KR20230103950A - 시가 외피 및 이를 포함하는 가열식 흡연제품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 흡연물품을 감싸는 시가 외피로서, 상기 시가 외피는, 시가엽을 50 중량% 이상 포함하는 것이고, 상기 흡연물품은 가열식 흡연 물품인 것인, 시가 외피와, 상기 시가 외피를 포함하는 흡연물품 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상기 시가 외피는 120 cN/mm 이상의 인장강도를 가져, 가열식 흡연물품에 적용될 수 있다.
Description
본 발명은, 시가 외피, 이를 포함하는 가열식 흡연제품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
담배 원료 및 에어로졸 생성 기재를 포함하는 담배 충전재를 궐련지의 내측에 충전하여 형성된 담배 로드를 가지는 가열식 흡연제품에 대한 관심이 높아지고 있다. 상기 가열식 흡연제품은, 가열 장치에서의 전기 히터에 의해 담배 원료를 연소시키지 않고 가열하며, 담배 충전재에서 생성된 에어로졸을 사용자에게 전달하는 타입의 흡연 물품이다. 전기 히터로서는, 블레이드 모양이나 로드 모양 등, 다양한 형상의 히터가 실용화되어 있으며, 사용시에 담배 로드의 선단면으로부터 전기 히터를 삽입함으로써 담배 로드가 가열 장치에 장착된다.
한편, 시가는 담뱃잎을 말아 만든 흡연제품으로서, 담배 원료를 감싸는 재료에 담뱃잎을 함유하는 것이 특징이다. 상기 시가 관련 흡연 제품은, 시가 고유의 맛을 선호하는 소비자들에 의해 꾸준히 소비되고 있으며, 시가의 흡연은 장시간 이루어지므로, 시가릴로와 같이 얇은 형태를 갖는 시가도 제안된 바 있다.
이와 같이 시가엽이 적용된 궐련지를 포함하는 흡연 제품에 대한 선호가 꾸준히 있어 왔으나, 현재 주로 소비되는 가열식 흡연 물품에 적용되기에는 종래 시가 외피의 인장강도가 부족한 한계점이 있다.
본 발명은, 가열식 흡연 물품에 적용될 수 있는 시가 외피와 이를 포함하는 가열식 흡연 물품을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 흡연물품을 감싸는 시가 외피로서,
상기 시가 외피는, 시가엽을 50 중량% 이상 포함하는 것이고,
상기 흡연물품은 가열식 흡연 물품인 것인,
시가 외피를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피는 120 cN/mm 이상의 인장강도를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 시가엽은 시가엽 주맥을 포함하는 것이고, 시가엽 엽설은 포함하지 않는 것일 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라, 상기 시가 외피는, 펄프를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라, 상기 펄프는 하드 펄프 및 소프트 펄프 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라, 상기 펄프는 하드 펄프 및 소프트 펄프가 0.1 - 99.9 : 99.9 - 0.1 의 중량비로 혼합된 것일 수 있다.
또한 본 발명은, 흡연 물품을 감싸는 시가 외피의 제조방법으로서,
시가엽을 고해하는 단계(S1);
펄프를 고해하는 단계(S2);
상기 S1 단계 및 S2 단계에서 고해된 시가엽 및 펄프를 혼합하는 단계(S3); 및
상기 혼합된 시가엽 및 펄프를 초지하는 단계(S4);를 포함하고,
상기 흡연 물품은, 가열식 흡연 물품인 것인,
시가 외피의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라, 상기 시가 외피는, 시가엽을 50 중량% 이상 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라, 상기 S4 단계의 초지는, 장망 초지기 또는 환망 초지기를 이용하여 수행되는 것일 수 있다.
아울러, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 시가 외피를 포함하는, 가열식 흡연 물품을 제공한다.
