WO2019221476A1 - 에어로졸 생성 물품 및 장치 - Google Patents

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WO2019221476A1
WO2019221476A1 PCT/KR2019/005764 KR2019005764W WO2019221476A1 WO 2019221476 A1 WO2019221476 A1 WO 2019221476A1 KR 2019005764 W KR2019005764 W KR 2019005764W WO 2019221476 A1 WO2019221476 A1 WO 2019221476A1
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filter
aerosol
tube
generating article
cooling
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PCT/KR2019/005764
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English (en)
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양진철
서만석
김수호
이재곤
기성종
진용숙
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주식회사 케이티앤지
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    • A24D3/04—Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure

Definitions

  • the present invention relates to aerosol-generating articles and devices.
  • Tobacco generally refers to a perennial plant of the dicotyledonous plant, but recently the tobacco leaf wrapped with cigarette paper and the filter part is configured on one side to collectively refer to a product manufactured for smoking. These cigarettes are thousands of species worldwide and are available in a variety of shapes and forms.
  • the aerosol-producing method is widely used as the aerosol-generating material in the cigarette is heated, rather than burning the cigarette to produce an aerosol.
  • the aerosol-producing method is widely used as the aerosol-generating material in the cigarette is heated, rather than burning the cigarette to produce an aerosol.
  • the aerosol generating device has a form similar to that of a conventional combustion cigarette, and heats the aerosol generating material in a heated cigarette through a heater or ultrasonic vibration method to generate mainstream smoke including aerosol, thereby satisfying the smoking needs of smokers.
  • a heater or ultrasonic vibration method to generate mainstream smoke including aerosol, thereby satisfying the smoking needs of smokers.
  • the aerosol generating device may not provide sufficient mainstream smoke so that it may not provide satisfaction to the smoker if a large amount of liquid substance such as moisture is included, and various techniques for solving the problem are provided. Proposed.
  • Korean Patent No. 1011453 relates to a cartridge constituting an electronic cigarette, and has a liquid separation part having a structure capable of maximizing a contact area with an incoming smoke to effectively remove a liquid component, thereby improving a smoker's feeling. It can be disclosed.
  • Republic of Korea Patent Publication No. 2016-0112769 discloses that it is possible to satisfy the needs of smokers and non-smokers at the same time by removing the moisture or moisture contained in the aerosol by providing a vapor regasification heater near the gas extraction port. .
  • Republic of Korea Patent Publication No. 2014-0135173 is provided with a sheet material comprising a plurality of channels extending in the longitudinal direction in the heated cigarette as a cooling member to improve the smoking satisfaction by condensing water vapor in the aerosol generated It is starting.
  • the present inventors have conducted various studies to solve the above problems, and as a result, by introducing a cooling filter having a cavity structure filled with particulate coolant, the present inventors can not only secure an improved cooling effect than the existing sheet type cooling filter.
  • the present invention was completed by confirming that it is possible to reduce costs and increase productivity in terms of processes.
  • Another object of the present invention is to provide an aerosol generating device comprising the aerosol generating article.
  • the present invention is an aerosol-generating article comprising a medium portion and a filter portion, the filter portion comprises a cooling filter filled with a particulate coolant, the particulate coolant has a longitudinal length average of 1.0 ⁇ Provide an aerosol generating article that is 6.0 mm.
  • the cooling filter may have a filling rate of 50 to 90% by volume relative to the total 100% by volume of the cooling filter.
  • the particulate coolant may be in the form of spherical, oval, cylindrical, fusiform, flaky, plate-shaped, fibrous, rod-shaped, core-shelled or amorphous.
  • the particulate coolant is at least one selected from the group consisting of polylactic acid, polyhydroxybutyrate, cellulose acetate, polycaprolactone, polyglycolic acid, polyhydroxyalkanoate, starch-based material, sugar-based material and cellulose-based material. It may include.
  • the filter unit may further include a tube filter including a hollow having a size at which the particulate coolant does not pass in front of the cooling filter.
  • the tube filter may have a cross-sectional ratio of 1: 0.10 to 1: 0.24 outside the tube and inside the hollow.
  • the tube filter may have a circumferential ratio of 1: 0.60 to 1: 0.90 outside the tube and the inside of the hollow.
  • the tube filter may include one hollow, and the hollow filter may have a shape in which three to eight straight channels extend from the central axis of the tube filter toward the outer circumferential surface of the tube.
  • the filter unit may further include a mouthpiece filter behind the cooling filter.
  • the present invention also provides an aerosol generating device comprising the aerosol generating article.
  • the aerosol-generating article of the present invention can be provided with a cavity-type cooling filter filled with a particulate coolant to increase contact with the aerosol to secure an improved cooling effect.
  • the aerosol-generating article of the present invention further includes a tube filter in front of the cooling filter, the hollow filter having a size that the particulate coolant does not pass to improve the filtration performance of foreign matter and pyrolysis components in the aerosol stream.
  • a tube filter in front of the cooling filter, the hollow filter having a size that the particulate coolant does not pass to improve the filtration performance of foreign matter and pyrolysis components in the aerosol stream. Can be.
  • the aerosol generated from the aerosol-generating article of the present invention is excellent in quality, can improve the smoking satisfaction of the user, and can increase productivity and economics in terms of process and cost.
  • FIG 1 illustrates an aerosol-generating article according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 illustrates a conventional aerosol-generating article.
  • 3A to 3C are cross-sectional views of the tube filters.
  • FIG. 4 is a view showing an aerosol generating device according to an embodiment of the present invention.
  • front and back are defined on the basis of aerosol flow.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment of an aerosol-generating article (or heated cigarette) according to the present invention.
  • the aerosol-generating article 3 of the present invention includes a medium portion 310 and a filter portion 320.
  • the medium part 310 and the filter part 320 have a cylindrical shape and have the same outer diameter to have an integral shape connected to each other.
  • the filter unit 320 includes a tube filter 321, a cooling filter 322, and a mouthpiece filter 323.
  • the aerosol-generating article 3 shown in FIG. 1 is just one embodiment, and some configurations may be omitted.
  • one or more of the tube filter 321, the cooling filter 322, and the mouthpiece filter 323 may not be included.
  • the medium portion 310 includes an aerosol generating material.
  • the aerosol generating material may include one or more selected from the group consisting of glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol and oleyl alcohol.
  • the length of the medium portion 310 may be about 12 mm, but is not limited thereto.
  • the medium portion 310 may contain other additive materials such as flavoring agents, wetting agents and / or cellulose acetate compounds.
  • the flavoring agent is licorice, sucrose, fructose syrup, isosweet, cocoa, lavender, cinnamon, cardamom, celery, fenugreek, cascarilla, sandalwood, bergamot, geranium, honey essence, rose oil, Vanilla, lemon oil, orange oil, mint oil, cinnamon, caraway, cognac, jasmine, chamomile, menthol, cinnamon, ylang-ylang, sage, spearmint, ginger, coriander or coffee and the like.
  • Wetting agents may also include glycerin or propylene glycol and the like.
  • the medium unit 310 may be filled with tobacco kerosene.
  • tobacco sheaths can be produced by pulverizing tobacco sheets.
  • the medium unit 310 may be filled with a plurality of tobacco strands in which a tobacco sheet is cut.
  • the medium portion 310 may be formed by combining a plurality of tobacco strands in the same direction (parallel) or randomly.
  • One tobacco strand may be manufactured in a rectangular parallelepiped shape having a length of 1 mm, a length of 12 mm, and a thickness (height) of 0.1 mm, but is not limited thereto.
  • the medium 310 filled with tobacco strands may generate a greater amount of aerosol. Assuming that the same space is filled, compared to tobacco sheets, tobacco strands ensure a larger surface area. Large surface area means that the aerosol generating material has more chances of contacting the outside air. Thus, when the medium portion 310 is filled with tobacco strands, more aerosol may be produced than with the tobacco sheet.
  • the medium portion 310 filled with tobacco strands can be separated more easily than that filled with the tobacco sheet.
  • the friction forces generated by the tobacco strands in contact with a heater for heating are smaller.
  • the medium portion 310 is filled with tobacco strands, it can be more easily separated from the holder than with the tobacco sheet.
  • the tobacco sheet may be formed by grinding the tobacco raw material in slurry form and then drying the slurry. For example, 15-30% of the aerosol generating material may be added to the slurry.
  • the tobacco raw material may be tobacco leaf flakes, tobacco stems, tobacco dust generated during tobacco processing and / or main lateral strips of tobacco leaves.
  • the tobacco sheet may also include other additives such as wood cellulose fibers.
  • the outer diameter of the medium portion 310 may be 5.0 to 8.0 mm, preferably 6.5 to 7.5 mm.
  • the outer diameter of the medium portion 310 is not limited to the above-described numerical range.
  • the filter unit 320 of the present invention includes a tube filter 321, a cooling filter 322, and a mouthpiece filter 323.
  • the tube filter 321 is located in front of the cooling filter, it may be a cellulose acetate filter.
  • the tube filter 321 of the present invention is characterized in that it comprises a hollow of the size that the above-described particulate coolant does not pass.
  • 2 illustrates a conventional aerosol-generating article.
  • a tube filter 321 includes a hollow having a circular cross section therein. In this case, the filtration function is only passed through the aerosol generated from the medium portion 310. none.
