JP2023145779A - 三重カプセルを含むエアロゾル発生物品及びそれを用いたエアロゾル発生システム、三重カプセル製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】三重カプセルを含むエアロゾル発生物品及びそれを用いたエアロゾル発生システムを提供する。【解決手段】エアロゾル発生物質を含むエアロゾル発生物品において、マウスピース部(mouthpiece)を含む第1部分と、第1部分に隣接して配置され、カプセルを含む第2部分と、を含み、カプセルは、コア(core)領域、第1シェル、及び第2シェルを含み、カプセルのコア領域は、ニコチン及びエアロゾル発生物質を含む、エアロゾル発生物品を提供する。【選択図】図4
Description
本発明は、三重カプセルを含むエアロゾル発生物品及びそれを用いたエアロゾル発生システムに関する。
最近、一般的なシガレットの短所を克服する代替方法に係わる需要が増加している。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではない、シガレット内のエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルが生成される方法に係わる需要が増加している。これにより、加熱式シガレットまたは加熱式エアロゾル生成装置に係わる研究が活発に進められている。
カプセルを含むエアロゾル発生物品と係わって、韓国公開特許公報第10-2019-0011724号は、液状を含有するカプセルを含むエアロゾル発生物品のコンセプトを提示しているが、当該特許のカプセルは、コアシェル構造の二重カプセルであり、コア及びシェルがいずれも水溶性物質からなって機械的強度が十分に強くなく、実際のカプセル具現が不可能な問題点がある。
実施例によるエアロゾル発生物品による場合、上述した従来技術の問題点を解決することができる。
但し、技術的課題は、上述したところに限定されず、以下の例からさらに他の技術的課題が類推されうる。
本開示の第1側面は、エアロゾル発生物質を含むエアロゾル発生物品において、マウスピース部(mouthpiece)を含む第1部分と、第1部分に隣接して配置され、カプセルを含む第2部分と、を含み、カプセルは、コア(core)領域、第1シェル、及び第2シェルを含み、カプセルのコア領域は、ニコチン及びエアロゾル発生物質を含む、エアロゾル発生物品を提供する。
実施例において、エアロゾル発生物品は、第2部分内部に配置され、カプセルに隣接して配置される、担体をさらに含んでもよい。
実施例において、カプセルは、内部から順にコア領域、第1シェル、及び第2シェルの三重構造によって形成され、第1シェルは、脂溶性植物性ワックス(wax)を含み、第2シェルは、水溶性高分子を含んでもよい。
実施例において、第1シェルは、融点が30℃~60℃である脂溶性ワックスを含み、第2シェルは、ゲル化温度が40℃~55℃である水溶性高分子を含んでもよい。
実施例において、第1シェルは、カルナウバワックス(carnaubawax)、キャンデリラワックス(candelillawax)、キャスターワックス(castorwax)、オウリキュリーワックス(ouricurywax)、ココアバター(cocoa butter)、及びシアバター(shea butter)のうち、1種以上を含み、第2シェルは、ゼラチン、寒天、カラギナン、ジェランガム、ペクチン、澱粉類、またはアルギン酸を含んでもよい。
実施例において、コア領域は、2.5~6.0mmの直径を有し、第1シェルは、0.1~1.0mmの厚さを有し、第2シェルは、0.001~1.5mmの厚さを有してもよい。
実施例において、コア領域は、全体組成物100重量部を基準に、プロピレングリコール30~70重量部、グリセリン30~70重量部、及びニコチン0.1~5重量部を含んでもよい。
実施例において、カプセルの直径は、2.6~8.5mmであり、カプセルの破砕強度は、0.5~3.0kgfでもある。
本開示の第2側面は、エアロゾル発生装置を用いてエアロゾル発生物品を加熱してエアロゾルを発生させるシステムにおいて、エアロゾル発生物品は、マウスピース部(mouthpiece)を含む第1部分と、第1部分に隣接して配置され、カプセルを含む第2部分と、を含み、カプセルは、コア(core)領域、第1シェル、及び第2シェルを含み、カプセルのコア領域は、ニコチン及びエアロゾル発生物質を含み、エアロゾル発生装置は、第2部分の少なくとも一部を加熱させてエアロゾルを発生させる、エアロゾル発生システムを提供する。
実施例において、カプセルが破砕された後、エアロゾル発生装置が第2部分の少なくとも一部を加熱させてエアロゾルを発生させうる。
本開示の第3側面は、三重カプセルであって、(a)内蔵材、中間膜材、及び外膜材を供給する段階と、(b)ノズルマウントを通じて内蔵材、中間膜材及び外膜材を供給され、内蔵材を吐出する第1ノズル、中間膜材を吐出する第2ノズル及び外膜材を吐出する第3ノズルが同心状に配列される三重ノズルを通じて内蔵材、中間膜材及び外膜材に対する共押出(coextrusion)を遂行することで、三重成形体を吐出する段階と、(c)冷却材を循環させて三重成形体を冷却することで、三重カプセルを形成する段階と、によって製造される三重カプセルを提供することができる。
実施例において、中間膜材は、融点が30℃~60℃である脂溶性ワックスを含み、外膜材は、ゲル化温度が40℃~55℃である水溶性高分子を含んでもよい。
課題の解決手段は、上述したところに制限されず、本明細書全体において通常の技術者によって類推される事項をいずれも含む。
実施例によるエアロゾル発生物品は、液状を含むカプセルを破砕して液状を担体に担持させ、それを加熱してエアロゾルを発生させうる。
また、実施例によるエアロゾル発生物品は、共押出法(coextrusion)によって製造される三重カプセルを備え、ニコチン及びエアロゾル発生物質を含む液状をエアロゾル発生物品の内部に効果的に保持することができる。
さらに、実施例によるエアロゾル発生物品の三重カプセルは、植物性ワックス(wax)成分を含み、これにより、エアロゾル発生装置を用いてエアロゾル発生物品を加熱するとき、異臭が発生しない長所がある。
本開示の効果は、上述したところに限定されず、後述する構成から類推可能な効果をいずれも含む。
