KR20210128223A - 담배과립 및 그의 제조방법과, 상기 담배과립을 포함하는 흡연물품 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 담배분말원료로 형성된 담배과립 코어 및 상기 담배과립 코어 상에 레이어링되며 제2 담배분말원료로 형성된 적어도 하나의 담배과립 쉘층을 포함하는 담배과립이 제공된다.

Description

담배과립 및 그의 제조방법과, 상기 담배과립을 포함하는 흡연물품{TOBACCO GRANULES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND A SMOKING ARTICLE INCLUDING THE TOBACCO GRANULES}

본 발명은 담배과립 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이취미를 감소시킴과 동시에 무화량 조절이 가능하고, 다양한 담배분말원료의 블랜딩을 통한 다양한 끽미감 확보 또한 가능한 담배과립 및 그의 제조방법과, 상기 담배과립을 포함하는 흡연물품에 관한 것이다.

종래의 담배과립 제조방법들은 담배분말원료들간의 양호한 결합력, 표면물성, 점도 및 경도 등을 확보하고자 과립 형성공정에서 하이드록시프로필 메틸셀룰로스, 검 및 전분 등을 포함하는 결합제가 일반적으로 사용된다. 한편 이러한 결합제를 이용하여 제조된 담배과립의 경우 사용자의 흡연 시 섬유취 등의 이취(異臭)를 유발할 수 있으며, 흡연을 위해 담배과립을 연소시키거나 가열할 경우 담배과립의 경화에 의해 담배분말간 공극이 작아지거나 없어져 빨림성이 열화되며 흡연에 의한 끽미감 또한 낮아지게 된다.

따라서, 제품화에 요구되는 수준의 담배과립의 결합력, 표면물성, 점도 및 경도를 확보함과 동시에 흡연시의 이취미 감소, 끽미감 증대 등의 우수한 관능특성을 가질 수 있는 담배과립 및 그의 제조방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 담배과립을 포함한 흡연물품의 흡연 시 이취미를 감소시키고 끽미감을 증대시키며 담배과립 제조공정의 효율성을 높일 수 있는 담배과립 및 그의 제조방법과, 상기 담배과립을 포함하는 흡연물품을 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 실시예들에 따르면, 제1 담배분말원료로 형성된 담배과립 코어; 및 상기 담배과립 코어 상에 레이어링되며 제2 담배분말원료로 형성된 적어도 하나의 담배과립 쉘층을 포함하는 담배과립이 제공된다.

상기 담배과립 코어는 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로만 이루어진 제1 결합제로 제형화될 수 있으며, 상기 담배과립 쉘층 또한 상기 프로필렌 글리콜 및 상기 글리세린으로만 이루어진 제2 결합제로 레이어링될 수 있다. 여기서, 상기 제1 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비는 상기 제2 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비와 동일할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비, 또는 상기 제2 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비는 6:4 내지 8:2일 수 있다.

한편, 상기 제1 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량은 상기 제2 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량보다 크고, 상기 제1 결합제 내 상기 글리세린의 용량은 상기 제2 결합제 내 상기 글리세린의 용량보다 작을 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 담배분말원료 및 상기 제2 담배분말원료는 서로 다른 종류의 담배분말원료일 수 있다.

상기 담배과립 코어의 입경은 0.2mm 내지 0.8mm이고, 상기 담배과립의 입경은 0.9mm 내지 2.0mm일 수 있다.

나아가, 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 적어도 일부 영역이 담배과립으로 충진된 흡연물질부; 및 상기 흡연물질부의 하류에 위치하는 필터부를 포함하며, 상기 담배과립은 제1 담배분말원료로 형성된 담배과립 코어와, 상기 담배과립 코어상에 레이어링되며 제2 담배분말원료로 형성된 적어도 하나의 담배과립 쉘층을 포함하는 흡연물품이 제공된다. 상기 흡연물질부의 상류에 위치하는 전방 플러그를 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 제1 담배분말원료를 제형화하여 담배과립 코어를 형성하는 단계; 및 상기 담배과립 코어 상에 제2 담배분말원료를 레이어링하여 적어도 하나의 담배과립 쉘층을 형성하는 단계를 포함하는 담배과립 제조방법이 제공된다. 여기서, 상기 담배과립 코어 및 상기 담배과립 쉘층 중 적어도 하나는 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로만 이루어진 결합제로 형성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 담배과립 코어를 형성하는 단계에서 투입되는 상기 제1 담배분말원료의 중량 및 상기 결합제의 용량 비는 1:0.9 내지 1:1.1이며, 상기 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비는 6:4 내지 8:2일 수 있다. 또한, 상기 담배과립 쉘층을 형성하는 단계에서 투입되는 상기 제2 담배분말원료의 중량 및 상기 결합제의 용량 비는 1:0.6 내지 1:1이며, 상기 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비는 6:4 내지 8:2일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 담배과립 코어는 탑 스프레이 공정으로 제형화되고, 상기 담배과립 쉘층은 탄젠셜 스프레이 공정으로 레이어링될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 탑 스프레이 공정은 내부온도가 30℃ 내지 50℃, 내부압력이 0.3bar 내지 1.0 bar, 결합제 분사압력이 0.7bar 내지 1bar인 조건 하에서 50분 내지 70분동안 수행되며, 상기 탄젠셜 스프레이 공정은 내부온도가 30℃ 내지 50℃, 내부압력이 0.3bar 내지 0.5bar, 결합제 분사압력이 0.7bar 내지 1bar인 조건 하에서 40분 내지 60분동안 수행될 수 있다.

다른 일부 실시예들에서, 상기 탑 스프레이 공정은 20분 내지 30분간의 제1 제형화 스테이지 및 상기 제1 제형화 스테이지 이후 30분 내지 40분간의 제2 제형화 스테이지로 진행되며, 상기 탄젠셜 스프레이 공정은 20분 내지 30분간의 제1 레이어링 스테이지 및 상기 제1 레이어링 스테이지 이후 30분 내지 40분간의 제2 레이어링 스테이지로 진행되고, 상기 제1 제형화 스테이지 및 상기 제1 레이어링 스테이지는 내부온도가 20℃ 내지 40℃, 내부압력이 0.3bar 내지 0.5bar, 결합제 분사압력이 0.7bar 내지 0.8bar인 조건 하에서 수행되고, 상기 제2 제형화 스테이지는 내부온도가 40℃ 내지 50℃, 내부압력이 0.5bar 내지 1.0bar, 결합제 분사압력이 0.8bar 내지 1.0bar인 조건 하에서 수행되며, 상기 제2 레이어링 스테이지는 내부온도가 40℃ 내지 50℃, 내부압력이 0.3bar 내지 0.5bar, 결합제 분사압력이 0.8bar 내지 1.0bar인 조건 하에서 수행될 수 있다.

