Key Points

  • 특허권자: 후베이중연공업유한공사(China Tobacco Hubei Industrial Corporation Limited, CTHB)는 '마이크로웨이브 가열용 궐련지 및 담배' 특허의 권리자이다.
  • 제품 형태: 궐련지가 에어로졸 발생 기질을 감싸고 있으며, 격리 열전도층이 기질과 직접 접촉한다.
  • 재료 설계: 등록 청구항에 따르면 발열층에는 담배 유래 열분해 세미코크스(반탄화) 분말이 포함되며, 격리 열전도층에는 흑연 페이퍼 또는 알루미늄 박지가 포함될 수 있다.
  • 업계 관련성: 이번 설계는 마이크로웨이브 가열식 담배의 혁신이 디바이스 구조와 기질뿐만 아니라 궐련지 소재 및 다층 소모품 설계로 확장될 수 있음을 시사한다.

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중국 국가지식산권국(CNIPA) 공개 기록에 따르면, 후베이중연공업유한공사(CTHB)가 보유한 '마이크로웨이브 가열용 궐련지 및 담배' 특허가 2026년 5월 19일 등록 결정되었다. 이 특허는 발열층과 격리 열전도층을 적용해 마이크로웨이브 에너지를 흡수하고 이를 열로 변환하여 에어로졸 발생 기질로 전달하는 마이크로웨이브 가열용 궐련지를 제안한다.

공개된 문서에는 해당 기술이 상용화 단계에 진입했는지 여부나 구체적인 제품화 진행 상황은 나타나 있지 않다. 기술은 여전히 등록 특허 공개 단계에 머물러 있으며, 향후 적용 경로는 제품 개발, 재료 검증, 공정 적합화 및 규제 판단에 따라 결정될 예정이다.

CTHB 마이크로웨이브 가열 궐련지 특허 등록 결정

특허 문서에 따르면 출원번호는 202410413867.3이며, 등록공고번호는 CN 118308912 B이다. 특허권자는 후베이중연공업유한공사(CTHB)이며, 발명의 명칭은 '마이크로웨이브 가열용 궐련지 및 담배'이다. 해당 특허는 2024년 4월 8일 출원되어 2024년 7월 9일 공개되었고, 2026년 5월 19일 등록 결정되었다.

본 특허는 가열식 담배 분야에 속하며, 핵심 제안은 마이크로웨이브 가열에 적합한 궐련지이다. 문서에 따르면 해당 궐련지는 외포층(외부 래핑층), 발열층, 격리 열전도층을 포함한다. 외포층은 베이스 역할을 하고, 발열층은 마이크로웨이브 에너지를 흡수하여 열로 변환하며, 격리 열전도층은 발열층에서 발생한 열을 에어로졸 발생 기질로 전달하는 동시에 기질에서 발생하는 침투성 물질을 격리한다.

등록된 청구항에서 궐련지는 외포층 표면에 배치된 단열층을 추가로 포함하며, 발열층은 단열층의 외포층 반대편 면에 위치한다. 단열층은 외부로의 열 손실을 줄이고 더 많은 열이 에어로졸 발생 기질 방향으로 향하도록 유도하는 역할을 한다.

기술적 메커니즘: 궐련지를 마이크로웨이브 발열 매개체로 전환

기술적 관점에서 이 특허는 마이크로웨이브 가열 시스템 내에서 궐련지를 단순한 전통적 포장재에서 기능성 발열 매개체로 전환시켰다.

특허 배경기술에 따르면 마이크로웨이브 가열은 물체가 마이크로웨이브 에너지를 흡수하여 열로 변환하는 원리에 의존한다. 마이크로웨이브 가열을 사용하는 가열식 담배 제품은 디바이스 내부에 가열 핀(니들)이나 블레이드가 필요하지 않아 디바이스 구조를 단순화하고 청소를 용이하게 만들 수 있다.

