KR101633578B1 - 가연성 열원의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 베리어(120)를 가지는 가연성 열원을 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다. 상기 방법은 캐비티(102)를 구성하는 몰드(100)를 제공하는 단계; 상기 몰드 캐비티에 미립자 구성분(108)을 배치하는 단계; 상기 캐비티 개구부를 커버하기 위해서 상기 몰드에 인접해서 박판층 구성분(114)을 배치하는 단계; 가연성 열원을 형성하기 위해서 상기 미립자 구성분을 압축하는 단계로 이루어지되 여기서, 압축 단계 중에, 펀치(112)와 몰드를 이용해서 상기 박판층 구성분을 펀칭하는 것에 의해 베리어를 형성하고 상기 펀치는 상기 미립자 구성분을 압축하고 상기 가연성 열원에 상기 베리어가 부착되도록 상기 베리어 상에 작동하는 것으로 이루어진다.

Description

가연성 열원의 제조방법{Method of manufacturing a combustible heat source}

본 발명은 베리어를 가지는 가연성 열원을 제조하는 방법에 관한 것이다.

대다수의 흡연 제품에 있는 담배가 연소된다기 보다는 가열되는 것들이 종래에 제안되어 왔다. 이러한 '가열' 흡연 물품의 한가지 목표는 연소에 의해 생성되는 잘 알려진 해로운 흡연 성분을 감소시키는 것과 통상적인 궐련에 있는 담배의 열분해 저감이다. 잘 알려진 타입의 가열 흡연 물품에서, 가연성 열원으로부터 가연성 탄소질 열원의 하류에 위치하는 에어로졸 형성 기질로의 열 전달에 의해서 에어로졸이 발생한다. 흡연 시, 가연성 열원으로부터 열 전달에 의해서 휘발성 화합물이 에어로졸 형성 기질로부터 방출되고, 흡연 물품을 통해서 흡입되는 공기에 연행된다. 방출된 화합물은 냉각되고 응축하여 에어로졸을 형성한 후 사용자에 의해서 흡입이 이루어진다.

예를 들어, WO-A-2009/022232에는 가연성 열원, 해당 가연성 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기질 및 상기 가연성 열원의 후방 부위와 상기 에어로졸 형성 기질의 인접하는 전방 부위를 감싸면서 직접 접촉하고 있는 열전달 부재로 이루어진 흡연 물품을 개시하고 있다.

이러한 흡연 제품에 사용하기 위한 가연성 열원은 다단계 공정으로 제조하는 것이 알려져 있는데 미립자 재료를 압축하여 고체 열원을 형성한 후 열원을 형성하고 있다. 미립자 재료는 탄소계 및 비탄소계인 것이 알려져 있으며, 열원의 구조적인 특성을 개선하기 위해서 결합제를 포함하고 있다. 그런 후에 열전달 부재는 연속적인 공정 중에 열원에 부착하고 있다.

이에 따라, 본 발명의 목적은 가연성 열원의 제조 효율을 증가시킬 수 있는 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 하나의 태양에 따르면, 상기 열원과 에어로졸 형성 기질 사이를 분리하는데 사용하는 베리어를 가지는 가연성 열원을 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법은 캐비티를 구성하는 몰드를 제공하는 단계; 상기 몰드 캐비티에 미립자 구성분을 배치하는 단계; 상기 캐비티 개구부를 커버하기 위해서 상기 몰드에 인접해서 박판층 구성분을 배치하는 단계; 가연성 열원을 형성하기 위해서 상기 미립자 구성분을 압축하는 단계로 이루어지되 여기서, 압축 단계 중에, 펀치와 몰드를 이용해서 상기 박판층 구성분을 펀칭하는 것에 의해 베리어를 형성하고 상기 펀치는 상기 미립자 구성분을 압축하고, 상기 가연성 열원에 상기 베리어가 부착되도록 상기 베리어 상에 작동하는 것으로 이루어진다.

이러한 방법의 제공은 베리어를 가지는 가연성 열원을 제조하는데 포함된 다수의 단계를 줄이는 이점이 있다. 따라서, 열원을 보다 저렴하게 그리고 보다 신속하게 제조할 수 있다. 추가로 이러한 방법의 제공은 베리어 구성분이 펀치에 미립자 구성분이 접착하는 잠재력을 유리하게 감소시키기 때문에 열원의 미립자 구성분이 압축 장치와 직접 접촉하지 않는 이점이 있다. 이것은 미립자 재료가 이하에서 기재하는 바와 같이 결합제를 포함함으로써 특히 유리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 방법에 따라 제조되는 베리어를 가지는 가연성 열원을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 베리어를 가지는 가연성 열원의 측면도, 평면도를 나타낸 도면이다.

"베리어"는 "백 코팅(back-coating)"으로 잘 알려져 있으며, 그래서 본 발명은 단일 단계 공정으로 백 코팅을 가지는 열원을 제조하는 방법이다.

