KR20240041510A - 에어로졸 발생 물품 및 매질 세그먼트의 제조 장치 및 방법 - Google Patents

에어로졸 발생 물품 및 매질 세그먼트의 제조 장치 및 방법 Download PDF

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KR20240041510A
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Abstract

다양한 실시 예들에 따른 에어로졸 발생 물품은, 제 1 단부 면, 상기 제 1 단부 면의 반대 측 제 2 단부 면, 상기 제 1 단부 면 및 상기 제 2 단부 면의 사이에 형성되는 사이드 면, 매질 세그먼트, 제 1 세그먼트 및 제 2 세그먼트를 포함하고, 상기 제 1 세그먼트는 상기 매질 세그먼트의 하류 측에 배치되고, 상기 제 2 세그먼트는 상기 매질 세그먼트의 상류 측에 배치되며, 상기 매질 세그먼트는, 원통 형상의 프레임 및 상기 프레임의 외부 면을 둘러싸는 매질부를 포함하고, 상기 매질부는 상기 에어로졸 발생 물품의 상기 사이드 면을 통해 외부로 노출될 수 있다.

Description

에어로졸 발생 물품 및 매질 세그먼트의 제조 장치 및 방법{AEROSOL GENERATING ARTICLE AND APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING MEDIA SEGMENTS}
이하 실시 예들은 에어로졸 발생 물품 및 매질 세그먼트의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
근래에 전통 궐련의 단점을 극복하는 대체 물품에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련 스틱을 전기적으로 가열함으로써 에어로졸을 발생시키는 장치(e.g.궐련형 전자 담배)에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치와 그에 적용되는 궐련 스틱(또는 에어로졸 발생 물품)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 예를 들면, 공개특허공보 제10-2017-0132823호는 비연소형 향미 흡인기, 향끽미원 유닛 및 무화 유닛을 개시한다.
일 실시 예에 따른 목적은, 레이저 가열원에 의한 가열을 통해 열손실이 감소된 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품의 매질 세그먼트를 제조하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 매질이 외부로 노출된 에어로졸 발생 물품을 제조하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
다양한 실시 예들에 따른 에어로졸 발생 물품은, 제 1 단부 면, 상기 제 1 단부 면의 반대 측 제 2 단부 면, 상기 제 1 단부 면 및 상기 제 2 단부 면의 사이에 형성되는 사이드 면, 매질 세그먼트, 제 1 세그먼트 및 제 2 세그먼트를 포함하고, 상기 제 1 세그먼트는 상기 매질 세그먼트의 하류 측에 배치되고, 상기 제 2 세그먼트는 상기 매질 세그먼트의 상류 측에 배치되며, 상기 매질 세그먼트는, 원통 형상의 프레임 및 상기 프레임의 외부 면을 둘러싸는 매질부를 포함하고, 상기 매질부는 상기 에어로졸 발생 물품의 상기 사이드 면을 통해 외부로 노출될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 매질 세그먼트 제조 장치는, 프레임에 포함되는 베이스 기재 및 상기 베이스 기재가 사선으로 권취되도록 회전하는 샤프트를 포함하고, 상기 프레임을 형성하는, 프레임 형성부, 상기 프레임 형성부에서 형성된 상기 프레임에 매질을 도포하는 매질 코팅부, 도포된 상기 매질을 상기 프레임에 압착시키는 압출부, 압출된 상기 매질을 건조시키는 건조부 및 상기 매질 세그먼트를 특정한 길이로 절단하는 커팅부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 매질 코팅부는, 슬러리 형태로 된 매질을 포함하는 컨테이너 및 상기 컨테이너와 연결되어 상기 프레임에 매질을 공급하는 노즐을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 매질 세그먼트 제조 방법은, 상기 프레임을 형성하는 단계, 슬러리 타입의 매질을 상기 프레임에 도포하는 단계, 상기 프레임에 도포된 상기 매질을 압축 및 추출하는 단계 및 상기 프레임에 도포된 슬러리 매질을 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프레임을 형성하는 단계는, 샤프트의 축 방향에 대하여 사선으로 베이스 기재를 공급하는 단계, 상기 베이스 기재를 상기 샤프트의 외면에 대해 권취 시키는 단계 및 상기 베이스 기재의 포개어진 영역을 접착하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 베이스 기재는, 종이, 셀룰로오스 또는 이들의 조합 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 샤프트의 길이 방향에 수직한 샤프트 단면의 형상은, 원형, 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형, 별 모양 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 매질을 상기 프레임에 도포하는 단계는, 컨테이너에서 슬러리 타입의 매질을 노즐에 공급하는 단계 및 상기 노즐로부터 상기 프레임에 매질을 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 매질 세그먼트를 일정한 길이로 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품은 레이저 가열원에 의한 가열을 통해 열손실을 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품의 매질 세그먼트 제조 장치 및 방법은 매질이 외부로 노출된 에어로졸 발생 물품을 제조할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 매질 세그먼트의 제조 장치 및 방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 일 실시 예에 따른 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품의 사시도 및 단면도이다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 매질 세그먼트 제조 장치의 개략적인 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 일 실시 예에 따른 매질 세그먼트 제조 장치의 A 영역의 단면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 매질 세그먼트 제조 방법의 흐름도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 매질 세그먼트 제조 방법의 흐름도이다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "~부", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "적어도 어느 하나의"와 같은 표현이 배열된 구성요소들 앞에 있을 때, 배열된 각각의 구성이 아닌 전체 구성 요소들을 수식한다. 예를 들면, "a, b, 및 c 중 적어도 어느 하나"라는 표현은 a, b, c, 또는 a와 b, a와 c, b와 c, 또는 a와 b와 c를 포함하는 것으로 해석하여야 한다.
