KR20220140223A - 과립형 담배 매질 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 물품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 담배 매질에 관한 것으로, 과립형 매질을 포함하고, 상기 과립형 매질은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하며, 상기 코어 및 상기 쉘은 각각 담배 물질을 포함하고, 상기 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나는, 상기 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이한 것을 특징으로 한다.

Description

과립형 담배 매질 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 물품{A granular tobacco materials and aerosol-generating article comprising the same}
담배 물질을 포함하는 과립 형태의 담배 매질 및 이를 포함하는 에어로졸 생성 물품에 관한 것이다.
최근 전기 발열 방식을 이용하여 에어로졸을 발생시켜, 이러한 에어로졸을 흡입하는 비연소식 담배 제품의 수요가 증가하고 있다. 비연소식(heat-not-burn) 담배는 담배 매질의 직접적인 연소를 유발시키지 않고 소정의 열을 적용함으로써, 담배 매질에 포함된 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하거나 액체 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하고, 생성된 에어로졸을 공기와 함께 흡입할 수 있도록 한 장치를 말한다.
일반적으로 비연소식 담배 제품은 담배 매질을 가열하여 에어로졸화함으로써 이러한 에어로졸을 소비자에게 제공하는 것으로, 에어로졸 제공 시 소비자의 만족도를 높이기 위해 다양한 형태의 담배 매질이 연구되고 있다. 그러나, 매질로 과립 형태의 담배 매질을 포함하는 비연소식 담배의 경우, 담배 매질에 고온이 적용되기 전 초기 퍼프에서 충분한 양의 니코틴을 제공하지 못하거나 퍼프를 지속할수록 니코틴 이행량이 감소하여, 담배 맛이 감소함에 따라 흡연자에게 만족감을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
KR 10-2018-0072757 A
본 발명의 실시예는 내부의 재료가 충분히 이행되도록 하고 초기 퍼프의 니코틴 이행량을 증가시킬 수 있는 과립형 담배 매질을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 과립형 매질을 포함하고, 상기 과립형 매질은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하며, 상기 코어 및 상기 쉘은 각각 담배 물질을 포함하고, 상기 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나는, 상기 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이한, 담배 매질을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 코어의 밀도가 상기 쉘의 밀도보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 코어의 니코틴 함량이 상기 쉘의 니코틴 함량보다 낮은 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 코어의 pH가 상기 쉘의 pH보다 낮은 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 코어의 밀도가 상기 쉘의 밀도보다 크고, 상기 코어의 니코틴 함량이 상기 쉘의 니코틴 함량보다 높은 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 코어의 밀도가 상기 쉘의 밀도보다 크고, 상기 코어의 pH가 상기 쉘의 pH 보다 낮은 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 코어의 니코틴 함량이 상기 쉘의 니코틴 함량보다 낮고, 상기 코어의 pH가 상기 쉘의 pH 보다 높은 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상술한 특성에 더하여 상기 코어와 상기 쉘의 부피가 상이한 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 코어의 니코틴 함량이 상기 쉘의 니코틴 함량보다 높고, 상기 코어의 부피가 상기 쉘의 부피보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 코어의 pH가 상기 쉘의 pH 보다 높고, 상기 코어의 부피가 상기 쉘의 부피보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 코어를 둘러싸는 쉘이 다중층인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 매질은 상기 쉘을 둘러싸는 코팅층을 추가적으로 포함할 수 있고, 일 예로서 상기 코칭층은 공극을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 과립형 담배 매질은 비연소식 담배에 충진되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예는 또한, 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 과립형 매질을 포함하고, 상기 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 함량 중 적어도 어느 하나는, 상기 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이한 것을 특징으로 하는 담배 매질을 포함하는, 에어로졸 생성 물품을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 니코틴의 초기 이행량을 증가시키고 균일한 이행량을 제공함으로써 사용자의 만족감을 향상시킬 수 있는 담배 매질을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 과립형 매질을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 비교예 및 실시예의 매질에 대하여, 시간이 지날수록 매질에 가해지는 온도가 증가하는 경우의 니코틴 이행량을 대략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 비교예 및 실시예의 매질에 대하여, 초기에 매질에 가해지는 온도가 고온인 경우 시간이 지남에 따른 니코틴 이행량을 대략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 과립형 매질에서, 코어와 쉘의 부피를 차등 적용한 입체 모형 및 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 과립형 담배 매질을 포함하는 에어로졸 발생 물품을 개략적으로 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 기술을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 하기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않음은 당업자에게 자명할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 갖는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 출원에서 첨부된 도면은 본 발명을 구체화하기 위한 것이며 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 도면 및 하기 상세한 설명으로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
일 실시예로서, 본 발명은 비연소식 에어로졸 생성 물품에 포함되는 담배 매질에 관한 것으로, 구체적으로, 과립형 매질을 포함하는 담배 매질로서 상기 과립형 매질이 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘로 구성된 것이다.
본 발명에서 "비연소식 에어로졸 생성 물품"은 직접적 연소가 아닌 전기에너지로 간접 가열하는 비연소식 담배 물품으로서, 본 발명의 경우 가열식 담배에 사용되는 것이 바람직하다. 가열식 담배 물품의 경우, 전기에너지를 통해 가열된 주위의 공기를 빨아들여 에어로졸을 발생시키고, 이러한 에어로졸이 사용자에게 흡입된 후 방출되는 방식에 의해 흡연이 이루어지도록 하는 물품일 수 있다. 일반적으로, 에어로졸 생성 물품은 매질부와 필터부를 포함할 수 있으며, 매질부에 본 발명의 담배 매질이 포함될 수 있다.
본 발명에서 "담배 매질"은 가열 시 휘발성 화합물을 방출하도록 하는 에어로졸 형성 재료로, 통상적으로 잎담배와 같이 니코틴을 포함하는 담배 물질을 포함하며, 바인더나 기타 첨가제 등과 같은 부형제를 추가적으로 포함할 수 있다. 일 예로서 본 발명의 담배 매질은 담배 물질 및 부형제를 포함하는 과립의 형태로 제조될 수 있다.
