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KR102688837B1 - 에어로졸 생성 물품 및 이를 수용하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

에어로졸 생성 물품 및 이를 수용하는 에어로졸 생성 장치 Download PDF

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KR102688837B1
KR102688837B1 KR1020220009226A KR20220009226A KR102688837B1 KR 102688837 B1 KR102688837 B1 KR 102688837B1 KR 1020220009226 A KR1020220009226 A KR 1020220009226A KR 20220009226 A KR20220009226 A KR 20220009226A KR 102688837 B1 KR102688837 B1 KR 102688837B1
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KR
South Korea
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aerosol
activated carbon
generating article
filter rod
generating
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장석수
김동성
김용환
임헌일
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

에어로졸 생성 물품이 개시된다. 본 개시의 에어로졸 생성 물품은 주류연이 생성되는 에어로졸 생성 로드; 및 상기 에어로졸 생성 로드의 하류에 위치하는 냉각 필터 로드;를 포함하고, 상기 냉각 필터 로드는, 중공형 형상을 가지고, 셀룰로스 아세테이트 및 다공성 충진물을 포함하며, BET 비표면적이 300 m2/g 이상이고 800 m2/g 이하이다.

Description

에어로졸 생성 물품 및 이를 수용하는 에어로졸 생성 장치 {AEROSOL GENERATING ARTICLE AND DEVICE FOR GENERATING AEROSOL RECEIVING THE SAME}
본 개시는 에어로졸 생성 물품 및 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
에어로졸 생성장치는 에어로졸을 통해 매질 또는 물질로부터 일정 성분을 추출하기 위한 것이다. 매질은 다양한 성분의 물질을 포함할 수 있다. 매질에 포함되는 물질은 다양한 성분의 향미 물질일 수 있다. 예를 들면, 매질에 포함되는 물질은 니코틴 성분, 허브 성분 및/또는 커피 성분 등을 포함할 수 있다. 최근, 이러한 에어로졸 생성장치에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
에어로졸 생성 장치와 함께 사용되는 궐련은 주류연(mainstream smoke)을 발생시키기 위해 200도 이상의 온도로 가열될 수 있다. 이 경우, 궐련에서 발생하는 주류연은, 흡연시 주변의 환경에 따라 소비자에게 화상의 위험을 줄 수 있다. 따라서, 궐련에서 발생하는 주류연의 온도를 흡입에 적절한 온도로 냉각시키는 것이 중요하다.
본 개시는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은, 다공성 충진물에 의한 물리적 흡착을 통해 주류연의 온도를 효과적으로 낮추는 것일 수 있다.
또 다른 목적은, 주류연의 온도를 낮추어, 사용자가 흡연시 느낄 수 있는 불쾌감을 줄이는 것일 수 있다.
또 다른 목적은, 주류연의 온도를 낮추어, 사용자의 화상의 위험을 낮추는 것일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 측면에 따른 에어로졸 생성물품은, 주류연(에어로졸)이 생성되는 에어로졸 생성 로드; 및 상기 에어로졸 생성 로드의 하류에 위치하는 냉각 필터 로드;를 포함하고, 상기 냉각 필터 로드는, 중공형 형상을 가지고, 셀룰로스 아세테이트 및 다공성 충진물을 포함하며, BET 비표면적이 300 m2/g 이상이고 800 m2/g 이하이다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 물리적 흡착 방식을 통해 주류연의 온도를 효과적으로 낮출 수 있다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 주류연의 온도를 낮추어, 사용자가 흡연시 느낄 수 있는 불쾌감을 줄일 수 있다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 주류연의 온도를 낮추어, 사용자의 화상의 위험을 낮출 수 있다.
본 개시의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 개시의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 개시의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는, 본 개시의 실시예들에 따른 에어로졸 생성물품의 예들을 도시한 도면들이다.
도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 냉각 필터의 형상을 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은, 본 개시의 실시예들에 따른 에어로졸 생성물품을 수용하는 에어로졸 생성장치의 예들을 도시한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1 및 2는, 본 개시의 실시예들에 따른 에어로졸 생성물품의 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 물품(2)은 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)를 포함한다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 후술하는 제 1 부분(21)은 담배 로드(21)를 포함하고, 제 2 부분(22)은 필터 로드(22)를 포함한다.
도 1에는 필터 로드(22)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 에어로졸을 냉각하는 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 물품(2)의 직경은 5mm 내지 9mm의 범위 이내이고, 길이는 약 48mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 담배 로드(21)의 길이는 약 12mm, 필터 로드(22)의 제1 세그먼트의 길이는 약 10mm, 필터 로드(22)의 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm, 필터 로드(22)의 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
에어로졸 생성 물품(2)은 적어도 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 에어로졸 생성 물품(2)은 하나의 래퍼(24)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 에어로졸 생성 물품(2)은 2 이상의 래퍼(24)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241)에 의하여 담배 로드(21)가 포장되고, 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 필터 로드(22)가 포장될 수 있다. 그리고, 단일 래퍼(245)에 의하여 에어로졸 생성 물품(2) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 래퍼들(242, 243, 244)에 의하여 포장될 수 있다.
