WO2024096573A1 - 가열식 궐련 - Google Patents

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WO2024096573A1
WO2024096573A1 PCT/KR2023/017265 KR2023017265W WO2024096573A1 WO 2024096573 A1 WO2024096573 A1 WO 2024096573A1 KR 2023017265 W KR2023017265 W KR 2023017265W WO 2024096573 A1 WO2024096573 A1 WO 2024096573A1
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rod
heated cigarette
aerosol
paragraph
cigarette
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PCT/KR2023/017265
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정승규
권중학
임동욱
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주식회사 이엠텍
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications

Definitions

  • the example relates to a heated cigarette.
  • slurry leaf sheets which are the main raw material of tobacco media, have weak tensile strength and are difficult to manufacture, and the tobacco media contains a large amount of humectants, making its physical properties weak.
  • tobacco media containing liquids such as glycerin are sensitive to humidity in the surrounding environment due to their hydrophilic nature, making it difficult to control the manufacturing process environment. There is a limit to the amount of liquid that can be contained in the tobacco medium.
  • the liquid is stored in a separate cartomizer to generate additional aerosol, so that when the user inhales the cigarette, the aerosol derived from the liquid is inhaled through the cigarette.
  • the liquid contained in the cartomizer is There are difficulties in managing the liquid (expiration date, deterioration, etc.), and condensation may occur in the airflow path through which the aerosol generated in the cartomizer moves, causing contamination.
  • the embodiment aims to provide a heated cigarette.
  • Examples include an aerosol media load comprising an aerosol media that generates an aerosol by heating; a mouth filter rod provided downstream of the aerosol media rod; and wrapping paper that wraps the rods to form the shape of a cigarette, wherein the aerosol medium rod is a mixture of an aerosol medium made of natural plant material and ceramic beads containing a metal capable of induction heating.
  • a heated cigarette wherein the metal ceramic included in the ceramic beads containing metal is at least one of aluminum, titanium, tungsten, kanthal, and SUS.
  • a heated cigarette wherein the ceramic bead containing a metal has a Bernard cell structure and absorbs glycerin, and optionally nicotine is additionally absorbed.
  • a heated cigarette wherein the ceramic beads containing metal have a porous structure.
  • a heated cigarette wherein the ceramic beads containing metal have a particle diameter of 1 to 500 ⁇ m.
  • a heated cigarette wherein the ceramic bead containing a metal is formed by mixing metal particles with a ceramic such as magnesium silicate, silica, or diatomaceous earth.
  • a heated cigarette wherein the aerosol media load is wrapped with a separate wrapping paper to prevent leakage.
  • a heated cigarette is provided, wherein the separate wrapping paper is coated or laminated with aluminum foil or hydrophobic ceramic sheet.
  • a heated cigarette is provided, further comprising a tube rod disposed between the aerosol media rod and the mouth filter rod.
  • a heated cigarette is provided, further comprising a cooling rod disposed between the tube rod and the aerosol medium rod.
  • a heated cigarette is provided, further comprising a cooling rod disposed between the aerosol media rod and the mouth filter rod.
  • the cooling rod provides a heated cigarette characterized by a combination of one or more PLA rods, Carbon Mono rods, and paper rods.
  • a heated cigarette is provided, wherein a ventilation hole through which external air is sucked is formed in the cooling rod.
  • a heated cigarette is provided, further comprising an air flow control filter disposed on the upstream side of the aerosol medium load and controlling the amount of ventilation.
  • a heated cigarette wherein the air flow control filter is made of any one of mesh, cotton, and porous ceramic.
  • a heated cigarette wherein the natural plant material includes one or more of tobacco leaves, cloves, tea leaves, phytoncide-containing plants, flower petals, fruit-derived plants, and medicinal herbs.
  • the heated cigarette provided by the embodiment provides a heated cigarette by processing the aerosol medium into a rod shape and wrapping it with a filter and a tube, and the aerosol medium rod includes a ceramic bead containing a metal, so that induction heating is achieved through the metal in the ceramic bead.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a first embodiment of the present invention are stacked;
  • Figure 2 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a second embodiment of the present invention are stacked;
  • Figure 3 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a third embodiment of the present invention are stacked;
  • Figure 4 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a fourth embodiment of the present invention are stacked;
  • Figure 5 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a fifth embodiment of the present invention are stacked;
  • Figure 6 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a sixth embodiment of the present invention are stacked;
  • Figure 7 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a seventh embodiment of the present invention are stacked;
  • Figure 8 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to an eighth embodiment of the present invention are stacked;
  • Figure 9 is a diagram schematically showing the structure in which rods of a heated cigarette according to the ninth embodiment of the present invention are stacked;
  • Figure 10 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette are stacked according to the tenth embodiment of the present invention.
