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WO2023214678A1 - 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents

에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 시스템 Download PDF

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Publication number
WO2023214678A1
WO2023214678A1 PCT/KR2023/003518 KR2023003518W WO2023214678A1 WO 2023214678 A1 WO2023214678 A1 WO 2023214678A1 KR 2023003518 W KR2023003518 W KR 2023003518W WO 2023214678 A1 WO2023214678 A1 WO 2023214678A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aerosol
segment
medium
nicotine
generating
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/003518
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이미정
권찬민
김태균
박인수
이태경
이존태
Original Assignee
주식회사 케이티앤지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020230007152A external-priority patent/KR20230156247A/ko
Application filed by 주식회사 케이티앤지 filed Critical 주식회사 케이티앤지
Publication of WO2023214678A1 publication Critical patent/WO2023214678A1/ko

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    • A24B13/02—Flakes or shreds of tobacco
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    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/08—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent
    • A24D3/10—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent of cellulose or cellulose derivatives

Definitions

  • the following examples relate to aerosol-generating articles and aerosol-generating systems.
  • Patent Publication No. 10-2017-0132823 discloses a non-combustible flavor inhaler, a flavor source unit, and an atomization unit.
  • An object according to one embodiment is to provide an aerosol-generating article that does not require heating and an aerosol-generating system including the same.
  • An object according to one embodiment is to provide an aerosol-generating article that can ensure a uniform delivery amount of nicotine during smoking and an aerosol-generating system including the same.
  • the purpose of one embodiment is to provide an aerosol-generating article that can ensure uniformity of taste during smoking and an aerosol-generating system including the same.
  • the purpose of one embodiment is to provide an aerosol-generating article that can ensure sufficient nicotine delivery even in an unheated state and an aerosol-generating system including the same.
  • the purpose of one embodiment is to provide an aerosol-generating article that can selectively provide various flavor intensities with a single aerosol-generating article and an aerosol-generating system including the same.
  • An aerosol-generating article includes a medium segment filled with a granule medium, and at least one of a first segment disposed upstream of the medium segment and a second segment disposed downstream of the medium segment,
  • the particle size of the granulation medium may be 0.4 mm or more.
  • the particle size of the granulation medium may be 0.8 mm or less.
  • the medium segment may include a cavity, and the granulation medium may be filled in the cavity.
  • the media segment is comprised of a cellulose acetate filter including the granular medium, and the particle size of the granular medium may be 0.4 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the media segment is comprised of a paper filter containing the granular media, and the particle size of the media granules may be greater than 0.5 mm and less than or equal to 0.8 mm.
  • nicotine transferred from the granule medium may be adsorbed to at least one of the first segment and the second segment.
  • the granulating medium may include at least one component of tobacco granules, reconstituted tobacco, tobacco cut filler, or a combination thereof.
  • the granulation media of the media segment may be pH treated.
  • the medium may be pH treated to range from 7.0 to 9.5.
  • the first segment and the second segment include cellulose acetate, and the amount of nicotine adsorption per unit length of the first segment may be greater than or equal to the amount of nicotine adsorption per unit length of the second segment.
  • An aerosol-generating system includes an aerosol-generating article, a control unit including at least one processor, an elongated cavity in which the aerosol-generating article is accommodated, and a liquid composition to heat the aerosol to generate the aerosol.
  • An aerosol-generating device comprising a vaporizer that emits toward an article, the aerosol-generating article comprising: a first segment, a second segment disposed downstream of the first segment, and the first segment and the second segment; It includes a medium segment disposed between, the medium segment is filled with a granule medium, nicotine transferred from the granule medium is adsorbed on at least one of the first segment and the second segment, and the particle size of the granule medium is may be 0.4 mm or more and 0.8 mm or less.
  • the medium segment may include a cavity, and the granule medium may be filled in the cavity.
  • the media segment is comprised of a cellulose acetate filter including the granular medium, and the particle size of the granular medium may be 0.4 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the media segment is comprised of a paper filter containing the granular media, and the particle size of the media granules may be greater than 0.5 mm and less than or equal to 0.8 mm.
  • the granulation medium may be treated with a pH ranging from 7.0 to 9.5.
  • An aerosol-generating article and an aerosol-generating system including the same according to an embodiment can implement aerosol transfer without heating the aerosol-generating article.
  • An aerosol-generating article and an aerosol-generating system including the same according to an embodiment can ensure a uniform amount of nicotine delivered during smoking.
  • An aerosol-generating article and an aerosol-generating system including the same according to an embodiment can ensure uniformity of taste during smoking.
  • An aerosol-generating article and an aerosol-generating system including the same according to an embodiment can be used directly without preheating the device.
  • An aerosol-generating article and an aerosol-generating system including the same according to an embodiment can minimize instability caused by free nicotine due to pH adjustment.
  • An aerosol-generating article and an aerosol-generating system including the same can selectively provide various taste intensities with a single aerosol-generating article.
  • An aerosol-generating article and an aerosol-generating system including the same according to an embodiment can ensure appropriate hardness and ease of manufacturing of the granule medium.
  • An aerosol-generating article and an aerosol-generating system including the same can satisfy a user's satisfaction with smoking by ensuring sufficient nicotine delivery even in a non-heating mode.
  • the effect of increasing the service life of the device can be expected as it is used in a non-heating mode.
  • FIG. 1 is a block diagram of an aerosol generating system according to one embodiment.
  • Figures 2a and 2b are diagrams schematically showing an aerosol generating system in which an aerosol generating device is coupled with an aerosol generating article according to an embodiment.
  • Figure 3 is a diagram schematically showing the structure of an aerosol-generating article according to an embodiment.
  • Figure 4 shows nicotine compliance testing by segment of aerosol-generating articles.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term.
  • a component is described as being “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there is no need for another component between each component. It should be understood that may be “connected,” “combined,” or “connected.”
  • humectant may refer to a substance that can facilitate the formation of visible smoke and/or aerosol.
  • humectants include, but are not limited to, glycerin (GLY), propylene glycol (PG), ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol.
  • GLY glycerin
  • PG propylene glycol
  • ethylene glycol dipropylene glycol
  • diethylene glycol diethylene glycol
  • triethylene glycol tetraethylene glycol
  • oleyl alcohol oleyl alcohol
  • aerosol-forming substrate may mean a material capable of forming an aerosol. Aerosols may contain volatile compounds.
  • the aerosol-forming substrate may be solid or liquid.
  • solid aerosol-forming substrates may include solid materials based on tobacco raw materials, such as tobacco cut filler, tobacco granules, reconstituted tobacco, etc. Reconstituted tobacco can be divided into slurry-type leaflets and paper-type leaflets depending on the manufacturing method.
  • Liquid aerosol-forming substrates may include liquid composition materials based on nicotine, tobacco extract and/or various flavoring agents. However, the scope of the present disclosure is not limited to these examples.
  • aerosol-generating article may refer to an aerosol-forming substrate, that is, an article containing a medium through which aerosol passes and nicotine contained in the medium is transferred.
  • a representative example of an aerosol-generating article may include a cigarette, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • aerosol generating device may refer to a device that generates an aerosol using an aerosol-forming substrate to generate an aerosol that can be directly inhaled through the user's mouth and into the user's lungs.
  • upstream or “upstream direction” means a direction away from the user's (smoker's) mouth
  • downstream or “downstream direction” means a direction closer to the user's mouth. It can mean.
  • upstream and downstream may be used to describe the relative positions of elements that make up an aerosol-generating article.
  • puff refers to the user's inhalation
  • inhalation refers to the situation of pulling the puff into the user's oral cavity, nasal cavity, or lungs through the user's mouth or nose.
  • Figure 1 is a block diagram of an aerosol generating system according to an embodiment
  • Figures 2a and 2b are schematic diagrams showing an aerosol generating system in which an aerosol generating article is combined with an aerosol generating device according to an embodiment
  • Figure 3 is The structure of an aerosol-generating article according to one embodiment is schematically shown.
  • an aerosol generating system 1 may include an aerosol generating device 11 and an aerosol generating article 12.
  • the aerosol generating device 11 may include a battery 111, a control unit 112, a vaporizer 113, and an elongated cavity 115. there is.
  • the aerosol generating device 11 shown in FIGS. 2A and 2B shows only components related to this embodiment. Accordingly, those skilled in the art can understand that in addition to the components shown in FIGS. 2A and 2B, other general-purpose components may be further included in the aerosol generating device 11. . Additionally, the aerosol generating device 11 may be in the form of a stick or a holder.
  • the battery 111 may supply power used to operate the aerosol generating device 11.
  • the battery 111 may supply current to the vaporizer 113 so that the vaporizer 113 can heat the liquid composition.
  • the battery 111 can supply power necessary for the display, sensor, motor, etc. installed in the aerosol generating device 11 to operate.
  • the battery 111 may be a lithium iron phosphate (LiFePO4) battery, but is not limited to the above-described example.
  • the battery 111 may include a lithium cobalt oxide (LiCoO2) battery, a lithium titanate battery, and a lithium ion battery.
  • the battery 111 may have a cylindrical shape with a diameter of 10 mm and a length of 37 mm, but is not limited thereto.
  • the capacity of the battery 111 may range from 120 mAh to 250 mAh, but is not limited thereto.
  • the battery 111 may be a rechargeable battery or a disposable battery.
  • the charging rate (C-rate) of the battery 111 may be 10C and the discharge rate (C-rate) may be 10C to 20C, but are not limited thereto.
  • the battery 111 can be manufactured so that more than 80% of the total capacity can be secured even when charging/discharging is performed 2000 times.
  • control unit 112 generally controls the operation of the aerosol generating device 11. Specifically, the control unit 112 controls the operation of the battery 111, the vaporizer 113, as well as other components included in the aerosol generating device 11. Additionally, the control unit 112 may check the status of each component of the aerosol generating device 11 and determine whether the aerosol generating device 11 is in an operable state.
  • control unit 112 includes at least one processor.
  • the processor may be implemented as an array of multiple logic gates, or as a combination of a general-purpose microprocessor and a memory storing a program that can be executed on the microprocessor. Additionally, those skilled in the art can understand that the present embodiment may be implemented with other types of hardware.
  • the vaporizer 113 may heat the liquid composition to generate an aerosol, such that the generated aerosol passes through an aerosol-generating article 12 inserted into the elongated cavity 115. It may be emitted toward the inserted aerosol-generating article 12. Therefore, tobacco flavor may be added to the aerosol that passes through the aerosol-generating article 12, and the user inhales one end of the aerosol-generating article 12 with the mouth to inhale the aerosol with tobacco flavor added. can do.
  • the vaporizer 113 may be referred to as a cartomizer or an atomizer.
  • the vaporizer 113 may be coupled to the aerosol generating device 11 so as to be replaceable.
  • the aerosol generating device 11 may further include a heater 114.
  • the aerosol-generating article 12 can transfer nicotine even under non-heated conditions. Additionally, in the low-temperature heating mode using the heater 114, the transfer amount of nicotine can be increased by promoting the transfer of nicotine.
  • the low-temperature heating mode using the heater 114 can achieve a higher level of taste intensity compared to the non-heating board, and the amount of nicotine transferred can be easily adjusted through the non-heating mode and the low-temperature heating mode.
