KR20210009334A - 방향 카트리지 - Google Patents

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KR20210009334A
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generating
tobacco
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KR1020207035415A
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류지 와타나베
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가부시키가이샤 도아 산교
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Abstract

본 발명은 담배 성분을 전혀 사용하지 않고, 섬유를 다량으로 포함하지 않는 비담배재를 사용하는 방향 카트리지에 특유의 과제, 즉, 피가열 방향 발생 시트 또는 피가열 방향 발생 기재 내 및 피가열 방향 발생 시트 또는 피가열 방향 발생 기재 간에 있어서의 기체 유로의 폐색에 의한 에어로졸의 연기 및 비담배재로부터 방출되는 향기 성분의 흡인량 저하를 해결할 수 있는 방향 카트리지로서, 피가열 방향 발생체 및／또는 마우스피스에 연기 및 향기 성분의 흡인 최적화 수단 및／또는 연기 및 향기 성분의 기체 생성 지속재료를 하나 이상 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방향 카트리지를 제공하는 것이다.

Description

방향 카트리지
본 발명은 가열식 흡연기구의 전기 제어식 발열체를 구비한 챔버에, 발열체와 접촉하도록 장착되어, 발열체의 가열에 의해 생성되는 에어로졸의 연기와 향기 성분을 감능할 수 있는 방향 카트리지에 관한 것이다.
최근 들어, 담배의 분연(흡연 구역이나 흡연 시간을 제한하는 일) 및 금연이 직장이나 음식점 등의 사람들이 모이는 공간에 폭넓게 보급되는 경향에 따라, 지권담배 등과 같이, 화염으로 연소된 담배 연기를 들이마시는 흡연 애호자가 감소하는 것에 대해, 히터 등의 전기 제어식 발열체에 의해 전달된 열에 의해 발생하는 연기를 흡인하는 가열식 흡연기구인 전자담배를 이용하는 흡연 애호자가 급격히 증가하고 있다. 그 원인은 종래의 화염식 흡연에 의하면, 흡연자 및 그 주위의 비흡연자가 담배재 및 종이의 열분해 및 연소(600℃ 이상)에 의해 생성되는 유해물질을 흡인하는 것에 대해, 전자담배에 의하면, 담배재의 열분해 및 연소에 이르지 않는 저온(200∼350℃)에서 담배재나 에어로졸 포머를 원료로 한 무해한 글리세린 등의 연기나 방향을 흡연자가 흡인하여, 흡연을 즐길 수 있을 뿐 아니라, 그 주위의 비흡연자에게 미치는 영향도 저감시킬 수 있기 때문이다.
이러한 전자담배에는 크게 구별하면 2종류가 있다(비특허문헌 1 및 2). 하나는 담뱃잎 등이 든 캡슐이나 스틱을 가열하여 연기 등을 흡인하는 캡슐형 전자담배 및 스틱형 전자담배이다. 다른 하나는, 향이나 맛이 든 액체를 가열하여 발생시킨 증기를 들이마시는 리퀴드형 전자담배이다.
특히, 스틱형 전자담배는 종래의 지권담배와 형태, 흡연방법, 및 맛 등에 있어서의 유사성이 높은데다가, 지권담배와 같은 유해물질의 흡인량이 적기 때문에 그 애호자가 많아, 다양한 개발이 행하여지고 있다(예를 들면, 특허문헌 1∼3). 구체적으로는, 담배 성분과 함께, 연기가 되는 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 포머, 향료, 결합제 등으로 지권담배와 같은 스틱형상으로 가공된 에어로졸 형성체에 마우스피스가 구비된 스틱(전자담배 카트리지)을 가열식 흡연기구에 장착하여 흡연하는 전자담배이다. 그 흡연의 시스템은 에어로졸 형성체가 가열식 흡연기구의 열원과 접촉하도록 장착되어 가열되면, 에어로졸 형성체로부터 에어로졸 포머를 포함하는 휘발물이 방출되는 동시에, 이 휘발물은 흡연자의 흡인에 의해 공기와 함께 타단의 마우스피스 쪽으로 빨아들여져, 이 휘발물의 반송공정에 있어서 에어로졸 포머의 휘발물은 냉각, 응축되어 연기와 같은 에어로졸을 형성하는 동시에, 그밖의 휘발물은 흡연자의 입 및 코에 방향을 부여하고, 그 결과로서 흡연을 즐길 수 있다고 하는 것이다(특허문헌 2). 이 매커니즘에 의하면, 스틱형 전자담배와 같은 가열식 흡연의 경우, 에어로졸 형성체에 포함되는 글리세린 또는 프로필렌글리콜 등의 에어로졸 포머를 휘발시킬 수 있는 200∼250℃ 정도, 즉, 담뱃잎의 열분해가 개시되는 정도의 온도에서 흡연할 수 있다. 이 때문에, 적어도 연소되기에 필요한 600℃, 더욱이 흡연 시에는 900℃를 초과하는 온도에서 연소되는 화염식 흡연의 경우와 비교하여, 온도의 상승과 함께 발생량이 많은 것으로 알려져 있는 유해물질의 발생이 억제되어, 건강에 악영향을 미치는 경우가 적다.
또한, 리퀴드형 전자담배는 스틱형 전자담배와 달리, 담배 성분이 포함되어 있지 않아, 커피, 콜라, 레드불 등의 음료, 초콜릿, 바닐라, 크림 등의 디저트, 오렌지, 레몬, 멜론 등의 과일, 멘톨, 민트, 허브 등의 청량제 등, 다양한 맛을 즐길 수 있는 새로운 흡연기구이다(비특허문헌 2). 구체적으로는, 프로필렌글리콜 및 식물성 글리세린에 향료를 혼합한 액체를 가열하여 증발된 휘발물을 흡인하는 전자담배이다. 유해물질이 전혀 들어 있지 않고, 타르와 니코틴도 발생하는 경우가 없으며, 다종다양한 맛을 즐길 수 있다고 하는 것에 최대 특징이 있고, 실제로, 다종다양한 리퀴드가 판매되고 있다.
또한, 최근 들어, 이러한 두가지 전자담배의 특징의 융합이 시도되고 있다(특허문헌 4). 전술한 바와 같이, 종래의 스틱형 전자담배의 가열되는 스틱형상으로 가공된 에어로졸 형성체에는 담배 성분이 포함되어 있었기 때문에, 소량이라고는 하더라도, 유해물질의 발생, 타르와 니코틴도 발생하고 있었다. 이에, 특허문헌 4에서는, 스틱형 전자담배의 과제였던 담배 성분을 포함하지 않는 스틱형 전자담배를 발명하고 있다. 즉, 담배 성분 대신에, 흡연에 의한 심신의 평온함, 건강 및 미용의 증진에 도움이 되는 효과가 있는 향기만을 발생시키는 비담배재를 채용하여, 에어로졸 포머, 결합제 등을 배합한 에어로졸 형성체를 사용하는 스틱형 전자담배이다.
그러나, 이러한 비담배재만을 사용하는 스틱형 전자담배의 경우는, 그 에어로졸 형성체에 섬유를 다량으로 포함하는 담배재를 사용할 수 없을 뿐 아니라, 다양한 풍미를 방출시키기 위해, 다종다양한 비담배재를 사용하는 데 있어서의 문제를 안고 있다.
먼저, 담배재를 포함하는 에어로졸 형성체는 담배재의 섬유가 그 덩어리상 상태를 유지하여, 담배재의 탈락 및 융착을 방해하고 있었으나, 섬유를 다량으로 포함하고 있지 않은 비담배재를 사용하는 경우, 피가열 방향 발생 시트 또는 피가열 방향 발생 충전물(이하, 「피가열 방향 발생 기재」라고 한다.)의 덩어리상 상태를 안정하게 유지하기 위해서는, 섬유의 기능을 하는 결합제 등을 다량으로 사용하게 된다. 이 때문에, 결합제가 증가하면, 피가열 방향 발생 기재의 밀도가 높아져, 가열에 의해 방출되는 에어로졸 포머 및 비담배재의 피가열 방향 발생 기재 내부로부터의 휘발 성분(이하 「기체」)의 유로(이하 「기체 유로」)가 폐색되어, 에어로졸의 연기나 비담배재의 향기 성분(이하 「흡인 성분」)의 흡인이 곤란해져, 결과적으로, 흡인량이 저하된다.
또한, 에어로졸 포머는 상온에서 액체인 글리세린이나 프로필렌글리콜 등이기 때문에, 결합제가 많아질수록 피가열 방향 발생 기재로부터 경시적으로 블리드 아웃되어, 피가열 방향 발생 기재끼리 융착된다. 이 때문에, 기체 유로가 폐색되어, 흡인 성분의 흡인이 곤란해져, 결과적으로 흡인량이 저하된다. 또한, 이러한 융착이 발생하면 발열체를 피가열 방향 발생 기재 속에 삽입하는 것이 곤란해질 뿐 아니라, 발열체를 파손시키는 경우도 있다. 구체적으로는, 수송 중 또는 창고·점두에서 보관 중에 피가열 방향 발생 기재가 들러붙고, 굳어 버려, 발열체에 의한 관통이 곤란해져, 카트리지의 파손 또는 발열체의 파손을 초래하는 경우가 있다.
반대로, 결합제 등의 첨가량을 저감시키고, 기체 유로를 확보하면, 비담배재의 탈락이나 분진 등이 발생하여, 카트리지의 형태를 강고하게 유지하는 것이 곤란하여, 발열체에 삽입되면 파괴되어 버리는 경우가 있다. 또한, 이들이 구강 내에 흡인되는 경우도 발생한다.
즉, 연기가 되는 에어로졸의 발생이나 비담배재로부터 방출되는 향기 성분의 발생을 유지할 필요가 있기 때문에, 피가열 방향 발생 기재를 구성하는 조성물이나 배합비를 크게 변경하여 해결하는 것은 어렵다. 이 때문에, 흡인량에 커다란 영향을 미치는 마우스피스의 구조, 및 피가열 방향 발생 기재의 제조방법 및 그의 충전상태 등에 착안한 해결수단이 요구되는 것으로 생각된다.
일본국 특허공표 제2010－520764호 공보 일본국 특허공표 제2013－519384호 공보 일본국 특허공표 제2016－538848호 공보 일본국 특허 제6371928호 공보
「전자담배 인기 8선! 초심자에게 전자담배의 타입을 해설」，Digmo 홈페이지，https：digmo. infoseek. co. jp／articles－410 「전자담배 리퀴드 추천 랭킹｜맛있게 피울 수 있는 인기상품 15선」，Customlife 홈페이지，https：／／customlife－media. jp／electronic－cigarette－liquid
본 발명은 전술한 바와 같이, 담배성분을 전혀 사용하지 않고, 비담배재만을 사용하는 것에 따른 특유의 흡인력 저하의 과제, 즉, 피가열 방향 발생 기재 내 및 피가열 방향 발생 기재 간에 있어서의 기체 유로의 폐색에 의한 흡인 성분의 흡인량 저하의 과제를 해결할 수 있고, 비담배재 등의 탈락이나 분진의 발생도 없는 방향 카트리지를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 여기서는 「방향 카트리지」라고 하는데, 「흡연 카트리지」나 「전자담배 호환 카트리지」라고 불러도 된다.
향의 근원이 되는 것으로서는, 담배 성분이 없는 비담배재를 사용하는 것에도 적용된다.
「방향(芳香)」은 「좋은 향」의 의미로, 소재 그 자체로부터 감도는 향(프레이그런스), 가열되었을 때 공간에 감도는 향(아로마), 흡인하였을 때 입에 감도는 향(플레이버) 등을 포함한다.
「흡연」은 일반적으로는 담배를 피우는 것을 의미하는 경우가 많은데, 여기서는 단순히 「연기를 즐긴다」「연기를 맛보다」「연기를 감능한다」는 의미로, 연기의 근원이 되는 것은 담배에 한정되지 않고, 비담배재를 사용하는 것에도 적용된다. 또한, 여기서의 「연기」에는, 예를 들면 에어로졸 등의 공기 중에 분산된 액적과 같이, 「연기로 보이는 것」「연기상의 것」도 포함된다.
「전자담배 호환 카트리지」도 담배 성분을 포함하는지 여부에 상관없이, 단순히 「담배 성분을 포함하는 전자담배 카트리지와 상호 교환하여 사용 가능한(호환성이 있는) 카트리지」로 정의된다.
보다 구체적으로는, 전자 제어식 발열체를 챔버 내에 구비한 가열식 흡연기구의 발열체에 접촉하도록 장착되어, 발열체의 가열에 의해 생성되는 에어로졸의 연기와 향기 성분을 감능할 수 있는 원기둥형상의 방향 카트리지에 있어서, 적어도 연기와 향기 성분을 여과하는 필터를 구비하는 마우스피스와 적어도 발열체와 접촉하는 피가열 방향 발생 기재가 감긴 피가열 방향 발생체가 인접하여 카트리지 외장체로 감겨 있어, 마우스피스에 기체의 흡인량을 향상시키는 기능 및 비담배재 등의 탈락물이나 분진을 포착하는 기능을 갖는 기구, 및 피가열 방향 발생체에 기체의 흡인량을 저하시키지 않고, 비담배재 등의 탈락이나 분진이 없는 구조를 갖는 재료를 구비한 방향 카트리지를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
즉, 본 발명의 방향 카트리지는 발열체와 접촉하는 피가열 방향 발생 기재가 감긴 피가열 방향 발생체와, 상기 발열체로부터의 가열에 의해 생성되는 에어로졸의 연기와 향기 성분을 여과하는 필터를 구비하는 마우스피스와, 상기 피가열 방향 발생체와 상기 마우스피스를 연결하듯이 바깥둘레를 싼 카트리지 외장체를 구비하고, 상기 피가열 방향 발생체 및 상기 마우스피스의 적어도 한쪽은, 상기 연기 및 상기 향기 성분의 흡인 최적화 수단, 상기 연기 및 상기 향기 성분의 기체 생성 지속재료의 하나 이상을 갖는다.
이러한 흡인 최적화 수단 및 기체 생성 유지재료는 각각 다음과 같은 구조 및 재료를 의미한다. 흡인 최적화 수단은 마우스피스의 흡인량을 향상시키는 구조, 피가열 방향 발생체의 비담배재(non-tobacco material) 등의 탈락물이나 분진의 발생을 방지하고, 포착하는 구조이다. 보다 구체적으로는, 마우스피스를 구성하는 필터에 구비되는 기체 유로의 확대에 의한 흡인량의 향상을 도모하는 캐비티, 마우스피스를 구성하는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 측으로의 이동을 방지하는 지지체에 구비되는 변형에 의한 흡인량 저하를 방지하는 형상 보강부재, 마우스피스에 구비되는 열의 확산에 의한 접합부의 파손을 방지하는 단열재, 및 비담배재 등의 탈락물이나 분진의 발생을 방지하는 덮개재 및 포착하는 격벽재를 의미한다. 기체 생성 유지재료는 피가열 방향 발생체로부터 방출되는 기체의 유로가 폐색되지 않는 재료이다. 보다 구체적으로는, 제조방법에 의해 내부구조가 개량된 피가열 방향 발생 기재, 배합량이 최적화된 피가열 방향 발생체를 구성하는 피가열 방향 발생 기재, 피가열 방향 발생체를 구성하는 피가열 방향 발생 기재의 내부 및／또는 표면에 존재하는 무기입자, 충전율이 개량된 피가열 방향 발생 기재이다. 아래에 이들 본 발명의 구조 및 재료에 대해서 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 방향 카트리지의 경우, 필터는 섬유를 원기둥형상으로 성형한 것이며, 또한, 상기 마우스피스의 전체 또는 일부를 구성하는 것으로, 흡인 최적화 수단은 필터 내에 길이방향으로 관통하지 않도록 설치된 캐비티를 갖는다. 이 필터는 일반적으로 사용되고 있는 셀룰로오스아세테이트(CA) 섬유나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르 섬유 등으로 형성되어 있는 필터로서, 비담배재를 사용하는 피가열 방향 발생체의 방향 카트리지의 경우, 일반적인 흡연자가 흡인하는 기체의 유량이 충분하지는 않기 때문에, 캐비티에 의해 흡인량을 향상시킨 것이다.
캐비티는 그 형상이나 수량에 대해서, 특별히 한정되는 것은 아니고, 피가열 방향 발생체의 종류에 대응하여 적당히 결정되면 되는데, 일반적인 흡연자가 흡인하는 기체량을 증가시키는 효과, 및 캐비티 제조방법의 난이도를 고려하면, 필터의 길이방향 중 어느 한쪽의 단부 또는 양쪽 단부에 하나 이상 배설(配設)되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 캐비티가 형성되는 위치는, 흡연자가 흡인하였을 때, 흡인되는 기체가 균일하게 구강 내 전체에 들어가도록 배설된다. 캐비티가 하나인 경우에는, 필터의 길이방향에 존재하는 원기둥의 중심축 상에 형성하는 것이 바람직하다. 캐비티가 2개인 경우에는, 필터의 길이방향에 존재하는 원기둥의 중심축을 대칭의 중심으로서 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 필터가 3개 이상인 경우에는, 필터의 길이방향에 존재하는 원기둥의 중심축 상, 및 필터의 길이방향에 존재하는 원기둥의 중심축 상 및 필터의 길이방향에 존재하는 원기둥의 중심축을 중심으로 하여 회전 대칭의 위치에 배설되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 캐비티의 형상에 대해서도, 일반적인 흡연자가 흡인하는 기체량을 증가시키는 효과, 및 캐비티 제조방법의 난이도라고 하는 관점에서, 기둥형상 또는 뿔형상인 것이 바람직한데, 기둥형상 또는 뿔형상의 바닥면의 형상은 한정되는 것은 아니다. 그러나, 이들 캐비티는 일반적인 기계적 드릴링, 방전 가공, 레이저 가공으로 형성하는 것이 효율적이기 때문에, 가공성이라고 하는 관점에서는, 원기둥형상 또는 원뿔형상이 바람직하다.
이러한 필터는 필터 단독으로 마우스피스 전체를 구성해도 되지만, 마우스피스의 일부여도 된다. 마우스피스의 일부가 필터인 경우, 그 잔부는 카트리지 외장체에 의해 형성되는 공동(空洞)인 것이 바람직하다. 그리고, 필터와 공동의 배열은 특별히 한정되지 않고, 피가열 방향체와 필터가 인접해도, 피가열 방향체와 공동이 인접해도 된다. 카트리지 외장체는 통상 PE, PP 등의 폴리올레핀 수지, PET 수지, CA 수지 및 폴리젖산(PLA) 등의 얇은 필름, 및 얇은 종이 등이 사용되는데, 카트리지 외장체에서 공동을 형성하는 경우, 재질에 따라 상이하나, 마우스피스로서의 강도를 유지할 정도의 두께가 필요하다.
또한, 마우스피스에는 필터 이외의 바람직한 기능을 갖는 부재를 배치하여 설비해서, 마우스피스의 기능을 향상시킬 수 있다. 이러한 대표적인 부재로서는, 일반적으로 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하기 위한 지지부재, 및 피가열 방향 발생체의 에어로졸 포머가 휘발된 후, 냉각되어 연기의 생성을 촉진하고, 기체의 온도를 저하시키기 위한 냉각부재가 있고, 필터와 함께 마우스피스를 구성하는 경우가 있다. 이러한 부재는 어느 한쪽만을 적용해도 되고, 양쪽을 적용해도 된다. 어느 한쪽을 적용하는 경우는, 피가열 방향 발생체와 필터 사이에 배설된다. 양쪽을 적용하는 경우는, 피가열 방향 발생체와 필터 사이에, 지지부재와 냉각부재가 이 순서 또는 역순으로 배설된다.
또한, 냉각부재에 의해 기체의 온도를 저하시킬 필요가 있는 것은, 휘발된 에어로졸 포머를 냉각, 응축하여 연기를 발생시키는 것을 목적으로 할 뿐 아니라, 지권담배와 비교하여, 방향 카트리지의 가열부와 마우스피스의 극단적으로 짧은 간격에서 기체 자체의 온도를 낮춰, 구강 내에서 기분 좋은 흡연을 즐길 수 있도록 하기 위함이기도 하다. 따라서, 냉각부재는 열교환기의 역할을 하는 것이 바람직하고, 공극률이 높은 연통공을 갖는 원기둥형상의 다공질체나 수 많은 관통공이 설치된 원기둥형상의 관 등이 사용된다. 공극률은 적어도 50% 이상은 필요하고, 70∼90%인 것이 바람직하다. 소재로서는 PE, PP 등의 폴리올레핀 수지, PET 수지, CA 수지, 폴리젖산(PLA) 등이 사용되어 왔으나, 열도전성이 높은 알루미늄 등의 금속박을 이들에 감은 것, 및 금속 자체인 것이 보다 바람직하다.
이와 같이, 마우스피스는 흡연자가 방향 카트리지를 입으로 물기 쉽게 하는 동시에, 기체를 여과하여 기체의 맛을 순하게 하는 필터를 필수 구성부재로 하고, 필요에 따라, 지지부재 및／또는 냉각부재를 배설할 수 있다. 이 구조를 이용하면, 기체의 흡인을 방해하는 것은 필터이기 때문에, 필터의 길이를 짧게 하여 흡인량을 높이는 것이 가능해진다. 이에, 전술한 바와 같은 캐비티를 설치하는 대신에, 필터를 짧게 하여 흡인량을 높이는 마우스피스의 구조를 검토하였다.
방향 카트리지 자체의 길이 및 피가열 방향 발생체의 길이는 가열식 흡연기구의 구조에 따라 결정되기 때문에, 마우스피스의 필터를 짧게 하는 경우, 필터의 일부를 지지부재로 치환하는 구조가 된다. 종래, 지지부재는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 반면, 기체의 통과를 방해하는 것은 불가능하기 때문에, 측면의 두께가 얇은 속이 빈(中空) 원기둥형상의 구조이고, 소재로서는 저렴한 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지, CA 수지 등의 플라스틱 및 종이 등이 사용되어 왔다. 그리고, 기체의 통과를 방해하지 않기 위해서는, 공동이며, 지지부재 측면의 두께가 얇을수록 바람직하다. 그러나, 필터를 짧게 하고, 이러한 지지부재의 길이를 길게 하면, 마우스피스가 용이하게 변형된다고 하는 문제가 발생한다.
이 과제에 대해, 본 발명은 적어도 필터와 지지부재로 구성되는 마우스피스를 구비한 방향 카트리지에 있어서, 지지부재의 길이를 길게 하고, 측면의 두께를 얇게 하더라도 마우스피스가 변형되지 않고, 흡인량을 저하시키는 경우가 없는 지지부재의 구조를 제공하는 것이다.
즉, 이 방향 카트리지의 경우, 마우스피스는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는, 관통공을 포함하는 지지부재를 갖고, 지지부재와 관통공의 원기둥의 중심축이 대략 동일하며, 흡인 최적화 수단은 관통공 내에 고정적 또는 가동적으로 배설되는 형상 보강부재를 포함한다. 보다 구체적으로는, 이 형상 보강부재가 지지부재와 그 관통공의 축을 면내에 갖고, 관통공의 내벽과 접촉하는 적어도 하나 이상의 판형상 부재를 구비하여 구성된다. 이러한 판형상 부재를 지지부재의 원기둥형상 관통공에 배설함으로써, 원기둥형상 지지부재의 길이를 길게 하고, 측면의 두께를 얇게 하더라도, 소재를 바꿀 필요가 없어, 지지부재의 변형을 방지하는 것이 가능해진다. 이 판형상 부재의 형상은 원기둥의 축방향으로 절단한 단면, 즉 직사각형인 것이 바람직하고, 흡인량이라고 하는 관점에서는, 두께는 얇을수록 바람직하며, 수는 적을수록 바람직한데, 변형을 방지한다고 하는 관점도 고려하여 2∼4장, 두께는 0.1∼0.5 ㎜의 폴리올레핀 수지인 것이 바람직하다.
또한, 형상 보강부재가 지지부재와 관통공의 원기둥의 중심축과 대략 동일한 축을 갖는 관통공의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 동심원기둥과, 동심원기둥의 바깥둘레 쪽에 있어서 동심원기둥의 반지름방향으로 관통공의 내벽과 접촉하도록 형설(形設)되는 판형상 부재를 구비하는 것이, 지지부재의 변형을 방지하기 위하여 보다 바람직하고, 기체의 흡인이라고 하는 관점에서, 동심원기둥이 속이 빈 것이 보다 더욱 바람직하다.
이와 같이, 피가열 방향 발생체에 인접하여 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하기 위한 형상 보강부재가 배설되는 지지부재와, 지지부재에 인접하는 필터를 구비하는 마우스피스가 적용된 방향 카트리지의 경우, 지지체가 변형되지 않고 기체의 흡인을 최적화할 수 있는데, 보다 폭넓게 기체의 흡인을 제어하기 위해서는, 필터로서 캐비티를 갖는 필터를 적용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 휘발된 에어로졸 포머를 효율적으로 에어로졸의 연기로 할 수 있는 냉각부재를 필터와 지지부재 사이에 배설하는 것도 가능하다. 이들 중 어느 경우에도, 흡인량을 보다 최적화하기 위해서는, 필터로서 캐비티를 갖는 필터를 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 필터 및 지지부재의 개량에 의해 흡인량이 증가함에 수반하여, 기체의 열이 발열체로부터 필터로 대류되어 전달되기 쉬워지기 때문에, 방향 카트리지를 구성하는 각 부재 간의 접합력이 저하되는 경우가 있다. 이러한 접합면의 개소는 방향 카트리지의 구성에 따라 상이하나, 피가열 방향 발생체와 필터, 지지부재, 냉각부재 및 카트리지 외장체와의 계면, 필터와 지지부재, 냉각부재 및 카트리지 외장체와의 계면, 지지부재와 냉각부재 및 카트리지 외장체와의 계면, 냉각부재와 카트리지 외장체의 계면 등을 들 수 있다.
이러한 각 계면의 접합력이 저하되면, 기체가 누설되어 흡인량에 악영향을 미치기 때문에, 피가열 방향 발생체와 마우스피스 사이에 단열부재를 설치하는 것이 바람직하다. 이 단열부재는 피가열 방향체에 인접하는 지지부재와 같이, 고온의 기체를 전체에 골고루 퍼지게 하는 것이 아니라, 유로의 긴 연통공의 스폰지와 같은 플라스틱제 단열성 다공질체가 바람직하고, 다소 체류시켜서 냉각하는 정도의 기능을 갖는 것이면 된다. 따라서, 단열부재의 길이는 매우 짧아, 냉각부재까지의 냉각기능은 필요가 없고, 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재 대신에 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 챔버의 바닥에 바늘형상의 발열체를 구비한 일반적인 가열식 흡연기구(도 2)가 아니라, 챔버를 발열체가 피복하는 가열식 흡연기구(도 3)의 경우, 방향 카트리지에 미치는 열의 영향은 보다 커서, 전술한 바와 같은 각 부재 계면의 접합력의 저하가 현저하기 때문에, 단열부재를 설치하여, 접합력의 저하, 즉, 흡인량의 저감을 방지할 필요가 있다. 이와 같이, 본 발명은 발열체의 열의 영향을 배제하여 흡인량의 저감을 방지한다고 하는 관점에서, 피가열 방향 발생체와 마우스피스 사이에, 흡인 최적화 수단으로서 단열부재를 개재시킨 방향 카트리지를 제공하는 것이기도 하다.
또한, 피가열 방향 발생 기재는 각종 방향을 방출하기 때문에 섬유 성분이 극단적으로 적어지는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 결합제의 배합량 등의 조정이 행하여지는데, 방향을 유지하기 위해서는 대폭으로 비담배재의 배합비를 저감시키는 것은 불가능하여, 비담배재 등의 탈락물이나 분진이 통상보다도 발생하기 쉽다. 이들은 흡연에 의해 마우스피스의 방향으로 운반되어 필터 및 냉각부재의 공극을 막히게 하는 요인이 되어, 흡인량을 극도로 저하시킨다. 또한, 이러한 배합의 피가열 방향 발생 기재의 경우, 방향 카트리지를 바늘형상의 발열체에 찔러넣는 경우에도 탈락물이나 분진 등을 발생시키기 쉽다.
이에, 본 발명은 흡인 최적화 수단으로서, 피가열 방향 발생체의 마우스피스 쪽 단부에 덮개재를, 마우스피스의 반대쪽 단부에 격벽재를 배설하는 방향 카트리지를 제공하는 것이기도 하다. 덮개재 및 격벽재는 피가열 방향 발생 기재 및 그것들을 묶은 피가열 방향 발생체의 상태에 따라, 어느 한쪽만을 구비해도 되고, 양쪽을 구비해도 된다. 이 덮개재 및／또는 격벽재에 의해, 탈락물이나 분진에 의한 필터 및／또는 냉각부재의 막힘이 방지되어, 안정된 흡인량이 확보된다.
이상, 방향 카트리지의 기체의 흡인 최적화를 구조적으로 개량하는 해결수단을 설명하였다. 그러나, 흡인 최적화를 도모하기 위해서는, 가열에 의해 기체를 방출하는 피가열 방향 발생체의 개량도 필요하다. 피가열 방향 발생체의 기체 방출량은 전술한 흡인량과 밀접한 관계에 있어, 아래에서 이점에 대해서 설명한다. 본 발명에서는 기체 방출량을 안정화하는 재료를 기체 생성 지속재료라고 칭한다.
피가열 방향 발생체의 가열에 의한 기체 방출량 개량이 지속되지 않는 이유는 이미 설명하였지만, 본 발명에 있어서 중요한 포인트이기 때문에, 다시 설명한다. 담배재를 포함하는 에어로졸 형성체는 담배재의 섬유가 그 덩어리상 상태를 유지하여 담배재의 탈락 및 융착을 방해하고 있었으나, 섬유를 다량으로 포함하고 있지 않은 비담배재를 사용하는 경우, 피가열 방향 발생 기재의 덩어리상 상태를 안정하게 유지하기 위해서는, 섬유의 기능을 하는 결합제 등을 다량으로 사용하게 된다. 이 때문에, 결합제가 증가하면 피가열 방향 발생 기재의 밀도가 높아지고, 기체 유로가 폐색되어, 흡인 성분의 흡인이 곤란해진다.
