 기준으로 에어로졸 형성제 함량이 약 5 중량%와 약 30 중량% 사이일 수 있다. 가열 부재를 가지는 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 로드는 바람직하게는 약 5% 이상 내지 약 30%의 에어로졸 형성제를 포함한다. 가열 부재를 가지는 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 로드를 위해서, 에어로졸 형성제는 바람직하게는 글리세린일 수 있다.
여기서 설명한 로드는 다공성 래퍼 또는 비다공성 래퍼에 의해서 둘러 싸여지는 균질한 담배 재료의 수집된 시트 혹은 각초로 이루어질 수 있다.
실시 예는 제1 연속 시트를 조직화하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 연속 시트를 제2 연속 시트와 함께 수집하기 전에, 해당 제1 연속 시트를 권축, 양각, 관통 또는 다른 한편으로는 조직화하는 것을 포함할 수 있다.
추가로 각초를 사용하는 경우 연속 시트가 아닌 연속 공급에 의한 각초로 로드를 형성 할 수 있다
가열식 에어로졸 발생 물품을 구성하는 재구성 담배의 경우, 제지식 또는 슬러리식 공법으로 제조된 판상엽 1종으로만 구성되어 있으나, 실시 예에 따른 에어로졸 형성 로드 제조 방법은 각각의 공법이 가지는 시트 고유 특성을 활용하여, 판상엽 종류가 다르거나, 또는 물리적 특성이 다르거나, 주요 성분이 다른 판상엽을 2가지 이상 혼합 사용하여 궐련 로드의 물리성 및 맛을 제어할 수 있다.
제지식 공법으로 제조된 재구성 담배는 공법 특성상 시트 내 다공성 구조를 가지고 있어 기공성이 좋아 연소속도가 빠르며, Filling power(cc/g)가 좋다. 반면, 슬러리 공법으로 제조된 재구성 담배는 공법 특성상 시트 밀도가 높아 제지식 대비 연소속도 및 Filling power(cc/g)가 낮으나, 원료 자체가 가지는 향미 성분 및 내용성분 보유 특성이 좋은 특성을 갖는다. 따라서, 이러한 특성을 활용하여, 궐련로드의 예를 들면 무게, 경도, 연소특성, 기공성 등을 포함하는 물리성 및 맛 등을 제어할 수 있다.
가열식 에어로졸 발생 물품을 구성하는 재구성 담배의 종류, 예를 들면 제지식, 슬러리식, 압출식 판상엽 등, 각 재구성 담배의 물리적 특성의 파라미터, 예를 들면 두께, 평량, 기공도, Filling power, Formation 등, 각 재구성 담배의 내용성분 차이, 예를 들면 니코틴, 당 등에 따라 2가지 이상을 조합해서 궐련로드의 물리적 특성을 부여하고 맛과 향미 성분을 부여할 수 있다. 이런 방법으로 조합된 궐련로드는 경도, 무게, 연소특성, 기공성 등의 물리적 특성 차이로 다양한 제품 특성 부여가 가능하다.
또한, 각초형태의 궐련로드는 비균일한 밀도 경향을 나타낼 수 있으나, 상기와 같이 밀도가 다른 판상엽 2종 이상을 사용함으로써 이러한 로드 길이에 따른 비균일한 밀도 경향을 감소시킬 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 홀더에 궐련이 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 궐련(2)은 홀더(1)에 삽입될 수 있다. 궐련(2)이 삽입되면, 히터(130)는 궐련(2)의 내부에 위치된다. 따라서, 가열된 히터(130)에 의하여 궐련(2)의 에어로졸 생성 물질이 가열되고, 이에 따라 에어로졸이 생성된다.
궐련(2)은 일반적인 연소형 궐련과 유사한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분(210)과 필터 등을 포함하는 제 2 부분(220)으로 구분될 수 있다.
홀더(1)의 내부에는 제 1 부분(210) 전체가 삽입되고, 제 2 부분(220)은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 홀더(1)의 내부에 제 1 부분(210)의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분(210) 및 제 2 부분(220)의 일부가 삽입될 수도 있다.
사용자는 제 2 부분(220)을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분(210)을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분(220)을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
외부 공기는 홀더(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 또는, 외부 공기는 궐련(2)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 유입될 수도 있다.