한편, 상기 제1 담배분말원료의 입경 및 상기 제2 담배분말원료의 입경은 0.05mm 내지 0.1mm이고, 상기 담배과립 코어의 입경은 0.2mm 내지 0.8mm이며, 상기 담배과립 코어 및 상기 담배과립 쉘층으로 구성된 담배과립의 입경은 0.9mm 내지 2.0mm일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 담배과립의 제조방법에 따르면, 담배과립 코어 및 담배과립 쉘층을 제조하는 과정에서 다양한 담배분말원료의 블랜딩을 용이하게 적용할 수 있어 제품다양성 확보가 가능하며, 결합제로서의 보습제 적용량 조절에 따른 무화량 조절 또한 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 담배과립 및 그의 제조방법에 따를 경우, 담배과립의 제조공정상 HPMC, GUM 등의 성분이 함유되지 않고 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로만 이루어진 결합제를 사용하여 담배과립을 제조할 수 있게 되며, 이에 따라 사용자의 흡연 시 섬유취 등의 이취 유발을 억제할 수 있으며, 흡연을 위해 담배과립을 연소시키거나 가열하더라도 빨림성 열화 또는 끽미감 저하 문제가 발생하지 않게 된다.

나아가, 담배과립 코어를 탑 스프레이 공정으로 제형화하고, 담배과립 쉘층을 탄젠셜 스프레이 공정으로 레이어링하되 보습제 성분만을 결합제로 사용하여 담배과립을 제조할 경우 흡연물품 제품화에 요구되는 수준의 결합력, 표면물성, 점도 및 경도 등의 담배과립 특성을 확보할 수 있으며 나아가 공정효율성 또한 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 담배과립의 제조방법을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 담배과립 코어가 형성되는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따라 적어도 하나의 담배과립 쉘층이 형성되는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 흡연물품의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일부 실시예에 따른 흡연물품의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 따른 흡연물품의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 흡연물품들의 흡연 관능평가 결과를 비교하여 나타낸 도면이다.

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 구성 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.

한편, 흡연물품들(100, 200, 300)에 대한 설명에 있어서 '상류' 또는 '상류 방향'은 흡연물품을 흡연하는 사용자의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고 '하류' 또는 '하류 방향'은 흡연물품을 흡연하는 사용자의 구부로부터 가까워지는 방향을 의미한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 흡연물품(100)에 있어서, 흡연물질부(110)는 필터부(120)의 상류 또는 상류 방향에 위치한다.

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

도 1을 참조하면, 담배과립의 제조방법은 제1 담배분말원료를 제형화하여 담배과립 코어(core)를 형성하는 단계(S10)와, 상기 담배과립 코어 상에 제2 담배분말원료를 레이어링하여 적어도 하나의 담배과립 쉘층(shell layer)을 형성하는 단계(S20)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 담배분말원료 및 제2 담배분말원료는 서로 동일한 종류의 담배분말이거나, 서로 상이한 종류의 담배분말일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 담배과립 코어를 형성하는 단계(S10) 및 상기 담배과립 쉘층을 형성하는 단계(S20)는 유동층(Fluidized Bed) 공정으로 수행될 수 있다.

한편, 종래의 과립 제조방법들은 담배분말원료들간의 양호한 결합력, 표면물성, 점도 및 경도 등을 확보하고자 과립 형성공정에서 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(Hydroxypropyl Methyl Cellulose, HPMC), 검(GUM) 및 전분(STARCH) 등을 포함하는 결합제가 일반적으로 사용된다. 한편 이러한 결합제를 이용하여 제조된 담배과립의 경우 사용자의 흡연 시 섬유취 등의 이취를 유발할 수 있으며, 흡연을 위해 담배과립을 연소시키거나 가열할 경우 담배과립의 경화에 의해 담배분말간 공극이 작아지거나 없어져 빨림성이 열화되며 흡연에 의한 끽미감 또한 낮아지게 된다.

본 발명에 따르면, 상기한 HPMC, GUM 등의 성분을 함유하지 않고 프로필렌 글리콜(Propylene Glycol) 및 글리세린(Glycerin)으로 이루어진 결합제를 사용하여 담배과립을 제조할 수 있게 되며, 이에 따라 사용자의 흡연 시 섬유취 등의 이취 유발을 억제할 수 있으며, 흡연을 위해 담배과립을 연소시키거나 가열하더라도 빨림성 열화 또는 끽미감 저하 문제가 발생하지 않게 된다.

구체적으로, 상기 담배과립 코어를 형성하는 단계(S10) 및 상기 담배과립 쉘층을 형성하는 단계(S20) 중 적어도 하나의 단계는 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로만 이루어진 결합제를 사용하여 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 담배과립 코어 및 상기 담배과립 쉘층은 모두 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로만 이루어진 결합제를 사용하여 형성될 수 있다. 다른 예로, 상기 담배과립 코어 및 상기 담배과립 쉘층 중 어느 하나는 HPMC류 바인더가 일부 함유된 제1 결합제를 사용하여 형성되고, 나머지 하나는 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로만 이루어진 제2 결합제를 사용하여 형성될 수 있다.

한편, 이와 같이 보습제 성분만을 결합제로 사용한 담배과립 제조시 제품화에 요구되는 수준의 결합력, 표면물성, 점도 및 경도를 확보함과 동시에 공정효율성을 높이고자, 본 발명에서의 상기 담배과립 코어는 탑 스프레이(top spray) 공정으로 제형화되고, 상기 담배과립 쉘층은 탄젠셜 스프레이(tangential spray) 공정으로 레이어링 될 수 있으며, 이에 대한 보다 구체적인 내용은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 담배과립 코어가 형성되는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 제1 담배분말원료(1a)는 탑 스프레이 공정에 의해 담배과립(또는 펠릿) 코어(10)로 제형화될 수 있다.

구체적으로, 탑 스프레이 장치 내부에는 제1 담배분말원료(1a)가 투입되고 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로 이루어진 제1 결합제(2a)가 스프레잉 될 수 있으며, 장치 내부의 제1 담배분말원료들(1a)은 공정이 진행됨에 따라 제1 결합제(2a)에 의해 서로 응집되며 롤링되어 제형화될 수 있다. 이에 따라 형성된 제형화 입자(10')는, 가열 건조 등을 통해 담배과립 코어(10)로 완성될 수 있다.

한편, 담배과립 코어(10)가 형성되는 과정에서 투입되는 제1 담배분말원료(1a)의 중량 및 제1 결합제(2a)의 용량 비는 대략 1:0.9 내지 1:1.1일 수 있으며, 제1 결합제(2a) 내 프로필렌 글리콜의 용량 및 글리세린의 용량 비는 대략 6:4 내지 8:2일 수 있다. 예를 들어, 담배과립 코어(10)가 형성되는 과정에서 투입되는 제1 담배분말원료(1a)의 총 중량은 약 450g 내지 550g이고, 스프레잉되는 제1 결합제(2a)의 총 용량은 480ml 내지 520ml일 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제1 결합제(2a)는 탑 스프레이 공정 동안 실질적으로 고르게 분사될 수 있으며, 총 공정이 60분 내외로 진행되는 경우를 예를 들면 분당 대략 7ml 내지 9ml의 결합제가 장치 내로 분사될 수 있다.