実施例で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野に係わる技術者の意図、判例、または新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。従って、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではない、その用語が有する意味と、本発明の全般にわたる内容とを基に定義されなければならない。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」というような用語は、少なくとも1つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、互いに異なる様々な形態にも具現され、ここで説明する実施例に限定されない。
明細書全体において、「A及び/またはB」は、A及びBのうち、少なくともいずれか1つを意味する。
明細書全体において、「~上に」は、ある部材が他の部材の一面に配置されることを意味し、ある部材が他の部材に接触または非接触で配置される場合をいずれも含む。
明細書全体において、「高分子」は、単位構造体が複数個繰り返される化合物を意味する。
明細書全体において、「コアシェル構造」は、中心部にコア(core)が配置され、それをシェル(shell)が取り囲む構造を意味する。ここで、シェルは、コアの全部または一部を取り囲むように配置されうる。
明細書全体において、「ゲル化温度(gelation temperature)」は、ある物質がゾル(sol)状態からゲル(gel)状態に変化される温度を意味する。
以下では、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
図1から図3は、実施例によるエアロゾル発生装置10000に実施例によるエアロゾル発生物品20000が挿入された例を示す図面である。
図1を参照すれば、エアロゾル発生装置10000は、バッテリ11000、制御部12000及びヒータ13000を含む。図2及び図3を参照すれば、エアロゾル発生装置10000は、蒸気化器14000をさらに含む。また、エアロゾル発生装置10000の内部空間には、エアロゾル発生物品20000が挿入されうる。
図1から図3に図示されたエアロゾル発生装置10000には、本実施例に係わる構成要素が図示されている。したがって、図1から図3に図示された構成要素以外に他の汎用的な構成要素がエアロゾル発生装置10000にさらに含まれるということを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解することができる。
また、図2及び図3には、エアロゾル発生装置10000にヒータ13000が含まれていると図示されているが、必要によって、ヒータ13000は、省略されうる。
図1には、バッテリ11000、制御部12000及びヒータ13000が一列に配置されている。また、図2には、バッテリ11000、制御部12000、蒸気化器14000及びヒータ13000が一列に配置されている。また、図3には、蒸気化器14000及びヒータ13000が並列に配置されている。しかし、エアロゾル発生装置10000の内部構造は、図1から図3に図示されたところに限定されない。すなわち、エアロゾル発生装置10000の設計によって、バッテリ11000、制御部12000、ヒータ13000、及び蒸気化器14000の配置は、変更されうる。
エアロゾル発生物品20000がエアロゾル発生装置10000に挿入されれば、エアロゾル発生装置10000は、ヒータ13000及び/または蒸気化器14000を作動させ、エアロゾル発生物品20000及び/または蒸気化器14000からエアロゾルを発生させうる。ヒータ13000及び/または蒸気化器14000によって発生したエアロゾルは、エアロゾル発生物品20000を通過してユーザに伝達される。
必要によって、エアロゾル発生物品20000がエアロゾル発生装置10000に挿入されていない場合にも、エアロゾル発生装置10000は、ヒータ13000を加熱することができる。
バッテリ11000は、エアロゾル発生装置10000の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ11000は、ヒータ13000または蒸気化器14000が加熱されるように電力を供給し、制御部12000の動作に必要な電力を供給することができる。また、バッテリ11000は、エアロゾル発生装置10000に設けられたディスプレイ、センサー、モータなどの動作に必要な電力を供給することができる。
制御部12000は、エアロゾル発生装置10000の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部12000は、バッテリ11000、ヒータ13000及び蒸気化器14000だけではなく、エアロゾル発生装置10000に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部12000は、エアロゾル発生装置10000の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル発生装置10000が動作可能な状態であるか否かを判断してもよい。
制御部12000は、少なくとも1つのプロセッサを含む。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイとしても具現され、汎用的なマイクロプロセッサとマイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組み合わせによって具現される。また、他の形態のハードウェアによっても具現されるということを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解することができる。
ヒータ13000は、バッテリ11000から供給された電力によっても加熱される。例えば、エアロゾル発生物品がエアロゾル発生装置10000に挿入されれば、ヒータ13000は、エアロゾル発生物品の外部に位置してもよい。したがって、加熱されたヒータ13000は、エアロゾル発生物品内のエアロゾル発生物質の温度を上昇させうる。
