KR102639728B1 - 담배 물질, 상기 담배 물질의 제조방법, 상기 담배 물질을 포함하는 필터 및 상기 필터를 포함하는 에어로졸 생성 물품 - Google Patents

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Abstract

실시예들은 제 1 담배 혼합물을 포함하는 코어 및 코어의 적어도 일부를 둘러싸며 제 2 담배 혼합물을 포함하는 쉘을 포함하고, 제 1 담배 혼합물은 제 1 담배 입자 및 향미 물질을 포함하고, 제 2 담배 혼합물은 제 2 담배 입자를 포함하고, 쉘은 5.0 내지 10.0의 표면 거칠기(Ra)를 갖는 담배 물질에 관한 것이다.

Description

담배 물질, 상기 담배 물질의 제조방법, 상기 담배 물질을 포함하는 필터 및 상기 필터를 포함하는 에어로졸 생성 물품{TOBACCO MATERIAL, METHOD FOR PRODUCING THE TOBACCO MATERIAL, FILTER COMPRISING THE TOBACCO MATERIAL AND AEROSOL GENERATING ARTICLE COMPRISING THE FILTER}
실시예들은 담배 물질, 상기 담배 물질의 제조방법, 상기 담배 물질을 포함하는 필터 및 상기 필터를 포함하는 에어로졸 생성 물품에 관한 것이다.
근래에 에어로졸 발생 물품의 대체제에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(예를 들어, 궐련)을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 에어로졸 발생 물품 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성시키는 장치에 관한 수요가 증가하고 있다.
실시예들이 해결하고자 하는 과제는, 흡연 초반 및 흡연 후반에 서로 다른 향미를 사용자에게 제공할 수 있는 담배 물질 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예들은, 제 1 담배 혼합물을 포함하는 코어 및 코어의 적어도 일부를 둘러싸며 제 2 담배 혼합물을 포함하는 쉘을 포함하고, 제 1 담배 혼합물은 제 1 담배 입자 및 향미 물질을 포함하고, 제 2 담배 혼합물은 제 2 담배 입자를 포함하고, 쉘은 5.0 내지 10.0의 표면 거칠기(Ra)를 갖는 담배 물질을 제공한다.
다른 실시예들은 에어로졸 생성 물품에 포함되는 필터로서, 상기 담배 물질을 포함하는 필터를 제공한다.
또 다른 실시예들은 상기 필터를 포함하는 에어로졸 생성 물품을 포함한다.
또 다른 실시예들은 향미 물질을 포함하는 제 1 조성물을 이용하여 코어를 제조하는 제 1 단계 및 코어 상에 코어의 적어도 일부를 둘러싸는 쉘을 형성하는 제 2 단계를 포함하는 담배 물질의 제조 방법을 제공한다.
과제의 해결 수단은 상술한 바에 제한되지 않으며, 본 명세서 전체에서 통상의 기술자에 의해 유추될 수 있는 사항들을 모두 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 담배 물질은, 에어로졸 생성 물품의 필터에 적용되어, 흡연 초반과 흡연 후반에 서로 다른 향미를 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 향미 물질의 전달의 시기, 이행률 및 전달률 등을 적절히 조절할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 실시예들에 따른 담배 물질의 제조 방법에 의하면, 담배 물질을 간단한 공정을 통해 제조할 수 있으며, 대량 생산에 적합하다.
실시예들의 효과는 상술한 바에 한정되지 않으며, 후술하는 구성으로부터 유추 가능한 효과를 모두 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 담배 물질의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 담배 물질을 포함하는 필터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 다른 실시예에 따른 담배 물질을 포함하는 필터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3b는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 담배 물질의 제조 방법의 순서도이다.
도 5a는 일 실시예에 따른 담배 물질의 제조 방법의 제 1 단계를 도시한 도면이다.
도 5b는 일 실시예에 따른 담배 물질의 제조 방법의 제 2 단계를 도시한 도면이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 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 실시예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 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 생성 물품"은 흡연을 하는데 이용되는 물품을 의미한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품은 점화되어 연소되는 방식으로 이용되는 일반 연소식 궐련일 수 있고, 또는 에어로졸 생성 장치에 의하여 가열되는 방식으로 이용되는 가열식 궐련일 수도 있다. 다른 예시로서, 에어로졸 생성 물품은 카트리지에 함유된 액상이 가열되는 방식으로 이용되는 물품일 수도 있다.
명세서 전체에서, "에어로졸 생성 물품의 길이 방향"은 에어로졸 생성 물품의 길이가 연장되는 방향 또는 에어로졸 생성 물품이 에어로졸 생성 장치에 삽입되는 방향을 의미한다.