본 발명은, 가열식 흡연 제품에 사용될 수 있는 시가엽 포함 시가 외피를 제공하는 것으로, 상기 시가 외피는 시가엽을 포함하면서도 인장강도가 우수하여, 가열식 흡연 제품에도 적용이 가능한 것을 특징으로 한다. 상기 시가 외피에는 시가엽이 포함되어, 끽미가 증진되고, 담배 풍미가 증대되었으며, 외관 역시 차별화된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시가 외피를 촬영한 사진을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시가 외피의 관능 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시가 외피의 관능 평가 결과를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 용어 "상류" 및 "하류"는 사용자가 흡연 물품을 사용하여 외부 공기를 흡입할 때, 흡연 물품의 외부로부터 내부로 공기가 들어오는 부분이 "상류"이고, 흡연 물품의 내부로부터 외부로 공기가 나가는 부분이 "하류"이다. 용어 "상류" 및 "하류"는 흡연 물품을 구성하는 부분 또는 세그먼트들 간의 상대적인 위치 또는 방향을 나타내기 위해 사용될 수 있다.
연소식 흡연 물품에 적용된 시가 외피는 인장강도가 80 cN/mm 이하로 나타나, 가열식 흡연 물품에 적용시 외피가 파손되기도 하였다. 시가엽을 함유하여 최종 외피를 제조하는 공정은 그 균일한 배합이 어렵고, 1차 판상엽 제조 후 2차 펄프와 배합이 필요하여 공정을 2차례를 거치는 등의 불편함이 있었다. 또한 해당 공정을 수행시, 외피 내부에 포함된 성분이 빠져나가면서 시가 특유의 향끽미가 저감하기도 하였다.
이에, 본 발명은 소비자로 하여금 시가 특유의 끽미와 풍미를 유지하는 동시에, 가열식 흡연 기기에 의해 흡연이 가능한, 시가 외피를 개발하여, 본 발명을 완성하였다.
이하, 본 발명의 시가 외피와 이를 포함하는 흡연 물품에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은, 흡연물품을 감싸는 시가 외피로서,
상기 시가 외피는, 시가엽을 50 중량% 이상 포함하는 것이고,
상기 흡연물품은 가열식 흡연 물품인 것인,
시가 외피를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피에 시가엽은, 50 중량% 이상으로 포함된다. 이로 인해 본 발명의 흡연 물품은 시가 특유의 끽미와 풍미를 가질 수 있다. 상기 시가엽의 함량이 50 중량% 미만으로 포함될 경우, 시가 특유의 끽미와 풍미가 부족하며, 니코틴 이행량이 부족해질 수 있다. 더욱 바람직하게는, 50 내지 66 중량% 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피는, 120 cN/mm이상의 인장강도를 갖는 것을 특징으로 한다. 이로 인해 상기 시가 외피는 가열식 흡연 물품에 적용될 수 있는 것이다. 상기 시가 외피는 120 cN/mm 이상의 인장강도를 가져, 흡연 물품에 적용하여 사용 시, 공정 중에 끊어지는 현상이 일어나지 않으며, 이로 인해 작업성이 크게 향상된 것을 특징으로 한다. 만약 인장강도가 120 cN/mm 미만일 경우, 작업성이 크게 떨어질 수 있고 가열식 흡연 장치에 삽입되어 사용 시 손상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피는, 40 내지 80 g/m2의 평량을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 시가 외피는, 40 g/m2 미만의 평량을 가질 경우, 흡연물품의 다른 재료들을 지지하고 모양을 유지하는 효과가 부족할 수 있으며, 80 g/m2 을 초과할 경우, 흡연 물품 제조시, 종이 탄성의 증대에 따라 접착성의 불량 등 공정이 원활히 진행되지 않아 작업성이 떨어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피는, 50 내지 180 um의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 