KR20200136440A

KR20200136440A - 열 제어 요소를 갖는 래퍼를 갖는 에어로졸 발생 물품

Info

Publication number: KR20200136440A
Application number: KR1020207030357A
Authority: KR
Inventors: 루이 누노 바티스타; 에반 조크노위츠
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2020-12-07
Also published as: CN111954471A; WO2019197417A1; JP7326323B2; EP3772251B1; BR112020019013A2; US20210145044A1; JP2021520791A; EP3772251A1

Abstract

가열 요소(320)를 갖는 에어로졸 발생 장치(310)와 함께 사용하기 위한 가열식 에어로졸 발생 물품(10)(110)(210)으로서, 가열식 에어로졸 발생 물품(10)(110)(210)은 에어로졸 발생 기재(20)의 로드; 및 에어로졸 발생 기재(20)의 로드를 적어도 부분적으로 둘러싸는 래퍼(60)(160)(260)를 포함하며, 래퍼(60)(160)(260)는 적어도 하나의 표면 상에 열 제어 요소(62)(162)(262)를 포함한다. 열 제어 요소(62)(162(262))는 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드(66(166)(266))를 포함하며, 수축 온도 초과의 온도로 열수축성 재료의 가열 시, 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 재료 각각의 내부 반경은 가열 전의 각각의 원주방향 밴드의 내부 반경에 비해 적어도 20%만큼 감소된다. 그 결과, 열 제어 요소(62)(162)(262) 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재(20)의 부분은 에어로졸 발생 물품(10)(110)(210)의 흡인 저항(RTD)이 증가되도록 변형된다. 수축 온도는 약 180℃ 내지 약 300℃이다.

Description

열 제어 요소를 갖는 래퍼를 갖는 에어로졸 발생 물품

본 발명은 열 제어 요소를 갖는 래퍼를 포함하는 가열식 에어로졸 발생 물품, 및 이러한 가열식 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.

담배 함유 기재와 같은 에어로졸 발생 기재는, 연소되기보다는 가열된 에어로졸 발생 물품이 당업계에 공지되어 있다. 전형적으로, 이러한 가열식 흡연 물품에서, 에어로졸은 열원으로부터, 열원과 접촉하게, 열원의 내부에, 열원의 주위에 또는 열원의 하류에 위치될 수 있는, 물리적으로 분리된 에어로졸 발생 기재 또는 재료로의 열 전달에 의해 발생된다. 에어로졸 발생 물품의 사용 동안, 휘발성 화합물은 열원으로부터의 열 전달에 의해 에어로졸 발생 기재로부터 방출되고 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 공기에 비말 동반된다. 방출된 화합물이 냉각되면서 화합물은 응축되어 에어로졸을 형성한다.

다수의 선행 기술 문헌은 가열식 에어로졸 발생 물품을 소모하거나 흡연하기 위한 에어로졸 발생 장치를 개시하고 있다. 이러한 장치는, 예를 들어 에어로졸 발생 장치의 하나 이상의 전기 가열 요소로부터 가열식 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재로의 열 전달에 의해 에어로졸이 발생되는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함한다. 이러한 전기 가열식 에어로졸 발생 장치의 한 가지 이점은 부류연(sidestream smoke)을 상당히 감소시키는 것이다.

이러한 에어로졸 발생 장치에서, 가열 요소는 통상적으로 에어로졸 발생 물품으로부터 최적의 에어로졸 방출 프로파일을 제공하도록 제조자에 의해 선택된 정의된 온도 범위 내에서 에어로졸 발생 기재를 가열하도록 구성될 것이다. 따라서, 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 장치는 서로 결합되어 사용되도록 특별히 구성되어 있다.

그러나, 에어로졸 발생 물품이 호환 불가능한 에어로졸 발생 장치와 부주의하게 또는 의도적으로 사용되는 경우, 최적의 에어로졸 방출 프로파일은 소비자에게 제공될 가능성이 매우 적다. 호환 불가능한 장치 내의 가열 요소의 구성은, 전형적으로 호환 가능한 장치의 구성과 상이할 것이고, 따라서 에어로졸 발생 기재의 가열 형태는 상이할 가능성이 있다. 또한, 히터는 동일한 온도 범위 내에서 동일한 방식으로 작동되지 않을 수 있으므로, 에어로졸 발생 기재는 호환 가능한 장치에서와 동일한 온도 프로파일 하에서 가열되지 않을 것이다. 그 결과, 기재로부터 방출된 에어로졸의 특성은 제조자에 의해 의도된 대로 되지 않을 것이다. 따라서, 소비자의 경험은 호환 불가능한 장치를 갖는 에어로졸 발생 물품을 사용하는 결과로서 부정적인 영향을 받을 것이다.

의도된 것보다 더 높은 온도로 에어로졸 발생 기재를 가열하여 기재의 적어도 일부가 과열되게 하는 장치에서 에어로졸 발생 물품이 사용될 때 특정 문제점이 발생할 수 있다. 이는, 예를 들어, 내부 가열 요소에 의해 가열되도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 물품을 외부에서 가열하는 에어로졸 발생 장치에 대신 사용되는 경우 발생할 수 있다. 사용 동안 외부로부터 기재를 가열하는 이러한 장치는, 전형적으로 훨씬 높은 작동 온도를 필요로 하며, 따라서 기재의 적어도 외부 부분은 내부 가열 요소를 사용하여 제공되는 것보다 훨씬 높은 온도로 가열될 가능성이 있다.