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, "담배 입자"는 담배 식물로부터 유래된 성분의 입자 형태를 의미한다. 예를 들어, 담배 입자는 담배 알갱이 또는 담배 분말(powder)일 수 있다.
명세서 전체에서 "냉각 요소"는 어떤 물질을 냉각시키는 요소를 의미한다. 예를 들어, 냉각 요소는 에어로졸 생성 요소 또는 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, "표면 거칠기"는 어떠한 물체 표면의 거친 정도를 의미한다. 예를 들어, 표면 거칠기는 KS B 0161기준에 따라서 중심선 평균 거칠기(Ra)로 표현될 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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 담배 물질(10)의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
일 실시예에 따른 담배 물질(10)은, 제 1 담배 혼합물을 포함하는 코어(11) 및 코어(11)의 적어도 일부를 둘러싸며 제2 담배 혼합물을 포함하는 쉘(12)을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 담배 물질(10)은 코어(11) 및 코어(11)의 적어도 일부를 둘러싸는 쉘(12)을 포함한다. 구체적으로, 담배 물질(10)의 중심부에는 제 1 담배 혼합물이 위치되고, 주변부에는 제 2 담배 혼합물이 위치될 수 있다. 제 1 담배 혼합물은 제 2 담배 혼합물에 의해 부분적으로 또는 전부 둘러싸일 수 있다.
코어(11)는 제 1 담배 혼합물을 포함할 수 있다. 제 1 담배 혼합물은 제 1 담배 입자 및 향미 물질을 포함할 수 있다.
제 1 담배 입자는, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 0.3 mm 크기의 담배 분말일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제 1 담배 입자는 다양한 종류의 담배 분말을 포함할 수 있다. 제 1 담배 입자는, 예를 들어, 황색종, 버어리종, 화건종, 양건종, 및 음건종 중 적어도 하나의 담배 분말을 포함할 수 있다.
향미 물질은 특정 향을 내는 물질일 수 있다. 예를 들어, 향미 물질은, 시나몬, 세이지, 허브, 카모마일, 갈초, 감차, 라벤더, 베르가못, 레몬, 오렌지, 계피, 쟈스민, 생강, 바닐라, 스피어민트, 페퍼민트, 아카시아, 커피, 셀러리, 샌들우드, 코코아 등의 식물성 향료를 포함할 수 있다.
다른 예시로서, 향미 물질은 머스크, 앰버그리스, 시베트, 카스트리움 등의 동물성 향료를 포함할 수 있다.
다른 예시로서, 향미 물질은 멘톨, 게라니올, 리나롤, 아네톨, 오이게놀 등과 같은 알코올류 화합물일 수 있다. 또한, 향미 물질은 바닐린, 벤즈알데히드, 아니스알데히드 등과 같은 알데히드류 화합물일 수 있다. 또한, 향미 물질은 아세트산이소아밀, 아세트산리나릴, 프로피온산이소아밀, 뷰티르산리나릴 등과 같은 에스터류 화합물일 수 있다. 향미 물질은, 바람직하게는, 멘톨일 수 있다.
쉘(12)은 제 2 담배 혼합물을 포함할 수 있다. 제 2 담배 혼합물은 제 2 담배 입자를 포함할 수 있다. 제 2 담배 입자에 대해서는, 전술한 제 1 담배 입자에 대한 설명이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
제 2 담배 혼합물은, 예를 들어, 제 2 담배 입자를 포함하는 담배 반죽일 수 있다. 제 2 담배 혼합물은 물 및/또는 에탄올과 같은 용매를 사용하여 형성됨으로써 적절한 점도를 가질 수 있다. 용매가 제거된 이후에도, 제 2 담배 혼합물은 수분을 가질 수 있다. 제 2 담배 혼합물이 제조되는 과정에 관한 자세한 내용은 후술하기로 한다.
일 실시예에 따른 담배 물질(10)은 에어로졸 생성 물품의 필터에 적용되어, 흡연 초반과 흡연 후반에 서로 다른 향미를 사용자에게 제공할 수 있다. 흡연 중 약 40 ℃ 이상의 에어로졸이 지속적으로 필터에 전달되면, 필터에 포함된 담배 물질(10)의 쉘(12)에는 미세한 구멍이 형성된다. 이에 따라, 코어(11)가 함유하는 향미 물질이 코어(11)로부터 누출되어 사용자에게 전달될 수 있다. 즉, 담배 물질(10)의 코어(11)에 포함된 향미 물질이 코어(11)를 둘러싸고 있는 쉘(12)에 의해 차단되어 흡연 초반에 이행되지 않고, 흡연 후반에 쉘(12)에 형성된 미세한 구멍을 통해 이행됨으로써, 흡연 초반과 흡연 후반에 서로 다른 향미를 사용자에게 제공할 수 있는 것이다.