시가 외피는, 50 um 미만의 두께를 가질 경우, 흡연물품의 다른 재료들을 지지하고 모양을 유지하는 효과가 부족할 수 있으며, 180 um 을 초과할 경우, 흡연 물품 제조시, 종이 탄성의 증대에 따라 접착성의 불량 등 공정이 원활히 제조되지 않아 작업성이 떨어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피는, 0.5 내지 3 % 의 연신율을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 시가 외피는, 0.5 % 미만의 연신율을 가질 경우, 흡연물품 제조시 끊어지는 현상이 일어나 작업성이 저하될 수 있고, 연신율이 3% 를 초과할 경우, 과도한 연신에 의해 흡연물품의 다른 재료들을 지지하고 모양을 유지하는 효과가 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피는, 20 내지 80 CU 의 다공성(porosity)을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 다공성은, 코레스타 단위(Coresta Unit, CU)로 표시하는 것으로, 1kPa의 압력하에 1cm2의 샘플을 통과하는 공기의 부피 유량을 나타내는 값(㎤/㎠.min at 1kPa)이다. 상기 시가 외피는, 20 CU(㎤/㎠.min at 1kPa) 미만의 다공성을 가질 경우, 흡연물품의 사용 시 외부 공기가 잘 유입되지 않아 흡연 시 빠는 맛에 영향을 미칠 수 있으며, 다공성이 80 CU (㎤/㎠.min at 1kPa)을 초과할 경우, 과도한 다공성에 의해 외부 공기가 과하게 유입되어 흡연물품의 빨림성(흡연품질)이 저하되어 헛빨림을 유발할 수 있다. 더 바람직하게는 본 발명의 시가 외피는 50 CU 내지 80 CU의 다공성을 가질 때, 흡연물품의 사용 시 풍미가 우수한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피는, 5 내지 15의 평활도(SS) 및 5 내지 15의 평활도(RS)를 갖는 것을 특징으로 한다. 표면 평활도(SS)는 흡연 물품 5 미만의 평활도를 갖는경우 작업성이 저하될 수 있고, 15를 초과할 경우, 시가잎 특유의 감성이 부족하여 선호도가 저하될 수 있다. 이면 평활도(RS)는 5 미만의 평활도를 갖는 경우, 흡연물품 제조시 접착제의 발림성이 부족하여 접착부의 터짐이 유발될 수 있고, 15를 초과할 경우, 슬립(미끄러짐)에 의해 각초를 포장하는 것에 있어 균일성이 떨어질 수 있다.
상기 평활도는 베크법(Bekk Smoothness)에 따라 측정한 방법으로, 종이와 이상적인 평면 사이의 공기 흐름을 측정하는 방법으로 시간 단위(초)가 클수록 평활함을 의미한다. 상기 시가 외피는, 통상적인 종이와는 다르게, 시가엽이 함유됨에 따라 평활도는 일반 종이보다는 낮을 수밖에는 없으나, 5 미만의 평활도를 가질 경우, 흡연물품 제조시 걸리는 현상이 일어나 작업성이 저하될 수 있고, 평활도가 15를 초과할 경우, 시가래퍼 특유의 감성이 부족하여 선호도가 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피는, 펄프 성분과 시가엽이 혼합되어 제조되는 것이다. 상기 시가 외피의 펄프 성분은 하드 펄프(활엽수펄프) 및 소프트펄프(침엽수펄프) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 펄프는 하드 펄프 및 소프트 펄프 중 하나만을 포함할 수도 있고, 0.1 - 99.9 : 99.9 - 0.1 의 중량비로 혼합된 것일 수 있으며, 바람직하게는 하드펄프 및 소프트 펄프가 20 - 80 : 80 - 20의 중량비로 혼합할 수 있다. 상기 바람직한 혼합 범위에서 가열식 흡연물품에 사용되기에 적합한 인장강도를 보일 수 있다. 하드펄프가 많이 함유될수록 인장강도는 증가하나, 신장율 및 시가엽의 탈락이 증대될 수 있으며, 반대로 소프트 펄프가 많이 함유될수록 신장율 및 시가엽의 탈락은 저감되나 인장강도가 저하될 수 있어, 적절한 배합을 사용해야한다.