또한, 에어로졸 포머는 상온에서 액체인 글리세린이나 프로필렌글리콜 등이기 때문에, 결합제가 많아질수록 피가열 방향 발생 기재로부터 경시적으로 블리드 아웃되기 쉬워, 피가열 방향 발생 기재끼리가 융착되기 때문에, 피가열 방향 발생 기재 간의 유로를 막아, 흡인 성분의 흡인이 곤란해진다. 또한, 이러한 융착이 생기면 발열체를 피가열 방향 발생 기재 중에 삽입하는 것이 곤란해질 뿐 아니라, 발열체를 파손시키는 경우도 있다. 반대로, 결합제 등의 첨가량을 저감시켜, 기체 유로를 확보하면, 비담배재의 탈락이나 분진 등이 발생하여, 방향 카트리지의 형태를 강고하게 유지하는 것이 곤란하여, 발열체에 삽입되면 파괴되어 버리는 경우가 있다. 또한, 이들이 구강 내에 흡인되는 경우도 생긴다.
이에, 본 발명에서는 먼저, 피가열 방향 발생 기재의 제조방법［장치］에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하였다. 또한, 아래에서는, 주로 각 공정을 구비한 제조방법에 따라 설명하는데, 각 공정을 실행하는 수단을 구비함으로써, 전체로서 그 제조방법을 실시할 수 있는 제조장치가 존재하는 것은 명백하다. 이 때문에, 제조방법과 제조장치의 설명을 중복하지 않고, 「공정［수단］」, 「방법［장치］」로서, 동시에(겸하여) 설명하는 것으로 한다.
피가열 방향 발생 기재의 제조방법［장치］에 의해 상기 과제를 해결 가능한 이유는, 피가열 방향 발생 기재가 순수 및 알코올 등의 매체에, 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제, 부착 방지제, 향료, 비담배재 추출물, 항균성 보존제 등으로부터 선택되는 소재가 매질로서 분산 또는 용해된 조성물로부터, 초지법, 롤 프레스, 프레스 등의 압축 성형법, 및 캐스팅법 등으로 성형된 시트를 건조시킨 후, 재단하여 제조되어 있고, 성형 및 건조공정［수단］에 있어서의 제조방법［장치］에 따라, 피가열 방향 발생 기재의 내부구조가 다양하게 변화되기 때문이라고 생각된다.
이 근거는 예를 들면, 이종 고분자의 블렌드에 있어서, 블렌드물의 상분리 구조가 제조방법［장치］이나 제조 조건의 영향을 받는 것, 기름을 수중에 분산시키는 에멀션이나 서스펜션 등인 경우에, 유중 수적형 또는 수중 유적형이 되는지는, 기름의 종류, 기름과 물의 배합비, 계면활성제의 종류 등 다양한 요인의 영향을 받게 된다. 그리고, 이러한 제조방법［장치］의 차이에 따른 피가열 방향 발생 기재의 구조의 명확한 차이를 분석하는 것은, 포함되어 있는 재료계가 복잡하기 때문에, 거의 불가능하여, 분석법을 발견하기 위해 다대한 노력이 필요하다고 생각된다. 고분자 블렌드나 에멀션 등을 제조방법［장치］에 따라 내부구조에 차이가 발생한다고 하는 것의 근거로 한 것은, 배합되는 물질이 한정적이며, 연구의 역사가 길고, 분석수법이 확립되어 있기 때문에, 제조 조건에 따라 발생하는 구조의 차이가 명확해져 있기 때문이다.
피가열 방향 발생 기재의 제조방법［장치］은 이미 다양하게 검토되어 있는데, 다음과 같은 일례가 있다. 비담배재를 건조·분쇄한 후, 건식 혼합하여 비담배재를 준비하는 공정［수단］과, 에어로졸 포머, 결합제, 부착 방지제, 향료, 비담배재 추출물, 항균성 보존제 등으로부터 선택되는 소재를 준비하는 공정［수단］과, 순수 및 알코올을 준비하는 공정［수단］과, 이들 준비된 재료를 일괄하여 혼합하는 습식 혼합공정［수단］과, 습식 혼합하여 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］과, 초지된 함수 시트를 롤 프레스하여 시트를 제조하는 성형공정［수단］과, 성형공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하는 공정［수단］으로부터 제조된 피가열 방향 발생 시트를 재단하여 피가열 방향 충전물을 제조하는 방법［장치］이다.
그러나, 이러한 방법［장치］으로 제조된 피가열 방향 발생 기재는 덩어리상 상태의 유지가 곤란하기 때문에 다량의 결합제가 필요하여, 에어로졸 포머의 블리드 아웃에 의한 피가열 방향 발생 기재의 융착이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 따라서, 이 충전물을 사용한 피가열 방향 발생체의 기체 방출량은 경시적으로 크게 변화되어, 흡연자가 안정한 기체의 흡인을 하는 것은 불가능하였다.
본 발명의 방향 카트리지에 있어서의 피가열 방향 발생체의 기체 방출량을 안정화하는 재료, 즉, 기체 생성 지속재료는, 첫째, 건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합공정［수단］과, 건식 혼합공정［수단］에서 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 폴리비닐피롤리돈(PVP), 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합공정［수단］과, 제1 습식 혼합공정［수단］에 의해 제조된 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합공정［수단］과, 제2 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］과, 함수 시트를 압축하여 시트로 가공하는 시트 성형공정［수단］과, 시트 성형공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 제조되는 피가열 방향 발생 기재이다.
이 방법［장치］에 있어서의 제조의 특징은 제2 습식 혼합에 있다. 이 순수 및 알코올을 첨가한 제2 습식 혼합에 의해, 폴리프로필렌글리콜이나 글리세린 등의 에어로졸 포머와 비담배재의 분산 상태가 개선되기 때문에, 결합제의 첨가량을 증가시키지 않고 피가열 방향 발생 기재의 덩어리상 상태를 안정화 가능하며, 에어로졸 포머의 블리드 아웃을 저감시킬 수 있다. 특히, 알코올은 에탄올이나 프로판올 등의 저급 모노알코올이 효과적으로 바람직하고, 그 첨가량은 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 방향 카트리지에 있어서의 기체 생성 지속재료는, 건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합공정［수단］과, 건식 혼합공정［수단］에서 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합공정［수단］과, 제1 습식 혼합공정［수단］에 의해 제조된 상기 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합공정［수단］과, 제2 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］과, 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형공정［수단］과, 시트 성형공정［수단］에 의해, 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시킨 함수 시트에 에어로졸 포머를 도포 또는 침지시키는 에어로졸 포머 흡수공정［수단］과, 에어로졸 포머 흡수공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 제조되는 피가열 방향 발생 기재이다.
이 방법［장치］의 제조의 특징도 제2 습식 혼합에 있으며, 알코올은 에탄올이나 프로판올 등의 저급 모노알코올이 바람직하고, 그 첨가량은 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부인 것이 바람직한 것은, 제1 제조방법［장치］과 동일하나, 제2 제조방법［장치］의 특징은, 또한, 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시킨 함수 시트에 에어로졸 포머를 도포 또는 침지시키는 에어로졸 포머 흡수공정［수단］을 추가한 것에 있다. 종래의 제조방법［장치］에서는, 에어로졸 포머와 비담배재의 분산 상태가 나쁘고, 함수량이 50 질량% 미만인 미건조의 피가열 방향 발생 기재시트에 있어서, 에어로졸 포머와 비담배재가 유리(遊離)되어 있었기 때문에, 에어로졸 포머의 흡수가 곤란하였다. 그러나, 제2 습식공정［수단］에 의해 분산 상태가 개선되기 때문에, 에어로졸 포머 흡수공정［수단］에 있어서 에어로졸 포머가 시트 내부까지 흡수되기 때문에, 에어로졸 포머 및 결합제의 첨가량이 제1 제조방법［장치］과 동일하더라도, 피가열 방향 발생 기재의 덩어리상 상태를 안정화 가능하여, 에어로졸 포머의 블리드 아웃을 저감시킬 수 있을 뿐 아니라, 에어로졸 포머가 가열에 의해 휘발되기 쉬워졌다.
본 발명의 제3 방향 카트리지에 있어서의 기체 생성 지속재료는, 건조하여 분쇄한 비담배재를 순수와 혼합하여 비담배재의 슬러리를 제조하는 습식 혼합공정［수단］과, 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］과, 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형공정［수단］과, 시트 성형공정［수단］에서 제조된 시트의 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시키는 건조공정［수단］과, 건조공정［수단］에서 제조된 시트에, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 시트 성형공정［수단］에서 배출된 물의 농축액, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료의 알코올 및 순수 혼합액을 도포 또는 침지시키는 흡수 및 흡착공정［수단］과, 흡수 및 흡착공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 제조되는 피가열 방향 발생 기재이다.
제1 및 제2 제조방법［장치］은 비담배재 등 모든 재료를 순수 및 알코올과 습식 혼합한 슬러리로부터 초지하여 함수 시트를 형성하고 있었으나, 제3 제조방법［장치］의 특징은, 비담배재 단독의 슬러리로부터 함수 시트를 제조하고, 그의 건조한 시트에 에어로졸 포머 등 그밖의 재료를 흡수 및 흡착시키는 것에 있다. 제1 및 제2 제조방법［장치］에서는, 비담배재와 에어로졸 포머의 분산을 개량한 바와 같이, 모든 재료를 습식 분산하는 것 자체에 과제가 있었다. 이에, 비담배재와 에어로졸 포머를 혼합하고, 분산하는 공정［수단］을 경유하지 않는 제조방법［장치］을 검토한 결과, 제3 제조방법［장치］과 같이, 건조시킨 비담배재의 시트에는 에어로졸 포머 등 그밖의 재료의 순수 및 알코올 혼합액이 신속하게 침투하여, 흡수 및 흡착되는 것을 발견하고, 본 발명에 이르렀다. 이 방법［장치］에 의해 제조된 피가열 방향 발생 기재의 덩어리상 상태는 안정하고, 그 에어로졸 포머의 블리드 아웃도 저감되었다.
본 발명의 제4 방향 카트리지에 있어서의 기체 생성 지속재료는, 비담배재를 건조하여 분쇄하는 비담배재 준비공정［수단］과, 적어도 향료 및／또는 비담배재 추출물과 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린을 알코올에 혼합하여 향료 및／또는 비담배 추출물을 가교 PVP 및 또는 β－시클로덱스트린에 기류(寄留)시키는 향료 및／또는 비담배 추출물 혼합공정［수단］과, 적어도 에어로졸 포머와 결합제 또는 증점제를 순수에 혼합하는 에어로졸 포머 용해공정［수단］과, 비담배재 준비공정［수단］에서 제조된 재료와, 향료 및／또는 비담배 추출물 용해공정［수단］에서 제조된 재료와, 에어로졸 포머 용해공정［수단］에서 제조된 재료를 혼합하는 습식 혼합공정［수단］과, 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 제조되는 피가열 방향 발생 기재이다.
지금까지의 제조방법［장치］이 비담배재 등의 슬러리로부터 초지공정［수단］을 거쳐 시트를 성형하는 것을 특징으로 하고 있었으나, 제3 제조방법［장치］의 결과를 감안하여, 비담배재 등의 각종 성질이 다른 재료의 슬러리로부터 시트를 캐스팅하는 것 자체에 문제가 있기 때문에, 다량의 순수 및 알코올의 슬러리를 경유하지 않고, 순수 및 알코올이 적고, 점성이 높은 비담배재 등의 혼합물을, 쓰리롤과 같은 롤 프레스를 사용하여 피가열 방향 발생 기재의 시트를 성형한다. 이 방법［장치］의 경우, 비담배재 등의 혼합물에 커다란 전단력 및 압축력이 가해지기 때문에, 모든 재료가 균일하게 혼련되어 분산되는 것으로 생각된다.
여기서, 적어도 향료 및／또는 비담배재 추출물과 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린을 알코올에 혼합하여 향료 및／또는 비담배 추출물을 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린에 기류시키는 혼합공정［수단］과, 적어도 에어로졸 포머와 결합제 또는 증점제를 순수에 혼합하는 에어로졸 포머 용해공정［수단］을 설치하고, 향료, 비담배재 추출물, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제 등의 순수 및 알코올에 용해 가능한 재료를 사전에 용해시켜 두는 것은 중요하다. 특히, 향료로서, 멘톨 및／또는 크실리톨을 사용하는 경우, 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린에 이들이 흡수·흡착되어, 피가열 방향 발생 기재 중에서 안정하게 존재하여, 에어로졸 포머의 블리드 아웃을 억제하는 효과가 있기 때문에, 적어도 향료 및／또는 비담배재 추출물과 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린을 알코올에 혼합하여 향료 및／또는 비담배 추출물을 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린에 기류시키는 혼합공정［수단］은 매우 중요한 역할을 한다.
이 제조방법［장치］을 채용함으로써, 피가열 방향 발생 기재의 덩어리상 상태는 안정하여, 에어로졸 포머의 블리드 아웃을 대폭 저감시킬 수 있고, 피가열 방향 발생 기재의 융착도 없으며, 피가열 방향 발생체의 가열에 의한 기체의 휘발이 촉진되어, 경시적인 흡인량의 저하를 방지할 수 있었다.
또한, 이 제조방법［장치］의 시트 성형공정［수단］에 있어서 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 공정［수단］을 추가하는 것이 바람직하다. 이 공정［수단］은 시트 성형공정［수단］에 있어서의 전단력 및 압축력에 의한 혼련을 촉진하여, 수분량을 제어할 수 있는 동시에 에어로졸 포머의 휘발성을 높일 수 있다.
본 발명의 제5 방향 카트리지에 있어서의 기체 생성 지속재료는, 건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합공정［수단］과, 제1 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 혼합액을 안정화하는 양생공정［수단］과, 양생공정［수단］에서 제조된 양생 혼합액과 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합공정［수단］과, 제2 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 제조되는 피가열 방향 발생 기재이다. 또한 이 제조방법［장치］에 있어서도, 제4 제조방법［장치］과 동일하게, 시트 성형공정［수단］에 있어서 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 공정［수단］을 추가하는 것이 바람직하다.
이 제조방법［장치］의 특징은 특히 혼합액을 양생하는 공정［수단］을 설치한 것과, 양생공정［수단］의 전후에 결합제를 2회로 분할하여 첨가하는 공정［수단］을 설치한 것에 있다. 그리고, 결합제는 제1회째는 변성 셀룰로오스계 고분자가 바람직하고, 제2회째는 셀룰로오스계 이외의 다당류계 고분자가 바람직하다.
양생공정［수단］은 비담배재 등의 혼합물의 분산 상태가 경시적으로 변화되는 것인 것을 의미하고, 가장 저에너지가 낮은, 안정된 균일한 분산 상태로 이끄는 것으로 추측되어, 이 상태 변화가 피가열 방향 발생 기재의 덩어리상 상태를 형성할 수 있기 때문이라고 생각된다.
또한, 결합제를 2회로 분할하여 첨가함으로써, 결합제의 첨가량을 삭감하더라도 혼합물을 충분히 분산시킬 수 있어, 점도의 조정을 행하기 쉽기 때문인데, 이는 양생공정［수단］과 밀접한 관계가 있다. 제1회째의 결합제를 첨가하여 양생함으로써 안정된 분산 상태가 만들어지기 때문에, 제2회째의 결합제를 첨가하는 것이 용이해져, 첨가량을 삭감할 수 있고, 점도의 조정이 용이해진다. 따라서, 제1회째에서는 분산 능력이 우수한 변성 셀룰로오스계 고분자가 바람직하고, 제2회째에서는 점도를 조정하는 증점제로서의 능력이 우수한 셀룰로오스계 이외의 다당류계 고분자가 바람직하다.
이러한 변성 셀룰로오스계 고분자로서는, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 및 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시에틸셀룰로오스의 나트륨염, 칼륨염, 및 칼슘염 중 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하고, 다당류계 고분자로서 곤약만난(글루코만난), 구아검, 펙틴, 카라기난, 타마린시드검, 아라비아고무, 대두 다당류, 로커스트콩검, 카라야검, 잔탄검, 및 한천 중 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 결합제의 배합량은 비담배재 100 질량부에 대해, 제1 결합제를 5∼20 질량부, 제2 결합제를 0.1∼5 질량부 사용하는 것이 바람직하다.
안정된 분산 상태를 이끄는 양생공정［수단］에도 적절한 조건이 있어, 15∼30℃에서, 72∼336시간 행하여지는 것이 바람직하다. 적절한 온도 조건은 결합제가 수산기나 카르복실기를 갖는 고분자이기 때문에, 수소결합 형성 유무가 순수 및 알코올에 용해되어 있는 분자상태에 차이를 초래하여, 그것이 온도에 의존하는 것에 기인하고 있는 것으로 생각되어, 실험결과로서 최적의 온도 범위가 도출되었다. 분산 상태가 경시적으로 변화되어, 안정될 때까지 최저한의 시간이 필요한데, 필요 이상으로 시간을 요하더라도 유의한 변화는 없어, 생산성을 저하시킨다.
이상, 피가열 방향 발생체로부터 기체를 안정적으로 방출시키는 재료, 즉, 기체 생성 지속재료가 되는 피가열 방향 발생 기재를 제조방법［장치］에 의해 최적화한다고 하는 해결수단을 설명해 왔으나, 보다 적극적으로 안정하게 기체를 방출시키는 재료를 고안하였다.
이 기체 생성 지속재료는 무기입자이다. 무기입자의 효과는 그것이 존재하는 장소에 의존하여 2가지가 있다. 하나는, 무기입자가 피가열 방향 충전물의 내부에 존재하는 경우이다. 무기입자를 피가열 방향 발생체에 첨가함으로써, 피가열 방향 발생 기재의 밀도가 낮아져, 기체 유로가 폐색되는 것이 해소되어, 기체의 흡인이 곤란해지는 경우가 없다. 다른 하나는, 무기입자가 피가열 방향 발생 시트 또는 피가열 방향 발생 기재의 표면에 있는 경우이다. 에어로졸 포머가 피가열 방향 발생 기재로부터 경시적으로 블리드 아웃되어도, 무기입자가 피가열 방향 발생 기재끼리의 융착 현상을 방지할 수 있어, 피가열 방향 발생 시트 또는 피가열 방향 발생 기재 간의 유로가 막히는 경우가 없어, 흡인 성분의 흡인이 곤란해지는 것이 해결된다. 또한, 피가열 방향 발생 시트 또는 피가열 방향 발생 기재의 융착이 해소되기 때문에, 발열체가 피가열 방향 발생 기재 속에 삽입되는 것이 곤란해지는 것도 해결된다. 또한, 피가열 방향 발생체에 무기입자를 도입하는 것은, 피가열 방향 발생 기재의 내부 또는 표면에 상관없이, 발열체와 피가열 방향 발생 기재의 유기 성분의 접촉면적을 저감시키기 때문에, 가열식 흡연기구의 발열체의 오염을 경감시킬 수 있다고 하는 효과도 있다.
이러한 무기입자를 기체 생성 지속재료로서 피가열 방향 발생 기재의 내부에 존재시키기 위해서는, 전술한 피가열 방향 발생 기재의 제조 프로세스의 원재료로서, 피가열 방향 발생 기재 조성물 중에 첨가하면 된다. 무기입자를 첨가하는 공정［수단］은 특별히 한정되지 않으나, 담배재 등의 습식 혼합 전에 첨가하는 것이 바람직하다.
한편, 피가열 방향 발생 기재의 표면에 존재시키기 위해서는, 전술한 5개의 제조방법［장치］에 있어서, 피가열 방향 발생 시트가 제조되는 공정［수단］ 뒤에, 무기입자를 상기 피가열 방향 발생 시트에 살포하는 공정［수단］과, 피가열 방향 발생 기재가 제조되는 시트 가공공정［수단］ 뒤에, 무기입자를 피가열 방향 발생 기재에 살포하는 공정［수단］이 있다.
무기입자로서는, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화티탄, 산화철, 알루미나 등의 금속 산화물, 탄산마그네슘, 탄산칼슘 등의 금속 탄산염, 인산칼슘 등의 금속 인산염, 티탄산칼륨, 티탄산마그네슘 등의 티탄산염, 제올라이트, 콜로이달 실리카, 흄드실리카 등의 산화규소 등인 것이 바람직하고, 평균 입자경이 1∼100 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 또한, 무기입자가 효과적으로 기능하기 위해서는, 비담배재 100 질량부에 대해 무기입자가 0.1∼10 질량부 첨가되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방향 카트리지는 발열체와 접촉하는 피가열 방향 발생 기재가 감긴 피가열 방향 발생체와, 발열체로부터의 가열에 의해 생성되는 에어로졸의 연기와 향기 성분을 여과하는 필터를 구비하는 마우스피스와, 피가열 방향 발생체와 마우스피스를 연결하듯이 바깥둘레를 싼 카트리지 외장체를 구비하고, 피가열 방향 발생체 및 마우스피스의 적어도 한쪽은, 연기 및 향기 성분의 흡인 최적화 수단 및 연기 및 향기 성분의 기체 생성 지속재료의 하나 이상을 갖는다. 전술에서는, 본 발명의 방향 카트리지에 있어서의 흡인 최적화 수단 및 기체 생성 지속재료에 대해서 설명하였으나, 아래에 추가로 이들을 보완하는 발명에 대해서 설명한다.
먼저, 피가열 방향 발생체를 구성하는 피가열 방향 발생 기재의 충전율이 60∼90%인 것이 안정된 기체의 흡인에는 바람직하다. 이 충전율을 초과하면 기체의 흡인이 곤란하고, 이 충전율 미만에서는 기체의 방출량이 부족하다. 특히, 피가열 방향 발생 기재의 경시적인 융착을 방지하기 위해서는, 충전율이 60∼73%인 것이 바람직하다. 충전율 73%를 초과하면, 피가열 방향 발생 기재의 경시적인 융착이 눈에 띄게 된다. 그러나, 전술한 바와 같은 개량된 제조방법［장치］으로부터 제조되는 피가열 방향 발생 기재, 무기입자가 내부 또는 표면에 존재하는 피가열 방향 발생 기재의 경우에는 이것에 한정되지 않고, 충전율이 73%를 초과하더라도 경시적인 융착이 심해지는 경우는 없다.
또한, 피가열 방향 발생 기재에 포함되는 에어로졸 포머는 비담배재 100 질량부에 대해 50∼80 질량부인 것이 바람직하다. 이 배합량보다도 적으면 에어로졸이 되는 에어로졸 포머의 휘발량이 부족하고, 이 배합량보다도 많으면 피가열 방향 발생 기재로부터의 에어로졸 포머의 블리드 아웃이 심하여, 피가열 방향 발생 기재가 심하게 융착한다.
또한, 가교 PVP는 피가열 방향 발생 기재의 덩어리상 상태를 안정화하는 동시에, 멘톨, 크실리톨 등의 향기 성분을 기류하는 역할을 하여, 비담배재 100 질량부에 대해 7∼25 질량부인 것이 바람직하고, 이 배합량 미만에서는 가교 PVP의 기능을 발현하는 것은 불가능하고, 이 배합량을 초과하면 비담배재 등에 의한 향기 성분이 부족하다.
그리고, 미결정 셀룰로오스는 비담배재 100 질량부에 대해 7∼25 질량부인 것이 바람직하다. 이 미결정 셀룰로오스는 유동성이 있는 분말로, 물, 에탄올 등의 유기 용매에는 용해되지 않고, 종래의 정제(錠劑) 성형용 부형제로서 사용되고 있다. 이는 미결정 셀룰로오스의 유동성과 부피 변화가 큰 고압축성에 의해, 직타법에 의한 정제의 성형에 있어서의 응집 파괴의 방지, 금형과의 부착 방지 등에 효과적이기 때문이다. 피가열 방향 발생 기재에 있어서도 동일한 효과가 있고, 상기 배합량 미만에서는 이 기능을 발현할 수 없다. 반대로, 이 배합량을 초과하면 그밖의 재료의 배합비가 상대적으로 부족하여, 피가열 방향 발생 기재로서의 기능에 악영향을 미친다.
마지막으로, β－시클로덱스트린은 비담배재 100 질량부에 대해 0.2∼1.0 질량부인 것이 바람직하다. β－시클로덱스트린은 멘톨이나 크실리톨 등의 향기 성분을 기류하는 역할을 하기 때문에, 적어도 이 배합량이 필요한데, 과잉으로 첨가하는 것은 피가열 방향 발생 기재로서의 기능을 저해한다. 특히, 멘톨을 포접(inclusion)하는 것이 알려져 있어, 멘톨을 향기 성분으로 하는 경우에는 첨가하는 것이 바람직하다.
아래에, 특히 본 발명의 피가열 방향 발생 기재에 적합한 구성 재료를 열거한다.
비담배재로서 사용할 수 있는 부위는 뿌리(인근(인경), 괴근(감자류), 구근 등을 포함), 줄기, 덩이줄기, 껍질(경피, 수피 등을 포함), 잎, 꽃(꽃잎, 암술, 수술 등을 포함), 종실, 수목의 줄기나 가지 등을 들 수 있다.
특히, 인경(鱗莖)으로서는 양파, 석산, 튤립, 히야신스, 마늘, 락교, 백합, 구경(球莖)으로서는 크로커스, 글라디올러스, 프리지어, 붓꽃, 토란, 곤약, 괴경(塊莖)으로서는 곤약, 시클라멘, 아네모네, 베고니아, 두루미냉이, 감자, 아피오스(potato bean), 근경(根莖)으로서는, 칸나, 연(연근), 생강, 괴근으로서는, 달리아, 고구마, 카사바, 돼지감자 담근체로서는 참마속(참마, 자연마, 마 등의 마류)을 들 수 있다. 그밖에, 순무, 우엉, 당근, 무, 칡, 아스파라거스, 죽순, 땅두릅, 무, 야콘 등이 바람직하게 사용된다.
괴근(감자류) 및 아래에 예로 드는 식물에는, 탄수화물이 함유되어, 피가열 방향 충전 시트 및 충전물로서 바람직하게 사용된다. 전분으로서는, 콘스타치(옥수수), 감자전분(감자), 사탕수수전분(고구마), 타피오카전분(타피오카) 등을 들 수 있고, 증점제, 안정제 등으로서도 기능한다. 또한, 이들 전분은 가교에 의해 내산성 향상, 내열성 향상, 내쉐어성 향상 등, 에스테르화, 에테르화에 의해 보존 안정성 향상, 호화(糊化) 촉진 등, 산화에 의해 투명성 향상, 필름성 향상, 보존 안정성 향상 등을 도모하는 것도 가능하다.
종실(seeds)로서는, 복숭아, 블루베리, 레몬, 오렌지, 사과, 바나나, 파인애플, 망고, 포도, 금귤, 멜론, 매실, 아몬드, 카카오, 커피콩, 피넛, 해바라기, 올리브, 호두, 기타 너트류 등의 식용 과실(과육부분)이나 종자를 바람직하게 사용할 수 있다.
해조(seaweeds)로서는, 갈파래, 파래, 굉생이모자반, 일본 내해에서 나는 홍조류의 바닷말, 대황, 돌김(岩海苔), 석묵, 강리(꼬시래기), 개다시마, 감태, 가니아시, 바다포도, 쿠로메, 다시마, 방사무늬돌김, 덜스, 구로지이돌김, 곰피, 우뭇가사리, 다시맛과의 바닷말, 네코아시 다시마속, 김(노리), 미역귀, 톳, 참홑파래, 히로메, 풀가사리, 방오제가창자파래, 다시마, 미역귀, 큰실말, 및 미역이 바람직하게 사용된다.
허브나 향신료로서 사용되고 있는 식물도 비담배재로서 바람직하게 사용할 수 있고, 치자나무의 열매, 카피르 라임의 잎, 양하, 쑥, 고추냉이, 아지바인 시드, 아니스, 알팔파, 에키네시아, 샬롯, 타라곤, 에버래스팅 플라워, 엘더, 올스파이스, 오리스 루트, 오레가노, 오렌지 필, 오렌지 플라워, 오렌지 리프, 카이엔 칠리 페퍼(Cayenne chili pepper), 저먼 캐모마일, 로만 캐모마일, 카다멈, 커리 리프, 마늘(garlic), 개박하(catnip), 캐러웨이, 캐러웨이 시드, 프랜그런트 올리브, 쿠민, 쿠민 시드, 정향나무, 그린 카다멈, 그린 페퍼, 수레국화, 사프란, 개잎갈나무(cedar), 계피, 자스민, 두송자(juniper berry), 졸로키아, 생강(ginger), 팔각(star anise), 스피어민트, 수막(sumac), 세이지, 세이보리(savory), 셀러리, 셀러리 시드, 강황(울금), 타임, 타마린드, 타라곤, 처빌(세르피유), 차이브, 딜, 딜 시드, 토마토(말린 토마토), 쿠마루(tonka bean), 말린 고수, 육두구, 히비스커스, 아바네로, 할라페뇨, 새눈고추, 바질, 바닐라, 파쿠치(코리앤더), 파슬리, 파프리카, 히솝, 에스플레트 고추, 핑크 페퍼콘, 페뉴그릭 시드, 회향, 브라운 머스터드, 블랙 카다멈, 블랙 쿠민, 블랙 페퍼, 베티버, 페니로얄, 페퍼민트(박하), 홀스래디쉬, 화이트 페퍼, 화이트 머스터드, 양귀비씨(poppy seed), 그물버섯(porcini), 마저럼, 머스터드 시드, 마니게트 페퍼, 매리골드, 말바 플라워, 메이스, 야로우 플라워, 유칼립투스, 라벤더, 리코리스, 린덴, 레드 클로버, 레드 페퍼, 레몬그라스, 레몬 버베나, 레몬밤, 레몬 필, 장미(rose), 로즈 버드(퍼플), 로즈힙, 로즈 페탈, 로즈메리, 로즈 레드, 월계수(월계수잎), 롱 페퍼, 참깨(생참깨, 볶은 참깨), 황금고추, 산초(호아자오), 미타카초, 산초, 고추, 유자 등을 사용할 수 있다. 또한, 믹스 스파이스(예를 들면, 오향분, 가람 마살라, 라스 알하누트, 발리굴, 치킨 커리 마살라, 탄두리 마살라, 콰트로 에피스, 에르브 드 프로방스)나, 포푸리 등으로서 사용되고 있는 다양한 식물의 혼합물을 들 수 있다.