한편, 투입되는 제1 담배분말원료(1a)의 입경은 약 0.05mm 내지 0.1mm이고, 제형화가 완료된 담배과립 코어(10)의 입경은 약 0.2mm 내지 0.8mm일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 탑 스프레이 공정은 내부온도가 대략 20℃ 내지 60℃(바람직하게는 30℃ 내지 50℃), 내부압력이 대략 0.1bar 내지 1.5bar(바람직하게는 0.3bar 내지 1.0 bar), 결합제 분사압력이 대략 0.3bar 내지 1.5bar(바람직하게는 0.7bar 내지 1bar)인 조건 하에서 대략 40분 내지 80분(바람직하게는 50분 내지 70분)동안 수행될 수 있다. 상기한 공정조건을 위한 공기공급온도는 약 30℃ 내지 60℃이고, 공기배출온도는 약 30℃ 내지 50℃이며, 공기배출필터 영역의 압력은 대략 0.1bar 내지 0.3bar일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

한편, 일부 실시예들에서는 담배과립 코어를 후속 레이어링 공정에 최적화된 상태로 형성하고자, 상기 탑 스프레이 공정은 대략 20분 내지 30분간의 제1 제형화 스테이지 및 상기 제1 제형화 스테이지 이후 수행되는 대략 30분 내지 40분간의 제2 제형화 스테이지로 진행될 수 있다. 여기서, 상기 제1 제형화 스테이지는 내부온도가 대략 20℃ 내지 40℃, 내부압력이 대략 0.3bar 내지 0.5bar, 결합제 분사압력이 대략 0.7bar 내지 0.8bar인 조건 하에서 수행되고, 상기 제2 제형화 스테이지는 내부온도가 대략 40℃ 내지 60℃, 내부압력이 대략 0.5bar 내지 1.0bar, 결합제 분사압력이 대략 0.8bar 내지 1.0bar인 조건 하에서 수행될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따라 적어도 하나의 담배과립 쉘층이 형성되는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 코어 입자(10x) 상에 제2 담배분말원료(1b)가 레이어링됨으로써 적어도 하나의 담배과립 쉘층이 형성된 담배과립(30)을 제조할 수 있다. 도 3에 도시된 코어 입자(10x)는 도 2를 참조하여 설명한 담배과립 코어(10)일 수도 있으며, 담배과립 코어(10)상에 적어도 하나의 담배과립 쉘층(20')이 레이어링된 입자(30")일 수도 있다.

구체적으로, 탄젠셜 스프레이 장치 내부에는 담배과립 코어(10)가 투입되고, 제2 담배분말원료(1b) 및 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로 이루어진 제2 결합제(2b)가 스프레잉 될 수 있다. 여기서, 제2 담배분말원료(1b)는 제1 담배분말원료(1a)와 동일한 종류의 담배분말일 수 있으나, 제1 담배분말원료(1a)와 상이한 종류의 담배분말일 수도 있다. 제2 결합제(2b) 또한, 제1 결합제(2a)와 동일한 종류 및 조성의 결합제일 수 있으나, 제1 결합제(2a)와 상이한 종류 또는 상이한 조성을 가지는 결합제일 수도 있다.

공정이 진행됨에 따라, 제2 담배분말원료들(1b)은 코어 입자(10x)의 표면에서 서로 응집되며 롤링되어 레이어링될 수 있으며, 제2 담배분말원료들(1b)이 코어 입자(10x)상에 레이어링된 입자(30')는 가열 건조 등을 통해 적어도 하나의 쉘층(20')이 레이어링된 입자(30")로 형성되고, 이러한 레이어링 공정이 반복됨으로써 복수의 담배과립 쉘층들(20)이 형성된 담배과립(30)으로 완성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 복수의 담배과립 쉘층들(20) 중 적어도 일부 쉘층은 나머지 쉘층들과 서로 다른 종류 또는 서로 다른 등급의 담배원료분말로 형성될 수 있다. 즉, 탄젠셜 스프레이 공정에 투입되는 제2 담배분말원료(1b)는 반복되는 레이어링 과정에서 교체될 수 있다. 일 예로, 도 3에 도시된 담배과립 쉘층들(20_1, 20_2, 20_3) 중 적어도 하나의 쉘층은 버어리종 잎담배로 만들어진 담배분말로 형성되고, 나머지 쉘층은 황색종 잎담배로 만들어진 담배분말로 형성될 수 있다. 다른 예로, 담배과립 쉘층들(20_1, 20_2, 20_3) 중 적어도 하나의 쉘층은 버어리종의 상엽으로 만들어진 담배분말로 형성되고, 나머지 쉘층은 버어리종의 본엽으로 만들어진 담배분말로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다. 또한, 도 3에 도시된 담배과립(30)은 3개층의 담배과립 쉘층들(20_1, 20_2, 20_3)이 담배과립 코어(10)에 형성된 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 명확화를 위한 것으로서 담배과립 쉘층의 개수 또한 이에 제한되지 않는다.

한편, 담배과립 쉘층(20)이 형성되는 과정에서 투입되는 제2 담배분말원료(1b)의 총 중량 및 제2 결합제(2b)의 총 용량의 비는 대략 1:0.6 내지 1:1일 수 있다. 또한, 담배과립 쉘층(20)이 형성되는 과정에서 투입되는 담배과립 코어(10)의 총 중량 및 제2 담배분말원료(1b)의 총 중량의 비는 대략 1:1.5 내지 1:2.5(바람직하게, 1:1.7 내지 1:2.3)일 수 있다. 예를 들어, 담배과립 쉘층(20)이 형성되는 과정에서 투입되는 담배과립 코어(10)의 총 중량은 약 300g 내지 400g이고, 제2 담배분말원료(1b)의 총 중량은 약 600g 내지 800g이며, 스프레잉되는 제2 결합제(2b)의 총 용량은 500ml 내지 560ml일 수 있다.

일부 실시예들에서, 제2 결합제(2b) 내 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비는 대략 6:4 내지 8:2일 수 있다. 한편, 일부 실시예들에 의하면 상기 제2 결합제(2b) 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량은 상기 제1 결합제(2a) 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량보다 작고, 상기 제2 결합제(2b) 내 상기 글리세린의 용량은 상기 제1 결합제(2a) 내 상기 글리세린의 용량보다 클 수 있으며, 이에 따르면 담배과립(30)의 양호한 물성(결합력, 경도 등)을 확보함과 동시에 담배과립의 연소 내지 가열 시 발생할 수 있는 무화량 손실 최소화 효과가 더욱 극대화될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제2 결합제(2b)는 탄젠셜 스프레이 공정 동안 실질적으로 고르게 분사될 수 있으며, 총 공정이 50분 내외로 진행되는 경우를 예를 들면 분당 대략 9ml 내지 10ml의 결합제가 장치 내로 분사될 수 있다. 제2 담배분말원료(1b) 또한 탄젠셜 스프레이 공정 동안 실질적으로 고르게 투입될 수 있으며, 총 공정이 50분 내외로 진행되는 경우를 예를 들면 분당 대략 9g 내지 14g의 분말이 장치 내로 분사될 수 있다.

