KR20230160695A - 가열식 흡연 물품 - Google Patents

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Abstract

실시예는 가열식 흡연 물품에 관한 것으로서, 특히 연소 방식이 아닌 가열 방식으로 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 매질을 포함하는 가열식 흡연 물품에 관한 것이다.
실시예인 가열식 흡연 물품은, 필터 로드와; 필터 로드의 하단에 적층되며 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 매질과, 에어로졸 매질을 수용하거나 흡습하는 흡습체를 포함하는 에어로졸 매질 로드와; 필터 로드 및 에어로졸 매질 로드를 둘러 감싸서 적층 구조를 유지시키는 랩핑부를 포함하고, 에어로졸 매질은, 글리세린과 증점제를 포함함으로써, 상온을 포함하는 제 1 온도 범위에서 반고형 상태나 고형 상태로 유지되고, 제1 온도 범위보다 높은 제2 온도 범위에서 액화 상태이며, 글리세린은 제2 온도 범위보다 높은 제3 온도 범위에서 기화하여 에어로졸을 발생시키고, 증점제는 제3 온도 범위에서 기화하지 않고 흡습체에 잔류한다.

Description

가열식 흡연 물품{ELECTRICALLY-HEATING TYPE SMOKING ARTICLES}
실시예는 가열식 흡연 물품에 관한 것으로서, 특히 연소 방식이 아닌 가열 방식으로 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 매질을 포함하는 가열식 흡연 물품에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 발생 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성되는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.
일반적으로 담배 매질의 주원료인 슬러리 판상엽 시트의 경우 인장력이 약하여 제조적성이 어려우며, 담배 매질에 보습제도 다량 함유되어 있어 물리성이 취약하다. 또한, 글리세린 등과 같은 액상을 함유한 담배 매질은 친수성으로 인하여 주위 환경의 습도에도 민감하여 제조 공정 환경을 제어하는데 어려움이 있다. 담배 매질 내 함유시킬 수 있는 액상의 양도 한계가 있다.
담배 매질을 포함하는 궐련 이외에 별도의 카토마이저에 액상을 보관하여 에어로졸을 추가로 발생시켜서 사용자가 궐련을 흡입할 때 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 궐련을 통해 흡입하는 경우도 제안되고 있으나, 카토마이저에 함유된 액상을 관리하는데 어려움(유통기한, 변질 등)이 있으며, 카토마이저에서 생성된 에어로졸이 이동하는 기류 패스에 응축물이 발생하여 오염이 발생할 수 있다.
이에 따라, 한 번 사용하고 버리게 되는 전기 가열식 흡연 물품 내에 에어로졸 매질을 제공하고 이로부터 에어로졸을 얻기 위한 니즈가 존재한다.
실시예는 연소 방식이 아닌 가열 방식으로 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 매질을 포함하면서 한 번 사용하고 버리게 되는 전기 가열식 흡연 물품을 제공하고 이로부터 에어로졸을 얻기 위한 것을 목적으로 한다.
실시예인 가열식 흡연 물품은, 필터 로드와; 필터 로드의 하단에 적층되며 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 매질과, 에어로졸 매질을 수용하거나 흡습하는 흡습체를 포함하는 에어로졸 매질 로드와; 필터 로드 및 에어로졸 매질 로드를 둘러 감싸서 적층 구조를 유지시키는 랩핑부를 포함하고, 에어로졸 매질은, 글리세린과 증점제를 포함함으로써, 상온을 포함하는 제 1 온도 범위에서 반고형 상태나 고형 상태로 유지되고, 제1 온도 범위보다 높은 제2 온도 범위에서 액화 상태이며, 글리세린은 제2 온도 범위보다 높은 제3 온도 범위에서 기화하여 에어로졸을 발생시키고, 증점제는 제3 온도 범위에서 기화하지 않고 흡습체에 잔류한다.
