WO2022220609A1 - 저발화성 에어로졸 발생 물품 - Google Patents

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WO2022220609A1
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aerosol
paper material
flame
wrapper
retardant paper
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박창진
김수호
안기진
정봉수
황민희
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KT&G Corp
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    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
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    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES OF CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
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    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
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    • A24B15/42—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances by organic and inorganic substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES OF CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H19/36—Coatings with pigments
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    • D21H19/64—Inorganic compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/34—Ignifugeants
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes

Definitions

  • the present disclosure relates to aerosol-generating articles of low ignition, and more particularly, to a heated aerosol-generating article for use with an aerosol-generating device, which is designed to have low ignitability.
  • the form of the traditional cigarette is a combustion type, but in recent years, the demand for an alternative product that overcomes the disadvantages of the combustion cigarette is increasing. For example, there is an increasing demand for a device for generating an aerosol through electrical heating and a heated cigarette used therewith, and accordingly, research on the heated cigarette is being actively conducted.
  • the heated cigarette is also wrapped by a wrapper made of a paper material.
  • a wrapper made of a general paper material may be ignited due to an abnormally high temperature even while being electrically heated, thereby raising a smoking safety problem.
  • the user may try to smoke the heated cigarette through the ignition action. In this case, if ignition occurs at the end of the heated cigarette, the user may have an unintended smoking experience.
  • a technical problem to be solved through some embodiments of the present disclosure is to provide a heated aerosol-generating article having a low ignition property in order to improve the smoking safety of a user.
  • Another technical problem to be solved through some embodiments of the present disclosure is to provide a heated aerosol-generating article having a low ignitability in order to reduce the possibility of ignition due to an ignition behavior of a user.
  • an aerosol-generating article used with an aerosol-generating device, comprising an aerosol-forming substrate part, a filter part, and at least a part of the aerosol-forming substrate part It may include a wrapper made of a flame-retardant paper material surrounding it.
  • a heated aerosol-generating article comprising a wrapper of a flame retardant paper material
  • the flame-retardant paper material can improve the user's smoking safety by reducing the possibility of ignition of the wrapper due to excessive high temperature during smoking. It can also be prevented in advance.
  • a flame-retardant paper material having appropriate physical properties as a wrapper the workability of the article manufacturing process is ensured and the ignitability of the aerosol-generating article can be further reduced.
  • a flame-retardant paper material having a basis weight of about 38 g/m 2 to 48 g/m 2 and a thickness of about 50 ⁇ m to 60 ⁇ m as a wrapper the workability of the article manufacturing process is ensured and the ignitability of the aerosol-generating article can be further reduced.
  • FIG. 1 and 2 are exemplary views for explaining an aerosol-generating article according to some embodiments of the present disclosure.
  • FIG 3 and 4 are exemplary views for explaining an aerosol-generating article according to some other embodiments of the present disclosure.
  • FIG 5 is an exemplary view for explaining an aerosol-generating article according to some other embodiments of the present disclosure.
  • FIGS 6-8 illustrate various types of aerosol-generating devices to which aerosol-generating articles according to various embodiments of the present disclosure may be applied.
  • An aerosol-generating article for use with an aerosol-generating device, comprising: an aerosol-forming substrate part, a filter part, and a wrapper made of a flame retardant paper material surrounding at least a portion of the aerosol-forming substrate part may include
  • the basis weight of the flame-retardant paper material may be 38 g/m 2 to 48 g/m 2 .
  • the thickness of the flame-retardant paper material may be 50 ⁇ m to 60 ⁇ m.
  • the tensile strength of the flame-retardant paper material may be 35N/15mm to 45N/15mm.
  • the elongation of the flame-retardant paper material may be 2% to 4%.
  • the whiteness of the flame-retardant paper material may be 80% to 90%.
  • the air permeability of the flame-retardant paper material may be 2CU to 10CU.
  • it further comprises an outer wrapper surrounding the wrapper, at least a portion of the outer wrapper may also be made of a flame retardant paper material.
  • the flame-retardant paper material is a paper material to which a flame-retardant coating composition is applied, and the coating composition is at least one material selected from the group consisting of phosphoric acid, magnesium hydroxide, and aluminum hydroxide, and distilled water and alcohol from the group consisting of It may include at least one selected material.
  • 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.
  • the solid aerosol-forming substrate may comprise a solid material based on tobacco raw materials such as leaf tobacco, cut filler, reconstituted tobacco, etc.
  • the liquid aerosol-forming substrate may contain nicotine, tobacco extract and/or various flavoring agents. liquid compositions based on it.
  • the scope of the present disclosure is not limited to the examples listed above.
  • aerosol-generating device may refer to a device that uses an aerosol-forming substrate to generate an aerosol to generate an inhalable aerosol directly into the user's lungs through the user's mouth. Reference is made to FIGS. 6 to 8 for some examples of aerosol-generating devices.
  • aerosol-generating article may mean an article capable of generating an aerosol.
  • the aerosol-generating article may comprise an aerosol-forming substrate.
  • a representative example of an aerosol-generating article may be a cigarette, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • upstream or upstream direction means a direction away from the user's bend
  • downstream means a direction approaching from the user's bend. can do.
  • upstream and downstream may be used to describe the relative positions of elements constituting the aerosol-generating article.
  • the filter portion 320 is positioned downstream or downstream of the aerosol-forming substrate portion 310
  • the aerosol-forming substrate portion 310 includes the filter portion 320 .
  • longitudinal direction may mean a direction corresponding to the longitudinal axis of the aerosol-generating article.
  • puff means inhalation of the user, and inhalation may mean a situation in which the user's mouth or nose is drawn into the user's mouth, nasal cavity, or lungs. .
  • FIG. 1 is an exemplary diagram illustrating an aerosol-generating article 300 in accordance with some embodiments of the present disclosure.
  • an aerosol-generating article 300 may be an article used with an aerosol-generating device (e.g. 1000 in FIGS. 6 to 8 ) that generates an aerosol as it is heated.
  • the aerosol-generating article 300 may be an article that is inserted into an aerosol-generating device (e.g. 1000 in FIGS. 6 to 8 ) and generates an aerosol as it is electrically heated by a heating element provided in the device.
  • the aerosol-generating article 300 may include a filter unit 320 , an aerosol-forming substrate unit 310 , and a wrapper 330 .
  • a filter unit 320 may be included in the aerosol-generating article 300 .
  • an aerosol-forming substrate unit 310 may be further included in the aerosol-generating article 300 .
  • the filter unit 320 may perform a filtering function for the aerosol formed in the aerosol-forming substrate unit 310 .
  • the filter unit 320 may include a filter (filtration) material. Examples of filter materials may include cellulose acetate fibers, paper, and the like, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the filter unit 320 may further include a wrapper 333 surrounding the filter material.
  • the filter unit 320 may be located downstream of the aerosol-forming substrate unit 310 and connected to the downstream end of the aerosol-forming substrate unit 310 .
  • the filter unit 320 and the aerosol-forming substrate unit 310 may have a cylindrical (rod) shape, are aligned in the longitudinal axis direction, and may be connected by a tipping wrapper.
  • the tipping wrapper may connect at least a portion of the filter unit 320 and at least a portion of the aerosol-forming substrate unit 310 together to connect the filter unit 320 and the aerosol-forming substrate unit 310 .
  • the filter portion 320 may function as a mouthpiece that contacts the user's mouth.
  • the filter unit 320 is manufactured in the form of a rod, it may be referred to as a “filter rod 320” in some cases, and may be manufactured in various forms such as a cylindrical shape, a tubular shape having a hollow therein, and a recessed type.
  • the filter unit 320 may have a single segment structure or a multi-segment structure as illustrated in FIG. 1 .
  • the aerosol-forming base unit 310 may perform a function of forming the aerosol.
  • the aerosol-forming substrate 310 may form an aerosol as it is electrically heated, and may include an aerosol-forming substrate for this purpose.
  • the aerosol-forming substrate unit 310 may further include a wrapper 331 surrounding the aerosol-forming substrate.
  • the aerosol-forming substrate may comprise, for example, tobacco material.
  • tobacco material may include, for example, tobacco leaf pieces, tobacco stems or materials processed therefrom, and the like.
  • the tobacco material may include pulverized tobacco leaves, pulverized reconstituted tobacco, expanded cornflower, expanded stems and leaflets, and the like.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the tobacco material may have, but is not limited to, the form of tobacco cut filler, tobacco particles, tobacco sheets, tobacco beads, tobacco granules or tobacco extract.
  • the aerosol-forming substrate may further comprise additive substances such as wetting agents (humectants), flavoring agents and/or organic acids.
  • the wetting agent may include at least one of glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol.
  • a humectant can keep moisture in the tobacco material at an appropriate level, softening its intrinsic taste, and enriching the amount of atomization.
  • flavoring agents include, for example, licorice, sucrose, fructose syrup, isosweet, cocoa, lavender, cinnamon, cardamom, celery, fenugreek, cascarilla, sandalwood, bergamot, geranium, honey essence, rose oil. , vanilla, lemon oil, orange oil, mint oil, cinnamon, caraway, cognac, jasmine, chamomile, menthol, cinnamon, ylang-ylang, sage, spearmint, ginger, coriander, clove extract (or clove substance) or coffee can do.
