JP7307804B2 - 気化剤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 - Google Patents

気化剤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 Download PDF

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Description

本発明は、気化剤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、伝統的なシガレットの代替品に係わる需要が増加している。例えば、エアロゾル発生物品(例えば、シガレット)を燃焼させてエアロゾルを発生させる方法ではないエアロゾル発生物品内のエアロゾル発生物質が加熱されることにより、エアロゾルが発生する装置に係わる需要が増加している。これにより、加熱式エアロゾル発生物品及び加熱式エアロゾル発生装置に係わる研究が活発に進められている。
従来の加熱式エアロゾル発生物品や装置は、エアロゾル発生のために加熱装置が要求され、加熱装置に電力を供給するために電気配線及びバッテリなどの構成要素も要求される。これにより、従来のエアロゾル発生物品及びエアロゾル発生装置は、構造的な複雑性及び製造コストの側面で問題があった。
実施例によるエアロゾル発生物品及びエアロゾル発生システムによる場合、上述した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、密閉容器;及び前記密閉容器に含有される組成物;を含み、前記組成物は、全体組成物100重量部を基準に、タバコ物質40~70重量部及び気化剤30~60重量部を含み、前記タバコ物質は、エアロゾル発生物質及び10mm以下の大きさに切られたタバコ葉を含み、前記気化剤は、空気に露出されれば、酸化熱を発生させて前記タバコ物質を加熱する、エアロゾル発生物品を提供する。
実施例において、前記密閉容器は、前記組成物を含む2以上の気化チャンバ(chamber)及び前記2以上の気化チャンバを互いに分離する少なくとも1つの中間チャンバを含んでもよい。
実施例において、前記気化剤は、鉄粉(iron powder)、鋳鉄粉(cast iron powder)、水アトマイズ鉄粉(water atomized iron powder)、電解鉄粉(electrolytic iron powder)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、及び錫(Sn)のうち、少なくとも1つを含んでもよい。
実施例において、前記気化剤は、下記化学式1または下記化学式2で表示される化合物を含んでもよい。
化学式1:C2n+1
化学式2:(C2n+1
前記nは、正数であり、前記Mは、Liまたは、Alであり、前記Mは、Mg、Sn、Zn、またはGaである。
実施例において、前記組成物は、水、塩類、反応触媒、及び香料のうち、少なくとも1つをさらに含んでもよい。
実施例において、前記タバコ物質は、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、及び前記タバコ葉0.1~5重量部を含んでもよい。
実施例において、前記密閉容器は、窒素(N)で充填されうる。
本開示の第2側面は、前述したエアロゾル発生物品;及び前記エアロゾル発生物品を収容する収容空間、前記収容空間を覆う蓋、及びマウスピース(mouthpiece)を含むデバイス;を含む、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。
実施例において、前記蓋は、前記デバイスの外部から前記収容空間に空気が流入される2以上のホール(hole)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、この明細書全体で通常の技術者によって類推可能な事項をいずれも含む。
実施例によるエアロゾル発生物品及びエアロゾル発生システムは、別途の加熱装置なしにも、エアロゾルを発生させうる。したがって、エアロゾル発生物品及びデバイスの構造が単純化され、エアロゾル発生物品及びデバイスの製造コストが減少しうる。
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ことができる。
一実施例による気化剤を含むエアロゾル発生物品を示す図面である。 一実施例による気化剤を含むエアロゾル発生物品を一側面から示す断面図である。 一実施例によるエアロゾル発生物品及びデバイスが分離された状態を示す図面である。 一実施例によるエアロゾル発生物品及びデバイスが結合された状態を示す図面である。
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、該当する発明の説明部分で詳細にその意味を記載する。したがって、本発明で使用される用語は、単なる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ねばならない。
