KR20210121969A - 염기처리된 흡연물질을 포함하는 비연소형 흡연물품 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 흡연물질 로드부, 흡연물질 로드부의 하류에 위치하는 마우스피스부, 흡연물질 로드부의 하류에 위치하며 마우스피스부의 상류에 위치하는 적어도 하나 이상의 중공형 필터부 및 흡연물질 로드부, 냉각구조체 및 마우스피스부를 감싸는 래퍼를 포함하고, 흡연물질 로드부가 염기처리된 판상엽 물질로 충진된 비연소형 흡연물품이 제공된다.

Description

염기처리된 흡연물질을 포함하는 비연소형 흡연물품 및 그의 제조방법{NON-COMBUSTIBLE TYPE SMOKING ARTICLE CONTAINING SMOKING MATERIAL TREATED WITH BASIC AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 비연소형 흡연물품 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염기(鹽基)처리된 판상엽 시트를 가공하여 형성된 흡연물질을 포함하는 비연소형 흡연물품 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성되는 비연소형 흡연물품에 관한 수요가 증가하고 있다.

한편, 이러한 비연소형 흡연물품의 에어로졸 생성 시 니코틴 이행량 또는 끽미감을 증진하기 위해 pH가 조절된 담배물질을 과립으로 가공 후 팟(Pod) 형태로 제조되는 등의 방법이 사용되고 있으나, 생산수율 및 속도 등의 양산성과 위생성 측면에서 팟 형태가 아닌 스틱 구조의, 니코틴 이행량 및 끽미감이 증진된 비연소형 흡연물품에 관한 개발이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 염기처리된 판상엽 시트의 채용을 통해 니코틴 이행량을 증대시킴과 동시에 이취(異臭) 발생이슈를 해소하며 끽미를 증진시킬 수 있는 염기처리된 흡연물질을 포함하는 비연소형 흡연물품 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 흡연물질 로드부; 상기 흡연물질 로드부의 하류에 위치하는 마우스피스부; 상기 흡연물질 로드부의 하류에 위치하며 상기 마우스피스부의 상류에 위치하는 적어도 하나 이상의 중공형 필터부; 및 상기 흡연물질 로드부, 상기 냉각구조체 및 상기 마우스피스부를 감싸는 래퍼를 포함하고, 상기 흡연물질 로드부가 염기처리된 판상엽 물질로 충진된 비연소형 흡연물품이 제공된다.

일부 실시예들에서, 상기 염기처리된 판상엽 물질의 pH는 7.0 내지 9.0일 수 있다.

한편, 상기 적어도 하나 이상의 중공형 필터부는 상기 흡연물질 로드부의 하류에서 상기 흡연물질 로드부의 하류 말단과 접하는 지지구조체와, 상기 지지구조체의 하류에서 상기 지지구조체의 하류 말단과 접하되 상기 마우스피스부의 상류에서 상기 마우스피스부의 상류 말단과 접하는 냉각구조체를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 염기처리된 판상엽 물질은 염기처리된 판상엽 시트 또는 상기 염기처리된 판상엽 시트가 세절된 복수의 염기처리된 판상엽 가닥들일 수 있다. 여기서, 상기 염기처리된 판상엽 시트의 폭은 1mm 내지 6mm이고, 길이는 8mm 내지 17mm이며, 두께는 0.1mm 내지 1.5mm일 수 있으며, 상기 염기처리된 판상엽 가닥들 각각의 폭은 0.8mm 내지 1.2mm이고, 길이는 10mm 내지 14mm이며, 두께는 0.1mm 내지 1.5mm일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 염기처리된 판상엽 물질은 로스팅된 판상엽 물질일 수 있다.

상기 염기처리된 판상엽 물질은 황색종, 버어리종, 오리엔트종 중 적어도 하나를 포함하는 담배원료; 탄산칼륨, 중탄산칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼슘 중 적어도 하나를 포함하는 염기성 물질; 글리세린, 프로필렌 글리콜 중 적어도 하나를 포함하는 보습제; 구아검, 아라비아 검 중 적어도 하나를 포함하는 바인더; 및 셀룰로오스계 펄프를 포함하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 따른 비연소형 흡연물품의 제조방법은 염기처리된 판상엽 시트를 준비하는 단계; 상기 염기처리된 판상엽 시트를 가공하는 단계; 상기 가공된 판상엽 시트를 포함하는 흡연물질 로드부를 제조하는 단계; 및 상기 흡연물질 로드부를 포함하는 상기 비연소형 흡연물품을 조립하는 단계를 포함할 수 있다.

일 예로, 상기 염기처리된 판상엽 시트를 준비하는 단계는, 담배재료를 선택하는 단계; 상기 선택된 담배재료를 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 담배재료와 염기성 물질을 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 염기성 물질이 혼합된 상기 슬러리를 이용하여 판상엽 시트를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 예로, 상기 염기처리된 판상엽 시트를 준비하는 단계는, 담배재료를 선택하는 단계; 상기 선택된 담배재료를 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 담배재료를 이용하여 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리를 이용하여 판상엽 시트를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 판상엽 시트에 염기성 물질을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상기 염기처리된 판상엽 시트를 가공하는 단계와 상기 흡연물질 로드부를 제조하는 단계 사이에 상기 가공된 판상엽 시트를 로스팅하는 단계가 더 포함될 수 있다.

이에 따라, 상기 로스팅된 판상엽 시트는 상기 로스팅 단계 이전의 상기 가공된 판상엽 시트의 중량 대비 85% 내지 98%의 중량을 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 로스팅 단계는 건식 로스팅 방식으로 수행되고, 상기 로스팅 단계에서의 상기 가공된 판상엽 시트의 pH는 7.0 내지 9.0이며, 상기 로스팅 단계는 로스팅 용기 내부의 온도가 200℃ 내지 250℃, 상기 로스팅 용기 내부에 투입된 상기 가공된 판상엽 시트의 온도가 100℃ 내지 180℃인 조건 하에서 0.5시간 내지 1.5시간 동안 수행되며, 상기 로스팅 단계에 의한 상기 가공된 판상엽 시트의 수분감소율은 2% 내지 4%일 수 있다.

한편, 상기 로스팅 용기는 상기 로스팅 용기 내부와 유체연통하는 냉각부를 포함하되, 상기 냉각부는 상기 로스팅 용기 내부 및 상기 냉각부와 유체연통하지 않으며 내부에 냉각물질이 순환되는 냉각장치에 의해 냉각되며, 상기 로스팅 단계에서, 상기 가공된 판상엽 시트가 가열됨으로써 기상 중으로 방출되는 향미성분의 적어도 일부는 상기 냉각물질에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 냉각되어 상기 가공된 판상엽 시트로 환원될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 비연소형 흡연물품 및 그의 제조방법에 따르면, 양산성과 위생성을 확보함과 동시에 기존보다 더 낮은 가열온도에서도 높은 끽미 이행이 가능하며, 흡연물질 고유의 깊은 풍미를 증대시킬 수 있고, 흡연물질의 염기처리에 따른 이취발생 가능성 또한 해소할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 비연소형 흡연물품을 삽입 및 가열하여 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치의 구동효율 개선 또한 가능하다. 구체적으로, 본 발명의 비연소형 흡연물품은 기존의 비연소형 흡연물품들 대비 동일한 가열온도에서 더 높은 끽미 이행이 가능하므로, 에어로졸 생성 장치의 가열 온도를 기존보다 낮춰 사용하더라도 동등 혹은 그 이상의 끽미감을 발현할 수 있어 에어로졸 생성 장치의 배터리 효율을 증대시킬 수 있고, 에어로졸 생성 장치의 가열 온도를 기존과 동일하게 사용 시 기존의 비연소형 흡연물품들 대비 더 높은 끽미감 구현이 가능하게 된다.