  • the terms 'upstream' and 'downstream' are terms used to indicate the relative positions of the segments constituting the cigarette, based on the direction in which the user sucks air using the cigarette.
  • the cigarette includes a downstream end (i.e., the part where air enters) and an opposite upstream end (i.e., the part where air goes out).
  • the user may bite the downstream end of the cigarette.
  • the downstream end is located downstream of the upstream end, while the term 'end' may also be written as 'distal end'.
  • Figure 1 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a first embodiment of the present invention are stacked.
  • the heated cigarette according to the first embodiment of the present invention is integrated by stacking three rods and wrapping them with wrapping paper.
  • the rod includes an aerosol medium rod 100 containing an aerosol medium that generates an aerosol by heating, a cooling tube rod 200 provided downstream of the aerosol medium rod 100, and a cooling tube rod 200 on the downstream side of the cooling tube rod 200. It consists of a provided mouse filter rod (300).
  • the aerosol medium rod 100 is a mixture of ceramic beads 110 containing metal in an aerosol medium 120 made of natural plant material.
  • the aerosol medium made of natural plant materials may include one or more of tobacco cuttings, cloves, tea leaves, phytoncide-containing plants, processed flower petals, processed fruits, and processed medicinal herbs.
  • the natural plant material is preferably provided in the aerosol medium load 100 in a dried state using at least one of freeze-drying, hot-air drying, and fluidized bed drying methods.
  • the ceramic beads 110 are manufactured by mixing metal with ceramic powder such as magnesium silicate, silica, or diatomaceous earth, and preferably have a particle diameter of 1 to 500 ⁇ m and a porous structure.
  • the ceramic bead 110 has the advantage that metal particles such as aluminum, titanium, tungsten, kanthal, and SUS can increase the temperature quickly when the cigarette is heated by a heater, thereby improving the amount of atomization by warming the surrounding aerosol medium. Additionally, when the metal particles included in the ceramic beads 110 are magnetic materials, there is an advantage that the cigarette can be heated using an induction heating method.
  • the ceramic beads 110 are porous particles, moisture absorption performance is improved and the ceramic beads 110 can be provided in the aerosol medium rod 100 while absorbing substances that increase aerosol generation, such as glycerin. Additionally, if necessary, the ceramic beads 110 may be provided in the aerosol medium rod 100 with the nicotine component additionally absorbed.
  • the aerosol medium rod 100 may be wrapped once by a separate wrapping paper (not shown) and then wrapped by wrapping paper surrounding the entire rod.
  • a separate wrapping paper surrounding the aerosol medium rod 100 or a wrapping paper surrounding the entire cigarette the portion surrounding the aerosol medium rod 100 is made of aluminum foil or hydrophobic ceramic to prevent glycerin absorbed in the ceramic beads from leaking. It is desirable for the sheets to be coated or laminated.
  • the ceramic beads 110 may be manufactured using the Barnard cell phenomenon to form a porous structure.
  • the method of manufacturing ceramic beads 110 using the Bernard Cell phenomenon includes dispersing silicate powder and a binder in a first solvent to prepare a first dispersion solution, dispersing the additive in a second solvent and stirring it to prepare a first dispersion solution. 2. It includes preparing a dispersion solution, mixing and stirring the first dispersion solution and the second dispersion solution to prepare a mixed slurry, and spray drying the mixed slurry.
  • the silicate powder preferably contains metal particles such as aluminum, titanium, tungsten, kanthal, and SUS.
  • the binder used in the preparation of the first dispersion solution is selected from polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyethylene, polyvinylbutylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyacrylic, polyacrylamide, guar gum, gelatin, and natural rubber. It is desirable to have more than one selected.
  • the first solvent includes one or more selected from water, ethanol, toluene, IPA, and acetone, and it is preferable that the first solvent is used in an amount of 70 to 220 wt% based on the weight of the metal silicate.
  • the additive used in the preparation of the first dispersion solution preferably includes a high boiling point solvent such as mineral spirits or xylene, and is preferably added in an amount of 0.5 to 10 wt% relative to the metal silicate.
  • the second solution contains at least one selected from water, ethanol, toluene, IPA, and acetone, and is preferably contained in an amount of 5 to 30 wt% relative to the metal silicate.
  • the first dispersion solution and the second dispersion solution are mixed and stirred to prepare a mixed slurry, and then the mixed slurry is spray dried to form ceramic beads 110.
  • spray drying uses a disk method, and the rotation speed of the disk is preferably adjusted within the range of 500 to 9000 rpm.
  • the disk onto which the mixed slurry is sprayed rotates in a chamber maintaining a temperature of 220 to 300°C, and the Bernard Cell phenomenon is induced during the spray drying stage, causing surface defects (cracks) and reducing the specific surface area of the ceramic beads 110. can be increased.