  • the heater 114 may be heated by power supplied from the battery 111.
  • the heater 114 may be located external to the aerosol-generating article 12. Accordingly, the heated heater 114 may increase the temperature of the aerosol-generating material within the aerosol-generating article 12.
  • heater 114 may be an electrically resistive heater.
  • the heater 114 includes an electrically conductive track, and the heater 114 may be heated as a current flows through the electrically conductive track.
  • the heater 114 is not limited to the above-described example, and may be any heater that can be heated to a desired temperature without limitation.
  • the desired temperature may be preset in the aerosol generating device 11, or may be set to a desired temperature by the user.
  • the heater 114 may be an induction heating type heater.
  • the heater 114 may include an electrically conductive coil for heating the aerosol-generating article 12 by induction heating, and the aerosol-generating article 12 may include a susceptor that can be heated by the induction heating type heater. It can be included.
  • the heater 114 may include a tubular heat transfer element, a plate heat transfer element, a needle-shaped heat transfer element, or a rod-shaped heat transfer element, which may be inside or inside the aerosol-generating article 12 depending on the shape of the heat transfer element. The outside can be heated.
  • a plurality of heaters 114 may be disposed in the aerosol generating device 11. At this time, the plurality of heaters 114 may be arranged to be inserted into the inside of the aerosol-generating article 12, or may be placed outside of the aerosol-generating article 12. Additionally, some of the plurality of heaters 114 may be arranged to be inserted into the inside of the aerosol-generating article 12, and others may be placed outside the aerosol-generating article 12.
  • elongated cavity 115 may contain an aerosol-generating article 12.
  • heater 114 may be disposed surrounding an exterior surface of elongate cavity 115 to heat an aerosol-generating article contained in elongate cavity 115 .
  • the heater 114 according to one embodiment may be disposed surrounding at least a portion of the outer surface of the elongated cavity 115.
  • the aerosol generating device 11 may further include general-purpose components in addition to the battery 111, the control unit 112, the vaporizer 113, and the elongated cavity 115.
  • the aerosol generating device 11 may include a sensing unit 116, an output unit 117, a user input unit 118, a memory 119, and a communication unit 120.
  • the sensing unit 116 may detect the state of the aerosol generating device 11 or the state surrounding the aerosol generating device 11 and transmit the sensed information to the control unit 112. Based on the sensed information, the control unit 112 controls the aerosol generating device 11 to perform various functions such as limiting smoking, determining whether to insert an aerosol generating article 12 (e.g., cigarette, cartridge, etc.), displaying a notification, etc. ) can be controlled.
  • an aerosol generating article 12 e.g., cigarette, cartridge, etc.
  • the sensing unit 116 may include at least one of a temperature sensor 1161, an insertion detection sensor 1162, and a puff sensor 1163, but is not limited thereto.
  • the temperature sensor 1161 may detect the temperature at which the heater 114 (or an aerosol-generating material) is heated.
  • the aerosol generating device 11 may include a separate temperature sensor that detects the temperature of the heater 114, or the heater 114 itself may serve as a temperature sensor.
  • the temperature sensor 1161 may be disposed around the battery 111 to monitor the temperature of the battery 111.
  • Insertion detection sensor 1162 may detect insertion and/or removal of aerosol-generating article 12.
  • the insertion detection sensor 1162 may include at least one of a film sensor, a pressure sensor, an optical sensor, a resistive sensor, a capacitive sensor, an inductive sensor, and an infrared sensor, and the aerosol-generating article 12 is inserted. And/or a signal change due to removal may be detected.
  • the puff sensor 1163 may detect the user's puff based on various physical changes in the airflow passage or airflow channel. For example, the puff sensor 1163 may detect the user's puff based on any one of temperature change, flow change, voltage change, and pressure change.
  • the sensing unit 116 includes a temperature/humidity sensor, an atmospheric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a gyroscope sensor, a position sensor (e.g., GPS), It may further include at least one of a proximity sensor and an RGB sensor (illuminance sensor). Since the function of each sensor can be intuitively deduced by a person skilled in the art from its name, detailed descriptions may be omitted.
  • the output unit 117 may output information about the status of the aerosol generating device 11 and provide it to the user.
  • the output unit 117 may include at least one of a display unit 1171, a haptic unit 1172, and an audio output unit 1173, but is not limited thereto.
  • the display unit 1171 and the touch pad form a layer structure to form a touch screen
  • the display unit 1171 can be used as an input device in addition to an output device.
  • the display unit 1171 can visually provide information about the aerosol generating device 11 to the user.
  • information about the aerosol-generating device 11 may include the charging/discharging state of the battery 111 of the aerosol-generating device 11, the insertion/removal state of the aerosol-generating article 12, or the aerosol-generating device 11. It may refer to various information such as a state in which use is restricted (e.g., abnormal item detection), and the display unit 1171 may output the information to the outside.
  • the display unit 1171 may be, for example, a liquid crystal display panel (LCD) or an organic light emitting display panel (OLED). Additionally, the display unit 1171 may be in the form of an LED light-emitting device.
  • the haptic unit 1172 can convert electrical signals into mechanical stimulation or electrical stimulation to provide tactile information about the aerosol generating device 11 to the user.
  • the haptic unit 1172 may include a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the sound output unit 1173 can provide information about the aerosol generating device 11 audibly to the user.
  • the audio output unit 1173 can convert an electrical signal into an acoustic signal and output it to the outside.
  • the user input unit 118 may receive information input from the user or output information to the user.
  • the user input unit 118 includes a key pad, a dome switch, and a touch pad (contact capacitive type, pressure resistive type, infrared detection type, surface ultrasonic conduction type, and integral type). Tension measurement method, piezo effect method, etc.), jog wheel, jog switch, etc., but are not limited thereto.
  • the aerosol generating device 11 further includes a connection interface such as a USB (universal serial bus) interface, and is connected to other external devices through a connection interface such as a USB interface. This allows information to be transmitted and received or the battery 111 to be charged.
  • USB universal serial bus
  • the memory 119 is hardware that stores various data processed within the aerosol generating device 11, and can store data processed by the control unit 112 and data to be processed.
  • the memory 119 is a flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, card type memory (for example, SD or XD memory, etc.), RAM. (RAM, random access memory) SRAM (static random access memory), ROM (read-only memory), EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), PROM (programmable read-only memory), magnetic memory, magnetic disk , and may include at least one type of storage medium among optical disks.
  • the memory 119 may store the operation time of the aerosol generating device 11, the maximum number of puffs, the current number of puffs, at least one temperature profile, and data on the user's smoking pattern.
  • the communication unit 120 may include at least one component for communication with other electronic devices.
  • the communication unit 120 may include a short-range communication unit 1201 and a wireless communication unit 1202.
  • the short-range wireless communication unit 1201 includes a Bluetooth communication unit, a Bluetooth Low Energy (BLE) communication unit, a Near Field Communication unit, a WLAN (Wi-Fi) communication unit, a Zigbee communication unit, and an infrared (IrDA) communication unit. , infrared Data Association) communication unit, WFD (Wi-Fi Direct) communication unit, UWB (ultra wideband) communication unit, Ant+ communication unit, etc., but is not limited thereto.
  • the wireless communication unit 1202 may include, but is not limited to, a cellular network communication unit, an Internet communication unit, a computer network (eg, LAN or WAN) communication unit, etc.
  • the wireless communication unit 1202 may identify and authenticate the aerosol generating device 11 within the communication network using subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)).
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • the aerosol-generating device 11 may include a terminal coupled to the cradle and/or at least one input device (e.g., a button) through which a user can control the functions of the aerosol-generating device 11.
  • a user can execute various functions using the input device of the aerosol generating device 100.
  • the number of times the user presses the input device e.g., once, twice, etc.
  • the time the user presses the input device e.g., 0.1 second, 0.2 second, etc.
  • a plurality of aerosol generating devices 11 You can execute the desired function among the functions.
  • the function of preheating the heating element of the vaporizer 113, the function of adjusting the temperature of the heating element of the vaporizer 113, the function of cleaning the space where the aerosol-generating article is inserted, A function of checking whether the aerosol generating device 11 is in an operable state, a function of displaying the remaining amount (available power) of the battery 111, a reset function of the aerosol generating device 11, etc. may be performed.
  • the function of the aerosol generating device 11 is not limited to the examples described above.
  • the aerosol-generating device 11 may include a puff detection sensor, a temperature detection sensor, and/or an aerosol-generating article insertion detection sensor. Additionally, the aerosol generating device 11 may be manufactured in a structure that allows external air to flow in/out even when an aerosol generating article is inserted.
  • the aerosol-generating device 11 may include a vaporizer 113 and an elongated cavity 115 arranged in series, as shown in FIG. 2A. According to another embodiment, the aerosol-generating device 11 may include a vaporizer 113 and an elongated cavity 115 arranged in parallel, as shown in FIG. 2B.
  • the arrangement form of the battery 111, control unit 112, vaporizer 113, and elongated cavity 115 of the aerosol generating device 11 is not limited to FIGS. 2A and 2B and may have various forms. .
  • a heater eg, heater 114 in FIG. 1
  • the aerosol generated by the vaporizer 113 may enter the elongated cavity 115 and pass through the aerosol-generating article 12. Accordingly, the aerosol passing through the aerosol-generating article 12 may be added with tobacco flavor or nicotine, and the user inhales one end of the aerosol-generating article 12 with the mouth to add tobacco flavor or nicotine.
  • the aerosol can be inhaled.
  • the vaporizer 113 may include a liquid storage unit, a liquid delivery means, a heating element, and an airflow passage.
  • Each component of the vaporizer 113 may be made of polycarbonate, but is not limited thereto.
  • the liquid storage unit may store a liquid composition that can generate an aerosol when heated.
  • the liquid composition may be a liquid containing tobacco-containing substances including volatile tobacco flavor components, and according to another embodiment, the liquid composition may be a liquid containing non-tobacco substances. Additionally, the liquid composition can store a liquid of 0.1 to 2.0 mL, but is not limited thereto. Additionally, the liquid reservoir may be exchangeably coupled within the vaporizer 113.
  • liquid compositions may include water, solvents, ethanol, plant extracts, fragrances, flavors, or vitamin mixtures.
  • Fragrances may include, but are not limited to, menthol, peppermint, spearmint oil, and various fruit flavor ingredients.
  • Flavoring agents may include ingredients that can provide various 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 contain 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, which may transfer the liquid composition of the liquid reservoir to the heating element using capillary action.
  • the heating element is an element for heating a liquid composition delivered by a liquid delivery means, and may be a metal heating wire, a metal heating plate, or a ceramic heater. Additionally, 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 may be heated by supplying an electric current and may transfer heat to the liquid composition in contact with the heating element, thereby heating the liquid composition. As a result, aerosols may be generated.
  • the airflow passageway may be arranged such that the generated aerosol is released toward the inserted aerosol-generating article 12. That is, the aerosol generated by the heating element can be released through the airflow passage.
  • the controller 112 may control the temperature of the heating element by controlling the current supplied to the heating element. Accordingly, the control unit 112 can control the amount of aerosol generated from the liquid composition by controlling the current supplied to the heating element. Additionally, the control unit 112 may control supply of current to the heating element for a preset time when detecting a user's puff. For example, the controller 112 may control current to be supplied to the heating element for 1-5 seconds from the time the user's puff is detected.
