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KR102716612B1 - 히터의 온도 조절 버튼을 구비한 에어로졸 발생 장치 및 이와 함께 사용되는 에어로졸 발생 물품 - Google Patents

히터의 온도 조절 버튼을 구비한 에어로졸 발생 장치 및 이와 함께 사용되는 에어로졸 발생 물품 Download PDF

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KR102716612B1
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주식회사 케이티앤지
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Abstract

에어로졸 발생 물품이 수용되는 수용공간을 형성하는 하우징, 상기 수용공간 내에 수용된 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치에 포함된 카트리지를 가열하는 히터부, 상기 히터부의 온도를 조절하는 제어부, 및 상기 하우징의 외벽면에 배치되며, 상기 제어부에 온도 조절 신호를 전송하는 온도 조절 버튼을 포함하는 에어로졸 발생 장치를 제공한다. 본 발명의 일 구체예에 따른 에어로졸 발생 장치는 하나의 에어로졸 발생 물품에 대해서도 소비자의 기호에 따라 다양한 성분 또는 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있다.

Description

히터의 온도 조절 버튼을 구비한 에어로졸 발생 장치 및 이와 함께 사용되는 에어로졸 발생 물품{AEROSOL-GENERATING APPARATUS HAVING TEMPERATURE CONTROL BUTTON OF HEATER AND AEROSOL-GENERATING ARTICLE USED THEREWITH}
본 발명은 히터의 온도 조절 버튼을 구비한 에어로졸 발생 장치 및 이와 함께 사용되는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 히터의 가열 온도 조절을 위해 제어부에 온도 조절 신호를 전송하는 온도 조절 버튼을 구비한 에어로졸 발생 장치 및 이와 함께 사용되는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.
근래에 전통 궐련의 단점을 극복하는 대체 물품에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련 스틱을 전기적으로 가열함으로써 에어로졸을 발생시키는 장치(예를 들어, 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 활발하게 진행되고 있다.
구체적으로, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치와 그에 적용되는 궐련 스틱은 궐련 스틱의 담배 물질로 판상엽, 잎담배 각초 대신 해당 성분을 포함하는 과립을 이용하고, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에 카트리지 형태의 별도의 무화부를 도입하는 등 소비자의 기호를 맞추기 위해 다양한 형태로 개발되고 있다. 그럼에도, 하나의 궐련 스틱과 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 통해서는 특정 기호를 갖는 소비자만을 만족시킬 수 있는 등 다양한 소비자를 만족시키는 데는 한계가 있다.
이에 본 발명자는 하나의 궐련 스틱에 대해서도 소비자의 기호에 따라 다양한 성분 또는 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 연구한 끝에 본 발명을 완성하였다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-7021388호
하나의 에어로졸 발생 물품에 대해서도 소비자의 기호에 따라 다양한 성분 또는 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면,
본 발명은 에어로졸 발생 물품이 수용되는 수용공간을 형성하는 하우징, 상기 수용공간 내에 수용된 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치에 포함된 카트리지를 가열하는 히터부, 상기 히터부의 온도를 조절하는 제어부, 및 상기 하우징의 외벽면에 배치되며, 상기 제어부에 온도 조절 신호를 전송하는 온도 조절 버튼을 포함하는 에어로졸 발생 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 온도 조절 버튼은 가변 저항기를 통해 온도 조절 신호를 제어부에 전송한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 제어부는 온도 조절 버튼으로부터 전송받은 온도 조절 신호를 펄스 형태의 공급 전압으로 출력하여 히터부에 전송한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 온도 조절 신호는 아날로그 형식 또는 디지털 형식으로 입력된 값에 의해 형성된다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 히터부는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품 내에 위치하는 무화부를 가열하는 제1 히터부 및 에어로졸 발생 물품 내에 위치하는 기재부를 가열하는 제2 히터부를 포함하고, 상기 온도 조절 버튼은 제1 히터부의 온도 조절을 위한 온도 조절 신호를 전송하는 제1 온도 조절 버튼 및 제2 히터부의 온도 조절을 위한 온도 조절 신호를 전송하는 제2 온도 조절 버튼을 포함하며, 상기 제어부는 제1 온도 조절 버튼으로부터 전송받은 온도 조절 신호를 출력하여 제1 히터부에 전송하는 제1 제어부 및 제2 온도 조절 버튼으로부터 전송받은 온도 조절 신호를 출력하여 제2 히터부에 전송하는 제2 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 제1 온도 조절 버튼은 온 모드 또는 오프 모드로 조절이 되며, 상기 온 모드에서는 제1 히터부가 구동되는 온도를 180℃ 내지 240℃의 범위 내에서 조절이 된다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 제2 온도 조절 버튼은 온 모드 또는 오프 모드로 조절이 되며, 상기 온 모드에서는 제2 히터부가 구동되는 온도를 150℃ 내지 260℃의 범위 내에서 조절이 된다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품은 제1 필터 세그먼트, 제2 필터 세그먼트 및 캐비티 세그먼트를 포함하고, 상기 캐비티 세그먼트는 제1 필터 세그먼트 및 제2 필터 세그먼트에 의해 형성되고, 상기 캐비티 세그먼트에는 담배 과립이 충전되며, 상기 제1 필터 세그먼트는 캐비티 세그먼트의 상류에 위치하고, 상기 제2 필터 세그먼트는 캐비티 세그먼트의 하류에 위치한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치 내에 무화부가 위치하는 경우, 상기 무화부는 카트리지 형태로 제1 히터부에 인접하여 위치한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품 내에 무화부가 위치하는 경우, 상기 무화부는 제1 필터 세그먼트에 위치한다.