  • the aerosol-forming substrate unit 310 may be located upstream of the filter unit 320 and connected to the upstream end of the filter unit 320 . Accordingly, the aerosol formed in the aerosol-forming base unit 310 may be delivered to the user's mouth through the filter unit 320 by the puff.
  • aerosol-forming substrate part 310 is also manufactured in the form of a rod, it may be referred to as "aerosol-forming rod 310" in some cases.
  • the wrapper 330 may mean wrapping at least a portion of the aerosol-forming substrate unit 310 and/or the filter unit 320 .
  • the wrapper 330 may refer to the individual wrappers 331 , 333 of the aerosol-forming substrate portion 310 and/or the filter portion 320 , at least of the individual wrappers 331 , 333 such as a tipping wrapper. It may refer to the outer wrapper 335 that wraps a part, and may refer to all the wrappers 331 to 335 used in the aerosol-generating article 300 collectively.
  • the wrapper 330 may be made of a flame retardant paper material.
  • the flame-retardant paper material may improve smoking safety by reducing the possibility of ignition of the wrapper 330, and may also prevent the user from having an unintentional smoking experience.
  • the flame-retardant paper material can improve smoking safety by reducing the possibility of ignition of the wrapper 330 due to an abnormally high temperature during smoking, and by reducing the possibility of ignition of the aerosol-generating article 300 due to the user's ignition behavior, the user It can also prevent an unintentional smoking experience.
  • a specific manufacturing method of the wrapper 330 may vary depending on the embodiment.
  • the wrapper 331 surrounding the aerosol-forming substrate 310 may be made of a flame-retardant paper material. Since the aerosol-forming base unit 310 is a region where heat is intensively applied (or a region where ignition behavior occurs due to user carelessness), when the wrapper 331 is made of a flame-retardant paper material, smoking safety is greatly improved and ignition The possibility of ignition of the aerosol-generating article 300 due to the action can also be effectively reduced.
  • the outer wrapper 335 may be made of a flame retardant paper material. Even in this case, the above-described advantages can be sufficiently ensured.
  • the wrapper 331 but also the outer wrapper 335 may be made of a flame retardant paper material.
  • the ignitability of the aerosol-generating article 300 is further reduced so that the above-mentioned advantages can be more fully ensured.
  • only the upstream end portion of the wrapper 331 may be made of a flame retardant paper material. Since the upstream end portion of the aerosol-generating article 300 is a place where a direct ignition action due to user negligence may occur, the above-described advantages can be sufficiently ensured even if only the relevant portion is made of a flame-retardant paper material.
  • the wrapper 333 surrounding the filter unit 320 may also be made of a flame retardant paper material.
  • an additional wrapper made of a thermally conductive material (eg, a metal foil such as aluminum foil) may be further disposed near the aerosol-forming substrate portion 330 .
  • the thermally conductive material may further reduce the ignitability of the aerosol-generating article 300 by diffusing heat in a conductive manner.
  • the wrapper 330 may be manufactured using a plurality of paper materials having different flame retardancy.
  • the wrapper 331 surrounding the aerosol-forming base unit 310 may be made of a paper material having a higher flame retardancy than the wrapper 333 or the outer wrapper 335 of the filter unit 320 .
  • the outer wrapper 335 may be made of a paper material having the highest flame retardancy.
  • the upstream end region of the wrapper 331 may be made of a paper material having a higher flame retardancy than other regions.
  • the degree of flame retardancy may be adjusted using, for example, the amount, type, concentration, etc. of the flame retardant material, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the wrapper 330 may be manufactured based on various combinations of the above-described embodiments.
  • the flame-retardant paper material is manufactured to have appropriate physical properties. may be desirable.
  • the basis weight of the flame retardant paper material may be about 30 g/m 2 to 60 g/m 2 , preferably about 35 g/m 2 to 55 g/m 2 , about 40 g/m 2 to 55 g/m 2 , It may be about 40 g/m 2 to 50 g/m 2 , about 38 g/m 2 to 48 g/m 2 , about 38 g/m 2 to 45 g/m 2 , or about 40 g/m 2 to 45 g/m 2 . Within this numerical range, it was confirmed that the workability of the article manufacturing process was ensured, and the ignitability of the aerosol-generating article 300 was further reduced.
  • the basis weight of the flame-retardant paper material may be measured in accordance with ISO 536.
  • the thickness of the flame retardant paper material is about 45 ⁇ m to 75 ⁇ m, preferably about 50 ⁇ m to 70 ⁇ m, about 50 ⁇ m to 65 ⁇ m, about 50 ⁇ m to 60 ⁇ m, about 45 ⁇ m to 65 ⁇ m, about 45 ⁇ m to 60 ⁇ m, about 52 ⁇ m to 58 ⁇ m or It may be about 55 ⁇ m to 58 ⁇ m. Within this numerical range, it was confirmed that the workability of the article manufacturing process was ensured, and the ignitability of the aerosol-generating article 300 was further reduced. In this embodiment, the thickness of the flame-retardant paper material may be measured in accordance with ISO 534.
  • the tensile strength of the flame retardant paper material is about 25N/15mm to 55N/15mm, preferably about 30N/15mm to 50N/15mm, about 30N/15mm to 45N/15mm, about 35N/15mm to 50N/ 15 mm, about 35/15 mm to 45 N/15 mm or about 38 N/15 mm to 42 N/15 mm.
  • the tensile strength of the flame-retardant paper material may be measured in accordance with ISO 1924-2.
  • the elongation (ie, elongation at break) of the flame retardant paper material is about 1% to 10%, preferably about 1% to 8%, about 1% to 6%, about 1% to 4%, about 2% to 8%, about 2% to 6%, about 2% to 4%, or about 2% to 3%.
  • the elongation of the flame-retardant paper material may be measured according to ISO 1924-2.
  • the whiteness of the flame retardant paper material is about 70% or more, preferably about 70% to 95%, about 75% to 95%, about 80% to 90%, or about 85% to 90%. . Within this numerical range, it was confirmed that the aesthetic appearance of the aerosol-generating article 300 was ensured. In this embodiment, the whiteness of the flame-retardant paper material may be measured according to ISO 2470.
  • the air permeability of the flame retardant paper material is about 1 CU to 20 CU, preferably about 1 CU to 15 CU, about 2 CU to 15 CU, about 2 CU to 10 CU, about 2 CU to 8 CU, about 2 CU to 6 CU or It may be about 3 CU to 5 CU. Within this numerical range, it was confirmed that the ignitability of the aerosol-generating article 300 was further reduced. In this embodiment, the air permeability of the flame-retardant paper material may be measured in accordance with ISO 2965:2019.
  • the flame-retardant paper material may be produced, for example, by applying a flame-retardant coating composition to the paper material.
  • the coating composition may be applied to some or all of the paper material.
  • the coating composition may be applied to one side, the opposite side, or both sides of the paper material.
  • the coating composition may be applied to the paper material spaced apart at regular intervals (e.g. the coating composition is applied in the longitudinal (length) direction or the transverse direction, and is applied spaced apart).
  • the application intervals may be the same or different from each other (e.g. a form in which the interval gradually increases or decreases).
  • the coating thickness may also be the same or different from each other.
  • composition materials and composition ratios of the flame retardant coating composition may vary.
  • the flame retardant coating composition may include at least one material selected from the group consisting of phosphoric acid (H 3 PO 4 ), magnesium hydrate, and aluminum hydrate.
  • the magnesium hydrate may be, for example, magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ), but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the aluminum hydrate may be, for example, aluminum hydroxide (AL(OH 3 )), but the scope of the present disclosure is not limited thereto. Since the exemplified materials have flame retardancy, a high performance flame retardant coating composition can be formed when these materials are properly blended.
  • the flame retardant coating composition may include at least one material selected from the group consisting of distilled water and alcohol.
  • the exemplified materials can be well mixed with the flame retardant solutes described above to form a coating composition that is homogeneous and can be easily applied to a paper material.
  • the aerosol-generating article 300 has been described with reference to FIGS. 1 and 2 .
  • the thermally generated aerosol-generating article 300 including the wrapper 330 of a flame-retardant paper material may be provided.
  • the flame-retardant paper material can improve the user's smoking safety by reducing the possibility of ignition of the wrapper 330 due to abnormal high temperature during smoking, and by reducing the possibility of ignition of the aerosol-generating article 300 due to the user's ignition behavior, the user Unintentional smoking experiences can also be prevented in advance.
  • a flame-retardant paper material having appropriate physical properties as the wrapper 330 workability of the article manufacturing process is ensured and the ignitability of the aerosol-generating article 300 can be further reduced.
  • a flame-retardant paper material having a basis weight of about 38 g/m 2 to 48 g/m 2 and a thickness of about 50 ⁇ m to 60 ⁇ m as the wrapper 330 the workability of the article manufacturing process is ensured and the aerosol-generating article 300 ignitability can be further reduced.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating an aerosol-generating article 100 according to some other embodiments of the present disclosure.
  • the aerosol-generating article 100 may include a filter unit 120 , an aerosol-forming substrate unit 110 and a wrapper 140 , and the filter unit 120 is It may consist of a multi-segment structure.
  • the filter unit 120 is It may consist of a multi-segment structure.
