(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2021516536
(43)【公表日】20210708
(54)【発明の名称】エアロゾル生成物品及び装置
(51)【国際特許分類】
   A24D 3/04 20060101AFI20210611BHJP
   A24D 3/02 20060101ALI20210611BHJP
   A24D 3/17 20200101ALI20210611BHJP
【FI】
   !A24D3/04
   !A24D3/02
   !A24D3/17
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】30
(21)【出願番号】2020540765
(86)(22)【出願日】20190514
(85)【翻訳文提出日】20200930
(86)【国際出願番号】KR2019005764
(87)【国際公開番号】WO2019221476
(87)【国際公開日】20191121
(31)【優先権主張番号】10-2018-0056287
(32)【優先日】20180517
(33)【優先権主張国】KR
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】519217032
【氏名又は名称】ケーティー・アンド・ジー・コーポレーション
【住所又は居所】大韓民国・テジョン・34337・デドク−グ・ポッコッ−ギル・71
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】ヤン、ジン チュル
【住所又は居所】大韓民国、34337 テジョン テドク−グ ベオトコット−ギル、71 ケーティー アンド ジー コーポレーション内
(72)【発明者】
【氏名】セオ、マン ソク
【住所又は居所】大韓民国、34337 テジョン テドク−グ ベオトコット−ギル、71 ケーティー アンド ジー コーポレーション内
(72)【発明者】
【氏名】キム、ス ホ
【住所又は居所】大韓民国、34337 テジョン テドク−グ ベオトコット−ギル、71 ケーティー アンド ジー コーポレーション内
(72)【発明者】
【氏名】リー、ジェ ゴン
【住所又は居所】大韓民国、34337 テジョン テドク−グ ベオトコット−ギル、71 ケーティー アンド ジー コーポレーション内
(72)【発明者】
【氏名】キ、スン ジョン
【住所又は居所】大韓民国、34337 テジョン テドク−グ ベオトコット−ギル、71 ケーティー アンド ジー コーポレーション内
(72)【発明者】
【氏名】ジン、ヨン スク
【住所又は居所】大韓民国、34337 テジョン テドク−グ ベオトコット−ギル、71 ケーティー アンド ジー コーポレーション内
【テーマコード(参考)】
4B045
【Fターム(参考)】
4B045BA08
4B045BB03
4B045BB10
4B045BC08
4B045BC16
4B045BC24
(57)【要約】
本発明は、エアロゾル生成物品及び装置に係り、より詳しくは、媒質部及びフィルター部を含むエアロゾル生成物品において、前記フィルター部は粒子型冷却材が充填された冷却フィルターを含み、前記粒子型冷却材は長方向の長さの平均が1.0から6.0mmであるエアロゾル生成物品に関する。
前記エアロゾル生成物品は、ろ過及び冷却効果に優れるだけでなく、製造工程を単純化することができて生産性及び経済性を改善させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
媒質部及びフィルター部を含むエアロゾル生成物品において、
前記フィルター部は粒子型冷却材が充填された冷却フィルターを含み、
前記粒子型冷却材は、長方向の長さの平均が1.0から6.0mmであるエアロゾル生成物品。
【請求項2】
前記冷却フィルターは、充填率が冷却フィルターの全体100体積%に対して50から90体積%である、請求項1に記載のエアロゾル生成物品。
【請求項3】
前記粒子型冷却材は、球形、楕円形、円筒状、紡錘形、鱗片型、板状、繊維型、棒型、コア‐シェル型または非定型のいずれか一つの形態である、請求項1または2に記載のエアロゾル生成物品。
【請求項4】
前記粒子型冷却材は、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、セルロースアセテート、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシアルカノエート、澱粉系物質、糖系物質及びセルロース系物質からなる群から選択される1種以上を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル生成物品。
【請求項5】
前記フィルター部は、冷却フィルターの前側に、前記粒子型冷却材が通過できない大きさの中空を含むチューブフィルターをさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のエアロゾル生成物品。
【請求項6】
前記チューブフィルターは、チューブフィルターの外部及び中空内部の断面積比が1:0.10から1:0.24である、請求項5に記載のエアロゾル生成物品。
【請求項7】
前記チューブフィルターは、チューブフィルターの外部及び中空内部の周りの比が1:0.60から1:0.90である、請求項6に記載のエアロゾル生成物品。
【請求項8】
前記中空は、チューブフィルターの中心軸からチューブフィルターの外周面に向かって延長された3から8個の直線型チャンネルを形成した形態である、請求項5から7のいずれか一項に記載のエアロゾル生成物品。
【請求項9】
前記フィルター部は、冷却フィルターの裏側にマウスピースフィルターをさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載のエアロゾル生成物品。
【請求項10】
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のエアロゾル生成物品を含むエアロゾル生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、2018年5月17日付韓国特許出願第10‐2018‐0056287号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は本明細書の一部として含む。
