KR102481437B1 - 다공성 담배 고형물을 포함하는 에어로졸 발생 물품 및 다공성 담배 고형물의 제조방법 - Google Patents

다공성 담배 고형물을 포함하는 에어로졸 발생 물품 및 다공성 담배 고형물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는, 다공성 담배 고형물을 포함하는 에어로졸 발생 물품 및 다공성 담배 고형물의 제조방법에 관한 것이다.

Description

다공성 담배 고형물을 포함하는 에어로졸 발생 물품 및 다공성 담배 고형물의 제조방법{AEROSOL GENERATING ARTICLE COMPRISING POROUS TOBACCO SOLID MATERIAL AND METHOD OF MANUFACTURING POROUS TOBACCO SOLID MATERIAL}
본 개시는, 다공성 담배 고형물을 포함하는 에어로졸 발생 물품 및 다공성 담배 고형물의 제조방법에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련 및 흡연 물품들의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성시키는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 방식으로 작동하는 흡연 물품이나 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 개시가 해결하고자 하는 과제는, 다공성 담배 고형물을 포함하는 에어로졸 발생 물품 및 다공성 담배 고형물의 제조방법을 제공함에 있다.
본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
본 개시의 제 1 측면은, 에어로졸 발생 물품에 있어서, 에어로졸 발생 요소를 포함하는 제 1 부분, 담배 요소를 포함하는 제 2 부분, 냉각 요소를 포함하는 제 3 부분, 및 필터 요소를 포함하는 제 4 부분을 포함하고, 상기 제 1 부분, 상기 제 2 부분, 상기 제 3 부분 및 상기 제 4 부분은 상기 에어로졸 발생 물품의 길이 방향을 기준으로 순서대로 정렬되며, 상기 제 2 부분은 상기 담배 요소를 포함하는 다공성 담배 고형물을 포함하는, 에어로졸 발생 물품을 제공할 수 있다.
본 개시의 제 2 측면은, (a) 담배 분말, 바인더 및 보습제를 포함하는 담배 조성물을 준비하는 단계, (b) 상기 담배 조성물을 적어도 하나 이상의 기체 분사관이 내부에 위치하는 원통형 틀에 삽입하는 단계, 및 (c) 상기 적어도 하나 이상의 기체 분사관이 상기 원통형 틀에 삽입된 상기 담배 조성물에 기체를 분사하여 다공성 담배 고형물을 제조하는 단계를 포함하는, 다공성 담배 고형물의 제조 방법을 제공할 수 있다.
과제의 해결 수단은 상술한 바에 제한되지 않으며, 본 명세서 전체에서 통상의 기술자에 의해 유추될 수 있는 사항들을 모두 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 에어로졸 발생 물품은, 담배 고형물의 다공성 구조를 통해 풍부한 니코틴 이행을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 다공성 담배 고형물의 제조방법은, 비교적 간단한 방법으로 풍부한 니코틴 이행을 제공할 수 있는 다공성 구조의 담배 고형물을 제조하는 기술을 제공할 수 있다.
본 개시의 효과는 상술한 바에 한정되지 않으며, 후술하는 구성으로부터 유추 가능한 효과를 모두 포함할 수 있다.
도 1은 에어로졸 발생 물품이 내부 가열형 에어로졸 발생 장치에 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 에어로졸 발생 물품이 외부 가열형 에어로졸 발생 장치에 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 에어로졸 발생 물품이 외부 가열형 에어로졸 발생 장치에 삽입된 다른 예를 도시한 도면이다.
도 4는 유도가열 방식을 이용한 에어로졸 발생 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a는 도 6에 나타낸 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품의 제 2 부분의 단면을 나타낸 도면이다.
도 7b는 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품의 제 2 부분의 단면을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 6에 나타낸 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품이 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치에 삽입된 경우를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 6에 나타낸 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품의 다공성 담배 고형물의 제조방법을 나타낸 도면이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 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 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1" 또는 "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서 전체에서, "에어로졸 발생 물품"은 흡연을 하는데 이용되는 물품을 의미한다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품은 점화되어 연소되는 방식으로 이용되는 일반 연소식 궐련일 수 있고, 또는 에어로졸 발생 장치에 의하여 가열되는 방식으로 이용되는 가열식 궐련일 수도 있다. 다른 예시로서, 에어로졸 발생 물품은 카트리지에 함유된 액상이 가열되는 방식으로 이용되는 물품일 수도 있다.
명세서 전체에서, "담배 요소"는 담배 물질을 포함하는 요소를 의미한다.
명세서 전체에서, "담배 물질"은 담배 잎으로부터 유래된 성분을 포함하는 모든 형태의 물질을 의미한다.
명세서 전체에서 "냉각 요소"는 어떤 물질을 냉각시키는 요소를 의미한다. 예를 들어, 냉각 요소는 담배 요소에서 발생된 에어로졸을 냉각시킬 수 있다.
명세서 전체에서, "필터 요소"는 여과 소재를 포함하는 요소를 의미한다. 예를 들어, 필터 요소는 복수의 섬유 가닥을 포함할 수 있다.
