WO2020105944A1 - 궐련 및 궐련용 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

궐련 및 궐련용 에어로졸 생성 장치

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WO2020105944A1
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cigarette
wrapper
aerosol
rod
perforation
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PCT/KR2019/015426
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황중섭
고동균
노재성
정봉수
최상원
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주식회사 케이티앤지
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    • A24F40/30—Devices using two or more structurally separated inhalable precursors, e.g. using two liquid precursors in two cartridges

Definitions

  • One or more embodiments relate to a cigarette and aerosol generating device for cigarettes, and more particularly, to a cigarette and aerosol generating device for cigarettes including a perforation so that air can be introduced therein.
  • a cigarette and an aerosol generating device for a cigarette including perforations formed in a plug and a wrapper positioned at the front end thereof may be provided.
  • the cigarette surrounds the tobacco rod, the shear plug adjacent to the front end of the cigarette rod, the filter rod and the cigarette rod adjacent to the rear end of the cigarette rod, the shear plug and the filter rod, and air may be introduced into the cigarette rod. It may include a wrapper including at least one perforation formed in one region.
  • At least one perforation can reduce the increased suction resistance by the shear plug.
  • the wrapper includes an inner wrapper and an outer wrapper surrounding the inner wrapper, at least one perforation is formed in the outer wrapper, and the inner wrapper may be made of a porous material.
  • At least one perforation may be arranged along the circumferential direction of the wrapper.
  • At least one perforation may be formed in one region surrounding the cigarette rod of the wrapper.
  • At least one perforation may be formed in one region surrounding the filter rod of the wrapper.
  • the filter rod includes a hollow through which air can flow, and the inner diameter of the filter rod may be 2.0 mm to 4.5 mm.
  • the filter rod may be made of a PLA (polylactide) material.
  • the at least one perforation may be formed at a position spaced 15 mm to 22 mm forward from the rear end of the filter rod in the wrapper.
  • At least one perforation may be located in the other portion.
  • the filter rod may include a first segment for cooling the aerosol and a second segment for filtering a predetermined component in the aerosol adjacent to the first segment.
  • the filter rod may include a flavoring agent therein.
  • the aerosol-generating device is a heater for heating a cigarette including a cigarette rod, a filter rod, a shear plug adjacent to the front end of the cigarette rod, and a wrapper having a perforation through which air can be introduced, a liquid composition It may include a vaporizer for generating an aerosol by vaporizing, and transmitting the aerosol into the cigarette through a shear plug, and a control unit for controlling the operation of the heater and vaporizer.
  • the cigarette may provide adequate suction resistance when smoking by including perforations formed in the plug and wrapper at its front end.
  • the cigarette may cool the mainstream smoke to a safe temperature by including a cooling element and perforations formed in a wrapper surrounding the cooling element.
  • 1 to 3 are diagrams showing examples in which a cigarette is inserted into the aerosol-generating device.
  • FIG. 4 is a view showing a cigarette according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a view showing that a perforation is formed in a cigarette according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of a cigarette showing the flow of air through the cigarette according to one embodiment.
  • FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view of a cigarette showing the flow of air through the cigarette according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a view showing a point where the temperature of the mainstream smoke and the surface temperature of the cigarette are measured in a cigarette according to an embodiment.
  • the cigarette surrounds the tobacco rod, the shear plug adjacent to the front end of the cigarette rod, the filter rod and the cigarette rod adjacent to the rear end of the cigarette rod, the shear plug and the filter rod, and air may be introduced into the cigarette rod. It may include a wrapper including at least one perforation formed in one region.
  • the aerosol-generating device is a heater for heating a cigarette including a cigarette rod, a filter rod, a shear plug adjacent to the front end of the cigarette rod, and a wrapper having a perforation through which air can be introduced, a liquid composition It may include a vaporizer for generating an aerosol by vaporizing, and transmitting the aerosol into the cigarette through a shear plug, and a control unit for controlling the operation of the heater and vaporizer.
  • ⁇ unit and “ ⁇ module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • aerosol-generating article may mean a substance capable of generating an aerosol, such as a cigarette (cigarette) or cigar.
  • the aerosol-generating article can include an aerosol-generating material or an aerosol-forming substrate.
  • the aerosol-generating article may include a solid material based on tobacco raw materials such as platy leaf tobacco, cut filler, and reconstituted tobacco. Aerosols can include volatile compounds.
  • upstream or “front” means the direction away from the user's bend smoking the aerosol-generating article
  • downstream or “rear” means the direction closer to the user's bend smoking the aerosol-generating article. it means.
  • 1 to 3 are diagrams showing examples in which a cigarette is inserted into the aerosol-generating device.
  • the aerosol-generating device 1 includes a battery 11, a control unit 12, and a heater 13. 2 and 3, the aerosol-generating device 1 further includes a vaporizer 14. In addition, the cigarette 3 may be inserted into the inner space of the aerosol-generating device 1.
  • the aerosol-generating device 1 shown in FIGS. 1 to 3 shows components related to the present embodiment. Accordingly, those of ordinary skill in the art related to this embodiment may understand that other general-purpose components in addition to those shown in FIGS. 1 to 3 may be further included in the aerosol-generating device 1. .
  • FIG. 2 and FIG. 3 are shown as including the heater 13 in the aerosol-generating device 1, the heater 13 may be omitted if necessary.
  • the battery 11, the control unit 12 and the heater 13 are shown as being arranged in a line.
  • the battery 11, the control unit 12, the vaporizer 14 and the heater 13 are shown arranged in a line.
  • FIG. 3 shows that the vaporizer 14 and the heater 13 are arranged in parallel.
  • the internal structure of the aerosol-generating device 1 is not limited to that shown in FIGS. 1 to 3. In other words, according to the design of the aerosol-generating device 1, the arrangement of the battery 11, the control unit 12, the heater 13 and the vaporizer 14 may be changed.
  • the aerosol-generating device 1 can operate the heater 13 and / or the vaporizer 14 to generate an aerosol.
  • the aerosol generated by the heater 13 and / or the vaporizer 14 passes through the cigarette 3 and is delivered to the user.
  • the aerosol-generating device 1 can heat the heater 13 even when the cigarette 3 is not inserted into the aerosol-generating device 1.
  • the battery 11 supplies power used to operate the aerosol-generating device 1.
  • the battery 11 may supply power so that the heater 13 or the vaporizer 14 may be heated, and may supply power necessary for the control unit 12 to operate.
  • the battery 11 may supply power required for the display, sensor, motor, and the like installed in the aerosol generating device 1 to operate.