  • FIG. 3 only the components related to the embodiment of the present disclosure are illustrated in FIG. 3 . Accordingly, those skilled in the art to which the present disclosure pertains can see that other general-purpose components other than the components shown in FIG. 3 may be further included.
  • the filter unit 120 may include a first segment 121 and a second segment 123 . Of course, the filter unit 120 may further include a third segment (not shown).
  • the first segment 121 may perform a cooling function for the aerosol generated by the aerosol-forming substrate unit 110 . Accordingly, the first segment 121 may be referred to as a “cooling segment 121” in some cases.
  • the first segment 121 may be manufactured in various shapes.
  • the first segment 121 may be a cylindrical paper tube formed of a paper material and including a hollow.
  • the first segment 121 may be made of a polymer material or a biodegradable polymer material.
  • the first segment 121 may be made of polylactic acid (PLA) fiber, but is not limited thereto.
  • the first segment 121 may be made of a cellulose acetate filter having a plurality of holes.
  • the first segment 121 may be a tube filter including a hollow.
  • the first segment 121 may be a cellulose acetate filter including a hollow.
  • the present invention is not limited thereto, and if the cooling function can be performed, the first segment 121 may be manufactured in a form different from that illustrated.
  • the second segment 123 may perform a filtering function for the aerosol that has passed through the first segment 121 . Accordingly, the second segment 123 may be referred to as a “filter segment 123” in some cases. Alternatively, the second segment 123 may be referred to as a “mouthpiece segment 123” because it is positioned at the mouthpiece portion.
  • the second segment 123 may include a filter (filtration) material to perform a filtering function.
  • filter materials may include cellulose acetate fibers, paper, and the like, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the second segment 123 may include at least one capsule 130 .
  • the capsule 130 may perform a function of generating flavor or may perform a function of generating an aerosol.
  • the capsule 130 may have a structure in which a liquid containing a fragrance is wrapped with a film.
  • the capsule 130 may have a spherical or cylindrical shape, but is not limited thereto.
  • the aerosol-forming base unit 110 may perform a function of forming the aerosol. Since the aerosol-forming base unit 110 may correspond to the aerosol-forming base unit 310 described above, further description thereof will be omitted.
  • the wrapper 140 may mean wrapping at least a portion of the aerosol-forming substrate unit 110 and/or the filter unit 120 .
  • the wrapper 140 may refer to the individual wrappers 141 to 145 of the aerosol-forming substrate unit 110 and/or the filter unit 120, and wraps at least a portion of the individual wrappers 141 to 145. It may refer to the outer wrapper 147 , and may collectively refer to all wrappers 141 to 147 used in the aerosol-generating article 100 .
  • At least a portion of the wrapper 140 may be made of a flame retardant paper material. Since the wrapper 140 may correspond to the wrapper 330 described above, a further description thereof will be omitted.
  • the aerosol-generating article 100 may further include a shear plug 150 disposed at the upstream end.
  • the shear plug 150 can prevent the aerosol-forming substrate 110 from escaping to the outside, and the aerosol liquefied from the aerosol-forming substrate 110 during smoking is an aerosol-generating device (e.g. 1000 in FIGS. 6 to 8). ) can also be prevented.
  • the shear plug 150 may perform a function of appropriately adjusting the overall length of the aerosol-generating article 100 .
  • an aerosol-generating device e.g. 1000 in FIGS.
  • the shear plug 150 may be positioned such that the aerosol-forming substrate 110 is positioned at an appropriate location inside the aerosol-generating device. It can also perform a function to adjust as much as possible.
  • the shear plug 150 may be made of, for example, cellulose acetate fiber, but the scope of the present disclosure is not limited thereto. If necessary, at least one channel may be formed in the front plug 150 , and the cross-sectional shape of the channel may be manufactured in various ways.
  • a flame retardant material may be added to the inside (e.g. added to the cellulose acetate fiber) or the outside (e.g. added to the wrapper 149) of the shear plug 150 . Since the shear plug 150 is located at an upstream end portion where a direct ignition action due to user negligence may occur, if a flame retardant material is added, the possibility of ignition of the aerosol-generating article 100 due to the ignition action may be further reduced.
  • the wrapper 149 surrounding the shear plug 150 is made of a flame-retardant paper material, or an additional wrapper (not shown) made of a thermally conductive material is more near the shear plug 150 may be placed.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating an aerosol-generating article 200 according to some other embodiments of the present disclosure.
  • the aerosol-generating article 200 may include an aerosol-forming substrate portion 210 and a filter portion 220 , and an aerosol-forming substrate portion 210 and a filter portion ( Each of 220 ) may include a plurality of segments 211 , 213 , 221 , and 223 .
  • the aerosol-forming substrate part 210 may be composed of a first segment 211 and a second segment 213 .
  • the aerosol-forming substrate 210 may further include a third segment (not shown).
  • the first segment 211 may include a moisturizer.
  • the first segment 211 may include crimped paper impregnated with a humectant.
  • the humectant may include, for example, at least one of glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol.
  • the second segment 213 may include a nicotine generating substrate, such as tobacco material.
  • the nicotine generating substrate may include, for example, tobacco cut filler, tobacco particles, tobacco sheets, tobacco beads, tobacco granules.
  • the nicotine generating substrate may include crimped paper impregnated with tobacco extract. When the nicotine-generating substrate is heated, nicotine may be generated from the nicotine-generating substrate and the nicotine may be transferred to the filter unit 220 .
  • the filter unit 220 may also include a plurality of segments 221 and 223 .
  • the filter unit 220 may include a third segment 221 performing a cooling function and a fourth segment 223 performing a filtering function. Since the above-described contents of the filter unit 120 of FIG. 3 may be equally applied to the filter unit 220, further description will be omitted.
  • the wrapper 230 may correspond to the wrapper 140 described above. Therefore, a description thereof will be omitted.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram schematically illustrating one type of aerosol-generating device 1000 to which the aforementioned aerosol-generating articles 100 to 300 may be applied.
  • the drawings below FIG. 6 show as an example a state in which the aerosol-generating article 2000 is accommodated in the device 1000, and the aerosol-generating article 2000 corresponds to the aerosol-generating articles 100 to 300 described above. it could be
  • the aerosol generating device 1000 may include a housing, a heater unit 1300 , a battery 1100 , and a control unit 1200 .
  • a control unit 1200 may be included in the aerosol generating device 1000 .
  • each component of the aerosol-generating device 1000 shown in FIG. 6 represents functionally distinct functional elements, and a plurality of components are implemented in a form that is integrated with each other in an actual physical environment, or a single component is It may be implemented in a form separated into a plurality of detailed functional elements.
  • each component of the aerosol generating device 1000 will be described.
  • the housing may form the exterior of the aerosol-generating device 1000 .
  • the housing may define a receiving space in which the aerosol-generating article 2000 is received. It may be desirable for the housing to be made of a sturdy material to protect the internal components.
  • the heater unit 1300 may be arranged to heat the aerosol-generating article 2000 accommodated in the receiving space.
  • the aerosol-generating article 2000 may generate an aerosol as it is heated, and the generated aerosol may be inhaled through the user's mouth.
  • An operation of the heater unit 1300 , a heating temperature, etc. may be controlled by the controller 1200 .
  • the heater unit 1300 may include an internal heating element (see FIG. 6) or an external heating element (see FIGS. 7 and 8). Alternatively, the heater unit 1300 may include both an internal heating element and an external heating element.
  • the battery 1100 may supply power used to operate the aerosol generating device 1000 .
  • the battery 1100 may supply power so that the heater unit 1300 can heat the aerosol-forming substrate included in the aerosol-generating article 2000, and the control unit 1200 may supply power required to operate. have.
  • the battery 1100 may supply power required to operate electrical components such as a display (not shown), a sensor (not shown), and a motor (not shown) installed in the aerosol generating device 1000 .
  • the controller 1200 may control the overall operation of the aerosol generating device 1000 .
  • the controller 1200 may control the operation of the heater unit 1300 and the battery 1100 , and may also control the operation of other components included in the aerosol generating device 1000 .
  • the controller 1200 may control power supplied by the battery 1100 , a heating temperature of the heater unit 1300 , and the like.
  • the controller 1200 may determine whether the aerosol-generating device 1000 is in an operable state by checking the states of each of the components of the aerosol-generating device 1000 .
  • the controller 1200 may be implemented by at least one processor.
  • the processor may be implemented as an array of a plurality of logic gates, or may be implemented as a combination of a general-purpose microprocessor and a memory in which a program executable in the microprocessor is stored.
  • a general-purpose microprocessor and a memory in which a program executable in the microprocessor is stored.
  • the controller 1200 may be implemented with other types of hardware.
  • FIG. 7 illustrates an aerosol-generating device 1000 in which a vaporizer 1400 and an aerosol-generating article 2000 are disposed in parallel
  • FIG. 8 is a vaporizer 1400 and an aerosol-generating article 2000 disposed in series.
  • An aerosol-generating device 1000 is illustrated.
  • the internal structure of the aerosol-generating device is not limited to those illustrated in FIGS. 7 and 8 , and the arrangement of components may be changed according to a design method.
  • a vaporizer 1400 includes a liquid reservoir for storing a liquid aerosol-forming substrate, a wick for absorbing the aerosol-forming substrate, and a vaporizing element for vaporizing the absorbed aerosol-forming substrate to generate an aerosol.
