KR101668175B1 - 내부 가열 요소를 사용하기 위한 흡연 물품 - Google Patents

Abstract

에어로졸 발생 장치에 사용하기 위한 흡연 물품(10)은 흡연 물품의 맨 끝의 상류 말단(80)에 위치하는 에어로졸 형성 기질(20); 및 에어로졸 형성 기질의 바로 하류에 위치하는 지지 요소(30)로 이루어져 있다. 지지 요소(30)는 에어로졸 형성 기질(20)과 접경하고 있고 에어로졸 형성 기질(30)은 흡연 물품의 실질적인 변형 없이 에어로졸 형성 기질의 직경의 약 40 %와 약 70 % 사이의 직경을 가지는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소에 의해서 관통될 수 있는 구조로 되어 있다. 지지 요소는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 에어로졸 형성 기질로 삽입될 때 에어로졸 형성 기질의 하류 이동에 저항할 수 있는 구조로 되어 있다.

Description

내부 가열 요소를 사용하기 위한 흡연 물품{Smoking article for use with an internal heating element}

본 발명은 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소에 의해서 가열될 때 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 형성 기질로 이루어진 흡연 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 흡연 물품의 사용 방법에 관한 것이다.

대다수의 흡연 물품에 있는 담배가 연소된다기 보다는 가열되는 것들이 종래에 제안되어 왔다. 이러한 '가열되는' 흡연 물품의 한가지 목표는 연소에 의해 생성되는 잘 알려진 해로운 흡연 성분을 감소시키는 것과 통상적인 궐련에 있는 담배의 열분해 저감이다.

일반적으로 이러한 가열되는 흡연 물품에서, 열원으로부터, 가연성 탄소질 열원 내에, 그 주위에 또는 하류에 위치하는 물리적으로 별개의 에어로졸 형성 기질로의 열 전달에 의해서 에어로졸이 발생한다. 흡연 시, 열원으로부터 열 전달에 의해서 휘발성 화합물이 에어로졸 형성 기질로부터 방출되고, 흡연 물품을 통해서 흡입되는 공기에 연행된다. 방출된 화합물은 냉각 및 응축되어 에어로졸을 형성한 후 사용자에 의해서 흡입된다.

대다수의 종래 문헌에는 가열되는 흡연 물품을 소모 또는 흡연하기 위한 에어로졸 발생 장치에 관해 개시하고 있다. 이러한 장치는 예를 들면, 전기적으로 가열되는 에어로졸 발생 장치를 포함하며, 이 에어로졸 발생 장치에 있는 하나 이상의 전기 가열 부재로부터 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로의 열전달에 의해서 에어로졸이 발생하게 된다. 이러한 전기 흡연 시스템의 한가지 이점은 측류연을 상당히 감소시키고, 동시에 사용자가 흡연을 선택적으로 중단 및 개시하는 것을 가능하게 한다는 점이다.

전기 흡연 시스템에 사용하는 전기적으로 가열되는 궐련의 일례가 US 2005/0172976 A1에 개시되어 있다. 한 구현예에서, 전기적으로 가열되는 궐련은 담배 로드와 티핑 페이퍼에 의해서 함께 결합되어 있는 필터 티핑으로 이루어져 있다. 담배 로드는 한쪽 말단에 있는 유도 필터와 다른 쪽 말단에 있는 담배 플러그에 대해서 튜브 형태로 접혀진 담배 웨브를 포함하고 있다. 유도 필터와 담배 플러그 사이에는 공극이 있다. 이 공극은 담배 로드가 채워지지 않은 부위이며, 유도 필터를 통해서 필터 티핑과 유체 연통을 한다. 전기적으로 가열되는 궐련은 전기 흡연 시스템의 재사용 가능한 라이터의 궐련 수용기로 삽입할 수 있는 구조로 되어 있다. 이 라이터는 전원을 포함하고 있으며, 가열 요소가 궐련 옆에 나란히 위치하고 있도록 궐련을 슬라이딩 가능하게 수용하여 가열 요소가 궐련 옆에 나란히 위치하도록 하는 전기적으로 저항력이 있는 복수의 가열 요소를 포함하는 히터 고정장치에 에너지를 공급하게 된다.

상술한 바와 같이, US 2005/0172976 A1에 개시되어 있는 전기적으로 가열되는 궐련은 복수의 외부 가열 요소를 포함하는 전기 흡연 시스템에 사용하기 위한 것이다. 전기 흡연 시스템이 외부 가열 요소를 겸비한 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 것과 마찬가지로 내부 가열 요소를 겸비한 에어로졸 발생 장치로 이루어진 전기 흡연 시스템이 잘 알려져 있다. 사용시, 이러한 전기 흡연 시스템의 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소는 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질에 삽입되므로 내부 가열 요소는 에어로졸 형성 기질과 직접 접촉하게 된다.

에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소와 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질과의 직접 접촉은 에어로졸 형성 기질을 가열하여 흡입 가능한 에어로졸을 형성하는데 효율적인 수단을 제공할 수 있다. 이러한 구조에서, 내부 가열 요소가 작동을 할 때, 내부 가열 요소로부터의 열은 거의 순간적으로 에어로졸 형성 기질의 최소한 일부분으로 운반될 수 있으며, 이것은 에어로졸의 신속한 발생을 용이하게 할 수 있다. 또한, 에어로졸을 발생시키는데 필요한 전체 가열 에너지는 에어로졸 형성 기질이 외부 가열 요소와 직접적으로 접촉하지 않는 외부 가열 요소로 이루어진 흡연 시스템의 경우에서 보다 낮아질 수 있으며, 에어로졸 형성 기질의 초기 가열은 대류 또는 방사에 의해서 발생한다. 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소가 에어로졸 형성 기질과 직접 접촉하는 경우, 내부 가열 요소와 직접 접촉하는 에어로졸 형성 기질의 일부에서의 초기 가열은 전도에 의해서 수행될 것이다.

하지만, 상술한 잠재적인 잇점과 마찬가지로, 내부 가열 요소를 겸비한 에어로졸 발생 장치로 이루어진 전기 흡연 시스템의 사용과 관련해서 잠재적인 단점도 있다.

내부 가열 요소를 겸비한 에어로졸 발생 장치로 가열되는 흡연 물품의 삽입 시에, 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소의 삽입에 대한 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로의 저항을 극복하기 위해서 사용자는 상당한 힘을 제공하는 것이 필요할 수 있다. 이것은 가열되는 흡연 물품과 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소 중 하나 또는 둘 모두를 손상시킬 수 있다.

추가로, 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소를 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로의 삽입시 상당한 힘의 제공은 가열되는 흡연 물품 내에서 에어로졸 형성 기질의 변위가 일어날 수 있다. 이것은 내부 가열 요소가 에어로졸 형성 기질로 완전하게 삽입되지 않는 결과를 가져올 수 있으며, 가열되는 흡연 물품에서 에어로졸 형성 기질의 불균일 및 불충분한 가열로 이어지게 된다.

예를 들어, 내부 가열 요소를 겸비한 에어로졸 발생 장치로 US 2005/0172976 A1에 개시된 바와 같은 전기적으로 가열되는 궐련의 삽입은 유도 필터와 담배 플러그 사이의 공극에서 유도 필터 쪽으로 담배 플러그의 변위를 가져올 것이다.
WO 2008/015441에는 휘발성 재료를 전달하기 위한 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 열 파이프와 같은 열 전달 장치를 포함하고 있다. 일부 구현예에서 열전달 장치는 담배와 같은 휘발 가능한 재료의 공급원을 관통할 수 있다.