본 발명의 일 구체예에 따른 에어로졸 발생 장치는 히터부의 가열 온도를 조절하도록 제어부에 온도 조절 신호를 전송하는 온도 조절 버튼을 포함함으로써, 하나의 에어로졸 발생 물품에 대해서도 많은 양의 니코틴이 이행되어 강한 담배 맛을 선호하는 소비자뿐만 아니라 적은 양의 니코틴이 이행되어 부드러운 담배 맛을 선호하는 소비자에게도 높은 만족감을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 에어로졸 발생 물품이 적용된 에어로졸 발생 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 에어로졸 발생 물품이 적용된 에어로졸 발생 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 에어로졸 발생 물품이 적용된 에어로졸 발생 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 에어로졸 발생 물품을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 구체예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 구체예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 구체예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 구체예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 구체예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 구체예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 구체예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서, 용어 “에어로졸 발생 장치”는 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 발생 물품을 적용하여 에어로졸을 발생시킬 수 있는 장치를 의미한다. 상기 에어로졸 발생 장치의 예시적인 구조는 도 1 내지 도 3을 참조한다.
본 명세서에서, 용어 “에어로졸 발생 물품”은 담배(궐련), 시가 등과 같이, 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물건을 의미한다. 상기 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성제 및 에어로졸 형성 기재 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 에어로졸 발생 물품은 각각의 기능성을 가진 몇 개의 세그먼트를 포함할 수 있다. 일반적으로 에어로졸 발생 물품은 직접적으로 불을 붙여 사용하는 연소식 에어로졸 발생 물품 뿐만 아니라 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되는 가열식 에어로졸 발생 물품 등이 있으며, 본 발명에서는 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되는 가열식 에어로졸 발생 물품이 바람직하게 적용될 수 있다.
본 명세서에서, 용어 “에어로졸 형성제”는 가시적인 연기(smoke) 및/또는 에어로졸(aerosol)의 형성을 용이하게 할 수 있는 물질을 의미한다. 상기 에어로졸 발생 물질의 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. 해당 기술분야에서, 에어로졸 형성제는 보습제, 습윤제 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 용어 “에어로졸 형성 기재”는 에어로졸을 형성할 수 있는 물질을 의미한다. 상기 에어로졸은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 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, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 에어로졸 형성 기재는 가시적인 연기 및/또는 에어로졸을 안정적으로 형성하기 위해 에어로졸 형성제를 더 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, 용어 “상류” 및 “하류”는 사용자가 에어로졸 발생 물품을 사용하여 공기를 흡인하는 방향을 기준으로 하여, 에어로졸 발생 물품을 구성하는 세그먼트들의 상대적인 위치를 나타내기 위해 사용된 용어이다. 에어로졸 발생 물품은 상류 단부(즉, 공기가 들어오는 부분) 및 이에 대향하는 하류 단부(즉, 공기가 나가는 부분)를 포함한다. 에어로졸 발생 물품 사용시 사용자는 에어로졸 발생 물품의 하류 단부를 물 수 있다. 하류 단부는 상류 단부의 하류에 위치하며, 한편 용어 “단부”는 또한 “말단”으로 기술될 수 있다.
본 명세서에서, 용어 “퍼프” (puff)는 사용자의 흡입(inhalation)을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어당기는 상황을 의미한다.
본 명세서에서, 용어 “길이 방향”(longitudinal direction)은 에어로졸 발생 물품의 길이 방향 축에 상응하는 방향을 의미한다.
본 발명은 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로, 하나의 에어로졸 발생 물품을 적용하여도 소비자의 기호에 따라 다양한 성분 또는 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하고자 한다. 본 명세서에서는 에어로졸 발생 장치에 대한 이해를 돕기 위해, 예시적인 에어로졸 발생 장치를 개략적으로 나타낸 도 1 내지 도 3을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 에어로졸 발생 장치(10)는 하우징, 제어부(12), 히터부(13) 및 온도 조절 버튼(14)을 포함한다. 상기 에어로졸 발생 장치(10)은 배터리(11)를 더 포함할 수 있으며, 상기 구성 외에도 해당 기술분야의 통상의 기술자 입장에서 범용적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(10)는 사용자로부터 명령 등을 입력받기 위한 입력 모듈(예를 들어, 버튼, 터치 가능한 디스플레이 등)과 장치의 상태, 흡연 정보 등과 같은 정보를 출력하기 위한 출력 모듈(예를 들어, LED, 디스플레이, 진동 모터 등)을 더 포함할 수도 있다. 이하에서는, 에어로졸 발생 장치(10)의 각 구성요소에 대하여 구체적으로 설명한다.
상기 하우징은 에어로졸 발생 장치(10)의 외관을 형성한다. 상기 에어로졸 발생 장치(10)의 외관을 형성 시, 에어로졸 발생 물품(20)을 수용할 수 있는 수용공간을 형성한다. 상기 하우징은 내부의 구성요소를 보호할 수 있는 소재로 구현되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 히터부(13)는 수용공간에 수용된 에어로졸 발생 물품(20) 또는 에어로졸 발생 장치에 포함된 카트리지(16)를 가열한다. 구체적으로, 상기 에어로졸 발생 물품(20)이 에어로졸 발생 장치(10)의 수용공간 내에 수용되면, 히터부(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 에어로졸 발생 물품(20) 또는 카트리지(16)를 가열할 수 있다.
상기 히터부(13)는 다양한 형태 및/또는 방식으로 구성될 수 있다.
상기 히터부(13)는 예를 들어 전기 저항성 가열요소를 포함하도록 구성될 수 있다. 가령, 상기 히터부(13)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, 이에 한정되는 것은 아니며, 가열요소는 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 발생 장치(10)에 기 설정(예를 들어, 온도 프로파일이 미리 저장되어 있는 경우)되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
상기 히터부(13)는 다른 예로서, 유도 가열 방식으로 동작하는 가열요소를 포함하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 히터부(13)는 에어로졸 발생 물품(20) 또는 카트리지(16)를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 인덕터(inductor; 예를 들어, 유도 코일)와 인덕터에 의해 유도 가열되는 서셉터(susceptor)를 포함할 수 있다. 상기 서셉터는 에어로졸 발생 물품(20) 또는 카트리지(16)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
상기 히터부(13)는 다른 예로서, 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. 상기 내부 가열요소는 예를 들어, 관형, 침형 또는 봉형 등의 형태로 이루어져 에어로졸 발생 물품(20)의 적어도 일부를 관통하도록 배치될 수 있다. 상기 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 구체예에 따르면, 상기 히터부(13)는 각각 다른 위치를 가열하도록 배치된 제1 히터부(13A) 및 제2 히터부(13B)를 포함한다. 상기 제1 히터부(13A)는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품 내에 위치하는 무화부를 가열하고, 상기 제2 히터부(13B)는 제1 히터부 및 에어로졸 발생 물품 내에 위치하는 기재부를 가열한다. 상기 무화부는 에어로졸 형성제를 포함하여, 가시적인 연기 및/또는 에어로졸을 집중적으로 형성시킬 수 있는 곳으로, 도 2 및 도 4를 참고하면, 제1 필터 세그먼트가 이에 해당할 수 있고, 도 3 및 도 4를 참고하면, 카트리지가 이에 해당할 수 있다. 상기 제1 히터부(13A) 및 제2 히터부(13B)는 분리되어 위치한다면 그 형태는 특별히 한정되지 않는다.