이하의 실시 예들에서, "에어로졸 발생 물품"은 매질을 수용하는 물품으로써 에어로졸이 해당 물품을 통과하며 매질이 이행되는 물품을 의미할 수 있다. 에어로졸 발생 물품의 대표적인 예로는 궐련을 들 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시 예들에서, "상류"(upstream) 또는 "상류 방향"은 사용자(흡연자)의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고, "하류"(downstream) 또는 "하류 방향"은 사용자의 구부로부터 가까워지는 방향을 의미할 수 있다. 상류 및 하류라는 용어는 에어로졸 발생 물품을 구성하는 요소들의 상대적 위치를 설명하기 위해 이용될 수 있다.
이하의 실시 예들에서, "퍼프(puff)"는 사용자의 흡입(inhalation)을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어당기는 상황을 의미한다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 장치는 내부 공간에 수용되는 에어로졸 발생 물품을 전기적으로 가열하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 히터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 히터는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들면, 히터는 전기 전도성 트랙(track)을 포함할 수 있고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐르면 히터가 가열될 수 있다.
히터는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있고, 가열 요소의 모양에 따라 에어로졸 발생 물품의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 담배 로드 및 필터 로드를 포함할 수 있다. 담배 로드는 시트(sheet)로 제작될 수 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수 있고, 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수 있다. 또한, 담배 로드는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들면, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
필터 로드는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 필터 로드는 적어도 하나 이상의 세그먼트로 구성될 수 있다. 예를 들면, 필터 로드는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지를 이용하여 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 생성 물질을 보유하는 카트리지 및 카트리지를 지지하는 본체를 포함할 수 있다. 카트리지는 본체와 착탈 가능하게 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 카트리지는 본체와 일체로 형성되거나 조립될 수 있고, 사용자에 의해 탈착되지 않도록 고정될 수도 있다. 카트리지는 내부에 에어로졸 생성 물질을 수용한 상태에서 본체에 장착될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 카트리지가 본체에 결합된 상태에서 카트리지 내부에 에어로졸 생성 물질이 주입될 수도 있다.
카트리지는 액체 상태, 고체 상태, 기체 상태, 겔(gel) 상태 등의 다양한 상태들 중 어느 하나의 상태를 갖는 에어로졸 생성 물질을 보유할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 액상 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다.
카트리지는 본체로부터 전달되는 전기 신호 또는 무선 신호 등에 의해 작동함으로써, 카트리지 내부의 에어로졸 생성 물질의 상(phase)을 기체의 상으로 변환하여 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 생성 물질로부터 발생한 증기화 된 입자 및 공기가 혼합된 상태의 기체를 의미할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 발생 장치는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있고, 생성된 에어로졸은 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 즉, 액상 조성물로부터 생성된 에어로졸은 에어로졸 발생 장치의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 발생 장치는 초음파 진동 방식을 이용하여 에어로졸 생성 물질로부터 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다. 이때, 초음파 진동 방식은 진동자에 의해 발생되는 초음파 진동으로 에어로졸 생성 물질을 무화시킴으로써 에어로졸을 발생시키는 방식을 의미할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 진동자를 포함할 수 있고, 진동자를 통해 짧은 주기의 진동을 발생시켜 에어로졸 생성 물질을 무화시킬 수 있다. 진동자에서 발생되는 진동은 초음파 진동일 수 있고, 초음파 진동의 주파수 대역은 약 100 kHz 내지 약 3.5 MHz 주파수 대역일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 생성 물질을 흡수하는 심지를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 심지는 진동자의 적어도 일 영역을 감싸도록 배치되거나 또는 진동자의 적어도 일 영역과 접촉하도록 배치될 수 있다.
진동자에 전압(예: 교류 전압)이 인가됨에 따라, 진동자로부터 열 및/또는 초음파 진동이 발생할 수 있으며, 진동자로부터 발생된 열 및/또는 초음파 진동은 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질에 전달될 수 있다. 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질은 진동자로부터 전달되는 열 및/또는 초음파 진동에 의해 기체의 상(phase)으로 변환될 수 있으며, 그 결과 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들면, 진동자로부터 발생된 열에 의해 심지에 흡수된 에어로졸 생성 물질의 점도가 낮아질 수 있으며, 진동자로부터 발생된 초음파 진동에 의해 점도가 낮아진 에어로졸 생성 물질이 미세 입자화 됨으로써, 에어로졸이 생성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 발생 장치는 유도 가열(induction heating) 방식으로 에어로졸 발생 장치에 수용되는 에어로졸 생성 물품을 가열함으로써, 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 서셉터(susceptor) 및 코일을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 코일은 서셉터에 자기장을 인가할 수 있다. 에어로졸 발생 장치로부터 코일에 전력이 공급됨에 따라, 코일의 내부에는 자기장이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 서셉터는 외부 자기장에 의해 발열하는 자성체일 수 있다. 서셉터가 코일의 내부에 위치하여 자기장이 인가됨에 따라, 발열함으로써 에어로졸 생성 물품이 가열될 수 있다. 또한, 선택적으로, 서셉터는 에어로졸 생성 물품 내에 위치할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 에어로졸 발생 장치는 크래들(cradle)을 더 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들면, 크래들은 에어로졸 발생 장치의 배터리를 충전할 수 있다. 또는 크래들과 에어로졸 발생 장치가 결합된 상태에서 히터가 가열될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 개시는 앞서 설명된 다양한 실시 예들의 에어로졸 발생 장치들에서 구현 가능한 형태로 실시되거나 또는 여러 가지 상이한 형태로 구현되어 실시될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 제한되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 궐련(1)의 예들을 설명한다.