  • the ceramic bead 110 has the advantage of being able to form micropores without separately adding a pore-forming agent during the manufacturing process.
  • the ceramic beads 110 manufactured in this way can increase the specific surface area. Therefore, when manufacturing a heater or liquid hygroscopic body for an aerosol generating device using the ceramic beads 110 for an aerosol generating device using the Bernard cell phenomenon according to the embodiment, the amount of moisture that can absorb the liquid increases, and accordingly, the liquid is vaporized. It has the advantage of being able to increase the amount of atomization that can occur.
  • the tube rod 200 has a hollow body to provide a passage for the aerosol to move through.
  • the cooling tube rod 200 includes PLA to lower the temperature of the aerosol, thereby preventing the user from getting burned when inhaling the aerosol.
  • the cooling tube rod 200 may be made of cellulose acetate, and the cooling tube rod 200 functioning as a cooling structure may be made of pure polylactic acid, or may be made by combining polylactic acid with another decomposable polymer.
  • the mouth filter rod 300 is a filter that functions as a mouthpiece, allowing aerosols to pass through and preventing the inflow of liquid.
  • the mouth filter rod 300 may be made of pulp and may be made in a cylindrical or tube shape.
  • the mouse filter rod 300 can improve user satisfaction by including flavoring ingredients.
  • Flavoring ingredients include, for example, licorice, sucrose, fructose syrup, iso-sweeteners, cocoa, lavender, cinnamon, cardamom, celery, fenugreek, cascarilla, sandalwood, bergamot, geranium, honey essence, rose oil, vanilla, lemon.
  • Oils may include orange oil, mint oil, cinnamon, caraway, cognac, jasmine, chamomile, menthol, cinnamon, ylang ylang, sage, spearmint, ginger, coriander or coffee.
  • the filter rod 300 may be made of materials such as acetate, paper, and PP, and the wrapping paper surrounding the filter may be classified into plain paper, perforated paper, perforated paper, and NWA (Non Wrapped Acetate). Additionally, the type of filter can be classified into a mono filter made of one segment, and a complex (double, triple, etc.) filter made of multiple segments. Filters may be made from acetate tow, plasticizer, activated carbon, X-DNA, and paper towels. Acetate tow refers to an aggregate of continuous filaments of cellulose acetate, and plays a critical role in determining the suction resistance, the most important characteristic of a filter. The properties of acetate toe are determined by denier.
  • Plasticizers make cellulose acetate fibers soft and pliable, forming bonds at contact points between the fibers and making the fiber bundles more rigid. Triacetin is used as a plasticizer for cigarette filters.
  • Activated carbon one of the adsorbents, is a material whose main component is carbon, and can be classified according to particle size and properties.
  • Raw materials used in activated carbon include vegetable raw materials such as wood, sawdust, and fruit peels (palm shell, bamboo, and peach seeds).
  • X-DNA refers to functional particles extracted from seaweed, concentrated, and processed. Compared to activated carbon, which is mainly used in cigarette filters, it does not affect the taste of cigarettes and is excellent at removing various carcinogens.
  • Figure 2 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a second embodiment of the present invention are stacked.
  • the heated cigarette according to the second embodiment has the same other components as the first embodiment, is disposed on the upstream side of the aerosol medium rod 400, and further includes an airflow control filter 400 that adjusts the amount of ventilation.
  • the airflow control filter 400 is made of any one of mesh, cotton, and porous ceramic, and the amount of airflow passing through the cigarette can be adjusted depending on the pore size of the airflow control filter 400. Additionally, the air flow control filter 400 can prevent the aerosol medium 110 and ceramic beads 120 from escaping from the wrapping paper.
  • Figure 3 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a third embodiment of the present invention are stacked.
  • the heated cigarette according to the third embodiment has the same other components as the first embodiment, but differs in that it further includes a cooling rod 500 disposed between the tube rod 200 and the aerosol medium rod 100.
  • Figure 4 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a fourth embodiment of the present invention are stacked.
  • the heated cigarette according to the fourth embodiment has the same other components as the first embodiment, is disposed on the upstream side of the aerosol medium rod 400, and includes an air flow control filter 400 for controlling the amount of ventilation, and a tube rod ( It further includes a cooling rod 500 disposed between 200) and the aerosol medium rod 100.
  • Figure 5 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a fifth embodiment of the present invention are stacked.
  • the heated cigarette according to the fifth embodiment is the same as the fourth embodiment, except that the cooling rod 500a is made of a plurality of rods.
  • the cooling rod 500a includes a PLA rod 510a, a Carbon Mono rod 520a, and a paper rod 530a.
