KR20230102574A - 궐련 스틱용 점화 시스템 및 이를 장착한 궐련 스틱 - Google Patents
궐련 스틱용 점화 시스템 및 이를 장착한 궐련 스틱 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 화학반응을 이용한 열원부를 제공하여 가열식 담배와 유사한 가열 구조의 전통형 궐련에 관한 것으로서, 흡연 장소의 환경 조건과 무관하게 착화할 수 있는 점화 시스템이 부착된 궐련 스틱의 제공으로 소비자의 편의를 도모할 수 있다.
Description
본 발명은 촉매 자극에 의해 화학반응이 발생하는 열원을 포함하는 궐련 스틱용 점화 시스템과 이를 장착한 권력 스틱 및 상기 자극을 발생시키는 착화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 흡연 물품은 정신적인 스트레스를 해소하기 위해 많은 사람들이 사용하고 있는 기호품으로써, 주원료는 밭에서 재배되는 담배에서 그 잎만을 채취하여 사용하며 채취한 담배 잎은 건조시켜 소정의 크기를 갖도록 잘게 자르고, 미세한 분말로된 코코아를 소정의 비율로 혼합하여 구수한 맛이 배어 나오도록 한 담배 가루(각초)로 만든다.
전통적인 궐련과 가연성 탄소 열원은 궐련 끝단부에 라이터나 성냥 등의 점화수단을 통해 착화하여 소비된다. 한편, 바람이 부는 등 기후의 조건이나 궐련 착화부(예를들어, 가연성 탄소) 조건에 따라 라이터 또는 성냥에 의한 착화가 용이하지 않은 문제가 있다.
한편, 최근 흡연 물품 개발 분야에 있어서, 담배 함유 매질과 같은 에어로졸 형성 매질을 연소보다는 가열하는 에어로졸 발생 물품, 소위 가열식 담배가 개발되어 널리 이용되고 있다. 에어로졸 발생 물품을 사용하는 시스템으로는 예를 들어 니코틴 함유 에어로졸을 생성하기 위해 담배 함유 매질을 200℃ 이상으로 가열시키는 시스템이 있다. 상기 에어로졸 발생을 위한 가열 시스템이 장착된 디바이스는 가열식 담배의 소비를 위해 필연적으로 요구된다. 상기 디바이스는 담배 함유 매질에 고르게 열을 전달하기 위한 시스템으로 내부 가열식, 외부 가열식, 하이브리드식이 있으며, 내부 가열식은 디바이스의 블레이트 형 또는 침 형의 히터(가열기)가 권련 스틱 내의 담배 함유 매질(담배 물질) 내부를 관통하여 내부 삽입됨으로써 담배를 내부로부터 가열시키고, 외부가열식은 디바이스의 궐련 스틱 삽입공간을 둘러싸고 있는 원통형 히터가 스틱 궐련 내의 담배 물질을 외부로부터 가열하는 방식에 따른다.
본 발명은 가열식 담배와 같은 가열 구조를 전통형 궐련에 적용하고자, 화학반응을 이용한 열원부를 궐련에 부착하고 전용 착화장치를 제공하여 흡연 물품 소비시 착화의 용이 및 편의를 도모하고자 완성되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가열식 담배와 같은 가열 구조를 전통형 궐련에 적용하여 담배 함유 매질에 고른 열 전달이 가능하도록 고안된 궐련 스틱용 점화 시스템과 상기 시스템이 장착된 궐련 스틱을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 궐련 스틱용 점화 시스템에 점화를 위한 착화장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 착화장치에 상기 점화 시스템이 장착된 궐련 스틱을 접촉시켜 상기 열원의 화학반응을 유도함으로써 담배 함유 매질로부터 에어로졸을 발생시키는 방법을 제공한다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 화학반응을 이용한 열원부를 제공하여 가열식 담배와 유사한 가열 구조의 전통형 궐련을 제공한다. 본 발명은 흡연 장소의 환경 조건과 무관하게 착화하여 소비자의 편의를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 궐련 스틱용 열원의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 열원이 장착된 궐련 스틱의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 열원이 장착된 궐련 스틱의 구성을 나타낸 것이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 궐련 스틱용 점화 시스템의 일 구성예를 보여준다.
