발화 캡슐을 포함하는 담배

발화 캡슐 및 발화 캡슐을 포함하는 담배{The ignition capsule and cigarette comprising the same}

본 발명은 발화 캡슐 및 발화 캡슐이 내장된 담배에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물과 과산화나트륨이 포함된 캡슐에 압력을 가하여 연소반응 시키는 발화 캡슐과 상기 발화 캡슐을 포함하여 인화성 물질이 별도로 필요하지 않은 발화 캡슐이 포함된 담배에 관한 것이다.

담배는 담뱃잎을 주재료로 담뱃잎을 태워 흡연하는 제품이다. 현재 시장에 유통되고 있는 담배의 경우 인화성 물질이 포함되어 있지 않아 라이터와 성냥개비와 같은 인화성 기구를 별도로 구비하여야 한다.

또한 태풍이나 강한 바람이 불 경우 발화성물질의 불씨를 보존하기 힘들어 담배를 태우는데 불편함이 발생한다.

발화는 물질이 공기 중에서 가열되어 연소의 시작되는 현상이며, 발화성 물질로 만들어진 물건의 대표적인 예로 성냥과 라이터가 있다. 하지만 이들은 인(P)이나 가연성가스가 마찰 장치에 의해 발화하게 되며 상당한 부피를 차지하고 있기 때문에 담배와 함께 포함되어진 상태에서 유통이 되지 않는다.

상기 문제를 해결하기 위하여 한국 등록실용 제 20-0378061호(발화수단이 부가된 담배)는 담배의 선단부에 발화수단을 부가하여 흡연 시 점화장치의 부재로 인한 흡연자의 불편함을 해소시키고, 별도의 성냥이나 라이타 등의 별도 구매로 인한 경제적 손실을 줄일 수 있는 발화수단이 구비된 담배에 관한 것이지만, 담배갑의 적린수단과 담배의 발화수단의 마찰시, 담배가 부러지기 쉬운 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 물과 과산화 나트륨이 포함된 캡슐에 압력을 가하여 연소반응시키는 발화 캡슐을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 발화 캡슐을 내장하여 인화성 물질이 별도로 필요하지 않은 발화 캡슐이 포함된 담배를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 발화 캡슐의 과연소를 방지하기 위한 과연소 방지부가 형성된 발화 캡슐이 포함된 담배를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발화 캡슐은 연소 반응을 하기 위한 과산화나트륨 저장부와 물 저장부를 포함하며, 외부 압력에 의해 발화캡슐의 외형이 파손되어 상기 저장된 과산화나트륨 및 물이 [화학식 1]에 의해 반응하며, 상기 물 저장부와 상기 과산화나트륨 저장부의 비는 1 : 5 내지 15인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과산화나트륨 저장부는 과산화나트륨 분말 및 과산화나트륨 분말을 포함하는 캡슐 형상 중 어느 하나이며, 상기 물 저장부는 캡슐 형상인 것을 특징으로 하며, 상기 캡슐은 연질 캡슐인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발화 캡슐을 포함하는 담배는 담배잎이 포함되며, 상단부와 하단부로 구성되는 담배잎부와 상기 담배잎부를 감싸는 담배종이부와 유해 물질을 걸러내기 위한 필터부와 담배잎부의 하단부에 구비되며, 압력을 받으면 터져 연소되는 발화 캡슐과 상기 발화 캡슐의 주변부에 형성되며, 상기 발화 캡슐의 과연소를 방지하기 위한 과연소 방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과연소 방지부는 단위 면적당 연소하기 위한 산소요구량을 높이기 위하여 담배잎을 조밀하게 형성하는 담배잎 압축부와 상기 담배잎부의 상단부와 하단부의 경계선에 구비되며, 소정의 수의 기공이 형성된 경계막과 상기 담배종이부 상의 상기 경계선 주변부에 형성되며, 띠 형상을 가지는 경계띠 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발화 캡슐에 의하면, 물과 과산화 나트륨이 포함된 캡슐에 압력을 가하여 연소반응시키는 발화 캡슐을 제공하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 발화 캡슐이 포함된 담배에 의하면, 상기 발화 캡슐을 내장하여 인화성 물질이 별도로 필요하지 않은 발화 캡슐이 포함된 담배를 제공하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 발화 캡슐이 포함된 담배에 의하면, 상기 발화 캡슐의 과연소를 방지하기 위한 과연소 방지부가 형성된 발화 캡슐이 포함된 담배를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발화 캡슐의 외부를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 과산화 나트륨 저장부와 물 저장부가 발화 캡슐에 포함되는 실시예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 발화 캡슐이 포함된 담배의 구조를 도시한 측단면도와 발화 캡슐이 포함된 담배를 보여주는 사진.
도 4는 본 발명에 따른 발화 캡슐이 포함된 담배의 과연소 방지부를 보여주는 도면.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 발화 캡슐 및 발화 캡슐이 내장된 담배에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물과 과산화 나트륨이 포함된 캡슐에 압력을 가하여 연소반응시키는 발화 캡슐과 상기 발화 캡슐을 포함하여 인화성 물질이 별도로 필요하지 않은 발화 캡슐이 포함된 담배에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 발화 캡슐의 외부를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 과산화 나트륨 저장부와 물 저장부가 발화 캡슐에 포함되는 실시예를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 발화 캡슐이 포함된 담배의 구조를 도시한 측단면도와 발화 캡슐이 포함된 담배를 보여주는 사진이고, 도 4는 본 발명에 따른 발화 캡슐이 포함된 담배의 과연소 방지부를 보여주는 도면이다.