EP 2 395 520 A1에는 날카로운 말단을 가지는 가느다란 히터로 이루어진 비연소 흡연 도구를 개시하고 있으며, 궐련 또는 시가의 담배 잎을 직접 가열하기 위해서 상업적으로 이용할 수 있는 궐련 또는 시가에 직접 삽입할 수 있게 되어 있다. EP 2 395 520 A1에는 흡연자가 히터를 8mm의 직경을 가지는 일반적인 필터 궐련에 부드럽게 삽입하기 위하여 히터의 직경은 2.3 mm 또는 그 이하가 되는 것이 필요하고, 8 mm의 직경을 가지는 일반적인 필터 궐련에 2.3 mm 보다 큰 직경을 가지는 히터의 삽입은 필터 궐련의 외곽선이 변형되거나 필터 궐련의 페이퍼가 찢어지는 결과를 가져온다는 것에 대해 개시되어 있다.

하지만, EP 2 395 520 A1에 기재된 바와 같이 내부 가열 요소의 직경을 감소시키는 것은 가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로 내부 가열 요소의 삽입을 용이하게 하지만, 가느다란 내부 가열 요소를 겸비한 에어로졸 발생 장치로 이루어진 전기 흡연 시스템의 사용과 관련해서 잠재적인 단점도 있다.

가열되는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 직경에 비해서 내부 가열 요소의 직경의 감소는 만족할만한 에어로졸의 생성에 중요한 에어로졸 형성 기질을 통한 열의 낭비에 역으로 영향을 미치게 된다.

본 발명은 흡연 물품과, 흡연 물품을 사용하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소에 의해서 가열될 때 흡입 가능한 에어로졸을 발생시킬 수 있는 에어로졸 형성 기질을 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 흡연 물품을 내부 가열 요소를 겸비한 에어로졸 발생 장치에 사용하는 방법에 관한 것이다.

제1 태양에 따르면, 에어로졸 발생 장치에 사용하기 위한 흡연 물품을 제공하기 위한 것으로, 흡연 물품은 해당 흡연 물품의 맨 끝의 상류 말단에 위치하는 에어로졸 형성 기질; 및 에어로졸 형성 기질의 바로 하류에 위치하는 지지 요소로 이루어져 있다. 지지 요소는 에어로졸 형성 기질과 접경하고 있고, 에어로졸 형성 기질은 흡연 물품의 실질적인 변형없이 에어로졸 형성 기질 직경의 약 40 %와 약 70 % 사이의 직경을 가지는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소에 의해서 관통될 수 있는 구조로 되어 있다.

다른 태양에 따르면, 에어로졸 발생 장치에 제1 태양에 따른 흡연 물품을 사용하기 위한 방법을 제공하기 위한 것으로 상기 방법은 에어로졸 발생 장치의 가열 요소를 흡연 물품의 상기 에어로졸 형성 기질에 삽입하는 단계, 여기서 가열 요소는 에어로졸 형성 기질의 직경의 약 40 %와 약 70 % 사이의 직경을 가지며; 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질을 가열하여 에어로졸이 발생할 수 있도록 에어로졸 발생 장치의 가열 요소의 온도를 상승시키는 단계; 및 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로부터 에어로졸 발생 장치의 가열 요소를 회수하는 단계로 이루어진다.

다른 태양에 따르면, 가열 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치; 및 에어로졸 발생 장치에 사용하기 위한 흡연 물품으로 이루어진 에어로졸 발생 시스템을 제공하기 위한 것으로, 상기 흡연 물품은 해당 흡연 물품의 맨 끝의 상류 말단에 위치하는 에어로졸 형성 기질, 여기서 에어로졸 형성 기질은 에어로졸 발생 장치의 가열 요소에 의해서 관통되는 구조로 되어 있고; 및 에어로졸 형성 기질의 바로 하류에 위치하는 지지 요소로 이루어지되, 여기서 지지 요소는 에어로졸 형성 기질과 접경하고 있고, 에어로졸 발생 장치의 가열 요소는 에어로졸 형성 기질의 직경의 약 40 %와 약 70 % 사이의 직경을 갖는다. 에어로졸 형성 기질은 흡연 물품의 실질적인 변형없이 가열 요소에 의해서 관통될 수 있는 구조로 되어 있다.

추가 태양에 따르면, 에어로졸 발생 시스템을 사용하기 위한 흡연 물품을 제조하는 방법을 제공하기 위한 것으로, 상기 방법은 에어로졸 형성 기질을 제공하는 단계; 에어로졸 형성 기질의 바로 하류에 지지 요소를 제공하는 단계; 및 에어로졸 형성 기질과 지지 요소를 외부 래퍼로 포장하여 흡연 물품을 형성하는 단계로 이루어지되 에어로졸 형성 기질은 흡연 물품의 맨 끝의 상류 말단에 위치하고 지지 요소는 에어로졸 형성 기질과 접경하게 하고 있다. 에어로졸 형성 기질은 흡연 물품의 실질적인 변형 없이 에어로졸 형성 기질의 직경의 약 40 %와 약 70 % 사이의 직경을 가지는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소에 의해서 관통될 수 있는 구조로 되어 있다.

도 1은 에어로졸 발생 장치를 사용하기 위한 흡연 물품의 한 구현예의 개략적인 단면도이다.
도 2는 내부 가열 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치로 이루어진 에어로졸 발생 시스템의 한 구현예와 도 1에 예시한 상기 구현예에 따른 흡연 물품의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 표시한 구현예에 따른 흡연 물품과 함께 사용하기 위한 내부 가열 요소로 이루어진 에어로졸 발생 장치의 한 구현예의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 1에 표시한 구현예에 따른 흡연 물품을 도 3에 표시한 에어로졸 발생 장치에 삽입할 때 삽입 거리의 함수로서 삽입력을 나타낸 그래프이다.
도 5는 에어로졸 형성 기질과, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 흡연 물품의 한 구현예의 지지 요소의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5에 예시한 구현예에 따른 흡연 물품의 지지 요소의 개략도이다.

여기서 사용하는 용어 '에어로졸 형성 기질'은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 가열할 때 방출될 수 있는 기질을 설명하는데 사용한다. 여기서 기재하는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로부터 발생된 에어로졸은 휘발 또는 투명할 수 있고, 가스와 같은 증기(예를 들면, 가스 상태에 있는 미세 입자 물질로서 실온에서는 보통 액체나 고체임) 및 응축된 증기의 액적을 포함할 수 있다.

여기서 사용하는 용어 '상류', '하류', '근위', 및 '원위'는 본 발명에 따른 흡연 물품, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템의 구성 요소, 또는 구성 요소 일부의 상대적인 위치를 설명하는데 사용한다.

여기서 기재하는 흡연 물품은 사용시 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸이 배출되는 근위 말단으로 이루어져 있다. 근위 말단은 또한 마우스 말단이라고도 표현될 수 있다. 사용시 사용자는 흡연 물품에서 발생된 에어로졸을 흡입하기 위해서 흡연 물품의 근위 또는 마우스 말단에서 흡입을 하게 된다. 흡연 물품은 근위 또는 마우스 말단의 반대편에 원위 선단을 포함하고 있다. 흡연 물품의 근위 또는 마우스 말단은 하류 말단이라고 표현될 수 있고, 흡연 물품의 원위 말단은 상류 말단이라고도 표현될 수 있다. 흡연 물품의 구성 성분, 구성 성분의 일부는 흡연 물품의 근위 또는 하류 말단과 원위 또는 상류 말단 간의 상대적인 위치에 기초해서 서로 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명할 수 있다.

여기서 사용하는 용어 '맨 끝의 상류 말단'은 흡연 물품의 가장 바깥쪽 또는 가장 먼쪽의 상류 부위를 설명하는데 사용한다.

