KR102546289B1

KR102546289B1 - 흡연 물품

Info

Publication number: KR102546289B1
Application number: KR1020200135520A
Authority: KR
Inventors: 정은미
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2023-06-21
Also published as: KR20220051748A

Abstract

흡연 물품은 화학 반응에 의해 열을 발생시키는 열원부, 담배 물질을 포함하는 매질부, 냉각 요소를 포함하는 냉각부 및 필터 요소를 포함하는 필터부를 포함하고, 상기 열원부의 적어도 일부 및 상기 매질부의 적어도 일부는 열전도성 래퍼에 의해 감싸지며, 상기 열원부는, 수분 파우치 및 발열 물질을 포함하고, 상기 수분 파우치에서 배출되는 물과 상기 발열 물질이 반응하여 생성된 열이 상기 매질부로 전달될 수 있다.

Description

흡연 물품{SMOKING ARTICLE}

본 개시는 흡연 물품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물과 발열 물질의 수화반응에 의하여 에어로졸을 생성하는 비연소 가열 방식으로 작동하고, 사용이 종료된 후 냉각할 수 있는 흡연 물품에 관한 것이다.

근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 발생 물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.

흡연 물품 내부의 에어로졸 발생 물질을 가열하는 방법은 다양하게 존재한다. 그러나 대부분은 흡연 물품의 외부에서 별도의 가열수단에 의하여 열을 제공하는 방법에 의한다. 이러한 흡연 물품을 사용하는 사용자는 에어로졸을 생성하기 위한 가열수단을 구비해야 하며, 가열수단을 소지하고 있지 않은 경우 흡연 물품을 사용할 수 없다.

KR

10-2018-0098550

A

본 개시의 실시예들이 해결하고자 하는 기술적 과제는 흡연 물품 내부에 열원을 포함하고, 단순한 동작에 의하여 열을 생성할 수 있어 비연소 가열 방식으로 사용할 수 있고, 사용이 종료된 후 잔열을 냉각할 수 있는 흡연 물품을 제공하는 데 있다.

본 실시예들의 기술적 과제는 상술한 바에 한정되지 않으며 이하의 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

일 실시예에 관한 흡연 물품은 화학 반응에 의해 열을 발생시키는 열원부, 담배 물질을 포함하는 매질부, 냉각 요소를 포함하는 냉각부 및 필터 요소를 포함하는 필터부를 포함하고, 상기 열원부의 적어도 일부 및 상기 매질부의 적어도 일부는 열전도성 래퍼에 의해 감싸지며, 상기 열원부는 수분 파우치 및 발열 물질을 포함하고, 상기 수분 파우치에서 배출되는 물과 상기 발열 물질이 반응하여 생성된 열이 상기 매질부로 전달될 수 있다.

다른 실시예에 관한 흡연 물품은 화학 반응에 의해 열을 발생시키는 열원부, 담배 물질을 포함하는 매질부, 냉각 요소를 포함하는 냉각부, 필터 요소를 포함하는 필터부, 상기 매질부, 상기 냉각부, 및 상기 열원부의 외측에 배치되는 케이스 및 상기 케이스에 대하여 상류 또는 하류 방향으로 이동 가능한 캡을 포함하고, 상기 열원부의 적어도 일부 및 상기 매질부의 적어도 일부는 열전도성 래퍼에 의해 감싸지며, 상기 열원부는 수분 파우치 및 발열 물질을 포함하고, 상기 수분 파우치에서 배출되는 물과 상기 발열 물질이 반응하여 생성된 열이 상기 매질부로 전달될 수 있다.

본 개시에 관한 흡연 물품에 의하면 물과 발열 물질의 수화반응에 의하여 생성된 열로 에어로졸을 생성할 수 있어 별도의 가열수단 없이 비연소 가열 방식으로 흡연 물품을 사용할 수 있다.

실시예들의 효과는 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 제1 실시예에 따른 흡연 물품의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 실시예에 따른 흡연 물품의 동작 과정을 나타내는 단면도이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 흡연 물품의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실시예에 따른 흡연 물품의 외부 래퍼가 펼쳐진 상태의 사시도이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 흡연 물품의 단면도이다.
도 6은 제4 실시예에 따른 흡연 물품의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 실시예에 따른 흡연 물품의 동작 과정을 나타내는 단면도이다.
도 8은 제5 실시예에 따른 흡연 물품의 일부의 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 8에 도시된 실시예에 따른 흡연 물품의 동작 과정을 나타내는 단면도이다.