明細書全体である部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特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。
以下では、添付図面を参考にして、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、様々な異なる形態にも具現され、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するか、あるいは接触せずに配置される場合をいずれも含む。
明細書全体において、「気化剤」は、他の物質を気化(vaporized)させる化合物を通称する。例えば、気化剤は、自体発熱する物質であり、気化剤は、空気中の酸素と反応して酸化熱を発生させうる。
明細書全体において、「気化チャンバ(chamber)」は、ある物質が気化される空間を意味する。例えば、気化チャンバに収容された物質は、加熱されて気体に変化されうる。
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は、一実施例による気化剤を含むエアロゾル発生物品100を示す図面である。
エアロゾル発生物品100は、密閉容器110及び密閉容器110に含有される組成物120を含んでもよい。組成物120は、全体組成物100重量部を基準に、タバコ物質40~70重量部及び気化剤30~60重量部を含んでもよい。気化剤は、空気に露出されれば、酸化熱を発生させてタバコ物質を加熱することができる。
図1を参照すれば、一実施例による密閉容器110は、組成物120を収容する本体111、及び本体111の開放された一端面を覆うことで、本体111を密閉させるカバー112を含んでもよい。図1に例示したように、カバー112は、本体111の上端面を覆うことができる。例えば、密閉容器110は、組成物120を収容する本体111の上端面がカバー112によって完全に覆われ、密封されて製造されうる。但し、それに特に制限されず、カバー112は、開放された本体111の他端面を覆うことができる。
一実施例において、本体111とカバー112は、一体に形成されうる。本体111とカバー112は、透明、半透明、または、不透明な材質によって形成されうる。
他の実施例において、本体111とカバー112は、別途に形成されうる。カバー112は、本体111と互いに異なる材質によっても形成される。例えば、カバー112は、透明なフィルムまたはビニール膜の材質によっても形成される。但し、これに特に制限されず、本体111は、透明な材質によって形成され、カバー112は、不透明または半透明の材質によっても形成される。本体111及びカバー112のうち、少なくとも1つが透明な材質によって形成される場合、本体111に含有される組成物120の状態が外部に視覚的に確認されうる。
本体111とカバー112とが別途に形成される場合、本体111とカバー112は、継ぎ手(図示せず)を通じて互いに結合されうる。継ぎ手は、例えば、本体111及びカバー112の角部で形成されうる。または、本体111とカバー112は、接着剤によって互いに結合されうる。エアロゾル発生物品100を用いてエアロゾルを発生させる以前に、ユーザは、カバー112を本体111から分離しうる。ユーザがカバー112を本体111から分離すれば、エアロゾル発生物品100の内部は、外気に露出されうる。
実施例において、密閉容器110の密封された内部は、窒素(N)で充填されうる。密閉容器110は、気化剤を含み、気化剤は、空気に露出される場合、酸化されて発熱することができる。したがって、エアロゾル発生物品100が保管される間、気化剤によって組成物120が加熱されないように密閉容器110の密封された内部は、窒素気体で充填されうる。但し、これに特に制限されるものではなく、密閉容器110の密封された内部は、アルゴン(Ar)のように反応性が弱い他の気体で充填されてもよい。
組成物120は、タバコ物質及び気化剤を含んでもよい。
タバコ物質は、エアロゾル発生物質とタバコ葉を含んでもよい。
エアロゾル発生物質は、例えば、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。
タバコ葉は、例えば、タバコシート(sheet)の形態、またはタバコストランド(strand)の形態に含まれうる。また、タバコ葉は、タバコシートが細かく切られた刻みタバコの形態に含まれうる。例えば、タバコ葉は、シワが付いたタバコシート、巻縮されたシワが付いたタバコシート、またはロール状タバコシートの形態でもある。具体的に、タバコ葉は、タバコ主脈、タバコ葉脈、板状葉刻みタバコ、及び膨化タバコのうち、1種以上を含んでもよいが、それらに特に制限されない。タバコ葉は、例えば、約10mm以下、約8mm以下、約6mm以下、約4mm以下、約2mm以下、または約1mm以下の大きさに切断し、密閉容器110の内部に置かれる。タバコ葉の切断された大きさが小さくなるほど、タバコ葉と密閉容器110の内部に流入される空気との接触面積が広くなり、それによって発生するエアロゾルに対する喫煙感が向上しうる。