여기서 사용하는 용어 '직경'은 본 발명에 따른 흡연 물품, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템의 구성 요소, 구성 요소의 일부의 최대 가로 방향의 크기를 표현하는데 사용한다. 의심의 여지가 없도록 하기 위해서, 여기서 사용하는 용어 '직경'은 비원형 가로 방향의 단면으로서 본 발명에 따른 흡연 물품, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템의 구성 요소, 구성 요소의 일부의 '폭'으로 표현할 수 있다.

여기서 사용하는 용어 '길이 방향'은 본 발명에 따른 흡연 물품, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템의 하류 또는 근위 말단과 그 반대편의 상류 또는 원위 선단 간의 방향을 설명하는데 사용하며, 용어 '가로 방향'은 상기 길이 방향에 수직한 방향을 설명하는데 사용한다.

의심의 여지를 피하기 위해서, 다음의 상세한 설명에서, 용어 '가열 요소'는 하나 이상의 가열 요소를 의미하는 것으로 사용한다.

흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 바로 하류 및 접경하는 지지 요소의 포함은 여러 가지 잇점을 제공한다.

바람직한 구현예로서, 지지 요소는 에어로졸 형성 기질로 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 삽입될 때 에어로졸 형성 기질의 하류 이동에 저항할 수 있는 구조로 되어 있다.

사용자에 의해서 에어로졸 발생 장치로 흡연 물품이 삽입될 때 흡연 물품에 의해서 겪게 되는 삽입력은 3개의 부분; 마찰력, 관통력 및 충돌력으로 구분될 수 있다.

흡연 물품이 처음에 에어로졸 발생 장치로 삽입될 때, 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로 삽입되기 전에, 흡연 물품의 외부 표면과 에어로졸 발생 장치의 내부 표면 간의 간섭 때문에 삽입력이 마찰을 극복하는데 필요한 힘에 의해서 억제된다. 여기서 사용하는 용어 '마찰력'은 에어로졸 발생 장치의 가열 요소를 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로 삽입하기 전에 최대 삽입력을 표현하는데 사용된다.

흡연 물품이 에어로졸 발생 장치로 더 삽입될 때, 흡연 물품이 최대 삽입 위치에 도달하기 전에, 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소의 삽입에 대한 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 저항성을 극복하는데 필요한 힘에 의해서 삽입력이 억제된다.

여기서 사용하는 용어 '관통력'은 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로 가열 요소가 삽입될 때, 흡연 물품이 최대 삽입 위치에 도달하기 전에 최대 삽입력을 설명하는데 사용된다.

흡연 물품이 최대 삽입 지점에 도달할 때, 삽입력은 흡연 물품을 변형시키는데 필요한 힘에 의해서 억제된다. 최대 삽입 지점에서, 흡연 물품의 맨 끝의 상류 말단은 표면, 예를 들면 에어로졸 발생 장치의 저부 또는 후방 표면과 접촉하러 들어올 수 있으며, 흡연 물품이 에어로졸 발생 장치로 더 삽입되는 것이 방지된다.

여기서 사용하는 바와 같은 용어 '충돌력'은 흡연 물품이 최대 삽입 지점에 도달한 후의 최대 삽입력을 설명하는데 사용된다.

흡연 물품의 지지 요소는 에어로졸 형성 기질로 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소가 삽입될 때 흡연 물품이 겪게 되는 관통력에 저항하게 된다.

가열 요소를 에어로졸 형성 기질로 삽입하는데 필요한 삽입력은, 여기서, 가열 요소는 에어로졸 형성 기질 직경의 약 40 %와 약 70 % 사이의 직경을 가지며, 에어로졸 형성 기질로 가열 요소를 삽입하는데 필요한 삽입력 보다 크다. 여기서, 가열 요소는 에어로졸 형성 기질의 직경에 비해서 작은 직경을 갖는다.

한 구현예에서, 지지 요소는 에어로졸 형성 기질로 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 삽입될 때 최소한 2.5 N의 관통력에 저항할 수 있는 구조로 되어 있다. 지지 요소는 에어로졸 형성 기질로 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 삽입될 때 약 2.5 N과 약 10 N 사이의 관통력에 저항할 수 있는 구조로 되어 있다.

다른 구현예에서, 지지 요소는 에어로졸 형성 기질로 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 삽입될 때 최소한 4 N의 관통력에 저항할 수 있는 구조로 되어 있다. 지지 요소는 에어로졸 형성 기질로 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 삽입될 때 약 4 N과 약 10 N 사이의 관통력에 저항할 수 있는 구조로 되어 있다.

흡연 물품의 지지 요소는 에어로졸 형성 기질로 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 삽입될 때 흡연 물품 내에서 에어로졸 형성 기질의 하류 이동에 저항하게 된다.

이것은 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 에어로졸 형성 기질에 완전히 삽입되도록 하고 가열된 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 불균일 및 불충분한 가열을 피하는데 도움이 될 수 있다.

한 구현예에서, 지지 요소는 최소한 40 N의 골절력, 예를 들면 최소한 45 N 또는 50 N의 골절력을 갖는다. 골절력은 지지 요소를 최소한 2시간 동안 22±2 ℃와 50±5 %의 상대 습도 하에서 조절하고, Instron® 5565 시리즈 또는 100 N 로드셀을 구비한 동등한 인장시험기를 사용하여 일정한 압축률로 상기 지지 요소를 골절하기 위해서 압축하는 것에 의해 측정된 것이다. 이 시험은 0.5 MPa의 프리 로드(pre-load)가 측정되었을 때 시작하고, 로드가 최대 로드의 60 %로 떨어질 때 종료한다. 골절력은 시험 도중에 기록한 최대 힘이다.

지지 요소는 적당한 재료 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 지지 요소는 셀룰로오스 아세테이트, 판지, 권축 내열지 또는 권축 황산지 등과 같은 권축지; 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 같은 고분자 재료로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료로부터 형성될 수 있다.

지지 요소는 중공의 튜브형 요소로 이루어질 수 있다. 한 구현예에서, 지지 요소는 중공의 셀룰로오스 아세테이트 튜브로 이루어질 수 있다.

지지 요소는 길이가 대략 5 mm와 대략 15 mm의 사이, 더 바람직하게는 대략 6 mm와 대략 10 mm 사이이다. 한 구현예에서, 지지 요소는 길이가 대략 8 mm이다.

여기서 사용하는 용어 '길이'는 흡연 물품의 길이 방향에서 크기를 설명하는데 사용된다.

지지 요소는 흡연 물품의 외부 직경과 대체적으로 동등한 외부 직경을 갖는다.

지지 요소는 그의 외부 직경이 대략 5 mm와 대략 12 mm 사이일 수 있다. 한 구현예에서, 지지 요소는 그의 외부 직경이 대략 7.2 mm일 수 있다.

지지 요소가 중공의 튜브형 요소로 이루어져 있는 경우, 지지 요소는 그의 내부 직경이 대략 3 mm와 대략 8 mm 사이일 수 있다. 특정한 구현예에서, 지지 요소는 그의 내부 직경이 대략 3 mm와 대략 4 mm 사이일 수 있다. 한 구현예에서, 지지 요소는 그의 내부 직경이 대략 3.3 mm일 수 있다. 다른 구현예에서, 지지 요소는 그의 내부 직경이 대략 6.5 mm와 대략 7.5 mm 사이일 수 있다. 한 구현예로서, 지지 요소는 그의 내부 직경이 대략 6.9 mm일 수 있다.

중공의 튜브형 요소로 이루어진 지지 요소는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소로부터의 열전달에 의해서 중공의 튜브형 요소를 통해서 하류를 통과할 수 있게 에어로졸 형성 기질로부터 휘발성 화합물의 방출을 가능하게 하며, 동시에 에어로졸 형성 기질로 에어로졸 발생 장치 가열 요소의 삽입시 에어로졸 형성 기질의 하류 이동에 저항하는 것이 가능하다.

