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KR102708470B1 - 무연 기능을 구비한 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

무연 기능을 구비한 에어로졸 발생 장치 Download PDF

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KR102708470B1
KR102708470B1 KR1020210145543A KR20210145543A KR102708470B1 KR 102708470 B1 KR102708470 B1 KR 102708470B1 KR 1020210145543 A KR1020210145543 A KR 1020210145543A KR 20210145543 A KR20210145543 A KR 20210145543A KR 102708470 B1 KR102708470 B1 KR 102708470B1
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KR
South Korea
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aerosol
generating device
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tobacco
Prior art date
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KR1020210145543A
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박인수
권찬민
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주식회사 케이티앤지
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Publication date
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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생 물품이 수용되는 수용공간을 형성하는 하우징; 상기 수용공간 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터부; 에어로졸 형성제를 포함하는 카트리지; 상기 카트리지를 가열하는 카트리지 히터부; 및 유연 모드 및 무연 모드 중 설정된 모드로 동작하도록 상기 에어로졸 발생 장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.

Description

무연 기능을 구비한 에어로졸 발생 장치{AEROSOL-GENERATING DEVICE WITH SMOKELESS FUNCTION}
본 발명은 무연 기능을 구비한 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 유연 또는 무연 기능을 사용자가 선택 가능하고, 유연 모드 하에서 사용자가 히터부의 가열 온도를 용이하게 선택할 수 있는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
근래에 전통 궐련의 단점을 극복하는 대체 물품에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들면, 궐련 스틱을 전기적으로 가열함으로써 에어로졸을 발생시키는 장치(e.g. 궐련형 전자 담배)에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치와 그에 적용되는 궐련 스틱(또는 에어로졸 발생 물품)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
한편, 흡연 시에 가시적인 연기가 발생하지 않는다면, 사용자가 장소나 환경의 제약 없이 흡연을 즐길 수 있다는 장점이 있다. 또한, 이러한 장점으로 인해 코담배(snuff), 머금는 담배(snus), 씹는 담배(chewing tobacco) 등과 같은 무연 담배 제품들이 개발된 바 있으나, 예시된 무연 담배 제품들은 연소형 궐련 또는 가열형 궐련 스틱과 같은 흡연감을 제공할 수 없다는 단점이 있다. 반면, 기호에 따라서는 가시적인 연기를 발생시키면서 흡연하는 것을 선호하는 흡연자 또한 존재한다.
상기 가시적인 연기 발생 유무에 따른 선호도 차이뿐만 아니라 니코틴 이행량에 따라 달라지는 담배 맛에 대하여 흡연자 마다 기호에 따라 강한 담배 맛 또는 부드러운 담배 맛을 선호하는 차이가 존재한다.
이에 가시적인 연기의 발생 유무 및 다양한 담배 맛에 따른 흡연자 다수의 선호도 차이를 동시에 만족시킬 수 있는 에어로졸 발생 장치에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.
일본 공개특허공보 제2021-045149호
본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위하여, 선택에 따라 유연 또는 무연 모드의 작동이 가능하며, 유연 모드 작동 시에는 담배 과립을 가열시키는 히터부 온도의 조절이 가능하여, 흡연자가 기호에 따라 니코틴 및 향미 성분의 이행량을 조절할 수 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면,
에어로졸 발생 물품이 수용되는 수용공간을 형성하는 하우징; 상기 수용공간 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터부; 에어로졸 형성제를 포함하는 카트리지; 상기 카트리지를 가열하는 카트리지 히터부; 및 유연 모드 및 무연 모드 중 설정된 모드로 동작하도록 상기 에어로졸 발생 장치를 제어하는 제어부;를 포함하는, 에어로졸 발생 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품은 담배 로드를 포함하며, 상기 담배 로드는 제 1 필터 세그먼트; 제 2 필터 세그먼트; 및 상기 제 1 필터 세그먼트 및 상기 제 2 필터 세그먼트에 의해 형성된 캐비티 세그먼트;를 포함하고, 상기 캐비티 세그먼트에는 담배 과립이 충전될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 담배 로드의 하류에 위치한 필터 로드를 더 포함하고, 상기 필터 로드는 냉각 세그먼트; 및 마우스피스 세그먼트;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 제어부는 상기 설정된 모드가 상기 유연 모드라는 판단에 응답하여, 상기 히터부 및 상기 카트리지 히터부를 모두 동작시키거나, 상기 카트리지 히터부 만을 동작시킬 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 히터부는 강 모드; 중 모드; 및 약 모드; 중 하나의 모드로, 상기 에어로졸 발생 물품에 대한 가열 온도를 달리하여 동작할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 히터부는 상기 강 모드에서 200 내지 260℃의 온도가 유지되도록 가열되고, 상기 중 모드에서 160 내지 200℃의 온도가 유지되도록 가열되며, 상기 약 모드에서 150 내지 180℃의 온도가 유지되도록 가열될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 제어부는 상기 설정된 모드가 상기 무연 모드라는 판단에 응답하여, 상기 히터부 및 상기 카트리지 히터부 중에서 상기 히터부 만을 동작시킬 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 히터부는 200 내지 260℃의 온도가 유지되도록 가열될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 히터부는 상기 캐비티 세그먼트 만을 가열하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 히터부는 최초에 예열된 후 설정된 범위를 이탈하는 경우 재 가열되는 형식으로 구동될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 하우징의 외벽면에 배치되는 스위치를 더 포함하며, 상기 스위치는 유연 모드 또는 무연 모드를 설정하고, 유연 모드 선택 시 강 모드; 중 모드; 및 약 모드; 중 어느 하나의 모드를 설정하는 수단일 수 있다.