ヒータ13000は、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、ヒータ13000には、電気伝導性トラック(track)を含み、電気伝導性トラックに電流が流れることにより、ヒータ13000が加熱される。しかし、ヒータ13000は、上述した例に限定されず、希望温度まで加熱されるものであれば、制限なしに該当しうる。ここで、希望温度は、エアロゾル発生装置10000に予め設定されていてもよく、ユーザによって所望の温度に設定されてもよい。
一方、他の例において、ヒータ13000は、誘導加熱式ヒータでもある。具体的に、ヒータ13000には、エアロゾル発生物品を誘導加熱方式で加熱するための電気伝導性コイルを含み、エアロゾル発生物品は、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタを含んでもよい。
例えば、ヒータ13000は、管状加熱要素、板状加熱要素、針状加熱要素、または棒状加熱要素を含み、加熱要素の形状によってエアロゾル発生物品20000の内部または、外部を加熱することができる。
また、エアロゾル発生装置10000には、ヒータ13000が複数個配置されてもよい。この際、複数個のヒータ13000は、エアロゾル発生物品20000の内部に挿入されるように配置されてもよく、エアロゾル発生物品20000の外部に配置されてもよい。また、複数個のヒータ13000のうち、一部は、エアロゾル発生物品20000の内部に挿入されるように配置され、残りは、エアロゾル発生物品20000の外部に配置される。また、ヒータ13000の形状は、図1から図3に図示された形状に限定されず、多様な形状にも作製される。
蒸気化器14000は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、エアロゾル発生物品20000を通過してユーザに伝達される。すなわち、蒸気化器14000によって生成されたエアロゾルは、エアロゾル発生装置10000の気流通路に沿って移動し、気流通路は、蒸気化器14000によって生成されたエアロゾルがエアロゾル発生物品を通過してユーザに伝達されるように構成されうる。
例えば、蒸気化器14000は、液体保存部、液体伝達手段、及び加熱要素を含んでもよいが、それらに限定されない。例えば、液体保存部、液体伝達手段、及び加熱要素は、独立したモジュールとしてエアロゾル発生装置10000に含まれてもよい。
液体保存部は、液状組成物を保存することができる。例えば、液状組成物は揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体でもあり、非タバコ物質を含む液体でもある。液体保存部は、蒸気化器14000から脱/付着されるように作製されてもよく、蒸気化器14000と一体として作製されてもよい。
例えば、液状組成物は、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、または、ビタミン混合物を含んでもよい。香料は、メントール、ペパーミント、スピアミントオイル、各種果物の香り成分などを含むが、それらに制限されるものではない。香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含んでもよい。ビタミン混合物は、ビタミンA、ビタミンB、ビタミンC及びビタミンEのうち、少なくとも1つが混合されたものでもあるが、それらに制限されるものではない。また、液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含んでもよい。
液体伝達手段は、液体保存部の液状組成物を加熱要素に伝達することができる。例えば、液体伝達手段は、綿繊維、セラミック繊維、ガラスファイバ、多孔性セラミックのような芯(wick)にもなるが、それに限定されない。
加熱要素は、液体伝達手段によって伝達される液状組成物を加熱するための要素である。例えば、加熱要素は、金属熱線、金属熱板、セラミックヒータなどにもなるが、それらに限定されるものではない。また、加熱要素は、ニクロム線のような伝導性フィラメントで構成され、液体伝達手段に巻かれる構造によっても配置される。加熱要素は、電流供給によって加熱され、加熱要素と接触された液体組成物に熱を伝達し、液体組成物を加熱することができる。その結果、エアロゾルが生成される。
例えば、蒸気化器14000は、カトマイザ(cartomizer)または霧化器(atomizer)とも称されるが、それらに限定されない。
一方、エアロゾル発生装置10000は、バッテリ11000、制御部12000、ヒータ13000及び蒸気化器14000以外に汎用的な構成をさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル発生装置10000は、視覚情報の出力が可能なディスプレイ及び/または触覚情報の出力のためのモータを含んでもよい。また、エアロゾル発生装置10000は、少なくとも1つのセンサー(パフ感知センサー、温度感知センサー、エアロゾル発生物品挿入感知センサーなど)を含んでもよい。また、エアロゾル発生装置10000は、エアロゾル発生物品20000が挿入された状態でも外部空気が流入されるか、内部気体が類推可能な構造によっても作製される。
図1から図3には図示されていないが、エアロゾル発生装置10000は、別途のクレードルと共にシステムを構成してもよい。例えば、クレードルは、エアロゾル発生装置10000のバッテリ11000の充電に用いられる。または、クレードルとエアロゾル発生装置10000とが結合された状態でヒータ13000が加熱されてもよい。
エアロゾル発生装置10000の内部には、エアロゾル発生物品の第2部分が挿入され、第1部分は、外部に露出されうる。また、エアロゾル発生装置10000の内部にエアロゾル発生物品の第2部分の一部が挿入されてもよく、第2部分の全体及び第1部分の一部が挿入されてもよい。ユーザは、第1部分を口にした状態でエアロゾルを吸い込むことができる。この際、エアロゾルは、外部空気が第2部分を通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、第1部分を通過してユーザの口に伝達されうる。
一例として、外部空気は、エアロゾル発生装置10000に形成された少なくとも1つの空気通路を通じて流入される。例えば、エアロゾル発生装置10000に形成された空気通路の開閉及び/または空気通路の大きさは、ユーザによって調節されうる。これにより、霧化量、喫煙感などがユーザによって調節されうる。他の例として、外部空気は、エアロゾル発生物品20000の表面に形成された少なくとも1つの孔(hole)を通じてエアロゾル発生物品20000の内部に流入されてもよい。