도 1 및 도 2는 궐련의 예들을 도시한 도면들이다.
도 1를 참조하면, 궐련(1)은 담배 로드(11) 및 필터 로드(12)를 포함한다.
도 1에는 필터 로드(12)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(12)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(12)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(12)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(1)의 직경은 5mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 약 48mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 담배 로드(11)의 길이는 약 12mm, 필터 로드(12)의 제1 세그먼트의 길이는 약 10mm, 필터 로드(12)의 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm, 필터 로드(12)의 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
궐련(1)은 적어도 하나의 래퍼(14)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(14)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(1)은 하나의 래퍼(14)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(1)은 2 이상의 래퍼(14)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(141)에 의하여 담배 로드(11)가 포장되고, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(12)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(145)에 의하여 궐련(1) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(12)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(142, 143, 144)에 의하여 포장될 수 있다.
제1 래퍼(141) 및 제2 래퍼(142)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(141) 및 제2 래퍼(142)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(141) 및 제2 래퍼(142)는 내유성을 갖는 종이류 및/또는 알루미늄 합지 포장제로 제작될 수 있다.
제3 래퍼(143)는 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3 래퍼(143)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제3 래퍼(143)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제4 래퍼(144)는 내유성 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(144)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제4 래퍼(144)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제5 래퍼(145)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 여기에서, 멸균지(MFW)는 인장 강도, 내수도, 평활도 등이 일반 종이보다 증진되도록 특수하게 제조된 종이를 의미한다. 예를 들어, 제5 래퍼(145)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(145)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(145)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제5 래퍼(145)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
제5 래퍼(145)는 궐련(1)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(11)가 가열부에 의하여 가열되면, 궐련(1)이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 담배 로드(11)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 궐련(1)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도, 제5 래퍼(145)는 불연성 물질을 포함하므로, 궐련(1)이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(145)는 궐련(1)에서 생성되는 물질들에 의하여 홀더가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 궐련(1) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 궐련(1)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 제5 래퍼(145)가 궐련(1)을 포장함에 따라, 궐련(1) 내에서 생성된 액체 물질들이 궐련(1)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다.
담배 로드(11)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(11)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(11)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(11)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(11)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(11)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(11)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(11)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(11)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(11)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(11)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(11)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(12)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(12)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(12)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(12)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(12)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(12)의 제1 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트에 의하여 가열부가 삽입되는 경우에 담배 로드(11)의 내부 물질이 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과도 발생될 수 있다. 제1 세그먼트에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제1 세그먼트의 길이는 10mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트의 제조 시에 가소제의 함량을 조절함으로써 제1 세그먼트의 경도가 조정될 수 있다. 또한, 제1 세그먼트는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수 있다.
필터 로드(12)의 제2 세그먼트는 가열부가 담배 로드(11)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제2 세그먼트의 길이 또는 직경은 궐련(1)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트의 길이는 7mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 세그먼트는 폴리머 섬유를 직조하여 제작될 수 있다. 이 경우, 폴리머로 제조된 섬유에 가향액을 도포할 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유와 폴리머로 제조된 섬유를 함께 직조하여 제2 세그먼트를 제작할 수도 있다. 또는, 제2 세그먼트는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 폴리머는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리젖산(PLA), 셀룰로오스 아세테이트(CA) 및 알루미늄 호일으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 제작될 수 있다.
제2 세그먼트가 직조된 폴리머 섬유 또는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성됨에 따라, 제2 세그먼트는 종 방향으로 연장되는 단수 또는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 여기에서, 채널은 기체(예를 들어, 공기 또는 에어로졸)가 통과하는 통로를 의미한다.
예를 들어, 권축된 폴리머 시트로 이루어진 제2 세그먼트는 약 5μm와 약 300μm 사이, 예를 들어 약 10μm와 약 250μm 사이의 두께를 가지는 재료로부터 형성될 수 있다. 또한, 제2 세그먼트의 전 표면적은 약 300mm2/mm와 약 1000mm2/mm 사이가 될 수 있다. 또한, 에어로졸 냉각 요소는 비표면적이 약 10mm2/mg와 약 100mm2/mg 사이의 재료로부터 형성될 수 있다.
한편, 제2 세그먼트에는 휘발성 향미 성분을 함유하는 스레드(thread)가 포함될 수 있다. 여기에서, 휘발성 향미 성분은 멘톨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 스레드에는, 1.5mg 이상의 멘톨을 제2 세그먼트에 제공하기 위해서, 충분한 양의 멘톨이 충진될 수 있다.