본 명세서에서 사용하는 용어 "미립자 구성분"은 어떤 유동 가능한 미립자 재료 또는 이에 한정하는 것은 아니지만 분말 및 과립을 포함하는 미립자 재료의 조합을 기재하는데 사용된다. 본 발명에 따른 방법에 사용하는 미립자 구성분은 다른 타입의 두 개 또는 그 이상의 미립자 재료로 이루어질 수 있다. 대체적으로 또는 추가로, 본 발명에 따른 방법에 사용하는 미립자 구성분은 다른 조성의 두 개 또는 그 이상의 미립자 재료로 이루어질 수 있다.

사용 중에 베리어는 가연성 열원의 점화 또는 연소시 에어로졸 형성 기질이 노출되게 온도를 바람직하게 제한할 수 있으며, 그래서, 흡연 제품의 사용시 에어로졸 형성 기질의 열적 저감 또는 연소를 회피 또는 감소시키는데 도움을 준다.

바람직한 구현예로서, 상기 방법은 추가로 가연성 열원과 베리어 사이에 접착제가 제공되는 것으로 이루어진다. 이 접착제는 가연성 열원에 대한 베리어의 접착력을 개선시킨다. 접착제는 몰드에 인접해서 배치되기 전에 박판층 구성분에 적용되는 것이 바람직하다. 이 접착제는 분무 건(spray gun), 롤러(roller) 및 슬롯 건(slot gun) 또는 다른 적당한 방법에 의해서 적용될 수 있다. 상기 접착제는 베리어 재료를 압축된 미립자 재료에 영구적으로 부착시킬 수 있는 어떤 적당한 접착제일 수 있다. 이 접착제는 가연성 열원의 점화 또는 연소시 고온에 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 바람직한 접착제로는 PVA(폴리비닐아세테이트)이다. 추가적으로 또는 대체적으로, 열원에서의 접착제는 결합제와 같이 예를 들어 CMC 또는 규산칼륨과 같이 접착제로서 제공될 수 있다.

특히 바람직한 구현예로서, 박판층 소재는 미리 적용된 접착제가 제공되어 있다.

바람직하게, 미립자 구성분은 결합제가 제공되어 있다. 이 결합제는 가연성 열원을 베리어에 결합시키도록 구성될 수 있다. 결합제가 가연성 열원을 베리어에 결합하도록 구성되어 있는 경우에 접착제는 가연성 열원과 베리어 사이에 제공되지 않을 수 있다. 추가 구현예로서, 미립자 구성분은 하나 또는 그 이상의 이러한 결합제와 함께 제공될 수 있다.

하나 또는 그 이상의 결합제는 유기 결합제, 무기 결합제, 또는 이들의 조합일 수 있다. 적당한 공지의 유기 결합제로는, 이에 한정하는 것은 아니지만, 검(예를 들면 구아검), 개질된 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체(예를 들면, 메틸 셀룰로오스, 카르복실메틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 히드록시프로필 메틸셀룰로오스), 밀가루, 전분, 설탕, 야채유 및 이들의 조합물을 포함한다.

적당한 공지의 무기 결합제로는, 이에 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 벤토나이트와 카올리나이트와 같은 점토, 예를 들면, 시멘트와 같은 알루미노 실리케이트 유도체; 알칼리 활성 알루미노 실리케이트; 예를 들면, 규산나트륨과 규산칼륨과 같은 알칼리 실리케이트; 예를 들면, 석회 및 소석회와 같은 석회석 유도체; 예를 들면, 마그네시아 시멘트, 황산마그네슘, 황산 칼슘, 인산칼슘 및 제2인산칼슘과 같은 알칼리 토류 화합물 및 유도체; 및 예를 들면, 황산알루미늄과 같은 알루미늄 화합물 및 유도체를 포함한다.

바람직하게, 캡을 형성하도록 가연성 열원의 측면을 따라 적어도 부분적으로 확장되어 있다. 상기 캡은 바람직하게 열원의 세로 방향의 측면을 따라서 확장되어 있다. 상기 캡은 바람직하게 약 500 미크론 이하의 거리 만큼 가연성 열원의 세로 방향의 측면을 따라서 확장되어 있다. 특정한 바람직한 구현예로서, 상기 캡은 베리어의 두께의 약 5배 이하, 바람직하게는 베리어 두께의 3배 이하의 거리 만큼 가연성 열원의 세로 방향의 측면을 따라서 확장되어 있다. 이러한 배치로 베리어를 제공할 경우 캡에 의해 가연성 열원의 코너의 구조적인 강성을 증가시킨다.

바람직하게, 베리어와 접촉하는 펀치 프로필은 오목하다. 오목형 프로필의 사용은 열원 말단 주변을 라운드지게 하거나 끝이 잘려지게 형성하는데 도움을 준다. 오목형 펀치 프로필은 베리어가 가연성 열원에서 볼록형 캡을 형성하는 것을 가능하게 한다. 바람직하게 오목형 프로필은 약 0.25mm와 약 1mm 사이의 깊이를 갖는다. 더욱 바람직하게 오목형 프로필은 약 0.4mm와 약 0.6mm 사이의 깊이를 갖는다. 오목형 프로필의 홈이 파인 가장자리의 각도는 약 30도와 약 80도 사이가 바람직하다. 펀치와 몰드는 원형의 단면을 가지는 것이 바람직하다. 대체적으로, 펀치와 몰드는 이에 상응하는 타원형의 단면을 가질 수 있다.