한편, 종래의 휘발성이 강한 향미 물질(예를 들어, 멘솔)을 포함하는 에어로졸 생성 물품의 경우, 일반적으로 흡연 초반에 전체 함유된 향미 물질의 대다수가 이행되고, 흡연 후반에는 이행률이 급감하는 경향을 갖는다. 반면, 실시예에 따른 담배 물질(10)을 적용할 경우, 쉘(12)의 두께, 점도 및 거칠기 등의 물성을 조절함으로써 코어(11)에 함유된 향미 물질의 전달의 시기, 이행률 및 전달률 등을 적절히 조절할 수 있는 효과를 가진다.
여기서 전체 흡연 구간 중 시간적으로 초기에 해당하는 부분, 예를 들어 흡연 구간의 약 2분의 1에 해당하는 시간적 길이가 '흡연 초반'에 해당하고, 나머지 시간적 길이가 '흡연 후반'에 해당할 수 있다.
쉘(12)은 5.0 내지 10.0의 표면 거칠기(Ra)를 가질 수 있다. 도 1을 참조하면, 쉘(12)의 담배 물질(10)은 일정한 형상을 갖지 않는 비정형 형상을 가질 수 있으며, 비교적 높은 표면 거칠기를 가질 수 있다. 후술하는 바와 같이, 일 실시예에 따른 담배 물질(10)은 에어로졸 생성 물품용 필터의 아세테이트 섬유들 사이에 매립되는 형태로 배치될 수 있다. 여기서 쉘(12)의 표면 거칠기는 아세테이트 섬유들 사이에 매립될 수 있는 담배 물질(10)의 총량과 관련된다. 쉘(12)의 표면 거칠기가 5.0 미만일 경우, 낮은 표면 마찰력을 가져 아세테이트 섬유들 사이에서 담배 물질(10)의 위치가 고정되기 어려우며 많은 양의 담배 물질(10)을 필터 내에 적용하기 어렵다. 쉘(12)의 표면 거칠기가 10.0를 초과할 경우, 지나치게 높은 표면 마찰력으로 인하여 많은 양의 담배 물질(10)을 아세테이트 섬유들 사이에 위치시킬 경우 아세테이트 섬유들이 파손되는 문제가 발생할 수 있다.
담배 물질(10)은 전체적으로 구(sphere)의 형태를 가질 수 있다. 코어(11)가 구의 형태를 가짐으로써, 코어(11)의 주위에 형성되는 쉘(12) 또한 구의 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이 쉘(12)은 다소 거친 표면이 형성될 수 있다.
제 1 담배 혼합물은 제 1 담배 혼합물 전체 중량을 기준으로 향미 물질을 약 90 중량% 이상 포함할 수 있다. 제 1 담배 혼합물이 향미 물질을 약 90 중량% 이상 포함할 경우, 코어(11)로부터 방출되는 향미 물질의 향미가 다른 성분에 의해 희석되지 않고, 온전히 제공될 수 있다. 또한 향미 물질 이외의 다른 물질이 과량으로 첨가될 경우, 향미 물질의 휘발성이 감소하여 향미의 전달이 원활하지 않을 수 있다. 향미 물질의 전달력을 향상시키는 측면에서 제 1 담배 혼합물은 제 1 담배 혼합물 전체 중량을 기준으로 향미 물질을 약 95 중량% 이상 포함할 수 있다.
코어(11)는 약 0.5 내지 약 0.7 g/cc의 비중(density)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 코어(11)는 약 0.55 내지 약 0.65 g/cc의 비중을 가질 수 있다.
도 1을 참조하면, 코어(11)는 약 30 내지 약 50 메쉬(mesh)의 크기를 갖고, 담배 물질(10)은 약 18 내지 약 25 메쉬의 크기를 가질 수 있다. 즉, 코어(11)는 약 0.297 내지 약 0.595 mm의 직경 d1을 갖고, 담배 물질(10)은 약 0.7 내지 약 1 mm의 직경 d2를 가질 수 있다. 코어(11) 및 담배 물질(10)이 상기 크기 범위를 가질 경우, 흡연 중 쉘(12)에 미세한 구멍이 흡연 초반에 형성되지 않고, 흡연 후반부터 형성되도록 적절히 조절될 수 있으며, 흡연 후반의 시간적 기간 동안 향미가 균일하게 배출될 수 있다.