  • the inner hollow cross-section of the tube filter 321 is formed into a polygon rather than a circular shape, thereby preventing the inflow of tobacco citrus grass contained in the medium portion 310, and the aerosol
  • the cooling effect of the aerosol can be improved by cooling the hot aerosol generated from the medium portion 310 by increasing the surface area in contact with the surface.
  • the tube filter 321 includes one hollow therein, and the hollow forms three to eight straight channels extending from the central axis of the tube filter 321 toward the outer circumferential surface of the tube filter 321. It may be in the form of.
  • the hollow cross section of the tube filter 321 may be manufactured in various shapes such as cross, star, polygon, and the like.
  • Various examples of the hollow cross section of the tube filter 321 are as shown in FIGS. 3A-3C.
  • the outer diameter of the tube filter 321 may correspond to the outer diameter of the medium 310.
  • the inner diameter of the tube filter 321 may be 5.0 to 8.0 mm, preferably 6.5 to 7.5 mm.
  • the tube filter 321 may have a cross sectional area ratio of 1: 0.10 to 1: 0.24, preferably 1: 0.13 to 1: 0.22, between the outside of the tube and the inside of the hollow.
  • the tube filter may have a circumferential ratio of 1: 0.60 to 1: 0.90, preferably 1: 0.70 to 1: 0.85, between the outside of the tube and the inside of the hollow.
  • the cross sectional area ratio and the circumferential ratio of the outside of the tube and the inside of the hollow of the tube filter are related to the volume and the outer area of the hollow, and if less than the range, the passage in the tube filter 321 is narrowed to be generated from the medium 310. Aerosol flow may be reduced. On the contrary, if the range is exceeded, the passage in the tube filter 321 becomes large, and thus, the desired effect cannot be obtained.
  • the length of the tube filter 321 may be 7 to 15 mm, preferably 7 to 10 mm.
  • the length of the tube filter 321 may be shorter than about 7 mm, but the length of the tube filter 321 is such that the function of at least one filter element (for example, a cooling filter, a capsule, a mouthpiece filter, etc.) is not impaired. desirable.
  • the length of the tube filter 321 is not limited to the above-described numerical range.
  • the length of the tube filter 321 is expandable, the length of the entire aerosol-generating article 3 can be adjusted according to the length of the tube filter 321.
  • the cooling filter 322 cools the aerosol generated when the medium portion 310 is heated by the heater of the aerosol-generating device. Thus, the user can inhale the aerosol cooled to the appropriate temperature.
  • liquid substances may be produced therein by puffs (puffs) of the user in combustion or non-combustible (heated) cigarettes.
  • puffs puffs
  • aerosols produced in combusted or non-combustible (heated) cigarettes may be cooled by external air to produce liquid substances (eg, moisture, etc.).
  • the aerosol-generating article vaporizes the aerosol-generating material at a low temperature of 200 ° C., so that the moisture content in the smoke is relatively high.
  • the apparent temperature of the mainstream smoke is high, which may be a factor to lower the smoker's feeling. Therefore, in the case of aerosol-generating articles, the role of the cooling filter is very important in improving the quality and feel of the aerosol.
  • the cooling filter 322 of the present invention increases the specific surface area in contact with the aerosol by filling the particulate coolant 325 and increases the time for the aerosol to stay in the cooling filter 322. Accordingly, the cooling effect of the aerosol can be further improved.
  • conventional aerosol-generating articles are equipped with a cooling material in the form of a sheet or fiber, which is uneconomical because it takes a lot of time and money to process.
  • the cooling filter 322 is manufactured in the form of a cavity filter filled with the particulate coolant 325, thereby improving process productivity and reducing production cost.
  • the particulate coolant 325 may have a longitudinal length average of 1.0 to 6.0 mm, preferably 2.0 to 5.0 mm, more preferably 2.2 to 4.0 mm, still more preferably 2.4 to 3.5 mm. If the average length of the longitudinal direction of the particulate coolant 325 is less than the above range, the weight may be insufficient, resulting in the process of skipping during processing. On the contrary, if it exceeds the above range, the surface area in contact with the aerosol is reduced, so that the effect of increasing the holding time in the cooling filter 322 cannot be obtained, and there is a problem in making a product difficult.
  • the cooling filter 322 has a filling rate of the particulate coolant 325 is 50 to 90% by volume, preferably 55 to 80% by volume, more preferably 60 to 75% by volume relative to the total 100% by volume of the cooling filter. Can be.
  • the filling rate may include sufficient voids in the cooling filter 322, and the aerosol may be sufficiently brought into contact with the aerosol generated from the above-described medium part 310 to exhibit an improved cooling effect. have.
  • the coolant specific surface area of the cooling filter may vary depending on the shape and size of the coolant particles, and may be, for example, 10 to 500 m 2 / g.
  • the particulate coolant 325 may be in the form of any one of spherical, oval, cylindrical, fusiform, flaky, plate-shaped, fibrous, rod-shaped, core-shell or amorphous.
  • the particulate coolant 325 may be in the form of any one of spherical, oval or cylindrical.
  • the particulate coolant 325 is more preferably in the form of any one of an oval or cylindrical, more preferably in the form of spherical or oval.
  • the particulate coolant 325 may be made of a biodegradable or natural polymer material.
  • the particulate coolant 325 is polylactic acid; Polyhydroxybutyrate; Cellulose acetate; Polycaprolactone; Polyglycolic acid; Polyhydroxyalkanoate; Corn, and starch-based substances such as starch obtained from plants such as rice, tapioca, potato, carboxymethyl starch, sulfoethyl starch, hydroxypropyl starch, modified starch, plasticized starch, gelatinized starch, monosaccharide, Sugar-based substances such as polysaccharides and oligosaccharides, and cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, methyl hydroxyethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, and the like.
  • the particulate coolant 325 may be polylactic acid.
  • the outer diameter of the cooling filter 322 may correspond to the outer diameter of the tube filter 321.
  • the length of the cooling filter 322 may be 10 to 20 mm, preferably 12 to 16 mm.
  • the length of the cooling filter 322 is not limited to the above range.
  • the mouthpiece filter 323 is located behind the aforementioned cooling filter 322, and may be a cellulose acetate filter.
  • the mouthpiece filter 323 may be manufactured as a recess filter including a hollow, but is not limited thereto.
  • the length of the mouthpiece filter 323 may be about 5 to 15 mm, preferably 10 to 15 mm. The length of the mouthpiece filter 323 is not limited to the above-described numerical range.
  • the outer diameter of the mouthpiece filter 323 may correspond to the outer diameter of the cooling filter 322.
  • the mouthpiece filter 323 may include at least one capsule 324 therein.
  • the capsule 324 may be a structure wrapped with a coating film containing the fragrance.
  • the capsule 324 may have a spherical or cylindrical shape.
  • the diameter of the capsule 324 may be 2 mm or more, preferably 2 to 4 mm.
  • the material forming the coating of the capsule 324 may be starch and / or gelling agent.
  • gelling gum or gelatin may be used as the gelling agent.
  • a gelling aid may be further included as a material for forming a film of the capsule 324.
  • calcium chloride can be used as the gelling aid, for example.
  • a plasticizer may be further included as a material for forming the film of the capsule 324.
  • glycerin and / or sorbitol may be used as the plasticizer.
  • a colorant may be further included as a material for forming a film of the capsule 324.
  • menthol essential oils of plants, or the like may be used as the fragrance contained in the contents of the capsule 324.
  • a solvent of the fragrance contained in the said liquid solution medium chain fatty acid triglyceride can be used, for example.
  • the contents may contain other additives such as dyes, emulsifiers, thickeners and the like.
  • the aerosol-generating article according to the present invention can have improved filtration and cooling performance by including the configuration as described above to improve the quality of the aerosol and the user's feeling of use.
  • the temperature of the mainstream smoke produced when the aerosol-generating article of the present invention is used in the device may be 35 ° C. or higher and less than 50 ° C., preferably 45-48 ° C.
  • the aerosol generated from the medium portion enters the cooling filter at about 60 ° C.
  • the aerosol-generating article according to the present invention has an improved cooling effect because the temperature of the mainstream smoke is 45 to 48 ° C compared with that of the final mainstream smoke obtained by the entering aerosol through a cooling filter. Indicates.
  • the aerosol-generating article 3 according to the invention can be wrapped by a wrapper.
  • the medium 310 and the tube filter 321 may be packaged by the first wrapper 331.
  • the first wrapper 331 may be a paper packaging material having oil resistance.
  • cooling filter 322 and the mouthpiece filter 323 may be packaged by the second wrapper 332.
  • entire aerosol-generating article 3 may be repackaged by a third wrapper 333.
  • the second wrapper 332 and the third wrapper 333 may be a general paper packaging material.
  • the aerosol generating article 3 may comprise a fourth wrapper (not shown). At least one of the medium portion 310 and the tube filter 321 may be packaged by a fourth wrapper. In other words, only the medium part 310 may be packed by the fourth wrapper, and the medium part 310 and the tube filter 321 may be packed by the fourth wrapper.
  • the fourth wrapper may be a paper packaging material.
  • the fourth wrapper may be generated by applying (or coating) a predetermined material to one or both sides of the paper package.
  • silicon may be used as an example of the predetermined material, but is not limited thereto. Silicon has characteristics such as heat resistance with little change with temperature, oxidation resistance without oxidation, resistance to various chemicals, water repellency for water, or electrical insulation. However, even if it is not silicon, any material having the above characteristics may be applied (or coated) to the fourth wrapper without limitation.