유리하게, 오목형 프로필의 펀치를 제공하는 경우 열원과 베리어 간의 변형 또는 에어록(airlock)의 위험성을 감소시킨다.

바람직하게, 본 발명의 베리어는 비연소성이다. 본 명세서에서 사용하는 바와 같이, 용어 "비연소성"은 열원이 연소 또는 점화시 도달하는 온도에서 베리어가 실질적으로 비연소성인 경우에 사용한다.

바람직하게, 베리어는 실질적으로 공기 불투과성이다. 본 명세서에서 사용하는 바와 같이, 용어 "공기 불투과성"은 베리어를 가지는 가연성 열원이 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이 흡연 물품에 사용 중일 때, 실질적으로 공기가 베리어를 통해서 흡입되는 것을 방지하는 베리어에 대해서 사용한다. 유리하게, 실질적으로 공기 불루과성 베리어를 제공하는 경우 흡연 물품을 통해서 흡입되는 연소 생성물의 레벨이 감소될 수 있다.

흡연 물품의 원하는 특성 및 성능에 따라, 베리어는 낮은 열전도성 또는 높은 열전도성을 가질 수 있다. 특정한 구현예에서, 베리어는 23℃에서 그리고 MTPS(Modified Transient Plane Source) 법을 사용하여 측정했을 때 상대 습도 50%에서 약 0.1 W/m·K와 약 200 W/m·K 사이의 벌크 열전도도를 가지는 재료로부터 형성될 수 있다. 바람직하게, 베리어의 열전도도는 적어도 약 200 W/m·k이다.

베리어의 두께는 상기한 바와 같이 가연성 열원이 흡연 물품에 제공되었을 경우 양호한 흡연 성능을 달성할 수 있도록 적당하게 조정할 수 있다. 특정한 구현예에서, 베리어는 약 10 미크론과 약 500 미크론 사이의 두께를 가질 수 있다. 바람직하게, 베리어의 두께는 약 10 미크론과 약 50 미크론, 더 바람직하게 약 30 미크론이다.

베리어는 실질적으로 점화 및 연소시 가연성 열원에 의해서 달성되는 온도에서 열적으로 안정하고 비연소성인 하나 또는 그 이상의 적당한 재료로 형성될 수 있다. 베리어는 바람직하게 펀치와 다이를 사용해서 커트하기에 적당한 재료로 형성된다. 베리어로서 바람직한 재료는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸 및 합금을 포함한다. 가장 바람직하기로는, 베리어는 알루미늄으로 형성되는 것이다. 특히 바람직한 구현예에서는 일루미늄은 〉99% 순수 알루미늄 EN AW 1200 또는 EN AW 8079 합금이다.

바람직하게, 베리어는 가연성 열원의 뒷면 전체를 따라 확장되어 있다.

베리어의 두께는 현미경, SEM(scanning electron microscope) 또는 어떤 다른 적당한 공지의 측정법을 사용해서 측정할 수 있다.

상기 방법은 바람직하게 호퍼를 사용하여 몰드 캐비티에 미립자 구성분을 배치하는 것으로 이루어진다. 호퍼는 바람직하게 미립자 물질을 제공하기 위해서 몰드 캐비티 위로 습동하면서 전진을 하고, 그 다음에 몰드 캐비티로부터 습동하면서 물러나게 된다. 하나의 구현예로서, 호퍼의 외부면은 상기 몰드 캐비티 위에서 습동하면서 전진을 할 때 베리어를 가지는 이전의 가연성 열원을 작업 구역으로부터 제거하는데 이용된다. 호퍼의 출구는 몰드 캐비티와 인접할 때까지 몰드에 대해서 실질적으로 밀봉될 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어 "밀봉"은 호퍼에 제공된 미립자 물질이 호퍼를 나가는 것이 방지되는 것을 지칭한다.

상기 방법은 연속성의 박판층 재료를 제공하여 캐비티 개구부를 커버하도록 하기 위해 박판층 구성분을 배치하는 것으로 이루어진다. 바람직하게, 연속성의 박판층 재료는 몰드 캐비티의 폭의 약 1.5배와 약 3배 사이의 폭을 갖는다. 연속성의 박판층 재료는 바람직하게 호퍼가 습동하는 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 제공되어 있다. 이 구현예에서, 박판층 재료는 호퍼의 상부 위쪽으로부터 제공된다. 대체적인 구현예에서, 박판층 재료는 호퍼가 습동하는 방향에 실질적으로 수직한 방향으로 제공되어 있다.

바람직하게, 상기 방법은 박판층 구성분을 펀칭하는 단계시 몰드 캐비티에 인접해서 박판층 재료를 제한하는 것으로 이루어진다. 유리하게, 펀칭 공정 중에 박판층 구성분을 제한하는 것은 베리어의 품질을 개선시킨다. 바람직하게, 박판층 재료의 제한 단계는 플레이트를 사용하며, 펀치를 수용하기 위한 관통 홀로 이루어지며, 캐비티에 인접한 몰드 위에 박판층 재료를 압축하게 된다.