【0002】
本発明は、エアロゾル生成物品及び装置に関する。
【背景技術】
【0003】
一般に、タバコは双子葉植物目、ナス科の多年草を言うが、最近はタバコの葉を紙巻きタバコで巻いて、一側にフィルター部が構成されて喫煙を目的として製造された製品を通称する。このようなタバコは、世界中に数千種に至って、様々な形や形態で発売されている。
【0004】
この中でも、巻きタバコ、葉巻、パイプタバコのように火を付けて吸う燃焼式タバコの場合、煙にニコチンが含まれたエアロゾル以外にタール、ニトロアミン、炭化水素、一酸化炭素などの成分が多く含まれている。
【0005】
このような燃焼式タバコの短所を補うための代案として、巻きタバコを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではなく、巻きタバコ内のエアロゾル生成物質が加熱されることによってエアロゾルを生成する方法が広く利用され、これに関する需要が増加している。これによって、加熱式巻きタバコまたは加熱式エアロゾル生成装置に対する研究が活発に行われている。
【0006】
具体的に、エアロゾル生成装置は従来燃焼式タバコと類似な形態を有し、加熱式巻きタバコ内のエアロゾル生成物質をヒーターや超音波振動などの方式を通じて加熱されることでエアロゾルを含む主流煙を生成するので、喫煙者の喫煙欲求を充たす機能をしながらもタールのような成分の排出を最小化することができる長所があって、通常の燃焼式巻きタバコを代替する新しい市場を形成している。
【0007】
しかし、このような長所にもかかわらず、エアロゾル生成装置の場合、生成される主流煙が充分に気化されないため、水分などの液体状態の物質が多く含まれる場合、喫煙者に満足感を提供することができず、これを解決するための様々な技術が提案された。
【0008】
一例として、韓国登録特許第1011453号は、電子タバコを構成するカートリッジに係り、流入される煙と接触面積を最大化することができる構造の液体分離部を備えて液体成分が効果的に除去されることで、喫煙者の使用感を改善できることを開示している。
【0009】
また、韓国公開特許第2016‐0112769号は、気体抽出口の隣近に蒸気再気化ヒーターを備えてエアロゾルに含まれた水分や湿気などを取り除いて、喫煙者と非喫煙者の要求を同時に充たせることができることを開示している。
【0010】
また、韓国公開特許第2014‐0135173号は、加熱式巻きタバコ内の縦方向に延長されている複数のチャンネルを含むシート材料を冷却部材で備えて発生するエアロゾル内の水蒸気を凝縮させることで、喫煙満足度を向上させることができることを開示している。
【0011】
これらの特許は、エアロゾルを発生させる装置の構造または加熱式巻きタバコのフィルターを変更することでエアロゾルの品質及び使用感低下問題をある程度改善したが、その効果が充分ではない。また、加熱式巻きタバコにおいて、冷却部材でシート材料を使用する場合、これを製造するための別途工程が必要なだけでなく、この時、多くの費用と時間が消耗されて非経済的である。よって、優れる品質のエアロゾルを生成するエアロゾル発生物品及び装置の必要性が増大されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】韓国登録特許第1011453号(2011.01.21) 電子タバコ
【特許文献2】韓国公開特許第2016‐0112769号(2016.09.28) 香味維持無煙化可能電子タバコ装置
【特許文献3】韓国公開特許第2014‐0135173号(2014.11.25) エアロゾル冷却部材を有するエアロゾル発生物品
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
ここで、本発明者らは前記問題を解決するために多角的に研究した結果、内部が粒子型冷却材で充填されたキャビティ構造の冷却フィルターを導入することで既存シート形態の冷却フィルターより向上された冷却効果を確保することができるだけでなく、工程側面でも費用を節減し、生産性を高められることを確認して本発明を完成した。
【0014】
よって、本発明の目的は、ろ過及び冷却効果に優れるエアロゾル生成物品を提供することにある。
【0015】
また、本発明の別の目的は、前記エアロゾル生成物品を含むエアロゾル生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
前記目的を達成するために、本発明は、媒質部及びフィルター部を含むエアロゾル生成物品において、前記フィルター部は粒子型冷却材が充填された冷却フィルターを含み、前記粒子型冷却材は長方向の長さの平均が1.0〜6.0mmであるエアロゾル生成物品を提供する。
【0017】
前記冷却フィルターは、充填率が冷却フィルターの全体100体積%に対して50から90体積%であってもよい。
【0018】
前記粒子型冷却材は、球形、楕円形、円筒状、紡錘形、鱗片型、板状、繊維型、棒型、コア‐シェル型または非定型のいずれか一つの形態であってもよい。
【0019】
前記粒子型冷却材は、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、セルロースアセテート、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシアルカノエート、澱粉系物質、糖系物質及びセルロース系物質からなる群から選択される1種以上を含むことができる。
【0020】
前記フィルター部は、冷却フィルターの前側に、前記粒子型冷却材が通過できない大きさの中空を含むチューブフィルターをさらに含むことができる。
【0021】
前記チューブフィルターは、チューブフィルターの外部及び中空内部の断面積比が1:0.10から1:0.24であってもよい。
【0022】
前記チューブフィルターは、チューブフィルターの外部及び中空内部の周りの比が1:0.60から1:0.90であってもよい。
【0023】
前記チューブフィルターは、一つの中空を含むことができ、前記中空はチューブフィルターの中心軸からチューブの外周面に向かって延長された3から8個の直線型チャンネルを形成した形態であってもよい。
【0024】
前記フィルター部は、冷却フィルターの裏側にマウスピースフィルターをさらに含むことができる。
【0025】