제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 다공질 권지 또는 무다공질 권지일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(241) 및 제2 래퍼(242)는 내유성을 갖는 종이류 및/또는 알루미늄 합지 포장제로 제작될 수 있다.
제3 래퍼(243)는 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3 래퍼(243)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제3 래퍼(243)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제4 래퍼(244)는 내유성 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4 래퍼(244)의 평량은 88g/m2~96g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 90g/m2~94g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제4 래퍼(244)의 두께는 120um~130um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 125um일 수 있다.
제5 래퍼(245)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 여기에서, 멸균지(MFW)는 인장 강도, 내수도, 평활도 등이 일반 종이보다 증진되도록 특수하게 제조된 종이를 의미한다. 예를 들어, 제5 래퍼(245)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(245)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(245)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제5 래퍼(245)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
제5 래퍼(245)는 에어로졸 생성 물품(2)이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(210)가 히터(13)에 의하여 가열되면, 에어로졸 생성 물품(2)이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 담배 로드(310)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 에어로졸 생성 물품(2)이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도, 제5 래퍼(245)는 불연성 물질을 포함하므로, 에어로졸 생성 물품(2)이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(245)는 에어로졸 생성 물품(2)에서 생성되는 물질들에 의하여 홀더(1)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 퍼프에 의하여, 에어로졸 생성 물품(2) 내에서 액체 물질들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품(2)에서 생성된 에어로졸이 외부 공기에 의하여 냉각됨으로써, 액체 물질들(예를 들어, 수분 등)이 생성될 수 있다. 제5 래퍼(245)가 에어로졸 생성 물품(2)을 포장함에 따라, 에어로졸 생성 물품(2) 내에서 생성된 액체 물질들이 에어로졸 생성 물품(2)의 외부로 새어 나가는 것이 방지될 수 있다.
담배 로드(21)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22)의 제1 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트에 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 세그먼트에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 제1 세그먼트의 길이는 10mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 세그먼트의 제조 시에 가소제의 함량을 조절함으로써 제1 세그먼트의 경도가 조정될 수 있다. 또한, 제1 세그먼트는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수 있다.
필터 로드(22)의 제2 세그먼트는 히터(13)가 담배 로드(21)를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제2 세그먼트의 길이 또는 직경은 에어로졸 생성 물품(2)의 형태에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트의 길이는 7mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제2 세그먼트의 길이는 약 14mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 세그먼트는 폴리머 섬유를 직조하여 제작될 수 있다. 이 경우, 폴리머로 제조된 섬유에 가향액을 도포할 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유와 폴리머로 제조된 섬유를 함께 직조하여 제2 세그먼트를 제작할 수도 있다. 또는, 제2 세그먼트는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 폴리머는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리젖산(PLA), 셀룰로오스 아세테이트(CA) 및 알루미늄 호일으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 제작될 수 있다.
제2 세그먼트가 직조된 폴리머 섬유 또는 권축된 폴리머 시트에 의하여 형성됨에 따라, 제2 세그먼트는 종 방향으로 연장되는 단수 또는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 여기에서, 채널은 기체(예를 들어, 공기 또는 에어로졸)가 통과하는 통로를 의미한다.
예를 들어, 권축된 폴리머 시트로 이루어진 제2 세그먼트는 약 5μm와 약 300μm 사이, 예를 들어 약 10μm와 약 250μm 사이의 두께를 가지는 재료로부터 형성될 수 있다. 또한, 제2 세그먼트의 전 표면적은 약 300mm2/mm와 약 1000mm2/mm 사이가 될 수 있다. 또한, 에어로졸 냉각 요소는 비표면적이 약 10mm2/mg와 약 100mm2/mg 사이의 재료로부터 형성될 수 있다.
한편, 제2 세그먼트에는 휘발성 향미 성분을 함유하는 스레드(thread)가 포함될 수 있다. 여기에서, 휘발성 향미 성분은 멘톨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 스레드에는, 1.5mg 이상의 멘톨을 제2 세그먼트에 제공하기 위해서, 충분한 양의 멘톨이 충진될 수 있다.
필터 로드(22)의 제3 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제3 세그먼트의 길이는 4mm 내지 20mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있다. 예를 들어, 제3 세그먼트의 길이는 약 12mm가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제3 세그먼트를 제작하는 과정에서, 제3 세그먼트에 가향액을 분사함으로써 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 또는, 가향액이 도포된 별도의 섬유를 제3 세그먼트의 내부에 삽입할 수도 있다. 담배 로드(21)에서 생성된 에어로졸은 필터 로드(22)의 제2 세그먼트를 통과함에 따라 냉각되고, 냉각된 에어로졸이 제3 세그먼트를 통하여 사용자에게 전달된다. 따라서, 제3 세그먼트에 가향 요소가 첨가되는 경우, 사용자에게 전달되는 향미의 지속성이 증진되는 효과가 발생될 수 있다.