한편, 투입되는 제2 담배분말원료(1b)의 입경은 약 0.05mm 내지 0.1mm이고, 완성된 담배과립(30)의 입경은 약 0.9mm 내지 2.0mm일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 탄젠셜 스프레이 공정은 내부온도가 대략 20℃ 내지 60℃(바람직하게는 30℃ 내지 50℃), 내부압력이 대략 0.1bar 내지 1.0bar(바람직하게는 0.3bar 내지 0.5bar), 결합제 분사압력이 대략 0.3bar 내지 1.5bar(바람직하게는 0.7bar 내지 1bar)인 조건 하에서 대략 30분 내지 70분(바람직하게는 40분 내지 60분)동안 수행될 수 있다. 상기한 공정조건을 위한 공기공급온도는 약 40℃ 내지 70℃이고, 공기배출온도는 약 40℃ 내지 60℃이며, 공기배출필터 영역의 압력은 대략 0.1bar 내지 0.3bar일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

한편, 일부 실시예들에서는 균일하고 균질한 담배과립 쉘층을 확보함과 동시에 최종 담배과립의 강성 또한 확보하고자, 상기 탄젠셜 스프레이 공정은 대략 20분 내지 30분간의 제1 레이어링 스테이지 및 상기 제1 레이어링 스테이지 이후 수행되는 대략 30분 내지 40분간의 제2 레이어링 스테이지로 진행될 수 있다. 여기서, 상기 제1 레이어링 스테이지는 내부온도가 대략 30℃ 내지 40℃, 내부압력이 대략 0.3bar 내지 0.5bar, 결합제 분사압력이 대략 0.7bar 내지 0.8bar인 조건 하에서 수행되고, 상기 제2 레이어링 스테이지는 내부온도가 대략 40℃ 내지 50℃, 내부압력이 대략 0.3bar 내지 0.5bar, 결합제 분사압력이 대략 0.8bar 내지 1.0bar인 조건 하에서 수행될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 흡연물품(100)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 흡연물품(100)은 흡연물질 래퍼(110a)가 감싸진 흡연물질부(110), 필터 래퍼(120a)가 감싸진 필터부(120) 및 상기 흡연물질부(110)와 필터부(120)를 결합시키는 팁페이퍼(130)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 흡연물품(100)은 흡연물질부(100)가 연소되며 에어로졸이 발생 및 사용자에게 전달되는 연소형 궐련일 수 있다.

본 발명의 흡연물질부(110)는 전체 영역이 상술한 담배과립들로 충진될 수 있다. 또는, 흡연물질부(110)는 상술한 담배과립들과, 시트 형태 또는 각초 형태의 원료 잎담배 및 판상엽 중 적어도 둘 이상이 배합된 혼합물로 충전될 수도 있다. 흡연물질부(110)는 길게 연장된 로드 형태를 가질 수 있고 그 길이, 둘레 및 직경은 다양할 수 있다.

충진되는 담배과립들은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 방식에 의해 제조된 담배과립일 수 있다. 즉, 상기 담배과립은 담배과립 코어 및 상기 담배과립 코어 상에 레이어링되며 형성된 적어도 하나의 담배과립 쉘층을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 담배과립 코어의 입경은 약 0.2mm 내지 0.8mm(바람직하게는, 0.3mm 내지 0.7mm)이고, 상기 담배과립의 입경은 약 0.9mm 내지 2.0mm(바람직하게는, 1.0mm 내지 1.8mm)일 수 있다.

한편, 상기 담배과립 코어 및 상기 담배과립 쉘층은 서로 다른 담배분말원료로 이루어질 수 있다. 또는, 담배과립은 복수의 담배과립 쉘층들을 포함하고, 상기 담배과립 코어, 복수의 담배과립 쉘층들 중 일부 쉘층들과 다른 일부 쉘층들은 모두 서로 다른 담배분말원료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 담배과립 코어는 제1 담배분말로, 상기 일부 담배과립 쉘층들은 상기 제1 담배분말과 다른 제2 담배분말로, 상기 다른 일부 담배과립 쉘층들은 상기 제1 또는 제2 담배분말과 다른 제3 담배분말로 이루어질 수 있다.

상기 담배과립 코어는 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로만 이루어진 결합제로 제형화될 수 있으며, 이에 따라 상기 담배과립 코어에는 HPMC, GUM 등의 성분이 함유되지 않을 수 있다. 상기 담배과립 쉘층 또한 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로만 이루어진 결합제로 레이어링될 수 있으며, 이에 따라 상기 담배과립 쉘층에도 HPMC, GUM 등의 성분이 함유되지 않을 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 담배과립 코어에 함유된 프로필렌 글리콜 및 글리세린의 함량비는 상기 담배과립 쉘층에 함유된 프로필렌 글리콜 및 글리세린의 함량비와 실질적으로 동일할 수 있다. 여기서, 상기 담배과립 코어 및/또는 상기 담배과립 쉘층에 함유된 프로필렌 글리콜 및 글리세린의 함량비는 6:4 내지 8:2일 수 있다.

상기 흡연물질부(110)는 흡연물질 래퍼(110a)에 의하여 포장될 수 있다. 한편, 상술한 본 발명의 실시예들에 의해 제조된 담배과립들은 적정수준 이상의 점도를 가지게 되며, 이에 따라 흡연물질부(110)가 담배과립들로만 충진되더라도 담배과립들이 흡연물품(100)의 개방된 상류 단부를 통해 흡연물품(100) 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있게 된다.

일부 실시예들에서, 흡연물질 래퍼(110a)에는 글리세린과, 촉매 작용 등에 의해 흡연 물질의 완전 연소를 촉진시키기 위한 K-citrate 및/또는 NA-citrate 등의 조연제가 첨가될 수 있으며, 나아가 탄산칼슘, 이산화티탄, 산화마그네슘 등의 충진제(filler)가 포함될 수도 있다.

일부 실시예들에서, 흡연물질 래퍼(110a)는 이중 권지 구조를 가질 수도 있다. 구체적으로, 흡연물질 래퍼(110a)는 흡연물질부(110)에 접하며 흡연물질부(110)를 감싸는 이너 래퍼(inner wrapper) 및 상기 이너 래퍼와 접하며 상기 이너 래퍼의 외부를 감싸는 아우터 래퍼(outer wrapper)를 포함할 수 있다.

나아가, 흡연물질 래퍼(110a)는 하나 이상의 저발화성(Low Ignition Propensity, LIP) 밴드(미도시)가 형성된 저발화성 궐련지일 수 있다.