본 발명에 따른 무연 기능을 구비한 에어로졸 발생 장치는 흡연자의 기호 또는 흡연 장소에 따라 유연 또는 무연 모드의 선택이 가능하며, 유연 모드 작동 시에는 담배 과립의 가열 온도를 흡연자가 강, 중, 약 모드로 조절할 수 있어 각 온도에 따라 니코틴 및 향미 성분의 이행량을 달리하면서 흡연의 만족감을 느낄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서 에어로졸 발생 장치가 무연 모드로 작동할 때의 개략적인 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서 에어로졸 발생 장치가 유연 모드로 작동할 때의 개략적인 예시도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서 에어로졸 발생 물품의 개략적인 예시도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용된 용어 “앞쪽” 및 “뒤쪽”은 에어로졸 흐름을 기준으로 정의한다.
본 발명에서 사용된 용어 “에어로졸 형성제”는 가시적인 연기(smoke) 및/또는 에어로졸(aerosol)의 형성을 용이하게 할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 에어로졸 형성제의 예로는 글리세린(GLY), 프로필렌 글리콜(PG), 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 당해 기술 분야에서, 에어로졸 형성제는 보습제, 습윤제 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 “에어로졸 형성 기재”는 에어로졸(aerosol)을 형성할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 에어로졸은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체 또는 액상일 수 있다. 예를 들면, 고체의 에어로졸 형성 기재는 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있으며, 액상의 에어로졸 형성 기재는 니코틴, 담배 추출물 및/또는 다양한 향미제를 기초로 하는 액상 조성물을 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다. 에어로졸 형성 기재는 가시적인 연기 및/또는 에어로졸을 안정적으로 형성하기 위해 에어로졸 형성제를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "에어로졸 발생 장치"는 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 형성 기재를 이용하여 에어로졸을 발생시키는 장치를 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 “에어로졸 발생 물품”은 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물품을 의미할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품의 대표적인 예로는 궐련을 들 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용된 용어 “상류”(upstream) 또는 “상류 방향”은 사용자(흡연자)의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고, “하류”(downstream) 또는 “하류 방향”은 사용자의 구부로부터 가까워지는 방향을 의미할 수 있다. 상류 및 하류라는 용어는 에어로졸 발생 물품을 구성하는 요소들의 상대적 위치를 설명하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(20)에서, 담배 로드(21)는 필터 로드(22)의 상류 또는 상류 방향에 위치하고, 필터 로드(22)는 담배 로드(21)의 하류 또는 하류 방향에 위치한다.
본 발명에서 사용된 용어 “길이 방향(longitudinal direction)”은 에어로졸 발생 물품의 길이 방향 축에 상응하는 방향을 의미할 수 있다.
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.
종래의 에어로졸 발생 장치는 가시적인 연기의 발생을 사용자가 직접 제어하기 어려우며, 흡연자의 기호에 따라 특정 담배 맛을 선호할 수 있음에도 일정한 특정 온도만으로 히터가 작동하여 제공할 수 있는 담배 맛의 종류가 한정적이라는 점에서, 흡연자 다수의 기호를 만족하는 에어로졸 생성 장치를 제공하지 못하는 한계점이 있었다.
따라서, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 흡연자가 개인의 기호 및 흡연 장소에 따라 가시적 연기의 발생 여부를 유연 또는 무연 모드의 작동을 통해 선택할 수 있으며, 유연 모드 하에서는 과립을 가열시키는 히터부의 온도를 여러 단계로 달리하여 기호에 따른 담배 맛의 선택이 가능한 에어로졸 발생 장치에 대하여 발명하기에 이르렀다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 에어로졸 발생 장치(10)는 에어로졸 발생 물품(20)이 수용되는 수용공간을 형성하는 하우징; 상기 수용공간 내에 수용된 에어로졸 발생 물품(20)을 가열하는 히터부(15); 에어로졸 형성제를 포함하는 카트리지(14); 상기 카트리지(14)를 가열하는 카트리지 히터부(13); 및 유연 모드 및 무연 모드 중 설정된 모드로 동작하도록 상기 에어로졸 발생 장치(10)를 제어하는 제어부(12);를 포함한다.