바람직하게는, 증점제는, 단당류, 이당류, 당알코올, 소당류를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 단당류는 식물 추출물로 글루코스, 과당, 갈락토스를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 이당류는 설탕에서 추출한 성분을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 당알코올은 이소말트, 말티톨, 자일리톨, 소르비톨을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 소당류는 이당류 이상의 당류로서, 말토덱스트린을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 매질은, 에어로졸 원료 물질로, 프로필렌 글리콜, 니코틴, 조향제, 카페인, 자양강장제, 물, 에탄올, 당알코올, 카나비노이드를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 매질은 가향 성분을 추가로 포함하고, 가향 성분은 멘솔, 과일향, 허브향, 정향 또는 정향 추출물을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 필터 로드와 에어로졸 매질 로드 사이에, 상하 방향으로 중공이 형성된 냉각 튜브 로드를 추가로 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는 에어로졸 매질 로드의 상단 혹은 하단에, 담배체 로드를 추가로 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는 에어로졸 매질 로드의 상단 혹은 하단에, 니코틴 로드를 추가로 포함할 수 있다.
실시예는 연소 방식이 아닌 가열 방식으로 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 매질과, 증점제로 당류(단당류, 이당류, 당알코올, 소당류 등) 성분을 포함하여, 상온에서 반고형이나 고형 상태를 유지하도록 하는 효과가 있으며, 가향도 가능하도록 하는 효과가 있고, 증점제는 에어로졸 매질이 기화하여 에어로졸화할 때, 기화하지 않고 흡습체에 잔류하여 사용자가 에어로졸 매질로부터 유래하는 에어로졸만을 흡입하게 되는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 가열식 흡연 물품의 개략 수직 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 에어로졸 매질을 300 ℃에서 열분해 분석한 결과를 보여준다.
이하에서, 실시예들은 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 설명되는 실시예들은 그 실시예들의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 실시예에 따른 가열식 흡연 물품의 개략 단면도이다.
실시예에 따른 가열식 흡연 물품은, 3개의 로드가 적층되고 랩핑 페이퍼에 의해 랩핑되면서 일체화된다. 로드는, 상측에 마우스 필터인 필터 로드(10)와, 필터 로드(10)의 하단에 적층되는 냉각 튜브 로드(20)와, 냉각 튜브 로드(20)의 하단에 적층되며 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 매질(또는 에어로졸 형성 매질)을 포함하거나 수용하는 에어로졸 매질 로드(또는 에어로졸 형성 매질 로드)(30)와, 필터 로드(10)와 냉각 튜브 로드(20) 및 에어로졸 매질 로드(30) 간의 적층 구조를 유지시키도록 이들의 외측면을 둘러 감싸는 랩핑부(51, 53, 55)를 포함하여 구성된다.
이러한 형상 및 구조를 갖는 실시예에 따른 가열식 흡연 물품은, 현재 사용되고 있는 통상의 담배 혹은 전기 가열식 흡연 물품(궐련 모양의 전자 담배를 가리킴)의 규격에 부합하는 크기이기에, 사용자 입자에서 볼 때 통상의 담배 혹은 전기 가열식 흡연 물품과 차이가 없게 된다.
필터 로드(10)는 마우스피스 역할을 하는 필터로, 에어로졸은 통과하고 액 유입은 막아주는 역할을 한다. 필터 로드(10)는 펄프로 제작될 수 있으며, 원통형 또는 튜브 형태로 제작될 수 있다. 필터 로드(10)는 아세테이트, 종이, PP 등의 재질로 제조될 수 있다.
냉각 튜브 로드(20)는 상하 방향으로 연장되는 중공(22)이 내부에 형성되어, 에어로졸의 이동 통로를 제공하는데, PLA를 포함하여 에어로졸의 온도를 낮추어 사용자가 에어로졸 흡입 시에 화상을 입는 것을 방지할 수도 있다. 즉, 중공(22)의 개방된 하단부는 에어로졸 매질 로드(30)을 향하고, 중공(22)의 개방된 상단부는 필터 로드(10)를 향한다. 냉각 튜브 로드(20)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있으며, 냉각 구조물로 기능하는 냉각 튜브 로드(20)는 순수한 폴리락트산으로 제작되거나, 다른 분해성 폴리머와 폴리락트산을 조합하여 제작될 수 있다.