명세서 전체에서, "에어로졸 발생 물품의 길이 방향"은 에어로졸 발생 물품의 길이가 연장되는 방향 또는 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치에 삽입되는 방향을 의미한다.
명세서 전체에서, "다공성 담배 고형물"은 내부 및/또는 표면에 다수의 구멍이 형성된 구조를 가지며, 담배 물질을 포함하는 고체 상의 물질을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 에어로졸 발생 물품이 내부 가열형 에어로졸 발생 장치에 삽입된 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 발생 장치(10000)는 배터리(11000), 프로세서(12000) 및 히터(13000)를 포함한다. 또한, 에어로졸 발생 장치(10000)의 내부 공간에는 에어로졸 발생 물품(20000)이 삽입될 수 있다.
도 1에 도시된 에어로졸 발생 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 발생 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 1에는 배터리(11000), 프로세서(12000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 발생 장치(10000)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 발생 장치(10000)의 설계에 따라, 배터리(11000), 프로세서(12000) 및 히터(13000)의 배치는 변경될 수 있다.
에어로졸 발생 물품(20000)이 에어로졸 발생 장치(10000)에 삽입되면, 에어로졸 발생 장치(10000)는 히터(13000)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13000)에 의하여 발생된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 에어로졸 발생 물품(20000)이 에어로졸 발생 장치(10000)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 발생 장치(10000)는 히터(13000)를 가열할 수 있다.
배터리(11000)는 에어로졸 발생 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11000)는 히터(13000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 프로세서(12000)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 발생 장치(10000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
프로세서(12000)는 에어로졸 발생 장치(10000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 프로세서(12000)는 배터리(11000) 및 히터(13000)뿐 만 아니라 에어로졸 발생 장치(10000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 프로세서(12000)는 에어로졸 발생 장치(10000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 발생 장치(10000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
프로세서(12000)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13000)는 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치(10000)에 삽입되면, 히터(13000)는 에어로졸 발생 물품의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13000)는 에어로졸 발생 물품 내의 에어로졸 발생 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13000)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13000)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13000)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13000)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 발생 장치(10000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
예를 들어, 히터(13000)는 세장형(예를 들어, 봉형, 침형, 블레이드형)이거나, 원통형일 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 에어로졸 발생 물품(20000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 발생 장치(10000)에는 히터(13000)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13000)들은 에어로졸 발생 물품(20000)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 에어로졸 발생 물품(20000)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13000)들 중 일부는 에어로졸 발생 물품(20000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 에어로졸 발생 물품(20000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13000)의 형상은 도 1에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
한편, 에어로졸 발생 장치(10000)는 배터리(11000), 프로세서(12000) 및 히터(13000) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(10000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 에어로졸 발생 물품 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치(10000)는 에어로졸 발생 물품(20000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 발생 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 발생 장치(10000)의 배터리(11000)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 발생 장치(10000)가 결합된 상태에서 히터(13000)가 가열될 수도 있다.
에어로졸 발생 물품(20000)은 일반적인 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(20000)은 담배 물질 및 에어로졸 발생 물질 중 적어도 하나를 포함될 수도 있다. 예를 들어, 담배 물질 및 에어로졸 발생 물질 중 적어도 하나는 제 1 부분 또는 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 발생 장치(10000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(10000)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 에어로졸 발생 물품(20000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 에어로졸 발생 물품(20000)의 내부로 유입될 수도 있다.
도 2는 에어로졸 발생 물품이 외부 가열형 에어로졸 발생 장치에 삽입된 예들을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 에어로졸 발생 장치(10000)는 도 1에 도시된 구성들 외에 증기화기(14000)를 더 포함한다. 도 2의 에어로졸 발생 물품(20000), 배터리(11000), 프로세서(12000) 및 히터(13000)는 도 1의 에어로졸 발생 물품(20000), 배터리(11000), 프로세서(12000) 및 히터(13000)에 대응될 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도 2에 도시된 에어로졸 발생 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 발생 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 2에는 에어로졸 발생 장치(10000)에 히터(13000)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13000)는 생략될 수도 있다.
도 2에는 배터리(11000), 프로세서(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다.
에어로졸 발생 물품(20000)이 에어로졸 발생 장치(10000)에 삽입되면, 에어로졸 발생 장치(10000)는 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)에 의하여 발생된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
배터리(11000)는 증기화기(14000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 프로세서(12000)는 증기화기(14000)의 동작을 제어한다.
증기화기(14000)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 발생할 수 있으며, 발생된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(20000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14000)에 의하여 발생된 에어로졸은 에어로졸 발생 장치(10000)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14000)에 의하여 발생된 에어로졸이 에어로졸 발생 물품을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 발생 장치(10000)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(14000)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14000)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 발생될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 3은 에어로졸 발생 물품이 외부 가열형 에어로졸 발생 장치에 삽입된 다른 예를 도시한 도면이다.