발화는 가연물과 산소공급원이 존재하고 불꽃이 없을 때 가연물에서 점화가 되는 현상을, 인화는 가연물과 산소공급원이 존재하고 불꽃이 있을 때 가연물에서 점화가 일어나는 현상을 일컫지만, 본 발명에서는 통상적으로 연소되는 현상을 발화 및 인화로 정의하여 사용한다. 즉, 발화와 인화를 별개의 것으로 정의하지 않고, 불이 붙는 현상/물질을 발화/발화성 물질 또는 인화/인화성 물질로 정의하여 사용한다.

도 1은 본 발명에 따른 발화 캡슐의 외부를 보여주는 도면으로서, 본 발명에 따른 발화 캡슐은 연소 반응을 하기 위한 과산화나트륨 저장부와 물 저장부를 포함한다.

외부 압력에 의해 상기 발화 캡슐의 외형이 파손되어 상기 저장된 과산화나트륨 및 물이 하기 화학식 1에 의해 반응한다.

보다 상세하게는 상기 발화 캡슐에 외부 압력을 가하여 상기 발화 캡슐 내의 과산화나트륨과 물이 반응하여 수산화나트륨, 산소 및 열에너지를 발생하는 연소 반응을 하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 과산화나트륨 저장부와 물 저장부가 발화 캡슐(10)에 포함되는 실시예를 보여주는 것으로서, 상기 과산화나트륨 저장부(11)는 과산화나트륨 분말 및 과산화나트륨 분말을 포함하는 캡슐 형상 중 어느 하나이며, 상기 물 저장부(12)는 캡슐 형상인 것을 특징으로 한다.

또한 발화 캡슐(10)과 발화 캡슐 내에 포함되는 캡슐 형상의 과산화나트륨 저장부(11)와 물 저장부(12)에 사용되는 캡슐은 연질 캡슐로 형성된다.

캡슐은 단단한 정도에 따라 크게 경질캡슐과 연질캡슐로 나뉘게 되며, 일반적으로 캡슐의 주성분이 되는 글리세린의 함유량이 30% 이하이면 연질 캡슐, 50% 이상이면 경질캡슐이 된다.

경질 캡슐은 분말상 또는 알갱이를 담을 때 사용하며, 젤라틴과 백당의 주원료에 글리세린, 한천, 착색제, 보존제 등을 첨가해 만들며, 반면에 연질 캡슐은 액체상의 물질을 담을 때 사용하며, 젤라틴, 글리세린, 솔비톨 등으로 제조된다.