그러나 특허에서는 가열식 담배 제품에 현재 사용되는 판상엽(재구성 담배)이 주로 담배 분말, 글리세롤, 물을 함유하고 있어 마이크로웨이브 흡수 효율이 제한적이며, 마이크로웨이브 환경에서 300°C 이상으로 가열하기 어렵다고 지적한다. 마이크로웨이브 흡수율을 높이기 위해 판상엽 배합을 변경할 경우 기계 권포성(롤링 가공성) 및 맛 프로파일에 영향을 주어 제품 일관성에 부정적일 수 있다.

이에 따라 특허는 마이크로웨이브 흡수 및 발열 기능을 궐련지 구조로 이전하는 방안을 모색했다. 발열층이 마이크로웨이브 에너지를 흡수하여 신속하게 열을 발생시키고, 격리 열전도층이 그 열을 에어로졸 발생 기질로 전달하여 기질의 급속 가열을 구현한다.

제품 형태: 기질을 감싸는 다층 복합 궐련지

등록 청구항에 따르면 마이크로웨이브 가열용 궐련지는 외포층, 단열층, 발열층, 격리 열전도층을 포함한다.

외포층은 전체 궐련지 구조를 지지한다. 단열층은 외포층 표면에 위치하며 스프레이 도포, 압착 또는 접착 방식으로 고정될 수 있다. 발열층은 단열층의 외포층 반대편 표면에 위치하여 마이크로웨이브 에너지를 흡수해 열로 변환하는 데 사용된다. 격리 열전도층은 발열층의 외포층 반대편 표면에 위치하여 에어로졸 발생 기질로 열을 전달하는 동시에 기질에서 생성된 침투 물질을 차단하고 발열층 재료가 기질과 섞이지 않도록 분리한다.

특허의 도면 1은 외포층, 발열층, 격리 열전도층으로 구성된 3층 궐련지 구조를 보여주며, 도면 2는 단열층이 추가된 4층 구조를 나타낸다. 도면 3은 궐련지가 에어로졸 발생 기질을 둘러싸고 감싸는 형태를 보여준다.

제품 형태 측면에서 본 특허는 단순히 디바이스 구조를 변경하거나 기질 배합만을 직접 조정하는 것이 아니라, 에어로졸 발생 기질 주변에 기능성 궐련지를 적용하여 궐련지가 마이크로웨이브 흡수, 발열 및 열전달 기능을 수행하도록 구성했다.

소재 설계: 담배 유래 열분해 세미코크스와 유연 전도층

소재 설계는 발열층, 단열층, 격리 열전도층에 중점을 둔다.

등록 청구항에 따르면 발열층 소재는 열분해 세미코크스 분말을 포함한다. 이 분말은 바이오매스 재료를 열분해하여 얻은 고체 생성물로 담배에서 유래한다. 명세서에는 발열층 소재가 활성탄 및 열분해 세미코크스 분말과 같은 탄소계 소재를 포함할 수 있다고 추가 설명되어 있다. 바이오매스 재료에는 담뱃잎과 줄기 등 담배 원료뿐 아니라 차, 커피 등 향기성 바이오매스 재료가 포함될 수 있다.

격리 열전도층은 열전도율이 1 W/(m·K) 이상인 유연한 재료를 포함한다. 등록 청구항은 이 층에 흑연 페이퍼와 알루미늄 박지 중 적어도 하나가 포함될 수 있다고 명시한다. 이 층은 발열층에서 발생한 열을 전달하면서도 가열된 기질에서 나오는 침투성 물질을 차단하여 발열층 손상을 방지하고 발열층 재료가 기질에 혼입되는 것을 막아야 한다.

단열층은 열전도율이 0.1 W/(m·K) 이하인 고체 재료를 포함하며, 200°C 이하 조건에서 물성이 변하지 않아야 한다. 등록 청구항에 따르면 단열층에는 세라믹 섬유 및 에어로겔 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.

공정 및 구조: 복합층의 스프레이 도포, 압착 또는 접착

특허는 궐련지 구조 내에서 발열층, 단열층, 격리 열전도층을 고정하는 여러 방법을 개시한다.