필터 로드(12)의 제3 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제3 세그먼트의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 예를 들어, 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제3 세그먼트를 제작하는 과정에서, 제3 세그먼트에 가향액을 분사함으로써 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유를 제3 세그먼트의 내부에 삽입할 수도 있다. 담배 로드(11)에서 생성된 에어로졸은 필터 로드(12)의 제2 세그먼트를 통과함에 따라 냉각되고, 냉각된 에어로졸이 제3 세그먼트를 통하여 사용자에게 전달된다. 따라서, 제3 세그먼트에 가향 요소가 첨가되는 경우, 사용자에게 전달되는 향미의 지속성이 증진되는 효과가 발생될 수 있다.
또한, 필터 로드(12)에는 적어도 하나의 캡슐(13)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(13)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(13)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(13)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 2를 참조하면, 궐련(2)은 전단 플러그(23)를 더 포함할 수 있다. 전단 플러그(23)는 담배 로드(21)에 있어서, 필터 로드(22)에 대향하는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그(23)는 담배 로드(21)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(21)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
필터 로드(22)는 제1 세그먼트(221) 및 제2 세그먼트(222)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 세그먼트(221)는 도 1의 필터 로드(12)의 제1 세그먼트에 대응될 수 있고, 제2 세그먼트(222)는 도 1의 필터 로드(12)의 제3 세그먼트에 대응될 수 있다.
궐련(2)의 직경 및 전체 길이는 도 1의 궐련(1)의 직경 및 전체 길이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(23)의 길이는 약 7mm, 담배 로드(21)의 길이는 약 15mm, 제1 세그먼트(221)의 길이는 약 12mm, 제2 세그먼트(222)의 길이는 약 14mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
궐련(2)은 적어도 하나의 래퍼(25)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(25)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(251)에 의하여 전단 플러그(23)가 포장되고, 제2 래퍼(252)에 의하여 담배 로드(21)가 포장되고, 제3 래퍼(253)에 의하여 제1 세그먼트(221)가 포장되고, 제4 래퍼(254)에 의하여 제2 세그먼트(222)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(255)에 의하여 궐련(2) 전체가 재포장될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(255)에는 적어도 하나의 천공(26)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(26)은 담배 로드(21)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 천공(26)은 가열부에 의하여 형성된 열을 담배 로드(21)의 내부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제2 세그먼트(222)에는 적어도 하나의 캡슐(24)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(24)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(24)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(24)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 래퍼(251)는 일반적인 필터 권지에 알루미늄 호일과 같은 금속 호일이 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(251)의 전체 두께는 45um~55um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 50.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(251)의 금속 호일의 두께는 6um~7um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 6.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(251)의 평량은 50g/m2~55g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 53g/m2일 수 있다.
제2 래퍼(252) 및 제3 래퍼(253)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2 래퍼(252) 및 제3 래퍼(253)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다.
예를 들어, 제2 래퍼(252)의 다공도는 35000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제2 래퍼(252)의 두께는 70um~80um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 78um일 수 있다. 또한, 제2 래퍼(252)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 23.5g/m2일 수 있다.
예를 들어, 제3 래퍼(253)의 다공도는 24000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제3 래퍼(253)의 두께는 60um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 68um일 수 있다. 또한, 제3 래퍼(253)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 21g/m2일 수 있다.
제 4 래퍼(254)는 PLA 합지로 제작될 수 있다. 여기에서, PLA 합지는 종이 층, PLA 층 및 종이 층을 포함하는 3겹의 종이를 의미한다. 예를 들어 제4 래퍼(254)의 두께는 100um~120um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 110um일 수 있다. 또한, 제4 래퍼(254)의 평량은 80g/m2~100g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 88g/m2일 수 있다.
제5 래퍼(255)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 여기에서, 멸균지(MFW)는 인장 강도, 내수도, 평활도 등이 일반 종이보다 증진되도록 특수하게 제조된 종이를 의미한다. 예를 들어, 제5 래퍼(255)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(255)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(255)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제5 래퍼(255)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
전단 플러그(23)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 일 예로서, 전단 플러그(23)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 토우를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 4.0~6.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 전단 플러그(23)의 필라멘트의 모노 데니어는 5.0일 수 있다. 또한, 전단 플러그(23)를 구성하는 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 전단 플러그(23)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 25000~30000의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 전단 플러그(23)의 토탈 데니어는 28000일 수 있다.
또한, 필요에 따라, 전단 플러그(23)는 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있고, 채널의 단면 형상은 다양하게 제작될 수 있다.
담배 로드(21)는 도 1을 참조하여 상술한 담배 로드(11)와 대응될 수 있다. 따라서, 이하에서는 담배 로드(21)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 세그먼트(221)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트(221)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(221)의 모노 데니어 및 토탈 데니어는 전단 플러그(23)의 모노 데니어 및 토탈 데니어와 동일할 수 있다.