  • the control unit 12 overall controls the operation of the aerosol-generating device 1. Specifically, the control unit 12 controls the operation of the battery 11, the heater 13 and the vaporizer 14, as well as other components included in the aerosol-generating device 1. In addition, the control unit 12 may determine the state of each of the components of the aerosol-generating device 1 to determine whether the aerosol-generating device 1 is in an operable state.
  • the control unit 12 includes at least one processor.
  • the processor may be implemented as an array of multiple logic gates, or a combination of a general-purpose microprocessor and a memory in which programs executable on the microprocessor are stored.
  • programs executable on the microprocessor are stored.
  • those skilled in the art to which this embodiment belongs may understand that it may be implemented with other types of hardware.
  • the heater 13 may be heated by electric power supplied from the battery 11. For example, when the cigarette 3 is inserted into the aerosol-generating device 1, the heater 13 may be located outside the cigarette 3. Thus, the heated heater 13 can raise the temperature of the aerosol-generating material in the cigarette 3.
  • the heater 13 may be an electric resistive heater.
  • the heater 13 includes an electrically conductive track, and as the current flows through the electrically conductive track, the heater 13 may be heated.
  • the heater 13 is not limited to the above-described example, and may be applied without limitation as long as it can be heated to a desired temperature.
  • the desired temperature may be preset in the aerosol-generating device 1, or may be set to a desired temperature by the user.
  • the heater 13 may be an induction heater.
  • the heater 13 may include an electrically conductive coil for heating the cigarette 3 in an induction heating method, and the cigarette 3 may include a susceptor that can be heated by an induction heating heater. .
  • the heater 13 may include a tubular heating element, a plate-shaped heating element, a needle-shaped heating element or a rod-shaped heating element, and the inside or outside of the cigarette 3 may be formed depending on the shape of the heating element. It can be heated.
  • a plurality of heaters 13 may be arranged in the aerosol-generating device 1. At this time, the plurality of heaters 13 may be arranged to be inserted into the cigarette 3 or may be disposed outside the cigarette 3. In addition, some of the plurality of heaters 13 may be disposed to be inserted into the cigarette 3, and the rest may be disposed outside the cigarette 3. In addition, the shape of the heater 13 is not limited to the shape shown in FIGS. 1 to 3, and may be manufactured in various shapes.
  • the vaporizer 14 may generate an aerosol by heating the liquid composition, and the generated aerosol may be delivered to the user through the cigarette 3.
  • the aerosol generated by the vaporizer 14 can move along the airflow passage of the aerosol-generating device 1, and the aerosol generated by the vaporizer 14 passes through the cigarette 3 It can be configured to be delivered to the user.
  • the vaporizer 14 may heat the liquid composition to produce an aerosol and release the aerosol toward the cigarette such that the aerosol passes through the cigarette inserted into the cigarette insert.
  • vaporizer 14 may include, but is not limited to, a liquid reservoir, a liquid delivery means, and a heating element.
  • the liquid reservoir, liquid delivery means and heating elements may be included in the aerosol-generating device 1 as independent modules.
  • the liquid storage unit may store a liquid composition.
  • the liquid composition may be a liquid containing a tobacco-containing substance containing a volatile tobacco flavor component, or may be a liquid containing a non-tobacco substance.
  • the liquid storage unit may be manufactured to be detachable from the vaporizer 14, or may be manufactured integrally with the vaporizer 14.
  • the liquid composition may include water, solvent, ethanol, plant extracts, flavoring agents, flavoring agents, or vitamin mixtures.
  • the fragrance may include menthol, peppermint, spearmint oil, various fruit flavor ingredients, and the like, but is not limited thereto.
  • Flavoring agents may include ingredients that can provide a variety of flavors or flavors to the user.
  • the vitamin mixture may be a mixture of at least one of vitamin A, vitamin B, vitamin C, and vitamin E, but is not limited thereto.
  • the liquid composition may include aerosol formers such as glycerin and propylene glycol.
  • the liquid delivery means can deliver the liquid composition of the liquid reservoir to the heating element.
  • the liquid delivery means may be a wick such as cotton fiber, ceramic fiber, glass fiber, or porous ceramic, but is not limited thereto.
  • the heating element is an element for heating the liquid composition delivered by the liquid delivery means.
  • the heating element may be a metal heating wire, a metal heating plate, or a ceramic heater, but is not limited thereto.
  • the heating element may be composed of a conductive filament such as a nichrome wire, and may be arranged in a structure wound around the liquid delivery means. The heating element can be heated by a current supply and can transfer heat to the liquid composition in contact with the heating element, thereby heating the liquid composition. As a result, aerosols can be produced.
  • the vaporizer 14 may be referred to as a cartomizer or atomizer, but is not limited thereto.
  • the aerosol-generating device 1 may further include general-purpose components in addition to the battery 11, the control unit 12, the heater 13, and the vaporizer 14.
  • the aerosol-generating device 1 may include a display capable of outputting visual information and / or a motor for outputting tactile information.
  • the aerosol-generating device 1 may include at least one sensor (puff detection sensor, temperature detection sensor, cigarette insertion detection sensor, etc.).
  • the aerosol-generating device 1 may be manufactured in a structure in which external air may be introduced or internal gas may be discharged even when the cigarette 3 is inserted.
  • the aerosol-generating device 1 can also be configured with a separate cradle.
  • the cradle can be used to charge the battery 11 of the aerosol-generating device 1.
  • the heater 13 may be heated in a state where the cradle and the aerosol-generating device 1 are combined.
  • the cigarette 3 may be similar to a general combustion type cigarette.
  • the cigarette 3 may be divided into a tobacco rod 31 including a tobacco material and an aerosol-generating material, and a filter rod 32 including a filter.
  • the filter rod 32 of the cigarette 3 may also contain an aerosol-generating material.
  • an aerosol-generating material made in the form of granules or capsules may be inserted in the second part.
  • the entire tobacco rod 31 is inserted into the aerosol-generating device 1, and the filter rod 32 may be exposed to the outside. Alternatively, only a part of the tobacco rod 31 may be inserted into the aerosol-generating device 1, or the entirety of the tobacco rod 31 and a part of the filter rod 32 may be inserted.
  • the user can inhale the aerosol while the filter rod 32 is in the mouth. At this time, the aerosol is generated by the external air passing through the tobacco rod 31, and the generated aerosol passes through the filter rod 32 and is delivered to the user's mouth.
  • external air may be introduced through at least one air passage formed in the aerosol-generating device 1.