바람직하게, 상기 방법은 추가로, 베리어를 가지는 형성된 가연성 열원을 캐비티로부터 이탈시키는 것으로 이루어진다. 형성된 가연성 열원은 바람직하게 캐비티의 베이스를 형성하는 몰드 부위를 캐비티 개구부 쪽으로 상대적으로 이동시키는 것에 의해 이탈된다. 한 구현예로서, 캐비티 벽면을 구성하는 몰드 부위가 아래 방향으로 이동하고, 캐비티의 베이스를 구성하는 몰드 부위는 캐비티 벽면을 구성하는 부위에 대해 정지되어 남아 있게 된다. 바람직하게 몰드 캐비티로부터의 열원의 이탈은 몰드를 가로질러서 습동하면서 전진하는 호퍼에 상응한다. 그로 인해서 호퍼의 외부면은 작업 구역에서 열원을 제거하게 된다.

몰드는 복수의 캐비티를 구성할 수 있으으므로 복수의 캐비티가 동시에 제작할 수 있다. 복수의 캐비티는 단일 열로 제공될 수 있으며, 다중 열 또는 엇갈리는 열로 제공될 수 있다. 이 구현예에서, 복수의 펀치가 제공되며, 각각의 펀치는 하나의 캐비티에 해당하게 된다.

대체적인 구현예에서, 상기 방법은 연속적으로 회전하는 멀티 캐비티 프레스, 소위 터릿 프레스(turret press)를 이용하는 것으로 이루어진다. 이 구현예에서, 상기 캐비티는 중심축에 대해서 회전한다. 미립자 구성분은 호퍼로부터 캐비티에 제공되며, 호퍼는 미립자 구성분을 수용하는 캐비티에 대해서 정지되어 있다. 이와 같이, 호퍼는 아치 모양으로 구성된 라인을 따라서 왕복운동을 한다. 이때, 캐비티 개구부를 커버하기 위해서 캐비티에 인접해서 박판층 재료가 제공된다. 박판층 재료는 실질적으로 멀티 캐비티 프레스를 회전에 대해서 실질적으로 접선 방향으로 공급되어진다. 펀치는 박판층 재료 위에 수직 방향으로 제공되어 있으며, 재료를 펀칭하는 단계시, 펀치는 펀치되어지는 캐비티에 대해서 정지되어 있다. 이와 같이 펀치는 수직 방향으로 모두 왕복 운동을 하며, 아치 모양으로 구성된 라인을 따라 왕복 운동을 한다. 그 다음에 베리어를 갖는 형성된 가연성 열원이 몰드로부터 이탈된다.

이하에서 추가로 기재하는 바와 같이, 가연성 열원은 폐색(blind) 또는 비폐색(non-blind)일 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같이, 용어 "폐색"는 사용자의 흡입에 의해서, 가연성 열원을 포함하는 흡연 물품을 통해서 유입된 공기가 가연성 열원을 따라서 어떤 기류 채널을 통과하지 못하게 되는 가연성 열원을 기재할 때 사용된다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같이, 용어 "비폐색"은 사용자의 흡입에 의해서, 가연성 열원을 포함하는 흡연 물품을 통해서 유입된 공기가 가연성 열원을 따라서 어떤 기류 채널을 통과하게 되는 가연성 열원을 기재할 때 사용된다.

일부 구현예에서, 가연성 열원은 복수 층으로 이루어질 수 있다. 이 구현예에서, 상기 층은 바람직하게 다른 미립자 재료로 형성된 것으로 다른 층은 다른 성질을 가지게 형성된 것이다. 복수의 층은 몰드 캐비티에 제1 미립자 재료를 배치하고 몰드 캐비티에 제2 미립자 입자를 배치하는 것에 의해 형성될 수 있다. 제1 미립자 재료는 제1층에 해당하고, 제2 미립자 재료는 제2층에 해당한다.

본 명세서에서 사용하는 용어 "층" 및 "층들"은 경계면을 따라 서로 만나는 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조된 다층 제품의 다른 부위를 지칭할 때 사용한다. 용어 "층"과 "층들"의 사용은 어떤 특별한 절대적 또는 상대적인 크기를 가지는 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조된 다층 제품의 다른 부위에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조된 다층 제품의 층은 폐색 또는 비폐색일 수 있다.

바람직하게, 미립자 구성분은 연소성의 탄소질 재료로 이루어진다. 가연성 탄소질 열원을 만들기 위한 본 발명에 따른 방법에 사용하는 탄소질 미립자 구성분은 하나 또는 그 이상의 적당한 탄소를 함유하는 재료로부터 형성될 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어 "탄소질"은 탄소로 이루어진 열원 및 미립자 구성분을 기재할 때 사용한다.

미립자 구성분이 탄소질인 구현예에서, 제1 미립자 구성분은 건조 중량으로 바람직하게는 적어도 약 35%, 더 바람직하게는 적어도 약 45%, 가장 바람직하게는 적어도 약 55%의 탄소 함량을 갖는다. 특정한 바람직한 구현예에서, 제1 미립자 구성분은 바람직하게 건조 중량으로 적어도 약 65%의 탄소 함량을 갖는다.