제2 세그먼트(222)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 제2 세그먼트(222)를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 8.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 제2 세그먼트(222)의 필라멘트의 모노 데니어는 9.0일 수 있다. 또한, 제2 세그먼트(222)의 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 제2 세그먼트(222)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 25000일 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(3)의 사시도이다. 도 3b는 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(3)의 매질 세그먼트(31)의 단면도이다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(3)은 전술한 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(예: 도 1의 에어로졸 발생 물품(1) 또는 도 2의 에어로졸 발생 물품(2))의 구성요소들을 모두 포함할 수 있다. 전술한 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(예: 도 1의 에어로졸 발생 물품(1) 또는 도 2의 에어로졸 발생 물품(2))과 공통적인 구성요소들에 관하여는 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한 바, 이하에서는 생략한다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(3)은 제 1 단부 면(3a), 제 1 단부 면(3a)의 반대측에 형성되는 제 2 단부 면(3b), 제 1 단부 면(3a) 및 제 2 단부 면(3b)의 사이에 형성되는 사이드 면(3c)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(3)은 매질 세그먼트(31), 매질 세그먼트(31)의 하류 측에 배치되는 제 1 세그먼트(32), 매질 세그먼트(31)의 상류 측에 배치되는 제 2 세그먼트(33), 내부 권지(34) 및 외부 래퍼(35)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 매질 세그먼트(31)는 매질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 매질은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질 및 니코틴, 담배 추출물 및 또는 다양한 향미제를 기초로 하는 액상 조성물을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 실시 예에 따른 매질 세그먼트는 슬러리 매질이 압축되어 부착될 수 있다. 일 실시 예에서, 매질 세그먼트(31)는 중공형 관(31a)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 매질 세그먼트(31)에 대한 가열이 이루어짐에 따라 발생되는 에어로졸은 매질 세그먼트(31)의 가운데에 형성되는 중공형 관(31a)을 통해 제 2 단부 면(3b)을 향해 이동할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸은 매질 세그먼트(31)의 가운데에 형성되는 중공형 관(31a)을 통해 사용자의 구부로 원활히 전달될 수 있다. 일 실시 예에서, 매질 세그먼트(31)는 프레임(312) 및 매질부(314)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(312)은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(312)은 매질부(314)가 도포되는 베이스의 역할을 할 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(312)은 종이, 합성 수지, 비철금속 등의 재료로 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 매질부(314)는 프레임(312)의 외부 면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 매질 세그먼트(31)의 매질부(314)는 에어로졸 발생 물품(3)의 외부로 노출될 수 있다. 예를 들어, 매질 세그먼트(31)는 주위에 래퍼(34; 35)가 벗겨진 상태일 수 있다.
일 실시 예에서, 제 1 세그먼트(32)는 매질 세그먼트(31)의 하류 측에 맞닿아 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따른 제1 세그먼트(32)는 냉각부(321) 및 필터부(322)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 냉각부(321)는 내부에 공동을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 냉각부(321)는 매질 세그먼트(31)에서 발생한 에어로졸을 냉각할 수 있다. 일 실시 예에서, 도 3a에는 필터부(322)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터부(322)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터부(322)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터부(322)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다. 필터부(322)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터부(322)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터부(322)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있으며, 리세스 형(type) 로드일 수도 있다.
일 실시 예에서, 제 2 세그먼트(33)는 매질 세그먼트(31)의 매질이 탈락되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제 2 세그먼트(33)는 전단 플러그를 포함할 수 있다. 전단 플러그는 제 1 세그먼트(32)에 대향하는 일 측에 위치할 수 있다. 일 실시 예에서, 전단 플러그는 매질이 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 매질 세그먼트로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다. 일 실시 예에서, 전단 플러그는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 일 실시 예에서, 전단 플러그를 구성하는 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 일 실시 예에서, 전단 플러그는 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있고, 채널의 단면 형상은 다양하게 제작될 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(3)은 적어도 하나의 래퍼(34; 35)에 의하여 포장될 수 있다. 일 실시 예에서, 래퍼(34; 35)는 내부 권지(34) 및 외부 래퍼(35)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 내부 권지(34)는 제 1 세그먼트(32) 및 제 2 세그먼트(33)의 사이드 면의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 일 실시 예에서, 내부 권지(34)는 제 2 세그먼트(33)의 적어도 일부를 감싸는 제 1 내부 권지(341) 및 제 1 세그먼트(32)의 적어도 일부를 감싸는 제 2 내부 권지(342)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 내부 권지(34)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 또한, 내부 권지(34)는 내유성을 갖는 종이류 및/또는 알루미늄 합지 포장제로 제작될 수 있다. 일 실시 예에서, 외부 래퍼(35)는 에어로졸 발생 물품(3)의 사이드 면(3c)의 최외곽을 감싸 에어로졸 발생 물품(3)의 형상이 유지되게 할 수 있다. 일 실시 예에서, 외부 래퍼(35)는 제 2 세그먼트(33)의 적어도 일부를 감싸는 제 1 래퍼(351) 및 제 1 세그먼트(32)의 적어도 일부를 감싸는 제 2 래퍼(352)를 포함할 수 있다. 외부 래퍼(35)는 에어로졸 발생 물품(3)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 매질 세그먼트(31)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 에어로졸 발생 물품(3)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에, 외부 래퍼(35)는 불연성 물질을 포함하므로, 에어로졸 발생 물품(3)이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 외부 래퍼(35)는 에어로졸 발생 물품(3)에서 생성되는 물질들에 의하여 홀더가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 에어로졸 발생 물품(3) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(3)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 외부 래퍼(35)가 에어로졸 발생 물품(3)을 포장함에 따라, 에어로졸 발생 물품(3)의 내부에서 생성된 액체 물질들이 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다. 일 실시 예에 따른 래퍼(34; 35)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)(미도시)이 형성될 수 있다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 매질 세그먼트 제조 장치(100)의 개략적인 사시도이다. 도 4b는 도 4a의 일 실시 예에 따른 매질 세그먼트 제조 장치(100)의 A 영역의 단면도이다.