도 3의 에어로졸 발생 물품(20000), 배터리(11000), 프로세서(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)는 도 2의 에어로졸 발생 물품(20000), 배터리(11000), 프로세서(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)에 대응될 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도 3에는 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 병렬로 배치된 예가 도시되어 있다. 다시 말해, 증기화기(14000) 및 히터(13000)는, 도 2에 도시된 바와 같이 일렬로 배치될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 병렬로 배치될 수도 있다. 그러나, 에어로졸 발생 장치(10000)의 내부 구조는 도 2 및 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 발생 장치(10000)의 설계에 따라, 배터리(11000), 프로세서(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)의 배치는 변경될 수 있다.
도 4는 유도가열 방식을 이용한 에어로졸 발생 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 에어로졸 발생 장치(10000)는 배터리(11000), 프로세서(12000), 코일(C) 및 서셉터(S)를 포함한다. 또한, 에어로졸 발생 장치(10000)의 공동(V)에는 에어로졸 발생 물품(20000)의 적어도 일부가 수용될 수 있다. 도 4의 에어로졸 발생 물품(20000), 배터리(11000) 및 프로세서(12000)는 도 1 내지 도 3의 에어로졸 발생 물품(20000), 배터리(11000) 및 프로세서(12000)에 대응될 수 있다. 또한 코일(C) 및 서셉터(S)는 히터(13000)에 포함될 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도 4에 도시된 에어로졸 발생 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 4에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 발생 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
코일(C)은 공동(V) 주변에 위치될 수 있다. 도 4에는 코일(C)이 공동(V)을 둘러싸도록 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.
에어로졸 발생 물품(20000)이 에어로졸 발생 장치(10000)의 공동(V)에 수용되면, 에어로졸 발생 장치(10000)는 코일(C)이 자기장을 발생시키도록 코일(C)에 전력을 공급할 수 있다. 코일(C)에 의해 발생된 자기장이 서셉터(S)를 관통함에 따라 서셉터(S)가 가열될 수 있다.
이러한 유도 가열 현상은 패러데이의 유도 법칙(Faraday's Law of induction)으로 설명되는 공지된 현상이다. 구체적으로, 서셉터(S) 내의 자기 유도가 변화하는 경우, 전기장이 서셉터(S) 내에 발생됨으로써, 와전류(eddy current)가 서셉터(S) 내에 흐르게 된다. 와전류는 서셉터(S) 내에서 전류 밀도 및 전도체 저항에 비례하는 열을 발생시킨다.
서셉터(S)가 와전류에 의해 가열되고, 에어로졸 발생 물품(20000) 내의 에어로졸 발생 물질은 가열된 서셉터(S)에 의하여 가열됨에 따라 에어로졸이 발생될 수 있다. 에어로졸 발생 물질로부터 발생된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
배터리(11000)는 코일(C)이 자기장을 발생시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 프로세서(12000)는 코일(C)과 전기적으로 연결될 수 있다.
코일(C)은 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의해 자기장을 발생시키는 전기 전도성 코일일 수 있다. 코일(C)은 공동(V)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 코일(C)에 의해 발생된 자기장은 공동(V)의 내측 단부에 배치되는 서셉터(S)에 인가될 수 있다.
서셉터(S)는 코일(C)로부터 발생되는 자기장이 관통됨에 따라 가열되며, 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터(S)는 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel) 및 알루미늄(aluminum) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
서셉터(S)는 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 니오븀(niobium), 니켈 합금(nickel alloy), 금속 필름(metal film), 지르코니아(zirconia) 등과 같은 세라믹, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등과 같은 전이 금속 및 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 그러나, 서셉터(S)는 전술한 예에 한정되지 않으며, 자기장이 인가됨에 따라 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 발생 장치(10000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
에어로졸 발생 물품(20000)이 에어로졸 발생 장치(10000)의 공동(V)에 수용되면, 서셉터(S)는 에어로졸 발생 물품(20000)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 따라서, 가열된 서셉터(S)는 에어로졸 발생 물품(20000) 내의 에어로졸 발생 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
도 4에는 서셉터(S)가 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 서셉터(S)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 에어로졸 발생 물품(20000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 발생 장치(10000)에는 서셉터(S)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 서셉터(S)들은 에어로졸 발생 물품(20000)의 외부에 배치될 수도 있고, 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 서셉터(S)들 중 일부는 에어로졸 발생 물품(20000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 에어로졸 발생 물품(20000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 서셉터(S)의 형상은 도 4에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
도 5는, 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(20000)의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 에어로졸 발생 물품(20000)은 제 1 부분(21000), 제 2 부분(22000), 제 3 부분(23000), 및 제 4 부분(24000)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 부분(21000), 제 2 부분(22000), 제 3 부분(23000), 및 제 4 부분(24000)은 각각 에어로졸 발생 요소, 담배 요소, 냉각 요소, 및 필터 요소를 포함할 수 있다. 일 예로서, 제 1 부분(21000)은 에어로졸 발생 물질을 포함할 수 있고, 제 2 부분(22000)은 담배 물질 및 보습제를 포함할 수 있으며, 제 3 부분(23000)은 제 1 부분(21000) 및 제 2 부분(22000)을 통과하는 기류를 냉각시킬 수 있고, 제 4 부분(24000)은 필터 물질을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제 1 부분(21000), 제 2 부분(22000), 제 3 부분(23000), 및 제 4 부분(24000)은, 에어로졸 발생 물품(20000)의 길이 방향을 기준으로 순서대로 정렬될 수 있다. 여기에서, 에어로졸 발생 물품(20000)의 길이 방향은 에어로졸 발생 물품(20000)의 길이가 연장되는 방향일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(20000)의 길이 방향은, 제 1 부분(21000)에서 제 4 부분(24000)을 향하는 방향일 수 있다. 이에 따라, 제 1 부분(21000) 및 제 2 부분(22000) 중 적어도 하나에서 발생되는 에어로졸이 제 1 부분(21000), 제 2 부분(22000), 제 3 부분(23000), 및 제 4 부분(24000)을 순서대로 통과하며 기류를 형성할 수 있고, 이에 따라 흡연자는 제 4 부분(24000)으로부터 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제 1 부분(21000)은 에어로졸 발생 요소를 포함할 수 있다. 또한, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있으며, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액을 함유할 수 있다. 여기에서, 에어로졸 발생 요소는, 예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 개시는 전술한 예시에 제한되지 않으며, 본 개시는 이 기술분야에서 널리 알려진 다양한 종류의 에어로졸 발생 요소를 모두 포함할 수 있다.