また、本発明は、前記エアロゾル生成物品を含むエアロゾル生成装置を提供する。
【発明の効果】
【0026】
本発明のエアロゾル生成物品は、内部が粒子型冷却材で充填されたキャビティ構造の冷却フィルターを備えることでエアロゾルとの接触を増加させて向上された冷却効果を確保することができる。
【0027】
また、本発明のエアロゾル生成物品は、冷却フィルターの前側に、前記粒子型冷却材が通過できない大きさの中空を含むチューブフィルターをさらに備えることでエアロゾルの流れ内の異物及び熱分解成分に対するろ過性能を改善させることができる。
【0028】
ここで、本発明のエアロゾル生成物品から生成されたエアロゾルは、品質に優れて使用者の喫煙充足感を向上させることができ、工程及び費用の側面で生産性及び経済性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の一具現例によるエアロゾル生成物品を図示した図面である。
【図2】従来エアロゾル生成物品を図示した図面である。
【図3a】チューブフィルターの断面を図示した図面である。
【図3b】チューブフィルターの断面を図示した図面である。
【図3c】チューブフィルターの断面を図示した図面である。
【図4】本発明の一具現例によるエアロゾル生成装置を図示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本発明をより詳しく説明する。
本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は、通常的や辞書的な意味で限定して解釈されてはならず、発明者は自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができる原則に即して本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈しなければならない。
【0031】
本発明で使用した用語は、単に特定実施例を説明するために使われたもので、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は文脈上明白に違うことを意味しない限り、複数の表現を含む。本発明において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。
【0032】
本発明で使われた用語「前側」及び「裏側」は、エアロゾルの流れを基準にして定義する。
【0033】
以下、添付の図面を参考して本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は幾つか異なる形態で具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。
【0034】
以下では、図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。
【0035】
図1は、本発明によるエアロゾル生成物品(または加熱式巻きタバコ)の一具現例を図示した図面である。
【0036】
図1を参照すれば、本発明のエアロゾル生成物品3は、媒質部310及びフィルター部320を含む。前記媒質部310とフィルター部320は円筒状を有し、同じ外径を有することで相互連結された一切の形状を有する。この時、前記フィルター部320は、チューブフィルター321、冷却フィルター322及びマウスピースフィルター323を含む。
【0037】
ただし、図1に図示されたエアロゾル生成物品3は一具現例に過ぎず、一部の構成が省略されてもよい。例えば、前記エアロゾル生成物品3において、前記チューブフィルター321、冷却フィルター322及びマウスピースフィルター323の中で一つ以上が含まれないこともある。
【0038】
前記媒質部310はエアロゾル生成物質を含む。例えば、エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールからなる群から選択される1種以上を含むことができる。前記媒質部310の長さは約12mmになってもよいが、これに限定されない。
【0039】
また、前記媒質部310は、風味剤、湿潤剤及び/またはセルロースアセテート化合物のような他の添加物質を含むことができる。例えば、風味剤は、甘草、スクロース、果糖シロップ、イソ甘味剤(isosweet)、ココア、ラベンダー、シナモン、カルダモン、サラリー、コロハ、カスカリラ、ビャクダン、ベルガモット、ゼラニウム、蜂蜜エッセンス、ローズオイル、バニラ、レモンオイル、オレンジオイル、ミントオイル、 キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、カモマイル、メントール、 イランイラン、サルビア、スペアミント、生姜、コズイシまたはコーヒーなどを含むことができる。また、湿潤剤はグリセリンまたはプロピレングリコールなどを含むことができる。
【0040】
一例として、前記媒質部310は刻みタバコで充填されることができる。ここで、刻みタバコはタバコシートを細かく粉砕して生成される。
【0041】
広いタバコシートが狭い空間の前記媒質部310に満たされるためには、タバコシートが容易に折りたたまれるようにする工程がさらに要求される。よって、前記媒質部310をタバコシートで充填することに比べて、刻みタバコで充填することがもっと容易であり、前記媒質部310を生産する工程の生産性及び効率がもっと高くなることができる。
【0042】
別の例として、前記媒質部310はタバコシートが細かく粉砕された複数のタバコ本で充填されることができる。例えば、前記媒質部310は複数のタバコが互いに同じ方向(平行)に、または無作為で合わされて形成されることができる。1本のタバコは横1mm、縦12mm、厚さ(高さ)が0.1mmである直方体形に製造されることができるが、これに限定されない。
【0043】
前記媒質部310がタバコシートで充填されることに比べて、数本のタバコで充填された媒質部310はもっと多量のエアロゾルが発生されることができる。同じ空間に充填されることを仮定すれば、タバコシートに比べて数本のタバコがもっと広い表面積を保障する。広い表面積はエアロゾル生成物質が外部の空気と接触する機会がもっと多いことを意味する。よって、前記媒質部310が数本のタバコで充填される場合、タバコシートで充填されたことに比べてもっと多いエアロゾルが生成されることができる。