  • the fourth wrapper can prevent the aerosol-generating article 3 of the present invention from burning.
  • the medium portion 310 is heated by a heater, there is a possibility that the aerosol-generating article 3 is combusted.
  • the aerosol-generating article 3 may be combusted.
  • the fourth wrapper contains a non-combustible material, it is possible to prevent the aerosol-generating article 3 from burning.
  • the fourth wrapper 334 may prevent the holder from being contaminated by the materials produced in the aerosol-generating article 3.
  • a liquid substance such as water may be produced in the aerosol-generating article 3.
  • the fourth wrapper wraps the medium portion 310 and / or the tube filter 321, liquid material produced in the aerosol-generating article 3 is prevented from leaking out of the aerosol-generating article 3. Can be.
  • the phenomenon in which the holder is contaminated by the liquid substance produced in the aerosol-generating article 3 can be prevented.
  • the present invention also provides an aerosol generating device 1 comprising the aerosol generating article 3.
  • FIG. 4 is a view showing an aerosol generating device according to an embodiment of the present invention.
  • the aerosol generating device 1 (or holder) includes a battery 110, a controller 120, and a heater 130.
  • the holder 1 includes an inner space formed by the case 140. An aerosol-generating article may be inserted into the interior space of the holder 1.
  • the holder 1 heats the heater 130.
  • the aerosol generating material in the aerosol generating article is raised in temperature by the heated heater 130, thereby producing an aerosol.
  • the resulting aerosol is delivered to the user through a filter of the aerosol generating article.
  • the holder 1 may heat the heater 130.
  • the case 140 may be separated from the holder 1. For example, as the user rotates the case 140 clockwise or counterclockwise, the case 140 can be detached from the holder 1.
  • the diameter of the hole formed by the end 141 of the case 140 may be made smaller than the diameter of the space formed by the case 140 and the heater 130, in this case to the holder (1) Can act as a guide for the cigarette to be inserted.
  • the battery 110 supplies power used to operate the holder 1.
  • the battery 110 may supply power so that the heater 130 may be heated, and may supply power required for the control unit 120 to operate.
  • the battery 110 may supply power required to operate a display, a sensor, a motor, etc. installed in the holder 1.
  • the battery 110 may be a lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) battery, but is not limited to the example described above.
  • the battery 110 may correspond to a lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) battery, a lithium titanate battery, or the like.
  • the battery 110 may have a cylindrical shape having a diameter of 10 mm and a length of 37 mm, but is not limited thereto.
  • the battery 110 may have a capacity of 120 mAh or more, and may be a rechargeable battery or a disposable battery.
  • the charge rate (C-rate) of the battery 110 may be 10 C and the discharge rate (C-rate) may be 16 to 20 C, but is not limited thereto.
  • the battery 110 may be manufactured so that more than 80% of the total capacity may be secured even when charging / discharging is performed 8000 times.
  • Whether the battery 110 is fully charged or completely discharged may be determined by how much the power stored in the battery 110 is compared with the total capacity of the battery 110. For example, when the power stored in the battery 110 is 95% or more of the total capacity, it may be determined that the battery 110 is fully charged. In addition, when the power stored in the battery 110 is less than 10% of the total capacity, it may be determined that the battery 110 is completely discharged.
  • the criterion for determining whether the battery 110 is fully charged or completely discharged is not limited to the above-described example.
  • the heater 130 is heated by the power supplied from the battery 110.
  • the heater 130 is located inside the aerosol generating article.
  • the heated heater 130 may raise the temperature of the aerosol generating material in the aerosol generating article.
  • the heater 130 may be a combination of a cylinder and a cone.
  • the heater 130 has a cylindrical shape having a diameter of about 2 mm and a length of about 23 mm, and the end 131 of the heater 130 may be finished at an acute angle, but is not limited thereto.
  • the heater 130 may be any type as long as it can be inserted into the aerosol-generating article.
  • only a part of the heater 130 may be heated. For example, assuming that the length of the heater 130 is 23 mm, only 12 mm from the end 131 of the heater 130 may be heated, and the rest of the heater 130 may not be heated.
  • the heater 130 may be an electric resistance heater.
  • the heater 130 may include an electrically conductive track, and the heater 130 may be heated as a current flows in the electrically conductive track.
  • the heater 130 may be supplied with power in accordance with the specifications of 3.2 V, 2.4 A, 8 W, but is not limited thereto.
  • the surface temperature of the heater 130 may rise to 400 ° C. or more.
  • the surface temperature of the heater 130 may rise to about 350 ° C. before exceeding 15 seconds from when power is supplied to the heater 130.
  • the holder 1 may be provided with a separate temperature sensor.
  • the temperature sensor may not be provided in the holder 1, and the heater 130 may serve as a temperature sensor.
  • the heater 130 may be composed of at least one electrically conductive track (a first electrically conductive track and a second electrically conductive track).
  • the electrically conductive track comprises an electrically resistive material.
  • the electrically conductive track can be made of a metallic material.
  • the electrically conductive track may be made of an electrically conductive ceramic material, carbon, a metal alloy or a composite of ceramic material and metal.
  • the holder 1 may include both an electrically conductive track and a temperature sensing sensor serving as a temperature sensing sensor.
  • the controller 120 generally controls the operation of the holder 1. Specifically, the controller 120 controls not only the battery 110 and the heater 130 but also operations of other components included in the holder 1. In addition, the controller 120 may determine the state of each of the components of the holder 1 to determine whether the holder 1 is in an operable state.
  • the controller 120 includes at least one processor.
  • the processor may be implemented as an array of multiple logic gates, or may be implemented as a combination of a general purpose microprocessor and a memory storing a program that may be executed on the microprocessor.
  • a general purpose microprocessor and a memory storing a program that may be executed on the microprocessor.
  • the present embodiment may be implemented in other forms of hardware.
  • the controller 120 may control the operation of the heater 130.
  • the controller 120 may control the amount of power supplied to the heater 130 and the time at which power is supplied so that the heater 130 may be heated to a predetermined temperature or maintain an appropriate temperature.
  • the controller 120 may check the state of the battery 110 (for example, the remaining amount of the battery 110) and generate a notification signal if necessary.
  • controller 120 may check the presence and intensity of the user's suction and count the number of suctions. In addition, the controller 120 may continuously check the time that the holder 1 is operating.
  • the holder 1 may further include general components in addition to the battery 110, the controller 120, and the heater 130.
  • the holder 1 may include a display capable of outputting visual information or a motor for outputting tactile information.
  • the controller 120 may display information about the state of the holder 1 (for example, whether the holder may be used), a heater, or the like through the display.
  • Information about 130 eg, preheat start, preheating progress, preheat completion, etc.
  • information related to battery 110 eg, remaining capacity of battery 110, availability, etc.
  • holder Information related to the reset of 1) (for example, reset timing, reset progress, reset completion, etc.), information related to cleaning of the holder 1 (for example, cleaning timing, cleaning necessity, cleaning progress, cleaning completion, etc.)
  • Information related to charging of the holder 1 e.g., charging required, charging progressed, charging completed, etc.
  • information related to puffs e.g., puff count, puff end notice, etc.
  • safety related information e.g., For example, the use time elapsed
  • the controller 120 may generate the vibration signal by using the motor, thereby transmitting the above-described information to the user.
  • the holder 1 may include a terminal coupled with at least one input device (for example, a button) and / or the cradle 2 through which a user can control the function of the holder 1.
  • the user can execute various functions using the input device of the holder 1. Multiple functions of the holder 1 by adjusting the number of times the user presses the input device (for example, once, twice, etc.) or the time for holding the input device (for example, 0.1 seconds, 0.2 seconds, etc.) You can execute any of these functions.
  • the holder 1 has a function of preheating the heater 130, a function of adjusting the temperature of the heater 130, a function of cleaning a space where a cigarette is inserted, and a holder 1 of the holder 1.
  • a function of checking whether it is in an operable state, a function of displaying a residual amount (available power) of the battery 110, a reset function of the holder 1, and the like may be performed.
  • the function of the holder 1 is not limited to the examples described above.
  • the holder 1 may also comprise a suction sensor, a temperature sensor and / or an aerosol-generating article insertion sensor.
  • the suction sensor may be implemented by a general pressure sensor
  • the aerosol-generating article insertion sensor may be implemented by a general capacitive sensor or a resistance sensor.
  • the holder 1 may be manufactured in a structure in which external air may be introduced / exhausted even when a cigarette is inserted.
  • a spherical particulate coolant having a longitudinal length average of 3.4 mm and a material of polylactic acid was prepared by the method of polymer injection molding.
  • an elliptic particulate coolant having an average length of 2.4 mm in length and polylactic acid was prepared by under water cutting.
  • a cellulose acetate tube filter having a cross-shaped inner hollow cross section was manufactured by molding cellulose acetate tow using a molding rod.
  • a tube filter made of cellulose acetate having a star-shaped inner hollow cross section was manufactured by molding cellulose acetate tow using a molding rod.
  • An aerosol-generating article was prepared comprising a media portion, a tube filter, a cooling filter, and a mouthpiece filter.
  • the medium portion was using a plate-based tobacco tobacco
  • the tube filter was used in the tube filter prepared in Preparation Example 3.
  • the cooling filter was used to fill the particulate coolant prepared in Preparation Example 1 at a rate of 70% by volume, and the mouthpiece filter used an acetate filter.