도 2는 궐련의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 궐련(2)은 담배 로드(210), 제 1 필터 세그먼트(221), 냉각 구조물(222) 및 제 2 필터 세그먼트(223)을 포함한다. 도 1을 참조하여 상술한 제 1 부분은 담배 로드(210)를 포함하고, 제 2 부분은 제 1 필터 세그먼트(221), 냉각 구조물(222) 및 제 2 필터 세그먼트(223)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 궐련(2)은 래퍼들(231, 232, 233, 234, 235, 236)에 의하여 포장될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(210)는 제 1 래퍼(231)에 의하여 포장되고, 제 1 필터 세그먼트(221)는 제 2 래퍼(232)에 의하여 포장된다. 또한, 냉각 구조물(222)은 제 3 래퍼(233)에 의하여 포장되고, 제 2 필터 세그먼트(223)는 제 4 래퍼(234)에 의하여 포장된다.
제 5 래퍼(235)는 제 1 래퍼(231), 제 2 래퍼(232) 및 제 3 래퍼(233)의 외곽에 둘러질 수 있다. 다시 말해, 궐련(2)의 담배 로드(210), 제 1 필터 세그먼트(221) 및 냉각 구조물(222)은 제 5 래퍼(235)에 의하여 더 포장될 수 있다. 또한, 제 6 래퍼(236)는 제 5 래퍼(235)의 적어도 일부분 및 제 4 래퍼(234)의 외곽에 둘러질 수 있다. 다시 말해, 궐련(2)의 냉각 구조물(222)의 적어도 일부분 및 제 2 필터 세그먼트(223)은 제 6 래퍼(236)에 의하여 더 포장될 수 있다.
제 1 래퍼(231), 제 2 래퍼(232), 제 5 래퍼(235) 및 제 6 래퍼(236)는 일반적인 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼(231), 제 2 래퍼(232), 제 5 래퍼(235) 및 제 6 래퍼(236) 는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼(231)의 두께는 약 61μm이고 기공도는 약 15CU일 수 있고, 제 2 래퍼(232)의 두께는 약 63μm이고 기공도는 약 15CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제 5 래퍼(236)의 두께는 약 66μm이고 기공도는 약 10CU일 수 있고, 제 6 래퍼(236)의 두께는 66μm이고 기공도는 약 17CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 제 1 래퍼(231) 및/또는 제 2 래퍼(232)의 안쪽 면에는 알루미늄 포일이 더 포함될 수도 있다.
제 3 래퍼(233) 및 제 4 래퍼(234)는 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제 3 래퍼(233)의 두께는 약 158μm이고 기공도는 약 33CU일 수 있고, 제 4 래퍼(234)의 두께는 약 155μm이고 기공도는 약 46CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제 5 래퍼(235) 및 제 6 래퍼(236)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제 5 래퍼(235) 및 제 6 래퍼(236)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
제 5 래퍼(235) 및 제 6 래퍼(236)는 궐련(2)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(210)가 히터(130)에 의하여 가열되면, 궐련(2)이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 담배 로드(210)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 궐련(2)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도, 제 5 래퍼(235) 및 제 6 래퍼(236)는 불연성 물질을 포함하므로, 궐련(2)이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 제 5 래퍼(235)는 궐련(2)에서 생성되는 물질들에 의하여 홀더(1)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 궐련(2) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 제 5 래퍼(235)가 담배 로드(210) 및/또는 제 1 필터 세그먼트(221)를 포장함에 따라, 궐련(2) 내에서 생성된 액체 물질들이 궐련(2)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 홀더(1)의 내부가 궐련(2)에서 생성된 액체 물질들에 의하여 오염되는 현상이 방지될 수 있다.
궐련(2)의 직경은 5mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 약 45mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 담배 로드(210)의 길이는 약 11.5mm, 제 1 필터 세그먼트(221)의 길이는 약 8mm, 냉각 구조물(222)의 길이는 약 18.5mm, 제 2 필터 세그먼트(223)의 길이는 약 7mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 2에 도시된 궐련(2)의 구조는 일 예에 불과하며, 일부 구성이 생략될 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)에는 제 1 필터 세그먼트(221), 냉각 구조물(222) 및 제 2 필터 세그먼트(223) 중 하나 이상이 포함되지 않을 수 있다.
담배 로드(210)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 담배 로드(210)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 풍미제는 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제(isosweet), 코코아, 라벤더, 시나몬, 카르다몸, 셀러리, 호로파, 카스카릴라, 백단, 베르가못, 제라늄, 벌꿀 에센스, 장미 오일, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일, 민트 오일, 계피, 케러웨이, 코냑, 자스민, 카모마일, 멘톨, 계피, 일랑일랑, 샐비어, 스피어민트, 생강, 고수 또는 커피 등을 포함할 수 있다. 또한, 습윤제는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜 등을 포함할 수 있다.
일 예로서, 담배 로드(210)는 판상엽 시트(reconstituent　tobacco sheet)로 충진될 수 있다.