【0044】
また、前記エアロゾル生成物品3をエアロゾル生成装置に適用する時、ホルダーから分離する時に数本のタバコで充填された媒質部310がタバコシートで充填されたことに比べてもっと容易に分離することができる。これに加え、タバコシートに比べて、数本のタバコが加熱するためのヒーターと接触して生成される摩擦力がもっと小さい。よって、前記媒質部310が数本のタバコで充填される場合、タバコシートで充填されたことに比べてホルダーからもっと容易に分離することができる。
【0045】
タバコシートは、タバコ原料をスラリー形態で粉砕した後、スラリーを乾燥させることによって形成されることができる。例えば、スラリーにはエアロゾル生成物質が15から30%添加されることができる。タバコ原料は、タバコ葉の欠片、タバコ幹、タバコ処理中に発生したタバコ粉じん及び/またはタバコ葉の主な葉片ストリップであってもよい。また、タバコシートには木材セルロース繊維のような別の添加剤が含まれることもできる。
【0046】
前記媒質部310の外径は5.0から8.0mm、好ましくは6.5から7.5mmであってもよい。前記媒質部310の外径は前述した数値範囲に限定されない。
【0047】
前説したように、本発明のフィルター部320は、チューブフィルター321、冷却フィルター322及びマウスピースフィルター323を含む。
【0048】
前記チューブフィルター321は冷却フィルターの前側に位置し、セルロースアセテートフィルターであってもよい。
【0049】
特に、本発明のチューブフィルター321は、前述した粒子型冷却材が通過できない大きさの中空を含むことを特徴とする。図2は従来のエアロゾル生成物品を図示した図面であって、従来にはチューブフィルター321の内部に断面が円形の中空を含むが、この場合、前記媒質部310から生成されるエアロゾルを通過させるだけであって、ろ過機能はない。これに比べて、本発明によるエアロゾル生成物品の場合、前記チューブフィルター321の内部の中空断面を円形ではない多角形で形成することによって、前記媒質部310に含まれる刻みタバコが流入されることを防止し、エアロゾルと接触する表面積を増加させて前記媒質部310から生成された熱いエアロゾルを冷却してくれることにより、エアロゾルの冷却効果を向上させることができる。具体的に、前記チューブフィルター321は内部に一つの中空を含み、前記中空がチューブフィルター321の中心軸からチューブフィルター321の外周面に向かって延長された3から8個の直線型チャンネルを形成する形態であってもよい。
【0050】
一例として、前記チューブフィルター321の中空断面は十字架型、星形、多角形など多様な形態で製作されることができる。前記チューブフィルター321の中空断面の多様な例は、図3a、図3bおよび図3cに図示されたとおりである。
【0051】
前記チューブフィルター321の外径は、前記媒質部310の外径に対応されることができる。
【0052】
前記チューブフィルター321の内径は、5.0から8.0mm、好ましくは6.5から7.5mmであってもよい。
【0053】
前記チューブフィルター321は、チューブフィルターの外部及び中空内部の断面積比が1:0.10から1:0.24、好ましくは1:0.13から1:0.22であってもよい。また、前記チューブフィルターは、チューブフィルターの外部及び中空内部の周りの比が1:0.60から1:0.90、好ましくは1:0.70から1:0.85であってもよい。前記チューブフィルターの外部及び中空内部の断面積比と周りの比は中空の体積及び表面積と係わって、前記範囲未満の場合、前記チューブフィルター321内の通路が狭くなって前記媒質部310から生成されるエアロゾルの流れが低下されることがある。これと逆に、前記範囲を超過する場合、前記チューブフィルター321内の通路が大きくなって目的とした効果を得ることができない。
【0054】
前記チューブフィルター321の長さは7から15mm、好ましくは7から10mmであってもよい。前記チューブフィルター321の長さは約7mmより短いことがあるが、少なくとも一つのフィルター部要素(例えば、冷却フィルター、カプセル、マウスピースフィルターなど)の機能が損なわれ程度の長さを有することが好ましい。前記チューブフィルター321の長さは前述した数値範囲に限定されない。一方、前記チューブフィルター321の長さは拡張可能であり、前記チューブフィルター321の長さによってエアロゾル生成物品3全体の長さが調節されることができる。
【0055】
前記冷却フィルター322は前記媒質部310がエアロゾル発生装置のヒーターによって加熱する時生成されたエアロゾルを冷却させる。よって、使用者は適当な温度で冷却されたエアロゾルを吸入することができる。
【0056】
一般に、燃焼式または非燃焼式(加熱式)巻きタバコから使用者の吸入(puff、パフ)によって内部に液体物質が生成されることがある。例えば、燃焼式または非燃焼式(加熱式)巻きタバコで生成されたエアロゾルが外部の空気によって冷却されることで、液体物質(例えば、水分など)が生成されることがある。
【0057】
通常の燃焼式タバコの場合、800℃以上の高温で燃焼させて煙を発生させ、煙は水分を含まず乾燥であるため、喫煙者が感じる主流煙の体感温度(perceived temperature)もまた高くない。これと比べてエアロゾル生成物品の場合、200℃水準の低温でエアロゾル生成物質を気化させることによって煙内での水分含量が相対的に高い。これによって主流煙の体感温度が高く、これは喫煙者の使用感を低下させる要因になれる。よって、エアロゾル生成物品の場合、エアロゾルの品質及び使用感改善に冷却フィルターの役目がとても重要である。
【0058】
よって、本発明の冷却フィルター322は粒子型冷却材325を充填して製作することでエアロゾルと接触する比表面積が増大され、エアロゾルが冷却フィルター322内でとどまる時間を増加させる。これによってエアロゾルの冷却効果がさらに向上されることができる。これに加え、従来のエアロゾル生成物品には冷却素材がシートまたは繊維形態で備えられたが、この場合、加工するために時間と費用が多く消耗されて非経済的である。これと比べて、本発明は前記冷却フィルター322を粒子型冷却材325が充填されたキャビティフィルター(cavity filter)形態で製作することで、工程生産性の向上及び生産コスト節減の側面で利点を有する。