  • An aerosol-generating article was prepared in the same manner as in Example 1 except that the particulate coolant prepared in Preparation Example 2 was used to prepare the cooling filter.
  • An aerosol-generating article was prepared in the same manner as in Example 1 except that the tube filter prepared in Preparation Example 4 was used as the tube filter.
  • An aerosol-generating article was prepared in the same manner as in Example 1 except that the tube filter prepared in Preparation Example 4 was used as the tube filter, and the particulate coolant prepared in Preparation Example 2 was used to prepare the cooling filter. It was.
  • An aerosol-generating article was prepared in the same manner as in Example 1 except that a tube filter having an inner hollow cross section having a diameter of 35 mm and a PLA woven fabric (manufactured by Seoryong Corporation) were used as a cooling filter.
  • the internal hollow size of the tube filter used in Examples 1, 3 and Comparative Example 1 was measured to calculate the cross sectional area, volume, circumference and face area of the internal hollow.
  • One having the same outer diameter and length and no hollow inside was used as a control. The results obtained at this time are shown in Table 1 below.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4
  • Smoke component (mg / cig.) Total particulate matter (TPM) 45.62 45.55 45.17 45.83 43.34 tar 16.93 16.73 17.12 17.27 16.55 nicotine 0.82 0.81 0.81 0.86 0.81 Propylene glycol - 0.23 0.24 0.27 0.23 glycerin 3.13 3.60 3.46 3.97 3.36 moisture 27.87 28.02 27.25 27.69 25.98
  • Temperature (°C) Mainstream smoke 50.0 46.9 44.8 47.9 47.8 Mouthpiece filter shear 65.4 49.1 54.3 54.3 56.4 surface 68.0 57.0 49.6 56.9 53.2
  • the aerosol-generating article of the example has a lower moisture content than the comparative example, and the temperature of the front end and the surface of the mouthpiece filter, which is mainstream smoke and mouth, is also low. .
  • Example 1 Example 2
  • Example 4 Atomization 3.9 4.6 4.4 4.1 Fastness 3.9 4.1 4.0 3.8 Bend Hotness 4.2 3.8 3.7 3.9 Mainstream smoke 4.2 3.8 3.7 3.8 Taste sensitivity 4.0 4.3 4.2 4.1 pepper 3.8 4.1 3.9 3.7 Full tobacco flavor 3.9 4.3 4.1 4.0
  • the sensory property evaluation result is equal to or greater than that of Comparative Example 1, which is a conventional product, in overall properties.
  • the Example had a higher satisfaction than the Comparative Example in the case of the taste intensity related to the tobacco taste (nicotine component) intensity felt by the smoker as a negative attribute and the bitterness felt after smoking.
  • filter unit 321 tube filter
  • cooling filter 323 mouthpiece filter
  • aerosol generating device 110 battery
  • control unit 130 heater

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)

Abstract

본 발명은 에어로졸 생성 물품 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매질부 및 필터부를 포함하는 에어로졸 생성 물품에 있어서, 상기 필터부는 입자형 냉각재가 충진된 냉각 필터를 포함하며, 상기 입자형 냉각재는 장방향 길이 평균이 1.0 내지 6.0 ㎜인 에어로졸 생성 물품에 관한 것이다. 상기 에어로졸 생성 물품은 여과 및 냉각 효과가 우수할 뿐만 아니라 제조 공정을 단순화할 수 있어 생산성 및 경제성을 개선시킬 수 있다.

Description

에어로졸 생성 물품 및 장치
본 출원은 2018년 5월 17일자 한국 특허 출원 제10-2018-0056287호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함한다.
본 발명은 에어로졸 생성 물품 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 담배는 쌍떡잎식물목 가지과의 여러해살이풀을 말하지만, 최근에는 담배의 잎을 궐련지로 싸고 일측에 필터부가 구성되어 흡연을 목적으로 제조된 제품을 통칭하기도 한다. 이러한 담배는 전세계적으로 수천 종에 이르며, 다양한 모양이나 형태로 출시되고 있다.
이 중에서도 궐련, 엽궐련, 파이프 담배처럼 불을 붙여 피우는 연소식 담배의 경우 연기에 니코틴이 포함된 에어로졸 이외에 타르, 니트로아민, 탄화수소, 일산화탄소 등의 성분들이 많이 포함되어 있다.
이러한 연소식 담배의 단점을 보완하기 위한 대안으로, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법이 널리 이용되고 있으며, 이에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
구체적으로 에어로졸 생성 장치는 종래 연소식 담배와 유사한 형태를 가지며, 가열식 궐련 내 에어로졸 생성 물질을 히터나 초음파 진동 등의 방식을 통해 가열됨으로써 에어로졸을 포함하는 주류연을 생성하므로 흡연자의 흡연 욕구를 만족시키는 기능을 하면서도 타르와 같은 성분의 배출을 최소화할 수 있는 장점이 있어 통상의 연소식 궐련을 대체하는 새로운 시장을 형성하고 있다.
그러나, 이러한 장점에도 불구하고, 에어로졸 생성 장치의 경우 생성되는 주류연이 충분히 기화되지 않아 수분 등의 액체상태의 물질이 많이 포함되는 경우 흡연자에게 만족감을 제공하지 못할 수 있으며, 이를 해결하기 위한 다양한 기술이 제안되었다.
일례로, 대한민국 등록특허 제1011453호는 전자 담배를 구성하는 카트리지에 관한 것으로, 유입되는 연기와 접촉면적을 최대화할 수 있는 구조의 액체분리부를 구비하여 액체성분이 효과적으로 제거됨으로써 흡연자의 사용감을 개선할 수 있음을 개시하고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제2016-0112769호는 기체 추출구 인근에 증기 재기화 히터를 구비하여 에어로졸에 포함된 수분이나 습기 등을 제거하여 흡연자와 비흡연자의 요구를 동시에 만족시킬 수 있음을 개시하고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제2014-0135173호는 가열식 궐련 내 종방향으로 연장되어 있는 복수의 채널을 포함하는 시트 재료를 냉각 부재로 구비하여 발생되는 에어로졸 내 수증기를 응축시킴으로써 흡연 만족도를 향상시킬 수 있음을 개시하고 있다.
이들 특허들은 에어로졸을 발생시키는 장치의 구조 또는 가열식 궐련의 필터를 변경함으로써 에어로졸 품질 및 사용감 저하 문제를 어느 정도 개선하였으나 그 효과가 충분치 않다. 또한, 가열식 궐련에 있어서, 냉각 부재로 시트 재료를 사용하는 경우 이의 제조를 위한 별도의 공정이 필요할 뿐만 아니라 이때 많은 비용과 시간이 소모되어 비경제적이다. 따라서, 우수한 품질의 에어로졸을 생성하는 에어로졸 발생 물품 및 장치의 필요성이 증대되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국 등록특허 제1011453호(2011.01.21), 전자담배
대한민국 공개특허 제2016-0112769호(2016.09.28), 향미 유지 무연화 가능 전자 담배 장치
대한민국 공개특허 제2014-0135173호(2014.11.25), 에어로졸 냉각 부재를 가지는 에어로졸 발생 물품
이에 본 발명자들은 상기 문제를 해결하고자 다각적으로 연구를 수행한 결과, 내부가 입자형 냉각재로 충진된 캐비티 구조의 냉각 필터를 도입함으로써 기존 시트 형태의 냉각 필터보다 향상된 냉각 효과를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 공정 측면에서도 비용을 절감하고 생산성을 높일 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 여과 및 냉각 효과가 우수한 에어로졸 생성 물품을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 에어로졸 생성 물품을 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 매질부 및 필터부를 포함하는 에어로졸 생성 물품에 있어서, 상기 필터부는 입자형 냉각재가 충진된 냉각 필터를 포함하며, 상기 입자형 냉각재는 장방향 길이 평균이 1.0 ~ 6.0 ㎜인 에어로졸 생성 물품을 제공한다.
상기 냉각 필터는 충진율이 냉각 필터의 전체 100 부피%에 대하여 50 내지 90 부피%일 수 있다.
상기 입자형 냉각재는 구형, 타원형, 원통형, 방추형, 인편형, 판상형, 섬유형, 막대형, 코어-쉘형 또는 비정형 중 어느 하나의 형태일 수 있다.
상기 입자형 냉각재는 폴리락트산, 폴리히드록시부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리카프로락톤, 폴리글리콜산, 폴리하이드록시알카노에이트, 전분계 물질, 당계 물질 및 셀룰로오스계 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 필터부는 냉각 필터의 앞쪽에, 상기 입자형 냉각재가 통과하지 못하는 크기의 중공을 포함하는 튜브 필터를 추가로 포함할 수 있다.
상기 튜브 필터는 튜브 외부 및 중공 내부의 단면적비가 1:0.10 내지 1:0.24일 수 있다.
상기 튜브 필터는 튜브 외부 및 중공 내부의 둘레비가 1:0.60 내지 1:0.90일 수 있다.
상기 튜브 필터는 하나의 중공을 포함할 수 있으며, 상기 중공은 튜브 필터의 중심축으로부터 튜브의 외주면을 향하여 연장된 3 내지 8개의 직선형 채널을 형성한 형태일 수 있다.