図4は、一実施例によるエアロゾル発生物品100を示す図面である。
実施例によるエアロゾル発生物品100は、マウスピース部(mouthpiece)を含む第1部分110と、第1部分110に隣接して配置され、カプセルCを含む第2部分120と、を含んでもよい。
第1部分110は、例えば、酢酸セルロースフィルタでもあり、円柱状ロッドでもある。但し、第1部分110の形状には制限がなく、第1部分110は、内部に中空を含むチューブ状ロッドまたはリセス状ロッドでもある。もし、第1部分110が複数のセグメント(segment)で構成された場合、複数のセグメントは、互いに異なる形状にも作製される。例えば、第1部分110は、チューブフィルタまたは紙管フィルタを含む冷却セグメント、及びマウスピースセグメントを含むが、それらに制限されるものではない。
第1部分110の少なくとも一部は、香味が発生するようにも作製される。一例として、第1部分110に加香液が噴射されてもよく、加香液が塗布された別途の繊維が第1部分110の内部に挿入されてもよい。
第2部分120は、カプセルCを含み、カプセルCと隣接して配置される担体121をさらに含んでもよい。図4に示したように、カプセルC及び担体121は、並んで配置され、カプセルCは、エアロゾル発生物品100の末端に配置され、担体121は、エアロゾル発生物品100の第1部分110に隣接して配置される第2部分120の内部に配置されるが、それに制限されない。但し、エアロゾル発生物品100のカプセルC及び担体121がそのような配置を有することで、実施例によるエアロゾル発生物品がエアロゾル発生装置(図示せず)に挿入されたとき、エアロゾル発生装置が第2部分120の担体121を効果的に加熱することができる。
カプセルCは、三重カプセルの構造を有し、ニコチン及びエアロゾル発生物質を含んでもよい。カプセルCは、外力または熱によって破壊され、内部からニコチン及びエアロゾル発生物質を放出しうる。エアロゾル発生物質は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールのうち、少なくとも1つを含んでもよい。外力は、例えば、喫煙者の手または口によって発生する力でもあるが、それに特に制限されない。カプセルCについては、下記図6でさらに詳細に説明する。
担体121は、カプセルCから放出されるニコチン及びエアロゾル発生物質を担持する機能が行える。例えば、担体121は、第1部分110と同様に、酢酸セルロース材料を含んでもよい。但し、それに特に制限されず、液状を担持する機能を行う公知の材料であれば、制限なしに担体121としても使用されうる。
図面には図示していないが、実施例によるエアロゾル発生物品100は、第2部分120に隣接して配置される第3部分(図示せず)をさらに含んでもよい。例えば、第3部分は、チューブ形態のプラグとしてエアロゾル発生物品100の最末端に配置され、第3部分に該当する長さが調節されることで、エアロゾル発生装置(図示せず)によってエアロゾル発生物品100が直接加熱される部分が適切に調節されうる。
図5は、他の実施例によるエアロゾル発生物品200を示す図面である。
図5に表示された構成について、図4に記載の内容が同一に適用されうる。但し、図5では、図4の場合とは異なって、エアロゾル発生物品200の第2部分220に配置されるカプセルC及び担体221の構造が変更されうる。
例えば、第2部分220は、断面を基準に外側に形成される担体221及び内側に形成される空洞223を含んでもよい。空洞223には、カプセルCが配置される。第2部分220の末端は、図5に図示されたように開放されてもよい。但し、それに特に制限されず、第2部分220の末端は延設される担体221によって閉鎖され、閉鎖された第2部分220の末端は、カプセルCを保護することができる。
カプセルCが外力によって破砕されれば、内部から放出されたニコチン及びエアロゾル発生物質が第2部分220の断面を基準に外側に形成される担体221に担持されうる。エアロゾル発生物品200がエアロゾル発生装置(図示せず)に挿入されて加熱されれば、エアロゾル発生物質に熱が伝達されることで、エアロゾルが発生されうる。
図6は、一実施例によるエアロゾル発生物品に含まれるカプセルCを示す図面である。実施例において、カプセルCは、コア領域310、第1シェル320、及び第2シェル330を含み、カプセルCのコア領域310は、ニコチン及びエアロゾル発生物質を含んでもよい。
図6を参照すれば、カプセルCは、球状であると図示されているが、それに制限されるものではなく、カプセルCの断面は、局所的に楕円形であるか、一部が変形された円形でもある。
カプセルCは、内部から順にコア領域310、第1シェル320、及び第2シェル330の三重構造によっても形成され、各領域の含む材料は互いに異なってもよい。例えば、第1シェル320は、脂溶性植物性ワックス(wax)を含み、第2シェル330は、水溶性高分子を含んでもよい。
コア領域310は、約2.5mm~約6.0mmの直径を有し、第1シェル320は、約0.1mm~約1.0mmの厚さを有し、第2シェル330は、約0.001mm~約1.5mmの厚さを有してもよい。例えば、第2シェル330は、水分乾燥前に約0.3mm~約1.5mmの厚さを有し、第2シェル330は、水分乾燥後に約0.001mm~約0.05mmの厚さを有してもよい。但し、特にそれに制限されるものではなく、数値範囲は、通常の技術者が容易に変更可能なレベルで適切に調節されうる。
コア領域310は、プロピレングリコール、グリセリン、及びニコチンのうち、1種以上を含んでもよい。また、コア領域310は、ニコチンの活性を助けるための有機酸(organic acid)をさらに含んでもよいが、それに制限されるものではない。
具体的に、コア領域310は、全体組成物100重量部を基準に、プロピレングリコール約30~約70重量部、グリセリン約30~約70重量部、及びニコチン約0.1~約5重量部を含んでもよい。望ましくは、コア領域310は、プロピレングリコール約40~約50重量部、グリセリン約40~約50重量部、ニコチン約0.3から約5重量部、及び有機酸約0.1~約5重量部を含んでもよい。