LIP 밴드는 흡연물질 래퍼(110a)의 기공도를 낮출 수 있으며, 이에 따라 담배의 연소가 LIP 밴드에 도달하면 흡연물질부(110)로 유입되는 산소량이 감소하여, 연소 중이던 흡연물품(100)은 소화될 수 있다. 여기서, 상기 LIP 밴드는 흡연물질 래퍼(110a)의 내측 및/또는 외측 면에 형성되는 코팅층일 수 있다.

필터부(120)는 흡연물질부(110)의 하류에 배치되어, 흡연물질부(110)에서 발생한 에어로졸 물질을 사용자가 흡입하기 직전 통과하는 영역일 수 있다.

필터부(120)는 다양한 재질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 필터부(120)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다.

일부 실시예에서, 필터부(120)는 향료 물질이 가향처리되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 필터부(120)는 향료 물질이 가향처리된 TJNS(transfer jet nozzle system) 필터일 수 있다.

일부 실시예들에서, 필터부(120)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수도 있다. 또한, 필터부(120)는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수도 있다.

한편, 필터부(120)의 제조 시에 가소제의 함량을 조절함으로써 필터부(120)의 경도가 조정될 수 있다. 가소제로는 트리아세틴이 적용될 수 있으나, 가소제의 종류 및 함량은 이에 한정되지 않고 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다.

본 실시예의 필터부(120)는 단일 필터로 이루어진 모노 필터인 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 필터부(120)는 필터 효율을 높이기 위해 2개의 아세테이트 필터를 구비한 듀얼 필터 또는 삼중 필터 등으로 마련될 수 있음은 물론이다.

나아가, 도시되지 않았지만, 필터부(120)의 내부에는 캡슐(미도시)이 포함될 수 있다. 캡슐은 향료를 포함하는 내용액을 피막으로 감싼 구조일 수 있고, 예를 들면, 캡슐은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있다. 캡슐의 피막을 형성하는 재료는 천연소재, 전분 및/또는 겔화제일 수 있다. 예를 들어, 천연소재의 피막의 경우 한천, 펙틴, 소디움 알지네이트 및 글리세린 등으로 조성될 수 있다. 겔화제로서는 젤란 검이나 젤라틴이 사용될 수 있다. 또한, 캡슐의 피막을 형성하는 재료로서 겔화 조제가 더 이용될 수도 있다. 겔화 조제로서는, 예를 들면 염화 칼슘이 사용될 수 있다. 또한, 캡슐의 피막을 형성하는 재료로서 가소제가 더 이용될 수도 있다. 여기에서, 가소제로서는 글리세린 및/또는 소르비톨이 이용될 수 있다. 또한, 캡슐의 피막을 형성하는 재료로서 착색료가 더 이용될 수도 있다.

일부 실시예들에서, 캡슐의 내용액에 포함되는 향료의 용매로서는, 예를 들면, 중쇄지방산 트리글리세라이드(medium chain fatty acid triglyceride; MCTG)가 이용될 수 있다. 또한, 내용액은 색소, 유화제(乳化劑), 증점제(增粘劑) 등의 다른 첨가제를 함유할 수도 있다. 캡슐의 내용액에는 멘톨, 식물의 정유(精油) 등의 향료가 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상술한 필터부(120)는 흡연물질부(110)의 하류에 배치되어, 흡연물질부(110)에서 발생한 에어로졸 물질을 사용자가 흡입하기 직전 통과하는 필터로서의 역할을 수행하게 된다.

상기 필터부(120)는 필터 래퍼(120a)에 의하여 포장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 필터 래퍼(120a)는 내유성(耐油性)을 갖는 권지로 제작될 수 있다. 필터 래퍼(120a)는 흡연자에 의해 필터부(120)에 포함될 수 있는 캡슐이 파쇄됨으로써 캡슐 외부로 방출되는 캡슐 내용액이 필터 래퍼(120a)를 통과하지 못하도록 하기 위해 내유권지로 제작될 수 있다. 일부 실시예에서, 필터 래퍼(120a)의 안쪽 면에는 알루미늄 호일이 더 포함될 수도 있다.

필터 래퍼(120a)에 의해 포장된 필터부(120) 및 흡연물질 래퍼(110a)에 의해 포장된 흡연물질부(110)는 팁페이퍼(130)에 의해 결합 포장될 수 있다. 즉, 팁페이퍼(130)는 흡연물질 래퍼(110a)의 적어도 일부분(예를 들어, 하류 일부 영역) 및 필터 래퍼(120a)의 외곽에 둘러질 수 있다. 한편, 상기 팁페이퍼(130)는 불연성 물질을 포함하여 흡연물질부(110)의 연소에 따라 필터부(120) 또한 연소되는 현상을 방지할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 다른 일부 실시예에 따른 흡연물품의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 흡연물품(200)은 흡연물질부(210), 지지구조체(220), 냉각구조체(230), 마우스피스부(240) 및 래퍼(260)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 흡연물품(200)은 전자담배기기 등의 에어로졸 생성 장치(미도시)와 함께 사용되는 비연소형(또는 가열식) 궐련일 수 있다.

본 발명의 흡연물질부(210)는 일부 영역 또는 전체 영역이 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 담배과립들로 충진될 수 있다. 흡연물질부(210)는 도 3을 참조하여 설명한 흡연물질부(210)와 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

지지구조체(220)는 내부에 중공(220H)을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 지지구조체(220)는 셀룰로오스 아세테이트를 이용하여 제조될 수 있으며, 이에 따라 에어로졸 생성 장치의 히터(미도시)가 삽입되는 상황에서 흡연물질부(210)의 내부 물질이 뒤로(즉, 하류 방향으로) 밀리는 현상을 방지할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과 또한 발생할 수 있게 된다.

일부 실시예들에서는, 지지구조체(220)의 제조 시 가소제의 함량을 조절함으로써 지지구조체(220)의 경도가 조정될 수 있다. 또한, 지지구조체(220)는 내부(즉, 중공(220H))에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수도 있다.

냉각구조체(230)는 지지구조체(220)에 접경하고 지지구조체(220)의 하류에 위치할 수 있다. 냉각구조체(230)는 에어로졸 생성 장치의 히터(미도시)가 흡연물질부(210)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시키는 냉각 부재로서의 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다.

냉각구조체(230)는 압출 방식 또는 섬유의 직조 방식을 통하여 제작될 수 있다. 냉각구조체(230)는 단위 면적 당 표면적(즉, 에어로졸과 접촉하는 표면적)을 늘리기 위하여 다양한 형태들로 제작될 수 있다.

일부 실시예들에서, 냉각구조체(230)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 냉각구조체(230)를 제작할 수도 있다.

냉각구조체(230)는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질을 이용하여 제조할 수도 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.