상기 외피에 사용되는 시가엽은, 시가엽 주맥이 주로 활용되는 것으로, 시가엽 엽설은 거의 포함하지 않는 것을 특징으로 한다. 상기 시가엽 주맥은 전체 사용되는 시가엽 100 중량%에 대하여 90 중량% 이상으로 포함되며, 시가엽 엽설은 1 중량% 미만으로, 실질적으로 거의 포함되지 않는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시가 외피에는 시가와 유사한 줄기형상의 인쇄를 포함할 수도 있다. 상기 인쇄의 방법은 흡연 제품에 적용되는 인쇄 방식이라면 제한없이 적용이 가능하다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라, 흡연 물품을 감싸는 시가 외피의 제조방법으로서,
시가엽을 고해하는 단계(S1);
펄프를 고해하는 단계(S2);
상기 S1 단계 및 S2 단계에서 고해된 시가엽 및 펄프를 혼합하는 단계(S3); 및
상기 혼합된 시가엽 및 펄프를 초지하는 단계(S4);를 포함하고,
상기 흡연 물품은, 가열식 흡연 물품인 것인,
시가 외피의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라, 상기 S1 단계 및 S2 단계는 각각 독립적으로 수행될 수 있다. 본 발명에서는 상기 S1 단계 및 S2 단계를 독립적으로 수행한 후 S3 단계에서 각각 독립적으로 고해된 시가엽 및 펄프를 혼합하여 사용함으로써 균일한 배합이 가능한 장점이 있고, 공정이 간단하게 수행되므로 작업 편의성이 상승하였으며, 작업 시간이 감축된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 독립된 고해 진행에 의해 시가엽에서의 니코틴 용출이 감소하여, 흡연 물품의 니코틴 이행량이 증가할 수 있다.
본 발명의 제조 방법은, 통상의 제지 공정을 응용하여 수행될 수 있다. 통상적으로 제지 공정은 펄프제조공정, 조성 공정, 초지 공정, 가공 공정 및 완성 공정의 순서로 이루어질 수 있다.
펄프제조공정은 목재나 그 밖의 섬유 식물에서 기계적, 화학적 처리 등에 의하여 섬유를 분리하여 뽑아내는 공정이며, 조성공정은 제지공정에서 필요로 하는 재료를 준비하는 공정으로 해리, 고해, 정선하고 일부는 약품 처리하여 초지공정에서 사용할 수 있도록 하는 공정이다.
이러한 펄프는 원목 등을 일정한 크기로 절단하고, 이것을 박피기(barker)에 넣어 겉껍질을 벗긴 다음, 쇄목기(grinder)에 물과 함께 넣어 마쇄한 후 불순물을 정선(screen)하여 지료를 얻게 된다.
초지공정은 조성공정에서 정선된 지료를 초지화하는 공정으로, 초지공정을 간략히 살펴보면, 지료를 균일하게 사출 및 배분하여 시트가 형성되는 과정과, 시트화된 지료가 프레스롤을 통과하면서 기계적으로 압축 및 탈수가 이루어지는 과정과, 스팀을 이용하여 시트상태의 지료를 건조시키는 과정과, 롤을 통해 종이의 두께 조절 및 표면을 평평하게 한 다음 연속공정 혹은 분리된 가공기계를 이용한 가공공정으로 연결된다. 가공공정 없이 건조나 카렌다 후 권취될 수도 있다.
이때 초지공정은 장망초지와 환망초지로 구분될 수 있다. 지층 형성과정에서 금망부가 엔드리스 상의 긴망으로 이루어진 것을 장망식 초지기라 하고, 큰 원통형의 실린더로 이루어진 것을 환망식 초지기라 한다.
이에 본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 S4 단계의 초지는, 장망 초지기 또는 환망 초지기를 이용하여 수행될 수 있다. 환망과 장망 모두 활용할 수 있으나, 바람직하게는 환망 초지기를 활용하여 외피의 시트 형성을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 S4 단계의 초지가 완료된 후, 시가 외피를 캘린더링하는 단계(S5)를 더 포함할 수 있다. 상기 캘린더링은 오프라인 또는 온라인 방식을 통해 수행되며, 상기 과정을 통해 인쇄 적성이 증대하고 인장강도가 상향될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 S5 단계 후에, 줄기 형상의 인쇄를 수행하는 단계(S6)를 더 포함할 수도 있다. 상기 인쇄의 방법은 흡연 제품에 적용되는 인쇄 방식이라면 제한없이 적용이 가능하다.