  • control unit 112 may control the amount of aerosol emitted from the vaporizer 113 by controlling the open/closed state of the airflow passage. Specifically, the control unit 112 can increase the amount of aerosol emitted from the vaporizer 113 by increasing the size of the air gap in the air flow passage, and can increase the amount of aerosol emitted from the vaporizer 113 by reducing the size of the air gap in the air flow passage. It can reduce the amount of aerosol emitted. For example, the control unit 112 may control the air gap in the airflow passage using a dial method.
  • control unit 112 may inform the user of the lack of liquid composition through a vibration motor or a display.
  • the aerosol-generating article 12 may include a first segment 121, a medium segment 122, a second segment 123, and a wrapper 125.
  • aerosol-generating article 12 may be wrapped by at least one wrapper 125. At least one hole may be formed in the wrapper 125 through which external air flows in or internal gas flows out.
  • the wrapper 125 may include a material with high thermal conductivity.
  • the first segment 121 is wrapped by the first wrapper 1251
  • the medium segment 122 is wrapped by the second wrapper 1252
  • the second segment is wrapped by the third wrapper 1253. (123) can be packaged.
  • the entire aerosol-generating article 12 can be repackaged by the fifth wrapper 1255.
  • the first wrapper 1251, the second wrapper 1252, and the third wrapper 1253 may be made of porous wrapping paper.
  • the porosity of each of the first wrapper 1251, the second wrapper 1252, and the third wrapper 1253 may be 35,000 CU, but is not limited thereto.
  • the thickness of each of the first wrapper 1251, the second wrapper 1252, and the third wrapper 1253 may be within the range of 70 ⁇ m to 80 ⁇ m.
  • the basis weight of each of the first wrapper 1251, the second wrapper 1252, and the third wrapper 1253 may be within the range of 20 g/m2 to 25 g/m2.
  • the second wrapper 1252 may include an aluminum component.
  • the second wrapper 1252 may be a metal foil such as aluminum foil combined with a general filter wrapper.
  • the second wrapper 1252 may be made of sterile paper (MFW).
  • the fifth wrapper 1255 may be made of sterile paper (MFW).
  • the basis weight of the fifth wrapper 1255 may be within the range of 57 g/m2 to 63 g/m2.
  • the thickness of the fifth wrapper 1255 may be within the range of 64um to 70um.
  • the first segment 121 may be composed of a cellulose acetate filter. Additionally, the first segment 121 may be composed of a paper filter or a porous molded product. For example, the length of the first segment 121 may be 4 to 15 mm, but is not limited thereto. Additionally, the first segment 121 may be colored or flavored.
  • the medium segment 122 may include a cavity, a cellulose acetate filter, or a paper filter, and the cavity, the cellulose acetate filter, or the paper filter may be filled with a granular medium.
  • the substrate of the granulating medium filled in the medium segment 122 may include at least one component of granulated tobacco (tobacco granules), reconstituted tobacco, and tobacco cut filler.
  • the length of the medium segment 122 may be an appropriate length within the range of 6 mm to 18 mm, but is not limited thereto.
  • granulation media e.g. tobacco granules
  • the density, filling rate, composition ratio of constituent materials, heating temperature, etc. of the granulating medium may vary, and may vary depending on the embodiment.
  • media segment 122 may include an aerosol-generating material such as glycerin. Additionally, media segments 122 may contain other additives such as flavorants, humectants, and/or organic acids. Additionally, a flavoring liquid such as menthol or moisturizer may be added to the medium segment 122 by spraying it on the medium segment 122.
  • the media segment 122 may include a pH treated media substrate.
  • the medium substrate may be pH treated to be basic by a pH adjuster, and the pH adjuster is basic, for example, at least one of potassium carbonate (K2CO3), sodium bicarbonate (NaHCO3), and calcium oxide (CaO). It may contain any one substance.
  • the substances included in the pH adjuster are not limited to the above-mentioned examples, and substances that generate less negative odor during smoking may be used.
  • a basic pH adjuster may increase the pH of the medium substrate included in the medium segment 122. Compared to a medium substrate that is not treated with a basic pH adjuster, the basic pH-treated medium substrate increases the amount of nicotine released when heated. That is, in the case of a basic pH treated medium base, sufficient nicotine yield can be achieved even if the medium segment 122 is heated at a low temperature.
  • media segment 122 may include tobacco granules with a pH adjusted to a range of 7.0 to 9.5.
  • the medium segment 122 may include tobacco granules with a pH adjusted to a range of 8.0 to 9.5.
  • the medium base may contain nicotine, and by pH treatment, free nicotine (nicotine in a gaseous state) can be transferred from the medium base even under non-heating conditions or relatively low temperature conditions. That is, by adjusting the pH of the medium base of the medium segment 122 to the 7.0 to 9.5 range (or 8.0 to 9.5 range), volatile free nicotine can be implemented in non-heated conditions and a sufficient level of taste intensity can be realized. .
  • the aerosol generating device 11 includes a heater (e.g., the heater 114 in FIG. 1)
  • the transfer of nicotine is promoted through low-temperature heating to achieve a relatively higher level of taste intensity than in the non-heating mode. It can be implemented.
  • the amount of nicotine transferred can be easily adjusted even through non-heating or low-temperature heating.
  • the second segment 123 may be composed of a cellulose acetate filter. Additionally, the second segment 123 may include at least one flavor capsule. For example, the second segment 123 may be a cellulose acetate filter into which at least one flavor capsule is inserted. Additionally, the second segment 123 may be composed of a cellulose acetate filter mixed with a flavoring material.
  • nicotine may be adsorbed on at least one of the first segment 121 and the second segment 123.
  • the nicotine in the medium segment 122 is actively converted to a free nicotine state even under non-heated conditions, thereby forming the first segment 121.
  • it may be transferred to the second segment 123.
  • nicotine transferred from the medium segment 122 may be adsorbed to at least one of the first segment 121 and the second segment 123. Since the first segment 121 or the second segment 123 along with the medium segment 122 also contain nicotine, the aerosol-generating article 12 can be used immediately without preheating the aerosol-generating device 11. This not only increases user convenience, but can also contribute to providing a sense of taste satisfaction due to sufficient nicotine delivery even in the absence of heating.
  • aerosol-generating article 12 may undergo a nicotine transfer treatment process.
  • the nicotine transfer treatment process may be accomplished as follows. First, the medium segment 122 is treated with a pH in the range of 7.0 to 9.5 (or in the range of 8.0 to 9.5), and the first segment 121 and the second segment 123 are wrapped around the wrapper 125 with the medium segment 122 interposed therebetween. ) can be combined. Next, the aerosol-generating article 12 undergoes a nicotine transition period at room temperature. For example, the nicotine transition period may be 4 weeks or longer.
  • Table 1 below shows the amount of nicotine transferred to the aerosol-generating article consisting of the first segment 121, the first medium segment (e.g., the medium segment 122), the second medium segment, and the second segment 123 over time. This is a table representing .
  • the experiment below was conducted under temperature conditions of 22 degrees.
  • the control unit 112 when the aerosol generating device 11 includes a heater (e.g., the heater 114 in FIG. 1), the control unit 112 It is possible to control the temperature at which the heater 114 heats the aerosol-generating article 12. For example, the control unit 112 may control the temperature of the heater 114 that heats the first segment 121, the medium segment 122, or the second segment 123.
  • a heater e.g., the heater 114 in FIG. 1
  • the control unit 112 may control the temperature of the heater 114 that heats the first segment 121, the medium segment 122, or the second segment 123.
  • the control unit 112 may control the heater 114 in a non-heating mode and a low-temperature heating mode.
  • the heater 114 does not heat the aerosol-generating article 12, in which case the first segment 121, the media segment 122, or the second segment 123 may not be heated.
  • the low-temperature heating mode the heater 114 can heat the aerosol-generating article 12 at a low temperature between 0 degrees and 150 degrees.
  • the first segment 121, the medium segment 122, or the second segment 123 may be heated to a low temperature of 0 degrees or more and 150 degrees or less.
  • the flavor intensity can be adjusted.
  • the amount of nicotine transferred from the first segment 121, media segment 122, or second segment 123 may be relatively low, resulting in a relatively low taste intensity.
  • the amount of nicotine transferred from the first segment 121, the medium segment 122, or the second segment 123 is relatively high, so that the taste intensity is relatively high. You can. Therefore, in the low-temperature heating mode, sufficient flavor strength can be secured even without treating the pH of the medium segment 122 to be high.
  • the medium segment 122 is shown between the first segment 121 and the second segment 123, but the configuration of the aerosol-generating article 12 according to one embodiment is not necessarily limited to this. no.
  • an atomized segment containing a moisturizing agent or another segment into which nicotine is transferred may be provided on the upstream side of the first segment 121.
  • another segment in which nicotine is transferred between the first segment 121 and the medium segment 122 may be applied.
  • another segment with nicotine adsorbed may be provided at the downstream end of the second segment 123, or another segment with nicotine adsorbed may be provided between the second segment 123 and the medium segment 122.
  • the particle size of the granular medium filled in the medium segment 122 of the aerosol-generating article 12 may be 0.4 mm or more and 0.8 mm or less. This will be explained in detail below with reference to Table 2.
  • Table 2 shows the results of an experiment showing the amount of nicotine transfer by particle size distribution, the amount of nicotine transfer, and applicability to aerosol-generating products after manufacturing the medium into nearly spherical granules.
  • the particle size of the granulating medium represents the average diameter of each individual granulating medium, and its size is determined by the size of the extrusion screen used to manufacture the granulating medium.
  • a granular medium with a particle size of 0.3 mm can be manufactured by passing through a screen with a size of 0.3 mm through extrusion.
  • the particle size of the actual granulation medium may be larger than the size of the extrusion screen, but can be expressed as an extrusion screen normally used in the extrusion process.
  • granulation media with a particle size of 0.3 mm and granules with a particle size of 0.4 mm were produced using a 0.3 mm extrusion screen, a 0.4 mm extrusion screen, a 0.5 mm extrusion screen, a 0.8 mm extrusion screen, and a 1.0 mm extrusion screen, respectively.
  • Media, a granulating medium with a particle size of 0.5 mm, a granulating medium with a particle size of 0.8 mm, and a granulating medium with a particle size of 1.0 mm were prepared. Accordingly, aerosol-generating articles were manufactured using granule media with different particle sizes, and the nicotine transfer amount and nicotine transfer amount in each case were measured.
  • the media segment 122 to which granular media with different particle sizes are applied is in the form of a cavity filter (cavity filter in Table 2), a cellulose acetate filter (acetic granule filter in Table 2), and a paper filter form (in Table 2).
  • a cavity filter cavity filter in Table 2
  • a cellulose acetate filter acetic granule filter in Table 2
  • a paper filter form in Table 2.
  • paper granule filter was also tested to see if it could be manufactured.
  • the paper filter can be manufactured by folding the flat sheet with the granule medium dispersed in the sheet.