호환 불가능한 에어로졸 발생 장치 및 특히, 의도된 것보다 더 높은 온도로 에어로졸 발생 기재를 가열하는 호환 불가능한 장치를 갖는 에어로졸 발생 물품의 사용을 방지하는 에어로졸 발생 물품의 신규한 배열을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 호환 가능한 장치에서 정상적인 가열 조건 하의 에어로졸 발생 물품의 사용에 악영향을 미치지 않는 에어로졸 발생 물품의 이러한 신규한 배열을 제공하는 것이 더 바람직할 것이다. 에어로졸 발생 물품의 구성 또는 에어로졸 발생 물품의 제조를 위해 사용되는 방법 및 장치에 상당한 영향을 주지 않으면서 에어로졸 발생 물품의 이러한 신규한 배열이 쉽게 제공될 수 있다면 특히 바람직할 것이다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 가열식 에어로졸 발생 물품이 제공되며, 가열식 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드; 및 에어로졸 발생 기재의 로드를 적어도 부분적으로 둘러싸는 래퍼를 포함하며, 래퍼는 래퍼의 적어도 하나의 표면 상에 열 제어 요소를 포함한다. 열 제어 요소는 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드를 포함하며, 열수축성 재료를 그의 수축 온도 초과의 온도로 가열 시, 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드 중 각각의 내부 반경은 가열 전의 각각의 원주방향 밴드의 내부 반경에 비해 적어도 20%만큼 감소된다. 그 결과, 열 제어 요소 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재의 부분은 에어로졸 발생 물품의 흡인 저항(RTD)이 증가되도록 변형된다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 상기 정의된 바와 같이 본 발명의 제1 양태에 따른 에어로졸 발생 물품; 및 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 에어로졸 발생 장치는 사용 동안 에어로졸 발생 재료의 로드를 가열하도록 구성되어 있는 가열 요소를 포함하며, 여기서 가열 요소는 사용 동안 최대 작동 온도 아래로 작동하도록 제어된다. 에어로졸 발생 물품의 열 제어 요소는 최대 작동 온도 미만으로 작동하는 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 시스템의 사용 동안 열수축성 재료의 수축 온도가 초과되지 않도록 적응된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가열식 에어로졸 발생 물품"은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되기보다는 가열되도록 의도되는 에어로졸 발생 기재를 포함하는 에어로졸을 생산하기 위한 에어로졸 발생 물품을 의미한다. 이러한 물품들은 일반적으로 “가열 비연소(heat-not-burn)”제품으로 지칭된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는, 휘발성 화합물을 가열 시에 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 본원에서 기재된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재에서 발생된 에어로졸은 가시적 또는 비가시적일 수 있고, 증기(예를 들어, 실온에서는 보통 액체 또는 고체인, 기체 상태에 있는 재료의 미립자)뿐만 아니라, 기체 및 응축된 증기의 액적을 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “열수축성 재료의 밴드”는 “수축 온도”를 초과하여 가열될 때 방사상으로 수축되는 재료의 환형 링 또는 튜브를 지칭한다. 본 발명의 래퍼 내에 열수축성 재료의 원주방향 밴드를 형성하는데 사용하기 위한 적절한 열 수축 튜빙은 당업자에게 널리 공지되어 있고 적절한 재료의 예는 아래에 제공된다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “흡인 저항”(RTD)은 22℃ 및 101 kPa(760 Torr)에서 17.5 ml/초의 속도의 시험 하에 공기를 대상체의 전체 길이를 강제 통과시키는 데 요구된 압력을 지칭한다. 흡인 저항은 밀리미터 수위계(mm H₂O) 단위로 표현되며, ISO 6565:2011에 따라 측정된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “로드”는 실질적으로 다각형 단면 및 바람직하게는 원형, 계란형 또는 타원형 단면을 갖는 전반적으로 원통형 요소를 지칭하는 데 사용된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “길이방향”은 에어로졸 발생 물품의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 연장되는 에어로졸 발생 물품의 주 길이방향 축에 대응하는 방향을 지칭한다. 사용 동안, 공기는 에어로졸 발생 물품을 통해 길이방향으로 흡인된다. 용어 "가로방향"은 길이방향 축에 수직인 방향을 지칭한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “상류” 및 “하류”는 에어로졸이 사용 중에 에어로졸 발생 물품을 통해 이송되는 방향에 대하여 에어로졸 발생 물품의 요소, 또는 요소의 일부분의 상대적 위치를 설명한다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재를 가열하기 위한 내부 가열 요소를 갖는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드 내에 삽입되도록 적응되는 내부 히터 블레이드를 갖는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에서 특정한 응용예를 발견한다. 이러한 유형의 에어로졸 발생 물품은, 예를 들어 유럽 특허 출원 EP-A-0 822 670의 종래 기술에 설명된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 장치”는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재와 상호작용하여 에어로졸을 발생시키는 가열 요소를 포함하는 장치를 지칭한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재를 둘러싸는 래퍼의 적어도 하나의 표면 상에 열 제어 요소를 포함하며, 열 제어 요소는 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드를 포함한다. 열 제어 요소는 에어로졸 발생 물품을 원하는 작동 온도 범위를 초과하여 과도하게 가열하는 호환 불가능한 장치에서 에어로졸 발생 물품의 사용을 방지하기 위한 안전하고 효과적인 수단을 제공한다. 따라서, 열 제어 요소는 에어로졸 발생 물품의 과열을 방지하기 위한 수단을 제공한다.

에어로졸 발생 기재의 외부를 둘러싸는, 래퍼 상의 열 제어 요소의 위치 설정은 전술한 바와 같이, 외부에서 에어로졸 발생 기재를 가열하는 주변 히터를 갖는 호환 불가능한 장치의 사용으로 인해 에어로졸 발생 물품의 과열에 특히 반응하게 한다.

열 제어 요소는 열수축성 재료의 수축 온도에 대응하는 정의된 임계 온도 초과로, 열수축성 재료의 하나 이상의 밴드의 내부 반경이 열 제어 요소를 "활성화"하기 위해 상당히 감소되도록 적응된다. 열수축성 재료의 하나 이상의 밴드의 반경방향 수축은 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재가 압축되게 한다. 이러한 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재의 압축 및 변형은 소비자가 에어로졸 발생 물품을 통해 공기를 흡인하는 것을 어렵게 하거나 불가능하게 하며, 이에 의해 에어로졸 발생 물품의 흡인 저항(RTD)을 증가시킨다. 이러한 방식으로, 소비자는 호환 불가능한 에어로졸 발생 장치와 함께 에어로졸 발생 물품을 사용하려고 시도하고 있다는 사실이 경고될 것이며, 에어로졸 발생 물품의 흡연을 계속할 수 없을 것이다.

이하에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 열 제어 요소의 밴드가 형성되는 열수축성 재료는 에어로졸 발생 물품이 과열될 때, 즉 의도된 작동 온도 범위를 초과하여 가열될 때 단지 도달되거나 초과되는 적절한 수축 온도로 선택된다. 즉, 열수축성 재료의 하나 이상의 밴드는 과도한 작동 온도에서만 수축될 것이다. 따라서, 열 제어 요소가 활성화되는 임계 온도는 에어로졸 발생 기재가 제조자에 의해 결정된 바와 같이, 최대 원하는 온도를 초과하여 가열될 때 열 제어 요소를 포함하는 래퍼의 표면에 도달된 온도에 대응할 것이다.

유리하게는, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품이 호환 가능한 에어로졸 발생 장치에서 정상적으로 가열될 때, 열 제어 요소의 존재는 소비자 경험에 인지 가능한 영향을 미치지 않을 것이다. 특히, 열 제어 요소는 에어로졸 발생 물품의 RTD, 또는 사용 동안 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재로부터 발생된 에어로졸의 조성 및 특성에 영향을 미치지 않아야 한다.

열수축성 재료의 하나 이상의 밴드를 포함하는 열 제어 요소는 물품의 다른 구성요소의 배열에 영향을 주지 않고, 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재를 둘러싸는 래퍼 내로 편리하게 통합될 수 있다. 또한, 열 제어 요소는 에어로졸 발생 기재 주위에 래퍼의 적용 전에 래퍼에 편리하게 통합될 수 있다. 따라서, 열 제어 요소의 포함은 에어로졸 발생 물품의 제조에 상당한 영향을 미치지 않아야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 기존의 고속 방법 및 장치를 사용하여 유리하게 제조될 수 있다.

상기에서 정의된 바와 같이, 열수축성 재료의 하나 이상의 밴드의 수축은 에어로졸 발생 기재의 가열 전에, 밴드의 원래의 내부 반경에 비해 적어도 약 20%의 각 밴드의 내부 반경의 감소를 초래한다. 이는 에어로졸 발생 물품의 RTD가 열 제어 요소의 활성화에 상당히 영향을 받을 수 있는 에어로졸 발생 기재의 충분한 변형이 발생하는 것을 보장하기 위한 것이다. 바람직하게는, 열수축성 재료의 수축 온도 초과의 온도로의 가열 시 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드 각각의 내부 반경의 감소는 가열 전의 각각의 원주방향 밴드의 내부 반경에 비해 적어도 약 30%이다.

대안적으로 또는 추가적으로, 열수축성 재료의 수축 온도 초과의 온도로의 가열 시 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드 각각의 내부 반경의 감소는 바람직하게는 가열 전의 각각의 원주방향 밴드의 내부 반경에 비해 약 50% 이하이다.

이들 반경방향 수축 값은 이들이 에어로졸 발생 기재 위에 위치되어 있을 때 밴드의 수축에 대응한다. 밴드에 의해 달성된 수축 정도는 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재의 특성에 의존할 수 있고, 에어로졸 발생 기재는 특정 정도로 수축에 저항할 것이다. 예를 들어, “수축률(shrink ratio)”의 점에서 정의될 수 있는, 에어로졸 발생 기재와 분리되어 밴드에 의해 달성되는 수축 정도는 전형적으로 더 높을 것이다.

열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드의 반경방향 수축은 전술한 바와 같이, 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재의 압축으로 인해 에어로졸 발생 물품의 RTD를 증가시키는 효과를 갖는다. RTD의 증가는 소비자에 의해 검출 가능하여 에어로졸 발생 물품의 의도하지 않은 사용에 대해 이들을 경고하도록 충분히 커야 한다. 예를 들어, RTD의 증가는 정상적인 작동 조건 하에 제공된 RTD에 따라, 적어도 30 mm H₂O 또는 적어도 50 mm H₂O일 수 있다.