제 1 부분(21000)은 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 에어로졸 발생 요소는 권축된 시트에 함침된 상태로 제 1 부분(21000)에 포함될 수 있다. 또한, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)와 같은 다른 첨가 물질들 및 가향액은 권축된 시트에 흡수된 상태로 제 1 부분(21000)에 포함될 수 있다.
권축된 시트는 고분자 소재로 구성된 시트일 수 있다. 예를 들어, 고분자 소재는 종이, 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 라이오셀(lyocell), 폴리락트산(polylactic acid) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 권축된 시트는 고온으로 가열되더라도 열에 의한 이취가 발생되지 않는 종이 시트일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제 1 부분(21000)은 에어로졸 발생 물품(20000)의 말단부터 약 7 내지 약 20 mm 지점까지 연장될 수 있고, 제 2 부분(22000)은 제 1 부분(21000)이 끝나는 지점부터 약 7 내지 약 20 mm 지점까지 연장될 수 있다. 다만, 이러한 수치범위에 반드시 제한되는 것은 아니며, 제 1 부분(21000) 및 제 2 부분(22000) 각각이 연장되는 길이는 통상의 기술자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서 적절하게 조절될 수 있다.
제 2 부분(22000)은 담배 요소를 포함할 수 있다. 담배 요소는 특정 형태의 담배 물질일 수 있다. 예를 들어, 담배 요소는 담배 각초, 담배 입자(particle), 담배 시트(sheet), 담배 비즈(beads), 담배 과립(granule), 담배 분말(powder) 또는 담배 추출물의 형태를 가질 수 있다. 또한, 담배 물질은, 예를 들어, 담배잎, 담배 옆맥, 팽화 담배, 절단된 각초, 판상엽 각초, 및 재구성 담배 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
제 3 부분(23000)은, 제 1 부분(21000) 및 제 2 부분(22000)을 통과하는 기류를 냉각시킬 수 있다. 제 3 부분(23000)은 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있으며, 냉각 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 3 부분(23000)은 폴리락트산(PLA) 섬유로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 제 3 부분(23000)은 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 제 3 부분(23000)은 상술한 예시에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행하는 물질은, 제한 없이 이에 해당될 수 있다. 예를 들어, 제 3 부분(23000)은 중공을 포함하는 튜브 필터 또는 지관 필터일 수 있다.
제 4 부분(24000)은, 필터 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 4 부분(24000)은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 제 4 부분(24000)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 제 4 부분(24000)은 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 제 4 부분(24000)은 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 제 4 부분(24000)이 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
제 4 부분(24000)은 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 제 4 부분(24000)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 제 4 부분(24000)의 내부에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 발생 물품(20000)은 제 1 부분(21000) 내지 제 4 부분(24000) 중 적어도 일부를 둘러싸는 래퍼(25000)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 물품(20000)은 제 1 부분(21000) 내지 제 4 부분(24000) 전부를 둘러싸는 래퍼(25000)를 포함할 수 있다. 래퍼(25000)는 에어로졸 발생 물품(20000)의 최외곽에 위치될 수 있으며, 래퍼(25000)는 단일 래퍼일 수 있으나, 복수 개의 래퍼들의 조합일 수 있다.