하나 또는 그 이상의 결합제 대신에 또는 추가해서, 가연성 탄소질 열원을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에 사용하기 위한 탄소질 미립자 구성분은 가연성 탄소질 열원의 특성을 개선시키기 위해서 하나 또는 그 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는 이에 한정하고자 하는 것은 아니지만, 가연성 탄소질 열원의 통합을 촉진하기 위한 첨가제(예를 들면, 소성 보조제), 가연성 탄소질 열원의 점화를 촉진하기 위한 첨가제(예를 들면, 과염소산염, 염소산염, 질산염, 과산화물, 과망간산염, 지르코늄 및 이들의 조합물과 같은 산화제), 가연성 탄소질 열원의 연소를 촉진하기 위한 첨가제(예를 들면, 칼륨 및 시트르산 칼륨과 같은 칼륨염) 및 가연성 탄소질 열원의 연소에 의해서 생성된 하나 또는 그 이상의 가스의 분해를 촉진하기 위한 첨가제(예를 들면, CuO, Fe₂O₃ 및 Al₂O₃와 같은 촉매)를 포함한다.

본 발명에 따른 방법이 흡연 물품을 위한 가연성 탄소질 열원을 제조하는데 사용되는 경우, 적어도 하나의 미립자 구성분은 탄소를 포함한다. 바람직하게, 미림자 구성분의 적어도 하나는 점화 보조제를 포함한다. 특정한 구현예에서, 적어도 하나의 미립자 구성분은 탄소와 점화 보조제를 포함한다.

제1 미립자 구성분이 점화 보조제를 포함하는 구현예에서, 제1 미립자 구성분은 건조 중량으로 바람직하게 약 60% 이하, 더 바람직하게는 50% 이하, 가장 바람직하게는 약 40% 이하의 점화 보조제 함량을 갖는다. 특정의 바람직한 구현예에서, 제1 미립자 구성분은 바람직하게 건조 중량으로 약 30% 이하의 점화 보조제 함량을 갖는다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은, 용어 "점화 보조제"는 가연성 열원의 점화시 에너지와 산소 중 하나 또는 둘 모두를 방출하는 재료를 나타내는데 사용하며, 상기 재료에 의해서 에너지 및 산소 중 하나 또는 둘 모두의 방출 비율은 주변으로 산소 확산이 제한되지 않는다. 다시 말해서, 가연성 열원의 점화시 상기 재료에 의해서 에너지 및 산소 중 하나 또는 둘 모두의 방출 비율은 주변의 산소가 상기 재료에 도달할 수 있는 비율과 대체로 무관하다. 본 명세서에서 사용하는 "점화 보조제"는 가연성 열원의 점화시 에너지가 방출되는 원소 금속을 나타내는데 사용되기도 하며, 여기서, 원소 금속의 점화 온도는 약 500℃ 이하이고, 원소 금속의 연소 열은 최소한 약 5kJ/g이다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은, 용어 "점화 보조제"는 탄소 연소를 변형시키는 것으로 의심되는 카르복실산의 알칼리 금속염(알칼리금속 시트르산염, 알칼리금속 아세트산염 및 알칼리금속 숙신산염 등), 알칼리 금속 할로겐화물염(알칼리금속 염화염 등), 알칼리금속 탄산염 또는 알칼리금속 인산염은 포함하지 않는다. 가연성 열원의 총 중량과 비교해서 대량으로 존재한다고 할지라도 이러한 알칼리금속 연소염은 조기 퍼프시 허용되는 에어로졸을 생성하기 위해서 가연성 열원의 점화시에 충분한 에너지를 방출하지 않는다.

적당한 산화제의 예로는 이에 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 질산칼륨, 질산칼슘, 질산스트론튬, 질산나트륨, 질산바륨, 질산리튬, 질산알루미늄 및 질산철과 같은 질산염; 아질산염; 다른 유기 및 무기 니트로 화합물; 예를 들면, 염소산나트륨 및 염소산칼륨과 같은 염소산염; 예를 들면, 과염소산 나트륨과 같은 과염소산염; 아염소산염; 예를 들면, 브롬산나트륨 및 브롬산칼륨과 같은 브롬산염; 과브롬산염; 예를 들면, 붕산나트륨 및 붕산칼륨과 같은 붕산염; 예를 들면, 철산바륨과 같은 철산염; 아철산염; 예를 들면, 망간산칼륨과 같은 망간산염; 예를 들면 과망간산 칼륨과 같은 과망간산염; 예를 들면, 과산화벤조일과 과산화아세톤과 같은 유기 과산화물; 예를 들면, 과산화수소, 과산화스트론튬, 과산화마그네슘, 과산화칼슘, 과산화바륨, 과산화아연 및 과산화리튬과 같은 무기 과산화물; 예를 들면, 초산화칼륨 및 초산화나트륨과 같은 초산화물; 요오드산염; 과요오드산염; 요오드화물; 황산염; 아황산염; 다른 술폭시드(sulfoxide); 인산염(phosphates); 포스핀산염(phospinates); 아인산염(phosphites) 및 포스판산염(phosphanites)을 포함한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 가연성 열원은 겉보기 밀도가 약 0.8 g/㎤과 약 1.1 g/㎤, 더 바람직하게는 약 0.9 g/㎤을 갖는다.