본 발명에서 "담배 물질"은 에어로졸 발생 기재를 형성하는 물질로, 담배 잎 조각, 담배 줄기, 담배 처리 중 발생된 담배 분진 및/또는 담배 잎의 엽편 스트립일 수 있다. 담배 잎은 황색종, 버어리종, 오리엔트 종, 시가엽 및 토스트 중 선택된 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 "코어-쉘 구조"의 담배 매질은, 과립(granule)형 담배 매질로서 담배 물질 등을 구형화하여 형성된 "코어(core)"와 그를 둘러싸는 "쉘(shell)"로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 과립형 매질(100)을 개략적으로 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 과립형 담배 매질(100)은 도 1(a)에 도시된 바와 같이 하나의 코어(110) 및 하나의 쉘(120)로 구성된 이중 구조일 수 있고, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 두 층의 쉘(120, 130)로 구성된 삼중 구조일 수 있으며, 및 도 1(c)에 도시된 바와 같이 세 층의 쉘(120, 130, 140)로 구성된 삼중 구조 이상일 수 있고, 그 이상의 다중 구조일 수도 있다.
본 발명은 과립형 담배 매질에서, 코어와 쉘의 특성을 서로 달리 구성하여 니코틴 이행량을 증진시키고 사용자에게 균일한 담배 맛을 제공하기 위한 것이다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 과립형 매질은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하며, 상기 코어 및 상기 쉘은 각각 담배 물질을 포함하고, 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나가, 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이한 것을 특징으로 할 수 있다.
일 예로서, 본 발명에서 상기 과립형 매질에의 온도 인가는, 가열식 전자담배에서 디바이스의 가열을 통해 제공될 수 있다. 인가되는 온도는 디바이스의 성능 및 조건, 예를 들어 디바이스에 포함되는 히터 종류에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예로서, 초기 예열 온도가 낮거나, 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 짧은 경우에는, 초기 퍼프에서 매질에 인가되는 온도가 낮을 수 있다. 다른 실시예로서, 초기 예열 온도가 높거나 예열 시간이 긴 경우에는, 초기 퍼프에서 매질에 인가되는 온도가 높을 수 있다.
다양한 실시예로서, 일반적으로 디바이스를 작동시키면 시간이 지날수록 매질에 가해지는 온도가 증가할 수 있으나, 디바이스의 설정에 따라 퍼프 초기의 온도가 더욱 높고 퍼프가 지속될수록 온도가 낮아지도록 할 수 있다.
본 발명은 이러한 케이스에 따라 매질의 특성을 조절하여, 초기 퍼프의 니코틴 이행량을 증진시키고 균일한 이행량을 증진시키기 위한 것일 수 있다.
도 2 및 도 3은 온도를 인가한 후 시간이 지남에 따른 니코틴 이행량을 대략적으로 도시한 것이다. 예로서, 도 2 및 도 3은 디바이스의 성능이나 온도 인가 조건이 상이한 경우에 따른 니코틴 이행량을 도시한 것이다.
구체적인 예로서, 도 2는 디바이스를 작동시키고 시간이 지날수록 매질에 가해지는 온도가 증가하는 경우에 따른 것으로서, 초기 예열 온도가 낮거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 짧은 경우일 수 있다. 또한, 도 3은 초기 퍼프에서 매질에 가해지는 온도가 높고 시간이 지날수록 매질에 가해지는 온도가 낮아지는 경우에 따른 것으로서, 초기 예열 온도가 높거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 긴 경우일 수 있다.
일 실시예로서, 도 2에 대해 구체적으로 설명한다. 도 2(a) 내지 도 2(c)에서 시간축에 대하여 수평 방향으로 도시된 점선은, 사용자가 만족할 수 있는 정도의 니코틴 이행량을 대략적으로 나타낸 것이다. 도 2(a)는 일반적인 종래의 단일층 과립형 매질에서 나타날 수 있는 니코틴 이행량에 대해 도시한 것이고(비교예 1), 도 2(b) 및 도 2(c)는 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 과립형 매질에서 나타날 수 있는 니코틴 이행량에 대해 도시한 것이다. 다만, 도 2는 본 발명의 구체적인 설명을 위한 예시적인 것으로, 본 발명의 특성을 제한하지 않는다.
비교예로서, 종래의 단일층 과립형 매질, 즉 코어-쉘의 구분이 없는 과립형 매질에서 시간이 지남에 따른 니코틴 이행량을 도시한 도 2(a)를 참조하여 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이 초기 예열 온도가 낮거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 짧은 경우, 디바이스를 작동한 초기에는 담배 매질에 인가되는 온도가 낮고 열 전달 속도가 느리기 때문에, 초기 퍼프에서 니코틴이 충분히 이행되지 않아 사용자가 충분한 담배 맛을 느낄 수 없는 문제가 있다. 또한, 일정 온도가 달성되고 일정 시간 동안은 사용자가 만족할 수 있는 정도의 니코틴 이행량이 제공되지만, 후반부로 갈수록 니코틴 이행량이 급격히 떨어지는 문제가 있다. 과립형 매질의 경우 매질 내부 영역의 열전달 속도 및 온도는 내부 영역을 둘러싸는 외부 영역의 열전달 속도 및 온도에 비하여 상대적으로 낮으므로, 내부 영역의 물질이 외부 영역을 거쳐 바깥으로 이행되기 어려울 수 있다.
따라서, 내부 영역으로부터 니코틴이 충분히 이행되도록 하고, 초기 퍼프 시 사용자에게 충분한 니코틴 이행량을 제공하며, 초기 퍼프 시부터 후반부까지 니코틴 이행량을 균일하게 유지하여 사용자가 균일한 담배 맛을 느낄 수 있도록 하는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예에서는 이러한 목적을 달성하기 위하여, 과립형 담배 매질에 포함되는 코어 및 쉘의 특성을 서로 달리함으로써, 도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 바 같이 니코틴의 초기 이행량을 증가시키고 코어의 물질로부터 충분한 니코틴 이행량을 제공하며 후반부까지 균일한 니코틴 이행량을 유지함으로써, 사용자의 만족감을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
초기 예열 온도가 낮거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 짧은 경우, 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 과립형 담배 매질을 사용하여 도 2(b) 또는 도 2(c)와 같은 니코틴 이행량을 나타낼 수 있다.
일 실시예로서, 후술할 바와 같이, 코어의 밀도가 크고 쉘의 밀도가 그보다 작은 경우, 코어의 물질이 더욱 용이하게 배출되도록 하여 도 2(b)에 도시한 바와 같이 퍼프가 진행되는 동안 니코틴 이행량을 더욱 균일하게 제공할 수 있다.