  • the cooling rod 500a shown in Figure 5 includes all of the PLA rod 510a, Carbon Mono rod 520a, and paper rod 530a, but includes the PLA rod 510a, Carbon Mono rod 520a, and paper rod ( Any configuration may be used as long as it is a combination of one or more rods including 530a). For example, it may include only one or two of the PLA rod 510a, the Carbon Mono rod 520a, and the paper rod 530a, or the PLA rod 510a, the Carbon Mono rod 520a, and the paper rod 530a. The stacking order may be different.
  • Figure 6 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to a sixth embodiment of the present invention are stacked.
  • the heated cigarette according to the sixth embodiment is the same as the fifth embodiment, but instead of having the cooling rod 500a, the tube rod 200 (see FIG. 5) can be excluded from the configuration.
  • Figure 7 schematically shows a structure in which rods of a heated cigarette according to a seventh embodiment of the present invention are stacked
  • Figure 8 schematically shows a structure in which rods of a heated cigarette according to an eighth embodiment of the present invention are stacked
  • 9 is a diagram schematically showing a structure in which rods of a heated cigarette according to the ninth embodiment of the present invention are stacked
  • FIG. 10 is a diagram showing a structure in which rods of a heated cigarette are stacked according to the tenth embodiment of the present invention. This is a drawing schematically showing the structure.
  • the cigarettes shown in FIGS. 7 to 10 are different from the fifth embodiment in that external air inlet holes 512a, 522a, 532a, and 220a are formed in the cooling rod 500a or the tube rod 200a.
  • the cigarettes according to the seventh to tenth embodiments each have cooling rods (510a, 520a, 530a) or tube rods (510a, 520a, 530a) so that external air can be introduced into the cigarette.
  • An external air inlet hole (512a, 522a, 532a, 220a) is formed in at least one of 200a).
  • an external air inlet hole 512a is formed in the PLA rod 510a
  • an external air inlet hole 522a is formed in the Carbon Mono rod 520a
  • the paper rod An outside air inlet hole 532a is formed in (530a)
  • an outside air inlet hole 220a is formed in the tube rod 200a.
  • the outside air inlet holes (512a, 522a, 532a, and 220a) can lower the temperature of the aerosol inhaled into the mouth during inhalation and lower the suction resistance to appropriately increase the amount of atomization.
  • the outside air inlet holes 512a, 522a, 532a, and 220a include through holes or grooves formed in the horizontal or diagonal direction of the cigarette.
  • the temperature of the air flowing in through the outside air inlet holes (512a, 522a, 532a, 220a) is the temperature inside the cigarette heated in the aerosol generating device. becomes lower than the temperature.
  • Low-temperature air from the outdoor air inlet holes 512a, 522a, 532a, and 220a is additionally introduced into the aerosol discharged to the outside as the airflow pass penetrates the cigarette, thereby increasing the amount of haze.

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Abstract

실시예는 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 매질을 포함하는 에어로졸 매질 로드; 에어로졸 매질 로드에 대해 하류쪽에 제공되는 마우스 필터 로드; 및 로드들을 감싸 궐련의 형태를 형성하는 랩핑 페이퍼;를 포함하며, 에어로졸 매질 로드는 천연 식물 소재의 에어로졸 매질과 유도가열 가능한 금속을 포함하는 세라믹 비드가 혼합된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.

Description

가열식 궐련
실시예는 가열식 궐련에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 발생 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성되는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.
일반적으로 담배 매질의 주원료인 슬러리 판상엽 시트의 경우 인장력이 약하여 제조적성이 어려우며, 담배 매질에 보습제도 다량 함유되어 있어 물리성이 취약하다. 또한, 글리세린 등과 같은 액상을 함유한 담배 매질은 친수성으로 인하여 주위 환경의 습도에도 민감하여 제조 공정 환경을 제어하는데 어려움이 있다. 담배 매질 내 함유시킬 수 있는 액상의 양도 한계가 있다.
담배 매질을 포함하는 궐련 이외에 별도의 카토마이저에 액상을 보관하여 에어로졸을 추가로 발생시켜서 사용자가 궐련을 흡입할 때 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 궐련을 통해 흡입하는 경우도 제안되고 있으나, 카토마이저에 함유된 액상을 관리하는데 어려움(유통기한, 변질 등)이 있으며, 카토마이저에서 생성된 에어로졸이 이동하는 기류 패스에 응축물이 발생하여 오염이 발생할 수 있다.