바람직하게는, RTD는 소비자가 에어로졸 발생 물품을 통해 공기를 계속 흡인하도록, 매우 어렵고, 바람직하게는 실질적으로 불가능한 수준으로 증가된다. 따라서, 바람직하게는, RTD는 약 130 mm H₂O 초과, 더 바람직하게는 약 140 mm H₂O 초과, 가장 바람직하게는 약 150 mm H₂O 초과로 증가된다.

RTD는 약 300 mm H₂O까지 증가할 수 있다. 대안적으로, RTD는 약 250 mm H₂O까지 증가할 수 있다. 대안적으로, RTD는 약 200 mm H₂O까지 증가할 수 있다. 대안적으로, RTD는 약 180 mm H₂O까지 증가할 수 있다. 이러한 RTD의 상한은 소비자가 에어로졸 발생 물품을 통해 공기를 흡인하는 것을 이러한 RTD의 상한이 매우 어렵게 한다는 의미에서, 에어로졸 발생 물품을 실질적으로 사용할 수 없게 하기에 충분하다.

바람직하게는, 열 제어 요소의 활성화 전의 에어로졸 발생 물품의 RTD는 약 80 mm H₂O 내지 약 90 mm H₂O이다.

열 제어 요소를 형성하는 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드는 래퍼의 내부 표면, 래퍼의 외부 표면, 또는 래퍼의 내부 표면 및 외부 표면 둘 모두 상에 제공될 수 있다. 특정 구현예에서, 래퍼의 내부 표면 상에 열 제어 요소를 제공하여 소비자에게 열수축성 재료의 밴드의 가시성을 최소화하는 것이 바람직할 수 있다.

원주방향 밴드 각각은, 바람직하게는 래퍼의 적절한 표면에 적용된 열수축성 재료의 층에 의해 제공된다. 예를 들어, 열수축성 재료는 래퍼의 제조 동안 라미네이션에 의해 래퍼의 표면 상에 통합될 수 있다. 열수축성 재료의 층은 래퍼가 에어로졸 발생 기재 주위에 원주방향으로 래핑될 때 에어로졸 발생 기재를 둘러싸는 밴드 또는 링을 형성할 것이다. 바람직하게는, 밴드 각각은 에어로졸 발생 기재 주위의 모든 방향에서 원주방향으로 연장되어 환형 밴드 또는 링을 형성하여, 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재 상의 밴드의 압축 효과가 최대화된다.

바람직하게는, 각각의 원주방향 밴드를 형성하는 열수축성 재료의 층은 약 0.5 mm 미만, 더 바람직하게는 약 0.3 mm 미만, 더 바람직하게는 약 0.2 mm 미만의 방사상 두께를 갖는다. 열수축성 재료의 비교적 얇은 층의 선택은 유리하게는 열 제어 요소의 열 감도를 최적화할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 물품의 전체 치수에 대한 열 제어 요소의 통합의 영향이 최소화될 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 원주방향 밴드를 형성하는 열수축성 재료의 층은 적어도 약 0.05 mm의 방사상 두께를 갖는다. 이는 에어로졸 발생 물품의 RTD의 원하는 증가를 달성하기 위해 충분한 압축력이 열수축성 재료의 밴드에 의해 제공될 수 있는 것을 보장한다.

바람직하게는, 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드를 포함하는 열 제어 요소는 에어로졸 발생 기재의 로드의 길이의 적어도 약 50%, 더 바람직하게는 길이의 적어도 약 75%를 따라 연장된다. 일부 구현예에서, 열 제어 요소는 에어로졸 발생 기재의 길이의 100%를 따라 연장된다. 이는 밴드 사이에 제공된 임의의 공간을 포함하여, 열 제어 요소의 가장 상류 부분과 열 제어 요소의 가장 하류 부분 사이의 길이방향 거리의 측정에 기초한다.

대안적으로 또는 추가적으로, 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드를 포함하는 열 제어 요소는 바람직하게는 에어로졸 발생 기재의 외부 표면의 적어도 약 60%, 더 바람직하게는 적어도 약 75%, 가장 바람직하게는 적어도 약 90% 위에 놓여 있다. 이는 밴드 사이에 제공된 임의의 공간을 포함하여, 열 제어 요소의 가장 상류 부분과 열 제어 요소의 가장 하류 부분 사이의 열 제어 요소에 의해 덮인 전체 영역의 측정에 기초한다.

에어로졸 발생 기재의 로드를 따라 그리고 이 로드 주위에 열 제어 요소의 충분한 커버리지를 제공함으로써, 에어로졸 발생 기재의 충분한 변형은 열 제어 요소가 활성화될 때 원하는 RTD의 증가를 초래하기 위해 열수축성 재료의 밴드의 수축 시 달성될 수 있다.

열 제어 요소 내의 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드의 배열은, 예를 들어 선택된 열수축성 재료의 특성에 따라 가변될 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 열 제어 요소는 열수축성 재료의 단일 밴드를 포함한다. 단일 밴드는 에어로졸 발생 기재의 로드의 일부분만을 따라 길이방향으로 연장될 수 있거나, 단일 밴드는 에어로졸 발생 기재의 실질적으로 전체 로드를 따라 연장될 수 있다.

단일 밴드가 제공되는 경우, 밴드의 폭은, 바람직하게는 적어도 약 2 mm, 더 바람직하게는 적어도 약 3 mm이다. 밴드의 “폭”은 에어로졸 발생 물품의 길이방향으로의 밴드의 치수에 대응한다. 전술한 바와 같이, 특정의 바람직한 구현예에서, 열수축성 재료의 단일 밴드는 밴드의 폭이 에어로졸 발생 기재의 로드의 길이에 대응하고, 실질적으로 그의 전체 길이를 따라 에어로졸 발생 기재의 로드를 둘러싼다.

대안적인 바람직한 구현예에서, 열 제어 요소는 에어로졸 발생 기재의 로드의 길이를 따라 길이방향으로 이격되는 열수축성 재료의 복수의 원주방향 밴드를 포함한다. 이러한 복수의 밴드의 배열은, 유리하게는 열 제어 요소가 전체적으로 열 제어 요소에 의해 덮일 에어로졸 발생 기재의 로드의 더 큰 비율에 걸쳐 전반적으로 연장될 수 있게 하지만, 로드의 동일한 비율을 덮는 단일 밴드에 요구되는 것보다 적은 재료를 사용하는 것을 가능하게 할 수 있다.

바람직하게는, 열 제어 요소는 에어로졸 발생 기재의 로드의 길이의 적어도 일부를 따라 이격된 열수축성 재료의 약 2개의 원주방향 밴드 내지 약 8개의 원주방향 밴드, 더 바람직하게는 약 2개의 원주방향 밴드 내지 약 5개의 원주방향 밴드를 포함한다.

열수축성 재료의 복수의 원주방향 밴드가 제공되는 경우, 밴드는 서로 실질적으로 동일한 폭 및 두께를 가질 수 있거나, 밴드는 폭 및 두께 중 적어도 하나에서 가변될 수 있다.

열수축성 재료의 복수의 원주방향 밴드가 제공되는 경우, 각 밴드의 폭과 밴드 사이의 간격은 열 제어 요소의 밴드의 총 수에 따라 적응되어, 에어로졸 발생 기재의 로드를 따라 원하는 수준의 커버리지 수준을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 각 밴드의 폭은 적어도 1 mm, 더 바람직하게는 적어도 2 mm이다.

전술한 바와 같이, 열수축성 재료의 복수의 원주방향 밴드를 갖는 열 제어 요소를 포함하는 구현예에서, 모든 밴드는 동일한 열수축성 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 열 제어 요소는 제1 수축 온도를 갖는 제1 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드 및 제1 수축 온도보다 더 높은 제2 수축 온도를 갖는 제2 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 제어 요소는 제1 열수축성 재료의 단일 밴드 및 제2 열수축성 재료의 단일 밴드를 포함할 수 있으며, 여기서 밴드는 공간을 갖거나 갖지 않고, 서로 인접하게 제공된다. 대안적으로, 열 제어 요소는 제1 및 제2 열수축성 재료의 복수의 교번 밴드를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 제2 열수축성 재료의 제2 수축 온도는 제1 열수축성 재료의 제1 수축 온도보다 적어도 30℃ 더 높다.