일 예로서, 에어로졸 발생 물품(20000)의 제 1 부분(21000)은 에어로졸 발생 물질을 함유하는 권축된 주름진 시트를 포함하고, 제 2 부분(22000)은 담배 물질로서 판상엽 각초 및 보습제로서 글리세린을 포함할 수 있으며, 제 3 부분(23000)은 지관을 포함하고, 제 4 부분(24000)은 셀룰로오스 아세테이트(CA) 섬유를 포함할 수 있으나, 본 개시가 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 개시의 제 1 측면은, 에어로졸 발생 요소를 포함하는 제 1 부분(110), 담배 요소를 포함하는 제 2 부분(120), 냉각 요소를 포함하는 제 3 부분(130), 및 필터 요소를 포함하는 제 4 부분(140)을 포함하는 에어로졸 발생 물품을 제공할 수 있다.
제 1 부분(110), 제 2 부분(120), 제 3 부분(130), 및 제 4 부분(140)에 대하여, 도 5에서 전술한 사항들이 동일하게 적용될 수 있다.
제 1 부분(110), 상기 제 2 부분(120), 상기 제 3 부분(130), 및 상기 제 4 부분(140)은 상기 에어로졸 발생 물품의 길이 방향을 기준으로 순서대로 정렬될 수 있다.
실시예에 있어서, 제 1 부분(110)은 에어로졸 발생 요소를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 요소는, 예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 개시는 전술한 예시에 제한되지 않으며, 본 개시는 이 기술분야에서 널리 알려진 다양한 종류의 에어로졸 발생 요소를 모두 포함할 수 있다. 또한, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있으며, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액을 함유할 수 있다.
제 1 부분(110)은 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 에어로졸 발생 요소는 권축된 시트에 함침된 상태로 제 1 부분(110)에 포함될 수 있다. 또한, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)와 같은 다른 첨가 물질들 및 가향액은 권축된 시트에 흡수된 상태로 제 1 부분(110)에 포함될 수 있다.
실시예에 있어서, 제 3 부분(130)은 냉각 요소를 포함할 수 있다. 제 3 부분(130)은, 발생된 에어로졸에 의해 형성된 기류를 냉각시킬 수 있다. 제 3 부분(130)은 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있으며, 냉각 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 3 부분(130)은 폴리락트산(PLA) 섬유로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 제 3 부분(130)은 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 제 3 부분(130)은 상술한 예시에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행하는 물질은, 제한 없이 이에 해당될 수 있다. 예를 들어, 제 3 부분(130)은 중공을 포함하는 튜브 필터 또는 지관 필터일 수 있다.
실시예에 있어서, 제 4 부분(140)은 필터 요소를 포함할 수 있다. 필터 요소는 에어로졸을 여과하는 기능을 수행할 수 있고, 마우스피스로서 기능할 수도 있다. 도 6에는 도시되어 있지 않지만, 필터 요소는 필터 세그먼트 및 중공을 포함할 수도 있다.
이하에서는, 에어로졸 발생 물품(100)의 제 2 부분(120)에 대해 보다 자세히 설명한다.
실시예에 있어서, 제 2 부분(120)은 담배 요소를 포함하는 다공성 담배 고형물을 포함할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 본 개시에 따른 에어로졸 발생 물품(100)은 다공성 구조의 담배 고형물을 제 2 부분(120)에 포함함으로써, 제 2 부분(120) 전체에 걸쳐 균일한 가열이 가능하다. 예를 들어, 외부 가열형 에어로졸 발생 장치에 의해 제 2 부분이 가열될 경우, 히터와 인접한 제 2 부분의 외부 뿐만 아니라, 제 2 부분의 내부까지 비교적 원활하게 열이 제공될 수 있어 균일한 가열이 가능하다. 제 2 부분이 전체에 걸쳐 균일하게 가열됨에 따라, 흡연 종료 후에 담배 요소에 포함된 니코틴 잔류량을 낮출 수 있으며, 사용자에게 높은 수준의 니코틴 이행률을 제공할 수 있다. 또한, 다공성 구조에 의해 제 1 부분에서 발생한 에어로졸의 제거율이 낮아짐에 따라 사용자에게 풍부한 무화량을 제공하는 효과를 가진다.
실시예에 있어서, 제 2 부분(120)은 하나의 다공성 담배 고형물을 포함할 수 있으며, 다공성 담배 고형물은 원통 형상을 가질 수 있다. 하나의 다공성 담배 고형물을 포함할 경우, 복수의 다공성 담배 고형물을 포함하는 경우에 비하여 보다 균일한 온도의 가열이 가능하다.
도 7a는 도 6에 나타낸 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품의 제 2 부분(200)의 단면을 나타낸 도면이다.
다공성 담배 고형물은 상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로(201)를 포함하고, 다공성 담배 고형물의 외주면에는 적어도 하나의 통로와 연결되는 복수의 기공(202)이 형성될 수 있다.
상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로(201)는 제공된 열이 이동하는 통로의 역할 뿐만 아니라 제 2 부분의 니코틴 이행 및 제 1 부분에서 발생한 에어로졸의 이행이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로(201)는 다공성 담배 고형물의 외주면에 형성된 복수의 기공(202)과 연결될 수 있다. 복수의 기공(202)은 에어로졸 발생 장치에 의해 제공되는 열이 다공성 담배 고형물 내부로 원활하게 출입하도록 하여, 다공성 담배 고형물 전체가 균일하게 가열되도록 하며, 다공성 담배 고형물의 내부에서 발생한 니코틴의 이행 통로의 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 복수의 기공(202)의 크기 및 개수 등을 조절하여 에어로졸 발생 물품의 에어로졸의 니코틴 이행량을 조절하는 것이 가능하다.