다만, 도 1 또는 도 2에는 본 개시의 실시예와 관련 있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 개시가 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 1 또는 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 사용자로부터 명령 등을 입력받기 위한 입력 모듈(e.g. 버튼, 터치 가능한 디스플레이 등)과 장치의 상태, 흡연 정보 등과 같은 정보를 출력하기 위한 출력 모듈(e.g. LED, 디스플레이, 진동 모터 등)을 더 포함할 수도 있다. 이하, 에어로졸 발생 장치의 각 구성 요소에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 에어로졸 발생 장치(10)는 에어로졸 발생 물품(20)이 수용되는 수용공간을 형성하는 하우징을 포함한다. 구체적으로, 상기 하우징은 에어로졸 발생 장치(10)의 외관을 형성할 수 있다. 또한, 하우징은 에어로졸 발생 물품(20)을 수용하기 위한 수용공간을 형성할 수 있다. 상기 하우징은 내부의 구성요소들을 보호할 수 있는 소재로 구현되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수용공간에 수용되는 상기 에어로졸 발생 물품(20)은 담배 로드(21)를 포함하며, 상기 담배 로드(21)는 제 1 필터 세그먼트(211); 제 2 필터 세그먼트(213); 및 상기 제 1 필터 세그먼트 및 상기 제 2 필터 세그먼트에 의해 형성된 캐비티 세그먼트(212);를 포함하고, 상기 캐비티 세그먼트(212)에는 담배 과립이 충전될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 담배 로드(21)는 제 1 필터 세그먼트(211); 제 2 필터 세그먼트(213); 및 상기 제 1 필터 세그먼트 및 상기 제 2 필터 세그먼트에 의해 형성된 캐비티 세그먼트(212);를 포함할 수 있다. 상기 담배 로드(21)는 캐비티 또는 캐비티 세그먼트(212)를 포함하는 담배 로드로서 가열됨에 따라 니코틴과 같은 담배 성분(또는 끽미 성분)을 공급할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 필터 세그먼트(211)는 캐비티 세그먼트(212) 형성, 에어로졸에 대한 여과 및 냉각 기능을 수행할 수 있고, 캐비티 세그먼트(212)의 하류에 위치할 수 있다. 상기 제 2 필터 세그먼트(213)는 캐비티 세그먼트(212) 형성 및 담배 과립에 대한 탈락 방지 기능을 수행할 수 있다. 또한 상기 제 2 필터 세그먼트(213)는 에어로졸 발생 물품(20)이 에어로졸 발생 장치(10)에 삽입되는 경우, 캐비티 세그먼트(212)가 에어로졸 발생 장치(10) 내의 적절한 위치에 배치되도록 할 수 있으며, 담배 로드(21)가 외부로 이탈하는 것을 방지 및 흡연 중 담배 로드(21)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(10)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 일 실시예에 있어서, 제1 필터 세그먼트(211) 또는 제2 필터 세그먼트(213)의 흡인저항은 약 40mmH20/60mm 내지 150mmH20/60mm일 수 있고, 바람직하게는 약 50mmH20/60mm 내지 80mmH20/60mm일 수 있다. 이러한 수치범위내에서, 적절한 빨림성이 보장될 수 있다. 또한, 적절한 빨림성에 의해 캐비티 세그먼트(212) 내에서의 와기류 발생 확률이 증가되고, 이로 인해 다수의 담배 과립(214)이 균일하게 가열되는 효과가 달성될 수 있다. 또한, 필터 세그먼트가 종이 필터인 경우, 예시된 수치범위 내에서 적절한 무화량이 보장되는 것으로 확인되었다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 필터 세그먼트(211) 및 상기 제 2 필터 세그먼트(213)는 각각 종이 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 필터 세그먼트(211)는 종이 물질을 포함할 수 있고, 다시 말해 종이 필터로 이루어질 수 있다. 상기 종이 물질은 원활한 기류 패스 확보를 위해 길이 방향으로 배열되는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 종이 물질은 열에 의해 변성이 거의 일어나지 않기 때문에, 일정 온도 이상으로 가열시 녹거나 수축하는 현상이 발생하는 셀룰로오스 아세테이트 섬유보다 담배 로드 부위에 용이하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 필터 세그먼트(211)는 내수성 또는 내유성의 종이 물질을 포함할 수 있다. 상기 내수성 또는 내유성의 종이 물질을 상기 제 1 필터 세그먼트(211)가 포함하는 경우, 에어로졸 내에 함유된 연기 성분(e.g. 수분, 에어로졸 형성제 성분)이 상기 제 1 필터 세그먼트(211)를 통과하는 동안 흡수되어 가시적인 무화량이 감소되는 문제(e.g. 유연 모드에서 무화량이 감소하는 문제)가 크게 경감될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 필터 세그먼트(211)가 일반적인 종이 물질을 포함하는 경우, 종이 물질의 흡습성으로 인해 전술한 연기 성분이 흡수되어 가시적인 무화량이 감소될 수 있으나, 상기 내수성 또는 내유성의 종이 물질이 적용되면, 전술한 연기 성분의 흡수가 거의 일어나지 않아 이러한 무화량 감소 문제가 해결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 필터 세그먼트(211)는 셀룰로오스 아세테이트 필터로 이루어질 수 있다. 이러한 경우에는 상기 제 1 필터 세그먼트(211)의 제거능이 향상되는 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2 필터 세그먼트(213)는 종이 물질을 포함할 수 있고, 다시 말해 종이 필터로 이루어질 수 있다. 상기 종이 물질은 원활한 기류 패스 확보를 위해 길이 방향으로 배열되는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 종이 물질은 열에 강인한 물질로, 셀룰로오스 아세테이트 섬유 사용시 내부 가열요소와 접촉하여 녹거나 수축하는 현상으로 담배 과립이 탈락하는 현상이 가속화되는 문제를, 크게 완화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2 필터 세그먼트(213)는 내수성 또는 내유성의 종이 물질을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 필터 세그먼트(211)에 대한 설명에서 전술한 바와 같이 내수성 또는 내유성의 종이 물질은 가시적인 무화량이 감소하는 문제를 크게 경감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 캐비티 세그먼트(212)는 상기 제 1 필터 세그먼트(211) 및 상기 제 2 필터 세그먼트(213)에 의해 형성된다. 상기 캐비티 세그먼트(212)는 캐비티를 구비한 세그먼트로서 제 1 필터 세그먼트(211)와 제 2 필터 세그먼트(213) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 캐비티 세그먼트(212)는 제 1 필터 세그먼트(211)와 제 2 필터 세그먼트(213)에 의해 형성될 수 있다.