상기 필터부는 냉각 필터의 뒤쪽에 마우스피스 필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 에어로졸 생성 물품을 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
본 발명의 에어로졸 생성 물품은 내부가 입자형 냉각재로 충진된 캐비티 구조의 냉각 필터를 구비함으로써 에어로졸과의 접촉을 증가시켜 향상된 냉각 효과를 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 에어로졸 생성 물품은 냉각 필터의 앞쪽에, 상기 입자형 냉각재가 통과하지 못하는 크기의 중공을 포함하는 튜브 필터를 추가로 구비함으로써 에어로졸 흐름 내 이물질 및 열분해 성분에 대한 여과 성능을 개선시킬 수 있다.
이에 본 발명의 에어로졸 생성 물품으로부터 생성된 에어로졸은 품질이 우수하여 사용자의 흡연 충족감을 향상시킬 수 있으며, 공정 및 비용 측면에서 생산성 및 경제성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 생성 물품을 도시한 도면이다.
도 2는 종래 에어로졸 생성 물품을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 3c는 튜브 필터의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 생성장치를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, ‘포함하다’ 또는 ‘가지다’ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용된 용어 “앞쪽” 및 “뒤쪽”은 에어로졸 흐름을 기준으로 정의한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 생성 물품(또는 가열식 궐련)의 일 구현예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 에어로졸 생성 물품(3)은 매질부(310) 및 필터부(320)를 포함한다. 상기 매질부(310)와 필터부(320)는 원통 형상을 가지며 동일한 외경을 가짐으로써 상호 연결된 일체 형상을 갖는다. 이때 상기 필터부(320)는 튜브 필터(321), 냉각 필터(322) 및 마우스피스 필터(323)를 포함한다.
다만, 도 1에 도시된 에어로졸 생성 물품(3)은 일 구현예에 불과하며, 일부 구성이 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로졸 생성 물품(3)에 있어서, 상기 튜브 필터(321), 냉각 필터(322) 및 마우스피스 필터(323) 중 하나 이상이 포함되지 않을 수 있다.
상기 매질부(310)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 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 매질부(310)의 길이는 약 12 ㎜가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 매질부(310)는 풍미제, 습윤제 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 화합물과 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. 또한, 습윤제는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜 등을 포함할 수 있다.
일 예로서, 상기 매질부(310)는 담배 각초들로 충전될 수 있다. 여기에서, 담배 각초들은 담배 시트를 잘게 분쇄함으로써 생성될 수 있다.
넓은 담배 시트가 좁은 공간의 상기 매질부(310)에 채워지기 위해서는, 담배 시트가 용이하게 접힐 수 있도록 하는 공정이 추가적으로 요구된다. 따라서, 상기 매질부(310)를 담배 시트로 충전하는 것에 비하여, 담배 각초들로 충전하는 것이 더 용이하며, 상기 매질부(310)를 생산하는 공정의 생산성 및 효율이 더 높아질 수 있다.
다른 예로서, 상기 매질부(310)는 담배 시트가 세절된 복수의 담배 가닥들로 충전될 수 있다. 예를 들어, 상기 매질부(310)는 복수의 담배 가닥들이 서로 같은 방향(평행)으로 또는 무작위로 합쳐져서 형성될 수 있다. 하나의 담배 가닥은 가로 길이가 1 ㎜, 세로 길이가 12 ㎜, 두께(높이)가 0.1 ㎜인 직육면체 형상으로 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 매질부(310)가 담배 시트로 충전되는 것과 비교하여, 담배 가닥들로 충전된 매질부(310)는 더 많은 양의 에어로졸이 발생될 수 있다. 동일한 공간에 충전되는 것을 가정하면, 담배 시트에 비하여, 담배 가닥들이 더 넓은 표면적을 보장한다. 넓은 표면적은 에어로졸 생성 물질이 외부 공기와 접촉하는 기회가 더 많음을 의미한다. 따라서, 상기 매질부(310)가 담배 가닥들로 충전될 경우, 담배 시트로 충전된 것에 비하여 더 많은 에어로졸이 생성될 수 있다.
또한, 상기 에어로졸 생성 물품(3)을 에어로졸 생성 장치에 적용시 홀더에서 분리할 때, 담배 가닥들로 충전된 매질부(310)가 담배 시트로 충전된 것에 비하여 보다 더 용이하게 분리될 수 있다. 이에 더해서, 담배 시트에 비교하여, 담배 가닥들이 가열을 위한 히터와 접촉하여 생성되는 마찰력이 더 작다. 따라서, 상기 매질부(310)가 담배 가닥들로 충전될 경우, 담배 시트로 충전된 것에 비하여 홀더로부터 더 용이하게 분리될 수 있다.
담배 시트는 담배 원료를 슬러리 형태로 분쇄한 후 슬러리를 건조시킴에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 슬러리에는 에어로졸 생성 물질이 15 내지 30 % 첨가될 수 있다. 담배 원료는 담배 잎 조각, 담배 줄기, 담배 처리 중 발생된 담배 분진 및/또는 담배 잎의 주요 옆편 스트립일 수 있다. 또한, 담배 시트에는 목재 셀룰로오스 섬유와 같은 다른 첨가제가 포함될 수도 있다.
상기 매질부(310)의 외경은 5.0 내지 8.0 ㎜, 바람직하게는 6.5 내지 7.5 ㎜일 수 있다. 상기 매질부(310)의 외경은 전술한 수치범위에 한정되지 않는다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 필터부(320)는 튜브 필터(321), 냉각 필터(322) 및 마우스피스 필터(323)를 포함한다.
상기 튜브 필터(321)는 냉각 필터의 앞쪽에 위치하며, 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다.
특히, 본 발명의 튜브 필터(321)는 전술한 입자형 냉각재가 통과하지 못하는 크기의 중공을 포함하는 것을 특징으로 한다. 도 2는 종래 에어로졸 생성 물품을 도시한 도면으로, 종래에는 튜브 필터(321)가 내부에 단면이 원형인 중공을 포함는데 이 경우 상기 매질부(310)로부터 생성되는 에어로졸을 통과시킬 뿐 여과 기능은 없다. 이와 비교하여, 본 발명에 따른 에어로졸 생성 물품의 경우 상기 튜브 필터(321)의 내부 중공 단면을 원형이 아닌 다각형으로 형성함으로써 상기 매질부(310)에 포함되는 담배 각초가 유입되는 것을 방지하며, 에어로졸과의 접촉하는 표면적을 증가시켜 상기 매질부(310)로부터 생성된 뜨거운 에어로졸을 냉각시켜 줌으로서 에어로졸의 냉각효과를 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 튜브 필터(321)는 내부에 하나의 중공을 포함하며, 상기 중공이 튜브 필터(321)의 중심축으로부터 튜브 필터(321)의 외주면을 향하여 연장된 3 내지 8개의 직선형 채널을 형성하는 형태일 수 있다.
일례로, 상기 튜브 필터(321)의 중공 단면은 십자가형, 별형, 다각형 등 다양한 형태로 제작될 수 있다. 상기 튜브 필터(321)의 중공 단면의 다양한 예들은 도 3a 내지 3c에 도시된 바와 같다.
상기 튜브 필터(321)의 외경은 상기 매질부(310)의 외경에 대응될 수 있다.
상기 튜브 필터(321)의 내경은 5.0 내지 8.0 ㎜, 바람직하게는 6.5 내지 7.5 ㎜ 일 수 있다.
상기 튜브 필터(321)는 튜브 외부 및 중공 내부의 단면적비가 1:0.10 내지 1:0.24, 바람직하기로는 1:0.13 내지 1:0.22일 수 있다. 또한, 상기 튜브 필터는 튜브 외부 및 중공 내부의 둘레비가 1:0.60 내지 1:0.90, 바람직하기로 1:0.70 내지 1:0.85일 수 있다. 상기 튜브 필터의 튜브 외부 및 중공 내부의 단면적비와 둘레비는 중공의 부피 및 겉면적과 관련되며, 상기 범위 미만인 경우 상기 튜브 필터(321) 내 통로가 협소해져 상기 매질부(310)로부터 생성되는 에어로졸 흐름이 저하될 수 있다. 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 상기 튜브 필터(321) 내 통로가 커져 목적한 효과를 얻을 수 없다.
상기 튜브 필터(321)의 길이는 7 내지 15 ㎜, 바람직하게는 7 내지 10 ㎜일 수 있다. 상기 튜브 필터(321)의 길이는 약 7 ㎜보다 짧을 수 있으나, 적어도 하나의 필터부 요소(예를 들어, 냉각 필터, 캡슐, 마우스피스 필터 등)의 기능이 훼손되지 않는 정도의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 상기 튜브 필터(321)의 길이는 전술한 수치범위에 한정되지 않는다. 한편, 상기 튜브 필터(321)의 길이는 확장 가능하며, 상기 튜브 필터(321)의 길이에 따라 에어로졸 생성 물품(3) 전체의 길이가 조절될 수 있다.
상기 냉각 필터(322)는 상기 매질부(310)가 에어로졸 발생 장치의 히터에 의해 가열시 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
일반적으로 연소식 또는 비연소식(가열식) 궐련에서 사용자의 흡입(puff, 퍼프)에 의하여 내부에 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 연소식 또는 비연소식(가열식) 궐련에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다.