나아가, 본 발명의 실시예들에 따른 염기처리 및 로스팅 공정을 적용함에 따라 탄화문제 없이 흡연물질 내 니코틴염을 프리니코틴 상태로 최적량 전환시킬 수 있고 이와 동시에 로스팅 시간 또한 단축시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡연물품의 제조방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 염기처리된 판상엽 시트의 제조방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일부 실시예들에 따른 염기처리된 판상엽 시트의 제조방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡연물품들의 관능 특성 평가 결과이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡연물품들의 개략적인 구성을 도시한 도면들이다.
도 8 내지 도 9는 에어로졸 생성 장치에 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡연물품이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구 성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

명세서 전체에서 '흡연물품'은 담배(궐련), 시가 등과 같이, 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물건을 의미할 수 있다. 흡연물품은 에어로졸 발생 물질 또는 에어로졸 형성 기질을 포함할 수 있다. 또한, 흡연물품은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 흡연물질은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡연물품의 제조방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 비연소형 흡연물품의 제조 방법은 염기처리된 판상엽 시트를 준비하는 단계(S10), 염기처리된 판상엽 시트를 가공하는 단계(S20), 가공된 판상엽 시트를 포함하는 흡연물질 로드부를 제조하는 단계(S30), 흡연물질 로드부를 포함하는 비연소형 흡연물품을 제조하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.

염기처리된 판상엽 시트를 준비하는 단계(S10)에서, 상기 염기처리된 판상엽 시트의 pH는 7.0 내지 9.0 (바람직하게, 7.5 내지 9.5)일 수 있다. 염기처리된 판상엽 시트는 도 2 또는 도 3을 참조하여 후술할 방법에 의해 준비될 수 있다. 여기서, 염기처리된 판상엽 시트는 대략 0.1mm 내지 1.5mm의 두께를 가지도록 준비될 수 있다.

염기처리된 판상엽 시트를 가공하는 단계(S20)에서, 염기처리된 판상엽 시트는 각각의 흡연물품에 사용될 수 있도록 조각된 판상엽 형태로 가공되거나, 각초 형태로 가공될 수 있다. 예를 들어, 염기처리된 판상엽 시트는 대략 1mm 내지 6mm(예를 들면, 5mm)의 폭과 대략 8mm 내지 17mm(예를 들면, 15mm)의 길이를 가지는 조각된 판상엽 형태로 가공될 수 있다. 또는, 염기처리된 판상엽 시트는 대략 0.8mm 내지 1.2mm(예를 들면, 1mm)의 폭과 대략 10mm 내지 14mm (예를 들면, 12mm)의 길이를 가지는 복수개의 담배물질 가닥들로 가공될 수도 있다.

이후, 가공된 판상엽 시트를 포함하도록 흡연물질 로드부를 제조하고(S30), 제조된 흡연물질 로드부를 포함하도록 비연소형 흡연물품을 제조할 수 있다(S40). S30 단계에서 흡연물질 로드부는 가공된 판상엽 시트를 흡연물질 래퍼(wrapper)로 감싸는 공정을 통해 제조될 수 있으며, S40 단계에서 비연소형 흡연물품은 상기 흡연물질 로드부와 아세테이트 필터 등의 필터부를 팁핑(tipping) 래퍼로 감싸며 결합하는 공정을 통해 제조될 수 있다.

한편, 염기처리된 판상엽 시트를 가공하는 단계(S20)와 흡연물질 로드부를 제조하는 단계(S40) 사이에서, 가공된 판상엽 시트에 로스팅 공정이 추가적으로 수행될 수도 있다.

상기 로스팅 공정은 가공된 판상엽 시트를 수용 가능한 내부공간이 구비된 로스팅 용기 내에 가공된 판상엽 시트를 투입한 후 상기 내부공간을 밀폐하여 수행될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 로스팅 공정에서의 상기 로스팅 용기 내부의 온도는 대략 100℃ 내지 350℃일 수 있다. 바람직하게, 상기 로스팅 단계에서의 상기 로스팅 용기 내부의 온도는 대략 150℃ 내지 350℃일 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 로스팅 단계에서의 상기 로스팅 용기 내부의 온도는 대략 180℃ 내지 350℃(예를 들면, 250℃)일 수 있다.

한편, 로스팅 공정 이후의 가공된 판상엽 시트는 로스팅 공정 이전의 가공된 판상엽 시트의 중량 대비 85% 내지 98%의중량을 가질 수 있다. 바람직하게, 로스팅된 판상엽 시트는 로스팅 전 판상엽 시트의 중량 대비 93% 내지 98%의 중량을 가질 수 있다.

한편, 로스팅 용기는 상기 판상엽 시트가 수용된 내부공간과 유체연통하는 냉각공간을 포함할 수 있다. 상기 냉각공간은, 물, 알코올 작용기를 가지는 용매, 기름과 같은 오일류 또는 이들의 혼합액으로 이루어진 냉각물질이 내부에서 순환되는 냉각장치에 의해 냉각될 수 있다.

한편, 상기 냉각물질이 순환되는 냉각장치의 내부는 상기 로스팅 용기의 내부공간 및 상기 냉각공간과 유체연통하지 않을 수도 있다.

이 경우, 상기 냉각공간은 상기 냉각물질에 의해 냉각되며, 이에 따라 상기 판상엽 시트가 가열됨으로써 기상 중으로 방출되는 향미성분의 적어도 일부는 상기 냉각공간에서 상기 냉각물질에 의해 냉각되어 로스팅 중인, 또는 로스팅된 판상엽 시트로 환원될 수 있다. 달리 말하면, 상기 판상엽 시트로부터 방출된 향미성분은 상기 냉각물질 직접적으로 포집되지 않고, 단순히 방출된 향미성분이 포함된 기체를 냉각하는 역할만을 수행하게 된다. 다시 말하면, 상기 방출된 향미성분의 환원에서 상기 냉각물질은 상기 방출된 향미성분을 포집하기 위한 용매 역할을 수행하지 않을 수 있다.

한편, 상기 냉각물질의 온도는 대략 -100℃ 내지 80℃일 수 있다. 바람직하게, 상기 냉각물질의 온도는 대략 -50℃ 내지 80℃일 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 냉각물질의 온도는 대략 -20℃ 내지 40℃일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 로스팅 공정은 건식 로스팅(dry roasting) 방식 또는 습식 로스팅(wet roasting) 방식으로 수행될 수 있다.