일 실시예로서, 후술할 바와 같이, 쉘에 포함된 담배 물질의 니코틴 함량이 코어에 포함된 담배 물질의 니코틴 함량보다 높은 경우, 초기 퍼프에서 니코틴 함량이 높은 쉘의 물질로부터 니코틴이 먼저 이행되어 도 2(c)에 도시한 바와 같이 매질에 인가되는 온도가 낮은 초기 퍼프에서도 비교적 많은 양의 니코틴 이행을 제공할 수 있다.
일 실시예로서, 후술할 바와 같이, 쉘에 포함된 담배 물질의 pH가 코어 물질의 pH보다 높은 경우, 초기 퍼프에서 pH가 높은 쉘의 물질로부터 프리니코틴으로의 전환이 더욱 용이하게 이루어져 도 2(c)에 도시한 바와 같이 매질에 인가되는 온도가 낮은 초기 퍼프에서도 비교적 많은 양의 니코틴 이행을 제공할 수 있다.
다만, 도 2(b) 및 도 2(c)에 대한 설명은, 일 실시예에 따른 본 발명의 예시적인 것으로서 본 발명의 특성을 제한하지 않는다.
또 다른 실시예로서, 도 3에 대해 구체적으로 설명한다. 도 3(a) 내지 도 3(c)에서 시간축에 대하여 수평 방향으로 도시된 점선은, 사용자가 만족할 수 있는 정도의 니코틴 이행량을 대략적으로 나타낸 것이다. 도 3(a)는 일반적인 종래의 단일층 과립형 매질에서 나타날 수 있는 니코틴 이행량에 대해 도시한 것이고(비교예 2), 도 3(b) 및 도 3(c)는 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 과립형 매질에서 나타날 수 있는 니코틴 이행량에 대해 도시한 것이다. 다만, 도 3은 본 발명의 구체적인 설명을 위한 예시적인 것으로, 본 발명의 특성을 제한하지 않는다.
비교예로서, 종래의 단일층 과립형 매질, 즉 코어-쉘의 구분이 없는 과립형 매질에서 시간이 지남에 따른 니코틴 이행량을 도시한 도 3(a)를 참조하여 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이 초기 예열 온도가 높거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 긴 경우, 니코틴의 초기 이행량이 높아 사용자에게 충분한 담배 맛을 제공할 수 있으나, 시간이 경과할수록 이행량이 급격히 감소하는 문제가 있다. 특히, 과립형의 경우 매질 내부 영역의 열전달 속도 및 온도는 내부 영역을 둘러싸는 외부 영역의 열전달 속도 및 온도에 비하여 상대적으로 낮으므로, 내부 영역의 물질이 외부 영역을 거쳐 바깥으로 이행되기 어려울 수 있다. 이에 따라, 시간이 경과할수록 이행량이 급격히 감소하고, 따라서 균일한 이행량을 제공하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 내부 영역으로부터 니코틴이 충분히 이행되도록 하고, 초기 퍼프 시로부터 후반부까지 니코틴 이행량을 균일하게 유지하여 사용자가 균일한 담배 맛을 느낄 수 있도록 하는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예에서는 이러한 목적을 달성하기 위하여, 과립형 담배 매질에 포함되는 코어 및 쉘의 특성을 서로 달리하여, 도 3(b) 및 도 3(c)에 도시된 바 같이 매질 내 코어의 물질로부터 충분한 니코틴 이행량을 제공하고 후반부까지 균일한 니코틴 이행량을 유지함으로써, 사용자의 만족감을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
초기 예열 온도가 높거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 긴 경우, 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 과립형 담배 매질을 사용하여 도 3(b) 또는 도 3(c)와 같은 니코틴 이행량을 나타낼 수 있다.
일 실시예로서, 후술할 바와 같이, 코어의 밀도가 작고 쉘의 밀도가 그보다 큰 경우, 초기의 고온에서 많은 양의 니코틴이 이행되지 않도록 비교적 적은 초기 이행량을 제공하여 도 3(b)에 도시한 바와 같이 퍼프가 진행되는 동안 니코틴 이행량을 더욱 균일하게 제공할 수 있다.
일 실시예로서, 코어에 포함된 담배 물질의 니코틴 함량이 쉘의 니코틴 함량보다 높은 경우, 초기의 고온에서 많은 양의 니코틴이 이행되지 않도록 비교적 적은 초기 이행량을 제공하여 도 3(c)에 도시한 바와 같이 퍼프가 진행되는 동안 니코틴 이행량을 더욱 균일하게 제공할 수 있다.
일 실시예로서, 코어에 포함된 담배 물질의 pH가 쉘에 포함된 담배 물질의 pH보다 높은 경우, 초기의 고온에서 많은 양의 니코틴이 이행되지 않도록 비교적 적은 초기 이행량을 제공하여 도 3(c)에 도시한 바와 같이 퍼프가 진행되는 동안 니코틴 이행량을 더욱 균일하게 제공할 수 있다.
다만, 도 3(b) 및 도 3(c)에 대한 설명은, 일 실시예에 따른 본 발명의 예시적인 것으로서 본 발명의 특성을 제한하지 않는다.
본 발명의 실시예에서, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 과립형 담배 매질은 가열식 담배에 포함되는 것이 바람직하나, 당해 분야의 통상의 기술자가 예상 가능한 효과 범위 내에서, 다른 유형의 담배 매질에도 포함될 수 있음은 물론이다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 과립형 매질(100)은 코어(110) 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘(120)을 포함하며, 상기 코어(110) 및 상기 쉘(120)은 각각 담배 물질을 포함하고, 코어(110)의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나가, 쉘(120)의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이한 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 본 발명의 과립형 담배 매질은 코어의 밀도를 쉘의 밀도와 상이하게 구성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 본 발명의 과립형 담배 매질은 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량과 상이하게 구성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 본 발명의 과립형 담배 매질은 코어의 pH를 쉘의 pH와 상이하게 구성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 본 발명의 과립형 담배 매질은 코어의 밀도 및 니코틴 함량이, 쉘의 밀도 및 니코틴 함량과 각각 상이한 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 본 발명의 과립형 담배 매질은 코어의 밀도 및 pH가, 쉘의 밀도 및 pH와 각각 상이한 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 본 발명의 과립형 담배 매질은 코어의 니코틴 함량 및 pH가, 쉘의 니코틴 함량 및 pH와 각각 상이한 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 본 발명의 과립형 담배 매질은 코어의 밀도, 니코틴 함량, 및 pH가, 쉘의 밀도, 니코틴 함량, 및 pH와 각각 상이한 것을 특징으로 한다.