실시예는 가열식 궐련을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예는 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 매질을 포함하는 에어로졸 매질 로드; 에어로졸 매질 로드에 대해 하류쪽에 제공되는 마우스 필터 로드; 및 로드들을 감싸 궐련의 형태를 형성하는 랩핑 페이퍼;를 포함하며, 에어로졸 매질 로드는 천연 식물 소재의 에어로졸 매질과 유도가열 가능한 금속을 포함하는 세라믹 비드가 혼합된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 금속을 포함하는 세라믹 비드가 포함하는 금속 세라믹은, 알루미늄, 티탄, 텅스텐, 칸탈, SUS 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 금속을 포함하는 세라믹 비드는 버나드 셀 구조를 가지며 글리세린을 흡습하고 있으며, 선택적으로 니코틴이 추가로 흡습된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 금속을 포함하는 세라믹 비드는 다공성 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 금속을 포함하는 세라믹 비드는 입경이 1~500㎛인 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 금속을 포함하는 세라믹 비드는, 마그네슘 실리케이트, 실리카, 규조토와 같은 세라믹에 금속 입자가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 에어로졸 매질 로드는 누액을 방지하기 위해 별도의 랩핑 페이퍼로 랩핑된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다. 실시예의 다른 일 태양으로서, 별도의 랩핑 페이퍼는 알루미늄박 또는 소수성 세라믹 시트가 코팅되거나 합지된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 에어로졸 매질 로드와 마우스 필터 로드 사이에 배치되는 튜브 로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 튜브 로드와 에어로졸 매질 로드 사이에 배치되는 냉각 로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 에어로졸 매질 로드와 마우스 필터 로드 사이에 배치되는 냉각 로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 냉각 로드는, PLA 로드, Carbon Mono 로드 및 페이퍼 로드가 하나 이상 조합된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 냉각 로드에는 외기가 흡입되는 통기홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 에어로졸 매질 로드의 상류 측에 배치되며, 통기량을 조절하는 기류 조절 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 기류 조절 필터는 메쉬, 면, 다공성 세라믹 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예의 다른 일 태양으로서, 천연 식물 소재는 담뱃잎, 정향, 찻잎, 피톤치드 함유 식물, 꽃잎, 과일 유래 식물, 약초 중 어느 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련을 제공한다.
실시예가 제공하는 가열식 궐련은 에어로졸 매질을 로드 형태로 가공하여 필터 및 튜브와 함께 랩핑하여 가열식 궐련을 제공하며, 에어로졸 매질 로드에 금속을 포함하는 세라믹 비드가 포함되어 세라믹 비드 내의 금속을 통한 유도 가열이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는데, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함한다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 용어 '상류' 및 '하류'는 사용자가 궐련을 사용하여 공기를 흡인하는 방향을 기준으로 하여, 궐련을 구성하는 세그먼트들의 상대적인 위치를 나타내기 위해 사용된 용어이다. 궐련은 하류 단부(즉, 공기가 들어오는 부분) 및 이에 대향하는 상류 단부(즉, 공기가 나가는 부분)를 포함한다. 궐련 사용시 사용자는 궐련의 하류 단부를 물 수 있다. 하류 단부는 상류 단부의 하류에 위치하며, 한편 용어 '단부'는 또한 '말단'으로 기술될 수 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 가열식 궐련은, 3개의 로드가 적층되고 랩핑 페이퍼에 의해 랩핑되면서 일체화된다.
로드는, 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 매질을 포함하는 에어로졸 매질 로드(100), 에어로졸 매질 로드(100)에 대해 하류쪽에 제공되는 냉각 튜브 로드(200) 및 냉각 튜브 로드(200)의 하류쪽에 제공되는 마우스 필터 로드(300)로 이루어진다.
에어로졸 매질 로드(100)는 천연 식물 소재의 에어로졸 매질(120) 내에 금속을 포함하는 세라믹 비드(110)가 혼합된 형태이다. 천연 식물 소재의 에어로졸 매질은 담배 각초, 정향, 찻잎, 피톤치드 함유 식물, 가공 꽃잎, 가공 과일, 가공 약초 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다. 천연 식물 소재는 동결건조, 열풍건조 및 유동층건조 방법 중 적어도 어느 한 방법으로 건조된 상태로 에어로졸 매질 로드(100) 내에 제공되는 것이 바람직하다.
세라믹 비드(110)는, 마그네슘 실리케이트, 실리카, 규조토와 같은 세라믹 분말에 금속을 혼합하여 제조되며, 입자경이 1~500㎛이며 다공성 구조를 가지는 것이 바람직하다. 세라믹 비드(110)가 알루미늄, 티탄, 텅스텐, 칸탈, SUS과 같은 금속 입자는 궐련이 히터에 의해 가열될 때 빠르게 승온하여 주변의 에어로졸 매질을 데움으로써 무화량을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 세라믹 비드(110)에 포함되는 금속 입자가 자성체일 경우 유도 가열 방식에 의한 궐련의 가열이 가능하다는 장점이 있다.
