KR20240021966A - 물품을 위한 구성요소 및 비가연성 에어로졸 제공 시스템에서 사용하기 위한 물품 - Google Patents

물품을 위한 구성요소 및 비가연성 에어로졸 제공 시스템에서 사용하기 위한 물품 Download PDF

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KR20240021966A
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왈리드 아비 아운
매튜 호지슨
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니코벤처스 트레이딩 리미티드
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Abstract

물품(1)의 에어로졸 생성 재료 부분(13) 내로 삽입하기 위한 서셉터(14)가 설명되며, 서셉터(14)는 서셉터의 외부면의 적어도 20% 상에 코팅을 포함하고, 코팅은 300 미크론 이하의 두께를 갖는 에어로졸 생성 및/또는 에어로졸 개질 재료를 포함한다. 또한, 서셉터(14)를 형성하는 방법, 서셉터(14)를 포함하는 물품(1), 물품(1)을 제조하는 방법, 및 물품을 포함하는 에어로졸 생성 시스템이 또한 설명된다.

Description

물품을 위한 구성요소 및 비가연성 에어로졸 제공 시스템에서 사용하기 위한 물품
본 발명은 비가연성 에어로졸 제공 시스템을 위한 물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터(susceptor) 및 물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터를 형성하는 방법에 관한 것이다.
에어로졸 생성 시스템들은 사용 중에 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸을 발생시킨다. 예를 들어, 담배 가열 디바이스(tobacco heating device)들은 담배와 같은 에어로졸 생성 기재를 가열하여, 기재를 가열하지만 그러나 태우지 않음으로써 에어로졸을 형성한다. 일부 에어로졸 생성 시스템들은, 일반적으로 에어로졸이 통과하여 사용자의 입에 도달하는 마우스피스를 포함한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터가 제공되며, 서셉터는 서셉터의 외부면의 적어도 20% 상에 코팅을 포함하고, 코팅은 300 미크론 이하의 두께를 갖는 에어로졸 생성 및/또는 에어로졸 개질 재료를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터를 형성하는 방법이 제공되며, 이 방법은 서셉터의 외부면의 적어도 20%를 덮도록 상기 서셉터에 코팅을 적용하는 단계를 포함하고, 코팅은 300 미크론 이하의 두께를 갖는다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 본 발명의 제2 양태에 따른 방법에 의해 준비된 서셉터가 제공된다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 에어로졸 생성 시스템에 사용하기 위한 물품이 제공되며, 이 물품은,
마우스피스; 및
마우스피스에 연결되며, 에어로졸 생성 재료를 포함하는 에어로졸 생성 부분; 및
본 발명의 제1 양태에 따른 서셉터를 포함한다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 본 발명의 제4 양태에 따른 물품을 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은 에어로졸 생성 재료의 로드를 형성하는 단계; 및 마우스피스를 에어로졸 생성 재료의 로드에 결합시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 서셉터에 코팅을 적용하는 단계 및 코팅된 서셉터를 에어로졸 생성 재료의 로드 내로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 에어로졸 생성 시스템이 제공되며, 이 에어로졸 생성 시스템은,
본 발명의 제4 양태에 따른 물품; 및
서셉터를 유도 가열하기 위한 유도 송신기(induction transmitter)를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스를 포함한다.
이제, 본 발명의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1a는 비가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품의 측단면도이며, 물품은 서셉터를 포함한다.
도 1b는 비가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 추가 물품의 측단면도이며, 이 예에서 물품은 캡슐 보유 마우스피스(capsule-containing mouthpiece)를 포함한다.
도 1c는 도 1b에 도시된 캡슐 보유 마우스피스의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2f는 서셉터의 상이한 형상들의 예들이다.
도 3은 코팅된 서셉터 및 코팅된 서셉터를 포함하는 물품을 형성하는 방법의 단계들을 예시하는 흐름도이다.
도 4는 비가연성 에어로졸 제공 디바이스의 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 에어로졸 제공 디바이스의 하우징 내의 구성요소들의 단순화된 개략도이다.
도 6은 도 1에 도시된 물품이 디바이스 내로 삽입된 상태의 도 4에 도시된 비가연성 에어로졸 제공 디바이스의 단면도이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "전달 시스템(delivery system)"은 적어도 하나의 물질을 사용자에게 전달하는 시스템들을 포함하는 것으로 의도되며, 다음을 포함한다:
가연성 에어로졸 제공 시스템들, 예를 들어, 시가렛(cigarette)들, 시가릴로(cigarillo)들, 시가(cigar)들, 및 파이프(pipe)들용, 손으로 만(roll-your-own) 또는 직접 만드는(make-your-own) 시가렛들용 담배(담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재구성 담배, 담배 대용품들 또는 다른 흡연 가능 재료에 기반하는지 여부);
전자 시가렛들, 담배 가열 제품들, 및 에어로졸 생성 재료들(aerosol-generating material)의 조합을 사용하여 에어로졸을 생성시키는 하이브리드 시스템(hybrid system)들과 같이, 에어로졸 생성 재료를 연소시키지 않고 에어로졸 생성 재료로부터 화합물들을 방출하는 비가연성 에어로졸 제공 시스템(non-combustible aerosol provision system)들; 및
로젠지들, 검들, 패치들 그리고 흡입 가능한 분말들 및 스누스 또는 습한 스너프를 포함하는 구강 담배와 같은 구강 제품들을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음), 에어로졸을 형성하지 않으면서 적어도 하나의 물질을 사용자에게 경구, 비강, 경피 또는 다른 방식으로 전달하는 에어로졸이 없는 전달 시스템들 ― 적어도 하나의 물질은 니코틴을 포함하거나 포함하지 않을 수 있음 ―.
본 개시내용에 따르면, "비가연성(non-combustible)" 에어로졸 제공 시스템은, 사용자에게의 적어도 하나의 물질 전달을 용이하게 하기 위해, 에어로졸 제공 시스템(또는 그의 구성요소)의 구성성분 에어로졸 생성 재료를 연소시키거나(combusted) 태우지(burned) 않는 시스템이다.
일부 실시예들에서, 전달 시스템은 전동식 비가연성 에어로졸 제공 시스템과 같은 비가연성 에어로졸 제공 시스템이다.
일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 베이핑 디바이스(vaping device) 또는 전자 니코틴 전달 시스템(END)으로도 알려져 있는 전자 시가렛일 수 있지만, 에어로졸 생성 재료에 니코틴이 존재하는 것은 필수 조건이 아니라는 점에 주목해야 한다.
일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 비연소식 가열 시스템(heat-not-burn system)으로 또한 공지된 에어로졸 생성 재료 가열 시스템이다. 이러한 시스템의 일 예는 담배 가열 시스템이다.
일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 에어로졸 생성 재료들 ― 이 중 하나 또는 복수가 가열될 수 있음 ― 의 조합을 사용하여 에어로졸을 생성하는 하이브리드 시스템이다. 에어로졸 생성 재료들 각각은 예를 들어 고체, 액체 또는 겔 형태일 수 있고, 니코틴을 보유하거나 또는 보유하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 하이브리드 시스템은 액체 또는 겔 에어로졸 생성 재료 및 고체 에어로졸 생성 재료를 포함한다. 고체 에어로졸 생성 재료는 예를 들어, 담배 또는 비-담배 제품을 포함할 수 있다.
전형적으로, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 비가연성 에어로졸 제공 디바이스 및 비가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 소모품을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 개시내용은 에어로졸 생성 재료를 포함하고 그리고 비가연성 에어로졸 제공 디바이스들과 함께 사용되도록 구성된 소모품들에 관한 것이다. 이들 소모품들은 때때로 본 개시내용 전반에 걸쳐 물품들로 지칭된다.
본원에 사용되는 용어들 '상류' 및 '하류'는 사용 시에 물품 또는 디바이스를 통해 흡인되는 메인스트림 에어로졸(mainstream aerosol)의 방향과 관련하여 규정된 상대적인 용어들이다.
일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 시스템, 이를테면, 그의 비가연성 에어로졸 제공 디바이스는 전원 및 제어기를 포함할 수 있다. 전원은 예를 들어, 전기 전원(electric power source) 또는 발열 전원(exothermic power source)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 발열 전원은 열의 형태로 전력을 에어로졸 생성 재료 또는 발열 전원에 근접한 열 전달 재료에 분배하도록 에너지를 공급할 수 있는 탄소 기재를 포함한다.
일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 소모품을 수용하기 위한 영역, 에어로졸 생성기, 에어로졸 생성 영역, 하우징, 마우스피스, 필터 및/또는 에어로졸 개질제를 포함한다.
일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 소모품은 에어로졸 생성 재료, 에어로졸 생성 재료 저장 영역, 에어로졸 생성 재료 전달 구성요소, 에어로졸 생성기, 에어로졸 생성 영역, 하우징, 래퍼, 필터, 마우스피스 및/또는 에어로졸 개질제를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 소모품은 전달될 물질을 포함한다. 전달될 물질은 에어로졸 생성 재료이거나 또는 에어로졸화되도록 의도되지 않는 재료일 수 있다. 적절한 경우, 두 재료는 하나 이상의 활성 구성성분들, 하나 이상의 향미들, 하나 이상의 에어로졸 형성제 재료들, 및/또는 하나 이상의 다른 기능성 재료들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전달될 물질은 활성 물질을 포함한다.
본원에서 사용되는 활성 물질은 생리학적 활성 재료일 수 있으며, 이는 생리학적 반응을 달성 또는 향상시키도록 의도된 재료이다. 활성 물질은, 예를 들어 건강기능식품(nutraceuticals), 노로트로픽(nootropics), 및 향정신성물질(psychoactives)로부터 선택될 수 있다. 활성 물질은 자연적으로 발생하거나 또는 합성하여 획득될 수 있다. 활성 물질은 예를 들어 니코틴, 카페인, 타우린, 테인(theine), B6 또는 B12 또는 C와 같은 비타민들, 멜라토닌, 카나비노이드(cannabinoid)들, 또는 이들의 구성 성분들, 유도체들, 또는 조합들을 포함할 수 있다. 활성 물질은 담배, 대마초 또는 다른 식물생약(botanical)의 하나 이상의 구성성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 활성 물질은 니코틴을 포함한다. 일부 실시예들에서, 활성 물질은 카페인, 멜라토닌 또는 비타민 B12를 포함한다.
본원에 주목된 바와 같이, 활성 물질은 하나 이상의 식물생약들 또는 이들의 구성성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함하거나 이들로부터 도출될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "식물생약"이란 용어는, 추출물들, 잎들, 나무껍질(bark), 섬유들, 줄기들, 뿌리들, 종자들, 꽃들, 과일들, 꽃가루, 겉껍질(husk), 껍질(shell)들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 식물들로부터 도출된 임의의 재료를 포함한다. 대안적으로, 이 재료는 합성하여 획득된 식물생약에 자연적으로 존재하는 활성 화합물을 포함할 수 있다. 이 재료는 액체, 기체, 고체, 분말, 먼지, 분쇄된 입자들, 과립들, 펠렛들, 파쇄물(shred)들, 스트립들, 시트들 등의 형태일 수 있다. 식물생약들의 예는, 담배, 유칼립투스, 팔각(star anise), 대마(hemp), 코코아, 대마초, 회향(fennel), 레몬그라스(lemongrass), 페퍼민트, 스피어민트, 루이보스(rooibos), 카모마일, 아마(flax), 생강, 은행 나무(ginkgo biloba), 개암(hazel), 히비스커스, 월계수(laurel), 감초(licorice)(감초사탕(liquorice)), 말차(matcha), 마테(mate), 오렌지 껍질(orange skin), 파파야, 장미, 세이지(sage), 차(이를테면, 녹차 또는 홍차), 타임(thyme), 정향(clove), 계피, 커피, 아니스열매(aniseed)(아니스(anise)), 바질, 월계수 잎(bay leaves), 카다멈(cardamom), 고수(coriander), 커민(cumin), 육두구(nutmeg), 오레가노(oregano), 파프리카, 로즈마리, 사프란, 라벤더, 레몬 껍질, 민트, 향나무(juniper), 엘더플라워(elderflower), 바닐라, 노루발풀(wintergreen), 차조기(beefsteak plant), 강황(curcuma), 터메릭(turmeric), 백단향(sandalwood), 고수잎(cilantro), 베르가못(bergamot), 오렌지 블로섬(orange blossom), 머틀(myrtle), 카시스(cassis), 발레리안(valerian), 피멘토(pimento), 메이스(mace), 데미안(damien), 마조람(marjoram), 올리브(olive), 레몬 밤(lemon balm), 레몬 바질(lemon basil), 골파(chive), 카르비(carvi), 버베나(verbena), 타라곤(tarragon), 제라늄(geranium), 뽕(mulberry), 인삼, 테아닌(theanine), 테아크린(theacrine), 마카(maca), 아슈와간다(ashwagandha), 다미아나(damiana), 구아라나(guarana), 클로로필(chlorophyll), 바오밥(baobab) 또는 이들의 임의의 조합이다. 민트는 다음의 민트 품종들 중에서 선택될 수 있다: 멘타 아르벤티스(Mentha Arvensis), 멘타 재배종(Mentha c.v.), 멘타 닐리아카(Mentha niliaca), 멘타 피페리타(Mentha piperita), 멘타 피페리타 시트라타 재배종(Mentha piperita citrata c.v.), 멘타 피페리타 재배종(Mentha piperita c.v.), 멘타 스피카타 크리스파(Mentha spicata crispa), 멘타 카르디폴리아(Mentha cardifolia), 멘타 롱기폴리아(Mentha longifolia), 멘타 수아베올렌스 바리에가타(Mentha suaveolens variegata), 멘타 풀레지움(Mentha pulegium), 멘타 스피카타 재배종(Mentha spicata c.v.) 및 멘타 수아베올렌스(Mentha suaveolens).
일부 실시예들에서, 활성 물질은 하나 이상의 식물생약들 또는 이들의 구성성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함하거나 이들로부터 도출되고, 식물생약은 담배이다.
일부 실시예들에서, 활성 물질은 하나 이상의 식물생약들 또는 이들의 구성성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함하거나 이들로부터 도출되고, 식물생약은 유칼립투스, 팔각, 코코아 및 대마로부터 선택된다.
일부 실시예들에서, 활성 물질은 하나 이상의 식물생약들 또는 이들의 구성성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함하거나 이들로부터 도출되고, 식물생약은 루이보스 및 회향으로부터 선택된다.
일부 실시예들에서, 전달될 물질은 향미를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "향미(flavour)" 및 "향미제(flavourant)"는, 현지 규제(local regulation)들이 허용하는 경우, 성인 소비자들을 위해 제품에 원하는 맛(taste), 향(aroma) 또는 다른 체지각 감각(somatosensorial sensation)을 생성하는데 사용될 수 있는 재료들을 지칭한다. 이것들은 천연 생성 향미 재료들, 식물들, 식물들의 추출물들, 합성하여 얻어진 재료들, 또는 이들의 조합들(예를 들어, 담배, 대마초, 감초(리코리스), 수국, 유제놀(eugenol), 일본 흰 껍질 목련 잎, 카모마일(chamomile), 호로파, 정향, 단풍나무, 말차, 멘톨, 일본 민트, 아니스씨(아니스), 계피, 강황, 인도 향신료들, 아시아 향신료들, 허브, 윈터그린(wintergreen), 체리, 베리, 레드 베리, 크랜베리, 복숭아, 사과, 오렌지, 망고, 클레멘타인(clementine), 레몬, 라임, 열대 과일, 파파야, 대황, 포도, 두리안, 용과, 오이, 블루베리, 뽕나무, 감귤류, 드람뷰이(Drambuie), 버번(bourbon), 스카치, 위스키, 진(gin), 데킬라, 럼(rum), 스피어민트, 박하, 라벤더(lavender), 알로에 베라(aloe vera), 카다멈(cardamom), 셀러리, 카스카릴라(cascarilla), 육두구, 백단유, 베르가못(bergamot), 제라늄(geranium), 캇(khat), 나스와르(naswar), 빈랑, 물담배, 소나무, 꿀 에센스, 장미 기름, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일, 오렌지 꽃, 벚꽃, 계수나무, 캐러웨이(caraway), 코냑, 재스민, 일랑일랑(ylang-ylang), 세이지(sage), 회향, 와사비, 피멘트(piment), 생강, 고수, 커피, 대마, 멘타 속의 임의의 종으로부터의 민트 오일, 유칼립투스(eucalyptus), 스타 아니스(star anise), 코코아, 레몬그라스(lemongrass), 루이보스(rooibos), 아마, 은행나무, 개암, 히비스커스(hibiscus), 월계수, 메이트(mate), 오렌지 스킨(orange skin), 장미, 녹차 또는 홍차와 같은 차, 백리향, 향나무, 엘더플라워(elderflower), 바질(basil), 월계수 잎, 커민(cumin), 오레가노(oregano), 파프리카(paprika), 로즈마리, 사프란(saffron), 레몬필(lemon peel), 민트, 비프스테이크 플랜트(beefsteak plant), 강황, 고수, 머틀(myrtle), 카시스(cassis), 발레리안(valerian), 피멘토(pimento), 메이스(mace), 데미안(damien), 마조람(marjoram), 올리브, 레몬 밤(lemon balm), 레몬 바질(lemon basil), 차이브(chive), 카르비(carvi), 버베나(verbena), 타라곤(tarragon), 리모넨(limonene), 티몰(thymol), 캄펜(camphene)), 향미 증강제들, 쓴맛 수용체 부위 차단제들, 감각 수용체 부위 활성화제들 또는 자극제들, 당류들 및/또는 당 대용품들(예를 들어, 수크랄로스(sucralose), 아세설팜 칼륨(acesulfame potassium), 아스파탐, 사카린, 시클라메이트(cyclamates), 유당, 자당, 포도당, 과당, 소르비톨 또는 만니톨), 및 다른 첨가제들, 이를테면 목탄, 엽록소, 미네랄들, 식물생약들, 또는 입냄새 제거제들을 포함할 수 있다. 이것들은 인조(imitation), 합성 또는 천연 구성요소들 또는 이들의 블렌드들일 수 있다. 이것들은 임의의 적합한 형태, 예를 들어 오일과 같은 액체, 분말과 같은 고체 또는 기체일 수 있다.
일부 실시예들에서, 향미는 멘톨, 스피어민트 및/또는 페퍼민트를 포함한다. 일부 실시예들에서, 향미는 오이, 블루베리, 감귤류 및/또는 레드베리의 향미 성분들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 향미는 유제놀을 포함한다. 일부 실시예들에서, 향미는 담배로부터 추출된 향미 성분들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 향미는 대마초로부터 추출된 향미 성분들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 향미는, 향 또는 미각 신경들에 더하여 또는 그 대신에, 제5 뇌신경(삼차 신경)의 자극에 의해 일반적으로 화학적으로 유도되고 인지되는 체성 감각 느낌을 달성하도록 의도되는 감각을 포함할 수 있으며, 이들은 발열, 냉감, 아린감(tingling), 감각마비(numbing) 효과를 제공하는 작용제들을 포함할 수 있다. 적합한 발열 효과제는 바닐릴 에틸 에테르일 수 있지만 이에 제한되지 않으며, 적합한 냉감제는 유칼립톨(eucolyptol), WS-3일 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
에어로졸 생성 재료는 예를 들어, 임의의 다른 방식으로 에너자이징되거나, 조사되거나 또는 가열될 때, 에어로졸을 생성시킬 수 있는 재료이다. 에어로졸 생성 재료는 활성 물질 및/또는 향미제들을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 고체, 액체 또는 겔의 형태일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는, 에어로졸 생성 시스템에서 사용하기 위한 물품에 혼입될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "담배 재료"는 담배 또는 그의 파생품들 또는 대용품들을 포함하는 임의의 재료를 지칭한다. 담배 재료는 임의의 적합한 형태일 수 있다. 용어 "담배 재료"는 담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재구성 담배 또는 담배 대용품들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 담배 재료는 분쇄 담배, 담배 섬유, 절단 담배, 압출 담배, 담배 스템(tobacco stem), 담배 라미나(tobacco lamina), 재구성 담배 및/또는 담배 추출물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
소모품은 또한, 열을 방출하여 에어로졸 생성 재료가 사용 시에 에어로졸을 생성하게 하는 가열기(heater)와 같은 에어로졸 생성기(aerosol generator)를 포함할 수 있다. 가열기는 예를 들어 가연성 재료, 전기 전도에 의해 가열 가능한 재료, 또는 서셉터를 포함할 수 있다.
소모품은 에어로졸 생성 재료를 포함하거나 구성하는 물품이며, 그 일부 또는 전부는 사용자에 의한 사용 동안 소모되도록 의도된다. 소모품은 하나 이상의 다른 구성요소들, 이를테면, 에어로졸 생성 재료 저장 영역, 에어로졸 생성 재료 전달 구성요소, 에어로졸 생성 영역, 하우징, 래퍼, 마우스피스, 필터 및/또는 에어로졸 개질제를 포함할 수 있다. 소모품은 또한, 열을 방출하여 에어로졸 생성 재료가 사용 시에 에어로졸을 생성하게 하는 가열기(heater)와 같은 에어로졸 생성기(aerosol generator)를 포함할 수 있다. 가열기는 예를 들어 가연성 재료, 전기 전도에 의해 가열 가능한 재료, 또는 서셉터를 포함할 수 있다.