  • the vaporizing element may be implemented in various forms, such as a heating element, a vibrating element, and the like.
  • the vaporizer 1400 may be designed to have a structure that does not include a wick.
  • the aerosol generated by the vaporizer 1400 may pass through the aerosol-generating article 2000 and be inhaled through the mouth of a user.
  • the vaporization element of the vaporizer 1400 may also be controlled by the controller 1200 .
  • a heated cigarette having the same structure as the aerosol-generating article 100 illustrated in FIG. 4 was prepared. Specifically, a heated cigarette was prepared by using a flame-retardant paper material having the physical properties shown in Table 1 below as a wrapper (e.g. 141) of the aerosol-forming substrate portion (e.g. 110).
  • a heated cigarette was prepared in the same manner as in Example 1, except that a flame-retardant paper material having the physical properties described in Table 1 was used as an outer wrapper (e.g. 147).
  • Example 2 A heated cigarette similar to Example 1 was prepared, except that the flame-retardant paper material having the physical properties described in Table 1 was used as a wrapper (e.g. 141) and an outer wrapper (e.g. 147) of the aerosol-forming substrate portion (e.g. 110). .
  • the flame-retardant paper material having the physical properties described in Table 1 was used as a wrapper (e.g. 141) and an outer wrapper (e.g. 147) of the aerosol-forming substrate portion (e.g. 110).
  • a basis weight of about 38g/m 2 , a tensile strength of about 28N/15mm, and a flame-retardant paper material having a thickness of about 45 ⁇ m were used, and the same heated cigarette as in Example 1 was prepared.
  • Example 2 A heated cigarette similar to Example 1 was prepared, except that a commercially available heated cigarette paper wrapper material was used as it is.
  • Table 2 summarizes the main configurations of the heated cigarettes according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.
  • Example 1 Apply O Wrapper of an aerosol-forming substrate see table 1
  • Example 2 Apply O outer wrapper
  • Example 3 Apply O Wrapper of aerosol-forming substrate + outer wrapper
  • Example 4 Apply O Wrapper of an aerosol-forming substrate - Basis weight: about 32g/m 2 -
  • Comparative Example 1 Apply X - -
  • the self-extinguishing time point of “3 puffs” means that the heated cigarette was self-extinguished after the second puff and before the third puff.
  • the self-extinguishing rate of Table 4 is calculated based on the experimental results described in Table 3, and that the self-extinguishing rate of “before 5 puffs” is “100%” indicates that the heated cigarette was self-extinguished before the 5th puff in all experiments. it means.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4 Comparative Example 1 1 time 4 3 3 4 7 Episode 2 2 3 3 3 7 3rd time 2 3 3 4 8 4 times 4 3 3 5 8 5 times 5 5 2 6 8 6 episodes 3 3 2 5 7 Episode 7 3 3 3 4 8 Episode 8 4 2 3 5 8 Episode 9 3 3 4 8 10 episodes 3 3 4 5 7
  • the self-extinguishing rate of the heated cigarettes according to Examples 1 to 4 is much superior to that of Comparative Example 1.
  • the wrapper made of the flame-retardant paper material can significantly reduce the ignition property of the aerosol-generating article.
  • the self-extinguishing time of the heated cigarette according to Example 3 is generally earlier than that of Example 1. This means that the ignitability of the aerosol-generating article can be further reduced when the flame-retardant paper material is applied double (or multiple).
  • the self-extinguishing rate of the heated cigarette according to Example 1 is superior to that of Example 4. Specifically, it can be seen that the self-extinguishing rate of Example 1 is approximately 60% based on 3 puffs, whereas the self-extinguishing rate of Example 4 is only approximately 10%.
  • the physical properties of the paper material eg basis weight, thickness, tensile strength

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Abstract

저발화성 에어로졸 발생 물품이 제공된다. 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되는 것으로서, 에어로졸 형성 기재부, 필터부 및 에어로졸 형성 기재부의 적어도 일부를 감싸고 있는 난연성 종이 소재의 래퍼를 포함할 수 있다. 난연성 종이 소재는 흡연 중 이상 고온으로 인한 래퍼의 발화 가능성을 감소시킴으로써 사용자의 흡연 안전성을 향상시킬 수 있고, 사용자의 점화 행위로 인한 에어로졸 발생 물품의 발화 가능성을 감소시킴으로써 사용자가 의도치 않는 흡연 체험을 하게 되는 것도 미연에 방지할 수 있다.

Description

저발화성 에어로졸 발생 물품
본 개시는 저발화성 에어로졸 발생 물품에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되는 가열식 에어로졸 발생 물품으로서, 낮은 발화성을 갖도록 고안된 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.
전통 궐련의 형태는 연소식이나, 근래에 연소식 궐련의 단점을 극복하는 대체 물품에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 전기적인 가열을 통해 에어로졸을 발생시키는 장치와 이와 함께 사용되는 가열식 궐련에 관한 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 가열식 궐련에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
한편, 연소식 궐련과 유사하게 가열식 궐련도 종이 소재의 래퍼(wrapper)에 의해 감싸져 있다. 그런데, 일반적인 종이 소재의 래퍼는 전기적으로 가열되는 중에도 이상 고온으로 인해 발화될 수 있어, 흡연 안전성 문제가 제기될 수 있다. 뿐만 아니라, 두 궐련의 외관 유사성으로 인해, 사용자가 점화 행위를 통해 가열식 궐련에 대한 흡연을 시도할 수도 있다. 이 경우, 가열식 궐련의 말단에서 발화가 일어난다면, 사용자는 의도치 않은 흡연 체험을 하게 될 수도 있다.
본 개시의 몇몇 실시예들을 통해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 사용자의 흡연 안전성을 향상시키기 위해 낮은 발화성을 갖는 가열식 에어로졸 발생 물품을 제공하는 것이다.
본 개시의 몇몇 실시예들을 통해 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 사용자의 점화 행위로 인한 발화 가능성을 감소시키기 위해 낮은 발화성을 갖는 가열식 에어로졸 발생 물품을 제공하는 것이다.
본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되는 에어로졸 발생 물품으로서, 에어로졸 형성 기재부, 필터부 및 상기 에어로졸 형성 기재부의 적어도 일부를 감싸고 있는 난연성 종이 소재의 래퍼를 포함할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예들에 따르면, 난연성 종이 소재의 래퍼(wrapper)를 포함하는 가열식 에어로졸 발생 물품이 제공될 수 있다. 난연성 종이 소재는 흡연 중 이상 고온으로 인한 래퍼의 발화 가능성을 감소시킴으로써 사용자의 흡연 안전성을 향상시킬 수 있고, 사용자의 점화 행위로 인한 에어로졸 발생 물품의 발화 가능성을 감소시킴으로써 사용자가 의도치 않는 흡연 체험을 하게 되는 것도 미연에 방지할 수 있다.
또한, 적절한 물성치를 갖는 난연성 종이 소재를 래퍼로 이용함으로써, 물품 제조 공정의 작업성이 보장되고 에어로졸 발생 물품의 발화성은 더욱 감소될 수 있다. 가령, 약 38g/m2 내지 48g/m2의 평량과 약 50μm 내지 60μm의 두께를 갖는 난연성 종이 소재를 래퍼로 이용함으로써, 물품 제조 공정의 작업성이 보장되고 에어로졸 발생 물품의 발화성은 더욱 감소될 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 개시의 다른 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5는 본 개시의 또 다른 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품들이 적용될 수 있는 다양한 유형의 에어로졸 발생 장치들을 예시한다.
본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되는 에어로졸 발생 물품으로서, 에어로졸 형성 기재부, 필터부 및 상기 에어로졸 형성 기재부의 적어도 일부를 감싸고 있는 난연성 종이 소재의 래퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 종이 소재의 평량은 38g/m2 내지 48g/m2일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 종이 소재의 두께는 50μm 내지 60μm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 종이 소재의 인장강도는 35N/15mm 내지 45N/15mm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 종이 소재의 연신율은 2% 내지 4%일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 종이 소재의 백색도는 80% 내지 90%일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 종이 소재의 공기 투과도는 2CU 내지 10CU일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 래퍼를 감싸고 있는 외부 래퍼를 더 포함하되, 상기 외부 래퍼의 적어도 일부도 난연성의 종이 소재로 제조된 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 난연성 종이 소재는 난연성의 코팅 조성물이 도포된 종이 소재이고, 상기 코팅 조성물은 인산, 수산화마그네슘 및 수산화알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질과, 증류수 및 알코올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시의 기술적 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
다른 정의가 없다면, 본 개시에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 개시에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시의 기술적 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 개시에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
또한, 본 개시의 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 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 개시에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
먼저, 본 개시의 다양한 실시예들에서 사용되는 몇몇 용어들에 대하여 명확하게 하기로 한다.
이하의 실시예들에서, "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸(aerosol)을 형성할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 에어로졸은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체 또는 액상일 수 있다.
예를 들면, 고체의 에어로졸 형성 기재는 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있으며, 액상의 에어로졸 형성 기재는 니코틴, 담배 추출물 및/또는 다양한 향미제를 기초로 하는 액상 조성물을 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 상기 열거된 예시에 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예들에서, "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. 에어로졸 발생 장치의 몇몇 예시들에 관하여서는 도 6 내지 도 8을 참조하도록 한다.