또한 본 발명은, 상기 시가 외피를 포함하는, 흡연 물품을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 흡연물질부; 상기 흡연물질부보다 하류에 위치된 냉각부; 및 상기 냉각부보다 하류에 위치된 필터부를 구비하며, 상기 흡연물품을 감싸고 있는 시가 외피를 포함하는 흡연물품을 제공한다. 본 발명에서 "흡연 물품" (smoking article)이란, 흡연 가능한 임의의 제품 또는 흡연 체험을 제공할 수 있는 임의의 제품을 의미할 수 있다. 특히 본 발명에서는 상기 흡연 물품은 가열식 전자 담배와 같은 에어로졸을 발생시킬 수 있는 흡연 가능 물품을 의미할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 흡연물질부; 상기 흡연물질부보다 하류에 위치된 냉각부; 및 상기 냉각부보다 하류에 위치된 필터부는 길이방향으로 연결된 것일 수 있다. 즉 상기 필터부는 흡연물질부에서 가장 하류, 즉 흡연자와 가장 가까운 방향(하류 방향)에 위치하고, 흡연물질부는 흡연자와 가장 상류, 즉 흡연자와 가장 먼 방향 (상류 방향)에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 흡연 물질부에는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 상기 에어로졸 생성 물질은 에어로졸(aerosol)을 발생시킬 수 있는 물질을 의미하는 것으로, 고체 또는 액상일 수 있다.
예를 들면, 고체의 에어로졸 생성 물질은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있으며, 특히 본 발명의 흡연 물품의 흡연물질부에는, 고체 물질로서 특히 시가엽이 포함될 수 있다.
액상의 에어로졸 생성 기재는 니코틴, 담배 추출물 및/또는 다양한 향미제를 기초로 하는 액상 조성물을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 상기 열거된 예시에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적인 예로서, 액상의 에어로졸 생성 물질은 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 생성 물질은 니코틴, 수분 및 가향 물질 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 에어로졸 생성 물질은 계피, 캡사이신 등의 다양한 첨가 물질을 더 포함할 수도 있다. 에어로졸 생성 물질은 유동성이 큰 액체 물질뿐만 아니라 젤 또는 고형분 형태의 물질을 포함할 수도 있다. 이와 같이, 에어로졸 생성 물질의 조성 성분은 실시예에 따라 다양하게 선택될 수 있으며, 그 조성 비율 또한 실시예에 따라 달라질 수 있다. 이하의 명세서에서, 액상은 액상의 에어로졸 생성 물질을 지칭하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 흡연물질부에는 고체의 에어로졸 생성 물질이 포함되는 것이거나, 상기 고체의 에어로졸 생성 물질과 액상의 에어로졸 생성 물질을 모두 포함되는 것일 수 있다. 상기 흡연 물질부의 길이는 대략 15 mm 내지 75 mm일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 흡연 물품은 필터부를 포함한다. 예를 들어, 상기 필터부는 모노 필터, 이중 필터 또는 삼중 필터일 수 있다. 또한, 상기 필터부는 다공성 매트릭스 구조, 튜브 구조 및 지관 구조(paper tube) 중 적어도 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 상기 필터는 고분자, 종이, 셀룰로오스 아세테이트, 활성탄 및 탄소 중 적어도 하나를 포함하는 섬유상, 필라멘트상 또는 이 둘을 포함하는 필터 토우를 포함하는 것일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 실시예들에서, 필터 물질은 탄소를 포함하는 흡착제, 활성탄 등과 같이 당해 기술 분야에서 널리 알려진 적어도 하나의 필터 물질을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 필터부는, 필터를 감싸는 팁페이퍼 및/또는 필터권지를 더 포함할 수 있으며, 상기 팁페이퍼와 필터권지는 예로서 종이 소재일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 필터부는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터부에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터부의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터부에는 적어도 하나의 캡슐이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한 상기 냉각부는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각부는 순수한 폴리락트산만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각부는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각부는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
한편, 본 발명의 흡연 제품에는 전단 필터가 더 포함될 수 있다. 전단 필터는 흡연제품에 있어서, 필터부에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 흡연제품의 흡연 물질부가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 흡연제품으로부터 액상화된 에어로졸이 가열식 흡연 장치로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 흡연 물품이 적용될 수 있는 예시적인 가열식 흡연 장치에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.