상기 캐비티 세그먼트(212)는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 캐비티 세그먼트(212)는 지관 등과 같은 튜브형 구조물을 포함하는 형태로 제조되거나, 두 필터 세그먼트에 의해 형성된 캐비티를 적절한 소재의 래퍼로 래핑함으로써 제조될 수 있으나, 담배 과립이 충전될 수 있다면 제조 방법은 이에 특별히 한정되지 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 캐비티 세그먼트(212)에는 담배 과립(214)이 충전될 수 있다. 일반적으로 담배 과립(214)은 다른 유형의 담배 물질(e.g. 잎담배 각초, 판상엽 등)보다 수분 및/또는 에어로졸 형성제 함량이 현저히 적기 때문에, 가시적인 연기 발생을 크게 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 에어로졸 발생 장치(10)의 무연 기능이 용이하게 구현될 수 있다. 다만, 담배 과립의 직경, 밀도, 충진율, 구성 물질의 조성비, 가열 온도 등은 다양할 수 있으며, 이는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 담배 과립(214)의 크기는 약 15메시(mesh) 내지 50메시일 수 있고, 바람직하게는 약 15메시 내지 45메시, 약 20메시 내지 30메시일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 담배 과립(214)의 적절한 경도와 제조 용이성이 보장되고, 탈락 현상이 최소화되며, 캐비티 세그먼트 내에서의 와기류 발생 확률이 증가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 담배 과립(214)의 밀도는 약 0.5g/cm3 내지 1.2g/cm3일 수 있고, 바람직하게는 약 0.7g/cm3 내지 0.9g/cm3일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 담배 과립(214)의 적절한 경도가 보장되고, 캐비티 세그먼트(212) 내에서의 와기류 발생 확률이 증가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 담배 과립(214)의 경도는 약 70% 이상일 수 있고, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90%이상일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 담배 과립(214)의 제조 용이성이 향상되고, 부스러짐 현상이 최소화되어 에어로졸 발생 물품(20)의 제조 용이성도 향상될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 담배 과립(214)의 경도는 국가 표준 시험 방법인 KSM-1802("활성탄 시험 방법")에 의거하여 측정된 수치일 수 있다. 경도 측정 방법의 세부 내용과 측정치의 의미에 대해서는 국가 표준 KSM-1802를 참조하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 캐비티 세그먼트(212)에 대한 담배 과립(214)의 충진율은 약 80부피% 이하일 수 있고, 바람직하게는 약 70부피% 이하일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 캐비티 세그먼트(212) 내에서의 와기류 발생 확률이 증가될 수 있다. 또한, 담배 과립(214)의 충진율은 적절한 끽미를 담보하기 위해 약 60부피% 이상인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 담배 과립(214)은 약 20중량% 이하의 수분을 포함할 수 있고, 바람직하게는 약 10중량% 이하의 수분을 포함할 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 가시적인 연기의 발생이 크게 감소될 수 있으며, 에어로졸 발생 장치(10)의 무연 기능이 용이하게 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 담배 과립(214)은 약 10중량% 이하의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있고, 바람직하게는 약 7중량%, 5중량%, 3중량% 또는 1중량%의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 또는, 담배 과립(214)은 에어로졸 형성제를 포함하지 않을 수도 있다. 이러한 수치범위 내에서, 가시적인 연기의 발생이 크게 감소될 수 있으며, 에어로졸 발생 장치(10)의 무연 기능이 용이하게 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 담배 과립(214)의 습량 기준(wet basis) 니코틴 함량은 약 1.0% 내지 4.0%이고, 바람직하게는 약 1.5% 내지 3.5% 일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 적절한 수준의 끽미감이 보장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 담배 과립(214)의 건량 기준(dry basis) 니코틴 함량은 약 1.2% 내지 4.2%이고, 바람직하게는 약 1.7% 내지 3.7%일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 적절한 수준의 끽미감이 보장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품(20)은 적어도 하나의 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 구체적인 예로서, 에어로졸 발생 물품(20)은 하나의 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 에어로졸 발생 물품(20)은 2 이상의 래퍼들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(21)가 포장되고, 제2 래퍼에 의하여 필터 로드(22)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(21) 및 필터 로드(22)가 결합되고, 제3 래퍼에 의하여 에어로졸 발생 물품(20) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(21) 또는 필터 로드(22) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 에어로졸 발생 물품 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다. 래퍼에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품(20)은 상기 담배 로드(21)의 하류에 위치한 필터 로드(22)를 더 포함하고, 상기 필터 로드(22)는 냉각 세그먼트(222); 및 마우스피스 세그먼트(221);를 포함할 수 있다. 상기 필터 로드(22)는 담배 로드(21)의 하류에 위치하여 에어로졸에 대한 여과 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 필터 로드(22)는 종이, 셀룰로오스 아세테이트 섬유 등과 같은 필터 물질을 포함할 수 있다. 필터 로드(22)는 필터 물질을 래핑(wrapping)하고 있는 래퍼를 더 포함하는 것일 수도 있다.
상기 필터 로드(22)는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 필터 로드(22)는 원기둥형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브형 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22)는 리세스형 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다. 또한 상기 필터 로드(22)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 예를 들어, 상기 필터 로드(22)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22)의 내부에 삽입될 수도 있다. 다른 예로는, 상기 필터 로드(22)에는 향액을 함유하고 있는 적어도 하나의 캡슐(미도시)이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 필터 로드(22)는 복수의 세그먼트로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 필터 로드(22)는 냉각 세그먼트(222) 및 마우스피스 세그먼트(221)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 냉각 세그먼트(222)는 다양한 형태로 제조될 수 있는데, 예를 들어 냉각 세그먼트(222)는 지관, 중공이 형성된 셀룰로오스 아세테이트 필터, 복수의 구멍이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터, 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질이 충전된 필터 등의 형태로 제조될 수 있으나, 에어로졸 냉각 기능을 수행할 수 있다면 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 마우스피스 세그먼트(221)는 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 필터(즉, 셀룰로오스 아세테이트 섬유로 이루어진 필터)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 수용공간 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터부(15)를 포함한다. 구체적으로, 에어로졸 발생 물품(20)이 에어로졸 발생 장치(10)의 수용공간 내에 수용되면, 히터부(15)는 배터리로(11)부터 공급된 전력에 의하여 에어로졸 발생 물품(20)을 가열할 수 있다.