다른 예로서, 담배 로드(210)는 각초들로 충진될 수 있다. 여기에서, 담배 각초들은 판상엽 시트를 잘게 절단함으로써 생성될 수 있다.
또 다른 예로서, 담배 로드(310)는 판상엽 시트가 세절된 복수의 담배 가닥들로 충진될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(310)는 복수의 담배 가닥들이 서로 같은 방향(평행)으로 또는 무작위로 합쳐져서 형성될 수 있다.
예를 들어, 판상엽 시트는 아래와 같은 과정에 의하여 제조될 수 있다. 먼저, 담배 원료를 분쇄하여 에어로졸 생성 물질(예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜 등), 가향액, 바인더(예를 들어, 구아검, 잔탄검, 카르복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl cellulose; CMC) 등), 물 등이 혼합된 슬러리를 만든 후, 슬러리를 이용하여 판상엽 시트를 형성한다. 슬러리를 만들 때 천연 펄프 또는 셀룰로오스가 첨가될 수 있으며, 1개 이상의 바인더가 혼합되어 사용될 수 있다. 한편, 건조된 판상엽 시트를 절각 또는 세절함으로써 담배 가닥이 생성될 수 있다.
담배 원료는 담배 잎 조각, 담배 줄기 및/또는 담배 처리 중 발생된 담배 미분일 수 있다. 또한, 판상엽 시트에는 목재 셀룰로오스 섬유와 같은 다른 첨가제가 함유될 수도 있다.
슬러리에는 에어로졸 생성 물질이 5% 내지 40%가 첨가될 수 있으며, 판상엽 시트에는 에어로졸 생성 물질이 2% 내지 35%가 잔류될 수 있다. 바람직하게는, 판상엽 시트에는 에어로졸 생성 물질이 5% 내지 30%가 잔류될 수 있다.
또한, 담배 로드(210)가 제 1 래퍼(231)에 의하여 포장되는 과정 이전에, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액을 담배 로드(210)의 중앙에 분사하여 첨가할 수 있다.
제 1 필터 세그먼트(221)은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제 1 필터 세그먼트(221)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제 1 필터 세그먼트(221)의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제 1 필터 세그먼트(221)의 길이는 8 mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제 1 필터 세그먼트(221)에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제 1 필터 세그먼트(221)의 제조 시에 가소제의 함량을 조절함으로써 제 1 필터 세그먼트(221)의 경도가 조정될 수 있다.
또한, 제 1 필터 세그먼트(221)는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수 있다.
제 1 필터 세그먼트(221)는 셀룰로오스 아세테이트를 이용하여 제조될 수 있다. 이에 따라, 히터(130)가 삽입되는 경우에 담배 로드(210)의 내부 물질이 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과가 발생될 수 있다.
냉각 구조물(222)은 히터(130)가 담배 로드(210)을 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
냉각 구조물(222)의 길이 또는 직경은 궐련(2)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 냉각 구조물(222)의 길이는 7mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 냉각 구조물(222)의 길이는 약 18.5mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
냉각 구조물(222)은 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성될 수 있다. 여기에서, 폴리머 시트는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리젖산(PLA), 셀룰로오스 아세테이트(CA) 및 알루미늄 호일으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 제작될 수 있다. 냉각 구조물(222)이 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성됨에 따라, 냉각 구조물(222)은 종 방향으로 연장되는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 여기에서, 채널은 기체(예를 들어, 공기 또는 에어로졸)가 통과하는 통로를 의미한다.
예를 들어, 냉각 구조물(222)은 약 5μm와 약 500μm 사이, 예를 들어 약 10μm와 약 250μm 사이의 두께를 가지는 재료로부터 형성될 수 있다. 또한, 냉각 구조물(222)의 전 표면적은 약 300mm2/mm와 약 1000mm2/mm 사이가 될 수 있다. 또한, 에어로졸 냉각 요소는 비표면적이 약 10mm2/mg와 약 100mm2/mg 사이의 재료로부터 형성될 수 있다.
한편, 냉각 구조물(222)은 휘발성 향미 성분을 함유하는 스레드(thread)가 포함될 수 있다. 여기에서, 휘발성 향미 성분은 멘톨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 스레드에는, 1.5mg 이상의 멘톨을 냉각 구조물(222)에 제공하기 위해서, 충분한 양의 멘톨이 충진될 수 있다.