차류도 바람직하게 사용할 수 있다. 차류는 차가 되는 식물이 상이할 뿐 아니라, 동일한 식물이라도 가공방법［장치］에 따라 상이한 차가 되기 때문에, 모두 상이한 방향 성분의 비담배재로서 바람직하다. 구체적으로는, 일본차, 홍차, 명일엽차, 감차, 교고람차, 알로에차, 은행나뭇잎차, 우롱차, 강황차, 참가시나무차, 가시오갈피차, 질경이차, 카키오도시차, 감잎차, 카밀레차, 캐모마일티, 차풀차, 모과차, 국화차, 김네마차, 구아바차, 구기자차, 뽕잎차, 검은콩차, 이질풀차, 현미차, 우엉차, 컴프리차, 다시마차, 벚꽃차, 사프란차, 표고차, 소엽차, 쟈스민차, 생강차, 쇠뜨기차, 석창포차, 쓴풀차, 메밀차, 두릎나무차, 민들레차, 감차, 삼백초차, 두충차, 작두콩차, 덧나무차, 광나무차, 율무차, 허브차, 비파나무 잎차, 보이차, 홍화차, 솔잎차, 마테차, 보리차, 일본 복자기차, 쑥차, 유칼립투스차, 나한과차, 루이보스티, 여주차 등을 들 수 있다. 차류에 대해서는 음용 후의 차 찌꺼기를 사용해도 된다. 차 찌꺼기를 사용하면 고가 차류의 재이용으로서 유효활용 가능하다고 하는 메리트가 있다.
쌀류로서는, 인디카종(인도형, 대륙형, 장립종), 글라베리마종(아프리카벼), 사티바종(아시아벼), 자바니카종(자바형, 열대 도서형, 대립종), 자포니카종(일본형, 온대 도서형, 단립종), NERICA(아시아벼와 아프리카벼의 종간 잡종)를 바람직하게 사용할 수 있고, 가루 또는 겨로서도 사용할 수 있다.
보리류로서는, 조, 귀리(메귀리의 재배품종, 오트보리), 대맥, 메귀리, 기장, 코드라(코돈 기장), 소맥, 엘류시네 코라카나, 테프, 펄 밀렛, 쌀보리(대맥의 변종), 율무(종자가 아니라 과실), 피, 포니오, 줄, 찰보리(대맥의 찰벼종), 소르굼 비콜로르(수수, 고량, 소르검), 옥수수, 호밀, 메밀, 아마란스(비름, 줄맨드라미), 퀴노아, 타타리메밀을 바람직하게 사용할 수 있다.
숙곡류(콩과)로서는, 팥, 케럽, 강낭콩, 풀완두(영:Lathyrus sativus) 우라드콩, 동부, 날개콩, 제오카르파콩(Macrotyloma geocarpum), 누에콩, 콩, 덩굴팥, 작두콩, 타마린드, 테파리콩, 작두콩, 벨벳 빈(영:Mucunapruriens), 밤바라땅콩, 병아리콩, 편두, 적화강낭콩, 말콩(영: Macrotyloma uniflorum), 모스빈, 리마콩, 땅콩, 녹두, 루핀, 렌즈콩, 렌즈콩(편두)을 바람직하게 사용할 수 있다.
버섯류로서는, 송이버섯, 표고버섯, 나팔버섯, 시메지버섯, 알버섯, 양송이버섯, 주름버섯을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 사탕수수(당밀의 짜고 남은 찌꺼기여도 된다), 첨채(비트), 편백나무, 소나무, 삼나무, 노송나무, 동백나무, 백단 등의 방향을 갖는 수목의 줄기, 가지, 수피, 잎, 뿌리도 바람직하게 사용할 수 있다.
양치류, 이끼류 등도 비담배재로서 사용하는 것이 가능하다.
또한, 일본주, 와인 등의 발효주를 제조할 때의 부산물이나 짜고 남은 찌꺼기(주박, 포도의 짜고 남은 찌거기(포도껍질이나 종자, 줄기 등으로 이루어짐)) 등도 사용할 수 있다.
한편, 생약으로서 알려져 있는 것도 바람직하게 사용된다. 구체적으로는, 남초, 꼭두서니 뿌리, 예덕나무, 아선약, 안식향, 위령선, 인진호, 회향, 강황(울금), 오매, 오약, 참가시나무(우라지로가시), 월귤나무, 영실, 연호색, 연명초, 황기, 황금, 황정, 황백, 황련, 벚나무 껍질, 고추나물, 원지, 괴화, 해백, 하고초, 가자, 하수오, 아출, 곽향, 갈근, 카밀레, 과루근, 과루인, 말린 생강, 감초, 관동화, 애엽, 길경, 지구자, 지각, 지실, 국화, 귤피, 강활, 행인, 금감, 금은화, 금전초, 구기자, 구기엽, 고삼, 호도, 구연피, 흑문자, 구맥, 형개, 계피, 결명자, 견우자, 현삼, 교이, 홍화, 합환피, 강향, 향고, 향수(香需), 홍삼(紅參), 향부자, 갱미, 후박, 고본, 오가피, 우슬, 오수유, 호장근, 우방자, 오미자, 시호, 세신, 사프란, 산귀래, 산사자, 산치자, 산수유, 산두근, 산조인, 산초, 삼릉, 산약, 지황, 자원(紫苑), 지골피, 자근, 자소자, 자소엽, 질려자(疾藜子), 퍼시몬칼릭스(시티), 지부자, 작약, 사상자, 사삼, 차전자, 차전초, 축사(縮砂), 십약, 생강, 종려나무 열매, 종려나무 잎, 승마, 소맥, 창포근, 신이, 여정자, 진피, 신국, 진교, 충위자, 초목(椒目), 청피, 석창근, 석류열매 껍질, 석곡, 천궁, 전호, 천골, 선복화, 접골목, 카다멈(草果), 조각자, 상기생, 창이자, 창출, 측백엽, 속단, 상백피, 소목, 소엽, 주엽, 대황, 대조, 대복피, 택사, 단삼, 죽여, 죽절인삼, 죽엽, 지모, 지유, 정향, 조등구, 진피, 천남성, 천마, 천문동, 동과자, 당귀, 피마자, 당삼, 등심초(골풀), 도인, 등피, 토사자, 상수리나무 열매, 두중, 독활, 토과근, 육종용, 육두구, 인동, 인삼, 패모, 맥아, 백자인, 백편두, 맥문동, 파호지, 박하, 번석류(번과), 반하생, 반비, 판람근, 반지련, 백합근, 백지, 백화사설초, 백부근, 백출, 빈랑자, 방기, 모근(茅根), 방풍, 포황, 포공영근, 목단피, 마황, 마자인, 만형자, 송지, 목통, 목과, 목향, 몰약, 목적(木賊), 사간, 익지, 야교등, 나한과, 난초, 용안육, 용담, 양강, 영지, 연교, 연전초, 연육, 노근을 들 수 있다.
마지막으로 비담배재의 추출물, 소위 엑기스도 사용할 수 있고, 추출물의 형태로서는, 액체, 물엿상, 분말, 과립, 용액 등을 들 수 있다.
에어로졸 포머로서는, 글리세린, 프로필렌글리콜, 소르비톨, 트리에틸렌글리콜, 젖산, 디아세틴(글리세린디아세테이트), 트리아세틴(글리세린트리아세테이트), 트리에틸렌글리콜디아세테이트, 구연산트리에틸, 미리스트산이소프로필, 스테아르산메틸, 도데칸디온산디메틸, 테트라데칸산디온산디메틸 등을 사용할 수 있는데, 특히 글리세린, 프로필렌글리콜이 바람직하게 사용된다.
가교 PVP로서는 BASF 유럽회사 제조의 다이버간(등록상표)이나 ISP 주식회사 제조 폴리크랄(등록상표) VT로 대표되는 시판품을 그대로 사용할 수 있다.
본 발명의 흡인 최적화 수단을 구비한 방향 카트리지는 담배 성분을 전혀 사용하지 않고, 비담배재를 사용하는 데 있어서 방향 카트리지에 특유의 과제인, 피가열 방향 발생 기재의 내부 및 상호간에 있어서의 기체 유로의 폐색에 의한 흡연자의 기체의 흡인량 저하를 해결할 수 있다. 한편, 기체 생성 지속재료를 구비한 방향 카트리지의 경우, 기체 유로의 폐색에 의한 기체 방출량의 저하 그 자체를 개선할 수 있어, 비담배재 등의 탈락이나 분진의 발생도 없는 방향 카트리지를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 기체 생성 지속재료로서 무기입자를 구비한 피가열 방향 발생체는 피가열 방향 발생 기재 간의 융착을 방지하여, 장기 보관한 방향 카트리지가 가열식 흡연기구의 발열체에 장착 불가능한 문제, 그 발열체를 파손하거나 오염시키거나 한다고 하는 문제도 해결할 수 있다.
도 1은 전기 제어식 발열체를 챔버 내에 구비한 가열식 흡연기구의 발열체에 접촉하도록 장착되어, 발열체의 가열에 의해 생성되는 에어로졸의 연기와 향기 성분을 감능(만족스럽게 경험)할 수 있는 원기둥형상의 방향 카트리지의 일반적인 구성 및 제조방법［장치］의 공정［수단］을 나타내는 개요도이다.
도 2의 (A)는 바늘형상의 전기 제어식 발열체를 챔버의 바닥에 설치한 가열식 흡연기구의 개략 모식도이고, (B)는 (A)의 가열식 흡연기구에 장착하여 발열체의 가열에 의해 생성되는 에어로졸의 연기와 향기 성분을 감능할 수 있는 원기둥형상의 방향 카트리지의 구성을 나타내는 개략 모식도이며, (C)는 (A)에 (B)의 방향 카트리지를 장착한 상태의 개략 모식도이다.
도 3의 (A)는 방향 카트리지를 감싸듯이 전기 제어식 발열체가 챔버의 바깥둘레에 설치된 가열식 흡연기구를 나타내는 개략 모식도이고, (B)는 (A)의 가열식 흡연기구에 도 2(B)의 방향 카트리지를 장착한 상태의 개략 모식도이다.
도 4는 본 발명의 흡인 안정화 수단을 구비한 마우스피스의 구성과 그 마우스피스를 기체 생성 지속재료를 구비하고 있지 않은 피가열 방향 발생체와 접합하여 방향 카트리지를 제조하는 제조방법［장치］의 공정［수단］을 나타내는 개요도이다.
도 5는 본 발명의 일실시형태의 하나의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛으로 구성된 마우스피스와 피가열 방향 발생체가 인접하는 직원기둥형상의 방향 카트리지로서, 캐비티가 직원기둥형상이고, 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부로부터 필터 내에, 필터와 캐비티의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일실시형태의 2개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛으로 구성된 마우스피스와 피가열 방향 발생체가 인접하는 직원기둥형상의 방향 카트리지로서, 캐비티가 직원기둥형상이고, 필터 길이방향의 양쪽 단부로부터 필터 내에, 필터와 캐비티의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일실시형태의 4개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛으로 구성된 마우스피스와 피가열 방향 발생체가 인접하는 직원기둥형상의 방향 카트리지로서, 캐비티가 직원기둥형상이고, 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부로부터 필터 내에, 필터의 길이방향에 존재하는 직원기둥의 중심축을 중심으로 하여 회전 대칭의 위치에 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일실시형태의 5개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛으로 구성된 마우스피스와 피가열 방향 발생체가 인접하는 직원기둥형상의 방향 카트리지로서, 캐비티의 형상은 모두 직원기둥형상이고, 4개의 캐비티가 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부로부터 필터 내에, 필터의 길이방향에 존재하는 직원기둥의 중심축을 중심으로 하여 회전 대칭의 위치에 배설되며, 1개의 캐비티가 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체와 반대쪽 단부로부터 필터 내에, 필터와 캐비티의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일실시형태의 1개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛으로 구성된 마우스피스와 피가열 방향 발생체가 인접하는 직원기둥형상의 방향 카트리지로서, 캐비티가 직원뿔형상이고, 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부로부터 필터 내에, 필터의 직원기둥의 중심축과 캐비티의 직원뿔의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일실시형태의 3개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛으로 구성된 마우스피스와 피가열 방향 발생체가 인접하는 직원기둥형상의 방향 카트리지로서, 캐비티가 직원뿔형상이고, 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부로부터 필터 내에, 필터의 길이방향에 존재하는 직원기둥의 중심축을 중심으로 하여 회전 대칭의 위치에 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일실시형태의 1개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터와 카트리지 외장체로 형성된 공동으로 구성된 마우스피스가 피가열 방향 발생체와 필터가 인접하는 직원기둥형상의 방향 카트리지로서, 캐비티가 직원기둥형상이고, 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부로부터 필터 내에, 필터와 캐비티의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 12는 본 발명의 일실시형태의 4개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터와 카트리지의 외장체로 형성된 공동으로 구성된 마우스피스가 피가열 방향 발생체와 필터가 인접하는 직원기둥형상의 방향 카트리지로서, 캐비티가 직원기둥형상이고, 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부로부터 필터 내에, 필터의 길이방향에 존재하는 직원기둥의 중심축을 중심으로 하여 회전 대칭의 위치에 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 13은 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 원기둥형상 지지부재와 그것에 인접하는 1개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향체와 인접하는 방향 카트리지로서, 캐비티가 필터 길이방향의 양쪽 단부에서, 필터와 캐비티의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 14는 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 원기둥형상 지지부재와, 지지부재에 인접하는 피가열 방향 발생체가 가열되어 휘발하는 성분을 냉각하는 원기둥형상 냉각부재와, 냉각부재와 인접하는 1개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향체와 인접하는 방향 카트리지로서, 캐비티가 필터 길이방향의 양쪽 단부에서, 필터와 캐비티의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 15는 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 피가열 방향 발생체가 가열되어 휘발하는 성분을 냉각하는 원기둥형상 냉각부재와, 냉각부재와 인접하는 1개의 캐비티가 형성된 기체를 여과하는 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향체와 인접하는 방향 카트리지로서, 캐비티가 필터 길이방향의 양쪽 단부에서, 필터와 캐비티의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 16은 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재와, 지지부재에 인접하는 기체를 여과하는 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향체와 인접하는 방향 카트리지로서, 흡인 최적화 수단이 지지부재와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 지지부재의 관통공 내에, 지지부재와 관통공의 축을 면내에 갖고, 관통공의 내벽과 접촉하는 1개의 판형상의 형상 보강재로, 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 17은 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재와, 지지부재와 인접하는 기체를 여과하는 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향체와 인접하는 방향 카트리지로서, 흡인 최적화 수단이 지지부재와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 지지부재의 관통공 내에, 지지부재와 관통공의 축을 면내에 갖고, 관통공의 내벽과 접촉하는 2개의 판형상 보강재가 교차된 형상 보강재로, 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 18은 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재와, 지지부재에 인접하는 기체를 여과하는 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향체와 인접하는 방향 카트리지로서, 흡인 최적화 수단이 지지부재와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 지지부재의 관통공 내에, 이 축과 대략 동일한 축을 갖는 관통공의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 동심원관의 관형상 보강재와, 이 동심원관의 바깥둘레 쪽에 있어서 동심원관의 반지름방향으로 관통공의 내벽과 접촉하도록 형설되는 4개의 판형상 보강재로 구성되어, 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 19는 본 발명의 일실시형태의 도 18의 동심원관의 관형상 보강재가 속이 빈(中空) 관이었던 것 대신에, 속이 찬(實空) 기둥인 동심원기둥의 기둥형상 보강재를 사용한 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 20은 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 형상 보강재가 구비된 보강 지지부재와, 보강 지지부재에 인접하는 기체를 여과하는 1개의 캐비티가 형성된 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향체와 인접하는 방향 카트리지로서, 캐비티가 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부에서, 필터와 캐비티의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있고, 흡인 최적화 수단이 지지부재와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 지지부재의 관통공 내에, 이 축과 대략 동일한 축을 갖는 관통공의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 속이 빈 동심원기둥의 관형상 보강재와, 이 관형상 보강재의 바깥둘레 쪽에 있어서 관형상 보강재의 반지름방향으로 관통공의 내벽과 접촉하도록 형설되는 4개의 판형상 보강재로 구성되어, 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 21은 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 형상 보강재가 구비된 보강 지지부재와, 보강 지지부재에 인접하는 피가열 방향 발생체가 가열되어 휘발하는 성분을 냉각하는 원기둥형상 냉각부재와, 냉각부재에 인접하는 기체를 여과하는 1개의 캐비티가 형성된 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향체와 인접하는 방향 카트리지로서, 캐비티가 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부에서, 필터와 캐비티의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있고, 흡인 최적화 수단이 지지부재와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 지지부재의 관통공 내에, 이 축과 대략 동일한 축을 갖는 관통공의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 속이 빈 동심원기둥의 관형상 보강재와, 이 관형상 보강재의 바깥둘레 쪽에 있어서 관형상 보강재의 반지름방향으로 관통공의 내벽과 접촉하도록 형설되는 4개의 판형상 보강재로 구성되어, 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 22는 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 흡인 최적화 수단인 단열부재와, 단열부재와 인접하는 기체를 여과하는 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향 발생체와 인접해 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 23은 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체에 인접하는 흡인 최적화 수단인 단열부재와, 단열부재와 인접하는 피가열 방향 발생체가 가열되어 휘발하는 성분을 냉각하는 원기둥형상 냉각부재와, 냉각부재에 인접하는 기체를 여과하는 필터로 구성되는 마우스피스가 피가열 방향 발생체와 인접해 있는 방향 카트리지를 나타내는 개략 모식도이다.
도 24는 본 발명의 일실시형태의 흡인 최적화 수단인 덮개재 및 격벽재가 피가열 방향 발생체의 양쪽 단부에 배설되어 있는 방향 카트리지의 피가열 방향 발생체의 부분 개략 모식도이다.
도 25의 (A)는 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생 시트의 개략 모식도이고, (B)는 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생 충전물의 개략 모식도이다.
도 26의 (A－1)은 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생 시트를 접어서 사용한 피가열 방향 발생체를 나타내는 개략 모식도이고, (A－2)는 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생 시트를 감아서 사용한 피가열 방향 발생체를 나타내는 개략 모식도이며, (B)는 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생 충전물을 사용한 피가열 방향 발생체를 나타내는 개략 모식도이다.
도 27은 본 발명의 일실시형태의 건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합공정［수단］과, 건식 혼합공정［수단］에서 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합공정［수단］과, 제1 습식 혼합공정［수단］에 의해 제조된 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합공정［수단］과, 제2 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］과, 함수 시트를 압축하여 시트로 가공하는 시트 성형공정［수단］과, 시트 성형공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 개략 공정［수단］도, 및 피가열 방향 발생 기체를 제조하는 제조방법［장치］의 개략 공정［수단］도이다.
도 28은 본 발명의 일실시형태의 건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합공정［수단］과, 건식 혼합공정［수단］에서 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합공정［수단］과, 제1 습식 혼합공정［수단］에 의해 제조된 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합공정［수단］과, 제2 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］과, 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형공정［수단］과, 시트 성형공정［수단］에 의해, 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시킨 함수 시트에 에어로졸 포머를 도포 또는 침지시키는 에어로졸 포머 흡수공정［수단］과, 에어로졸 포머 흡수공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 개략 공정［수단］도, 및 피가열 방향 발생 기체를 제조하는 제조방법［장치］의 개략 공정［수단］도이다.
도 29는 본 발명의 일실시형태의 건조하여 분쇄한 비담배재를 순수와 혼합하여 비담배재의 슬러리를 제조하는 습식 혼합공정［수단］과, 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］과, 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형공정［수단］과, 시트 성형공정［수단］에서 제조된 시트의 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시키는 건조공정［수단］과, 건조공정［수단］에서 제조된 시트에, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 시트 성형공정［수단］에서 배출된 물의 농축액, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료의 알코올 및 순수 혼합액을 도포 또는 침지시키는 흡수 및 흡착공정［수단］과, 흡수 및 흡착공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 개략 공정［수단］도, 및 피가열 방향 발생 기체를 제조하는 제조방법［장치］의 개략 공정［수단］도이다.
도 30은 본 발명의 일실시형태의 비담배재를 건조하여 분쇄하는 비담배재 준비공정［수단］과, 적어도 향료 및／또는 비담배재 추출물과 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린을 알코올에 혼합하여 향료 및／또는 비담배 추출물을 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린에 기류시키는 향료 및／또는 비담배 추출물 혼합공정［수단］과, 적어도 에어로졸 포머와 결합제 또는 증점제를 순수에 혼합하는 에어로졸 포머 용해공정［수단］과, 비담배재 준비공정［수단］에서 제조된 재료와, 향료 및／또는 비담배 추출물 용해공정［수단］에서 제조된 재료와, 에어로졸 포머 용해공정［수단］에서 제조된 재료를 혼합하는 습식 혼합공정［수단］과, 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 개략 공정［수단］도, 및 피가열 방향 발생 기체를 제조하는 제조방법［장치］의 개략 공정［수단］도이다.
도 31은 본 발명의 일실시형태의 건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합공정［수단］과, 제1 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 혼합액을 안정화하는 양생공정［수단］과, 양생공정［수단］에서 제조된 양생 혼합액과 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합공정［수단］과, 제2 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정［수단］과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 개략 공정［수단］도, 및 피가열 방향 발생 기체를 제조하는 제조방법［장치］의 개략 공정［수단］도이다.
도 32는 본 발명의 일실시형태의 비담배재를 건조·분쇄한 후, 건식 혼합하여 비담배재를 준비하는 공정［수단］과, 에어로졸 포머, 결합제, 부착 방지제, 향료, 비담배재 추출물, 항균성 보존제 등으로부터 선택되는 소재를 준비하는 공정［수단］과, 순수 및 알코올을 준비하는 공정［수단］과, 이들의 준비된 재료를 일괄하여 혼합하는 습식 혼합공정［수단］과, 습식 혼합하여 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］과, 초지된 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트를 제조하는 성형공정［수단］과, 성형공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하는 공정［수단］과, 건조된 시트에 무기입자를 살포하는 공정［수단］과, 무기입자가 표면에 부착된 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 개략 공정［수단］도, 및 피가열 방향 발생 기체를 제조하는 제조방법［장치］의 개략 공정［수단］도이다.
도 33은 본 발명의 흡인 안정화 수단을 구비하고 있지 않은 마우스피스와 기체 생성 지속재료를 구비한 피가열 방향 발생체와 접합하여 방향 카트리지를 제조하는 제조방법［장치］의 공정［수단］을 나타내는 개요도이다.
아래에 도면 및 실시형태를 사용하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 주된 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시하는 것이 가능하며, 특허청구범위에 기재한 기술사상에 의해서만 한정되는 것이다.
도 1에 전기 제어식 발열체를 챔버 내에 구비한 가열식 흡연기구의 발열체에 접촉하도록 장착되어, 발열체의 가열에 의해 생성되는 에어로졸의 연기와 향기 성분을 감능할 수 있는 원기둥형상의 방향 카트리지의 일반적인 구성 및 제조방법［장치］의 공정［수단］을 나타내는 개요도이다. 본 발명의 방향 카트리지도, 발열체로 가열되어 방출되는 에어로졸을 발생하는 피가열 방향 발생체로서, 담배 성분을 전혀 사용하지 않는 점을 제외하면, 기본적으로는 동일한 구성으로, 동일하게 조립된다. 즉, 본 발명의 방향 카트리지는 비담배재 및 에어로졸 포머 등으로 이루어지는 피가열 방향 발생 기재가 감긴 피가열 방향 발생체가와 마우스피스가, 피가열 방향 발생체가 전기 제어식 발열체에 접촉하도록 장착되는 길이방향으로 인접한 상태에서, 피가열 방향 발생체와 마우스피스의 바깥쪽이 카트리지 외장체에 의해 감긴 상태로 연결되어 있다.
도 2 및 3에는 이러한 방향 카트리지를 가열식 흡연기구에 장착하여 흡연하는 상태가, 2종의 발열체의 형식에 대해서 나타내어져 있다. 본 발명의 방향 카트리지의 특징을 명확하게 하기 위해, 가열식 흡연기구에 장착하여 방향 카트리지를 즐기는 메커니즘을 간단하게 설명한다.
도 2(A)는 케이싱(111)에 끼워진 챔버(112)의 바닥에 설치된 바늘형상의 전기 제어식 발열체(113)를 구비한 전기 가열식 흡연기구(1)(11) 단면의 개략 모식도이고, 도 2(B)는 방향 카트리지(2) 단면의 개략 모식도로, 내장재(21－p)로 감긴 피가열 방향 발생체(21)와 내장재(22－p)로 감긴 마우스피스(22)가, 가열식 흡연기구(1)(11)의 길이방향으로 인접한 상태에서, 카트리지 외장체(23)에 의해 감겨서 연결되어 있다. 그리고, 도 2(C)에는 흡연자가 전기 가열식 흡연기구(1)(11)을 사용하여 방향 카트리지(2)를 흡인하는 상태가 나타내어져 있다. 도 2(B)에 나타내는 방향 카트리지(2)의 피가열 방향 발생체(21) 측을 챔버(112)에 삽입하고, 전기 제어식 발열체(113)에 피가열 방향 발생체(21)를 푹 찌른다. 흡연자가 도시하지 않은 스위치를 누르면, 도시하지 않은 전기 제어부의 신호에 따라 전기 제어식 발열체(113)가 가열되어, 피가열 방향 발생체(21)로부터 에어로졸의 연기와 향기 성분이 방출되어, 그것들을 흡인한다. 흡연자가 흡인하면, 화살표(W)에 나타내는 바와 같이, 공기가 흡기구(115)로부터 들어가, 케이싱(111)과 챔버(112)의 간극을 통과하여, 피가열 방향 발생체(21)로부터 휘발된 에어로졸 포머와 향기 성분이 마우스피스(22)에 운반되어, 흡연자의 구강 내에 흡인된다. 연기는 마우스피스(22) 내에서 냉각되어 에어로졸로서 흡인된다.
도 3(A)는 케이싱(121)에 끼워진 챔버(122)의 바깥둘레에 구비된 전기 제어식 발열체(123)를 구비한 전기 가열식 흡연기구(2)(12) 단면의 개략 모식도이고, 도 3(B)는 흡연자가 전기 가열식 흡연기구(2)(12)를 사용하여 방향 카트리지(2)를 흡인하는 상태가 나타내어져 있다. 도 3(B)에 나타내는 방향 카트리지(2)의 피가열 방향 발생체(21) 측을 방향 카트리지 삽입구(124)로부터 챔버(122)에 삽입하면, 피가열 방향 발생체(21)가 전기 제어식 발열체(123)에 둘러싸인다. 도시하지 않은 스위치를 누르면, 전기 제어부(1231)의 신호에 따라 전기 제어식 발열체(123)가 가열되어, 피가열 방향 발생체(21)로부터 에어로졸의 연기와 향기 성분이 방출되어, 그것들을 흡인한다. 흡연자가 흡인하면, 화살표(W)에 나타내는 바와 같이, 흡기공(125)으로부터 공기가 들어가 피가열 방향 발생체(21)로부터 휘발된 에어로졸 포머와 향기 성분이 마우스피스(22)에 운반되어, 흡연자의 구강 내에 흡인된다. 연기는 마우스피스(22) 내에서 냉각되어 에어로졸로서 흡인된다.
이러한 흡연에 있어서, 비담배재만으로 구성되는 방향 카트리지는 인체에 유해한 물질, 타르 및 니코틴의 발생이 없어, 커피, 콜라, 레드불 등의 음료, 초콜릿, 바닐라, 크림 등의 디저트, 오렌지, 레몬, 멜론 등의 과일, 멘톨, 민트, 허브 등의 청량제 등, 다양한 맛을 즐길 수 있는 장점이 있는데, 섬유를 다량으로 포함하는 담배재의 대용으로서, 다양한 풍미를 방출시키기 위한 다종다양한 비담배재를 사용하는 데 있어서의 문제를 안고 있다.
담배재를 포함하는 에어로졸 형성체는 담배재의 섬유가 그 덩어리상 상태를 유지하여, 담배재의 탈락 및 융착을 방해하고 있었으나, 섬유를 다량으로 포함하고 있지 않은 비담배재를 포함하는 피가열 방향 발생 기재는, 그 덩어리상 상태를 안정하게 유지하기 위해서는, 섬유의 기능을 하는 결합제 등을 다량으로 배합할 필요가 있다. 이 때문에, 피가열 방향 발생 기재의 밀도가 높아지고, 기체 유로가 폐색되어, 흡인 성분의 흡인이 곤란해져, 결과적으로 흡인량이 저하된다.
또한, 에어로졸 포머는 상온에서 액체인 글리세린이나 프로필렌글리콜 등이기 때문에, 결합제가 많아질수록 피가열 방향 발생 기재로부터 경시적으로 블리드 아웃되어, 피가열 방향 발생 기재끼리가 융착된다. 이 때문에, 기체 유로가 폐색되어, 향기 성분의 흡인이 곤란해져, 결과적으로 흡인량이 저하된다. 또한, 이러한 융착이 생기면 발열체가 피가열 방향 발생 기재 중에 삽입하는 것이 곤란해질 뿐 아니라, 발열체를 파손시키는 경우도 있다.
반대로, 결합제 등의 첨가량를 저감시켜 기체 유로를 확보하면, 비담배재의 탈락이나 분진 등이 발생하여, 방향 카트리지의 형태를 강고하게 유지하는 것이 곤란해, 발열체에 삽입되면 파괴되어 버리는 경우가 있다. 또한, 이들이 구강 내에 흡인되는 경우도 생긴다.
본 발명은 이들 과제를 해결하는 수단을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, 기체 유로를 확보하여 흡인량의 저하를 방지하는 수단을 제공한다. 또한, 피가열 방향 발생 기재를 구성하는 조성물이나 배합비를 크게 변경하는 해결방법은, 연기가 되는 에어로졸의 발생이나 비담배재로부터 방출되는 향기 성분의 발생을 유지하는 필요상 채용할 수 없다. 이에, 본 발명은 이들과 상이한 2개의 측면에서 해결하는 수단을 제공한다.