로스팅 공정이 건식 로스팅으로 수행될 경우 상기 로스팅 용기 내에는 용매가 존재하지 않게 되며, 이와 달리 습식 로스팅으로 수행될 경우 상기 로스팅 용기 내에는 끓는점이 대략 200℃ 내지 500℃인 용매가 구비되고 상기 가공된 판상엽 시트는 상기 용매 내에 투입되어 로스팅되게 된다. 한편, 상기 용매는 상기 로스팅 단계에서의 로스팅 용기 내부의 온도보다 높은 끓는점을 가질 수 있다. 상기 용매는 예를 들면 글리세롤일 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 로스팅 공정이 건식 로스팅 방식으로 수행되는 경우, 상기 로스팅 공정은 상기 로스팅 용기 내부의 온도가 대략 200℃ 내지 250℃, 상기 로스팅 용기 내부에 투입된 상기 흡연물질의 온도가 대략 100℃ 내지 180℃인 조건 하에서 약 0.5시간 내지 1.5시간 동안 수행될 수 있다. 이 경우, 로스팅에 의한 상기 판상엽 시트의 수분감소율은 2% 내지 15%(바람직하게, 4% 내지 8%)일 수 있다. 즉, 로스팅된 판상엽 시트는 로스팅 전 판상엽 시트의 중량 대비 85% 내지 98%(바람직하게, 92% 내지 96%)의 중량을 가질 수 있다.

이와 달리 상기 로스팅 공정이 습식 로스팅 방식으로 수행되는 경우, 상기 로스팅 공정은 상기 로스팅 용기 내부의 온도가 200℃ 내지 250℃, 상기 로스팅 용기 내부에 투입된 상기 흡연물질의 온도가 180℃ 내지 250℃인 조건 하에서 3시간 내지 4시간 동안 수행될 수 있다. 이 경우, 로스팅에 의한 상기 판상엽 시트의 수분감소율은 2% 내지 15%(바람직하게, 3% 내지 5%)일 수 있다. 즉, 로스팅된 판상엽 시트는 로스팅 전 흡연물질의 중량 대비 85% 내지 98%(바람직하게, 95% 내지 97%)의 중량을 가질 수 있다.

상술한 것처럼 상기 로스팅 공정에는 건식 로스팅 방식 또는 습식 로스팅 방식이 선택적으로 적용될 수 있으나, 본 발명에서의 로스팅 공정은 건식 로스팅 방식으로 수행되는 것이 바람직할 수 있다.

구체적으로, 상기 로스팅 공정에 사용되는 판상엽 시트는 pH가 7.0 내지 9.0인 염기성으로 존재하며, 이를 위해 판상엽 시트에 첨가된 염기성 물질은 흡연물품의 가열 시 암모니아취 등의 이취를 유발하여 흡연만족도를 저해시킬 가능성이 존재하게 된다. 상기한 로스팅 공정을 수행 시 이러한 이취발생 문제를 완화할 수 있으며, 특히 건식 로스팅의 경우 염기성 물질이 유발하는 이취성분들을 상기 판상엽 시트로부터 휘발시킴과 동시에 판상엽 시트 내 니코틴염을 프리니코틴 상태로 전환시키기에 적합하다.

일부 실시예들에서, 로스팅 공정은 로스팅 시의 온도조건이 상이한 복수의 스테이지(stage)를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 로스팅 공정은 제1 로스팅 스테이지 및 상기 제1 로스팅 스테이지 이후 수행되는 제2 로스팅 스테이지를 포함하며, 상기 제1 로스팅 스테이지는 로스팅 용기 내부의 온도가 대략 150℃ 내지 200℃인 조건 하에서 약 0.5시간동안 수행되고, 상기 제2 로스팅 스테이지는 로스팅 용기 내부의 온도가 대략 200℃ 내지 250℃인 조건 하에서 약 0.5시간동안 수행될 수 있다.

로스팅 공정 이후, 밀폐된 로스팅 용기는 상온에서 대략 3시간 내지 6시간 동안 자연냉각된 후 개방될 수 있다. 즉, 로스팅 용기 내 공기는 상기의 자연냉각 이후 외부공기와 연통할 수 있다. 밀폐된 로스팅 용기가 자연냉각되는 동안 판상엽 시트로부터 기상 중으로 방출된 향미성분들 중 적정량의 향미성분들이 상기 판상엽 시트로 환원될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 염기처리된 판상엽 시트의 제조방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 염기처리된 판상엽 시트의 제조방법은 담배재료를 선택하는 단계(S110), 선택된 담배재료를 분쇄하는 단계(S120), 분쇄된 담배재료와 염기성 물질을 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계(S130) 및 염기성 물질이 첨가된 슬러리를 이용하여 판상엽 시트를 제조하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.

담배재료를 선택하는 단계(S110)에서, 담배 재료는 황색종, 버어리종 및 오리엔트종 중 적어도 하나의 담배종을 포함할 수 있다. 예를 들어, 담배 재료는 담배 재료의 총 중량 기준 약 0% 내지 20%의 황색종과, 약 0% 내지 50%의 버어리종 및 약 0% 내지 30%의 오리엔트종을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.

또한, 상기 담배 재료는 필러 담배를 포함할 수도 있다. 여기서 필러 담배는 특정 담배 유형이 아니지만 배합물에 사용된 다른 담배 유형을 보완하기 위해 주로 사용되며 최종 제품에 특정 특성의 향기 방향을 유도하지 않는 담배를 의미할 수 있다. 필러 담배는 줄기, 주맥 또는 잎자루로부터 얻어질 수 있다.

선택된 담배재료를 분쇄하는 단계(S120)에서, 선택된 담배재료는 슬러리를 형성하기에 적합한 입자 크기로 분쇄될 수 있다. 예를 들면, 분쇄된 담배 재료, 즉 담배 분말(tobacco powder)은 대략 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 평균 입자 크기를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

분쇄된 담배 재료와 염기성 물질을 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계(S130)는, 분쇄된 담배 재료와 구아검, 아라비아 검 등의 바인더를 혼합하는 공정, 혼합된 용액을 슬러리 혼합 탱크로 이송하는 공정, 펄프를 슬러리 혼합 탱크로 이송하는 공정 등을 포함할 수 있다. 또한, 슬러리 준비를 위해, 펄프 및 글리세롤 현탁액 등이 담겨있는 슬러리 혼합 탱크에 담배 분말 배합물을 투여할 수도 있다. 여기서, 슬러리의 균일성 및 균질성을 보장하기 위해 고 전단 혼합기(high shear mixer)로 슬러리를 가공할 수 있다. 또한, 물을 슬러리에 첨가하여 원하는 점도 및 수분을 얻을 수도 있다.