서셉터(susceptor)는 교류 자기장과 같은 변화하는 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 재료이다. 서셉터는 전기 전도성 재료일 수 있으며, 그에 따라 변화하는 자기장에 의한 그 침투는 가열 재료의 유도 가열을 유발한다. 가열 재료는 자성 재료일 수 있으며, 그에 따라 변화하는 자기장에 의한 그의 침투가 가열 재료의 자기 이력 가열을 유발한다. 서셉터는 전기 전도성 및 자성 둘 모두를 가질 수 있으며, 그에 따라 서셉터는 가열 기구들 둘 모두에 의해 가열될 수 있다. 변화하는 자기장을 생성하도록 구성된 디바이스는, 본원에서 자기장 생성기로 지칭된다.
유도 가열은, 전기 전도성인 물체가, 변화하는 자기장으로 물체를 침투시킴으로써 가열되는 프로세스이다. 이 프로세스는 패러데이의 유도 법칙(Faraday's law of induction) 및 옴의 법칙(Ohm's law)에 의해 설명된다. 유도 가열기는 전자석 및 전자석을 통해 교류와 같은 변화하는 전류를 통과시키기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 전자석에 의해 발생된 결과적인 변화하는 자기장이 물체를 침투하도록 전자석 및 가열되는 물체가 상대적으로 적절하게 위치결정될 때, 물체 내부측에 하나 이상의 와전류들이 생성된다. 물체는 전류들의 흐름에 대한 저항을 갖는다. 따라서, 이러한 와전류들이 물체에 생성될 때, 물체의 전기 저항에 대한 이들의 흐름은 물체로 하여금 가열되게 한다. 이 프로세스는 줄(Joule), 옴(ohmic) 또는 저항 가열로 불린다. 유도 가열될 수 있는 물체는 서셉터로 알려져 있다.
일 실시예에서, 서셉터는 폐쇄 회로의 형태이다. 서셉터가 폐쇄 회로의 형태인 경우, 사용 시에 서셉터와 전자석 사이의 자기 결합이 강화되며, 이는 보다 크거나 향상된 주울 가열을 초래하는 것으로 밝혀졌다.
자기 이력 가열은, 자기 재료로 제조된 물체에 변화하는 자기장을 침투시킴으로써 그 물체가 가열되는 프로세스이다. 자기 재료는, 많은 원자-규모의 자석(atomic-scale magnet)들 또는 자기 쌍극자(magnetic dipole)들을 포함하는 것으로 고려될 수 있다. 자기장이 이러한 재료를 침투할 때, 자기 쌍극자들은 자기장과 정렬한다. 따라서, 예를 들어 전자석에 의해 생성되는 바와 같은 교번(alternating) 자기장과 같은 변화하는 자기장이 자기 재료를 침투할 때, 자기 쌍극자들의 배향은 인가되는 변화하는 자기장에 따라 변한다. 이러한 자기 쌍극자 재배향(reorientation)은 자기 재료에서의 발열을 야기한다.
물체가 전기적으로 전도성인 그리고 자기성 둘 모두를 가질 때, 변화하는 자기장에 의해 물체를 침투시키는 것은, 물체에서의 주울(Joule) 가열 및 자기 이력 가열 둘 모두를 야기시킬 수 있다. 더욱이, 자기 재료의 사용은 자기장을 강화시킬 수 있고, 이는 주울 가열을 가중시킬 수 있다.
상기 프로세스들의 각각에서는, 열전도에 의한 외부 열원에 의한 것보다는 물체 자체 내부에서 열이 생성되므로, 특히 적합한 물체 재료 및 기하학적 구조의 선택, 물체에 대한 적절한 변화하는 자기장 크기 및 배향을 통해, 물체의 급격한 온도 상승 및 보다 균일한 열 분포가 달성될 수 있다. 더욱이, 유도 가열 및 자기 히스테리시스 가열은 변화하는 자기장의 공급원과 물체 사이에 물리적 연결을 제공할 필요가 없으므로, 가열 프로파일에 대한 설계 자유 및 제어가 더 커질 수 있고 비용은 낮아질 수 있다.
에어로졸 개질제는 예를 들어 에어로졸의 맛(taste), 향미, 산도(acidity) 또는 다른 특성을 변경함으로써 생성된 에어로졸을 개질하도록 구성된, 전형적으로 에어로졸 생성 영역의 하류에 위치된 물질이다. 에어로졸 개질제는 에어로졸 개질제를 선택적으로 방출하도록 작동 가능한 에어로졸 개질제 방출 구성요소에 제공될 수 있다.
에어로졸 개질제는 예를 들어 첨가제 또는 흡착제일 수 있다. 에어로졸 개질제는 예를 들어 향미제, 착색제, 물 및 탄소 흡착제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에어로졸 개질제는 예를 들어 고체, 액체 또는 겔일 수 있다. 에어로졸 개질제는 분말, 실 또는 과립 형태일 수 있다. 에어로졸 개질제는 여과 재료가 없을 수 있다.
에어로졸 생성기는, 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸이 생성되게 하도록 구성된 장치이다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성기는 에어로졸을 형성하기 위해 에어로졸 생성 재료로부터 하나 이상의 휘발성 물질들을 방출하도록 에어로졸 생성 재료에 열 에너지를 가하도록 구성된 가열기(예컨대, 서셉터)이다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성기는 가열하지 않고 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸이 생성되게 하도록 구성된다. 예를 들어, 에어로졸 생성기는 에어로졸 생성 재료에 진동, 증가된 압력 또는 정전기 에너지 중 하나 이상을 가하도록 구성될 수 있다.
본원에 설명된 필라멘트 토우 재료는 셀룰로오스 아세테이트 섬유 토우(cellulose acetate fibre tow)를 포함할 수 있다. 또한, 필라멘트 토우는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol)(PVOH), 폴리락트산(polylactic acid)(PLA), 폴리카프로락톤(polycaprolactone)(PCL), 폴리(1-4 부탄디올 숙시네이트)(poly(1-4 butanediol succinate))(PBS), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)(poly(butylene adipate-co-terephthalate))(PBAT), 전분 기반 재료들, 면, 지방족 폴리에스테르 재료들 및 다당류 중합체들 또는 이들의 조합과 같이, 섬유들을 형성하도록 사용되는 다른 재료들을 사용하여 형성될 수 있다. 필라멘트 토우는 재료가 셀룰로오스 아세테이트 토우인 경우 트리아세틴과 같은 토우에 적합한 가소제로 가소화되거나, 또는 토우는 가소화되지 않을 수 있다. 토우는 'Y' 형상 또는 'X' 형상과 같은 다른 단면, 필라멘트 당 2.5 내지 15 데니어(denier), 예를 들어 필라멘트 당 8.0 내지 11.0 데니어의 필라멘트 데니어 값들(filamentary denier values) 및 5,000 내지 50,000, 예를 들어 10,000 내지 40,000의 총 데니어 값들을 갖는 섬유들과 같은 임의의 적합한 사양을 가질 수 있다.
본원에 설명된 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 동등한 특징들, 물품들 또는 구성요소들을 예시하기 위해 사용된다.
도 1은 에어로졸 전달 시스템에서 사용하기 위한 물품(1)의 측단면도이다.
물품(1)은 마우스피스(2), 및 마우스피스(2)에 연결된 에어로졸 생성 부분(13)을 포함한다. 본 예에서, 에어로졸 생성 부분(13)은 에어로졸 생성 재료(3)의 원통형 로드 형태의 에어로졸 생성 재료의 공급원을 포함한다. 다른 예들에서, 에어로졸 생성 부분(13)은 에어로졸 생성 재료의 공급원을 수용하기 위한 공동을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 에어로졸 생성 재료의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료는 에어로졸 가능 재료의 복수의 스트랜드들 또는 스트립 및/또는 후술하는 바와 같이 비정질 고체의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료는 에어로졸 가능 재료의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들로 구성된다.
물품(1)은 에어로졸 생성 섹션 내로 삽입되는 서셉터(14)를 유도 가열하기 위해 전력을 전달하기 위한 유도 전력 생성기를 포함하는 비가연성 에어로졸 제공 디바이스에 사용하기 위해 구성된다. 본 예에서, 유도 전력 생성기는 유도 가열기이며, 물품은 에어로졸 생성 재료의 로드에 에어로졸 생성기를 포함한다. 본 예들에서, 에어로졸 생성기는 에어로졸 생성 재료(3)를 가열하기 위한 서셉터(14)이다.
본 예에서, 에어로졸 생성 재료(3)의 원통형 로드는 에어로졸 생성 재료의 복수의 스트랜드들 및/또는 스트립들을 포함하고, 래퍼(10)에 의해 둘러싸여 있다. 본 예에서, 래퍼(10)는 불투습성(moisture impermeable) 래퍼이다.
에어로졸 생성 재료의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들은, 그들의 길이 방향 치수가 물품(1)의 길이 방향 축(X-X')과 평행하게 정렬되도록 에어로졸 생성 부분(13) 내에 정렬될 수 있다. 대안적으로, 스트랜드들 또는 스트립들은 일반적으로 정렬된 길이 방향 치수가 물품의 길이 방향 축을 가로지르도록 배열될 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 생성 부분(13) 내의 에어로졸 생성 재료는 무작위로 배향될 수 있다.
복수의 스트랜드들 또는 스트립들의 적어도 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 또는 95%는 이들의 길이 방향 치수가 물품의 길이 방향 축과 평행하게 정렬되도록 배열될 수 있다. 대부분의 스트랜드들 또는 스트립들은, 이들의 길이 방향 치수들이 물품의 길이 방향 축과 평행하게 정렬되도록 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 스트랜드들 또는 스트립들의 약 95% 내지 약 100%는, 이들의 길이 방향 치수가 물품의 길이 방향 축과 평행하게 정렬되도록 배열된다. 일부 실시예들에서, 실질적으로 모든 스트랜드들 또는 스트립들은, 이들의 길이 방향 치수가 물품의 에어로졸 생성 부분의 길이 방향 축과 평행하게 정렬되도록 에어로졸 생성 부분에 배열된다.
본 예에서, 에어로졸 생성 재료(3)의 로드는 약 22.7 ㎜의 원주를 갖는다. 대안적인 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료(3)의 로드는 임의의 적합한 원주, 예를 들어 약 20 ㎜ 내지 약 26 ㎜의 원주를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 물품(1)은 서셉터(14)를 포함한다. 서셉터(14)는 물품(1)의 에어로졸 생성 재료(3) 내에 위치된다. 서셉터(14)는 유도 송신기에 의해 유도 가열될 수 있는 서셉터 재료를 사용하여 형성된다. 즉, 유도 송신기는 서셉터에 전력을 유도적으로 송신하여 서셉터에 전류를 생성하고, 이는 가열되고, 이에 의해 사용 시에 에어로졸 생성 재료(3)를 가열한다.
서셉터(14)는 바람직하게는 제조 프로세스 동안 도 1에 예시된 물품(1)의 에어로졸 생성 재료 부분(13) 내로 통합된다. 대안적으로, 서셉터(14)는 예를 들어, 사용자에 의해 이후 단계에서 물품(1)의 에어로졸 생성 재료 부분(13) 내로 삽입될 수 있다. 삽입 시에, 서셉터(14)는 에어로졸 생성 재료(3) 내에 위치된다.
일부 실시예들에서, 서셉터(14)는 에어로졸 생성 재료 부분(13)의 실질적으로 전체 길이만큼 연장된다. 다른 실시예들에서, 서셉터(14)는 에어로졸 생성 재료 부분(13)의 전체 길이의 일부만을 연장시킬 수 있다.
서셉터(14)는 에어로졸 생성 및/또는 에어로졸 개질 재료를 포함하는 코팅을 포함한다.
코팅은 서셉터의 외부면의 적어도 20% 상에 제공된다. 바람직하게는, 코팅은 서셉터의 외부면의 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 100% 상에 제공된다.
코팅의 두께는 300 미크론 이하이다. 바람직하게는, 코팅의 두께는 20 미크론 내지 300 미크론이다. 더 바람직하게는, 코팅은 50 내지 150 미크론이다. 매우 더 바람직하게는, 코팅은 대략 100 미크론이다.
서셉터는 임의의 적합한 전도성 재료로 제조될 수 있다. 특히, 서셉터는 전도성 금속, 예를 들어, 페라이트계 스테인리스강(ferritic stainless steel)(예컨대, 등급 430)으로 제조될 수 있다. 서셉터가 페라이트계 스테인리스강으로 제조될 때, 서셉터들의 두께는 30 내지 50 미크론이다. 바람직하게는, 서셉터의 두께는 그러한 경우에 약 40 미크론이다.
코팅은, 가열될 때, 에어로졸을 생성시키거나 생성된 에어로졸을 개질시키는 임의의 적합한 코팅일 수 있다. 예를 들어, 코팅은 가열 시에 에어로졸을 생성시키는 글리세롤(glycerol) 또는 프로필렌 글리콜(propylene glycol)과 같은 에어로졸 형성 재료(aerosol formation material)를 포함할 수 있다. 대안적으로/추가적으로, 코팅은 생성된 에어로졸을 개질시키기 위한 다른 수단 또는 향미제(flavourant)를 포함할 수 있다.
본 예에서, 코팅은 비정질 고체를 포함한다. 예를 들어, 코팅은 겔 또는 건조 겔의 형태로 제공될 수 있다.
코팅은 외부 환경으로부터 서셉터로의 공기 및/또는 습기, 또는 서셉터의 산화 또는 열화를 가속시킬 수 있는 담배 로드 내의 임의의 다른 화합물들 또는 재료들로의 유입을 방지할 수 있다. 특히, 코팅은 저장 동안 주위 환경의 산소, 수분 및 다른 재료들과 서셉터 사이의 접촉을 제한함으로써 보호 층으로서 역할을 한다. 이에 따라, 서셉터의 열화 프로세스가 느려질 수 있거나 감소될 수 있다. 서셉터가 물품에 포함되는 경우, 코팅은 에어로졸 생성 재료로부터의 산소 및/또는 수분이 저장 동안에 서셉터 재료와 접촉하는 것을 방지하며, 이는 서셉터의 열화를 느리게 한다. 유사하게, 서셉터의 산화 또는 열화를 가속시킬 수 있는 에어로졸 생성 재료(3)의 로드 내의 임의의 화합물들 또는 다른 재료들은 서셉터와 접촉하는 것이 방지된다. 서셉터 재료가 예를 들어, 페라이트계 스테인리스강과 같은 페라이트계 금속인 경우, 코팅은 산소 및 물 또는 다른 산화제들이 저장 동안에 서셉터 재료가 녹슬게 하는 것을 방지한다.
코팅이 비정질 고체인 경우, 비정질 고체는 글리세롤을 포함할 수 있다. 코팅은, 예를 들어, 대략 20 중량% 내지 45 중량%의 글리세롤을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 비정질 고체에는 물 함량이 실질적으로 없을 수 있다. 비정질 고체의 높은 글리세롤 및/또는 비-물 함량은 서셉터로의 수분 및/또는 산소의 유입을 더욱 감소시킨다.
사용 시에, 코팅은 서셉터 요소와의 그의 물리적인 접촉으로 인해 신속하게 가열된다. 따라서, 서셉터로부터 열을 수용하는 것은 물품의 제1 구성요소이다. 이에 따라, 서셉터의 코팅은 물품 내의 다른 재료보다 먼저 에어로졸을 생성시키며, 이에 따라 코팅을 가열함으로써 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 재료(3)를 가열하여 생성된 에어로졸보다 빠르게 사용자에게 에어로졸을 제공한다. 이에 따라, 에어로졸 생성 및/또는 에어로졸 개질 재료의 코팅을 제공함으로써, 사용자는 코팅된 서셉터가 없는 제품에 비해 제1 퍼프에 대해 더 빠른 시간을 경험할 수 있다. 따라서, 이것은 초기 사용 시 신속하게 에어로졸 전달을 받을 수 있다는 점에서 사용자 만족도를 높일 수 있다.
에어로졸 생성 및/또는 에어로졸 개질 재료는 추가적으로 또는 대안적으로 향미제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 향미제는 상기에 열거된 담배 향미, 멘톨 향미, 과일 향미 또는 임의의 다른 적합한 향미일 수 있다. 이에 따라, 코팅의 에어로졸화에 의해 생성된 제1 퍼프는 사용자에게 바람직한 향미 경험을 제공할 수 있다.
시간이 지남에 따라, 코팅은 물품의 사용 동안에 증발될 수 있다. 코팅 층이 에어로졸화된 후에, 서셉터는 주변 에어로졸 생성 재료(3) 및 사용 동안에 물품을 통해 흡인된 임의의 공기에 노출된다. 이에 따라, 산소 및/또는 수분은 서셉터의 표면과 직접 접촉할 수 있어, 서셉터가 열화, 예를 들어, 부식되는 것(rusting)을 유발시키며, 여기서 철 또는 강이 서셉터 재료로서 사용된다. 이에 따라, 서셉터는 사용 후에 산소 및 수분에 대한 장기간 노출과 함께 시간이 지남에 따라 분해될 수 있다.
에어로졸 생성 재료(3)는 열화 촉진제를 더 포함할 수 있다. 열화 촉진제는, 예를 들어, 산화 촉진제일 수 있다. 열화 촉진제는, 일단 물품의 사용 동안 코팅이 증발되면, 서셉터(14)의 분해 또는 파손(예컨대, 녹)을 도울 수 있다. 열화 촉진제는 임의의 적합한 촉진제일 수 있다. 예를 들어, 열화 촉진제는 염(NaCl)을 포함할 수 있다. 염은 열화 촉진제로서 작용하기 위해 에어로졸 생성 재료(3)에 첨가될 수 있다. 따라서, 서셉터(14)의 열화는 물품의 사용 후에 보다 신속하게 이루어질 수 있다.
서셉터(14)가 시간이 지남에 따라 열화될 수 있는 경우, 물품의 소비에 후속하는 남겨진 폐기물이 감소될 수 있다. 이에 따라, 서셉터(14)는 열화 가능한 것으로 간주될 수 있다.
도 1의 서셉터(14)는 로드 형상인 것으로 도시되어 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "로드(rod)"는 일반적으로 에어로졸 생성 재료 부분(13) 내로 삽입하기 위해 임의의 적합한 형상일 수 있는 세장형 본체를 지칭한다. 일부 경우들에서, 로드는 실질적으로 원통형이다. 그러나, 도 2와 관련하여 하기에서 설명되는 바와 같이, 서셉터는 임의의 적합한 형상일 수 있다. 서셉터의 다수의 대안적인 형상들은 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 1을 다시 참조하면, 코팅은 비정질 고체일 수 있다. 비정질 고체는 대안적으로 "모놀리식 고체(monolithic solid)"(즉, 비-섬유질)로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 비정질 고체는 건조된 겔일 수 있다. 비정질 고체는 그 안에, 액체와 같은, 일부 유체를 보유할 수 있는 고체 재료이다.
일부 예들에서, 비정질 고체는,
1 내지 60 중량%의 겔화제;
0.1 내지 50 중량%의 에어로졸 형성제 재료;
0.1 내지 80 중량%의 향미를 포함하고;
이들 중량들은 건중량 기준으로 계산된다.
일부 추가 실시예들에서, 비정질 고체는,
1 내지 50 중량%의 겔화제;
0.1 내지 50 중량%의 에어로졸 형성제 재료;
30 내지 60 중량%의 향미를 포함하고;
이들 중량들은 건중량 기준으로 계산된다.
적합하게는, 비정질 고체는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 60 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량% 또는 35 중량%의 겔화제(모두 건중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 1 내지 50 중량%, 5 내지 45 중량%, 10 내지 40 중량%, 또는 20 내지 35 중량%의 겔화제를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 겔화제는 하이드로 콜로이드를 포함한다. 일부 실시예들에서, 겔화제는 알지네이트들, 펙틴들, 전분들(및 유도체들), 셀룰로오스(및 유도체들), 검들, 실리카 또는 실리콘 화합물들, 점토들, 폴리비닐 알코올, 및 이들의 조합들을 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물들을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 겔화제는 알지네이트들, 펙틴들, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 풀루란, 잔탄 검 구아 검, 카라기난, 아가로즈, 아카시아 검, 퓸드 실리카, PDMS, 규산 나트륨, 카올린 및 폴리비닐 알코올 중 하나 이상을 포함한다. 일부 경우들에, 겔화제는 알지네이트 및/또는 펙틴을 포함하고, 그리고 비정질 고체의 형성 동안 경화제(setting agent)(이를테면, 칼슘 공급원)와 조합될 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 칼슘-가교된 알지네이트 및/또는 칼슘-가교된 펙틴을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 겔화제는 알지네이트를 포함하고, 알지네이트는 10 내지 30 중량%의 양의 비정질 고체(건중량 기준으로 계산됨)로 비정질 고체에 존재한다. 일부 실시예들에서, 알지네이트는 비정질 고체에 존재하는 유일한 겔화제이다. 다른 실시예들에서, 겔화제는 알지네이트 및 적어도 하나의 추가 겔화제, 이를테면 펙틴을 포함한다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 카라기난을 포함하는 겔화제를 포함할 수 있다.