일 실시 예에서, 매질 세그먼트 제조 장치(100)는 프레임 형성부(110), 매질 코팅부(120), 압출부(130), 건조부(140) 및 커팅부(150)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 프레임 형성부(110)는 베이스 기재(112) 및 샤프트(114)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 베이스 기재(112)는 에어로졸 발생 물품(예: 도 3a 및 도 3b의 에어로졸 발생 물품(3))의 매질 세그먼트(예: 도 3a 및 도 3b의 매질 세그먼트(31))의 프레임(예: 도 3a 및 도 3b의 프레임(312))을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서 베이스 기재(112)는 샤프트(114)의 길이 방향에 대하여 비스듬하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(114)는 일 방향(예를 들어, 도 4a의 화살표 방향)으로 회전할 수 있다. 일 실시 예에 따른 샤프트(114)가 일 방향으로 회전함에 따라 베이스 기재(112)는 샤프트(114) 상에서 연속적으로 권취될 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(114)는 베어링(미도시)에 의해 일 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시 예에서, 베이스 기재(112)는 일 방향으로 연속적으로 연장하는 기재가 롤링 된 상태로 보관될 수 있다. 일 실시 예에서, 베이스 기재(112)는 종이, 셀룰로오스, 합성 수지, 비철금속 또는 이들의 조합 중 적어도 하나의 재료로 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(114)는 높은 강성 및 강도를 갖는 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(114)는 철재금속, 비철금속, 알루미늄, 스테인리스강 중 적어도 일부로 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(114)의 단면(예를 들어, 샤프트(114)의 길이 방향에 수직한 단면)의 형상은, 원형, 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형 또는 별 모양 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 3b를 참조하면, 매질 코팅부(120)는 컨테이너(122) 및 노즐(124)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 매질 코팅부(120)는 프레임 형성부(110)에서 형성된 프레임(312)의 표면에 매질을 도포할 수 있다. 일 실시 예에 따른 컨테이너(122)의 내부에는 고체 형태의 매질과 액체 형태의 용액이 포함될 수 있다. 일 실시 예에 따른 컨테이너(122)에서 혼합된 매질 및 용액은 슬러리(slurry) 형태로 보관될 수 있다. 슬러리 상태의 매질은 고체 상태의 매질에 비하여 증가된 점성(viscosity)을 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 슬러리 형태의 매질은 노즐(124)을 통하여 프레임(312)을 향해 분사 또는 배출될 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(312)은 샤프트(114)의 외면에 고정된 상태에서 샤프트(114)와 함께 일 방향으로 회전하는 상태이므로, 노즐(124)을 통해 분사 또는 배출된 매질은 프레임(312)의 외면에 고루 도포될 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(312)의 외면에 고르게 도포된 슬러리 형태의 매질은 매질 세그먼트(31)의 매질부(314)를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 압출부(130)는 프레임(312)의 외면에 도포된 슬러리 형태의 매질이 프레임(312)에 원활하게 접착될 수 있도록 매질을 압착시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 압출부(130)는 매질 코팅부(120)와 인접하여 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 압출부(130)는 매질 코팅부(120)의 컨테이너(122) 및 노즐(124)을 포함하는 디바이스에서 돌출되어 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 압출부(130)는 샤프트(114)의 주변을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 압출부(130)는 경사 요소(132)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 경사 요소(132)는 매질 코팅부(120)에서 멀어지는 방향으로 이동함에 따라 샤프트(114)를 향하는 방향으로 경사지도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 경사 요소(132)에 의해 프레임(312)에 도포된 매질은 압출부(130)를 통과함에 따라 프레임(312)에 더욱 견고히 압착될 수 있다.
일 실시 예에서, 건조부(140)는 압출된 매질을 건조시킬 수 있다. 일 실시 예에 따른 압출부(130)를 통과한 매질은 프레임(312)에 단단히 압착될 수 있으나, 매질 코팅부(120)에서 매질은 슬러리 형태로 도포되었기 때문에 여전히 습윤한 상태로 유지될 수 있다. 일 실시 예에서, 건조부(140)는 매질부(314)에 포함된 슬러리 상태의 매질에서 액체를 증발시켜 고화(solidify)시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 건조부(140)는 하나 이상의 건조 요소(140a)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 건조)는 샤프트(114)의 하단 또는 양 측부에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따른 건조 요소(140a)는 샤프트(114)를 향해 건조한 바람을 분사할 수 있다. 일 실시 예에 따른 건조 요소(140a)는 샤프트(114)에 직접적인 열을 가할 수 있다. 일 실시 예에 따른 건조 요소(140a)는 2 이상의 건조 요소(140a)들을 포함할 수 있으며, 복수의 건조 요소(140a)들은 샤프트(114)의 길이 방향을 따라 나란히 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 커팅부(150)는 매질 세그먼트(31)를 특정한 길이로 절단할 수 있다. 일 실시 예에서, 커팅부(150)는 블레이드 형태의 커팅 요소를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 커팅부(150)는 미리 세팅된 시간마다 샤프트(114)의 길이 방향에 수직한 방향으로 샤프트(114)를 향하여 이동할 수 있다. 일 실시 예에서, 커팅부(150)에 의해 절단된 매질 세그먼트(31)는 에어로졸 발생 물품(예: 도 3a의 에어로졸 발생 물품(3))의 구성 요소로서 포함될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(예: 도 3a의 에어로졸 발생 물품(3))의 매질 세그먼트(예: 도 3a의 매질 세그먼트(31))를 제조하는 방법(S)의 흐름도이다.