에어로졸 매질 로드(30)는 흡습체(30a)에 액상 상태의 글리세린을 포함하는 에어로졸 매질이 수용되거나 흡수되고, 수용되거나 흡습된 다음, 글리세린을 포함하는 에어로졸 매질이 상온에서 반고형이나 고형 상태를 유지하도록 제조된 것이다.
에어로졸 매질은 글리세린 이외에 다른 에어로졸 원료 물질을 포함할 수 있는데, 추가적인 에어로졸 원료 물질로 프로필렌 글리콜, 니코틴, 조향제, 카페인, 자양강장제, 물, 에탄올, 당알코올, 카나비노이드를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함한다.
흡습체(30a)에 수용되거나 흡수된 에어로졸 매질은 상온을 포함하는 제1 온도 범위에서는 반고형 또는 고형 상태로 존재하다가 일례로 70℃를 포함하는 50 ~ 100℃의 온도범위(제2 온도 범위)에서 액상화하였다가 추가적인 가열을 통해 약 150 내지 300℃의 온도범위(제3 온도 범위)에서 에어로졸로 기화한다.
에어로졸 매질 로드(30)는 글리세린을 포함하는 에어로졸 매질을 상온보다 높은 제2 온도 범위에서 액상화 시키고, 유동성을 갖는 액체 상태에서 흡습체(30a)에 흡수시킨 다음 상온으로 냉각하여 고형 상태나 반고체상으로 상 변화시킨다. 따라서 상 변화 후에는 제1 온도 범위에서 겔상, 고형 상태나 반고체 상태로 유지되므로 후속 제조 공정에서나 흡연 물품(궐련 모양의 전자 담배를 가리킴)을 유통 중에 에어로졸 매질이 흘러나오지 않고 에어로졸 매질 로드 내에 유지된다.
에어로졸 매질 로드(30)에 포함되는 글리세린의 양은 실시예의 흡연 물품으로 종래의 궐련 담배 1개비와 비슷한 횟수의 퍼핑 행위를 하기에 적당한 양일 것이다. 따라서 미리 정해진 양만큼 글리세린으로부터 유래하는 에어로졸이 발생된 후에는 더 이상 에어로졸이 발생하지 않거나 에어로졸이 만족스러운 양만큼 발생하지 않으며 흡연 물품은 1회 사용된 후에 사용자에 의해 버려질 것이다. 흡연 물품을 가열시키는데 이용되는 공지의 에어로졸 발생장치는 사용자의 퍼핑 동작을 인식하고 미리 설정된 퍼핑 횟수에 도달한 경우 사용자에게 알림을 주거나 및/또는 히터의 전원 인가를 차단하여 더 이상의 퍼핑이 불가능하도록 한다. 따라서 퍼핑 강도가 센 사용자에게는 미리 정해진 횟수의 퍼핑 동작 중에 계속해서 충분한 양의 에어로졸을 제공할 필요가 있으므로 에어로졸 매질 로드(30)에 포함되는 글리세린의 양은 이러한 사용자의 요구까지 부합하는 양이 되는 것이 바람직할 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 고형 상태나 반고체상으로 제조된 에어로졸 매질 로드(30) 내의 에어로졸 매질은 제2 온도 범위보다 높은 약 150 내지 300 ℃의 온도범위(제3 온도 범위)에서 기화하여 에어로졸화되는데, 가열 후 에어로졸화되어 흡입되지 않은 액화 상태의 에어로졸 매질은 상온으로 냉각되면 흡습체(30a) 내부에서 다시 고형화된다.