또한, 필터 로드(22)에는 적어도 하나의 캡슐(23)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 물품(3)은 전단 플러그(33)를 더 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)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(31)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 4 내지 도 6의 1)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
필터로드(32)은 제1 세그먼트(321) 및 제2 세그먼트(322)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 세그먼트(321)은 도 1의 필터 로드(22)의 제1 세그먼트에 대응될 수 있고, 제2 세그먼트(322)는 도 1의 필터 로드(22)의 제3 세그먼트에 대응될 수 있다.
에어로졸 생성 물품(3)의 직경 및 전체 길이는 도 1의 에어로졸 생성 물품(2)의 직경 및 전체 길이에 대응될 수 있다. 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.
에어로졸 생성 물품(3)은 적어도 하나의 래퍼(35)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(35)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)에 의하여 전단 플러그(33)이 포장되고, 제2 래퍼(352)에 의하여 담배 로드(31)가 포장되고, 제3 래퍼(353)에 의하여 제1 세그먼트(321)이 포장되고, 제4 래퍼(354)에 의하여 제2 세그먼트(322)가 포장될 수 있다. 그리고, 제5 래퍼(355)에 의하여 에어로졸 생성 물품(3) 전체가 재포장될 수 있다.
또한, 제5 래퍼(355)에는 적어도 하나의 천공(36)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공(36)은 담배 로드(31)를 둘러싸는 영역에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 천공(36)은 도 5 및 도 6에 도시된 히터(13)에 의하여 형성된 열을 담배 로드(31)의 내부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제2 세그먼트(322)에는 적어도 하나의 캡슐(34)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(34)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(34)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(34)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 래퍼(351)는 일반적인 필터 권지에 알루미늄 호일과 같은 금속 호일이 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 래퍼(351)의 전체 두께는 45um~55um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 50.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(351)의 금속 호일의 두께는 6um~7um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 6.3um일 수 있다. 또한, 제1 래퍼(351)의 평량은 50g/m2~55g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 53g/m2일 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.
예를 들어, 제2 래퍼(352)의 다공도는 35000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제2 래퍼(352)의 두께는 70um~80um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 78um일 수 있다. 또한, 제2 래퍼(352)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 23.5g/m2일 수 있다.
예를 들어, 제3 래퍼(353)의 다공도는 24000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제3 래퍼(353)의 두께는 60um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 68um일 수 있다. 또한, 제3 래퍼(353)의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 21g/m2일 수 있다.
제 4 래퍼(354)는 PLA 합지로 제작될 수 있다. 여기에서, PLA 합지는 종이 층, PLA 층 및 종이 층을 포함하는 3겹의 종이를 의미한다. 예를 들어 제4 래퍼(354)의 두께는 100um~120um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 110um일 수 있다. 또한, 제4 래퍼(354)의 평량은 80g/m2~100g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 88g/m2일 수 있다.
제5 래퍼(355)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 여기에서, 멸균지(MFW)는 인장 강도, 내수도, 평활도 등이 일반 종이보다 증진되도록 특수하게 제조된 종이를 의미한다. 예를 들어, 제5 래퍼(355)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 60g/m2일 수 있다. 또한, 제5 래퍼(355)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 67um일 수 있다.
제5 래퍼(355)는 소정의 물질이 내첨될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 제5 래퍼(355)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 일 예로서, 전단 플러그(33)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 토우를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 4.0~6.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 전단 플러그(33)의 필라멘트의 모노 데니어는 5.0일 수 있다. 또한, 전단 플러그(33)를 구성하는 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 전단 플러그(33)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 25000~30000의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 전단 플러그(33)의 토탈 데니어는 28000일 수 있다.
또한, 필요에 따라, 전단 플러그(33)는 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있고, 채널의 단면 형상은 다양하게 제작될 수 있다.
담배 로드(31)는 도 1을 참조하여 상술한 담배 로드(21)와 대응될 수 있다. 따라서, 이하에서는 담배 로드(31)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수 있다. 제1 세그먼트(321)는 셀룰로오스 아세테이트 토우에 가소제(예를 들어, 트리아세틴)을 가하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(321)의 모노 데니어 및 토탈 데니어는 전단 플러그(33)의 모노 데니어 및 토탈 데니어와 동일할 수 있다.
제2 세그먼트(322)는 셀룰로오스 아세테이트로 제작될 수 있다. 제2 세그먼트(322)를 구성하는 필라멘트의 모노 데니어(mono denier)는 1.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 8.0~10.0의 범위 내에 포함될 수 있다. 더 바람직하게는, 제2 세그먼트(322)의 필라멘트의 모노 데니어는 9.0일 수 있다. 또한, 제2 세그먼트(322)의 필라멘트의 단면은 Y자 형일 수 있다. 제2 세그먼트(322)의 토탈 데니어(total denier)는 20000~30000의 범위 내에 포함될 수 있고, 바람직하게는 25000일 수 있다.
도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 필터 로드의 형상을 도시한 도면이다.