  • the opening and closing of the air passage and / or the size of the air passage formed in the aerosol-generating device 1 may be adjusted by the user. Accordingly, the amount of atomization, smoking sensation, and the like can be adjusted by the user.
  • the outside air may be introduced into the cigarette 3 through at least one hole formed on the surface of the cigarette 3.
  • the cigarette 3 includes a tobacco rod 31, a filter rod 32 and a front end plug 33.
  • the tobacco rod 31 includes tobacco material and aerosol-generating material.
  • the tobacco material may be tobacco.
  • the filter rod 32 may be adjacent to the rear end of the cigarette rod 31.
  • the filter rod 32 may be composed of a single segment or a plurality of segments.
  • the filter rod 32 may include a first segment 321 that cools the aerosol and a second segment 322 that filters certain components contained in the aerosol.
  • the front end plug 33 may be located on one side of the tobacco rod 31 opposite the filter rod 32.
  • the front end plug 33 may be adjacent to the front end of the tobacco rod 31.
  • the front end plug 33 can prevent the cigarette rod 31 from escaping to the outside, and the aerosol liquefied from the cigarette rod 31 flows into the aerosol-generating device (1 in FIGS. 1 to 3) during smoking. Can be prevented.
  • the cigarette 3 can be packaged by at least one wrapper 35.
  • the wrapper 35 may surround the cigarette 3.
  • the front end plug 33 is packaged by the first wrapper 351, the cigarette rod 31 is packaged by the second wrapper 352, and the first segment (by the third wrapper 353) 321) is packaged, and the second segment 322 may be packaged by the fourth wrapper 354.
  • the entire cigarette 3 may be repackaged by the fifth wrapper 355.
  • the fifth wrapper 355 may be an outer wrapper, and the first wrapper 351, the second wrapper 352, the third wrapper 353, and the fourth wrapper 354 surrounded by the fifth wrapper 355 may be used.
  • the diameter of the cigarette 3 is within the range of 5 mm to 9 mm, and the length may be about 48 mm, but is not limited thereto.
  • the length of the front end plug 33 is about 7 mm
  • the length of the cigarette rod 31 is about 15 mm
  • the length of the first segment 321 is about 12 mm
  • the length of the second segment 322 is about 14 mm.
  • the tobacco rod 31 may include, for example, at least one of aerosol-generating substances such as glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol, It is not limited to this.
  • the tobacco rod 31 may contain other additives, such as flavoring agents, wetting agents and / or organic acids.
  • a flavoring solution such as menthol or moisturizer may be added to the tobacco rod 31 by spraying it onto the tobacco rod 31.
  • the cigarette rod 31 may be manufactured in various ways.
  • the tobacco rod 31 may be made of a sheet or may be made of strands.
  • the tobacco rod 31 may be made of cut tobacco cut into cut grass.
  • the tobacco rod 31 may be surrounded by a heat-conducting material.
  • the heat conducting material can be a cellulose acetate filter.
  • the shape of the filter rod 32 is not limited.
  • the filter rod 32 may be a cylindrical type rod or a tube type rod including a hollow inside.
  • the filter rod 32 may be a recessed type rod. If the filter rod 32 is composed of a plurality of segments, at least one of the segments may be manufactured in a different shape.
  • the first segment 321 of the filter rod 32 may cool the aerosol generated by the heater 13 heating the cigarette rod 31. Therefore, the user can inhale the aerosol cooled to a suitable temperature.
  • the length or diameter of the first segment 321 may be variously determined according to the shape of the cigarette 3.
  • the length of the first segment 321 may be suitably employed within a range of 7 mm to 20 mm.
  • the length of the first segment 321 may be about 14 mm, but is not limited thereto.
  • the first segment 321 of the filter rod 32 may be a cellulose acetate filter.
  • the first segment 321 may be a tube-shaped structure including a hollow inside.
  • the diameter of the hollow included in the first segment 321 may be an appropriate diameter within the range of 2mm to 4.5mm, but is not limited thereto.
  • the first segment 321 may be manufactured by weaving a polymer fiber.
  • a flavoring liquid may be applied to fibers made of a polymer.
  • the first segment 321 may be manufactured by weaving together fibers made of a polymer and separate fibers coated with a flavoring solution.
  • the first segment 321 may be formed by a crimped polymer sheet. Thereby, the surface area in contact with the aerosol can be increased. Therefore, the aerosol cooling effect of the cooling structure 830 can be further improved.
  • the polymer is a group consisting of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polylactic acid (PLA), cellulose acetate (CA) and aluminum foil. It can be made of a material selected from.
  • the first segment 321 may include singular or plural channels extending in the longitudinal direction.
  • a channel means a passage through which a gas (eg, air or aerosol) passes.
  • a thread containing a volatile flavor component may be included in the first segment 321.
  • the volatile flavor component may be menthol, but is not limited thereto.
  • the second segment 322 of the filter rod 32 may be a cellulose acetate filter.
  • the length of the second segment 322 can be suitably employed within a range of 4 mm to 20 mm.
  • the length of the second segment 322 may be about 14 mm or about 12 mm, but is not limited thereto.
  • the second segment 322 may be made of cellulose acetate.
  • the flavor may be produced by spraying a fragrance liquid to the second segment 322.
  • a separate fiber coated with a fragrance liquid may be inserted into the second segment 322.
  • the aerosol generated in the tobacco rod 31 is cooled as it passes through the first segment 321, and the cooled aerosol is delivered to the user through the second segment 322. Accordingly, when a flavoring element is added to the second segment 322, an effect of enhancing the persistence of flavor delivered to the user may be generated.
  • the shear plug 33 can be made of cellulose acetate.
  • the front end plug 33 may include at least one channel, and the cross-sectional shape of the channel may be manufactured in various ways.
  • the first wrapper 351 may be a metal foil such as aluminum foil combined with a general filter wrapper.
  • the second wrapper 352 and the third wrapper 353 may be made of a general filter wrapper.
  • the second wrapper 352 and the third wrapper 353 may be porous wrapper or non-porous wrapper.
  • FIG. 5 is a view showing that a perforation is formed in a cigarette according to an embodiment.
  • At least one perforation 36 may be formed in the wrapper 35. Air outside the cigarette 3 may be introduced into the cigarette 3 through the perforations 36 formed in the wrapper 35.
  • the location where the perforation 36 is formed can vary.
  • the perforations 36 may be formed in the fifth wrapper 355.
  • the air introduced through the fifth wrapper 355 may pass through the inner wrapper wrapped by the fifth wrapper 355 and flow into the cigarette 3.
