KR20190110851A - 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배에 관한 것으로서, 구체적으로는 담배내장부, 중공튜브필터부, 흡열부 및 마우스피스필터부가 순차적으로 배치되어 스틱 형태로 구성되는 궐련형 전자담배에 있어서 상기 흡열부의 소재를 직물 또는 편물 형태로 제직된 메쉬를 채택하되 이를 감거나 혹은 절곡하여 뭉쳐서 흡열부를 구성하는 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배에 관한 것이다.
본 발명에 의한 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배는 종래의 궐련형 전자담배에 비해 가열에 의해 발생되는 뜨거운 온도의 증기에 대해 내구성을 지니면서도 냉각 효과가 우수하고 유입부와 유출부의 압력 변화가 적을 뿐만 아니라 표면적이 넓어 사용자가 전자담배를 사용하여 가열시에 에어로졸 형태의 증기와 함께 함유된 니코틴을 비롯한 유해물질들을 용이하게 흡착할 수 있게 한다는 장점을 가지고 있다.

Description

메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배{CIGARETTE TYPED EBACO WITH MESH COOLING FILTER}

본 발명은 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배에 관한 것으로서,

구체적으로는 담배내장부, 중공튜브필터부, 흡열부 및 마우스피스필터부가 순차적으로 배치되어 스틱 형태로 구성되는 궐련형 전자담배에 있어서 상기 흡열부의 소재를 직물 또는 편물 형태로 제직된 메쉬를 채택하되 이를 감거나 혹은 절곡하여 뭉쳐서 흡열부를 구성하는 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배에 관한 것이다.

궐련형 전자담배는 궐련형 담배를 연소시켜 열분해를 통해 발생되는 유해한 연기발생을 저감시키고 흡연자들의 흡연욕구를 충족시키기 위한 대체용품으로 개발되어 현재 널리 사용되고 있다.

궐련형 전자담배는 찐 담배와 같은 에어로졸을 형성시키는 재료를 연소보다는 가열하여 에어로졸 형태의 증기를 발생시키는 물품으로서, 니코틴이 함유된 증기 형태의 에어로졸을 생성하기 위해서 찐 담배를 200℃ 이상으로 가열시키는 위하여 전기를 이용해 충전하여 가열시키는 가열기에 끼워서 사용하는 형태로 구성되어 있다.

궐련형 전자담배를 소비하는 경우 휘발성 화합물은 열원으로부터의 열전달에 의해서 증기를 형성시키는 재료 예를 들어 찐 담배로부터 방출되고, 사용자가 빨아들여 흡입되는 공기에 함께 혼합된 이후 흡열재 또는 냉각재를 통과하면서 방출된 화합물이 냉각됨으로써 이들은 응축하여 사용자에 의해서 흡입되는 증기 형태의 에어로졸을 형성하게 된다.

이와 관련하여 선행특허 1에서는 궐련형 전자담배의 길이방향으로 길게 연장되어 있는 채널 이외에 기공율이 낮은 또는 실질적으로 구멍이 없는 재료로부터 형성되는 냉각요소를 포함하고 있는 궐련형 전자담배에 대해 제안한 바 있으나, 채널을 통해 이동될 뿐 기공율이 거의 없는 채널 형태의 냉각요소를 채택하여 상대적으로 낮은 표면적과 가열되어 유입되는 공기의 높은 입구 온도로 인해 채널 소재가 부분적으로 녹아 폐색되어 제공되는 담배를 전부 소비하지 못하게 될 뿐만 아니라 소재가 녹으면서 발생되는 유해가스 등이 사용자에게 그대로 유입되는 문제점이 존재하였다. 아울러 채널을 형성하는 소재가 기공율이 거의 없는 실질적으로는 필름 소재로서 표면적이 낮아 니코틴을 함유한 에어로졸이 가열에 의해 형성된 후 사용자가 이를 흡입할 때 니코틴을 포함한 유해물질이 그대로 사용자에게 유입되는 문제점은 여전히 남아 있었다.

한편, 선행특허 2에서는 궐련형 전자담배와 가열수단이 일체화되어 있으며 액상 스토리지와 히터 사이에 위치하고 있는 메쉬 요소를 포함하고 있는 전자담배를 제안한 바 있는데, 이에 채택된 메쉬 요소는 액상을 수용하는 역할을 담당하는 것에 불과하며 흡열부를 담당하여 냉각재로서의 역할을 담당하도록 구성되어 있지 않아 가열수단과 분리된 형태의 궐련형 전자담배에 적용하기 어렵다는 한계점은 여전히 남아 있었다.