이하, 편의상 도 1에 도시된 에어로졸 생성 물품(2)을 기준으로 설명하나, 도 2에 도시된 에어로졸 생성 물품(3)에도 동일한 특징이 적용될 수 있다.
본 명세서 전체에서 "상류" 및 "하류"는 사용자가 에어로졸 생성 물품을 이용하여 흡입할 때, 생성된 에어로졸이 사용자의 입 또는 폐 내로 흡인되도록 흐르는 기류의 방향을 기준으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 2에서, 담배 로드(21,31)에서 생성된 에어로졸이 필터 로드(22,32)로 향하므로, 담배 로드(21,31)는 필터 로드(22,32)의 상류에 위치하는 것이고, 필터 로드(22,32)는 담배 로드(21,31)의 하류에 위치하는 것이다. "상류" 및 "하류"는 구성요소들 간에 상대적으로 결정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 물품(2)의 필터 로드(22)는 냉각 필터 로드(220)를 포함한다. 냉각 필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트 필터이다. 냉각 필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트를 포함하고 원기둥의 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 구조물일 수 있다.
냉각 필터 로드(220)는 내부에 다공성 충진물(222)을 포함할 수 있다. 다공성 충진물은 중공형 튜브(221) 내에 충진될 수 있다. 에어로졸 생성 물품(2)이 가열되어 발생하는 에어로졸은, 냉각 필터 로드(220) 내부의 중공을 통해 유동하는 과정에서 냉각될 수 있다.
냉각 필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트 토우(tow)에 가소제를 가하여 제작될 수 있다. 냉각 필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트 토우를 개섬(opening)하고 스팀을 가하여 형성될 수 있다.
냉각 필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 권상장치(winding device)를 사용하여 개섬하고, 개섬된 아세테이트 토우에 가소제를 분사한 후, 가소제가 분사된 아세테이트 토우를 스팀 처리하며, 로드(rod)의 형상으로 형성하고, 이를 소정의 길이로 절단하여 제작될 수 있다.
섬유를 개섬하는 과정은, 셀룰로오스 아세테이트 섬유 또는 섬유 다발을 넓게 펼치는 과정이다. 섬유를 개섬하면 활성탄 등의 다공성 충진물(222)을 섬유 전체에 걸쳐 균일하게 첨가할 수 있고, 경도를 포함하는 필터 특성의 균일성을 향상시킬 수 있다.
개섬하는 과정에서는, 셀룰로오스 아세테이트 토우를 개섬할 수 있는 여러 가지 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트 토우를 복수의 개섬 롤러에 걸고, 토우가 롤러를 통해 이송됨에 따라 점차적으로 토우의 폭을 확대하여 개섬하는 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 토우의 신장과 수축을 반복하여 개섬하는 방법을 사용할 수 있다.
개섬된 아세테이트 토우에 가소제를 분사하는 과정에서, 가소제는 예를 들어 트리아세틴(triacetin)이 사용될 수 있다.
한편, 개섬된 아세테이트 토우에 가소제를 분사하는 과정에서 가소제 및 급속 경화제를 일정 비율로 혼합하여 분사할 수 있다. 예를 들어, 급속 경화제는 TEGDA(triethlene glycol diacrylate)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
아세테이트 토우를 스팀 처리하는 과정은, 스팀을 사용하여 아세테이트 토우를 찌는 과정이다. 아세테이트 토우는 스팀에 의해 필터 로드의 형태를 유지하도록 경화될 수 있다.
다공성 충진물(222)은 중공형 튜브(221)를 제작할 때 튜브에 충진될 수 있다. 예를 들어, 다공성 충진물(222)은 아세테이트 토우를 스팀 처리하기 이전에, 아세테이트 토우를 개섬하는 과정에서 토우의 내부에 충진되거나 토우의 표면에 도포될 수 있다.
중공형 튜브(221)에 충진된 다공성 충진물(222)은, 주류연에 포함된 수분을 흡착할 수 있다. 다공성 충진물(222)은 주류연에 포함된 수분 및 수분 상 성분의 전반 또는 일부 휘발성 성분을 흡착할 수 있다.
다공성 충진물(222)은 활성탄을 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성탄은 야자껍질(야자각), 호두껍질, 팜, 목재, 목판, 대나무 혹은 석탄을 원료로 하여 부활, 분쇄, 분급된 식물계 활성탄 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성탄은 레이온, 폴리염화비닐리덴, 아크릴 수지, 셀룰로오스 등의 고분자를 원료로 하는 합성수지 또는 고분자계 활성탄 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성탄은 갈탄, 레키청탄, 무연탄, 코크스, 석탄 또는 석유 피치 등의 광물계 원료를 이용한 광물계 활성탄 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 활성탄의 형태는 비드 형태, 과립 형태, 섬유 형태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 다공성 충진물(222)은 제올라이트, 산화알루미늄 다공질체, 실리카겔 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
활성탄은 흡착 성능이 높은 물질이다. 활성탄의 BET(Brunauer Emmett Teller) 비표면적이 높을수록, 활성탄의 흡착 성능은 높아지는 것으로 알려져 있다. 비표면적은 단위 질량당 물질의 표면적의 합을 나타내는 것으로, 비표면적이 높을수록 흡착 성능이 높아질 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 냉각 필터 로드(220)에 포함되는 활성탄은, BET 비표면적이 500∼2500m2/g 일 수 있다. 바람직하게는, 활성탄의 BET 비표면적은 1000~2000m2/g 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 표 1에, 본 개시의 일 실시예에 따른, 냉각 필터 로드(220)에 포함되는 활성탄의 투입량에 따른, BET, 니코틴 양, 글리세린 양 및 주류연 온도를 나타내었다.