상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로(201)은 4.5 내지 8 mm의 직경을 갖는 에어로졸 발생 물품을 기준으로 하여, 원활한 열의 전달 및 에어로졸과 니코틴의 이행을 고려할 때, 1 내지 4 mm의 평균 직경을 가질 수 있으며, 바람직하게는 1.2 내지 3 mm, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.5 mm의 평균 직경을 가질 수 있다.
또한, 복수의 기공(202)은 4.5 내지 8 mm의 직경을 갖는 에어로졸 발생 물품을 기준으로 하여, 열의 전달 및 니코틴의 이행을 고려할 때, 0.1 내지 1 mm의 평균 직경을 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.2 내지 0.9 mm, 보다 바람직하게는 0.4 내지 0.8 mm의 평균 직경을 가질 수 있다. 다만, 본 개시가 전술한 바에 반드시 제한되는 것은 아니며, 본 개시는 다양한 크기 및 형태의 통로(201) 및 기공(202)을 포함하는 다공성 구조를 형성할 수 있다.
예를 들어, 4.5 내지 8 mm의 직경을 갖는 에어로졸 발생 물품을 기준으로 하여, 상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로(201)은 1.2 내지 3 mm의 평균 직경을 가질 수 있으며, 복수의 기공(202)는 0.2 내지 0.9 mm의 평균 직경을 가질 수 있다. 이 경우, 외부 가열형 에어로졸 발생 장치에 적용되어 제공되는 열의 유입 및 방출이 원활함에 따라, 니코틴 이행률이 향상될 수 있다. 보다 상세하게는, 다공성 구조를 갖지 않는 담배 고형물을 포함하는 에어로졸 발생 물품의 경우, 흡연 종료 이후 니코틴 잔류량이 약 40~70%인 반면, 다공성 담배 고형물을 포함하는 에어로졸 발생 물품의 경우 10% 이하의 니코틴 잔류량을 가질 수 있다. 또한, 다공성 구조에 의해 흡인 저항이 적절하게 조절되며, 흡연 시 에어로졸 발생 물품의 지나친 온도 상승을 방지하는 효과를 가질 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 다공성 담배 고형물은 상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로(201)를 3개 포함할 수 있으나, 이는 본 개시를 설명하기 위한 예시에 불과하며, 에어로졸 발생 물품의 크기, 상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로의 직경, 니코틴 이행률, 다공성 담배 고형물의 흡인 저항 및 에어로졸 제거 성능 등의 요인을 고려하여 통로(201)의 개수를 적절히 조절할 수 있다. 예를 들어, 다공성 담배 고형물은 상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로를 1 내지 5 개 포함할 수 있다.
도 7b는 다른 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품의 제 2 부분(300)의 단면을 나타낸 도면이다.
도 7b를 참조하면, 다공성 담배 고형물은 상류에서 하류로 관통되는 통로(301)를 1개 포함할 수 있다. 복수의 기공(302)의 개수는 상류에서 하류로 관통되는 통로(301)의 개수와 비례할 수 있는데, 도 7a에 도시된 실시예와 비교하여 상류에서 하류로 관통되는 통로의 개수가 감소함에 따라, 외주면에 형성되는 복수의 기공(302)의 개수 역시 감소할 수 있다.
복수의 기공(302)의 개수를 조절함에 따라, 다공성 담배 고형물의 비표면적 역시 조절될 수 있다. 다공성 담배 고형물은 200 내지 1000 m2/g의 비표면적을 가질 수 있으며, 바람직하게는 300 내지 800 m2/g의 비표면적을 가질 수 있다. 다공성 담배 고형물의 비표면적이 조절됨으로써, 니코틴 이행률 및 에어로졸 발생 물품의 열감이 조절될 수 있다.
실시예에 있어서, 제 2 부분은 다공성 담배 고형물을 둘러싸도록 배치되는 열전도성 래퍼(미도시)를 포함할 수 있다. 열전도성 래퍼(117)는 알루미늄(Al), 금(Au), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 전도성 탄소(C), 흑연(graphite), 연강(mild steel), 스테인리스강(stainless steel), 구리(Cu), 또는 청동(bronze)으로 형성될 수 있다. 열전도성 래퍼는 수 μm 내지 수백 μm의 두께를 가질 수 있으나, 이에 반드시 제한되지는 않는다. 열전도성 래퍼는, 전달되는 열을 에어로졸 발생 물품의 길이 방향으로 연장되는 다공성 담배 고형물에 균일하게 전달할 수 있다.
열전도성 래퍼의 재료 및 두께 등을 변경하여 열전도성 래퍼의 열 전도율을 조절할 수 있으며, 결과적으로 사용자에게 제공되는 에어로졸의 성분을 조절할 수 있다.