  • a granular medium with a particle size of 0.4 mm and a granular medium with a particle size of 0.5 mm could be applied to a cavity filter, and could also be applied in the form of a cellulose acetate filter. However, when a granular medium with a particle size of 0.5 mm or less was applied to a paper filter, the granular medium fell off the paper filter.
  • the cavity filter type had the disadvantage of significantly increasing manufacturing costs compared to the paper filter type or cellulose acetate filter type.
  • the particle size of the granular media may be greater than or equal to 0.4 mm and less than or equal to 0.8 mm.
  • the particle size of the granular medium may be 0.4 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the particle size of the granular media may be greater than 0.5 mm and less than or equal to 0.8 mm.
  • the nicotine adsorption amount per unit length of the first segment 121 of the aerosol-generating article 12 may be equal to or greater than the nicotine adsorption amount per unit length of the second segment 123. This will be explained in detail below.
  • Figure 4 shows nicotine compliance testing by segment of aerosol-generating articles.
  • samples were prepared to which nicotine-transferred cellulose acetate filters (CA filters) were applied to different segments, and the nicotine residual amount and nicotine transfer amount in each case were analyzed.
  • CA filters nicotine-transferred cellulose acetate filters
  • the cellulose acetate filter to which nicotine was transferred was placed in the most upstream segment
  • experimental example (b) the cellulose acetate filter to which nicotine was transferred was placed in the second segment from the upstream
  • Experimental example ( In c) the cellulose acetate filter to which nicotine was transferred was placed in the third segment from the upstream
  • experimental example (d) the cellulose acetate filter to which nicotine was transferred was placed to the most downstream segment.
  • a cellulose acetate filter into which nicotine was transferred was placed in all segments for comparison with the previous experimental examples. At this time, the smoking resistance or filtering effect was set to be the same in each experimental example.
  • the cellulose acetate filter into which nicotine is transferred As the cellulose acetate filter into which nicotine is transferred is placed downstream, the amount of nicotine transferred may increase due to a decrease in filtering effect. Therefore, the cellulose acetate filter into which nicotine is transferred disposed on the downstream side may be mainly involved in nicotine transfer during the initial puff of smoking.
  • the nicotine-transferred cellulose acetate filter placed upstream is mainly used for nicotine transfer during the puff in the latter half of smoking. You can get involved.
  • the second segment ( Nicotine from 123) may be transferred mainly to the oral cavity, and during the middle puff of smoking, some nicotine from the first segment 121 may be transferred to the oral cavity, and during the latter puff of smoking, some nicotine from the first segment 121 may be transferred to the oral cavity. The remaining nicotine may be transferred orally. At this time, the remaining nicotine from the first segment 121 may be transferred to the oral cavity after being adsorbed (filtered) into the second segment 123.
  • the reason why the amount of nicotine transferred to the first segment 121 is large is to ensure uniformity of taste, and the nicotine adsorbed on the first segment 121 contributes to the latter half of smoking, and the nicotine adsorbed on the first segment 121 contributes to the second half of smoking.
  • nicotine adsorbed on contributes to the early stages of smoking. That is, in order for the nicotine adsorbed on the first segment 121 to reach the oral cavity, it must pass through more obstacles than the nicotine adsorbed on the second segment 123, so more nicotine is adsorbed on the first segment 121. This is desirable.
  • the amount of nicotine adsorbed on the first segment 121 of the aerosol-generating article 12 is greater than the amount of nicotine adsorbed on the second segment 123, the amount of nicotine adsorbed orally while smoking continues.
  • the amount of nicotine delivered can be uniform, thereby ensuring uniformity of taste.
  • the plasticizer content of the first segment 121 of the aerosol-generating article 12 may be higher than the plasticizer content of the second segment 123.
  • a plasticizer may be included. Since the plasticizer content of the first segment 121 is higher than the plasticizer content of the second segment 123, the The nicotine adsorption amount per unit length of one segment 121 may be set to be equal to or greater than the nicotine adsorption amount per unit length of the second segment 123.
  • a first plasticizer may be applied to the first segment 121 of the aerosol-generating article 12 according to one embodiment, and a second plasticizer may be applied to the second segment 123,
  • the pH of the first plasticizer may be lower than or equal to the pH of the second plasticizer.
  • the first plasticizer may be triacetin (TA)
  • the second plasticizer may be triethyl citrate (TEC).
  • TA triacetin
  • TEC triethyl citrate
  • the first segment 121 of the aerosol-generating article 12 may be comprised of cellulose acetate having a first density
  • the second segment 123 may be comprised of cellulose acetate having a second density;
  • the first density may be greater than the second density.
  • the suction resistance of the first segment 121 may be greater than or equal to the suction resistance of the second segment 123.
  • the monodenier of the cellulose acetate of the first segment 121 may be lower than or equal to the monodenier of the cellulose acetate of the second segment 123. Because of this, the amount of nicotine adsorbed (transferred) to the first segment 121 may be greater than or equal to the amount of nicotine adsorbed to the second segment 123.
  • the longitudinal length (from upstream to downstream) of the first segment 121 of the aerosol-generating article 12 may be greater than or equal to the longitudinal length of the second segment 123 .
  • the amount of nicotine adsorbed (transferred) to the first segment 121 may be greater than or equal to the amount of nicotine adsorbed to the second segment 123.
  • the second segment 123 may be composed of a tube filter including a hollow formed in the longitudinal direction.
  • the aerosol-generating article 12 can be used immediately without preheating the aerosol-generating device 11, thereby increasing user convenience.
  • sufficient nicotine transfer can be ensured even in non-heating mode, thereby satisfying the user's sense of satisfaction in smoking.
  • the aerosol generating device 11 may not include a heater, so the lifespan of the device can be expected to be increased.

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Abstract

일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품은, 과립 매질이 충진되는 매질 세그먼트 및 상기 매질 세그먼트의 상류에 배치되는 제 1 세그먼트 및 상기 매질 세그먼트의 하류에 배치되는 제 2 세그먼트 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상일 수 있다.

Description

에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 시스템
이하 실시 예들은 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.
근래에 전통 궐련을 대체하는 물품에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련 스틱을 전기적으로 가열함으로써 에어로졸을 발생시키는 장치(e.g.궐련형 전자 담배)에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치와 그에 적용되는 궐련 스틱(또는 에어로졸 발생 물품)에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들면, 공개특허공보 제10-2017-0132823호는 비연소형 향미 흡입기, 향끽미원 유닛 및 무화 유닛을 개시한다.
일 실시 예에 따른 목적은 가열을 필요로 하지 않는 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은 흡연 동안 균일한 니코틴의 이행량을 담보할 수 있는 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은 흡연 동안 끽미의 균일성을 담보할 수 있는 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은 비가열 상태에서도 충분한 니코틴의 이행을 담보할 수 있는 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은 하나의 에어로졸 발생 물품으로 다양한 끽미 강도를 선택적으로 제공할 수 있는 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품은, 과립 매질이 충진되는 매질 세그먼트, 및 상기 매질 세그먼트의 상류에 배치되는 제 1 세그먼트 및 상기 매질 세그먼트의 하류에 배치되는 제 2 세그먼트 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상일 수 있다. 상기 과립 매질의 입도는 0.8mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 매질 세그먼트는 캐비티를 포함하고, 상기 캐비티 내에 상가 과립 매질이 충진될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 매질 세그먼트는 상기 과립 매질을 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 필터로 구성되고, 상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상이고 0.5mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 매질 세그먼트는 상기 과립 매질을 포함하는 종이 필터로 구성되고, 상기 매질 과립의 입도는 0.5mm를 초과하고 0.8mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 과립 매질로부터 전이된 니코틴이 상기 제 1 세그먼트 및 상기 제 2 세그먼트 중 적어도 어느 하나에 흡착될 수 있다.
상기 과립 매질은 담배 과립, 재구성 담배, 담배 각초 중 적어도 하나의 성분 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
상기 매질 세그먼트의 과립 매질은 pH 처리될 수 있다.
상기 매질은 7.0 이상 9.5 이하의 범위가 되도록 pH 처리될 수 있다.
상기 제 1 세그먼트 및 상기 제 2 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트를 포함하고, 상기 제 1 세그먼트의 단위 길이당 니코틴 흡착양은 상기 제 2 세그먼트의 단위 길이당 니코틴 흡착양보다 많거나 같을 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 시스템은, 에어로졸 발생 물품, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 제어부, 상기 에어로졸 발생 물품이 수용되는 세장형 공동 및 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하며 상기 에어로졸을 상기 에어로졸 발생 물품을 향해 방출하는 증기화기를 포함하는 에어로졸 발생 장치를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 물품은, 제 1 세그먼트, 상기 제 1 세그먼트의 하류 측에 배치되는 제 2 세그먼트 및 상기 제 1 세그먼트 및 상기 제 2 세그먼트 사이에 배치된 매질 세그먼트를 포함하고, 상기 매질 세그먼트에는 과립 매질이 충진되고, 상기 제 1 세그먼트 및 상기 제 2 세그먼트 중 적어도 어느 하나에는 상기 과립 매질로부터 전이된 니코틴이 흡착되고, 상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상이고 0.8mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 매질 세그먼트는 캐비티를 포함하고, 상기 캐비티 내에 상기 과립 매질이 충진될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 매질 세그먼트는 상기 과립 매질을 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 필터로 구성되고, 상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상이고 0.5mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 매질 세그먼트는 상기 과립 매질을 포함하는 종이 필터로 구성되고, 상기 매질 과립의 입도는 0.5mm를 초과하고 0.8mm 이하일 수 있다.
상기 과립 매질은 7.0 이상 9.5 이하의 범위로 pH 처리될 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템은, 에어로졸 발생 물품을 가열하지 않고도 에어로졸의 이행을 구현할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템은, 흡연 동안 균일한 니코틴의 이행량을 담보할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템은, 흡연 동안 끽미의 균일성을 담보할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템은, 장치의 예열 없이도 에어로졸 발생 물품을 바로 이용할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템은, pH 조정에 따른 프리 니코틴에 의한 불안정성을 최소화할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템은, 하나의 에어로졸 발생 물품으로 다양한 끽미 강도를 선택적으로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템은, 과립 매질의 적절한 경도와 제조 용이성을 보장할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템은, 비가열 모드에서도 충분한 니코틴의 이행을 담보하여 사용자의 흡연 충족감을 만족시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 의하면, 비가열 모드로 이용됨에 따라 장치의 사용 수명 증대 효과를 기대할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 블럭도이다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 장치에 에어로졸 발생 물품이 결합된 에어로졸 발생 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 에어로졸 발생 물품의 세그먼트별 니코틴 이행도 시험을 나타낸다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시 예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시 예들에서, "보습제"는 가시적인 연기(smoke) 및/또는 에어로졸(aerosol)의 형성을 용이하게 할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 보습제의 예로는 글리세린(GLY), 프로필렌 글리콜(PG), 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올을 들 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다. 당해 기술 분야에서, 보습제는 에어로졸 형성제, 습윤제 등과 같은 용어로 혼용되어 사용될 수 있다.