지지 요소가 중공의 튜브형 요소로 이루어져 있는 경우, 지지 요소를 통해서 하류로 통과하는 에어로졸의 속도는 중공의 튜브형 요소의 내부 직경에 의해 좌우된다.

이하에서 설명하겠지만, 흡연 물품은 지지 요소와 해당 흡연 물품의 맨 끝의 하류 말단에 위치한 마우스피스 사이에 위치하는 에어로졸 냉각 요소 또는 열교환기로 이루어진 전달부를 포함할 수 있다. 지지 요소를 통해서 하류를 통과하는 에어로졸의 속도는 에어로졸과 에어로졸 냉각 요소 또는 열교환기 간의 열효율에 영향을 줄 수 있다.

지지 요소가 중공의 튜브형 요소로 이루어진 경우, 중공의 튜브형 요소의 내부 직경은 중공의 튜브형 요소의 외부 직경의 약 35 %와 약 98 % 사이일 수 있다. 특정한 구현예에서, 중공의 튜브형 요소의 내부 직경은 중공의 튜브형 요소의 외부 직경의 약 35 %와 약 55 % 사이일 수 있다. 다른 구현예로서, 중공의 튜브형 요소의 내부 직경은 중공의 튜브형 요소의 외부 직경의 약 90 %와 약 98 % 사이일 수 있다.

에어로졸 형성 기질은 에어로졸 형성 기질의 직경의 약 40 %와 약 70 % 사이의 직경을 가지는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소에 의해서 관통될 수 있는 구조로 되어 있다.

에어로졸 형성 기질은 흡연 물품의 실질적인 변형 없이 에어로졸 형성 기질의 직경의 약 40 %와 약 70 % 사이의 직경을 가지는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소에 의해서 관통될 수 있는 구조로 되어 있다.

여기서 사용하는 용어 '실질적인 변형'은 흡연 물품의 길이 방향의 축에 대해 약 7도 이상으로 흡연 물품의 한번 이상의 굴곡, 흡연 물품의 인열 및 찢어짐을 설명하는데 사용된다.

바람직한 구현예로서, 지지 요소는 에어로졸 발생 장치에 흡연 물품을 사용할 때 접촉면에 노출되는 최대 온도를 견디게 된다. 여기서 사용하는 용어 '접촉면'은 지지 요소의 말단과 접경하는 접촉면 또는 접촉점을 설명하는데 사용한다.

도 1에 예시한 예시적인 구현예에서, 제1 경계면(82)은 지지 요소(30)의 상류 말단과 에어로졸 형성 기질(20) 사이에 있는 평면이며, 제2 경계면(84)은 지지 요소(30)의 하류 말단과 흡연 물품(200)의 나머지 부분의 상류 말단 사이에 있는 평면이다.

특정한 구현예에서, 지지 요소는 최소한 약 5분 동안 최소한 약 100℃의 온도에 대한 노출 내성이 있다. 바람직한 구현예로서, 지지 요소는 최소한 약 5분 동안 최소한 약 120℃에 대한 노출 내성이 있다. 특히 바람직한 구현예로서, 지지 요소는 최소한 약 6분 동안 최소한 약 150℃에 대한 노출 내성이 있다.

여기서 사용하는 용어 '온도에 대한 노출 내성'은 특정한 시간 동안 특정한 온도에 노출되었을 때 기계적인, 구조적인 건전성을 유지하는 지지 요소를 설명하는데 사용된다. 특히 용어 '온도에 대한 노출 내성'은 특정한 시간 동안 특정한 온도에 노출되었을 때 점화, 연소, 용융, 분해 또는 감성되지 않는 지지 요소를 설명하는데 사용된다.

에어로졸 형성 기질은 고체 에어로졸 형성 기질일 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기질은 고체와 액체 성분 모두로 이루어질 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 담배를 포함하는 에어로졸 형성 재료로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기질은 에어로졸 형성 재료를 포함하는 비담배일 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 추가로 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 적당한 에어로졸 형성제의 예로는 이에 한정하는 것은 아니지만, 글리세린 및 프로필렌 글리콜을 포함한다.

에어로졸 형성 기질은 대략 5% w/w와 대략 30% w/w 사이의 에어로졸 형성제를 가질 수 있다. 에어로졸 형상 기질은 에어로졸 형성제의 함량이 대략 5% w/w 이상을 가질 수 있다. 한 구현예로서, 에어로졸 형성 기질은 대략 20% w/w의 에어로졸 형성제의 함량을 가질 수 있다.

에어로졸 형성 기질이 고체 에어로졸 형성 기질일 경우, 고체 에어로졸 형성 기질은 예를 들면, 하나 이상의 분말, 펠릿, 슈레드, 스트랜드, 스트립 또는 시트이며, 하나 이상의 허브 잎, 담배 잎, 담배 리브, 팽창 담배 및 균질한 담배를 포함할 수 있다.

고체 에어로졸 형성 기질은 페이퍼 또는 다른 래퍼로 둘러싸여져 있는 에어로졸 형성 재료로 이루어진 플러그 형태일 수 있다. 에어로졸 형성 기질이 플러그 형태인 경우, 어떤 래퍼를 포함하는 모든 플러그는 에어로졸 형성 기질이라고 간주된다.

임의로, 고체 에어로졸 형성 기질은 담배 또는 비담배 휘발성 풍미 화합물을 포함할 수 있다. 이 화합물은 고체의 에어로졸 형성 기질의 가열시 방출된다. 고체 에어로졸 형성 기질은 또한 캡슐을 포함할 수 있으며, 예를 들면 추가적인 담배 또는 비담배 휘발성 풍미 화합물을 포함하고, 이러한 캡슐은 고체 에어로졸 형성 기질의 가열시 용융될 수 있다.

임의로, 고체 에어로졸 형성 기질은 열적으로 안정한 캐리어 상에 제공되거나 또는 매립될 수 있다. 캐리어는 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스트랜드, 스트립 또는 시트 형태일 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기질은 예를 들면 시트, 거품, 겔 또는 슬러리의 형태로 캐리어 표면에 적층될 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기질은 캐리어의 전체 표면에 적층되거나 또는 대안적으로 사용 중에 균일하지 않은 향미 전달을 제공하기 위해서 패턴에 적층될 수 있다.

한 구현예로서, 에어로졸 형성 기질은 균질한 담배 재료로 이루어질 수 있다.

여기서 사용하는 용어 '균질한 담배 재료'는 담배 입자의 응집에 의해서 형성된 재료를 말한다.

에어로졸 형성 기질은 균질한 담배 재료의 주름진 시트로 이루어질 수 있다.

여기서 사용하는 용어 '시트'는 두께 보다 실질적으로 폭과 길이가 큰 박층 부재를 말한다.

여기서 사용하는 용어 '주름진'은 흡연 물품의 길이 방향의 축에 대해 실질적으로 가로 방향으로 서로 얽히거나, 접혀지거나, 다른 한편으로 압축되거나 수축된 시트를 설명하는데 사용한다.

균질한 담배 재료의 시트는 권축될 수 있다.

여기서 사용하는 용어 '권축'은 실질적으로 평행한 골(ridges) 또는 주름(corrugations)을 복수개 갖는 시트를 말한다. 바람직하게, 흡연 물품을 조립할 때, 실질적으로 평행한 골 또는 주름은 흡연 물품의 길이 방향의 축을 따라서 또는 축과 평행하게 확장한다.

가열 요소는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로 삽입되어질 수 있는 어떤 적당한 가열 요소일 수 있다. 예를 들면, 가열 요소는 핀 또는 블래드 형태일 수 있다.

가열 요소는 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질에 가열 요소의 삽입이 용이하도록 테이퍼, 뾰족하게 또는 날카로운 말단을 가질 수 있다.