또한 세라믹 비드(110)가 다공성 입자일 경우, 흡습 성능이 향상되어 세라믹 비드(110)가 글리세린과 같이 에어로졸 발생량을 증가시키는 물질을 흡수한 상태로 에어로졸 매질 로드(100) 내에 제공될 수 있다. 또한 필요에 따라 세라믹 비드(110)는 니코틴 성분을 추가적으로 흡수한 상태로 에어로졸 매질 로드(100) 내에 제공될 수 있다.
이때 에어로졸 매질 로드(100)는 별도의 랩핑 페이퍼(미도시)에 의해 한 번 랩핑된 다음, 전체 로드를 감싸는 랩핑 페이퍼에 의해 랩핑될 수 있다. 에어로졸 매질 로드(100)를 감싸는 별도의 랩핑 페이퍼 또는 궐련 전체를 감싸는 랩핑 페이퍼에서 에어로졸 매질 로드(100)를 감싸는 부분은 세라믹 비드에 흡수된 글리세린 등이 누액되는 것을 방지할 수 있도록 알루미늄박 또는 소수성 세라믹 시트가 코팅되거나 합지되는 것이 바람직하다.
한편, 세라믹 비드(110)는 다공성 구조를 형성하기 위해 버나드 셀 현상을 이용하여 제조될 수 있다.
실시예에 따른 버나드 셀 현상을 이용한 세라믹 비드(110)의 제조 방법은, 실리케이트 분말과 결합제를 제1 용매에 분산하여 제1 분산 용액을 제조하는 단계, 첨가제를 제2 용매에 분산시켜 교반하여 제2 분산 용액을 제조하는 단계, 제1 분산 용액과 제2 분산 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 슬러리를 제조하는 단계 및 혼합 슬러리를 분무 건조하는 단계 를 포함한다.
이때, 실리케이트 분말은 알루미늄, 티탄, 텅스텐, 칸탈, SUS과 같은 금속 입자를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 제1 분산 용액의 제조에 사용되는 결합제는 폴리비닐알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리비닐부티렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리 아크릴, 폴리 아크릴 아미드, 구아 검, 젤라틴, 천연고무 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
또한 제1 용매는 물, 에탄올, 톨루엔, IPA, 아세톤 중에서 선택된 하나 이상을 포함하며, 제1 용매는 금속 실리케이트 중량 대비 70~220wt% 사용되는 것이 바람직하다.
이때, 제1 분산 용액의 제조에 사용되는 첨가제는 미네랄 스프릿 또는 자일렌과 같은 고비점 용제를 포함하는 것이 바람직하며, 금속 실리케이트 대비 0.5~10wt% 첨가되는 것이 바람직하다.
또한 제2 용액은 물, 에탄올, 톨루엔, IPA, 아세톤 중에서 선택된 하나 이상을 포함하며, 금속 실리케이트 대비 5 내지 30wt% 포함되는 것이 바람직하다.
제1 분산 용액과 제2 분산 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 슬러리를 제조한 다음 혼합 슬러리를 분무 건조하여 세라믹 비드(110)를 형성한다. 이때, 분무 건조는 디스트 방식을 사용하며, 디스크의 회전 속도는 500 내지 9000rpm의 범위 내에서 조절되는 것이 바람직하다. 이때 혼합 슬러리가 분무되는 디스크는 220~300℃ 온도를 유지하는 챔버 내에서 회전하며, 분무 건조 단계에서 버나드셀 현상이 유발되어, 표면 결함(크랙)을 유발하여 세라믹 비드(110)의 비표면적을 증가시킬 수 있다. 이때, 세라믹 비드(110)는 제조 과정에서 조공제를 별도로 첨가하지 않고도 마이크로 기공을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 이렇게 제조된 세라믹 비드(110)는 비표면적을 증가시킬 수 있다. 따라서 실시예에 따른 버나드 셀 현상을 이용한 에어로졸 발생장치용 세라믹 비드(110)로 에어로졸 발생장치의 히터 또는 액상 흡습체를 제조할 경우, 액상을 흡습할 수 있는 흡습량이 증가하고, 그에 따라 액상을 기화시켜 발생할 수 있는 무화량을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
튜브 로드(200)는 중공을 구비하여, 에어로졸의 이동 통로를 제공하는데, 냉각 튜브 로드(200)는 PLA를 포함하여 에어로졸의 온도를 낮추어 사용자가 에어로졸 흡입 시에 화상을 입는 것을 방지할 수도 있다. 또는 냉각 튜브 로드(200)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있으며, 냉각 구조물로 기능하는 냉각 튜브 로드(200)는 순수한 폴리락트산으로 제작되거나, 다른 분해성 폴리머와 폴리락트산을 조합하여 제작될 수도 있다.