바람직하게, 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조되는 가연성 열원은 길이가 약 2 mm와 약 20 mm 사이, 더 바람직하게는 약 3 mm와 약 15 mm 사이, 가장 바람직하게는 약 9 mm와 약 11 mm 사이를 갖는다.

바람직하게, 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조되는 가연성 열원은 직경은 약 5 mm와 약 10 mm 사이, 더 바람직하게는 약 7 mm와 약 8 mm 사이, 가장 바람직하게는 약 7.8 mm를 갖는다.

바람직하게, 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조되는 가연성 열원은 실질적으로 균일한 직경을 갖는다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 가연성 열원의 제1말단의 직경이 그의 반대편 제2 말단의 직경 보다 크도록 가연성 열원을 제조하는데 사용될 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조되는 가연성 열원은 실질적으로 실질적으로 원통형이다. 예를 들면, 본 발명에 따른 방법은 실질적으로 원형의 단면 또는 실질적으로 타원형의 단면의 원통형 가연성 열원을 제조하는데 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어 "길이"는 흡연 제품의 세로 방향으로의 치수를 기재하는데 사용된다.

본 발명에 따른 추가 태양에 따르면, 베리어를 가지는 가연성 열원을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 캐비티를 구성하는 다이를 제공하는 단계; 상기 다이 캐비티에 압축된 미립자 가연성 열원을 배치하는 단계; 캐비티 개구부를 커버하기 위해서 박판층 구성분을 다이에 인접해서 배치하는 단계; 및 펀치와 다이를 사용하여 박판층 구성분을 펀칭하는 것에 의해 베리어를 형성하는 단계로 이루어지며, 상기 가연성 열원에 베리어를 부착하기 위해서 상기 펀치는 베리어 위에서 작동을 한다.

유리하게, 가연성 열원에 베리어를 적용할 때 같은 공정 중에 박판층 재료를 펀칭하는 것에 의해 베리어를 형성하는 것은 베리어를 가지는 가연성 열원을 제조하는 효율을 상승시킨다.

본 명세서에서 기재한 베리어를 가지는 가연성 열원은 흡연 물품에 사용될 수 있다. 흡연 제품은 앞에서 기재한 바와 같은 베리어를 가지는 가연성 열원, 에어로졸 형성 기질, 팽창실과 같은 운반 섹션, 필터 섹션 및 마우스피스로 이루어질 수 있다. 가연성 열원은 바람직하게 에어로졸 형성 기질에 인접하는 흡연 물품의 제1 말단에 제공되어 있다. 가연성 열원의 베리어는 가연성 열원과 에어로졸 형성 기질 사이에 제공되어 있다. 마우스피스는 흡연 물품의 제2 말단에 제공되어 있다. 흡연 제품의 구성분은 래퍼로 둘러싸여져 있다. 상기 래퍼는 가연성 열원에 인접하는 영역에 추가 베리어로서 제공될 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은 용어 "에어로졸 형성 기질"은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물의 가열시 방출될 수 있는 기질을 지칭한다.

본 발명에 따른 방법은 상기에 기재한 타입의 흡연 물품을 위한 베리어를 가지는 가연성 열원을 제조하는데 유리하게 사용될 수 있다. 특히 본 발명에 따른 방법은 흡연 제품을 위한 가연성 탄소질 열원을 제조하는데 유리하게 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은, 수단 플러스 기능상의 특징은 그들의 상응하는 구조의 항목으로 선택적으로 표현될 수 있다.

하나의 태양과 관련한 어떤 특징이 어떤 적당한 조합에 의해 다른 태양에도 적용될 수 있다. 특히 방법 태양은 장치 태양에도 적용될 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 추가로 하나의 태양에서 어떤, 일부 또는 모든 특징은 어떤 다른 태양에서 어떤 적당한 조합에 의해 어떤, 일부 또는 모든 특징에 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 어떤 태양에서 기재 및 정의한 다양한 특징들의 특정 조합은 독립적으로 구현 또는 공급 또는 사용될 수 있다는 것을 이애해야 한다.

이하 본 발명을 첨부하는 도면을 참고하여 단지 예시하기 위한 목적으로 상세히 설명하기로 한다.

도 1(a), 1(b) 및 1(c)는 베리어를 가지는 가연성 열원의 제조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 간단히, 베리어를 가지는 가연성 열원은 몰드를 이용해서 제조되며, 이 몰드에는 미립자 재료가 제공된다. 이 미립자 재료는 탄소를 기본으로 하며 검(gum)과 같은 결합제를 갖는다. 베리어는 실질적으로 공기 불투과성, 비연소성이며, 가연성 열원으로부터 열을 전달하도록 구성되어 있다. 적당한 재료는 알루미늄이다. 박판층 소재는 가연성 열원에 소위 백 코팅(back-coating)으로서 베리어를 제공하기 위해서 이용된다. 베리어는 박판층 소재를 펀칭(punching)하는 것에 의해 형성된다. 동시에, 미립자 재료는 베리어 재료를 통해서 힘을 제공하는 펀치에 의해서 압축되어진다. 접착제가 베리어와 열원 사이에 제공되어 베리어를 열원에 부착한다. 베리어를 가지는 형성된 가연성 열원은 실질적으로 원형 단면을 갖는다.