【0059】
前記粒子型冷却材325は、長方向の長さが平均1.0から6.0mm、好ましくは2.0から5.0mm、より好ましくは2.2から4.0mm、さらに好ましくは2.4から3.5mmであってもよい。前記粒子型冷却材325の長方向の長さの平均が前記範囲未満の場合、重さが足りなくて加工時に飛び散ることがあって工程上問題が起こることがある。これと逆に、前記範囲を超過する場合、エアロゾルと接触する表面積が減って冷却フィルター322内で維持時間を増やす効果を得ることができず、製品化が難しい問題がある。
【0060】
前記冷却フィルター322は、粒子型冷却材325の充填率が冷却フィルターの全体100体積%に対して50から90体積%、好ましくは55から80体積%、より好ましくは60から75体積%であってもよい。前記充填率が前述した範囲内に該当する場合、冷却フィルター322内に充分な空隙を含むことができ、前述した媒質部310から生成されたエアロゾルと充分に接触してエアロゾルが冷却されることにより、改善された冷却効果を示すことができる。
【0061】
前記冷却フィルターの冷却材の比表面積は、冷却材粒子の形態及び大きさによって変わることがあるし、例えば10から500m/gであってもよい。
【0062】
前記粒子型冷却材325は、球形、楕円形、円筒状、紡錘形、鱗片型、板状、繊維型、棒型、コア‐シェル型または非定型のいずれか一つの形態であってもよい。好ましくは、前記粒子型冷却材325は、球形、楕円形または円筒状のいずれか一つの形態であってもよい。一方、工程の生産性及び経済性の側面で前記粒子型冷却材325は、楕円形または円筒状のいずれか一つの形態であることがより好ましく、製品化の側面では球形または楕円形であることがより好ましい。
【0063】
前記粒子型冷却材325は、生分解性または天然高分子物質で製作されることができる。一例として、前記粒子型冷却材325は、ポリ乳酸;ポリヒドロキシブチレート;セルロースアセテート;ポリカプロラクトン;ポリグリコール酸;ポリヒドロキシアルカノエイト;とうもろこし、及び、米、タピオカ、じゃがいもなどのような植物から得られた澱粉、カルボキシルメチル澱粉、スルホエチル澱粉、ヒドロキシプロピル澱粉、変性澱粉(modified starch)、可塑化澱粉、糊化澱粉などの澱粉系物質、単糖、多糖、オリゴ糖などの糖系物質及びセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系物質からなる群から選択される1種以上を含むことができる。好ましくは、前記粒子型冷却材325はポリ乳酸であってもよい。
【0064】
前記冷却フィルター322の外径は、前記チューブフィルター321の外径に対応されることができる。
【0065】
前記冷却フィルター322の長さは10から20mm、好ましくは12から16mmであってもよい。前記冷却フィルター322の長さは前述した範囲に限定されない。
【0066】
前記マウスピースフィルター323は、前述した冷却フィルター322の裏側に位置し、セルロースアセテートフィルターであってもよい。例えば、前記マウスピースフィルター323は中空を含むリセスフィルターで製作されることができるが、これに限定されない。前記マウスピースフィルター323の長さは約5から15mm、好ましくは10から15mmになることができる。前記マウスピースフィルター323の長さは前述した数値範囲に限定されない。
【0067】
また、前記マウスピースフィルター323の外径は、前記冷却フィルター322の外径に対応されることができる。
【0068】
また、前記マウスピースフィルター323は、内部に少なくとも一つのカプセル324を含むことができる。前記カプセル324は、香料を含む内容液を被膜で覆った構造であってもよい。例えば、前記カプセル324は球形または円筒状の形状であってもよい。前記カプセル324の直径は2mm以上、好ましくは2から4mmであってもよい。
【0069】
前記カプセル324の被膜を形成する材料は、澱粉及び/またはゲル化剤であってもよい。例えば、ゲル化剤では、ジェランガムやゼラチンが使われることができる。また、前記カプセル324の被膜を形成する材料としてゲル化調剤をさらに含むことができる。この時、ゲル化調剤として、例えば、塩化カルシウムが使われることができる。また、前記カプセル324の被膜を形成する材料として可塑剤をさらに含むことができる。この時、可塑剤としては、グリセリン及び/またはソルビトールが利用されることができる。また、前記カプセル324の被膜を形成する材料として着色料をさらに含むことができる。
【0070】
例えば、前記カプセル324の内容液に含まれる香料としては、メントール、植物の精油などが利用されることができる。また、前記内容液に含まれる香料の溶媒としては、例えば、中鎖脂肪酸トリグリセリドが利用されることができる。また、内容液は、色素、乳化剤、増粘剤などの他の添加剤を含むこともできる。
【0071】
本発明によるエアロゾル生成物品は、前述した構成を含むことで向上されたろ過及び冷却性能を有し、エアロゾルの品質及び喫煙者の使用感を改善させることができる。特に、本発明のエアロゾル生成物品を装置に使用する時に生成される主流煙の温度は35℃以上50℃未満、好ましくは45から48℃であってもよい。一般に、媒質部から生成されるエアロゾルが冷却フィルターに進入する時の温度は約60℃である。従来のエアロゾル生成物品の場合、進入したエアロゾルが冷却フィルターを通ることで得られる最終的な主流煙の温度が約50℃であることと比べて本発明によるエアロゾル生成物品は主流煙の温度が45から48℃であるため、改善された冷却効果を示す。
【0072】
本発明によるエアロゾル生成物品3は、ラッパー(wrapper、包装材)によって包装されることができる。具体的に、前記媒質部310及びチューブフィルター321は第1ラッパー331によって包装されることができる。例えば、前記第1ラッパー331は、耐油性を有する紙類の包装材であってもよい。
【0073】
また、前記冷却フィルター322及びマウスピースフィルター323は、第2ラッパー332によって包装されることができる。また、前記エアロゾル生成物品3全体は、第3ラッパー333によって再包装されることができる。例えば、第2ラッパー332及び第3ラッパー333は一般的な紙類包装材であってもよい。
【0074】