본 발명의 궐련 스틱용 점화 시스템은 원통형 열원부(20)와 그 일단면에 위치하는 금속패키지(10) 및 상기 금속패키지에 부착된 금속 단자(11)를 포함한다.
상기 열원부(20)은 화학반응물질(21)로 충진되거나 이로 이루어질 수 있다.
상기 화학반응물질(21)은 고체 금속 파우더로 구성될 수 있다. 고체 금속 파우더는 높은 에너지 밀도를 가지며 액상이나 기체상에 비하여 반응에 대한 안정성이 뛰어난 장점이 있다. 또한, 상기 고체 금속 파우더는 초기의 작은 에너지로 점화를 시작할 수 있다.
상기 화학반응물질(21)은 주원료로 금속 환원제 및 산화제를 포함한다.
상기 금속 환원제 및 산화제는 파우더 형태일 수 있으며, 금속 환원제 및 산화제 파우더의 크기는 0.1 내지 200 um 일 수 있고, 바람직하게는 30 내지 150 um 일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 50 내지 100 um 일 수 있다.
또한, 상기 화학반응물질(21)은 부원료로 겔화제 및 계면활성제를 포함할 수 있다.
상기 화학반응물질(21)은 주원료와 부원료를 각 중량을 기준으로 7~9 : 3~1의 비율로 포함할 수 있다.
상기 화학반응물질(21)에 포함되는 파우더 형태의 고체 금속 환원제는 알루미늄(Al) 지르코늄(Zr), 보론(B), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 및 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있으며, 상기 파우더 형태의 산화제는 반응 시 산소를 제공할 수 있는 것이라면 제한되지 아니하며, 그 비제한적 예로는 과염소산칼륨(KClO4), 바륨크로메이트(BaCrO4), 다이크로뮴산칼륨(K2Cr2O7), 산화철(²2O3) 등이 있다.
도 2는 상술한 점화 시스템이 장착된 궐련 스틱의 일 구성예를 보여준다.
본 발명의 궐련 스틱은 원통형상으로 상술한 점원 시스템이 일 측면에 포함되고, 상기 시스템에 근접한 순서대로 액상부(30), 매질부(40), 냉각부(50), 및 필터부(60)를 포함하며, 상기 시스템 상의 열원부(20)에서 발생하는 열을 매질부까지 전달하기 위한 열전달부(22)를 포함한다.
상기 액상부(30)는 풍미제, 보습제 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 화합물과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 풍미제는 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 또는 커피 등을 포함할 수 있다. 또한, 습윤제는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 궐련 스틱은 매질부의 종류에 따라 본 발명의 궐련 스틱은 액상부(30)를 포함하지 않을 수 있다.
상기 매질부(40)는 담배 함유 매질로 충진되고, 상기 매질부에 충진되는 담배 함유 매질은 각초 또는 재구성 담배(reconstituted tobacco)일 수 있다. 상술한 재구성 담배는 주름진 시트가 접힌 형태일 수 있으며, 재구성 담배 시트가 세절된 복수의 담배 가닥의 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 매질부는 복수의 담배 가닥들이 서로 같은 방향(평행)으로 또는 부작위로 합쳐져서 형성될 수 있다. 하나의 담배 가닥은 가로 길이가 1 mm, 세로 길이가 12mm, 두께(높이)가 0.1 mm인 직육면체 형상으로 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 한편, 본 발명의 매질부는 통상적인 전통형 궐련에 적용하는 각초로 충진될 수 있다.