気化剤は、空気中の酸素と反応して酸化される化合物であり、酸化されながら熱を発生させうる。実施例において、気化剤は、鉄粉(iron powder)、鋳鉄粉(cast iron powder)、水アトマイズ鉄粉(water atomized iron powder)、電解鉄粉(electrolytic iron powder)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、及び錫(Sn)のうち、少なくとも1つを含んでもよい。気化剤は、固体、液体、または粉末の形態で組成物に含まれうる。気化剤が粉末状である場合、空気中の酸素と接触する面積が広くなり、酸化熱がさらに効果的に発生しうる。
また、気化剤は、下記化学式1または下記化学式2で表示される化合物を含んでもよい。
化学式1:C2n+1
化学式2:(C2n+1
前記nは、正数であり、前記Mは、Liまたは、Alであり、前記Mは、Mg、Sn、Zn、またはGaでもある。具体的に、気化剤は、アルキルリチウム(CnH2n+1Li)、アルキルアルミニウム(CnH2n+1Al)、ジアルキルマグネシウム((CnH2n+1)2Mg)、ジアルキル錫((CnH2n+1)2Sn)、ジアルキル亜鉛((CnH2n+1)2Zn)、またはジアルキルガリウム((CnH2n+1)2Ga)でもある。望ましい実施例として、気化剤は、メチルリチウム(CH3Li)、エチルリチウム(C2H5Li)、ジメチル錫(C2H6Sn)、ジエチル亜鉛(C4H10Zn)、ジメチルガリウム(C2H6Ga)、またはジメチルマグネシウム(C2H6Mg)でもある。
追加的な実施例として、気化剤は、シラン(SixHy)化合物を含んでもよい。ここで、前記x及び前記yは、正数でもある。具体的な例として、気化剤は、モノシラン(SiH4)またはジシラン(Si2H6)化合物を含んでもよい。
上述した化合物は、空気中の酸素と反応して酸化熱を発生させうる。組成物が空気中に露出されたとき、組成物は、前述した化合物によって約50℃~約300℃の範囲内に加熱されうる。
組成物120は、全体組成物100重量部を基準に、タバコ物質40~70重量部及び気化剤30~60重量部を含んでもよい。タバコ物質及び気化剤が前記のような重量比を有することで、全体組成物は、望ましくは、200℃~300℃の温度に加熱されうる。気化剤が30重量部未満である場合、加熱される組成物の温度が約200℃に至っていない。対照的に、気化剤が60重量部を超過する場合、タバコ物質の重量が少なくなることにより、エアロゾルの質が低下しうる。前述した重量比を有する組成物120が空気中に露出される場合、加熱温度が200℃~300℃の範囲にあることが実験的に確認された。
実施例において、タバコ物質は、タバコ物質全体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、及びタバコ葉約0.1~約5重量部を含んでもよい。但し、必ずしもそれに制限されるものではなく、タバコ物質それぞれの含量は、当該技術分野の通常の技術者が容易に設計可能な範囲で変更されうる。但し、上述した数値範囲で、喫煙感が向上しうる。
実施例において、組成物120は、水、塩類、反応触媒、及び香料のうち、少なくとも1つをさらに含んでもよい。
例えば、組成物120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、スペアミントオイル、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、それらに制限されない。また、反応触媒は、気化剤の酸化反応を促進させる物質を含んでもよい。
実施例において、組成物120は、エアロゾル発生物質、タバコ物質、及び気化剤の均一または不均一混合物でもある。また、組成物120が水、塩類、反応触媒、及び香料のうち、少なくとも1つをさらに含む場合、組成物120は、これらの均一または不均一混合物でもある。
図2は、他の実施例による気化剤を含むエアロゾル発生物品200を側面から示す断面図である。
図2を参照すれば、密閉容器210は、組成物220を含む2個の気化チャンバ231、232及び2個の気化チャンバ231、232を互いに分離する少なくとも1つの中間チャンバ240を含んでもよい。
密閉容器210は、本体211及びカバー212を含んでもよい。本体211及びカバー212それぞれは、図1の本体111及びカバー112に対応するので、重複説明は省略する。
本体211は、第1気化チャンバ231、第2気化チャンバ232、及び中間チャンバ240を含んでもよい。中間チャンバ240は、第1気化チャンバ231と第2気化チャンバ232との間に位置され、第1気化チャンバ231及び第2気化チャンバ232は、中間チャンバ240を通じて互いに分離されうる。中間チャンバ240は、例えば、多孔性膜241で取り囲まれる。多孔性膜241は、空気を自由に通過させながら、組成物220は通過させないように形成されうる。