흡연 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 흡연 물품은 실질적으로 원통형일 수 있다.

에어로졸 형성 기질은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 실질적으로 원통형일 수 있다.

흡연 물품은 전체 길이가 대략 30 mm와 대략 100 mm 사이일 수 있다. 한 구현예로서, 흡연 물품은 전체 길이가 대략 45 mm 일 수 있다.

흡연 물품은 외부 직경이 대략 5 mm와 대략 12 mm 사이일 수 있다. 한 구현예로서, 흡연 물품은 외부 직경이 대략 7.2 mm일 수 있다.

에어로졸 형성 기질은 길이가 대략 7 mm와 대략 15 mm 사이일 수 있다. 한 구현예로서, 에어로졸 형성 기질은 길이가 대략 10 mm 일 수 있다. 대안적인 구현예로서, 에어로졸 형성 기질은 길이가 대략 12 mm 일 수 있다.

에어로졸 형성 기질은 바람직하게 외부 직경이 흡연 물품의 외부 직경과 대체적으로 동등하다.

에어로졸 형성 기질은 외부 직경이 대략 5 mm와 대략 12 mm 사이일 수 있다. 한 구현예로서, 에어로졸 형성 기질은 외부 직경이 대략 7.2 mm 일 수 있다.

흡연 물품은 그의 맨 끝의 하류 말단에 위치한 마우스피스를 포함할 수 있다. 여기서 사용하는 '맨 끝의 하류 말단"은 흡연 물품의 가장 바깥쪽 또는 가장 먼쪽의 상류 부위를 설명하는데 사용한다.

마우스피스는 필터로 이루어질 수 있다. 필터는 하나 이상의 적당한 여과 재료로 형성될 수 있다. 대부분의 이러한 여과 재료는 공지되어 있다. 한 구현예로서, 마우스피스는 셀룰로오스 아세테이트 토우로 형성된 필터로 이루어질 수 있다.

마우스피스는 길이가 대략 5 mm와 대략 14 mm 사이일 수 있다. 한 구현예로서, 마우스피스는 길이가 대략 7 mm 일 수 있다.

흡연 물품은 지지 요소의 하류에 전달부 또는 공간부를 포함할 수 있다. 전달부는 지지 요소의 바로 하류에 위치할 수 있으며 지지 요소와 접경하고 있다.

전달부는 지지 요소와 흡연 물품의 맨 끝의 하류 말단에 위치한 마우스피스 사이에 위치할 수 있다.

전달부는 길이가 대략 5 mm와 대략 25 mm 사이일 수 있고, 더 바람직하게는 대략 16 mm와 대략 22 mm 사이일 수 있다. 한 구현예로서, 전달부는 길이가 대략 18 mm 일 수 있다.

전달부는 에어로졸 냉각 요소 또는 열교환기를 포함할 수 있다. 에어로졸 냉각 요소는 길이 방향으로 확장되어 있는 복수의 채널로 이루어질 수 있다.

일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 금속성 호일, 고분자 재료, 및 실질적으로 비다공성 페이퍼 또는 판지로 이루어진 군으로부터 선택된 주름진 재료 시트일 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락틱산(PLA), 셀룰로오스 아세테이트(CA) 및 알루미늄 호일로 이루어진 군으로부터 선택된 주름진 재료 시트로 이루어질 수 있다.

한 구현예로서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리락틱산 또는 Mater-Bi® 등급(상업적으로 이용할 수 있는 전분 기반 코폴리에스테르계)과 같은 생분해성 고분자 재료의 주름진 시트로 이루어질 수 있다.

에어로졸 냉각 요소는 전체 면적이 mm 길이당 대략 300 ㎟와 mm 길이당 대략 1000 ㎟ 사이일 수 있다. 한 구현예로서, 에어로졸 냉각 요소는 전체 면적이 mm 길이당 대략 500 ㎟ 이다.

에어로졸 형성 기질과 지지 요소와 흡연 물품의 다른 구성 요소들은 외부 래퍼에 의해서 둘러싸여질 수 있다. 외부 래퍼는 어떤 적당한 재료 또는 이들 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 한 구현예로서, 외부 래퍼는 궐련 페이퍼일 수 있다.

다른 태양에 따르면, 에어로졸 발생 시스템에 흡연 물품을 사용하기 위한 방법으로서, 흡연 물품은 그의 맨 끝의 상류 말단에 위치한 에어로졸 형성 기질; 및 에어로졸 형성 기질의 바로 하류에 위치한 지지 요소로 이루어지되, 상기 지지 요소는 에어로졸 형성 기질과 접경하고 있다. 상기 방법은 에어로졸 발생 장치의 가열 요소를 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로 삽입하는 단계; 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질을 가열하여 에어로졸을 발생하기 위해서 에어로졸 발생 장치의 가열 요소의 온도를 상승시키는 단계; 및 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로부터 에어로졸 발생 장치의 가열 요소를 회수하는 단계로 이루어진다.

또 다른 태양에 따르면, 에어로졸 발생 시스템을 사용하기 위한 방법을 제공하는 것으로, 에어로졸 발생 시스템은 가열 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치; 및 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 흡연 물품으로 이루어지되 상기 흡연 물품은 흡연 물품의 맨 끝의 상류 말단에 위치한 에어로졸 형성 기질로 이루어지고, 에어로졸 형성 기질은 에어로졸 발생 장치의 가열 요소에 의해서 관통될 수 있으며; 지지 요소는 에어로졸 형성 기질의 바로 하류에 위치하고, 여기서, 지지 요소는 에어로졸 형성 기질과 접경한다. 상기 방법은 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로 에어로졸 발생 장치의 가열 요소를 삽입하는 단계; 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질을 기열하여 에어로졸을 발생시키기 위해서 에어로졸 발생 장치의 가열 요소의 온도를 상승시키는 단계; 및 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질로부터 에어로졸 발생 장치의 가열 요소를 회수하는 단계로 이루어진다.

가열 요소의 삽입 이후에 흡연 물품의 흡입 저항(RTD)은 대략 80 mm WG와 대략 140 mm WG 사이일 수 있다.

여기서 사용하는 흡입 저항은 'mm WG' 또는 'mm 수위계'의 압력 단위로 표현하고, ISO 6565:2002에 따라 측정한다.

하나의 태양 또는 구현예와 관련해서 기재한 특징들은 다른 태양 및 구현예에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 상술한 흡연 물품 및 시스템과 관련해서 기재한 특징들은 상술한 흡연 물품과 시스템을 사용하는 방법과 연관해서 사용할 수도 있다.

특정한 구현예에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 첨부 도면에서, 도 1은 에어로졸 발생 장치를 사용하기 위한 흡연 물품의 한 구현예의 개략적인 단면도이다.

도 2는 내부 가열 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치로 이루어진 에어로졸 발생 시스템의 한 구현예와 도 1에 예시한 상기 구현예에 따른 흡연 물품의 개략적인 단면도이다.

도 3은 도 1에 표시한 구현예에 따른 흡연 물품과 함께 사용하기 위한 내부 가열 요소로 이루어진 에어로졸 발생 장치의 한 구현예의 개략적인 단면도이다.

도 4는 도 1에 표시한 구현예에 따른 흡연 물품을 도 3에 표시한 에어로졸 발생 장치에 삽입할 때 삽입 거리의 함수로서 삽입력을 나타낸 그래프이다.

도 5는 에어로졸 형성 기질과, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 흡연 물품의 한 구현예의 지지 부재의 개략적인 단면도이다.

도 6은 도 5에 예시한 구현예에 따른 흡연 물품의 지지 부재의 개략도이다.