일부 실시예들에서, 담배재료와 혼합되는 상기 염기성 물질은 탄산칼륨, 중탄산칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼슘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 염기성 물질은 슬러리의 pH가 7 내지 10, 바람직하게는 7.0 내지 9.0, 더욱 바람직하게는 7.5 내지 9.5가 되도록 첨가될 수 있다. 한편, 도 2에서는 염기성 물질이 슬러리를 제조하는 단계(S130)에서 담배재료와 함께 혼합되는 것으로 설명하였으나, 일부 실시예들에서는 이와 달리 먼저 담배재료를 이용하여 슬러리를 제조한 이후 제조된 슬러리에 염기성 물질을 첨가할 수도 있다.

염기성 물질이 첨가된 슬러리를 이용하여 판상엽 시트를 제조하는 단계(S140)는, 염기성 물질이 혼합된 슬러리를 주조하는 공정과 주조된 슬러리를 건조하는 공정을 포함할 수 있으며, 이에 따라 균질하고 균일한 두께를 가지는 염기성 물질이 첨가된 판상엽 시트가 제조될 수 있다.

이와 같이 제조된 염기성 물질이 첨가된 판상엽 시트는 황색종, 버어리종, 오리엔트종 중 적어도 하나를 포함하는 담배원료; 탄산칼륨, 중탄산칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼슘 중 적어도 하나를 포함하는 염기성 물질; 글리세린, 프로필렌 글리콜 중 적어도 하나를 포함하는 보습제; 구아검, 아라비아 검 중 적어도 하나를 포함하는 바인더; 및 셀룰로오스계 펄프를 포함하도록 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 일부 실시예들에 따른 염기처리된 판상엽 시트의 제조방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 염기처리된 판상엽 시트의 제조방법은 담배재료를 선택하는 단계(S210), 선택된 담배재료를 분쇄하는 단계(S220), 분쇄된 담배재료를 이용하여 슬러리를 제조하는 단계(S230), 슬러리를 이용하여 판상엽 시트를 제조하는 단계(S250) 및 판상엽 시트에 염기성 물질을 첨가하는 단계(S260)를 포함할 수 있다. 별다른 설명이 없는 한, 상기 S210단계 내지 S250단계 각각은 도 2를 참조하여 상술한 S110단계 내지 S140단계 각각과 유사한 방식으로 수행될 수 있다.

본 실시예에서의 염기성 물질 첨가공정은, 슬러리 제조 단계(S230)가 아닌 판상엽 시트 제조 단계(S250)의 과정 동안 또는 그 이후 별개의 단계로 수행될 수 있다.

일부 실시예들에서, 염기성 물질 첨가공정은 도 3에 도시된 것처럼 판상엽 시트의 제조 단계(S250) 이후, 건조된 판상엽 시트에 염기성 물질을 고르게 분사함으로써 수행될 수 있다. 이러한 염기성 물질 분사 방식은 슬러리식 판상엽 시트의 제조 방식이 아닌 경우, 예를 들면 제지식 판상엽 시트의 제조 방식 등에서 활용될 수도 있다.

다른 일부 실시예들에서, 염기성 물질 첨가공정은 도 3에 도시된 것과 달리 판상엽 시트의 제조 단계(S250) 동안 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 판상엽 시트의 제조 단계(S250)는 S230단계에서 제조된 슬러리를 주조하는 공정, 주조된 슬러리상에 염기성 물질을 첨가하는 공정, 및 주조된 염기성 물질이 첨가된 슬러리를 건조하는 공정을 포함할 수 있다. 이와 같이 슬러리가 주조장치상에서 균질하고 균일한 두께를 가지도록 주조된 상태로서 건조되기 이전에 염기성 물질을 첨가할 경우, 슬러리 상태에서 혼합하는 경우나 건조된 판상엽상에 분사되는 것보다 저온에서의 니코틴 이행량 확보 및 염기처리에 의한 이취문제 해소에 유리하게 된다.

이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

비교예 1

실시예를 위해 시험용으로 제조된 도 7에 도시된 흡연물품(300)과 동일한 구조를 가지는 비연소형 흡연물품을 제조하였다. 특히, 흡연물질 로드(rod)부(310, 도 7 참조)에는 pH조절 공정(염기성 물질 첨가 등)과 로스팅 공정이 적용되지 않은 가공된 판상엽 시트 형태의 흡연물질이 사용되었다.

실시예 1

흡연물질 로드부에 로스팅된 흡연물질이 사용된 점을 제외하고, 비교예 1에서와 동일한 흡연물품을 제조하였다. 비교예 1과 마찬가지로, pH조절 공정은 적용되지 않았다. 흡연물질의 로스팅은 건식 로스팅 방식으로 수행되었으며, 로스팅 용기 내부의 온도가 100℃ 내지 150℃, 로스팅 용기 내부에 투입된 흡연물질의 온도가 50℃ 내지 100℃인 조건 하에서 약 2.5시간동안 수행되었다.

실시예 2

로스팅을 약 5시간 동안 수행한 것을 제외하고 실시예 1에서와 동일한 흡연물품을 제조하였다. 즉, 흡연물질의 로스팅은 로스팅 용기 내부의 온도가 100℃ 내지 150℃, 로스팅 용기 내부에 투입된 흡연물질의 온도가 50℃ 내지 100℃인 조건 하에서 약 5시간동안 수행되었다.

실시예 3

로스팅 온도조건을 제외하고 실시예 1에서와 동일한 흡연물품을 제조하였다. 흡연물질의 로스팅은 로스팅 용기 내부의 온도가 200℃ 내지 250℃, 로스팅 용기 내부에 투입된 흡연물질의 온도가 100℃ 내지 180℃인 조건 하에서 약 2.5시간동안 수행되었다.

실시예 4

로스팅을 약 5시간 동안 수행한 것을 제외하고 실시예 3에서와 동일한 흡연물품을 제조하였다. 즉, 흡연물질의 로스팅은 로스팅 용기 내부의 온도가 200℃ 내지 250℃, 로스팅 용기 내부에 투입된 흡연물질의 온도가 100℃ 내지 180℃인 조건 하에서 약 5시간동안 수행되었다.

실시예 5

로스팅 온도조건을 제외하고 실시예 1에서와 동일한 흡연물품을 제조하였다. 흡연물질의 로스팅은 로스팅 용기 내부의 온도가 350℃ 내지 400℃, 로스팅 용기 내부에 투입된 흡연물질의 온도가 250℃ 내지 310℃인 조건 하에서 약 2.5시간동안 수행되었다.

실시예 6

흡연물질의 pH가 약 8이 되도록 염기처리한 후, 로스팅 용기 내부의 온도가 200℃ 내지 250℃, 로스팅 용기 내부에 투입된 흡연물질의 온도가 100℃ 내지 180℃인 조건 하에서 약 1시간동안 흡연물질을 건식 로스팅하였다.