상기 가열식 흡연 장치는 하우징, 히터, 제어부 및 배터리를 포함할 수 있다. 다만, 상기 구성 요소는 예시로서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 상기 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 가열식 흡연 장치는 장치의 상태를 출력하는 출력 모듈(e.g. 모터, 디스플레이) 및/또는 사용자의 입력(e.g. 장치 온/오프 등)을 받기 위한 입력 모듈(e.g. 버튼) 등을 더 포함할 수도 있다. 이하, 가열식 흡연 장치의 각 구성요소에 대하여 설명한다.
하우징은 가열식 흡연 장치의 외관을 형성할 수 있다. 또한, 하우징은 흡연 물품을 수용하기 위한 수용공간을 형성할 수 있다. 수용공간에 수용된 흡연 물품은 히터에 의해 가열됨에 따라 연기 및/또는 에어로졸을 발생시킬 수 있으며, 발생된 연기 및/또는 에어로졸은 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다. 여기서, 흡연 물품은 상술한 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 흡연 물품에 대응되는 것일 수 있다.
다음으로, 히터는 수용공간에 수용된 흡연 물품을 가열함으로써 연기 및/또는 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 상기 히터는 수용된 흡연 물품의 내부를 가열하는 내부 가열식 이거나 또는 흡연 물품의 외부를 가열하는 외부 가열식으로 구현될 수도 있다. 또한, 히터는 전기 저항성 히터로 구현될 수도 있고 유도 가열식으로 구현될 수도 있다. 이처럼, 흡연 물품을 가열하여 연기 및/또는 에어로졸을 발생시킬 수 있다면, 히터는 어떠한 방식으로 구현되더라도 무방하다.
다음으로, 제어부는 가열식 흡연 장치의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 히터와 배터리의 동작을 제어할 수 있고, 가열식 흡연 장치에 포함된 다른 구성요소들의 동작도 제어할 수 있다. 제어부는 배터리가 공급하는 전력, 히터의 가열 온도 등을 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 가열식 흡연 장치의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 가열식 흡연 장치가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부는 적어도 하나의 프로세서(processor)에 의해 구현될 수 있다. 상기 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, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 제어부가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 자명하게 이해할 수 있다.
다음으로, 배터리는 가열식 흡연 장치가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리는 히터에 전력을 공급할 수 있고, 제어부가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
또한, 배터리는 가열식 흡연 장치에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등의 추가적 전기적 구성요소가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
또한, 특히 본 발명의 흡연 물품은, 액상의 에어로졸 형성 기재가 함께 이용되는 하이브리드형 가열식 흡연 장치에 사용될 수 있다. 상기 하이브리드형 가열식 흡연 장치는, 증기화기와 흡연 물품이 병렬로 배치된 디바이스거나 또는 증기화기와 흡연 물품이 직렬로 배치된 디바이스일 수 있다. 다만, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니고, 가열식 흡연 장치 내부의 배치 형태는 얼마든지 변형될 수 있다.
상술한 것과 같이 가열식 흡연 장치는 증기화기를 더 포함할 수 있다. 단, 이는 본 개시의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일뿐이며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 추가되거나 생략될 수 있음은 물론이다.