상기 히터부(15)는 다양한 형태 및/또는 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 히터부(15)는 전기 저항성 가열요소를 포함하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로는, 히터부(15)는 전기 절연성 기질(예를 들어, 폴리이미드(polyimide)로 형성된 기질) 및 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 발열하는 가열요소를 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 가열요소는 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 발생 장치에 기 설정(e.g. 온도 프로파일이 미리 저장되어 있는 경우)되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 히터부(15)는 유도 가열 방식으로 동작하는 가열요소를 포함하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 히터부(15)는 에어로졸 발생 물품(20)을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 인덕터(inductor; e.g. 유도 코일)와 인덕터에 의해 유도 가열되는 서셉터(susceptor)를 포함할 수 있다. 상기 서셉터는 에어로졸 발생 물품(20)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 히터부(15)는 에어로졸 발생 물품(20)을 내부에서 가열하는 가열요소(이하, "내부 가열요소"로 약칭함), 외부에서 가열하는 가열요소(이하, "외부 가열요소"로 약칭함) 또는 이들의 조합을 포함하도록 구성될 수 있다. 내부 가열요소는 예를 들어 관형, 침형 또는 봉형 등의 형태로 이루어져 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부를 관통하도록 배치될 수 있고, 외부 가열요소는 판형, 원통형 등의 형태로 이루어져 에어로졸 발생 물품(20)의 적어도 일부는 감싸는 형태로 배치될 수 있다. 다만, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니고, 가열요소의 형상, 개수, 배치 형태 등은 다양하게 설계될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 히터부(15)는 상기 캐비티 세그먼트(212) 만을 가열하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 필터 세그먼트가 가열되는 경우, 예를 들어 필터 세그먼트가 셀룰로오스 아세테이트 필터라면 열에 의해 섬유가 녹거나 수축하는 문제 및 종이 필터라면 열에 의해 종이 물질의 흡습성 증가로 가시적인 무화량이 감소하는 문제가 발생한다는 점에서 이를 방지하기 위하여, 상기 히터부(15)는 상기 캐비티 세그먼트(212) 만을 가열하는 것이 바람직하다. 또한 필터에 포함된 접착제의 변형 및 방출을 줄일 수 있으며, 필터의 물성 변화를 방지하는 효과가 있다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 에어로졸 발생 장치(10)는 에어로졸 형성제를 포함하는 카트리지(14); 및 상기 카트리지를 가열하는 카트리지 히터부(13);를 포함한다. 상기 에어로졸 발생 장치(10)는 내부에 상기 히터부(15)와 카트리지 히터부(13)가 일렬 또는 병렬로 배치된 구조를 포함할 수 있지만, 에어로졸 발생 장치(10)의 내부 구조가 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 에어로졸 발생 장치(10)는 에어로졸 형성제를 포함하는 카트리지(14)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카트리지(14)는 액상 저장조 및 액상 전달 수단을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 카트리지(14)는 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 카트리지(14)는 카트리지 히터부(13)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 카트리지 히터부(13)와 일체로서 제작될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액상 저장조는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 담배 함유 물질(또는 니코틴 함유 물질)을 포함하는 액체일 수 있고, 비담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물(e.g. 담배 추출물), 니코틴, 향료, 에어로졸 형성제, 향미제 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 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, 에어로졸 형성제의 예로는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜을 들 수 있을 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 액상 전달 수단은 액상 저장조에 저장된 액상 조성물을 카트리지 히터부로 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 액상 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 윅(wick) 요소가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 에어로졸 발생 장치(10)는 상기 카트리지(14)를 가열하는 카트리지 히터부(13);를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카트리지 히터부(13)는 카트리지(14)에 저장된 액상의 에어로졸 형성 기재(e.g. 액상 조성물)를 가열하여 에어로졸을 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 카트리지 히터부(13)는 액상 전달 수단에 의해 전달된 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 형성시킬 수 있다. 형성된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(20)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 카트리지 히터부(13)의 가열에 의해 형성된 에어로졸은 에어로졸 발생 장치(10)의 기류 패스를 따라 이동할 수 있고, 기류 패스는 형성된 에어로졸이 에어로졸 발생 물품(20)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 카트리지 히터부(13)의 동작, 가열 온도 등은 제어부(12)에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카트리지 히터부(13)는 예를 들어 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터부 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 카트리지 히터부(13)는 예를 들어 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액상 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 참고로, 당해 기술 분야에서 카트리지 히터부(13)와 카트리지(14)는 카토마이저(cartomizer), 아토마이저(atomizer), 증기화기(vaporizer) 등과 같은 용어로 지칭될 수도 있다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 에어로졸 발생 장치(10)는 배터리(11)를 더 포함할 수 있다. 