さらに、前記エアロゾル生成物品3は、第4ラッパー(未図示)を含むことができる。前記媒質部310及びチューブフィルター321の中で少なくとも一つは第4ラッパーによって包装されることができる。言い換えれば、前記媒質部310のみ第4ラッパーによって包装されることもでき、前記媒質部310及びチューブフィルター321が第4ラッパーによって包装されることもできる。例えば、前記第4ラッパーは紙類包装材であってもよい。
【0075】
前記第4ラッパーは、紙類包装材の一面または両面に所定の物質が塗布(または、コーティング)されることで生成される。ここで、所定物質の例としては、シリコンが該当されるが、これに限定されない。シリコンは温度による変化が少ないため、耐熱性、酸化されない耐酸化性、各種薬品に対する抵抗性、水に対する撥水性、または電気絶縁性などの特性を有する。ただし、シリコンではなくとも、上述した特性を有する物質であれば、制限されずに第4ラッパーに塗布(または、コーティング)されることができる。
【0076】
前記第4ラッパーは、本発明のエアロゾル生成物品3が燃焼される現象を防ぐことができる。例えば、前記媒質部310がヒーターによって加熱されると、エアロゾル生成物品3が燃焼される可能性がある。具体的に、前記媒質部310に含まれた物質のいずれか一つの発火点以上に温度が上昇される場合、エアロゾル生成物品3が燃焼されることができる。このような場合、第4ラッパーは不燃性物質を含むので、エアロゾル生成物品3が燃焼される現象を防ぐことができる。
【0077】
また、第4ラッパー334はエアロゾル生成物品3で生成される物質によってホルダーが汚染されることを防ぐことができる。前述したように、喫煙者の吸入によってエアロゾル生成物品3内で水分のような液体物質が生成されることができる。前記第4ラッパーが前記媒質部310及び/またはチューブフィルター321を包装することによって、エアロゾル生成物品3内で生成された液体物質がエアロゾル生成物品3の外部に漏れることが防止される。よって、ホルダーがエアロゾル生成物品3で生成された液体物質によって汚染される現象を防ぐことができる。
【0078】
また、本発明は、前記エアロゾル生成物品3を含むエアロゾル生成装置1を提供する。
【0079】
図4は、本発明の一具現例によるエアロゾル生成装置を図示した図面である。
【0080】
図4を参照すれば、前記エアロゾル生成装置1(またはホルダー)は、バッテリー110、制御部120及びヒーター130を含む。また、前記ホルダー1はケース140によって形成された内部空間を含む。前記ホルダー1の内部空間にはエアロゾル生成物品が挿入されることができる。
【0081】
図4に図示されたホルダー1には、本実施例と係る構成要素のみが図示されている。よって、図4に図示された構成要素の他に別の汎用的な構成要素がホルダー1にさらに含まれてもよいことを本実施例と係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば理解することができる。
【0082】
前記ホルダー1にエアロゾル生成物品が挿入されれば、前記ホルダー1はヒーター130を加熱する。エアロゾル生成物品内のエアロゾル生成物質は、加熱されたヒーター130によって温度が上昇し、これによってエアロゾルが生成される。生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成物品のフィルターを通じて使用者に伝達される。ただし、エアロゾル生成物品がホルダー1に挿入されない場合にもホルダー1はヒーター130を加熱することができる。
【0083】
前記ケース140はホルダー1から分離することができる。例えば、使用者がケース140を時計回りまたは反時計回りに回すことで、ケース140はホルダー1から分離されることができる。
【0084】
また、前記ケース140の末端141が形成する孔の直径は、ケース140とヒーター130によって形成された空間の直径に比べて小さく製作されることができ、この場合、前記ホルダー1に挿入される巻きタバコのガイド役目をすることができる。
【0085】
前記バッテリー110は、ホルダー1が動作するために利用される電力を供給する。例えば、前記バッテリー110はヒーター130が加熱されるように電力を供給することができ、前記制御部120が動作するために必要な電力を供給することができる。また、前記バッテリー110は、ホルダー1に取り付けられたディスプレイ、センサー、モーターなどが動作するために必要な電力を供給することができる。
【0086】
前記バッテリー110は、リチウムリン酸鉄(LiFePO)バッテリーであってもよいが、上述した例に限定されない。例えば、前記バッテリー110は、酸化リチウムコバルト(LiCoO)バッテリー、リチウムチタン酸塩バッテリーなどが該当される。
【0087】
また、前記バッテリー110は直径が10mmで、長さ37mmの円柱形状であってもよいが、これに限定されない。前記バッテリー110の容量は120mAh以上であってもよく、充電可能なバッテリーであるか、または使い捨て用バッテリーであってもよい。例えば、前記バッテリー110が充電可能な場合、バッテリー110の充電率(C‐rate)は10C、放電率(C‐rate)は16から20Cであってもよいが、これに限定されない。また、安定的に使用するために、前記バッテリー110は充/放電が8000回進められた場合も、全体容量の80%以上が確保できるように製作されることができる。
【0088】
前記バッテリー110の完全充電及び完全放電の可否は、バッテリー110に貯蔵された電力がバッテリー110の全体容量に対してどれほどの水準であるかによって判断されることができる。例えば、前記バッテリー110に保存された電力が全体容量の95%以上の場合、バッテリー110が完全に充電されたと判断することができる。また、前記バッテリー110に貯蔵された電力が全体容量の10%以下の場合、バッテリー110が完全に放電されたと判断することができる。しかし、前記バッテリー110の完全充電及び完全放電の可否に対する判断基準は、上述した例に限定されない。
【0089】
前記ヒーター130はバッテリー110から供給された電力によって加熱される。エアロゾル生成物品がホルダー1に挿入されれば、ヒーター130はエアロゾル生成物品の内部に位置する。よって、加熱されたヒーター130は、エアロゾル生成物品内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させることができる。