선행특허 1 : 대한민국등록특허 제10-1616664호(2016.04.22. 등록) 선행특허 2 : 대한민국등록특허 제10-1768299호(2017.08.08. 등록)

본 발명은 상술한 것과 같은 문제점 및 한계점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

궐련형 전자담배의 냉각요소로서 전자담배의 길이방향으로 흡열용 채널을 형성함은 물론이며 채널의 벽면에도 기공을 형성시킬 수 있어 냉각 효과가 우수하면서도 압력 변화가 적을 뿐만 아니라 표면적이 넓어 사용자가 전자담배를 사용하여 가열시에 에어로졸 형태의 증기와 함께 함유된 니코틴을 비롯한 유해물질들을 용이하게 흡착할 수 있는 메쉬 소재를 흡열부로 채택한 궐련형 전자담배를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

아울러, 담배를 가열함으로써 발생되는 에어로졸 형태의 증기의 온도가 높아도 녹는점이 높아 녹지 않아 전자담배를 충분히 사용할 수 있게 할 뿐만 아니라 설사 일부 열에 의해 흡열부의 입구 부분이 부분적으로 녹는다 하더라도 녹는 과정 중에 유해가스를 발생시키지 않음으로써 사용자의 건강과 안전을 도모할 수 있는 메쉬 소재를 채택한 궐련형 전자담배를 제공함에 본 발명의 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배는, 담배내장부, 중공튜브필터부, 흡열부 및 마우스피스필터부가 순차적으로 배치되어 스틱 형태로 구성되는 궐련형 전자담배에 있어서, 상기 흡열부는 직물 또는 편물 형태로 조성된 메쉬를 팩킹하여 형성된 것을 특징으로 한다.

이때 사용되는 상기 메쉬의 소재는 용융점(T_m)은 210℃ 이상인 폴리락틱액시드(PLA)인 것이 바람직하다. PLA는 다른 고분자에 비해 천연물질인 젖산으로 만들어졌기 때문에 녹으면서 발생되는 연기나 기타 유해가스 발생량이 다른 합성수지 재질에 비해 훨씬 적다는 장점이 있기 때문이다. 또한, PLA는 분자구조상 다른 고분자에 비해 극성을 띤 OH기가 많이 붙어 있기에 담배를 가열하여 에어로졸 형태의 증기를 생성시킬 때 함께 발생되는 니코틴과 같은 많은 유해물질을 충분히 흡착할 수 있는 기능성을 가지고 있기 때문이다.

따라서, 이러한 PLA를 소재로 하여 직물 또는 편물 형태로 제조된 메쉬를 채택함으로써 흡열부의 표면적을 증대시킴으로써 담배를 가열하여 발생되는 유해물질들을 증기 형태의 에어로졸을 냉각시키면서 충분히 물리적 화학적으로 흡착시킬 수 있게 된다.

이때, 흡열부로 채택되는 상기 메쉬의 오프닝 사이즈는 100~850㎛, 공간율은 40~65%이며, 상기 메쉬의 두께는 50~500㎛인 것이 바람직하며, 상기 메쉬의 표면적은 1㎡당 10,000~40,000㎠인 것이 좋다.

메쉬의 오프닝 사이즈와 공간율은 제직 및 편직 방식에 따라 차이가 있게 되지만 충분히 에어로졸 형태의 증기가 원활하게 통과가 되도록 하면서도 냉각효과를 충분하게 부여하기 위하여 상기 메쉬를 채택하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 메쉬의 두께를 제한한 것도 두께가 너무 얇으면 높은 증기 온도로 인해 몇 모금 빨지 않은 상태에서 변형이 일어나거나 경화가 되는 문제점이 발생하게 되고, 원사를 너무 가는 것을 사용하여 표면적을 너무 높게 한 경우에는 흡착 효과가 극대화되어 증기가 충분히 발생되지 않거나 담배 본연의 맛과 향이 급감하여 담배상품으로서의 기능이 약화될 수 있어 전자담배 전체로서 품질저하를 발생시킬 수도 있기 때문에 상기 두께의 메쉬를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 메쉬 흡열부의 필터공간율은 20~90%인 것을 다른 특징으로 한다. 필터공간율은 메쉬의 직조상태 및 두께 그리고 표면적의 크기에 따라 결정된다. 필터공간율은 결국 전자담배의 사용자가 끽연을 할 때 충분히 공기가 흡입될 수 있도록 조정하되 패킹 정도 및 메쉬의 두께와 사경의 굵기 등에 따라 필터공간율을 20~90%로 적절히 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 메쉬 흡열부는 메쉬 원단이 스틱 단면의 중심부로부터 가장자리를 향하여 동심원을 가지도록 롤 형태로 말려져 스틱의 길이방향으로 팩킹될 수도 있다. 아울러, 본 발명에 의한 메쉬 흡열부는 메쉬 원단이 권축, 주름, 집결 또는 다수 회 접혀진 것 중 어느 하나가 스틱의 길이방향으로 집속되어 패킹될 수도 있다.