이하의 실시 예들에서, "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 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 담배 각초, 담배 과립, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 재구성 담배는 그 제조 방식에 따라 슬러리식 판상엽과 제지식 판상엽으로 구분될 수 있다. 액상의 에어로졸 형성 기재는 니코틴, 담배 추출물 및/또는 다양한 향미제를 기초로 하는 액상 조성 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시 예들에서, "에어로졸 발생 물품"은 에어로졸 형성 기재, 즉 매질을 수용하는 물품으로써 에어로졸이 해당 물품을 통과하며 매질에 함듀된 니코틴이 이행되는 물품을 의미할 수 있다. 에어로졸 발생 물품의 대표적인 예로는 궐련을 들 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시 예들에서, "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.
이하의 실시 예들에서, "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.
이하의 실시 예들에서, "퍼프(puff)"는 사용자의 흡입(inhalation)을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어당기는 상황을 의미한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 블럭도이고, 도 2a 및 도 2b는 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 장치에 에어로졸 발생 물품이 결합된 에어로졸 발생 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품의 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 시스템(1)은 에어로졸 발생 장치(11) 및 에어로졸 발생 물품(12)을 포함할 수 있다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 장치(11)는 배터리(111), 제어부(112), 증기화기(113) 및 세장형 공동(115)을 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 에어로졸 발생 장치(11)는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 발생 장치(11)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치(11)는 스틱 형태일 수 있거나, 홀더(holder) 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(111)는 에어로졸 발생 장치(11)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리(111)는, 증기화기(113)가 액상 조성물을 가열할 수 있도록, 증기화기(113)에 전류를 공급할 수 있다. 또한, 배터리(111)는 에어로졸 발생 장치(11)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(111)는 리튬인산철(LiFePO4) 배터리일 수 있으나, 상술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리(111)는 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리, 리튬 티탄산염 배터리, 및 리튬 이온 배터리 등이 해당될 수 있다.
예를 들어, 배터리(111)는 직경이 10mm이고, 길이가 37mm인 원기둥의 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리(111)의 용량은 120mAh 내지 250mAh의 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 배터리(111)는 충전이 가능한 배터리 이거나 일회용 배터리 일 수 있다. 예를 들어, 배터리(111)가 충전이 가능한 경우, 배터리(111)의 충전율(C-rate)은 10C, 방전율(C-rate)은 10C 내지 20C 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 정적인 사용을 위하여, 배터리(111)는 충/방전이 2000회 진행된 경우에도, 전체 용량의 80% 이상이 확보될 수 도록 제작될 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(112)는 에어로졸 발생 장치(11)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(112)는 배터리(111), 증기화기(113) 뿐만 아니라 에어로졸 발생 장치(11)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(112)는 에어로졸 발생 장치(11)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 발생 장치(11)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
일 실시 예에서, 제어부(112)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.
일 실시 예에서, 증기화기(113)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸이 세장형 공동(115)에 삽입된 에어로졸 발생 물품(12)을 통과하도록, 생성된 에어로졸을 삽입된 에어로졸 발생 물품(12)을 향해 방출할 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물품(12)을 통과한 에어로졸에 담배 향미(tobacco flavor)가 가미될 수 있으며, 사용자는, 에어로졸 발생 물품(12)의 일단을 입으로 흡입하여, 담배 향미가 가미된 에어로졸을 흡입할 수 있다. 일 실시예에 따라, 증기화기(113)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 칭할 수 있다. 일 실시예에 따라, 증기화기(113)는 교체 가능하도록 에어로졸 발생 장치(11)에 결합되어 있을 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 장치(11)는 히터(114)를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(12)은 비가열 조건에서도 니코틴이 이행될 수 있다. 또한, 히터(114)를 통한 저온 가열 모드에서는 니코틴의 이행을 촉진시켜 니코틴의 이행량을 높일 수 있다. 히터(114)에 의한 저온 가열 모드는 비가열 보드에 비해서 보다 높은 수준의 끽미 강도를 구현할 수 있으며, 상기 비가열 모드 및 저온 가열 모드를 통해서 니코틴의 이행량이 용이하게 조절될 수 있다.
히터(114)는 배터리(111)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(12)이 에어로졸 발생 장치(11)에 삽입되면, 히터(114)는 에어로졸 발생 물품(12)의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(114)는 에어로졸 발생 물품(12) 내의 에어로졸 발생 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
예를 들어, 히터(114)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(114)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(114)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(114)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 발생 장치(11)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(114)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(114)에는 에어로졸 발생 물품(12)을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 에어로졸 발생 물품(12)은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(114)는 관 형 열전달 요소, 판 형 열전달 요소, 침 형 열전달 요소 또는 봉 형의 열전달 요소를 포함할 수 있으며, 열전달 요소의 모양에 따라 에어로졸 발생 물품(12)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 발생 장치(11)에는 히터(114)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(114)들은 에어로졸 발생 물품(12)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 에어로졸 발생 물품(12)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(114)들 중 일부는 에어로졸 발생 물품(12)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 에어로졸 발생 물품(12)의 외부에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 세장형 공동(115)에는 에어로졸 발생 물품(12)이 수용될 수 있다. 일 실시 예에서, 히터(114)는 세장형 공동(115)의 외부 표면을 둘러싸고 배치됨으로써 세장형 공동(115)에 수용되는 에어로졸 발생 물품을 가열할 수 있다. 일 실시 예에 따른 히터(114)는 세장형 공동(115)의 외부 표면의 적어도 일부를 둘러싸고 배치될 수 있다.
한편, 에어로졸 발생 장치(11)는 배터리(111), 제어부(112), 증기화기(113) 및 세장형 공동(115) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(11)는 센싱부(116), 출력부(117), 사용자 입력부(118), 메모리(119) 및 통신부(120)를 포함할 수 있다.
센싱부(116)는 에어로졸 발생 장치(11)의 상태 또는 에어로졸 발생 장치(11) 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 제어부(112)에 전달할 수 있다. 제어부(112)는 상기 감지된 정보에 기초하여, 흡연의 제한, 에어로졸 발생 물품(12)(예: 궐련, 카트리지 등)의 삽입 여부 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 발생 장치(11)를 제어할 수 있다.
센싱부(116)는 온도 센서(1161), 삽입 감지 센서(1162) 및 퍼프 센서(1163) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
온도 센서(1161)는 히터(114)(또는, 에어로졸 생성 물질)가 가열되는 온도를 감지할 수 있다. 에어로졸 발생 장치(11)는 히터(114)의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 포함하거나, 히터(114) 자체가 온도 센서의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 온도 센서(1161)는 배터리(111)의 온도를 모니터링하도록 배터리(111)의 주위에 배치된 것일 수도 있다.
삽입 감지 센서(1162)는 에어로졸 발생 물품(12)의 삽입 및/또는 제거를 감지할 수 있다. 예를 들면, 삽입 감지 센서(1162)는 필름 센서, 압력 센서, 광 센서, 저항성 센서, 용량성 센서, 유도성 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 에어로졸 발생 물품(12)이 삽입 및/또는 제거됨에 따른 신호 변화를 감지할 수 있다.
퍼프 센서(1163)는 기류 통로 또는 기류 채널의 다양한 물리적 변화에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다. 예를 들면, 퍼프 센서(1163)는 온도 변화, 유량(flow) 변화, 전압 변화 및 압력 변화 중 어느 하나에 기초하여 사용자의 퍼프를 감지할 수 있다.
센싱부(116)는 전술한 센서(1161 내지 1163) 외에, 온/습도 센서, 기압 센서, 지자기 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자이로스코프 센서, 위치 센서(예컨대, GPS), 근접 센서, 및 RGB 센서(illuminance sensor) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 통상의 기술자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
출력부(117)는 에어로졸 발생 장치(11)의 상태에 대한 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 출력부(117)는 디스플레이부(1171), 햅틱부(1172) 및 음향 출력부(1173) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이부(1171)와 터치 패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(1171)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
디스플레이부(1171)는 에어로졸 발생 장치(11)에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 발생 장치(11)에 대한 정보는 에어로졸 발생 장치(11)의 배터리(111)의 충/방전 상태, 에어로졸 발생 물품(12)의 삽입/제거 상태 또는 에어로졸 발생 장치(11)의 사용이 제한되는 상태(예: 이상 물품 감지) 등의 다양한 정보를 의미할 수 있고, 디스플레이부(1171)는 상기 정보를 외부로 출력할 수 있다. 디스플레이부(1171)는 예를 들면, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED) 등일 수 있다. 또한, 디스플레이부(1171)는 LED 발광 소자 형태일 수도 있다.
햅틱부(1172)는 전기적 신호를 기계적인 자극 또는 전기적인 자극으로 변환하여 에어로졸 발생 장치(11)에 대한 정보를 사용자에게 촉각적으로 제공할 수 있다. 예를 들면, 햅틱부(1172)는 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
음향 출력부(1173)는 에어로졸 발생 장치(11)에 대한 정보를 사용자에게 청각적으로 제공할 수 있다. 예를 들면, 음향 출력부(1173)는 전기 신호를 음향 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
사용자 입력부(118)는 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 예를 들면, 사용자 입력부(118)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 1에 도시되지는 않았으나, 에어로졸 발생 장치(11)는 USB(universal serial bus) 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스(connection interface)를 더 포함하고, USB 인터페이스 등과 같은 연결 인터페이스를 통해 다른 외부 장치와 연결하여 정보를 송수신하거나, 배터리(111)를 충전할 수 있다.
메모리(119)는 에어로졸 발생 장치(11) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 제어부(112)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(119)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들면 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, random access memory) SRAM(static random access memory), 롬(ROM, read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메모리(119)는 에어로졸 발생 장치(11)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로 파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등을 저장할 수 있다.
통신부(120)는 다른 전자 장치와의 통신을 위한 적어도 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신부(120)는 근거리 통신부(1201) 및 무선 통신부(1202)를 포함할 수 있다.
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)(1201)는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
무선 통신부(1202)는 셀룰러 네트워크 통신부, 인터넷 통신부, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 무선 통신부(1202)는 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI)를 이용하여 통신 네트워크 내에서 에어로졸 발생 장치(11)를 확인 및 인증할 수도 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 장치(11)는 사용자가 에어로졸 발생 장치(11)의 기능을 제어할 수 있는 적어도 하나의 입력 장치(예를 들어, 버튼) 및/또는 크래들과 결합되는 단자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 에어로졸 생성 장치(100)의 입력 장치를 이용하여 다양한 기능들을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 누르는 횟수(예를 들어, 1회, 2회 등) 또는 입력 장치를 누르고 있는 시간(예를 들어, 0.1초, 0.2초 등)을 조절함으로써, 에어로졸 발생 장치(11)의 복수의 기능들 중 원하는 기능을 실행할 수 있다. 사용자가 입력 장치를 작동시킴에 따라, 증기화기(113)의 가열 요소를 예열하는 기능, 증기화기(113)의 가열 요소의 온도를 조절하는 기능, 에어로졸 발생 물품이 삽입되는 공간을 청소하는 기능, 에어로졸 발생 장치(11)가 작동 가능한 상태인지를 점검하는 기능, 배터리(111)의 잔량(가용 전력)을 표시하는 기능, 에어로졸 발생 장치(11)의 리셋 기능 등이 수행될 수 있다. 그러나, 에어로졸 발생 장치(11)의 기능은 상술한 예들에 한정되지 않는다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 장치(11)는 퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서 및/또는 에어로졸 발생 물품 삽입 감지 센서를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치(11)는 에어로졸 발생 물품이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입/유출될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
일 실시예에 따라, 에어로졸 발생 장치(11)는, 도 2a와 같이, 직렬로 배열된 증기화기(113) 및 세장형 공동(115)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 에어로졸 발생 장치(11)는, 도 2b와 같이, 병렬로 배열된 증기화기(113) 및 세장형 공동(115)을 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치(11)의 배터리(111), 제어부(112), 증기화기(113) 및 세장형 공동(115)의 배열 형태는 도 2a 및 도 2b에 한정되지 않으며, 다양한 형태일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(11)에서 히터(예: 도 1의 히터(114))가 포함될 수 있다.
