KR20220153549A - 에어로졸 발생 물품 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

끽미 만족도를 향상시킴과 동시에 저렴한 비용으로 제조 가능한 에어로졸 발생 물품 및 그의 제조 방법이 제공된다. 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품은, 잎담배 각초를 포함하고, 에어로졸 발생 장치에 의해 전기적으로 가열됨에 따라 에어로졸을 형성하는 에어로졸 형성 기재부 및 에어로졸 형성 기재부의 하류에 위치하여 하류 말단을 형성하는 마우스피스부를 포함할 수 있다. 잎담배 각초는 재구성 담배 시트에 비해 저렴하기 때문에, 에어로졸 발생 물품의 제조 원가가 절감될 수 있다. 또한, 잎담배 각초는 재구성 담배 시트와는 달리 부재료가 적게 첨가되기 때문에 이취미가 저감되고, 이에 따라 사용자의 끽미 만족도는 향상될 수 있다.

Description

에어로졸 발생 물품 및 그의 제조 방법{AEROSOL-GENERATING ARTICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 개시는 에어로졸 발생 물품 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되는 에어로졸 발생 물품으로서, 끽미 만족도를 향상시킴과 동시에 저렴한 비용으로 제조 가능한 에어로졸 발생 물품 및 그 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
근래에 전통 궐련의 단점들을 극복하는 대체 물품에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 연소를 통해 에어로졸을 발생시키는 것이 아니라 가열을 통해 에어로졸을 발생시키는 장치와 물품에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 발생 물품 또는 가열식 에어로졸 발생 장치에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
대부분의 가열식 에어로졸 발생 물품은 재구성 담배(reconstituted tobacco) 시트(e.g. 판상엽 시트) 베이스로 제조된다. 그런데, 재구성 담배 시트의 높은 제조 원가가 에어로졸 발생 물품의 단가를 올리는 주된 원인이 되고 있다. 뿐만 아니라, 재구성 담배 시트 제조 시, 필수적으로 펄프, 구아검 등의 부재료가 첨가되는데, 이러한 부재료들은 담배 고유의 맛을 저감시키고 이취미를 유발하여 사용자의 끽미 만족도를 저하시킬 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예들을 통해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 끽미 만족도를 향상시킴과 동시에 저렴한 비용으로 제조 가능한 에어로졸 발생 물품 및 그 물품의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 발생 장치에 삽입되어 에어로졸을 발생시키는 물품으로서, 잎담배 각초를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 장치에 의해 전기적으로 가열됨에 따라 에어로졸을 형성하는 에어로졸 형성 기재부 및 상기 에어로졸 형성 기재부의 하류에 위치하여 하류 말단을 형성하는 마우스피스부를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 에어로졸 형성 기재부는 상기 잎담배 각초를 제외하고 다른 담배 물질을 포함하지 않을 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배 각초의 절각폭은 1.0mm 내지 1.4mm일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 에어로졸 형성 기재부에 포함된 상기 잎담배 각초의 함량은 150mg 내지 200mg일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배 각초는 가향 공정을 포함하는 제조 공정을 통해 제조된 것이고, 상기 가향 공정 중에 보습제가 첨가되며, 상기 보습제에 포함된 글리세린과 프로필렌글리콜의 중량 비율은 1:1 내지 8:2일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배 각초에 함유된 수분의 함량은 상기 잎담배 각초의 총 중량 대비 12% 내지 17%일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 마우스피스부의 흡인 저항은 90mmWG 내지 140mmWG일 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품의 제조 방법은, 에어로졸 발생 장치에 삽입되어 에어로졸을 발생시키는 물품을 제조하는 방법에 있어서, 잎담배 원료를 가공하여 잎담배 각초를 제조하는 단계, 상기 제조된 잎담배 각초를 이용하여 에어로졸 형성 기재부를 형성하는 단계 및 상기 형성된 에어로졸 형성 기재부와 마우스피스부를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 재구성 담배 시트 대신 잎담배 각초를 활용하여 전기 가열식 에어로졸 발생 물품이 제조될 수 있다. 잎담배 각초는 재구성 담배 시트보다 제조 원가가 훨씬 저렴하기 때문에, 에어로졸 발생 물품의 가격 경쟁력이 크게 향상될 수 있다.
또한, 재구성 담배 시트 대신 잎담배 각초를 활용함으로써, 흡연 시 이취미가 저감되고 잎담배 본연의 맛이 사용자에게 전달될 수 있다. 이에 따라, 사용자의 끽미 만족도가 크게 향상될 수 있다.
또한, 잎담배 각초 제조 시 적절한 절각폭(e.g. 대략 1.2mm)으로 잎담배 원료를 절각함으로써, 에어로졸 발생 물품 제조 시 끝빠짐 현상이 감소되고(즉, 작업성이 향상됨) 무화량은 증대될 수 있다.
또한, 잎담배 각초를 적절한 함량(e.g. 대략 170mg)으로 투입함으로써, 에어로졸 발생 물품 제조 시 끝빠짐 현상이 감소되고 에어로졸 발생 물품의 가격 경쟁력과 담배맛이 향상될 수 있다.
또한, 잎담배 각초 제조 시, 글리세린과 프로필렌글리콜을 적절한 비율(e.g. 대략 7:3)로 첨가함으로써, 에어로졸 발생 물품의 무화량이 증대될 수 있다.
또한, 잎담배 각초 제조 시, 잎담배 각초의 수분을 적절하게 조절(e.g. 대략 14.5%)함으로써, 에어로졸 발생 물품의 무화량이 증대되고 작업성이 향상될 수 있다.
또한, 잎담배 각초 제조 공정 중 2차 가향 시에, 적절한 양(e.g. 각초 대비 약 3%)의 보습제를 첨가함으로써, 에어로졸 발생 물품의 무화량이 더욱 증대되고 이취미가 저감될 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품이 적용될 수 있는 다양한 유형의 에어로졸 발생 장치를 예시한다.
도 4는 본 개시의 제1 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품을 개략적으로 나타내는 예시적인 구성도이다.
도 5는 본 개시의 제2 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품을 개략적으로 나타내는 예시적인 구성도이다.
도 6은 본 개시의 제3 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품을 개략적으로 나타내는 예시적인 구성도이다.
도 7은 본 개시의 제4 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품을 개략적으로 나타내는 예시적인 구성도이다.
도 8 및 도 9는 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품의 제조 방법을 나타내는 예시적인 흐름도이다.
도 10은 도 9에 도시된 절각 단계 S27을 부연 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 11은 잎담배 각초의 절각폭에 따른 무화량 변화를 관능적으로 평가한 결과를 도시한다.
도 12는 잎담배 각초의 함량에 따른 담배맛과 무화량 변화를 관능적으로 평가한 결과를 도시한다.
도 13은 글리세린과 프로필렌글리콜의 비율에 따른 무화량 변화를 관능적으로 평가한 결과를 도시한다.
도 14는 잎담배 각초의 수분 함량에 따른 무화량 변화를 관능적으로 평가한 결과를 도시한다.
도 15는 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품에 대한 종합 관능 평가 결과를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시의 기술적 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
다른 정의가 없다면, 이하의 실시예들에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하의 실시예들에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 이하의 실시예들에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 개시에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
먼저, 이하의 실시예들에서 사용되는 몇몇 용어들에 대하여 명확하게 하기로 한다.
이하의 실시예들에서, "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸(aerosol)을 형성할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 에어로졸은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체 또는 액상일 수 있다.
예를 들면, 고체의 에어로졸 형성 기재는 잎담배 각초, 재구성 담배(e.g. 판상엽) 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있으며, 액상의 에어로졸 형성 기재는 담배 물질, 담배 추출물 및/또는 다양한 향미제를 기초로 하는 액상 조성물을 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 상기 열거된 예시에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적인 예로서, 액상의 에어로졸 형성 기재는 프로필렌글리콜(PG) 및 글리세린(GLY) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 에어로졸 형성 기재는 담배 물질, 수분 및 가향 물질 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 에어로졸 형성 기재는 계피, 캡사이신 등의 다양한 첨가 물질을 더 포함할 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 유동성이 큰 액체 물질뿐만 아니라 젤 또는 고형분 형태의 물질을 포함할 수도 있다. 이와 같이, 에어로졸 형성 기재의 조성 성분은 실시예에 따라 다양하게 선택될 수 있으며, 그 조성 비율 또한 실시예에 따라 달라질 수 있다. 이하의 실시예들에서, 액상은 액상의 에어로졸 형성 기재를 지칭하는 것일 수 있다.
이하의 실시예들에서, "에어로졸 발생 장치"는 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 형성 기재를 이용하여 에어로졸을 발생시키는 장치를 의미할 수 있다. 에어로졸 발생 장치의 몇몇 예시에 대해서는 도 1 내지 도 3을 참조하도록 한다. 단, 도 1 내지 도 3에 예시된 장치 외에도 다양한 유형의 에어로졸 발생 장치가 더 포함될 수 있어서, 본 개시의 범위가 상기 예시된 장치들에 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예들에서, "에어로졸 발생 물품"은 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물품을 의미할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 예를 들어 궐련일 수 있으나, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예들에서, "퍼프(puff)"는 사용자의 흡입(inhalation)을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어 당기는 상황을 의미할 수 있다.
이하의 실시예들에서, "상류"(upstream) 또는 "상류 방향"은 사용자의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고, "하류"(downstream) 또는 "하류 방향"은 사용자의 구부로부터 가까워지는 방향을 의미할 수 있다. 상류 및 하류라는 용어는 흡연 물품을 구성하는 요소들의 상대적 위치를 설명하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 예시된 에어로졸 발생 물품(100)에서, 필터부(120)는 에어로졸 형성 기재부(110)의 하류 또는 하류 방향에 위치하고, 에어로졸 형성 기재부(110)는 필터부(120)의 상류 또는 상류 방향에 위치한다.
이하의 실시예들에서, “길이 방향”은 에어로졸 발생 물품의 장축 방향(longitudinal direction)을 의미하며, “직경 방향”은 에어로졸 발생 물품의 단축 방향을 의미한다. 즉, “직경 방향”은 “길이 방향”과 수직한 방향을 의미한다.
이하에서는, 본 개시의 다양한 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품(2000)이 적용될 수 있는 다양한 유형의 에어로졸 발생 장치(1000)를 예시한다. 특히, 도 1 내지 도 3은 에어로졸 발생 물품(2000)이 에어로졸 발생 장치(1000)에 삽입되어 있는 상태를 예시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(1000)는 배터리(1100), 제어부(1200) 및 히터(1300)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(1000)는 증기화기(1400)를 더 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치(1000)의 내부 공간에는 에어로졸 발생 물품(2000)이 삽입될 수 있다. 단, 도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 발생 장치(1000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 발생 장치(1000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 1에는 배터리(1100), 제어부(1200) 및 히터(1300)가 일렬로 배치된 것으로 예시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(1100), 제어부(1200), 증기화기(1400) 및 히터(1300)가 일렬로 배치된 것으로 예시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(1400) 및 히터(1300)가 병렬로 배치된 것으로 예시되어 있다. 그러나, 에어로졸 발생 장치(1000)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말하면, 에어로졸 발생 장치(1000)의 설계에 따라, 배터리(1100), 제어부(1200), 히터(1300) 및 증기화기(1400)의 배치는 변경될 수 있다.