상술한 내용에서 각 특성이 상이하다는 것 혹은 각 특성을 상이하게 구성한다는 것은, 코어 또는 쉘의 상술한 특성(밀도, 니코틴 함량, pH)을 나타내는 수치가 나머지 특성보다 크거나 작다는 것을 의미할 수 있다. 밀도의 경우 상대적으로 작고/크고, 니코틴 함량의 경우 낮고/높고(또는 적고/많고), pH의 경우 낮고/높고로 표현될 수 있으나 이러한 표현에 제한되지 않으며, 수치를 상대적으로 비교하여 크거나 작다는 표현과 혼용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 코어와 쉘의 밀도를 상이하게 구성하는 경우를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
코어의 밀도는 코어의 단위 부피당 코어에 포함된 담배 물질 및 부형제의 질량 합을 나타낼 수 있으며, 쉘의 밀도는 쉘의 단위 부피당 쉘에 포함된 담배 물질 및 부형제의 질량 합을 나타낼 수 있다.
일 예로서, 밀도의 차등 적용은 공극률(porosity)을 조절함으로써 달성될 수 있다. 공극률은 담배 매질 전체 부피에 대하여, 담배 물질 및 부형제의 부피를 제외한 공극(pore)의 부피 분율을 의미하는 것으로, 일반적으로 공극률은 30% 이하인 것이 바람직하고, 혹은 25% 이하인 것이 바람직하며, 20% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위를 만족하는 경우, 담배 매질의 제조를 위한 경도를 형성할 수 있으며, 담배 물질로부터 충분한 니코틴 이행량을 사용자에게 제공할 수 있다.
일 예로서, 코어와 쉘의 밀도에 차등을 주는 경우, 그 밀도의 차이는 0.05 내지 0.2 g/cm3일 수 있고, 0.05 내지 0.15 g/cm3일 수 있으며, 0.1 내지 0.2 g/cm3일 수 있고, 0.1 내지 0.15 g/cm3일 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 밀도의 차이에 따른 내부 물질 이행률의 증가가 크지 않으며, 상기 범위 초과일 경우 매질 중 일부분의 경도가 너무 낮아 제조상 문제가 생길 수 있다.
일 실시예로서 본 발명의 과립형 매질은, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 크게 구성할 수 있다. 이러한 구성은 초기 이행량을 증가시키고 코어 부분에 포함된 물질을 더욱 효율적으로 외부로 이행하기 위한 것이며, 상술한 목적에 제한되지 않음은 물론이다.
코어의 밀도가 더 높은 경우, 상대적으로 밀도가 높은 코어의 물질이 밀도가 더 낮은 쉘을 거쳐 외부로 효율적으로 이행될 수 있어, 중후반 퍼프에서도 비교적 높은 수준으로 니코틴을 이행시킬 수 있다. 즉, 코어 부분의 물질은 상대적으로 쉘 부분의 물질에 비해 외부로부터 전달되는 온도가 낮고 열 전달 속도가 느리므로, 이러한 코어부의 밀도를 쉘의 밀도보다 크게 구성하면, 코어의 성분이 더욱 효율적으로 외부로 이행될 수 있다.
코어의 밀도가 쉘의 밀도보다 크게 구성되는 경우, 일 예로서 이러한 구성은 코어의 공극률을 쉘의 공극률보다 작게 구성함으로써 달성될 수 있다. 이 경우 공극률이 상대적으로 작은 코어의 물질이 공극률이 더욱 큰 쉘 쪽으로, 또한 쉘 외부로 쉽게 전달될 수 있어, 코어의 물질로부터 니코틴이 더욱 효율적으로 이행될 수 있다.
일 실시예로서 본 발명의 과립형 매질은, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 작게 구성할 수 있다. 이러한 구성은 초기 이행량을 감소시키기 위한 것이며, 상술한 목적에 제한되지 않음은 물론이다.
쉘 밀도가 더 높은 경우, 상대적으로 쉘의 물질보다 코어의 물질이 밀도가 낮아, 초기 퍼프 시 비교적 낮은 수준으로 니코틴을 이행시킬 수 있다. 이는 초기 예열 온도가 높거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 긴 경우, 초기 온도가 높으므로 초기에 너무 많은 니코틴이 이행되지 않도록 하여 퍼프가 진행되는 내내 균일한 이행량을 제공하기 위함이다.
코어의 밀도가 쉘의 밀도보다 작게 구성되는 경우, 일 예로서 이러한 구성은 코어의 공극률을 쉘의 공극률보다 크게 구성함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 코어와 쉘의 니코틴 함량을 상이하게 구성하는 경우를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이는 니코틴 함량 차이가 있는 종류의 잎담배를 각 코어와 쉘에 나누어 포함시키거나, 혹은 니코틴 함량 차이가 나도록 코어 혹은 쉘에 다른 종류의 잎담배를 혼합하거나 액상 니코틴을 충진하는 방식으로 구현될 수 있다.
일 예로서, 코어와 쉘에 포함된 담배 물질의 니코틴 함량 차이는, 건조 중량 기준으로 0.5 내지 2.5 중량%일 수 있으며, 또는 0.5 내지 1.5 중량%, 또는 1.5 내지 2.5 중량%, 또는 0.5 내지 1 중량%, 또는 1 내지 1.5 중량%, 1.5 내지 2 중량%, 2 내지 2.5 중량%일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 2 중량%일 수 있다. 니코틴 함량 차이가 상기 범위 미만일 경우 니코틴 함량 차이에 따른 효과가 미미하며, 상기 범위를 초과할 경우 코어나 쉘 영역에 포함된 니코틴 함량이 너무 낮아 중후반 퍼프에서 충분한 니코틴 이행량을 제공할 수 없는 문제가 있다.
또한, 일 예로서, 쉘에 포함된 담배 물질의 니코틴 함량은 3 중량% 이상, 또는 4 중량% 이상인 것이 바람직하다. 쉘에 포함된 담배 물질의 니코틴 함량이 상기 범위 미만일 경우, 초기 퍼프에 제공되는 니코틴 이행량이 적어 사용자가 충분한 담배맛을 느낄 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
일 실시예로서 본 발명의 과립형 매질은, 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 낮게 구성할 수 있다. 이러한 구성은 초기 이행량을 더욱 높이기 위한 것이며, 상술한 목적에 제한되지 않음은 물론이다.