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.

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.

명세서 전체에서 "흡연 물품(10)"은 담배(궐련), 시가 등과 같이, 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 흡연 물품(10)은 에어로졸 발생 물질 또는 에어로졸 형성 기질을 포함할 수 있다. 또한, 흡연 물품(10)은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다.

명세서 전체에서 "상류" 및 "하류"는 흡연 물품(10)을 구성하는 세그먼트들 간의 상대적인 위치를 나타내기 위해 사용된 용어이다. "상류" 및 "하류"는 사용자가 흡연 물품(10)을 이용하여 흡연할 때 공기가 흐르는 방향에 기초하여 결정될 수 있다. "상류" 및 "하류"는 사용자의 입을 기준으로 하여 입에 가까운 쪽이 하류이고, 사용자의 입에 먼 쪽이 상류이다.

예를 들어, 사용자가 도 1에 도시된 흡연 물품(10)을 이용하여 흡연하는 경우 매질부(200)에서 생성된 에어로졸이 외부에서 유입된 공기를 따라 필터부(400)로 이동하고, 필터부(400)를 통해 사용자에게 전달되므로, 매질부(200)는 필터부(400)의 "상류"에 위치하는 것이다. 통상의 기술자라면 "상류" 및 "하류"가 구성요소들의 관계에 따라 상대적일 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 제1 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 흡연 물품(10)은 열원부(100), 매질부(200), 냉각부(300), 필터부(400) 및 열 전도성 래퍼(600)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 흡연 물품(10)에는 본 실시예들과 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 흡연 물품(10)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

흡연 물품(10)을 구성하는 열원부(100), 매질부(200), 냉각부(300), 필터부(400)는 서로 다른 기능을 수행하는 세그먼트에 해당한다. 필요에 따라, 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 흡연 물품(10)은 전단 플러그를 더 포함할 수 있다. 전단 플러그는 필터부(400)의 반대되는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그는 열원부(100)나 매질부(200)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 액상화된 에어로졸이 흡연 물품(10)의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

또한 도 1에는 흡연 물품(10)에 냉각부(300)와 필터부(400)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 냉각부(300), 필터부(400)는 생략될 수도 있다.

또한 도 1에는 열원부(100), 매질부(200), 냉각부(300), 필터부(400)의 순서대로 연결되어 있으나, 특별히 한정하지 않는 한 그 순서에는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 흡연 물품(10)의 설계에 따라 각 세그먼트의 배치는 변경될 수 있다. 또한 동일한 세그먼트가 복수 개 연결될 수도 있다.

열원부(100)는 에어로졸을 생성하기 위한 열을 생성하는 세그먼트로서, 화학 반응에 의해 열을 발생시킬 수 있다. 열원부는 수분 파우치(101) 및 발열 물질(102)을 포함할 수 있다.

수분 파우치(101)는 물을 과량 함유하고 있다가 외부에서 압력이 가해지면 압축되면서 물을 배출할 수 있다. 수분 파우치(101)는 열원으로 사용될 물을 함유하기 위해서 부피 대비 과량의 물을 함유할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 고 흡수성 수지(Super Absorbent Polymer)로 이루어질 수 있다. 고 흡수성 수지는 3차원 망상구조를 가지면서 다량의 친수기를 갖는 고분자로 물에 녹지 않고 다량의 물을 함유할 수 있는 물질이다.

발열 물질(102)은 물과 반응하는 수화반응(Hydration reaction) 시 발열반응이 일어남으로써 열을 생성하는 물질이다. 발열 물질(102)은 열원부(100)의 내부에서 수분 파우치(101)와 인접하게 배치된다.