적합하게는, 비정질 고체는 약 0.1 중량%, 0.5 중량%, 1 중량%, 3 중량%, 5 중량%, 7 중량% 또는 10 중량% 내지 약 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량%, 30 중량%, 또는 25 중량%의 에어로졸 형성제 재료(모두 건중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 0.5 내지 40 중량%, 3 내지 35 중량%, 또는 10 내지 25 중량%의 에어로졸 형성제 재료를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 에어로졸 형성제 재료는 에리스리톨, 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 트리아세틴, 소르비톨 및 자일리톨로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 일부 경우들에, 에어로졸 형성제 재료는 글리세롤을 포함하거나, 글리세롤을 필수적 요소로 하여 구성(consists essentially of)되거나, 또는 글리세롤로 구성된다.
비정질 고체는 향미를 포함할 수 있다. 적합하게는, 비정질 고체는 최대 약 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 55 중량%, 50 중량% 또는 45 중량%의 향미를 포함할 수 있다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 적어도 약 0.1 중량%, 1 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 30 중량%, 35 중량% 또는 40 중량%(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)의 향미를 포함할 수 있다.
예컨대, 비정질 고체는 1 내지 80 중량%, 10 내지 80 중량%, 20 내지 70 중량%, 30 내지 60 중량%, 35 내지 55 중량%, 또는 30 내지 45 중량%의 향미를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 향미는 멘톨을 포함하거나, 멘톨을 필수적 요소로 하여 구성(consists essentially of)되거나, 또는 멘톨로 구성된다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 제조 동안 용융된 향미를 유화시키는 유화제(emulsifying agent)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 유화제(건조 중량 기준으로 계산됨), 적합하게는 약 10 중량%를 포함할 수 있다. 유화제는 아카시아 검을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 하이드로겔이고, 습윤 중량 기준으로 계산된 약 20 중량% 미만의 물을 포함한다. 일부 경우들에, 하이드로겔은 습윤 중량 기준으로 계산된 약 15 중량%, 12 중량% 또는 10 중량% 미만의 물을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 하이드로겔은 적어도 약 1 중량%, 2 중량% 또는 적어도 약 5 중량%의 물(WWB)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 추가로 활성 물질을 포함한다. 예를 들어, 일부 경우들에, 비정질 고체는 추가로 담배 재료 및/또는 니코틴을 포함한다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 5 내지 60 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 재료 및/또는 니코틴을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 70 중량%, 60 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량% 또는 30 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 활성 물질을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 70 중량%, 60 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량% 또는 30 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 10 내지 50 중량%, 15 내지 40 중량%, 또는 20 내지 35 중량%의 담배 재료를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 1 중량%, 2 중량%, 3 중량% 또는 4 중량% 내지 약 20 중량%, 18 중량%, 15 중량% 또는 12 중량%(건중량 기준으로 계산됨)의 니코틴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 1 내지 20 중량%, 2 내지 18 중량%, 또는 3 내지 12 중량%의 니코틴을 포함할 수 있다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 담배 추출물과 같은 활성 물질을 포함한다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 5 내지 60 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 60 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량% 또는 30 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 10 내지 50 중량%, 15 내지 40 중량%, 또는 20 내지 35 중량%의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 담배 추출물은, 비정질 고체가 1 중량%, 1.5 중량%, 2 중량% 또는 2.5 중량% 내지 약 6 중량%, 5 중량%, 4.5 중량% 또는 4 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 니코틴을 포함하는 농도로 니코틴을 보유할 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체에는, 담배 추출물로부터 초래되는 것 이외의 니코틴이 없을 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 담배 재료를 포함하지 않지만 니코틴을 포함한다. 이러한 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 1 중량%, 2 중량%, 3 중량% 또는 4 중량% 내지 약 20 중량%, 18 중량%, 15 중량% 또는 12 중량%(건중량 기준으로 계산됨)의 니코틴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 1 내지 20 중량%, 2 내지 18 중량%, 또는 3 내지 12 중량%의 니코틴을 포함할 수 있다.
일부 경우들에, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 적어도 약 0.1 중량%, 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 25 중량% 또는 30 중량%일 수 있다. 일부 경우들에, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 약 90 중량%, 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 50 중량% 또는 40 중량% 미만(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)일 수 있다.
일부 경우들에, 담배 재료, 니코틴 및 향미의 총 함량은 적어도 약 0.1 중량%, 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 25 중량% 또는 30 중량%일 수 있다. 일부 경우들에, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 약 90 중량%, 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 50 중량% 또는 40 중량% 미만(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)일 수 있다.
비정질 고체는 겔로 제조될 수 있고, 이 겔은 0.1 내지 50 중량%로 포함된 용매를 더 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은, 향미가 가용성인 용매의 포함은 겔 안정성을 감소시킬 수 있고, 향미는 겔로부터 결정화될 수 있다는 것을 확립하였다. 따라서, 일부 경우들에, 겔은 향미가 가용성인 용매를 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 60 중량% 미만, 이를테면 1 중량% 내지 60 중량%, 또는 5 중량% 내지 50 중량%, 또는 5 중량% 내지 30 중량%, 또는 10 중량% 내지 20 중량%의 충전제를 포함한다.
다른 실시예들에서, 비정질 고체는 20 중량% 미만, 적합하게는 10 중량% 미만 또는 5 중량% 미만의 충전제를 포함한다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 1 중량% 미만의 충전제를 포함하고, 일부 경우들에서는, 충전재를 포함하지 않는다.
충전제(존재하는 경우)는 하나 이상의 무기 충전제 재료들, 이를테면, 탄산 칼슘, 펄라이트, 질석, 규조토, 콜로이드성 실리카, 산화 마그네슘, 마그네슘 설페이트, 마그네슘 카보네이트, 및 분자체(molecular sieve)들과 같은 적합한 무기 흡착제들을 포함할 수 있다. 충전제는, 하나 이상의 유기 충전제 재료들, 이를테면 목재 펄프, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체들을 포함할 수 있다. 특별한 경우들에, 비정질 고체는 탄산 칼슘, 이를테면 초크를 포함하지 않는다.
충전제를 포함하는 특정 실시예들에서, 충전제는 섬유질이다. 예를 들어, 충전제는 목재 펄프, 대마 섬유, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체들과 같은 섬유질 유기 충전제 재료일 수 있다. 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 비정질 고체에 섬유질 충전제를 포함하는 것은 재료의 인장 강도를 증가시킬 수 있다고 믿어진다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 담배 섬유들을 포함하지 않는다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 겔화제, 물, 에어로졸 형성제 재료, 향미, 및 선택적으로 활성 물질을 필수적 요소로 하여 구성(consist essentially of)되거나 이들로 구성될 수 있다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 겔화제, 물, 에어로졸 형성제 재료, 향미, 및 선택적으로 담배 재료 및/또는 니코틴 소스를 필수적 요소로 하여 구성(consist essentially of)되거나 이들로 구성될 수 있다.
비정질 고체는 하나 이상의 활성 물질들 및/또는 향미들, 하나 이상의 에어로졸 형성제 재료들, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 기능성 재료를 포함할 수 있다.
일부 경우들에, 비정질 고체의 코팅은 약 20 미크론 내지 약 300 미크론의 두께를 가질 수 있다. 적합하게는, 두께는 약 50 미크론 내지 200 미크론 또는 약 75 미크론 내지 125 미크론의 범위일 수 있다. 예를 들어, 약 100 미크론의 두께를 갖는 재료가 사용될 수 있다. 비정질 고체는 하나 초과의 층을 포함할 수 있으며, 본원에 설명된 두께는 이러한 층들의 집합적 두께를 지칭한다.
마우스피스(2)는 에어로졸 생성 재료(3)의 소스 바로 하류에 그리고 이에 인접하게 포지셔닝되는 냉각 요소(cooling element)로도 지칭되는 냉각 섹션(8)을 포함한다. 본 예에서, 냉각 섹션(8)은 에어로졸 생성 재료의 소스와 맞닿음 관계에 있다. 마우스피스(2)는 또한, 본 예에서, 냉각 섹션(8)의 하류에 재료의 본체(6)를 포함하며, 그리고 물품(1)의 마우스 단부에, 재료의 본체(6)의 하류에 중공 관형 요소(4)를 포함한다.
관형 섹션(8)은 약 1 mm 내지 약 4 mm, 예를 들어 약 2 mm 내지 약 4 mm의 내경을 갖는 중공 채널을 포함한다. 본 예에서, 중공 채널은 약 3 mm의 내경을 갖는다. 중공 채널은 냉각 섹션(8)의 전체 길이를 따라 연장한다. 본 예에서, 냉각 섹션(8)은 단일 중공 채널을 포함한다. 대안적인 실시예들에서, 냉각 섹션은 다중 채널들, 예를 들어 2개, 3개 또는 4개의 채널들을 포함할 수 있다. 본 예에서, 단일 중공 채널은 실질적으로 원통형이지만, 대안적인 실시예들에서는, 다른 채널 기하학적 구조들/단면들이 사용될 수 있다. 중공 채널은 냉각 섹션(8) 내로 흡인된 에어로졸이 팽창하고 냉각될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 모든 실시예들에서, 냉각 섹션은 사용시, 냉각 섹션으로의 담배 변위를 제한하기 위해, 중공 채널/들의 단면 영역을 제한하도록 구성된다.
불투습성 래퍼(10)는 에어로졸 생성 재료를 갖는 더 낮은 마찰을 가질 수 있으며, 이는 에어로졸 생성기가 에어로졸 생성 재료의 로드에 삽입될 때, 에어로졸 생성 재료의 스트랜드들 및/또는 스트립들이 냉각 섹션 내로 길이 방향으로 더 쉽게 변위되는 결과를 초래할 수 있다. 에어로졸 생성 재료의 소스에 직접 인접하고 이 범위의 직경을 갖는 내부 채널을 포함하는 관형 섹션(8)을 제공하는 것은, 에어로졸 생성기가 에어로졸 생성 재료의 로드에 삽입될 때, 에어로졸 생성 재료의 스트랜드들 및/또는 스트립들의 길이 방향 변위를 유리하게 감소시킨다. 사용시, 에어로졸 생성 재료의 변위를 감소시키는 것이 유리하게는 로드의 길이를 따라 그리고/또는 공동 내에서 에어로졸 생성 재료의 보다 일관된 패킹 밀도를 야기할 수 있고, 이는 보다 일관되고 개선된 에어로졸 생성을 초래할 수 있다.
냉각 섹션(8)은 바람직하게는, 예를 들어, 캘리퍼를 사용하여 측정될 수 있는 반경 방향으로 벽 두께를 갖는다. 냉각 섹션(8)의 벽 두께는, 냉각 섹션의 주어진 외경에 대해, 냉각 섹션(8)의 벽들에 의해 둘러싸이는 공동에 대한 내경을 규정한다. 냉각 섹션(8)은 약 1.5 ㎜ 이상 내지 약 2 ㎜ 이하의 벽 두께를 가질 수 있다. 본 예에서, 냉각 섹션(8)은 약 2 ㎜의 벽 두께를 갖는다. 발명자들은, 유리하게는, 이러한 범위 내의 벽 두께를 갖는 냉각 섹션(8)을 제공하는 것에 의해, 에어로졸 생성기가 물품 내로 삽입될 때 에어로졸 생성 재료의 스트랜드들 및/또는 스트립들의 종방향 변위를 감소시킴으로써, 사용 시에 에어로졸 생성 섹션에서의 에어로졸 생성 재료의 소스의 유지력이 향상된다는 것을 밝혀냈다.
냉각 섹션(8)은 필라멘트 토우(filamentary tow)로 형성된다. 다른 구성들, 예컨대 냉각 섹션(8)을 형성하기 위해 맞닿음 시임들(butted seams)로 평행하게 권취된 복수의 종이 층들; 또는 나선형으로 권취된 종이의 층들, 카드보드 튜브들, 파피에-마세 유형의 프로세스를 사용하여 형성된 튜브들, 성형 또는 압출 플라스틱 튜브들 또는 이와 유사한 것이 사용될 수 있다. 냉각 섹션(8)은, 제조 중에 그리고 물품(1)이 사용되는 동안 발생할 수 있는 축 방향 압축력 및 굽힘 모멘트들을 견디기에 충분한 강성을 갖도록 제조된다.
냉각 섹션(8)의 벽 재료는 비교적 비다공성일 수 있으며, 그에 따라 에어로졸 생성 재료(3)에 의해 생성된 에어로졸의 적어도 90%가 관형 섹션(8)의 벽 재료를 통하기 보다는 하나 이상의 중공 채널들을 통해 길이 방향으로 통과한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료(3)에 의해 생성된 에어로졸의 적어도 92% 또는 적어도 95%는 하나 이상의 중공 채널들을 길이 방향으로 통과할 수 있다.
냉각 섹션(8)을 형성하는 필라멘트 토우는 바람직하게는 45,000 미만, 보다 바람직하게는 42,000 미만의 총 데니어를 갖는다. 이러한 총 데니어는 너무 조밀하지 않은 냉각 요소(8)의 형성을 허용하는 것으로 밝혀졌다. 바람직하게는, 총 데니어는 적어도 20,000, 보다 바람직하게는 적어도 25,000이다. 바람직한 실시예들에서, 냉각 섹션(8)을 형성하는 필라멘트 토우는 25,000 내지 45,000, 보다 바람직하게는 35,000 내지 45,000의 총 데니어를 갖는다. 바람직하게는 토우의 필라멘트들의 단면 형상은 'Y' 형상이지만, 다른 실시예들에서는 'X' 형상의 필라멘트들과 같은 다른 형상들이 사용될 수 있다.
냉각 섹션(8)을 형성하는 필라멘트 토우는 바람직하게는 3 초과의 필라멘트 당 데니어를 갖는다. 이러한 필라멘트 당 데니어는 너무 조밀하지 않은 관형 요소(4)의 형성을 허용하는 것으로 밝혀졌다. 바람직하게는, 필라멘트 당 데니어는 적어도 4, 더욱 바람직하게는 적어도 5이다. 바람직한 실시예에서, 중공 관형 요소(4)를 형성하는 필라멘트 토우는 4 내지 10, 보다 바람직하게는 4 내지 9 의 필라멘트 당 데니어를 갖는다. 일 예에서, 냉각 섹션(8)을 형성하는 필라멘트 토우는, 셀룰로오스 아세테이트로 형성되고 18 % 가소제, 예를 들어 트리아세틴을 포함하는 8Y40,000 토우를 갖는다.
바람직하게는, 냉각 섹션(8)을 형성하는 재료의 밀도는 적어도 약 0.20 그램/입방 센티미터(g/cc), 더욱 바람직하게는 적어도 약 0.25 g/cc이다. 바람직하게는, 냉각 섹션(8)을 형성하는 재료의 밀도는 약 0.80 그램/입방 센티미터(g/cc) 미만, 더욱 바람직하게는 0.6 g/cc 미만이다. 일부 실시예들에서, 냉각 섹션(8)을 형성하는 재료의 밀도는 0.20 내지 0.8 g/cc, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.6 g/cc, 또는 0.4 g/cc 내지 0.6 g/cc 또는 약 0.5 g/cc이다. 이들 밀도들은 더 조밀한 재료에 의해 제공되는 개선된 견고성과 물품의 전체 중량을 감소시키는 것 사이에 양호한 균형을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 본 개시내용의 목적들을 위해, 냉각 섹션(8)을 형성하는 재료의 "밀도"는 임의의 가소제가 혼입되어 있는 요소를 형성하는 임의의 필라멘트 토우의 밀도를 지칭한다. 밀도는 냉각 섹션(8)를 형성하는 재료의 총 중량을 냉각 본체(8)를 형성하는 재료의 총 부피로 나누어 결정될 수 있으며, 총 부피는 예를 들어 캘리퍼들을 사용하여 취한 냉각 섹션(8)을 형성하는 재료의 적절한 측정들을 사용하여 계산될 수 있다. 필요한 경우, 현미경을 사용하여 적절한 치수들이 측정될 수 있다.
바람직하게는, 냉각 섹션(8)의 길이는 약 30 mm 미만이다. 더 바람직하게는, 냉각 섹션(8)의 길이는 약 25 mm 미만이다. 더욱 더 바람직하게는, 냉각 섹션(8)의 길이는 약 20 mm 미만이다. 추가로, 또는 대안으로서, 냉각 섹션(8)의 길이는 바람직하게는 적어도 약 10 mm이다. 바람직하게는, 냉각 섹션(8)의 길이는 적어도 약 15 mm이다. 일부 바람직한 실시예들에서, 냉각 섹션(8)의 길이는 약 15 mm 내지 약 20 mm, 보다 바람직하게는 약 16 mm 내지 약 19 mm이다. 본 예에서, 냉각 섹션(8)의 길이는 19 mm이다.
냉각 섹션(8)은 냉각 섹션으로서 작용하는 마우스피스(2) 내의 에어 갭(air gap) 주위에 위치되어 이를 규정한다. 에어 갭은 에어로졸 생성 재료(3)의 로드에 의해 생성된 가열된 휘발된 성분들이 유동하는 챔버(chamber)를 제공한다. 냉각 섹션(8)은 에어로졸 축적을 위한 챔버를 제공하도록 중공형이지만, 그러나 제조 중에 그리고 물품(1)이 사용되는 동안 발생할 수 있는 축 방향 압축력들 및 굽힘 모멘트들을 견딜 만큼 충분히 강성이다. 냉각 섹션(8)은 에어로졸 생성 재료(3)와 재료 본체(6) 사이에 물리적 변위를 제공한다. 냉각 섹션(8)에 의해 제공되는 물리적 변위는, 냉각 섹션(8)의 길이에 걸쳐 열 구배(thermal gradient)를 제공할 것이다.
바람직하게는, 마우스피스(2)는 110 ㎣ 초과의 내부 부피를 갖는 공동을 포함한다. 적어도 이러한 부피의 공동을 제공하는 것은 개선된 에어로졸의 형성을 가능하게 하는 것으로 밝혀졌다. 보다 바람직하게는, 마우스피스(2)는 예컨대 냉각 섹션(8) 내에 형성된 공동을 포함하고, 공동은 110 ㎣ 초과, 더욱 바람직하게는 130 ㎣ 초과의 내부 부피를 가지며, 에어로졸의 추가 개선을 허용한다. 일부 예들에서, 내부 공동은 약 130 ㎣ 내지 약 230 ㎣, 예를 들어 약 134 ㎣ 또는 227 ㎣의 부피를 포함한다.
냉각 섹션(8)은 냉각 섹션(8)의 제1 상류 단부로 들어가는 가열된 휘발된 성분과 냉각 섹션(8)의 제2 하류 단부를 빠져 나가는 가열된 휘발된 성분 사이에 적어도 섭씨 40 도 온도 차이를 제공하도록 구성될 수 있다. 냉각 섹션(8)은 바람직하게는 냉각 섹션(8)의 제1 상류 단부로 들어가는 가열된 휘발된 성분과 냉각 섹션(8)의 제2 하류 단부를 빠져 나가는 가열된 휘발된 성분 사이에 적어도 섭씨 60 도, 바람직하게는 적어도 섭씨 80 도, 더 바람직하게는 적어도 섭씨 100 도의 온도 차이를 제공하도록 구성된다. 냉각 섹션(8)의 길이에 걸친 이러한 온도 차이는, 가열될 때 에어로졸 생성 재료(3)의 높은 온도들로부터 온도 감응성 재료 본체(6)를 보호한다.
사용 시에, 에어로졸 생성 부분은 약 15 내지 약 40 ㎜ H2O의 압력 강하를 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 부분은 에어로졸 생성 부분에 걸쳐 약 15 내지 약 30 ㎜ H2O의 압력 강하를 나타낸다.
에어로졸 생성 재료는 에어로졸 생성 부분 내에서 약 400 mg/㎤ 내지 약 900 mg/㎤의 패킹 밀도를 가질 수 있다. 이보다 높은 패킹 밀도는, 에어로졸 제공 디바이스의 에어로졸 생성기를 에어로졸 생성 재료에 삽입하기 어렵게 하여 압력 강하를 증가시킬 수 있다. 400 mg/㎤ 미만의 패킹 밀도는 물품의 강성을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 패킹 밀도가 너무 낮으면, 에어로졸 생성 재료는 에어로졸 제공의 에어로졸 생성기를 효과적으로 파지하지 못할 수 있다.
에어로졸 생성 부분의 부피의 적어도 약 70%가 에어로졸 생성 재료로 채워진다. 일부 실시예들에서, 공동의 부피의 약 75% 내지 약 85%가 에어로졸 생성 재료로 채워진다.