상기 매질부(40)는 재구성 담배 시트로 충진되는 것과 비교하여 담배 가닥들로 충진되는 경우 보다 많은 양의 에어로졸이 발생될 수 있으며, 담배 가닥들로 충진되는 것과 비교하여 분쇄된 형상의 재구성 담배 또는 각초로 충진되는 경우 보다 많은 양의 에어로졸이 발생될 수 있다. 담배 시트 보다 담배 가닥들이, 담배 가닥보다는 분쇄된 입상 담배가 열전달부(22) 내지 열원부(20)로부터 원할하게 매질부 내부의 담배 함유 매질까지 열이 전달될 수 있다.
상기 냉각부(50)는 열전달부(22) 내지 열원부(20)가 매질부를 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다. 상기 냉각부는 폴리락트산으로 제작될 수 있다. 상기 냉각부는 단위 면적 당 표면적(즉, 에어로졸과 접촉하는 표면적)을 늘리기 위하여 다양한 형태들로 제작될 수 있다.
상기 필터부(60)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있으며, 중공을 포함하는 리세스 필터로 제작될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 열전달부(22)는 열 전도도가 높은 물질이라면 제한되지 아니하며, 그 비제한적 예로는 탄소 소재가 있다. 상기 열전달부(22)는 열원부(20)와 매질부(40)을 둘러싸는 얇은 페이퍼 형상으로 제공되어 외부가열식 전자담배와 유사하게 열원부로부터 제공받은 열 에너지를 매질부로 전달할 수 있다.
한편, 본 발명의 궐련 스틱은 외부 궐련지(70)으로 옆면이 둘러 쌓여 제공될 수 있다. 외부 궐련지(70)은 종이류 포장재의 일 표면 또는 양 표면에 소정의 물질이 도포(또는, 코팅)됨으로써 생성될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절 연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 외부 궐련지(70)에 도포(또는 코팅)될 수 있다.
외부 궐련지(70)는 궐련 스틱이 연소되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 매질부(40)가 열전달부(22) 내지 열원부(20)에 의하여 가열되면, 궐련 스틱이 연소될 가능성이 있다. 구체적으로, 매질부(40)에 포함된 물질들 중 어느 하나의 발화점 이상으로 온도가 상승될 경우, 궐련 스틱이 연소될 수 있다. 이러한 경우에도, 외부 궐련지(70)는 불연성 물질을 포함하므로, 궐련 스틱이 연소되는 현상이 방지될 수 있다.
한편, 본 발명의 열원부(20) 내부의 화학반응물질이 포함하는 금속 환원제의 종류와 크기에 따라 화학반응에 필요한 활성화 에너지가 달라질 수 있다. 상술한 화학반응물질 크기와 금속 환원제 종류 조건 하에서 화학반응에 필요한 활성화 에너지는 0.1 내지 10 mJ 이다.
본 발명은 열원부(20)에 상기 활성화 에너지를 전달하기 위하여 열원부(20)의 일 단면에 금속단자(11)를 포함하는 금속패키지(10)을 위치시킨다. 금속패키지는 히터로 작용하며 열원부에 라이터 등을 이용하여 직접 열을 전달하는 것과 비교하여 열원부 내부에 고르게 열을 전달할 수 있다.
상기 금속패키지(10)는 별도의 착화장치(100)를 통해 전기를 공급받는다. 구체적으로, 금속패키지의(10)의 금속단자(11)는 5~30V 전압, 10~300㎌ 커패시터의 소형 배터리 및 정전압 레귤레이터를 포함하는 착화장치(100)와 접촉하여 전류를 인가받는다.
착화장치(100)는 금속단자(11)를 통해 금속 패키지에 전류를 인가할 수 있는 형태라면 제한되지 아니하며, 시판중인 가열식 전자담배와 유사한 형태로 본 발명의 궐련 스틱을 삽입할 수 있는 형상일 수 있다.