  • the perforation 36 may be formed in the area surrounding the cigarette rod 31.
  • the perforation 36 may be formed in an area surrounding the filter rod 32.
  • the perforation 36 may be formed in an area surrounding the first segment 321.
  • the air introduced through the perforation 36 serves to cool the heated air and cool the surface of the filter rod 32 before the heated air passing through the cigarette rod 31 reaches the user's bend. You can do
  • the perforations 36 may be formed at a position spaced 12 mm to 24 mm away from the rear end of the filter rod 32, preferably 15 mm to 22 mm.
  • the at least one perforation 36 may be formed at least one of a position spaced about 15 mm apart from the rear end of the filter rod 32, a position spaced 20 mm apart, and a position spaced 22 mm apart.
  • the perforations 36 may be formed along the outer circumferential surface of the wrapper 35, and the perforations 36 may be formed spaced apart at regular intervals along the outer circumferential surface for each.
  • the diameter of the perforation 36 may be 0.02 mm to 0.08 mm, for example, 0.05 mm.
  • the perforations 36 are formed along the outer circumferential surface of the wrapper 35, channels through which air can be introduced may increase.
  • the air flow between one perforation 36 and the other perforation 36 through the inside of the cigarette 3 may be facilitated by forming the other perforation 36 in the opposite direction of one perforation 36. . Thereby, the suction resistance can be reduced.
  • the flow of air can be balanced in multiple directions.
  • the number of perforations 36 may vary. For example, three perforations 36 may be formed, or nine perforations 36 may be formed. At this time, the separation distance between each of the perforations 36 may be constant, or may be formed according to different separation distances having a constant pattern.
  • FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of a cigarette showing the flow of air through the cigarette according to one embodiment.
  • a perforation may be formed in the wrapper.
  • the perforation is illustrated as being formed in one region of the wrapper opposite the first wrapper surrounding the cigarette rod 31, but the details described below can be applied even when the perforation is formed in another region.
  • the air flows into the cigarette 3 through the shear plug 33, and then carries the aerosol generated while passing through the cigarette rod 31 to filter rod 32 ) May pass through the first segment 321 and the second segment 322 to reach the user bend.
  • the suction resistance is an important matter to be considered when designing the cigarette 3.
  • the shear plug and the perforation are complementary.
  • a perforation may be formed and the suction resistance may be reduced.
  • the shear plug may be combined to increase the suction resistance.
  • the shear plug 33 disposed at the front end of the cigarette 3 can reduce the inflow air and increase the suction resistance when smoking, by reducing the cross-sectional area through which air can flow into the cigarette 3 have.
  • the suction resistance reduced by the shear plug 33 may be different depending on the shape of the shear plug 33. For example, when the shear plug 33 is a hollow tube, the smaller the inner diameter, the more the suction resistance can be increased. Or, the longer the length of the shear plug 33, the more the suction resistance can be increased.
  • the air introduced into the cigarette 3 through the wrapper 35 through the perforation 36 during the puff of the user, the air introduced through the shear plug 33 and the inside of the cigarette 3 may join. .
  • the perforation 36 is formed in the wrapper 35, since the air can flow through the side of the cigarette 3, the inflow air increases, and the suction resistance can decrease.
  • the effect of reducing the suction resistance by the perforations 36 may be different.
  • the greater the number of perforations 36 the more the suction resistance can be reduced.
  • the larger the size of the perforations 36 the more the suction resistance can be reduced.
  • the degree to which the shear plug 33 determined according to the designed value affects the increase in suction resistance may be relatively larger than the degree to which the perforation 36 affects the decrease in suction resistance.
  • FIG. 7 is a view showing the flow of air through a cigarette according to an embodiment.
  • a shear plug 33 is provided at the front end of the cigarette 3, and the perforation 36 may be formed in one region of the wrapper 35 surrounding the first segment 321.
  • the perforations 36 may be formed in the fifth wrapper 355.
  • air may pass through the fifth wrapper 355 and the first wrapper 351 through the perforation 36 and into the first segment 321.
  • the air introduced through the perforation 36 may enter the main segment and the first segment 321 flowing through the tobacco rod 31 and flowing downstream through the shear plug 33.
  • the air introduced through the perforation 36 is external air, since the mainstream smoke is heated, the air introduced through the perforation 36 may have a lower temperature than the mainstream smoke. This can cool the mainstream smoke. Thereby, the temperature of the mainstream smoke reaching the user's bend and the surface temperature of the filter rod 32 in contact with the user's hand can be cooled to a safe temperature.
  • the perforation 36 may be formed in a position exposed to the outside of the aerosol-generating device 1 when a portion of the cigarette 3 including the cigarette rod 31 is inserted into the aerosol-generating device 1.
  • a portion of the shear plug, tobacco rod and filter rod may be located inside the device, and the other portion of the filter rod may be exposed outside the device.
  • the perforation can be exposed to the outside by being located at the rear end of the extension line (A-A ') of the exterior of the device.
  • external air that is not heated by the heater may be introduced through the perforation 36, and the cooling effect on the mainstream smoke may be improved.
  • the first segment 321 is a configuration capable of cooling the mainstream smoke, and is made of a hollow tube shape or PLA material, as described above.
  • mainstream smoke may diffuse from the first segment 321 past the shear plug 33.
  • the contact area and contact time between the external air introduced through the perforation 36 and the diffused mainstream smoke may increase. Accordingly, the cooling effect of the mainstream smoke can be improved.
  • the suction resistance is adjusted by the front end plug 33 and the perforation 36, where the perforation 36 is formed in one region of the wrapper surrounding the first segment 321 in FIG. 7.
  • the perforation 36 is formed in one region of the wrapper surrounding the first segment 321 in FIG. 7.
  • Fig. 8 is a view showing a point where the temperature of the mainstream smoke and the surface temperature of the cigarette are measured in a cigarette according to an embodiment.
  • Fig. 8 (a) is a longitudinal sectional view of the cigarette
  • Fig. 8 (b) is a perspective view of the cigarette.
  • the perforations 36 may be located in one region of the wrapper surrounding the first segment 321.
  • Table 1 is data for measuring the surface temperature of the mainstream smoke and the cigarette 3 in order to measure the cooling effect by the perforations 36.
  • the temperature of the mainstream smoke was measured in the region A1 where the first segment 321 and the second segment 322 are adjacent and the mainstream smoke passes.
  • the surface temperature was measured in a region A2 in the center of the surface of the second segment 322.
  • the first segment 321 is made of a hollow tubular shape
  • the first segment 321 is made of PLA material
  • the first segment 321 is made of PLA material, perforated in the wrapper 35 ( Data was measured for the case where 36) was formed.