2개 이상의 상이한 열수축성 재료의 조합의 사용은 유리하게는 수축 온도의 범위가 동일한 에어로졸 발생 물품에 대해 제공되게 할 수 있어, 열 제어 요소는 보다 넓은 범위의 과열 조건에 걸쳐 잠재적으로 활성화될 수 있다. 이와 같이, 열 제어 요소는 서로 상이한 히터 위치 및 가열 프로파일을 가질 수 있는 여러가지 상이한 호환 불가능한 장치를 갖는 에어로졸 발생 물품의 사용에 응답하여 활성화되도록 적응될 수 있다.

본 발명의 임의의 구현예에 대해, 원주방향 밴드 각각은 밴드의 길이방향 커버리지가 그 폭에 실질적으로 대응하도록 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 실질적으로 수직으로 제공될 수 있다. 대안적으로, 원주방향 밴드 각각은 밴드의 길이방향 커버리지가 그 폭보다 더 크도록 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 대해 에어로졸 발생 기재의 로드 주위로 대각선으로 연장될 수 있다. 이러한 배열로, 밴드는 에어로졸 발생 기재의 로드를 따라 길이방향으로, 또한 원주방향으로 그 주위에 연장된다. 이는 필요로 하는 재료의 양을 반드시 증가시킬 필요 없이, 에어로졸 발생 기재의 로드 위의 열 제어 요소의 전체 커버리지를 개선할 수 있다.

적절한 열수축성 재료는 열 제어 요소를 위해 선택되어야 하며, 열수축성 재료는 에어로졸 발생 물품이 정상적인 작동 온도 범위 내로 가열될 때 열 제어 요소가 활성화될 위험이 없는 것을 보장하지만, 에어로졸 발생 물품이 이러한 범위 초과의 온도로 가열될 때 열수축성 재료의 밴드가 가능한 한 빠르게 수축되도록 적절한 수축 온도를 갖는다. 적절한 열수축성 재료는 널리 공지되어 있고, 당업자는 열 제어 요소가 활성화되도록 의도되는 온도에 따라, 적절한 수축 온도를 갖는 재료를 쉽게 선택할 수 있을 것이다.

에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 물품의 로드 내로 삽입되고 에어로졸 발생 물품을 내부적으로 가열하는 히터 블레이드를 포함하는 장치에서 사용되도록 의도된다. 에어로졸 발생 기재 내의 온도는 히터 블레이드로부터의 증가하는 방사상 거리에 따라 감소될 것이고, 전형적으로 열 제어 요소가 위치될 에어로졸 발생 기재의 로드의 표면에서 가장 낮을 것이다. 열전대를 사용하면, 에어로졸 발생 물품이 정상 작동 온도 내로 가열될 때 래퍼에 도달된 온도를 측정할 수 있으므로 열 제어 요소가 활성화되는 임계 온도를 이보다 높게 설정될 수 있다.

바람직하게는, 열 제어 요소의 하나 이상의 원주방향 밴드를 형성하는 열수축성 재료의 수축 온도는 적어도 약 180℃, 더 바람직하게는 적어도 약 200℃, 가장 바람직하게는 적어도 약 220℃이다. 이러한 수축 온도 범위는 정상적인 작동 조건 하에 에어로졸 발생 기재의 로드의 가열 동안 열 제어 요소가 활성화되지 않는 것을 보장할 것이다.

바람직하게는, 열 제어 요소의 하나 이상의 원주방향 밴드를 형성하는 열수축성 재료의 수축 온도는 약 300℃ 이하, 더 바람직하게는 280℃ 이하이다. 이는 열 제어 요소가 최대 원하는 온도를 초과하여 에어로졸 발생 기재의 가열에 충분히 민감한 것을 보장한다.

바람직하게는, 열수축성 재료는 중합체 재료, 가장 바람직하게는 열가소성 중합체 재료이다. 적절한 중합체 재료는 당업자에게 공지되어 있지만, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌 셀룰로스(LLDPE), 폴리올레핀, 향상된 폴리에틸렌 수지(EPE) 및 이들의 조합을 포함한다.

바람직하게는, 열수축성 재료는 실질적으로 투명하다.

바람직하게는, 열수축성 재료는 에어로졸 발생 기재가 내부 임계 온도 초과의 온도로 내부적으로 가열될 때 또는 에어로졸 발생 기재가 외부 임계 온도 초과의 온도로 외부적으로 가열될 때 열수축성 재료의 수축 온도에 도달하거나 이 수축 온도를 초과하도록 구성되며, 상기 내부 임계 온도는 적어도 약 350℃이고, 상기 외부 임계 온도는 약 200℃ 미만이다. 이는 에어로졸 발생 장치의 에어로졸 발생 기재의 의도된 내부 가열 동안 열수축성 재료가 활성화될 수 있게 하지만, 외부적으로 가열될 때 열수축성 재료가 활성화될 수 있게 한다. 이는 가열식 에어로졸 발생 물품이 호환 불가능한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용될 때 열수축성 재료가 활성화되지만, 물품이 호환 가능한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용될 때 활성화되지 않는 것을 보장한다. 상기 열수축성 재료는 열 제어 요소를 형성하는 열수축성 재료 중 어느 하나에 대응한다.

“내부 임계 온도”는 내부적으로 가열될 때, 열수축성 재료가 그의 대응하는 수축 온도에 도달하거나 이를 초과하는, 에어로졸 발생 기재 내의 온도를 지칭한다.

“외부 임계 온도”는 외부적으로 가열될 때, 열수축성 재료가 그의 대응하는 수축 온도에 도달하거나 이를 초과하는, 에어로졸 발생 기재의 외부 표면에서의 온도를 지칭한다.

내부 임계 온도는 적어도 약 300℃일 수 있다. 대안적으로, 내부 임계 온도는 적어도 약 400℃일 수 있다. 대안적으로, 내부 임계 온도는 적어도 약 450℃일 수 있다.

외부 임계 온도는 약 150℃ 미만일 수 있다. 대안적으로, 외부 임계 온도는 약 250℃ 미만일 수 있다. 대안적으로, 외부 임계 온도는 약 300℃ 미만일 수 있다. 대안적으로, 외부 임계 온도는 약 350℃ 미만일 수 있다. 대안적으로, 외부 임계 온도는 약 400℃ 미만일 수 있다. 대안적으로, 외부 임계 온도는 약 450℃ 미만일 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 궐련 종이와 같은 래퍼 내에 조립된 에어로졸 발생 기재의 로드 및 열 제어 구성요소를 포함하는 복수의 요소를 포함할 수 있다.

에어로졸 발생 기재의 로드는, 특히 바람직하게는 균질화 담배 재료인 에어로졸 형성 재료로 형성된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “균질화 담배 재료”은 담배 재료의 미립자의 응집에 의해 형성된 임의의 담배 재료를 포함한다. 균질화 담배 재료의 시트 또는 웹은 담배 잎몸(leaf lamina) 및 담배 잎 줄기(leaf stem) 중 하나 또는 둘 모두를 분쇄하거나 아니면 분말화하여 얻어진 미립자 담배를 응집시킴으로써 형성된다. 또한, 균질화된 담배 재료는 담배의 처리, 취급 및 운송 동안에 형성된 담배 가루, 담배 미분 및 다른 미립자 담배 부산물 중 하나 이상을 미량으로 포함할 수 있다. 균질화 담배 재료의 시트는 주조, 압출, 제지 공정 또는 당업계에 공지된 다른 임의의 적절한 공정에 의해 제조될 수 있다.

바람직한 구현예에서, 로드는 플러그를 형성하도록 주름지고 외부 래퍼에 의해 둘러싸인 균질화 담배 재료의 하나 이상의 시트를 포함한다. 본 발명과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “시트”는 그의 두께보다 실질적으로 큰 폭 및 길이를 갖는 적층 요소(laminar element)를 설명하고 있다. 본 발명과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “주름진(gathered)”은 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 실질적으로 가로방향으로 둘둘 감기거나 접히거나 아니면 압축되거나 수축된 시트를 설명하고 있다.