일부 실시예들에서, 냉각구조체(230)는 순수한 폴리락트산(PLA) 만으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 냉각구조체(230)는 순수한 폴리락트산으로 제작된 섬유 가닥(이하, '섬유 가닥'이라고 함)을 하나 이상 이용하여 제조된 3차원 직조물 형상일 수 있다. 여기에서, 섬유 가닥의 굵기, 길이, 냉각구조체(230)를 구성하는 섬유 가닥의 개수, 섬유 가닥의 모양은 다양할 수 있다. 냉각구조체(230)가 순수한 폴리락트산으로 제조되면, 에어로졸이 냉각구조체(230)를 통과하는 과정에서 특정 물질이 발생되는 것이 방지될 수 있다.

냉각구조체(230)는 하나 또는 그 이상의 공정에 의하여 생산될 수 있으며, 종이 또는 고분자 물질을 소재로 한 래퍼로 냉각구조체(230)의 외부를 감싸는 공정이 추가될 수 있다. 여기에서, 고분자 물질은 젤라틴, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP) 및 그들의 조합이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다.

한편, 냉각구조체(230)가 직조된 폴리머 섬유 또는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성됨에 따라, 냉각구조체(230)는 종 방향으로 연장되는 단수 또는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 여기에서, 채널은 기체(예를 들어, 공기 또는 에어로졸)가 통과하는 통로를 의미한다.

일부 실시예들에서, 냉각구조체(230)에는 휘발성 향미 성분을 함유하는 스레드(thread)가 포함될 수도 있다. 여기에서, 휘발성 향미 성분은 멘솔일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또는, 냉각구조체(230)는 다공성 종이 시트가 권취됨으로써 형성될 수도 있다. 즉, 냉각구조체(230) 내부에는 냉각구조체(230)의 길이 방향을 따라 기류(예를 들어, 에어로졸)가 통과할 수 있도록, 권취된 다공성 종이 시트가 위치할 수 있다. 이 경우, 냉각구조체(230)의 길이방향을 따라 기류가 통과할 수 있도록, 권취된 다공성 종이 시트는 다양한 패턴을 형성하며 냉각구조체(230) 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, 냉각구조체(230) 내부에는 허니콤 패턴의 기류패스, 불규칙적인 패턴의 기류패스, 소용돌이 모양의 기류패스 또는 동심원 모양의 기류패스 등이 형성될 수 있다. 상기 다공성 종이는 탄성복원력 및 유연성을 갖는 재료일 수 있으며, 예를 들어, 자작나무, 대나무 등 래퍼에 사용되는 셀룰로오스계 물질로 제작될 수 있다.

냉각구조체(230)가 다공성 종이 시트로 형성되는 경우, 수크로스(예를 들어, 수크로스 파우더), 증류수, 및 물엿(starch syrup)으로 구성된 도포 물질이 다공성 종이 재료에 도포될 수 있다. 도포 물질에 포함된 물엿은 점도를 조절하고 설탕/포도당 결정이 석출되는 것을 억제하는 역할을 수행한다. 한편, 도포 물질에 포함되는 재료는 상술한 예로 제한되지 않으며, 냉각구조체(230)의 코팅 작업 및 건조 작업의 효율을 높이기 위해 추가 물질이 더 첨가될 수도 있다. 일 실시예에서 다공성 종이에 도포되는 도포 물질의 전체 농도 대비, 수크로스(예를 들어, 수크로스 파우더)의 농도는 30%wt 내지 70%wt이며, 도포 물질의 전체 중량 대비, 물엿의 중량은 40%이하일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

다른 실시예에서 냉각구조체(230)는 가식성(edible) 필름일 수 있다. 상기 가식성 필름은 생분해성 필름 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 생분해성 필름 소재로는 전분이나 셀룰로오스 및 이들의 유도체인 펙틴(pectin), 알긴산(alginate), 카라기난(carrageenan), 키토산(chitosan) 등이 이용될 수 있다. 또한, 가식성 필름에는, 뛰어난 코팅 및 필름 형성능을 갖는 플루란(pullulan)이 더 첨가될 수 있다. 상술한 생분해성 필름 소재와 수크로스가 혼합됨으로써 가식성 필름 형태의 냉각구조체(230)가 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서 시트 형태의 냉각구조체(230)는 왁스와 같은 점도를 가질 수 있다. 왁스와 같은 점도를 갖기 위해, 냉각구조체(230)는 수크로스, 레몬즙, 식초 등의 산성 계열 용액 및 증류수로 구성될 수 있다.

한편, 냉각구조체(230)는 도 5에 도시된 것처럼 내부에 중공(230H)을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 중공의 단면 형상은 다각형 또는 원일 수 있으나, 이 때, 냉각구조체(230)의 내경은 지지구조체(220)의 내경보다 클 수 있다. 일 예로, 지지구조체(220)의 내경은 약 2.5mm이고, 냉각구조체(230)의 내경은 약 4.2mm일 수 있으나, 중공의 크기 및 형상은 이에 제한되지 않는다.

지지구조체(220)보다 하류에 위치한 냉각구조체(230)의 내경이 지지구조체(220)의 내경보다 크기 때문에, 지지구조체(220)의 중공(220H)으로부터 냉각구조체(230)의 중공(230H)으로 유동하는 주류연은 확산될 수 있다. 확산된 주류연은 에어로졸 발생 물품(200)의 하류 방향으로의 편향성이 감소됨에 따라 냉각구조체(230)의 내부로 유동하는 외부 공기와의 접촉 면적 및 시간이 증가하게 되며, 이에 따라 주류연의 냉각 효과는 향상될 수 있다. 여기서, 냉각구조체(230)로서 내경이 외경 대비 약 90% 내지 95%인 지관을 적용 시 지지구조체(220)의 내경과 냉각구조체(230)의 내경 차이를 극대화할 수 있으며, 이에 따라 주류연 확산 효과 및 그에 따른 주류연 냉각 효과를 더욱 극대화할 수 있게 된다.

일 예로, 냉각구조체(230)는 외부의 기체가 외부로부터 냉각구조체(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. 다른 예로, 냉각구조체(230)의 소재 자체는 외부의 기체가 냉각구조체(230)의 중공으로 유입될 수 없는 소재일 수도 있으며, 이 경우 필요에 따라 냉각구조체의 일부 영역에는 외부공기를 유입할 수 있는 천공들이 형성될 수도 있다.

일부 실시예에서, 지지구조체(220) 및 냉각구조체(230) 각각에 가향/보습 처리가 적용될 수도 있다. 예를 들어, 지지구조체(220)는 가향튜브필터이고, 냉각구조체(230)는 보습튜브필터일 수 있다. 또는, 지지구조체(220)는 보습튜브필터이고, 냉각구조체(230)는 가향튜브필터일 수 있다. 또는, 지지구조체(220) 및 냉각구조체(230) 각각은 가향성분 및 보습성분이 모두 처리된 가향보습 튜브필터일 수도 있다.

마우스피스부(240)는, 흡연물품(200)의 하류 말단에 위치함으로써 상류로부터 전달된 에어로졸을 사용자에게 최종적으로 전달하는 마우스 피스로서의 역할을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마우스피스부(240)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 도시되지 않았으나, 마우스피스부(240)는 리세스 필터로 제작될 수도 있다.