  • Tubular filter PLA material filter Perforated PLA material filter Mainstream smoke temperature (°C) 55 52 50 Cigarette surface temperature (°C) 61 56 52
  • the mainstream smoke is cooler, and if it is a PLA material filter formed with a perforation 36, the mainstream smoke cooling effect is the best. Even if the surface temperature of the cigarette 3 is compared, the cooling effect is sequentially improved when the first segment 321 is a tubular filter, a PLA material filter, or a PLA material with a perforation 36 formed thereon. As a result, it can be seen that the perforation 36 is formed in the wrapper 35 surrounding the first segment 321, thereby improving the mainstream smoke and the surface cooling effect of the cigarette 3.

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Abstract

일 실시예에 따른 궐련은, 담배 로드, 담배 로드의 전단에 인접하는 전단 플러그, 담배 로드의 후단에 인접하는 필터 로드 및 담배 로드, 전단 플러그 및 필터 로드를 둘러싸며, 내부로 공기가 유입될 수 있도록 일 영역에 형성된 적어도 하나의 천공을 포함하는 래퍼를 포함할 수 있다.

Description

궐련 및 궐련용 에어로졸 생성 장치
하나 이상의 실시예들은 궐련 및 궐련용 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부로 공기가 유입될 수 있도록 천공을 포함하는 궐련 및 궐련용 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
일 실시예에 따르면, 그 전단에 위치하는 플러그 및 래퍼에 형성된 천공을 포함하는 궐련 및 궐련용 에어로졸 생성 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 궐련은 담배 로드, 담배 로드의 전단에 인접하는 전단 플러그, 담배 로드의 후단에 인접하는 필터 로드 및 담배 로드, 전단 플러그 및 필터 로드를 둘러싸며, 내부로 공기가 유입될 수 있도록 일 영역에 형성된 적어도 하나의 천공을 포함하는 래퍼를 포함할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 천공은 전단 플러그에 의해 증가된 흡인 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 래퍼는 내부 래퍼 및 내부 래퍼를 둘러싸는 외부 래퍼를 포함하고, 적어도 하나의 천공은 외부 래퍼에 형성되고, 내부 래퍼는 다공성 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 적어도 하나의 천공은 래퍼의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 천공은 래퍼의 담배 로드를 둘러싸는 일 영역에 형성될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 천공은 래퍼의 필터 로드를 둘러싸는 일 영역에 형성될 수 있다.
또한, 필터 로드는 공기가 유동할 수 있는 중공을 포함하며, 필터 로드의 내경은 2.0mm 내지 4.5mm일 수 있다.
또한, 필터 로드는 PLA(polylactide) 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 적어도 하나의 천공은 래퍼에서 필터 로드의 후단으로부터 전방으로 15mm 내지 22mm 이격된 위치에 형성될 수 있다.
또한, 궐련의 일 부분이 담배 로드를 가열하는 히터를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 내부에 삽입될 때, 적어도 하나의 천공은 다른 일 부분에 위치할 수 있다.
또한, 필터 로드는 에어로졸의 냉각을 위한 제1 세그먼트 및 제1 세그먼트 후단에 인접하고, 에어로졸 내 소정의 성분을 필터링을 위한 제2 세그먼트를 포함할 수 있다.
또한, 필터 로드는 그 내부에 향미제를 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치는 담배 로드, 필터 로드, 담배 로드의 전단에 인접하는 전단 플러그 및 내부로 공기가 유입될 수 있는 천공이 형성된 래퍼를 포함하는 궐련을 가열하는 히터, 액상 조성물을 기화시켜 에어로졸을 생성하고, 에어로졸을 전단 플러그를 통해 궐련 내부로 전달하는 증기화기 및 히터 및 증기화기의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 궐련은 그 전단에 플러그 및 래퍼에 형성된 천공을 포함함으로써 흡연 시 적절한 흡인 저항을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 궐련은 냉각 요소 및 냉각 요소를 감싸는 래퍼에 형성된 천공을 포함함으로써 주류연을 안전한 온도로 냉각시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 4는 일 실시예에 따른 궐련을 도시한 도면들이다.
도 5는 일 실시예에 따른 궐련에 천공이 형성된 것을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 궐련을 통과하는 공기의 흐름을 도시한 궐련의 길이방향 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 궐련을 통과하는 공기의 흐름을 도시한 궐련의 길이방향 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 궐련에서 주류연의 온도 및 궐련 표면 온도가 측정된 지점을 표시하는 도면이다.
일 실시예에 따르면, 궐련은 담배 로드, 담배 로드의 전단에 인접하는 전단 플러그, 담배 로드의 후단에 인접하는 필터 로드 및 담배 로드, 전단 플러그 및 필터 로드를 둘러싸며, 내부로 공기가 유입될 수 있도록 일 영역에 형성된 적어도 하나의 천공을 포함하는 래퍼를 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치는 담배 로드, 필터 로드, 담배 로드의 전단에 인접하는 전단 플러그 및 내부로 공기가 유입될 수 있는 천공이 형성된 래퍼를 포함하는 궐련을 가열하는 히터, 액상 조성물을 기화시켜 에어로졸을 생성하고, 에어로졸을 전단 플러그를 통해 궐련 내부로 전달하는 증기화기 및 히터 및 증기화기의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
실시예들에서 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 "쪋부", "쪋모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서 "에어로졸 발생 물품"은 담배(궐련), 시가 등과 같이, 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 물질 또는 에어로졸 형성 기질을 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 물품은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 명세서 전체에서 "상류" 또는 "전방"은 에어로졸 발생 물품을 흡연하는 사용자의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고 "하류" 또는 "후방"은 에어로졸 발생 물품을 흡연하는 사용자의 구부에게 가까워지는 방향을 의미한다.
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 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 증기화기(14)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 궐련(3)이 삽입될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는 에어로졸 생성 장치(1)에 히터(13)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(11), 제어부(12), 증기화기(14) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(14) 및 히터(13)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(3)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13) 및/또는 증기화기(14)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(3)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(3)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13)를 가열할 수 있다.
배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11)는 히터(13) 또는 증기화기(14)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12)는 배터리(11), 히터(13) 및 증기화기(14)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12)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.