담배 물질(10)이 약 18 메쉬 미만의 크기를 가질 경우(즉, 약 1 mm 초과의 직경 d2를 가질 경우), 두꺼운 쉘(12) 두께로 인하여 쉘(12)에 미세한 구멍이 형성되기 어려워 흡연 후반의 향미 물질의 방출이 어려울 수 있다. 담배 물질(10)이 약 25 메쉬 초과의 크기를 가질 경우(즉, 약 0.7 mm 미만의 직경 d2를 가질 경우), 쉘(12)의 두께가 얇아 의도하지 않은 이른 시기에 향미가 방출될 수 있다.
또한, 코어(11)가 약 30 메쉬 미만의 크기를 가질 경우(즉, 약 0.595 mm 초과의 직경 d1을 가질 경우), 시간 경과에 따라 향미의 이행량이 점차적으로 증가하여 균일한 향미를 제공할 수 없다. 코어(11)가 약 50 메쉬 초과의 크기를 가질 경우(즉, 약 0.297 mm 미만의 직경 d2을 가질 경우), 향미 물질의 함량이 적어 흡연 종료 지점에서 향미의 이행량이 급격하게 감소할 수 있다.
담배 물질(10)은 약 90% 이상의 경도를 가질 수 있다. 구체적으로, 담배 물질(100)은 약 95% 내지 약 99.9%의 경도를 가질 수 있다. "담배 물질의 경도"는 탄성 및 복원도와 관련된 물성으로, 담배 물질(10)에 대해 수직 방향으로 가해지는 압력에 저항하는 정도를 의미한다. "담배 물질의 경도"는 경도측정기를 이용하여 측정되며, 아래의 계산식을 통해 계산된다.
경도(%) = [D-a] / D*100
(D: 담배 물질의 직경, a: 300 g추에 의해 담배 물질이 눌려지는 거리(mm))
담배 물질(10)이 약 90% 미만의 경도를 가질 경우, 담배 물질(10)을 포함하는 필터의 제조 공정에서 담배 물질(10)이 형상을 유지하지 못하고 부스러질 수 있으며, 쉘(12)이 파손되어 코어(11)가 외부로 노출될 수 있다. 또한 향미 물질이 흡연 초반부터 이행됨에 따라, 흡연 초반과 흡연 후반에 서로 다른 향미를 제공하지 못할 수 있다.
담배 물질(10)은 담배 물질(10) 전체 중량을 기준으로, 수분을 약 5.0 내지 약 8.0 중량%를 포함할 수 있다. 담배 물질(10)에 포함된 수분은 흡연 중에 가해지는 열을 흡수함으로써, 쉘(12)에 미세한 구멍을 형성하는데 기여한다. 담배 물질(10)이 담배 물질(10) 전체 중량을 기준으로 수분을 약 5.0 중량% 미만 포함할 경우, 쉘(12)에 미세한 구멍이 다수 형성되지 못하여 코어(11)의 향미 물질의 이행량이 감소할 수 있다. 담배 물질(10)이 담배 물질(10) 전체 중량을 기준으로 수분을 약 8.0 중량% 초과하여 포함할 경우, 지나치게 많은 수분 함량으로 인하여 담배 물질(10)이 형상을 유지하지 못하거나, 흡연 초반에 쉘(12)에 지나치게 많은 구멍이 형성되어 의도하는 시점보다 이른 시점에 향미 물질의 이행이 이루어질 수 있다.
한편, 코어(11)는 코어(11) 전체 중량을 기준으로, 약 8.0 내지 약 15.0 중량%의 수분을 가질 수 있다. 코어(11)가 전술한 수치범위의 수분을 포함함으로써, 코어(11)는 향보유성 및 향발현성 중 적어도 하나의 특성이 향상될 수 있다. 또한, 코어(11)의 수분 함량이 쉘(12)의 수분 함량보다 높음으로써, 담배 물질(10)은 경도, 향보유성, 및 향발현성이 우수할 수 있다.
담배 물질(10)은 약 0.6 g/cc 이상의 비중(density)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 담배 물질(10)은 약 0.7 g/cc 이상의 비중을 가질 수 있다.
다른 실시예에 따른 필터는 에어로졸 생성 물품에 포함되는 필터로서, 전술한 담배 물질(10)을 포함하는 필터를 제공한다.
도 2a는 일 실시예에 따른 담배 물질(10)을 포함하는 필터(240f)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 일 실시예에 따른 필터(240f)는 복수의 담배 물질(10)이 필터 요소의 사이에 매립되는 형태로 배치될 수 있다. 필터 요소는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 필터는 복수의 셀룰로오스 아세테이트 섬유 가닥들이 뭉친 섬유 다발을 포함할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 필터(240f)에 포함되는 복수의 담배 물질(10)은 복수의 셀룰로오스 아세테이트 섬유들 사이에 매립되는 형태로 배치될 수 있다.