발열층은 스프레이 도포, 압착 또는 접착을 통해 외포층이나 단열층 표면에 고정될 수 있다. 스프레이 방식에서는 발열층 재료를 외포층 표면에 분사하여 일정한 두께의 층을 형성한다. 압착 방식에서는 발열층 재료를 도포한 후 압착하여 층을 형성할 수 있다. 접착 방식에서는 접착제를 도포하여 미리 제작된 발열층을 외포층에 결합할 수 있다.

단열층 역시 스프레이, 압착 또는 접착 방식으로 외포층 표면에 고정될 수 있다. 격리 열전도층은 발열층의 외포층 반대편 표면에 접착되어 각 층 간의 결합 안정성을 향상시킬 수 있다.

공정 관점에서 핵심은 각 층 간의 기능적 분리와 계면 안정성에 있다. 발열층은 마이크로웨이브를 효과적으로 흡수해야 하고, 격리 열전도층은 열전도와 차단 기능의 균형을 유지해야 하며, 단열층은 외부 열 손실을 줄여야 한다. 층간 결합이 불충분할 경우 실제 가열 효율과 권포성에 영향을 미칠 수 있다.

기존 가열식 담배 기술과의 관계

본 특허는 기존 가열식 담배 방식과 차별화된다.

기존 가열식 담배 제품은 일반적으로 디바이스 내부의 가열 핀, 블레이드 또는 주변부 가열 구조를 통해 접촉 또는 비접촉 방식으로 에어로졸 발생 기질을 가열한다. 반면 마이크로웨이브 가열은 마이크로웨이브 흡수 물질에 전자기 에너지를 가해 온도를 상승시킨다. 특허는 마이크로웨이브 가열식 담배가 디바이스 내부에 가열 핀이나 블레이드를 필요로 하지 않아 기기 구조를 단순화하고 세척을 쉽게 만들 수 있다고 명시한다.

그러나 본 특허는 디바이스 측면에서만 마이크로웨이브 가열을 다루지 않고, 궐련지를 마이크로웨이브 흡수 및 열전달 매개체로 설계했다. 마이크로웨이브 흡수율 개선을 위해 판상엽 배합을 변경하는 방식과 비교할 때, 이 접근법은 다른 담배 구성요소를 바꾸지 않고 가열 효율을 높이고자 한다.

특허 설계를 바탕으로 볼 때, 본 제품은 기존 디바이스나 기질을 직접 대체하기보다는 가열식 담배의 재료 구조를 재구성한 형태로 평가된다. 이는 마이크로웨이브 가열식 담배 혁신이 히터 구조에서 소모품 재료 및 다층 궐련지 설계로 확장될 수 있음을 보여준다.

기술적 효과: 급속 가열 및 격리 보호

특허는 궐련지 내부의 발열층이 마이크로웨이브 에너지를 흡수해 열로 변환함으로써 신속한 열 발생을 가능하게 한다고 설명한다. 격리 열전도층은 이 열을 에어로졸 발생 기질로 전달하여 빠른 가열을 가능하게 하고 가열 효율을 개선한다.

또한 특허는 격리 열전도층이 담배 타르 오일 및 에어로졸 형성제 등 기질에서 발생하는 침투성 물질을 차단하여 노란 얼룩을 방지하고 침투 물질이 발열층을 손상시키는 것을 막아준다고 강조한다. 아울러 발열 재료가 에어로졸 기류에 쓸려가거나 기질로 유입되는 현상도 방지한다.

아울러 외포층과 발열층 사이에 배치된 단열층은 궐련지 외부로 빠져나가는 열 손실을 줄여 더 많은 열이 기질로 전달되도록 돕는다. 이 층은 저열전도성 소재로 설계되며 세라믹 섬유, 규산알루미늄 섬유 또는 에어로겔을 포함할 수 있다.