유리하게는, 에어로졸 발생 기재는 균질화 담배 재료의 주름진 질감을 갖는 시트를 포함한다. 본 발명과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “질감을 갖는 시트(textured sheet)”는 크림핑(crimped)되거나, 양각되거나, 음각되거나, 천공되거나 아니면 변형된 시트를 설명하고 있다.

균질화 담배 재료의 질감을 갖는 시트의 사용은, 유리하게 균질화 담배 재료 시트의 밀집화를 촉진시켜 에어로졸 발생 기재를 형성할 수 있다.

에어로졸 발생 기재는 복수의 이격된 압입부, 돌출부, 천공 또는 이들의 조합을 포함하는 균질화 담배 재료의 주름진 질감을 갖는 시트를 포함할 수 있다.

특정의 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재는 균질화 담배 재료의 주름진 크림핑된 시트를 포함한다. 본 발명과 관련하여 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 “크림핑된 시트”는 복수의 실질적으로 평행한 리지(ridge) 또는 물결 주름(corrugation)을 갖는 시트를 설명하고 있다. 유리하게는, 에어로졸 발생 물품이 조립되었을 때, 실질적으로 평행한 리지 또는 물결 주름은 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축을 따라서 연장되거나 길이방향 축에 평행하게 연장되어 있다. 이는 균질화 담배 재료의 크림핑된 시트의 주름형성을 용이하게 하여 에어로졸 발생 기재를 형성한다.

그러나, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재에 포함시키기 위한 균질화 담배 재료의 크림핑된 시트는, 대안적으로 또는 부가적으로, 에어로졸 발생 물품이 조립되었을 때 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 대해 예각 또는 둔각으로 배치되는 복수의 실질적으로 평행한 리지 또는 물결 주름을 가질 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명에서 사용하기 위한 균질화 담배 재료의 시트는 건조 중량 기준으로 적어도 약 40 중량%, 더 바람직하게는 건조 중량 기준으로 적어도 약 50 중량%, 더 바람직하게는 건조 중량 기준으로 적어도 약 70 중량%, 가장 바람직하게는 건조 중량 기준으로 적어도 약 90 중량%의 담배 함량을 가질 수 있다.

바람직하게는, 균질화 담배 재료의 시트는 에어로졸 형성제를 포함한다. 균질화 담배 재료의 시트는 단일 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 대안적으로, 균질화 담배 재료의 시트는 2개 이상의 에어로졸 형성제의 조합을 포함할 수 있다.

적절한 에어로졸 형성제는 당업계에 공지되어 있으며, 멘톨과 같은 1가 알코올, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트, 디메틸 테트라데칸디오에이트, 에리스리톨, 1,3-부틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸 시트레이트, 프로필렌 카보네이트, 에틸 라우레이트, 트리아세틴, 메소-에리스리톨, 디아세틴 혼합물, 디에틸 수베르산염, 트리에틸 시트레이트, 벤질 벤조에이트, 벤질 페닐 아세테이트, 에틸 바닐레이트, 트리부티린, 라우릴 아세테이트, 라우릴산, 미리스트산, 및 프로필렌 글리콜과 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

바람직하게는, 균질화 담배 재료의 시트는 건조 중량 기준으로 5% 초과의 에어로졸 형성제 함량을 가진다.

균질화 담배 재료의 시트는 건조 중량 기준으로 대략 5% 내지 대략 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.

바람직한 구현예에서, 균질화 담배 재료의 시트는 건조 중량 기준으로 대략 20%의 에어로졸 형성제 함량을 가진다.

본 발명에서 사용하기 위한 균질화 담배 재료의 시트는 담배 내인성 바인더인 하나 이상의 내재성 바인더, 담배 외인성 바인더인 하나 이상의 외재성 바인더, 또는 그들의 조합을 포함해서 미립자 담배를 응집하는 것을 도울 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 상기 에어로졸 발생 기재에 사용하기 위한 균질화 담배 재료의 시트는 이에 한정되는 것은 아니지만, 담배 및 비-담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 향미제, 충전제, 수성 및 비-수성 용매, 및 그들의 조합을 포함하는 다른 첨가제를 포함할 수 있다.

본 발명에서 사용하기 위한 균질화 담배 재료의 시트에 포함시키기 위한 적절한 외재성 바인더는 본 기술분야에 공지되어 있고, 검류, 예컨대 구아 검, 잔탄 검, 아라비아 검 및 메뚜기콩 검; 셀룰로스 바인더류, 예컨대 하이드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 하이드록시에틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스 및 에틸 셀룰로스; 다당류, 예컨대 전분, 유기산, 예컨대 알긴산, 유기산의 짝염기 염, 예컨대, 알긴산 나트륨, 한천 및 펙틴; 및 그들의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

상기 에어로졸 발생 기재에 사용하기 위한 균질화 담배 재료의 시트에 포함시키기 위한 적절한 비담배 섬유는 당 기술분야에 공지되어 있고, 이들에만 한정되는 것은 아니지만, 셀룰로스 섬유; 연목재 섬유; 견목재 섬유; 황마(jute) 섬유; 및 그들의 조합을 포함한다. 에어로졸 발생 기재에 사용하기 위한 균질화 담배 재료의 시트에 포함시키기 전에, 비-담배 섬유는 기계 펄핑(mechanical pulping); 정제(refining); 화학 펄핑(chemical pulping); 표백; 황산염 펄핑(sulfate pulping); 및 이의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는 당업계에 공지된 적절한 공정에 의해 처리될 수 있다.

본 발명에서 사용하기 위한 균질화 담배의 시트는 바람직하게는 약 70 mm 내지 약 250 mm, 예를 들어 약 120 mm 내지 약 160 mm의 폭을 갖는다. 바람직하게는, 균질화 담배 재료의 시트의 두께는 약 50 μm 내지 약 300 μm, 더 바람직하게는 약 150 μm 내지 약 250 μm이다.

본 발명의 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 균질화 담배의 시트는 당업계에 공지된 방법, 예를 들어 국제 특허 출원 WO-A-2012/164009 A2에 개시된 방법에 의해 만들어질 수 있다.

바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 균질화 담배 재료의 시트는 주조 공정에 의해 미립자 담배, 구아 검, 셀룰로스 섬유 및 글리세린을 포함한 슬러리로 형성된다.

균질화 담배 재료의 주름진 시트의 사용에 대한 대안으로서, 전술한 바와 같이, 에어로졸 발생 기재는 균질화 담배 재료의 시트의 복수의 스트립 또는 슈레드(shred)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 기재는 길이방향으로 정렬되어 있고 에어로졸 발생 기재의 로드를 형성하도록 함께 모아져서 래핑된 균질화 담배 재료의 복수의 슈레드로 형성될 수 있다.

균질화 담배 재료의 조각은, 바람직하게는 약 10 mm 내지 약 20 mm, 더 바람직하게는 약 12 mm 내지 약 18 mm, 더 바람직하게는 약 14 mm 내지 약 16 mm, 더 바람직하게는 약 15 mm의 길이를 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 균질화 담배 재료의 슈레드는, 바람직하게는 약 0.4 mm 내지 약 0.8 mm의 폭을 갖는다.

바람직하게는, 조각이 형성되는 균질화 담배 재료의 시트의 밀도는 약 500 내지 약 1500 mg/cm3, 더 바람직하게는 약 800 내지 약 1200 mg/cm3, 더 바람직하게는 약 900 내지 약 1100 mg/cm3, 가장 바람직하게는 약 900 내지 약 970 mg/cm3이다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 기재 내의 균질화 담배 재료의 슈레드의 벌크 밀도는 약 0.4 g/cm3 내지 약 0.8 g/cm3, 바람직하게는 약 0.5 g/cm3 내지 약 0.7 g/cm3, 가장 바람직하게는 약 0.65 g/cm3 내지 약 0.67 g/cm3이다.