상기 배터리(11)는 에어로졸 발생 장치(10)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 상기 배터리(11)는 예를 들어, 히터부(13)가 에어로졸 발생 물품(20) 또는 카트리지(16)를 가열할 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 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.
상기 제어부(12)는 에어로졸 발생 장치(10)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 상기 제어부(12)는 예를 들어, 히터부(13) 및 배터리(11)의 동작을 제어할 수 있고, 에어로졸 발생 장치(10)에 포함된 다른 구성요소들의 동작도 제어할 수 있다. 상기 제어부(12)는 배터리(11)가 공급하는 전력을 제어할 수 있으며, 히터부(13)의 가열 온도 등도 제어할 수 있다. 상기 제어부(12)는 에어로졸 발생 장치(10)의 구성 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 발생 장치(10)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 상기 히터부(13)가 제1 히터부(13A) 및 제2 히터부(13B)를 포함하는 경우, 상기 제어부(12)도 제1 히터부(13A) 및 제2 히터부(13B)를 각각 개별적으로 제어하기 위해서, 제1 제어부(12A) 및 제2 제어부(12B)를 포함한다. 상기 제1 제어부(12A)는 제1 온도 조절 버튼(14A)으로부터 전송받은 온도 조절 신호를 출력하여 제1 히터부(13A)에 전송하고, 상기 제2 제어부(12B)는 제2 온도 조절 버튼(14B)으로부터 전송받은 온도 조절 신호를 출력하여 제2 히터부(13B)에 전송한다.
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, 해당 기술분야에서 통상의 기술자라면, 제어부(12)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 자명하게 이해할 수 있다.
상기 온도 조절 버튼(14)은 하우징의 외벽면에 배치되고, 제어부(12)에 온도 조절 신호를 전송한다. 상기 온도 조절 버튼(14)은 아날로그 형식 또는 디지털 형식으로 구동될 수 있고, 상기 온도 조절 신호는 아날로그 형식 또는 디지털 형식으로 입력된 값에 의해 형성된다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 에어로졸 발생 장치(10)는 가변 저항기(15)를 더 포함한다. 상기 가변 저항기(15)는 온도 조절 버튼(14)과 연결되어 버튼의 변화 값에 의해 발생한 온도 조절 신호를 제어부(12)에 전송한다. 상기 제어부(12)는 온도 조절 버튼(14)으로부터 전송받은 온도 조절 신호를 펄스 형태의 공급 전압으로 출력하여 히터부(13)에 전송한다. 상기 펄스 형태의 공급 전압은 펄스 폭(또는 듀티 비)이 클수록 실효 전압이 커지고, 펄스 폭(또는 듀티 비)이 작을수록 실효 전압이 작아진다.
상술한 바와 같이, 상기 히터부(13)가 제1 히터부(13A) 및 제2 히터부(13B)를 포함하는 경우, 상기 온도 조절 버튼(14)도 사용자가 제1 히터부(13A) 및 제2 히터부(13B)를 각각 개별적으로 제어할 수 있도록, 제1 온도 조절 버튼(14A) 및 제2 온도 조절 버튼(14B)을 포함한다. 상기 제1 온도 조절 버튼(14A)은 제1 히터부(13A)의 온도 조절을 위한 온도 조절 신호를 전송하고, 상기 제2 온도 조절 버튼(14B)은 제2 히터부(13B)의 온도 조절을 위한 온도 조절 신호를 전송한다.
상기 제1 온도 조절 버튼(14A)은 무화부의 가열 수단인 제1 히터부(13A)의 온도를 조절할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제1 온도 조절 버튼(14A)은 온 모드 또는 오프 모드로 조절이 되며, 상기 온 모드에서는 제1 히터부가 구동되는 온도를 180℃ 내지 240℃의 범위 내에서 조절이 된다. 상기 오프 모드에서는 제1 히터부(13A)는 가열되지 않고, 상기 온 모드에서는 제1 히터부(13A)는 설정된 온도로 유지될 수 있도록 가열된다. 상기 온 모드에서의 온도 범위는 사용자가 하나의 에어로졸 발생 물품(20)을 흡연하는 동안, 보충된 에어로졸 또는 가시적인 연기를 충분히 인식할 수 있으면서도, 흡연이 끝날 때까지 그러한 에어로졸 또는 가시적인 연기가 유지될 수 있도록 설정된 온도이다. 상기 온도 범위를 초과하면 일정 수준으로 포함된 에어로졸 형성제 등이 흡연이 끝나기 전에 소진될 수 있으며, 이후에는 에어로졸 형성제가 없는 종이 물질이 직접적으로 가열되어 끽미가 저하될 수 있다. 이를 고려하여, 에어로졸 형성제를 다량 투입하는 것은 실용성 측면에서 바람직하지 않다.