가연성 열원을 제조하는데 이용된 기계는 다음과 같이 배열되어 있다. 가연성 열원을 형성하기 위한 캐비티의 측면벽을 구성하게 되는 몰드(100)가 제공되어 있다. 캐비티의 저면벽은 세그먼트(104)에 의해서 구성된다. 몰드 측면벽과 저면벽은 서로 상대적으로 이동할 수 있다. 미립자 재료(108)를 호퍼 출구(110)를 통해서 몰드 캐비티(102)로 제공하도록 구성된 호퍼(106)가 제공되어 있다. 이 호퍼(106)는 몰드(100)에 대해서 습동 가능하게 설치되어 있으므로 캐비티(102)의 세록 방향의 축에 수직한 라인을 따라서 왕복 운동을 할 수 있다. 캐비티(102) 위에 수직하게 펀치(112)가 제공 및 배치되어 있으며, 펀치의 세로 방향의 축과 캐비티의 세로 방향의 축이 일렬로 정렬되어 있다. 박판층 소재로 이루어진 보빈(116)으로부터 박판층 소재(114)가 제공된다. 박판층 소재는 호퍼(106)의 왕복운동 방향과 실질적으로 나란한 방향으로 제공된다.

도 1(a)는 출구(110)가 캐비티 개구부 위에 놓이도록 호퍼(106)를 배치한 도면이다. 이 위치에서, 호퍼는 저장하고 있는 미립자 재료(108)를 캐비티(102) 속으로 제공하게 된다. 단일의 가연성 열원이 형성될 수 있게 캐비티 내부로 충분한 미립자 재료이 제공된다. 미립자 물질(114)은 몰드(102)를 채우는 동안에 호퍼(106)에 의해서 몰드 캐비티로부터 멀리 이동을 한다. 박판층이 열원에 부착될 수 있도록 베리어를 형성하는 펀치에 앞서 박판층에 접착제가 제공된다. 접착제는 박판층 소재의 한 면에 미리 적용되어 있으므르 보빈(116)으로부터 공급된 박판층은 이미 접착제를 가지고 있다.

도 1(b)는 도 1(a)에 도시한 충전 위치에서 호퍼가 물러난 상태를 나타낸 도면이다. 호퍼는 몰드 캐비티 개구부로부터 멀리 습동되어 있으므로 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이 펀치가 캐비티를 향해서 전진하게 된다. 박판층 소재(114)가 베리어를 펀칭하기 위한 정확한 위치에 있도록 하기 위해서, 펀치(112)에 탄력적으로 부착되어 있는 플레이트(도시하지 않음)에 의해서 제한을 받고 있다. 펀치가 캐비티를 향해서 전진을 함으로써, 캐비티(102)의 개구부 위에서 펀치를 제한하기 위해서 플레이트가 박판층 소재와 체결된다. 한번 체결되면, 플레이트는 몰드에 대해서 이동하는 것이 멈추게 되며, 펀치는 전진을 계속하여 플레이트와 캐비티에 대해서 이동을 한다. 펀치는 캐비티 개구부를 다이와 같이 사용함으로써 박판층 소재로부터 베리어를 형성한다. 따라서, 미립자 재료는 펀치에 의해서 압축되고 동시에 베리어가 형성된다. 열원과 베리어를 형성하는 것 외에 펀치는 오목형 단면 프로필로 제공되어 있으므로 베리어로 사용되는 박판층 소재의 절단이 가능할 수 있다. 효과적인 측면에서, 오목형 펀치 프로필의 제공은 펀치에 칼날형 에지를 형성하게 됨으로써, 박판층 소재의 절단을 보다 쉽게할 수 있다. 오목형 프로필은 또한, 열원 말단에 캡의 몰딩을 쉽게 할 수도 있다. 오목형 프로필을 제공함으로써, 미립자 재료는 펀치와 몰드 측면벽 사이의 경계면으로부터 멀리 이동된다. 미립자 재료가 경계면으로부터 멀리 이동됨으로써 나머지들이 미립자 재료와 깨끗하게 분리되고 펀치와 몰드 벽면 간의 마찰이 감소하게 될 것이다. 효과적인 측면에서, 오목형 펀치는 몰드의 측면벽을 따른 스크래퍼로서 작용을 한다. 추가로, 오목형 펀치 프로필은 열원의 주변을 라운드지게 하거나 끝이 잘려지게 형성한다. 따라서, 열원의 주변에 복록형의 베리어가 제공된다. 따라서, 볼록형의 베리어는 추가로 이하에서 상세히 기재하기로 한다. 압축 단계가 완성된 후, 펀치는 수직 방향으로 물러나게 된다.