에어로졸 발생 장치(11) 내 기류 통로를 통해, 증기화기(113)에 의해 생성된 에어로졸은 세장형 공동(115)로 유입되어 에어로졸 발생 물품(12)을 통과할 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물품(12)을 통과한 에어로졸에 담배 향미(tobacco flavor) 또는 니코틴이 가미될 수 있으며, 사용자는, 에어로졸 발생 물품(12)의 일단을 입으로 흡입하여, 담배 향미 또는 니코틴이 가미된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
일 실시 예에 따른 증기화기(113)는 액체 저장부, 액체 전달 수단, 가열 요소, 및 기류 통로를 포함할 수 있다. 증기화기(113)의 각 구성들은 폴리 카보네이트(poly carbonate)의 소재로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시 예에서, 액체 저장부는 가열 시 에어로졸이 생성될 수 있는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 일 실시예에 따라, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 다른 실시예에 따라 액상 조성물은 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수 있다. 또한, 액상 조성물은 0.1 내지 2.0mL 용량의 액체를 저장할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액체 저장부는 증기화기(113) 내에서 교환 가능하게 결합되어 있을 수 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.
일 실시 예에서, 액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있는 바, 모세관 현상을 이용하여 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소인 바, 금속 열선, 금속열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있다. 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.
일 실시 예에서, 기류 통로는 생성된 에어로졸이 삽입된 에어로졸 발생 물품(12)을 향해 방출되도록 배치될 수 있다. 즉, 가열 요소에 의해 생성된 에어로졸은 기류 통로를 통해 방출될 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(112)는 가열 요소로 공급되는 전류를 제어하여, 가열 요소의 온도를 제어할 수 있다. 따라서, 제어부(112)는 가열 요소로 공급되는 전류를 제어하여, 액상 조성물로부터 생성되는 에어로졸 량을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(112)는, 사용자의 퍼프 감지 시, 기 설정된 시간 동안 가열 요소로 전류를 공급하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(112)는, 사용자의 퍼프를 감지한 때로부터 1-5초 동안 가열 요소로 전류가 공급되도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(112)는 기류 통로의 개폐 상태를 제어하여 증기화기(113)로부터 방출되는 에어로졸의 양을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(112)는 기류 통로의 공극의 크기를 크게 하여, 증기화기(113)로부터 방출되는 에어로졸 량을 증가시킬 수 있고, 기류 통로의 공극의 크기를 작게 하여, 증기화기(113)로부터 방출되는 에어로졸 량을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(112)는 다이얼 방식을 이용하여 기류 통로의 공극을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(112)는 액체 저장부의 액상 조성물이 기 설정된 량보다 적은 경우, 진동 모터 또는 디스플레이를 통해 사용자에게 액상 조성물이 부족하다는 정보를 알릴 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(12)은, 제 1 세그먼트(121), 매질 세그먼트(122), 제 2 세그먼트(123) 및 래퍼(125)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(12)은 적어도 하나의 래퍼(125)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(125)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 래퍼(125)는 열 전도성이 높은 재질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 래퍼(1251)에 의하여 제 1 세그먼트(121)가 포장되고, 제 2 래퍼(1252)에 의하여 매질 세그먼트(122)가 포장되고, 제 3 래퍼(1253)에 의하여 제 2 세그먼트(123)가 포장될 수 있다. 그리고, 제 5 래퍼(1255)에 의하여 에어로졸 발생 물품(12) 전체가 재포장될 수 있다.
일 실시 예에서, 제 1 래퍼(1251), 제 2 래퍼(1252) 및 제 3 래퍼(1253)는 다공질 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼(1251), 제 2 래퍼(1252) 및 제 3 래퍼(1253) 각각의 다공도는 35000CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제 1 래퍼(1251), 제 2 래퍼(1252) 및 제 3 래퍼(1253) 각각의 두께는 70um~80um의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제 1 래퍼(1251), 제 2 래퍼(1252) 및 제 3 래퍼(1253) 각각의 평량은 20g/m2~25g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다.
예를 들어, 제2 래퍼(1252)는 알루미늄 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 래퍼(1252)는 일반적인 필터 권지에 알루미늄 호일과 같은 금속 호일이 결합된 것일 수 있다. 또한, 제 2 래퍼(1252)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다.
일 실시 예에서, 제 5 래퍼(1255)는 멸균지(MFW)로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제 5 래퍼(1255)의 평량은 57g/m2~63g/m2의 범위 내에 포함될 수 있다. 또한, 제 5 래퍼(1255)의 두께는 64um~70um의 범위 내에 포함될 수 있다.
일 실시 예에서, 제 1 세그먼트(121)는 셀룰로오스 아세테이트 필터로 구성될 수 있다. 또한, 제 1 세그먼트(121)는 종이 필터 및 다공성 성형물 등으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 세그먼트(121)의 길이는 4 ~ 15mm가 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제 1 세그먼트(121)는 유색 처리될 수 있거나, 가향 처리될 수 있다.
일 실시 예에서, 매질 세그먼트(122)는 캐비티(cavity; 공동), 셀룰로오스 아세테이트 필터 또는 종이 필터를 포함할 수 있고, 상기 캐비티, 셀룰로오스 아세테이트 필터 또는 종이 필터에는 과립 매질이 충진될 수 있다. 예를 들어, 매질 세그먼트(122)에 충진된 과립 매질의 기재는, 과립형 담배(담배 과립), 재구성 담배, 담배 각초 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 매질 세그먼트(122)의 길이는 6mm 내지 18mm의 범위 내에서 적절한 길이가 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일반적으로, 과립 매질(예: 담배 과립)은 다른 유형의 담배 물질(e.g. 각초, 재구성 담배 등)보다 수분 및/또는 에어로졸 형성제 함량이 현저하게 적기 때문에, 가시적인 연기의 발생을 크게 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 에어로졸 발생 장치(11)의 무연 기능이 용이하게 구현될 수 있다. 다만, 과립 매질(예: 담배 과립)의 밀도, 충진 율, 구성 물질의 조성비, 가열 온도 등은 다양할 수 있으며, 이는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
또한, 매질 세그먼트(122)는 글리세린 등과 같은 에어로졸 발생 물질을 포함할 수 있다. 또한, 매질 세그먼트(122)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 매질 세그먼트(122)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 매질 세그먼트(122)에 분사됨으로써 첨가될 수 있다.
일 실시 예에서, 매질 세그먼트(122) 내에는 pH 처리된 매질 기재가 포함될 수 있다. 예를 들어, 매질 기재는　pH　조절제에 의해 염기성을 갖도록 pH 처리될 수 있으며, pH　조절제는 염기성이며, 예를 들어, 탄산칼륨(K2CO3), 탄산수소나트륨(NaHCO3), 산화칼슘(CaO) 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 다만,　pH　조절제에 포함되는 물질은 상술한 예들로 제한되지 않으며, 흡연 중에 부정적인 냄새가 적게 발생하는 물질이 사용될 수 있다. 염기성　pH　조절제는 매질 세그먼트(122)에 포함된 매질 기재의 pH를 증가시킬 수 있다. 염기성　pH　조절제에 의해 처리되지 않은 매질 기재와 비교하여, 염기성　pH　처리된 매질 기재는 가열 시 니코틴의 방출량이 증가한다. 즉, 염기성　pH 처리된 매질 기재의 경우, 매질 세그먼트(122)가 낮은 온도에서 가열되더라도 충분한 니코틴 수율을 달성할 수 있다.
일 실시 예에서, 매질 세그먼트(122)에는 pH가 7.0 내지 9.5 범위로 조정된 담배 과립이 포함될 수 있다. 또는, 매질 세그먼트(122)에는 pH가 8.0 내지 9.5 범위로 조정된 담배 과립이 포함될 수 있다.
매질 기재가 니코틴을 포함할 수 있으며, 여기에 pH 처리가 됨으로써 비가열 조건이나 상대적으로 낮은 온도 조건에서도 매질 기재로부터 프리 니코틴(free nicotine: 기체 상태의 니코틴)이 이행될 수 있다. 즉, 매질 세그먼트(122)의 매질 기재의 pH가 7.0 내지 9.5 범위(또는 8.0 내지 9.5 범위)로 조정됨으로써, 비가열 조건에서 휘발성 프리 니코틴이 이행될 수 있고 충분한 수준의 끽미 강도가 구현될 수 있다.
또한, 에어로졸 발생 장치(11)가 히터(예: 도 1의 히터(114))를 포함할 경우, 저온 가열을 통해 니코틴의 이행을 보다 촉진시켜 비가열 모드에서보다 상대적으로 높은 수준의 끽미 강도를 구현할 수 있다. 이처럼, 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(12)에서는 비가열 또는 저온 가열을 통해서도 니코틴의 이행량이 용이하게 조절될 수 있다.
일 실시 예에서, 제 2 세그먼트(123)는 셀룰로오스 아세테이트 필터로 구성될 수 있다. 또한, 제 2 세그먼트(123)에는 적어도 하나의 향 캡슐이 포함될 수 있다. 예를 들어, 제 2 세그먼트(123)는 적어도 하나의 향 캡슐이 삽입된 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 또한, 제 2 세그먼트(123)는 가향 물질이 혼합된 셀룰로오스 아세테이트 필터로 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제 1 세그먼트(121) 및 제 2 세그먼트(123) 중 적어도 어느 하나에는 니코틴이 흡착될 수 있다. 매질 세그먼트(122)가 7.0 내지 9.5의 범위(또는 8.0 내지 9.5의 범위)로 pH 처리됨에 따라, 비가열 조건에서도 매질 세그먼트(122) 내 니코틴은 활발하게 프리 니코틴 상태가 되어 제 1 세그먼트(121) 또는 제 2 세그먼트(123)로 전이될 수 있다. 따라서, 매질 세그먼트(122)에서 전이된 니코틴이 제 1 세그먼트(121) 및 제 2 세그먼트(123) 중 적어도 하나에 흡착될 수 있다. 매질 세그먼트(122)와 함께 제 1 세그먼트(121) 또는 제 2 세그먼트(123)도 니코틴을 포함함으로써, 에어로졸 발생 장치(11)의 예열이 없이도 바로 에어로졸 발생 물품(12)의 사용이 가능하다. 이는 사용자의 편의성을 증대시킬 뿐만 아니라, 가열이 없는 상태에서도 충분한 니코틴의 이행에 따른 끽미 만족감을 제공하는데 기여할 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(12)은 니코틴 전이 처리 공정을 거칠 수 있다. 예를 들어, 니코틴 전이 처리 공정은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 먼저, 매질 세그먼트(122)가 7.0 내지 9.5 범위(또는 8.0 내지 9.5의 범위)로 pH 처리되고 제 1 세그먼트(121)와 제 2 세그먼트(123)가 매질 세그먼트(122)를 사이에 두고 래퍼(125)에 의해 결합될 수 있다. 다음으로 에어로졸 발생 물품(12)은 실온에서 니코틴 전이 기간을 거치게 된다. 예를 들어, 상기 니코틴 전이 기간은 4주 이상일 수 있다.