필터 요소의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 요소는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 요소는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 요소가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
도 2b는 다른 실시예에 따른 담배 물질(10)을 포함하는 필터(240f)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b를 참조하면, 필터(240f)는 제 1 필터부(241), 향미부(242) 및 제 2 필터부(243)를 포함할 수 있다. 구체적으로 제 1 필터부(241), 향미부(242) 및 제 2 필터부(243)는 각각 제 1 필터 요소, 담배 물질(10) 및 제 2 필터 요소를 포함할 수 있다. 제 1 필터부(241), 향미부(242), 제 2 필터부(243)는 필터(240f)의 길이 방향을 기준으로 순서대로 정렬될 수 있다. 여기에서, 필터(240f)의 길이 방향은 필터(240f)의 길이가 연장되는 방향일 수 있다.
제 1 필터부(241) 및 제 2 필터부(243)에 포함된 제 1 필터 요소 및 제 2 필터 요소는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 제 1 필터 요소 및 제 2 필터 요소는 도 2a에 대하여 전술한 필터 요소에 관한 사항이 동일하게 적용될 수 있다.
향미부(242)는 제 1 필터부(241) 및 제 2 필터부(243) 사이에 위치하고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 필터 요소와 중공의 내부에 복수의 담배 물질(10)을 포함하는 형태일 수 있다.
또는, 향미부(242)는 필터 요소를 포함하지 않고, 담배 물질(10)만을 포함할 수 있다. 여기서 향미부(242)는 내부에 복수의 담배 물질(10)이 위치하고, 필터(240f)를 래핑하는 권지에 의해 둘러싸인 형태일 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 따른 필터(240f)는 흡연 중 사용자에게 이행되는 고온의 에어로졸에 의해 필터(240f)에 포함된 담배 물질(10)의 코어(11)를 둘러싸고 있는 쉘(12)에 미세한 구멍이 형성될 수 있으며, 코어(11)가 함유하는 향미 물질이 사용자에게 전달될 수 있다. 즉, 필터(240f)는 담배 물질(10)의 코어(11)에 포함된 향미 물질이 코어(11)를 둘러싸고 있는 쉘(12)에 의해 차단되어 흡연 초반에 이행되지 않고, 흡연 후반에 쉘(12)에 형성된 미세한 구멍에 의해 이행됨으로써, 흡연 초반과 흡연 후반에 서로 다른 향미를 사용자에게 제공할 수 있는 것이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품(200)의 일 예를 도시한 도면이다. 일 실시예 따른 에어로졸 생성 물품(200)은 전술한 담배 물질(10)을 포함하는 필터(240f)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(200)은, 연소되지 않고 가열되어 에어로졸을 생성할 수 있다.
도 3a을 참조하면, 에어로졸 생성 물품(200)은 제 1 부분(210), 제 2 부분(220), 제 3 부분(230), 및 제 4 부분(240)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 부분(210), 제 2 부분(220), 제 3 부분(230), 및 제 4 부분(240)은 각각 에어로졸 생성 요소, 담배 요소, 냉각 요소, 및 필터 요소를 포함할 수 있다. 일 예로서, 제 1 부분(210)은 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있고, 제 2 부분(220)은 담배 물질 및 보습제를 포함할 수 있으며, 제 3 부분(230)은 제 1 부분(210) 및 제 2 부분(220)을 통과하는 기류를 냉각시킬 수 있고, 제 4 부분(240)은 필터 물질을 포함할 수 있다. 제 4 부분(240)은 전술한 담배 물질(10)을 포함하는 필터(240f)일 수 있다.
도 3a을 참조하면, 제 1 부분(210), 제 2 부분(220), 제 3 부분(230), 및 제 4 부분(240)은, 에어로졸 생성 물품(200)의 길이 방향을 기준으로 순서대로 정렬될 수 있다. 여기에서, 에어로졸 생성 물품(200)의 길이 방향은 에어로졸 생성 물품(200)의 길이가 연장되는 방향일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품(200)의 길이 방향은, 제 1 부분(210)에서 제 4 부분(240)을 향하는 방향일 수 있다. 이에 따라, 제 1 부분(210) 및 제 2 부분(220) 중 적어도 하나에서 발생되는 에어로졸이 제 1 부분(210), 제 2 부분(220), 제 3 부분(230), 및 제 4 부분(240)을 순서대로 통과하며 기류를 형성할 수 있고, 이에 따라 흡연자는 제 4 부분(240)으로부터 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제 1 부분(210)은 에어로졸 생성 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 생성 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 생성 요소를 모두 포함할 수 있다.