상기 증기화기는 액상의 에어로졸 형성 기재를 기화시켜 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 증기화기는 액상의 에어로졸 형성 기재를 저장하는 액상 저장조, 저장된 액상을 흡수하는 윅(wick) 및 흡수된 액상을 기화시키는 액상 기화요소를 포함하도록 구성될 수 있다. 이때, 액상 기화요소는 가열요소로 구현될 수도 있고, 초음파 진동을 통해 액상을 기화시키는 진동요소로 구현될 수도 있으며, 다른 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니고, 증기화기는 다른 방식으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 증기화기는 윅을 포함하지 않는 구조로 구현될 수도 있다.
증기화기에서 발생된 에어로졸은 흡연 물품을 통과하여 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다. 증기화기의 액상 기화요소는 제어부에 의해 제어될 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]
실시예 1
시가엽(51 wt%) 및 혼합 펄프(Soft and Hard)(49 wt%)를 준비하여, 고해과정을 거친 후 혼합해주었다. 상기 혼합 펄프는 소프트 펄프 및 하드 펄프를 20:80의 중량비로 포함하며, 상기 시가엽은 엽설을 포함하지 않는다.
상기 혼합물을 장망 초지기 대비 인장강도를 강하게 구현할 수 있는 환망 초지기를 이용하여 초지한 후, 시가 외피를 제조하였다. 제조된 시가 외피를 캘린더링 가공한 후, 시가엽 무늬를 인쇄해주었다.
비교예 1
비교를 위해 시가엽(10 wt%) 및 혼합 펄프(90 wt%)를 분쇄하고 혼합한 후, 고해과정을 거쳐 혼합해주었다. 상기 혼합물을 장망 초지기 이용하여 초지한 후, 시가 외피를 제조하였다. 제조된 외피를 캘린더링 가공한 후, 시가엽 무늬를 인쇄해주었다.
제조된 시가 외피의 성분을 확인하여 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 단위 | 실시예 1 | 비교예 1 |
| Nicotine | % | 0.4 | 0.05 |
| Sugar | % | 0.8 | 0.12 |
<시가 외피의 물리성 확인>
제조된 최종외피에 대하여 물리적 성질을 확인하여 하기 표 2에 나타냈다. 하기 인장강도 및 연신율 분석을 위해 인장시험기(AG-5000G, Universal Testing Machine)가 사용되었으며 ASTM D638에 의거하였으며, 크로스헤드의 속도는 0.3 mm/min, 하중은 50 kg였다.
| 구분 | 단위 | 실시예 1 | 비교예 1 |
| 평량(Weight) | g/m2 | 50 | 50 |
| 두께(Thickness) | ㎛ | 90 | 90 |
| 인장강도(Tensile st.)(MD) | cN/㎜ | 128 | 84 |
| 연신율(Elongation) | % | 1.0 | 0.7 |
| 다공성(Porosity) | CU | 50 | 70 |
| 평활도(Smoothness) | SS | 7.5 | 5.2 |
| RS | 7.3 | 5.0 |
상기 표 1에서 확인할 수 있는 것과 같이, 현행 시가 외피와 비교하여, 인장강도가 40 cN/mm 이상으로 증가하였고, 50 CU로 적절한 다공성을 가졌으며, 평활도는 증가하였다.
<시가 최종외피 적용 흡연물품의 제조작업성 평가>
실시예 1 및 비교예의 시가 최종외피를 이용하여, 매질부, 냉각부 및 필터부를 포함하는 가열식 흡연물품을 제조하였다. 상기 가열식 흡연물품은, 도 1에 나타낸 것과 같이 마지막 단계에서 시가 외피를 감아 완성된다. 상기 가열식 흡연물품의 작업성 평가를 위해, 실시예별 궐련지의 적용가능 제조속도, 접착특성, 궐련지 끊어짐, 접착제 오염 및 소화율 평가를 진행하여 표 3에 나타내었다.
| 궐련지 | 제조속도(CPM) | 접착특성 | 궐련지 끊어짐 | 접착제 오염 |
| 실시예 1 | 10,000 | 양호 | 없음 | 없음 |
| 비교예 1 | 7,000 | 양호 | 7,000이상 끊어짐 | 없음 |
상기 표 2에 나타낸 것과 같이, 비교예 1의 시가 외피와 비교하여 실시예 1의 시가 외피를 사용한 경우 궐련지가 끊어지는 현상이 적고 제조속도도 우수하였다.