본 발명에 따른 캡슐은 압력에 의해 캡슐이 터지면서 연소반응을 일으킬 수 있도록 연질 캡슐로 형성되며, 소정의 두께로 제작하여 사용자가 압력을 가할 시 터질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 발화 캡슐(10)내에 포함되는 캡슐상의 과산화나트륨 저장부나 물 저장부는 상기 발화 캡슐의 두께보다 얇게 제작하여 압력을 가했을 때 캡슐이 터지지 않아 반응이 발생하지 않는 것을 방지할 수 있다.

(a)는 분말상의 과산화나트륨 저장부(11)가 캡슐상의 물 저장부(12)를 둘러싸고 있는 형상이며, (b)는 물 저장부가 복수 개로 형성된 것, (c)는 과산화나트륨 저장부와 물저장부를 모두 캡슐상으로 제조한 것, (d)는 상기 캡슐들이 복수개로 구비된 것이다.

상기 과산화나트륨 저장부(11)와 물 저장부(12)의 캡슐의 크기와 개수를 조절함으로써 화력을 조절할 수 있다.

표 1에서 본 발명에 따른 과산화 나트륨과 물의 비를 달리한 실시예를 보여주는 것으로서, 과산화나트륨과 물의 비에 따라 불의 세기를 달리하였으며, 비를 조절하여 불의 세기를 달리할 수 있다.

불의 세기는 1~2로 충분히 발화가 가능하며, 그 이상이 되면 필요 이상의 불의 세기를 가져 화재의 위험성을 가질 수 있기에, 상기 물 저장부와 과산화나트륨 저장부의 비는 1: 5내지 15의 값을 가진다.

본 발명은 사용자의 필요시 간편하게 소정의 압력을 가하여 발화 캡슐 내의 과산화나트륨과 물을 연소 반응시키는 휴대가 간편한 인화성 물질을 제공한다.

한편, 담배는 담뱃잎을 주재료로 담뱃잎을 태워 흡연하는 제품으로서, 현재 시장에 유통되고 있는 담배의 경우 인화성 물질이 포함되어 있지 않아 라이터와 성냥개비와 같은 인화성 기구를 별도로 구비하여야 한다. 또한 태풍이나 강한 바람이 불 경우 발화성물질의 불씨를 보존하기 힘들어 담배를 태우는데 불편함이 발생한다.

상기 문제를 해결하기 위하여 종래에 따른 발화수단이 부가된 담배(한국 등록실용 제 20-0378061호)는 담배갑에 적린수단을 구비하고, 담배의 선단부에 발화수단을 구비하여, 상기 적린수단과 상기 발화수단을 마찰함으로써 발화시키는 담배를 제시하였다.

하지만, 상기 인용발명은 상기 적린수단과 상기 발화수단의 마찰시 담배가 부러질 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 발화 캡슐을 담배에 구비하여 라이터와 성냥 등의 인화성 물질이 별도로 필요하지 않은 발화 캡슐이 포함된 담배를 제공한다.

도 3은 본 발명에 따른 (a)발화 캡슐이 포함된 담배의 구조를 보여주는 측단면도와 (b)발화 캡슐이 포함된 담배를 보여주는 사진이다.

상기 발화 캡슐이 포함된 담배(20)는 담배잎이 포함되며, 상단부(31)와 하단부(32)로 구성되는 담배잎부(30)와 상기 담배잎부를 감싸는 담배종이부(33)와 유해 물질을 걸러내기 위한 필터부(40)와 담배잎부의 하단부에 구비되며, 외부 압력을 받으면 터져 연소되는 발화 캡슐(10)과 상기 발화 캡슐의 주변부에 형성되며, 상기 발화 캡슐의 과연소를 방지하기 위한 과연소 방지부(50)를 포함한다.

담배잎부(30)는 재배된 담배잎을 건조실에서 뜨거운 바람으로 일주일 정도 건조하는 벌크 건조법이나 자연적인 조건에서 3~4주 동안 천천히 말리는 공기 건조법 등으로 제조되며, 담배잎 내부에는 수많은 기공이 존재한다.

마섬유 및 펄프로 제조되는 담배 종이부(33)는 표면에 미세한 탄산 칼슘 분말이 입혀져 있어 담배가 타들어갈 때 탄산 칼슘이 분해되면서 이산화탄소가 발생하여 산소 공급을 방해하여 담배가 천천히 타들어가게 하는 역할을 한다.