【0090】
前記ヒーター130は円柱と円錐が組み合わせられた形状であってもよい。例えば、前記ヒーター130は直径が約2mm、長さが約23mmである円柱形状を有し、ヒーター130の末端131は鋭角で仕上げることができるが、これに限定されない。言い換えれば、前記ヒーター130は、エアロゾル生成物品の内部に挿入できる形態であれば制限されずに該当される。また、前記ヒーター130は一部分のみ加熱されることもできる。例えば、前記ヒーター130の長さが23mmと仮定すれば、ヒーター130の末端131から12mmのみ加熱され、ヒーター130の残りの部分は加熱されないこともある。
【0091】
前記ヒーター130は電気抵抗性ヒーターであってもよい。例えば、前記ヒーター130には電気伝導性トラック(track)を含み、電気伝導性トラックに電流が流れることによって前記ヒーター130が加熱されることができる。
【0092】
安定的な使用のために、前記ヒーター130には3.2V、2.4A、8W規格による電力が供給されることができるが、これに限定されない。例えば、前記ヒーター130に電力が供給される場合、ヒーター130の表面温度は400℃以上に上昇することができる。前記ヒーター130に電力が供給され始めた時から15秒が超過する以前にヒーター130の表面温度は約350℃まで上昇することができる。
【0093】
前記ホルダー1には、別途温度感知センサーが備えられることができる。または、前記ホルダー1に温度感知センサーが備えられず、ヒーター130が温度感知センサーの役目をすることもできる。
【0094】
前記ヒーター130は、少なくとも一つの電気伝導性トラック(第1電気伝導性トラック及び第2電気伝導性トラック)で構成されることができる。
【0095】
前記電気伝導性トラックは電気抵抗性物質を含む。一例として、前記電気伝導性トラックは金属物質で製作されることができる。他の例として、前記電気伝導性トラックは、電気伝導性セラミック物質、炭素、金属合金またはセラミック物質と金属の合成物質で製作されることができる。
【0096】
また、前記ホルダー1は温度感知センサーの役目をする電気伝導性トラック及び温度感知センサーをいずれも含むことができる。
【0097】
前記制御部120はホルダー1の動作を全般的に制御する。具体的に、前記制御部120はバッテリー110及びヒーター130だけでなく、ホルダー1に含まれた別の構成の動作を制御する。また、前記制御部120はホルダー1の構成それぞれの状態を確認し、ホルダー1が動作可能な状態であるか否かを判断することもできる。
【0098】
前記制御部120は少なくとも一つのプロセッサを含む。プロセッサは複数の論理ゲートのアレイで具現されることもでき、汎用的なマイクロプロセッサと、このマイクロプロセッサで実行できるプログラムが保存されたメモリーの組み合わせによって具現されることもできる。また、別の形態のハードウェアで具現されることもできることを本実施例が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば理解することができる。
【0099】
例えば、前記制御部120はヒーター130の動作を制御することができる。前記制御部120はヒーター130が所定温度まで加熱されたり、適切な温度を維持できるように、ヒーター130に供給される電力量及び電力が供給される時間を制御することができる。
【0100】
また、前記制御部120はバッテリー110の状態(例えば、バッテリー110の残量など)を確認し、必要な場合アラーム信号を生成することができる。
【0101】
また、前記制御部120は、使用者の吸入有無及び強度を確認することができ、吸入の数をカウンティングすることができる。また、前記制御部120は、ホルダー1が作動している時間を引き続き確認することができる。
【0102】
一方、前記ホルダー1は前述したバッテリー110、制御部120及びヒーター130の他に汎用的な構成をさらに含むことができる。
【0103】
例えば、前記ホルダー1は、視覚情報を出力できるディスプレイまたは触覚情報を出力するためのモーターを含むことができる。一例として、前記ホルダー1にディスプレイが含まれる場合、制御部120はディスプレイを通じて使用者にホルダー1の状態に対する情報(例えば、ホルダーの使用可能可否など)、ヒーター130に対する情報(例えば、予熱スタート、予熱進行、予熱完了など)、バッテリー110と係わる情報(例えば、バッテリー110の残りの容量、使用可能可否など)、ホルダー1のリセットと係わる情報(例えば、リセット時期、リセット進行、リセット完了など)、ホルダー1の掃除と係わる情報(例えば、掃除時期、掃除の必要、掃除進行、掃除完了など)、ホルダー1の充電と係わる情報(例えば、充電必要、充電進行、充電完了など)、パフと係わる情報(例えば、パフ回数、パフ終了予告など)または安全と係わる情報(例えば、使用時間経過など)などを伝達することができる。他の例として、前記ホルダー1にモーターが含まれる場合、制御部120はモーターを利用して振動信号を生成することで、使用者に上述した情報を伝達することができる。
【0104】
また、前記ホルダー1は、使用者がホルダー1の機能を制御できる少なくとも一つの入力装置(例えば、ボタン)及び/またはクレドル2と組み合わせられる端子を含むことができる。例えば、使用者はホルダー1の入力装置を利用して多様な機能を行うことができる。使用者が入力装置を押す回数(例えば、1回、2回など)または入力装置を押している時間(例えば、0.1秒、0.2秒など)を調節することで、ホルダー1の複数の機能の中で所望の機能を行うことができる。使用者が入力装置を作動させることによって、ホルダー1はヒーター130を予熱する機能、ヒーター130の温度を調節する機能、巻きタバコが挿入される空間を掃除する機能、ホルダー1が作動可能な状態であるかを点検する機能、バッテリー110の残高(可用電力)を表示する機能、ホルダー1のリセット機能などが行われることができる。しかし、ホルダー1の機能は上述した例に限定されない。
【0105】
また、前記ホルダー1は、吸入感知センサー、温度感知センサー及び/またはエアロゾル生成物品の挿入感知センサーを含むことができる。例えば、吸入感知センでは一般的な圧力センサーによって具現されることができ、エアロゾル生成物品の挿入感知センサーは一般的な静電容量型センサーまたは抵抗センサーによって具現されることができる。また、ホルダー1は、巻きタバコが挿入された状態でも外部の空気が流入/流出される構造で製作されることができる。