전술한 바와 같이, 균질화 담배 재료는 슬러리의 캐스팅에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 균질화 담배 재료는, 예를 들어 압출 방법과 같은 다른 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 기재는 래퍼에 의해 둘러싸인 균질화 담배 재료의 로드를 포함하며, 래퍼는 균질화 담배 재료 주위에 그리고 그와 접촉하여 제공되고 열 제어 요소를 통합한다. 래퍼는 균질화 담배 재료 주위로 래핑되어서 에어로졸 발생 기재를 형성할 수 있는 임의의 적절한 시트 재료로 형성될 수 있다. 래퍼는 다공성이거나 비-다공성일 수 있다. 바람직하게는, 래퍼는 종이 래퍼이지만 래퍼는 대안적으로 비-종이일 수 있다.

에어로졸 발생 기재의 로드는, 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외경과 거의 동등한 외경을 가진다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드는 적어도 5 mm의 외경을 가진다. 에어로졸 발생 기재의 로드는 약 5 mm 내지 약 12 mm, 예를 들어 약 5 mm 내지 약 10 mm 또는 약 6 mm 내지 약 8 mm의 외경을 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재의 로드는 7.2 mm +/- 10%의 외경을 가진다.

에어로졸 발생 기재의 로드는 약 7 mm 내지 약 15 mm의 길이를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 발생 기재의 로드는 약 10 mm의 길이를 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재의 로드는 약 12 mm의 길이를 갖는다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드는 로드의 길이를 따라 실질적으로 균일한 단면을 가진다. 특히 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드는 실질적으로 원형 단면을 갖는다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드 및 열 제어 구성요소에 더하여 하나 이상의 요소를 포함한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 마우스피스, 에어로졸 냉각 요소 및 중공 아세테이트 튜브와 같은 지지 요소 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 선형의 순차 배열로, 전술한 바와 같은 에어로졸 발생 기재의 로드, 에어로졸 발생 기재의 바로 하류에 위치된 지지 요소, 지지 요소의 하류에 위치된 에어로졸 냉각 요소, 그리고 로드, 지지 요소 및 에어로졸 냉각 요소를 둘러싸는 외부 래퍼를 포함한다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템은, 흡연 동안 에어로졸 발생 물품의 상류 단부를 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치와 조합하여 상기에서 상세히 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 물품을 포함한다. 에어로졸 발생 장치는, 사용 동안, 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성되어 있는 가열 요소를 포함한다. 바람직하게는, 가열 요소는 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내로 삽입될 때 에어로졸 형성 기재를 관통하도록 적응된 것이다. 예를 들어, 가열 요소는 바람직하게는 가열 블레이드의 형태이다.

가열 요소는 사용 동안 최대 작동 온도 아래의 정의된 작동 온도 범위에서 작동하도록 제어된다. 에어로졸 발생 물품의 열 제어 요소는 최대 작동 온도 미만으로 작동하는 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치에서 에어로졸 발생 물품의 정상적인 사용 동안 열 제어 요소의 하나 이상의 원주방향 밴드를 형성하는 열수축성 재료의 수축 온도가 도달되지 않도록 적응된다. 이는 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 장치가 함께 사용될 때, 열 제어 요소가 정상적인 사용 동안 활성화되지 않을 것을 보장한다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 추가적으로 하우징, 가열 요소에 연결되어 있는 전력 공급부 및 전력 공급부로부터 가열 요소로의 전력의 공급을 제어하도록 구성되어 있는 제어 요소를 포함한다.

본 발명의 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 적절한 에어로졸 발생 장치는 WO-A-2013/098405에 설명되어 있다.

이제, 본 발명은 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다:
도 1은 에어로졸 발생 기재의 래퍼가 래핑되지 않은 상태에서, 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 2는 열 제어 요소의 활성화 후의, 도 1의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 3은 에어로졸 발생 기재의 래퍼가 래핑되지 않은 상태에서, 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 4는 열 제어 요소의 활성화 후의, 도 3의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 5는 에어로졸 발생 기재의 래퍼가 래핑되지 않은 상태에서, 본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 6은 열 제어 요소의 활성화 후의, 도 5의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 단면도이며;
도 8은 도 7의 전기 가열식 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도이다.

도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)은 동축 정렬로 배열된 4개의 요소, 즉 에어로졸 발생 기재(20), 지지 요소(30), 에어로졸 냉각 요소(40), 및 마우스피스(50)를 포함한다. 에어로졸 발생 기재(20)는 이하에서 더욱 상세히 설명되는 래퍼(60)에 의해 둘러싸인다. 다른 요소 각각은 대응하는 플러그 랩(도시되지 않음)에 의해 둘러싸인다. 이들 4개의 요소는 순차적으로 배열되고 외부 래퍼(도시되지 않음)에 의해 둘러싸여 에어로졸 발생 물품(10)을 형성한다. 에어로졸 발생(10)은 사용자가 사용 동안에 그 또는 그녀의 입 안에 넣는 근위 또는 마우스 단부(70), 및 이 마우스 단부(70)에 대한 에어로졸 발생 물품(10)의 대향 단부에 위치한 원위 단부(80)를 갖는다.

사용 시 사용자에 의해 에어로졸 발생 물품을 통해 공기가 원위 단부(80)로부터 마우스 단부(70)로 흡인된다. 에어로졸 발생 물품의 원위 단부(80)는 또한 에어로졸 발생 물품(10)의 상류 단부로서 설명될 수 있고, 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 단부(70)는 또한 에어로졸 발생 물품(10)의 하류 단부로서 설명될 수 있다. 마우스 단부(70)와 원위 단부(80) 사이에 위치된 에어로졸 발생 물품(10)의 요소는 마우스 단부(70)의 상류, 또는 대안적으로 원위 단부(80)의 하류인 것으로서 설명될 수 있다.

에어로졸 발생 기재(20)는 에어로졸 발생 물품(10)의 극단적인 원위 또는 상류 단부에 위치된다. 도 1에 도시된 구현예에서, 에어로졸 발생 기재(20)는 크림핑된 균질화 담배 재료의 주름진 시트를 포함한다. 균질화 담배 재료의 크림핑된 시트는 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함한다.

에어로졸 발생 기재(20)는 내부 표면 상에 열 제어 요소(62)를 포함하는 래퍼(60)에 의해 둘러싸인다. 열 제어 요소(62)는 래퍼(60)의 전체 내부 표면을 덮고 따라서 에어로졸 발생 기재(20)의 전체 길이를 따라 연장되는, 약 200℃의 수축 온도를 갖는 열수축성 재료의 단일 층(64)을 포함한다. 조립된 에어로졸 발생 물품(10)에서, 래퍼가 에어로졸 발생 기재(20)를 둘러싸는 상태로, 열수축성 재료의 층(64)은 전체 에어로졸 발생 기재(20)를 둘러싸는 밴드(66)를 형성한다.

열 제어 요소(62)의 활성화 전에, 열수축성 재료의 밴드(66)는 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재(20)의 외부 반경에 실질적으로 대응하는 내부 반경을 갖는다. 따라서, 열 제어 요소(62)는 RTD에 무시해도 될 정도의 영향을 끼치고, 에어로졸 발생 물품(10)의 정상적인 사용에 영향을 미치지 않을 것이다.

에어로졸 발생 물품(10)의 과열로 인해 200℃의 수축 온도가 래퍼(60)의 내부 표면에서 초과되면, 열 제어 요소(62)는 활성화될 것이고, 열수축성 재료의 밴드(66)는 밴드의 내부 반경이 20% 넘게 감소되도록 방사상으로 수축될 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 밴드(66)의 이러한 반경방향 수축은 RTD가 130 mm H₂O 초과의 수준으로 증가하게 하는 에어로졸 발생 기재(20)의 압축 및 변형을 초래한다. 따라서, 소비자가 에어로졸 발생 물품을 통해 공기를 흡인하는 것이 어려워질 것이고, 에어로졸 발생 물품의 추가 사용이 더 이상 가능하지 않을 것이다.