구분 투입량(mg/mm) BET (m2/g) 니코틴(mg/cig.) Gly(mg/cig.) 주류연온도(℃)
#1 0 189 0.66 8.8 64.9
#2 0.05 289 0.67 8.8 64.5
#3 0.1 350 0.67 8.7 63.2
#4 0.3 389 0.65 8.9 63.4
#5 0.5 415 0.66 8.5 61.3
#6 0.55 502 0.66 8.4 61.0
#7 0.65 749 0.64 8.3 60.9
#8 0.7 856 0.62 8.0 60.9
#9 1.0 975 0.62 7.9 58.6
상기 표 1에서, "투입량"은, 셀룰로오스 아세테이트 튜브에 포함되는 활성탄의 양으로, 냉각 필터 로드(220)의 길이 방향(상류에서 하류측 방향)으로 로드 길이 1mm당 포함되어 있는 활성탄의 mg 함량을 의미한다. 상기 표 1에서, "BET"는 냉각 필터 로드(220)의 BET 비표면적을 의미한다. 상기 표 1에서, "니코틴"은, 제조된 에어로졸 생성 물품 1개(1 cigarette) 당 발생하는 니코틴의 양(mg)을 나타낸 것이다. 상기 표 1에서, "Gly"는, 제조된 에어로졸 생성 물품 1개(1 cigarette) 당 발생하는 글리세린의 양(mg)을 나타낸 것이다. 상기 표 1에서, "주류연 온도"는 에어로졸 생성 물품에서 토출되는 에어로졸의 온도를 나타낸 것이다. 상기 표 1에서, 냉각 필터 로드(220)의 내부 중공은 직경이 3.3 mm 이다.
상기 표 1을 참조하면, 냉각 필터 로드(220)의 중공형 튜브 내에 충진되는 활성탄의 양이 많아질수록, 냉각 필터 로드(220)의 BET 비표면적은 증가하고, 니코틴 양 및 글리세린 양은 감소하며, 주류연 온도도 감소한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 필터 로드(220)는, 중공형 튜브 내에 활성탄이 포함되어, 주류연에 포함된 수분 및 수분 상의 일부 휘발성 물질이 활성탄에 의해 흡착될 수 있다. 따라서, 중공형 튜브에 구조에 의한 냉각에 활성탄의 흡착에 의한 냉각이 더해져, 주류연의 온도를 효과적으로 낮출 수 있다.
상기 구분 #2 내지 #4를 비교하면, 활성탄 투입량이 0.05 mg/mm일 때 냉각 필터 로드(220)의 BET 비표면적은 289 m2/g 이고(구분 #2), 활성탄 투입량이 0.1 mg/mm일 때, 냉각 필터 로드(220)의 BET 비표면적은 350 m2/g 이다(구분 #3).
활성탄 투입량이 0.1 mg/mm에서 0.05 mg/mm로 낮아지면, 니코틴 양과 글리세린 양은 거의 차이가 없으나, 주류연 온도는 1.3도 높아진다. 이에 반해, 활성탄 투입량이 0.1 mg/mm에서 0.3 mg/mm로 높아지면, 니코틴 양과 글리세린 양은 감소하나, 주류연 온도는 거의 변화하지 않는다.
BET 비표면적이 289 m2/g인 경우(활성탄 투입량 0.05 mg/mm)와 350 m2/g인 경우(활성탄 투입량 0.1 mg/mm)의 경계에서 주류연 온도는 상대적으로 크게 변화한다. 따라서, 주류연 온도 변화 경향을 고려할 때, 냉각 필터 로드(220)의 BET 비표면적이 약 300 m2/g 이상 또는 약 350m2/g 이상이 되는 것이 바람직함을 알 수 있다. 또는 활성탄 양이 약 0.1 mg/mm 이상 또는 약 0.08 mg/mm 이상이 되는 것이 바람직함을 알 수 있다.
상기 구분 #5 내지 #9를 비교하면, 활성탄 투입량이 0.5 mg/mm, 0.55 mg/mm, 0.65 mg/mm, 0.7 mg/mm 일 때, 냉각 필터 로드(220)의 BET 비표면적은 각각 415 m2/g, 502 m2/g, 749 m2/g, 856 m2/g 이다.