에어로졸 발생 물품(2000)이 에어로졸 발생 장치(1000)에 삽입되면, 에어로졸 발생 장치(1000)는 히터(1300) 및/또는 증기화기(1400)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(2000)은 히터(1300)에 의해 가열됨에 따라 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(1300) 및/또는 증기화기(1400)에 의하여 발생된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(2000)을 통과하여 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다.
배터리(1100)는 에어로졸 발생 장치(1000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리(1100)는 히터(1300) 또는 증기화기(1400)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(1200)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(1100)는 에어로졸 발생 장치(1000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
다음으로, 제어부(1200)는 에어로졸 발생 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1200)는 배터리(1100), 히터(1300) 및 증기화기(1400)뿐만 아니라 에어로졸 발생 장치(1000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1200)는 에어로졸 발생 장치(1000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 발생 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.
몇몇 실시예들에서, 제어부(1200)는 에어로졸 발생 물품(2000)의 기재 타입을 인식할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1200)는 에어로졸 발생 물품(2000)에 포함된 에어로졸 형성 기재가 재구성 시트 타입인지 또는 잎담배 각초 타입인지를 인식할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1200)는 에어로졸 발생 물품(2000)에 부착된 식별 요소(e.g. 상류 말단에 부착된 알루미늄 호일 등)를 통해 기재 타입을 인식하거나, 사용자의 입력(e.g. 버튼 선택 등)에 기초하여 기재 타입을 인식할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다. 제어부(1200)는 인식 결과에 기초하여 히터(1300)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 기재 타입이 재구성 시트 타입인 경우 제어부(1200)는 재구성 시트에 적합한 제1 온도 프로파일에 기초하여 히터(1300)를 동작시키고, 기재 타입이 잎담배 각초 타입인 경우 제어부(1200)는 잎담배 각초에 적합한 제2 온도 프로파일에 기초하여 히터(1300)를 동작시킬 수 있다. 그렇게 함으로써, 에어로졸 발생 물품(2000)의 기재 타입에 따른 최적의 끽미감이 사용자에게 전달될 수 있다.
다음으로, 히터(1300)는 배터리(1100)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(2000)이 에어로졸 발생 장치(1000)에 삽입되면, 에어로졸 발생 장치(1000)는 히터(1300)를 작동시켜 에어로졸 발생 물품(2000)을 가열할 수 있다. 히터(1300)는 에어로졸 발생 물품의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(1300)는 에어로졸 발생 물품(2000) 내의 에어로졸 형성 기재의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(1300)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(1300)에는 전기 전도성 트랙(track)이 포함되고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(1300)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(1300)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 목표 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한없이 해당될 수 있다. 여기에서, 목표 온도는 에어로졸 발생 장치(1000)에 기 설정되어 있을 수도 있고(e.g. 온도 프로파일이 기 저장되어 있는 경우), 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(1300)는 유도 가열식 히터일 수도 있다. 구체적으로, 히터(1300)에는 에어로졸 발생 물품(2000)을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 에어로졸 발생 물품(2000)은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터 물질을 포함할 수 있다. 또는, 히터(1300)가 전기 전도성 코일 및 서셉터를 포함하는 조립체로 구성되고, 히터(1300)의 서셉터가 유도 가열 방식으로 에어로졸 발생 물품(2000)을 가열할 수도 있다.
예를 들어, 히터(1300)는 관형 가열 요소, 판형 가열 요소, 침형 가열 요소 또는 봉형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 에어로졸 발생 물품(2000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 발생 장치(1000)에는 히터(1300)가 복수개 배치될 수도 있다. 이때, 복수개의 히터(1300)들은 에어로졸 발생 물품(2000)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 에어로졸 발생 물품(2000)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수개의 히터(1300)들 중 일부는 에어로졸 발생 물품(2000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 에어로졸 발생 물품(2000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(1300)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
다음으로, 증기화기(1400)는 액상 조성물(즉, 액상의 에어로졸 형성 기재)을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(2000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 예를 들어, 증기화기(1400)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 발생 장치(1000)의 기류 패스를 따라 이동할 수 있고, 기류 패스는 증기화기(1400)에 의하여 생성된 에어로졸이 에어로졸 발생 물품(2000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에 따른 증기화기(1400)는 액상 저장조, 액체 전달 요소 및 가열 요소를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 액상 저장조, 액체 전달 요소 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 발생 장치(1000)에 포함될 수도 있다. 이하, 증기화기(1400)의 구성요소에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.
액상 저장조는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분과 같은 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액상 저장조는 증기화기(1400)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(1400)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 향료는 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
다음으로, 액체 전달 요소는 액상 저장조의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 요소는 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹, 복수개의 비드가 집합된 다공성 구조체와 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 가열 요소는 액체 전달 요소에 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 요소에 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.
참고로, 증기화기(1400)는 당해 기술 분야에서 카토마이저(cartomizer), 무화기(atomizer) 또는 카트리지(cartridge) 등의 용어로 지칭될 수도 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(1000)는 배터리(1100), 제어부(1200), 히터(1300) 및 증기화기(1400) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(1000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치(1000)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치(1000)는 에어로졸 발생 물품(2000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되어 있지는 않으나, 에어로졸 발생 장치(1000)는 별도의 크래들(cradle)과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 발생 장치(1000)의 배터리(1100)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 발생 장치(1000)가 결합된 상태에서 히터(1300)가 가열될 수도 있다.
다음으로, 에어로졸 발생 물품(2000)은 에어로졸 발생 장치(1000)에 삽입되어 전기적으로 가열됨에 따라 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 유입됨으로써 에어로졸 발생 물품(2000) 내에서 생성되고, 생성된 에어로졸은 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다.
외부 공기가 유입되는 방식은 실시예에 따라 달라질 수 있다. 일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 발생 장치(1000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 여기서, 에어로졸 발생 장치(1000)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수도 있다. 이와 같은 경우, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 에어로졸 발생 물품(2000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 에어로졸 발생 물품(2000)의 내부로 유입될 수도 있다.
에어로졸 발생 물품(2000)은 에어로졸을 형성할 수 있는 기재를 포함할 수 있고, 에어로졸 형성 기재는 담배 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 담배 물질은 잎담배 각초를 포함할 수 있다. 예를 들어, 담배 물질은 잎담배 각초만으로 구성될 수 있고, 다른 물질을 포함하지 않을 수 있다. 다른 예로서, 담배 물질은 잎담배 각초와 재구성 담배 시트를 함께 포함할 수도 있다. 잎담배 각초의 제조 원가는 다른 담배 물질(e.g. 재구성 담배 시트)에 비해 훨씬 저렴하기 때문에, 본 실시예에 따르면, 에어로졸 발생 물품(2000)의 제품 단가가 크게 절감될 수 있다. 본 실시예와 에어로졸 발생 물품(2000)의 세부 구조에 관련하여서는 추후 도 4 이하의 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
지금까지 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품(2000)이 적용될 수 있는 다양한 유형의 에어로졸 발생 장치(1000)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 이러한 장치(1000)에 적용될 수 있는 에어로졸 발생 물품(2000)에 대하여 설명하도록 한다.
도 4 내지 도 7은 다양한 구조의 에어로졸 발생 물품을 도시하고 있는데, 도시된 바와 같이 에어로졸 발생 물품의 세부 구조는 유형 별로 달라질 수 있다. 이하에서는, 이해의 편의와 명세서의 명료함을 위해, 에어로졸 발생 물품의 유형 별로 참조 번호를 달리해가며 설명을 하도록 한다.
도 4는 본 개시의 제1 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(100)을 개략적으로 나타내는 예시적인 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(100)은 에어로졸 형성 기재부(110), 필터부(120) 및 래퍼(130)를 포함할 수 있다. 도 4에는 본 개시의 실시예와 관련 있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 개시가 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 4에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다. 이하, 에어로졸 발생 물품(100)의 각 구성요소에 대하여 설명하도록 한다.
에어로졸 형성 기재부(110)는 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있고, 필터부(120)의 상류에 위치할 수 있다. 에어로졸 형성 기재부(110)는 에어로졸 형성 기재를 감싸고 있는 래퍼를 더 포함할 수도 있다. 에어로졸 형성 기재부(110)와 필터부(120)는 래퍼(130)에 의해 래핑될 수 있다. 명확하게 도시되어 있지는 않으나, 에어로졸 형성 기재부(110)와 필터부(120)는 티핑 래퍼(tipping wrapper)에 의해 연결될 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
에어로졸 형성 기재는 담배 물질을 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 형성 기재는 담배 물질 외의 다른 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재는 글리세린, 프로필렌글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 에어로졸 형성 기재는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 에어로졸 형성 기재에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이 첨가될 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 담배 물질은 잎담배 각초일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재는 잎담배 각초를 제외하고 다른 담배 물질을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 재구성 담배 시트(e.g. 슬러리 판상엽)가 활용되는 경우에 비해 재료 원가가 크게 절감되고, 이취미도 저감될 수 있다. 구체적으로, 슬러리 판상엽과 같은 재구성 담배 시트는 잎담배 각초에 비해 제조 비용도 많이 들고, 부풀성이 좋지 않아 잎담배 각초 대비 많은 양이 들어갈 수 밖에 없다. 뿐만 아니라, 재구성 담배 시트 제조 시 필수적으로 펄프, 구아검 등의 부재료가 첨가되기 때문에, 흡연 시 고유의 이취미가 발생하고 잎담배 본연의 맛이 사용자에게 전달될 수 없다. 따라서, 재구성 담배 시트를 잎담배 각초로 대체하는 경우, 재료 원가가 절감됨과 동시에 이취미도 저감될 수 있다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 담배 물질은 잎담배 각초와 재구성 담배 시트(e.g. 슬러리 판상엽 또는 이의 각초)가 적절한 비율로 혼합된 것일 수 있다. 예를 들어, 담배 물질은 잎담배 각초와 재구성 담배 시트가 약 6:4 내지 9:1의 중량비로 혼합된 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 중량비는 약 7:3 내지 9:1 또는 약 8:3 내지 9:1일 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 약 8:2일 수 있다.