상기 제2 온도 조절 버튼(14B)은 에어로졸 발생 기재의 가열 수단인 제2 히터부(13B)의 온도를 조절할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제2 온도 조절 버튼(14B)은 온 모드 또는 오프 모드로 조절이 되며, 상기 온 모드에서는 제1 히터부가 구동되는 온도를 150℃ 내지 260℃의 범위 내에서 조절이 된다. 상기 오프 모드에서는 제2 히터부(13B)는 가열되지 않고, 상기 온 모드에서는 제1 히터부(13B)는 설정된 온도로 유지될 수 있도록 가열된다. 상기 온 모드에서의 온도 범위는 사용자가 하나의 에어로졸 발생 물품(20)을 흡연하는 동안, 니코틴 등의 에어로졸 성분을 기호에 맞게 흡연감을 충족시킬 수 있을 정도로 조절할 수 있도록 설정된 온도이다. 상기 온도 범위 미만인 경우에는 니코틴 등의 이행이 불충분하여 사용자의 흡연감이 매우 낮을 수 있고, 상기 온도 범위 초과인 경우에는 담배 과립 등이 지나치게 가열되어 끽미가 저하될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제1 히터부(13A) 및 제2 히터부(13B)는 최초에 예열된 후 설정된 범위를 이탈하는 경우 재가열되는 형식으로 구동될 수 있다. 따라서, 상술한 온도 범위 내에서 특정 온도로 제1 온도 조절 버튼(14A) 또는 제2 온도 조절 버튼(14B)이 설정된다고 하더라도, 그 온도로 계속적으로 가열되는 것이 아니고, 특정 온도의 ±10%의 범위 내에서 온도 프로파일을 유지할 수 있도록 제1 히터부(13A) 및 제2 히터부(13B)가 구동될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 에어로졸 발생 장치(10)은 카트리지(16)과 카트리지 히터부를 더 포함할 수 있다. 상기 카트리지(16)는 본 명세서에서 무화부로 표시될 수 있고, 상기 카트리지 히터부는 무화부를 가열하는 수단으로서 본 명세서에서 제1 히터부(13A)로 표시될 수 있다. 도 3은 에어로졸 발생 물품(20)과 카트리지(16)가 일렬(또는 직렬)로 배치된 에어로졸 발생 장치(10)의 구조를 예시하고 있지만, 에어로졸 발생 물품(20)과 카트리지(16)는 병렬로 배치될 수도 있다. 상기 에어로졸 발생 장치(10)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3의 예시에 의해 한정되는 것은 아니며, 구성요소의 배치는 얼마든지 변경될 수 있다.
상기 카트리지(16)는 액상 저장조 및 액상 전달 수단을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 카트리지(16)는 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 카트리지(16)는 카트리지 히터부로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 카트리지 히터부와 일체로서 제작될 수도 있다.
상기 액상 저장조는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 상기 액상 조성물은 예를 들어, 담배 함유 물질(또는 니코틴 함유 물질)을 포함하는 액체일 수 있고, 비담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 상기 액상 조성물은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물(예를 들어, 담배 추출물), 니코틴, 향료, 에어로졸 형성제, 향미제 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 상기 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 에어로졸 형성제의 예로는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜을 들 수 있을 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 액상 전달 수단은 액상 저장조에 저장된 액상 조성물을 카트리지 히터부로 전달할 수 있다. 상기 액상 전달 수단은 예를 들어, 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 윅(wick) 요소가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 카트리지 히터부는 카트리지(16)에 저장된 액상의 에어로졸 형성 기재(예를 들면, 액상 조성물)를 가열하여 에어로졸을 형성시킬 수 있다. 상기 카트리지 히터부(14)는 예를 들어, 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, 상기 카트리지 히터부의 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 히터부의 동작, 가열 온도 등은 제어부(12)에 의해 제어될 수 있다.
상기 카트리지 히터부는 예를 들어, 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터부 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 카트리지 히터부는 예를 들어 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액상 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
참고로, 해당 기술분야에서 카트리지 히터부와 카트리지(16)는 카토마이저(cartomizer), 아토마이저(atomizer), 증기화기(vaporizer) 등과 같은 용어로 지칭될 수도 있다.
상기 에어로졸 발생 장치(10)에 적용되는 에어로졸 발생 물품(20)은 일반적인 연소형 궐련과 유사한 구조를 가질 수 있다. 상기 에어로졸 발생 물품(20)은 예를 들어, 담배 물질(또는 에어로졸 형성 기재)을 포함하는 제1 부분(예를 들어, 담배 로드)과 필터 등을 포함하는 제2 부분(예를 들어, 필터 로드)으로 구분될 수 있다. 상기 에어로졸 발생 장치(10)의 내부에는 제1 부분의 전체가 삽입되고, 제2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 상기 에어로졸 발생 장치(10)의 내부에 제1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제1 부분의 전체 및 제2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제2 부분을 입으로 문 상태에서 흡연을 행할 수 있다.
본 명세서에서는 상술한 에어로졸 발생 장치에 적용되는 에어로졸 발생 물품에 대한 이해를 돕기 위해, 예시적인 에어로졸 발생 물품을 개략적으로 나타낸 도 4를 제공한다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 에어로졸 발생 물품(20)은 제1 필터 세그먼트(21), 제2 필터 세그먼트(23) 및 캐비티 세그먼트(22)를 포함한다. 상기 캐비티 세그먼트(22)는 제1 필터 세그먼트(21) 및 제2 필터 세그먼트(23)에 의해 형성된다. 상기 제1 필터 세그먼트(21), 제2 필터 세그먼트(23) 및 캐비티 세그먼트(22)는 상술한 제1 부분(또는 담배 로드)에 포함되는 구성이며, 상기 제1 부분이 가열됨에 따라 니코틴과 같은 담배 성분(또는 끽미 성분)을 공급할 수 있다. 상기 제1 부분에서의 담배 성분과 관련해서는 캐비티 세그먼트(22)에 과립 형태의 담배 물질인 담배 과립(22A)이 충전될 수 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에 포함되는 담배 물질이 담배 과립으로 한정되는 것은 아니나 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치에 있어서는 바람직하게 적용될 수 있다. 상기 제1 필터 세그먼트(21) 및 제2 필터 세그먼트(23)는 기본적으로 필터로서의 기능성을 갖기도 하지만, 캐비티 세그먼트(22)에 담배 과립(22A)가 충전되는 경우, 담배 과립(22A)가 유출되지 않고, 보유될 수 있는 구획을 지정하는 기능성을 갖기도 한다. 제1 필터 세그먼트(21), 제2 필터 세그먼트(23) 및 캐비티 세그먼트(22)를 포함하는 제1 부분은 래퍼로 래핑될 수 있다.