일부 실시예에서, 마우스피스부(240)에는 적어도 하나의 캡슐(미도시)이 포함될 수도 있다. 상기 캡슐은 예를 들면, 향료를 포함하는 내용액을 피막으로 감싼 구형 또는 원통형의 캡슐일 수 있다.

래퍼(260)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 한편, 흡연물질부(210), 지지구조체(220), 냉각구조체(230) 및 마우스피스부(240) 중 적어도 하나는 상기 래퍼(260)에 의해 포장되기 전 별개의 래퍼들로 각각 포장될 수 있다. 일 예로, 흡연물질부(210)는 흡연물질 래퍼(미도시)에 의하여 포장되고, 지지구조체(220), 냉각구조체(230) 및 마우스피스부(240)각각은 제1 필터 래퍼(미도시), 제2 필터 래퍼(미도시) 및 제3 필터 래퍼(미도시) 각각에 의하여 포장될 수 있으나, 흡연물품(200) 및 이를 구성하는 부분이 래퍼에 의해 포장되는 방식은 이에 제한되지 않는다.

일부 실시예들에서, 상기 래퍼들은 각각이 감싸는 영역에 따라 상이한 물성을 가질 수 있다. 또한, 상기 흡연물질 래퍼 및/또는 제1 필터 래퍼의 내면에는 알루미늄 포일이 형성되어 있을 수도 있다.

한편, 냉각구조체(230)를 감싸는 제2 필터 래퍼 및 마우스피스부(240)를 감싸는 제3 필터 래퍼는 하드 권지로 제작될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일부 실시예들에서, 래퍼(260)에는 소정의 물질이 내첨될 수도 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 래퍼(260)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.

래퍼(260)는 흡연물품(200)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 흡연물질부(210)가 에어로졸 생성 장치의 히터(미도시)에 의하여 가열되면 흡연물품(200)이 연소될 가능성이 있다. 보다 구체적으로, 흡연물질부(210)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 흡연물품(200)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도 래퍼(260)는 불연성 물질을 포함하므로, 흡연물품(200)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 래퍼(260)는 흡연물품(200)에서 생성되는 물질들에 의하여 에어로졸 생성 장치의 홀더(미도시)가 오염되는 것을 방지할 수도 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 흡연물품(200) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 흡연물품(200)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 래퍼(260)가 흡연물품의 각 세그먼트들(210, 220, 230, 240)을 포장함에 따라, 흡연물품(200) 내에서 생성된 액체 물질들이 흡연물품(200)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 따른 흡연물품의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 흡연물품(300)은 전단 필터 세그먼트(또는, 전방 플러그; 350), 흡연물질부(310), 지지구조체(320), 마우스피스부(340) 및 래퍼(360)를 포함할 수 있다. 상기 흡연물품(300)은 전자담배기기 등의 에어로졸 생성 장치(미도시)와 함께 사용되는 비연소형(또는 가열식) 궐련일 수 있다.

흡연물질부(310), 지지구조체(320), 마우스피스부(340) 및 래퍼(360) 각각은 도 5를 참조하여 설명한 흡연물질부(210), 지지구조체(220), 마우스피스부(240) 및 래퍼(260) 각각과 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있으며, 이하에서는 설명의 간략화를 위해 도 5를 참조하여 설명한 흡연물품(200)과의 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

흡연물품(300)은 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명한 흡연물품들(100, 200)과 달리, 흡연물질부(310)의 상류에서 흡연물질부(310)와 접경하는 전단 필터 세그먼트(350)를 더 포함할 수 있다.

전단 필터 세그먼트(350)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 전단 필터 세그먼트(350)는 흡연물질부(310)가 흡연물품(300) 외부로 이탈하는 것을 물리적으로 차단할 수 있으며, 흡연 중 흡연물질부(310)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 생성 장치(미도시)로 흘러 들어가는 것 또한 방지할 수 있다.

한편, 전단 필터 세그먼트(350)는 도 6에 도시된 것과 같이 상류측 단부에서부터 하류측 단부를 항해 연장된 중공 내지 채널(350H)을 포함할 수도 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.

전단 필터 세그먼트(350)에 채널(350H)이 구비된 경우, 전단 필터 세그먼트(350)의 상류측 단부로 유입되는 에어로졸이 보다 용이하게 전단 필터 세그먼트(350)의 하류측 단부로 빠져나갈 수 있어서 사용자가 용이하게 에어로졸을 흡입할 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.

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.

실시예 1

실시예를 위해 시험용으로 제조된 궐련의 흡연물질부를 제거하고 담배과립들로 흡연물질부를 충진하여 도 4에 도시된 흡연물품(100)과 동일한 구조를 가지는 궐련을 제조하였다.

사용된 담배과립들 각각은 담배과립 코어 및 상기 담배과립 코어 상에 레이어링되며 형성된 적어도 하나의 담배과립 쉘층을 포함하는 구조를 가지며, 평균 입경이 약 1.3mm이고 평균 코어 입경이 약 0.5mm인 담배과립들로 선별되었다. 또한, 담배과립 코어 및 담배과립 쉘층은 프로필렌 글리콜 70중량% 및 글리세린 30중량%로 이루어진 결합제로 형성되었으며, 이에 따라 상기 담배과립 코어 및 담배과립 쉘층에는 HPMC, GUM 등의 성분이 함유되지 않았다. 상기 담배과립 코어는 탑 스프레이 공정으로 버어리종 담배분말을 제형화하여 형성되었고 상기 담배과립 쉘층은 탄젠셜 스프레이 공정으로 황색종 담배분말을 상기 코어에 레이어링하여 형성되었으며, 이에 따라 담배과립에는 버어리종 분말과 황색종 담배분말이 약 4:6의 비율로 포함되었다.

비교예 1

HPMC 10중량%, 프로필렌 글리콜 63중량% 및 글리세린 27중량%로 이루어진 결합제를 사용하여, 버어리종 분말과 황색종 담배분말이 약 4:6의 비율로 배합된 담배분말을 과립화하여 코어/쉘 구조를 가지지 않는 담배과립을 제조한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 궐련을 제조하였다. 흡연물질부는 실시예 1에서와 실질적으로 동일한 평균 입경을 가지는 담배과립들로 선별 및 충진되었다.

실험예 1: 실시예 1 및 비교예 1의 흡연 관능평가

흡연물품들의 끽미강도, 끽미 지속성, 무화량 만족도, 빨림성, 흡연중 이취미 및 흡연후 전체적인 만족도에 대한 관능 평가를 실시하였다. 관능 특성 평가는 실시예들에 따라 제조된 흡연물품들 각각을 이용하여 21명의 평가 패널원을 대상으로 실시하였으며, 총 7점 만점을 기준으로 하였다.