組成物220は、例えば、2個の気化チャンバ230に含有されうる。第1気化チャンバ231に含有される組成物221と第2気化チャンバ232に含有される組成物222は、互いに同一であるか、互いに異なる。例えば、第1気化チャンバ231には、エアロゾル発生物質、タバコ葉、及び気化剤が含まれ、第2気化チャンバ232には、エアロゾル発生物質、タバコ葉、気化剤以外に、水、香料などがさらに含まれうる。しかし、実施例は、それに制限されない。第1気化チャンバ231に含有される組成物221と第2気化チャンバ232に含有される組成物222は、同じ成分を含むが、成分間の含量比が互いに異なってもいる。
図2に示した実施例において、エアロゾル発生物品200のカバー212が開放される場合、気化剤が空気に露出されて発熱することができる。そのような場合、第1気化チャンバ231及び第2気化チャンバ232に含有された組成物の成分が互いに異なるので、第1気化チャンバ231及び第2気化チャンバ232で発生するエアロゾルは、互いに異なってもいる。第1気化チャンバ231及び第2気化チャンバ232で発生したエアロゾルは、ユーザが吸い込むとき、発生する気流によって互いに混合されうる。
エアロゾル発生物品200のカバー212は、外力によって、本体211から分離されうる。例えば、カバー212は、ユーザの手によって本体211から分離されうる。組成物220は、空気中で酸素に露出されうる。中間チャンバ240は、組成物220と空気の接触表面積を増加させ、組成物220内に含有された気化剤がさらに多くの酸化熱を発生させるのに一助となる。
但し、図2に図示されたエアロゾル発生物品200は、1つの例示に過ぎず、気化チャンバ及び中間チャンバの位置及び個数は、実施例によって変更されうる。
図3は、一実施例によるエアロゾル発生物品300及びデバイス400を分離して図示した図面である。
図3を参照すれば、エアロゾル発生物品300は、直方体状に図示されているが、それに特に制限されない。例えば、エアロゾル発生物品300の形態は、正六面体であるか、曲線処理された領域を含み、デバイスの収容空間411は、対応する形態に形成されうる。望ましくは、エアロゾル発生物品300のカバー(図示せず)は、本体から分離され、エアロゾル発生物品300は、デバイス400の収容空間411に配置されうる。
デバイス400は、デバイス本体410、収容空間411、マウスピース430、及び蓋440を含んでもよい。
エアロゾル発生物品300は、デバイス400の収容空間411に配置されうる。前述したように、エアロゾル発生物品300の形態は、多様でもあり、デバイス400の収容空間411は、このようなエアロゾル発生物品300を収容するために対応する形態に形成されうる。
実施例において、デバイス400は、多孔性膜(図示せず)をさらに含んでもよい。多孔性膜は、タバコ物質または気化剤のマウスピース430への移動を阻害することができる。したがって、ユーザがマウスピース430を通じてエアロゾルを吸い込む場合、タバコ物質または気化剤は、多孔性膜によって遮断され、気化剤によって発生したエアロゾルだけがエアロゾル発生物品300からマウスピース430に移動されうる。これにより、ユーザは、別途の加熱装置を使用せず、エアロゾルを吸い込むことができる。
図3に示したように、エアロゾル発生物品300及びデバイス400がいずれも電気的な加熱装置を別途に含まない。したがって、エアロゾル発生物品300やデバイス400には、電力供給の必要性がない。エアロゾル発生物品300に含まれる組成物内の気化剤が空気に露出されれば、気化剤が自然に発熱し、エアロゾル発生物質に熱を伝達し、これにより、エアロゾルが発生しうる。したがって、エアロゾル発生物品300及びデバイス400の構造が単純になり、エアロゾル発生物品300及びデバイス400の製造コストが減少しうる。
蓋440は、デバイス400の収容空間411を覆うことができる。実施例において、蓋440は、デバイス400の外部から収容空間411に空気が流入される2以上のホール441を含んでもよい。
図4は、一実施例による気化剤を含むエアロゾル発生物品300及びデバイス500を結合して図示した図面である。
図4に示したように、エアロゾルを発生させるシステムは、エアロゾル発生物品300及びエアロゾル発生物品300を収容する収容空間、収容空間を覆う蓋540、及びマウスピース530を含むデバイス500を含んでもよい。
図4を参照すれば、エアロゾル発生物品300は、望ましくは、デバイス500に結合されうる。例えば、ユーザがエアロゾル発生物品300のカバー(図示せず)を除去することで、エアロゾル発生物品300がデバイス500と結合される前に密閉容器(すなわち、エアロゾル発生物品300)の少なくとも一部が開放されうる。但し、それに特別に制限されず、ユーザは、エアロゾル発生物品300のカバーを除去せず、エアロゾル発生物品300をデバイス500の収容空間に位置させうる。そのような場合、蓋540がデバイス本体510と結合されながら、エアロゾル発生物品300の一部が開放されうる。