마우스 필터 로드(300)는 마우스피스 역할을 하는 필터로, 에어로졸은 지나가고 액 유입은 막아주는 역할을 한다. 마우스 필터 로드(300)는 펄프로 제작될 수 있으며, 원통형 또는 튜브 형태로 제작될 수 있다. 한편, 마우스 필터 로드(300)는 가향 성분을 포함하여 사용자의 만족감을 향상시킬 수 있다. 가향 성분은 예를 들어, 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제, 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.
필터 로드(300)는 아세테이트, 종이, PP 등의 재질로 제조될 수 있으며, 필터를 감싸는 랩핑 페이퍼는, 일반지, 다공지, 천공지, NWA(Non Wrapped Acetate) 등으로 분류될 수 있다. 또한 필터의 형태는 하나의 세그먼트로 이루어지는 모노 필터, 여러 개의 세그먼트로 이루어지는 복합(이중, 삼중 등) 필터로 분류할 수 있다. 필터는 아세테이트 토우, 가소제, 활성탄, X-DNA, 권지로 제조될 수도 있다. 아세테이트 토우는, 셀룰로오스 아세테이트의 연속필라멘트의 집합체를 말하며, 필터의 가장 중요한 특성인 흡인저항을 결정하는데 결정적인 역할을 한다. 아세테이트 토우의 성질은 데니아에 의해서 결정된다
가소제는 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 부드럽고 유연하게 함으로써 섬유 사이의 접촉점에서 결합을 형성하고, 섬유 묶음을 더욱 딱딱하게 해준다. 담배필터용 가소제는 트리아세틴을 사용한다.
흡착제의 하나인 활성탄은 탄소를 주성분으로 하는 물질이며, 입자의 크기와 성상에 따라서 구분될 수 있다. 활성탄에 사용되는 원료로는 식물성 원료로서 목재, 톱밥, 과실각(야자껍질, 대나무, 복숭아 씨) 등이 있다.
X-DNA는 해조류에서 추출한 후 농축하여 가공된 기능성 입자를 말한다. 담배 필터에 주로 사용되는 활성탄에 비해 담배맛에 영향을 미치지 않고, 각종 발암 물질의 제거 기능이 탁월하다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
제2 실시예에 따른 가열식 궐련은 제1 실시예와 다른 구성 요소들은 동일하며, 에어로졸 매질 로드(400)의 상류 측에 배치되며, 통기량을 조절하는 기류 조절 필터(400)를 더 포함한다. 기류 조절 필터(400)는 메쉬, 면, 다공성 세라믹 중 어느 하나로 이루어지며, 기류 조절 필터(400)의 기공 크기에 따라 궐련을 통과하는 기류의 양을 조절할 수 있다. 또한, 기류 조절 필터(400)는 에어로졸 매질(110) 및 세라믹 비드(120)가 랩핑 페이퍼로부터 빠져나오는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
제3 실시예에 따른 가열식 궐련은 제1 실시예와 다른 구성 요소들은 동일하며, 튜브 로드(200)와 에어로졸 매질 로드(100) 사이에 배치되는 냉각 로드(500)를 더 포함하는 점이 상이하다.
도 4은 본 발명의 제4 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
제4 실시예에 따른 가열식 궐련은 제1 실시예와 다른 구성 요소들은 동일하며, 에어로졸 매질 로드(400)의 상류 측에 배치되며, 통기량을 조절하는 기류 조절 필터(400)와, 튜브 로드(200)와 에어로졸 매질 로드(100) 사이에 배치되는 냉각 로드(500)를 더 포함한다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
제5 실시예에 따른 가열식 궐련은 제4 실시예와 동일하며, 냉각 로드(500a)가 복수 개의 로드로 이루어진다는 점이 상이하다.
제5 실시예에 따른 냉각 로드(500a)는, PLA 로드(510a), Carbon Mono 로드(520a) 및 페이퍼 로드(530a)를 포함한다.
도 5에 도시된 냉각 로드(500a)는 PLA 로드(510a), Carbon Mono 로드(520a) 및 페이퍼 로드(530a)를 모두 포함하나, PLA 로드(510a), Carbon Mono 로드(520a) 및 페이퍼 로드(530a)를 포함하는 로드를 하나 이상 조합한 구성이라면 어떠한 구성이라도 무방하다. 예를 들어 PLA 로드(510a), Carbon Mono 로드(520a) 및 페이퍼 로드(530a) 중 하나 또는 둘만을 포함할 수도 있고, PLA 로드(510a), Carbon Mono 로드(520a) 및 페이퍼 로드(530a)의 적층 순서를 달리할 수도 있다.
도 6는 본 발명의 제6 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
제6 실시예에 따른 가열식 궐련은 제5 실시예와 동일하나, 냉각 로드(500a)를 구비하는 대신 튜브 로드(200; 도 5 참조)를 구성에서 제외할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면, 도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면, 도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면, 도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 가열식 궐련의 로드들이 적층된 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 10에 도시된 궐련들은, 냉각 로드(500a) 또는 튜브 로드(200a)에 외기 유입홀(512a, 522a, 532a, 220a)가 형성된 것이 제5 실시예와 상이하다.