앞선 실시예들에서, 잎담배 각초의 절각폭, 함량, 잎담배 각초의 수분 함량 등은 에어로졸 발생 물품(100)의 무화량, 작업성, 제품 단가 등과 밀접하게 연관되기 때문에, 적절한 값으로 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배 각초의 절각폭은 대략 1.0mm 내지 1.5mm일 수 있다. 여기서 절각폭은 잎담배 각초를 제조하기 위해 잎담배 원료를 절각할 때의 폭을 의미할 수 있다. 바람직하게는, 상기 절각폭은 대략 1.0mm 내지 1.4mm 또는 1.1mm 내지 1.5mm일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 절각폭은 대략 1.1mm 내지 1.3mm 또는 대략 1.2mm일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서 원활한 기류 패스가 확보되어 무화량(에어로졸 발생량)이 증대되고, 제조 공정 중에 잎담배 각초가 빠져나오는 현상(이른바 "끝빠짐 현상")도 완화될 수 있다. 가령, 절각폭이 너무 작게 설정된 경우(e.g. 0.7mm, 0.9mm 등)에는 에어로졸 형성 기재부(110) 내에 공극이 감소하여 무화량이 크게 줄어들 수 있고, 잎담배 각초가 너무 가늘어 물품 제조 공정 중에 끝빠짐 현상이 빈번하게 발생할 수 있다. 또한, 절각폭이 너무 크게 설정된 경우(e.g. 1.5mm 이상)에는 균일한 폭으로 잎담배가 절단되지 않아 무화량이 불균일해지거나 감소될 수 있다. 본 실시예에 관하여서는 실험예 1-1 및 1-2를 더 참조하도록 한다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배 각초의 함량은 대략 140mg 내지 210mg일 수 있다. 바람직하게는, 상기 함량은 대략 150mg 내지 200mg 또는 150mg 내지 190mg일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 함량은 대략 160mg 내지 180mg, 165mg 내지 175mg, 또는 대략 170mg일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 원활한 기류 패스와 담배맛이 확보되고 원가 절감 효과도 극대화될 수 있다. 뿐만 아니라, 제조 공정 중의 끝빠짐 현상도 줄어들어 작업성이 크게 향상될 수 있다. 가령, 잎담배 각초가 지나치게 많이 포함되는 경우에는 원가 절감 효과가 떨어지거나 기류 패스가 막혀 무화량이 떨어질 수 있다. 또는, 과량의 잎담배 각초가 에어로졸 형성 기재부(110)에 투입되어 래퍼가 훼손되는 문제가 생길 수도 있다. 반대로, 잎담배 각초가 지나치게 적게 포함되는 경우에는 담배맛이 떨어지거나 에어로졸 형성 기재부(110) 내부가 느슨해져 끝빠짐 현상이 빈번하게 발생될 수 있다. 본 실시예에 관하여서는 실험예 2-1 및 2-2를 더 참조하도록 한다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배 각초는 가향 공정을 포함하는 각초 제조 공정을 통해 제조될 수 있는데, 가향 공정 중에 보습제가 첨가될 수 있다. 첨가물 중 보습제의 함량은 대략 9%(중량%) 내지 12%인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 대략 10%일 수 있다. 또한, 보습제에 포함된 글리세린과 프로필렌글리콜의 중량 비율은 대략 1:1 내지 8:2인 것이 바람직할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 중량 비율은 대략 3:2 내지 8:2 또는 2:1 내지 8:2일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 대략 2:1 내지 8:3 또는 대략 7:3일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서 무화량이 증대되는 것으로 확인되었다. 이와 관련하여서는 실험 3을 참조하도록 한다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배 각초는 1차 가향 공정 및 2차 가향 공정을 포함하는 각초 제조 공정을 통해 제조될 수 있는데(e.g. 도 9 참조), 2차 가향 공정 중에 보습제가 첨가될 수 있다. 보습제는 예를 들어 글리세린일 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 보습제의 첨가량은 절각된 잎담배(즉, 잎담배 각초)의 전체 중량 대비 약 1중량% 내지 5중량%(e.g. 각초 100kg 당 글리세린 약 1~5kg)일 수 있다. 바람직하게는, 상기 첨가량은 약 2중량% 내지 4중량%이고, 더욱 바람직하게는 약 3중량%일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 에어로졸 발생 물품(100)의 무화량이 더욱 향상되고 이취미가 크게 저감되는 것으로 확인되었다. 이와 관련하여서는, 실험예 6-1 및 6-2를 더 참조하도록 한다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배 각초에 함유된 수분의 함량은 잎담배 각초의 총 중량 대비 대략 11%(중량%) 내지 18%일 수 있다. 바람직하게는, 상기 수분의 함량은 대략 12% 내지 17% 또는 12% 내지 16%일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 수분의 함량은 대략 13% 내지 16%, 13% 내지 15%, 14% 내지 14.5% 또는 대략 14%일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 원활한 기류 패스가 확보되어 무화량이 증대될 수 있고, 끝빠짐 현상도 완화될 수 있다. 가령, 잎담배 각초에 수분이 지나치게 많이 포함되는 경우에는 각초의 뭉침 현상으로 인해 기류 패스가 막혀 무화량이 떨어질 수 있다. 반면, 잎담배 각초에 수분이 지나치게 적게 포함된 경우에는, 잎담배 각초들이 뭉치지 않고 잘 흩어져 끝빠짐 현상이 빈번하게 발생될 수 있다. 참고로, 잎담배 각초의 수분 함량은 각초 제조 공정 중에 조절될 수 있는데, 2차 가향 처리 공정 직후의 각초 수분 함량은 에어로졸 형성 기재부(110)의 각초 수분 함량보다 대략 0.1 내지 1% 정도 더 높을 수 있다. 2차 가향 처리 공정 이후의 추가 공정, 에어로졸 발생 물품(100)의 제조 공정 또는 보관 기간 동안 잎담배 각초의 수분이 줄어들 수 있기 때문이다. 본 실시예에 관하여서는 실험예 3을 더 참조하도록 한다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배 각초에 포함된 글리세린과 프로필렌글리콜의 중량 비율은 약 1:1 내지 9:1일 수 있고, 바람직하게는 약 3:2 내지 8:2 또는 약 3:2 내지 7:3일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 무화량이 증대되는 것으로 확인되었다.
한편, 몇몇 실시예들에서는, 상기 잎담배 각초 주변 래퍼의 내측에는 접착제가 도포되어 있을 수 있다. 여기서, 접착제는 접착 기능을 갖는 임의의 물질을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 에어로졸 형성 기재부(110)는 에어로졸 형성 로드를 절단함으로써 형성될 수 있는데, 에어로졸 형성 로드를 제조하는 과정 중에 래퍼(래핑재) 내측의 적어도 일부에 접착제가 도포될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 로드는 잎담배 각초를 래핑재로 래핑함으로써 제조될 수 있는데, 잎담배 각초를 래핑재로 감싸기 전 또는 감싼 이후에 래핑재 내측에 접착제가 도포될 수 있다. 접착제는 에어로졸 형성 기재부(110) 또는 에어로졸 형성 로드의 말단(또는 양말단)에서의 끝빠짐 현상을 방지함으로써 작업성을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에 관하여서는 도 8의 설명 부분을 더 참조하도록 한다.
상술한 잎담배 각초는 잎담배 원료를 가공함으로써 제조될 수 있는데, 이러한 제조 방법에서는 추후 도 9를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 이하에서는, 다시 에어로졸 발생 물품(100)의 구성요소에 대한 설명을 이어가도록 한다.
몇몇 실시예들에서, 에어로졸 형성 기재부(110) 또는 에어로졸 형성 기재는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재부(110)의 래퍼 내측에 열 전도 물질이 배치될 수 있다. 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 열전도 물질은 에어로졸 형성 기재로 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배맛을 향상시킬 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수도 있다.
다음으로, 필터부(120)는 에어로졸 형성 기재부(110)에서 발생된 에어로졸에 대한 필터 역할을 수행할 수 있다. 필터부(120)를 통과한 에어로졸은 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다.
필터부(120)는 에어로졸 형성 기재부(110)의 하류 단부와 연결되며, 에어로졸 발생 물품(100)의 하류 단말을 형성할 수 있다. 필터부(120)의 하류 단말은 사용자의 입술과 접촉하는 마우스피스(부)로서의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 필터부(120)와 에어로졸 형성 기재부(110)는 원기둥의 형상을 갖고 길이 축 방향으로 정렬되며, 필터부(120)의 상류 단부가 에어로졸 형성 기재부(110)의 하류 단부와 연결될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 필터부(120)와 에어로졸 형성 기재부(110)는 티핑 래퍼에 의해 연결될 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
필터부(120)는 필터 물질을 포함할 수 있다. 또한, 필터부(120)는 필터 물질을 감싸고 있는 필터 래퍼를 더 포함할 수도 있다. 필터 물질은 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 섬유(토우)일 수 있을 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 필터부(120)에는 적어도 하나의 캡슐(미도시)이 포함될 수도 있다. 캡슐은 예를 들면, 향액을 피막으로 감싼 구형 또는 원통형의 캡슐일 수 있다.
필터부(120)는 단일 필터 구조 또는 다중 필터 구조를 가질 수 있다. 또한, 필터부(120)는 복수의 필터부 사이에 형성된 캐비티(cavity)를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서는, 필터부(120)의 하류 단부가 리세스 필터로 제작될 수도 있다. 이와 같이, 필터부(120)의 세부 구조는 다양하게 변형될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 필터부(120) 또는 마우스피스부의 흡인 저항은 90mmWG 내지 140mmWG일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 에어로졸 발생 물품(100)의 빨림성과 끽미감이 개선되는 것으로 확인되었다.
다음으로, 래퍼(130)는 에어로졸 발생 물품(100)의 구성요소를 감싸고 있는 다공질 또는 비다공질의 래핑재일 수 있다. 명확하게 도시되어 있지는 않으나, 래퍼(130)는 에어로졸 형성 기재부(110)의 래퍼, 필터부(120)의 필터 래퍼, 티핑 래퍼 등의 개별 래퍼와 대응될 수 있고, 개별 래퍼를 모두 포함하는 에어로졸 발생 물품(100)의 래퍼를 지칭하는 것일 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 래퍼(130)의 두께는 대략 40um 내지 80um이고 기공도는 대략 5CU 내지 50CU일 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 에어로졸 발생 물품(100)의 길이, 두께, 직경, 형상 등은 다양하게 설계될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 에어로졸 발생 물품(100)의 직경은 대략 4mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 대략 45mm 내지 50mm일 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다.
지금까지 도 4를 참조하여 본 개시의 제1 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(100)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 5를 참조하여 본 개시의 제2 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(200)에 대하여 설명하도록 한다. 이하에서는, 명세서의 명료함을 위해, 앞선 실시예와 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 5는 에어로졸 발생 물품(200)을 개략적으로 나타내는 예시적인 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(200)은 에어로졸 형성 기재부(210), 제1 필터 세그먼트(220), 제2 필터 세그먼트(230) 및 마우스피스부(240) 및 래퍼(260)를 포함할 수 있다. 이하, 에어로졸 발생 물품(200)의 각 구성요소에 대하여 설명한다.
에어로졸 형성 기재부(210)는 도 4에 예시된 에어로졸 형성 기재부(110)에 대응될 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 제1 필터 세그먼트(220)는 내부에 중공(220H) 또는 채널(220H) 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(220H)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 발생 장치(1000)의 히터(1300)가 에어로졸 발생 물품(200)에 삽입되는 상황에서 에어로졸 형성 기재부(110)의 내부 물질이 뒤로(즉, 하류 방향으로) 밀리는 현상을 방지(즉, 에어로졸 형성 기재부 110을 지지)할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과 또한 발생될 수 있다. 제1 필터 세그먼트(120)가 에어로졸 형성 기재부(110)를 지지하는 역할을 수행하는 경우, 제1 필터 세그먼트(120)는 "지지 세그먼트"로 칭해질 수도 있다.
다음으로, 제2 필터 세그먼트(230)는 제1 필터 세그먼트(220)와 접경하고 제1 필터 세그먼트(220)와 마우스피스부(240) 사이에 위치할 수 있다. 제2 필터 세그먼트(230)는 히터(1300)가 에어로졸 형성 기재부(110)를 가열함으로써 형성된 고온의 에어로졸을 냉각시키는 냉각 부재로서의 역할을 수행할 수 있다. 냉각 부재로서의 역할을 강조하기 위해, 제2 필터 세그먼트(230)는 "냉각 세그먼트"로 칭해질 수도 있다. 제2 필터 세그먼트(230)가 고온의 에어로졸을 냉각함에 따라 에어로졸의 발생량이 증대되고, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다.