도 8은, 도 6에 나타낸 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(400)이 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(10)에 삽입된 경우를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 에어로졸 발생 장치(10)는 에어로졸 발생 물품(400)을 수용하는 수용 공간(12), 에어로졸 발생 물품(400)을 가열하는 가열 요소(11), 및 가열 요소(11)에 전력을 공급하는 배터리(미도시)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(10)를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템을 제공할 수 있다.
에어로졸 발생 물품(400)은, 전술한 본 개시의 제 1 측면에 대한 사항들이 동일하게 적용될 수 있다.
실시예에 있어서, 가열 요소(11)는 수용 공간(12)을 둘러싸도록 배치되는 원통 형태를 가질 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 가열 요소(11)는 수용 공간(12) 내부에 배치될 수 있고, 봉침 형태를 가질 수도 있다.
실시예에 있어서, 에어로졸 발생 물품이 수용 공간에 삽입되는 경우, 에어로졸 발생 물품의 길이 방향을 기준으로 제 1 부분의 일부 및 제 2 부분의 일부가 가열 요소에 의해 커버되도록 배치될 수 있다.
가열 요소(11)가 작동되면, 제 1 부분(410)에 포함된 에어로졸 발생 요소 및 제 2 부분(420)에 포함된 담배 요소가 가열될 수 있다. 발생된 에어로졸은 제 3 부분(430) 및 제 4 부분(440)을 통과하여 에어로졸 발생 물품(400)의 외부로 향할 수 있다.
도 8을 참조하면, 전술한 바와 같이, 외부 가열형 가열 요소(11)에 의해 에어로졸 발생 물품(400)이 가열되더라도 제 2 부분(420)의 다공성 구조에 의해 중심부까지 열이 보다 균일하게 공급될 수 있으며, 사용자에게 향상된 니코틴 이행률을 제공할 수 있다.
본 개시의 제 2 측면은 (a) 담배 분말, 바인더 및 보습제를 포함하는 담배 조성물을 준비하는 단계, (b) 상기 담배 조성물을 적어도 하나 이상의 기체 분사관이 내부에 위치하는 원통형 틀에 삽입하는 단계, 및 (c) 상기 적어도 하나 이상의 기체 분사관이 상기 원통형 틀에 삽입된 상기 담배 조성물에 기체를 분사하여 다공성 담배 고형물을 제조하는 단계를 포함하는, 다공성 담배 고형물의 제조 방법을 제공한다.
여기에서, 다공성 담배 고형물은 도 6 내지 도 7b의 에어로졸 발생 물품의 제 2 부분에 포함되는 구성일 수 있다.
도 9는 도 6에 나타낸 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품의 다공성 담배 고형물의 제조방법을 나타낸 도면이다. 이하 도 9를 참조하여 다공성 담배 고형물의 제조 방법을 설명한다.
담배 조성물(20)은 담배 분말, 바인더 및 보습제를 혼합한 조성물일 수 있다. 담배 분말은 전술한 담배 물질 중 적어도 하나의 분쇄물일 수 있다. 바인더는, 예를 들어, 구아검, 잔탄검, 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC) 또는 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC) 등 일 수 있다. 보습제는, 예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 담배 조성물(20)은 담배 분말 60 내지 80 중량%, 바인더 15 내지 30 중량% 및 보습제 5 내지 10 중량%를 포함할 수 있다. 담배 조성물(20)의 조성은 기체 분사관(21)의 기체 분사에 의해 형성되는 다공성 구조, 특히 다공성 담배 고형물의 외주면에 형성되는 기공의 형성에 영향을 미칠 수 있다. 전술한 담배 분말, 바인더 및 보습제의 조성 범위를 벗어날 경우, (c) 단계의 기체 분사 과정에서 바람직한 크기를 갖는 기공이 담배 고형물의 표면에 균일하게 분포하지 못하고, 불규칙한 크기의 기공이 형성되는 문제가 있을 수 있다.
실시예에 있어서, 제조가 완료된 다공성 담배 고형물은 기체 분사관(21)이 원통형 틀에 삽입됨으로 인하여, 기체 분사관(21)이 삽입되었던 위치에 상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로가 형성될 수 있다.
실시예에 있어서, 적어도 하나 이상의 기체 분사관(21)은 외주면에 기체를 분사할 수 있는 복수의 홀(22)이 형성될 수 있다. 다공성 담배 고형물의 외주면에는 기체 분사관(21)의 복수의 홀(22)에서 분사된 기체에 의해 적어도 하나의 통로와 연결되는 복수의 기공이 형성될 수 있다.