하나는 방향 카트리지를 구성하여, 흡인량에 커다란 영향을 미치는 마우스피스의 구조 등에 착안한 물리적 해결수단이다. 다른 하나는 피가열 방향 발생 기재의 제조방법［장치］및 그의 충전상태 등에 착안한 화학적 해결수단이다.
전자의 물리적 해결수단은 마우스피스에 흡인량을 향상시키는 흡인 최적화 수단을 구비한 방향 카트리지의 제공으로, 피가열 방향 발생체에 비담배재 등의 탈락물이나 분진을 포착함으로써 흡인량의 저하를 방지하는 흡인 최적화 수단을 구비한 방향 카트리지를 제공하는 것이다. 보다 구체적으로는, 마우스피스를 구성하는 필터, 마우스피스를 구성하는 피가열 방향 발생체의 마우스피스 측으로의 이동을 방지하는 지지체, 및 마우스피스에 흡인 최적화 수단으로서, 각각, 기체 유로의 확대에 의한 흡인량의 향상을 도모하는 캐비티, 변형에 의한 흡인량 저하를 방지하는 형상 보강부재, 열의 확산에 의한 접합부의 파손을 방지하는 단열재가 배설되는 방향 카트리지를 제공하는 것이다. 또한, 피가열 방향 발생체에 흡인 최적화 수단으로서, 비담배재 등의 탈락물이나 분진을 방지 및 포착하는 덮개재 및／또는 격벽재가 배설되는 방향 카트리지를 제공하는 것이다.
후자의 화학적 해결수단은 피가열 방향 발생체에 흡인량을 저하시키지 않는 기체 생성 유지재료를 구비한 방향 카트리지를 제공하는 것이다. 보다 구체적으로는, 피가열 방향 발생체에 기체 생성 유지재료로서, 제조방법［장치］에 의해 내부구조가 개량된 피가열 방향 발생 기재, 배합량이 최적화된 피가열 방향 발생 기재, 피가열 방향 발생 기재의 내부 및／또는 표면에 존재하는 무기입자, 및 충전율이 개량된 피가열 방향 발생 기재를 구비한 방향 카트리지를 제공하는 것이다.
이들의 흡인 최적화 수단 및 기체 생성 유지재료는 단독으로 충분한 효과를 발휘할 수 있기 때문에, 도 4에는 기체 생성 유지재료가 배설되어 있지 않은 피가열 방향 발생체와 흡인 최적화 수단이 배설되어 있는 마우스피스를 접합하는 방향 카트리지의 구성을, 도 33에는 기체 생성 유지재료가 배설되어 있는 피가열 방향 발생체와 흡인 최적화 수단이 배설되어 있지 않은 마우스피스를 접합하는 방향 카트리지의 구성을 나타내었다. 그러나, 병용함으로써 보다 높거나 또는 보다 폭넓은 효과가 얻어지기 때문에, 도 4 및 도 33에 나타내는 피가열 방향 발생체와 마우스피스의 모든 조합의 매우 폭넓은 변형의 방향 카트리지를 제공할 수 있다.
먼저, 흡인 최적화 수단에 대해서, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 도 5는 본 발명의 일실시형태의 1개의 캐비티(221－1－c1)가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛(221－1)으로 구성된 마우스피스(221－1)와 피가열 방향 발생체(21)가 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있는 방향 카트리지(2－1)로서, 캐비티(221－1－c1)가 필터(221－1) 길이방향의 피가열 방향 발생체(21) 쪽 단부의 필터(221－1) 내에, 필터(221－1)와 캐비티(221－1－c1)의 직원기둥의 중심축(o)이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지(2－1)를 나타내는 개략 모식도이다. 예를 들면, 방향 카트리지, 피가열 방향 발생체, 마우스피스의 바깥지름은 도 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 가열식 흡연기구(1)(11)이나 (2)(12)에 의해 결정되기 때문에 적당히 설정하면 되는데, 아래에 방향 카트리지의 바깥지름(j) 및 길이(k)는 각각 6.9 ㎜ 및 45 ㎜, 피가열 방향 발생체의 길이(a)는 12 ㎜, 마우스피스(＝필터)의 길이(m)(＝f)는 33 ㎜로 하였다.
캐비티의 크기는 길고 두껍게 할수록 흡인량을 증가시킬 수 있는데, 마우스피스의 강도의 문제가 있기 때문에, 길이(c1), 안지름(b1), 및 표면적이 각각 10∼25 ㎜, 1∼4 ㎜, 34.54∼326.54 ㎟인 것이 바람직하다. 도 5의 일실시예에서는, 길이(c1)가 20 ㎜, 안지름이 3 ㎜인 직원기둥형상의 캐비티를 형성하고 있다. 또한, 캐비티의 형상은 가장 바람직한 형상으로서 직원기둥형상의 캐비티를 예시하였으나, 빗원기둥형상이어도 되고, 한정되는 것은 아니다. 필터를 관통하지 않는 구멍이면 되는데, 구강 내로의 균일한 기체의 흡인 및 가공성을 고려하면, 필터의 중심축을 중심으로 하여 대칭의 형상이 바람직하고, 삼각기둥형상, 사각기둥형상 및 오각기둥형상 등의 기둥형상, 및 원뿔형상(도 9), 삼각뿔형상, 사각뿔형상 및 오각뿔형상 등의 뿔형상이 바람직하다.
또한, 도 5의 캐비티는 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부에 형성되어 있는데, 이 단부의 반대쪽 단부에 설치해도 된다.
도 6은 본 발명의 일실시형태의 2개의 캐비티(221－2－c2 및 221－2－c3)가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛(221－2)으로 구성된 마우스피스(221－2)와 피가열 방향 발생체(21)가 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있는 방향 카트리지(2－2)로서, 캐비티(221－2－c2 및 221－2－c3)가 필터(221－2) 길이방향의 양쪽 단부의 필터(221－2) 내에, 필터(221－2)와 캐비티(221－2－c2 및 221－2－c3)의 직원기둥의 중심축(o)이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지(2－2)를 나타내는 개략 모식도이다. 흡인량의 향상을 도모할 수 있는 캐비티의 형상은 길고 두꺼울수록 흡인량을 증대할 수 있으나, 마우스피스 강도의 문제가 있기 때문에, 길이(c2 및 c3)가 5∼15 ㎜, 바깥지름(b2 및 b3)이 1∼3.5 ㎜인 것이 바람직하고, 총 표면적이 34.54∼326.54 ㎟인 것이 바람직하다. 형상에 대해서는 도 5의 설명에 기술한 바와 같다.
도 7은 본 발명의 일실시형태의 4개의 캐비티(221－3－c4)가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛(221－3)으로 구성된 마우스피스(221－3)와 피가열 방향 발생체(21)가 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있는 직원기둥형상의 방향 카트리지(2－3)로서, 캐비티(221－3－c4)가 직원기둥형상이고, 필터(221－3) 길이방향의 피가열 방향 발생체(21) 쪽 단부로부터 필터(221－3) 내에, 필터(221－3)의 길이방향에 존재하는 직원기둥의 중심축을 중심으로 하여 회전 대칭의 위치에 배설되어 있는 방향 카트리지(2－3)를 나타내는 개략 모식도이다. 도 7에는 바람직한 일례로서, 4개의 캐비티의 경우를 예시하였으나, 이것에 한정되지 않고, 2개 이상이면 된다. 캐비티의 수 및 크기는 도 6의 기술한 설명과 동일하게, 흡인량과 필터 강도의 균형에 따라 적당히 설정되는데, 총 표면적이 34.54∼326.54 ㎟가 되도록 하는 것이 바람직하다. 형상에 대해서는 도 5의 설명에 기술한 바와 같다. 또한, 도 7의 캐비티도 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부에 형성되어 있는데, 이 단부의 반대쪽 단부에 설치해도 된다.
도 8은 본 발명의 일실시형태의 5개의 캐비티(221－4－c5 및 221－4－c6)가 형성된 기체를 여과하는 필터 유닛(221－4)으로 구성된 마우스피스(221－4)와 피가열 방향 발생체(21)가 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있는 직원기둥형상의 방향 카트리지(2－4)로서, 캐비티의 형상은 전부 직원기둥형상이고, 4개의 캐비티(221－4－c5)가 필터(221－4) 길이방향의 피가열 방향 발생체(21) 쪽 단부로부터 필터 내에, 필터(221－4)의 길이방향에 존재하는 직원기둥의 중심축을 중심으로 하여 회전 대칭의 위치에 배설되고, 1개의 캐비티(221－4－c6)가 필터(221－4) 길이방향의 피가열 방향 발생체(21)와 반대쪽 단부로부터 필터 내에, 필터(221－4)와 캐비티(221－4－c6)의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 방향 카트리지(2－4)를 나타내는 개략 모식도이다. 도 8에는 일례로서, 필터의 피가열 방향 발생체 쪽 단부의 캐비티(221－4－c5)를 4개 및 그 반대쪽의 캐비티(221－4－c6)를 5개로 하였는데, 그것들의 수 및 크기는 이들에 한정되는 것은 아니며, 도 6의 기술한 설명과 같이, 흡인량과 필터 강도의 균형에 따라 적당히 설정되는데, 총 표면적이 34.54∼326.54 ㎟가 되도록 하는 것이 바람직하다. 형상에 대해서는 도 5의 설명에 기술한 바와 같다.
도 9는 캐비티의 형상의 일변형예로, 도 5에 나타내는 방향 카트리지(2－1)에 있어서, 직원뿔형상의 캐비티(221－5－d1)로 한 것이다. 이 경우도, 표면적이 34.54∼326.54 ㎟가 되도록, 직원뿔형상 캐비티의 치수를 적당히 설계할 수 있다. 또한, 도 9에서는 캐비티가 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체(21) 쪽 단부에 형성되어 있는데, 이 단부의 반대쪽 단부에 설치되어도 된다.
도 10도 캐비티의 형상의 일변형예로, 도 7에 나타내는 방향 카트리지(2－3)에 있어서, 3개의 직원뿔형상의 캐비티(221－6－d2)로 한 것이다. 이 경우도, 표면적이 34.54∼326.54 ㎟가 되도록, 직원뿔형상 캐비티의 수 및 치수를 적당히 설계할 수 있다. 이 경우도, 캐비티가 필터 길이방향의 피가열 방향 발생체 쪽 단부에 형성되어 있는데, 이 단부의 반대쪽 단부에 설치되어도 된다.
도 11은 본 발명의 일실시형태의 1개의 캐비티(221－7－c7)가 형성된 기체를 여과하는 필터(2211)와 카트리지 외장체(24)에 형성된 공동(221－7－v1)으로 구성된 마우스피스(221－7)가 피가열 방향 발생체(21)와 필터(2211)가 인접하고, 카트리지 외장체(24)로 이들이 접합, 감긴 직원기둥형상의 방향 카트리지(2－7)로서, 캐비티(221－7－c7)가 직원기둥형상이고, 필터(2211) 길이방향의 피가열 방향 발생체(21) 쪽 단부로부터 필터(2211) 내에, 필터(2211)와 캐비티(221－7－c7)의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있는 개략 모식도이다. 도 11은 피가열 방향 발생체와 필터가 인접해 있는데, 이 배열에 한정되는 것은 아니고, 반대로, 피가열 방향 발생체와 공동이 인접해 있어도 된다. 이 경우, 필터의 길이(f)가 짧아짐으로써 흡인량이 증가하기 때문에, 필터에 형성되는 캐비티의 수 및 크기, 즉, 표면적을 저감시킬 수 있다. 또한, 카트리지 외장체만으로 마우스피스로서의 강도가 필요하기 때문에, 카트리지 외장체의 소재가 되는 PE, PP 등의 폴리올레핀 수지, PET 수지, CA 수지, 및 폴리젖산(PLA) 등, 및 종이 등의 두께를 재질에 따라 적당히 두껍게 해도 된다.
도 12는 본 발명의 일실시형태의 4개의 캐비티(221－8－c8)가 형성된 기체를 여과하는 필터(2212)와 카트리지의 외장체로 형성된 공동(221－8－v2)으로 구성된 마우스피스(221－8)가 피가열 방향 발생체(21)와 필터(2212)가 인접하는 직원기둥형상의 방향 카트리지(2－8)로서, 캐비티(221－8－c8)가 직원기둥형상이고, 필터(2212) 길이방향의 피가열 방향 발생체(21) 쪽 단부로부터 필터(21212) 내에, 필터(2212)의 길이방향에 존재하는 직원기둥의 중심축을 중심으로 하여 회전 대칭의 위치에 배설되어 있는개략 모식도이다. 이 경우도, 도 11의 설명과 동일하게, 피가열 방향 발생체와 공동이 인접해 있어도 되고, 필터의 길이(f)가 짧아져, 흡인량이 증가하기 때문에, 필터에 형성되는 캐비티의 수 및 크기, 즉, 표면적을 저감시킬 수 있다. 또한, 카트리지 외장체의 강도에 대해서도 도 11과 동일하다.
이러한 캐비티를 구비한 필터는 종래의 일반적인 지지부재 및／또는 냉각부재가 구비된 마우스피스의 흡인량의 저하를 해결하는 흡인 최적화 수단에도 매우 효과적이다.
도 13은 본 발명의 일실시형태의 방향 카트리지(2－9)를 나타내는 개략 모식도이다. 피가열 방향 발생체(21)의 마우스피스(222) 방향으로의 이동을 방지하는 원기둥형상 지지부재(2221)와, 그것에 인접하는 1개의 캐비티(2222－c1)가 형성된 기체를 여과하는 필터(2222)를 구비한 마우스피스(222)가 피가열 방향체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체(24)로 이들이 접합, 감겨, 캐비티(2222－c1)가 필터(2222) 길이방향의 지지부재(2221) 쪽 단부로부터 필터(2222) 내에, 필터(2222)와 캐비티(2222－c1)의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있다. 이 경우도, 캐비티의 수, 크기 및 형상은 도 13에 한정되는 것은 아니며, 도 6∼10의 설명에서 기재한 것을 적용할 수 있는데, 지지부재가 대략 공동이 되어 있기 때문에, 캐비티의 수 및 크기는 상당히 저감시킬 수 있다.
도 14는 본 발명의 일실시형태의 방향 카트리지(2－10)를 나타내는 개략 모식도이다. 인접하는 피가열 방향 발생체(21)의 마우스피스(223) 방향으로의 이동을 방지하는 원기둥형상 지지부재(2231)와, 지지부재에 인접하는 피가열 방향 발생체(21)가 가열되어 휘발하는 성분을 냉각하는 원기둥형상 냉각부재(2232)와, 냉각부재(2232)와 인접하는 1개의 캐비티(2223－c1)를 가져서 기체를 여과하는 필터(2223)를 구비한 마우스피스(223)가 피가열 방향체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있다. 캐비티(2223－c1)가 필터(2223) 길이방향의 냉각부재(2232) 쪽 단부로부터 필터(2223) 내에, 필터(2223)와 캐비티(2223－c1)의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있다. 이 경우도, 캐비티의 수, 크기 및 형상은 도 14에 한정되지 않고, 도 6∼10의 설명에서 기재한 것도 적용할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일실시형태의 방향 카트리지(2－11)를 나타내는 개략 모식도이다. 인접하는 피가열 방향 발생체(21)가 가열되어 휘발하는 성분을 냉각하는 원기둥형상 냉각부재(2241)와, 냉각부재(2241)와 인접하는 1개의 캐비티(2242－c1)를 가져서 기체를 여과하는 필터(2242)를 구비한 마우스피스(224)가 피가열 방향체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있다. 캐비티(2242－c1)가 필터(2242) 길이방향의 냉각부재(2241) 쪽 단부로부터 필터(2242) 내에, 필터(2242)와 캐비티(2242－c1)의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있다. 이 경우도, 캐비티의 수, 크기 및 형상은 도 15에 한정되지 않고, 도 6∼10에서 기재한 것도 적용할 수 있어, 냉각부재의 구조에 따라 적당히 설계할 수 있다.
이어서, 도 13 및 14의 설명에도 기재한 바와 같이, 마우스피스에 필터와 지지부재 및／또는 냉각부재를 배설하고, 지지부재의 길이를 크게 하여 흡인량을 높이는 경우의 마우스피스 변형의 과제에 대한 본 발명의 해결수단을 구체적으로 설명한다. 여기서는, 마우스피스의 변형을 방지함으로써, 기체 흡인량의 저하를 해소하기 위해, 마우스피스의 형상 보강부재가 흡인 최적화 수단이 된다.
도 16은 마우스피스의 변형을 방지하는 본 발명의 일실시형태의 방향 카트리지(2－12)를 나타내는 개략 모식도이다. 인접하는 피가열 방향 발생체(21)의 마우스피스(225－1) 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재(2251－1)와, 지지부재(2251－1)에 인접하여 기체를 여과하는 필터(2252－1)를 구비한 마우스피스(225－1)가 피가열 방향체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있다. 이 경우의 흡인 최적화 수단은 관통공(2251－1－h)의 내벽과 접촉하는 1개의 판형상 보강재(2252－1－s1)로, 지지부재(2251－1)와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 관통공(2251－1－h) 내에, 중심축을 면내에 갖고, 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있다. 이와 같이 지지부재를 판형상 보강재로 관통공의 내부로부터 지지함으로써 지지부재의 변형이 방지되어, 흡인량의 저하를 방지할 수 있다. 그리고, 이 판형상 보강재는, 예를 들면, 관통공에 홈을 형성하여 접착제로 고정해도 되고, 가동할 수 있도록 관통공에 끼워넣기만 해도 되는데, 이 방법에 한정되는 것은 아니다.
도 17은 마우스피스의 변형을 방지하는 본 발명의 일실시형태의 방향 카트리지(2－13)를 나타내는 개략 모식도이다. 인접하는 피가열 방향 발생체(21)의 마우스피스(225－2) 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재(2251－2)와, 지지부재(2251－2)와 인접하여 기체를 여과하는 필터(2252－2)를 구비한 마우스피스(225－2)가 피가열 방향체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체로 이들이 접합, 감겨 있다. 흡인 최적화 수단은 보강 지지부재(225－2)에 포함되는, 관통공(2251－2－h)의 내벽과 접촉하는 2개의 판형상 부재가 교차된 판형상 보강재(2251－2－s2)로, 지지부재(2251－2)와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 관통공(2251－2－h) 내에, 그 중심축을 면내에 갖고, 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있다. 이 판형상 보강재는 도 16에 나타내는 판형상 보강재보다도 더욱 강고하게 변형을 방지할 수 있기 때문에, 보다 지지부재의 길이를 길게 하여, 흡인량의 저하를 방지하는 것이 가능해진다. 고정적 또는 가동적인 배설방법으로서는, 예를 들면, 도 16에서 설명한 방법을 그대로 적용할 수 있는데, 한정되는 것은 아니다.
도 18은 마우스피스의 변형을 방지하는 본 발명의 일실시형태의 방향 카트리지(2－14)를 나타내는 개략 모식도이다. 인접하는 피가열 방향 발생체(21)의 마우스피스(225－3) 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재(2251－3)와, 지지부재(2251－3)에 인접하여 기체를 여과하는 필터(2252－3)를 구비한 마우스피스(225－3)가 피가열 방향 발생체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있다. 흡인 최적화 수단은 보강 지지부재(2251－3)로서, 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있는 관형상 보강재(2251－3－s4)와 4개의 판형상 보강재(2251－3－s3)를 포함하는 형상 보강재이다. 관형상 보강재(2251－3－s4)는 지지부재(2251－3)와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 지지부재(2251－3)의 관통공(2251－3－h) 내에, 이 축과 대략 동일한 축을 갖는 관통공(2251－3－h)의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 동심원관이다. 또한, 4개의 판형상 보강재(2251－3－s3)는 관형상 보강재(2251－3－s4)의 바깥둘레 쪽 반지름방향으로, 관통공(2251－3－h)의 내벽과 접촉하도록 형설(形設)되어 있다. 이 관형상 보강재와 판형상 보강재로 이루어지는 형상 보강재는, 도 17에 나타내는 판형상 보강재보다 더욱 보강효과가 커서, 보다 더욱 지지부재의 길이를 길게 할 수 있다. 이 경우도, 고정적 또는 가동적 배설방법은 도 16과 동일하다.
도 19는 도 18에서 동심원관이었던 관형상 보강재(2251－3－s4) 대신에, (속이 빈 것이 아닌) 속이 찬 동심원기둥의 기둥형상 보강재(2251－4－s4)를 사용한 방향 카트리지(2－15)를 나타내는 개략 모식도이다. 속이 빈 원관을 사용할지 속이 찬 원기둥을 사용할지는, 보강효과와 흡인량의 균형으로 적절히 교환 가능하다.
도 16∼19의 보강 지지부재는 도 5∼10에 있어서 설명한 캐비티가 형성된 필터와 함께 마우스피스를 구성할 수 있고, 추가로 냉각부재도 연접하여 마우스피스를 구성하는 것도 가능하다.
도 20은 방향 카트리지(2－15)를 나타내는 개략 모식도로, 도 16∼19의 보강 지지부재와, 도 5∼10에 있어서 설명한 캐비티가 형성된 필터를 연접한 마우스피스를, 피가열 방향체와 인접하여 접합시킨 방향 카트리지의 일례를 나타낸다. 이는 인접하는 피가열 방향 발생체(21)의 마우스피스(225－5) 방향으로의 이동을 방지하는 형상 보강재(2251－3－s3 및 2251－3－s4)가 구비된 보강 지지부재(2251－5)와, 그것에 인접하여 기체를 여과하는 1개의 캐비티가 형성된 필터(2252－5)를 구비한 마우스피스(225－5)가 피가열 방향체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있다.
캐비티(2252－5－c1)가 필터(2252－5) 길이방향의 피가열 방향 발생체(21) 쪽 단부의 필터(2252－5) 내에, 필터(2252－5)와 캐비티(2252－5－c1)의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있다. 여기서의 흡인 최적화 수단은 지지부재(2251－5)와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 지지부재(2251－5)의 관통공(2251－5－h) 내에, 이 축과 대략 동일한 축을 갖는 관통공(2251－5－h)의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 속이 빈 동심원관의 관형상 보강재(2251－5－s4)와, 이 관형상 보강재(2251－5－s4)의 바깥둘레 쪽에 있어서 관형상 보강재(2251－5－s4)의 반지름방향으로 관통공(2251－5－h)의 내벽과 접촉하도록 형설되는 4개의 판형상 보강재(2251－5－s3)를 갖는 형상 보강재로, 보강 지지부재(2251－5)로서 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있다. 이러한 구성에 한정되지 않고, 각종 보강 지지부재와 각종 캐비티가 형성된 필터를 조합시키는 것이 가능하다.
도 21은 방향 카트리지(2－15)를 나타내는 개략 모식도로, 도 16∼19의 보강 지지부재와, 도 5∼10에 있어서 설명한 캐비티가 형성된 필터 사이에 냉각부재를 개재시킨 마우스피스를, 피가열 방향체와 연접한 방향 카트리지의 일례를 나타낸다. 인접하는 피가열 방향 발생체(21)의 마우스피스(226) 방향으로의 이동을 방지하는 형상 보강재(2261－s3 및 2261－s4)를 갖는 보강 지지부재(2261)와, 피가열 방향 발생체(21)로부터의 기체를 냉각하는 냉각부재(2262)와, 냉각부재(2262)에 인접하여 기체를 여과하는 1개의 캐비티(2263－c1)가 형성된 필터(2263)를 구비한 마우스피스(226)가 피가열 방향 발생체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있다.
캐비티(2263－c1)가 필터(2263) 길이방향의 피가열 방향 발생체(21) 쪽 단부에서, 필터(2263)와 캐비티(2263－c1)의 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 배설되어 있다. 여기서의 흡인 최적화 수단은 지지부재(2261)와 직원기둥의 중심축이 대략 동일해지도록 형성되는 지지부재(2261)의 관통공(2261－h) 내에, 이 축과 대략 동일한 축을 갖는 관통공(2261－h)의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 속이 빈 동심원관의 관형상 보강재(2261－s4)와, 이 관형상 보강재(2261－s4)의 바깥둘레 쪽에 있어서 관형상 보강재(2261－s4)의 반지름방향으로 관통공(2261－h)의 내벽과 접촉하도록 형설되는 4개의 판형상 보강재(2261－s3)를 갖는 형상 보강재로, 보강 지지부재(2261)로서 고정적 또는 가동적으로 배설되어 있다. 이 경우도, 이러한 구성에 한정되지 않고, 냉각부재를 개재하여 각종 보강 지지부재와 각종 캐비티가 형성된 필터를 조합시키는 것이 가능하다.
이상과 같이, 필터 및 지지부재의 개량에 의해 흡인량이 증가함에 수반하여, 기체의 열이 발열체로부터 필터에 대류되어 전달되기 쉬워지기 때문에, 방향 카트리지를 구성하는 각 부재 간의 접합력이 저하되어, 각 부재 사이로부터 기체가 누설되어 흡인량에 악영향을 미치는 경우가 있다. 아래에서는, 이 문제를 해결 가능한, 피가열 방향 발생체와 마우스피스 사이에 단열부재를 설치한 방향 카트리지를 제공한다.
도 22는 본 발명의 일실시형태의 방향 카트리지(2－18)를 나타내는 개략 모식도이다. 여기서의 흡인 최적화 수단은 단열부재(2271)를 갖는다. 피가열 방향 발생체(21)에 인접하는 단열부재(2271)와, 단열부재(2271)와 인접하여 기체를 여과하는 필터(2272)를 구비한 마우스피스(227)가 피가열 방향 발생체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있다.
또한, 도 23은 본 발명의 일실시형태의 방향 카트리지(2－19)를 나타내는 개략 모식도이다. 여기서도 흡인 최적화 수단은 단열부재(2281)를 갖는다. 피가열 방향 발생체(21)에 인접하는 단열부재(2281)와, 단열부재(2281)와 인접하여 피가열 방향 발생체(21)로부터의 기체를 냉각하는 원기둥형상 냉각부재(2282)와, 냉각부재(2282)에 인접하여 기체를 여과하는 필터(2283)를 구비한 마우스피스(228)가 피가열 방향 발생체(21)와 인접하고, 카트리지 외장체(23)로 이들이 접합, 감겨 있다.
이들 단열부재는 피가열 방향체에 인접하는 지지부재와 같이, 고온의 기체를 전체에 널리 퍼지게 하는 것이 아니라, 유로의 긴 연통공의 스폰지와 같은 플라스틱제 단열성 다공질체가 바람직하고, 다소 체류시켜서 냉각하는 정도의 기능으로서, 냉각부재까지의 냉각기능은 필요가 없으며, 피가열 방향 발생체의 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재 대신에 적용되는 것이 바람직하다. 따라서, 단열부재의 길이(s)는 사용하는 재질에 따라 다르나, 1∼5 ㎜ 정도면 충분하다.
이어서, 비담배재 등의 탈락물이나 분진에 의한 필터 및 냉각부재의 공극이 막힘으로써 생기는 흡인량의 극단적인 저하를 방지하는 흡인 최적화 수단으로서 기능하는 덮개재 및 격벽재에 대해서 도면을 사용하여 설명한다.
도 24는 본 발명의 일실시형태의 방향 카트리지의 피가열 방향 발생체의 부분 개략 모식도이다. 여기서의 흡인 최적화 수단은 피가열 방향 발생체의 양쪽 단부 중 방향 카트리지의 단부 측에 배설되는 덮개재(211)와, 피가열 방향 발생체의 다른 단부 측에 배설되는 격벽재(212)를 포함한다. 이들 덮개재(211)와 격벽재(212)로서는, 기체의 흡인량을 저하시키는 경우가 없는, 필터와 같은 소재를 매우 얇게 슬라이스한 것, 부직포 및 메시와 같은 소재가 바람직하게 사용되고, 피가열 방향 발생체(21)에 접착제 등으로 고정하면 된다.
이러한 덮개재 및 격벽재는 피가열 방향 발생 기재 및 그것들을 묶은 피가열 방향 발생체의 상태에 따라, 어느 한쪽만 구비해도 되고, 양쪽을 구비해도 된다. 이 덮개재 및／또는 격벽재에 의해, 탈락물이나 분진에 의한 필터 및／또는 냉각부재의 막힘이 방지되어, 안정한 흡인량이 확보된다. 또한, 방향 카트리지를 바늘형상의 발열체에 찔러넣는 경우에 생기는 탈락물이나 분진 등의 발생도 방지할 수 있다.
이상, 방향 카트리지를 흡연하는 경우의 기체의 흡인량을 확보하기 위해, 구조적으로 개량하는 물리적 해결수단에 대해서 도면을 사용하여 구체적으로 설명하였다. 이하, 기체의 흡인량 저하를 해결하여, 피가열 방향 발생체에 구비되는 기체 생성 지속재료에 대해서 도면을 사용하여 설명한다. 종래의 피가열 방향 발생체는 기체의 방출량이 경시적으로 저하되기 때문에, 흡연 시 기체 흡인량의 감소를 초래한다고 하는 문제가 있었다. 본 발명의 방향 카트리지는 기체 흡인량의 감소를 방지하는 기체 생성 지속재료로서, 화학적 해결수단이 행하여진, 피가열 방향 발생체를 구성하는 피가열 방향 발생 기재를 구비하고 있다.
먼저, 도 25에는 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체를 구성하는 피가열 방향 발생 시트의 개략 모식도(A) 및 본 발명의 일실시형태의 피가열 방향 발생체를 구성하는 피가열 방향 발생 충전물의 개략 모식도(B)를 나타낸다.