몇몇 실시예들에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 필터 세그먼트(230)도 제1 필터 세그먼트(220)와 유사하게 내부에 중공(230H) 또는 채널(230H)을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 중공(230H)은 에어로졸을 통과시키는 통로로서의 역할을 수행할 수 있다. 중공의 단면 형상은 다각형 또는 원일 수 있으나, 중공의 크기 및 형상은 이에 제한되지 않는다.
상술한 실시예에서, 제2 필터 세그먼트(230)의 직경은 7mm 내지 9mm일 수 있고, 예를 들면, 약 7.9mm일 수 있다. 또한, 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(200)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 효과가 향상될 수 있다.
제2 필터 세그먼트(230)는 외부의 기체가 제2 필터 세그먼트(230)의 중공으로 유입될 수 있는 소재로 제작되거나, 천공을 포함할 수 있다. 소재는 복수 개의 재료의 혼합물일 수 있다. 소재는 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 토우일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
몇몇 실시예들에서는, 제2 필터 세그먼트(230)는 압출 방식 또는 섬유의 직조 방식을 통하여 제작될 수 있다. 제2 필터 세그먼트(230)는 단위면적당 표면적(즉, 에어로졸과 접촉하는 표면적)을 늘리기 위하여 다양한 형태들로 제작될 수 있다.
예를 들어, 제2 필터 세그먼트(230)는 폴리머 섬유를 직조하여 제작될 수 있다. 이 경우, 폴리머로 제조된 섬유에 가향액이 도포될 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유와 폴리머로 제조된 섬유를 함께 직조하여 제2 필터 세그먼트(230)가 제작될 수도 있다.
예를 들어, 제2 필터 세그먼트(230)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.
몇몇 실시예들에서는, 제2 필터 세그먼트(230)의 외부로 종이 또는 고분자 물질을 소재로 한 래퍼가 감싸지는 공정이 추가로 수행될 수도 있다. 여기에서, 고분자 물질은 젤라틴, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP) 및 이들의 조합이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
몇몇 실시예들에서는, 제2 필터 세그먼트(230)는 다공성 종이 시트가 권취됨으로써 형성될 수도 있다. 즉, 제2 필터 세그먼트(230) 내부에는 제2 필터 세그먼트(230)의 길이 방향을 따라 기류(e.g. 에어로졸)가 통과할 수 있도록, 권취된 다공성 종이 시트가 위치할 수 있다.
다음으로, 마우스피스부(240)는 에어로졸 발생 물품(200)의 하류 말단을 형성함으로써 상류로부터 전달된 에어로졸을 사용자에게 최종적으로 전달하는 마우스피스로서의 역할을 수행할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 마우스피스부(240)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 도시되어 있지는 않으나, 마우스피스부(240)는 리세스 필터로 제작될 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 마우스피스부(240)에는 적어도 하나의 캡슐(미도시)이 포함될 수도 있다. 상기 캡슐은 예를 들면, 향액을 피막으로 감싼 구형 또는 원통형의 캡슐일 수 있다.
상기 캡슐의 피막을 형성하는 재료는 전분 및/또는 겔화제일 수 있다. 예를 들어, 겔화제로서는 젤란 검이나 젤라틴이 사용될 수 있다. 또한, 상기 캡슐의 피막을 형성하는 재료로서 겔화 조제(助劑)가 더 이용될 수도 있다. 여기에서, 겔화 조제로서는, 예를 들면, 염화 칼슘이 사용될 수 있다. 또한, 상기 캡슐의 피막을 형성하는 재료로서 가소제가 더 이용될 수도 있다. 여기에서, 가소제로서는 글리세린 및/또는 소르비톨이 이용될 수 있다. 또한, 상기 캡슐의 피막을 형성하는 재료로서 착색료가 더 이용될 수도 있다.
상기 캡슐의 내용액에는 멘톨, 식물의 정유(精油) 등의 향료가 포함될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 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.
몇몇 실시예들에서, 마우스피스부(240)는 필터 자체에 향료가 분사된 TJNS(Transfer Jet Nozzle System) 필터일 수 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 마우스피스부(240)의 내부에 삽입될 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 마우스피스부(240)의 흡인 저항은 90mmWG 내지 140mmWG일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 이러한 수치 범위 내에서, 에어로졸 발생 물품(200)의 빨림성과 끽미감이 개선되는 것으로 확인되었다.
다음으로, 래퍼(260)는 에어로졸 발생 물품(200)의 구성요소를 감싸고 있는 다공질 래핑재 또는 비다공질 래핑재일 수 있다. 일 예로, 래퍼(260)의 두께는 약 40um 내지 80um이고 기공도는 약 5CU 내지 50CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 래퍼(260)는 에어로졸 형성 기재부(210), 필터 세그먼트(220 내지 240)의 개별 래퍼에 대응될 수 있고, 개별 래퍼를 모두 포함하는 에어로졸 발생 물품(200)의 래퍼를 지칭하는 것일 수도 있다.
지금까지 도 5를 참조하여 본 개시의 제2 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(200)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 6을 참조하여 본 개시의 제3 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(300)에 대하여 설명하였다.
도 6은 에어로졸 발생 물품(300)을 개략적으로 나타내는 예시적인 구성도이다.
도 6을 참조하면, 에어로졸 발생 물품(300)은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 에어로졸 발생 물품들(100, 200)과 달리, 에어로졸 형성 기재부(310)의 상류에서 에어로졸 형성 기재부(310)와 접경하는 제1 필터 세그먼트(350)를 더 포함할 수 있다. 위치적 특징을 강조하기 위해, 제1 필터 세그먼트(350)는 "전단 필터 세그먼트"로 칭해질 수도 있다.
에어로졸 형성 기재부(310)는 도 4 또는 도 5의 에어로졸 형성 기재부(110, 210)에 대응될 수 있고, 제2 필터 세그먼트(320)는 도 5의 제1 필터 세그먼트(220) 또는 제2 필터 세그먼트(230)에 대응될 수 있으며, 마우스피스부(340) 및 래퍼(360) 각각은 도 5의 마우스피스부(240) 및 래퍼(260)에 대응될 수 있다. 따라서, 이에 대한 설명은 생략하고, 제1 필터 세그먼트(350)를 중심으로 설명을 이어가도록 한다.
제1 필터 세그먼트(350)는 에어로졸 형성 기재부(310)가 에어로졸 발생 물품(300) 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중 에어로졸 형성 기재부(310)로부터 액화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(1000, 도 1 내지 도 3 참조)로 흘러 들어가는 것 또한 방지할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 제1 필터 세그먼트(350)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 필터 세그먼트(350)는 상류측 단부에서 하류측 단부를 항해 연장하는 채널(350H)을 포함할 수도 있다. 채널(350H)은 예를 들어 제1 필터 세그먼트(350)의 중앙에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 필터 세그먼트(350)가 채널(350H)을 포함하는 경우, 제1 필터 세그먼트(350)의 상류측 단부로 유입되는 에어로졸이 용이하게 제1 필터 세그먼트(350)의 하류측 단부로 빠져나갈 수 있어서 사용자가 용이하게 에어로졸을 흡입할 수 있다.
한편, 도 6은 채널(350H)의 단면 형상이 원형인 것을 예로서 도시하고 있으나, 채널(350H)의 단면 형상은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 채널(350H)의 단면 형상은 삼엽(三葉) 등과 같은 다엽(多葉) 형상일 수 있다.
제1 필터 세그먼트(350)의 길이 또는 직경은 에어로졸 발생 물품(300)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 필터 세그먼트(350)의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제1 필터 세그먼트(350)의 길이는 약 7mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 제1 필터 세그먼트(350)의 직경은 4mm 내지 10mm 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제1 필터 세그먼트(350)의 직경은 약 7mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
지금까지 도 6을 참조하여 본 개시의 제3 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(300)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 7을 참조하여 본 개시의 제4 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(400)에 대하여 설명하도록 한다.
도 7은 에어로졸 발생 물품(400)을 개략적으로 나타내는 예시적인 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(400)은 에어로졸 형성 기재부(410), 필터 세그먼트(420), 마우스피스부(430) 및 래퍼(440)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 형성 기재부(410)는 제1 기재 세그먼트(411)와 제2 기재 세그먼트(412)를 포함할 수 있다.
제1 기재 세그먼트(411)는 담배 물질을 포함하지 않을 수 있다. 즉, 제1 기재 세그먼트(411)는 담배 물질이 제외된 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 기재 세그먼트(411)는 잎담배 각초를 포함하지 않을 수 있다. 또한, 제1 기재 세그먼트(411)는 글리세린, 프로필렌글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있을 것이나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제1 기재 세그먼트(411)는 풍미제, 습윤제(즉, 보습제) 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 제1 기재 세그먼트(411)는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액을 함유할 수 있다.
제1 기재 세그먼트(411)는 권축된 시트를 포함할 수 있으며, 에어로졸 형성 기재는 권축된 시트에 함침된 상태로 제1 기재 세그먼트(411)에 포함될 수 있다. 또한, 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질들 및 가향액은 권축된 시트에 흡수된 상태로 제1 기재 세그먼트(411)에 포함될 수 있다.
권축된 시트는 고분자 소재로 구성된 시트일 수 있다. 예를 들어, 고분자 소재는 종이, 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 라이오셀(lyocell), 폴리락트산(polylactic acid) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 권축된 시트는 고온으로 가열되더라도 열에 의한 이취가 발생되지 않는 종이 시트일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 기재 세그먼트(411)의 길이는 4mm 내지 12mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 제2 기재 세그먼트(412)는 담배 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 기재 세그먼트(412)는 잎담배 각초, 재구성 담배 시트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 제2 기재 세그먼트(412)는 글리세린, 프로필렌글리콜 등과 같은 에어로졸 형성 기재를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2 기재 세그먼트(412)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질들을 함유할 수 있다. 또한, 제2 기재 세그먼트(412)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 제2 기재 세그먼트(412)에 분사됨으로써 첨가될 수 있다.
제2 기재 세그먼트(412)의 길이는 6mm 내지 18mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 제1 기재 세그먼트(411)는 담배 물질이 제외된 에어로졸 형성 기재를 포함하고, 제2 기재 세그먼트(412)는 담배 물질이 포함된 에어로졸 형성 기재를 포함하므로(즉, 에어로졸 형성 기재의 성분과 함량이 다르므로), 사용자가 바람직한 흡연감을 느끼기 위해서는, 제1 기재 세그먼트(411)와 제2 기재 세그먼트(412)가 서로 다른 온도로 가열될 필요가 있다. 예를 들어, 제1 기재 세그먼트(411)에 적합한 온도로 제2 기재 세그먼트(412)가 가열될 경우, 사용자가 탄 맛을 느낄 수 있다. 또는, 제2 기재 세그먼트(412)에 적합한 온도로 제1 기재 세그먼트(411)가 가열될 경우, 충분한 에어로졸이 발생되지 못할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 제1 기재 세그먼트(411)와 제2 기재 세그먼트(412)는 서로 다른 히터에 의해 서로 다른 온도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 제1 기재 세그먼트(411)가 제1 히터에 의해 A℃ 로 가열되어 충분한 양의 에어로졸이 생성되고, 제2 기재 세그먼트(412)가 제2 히터에 의해 B℃로 담배 물질을 가열한다면, 사용자가 바람직한 흡연감을 느낄 수 있다.