통상적인 연소식 담배의 경우 800 ℃ 이상의 고온에서 연소시켜 연기를 발생시키기 때문에 연기는 수분을 포함하지 않아 건조하므로 흡연자 느끼는 주류연의 겉보기 온도(perceived temperature) 또한 높지 않다. 이와 비교하여 에어로졸 생성 물품의 경우 200 ℃ 수준의 저온에서 에어로졸 생성 물질을 기화시킴에 따라 연기 내 수분 함량이 상대적으로 높다. 이에 따라 주류연의 겉보기 온도가 높으며 이는 흡연자의 사용감을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 따라서, 에어로졸 생성 물품의 경우 에어로졸의 품질 및 사용감 개선에 냉각 필터의 역할이 매우 중요하다.
따라서, 본 발명의 냉각 필터(322)는 입자형 냉각재(325)를 충진하여 제작함으로써 에어로졸과 접촉하는 비표면적이 증대되며, 에어로졸이 냉각 필터(322) 내 머무르는 시간을 증가시켜 준다. 이에 따라 에어로졸의 냉각 효과가 더욱 향상될 수 있다. 이에 더해서, 종래 에어로졸 생성 물품에는 냉각 소재가 시트 또는 섬유 형태로 구비되었는데 이 경우 가공에 많은 시간과 비용이 소모되어 비경제적이다. 이와 비교하여 본 발명은 상기 냉각 필터(322)를 입자형 냉각재(325)가 충진된 캐비티 필터(cavity filter) 형태로 제작함으로써 공정 생산성 향상 및 생산원가 절감 측면에서 이점을 갖는다.
상기 입자형 냉각재(325)는 장방향 길이 평균이 1.0 내지 6.0 ㎜, 바람직하기로 2.0 내지 5.0 ㎜, 보다 바람직하기로 2.2 내지 4.0 ㎜, 더욱 바람직하기로 2.4 내지 3.5 ㎜일 수 있다. 상기 입자형 냉각재(325)의 장방향 길이 평균이 상기 범위 미만인 경우 무게감이 부족하여 가공시 날림성이 발생하여 공정상 문제가 생길 수 있다. 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 에어로졸과의 접촉하는 표면적이 줄어들어 냉각 필터(322) 내 유지 시간을 늘리는 효과를 얻을 수 없으며, 제품화에 어려운 문제가 있다.
상기 냉각 필터(322)는 입자형 냉각재(325)의 충진율이 냉각 필터의 전체 100 부피%에 대하여 50 내지 90 부피%, 바람직하기로 55 내지 80 부피%, 보다 바람직하기로 60 내지 75 부피%일 수 있다. 상기 충진율이 전술한 범위 내에 해당하는 경우 냉각 필터(322) 내 충분한 공극을 포함할 수 있으며, 전술한 매질부(310)로부터 생성된 에어로졸과 충분히 접촉하여 에어로졸이 냉각됨으로써 개선된 냉각 효과를 나타낼 수 있다.
상기 냉각 필터의 냉각재 비표면적은 냉각재 입자의 형태 및 크기에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 10 내지 500 m2/g일 수 있다.
상기 입자형 냉각재(325)는 구형, 타원형, 원통형, 방추형, 인편형, 판상형, 섬유형, 막대형, 코어-쉘형 또는 비정형 중 어느 하나의 형태일 수 있다. 바람직하기로, 상기 입자형 냉각재(325)는 구형, 타원형 또는 원통형 중 어느 하나의 형태일 수 있다. 한편, 공정의 생산성 및 경제성 측면에서 상기 입자형 냉각재(325)는 타원형 또는 원통형 중 어느 하나의 형태인 것이 보다 바람직하며, 제품화 측면에서는 구형 또는 타원형인 것이 보다 바람직하다.
상기 입자형 냉각재(325)는 생분해성 또는 천연 고분자 물질로 제작될 수 있다. 일례로, 상기 입자형 냉각재(325)는 폴리락트산; 폴리히드록시부티레이트; 셀룰로오스 아세테이트; 폴리카프로락톤; 폴리글리콜산; 폴리하이드록시알카노에이트; 옥수수, 및, 쌀, 타피오카, 감자 등과 같은 식물로부터 얻어진 전분, 카복실메틸 전분, 설포에틸 전분, 하이드록시프로필 전분, 변성 전분(modified starch), 가소화 전분, 호화 전분 등의 전분계 물질, 단당, 다당, 올리고당 등의 당계 물질 및 셀룰로오스, 카복시메틸 셀룰로스, 하이드록시에틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로오스, 메틸 하이드록시에틸 셀룰로스, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로스 등의 셀룰로오스계 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 입자형 냉각재(325)는 폴리락트산일 수 있다.
상기 냉각 필터(322)의 외경은 상기 튜브 필터(321)의 외경에 대응될 수 있다.
상기 냉각 필터(322)의 길이는 10 내지 20 ㎜, 바람직하게는 12 내지 16 ㎜일 수 있다. 상기 상기 냉각 필터(322)의 길이는 전술한 범위에 한정되지 않는다.
상기 마우스피스 필터(323)는 전술한 냉각 필터(322)의 뒤쪽에 위치하며, 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 상기 마우스피스 필터(323)는 중공을 포함하는 리세스 필터로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 마우스피스 필터(323)의 길이는 약 5 내지 15 ㎜, 바람직하게는 10 내지 15 ㎜가 될 수 있다. 상기 마우스피스 필터(323)의 길이는 전술한 수치범위에 한정되지 않는다.
또한, 상기 마우스피스 필터(323) 의 외경은 상기 냉각 필터(322)의 외경에 대응될 수 있다.
또한, 상기 마우스피스 필터(323)는 내부에 적어도 하나의 캡슐(324)을 포함할 수 있다. 상기 캡슐(324)은 향료를 포함하는 내용액을 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 캡슐(324)은 구형 또는 원통형의 형상일 수 있다. 상기 캡슐(324)의 직경은 2 ㎜ 이상, 바람직하게는 2 내지 4 ㎜일 수 있다.
상기 캡슐(324)의 피막을 형성하는 재료는 전분 및/또는 겔화제일 수 있다. 예를 들어, 겔화제로서는 젤란 검이나 젤라틴이 사용될 수 있다. 또한, 상기 캡슐(324)의 피막을 형성하는 재료로서 겔화 조제(助劑)를 더 포함할 수 있다. 이때, 겔화 조제로서는 예를 들면, 염화 칼슘이 사용될 수 있다. 또한, 상기 캡슐(324)의 피막을 형성하는 재료로서 가소제를 더 포함할 수 있다. 이때, 가소제로서는 글리세린 및/또는 소르비톨이 이용될 수 있다. 또한, 상기 캡슐(324)의 피막을 형성하는 재료로서 착색료를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 캡슐(324)의 내용액에 포함되는 향료로서는 멘톨, 식물의 정유(精油) 등이 이용될 수 있다. 또한, 상기 내용액에 포함되는 향료의 용매로서는, 예를 들면, 중쇄지방산 트리글리세리드가 이용될 수 있다. 또한, 내용액은 색소, 유화제, 증점제 등의 다른 첨가제를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 에어로졸 생성 물품은 전술한 바의 구성을 포함함으로써 향상된 여과 및 냉각 성능을 가져 에어로졸의 품질 및 흡연자의 사용감을 개선시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 에어로졸 생성 물품을 장치에 사용시 생성되는 주류연의 온도는 35 ℃ 이상 50 ℃ 미만, 바람직하게는 45 내지 48 ℃일 수 있다. 일반적으로, 매질부로부터 생성되는 에어로졸이 냉각 필터에 진입시 온도는 약 60 ℃이다. 종래 에어로졸 생성 물품의 경우 진입한 에어로졸이 냉각 필터를 거침으로써 얻어지는 최종적인 주류연의 온도가 약 50 ℃인 것과 비교하여 본 발명에 따른 에어로졸 생성 물품은 주류연의 온도가 45 내지 48 ℃이므로 개선된 냉각 효과를 나타낸다.
본 발명에 따른 에어로졸 생성 물품(3)은 래퍼(wrapper, 포장재)에 의해 포장될 수 있다. 구체적으로, 상기 매질부(310) 및 튜브 필터(321)는 제1래퍼(331)에 의하여 포장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1래퍼(331)는 내유성을 갖는 종이류 포장재일 수 있다.
또한, 상기 냉각 필터(322) 및 마우스피스 필터(323)은 제2래퍼(332)에 의하여 포장될 수 있다. 또한, 상기 에어로졸 생성 물품(3) 전체는 제3래퍼(333)에 의하여 재포장될 수 있다. 예를 들어 제2래퍼(332) 및 제3래퍼(333)는 일반적인 종이류 포장재일 수 있다.
추가적으로, 상기 에어로졸 생성 물품(3)은 제4래퍼(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 매질부(310) 및 튜브 필터(321) 중 적어도 하나는 제4래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 다시 말해, 상기 매질부(310)만 제4래퍼에 의하여 포장될 수도 있고, 상기 매질부(310) 및 튜브 필터(321)가 제4래퍼에 의하여 포장될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제4래퍼는 종이류 포장재일 수 있다.