또한, 필터부(40)는 담배잎이 연소될 시 발생하는 일산화탄소, 질소화합물 등을 분해하거나 니코틴, 타르와 같은 미립자 등을 걸러내며, 흡착능력을 강화시킨 아세테이트 섬유나 활성탄 등을 재료로 이용한다.

한편, 상기 과산화나트륨과 물의 연소반응으로 담배 종이에 불이 붙기 위해서는 상기 과산화나트륨 연소시 발생되는 열량이 종이가 승화할 때 발생하는 열량과 종이연소시 필요한 열량의 합보다 커야한다.

과산화나트륨 연소 시 발생되는 열량은 225cal/g이고, 종이가 승화할 때 발생하는 열량은 141cal/g이며, 종이연소시 필요한 열량은 수학식 1에서 보여준다.

종이의 발화점은 240℃, 실내온도는 20℃ 기준이다.

종이에 불이 붙을 때 필요한 열량은 37. 60 cal/g 으로 과산화나트륨 연소시 발생하는 열량(225cal/g)이 종이가 승화할 때 발생하는 열량과 종이연소시 필요한 열량의 합(178.6 cal/g)보다 커 담배종이에 불이 붙을 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 발화 캡슐이 포함된 담배의 과연소 방지부를 보여주는 도면으로서, 상기 과연소 방지부(50)는 상기 발화 캡슐의 주변부에 형성되어 상기 발화 캡슐의 과연소를 방지하기 위하여 담배잎 압축부(51)와 경계막(52) 및 경계띠(53) 중 어느 하나 이상을 포함한다.

연소의 3요소는 가연물, 산소공급원, 점화원으로서, 상기 3요소 중 하나라도 구비되지 않으면 연소가 발생하지 않으며, 상기 요소를 조절함으로써 연소속도를 조절할 수 있다.

(a)상기 담배잎 압축부(51)는 상단부와 하단부의 경계부에 형성되며, 담배잎을 보다 조밀하게 형성하여 단위 면적당 연소하기 위한 산소 요구량을 높이게 된다.

보다 상세하게는, 상단부와 하단부의 경계부의 담배잎을 주변부보다 조밀하게 형성하면 단위 면적당 포함되는 담배잎의 밀도가 높아지고 조밀한 담배잎을 연소하기 위한 산소 요구량이 높아져 서서히 연소하게 된다.

(b)상기 경계막(52)은 상기 담배 종이와 동일한 재질로 상단부와 하단부의 경계선에 형성되어 상기 발화 캡슐에 의해 과연소되는 것을 방지하게 되며, 소정의 수의 기공을 형성하여 산소 공급이 이루어져 연소된 불이 꺼지지 않도록 한다.

(c)상기 경계띠(53)은 상기 담배종이부 상의 상기 경계선 주변부에 형성되며, 탄산 칼슘을 주변부보다 두껍게 띠모양으로 형성한다.

보다 상세하게는, 상기 담배종이부는 탄산칼슘 미세한 분말이 입혀져 열분해되면서 이산화탄소가 발생하게 된다. 상기 경계띠에 탄산칼슘을 주변부보다 더 두껍게 형성함으로써 산소 공급을 방해하여 급격히 담배잎에 불이 붙는 것을 방지하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 발화 캡슐이 포함된 담배는 담배와 인화성 물질을 일체화하여 라이터, 성냥과 같은 인화성 물질을 별로도 구비하지 않아도 되는 효과가 있다.

또한, 외부 점화가 아닌 내부 점화 방식으로 바람이 불어도 담배에 불을 붙일 수 있는 이점이 있으며, 과연소 방지부가 구비되어 발화 캡슐에 의하여 과연소되어 담배가 지나치게 빨리 연소되는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은, 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.

10 : 발화 캡슐
11 : 과산화나트륨 저장부
12 : 물 저장부
20 : 발화 캡슐이 포함된 담배
30 : 담배잎부
31 : 상단부
32 : 하단부
33 : 담배종이부
40 : 필터부
50 : 과연소 방지부
51 : 담배잎 압축부
52 : 경계막
53 : 경계띠