본 실시예에서, 에어로졸 생성 재료의 로드를 둘러싸는 불투습성 래퍼(10)는 알루미늄 포일(aluminium foil)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 래퍼(10)는 래퍼의 재료를 실질적으로 불투습성으로 만들기 위한 배리어 코팅을 선택적으로 포함하는 종이 래퍼를 포함한다. 알루미늄 포일은 에어로졸 생성 재료(3) 내의 에어로졸의 형성을 향상시키는데 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 본 예에서, 알루미늄 포일은 약 6 ㎛의 두께를 갖는 금속 층을 갖는다. 본 예에서, 알루미늄 포일은 종이 백킹부를 가지고 있다. 그러나 대안적인 배열체들에서, 알루미늄 포일은 다른 두께들, 예를 들어 두께가 4 ㎛ 내지 16 ㎛일 수 있다. 알루미늄 포일은 또한 종이 백킹부를 가질 필요는 없지만, 그러나 예를 들어 포일에 적절한 인장 강도를 제공하는데 도움이 되도록 다른 재료들로 형성된 백킹부를 가질 수 있거나, 또는 이것은 백킹 재료를 갖지 않을 수 있다. 알루미늄 이외의 다른 금속 층들 또는 포일들도 사용될 수 있다. 래퍼의 총 두께는 바람직하게는 20 ㎛ 내지 60 ㎛, 더욱 바람직하게는 30 ㎛ 내지 50 ㎛이며, 이는 적절한 구조적 무결성 및 열 전달 특성들을 갖는 래퍼를 제공할 수 있다. 래퍼가 파괴되기 전에 래퍼에 가해질 수 있는 인장력은 3,000 그램중(grams force) 초과일 수 있으며, 예를 들어 3,000 내지 10,000 그램중 또는 3,000 내지 4,500 그램중일 수 있다. 래퍼가 종이 또는 종이 백킹, 즉 셀룰로오스 기반 재료를 포함하는 경우, 래퍼는 약 30 gsm 초과의 평량을 가질 수 있다. 예를 들어, 래퍼는 약 40 gsm 내지 약 70 gsm 범위의 평량을 가질 수 있다. 본 발명자들은, 유리하게는, 이러한 평량들이 에어로졸 생성 재료의 로드에 개선된 강성을 제공한다는 것을 발견하였다. 이 범위의 평량을 갖는 래퍼들에 의해 제공되는 개선된 강성은, 에어로졸 생성 재료의 로드(3)가 사용 중, 예를 들어 물품이 디바이스 및/또는 열 생성기가 물품에 삽입될 때 물품이 받는 힘들 하에서 구겨짐 또는 기타 변형에 대해 더 내성을 갖도록 만들 수 있다. 증가된 강성을 갖는 에어로졸 생성 재료의 로드를 제공하는 것은, 에어로졸 생성 재료()의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들이 에어로졸 부분 내에서 정렬되어, 이들의 길이 방향 치수가 길이 방향 축과 평행하게 정렬되는 경우 유리할 수 있는데, 이는 에어로졸 생성 재료의 길이 방향으로 정렬된 스트랜드들 또는 스트립들은 스트랜드들 또는 스트립들이 정렬되지 않은 경우보다 에어로졸 생성 재료의 로드에 더 적은 강성을 제공할 수 있기 때문이다. 에어로졸 생성 재료의 로드의 개선된 강성은, 사용 중에 물품이 받는 증가된 힘들을 물품이 견딜 수 있게 한다.
본 예에서, 불투습성 래퍼(10)는 또한 공기에 대해 실질적으로 불투과성이다. 대안적인 실시예들에서, 래퍼(10)는 바람직하게는 100 코레스타 단위 미만, 더욱 바람직하게는 60 코레스타 단위 미만의 투과성을 갖는다. 예를 들어 100 코레스타 단위 미만, 보다 바람직하게는 60 코레스타 단위 미만의 투과성을 갖는 낮은 투과성 래퍼들은 에어로졸 생성 재료(3)에서 에어로졸 형성의 개선을 발생시키는 것으로 밝혀졌다. 이론에 얽매이기를 원하지 않고, 이것은 래퍼(10)를 통한 에어로졸 화합물들의 감소된 손실로 인한 것으로 가정된다. 래퍼(10)의 투과성은 시가렛 종이들, 필터 플러그 랩 및 필터 결합 종이로 사용되는 재료들에 대한 공기 투과성의 결정에 관한 ISO 2965:2009에 따라 측정될 수 있다.
재료 본체(6) 및 중공 관형 요소(4)는 각각 실질적으로 원통형인 전체 외부 형상을 규정하고, 공통 길이 방향 축을 공유한다. 재료 본체(6)는 제1 플러그 랩(7)에 래핑되어 있다. 바람직하게는, 제1 플러그 랩(7)은 50 gsm 미만, 보다 바람직하게는 약 20 gsm 내지 40 gsm의 평량을 갖는다. 바람직하게는, 제1 플러그 랩(7)은 30 ㎛ 내지 60 ㎛, 더욱 바람직하게는 35 ㎛ 내지 45 ㎛의 두께를 갖는다. 바람직하게는, 제1 플러그 랩(7)은 예를 들어 100 코레스타 단위 미만, 예를 들어 50 코레스타 단위 미만의 투과성을 갖는 비-다공성 플러그 랩이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 제1 플러그 랩(7)은 예를 들어 200 코레스타 단위 초과의 투과성을 갖는 다공성 플러그 랩일 수 있다.
바람직하게는, 재료 본체(6)의 길이는 약 15 mm 미만이다. 더 바람직하게는, 재료 본체(6)의 길이는 약 12 mm 미만이다. 추가로, 또는 대안으로서, 재료 본체(6)의 길이는 적어도 약 5 mm이다. 바람직하게는, 재료 본체(6)의 길이는 적어도 약 8 mm이다. 일부 바람직한 실시예들에서, 재료 본체(6)의 길이는 약 5 mm 내지 약 15 mm, 보다 바람직하게는 약 6 mm 내지 약 12 mm, 훨씬 더 바람직하게는 약 6 mm 내지 약 12 mm, 가장 바람직하게는 약 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm 또는 10 mm이다. 본 예에서, 재료 본체(6)의 길이는 10 mm이다.
본 예에서, 재료 본체(6)는 필라멘트 토우로 형성된다. 본 예에서, 재료 본체(6)에 사용된 토우는 필라멘트 당 데니어(d.p.f.)가 5이고 총 데니어가 25,000이다. 본 예에서, 토우는 가소화된 셀룰로오스 아세테이트 토우를 포함한다. 토우에 사용되는 가소제는 토우의 약 9 중량%를 포함한다. 본 예에서, 가소제는 트리아세틴이다. 다른 예들에서, 재료 본체(6)를 형성하기 위해 다른 재료들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 토우가 아니라, 본체(6)는 예를 들어 시가렛들에 사용되는 것으로 알려진 종이 필터들과 유사한 방식으로 종이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 종이 또는 다른 셀룰로스계 재료는 본체(6)를 형성하기 위해 접히고 그리고/또는 크림핑되는 시트 재료의 하나 이상의 부분들로서 제공될 수 있다. 시트 재료는 15 gsm 내지 60 gsm, 예를 들어 20 내지 50 gsm의 평량을 가질 수 있다. 시트 재료는 예를 들어, 15 내지 25 gsm, 25 내지 30 gsm, 30 내지 40 gsm, 40 내지 45 gsm 및 45 내지 50 gsm 범위들 중 임의의 범위의 평량을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시트 재료는 50 mm 내지 200 mm, 예를 들어 60 mm 내지 150 mm, 또는 80 mm 내지 150 mm의 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 시트 재료는 20 내지 50 gsm의 평량 및 80 mm 내지 150 mm의 폭을 가질 수 있다. 이는 예를 들어, 셀룰로스계 본체들이 본원에 설명된 바와 같은 치수들을 갖는 물품에 대해 적절한 압력 강하를 갖도록 할 수 있다.
대안적으로, 본체(6)는 셀룰로오스 아세테이트 이외의 다른 토우들, 예를 들어 폴리락트산(PLA), 필라멘트 토우에 대해 본 명세서에 기재된 다른 재료들 또는 유사한 재료들로부터 형성될 수 있다. 토우는 바람직하게는 셀룰로오스 아세테이트로 형성된다. 셀룰로오스 아세테이트 또는 다른 재료들로 형성되든지 토우는, 바람직하게는 적어도 5의 d.p.f.를 갖는다. 바람직하게는, 충분히 균일한 재료 본체(6)를 달성하기 위해, 토우는 필라멘트 당 데니어가 12 d.p.f. 이하, 바람직하게는 11 d.p.f. 이하, 더욱 더 바람직하게는 10 d.p.f 이하이다.
재료 본체(6)를 형성하는 토우의 총 데니어는 바람직하게는 최대 30,000, 보다 바람직하게는 최대 28,000, 더욱 더 바람직하게는 최대 25,000 이다. 이러한 총 데니어 값들은 마우스피스(2)의 단면 영역의 감소된 비율을 차지하는 토우를 제공하고, 이는 더 높은 총 데니어 값들을 갖는 토우들보다 더 낮은 마우스피스(2)에 걸친 압력 강하를 발생시킨다. 재료 본체(6)의 적절한 견고성을 위해, 토우는 바람직하게는 적어도 8,000, 더욱 바람직하게는 적어도 10,000의 총 데니어를 갖는다. 바람직하게는, 필라멘트 당 데니어는 5 내지 12 이고, 총 데니어는 10,000 내지 25,000 이다. 바람직하게는 토우의 필라멘트의 단면 형상은, 다른 실시예들에서는 'X' 자형 필라멘트들과 같은 다른 형상들이 사용될 수 있지만, 'Y' 자형이고, 여기에 제공된 바와 같은 동일한 d.p.f. 및 총 데니어 값들을 갖는다.
본체(6)를 형성하는 데 사용된 재료와 상관없이, 본체(6)에 걸친 압력 강하는 예를 들어, 본체(6)의 길이 mm당 0.3 내지 5 mmWG, 예를 들어 본체(6)의 길이 mm당 0.5 mmWG 내지 2 mmWG일 수 있다. 압력 강하는 예를 들어, 0.5 내지 1 mmWG/mm의 길이, 1 내지 1.5 mmWG/mm의 길이 또는 1.5 내지 2 mmWG/mm의 길이일 수 있다. 본체(6)에 걸친 총 압력 강하는 예를 들어, 3 mmWG 내지 8 mmWG, 또는 4 mmWG 내지 7 mmWG일 수 있다. 본체(6)에 걸친 총 압력 강하는 약 5, 6 또는 7 mmWG일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 물품(1)의 마우스피스(2)는 에어로졸 생성 기재(3)의 로드에 인접한 상류 단부(2a) 및 에어로졸 생성 기재(3)의 로드로부터 원위의 하류 단부(2b)를 포함한다. 하류 단부(2b)에서, 마우스피스(2)는 필라멘트 토우로 형성된 중공 관형 요소(4)를 갖는다. 이것은 유리하게는 물품(1)이 사용 중일 때 소비자의 입과 접촉하게 되는 마우스피스의 하류 단부(2b)에서 마우스피스(2)의 외부 표면의 온도를 상당히 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 또한, 관형 요소(4)의 사용은 관형 요소(4)의 상류에서도 마우스피스(2)의 외부 표면의 온도를 상당히 감소시키는 것으로 또한 밝혀졌다. 이론에 얽매이기를 원하지 않고, 이것은 관형 요소(4)가 에어로졸을 마우스피스(2)의 중심에 더 가깝게 채널링하고(channelling), 따라서 에어로졸로부터 마우스피스(2)의 외부 표면으로의 열의 전달을 감소시키기 때문이라고 가정된다.
중공 관형 요소(4)의 "벽 두께"는 반경 방향으로 튜브(4)의 벽의 두께에 대응한다. 이것은 예를 들어 캘리퍼(calliper)를 사용하여 측정될 수 있다. 벽 두께는 유리하게는 0.9 mm 초과이고, 보다 바람직하게는 1.0 mm 이상이다. 바람직하게는, 벽 두께는 중공 관형 요소(4)의 전체 벽 주위에서 실질적으로 일정하다. 그러나, 벽 두께가 실질적으로 일정하지 않은 경우, 벽 두께는 바람직하게는 중공 관형 요소(4) 주위의 임의의 지점에서 0.9 mm 초과이고, 보다 바람직하게는 1.0 mm 이상이다. 본 예에서, 중공 관형 요소(4)의 벽 두께는 약 1.3 ㎜이다.
바람직하게는, 중공 관형 요소(4)의 길이는 약 20 mm 미만이다. 보다 바람직하게는, 중공 관형 요소(4)의 길이는 약 15 mm 미만이다. 더욱 더 바람직하게는, 중공 관형 요소(4)의 길이는 약 10 mm 미만이다. 추가적으로, 또는 대안으로서, 중공 관형 요소(4)의 길이는 적어도 약 5 mm이다. 바람직하게는, 중공 관형 요소(4)의 길이는 적어도 약 6 mm이다. 일부 바람직한 실시예들에서, 중공 관형 요소(4)의 길이는 약 5 mm 내지 약 20 mm, 보다 바람직하게는 약 6 mm 내지 약 10 mm, 훨씬 더 바람직하게는 약 6 mm 내지 약 8 mm, 가장 바람직하게는 약 6 mm, 7 mm 또는 약 8 mm이다. 본 예에서, 중공 관형 요소(4)의 길이는 7 mm이다.
바람직하게는, 중공 관형 요소(4)의 밀도는 적어도 약 0.25 그램/입방 센티미터(g/cc), 더욱 바람직하게는 적어도 약 0.3 g/cc이다. 바람직하게는, 중공 관형 요소(4)의 밀도는 약 0.75그램/입방 센티미터(g/cc) 미만, 더욱 바람직하게는 0.6g/cc 미만이다. 일부 실시예들에서, 중공 관형 요소(4)의 밀도는 0.25 내지 0.75 g/cc, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.6 g/cc, 더욱 바람직하게는 0.4 g/cc 내지 0.6 g/cc 또는 약 0.5 g/cc이다. 이들 밀도들은 더 조밀한 재료에 의해 제공되는 개선된 견고성과 저밀도 재료의 더 낮은 열 전달 특성들 사이에 양호한 균형을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 목적을 위해, 중공 관형 요소(4)의 "밀도"는 임의의 가소제가 통합되어 있는 요소를 형성하는 필라멘트 토우의 밀도를 지칭한다. 밀도는 중공 관형 요소(4)의 총 중량을 중공 관형 요소(4)의 총 부피로 나누어 결정될 수 있으며, 여기서 총 부피는 예를 들어 캘리퍼스를 사용하여 취한 중공 관형 요소(4)의 적절한 측정들을 사용하여 계산될 수 있다. 필요한 경우, 현미경을 사용하여 적절한 치수들이 측정될 수 있다.
중공 관형 요소(4)를 형성하는 필라멘트 토우는 바람직하게는 45,000 미만, 보다 바람직하게는 42,000 미만의 총 데니어를 갖는다. 이러한 총 데니어는 너무 조밀하지 않은 관형 요소(4)의 형성을 허용하는 것으로 밝혀졌다. 바람직하게는, 총 데니어는 적어도 20,000, 보다 바람직하게는 적어도 25,000이다. 바람직한 실시예에서, 중공 관형 요소(4)를 형성하는 필라멘트 토우는 25,000 내지 45,000, 보다 바람직하게는 35,000 내지 45,000의 총 데니어를 갖는다. 바람직하게는 토우의 필라멘트들의 단면 형상은 'Y' 형상이지만, 다른 실시예들에서는 'X' 형상의 필라멘트들과 같은 다른 형상들이 사용될 수 있다.
중공 관형 요소(4)를 형성하는 필라멘트 토우는 바람직하게는 3 초과의 필라멘트 당 데니어를 갖는다. 이러한 필라멘트 당 데니어는 너무 조밀하지 않은 관형 요소(4)의 형성을 허용하는 것으로 밝혀졌다. 바람직하게는, 필라멘트 당 데니어는 적어도 4, 더욱 바람직하게는 적어도 5이다. 바람직한 실시예에서, 중공 관형 요소(4)를 형성하는 필라멘트 토우는 4 내지 10, 보다 바람직하게는 4 내지 9 의 필라멘트 당 데니어를 갖는다. 일 예에서, 중공 관형 요소(4)를 형성하는 필라멘트 토우는, 셀룰로오스 아세테이트로 형성되고 18 % 가소제, 예를 들어 트리아세틴을 포함하는 7.3Y36,000 토우를 갖는다.
중공 관형 요소(4)는 바람직하게는 3.0 mm 초과의 내부 직경을 갖는다. 이보다 더 작은 직경들은 마우스피스(2)를 통해 소비자들의 입으로 통과하는 에어로졸의 속도를 원하는 것보다 더 많이 증가시킬 수 있으므로, 에어로졸은 너무 따뜻해져서, 예를 들어 40 ℃ 초과 또는 45 ℃ 초과의 온도에 도달한다. 보다 바람직하게는, 중공 관형 요소(4)는 3.1 mm 초과, 더욱 더 바람직하게는 3.5 mm 또는 3.6 mm 초과의 내부 직경을 갖는다. 일 실시예에서, 중공 관형 요소(4)의 내부 직경은 약 4.7 mm이다.
중공 관형 요소(4)는 바람직하게는 15 중량% 내지 22 중량%의 가소제를 포함한다. 셀룰로오스 아세테이트 토우의 경우, 가소제는 바람직하게는 트리아세틴이지만, 폴리에틸렌 글리콜(PEG)과 같은 다른 가소제들이 사용될 수 있다. 보다 바람직하게는, 중공 관형 요소(4)는 16 중량% 내지 20 중량%의 가소제, 예를 들어 약 17 중량%, 약 18 중량% 또는 약 19 중량%의 가소제를 포함한다.
본 예에서, 제1 중공 관형 요소(4), 재료 본체(6) 및 냉각 섹션(8)은 3 개의 섹션들 모두 주위에 래핑되는 제2 플러그 랩(9)을 사용하여 조합된다. 바람직하게는, 제2 플러그 랩(9)은 50 gsm 미만, 보다 바람직하게는 약 20 gsm 내지 45 gsm의 평량을 갖는다. 바람직하게는, 제2 플러그 랩(9)은 30 ㎛ 내지 60 ㎛, 더 바람직하게는 35 ㎛ 내지 45 ㎛의 두께를 갖는다. 제2 플러그 랩(9)은 바람직하게는 100 코레스타 단위 미만, 예를 들어 50 코레스타 단위 미만의 투과성을 갖는 비-다공성 플러그 랩이다. 그러나, 대안적인 실시예들에서, 제2 플러그 랩(9)은 예를 들어 200 코레스타 단위 초과의 투과성을 갖는 다공성 플러그 랩일 수 있다.
본 예에서, 물품(1)은 약 23 mm의 외주를 갖는다. 다른 예들에서, 물품은 예를 들어 20 mm 내지 26 mm의 외주를 갖는 본원에 설명된 형식들 중 임의의 것으로 제공될 수 있다. 물품이 에어로졸을 방출하기 위해 가열되어야 하기 때문에, 이러한 범위 내에서 더 낮은 외주들, 예를 들어 23 mm 미만의 둘레들을 갖는 물품들을 사용하여 개선된 가열 효율이 달성될 수 있다. 적절한 제품 길이를 유지하면서, 가열을 통한 개선된 에어로졸을 달성하기 위해, 19 mm 초과의 물품 둘레들도 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 20 mm 내지 24 mm, 더욱 바람직하게는 20 mm 내지 23 mm의 둘레들을 갖는 물품들은, 효율적인 가열을 허용하면서 효과적인 에어로졸 전달을 제공하는 것 사이에서 양호한 균형을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
티핑 종이(5)가 마우스피스(2)의 전체 길이 주위에 그리고 에어로졸 생성 재료(3)의 로드의 일부 위에 래핑되고(wrapped), 마우스피스(2)와 로드(3)를 연결하기 위해 그 내부 표면 상에 접착제를 갖는다. 본 예에서, 에어로졸 생성 재료(3)의 로드는 제1 래핑 재료를 형성하는 래퍼(10)로 래핑되고, 티핑 종이(5)는 마우스피스(2)와 에어로졸 생성 재료(3)의 로드를 연결하도록 에어로졸 생성 재료(3)의 로드 위로 적어도 부분적으로 연장되는 외부 래핑 재료를 형성한다. 일부 예들에서, 티핑 종이는 에어로졸 생성 재료의 로드를 따라 부분적으로만 연장될 수 있다.
본 예에서, 티핑 종이(5)는 에어로졸 생성 재료의 로드(3) 위로 5 mm 연장하지만, 이는 대안적으로 로드(3) 위로 3 mm 내지 10 mm, 또는 더 바람직하게는 4 mm 내지 6 mm 연장하여, 마우스피스(2)와 로드(3) 사이에 확실한 부착을 제공할 수 있다. 티핑 페이퍼는 20 gsm 초과, 예를 들어 25 gsm 초과, 또는 바람직하게는 30 gsm 초과, 예를 들어 37 gsm의 평량을 가질 수 있다. 평량들의 이들 범위들은 티핑 종이들이 물품(1) 주위를 래핑하고 종이 상의 길이 방향 랩 시임(longitudinal lap seam)을 따라 그 자체에 부착되기에 충분히 가요성인 동시에 허용 가능한 인장 강도를 갖게 하는 것으로 밝혀졌다. 마우스피스(2) 주위에 일단 래핑되면, 티핑 종이(5)의 외주는 약 23 mm이다.