상기 배터리(11)는 에어로졸 발생 장치(10)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리(11)는 히터부(15)가 에어로졸 발생 물품(20)을 가열할 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배터리(11)는 에어로졸 발생 장치(10)에 설치된 디스플레이(미도시), 센서(미도시), 모터(미도시) 등의 전기적 구성요소가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치(10)는 무연 기능을 구비한 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치(10)는 유연 모드 또는 무연 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 무연 모드로만 동작하거나, 무연 모드 및 유연 모드 중 설정된 모드로 동작하는 에어로졸 발생 장치(10)가 제공될 수 있다. 이에 따라, 사용자가 장소나 환경에 제약받지 않고 에어로졸 발생 장치(10)를 사용할 수 있게 되는 바, 사용자의 편의성이 크게 향상될 수 있다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 에어로졸 발생 장치(10)는 유연 모드 및 무연 모드 중 설정된 모드로 동작하도록 상기 에어로졸 발생 장치(10)를 제어하는 제어부(12);를 포함한다. 구체적으로, 상기 제어부(12)는 에어로졸 발생 장치(10)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(12)는 히터부(15) 및 배터리(11)의 동작을 제어할 수 있고, 에어로졸 발생 장치(10)에 포함된 다른 구성요소들의 동작도 제어할 수 있다. 제어부(12)는 배터리(11)가 공급하는 전력, 히터부(15)의 가열 온도 등을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(12)는 에어로졸 발생 장치(10)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 발생 장치(10)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부(12)는 적어도 하나의 제어부(processor)에 의해 구현될 수 있다. 상기 제어부는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 제어부와 이 마이크로 제어부에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 제어부가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 자명하게 이해할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유연 모드는 에어로졸 발생 장치(10)에 의해 에어로졸이 발생되되, 가시적인 연기도 발생되는 모드를 의미할 수 있다. 유연 모드를 구현하는 방식은 다양할 수 있으며, 구체적인 구현 방식은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부(12)는 상기 설정된 모드가 상기 유연 모드라는 판단에 응답하여, 상기 히터부(15) 및 상기 카트리지 히터부(13)를 모두 동작시키거나, 상기 카트리지 히터부(13) 만을 동작시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유연 모드에서 상기 히터부(15) 및 상기 카트리지 히터부(13)가 모두 동작하는 경우, 상기 히터부(15)는 강 모드; 중 모드; 및 약 모드; 중 하나의 모드로, 상기 에어로졸 발생 물품(20)에 대한 가열 온도를 달리하여 동작할 수 있다. 구체적으로, 상기 히터부(15)는 상기 캐비티 세그먼트(212)를 가열하여 그 내부에 충전된 담배 과립(214)을 가열시키는데, 흡연자의 기호에 따른 선택에 따라 약 모드; 중 모드; 및 강 모드; 순으로 가열 온도가 증가하므로 각 모드 별 담배 과립의 가열 온도에 따라 발생하는 니코틴 및 향미 성분이 상이하여, 흡연자에게 다양한 끽미를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 히터부(15)는 상기 유연 모드의 상기 강 모드에서 200 내지 260℃, 바람직하게는 210 내지 240℃, 더 바람직하게는 220 내지 230℃의 온도가 유지되도록 가열되고, 상기 유연 모드의 상기 중 모드에서 160 내지 200℃, 바람직하게는 170 내지 200℃, 더 바람직하게는 190 내지 200℃의 온도가 유지되도록 가열되고, 상기 유연 모드의 상기 약 모드에서 150 내지 180℃, 바람직하게는 160 내지 180℃, 더 바람직하게는 170 내지 200℃의 온도가 유지되도록 가열될 수 있다. 상기 각 모드에서 서로 구분되는 히터부(15) 온도로 담배 과립이 가열됨에 따라, 각 모드에서는 서로 다른 담배 맛이 제공될 수 있다. 구체적으로, 담배 과립의 가열 온도가 가장 높은 강 모드에서는 니코틴 이행량이 크고 강한 자극이 발현되어, 많은 니코틴 이행량으로 인해 강한 담배 맛이 제공될 수 있다. 이와 반대로 담배 과립의 가열 온도가 가장 낮은 약 모드에서는 니코틴 이행량이 적다는 점에서 부드러운 담배 맛이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유연 모드에서 상기 카트리지 히터부(13) 만 동작하는 경우, 카트리지(14)만 가열되더라도 가시적인 연기를 포함하는 에어로졸이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 유연 모드에서 상기 카트리지 히터부(13) 만 동작하는 경우, 상기 카트리지 히터부(13)의 작동 온도는 150 내지 250℃, 바람직하게는 170 내지 230℃, 더 바람직하게는 180 내지 200℃일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유연 모드에서 상기 히터부(15)는 최초에 예열된 후 설정된 범위를 이탈하는 경우 재 가열되는 형식으로 구동될 수 있다. 구체적으로, 상기 강 모드, 중 모드 및 약 모드에서 히터부(15)의 가열 온도는 최초에 예열이 되어 상기 가열 온도 범위에 도달한 이후에, 시간 경과에 따라 온도가 낮아져 상기 각 모드의 가열 온도 범위를 이탈할 수 있고, 이 경우 다시 각 모드의 가열 온도 범위에 도달하기 위하여 상기 제어부(12)는 히터부(15)가 재 가열되도록 히터부(15)를 동작시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 무연 모드는 에어로졸 발생 장치(10)에 의해 에어로졸이 발생되되, 가시적인 연기는 발생되지 않는 모드(또는 가시적인 연기의 발생이 최소화되는 모드)를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부(12)는 상기 설정된 모드가 상기 무연 모드라는 판단에 응답하여, 상기 히터부(15) 및 상기 카트리지 히터부(13) 중에서 상기 히터부(15) 만을 동작시킬 수 있다. 