제 2 필터 세그먼트(223)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제 2 필터 세그먼트(223)의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 필터 세그먼트(223)의 길이는 약 7mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제 2 필터 세그먼트(223)를 제작하는 과정에서, 제 2 필터 세그먼트(223)에 가향액을 분사함으로써 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유를 제 2 필터 세그먼트(223)의 내부에 삽입할 수도 있다. 담배 로드(210)에서 생성된 에어로졸은 냉각 구조물(222)을 통과함에 따라 냉각되고, 냉각된 에어로졸이 제 2 필터 세그먼트(223)를 통하여 사용자에게 전달된다. 따라서, 제 2 필터 세그먼트(223)에 가향 요소가 첨가되는 경우, 사용자에게 전달되는 향미의 지속성이 증진되는 효과가 발생될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 충진된 로드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 로드(210)에는 판상엽 또는 각초가 충진될 수 있다. 여기서, 충진되는 판상엽 또는 각초는 다양한 판상엽 제조 공법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 제지식 판상엽 제조 공법, 슬러리식 판상엽 제조 공법, 압출식 판상엽 제조 공법으로 제조될 수 있으며, 적어도 2개 이상의 판상엽 제조 공법을 혼합하여 제조될 수 있다.
또한, 서로 다른 판상엽 제조 공법을 이용하여 제조된 재구성 담배를 혼합하여 로드를 제조하는 것을 설명하였지만, 전술한 판상엽 제조 공법 중 어느 하나의 판상엽 제조 공법으로 제조된 재구성 담배에, 잎담배 각초를 혼합하여 에어로졸 형성 로드를 제조할 수도 있다. 여기서, 잎담배 각초는, 황색종, 버어리종, 오리엔트 종, 시가엽, 토스트 등을 포함할 수 있다.
또한, 서로 다른 판상엽 제조 공법으로 제조된 2종의 재구성 담배에, 잎담배 각초를 혼합하여 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조할 수도 있다.
실시 예에서, 가열식 에어로졸 발생 물품을 구성하는 재구성 담배의 종류, 예를 들면 제지식, 슬러리식, 압출식 판상엽 등, 각 재구성 담배의 물리적 특성의 파라미터, 예를 들면, 두께, 평량, 기공도, Filling power, Formation 등, 각 재구성 담배의 내용성분 차이, 예를 들면 니코틴, 당 등에 따라 2가지 이상을 조합해서 궐련로드의 물리적 특성을 부여하고 맛과 향미 성분을 부여할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 에어로졸 형성 로드 제조 방법을 설명하기 위한 개략 도이다.
도 4를 참조하면, 제지식 공법(400)에 의해 제조된 제1 재구성 담배와, 슬러리 공법(410)에 의해 제조된 제2 재구성 담배를 소정 비율로 혼합하여 혼합 재구성 담배(420)를 제조한다. 여기서, 제지식 공법 및 슬러리 공법만을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 서로 다른 판상엽 제조 공법을 이용하는 경우를 모두 포함할 수 있음은 물론이다.
제지식 공법(400)으로 제조된 재구성 담배는 공법 특성상 시트 내 다공성 구조를 가지고 있어 기공성이 좋아 연소속도가 빠르며, Filling power(cc/g)가 좋다. 한편, 슬러리 공법(410)으로 제조된 재구성 담배는 공법 특성상 시트 밀도가 높아 제지식 대비 연소속도 및 Filling power(cc/g)가 낮으나, 원료 자체가 가지는 향미 성분 및 내용성분 보유 특성이 좋다. 따라서, 이러한 특성을 활용하여, 소정의 비율, 예를 들면 적어도 10% 이상의 다른 공법으로 제조된 재구성 담배를 혼합함으로써, 궐련로드 물리성, 예를 들면 무게, 경도, 연소특성, 기공성 등과, 맛 등을 제어할 수 있다.
다음 표 1은 슬러리 판상엽 100% 대비 제지식 또는 압출식 판상엽 30% 혼합한 경우의 물리성을 테스트한 결과이다. 로드의 물리성은 각 판상엽 고유 특성에 따라 로드 무게, 흡인저항, 부풀성의 차이를 나타낸다.