히터(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련(3)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 히터(13)는 궐련(3)의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13)는 궐련(3) 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13)에는 궐련(3)을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련(3)은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(13)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(3)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에는 히터(13)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13)들은 궐련(3)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(3)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13)들 중 일부는 궐련(3)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(3)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(3)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(1)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련(3)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다. 증기화기(14)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하고, 에어로졸이 궐련 삽입부에 삽입된 궐련을 통과하도록, 에어로졸을 궐련을 향해 방출할 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(1)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(14)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 궐련(3)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리(11)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태에서 히터(13)가 가열될 수도 있다.
궐련(3)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(3)은 담배 물질 및 에어로졸 생성 물질을 포함하는 담배 로드(31)와 필터 등을 포함하는 필터 로드(32)으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(3)의 필터 로드(32)에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 내부에는 담배 로드(31)의 전체가 삽입되고, 필터 로드(32)는 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 담배 로드(31)의 일부만 삽입될 수도 있고, 담배 로드(31)의 전체 및 필터 로드(32)의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 필터 로드(32)를 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 담배 로드(31)를 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 필터 로드(32)를 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(3)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(3)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 궐련의 예들을 설명한다.
도 4를 참조하면, 궐련(3)은 담배 로드(31), 필터 로드(32) 및 전단 플러그(33)를 포함한다. 담배 로드(31)는 담배 물질 및 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 담배 물질은 토바코(tobacco)일 수 있다.
필터 로드(32)는 담배 로드(31) 후단에 인접할 수 있다. 필터 로드(32)는 단일 세그먼트 또는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(32)는 에어로졸을 냉각하는 제1 세그먼트(321) 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다.
전단 플러그(33)는 담배 로드(31)에 있어서, 필터 로드(32)에 대향하는 일 측에 위치할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)의 전단에 인접할 수 있다. 전단 플러그(33)는 담배 로드(31)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(31)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 내지 도 3의 1)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
궐련(3)은 적어도 하나의 래퍼(35)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(35)는 궐련(3)을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(33)가 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(31)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)가 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 궐련(3) 전체가 재포장될 수 있다. 제5 래퍼(355)는 외부 래퍼일 수 있고, 제5 래퍼(355)에 의해 둘러싸이는 제1 래퍼(351), 제2 래퍼(352), 제3 래퍼(353) 및 제4 래퍼(354)는 내부 래퍼일 수 있다.
궐련(3)의 직경은 5mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 약 48mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전단 플러그(33)의 길이는 약 7mm, 담배 로드(31)의 길이는 약 15mm, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 12mm, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
담배 로드(31)는 예를 들어, 에어로졸 생성 물질인 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(31)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(31)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(31)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(31)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(31)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(31)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(31)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(32)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(32)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(32)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(32)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
이하에서는 필터 로드(32)의 각 세그먼트를 자세히 설명한다.
필터 로드(32)의 제1 세그먼트(321)는 히터(13)가 담배 로드(31)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제1 세그먼트(321)의 길이 또는 직경은 궐련(3)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(321)의 길이는 7mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제1 세그먼트(321)의 길이는 약 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 필터 로드(32)의 제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(321)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트(321)에 의하여 히터(13)가 삽입되는 경우에 담배 로드(210)의 내부 물질이 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수도 있고, 에어로졸의 냉각 효과도 발생될 수 있다. 제1 세그먼트(321)에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다른 일 실시예에 따르면, 제1 세그먼트(321)는 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 제1 세그먼트(321)를 제작할 수도 있다. 또는, 제1 세그먼트(321)는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성될 수 있다. 이로써, 에어로졸과 접촉하는 표면적이 증대될 수 있다. 따라서, 냉각 구조물(830)의 에어로졸 냉각 효과는 더욱 향상될 수 있다.
예를 들어, 폴리머는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리젖산(PLA, polylactide), 셀룰로오스 아세테이트(CA) 및 알루미늄 호일으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 제작될 수 있다.
제1 세그먼트(321)가 직조된 폴리머 섬유 또는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성됨에 따라, 제1 세그먼트(321)는 종 방향으로 연장되는 단수 또는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 여기에서, 채널은 기체(예를 들어, 공기 또는 에어로졸)가 통과하는 통로를 의미한다.
한편, 제1 세그먼트(321)에는 휘발성 향미 성분을 함유하는 스레드(thread)가 포함될 수 있다. 여기에서, 휘발성 향미 성분은 멘톨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 필터 로드(32)의 제2 세그먼트(322)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제2 세그먼트(322)의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트(322)의 길이는 약 14mm 또는 약 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 세그먼트(322)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 제2 세그먼트(322)를 제작하는 과정에서, 제2 세그먼트(322)에 가향액을 분사함으로써 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유를 제2 세그먼트(322)의 내부에 삽입할 수도 있다. 담배 로드(31)에서 생성된 에어로졸은 제1 세그먼트(321)를 통과함에 따라 냉각되고, 냉각된 에어로졸이 제2 세그먼트(322)를 통하여 사용자에게 전달된다. 따라서, 제2 세그먼트(322)에 가향 요소가 첨가되는 경우, 사용자에게 전달되는 향미의 지속성이 증진되는 효과가 발생될 수 있다.
전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 전단 플러그(33)는 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있고, 채널의 단면 형상은 다양하게 제작될 수 있다.
이하에서는 래퍼(35)에 대해서 자세히 설명한다.
제1 래퍼(351)는 일반적인 필터 권지에 알루미늄 호일과 같은 금속 호일이 결합된 것일 수 있다. 제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2 래퍼(352) 및 제3 래퍼(353)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 궐련에 천공이 형성된 것을 도시한 도면이다.
래퍼(35)에는 적어도 하나의 천공(36)이 형성될 수 있다. 래퍼(35)에 형성된 천공(36)을 통해 궐련(3) 외부의 공기가 궐련(3) 내부로 유입될 수 있다.
천공(36)이 형성되는 위치는 다양할 수 있다. 예를 들면, 천공(36)은 제5 래퍼(355)에 형성될 수 있다. 제5 래퍼(355)를 통해 유입된 공기는 제5 래퍼(355)가 감싸고 있는 내부의 래퍼를 통과하여 궐련(3) 내부로 유입될 수 있다.
도 5(a)를 참조하면, 예를 들어, 천공(36)은 담배 로드(31)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있다. 도 5(b)를 참조하면, 다른 일 예를 들어, 천공(36)은 필터 로드(32)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있다. 구체적으로, 천공(36)은 제1 세그먼트(321)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있다. 이 때 천공(36)을 통해 유입된 공기는, 담배 로드(31)를 통과하는 가열된 공기가 사용자 구부에 도달하기 이전에, 가열된 공기를 냉각시키고, 필터 로드(32) 표면을 냉각시키는 역할을 수행할 수 있다.