지지 요소(30)는 에어로졸 발생 기재(30)의 바로 하류에 위치되고 에어로졸 발생 기재(20)와 접하는 중공 셀룰로스 아세테이트 튜브의 형태이다. 지지 요소(30)는 에어로졸 발생 기재(20)를 에어로졸 발생 물품(10)의 극단적인 원위 단부(80)에 위치시켜서 에어로졸 발생 장치의 가열 요소에 의해 침투될 수 있다. 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 지지 요소(30)는 에어로졸 발생 장치의 가열 요소가 에어로졸 발생 기재(20) 내로 삽입될 때 에어로졸 발생 기재(20)가 에어로졸 냉각 요소(40)를 향하여 에어로졸 발생 물품(10) 내부서 하류로 압박되는 것을 방지하도록 제자리에 있다. 지지 요소(30)는 또한 스페이서로서 기능해서 에어로졸 발생 기재(20)로부터 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 냉각 요소(40)를 이격시킨다.

에어로졸 냉각 요소(40)는 지지 요소(30)의 바로 하류에 위치하고 지지 요소(30)와 접경한다. 사용 시, 에어로졸 발생 기재(20)로부터 방출된 휘발성 재료들은 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 단부(70)를 향해서 에어로졸 냉각 요소(40)를 따라 통과한다. 휘발성 재료는 에어로졸 냉각 요소(40) 내부에서 냉각되어 사용자가 흡입하는 에어로졸을 형성할 수 있다. 도 1에 도시된 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 래퍼(60)에 의해 둘러싸인 폴리락트산의 크림핑되고 주름진 시트를 포함한다. 폴리락트산으로 이루어진 크림핑되고 주름진 시트는 에어로졸 냉각 요소(40)의 길이를 따라 연장되는 복수의 길이방향 채널을 정의한다.

마우스피스(50)는 에어로졸 냉각 요소(40)의 바로 하류에 위치되며 에어로졸 냉각 요소(40)와 접한다. 도 1에 도시된 구현예에서, 마우스피스(50)는 낮은 여과 효율의 종래의 셀룰로스 아세테이트 토우를 포함한다.

도 3은 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품(110)을 도시한다. 에어로졸 발생 물품(110)은 에어로졸 발생 기재(20)를 둘러싸는 래퍼(160)가 전술한 것과 상이한 구조를 갖는 열 제어 요소(162)를 포함하는 것을 제외하면, 도 1에 도시되고 전술한 에어로졸 발생 물품(10)과 유사한 구조를 갖는다. 에어로졸 발생 물품(110)의 다른 모든 구성요소는 도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)과 관련하여 전술한 바와 같으며, 동일한 참조 부호가 적용되었다.

도 3에 도시된 에어로졸 발생 물품(110)의 열 제어 요소(162)는 래퍼(160)의 내부 표면 상의 열수축성 재료의 복수의 대각선 스트립(164)을 포함한다. 대각선 스트립(164)은 서로 실질적으로 평행하고 래퍼(160)를 따라 길이방향으로 서로 이격된다. 열 제어 요소(162)는 실질적으로 래퍼(160)의 전체 내부 표면을 덮고, 따라서 에어로졸 발생 기재(20)의 전체 길이를 따라 연장된다. 제1 구현예에서와 같이, 스트립은 약 200℃의 수축 온도를 갖는 열수축성 재료로 형성된다. 조립된 에어로졸 발생 물품(110)에서, 래퍼(160)가 에어로졸 발생 기재(20)를 둘러싸는 상태로, 열수축성 재료의 스트립(164) 각각은 에어로졸 발생 기재(20)를 둘러싸는 대각선 밴드(166)를 형성한다.

도 4는 열 제어 요소(162)의 활성화 및 대각선 밴드(166)의 결과적인 수축 후의 에어로졸 발생 물품(110)을 도시한다. 활성화는 에어로졸 발생 물품(110)의 RTD에 대응하는 효과를 가지고, 제1 구현예와 관련하여 전술한 것과 동일한 방식으로 발생한다.

도 5는 본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품(210)을 도시한다. 에어로졸 발생 물품(210)은 에어로졸 발생 기재(20)를 둘러싸는 래퍼(260)가 전술한 것과 상이한 구조를 갖는 열 제어 요소(262)를 포함하는 것을 제외하면, 도 1에 도시되고 전술한 에어로졸 발생 물품(10)과 유사한 구조를 갖는다. 에어로졸 발생 물품(210)의 다른 모든 구성요소는 도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)과 관련하여 전술한 바와 같으며, 동일한 참조 부호가 적용되었다.

도 5에 도시된 에어로졸 발생 물품(210)의 열 제어 요소(262)는 제1 열수축성 재료의 제1 스트립(264) 및 제2 열수축성 재료의 제2 스트립(265)을 포함한다. 제1 스트립(264) 및 제2 스트립(265)은 작은 공간을 사이에 두고, 래퍼(260)의 내부 표면 상에 서로 인접하게 제공된다. 제1 스트립(264) 및 제2 스트립(265)은 서로 실질적으로 동일한 폭을 갖고, 조합 시, 스트립(264, 265) 사이의 공간으로부터 이격된 래퍼(260)의 실질적으로 전체 내부 표면을 덮는다. 제1 열수축성 재료는 제2 열수축성 재료와 상이한 수축 온도를 갖는다.

조립된 에어로졸 발생 물품(210)에서, 래퍼(260)가 에어로졸 발생 기재(20)를 둘러싸는 상태로, 열수축성 재료의 제1 스트립(264) 및 제2 스트립(265)은 각각 에어로졸 발생 기재(20)를 둘러싸는 열수축성 재료의 제1 밴드(266) 및 제2 밴드(267)를 형성한다.

도 6은 열 제어 요소(262)의 활성화 및 제1 수축 온도 및 제2 수축 온도 둘 모두 초과인 온도로 열 제어 요소(262)의 가열 후의 에어로졸 발생 물품(210)을 도시한다. 이 단계에서, 열수축성 재료의 제1 밴드(266) 및 제2 밴드(267) 둘 모두는 방사상으로 수축되어 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재(20)의 변형을 야기한다. 활성화는 에어로졸 발생 물품(210)의 RTD에 대응하는 효과를 가지고, 제1 구현예와 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로 발생한다.

도 7은 전술되고 도 1에 도시된 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(310) 및 에어로졸 발생 물품(10)을 포함하는 에어로졸 발생 시스템(300)의 일부분을 예시한다. 에어로졸 발생 장치(310)는 본 발명에 따른 대안적인 에어로졸 발생 물품, 예컨대 전술되고 도면에 도시된 임의의 다른 구현예와 조합하여 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

에어로졸 발생 장치(310)는 가열 요소(320)를 포함한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 가열 요소(320)는 에어로졸 발생 장치(310)의 에어로졸 발생 물품 수용 챔버 내에 장착된다. 사용 시, 사용자는 에어로졸 발생 물품(10)을 에어로졸 발생 장치(310)의 에어로졸 발생 물품 수용 챔버 내에 삽입하여 도 8에 도시된 바와 같이 가열 요소(320)가 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20) 내에 직접 삽입된다. 도 8에 도시된 구현예에서, 에어로졸 발생 장치(310)의 가열 요소(320)는 히터 블레이드이다.

에어로졸 발생 장치(310)는 가열 요소(320)가 작동될 수 있게 하는 전원 및 전자기기(도 3에 도시됨)을 포함한다. 이러한 작동은 수동으로 작동될 수 있거나 에어로졸 발생 장치(310)의 에어로졸 발생 물품 수용 챔버 내에 삽입된 에어로졸 발생 물품(10)을 사용자가 흡인하는 것에 반응하여 자동으로 발생할 수 있다. 복수의 개구는 공기가 에어로졸 발생 물품(10)으로 흐르게 하도록 에어로졸 발생 장치에 제공되며; 기류의 방향은 도 8에 화살표로 예시된다.