구체적으로 설정된 모드가 무연 모드라는 판단에 응답하여, 상기 제어부(12)는 히터부(15) 만을 동작시킬 수 있다. 이러한 경우, 카트리지(14)는 가열되지 않고, 에어로졸 발생 물품(20) 만이 가열됨으로써, 가시적인 연기가 발생되는 것이 방지될 수 있다. 구체적으로, 카트리지에 저장된 액상은 가열됨에 따라 가시적인 연기를 포함하는 에어로졸을 발생시키는데, 액상의 가열이 방지되므로 가시적인 연기의 발생도 방지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무연 모드에서 상기 히터부(15)는 200 내지 260℃, 바람직하게는 210 내지 240℃, 더 바람직하게는 220 내지 230℃의 온도가 유지되도록 가열될 수 있다
본 발명의 일 실시예에 있어서, 에어로졸 발생 물품(20)이 담배 과립(214)이 충진된 물품일 수 있다. 담배 과립은 수분 및/또는 에어로졸 형성제의 함량이 매우 적기 때문에, 이러한 에어로졸 발생 물품을 이용하면 에어로졸 발생 장치의 무연 모드가 보다 용이하게 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무연 모드에서 상기 히터부(15)는 최초에 예열된 후 설정된 범위를 이탈하는 경우 재 가열되는 형식으로 구동될 수 있다. 구체적으로, 상기 무연 모드에서 히터부(15)의 가열 온도는 최초에 예열이 되어 상기 가열 온도 범위에 도달한 이후에, 시간 경과에 따라 온도가 낮아져 상기 무연 모드의 가열 온도 범위를 이탈할 수 있고, 이 경우 다시 무연 모드의 가열 온도 범위에 도달하기 위하여 상기 제어부(12)는 히터부(15)가 재 가열되도록 히터부(15)를 동작시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치(10)는 상기 하우징의 외벽면에 배치되는 스위치를 더 포함하며, 상기 스위치는 유연 모드 또는 무연 모드를 설정하고, 유연 모드 선택 시 강 모드; 중 모드; 및 약 모드; 중 어느 하나의 모드를 설정하는 수단일 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징에 버튼(Button)식의 스위치가 배치될 수 있고, 각각 유연모드의 강, 중, 약 모드의 3개의 버튼과 무연모드 버튼이 배치되어 각 모드를 사용자가 설정할 수 있으나, 상기 유연 또는 무연 모드와 강, 중, 약 모드를 사용자가 흡연시 용이하게 설정할 수 있는 수단이면, 이에 특별히 제한되지 않는다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예를 제시하지만, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제조예 : 에어로졸 발생 물품의 제조
도 3에 도시된 것과 동일한 구조를 갖는 에어로졸 발생 물품을 제조하였다. 구체적으로, 상기 에어로졸 발생 물품은 원주가 약 22mm이고, 길이가 약 48mm이며, 약 5mm의 제 1 필터 세그먼트, 약 18mm의 캐비티 세그먼트, 약 5mm의 제 2 필터 세그먼트, 약 10mm의 냉각 세그먼트 및 약 10mm의 마우스피스 세그먼트로 구성된다. 크기가 약 30 메시 내지 약 40 메시이고, 담배 분말 약 85%, 전분 약 5%, 수분 약 10%를 포함하는 담배 과립을 제조한 후, 캐비티 세그먼트에 약 75 부피%가 되도록 충전하였다. 지폭이 약 150mm이고, 평량이 약 60mg/m2인 크립지 원지를 약 0.5 내지 1.2mm로 크림핑한 크립지(즉, 크림핑 공정이 수행된 종이)를 투입하여 흡인저항이 약 70mmH2O/60mm인 종이 필터를 제조하고, 제조된 종이 필터를 절단하여 제 1 필터 세그먼트 및 제 2 필터 세그먼트로 이용하였다. 또한, 냉각 세그먼트로는 지관을 이용하고, 마우스피스 세그먼트로는 셀룰로오스 아세테이트를 이용하였다.
실시예 : 에어로졸 발생 장치에서의 에어로졸 이행 특성 평가
[실시예 1]
상술한 제조예를 통해 제조된 에어로졸 발생 물품을 본 명세서에 기재된 것과 같이 유연 모드 및 무연 모드를 포함하고, 캐비티 세그먼트를 가열하는 히터부와 강 모드, 중 모드, 약 모드를 포함하는 에어로졸 발생 장치에 적용하였다.
상기 에어로졸 발생 장치를 유연모드로 설정하고, 상기 히터부를 강 모드로 설정하여, 에어로졸 발생 장치를 구동하였다.
[실시예 2]
상기 에어로졸 발생 장치에서 상기 히터부를 중 모드로 설정한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 에어로졸 발생 장치를 구동하였다.
[실시예 3]
상기 에어로졸 발생 장치에서 상기 히터부를 약 모드로 설정한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 에어로졸 발생 장치를 구동하였다.
[실시예 4]
상기 에어로졸 발생 장치를 무연 모드로 설정한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 에어로졸 발생 장치를 구동하였다.
상기 실시예 1 내지 4에 따른 에어로졸 발생 장치의 구동에 의해 발생한 에어로졸 이행 특성을 하기 표 1에 나타내었다. 구체적으로, 상기 에어로졸 이행 특성 측정은 온도가 약 22±2℃이고, 습도가 약 60±5%인 흡연실에서 진행되었으며, 55ml를 3초 흡입, 27초 대기하는 액상 전자담배의 표준 측정법인 CRM81 조건에서 시료별 5회씩, 회별 9 퍼프(puff) 기준으로 반복 실시하여 발생한 에어로졸을 각 회별로 포집하여, 그 결과에 대한 평균값, 표준편차 및 변동계수(CV)를 계산하여, 하기 표 1에 나타내었다.
연기 성분(단위 : mg/stick)
TPM Tar Nicotine PG Gly
실시예 1
(유연 / 강)		 평균 35.4 22.6 0.84 3.33 8.49
표준편차 1.4 0.8 0.12 0.28 0.90
변동계수(CV) 3.9 3.5 14.1 8.5 10.7
실시예 2
(유연 / 중)		 평균 32.5 21.5 0.44 3.17 10.84
표준편차 1.6 1.6 0.11 0.30 2.08
변동계수(CV) 5.1 7.2 24.8 9.3 19.2
실시예 3
(유연 / 약)		 평균 34.2 23.9 0.27 3.35 13.69
표준편차 1.8 1.7 0.09 0.21 2.21
변동계수(CV) 5.1 7.1 33.6 6.3 16.2
실시예 4
(무연)		 평균 16.1 10.5 0.19 0.09 0.30
표준편차 2.3 1.4 0.04 0.01 0.11
변동계수(CV) 14.2 13.1 22.9 8.7 37.3
*TPM : Total particulate matter / PG : Propylene glycol / Gly : Glycerin
상기 표 1에 따르면, 유연 모드인 실시예 1 내지 3에서는 무연 모드인 실시예 4와 대비하여, 연무를 발생시키는 프로필렌 글리콜 및 글리세린 성분이 각각 적어도 35배 및 28배 이상 다량으로 발생하여, 흡연자의 기호 또는 흡연 장소에 따라 유연 또는 무연 모드를 선택하여 흡연에 대한 만족감을 향상시킬 수 있는 것을 확인하였다.