일 예로서, 코어에 니코틴 함량이 상대적으로 낮은 잎담배를 포함하고 쉘에 니코틴 함량이 상대적으로 높은 잎담배를 포함하는 경우, 초기 퍼프에 니코틴 함량이 높은 쉘 부분의 담배 물질을 제공할 수 있으므로 더욱 바람직하다.
이러한 경우, 쉘 부분에 포함된 니코틴 함량이 높은 담배 물질로부터 니코틴이 먼저 이행되어, 초기 퍼프에서도 사용자에게 높은 니코틴 이행량이 제공될 수 있다. 이후, 퍼프가 지속되어 목표 온도가 도달된 다음에는 코어 부분에 포함된 니코틴 함량이 낮은 잎담배가 제공되므로, 중후반 퍼프에서도 니코틴 이행을 비교적 균일하게 유지할 수 있다.
일 실시예로서 본 발명의 과립형 매질은, 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 높게 구성할 수 있다. 이러한 구성은 초기 이행량을 감소시키기 위한 것이며, 상술한 목적에 제한되지 않음은 물론이다.
코어의 니코틴 함량이 더 높은 경우, 낮은 니코틴 함량을 갖는 담배 물질을 포함하는 쉘의 물질로부터 니코틴을 먼저 이행시킬 수 있다. 이는 초기 예열 온도가 높거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 긴 경우, 초기 온도가 높으므로 초기에 너무 많은 니코틴이 이행되지 않도록 하여 퍼프가 진행되는 내내 균일한 이행량을 제공하기 위함이다. 즉, 초기 퍼프에서 쉘에 포함된 물질이 전달되고 퍼프가 지속된 이후에는 코어로부터 니코틴 함량이 더 높은 물질이 연소되기 때문에, 중후반 퍼프에서도 니코틴 이행량이 크게 감소하지 않고 지속적으로 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예로서, 코어와 쉘의 pH를 상이하게 구성하는 경우를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
담배 물질의 니코틴은 염(salt) 상태로 존재하므로, 이를 알칼리화함으로써 프리베이스(freebase) 형태의 니코틴으로 전환시켜 사용자에게 니코틴 이행을 원활하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 담배 매질에 사용될 수 있는 pH 조절제는 담배 물질을 알칼리화하기 위한 목적으로 사용되는 염기성 pH 조절제일 수 있으며, 적절한 pH 조절제를 사용하여 코어와 쉘의 pH를 상이하게 구성할 수 있다.
pH 조절제가 포함되는 경우, 일 예로서, 이는 절각된 각초와 균일하게 혼합된 후 코어 또는 쉘로 구성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 따른 담배 매질에 사용될 수 있는 pH 조절제는 당해 기술분야에 공지되어 있는 물질이면 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 예를 들어, 알칼리 금속 탄산염, 알칼리토금속 탄산염, 알칼리금속 탄산수소염, 알칼리토금속 탄산수소염, 알칼리금속 수산화물, 알칼리토금속 수산화물, 알칼리금속 인산염, 알칼리토금속 인산염, 알칼리금속 인산염, 알칼리토금속 인산염, 알칼리금속 인산 일수소염, 및 알칼리토금속 인산 일수소염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기성 무기 염을 포함할 수 있다.
일 예로서, 코어와 쉘 간 pH의 차이는 pH 조절제 종류나 함량 차이로 달성될 수 있으며, pH 조절제의 처리 유무로 달성될 수도 있다.
일 예로서, 코어와 쉘의 pH를 상이하게 구성하는 경우, 코어와 쉘 간 pH 차이는 0.5 이상일 수 있고, 또는 1 이상, 또는 1.5, 또는 2 이상일 수 있다. 코어와 쉘의 pH 차이가 상술한 범위 미만인 경우 pH 차이에 따른 효과가 미미할 수 있다.
일 실시예로서 본 발명의 과립형 매질은, 코어의 pH를 쉘의 pH 보다 낮게 구성할 수 있다. 이러한 구성은 초기 이행량을 더욱 높이기 위한 것이며, 상술한 목적에 제한되지 않음은 물론이다.
일 예로서, 코어와 쉘에 pH 조절제의 처리 유무로 pH의 차이를 부여하는 경우, 코어에 포함된 담배 물질에는 pH 조절제를 처리하지 않고 쉘에 포함된 담배 물질에 pH 조절제를 처리하여, 코어의 pH를 쉘의 pH보다 낮게 구성할 수 있다.
상술한 바와 같이 쉘에 포함된 담배 물질에 pH 조절제를 처리하면, 쉘에 포함된 담배 물질이 알칼리화되어 초기 퍼프에서도 쉘 부분에 포함된 담배 물질이 더욱 원활하게 이행될 수 있으므로, 초반 퍼프에서의 낮은 니코틴 이행량을 보완할 수 있다.
일 예로서, 상술한 것과 반대로, 본 발명은 코어의 pH를 쉘의 pH 보다 높게 구성할 수 있다. 이러한 구성은 초기 이행량을 감소시키고 코어 부분에 포함된 물질을 더욱 효율적으로 외부로 이행하기 위한 것이며, 상술한 목적에 제한되지 않음은 물론이다.
예로서, 초기 예열 온도가 높거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 긴 경우, 담배 매질 중 코어의 pH를 쉘의 pH보다 높게 구성할 수 있다. 이를 통해, 초기 퍼프의 높은 온도에 의해 쉘의 물질로부터 너무 많은 니코틴이 이행되지 않도록 하고, 중후반 퍼프에서는 코어의 물질로부터 니코틴의 이행을 원활하게 하여 퍼프가 진행되는 내내 균일한 이행량을 제공할 수 있다.
일 예로서, 코어에 포함된 담배 물질에 pH 조절제를 처리하여 코어의 니코틴 염을 알칼리화함으로써, 열 전달이 잘 되지 않는 코어부의 담배 성분을 더욱 효율적으로 이행시킬 수 있다.
일 실시예로서, 본 발명의 담배 매질은 코어와 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 둘 이상의 특성이 각각 상이하게 구성될 수도 있다.