위와 같은 제 1 온도 범위에서 에어로졸 매질이 반고형 또는 고형 상태를 유지하도록, 에어로졸 매질은 증점제를 포함하는데, 증점제는 글리세린을 포함하는 에어로졸 매질이 기화하여 에어로졸화되는 약 150 내지 300 ℃의 온도범위(제3 온도 범위)에서 기화하지 않고 흡습체에 잔류한다. 즉 증점제는 주된 에어로졸 매질인 글리세린이 에어로졸로 기화할 때, 기화하지 않고 흡습체 내에 그대로 잔류한다.
이러한 증점제로서, 단당류, 이당류, 당알코올, 소당류를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하여 구성된다. 글리세린을 겔화시키는 증점제로 어류, 육류 등으로부터 추출된 젤라틴이나 식물성 젤라틴을 이용하거나 이러한 젤라틴 증점제와 물을 글리세린과 섞어서 교반하면서 냉각시키는 방법 등이 고려되었으나, 이렇게 얻어진 겔상 에어로졸 매질에서 글리세린의 기화점은 대기압하에서 대략 200 ~ 300 ℃이고, 물의 기화점도 대기압하에서 대략 100 ℃이어서, 이러한 젤라틴 또는 물 증점제는 글리세린을 포함하는 에어로졸이 기화하여 에어로졸화되는 약 150 내지 300 ℃의 온도범위(제3 온도 범위)에서 글리세린과 함께 기화하여 에어로졸화될 수 있다. 따라서 발명자들은 다른 증점제를 고려하게 되었으며, 실시예에서는 증점제로, 단당류, 이당류, 당알코올, 소당류를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함한다.
바람직한 일 실시예에서, 단당류는 식물 추출물로 글루코스, 과당, 갈락토스를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함한다. 글루코스의 기화점은 대기압하에서 527.1 ± 50.0 ℃이고, 과당의 기화점은 대기압하에서 697.1 ± 50.0 ℃이고, 갈락토스의 기화점은 대기압하에서 527.1 ± 50.0 ℃이므로, 글리세린을 포함하는 에어로졸 매질이 기화하여 에어로졸화되는 약 150 내지 300℃의 온도범위(제3 온도 범위)에서 기화하지 않고 흡습체 내에 그대로 잔류한다.
바람직한 다른 실시예에서, 이당류는 설탕 등에서 추출한 성분을 포함한다. 설탕의 기화점은 대기압하에서 697.1 ± 50.0 ℃이므로, 글리세린을 포함하는 에어로졸 매질이 기화하여 에어로졸화되는 약 150 내지 300℃의 온도범위(제3 온도 범위)에서 기화하지 않고 흡습체 내에 그대로 잔류한다.
바람직한 다른 실시예에서, 당알코올은 이소말트, 말티톨, 자일리톨, 소르비톨을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함한다. 이소말트의 기화점은 788.5 ℃이고, 말티톨의 기화점은 대기압하에서 788.5 ± 60.0 ℃이므로, 글리세린을 포함하는 에어로졸 매질이 기화하여 에어로졸화되는 약 150 내지 300℃의 온도범위(제3 온도 범위)에서 기화하지 않고 흡습체 내에 그대로 잔류한다.
바람직한 다른 실시예에서, 소당류는 이당류 이상의 당류로서, 말토덱스트린을 포함한다. 말소텍스트린의 기화점은 527.1 ℃이므로, 글리세린을 포함하는 에어로졸 매질이 기화하여 에어로졸화되는 약 150 내지 300℃의 온도범위(제3 온도 범위)에서 기화하지 않고 흡습체 내에 그대로 잔류한다.
발명자들은, 에어로졸 매질에 대해 300℃에서 열분해 분석을 진행했는데, 분석기기는 Pyrolyzer + Agilent Technologies 7890B, 5977B MSD system (GC/MS)를사용했고, 열분해조건은 Multi-shot pyrolyzer (EGA/PY-3030D): 300℃였으며, 컬럼은 Frontier Laboratories, UA5였고, 운반기체는 Helium 1.0 mL/min였고, 분자량 범위는 Scan mode (33 ~ 550 m/z)였다. 얻어진 분석 결과를 도 2에 옮겼으며, 에어로졸 매질로부터 글리세린만이 기화되었음을 확인했고, 증점제는 기화되지 않음을 확인했다.