실험예 1: 염기처리여부 및 로스팅 공정조건에 따른 니코틴 이행률 평가

비교예 및 실시예들별 니코틴 이행률을 평가하기 위해, 상술한 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 따라 제조된 흡연물품들의 니코틴 이행률을 분석하여 표 1에 나타내었다. 실험예 1에서의 흡연물품들은 후술할 도 9에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)와 동일한 구조를 가지는 에어로졸 생성 장치에 삽입되어 약 150℃ 내지 200℃로 가열되며 에어로졸을 생성하였고, 표 1에서의 니코틴 이행률은 흡연물품에 포함된 총 니코틴량 대비 에어로졸에 포함된 총 니코틴량의 비율로 계산되었다.

구분	로스팅 조건			수분 감소율(%)	니코틴 이행률(%)
	시간(h)	내부온도(℃)	매질부 온도(℃)
비교예 1	로스팅 미진행			-	4.3
실시예 1	2.5	100~150	50~100	2	12.5
실시예 2	5	100~150	50~100	3	16.7
실시예 3	2.5	200~250	100~180	6	24.9
실시예 4	5	200~250	100~180	8	23.0
실시예 5	2.5	350~400	250~310	12	13.8
실시예 6	1	200~250	100~180	3	25.1

표 1에 나타난 것과 같이, 로스팅된 흡연물질이 사용된 실시예 1 내지 6 모두에서 로스팅되지 않은 흡연물질이 사용된 비교예 1 대비 높은 니코틴 이행률이 나타났음을 확인할 수 있으며, 이를 통해 흡연물질을 로스팅하여 비연소형 흡연물품을 제조할 경우 니코틴 이행률을 증가시킬 수 있고 이에 따라 사용자의 끽미감을 증진시킬 수 있음을 예상할 수 있다.즉, 비연소형 흡연물품에 로스팅된 흡연물질을 채용할 경우 로스팅 전 흡연물질 내에 존재하던 니코틴과 유기산의 이온결합 상태인 니코틴염 중 적어도 일부를 프리니코틴 상태로 전환시켜, 흡연물품의 흡연 시 기존보다 더 낮은 가열온도에서도 높은 끽미 이행이 가능하고, 로스팅에 따라 흡연물질 고유의 깊은 풍미를 증대시킬 수 있게 된다.

특히, 로스팅 용기 내부의 온도가 200℃ 내지 250℃, 로스팅 용기 내부에 투입된 흡연물질의 온도가 100℃ 내지 180℃인 조건 하에서 약 2.5시간동안 건식 로스팅 방식으로 수행된, 수분감소율이 약 6%인 실시예 3에서의 니코틴 이행률 증대 효과가 염기처리되지 않은 실시예들 중 가장 우수한 것으로 나타났다. 실시예 3 대비 낮은 온도 및/또는 적은 공정시간의 실시예들(실시예 1 내지 2)에서는 프리니코틴 상태로의 전환량이 충분하지 않아 니코틴 이행률 증대 효과가 상대적으로 낮아진 것으로 예측되며, 실시예 3 대비 높은 온도 및/또는 많은 공정시간의 실시예들(실시예 4 내지 5)에서는 필요 이상의 가열에 의해 흡연물질의 수분이 과다하게 감소하거나, 흡연물질이 탄화되거나, 흡연물질 내 프리니코틴의 분해(decomposition) 현상 발생 등에 의해 니코틴 이행률 증대 효과가 상대적으로 낮아진 것으로 예측된다.

더욱이, 실시예 3에서와 동일한 온도조건 하에서 더 짧은 시간동안(1시간) 로스팅이 수행된 실시예 6에서의 니코틴 이행률 증대 효과가 실시예 3 대비 동등 또는 그 이상인 것으로 나타났다. 이와 같이 판상엽 시트를 염기처리 후 로스팅을 수행 시 니코틴 이행률 증대를 위한 로스팅 시간을 단축시킬 수 있으며, 나아가 후술할 관능평가 결과와 같이 염기처리에 따른 이취문제 또한 해소할 수 있게 된다.

실험예 2: 관능 평가

염기처리 및 로스팅이 수행되지 않은 흡연물질이 채용된 비교예 1, 염기처리없이 건식 로스팅만 수행된 흡연물질이 채용된 실시예 3 및 5, pH 8로 염기처리된 판상엽 시트에 건식 로스팅을 수행한 실시예 6의 흡연물품들의 흡연 중 관능 평가를 실시하였다. 관능 특성 평가는 총 61명의 평가 패널원을 대상으로 실시하였으며, 총 7점 만점을 기준으로 하였다.

도 4는 비교예 1, 실시예 3, 실시예 5 및 실시예 6에 따른 흡연물품들의 관능 특성 평가 결과이다. 도 4에 나타난 것과 같이, 실시예 3, 실시예 5 및 실시예 6 모두에서 비교예 1 대비 흡연중 타격감과 끽미감이 큰 것으로 나타났다.

실시예 3 및 실시예 6에서는 비교예 1 대비 이취미가 상당히 낮아진 것을 볼 수 있으나, 실시예 5에서는 비교예 1 대비 오히려 이취미가 증가한 것을 확인할 수 있고, 이는 실시예 5에서 필요 이상의 로스팅 온도에 의해 흡연물질이 탄화됨으로써 이취미가 증가한 것으로 예상된다. 실시예 6의 흡연물질이 염기처리된 점을 감안할 때, 실시예 6에서는 실시예 3 대비 이취미가 약소하게 증가하였지만 염기처리없이 제조된 비교예 1 대비 이취미가 약 63%수준으로 감소한 점에서, 판상엽 시트를 염기처리 후 로스팅을 수행하는 것이 흡연관능에 매우 유리함을 확인할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 염기처리된 흡연물질은 도 5 내지 도 7에 도시된 비연소형 흡연물품들(100, 200, 300)의 흡연물질 로드부(110, 210, 310)에 채용될 수 있다. 다만, 염기처리된 흡연물질 로드부가 채용된 비연소형 흡연물품의 구조가 이에 제한되지 않음은 물론이다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡연물품들의 개략적인 구성을 도시한 도면들이다.

도 5를 참조하면, 흡연물품(100)은 흡연물질 로드부(110), 제1 필터 세그먼트(120), 제2 필터 세그먼트(130), 제3 필터 세그먼트(140) 및 래퍼(160)를 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 상기 흡연물질 로드부(110), 제1 필터 세그먼트(120), 제2 필터 세그먼트(130) 및 제3 필터 세그먼트(140) 중 적어도 하나는 래퍼(160)에 의해 포장되기 전 별개의 래퍼들로 각각 포장될 수 있다. 예를 들어, 흡연물질 로드부(110)는 흡연물질 래퍼(미도시)에 의하여 포장되고, 제1 필터 세그먼트(120), 제2 필터 세그먼트(130) 및 제3 필터 세그먼트(140) 중 적어도 하나는 필터 래퍼(미도시)에 의하여 포장될 수 있다.

흡연물품(100)의 직경은 대략 4mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 대략 45mm 내지 50mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 흡연물질 로드부(110)의 길이는 약 12mm, 제1 필터 세그먼트(120)의 길이는 약 10mm, 제2 필터 세그먼트(130)의 길이는 약 14mm, 제3 필터 세그먼트(140)의 길이는 약 12mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

흡연물질 로드부(110)는 판상엽 시트(reconstituent　tobacco sheet)로 충진될 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 흡연물질 로드부(110)는 판상엽 시트가 세절된 복수의 담배 가닥들로 충진될 수도 있다. 예를 들어, 흡연물질 로드부(110)는 복수의 담배 가닥들이 서로 같은 방향(평행)으로 또는 무작위로 합쳐져서 형성될 수 있다.