판상엽 혼합 비율 로드 무게 흡인저항 부풀성(cc/g)
슬러리식 100% 1560mg(1320~1920) 105mmH2O(70~180) 2.7
슬러리식 70%+제지식 30% 혼합 1200mg(1000~1500) 110mmH2O(80~200) 3.2
슬러리식 70%+압출식 30% 혼합 1630mg(1440~1800) 130mmH2O(90~190) 2.7
즉, 제지식 판상엽 혼합 시 제지식 판상엽의 높은 부풀성으로 동일한 로드 부피에서 로드 무게는 감소하고, 혼합 각초 부풀성은 좋아진다. 슬러리식 판상엽에 압출식 판상엽을 30% 혼합시 흡인저항이 커지는 것을 확인할 수 있다.실시 예에 따른 각각의 판상엽 제조공법이 가지는 시트 고유 특성을 활용하여, 판상엽 종류가 다르거나, 물리적 특성이 다르거나, 주요 성분이 다른 판상엽을 2가지 이상 혼합 사용하여 궐련 로드의 물리성 및 맛을 제어함으로써 다양한 에어로졸 형성 제품 특성 구현이 가능하다. 실시 예에서는, 판상엽 또는 각초의 혼합만을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 판상엽 각초를 베이스로 하고, 잎담배 각초를 적어도 10%이상 혼합 사용함으로써 로드의 물리적 특성 및 맛을 제어할 수도 있다. 여기서, 잎담배 각초는 황색종, 버어리종, 오리엔트 종, 시가엽, 토스트 등을 포함할 수 있다.
실시 예에서는 서로 다른 판상엽 제조 공법으로 제조된 재구성 담배들을 혼합하는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 특정 판상엽 제조 공법으로 제조된 재구성 담배와, 잎담배 각초를 소정 비율로 혼합한 혼합 재구성 담배로서, 에어로졸 형성 로드를 제조할 수도 있다. 여기서, 재구성 담배에, 황색종, 버어리종, 오리엔트 종, 시가엽 및 토스트 중 선택된 적어도 하나의 잎담배 각초를 대략 10% 정도의 혼합하여 혼합재구성담배로서 에어로졸 형성 로드를 제조할 수 있다. 여기서, 10% 정도의 혼합 비율은 예시적인 것으로 이에 한정되지 않음은 물론이다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 홀더
110: 배터리
120: 제어부
2: 궐련
210: 제 1 부분(로드)
220: 제 2 부분

Claims (8)

  1. 에어로졸 형성 로드 제조 방법에 있어서,
    제1 판상엽 제조 공법으로 제조된 제1 재구성 담배와 제2 판상엽 제조 공법으로 제조된 제2 재구성 담배를 제공하는 단계; 및
    상기 제1 재구성 담배 및 상기 제2 재구성 담배를 소정의 혼합 비율로 혼합한 혼합 재구성 담배로서, 에어로졸 형성 로드를 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 판상엽 제조 공법은 슬러리식이고, 상기 제2 판상엽 제조 공법은 제지식 또는 압출식이고,
    상기 혼합 비율은 상기 제1 재구성 담배가 70~90%인 경우, 상기 제2 재구성 담배는 10~30% 이고,
    상기 혼합 재구성 담배의 로드 무게, 흡인 저항 및 부풀성이 조절되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 형성 로드 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 비율에 따라 상기 로드의 물리적 특성이 변화되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 형성 로드 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 물리적 특성은,
    두께, 평량, 기공도, 및 경도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 형성 로드 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 에어로졸 형성 로드 제조 장치에 있어서,
    제1 재구성 담배를 제조하는 제1 판상엽 제조 장치;
    제2 재구성 담배를 제조하는 제2 판상엽 제조 장치; 및
    상기 제1 재구성 담배 및 상기 제2 재구성 담배를 소정의 혼합 비율로 혼합한 혼합 재구성 담배로 에어로졸 형성 로드를 제조하는 혼합장치를 포함하고,
    상기 제1 판상엽 제조 공법은 슬러리식이고, 상기 제2 판상엽 제조 공법은 제지식 또는 압출식이고,
    상기 혼합 비율은 상기 제1 재구성 담배가 70~90%인 경우, 상기 제2 재구성 담배는 10~30% 이고,
    상기 혼합 재구성 담배의 로드 무게, 흡인 저항 및 부풀성이 조절되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 형성 로드 제조 장치.
  7. 에어로졸 형성 로드 제조 방법에 있어서,
    제1 판상엽 제조 공법으로 제조된 제1 재구성 담배와 잎담배 각초를 제공하는 단계; 및
    상기 제1 재구성 담배 및 상기 잎담배 각초를 소정의 혼합 비율로 혼합한 혼합 재구성 담배로서, 에어로졸 형성 로드를 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 판상엽 제조 공법은 슬러리식이고,
    상기 혼합 비율은 상기 제1 재구성 담배가 70~90%인 경우, 상기 잎 담배 각초는 10~30% 이고,
    상기 혼합 재구성 담배의 로드 무게, 흡인 저항 및 부풀성이 조절되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 형성 로드 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초는,
    황색종, 버어리종, 오리엔트 종, 시가엽 및 토스트 중 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 에어로졸 형성 로드 제조 방법.
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