발열 물질(102)은 수화반응 시 열을 생성하는 물질이면 어느 것이라도 가능하다. 발열 물질(102)은 금속, 금속 산화물 및 금속 염을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발열 물질(102)은 분체 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 또한 물과 반응하여 발열반응이 일어나는 산화칼슘(CaO)과 같은 금속 산화물 또는 수산화칼륨(KOH), 염화칼슘(CaCl₂), 염화 마그네슘(MgCl₂)과 같은 금속 염을 포함할 수 있다. 또한 발열 물질(102)은 상술한 물질 외에 발열반응을 촉진하는 전해물을 포함할 수 있다. 발열반응에 의하여 충분한 열을 생성하기 위하여 발열 물질(102)은 상술한 금속, 금속 산화물 및 금속염을 약 60 ~ 70 중량% 포함할 수 있다.

일 예로서, 산화칼슘(CaO)은 물과 접촉하여 발열반응을 일으킨다. 상온에서는 약 90℃의 열을 생성할 수 있고, 밀폐된 용기에서는 약 300℃의 열을 생성할 수 있다. 산화칼슘(CaO)의 수화반응은 아래 [화학식 1]과 같다.

[화학식 1]

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

발열 물질(102)은 발열반응을 일으키는데 충분한 양이 포함되도록 열원부(100)의 내부에 분체(粉體, particulate material) 형태로 포함될 수 있다.

또한 발열 물질(102)은 일정 시간 고온의 온도 유지를 위하여 탄산나트륨(Na₂CO₃)을 포함할 수 있다. 탄산나트륨은 농도가 1mol/kg에서 표준 용해 엔탈피(ΔsolH°)가 -26.7 KJ/㏖이다. 탄산나트륨을 분체 산화칼슘, 분체 알루미늄 등으로 이루어진 발열 물질(102)의 총 질량에 대하여 약 15 ~ 약 30 중량% 배합하면, 발열반응을 개시함과 동시에 기포가 발생될 수 있다. 기포는 발열 물질(102)을 둘러싸 열을 외부에 확산시키지 않고 체류시켜, 장시간 고온을 유지할 수 있다.

매질부(200)는 담배 물질을 포함한다. 또한 매질부(200)는 에어로졸 발생 물질을 더 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물질(210)은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 매질부(200)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 매질부(200)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 매질부(200)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.

매질부(200)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 매질부(200)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 매질부(200)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다.

열원부(100)의 적어도 일부와 매질부(200)의 적어도 일부는 열 전도성 래퍼(600)에 의하여 감싸질 수 있다.

사용자가 흡연 물품(10)을 사용하기 위하여 열원부(100)를 가압하면, 수분 파우치(101)가 압축되면서 물이 배출된다. 수분 파우치(101)에서 배출된 물은 인접한 발열 물질(102)로 유동하여 발열 물질(102)과 접촉한다. 발열 물질(102)과 물이 접촉하여 반응하면 발열반응이 발생하여 열이 생성될 수 있다. 발열 물질(102)과 물이 효과적으로 반응할 수 있도록 발열 물질(102)은 분체가 압축된 형태로 이루어질 수 있다. 분체 사이에 형성된 공극에 물이 스며들게 되어 발열 물질(102)과 물의 접촉면적이 증가함으로써 발열반응이 효과적으로 발생할 수 있다.

물과 발열 물질(102)의 발열반응에 의하여 생성된 열은 열원부(100)의 하류측 말단에 연결된 매질부(200)로 전달된다. 열 전도성 래퍼(600)는 열원부(100)에서 생성된 열을 매질부(200)의 내부에 포함된 에어로졸 발생 물질(210)에 전달한다. 열 전도성 래퍼(600)는 열 전도성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

매질부(200)에 전달된 열은 에어로졸 발생 물질(210)로 전달되어 에어로졸 발생 물질(210)이 가열된다. 에어로졸 발생 물질(210)의 온도가 상승하면서 에어로졸이 생성된다. 사용자의 퍼프(puff) 동작에 의하여 흡연 물품(10)의 하류측 말단에 음압이 형성되면 매질부(200)에서 생성된 에어로졸은 하류로 유동하여 사용자가 에어로졸을 흡입할 수 있다.

냉각부(300)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트로서, 매질부(200)의 하류측 말단에 배치될 수 있다. 냉각부(300)는 에어로졸을 냉각하기 위한 냉각 요소(310)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각부(300)는 중공형 필터 또는 지관일 수 있고, 중공을 통해 에어로졸이 유동하면서 냉각될 수 있다.