물품은 물품을 통해 흡인된 에어로졸의 약 10 %의 통기 레벨(ventilation level)을 갖는다. 대안적인 실시예들에서, 물품은 물품을 통해 흡인된 에어로졸의 1 % 내지 20 %, 예컨대 1 % 내지 12 %의 통기 수준을 가질 수 있다. 이러한 수준의 통기는 에어로졸 냉각 프로세스를 보조하면서 마우스 단부(2b)에서 사용자가 흡입하는 에어로졸의 일관성을 높이는 데 도움이 된다. 통기는 물품(1)의 마우스피스(2)에 직접 제공된다. 본 예에서, 통기는 냉각 섹션(8)에 제공되며, 이는 에어로졸 생성 프로세스를 보조하는데 특히 유익한 것으로 밝혀졌다. 통기는 마우스피스(2)의 하류의 마우스-단부(2b) 로부터 13 mm에 위치설정된, 본 경우에 레이저 천공들의 단일 열로 형성된, 천공들(12)을 통해 제공된다. 대안적인 실시예들에서, 통기 천공들의 두 개 이상의 열들이 제공될 수 있다. 이러한 천공들은 티핑 종이(5), 제2 플러그 랩(9) 및 냉각 섹션(8)을 통과한다. 대안적인 실시예들에서, 통기는 다른 위치들에서 마우스피스 내로, 예를 들어 재료 본체(6) 또는 제1 관형 요소(4) 내로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 물품은 천공들이 물품(1)의 상류 단부로부터 약 28 mm 이하, 바람직하게는 물품(1)의 상류 단부로부터 20 mm 내지 28 mm에 제공되도록 구성된다. 본 예에서, 애퍼처들은 물품의 상류 단부로부터 약 25 mm에 제공된다.
도 2a는 캡슐 보유 마우스피스(2')를 포함하는 추가 물품(1')의 측단면도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 캡슐 보유 마우스피스의 라인(A-A')을 통한 단면도이다. 물품(1') 및 캡슐 보유 마우스피스(2')는 도 1에 도시된 물품(1) 및 마우스피스(2)와 동일하지만, 에어로졸 개질제가 본 예에서 캡슐(11)의 형태로 재료 본체(6) 내에 제공되고, 내유성 제1 플러그 랩(7')이 재료 본체(6)를 둘러싼다는 점을 제외한다. 다른 예들에서, 에어로졸 개질제는 재료가 재료의 본체(6) 내로 주입되는 것과 같이 다른 형태들로 제공되거나 또는 실, 예를 들어 재료의 본체(6) 내에 또한 배치될 수 있는 향미제 또는 다른 에어로졸 개질제를 운반하는 실 상에 제공될 수 있다.
캡슐(11)은 파괴될 수 있는 캡슐, 예를 들어 액체 페이로드(liquid payload)를 둘러싸는 단단하고 부서지기 쉬운 쉘(shell)을 갖는 캡슐을 포함할 수 있다. 본 예에서는, 단일 캡슐(11)이 사용된다. 캡슐(11)은 재료의 본체(6) 내에 완전히 매립되어 있다. 다른 말로 하면, 캡슐(11)은 본체(6)를 형성하는 재료에 의해 완전히 둘러싸여 있다. 다른 예들에서, 복수의 파괴될 수 있는 캡슐들이 재료의 본체(6) 내에 배치될 수 있으며, 예를 들어 2개, 3개 또는 그 초과의 파괴될 수 있는 캡슐들이 배치될 수 있다. 재료의 본체(6)의 길이는 필요한 캡슐들의 수를 수용하기 위해 증가될 수 있다. 복수의 캡슐들이 사용되는 예들에서, 개별 캡슐들은 서로 동일할 수 있거나, 또는 크기 및/또는 캡슐 페이로드의 면에서 서로 상이할 수 있다. 다른 예들에서, 다중 재료의 본체들(6)이 제공될 수 있으며, 각각의 본체는 하나 이상의 캡슐들을 보유한다.
캡슐(11)은 코어-쉘 구조(core-shell structure)를 갖는다. 다른 말로 하면, 캡슐(11)은 액체 제제, 예를 들어 본원에 설명된 향미제들 또는 에어로졸 개질제들 중 어느 하나일 수 있는 향미제 또는 다른 제제를 캡슐화하는(encapsulating) 쉘을 포함한다. 캡슐의 쉘은, 사용자에 의해 파열되어 향미제 또는 다른 제제를 재료의 본체(6) 내로 방출할 수 있다. 제1 플러그 랩(7')은 플러그 랩의 재료를 캡슐(11)의 액체 페이로드에 대해 실질적으로 불투과성이 되게 하는 배리어 코팅(barrier coating)을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 제2 플러그 랩(9) 및/또는 티핑 종이(5)는 해당 플러그 랩 및/또는 티핑 종이의 재료를 캡슐(11)의 액체 페이로드에 대해 실질적으로 불투과성이 되게 하는 배리어 코팅을 포함할 수 있다.
본 예에서, 캡슐(11)은 구형이고, 약 3 mm의 직경을 갖는다. 다른 예들에서, 캡슐의 다른 형상들 및 크기들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 캡슐은 4 mm 미만, 또는 3.5 mm 미만, 또는 3.25 mm 미만의 직경을 가질 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 캡슐은 약 3.25 mm 초과, 예를 들어 3.5 mm 초과, 또는 4 mm 초과의 직경을 가질 수 있다. 캡슐(11)의 총 중량은 약 10 mg 내지 약 50 mg 범위일 수 있다.
본 예에서, 캡슐(11)은 재료의 본체(6) 내의 길이 방향 중심 포지션에 위치된다. 즉, 캡슐(11)은 그의 중심이 재료의 본체(6)의 각각의 단부로부터 5 mm가 되도록 위치 결정된다. 본 예에서, 캡슐의 중심은 물품(1)의 상류 단부로부터 36 mm에 위치결정된다. 바람직하게는, 캡슐은 그의 중심이 물품(1)의 상류 단부로부터 28 mm 내지 38 mm, 보다 바람직하게는 물품(1)의 상류 단부로부터 34 mm 내지 38 mm에 위치결정되도록 위치결정된다. 본 예에서, 캡슐의 중심은 마우스피스(2b)의 하류 단부로부터 12 mm에 위치결정된다. 이 포지션에 캡슐을 제공하는 것은, 사용 중에 가열되는 물품의 에어로졸 생성 섹션에 대한 캡슐의 근접성으로 인해 캡슐 내용물들의 휘발이 개선되는 동시에, 사용 중 에어로졸 제공 시스템 내로 삽입되어 사용자가 캡슐에 쉽게 접근하고 자신의 손가락으로 캡슐을 터뜨릴 수 있을 정도로 에어로졸 생성 섹션으로부터 충분히 멀리 있다.
다른 예들에서, 캡슐(11)은 재료의 본체(6)에서 길이 방향 중심 포지션 이외의 다른 포지션에 위치될 수 있는데, 즉, 상류 단부보다 재료의 본체(6)의 하류 단부에 더 가깝거나, 또는 하류 단부보다 재료의 본체(6)의 상류 단부에 더 가깝게 위치될 수 있다. 바람직하게는, 마우스피스(2')는 캡슐(11) 및 통기 구멍들(12) 이 마우스피스(2')에서 길이 방향으로 서로 오프셋(offset)되도록 구성된다. 예를 들어, 통기 구멍들(12)은 캡슐 포지션의 바로 상류, 즉 캡슐 포지션의 약 1 mm 내지 약 10 mm 상류에 제공될 수 있다.
도 1 및 도 2의 예들에서, 에어로졸 생성 재료는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트를 포함한다. 에어로졸 가능 재료는 가열될 때 에어로졸을 생성하도록 배열된다.
시트 또는 파쇄된 시트는 제1 표면 및 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 포함한다. 제1 표면 및 제2 표면의 치수들은 거의 일치한다(congruent). 시트 또는 파쇄된 시트의 제1 및 제2 표면들은 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 표면들은 정사각형, 직사각형, 장방형 또는 원형일 수 있다. 불규칙한 형상들이 또한 예상된다.
시트 또는 파쇄된 시트의 제1 및/또는 제2 표면들은 비교적 균일할 수 있거나(예컨대, 이들은 비교적 매끄러울 수 있음) 고르지 않거나 불규칙할 수 있다. 예를 들어, 시트의 제1 및/또는 제2 표면들은 비교적 조악한 표면(relatively coarse surface)을 규정하기 위해 텍스처링되거나 패턴화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 및/또는 제2 표면들은 비교적 거칠다(rough).
제1 표면 및 제2 표면의 매끄러움은 다수의 인자들, 이를테면 시트 또는 파쇄된 시트의 면적 밀도, 에어로졸 가능한 재료를 구성하는 성분들의 성질 또는 재료의 표면들이 패턴이나 텍스처를 부여하기 위해 엠보싱, 스코어링 또는 기타 방식으로 조작되었는지 여부에 의해 영향을 받을 수 있다.
제1 표면 및 제2 표면의 영역들은 각각 제1 치수(예컨대, 폭) 및 제2 치수(예컨대, 길이)에 의해 규정된다. 제1 치수 및 제2 치수의 측정값들은 1:1 또는 1:1 초과의 비율을 가질 수 있으며, 이에 따라 시트 또는 파쇄된 시트는 1:1 또는 1:1 초과의 "종횡비"를 가질 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "종횡비"는 제1 표면 또는 제2 표면의 제2 치수의 측정값에 대한 제1 표면 또는 제2 표면의 제1 치수의 측정값의 비이다. "1:1의 종횡비"는 제1 치수(예를 들어, 폭)의 측정값과 제2 치수(예를 들어, 길이)의 측정값이 동일함을 의미한다. "1:1보다 큰 종횡비"은 제1 치수(예를 들어, 폭)의 측정값과 제2 치수(예를 들어, 길이)의 측정값이 상이하다. 일부 실시예들에서, 시트 또는 파쇄된 시트의 제1 및 제2 표면들은 1:1 초과, 이를테면 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7 이상의 종횡비를 갖는다.
파쇄된 시트는, 에어로졸 가능 재료의 하나 이상의 스트랜드들 또는 스트립들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 파쇄된 시트는 에어로졸 가능 재료의 복수의(예를 들어, 2개 이상) 스트랜드들 또는 스트립들을 포함한다. 에어로졸 가능 재료의 스트랜드들 또는 스트립들은 1:1의 종횡비를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸 가능 재료의 스트랜드들 또는 스트립들은 1:1 초과의 종횡비를 갖는다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 가능 재료의 스트랜드들 또는 스트립들은 약 1:5 내지 약 1:16, 또는 약 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 1:11 또는 1:12의 종횡비를 갖는다. 스트랜드들 또는 스트립들의 종횡비가 1:1보다 큰 경우, 스트랜드들 또는 스트립들은 스트랜드 또는 스트립의 제1 단부와 스트랜드 또는 스트립의 제2 단부 사이에서 연장되는 종방향 치수 또는 길이를 포함한다.
파쇄된 시트가 재료의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들을 포함하는 경우, 각각의 스트랜드 또는 스트립의 치수들은 상이한 스트랜드들 또는 스트립들 사이에서 변할 수 있다. 예를 들어, 파쇄된 시트는 스트랜드들 또는 스트립들의 제1 집단 및 스트랜드들 또는 스트립들의 제2 집단을 포함할 수 있으며, 제1 집단의 스트랜드들 또는 스트립들의 치수들은 제2 집단의 스트랜드들 또는 스트립들의 치수들과 상이하다. 다시 말해서, 복수의 스트랜드들 또는 스트립들은 제1 종횡비를 갖는 스트랜드들 또는 스트립들의 제1 집단 및 제1 종횡비와 상이한 제2 종횡비를 갖는 스트랜드들 또는 스트립들의 제2 집단을 포함할 수 있다.
에어로졸 가능 재료의 스트랜드들 또는 스트립들의 제1 치수 또는 절단 폭은 0.9 mm 내지 1.5 mm이다. 절단 폭이 0.9 mm 미만인 에어로졸 가능 재료의 스트랜드들 또는 스트립들이 비가연성 에어로졸 제공 시스템에 사용하기 위해 물품에 통합되는 경우, 물품 전체에 걸친 압력 강하는 물품을 비가연성 에어로졸 제공 디바이스에 사용하기에 부적합하게 만드는 수준으로 증가될 수 있다. 그러나, 스트랜드들 또는 스트립들의 절단 폭이 2 mm 초과(예컨대, 2 mm보다 큼)이면, 에어로졸 가능 재료의 스트랜드들 또는 스트립들을 물품 제조 중에 물품 내로 삽입하는 것이 어려울 수 있다. 바람직한 실시예에서, 에어로졸 가능한 재료의 스트랜드들 또는 스트립들의 절단 폭은 약 1 mm 내지 1.5 mm이다.
재료의 스트랜드들 또는 스트립들은 에어로졸 가능 재료의 시트를 파쇄함으로써 형성된다. 에어로졸 가능 재료의 시트는, 절단 폭에 추가하여, 에어로졸 가능 재료의 스트랜드들 또는 스트립들에 대한 절단 길이를 규정하기 위해, 예를 들어 크로스-컷 유형 파쇄 프로세스에서 폭 방향으로 절단될 수 있다. 파쇄된 에어로졸 가능 재료의 절단 길이는 바람직하게는 적어도 5 mm, 예를 들어 적어도 10 mm, 또는 적어도 20 mm이다. 파쇄된 에어로졸 가능 재료의 절단 길이는 60 mm 미만, 50 mm 미만 또는 40 mm 미만일 수 있다.
일부 실시예들에서, 에어로졸 가능 재료의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들이 제공되고, 에어로졸 가능 재료의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들 중 적어도 하나는 약 10 mm 초과의 길이를 갖는다. 에어로졸 가능 재료의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들 중 적어도 하나는 대안적으로 또는 추가적으로 약 10 mm 내지 약 60 mm, 또는 약 20 mm 내지 약 50 mm의 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 가능 재료의 복수의 스트랜드들 또는 스트립들 각각은 약 10 mm 내지 약 60 mm, 또는 약 20 mm 내지 약 50 mm의 길이를 가질 수 있다.
에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트는 적어도 약 100 ㎛의 두께를 갖는다. 시트 또는 파쇄된 시트는 적어도 약 120 ㎛, 140 ㎛, 160 ㎛, 180 ㎛ 또는 200 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 시트 또는 파쇄된 시트는 약 150 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 151 ㎛ 내지 약 299 ㎛, 약 152 ㎛ 내지 약 298 ㎛, 약 153 ㎛ 내지 약 297 ㎛, 약 154 ㎛ 내지 약 296 ㎛, 약 155 ㎛ 내지 약 295 ㎛, 약 156 ㎛ 내지 약 294 ㎛, 약 157 ㎛ 내지 약 293 ㎛, 약 158 ㎛ 내지 약 292 ㎛, 약 159 ㎛ 내지 약 291 ㎛ 또는 약 160 ㎛ 내지 약 290 ㎛의 두께를 갖는다. 일부 실시예들에서, 시트 또는 파쇄된 시트는 약 170 ㎛ 내지 약 280 ㎛, 약 180 내지 약 270 ㎛, 약 190 내지 약 260 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 250 ㎛ 또는 약 210 ㎛ 내지 약 240 ㎛ 의 두께를 갖는다.
시트 또는 파쇄된 시트의 두께는 제1 표면과 제2 표면 사이에서 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 가능 재료의 개별 스트립 또는 조각은 그의 약 100 ㎛의 영역에 걸쳐 최소 두께를 갖는다. 일부 경우들에, 에어로졸 가능 재료의 개별 스트립 또는 조각은 약 0.05 mm 또는 약 0.1 mm의 면적에 걸쳐 최소 두께를 갖는다. 일부 경우들에, 에어로졸 가능 재료의 개별 스트립, 스트랜드 또는 조각이 약 1.0 mm의 면적에 걸쳐 최대 두께를 갖는다. 일부 경우들에, 에어로졸 가능 재료의 개별 스트립 또는 조각은 약 0.5 mm 또는 약 0.3 mm의 면적에 걸쳐 최대 두께를 갖는다.
시트의 두께는 ISO 534: 2011 "종이 및 보드-두께 결정(Paper and board-Determination of thickness)"를 사용하여 결정될 수 있다.
본 발명자들은 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트가 너무 두꺼우면 가열 효율이 손상된다는 것을 확립하였다. 이는 예를 들어, 에어로졸 가능 재료로부터 향미를 방출하기 위한 전력 소비와 같이 사용 중 전력 소비에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 반대로, 에어로졸 가능 재료가 너무 얇으면, 제조 및 취급이 어려울 수 있으며; 매우 얇은 재료는 캐스팅하기가 더 어렵고 깨지기 쉬우며(fragile), 사용시에 에어로졸 형성을 손상시킨다.
에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트가 너무 얇은 경우(예컨대, 100 ㎛ 미만), 물품에 포함될 때 에어로졸 가능 재료가 충분히 충전되도록 파쇄된 시트의 절단 폭을 증가시키는 것이 필요할 수 있다. 앞서 논의한 바와 같이, 파쇄된 시트의 절단 폭을 증가시키는 것은 압력 강하를 증가시킬 수 있으며, 이는 바람직하지 않다.
약 100 g/㎡ 내지 약 250 g/㎡의 면적 밀도와 함께 적어도 약 100 ㎛의 두께를 갖는 시트 또는 파쇄된 시트가 그의 제조 동안 인열(tear), 분할(split) 또는 이와 다른 변형이 덜 일어나는 것으로 가정된다. 적어도 약 100 ㎛의 두께는, 시트 또는 파쇄된 시트의 전체 구조적 무결성 및 강도에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 이는 양호한 인장 강도를 가지며 이에 따라 프로세싱하기가 비교적 용이할 수 있다.
시트 또는 파쇄된 시트의 두께가 또한 그의 면적 밀도에 영향을 미치는 것으로 생각된다. 즉, 시트 또는 파쇄된 시트의 두께를 증가시키는 것은 시트 또는 파쇄된 시트의 면적 밀도를 증가시킬 수 있다.
반대로, 시트 또는 파쇄된 시트의 두께를 감소시키는 것은 시트 또는 파쇄된 시트의 면적 밀도를 감소시킬 수 있다. 의심의 여지를 없애기 위해, 본원에서 면적 밀도에 대해 언급하는 경우, 이것은 에어로졸 가능 재료의 주어진 스트립, 스트랜드, 조각 또는 시트에 대해 계산된 평균 면적 밀도를 지칭하며, 면적 밀도는 에어로졸 가능 재료의 주어진 스트립, 스트랜드, 조각 또는 시트의 표면 영역 및 중량을 측정함으로써 계산된다.
에어로졸 생성 재료의 시트 또는 파쇄된 시트는 약 100 g/㎡ 내지 약 250 g/㎡의 면적 밀도를 갖는다. 시트 또는 파쇄된 시트는 약 110 g/㎡ 내지 약 240 g/㎡, 약 120 g/㎡ 내지 약 230 g/㎡, 약 130 g/㎡ 내지 약 220 g/㎡ 또는 약 140 g/㎡ 내지 약 210 g/㎡의 면적 밀도를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 시트 또는 파쇄된 시트는 약 130 g/㎡ 내지 약 190 g/㎡, 약 140 g/㎡ 내지 약 180 g/㎡, 약 150 g/㎡ 내지 약 170 g/㎡의 면적 밀도를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 시트 또는 파쇄된 시트는 약 160 g/㎡의 면적 밀도를 갖는다.
약 100 g/㎡ 내지 약 250 g/㎡의 면적 밀도는 시트 또는 파쇄된 시트의 강도 및 가요성에 기여하는 것으로 생각된다. 더욱이, 약 180 gsm의 면적 밀도와 220 내지 230 ㎛의 최소 두께를 갖는 에어로졸 가능 재료의 파쇄된 시트를 포함하는 로드는, 로드 내에서 원하는 담배 재료의 중량(예컨대, 약 300 mg)을 유지하고 비가연성 에어로졸 제공 디바이스에서 가열 시 허용 가능한 관능 특성들(예컨대, 맛 및 냄새)을 전달하면서, 에어로졸 가능 재료가 로드 내에서 제 위치에 유지되도록 포장될 수 있다.
시트 또는 파쇄된 시트의 가요성은 적어도 부분적으로, 시트 또는 파쇄된 시트의 두께 및 면적 밀도에 따라 좌우되는 것으로 간주된다. 더 두꺼운 시트 또는 파쇄된 시트는 더 얇은 시트 또는 파쇄된 시트보다 덜 유연할 수 있다. 또한, 시트의 면적 밀도가 클수록 시트 또는 파쇄된 시트의 가요성이 떨어진다. 본원에 설명된 에어로졸 가능 재료의 결합된 두께 및 면적 밀도는 비교적 가요성인 시트 또는 파쇄된 시트를 제공하는 것으로 생각된다. 에어로졸 가능 재료가 비가연성 에어로졸 제공 디바이스에 사용하기 위해 물품에 포함될 때 이러한 가요성은 다양한 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스트랜드들 또는 스트립들은 서셉터가 에어로졸 생성 재료 내로 삽입되고 서셉터 주위로 모여질 때 쉽게 변형되고 휘어질 수 있으며, 따라서 서셉터를 재료에 삽입하는 것을 용이하게 하고 또한 에어로졸 가능 재료에 의한 에어로졸 생성기의 보유를 향상시킨다.
에어로졸 생성 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 면적 밀도는, 시트 또는 파쇄된 시트의 제1 표면 및 제2 표면의 거칠기에 영향을 미친다. 면적 밀도를 변경함으로써, 제1 및/또는 제2 표면들의 거칠기가 맞춤화될 수 있다.