피가열 방향 발생 기재는 각종 제조공정［수단］에서 제조되는데, 최종적으로는 시트 또는 충전물로서 감겨 피가열 방향 발생 기체가 된다. 도 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 가열식 흡연기구(1)(11)이나 (2)(12)의 길이방향과 길이(z)방향이 대응하고 있어, 가열식 흡연기구에 따른 길이(z)로 절단되는데, 기체 생성 지속재료로서, 적절한 폭(w) 및 두께(y)를 가지고 있다. 여기에는 일례로서 도 25를 사용하여, 도 5에서 설명한 피가열 방향 발생체에 대응한 치수를 나타낸다. 방향 카트리지의 길이방향과 길이(z)방향이 대응하고 있어, 이 방향으로 피가열 방향 발생 기재가 종이에 감겨 피가열 방향 발생체로 되어 있다. 피가열 방향 발생체에 들어 있는 피가열 방향 발생 시트(A)는 가열식 흡연기구의 길이(z)를 12 ㎜, 폭(w) 및 두께(y)는 각각 60∼90 ㎜ 및 0.1∼1.0 ㎜의 범위인 것이 바람직하다. 피가열 방향 발생 충전물(B)은 길이(z)를 12 ㎜로 하는데, 폭(x) 및 두께(y)는 각각 1.0∼2.0 ㎜, 두께가 0.1∼1.0 ㎜인 것이 바람직하다. 피가열 방향 발생 충전물은 피가열 방향 발생 시트를 추가로 재단한 것이다.
도 25(A)의 피가열 방향 발생 시트 1장을 접어서 피가열 방향 발생체 내장재(21－p)로 감긴 피가열 방향 발생체가 도 26(A－1)이고, 도 25(A)의 피가열 방향 발생 시트 1장을 감아서 피가열 방향 발생체 내장재(21－p)로 감긴 피가열 방향 발생체가 도 26(A－2)이다. 또한, 피가열 방향 발생 충전물 50개가 피가열 방향 발생체 내장재(21－p)로 감긴 피가열 방향 발생체가 도 26(B)이다. 이들의 바깥지름도 가열식 흡연기구(1)(11)이나 (2)(12)에 따라 적당히 설정되는 것인데, 도 5에서 설명한 피가열 방향 발생체에 대응하여, 6.9 ㎜로 하면, 충전율이 60∼90%의 범위가 된다. 특히, 충전율이 60∼73%인 경우, 피가열 방향 발생 기재에 경시적인 융착이 심하게 생기는 것은 관측되어 있지 않다. 이 충전율은 피가열 방향 발생 시트의 폭(w) 및 피가열 방향 발생 충전물의 개수로 조정되며, 기체 생성 지속재료가 존재하는 경우는 이것에 한정되지 않는다.
이하에서는, 흡연 시 기체 흡인량의 저하와 밀접한 관계에 있는 피가열 방향 발생체의 기체 방출량의 저하를 방지하여, 기체의 흡인량을 확보하는 기능을 갖는 기체 생성 지속재료, 즉, 화학적 해결수단이 행하여진 피가열 방향 발생 기재에 대해서, 도면을 사용하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 방향 카트리지는 피가열 방향 발생체에, 기체 생성 유지재료로서 이 화학적 해결수단이 행하여진 피가열 방향 발생 기재를 구비하고 있다.
종래의 피가열 방향 발생 기재의 제조방법［장치］에는, 다양한 방법［장치］이 있는데, 일례를 도 33에 나타낸다. 비담배재를 건조·분쇄한 후, 건식 혼합하여 비담배재를 준비하는 공정［수단］과, 에어로졸 포머, 결합제, 부착 방지제, 향료, 비담배재 추출물, 항균성 보존제 등으로부터 선택되는 소재를 준비하는 공정［수단］과, 순수 및 알코올을 준비하는 공정［수단］과, 이들 준비된 재료를 일괄하여 혼합하는 습식 혼합공정［수단］과, 습식 혼합하여 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］과, 초지된 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트를 제조하는 성형공정［수단］과, 성형공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하는 공정［수단］과, 건조한 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］으로부터 제조된다.
구체적인 예로서, (제조예 1)을 나타낸다.
(제조예 1)
아래 분쇄물을 비담배재로서 건식 혼합기에 투입하고, 5분간 건식 혼합을 행하였다.
홍차잎의 건조 분쇄물 100 질량부
콩과 감초의 건조 분쇄물 20 질량부
연잎의 건조 분쇄물 10 질량부
상기 건식 혼합물과 아래 재료를 습식 혼합기에 투입하고, 15분간 습식 혼합하였다.
폴리프로필렌글리콜 25 질량부
글리세린 25 질량부
카르복시메틸셀룰로오스나트륨염 5 질량부
멘톨 3 질량부
에탄올 3 질량부
순수 200 질량부
이와 같이 얻어진 슬러리로부터 시트를 형성하는 공정［수단］에 있어서는, 상기 슬러리를 적당한 드레인보드를 구비한 프레임체에 지정량 투입하여 함수 시트를 제작하였다. 이때, 이 제조예에서는, 함수 시트에는 대략 상기 슬러리의 함수량을 100으로 하면, 95 정도의 수분량이 된다.
계속해서, 상기 함수 시트를 소정의 클리어런스를 설정한 프레스 롤에 3회 통과시켜서 성형을 행하고, 그 후에, 상기 3회 통과시킨 함수 시트에 100 질량부에 대해 7 질량부 상당의 순수를 상기 함수 시트에 추가하여, 추가적으로 상기 프레스 롤을 5회 통과시켰다.
또한, 상기와 같이 얻어진 성형 함수 시트를 35℃의 환경하에서, 300분 건조시켜서 함수량 20 질량%의 피가열 방향 발생 시트를 제작하였다. 건조온도에 대해서는, 50℃ 미만으로 하는 것이 향미를 유지하기 위해 바람직하다. 더욱 바람직하게는 45℃ 미만이고, 더 나아가서는 40℃ 미만이다. 시트의 두께는 적당히 조정되는데, 이 제조예에서는 두께를 0.5 ㎜로 하였다. 이 시트는 재단되어, 길이 240 ㎜×폭 75 ㎜인 직사각형의 피가열 방향 발생 시트, 길이 240 ㎜×폭 1.5 ㎜의 피가열 방향 발생 충전물로 하였다. 또한, 피가열 방향 발생 시트를 절단한 시트 및 충전물의 길이방향은 롤의 회전축의 평행방향으로, 그 폭방향은 롤의 회전방향으로 하였다.
이와 같이 하여 제작한 피가열 방향 발생 시트 1장 및 피가열 방향 발생 충전물 50개가 각각 감긴 후, 길이가 12 ㎜가 되도록 재단되어, 도 26(A－1) 및 도 26(B)와 같은 피가열 방향 발생체가 제작되었다. 그리고, 도 13에 나타내는 지지부재, 필터를 구비한 마우스피스에 피가열 방향 발생체를 접합하는 타입의 방향 카트리지를 제작하였다. 지지부재로서는, 바깥지름 6.9 ㎜의 원기둥에 안지름 4.0 ㎜의 관통공을 설치한 PE의 관을 사용하였다. 필터는 아세틸셀룰로오스 섬유를 원기둥형상으로 성형하고, 평량 34 g／㎡의 종이로 감긴 길이 23 ㎜의 것을 사용하였다. 카트리지 외장체는 평량 38 g／㎡의 종이를 사용하여, 안지름 6.9 ㎜가 되도록 2바퀴 반 감아, 풀칠하여 형성되었다. 또한, 카트리지 외장체는 평량이 32∼45 g／㎡인 종이를 2바퀴 반 감아 형성된 종이제 통을 사용하면, 피가열 방향 발생체의 부분을 가열식 흡연기구의 발열체에 끼워 넣어 사용하는 방향 카트리지로서 적합한 것이 된다. 그리고, 카트리지 외장체의 일단으로부터 지지부재 및 필터를 삽입하여 마우스피스로 하고, 타단으로부터 피가열 방향 발생체를 삽입한 후, 마우스피스의 부분에 포개지도록 평량 40 g／㎡의 종이를 감아, 방향 카트리지를 제작하였다. 단, 필터는 제조방법［장치］이 피가열 방향 발생 기재에 미치는 영향, 즉, 기체 생성 지속재료의 기능의 차이를 명확하게 하기 위해, 흡인 최적화 수단인 캐비티가 형성되어 있지 않은 필터를 사용하였다.
이와 같이 하여 제작된 피가열 방향 발생체 및 방향 카트리지는 다음과 같은 평가를 행하였다.
≪평가 1≫
제작한 방향 카트리지를 장변 70 ㎜, 단변 14 ㎜, 높이 45 ㎜인 종이제의 상자에, 피가열 방향 발생체가 바닥을 향하도록 충전하였다. 이와 같이, 준비된 방향 카트리지가 든 상자를 40℃의 환경하, 2주간 비닐봉지에 넣어 방치하였다. 그 후에, 꺼내고, 상온 상압 환경에 1일 방치한 것에 대해서, 아래의 평가를 행한다. 충전물을 피가열 방향 발생체로부터 꺼내, 그것들이 굳어 있는지 여부를 확인한다. 이와 함께, 5명의 피험자에게 흡연하게 하여, 흡인량과 풍미의 관능평가를 실시하였다.
랭크 A：핀셋으로 꺼낸 시점에서 풀리는 것
　　　　4명 이상이 흡인량 및 풍미 모두 충분히 감지할 수 있는 것
랭크 B：핀셋으로 눌러서 풀리는 것
　　　　2명 이상이 흡인량 및 풍미 모두 충분히 감지할 수 있는 것
랭크 C：핀셋으로 눌러도 덩어리가 남는 것
　　　　아무도 흡인량 및 풍미 모두 충분히 감지할 수 없는 것
랭크 C의 것은 장기 보관 등에 의해, 가열식 흡연기구의 발열체에 삽입하는 것이 곤란해질 가능성이 높은 것이다.
(제조예 1)에서 제작한 방향 카트리지는 랭크 C의 평가가 되어, 피가열 방향 발생 시트 및 피가열 방향 충전물은 경시적으로 융착되어, 흡연 시의 기체 방출량, 즉, 기체 흡인량이 적어지는 동시에, 풍미도 변질되어, 피가열 방향체의 기체 생성 지속재료로서 기능하지 않았다.
이 문제를 제조방법［장치］의 개량에 의해 해결하였다. 이 제조방법［장치］은 도 27에 나타내는 바와 같이, 제조공정［수단］으로서, 제2 습식 혼합공정［수단］을 도입한 것에 특징이 있다. 도면으로부터 명확한 바와 같이, 건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합공정［수단］Z1과, 건식 혼합공정［수단］에서 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합공정［수단］M2와, 제1 습식 혼합공정［수단］에 의해 제조된 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합공정［수단］M3와, 제2 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］S1과, 함수 시트를 압축하여 시트로 가공하는 시트 성형공정［수단］S2와, 시트 성형공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정［수단］S3와, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］H1으로부터 피가열 방향 발생 기재는 제조된다.
구체적인 예로서, (제조예 2)를 나타낸다.
(제조예 2)
홍차의 잎을 70℃에서 수분량이 2 질량%가 되도록 건조시킨 후 분쇄한다. 동일하게, 콩과 감초, 연잎, 고려인삼을 건조시켜서 분쇄한다. 또한, 건조온도는 60℃∼80℃ 이하가 바람직하다. 이 범위면, 필요로 하는 향미 성분의 소산(消散)을 피하면서, 목적하는 수분량에 도달하기 쉽다. 또한, 65℃ 이상이면 더욱 목적하는 수분량에 도달하기 쉽고, 75℃ 이하면 더욱 필요로 하는 향기 성분의 소산을 방지할 수 있다.
또한, 분쇄 후의 수분량은 5 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 나중의 공정［수단］에서의 슬러리화가 용이해진다. 3 질량% 이하면 더욱 바람직하다. 또한, 수분량은 0.1 질량% 이상이면, 물 등과의 친화성이 좋은 상태를 유지할 수 있어 바람직하다.
이와 같이, 건조·분쇄한 것을 80 메시의 체를 통과한 것을 비담배재로서 사용하여, 아래의 배합량으로 건식 혼합기에 투입하고, 5분간 건식 혼합을 행하였다.
홍차잎의 건조 분쇄물 100 질량부
콩과 감초의 건조 분쇄물 20 질량부
연잎의 건조 분쇄물 10 질량부
고려인삼의 건조 분쇄물 5 질량부
상기 건식 혼합물과 아래 재료를 습식 혼합기에 투입하고, 제1 습식 혼합을 15분간 행하였다.
폴리프로필렌글리콜 30 질량부
글리세린 20 질량부
카르복시메틸셀룰로오스나트륨염 5 질량부
멘톨 3 질량부
에탄올 3 질량부
순수 20 질량부
이어서, 상기 슬러리를 포함하는 습식 혼합기에, 순수 180 질량부와 에탄올 10 질량부를 추가하여 삽입하고, 제2 습식 혼합을 10분간 행한다. 여기서, 에탄올을 첨가한 것은, 폴리프로필렌글리콜, 글리세린에 대한 상기 건조 분쇄물의 분산 상태를 크게 개선할 수 있기 때문이다. 알코올은 저급 모노알코올이라면, 에탄올에 한정되는 것은 아니다. 이러한 저급 모노알코올의 첨가량은 건조 분쇄물 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부인 것이 바람직하다. 0.1 질량부 이상으로 하면, 상기 분산 상태의 개선이 확인되고, 10 질량부 이하로 하면, 저급 모노알코올의 잔류를 억제할 수 있다. 0.5∼5 질량부의 경우, 이 효과는 보다 현저하다.
순수를 처음에 투입하여 혼합물을 형성하는 이유는, 상기 혼합물의 분산을 사전에 진행시키고, 그 후에 추가의 물로 희석·혼합함으로써 분산성이 양호한 슬러리를 얻을 수 있기 때문이며, 복수 회에 나눠 물을 투입하는 것도 바람직하다. 복수 회에 나눠 투입할 때는, 먼저 투입한 물의 양을 적게 하고, 나중에 투입하는 물의 양을 많게 하는 조합을 취하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 먼저 물을 투입하였을 때의 분산성 향상의 정도가 높고, 나중에 투입하는 물의 양을 많게 하면 균일한 슬러리가 되기 때문이다.
상기와 같이 하여 얻어진 슬러리로부터 시트를 형성하는 공정［수단］에 있어서는, 상기 슬러리를 적당한 드레인보드를 구비한 프레임체에 지정량을 투입하여 함수 시트를 제작하였다. 이때, 본 실시예에서는, 함수 시트에는 대략 상기 슬러리의 함수량을 100으로 하면, 95 정도의 수분량이 된다.
계속해서, 상기 함수 시트를 소정의 클리어런스를 설정한 프레스 롤에 3회 통과시켜 성형을 행하고, 그 후에 상기 3회 통과시킨 함수 시트에 100 질량부에 대해 7 질량부 상당의 물을 상기 함수 시트에 추가하여, 추가적으로 상기 프레스 롤을 5회 통과시켰다. 바람직하게는 함수 시트 100 질량부에 대해 물 2 질량부 이상 15 질량부 이하이다. 이와 같이, 함수 시트의 성형을 복수 회 행할 때, 도중에 물을 첨가함으로써 함수 시트에 포함되는 물을 어느 범위로 맞추기 쉽다고 하는 효과를 가져, 나중의 건조공정［수단］의 조건을 균일하게 할 수 있다고 하는 효과가 있는 동시에, 최종 생성물의 품질을 균일하게 할 수 있다고 하는 효과가 있다.
또한, 상기와 같이 얻어진, 성형 함수 시트를 35℃의 환경하에서, 300분 건조시켜서 함수량 20 질량%의 전자담배 충전물용 성형 시트를 제작하였다. 건조온도에 대해서는, 50℃ 미만으로 하는 것이 향미를 유지하기 위해 바람직하다. 더욱 바람직하게는 45℃ 미만이고, 더 나아가서는 40℃ 미만이다. 시트의 두께는 0.5 ㎜로 하였다. 이 시트, 피가열 방향 발생체로서 감기기 때문에, 길이(z)가 240 ㎜, 폭(x)이 75 ㎜인 피가열 방향 발생 시트, 및 길이(z)가 240 ㎜, 폭(x)이 1.5 ㎜인 피가열 방향 발생 충전물로 재단되었다.
이 방법［장치］으로 제조된 피가열 방향 발생 시트 1장 및 피가열 방향 발생 충전물 50개가 각각 감긴 후, 길이(z)가 12 ㎜가 되도록 재단되어, 도 26(A－1) 및 도 26(B)에 나타내는 바와 같은 피가열 방향 발생체가 제작되었다. 그리고, (제조예 1)과 동일하게, 도 13에 나타내는 지지부재, 필터를 구비한 마우스피스에 피가열 방향 발생체를 접합하는 타입의 방향 카트리지를 제작하였다. 단, 필터는 제조방법［장치］이 피가열 방향 발생 기재에 미치는 영향, 즉, 기체 생성 지속재료의 기능의 차이를 명확하게 하기 위해, 흡인 최적화 수단인 캐비티가 형성되어 있지 않은 필터를 사용하였다.
그리고, (제조예 1)에서 제작된 방향 카트리지와 동일하게, ≪평가 1≫을 행한 바, 랭크 A의 결과가 얻어졌다. 이는 이 방법［장치］으로 제조된 피가열 방향 발생 기재는 경시적으로 발생하는, 피가열 방향 발생 기재 내부 및 상호간의 경시적 융착이 적고, 가열에 의한 기체 방출량의 변화가 적어, 흡연 시 기체 흡인량이 유지되는 것으로 생각된다. 즉, 이 방법［장치］으로 제조된 피가열 방향 발생 기재는 피가열 방향 발생 기체의 기체 생성 지속재료로서 기능하고 있다.
도 27에 나타내는 제조방법［장치］은 도 28에 나타내는 바와 같이, 제조방법［장치］이 개량되었다. 도 28의 제조방법［장치］은 도 27에 나타내는 제조방법［장치］에 있어서, 시트의 성형공정［수단］S2에 있어서, 시트의 함수량이 50% 미만이 되었을 때, 에어로졸 포머를 첨가하는 공정［수단］S3를 추가적으로 추가하는 것을 특징으로 하고 있다. 구체적으로는, (제조예 2)에 있어서의 제1 습식 혼합에 있어서의 프로필렌글리콜의 배합량을 10 질량부 삭감하고, 프로필렌글리콜의 에탄올 50% 용액을 사용하여, 40℃ 미만의 온도에서 스프레이하여, 시트에 프로필렌글리콜을 흡수시켜, 제1 습식 혼합에 있어서 삭감한 프로필렌글리콜을 보충하였다. 여기서, 에어로졸 포머의 알코올 용액의 농도는 20∼80%의 범위에서 행하는 것이, 에어로졸 포머의 흡수성과 알코올의 건조성이라는 점에서 바람직하다. 농도가 높으면 흡수되기 어렵고, 농도가 낮으면 알코올의 건조에 시간을 요한다. 흡수시키는 온도도 에어로졸 포머의 흡수성이라는 점에서 20∼50℃인 것이 바람직하다. 온도가 지나치게 높으면 에어로졸 포머의 증발이 심하고, 온도가 지나치게 낮으면 흡수하기 어려워진다.
제2 습식 혼합에 있어서의 분산 상태가 양호하였기 때문에, 이 공정［수단］에 있어서의 프로필렌글리콜의 흡수가 신속하게 행하여졌다. 이 방법［장치］으로 제조된 두께 0.5 ㎜의 피가열 방향 발생 기재도 (제조예 2)와 동일한 사이즈로 재단하여 방향 카트리지를 제작하고, ≪평가 1≫을 행한 바, 랭크 A라고 하는 결과가 얻어져, 이 방법［장치］으로 제조된 피가열 방향 발생 시트도, 피가열 방향 발생 기체의 기체 생성 지속재료로서 기능하는 것이 명확해졌다.
도 27 및 28의 제조방법［장치］의 공통된 개량점은 비담배재와 에어로졸 포머의 혼합, 분산을 개량한 것에 있다. 이점을 감안하여, 비담배재와 에어로졸 포머의 혼합, 분산공정［수단］을 경유하지 않는 제조방법［장치］을 발견한 것이 도 29에 나타내는 피가열 방향 발생 기재의 제조공정［수단］이다.
즉, 기체 생성 지속재료를 제조하는 건조하여 분쇄한 비담배재를 순수와 혼합하여 비담배재의 슬러리를 제조하는 습식 혼합공정［수단］M1과, 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정［수단］S1과, 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형공정［수단］S2와, 시트 성형공정［수단］에서 제조된 시트의 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시키는 건조공정［수단］S3와, 건조공정［수단］에서 제조된 시트에, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 시트 성형공정［수단］에서 배출된 물의 농축액, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료의 알코올 및 순수 혼합액을 도포 또는 침지시키는 흡수 및 흡착공정［수단］S4와, 흡수 및 흡착공정［수단］에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정［수단］S5와, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］H1으로부터 피가열 방향 발생 기재가 제조된다.
이 제조방법［장치］의 구체적인 예를 (제조예 3)에 나타낸다.
(제조예 3)
목재 섬유 50 질량부
건조 홍차잎 50 질량부
물 5000 질량부
이상을 혼합하여 슬러리로 하였다.
이 슬러리를 캐스팅하여, 두께 0.5 ㎜의 시트로 하였다. 또한, 캐스팅의 남은 물은 농축해서 보관하여, 다음의 공정［수단］에서 사용하였다.
상기 시트를 건조하여 시트 100 질량부당,
폴리프로필렌글리콜 10 질량부
글리세린 20 질량부
카르복시메틸셀룰로오스나트륨염 2 질량부
멘톨(50% 에탄올 용액) 3 질량부
캐스팅의 나머지 농축한 물 50 질량부
를 첨가하고, 건조하여 시트를 제작하였다.
제작된 시트는 (제조예 2)와 동일하게, 피가열 방향 발생체 및 이를 사용한 방향 카트리지를 제작하여, ≪평가 1≫을 행한 바, 랭크 A의 결과가 얻어져, 이 방법［장치］으로 제조된 피가열 방향 발생 시트도, 피가열 방향 발생 기체의 기체 생성 지속재료로서 기능하는 것이 명확해졌다.
지금까지의 제조방법［장치］은 비담배재 등의 슬러리를 제작하고, 초지함으로써 피가열 방향 발생 시트를 제작하는 것에 특징을 가지고 있었으나, 도 29에 나타내는 바와 같이, 비담배재만의 슬러리의 초지에 의해 제조된 함수 시트에, 에어로졸 포머, 향료, 결합제 등을 흡수시키는 방법［장치］이 좋은 결과를 얻을 수 있었던 것으로부터, 다양한 성질이 다른 재료의 슬러리로부터 초지한다고 하는 공정［수단］에 무리가 있다고 생각하여, 초지공정［수단］을 필요로 하지 않는 제조방법［장치］을 검토한 결과, 도 30에 나타내는 방법［장치］이 발견되었다. 쓰리롤 등의 커다란 전단력 및 압축력이 비담배재 등의 혼합물에 가해지는 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 비담배재를 건조하여 분쇄하는 비담배재 준비공정［수단］Z1 및 2와, 적어도 향료 및／또는 비담배재 추출물과 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린을 알코올에 혼합하여 향료 및／또는 비담배 추출물을 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린에 기류시키는 향료 및／또는 비담배 추출물 용해공정［수단］M1과, 적어도 에어로졸 포머와 결합제 또는 증점제를 순수에 혼합하는 에어로졸 포머 용해공정［수단］M2와, 비담배재 준비공정［수단］에서 제조된 재료와, 향료 및／또는 비담배 추출물 용해공정［수단］에서 제조된 재료와, 에어로졸 포머 용해공정［수단］에서 제조된 재료를 혼합하는 습식 혼합공정［수단］M3와, 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정［수단］S1과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］H1으로부터 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법［장치］이다.
이 제조방법［장치］의 구체적인 예를 (제조예 4)에 나타낸다.
(제조예 4)
비담배재를 건조하여 분쇄하는 비담배재 준비공정［수단］Z1 및 2에서는, 홍차의 잎을 비담배재로서 사용하여, 70℃의 오븐에서 건조시킨 후, 교반형 분쇄기를 사용하여 분쇄하여, 80 메시의 체를 통과시켜, 수분량이 2 질량%인 비담배재를 준비한다.
멘톨을 용해하는 공정［수단］M1에서는, 멘톨, 저급 알코올, 및 비수용성 가교 폴리머를 칭량하여 혼합해서 멘톨을 용해한다. 저급 알코올에 멘톨을 용해한 후, 비수용성 가교 폴리머를 첨가하여 혼합하는 것이 바람직하다. 멘톨, 저급 알코올 및 비수용성 가교 폴리머를 혼합하면, 멘톨의 소산을 억제하는 효가가 얻어진다.
여기서, 멘톨은 천연물로부터 얻어진 것에 한정되지 않고, 합성물을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 박하, 민트, 박하유, 기타 멘톨을 포함하는 재료를 사용해도 된다.
저급 알코올은 멘톨을 용해하는 용매로, 에틸알코올이 특히 바람직하게 사용된다.
비수용성 가교 폴리머란 비가교의 폴리머가 물에 가용인 것에 가교를 행하여, 물에 불용이 되어 팽윤되는 것을 의도하고 있다. 물론, 저급 알코올에 용해되지 않고 팽윤되는 것이 바람직하고, 그러한 것이 선택된다. 이러한 비수용성 가교 폴리머는 친수성 부분과 소수성 부분을 가지고 있어, 친수성 부분이 팽윤에 기여하고, 친수성 부분이 멘톨에 배향함으로써 멘톨의 소산이 억제되는 것으로 생각된다. 친수성 가교 폴리머의 바람직한 예로서는, 가교 PVP, 수용성의 다당류를 에폭시 가교, 에스테르 가교, 에테르 가교를 행하여 비수용성으로 한 가교 다당류를 들 수 있다. 특히, 멘톨과 함께 에탄올 및 가교 PVP를 사용한 경우에, 멘톨의 소산이 현저히 억제된다고 하는 효과가 확인되었다.
멘톨은 목적하는 풍미를 목표로 한 양을 첨가하면 충분한데, 피가열 방향 발생 기재 중 멘톨 함유량이 0.1∼10 질량인 것이 바람직하고, 0.2∼5 질량인 것이 보다 바람직하다.
피가열 방향 발생 기재의 형성에 있어서는, 멘톨 100 질량부에 대해 친수성 가교 폴리머의 첨가량은 10∼2000 질량부가 바람직하고, 50∼600 질량부인 것이 보다 바람직하다.
멘톨의 소산 억제라고 하는 효과를 나타내기 위해서는, 피가열 방향 발생 기재 중, 친수성 가교 폴리머는 2 질량% 이상 존재하고 있는 것이 바람직하고, 4 질량% 이상 존재하고 있는 것이 보다 바람직하다. 이러한 양을 존재시킴으로써, 멘톨의 소산을 억제하면서 장기 보존이 가능해져, 장기 보존 후에 있어서도 멘톨의 청량감을 즐길 수 있다. 또한, 피가열 방향 발생 기재 중, 친수성 가교 폴리머의 함유량은 20 질량% 이하인 것이 바람직하고, 10 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 10 질량% 이하면, 비식물 유래의 폴리페놀 등에 기인하는 풍미를 유지하는 것이 가능하다.
사용하는 저급 알코올은 멘톨 100 질량부에 대해 50 질량부 이상인 것이 바람직하다. 또한, 100 질량부 이상이면, 멘톨을 용해하면서 친수성 가교 폴리머의 혼합을 충분히 행할 수 있다. 2000 질량부 이하면, 후공정［수단］에 있어서 저급 알코올의 잔류를 적게 할 수 있어, 효율적인 제조공정［수단］으로 하는 것이 가능하다.
이상으로부터, 일실시예로서는,
멘톨 100 질량부
에틸알코올 200 질량부
폴리비닐폴리피롤리돈 200 질량부
를 칭량하여, 멘톨을 에틸알코올에 용해시켜서, 멘톨 에틸알코올 용액을 얻은 후, 멘톨 에틸알코올 용액에 가교 PVP를 첨가하고, 교반 혼합하여, 멘톨／에틸알코올／가교 PVP 혼합물을 얻었다.
이어서, 에어로졸 포머 등의 재료를 용해하는 공정［수단］M2는 에어로졸 포머, 풍미 첨가제, 보존료, 결합제 또는 증점제 등이 순수에 용해된다.
여기서, 에어로졸 포머로서는, 글리세린, 프로필렌글리콜, 소르비톨, 트리에틸렌글리콜, 젖산, 디아세틴(글리세린디아세테이트), 트리아세틴(글리세린트리아세테이트), 트리에틸렌글리콜디아세테이트, 구연산트리에틸, 미리스트산이소프로필, 스테아르산메틸, 도데칸디온산디메틸, 테트라데칸디온산디메틸 등이 사용 가능하다. 특히, 글리세린, 프로필렌글리콜이 바람직하게 사용된다. 이들은 피가열 방향 발생 기재에 대해 1∼80 질량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하고, 10∼40 질량%로 하는 것이 보다 바람직하다.
풍미를 추가하는 향료는 필요에 따라 사용되며, 박하, 코코아, 커피, 홍차 등의 엑기스를 들 수 있다.
또한, 필요에 따라 식품의 항균성 보존제를 첨가할 수 있다. 항균성 보존제로서, 소르빈산, 소르빈산칼륨, 안식향산, 안식향산나트륨 등을 사용 가능하다.
결합제 또는 증점제 등으로서, 구아검, 잔탄검, 아라비아고무 및 로커스트콩검 등의 고무, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 및 에틸셀룰로오스 등의 변성 셀룰로오스계 고분자, 전분, 알긴산 등의 유기산, 알긴산나트륨, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 카라기난, 한천 및 펙틴 등의 유기산의 공액 염기염 등의 다당류를 사용할 수 있다. 이들을 조합해서 사용해도 된다.
이들 중에서, 글리세린, 프로필렌글리콜, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 메틸셀룰로오스, 글루코만난, 크실리톨의 20% 수용액을 준비하였다.
다음으로, 비담배재 준비공정［수단］Z1 및 2, 향료 용해공정［수단］M1, 및 에어로졸 포머 용해공정［수단］M2의 각 공정［수단］의 재료를 습식 혼합하는 공정［수단］M3에서는, 통상의 습식 혼합기를 사용해서, 아래 배합으로 15분간 교반 날개에 의해 전단력을 가하면서 교반하여, 비담배 식물의 피가열 방향 발생 기재용 조성물을 제작하였다.