활성탄 투입량이 0.5 mg/mm에서 0.7 mg/mm로 높아지더라도, 주류연 온도는 거의 감소하지 않는다. 그러나, 활성탄 투입량이 0.65 mg/mm 에서 0.7 mg/mm 로 높아지면, 니코틴 양이 0.03 mg/cig 감소하고, 글리세린 양은 0.3 mg/cig. 감소한다. 또한, 활성탄 투입량이 0.55 mg/mm 에서 0.65 mg/mm 로 높아지면, 니코틴 양이 0.02 mg/cig. 감소한다.
BET 비표면적이 749 m2/g인 경우(활성탄 투입량 0.65 mg/mm)와 856 m2/g인 경우(활성탄 투입량 0.7 mg/mm)의 경계에서 니코틴 양과 글리세린 양이 상대적으로 크게 감소한다. 또한 BET 비표면적이 502 m2/g인 경우(활성탄 투입량 0.55 mg/mm)와 749 m2/g인 경우(활성탄 투입량 0.65 mg/mm)의 경계에서 니코틴 양이 상대적으로 크게 감소한다.
또한, 상기 구분 #1 및 #8의 결과에서, BET 비표면적이 856 m2/g인 경우(활성탄 투입량 0.70 mg/mm), 활성탄이 투입되지 않은 경우에 비해, 발생하는 니코틴 양이 약 94% 정도까지 감소하고, 발생하는 글리세린 양이 약 91% 정도까지 감소한다. 니코틴 양이 감소하고 글리세린 양이 감소하는 것은 흡연 시 무화량이 감소하는 것이다. 니코틴 양과 글리세린 양이 일정 수준 이상 감소하면, 에어로졸 생성 물품 흡입에 의한 사용자의 만족감, 끽연감이 감소할 수 있으므로, 무화량은 일정 수준 이상으로 유지되어야 한다.
따라서, 상기 구분 #5 내지 #9의 결과에서, 주류연 온도 변화가 거의 변화하지 않음에도, 니코틴 양 및/또는 글리세린 양이 감소하는 경향을 고려하고, 상기 구분 #1 및 #8의 결과에서 활성탄이 투입되지 않은 경우 대비 니코틴 양 및/또는 글리세린 양이 감소하는 비율을 고려할 때, 냉각 필터 로드(220)의 BET 비표면적은 800 m2/g 이하(활성탄 양이 약 0.65 mg/mm 이하)가 되는 것이 바람직함을 알 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시예에 따른, 냉각 필터 로드(220)는 다공성 충진물을 포함하고, BET 비표면적이 300 m2/g 이상이고 800 m2/g 이하일 수 있다. 또는 다공성 충진물은 활성탄이고, 냉각 필터 로드(220)는 활성탄을 0.1 mg/mm 내지 0.65 mg/mm 이하로 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른, 냉각 필터 로드(220)는, 필터 로드에 다공성 충진물이 포함되지 않은 경우에 비해, 에어로졸 생성 물품에서 발생하는 주류연의 온도를 약 1.5도 에서 약 4도 정도 낮출 수 있고, 니코틴 양을 약 95.5% 이상, 글리세린 양을 약 92.5% 이상으로 유지할 수 있다.
한편, 상기 구분 #5 내지 #9의 결과에서, 주류연 온도 변화가 거의 변화하지 않음에도, 니코틴 양 및/또는 글리세린 양이 감소하는 경향을 고려할 때, 냉각 필터 로드(220)의 BET 비표면적은 500 m2/g 이하(활성탄 양이 약 0.55 mg/mm 이하)가 되는 것이 더 바람직함을 알 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시예에 따른, 냉각 필터 로드(220)는 다공성 충진물을 포함하고, BET 비표면적이 300 m2/g 이상이고 500 m2/g 이하일 수 있다. 또는 다공성 충진물은 활성탄이고, 냉각 필터 로드(220)는 활성탄을 0.1 mg/mm 내지 0.55 mg/mm 이하로 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른, 냉각 필터 로드(220)는, 필터 로드에 다공성 충진물이 포함되지 않은 경우에 비해, 에어로졸 생성 물품에서 발생하는 주류연의 온도를 약 1.5도에서 약 4도 정도 낮출 수 있고, 니코틴 양을 약 99.0% 이상, 글리세린 양을 약 95.5% 이상으로 유지할 수 있다.
구분 중공 직경(mm) BET (m2/g) 니코틴(mg/cig.) Gly(mg/cig.) 주류연온도(℃)
#1 3.3 189 0.66 8.8 64.6
#10 0 - 0.46 5.6 59.8
상기 표 2는, 냉각 필터 로드(220)의 내부에 중공이 형성된 경우(튜브형)와, 내부에 중공이 없는 경우(원통형)를 비교한 것이다. 상기 구분 #1은 표 1에 기재된 구분 #1과 동일한 데이터이다. 상기 구분 #1 및 #10에서, 냉각 필터 로드(220)는 다공성 충진물은 투입되지 않고(투입량 0), 셀룰로오스 아세테이트로만 이루어졌다.