【0106】
以下、本発明を理解しやすくするために好ましい実施例を提示するが、下記実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で多様な変更及び修正が可能であることは当業者にとって自明なことであり、このような変形及び修正が添付の特許請求範囲に属することも当然である。
【0107】
製造例
[製造例1]粒子型冷却材の製造
高分子射出成形の方法で長方向の長さの平均が3.4mmであり、材質がポリ乳酸である球形の粒子型冷却材を製造した。
【0108】
[製造例2]粒子型冷却材の製造
高分子物質を溶融して押出した後、水の中で一定の長さで切る(under water cutting)方法で長方向の長さ平均が2.4mmであり、材質がポリ乳酸である楕円形の粒子型冷却材を製造した。
【0109】
[製造例3]チューブフィルターの製造
成形棒を利用してセルロースアセテートトウを成形した方法で十字型の内部中空断面を有するセルロースアセテート材質のチューブフィルターを製造した。
【0110】
[製造例4]チューブフィルターの製造
成形棒を利用してセルロースアセテートトウを成形した方法で星形の内部中空断面を有するセルロースアセテート材質のチューブフィルターを製造した。
【0111】
実施例及び比較例
[実施例1]
媒質部、チューブフィルター、冷却フィルター及びマウスピースフィルターを含むエアロゾル生成物品を製造した。
この時、媒質部は板状葉基盤の刻みタバコを使用し、前記チューブフィルターは前記製造例3で製造されたチューブフィルターを使用した。また、前記冷却フィルターは前記製造例1で製造された粒子型冷却材を70体積%の割合で充填されたものを使用し、前記マウスピースフィルターはアセテートフィルターを使用した。
【0112】
[実施例2]
冷却フィルターを製造する時、前記製造例2で製造された粒子型冷却材を使用したことを除いては、前記実施例1と同様にしてエアロゾル生成物品を製造した。
【0113】
[実施例3]
チューブフィルターで前記製造例4で製造されたチューブフィルターを使用したことを除いては、前記実施例1と同様にしてエアロゾル生成物品を製造した。
【0114】
[実施例4]
チューブフィルターで前記製造例4で製造されたチューブフィルターを使用し、冷却フィルターを製造する時、前記製造例2で製造された粒子型冷却材を使用したことを除いては、前記実施例1と同様にしてエアロゾル生成物品を製造した。
【0115】
[比較例1]
内部中空断面が直径35mmの円形であるチューブフィルターを使用し、冷却フィルターでPLA織造物(ソリョン商事製造)を使用したことを除いては、前記実施例1と同様にしてエアロゾル生成物品を製造した。
【0116】
実験例1.チューブフィルターの比較
実施例1、実施例3及び比較例1で使用されたチューブフィルターの内部中空の大きさを測定して内部中空の断面積、体積、周り及び表面積を計算した。同一な外径及び長さを有し、内部に中空がないことを対照区で使用した。この時、得られた結果は下記表1に示す。
【表1】
【0117】
前記表1を参照すれば、内部中空の断面が多角形の場合、円形の場合に比べて内部断面積と体積は減少し、内部の周り及び表面積は増加することを確認することができる。具体的に、対照区に対する割合を見れば、比較例1の場合、断面積及び体積が25%であることに比べて、実施例1及び3の場合、それぞれ21.8%及び14.9%で減った。一方、周り及び表面積は内部断面が円形の比較例1は50.0%である一方、十字架型及び星形の実施例の場合、それぞれ83.0%及び70.5%で増加した。これにより、エアロゾルが通過する通路の体積が小さくなってもエアロゾルとの接触面積が増加することを確認することができる。
【0118】
実験例2.性能評価
実施例及び比較例で製造されたエアロゾル生成物品のろ過及び冷却性能を評価するために、下記のような実験を行った。
喫煙と同一な条件で8回のパフを遂行した。この時、各々のパフの体積が55ml、パフ長続時間が2秒、パフ間隔は30秒であった。これより得られた煙の成分と温度を測定した。この時、得られた結果を下記表2に示す。
【表2】
【0119】
前記表2を通じて、実施例のエアロゾル生成物品の場合、比較例に比べて発生する煙内の水分含量が低く、主流煙及び口部であるマウスピースフィルターの前端と表面の温度も低いことを確認することができる。
【0120】
また、煙成分を分析した結果、実施例及び比較例のTPM及びニコチン成分の履行量が類似な水準であることを確認することができる。
【0121】
このような結果より、本発明によるエアロゾル生成物品のろ過及び冷却性能が比較例に比べて優れることを確認することができる。
【0122】
実験例3.官能特性評価
実施例及び比較例で製造されたエアロゾル生成物品の官能特性を評価するために、下記のような実験を行った。
【0123】
官能特性評価は高度に訓練されたタバコ味関連官能特性専門家集団に対して実施例及び比較例のエアロゾル生成物品のブラインドテストを行った。具体的に
煙霧量(煙の量)、吸われる性能、口部熱感、主流煙熱感、喫味の強さ、刺激性、全体的タバコ味の7つ項目に対する評価を行い、5点満点を基準にして評価した。この時、得られた結果を下記表3に示す。
【表3】
【0124】
前記表3を参照すれば、官能特性評価結果、全般的な属性において従来製品である比較例1と同等以上を表すことが分かる。特に、否定的属性である喫煙者が感じるタバコ味(ニコチン成分)の強度に係わる喫味強度と喫煙後に感じられる苦みと係わる刺激性の場合、実施例が比較例に比べて高い満足度を有することを確認することができた。
【符号の説明】
【0125】
3:エアロゾル生成物品
310:媒質部
320:フィルター部
321:チューブフィルター
322:冷却フィルター
323:マウスピースフィルター
324:カプセル
325:粒子型冷却材
1:エアロゾル生成装置
110:バッテリー
120:制御部
130:ヒーター
131:ヒーター130の末端
140:ケース
141:ケース140の末端
【図1】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図4】
【国際調査報告】