지지 요소(30)는 에어로졸 발생 장치(310)의 가열 요소(320)가 에어로졸 발생 기재(20) 내로 삽입되는 동안에 에어로졸 발생 물품(10)에 의해 경험된 침투력에 저항하는 역할을 한다. 이에 의해, 지지 요소(30)는 에어로졸 발생 장치(310)의 가열 요소(320)가 에어로졸 발생 기재(20) 내로 삽입되는 동안에 에어로졸 발생 물품(10) 내에서 에어로졸 발생 기재(20)의 하류 운동에 저항한다.

일단 내부 가열 요소(320)가 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20) 내로 삽입되고 가열 요소(320)가 작동되면, 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20)는 에어로졸 발생 장치(310)의 가열 요소(320)에 의해 대략 350℃의 온도로 가열된다. 이러한 온도에서, 휘발성 화합물은 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20)에서 방산된다. 사용자가 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 단부(70)를 흡인함에 따라, 에어로졸 발생 기재(20)에서 방산된 휘발성 화합물이 에어로졸 발생 물품(10)을 통해 하류로 흡인되고 응축해서 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스피스(50)를 통해 사용자의 입 속으로 흡인되는 에어로졸을 형성하게 된다.

에어로졸이 에어로졸 냉각 요소(40)를 통해 하류로 통과함에 따라, 에어로졸로부터 에어로졸 냉각 요소(40)로의 열 에너지 전달로 인해 에어로졸의 온도는 감소된다. 에어로졸이 에어로졸 냉각 요소(40)로 들어갈 때, 그 온도는 대략 60℃이다. 에어로졸 냉각 요소(40) 내에서의 냉각으로 인해, 에어로졸의 온도는 에어로졸 냉각 요소를 빠져나올 때 대략 40℃이다.

도 8에서, 에어로졸 발생 장치(310)의 구성요소가 단순화된 방식으로 도시된다. 특히, 에어로졸 발생 장치(310)의 구성요소는 도 8에서 축적대로 그려지지 않았다. 구현예의 이해를 위해 무관한 구성요소는 도 8을 단순화하기 위해 생략되었다.

도 8에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(310)는 하우징(330)을 포함한다. 가열 요소(320)는 하우징(330) 내의 에어로졸 발생 물품 수용 챔버에 장착된다. (도 9에 점선으로 도시된)에어로졸 발생 물품(10)은 에어로졸 발생 장치(310)의 하우징(330) 내의 에어로졸 발생 물품 수용 챔버 내로 삽입되어서, 가열 요소(320)가 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(20) 내로 직접 삽입되게 된다.

하우징(330) 내에는 전기 에너지 공급부(340), 예를 들어 재충전 가능한 리튬 이온 배터리가 있다. 제어기(350)는 가열 요소(320), 전기 에너지 공급부(340), 및 사용자 인터페이스(360), 예를 들어 버튼이나 디스플레이에 연결된다. 제어기(350)는 가열 요소(320)의 온도를 조절하기 위해서 가열 요소로 공급되는 전력을 제어한다.

도 7 및 도 8에 도시된 호환 가능한 에어로졸 발생 장치(310)를 갖는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 이러한 정상적인 사용 동안, 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재(20)의 래퍼(60) 내의 열 제어 요소(62)는 영향을 받지 않는다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품이 호환 불가능한 장치와 함께 사용되고 바람직한 최대 작동 온도를 초과하여 과열되는 경우, 열 제어 요소는 열 제어 요소의 밴드 또는 밴드들을 형성하는 열수축성 재료의 수축 온도에 도달할 때 활성화될 것이다. 별도의 구현예와 관련하여 전술한 바와 같이, 열 제어 요소의 활성화 시, 열수축성 재료의 밴드는 적어도 20%만큼 방사상으로 수축되어, 에어로졸 발생 기재의 상당한 압축을 야기한다. 에어로졸 발생 물품의 RTD는 소비자가 에어로졸 발생 물품을 통해 공기를 더 이상 흡인할 수 없는 수준으로 증가한다. 따라서, 열 제어 요소의 활성화 후에, 에어로졸 발생 물품은 더 이상 사용될 수 없다.

Claims

가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 가열식 에어로졸 발생 물품으로서, 상기 가열식 에어로졸 발생 물품은:
에어로졸 발생 기재의 로드; 및
상기 에어로졸 발생 기재의 로드를 적어도 부분적으로 둘러싸는 래퍼를 포함하며, 상기 래퍼는 상기 래퍼의 적어도 하나의 표면 상에 열 제어 요소를 포함하고, 상기 열 제어 요소는 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드를 포함하며, 수축 온도 초과의 온도로 상기 열수축성 재료의 가열 시, 상기 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드 각각의 내부 반경은 가열 전의 각각의 원주방향 밴드의 내부 반경에 비해 적어도 20%만큼 감소되며, 이에 의해 상기 열 제어 요소 아래에 놓인 에어로졸 발생 기재의 부분은 에어로졸 발생 물품의 흡인 저항(RTD)이 증가되도록 변형되며, 상기 수축 온도는 약 180℃ 내지 약 300℃인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항에 있어서, 상기 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드를 상기 수축 온도 초과의 온도로 가열할 때, 상기 에어로졸 발생 물품의 흡인 저항(RTD)은 130 mm H₂O 초과로 증가되는, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열수축성 재료의 수축 온도 초과의 온도로 가열 시 상기 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드의 각각의 내부 반경의 감소는 가열 전의 각각의 원주방향 밴드의 내부 반경에 비해 적어도 30%인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 원주방향 밴드 각각은 상기 래퍼의 내부 표면 상에 열수축성 재료의 층을 포함하는, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제4항에 있어서, 상기 열수축성 재료의 각 층은 0.5 mm 미만의 방사상 두께를 갖는, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 제어 요소는 상기 에어로졸 발생 기재의 로드의 길이의 적어도 75%를 따라 연장되는, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 제어 요소는 상기 에어로졸 발생 기재의 로드의 외부 표면적의 적어도 90% 위에 놓여 있는, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 제어 요소는 상기 에어로졸 발생 기재의 로드의 길이를 따라 이격된 복수의 원주방향 밴드를 포함하는, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 제어 요소는 제1 수축 온도를 갖는 제1 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드 및 상기 제1 수축 온도보다 더 높은 제2 수축 온도를 갖는 제2 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드를 포함하는, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제9항에 있어서, 상기 제2 수축 온도는 상기 제1 수축 온도보다 적어도 30℃ 더 높은, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 원주방향 밴드는 상기 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 대해 상기 로드 에어로졸 발생 기재 주위로 대각선으로 연장되는, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열수축성 재료의 하나 이상의 원주방향 밴드는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌 셀룰로스(LLDPE), 폴리올레핀, 향상된 폴리에틸렌 수지(EPE) 및 이들의 조합으로부터 선택된 재료로 형성되는, 가열식 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열수축성 재료는 상기 에어로졸 발생 기재가 내부 임계 온도 초과의 온도로 내부적으로 가열될 때 또는 상기 에어로졸 발생 기재가 외부 임계 온도 초과의 온도로 외부적으로 가열될 때 상기 열수축성 재료의 수축 온도에 도달하거나 상기 열수축성 재료의 수축 온도를 초과하도록 구성되며, 상기 내부 임계 온도는 적어도 약 350℃이고 상기 외부 임계 온도는 약 200℃ 미만인, 가열식 에어로졸 발생 물품.
에어로졸 발생 시스템으로서,
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 물품; 및
상기 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 적응된 에어로졸 발생 장치를 포함하며, 상기 에어로졸 발생 장치는 사용 동안 상기 에어로졸 발생 재료의 로드를 가열하도록 구성된 히터 요소를 포함하고, 상기 히터 요소는 최대 작동 온도 아래에서 작동하도록 사용 동안 제어되고,
상기 에어로졸 발생 물품의 열 제어 요소는 상기 최대 작동 온도 아래에서 작동하는 히터 요소를 갖는 에어로졸 발생 시스템의 사용 동안에 상기 열수축성 재료의 수축 온도가 초과되지 않도록 적응되는, 에어로졸 발생 시스템.