이하의 실시예들에서, "에어로졸 발생 물품"은 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물품을 의미할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품의 대표적인 예로는 궐련을 들 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예들에서, "상류"(upstream) 또는 "상류 방향"은 사용자의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고, "하류"(downstream) 또는 "하류 방향"은 사용자의 구부로부터 가까워지는 방향을 의미할 수 있다. 상류 및 하류라는 용어는 에어로졸 발생 물품을 구성하는 요소들의 상대적 위치를 설명하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 예시된 에어로졸 발생 물품(300)에서, 필터부(320)는 에어로졸 형성 기재부(310)의 하류 또는 하류 방향에 위치하고, 에어로졸 형성 기재부(310)는 필터부(320)의 상류 또는 상류 방향에 위치한다.
이하의 실시예들에서, "길이 방향"(longitudinal direction)은 에어로졸 발생 물품의 길이 방향 축에 상응하는 방향을 의미할 수 있다.
이하의 실시예들에서, "퍼프"(puff)는 사용자의 흡입(inhalation)을 의미하며, 흡입이란 사용자의 입이나 코를 통해 사용자의 구강 내, 비강 내 또는 폐로 끌어 당기는 상황을 의미할 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 다양한 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품(300)을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 발생 물품(300)은 에어로졸 발생 장치(e.g. 도 6 내지 도 8의 1000)와 함께 사용되는 물품으로서 가열됨에 따라 에어로졸을 발생시키는 물품일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(300)은 에어로졸 발생 장치(e.g. 도 6 내지 도 8의 1000)에 삽입되어, 장치에 구비된 가열요소에 의해 전기적으로 가열됨에 따라 에어로졸을 발생시키는 물품일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(300)은 필터부(320), 에어로졸 형성 기재부(310) 및 래퍼(330)를 포함할 수 있다. 다만, 도 1에는 본 개시의 실시예와 관련 있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 개시가 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다. 이하, 에어로졸 발생 물품(300)의 각 구성요소에 대하여 설명하도록 한다.
필터부(320)는 에어로졸 형성 기재부(310)에서 형성된 에어로졸에 대한 여과 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 필터부(320)는 필터(여과) 물질을 포함할 수 있다. 필터 물질의 예로는 셀룰로오스 아세테이트 섬유, 종이 등을 들 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 필터부(320)는 필터 물질을 감싸고 있는 래퍼(333)를 더 포함하는 것일 수도 있다.
필터부(320)는 에어로졸 형성 기재부(310)의 하류에 위치하여 에어로졸 형성 기재부(310)의 하류 말단과 연결될 수 있다. 예를 들어, 필터부(320)와 에어로졸 형성 기재부(310)는 원기둥(로드)의 형상을 갖고 길이 축 방향으로 정렬되며, 티핑 래퍼(tipping wrapper)에 의해 연결될 수 있다. 티핑 래퍼는 필터부(320)의 적어도 일부와 에어로졸 형성 기재부(310)의 적어도 일부를 함께 래핑하여 필터부(320)와 에어로졸 형성 기재부(310)를 연결할 수 있다. 필터부(320)가 에어로졸 발생 물품(300)의 하류 말단을 형성하는 경우, 필터부(320)는 사용자의 구부와 접촉되는 마우스피스로서 기능할 수도 있다.
필터부(320)는 로드의 형태로 제조되므로, 경우에 따라 "필터 로드(320)"로 칭해질 수도 있으며, 원기둥형, 내부에 중공을 포함하는 튜브형, 리세스형 등과 같이 다양한 형태로 제조될 수 있다.
필터부(320)는 도 1에 예시된 바와 같이 단일 세그먼트 구조로 이루어질 수도 있고, 다중 세그먼트 구조로 이루어질 수도 있다. 다중 세그먼트 구조에 관하여서는 도 3 내지 도 5를 참조하도록 한다.
다음으로, 에어로졸 형성 기재부(310)는 에어로졸에 대한 형성 기능을 수행할 수 있다. 가령, 에어로졸 형성 기재부(310)는 전기적으로 가열됨에 따라 에어로졸을 형성할 수 있으며, 이를 위해 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재부(310)는 에어로졸 형성 기재를 감싸고 있는 래퍼(331)를 더 포함하는 것일 수도 있다.
에어로졸 형성 기재는 예를 들어 담배 물질을 포함할 수 있다. 담배 물질은 예를 들어 담배 잎 조각, 담배 줄기 또는 이들로부터 가공된 물질 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적인 예로써, 담배 물질은 분쇄된 담배의 잎, 분쇄된 재구성 담배, 팽화각초, 팽화주맥 및 판상엽 등을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 담배 물질은 담배 각초, 담배 입자(particle), 담배 시트(sheet), 담배 비즈(beads), 담배 과립(granule) 또는 담배 추출물의 형태를 가질 수 있을 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 에어로졸 형성 기재는 습윤제(보습제), 향미제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 첨가 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 습윤제는 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 습윤제는 담배 물질 내의 수분을 적정 수준으로 유지하여 고유의 맛을 부드럽게 하고, 무화량을 풍부하게 할 수 있다. 또한, 향미제는 예를 들어 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제(isosweet), 코코아, 라벤더, 시나몬, 카르다몸, 셀러리, 호로파, 카스카릴라, 백단, 베르가못, 제라늄, 벌꿀 에센스, 장미 오일, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일, 민트 오일, 계피, 케러웨이, 코냑, 자스민, 카모마일, 멘톨, 계피, 일랑일랑, 샐비어, 스피어민트, 생강, 고수, 클로브 추출물(또는 클로브 물질) 또는 커피 등을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재부(310)는 필터부(320)의 상류에 위치하여 필터부(320)의 상류 말단과 연결될 수 있다. 따라서, 에어로졸 형성 기재부(310)에서 형성된 에어로졸은 퍼프에 의해 필터부(320)를 거쳐 사용자의 구부로 전달될 수 있다.
에어로졸 형성 기재부(310)도 로드의 형태로 제조되므로, 경우에 따라 "에어로졸 형성 로드(310)"로 칭해질 수도 있다.
다음으로, 래퍼(330)는 에어로졸 형성 기재부(310) 및/또는 필터부(320)의 적어도 일부를 감싸고 있는 것을 의미할 수 있다. 래퍼(330)는 에어로졸 형성 기재부(310) 및/또는 필터부(320)의 개별 래퍼들(331, 333)을 지칭하는 것일 수도 있고, 티핑 래퍼 등과 같이 개별 래퍼들(331, 333)의 적어도 일부를 감싸고 있는 외부 래퍼(335)를 지칭하는 것일 수도 있으며, 에어로졸 발생 물품(300)에 이용된 모든 래퍼들(331 내지 335)을 총칭하는 것일 수도 있다.
본 실시예에서, 래퍼(330)의 적어도 일부는 난연성의 종이 소재로 제조될 수 있다. 난연성의 종이 소재는 래퍼(330)의 발화 가능성을 감소시킴으로써 흡연 안전성을 향상시키고, 사용자가 의도치 않은 흡연 체험을 하는 것도 미연에 방지할 수 있다. 가령, 난연성의 종이 소재는 흡연 중 이상 고온으로 인한 래퍼(330)의 발화 가능성을 감소시킴으로써 흡연 안전성을 향상시킬 수 있고, 사용자의 점화 행위로 인한 에어로졸 발생 물품(300)의 발화 가능성을 감소시킴으로써 사용자가 의도치 않은 흡연 체험을 하게 되는 것도 방지할 수 있다. 다만, 래퍼(330)의 구체적인 제조 방식은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 에어로졸 형성 기재부(310)를 감싸고 있는 래퍼(331)가 난연성의 종이 소재로 제조될 수 있다. 에어로졸 형성 기재부(310)는 집중적으로 열이 가해지는 부위(또는 사용자 부주의로 인한 점화 행위가 일어나는 부위)이므로, 래퍼(331)가 난연성의 종이 소재로 제조되면, 흡연 안전성이 크게 향상됨과 동시에 점화 행위로 인한 에어로졸 발생 물품(300)의 발화 가능성도 효과적으로 감소될 수 있다.
다른 실시예에서는, 외부 래퍼(335)가 난연성의 종이 소재로 제조될 수 있다. 이러한 경우에도, 상술한 이점들이 충분하게 보장될 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 래퍼(331)뿐만 아니라 외부 래퍼(335)도 난연성의 종이 소재로 제조될 수 있다. 이러한 경우, 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성이 더욱 감소됨으로써 상술한 이점들이 더욱 충분하게 보장될 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 래퍼(331)의 상류 말단 부위만이 난연성의 종이 소재로 제조될 수도 있다. 에어로졸 발생 물품(300)의 상류 말단 부위는 사용자 부주의로 인한 직접적인 점화 행위가 일어날 수 있는 곳이므로, 해당 부위만을 난연성의 종이 소재로 제조하더라도 상술한 이점들이 충분하게 보장될 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 필터부(320)를 감싸고 있는 래퍼(333)도 난연성의 종이 소재로 제조될 수도 있다.