홍차잎의 건조 분쇄물 100 질량부
멘톨／에틸알코올／가교 PVP 25 질량부
글리세린 30 질량부
프로필렌글리콜 30 질량부
카르복시메틸셀룰로오스나트륨 4 질량부
메틸셀룰로오스 15 질량부
크실리톨 수용액 8 질량부
글루코만난 1 질량부
시트를 성형하는 공정［수단］S1에서는, 쓰리롤밀을 사용하였다. 상기 조성물을 쓰리롤밀에 투입하고, 시트의 상태를 보면서 순수를 20 질량부 첨가하여, 닥터 블레이드를 롤에 눌러 시트 형상물을 채취하는 공정［수단］을 8회 반복해서, 최종적인 시트 형상 비담배 식물 조성물을 얻었다. 쓰리롤밀을 사용하면, 좁은 롤 사이에 밀어 넣어지는 것에 의한 압축력과, 롤간 속도차에 의한 전단력에 의해, 혼련, 분산 등을 행하면서, 닥터 블레이드에 의해 목적하는 두께의 시트로 할 수 있어, 슬러리의 초지공정［수단］으로부터 시트를 제작하는 것보다도 균질한 시트를 제조할 수 있다. 쓰리롤밀 외에, 프레스 롤러나 프레스기도 적합하게 사용 가능하다.
시트 성형공정［수단］S1에 있어서는, 필요에 따라, 비담배 식물, 에어로졸 포머, 향료, 항균성 보존제, 결합제 또는 증점제, 물 등을 첨가해도 된다.
또한, 본 발명에서 사용하는 순수는 살균 또는 미생물을 제거한 것을 사용하는 것이 바람직한데, 역침투막 또는 이온 교환 등에 의해 얻어지는 순수여도 된다.
이 시트 성형공정［수단］S1에서, 두께 약 0.5 ㎜의 시트로 성형하였다. 시트의 두께는 0.1∼1.0 ㎜ 또는 0.1∼0.5 ㎜의 범위에 있으면 된다.
계속해서, 이 두께 0.5 ㎜의 피가열 방향 발생 시트를 (제조예 2)와 동일하게, 피가열 방향 발생 시트 및 피가열 방향 발생 충전물로 재단한 후, 피가열 방향 발생체로 가공하여, 방향 카트리지에 조립하였다. 그리고, 동일하게 ≪평가 1≫을 행한 바, 랭크 A의 결과가 얻어져, 이 방법［장치］으로 제조된 피가열 방향 발생 시트도, 피가열 방향 발생 기체의 기체 생성 지속재료로서 기능하는 것이 명확해졌다.
이상, 비담배재를 사용하는 피가열 방향 발생 기재는 이를 구성하는 조성물 및 이들의 성질이 다양하여, 이들의 혼합, 분산, 용해 상태의 불균일성이 피가열 방향 발생 기재로부터의 에어로졸 포머의 블리드 아웃 등의 경시적 변화를 초래하여, 피가열 방향 발생 기재로부터의 기체 방출량이 저하되어, 흡연 시 기체 흡인량이 저하되는 원인인 것이 명확해졌다. 따라서, 그 불균일성을 개량함으로써 기체 흡인량의 경시적 변화를 해결할 수 있었다.
또한, 비담배재를 사용하는 방향 카트리지 특유의 문제의 원인이, 비담배재를 사용하는 피가열 방향 발생 기재의 구성재료의 하나인 결합제 또는 증점제에 있는 것을 발견하였다. 이들은 섬유를 다량으로 포함시킬 수 없기 때문에 생기는 덩어리상 상태의 파괴 및 피가열 방향 발생 기재 내부 및 피가열 방향 발생 기재 사이에 생기는 융착을 방지하기 위해 첨가하고 있는데, 첨가량을 증가시키면, 피가열 방향 발생 기재의 밀도가 높아져, 덩어리상 상태를 유지할 수는 있으나, 경시적으로 피가열 방향 발생 기재가 수축되어, 에어로졸 포머의 블리드 아웃이 심해지는 것을 알 수 있었다. 이에, 결합제의 첨가량, 첨가방법［장치］, 종류를 검토한 결과, 도 31에 나타내는 방법［장치］으로 제조된 피가열 방향 발생 기재는 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하였다.
즉, 건조하여 분쇄된 비담배재를 준비하는 공정［수단］Z1 및 2와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액을 제작하는 공정［수단］M1과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 준비하는 공정［수단］Z4 및 5에서 준비된 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합공정［수단］M1과, 제1 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 혼합액을 안정화하는 양생공정［수단］Y1과, 양생공정［수단］에서 제조된 양생 혼합액과 제2 결합제를 순수에 용해하는 공정［수단］Z6에서 제작된 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합공정［수단］M2와, 제2 습식 혼합공정［수단］에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정［수단］S1과, 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정［수단］H1으로부터 제조되는 피가열 방향 발생 기재는 덩어리상 상태를 안정하게 유지할 수 있어, 기체 유로를 폐색하는 경우가 없다. 또한, 경시적인 피가열 방향 발생 기재 사이의 융착도 확인되지 않았다.
이 제조방법［장치］의 구체적인 예로서 (제조예 5)를 나타낸다.
(제조예 5)
원료가 되는 비담배 식물을 건조, 분쇄하는 공정［수단］Z1에서는, 에어로졸 포머, 순수, 기타 성분을 흡수 또는 담지하기 쉽게 하도록 수분량을 조정하는 것이 바람직하고, 건조온도는 60∼80℃ 이하가 바람직하다. 이 범위면, 필요로 하는 향미 성분의 소산을 피하면서, 목적하는 수분량에 도달하기 쉽다. 또한, 65℃ 이상이면 더욱 목적하는 수분량에 도달하기 쉽고, 75℃ 이하면 필요로 하는 향기 성분의 소산을 더욱 방지할 수 있다. 또한, 건조·분쇄 후의 수분량은 5 질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 후공정［수단］에 있어서의 슬러리화가 용이해진다. 3 질량% 이하면 더욱 바람직하다. 그러나, 수분량이 0.1 질량% 이상이 아니면, 물 등과의 친화성이 저하된다. 또한, 상기 건조 분쇄물을 체질하는 체공정［수단］을 설치함으로써, 목적하는 입도의 비담배 식물을 제1 습식 혼합공정［수단］M3로 투입할 수 있어, 슬러리화가 용이해진다.
제1 결합제를 순수에 용해하여 준비하는 공정［수단］Z3에서 사용되는 제1 결합제로서는, 셀룰로오스류, 곤약만난(글루코만난), 구아검, 펙틴, 카라기난, 타마린시드검, 아라비아고무, 대두다당류, 로커스트콩검, 카라야검, 잔탄검, 한천, 콘스타치 등을 들 수 있는데, 셀룰로오스류가 바람직하다. 점도에 대해서, 용액점도가 300 mPa·s 이상이면, 비담배 식물과의 혼합이 양호하다. 또한, 용액점도가 5000 mPa·s 이상이면, 비담배 식물을 결속하기에 적합하다. 또한, 용액점도는 브룩필드형 점도계를 사용하여, 1% 수용액을 준비하고, 25℃의 환경하에서, 10∼30 rpm으로, 로터의 회전을 개시하여 표시값이 안정한 지점의 측정값이다. 여기서, 브룩필드형 점도계의 측정 상한은 100,000 mPa·s인데, 이 상한을 초과하는 점도도 전술한 점도 범위에 들어간다.
제1 결합제로서 바람직한 셀룰로오스류란, 일반적으로 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 및 이들의 금속염을 포함하는데, 본 발명에는 수용성인 것이, 비담배 식물을 결속한다고 하는 관점에서 특히 바람직하다. 이러한 셀룰로오스류로서는, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 및 이들의 나트륨, 칼륨, 칼슘 등의 금속염을 들 수 있다. 이중에서도, 셀룰로오스류의 금속염이 보다 바람직하고, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨이 보다 더욱 바람직하다.
에어로졸 포머를 준비해두는 공정［수단］Z4에 사용되는 에어로졸 포머로서는, 글리세린, 프로필렌글리콜, 소르비톨, 트리에틸렌글리콜, 젖산, 디아세틴(글리세린디아세테이트), 트리아세틴(글리세린트리아세테이트), 트리에틸렌글리콜디아세테이트, 구연산트리에틸, 미리스트산이소프로필, 스테아르산메틸, 도데칸디온산디메틸, 테트라데칸디온산디메틸 등을 사용할 수 있는데, 특히, 글리세린, 프로필렌글리콜이 바람직하다. 이들은 피가열 방향 발생 기재의 조성물에 대해 1∼80 질량%의 범위에서 사용되며, 특히, 10∼40 질량%인 것이 바람직하다.
상기 이외에 사용하는 것을 준비하는 공정［수단］Z5에 있어서는, 필요에 따라 풍미를 추가하기 위해, 멘톨, 박하, 코코아, 커피, 홍차의 엑기스 등의 향미료, 향미료를 기류시키는 기능을 갖는 가교 PVP나 β－시클로덱스트린, 금형 등과의 박리성 및 성형성을 갖는 미결정 셀룰로오스, 보전 안정성을 위한 소르빈산, 소르빈산칼륨, 안식향산, 안식향산나트륨 등의 식품용 항균성 보존제 등을 첨가할 수 있다.
이상과 같이 준비된 재료는 제1 습식 혼합공정［수단］M1에서 혼합된다. 혼합기는 특수한 것을 필요로 하지 않고, 예를 들면, 혼합조 중의 재료를 교반 날개에 의해 전단력을 가하면서 혼합하는 혼합기여도 되고, 롤밀, 니더, 압출기를 사용해서 혼련하여, 혼합을 더욱 강화하는 것도 가능하다. 이 공정［수단］에 있어서의 혼합온도는 40℃ 이하인 것이 바람직하고, 30℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 25℃ 정도로 유지되는 것이 보다 더욱 바람직하다. 혼합 시에 과도한 열이 가해지면, 향기 성분이 소산될 우려가 있기 때문이다. 이 때문에 혼합조의 온도 제어가 필요하다.
제1 습식 혼합공정［수단］M1에서 제조된 제1 혼합물은, 소정의 온도 및 소정의 시간 방치하는 양생공정［수단］Y1을 거치는 것이 바람직하나, 필수 공정［수단］은 아니다. 그러나, 반드시 결합제를 제1 혼합공정［수단］과 제2 혼합공정［수단］으로 분할하여 첨가해야만 한다. 이와 같이 하여, 결합제를 분할 첨가한 양생공정［수단］Y1을 거치지 않는 비담배재 혼합물도, 양생공정［수단］Y1을 거친 양생 혼합물도, 피가열 방향 발생 기재를 방향 카트리지로 가공하여, 예를 들면, 도 2에 나타내는 가열식 흡연기구를 사용하여, 흡연 평가하면, 초기 흡인량 및 풍미 모두 개선된다. 고온 다습한 환경에서 보존 안정성 평가를 하더라도, 피가열 방향 발생 기재 내부 및 피가열 방향 발생 기재 사이의 융착이 없어, 초기 흡연 시 에어로졸의 연기 및 비담배재의 향기 성분의 방출량, 즉, 흡인량에 경시적인 변화가 없을 뿐 아니라, 풍미의 변화도 확인되지 않는다. 특히, 비담배재로서, 차류를 사용한 경우의 효과가 현저하여 바람직하다. 그러나, 양생공정［수단］Y1은 이들 효과를 보다 높일 수 있다.
양생공정［수단］Y1의 온도는 15∼30℃가 바람직하고, 18∼24℃인 것이 보다 바람직하다. 15℃ 이상이면, 전술한 풍미의 개선효과가 올라가고, 30℃ 이하면, 상기 경시적인 흡인량의 변화 및 풍미의 변화가 억제되어, 경시적 풍미 변화의 개선이 유지되기 때문이다. 18∼24℃의 경우, 이들 효과가 보다 현저하다. 또한, 양생공정［수단］Y1의 시간은 72∼336시간인 것이 바람직하고, 96∼192시간인 것이 보다 바람직하다. 72시간 이상이면 풍미의 개선이 보이고, 336시간 이하면, 상기 경시적인 흡인량의 변화 및 풍미의 변화가 억제되어, 경시적 풍미 변화의 개선이 유지되기 때문이다. 96∼192 시간의 경우, 이들 효과가 보다 현저하다. 그리고, 양생은 제1 습식 혼합 후의 혼합물을 밀폐하에서 행하는 것이 바람직하다. 향미의 소산을 방지하기 위함이다.
제1 습식 혼합 직후의 혼합물 및 제1 습식 공정［수단］후의 양생을 행한 혼합물은 제2 습식 혼합공정［수단］M2에 투입된다. 제2 습식 혼합공정［수단］M2는 제2 결합제를 첨가하여 혼합을 행하는 것에 특징이 있다. 이와 같이, 제1 결합제와 제2 결합제의 분할 첨가의 효과는, 초기 흡인량 및 풍미의 개선, 흡인량 및 풍미의 경시적 변화의 저감이라고 하는 효과에 더하여, 시트 성형공정［수단］H1에 있어서 목적하는 형태로 성형하기 쉬워진다. 또한, 제1 공정［수단］에서 첨가하는 것보다도 혼합이 용이해져, 혼합물의 점도가 균일해질 때까지의 시간을 단축시킬 수 있어, 점도 조정이 용이해지기 때문이다.
제2 결합제로서는, 제1 결합제와 동일하게, 셀룰로오스류, 곤약만난(글루코만난), 구아검, 펙틴, 카라기난, 타마린시드검, 아라비아고무, 대두다당류, 로커스트콩검, 카라야검, 잔탄검, 한천, 전분, 콘스타치 등을 사용할 수 있는데, 셀룰로오스류 이외의 다당류가 바람직하다. 점도에 대해서도 제1 결합제와 동일하게, 용액점도가 300 mPa·s 이상이면, 비담배 식물과의 혼합이 양호하다. 또한, 용액점도가 5000 mPa·s 이상이면, 비담배 식물을 결속하는 것에 적합하다. 또한, 이 점도도 전술한 방법［장치］으로 측정하였다. 여기서, 브룩필드형 점도계의 측정 상한은 100,000 mPa·s인데, 이 상한을 초과하는 점도도 전술한 점도 범위에 들어간다.
제2 결합제로서는 다당류가 바람직하게 사용된다. 다당류 중에서 특히 수용성 또는 물을 포함하여 팽윤되는 것이나 겔화되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 것을 사용함으로써, 성형한 피가열 방향 발생 기재가 덩어리상 상태를 유지하여, 성형 가공성이 높아지고, 시트 성형공정［수단］H1에 있어서의 시트의 파괴, 비담배재의 탈락 등의 발생이 감소한다. 이러한 다당류로서는, 글루코만난, 구아검, 펙틴, 카라기난, 로커스트콩검, 한천을 들 수 있다. 첨가에 있어서는 이들의 용액 점도를 제1 결합제의 용액 점도보다도 높게 하여 사용하는 것이 바람직하다.이와 같이 하여 결합제를 사용함으로써, 더욱 시트 성형공정［수단］11에 있어서의 가공 적성이 향상된다. 그중에서도, 글루코만난이 가장 바람직하다.
이 제2 습식 혼합공정［수단］M2에 있어서도, 추가로 필요에 따라, 멘톨, 박하, 코코아, 커피, 홍차의 엑기스 등의 향미료, 향미료를 기류시키는 기능을 갖는 가교 PVP나 β－시클로덱스트린, 금형 등과의 박리성 및 성형성을 갖는 미결정 셀룰로오스, 보존안정성을 위한 소르빈산, 소르빈산칼륨, 안식향산, 안식향산나트륨 등의 식품용 항균성 보존제 등을, 공정［수단］Z5와 동일하게 준비하여 첨가하는 제조방법［장치］으로 하는 것이 바람직한 경우가 있다.
이상과 같이 준비된 재료를 제2 습식 혼합공정［수단］M2에서 혼합하는 경우도, 제1 습식 혼합공정［수단］M1과 동일하게, 통상의 습식 혼합기를 사용할 수 있다. 예를 들면, 혼합조 중의 재료를 교반 날개에 의해 전단력을 가하면서 혼합하는 혼합기여도 되고, 롤밀, 니더, 압출기를 사용해서 혼련하여, 혼합을 더욱 강화하는 것도 가능하다. 이 공정［수단］에 있어서의 혼합온도는 40℃ 이하인 것이 바람직하고, 30℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 25℃ 정도로 유지되는 것이 더욱 바람직하다. 혼합 시에 과도한 열이 가해지면, 향기 성분이 소산될 우려가 있기 때문이다. 이 때문에, 혼합조의 온도 제어가 필요하다.
다음으로, 제2 습식 혼합공정 M2에서 제조된 비담배재를 포함하는 피가열 방향 발생 기재의 조성물을 시트 성형공정［수단］H1에 투입하여, 목적하는 형태로 성형 가공한다. 이 조성물을 피가열 방향 발생 기재로서 사용하는 데는, 롤 성형이나 프레스 성형 등의 시트 성형 가공이 바람직하나, 이것에는 한정되지 않는다. 가압에 의해 오리피스를 통과시켜 막대 형상으로 성형하는 방법［장치］, 건조시킨 후에 분쇄하여 입자 형상으로 하는 방법［장치］을 채용해도 된다.
여기서는, 피가열 방향 발생 기재의 제조에 적합한 시트 성형 가공에 대해서 설명한다. 그 하나의 방법［장치］으로서, 쓰리롤밀을 사용하여 시트로 성형하였다. 쓰리롤밀을 사용하면, 좁은 롤 사이에 밀어 넣어지는 것에 의한 압축력과, 롤간 속도차에 의한 전단력에 의해, 혼련·분산 등을 행하면서, 닥터 블레이드에 의해 목적하는 두께의 시트로 하는 것이 가능하여, 성질이 상이한 다종 다양한 재료가 혼합되어 있는 본 발명의 조성물과 같은 시트 성형에는 특히 바람직하다. 또한, 프레스 롤러 또는 프레스기를 병용하여 제작해도 된다. 이와 같이, 쓰리롤밀은 혼련 분산을 행하면서 시트 형상으로 가공하기 때문에, 제1 및 제2 습식 혼합을 보완하고 있어, 보다 바람직한 혼합 분산 상태로 할 수 있다. 따라서, 제2 습식 혼합공정［수단］M2에 있어서 쓰리롤밀을 사용하는 경우, 제2 습식 혼합공정［수단］M2와 시트 성형공정［수단］H1은 장치 상의 구별은 없고, 동일 프로세스 내에서 혼합과 성형이 행하여지고 있는 것을 의미한다.
이와 같이, 쓰리롤밀을 사용한 시트 성형에 있어서는 혼합 분산을 행할 수 있기 때문에, 필요에 따라 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 향료, 가교 PVP, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 순수 등도 첨가하는 제조방법［장치］으로 하는 것도 가능하다.
이러한 제1 결합제와 제2 결합제를 분할 첨가하는 것에 있는 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법［장치］의 특징을 명확하게 하기 위해, 사용하는 재료를 공통으로 하는 동시에, 피가열 방향 발생 기재의 형태를 충전물로 한정하여, 종래의 제조방법［장치］과 비교 평가하였다. 본 발명을 제조예 및 실시예로 설명한다.
(제조예 A)
크실리톨 100 질량부
물 400 질량부
를 교반 혼합하여 크실리톨／수용액을 얻었다.
다음으로, 홍차의 잎을 70℃에서 건조시켜 분쇄하여, 80 메시의 체를 통과한 것을 사용하였다. 수분량은 2 질량%였다. 동일하게, 돌외의 건조물을 분쇄하여, 80 메시의 체를 통과한 것을 사용하였다.
홍차잎의 건조 분쇄물 80 질량부
돌외의 건조 분쇄물 20 질량부
메틸셀룰로오스 15 질량부
글리세린 30 질량부
프로필렌글리콜 30 질량부
카르복시메틸셀룰로오스나트륨 4 질량부
크실리톨／수용액 8 질량부
를 혼합기에 투입하고, 15분간의 혼합(제1 습식 혼합공정［수단］M1)을 행하여, 제1 혼합물을 얻었다.
얻어진 제1 혼합물을 제2 습식 혼합공정［수단］M2에 투입하였다. 제1 혼합물 100 질량부를 쓰리롤밀에 투입하면서, 글루코만난 0.5 질량부와 물 20 질량부를 첨가하였다. 그 후, 닥터 블레이드를 롤에 바짝 대고 시트 형상물을 채취하는 공정［수단］을 8회 반복하였다. 이러한 공정［수단］은 제2 습식 혼합공정［수단］M2와 시트 성형공정［수단］H1이 동일 장치에서 행하여지고 있어, 혼합 전반을 제2 혼합공정［수단］M2, 혼합 후반을 시트 성형공정［수단］H1으로 간주할 수 있다. 그리고, 쓰리롤밀로 혼련 분산을 겸하면서 목적하는 두께의 시트가 제조되었다.
이들 공정［수단］을 거쳐 제조된 피가열 방향 발생 시트는 두께가 0.3 ㎜가 되도록 성형되었다. 이 시트를 세로 150 ㎜×가로 240 ㎜의 직사각형으로 절단하고 로터리 커터에 공급하여, 폭 1.5 ㎜, 길이 240 ㎜, 두께 0.3 ㎜의 형상으로 가공하여, 피가열 방향 발생 충전물로 하였다. 이 충전물 50개를 묶어서 길이방향으로 가지런히 한 다음, 평량 34 g／㎡의 종이로 감아, 풀칠하여 원기둥형상의 피가열 방향 발생 가공물로 하였다. 이 가공물의 안지름은 6.9 ㎜였다. 또한, 이것을 길이 12.0 ㎜로 절단하여 피가열 방향 발생체로 하였다. 이 피가열 방향 발생체의 질량은 0.29 g이고, 이것의 용적에 대한 충전물의 부피 충전율은 0.60이었다. 또한, 피가열 방향 발생 시트를 절단한 직사각형의 세로방향은 롤의 회전축의 평행이고, 그의 가로방향은 롤의 회전방향으로 하였다(이하 동일).
본 제조예에 사용한 카르복시메틸셀룰로오스나트륨의 수용액 점도는 650 mPa·s(브룩필드형 점도계, 1% 수용액, 25℃)이고, 다당류인 글루코만난의 수용액 점도는 44000 mPa·s(브룩필드형 점도계, 1% 수용액, 25℃)로 하였다.
(제조예 B)
제1 습식 혼합공정［수단］M1까지는, (제조예 A)와 동일하게 하여 제1 혼합물을 제작하였다. 제1 혼합물을 폴리에틸렌 봉지에 넣어 밀봉하고, 20℃의 온도하, 6일간(144시간) 양생하여 양생 혼합물을 제작하였다. 양생공정［수단］Y1 후에는 겉보기 부피가 약 1.5배가 되었다. 양생공정［수단］Y1 후의 제2 양생 혼합물을 확인한 바, 양생 전에 비해 차류 분쇄물의 유리(遊離)가 적어져 있는 모습이 확인되어, 양생이 안정된 균일한 분산 상태로 유도하는 것으로 생각된다. 양생공정［수단］Y1에 의해 제작된 혼합물을 제2 습식 혼합공정［수단］M2에 투입하고, (제조예 A)와 동일하게 하여, 피가열 방향 발생체를 제작하였다.
(제조예 C)
(제조예 B)와 동일하게 하여, 양생 혼합물을 제2 습식 혼합공정［수단］M2에 투입하고, 시트 성형공정［수단］H1을 거쳐 피가열 방향 발생 시트를 제작하였는데, 이 제조예에서는, 제2 습식 혼합공정［수단］과 시트 성형공정［수단］H1에 있어서 가공 조건을 변경하여, 두께가 0.1 ㎜가 되도록 성형하여 피가열 방향 발생 시트를 제작하였다. 이 시트를 세로 150 ㎜×가로 240 ㎜의 직사각형으로 절단하고 로터리 커터에 공급하여, 폭 1.0 ㎜, 길이 240 ㎜, 두께 0.1 ㎜의 형상으로 가공한 피가열 방향 발생 충전물로 하였다. 이 충전물 225개를 묶어 길이방향으로 가지런힌 한 다음, 평량 34 g／㎡의 종이로 감아, 풀칠하여 원기둥형상의 피가열 방향 발생 가공물로 하였다. 이 가공물의 안지름은 6.9 ㎜였다. 또한, 이것을 길이 12.0 ㎜로 절단하여 피가열 방향 발생체로 하였다. 이 피가열 방향 발생체의 질량은 0.29 g이고, 이것의 용적에 대한 충전물의 부피 충전율은 0.60이었다.
(제조예 D)
(제조예 B)와 동일하게 하여, 양생 혼합물을 제2 습식 혼합공정［수단］M2에 투입하고, 시트 성형공정［수단］H1을 거쳐 피가열 방향 발생 시트를 제작하였는데, 이 제조예에서는, 제2 습식 혼합공정［수단］과 시트 성형공정［수단］H1에 있어서 가공 조건을 변경하여, 두께가 0.5 ㎜가 되도록 성형하여 피가열 방향 발생 시트를 제작하였다. 피가열 방향 발생 시트를 세로 150 ㎜×가로 240 ㎜의 직사각형으로 절단하고 로터리 커터에 공급하여, 폭 1.0 ㎜, 길이 240 ㎜, 두께 0.5 ㎜의 형상으로 가공한 피가열 방향 발생 충전물로 하였다. 이 충전물 225개를 묶어서 길이방향으로 가지런히 한 다음, 평량 34 g／㎡의 종이로 감아, 풀칠하여 원기둥형상의 피가열 방향 발생 가공물로 하였다. 이 가공물의 안지름은 6.9 ㎜였다. 또한, 이것을 길이 12.0 ㎜로 절단하여 피가열 방향 발생체로 하였다. 이 피가열 방향 발생체의 질량은 0.29 g이고, 이것의 용적에 대한 충전물의 부피 충전율은 0.60이었다.
비교를 위해, 제1 결합제인 메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스와 제2 결합제인 글루코만난을 일괄 첨가하여 피가열 방향 발생체를 제작하였다.
(비교 제조예)
크실리톨 100 질량부
물 400 질량부
를 교반 혼합하여 크실리톨／수용액을 얻었다.
다음으로, 홍차의 잎을 70℃에서 건조시켜 분쇄하여, 80 메시의 체를 통과한 것을 사용하였다. 수분량은 2 질량%였다. 동일하게, 돌외의 건조물을 분쇄하여, 80 메시의 체를 통과한 것을 사용하였다.
홍차잎의 건조 분쇄물 80 질량부
돌외의 건조 분쇄물 20 질량부
메틸셀룰로오스 15 질량부
글리세린 30 질량부
프로필렌글리콜 30 질량부
카르복시메틸셀룰로오스나트륨 4 질량부
크실리톨／수용액 8 질량부
글루코만난 0.5 질량부
물 20 질량부
를 혼합기에 투입하고, 15분간 혼합을 행하여, 글루코만난 등 모든 재료를 포함하는 혼합물을 얻었다.
이와 같이 하여 제작된 혼합물을 쓰리롤밀로 혼합하고, 닥터 블레이드를 롤에 바짝 대고 시트 형상물을 채취하는 하는 공정［수단］을 8회 반복하여, 혼련 분산을 겸하면서 두께 0.3 ㎜의 피가열 방향 발생 시트를 제작하였다. 단, 쓰리롤밀을 사용한 성형 시에 시트로 하는 것에 어려움이 있었다. 또한, 시트화는 되었으나 평가 A의 측정이 불가능한 것이었다.
이와 같이 하여 제작된 피가열 방향 발생 시트는 시트를 세로 150 ㎜×가로 240 ㎜의 직사각형으로 절단하고 로터리 커터에 공급하여, 폭 1.5 ㎜, 길이 240 ㎜, 두께 0.3 ㎜의 형상으로 가공한 피가열 방향 발생 충전물로 하였다. 이 충전물 50개를 묶어 길이방향으로 가지런히 한 다음, 평량 34 g／㎡의 종이로 감아, 풀칠하여 원기둥형상의 피가열 방향 발생 가공물로 하였다. 이 가공물의 안지름은 6.9 ㎜로 하였다. 또한, 이것을 길이 12.0 ㎜로 절단하여 피가열 방향 발생체로 하였다. 이 피가열 방향 발생체의 질량은 0.29 g이고, 이것의 용적에 대한 충전물의 부피 충전율은 0.60이었다.
(실시예 A)
(제조예 A)에서 제작한 피가열 방향 발생체를 사용하여, 도 13에 나타내는 지지부재, 필터를 구비한 마우스피스에 피가열 방향 발생체를 접합하는 타입의 방향 카트리지를 제작하였다. 지지부재로서는, 바깥지름 6.9 ㎜의 원기둥에 안지름 4.0 ㎜의 관통공을 설치한 PE의 관을 사용하였다. 필터는 아세틸셀룰로오스 섬유를 원기둥형상으로 성형하여, 평량 34 g／㎡의 종이로 감긴 길이 23 ㎜의 것을 사용하였다. 카트리지 외장체는 평량 38 g／㎡의 종이를 사용하여, 안지름 6.9 ㎜가 되도록 2바퀴 반 감아, 풀칠하여 형성되었다. 또한, 카트리지 외장체는 평량이 32∼45 g／㎡인 종이를 2바퀴 반 감아 형성된 종이제 통을 사용하면, 피가열 방향 발생체의 부분을 가열식 흡연기구의 발열체에 끼워 넣어 사용하는 방향 카트리지로서 적합한 것이 된다. 그리고, 카트리지 외장체의 일단으로부터 지지부재 및 필터를 삽입하여 마우스피스로 하고, 타단으로부터 피가열 방향 발생체를 삽입한 후, 마우스피스의 부분에 포개지도록 평량 40 g／㎡의 종이를 감아, 방향 카트리지를 제작하였다. 단, 필터는 제조방법［장치］이 피가열 방향 발생 기재에 미치는 영향, 즉, 기체 생성 지속재료의 기능이 차이를 명확하게 하기 위해, 흡인 최적화 수단인 캐비티가 형성되어 있지 않은 필터를 사용하였다.
(실시예 B)
(제조예 B)에서 제작한 피가열 방향 발생체를 사용하는 것을 제외하고, (실시예 A)와 동일하게 방향 카트리지를 제작하였다.