実施例において、第1シェル320は、融点が約30℃~約60℃である脂溶性ワックスを含み、第2シェル330は、ゲル化温度が約40℃~約55℃である水溶性高分子を含んでもよい。具体的に、第1シェル320は、融点が約30℃~約60℃、約30℃~約50℃、約30℃~約40℃、約40℃~約60℃、約40℃~約50℃、または約50℃~約60℃でもある。第2シェル330は、融点が約45℃~約55℃、約45℃~約50℃、または約50℃~約55℃でもある。
第1シェル320の材料として使用される脂溶性ワックスの融点が30℃未満である場合、カプセルCが保管中に壊れやすく、脂溶性ワックスの融点が60℃を超過する場合、カプセルCの機械的強度が強く、カプセルが外力や熱によって破壊されず、ニコチン及びエアロゾル発生物質が適切に流れ出ることができない。
また、第1シェル320の材料として使用される脂溶性ワックスの融点が約60℃以下と比較的低いので、後述するようにノズル(nozzle)から共押出(coextrusion)された三重成形体が比較的近似した温度範囲で均一に冷却され、これにより、第1シェル320と第2シェル330が適切な機械的強度を有するように共に形成され、カプセルCの製造収率が増加しうる。
第1シェル320は、植物性ワックスを含んでもよい。植物性ワックスは、例えば、カルナウバワックス(carnaubawax)、キャンデリラワックス(candelillawax)、キャスターワックス(castorwax)、オウリキュリーワックス(ouricurywax)などでもある。望ましい実施例として、第1シェル320は、ココアバター(cocoa butter)またはシアバター(shea butter)を含んでもよい。第1シェル320は、上述した植物性ワックスのうちいずれか1つまたは少なくとも2以上を混合して製造されうる。上述した植物性ワックスのうち、2以上が混合されて第1シェル320が製造する場合、第1シェル320の融点は、混合される植物性ワックスの物性によっても適切に変更される。第1シェル320が上述したような植物性ワックスを含むことで、エアロゾル発生装置(図示せず)によってカプセルCの加熱時に発生する異臭が減少しうる。
また、第1シェル320は、融点及び機械的特性が改善されるように、添加剤をさらに含んでもよい。望ましい実施例として添加剤は、脂肪酸でもあり、脂肪酸は、パルミチン酸、ステアリン酸、及びミリスチン酸のうち、少なくとも1つでもあるが、それに制限されない。
第2シェル330は、水溶性高分子物質を含んでもよい。第2シェル330は、カプセルCの最外部に形成される構成であって、カプセルCの破壊に係わる特性を有してもよい。カプセルCが意図せぬ破壊が起こらないようにするために、第2シェル330は、弾性または柔軟性を有する物質によっても形成される。第2シェル330は、例えば、ゼラチン、寒天、カラギナン、アルギン酸、ペクチンのような水溶性ハイドロコロイド、ジェランガムのようなガム類、じゃがいも澱粉、とうもろこし澱粉のような澱粉類及びデキストリン、マルトデキストリン、シクロデキストリンのような澱粉誘導体のうち、少なくとも1つを含んでもよい。また、第2シェル330は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、メチルセルロース(MC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)などのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、及びポリオールなどを含んでもよい。
実施例において、カプセルCの全体直径は、約2.6mm~約8.5mmでもある。具体的に、カプセルCの全体直径は、約2.6mm~約8.5mm、約2.6mm~約7.5mm、約2.6mm~約6.5mm、約2.6mm~約5.5mm、約2.6mm~約4.5mm、約2.6mm~約3.5mm、約2.6mm~約3.0mm、約3.0mm~約8.5mm、約3.0mm~約7.5mm、約3.0mm~約6.5mm、約3.0mm~約5.5mm、約3.0mm~約4.5mm、約3.0mm~約3.5mm、約3.5mm~約8.5mm、約3.5mm~約7.5mm、約3.5mm~約6.5mm、約3.5mm~約5.5mm、約3.5mm~約4.5mm、約4.5mm~約8.5mm、約4.5mm~約7.5mm、約4.5mm~約6.5mm、約4.5mm~約5.5mm、約5.5mm~約8.5mm、約5.50mm~約7.5mm、約5.5mm~約6.5mm、約6.5mm~約8.5mm、約6.5mm~約7.5mm、または約7.5mm~約8.5mmの範囲でもある。但し、カプセルCの直径は、エアロゾル発生物品の直径内に含まれる範囲で適切に変更されうる。
実施例において、カプセルCの破砕強度は、約0.5kgf~約3.0kgfでもある。具体的に、カプセルCの破砕強度は、約0.5kgf~約3.0kgf、約0.5kgf~約2.5kgf、約0.5kgf~約2.0kgf、約0.5kgf~約1.5kgf、約0.5kgf~約1.0kgf、約1.0kgf~約3.0kgf、約1.0kgf~約2.5kgf、約1.0kgf~約2.0kgf、約1.0kgf~約1.5kgf、約1.5kgf~約3.0kgf、約1.5kgf~約2.5kgf、約1.5kgf~約2.0kgf、約2.0kgf~約3.0kgf、約2.0kgf~約2.5kgf、または約2.5kgf~約3.0kgfの範囲でもある。但し、カプセルCの破砕強度は、外力によってカプセルCが破壊される範囲で通常の技術者によっても適切に変更される。
図7は、一実施例によるエアロゾル発生物品400がエアロゾル発生装置10に挿入された場合を示す図面である。この際、カプセルCは、破砕された状態でエアロゾル発生物品400の末端に配置されており、破砕されたカプセルCのコア領域に含有されたニコチン及びエアロゾル発生物質が流れ出て担体421に担持されうる。
実施例において、エアロゾル発生装置10は、図1から図3で説明したように、加熱要素11を含んでもよい。加熱要素11は、エアロゾル発生装置10の内部でエアロゾル発生物品400が収容される収容空間(図示せず)を取り囲むように配置される。加熱要素11は、例えば、収容空間を取り囲む円筒状でもあるが、そのような形態に特に制限されない。
実施例において、加熱要素11は、エアロゾル発生物品400の第2部分420の少なくとも一部をカバーするように配置されうる。具体的に、加熱要素11は、担体421の少なくとも一部をカバーするようにも配置される。加熱要素11は、担体421をいずれもカバーするように配置されうる。