또 다른 실시예에서는, 열전도성 소재(e.g. 알루미늄 포일 등과 같은 금속 포일)로 제조된 추가적인 래퍼(미도시)가 에어로졸 형성 기재부(330) 근처에 더 배치될 수도 있다. 열전도성 소재는 전도 방식으로 열을 확산시켜 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성을 더욱 감소시킬 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 난연성이 상이한 복수의 종이 소재를 이용하여 래퍼(330)가 제조될 수도 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재부(310)를 감싸고 있는 래퍼(331)는 필터부(320)의 래퍼(333) 또는 외부 래퍼(335)보다 난연성이 높은 종이 소재로 제조될 수 있다. 또는, 외부 래퍼(335)가 가장 난연성이 높은 종이 소재로 제조될 수도 있다. 또는, 래퍼(331)의 상류 말단 영역이 다른 영역보다 난연성이 높은 종이 소재로 제조될 수도 있다. 난연성의 정도는 예를 들어 난연성 물질의 양, 종류, 농도 등을 이용하여 조절될 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 실시예에서는, 상술한 실시예들의 다양한 조합에 기초하여 래퍼(330)가 제조될 수 있다.
한편, 난연성 종이 소재의 물성은 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성 외에도 외관 심미성, 물품 제조 공정의 작업성, 종이 소재의 제조 용이성 등과 밀접한 관련이 있기 때문에, 난연성 종이 소재가 적절한 물성치를 갖도록 제조되는 것이 바람직할 수 있다.
일 실시예에서는, 난연성 종이 소재의 평량이 약 30g/m2 내지 60g/m2일 수 있고, 바람직하게는 약 35g/m2 내지 55g/m2, 약 40g/m2 내지 55g/m2, 약 40g/m2 내지 50g/m2, 약 38g/m2 내지 48g/m2, 약 38g/m2 내지 45g/m2 또는 약 40g/m2 내지 45g/m2일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 물품 제조 공정의 작업성이 보장되고, 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성은 더욱 감소하는 것으로 확인되었다. 본 실시예에서, 난연성 종이 소재의 평량은 ISO 536에 의거하여 측정된 것일 수 있다.
일 실시예에서는, 난연성 종이 소재의 두께가 약 45μm 내지 75μm이고, 바람직하게는 약 50μm 내지 70μm, 약 50μm 내지 65μm, 약 50μm 내지 60μm, 약 45μm 내지 65μm, 약 45μm 내지 60μm, 약 52μm 내지 58μm 또는 약 55μm 내지 58μm일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 물품 제조 공정의 작업성이 보장되고, 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성은 더욱 감소하는 것으로 확인되었다. 본 실시예에서, 난연성 종이 소재의 두께는 ISO 534에 의거하여 측정된 것일 수 있다.
일 실시예에서는, 난연성 종이 소재의 인장강도가 약 25N/15mm 내지 55N/15mm이고, 바람직하게는 약 30N/15mm 내지 50N/15mm, 약 30N/15mm 내지 45N/15mm, 약 35N/15mm 내지 50N/15mm, 약 35/15mm 내지 45N/15mm 또는 약 38N/15mm 내지 42N/15mm일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 물품 제조 공정의 작업성이 보장되고, 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성은 더욱 감소하는 것으로 확인되었다. 본 실시예에서, 난연성 종이 소재의 인장강도는 ISO 1924-2에 의거하여 측정된 것일 수 있다.
일 실시예에서는, 난연성 종이 소재의 연신율(즉, 파단 연신율)이 약 1% 내지 10%이고, 바람직하게는 약 1% 내지 8%, 약 1% 내지 6%, 약 1% 내지 4%, 약 2% 내지 8%, 약 2% 내지 6%, 약 2% 내지 4% 또는 약 2% 내지 3%일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 물품 제조 공정의 작업성이 보장되고, 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성은 더욱 감소하는 것으로 확인되었다. 본 실시예에서, 난연성 종이 소재의 연신율은 ISO 1924-2에 의거하여 측정된 것일 수 있다.
일 실시예에서, 난연성 종이 소재의 백색도는 약 70% 이상이고, 바람직하게는 약 70% 내지 95%, 약 75% 내지 95%, 약 80% 내지 90% 또는 약 85% 내지 90%일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 에어로졸 발생 물품(300)의 외관 심미성이 보장되는 것으로 확인되었다. 본 실시예에서, 난연성 종이 소재의 백색도는 ISO 2470에 의거하여 측정된 것일 수 있다.
일 실시예에서는, 난연성 종이 소재의 공기 투과도(air permeability)가 약 1CU 내지 20CU이고, 바람직하게는 약 1CU 내지 15CU, 약 2CU 내지 15CU, 약 2CU 내지 10CU, 약 2CU 내지 8CU, 약 2CU 내지 6CU 또는 약 3CU 내지 5CU일 수 있다. 이러한 수치범위 내에서, 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성이 더욱 감소하는 것으로 확인되었다. 본 실시예에서, 난연성 종이 소재의 공기 투과도는 ISO 2965:2019에 의거하여 측정된 것일 수 있다.
난연성 종이 소재는 예를 들어 난연성의 코팅 조성물을 종이 소재에 도포함으로써 제조될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 코팅 조성물이 종이 소재의 일부 또는 전부에 도포될 수 있다. 또는, 코팅 조성물이 종이 소재의 일면, 반대면 또는 양면에 도포될 수 있다. 또는, 코팅 조성물이 종이 소재에 일정 간격으로 이격되어 도포될 수 있다(e.g. 코팅 조성물이 세로(길이) 방향 또는 가로 방향으로 도포되되, 이격되어 도포됨). 이때, 도포 간격은 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다(e.g. 간격이 점점 증가하거나 감소하는 형태). 또한, 코팅 두께 또한 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
난연성 코팅 조성물의 구체적인 조성 물질과 조성비는 다양할 수 있다.
예를 들어, 난연성 코팅 조성물은 인산(H3PO4), 마그네슘 수화물, 및 알루미늄 수화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 마그네슘 수화물은 예를 들어 수산화마그네슘(Mg(OH)2)일 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 알루미늄 수화물은 예를 들어 수산화알루미늄(AL(OH3))일 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예시된 물질들은 난연성을 갖기 때문에, 이러한 물질들이 적절하게 배합되면 고성능의 난연성 코팅 조성물이 형성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 난연성 코팅 조성물은 증류수 및 알코올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 예시된 물질들은 상술한 난연성 용질들과 잘 혼합되어, 균질하고 종이 소재에 용이 도포될 수 있는 코팅 조성물을 형성할 수 있다.
지금까지 도 1 및 도 2를 참조하여 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품(300)에 대하여 설명하였다. 상술한 바에 따르면, 난연성 종이 소재의 래퍼(330)를 포함하는 기열식 에어로졸 발생 물품(300)이 제공될 수 있다. 난연성 종이 소재는 흡연 중 이상 고온으로 인한 래퍼(330)의 발화 가능성을 감소시킴으로써 사용자의 흡연 안전성을 향상시킬 수 있고, 사용자의 점화 행위로 인한 에어로졸 발생 물품(300)의 발화 가능성을 감소시킴으로써 사용자가 의도치 않는 흡연 체험을 하게 되는 것도 미연에 방지할 수 있다. 또한, 적절한 물성치를 갖는 난연성 종이 소재를 래퍼(330)로 이용함으로써, 물품 제조 공정의 작업성이 보장되고 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성은 더욱 감소될 수 있다. 가령, 약 38g/m2 내지 48g/m2의 평량과 약 50μm 내지 60μm의 두께를 갖는 난연성 종이 소재를 래퍼(330)로 이용함으로써, 물품 제조 공정의 작업성이 보장되고 에어로졸 발생 물품(300)의 발화성은 더욱 감소될 수 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 개시의 다른 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품(100)에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 본 개시의 명료함을 위해, 앞서 실시예들과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 본 개시의 다른 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품(100)을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(100)은 필터부(120), 에어로졸 형성 기재부(110) 및 래퍼(140)를 포함할 수 있고, 필터부(120)가 다중 세그먼트 구조로 구성될 수 있다. 다만, 도 3에는 본 개시의 실시예와 관련 있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 개시가 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
필터부(120)는 제1 세그먼트(121)와 제2 세그먼트(123)로 구성될 수 있다. 물론, 필터부(120)는 제3 세그먼트(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
제1 세그먼트(121)는 에어로졸 형성 기재부(110)에서 발생된 에어로졸에 대한 냉각 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 경우에 따라 제1 세그먼트(121)는 "냉각 세그먼트(121)"로 칭해질 수도 있다.
제1 세그먼트(121)는 다양한 형태로 제조될 수 있다. 일 예로서, 제1 세그먼트(121)는 종이 재질로 형성되고 중공을 포함하는 원통 형태의 지관일 수 있다. 다른 예로서, 제1 세그먼트(121)는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제작된 것일 수 있다. 가령, 제1 세그먼트(121)는 폴리락트산(PLA) 섬유로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또 다른 예로서, 제1 세그먼트(121)는 복수개의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 또 다른 예로서, 제1 세그먼트(121)는 중공을 포함하는 튜브 필터일 수 있다. 가령, 제1 세그먼트(121)는 중공을 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 냉각 기능을 수행할 수 있다면 제1 세그먼트(121)는 예시된 바와 다른 형태로 제조될 수도 있다.
다음으로, 제2 세그먼트(123)는 제1 세그먼트(121)를 통과한 에어로졸에 대한 여과 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 경우에 따라 제2 세그먼트(123)는 "필터 세그먼트(123)"로 칭해질 수도 있다. 또는, 제2 세그먼트(123)는 마우스피스 부위에 위치하는 바, "마우스피스 세그먼트(123)"로 칭해질 수도 있다.