또한, 에어로졸 매질은 가향 성분을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 가향 성분은 멘솔, 과일향, 허브향, 정향 또는 정향 추출물을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함한다.
상술된 바와 같이, 에어로졸 매질은 적어도 글리세린과 같은 에어로졸 원료 물질과 증점제로서 단당류, 이당류, 당알코올, 소당류를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하여 구성되며, 추가적으로 가형 성분이 포함될 수 있다.
흡습체(30a)는, 펄프 또는 펄프를 포함하는 원단을 구기거나 접거나 말아서 실린더나 기둥 모양으로 만들거나 실린더나 기둥 형상으로 가공하여 만들거나, 면의 직조 원단 혹은 부직포 원단을 구기거나 말아서 실린더 모양으로 만들거나 실린더 형상으로 가공하여 만들거나, 대나무 섬유의 직조 원단 혹은 부직포 원단을 구기거나 말아서 실린더 모양으로 만들거나 실린더 형상으로 가공하여 만들 수 있다. 다른 실시예로서, 흡습체(30a)는 다공성 세라믹으로 구성되며, 내부의 기공 내에 에어로졸 매질이 흡습된다. 본 실시예에서는 다공성 세라믹으로 구성된 흡습체(30a)의 기공의 크기는 1~100㎛ 범위에 속하며, 기공률은 30~70% 범위에 속한다.
도면에 표시하지는 않았으나, 에어로졸 매질 로드(30)의 상단 혹은 하단에 또 다른 에어로졸 매질로서 담배 각초를 포함하는 담배체 로드가 제공될 수도 있다. 이 경우 사용자는 에어로졸 매질 로드로부터 유래하는 에어로졸과, 담배체 로드로부터 유래하는 에어로졸을 혼합하여 퍼핑할 수 있게 된다. 담배체 로드와 에어로졸 매질 로드의 상대적 위치에 따라, 담배체 로드가 아래에 위치하는 경우(상류에 위치하는 경우)에는 담배체 로드에서 유래하는 에어로졸이 에어로졸 매질 로드를 지나면서 에어로졸 매질 로드로부터 유래하는 에어로졸과 혼합되어 사용자가 퍼핑하게 될 것이고, 에어로졸 매질 로드가 아래에 위치하는 경우(상류에 위치하는 경우)에는 에어로졸 매질 로드에서 유래하는 에어로졸이 담배체 로드를 지나면서 담배체 로드로부터 유래하는 에어로졸과 혼합되어 사용자가 퍼핑하게 될 것이다.
담배체는 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 담배체는 주름진 판상엽 시트로 충진될 수 있다. 판상엽 시트는 실린더 축에 실질적으로 가로방향으로 둘둘 말리거나, 접히거나, 압축되거나, 수축됨으로써 주름이 형성될 수 있다. 주름진 판상엽 시트의 골 간격 등을 조절함으로써 다공도를 결정할 수 있다.
다른 실시예에서 담배체는 담배 각초들로 충진될 수 있다. 여기에서, 담배 각초들은 담배 시트(또는 슬러리 판상엽 시트)를 잘게 절단함으로써 생성될 수 있다. 또한, 담배체는 복수의 담배 가닥들이 서로 같은 방향(평행)으로 또는 무작위로 합쳐져서 형성될 수 있다. 구체적으로, 담배체는 복수의 담배 가닥들이 합쳐져서 형성되고, 에어로졸이 통과할 수 있는 종방향의 복수의 채널들이 형성될 수 있다. 이때, 담배 가닥들의 크기 및 배열에 의하여, 종방향의 채널들은 균일하거나 불균일할수 있다.
담배체는 추가로 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 담배체는 글리세린 및 프로필렌 글리콜을 더 포함할 수도 있다.
또한, 담배체는 풍미제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 풍미제는 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, 계피, 케러웨이, 코냑, 자스민, 카모마일, 멘톨, 계피, 일랑일랑, 샐비어, 스피어민트, 생강, 고수 또는 커피 등을 포함할 수 있다. 한편, 담배체는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜을 일부 포함할 수도 있다.