実施例において、加熱要素11は、担体421の一部のみをカバーするように配置され、そのような場合、担体421の一部は、加熱要素11によって直接加熱され、担体421の残り部分は、間接的に加熱される。例えば、担体421の残り部分は、熱伝導性ラッパーなどを通じて熱を伝達されて間接的に加熱されるが、それに制限されない。
実施例による第2側面は、エアロゾル発生装置10を用いてエアロゾル発生物品400を加熱し、エアロゾルを発生させるシステムを提供することができる。
ここで、エアロゾル発生物品400は、マウスピース部(mouthpiece)を含む第1部分410と、第1部分410に隣接して配置され、カプセルCを含む第2部分420と、を含み、カプセルは、コア(core)領域、第1シェル、及び第2シェルを含み、カプセルCのコア領域は、ニコチン及びエアロゾル発生物質を含み、エアロゾル発生装置10は、第2部分420の少なくとも一部を加熱させてエアロゾルを発生させうる。
第2側面については、第1側面について前述した内容が同一に適用され、記載を省略したとしても、その適用が排除されるものではない。
実施例において、エアロゾル発生装置10は、カプセルCが破壊された後、第2部分420の少なくとも一部を加熱させてエアロゾルを発生させうる。
図8は、一実施例による三重カプセルの製造方法を示すフローチャートである。
実施例による第3側面は、下記(a)から(c)を含む方法によって製造される三重カプセルを提供することができる。
(a)内蔵材、中間膜材、及び外膜材を供給する段階(510)と、
(b)ノズルマウントを通じて内蔵材、中間膜材及び外膜材を供給され、内蔵材を吐出する第1ノズル、中間膜材を吐出する第2ノズル、及び外膜材を吐出する第3ノズルが同心状に配列される三重ノズルを通じて内蔵材、中間膜材及び外膜材に対する共押出(coextrusion)を遂行することで、三重成形体を吐出する段階(520)と、
(c)冷却材を循環させて三重成形体を冷却することで、三重カプセルを形成する段階(530)と、
第3側面については、第1側面及び第2側面について前述した内容が同一に適用され、記載を省略したとしても、その適用が排除されるものではない。
共押出(coextrusion)は、複数個の材料に対する押出(extrusion)を同時に行い、複数個の材料からなる結合体を成形する過程を意味する。内蔵材、中間膜材、及び外膜材は、成形部によって共押出され、それにより、内蔵材、中間膜材、及び外膜材を含む三重成形体が成形部から生成されうる。
実施例において、前述したカプセルCのコア領域は、内蔵材を含み、第1シェルは中間膜材を含み、第2シェルは、外膜材を含んでもよい。例えば、中間膜材は、融点が30℃~60℃である脂溶性ワックスを含み、外膜材は、ゲル化温度が40℃~55℃である水溶性高分子を含んでもよい。
図8を参照すれば、三重カプセルを製造する方法は、段階510~段階530を含んでもよい。但し、図8に図示される段階以外に他の汎用的な段階が三重カプセルを製造する方法にさらに含まれてもよい。
図8の三重カプセルを製造する方法は、図9の三重カプセルを製造する装置で時系列的に行われる段階によっても構成される。
段階510において、装置は、内蔵材、中間膜材、及び外膜材を供給する。
段階520において、装置は、ノズルマウントを通じて内蔵材、中間膜材、及び外膜材を供給され、内蔵材を吐出する第1ノズル、中間膜材を吐出する第2ノズル、及び外膜材を吐出する第3ノズルが同心状に配列される三重ノズルを通じて内蔵材、中間膜材、及び外膜材に対する共押出を行うことで、三重成形体を吐出することができる。
段階530において、装置は、冷却材を循環させて三重成形体を冷却することで、三重カプセルを形成する。
図9は、一実施例による三重カプセルを製造する装置600の構成を概略的に示す図面である。
図9を参照すれば、三重カプセルを製造する装置600は、材料供給部610、成形部620、及び冷却部630を含んでもよい。但し、それに制限されるものではなく、その他の汎用的な構成要素が装置600にさらに含まれてもよい。
材料供給部610は、内蔵材、中間膜材、及び外膜材を供給することができる。材料供給部610は、三重カプセルに含まれる内蔵材、中間膜材、及び外膜材を成形部620に供給することができる。
材料供給部610は、内蔵材、中間膜材、及び外膜材を成形部620に供給するために保存手段、連結手段、及び移送手段を含んでもよい。材料供給部610は、内蔵材、中間膜材、及び外膜材を保存するための手段、材料供給部610及び成形部620を連結するための手段、内蔵材、中間膜材、及び外膜材を成形部620に移送するための手段を含んでもよい。
材料供給部610の保存手段、連結手段、及び移送手段は、それぞれが単一個数で材料供給部610に備えられるが、保存手段、連結手段、及び移送手段それぞれは、内蔵材、中間膜材、及び外膜材に対応する複数個で材料供給部610に備えられてもよい。
成形部620は、内蔵材、中間膜材、及び外膜材に対する共押出を行う。内蔵材、中間膜材、及び外膜材に対する共押出によって内蔵材、中間膜材、及び外膜材で構成される三重成形体が成形部620から吐出されうる。
成形部620は、内蔵材、中間膜材、及び外膜材を供給されるノズルマウント及び内蔵材を吐出する第1ノズル、中間膜材を吐出する第2ノズル及び外膜材を吐出する第3ノズルが同心状に配列される三重ノズルを含んでもよい。成形部620を構成する要素に対する具体的な内容は、図10を参照して後述される。
冷却部630は、冷却材を循環させて三重成形体を冷却することで、三重カプセルを形成することができる。冷却部630によって冷却材が成形部620を含む経路を循環する。それにより、三重成形体は、成形部620から排出されるやいなや冷却材の流れによって循環し、その過程で、三重成形体が冷却されて三重カプセルが形成されうる。
冷却部630は、冷却材を循環させるために、保存手段、連結手段及び移送手段を含んでもよい。冷却部630は、冷却材を保存するための保存手段、保存手段と成形部620との間に循環経路を形成するための連結手段及び循環経路に沿って冷却部を循環させるための移送手段を含んでもよい。
図10は、一実施例によって共押出(coextrusion)を行う成形部620の構造を具体的に示す図面である。
図10を参照すれば、成形部620は、ノズルマウント621及び三重ノズル622を含んでもよい。必要によって、ノズルマウント621及び三重ノズル622以外に他の汎用的な構成が成形部620にさらに含まれてもよい。