도 1(c)는 펀치가 뒤로 물러난 상태를 나타낸 도면이다. 펀치가 물러남으로써, 캐비티의 벽면을 구성하는 몰드 부위가 캐비티의 저부를 형성하는 몰드 부위에 대해서 낮아지게 된다. 이 방법에서, 열원(118)은 몰드 캐비티로부터 이탈하게 된다. 캐비티의 벽면을 구성하는 몰드 부위가 낮아짐으로써, 호퍼는 몰드의 상부 표면을 따라서 습동적으로 전진하여 추가 열원을 제조하기 위한 공정을 시작하게 된다. 호퍼가 전진함으로써 호퍼의 선도 말단은 작업 영역으로부터 형성된 열원을 제거하는데 이용된다. 이 방법에서, 연속 공정이 이루어진다.

도 2(a)와 2(b)는 베리어(200)를 가지는 형성된 열원을 나타낸 것이다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 베리어는 측면벽(202)을 가지는 볼록형 캡으로 형성되어 있다. 볼록형 캡은 오목형 프로필의 펀치에 의해서 형성된 것이며, 볼록형 캡은 형상은 실질적으로 펀치의 오목형 프로필의 형상과 계합될 수 있다. 볼록형 캡은 캡과 열원 간의 접착력을 개선시킬 수 있다. 볼록형 캡은 추가로 또는 대체적으로, 캡과 열원 간의 경계면에서의 미립자 재료의 파편화의 위험성을 감소시킬 수 있다. 압축된 미립자 재료(204)는 열원을 형성한다. 열원은 직경이 대략적으로 7.8 mm 이고, 길이는 대략적으로 9 mm이다. 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 베리어(200)를 가지는 가연성 열원(118)은 실질적으로 단면이 원형이다.

열원은 흡연성 물품에 사용된다. 흡연성 물품은 상기한 바와 같이 형성된 열원, 상기 열원의 베리어에 인접해서 제공되어 있는 에어로졸 형성 기질, 확산기, 운반 섹션, 증기를 응축하는데 적합한 필터, 및 마우스피스 필터로 이루어져 있다. 이들 구성 성분들은 열원과 에어로졸 형성 기질에 인접해서 추가로 알루미늄 랩으로 이루어질 수 있는 티핑 페이퍼로 둘러싸여 있다. 사용시, 사용자는 기질을 발생시키기 위하여 에어로졸 형성 기질을 가열하는 열원의 연소를 시작하게 된다. 사용자는 흡연 물품을 흡입함으로써 공기가 에어로졸을 연행하고 있는 에어로졸 형성 기질의 상류에 있는 통기구멍을 통해서 흡입된다.

상기에서 기재한 구현예 및 실시예들은 단지 예시하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 다른 구현예들은 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 만들어질 수 있으며, 여기서 기재한 특정 구현예에 한정되는 것이 아님을 이해해야 할 것이다.

100: 몰드, 102: 캐비티,
104: 세그먼트, 106: 호퍼,
108: 미립자 재료, 110: 출구,
112: 펀치, 114: 박판층 소재,
116: 보빈, 118: 열원,
200: 베리어 204: 압축된 미립자 재료

Claims (15)

1. 캐비티를 구성하는 몰드를 제공하는 단계;
   상기 몰드 캐비티에 미립자 구성분을 배치하는 단계;
   상기 캐비티 개구부를 커버하기 위해서 상기 몰드에 인접해서 박판층 구성분을 배치하는 단계;
   가연성 열원을 형성하기 위해서 상기 미립자 구성분을 압축하는 단계로 이루어지되
   여기서, 압축 단계 중에, 펀치와 몰드를 이용해서 상기 박판층 구성분을 펀칭하는 것에 의해 베리어를 형성하고 상기 펀치는 상기 미립자 구성분을 압축하고상기 가연성 열원에 상기 베리어가 부착되도록 상기 베리어 상에 작동하는 것으로 이루어지는 베리어를 가지는 가연성 열원을 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가연성 열원과 상기 베리어 사이에 접착제가 제공되는 것으로 추가로 하여 이루어지는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 접착제는 상기 몰드에 인접해서 배치되기 전에 박판층 구성분에 적용되는 것을 추가로 하여 이루어지는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 접착제는 분무 건; 롤러 및 슬롯 건 중 적어도 하나에 의해서 적용되는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 미립자 구성분은 결합제와 함께 제공되는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 결합제는 상기 가연성 열원을 상기 베리어에 결합시키도록 구성되어 있는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 베리어는 캡을 형성하도록 상기 가연성 열원의 측면을 따라 적어도 부분적으로 확장되어 있는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 펀치 프로필은 오목형인 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 베리어는 열전도성인 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 베리어의 열전도도는 적어도 200 W/m.k인 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 베리어는 비연소성인 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 베리어는 공기 불투과성인 방법.
13. 제1항에 있어서, 몰드를 제공하는 단계는 연속 회전성 멀티 캐비티 프레스를 이용여 수행하는 방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 미립자 구성분은 연소성의 탄소질 재료로 이루어지는 방법.
15. 흡연 물품을 위한 가연성 열원을 제조하기 위한 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 제조 방법.
    

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