제2 세그먼트(123)는 여과 기능을 수행하기 위해 필터(여과) 물질을 포함할 수 있다. 필터 물질의 예로는 셀룰로오스 아세테이트 섬유, 종이 등을 들 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서는, 도시된 바와 같이, 제2 세그먼트(123)가 적어도 하나의 캡슐(130)을 포함할 수 있다. 여기에서, 캡슐(130)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(130)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 또한, 캡슐(130)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 에어로졸 형성 기재부(110)는 에어로졸에 대한 형성 기능을 수행할 수 있다. 에어로졸 형성 기재부(110)는 앞서 설명한 에어로졸 형성 기재부(310)에 대응될 수 있으므로, 이에 대한 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 래퍼(140)는 에어로졸 형성 기재부(110) 및/또는 필터부(120)의 적어도 일부를 감싸고 있는 것을 의미할 수 있다. 래퍼(140)는 에어로졸 형성 기재부(110) 및/또는 필터부(120)의 개별 래퍼들(141 내지 145)을 지칭하는 것일 수도 있고, 개별 래퍼들(141 내지 145)의 적어도 일부를 감싸고 있는 외부 래퍼(147)를 지칭하는 것일 수도 있으며, 에어로졸 발생 물품(100)에 이용된 모든 래퍼들(141 내지 147)을 총칭하는 것일 수도 있다.
래퍼(140)의 적어도 일부는 난연성의 종이 소재로 제조될 수 있다. 래퍼(140)는 앞서 설명한 래퍼(330)에 대응될 수 있으므로, 이에 대한 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
한편, 일 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(100)이 상류 말단에 배치된 전단 플러그(150)를 더 포함할 수도 있다. 전단 플러그(150)는 에어로졸 형성 기재부(110)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 에어로졸 형성 기재부(110)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(e.g. 도 6 내지 도 8의 1000)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수도 있다. 또는, 전단 플러그(150)는 에어로졸 발생 물품(100)의 전체 길이를 적절하게 조절하는 기능을 수행할 수도 있다. 또는, 에어로졸 발생 물품(100)이 에어로졸 발생 장치(e.g. 도 6 내지 도 8의 1000)에 삽입되는 경우, 전단 플러그(150)는 에어로졸 형성 기재부(110)가 에어로졸 발생 장치 내부의 적절한 위치에 배치되도록 조절하는 기능을 수행할 수도 있다. 전단 플러그(150)는 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 섬유로 제조될 수 있으나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라, 전단 플러그(150)에는 적어도 하나의 채널이 형성될 수 있고, 채널의 단면 형상은 다양하게 제작될 수 있다.
상술한 실시예에서, 전단 플러그(150)의 내부(e.g. 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 첨가) 또는 외부(e.g. 래퍼 149에 첨가)에 난연성 물질이 첨가될 수도 있다. 전단 플러그(150)는 사용자 부주의로 인한 직접적인 점화 행위가 일어날 수 있는 상류 말단 부위에 위치하므로, 난연성의 물질이 첨가되면 점화 행위로 인한 에어로졸 발생 물품(100)의 발화 가능성이 더욱 감소될 수 있다. 또는, 동일한 이점을 달성하기 위해, 전단 플러그(150)를 감싸고 있는 래퍼(149)가 난연성의 종이 소재로 제조되거나, 열전도성 소재로 이루어진 추가적인 래퍼(미도시)가 전단 플러그(150) 근처에 더 배치될 수도 있다.
지금까지 도 3 및 도 4를 참조하여 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품(100)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 5를 참조하여 본 개시의 또 다른 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품(200)에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 본 개시의 명료함을 위해, 앞선 실시예들과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 5는 본 개시의 또 다른 몇몇 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품(200)를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(200)은 에어로졸 형성 기재부(210) 및 필터부(220)를 포함할 수 있고, 에어로졸 형성 기재부(210) 및 필터부(220) 각각은 복수의 세그먼트들(211, 213, 221, 223)을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 에어로졸 형성 기재부(210)는 제1 세그먼트(211)와 제2 세그먼트(213)로 구성될 수 있다. 물론, 에어로졸 형성 기재부(210)는 제3 세그먼트(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
제1 세그먼트(211)는 보습제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(211)는 보습제가 함침된 권축 종이를 포함할 수 있다. 보습제는, 예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 제2 세그먼트(213)는 담배 물질과 같은 니코틴 발생 기재를 포함할 수 있다. 니코틴 발생 기재는, 예를 들어, 담배 각초, 담배 입자, 담배 시트, 담배 비즈, 담배 과립을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 니코틴 발생 기재는 담배 추출물이 함침된 권축 종이를 포함할 수도 있다. 니코틴 발생 기재가 가열되는 경우, 니코틴 발생 기재로부터 니코틴이 발생되어 필터부(220)로 니코틴이 이행될 수 있다.
다음으로, 필터부(220)도 복수의 세그먼트들(221, 223)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터부(220)는 냉각 기능을 수행하는 제3 세그먼트(221)와 여과 기능을 수행하는 제4 세그먼트(223)로 구성될 수 있다. 전술한 도 3의 필터부(120)에 대한 내용들이 필터부(220)에 동일하게 적용될 수 있으므로, 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 래퍼(230)는 앞서 설명한 래퍼(140)에 대응될 수 있다. 따라서, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
지금까지 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품들(100 내지 300)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 6 내지 도 8을 참조하여 상술한 에어로졸 발생 물품들(100 내지 300)이 적용될 수 있는 다양한 유형의 에어로졸 발생 장치(1000)에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.
도 6은 상술한 에어로졸 발생 물품들(100 내지 300)이 적용될 수 있는 일 유형의 에어로졸 발생 장치(1000)를 개략적으로 나타내는 예시적인 도면이다. 특히, 도 6 이하의 도면은 에어로졸 발생 물품(2000)이 장치(1000) 내에 수용된 상태를 예로써 도시하고 있으며, 에어로졸 발생 물품(2000)은 상술한 에어로졸 발생 물품들(100 내지 300)에 대응되는 것일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(1000)는 하우징, 히터부(1300), 배터리(1100) 및 제어부(1200)를 포함할 수 있다. 단, 이는 본 개시의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일뿐이며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 추가되거나 생략될 수 있음은 물론이다. 또한, 도 6에 도시된 에어로졸 발생 장치(1000)의 각각의 구성 요소들은 기능적으로 구분되는 기능 요소들을 나타낸 것으로서, 복수의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되는 형태로 구현되거나, 단일 구성 요소가 복수의 세부 기능 요소로 분리되는 형태로 구현될 수도 있다. 이하, 에어로졸 발생 장치(1000)의 각 구성 요소에 대하여 설명하도록 한다.
하우징은 에어로졸 발생 장치(1000)의 외관을 형성할 수 있다. 또한, 하우징은 에어로졸 발생 물품(2000)이 수용되는 수용공간을 형성할 수 있다. 하우징은 내부 구성요소들을 보호할 수 있도록 견고한 소재로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.
다음으로, 히터부(1300)는 수용공간에 수용된 에어로졸 발생 물품(2000)을 가열하도록 배치될 수 있다. 에어로졸 발생 물품(2000)은 가열됨에 따라 에어로졸을 발생시킬 수 있고, 발생된 에어로졸은 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다. 히터부(1300)의 동작, 가열 온도 등은 제어부(1200)에 의해 제어될 수 있다. 히터부(1300)는 내부 가열요소를 구비할 수도 있고(도 6 참조), 외부 가열요소를 구비할 수도 있다(도 7 및 도 8 참조). 또는, 히터부(1300)는 내부 가열요소와 외부 가열요소를 모두 구비할 수도 있다.
다음으로, 배터리(1100)는 에어로졸 발생 장치(1000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리(1100)는 히터부(1300)가 에어로졸 발생 물품(2000)에 포함된 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(1200)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
또한, 배터리(1100)는 에어로졸 발생 장치(1000)에 설치된 디스플레이(미도시), 센서(미도시), 모터(미도시) 등의 전기적 구성요소가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
다음으로, 제어부(1200)는 에어로졸 발생 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1200)는 히터부(1300) 및 배터리(1100)의 동작을 제어할 수 있고, 에어로졸 발생 장치(1000)에 포함된 다른 구성요소들의 동작도 제어할 수 있다. 제어부(1200)는 배터리(1100)가 공급하는 전력, 히터부(1300)의 가열 온도 등을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1200)는 에어로졸 발생 장치(1000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 발생 장치(1000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(1200)는 적어도 하나의 프로세서(processor)에 의해 구현될 수 있다. 상기 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, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 제어부(1200)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 자명하게 이해할 수 있다.
이하에서는, 도 7 및 도 8를 참조하여 다른 유형의 에어로졸 발생 장치(1000)에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.
도 7는 증기화기(1400)와 에어로졸 발생 물품(2000)이 병렬로 배치된 에어로졸 발생 장치(1000)를 예시하고 있고, 도 8은 증기화기(1400)와 에어로졸 발생 물품(2000)이 직렬로 배치된 에어로졸 발생 장치(1000)를 예시하고 있다. 그러나, 에어로졸 발생 장치의 내부 구조는 도 7 및 도 8에 예시된 것에 한정되는 것은 아니며, 설계 방식에 따라 구성요소의 배치는 변경될 수 있다.