상기 제1 필터 세그먼트(21)은 캐비티 세그먼트(22)를 형성하는 필터 세그먼트로서 캐비티 세그먼트(22)의 상류에 위치할 수 있다. 상기 제1 필터 세그먼트(21)은 후술할 제2 필터 세그먼트(22)와 기본적으로는 유사한 구성을 갖지만, 추가적인 기능성이 요구된다. 상기 제1 필터 세그먼트(21)은 담배 과립(22A)에 대한 탈락 방지 기능을 수행할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 제1 필터 세그먼트(21)는 에어로졸 발생 물품(20)이 에어로졸 발생 장치(10)에 삽입되는 경우, 캐비티 세그먼트(22)가 에어로졸 발생 장치(10) 내의 적절한 위치에 배치되도록 할 수 있다. 또한, 상기 제1 필터 세그먼트(21)는 담배 로드가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 흡연 중에 담배 로드로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(10)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수도 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제1 필터 세그먼트(21)는 종이 물질을 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 필터 세그먼트(21)는 종이 필터로 이루어질 수 있다. 원활한 기류 패스 확보를 위해 종이 물질은 길이 방향으로 배열되는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 구체예에 따른 가열식 에어로졸 발생 장치(10)에 적합한 담배 로드가 제조될 수 있다. 구체적으로, 셀룰로오스 아세테이트 섬유는 내부 가열요소와 접촉 시에 녹거나 수축되는 현상이 일어나 담배 과립(22A)의 탈락 현상을 가속화할 수 있다. 그러나, 열에 강인한 종이 물질은 이러한 현상을 크게 완화시킬 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 제1 필터 세그먼트(21)는 내수성 또는 내유성의 종이 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 필터 세그먼트(23)는 캐비티 세그먼트(22)를 형성하는 필터 세그먼트로서 캐비티 세그먼트(22)의 하류에 위치할 수 있다. 제1 필터 세그먼트(21)는 캐비티 형성 기능 외에도 에어로졸에 대한 여과, 냉각 기능 등을 더 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제2 필터 세그먼트(23)는 종이 물질을 포함한다. 다시 말해, 상기 제2 필터 세그먼트(23)는 종이 필터로 이루어질 수 있다. 원활한 기류 패스 확보를 위해 종이 물질은 길이 방향으로 배열되는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 구체예에 따른 가열식 에어로졸 발생 장치(10)에 적합한 담배 로드가 제조될 수 있다. 구체적으로, 셀룰로오스 아세테이트 섬유는 일정 온도 이상으로 가열되면 녹거나 수축되는 현상이 일어나기 때문에, 히터부(13)에 의해 가열되는 담배 로드 부위에 적용되기 어렵다. 반면에, 종이 물질은 열에 의해 변성이 거의 일어나지 않기 때문에, 담배 로드 부위에 용이하게 적용될 수 있으며, 이를 통해 가열식 에어로졸 발생 장치(10)에 적합한 담배 로드가 제조될 수 있다. 다만, 다른 구체예에서는 상기 제2 필터 세그먼트(23)가 셀룰로오스 아세테이트 필터로 이루어질 수도 있다. 이러한 경우에는, 상기 제2 필터 세그먼트(23)의 제거능이 향상되는 효과가 달성될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 다르면, 상기 제2 필터 세그먼트(23)는 내수성 또는 내유성의 종이 물질을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 에어로졸 내에 함유된 연기 성분(예를 들어, 수분, 에어로졸 형성제 성분)이 제2 필터 세그먼트(23)을 통과하는 동안 흡수되어 가시적인 무화량이 감소되는 문제(예를 들어, 유연 모드에서 무화량이 감소하는 문제)가 크게 경감될 수 있다. 가령, 상기 제1 필터 세그먼트(23)가 일반적인 종이 물질을 포함하는 경우, 종이 물질의 흡습성으로 인해 상술한 연기 성분이 흡수되어 가시적인 무화량이 감소될 수 있다. 그러나, 내수성 또는 내유성의 종이 물질이 적용되면, 상술한 연기 성분의 흡수가 거의 일어나지 않아 이러한 무화량 감소 문제가 해결될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제1 필터 세그먼트(21) 또는 제2 필터 세그먼트(23)의 흡인저항은 50mmH20/60mm 내지 150mmH20/60mm일 수 있고, 바람직하게는 50mmH20/60mm 내지 130mmH20/60mm, 50mmH20/60mm 내지 120mmH20/60mm, 50mmH20/60mm 내지 110mmH20/60mm, 50mmH20/60mm 내지 100mmH20/60mm, 50mmH20/60mm 내지 90mmH20/60mm, 50mmH20/60mm 내지 100mmH20/80mm 또는 50mmH20/60mm 내지 70mmH20/60mm일 수 있다. 이러한 수치범위내에서, 적절한 빨림성이 보장될 수 있다. 또한, 적절한 빨림성에 의해 캐비티 세그먼트(22) 내에서의 와기류 발생 확률이 증가되고, 이로 인해 다수의 담배 과립(22A)이 균일하게 가열되는 효과가 달성될 수 있다.