ノズルマウント621は、内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23を材料供給部(図示せず)から供給される。材料供給部の連結手段がノズルマウント621に連結され、ノズルマウント621は、材料供給部の移送手段によって伝達される内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23を収容することができる。
ノズルマウント621は、三重ノズル622と接合されて成形部620を形成する。ノズルマウント621は、移送される内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23を三重ノズル622に伝達することができる。ノズルマウント621は、三重ノズル622に内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23をさらに円滑に供給するように三重ノズル622よりも高く位置するが、それに限定されるものではない。
ノズルマウント621の形状は、円筒状でもある。ノズルマウント621が円筒状である場合、底面を通じて接触する三重ノズル622に内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23を伝達することができる。但し、円筒状以外にも、ノズルマウント621は、材料移送部及び三重ノズル622の間で内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23を媒介して伝達可能な他の形状を有してもよい。
三重ノズル622は、内蔵材21を吐出する第1ノズル623、中間膜材22を吐出する第2ノズル624及び外膜材23を吐出する第3ノズル625が同心状に配列される形状を有してもよい。第1ノズル623、第2ノズル624及び第3ノズル625は、流体を外部に噴出させるためのノズル(nozzle)構造によっても形成される。三重ノズル622は、材料供給部及びノズルマウント621から移送される材料を小さい断面積を有する排出口を通じて冷却部630に吐出することができる。
第1ノズル623、第2ノズル624、及び第3ノズル625が同心状に配列される形状は、第1ノズル623から内蔵材21が排出される位置、第2ノズル624から中間膜材22が排出される位置、及び第3ノズル625から外膜材23の排出される位置が一致することを意味する。または、図10に図示される例示のように、同心状に配列される形状は、内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23が排出される排出口が地面に直交する方向に沿って一列に配列されることを意味する。
第1ノズル623の排出口、第2ノズル624の排出口、及び第3ノズル625の排出口は、円形の断面によって形成される。第1ノズル623、第2ノズル624及び第3ノズル625の排出口の断面が円形に形成されることにより、三重ノズル622から吐出される三重成形体24の断面が円形でもあり、それにより、三重カプセル20が球状にも形成される。但し、円形断面を有する排出口に限定されるものではなく、三重ノズル622の排出口の断面は、多様な三重成形体24及び三重カプセル20の形状に対応する形状にもなる。
三重成形体24は、内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23が結合される混合物を意味する。三重成形体24は、内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23が三重カプセル20によって形成される過程の中間物質でもある。三重成形体24が冷却部630によって冷却される場合、三重カプセル20が形成されうる。
第1ノズル623、第2ノズル624、及び第3ノズル625の排出口は、互いに異なる直径を有してもよい。例えば、中間膜材22を排出する第2ノズル624の排出口直径は、内蔵材21を排出する第1ノズル623の排出口の直径よりも大きくなり、外膜材23を排出する第3ノズル625の排出口の直径は、中間膜材22を排出する第2ノズル624の排出口の直径よりも大きくなる。それにより、外膜材23が内蔵材21を取り囲む中間膜材22を再び取り囲む三重カプセル20の構造が具現される。但し、三重カプセル20の構造が変更される場合、三重ノズル622の構造も変更されうる。
三重ノズル622の規格は、三重カプセル20の規格を具現するように設定される。例えば、第1ノズル623、第2ノズル624、及び第3ノズル625の排出口の直径は、三重カプセル20を形成する内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23の直径に係わる規格を具現する数値に設定される。例えば、第1ノズル623の排出口の直径は、1.0mm以上3.0mm以下でもあり、第2ノズル624の排出口の直径は、第1ノズル623の排出口直径よりも0.5mm以上2.5mm以下ほどさらに大きくなり、第3ノズル625の排出口の直径は、第2ノズル624の排出口の直径よりも1.0mm以上3.0mm以下ほどさらに大きくなる。但し、三重カプセル20の大きさに係わる設計が変更される場合、それに符合するように三重ノズル622の大きさも変更されうる。
前述したように、内蔵材21は、水溶性物質でもあり、中間膜材22は、脂溶性物質でもあり、外膜材23は、水溶性物質でもある。一方、冷却部630を循環する冷却材は、脂溶性物質でもある。そのような物性によって、三重ノズル622から吐出される三重成形体24内部の内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23は、冷却材と共に、互いに混合されない層を形成する。冷却材が循環することにより、三重成形体24は、層をなした状態で冷却材と共に循環経路に沿って移動しながら冷却され、その過程で、中間膜材22及び外膜材23が水溶性物質間の引力及び脂溶性物質間の引力によって閉曲面を形成して内部に内蔵材21を担持する三重カプセル20が形成されうる。
三重成形体24が冷却材によって冷却されて三重カプセル20を形成する実施例において、中間膜材22として使用される脂溶性ワックスの融点が約30℃であり、外膜材23として使用される水溶性高分子のゲル化温度が約50℃である場合、三重成形体24は、冷却材と共に、循環経路に沿って移動しながら第2シェルを先に形成し、以後に第1シェルを形成しながら三重カプセル20に変化することができる。