제7 내지 제10 실시예에 따른 궐련이 에어로졸 발생 장치에 형성된 기류 패스를 통한 공기 유입에 부가적으로, 외부 공기가 궐련 내부로 유입될 수 있도록 각 냉각 로드(510a, 520a 530a) 또는 튜브 로드(200a)중 적어도 어느 하나에 외기 유입홀(512a, 522a, 532a, 220a)이 형성된다. 제7 실시예에서는 PLA 로드(510a)에 외기 유입홀(512a)이 형성되고, 제8 실시예에서는 Carbon Mono 로드(520a)에 외기 유입홀(522a)이 형성되고, 제9 실시예에서는 페이퍼 로드(530a)에 외기 유입홀(532a)이 형성되고, 제10 실시예에서는 튜브 로드(200a)에 외기 유입홀(220a)이 형성된다..
외기 유입홀(512a, 522a, 532a, 220a)은 흡입 시 입안으로 흡입되는 에어로졸의 온도를 낮추고, 흡인 저항을 낮춰 무화량을 적절하게 증대시킬 수 있다.
외기 유입홀(512a, 522a, 532a, 220a)은 궐련의 수평 방향이나 대각선 방향으로 형성된 관통홀이나 홈을 포함한다. 외기 유입홀(512a, 522a, 532a, 220a)은 외부 공간에 노출된 경우에, 외기 유입홀(512a, 522a, 532a, 220a)을 통하여 유입되는 공기의 온도는 에어로졸 발생 장치에서 가열된 궐련 내부의 온도보다 낮게 된다. 기류 패스가 궐련을 관통하여 외부로 배출되는 에어로졸에 외기 유입홀(512a, 522a, 532a, 220a)로부터의 낮은 온도의 공기가 추가적으로 유입되어, 연무량이 증대된다.

Claims (16)

  1. 가열에 의해 에어로졸을 발생하는 에어로졸 매질을 포함하는 에어로졸 매질 로드;
    에어로졸 매질 로드에 대해 하류쪽에 제공되는 마우스 필터 로드; 및
    로드들을 감싸 궐련의 형태를 형성하는 랩핑 페이퍼;를 포함하며,
    에어로졸 매질 로드는 천연 식물 소재의 에어로졸 매질과 유도가열 가능한 금속을 포함하는 세라믹 비드가 혼합된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  2. 제1항에 있어서,
    금속을 포함하는 세라믹 비드가 포함하는 금속 세라믹은, 알루미늄, 티탄, 텅스텐, 칸탈, SUS 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  3. 제1항에 있어서,
    금속을 포함하는 세라믹 비드는 버나드 셀 구조를 가지며 글리세린을 흡습하고 있으며, 선택적으로 니코틴이 추가로 흡습된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  4. 제1항에 있어서,
    금속을 포함하는 세라믹 비드는 다공성 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  5. 제1항에 있어서,
    금속을 포함하는 세라믹 비드는 입자경이 1~500㎛인 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  6. 제1항에 있어서,
    금속을 포함하는 세라믹 비드는, 마그네슘 실리케이트, 실리카, 규조토와 같은 세라믹에 금속 입자가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  7. 제1항에 있어서,
    에어로졸 매질 로드는 누액을 방지하기 위해 별도의 랩핑 페이퍼로 랩핑된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  8. 제7항에 있어서,
    별도의 랩핑 페이퍼는 알루미늄박 또는 소수성 세라믹 시트가 코팅되거나 합지된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  9. 제1항에 있어서,
    에어로졸 매질 로드와 마우스 필터 로드 사이에 배치되는 튜브 로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  10. 제9항에 있어서,
    튜브 로드와 에어로졸 매질 로드 사이에 배치되는 냉각 로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  11. 제1항에 있어서,
    에어로졸 매질 로드와 마우스 필터 로드 사이에 배치되는 냉각 로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  12. 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각 로드는, PLA 로드, Carbon Mono 로드 및 페이퍼 로드가 하나 이상 조합된 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  13. 제12항에 있어서,
    냉각 로드에는 외기가 흡입되는 통기홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  14. 제1항에 있어서,
    에어로졸 매질 로드의 상류 측에 배치되며, 통기량을 조절하는 기류 조절 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  15. 제14항에 있어서,
    기류 조절 필터는 메쉬, 면, 다공성 세라믹 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
  16. 제1항에 있어서,
    천연 식물 소재는 담뱃잎, 정향, 찻잎, 피톤치드 함유 식물, 꽃잎, 과일 유래 식물, 약초 중 어느 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 하는 가열식 궐련.
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