냉각부(300)는 고분자 물질 또는 생분해성 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각부(300)는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각부(300)는 복수개의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나 냉각부(300)는 상술한 예들에 한정되지 않으며, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면 어느 특정한 소재에 제한 없이 어떠한 소재를 포함해도 무방하다.

필터부(400)는 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트로서, 필터부(400)는 냉각부(300)의 하류측 말단에 배치될 수 있다. 필터부(400)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터부(400)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터부(400)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터부(400)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터부(400)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.

또한 필터부(400)에는 적어도 하나의 캡슐(410)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(410)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(410)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(410)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

흡연 물품(10)을 구성하는 세그먼트들은 적어도 하나의 외부 래퍼(700)에 의하여 포장될 수 있다. 단일 외부 래퍼(700)에 의하여 세그먼트들 전체가 포장될 수 있다. 또한 각각의 세그먼트가 복수의 래퍼들에 의하여 포장되고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 전체가 다른 외부 래퍼(700)에 의하여 재포장될 수도 있다. 외부 래퍼(700)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(710)이 형성될 수 있다. 외부 래퍼(700)는 약 6 ~ 25 um 의 일정한 두께를 가질 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 동작 과정을 나타내는 단면도이다.

도 2a는 사용자가 열원부(100)를 가압하여 수분 파우치(101)가 압축됨으로써 물(W)이 배출되는 모습을 도시한 도면이다. 도 2a를 참조하면, 사용자가 열원부(100)를 하류측으로 가압하면 수분 파우치(101)가 압축된다. 수분 파우치(101)가 압축되면 물(W)이 배출되어 발열 물질(102)로 흐른다. 물(W)이 발열 물질(102)로 흐를 수 있도록 수분 파우치(101)의 적어도 일부는 발열 물질(102)의 내부에 삽입될 수 있다.

도 2b는 물과 발열 물질(102)이 접촉하여 열(H)이 생성되고, 생성된 열(H)이 매질부(200)의 내부에 포함된 에어로졸 발생 물질(210)로 전달되는 모습을 도시한 도면이다. 발열 물질(102)과 물이 접촉하면 발열반응이 발생하여 열(H)이 생성될 수 있다. 발열 물질(102)에서 생성된 열(H)은 열 전도성 래퍼(600)로 전달된다. 열 전도성 래퍼(600)는 열 전도성이 우수한 물질로 이루어지기 때문에 열 전도성 래퍼(600) 중에서 열원부(100)를 감싸는 부분이 열(H)을 흡수하여 매질부(200)를 감싸는 부분으로 열(H)을 신속하게 전달할 수 있다. 열(H)은 열 전도성 래퍼(600)를 통해 매질부(200)의 내부에 포함된 에어로졸 발생 물질(210)로 전달된다. 열(H)이 전달됨으로써 에어로졸 발생 물질(210)이 가열되어 에어로졸이 생성된다.

실시예들에 관한 흡연 물품(10)은 제1 작동모드 및 제2 작동모드로 작동할 수 있다.

제1 작동모드는 수분 파우치(101)가 1차로 가압되는 경우 수분 파우치(101)에서 물이 일부 배출됨으로써 열이 생성되고, 생성된 열에 의하여 에어로졸이 생성되는 방식을 의미한다. 사용자는 제1 작동모드 상태에서 생성된 에어로졸을 흡입할 수 있다.

제2 작동모드는 수분 파우치(101)의 1차 가압 후 다시 수분 파우치(101)를 가압하는 2차 가압에 의하여 수분 파우치(101)에 남은 물이 모두 배출됨으로써 매질부(200)를 냉각하는 방식을 의미한다. 사용자는 에어로졸 흡입을 종료한 후 수분 파우치(101)를 가압하여 수분 파우치(101)에 남은 물을 모두 배출시킴으로써 가열되었던 매질부(200)를 냉각할 수 있다. 사용자는 제2 작동모드 상태에서 흡연 물품(10)을 폐기할 수 있다. 제1 작동모드 및 제2 작동모드는 본 개시의 실시예들에 모두 적용될 수 있으며, 상세한 설명은 후술하기로 한다.