천공(36)은 필터 로드(32)의 후단으로부터 전방으로 12mm 내지 24mm, 바람직하게는 15mm 내지 22mm 이격된 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어 적어도 하나의 천공(36)은 필터 로드(32)의 후단으로부터 전방으로 약 15mm 이격된 위치, 20mm 이격된 위치 및 22mm 이격된 위치 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
천공(36)들은 래퍼(35)의 외주면을 따라 형성될 수 있으며, 천공(36)들은 각각에 대하여 외주면을 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 천공(36)의 직경은 0.02mm 내지 0.08mm일 수 있으며, 예를 들어 0.05mm일 수 있다.
천공(36)이 래퍼(35)의 외주면을 따라 형성됨으로 인해, 공기가 유입될 수 있는 채널이 증가할 수 있다. 또한, 어느 일 천공(36)의 반대 방향에 다른 일 천공(36)이 형성됨으로 인해 궐련(3) 내부를 통한 일 천공(36)과 다른 일 천공(36) 간 공기 흐름이 용이해 질 수 있다. 이로써, 흡인 저항이 감소될 수 있다.
또한, 래퍼(35) 외주면을 따라 형성된 천공(36)을 통해 공기가 다방면에서 유입됨에 따라, 공기의 유입이 다방향에서 균형있게 이루어질 수 있다.
이는 공기 유입으로 인한 궐련(3) 내부에서 공기 순환 효과가 래퍼(35)의 둘레 방향에서 고르게 이루어지도록 한다. 따라서, 주류연에 대한 냉각이 래퍼(35) 외주 상 각 지점마다 균일하게 수행될 수 있다.
천공(36)의 개수는 다양할 수 있다. 예를 들어, 3개의 천공(36)이 형성될 수 있고, 또는 9개의 천공(36)이 형성될 수 있다. 이 때 각 천공(36) 간 이격 거리는 일정할 수 있으며, 또는 일정한 패턴을 가지고 상이한 이격 거리에 따라 형성될 수도 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 궐련을 통과하는 공기의 흐름을 도시한 궐련의 길이 방향 단면도이다.
도 6을 참조하면, 궐련의 전단에는 전단 플러그가 구비되고, 천공이 래퍼에 형성될 수 있다. 편의상 천공이 담배 로드(31)를 감싸는 제1 래퍼에 대향하는 래퍼의 일 영역에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 후술하는 내용은 천공이 다른 영역에 형성된 경우에도 적용될 수 있다.
사용자가 궐련(3)을 이용하여 흡연 시, 공기는 전단 플러그(33)를 통하여 궐련(3) 내부로 유입되고, 이후 담배 로드(31)를 거치면서 생성된 에어로졸을 운반하여, 필터 로드(32)의 제1 세그먼트(321) 및 제2 세그먼트(322)를 지나 사용자 구부에 도달할 수 있다.
사용자의 퍼프 시 기류에 대한 흡인 저항의 정도에 따라 1회의 퍼프 시 흡입되는 공기량, 공기가 담배 로드(31)에 머무르는 시간, 공기가 제1 세그먼트(321)에 머무르는 시간, 공기에 함유되는 에어로졸의 량 등이 결정될 수 있다. 따라서 흡인 저항은 궐련(3)의 설계 시 고려되어야 하는 중요한 사항이다.
흡인 저항에 관하여 전단 플러그와 천공은 상호 보완 관계에 있다. 예를 들면, 전단 플러그에 의해 흡인 저항이 증가한 만큼, 천공이 형성되어 흡인 저항이 감소될 수 있다. 다른 예를 들면, 천공이 형성됨에 따라 흡인 저항이 감소된 만큼, 전단 플러그가 결합되어 흡인 저항이 증가할 수 있다.
구체적으로, 궐련(3)의 전단에 배치된 전단 플러그(33)는, 궐련(3) 내부로 공기가 유동할 수 있는 단면적을 감소시킴으로써, 유입 공기를 감소시키고, 흡연 시 흡인 저항을 증가시킬 수 있다. 전단 플러그(33)에 의해 감소하는 흡인 저항은 전단 플러그(33)의 형상에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 전단 플러그(33)가 중공형 튜브일 때 그 내경이 작을수록 흡인 저항이 더욱 증가할 수 있다. 또는 전단 플러그(33)의 길이가 길수록 흡인 저항이 더욱 증가할 수 있다.
한편, 사용자의 퍼프 시 천공(36)을 통해 래퍼(35)를 지나 궐련(3) 내부로 유입된 공기는, 전단 플러그(33)를 통해 유입된 공기와 궐련(3) 내부에서 합류할 수 있다.
천공(36)이 래퍼(35)에 형성됨으로써, 공기가 궐련(3) 측면을 통해 유입 가능하기 때문에, 유입 공기가 증가하고, 흡인 저항은 감소할 수 있다.
천공(36)의 개수, 형상 및 크기 등의 요인에 따라 천공(36)에 의한 흡인 저항 감소의 효과는 상이할 수 있다. 예를 들면, 천공(36)의 개수가 많을수록, 흡인 저항은 더욱 감소할 수 있다. 또한, 천공(36)의 크기가 클수록 흡인 저항은 더욱 감소할 수 있다.
한편, 설계된 수치에 따라 결정된 전단 플러그(33)가 흡인 저항의 증가에 미치는 정도는, 천공(36)이 흡인 저항의 감소에 미치는 정도보다 상대적으로 클 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 궐련을 통과하는 공기의 흐름을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 궐련(3)의 전단에는 전단 플러그(33)가 구비되고, 천공(36)은 제1 세그먼트(321)를 감싸는 래퍼(35)의 일 영역에 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(36)은 제5 래퍼(355)에 형성될 수 있다.
퍼프 시, 공기는 천공(36)을 통해 제5 래퍼(355) 및 제1 래퍼(351)를 지나 제1 세그먼트(321) 내부로 유입될 수 있다. 천공(36)을 통해 유입된 공기는, 전단 플러그(33)를 통해 유입되어 담배 로드(31)를 지나 하류로 유동하는 주류연과 제1 세그먼트(321)에서 합류할 수 있다.
천공(36)을 통해 유입된 공기는 외부 공기임에 반해, 주류연은 가열된 상태이기 때문에 천공(36)을 통해 유입된 공기는, 주류연 보다 온도가 낮을 수 있다. 이로 인해 주류연이 냉각될 수 있다. 이로써, 사용자 구부에 도달하는 주류연의 온도 및 사용자 손과 접촉하는 필터 로드(32)의 표면 온도는 안전한 온도로 냉각될 수 있다.