아래 표 1은 시간에 따른 제 1 세그먼트(121), 제 1 매질 세그먼트(예: 매질 세그먼트(122)), 제 2 매질 세그먼트 및 제 2 세그먼트(123)로 구성된 에어로졸 발생 물품에 대한 니코틴의 전이량을 나타내는 표이다. 아래의 실험은 22도의 온도 조건에서 진행되었다.
표 1을 참조하면, 4주가 경과하면 제 1 세그먼트(121) 및 제 2 세그먼트(123)로 니코틴이 전이되어 흡착됨을 알 수 있고, 연기성분 분석값에 따르면 무화량이 일정하게 유지되면서 니코틴의 양이 증가하였음을 알 수 있다.
구분 니코틴 전이량 (mg/seg) 연기성분 분석값(mg/스틱)
시간 제 1 세그먼트 제 1 매질 세그먼트 제 2 매질 세그먼트 제 2 세그먼트 무화량 니코틴
0주 - - - - 37.8 0.15
4주 0.33 0.60 1.05 0.27 38.8 0.31
6주 0.35 0.55 0.98 0.31 38.6 0.32
8주 0.37 0.66 0.75 0.30 39.0 0.31
도 1 내지 도 3을참조하면, 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 시스템(1)에서, 에어로졸 발생 장치(11)가 히터(예: 도 1의 히터(114))를 포함할 경우, 제어부(112)에 의해 히터(114)가 에어로졸 발생 물품(12)을 가열하는 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(112)는 제 1 세그먼트(121), 매질 세그먼트(122) 또는 제 2 세그먼트(123)를 가열하는 히터(114)의 온도를 조절할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(112)는 비가열 모드 및 저온가열 모드로 히터(114)를 제어할 수 있다. 비가열 모드에서는 히터(114)가 에어로졸 발생 물품(12)을 가열하지 않고, 이때 제 1 세그먼트(121), 매질 세그먼트(122) 또는 제 2 세그먼트(123)는 가열되지 않을 수 있다. 저온가열 모드에서는 히터(114)가 에어로졸 발생 물품(12)을 0도 이상 150도 이하로 저온 가열할 수 있다. 이 때, 제 1 세그먼트(121), 매질 세그먼트(122) 또는 제 2 세그먼트(123)는 0도 이상 150도 이하로 저온 가열될 수 있다. 에어로졸 발생 물품(12)이 비가열 모드와 저온가열 모드 사이에서 전환됨에 따라, 끽미 강도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 비가열 모드에서는, 제 1 세그먼트(121), 매질 세그먼트(122) 또는 제 2 세그먼트(123)에서 이행되는 니코틴의 양이 상대적으로 낮아 끽미 강도가 상대적으로 낮을 수 있다. 반면에, 저온가열 모드에서는, 비가열 모드와 비교하여, 제 1 세그먼트(121), 매질 세그먼트(122) 또는 제 2 세그먼트(123)에서 이행되는 니코틴의 양이 상대적으로 높아 끽미 강도가 상대적으로 높을 수 있다. 따라서, 저온가열 모드에서는 매질 세그먼트(122)의 pH를 높게 처리하지 않더라도 충분한 끽미 강도를 확보할 수 있다.
도 3에서는 제 1 세그먼트(121)와 제 2 세그먼트(123) 사이에 매질 세그먼트(122)가 구비된 것으로 도시되어 있지만, 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(12)의 구성은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 1 세그먼트(121)의 상류 측에 보습제가 함유된 무화 세그먼트나 니코틴이 전이된 또 다른 세그먼트가 구비될 수도 있다. 또는, 제 1 세그먼트(121)와 매질 세그먼트(122) 사이에 니코틴이 전이된 또 다른 세그먼트가 적용될 수 있다. 또는, 제 2 세그먼트(123)의 하류 단에 니코틴이 흡착된 또 다른 세그먼트가 구비되거나, 제 2 세그먼트(123)와 매질 세그먼트(122) 사이에 니코틴이 흡착된 또 다른 세그먼트가 구비될 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(12)의 매질 세그먼트(122)에 충진된 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상 0.8mm 이하일 수 있다. 이에 대해서는 표 2를 참고하여 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
구분 1.0mm 압출스크린 사용 0.8mm 압출스크린 사용 0.5mm 압출스크린 사용 0.4mm 압출스크린 사용 0.3mm 압출스크린 사용
과립 니코틴 함량(%) 3.05 2.66 2.49 2.62 2.51
니코틴 전이량(mg) - 1.36 1.12 1.36 1.40
니코틴 이행량 - 0.22 0.17 0.19 0.24
적용 가능 여부 캐비티 필터 캐비티 필터,종이과립필터적용 가능　 캐비티 필터,아세과립필터적용 가능 캐비티 필터,아세과립필터적용 가능　 사용 불가
표 2는 매질을 구형에 가까운 과립으로 제조한 후 입도 분포별 니코틴 전이량, 니코틴 이행량 및 에어로졸 발생 물품에 적용 가능 여부를 나타낸 실험 결과이다.
과립 매질의 입도는 개별 과립 매질의 평균 지름을 나타내는 것으로, 과립 매질을 제조하는데 이용되는 압출스크린의 크기에 의해 그 크기가 정해진다. 예를 들어, 0.3mm의 입도를 가지는 과립 매질은 압출을 통해 0.3mm의 크기를 가지는 스크린을 통과하여 제조될 수 있다. 이때 실제 과립 매질의 입도는 압출스크린의 크기보다 더 크게 나오는 경우도 있지만 통상적으로 압출 과정에서 사용되는 압출스크린으로 표현될 수 있다.
표 2를 참조하여, 0.3mm 압출스크린, 0.4 mm 압출스크린, 0.5 mm 압출스크린, 0.8 mm 압출스크린 및 1.0 mm 압출스크린을 사용하여 각각 0.3mm의 입도를 가지는 과립 매질, 0.4mm의 입도를 가지는 과립 매질, 0.5mm의 입도를 가지는 과립 매질, 0.8mm의 입도를 가지는 과립 매질 및 1.0mm의 입도를 가지는 과립 매질을 제조하였다. 이에 맞게 각각 다른 입도를 가지는 과립 매질들을 적용한 에어로졸 발생 물품들을 제조하였으며, 각각의 경우의 니코틴 전이량과 니코틴 이행량들을 측정하였다. 또한, 각각 다른 입도를 가지는 과립 매질들을 적용한 매질 세그먼트(122)가 캐비티 필터 형태(표 2에서, 캐비티 필터), 셀룰로오스 아세테이트 필터 형태(표 2에서, 아세과립필터), 종이 필터 형태(표 2에서, 종이과립필터)로 제조 가능한지도 실험하였다. 여기서, 종이 필터는 평면 시트에 과립 매질이 분산된 상태에서 상기 시트가 접힘으로써 제조될 수 있다.
실험 결과, 0.3mm의 입도를 가지는 과립 매질의 경우(0.3mm 압출스크린 사용), 니코틴 전이량과 니코틴 이행량 측면에서는 만족할 만한 결과값이 나왔지만, 매질 세그먼트에 적용이 불가하였다. 0.3mm 이하의 입도를 가지는 과립 매질은 과립 제조 공정 중 정립 단계에서 압출물의 뭉침, 내부 퇴적, 틈새 배출 등의 문제가 발생하여 정립 공정이 불가능하였다.
0.4mm 이상 0.8mm 이하의 입도를 가지는 과립 매질의 경우, 충분한 니코틴 전이량과 니코틴 이행량을 나타내었다. 반면에, 0.8mm를 초과하는 입도를 가지는 과립 매질의 경우에는(예를 들어, 1.0mm 입도를 가지는 과립 매질의 경우에는), 원하는 니코틴 전이량과 니코틴 이행량을 나타내지 못하였다.
0.4mm의 입도를 가지는 과립 매질과 0.5mm의 입도를 가지는 과립 매질은 캐비티(cavity) 필터에 적용이 가능했고, 셀룰로오스 아세테이트 필터 형태에도 적용이 가능하였다. 다만, 0.5mm 이하의 입도를 가지는 과립 매질을 종이 필터에 적용하였을 때에는 과립 매질이 종이 필터에서 탈락되는 현상이 발생하였다.
0.8mm의 입도를 가지는 과립 매질의 경우에는 캐비티 필터 형태 및 종이 필터의 형태에 적용이 가능하였다. 다만, 0.8mm의 입도를 가지는 과립 매질을 셀룰로오스 아세테이트 필터에 적용하였을 때에는 필터 접합부의 터짐 현상이 나타나 필터 형태의 제조에 어려움이 있었다.
1.0mm 이상의 입도를 가지는 과립 매질의 경우, 캐비티 필터 형태에는 적용이 가능하나, 종이 필터 형태나 셀룰로오스 아세테이트 필터 형태에 적용하였을 때에는 접합부 터짐 현상이 발생하여 제조에 어려움이 있었다. 또한, 캐비티 필터 형태는 종이 필터 형태나 셀룰로오스 아세테이트 필터 형태에 비해 제조 비용이 크게 증가하는 단점이 있었다.
일 실시 예에서, 에어로졸 물품(12)의 매질 세그먼트(122)가 과립 매질을 포함할 경우, 상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상 0.8mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 매질 세그먼트(122)가 셀룰로오스 아세테이트 필터 형태로 구성되고, 상기 셀룰로오스 아세테이트 필터 내에 과립 매질이 적용될 경우, 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상 0.5mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 매질 세그먼트(122)가 종이 필터 형태로 구성되고, 상기 종이 필터 내에 과립 매질이 적용될 경우, 과립 매질의 입도는 0.5mm를 초과하고 0.8mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(12)의 제 1 세그먼트(121)의 단위 길이당 니코틴 흡착량은 제 2 세그먼트(123)의 단위 길이당 니코틴 흡착량보다 같거나 많을 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 자세히 설명하기로 한다.
도 4는 에어로졸 발생 물품의 세그먼트별 니코틴 이행도 시험을 나타낸다.
도 4를 참조하여, 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터(CA 필터)를 각각 다른 세그먼트에 적용한 샘플들을 준비하여 각각의 경우에서의 니코틴 잔류량과 니코틴 이행량을 분석하였다. 도 4의 실험예(a)는 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터를 최상류측 세그먼트에 배치하였고, 실험예(b)에서는 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터를 상류에서 두 번째 세그먼트에 배치하였으며, 실험예(c)에서는 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터를 상류에서 세 번째 세그먼트에 배치하였고, 실험예(d)에서는 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터를 최하류측 세그먼트에 배치하였다. 실험예(e)는 앞선 실험예들과의 비교를 위해서 모든 세그먼트에 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터를 배치하였다. 이 때, 흡연저항 또는 필터링 효과는 각 실험예들에서 동일하도록 설정하였다.