즉, 코어의 밀도, 니코틴 함량, 및 pH가, 쉘의 밀도, 니코틴 함량, 및 pH와 각각 상이하게 구성될 수 있고, 코어의 밀도 및 니코틴 함량이, 쉘의 밀도 및 니코틴 함량과 각각 상이하게 구성될 수 있으며, 코어의 밀도 및 pH가, 쉘의 밀도 및 pH와 각각 상이하게 구성될 수도 있고, 코어의 니코틴 함량 및 pH가, 쉘의 니코틴 함량 및 pH와 각각 상이하게 구성될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 담배 매질의 다양한 구성, 즉 코어 및 쉘의 특성(밀도, 니코틴 함량, pH)에 대한 수치의 대소는, 디바이스의 성능 및 특성에 따라 당해 분야의 통상의 기술자가 달리 구성할 수 있으며, 다양한 조합으로 구성될 수 있음은 물론이다.
일 실시예로서, 초기 예열 온도가 낮거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 짧은 경우에는, 초기 퍼프에서의 니코틴 함량을 높이기 위하여 코어 및 쉘의 특성을 조절할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 초기 예열 온도가 높거나 예열 시간이 긴 경우에는, 초기 퍼프에서 너무 많은 니코틴이 이행되지 않도록 초기 이행량을 감소시키기 위하여 코어 및 쉘의 특성을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시에 따른 과립형 매질에 대하여, 코어의 밀도 및 니코틴 함량이, 쉘의 밀도 및 니코틴 함량과 각각 상이한 경우에 대해 상세히 서술하면 하기와 같다. 예를 들어, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 크게 구성하고 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 높게 구성할 수 있고, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 크게 구성하고 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 낮게 구성할 수 있으며, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 작게 구성하고 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 높게 구성할 수 있고, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 낮게 구성하고 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 크게 구성할 수 있다.
일 예로서, 초기 예열 온도가 낮거나 디바이스를 작동시킨 후 최초 흡입 전까지의 예열 시간이 짧은 경우에는, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 크게 구성하고 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 높게 구성하면, 밀도 차이로 인해 코어 물질로부터 니코틴 이행이 더욱 효율적으로 일어날 수 있으므로 니코틴 함량이 높은 코어의 물질로부터 니코틴 이행이 외부로 더욱 잘 전달될 수 있다. 따라서, 쉘 부분에 니코틴 함량이 낮은 담배 물질이 포함되더라도 퍼프 초반에 비교적 높은 니코틴 이행량을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시에 따른 과립형 매질에 대하여, 코어의 밀도 및 pH가, 쉘의 밀도 및 pH와 각각 상이한 경우에 대해 상세히 서술하면 하기와 같다. 예를 들어, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 크게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 높게 구성할 수 있고, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 크게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 낮게 구성할 수 있으며, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 작게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 높게 구성할 수 있고, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 작게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 낮게 구성할 수 있다.
일 예로서, 코어의 밀도를 쉘의 밀도보다 크게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 낮게 구성하는 경우, 밀도 차이로 인해 코어 물질로부터 외부로 니코틴 이행이 더욱 효율적으로 일어날 수 있고, 퍼프 초기에는 pH가 더 높은 쉘의 물질로부터 니코틴 이행이 먼저 일어날 수 있다. 이에 따라, 코어의 물질이 쉘의 물질보다 pH가 낮더라도, 밀도 차이에 의해 코어의 담배 물질로부터 외부로의 니코틴 이행이 더욱 효율적으로 진행될 수 있다.
본 발명의 일 실시에 따른 과립형 매질에 대하여, 코어의 니코틴 함량 및 pH가, 쉘의 니코틴 함량 및 pH와 각각 상이한 경우에 대해 상세히 서술하면 하기와 같다. 예를 들어, 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 높게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 높게 구성할 수 있고, 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 높게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 낮게 구성할 수 있으며, 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 낮게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 높게 구성할 수 있고, 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 낮게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 낮게 구성할 수 있다.
일 예로서, 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 낮게 구성하고 코어의 pH를 쉘의 pH보다 높게 구성하는 경우, 코어에서 알칼리화가 진행되므로 외부로부터 전달되는 온도가 낮고 열 전달 속도가 느린 코어의 물질로부터 니코틴 이행이 더욱 효율적으로 진행될 수 있다. 따라서 중후반 퍼프에서도 코어의 니코틴을 보다 쉽게 외부로 전달할 수 있다.
일 실시예로서, 본 발명의 과립형 매질은 당해 기술 분야의 통상의 기술자가 예상 가능한 효과 범위 내에서, 각 코어 및 쉘의 특성(밀도, 니코틴 함량, pH) 중 하나 이상의 특성에 대한 수치의 대소가 상술한 예시와 반대로 적용될 수 있음은 물론이다.
일 실시예로서, 본 발명의 담배 매질은 상술한 각 경우에 더하여, 추가적으로 코어와 쉘의 부피를 상이하게 구성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나는, 상기 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이하며, 추가적으로 상기 코어의 부피와 상기 쉘의 부피 또한 상이하게 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 과립형 매질(100)에서, 코어(110)와 쉘(120)의 부피를 차등 적용한 것을 개략적으로 도시한 것이다. 도 4(a) 내지 도 4(c) 각각에서, 좌측은 과립형 매질(100)의 입체 모형을 나타낸 것이고, 우측은 그 단면을 나타낸 것이다.
예를 들어, 본 발명의 과립형 담배 매질(100)은 도 4(a)에 도시된 바와 같이 코어(110)의 부피가 쉘(120)의 부피보다 크게 구성될 수 있고, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 코어(110)와 쉘(120)의 부피가 유사하게 구성될 수도 있으며, 도 4(c)에 도시된 바와 같이 코어(110)의 부피가 쉘(120)의 부피보다 작게 구성될 수도 있다.
일 예로서, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 코어(110)의 부피가 쉘(120)의 부피보다 클 경우, 쉘(120)의 두께(과립형 매질 전체 반경에서 코어의 반경을 뺀 길이, da으로 도시됨)가 얇아 코어(110) 물질의 배출을 더욱 용이하게 할 수 있다.
반대로, 도 4(c)에 도시된 바와 같이 코어(110)의 부피가 쉘(120)의 부피보다 작을 경우, 쉘(120)의 두께(dc으로 도시됨)가 두꺼워 코어(110) 물질의 배출을 상대적으로 저하할 수 있다.