천공(36)은, 담배 로드(31)를 포함하는 궐련(3)의 일 부분이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입될 때, 에어로졸 생성 장치(1) 외부로 노출되는 위치에 형성될 수 있다. 궐련이 에어로졸 생성 장치에 삽입되면, 전단 플러그, 담배 로드 및 필터 로드의 일 부분은 장치의 내부에 위치할 수 있고, 필터 로드의 다른 일 부분은 장치 외부에 드러날 수 있다. 천공은 장치의 외관의 연장선(A-A')의 후단에 위치함으로써 외부에 드러날 수 있다. 이로써, 히터에 의해 가열되지 않은 외부 공기가 천공(36)을 통해 유입될 수 있고, 주류연에 대한 냉각 효과가 향상될 수 있다.
제1 세그먼트(321)는 주류연을 냉각시킬 수 있는 구성으로서, 중공형 튜브의 형상 또는 PLA 소재로 이루어져 있음은 앞서 언급한 바와 같다. 제1 세그먼트(321)가 전단 플러그(33)의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 튜브형인 경우, 주류연이 전단 플러그(33)를 지나 제1 세그먼트(321)에서 확산될 수 있다. 주류연이 확산되면서 하류 방향으로의 편향성이 감소됨에 따라 천공(36)을 통해 유입된 외부 공기와, 확산된 주류연 간에 접촉 면적 및 접촉 시간이 증가될 수 있다. 이에 따라 주류연의 냉각 효과가 향상될 수 있다.
이로써, 주류연은 제1 세그먼트(321)를 지나면서 제1 세그먼트(321)의 중공형 형상 또는 PLA 소재에 의해 냉각되는 것에 더하여, 천공(36)에서 유입되는 외부 공기에 의해 냉각되는 효과가 더욱 향상될 수 있다.
도 6을 통해 상술한 바 있듯이, 전단 플러그(33) 및 천공(36)에 의해 흡인 저항이 조절되는 것은 도 7에서 천공(36)이 제1 세그먼트(321)를 둘러싸는 래퍼의 일 영역에 형성되는 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 8은 일 실시예에 따른 궐련에서 주류연의 온도 및 궐련 표면 온도가 측정된 지점을 표시하는 도면이다. 도 8(a)는 궐련의 길이 방향 단면도이고, 도 8(b)는 궐련의 사시도이다. 천공(36)은 제1 세그먼트(321)를 둘러싸는 래퍼의 일 영역에 위치할 수 있다.
표 1은 천공(36)에 의한 냉각 효과를 측정하기 위하여, 주류연 및 궐련(3) 표면 온도를 측정한 데이터이다. 도 8(a)와 같이, 제1 세그먼트(321)와 제2 세그먼트(322)가 인접하고, 주류연이 통과하는 영역(A1)에서 주류연 온도가 측정되었다. 도 8(b)와 같이, 제2 세그먼트(322)의 표면의 중앙의 일 영역(A2)에서 표면 온도가 측정되었다.
제1 세그먼트(321)가 중공이 형성된 튜브형으로 제작된 경우, 제1 세그먼트(321)가 PLA 소재로 제작된 경우 및 제1 세그먼트(321)가 PLA 소재로 제작되고, 래퍼(35)에 천공(36)이 형성된 경우에 대하여 데이터 측정이 수행되었다.
튜브형 필터 PLA 소재 필터 천공 형성된 PLA 소재 필터
주류연 온도 (℃) 55 52 50
궐련 표면 온도(℃) 61 56 52
표 1을 참조하면, 제1 세그먼트(321)가 튜브형 필터인 경우보다 PLA 소재 필터인 경우 주류연이 더 냉각되었고, 그보다 천공(36)이 형성된 PLA 소재 필터인 경우 주류연 냉각 효과가 가장 뛰어남을 알 수 있다.이러한 냉각 효과는, 궐련(3) 표면 온도를 비교한 경우에도, 제1 세그먼트(321)가 튜브형 필터인 경우, PLA 소재 필터인 경우, 천공(36)이 형성된 PLA 소재인 경우 순으로 향상되는 것으로 나타났다.이로써, 제1 세그먼트(321)를 둘러싸는 래퍼(35)에 천공(36)이 형성됨으로써 주류연 및 궐련(3) 표면 냉각 효과가 향상됨을 알 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 담배 로드;
    상기 담배 로드의 전단에 인접하는 전단 플러그;
    상기 담배 로드의 후단에 인접하는 필터 로드; 및
    상기 담배 로드, 상기 전단 플러그 및 상기 필터 로드를 둘러싸며, 내부로 공기가 유입될 수 있도록 일 영역에 형성된 적어도 하나의 천공을 포함하는 래퍼를 포함하는,
    궐련.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 천공은 상기 전단 플러그에 의해 증가된 흡인 저항을 감소시키는,
    궐련.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 래퍼는
    내부 래퍼 및 상기 내부 래퍼를 둘러싸는 외부 래퍼를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 천공은 상기 외부 래퍼에 형성되고,
    상기 내부 래퍼는 다공성 재질로 이루어진,
    궐련.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 천공은 상기 래퍼의 둘레 방향을 따라 배치되는,
    궐련.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 천공은 상기 래퍼의 상기 담배 로드를 둘러싸는 일 영역에 형성되는
    궐련.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 천공은 상기 래퍼의 상기 필터 로드를 둘러싸는 일 영역에 형성되는
    궐련.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 필터 로드는 공기가 유동할 수 있는 중공을 포함하며, 상기 필터 로드의 내경은 2.0mm 내지 4.5mm인,
    궐련.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 필터 로드는
    PLA(polylactide) 소재로 이루어지는
    궐련.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 천공은 상기 래퍼에서 상기 필터 로드의 후단으로부터 전방으로 15mm 내지 22mm 이격된 위치에 형성되는,
    궐련.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 궐련의 일 부분이 상기 담배 로드를 가열하는 히터를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 내부에 삽입될 때, 상기 적어도 하나의 천공은 다른 일 부분에 위치하는,
    궐련.
  11. 담배 로드, 필터 로드, 상기 담배 로드의 전단에 인접하는 전단 플러그 및 내부로 공기가 유입될 수 있는 천공이 형성된 래퍼를 포함하는 궐련을 가열하는 히터;
    액상 조성물을 기화시켜 에어로졸을 생성하고, 상기 에어로졸을 상기 전단 플러그를 통해 상기 궐련 내부로 전달하는 증기화기; 및
    상기 히터 및 상기 증기화기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는,
    에어로졸 생성 장치.
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