상기 표 2를 참조하면, 원통형 필터가 튜브형 필터보다 주류연의 온도가 4.8도 더 낮아지며, 주류연의 냉각 효과가 더 높은 것을 확인할 수 있다. 다만, 원통형 필터의 니코틴 양은 0.46 mg/cig. 로써 튜브형 필터보다 0.2 mg/cig. 만큼 더 낮고, 글리세린 양은 5.6 mg/cig. 로써 튜브형 필터보다 3.2 mg/cig. 만큼 더 낮다. 즉, 원통형 필터는 튜브형 필터보다 냉각 성능은 더 높으나, 무화량이 지나치게 낮은 것을 확인할 수 있다. 이는, 튜브형 대비 원통형 필터가 주류연이 유동할 수 있는 공간이 협소하기 때문인 것으로 해석할 수 있다.
또한, 표 2에는 기재되지 않았으나, 원통형 필터의 경우, 주류연에 의해 중공형 튜브 중 담배 로드(21)와 접합되는 부분의 일부가 녹아 내리는 현상이 발생하였다.
중공형 튜브는 내측 직경이 3 내지 3.5mm(∮)일 수 있다. 바람직하게, 중공형 튜브는 내측 직경이 3.3mm일 수 있다.
중공형 튜브의 내측 직경이 3mm 미만인 경우, 주류연의 냉각 효과는 높을 수 있다. 그러나, 튜브 내부의 유로가 좁아짐으로 인하여, 글리세린 양이 지나치게 낮아질 수 있고, 흡인 저항이 지나치게 높아질 수 있다. 또한, 좁은 유로로 인하여, 주류연에 의해 중공형 튜브 중 담배 로드(21)와 접합되는 부분의 일부가 녹아 내리는 현상이 발생할 수 있다.
중공형 튜브의 내측 직경이 3.5mm 초과인 경우, 글리세린 양이 높고 흡인 저항이 낮을 수 있다. 그러나, 넓은 유로로 인하여, 주류연의 냉각 효과가 낮아질 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른, 냉각 필터 로드(220)는 중공형 튜브의 형상을 가지며, 중공형 튜브는 내측 직경이 3 mm 내지 3.5 mm일 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른, 냉각 필터 로드(220)는, 글리세린 양의 감소 또는 흡인 저항의 증가를 억제하면서, 주류연의 냉각 효과를 높일 수 있다. 또한, 주류연에 의해 필터의 일부가 녹아 내리는 현상을 방지할 수 있다.
에어로졸 생성 물품(2)을 사용하는 사용자는, 주류연의 온도가 1도 상승하더라도, 뜨거움 또는 불쾌감을 느낄 수 있다. 또한, 주류연의 온도가 높아지는 경우, 주류연 흡입으로 인해 화상을 입을 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 필터 로드(220)는 니코틴 양 및 글리세린 양을 일정 수준 이상으로 유지하면서도, 주류연의 온도를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 주류연에 의해 필터 일부가 녹아 내리는 현상을 방지할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 에어로졸 생성 장치에 에어로졸 생성 물품(2)이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)를 포함한다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 증기화기(14)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 에어로졸 생성 물품(2)이 삽입될 수 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 실시 예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 4 내지 도 6에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 5 및 도 6에는 에어로졸 생성 장치(1)에 히터(13)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13)는 생략될 수도 있다.
도 4에는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 5에는 배터리(11), 제어부(12), 증기화기(14) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 6에는 증기화기(14) 및 히터(13)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 4 내지 도 6에 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.
에어로졸 생성 물품(2)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 에어로졸 생성 물품(2)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 에어로졸 생성 물품(2)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 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 히터(13)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13)는 궐련 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 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 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 에어로졸 생성 물품(2)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 에어로졸 생성 물품(2)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 에어로졸 생성 물품(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13)들 중 일부는 에어로졸 생성 물품(2)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 에어로졸 생성 물품(2)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13)의 형상은 도 4 내지 도 6에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 물품(2)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 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 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 에어로졸 생성 물품(2)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 4 내지 도 6에는 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.
상기와 같이, 본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 물리적 흡착 방식을 통해 주류연의 온도를 효과적으로 낮출 수 있다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 주류연의 온도를 낮추어, 사용자가 흡연시 느낄 수 있는 불쾌감을 줄일 수 있다.
본 개시의 실시예 중 적어도 하나에 따르면, 주류연의 온도를 낮추어, 사용자의 화상의 위험을 낮출 수 있다.
도 1 내지 6을 참조하면, 본 개시의 일 측면에 따른 에어로졸 생성 물품(2)은, 주류연(mainstream smoke)이 생성되는 에어로졸 생성 로드(21); 및 상기 에어로졸 생성 로드의 하류에 위치하는 냉각 필터 로드(220);를 포함하고, 상기 냉각 필터 로드(220)는, 중공형 형상을 가지고, 셀룰로스 아세테이트 및 다공성 충진물(222)을 포함하며, BET 비표면적이 300 m2/g 이상이고 800 m2/g 이하이다.
또한, 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 냉각 필터 로드(220)는, 상기 BET 비표면적이 300 m2/g 이상이고 500 m2/g 이하일 수 있다.