상기 제4래퍼는 종이류 포장재의 일면 또는 양면에 소정의 물질이 도포(또는, 코팅)됨으로써 생성될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 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 제4래퍼에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
상기 제 4 래퍼는 본 발명의 에어로졸 생성 물품(3)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 매질부(310)가 히터에 의하여 가열되면, 에어로졸 생성 물품(3)이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 상기 매질부(310)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 에어로졸 생성 물품(3)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에 제4래퍼는 불연성 물질을 포함하므로, 에어로졸 생성 물품(3)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 제4래퍼(334)는 에어로졸 생성 물품(3)에서 생성되는 물질들에 의하여 홀더가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 전술한 바와 같이 흡연자의 흡입에 의하여, 에어로졸 생성 물품(3) 내에서 수분과 같은 액체 물질이 생성될 수 있다. 상기 제4래퍼가 상기 매질부(310) 및/또는 튜브 필터(321)를 포장함에 따라, 에어로졸 생성 물품(3) 내에서 생성된 액체 물질이 에어로졸 생성 물품(3)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 홀더가 에어로졸 생성 물품(3)에서 생성된 액체 물질에 의하여 오염되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 에어로졸 생성 물품(3)을 포함하는 에어로졸 생성 장치(1)를 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 생성 장치를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 에어로졸 생성 장치(1)(또는 홀더)는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130)를 포함한다. 또한, 상기 홀더(1)는 케이스(140)에 의하여 형성된 내부 공간을 포함한다. 상기 홀더(1)의 내부 공간에는 에어로졸 생성 물품이 삽입될 수 있다.
도 4에 도시된 홀더(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 4에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 홀더(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
상기 홀더(1)에 에어로졸 생성 물품이 삽입되면, 상기 홀더(1)는 히터(130)를 가열한다. 에어로졸 생성 물품 내의 에어로졸 생성 물질은 가열된 히터(130)에 의하여 온도가 상승하고, 이에 따라 에어로졸이 생성된다. 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 물품의 필터를 통하여 사용자에게 전달된다. 다만, 에어로졸 생성 물품이 홀더(1)에 삽입되지 않은 경우에도 홀더(1)는 히터(130)를 가열할 수 있다.
상기 케이스(140)는 홀더(1)에서 분리될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 케이스(140)를 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 돌림으로써, 케이스(140)는 홀더(1)에서 분리될 수 있다.
또한, 상기 케이스(140)의 말단(141)이 형성하는 구멍의 직경은 케이스(140)와 히터(130)에 의하여 형성된 공간의 직경에 비하여 작게 제작될 수 있고, 이 경우 상기 홀더(1)에 삽입되는 궐련의 가이드 역할을 수행할 수 있다.
상기 배터리(110)는 홀더(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 상기 배터리(110)는 히터(130)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 상기 제어부(120)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 상기 배터리(110)는 홀더(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
상기 배터리(110)는 리튬인산철(LiFePO4) 배터리일 수 있으나, 상술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 배터리(110)는 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리, 리튬 티탄산염 배터리 등이 해당될 수 있다.
또한, 상기 배터리(110)는 직경이 10 ㎜이고, 길이가 37 ㎜인 원기둥의 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 배터리(110)의 용량은 120 mAh 이상 일 수 있고, 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리 일 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리(110)가 충전이 가능한 경우, 배터리(110)의 충전율(C-rate)은 10 C, 방전율(C- rate)는 16 내지 20 C 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 안정적인 사용을 위하여, 상기 배터리(110)는 충/방전이 8000 회 진행된 경우에도, 전체 용량의 80 % 이상이 확보될 수 있도록 제작될 수 있다.
상기 배터리(110)의 완전 충전 및 완전 방전 여부는, 배터리(110)에 저장된 전력이 배터리(110)의 전체 용량 대비 어느 수준인가에 의하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리(110)에 저장된 전력이 전체 용량의 95 % 이상인 경우에, 배터리(110)가 완전 충전되었다고 판단될 수 있다. 또한, 상기 배터리(110)에 저장된 전력이 전체 용량의 10 % 이하인 경우에, 배터리(110)가 완전 방전되었다고 판단될 수 있다. 그러나, 상기 배터리(110)의 완전 충전 및 완전 방전 여부에 대한 판단 기준은 상술한 예에 한정되지 않는다.
상기 히터(130)는 배터리(110)로부터 공급된 전력에 의하여 가열된다. 에어로졸 생성 물품이 홀더(1)에 삽입되면, 히터(130)는 에어로졸 생성 물품의 내부에 위치한다. 따라서, 가열된 히터(130)는 에어로졸 생성 물품 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
상기 히터(130)는 원기둥과 원뿔이 조합된 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 히터(130)는 직경이 약 2 ㎜, 길이가 약 23 ㎜인 원기둥 형상을 갖고, 히터(130)의 말단(131)은 예각으로 마감될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 상기 히터(130)는 에어로졸 생성 물품의 내부에 삽입될 수 있는 형태라면 제한 없이 해당될 수 있다. 또한, 상기 히터(130)는 일부 부분만 가열될 수도 있다. 예를 들어, 상기 히터(130)의 길이가 23 ㎜라고 가정하면, 히터(130)의 말단(131)으로부터 12 ㎜만 가열되고, 히터(130)의 나머지 부분은 가열되지 않을 수도 있다.
상기 히터(130)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 상기 히터(130)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 상기 히터(130)가 가열될 수 있다.
안정적인 사용을 위하여, 상기 히터(130)에는 3.2 V, 2.4 A, 8 W의 규격에 따른 전력이 공급될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 히터(130)에 전력이 공급되는 경우, 히터(130)의 표면 온도는 400 ℃ 이상으로 상승할 수 있다. 상기 히터(130)에 전력이 공급되기 시작한 때부터 15초가 초과되기 이전에 히터(130)의 표면 온도는 약 350 ℃까지 상승할 수 있다.
상기 홀더(1)에는 별도의 온도 감지 센서가 구비될 수 있다. 또는, 상기 홀더(1)에 온도 감지 센서가 구비되지 않고, 히터(130)가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수도 있다.
상기 히터(130)는 적어도 하나의 전기 전도성 트랙(제 1 전기 전도성 트랙 및 제 2 전기 전도성 트랙)으로 구성될 수 있다.
상기 전기 전도성 트랙은 전기 저항성 물질을 포함한다. 일 예로서, 상기 전기 전도성 트랙은 금속 물질로 제작될 수 있다. 다른 예로서, 상기 전기 전도성 트랙은 전기 전도성 세라믹 물질, 탄소, 금속 합금 또는 세라믹 물질과 금속의 합성 물질로 제작될 수 있다.
또한, 상기 홀더(1)는 온도 감지 센서의 역할을 수행하는 전기 전도성 트랙 및 온도 감지 센서를 모두 포함할 수 있다.
상기 제어부(120)는 홀더(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 상기 제어부(120)는 배터리(110) 및 히터(130)뿐 만 아니라 홀더(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 상기 제어부(120)는 홀더(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 홀더(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
상기 제어부(120)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 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.
예를 들어, 상기 제어부(120)는 히터(130)의 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어부(120)는 히터(130)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(130)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(120)는 배터리(110)의 상태(예를 들어, 배터리(110)의 잔량 등)를 확인하고, 필요한 경우 알림 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부(120)는 사용자의 흡입의 유무 및 강도를 확인할 수 있고, 흡입의 수를 카운팅할 수 있다. 또한, 상기 제어부(120)는 홀더(1)가 작동하고 있는 시간을 계속하여 확인할 수 있다.
한편, 상기 홀더(1)는 전술한 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 홀더(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 홀더(1)에 디스플레이가 포함되는 경우, 제어부(120)는 디스플레이를 통하여, 사용자에게 홀더(1)의 상태에 대한 정보(예를 들어, 홀더의 사용 가능 여부 등), 히터(130)에 대한 정보(예를 들어, 예열 시작, 예열 진행, 예열 완료 등), 배터리(110)와 관련된 정보(예를 들어, 배터리(110)의 잔여 용량, 사용 가능 여부 등), 홀더(1)의 리셋과 관련된 정보(예를 들어, 리셋 시기, 리셋 진행, 리셋 완료 등), 홀더(1)의 청소와 관련된 정보(예를 들어, 청소 시기, 청소 필요, 청소 진행, 청소 완료 등), 홀더(1)의 충전과 관련된 정보(예를 들어, 충전 필요, 충전 진행, 충전 완료 등), 퍼프와 관련된 정보(예를 들어, 퍼프 횟수, 퍼프 종료 예고 등) 또는 안전과 관련된 정보(예를 들어, 사용시간 경과 등) 등을 전달 할 수 있다. 다른 예로서, 상기 홀더(1)에 모터가 포함되는 경우, 제어부(120)는 모터를 이용하여 진동 신호를 생성함으로써, 사용자에게 상술한 정보들을 전달할 수 있다.
또한, 상기 홀더(1)는 사용자가 홀더(1)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼) 및/또는 크래들(2)과 결합되는 단자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 홀더(1)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수(예를 들어, 1회, 2회 등) 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간(예를 들어, 0.1초, 0.2초 등)을 조절함으로써, 홀더(1)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 홀더(1)는 히터(130)를 예열하는 기능, 히터(130)의 온도를 조절하는 기능, 궐련이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 홀더(1)가 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 배터리(110)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 홀더(1)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 홀더(1)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
또한, 상기 홀더(1)는 흡입 감지 센서, 온도 감지 센서 및/또는 에어로졸 생성 물품 삽입 감지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡입 감지 센서는 일반적인 압력 센서에 의하여 구현될 수 있고, 에어로졸 생성 물품 삽입 감지 센서는 일반적인 정전용량형 센서 또는 저항 센서에 의하여 구현될 수 있다. 또한, 홀더(1)는 궐련이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입/유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예
[제조예 1] 입자형 냉각재의 제조
고분자 사출 성형의 방법으로 장방향 길이 평균이 3.4 ㎜이며, 재질이 폴리락트산인 구 형태의 입자형 냉각재를 제조하였다.