도 1은 한 구현예에 따른 흡연 물품(10)을 예시한 것이다. 흡연 물품(10)은 동축 정렬된 4개의 구성 요소, 즉 에어로졸 형성 기질(20), 지지 요소(30), 전달부(40) 및 마우스피스(50)로 이루어져 있다. 이들 4개의 구성 요소는 연속적으로 정렬되어 있고, 외부 래퍼(60)로 둘러싸여져서 흡연 물품(10)을 형성하고 있다. 흡연 물품(10)은 사용시 남녀 사용자가 그의 입속으로 삽입하게 되는 마우스 말단(70)을 갖고 있으며, 상기 마우스 말단(70)에 대해 흡연 물품(10)의 반대편 말단에 원위 말단(80)을 갖고 있다.

사용 중에 사용자가 흡연 물품을 통해서 원위 말단(80)으로부터 마우스 말단(70)으로 공기를 유입한다. 그래서, 흡연 물품의 원위 말단(80)은 흡연 물품(10)의 상류 말단이라고 표현하고, 흡연 물품(10)의 마우스 말단(70)은 흡연 물품(10)의 하류 말단이라고 표현한다. 마우스 말단(70)과 원위 말단(80) 사이에 있는 흡연 물품(10)의 부분들은 마우스 말단(70)의 상류, 또는 대안적으로 원위 말단(80)의 하류라고 표현할 수 있다.

에어로졸 형성 기질(20)은 흡연 물품(10)의 맨 끝의 원위 또는 상류 말단에 위치한다. 도 1에 예시한 바와 같이, 에어로졸 형성 기질(20)은 권축된 균질한 담배재료의 주름진 시트가 래퍼로 둘러싸여져서 이루어져 있다. 균질한 담배 재료의 권축된 시트는 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함하고 있다.

지지 요소(30)는 에어로졸 형성 기질(20)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 에어로졸 형성 기질(20)과 제1 경계면(82)을 따라서 접경하고 있다. 제1 경계면(82)은 지지 요소(30)의 상류 말단과 에어로졸 형성 기질(20)의 하류 말단 사이에 있는 평면이다.

도 1에 표시한 구현예에서, 지지 요소는 중공의 셀룰로오스 아세테이트 튜브이다. 지지 요소(30)는 흡연 물품의 맨 끝의 원위 선단(80)에 있는 에어로졸 형성 기질(20)에 위치하고 있으므로 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소와 접촉할 수 있다. 이하에서 상세히 설명하겠지만, 지지 요소(30)는 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소가 에어로졸 형성 기질(20)에 삽입될 때 전달부(40)를 향해서 흡연 물품(10) 내에서 에어로졸 형성 기질(20)이 하류로 힘을 받는 것을 방지하는 작용을 한다. 지지 요소(30)는 또한 에어로졸 형성 기질(20)과 흡연 물품의 전달부(40)가 이격되게 공간재로서의 역할을 한다.

전달부(40)는 지지 요소(30)의 바로 하류에 위치하며, 제2 경계면(84)을 따라서 지지 요소(30)와 접경하고 있다. 이 제2 경계면(84)은 지지 요소(30)의 하류 말단과 전달 부(40)의 상류 말단 사이에 있는 평면이다. 사용 중에, 에어로졸 형성 기질(20)로부터 방출된 휘발성 물질이 전달부(40)를 통과해서 흡연 물품(10)의 마우스 말단(70)으로 가게 된다. 휘발성 물질은 전달부(40) 내에서 냉각되어 사용자가 흡입하는 에어로졸을 형성하게 된다. 도 1에 예시한 구현예에서, 전달부(40)는 권축 및 주름진 폴리락틱산 시트로서 래퍼(90)로 둘러싸여져서 이루어진 에어로졸 냉각 요소이다. 권축 및 주름진 폴리락틱산 시트는 에어로졸 냉각 요소(40)의 길이를 따라서 확장되어 있는 복수의 길이 방향의 채널을 구성한다.

마우스피스(50)는 전달부(40)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 전달부(40)와 접경하고 있다. 도 1에 예시한 구현예에서, 마우스피스(50)는 여과 효율이 낮은 통상적인 셀룰로오스 아세테이트 토우 필터로 이루어져 있다.

흡연 물품(10)을 조립하기 위해서, 상기에서 설명한 4개의 요소를 정렬하고, 외부 래퍼(60)로 단단하게 포장을 한다. 도 1에 예시한 구현예에서, 외부 래퍼는 통상적인 궐련 페이퍼이다. 도 1에 표시한 바와 같이, 흡연 물품(10)의 지지 요소(30)를 둘러싸는 외부 래퍼(60)의 영역에 한 줄의 관통구가 제공되어 있다.

도 1에 예시한 흡연 물품은 사용자에 의해서 흡연 및 소비될 수 있도록 내부 가열 요소로 이루어진 에어로졸 발생 장치와 체결할 수 있게 설계되어 있다. 사용할 때, 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소는 흡연 물품(10)의 에어로졸 형성 기질(20)을 충분한 온도로 가열하여 에어로졸을 형성하며, 이 에어로졸은 흡연 물품(10)을 통해서 하류로 유입되고 사용자에 의해서 흡입이 된다.

도 2는 에어로졸 발생 장치(110)와 도 1에 예시되어 있는 상술한 구현예에 따른 흡연 물품(10)으로 이루어진 에어로졸 발생 시스템(100)의 일부를 예시한 것이다.

에어로졸 발생 장치는 내부 가열 요소(120)을 포함하고 있다. 도 2에 예시한 바와 같이, 내부 가열 요소(120)는 에어로졸 발생 장치(100)의 흡연 물품 수용실 내에 설치되어 있다. 사용할 때, 사용자들은 흡연 물품(10)을 흡연 물품 수용실로 삽입하게 되므로 내부 가열 요소(120)는 도 2에 표시한 바와 같이 흡연 물품(10)의 에어로졸 형성 기질(20)로 삽입된다. 도 2에 표시한 구현예에서, 에어로졸 발생 장치(110)의 내부 가열 요소(120)는 히터 블레이드(heater blade)이다.

에어로졸 발생 장치(110)는 내부 가열 요소(120)를 작동시키기 위한 전원 공급부 및 전자 기기(도시하지 않음)를 포함하고 있다. 이러한 작동은 에어로졸 발생 장치(110)의 흡연 물품 수용실에 삽입된 흡연 물품(10)을 사용자가 흡입하는 것에 대해 수동적으로 작동하거나 자동적으로 수행할 수 있다. 에어로졸 발생 장치에는 복수의 개구부가 제공되어 있으며, 이를 통해서 공기가 흡연 물품에 대해 유동하는 것이 가능하게 된다. 공기의 유동 방향은 도 2에서 화살표로 예시되어 있다.

도 3은 상술한 구현예에 따르고, 도 1에 예시한 바와 같은 흡연 물품(10)에 사용하기 위한 내부 가열 요소(120)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(110)의 구현예를 예시한 것이다. 에어로졸 발생 장치(110)는 내부 가열 요소(120)를 작동시키기 위한 전원 공급부와 전자 기기(도시하지 않음)를 포함하고 있다. 이러한 작동은 에어로졸 발생 장치(110)에 삽입된 흡연 물품을 사용자가 흡입하는 것에 대해 수동적으로 작동하거나 자동적으로 수행할 수 있다. 도 1에 표시한 구현예에서, 내부 가열 요소(120)는 핀 히터(pin heater)이다.

사용할 때, 사용자가 흡연 물품(10)을 에어로졸 발생 장치(110)의 개방된 제1 말단(130)으로 삽입하게 되므로 내부 가열 요소(120)가 흡연 물품(10)의 에어로졸 형성 기질(20)로 삽입된다.