실시예들에 관한 흡연 물품(10)은 이와 같은 비연소 가열(Heat-Not-Burn) 방식에 의하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 따라서 별도의 에어로졸 생성 장치나 가열 수단이 없더라도 본 개시에 따른 흡연 물품(10)을 사용하여 에어로졸을 흡입할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 개시의 다른 실시예들에 대해서 설명한다. 다른 실시예들에서 별도로 설명한 구성요소를 제외하고는 제1 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며 중복되는 설명은 생략한다.

도 3은 제2 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 열 전도성 래퍼(600)는 돌출부(621)를 포함할 수 있다. 돌출부(621)는 열 전도성 래퍼(600)의 내주면에 매질부(200)를 향하여 돌출 형성된다. 열 전도성 래퍼(600)가 열원부(100) 및 매질부(200)를 감싸면 돌출부(621)는 매질부(200)의 내부에 삽입될 수 있다. 돌출부(621)는 매질부(200)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 매질부(200)에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 외부 래퍼(700)가 펼쳐진 상태의 사시도이다.

열 전도성 래퍼(600)는 열원부(100)의 적어도 일부를 감싸는 제1 부분(610)과 매질부(200)의 적어도 일부를 감싸는 제2 부분(620)으로 구성될 수 있다. 돌출부(621)는 제2 부분(620)의 내주면에 매질부(200)를 향하여 돌출 형성된다. 돌출부(621)는 제2 부분(620)의 내주면에 복수 개 형성될 수 있고, 복수의 돌출부(621)는 소정 간격 이격될 수 있다.

도 4의 열 전도성 래퍼(600)가 권축되면 제1 부분(610)은 열원부(100)의 적어도 일부를 감싸고, 제2 부분(620)은 매질부(200)의 적어도 일부를 감싼다. 제2 부분(620)이 권축되면서 돌출부(621)가 매질부(200)의 내부로 삽입되어 그 내부에 함유된 에어로졸 발생 물질과 직접 접촉할 수 있다. 열원부(100)에서 열이 생성되면 열은 열 전도성 래퍼(600)의 제1 부분(610)으로 전달된 후 제2 부분(620)으로 전달된다. 제2 부분(620)으로 전달된 열은 매질부(200)로 전달되어 에어로졸 발생 물질이 가열된다. 이 때, 제2 부분(620)에 형성된 돌출부(621)가 에어로졸 발생 물질의 내부에 삽입되어 있으므로 열은 돌출부(621)를 통해 에어로졸 발생 물질로 효과적으로 전달될 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물질은 신속하고 효과적으로 가열될 수 있다.

돌출부(621)의 재질은 열 전도성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 돌출부(621)의 재질은 열 전도성 래퍼(600)와 동일한 재질일 수도 있고, 열 전도성 래퍼(600)보다 열 전도성이 우수한 재질일 수도 있다. 돌출부(621)의 길이는 매질부(200)의 반경에 따라 적절한 길이로 이루어질 수 있다.

도 4에는 돌출부(621)의 형상이 봉침형으로 도시되어 있으나, 돌출부(621)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 돌출부(621)는 제2 부분(620)의 열을 에어로졸 발생 물질(210)로 효과적으로 전달할 수 있는 형상이면 어느 것이라도 가능하다. 예를 들면, 돌출부(621)에는 방사형으로 돌출된 가지가 형성될 수 있고, 돌출부(621)의 단부는 여러 갈래로 갈라진 형상일 수 있다.

도 5는 제3 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 제3 실시예에 따른 흡연 물품(10)은 에어로졸 발생부(500)를 더 포함할 수 있다.

에어로졸 발생부(500)는 에어로졸 발생 물질이 함침된 종이 시트(510)를 포함하는 세그먼트이다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물질은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다.

예를 들어, 종이 시트(510)에 함침된 에어로졸 발생 물질은, 예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나일 수 있다.

에어로졸 발생부(500)는 열원부(100)와 매질부(200)의 사이에 배치될 수 있다. 다시 말해, 에어로졸 발생부(500)의 일단은 열원부(100)의 하류측 말단에 배치되고, 타단은 매질부(200)의 상류측 말단에 배치될 수 있다. 열원부(100)의 적어도 일부, 에어로졸 발생부(500)의 적어도 일부와 매질부(200)는 열 전도성 래퍼(600)에 의해 감싸질 수 있다. 열원부(100)에서 발생한 열은 열 전도성 래퍼(600)에 의하여 에어로졸 발생부(500)에 전달될 수 있다.