에어로졸 생성 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 평균 부피 밀도는, 시트의 두께와 시트의 면적 밀도로부터 계산될 수 있다. 평균 부피 밀도는 약 0.2 g/㎤, 약 0.3 g/㎤ 또는 약 0.4 g/㎤보다 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 평균 부피 밀도는 약 0.2 g/㎤ 내지 약 1 g/㎤, 약 0.3 g/㎤ 내지 약 0.9 g/㎤, 약 0.4 g/㎤ 내지 약 0.9 g/㎤, 약 0.5 g/㎤ 내지 약 0.9 g/㎤ 또는 약 0.6 g/㎤ 내지 약 0.9 g/㎤이다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 담배 재료, 에어로졸 형성제 재료 및 결합제를 포함하는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트를 포함하는 에어로졸 생성 재료가 제공되며, 시트 또는 파쇄된 시트는 약 0.4 g/㎤ 보다 큰 밀도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 밀도는 약 0.4 g/㎤ 내지 약 2.9 g/㎤, 약 0.4 g/㎤ 내지 약 1 g/㎤, 약 0.6 ㎤ 내지 약 1.6 ㎤ 또는 약 1.6 ㎤ 내지 약 2.9 ㎤이다.
시트 또는 파쇄된 시트는 적어도 4 N/15 mm의 인장 강도를 가질 수 있다.
시트 또는 파쇄된 시트가 4 N/15 mm 미만의 인장 강도를 갖는 경우, 시트 또는 파쇄된 시트가 제조 및/또는 후속적으로 비가연성 에어로졸 제공 시스템에서 사용을 위한 물품으로 통합되는 동안 인열되거나, 파손되거나 달리 변형될 가능성이 있다. 인장 강도는 ISO 1924:2008을 사용하여 측정될 수 있다.
에어로졸 생성 섹션(13)의 에어로졸 생성 재료는 담배 재료를 포함한다. 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트는 담배 재료를 포함한다.
담배 재료는 미립자(particulate) 또는 과립형(granular) 재료일 수 있다. 일부 실시예들에서, 담배 재료는 분말이다. 대안적으로 또는 추가로, 담배 재료는 담배의 스트립들, 스트랜드들 또는 섬유들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 담배 재료는 담배의 입자들, 과립들, 섬유들, 스트립들 및/또는 스트랜드들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 담배 재료는 담배 재료의 입자들 또는 과립들로 구성된다.
담배 재료의 밀도는 재료를 통해 열이 전도되는 속도에 영향을 미치는데, 더 낮은 밀도들, 예를 들어 900 mg/cc 미만의 밀도들은 재료를 통해 더 천천히 열을 전도하므로, 따라서 더 지속되는 에어로졸의 방출을 가능하게 한다.
담배 재료는 약 900 mg/cc 미만의 밀도를 갖는 재구성 담배 재료 예를 들어, 종이 재구성 담배 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료는 약 800 mg/cc 미만의 밀도를 갖는 재구성 담배 재료를 포함한다. 대안적으로 또는 추가로, 에어로졸 생성 재료는 적어도 약 350 mg/cc의 밀도를 갖는 재구성 담배 재료를 포함할 수 있다.
담배 재료는 파쇄된 시트의 형태로 제공될 수 있다. 재구성된 담배 재료의 시트는 임의의 적절한 두께를 가질 수 있다. 재구성된 담배 재료는 적어도 약 0.145 mm, 예를 들어 적어도 약 0.15 mm, 또는 적어도 약 0.16 mm의 두께를 가질 수 있다. 재구성된 담배 재료는 약 0.30 mm 또는 0.25 mm의 최대 두께를 가질 수 있으며, 예를 들어 재구성된 담배 재료의 두께는 약 0.22 mm 미만, 또는 약 0.2 mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 재구성된 담배 재료는 0.175 mm 내지 0.195 mm 범위의 평균 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 담배는 미립자 담배 재료이다. 미립자 담배 재료의 각각의 입자는 최대 치수를 가질 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "최대 치수"는 담배의 입자의 표면 또는 입자 표면 상의 임의의 지점에서 동일한 담배 입자 또는 입자 표면 상의 임의의 다른 표면 지점까지의 가장 긴 직선 거리를 의미한다. 미립자 담배 재료의 입자의 최대 치수는 주사 전자 현미경(SEM)을 사용하여 측정될 수 있다.
담배 재료의 각각의 입자의 최대 치수는 최대 약 200 ㎛일 수 있다. 일부 실시예들에서, 담배 재료의 각각의 입자의 최대 치수는 최대 약 150 ㎛이다.
담배 재료의 입자들의 집단은 적어도 약 100 ㎛의 입자 크기 분포(D90)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 담배 재료의 입자들의 집단은 약 110 ㎛, 적어도 약 120 ㎛, 적어도 약 130 ㎛, 적어도 약 140 ㎛ 또는 적어도 약 ㎛의 입자 크기 분포(D90)를 갖는다. 일 실시예에서, 담배 재료의 입자들의 집단은 약 150 ㎛의 입자 크기 분포(D90)를 갖는다. 또한, 체 분석(Sieve analysis)이 담배 재료의 입자들의 입자 크기 분포를 결정하는 데 사용할 수 있다.
적어도 약 100 ㎛의 입자 크기 분포(D90)는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 인장 강도에 기여하는 것으로 생각된다.
100 ㎛ 미만의 입자 크기 분포(D90)가 우수한 인장 강도를 갖는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트를 제공한다. 그러나, 시트 또는 파쇄된 시트에 이러한 담배 재료의 미세 입자들을 포함하는 것은 그의 밀도를 증가시킬 수 있다. 시트 또는 파쇄된 시트가 비가연성 에어로졸 제공 시스템에 사용하기 위해 물품에 포함될 때, 이러한 더 높은 밀도는 담배 재료의 충전 가치(fill-value)를 감소시킬 수 있다. 유리하게는, 입자 크기 분포(D90)가 적어도 약 100 ㎛인 경우 만족스러운 인장 강도와 적절한 밀도(그리고 따라서 충전 값) 사이의 균형이 달성될 수 있다.
또한, 미립자 담배 재료의 입자 크기는 에어로졸 생성 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 거칠기에 영향을 미칠 수 있다. 담배 재료의 비교적 큰 입자들을 혼입함으로써 에어로졸 생성 재료의 시트 또는 파쇄된 시트를 형성하는 것은, 에어로졸 생성 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 밀도를 감소시키는 것으로 가정된다.
담배 재료는 담배 식물의 임의의 부분에서 획득된 담배를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 담배 재료는 담배 잎을 포함한다.
시트 또는 파쇄된 시트는 담배 잎의 5 중량% 내지 약 90 중량%을 포함할 수 있다.
담배 재료는 라미나 담배 및/또는 담배 스템, 이를테면 미드립 스템(midrib stem)을 포함할 수 있다. 라미나 담배는 시트 또는 파쇄된 시트 및/또는 담배 재료의 0 중량% 내지 약 100 중량%, 약 20 중량% 내지 약 100 중량%, 약 40 중량% 내지 약 100 중량%, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%, 약 45 중량% 내지 약 90 중량%, 약 50 중량% 내지 약 85 중량% 또는 약 55 중량% 내지 약 80 중량%의 양으로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 담배 재료는 라미나 담배 재료로 구성되거나 이를 필수 구성요소로 하여 구성(consists essentially of)된다.
담배 재료는 시트 또는 파쇄된 시트의 0 중량% 내지 약 100 중량%, 약 0 중량% 내지 약 50 중량%, 약 0 중량% 내지 약 25 중량%, 약 0 중량% 내지 약 20 중량%, 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 담배 스템을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 담배 재료는 라미나와 담배 스템의 조합을 포함한다. 일부 실시예들에서, 담배 재료는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 양의 라미나 및 약 5 중량% 내지 약 60 중량%의 양의 스템, 또는 약 60 중량% 내지 약 95 중량%의 양의 라미나 및 약 5 중량% 내지 약 40 중량% 양의 스템, 또는 약 80 중량% 내지 약 95 중량% 양의 라미나 및 약 5 중량% 내지 약 20 중량% 양의 스템을 포함할 수 있다.
스템의 혼입이 에어로졸 가능 재료의 점착성(tackiness)을 감소시킬 수 있다. 본 발명자들은 놀랍게도, 스템 담배를 포함하는 담배 재료를 에어로졸 가능 재료에 혼입하는 것이 그의 파열 강도를 증가시킨다는 것을 발견했다.
에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트는 적어도 약 75g, 적어도 약 100g 또는 적어도 약 200g의 파열 강도(burst strength)를 가질 수 있다.
파열 강도가 너무 낮으면, 시트 또는 파쇄된 시트가 상대적으로 부서지기 쉬울(brittle) 수 있다. 결과적으로, 에어로졸 가능 재료를 제조하는 프로세스동안 시트 또는 파쇄된 시트의 파손들이 발생할 수 있다. 예를 들어, 절단 프로세스에 의해 시트가 파쇄되어 파쇄된 시트를 형성할 때, 시트가 절단될 때 시트는 산산조각이 나거나 조각으로 부서지거나 파편이 될 수 있다.
본원에 설명된 담배 재료는 니코틴을 보유한다. 니코틴 함량은 담배 재료의 0.1 중량% 내지 3 중량%이고, 예를 들어 담배 재료의 0.5 중량% 내지 2.5 중량%일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 담배 재료는 담배 잎의 약 1 중량% 초과 또는 약 1.5 중량%의 니코틴 함량을 갖는 10 중량% 내지 90 중량%의 담배 잎을 보유한다. 예를 들어, 컷 래그 담배와 같은 담배 잎은 예를 들어 담배 잎의 1 중량% 내지 5 중량%의 니코틴 함량을 가질 수 있다.
에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트는 시트 또는 파쇄된 시트의 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%의 양으로 니코틴을 포함할 수 있다.
종이 재구성 담배는 또한, 본원에 설명된 에어로졸 생성 재료에 제공될 수 있다. 종이 재구성 담배는 담배 공급 원료를 용매로 추출하여 가용물들의 추출물 및 섬유질 재료를 포함하는 잔류물을 제공하는 공정에 의해 형성된 담배 재료를 지칭하며, 그런 다음 추출물(일반적으로 농축 후, 그리고 선택적으로 추가 처리 후)은 섬유질 재료에 추출물을 침착시켜 (일반적으로 섬유질 재료의 정제 후, 그리고 선택적으로 비-담배 섬유들의 일부를 첨가함) 잔류물로부터의 섬유질 재료와 재조합된다. 재조합 프로세스는 제지 프로세스와 유사하다.
종이 재구성 담배는 당업계에 공지된 임의의 유형의 종이 재구성 담배일 수 있다. 특정 실시예에서, 종이 재구성 담배는 담배 스트립(strip)들, 담배 스템들, 및 전체 잎 담배 중 하나 이상을 포함하는 공급 원료로부터 제조된다. 추가의 실시예에서, 종이 재구성 담배는 담배 스트립들 및/또는 전체 잎 담배, 및 담배 스템들로 구성된 공급 원료로부터 제조된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 스크랩(scrap)들, 미분들 및 윈노잉(winnowing)들이 대안적으로 또는 추가적으로 공급 원료에 사용될 수 있다.
본원에 설명된 담배 재료에 사용하기 위한 종이 재구성 담배는, 종이 재구성 담배를 제조하기 위해 당업자들에게 공지된 방법들에 의해 제조될 수 있다.
실시예들에서, 종이 재구성 담배는 에어로졸 생성 재료의 5 중량% 내지 90 중량%, 10 중량% 내지 80 중량%, 또는 20 중량% 내지 70 중량%의 양으로 제공된다.
에어로졸 생성 재료는 에어로졸 형성제 재료를 포함한다. 에어로졸 형성제 재료는, 에어로졸을 형성할 수 있는 하나 이상의 구성성분들을 포함한다. 에어로졸 형성제 재료는 글리세린(glycerine), 글리세롤(glycerol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 테트라에틸렌 글리콜(tetraethylene glycol), 1,3-부틸렌 글리콜(1,3-butylene glycol), 에리트리톨(erythritol), 메조-에리트리톨(meso-Erythritol), 에틸 바닐레이트(ethyl vanillate), 에틸 라우레이트(ethyl laurate), 디에틸 수베레이트(diethyl suberate), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate), 트리아세틴(triacetin), 디아세틴 혼합물(diacetin mixture), 벤질 벤조에이트(benzyl benzoate), 벤질 페닐 아세테이트(benzyl phenyl acetate), 트리부티린(tributyrin), 라우릴 아세테이트(lauryl acetate), 라우르산(lauric acid), 미리스트산(myristic acid), 및 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate) 중 하나 이상을 포함한다. 바람직하게는, 에어로졸 형성제 재료는 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜이다.
에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트는 에어로졸 형성제 재료를 포함한다. 에어로졸 형성제 재료는 시트 또는 파쇄된 시트의 건조 중량 기준으로 최대 약 50%의 양으로 제공된다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 형성제 재료는 시트 또는 파쇄된 시트의 건조 중량 기준으로 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 시트 또는 파쇄된 시트의 건조 중량 기준으로 약 10 중량% 내지 약 30 중량%, 시트 또는 파쇄된 시트의 건조 중량 기준으로 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 제공된다.
시트 또는 파쇄된 시트는 또한 물을 포함할 수 있다. 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트는 에어로졸 가능 재료의 약 15 중량% 미만, 약 10 중량% 미만 또는 약 5 중량% 미만의 양으로 물을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 가능 재료는 에어로졸 가능 재료의 약 0 중량% 내지 약 15 중량% 또는 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 물을 포함한다.
에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트는 총량으로, 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 약 30 중량% 미만, 또는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 약 25 중량% 미만으로 물 및 에어로졸 형성제 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 약 30 중량% 미만의 양으로 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트에 물 및 에어로졸 형성제 재료를 혼입하는 것은 시트의 점착성을 유리하게 감소시킬 수 있는 것으로 생각된다. 이것은 에어로졸 가능 재료가 프로세싱 동안 취급될 수 있는 용이성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 가능 재료의 시트를 굴려(roll) 재료의 보빈을 형성한 다음 시트의 층들이 서로 달라붙지 않게 보빈을 펼치는(unroll) 것이 더 쉬울 수 있다. 또한 점착성을 감소시키는 것은, 파쇄된 재료의 스트랜드들 또는 스트립들이 함께 뭉치거나 달라붙는 경향이 감소하여 프로세싱 효율과 최종 제품의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
시트 또는 파쇄된 시트는 결합제를 포함한다. 결합제는 시트 또는 파쇄된 시트를 형성하기 위해 에어로졸 생성 재료의 구성요소들을 결합하도록 배열된다. 결합제는 담배 재료의 표면을 적어도 부분적으로 코팅할 수 있다. 담배 재료가 미립자 형태인 경우, 결합제는 담배 입자들의 표면을 적어도 부분적으로 코팅하고 이들을 함께 결합시킬 수 있다.
결합제는 알지네이트들, 펙틴들, 전분들(및 유도체들), 셀룰로오스(및 유도체들), 검들, 실리카 또는 실리콘 화합물들, 점토들, 폴리비닐 알코올, 및 이들의 조합들을 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물들로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 결합제는 알지네이트들, 펙틴들, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 풀루란, 잔탄 검 구아 검, 카라기난, 아가로즈, 아카시아 검, 퓸드 실리카, PDMS, 규산 나트륨, 카올린 및 폴리비닐 알코올 중 하나 이상을 포함한다. 일부 경우들에, 결합제는 알지네이트 및/또는 펙틴 또는 카라기난을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 결합제는 구아 검을 포함한다.
결합제는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 약 1 내지 약 20 중량%의 양으로, 또는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 1 내지 약 10 중량%의 양으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 결합제는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 약 1 중량%, 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 7 중량%, 8 중량%, 9 중량% 또는 10 중량%의 양으로 제공될 수 있다.
에어로졸 생성 재료는 충전제를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시트 또는 파쇄된 시트는 충전제를 포함한다. 충전제는 일반적으로 비-담배 구성요소, 즉 담배에서 유래하는 구성성분들을 포함하지 않는 구성요소이다. 충전제는 하나 이상의 무기 충전제 재료들, 이를테면, 탄산 칼슘, 펄라이트, 질석, 규조토, 콜로이드성 실리카, 산화 마그네슘, 마그네슘 설페이트, 마그네슘 카보네이트, 및 분자체(molecular sieve)들과 같은 적합한 무기 흡착제들을 포함할 수 있다. 충전제는 목재 섬유 또는 펄프(pulp) 또는 소맥 섬유와 같은 비-담배 섬유일 수 있다. 충전제는 셀룰로오스를 포함하는 재료일 수 있거나 재료는 셀룰로오스의 유도체를 포함할 수 있다. 충전제 구성요소는 또한 비-담배 캐스트 재료 또는 비-담배 압출 재료일 수 있다.
충전제를 포함하는 특정 실시예들에서, 충전제는 섬유질이다. 예를 들어, 충전제는 목재, 목재 펄프, 대마 섬유, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체들과 같은 섬유질 유기 충전제 재료일 수 있다. 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 섬유질 충전제를 포함하면 재료의 인장 강도가 증가할 수 있는 것으로 여겨진다.
또한, 충전제는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트의 텍스처에 기여할 수 있다. 예를 들어, 목재 또는 목재 펄프와 같은 섬유질 충전제는 비교적 거친 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트를 제공할 수 있다. 반대로, 분말식 백악(powdered chalk)과 같은 비섬유질 미립자 충전제는, 비교적 매끄러운 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 가능 재료는 상이한 충전제 재료들의 조합을 포함한다.
충전제 구성요소는 시트 또는 파쇄된 시트의 0 내지 20 중량%의 양으로, 또는 시트 또는 파쇄된 시트의 1 내지 10 중량%의 양으로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 충전제 구성요소는 존재하지 않는다.
충전제는 그의 인장 강도 및 파열 강도와 같은 에어로졸 가능 재료의 일반적인 구조적 특성들을 개선하는 데 도움이 될 수 있다.
양들이 중량%로 제공되는 본원에 설명된 조성물들에서, 의심의 여지를 회피하기 위해, 달리 구체적으로 나타내지 않는 한, 이것은 건중량 기준을 의미한다. 따라서, 에어로졸 생성 재료 또는 그의 임의의 구성요소에 존재할 수 있는 임의의 수분은 중량%의 결정을 위한 목적으로 완전히 무시된다. 본원에 설명된 에어로졸 생성 재료의 수분 함량은 다양할 수 있고, 예를 들어 5 내지 15 중량%일 수 있다. 본원에 설명된 에어로졸 생성 재료의 수분 함량은 예를 들어, 조성물들이 유지되는 온도, 압력 및 습도 조건들에 따라 달라질 수 있다. 수분 함량은 당업자들에게 공지된 바와 같이 칼-피셔 분석(Karl-Fisher analysis)에 의해 결정될 수 있다. 한편, 의심의 여지를 없애기 위해, 에어로졸 형성제 재료가 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜과 같이 액체상인 구성요소일지라도, 물 이외의 다른 임의의 구성요소는 에어로졸 생성 재료의 중량에 포함된다. 그러나, 에어로졸 형성제 재료가, 에어로졸 생성 재료에 별도로 첨가되는 대신에 또는 이에 추가적으로, 에어로졸 생서 재료의 담배 구성요소 또는 에어로졸 생성 재료의 충전제 구성요소(존재하는 경우)에 제공되는 경우, 에어로졸 형성제 재료는 담배 구성요소 또는 충전제 구성요소의 중량에 포함되지 않고, 본원에 정의된 중량%로 "에어로졸 형성제 재료"의 중량에 포함된다. 담배 구성요소에 존재하는 다른 모든 성분들은, 비-담배 근원(예를 들어 종이 재구성 담배의 경우 비-담배 섬유들)인 경우에도, 담배 구성요소의 중량에 포함된다.
본원의 에어로졸 생성 재료는 본원에 기재된 향미들 중 임의의 것과 같은 에어로졸 개질제를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸 생성 재료는 멘톨을 포함한다. 에어로졸 생성 재료가 에어로졸 제공 시스템에 사용하기 위해 물품에 포함될 때, 물품은 멘톨 함유 물품으로 지칭될 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 0.5 mg 내지 20 mg의 멘톨, 0.7 mg 내지 20 mg의 멘톨, 1 mg 내지 18 mg, 또는 8 mg 내지 16 mg의 멘톨을 포함할 수 있다. 본 예에서, 에어로졸 생성 재료는 16 mg의 멘톨을 포함한다. 에어로졸 생성 재료는 1 중량% 내지 8 중량%의 멘톨, 바람직하게는 3 중량% 내지 7 중량%의 멘톨, 보다 바람직하게는 4 중량% 내지 5.5 중량%의 멘톨을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸 생성 재료는 4.7 중량%의 멘톨을 포함한다. 이러한 높은 수준들의 멘톨 로딩(menthol loading)은 높은 백분율의 재구성 담배 재료, 예를 들어 담배 재료의 50 중량% 초과를 사용하여 달성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 높은 부피의, 예를 들어, 담배 재료의 사용은, 예를 들어 담배 재료와 같은 에어로졸 생성 재료의 약 500 ㎣ 초과 또는 적절하게는 약 1000 ㎣ 초과가 사용되는 경우, 달성될 수 있는 멘톨 로딩 수준을 증가시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 조성물은 에어로졸 형성 "비정질 고체"를 포함하며, 이는 대안적으로 "모놀리식 고체(monolithic solid)"(즉, 비-섬유질)로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 비정질 고체는 건조된 겔일 수 있다. 비정질 고체는 그 안에, 액체와 같은, 일부 유체를 보유할 수 있는 고체 재료이다.