상술한 바와 같이, 사용자에 의해서 흡연 물품(10)이 에어로졸 발생 장치(110)로 삽입될 때 흡연 물품(10)에 의해서 겪게 되는 삽입력은 3개의 부분으로 구분된다. 첫번째는, 흡연 물품(10)이 처음에 에어로졸 발생 장치(110)로 삽입될 때, 흡연 물품의 외부 표면과 에어로졸 발생 장치의 내부 표면 간의 간섭 때문에 흡연 물품은 마찰력을 겪게 된다. 둘째로, 흡연 물품(10)이 에어로졸 발생 장치(110)로 더 삽입될 때, 흡연 물품(10)의 에어로졸 형성 기질(20)로 에어로졸 발생 장치(110)의 내부 가열 요소의 삽입으로 흡연 물품이 관통력을 겪게 된다. 마지막으로, 흡연 물품(10)이 에어로졸 발생 장치(110)로 삽입될 때 다시 추가로, 개방된 제1 말단(130)의 반대편에 있는 에어로졸 발생 장치(110)의 밀폐된 제2 말단(140)과 접촉하는 흡연 물품의 원위 말단(80) 때문에 충돌력을 겪게 된다.

흡연 물품(10)의 지지 요소(40)는 에어로졸 형성 기질(20)로 에어로졸 발생 장치(110)의 내부 가열 요소(120)의 삽입될 때 흡연 물품(10)이 겪게 되는 관통력에 저항하게 된다. 그로 인해 흡연 물품(10)의 지지 요소(40)는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 에어로졸 형성 기질로 삽입될 때 흡연 물품(10) 내에서 에어로졸 형성 기질의 하류로의 이동을 저지하게 된다.

내부 가열 요소(120)가 에어로졸 형성 기질(10)로 삽입되는 즉시 흡연 물품(10)이 작동하고, 흡연 물품(10)의 에어로졸 형성 기질(20)은 에어로졸 발생 장치(110)의 내부 가열 요소(120)에 의해서 약 375 ℃의 온도로 가열된다. 이 온도에서, 휘발성 화합물이 흡연 물품(10)의 에어로졸 형성 기질(20)로부터 방출된다. 사용자가 흡연 물품(10)의 마우스 말단(70)을 흡입함으로써 에어로졸 형성 기질(20)로부터 방출된 휘발성 화합물이 흡연 물품(10)을 통해서 하류로 흡입되고, 응축되어서 에어로졸을 형성하고, 이것이 흡연 물품(10)의 마우스피스(50)을 통해서 사용자의 입으로 흡입된다.

에어로졸이 전달부(40)를 통해서 하류를 통과함으로써 에어로졸로부터 에어로졸 냉각 요소로의 열 에너지의 전달로 인해 에어로졸의 온도가 떨어지게 된다. 에어로졸이 에어로졸 냉각 요소로 들어갈 때, 온도는 약 60℃이다. 에어로졸 냉각 요소에서 의 냉각으로 인해, 에어로졸 냉각 요소로부터 배출되는 에어로졸의 온도는 약 40℃이다.

실시예

도 1에 예시한 구현예에 따른 흡연 물품을 도 3에 표시한 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치로 삽입하는데 필요한 삽입력을 측정하고, 이것을 흡연 물품에 의해서 겪게 되는 마찰력, 관통력 및 충돌력을 계산하는데 사용하였다.

재료 및 방법

재료: 표 1의 크기를 갖는 도 1에 예시한 구현예에 따른 10개의 흡연 물품과 표 2에 나열한 도 3에서 A, B, C, D, E 및 F로 표시한 크기를 갖는 도 3에 예시한 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 측정에 이용하였다.

흡연 물품의 길이(mm)	45
흡연 물품의 직경(mm)	7.2
에어로졸 형성 기질의 길이(mm)	12
지지 요소의 길이(mm)	8
전달부의 길이(mm)	18
마우스피스의 길이(mm)	7
외부 래퍼의 길이(mm)	45

A(mm)	31.5
B(mm)	20
C(mm)	18
D(mm)	5
E(mm)	7.3
F(mm)	8.3

방법: 테일러 메이드 클램핑 장비를 갖춘 INSTRON 5565 인장 시험기를 이용해서 흡연 물품을 800 mm/min의 속도로 에어로졸 발생 장치의 개방된 제1 말단을 통해서 삽입하였다. 에어로졸 발생 장치의 개방된 제1 말단으로부터 삽입 거리의 함수로서 삽입력을 측정하고 기록하였다.

결과: 도 4는 10개의 흡연 물품 각각에 대해 삽입 거리의 함수로서 측정한 삽입력을 그래프로 표시한 것이다.

5 mm의 삽입 거리에서 흡연 물품은 에어로졸 발생 장치의 내부 직경에서 1차 협착부에 이르게 되고 도 4에 표시한 바와 같이 흡연 물품의 외부 표면과 궐련의 에어로졸 발생 장치의 내부 표면 간에 마찰로 인하여 삽입력이 증가하기 시작한다. 제1 협착부로부터의 마찰은 약 18 mm의 삽입 거리까지 삽입력을 계속 억제하게 된다. 이 삽입 거리에서부터, 흡연 물품이 약 18 mm의 삽입 거리에서 에어로졸 발생 장치의 내부 직경에 있는 제2 협착부에 도착하기 전에 삽입력이 약간 감소한다. 그리고 삽입력은 흡연 물품의 외부 표면과 궐련의 에어로졸 발생 장치의 내부 표면 간의 마찰로 인해 다시 증가하기 시작한다.

20 mm의 삽입 거리에서, 에어로졸 발생 장치의 핀 히터가 흡연 물품을 관통하기 시작하고, 에어로졸 발생 장치의 핀 히터의 삽입에 대한 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질의 내성으로 인해 삽입력이 추가로 증가하게 된다. 핀 히터의 삽입에 대한 에어로졸 형성 기질의 내성은 약 31.5 mm의 삽입 거리 까지 삽입력을 억제하게 된다. 도 4에 표시한 바와 같이, 이러한 삽입 거리에서 삽입력은 흡연 물품의 원위 또는 상류 말단이 에어로졸 발생 장치의 제2 밀폐 말단과 접촉하기 때문에 신속하게 증가한다. 그 후에 흡연 물품이 변형하기 시작하고, 흡연 물품의 변형 중에 삽입력이 약간 감소하거나 계속해서 증가하게 된다.

측정한 각 흡연 물품에 대해, 20 mm의 삽입 거리까지 측정한 최대 삽입력으로 마찰력을 산출하였다. 측정한 10개의 흡연 물품에 대한 평균 마찰력을 다음 표 3에 나열하였다.

측정한 각 흡연 물품에 대해, 31.5mm의 삽입 거리까지 측정한 최대 삽입력으로 관통력을 산출하였다. 측정한 10개의 흡연 물품에 대한 마찰력을 다음 표 3에 나열하였다.

마찰력(N)		플러그 관통력(N)
범위	평균	범위	평균
0.36 - 1.02	0.70	3.1 - 7.3	4.4

도 5는 다른 구현예에 따른 흡연 물품(200)의 에어로졸 형성 기질(20)과 지지 요소(30)를 예시한 것이다. 에어로졸 형성 기질(20)은 흡연 물품(200)의 맨 끝의 원위 또는 상류 말단에 위치하고 있다. 도 5에 예시한 구현예에서, 에어로졸 형성 기질(20)은 길이가 18 mm이고 직경이 7.2 mm이며, 권축된 균질한 담배 재료의 주름진 시트가 래퍼에 의해서 둘러싸여져서 이루어져 있다. 균질한 담배 재료의 권축된 시트는 에어로졸 형성제로서 글리세린으로 이루어져 있다.