에어로졸 발생부(500)는 사용자의 기호에 따라 흡연 물품(10)에 선택적으로 포함되거나, 매질부(200)에 포함된 에어로졸 발생 물질(210)에 따라 흡연 물품(10)에 선택적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸에 향미가 첨가된 흡연 물품(10)을 선호하는 경우, 사용자는 향미제가 첨가된 에어로졸 발생 물질이 함침된 종이 시트(510)가 포함된 에어로졸 발생부(500)를 포함하는 흡연 물품(10)을 사용할 수 있다. 또는 매질부(200)에 포함된 에어로졸 발생 물질(210)에 보습 효과를 더하기 위하여 에어로졸 발생부(500)가 더 포함될 수도 있다.

도 6은 제4 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 단면도이다.

도 6을 참조하면, 흡연 물품(10)은 케이스(110) 및 캡(120)을 포함할 수 있다.

케이스(110)와 캡(120)은 열원부의 외측에 배치될 수 있다. 케이스(110)는 내부에 수분 파우치(101)와 발열 물질(102)을 수용할 수 있다. 케이스(110)의 하류측에 발열 물질(102)이 수용되고, 발열 물질(102)의 상류측에 수분 파우치(101)가 수용된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 발열 물질(102)은 케이스(110)의 내부에 완전히 수용되지만 수분 파우치(101)는 일부분이 케이스(110)에 노출된다.

캡(120)은 케이스(110)의 상류측에 배치되되, 케이스(110)에 대하여 하류측으로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 캡(120)은 수분 파우치(101)가 케이스(110)에서 노출된 일부분을 수용할 수 있다. 다시 말해, 수분 파우치(101)는 일부분은 캡(120)에 수용되고, 나머지 부분은 케이스(110)에 수용된다.

캡(120)은 케이스(110)의 상류측을 감싸도록 배치되어 수분 파우치(101)와 발열 물질(102)의 유출을 방지할 수 있다. 또한 캡(120)과 케이스(110)에 의하여 수분 파우치(101)에 함유된 물이 증발하는 것을 방지할 수 있다. 케이스(110)는 캡(120)의 하류측에 삽입될 수 있다. 흡연 물품(10)을 사용하기 전 캡(120)의 위치는 발열 물질(102)이 내장된 위치보다 상류측에 위치하여 수분 파우치(101)가 케이스(110)에서 노출된 일부분을 수용할 수 있는 공간을 최대한 확보할 수 있다. 사용자가 캡(120)을 하류측으로 가압하면, 캡(120)이 케이스(110)의 외주면을 따라서 하류측으로 이동한다. 케이스(110)가 캡(120)의 내부로 삽입되면서 수분 파우치(101)가 압축되어 물이 배출된다. 이와 같은 간단한 구성에 의하여 열원부(100)는 가압할 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.

열원부(100)의 적어도 일부와 매질부(200)의 적어도 일부는 열 전도성 래퍼(600)에 의하여 감싸질 수 있다. 도 6에는 열 전도성 래퍼(600)가 케이스(110)와 캡(120)을 감싸고 있는 것으로 도시되어 있으나, 열 전도성 래퍼(600)는 케이스(110)만을 감쌀 수 있다. 발열 물질(102)은 케이스(110)에 수용되므로, 열 전도성 래퍼(600)는 캡(120)을 제외한 케이스(110)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 케이스(110)의 외주면의 상류측은 캡(120)의 내부에 삽입되고, 삽입되지 않는 부분 중 적어도 일부는 열 전도성 래퍼(600)에 의하여 감싸질 수 있다. 열 전도성 래퍼(600)가 열원부(100) 전체를 감싸는 경우 발열반응에 의하여 생성된 열이 불필요하게 수분 파우치(101)로 전달될 수 있으므로, 열 전도성 래퍼(600)는 캡(120)을 제외한 케이스(110)의 적어도 일부만을 감싸므로 열 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 필요 이상의 열 전도성 래퍼(600)가 사용되는 것을 방지하여 흡연 물품(10)의 제조 시 제조 비용을 절감할 수 있다.