한편, 상기 제1 필터 세그먼트(21) 및 제2 필터 세그먼트(23)에 포함되는 종이 물질의 물성은 다양할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 종이 물질의 내유도는 3M Kit Test에 의해 측정 시, 4 이상(즉, 1부터 12까지의 범위에서 4 이상)일 수 있고, 바람직하게는 5, 6, 7 또는 8 이상일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 상기 종이 물질의 흡습으로 인해 가시적인 무화량(즉, 가시적인 연기의 발생량)이 감소하는 문제(예를 들어, 유연 모드에서 가시적인 무화량의 감소)가 해결될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 종이 물질의 두께는 30μm 내지 50μm일 수 있고, 바람직하게는 33μm 내지 47μm, 35μm 내지 45μm 또는 37μm 내지 42μm일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 종이 물질의 평량은 20g/m2 내지 40g/m2일 수 있고, 바람직하게는 23g/m2 내지 37g/m2, 25g/m2 내지 35g/m2, 27g/m2 내지 33g/m2일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 종이 물질의 인장강도는 2.5kgf/15mm 이상일 수 있고, 바람직하게는 2.8kgf/15mm, 3.2kgf/15mm 또는 3.5kgf/15mm 이상일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 종이 물질의 신장율은 0.8% 이상일 수 있고, 바람직하게는 1.0%, 1.2% 또는 1.5% 이상일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 종이 물질의 휨강성(stiffness)은 100cm3 이상일 수 있고, 바람직하게는 120cm3, 150cm3 또는 180cm3 이상일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 종이 물질의 회분 함량은 1.5% 이하일 수 있고, 바람직하게는 1.2%, 1.0% 또는 0.8% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 종이 물질의 지폭은 80mm 내지 250mm일 수 있고, 바람직하게는 90mm 내지 230mm, 100mm 내지 200mm, 120mm 내지 180mm 또는 120mm 내지 150mm일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서 제1 필터 세그먼트(21) 및 제2 필터 세그먼트(23)가 적절한 흡인저항을 가지며, 적절한 무화량이 보장되는 것으로 확인되었다.
본 발명의 일 구체예에 따른 에어로졸 발생 물품(20)은 담배 과립(22A)이 충전되어 있는 물품이고, 에어로졸 발생 장치(10)는 약 270도 이하의 가열 온도로 에어로졸 발생 물품(20)을 가열하도록 동작할 수 있다. 이러한 경우, 흡연 중에 가시적인 연기가 발생되지 않거나 가시적인 연기의 발생이 최소화될 수 있는데, 이는 담배 과립(22A)이 각초(예를 들어, 잎담배 각초, 판상엽 각초), 판상엽 등의 담배 물질보다 수분 및/또는 에어로졸 형성제의 함량이 현저하게 적어 가시적인 연기의 발생을 감소시킬 수 있기 때문이다. 또한, 상기 담배 과립(22A)은 각초, 판상엽 등의 담배 물질보다 낮은 가열 온도(예를 들어, 각초의 가열 온도는 통상적으로 270도 이상임)에서도 충분한 끽미가 발현될 수 있어(즉, 니코틴이 충분히 이행될 수 있어) 히터부(13)의 가열 온도를 낮출 수 있고, 가열 온도가 낮아짐에 따라 가시적인 연기의 발생이 더욱 감소될 수 있기 때문이다.
상술한 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(20)에 담배 물질로서 담배 과립(22A)을 포함하는 경우, 에어로졸 또는 가시적인 연기의 발생이 감소할 수 있기 때문에 이를 보충할 수 있는 구성이 요구된다. 이러한 구성으로서 상술한 바와 같이 에어로졸 발생 장치(10)에 에어로졸 형성제를 포함하는 카트리지를 추가할 수 있으며, 또한 이러한 구성을 에어로졸 발생 장치(10)가 아닌 에어로졸 발생 물품(20)에 포함시킬 수도 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제1 필터 세그먼트(21)은 에어로졸 형성제를 포함한다. 상기 에어로졸 발생 물품(20) 내에서 에어로졸의 흐름을 고려한다면, 발생된 에어로졸이 담배 과립을 포함하는 캐비티 세그먼트(22)를 통과하기 위해서는 에어로졸은 캐비티 세그먼트(22)의 상류에서 발생할 필요가 있으며, 에어로졸의 발생 위치로는 제1 필터 세그먼트(21)이 바람직할 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1 필터 세그먼트(21)은 무화부가 된다. 상기 에어로졸 형성제는 제1 필터 세그먼트(21)을 구성하는 종이 물질에 함침된 형태로 적용될 수 있다. 상기 에어로졸 형성제의 예로서 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.
상기 에어로졸 형성제와 함께 향료, 향미제, 비타민 혼합물 등과 같은 해당 기술분야에서 일반적으로 사용되는 첨가제가 사용될 수 있다. 상기 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 상기 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 캐비티 세그먼트(22)는 캐비티를 구비한 세그먼트로서 제1 필터 세그먼트(21)와 제2 필터 세그먼트(23) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 상기 캐비티 세그먼트(22)는 제1 필터 세그먼트(21)와 제2 필터 세그먼트(23)에 의해 형성될 수 있다.
상기 캐비티 세그먼트(22)는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 상기 캐비티 세그먼트(22)는 일 예로서, 지관 등과 같은 튜브형 구조물을 포함하는 형태로 제조될 수 있다. 상기 캐비티 세그먼트(22)는 다른 예로서, 제1 필터 세그먼트(21)와 제2 필터 세그먼트(23)에 의해 형성된 캐비티를 적절한 소재의 래퍼로 래핑함으로써 제조될 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 담배 과립(22A)이 충전될 수 있다면, 상기 캐비티 세그먼트(22)는 어떠한 방식으로 제조되더라도 무방하다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 캐비티 세그먼트(22)의 길이는 8mm 내지 12mm 내에서 자유롭게 선택될 수 있다.