다른 몇몇 실시예들에서, 제1 기재 세그먼트(411)와 제2 기재 세그먼트(412)는 단일 히터(e.g. 1300)에 의하여 가열될 수 있다. 이 경우, 제1 기재 세그먼트(411)와 제2 기재 세그먼트(412)는 서로 다른 온도로 가열되기 어렵다. 따라서, 제1 기재 세그먼트(411)와 제2 기재 세그먼트(412)가 하나의 히터에 의해 가열되더라도, 제1 기재 세그먼트(411) 및 제2 기재 세그먼트(412)가 각각 적절한 온도로 승온될 수 있도록, 제1 기재 세그먼트(411) 또는 제2 기재 세그먼트(412)의 래퍼 중 적어도 하나는 열 전도성 물질을 포함할 수 있다.
제1 기재 세그먼트(411) 및 제2 기재 세그먼트(412)는 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있고, 에어로졸 형성 기재에는 보습제가 포함될 수 있다. 예를 들어, 보습제에는 글리세린, 프로필렌글리콜 또는 이들의 조합이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 글리세린과 프로필렌글리콜이 조합되어 보습제를 구성하는 경우, 글리세린:프로필렌글리콜 = 8:2의 함량으로 조합될 수 있다. 그러나, 조합 비율은 상술한 예에 한정되지 않는다.
제1 기재 세그먼트(411)에 포함된 보습제는 에어로졸이 생성되는 양에 관여할 수 있다. 다시 말해, 제1 기재 세그먼트(411)에 포함된 보습제의 중량에 의하여, 에어로졸 발생 물품(400)의 전체 무화량이 결정될 수 있다. 한편, 제2 기재 세그먼트(412)에 포함된 보습제는 에어로졸 발생 물품(400)의 끽미감에 관여할 수 있다. 다시 말해, 제2 기재 세그먼트(412)에 포함된 담배 물질과 보습제에 의하여, 에어로졸 발생 물품(400)의 끽미감이 결정될 수 있다.
에어로졸 발생 물품(400)으로부터 충분한 무화량이 발생되기 위해서는, 제1 기재 세그먼트(411)에 충분한 양의 보습제가 포함되어야 한다. 따라서, 제1 기재 세그먼트(411)에는 제2 기재 세그먼트(412)보다 많은 양의 보습제가 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 제1 기재 세그먼트(411)에 과도한 보습제가 포함되는 경우, 에어로졸 발생 물품(400)의 외부로 보습제가 유출될 수도 있다. 이는 에어로졸 발생 물품(400)의 외관 상 바람직하지 않을 수 있다.
한편, 몇몇 실시예들에서는, 제1 기재 세그먼트(411)의 적어도 일 부분 및 제2 기재 세그먼트(412)의 적어도 일부분(121)이 히터(e.g. 1300)에 의하여 가열됨에 따라, 에어로졸이 형성될 수 있다. 형성된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(400)의 하류를 따라 이동하고, 최종적으로 사용자에게 전달될 수 있다. 이때, 제2 기재 세그먼트(412)의 하류 부분은 히터에 의해 가열되지 않을 수 있는데, 이러한 경우 에어로졸이 상기 하류 부분을 통과함에 따라 일부 물질이 필터링되는 효과가 나타날 수 있다. 여기서, 필터링은 에어로졸에 포함된 성분이 일부 걸러지는 것뿐만 아니라, 에어로졸에 다른 성분이 더 포함되는 것도 포함할 수 있다. 즉, 제2 기재 세그먼트(412)의 미가열 부분은 에어로졸 내의 성분의 변화를 야기할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸이 미가열 부분을 통과함에 따라 에어로졸 내의 일부 성분이 걸러질 수도 있고, 미가열 부분에 포함된 일부 성분이 에어로졸 내에 더 포함될 수도 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물품(400)의 외부로 토출되는 에어로졸은 최초로 생성된 에어로졸의 성분과 다를 수 있고, 제2 기재 세그먼트(412)가 전부 가열되는 것과 비교할 때, 사용자는 다른 흡연감을 느낄 수 있다.
다음으로, 필터 세그먼트(420)는 에어로졸의 냉각 효과를 발생시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다. 예를 들어, 필터 세그먼트(420)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작되며, 내부에 중공(420H)을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 예를 들어, 필터 세그먼트(420)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)를 가하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 필터 세그먼트(420)의 모노 데니어는 5.0이고, 토탈 데니어 28,000일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 예를 들어, 필터 세그먼트(420)는 종이로 제작되며, 내부에 중공(420H)을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다.
필터 세그먼트(420)에 포함된 중공의 직경은 4mm 내지 8mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 필터 세그먼트(420)의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
필터 세그먼트(420)는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있으며, 냉각 세그먼트(420)로 지칭될 수도 있다. 또한, 필터 세그먼트(420)는 도 5의 제2 필터 세그먼트(230)에 대응되는 것일 수도 있다.
다음으로, 마우스피스부(430)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)를 가하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 마우스피스부(430)의 모노 데니어는 9.0이고, 토탈 데니어 25,000일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 마우스피스부(430)의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
마우스피스부(430)와 래퍼(440)는 각각 앞선 실시예들의 마우스피스부(120, 240, 340)와 래퍼(130, 260, 360)에 대응될 수 있으므로, 이에 대한 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
지금까지 도 7을 참조하여 본 개시의 제4 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(400)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 8 내지 도 10을 참조하여 상술한 에어로졸 발생 물품(100 내지 400 등)와 잎담배 각초의 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다. 이하의 서술에서, 에어로졸 형성 기재부, 필터부, 마우스피스부 등은 앞서 설명한 에어로졸 형성 기재부(e.g. 110, 210, 310, 410), 필터부(e.g. 120), 마우스피스부(e.g. 120, 240, 340, 430)와 대응될 수 있으나, 설명의 편의상 참조 번호를 생략하도록 한다. 필터부는 필터 세그먼트들(220, 230, 320, 350, 420)과 대응될 수도 있다.
도 8은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품의 제조 방법을 나타내는 예시적인 흐름도이다. 단, 이는 본 개시의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있음은 물론이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제조 방법은 잎담배 각초를 제조하는 단계 S20에서 시작될 수 있다. 본 단계에 대해서는 도 9를 참조하여 잠시 후에 상세하게 설명하도록 한다.
단계 S40에서, 제조된 잎담배 각초를 이용하여 에어로졸 형성 기재부가 제조될 수 있다. 구체적으로, 잎담배 각초를 포함하는 에어로졸 형성 기재를 래핑재(즉, 래퍼)로 래핑함으로써 제조된 에어로졸 형성 로드를 지정된 길이로 절단함으로써 복수의 에어로졸 형성 기재부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 로드를 절단하여 6개의 에어로졸 형성 기재부가 형성될 수 있다.
몇몇 실시예들에서는, 내면의 적어도 일부에 접착제가 도포된 래핑재로 잎담배 각초를 래핑하여 에어로졸 형성 로드가 제조될 수 있다. 접착제는 제조 공정 중에 잎담배 각초가 외부로 빠져나오는 것을 방지함으로써, 작업성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 로드를 절단할 때 절단 부위에서 잎담배 각초가 빠져나오는 것이 방지될 수 있다. 또는 에어로졸 형성 기재부와 필터부를 결합할 때 잎담배 각초가 에어로졸 형성 기재부의 상류 말단에서 빠져나오는 것이 방지될 수 있다.
한편, 에어로졸 형성 기재부에 포함되는 잎담배 각초의 함량은 제조 원가 및 담배맛과 밀접하게 연관되므로, 함량을 적절하게 조절하는 것이 중요할 수 있다.
몇몇 실시예들에서는, 잎담배 각초의 함량이 대략 140mg 내지 210mg일 수 있다. 바람직하게는, 상기 함량은 대략 150mg 내지 200mg 또는 150mg 내지 190mg일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 함량은 대략 160mg 내지 180mg, 165mg 내지 175mg, 또는 대략 170mg일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 원활한 기류 패스와 담배맛이 확보되고 원가 절감 효과도 극대화될 수 있다. 뿐만 아니라, 제조 공정 중의 끝빠짐 현상도 줄어들 수 있다. 이와 관련하여서는 실험예 2-1 및 2-2를 더 참조하도록 한다.
단계 S60에서, 필터부가 제조될 수 있다. 구체적으로, 필터 물질을 필터 래핑재로 래핑으로써 제조된 필터 로드를 지정된 길이로 절단함으로써 복수의 필터부가 제조될 수 있다.
단계 S60은 단계 S20 및 단계 S40과 독립적으로 수행될 수 있다.
단계 S80에서, 에어로졸 형성 기재부와 필터부를 결합하여 에어로졸 발생 물품이 제조될 수 있다. 예를 들어, 티핑 래퍼로 에어로졸 형성 기재부와 필터부를 연결함으로써 에어로졸 발생 물품이 제조될 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 도 6에 예시된 에어로졸 발생 물품(300)의 경우, 에어로졸 형성 기재부(310)에 제1 필터 세그먼트(350), 제2 필터 세그먼트(320) 및 마우스피스부(340)를 연결함으로 에어로졸 발생 물품(300)이 제조될 수 있다.
한편, 단계 S20 또는 단계 S40 내지 단계 S80은 자동화된 제조 설비를 통해 수행될 수 있다. 당해 기술 분야의 종사자라면, 이러한 제조 설비들에 대해 충분하게 숙지하고 있을 것인 바, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
이하에서는 도 9를 참조하여 단계 S20의 잎담배 각초 제조 공정에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 9는 잎담배 각초 제조 단계 S20의 세부 과정을 나타내는 예시적인 흐름도이다. 단, 이는 이해의 편의를 제공하기 위해 단계 S20의 세부 과정을 개략적으로 도시한 것일 뿐이므로, 다양한 요인에 따라 일부 단계가 추가, 삭제(생략) 또는 변형될 수 있으며, 그 순서 또한 달라질 수도 있음에 유의하여야 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 단계 S21에서, 잎담배 원료가 가공될 수 있다. 예를 들어, 황색종, 오리엔트종, 버어리종 등의 잎담배에 대해 제맥, 슬라이싱, 건조, 컨디셔닝 등의 가공 처리가 수행될 수 있다.
단계 S23에서, 가공된 잎담배에 대해 1차 가향 처리가 수행될 수 있다. 1차 가향 처리는 잎담배에 내재된 이화학적 성질을 개선하고 혐끽미를 제거하기 위해 가향료를 첨가(투입)하는 공정을 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 단계에서는, 가향료를 포함하는 첨가물이 가공된 잎담배에 균일하게 분무될 수 있다. 이때, 상기 첨가물은 예를 들어 보습제를 포함할 수 있다. 또한, 보습제는 예를 들어 글리세린과 프로필렌글리콜을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 보습제의 함량은 대략 9%(중량%) 내지 12%인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 대략 10%일 수 있다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 보습제에 포함된 글리세린과 프로필렌글리콜의 중량 비율은 대략 1:1 내지 8:2일 수 있다. 바람직하게는, 상기 중량 비율은 대략 3:2 내지 8:2 또는 2:1 내지 8:2일 수 있고, 더욱 바람직하게는 대략 2:1 내지 8:3 또는 대략 7:3일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서 무화량이 증대되는 것으로 확인되었다. 이와 관련하여서는 실험 3을 참조하도록 한다.