본 발명에 의한 메쉬 흡열부를 포한하는 궐련형 전자담배는 필름 재질의 채널 형태로 이루어진 냉각요소를 채택한 종래의 궐련형 전자담배에 비해 가열에 의해 발생되는 뜨거운 온도의 증기에 대해 내구성을 지니면서도 냉각 효과가 우수하고 유입부와 유출부의 압력 변화가 적을 뿐만 아니라 표면적이 넓어 사용자가 전자담배를 사용하여 가열시에 에어로졸 형태의 증기와 함께 함유된 니코틴을 비롯한 유해물질들을 용이하게 흡착할 수 있게 한다는 장점을 가지고 있다.

또한, 본 발명에 의한 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배는 담배를 가열함으로써 발생되는 에어로졸 형태의 증기의 높은 온도로 인해 중공필터부와 흡열부의 경계면이 부분적으로 녹아서 경화되는 현상이 발생하더라도 단면상으로는 작은 공간이 여전히 형성되어 있기 때문에 증기의 흐름이 원활하게 확보될 수 있으므로 기존 대비 사용자가 이용할 수 있는 모금수도 증가할 수 있게 한다는 다른 장점을 가지고 있다.

도 1은 본 발명에 의한 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배의 전체 구성을 도시한 것이다.
도 2는 메쉬 흡열부가 롤타잎으로 형성되어 있는 것을 도시한 것이다.
도 3은 메쉬 흡열부가 다수 개의 주름이 잡혀 있는 메쉬를 뭉쳐서 구성한 것을 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 통하여 본 발명의 일실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배의 전체 구성을 도시한 것이다.

본 발명에 의한 궐련형 전자담배는 담배내장부(100), 중공튜브필터부(200), 메쉬 흡열부(300) 및 마우스피스필터부(400)가 순차적으로 배치되어 스틱 형태로 구성되며, 이를 전체적으로 궐련담배용 페이퍼(500)가 감싸서 단면이 원형인 스틱 형태로 구성된다.

본 발명에 의한 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배의 경우 상기 흡열부(300)를 폴리락틱액시드(PLA)소재의 메쉬를 직조 또는 편직한 것을 채택하여 이를 패킹하여 구성한 것을 특징으로 한다. 흡열부(300)를 메쉬로 채택한 이유는 기존의 선행특허 1에서 제시하고 있는 필름 소재를 이용하여 다수 개의 냉각채널을 구성한 냉각요소를 채택한 종래의 궐련형 전자담배의 문제점을 극복하기 위함이다.

선행특허 1에서 개시하고 있는 종래의 궐련형 전자담배의 경우, 두께가 40~50㎛인 PLA 필름을 냉각요소로 사용하는데, 전자담배기기 장치에 꼽고 흡연을 하게 되면 일정한 모금을 빨고 난 이후에는 뜨거운 증기가 유입되는 부분인 중공튜브필터부(200)와의 경계에서부터 딱딱하게 경화가 이루어지면서 더 이상 흡연이 어렵게 된다. 이것은 담배내장부로부터 발생되는 에어로졸 형태의 뜨거운 증기에 의해 다수개의 채널 형태를 구성하고 있는 필름들이 입구에서 상호 녹아 붙으면서 경화가 되기 때문이며 중공튜브필터부와 경게하고 있는 채널을 구성하고 있는 필름 소재가 녹아 붙으면서 필름층간에 만들어진 채널들이 막히면서 담배 증기의 흐름을 막기 때문이다. 이때 필름의 두께가 너무 얇으면 훨씬 더 작은 모금 횟수 이하에서 경화 및 담배증기의 막힘 현상이 발생하게 된다.