아래 표 3은 도 4에 따른 실험 결과를 나타낸다.
구 분 Nicotine 잔류량(㎎) 이행량(㎎)
첫번째 세그먼트 두번째 세그먼트 세번째 세그먼트 네번째 세그먼트 니코틴
(a) 0.03 0.10 0.09 0.05 0.12
(b) - 0.13 0.10 0.07 0.13
(c) - - 0.15 0.08 0.14
(d) - - - 0.20 0.19
(e) 0.03 0.18 0.29 0.36 0.66
도 4 및 표 3을 참고하여, 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터가 상류 측에 배치된 실험예(a)와 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터가 하류 측에 배치된 실험예(d)를 비교하면, 실험예(d)에서의 니코틴 이행량이 많음을 알 수 있다. 또한, 실험예(a), (b), (c) 및 (d)를 차례로 비교하면, 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터가 상류 측보다 하류 측에 배치될수록 니코틴의 이행량이 증가함을 알 수 있다.
또한, 실험예(a)를 살펴보면, 첫번째 세그먼트에서 이행된 니코틴은 모두 구강 쪽으로 이행되지 못하고, 두번째 세그먼트, 세번째 세그먼트 및 네번째 세그먼트에 잔류하게 됨을 확인할 수 있다. 실험예(b)와 (c)에서도 동일한 경향이 나타남을 알 수 있다. 이는 실험예(e)를 통해서도 확인할 수 있으며, 상류에서 하류 쪽 세그먼트로 갈수록 니코틴의 잔류량이 증가하는 경향을 나타낸다.
니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터가 하류에 배치될수록 필터링 효과의 감소로 인해서 니코틴의 이행량은 증가할 수 있다. 따라서, 하류 측에 배치된 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터는 흡연 초기 퍼프 시의 니코틴 이행에 주로 관여할 수 있다.
니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터가 상류에 배치될수록 보다 하류 쪽에 배치된 셀룰로오스 아세테이트 필터에 의한 필터링의 영향이 커지므로, 상류에 배치된 니코틴이 전이된 셀룰로오스 아세테이트 필터는 흡연 후반 퍼프 시의 니코틴 이행에 주로 관여할 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(12)의 제 1 세그먼트(121)에 흡착된 니코틴의 양이 제 2 세그먼트(123)에 흡착된 니코틴의 양보다 많으므로, 흡연 초반 퍼프 시에는 제 2 세그먼트(123)로부터의 니코틴이 주로 구강으로 이행될 수 있고, 흡연 중반 퍼프 시에는 제 1 세그먼트(121)로부터의 일부 니코틴이 구강으로 이행될 수 있으며, 흡연 후반 퍼프 시에는 제 1 세그먼트(121)로부터의 나머지 니코틴이 구강으로 이행될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 세그먼트(121)로부터의 나머지 니코틴은 제 2 세그먼트(123)으로의 흡착(필터링)을 거친 후에 구강으로 이행될 수 있다.
즉, 제 1 세그먼트(121)에 전이된 니코틴의 양이 많은 이유는 끽미의 균일성을 담보하기 위함이며, 제 1 세그먼트(121)에 흡착된 니코틴은 흡연 후반부에 기여하고, 제 2 세그먼트(123)에 흡착된 니코틴은 흡연 초반부에 기여하기 때문이다. 즉, 제 1 세그먼트(121)에 흡착된 니코틴이 구강에 도달하기 위해서는 제 2 세그먼트(123)에 흡착된 니코틴들보다 많은 방해요소들을 거쳐야 하기 때문에 제 1 세그먼트(121)에는 보다 많은 니코틴이 흡착됨이 바람직하다.
따라서, 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(12)의 제 1 세그먼트(121)에 흡착된 니코틴의 양이 제 2 세그먼트(123)에 흡착된 니코틴의 양보다 많으므로, 흡연이 지속되는 동안 구강으로 이행되는 니코틴의 양은 균일해질 수 있고, 이로 인해서 끽미의 균일성이 담보될 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(12)의 제 1 세그먼트(121)의 가소제 함량이 제 2 세그먼트(123)의 가소제 함량보다 높을 수 있다. 제 1 세그먼트(121) 및 제 2 세그먼트(123)가 셀룰로오스 아세테이트를 포함하는 경우 가소제가 포함될 수 있는데, 제 1 세그먼트(121)의 가소제 함량이 제 2 세그먼트(123)의 가소제 함량보다 높음으로 인해서 제 1 세그먼트(121)의 단위 길이당 니코틴 흡착량이 제 2 세그먼트(123)의 단위 길이당 니코틴 흡착량보다 같거나 많게 설정될 수 있다.
또한, 일 실시 예에서, 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(12)의 제 1 세그먼트(121)에는 제 1 가소제가 적용될 수 있고, 제 2 세그먼트(123)에는 제 2 가소제가 적용될 수 있으며, 상기 제 1 가소제의 pH가 상기 제 2 가소제의 pH보다 낮거나 같을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 가소제는 트리아세틴(TA)이고, 상기 제 2 가소제는 트리에틸 시트레이트(TEC)일 수 있다. 이를 통해, 제 1 세그먼트(121)의 단위 길이당 니코틴 흡착량이 제 2 세그먼트(123)의 단위 길이당 니코틴 흡착량보다 같거나 많게 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(12)의 제 1 세그먼트(121)는 제 1 밀도를 가지는 셀룰로오스 아세테이트로 구성되고, 제 2 세그먼트(123)는 제 2 밀도를 가지는 셀룰로오스 아세테이트로 구성될 수 있고, 상기 제 1 밀도는 상기 제 2 밀도보다 클 수 있다. 또는 제 1 세그먼트(121)의 흡인저항이 제 2 세그먼트(123)의 흡인저항보다 크거나 같을 수 있다. 또는, 제 1 세그먼트(121)의 셀룰로오스 아세테이트의 모노데니어는 제 2 세그먼트(123)의 셀룰로오스 아세테이트의 모노데니어보다 낮거나 같을 수 있다. 이로 인해, 제 1 세그먼트(121)에 흡착(전이)된 니코틴의 양이 제 2 세그먼트(123)에 흡착된 니코틴의 양보다 많거나 같을 수 있다.
일 실시 예에서, 에어로졸 발생 물품(12)의 제 1 세그먼트(121)의 길이방향 길이(상류로부터 하류로의 길이)는 제 2 세그먼트(123)의 길이방향 길이보다 길거나 같을 수 있다. 이를 통해, 제 1 세그먼트(121)에 흡착(전이)된 니코틴의 양이 제 2 세그먼트(123)에 흡착된 니코틴의 양보다 많거나 같을 수 있다.
일 실시 예에서, 제 2 세그먼트(123)는 길이방향으로 형성된 중공을 포함하는 튜브 필터로 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 물품(12) 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(1)에 의하면, 에어로졸 발생 장치(11)의 예열 없이 에어로졸 발생 물품(12)을 바로 이용할 수 있어 사용자의 편의성이 증대될 수 있으며, 비가열 모드에서도 충분한 니코틴의 이행이 담보될 수 있어서 사용자의 흡연 충족감을 만족시킬 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 에어로졸 발생 장치(11)는 히터를 포함하지 않을 수 있으므로 장치의 수명이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.
상술한 실시 예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이며, 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 차이점은 청구범위에 의해 정해지는 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
앞서 설명된 임의의 실시 예(들)의 특징들 및 양태들은 명백한 기술적 충돌이라는 결과를 낳지 않는 한 다른 임의의 실시 예(들)의 특징들 및 양태들과 결합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 물품에 있어서,
    과립 매질이 충진되는 매질 세그먼트; 및
    상기 매질 세그먼트의 상류에 배치되는 제 1 세그먼트 및 상기 매질 세그먼트의 하류에 배치되는 제 2 세그먼트 중 적어도 어느 하나;
    를 포함하고,
    상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상인,
    에어로졸 발생 물품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 과립 매질의 입도는 0.8mm 이하인,
    에어로졸 발생 물품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 매질 세그먼트는 캐비티를 포함하고, 상기 캐비티 내에 상기 과립 매질이 충진되는,
    에어로졸 발생 물품.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 매질 세그먼트는 상기 과립 매질을 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 필터로 구성되고,
    상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상이고 0.5mm 이하인,
    에어로졸 발생 물품.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 매질 세그먼트는 상기 과립 매질을 포함하는 종이 필터로 구성되고,
    상기 매질 과립의 입도는 0.5mm를 초과하고 0.8mm 이하인,
    에어로졸 발생 물품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 과립 매질로부터 전이된 니코틴이 상기 제 1 세그먼트 및 상기 제 2 세그먼트 중 적어도 어느 하나에 흡착된,
    에어로졸 발생 물품.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 과립 매질은 담배 과립, 재구성 담배, 담배 각초 중 적어도 하나의 성분 또는 그 조합을 포함하는,
    에어로졸 발생 물품.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 매질 세그먼트의 과립 매질은 pH 처리된,
    에어로졸 발생 물품.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 매질은 7.0 이상 9.5 이하의 범위가 되도록 pH 처리된,
    에어로졸 발생 물품.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 세그먼트 및 상기 제 2 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트를 포함하고, 상기 제 1 세그먼트의 단위 길이당 니코틴 흡착양은 상기 제 2 세그먼트의 단위 길이당 니코틴 흡착양보다 많거나 같은,
    에어로졸 발생 물품.
  11. 에어로졸 발생 시스템에 있어서,
    에어로졸 발생 물품; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하는 제어부, 상기 에어로졸 발생 물품이 수용되는 세장형 공동, 및 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하며 상기 에어로졸을 상기 에어로졸 발생 물품을 향해 방출하는 증기화기를 포함하는 에어로졸 발생 장치;
    를 포함하고,
    상기 에어로졸 발생 물품은,
    제 1 세그먼트;
    상기 제 1 세그먼트의 하류 측에 배치되는 제 2 세그먼트; 및
    상기 제 1 세그먼트 및 상기 제 2 세그먼트 사이에 배치된 매질 세그먼트;
    를 포함하고,
    상기 매질 세그먼트에는 과립 매질이 충진되고, 상기 제 1 세그먼트 및 상기 제 2 세그먼트 중 적어도 어느 하나에는 상기 과립 매질로부터 전이된 니코틴이 흡착되고,
    상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상이고 0.8mm 이하인,
    에어로졸 발생 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 매질 세그먼트는 캐비티를 포함하고, 상기 캐비티 내에 상기 과립 매질이 충진되는,
    에어로졸 발생 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 매질 세그먼트는 상기 과립 매질을 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 필터로 구성되고,
    상기 과립 매질의 입도는 0.4mm 이상이고 0.5mm 이하인,
    에어로졸 발생 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 매질 세그먼트는 상기 과립 매질을 포함하는 종이 필터로 구성되고,
    상기 매질 과립의 입도는 0.5mm를 초과하고 0.8mm 이하인,
    에어로졸 발생 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 과립 매질은 7.0 이상 9.5 이하의 범위로 pH 처리된,
    에어로졸 발생 시스템.
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