코어와 쉘의 부피비는, 코어 및 쉘에 포함된 담배 물질의 특성에 따라 당해 분야의 통상의 기술자에 의하여 적절히 조절될 수 있음은 물론이다.
일 예로서, 코어의 니코틴 함량을 쉘의 니코틴 함량보다 높게 구성하고 코어의 부피를 쉘의 부피보다 크게 구성할 경우, 쉘을 구성하는 부분의 두께가 얇아 코어 물질의 배출이 비교적 용이해진다. 이러한 구성을 통해, 니코틴 함량이 상대적으로 높은 코어 물질로부터 니코틴 이행을 더욱 용이하게 하여, 중후반 퍼프에서도 사용자에게 더욱 높은 니코틴 이행량을 제공할 수 있다.
일 예로서, 코어의 pH를 쉘의 pH 보다 높게 구성하고 코어의 부피를 쉘의 부피보다 크게 구성할 경우, 쉘을 구성하는 부분의 두께가 얇아 코어 물질의 배출이 비교적 용이해진다. 이러한 구성을 통해, pH 조절제를 처리하지 않아 상대적으로 배출이 용이하지 않은 코어 물질로부터 니코틴 이행을 더욱 용이하게 할 수 있어, 중후반 퍼프에서도 사용자에게 더욱 높은 니코틴 이행량을 제공할 수 있다.
일 예로서, 상대적으로 코어의 니코틴 함량이 너무 높거나 코어의 pH 조절제 처리로 인한 프리니코틴의 전환율이 너무 높은 경우에는, 코어의 부피를 쉘의 부피보다 상대적으로 작게 구성하여, 코어 물질의 배출 정도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시에 따른 과립형 매질에서, 코어와 쉘의 부피비는 1:9 내지 9:1일 수 있고, 또는 2:8 내지 9:1일 수 있으며, 또는 2:8 내지 8:2일 수 있고, 또는 1:9 내지 8:2일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 코어 또는 쉘 어느 한쪽이 너무 적게 포함되어 각 코어-쉘의 상이한 특성에 대한 효과가 미미하다.
코어와 쉘의 특성은 상술한 밀도, 니코틴 함량, pH, 부피비와 같은 특성에 제한되지 않으며, 당해 분야의 통상의 기술자가 적용할 수 있는 다양한 특성이 적용될 수 있고, 상술한 특성이 혼합될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 코어-쉘 구조는 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 방법에 의해 제조될 수 있다. 예로서, 코어는 절각한 담배 원료를 구형화하여 제조될 수 있으며, 바람직하게는 분무 냉각(spray chilling)과 같은 원자화(atomizing) 공정에 의해 형성될 수 있다.
그런 다음, 이러한 코어를 분말로 레이어링하여 코어를 둘러싸는 쉘을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 용융 상태에 있는 쉘을 구성하는 물질에, 코어 입자 분산되어 코어-쉘 구조가 형성될 수 있다.
일 실시예로서 본 발명의 상기 쉘은, 쉘의 외부를 둘러싸는 코팅층을 추가적으로 포함할 수 있다. 코팅층이 추가적으로 포함되는 경우, 담배 매질 경도를 향상시켜 제조 작업성을 높일 수 있다. 코팅층을 구성할 수 있는 물질은 당해 기술분야에 공지되어 있는 물질이면 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 바인더(binder) 물질로서 알긴산염; 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 에틸하이드록시에틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스; 덱스트란; 검(gum); 히드록시에틸구아검, 히드록시프로필구아검, 히드록시에틸로커스트빈검 및 히드록시프로필로커스트빈검과 같은 검 유도체; 과일펙틴, 시트러스펙틴 및 담배펙틴과 같은 펙틴; 개질된 또는 유도체화된 전분과 같은 전분; 풀루란; 및 곤약 가루로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 코팅층은 공극을 갖는 것이 코어 및 쉘에 포함된 담배 물질로부터 니코틴의 이행량을 증가시키기 위하여 더욱 바람직하다.
본 발명의 매질은 비연소식(heat-not-burn) 담배, 즉 연소되기보다는 가열되는 에어로졸 발생 물품에 충진되는 것으로, 통상적으로 전기 에너지로 간접 가열되는 궐련에 포함(충진)되는 것이 바람직하다.
예로서, 본 발명의 담배 매질을 포함하는 궐련은 히터를 포함하는 에어로졸 발생 물품에 삽입될 수 있다. 궐련이 히터에 의해 가열되면, 담배 매질로부터 에어로졸이 생성되고, 사용자가 이를 흡입할 수 있다.
일 실시예로서, 본 발명의 담배 매질에는 다른 첨가제가 추가적으로 포함될 수 있다. 이에 제한되지 않으나, 담배 및 비담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 풍미제, 수성 및 비수성 용매, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 일 이상이 추가적으로 포함될 수 있다.
일 예로서, 에어로졸 형성제는 특정 휘발 온도 이상으로 가열될 때 휘발되어 니코틴 등을 에어로졸로 전달할 수 있도록 하는 물질로, 예를 들어, 멘톨과 같은 1가 알코올; 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 에리스리톨, 프로필렌 글리콜 및 글리세롤과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 디에틸 수베르산염, 디메틸도데칸디오에이트, 디메틸 테트라데칸디오에이트, 에틸 라우레이트, 라우릴 아세테이트 및 트리에틸 시트레이트와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르; 벤질 벤조에이트; 벤질 페닐 아세테이트; 에틸 바닐레이트; 라우릴산; 미리스트산; 프로필렌 탄산염; 및 트리부티린으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 예로서, 습윤제는 담배 매질 내에 바람직한 수준의 수분을 유지하는 것을 돕는 물질로서, 글리세린 또는 프로필렌 글리콜 등을 포함할 수 있다.