도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 흡연물품들의 흡연 관능평가 결과를 비교하여 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 실시예 1은 비교예 1 대비 끽미강도, 끽미 지속성, 무화량 만족도, 빨림성 및 흡연후 만족도 특성 모두가 증가하였고, 흡연중 이취미가 눈에 띄게 감소되었음을 확인할 수 있다. 특히, 끽미 지속성, 빨림성 및 흡연중 이취미 특성에서 실시예 및 비교예간 차이가 더욱 두드러졌으며, 이 중 끽미 지속성 개선은 실시예 1의 담배과립이 코어/쉘 구조를 가지는 점에 따른 결과로, 빨림성 및 이취미 개선은 실시예 1의 담배과립의 형성에 보습제 성분만이 결합제로 사용된 점에 따른 결과로 예상된다.

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.

1a, 1b: 담배분말원료
2a, 2b: 결합제
10: 담배과립 코어
20: 담배과립 쉘층
30: 담배과립
100, 200, 300: 흡연물품
110, 210, 310: 흡연물질부
110a: 흡연물질 래퍼
120: 필터부
120a: 필터 래퍼
130: 팁페이퍼
220, 320: 지지구조체
230, 330: 냉각구조체
240, 340: 마우스피스부
350: 전단 필터 세그먼트
260, 360: 래퍼

Claims (18)

1. 제1 담배분말원료로 형성된 담배과립 코어(core); 및
   상기 담배과립 코어 상에 레이어링되며 제2 담배분말원료로 형성된 적어도 하나의 담배과립 쉘층(shell layer)을 포함하는 담배과립.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 담배과립 코어는 프로필렌 글리콜(Propylene Glycol) 및 글리세린(Glycerin)으로만 이루어진 제1 결합제로 제형화된 것을 특징으로 하는, 담배과립.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 담배과립 쉘층은 상기 프로필렌 글리콜 및 상기 글리세린으로만 이루어진 제2 결합제로 레이어링된 것을 특징으로 하는, 담배과립.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비(ratio)는 상기 제2 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비와 동일한 것을 특징으로 하는, 담배과립.
   
5. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비, 또는 상기 제2 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비는 6:4 내지 8:2인 것을 특징으로 하는, 담배과립.
   
6. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량은 상기 제2 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량보다 크고,
   상기 제1 결합제 내 상기 글리세린의 용량은 상기 제2 결합제 내 상기 글리세린의 용량보다 작은 것을 특징으로 하는, 담배과립.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 담배분말원료 및 상기 제2 담배분말원료는 서로 다른 종류의 담배분말원료인 것을 특징으로 하는, 담배과립.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 담배과립 코어의 입경은 0.2mm 내지 0.8mm이고,
   상기 담배과립의 입경은 0.9mm 내지 2.0mm인 것을 특징으로 하는, 담배과립.
   
9. 적어도 일부 영역이 담배과립으로 충진된 흡연물질부; 및
   상기 흡연물질부의 하류에 위치하는 필터부를 포함하며,
   상기 담배과립은 제1 담배분말원료로 형성된 담배과립 코어와, 상기 담배과립 코어상에 레이어링되며 제2 담배분말원료로 형성된 적어도 하나의 담배과립 쉘층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡연물품.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 흡연물질부의 상류에 위치하는 전방 플러그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡연물품.
    
11. 제1 담배분말원료를 제형화하여 담배과립 코어를 형성하는 단계; 및
    상기 담배과립 코어 상에 제2 담배분말원료를 레이어링하여 적어도 하나의 담배과립 쉘층을 형성하는 단계를 포함하는, 담배과립 제조방법.
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 담배과립 코어 및 상기 담배과립 쉘층 중 적어도 하나는 프로필렌 글리콜 및 글리세린으로만 이루어진 결합제로 형성되는 것을 특징으로 하는, 담배과립 제조방법.
    
13. 제12 항에 있어서,
    상기 담배과립 코어를 형성하는 단계에서 투입되는 상기 제1 담배분말원료의 중량 및 상기 결합제의 용량 비는 1:0.9 내지 1:1.1이며,
    상기 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비는 6:4 내지 8:2인 것을 특징으로 하는, 담배과립 제조방법.
    
14. 제12 항에 있어서,
    상기 담배과립 쉘층을 형성하는 단계에서 투입되는 상기 제2 담배분말원료의 중량 및 상기 결합제의 용량 비는 1:0.6 내지 1:1이며,
    상기 결합제 내 상기 프로필렌 글리콜의 용량 및 상기 글리세린의 용량 비는 6:4 내지 8:2인 것을 특징으로 하는, 담배과립 제조방법.
    
15. 제11 항에 있어서,
    상기 담배과립 코어는 탑 스프레이(top spray) 공정으로 제형화되고, 상기 담배과립 쉘층은 탄젠셜 스프레이(tangential spray) 공정으로 레이어링 되는 것을 특징으로 하는, 담배과립 제조방법.
    
16. 제15 항에 있어서,
    상기 탑 스프레이 공정은 내부온도가 30℃ 내지 50℃, 내부압력이 0.3bar 내지 1.0 bar, 결합제 분사압력이 0.7bar 내지 1bar인 조건 하에서 50분 내지 70분동안 수행되며,
    상기 탄젠셜 스프레이 공정은 내부온도가 30℃ 내지 50℃, 내부압력이 0.3bar 내지 0.5bar, 결합제 분사압력이 0.7bar 내지 1bar인 조건 하에서 40분 내지 60분동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 담배과립 제조방법.
    
17. 제15 항에 있어서,
    상기 탑 스프레이 공정은 20분 내지 30분간의 제1 제형화 스테이지 및 상기 제1 제형화 스테이지 이후 30분 내지 40분간의 제2 제형화 스테이지로 진행되며,
    상기 탄젠셜 스프레이 공정은 20분 내지 30분간의 제1 레이어링 스테이지 및 상기 제1 레이어링 스테이지 이후 30분 내지 40분간의 제2 레이어링 스테이지로 진행되고,
    상기 제1 제형화 스테이지 및 상기 제1 레이어링 스테이지는 내부온도가 20℃ 내지 40℃, 내부압력이 0.3bar 내지 0.5bar, 결합제 분사압력이 0.7bar 내지 0.8bar인 조건 하에서 수행되고,
    상기 제2 제형화 스테이지는 내부온도가 40℃ 내지 50℃, 내부압력이 0.5bar 내지 1.0bar, 결합제 분사압력이 0.8bar 내지 1.0bar인 조건 하에서 수행되며,
    상기 제2 레이어링 스테이지는 내부온도가 40℃ 내지 50℃, 내부압력이 0.3bar 내지 0.5bar, 결합제 분사압력이 0.8bar 내지 1.0bar인 조건 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 담배과립 제조방법.
    
18. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 담배분말원료의 입경 및 상기 제2 담배분말원료의 입경은 0.05mm 내지 0.1mm이고, 상기 담배과립 코어의 입경은 0.2mm 내지 0.8mm이며,
    상기 담배과립 코어 및 상기 담배과립 쉘층으로 구성된 담배과립의 입경은 0.9mm 내지 2.0mm인 것을 특징으로 하는, 담배과립 제조방법.

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