공개된 출원 문서에는 구체적인 마이크로웨이브 출력, 가열 시간, 에어로졸 방출량 또는 관능 평가에 대한 실험 데이터는 공개되지 않았다. 이에 따라 가열 효율과 사용자 경험에 대해서는 향후 제품 개발 및 시스템 수준의 테스트를 통한 추가 검증이 필요할 것으로 보인다.

업계 의미: 마이크로웨이브 가열식 담배를 위한 소재 측면의 혁신

본 특허의 의의는 마이크로웨이브 가열식 담배 개발의 초점을 기기 및 기질 배합에서 궐련지 구조로 확장했다는 점에 있다.

마이크로웨이브 가열식 담배의 주요 과제는 제품 고유의 특성이나 가공 적합성을 크게 훼손하지 않으면서 가열 효율을 높이는 것이다. 본 특허는 궐련지 자체가 마이크로웨이브 흡수와 열전도를 수행하도록 제안함으로써 마이크로웨이브 가열식 담배를 위한 소재 측면의 해결책을 제시할 수 있다.

이 설계가 제품 개발로 이어질 경우 에어로졸 발생 기질 배합의 변경 필요성을 줄이고 기존 가열 핀이나 블레이드에 대한 의존도를 낮출 수 있다는 잠재적 가치가 있다. 또한 다층 복합 궐련지는 가열식 담배 제품의 차별화된 소모품 설계 요소가 될 수 있다.

다만 산업화를 위해서는 다층 종이의 권포 가공성, 마이크로웨이브 가열 일관성, 소재 안전성, 격리층의 내구성, 열분포 균일성, 디바이스 시스템과의 호환성 등 여러 검증 절차가 요구된다.

규제 및 적용 고려사항: 시스템 검증이 필요한 마이크로웨이브 가열식 담배

본 특허는 가열식 담배와 관련되어 있어 최종적인 상용 적용은 제품 정의, 제조 허가, 재료 규제 준수 및 디바이스-시스템 호환성에 따라 좌우될 수 있다.

첫째, 특허에 기재된 궐련지는 일반적인 포장재가 아니라 마이크로웨이브 환경에서 전자기파를 흡수해 열을 발생시키는 기능성 재료이다. 상용화될 경우 발열, 격리 열전도 및 단열 소재의 안전성, 안정성, 물질 이행 위험 등이 핵심 R&D 및 규제 대응 과제가 될 수 있다.

둘째, 발열층에는 담배 유래 열분해 세미코크스 분말이 포함되어 있다. 마이크로웨이브 전자기장 하에서 이러한 탄소계 재료의 가열 효율, 입자 안정성, 격리 성능은 구체적인 완제품 단위에서 검증되어야 한다.

셋째, 본 기술은 마이크로웨이브 가열 디바이스와 밀접하게 연계되어 있다. 궐련지의 가열 성능은 재료 구조뿐만 아니라 마이크로웨이브 주파수, 출력, 가열 챔버 구조, 스틱 치수, 기질 매개변수에 의해서도 영향을 받는다.

관련 제품이 실제 상용화 단계로 진입할 경우 가열 균일성, 온도 제어, 에어로졸 방출 안정성, 재료 신뢰성, 소비자 사용 안전성 등이 핵심 평가 항목이 될 것으로 보인다.

결론

종합적으로 CTHB의 마이크로웨이브 가열 궐련지 특허는 가열식 담배 기술이 디바이스 발열체 및 기질 배합에서 궐련지 재료와 다층 구조 설계로 확장되고 있음을 보여준다. 궐련지 내에 발열층, 격리 열전도층, 단열층을 배치함으로써 기질 배합 변경에 대한 의존도를 낮추면서 마이크로웨이브 환경에서 에어로졸 발생 기질을 보다 빠르게 가열할 수 있도록 했다.

현재 이 기술은 등록 특허 공개 단계에 머물러 있으며, 실제 제품 적용 여부는 소재 안전성, 공정 적합성, 마이크로웨이브 가열 시스템 검증 및 규제 판단에 따라 결정될 것이다.

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