[제조예 2] 입자형 냉각재의 제조
고분자 물질을 용융하여 압출한 후 물속에서 일정 길이로 자르는(under water cutting) 방법으로 장방향 길이 평균이 2.4 ㎜ 이며, 재질이 폴리락트산인 타원 형태의 입자형 냉각재를 제조하였다.
[제조예 3] 튜브 필터의 제조
성형봉을 이용하여 셀룰로오스 아세테이트 토우를 성형한 방법으로 십자형의 내부 중공 단면을 갖는 셀룰로오스 아세테이트 재질의 튜브 필터를 제조하였다.
[제조예 4] 튜브 필터의 제조
성형봉을 이용하여 셀룰로오스 아세테이트 토우를 성형한 방법으로 별형 내부 중공 단면을 갖는 셀룰로오스 아세테이트 재질의 튜브 필터를 제조하였다.
실시예 및 비교예
[실시예 1]
매질부, 튜브 필터, 냉각 필터 및 마우스피스 필터를 포함하는 에어로졸 생성 물품을 제조하였다.
이때 매질부는 판상엽 기반의 담배각초를 사용하였으며, 상기 튜브 필터는 상기 제조예 3에서 제조된 튜브 필터를 사용하였다. 또한, 상기 냉각 필터는 상기 제조예 1에서 제조된 입자형 냉각재를 70 부피%의 비율로 충진된 것을 사용하였고, 상기 마우스피스 필터는 아세테이트 필터를 사용하였다.
[실시예 2]
냉각 필터 제조시 상기 제조예 2에서 제조된 입자형 냉각재를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 에어로졸 생성 물품을 제조하였다.
[실시예 3]
튜브 필터로 상기 제조예 4에서 제조된 튜브 필터를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 에어로졸 생성 물품을 제조하였다.
[실시예 4]
튜브 필터로 상기 제조예 4에서 제조된 튜브 필터를 사용하고, 냉각 필터 제조시 상기 제조예 2에서 제조된 입자형 냉각재를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 에어로졸 생성 물품을 제조하였다.
[비교예 1]
내부 중공 단면이 직경 35 ㎜의 원형인 튜브 필터를 사용하고 냉각 필터로 PLA 직조물(서룡상사 제조)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 에어로졸 생성 물품을 제조하였다.
실험예 1. 튜브 필터의 비교
실시예 1, 실시예 3 및 비교예 1에서 사용된 튜브 필터의 내부 중공 크기를 측정하여 내부 중공의 단면적, 부피, 둘레 및 겉면적을 계산하였다. 동일한 외경 및 길이를 갖고, 내부에 중공이 없는 것을 대조구로 사용하였다. 이때 얻어진 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
대조구(㎜) 비교예 1(㎜) 실시예 1(㎜) 실시예 3(㎜)
단면적 38.48 9.62 8.38 5.72
부피 538.78 134.70 117.30 80.14
둘레 21.99 11.00 18.26 15.50
겉면적 307.88 153.94 255.64 217.00
상기 표 1을 참조하면, 내부 중공 단면이 다각형인 경우 원형인 경우에 비해 내부 단면적과 부피는 감소하며 내부 둘레 및 겉면적은 증가함을 확인할 수 있다. 구체적으로, 대조구에 대한 비율을 살펴보면, 비교예 1의 경우 단면적 및 부피가 25 %인 것에 비해 실시예 1 및 3의 경우 각각 21.8 % 및 14.9%로 줄어들었다. 한편, 둘레 및 겉면적은 내부 단면이 원형인 비교예 1은 50.0 %인 반면 십자가형 및 별형인 실시예의 경우 각각 83.0 % 및 70.5 %로 증가하였다. 이로부터 에어로졸이 통과하는 통로의 부피가 작아지면서도 에어로졸과의 접촉 면적이 증가함을 확인할 수 있다.
실험예 2. 성능 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 에어로졸 생성 물품의 여과 및 냉각 성능을 평가하기 위해 하기와 같은 실험을 수행하였다.
흡연과 동일한 조건에서 8번의 퍼프를 수행하였다. 이때, 각각의 퍼프의 부피가 55 ㎖, 퍼프 지속시간이 2 초, 퍼프 간격은 30 초였다. 이로부터 얻어진 연기성분과 온도를 측정하였다. 이때 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
연기성분(mg/cig.) TPM(total particulate matter) 45.62 45.55 45.17 45.83 43.34
타르 16.93 16.73 17.12 17.27 16.55
니코틴 0.82 0.81 0.81 0.86 0.81
프로필렌 글리콜 - 0.23 0.24 0.27 0.23
글리세린 3.13 3.60 3.46 3.97 3.36
수분 27.87 28.02 27.25 27.69 25.98
온도(℃) 주류연 50.0 46.9 44.8 47.9 47.8
마우스피스 필터 전단 65.4 49.1 54.3 54.3 56.4
표면 68.0 57.0 49.6 56.9 53.2
상기 표 2를 통해, 실시예의 에어로졸 생성 물품의 경우 비교예에 비하여 발생하는 연기 내 수분 함량이 낮으며, 주류연 및 구부(口部)인 마우스피스 필터의 전단과 표면의 온도 또한 낮음을 확인할 수 있다.
또한, 연기성분의 분석 결과, 실시예 및 비교예의 TPM 및 티코틴 성분의 이행량이 유사한 수준임을 확인할 수 있다.
이러한 결과로부터 본 발명에 따른 에어로졸 생성 물품의 여과 및 냉각 성능이 비교예에 비해 우수함을 확인할 수 있다.
실험예 3. 관능특성 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 에어로졸 생성 물품의 관능특성을 평가하기 위해 하기와 같은 실험을 수행하였다.
관능특성 평가는 고도로 훈련된 담배맛 관련 관능특성 전문가의 집단에 대하여 실시예 및 비교예의 에어로졸 생성 물품의 블라인드 테스트를 진행하였다. 구체적으로 무화량(연기의 양), 빨림성, 구부 열감, 주류연 열감, 끽미(喫味) 강도, 자극성, 전체 담배 맛의 7가지 항목에 대한 평가를 수행하였고, 5점 만점을 기준으로 평가하였다. 이때 얻어진 결과를 하기 표 3 에 나타내었다.
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 4
무화량 3.9 4.6 4.4 4.1
빨림성 3.9 4.1 4.0 3.8
구부 열감 4.2 3.8 3.7 3.9
주류연 열감 4.2 3.8 3.7 3.8
끽미 감도 4.0 4.3 4.2 4.1
자극성 3.8 4.1 3.9 3.7
전체 담배맛 3.9 4.3 4.1 4.0
상기 표 3을 참조하면, 관능특성 평가 결과 전반적인 속성에서 종래 제품인 비교예 1과 동등 이상을 나타냄을 알 수 있다. 특히 부정적 속성인 흡연자가 느끼는 담배 맛(니코틴 성분) 강도의 관련한 끽미 강도와 흡연 후 느껴지는 쓴맛과 관련한 자극성의 경우 실시예가 비교예에 비해 높은 만족도를 가짐을 확인할 수 있었다.
[부호의 설명]
3: 에어로졸 발생 물품 310: 매질부
320: 필터부 321: 튜브 필터
322: 냉각 필터 323: 마우스피스 필터
324: 캡슐 325: 입자형 냉각재
1: 에어로졸 발생 장치 110: 배터리
120: 제어부 130: 히터
131: 히터의 말단 140: 케이스
141: 케이스의 말단

Claims (10)

  1. 매질부 및 필터부를 포함하는 에어로졸 생성 물품에 있어서,
    상기 필터부는 입자형 냉각재가 충진된 냉각 필터를 포함하며,
    상기 입자형 냉각재는 장방향 길이 평균이 1.0 내지 6.0 ㎜인 에어로졸 생성 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 필터는 충진율이 냉각 필터의 전체 100 부피%에 대하여 50 내지 90 부피%인, 에어로졸 생성 물품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입자형 냉각재는 구형, 타원형, 원통형, 방추형, 인편형, 판상형, 섬유형, 막대형, 코어-쉘형 또는 비정형 중 어느 하나의 형태인, 에어로졸 생성 물품.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입자형 냉각재는 폴리락트산, 폴리히드록시부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리카프로락톤, 폴리글리콜산, 폴리하이드록시알카노에이트, 전분계 물질, 당계 물질 및 셀룰로오스계 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는 냉각 필터의 앞쪽에, 상기 입자형 냉각재가 통과하지 못하는 크기의 중공을 포함하는 튜브 필터를 추가로 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 튜브 필터는 튜브 외부 및 중공 내부의 단면적비가 1:0.10 내지 1:0.24인, 에어로졸 생성 물품.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 튜브 필터는 튜브 외부 및 중공 내부의 둘레비가 1:0.60 내지 1:0.90인, 에어로졸 생성 물품.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 중공은 튜브 필터의 중심축으로부터 튜브 필터의 외주면을 향하여 연장된 3 내지 8개의 직선형 채널을 형성한 형태인, 에어로졸 생성 물품.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는 냉각 필터의 뒤쪽에, 마우스피스 필터를 추가로 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 생성 물품을 포함하는 에어로졸 생성 장치.
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