실시예에 있어서, 다공성 담배 고형물의 제조방법은, (b) 단계와 (c) 단계 사이에 원통형 틀에 삽입된 담배 조성물(20)의 외부를 건조하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 기체의 분사 이전에 담배 조성물(20)의 외부 경도는 다공성 구조의 형성에 영향을 미칠 수 있다. 기체 분사관(21)의 복수의 홀(22)에서 분사된 기체는 담배 조성물(20)의 외부로 빠져나가며, 기공을 형성한다. 기체가 빠져나가는 담배 조성물(20) 외부 경도가 일정 수준 이하일 경우, 분사된 기체가 기공을 형성하지 못하고 내부에 잔류하며 압축되게 되며, 결과적으로 담배 조성물(20)이 폭발하는 문제가 있을 수 있다. 따라서, 기체 분사관(21)을 통해 기체를 분사하기 이전에 담배 조성물(20)의 외부를 건조하여 외부의 경도를 향상시키는 단계를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
실시예에 따르면, 원통형 틀의 외주면에는 기체 분사관(21)의 외주면에 형성된 복수의 홀(22)보다 큰 직경을 갖는 기체 배출 홀을 가질 수 있다. 기체 배출 홀은 기체 분사관(21)에서 분사된 기체의 원활한 배출을 유도하여, 다공성 담배 고형물이 추후 에어로졸 발생 물품 조립 공정에 활용되기 용이한 원통의 형태를 유지할 수 있도록 한다.
실시예에 있어서, 기체 분사관(21)에서 분사되는 기체는 80 내지 120 ℃의 온도를 가질 수 있다. 기체 분사관(21)에서 분사되는 기체의 온도가 80 ℃ 미만인 경우, 다공성 담배 고형물의 외주면에 균일한 크기의 기공을 형성하기 어렵고, 기체의 온도가 120 ℃를 초과하는 경우, 제조 과정에서 담배 조성물(20)이 연소하거나, 폭발하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 기체 분사관(21)에서 분사되는 기체는 0.5 내지 3 mmbar의 압력을 가질 수 있다. 분사되는 기체의 압력이 0.5 mmbar 미만의 경우, 기체의 부족한 압력으로 인하여 기공이 형성되지 못할 수 있으며, 3 mmbar 초과의 경우, 지나치게 강한 압력으로 담배 조성물(20)이 원통형 틀 내에서 폭발하거나, 기공 크기가 증가하여 비표면적이 감소하는 문제가 있을 수 있다.
실시예에 있어서, 기체 분사관(21)에서 분사되는 기체는 수증기 또는 비활성기체인 것이 바람직하나, 상술한 예에 한정되지 않으며, 기공을 형성할 수 있는 기체라면 제한 없이 사용될 수 있다.
실시예에 있어서, 기체 분사관(21)에서 분사되는 기체는 향미 요소를 더욱 포함할 수 있다. 향미 요소는 향료 또는 향미제를 포함한다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다.
기체에 포함되는 향미 요소는 제조가 완료된 다공성 담배 고형물에 잔류하여 흡연 시 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있다. 예를 들어, 기체 분사관(21)에서 분사되는 기체로 향미제를 포함한 물의 수증기를 사용할 수 있다.
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. 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10000: 에어로졸 발생 장치 11000: 배터리
12000: 프로세서 13000: 히터
14000: 증기화기 S: 서셉터(susceptor)
C: 코일(coil) V: 공동
20000: 에어로졸 발생 물품 21000: 제 1 부분
22000: 제 2 부분 23000: 제 3 부분
24000: 제 4 부분 25000: 래퍼(wrapper)
100, 400: 에어로졸 발생 물품 110, 410: 제 1 부분
120, 420: 제 2 부분 130, 430: 제 3 부분
140, 440: 제 4 부분
200, 300: 제 2 부분
121, 201, 301: 통로 122, 202, 302: 기공
10: 에어로졸 발생 장치 11: 가열 요소
12: 수용 공간
20: 담배 조성물 21: 기체 분사관
22: 홀

Claims (13)

  1. 에어로졸 발생 물품에 있어서,
    에어로졸 발생 요소가 함침된 종이 시트를 포함하는 제 1 부분;
    담배 요소를 포함하는 제 2 부분;
    냉각 요소를 포함하는 제 3 부분; 및
    필터 요소를 포함하는 제 4 부분;을 포함하고,
    상기 제 1 부분, 상기 제 2 부분, 상기 제 3 부분 및 상기 제 4 부분은 상기 에어로졸 발생 물품의 길이 방향을 기준으로 순서대로 정렬되며,
    상기 제 2 부분은 상기 담배 요소를 포함하는 다공성 담배 고형물을 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성 담배 고형물은 상류에서 하류로 관통되는 적어도 하나의 통로를 포함하고,
    상기 다공성 담배 고형물의 외주면에는 상기 적어도 하나의 통로와 연결되는 복수의 기공이 형성된, 에어로졸 발생 물품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통로는 1 내지 4 mm의 평균 직경을 갖는, 에어로졸 발생 물품.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 기공은 0.1 내지 1 mm의 평균 직경을 갖는, 에어로졸 발생 물품.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성 담배 고형물은 200 내지 1000 m2/g의 비표면적을 갖는, 에어로졸 발생 물품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 상기 다공성 담배 고형물을 둘러싸도록 배치되는 열전도성 래퍼(wrapper)를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
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