또한, 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 냉각 필터 로드(220)는, 상기 셀룰로스 아세테이트를 포함하는 중공형 튜브(221);를 포함하고, 상기 다공성 충진물(222)은 상기 중공형 튜브(221) 내에 충진될 수 있다.
또한, 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 중공형 튜브(221)는 셀룰로스 아세테이트 토우(tow)를 개섬(opening)하고 스팀을 이용하여 형성되며, 상기 다공성 충진물(222)은 상기 토우를 개섬할 때 상기 토우 내부 또는 상기 토우 표면에 충진될 수 있다.
또한, 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 중공형 튜브(221)는 내측 직경이 3mm 내지 3.5mm 일 수 있다.
또한, 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 다공성 충진물(222)은 활성탄을 포함하고, 상기 활성탄은 야자각, 팜, 목재, 목판, 대나무 또는 석탄 중 적어도 하나로부터 제조되고, 상기 활성탄의 형태는 비드 형태, 과립 형태, 섬유 형태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 다공성 충진물(222)은 상기 주류연에 포함된 수분을 흡착할 수 있다.
또한, 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 다공성 충진물(222)은 활성탄을 포함하고, 상기 필터 로드(22)는, 상류에서 하류의 길이 방향으로, 상기 활성탄을 0.1 mg/mm 내지 0.65 mg/mm 로 포함할 수 있다.
또한, 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 다공성 충진물(222)은 활성탄을 포함하고, 상기 냉각 필터 로드(220)는, 상류에서 하류의 길이 방향으로, 상기 활성탄을 0.1 mg/mm 내지 0.55 mg/mm 로 포함할 수 있다.
또한, 본 개시에 다른(another) 측면에 따르면, 상기 에어로졸 생성 물품(2)을 통해 에어로졸을 생성하는 가열식 에어로졸 생성 장치(1)를 구비할 수 있다.
앞에서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다(Certain embodiments or other embodiments of the disclosure described above are not mutually exclusive or distinct from each other. Any or all elements of the embodiments of the disclosure described above may be combined with another or combined with each other in configuration or function).
예를 들면 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다(For example, a configuration “A” described in one embodiment of the disclosure and the drawings and a configuration "B" described in another embodiment of the disclosure and the drawings may be combined with each other. Namely, although the combination between the configurations is not directly described, the combination is possible except in the case where it is described that the combination is impossible).
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다(Although embodiments have been described with reference to a number of illustrative embodiments thereof, it should be understood that numerous other modifications and embodiments can be devised by those skilled in the art that will fall within the scope of the principles of this disclosure. More particularly, various variations and modifications are possible in the component parts and/or arrangements of the subject combination arrangement within the scope of the disclosure, the drawings and the appended claims. In addition to variations and modifications in the component parts and/or arrangements, alternative uses will also be apparent to those skilled in the art).

Claims (10)

  1. 주류연(mainstream smoke)이 생성되는 에어로졸 생성 로드; 및
    상기 에어로졸 생성 로드의 하류에 위치하는 냉각 필터 로드;를 포함하고,
    상기 냉각 필터 로드는,
    중공형 형상을 가지고,
    셀룰로스 아세테이트 및 다공성 충진물을 포함하며,
    BET 비표면적이 300 m2/g 이상이고 800 m2/g 이하인, 에어로졸 생성 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 필터 로드는
    상기 BET 비표면적이 300 m2/g 이상이고 500 m2/g 이하인, 에어로졸 생성 물품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 필터 로드는,
    상기 셀룰로스 아세테이트를 포함하는 중공형 튜브;를 포함하고,
    상기 다공성 충진물은 상기 중공형 튜브 내에 충진되는, 에어로졸 생성 물품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중공형 튜브는
    셀룰로스 아세테이트 토우(tow)를 개섬(opening)하고 스팀을 이용하여 형성되며,
    상기 다공성 충진물은
    상기 토우를 개섬할 때 상기 토우 내부 또는 상기 토우 표면에 충진되는, 에어로졸 생성 물품.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 중공형 튜브는
    내측 직경이 3mm 내지 3.5mm 인, 에어로졸 생성 물품.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 충진물은
    활성탄을 포함하고,
    상기 활성탄은 야자각, 팜, 목재, 목판, 대나무 또는 석탄 중 적어도 하나로부터 제조되고,
    상기 활성탄의 형태는 비드 형태, 과립 형태, 섬유 형태 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 충진물은
    상기 주류연에 포함된 수분을 흡착하는, 에어로졸 생성 물품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 충진물은 활성탄을 포함하고,
    상기 냉각 필터 로드는,
    상류에서 하류의 길이 방향으로, 상기 활성탄을 0.1 mg/mm 내지 0.65 mg/mm 로 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 충진물은 활성탄을 포함하고,
    상기 냉각 필터 로드는,
    상류에서 하류의 길이 방향으로, 상기 활성탄을 0.1 mg/mm 내지 0.55 mg/mm 로 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나에 따른 에어로졸 생성 물품을 통해 에어로졸을 생성하는 가열식 에어로졸 생성 장치.

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