(실시예 C)
(제조예 C)에서 제작한 피가열 방향 발생체를 사용하는 것을 제외하고, (실시예 A)와 동일하게 방향 카트리지를 제작하였다.
(실시예 D)
(제조예 D)에서 제작한 피가열 방향 발생체를 사용하는 것을 제외하고, (실시예 A)와 동일하게 방향 카트리지를 제작하였다.
(비교 실시예)
(비교 제조예)에서 제작한 피가열 방향 발생체를 사용하는 것을 제외하고, (실시예 A)와 동일하게 방향 카트리지를 제작하였다. 단, 방향 카트리지 제작 시, 피가열 방향 발생 충전물이 지나치게 몰랑하여 제작에 어려움이 있었다.
이상과 같이 하여 제작한 피가열 방향 발생 시트 및 방향 카트리지에 대해서 다음과 같은 평가를 행하였다. 또한, 아래의 평가에 더하여, ≪평가 1≫도 행하였다.
≪평가 A≫
피가열 방향 발생 시트의 인장강도 시험을 행하였다. 인장강도 시험은 일반적으로 사용되고 있는 인장강도 시험기를 사용하였다. 시료는 피가열 방향 발생 시트를 폭 10.0 ㎝, 길이 22.0 ㎝로 절단한 것을 사용하고, 인장강도 시험의 클램프 간의 거리 20.0 ㎝, 크로스헤드 스피드 10 ㎝／min로 측정하였다. 시험 환경은 실온 20℃, 습도 50%이다. 파단강도를 비교하여 각 제조방법［장치］으로 제작한 피가열 방향 발생 시트를 평가하고, 파단강도가 3.9 N／㎟ 이상, 바람직하게는 5.0 N／㎟ 이상의 강도를 가지고 있는 것이, 성형 가공, 방향 카트리지 제작, 초기 흡인량, 초기 풍미, 및 흡인량 및 풍미의 경시 변화 등 종합적으로 바람직한 것을 알 수 있었다.
≪평가 B≫
사용하는 가열식 흡연기구는 도 2(A)에 나타낸 방식의 필립 모리스사 제조 가열식 전자담배장치인 아이코스(등록상표)를 사용하였다. 이 발열체는 폭 4.5 ㎜, 선단까지의 길이 12 ㎜, 두께 0.4 ㎜이다. 챔버의 안지름은 7 ㎜이기 때문에, 거기에 방향 카트리지가 극간 없이 삽입되도록 방향 카트리지의 바깥지름을 6.9 ㎜로 하고 있다. 발열체는 가열식 전자담배 본체 내에 설치되어 있는 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 발열하여, 대략 350℃가 된다. 그리고 내장된 제어 시스템에 의해, 종래의 전자담배 카트리지로 14회의 흡인에 의해 1개비의 소비가 종료된다. 또한, 본 실시예의 흡연담배 카트리지를 끼워 넣었을 때, 전자담배장치 본체의 하류 측으로부터 바깥쪽으로 나타나는 방향 카트리지 부분은 약 20 ㎜이다. 그리고, 본 실시예 및 비교 실시예에서 제조한 방향 카트리지를 전자담배장치의 챔버에 끼워 넣고, 흡연 시험을 행하였다. 흡인량 및 풍미 모두 흡연 시 구강 내의 관능평가로, 특히 풍미는 차 향에 대해서 방향 카트리지 제작 직후와, ≪평가 1≫의 방치 후에 있어서 평가하였다. 또한, 관능시험은 피험자 5명으로 행하여졌다. 평가기준은 다음과 같다.
랭크 A：흡연 시에 충분한 흡인량이 있고, 흡인에 저항이 없으며, 차 향을 즐길 수 있는 레벨이다.
랭크 B：흡연 시에 흡인량이 부족하여, 흡인에 저항이 있으며, 차 향이 어딘가 부족한 레벨이다.
≪평가 C≫
흡연 후 충전물의 탈락을 평가하였다. 평가방법［장치］은 흡연 후 방향 카트리지의 피가열 방향 발생체 측을 연직 하방을 향하게 하여, 피가열 방향 발생 충전물의 낙하 유무를 관찰하였다. 평가기준은 다음과 같다.
랭크 A：낙하물이 보이지 않음
랭크 B：충전물 일부의 낙하 있음
시험결과를 표 1에 나타낸다. 표 1로부터 명확한 바와 같이, 성형 가공, 방향 카트리지 제작, 초기 흡인량 및 풍미, 흡인량 및 풍미의 경시 변화, 및 경시적인 피가열 방향 발생 충전물의 융착 중 어느 것에 대해서도, 결합제를 분할 첨가하는 효과가 확인되고, 양생은 더욱 그 효과를 높일 수 있다. 따라서, 결합제를 분할 첨가한 피가열 방향 발생 기재, 추가로 양생공정［수단］을 실시하여 제작한 피가열 방향 발생 기재는 방향 카트리지의 기체 생성 지속재료로서 기능하고 있는 것이 명백하다.
Figure pct00001
이상, 제조방법［장치］은 피가열 방향 발생 기재의 내부구조에 영향을 미쳐, 적절한 제조방법［장치］으로 제작한 피가열 방향 발생 기재를 사용하여 제작한 방향 카트리지의 기체 생성 지속재료로서 기능하고 있는 것이 확인되었다. 본 발명에서는 또한 기체 생성 지속재료로서 기능하는 것을 발견하였다. 이는 무기입자이다.
구체적인 실시예에서 무기입자의 효과를 설명한다. 이를 위해 종래부터 행하여지고 있는 제조방법［장치］으로서 (제조예 1)을 채용하고, 이 제조방법［장치］으로 제작된 피가열 방향 발생 기재의 기체 생성 지속성에 미치는 각종 무기입자의 영향을 다음과 같이 해서 평가하였다.
(제조예 1)에 따라, 피가열 방향 발생체의 제작 및 방향 카트리지의 조립이 행하여지는데, 본 실시예에서는 도 32의 살포공정［수단］H2에 나타내는 바와 같이, (제조예 1)에서 제작한 피가열 방향 발생 시트가 길이 12 ㎜×폭 1.5 ㎜(두께0.5 ㎜)로 재단되어, 피가열 방향 발생 충전물을 제작한 후에, 각종 무기입자를 소정량 첨가하여, 피가열 방향 발생 충전물 표면에 균일하게 부착되도록 살포(spraying) 및 묻히는(coating) 공정［수단］을 추가하였다. 이러한 공정［수단］은 무기입자를 피가열 방향 발생 충전물 표면에 균일하게 부착시키는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 이 공정［수단］에 있어서, 피가열 방향 발생 충전물 표면에 무기입자가 부착되어 있는 것을 확인하기 위해, 그 표면을 현미경으로 관찰하였다. 이어서, 이 무기입자가 부착된 피가열 방향 발생 충전물은 피가열 방향 발생체로 가공되어, (제조예 1)에 따라 방향 카트리지에 조립되었다. 더욱이, 무기입자의 효과를 명확하게 하기 위해 충전율을 높게 하였다. 이와 같이 하여 제작된 방향 카트리지에 대해서 ≪평가 1≫을 행하였다. 또한, ≪평가 B≫에 기재한 가열식 전자담배장치를 사용하여, 아래 ≪평가 2≫를 행하였다.
≪평가 2≫
방향 카트리지를 도 2(C)에 나타내는 바와 같이 사용하였을 때의 발열체(113)에 부착된 오염을 확인한 후, 다음과 같은 평가를 행하였다. 먼저, 비교예 1의 방향 카트리지를 사용하여, 1개에 대해 14회 흡인을 행하여, 10개, 20개, 30개, 40개, 50개의 흡인을 종료하였을 때의 가열 요소에 부착된 오염을, 에탄올을 함침시킨 거즈를 사용하여 닦아내고, 그 오염 정도를 기록한다. 그리고, 각종 무기입자를 표면에 부착된 피가열 방향 발생 충전물을 사용하여 제작한 본 실시예의 각종 방향 카트리지를 50개 흡인하였을 때의 오염을 비교예 1과 동일하게 채취하여, 비교예 1에서 기록된 오염 정도와 비교 평가하였다. 평가 지표는 본 실시예의 각종 방향 카트리지를 50개 흡인하였을 때의 오염 정도를 비교예 1의 방향 카트리지를 사용하여 흡인한 경우의 오염과 일치하는 개수로 하였다. 따라서, 개수가 적을수록 바람직하다.
(실시예 I)
(제조예 1)에서 제작한 피가열 방향 발생 시트로부터, 전술한 바와 같이 재단된 피가열 방향 발생 충전물 100 질량부에 대해 평균 입자경 15 ㎛의 탄산칼슘 분체 1 질량부를, 피가열 방향 발생 충전물 표면 전체에 부착되도록 살포하는 동시에 묻혔다. 현미경 관찰에 의해, 지름 10∼50 ㎛의 탄산칼슘 입자가 피가열 방향 발생 충전물에 부착되어 있는 것을 확인한 후, 탄산칼슘 입자를 표면에 갖는 피가열 방향 발생 충전물 0.29 g을 사용하여 피가열 방향 발생체를 제작하였다. 그리고, 이 피가열 방향 발생체와 마우스피스로부터 방향 카트리지를 조립하였다. 이 경우의 충전물의 충전율을 측정한 바, 81%였다.
(실시예 II)
(제조예 1)에서 제작한 피가열 방향 발생 시트로부터, 전술한 바와 같이 재단된 피가열 방향 발생 충전물 100 질량부에 대해 평균 입자경 10 ㎛의 탄산마그네슘 분체 1 질량부를, 피가열 방향 발생 충전물 표면 전체에 부착되도록 살포하는 동시에 묻혔다. 현미경 관찰에 의해, 지름 10 ㎛∼50 ㎛의 탄산마그네슘 입자가 피가열 방향 발생 충전물에 부착되어 있는 것을 확인한 후, 탄산마그네슘 입자를 표면에 갖는 피가열 방향 발생 충전물 0.29 g을 사용하여 피가열 방향 발생체를 제작하였다. 그리고, 이 피가열 방향 발생체와 마우스피스로부터 방향 카트리지를 조립하였다. 이 경우의 충전물의 충전율을 측정한 바, 80%였다.
(실시예 III)
(제조예 1)에서 제작한 피가열 방향 발생 시트로부터, 전술한 바와 같이 재단된 피가열 방향 발생 충전물 100 질량부에 대해 평균 입자경 20 ㎛의 산화규소 입자 1 질량부를, 피가열 방향 발생 충전물 표면 전체에 부착되도록 살포하는 동시에 묻혔다. 현미경 관찰에 의해, 지름 10 ㎛∼50 ㎛의 산화규소 입자가 피가열 방향 발생 충전물에 부착되어 있는 것을 확인한 후, 산화규소 입자를 표면에 갖는 피가열 방향 발생 충전물 0.29 g을 사용하여 피가열 방향 발생체를 제작하였다. 그리고, 이 피가열 방향 발생체와 마우스피스로부터 방향 카트리지를 조립하였다. 이 경우의 충전물의 충전율을 측정한 바, 80%였다.
(실시예 IV)
(제조예 1)에서 제작한 피가열 방향 발생 시트로부터, 전술한 바와 같이 재단된 피가열 방향 발생 충전물 100 질량부에 대해 평균 입자경 5 ㎛의 알루미나 입자 1 질량부를, 피가열 방향 발생 충전물 표면 전체에 부착되도록 살포하는 동시에 묻혔다. 현미경 관찰에 의해, 지름 10 ㎛∼50 ㎛의 알루미나 입자가 피가열 방향 발생 충전물에 부착되어 있는 것을 확인한 후, 알루미나 입자를 표면에 갖는 피가열 방향 발생 충전물 0.29 g을 사용하여 피가열 방향 발생체를 제작하였다. 그리고, 이 피가열 방향 발생체와 마우스피스로부터 방향 카트리지를 조립하였다. 이 경우의 충전물의 충전율을 측정한 바, 81%였다.
(실시예 V)
(제조예 1)에서 제작한 피가열 방향 발생 시트로부터, 전술한 바와 같이 재단된 피가열 방향 발생 충전물 100 질량부에 대해 평균 입자경 2 ㎛의 알루미나 입자 1 질량부를, 피가열 방향 발생 충전물 표면 전체에 부착되도록 살포하는 동시에 묻혔다. 현미경 관찰에 의해, 이 경우는 지름 10 ㎛∼50 ㎛의 알루미나 입자가 피가열 방향 발생 충전물에 부착되어 있는 것이 확인되지 않았으나, 알루미나 입자를 묻힌 피가열 방향 발생 충전물 0.29 g을 사용하여 피가열 방향 발생체를 제작하였다. 그리고, 이 피가열 방향 발생체와 마우스피스로부터 방향 카트리지를 조립하였다. 이 경우의 충전물의 충전율을 측정한 바, 81%였다.
(실시예 VI)
(제조예 1)에서 제작한 피가열 방향 발생 시트로부터, 전술한 바와 같이 재단된 피가열 방향 발생 충전물 100 질량부에 대해 평균 입자경 0.5 ㎛의 산화규소 입자 1 질량부를, 피가열 방향 발생 충전물 표면 전체에 부착되도록 살포하는 동시에 묻혔다. 현미경 관찰에 의해, 이 경우도, 지름 10 ㎛∼50 ㎛의 산화규소 입자가 피가열 방향 발생 충전물에 부착되어 있는 것이 확인되지 않았으나, 산화규소 입자를 묻힌 피가열 방향 발생 충전물 0.29 g을 사용하여 피가열 방향 발생체를 제작하였다. 그리고, 이 피가열 방향 발생체와 마우스피스로부터 방향 카트리지를 조립하였다. 이 경우의 충전물의 충전율을 측정한 바, 81%였다.
(실시예 VII)
(제조예 1)에서 제작한 피가열 방향 발생 시트로부터, 전술한 바와 같이 재단된 피가열 방향 발생 충전물 100 질량부에 대해 평균 입자경 47 ㎛의 산화규소 입자 1 질량부를, 피가열 방향 발생 충전물 표면 전체에 부착되도록 살포하는 동시에 묻혔다. 현미경 관찰에 의해, 지름 10 ㎛∼50 ㎛의 산화규소 입자가 피가열 방향 발생 충전물에 부착되어 있는 것을 확인한 후, 산화규소 입자를 묻힌 피가열 방향 발생 충전물 0.29 g을 사용하여 피가열 방향 발생체를 제작하였다. 그리고, 이 피가열 방향 발생체와 마우스피스로부터 방향 카트리지를 조립하였다. 이 경우의 충전물의 충전율을 측정한 바, 65%였다.
(비교예 I)
(제조예 1)에서 제작한 피가열 방향 발생 시트로부터, 전술한 바와 같이 재단된 피가열 방향 발생 충전물 0.29 g을 그대로 사용하여 피가열 방향 발생체를 제작하였다. 그리고, 이 피가열 방향 발생체와 마우스피스로부터 방향 카트리지를 조립하였다. 이 경우의 충전물의 충전율을 측정한 바, 81%였다.
이상의 평가결과를 표 2에 나타낸다. 표로부터 명확한 바와 같이, 폭 넓은 입자경의 무기입자가 그 재질에 상관없이 기체 생성 지속재료로서 기능하고 있는 것을 알 수 있다. ≪평가 1≫의 결과로부터 명확한 바와 같이, 피가열 방향 발생 충전제의 경시적인 융착이 발생하는 경우가 없고, 기체 방출량, 즉, 기체 흡인량 및 풍미 모두 경시적인 변화가 적다. 이러한 효과를 발현하는 이유는 명확하지는 않으나, 다음과 같이 생각된다. 무기입자가 충전물의 표면에 존재하면, 무기입자가 스페이서로서 충전물끼리의 접촉면적을 저감시켜, 장시간 고온상태에 놓이더라도 에어로졸 포머의 블리드 아웃에 의한 충전물끼리의 융착을 저해하는 효과가 있는 것, 및 무기입자가 에어로졸 포머의 블리드 아웃을 억제하는 효과가 있는 것 등이 생각된다.
Figure pct00002
또한, ≪평가 2≫로부터 명확한 바와 같이, 무기입자는 발열체의 오염을 방지하는 효과도 있는 것이 확인되었다. 특히, 첨가하는 무기 분체의 평균 입자경은 1∼50 ㎛이면 양호한 효과가 있고, 5 ㎛ 이상이면 더욱 오염의 방지효과가 높아진다. 첨가하는 무기 분체의 첨가량은 0.01∼5 질량부이면 양호한 효과가 있고, 0.1 질량부 이상으로 하면 더욱 오염의 방지효과가 높아진다. 무기입자가 발열체의 방지효과를 갖는 이유는 명확하지는 않으나, 다음과 같이 추측된다. 무기물이 가열 분해되기 어려운 것, 방향 카트리지의 발열체로의 탈착 시에 무기입자가 표면을 연마하여 오염물질을 제거하는 것, 및 무기입자가 발열체 표면과 피가열 방향 발생 충전물의 접촉면적을 저감시키는 것 등을 들 수 있다.
이러한 효과를 얻기 위해서는, 무기입자가 평균 입자경 1∼100 ㎛의 지름을 가지고 있는 것이 바람직하다. 평균 입자경이 1 ㎛ 미만이면, 무기입자의 효과가 저감된다. 한편, 5 ㎛ 이상이면, 무기입자의 효과가 높아지기 때문에 보다 바람직하다. 동일한 이유로, 10 ㎛ 이상인 것이 보다 더욱 바람직하다. 또한, 입자경이 커질수록 충전물의 충전율을 낮추는데, 50 ㎛ 이하면, 무기입자의 효과가 큰 동시에 필요 최저한의 충전율을 확보하는 것이 가능하다.
여기서 최저한의 충전율이라는 것은 가열에 의해 발생하는 기체의 흡인량과 밀접한 관계가 있다. 충전율이 60% 미만인 경우, 가열에 의해 충분한 기체 방출량이 적고, 흡연자의 기체 흡인량이 부족하여, 흡연 시의 느낌이 불충분한 것이 된다. 따라서, 보다 바람직하게는 65% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 70% 이상의 충전율이 필요하다. 반대로, 충전율이 90%를 초과하면, 충전물 간의 공극이 적어, 흡연이 곤란하며, 발열체로의 삽입도 곤란해진다고 하는 문제가 발생한다.
또한, 이러한 충전율은 피가열 방향 발생체의 단면에 있어서, 피가열 방향 발생 기재가 차지하는 면적률을 산출하는 방법으로 평가할 수 있다. 디지털 현미경을 사용하여, 충전물과 충전물이 없는 공극 부분을 평가함으로써 구하였다. 디지털 현미경(키엔스사 제조：VHX－2000)을 사용하고, 배율은 100배로 하여 디스플레이에 투영하였다. 화상을 해석하는 범위에 대해서는, 충전물과 충전물이 없는 공극 부분만이 나타나는 영역으로 한다. 이 경우, 관찰 샘플 지름 7.0 ㎜에 대해서 가로 3.5 ㎜, 세로 2.6 ㎜로 하였다. 상기 범위에 있어서, 화상 해석은 부속 소프트웨어를 사용하여, 「자동계측 모드」에서 「추출 모드」를 「휘도」로 하였다. 계측은 「표준」을 선택하고 「추출 파라미터」를 「밝음」으로 하여, 관찰하는 충전물과 공극이 구별되도록 「역치」를 선택하였다. 계측영역 전체에 대해 충전물이 차지하는 비율을 가지고 충전율로 하였다.
또한, 본 발명에 있어서의 무기입자의 평균 입자경은 레이저 회절·산란식 입자경 분포 측정장치를 사용한 습식법으로 결정되었다. 본 발명에서는 마이크로트랙벨사 제조, 마이크로트랙 MT3300III가 사용되었다. 그리고, 본 발명의 평균 입자경은 0.02 ㎛∼2000 ㎛까지의 범위에 대해서 부피 기준의 분포를 누적하여, 50%가 된 메디안 지름 D50를 가리킨다.
또한, 본 발명에 있어서의 무기입자의 존재는 제조공정［수단］에 있어서의 현미경 관찰뿐 아니라, 광학현미경 또는 전자현미경을 사용한 충전물 표면의 관찰에 의해서도 확인되었다. 또한, 충전물을 열분해한 잔존물의 현미경 또는 전자현미경 관찰에 의해서도 확인하였다. 적절한 배율로 1시야 100 ㎛×100 ㎛로 하였을 때의 10장 정도의 관찰결과에 따른다. 또한, 잔존물의 무기입자가 첨가된 무기입자인 것은, 엑스선 마이크로 어낼리시스(XMA)를 구비하는 주사형 전자현미경으로 확인하였다.
무기입자의 첨가량은 그 효과가 발현되기 위해서는 적어도 충전물 100 질량부에 대해 0.001 질량부가 필요하고, 0.01 질량부 이상이면 보다 바람직하며, 0.05 질량부 이상이면 보다 더욱 바람직하다. 반대로, 충전물 100 질량부에 대해 10 질량부를 초과하면, 충전물의 충전율이 저하되기 때문에, 기체 흡인량이나 풍미에 대한 영향이 있다. 이러한 관점에서, 5 질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 2 질량부 이하인 것이 보다 더욱 바람직하다.
본 발명의 무기입자로서 사용할 수 있는 무기물은 특별히 한정되지 않으나, 염화나트륨 및 염화칼륨 등의 금속 염화물, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화티탄, 산화철 및 알루미나 등의 금속 산화물, 탄산마그네슘 및 탄산칼슘 등의 금속 탄산염, 황산마그네슘 및 황산칼슘 등의 금속 황산염, 인산칼슘 등의 금속의 인산염, 및 티탄산칼륨 및 티탄산마그네슘 등의 티탄산염을 단독으로 또는 둘 이상을 선택해서 사용할 수 있다. 또한, 제올라이트, 콜로이달 실리카 및 흄드 실리카 등의 산화규소, 및 천연물인 규조토 및 버미큘라이트 등도 사용할 수 있다. 특히, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 산화규소 및 알루미나가 바람직하다.
이와 같이, 무기입자는 도 32의 살포공정［수단］H2에 있어서, 피가열 방향 발생 기재에 부착시킬 수 있는데, 도 32의 살포공정［수단］S4에 있어서도 부착시킬 수 있다. 또한, 도 28∼31에 나타낸 바와 같이, 피가열 방향 발생 조성물 중에 무기입자를 첨가하여, 무기입자를 포함하는 피가열 방향 발생 기재를 제작하는 것도 가능하다. 이 방법［장치］의 경우, 무기입자가 피가열 방향 발생 기재의 표면에만 존재하는 경우는 없는데, 무기입자의 효과가 발현되는 것을 확인하고 있다. 이 때문에, 무기입자가 기체 생성 지속재료로서 기능하는 것은, 무기입자가 피가열 방향 발생 기재 사이의 융착을 저해하는 스페이서로서 접촉면적을 저하시킬 뿐 아니라, 피가열 방향 발생 기재 내부에 있어서, 에어로졸 포머, 비담배재, 결합제 등의 구성재료의 운동을 방해하고 있는 것으로 추측된다. 이 추측은 고분자 재료에 있어서 무기입자가 충전제로서 사용되면, 가교점의 역할을 하여, 내열성, 내약품성 등의 화학적 특성, 인장강도, 탄성률 등의 물리적 특성이 향상되는 것에 기인하고 있다.
이상, 본 발명에 의해, 제조방법［장치］의 개량에 의해 피가열 방향 발생 기재가 기체 생성 지속재료로서 기능하는 피가열 방향 발생체, 및 무기입자가 기체 생성 지속재료로서 기능하는 피가열 방향 발생체를 제공할 수 있다. 따라서, 도 33에 나타내는 바와 같이, 마우스피스에 기체 흡인 최적화 수단을 설치할 필요가 없는 방향 카트리지도 제공할 수 있다. 물론, 기체 생성 지속재료를 구비한 피가열 방향 발생체와 기체 흡인 최적화 수단을 구비한 마우스피스를 조합한 방향 카트리지도 제공할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명은 가지과 담배속인 담배 및 그의 동속 식물, 및 그 성분을 포함하지 않는 식물 등에 유래하는 무해한 방향이기 때문에, 화염식 흡연의 경험자뿐 아니라, 처음으로 흡연하는 자에게도 담배 감각으로, 흡연을 즐길 수 있는 방향 카트리지를 제공하는 것이 가능하기 때문에, 흡연자 본인뿐 아니라, 주위의 비흡연자에 대해서도 건강에 악영향을 미치는 경우가 없는 흡연을 즐길 수 있고, 뇌 내에 α파를 초래하는 힐링 효과가 있어, 건강 및 미용의 증진에 도움이 되는 새로운 흡연기구이다. 게다가, 기체 흡인 최적화 수단 및 기체 생성 지속재료를 구비한 방향 카트리지이기 때문에, 장기간에 걸쳐 보관되어 있어도, 연기 및 향기 성분의 흡인량 및 풍미의 변화가 없다고 하는 특징을 가지고 있다. 따라서, 본 발명의 방향 카트리지에 관한 기술은 선향, 소향, 말향, 도향 등이나, 아로마 테라피 등에 널리 응용할 수 있는 가능성이 있다.
11　전기 가열식 흡연기구(1)
　111　케이싱
　112　챔버
　113　전기 제어식 발열체
　1131　전기 제어장치
　114　방향 카트리지 삽입구
　115　흡기구
　12　전기 가열식 흡연기구(2)
　121　케이싱
　122　챔버
　123　전기 제어식 발열체
　1231　전기 제어장치
　124　방향 카트리지 삽입구
　125　흡기공
　2　방향 카트리지
　2－1∼ 2－19　방향 카트리지(1)∼(19)
　21　피가열 방향 발생체
　21－p　피가열 방향 발생체 내장재
　211　덮개재
　212　격벽재
　213　피가열 방향 발생 시트
　214　피가열 방향 발생 충전물
　22　 마우스피스
　22－p　 마우스피스 내장재
　221　캐비티를 갖는 마우스피스
　221－1　원기둥 캐비티를 갖는 마우스피스(1)
　221－1－c1　원기둥 캐비티(1)
　221－2　원기둥 캐비티를 갖는 마우스피스(2)
　221－2－c2　원기둥 캐비티(2)
　221－2－c3　원기둥 캐비티(3)
　221－3　원기둥 캐비티를 갖는 마우스피스(3)
　221－3－c4　원기둥 캐비티(4)
　221－4　원기둥 캐비티를 갖는 마우스피스(4)
　221－4－c5　원기둥 캐비티(5)
　221－4－c6　원기둥 캐비티(6)
　221－5　원뿔 캐비티를 갖는 마우스피스(1)
　221－5－d1　원뿔 캐비티(1)
　221－6　원뿔 캐비티를 갖는 마우스피스(2)
　221－6－d2　원뿔 캐비티(2)
　221－7　공동 및 원기둥 캐비티를 갖는 마우스피스(1)
　2211　캐비티를 갖는 필터(1)
　221－7－c7　원기둥 캐비티(7)
　221－7－v1　공동(1)
　221－8　공동 및 원기둥 캐비티를 갖는 마우스피스(2)
　2212　캐비티를 갖는 필터(2)
　221－8－c8　원기둥 캐비티(8)
　221－8－v2　공동(2)
　222　지지부재를 갖는 마우스피스
　222－1　지지부재를 갖는 마우스피스(1)
　2221　지지부재
　2221－h　관통공
　2222　캐비티를 갖는 필터(3)
　2222－c1　캐비티(1)
　223　지지부재·냉각부재를 갖는 마우스피스
　2231　지지부재
　2231－h　관통공
　2232　냉각부재
　2233　캐비티를 갖는 필터(4)
　2233－c1　캐비티(1)
　224　냉각부재를 갖는 마우스피스
　2241　냉각부재
　2242　캐비티를 갖는 필터(5)
　2242－c1　캐비티(1)
　225　보강 지지부재를 갖는 마우스피스
　225－1　보강 지지부재를 갖는 마우스피스(1)
　2251－1　보강 지지부재(1)
　2251－1－s1　판형상 보강재
　2251－1－h　관통공
　2252－1　필터(1)
　225－2　보강 지지부재를 갖는 마우스피스(2)
　2251－2　보강 지지부재(2)
　2251－2－s2　판형상 보강재
　2251－2－h　관통공
　2252－2　필터(2)
　225－3　보강 지지부재를 갖는 마우스피스(3)
　2251－3　보강 지지부재(3)　
　2251－3－s3　판형상 보강재
　2251－3－s4　관형상 보강재
　2252－3　필터(3)
　225－4　보강 지지부재를 갖는 마우스피스(4)
　2251－4－s3　판형상 보강재
　2251－4－s4　기둥형상 보강재
　2252－4　필터(4)
　225－5　보강 지지부재를 갖는 마우스피스(5)
(2251－5－s3)　판형상 보강재
　2251－5－s4　관형상 보강재
　2251－5－h　관통공
　2252－5　필터(5)
　2252－5－c1　캐비티
　226　보강 지지부재·냉각부재를 갖는 마우스피스
　2261　보강 지지부재
　2261－s3　판형상 보강재
　2261－s6　관형상 보강재
　2262　냉각부재
　2263　캐비티를 갖는 필터(6)
　2263－c1　캐비티(1)
　227　단열부재를 갖는 마우스피스
　2271　단열부재
　2272　필터
　228　단열부재·냉각부재를 갖는 마우스피스
　2281　단열부재
　2282　냉각부재
　2283　필터
　23　 카트리지 외장체(1)
　24　 카트리지 외장체(2)
　W　기류
　o　방향 카트리지의 직원기둥의 중심축
　j　방향 카트리지의 바깥지름
　k　방향 카트리지의 길이
　a　피가열 방향 발생체의 길이
　m　마우스피스의 길이
　f　필터의 길이
　b　캐비티의 바닥면의 안지름
　c　원기둥 캐비티의 높이
　d　원뿔 캐비티의 높이
　v　공동의 길이
　s　지지부재의 길이
　r　냉각부재의 길이
　x　피가열 방향 발생 충전물의 폭
　y　피가열 방향 발생 기재의 두께
　z　피가열 방향 발생 기재의 길이

Claims (118)

  1. 발열체와 접촉하는 에어로졸 포머와 향기 성분을 포함하는 피가열 방향 발생 기체가 감긴 피가열 방향 발생체와,
    상기 발열체의 가열에 의해 상기 피가열 방향 발생체로부터 방출되는 에어로졸의 연기와 향기 성분을 여과하는 필터를 구비하는 마우스피스와,
    상기 피가열 방향 발생체와 상기 마우스피스를 길이방향으로 인접하여 연결하듯이 감는 카트리지 외장체
    를 구비하고,
    상기 피가열 방향 발생체 및 상기 마우스피스의 적어도 한쪽은, 상기 연기 및 상기 향기 성분의 흡인 최적화 수단, 상기 연기 및 상기 향기 성분의 기체 생성 지속재료의 하나 이상을 갖는 방향 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 섬유를 원기둥형상으로 성형한 것으로, 또한, 상기 마우스피스의 전체 또는 일부를 구성하는 것이며,
    상기 흡인 최적화 수단은 상기 필터 내에 상기 길이방향으로 관통하지 않도록 설치된 캐비티를 포함하는, 방향 카트리지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터가 상기 마우스피스의 일부를 구성하고, 상기 마우스피스 내의 상기 필터 이외의 잔부가 상기 카트리지 외장체에 의해 형성되는 공동인, 방향 카트리지.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 캐비티가 상기 필터의 상기 길이방향의 적어도 어느 한쪽의 단부에 하나 이상 배설(配設)되어 있는, 방향 카트리지.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐비티가 상기 필터의 상기 길이방향에 존재하는 원기둥의 중심축을 중심으로 하여 회전 대칭의 위치에 배설되어 있는, 방향 카트리지.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐비티의 형상이 기둥형상 또는 뿔형상인, 방향 카트리지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마우스피스는,
    상기 피가열 방향 발생체의 상기 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재와,
    상기 지지부재에 상기 길이방향에서 인접하는 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 필터
    를 갖는, 방향 카트리지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마우스피스는,
    상기 피가열 방향 발생체가 가열되어 휘발하는 성분을 냉각하는 냉각부재와,
    상기 냉각부재에 상기 길이방향에서 인접하는 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 필터
    를 갖는, 방향 카트리지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마우스피스는,
    상기 피가열 방향 발생체에 상기 길이방향에서 인접하고, 상기 피가열 방향 발생체의 상기 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는 지지부재와,
    상기 지지부재에 상기 길이방향에서 인접하고, 상기 피가열 방향 발생체가 가열되어 휘발하는 성분을 냉각하는 냉각부재와,
    상기 냉각부재에 상기 길이방향에서 인접하는 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 필터
    를 갖는, 방향 카트리지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 마우스피스는,
    상기 피가열 방향 발생체의 상기 마우스피스 방향으로의 이동을 방지하는, 관통공을 포함하는 지지부재를 갖고,
    상기 지지부재와 상기 관통공의 원기둥의 중심축이 대략 동일하며,
    상기 흡인 최적화 수단은 상기 관통공 내에 고정적 또는 가동적으로 배설되는 형상 보강부재를 포함하는, 방향 카트리지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 형상 보강부재가,
    상기 중심축을 면내에 갖고,
    상기 관통공의 내벽과 접촉하는 하나 이상의 판형상 부재
    를 구비하는, 방향 카트리지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 형상 보강부재가,
    상기 중심축과 대략 동일한 중심축을 가지며 또한 상기 관통공의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 동심원기둥과,
    상기 동심원기둥의 바깥둘레 쪽에 있어서 상기 동심원기둥의 반지름방향으로 상기 관통공의 내벽과 접촉하도록 형설(形設)되는 판형상 부재
    를 구비하는, 방향 카트리지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 동심원기둥이 속이 빈(中空), 방향 카트리지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 마우스피스는,
    제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 지지부재와,
    상기 지지부재에 상기 길이방향에서 인접하는, 섬유를 원기둥형상으로 성형한 필터
    를 구비하는, 방향 카트리지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 마우스피스는,
    제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 지지부재와,
    상기 지지부재에 상기 길이방향에서 인접하여 상기 피가열 방향 발생체가 가열되어 휘발하는 성분을 냉각하는 냉각부재와,
    상기 냉각부재에 상기 길이방향에서 인접하는 섬유를 원기둥형상으로 성형한 필터
    를 구비하는, 방향 카트리지.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 필터에 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 캐비티가 배설되는, 방향 카트리지.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡인 최적화 수단은 상기 피가열 방향 발생체와 상기 마우스피스 사이에 개재하여 배설되는 단열부재를 포함하는, 방향 카트리지.