도면에 표시하지는 않았으나, 에어로졸 매질 로드(30)의 상단 혹은 하단에 또 다른 에어로졸 매질로서 니코틴 로드가 제공될 수도 있다. 니코틴 로드에는 담배 추출물이 포함될 수 있다. 담배 추출물은 자연적으로 발생하는 순수 니코틴 또는 합성 니코틴일 수 있다. 예를 들어, 담배 추출물은 프리베이스 니코틴(freebase nicotine) 또는 니코틴 염(nicotinesalt)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
니코틴 로드에는 2종 이상의 니코틴 염(Nicotine Salt)이 포함될 수 있다. 니코틴 염(Nicotine Salt)은 니코틴에 유기산 또는 무기산을 포함하는 적절한 산을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 니코틴 염의 형성을 위한 산은 혈중 니코틴 흡수 속도, 에어로졸 생성 물품(300)이 가열되는 온도, 향미 또는 풍미, 용해도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
예를 들어, 니코틴 염의 형성을 위한 산은 벤조산, 락트산, 살리실산, 라우르산, 소르브산, 레불린산, 피루브산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 시트르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 페닐아세트산, 타르타르산, 숙신산, 푸마르산, 글루콘산, 사카린산, 말론산 또는 말산으로 구성된 군으로부터 선택되는 단독의 산 또는 상기 군으로부터 선택되는 2 이상의 산들의 혼합이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 니코틴 로드는 추가적인 에어로졸 매질을 포함할 수 있다. 에어로졸 매질은 가열되어 풍부한 무화량을 제공하는 에어로졸 형성제 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 매질은 글리세린 및 프로필렌 글리콜 또는 이들의 성분의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 니코틴 로드는 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료 및 향미제 중 어느 하나의 성분이나, 이들 성분의 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.
니코틴 로드에는 에어로졸 매질 로드와 마찬가지로 흡습체가 포함될 수 있다. 에어로졸 매질 로드의 흡습체와 마찬가지로 흡습체는, 펄프 또는 펄프를 포함하는 원단을 구기거나 접거나 말아서 실린더나 기둥 모양으로 만들거나 실린더나 기둥 형상으로 가공하여 만들거나, 면의 직조 원단 혹은 부직포 원단을 구기거나 말아서 실린더 모양으로 만들거나 실린더 형상으로 가공하여 만들거나, 대나무 섬유의 직조 원단 혹은 부직포 원단을 구기거나 말아서 실린더 모양으로 만들거나 실린더 형상으로 가공하여 만들 수 있다. 다른 실시예로서, 흡습체는 다공성 세라믹으로 구성되며, 내부의 기공 내에 에어로졸 매질이 흡습된다. 본 실시예에서는 다공성 세라믹으로 구성된 흡습체(30a)의 기공의 크기는 1~100㎛ 범위에 속하며, 기공률은 30~70% 범위에 속한다.
랩핑부는 에어로졸 매질 로드(30)를 둘러 감싸며 가열 디바이스에 의한 가열 시에 에어로졸 매질의 누액을 방지하기 위한 제 1 랩핑부(51)와, 냉각 튜브 로드(20)와 제 1 랩핑부(51)에 의해 감싸진 에어로졸 매질 로드(30)을 둘러 감싸면서 냉각 튜브 로드(20)와 에어로졸 매질 로드(30)의 적층 구조를 유지시키는 제 2 랩핑부(53)와, 필터 로드(10)과 제 2 랩핑부(53)에 의해 감싸진 냉각 튜브 로드(20) 및 에어로졸 매질 로드(30)를 둘러 감싸면서 필터 로드(10)과 냉각 튜브 로드(20)와 에어로졸 매질 로드(30)의 적층 구조를 유지시키는 제 3 랩핑부(55)를 포함하여 구성된다.