エアロゾル発生物品300がデバイス500と完全に結合された後、空気は、デバイス400の外部から蓋540に形成されたホール541を通じてエアロゾル発生物品300内部に流入されうる。
エアロゾル発生物品300の内部に含有された組成物520の気化剤は、流入された空気と反応しうる。特に、気化剤は、流入された空気中の酸素(O)と酸化反応を起こし、それにより、酸化熱を発生させうる。発生した酸化熱は、組成物520、及び組成物520に含有されたタバコ物質やエアロゾル発生物質を加熱させうる。これにより、組成物520からエアロゾルが発生しうる。ユーザがマウスピース530を口にして負圧を形成する場合、組成物520から発生したエアロゾルは、マウスピース530側に移動しうる。これにより、ユーザは、発生したエアロゾルをマウスピース530を通じて吸い込むことができる。
一実施例において、エアロゾル発生物品300がデバイス500の蓋540によって覆われる場合、密閉容器の少なくとも一部領域が開放され、組成物は、空気に露出されうる。図4に図示されていないが、蓋540は、デバイス本体510に向かう面に形成された突出部、例えば、スパイク(spike)などをさらに含んでもよい。突出部は、蓋540とデバイス本体510が結合されるとき、エアロゾル発生物品300の一部領域を破壊して開放させうる。例えば、突出部は、エアロゾル発生物品300のカバー(図示せず)を破壊して開放させうるが、それに特に制限されない。
実施例において、エアロゾル発生物品300の開放された一部を通じて空気が外部からエアロゾル発生物品300内部に流入されうる。空気が流入されれば、組成物内の気化剤が自然的に発熱を開始し、タバコ物質を加熱させうる。これにより、エアロゾルが発生しうる。上述したエアロゾル発生システムによれば、エアロゾル発生物品及び装置に別途の電力源や加熱装置なしにも、エアロゾルを効果的に発生させうる。これにより、エアロゾル発生物品及びエアロゾル発生装置の製造に必要な資源が節減され、製造工程が単純化されてエアロゾル発生物品及びエアロゾル発生装置の製造費用が節減されうる。
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 (8)

  1. 密閉容器と、
    前記密閉容器に含有される組成物と、を含み、
    前記組成物は、全体組成物100重量部を基準に、タバコ物質40~70重量部及び気化剤30~60重量部を含み、
    前記タバコ物質は、エアロゾル発生物質及び10mm以下の大きさに切られたタバコ葉を含み、
    前記気化剤は、空気に露出されれば、酸化熱を発生させて前記タバコ物質を加熱し、
    前記密閉容器は、前記組成物を含む2以上の気化チャンバ(chamber)及び前記2以上の気化チャンバを互いに分離する少なくとも1つの中間チャンバを含む、エアロゾル発生物品。
  2. 前記気化剤は、鉄粉(iron powder)、鋳鉄粉(cast iron powder)、水アトマイズ鉄粉(water atomized iron powder)、電解鉄粉(electrolytic iron powder)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、及び錫(Sn)のうち、少なくとも1つを含む、請求項1に記載のエアロゾル発生物品。
  3. 前記気化剤は、下記化学式1または下記化学式2で表示される化合物を含み:
    化学式1:CnH2n+1M1
    化学式2:(CnH2n+1)2M2
    前記nは、正数であり、前記M1は、Liまたは、Alであり、前記 M2は、Mg、Sn、Zn、またはGaである、請求項1に記載のエアロゾル発生物品。
  4. 前記組成物は、水、塩類、反応触媒、及び香料のうち、少なくとも1つをさらに含む、請求項1に記載のエアロゾル発生物品。
  5. 前記タバコ物質は、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、及び前記タバコ葉0.1~5重量部を含む、請求項1に記載のエアロゾル発生物品。
  6. 前記密閉容器は、窒素(N2)で充填される、請求項1に記載のエアロゾル発生物品。
  7. 請求項1に記載のエアロゾル発生物品と、
    前記エアロゾル発生物品を収容する収容空間、前記収容空間を覆う蓋、及びマウスピース(mouthpiece)を含むデバイスと、を含む、エアロゾルを発生させるシステム。
  8. 前記蓋は、前記デバイスの外部から前記収容空間に空気が流入される2以上のホール(hole)を含む、請求項に記載のエアロゾルを発生させるシステム。
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