또한, 히터부의 가열 조건이 동일한 실시예 1(유연 모드, 강 모드)와 실시예 4(무연 모드)를 비교하면, 실시예 1에서는 니코틴 성분을 제외한 타르가 22.6 mg/stick, 니코틴이 0.84 mg/stick이 이행되어, 니코틴 성분을 제외한 타르가 10.5 mg/stick, 니코틴이 0.19 mg/stick이 이행되는 실시예 4에 비해 에어로졸에 의해 담배 과립 성분이 훨씬 원활하게 이행되었다.
또한 유연 모드 중 히터부를 통한 담배 과립의 가열 온도를 달리하는 실시예 1 내지 3에 대하여, 흡연자 각 개인의 흡연 성향과 밀접한 관련성을 갖는 니코틴 이행량을 측정한 결과, 가열 온도가 가장 높은 실시예 1의 '강 모드'에서 니코틴 이행량이 가장 많으며, 점차 온도가 낮아지는 실시예 2의 '중 모드', 실시예 3의 '약 모드' 순으로 점차 니코틴 이행량이 적어지는 것을 확인하였다. 이를 통해 가열 온도가 높을수록 많은 양의 니코틴 이행으로 강한 자극의 담배 맛을 제공하나, 가열 온도가 낮아질수록 이행되는 니코틴 양이 적어지면서 점차 부드러운 담배 맛을 제공하는 것을 알 수 있었다.
상기 결과를 통하여, 본 발명의 에어로졸 발생 장치는 유연 모드 내 강, 중, 약 모드 선택에 따라 흡연자의 기호에 맞는 다양한 담배 맛을 제공하여, 흡연에 대한 만족감을 향상시킬 수 있는 것을 확인하였다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련되어 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10: 에어로졸 발생 장치
11: 배터리
12: 제어부
13: 카트리지 히터부
14: 카트리지
15: 히터부
20: 에어로졸 발생 물품
21: 담배 로드
22: 필터 로드
211: 제 1 필터 세그먼트
212: 캐비티 세그먼트
213: 제 2 필터 세그먼트
214: 담배 과립
221: 마우스피스 세그먼트
222: 냉각 세그먼트

Claims (11)

  1. 에어로졸 발생 물품이 수용되는 수용공간을 형성하는 하우징;
    상기 수용공간 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 가열하는 히터부;
    에어로졸 형성제를 포함하는 카트리지;
    상기 카트리지를 가열하는 카트리지 히터부; 및
    유연 모드 및 무연 모드 중 설정된 모드로 동작하도록 에어로졸 발생 장치를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 에어로졸 발생 물품은 담배 로드를 포함하며,
    상기 담배 로드는 제 1 필터 세그먼트; 제 2 필터 세그먼트; 및 상기 제 1 필터 세그먼트 및 상기 제 2 필터 세그먼트에 의해 형성된 캐비티 세그먼트를 포함하고,
    상기 캐비티 세그먼트에는 담배 과립이 충전되며,
    상기 히터부는 상기 제1 및 제2 필터 세그먼트가 가열되어 가시적인 무화량 감소 방지를 위하여 상기 캐비티 세그먼트만 가열하도록 배치되고,
    상기 담배 과립의 크기는 15 메시 내지 50 메시이고,
    상기 담배 과립의 밀도는 0.5g/cm3 내지 1.2g/cm3이며,
    상기 담배 과립의 경도는 70%이상이고,
    상기 제어부는
    상기 설정된 모드가 상기 유연 모드라는 판단에 응답하여, 상기 히터부 및 상기 카트리지 히터부를 모두 동작시키고,
    상기 설정된 모드가 상기 무연 모드라는 판단에 응답하여, 상기 히터부 및 상기 카트리지 히터부 중에서 상기 히터부 만을 동작시키며,
    상기 히터부는 강 모드; 중 모드; 및 약 모드; 중 하나의 모드로, 상기 에어로졸 발생 물품에 대한 가열 온도를 달리하여 동작하는
    에어로졸 발생 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 발생 물품은
    상기 담배 로드의 하류에 위치한 필터 로드를 더 포함하고,
    상기 필터 로드는
    냉각 세그먼트; 및 마우스피스 세그먼트;를 포함하는,
    에어로졸 발생 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터부는
    상기 강 모드에서 200 내지 260℃의 온도가 유지되도록 가열되고,
    상기 중 모드에서 160 내지 200℃의 온도가 유지되도록 가열되며,
    상기 약 모드에서 150 내지 180℃의 온도가 유지되도록 가열되는,
    에어로졸 발생 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터부는
    200 내지 260℃의 온도가 유지되도록 가열되는,
    에어로졸 발생 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 발생 장치는 상기 하우징의 외벽면에 배치되는 스위치를 더 포함하며,
    상기 스위치는 유연 모드 또는 무연 모드를 설정하고, 유연 모드 선택 시 강 모드; 중 모드; 및 약 모드; 중 어느 하나의 모드를 설정하는 수단인,
    에어로졸 발생 장치.
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