담배체 로드 및 니코틴 로드도 별개의 랩핑부로 둘러 감싸여질 수 있으며, 필터 로드(10), 냉각 튜브 로드(20), 에어로졸 매질 로드(30) 및 담배체/니코틴 로드의 적층 구조를 유지시키도록 제 3 랩핑부(55)로 둘러 감싸여지는 것이 바람직할 것이다.
제 1 랩핑부(51)는 에어로졸 형성 기재의 누액을 방지하기 위해 방수 코팅이 되어 있는 페이퍼나 멤브레인 재질로 이루어진다. 제 2 및 제 3 랩핑부(53), (55)는 일반지나 다공지 등으로 구성될 수 있다.
실시예에 따른 흡연 물품은 필름 히터와 같은 저항 가열 방식이 적용된 가열 디바이스 내의 가열 공간에 삽입되어 가열될 수도 있으며, 다른 실시예로 유도 가열 방식이 적용된 가열 디바이스 내에 가열 공간에 삽입될 수도 있다.
가열 디바이스는, 흡연 물품이 삽입되어 가열될 수 있는 가열 공간(공동)을 갖고, 가열 공간에 삽입된 흡연 물품의 글리세린과 같은 에어로졸 매질, 담배체 및/또는 니코틴와 같은 에어로졸 형성 기질을 히터에 의해 가열하여 에어로졸을 형성시키는, 파지 가능하고 휴대 가능한 크기의 에어로졸 발생 장치를 가리킨다. 히터는 전술한 바와 같이 저항 가열 방식 혹은 유도 가열 방식으로 제공될 수 있는데, 일 예로 100 - 400 ℃의 온도까지 가열되어, 가열 디바이스의 가열 공간(공동) 내에 삽입되는 전기 가열식 흡연 물품 내부에 제공되는 에어로졸 형성 기질을 가열시켜 에어로졸을 발생시킨다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 그 타켓 온도는 200 내지 350 ℃의 범위가 될 수 있으며, 더욱 바람직한 일 예에 따르면 그 타겟 온도는 250 내지 320 ℃의 범위가 될 수 있다 (일 예로 280 ℃를 타겟으로 정할 수도 있음). 경우에 따라서는 그 타겟 온도가 150 내지 250 ℃의 범위일 수 있는데(일 예로 180 ℃를 타겟 온도로 정할 수도 있음), 이것은 에어로졸을 발생시키고자 하는 대상이 글리세린인지 혹은 담배체인지 혹은 글리세린과 같은 액상 조성물이 흡습된 담배체인지 혹은 니코틴액인지에 따라 달라질 수 있다. 어느 경우든 전기 가열식 흡연 물품 내에서 발생된 에어로졸은 사용자의 퍼핑 시에 냉각 튜브 로드(20) 및 필터 로드(10)를 통해 사용자의 입안으로 흡입되므로, 퍼핑 과정에서 냉각되는 것을 고려하더라도 발생된 에어로졸의 온도가 과도하게 높으면 사용자에게 불쾌감을 주거나 화상의 위험이 있고 너무 과도하게 에어로졸이 발생할 수 있어서 여러 번의 퍼프가 힘들 수 있기에 이러한 점을 감안하여 발열체의 타겟 온도가 미리 정해져야 한다. 또한 이상의 이유 때문에 발열체의 타겟 온도의 상한이 위와 같이 제한된다.
바람직한 일 실시예에 따르면 발생된 에어로졸이 냉각 튜브 로드(20) 및 필터 로드(10)를 거쳐 나오는 온도가 마우스 엔드 온도(mouth end temperature)로 측정될 수 있는데, 사용자에게 불쾌감을 주지 않기 위해서 에어로졸의 온도는 50 ℃ 미만, 바람직하게는 45 ℃ 이하의 온도로 되어야 한다. 바람직한 에어로졸의 마우스 엔드 온도는 25 내지 45 ℃의 온도 범위를 갖고, 더욱 바람직한 에어로졸의 마우스 엔드 온도는 30 내지 40 ℃의 온도 범위를 갖는다.