단계 S25에서, 1차 가향 처리된 잎담배가 배합될 수 있다. 예를 들어, 가향 조화 또는 수분 조화를 위해, 1차 가향 처리된 잎담배가 사일로(silo) 설비 내에서 배합될 수 있다.
단계 S27에서, 배합 처리된 잎담배가 소정의 절각폭에 따라 절각될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 절각 나이프를 포함하는 절각기를 통해 소정의 절각폭에 따라 잎담배가 절각될 수 있다. 이때, 절각 나이프의 형태, 절각폭 등은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 절각 나이프의 절단날은 사각 톱날 모양으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 10은 복수의 절각 나이프(521)를 포함하는 회전 절각기(520)를 통해 잎담배(510)가 절각되는 공정을 예시하고 있는데, 예시된 바와 같이, 절각 나이프(521)의 절단날은 일자 형태가 아니라 사각 톱날 모양으로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 잎담배가 균일한 길이로 절각될 수 있고, 잎담배 각초가설 설정된 절각폭보다 긴 길이를 갖는 것이 효과적으로 방지될 수 있다. 다만, 다른 몇몇 실시예들에서는, 절각 나이프의 절단날이 일자 형태로 이루어질 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 잎담배의 절각폭은 대략 1.0mm 내지 1.5mm일 수 있다. 바람직하게는, 상기 절각폭은 대략 1.0mm 내지 1.4mm 또는 1.1mm 내지 1.5mm일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 절각폭은 대략 1.1mm 내지 1.3mm 또는 대략 1.2mm일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서 원활한 기류 패스가 확보되어 무화량(에어로졸 발생량)이 증대될 수 있고, 끝빠짐 현상도 완화되는 것으로 확인되었다. 이와 관하여서는 실험예 1-1 및 1-2를 참조하도록 한다.
몇몇 실시예들에서는, 본 단계 이후에, 건조, 냉각 등의 공정이 더 수행될 수도 있다.
단계 S29에서, 절각된 잎담배에 대해 2차 가향 처리가 수행될 수 있고, 그 결과로 에어로졸 형성 로드에 포함되는 잎담배 각초가 생성될 수 있다. 여기서, 2차 가향 처리는 1차 가향 이후에 수행되는 가향 공정으로서, 최종 담배 제품(e.g. 에어로졸 발생 물품)에 향을 부여하기 위한 목적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 가향료를 포함하는 첨가물을 절각된 잎담배에 투입함으로써, 2차 가향 처리가 수행될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 2차 가향 처리 이후 잎담배 각초에 함유된 수분의 함량은 잎담배 각초의 총 중량 대비 대략 11.5% 내지 17.5%일 수 있다. 바람직하게는, 상기 수분의 함량은 대략 12% 내지 17% 또는 12% 내지 16%일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 수분의 함량은 대략 13% 내지 16%가 될 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 대략 14% 내지 15% 또는 대략 14.5%일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 원활한 기류 패스가 확보되어 무화량이 증대되는 것으로 확인되었다. 이와 관하여서는 실험예 3을 더 참조하도록 한다.
몇몇 실시예들에서, 2차 가향 처리 중에 절각된 잎담배에 보습제(e.g. 글리세린)가 첨가되되, 그 첨가량은 절각된 잎담배(즉, 잎담배 각초)의 전체 중량 대비 약 1중량% 내지 5중량%(e.g. 각초 100kg 당 글리세린 약 1~5kg)일 수 있다. 바람직하게는, 상기 첨가량은 약 2중량% 내지 4중량%이고, 더욱 바람직하게는 약 3중량%일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 에어로졸 발생 물품의 무화량이 더욱 증대되고 이취미가 크게 저감되는 것으로 확인되었다. 이와 관련하여서는, 실험예 6-1 및 6-2를 더 참조하도록 한다.
지금까지 도 8 내지 도 10을 참조하여 에어로졸 발생 물품과 잎담배 각초의 제조 방법에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 실시예와 비교예를 통하여 본 개시에 언급된 구성들과 그에 따른 효과를 보다 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 아래의 실시예들은 본 개시의 다양한 예시들 중 일부에 불과한 것이므로, 본 개시의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
비교예 1
도 6에 도시된 에어로졸 발생 물품(300)과 동일한 구조를 갖는 가열식 에어로졸 발생 물품(즉, 궐련)을 제조하였다. 구체적으로, 대략 270mg의 슬러리 판상엽을 투입하여 에어로졸 형성 기재부를 제조하였고, 슬러리 판상엽 제조시 글리세린을 대략 10%의 함량으로 첨가하였다. 참고로, 상업적으로 판매되는 에어로졸 발생 물품도 대략 270mg의 슬러리 판상엽 각초를 포함하고 있고, 제조 시에 대략 10%의 글리세린이 첨가된다.
실시예 1 내지 5
슬러리 판상엽 대신 잎담배 각초를 이용하여 실시예 1 내지 5에 따른 에어로졸 발생 물품(물리적 사양은 비교예 1과 동일)을 제조하였다. 특히, 하기의 표 1에 기재된 수치에 따라 절각기를 설정하고, 서로 다른 절각폭을 갖는 잎담배 각초를 제조하였다. 잎담배 각초 제조 시, 대략 10% 함량으로 보습제(글리세린:프로필렌글리콜 = 7:3)를 첨가하였고, 2차 가향 처리 후 잎담배 각초의 수분 함량이 대략 14.5%가 되도록 조절하였다. 또한, 절각된 잎담배 각초를 대략 170mg 투입하고, 흡인 저항이 대략 90mmWG 내지 140mmWG인 마우스피스 측 필터(e.g. 도 6의 340)를 이용하여 실시예 1 내지 5에 따른 에어로졸 발생 물품을 제조하였다.
구분 절각폭(mm)
실시예 1 0.7mm
실시예 2 0.9mm
실시예 3 1.2mm
실시예 4 1.5mm
실시예 5 1.8mm
실험예 1-1: 절각폭에 따른 무화량 평가
비교예 1 및 실시예 1 내지 5에 따른 에어로졸 발생 물품에 대해 무화량에 대한 관능 평가를 수행하였다. 관능 평가는 흡연 기간이 5년 이상인 30명의 패널을 대상으로 수행되었으며, 1점을 최소점, 5점을 최대점으로 하여 무화량 점수를 평가하였다. 또한, 평가 오차를 줄이기 위해 최소 및 최대 점수를 제외하고 패널들의 평균 점수를 해당 물품의 최종 무화량 점수로 산출하였다. 무화량에 대한 관능 평가 결과는 도 11에 도시되어 있다.
도 11을 참조하면, 절각폭이 1.2mm인 경우(e.g. 실시예 3)에, 무화량이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 특히, 판상엽이 투입된 비교예 1보다도 무화량이 높게 나타났다. 또한, 절각폭이 작아질수록 무화량은 대체로 감소하는 것으로 나타났는데(e.g. 실시예 1 및 2), 이는 절각폭이 작아질수록 에어로졸 형성 기재부 내부의 공극이 감소되어 원활한 기류 패스를 확보하기 어렵기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 절각폭이 일정 이상으로 커지더라도 무화량이 감소하는 것으로 나타났다(e.g. 실시예 4 및 5). 이는 절각폭이 일정 이상(e.g. 1.5mm 이상)으로 설정된 경우, 잎담배 각초가 균일하게 절각되는 않아 공극(e.g. 크기, 분포)이 불균일해지고, 무화량의 불균일성이 패널들의 무화량 판단에 부정적인 영향을 미쳤기 때문인 것으로 판단된다.
이러한 평가 결과에 따르면, 사용자가 만족할만한 무화량을 담보하기 위해서는, 잎담배 각초의 절각폭이 0.9mm 이상, 1.5mm 이하가 되는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
실험예 1-2: 절각폭에 따른 끝빠짐 정도 평가
실시예 1 내지 5에 따른 에어로졸 발생 물품 제조 시 잎담배 각초의 끝빠짐 정도를 측정하였다. 또한, 접착제의 효과를 알아보기 위해, 실시예 2 내지 4에 따른 에어로졸 발생 물품 제조 시 래핑재에 접착제를 도포하고 끝빠짐 정도를 측정하는 추가 실험을 진행하였다. 실험 결과는 하기의 표 2에 기재되어 있다. 참고로, 하기의 표 2에서 끝빠짐 정도의 측정 단위(mg/cm2)는 끝빠짐 현상으로 인해 이탈된 잎담배 각초의 중량을 에어로졸 발생 물품의 단면적으로 나눈 것을 의미한다.
구분 끝빠짐(mg/cm2)
실시예 1 45.9
실시예 2 35.9
실시예 3 23.1
실시예 4 19.2
실시예 5 15.2
실시예 2 + 접착제 27.3
실시예 3 + 접착제 11.8
실시예 4 + 접착제 10.1
표 2를 참조하면, 잎담배 각초의 절각폭이 커질수록 끝빠짐 정도가 감소하는 것으로 나타났다. 이는 잎담배 각초가 가늘수록(즉, 절각폭이 작을수록), 외부로 빠져나오기 쉽고, 그 반대의 경우에는 빠져나오기 어렵기 때문인 것으로 판단된다. 이로서, 작업성 향상을 위해서는, 잎담배 각초의 절각폭이 0.9mm 이상인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
또한, 래핑재에 접착제를 도포하는 경우 끝빠짐 정도가 크게 줄어드는 것으로 나타났는데, 이는 접착제 도포 시 작업성이 크게 향상될 수 있다는 것을 의미한다.
실시예 6 내지 9
하기 표 3에 기재된 바와 같이, 잎담배 각초의 함량을 달리하며 실시예 6 내지 9에 따른 에어로졸 발생 물품을 제조하였다. 실시예 6 내지 9의 잎담배 각초는 실시예 3과 동일한 방식으로 제조되었다.
구분 각초 함량(mg)
실시예 3 170mg
실시예 6 130mg
실시예 7 150mg
실시예 8 190mg
실시예 9 210mm
실험예 2-1: 각초 함량에 따른 무화량 및 이취미(담배고유맛) 평가
실시예 3, 실시예 6 내지 9에 따른 에어로졸 발생 물품에 대해 잎담배 각초의 함량에 따른 무화량과 이취미에 대한 관능 평가를 수행하였다. 평가 방식은 앞선 실험예 1-1과 동일한 방식으로 수행되었으며, 평가 결과는 도 12에 도시되어 있다.
도 12를 참조하면, 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품은 대체로 비교예 1보다 담배고유맛이 우수한 것으로 나타났는데, 이는 판상엽 대신 잎담배 각초를 적용하는 경우 이취미가 저감되고 담배 고유의 맛이 향상된다는 것을 의미한다.
다만, 잎담배 각초의 함량이 대략 190mg 이상이면(e.g. 실시예 8, 9), 무화량이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 잎담배 각초가 많이 투입될수록 기류 패스가 막히기 때문인 것으로 판단된다.