일부 예들에서, 비정질 고체는,
1 내지 60 중량%의 겔화제;
0.1 내지 50 중량%의 에어로졸 형성제 재료;
0.1 내지 80 중량%의 향미를 포함하고;
이들 중량들은 건중량 기준으로 계산된다.
일부 추가 실시예들에서, 비정질 고체는,
1 내지 50 중량%의 겔화제;
0.1 내지 50 중량%의 에어로졸 형성제 재료;
30 내지 60 중량%의 향미를 포함하고;
이들 중량들은 건중량 기준으로 계산된다.
비정질 고체 재료는 시트 또는 파쇄된 시트 형태로 제공될 수 있다. 비정질 고체 재료는 이전에 설명된 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트와 동일한 형태를 취할 수 있다.
적합하게는, 비정질 고체는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 60 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량% 또는 35 중량%의 겔화제(모두 건중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 1 내지 50 중량%, 5 내지 45 중량%, 10 내지 40 중량%, 또는 20 내지 35 중량%의 겔화제를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 겔화제는 하이드로 콜로이드를 포함한다. 일부 실시예들에서, 겔화제는 알지네이트들, 펙틴들, 전분들(및 유도체들), 셀룰로오스(및 유도체들), 검들, 실리카 또는 실리콘 화합물들, 점토들, 폴리비닐 알코올, 및 이들의 조합들을 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물들을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 겔화제는 알지네이트들, 펙틴들, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 풀루란, 잔탄 검 구아 검, 카라기난, 아가로즈, 아카시아 검, 퓸드 실리카, PDMS, 규산 나트륨, 카올린 및 폴리비닐 알코올 중 하나 이상을 포함한다. 일부 경우들에, 겔화제는 알지네이트 및/또는 펙틴을 포함하고, 그리고 비정질 고체의 형성 동안 경화제(setting agent)(이를테면, 칼슘 공급원)와 조합될 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 칼슘-가교된 알지네이트 및/또는 칼슘-가교된 펙틴을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 겔화제는 알지네이트를 포함하고, 알지네이트는 10 내지 30 중량%의 양의 비정질 고체(건중량 기준으로 계산됨)로 비정질 고체에 존재한다. 일부 실시예들에서, 알지네이트는 비정질 고체에 존재하는 유일한 겔화제이다. 다른 실시예들에서, 겔화제는 알지네이트 및 적어도 하나의 추가 겔화제, 이를테면 펙틴을 포함한다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 카라기난을 포함하는 겔화제를 포함할 수 있다.
적합하게는, 비정질 고체는 약 0.1 중량%, 0.5 중량%, 1 중량%, 3 중량%, 5 중량%, 7 중량% 또는 10 중량% 내지 약 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량%, 30 중량%, 또는 25 중량%의 에어로졸 형성제 재료(모두 건중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제 재료는 가소제로서 작용할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 0.5 내지 40 중량%, 3 내지 35 중량%, 또는 10 내지 25 중량%의 에어로졸 형성제 재료를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 에어로졸 형성제 재료는 에리스리톨, 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 트리아세틴, 소르비톨 및 자일리톨로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 일부 경우들에, 에어로졸 형성제 재료는 글리세롤을 포함하거나, 글리세롤을 필수적 요소로 하여 구성(consists essentially of)되거나, 또는 글리세롤로 구성된다.
비정질 고체는 향미를 포함한다. 적합하게는, 비정질 고체는 최대 약 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 55 중량%, 50 중량% 또는 45 중량%의 향미를 포함할 수 있다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 적어도 약 0.1 중량%, 1 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 30 중량%, 35 중량% 또는 40 중량%(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)의 향미를 포함할 수 있다.
예컨대, 비정질 고체는 1 내지 80 중량%, 10 내지 80 중량%, 20 내지 70 중량%, 30 내지 60 중량%, 35 내지 55 중량%, 또는 30 내지 45 중량%의 향미를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 향미는 멘톨을 포함하거나, 멘톨을 필수적 요소로 하여 구성(consists essentially of)되거나, 또는 멘톨로 구성된다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 제조 동안 용융된 향미를 유화시키는 유화제(emulsifying agent)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 유화제(건조 중량 기준으로 계산됨), 적합하게는 약 10 중량%를 포함할 수 있다. 유화제는 아카시아 검을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 하이드로겔이고, 습윤 중량 기준으로 계산된 약 20 중량% 미만의 물을 포함한다. 일부 경우들에, 하이드로겔은 습윤 중량 기준으로 계산된 약 15 중량%, 12 중량% 또는 10 중량% 미만의 물을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 하이드로겔은 적어도 약 1 중량%, 2 중량% 또는 적어도 약 5 중량%의 물(WWB)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 추가로 활성 물질을 포함한다. 예를 들어, 일부 경우들에, 비정질 고체는 추가로 담배 재료 및/또는 니코틴을 포함한다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 5 내지 60 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 재료 및/또는 니코틴을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 70 중량%, 60 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량% 또는 30 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 활성 물질을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 70 중량%, 60 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량% 또는 30 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 10 내지 50 중량%, 15 내지 40 중량%, 또는 20 내지 35 중량%의 담배 재료를 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 1 중량%, 2 중량%, 3 중량% 또는 4 중량% 내지 약 20 중량%, 18 중량%, 15 중량% 또는 12 중량%(건중량 기준으로 계산됨)의 니코틴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 1 내지 20 중량%, 2 내지 18 중량%, 또는 3 내지 12 중량%의 니코틴을 포함할 수 있다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 담배 추출물과 같은 활성 물질을 포함한다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 5 내지 60 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 또는 25 중량% 내지 약 60 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량% 또는 30 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 10 내지 50 중량%, 15 내지 40 중량%, 또는 20 내지 35 중량%의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 담배 추출물은, 비정질 고체가 1 중량%, 1.5 중량%, 2 중량% 또는 2.5 중량% 내지 약 6 중량%, 5 중량%, 4.5 중량% 또는 4 중량%(건조 중량 기준으로 계산됨)의 니코틴을 포함하는 농도로 니코틴을 보유할 수 있다.
일부 경우들에, 비정질 고체에는, 담배 추출물로부터 초래되는 것 이외의 니코틴이 없을 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 담배 재료를 포함하지 않지만 니코틴을 포함한다. 이러한 일부 경우들에, 비정질 고체는 약 1 중량%, 2 중량%, 3 중량% 또는 4 중량% 내지 약 20 중량%, 18 중량%, 15 중량% 또는 12 중량%(건중량 기준으로 계산됨)의 니코틴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체는 1 내지 20 중량%, 2 내지 18 중량%, 또는 3 내지 12 중량%의 니코틴을 포함할 수 있다.
일부 경우들에, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 적어도 약 0.1 중량%, 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 25 중량% 또는 30 중량%일 수 있다. 일부 경우들에, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 약 90 중량%, 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 50 중량% 또는 40 중량% 미만(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)일 수 있다.
일부 경우들에, 담배 재료, 니코틴 및 향미의 총 함량은 적어도 약 0.1 중량%, 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 25 중량% 또는 30 중량%일 수 있다. 일부 경우들에, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 약 90 중량%, 80 중량%, 70 중량%, 60 중량%, 50 중량% 또는 40 중량% 미만(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)일 수 있다.
비정질 고체는 겔로 제조될 수 있고, 이 겔은 0.1 내지 50 중량%로 포함된 용매를 더 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은, 향미가 가용성인 용매의 포함은 겔 안정성을 감소시킬 수 있고, 향미는 겔로부터 결정화될 수 있다는 것을 확립하였다. 따라서, 일부 경우들에, 겔은 향미가 가용성인 용매를 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 60 중량% 미만, 이를테면 1 중량% 내지 60 중량%, 또는 5 중량% 내지 50 중량%, 또는 5 중량% 내지 30 중량%, 또는 10 중량% 내지 20 중량%의 충전제를 포함한다.
다른 실시예들에서, 비정질 고체는 20 중량% 미만, 적합하게는 10 중량% 미만 또는 5 중량% 미만의 충전제를 포함한다. 일부 경우들에, 비정질 고체는 1 중량% 미만의 충전제를 포함하고, 일부 경우들에서는, 충전재를 포함하지 않는다.
충전제(존재하는 경우)는 하나 이상의 무기 충전제 재료들, 이를테면, 탄산 칼슘, 펄라이트, 질석, 규조토, 콜로이드성 실리카, 산화 마그네슘, 마그네슘 설페이트, 마그네슘 카보네이트, 및 분자체(molecular sieve)들과 같은 적합한 무기 흡착제들을 포함할 수 있다. 충전제는, 하나 이상의 유기 충전제 재료들, 이를테면 목재 펄프, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체들을 포함할 수 있다. 특별한 경우들에, 비정질 고체는 탄산 칼슘, 이를테면 초크를 포함하지 않는다.
충전제를 포함하는 특정 실시예들에서, 충전제는 섬유질이다. 예를 들어, 충전제는 목재 펄프, 대마 섬유, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체들과 같은 섬유질 유기 충전제 재료일 수 있다. 이론에 얽매이는 것은 아니지만, 비정질 고체에 섬유질 충전제를 포함하는 것은 재료의 인장 강도를 증가시킬 수 있다고 믿어진다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 담배 섬유들을 포함하지 않는다.
일부 예들에서, 시트 형태의 비정질 고체는 약 200 N/m 내지 약 1500 N/m의 인장 강도를 가질 수 있다. 비정질 고체가 충전제를 포함하지 않는 경우와 같은 일부 예들에서, 비정질 고체는 200 N/m 내지 400 N/m, 또는 200 N/m 내지 300 N/m, 또는 약 250 N/m의 인장 강도를 가질 수 있다. 이러한 인장 강도들은, 비정질 고체 재료가 시트로 형성된 다음 파쇄되어 에어로졸 생성 물품에 혼입되는 실시예들에 특히 적합할 수 있다.
비정질 고체가 충전제를 포함하는 경우와 같은 일부 예들에서, 비정질 고체는 600 N/m 내지 1500 N/m, 또는 700 N/m 내지 900 N/m, 또는 약 800 N/m의 인장 강도를 가질 수 있다. 이러한 인장 강도들은, 비정질 고체 재료가 적합하게는 튜브 형태의 롤링된 시트로서 에어로졸 생성 물품에 포함되는 실시예들에 특히 적합할 수 있다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 겔화제, 물, 에어로졸 형성제 재료, 향미, 및 선택적으로 활성 물질을 필수적 요소로 하여 구성(consist essentially of)되거나 이들로 구성될 수 있다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 겔화제, 물, 에어로졸 형성제 재료, 향미, 및 선택적으로 담배 재료 및/또는 니코틴 소스를 필수적 요소로 하여 구성(consist essentially of)되거나 이들로 구성될 수 있다.
비정질 고체는 하나 이상의 활성 물질들 및/또는 향미들, 하나 이상의 에어로졸 형성제 재료들, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 기능성 재료를 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 재료는 종이 재구성 담배 재료를 포함할 수 있다. 조성물은, 대안적으로 또는 추가적으로 본원에 설명된 임의의 형태들의 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 10 중량% 내지 90 중량%의 담배 잎을 포함하는 담배 재료를 포함하는 시트 또는 파쇄된 시트를 포함할 수 있으며, 에어로졸 형성제 재료는 시트 또는 파쇄된 시트의 약 20 중량% 이하의 양으로 제공되며, 담배 재료의 나머지 부분은 종이 재생 담배를 포함한다.
에어로졸 생성 재료가 비정질 고체 재료를 포함하는 경우, 비정질 고체 재료는 멘톨을 포함하는 건조 겔일 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 비정질 고체는 본원에 설명된 바와 같은 임의의 조성물을 가질 수 있다.
본 발명자들은 유리하게는, 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트를 포함하는 제1 구성요소 및 비정질 고체를 포함하는 제2 구성요소를 포함하는 에어로졸 생성 재료를 포함하는 개선된 물품이 발생될 수 있음을 발견하였으며, 재료 특성들(예를 들어, 밀도) 및 사양(예를 들어, 두께, 길이 및 절단 폭)은 본원에 제시된 범위들에 속한다.
일부 경우들에, 비정질 고체는 약 0.015 mm 내지 약 1.0 mm의 두께를 가질 수 있다. 적합하게는, 두께는 약 0.05 mm, 0.1 mm 또는 0.15 mm 내지 약 0.5 mm 또는 0.3 mm의 범위일 수 있다. 약 0.09 mm의 두께를 갖는 재료가 사용될 수 있다. 비정질 고체는 하나 초과의 층을 포함할 수 있으며, 본원에 설명된 두께는 이러한 층들의 집합적 두께를 지칭한다.
비정질 고체 재료의 두께는, 캘리퍼스 또는 주사 전자 현미경(SEM)과 같은 현미경, 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 적절한 기술을 사용하여 측정될 수 있다.
본 발명자들은, 비정질 고체가 너무 두꺼우면 가열 효율이 손상된다는 것을 확립하였다. 이것은 예를 들어, 비정질 고체로부터 향미를 방출하기 위한 전력 소비와 같이 사용 중 전력 소비에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 반대로, 에어로졸 형성 비정질 고체가 너무 얇으면, 제조 및 취급이 어려울 수 있으며; 매우 얇은 재료는 캐스팅하기가 더 어렵고 깨지기 쉬우며(fragile), 사용시에 에어로졸 형성을 손상시킨다. 일부 경우들에, 비정질 고체의 개별 스트립이나 조각이 약 0.015의 면적에 걸쳐 최소 두께를 갖는다. 일부 경우들에, 비정질 고체의 개별 스트립 또는 조각은 약 0.05 mm 또는 약 0.1 mm의 면적에 걸쳐 최소 두께를 갖는다. 일부 경우들에, 비정질 고체의 개별 스트립이나 조각이 약 1.0 mm의 면적에 걸쳐 최대 두께를 갖는다. 일부 경우들에, 비정질 고체의 개별 스트립 또는 조각은 약 0.5 mm 또는 약 0.3 mm의 면적에 걸쳐 최대 두께를 갖는다.
일부 경우들에, 비정질 고체 두께는 면적에 걸쳐 25%, 20%, 15%, 10%, 5% 또는 1% 이하만큼 변경될 수 있다.
주어진 백분율 미만으로 서로 다른 면적 밀도 값을 갖는 비정질 고체 재료 및 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트를 제공하면, 이들 재료들의 혼합물에서 더 적은 분리를 초래한다. 일부 예들에서, 비정질 고체 재료의 면적 밀도는 에어로졸 가능 재료의 면적 밀도의 50% 내지 150%일 수 있다. 예를 들어, 비정질 고체 재료의 면적 밀도는 에어로졸 가능 재료의 밀도의 60% 내지 140%, 또는 에어로졸 가능 재료의 면적 밀도의 70% 내지 110%, 또는 에어로졸 가능 재료의 면적 밀도의 80% 내지 120%일 수 있다.
본원에 설명된 실시예들에서, 비정질 고체 재료는 시트 형태로 물품에 포함될 수 있다. 시트 형태의 비정질 고체 재료는 파쇄된 다음, 물품에 혼입되고, 본 명세서에 설명된 에어로졸 가능 재료의 시트 또는 파쇄된 시트와 같은 에어로졸 가능 재료와 적절하게 혼합될 수 있다.
추가 실시예들에서, 비정질 고체 시트는 평면 시트, 주름식(gathered) 또는 다발식(bunched) 시트, 크림핑된 시트, 또는 롤링된 시트(즉, 튜브의 형태)로서 추가적으로 포함될 수 있다. 일부 이러한 경우들에, 이들 실시예들의 비정질 고체는, 에어로졸 가능 재료를 포함하는 로드를 둘러싸는 시트와 같은 시트로서 에어로졸 생성 물품에 포함될 수 있다. 예컨대, 비정질 고체 시트는 담배와 같은 에어로졸 가능 재료를 둘러싸는 래핑 종이 상에 형성될 수 있다.
시트 형태의 비정질 고체는 약 30 g/㎡ 내지 약 150 g/㎡와 같은 임의의 적합한 면적 밀도를 가질 수 있다. 일부 경우들에, 시트는 약 55 g/㎡ 내지 약 135 g/㎡, 또는 약 80 내지 약 120 g/㎡, 또는 약 70 내지 약 110 g/㎡, 또는 특히 약 90 내지 약 110 g/㎡, 또는 적합하게는 약 100 g/㎡의 단위 면적당 질량을 가질 수 있다. 이러한 범위들은 컷 래그 담배의 밀도와 유사한 밀도를 제공할 수 있으며, 결과적으로 쉽게 분리되지 않을 이러한 물질들의 혼합물이 제공될 수 있다. 이러한 면적 밀도들은, 비정질 고체 재료가 파쇄된 시트(이하에서 추가로 설명됨)로 에어로졸 생성 물품에 포함되는 경우 특히 적합할 수 있다. 일부 경우들에, 시트는 약 30 내지 70 g/㎡, 40 내지 60 g/㎡, 또는 25 내지 60 g/㎡의 단위 면적당 질량을 가질 수 있고 에어로졸 가능 재료, 예를 들어 본원에 설명된 에어로졸 가능 재료를 래핑하는데 사용될 수 있다.
에어로졸 생성 재료는, 본원에 설명된 바와 같은 에어로졸 가능 재료와 비정질 고체 재료의 블렌드를 포함할 수 있다. 이러한 에어로졸 생성 재료는 사용시에 바람직한 향미 프로파일을 갖는 에어로졸을 제공할 수 있는데, 그 이유는 비정질 고체 재료 성분에 포함시킴으로써 추가 향미가 에어로졸 생성 재료에 도입될 수 있기 때문이다. 비정질 고체 재료에 제공되는 향미는 담배 재료에 직접 첨가된 향미와 비교하여 비정질 고체 재료 내에 더 안정적으로 보유될 수 있으며, 그 결과 본 개시내용에 따라 발생된 물품들 사이에 보다 일관된 향미 프로파일이 생성된다.
전술된 바와 같이, 적어도 350 mg/cc 및 약 900 mg/cc 미만, 바람직하게는 약 600 mg/cc 내지 약 900 mg/cc의 밀도를 갖는 담배 재료는 유리하게는, 에어로졸의 보다 지속적인 방출을 초래하는 것으로 밝혀졌다. 일관된 향미 프로파일을 갖는 에어로졸을 제공하기 위해, 에어로졸 생성 재료의 비정질 고체 재료 성분이 로드 전체에 고르게 분포되어야 한다. 본 발명자들은, 유리하게는 이것이 담배 재료의 면적 밀도와 유사한 면적 밀도를 갖는 비정질 고체 재료를 제공하기 위해 본원에 설명된 바와 같은 두께를 갖도록 비정질 고체 재료를 캐스팅하고 그리고 에어로졸 생성 재료 전체를 통해 균등한 분배를 보장하기 위해서 하기에 설명된 바와 같은 비정질 고체 재료를 프로세싱함으로써 달성될 수 있다는 것을 발견하였다.
위에서 언급된 바와 같이, 선택적으로, 에어로졸 생성 재료는 비정질 고체 재료의 복수의 스트립들을 포함한다. 에어로졸 생성 섹션이 에어로졸 가능 재료의 시트의 복수의 스트랜드들 및/또는 스트립들 그리고 비정질 고체 재료의 복수의 스트립들을 포함하는 경우, 적어도 2개의 구성요소들의 재료 특성들 및/또는 치수들은 다른 방식들로 적합하게 선택될 수 있어, 구성요소들의 비교적 균일한 혼합이 가능하도록 하고, 에어로졸 생성 재료의 로드의 제조 중 또는 제조 후에 구성요소들의 분리 또는 혼합 해제를 감소시킨다.
복수의 스트랜드들 또는 스트립들의 길이 방향 치수는, 에어로졸 생성 섹션의 길이와 실질적으로 동일할 수 있다. 복수의 스트랜드들 및/또는 스트립들은 적어도 약 5 mm의 길이를 가질 수 있다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1의 에어로졸 생성 재료 내에 포함될 수 있는 서셉터의 가능한 구성들을 예시한다. 그러나, 서셉터는 임의의 적합한 구성을 가질 수 있다는 것이 인식될 것이다.
일부 실시예들에서, 서셉터는 메쉬(mesh) 본체일 수 있다. 예를 들어, 도 2a, 도 2b 및 도 2e는 메쉬 재료로 형성된 서셉터들을 예시한다. 메쉬 서셉터는 비교적 적은 양의 서셉터 재료를 사용하면서, 가열을 위해 큰 표면 영역을 제공한다. 또한, 메쉬의 보다 큰 표면 영역은 보다 낮은 표면 영역을 갖는 서셉터에 대한 것보다 더 빠르게 물품의 소모 후에 열화를 유발시킨다. 특히, 염과 같은 열화 촉진제를 포함하는 에어로졸 생성 재료(3)의 로드와 조합될 때, 서셉터의 보다 큰 표면 영역은 열화 촉진제에 노출될 수 있으며, 물품의 소비 후에 훨씬 더 신속하게 열화될 수 있다.