<시가 최종외피 적용 흡연물품의 연기 성분 분석>
제조된 흡연물품에 대하여 ISO 흡연조건에 의하여 20개의 흡연물품을 자동흡연장치로 흡연하고 패드에 포집된 니코틴, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 물의 함량을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
| 품 명 | Nicotine | PG | Gly | Water | |
| 비교예 1 | 평균(mg/stick) | 0.40 | 2.51 | 11.42 | 22.4 |
| 편차(mg/stick) | 0.07 | 0.28 | 1.11 | 1.0 | |
| CV(%) | 18.5 | 11.1 | 9.7 | 4.4 | |
| 실시예 1 | 평균(mg/stick) | 0.55 | 2.37 | 11.48 | 23.2 |
| 편차(mg/stick) | 0.03 | 0.17 | 0.61 | 0.4 | |
| CV(%) | 8.6 | 7.2 | 5.7 | 1.6 | |
상기 결과로부터, 실시예 1의 시가 외피를 적용한 경우 니코틴 이행량이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
<시가 최종외피 적용 흡연물품의 관능 평가>
20 명의 패널을 통하여, 상기 실시예 1 및 비교예 1의 시가 외피로 제조된 흡연물품의 맛을 평가하여 도 2에 나타냈다.
도 2에서 확인할 수 있는 것과 같이, 니코틴 증대에 따른 끽미 강도, 자극성은 증가하여 전체적인 담배맛은 더 좋아지는 것이 확인되었다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (13)
- 흡연물품을 감싸는 시가 외피로서,
상기 시가 외피는, 시가엽을 50 중량% 이상 포함하는 것이고,
상기 흡연물품은 가열식 흡연 물품인 것인,
시가 외피.
- 제1항에 있어서,
상기 시가 외피는 120 cN/mm 이상의 인장강도를 갖는 것인, 시가 외피.
- 제1항에 있어서,
상기 시가엽은 시가엽 주맥을 포함하는 것이고, 시가엽 엽설은 포함하지 않는 것인, 시가 외피.
- 제1항에 있어서,
상기 시가 외피는, 펄프를 더 포함하는 것인, 시가 외피.
- 제4항에 있어서,
상기 펄프는 하드 펄프 및 소프트 펄프 중 하나 이상을 포함하는 것인, 시가 외피.
- 제5항에 있어서,
상기 펄프는 하드 펄프 및 소프트 펄프를 0.1 - 99.9 : 99.9 - 0.1 의 중량비로 혼합된 것인, 시가 외피.
- 흡연 물품을 감싸는 시가 외피의 제조방법으로서,
시가엽을 고해하는 단계(S1);
펄프를 고해하는 단계(S2);
상기 S1 단계 및 S2 단계에서 고해된 시가엽 및 펄프를 혼합하는 단계(S3); 및
상기 혼합된 시가엽 및 펄프를 초지하는 단계(S4);를 포함하고,
상기 흡연 물품은, 가열식 흡연 물품인 것인,
시가 외피의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 시가 외피는, 시가엽을 50 중량% 이상 포함하는 것인, 시가 외피의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 S4 단계의 초지는, 장망 초지기 또는 환망 초지기를 이용하여 수행되는 것인, 시가 외피의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 시가엽은 시가엽 주맥을 포함하는 것이고, 시가엽 엽설은 포함하지 않는 것인, 시가 외피의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 펄프는 하드 펄프 및 소프트 펄프 중 하나 이상을 포함하는 것인, 시가 외피의 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 펄프는 하드 펄프 및 소프트 펄프가 0.1 - 99.9 : 99.9 - 0.1 의 중량비로 혼합된 것인, 시가 외피의 제조방법.
- 제7항의 제조방법에 의해 제조된 시가 외피를 포함하는, 가열식 흡연 물품.
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-
2022
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Patent Citations (1)
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