흡연물질 로드부(110)로 가공되기 전의 담배 원료는 담배 잎 조각, 담배 줄기 및/또는 담배 처리 중 발생된 담배 미분일 수 있으며, 이러한 담배 원료는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 제조방법에 의해 흡연물질 로드부(110)로 가공될 수 있다.

제1 필터 세그먼트(120)는 내부에 중공(120H)을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다.

제1 필터 세그먼트(120)의 외경은 대략 3mm 내지 10mm, 예를 들면 약 7mm일 수 있다. 제1 필터 세그먼트(120)에 포함된 중공(120H)의 직경은 대략 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제1 필터 세그먼트(120)는 셀룰로오스 아세테이트를 이용하여 제조될 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 생성 장치의 히터가 흡연물품에 삽입되는 상황에서 흡연물질 로드부(110)의 내부 물질이 뒤로(즉, 하류 방향으로) 밀리는 현상을 방지할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과 또한 발생될 수 있다.

제2 필터 세그먼트(130)는 히터(130)가 흡연물질 로드부(110)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시키는 냉각 부재로서의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다.

제2 필터 세그먼트(130)는 압출 방식 또는 섬유의 직조 방식을 통하여 제작될 수 있다. 제2 필터 세그먼트(130)는 단위 면적 당 표면적(즉, 에어로졸과 접촉하는 표면적)을 늘리기 위하여 다양한 형태들로 제작될 수 있다.

제2 필터 세그먼트(130)는 폴리머 섬유를 직조하여 제작될 수 있다. 이 경우, 폴리머로 제조된 섬유에 가향액을 도포할 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유와 폴리머로 제조된 섬유를 함께 직조하여 제2 필터 세그먼트(130)를 제작할 수도 있다.

제2 필터 세그먼트(130)는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질을 이용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 고분자 물질은 젤라틴, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP) 및 그들의 조합이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 생분해성 고분자 물질로는, 폴리락트산(PLA), 폴리히드록시부티레이트(PHB), 셀룰로오스 아세테이트, 폴리-엡실론-카프로 락톤(PCL), 폴리글리콜산(PGA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHAs) 및 전분계 열가소성 수지가 포함되나, 이에 한정되지는 않는다.

제2 필터 세그먼트(130)의 외부로 종이 또는 고분자 물질을 소재로 한 래퍼가 감싸지는 공정이 추가될 수도 있다. 여기에서, 고분자 물질은 젤라틴, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP) 및 그들의 조합이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다.

제2 필터 세그먼트(130)는 다공성 종이 시트가 권취됨으로써 형성될 수도 있다. 즉, 제2 필터 세그먼트(130) 내부에는 제2 필터 세그먼트(130)의 길이 방향을 따라 기류(예를 들어, 에어로졸)가 통과할 수 있도록, 권취된 다공성 종이 시트가 위치할 수 있다.

제3 필터 세그먼트(140)는, 흡연물품(100)의 하류 말단에 위치함으로써 상류로부터 전달된 에어로졸을 사용자에게 최종적으로 전달하는 마우스 피스로서의 역할을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 필터 세그먼트(140)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 도시되지 않았으나, 제3 필터 세그먼트(140)는 리세스 필터로 제작될 수도 있다.

일부 실시예에서, 제3 필터 세그먼트(140)에는 적어도 하나의 캡슐(미도시)이 포함될 수도 있다. 상기 캡슐은 예를 들면, 향료를 포함하는 내용액을 피막으로 감싼 구형 또는 원통형의 캡슐일 수 있다.

제3 필터 세그먼트(140)를 제작하는 과정에서, 제3 필터 세그먼트(140)에 가향액을 분사함으로써 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유를 제3 필터 세그먼트(140)의 내부에 삽입할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 흡연물품(200)은 흡연물질 로드부(210), 제1 필터 세그먼트(220), 제2 필터 세그먼트(230), 제3 필터 세그먼트(240) 및 래퍼(260)를 포함할 수 있다.

흡연물품(200)의 흡연물질 로드부(210), 제1 필터 세그먼트(220), 제3 필터 세그먼트(240) 및 래퍼(260) 각각은 도 5를 참조하여 설명한 흡연물질 로드부(110), 제1 필터 세그먼트(120), 제3 필터 세그먼트(140) 및 래퍼(160) 각각과 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있으며, 이하에서는 설명의 간략화를 위해 도 5를 참조하여 설명한 흡연물품(100)과의 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

본 실시예에서의 제2 필터 세그먼트(230)는 도 5를 참조하여 설명한 제2 필터 세그먼트(130)와 달리, 제1 필터 세그먼트(220)와 유사하게 내부에 중공(230H)을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 중공의 단면 형상은 다각형 또는 원일 수 있으나, 중공의 크기 및 형상은 이에 제한되지 않는다.

제2 필터 세그먼트(230)는 제1 필터 세그먼트(220)에 접경하고 제1 필터 세그먼트(220)의 하류에 위치할 수 있다.

제2 필터 세그먼트(230)의 직경은 7mm 내지 9mm일 수 있고, 예를 들면, 약 7.9mm일 수 있다. 제2 필터 세그먼트(230)의 내경은 약 3.0mm 내지 5.5mm일 수 있고, 예를 들어 약 4.2mm일 수 있다. 이 때, 제2 필터 세그먼트(230)의 내경은 제1 필터 세그먼트(220)의 내경보다 클 수 있다. 일 예로, 제1 필터 세그먼트(220)의 내경은 약 2.5mm이고, 제2 필터 세그먼트(230)의 내경은 약 4.2mm일 수 있다.

제1 필터 세그먼트(220)의 내경과 제2 필터 세그먼트(230)의 내경이 서로 상이하기 때문에, 제1 필터 세그먼트(220)의 중공(220H)과 제2 필터 세그먼트(230)의 중공(230H) 내에서 유동하는 주류연이 확산될 수 있다. 확산된 주류연은 에어로졸 발생 물품(100)의 하류 방향으로의 편향성이 감소됨에 따라 제2 필터 세그먼트(230)의 내부로 유동하는 외부 공기와의 접촉 면적 및 시간이 증가하게 되며, 이에 따라 주류연의 냉각 효과는 향상될 수 있다.

제2 필터 세그먼트(230)는 외부의 기체가 외부로부터 제2 필터 세그먼트(230)의 중공으로 유입될 수 있는 소재를 포함할 수 있으며, 소재는 복수 개의 재료의 혼합물일 수 있다. 소재는 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 토우일 수 있다.

도 7을 참조하면, 흡연물품(300)은 전단 필터 세그먼트(350), 흡연물질 로드부(310), 제1 필터 세그먼트(320), 제3 필터 세그먼트(340) 및 래퍼(360)를 포함할 수 있다.