열원부(100)에서 발생하는 열에 의하여 온도가 약 300℃까지 상승할 수 있으므로 케이스(110)와 캡(120)은 내열성이 우수한 금속 재질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 열원부(100)는 매질부(200)와 분리 가능하게 연결될 수 있다. 열원부(100)가 금속 재질로 이루어지기 때문에 사용자가 흡연 물품(10)의 사용을 종료한 후 열원부(100)를 분리하여 처분함으로써 금속의 재활용이 가능할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 동작 과정을 나타내는 단면도이다.

도 7a는 사용자가 캡(120)을 가압하여 수분 파우치(101)가 압축됨으로써 물(W)이 배출되는 모습을 도시한 도면이다. 도 7a를 참조하면, 사용자가 캡(120)을 가압하면 캡(120)이 하류측으로 이동하면서 수분 파우치(101)가 압축된다. 수분 파우치(101)가 압축되면 물(W)이 배출되어 발열 물질(102)로 흐른다.

도 7b는 물과 발열 물질(102)이 접촉하여 열(H)이 생성되고, 생성된 열(H)이 매질부(200)에 포함된 에어로졸 발생 물질(210)로 전달되는 모습을 도시한 도면이다. 발열 물질(102)과 물이 접촉하면 발열반응이 발생하여 열(H)이 생성될 수 있다. 발열 물질(102)에서 생성된 열(H)은 케이스(110)의 적어도 일부를 감싸고 있는 열 전도성 래퍼(600)로 전달된다. 열(H)은 열 전도성 래퍼(600)를 통해 매질부(200)의 내부에 포함된 에어로졸 발생 물질(210)로 전달된다. 에어로졸 발생 물질(210)이 가열되어 에어로졸이 생성된다.

도 6, 도 7a 및 도 7b에 도시된 흡연 물품(10)은 에어로졸 발생부(500)를 포함하고 있으나, 상술한 바와 같이 에어로졸 발생부(500)는 생략될 수 있다.

도 8은 제5 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 일부의 단면도이다.

상술한 제1 작동모드 및 제2 작동모드의 작동을 위하여 캡(120)은 후크부(121)를 포함할 수 있고, 케이스(110)에는 걸림부(111, 112)가 형성될 수 있다. 수분 파우치(101)가 1차 가압되는 제1 작동모드에서 캡(120)은 케이스(110)에 대하여 제1 위치(P1)로 이동하여 고정될 수 있고, 열원부(100)가 2차 가압되는 제2 작동모드에서 캡(120)은 케이스(110)에 대하여 제2 위치(P2)로 이동하여 고정될 수 있다.

케이스(110)의 외주면에는 제1 걸림부(111) 및 제2 걸림부(112)가 형성될 수 있다. 제1 걸림부(111)는 제1 위치(P1)에 형성되고, 제1 위치(P1)보다 하류측에 형성된 제2 위치(P2)에는 제2 걸림부(112)가 형성될 수 있다. 제1 작동모드에서 후크부(121)는 제1 걸림부(111)에 결합됨으로써 고정될 수 있다. 제2 작동모드에서 후크부(121)는 제2 걸림부(112)에 결합됨으로써 고정될 수 있다. 제2 작동모드의 경우 케이스(110)를 캡(120)의 내부로 완전히 삽입할 수도 있으므로 제2 걸림부(112)는 생략될 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 도 8에 도시된 실시예에 따른 흡연 물품(10)의 동작 과정을 나타내는 단면도이다.

도 9a는 캡(120)의 후크부(121)가 제1 위치(P1)로 이동된 제1 작동모드를 나타내는 도면이다. 사용자가 캡(120)을 가압하여 캡(120)을 케이스(110)에 대하여 하류측으로 이동시키면 후크부(121)가 제1 걸림부(111)에 결합될 수 있다. 제1 걸림부(111)는 캡(120)이 상류측으로 이동할 수 없도록 고정될 수 있다.

후크부(121)가 제1 위치(P1)에 고정되면 수분 파우치(101)가 압축되면서 물이 배출된다. 수분 파우치(101)는 완전히 압축되지 않으므로, 수분 파우치(101)에 함유된 물의 일부만이 배출된다. 물이 발열 물질(102)로 흘러가면서 발열반응이 발생하여 열이 생성된다. 사용자는 캡(120)의 후크부(121)가 제1 위치(P1)에 고정된 상태에서 흡연 물품(10)을 사용할 수 있다.