도 7 및 도 8에서, 증기화기(1400)는 액상의 에어로졸 형성 기재를 저장하는 액상 저장조, 에어로졸 형성 기재를 흡수하는 윅(wick) 및 흡수된 에어로졸 형성 기재를 기화시켜 에어로졸을 발생시키는 기화요소를 포함할 수 있다. 기화요소는 가열요소, 진동요소 등과 같이 다양한 형태로 구현될 수 있다. 경우에 따라, 증기화기(1400)는 윅을 포함하지 않는 구조로 설계될 수도 있다.
증기화기(1400)에서 발생된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(2000)을 통과하여 사용자의 구부를 통해 흡입될 수 있다. 증기화기(1400)의 기화요소 또한 제어부(1200)에 의해 제어될 수 있다.
지금까지 도 6 내지 도 8를 참조하여 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 에어로졸 발생 물품들(100 내지 300)이 적용될 수 있는 다양한 유형의 에어로졸 발생 장치(1000)에 대하여 개략적으로 설명하였다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 통해 상술한 에어로졸 발생 물품(e.g. 100)의 구성 및 효과에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 개시를 통해 실시 가능한 다양한 에어로졸 발생 물품들 중의 일부 예시에 불과할 뿐이므로, 본 개시의 범위가 이하의 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
도 4에 예시된 에어로졸 발생 물품(100)과 동일한 구조를 갖는 가열식 궐련을 제조하였다. 구체적으로는, 하기의 표 1에 기재된 물성치를 갖는 난연성 종이 소재를 에어로졸 형성 기재부(e.g. 110)의 래퍼(e.g. 141)로 이용하여 가열식 궐련을 제조하였다.
구분(단위) 물성치 관련 표준
평량(g/m2) 43.0 ISO 536
인장강도(N/15mm) 40.8 ISO 1924-2
연신율(%) 2.6 ISO 1924-2
두께(μm) 56.1 ISO 534
백색도(%) 86.0 ISO 2470
공기 투과도(CU) 4.1 ISO 2965:2019
실시예 2
상기 표 1에 기재된 물성치를 갖는 난연성 종이 소재를 외부 래퍼(e.g. 147)로 이용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 가열식 궐련을 제조하였다.
실시예 3
상기 표 1에 기재된 물성치를 갖는 난연성 종이 소재를 에어로졸 형성 기재부(e.g. 110)의 래퍼(e.g. 141)와 외부 래퍼(e.g. 147)로 이용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 가열식 궐련을 제조하였다.
실시예 4
평량이 약 38g/m2, 인장강도가 약 28N/15mm, 두께가 약 45 μm인 난연성 종이 소재를 이용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 가열식 궐련을 제조하였다.
비교예 1
시중에서 판매되는 가열식 궐련의 종이 래퍼 소재를 그대로 이용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 가열식 궐련을 제조하였다.
하기의 표 2는 실시예 1 내지 4와 비교예 1에 따른 가열식 궐련들의 주요 구성을 정리해 놓은 것이다.
구분 난연성 종이 소재
적용 여부 적용 부위 물성치
실시예 1 적용 O 에어로졸 형성 기재부의 래퍼 표 1 참조
실시예 2 적용 O 외부 래퍼
실시예 3 적용 O 에어로졸 형성 기재부의 래퍼 + 외부 래퍼
실시예 4 적용 O 에어로졸 형성 기재부의 래퍼 - 평량: 약 32g/m2
- 인장강도: 약 28N/15mm
- 두께: 약 45μm
비교예 1 적용 X - -
실험예 1: 발화성 평가
실시예 1 내지 5와 비교예 1에 따른 가열식 궐련들의 발화성을 평가하는 실험을 진행하였다. 구체적으로, 제조된 가열식 궐련들의 전단 플러그(e.g. 150)를 절단하고, HC(Health Canada) 흡연 조건 하에 가연성 열원으로 에어로졸 형성 기재부를 직접 점화하였다. 그리고, 퍼프(흡연)를 수행하며 각각의 가열식 궐련들의 자가 소화 시점을 측정하였다. 이때, 퍼프당 주류연 흡입량은 약 55mL, 퍼프 시간은 약 2초, 퍼프 간격은 약 30초로 설정하였으며, 각각의 가열식 궐련들에 대해 회별 8 퍼프를 기준으로 총 10회의 반복 실험을 수행하였다. 실험 결과는 하기의 표 3 및 표 4에 기재되어 있다. 참고로, 하기의 표 3에서, 자가 소화 시점이 "3 퍼프"라는 것은 2번째 퍼프 이후 3번째 퍼프 이전에 가열식 궐련이 자가 소화되었다는 것을 의미한다. 또한, 표 4의 자가 소화율은 표 3에 기재된 실험 결과를 토대로 산출된 것으로, "5 퍼프 전"의 자가 소화율이 "100%"라는 것은 모든 실험에서 5번째 퍼프 이전에 가열식 궐련이 자가 소화되었다는 것을 의미한다.
실험
횟수		 자가 소화 시점(퍼프)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
1회 4 3 3 4 7
2회 2 3 3 3 7
3회 2 3 3 4 8
4회 4 3 3 5 8
5회 5 5 2 6 8
6회 3 3 2 5 7
7회 3 3 3 4 8
8회 4 2 3 5 8
9회 3 3 3 4 8
10회 3 3 4 5 7
구분 자가 소화율(%)
2 퍼프 전 3 퍼프 전 4 퍼프 전 5 퍼프 전
실시예 1 20% 60% 90% 100%
실시예 2 10% 90% 90% 100%
실시예 3 20% 90% 100% -
실시예 4 0% 10% 50% 90%
비교예 1 0% 0% 0% 0%
상기 표 3 및 표 4를 참조하면, 실시예 1 내지 4에 따른 가열식 궐련들의 자가 소화율이 비교예 1보다 훨씬 우수한 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 난연성 종이 소재의 래퍼가 에어로졸 발생 물품의 발화성을 크게 감소시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.또한, 실시예 3에 따른 가열식 궐련의 자가 소화 시점이 대체로 실시예 1보다 빠른 것을 확인할 수 있다. 이는 난연성 종이 소재를 이중(또는 다중)으로 적용하는 경우 에어로졸 발생 물품의 발화성이 더욱 감소될 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 실시예 1에 따른 가열식 궐련의 자가 소화율이 실시예 4보다 우수한 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 3 퍼프를 기준으로 실시예 1의 자가 소화율은 대략 60%인데 반해, 실시예 4의 자가 소화율은 대략 10%에 불과한 것을 확인할 수 있다. 이는 종이 소재의 물성(e.g. 평량, 두께, 인장강도)이 에어로졸 발생 물품의 발화성에 영향을 미친다는 것을 의미하고, 이를 통해 에어로졸 발생 물품의 발화성을 충분히 감소시키기 위해서는 평량이 약 32g/m2 이상, 인장강도가 약 28N/15mm 이상, 두께가 약 45μm 이상인 난연성의 종이 소재를 래퍼로 이용하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 표 3 및 표 4에는 기재되어 있지 않으나, 실시예 4에 따른 가열식 궐련을 제조 시에 소재의 내구성 문제 등으로 인해 제조 공정의 작업성이 현저하게 떨어지는 것으로 나타났다. 이를 통해, 제조 공정의 작업성 측면에서도, 평량이 약 32g/m2 이상, 인장강도가 약 28N/15mm 이상, 두께가 약 45μm 이상인 난연성의 종이 소재를 래퍼로 이용하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
지금까지 실시예 및 비교예를 통해 상술한 에어로졸 발생 물품(e.g. 100)의 구성 및 효과에 대해 보다 상세하게 설명하였다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 개시가 다른 구체적인 형태로도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시에 의해 정의되는 기술적 사상의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되는 에어로졸 발생 물품으로서,
    에어로졸 형성 기재부;
    필터부; 및
    상기 에어로졸 형성 기재부의 적어도 일부를 감싸고 있는 난연성 종이 소재의 래퍼를 포함하는,
    에어로졸 발생 물품.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 난연성 종이 소재의 평량은 38g/m2 내지 48g/m2인,
    에어로졸 발생 물품.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 난연성 종이 소재의 두께는 50μm 내지 60μm인,
    에어로졸 발생 물품.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 난연성 종이 소재의 인장강도는 35N/15mm 내지 45N/15mm인,
    에어로졸 발생 물품.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 난연성 종이 소재의 연신율은 2% 내지 4%인,
    에어로졸 발생 물품.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 난연성 종이 소재의 백색도는 80% 내지 90%인,
    에어로졸 발생 물품.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 난연성 종이 소재의 공기 투과도는 2CU 내지 10CU인,
    에어로졸 발생 물품.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 래퍼를 감싸고 있는 외부 래퍼를 더 포함하되,
    상기 외부 래퍼의 적어도 일부도 난연성의 종이 소재로 제조된 것인,
    에어로졸 발생 물품.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 난연성 종이 소재는 난연성의 코팅 조성물이 도포된 종이 소재이고,
    상기 코팅 조성물은 인산, 수산화마그네슘 및 수산화알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질과, 증류수 및 알코올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는,
    에어로졸 발생 물품.
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