他の例示として、中間膜材22として使用される脂溶性ワックスの融点が約60℃であり、外膜材23として使用される水溶性高分子のゲル化温度が約50℃である場合、三重成形体24は、冷却材と共に循環経路に沿って移動しながら、第1シェルを先に形成し、以後に第2シェルを形成しながら、三重カプセル20に変化されうる。
二つの場合によって、三重カプセル20の第1シェル及び第2シェルが形成される順序は異なるが、中間膜材22の融点と外膜材23のゲル化温度が互いに近似した範囲内に形成されており、冷却材によって第1シェル及び第2シェルが比較的時間差なしに共に形成される。これにより、三重カプセル20の耐久性が向上し、製造収率も向上しうる。
三重成形体24が冷却部630で冷却材に沿って循環する過程で、三重カプセル20が安定して形成されるためには、三重ノズル622の排出口が適正な直径を有するものが要求される。三重ノズル622の排出口が過度に大径を有する場合、中間膜材22及び外膜材23がそれぞれの形態を維持し、冷却して安定化されるまでの所要時間が増加し、三重カプセル20の収率が減少し、三重ノズル622の排出口が過度に小径を有する場合、三重成形体24が冷却材内部で形成する層が一定レベル以上の厚さを形成することができず、三重成形体24が冷却材の循環流れによって物理的に散らばってしまう。
したがって、三重ノズル622の排出口が適正な直径によって形成されて初めて、冷却部630で三重カプセル20が安定して形成され、前述した例示のように、第1ノズル623の排出口の直径が約1.0mm以上約3.0mm以下であり、第2ノズル624の排出口の直径が約1.5mm以上約5.5mm以下であり、第3ノズル625の排出口の直径が約2.5mm以上約8.5mm以下である範囲で初めて三重成形体24が内蔵材21、中間膜材22、及び外膜材23それぞれの層で効果的に分離され、三重カプセル20の製造収率が増大しうる。
上述した実施例に係わる説明は、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、それにより、多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならず、請求範囲に記載の内容と同等な範囲にある全ての相違点は、請求範囲によって決定される保護範囲に含まれるものと解釈されねばならない。
Claims (12)
- マウスピース部を含む第1部分と、
前記第1部分に隣接して配置され、カプセルを含む第2部分と、
を備え、
前記カプセルは、コア領域と、第1シェルと、第2シェルと、を有し、
前記カプセルの前記コア領域は、ニコチン及びエアロゾル発生物質を含む、
エアロゾル発生物品。 - 前記第2部分内部に配置され、前記カプセルに隣接して配置される、担体をさらに含む、請求項1に記載のエアロゾル発生物品。
- 前記カプセルは、内部から順に前記コア領域、前記第1シェル、及び前記第2シェルの三重構造によって形成され、
前記第1シェルは、脂溶性植物性ワックスを含み、
前記第2シェルは、水溶性高分子を含む、請求項1または2に記載のエアロゾル発生物品。 - 前記第1シェルは、融点が30℃~60℃である脂溶性ワックスを含み、
前記第2シェルは、ゲル化温度が40℃~55℃である水溶性高分子を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。 - 前記第1シェルは、カルナウバワックスと、キャンデリラワックスと、キャスターワックスと、オウリキュリーワックスと、ココアバターと、シアバターと、のうち、1種以上を含み、
前記第2シェルは、ゼラチンと、寒天と、カラギナンと、ジェランガムと、ペクチンと、澱粉類と、アルギン酸と、のうち少なくとも1つを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。 - 前記コア領域は、2.5~6.0mmの直径を有し、
前記第1シェルは、0.1~1.0mmの厚さを有し、
前記第2シェルは、0.001~1.5mmの厚さを有する、請求項1から5のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。 - 前記コア領域は、全体組成物100重量部を基準に、プロピレングリコール30~70重量部、グリセリン30~70重量部、及びニコチン0.1~5重量部を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
- 前記カプセルの直径は、2.6~8.5mmであり、前記カプセルの破砕強度は、0.5~3.0kgfである、請求項1から7のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
- エアロゾル発生装置と、エアロゾル発生物品と、を備えるエアロゾル発生システムであって、
前記エアロゾル発生物品は、
マウスピース部を含む第1部分と、
前記第1部分に隣接して配置され、カプセルを含む第2部分と、
を備え、
前記カプセルは、コア領域と、第1シェルと、第2シェルと、を有し、
前記カプセルの前記コア領域は、ニコチンと、エアロゾル発生物質と、含み、
前記エアロゾル発生装置は、前記第2部分の少なくとも一部を加熱してエアロゾルを発生させる、エアロゾル発生システム。 - 前記エアロゾル発生装置は、前記カプセルが破砕された後に、前記第2部分の少なくとも一部を加熱してエアロゾルを発生させる、請求項9に記載のエアロゾル発生システム。
- (a)内蔵材と、中間膜材と、外膜材と、を供給する段階と、
(b)前記内蔵材を吐出する第1ノズルと、前記中間膜材を吐出する第2ノズルと、前記外膜材を吐出する第3ノズルと、にノズルマウントを通じて前記内蔵材と、前記中間膜材と、前記外膜材と、を供給し、
前記第1ノズルと、前記第2ノズルと、前記第3ノズルと、が同心状に配列される三重ノズルを通じて前記内蔵材と、前記中間膜材と、前記外膜材と、に対する共押出によって、三重成形体を吐出する段階と、
(c)冷却材を循環させて前記三重成形体を冷却することで、三重カプセルを形成する段階と、
を備える、三重カプセル製造方法。 - 前記中間膜材は、融点が30℃~60℃である脂溶性ワックスを含み、
前記外膜材は、ゲル化温度が40℃~55℃である水溶性高分子を含む、請求項11に記載の三重カプセル製造方法。
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