일 실시 예에서, 매질 세그먼트 제조 방법(S)은 프레임(예: 도 3a 및/또는 도 3b의 프레임(312))을 형성하는 단계(S1), 슬러리 상태의 매질을 프레임(312)에 도포하는 단계(S2), 프레임(312)에 도포된 매질을 압축 및 추출하는 단계(S3), 프레임(312)에 도포된 매질을 건조하는 단계(S4) 및 매질 세그먼트(예: 도 3a의 매질 세그먼트(31))를 일정한 길이로 절단하는 단계(S5)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 프레임(312)을 형성하는 단계(S1)는, 에어로졸 발생 물품(예: 도 3a의 에어로졸 발생 물품(3))의 매질 세그먼트(31)를 제조하는 장치(예: 도 4a의 매질 세그먼트 제조 장치(100))의 프레임 형성부(예: 도 4a의 프레임 형성부(110))에서 이루어질 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(312)을 형성하는 단계(S1)는, 에어로졸 발생 물품(예: 도 3a 및 도 3b의 에어로졸 발생 물품(3))의 매질 세그먼트(예: 도 3a 및 도 3b의 매질 세그먼트(31))의 프레임(예: 도 3a 및 도 3b의 프레임(312))을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서 베이스 기재(예: 도 4a의 베이스 기재(112))는 샤프트(예: 도 4a의 샤프트(114))의 길이 방향에 대하여 비스듬하게 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(114)는 일 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시 예에 따른 샤프트(114)가 일 방향으로 회전함에 따라 베이스 기재(112)는 샤프트(114) 상에서 연속적으로 권취될 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(114)는 베어링(미도시)에 의해 일 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시 예에서, 베이스 기재(112)는 일 방향으로 연속적으로 연장하는 기재가 롤링 된 상태로 보관될 수 있다. 일 실시 예에서, 베이스 기재(112)는 종이, 셀룰로오스, 합성 수지, 비철금속 또는 이들의 조합 중 적어도 하나의 재료로 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(114)는 높은 강성 및 강도를 갖는 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(114)는 철재금속, 비철금속, 알루미늄, 스테인리스강 중 적어도 일부로 구성될 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 매질 세그먼트 제조 방법의 프레임 형성 단계(S1)의 상세 흐름도이다. 일 실시 예에서, 프레임을 형성하는 단계(S1)는, 샤프트의 축 방향에 대하여 사선으로 베이스 기재를 공급하는 단계(T1), 베이스 기재를 샤프트의 외면에 대해 권취 시키는 단계(T2) 및 베이스 기재의 포개어진 영역을 접착하는 단계(T3)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 슬러리 상태의 매질을 프레임(312)에 도포하는 단계(S2)는, 매질 세그먼트(31)를 제조하는 장치(예: 도 4a의 매질 세그먼트 제조 장치(100))의 매질 코팅부(120)에서 이루어질 수 있다. 일 실시 예에 따른 슬러리 상태의 매질을 프레임(312)에 도포하는 단계(S2)는 프레임 형성부(예: 도 4a의 프레임 형성부(110))에서 형성된 프레임(312)의 표면에 매질을 도포할 수 있다. 일 실시 예에 따른 컨테이너(예: 도 4b의 컨테이너(122))의 내부에는 고체 형태의 매질과 액체 형태의 용액이 포함될 수 있다. 일 실시 예에 따른 컨테이너(122)에서 혼합된 매질 및 용액은 슬러리(slurry) 형태로 보관될 수 있다. 슬러리 상태의 매질은 고체 상태의 매질에 비하여 증가된 점성(viscosity)을 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 슬러리 형태의 매질은 노즐(예: 도4b의 노즐(124))을 통하여 프레임(312)을 향해 분사 또는 배출될 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(312)은 샤프트(예: 도 4a 및/또는 도 4b의 샤프트(114))의 외면에 고정된 상태에서 샤프트(114)와 함께 일 방향으로 회전하는 상태이므로, 노즐(124)을 통해 분사 또는 배출된 매질은 프레임(312)의 외면에 고루 도포될 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(312)의 외면에 고르게 도포된 슬러리 형태의 매질은 매질 세그먼트(예: 도 3a, 도 3b 및/또는 도 4a의 매질 세그먼트(31))의 매질부(예: 도 3a 내지 도 4b의 매질부(314))를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 프레임(312)에 도포된 매질을 압축 및 추출하는 단계(S3)는, 매질 세그먼트(31)를 제조하는 장치(예: 도 4a의 매질 세그먼트 제조 장치(100))의 압출부(130)에서 이루어질 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(312)에 도포된 매질을 압축 및 추출하는 단계(S3)는 프레임(312)의 외면에 도포된 슬러리 형태의 매질이 프레임(312)에 원활하게 접착될 수 있도록 매질을 압착시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 매질을 압축 및 추출하는 단계(S3)를 통하여 프레임(312)에 도포된 매질은 프레임(312)에 더욱 견고히 압착될 수 있다.