흡연물품(300)의 흡연물질 로드부(310), 제1 필터 세그먼트(320), 제3 필터 세그먼트(340) 및 래퍼(360) 각각은 도 5를 참조하여 설명한 흡연물질 로드부(110), 제1 필터 세그먼트(120), 제3 필터 세그먼트(140) 및 래퍼(160) 각각과 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있으며, 이하에서는 설명의 간략화를 위해 도 5를 참조하여 설명한 흡연물품(100)과의 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

흡연물품(300)은 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명한 흡연물품들(100, 200)과 달리, 흡연물질 로드부(310)의 상류에서 흡연물질 로드부(310)와 접경하는 전단 필터 세그먼트(350)를 더 포함할 수 있다.

전단 필터 세그먼트(350)는 흡연물질 로드부(310)가 흡연물품(300) 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중 흡연물질 로드부(310)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 생성 장치(1000, 도 8 내지 도 9 참조)로 흘러 들어가는 것 또한 방지할 수 있다. 또한, 전단 필터 세그먼트(350)는 채널(350H)을 포함하므로, 전단 필터 세그먼트(350)의 상류측 단부로 유입되는 에어로졸이 용이하게 전단 필터 세그먼트(350)의 하류측 단부로 빠져나갈 수 있어서 사용자가 용이하게 에어로졸을 흡입할 수 있다.

일부 실시예들에서, 전단 필터 세그먼트(350)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 전단 필터 세그먼트(350)는 상류측 단부에서 하류측 단부를 항해 연장하는 채널(350H)을 포함할 수 있다. 채널(350H)은 전단 필터 세그먼트(350)의 중앙에 위치할 수 있다. 예를 들어, 채널(350H)의 중심은 전단 필터 세그먼트(350)의 중심과 일치할 수 있다.

본 실시예에서의 채널(350H)은 단면 형상이 원형인 것으로 도시되었으나, 채널(350H)의 단면 형상은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 채널(350H)의 단면 형상은 삼엽(三葉) 형상일 수 있다.

도 8 내지 도 9는 에어로졸 생성 장치에 본 발명의 일부 실시예들에 따른 흡연물품이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.

도 8을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 배터리(1100), 제어부(1200) 및 히터(1300)를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 공간에는 궐련(10)이 삽입될 수 있다.

도 8에는 배터리(1100), 제어부(1200) 및 히터(1300)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있으나, 에어로졸 생성 장치(1000)의 내부 구조는 도 8에 도시된 것에 한정되지 않는다. 즉, 에어로졸 생성 장치(1000)의 설계에 따라 배터리(1100), 제어부(1200) 및 히터(1300)의 배치관계는 변경될 수 있다.

나아가, 도 8에 도시된 에어로졸 생성 장치(1000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있으며, 도 8에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1000)에 더 포함될 수 있음은 물론이다.

또한, 도 8에는 에어로졸 생성 장치(1000)에 히터(1300)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(1300)는 생략될 수도 있다.

궐련(10)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1000)는 히터(1300)를 작동시켜 궐련(10)으로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(1300)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(10)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다.

필요에 따라, 궐련(10)이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1000)는 히터(1300)를 가열할 수 있다.

배터리(1100)는 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(1100)는 히터(1300)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(1200)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(1100)는 에어로졸 생성 장치(1000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등(미도시)이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

제어부(1200)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1200)는 배터리(1100) 및 히터(1300) 뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(1000)에 포함될 수 있는 다른 구성들의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1200)는 에어로졸 생성 장치(1000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.

제어부(1200)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

히터(1300)는 배터리(1100)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1000)에 삽입되면, 히터(1300)는 궐련(10)의 내측 일부 영역으로 삽입되고, 가열된 히터(1300)는 궐련(10) 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 히터(1300)는 도 8에 도시된 것과 달리 외부가열식 히터일 수 있다. 이 경우 히터(1300)는 장치에 삽입된 궐련(10)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 도시된 것과 달리 에어로졸 생성 장치(1000)에는 히터(1300)가 복수개 배치될 수도 있다. 일 예로, 복수개의 히터(1300)들은 모두 궐련(10)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(10)의 외부에 배치될 수도 있다. 다른 예로, 복수개의 히터(1300)들 중 일부는 궐련(10)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(10)의 외부에 배치될 수도 있다.

한편, 히터(1300)의 형상이 도 8에 도시된 것에 한정되지 않음은 물론이다. 예를 들어, 히터(1300)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(10)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.

히터(1300)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(1300)는 전기 전도성 트랙을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(1300)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(1300)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.

한편, 다른 예로, 히터(1300)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(1300)에는 궐련(10)을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련(10)은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터(미도시)를 포함할 수 있다.

도 9를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(2000)는 배터리(2100), 제어부(2200), 히터(2300) 및 증기화기(2400)를 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 장치(2000)의 배터리(2100), 제어부(2200) 및 히터(2300) 각각은 도 8을 참조하여 설명한 배터리(1100), 제어부(1200), 히터(1300) 각각과 실질적으로 동일유사한 구성을 가질 수 있으며, 이하에서는 설명의 간략화를 위해 도 8을 참조하여 설명한 에어로졸 생성 장치(1000)와의 차이점만을 위주로 설명하도록 한다.

궐련(10)이 에어로졸 생성 장치(2000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(2000)는 히터(2300) 및/또는 증기화기(2400)를 작동시켜, 궐련(10) 및/또는 증기화기(2400)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(2300) 및/또는 증기화기(2400)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(10)을 통과하여 사용자에게 전달된다. 궐련이 에어로졸 생성 장치(2000)에 삽입되면, 히터(2300)는 궐련(10)의 외측 일부 영역에 접하거나 인접하게 배치되고, 이에 따라 가열된 히터(2300)는 궐련(10) 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.

히터(2300)는 전기 저항성 히터 또는 유도 가열식 히터 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

한편, 히터(2300)는 도 9에 도시된 것과 달리 내부가열식 히터일 수 있다. 이 경우 히터(2300)는 궐련(10)의 내측 일부 영역으로 삽입될 수 있다. 또한, 도 8을 참조하여 상술한 것과 같이, 에어로졸 생성 장치(2000)에는 히터(2300)가 복수개 배치될 수도 있음은 물론이다.

증기화기(2400)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(10)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다.

다시 말해, 증기화기(2400)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(2000)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(2400)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 증기화기(2400)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(2000)에 포함될 수도 있다.

액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(2400)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(2400)와 일체로서 제작될 수도 있다.

액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.

한편, 도 9에는 증기화기(2400) 및 히터(2300)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이와 달리 증기화기(2400) 및 히터(2300)는 일렬로 배치될 수도 있다. 예를 들어, 증기화기(2400)는 히터(2300)의 상류에서 히터(2300)와 일렬로 배치될 수 있다.

상술한 증기화기(2400)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer) 등으로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

배터리(2100)는 에어로졸 생성 장치(2000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(2100)는 히터(2300) 또는 증기화기(2400)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(2200)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.