또한, 잎담배 각초의 함량이 일정 이상을 넘어가면 이취미 저감 효과도 줄어드는 것으로 나타났는데(e.g. 실시예 8, 9), 이는 기류 패스가 원활하지 않아 각초의 양이 많더라도 잎담배 고유의 맛과 향이 잘 발현되지 못하기 때문인 것으로 판단된다. 이로서, 잎담배 각초의 함량은 대략 150mg 내지 190mg 정도 되는 것이 효과적이라는 것을 알 수 있다. 참고로, 이와 같은 함량은 상업적으로 판매되는 에어로졸 발생 물품의 판상엽 함량(e.g. 270mg)보다 크게 낮은 것이기 때문에, 원가 절감 측면에서도 상당히 효과적일 수 있다.
실험예 2-2: 각초 함량에 따른 끝빠짐 정도 평가
실시예 3, 실시예 6 내지 9에 따른 에어로졸 발생 물품 제조 시 잎담배 각초의 끝빠짐 정도를 측정하였다. 또한, 접착제의 효과를 알아보기 위해, 실시예 3, 7 및 8에 따른 에어로졸 발생 물품 제조 시 래핑재에 접착제를 도포하고 끝빠짐 정도를 측정하는 추가 실험을 진행하였다. 실험 결과는 하기의 표 4에 기재되어 있다.
구분 끝빠짐(mg/cm2)
실시예 3 23.1
실시예 6 29.3
실시예 7 19.1
실시예 8 17.2
실시예 9 14.1
실시예 3 + 접착제 11.8
실시예 7 + 접착제 10.2
실시예 8 + 접착제 9.1
표 4를 참조하면, 잎담배 각초의 함량이 많아질수록 끝빠짐 정도는 감소하는 경향으로 나타났다. 이는 잎담배 각초의 함량이 많아질수록 내부에서 타이트하게 뭉쳐져 외부로 빠져나오기 어렵기 때문인 것으로 판단된다. 이로서, 작업성 향상을 위해서는, 잎담배 각초의 함량이 대략 150mg 이상인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
또한, 래핑재에 접착제를 도포하는 경우 끝빠짐 정도가 크게 줄어드는 것으로 나타났는데, 이는 접착제 도포 시 작업성이 크게 향상될 수 있다는 것을 의미한다.
실시예 10 내지 12
하기 표 5에 기재된 바와 같이, 잎담배 각초의 1차 가향 처리 공정에서 보습제(10% 함량)를 첨가할 때, 글리세린(Gly.)과 프로필렌글리콜(PG)의 조성비를 달리해가며 실시예 10 내지 12에 따른 에어로졸 발생 물품을 제조하였다. 잎담배 각초의 함량과 같은 다른 조건은 실시예 3과 동일하게 하였다.
구분 1차 가향
Gly. PG
실시예 3 7 3
실시예 10 3 7
실시예 11 5 5
실시예 12 8 2
실험예 3: Gly.과 PG 비율에 따른 무화량 평가
실시예 3, 실시예 10 내지 12에 따른 에어로졸 발생 물품에 대해 글리세린과 프로필렌글리콜의 조성비에 따른 무화량에 대한 관능 평가를 수행하였다. 또한, 이를 비교예 1과 비교하였다. 평가 방식은 앞선 실험예 1-1과 동일한 방식으로 수행되었으며, 평가 결과는 도 13에 도시되어 있다.
도 13을 참조하면, 글리세린의 조성 비율이 증가함에 따라 대체로 무화량이 증가하는 경향이 나타났고, 글리세린과 프로필렌글리콜이 7:3의 비율로 첨가되는 경우(e.g. 실시예 3)에는 비교예 1보다도 무화량이 더 우수한 것으로 나타났다. 이는 글리세린의 함량 증가가 무화량에 긍정적인 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다.
글리세린의 조성 비율이 보습제의 약 70%를 넘는 경우(e.g. 실시예 12)에는 무화량이 소폭 감소되어 무화량이 비교예 1과 유사한 정도가 되는 것으로 나타났다.
한편, 글리세린의 조성 비율은 작업성과도 연관이 있는 것으로 확인되었는데, 글리세린의 조성 비율이 높은 경우(e.g. 실시예 12보다 높은 경우)에는 잎담배 각초가 뭉쳐서 작업성이 다소 떨어졌으며, 너무 낮은 경우에도(e.g. 실시예 10) 각초의 끝빠짐 현상으로 인해 작업성이 떨어지는 것으로 나타났다.
이러한 실험 결과에 따르면, 무화량과 작업성을 동시에 향상시키기 위해서는, 글리세린과 프로필렌글리콜의 조성 비율이 대략 1:1 내지 8:2 사이에 있는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
실시예 13 내지 16
하기 표 6에 기재된 바와 같이, 잎담배 각초의 수분 함량을 달리해가며 실시예 13 내지 16에 따른 에어로졸 발생 물품을 제조하였다. 하기 표 6의 수분 함량은 2차 가향 처리 직후의 수분 함량을 의미하기 때문에, 실제 에어로졸 발생 물품 내의 각초 수분 함량은 표 6에 기재된 것보다 약간 낮을 수도 있다. 잎담배 각초의 함량과 같은 다른 조건은 실시예 3과 동일하게 하였다.
구분 2차 가향 직후 수분 함량
(중량%)
실시예 3 14.5
실시예 13 11.5
실시예 14 13
실시예 15 16
실시예 16 17.5
실험예 4: 각초의 수분 함량에 따른 무화량 평가
실시예 3, 실시예 13 내지 16에 따른 에어로졸 발생 물품에 대해 잎담배 각초의 수분 함량에 따른 무화량에 대한 관능 평가를 수행하였다. 또한, 이를 비교예 1과 비교하였다. 평가 방식은 앞선 실험예 1-1과 동일한 방식으로 수행되었으며, 평가 결과는 도 14에 도시되어 있다.
도 14를 참조하면, 잎담배 각초의 수분 함량이 증가함에 따라 대체로 무화량이 증가하는 것으로 나타났고, 수분 함량이 14.5%인 경우(e.g. 실시예 3) 에는 비교예 1보다도 무화량이 더 우수한 것으로 나타났다. 이는 잎담배 각초의 수분 함량 증가가 무화량에 긍정적인 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다.
다만, 잎담배 각초의 수분 함량이 대략 16%를 넘는 경우(e.g. 실시예 16) 에는 무화량이 다시 감소되는 것으로 나타났는데, 이는 수분 함량이 높을수록 잎담배 각초들이 잘 뭉칠 수 있어 기류 패스에 부정적인 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다.
한편, 잎담배 각초의 수분 함량은 작업성과도 연관이 있는 것으로 확인되었는데, 수분 함량이 높은 경우(e.g. 실시예 16)에는 잎담배 각초가 뭉쳐서 작업성이 다소 떨어졌으며, 너무 낮은 경우에도(e.g. 실시예 13) 각초의 끝빠짐 현상으로 인해 작업성이 다소 떨어지는 것으로 나타났다.
이러한 실험 결과에 따르면, 무화량과 작업성을 동시에 향상시키기 위해서는, 잎담배 각초의 수분 함량(2차 가향 처리 직후)이 대략 12% 내지 17% 사이에 있는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
실험예 5-1: 실시예 3과 비교예 1에 대한 종합 관능 평가
실시예 3과 비교예 1에 따른 에어로졸 발생 물품에 대해 종합 관능 평가를 수행하였다. 무화량, 끽미 강도, 자극성, 빨림성 및 이취미(담배 고유맛)를 평가 항목으로 하여 관능 평가를 수행하였고, 평가 방식은 앞선 실험예 1-1과 동일한 방식으로 수행되었다. 본 실험예에 대한 평가 결과는 도 15에 도시되어 있다.
도 15를 참조하면, 무화량, 빨림성 및 이취미 항목에서, 실시예 3에 따른 에어로졸 발생 물품이 비교예 1보다 우수한 것으로 나타났다. 이는 적절한 절각폭을 갖는 잎담배 각초를 적절한 함량으로 투입하고, 잎담배 각초의 수분 함량과 보습제 조성 비율을 적절하게 조절함으로써 원활한 기류 패스가 확보되었기 때문인 것으로 판단된다. 빨림성의 경우, 마우스피스 측 필터의 낮은 흡인 저항도 영향을 미쳤을 것으로 판단된다.
한편, 끽미 강도와 자극성의 경우, 비교예 1에 따른 에어로졸 발생 물품이 실시예 3보다 우수한 것으로 나타났는데, 이는 잎담배 각초에 첨가되는 프로필렌 글리콜의 조성 비율이 다소 낮기 때문에 나타난 현상으로 판단된다.
종합적으로는, 실시예 3에 따른 에어로졸 발생 물품이 비교예 1보다 우수한 것을 확인할 수 있는데, 이로서 잎담배 각초 베이스의 에어로졸 발생 물품이 판상엽 각초 베이스의 물품들을 충분히 대체할 수 있다는 것을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품은 판상엽 각초 베이스의 물품(e.g. 비교예 1)보다 가격 경쟁력도 뛰어나기 때문에, 시장 경쟁력 또한 충분히 존재한다는 것을 알 수 있다.
실험예 5-2: 실시예 3과 비교예 1에 대한 에어로졸 성분 분석
보다 객관적이고 정량적인 평가를 위해, 실시예 3 및 비교예 1에 따른 에어로졸 발생 물품에 대해 에어로졸 성분 분석을 수행하였다. 구체적으로, 제조 후 2주가 경과된 에어로졸 발생 물품들의 흡연 중에 포집되는 주류연 연기 성분에 대해 분석을 진행하였다. 성분 분석을 위한 연기 포집은 시료별 4회씩, 회별 8 퍼프를 기준으로 반복 실시되었으며, 3회씩의 포집 결과에 대한 평균값에 기초하여 성분 분석 결과를 도출하였다. 또한, 온도가 대략 20℃이며, 습도가 대략 62.5%인 흡연실에서 비연소형 자동흡연장치를 이용하여 HC(Health Canada) 흡연 조건에 따라 흡연이 이루어졌다. 본 실험예에 따른 성분 분석 결과는 하기의 표 7에 기재되어 있다.
구분 에어로졸 성분 (mg/cig)
TPM Tar Nic PG Gly. 수분
비교예 1 45.8 22.6 0.79 2.7 7.9 22.4
실시예 3 41.4 22.2 0.77 4.0 8.3 23.3
표 7을 참조하면, 실시예 3에 따른 에어로졸 발생 물품의 니코틴 및 타르 이행량이 비교예 1과 거의 유사한 것을 알 수 있다. 이는 잎담배 각초를 가열식 에어로졸 발생 물품에 적용하더라도, 사용자가 판상엽 베이스 물품과 유사한 끽미감을 느낄 수 있다는 것을 의미한다. 물론, 관능 평가를 더 고려하면, 잎담배 각초는 판상엽에 비해 이취미를 저감시킬 수 있으므로, 실제 사용자가 체감하는 끽미감은 잎담배 베이스 물품(e.g. 실시예 3)이 판상엽 베이스 물품(e.g. 비교예 1)보다 우수할 것으로 판단된다.