한편, 이러한 채널을 구성하고 있는 필름 대신 메쉬를 선택하게 되면 다음과 같은 장점이 발생하게 된다. 메쉬의 단면을 보면 균일한 두께의 필름과는 달리 1개 층의 두께가 위치에 따라 불균일하기 때문에 다수 층의 필터를 만들게 되면 사골(원사의 굴곡)에 의해 단면상에 크기가 작고 수많은 공간이 형성되게 된다. 따라서 일정한 굵기의 원사를 사용하더라도 섬유 조직에 따라 두께와 단면의 형상이 달라지게 되고 이를 이용해서 다수개의 층으로 된 필터를 만들게 되면 흡연시에 중공튜브필터부(200)와의 경계 부분이 높은 증기온도에 의해 녹아 붙으면서 경화되어 담배 증기의 흐름을 방해하는 것이 줄어들게 된다.

또한, 중공튜브필터부(200)와의 경계를 이루는 부분이 뜨거운 담배 증기에 의해 층간에 녹아 붙고 경화되면서 증기의 흐름을 방해하여 적은 양의 담배 증기가 경계부를 통과하더라도 연결된 하나의 길만이 존재하는 필름 재질의 채널 구조로 형성되어 있는 기존의 냉각요소와는 다르게 메쉬의 특성상 녹아 붙지 않은 모든 구멍으로 상호 연결되어 있기 때문에 증기의 흐름이 훨씬 원활하여 증기의 양도 많아지고 기존 대비 모금 수도 증가할 수 있게 된다는 장점이 발생하기 때문이다.

한편, 본 발명에 의한 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배를 구성하고 있는 메쉬 소재는 PLA를 채택하였으며 실제 샘플로 제작하여 궐련형 전자담배로서 제작하여 채택가능성을 확인한 메쉬의 상세 스펙은 다음과 같다.

① 오프닝 사이즈 : 150~250㎛

② 공간율 : 43%

③ 두께 : 120~160㎛

④ 원사 선경 : 55~60㎛

⑤ 메쉬 표면적 : 23,000㎠/㎡

도 2는 메쉬 흡열부가 롤타잎으로 형성되어 있는 것을 도시한 것이며, 도 3은 메쉬 흡열부가 다수 개의 주름이 잡혀 있는 메쉬를 뭉쳐서 구성한 것을 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 메쉬 흡열부는 다양한 형태로 패킹할 수 있으며, 메쉬 원단 자체를 롤 형태로 감아서 패킹하거나(310), 메쉬 원단 자체에 주름을 가하거나 접거나 굴곡시켜 표면적을 크게 한 후에 이를 뭉쳐서 패킹(320)하여 채택할 수 있다. 이는 메쉬 원단의 재질적 특성 및 상세한 스펙에 따라 달라질 수 있으며, 필터공간율도 발생되는 증기의 양 및 온도 그리고 흡연자의 기호도 등에 따라 조절될 수 있다.

100 : 담배내장부 200 : 중공튜브필터부
300 : 메쉬 흡열부 400 : 마우스피스필터부
500 : 궐련담배용 페이퍼

Claims (7)

1. 담배내장부, 중공튜브필터부, 흡열부 및 마우스피스필터부가 순차적으로 배치되어 스틱 형태로 구성되는 궐련형 전자담배에 있어서,
   상기 흡열부는 직물 또는 편물 형태로 형성된 메쉬를 팩킹하여 형성된 것을 특징으로 하는 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배.
   
2. 청구항 1에서,
   상기 메쉬의 소재는 용융점(T_m)은 210℃ 이상인 폴리락틱액시드(PLA)인 것을 특징으로 하는 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배.
   
3. 청구항 2에서,
   상기 메쉬의 오프닝 사이즈는 100~850㎛, 공간율은 40~65%이며,
   상기 메쉬의 두께는 50~500㎛인 것을 특징으로 하는 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배.
   
4. 청구항 1에서,
   상기 메쉬의 표면적은 1㎡당 10,000~40,000㎠인 것을 특징으로 하는 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배.
   
5. 청구항 1에서,
   상기 메쉬 흡열부의 필터공간율은 20~90%인 것을 특징으로 하는 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배.
   
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에서,
   상기 메쉬는 스틱 단면의 중심부로부터 가장자리를 향하여 동심원을 가지도록 롤 형태로 말려져 스틱의 길이방향으로 팩킹되는 것을 특징으로 하는 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배.
   
7. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에서,
   상기 메쉬는 메쉬 원단이 권축, 주름, 집결 또는 다수 회 접혀진 것 중 어느 하나가 스틱의 길이방향으로 집속되어 패킹되는 것을 특징으로 하는 메쉬 흡열부를 포함하는 궐련형 전자담배.
   

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