제어부(2200)는 에어로졸 생성 장치(2000)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(2200)는 배터리(2100) 및 히터(2300)뿐 아니라 증기화기(2400)의 동작을 추가적으로 제어할 수 있다.

한편, 도 8 내지 도 9를 참조하여 설명한 에어로졸 생성 장치(1000, 2000)에는 배터리(1100, 2100), 제어부(1200, 2200), 히터(1300, 2300) 및 증기화기(2400) 외에 범용적인 구성들이 더 포함될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1000, 2000)에는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터가 포함될 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1000, 2000)에는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)가 포함될 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1000, 2000)는 궐련(10)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.

한편, 도 8 내지 도 9에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1000, 2000)는 별도의 크래들(미도시)과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1000, 2000)의 배터리(1100, 2100)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1000, 2000)가 결합된 상태에서 히터(1300, 2300)가 가열될 수도 있다.

궐련(10)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제1 부분과 필터 등을 포함하는 제2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(10)의 제2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제2 부분에 삽입될 수도 있다.

에어로졸 생성 장치(1000, 2000)의 내부에는 궐련(10)의 제1 부분 전체가 삽입되고, 궐련(10)의 제2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1000, 2000)의 내부에 제1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제1 부분 전체 및 제2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달될 수 있다.

상기한 궐련(10)은 도 5 내지 도 7에 도시된 흡연물품들(100, 200, 300)과 같이 다양한 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 흡연물품
110: 흡연물질 로드부
120: 제1 필터 세그먼트
130: 제2 필터 세그먼트
140: 제3 필터 세그먼트
350: 전단 필터 세그먼트
160: 래퍼
1000: 에어로졸 생성 장치
1100: 배터리
1200: 제어부
1300: 히터
2400: 증기화기

Claims (15)

1. 흡연물질 로드부;
   상기 흡연물질 로드부의 하류에 위치하는 마우스피스부;
   상기 흡연물질 로드부의 하류에 위치하며 상기 마우스피스부의 상류에 위치하는 적어도 하나 이상의 중공형 필터부; 및
   상기 흡연물질 로드부, 상기 냉각구조체 및 상기 마우스피스부를 감싸는 래퍼를 포함하고,
   상기 흡연물질 로드부는 염기(鹽基)처리된 판상엽 물질로 충진된 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 염기처리된 판상엽 물질의 pH는 7.0 내지 9.0인 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나 이상의 중공형 필터부는 상기 흡연물질 로드부의 하류에서 상기 흡연물질 로드부의 하류 말단과 접하는 지지구조체와, 상기 지지구조체의 하류에서 상기 지지구조체의 하류 말단과 접하되 상기 마우스피스부의 상류에서 상기 마우스피스부의 상류 말단과 접하는 냉각구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 염기처리된 판상엽 물질은 염기처리된 판상엽 시트 또는 상기 염기처리된 판상엽 시트가 세절된 복수의 염기처리된 판상엽 가닥들인 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 염기처리된 판상엽 시트의 폭은 1mm 내지 6mm이고, 길이는 8mm 내지 17mm이며, 두께는 0.1mm 내지 1.5mm인 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 염기처리된 판상엽 가닥들 각각의 폭은 0.8mm 내지 1.2mm이고, 길이는 10mm 내지 14mm이며, 두께는 0.1mm 내지 1.5mm인 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 염기처리된 판상엽 물질은 로스팅(roasting)된 판상엽 물질인 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 염기처리된 판상엽 물질은 황색종, 버어리종, 오리엔트종 중 적어도 하나를 포함하는 담배원료; 탄산칼륨, 중탄산칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼슘 중 적어도 하나를 포함하는 염기성 물질; 글리세린, 프로필렌 글리콜 중 적어도 하나를 포함하는 보습제; 구아검, 아라비아 검 중 적어도 하나를 포함하는 바인더; 및 셀룰로오스계 펄프를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품.
   
9. 비연소형 흡연물품의 제조방법으로서,
   염기처리된 판상엽 시트를 준비하는 단계;
   상기 염기처리된 판상엽 시트를 가공하는 단계;
   상기 가공된 판상엽 시트를 포함하는 흡연물질 로드부를 제조하는 단계; 및
   상기 흡연물질 로드부를 포함하는 상기 비연소형 흡연물품을 조립하는 단계를 포함하는, 비연소형 흡연물품의 제조방법.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 염기처리된 판상엽 시트를 준비하는 단계는,
    담배재료를 선택하는 단계;
    상기 선택된 담배재료를 분쇄하는 단계;
    상기 분쇄된 담배재료와 염기성 물질을 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및
    상기 염기성 물질이 혼합된 상기 슬러리를 이용하여 판상엽 시트를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품의 제조방법.
    
11. 제9 항에 있어서,
    상기 염기처리된 판상엽 시트를 준비하는 단계는,
    담배재료를 선택하는 단계;
    상기 선택된 담배재료를 분쇄하는 단계;
    상기 분쇄된 담배재료를 이용하여 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 슬러리를 이용하여 판상엽 시트를 제조하는 단계; 및
    상기 제조된 판상엽 시트에 염기성 물질을 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품의 제조방법.
    
12. 제9 항에 있어서,
    상기 염기처리된 판상엽 시트를 가공하는 단계와 상기 흡연물질 로드부를 제조하는 단계 사이에,
    상기 가공된 판상엽 시트를 로스팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품의 제조방법.
    
13. 제12 항에 있어서,
    상기 로스팅된 판상엽 시트는 상기 로스팅 단계 이전의 상기 가공된 판상엽 시트의 중량 대비 85% 내지 98%의 중량을 가지는 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품의 제조방법.
    
14. 제12 항에 있어서,
    상기 로스팅 단계는 건식 로스팅(dry roasting) 방식으로 수행되고,
    상기 로스팅 단계에서의 상기 가공된 판상엽 시트의 pH는 7.0 내지 9.0이며,
    상기 로스팅 단계는 로스팅 용기 내부의 온도가 200℃ 내지 250℃, 상기 로스팅 용기 내부에 투입된 상기 가공된 판상엽 시트의 온도가 100℃ 내지 180℃인 조건 하에서 0.5시간 내지 1.5시간 동안 수행되며,
    상기 로스팅 단계에 의한 상기 가공된 판상엽 시트의 수분감소율은 2% 내지 4%인 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품의 제조방법.
    
15. 제14 항에 있어서,
    상기 로스팅 용기는 상기 로스팅 용기 내부와 유체연통하는 냉각부를 포함하되, 상기 냉각부는 상기 로스팅 용기 내부 및 상기 냉각부와 유체연통하지 않으며 내부에 냉각물질이 순환되는 냉각장치에 의해 냉각되며,
    상기 로스팅 단계에서, 상기 가공된 판상엽 시트가 가열됨으로써 기상 중으로 방출되는 향미성분의 적어도 일부는 상기 냉각물질에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 냉각되어 상기 가공된 판상엽 시트로 환원되는 것을 특징으로 하는, 비연소형 흡연물품의 제조방법.

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