제 1 부분(210)은 에어로졸 생성 요소가 함침된 에어로졸 생성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 기재의 예로는 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 에어로졸 생성 요소는 권축된 시트에 함침된 상태로 제 1 부분(210)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(210)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(210)은 에어로졸 생성 물품(200)의 말단부터 약 7 내지 약 20 mm 지점까지 연장될 수 있고, 제 2 부분(220)은 제 1 부분(210)이 끝나는 지점부터 약 7 내지 약 20 mm 지점까지 연장될 수 있다. 다만, 이러한 수치범위에 반드시 제한되는 것은 아니며, 제 1 부분(210) 및 제 2 부분(220) 각각이 연장되는 길이는 통상의 기술자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서 적절하게 조절될 수 있다.
제 2 부분(220)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(230)은, 제 1 부분(210) 및 제 2 부분(220)을 통과하는 기류를 냉각시킬 수 있다. 제 3 부분(230)은 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있으며, 냉각 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 3 부분(230)은 폴리락트산(PLA) 섬유로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 제 3 부분(230)은 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 제 3 부분(230)은 상술한 예시에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행하는 물질은, 제한 없이 이에 해당될 수 있다. 예를 들어, 제 3 부분(230)은 중공을 포함하는 튜브 필터 또는 지관일 수 있다.
제 4 부분(240)은 전술한 담배 물질(10)을 포함하는 필터(240f)일 수 있다. 즉, 제 4 부분(240)에 포함되는 필터는 전술한 담배 물질(10)을 포함하는 필터(240f)에 관한 사항이 동일하게 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 4 부분(240)은, 필터 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 4 부분(240)은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 제 4 부분(240)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 제 4 부분(240)은 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 제 4 부분(240)은 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 제 4 부분(240)이 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
제 4 부분(240)은 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 제 4 부분(240)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 제 4 부분(240)의 내부에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 물품(200)은 제 1 부분(210) 내지 제 4 부분(240) 중 적어도 일부를 둘러싸는 래퍼(250)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 물품(200)은 제 1 부분(210) 내지 제 4 부분(240) 전부를 둘러싸는 래퍼(250)를 포함할 수 있다. 래퍼(250)는 에어로졸 생성 물품(200)의 최외곽에 위치될 수 있으며, 래퍼(250)는 단일 래퍼일 수 있으나, 복수 개의 래퍼들의 조합일 수 있다.
도 3b는 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 물품(200)의 일 예를 도시한 도면이다. 에어로졸 생성 물품은 예를 들어, 연소식 궐련일 수 있다.
도 3b를 참조하면, 에어로졸 생성 물품(200)은 제 2 부분(220) 및 제 4 부분(240)을 포함할 수 있다. 제 2 부분(220)은 담배 요소를 포함할 수 있고, 제 4 부분(240)은 필터 요소를 포함할 수 있다. 제 2 부분(220) 및 제 4 부분(240)에 대해서는 도 3a에 대하여 전술한 설명이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
제 2 부분(220)은 담배 요소를 포함할 수 있으며, 담배 요소는 특정 형태의 담배 물질일 수 있다. 제 2 부분(220)은 사용자에 의해 점화되어 연소될 수 있다.
제 4 부분(240)은 필터 요소를 포함할 수 있다. 또한 제 4 부분(240)은 전술한 담배 물질(10)을 포함하는 필터(240f)일 수 있다. 즉, 제 4 부분(240)에 포함되는 필터는 전술한 단배 물질(10)을 포함하는 필터(240f)에 관한 사항이 동일하게 적용될 수 있다.
에어로졸 생성 물품(200)은 제 2 부분(210) 및 제 4 부분(240) 중 적어도 일부를 둘러싸는 래퍼(250)를 포함할 수 있다. 래퍼(250)에 대해서는 도 3a에 대하여 전술한 설명이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 담배 물질의 제조 방법의 순서도이다. 도 4를 참조하면, 담배 물질의 제조 방법은 제 1 단계(S110) 및 제 2 단계(S120)를 포함할 수 있다.
제 1 단계(S110)는 향미 물질을 포함하는 제 1 조성물을 이용하여 코어(11)를 제조하는 단계일 수 있다. 제 1 조성물은 담배 분말, 물 및 향미 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 조성물은 향미 물질 90 내지 99 부피%, 담배 물질 0.5 내지 5 부피% 및 물 0.5 내지 5 부피%를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 조성물은 향미 물질을 함유한 담배 반죽일 수 있다.