일 실시 예에서, 프레임(312)에 도포된 매질을 건조하는 단계(S4)는, 매질 세그먼트(예: 도 3a, 도 3b 및/또는 도 4a의 매질 세그먼트(31))를 제조하는 장치(예: 도 4a의 매질 세그먼트 제조 장치(100))의 건조부(140)에서 이루어질 수 있다. 일 실시 예에 따른 매질을 압축 및 추출하는 단계(S3)를 거친 매질은 프레임(312)에 단단히 압착될 수 있으나, 매질을 프레임에 도포하는 단계(S2)에서 매질은 슬러리 형태로 도포되었기 때문에 여전히 습윤한 상태로 유지될 수 있다. 일 실시 예에서, 매질을 건조하는 단계(S4)는 매질부(예: 도 3a 내지 도 4b의 매질부(314))에 포함된 슬러리 상태의 매질에서 액체를 증발시켜 고화(solidify)시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 매질 세그먼트(31)를 특정한 길이로 절단하는 단계(S5)는, 매질 세그먼트(31)를 제조하는 장치(예: 도 4a의 매질 세그먼트 제조 장치(100))의 커팅부(150)에서 이루어질 수 있다. 일 실시 예에 따른 매질 세그먼트(31)를 특정 길이로 절단하는 단계는, 미리 세팅된 시간마다 절단 동작이 활성화될 수 있다. 일 실시 예에서, 매질 세그먼트(31)를 특정한 길이로 절단하는 단계(S5)에 의해 절단된 매질 세그먼트(31)는 에어로졸 발생 물품(예: 도 3a의 에어로졸 발생 물품(3))의 구성 요소로서 포함될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 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 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (9)

  1. 에어로졸 발생 물품에 있어서,
    제 1 단부 면, 상기 제 1 단부 면의 반대 측 제 2 단부 면, 상기 제 1 단부 면 및 상기 제 2 단부 면의 사이에 형성되는 사이드 면, 매질 세그먼트, 제 1 세그먼트 및 제 2 세그먼트를 포함하고,
    상기 제 1 세그먼트는 상기 매질 세그먼트의 하류 측에 배치되고, 상기 제 2 세그먼트는 상기 매질 세그먼트의 상류 측에 배치되며,
    상기 매질 세그먼트는,
    원통 형상의 프레임 및 상기 프레임의 외부 면을 둘러싸는 매질부를 포함하고, 상기 매질부는 상기 에어로졸 발생 물품의 상기 사이드 면을 통해 외부로 노출되는,
    에어로졸 발생 물품.
  2. 제 1 항의 에어로졸 발생 물품에 포함되는 매질 세그먼트를 제조하는 장치에 있어서,
    프레임에 포함되는 베이스 기재 및 상기 베이스 기재가 사선으로 권취되도록 회전하는 샤프트를 포함하고, 상기 프레임을 형성하는, 프레임 형성부;
    상기 프레임 형성부에서 형성된 상기 프레임에 매질을 도포하는 매질 코팅부;
    도포된 상기 매질을 상기 프레임에 압착시키는 압출부;
    압출된 상기 매질을 건조시키는 건조부; 및
    상기 매질 세그먼트를 특정한 길이로 절단하는 커팅부;
    를 포함하는,
    매질 세그먼트 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 매질 코팅부는,
    슬러리 형태로 된 매질을 포함하는 컨테이너; 및
    상기 컨테이너와 연결되어 상기 프레임에 매질을 공급하는 노즐;
    을 포함하는,
    매질 세그먼트 제조 장치.
  4. 제 1 항의 에어로졸 발생 물품의 매질 세그먼트를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 프레임을 형성하는 단계;
    슬러리 타입의 매질을 상기 프레임에 도포하는 단계;
    상기 프레임에 도포된 상기 매질을 압축 및 추출하는 단계; 및
    상기 프레임에 도포된 슬러리 매질을 건조하는 단계;
    를 포함하는,
    매질 세그먼트 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프레임을 형성하는 단계는,
    샤프트의 축 방향에 대하여 사선으로 베이스 기재를 공급하는 단계;
    상기 베이스 기재를 상기 샤프트의 외면에 대해 권취 시키는 단계; 및
    상기 베이스 기재의 포개어진 영역을 접착하는 단계;
    를 포함하는,
    매질 세그먼트 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이스 기재는, 종이, 셀룰로오스 또는 이들의 조합 중 적어도 하나로 구성되는,
    매질 세그먼트 제조 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 샤프트의 길이 방향에 수직한 샤프트 단면의 형상은, 원형, 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형, 별 모양 중 적어도 하나를 포함하는,
    매질 세그먼트 제조 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 매질을 상기 프레임에 도포하는 단계는,
    컨테이너에서 슬러리 타입의 매질을 노즐에 공급하는 단계; 및
    상기 노즐로부터 상기 프레임에 매질을 도포하는 단계;
    를 포함하는,
    매질 세그먼트 제조 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 매질 세그먼트를 일정한 길이로 절단하는 단계를 더 포함하는,
    매질 세그먼트 제조 방법.
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