도 4에서와 같이, 상기 캐비티 세그먼트(22)에는 담배 과립(22A)이 충진될 수 있다. 일반적으로, 상기 담배 과립(22A)은 다른 유형의 담배 물질(예를 들어, 잎담배 각초, 판상엽 등)보다 수분 및/또는 에어로졸 형성제 함량이 현저하게 적기 때문에, 가시적인 연기의 발생을 크게 감소시킬 수 있으며, 이에 따라, 에어로졸 및 가시적 연기의 발생을 보충해 줄 수 있는 별도의 구성이 요구되고, 상술한 내용에 따르면, 상기 제1 필터 세그먼트(21)도 이러한 구성이 될 수 있다. 상기 담배 과립(22A)의 직경, 밀도, 충진율, 구성 물질의 조성비, 가열 온도 등은 다양할 수 있으며, 이는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 담배 과립(22A)의 직경은 0.3mm 내지 1.2mm일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 담배 과립(22A)의 적절한 경도와 제조 용이성이 보장되고, 캐비티 세그먼트(22) 내에서의 와기류 발생 확률이 증가될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 담배 과립(22A)의 크기는 15메시(mesh) 내지 50메시일 수 있고, 바람직하게는 15메시 내지 45메시, 20메시 내지 45메시, 25메시 내지 45메시 또는 25메시 내지 40메시일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 담배 과립(22A)의 적절한 경도와 제조 용이성이 보장되고, 탈락 현상이 최소화되며, 캐비티 세그먼트(22) 내에서의 와기류 발생 확률이 증가될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 담배 과립(22A)의 밀도는 0.5g/cm3 내지 1.2g/cm3일 수 있고, 바람직하게는 0.6g/cm3 내지 1.0g/cm3, 0.7g/cm3 내지 0.9g/cm3또는 0.6g/cm3 내지 0.8g/cm3일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 담배 과립(22A)의 적절한 경도가 보장되고, 캐비티 세그먼트(22) 내에서의 와기류 발생 확률이 증가될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 담배 과립(22A)의 경도는 80% 이상일 수 있고, 바람직하게는 85% 또는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 91%, 93%, 95% 또는 97% 이상일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 담배 과립(22A)의 제조 용이성이 향상되고, 부스러짐 현상이 최소화되어 에어로졸 발생 물품(20)의 제조 용이성도 향상될 수 있다. 본 명세서에서, 상기 담배 과립(22A)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 구체예에 따르면, 상기 캐비티 세그먼트(22)에 대한 담배 과립(22A)의 충진율은 80부피% 이하일 수 있고, 바람직하게는 70부피%, 60부피% 또는 50부피% 이하일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 캐비티 세그먼트(22) 내에서의 와기류 발생 확률이 증가될 수 있다. 또한, 상기 담배 과립(22A)의 충전율은 적절한 끽미를 담보하기 위해 20부피%, 30부피% 또는 40부피% 이상인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 담배 과립(22A)은 20중량% 이하의 수분을 포함할 수 있고, 바람직하게는 15중량%, 12중량%, 10중량%, 7중량% 또는 5중량% 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 구체예에 따르면, 상기 담배 과립(22A)은 10중량% 이하의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있고, 바람직하게는 7중량%, 5중량%, 3중량% 또는 1중량%의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 또는, 상기 담배 과립(22A)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 구체예에 따르면, 상기 담배 과립(22A)의 습량 기준(wet basis) 니코틴 함량은 약 1.0% 내지 4.0%이고, 바람직하게는 1.5% 내지 3.5%, 1.8% 내지 3.0% 또는 2.0% 내지 2.5%일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 적절한 수준의 끽미감이 보장될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 담배 과립(22A)의 건량 기준(dry basis) 니코틴 함량은 1.2% 내지 4.2%이고, 바람직하게는 1.7% 내지 3.7%, 2.0% 내지 3.2% 또는 2.2% 내지 2.7%일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 적절한 수준의 끽미감이 보장될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 에어로졸 발생 물품(20)은 냉각 세그먼트(24) 및 마우스피스 세그먼트(25)를 더 포함한다. 상기 냉각 세그먼트(24) 및 마우스피스 세그먼트(25)는 상술한 제2 부분(또는 필터 로드)에 포함되는 구성이며, 담배 로드의 하류에 위치하여 에어로졸에 대한 여과 기능을 수행할 수 있다. 상기 필터 로드는 종이, 셀룰로오스 아세테이트 섬유 등과 같은 필터 물질을 포함할 수 있다. 상기 필터 로드는 필터 물질을 래핑하고 있는 래퍼를 더 포함하는 것일 수도 있다.
상기 필터 로드는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 필터 로드는 원기둥형 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브형 로드일 수도 있다. 또한, 상기 필터 로드는 리세스형 로드일 수도 있다. 만약, 상기 필터 로드가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
상기 필터 로드는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 상기 필터 로드에 일 예로서 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드의 내부에 삽입될 수도 있다. 상기 필터 로드에는 다른 예로서, 향액을 함유하고 있는 적어도 하나의 캡슐(미도시)이 포함될 수도 있다.
상기 필터 로드는 에어로졸에 대한 냉각 기능을 수행하는 냉각 세그먼트(24)와 에어로졸에 대한 여과 기능을 수행하는 마우스피스 세그먼트(25)로 구성될 수 있다. 또는, 경우에 따라, 상기 필터 로드는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수도 있다.
상기 냉각 세그먼트(24)는 다양한 형태로 제조될 수 있다. 상기 냉각 세그먼트(24)는 예를 들어, 지관, 중공이 형성된 셀룰로오스 아세테이트 필터, 복수의 구멍이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터, 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질이 충진된 필터 등의 형태로 제조될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 냉각 세그먼트(24)는 어떠한 형태로 제조되더라도 무방하다. 상기 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질은 폴리락트산(PLA) 소재의 직조물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 마우스피스 세그먼트(25)는 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트 필터(즉, 셀룰로오스 아세테이트 섬유로 이루어진 필터)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 필터 로드에 대한 설명은 마우스피스 세그먼트(25)에도 적용될 수 있다.
상기 에어로졸 발생 물품(20)은 적어도 하나의 래퍼(미도시)에 의하여 포장될 수 있다. 상기 에어로졸 발생 물품(20)은 일 예로서, 하나의 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 상기 에어로졸 발생 물품(20)은 다른 예로서, 2 이상의 래퍼들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제1 래퍼에 의하여 담배 로드가 포장되고, 제2 래퍼에 의하여 필터 로드가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드 및 필터 로드가 결합되고, 제3 래퍼에 의하여 에어로졸 발생 물품(20) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드 또는 필터 로드 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 에어로졸 발생 물품(20) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다. 상기 래퍼에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수도 있다.