일 예로서, 가소제는 물질을 유연하게 하여 성형성을 높이는 제제로서, 트리아세틴, 디부틸 프탈레이트, 디부틸 세바케이트, 디에틸 프탈레이트, 디메틸 프탈레이트, 아세틸트리부틸 시트레이트, 아세틸트리에틸 시트레이트, 디아세틸화된 모노글리세라이드, 디부틸 세바케이트, 미네랄 오일, 벤질 벤조에이트, 클로르부탄올, 글리세린 모노스테아레이트, 라놀린 알코올, 및 세룰로오스 아세테이트 프탈레이트 상용성 가소제로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 예로서, 풍미제는 향미제로 지칭할 수도 있으며, 담배 물질로부터 발생한 에어로졸에 맛 및/또는 향을 부여하는 제제일 수 있다. 예를 들어, 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제(isosweet), 코코아, 라벤더, 시나몬, 카르다몸, 셀러리, 호로파, 카스카릴라, 백단, 베르가못, 제라늄, 벌꿀 에센스, 장미 오일, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일, 민트 오일, 케러웨이, 코냑, 자스민, 카모마일, 멘톨, 계피, 일랑일랑, 샐비어, 스피어민트, 생강, 고수, 또는 커피 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예로서 본 발명은 또한, 상술한 본 발명의 담배 매질을 포함하는 에어로졸 생성 물품을 제공할 수 있다. 구체적인 예로서, 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하며, 상기 코어 및 상기 쉘은 각각 담배 물질을 포함하고, 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나가, 쉘(120)의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이한 것을 특징으로 하는 과립형 담배 매질을 포함하는 에어로졸 생성 물품일 수 있다.
일 실시예로서 또한, 상술한 특성에 더하여 상기 코어와 상기 쉘의 부피가 상이한 것을 특징으로 하는 과립형 담배 매질을 포함하는 에어로졸 생성 물품일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 과립형 담배 매질(512)을 포함하는 에어로졸 생성 물품(500)을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 에어로졸 생성 물품(500)은, 담배 로드(510) 및 필터 로드(520)를 포함할 수 있으며, 상기 담배 로드(510)에는 본 발명의 코어-쉘 구조의 과립형 담배 매질(512)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 담배 로드(510)에 포함되는 담배 매질은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 과립형 매질(512)을 포함하고, 상기 코어 및 상기 쉘은 각각 담배 물질을 포함하며, 상기 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 함량 중 적어도 어느 하나는, 상기 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이한 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예로서, 또한 본 발명의 에어로졸 생성 물품(500)은 상기 과립형 담배 매질(512)의 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 함량 중 적어도 어느 하나가, 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이하며, 추가적으로 상기 코어와 상기 쉘의 부피 또한 상이한 것을 특징으로 하는 담배 매질을 포함할 수 있다.
일 예로서, 도 5에 도시한 바와 같이, 에어로졸 생성 물품(500)은 일반적으로 원통형 형상으로 제조될 수 있고, 5 내지 8 mm 범위의 직경을 갖는 것이 종래의 연소식 담배와 같은 형태 및 크기를 가져 사용자의 취향을 만족할 수 있다는 점에서 바람직할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 일 실시예로서, 상기 에어로졸 생성 물품(500)에 포함되는 필터 로드(520)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 형태일 수 있다.
일 실시예로서, 필터 로드(520)는 단일 또는 복수 개의 세그먼트로 구성될 수 있다. 도 5에는 세 개의 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 필터 로드(520)는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있고, 필요에 따라, 필터 로드(520)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 추가적으로 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 담배 로드(510) 및 필터 로드(520)는 하나 이상의 래퍼(530)에 의해 포장될 수 있으며, 도 5에 다양한 케이스를 예시적으로 도시하였으나 이에 제한되지 않는다. 일 예로서, 상기 래퍼(530)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다.
일 예로서, 상기 래퍼(530)가 2 이상 사용될 경우, 도 5(a)와 같이 담배 로드(510) 및 필터 로드(520)가 하나의 래퍼에 의해 포장되고, 또 다른 래퍼에 의해 한번 더 포장될 수 있다.
다른 예로서, 도 5(b)와 같이 담배 로드(510) 및 복수 개의 세그먼트들로 구성된 필터 로드(520)의 각 세그먼트가 각각의 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수도 있다.
또 다른 예로서, 도 5(c)와 같이 복수 개의 세그먼트로 구성된 필터 로드(520)의 일부 세그먼트 및 담배 로드(510)가 하나의 래퍼에 의해 포장될 수 있고, 포장되지 않은 나머지 세그먼트와 함께 궐련 전체가 또 다른 래퍼에 의해 포장될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 과립형 매질
110: 코어(core)
120: 쉘(shell)
500: 에어로졸 생성 물품
510: 담배 로드
520: 필터 로드
512: 과립형 매질
530: 래퍼

Claims (15)

  1. 과립형 매질을 포함하고, 상기 과립형 매질은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하며, 상기 코어 및 상기 쉘은 각각 담배 물질을 포함하고,
    상기 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나는, 상기 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이한, 담배 매질.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과립형 매질은, 상기 코어의 밀도가 상기 쉘의 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 과립형 매질은, 상기 코어의 밀도가 상기 쉘의 밀도보다 작은 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 과립형 매질은, 상기 코어의 니코틴 함량이 상기 쉘의 니코틴 함량보다 높은 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 과립형 매질은, 상기 코어의 니코틴 함량이 상기 쉘의 니코틴 함량보다 낮은 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 과립형 매질은, 상기 코어의 pH가 상기 쉘의 pH 보다 높은 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 과립형 매질은, 상기 코어의 pH가 상기 쉘의 pH 보다 낮은 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 과립형 매질은, 상기 코어와 상기 쉘의 부피가 상이한 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 과립형 매질은,
    상기 코어의 니코틴 함량이 상기 쉘의 니코틴 함량보다 높고, 상기 코어의 부피가 상기 쉘의 부피보다 큰 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 과립형 매질은,
    상기 코어의 pH가 상기 쉘의 pH 보다 높고, 상기 코어의 부피가 상기 쉘의 부피보다 큰 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 과립형 매질은, 상기 코어를 둘러싸는 쉘이 다중층인 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 과립형 매질은 상기 쉘을 둘러싸는 코팅층을 추가적으로 포함하는, 담배 매질.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 코팅층은 공극을 갖는 것을 특징으로 하는, 담배 매질.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 담배 매질은 비연소식 담배에 충진되는 것인, 담배 매질.
  15. 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 과립형 매질을 포함하고, 상기 코어 및 상기 쉘은 각각 담배 물질을 포함하며,
    상기 코어의 밀도, 니코틴 함량, pH 함량 중 적어도 어느 하나는, 상기 쉘의 밀도, 니코틴 함량, pH 중 적어도 어느 하나와 상이한 것을 특징으로 하는 담배 매질을 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
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