또한, 글리세린과 수분이 소폭 증가한 것으로 나타났는데, 이는 무화량이 증가한 것을 보여주는 것으로 판단된다. 또한, 프로필렌글리콜은 소폭 감소한 것으로 나타났는데, 이는 실시예 3에 따른 에어로졸 발생 물품의 끽미 강도와 자극성이 비교예 1보다 다소 낮다는 것을 보여주는 것으로 판단된다.
참고로, 잎담배 각초와 슬러리 판상엽 각초를 약 8:2의 비율로 혼합하여 투입한 것을 제외하고 실시예 3과 동일한 조건의 에어로졸 발생 물품을 제조하고, 제조된 에어로졸 발생 물품에 대해 관능 평가와 에어로졸 성분 분석을 수행하였는데, 실험 결과가 실시예 3과 유사한 것으로 확인되었다.
실시예 17 내지 21
하기 표 8에 기재된 바와 같이, 2차 가향 시 글리세린 첨가량을 달리해가며 잎담배 각초를 제조하고, 제조된 잎담배 각초로 실시예 17 내지 21에 따른 에어로졸 발생 물품을 제조하였다. 잎담배 각초의 함량과 같은 다른 조건은 실시예 3과 동일하게 하였다. 참고로, 실시예 3의 잎담배 각초의 경우, 2차 가향 시 글리세린이 첨가되지 않았다.
구분 2차 가향 시 잎담배 각초의 전체 중량 대비 글리세린 첨가량
(중량%)
실시예 17 1%
실시예 18 2%
실시예 19 3%
실시예 20 4%
실시예 21 5%
실험예 6-1: 실시예 17 내지 21과 비교예 1에 대한 종합 관능 평가
실시예 17 내지 21에 따른 에어로졸 발생 물품에 대해 종합 관능 평가를 수행하였다. 무화량, 끽미 강도, 자극성, 빨림성 및 이취미(담배 고유맛)를 평가 항목으로 하여 관능 평가를 수행하였고, 평가 방식은 앞선 실험예 1-1과 동일한 방식으로 수행되었다. 본 실험예에 대한 평가 결과는 하기의 표 9에 기재되어 있다.
구분 무화량 끽미강도 자극성 빨림성 이취미
실시예 17 4.4 3.4 3.4 4.2 3.5
실시예 18 4.5 3.4 3.2 4.2 3.4
실시예 19 4.7 3.3 3.2 4.3 3.1
실시예 20 4.7 3.3 3.2 4.2 3.3
실시예 21 4.7 3.3 3.1 4.1 3.3
비교예 1 4.2 3.5 3.7 3.9 3.5
표 9를 참조하면, 무화량, 빨림성 및 이취미 항목에서, 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품이 비교예 1보다 우수한 것으로 나타났다. 이는 2차 가향 시 적절한 양의 보습제를 첨가하는 경우, 무화량이 더욱 증대될 수 있고 보다 고품질(e.g. 이취미가 적고 담배 고유맛이 우수한 각초)의 잎담배 각초가 제조될 수 있다는 것을 의미한다. 다만, 빨림성의 경우는, 마우스피스 측 필터의 낮은 흡인 저항도 영향을 미쳤을 것으로 판단된다.
또한, 실시예들 중에서는, 실시예 19에 따른 에어로졸 발생 물품의 평가 점수가 대체로 우수한 것으로 나타났다. 예를 들어, 실시예 19에 따른 에어로졸 발생 물품이 다른 실시예들 대비 무화량도 우수하고 이취미도 적은 것으로 나타났다. 이로서, 2차 가향 시 대략 3% 내외의 보습제를 첨가하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
관능 평가 결과를 종합해보면, 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품이 비교예 1보다 대체로 우수한 것을 확인할 수 있는데, 이로서 잎담배 각초 베이스의 에어로졸 발생 물품이 판상엽 각초 베이스의 물품들을 충분히 대체할 수 있다는 것을 알 수 있다.
실험예 6-2: 실시예 3, 실시예 19 및 비교예 1에 대한 에어로졸 성분 분석
보다 객관적이고 정량적인 평가를 위해, 실시예 3, 실시예 19 및 비교예 1에 따른 에어로졸 발생 물품에 대해 에어로졸 성분 분석을 수행하였다. 실험 방식은 앞선 실험예 5-2와 동일한 방식으로 수행되었다. 본 실험예에 따른 성분 분석 결과는 하기의 표 10에 기재되어 있다.
구분 에어로졸 성분 (mg/cig)
TPM Tar Nic PG Gly. 수분
비교예 1 45.8 22.6 0.79 2.7 7.9 22.4
실시예 3 41.4 22.2 0.77 4.0 8.3 23.3
실시예 19 45.3 25.4 0.46 3.7 12.6 24.3
표 10을 참조하면, 실시예 19에 따른 에어로졸 발생 물품의 경우, 비교예 1과 실시예 3 대비 글리세린 성분이 대폭 증가한 것으로 나타났는데, 이는 2차 가향 시 보습제를 적절하게 첨가하면 무화량이 더욱 증대될 수 있다는 것을 의미한다. 한편, 니코틴과 프로필렌글리콜 성분은 비교예 1과 실시예 3 대비 소폭 감소한 것으로 나타났는데, 이는 실시예 19에 따른 에어로졸 발생 물품의 끽미 강도와 자극성이 비교예 1 또는 실시예 3보다 다소 낮다는 것을 보여주는 것으로 판단된다.
지금까지 다양한 실시예와 비교예를 통하여 잎담배 각초로 제조된 에어로졸 발생 물품의 구성 및 효과에 대하여 상세하게 설명하였다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 개시가 다른 구체적인 형태로도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시에 의해 정의되는 기술적 사상의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 에어로졸 발생 장치 1100: 배터리
1200: 제어부 1300: 히터
100, 200, 300, 400, 2000: 에어로졸 발생 물품
110, 210, 310, 410: 에어로졸 형성 기재부
120: 필터부
240, 340, 430: 마우스피스부
220, 230, 320, 350, 420: 필터 세그먼트
130, 260, 360, 440: 래퍼

Claims (20)

  1. 에어로졸 발생 장치에 삽입되어 에어로졸을 발생시키는 물품으로서,
    잎담배 각초를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 장치에 의해 전기적으로 가열됨에 따라 에어로졸을 형성하는 에어로졸 형성 기재부; 및
    상기 에어로졸 형성 기재부의 하류에 위치하여 하류 말단을 형성하는 마우스피스부를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 형성 기재부는 상기 잎담배 각초를 제외하고 다른 담배 물질을 포함하지 않는, 에어로졸 발생 물품.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 형성 기재부는 재구성 담배 시트를 더 포함하되,
    상기 잎담배 각초와 상기 재구성 담배 시트 간의 중량비는 6:4 내지 9:1인, 에어로졸 발생 물품.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초의 절각폭은 1.0mm 내지 1.4mm인,
    에어로졸 발생 물품.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 형성 기재부에 포함된 상기 잎담배 각초의 함량은 150mg 내지 200mg인, 에어로졸 발생 물품.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초는 가향 공정을 포함하는 제조 공정을 통해 제조된 것이고,
    상기 가향 공정 중에 보습제가 첨가되며,
    상기 보습제에 포함된 글리세린과 프로필렌글리콜의 중량 비율은 1:1 내지 8:2인, 에어로졸 발생 물품.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초에 함유된 수분의 함량은 상기 잎담배 각초의 총 중량 대비 12% 내지 17%인, 에어로졸 발생 물품.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 형성 기재부는 상기 잎담배 각초를 감싸고 있는 래퍼를 더 포함하고,
    상기 래퍼의 적어도 일부에는 접착제가 도포되어 있는, 에어로졸 발생 물품.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 마우스피스부의 흡인 저항은 90mmWG 내지 140mmWG인, 에어로졸 발생 물품.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 형성 기재부의 하류에 위치하여 상기 에어로졸 형성 기재부를 지지하는 지지 세그먼트; 및
    상기 지지 세그먼트와 상기 마우스피스부의 사이에 위치하고, 상기 형성된 에어로졸을 냉각시키는 냉각 세그먼트를 더 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 형성 기재부의 상류에 위치하여 상기 에어로졸 발생 물품의 상류 말단을 형성하는 제1 필터 세그먼트; 및
    상기 에어로졸 형성 기재부와 상기 마우스피스부 사이에 위치하고, 상기 형성된 에어로졸을 통과시키는 채널을 포함하는 제2 필터 세그먼트를 더 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 형성 기재부는,
    상기 잎담배 각초를 포함하지 않고 보습제를 포함하는 제1 기재 세그먼트; 및
    상기 제1 기재 세그먼트의 하류에 위치하고, 상기 잎담배 각초를 포함하는 제2 기재 세그먼트를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초는 1차 가향 공정과 상기 1차 가향 공정 이후에 수행되는 2차 가향 공정을 포함하는 제조 공정을 통해 제조된 것이고,
    상기 2차 가향 공정 중에 첨가되는 보습제의 양은 잎담배 각초의 전체 중량 대비 2중량% 내지 4중량%인, 에어로졸 발생 물품.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초에 포함된 글리세린과 프로필렌글리콜의 중량 비율은 1:1 내지 9:1인, 에어로졸 발생 물품.
  15. 에어로졸 발생 장치에 삽입되어 에어로졸을 발생시키는 물품을 제조하는 방법에 있어서,
    잎담배 원료를 가공하여 잎담배 각초를 제조하는 단계;
    상기 제조된 잎담배 각초를 이용하여 에어로졸 형성 기재부를 형성하는 단계; 및
    상기 형성된 에어로졸 형성 기재부와 마우스피스부를 결합하는 단계를 포함하는, 에어로졸 발생 물품의 제조 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초를 제조하는 단계는,
    1.0mm 내지 1.4mm의 절각폭으로 상기 잎담배 원료를 절각하는 단계를 포함하는, 에어로졸 발생 물품의 제조 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초를 제조하는 단계는,
    상기 잎담배 원료에 보습제를 첨가하여 가향 처리를 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 보습제에 포함된 글리세린과 프로필렌글리콜의 중량 비율은 1:1 내지 8:2인, 에어로졸 발생 물품의 제조 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초를 제조하는 단계는,
    상기 잎담배 원료에 1차 가향 처리를 수행하는 단계;
    상기 1차 가향 처리된 잎담배 원료를 절각하는 단계; 및
    상기 절각된 잎담배 원료에 대해 2차 가향 처리를 수행하여 상기 잎담배 각초를 제조하는 단계를 포함하되,
    상기 제조된 잎담배 각초에 함유된 수분의 함량은 상기 잎담배 각초의 총 중량 대비 13% 내지 17%인, 에어로졸 발생 물품의 제조 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 에어로졸 형성 기재부를 형성하는 단계는,
    내면의 적어도 일부에 접착제가 도포된 래핑재로 상기 제조된 잎담배 각초를 래핑하여 에어로졸 형성 로드를 제조하는 단계; 및
    상기 제조된 에어로졸 형성 로드를 지정된 길이로 절단하여 상기 에어로졸 형성 기재부를 형성하는 단계를 포함하는, 에어로졸 발생 물품의 제조 방법.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 잎담배 각초를 제조하는 단계는,
    적어도 하나의 절각 나이프를 포함하는 절각기를 이용하여 상기 잎담배 원료를 절각하는 단계를 포함하되,
    상기 절각 나이프의 절단날은 사각 톱날 모양으로 이루어지는, 에어로졸 발생 물품의 제조 방법.
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