바람직한 일 실시예에 따른 흡연 물품에서 에어로졸 매질 로드와, 담배체 로드 또는 니코틴 로드가 흡연 물품의 길이 방향을 따라 제공되는데(경우에 따라 에어로졸 매질 로드가 상류에 혹은 하류에 위치할 수 있음), 전술한 바와 같이 에어로졸 매질 로드의 타겟 온도와, 담배체 로드의 타겟 온도 및 니코틴 로드의 타겟 온도가 다르므로, 가열 디바이스의 가열 공간에는 각각의 타겟 온도에 대응해서 에어로졸 매질 로드와, 담배체 로드 또는 니코틴 로드를 가열시킬 수 있는 독립적인 히터가 제공되는 것이 바람직하다.
일 실시예로 필터 로드 - 냉각 튜브 로드 - 에어로졸 매질 로드 - 담배체 로드의 순서로 형성된 흡연 물품의 경우, 에어로졸 매질 로드의 타겟 온도(일 예로 300 ℃)가 담배체 로드의 타겟 온도(일 예로 200 ℃)와 다르므로, 에어로졸 매질 로드를 가열하는 히터(일 예로 저항 가열 히터)와, 담배체 로드를 가열하는 히터(일 예로 저항 가열 히터)가 서로 이격되어 다른 온도 범위로 에어로졸 매질 로드와 담배체 로드를 가열시켜, 각각의 로드로부터 유래하는 에어로졸을 유효하게 발생시키는 것이 좋다.
물론 이상의 예를 일 예를 든 것이고, 가열 방식에 따라, 에어로졸 형성 기재의 배열 순서에 따라 이상과 같은 설명을 고려하여 배열과 배치를 바꾸는 것이 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 당연한 사항이 될 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 상술한 특정의 바람직한 실시예들에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 필터 로드 20: 냉각 튜브 로드
30: 에어로졸 매질 로드

Claims (11)

  1. 필터 로드와;
    필터 로드의 하단에 적층되며 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 매질과, 에어로졸 매질을 수용하거나 흡습하는 흡습체를 포함하는 에어로졸 매질 로드와;
    필터 로드 및 에어로졸 매질 로드를 둘러 감싸서 적층 구조를 유지시키는 랩핑부를 포함하고,
    에어로졸 매질은, 글리세린과 증점제를 포함함으로써, 상온을 포함하는 제 1 온도 범위에서 반고형 상태나 고형 상태로 유지되고, 제1 온도 범위보다 높은 제2 온도 범위에서 액화 상태이며, 글리세린은 제2 온도 범위보다 높은 제3 온도 범위에서 기화하여 에어로졸을 발생시키고, 증점제는 제3 온도 범위에서 기화하지 않고 흡습체에 잔류하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    증점제는, 단당류, 이당류, 당알코올, 소당류를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  3. 제2항에 있어서,
    단당류는 식물 추출물로 글루코스, 과당, 갈락토스를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  4. 제2항에 있어서,
    이당류는 설탕에서 추출한 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  5. 제2항에 있어서,
    당알코올은 이소말트, 말티톨, 자일리톨, 소르비톨을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  6. 제1항에 있어서,
    소당류는 이당류 이상의 당류로서, 말토덱스트린을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  7. 제1항에 있어서,
    에어로졸 매질은, 에어로졸 원료 물질로, 프로필렌 글리콜, 니코틴, 조향제, 카페인, 자양강장제, 물, 에탄올, 당알코올, 카나비노이드를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  8. 제1항에 있어서,
    에어로졸 매질은 가향 성분을 추가로 포함하고,
    가향 성분은 멘솔, 과일향, 허브향, 정향 또는 정향 추출물을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    필터 로드와 에어로졸 매질 로드 사이에, 상하 방향으로 중공이 형성된 냉각 튜브 로드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 매질 로드의 상단 혹은 하단에, 담배체 로드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어로졸 매질 로드의 상단 혹은 하단에, 니코틴 로드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 흡연 물품.
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