제 2 단계(S120)는 코어(11) 상에 코어(11)의 적어도 일부를 둘러싸는 쉘(12)을 형성하는 단계일 수 있다. 쉘(12)은 제 2 조성물로부터 형성될 수 있다. 제 2 조성물은 담배 분말 10 내지 20 중량%, 물 40 내지 60 중량% 및 에탄올 30 내지 40 중량%를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 조성물은 담배 반죽일 수 있다. 제 2 조성물은 제 1 조성물과 달리 에탄올을 포함하는데, 첨가된 에탄올은 형성되는 쉘의 건조 시간을 줄이고, 쉘의 경도 및 거칠기를 조절할 수 있는 효과를 가진다. 또한 에탄올은 담배 물질의 외부를 형성하는 쉘의 살균 및 이취 제거 효과를 가진다.
제 1 단계(S110) 및 제 2 단계(S120)에 대해서는, 이하 도 5a 및 도 5b를 참조하여 자세하게 설명한다.
도 5a는 일 실시예에 따른 담배 물질의 제조 방법의 제 1 단계(S110)를 도시한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 담배 물질의 제조 장치(20)는 유동층 반응기일 수 있다. 유동층 반응기는 저장부(21), 공급부(22) 및 챔버(23)를 포함할 수 있다. 저장부(21)는 제 1 조성물(A1)을 저장할 수 있다. 공급부(22)는 제 1 조성물(A1)을 저장부(21)로부터 챔버(23)에 공급할 수 있다. 챔버(23)는 제 1 조성물(A1)이 담배 물질의 코어(11)로 형성되는 장소일 수 있다. 챔버(23)는 외부로부터 공기가 유입되는 유입구(24)를 포함할 수 있다.
제 1 단계(S110)는 제 1 조성물(A1)이 저장부(21)로부터 공급부(22)로 이동되는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제 1 조성물(A1)은 공급부(22)로부터 챔버(23)로 투입될 수 있다.
구체적으로, 제 1 단계(S110)는 약 30 내지 약 60 ℃의 온도, 및 약 1.5 bar 이하의 풍압 조건의 유동층 반응기에 제 1 조성물(A1)을 분사하여 제 1 조성물(A1)을 성장시키는 단계 및 성장시킨 제 1 조성물(A1)로부터 코어(11)를 수득하는 단계를 포함할 수 있다.
제 1 단계(S110)의 온도 조건 및 압력 조건은 형성되는 코어(11)의 크기, 형상, 점도, 비중 및 표면 거칠기 등의 물성이 결정될 수 있다. 전술한 수치 범위의 온도 및 풍압 조건을 충족할 경우, 의도하는 물성을 갖는 코어(11)를 형성할 수 있다.
외부 공기는 유입구(24)를 통해 챔버(23)의 외부로부터 내부로 유입될 수 있다. 챔버(23)로 유입된 외부 공기는 챔버(23) 내에서 제 1 조성물(A1)의 유동을 형성하며, 제 1 조성물(A1)은 서로 엉겨 붙어 성장할 수 있고, 담배 물질의 코어(11)가 형성될 수 있다.
도 5b는 일 실시예에 따른 담배 물질의 제조 발법의 제 2 단계(S120)를 도시한 도면이다. 담배 물질의 제조 장치(20)에 대해서는, 도 5a에 대해 전술한 내용들이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제 2 단계(S120)는 제 1 단계(S110)에서 수득한 코어(11)를 챔버(23)에 위치시키고, 제 2 조성물(A2)은 공급부(22)로부터 챔버(23)로 투입될 수 있다.
구체적으로, 제 2 단계(S120)는 약 50 내지 약 90 ℃의 온도, 및 약 1.5 bar 이하의 풍압 조건의 유동층 반응기에 코어(11)를 위치시키고 제 2 조성물(A2)을 분사하여 코어(11)의 표면에 제 2 조성물(A2)을 코팅하는 단계 및 코팅된 코어 및 제 2 조성물(A2)로부터 담배 물질(10)을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.
제 2 단계(S120)의 온도 조건 및 압력 조건은 형성되는 쉘(12)의 크기, 형상, 점도, 비중 및 표면 거칠기 등의 물성이 결정될 수 있다. 전술한 수치 범위의 온도 및 풍압 조건을 충족할 경우, 의도하는 물성을 갖는 쉘(12)을 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제 1 단계(S110)에서 제 1 조성물(A1)은 제 2 단계(S120)에서 제 2 조성물(A2)보다 낮은 온도에서 성장할 수 있다. 제 1 조성물(A1)은 향미 물질을 포함하기 때문에, 제 2 조성물(A2)보다 낮은 온도에서 성장하는 것이 담배 물질의 향보유성 및 향발현성을 향상시키는데 유리할 수 있다.