도 1 내지 도 3에서와 같이, 에어로졸 발생 물품(20)의 제1 필터 세그먼트(21) 및 캐비티 세그먼트(22)는 에어로졸 발생 장치(10)의 수용공간에 수용되고, 상기 히터부(13)는 캐비티 세그먼트(23)를 가열하도록 위치할 수 있다. 구체적으로, 도 1은 에어로졸 발생 장치(10) 및 에어로졸 발생 물품(20)에 별도의 무화부가 없는 구체예에 관한 것으로, 이 때, 에어로졸 발생 장치(10)의 히터부(13)는 에어로졸 발생 기재를 포함하는 캐비티 세그먼트(23)를 가열하도록 위치한다. 도 2는 에어로졸 발생 물품(20)의 제1 필터 세그먼트(21)에 무화부가 있는 구체예에 관한 것으로, 이 때, 에어로졸 발생 장치(10)의 제1 히터부(13A)는 에어로졸 형성제를 포함하는 제1 필터 세그먼트(21)를 가열하도록 위치하며, 에어로졸 발생 장치(10)의 제2 히터부(13B)는 에어로졸 발생 기재를 포함하는 캐비티 세그먼트(23)를 가열하도록 위치한다. 도 3은 에어로졸 발생 장치(10)의 카트리지(16)에 무화부가 있는 구체예에 관한 것으로, 이 때, 에어로졸 발생 장치(10)의 제1 히터부(13A)는 에어로졸 형성제를 포함하는 카트리지(16)를 가열하도록 위치하며, 에어로졸 발생 장치(10)의 제2 히터부(13B)는 에어로졸 발생 기재를 포함하는 캐비티 세그먼트(23)를 가열하도록 위치한다. 도 1에서는 온도 조절 버튼(14), 가변 저항기(15), 제어부(12) 및 히터부(13)가 전기적으로 연결되어 관련하여 작동한다. 또한, 도 2 및 도 3에서는 제1 온도 조절 버튼(14A), 제1 가변 저항기(15A), 제1 제어부(12A) 및 제1 히터부(13A)가 전기적으로 연결되어 관련하여 작동하며, 제2 온도 조절 버튼(14B), 제2 가변 저항기(15B), 제2 제어부(12B) 및 제2 히터부(13B)가 전기적으로 연결되어 관련하여 작동한다.
이상과 같이 구체예들이 비록 한정된 구체예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
10: 에어로졸 발생 장치
11: 배터리
12: 제어부
12A: 제1 제어부
12B: 제2 제어부
13: 히터부
13A: 제1 히터부
13B: 제2 히터부
14: 온도 조절 버튼
14A: 제1 온도 조절 버튼
14B: 제2 온도 조절 버튼
15: 가변 저항기
15A: 제1 가변 저항기
15B: 제2 가변 저항기
16: 카트리지
20: 에어로졸 발생 물품
21: 제1 필터 세그먼트
22: 캐비티 세그먼트
22A: 담배 과립
23: 제2 필터 세그먼트
24: 냉각 세그먼트
25: 마우스피스 세그먼트

Claims (10)

  1. 에어로졸 발생 물품이 수용되는 수용공간을 형성하는 하우징;
    상기 수용공간 내에 수용된 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치 내에 위치하는 무화부를 가열하는 제1 히터부;
    상기 에어로졸 발생 물품 내에 위치하는 기재부를 가열하는 제2 히터부;
    상기 제1 및 제2 히터부의 온도를 조절하는 제어부; 및
    상기 하우징의 외벽면에 배치되며, 상기 제어부에 온도 조절 신호를 전송하는 온도 조절 버튼을 포함하고,
    상기 온도 조절 버튼은 제1 히터부의 온도 조절을 위한 온도 조절 신호를 전송하는 제1 온도 조절 버튼 및 제2 히터부의 온도 조절을 위한 온도 조절 신호를 전송하는 제2 온도 조절 버튼을 포함하며,
    상기 제어부는 제1 온도 조절 버튼으로부터 전송받은 온도 조절 신호를 출력하여 제1 히터부에 전송하는 제1 제어부 및 제2 온도 조절 버튼으로부터 전송받은 온도 조절 신호를 출력하여 제2 히터부에 전송하는 제2 제어부를 포함하며,
    상기 제1 히터부 및 제2 히터부는 제1 온도 조절 버튼 및 제2 온도 조절 버튼에 의해 개별적으로 제어되되,
    상기 에어로졸 발생 물품은 제1 필터 세그먼트, 제2 필터 세그먼트 및 캐비티 세그먼트를 포함하고,
    상기 캐비티 세그먼트는 제1 필터 세그먼트 및 제2 필터 세그먼트에 의해 형성되며, 담배 과립이 충전되고,
    상기 담배 과립의 크기는 15 메시 내지 50 메시이고,
    상기 담배 과립의 밀도는 0.5g/cm3 내지 1.2g/cm3이며,
    상기 담배 과립의 경도는 80%이상이고,
    상기 제1 필터 세그먼트는 캐비티 세그먼트의 상류에 위치하고, 상기 제2 필터 세그먼트는 캐비티 세그먼트의 하류에 위치하며,
    상기 제1 히터부는 에어로졸 형성제를 포함하는 상기 제1 필터 세그먼트를 가열하고, 상기 제2 히터부는 에어로졸 발생 기재를 포함하는 상기 캐비티 세그먼트를 가열하는 에어로졸 발생 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 조절 버튼은 가변 저항기를 통해 온도 조절 신호를 제어부에 전송하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 온도 조절 버튼으로부터 전송받은 온도 조절 신호를 펄스 형태의 공급 전압으로 출력하여 히터부에 전송하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 조절 신호는 아날로그 형식 또는 디지털 형식으로 입력된 값에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 온도 조절 버튼은 온 모드 또는 오프 모드로 조절이 되며,
    상기 온 모드에서는 제1 히터부가 구동되는 온도를 180℃ 내지 240℃의 범위 내에서 조절이 되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 온도 조절 버튼은 온 모드 또는 오프 모드로 조절이 되며,
    상기 온 모드에서는 제2 히터부가 구동되는 온도를 150℃ 내지 260℃의 범위 내에서 조절이 되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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