도 9b는 캡(120)의 후크부(121)가 제2 위치(P2)로 이동된 제2 작동모드를 나타내는 도면이다. 흡연 물품(10)의 사용을 종료한 후 사용자는 캡(120)을 가압하여 수분 파우치(101)를 완전히 압축할 수 있다. 수분 파우치(101)가 추가로 압축되면서 남아있던 물이 모두 배출되어 하류로 유입됨으로써 가열되었던 매질부(200)가 냉각될 수 있다. 따라서 사용이 끝난 흡연 물품(10)을 안전하게 처분할 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. 본 개시의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 개시에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 흡연 물품 100: 열원부
101: 수분 파우치 102: 발열 물질
110: 케이스 111: 제1 걸림부
112: 제2 걸림부 120: 캡
121: 후크부 200: 매질부
210: 에어로졸 발생 물질 300: 냉각부
400: 필터부 500: 에어로졸 발생부
510: 액상 조성물 600: 열 전도성 래퍼
610: 제1 부분 620: 제2 부분
621: 돌출부

Claims

화학 반응에 의해 열을 발생시키는 열원부;
담배 물질을 포함하는 매질부;
냉각 요소를 포함하며, 상기 매질부의 하류측 말단에 배치되는 냉각부;
필터 요소를 포함하며, 상기 냉각부의 하류측 말단에 배치되는 필터부;
상기 열원부의 외측에 배치되는 케이스; 및
상기 케이스에 대하여 상류 또는 하류 방향으로 이동 가능한 캡;을 포함하고,
상기 열원부의 적어도 일부 및 상기 매질부의 적어도 일부는 열 전도성 래퍼에 의해 감싸지며,
상기 열원부는, 수분 파우치 및 발열 물질을 포함하고, 상기 수분 파우치에서 배출되는 물과 상기 발열 물질이 반응하여 생성된 열이 상기 매질부로 전달되며,
상기 캡이 상기 케이스의 제1 위치로 이동되는 경우, 상기 캡은 상기 수분 파우치를 1차로 가압하여 물이 일부 하류 방향으로 배출됨으로써 열을 생성하고,
상기 캡이 상기 케이스의 제2 위치로 이동되는 경우, 상기 캡은 상기 수분 파우치를 2차로 가압하여 물이 모두 하류 방향으로 배출됨으로써 열을 제거하며,
상기 제2 위치는 상기 제1위치보다 하류인, 흡연 물품.
제1항에 있어서,
상기 발열 물질은 산화칼슘(CaO), 분체 알루미늄(Al), 수산화칼륨(KOH), 염화칼슘(CaCl₂), 및 염화마그네슘(MgCl₂) 중 적어도 하나를 포함하는, 흡연 물품.
제2항에 있어서,
상기 매질부는 에어로졸 발생 물질을 더 포함하고,
상기 발열 물질은 탄산나트륨(Na₂CO₃)을 더 포함하는 흡연 물품.
제1항에 있어서,
상기 열 전도성 래퍼는 상기 열원부의 적어도 일부를 감싸는 제1 부분 및 상기 매질부의 적어도 일부를 감싸는 제2 부분을 포함하고,
상기 제2 부분은, 상기 매질부의 내부로 삽입되는 돌출부를 포함하는 흡연 물품.
제1항에 있어서,
상기 흡연 물품은, 상기 열원부와 상기 매질부의 사이에 배치되는 에어로졸 발생부를 더 포함하고,
상기 에어로졸 발생부는, 에어로졸 발생 물질이 함침된 종이 시트(sheet)를 포함하는, 흡연 물품.
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제1항에 있어서,
상기 캡은 후크부를 포함하고, 상기 케이스는 상기 제1 위치에서 상기 후크부와 결합되는 제1 걸림부를 포함하는, 흡연 물품.
제9항에 있어서,
상기 케이스는 상기 제2 위치에서 상기 후크부와 결합되는 제2 걸림부를 더 포함하는, 흡연 물품.
제1항에 있어서,
상기 케이스 및 상기 캡은 금속 재질인, 흡연 물품.
제1항에 있어서,
상기 열원부는 상기 매질부와 분리 가능하게 연결되는, 흡연 물품.