외부 공기는 유입구(24)를 통해 챔버(23)의 외부로부터 내부로 유입될 수 있다. 챔버(23)로 유입된 외부 공기는 챔버(23) 내에서 코어(11) 및 제 2 조성물(A2)의 유동을 형성하며, 제 2 조성물(A2)은 코어(11)의 표면에 엉겨 붙어 코어(11)의 적어도 일부를 둘러싸는 쉘(12)을 형성할 수 있다.
이에 따라, 제 1 단계(S110) 및 제 2 단계(S120)를 통해서 코어(11) 및 코어(11)의 적어도 일부를 둘러싸는 쉘(12)을 포함하는 담배 물질(10)을 제조할 수 있다. 실시예에 따른 담배 물질(10)의 제조 방법에 의하면, 담배 물질(10)을 유동층 반응기 등의 제조 장치를 이용한, 간단한 공정을 통해 제조할 수 있으며, 대량 생산에 적합하다.
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: 담배 물질 11: 코어
12: 쉘
S110: 제 1 단계 S120: 제 2 단계
20: 담배 물질의 제조 장치 21: 저장부
22: 공급부 23: 챔버
24: 유입구
A1: 제 1 조성물 A2: 제 2 조성물
200: 에어로졸 생성 물품 210: 제 1 부분
220: 제 2 부분 230: 제 3 부분
240: 제 4 부분 250: 래퍼(wrapper)
240f: 필터 241: 제 1 필터부
242: 향미부 243: 제 2 필터부

Claims (13)

  1. 제 1 담배 혼합물을 포함하는 코어; 및
    상기 코어의 적어도 일부를 둘러싸며 제 2 담배 혼합물을 포함하는 쉘;을 포함하고,
    상기 제 1 담배 혼합물은 제 1 담배 입자 및 향미 물질을 포함하고,
    상기 제 2 담배 혼합물은 제 2 담배 입자를 포함하고,
    상기 쉘은 5.0 내지 10.0의 표면 거칠기(Ra)를 갖는, 담배 물질.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 담배 혼합물은 상기 제 1 담배 혼합물 전체 중량을 기준으로, 상기 향미 물질을 90 중량% 이상 포함하는, 담배 물질.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어는 30 내지 50 메쉬(mesh)의 크기를 갖고,
    상기 담배 물질은 18 내지 25 메쉬의 크기를 갖는, 담배 물질.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 담배 물질은 90% 이상의 경도를 갖는, 담배 물질.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 담배 물질은 상기 담배 물질 전체 중량을 기준으로, 수분을 5.0 내지 8.0 중량%를 포함하는, 담배 물질.
  6. 에어로졸 생성 물품에 포함되는 필터로서,
    제 1 항에 따른 담배 물질을 포함하는, 필터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 필터는 제 1 필터 요소를 포함하는 제 1 필터부;
    제 1 항에 따른 담배 물질을 포함하는 향미부; 및
    제 2 필터 요소를 포함하는 제 2 필터부;를 포함하고,
    상기 제 1 필터부, 상기 향미부 및 상기 제 2 필터부는 상기 필터의 길이 방향을 기준으로 순서대로 정렬되는, 필터.
  8. 제 6 항에 따른 필터를 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
  9. 향미 물질을 포함하는 제 1 조성물을 이용하여 코어를 제조하는 제 1 단계; 및
    상기 코어 상에 상기 코어의 적어도 일부를 둘러싸는 쉘을 형성하는 제 2 단계;를 포함하고,
    상기 쉘은 5.0 내지 10.0의 표면 거칠기(Ra)를 갖는, 담배 물질의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는 30 내지 60 ℃의 온도, 및 1.5 bar 이하의 풍압 조건의 유동층 반응기에 상기 제 1 조성물을 분사하여 상기 제 1 조성물을 성장시키는 단계; 및
    상기 성장시킨 제 1 조성물로부터 상기 코어를 수득하는 단계;
    를 포함하는, 담배 물질의 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 조성물은 상기 향미 물질 90 내지 99 부피%, 담배 분말 0.5 내지 5 부피% 및 물 0.5 내지 5 부피%를 포함하는, 담배 물질의 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는 50 내지 90 ℃의 온도, 및 1.5 bar 이하의 풍압 조건의 유동층 반응기에 상기 코어를 위치시키고 제 2 조성물을 분사하여 상기 코어의 표면에 상기 제 2 조성물을 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅된 코어 및 상기 제 2 조성물로부터 담배 물질을 수득하는 단계;
    를 포함하는, 담배 물질의 제조 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 조성물은 담배 분말 10 내지 20 중량%, 물 40 내지 60 중량% 및 에탄올 30 내지 40 중량%를 포함하는, 담배 물질의 제조 방법.
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