  18. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡인 최적화 수단이 상기 피가열 방향 발생체의 상기 마우스피스 쪽 단부에 배설되는 격벽재 및 상기 피가열 방향 발생체의 상기 마우스피스의 반대쪽 단부에 배설되는 덮개재 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 방향 카트리지.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합공정과,
    상기 건식 혼합공정에서 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 폴리비닐피롤리돈(PVP), 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료
    를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합공정과,
    상기 제1 습식 혼합공정에 의해 제조된 상기 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 상기 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합공정과,
    제2 습식 혼합공정에서 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정과,
    상기 함수 시트를 압축하여 시트로 가공하는 시트 성형공정과,
    상기 시트 성형공정에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 제조방법에 의헤 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제19항에 기재된 제2 습식 혼합공정에 있어서의 알코올로서 저급 모노알코올을 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제20항에 기재된 저급 모노알코올을 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합공정과,
    상기 건식 혼합공정에서 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합공정과,
    상기 제1 습식 혼합공정에 의해 제조된 상기 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 상기 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합공정과,
    제2 습식 혼합공정에서 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정과,
    상기 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형공정과,
    상기 시트 성형공정에 의해, 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시킨 함수 시트에 에어로졸 포머를 도포 또는 침지시키는 에어로졸 포머 흡수공정과,
    　상기 에어로졸 포머 흡수공정에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 제조방법에 의헤 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제22항에 기재된 제2 습식 혼합공정에 있어서의 알코올로서 저급 모노알코올을 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제23항에 기재된 저급 모노알코올을 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄한 비담배재를 순수와 혼합하여 비담배재의 슬러리를 제조하는 습식 혼합공정과,
    상기 습식 혼합공정에서 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정과,
    상기 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형공정과,
    상기 시트 성형공정에서 제조된 시트의 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시키는 건조공정과,
    상기 건조공정에서 제조된 시트에, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 상기 시트 성형공정에서 배출된 물의 농축액, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료의 알코올 및 순수 혼합액을 도포 또는 침지시키는 흡수 및 흡착공정과,
    상기 흡수 및 흡착공정에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정으로부터 제조되는 피가열 방향 발생 기재인 방향 카트리지.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    비담배재를 건조하여 분쇄하는 비담배재 준비공정과,
    적어도 향료 및／또는 비담배재 추출물과 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린을 알코올에 혼합하여 향료 및／또는 비담배 추출물을 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린에 기류(寄留)시키는 향료 및／또는 비담배 추출물 혼합공정과,
    적어도 에어로졸 포머와 결합제 또는 증점제를 순수에 혼합하는 에어로졸 포머 용해공정과,
    상기 비담배재 준비공정에서 제조된 재료와, 향료 및／또는 비담배 추출물 용해공정에서 제조된 재료와, 에어로졸 포머 용해공정에서 제조된 재료를 혼합하는 습식 혼합공정과,
    상기 습식 혼합공정에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 제조방법에 의헤 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제26항에 기재된 향료로서 멘톨 및／또는 크실리톨을 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생체인, 방향 카트리지.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제26항에 기재된 시트 성형공정에 있어서 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 공정을 추가하여 제조되는 피가열 방향 발생체인, 방향 카트리지.
  29. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합공정과,
    상기 제1 습식 혼합에 의해 제조된 재료에, 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합공정과,
    상기 제2 습식 혼합공정에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 제조방법에 의헤 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합공정과,
    상기 제1 습식 혼합공정에서 제조된 혼합액을 안정화하는 양생공정과,
    상기 양생공정에서 제조된 양생 혼합액과 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합공정과,
    상기 제2 습식 혼합공정에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 제조방법에 의헤 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제29항 또는 제30항에 기재된 시트 성형공정에 있어서 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 공정을 추가하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 기재된 제1 결합제로서 변성 셀룰로오스계 고분자를 사용하고, 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 기재된 제2 결합제로서 비셀룰로오스계의 다당류계 고분자를 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  33. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제32항에 기재된 변성 셀룰로오스계 고분자로서 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 및 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시에틸셀룰로오스의 나트륨염, 칼륨염, 및 칼슘염 중 어느 하나 이상을 사용하고, 제32항에 기재된 다당류계 고분자로서 곤약만난(글루코만난), 구아검, 펙틴, 카라기난, 타마린시드검, 아라비아고무, 대두다당류, 로커스트콩검, 카라야검, 잔탄검, 및 한천 중 어느 하나 이상을 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  34. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 기재된 비담배재 100 질량부에 대해, 제32항 또는 제33항에 기재된 제1 결합제를 5∼20 질량부, 제32항 또는 제33항에 기재된 제2 결합제를 0.1∼5 질량부 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  35. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제30항에 기재된 양생공정이 15∼30℃에서 72∼336시간 행하여져 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  36. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가 상기 피가열 방향 발생체에 포함되는 무기입자인, 방향 카트리지.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 무기입자가 상기 피가열 방향 발생 기재의 내부 또는 표면에 존재하는, 방향 카트리지.
  38. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제19항 내지 제35항 중 어느 한 항에 기재된 재료로서, 추가로 무기입자를 첨가하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  39. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제19항 내지 제35항 중 어느 한 항에 기재된 피가열 방향 발생 시트가 제조되는 공정 후에, 무기입자를 상기 피가열 방향 발생 시트에 살포하는 공정을 추가하여 제조되는 피가열 방향 발생 시트인, 방향 카트리지.
  40. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제19항 내지 제35항 중 어느 한 항에 기재된 피가열 방향 발생 기재가 제조되는 시트 가공공정 후에, 무기입자를 상기 피가열 방향 발생 기재에 살포하는 공정을 추가하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  41. 제36항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기입자가 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화티탄, 산화철, 알루미나 등의 금속 산화물, 탄산마그네슘, 탄산칼슘 등의 금속 탄산염, 인산칼슘 등의 금속 인산염, 티탄산칼륨, 티탄산마그네슘 등의 티탄산염, 제올라이트, 콜로이달 실리카, 흄드 실리카 등의 산화규소 등인, 방향 카트리지.
  42. 제36항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기입자의 평균 입자경이 1∼100 ㎛인, 방향 카트리지.
  43. 제36항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비담배재 100 질량부에 대해 상기 무기입자가 0.1∼10 질량부 첨가되어 있는, 방향 카트리지.
  44. 제1항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재는 기둥형상이고, 상기 길이방향으로 가지런하게 감겨 있는, 방향 카트리지.
  45. 제1항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생체를 구성하는 상기 피가열 방향 발생 기재의 충전율이 60∼90%인, 방향 카트리지.
  46. 제19항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재에 포함되는 비담배재 100 질량부에 대해 상기 에어로졸 포머가 50∼80 질량부인, 방향 카트리지.
  47. 제19항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재에 포함되는 비담배재 100 질량부에 대해 상기 가교 폴리비닐피롤리돈이 7∼25 질량부인, 방향 카트리지.
  48. 제19항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재에 포함되는 비담배재 100 질량부에 대해 상기 미결정 셀룰로오스가 7∼25 질량부인, 방향 카트리지.
  49. 제19항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재에 포함되는 비담배재 100 질량부에 대해 상기 β－시클로덱스트린이 0.2∼1.0 질량부인, 방향 카트리지.
  50. 건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합공정과,
    상기 건식 혼합공정에서 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 폴리비닐피롤리돈(PVP), 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합공정과,
    상기 제1 습식 혼합공정에 의해 제조된 상기 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 상기 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합공정과,
    제2 습식 혼합공정에서 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정과,
    상기 함수 시트를 압축하여 시트로 가공하는 시트 성형공정과,
    상기 시트 성형공정에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  51. 제50항에 기재된 제2 습식 혼합공정에 있어서의 알코올로서 저급 모노알코올을 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  52. 제50항에 기재된 저급 모노알코올을 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  53. 건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합공정과,
    상기 건식 혼합공정에서 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합공정과,
    상기 제1 습식 혼합공정에 의해 제조된 상기 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 상기 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합공정과,
    제2 습식 혼합공정에서 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정과,
    상기 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형공정과,
    상기 시트 성형공정에 의해, 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시킨 함수 시트에 에어로졸 포머를 도포 또는 침지시키는 에어로졸 포머 흡수공정과,
    상기 에어로졸 포머 흡수공정에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  54. 제53항에 기재된 제2 습식 혼합공정에 있어서의 알코올로서 저급 모노알코올을 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  55. 제53항에 기재된 저급 모노알코올을 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  56. 건조하여 분쇄한 비담배재를 순수와 혼합하여 비담배재의 슬러리를 제조하는 습식 혼합공정과,
    상기 습식 혼합공정에서 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지공정과,
    상기 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형공정과,
    상기 시트 성형공정에서 제조된 시트의 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시키는 건조공정과,
    상기 건조공정에서 제조된 시트에, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 상기 시트 성형공정에서 배출된 물의 농축액, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료의 알코올 및 순수 혼합액을 도포 또는 침지시키는 흡수 및 흡착공정과,
    상기 흡수 및 흡착공정에서 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  57. 비담배재를 건조하여 분쇄하는 비담배재 준비공정과,
    적어도 향료 및／또는 비담배재 추출물과 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린을 알코올에 혼합하여 향료 및／또는 비담배 추출물을 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린에 기류시키는 향료 및／또는 비담배 추출물 혼합공정과,
    적어도 에어로졸 포머와 결합제 또는 증점제를 순수에 혼합하는 에어로졸 포머 용해공정과,
    상기 비담배재 준비공정에서 제조된 재료와, 향료 및／또는 비담배 추출물 용해공정에서 제조된 재료와, 에어로졸 포머 용해공정에서 제조된 재료를 혼합하는 습식 혼합공정과,
    상기 습식 혼합공정에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  58. 제57항에 기재된 향료로서 멘톨 및／또는 크실리톨을 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  59. 제57항에 기재된 시트 성형공정에 있어서, 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 공정을 추가하여 피가열 방향 발생체를 제조하는 방법.
  60. 건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합공정과,
    상기 제1 습식 혼합공정에서 제조된 혼합액과 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합공정과,
    상기 제2 습식 혼합공정에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  61. 건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합공정과,
    상기 제1 습식 혼합공정에서 제조된 혼합액을 안정화하는 양생공정과,
    상기 양생공정에서 제조된 양생 혼합액과 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합공정과,
    상기 제2 습식 혼합공정에서 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형공정과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공공정
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  62. 제60항 또는 제61항에 기재된 시트 성형공정에 있어서, 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 공정을 추가하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  63. 제60항 또는 제61항에 기재된 제1 결합제로서 변성 셀룰로오스계 고분자를 사용하고, 제60항 또는 제61항에 기재된 제2 결합제로서 비셀룰로오스계의 다당류계 고분자를 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  64. 제63항에 기재된 변성 셀룰로오스계 고분자로서 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 및 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시에틸셀룰로오스의 나트륨염, 칼륨염, 및 칼슘염 중 어느 하나 이상을 사용하고, 제63항에 기재된 다당류계 고분자로서 곤약만난(글루코만난), 구아검, 펙틴, 카라기난, 타마린시드검, 아라비아고무, 대두다당류, 로커스트콩검, 카라야검, 잔탄검, 및 한천 중 어느 하나 이상을 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  65. 제60항 또는 제61항에 기재된 비담배재 100 질량부에 대해 제60항 또는 제61항에 기재된 제1 결합제를 5∼20 질량부, 제60항 또는 제61항에 기재된 제2 결합제를 0.1∼5 질량부 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  66. 제61항에 기재된 양생공정이 15∼30℃에서 72∼336시간 행하여져 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  67. 상기 기체 생성 지속재료가, 제19항 내지 제35항 중 어느 한 항에 기재된 재료로서, 추가로 무기입자를 첨가하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  68. 제50항 내지 제66항 중 어느 한 항에 기재된 피가열 방향 발생 시트가 제조되는 공정 후에, 무기입자를 상기 피가열 방향 발생 시트에 살포하는 공정을 추가하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 방법.
  69. 제50항 내지 제66항 중 어느 한 항에 기재된 피가열 방향 발생 기재가 제조되는 시트 가공공정 후에, 무기입자를 상기 피가열 방향 발생 기재에 살포하는 공정을 추가하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 방법.
  70. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합수단과,
    상기 건식 혼합수단으로 제조된 비담배재와,
    에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 폴리비닐피롤리돈(PVP), 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합수단과,
    상기 제1 습식 혼합수단에 의해 제조된 상기 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 상기 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합수단과,
    제2 습식 혼합수단으로 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지수단과,
    상기 함수 시트를 압축하여 시트로 가공하는 시트 성형수단과,
    상기 시트 성형수단으로 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 제조장치에 의해 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  71. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제70항에 기재된 제2 습식 혼합수단에 있어서의 알코올로서 저급 모노알코올을 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  72. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제71항에 기재된 저급 모노알코올을 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  73. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합수단과,
    상기 건식 혼합수단으로 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합수단과,
    상기 제1 습식 혼합수단에 의해 제조된 상기 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 상기 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합수단과,
    제2 습식 혼합수단으로 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지수단과,
    상기 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형수단과,
    상기 시트 성형수단에 의해, 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시킨 함수 시트에 에어로졸 포머를 도포 또는 침지시키는 에어로졸 포머 흡수수단과,
    상기 에어로졸 포머 흡수수단으로 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 제조장치에 의해 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  74. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제73항에 기재된 제2 습식 혼합수단에 있어서의 알코올로서 저급 모노알코올을 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  75. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제74항에 기재된 저급 모노알코올을 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  76. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄한 비담배재를 순수와 혼합하여 비담배재의 슬러리를 제조하는 습식 혼합수단과,
    상기 습식 혼합수단으로 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지수단과,
    상기 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형수단과,
    상기 시트 성형수단으로 제조된 시트의 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시키는 건조수단과,
    상기 건조수단으로 제조된 시트에, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 상기 시트 성형수단에서 배출된 물의 농축액, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료의 알코올 및 순수 혼합액을 도포 또는 침지시키는 흡수 및 흡착수단과,
    상기 흡수 및 흡착수단으로 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 제조장치에 의해 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  77. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    비담배재를 건조하여 분쇄하는 비담배재 준비수단과,
    적어도 향료 및／또는 비담배재 추출물과 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린을 알코올에 혼합하여 향료 및／또는 비담배 추출물을 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린에 기류시키는 향료 및／또는 비담배 추출물 혼합수단과,
    적어도 에어로졸 포머와 결합제 또는 증점제를 순수에 혼합하는 에어로졸 포머 용해수단과,
    상기 비담배재 준비수단으로 제조된 재료와, 향료 및／또는 비담배 추출물 용해수단으로 제조된 재료와, 에어로졸 포머 용해수단으로 제조된 재료를 혼합하는 습식 혼합수단과,
    상기 습식 혼합수단으로 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 제조장치에 의해 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  78. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제77항에 기재된 향료로서 멘톨 및／또는 크실리톨을 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생체인, 방향 카트리지.
  79. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제77항에 기재된 시트 성형수단에 있어서 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 수단을 추가하여 제조되는 피가열 방향 발생인, 방향 카트리지.
  80. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합수단과,
    상기 제1 습식 혼합에 의해 제조된 재료에, 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합수단과,
    상기 제2 습식 혼합수단으로 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 제조장치에 의해 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  81. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가,
    건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합수단과,
    상기 제1 습식 혼합수단으로 제조된 혼합액을 안정화하는 양생수단과,
    상기 양생수단으로 제조된 양생 혼합액과 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합수단과,
    상기 제2 습식 혼합수단으로 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 제조장치에 의해 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  82. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제80항 또는 제81항에 기재된 시트 성형수단에 있어서 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 수단을 추가하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  83. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제80항 내지 제82항 중 어느 한 항에 기재된 제1 결합제로서 변성 셀룰로오스계 고분자를 사용하고, 제80항 내지 제82항 중 어느 한 항에 기재된 결합제로서 비셀룰로오스계의 다당류계 고분자를 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  84. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제83항에 기재된 변성 셀룰로오스계 고분자로서 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 및 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시에틸셀룰로오스의 나트륨염, 칼륨염, 및 칼슘염 중 어느 하나 이상을 사용하고, 제82항에 기재된 다당류계 고분자로서 곤약만난(글루코만난), 구아검, 펙틴, 카라기난, 타마린시드검, 아라비아고무, 대두다당류, 로커스트콩검, 카라야검, 잔탄검, 및 한천 중 어느 하나 이상을 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  85. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제80항 내지 제82항 중 어느 한 항에 기재된 비담배재 100 질량부에 대해, 제83항 또는 제84항에 기재된 제1 결합제를 5∼20 질량부, 제83항 또는 제84항에 기재된 제2 결합제를 0.1∼5 질량부 사용하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  86. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제81항에 기재된 양생수단이 15∼30℃에서 72∼336시간 행하여져 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  87. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제70항 내지 제86항 중 어느 한 항에 기재된 재료로서, 추가로 무기입자를 첨가하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  88. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제70항 내지 제86항 중 어느 한 항에 기재된 피가열 방향 발생 시트가 제조되는 수단 후에, 무기입자를 상기 피가열 방향 발생 시트에 살포하는 수단을 추가하여 제조되는 피가열 방향 발생 시트인, 방향 카트리지.
  89. 제1항에 있어서,
    상기 기체 생성 지속재료가, 제70항 내지 제86항 중 어느 한 항에 기재된 피가열 방향 발생 기재가 제조되는 시트 가공수단 후에, 무기입자를 상기 피가열 방향 발생 기재에 살포하는 수단을 추가하여 제조되는 피가열 방향 발생 기재인, 방향 카트리지.
  90. 제87항 내지 제89항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기입자가 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화티탄, 산화철, 알루미나 등의 금속 산화물, 탄산마그네슘, 탄산칼슘 등의 금속 탄산염, 인산칼슘 등의 금속 인산염, 티탄산칼륨, 티탄산마그네슘 등의 티탄산염, 제올라이트, 콜로이달 실리카, 흄드 실리카 등의 산화규소 등인, 방향 카트리지.
  91. 제87항 내지 제90항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기입자의 평균 입자경이 1∼100 ㎛인, 방향 카트리지.
  92. 제87항 내지 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비담배재 100 질량부에 대해 상기 무기입자가 0.1∼10 질량부 첨가되어 있는, 방향 카트리지.
  93. 제70항 내지 제92항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재는 기둥형상으로, 상기 길이방향으로 가지런하게 감겨, 상기 피가열 방향 발생체를 구성하고 있는, 방향 카트리지.
  94. 제70항 내지 제93항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생체를 구성하는 상기 피가열 방향 발생 기재의 충전율이 60∼90%인, 방향 카트리지.
  95. 제70항 내지 제94항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재에 포함되는 비담배재 100 질량부에 대해 상기 에어로졸 포머가 50∼80 질량부인, 방향 카트리지.
  96. 제70항 내지 제95항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재에 포함되는 비담배재 100 질량부에 대해 상기 가교 폴리비닐피롤리돈이 7∼25 질량부인, 방향 카트리지.
  97. 제70항 내지 제96항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재에 포함되는 비담배재 100 질량부에 대해 상기 미결정 셀룰로오스가 7∼25 질량부인, 방향 카트리지.
  98. 제70항 내지 제97항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가열 방향 발생 기재에 포함되는 비담배재 100 질량부에 대해 상기 β－시클로덱스트린이 0.2∼1.0 질량부인, 방향 카트리지.
  99. 건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합수단과,
    상기 건식 혼합수단으로 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 폴리비닐피롤리돈(PVP), 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합수단과,
    상기 제1 습식 혼합수단에 의해 제조된 상기 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 상기 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합수단과,
    제2 습식 혼합수단으로 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지수단과,
    상기 함수 시트를 압축하여 시트로 가공하는 시트 성형수단과,
    상기 시트 성형수단으로 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  100. 제99항에 기재된 제2 습식 혼합수단에 있어서의 알코올로서 저급 모노알코올을 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  101. 제99항에 기재된 저급 모노알코올을 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  102. 건조하여 분쇄한 비담배재를 혼합하는 건식 혼합수단과,
    상기 건식 혼합수단으로 제조된 비담배재와, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 알코올 및 순수 혼합액에 혼합하는 제1 습식 혼합수단과,
    상기 제1 습식 혼합수단에 의해 제조된 상기 비담배재 등을 포함하는 알코올 및 순수 혼합액에, 순수 및／또는 알코올을 추가로 첨가하여 상기 비담배재 등을 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 습식 혼합수단과,
    제2 습식 혼합수단으로 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지수단과,
    상기 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형수단과,
    상기 시트 성형수단에 의해, 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시킨 함수 시트에 에어로졸 포머를 도포 또는 침지시키는 에어로졸 포머 흡수수단과,
    상기 에어로졸 포머 흡수수단으로 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  103. 제102항에 기재된 제2 습식 혼합수단에 있어서의 알코올로서 저급 모노알코올을 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  104. 제102항에 기재된 저급 모노알코올을 비담배재 100 질량부에 대해 0.1∼10 질량부 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  105. 건조하여 분쇄한 비담배재를 순수와 혼합하여 비담배재의 슬러리를 제조하는 습식 혼합수단과,
    상기 습식 혼합수단으로 제조된 상기 슬러리로부터 함수 시트를 제조하는 초지수단과,
    상기 함수 시트를 압축 또는 캐스팅하여 시트로 가공하는 시트 성형수단과,
    상기 시트 성형수단으로 제조된 시트의 함수량을 50 질량% 미만으로 감소시키는 건조수단과,
    상기 건조수단으로 제조된 시트에, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 상기 시트 성형수단에서 배출된 물의 농축액, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료의 알코올 및 순수 혼합액을 도포 또는 침지시키는 흡수 및 흡착수단과,
    상기 흡수 및 흡착수단으로 제조된 시트를 건조하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 건조수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  106. 비담배재를 건조하여 분쇄하는 비담배재 준비수단과,
    적어도 향료 및／또는 비담배재 추출물과 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린을 알코올에 혼합하여 향료 및／또는 비담배 추출물을 가교 PVP 및／또는 β－시클로덱스트린에 기류시키는 향료 및／또는 비담배 추출물 혼합수단과,
    적어도 에어로졸 포머와 결합제 또는 증점제를 순수에 혼합하는 에어로졸 포머 용해수단과,
    상기 비담배재 준비수단으로 제조된 재료와, 향료 및／또는 비담배 추출물 용해수단으로 제조된 재료와, 에어로졸 포머 용해수단으로 제조된 재료를 혼합하는 습식 혼합수단과,
    상기 습식 혼합수단으로 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  107. 제106항에 기재된 향료로서 멘톨 및／또는 크실리톨을 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  108. 제106항에 기재된 시트 성형수단에 있어서 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 수단을 추가하여 피가열 방향 발생체를 제조하는 장치.
  109. 건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합수단과,
    상기 제1 습식 혼합수단으로 제조된 혼합액과 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합수단과,
    상기 제2 습식 혼합수단으로 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  110. 건조하여 분쇄된 비담배재와, 순수에 제1 결합제를 용해한 제1 결합제 수용액과, 에어로졸 포머, 가교 PVP, 향료, 비담배재 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 및 항균성 보존제로부터 선택되는 재료를 혼합하는 제1 습식 혼합수단과,
    상기 제1 습식 혼합수단으로 제조된 혼합액을 안정화하는 양생수단과,
    상기 양생수단으로 제조된 양생 혼합액과 제2 결합제를 순수에 용해한 제2 결합제 수용액을 혼합하는 제2 습식 혼합수단과,
    상기 제2 습식 혼합수단으로 제조된 재료로부터 압축하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 시트 성형수단과,
    상기 피가열 방향 발생 시트를 재단 또는 절곡을 행하는 시트 가공수단
    을 구비한 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  111. 제109항 또는 제110항에 기재된 시트 성형수단에 있어서 비담배재, 에어로졸 포머, 결합제 또는 증점제, 가교 PVP, 향료, 비담배 추출물, β－시클로덱스트린, 미결정 셀룰로오스, 항균성 보존제, 및 순수로부터 선택되는 재료를 첨가하는 수단을 추가하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  112. 제109항 또는 제110항에 기재된 제1 결합제로서 변성 셀룰로오스계 고분자를 사용하고, 제109항 또는 제110항에 기재된 제2 결합제로서 비셀룰로오스계의 다당류계 고분자를 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  113. 제112항에 기재된 변성 셀룰로오스계 고분자로서 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 및 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시에틸셀룰로오스의 나트륨염, 칼륨염, 및 칼슘염 중 어느 하나 이상을 사용하고, 제112항에 기재된 다당류계 고분자로서 곤약만난(글루코만난), 구아검, 펙틴, 카라기난, 타마린시드검, 아라비아고무, 대두다당류, 로커스트콩검, 카라야검, 잔탄검, 및 한천 중 어느 하나 이상을 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  114. 제110항 또는 제111항에 기재된 비담배재 100 질량부에 대해 제110항 또는 제111항에 기재된 제1 결합제를 5∼20 질량부, 제108항 또는 제109항에 기재된 제2 결합제를 0.1∼5 질량부 사용하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  115. 제110항에 기재된 양생수단이 15∼30℃에서 72∼336시간 행하여져 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  116. 상기 기체 생성 지속재료가, 제70항 내지 제86항 중 어느 한 항에 기재된 재료로서, 추가로 무기입자를 첨가하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
  117. 제99항 내지 제115항 중 어느 한 항에 기재된 피가열 방향 발생 시트가 제조되는 수단 후에, 무기입자를 상기 피가열 방향 발생 시트에 살포하는 수단을 추가하여 피가열 방향 발생 시트를 제조하는 장치.
  118. 제99항 내지 제115항 중 어느 한 항에 기재된 피가열 방향 발생 기재가 제조되는 시트 가공수단 후에, 무기입자를 상기 피가열 방향 발생 기재에 살포하는 수단을 추가하여 피가열 방향 발생 기재를 제조하는 장치.
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