도 2a는 메쉬형 시트(meshed sheet)로 형성된 서셉터(14a)를 예시한다. 메쉬형 시트는 균일하거나 비-패턴들을 포함할 수 있다. 메쉬의 치수들은 서셉터를 형성하는데 사용되는 서셉터 재료의 총량을 변경시키도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 메쉬 재료의 스트립들 사이의 거리들은 그에 맞춰 사용되는 서셉터 재료의 양을 증가 또는 감소시키도록 감소되거나 증가될 수 있다. 균일한 메쉬 패턴들을 갖는 서셉터들은, 서셉터의 전체에 걸쳐 균일한 열 프로파일들(예컨대, 온도)을 생성할 수 있다. 다른 실시예들에서, 불균일한 패턴들을 갖는 서셉터들이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 보다 큰 레벨의 열을 요구할 수 있는 영역들에는 보다 조밀한 메쉬들이 형성될 수 있다. 즉, 메쉬 치수들은 보다 작은 영역에 보다 많은 양의 서셉터 재료가 존재하고 그리고 따라서 주어진 부피에 대한 가열을 위해 보다 큰 표면 영역을 갖도록 더 작을 수 있다. 보다 높은 유도 열을 요구하지 않는 영역들은, 이러한 영역들에서 보다 적은 전류가 생성되어 보다 적은 열을 생성시키도록, 덜 조밀한 메쉬(less dense mesh)로 형성될 수 있다. 에어로졸 생성 재료(3)의 로드는 그 내부에 위치된 하나 이상의 메쉬 시트들 또는 메쉬 스트립들을 포함할 수 있다. 메쉬의 시트들 또는 스트립들이 에어로졸 생성 재료(3)의 로드의 부피 전체에 걸쳐 펼쳐지는 경우, 에어로졸 생성 재료(3)의 로드는 단일의 중앙 서셉터를 갖는 로드에 비해 더 균일하게 가열될 수 있다. 메쉬는 예를 들어 딥(dip), 스프레이(spray), 또는 분말 코팅에 의해 에어로졸 생성/에어로졸 개질 재료 내에 코팅될 수 있다.
메쉬형 시트는 에어로졸 생성 재료(3) 내로 삽입하기에 적합한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 메쉬형 시트는 롤업되어 도 2b의 예에서의 서셉터(14b)와 같은 중공 튜브를 형성할 수 있다. 그러나, 메쉬 시트는 에어로졸 생성 재료(3) 내로 삽입되거나 포함될 수 있는 임의의 적합한 형상 또는 형상들로 형성될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
다른 예들에서, 서셉터(14)는 하나 이상의 서셉터 요소들로서 제공될 수 있다. 특히, 서셉터(14)는 결합 재료에 의해 함께 결합되는 하나 이상의 서셉터 요소들을 포함할 수 있다. 도 2c에 예시된 예에서, 서셉터(14c)는 스레드(thread) 또는 시트의 형태로 결합 재료(18)에 의해 연결된 요소들(17)의 체인(chain)으로 형성된다. 대안적으로, 결합 재료는 평탄한 시트를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 요소들(17)의 체인은 서셉터 재료의 연속 스트림을 사용하여 형성된다. 즉, 결합 재료(18)는 서셉터 재료와 동일하다. 이들 실시예들에서, 서셉터 요소들(17)은 복수의 개별적이고 별도의 요소들이 아니라, 복수의 결합된 요소들로서 연속적인 서셉터 재료로 제조된다. 결합 재료(18)는, 서셉터 재료의 요소들과 비교하여 더 작은 단면 영역을 갖거나 취약 영역들일 수 있다.
서셉터 요소들(17)이 결합 재료에 의해 함께 결합된 후에, 결합 재료에 의해 결합되는 서셉터 요소들(17)은 코팅 재료로 코팅될 수 있다. 다른 예들에서, 결합 재료(18)는 그 자체가 코팅 재료로 형성될 수 있다. 즉, 서셉터 요소들은 코팅 재료에 의해 연결될 수 있다. 예를 들어, 서셉터 요소들은 코팅 재료의 적용에 의해 함께 결합될 수 있다. 따라서, 연결된 서셉터 요소들의 제조 및 서셉터의 코팅은 동일한 동작으로 수행될 수 있으며, 따라서 코팅된 서셉터를 제조하는 데 요구되는 단계들을 감소시킨다.
그러나, 서셉터 요소들(17)은 임의의 적합한 결합 재료에 의해 연결될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 결합 재료(18)는 서셉터 재료보다 더 취약한 재료인 재료일 수 있다. 예를 들어, 결합 재료는 서셉터 재료보다 낮은 밀도를 갖는 재료일 수 있다. 그러한 재료들은, 예를 들어, 면(cotton) 또는 다른 유형들의 섬유들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 서셉터 요소들의 체인들은, 예를 들어, 서셉터 요소들을 결합하는 취약 부분들로 인해 (예컨대, 도 2d의 선(19)을 따라) 임의의 원하는 길이들로 용이하게 절단될 수 있다. 요소들의 크기(예컨대, 직경, 길이, 폭 등)는 요소들을 연결하는 결합 재료의 직경과 비교하여 더 클 수 있다. 결합 재료(18)는 향미제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 재료는 가향된(flavoured) 스레드일 수 있다.
도 2c의 예에서, 서셉터 요소들은 실질적으로 구형(spherical)이다. 그러나, 도 2d 내지 도 2f에 도시된 타원체(ellipsoid) 형상들과 같은 서셉터들(14d 내지 14f)의 다른 형상들이 대안적으로/추가적으로 사용될 수 있다. 임의의 적합한 형상이 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 서셉터 요소들(17)의 형상은, 예를 들어, 요망되는 표면 영역을 달성하도록 선택될 수 있다. 서셉터 요소들(17)은 요망되는 형상, 예컨대, 구형으로 접힌 서셉터 재료의 평탄한 시트(또는 메쉬형 시트)로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 서셉터 요소들(17)은 중공형이다. 그러나, 다른 예들에서, 서셉터 요소들(17)은 중실(solid) 부피들일 수 있다. 서셉터 요소들의 체인은 요소들(17)의 균일한 세트를 포함할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 대안적으로, 체인에는 요소들의 불균일한 세트가 형성될 수 있다. 예를 들어, 상이하게 형상이 정해진 요소들(17)의 조합이 함께 연결될 수 있다.
서셉터가 요소들(1)의 체인으로 형성될 때, 요소들의 체인은 서셉터를 코팅하기 위한 코팅 재료의 배스(bath)에 침지될 수 있다. 이에 따라, 많은 양의 서셉터 요소들이 효율적으로 코팅될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 개별 서셉터 요소들(17)은 막 자체가 서셉터 요소들(17)을 연결하는 코팅을 위한 막 재료에서 캐스팅(cast)될 수 있다.
설명된 바와 같은 서셉터 요소들(17)의 하나 이상의 체인은, 에어로졸 생성 재료(3)의 로드를 형성하기 위해 에어로졸 생성 재료의 공급 경로 내로 제공될 수 있다. 이에 따라, 서셉터는 제조 동안에 에어로졸 생성 재료(3)의 로드 내로 삽입될 수 있다.
도 2f에 예시된 예에서, 서셉터 요소들(17)은 에어로졸 생성 재료의 스트립들이 결합 재료(18)를 형성하도록 담배 로드(3)를 형성하는 에어로졸 생성 재료의 스트립에 포함된다. 에어로졸 생성 재료(3)의 로드가 담배를 포함하는 경우, 서셉터 요소들은 밴드캐스팅(bandcasting) 프로세스를 통해 담배에 포함될 수 있다. 그 다음에, 서셉터 요소들(17)이 내부에 매립된 밴드캐스트 담배는 에어로졸 생성 재료(3)의 로드로 형성될 수 있다. 그러한 예에서, 서셉터(14f)는 로드의 형성 전에 담배 내에 매립되고 담배에 의해 제자리에 고정되게 유지될 수 있다. 밴드캐스팅 프로세스가 사용되는 경우, 서셉터 요소들(17)의 크기는 밴드캐스트 담배의 폭에 의해 제한될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 밴드캐스트 담배 및 서셉터 요소들의 폭은 대략 200 내지 300 ㎛일 수 있다.
대안적으로, 서셉터 요소들은 비정질 고체의 스트립 또는 담배 압출물(tobacco extrusion)로 유지될 수 있다.
도 3은 서셉터 및 도 1의 서셉터와 같은 서셉터를 포함하는 물품의 제조 방법의 단계들을 예시하는 흐름도이다. 단계 S1에서, 이 방법은 서셉터의 외부면에 코팅을 적용하는 단계를 포함한다. 특히, 이 방법은, 코팅이 서셉터의 외부면의 적어도 20%를 덮도록 서셉터에 코팅을 적용하는 단계를 포함한다.
코팅 재료는 후술하는 방법을 위해 임의의 적합한 코팅 재료일 수 있다. 도 3의 방법에 따른 일부 예들에서, 코팅은 비정질 고체이다. 그러한 예들에서, 비정질 고체 코팅은 물과 같은 용제를 갖는 결합제, 이를테면 겔화제, 및 에어로졸 형성제를 조합함으로써 형성된다. 부가적으로, 활성 물질들과 같은 하나 이상의 추가 성분들이 용제 및 결합제와 조합되어 슬러리를 형성할 수 있다. 서셉터에의 적용 후에, 슬러리는 비정질 고체를 형성하기 위해 용제의 적어도 일부를 휘발시키도록 가열될 수 있다.
코팅은 임의의 적합한 방법을 사용하여 서셉터에 적용될 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 막 형성 프로세스 동안 코팅 재료의 막 내로 서셉터를 잠기게 함(submerging)으로써 코팅될 수 있다. 막 형성 프로세스는 박막 형성 프로세스일 수 있다.
예를 들어, 서셉터는 코팅 재료의 배스(bath)와 같은 겔 또는 용액에 침지될 수 있고, 이어서 건조되어, 에어로졸 생성/개질 재료를 포함하는 박막을 남긴다. 침지 및 건조 프로세스는 막의 적절한 두께가 획득될 때까지 반복될 수 있다.
다른 예들에서, 서셉터는 코팅 재료를 사용하여 분무 코팅(spray coated)되거나 분말 코팅될 수 있다. 다른 예들에서, 하나 이상의 서셉터들은 또한 컬럼으로 또는 압출을 통해 적하 코팅(drop coated)될 수 있다.
또 다른 예들에서, 서셉터는 건식 코팅(dry coated)될 수 있다.
전술한 방법들 중 임의의 방법에 의한 코팅의 적용 후에, 코팅 층은 서셉터의 표면 상에서 건조된다. 일부 예들에서, 서셉터는 유도 가열을 통해 가열되어 코팅을 건조시킬 수 있다. 이에 따라, 코팅은 서셉터의 유도 가열을 통해 편리하게 건조될 수 있다. 코팅 재료의 적용 후에 서셉터의 유도 가열은, 공기 건조 프로세스보다 코팅 재료가 더 빠르게 건조되게 할 수 있다. 대안으로, 코팅은 적외선 또는 대류 건조 기술들을 사용하여 건조될 수 있다.
특히, 건조 프로세스는, 예를 들어, 가열에 의한 증발을 통해 코팅 재료로부터 물 또는 다른 용제를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
단계 S2에서, 이 방법은 서셉터를 에어로졸 생성/에어로졸 개질 재료의 로드 내로 삽입하는 단계를 포함한다. 서셉터가 담배 밴드캐스팅 프로세스의 일부로서 에어로졸 생성 재료에서 코팅되는 것과 같은 일부 경우들에서, 단계1 및 단계2가 동시에 발생하고, 따라서 별도의 제조 단계들에 대한 필요를 감소시킨다.
단계 S3에서, 이 방법은 코팅된 서셉터를 포함하는 에어로졸 생성 재료의 로드를 마우스피스에 결합시켜 에어로졸 전달 시스템과 함께 사용하기 위한 물품을 형성하는 단계를 포함한다.
도 4에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스(100)의 실시예의 구성요소들이 단순화된 방식으로 도시되어 있다. 특히, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스(100)의 요소들은 도 4에서 실척으로 도시되지 않는다. 도 4을 단순화하기 위해 본 실시예의 이해와 관련이 없는 요소들은 생략되었다.
도 4에 도시된 바와 같이 비가연성 에어로졸 제공 디바이스(100')는 물품(1")을 수용하기 위한 영역(102 102)을 포함하는 하우징(101)을 갖는 비가연성 에어로졸 제공 디바이스를 포함한다.
영역(102)은 물품(1)을 수용하도록 배열된다. 유도 송신기(103)는 물품(1)이 영역(102) 내에 수용될 때 서셉터를 유도 가열하도록 배열된다. 대체적인 개요에서, 디바이스(100)는 에어로졸 형성 기재 및 그 내부에 매립된 코팅된 서셉터를 포함하는 교체 가능한 물품, 예컨대 본원에 설명된 서셉터(14)를 갖는 물품(1)을 가열하는데 사용될 수 있으며, 에어로졸 형성 기재는 상이한 온도들에서 소정 범위의 휘발성 화합물들을 방출할 것이다. 전기 가열식 에어로졸 생성 시스템(100)의 최대 작동 온도를 제어함으로써, 선택된 휘발성 화합물들의 방출을 방지함으로써 바람직하지 않은 화합물의 선택적 방출이 제어될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(101) 내에, 전기 에너지 공급부(104), 예를 들어 재충전 가능한 리튬 이온 배터리가 있다. 제어기(105)는 유도 송신기(103), 전기 에너지 공급부(104), 및 사용자 인터페이스(106), 예를 들어 버튼 또는 디스플레이에 연결된다. 제어기(105)는 가열기(103)의 온도를 조절하기 위해 가열기에 공급되는 전력을 제어한다. 전형적으로, 에어로졸 형성 기재는 섭씨 250도 내지 450도의 온도로 가열된다.
도 6은, 유도 송신기(103)가 물품(1)의 에어로졸 생성 재료(3) 내로 포함되는 서셉터(14)를 유도 가열하는 상태의, 도 4에 도시된 유형의 비가연성 에어로졸 제공 디바이스의 개략적인 단면도이다. 비가연성 에어로졸 제공 디바이스는 사용자에 의한 에어로졸 생성 물품(1)의 소비를 위해 에어로졸 생성 물품(1)과 맞물리는 것으로 예시되어 있다. 디바이스(100) 및 교체 가능한 물품(1)은 함께 시스템을 형성한다.
비가연성 에어로졸 제공 디바이스의 하우징(101)은, 소비를 위한 에어로졸 생성 물품(1)을 수용하기 위해, 근위 단부(또는 마우스 단부)에서 개방된 공동 형태의 영역(102)을 규정한다. 유도 송신기(103)의 활성 가열 영역은, 에어로졸 생성 물품(1)이 공동 내에 완전히 수용될 때, 에어로졸 생성 물품(1)의 에어로졸 생성 부분 내에 위치결정된다.
유도 송신기(103)가 구동될 때, 서셉터(14)는 유도 가열되며 그리고 서셉터의 코팅은 제1 퍼프를 보다 효율적인 방식으로 사용자에게 공급하도록 가열 및 에어로졸화된다. 후속하여, 에어로졸 생성 재료(3)가 가온(warmed)되며, 그리고 휘발성 물질들이 생성되거나 방출된다. 사용자가 마우스피스(2)를 흡입함에 따라, 공기가 물품(1) 내로 흡입되고 그리고 휘발성 물질들이 응축되어 흡입 가능한 에어로졸을 형성한다. 이 에어로졸은 물품(1)의 마우스피스(2)를 통과하여 사용자의 입 속으로 들어간다.
본원에 설명된 다양한 실시예들은 단지 이해를 돕고, 그리고 청구된 특징들을 교시하도록 제시된다. 이들 실시예들은, 단지 실시예들의 대표적 샘플로서 제공되며 그리고 총망라하고 그리고/또는 배타적인 것은 아니다. 본원에 설명된 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양태들은, 청구항들에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 범주에 대한 제한들 또는 청구항들과의 등가물에 대한 제한들로 고려되지 않으며, 그리고 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변경예들이 청구된 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들은 본원에 구체적으로 설명된 것들 이외의 다른 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 적절한 조합들을 적합하게 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들을 필수적 요소로 하여 구성(consist essentially of)될 수 있다. 게다가, 본 개시는 현재 청구된 것이 아니라 미래에 청구될 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (33)

  1. 물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터로서,
    상기 서셉터는 상기 서셉터의 외부면의 적어도 20% 상에 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 300 미크론 이하의 두께를 갖는 에어로졸 생성 및/또는 에어로졸 개질 재료를 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 서셉터의 외부면의 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 100% 상에 제공되는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 코팅은 20 미크론 내지 300 미크론, 50 미크론 내지 200 미크론, 75 미크론 내지 125 미크론, 또는 대략 100 미크론의 두께를 갖는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 비정질 고체(amorphous solid)를 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 향미제(flavourant)를 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 글리세롤을 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 코팅은 20 중량% 내지 45 중량%의 글리세롤을 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅에는 물이 실질적으로 없는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 외부 환경으로부터 상기 코팅에 의해 코팅된 상기 서셉터의 외부면으로의 산소 및/또는 수분의 유입을 방지하도록 구성되는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    페라이트계 스테인리스강(ferritic stainless steel)의 서셉터 재료를 더 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터는 대략 20 내지 60 미크론, 30 내지 50 미크론, 또는 대략 40 미크론의 두께를 갖는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터는 서셉터 재료로 형성된 서셉터 요소들의 체인을 포함하고, 상기 요소들은 결합 재료에 의해 결합되는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 결합 재료는 상기 서셉터 재료와 동일한 재료인,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 결합 재료는 비-전기 전도성 재료를 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 비-전도성 재료는 담배, 면 또는 다른 섬유들 중 적어도 하나인,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  16. 제12 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 요소들 사이의 결합 재료는 취약 부분들을 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  17. 제12 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 재료의 취약 부분들은 더 작은 단면 영역 및 상기 서셉터 요소들보다 낮은 질량 중 적어도 하나를 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  18. 제12 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요소들의 체인의 요소들은 실질적으로 구형 요소들인,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  19. 제12 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 재료는 평탄한 시트 또는 스레드(thread)인,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  20. 제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터는 서셉터 재료를 포함하는 메쉬의 하나 이상의 부분들을 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로 삽입하기 위한 서셉터.
  21. 물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로의 삽입을 위한 서셉터를 형성하는 방법으로서,
    상기 방법은, 상기 서셉터의 외부면의 적어도 20%를 덮도록 상기 서셉터에 코팅을 적용하는 단계를 포함하고, 상기 코팅은 300 미크론 이하의 두께를 갖는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로의 삽입을 위한 서셉터를 형성하는 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 코팅을 적용하는 단계는,
    막 형성 프로세스 동안 서셉터를 코팅 재료의 막 내로 서셉터를 잠기게 하는(submerging) 단계;
    상기 서셉터를 코팅 재료의 배스(bath)에 침지시키는(dipping) 단계; 또는
    상기 서셉터를 분무 코팅 또는 분말 코팅하는 단계를 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로의 삽입을 위한 서셉터를 형성하는 방법.
  23. 제21 항 또는 제22 항에 있어서,
    적용 후에 상기 코팅을 건조시키기 위해 서셉터를 유도 가열하는 단계를 더 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로의 삽입을 위한 서셉터를 형성하는 방법.
  24. 제21 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 비정질 고체를 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로의 삽입을 위한 서셉터를 형성하는 방법.
  25. 제21 항에 있어서,
    서셉터를 코팅하는 단계는 밴드캐스팅(bandcasting) 프로세스 동안에 하나 이상의 서셉터 요소들을 에어로졸 생성 재료의 스트립들 내로 통합시키는 단계를 포함하는,
    물품의 에어로졸 생성 재료 부분 내로의 삽입을 위한 서셉터를 형성하는 방법.
  26. 제21 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 준비된, 서셉터.
  27. 에어로졸 생성 시스템에 사용하기 위한 물품으로서,
    상기 물품은,
    마우스피스; 및
    마우스피스에 연결되며, 에어로졸 생성 재료를 포함하는 에어로졸 생성 부분; 및
    제1 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 따른 서셉터를 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템에 사용하기 위한 물품.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 재료는 열화 촉진제(degradation agent)를 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템에 사용하기 위한 물품.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 열화 촉진제는 염을 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템에 사용하기 위한 물품.
  30. 제27 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마우스피스는 상기 에어로졸 생성 재료의 하류에 제공된 적어도 하나의 중공 관형 요소를 더 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템에 사용하기 위한 물품.
  31. 제27 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 따른, 물품을 제조하는 방법으로서,
    에어로졸 생성 재료의 로드를 형성하는 단계; 및 마우스피스를 에어로졸 생성 재료의 로드에 결합시키는 단계를 포함하는,
    물품을 제조하는 방법.
  32. 제31 항에 있어서,
    상기 서셉터에 코팅을 적용하는 단계 및 코팅된 서셉터를 에어로졸 생성 재료의 로드 내로 공급하는 단계를 더 포함하는,
    물품을 제조하는 방법.
  33. 에어로졸 생성 시스템으로서,
    제27 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 따른 물품; 및
    서셉터를 유도 가열하기 위한 유도 송신기(induction transmitter)를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스를 포함하는,
    에어로졸 생성 시스템.
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