지지 요소(30)는 에어로졸 형성 기질(20)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 제1 경계면(82)을 따라 에어로졸 형성 기질(20)과 접경하고 있으며, 제1 경계면(82)은 지지 요소(30)의 상류 말단과 에어로졸 형성 기질(20)의 하류 말단 사이에 있는 평면이다. 도 5에 표시한 구현예에서, 지지 요소는 중공의 셀룰로오스 아세테이트 튜브이고, 길이가 8 mm이다. 도 6에 표시한 바와 같이 지지 요소는 내부 직경이 3.3 mm이고 외부 직경은 7.2 mm이다.

지지 요소(30)는 제2 경계면(84)을 따라서 흡연 물품(200)의 나머지 부분과 접경하고 있으며, 이 제2 경계면(84)은 지지 요소(30)의 하류 말단과 흡연 물품(200)의 나머지 상류 말단 사이에 있는 평면이다.

상술한 구현예에 따른 그리고 도 1과 6에 예시한 흡연 물품의 지지 요소가 셀룰로오스 아세테이트로부터 형성된 것일지라도 이것은 반드시 필수적인 것은 아니고, 다른 구현예에 따른 흡연 물품은 다른 적당한 재료 또는 이들 재료의 조합물로 형성될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이와 유사하게, 상술한 구현예에 따른 그리고 도 1에 예시한 흡연 물품이 비록 권축되고 주름진 시트의 폴리락틱산으로 이루어진 에어로졸 냉각 요소로 이루어진 전달부를 포함하고 있다고 할지라도, 이것은 반드시 필수적인 것은 아니며, 다른 구현예에 따른 흡연 물품이 다른 전달부를 포함하거나 전달부를 포함하지 않을 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 상술한 구현예에 따른 그리고 도 1에 예시한 흡연 물품이 비록 4개의 요소가 외부 래퍼로 둘러싸여져 있다고 할지라도 이것은 반드시 필수적인 것은 아니며 다른 구현예에 따른 흡연 물품은 추가 요소 또는 소수의 요소로 이루어질 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 구현예에 따른 그리고 도 1에 예시한 흡연 물품의 4개의 요소가 통상적인 궐련 페이퍼의 외부 레퍼로 둘러싸여질 수 있지만, 이것은 필수적인 것은 아니며 다른 구현예에 따른 흡연 물품의 요소가 다른 외부 래퍼로 둘러싸여질 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 구현예에 따른 그리고 도 1에 예시한 흡연 물품의 요소에 제공된 크기 및 상술한 구현예에 따른 그리고 도 3에 예시한 에어로졸 발생 장치의 부품은 단지 예시하기 위한 것이며, 적당한 대안적인 치수도 선택할 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 예시적인 구현예들은 제한하고자 하는 것은 아니다. 상술한 예시적인 다른 구현예들과 모순이 없는 다른 구현예들이 이 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.

10,200: 흡연 물품,
20: 에어로졸 형성 기질,
30: 지지 요소,
40: 전달부/에어로졸 냉각 요소,
50: 마우스피스,
60: 외부 래퍼,
70: 마우스 말단,
80: 원위 말단,
82: 제1 경계면,
84: 제2 경계면,
100: 에어로졸 발생 시스템,
110: 에어로졸 발생 장치,
120: 내부 가열 요소,
130: 제1 말단,
140: 제2 말단.

Claims (22)

1. 에어로졸 발생 장치(110)에 사용하기 위한 흡연 물품(10)으로서, 상기 흡연 물품은,
   상기 흡연 물품(10)의 맨 끝의 상류 말단(80)에 위치하는 에어로졸 형성 기질(20); 및
   상기 에어로졸 형성 기질(20)의 바로 하류에 위치하는 지지 요소(30)로 이루어지되
   상기 에어로졸 형성 기질(20)은 균질한 담배 재료의 주름진 권축 시트로 이루어지고, 상기 흡연 물품의 길이 방향의 축에 대해 흡연 물품을 7도 보다 크게 굴곡됨이 없이 그리고 상기 흡연 물품의 외부 래퍼의 인열 또는 찢어짐이 없이 상기 에어로졸 형성 기질(20) 직경의 40 %와 70 % 사이의 직경을 가지는 에어로졸 발생 장치(110)의 가열 요소(120)에 의해서 관통될 수 있는 구조로 되어 있고,
   상기 지지 요소(30)는 에어로졸 형성 기질(20)과 접경하고 있으며, 상기 지지 요소(30)는 상기 에어로졸 형성 기질(20)로 상기 에어로졸 발생 장치(110)의 가열 요소(120)의 삽입시 상기 에어로졸 형성 기질(20)의 하류 이동에 저항할 수 있는 구조로 되어 있는 흡연 물품.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지 요소(30)는 상기 에어로졸 형성 기질로 상기 에어로졸 발생 장치의 가열 요소(120)가 삽입될 때 최소한 2.5 N의 관통력에 저항할수 있는 구조로 되어 있는 흡연 물품.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지 요소(30)는 상기 에어로졸 형성 기질로 상기 에어로졸 발생 장치(120)의 가열 요소가 삽입될 때 최소한 4 N의 관통력에 저항할 수 있는 구조로 되어 있는 흡연 물품.
4. 제1항에 있어서, 상기 지지 요소(30)는 중공의 튜브형 요소로 이루어진 흡연 물품.
5. 제4항에 있어서, 상기 중공의 튜브형 요소의 내부 직경은 중공의 튜브형 요소의 외부 직경의 35 %와 55 % 사이인 흡연 물품.
6. 제4항에 있어서, 상기 지지 요소(30)는 중공의 셀룰로오스 아세테이트 튜브로 이루어진 흡연 물품.
7. 제1항에 있어서, 상기 지지 요소(30)는 최소한 6분 동안 최소한 150℃의 온도에 노출될 수 있게 내성이 있는 흡연 물품.
8. 제1항에 있어서, 상기 지지 요소의 하류에 위치하는 에어로졸 냉각 요소(40)를 추가로 하여 이루어진 흡연 물품.
9. 제8항에 있어서, 상기 에어로졸 냉각 요소(40)는 상기 지지 요소(30)의 바로 하류에 위치하며 상기 지지 요소와 접경하고 있는 흡연 물품.
10. 제8항에 있어서, 상기 에어로졸 냉각 요소(40)는 생분해성 고분자 재료의 주름진 시트로 이루어진 흡연 물품.
11. 제1항에 있어서, 상기 흡연 물품(10)의 맨끝의 하류 말단(70)에 위치하는 필터(50)를 추가로 하여 이루어지는 흡연 물품.
12. 에어로졸 발생 장치에 제1항 내지 제11항 중 어느 하나에 따른 흡연 물품을 사용하기 위한 방법으로서, 상기 방법은,
    에어로졸 발생 장치(110)의 가열 요소(120)를 상기 흡연 물품(10)의 상기 에어로졸 형성 기질(20)에 삽입하는 단계, 여기서 상기 가열 요소(120)는 상기 에어로졸 형성 기질(20)의 직경의 40 %와 70 % 사이의 직경을 갖고;
    흡연 물품의 에어로졸 형성 기질을 가열하여 에어로졸이 발생할 수 있도록 상기 에어로졸 발생 장치의 상기 가열 요소의 온도를 상승시키는 단계; 및
    상기 흡연 물품의 상기 에어로졸 형성 기질로부터 상기 에어로졸 발생 장치의 가열 요소를 회수하는 단계로 이루어진 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 가열 요소의 삽입 후에 상기 흡연 물품의 흡입 저항은 80 mm WG와 140 mm WG 사이에 있는 방법.
14. 가열 요소(120)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(110); 및
    상기 에어로졸 발생 장치에 사용하기 위한 흡연 물품으로 이루어진 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 흡연 물품은 제1항에 따른 흡연물품인 에어로졸 발생 시스템.
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