상기 착화장치(100)은 연전달부(22)의 온도를 감지하는 센서부를 포함할 수 있으며, 상기 센서부를 통해 감지되는 온도가 특정 온도에 도달하면 진동, 점등, 또는 소리 등의 신호를 발생할 수 있는 작동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예시에 따르면 점화 시스템이 부착된 궐련 스틱을 착화장치(100)에 삽입하면 착화장치에서 금속단자(11)를 통해 전기가 공급되면서 열원부(20) 내부에 화학반응이 일어나며, 열원부(20)에 의해 가열되는 열전달부(22)가 특정 온도에 도달하면 착화장치에서 진동, 점등, 또는 소리 등의 신호를 발생하게 되며, 상기 신호를 감작한 사용자가 착화장치(100)로부터 궐련 스틱을 제거하여 전통형 궐련과 동일한 방법으로 점화 시스템이 부착된 궐련 스틱의 필터부를 통해 흡입하여 에어로졸을 흡인할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
금속단자(11)
금속패키지(10)
열원부(20)
화학반응물질(21)
열전달부(22)
액상부(30)
매질부(40)
냉각부(50)
필터부(60)
외부 궐련지(70)
착화장치(100)
금속패키지(10)
열원부(20)
화학반응물질(21)
열전달부(22)
액상부(30)
매질부(40)
냉각부(50)
필터부(60)
외부 궐련지(70)
착화장치(100)
Claims (12)
- 금속 단자가 부착된 금속패키지와
금속패키지와 접촉하는 열원부를 포함하는 궐련 스틱용 점화 시스템으로서,
상기 열원부는 고체 금속 및 산화제를 포함하는 것인, 점화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 고체 금속은 파우더 형태이고,
상기 고체 금속은 알루미늄(Al) 지르코늄(Zr), 보론(B), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 및 티타늄(Ti)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 궐련 스틱용 점화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 산화제는 파우더 형태이고,
상기 산화제는 과염소산칼륨(KClO4), 바륨크로메이트(BaCrO4), 다이크로뮴산칼륨(K2Cr2O7), 및 산화철(²2O3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 궐련 스틱용 점화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 열원부는 겔화제 및 계면활성제를 추가로 포함하는 것인, 궐련 스틱용 점화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 열원부는 원통 형상인 것인, 궐련 스틱용 점화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 열원부는 열전도도가 높은 열전달부로 외면이 둘러쌓인 것인, 궐련 스틱용 점화 시스템. - 제1항의 궐련 스틱용 점화 시스템이 포함된 궐련 스틱으로서,
상기 궐련 스틱은 원통형상으로,
제1항의 점화 시스템을 일 말단에 포함하고, 타 말단에는 필터부를 포함하며,
상기 열원과 접촉하는 매질부, 및
상기 매질부 및 필터부에 각 말단을 포함하는 냉각부를 포함하는, 궐련 스틱. - 제7항에 있어서,
상기 궐련 스틱은 열원부와 매질부 사이에 액상부를 추가로 포함하는, 궐련 스틱. - 제7항에 있어서,
상기 궐련 스틱은 열원부와 매질부의 외면을 감싸는 하나의 열전달부를 포함하는 것인, 궐련 스틱. - 제7항에 있어서,
상기 궐련 스틱은 금속패키지를 제외한 열원부, 매질부, 냉각부, 및 필터부의 외면을 감싸는 하나의 외부 궐련지를 포함하고,
상기 외부 궐련지는 내열성 물질로 코팅된 종이류 포장재인, 궐련 스틱. - 제7항의 궐련 스틱이 삽입되는 입구와 마주보는 타면에 5~30V 전압을 가할 수 있는 10~300㎌ 커패시터의 소형 배터리 및 정전압 레귤레이터를 포함하는 착화장치.
- 제11항에 있어서,
상기 착화장치는 궐련 스틱 외면의 온도를 감지할 수 있는 센서부;
상기 센서부에서 특정 온도를 감지하면 진동, 점등, 및/또는 소리의 신호를 발생하는 작동부를 포함하는 것인, 착화장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |