KR101667177B1

KR101667177B1 - 다중 물질 서셉터를 갖는 에어로졸 발생 물품

Info

Publication number: KR101667177B1
Application number: KR1020157034484A
Authority: KR
Inventors: 올레그 미로노프; 이하 니콜라예비치 지노빅; 올레그 퍼사
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2016-10-24
Also published as: HUE031205T2; CA2940797C; US20210145059A1; CN105407750B; ZA201605656B; IL247287B; DK2996504T3; LT2996504T; RS55485B1; US20160150825A1; EP2996504A1; US11937642B2; PL2996504T3; US20190008210A1; US20240188636A1; PH12016501586A1; US10945466B2; TW201609005A; CN105407750A; AU2015261847A1

Abstract

에어로졸 발생 물품(10)은 에어로졸 형성 기재(20) 및 이 에어로졸 형성 기재(20)를 가열하기 위한 서셉터(1,4)를 포함하고 있다. 서셉터(1,4)는 제1 서셉터 물질(2,5) 및 퀴리 온도를 갖는 제2 서셉터 물질(3,6)을 포함하되, 제1 서셉터 물질이 제2 서셉터 물질과 긴밀하게 물리적으로 접촉하면서 배치되어 있다. 제1 서셉터 물질도 퀴리 온도를 가질 수도 있으며, 제2 퀴리 온도는 500℃보다 낮고, 제1 서셉터 물질이 퀴리 온도를 가지는 경우 제1 서셉터 물질의 퀴리 온도보다 낮다. 다중 물질 서셉터를 사용하면 가열이 최적화될 수 있으며 직접 온도 모니터링을 할 필요 없이 대략 제2 퀴리 온도로 서셉터의 온도가 제어될 수 있다.

Description

다중 물질 서셉터를 갖는 에어로졸 발생 물품{AEROSOL-GENERATING ARTICLE WITH MULTI-MATERIAL SUSCEPTOR}

본 명세서는 가열됐을 때에 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다. 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 형성 기재의 가열이 유도 가열(induction-heating)에 의해 비접촉 방식으로 실시될 수 있도록, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 서셉터를 포함하고 있다. 서셉터는 상이한 퀴리 온도를 갖는 적어도 2개의 상이한 물질을 포함하고 있다. 본 명세서는 또한 이러한 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 장치를 가열하기 위한 인덕터를 갖는 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 시스템에 관한 것이다.

담배가 연소되기보다는 가열되는 다수의 에어로졸 발생 물품, 또는 흡연 물품이 당 기술분야에 제안되어 있다. 이러한 가열식 에어로졸 발생 물품의 하나의 목표는 종래의 궐련에서 담배의 연소와 열분해 감성(degradation)으로 인해 생성된 유형의 공지의 유해한 연기 성분을 감소시키는 것이다.

통상적으로 이러한 가열식 에어로졸 발생 물품에서, 에어로졸은 열원으로부터 물리적으로 분리된 에어로졸 형성 기재 또는 물질로의 열의 전달에 의해 발생된다. 흡연 동안, 휘발성 화합물이 열원으로부터의 열의 전달에 의해서 에어로졸 형성 기재로부터 방출되고 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 공기에 연행된다. 상기 방출된 화합물이 냉각되고, 응축되어 사용자가 흡입하게 되는 에어로졸이 형성된다.

다수의 선행 기술 문헌은 가열식 에어로졸 발생 물품을 소모하거나 흡연하기 위한 에어로졸 발생 장치를 개시하고 있다. 이러한 장치는, 예를 들면, 에어로졸 발생 장치의 하나 이상의 전기 가열 요소로부터 가열식 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 에어로졸이 발생되는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있다. 이러한 전기 흡연 시스템의 한 가지 이점은, 사용자가 선택적으로 흡연을 일시 정지하고 재시작할 수 있게 하면서, 측류연(sidestream smoke)을 상당히 감소시키는 것이다.

전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에서 사용하기 위한 전기 가열식 궐련 형태의 에어로졸 발생 물품의 일례가 US 2005/0172976 A1에 개시되어 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 시스템의 에어로졸 발생 장치의 궐련 수용부 내에 삽입되도록 구성되어 있다. 에어로졸 발생 장치는, 복수의 전기 저항 가열 요소를 포함하고 있는 히터 고정기구(heater fixture)에 에너지를 공급하는 전원을 포함하고 있는데, 히터 고정기구는 에어로졸 발생 물품을 미끄러지게 수용하도록 배열되어 가열 요소들이 에어로졸 발생 물품과 나란히 위치된다.

US 2005/0172976 A1에 개시된 시스템은 복수의 외부 가열 요소를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치를 사용한다. 내부 가열 요소들을 갖는 에어로졸 발생 장치들도 또한 공지되어 있다. 사용시, 이러한 에어로졸 발생 장치들의 내부 가열 요소들은 가열식 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재 내에 삽입되어 내부 가열 요소들이 에어로졸 형성 기재와 직접 접촉하게 된다.

에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소와 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재 간의 직접 접촉은 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 효율적인 수단을 제공해서 흡입 가능한 에어로졸을 형성할 수 있다. 이러한 구성에서, 내부 가열 요소로부터의 열은 내부 가열 요소가 작동된 때에 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분에 거의 일정하게 전달될 수도 있고, 이는 에어로졸의 신속한 발생을 용이하게 할 수도 있다. 또한, 에어로졸을 발생시키는 데에 필요한 전체 가열 에너지는 외부 히터 요소를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템의 경우인 것보다 낮을 수 있으며, 이때 에어로졸 형성 기재가 외부 가열 요소와 직접 접촉하지 않고 에어로졸 형성 기재의 초기 가열이 주로 대류 또는 방사에 의해 일어난다. 에어로졸 발생 장치의 내부 가열 요소가 에어로졸 형성 기재와 직접 접촉하는 경우, 내부 가열 요소와 직접 접촉하고 있는 에어로졸 형성 기재의 부분들의 초기 가열은 주로 전도에 의해 실시될 것이다.

내부 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 시스템이 WO2013102614에 개시되어 있다. 가열 요소가 에어로졸 형성 기재와 접촉하게 되는 이 시스템에서는, 가열 요소가 가열되고 그런 다음 냉각되는 열 사이클을 겪는다. 가열 요소와 에어로졸 형성 기재 간의 접촉 동안, 에어로졸 형성 기재의 입자들이 가열 요소의 표면에 부착될 수도 있다. 또한, 가열 요소로부터의 열에 의해 전개된 휘발성 화합물 및 에어로졸이 가열 요소의 표면 상에 피착될 수도 있다. 가열 요소에 부착되고 그 위에 피착된 입자들 및 화합물들은 가열 요소가 최적의 방식으로 기능하는 것을 방해할 수도 있다. 이 입자들 및 화합물들은 또한 에어로졸 발생 장치의 사용 동안에 분해될 수도 있고 사용자에게 불쾌하거나 쓴 향미들을 제공할 수도 있다. 이러한 이유들 때문에, 가열 요소를 정기적으로 세정하는 것이 바람직하다. 세정 공정은 브러쉬와 같은 세정 공구의 사용을 포함하고 있을 수도 있다. 세정이 부적절하게 수행된 경우, 가열 요소가 손상되거나 파손될 수도 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치에 대한 에어로졸 발생 물품의 부적절하거나 부주의한 삽입 및 제거가 가열 요소를 손상시키거나 파손시킬 수도 있다.

에어로졸 형성 기재 및 유도 가열 장치를 포함하고 있는 선행 기술의 에어로졸 전달 시스템들이 공지되어 있다. 유도 가열 장치는 서셉터 물질 내에 와전류(eddy current)를 발생시키는 열을 유도하는 교번 전자기장(alternating electromagnetic field)을 생성하는 유도원을 포함하고 있다. 서셉터 물질은 에어로졸 형성 기재와 열적으로 근접해 있다. 가열된 서셉터 물질은 결국에는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물들을 방출할 수 있는 물질을 포함하고 있는 에어로졸 형성 기재를 가열한다. 에어로졸 형성 기재의 적절한 가열을 확인하기 위해서 서셉터 물질에 대한 다양한 구성을 구비하는 에어로졸 형성 기재들에 대한 다수의 구현예가 당 기술분야에 설명되어 있다. 따라서, 에어로졸 형성 기재의 작동 온도는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물들의 방출이 충족되게 하려고 한다. 효율적인 방식으로 에어로졸 형성 기재의 작동 온도를 제어할 수 있는 것이 바람직할 것이다. 서셉터를 사용하여 에어로졸 형성 기재를 유도 가열하는 것은 "비접촉 가열"의 형태이므로, 소모성의 에어로졸 형성 기재 그 자체 내부의 온도를 측정하는 직접적인 수단이 없다 - 즉, 장치와 에어로졸 형성 기재가 있는 소모품의 내부 간의 접촉이 없다.

에어로졸 형성 기재 및 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 서셉터를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품이 제공되어 있다. 상기서셉터는 제1 서셉터 물질 및 제2 서셉터 물질을 포함하되, 상기제1 서셉터 물질이 상기제2 서셉터 물질과 긴밀하게 물리적으로 접촉하면서 배치되어 있다. 상기제2 서셉터 물질은 바람직하게는 500℃보다 낮은 퀴리 온도를 갖는다. 상기제1 서셉터 물질은 서셉터가 변동 전자기장(fluctuating electromagnetic field)에 배치된 때에 서셉터를 가열하는 데에 주로 사용되는 것이 바람직하다. 임의의 적절한 물질이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 상기제1 서셉터 물질은 알루미늄일 수도 있고, 또는 스테인리스강 같은 철함유(ferrous) 물질일 수도 있다. 상기제2 서셉터 물질은 서셉터가 특정 온도에 도달한 때를 표시하는 데에 주로 사용되는 것이 바람직하고, 그 온도는 제2 서셉터 물질의 퀴리 온도이다. 상기제2 서셉터 물질의 퀴리 온도는 작동 동안에 전체 서셉터의 온도를 조절하는 데에 사용될 수 있다. 따라서, 상기제2 서셉터 물질의 퀴리 온도는 에어로졸 형성 기재의 발화점 아래여야 한다. 상기제2 서셉터 물질에 적절한 물질들은 니켈 및 소정의 니켈 합금들을 포함하고 있을 수도 있다.

바람직하게는, 상기 서셉터는 제1 퀴리온도를 갖는 제1 서셉터 물질 및 제2 퀴리 온도를 갖는 제2 서셉터 물질을 포함하되, 상기제1 서셉터 물질이 상기 제2 서셉터 물질과 긴밀하게 물리적으로 접촉하면서 배치되어 있을 수도 있다. 상기 제2 퀴리 온도는 상기 제1 퀴리 온도보다 낮은 것이 바람직하다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '제2 퀴리 온도(second Curie temperature)'는 제2 서셉터 물질의 퀴리 온도를 지칭한다.

적어도 제1 및 제2 서셉터 물질을 갖는 서셉터를 제공하되, 제2 서셉터 물질은 퀴리 온도를 가지고 제1 서셉터 물질은 퀴리 온도를 갖지 않도록 하거나, 또는 제1 및 제2 서셉터 물질이 서로 구별되는 제1 및 제2 퀴리 온도를 가지도록 해서, 에어로졸 형성 기재의 가열 및 가열의 온도 제어가 분리될 수도 있다. 제1 서셉터 물질은 열 손실 및 그에 따라 가열 효율에 대해 최적화될 수도 있는 반면에, 제2 서셉터 물질은 온도 제어에 대해 최적화될 수도 있다. 제2 서셉터 물질은 임의의 확연한 가열 특징을 가질 필요가 없다. 제2 서셉터 물질은 제1 서셉터 물질의 미리 정의된 최대 희망 가열 온도에 대응하는 퀴리 온도 또는 제2 퀴리 온도를 갖도록 선택될 수도 있다. 최대 희망 가열 온도는 에어로졸 형성 기재가 국부적으로 과열되거나 타지 않도록 정의될 수도 있다. 제1 및 제2 서셉터 물질을 포함하고 있는 서셉터는 단일 구조를 가지고, 이중 물질(bi-material) 서셉터 또는 다중 물질(multi-material) 서셉터라 명명할 수도 있다. 제1 및 제2 서셉터 물질이 바로 근접하는 것은 정확한 온도 제어를 제공함에 있어서 이점이 있을 수도 있다.

제1 서셉터 물질은 500℃ 보다 높은 퀴리 온도를 갖는 자성 물질인 것이 바람직하다. 제1 서셉터 물질의 퀴리 온도는 서셉터가 가열될 수 있어야 하는 임의의 최대 온도 이상인 것이 가열 효율성의 관점에서 바람직할 수 있다. 제2 퀴리 온도는 400℃ 보다 낮게, 바람직하게는 380℃ 보다 낮게, 또는 360℃ 보다 낮게 선택되는 것이 바람직할 수도 있다. 제2 서셉터 물질은 희망하는 최대 가열 온도와 실질적으로 동일한 제2 퀴리 온도를 갖도록 선택된 자성 물질인 것이 바람직할 수 있다. 즉, 제2 퀴리 온도는 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키기 위해서 서셉터가 가열되어야 하는 온도와 대략 동일한 것이 바람직할 수 있다. 제2 퀴리 온도는, 예를 들면 200℃ 내지 400℃의 범위 이내, 또는 250℃와 360℃ 사이일 수도 있다.

한 구현예에서, 제2 서셉터 물질의 제2 퀴리 온도는, 제2 퀴리 온도와 같은 온도에 있는 서셉터에 의해 가열될 시에, 에어로졸 형성 기재의 전체 평균 온도가 240℃를 초과하지 않도록 선택될 수도 있다. 여기서 에어로졸 형성 기재의 전체 평균 온도는 에어로졸 형성 기재의 중앙 영역 및 주변 영역에서의 다수의 온도 측정의 산술 평균으로서 정의된다. 전체 평균 온도에 대한 최대값을 미리 정의해서, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸의 최적 생성에 맞춰질 수도 있다.

바람직한 구현예들에서, 에어로졸 발생 물품은 마우스 말단 및 이 마우스 말단으로부터 상류에 있는 원위 말단을 갖는 로드 형태의 래퍼(wrapper) 내부에 조립된 복수의 요소를 포함하되, 복수의 요소는 로드의 원위 말단에 또는 그를 향해서 위치한 에어로졸 형성 기재를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재이다. 바람직하게는, 서셉터는 3mm와 6mm 사이의 폭 및 10㎛와 200㎛ 사이의 두께를 갖는 세장형(elongate) 서셉터이다. 서셉터는 에어로졸 형성 기재 내부에 위치하는 것이 바람직하다. 세장형 서셉터는, 에어로졸 형성 기재 내부의 방사상 중앙 위치에 위치해서, 바람직하게는 에어로졸 형성 기재의 길이방향 축을 따라 연장되도록 하는 것이 특히 바람직하다. 세장형 서셉터의 길이는 바람직하게는 8mm와 15mm 사이이고, 예를 들면 10mm와 14mm 사이이며, 예를 들면 약 12mm 또는 13mm이다.

제1 서셉터 물질은 최대 가열 효율을 위해 선택되는 것이 바람직하다. 변동 자기장 내에 위치한 자성 서셉터 물질의 유도 가열은 서셉터 내에 유도된 와전류로 인한 저항 가열 및 자기 이력 손실(magnetic hysteresis loss)들에 의해 발생된 열의 조합에 의해 생긴다. 바람직하게는, 제1 서셉터 물질은 400℃ 초과의 퀴리 온도를 갖는 강자성 금속이다. 바람직하게는, 제1 서셉터는 철 또는 스틸과 같은 철 합금, 또는 철 니켈 합금이다. 제1 서셉터 물질은 400 시리즈 스테인리스강, 예를 들면, 410 급 스테인리스강, 또는 420 급 스테인리스강, 또는 430 급 스테인리스강인 것이 바람직할 수도 있다.

제1 서셉터 물질은 대안적으로 적절한 비자성 물질, 예를 들면 알루미늄일 수도 있다. 비자성 물질에서, 유도 가열은 오직 와전류로 인한 저항 가열에 의해서만 생긴다.

제2 서셉터 물질은 원하는 범위 이내, 예를 들면 200℃와 400℃ 사이의 특정 온도에서의 검출 가능한 퀴리 온도를 갖기 위해 선택되는 것이 바람직하다. 제2 서셉터 물질은 또한 서셉터의 가열에 기여할 수 있게 하지만, 이 특성은 그의 퀴리 온도보다 덜 중요하다. 바람직하게는, 제2 서셉터 물질은 강자성 금속, 예를 들면 니켈 또는 니켈 합금이다. 니켈은 에어로졸 발생 물품 내의 가열의 온도 제어에 이상적일 수 있는 약 354℃의 퀴리 온도를 갖는다.

제1 및 제2 서셉터 물질은 긴밀하게 접촉하면서 단일 서셉터를 형성하고 있다. 따라서, 가열되었을 때 제1 및 제2 서셉터 물질은 동일한 온도를 갖는다. 에어로졸 형성 기재의 가열을 위해 최적화될 수도 있는, 제1 서셉터 물질은 미리 정의된 최대 가열 온도보다 높은 제1 퀴리 온도를 가질 수도 있다. 서셉터가 제2 퀴리 온도에 도달하면, 제2 서셉터 물질의 자기 특성이 변한다. 제2 퀴리 온도에서 제2 서셉터 물질은 강자성 상(ferromagnetic phase)으로부터 상자성 상(paramagnetic phase)으로 가역적으로 변한다. 에어로졸 형성 기재의 유도 가열 동안, 이러한 제2 서셉터 물질의 상 변화는 제2 서셉터 물질과의 물리적인 접촉 없이 검출될 수도 있다. 상 변화의 검출로 인해 에어로졸 형성 기재의 가열에 대한 제어를 가능하게 할 수도 있다. 예를 들면, 제2 퀴리 온도와 연관된 상 변화의 검출에 대해, 유도 가열이 자동으로 정지될 수도 있다. 따라서, 에어로졸 형성 기재의 가열에 대한 주된 책임이 있는 제1 서셉터 물질이 퀴리 온도를 갖지 않거나 최대 희망 가열 온도보다 높은 제1 퀴리 온도를 갖더라도, 에어로졸 형성 기재의 과열이 회피될 수도 있다. 유도 가열이 정지된 후, 서셉터는 제2 퀴리 온도보다 낮은 온도에 도달할 때까지 냉각된다. 이 시점에서, 제2 서셉터 물질은 그의 강자성 특성을 다시 회복한다. 이러한 상 변화는 제2 서셉터 물질과 접촉 없이 검출될 수도 있으며, 그런 다음 유도 가열이 다시 활성화될 수 있다. 따라서, 에어로졸 형성 기재의 유도 가열은 유도 가열 장치의 반복되는 활성 및 비활성에 의해 제어될 수도 있다. 이러한 온도 제어는 비접촉 수단에 의해 달성된다. 바람직하게는 미리 유도 가열 장치에 통합되는 회로 및 전자기기들 이외에, 임의의 추가 회로 및 전자기기들이 필요하지 않을 수도 있다.

제1 서셉터 물질과 제2 서셉터 물질 간의 긴밀한 접촉은 임의의 적절한 수단에 의해 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 제2 서셉터 물질은 제1 서셉터 물질 상에 도금, 피착, 코팅, 피복(clad) 또는 용접될 수도 있다. 바람직한 방법들은 전기도금, 갈바닉 도금(galvanic plating) 및 피복을 포함하고 있다. 제2 서셉터 물질은 치밀 층(dense layer)으로서 존재하는 것이 바람직하다. 치밀 층은 다공성 층보다 높은 자기 투과성을 가지고, 퀴리 온도에서의 미세 변화를 검출하기 쉽게 한다. 제1 서셉터 물질이 기재의 가열을 위해 최적화된 경우에는, 제2 서셉터 물질의 부피가 검출 가능한 제2 퀴리점을 제공하는 데에 필요한 것보다 크지 않은 것이 바람직할 수도 있다.

일부 구현예에서, 제1 서셉터 물질은 3mm와 6mm 사이의 폭 및 10㎛와 200㎛ 사이의 두께를 갖는 세장형 스트립 형태이고, 제2 서셉터 물질은 제1 서셉터 물질 상에 도금, 피착, 또는 용접되어 있는 별개 패치들 형태인 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들면, 제1 서셉터 물질은 430 급 스테인리스강의 세장형 스트립일 수도 있고, 또는 제2 세장형 물질은 제1 서셉터 물질의 세장형 스트립을 따라 간격을 두고 피착된 5㎛와 30㎛ 사이의 두께를 갖는 니켈의 패치들 형태일 수도 있다. 제2 서셉터 물질의 패치들은 0.5mm 사이의 폭 및 상기 세장형 스트립의 두께를 가질 수도 있다. 예를 들면, 그 폭은 1mm와 4mm 사이, 또는 2mm와 3mm 사이일 수도 있다. 제2 서셉터 물질의 패치들은 0.5mm와 약 10mm 사이, 바람직하게는 1mm와 4mm 사이, 또는 2mm와 3mm 사이의 길이를 가질 수도 있다.

일부 구현예에서, 제1 서셉터 물질 및 제2 서셉터 물질은 3mm와 6mm 사이의 폭 및 10㎛와 200㎛ 사이의 두께를 갖는 세장형 스트립 형태의 공동박층체(co-laminate)인 것이 바람직할 수도 있다. 바람직하게는, 제1 서셉터 물질은 제2 서셉터 물질보다 더 두꺼운 두께를 갖는다. 공동박층체는 임의의 적절한 수단에 의해 형성될 수도 있다. 예를 들면, 제1 서셉터 물질의 스트립은 제2 서셉터 물질의 스트립에 용접되거나 확산 접합될 수도 있다. 대안적으로, 제2 서셉터 물질의 층은 제1 서셉터 물질의 스트립 상에 피착되거나 도금될 수도 있다.

일부 구현예에서, 서셉터는 3mm와 6mm 사이의 폭 및 10㎛와 200㎛ 사이의 두께를 갖는 세장형 서셉터이고, 이 서셉터가 제2 서셉터 물질에 의해 캡슐화된 제1 서셉터 물질의 코어를 포함하고 있는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, 서셉터는 제2 서셉터 물질에 의해 코팅되거나 피복된 제1 서셉터 물질의 스트립을 포함하고 있을 수도 있다. 일 실시예로서, 서셉터는 12mm의 길이, 4mm의 폭 및 10㎛와 50㎛ 사이, 예를 들면 25㎛의 두께를 갖는 430 급 스테인리스강을 포함하고 있을 수도 있다. 430 급 스테인리스강은 5㎛와 15㎛ 사이, 예를 들면 10㎛의 니켈 층으로 코팅될 수도 있다.

서셉터는 특정 인덕터와 함께 사용된 때에 1와트(Watt)와 8와트 사이, 예를 들면 1.5와트와 6와트 사이의 에너지를 소실하도록 구성될 수도 있다. 구성된다는 것은, 서셉터가 특정 제1 서셉터 물질을 포함할 수도 있고, 공지된 주파수 및 공지된 자기장 강도의 변동 자기장을 발생시키는 특정 전도체와 함께 사용된 때에 1와트와 8와트 사이의 에너지 소실을 허용하는 특정 치수를 가질 수도 있는 것을 의미한다.

에어로졸 발생 장치는 하나보다 많은 서셉터, 예를 들면 하나보다 많은 세장형 서셉터를 가질 수도 있다. 따라서, 가열이 에어로졸 형성 기재의 다른 부분들에서 효율적으로 실시될 수도 있다.

교번 또는 변동 전자기장을 생성하기 위한 인덕터를 갖는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치, 및 본원에서 설명되고 정의된 서셉터를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품을 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템이 또한 제공되어 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치와 체결되어 인덕터에 의해 생성된 변동 전자기장이 서셉터 내에 전류를 유도하여 서셉터를 가열하게 한다. 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 제2 서셉터 물질의 퀴리 전이를 검출하도록 구성된 전자 회로를 포함하고 있다. 예를 들면, 전자 회로는 서셉터의 겉보기 저항(apparent resistance)(Ra)을 간접적으로 측정할 수도 있다. 겉보기 저항은 물질들 중 하나가 퀴리 온도와 연관된 상 변화를 겪게 될 때 서셉터에서 변한다. Ra는 변동 자기장을 생성하는 데에 사용된 DC 전류를 측정함으로써 간접적으로 측정될 수도 있다.

바람직하게는, 전자 회로는 에어로졸 형성 기재의 가열의 폐쇄 루프 제어에 적합하다. 따라서, 전자 회로는 서셉터의 온도가 제2 퀴리 온도 이상으로 증가된 것을 검출할 때에 변동 자기장을 스위치로 끌 수도 있다. 자기장은 서셉터의 온도가 제2 퀴리 온도 아래로 감소된 때에 재차 스위치로 켤 수도 있다. 대안적으로, 자기장을 구동하는 전력 듀티 사이클은 서셉터의 온도가 제2 퀴리 온도 위로 증가할 때에 감소될 수도 있고, 서셉터의 온도가 제2 퀴리 온도 아래로 감소할 때에 감소될 수도 있다.

따라서, 서셉터의 온도는 미리 정해진 시간 기간 동안 제2 퀴리 온도에 대하여 +/- 20℃의 온도에서 유지될 수도 있어서, 에어로졸이 에어로졸 형성 기재를 과열함이 없이 형성될 수 있게 한다. 바람직하게는, 전자 회로는 서셉터의 온도가 제2 퀴리 온도의 +/- 15℃ 이내, 바람직하게는 제2 퀴리 온도의 +/- 10℃ 이내, 바람직하게는 제2 퀴리 온도의 +/- 5℃ 사이로 제어될 수 있게 하는 피드백 루프를 제공하고 있다.

전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 1과 5kA/m(kilo ampere per metre) 사이, 바람직하게는 2와 3kA/m, 예를 들면 약 2.5kA/m의 자기장 강도(H-필드 강도)를 갖는 변동 전자기장을 발생시킬 수 있는 것이 바람직하다. 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 1과 30MHz 사이, 예를 들면 1과 10MHz 사이, 예를 들면 5와 7MHz 사이의 주파수를 갖는 변동 전자기장을 발생시킬 수 있는 것이 바람직하다.

서셉터는 소모성 에어로졸 발생 물품의 일부이고, 한번만 사용된다. 따라서, 가열 동안에 서셉터 상에 형성되는 임의의 잔류물들이 차후의 에어로졸 발생 물품의 가열에 문제를 일으키지 않는다. 일련의 에어로졸 발생 물품들의 향미는 새로운 서셉터가 각 물품을 가열하는 역할을 한다는 사실 때문에 더욱 일정할 수도 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치의 세정은 덜 중요해서 가열 요소에 대한 손상 없이 달성될 수도 있다. 또한, 에어로졸 형성 기재를 천공하는 데에 필요한 가열 요소의 결여는 에어로졸 발생 장치에 대한 에어로졸 발생 물품의 삽입 및 제거가 물품 또는 장치에 대한 부주의한 손상을 초래할 가능성이 적음을 의미한다. 따라서, 전체 에어로졸 발생 시스템은 더욱 견고하다.

도 1a는 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품에서 사용하기 위한 서셉터의 평면도이고;
도 1b는 도 1a의 서셉터의 측면도이고;
도 2a는 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품에서 사용하기 위한 제2 서셉터의 평면도이고;
도 2b는 도 2a의 서셉터의 측면도이고;
도 3은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 서셉터를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품의 특정 구현예의 개략 단면도이고;
도 4는 도 3에 도시된 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 특정 구현예의 개략 단면도이고,
도 5는 도 4의 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 체결되어 있는 도 3의 에어로졸 발생 물품의 개략 단면도이고;
도 6은 도 4에 관하여 설명된 에어로졸 발생 장치의 전자 구성요소들을 보여주는 블록도이고; 그리고
도 7은 서셉터 물질이 그의 퀴리점과 연관된 상 전이를 겪게 될 때에 일어나는 원격 검출 가능한 전류 변화를 도시하는 DC 전류 대 시간의 그래프이다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '에어로졸 형성 기재'는 에어로졸을 형성할 수 있는, 가열 시에 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 설명하는 데에 사용된다. 본원에서 기재된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재에서 발생된 에어로졸은 가시적 또는 비가시적일 수도 있고, 증기(예를 들면, 실온에서는 보통 액체 또는 고체인, 기체 상태에 있는 물질의 미립자)뿐만 아니라, 기체 및 응집된 증기의 액적을 포함할 수도 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '상류' 및 '하류'는 그 사용 중에 사용자가 에어로졸 발생 물품 위를 흡인하는 방향에 대하여 에어로졸 발생 물품의 요소들, 또는 요소들의 부분들의 상대적 위치를 설명하는 데에 사용된다.

에어로졸 발생 물품은 두 개의 말단을 포함하고 있는 로드 형태인 것이 바람직하다: 마우스 말단, 또는 근위 말단(이를 통해 에어로졸이 에어로졸 발생 물품을 빠져나가고, 사용자에게 전달됨), 및 원위 말단. 사용시, 에어로졸 발생 물품에 의해 발생된 에어로졸을 흡입하기 위해서, 사용자는 마우스 말단을 흡인할 수도 있다. 상기 마우스 말단은 상기 원위 말단의 하류에 있다. 또한 상기 원위 말단은 상류 말단이라고 불릴 수도 있고 마우스 말단의 상류에 있다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 사용자의 입을 통해 사용자의 폐 안으로 직접 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 흡연 물품이다. 더욱 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 사용자의 입을 통해 사용자의 폐 안으로 직접 흡입 가능한 니코틴 함유 에어로졸을 발생시키는 흡연 물품이다.

본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 '에어로졸 발생 장치'는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재와 상호작용해서 에어로졸을 발생시키는 장치를 설명하는 데에 사용된다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재와 상호작용해서 사용자의 입을 거쳐서 사용자의 폐 속으로 직접 흡입될 수 있는 에어로졸을 발생시키는 흡연 장치이다. 상기 에어로졸 발생 장치는 흡연 물품용 보유부일 수도 있다.

에어로졸 발생 물품과 관련하여 본원에서 사용될 때, 용어 '길이방향(longitudinal)'은 상기 에어로졸 발생 물품의 마우스 말단과 원위 말단 사이의 방향을 설명하는 데에 사용되고, 용어 '가로방향(transverse)'은 상기 길이방향에 수직인 방향을 설명하는 데에 사용된다.

에어로졸 발생 물품과 관련하여 본원에서 사용될 때, 용어 '직경'은 상기 에어로졸 발생 물품의 가로방향으로의 최대 치수를 설명하는 데에 사용된다. 에어로졸 발생 물품과 관련하여 본원에서 사용될 때, 용어 '길이'는 에어로졸 발생 물품의 길이 방향으로의 최대 치수를 설명하는 데에 사용된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '서셉터(susceptor)'는 전자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 물질을 지칭한다. 변동 전자기장 속에 위치했을 때, 서셉터에 유도된 와전류가 서셉터가 가열되게 한다. 또한, 서셉터 내부의 자기 이력 손실은 서셉터가 추가로 가열되게 한다. 서셉터가 에어로졸 형성 기재와 열 접촉하면서 위치할 때, 에어로졸 형성 기재가 서셉터에 의해 가열된다.

에어로졸 발생 물품은 유도 열원을 포함하고 있는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 체결되도록 디자인되어 있는 것이 바람직하다. 유도 열원, 또는 인덕터는 변동 전자기장 속에 위치한 서셉터를 가열하기 위한 변동 전자기장을 발생시킨다. 사용시, 에어로졸 발생 물품은 서셉터가 인덕터에 의해 발생된 변동 전자기장 속에 위치하도록 에어로졸 발생 장치와 체결된다.

서셉터는 바람직하게는 그의 폭 치수 또는 그의 두께 치수보다 큰, 예를 들면 그의 폭 치수 또는 그의 두께 치수의 2배보다 큰 길이 치수를 갖는다. 따라서, 서셉터는 세장형 서셉터로서 설명될 수도 있다. 서셉터는 로드 내부에 실질적으로 길이방향으로 배열되어 있을 수도 있다. 이는 세장형 서셉터의 길이 치수가 로드의 길이 방향에 대략 평행하게 되도록, 예를 들면 로드의 길이 방향에 +/- 10도 이내로 되도록 배열되어 있는 것을 의미한다. 바람직한 구현예들에서, 세장형 서셉터 요소는 로드 내부의 방사상 중앙 위치에 위치할 수도 있고, 로드의 길이방향 축을 따라 연장되어 있다.

서셉터는 제1 서셉터 물질 및 제2 서셉터 물질을 포함하고 있는 핀, 로드, 또는 블레이드 형태일 수도 있다. 서셉터는 5mm와 15mm 사이, 예를 들면 6mm와 12mm 사이, 또는 8mm와 10mm 사이의 길이를 가질 수도 있다. 서셉터는 1mm와 6mm 사이의 폭을 가질 수도 있고, 10㎛와 500㎛ 사이, 또는 보다 더 바람직하게는 10과 100㎛ 사이의 두께를 가질 수도 있다. 서셉터가 일정한 단면, 예를 들면 원형 단면을 갖는 경우에는, 1mm와 5mm 사이의 바람직한 폭 또는 직경을 갖는다.

바람직한 서셉터들은 250℃ 초과의 온도로 가열될 수도 있다. 적절한 서셉터들은 비금속 코어를 포함할 수도 있으며, 이 비금속 코어 상에는 금속층이 배치되어 있으며, 예를 들면 세라믹 코어의 표면 상에 제1 및 제2 서셉터 물질의 금속 트랙들이 형성되어 있다.

서셉터는 방지성 외부층, 예를 들면 제1 및 제2 서셉터 물질을 캡슐화하는 방지성 세라믹층 또는 방지성 유리층을 가질 수도 있다. 서셉터는 제1 및 제2 서셉터 물질을 포함하고 있는 코어 위에 형성된, 유리, 세라믹, 또는 불활성 금속에 의해 형성된 방지성 코팅층을 포함하고 있을 수도 있다.

서셉터는 에어로졸 형성 기재와 열 접촉하면서 배열되어 있다. 따라서, 서셉터가 가열될 때, 에어로졸 형성 기재가 가열되어 에어로졸이 형성된다. 바람직하게는, 서셉터는 에어로졸 형성 기재와 직접 물리적으로 접촉하면서, 예를 들면 에어로졸 형성 기재 내부에 배열되어 있다.

에어로졸 발생 물품은 단일의 세장형 서셉터를 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 에어로졸 발생 물품은 하나보다 많은 세장형 서셉터를 포함하고 있을 수도 있다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재이다. 에어로졸 형성 기재는 고체 및 액체 성분 모두를 포함하고 있을 수도 있다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함하고 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함하고 있다. 예를 들면, 에어로졸 형성 물질은 균질화 담배 시트로 형성될 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 시트를 주름지게 하여 형성된 로드일 수도 있다.

대안적으로, 또는 추가적으로, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 물질을 함유하고 있는 비-담배를 포함하고 있을 수도 있다. 예를 들면, 에어로졸 형성 기재는 니코틴염 및 에어로졸 형성제를 포함하고 있는 시트로 형성될 수도 있다.

에어로졸 형성 기재가 고체 에어로졸 형성 기재인 경우, 고체 에어로졸 형성 기재는, 예를 들면 허브 잎, 담배 잎, 담배 엽맥들, 팽화 담배(expanded tobacco) 및 균질화 담배 중 하나 이상을 포함하고 있는 분말, 과립, 펠릿(pellet), 조각(shred), 가닥, 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함하고 있을 수도 있다.

선택적으로, 상기 고체 에어로졸 형성 기재는 상기 고체 에어로졸 형성 기재의 가열 시에 방출될, 담배 또는 비-담배 휘발성 향미 화합물을 함유할 수도 있다. 상기 고체 에어로졸 형성 기재는, 예를 들면 상기 추가 담배 휘발성 향미 화합물 또는 비-담배 휘발성 향미 화합물을 포함하는 하나 이상의 캡슐을 또한 함유할 수도 있고, 이러한 캡슐들은 상기 고체 에어로졸 형성 기재의 가열 중에 용융될 수도 있다.

선택적으로, 상기 고체 에어로졸 형성 기재는 열적으로 안정된 담체 위에 제공되거나 그 안에 매립될 수도 있다. 상기 담체는 분말, 과립, 펠릿, 조각, 가닥, 스트립 또는 시트의 형태를 취하고 있을 수도 있다. 상기 고체 에어로졸 형성 기재는 예를 들면, 시트, 발포체, 겔 또는 슬러리 형태로 담체의 표면 위에 피착되어 있을 수도 있다. 상기 고체 에어로졸 형성 기재는 담체의 전체 표면 위에 피착되어 있을 수도 있거나, 대안적으로 사용 중 불균일한 향미 전달을 제공하기 위해서 패턴으로 피착되어 있을 수도 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '균질화 담배 물질'은 미립자 담배를 집합시켜서 형성된 물질을 가르킨다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '시트'는 그것의 두께보다 실질적으로 큰 폭과 길이를 갖는 박층체 요소를 가리킨다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '주름진'은 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 실질적으로 가로방향으로 엉켜 있거나, 접혀 있거나, 또는 그렇지 않으면 압축되었거나 또는 수축되어 있는 시트를 설명하는 데 사용된다.

바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 물질의 주름진 질감을 갖는 시트를 포함하고 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '질감을 갖는 시트'는 압착, 양각, 음각, 천공 또는 그렇지 않으면 변형된 시트를 가리킨다. 에어로졸 형성 기재는 복수의 이격된 압입부, 돌기, 천공 또는 이들의 조합을 포함하고 있는 균질화 담배 물질의 주름진 질감을 갖는 시트를 포함할 수도 있다.

특히 바람직한 구현예에서, 상기 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 물질의 주름진 압착된 시트를 포함하고 있다.

균질화 담배 물질의 질감을 갖는 시트를 사용하면 바람직하게는 균질화 담배 물질 시트의 주름형성을 용이하게 해서 에어로졸 형성 기재를 형성할 수도 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '압착된 시트'는 복수의 실질적으로 평행한 리지(ridge) 또는 물결주름을 갖는 시트를 가리킨다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품이 조립되었을 때, 실질적으로 평행한 리지 또는 물결주름이 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축을 따라서나 그에 평행하게 연장되어 있다. 이것은 바람직하게는 압착된 균질화 담배 물질 시트의 주름형성을 용이하게 해서 에어로졸 형성 기재를 형성한다. 그러나, 에어로졸 발생 물품이 조립되었을 때 대안적으로 또는 추가적으로 에어로졸 발생 물품에 포함시키기 위한 균질화 담배 물질의 압착 시트는 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 예각 또는 둔각으로 배치되어 있는 복수의 실질적으로 평행한 리지 또는 물결주름을 가질 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

에어로졸 형성 기재는 종이 또는 다른 래퍼에 의해 둘러싸여 있는 에어로졸 형성 물질을 포함하는 플러그의 형태일 수도 있다. 에어로졸 형성 기재가 플러그 형태인 경우에, 임의의 래퍼를 비롯한 전체 플러그가 에어로졸 형성 기재로 간주된다.

바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 래퍼에 의해 둘러싸여 있는, 균질화 담배 물질의 주름진 시트, 또는 다른 에어로졸 형성 물질을 포함하고 있는 플러그를 포함하고 있다. 바람직하게는, 서셉터는 세장형 서셉터이고, 또는 상기, 또는 각각의, 세장형 서셉터는 에어로졸 형성 물질과 직접 접촉하면서 플러그 내에 위치하고 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '에어로졸 형성제'는, 사용 시, 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 감성에 실질적으로 내성이 있는, 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물을 설명하는 데 사용된다.

적절한 에어로졸 형성제는 당 기술분야에 주지되어 있고, 이에 한정되지 않지만, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함한다.

바람직한 에어로졸 형성제는, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다.

에어로졸 형성 기재는 단일의 에어로졸 형성제를 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 2개 이상의 에어로졸 형성제의 조합을 포함하고 있을 수도 있다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 5%보다 많은 에어로졸 형성제 함량을 갖는다.

에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 대략 5%와 대략 30% 사이의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수도 있다.

바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 대략 20%의 에어로졸 형성제 함량을 갖는다.

에어로졸 발생 물품에서 사용하기 위한 균질화 담배의 주름진 시트들을 포함하고 있는 에어로졸 형성 기재들은 당 기술분야에 공지된 방법들, 예를 들면 WO 2012/164009 A2에 개시된 방법들에 의해 제조될 수도 있다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 적어도 5mm의 외부 직경을 갖는다. 에어로졸 형성 기재는 대략 5mm와 대략 12mm 사이, 예를 들면 대략 5mm와 대략 10mm 사이 또는 대략 6mm와 대략 8mm 사이의 외부 직경을 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 7.2mm +/- 10%의 외부 직경을 갖는다.

에어로졸 형성 기재는 대략 5mm와 대략 15mm 사이, 예를 들면 약 8mm와 약 12mm 사이의 길이를 가질 수도 있다. 한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 대략 10mm의 길이를 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 대략 12mm의 길이를 갖는다. 바람직하게는, 세장형 서셉터는 에어로졸 형성 기재와 대략 동일한 길이이다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 원통형이다.

지지 요소가 에어로졸 형성 기재의 바로 하류에 위치할 수도 있고 에어로졸 형성 기재와 접경할 수도 있다.

지지 요소는 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 지지 요소는, 초산 아세테이트; 판지; 압착 종이, 예를 들면 압착 내열 종이 또는 압착 황산지(parchment paper); 및 고분자 물질, 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 형성될 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 지지 요소는 초산 셀룰로오스로 형성된다.

지지 요소는 중공 관형 요소를 포함하고 있을 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 지지 요소는 중공 초산 셀룰로오스 관을 포함하고 있다.

지지 요소는 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외부 직경과 대략 같은 외부 직경을 갖는다.

지지 요소는 대략 5mm와 대략 12mm 사이, 예를 들면 대략 5mm와 대략 10mm 사이 또는 대략 6mm와 대략 8mm 사이의 외부 직경을 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 지지 요소는 7.2mm +/- 10%의 외부 직경을 갖는다.

지지 요소는 대략 5mm와 대략 15mm 사이의 길이를 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 지지 요소는 대략 8mm의 길이를 갖는다.

에어로졸 냉각 요소는 에어로졸 형성 기재의 하류에 위치할 수도 있고, 예를 들면 에어로졸 냉각 요소는 지지 요소의 바로 하류에 위치할 수도 있고, 지지 요소와 접경할 수도 있다.

에어로졸 냉각 요소는 지지 요소와 에어로졸 발생 물품의 극단적인 하류 말단에 위치한 마우스피스 사이에 위치할 수도 있다.

에어로졸 냉각 요소는 대략 300m²/mm와 대략 1000m²/mm 사이의 총 표면적을 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 대략 500m²/mm의 총 표면적을 갖는다.

에어로졸 냉각 요소는 대안적으로 열 교환기라 불릴 수도 있다.

에어로졸 냉각 요소는 낮은 흡인 저항을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 에어로졸 냉각 요소는 에어로졸 발생 물품을 통한 공기의 통로에 대하여 낮은 저항을 제공하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 에어로졸 냉각 요소는 에어로졸 발생 물품의 흡인 저항에 실질적으로 영향을 미치지 않는다.

에어로졸 냉각 요소는 복수의 길이방향으로 연장되어 있는 채널을 포함할 수도 있다. 복수의 길이방향으로 연장하는 채널은 압착(crimped), 주름(pleated, gathered), 및 접힘(folded) 중 하나 이상을 통해 채널을 형성하는 시트 물질에 의해 정의될 수도 있다. 복수의 길이방향으로 연장하는 채널은 압착, 주름, 및 접힘 중 하나 이상을 행하여 다수의 채널을 형성하는 단일의 시트에 의해 정의될 수도 있다. 대안적으로, 복수의 길이방향으로 연장하는 채널은 압착, 주름, 및 접힘 중 하나 이상을 행하여 다수의 채널을 형성하는 다수의 시트에 의해 정의될 수도 있다.

일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 금속 포일, 고분자 물질, 및 실질적으로 비다공성 종이 또는 판지로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 초산 셀룰로오스(CA), 및 알루미늄 포일로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다.

바람직한 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 생분해성 물질의 주름진 시트를 포함하고 있다. 예를 들면, 비다공성 종이의 주름진 시트 또는 생분해성 고분자 물질의 주름진 시트, 예를 들면 폴리락트산 또는 Mater-Bi® 급(시판중인 전분계 코폴리에스테르류)이다.

특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리락트산의 주름진 시트를 포함하고 있다.

에어로졸 냉각 요소는 대략 10mm²/mg와 대략 100mm²/mg 사이의 특정 표면적을 갖는 물질의 주름진 시트로 형성될 수도 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 대략 35mm²/mg의 특정 표면적을 갖는 물질의 주름진 시트로 형성될 수도 있다.

에어로졸 발생 물품은 이 에어로졸 발생 물품의 마우스 말단에 위치한 마우스피스를 포함하고 있을 수도 있다. 마우스피스는 에어로졸 냉각 요소의 바로 하류에 위치할 수도 있고 에어로졸 냉각 요소와 접경할 수도 있다. 마우스피스는 필터를 포함하고 있을 수도 있다. 필터는 하나 이상의 적절한 여과 물질로 형성될 수도 있다. 이러한 많은 여과 물질이 당 기술분야에 공지되어 있다. 한 구현예에서, 마우스피스는 초산 셀룰로오스 토우로 형성된 필터를 포함하고 있을 수도 있다.

마우스피스는 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외부 직경과 대략 같은 외부 직경을 갖는다.

마우스피스는 대략 5mm와 대략 10mm 사이, 예를 들면 대략 6mm와 대략 8mm 사이의 직경의 외부 직경을 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 마우스피스는 7.2mm +/- 10%의 외부 직경을 갖는다.

마우스피스는 대략 5mm와 대략 20mm 사이의 길이를 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 마우스피스는 대략 14mm의 길이를 갖는다.

마우스피스는 대략 5mm와 대략 14mm 사이의 길이를 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 마우스피스는 대략 7mm의 길이를 갖는다.

에어로졸 형성 물품의 요소들, 예를 들면 에어로졸 형성 기재 및 에어로졸 발생 물품의 임의의 다른 요소들, 예를 들면 지지 요소, 에어로졸 냉각 요소, 및 마우스피스가 외부 래퍼에 의해 둘러싸여 있다. 외부 래퍼는 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수도 있다. 바람직하게는, 외부 래퍼는 궐련 종이(cigarette paper)이다.

에어로졸 발생 물품은 대략 5mm와 대략 12mm 사이, 예를 들면 대략 6mm와 대략 8mm 사이의 외부 직경을 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 7.2mm +/- 10%의 외부 직경을 갖는다.

에어로졸 발생 물품은 대략 30mm와 대략 100mm 사이의 총 길이를 가질 수도 있다. 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 발생 물품은 40mm와 50mm 사이, 예를 들면 대략 45mm의 총 길이를 갖는다.

에어로졸 발생 시스템의 에어로졸 발생 장치는, 하우징; 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동, 이 공동 내부에 변동 전자기장을 발생시키도록 배열되어 있는 인덕터, 상기 인덕터에 연결되어 있는 전원; 및 상기 전원으로부터 인덕터로의 전력 공급을 제어하도록 구성된 제어 요소를 포함하고 있을 수도 있다.

바람직한 구현예들에서, 상기 장치는 DC 공급 전압 및 DC 전류를 공급하기 위한 DC 전원, 예를 들면 재충전 가능한 배터리, DC 전류를 인덕터에 공급하기 위한 AC 전류로 변환하기 위한 DC/AC 인버터를 포함하고 있는 전원 전자기기들을 포함하고 있을 수도 있다. 에어로졸 발생 장치는 DC/AC 인버터와 인덕터 사이에 임피던스 정합 네트워크를 더 포함해서 인버터와 인덕터 간의 전력 전달 효율을 개선할 수도 있다.

제어 요소는 바람직하게는 DC 전원에 의해 공급된 DC 전류를 모니터링하기 위한 모니터 또는 모니터링 수단에 연결되거나, 이를 포함하고 있다. DC 전류는 전자기장 내에 위치한 서셉터의 겉보기 저항의 간접 표시를 제공할 수도 있으며, 결국에는 서셉터 내의 퀴리 전이를 검출하는 수단을 제공할 수도 있다.

인덕터는 변동 전자기장을 발생시키는 하나 이상의 코일을 포함하고 있을 수도 있다. 코일 또는 코일들은 공동을 둘러싸고 있을 수도 있다.

바람직하게는, 상기 장치는 1과 30MHz 사이, 예를 들면 2와 10MHz 사이, 예를 들면 5와 7MHz 사이의 변동 전자기장을 발생시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 장치는 1과 5kA/m 사이, 예를 들면 2와 3kA/m 상이, 예를 들면 약 2.5kA/m의 필드 강도(H-필드)를 갖는 변동 전자기장을 발생시킬 수 있다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 사용자가 한 손의 손가락들 사이에 잡기에 편안한 휴대용 또는 손에 드는 에어로졸 발생 장치이다.

에어로졸 발생 장치는 그 형상이 실질적으로 원통형일 수도 있다.

에어로졸 발생 장치는 대략 70mm와 대략 120mm 사이의 길이를 가질 수도 있다.

전원은 임의의 적절한 전원, 예를 들면 배터리와 같은 DC 전압원일 수도 있다. 한 구현예에서, 상기 전원은 리튬-이온 배터리이다. 대안적으로, 상기 전원은 니켈-금속 하이브리드 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들면 리튬-코발트, 리튬-철-인산염, 리튬티탄산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수도 있다.

제어 요소는 단순한 스위치일 수도 있다. 대안적으로, 제어 요소는 전기 회로일 수도 있고, 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러를 포함하고 있을 수도 있다.

에어로졸 발생 시스템은 이러한 에어로졸 발생 장치 및 상술한 바와 같이 서셉터를 포함하고 있는 하나 이상의 에어로졸 발생 물품을 포함하되, 상기 에어로졸 발생 물품들은 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 수용되도록 구성되어서 에어로졸 발생 물품 내부에 위치한 서셉터가 인덕터에 의해 발생된 변동 전자기장 내부에 위치하게 될 수도 있다.

상술한 바와 같은 에어로졸 발생 물품을 사용하는 방법은 상기 물품의 세장형 서셉터가 상기 장치에 의해 발생된 변동 전자기장 내부에 있도록 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 대하여 상기 물품을 위치맞춤시키되, 상기 변동 전자기장이 서셉터를 가열되게 하는, 단계, 및 상기 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 적어도 하나의 파라미터를 모니터링하여 제2 서셉터 물질의 퀴리 전이를 검출하는 단계를 포함하고 있을 수도 있다. 예를 들면, 전원에 의해 공급된 DC 전류가 모니터링되어 서셉터의 겉보기 저항의 간접 측정을 제공할 수도 있다. 전자기장은 서셉터의 온도를 제2 서셉터 물질의 퀴리 전이와 거의 동일한 온도로 유지하도록 제어될 수도 있다. 전자기장은 서셉터의 온도를 원하는 경계 이내로 유지하도록 스위치로 끄고 켤 수도 있다. 상기 장치의 듀티 사이클은 서셉터의 온도를 원하는 경계 이내로 유지하도록 변경될 수도 있다.

전기 작동식 에어로졸 장치는 본원에서 설명된 임의의 장치일 수도 있다. 바람직하게는, 변동 전자기장의 주파수는 1과 30MHz 사이, 예를 들면 5와 7MHz 사이로 유지된다.

본원에서 설명되거나 정의된 바와 같은 에어로졸 발생 물품을 제조하는 방법은, 마우스 말단 및 상기 마우스 말단으로부터 상류에 있는 원위 말단을 갖는 로드 형태의 복수의 요소들을 조립하는 단계를 포함할 수 있고, 복수의 요소는 에어로졸 형성 기재 및 서셉터, 바람직하게는 에어로졸 형성 기재와 열적 접촉하면서 로드 내부에 실질적으로 길이방향으로 배열되어 있는 세장형 서셉터 요소를 포함하고 있다. 서셉터는 에어로졸 형성 기재와 직접 접촉하는 것이 바람직하다.

유리하게는, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 물질의 적어도 하나의 시트를 주름지게 하고 주름진 시트를 래퍼에 의해 둘러싸여서 제조될 수도 있다. 가열식 에어로졸 발생 물품을 위한 이러한 에어로졸 형성 기재를 제조하는 적절한 방법이 WO2012164009에 개시되어 있다. 에어로졸 형성 물질의 시트는 균질화 담배의 시트일 수도 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 물질의 시트는 비-담배 물질, 예를 들면 니코틴염 및 에어로졸 형성제를 포함하고 있는 시트일 수도 있다.

세장형 서셉터, 또는 각각의 세장형 서셉터는 에어로졸 형성 기재가 다른 요소들과 조립되기 전에 에어로졸 형성 기재 내에 삽입되어서 에어로졸 발생 물품을 형성할 수도 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 서셉터가 에어로졸 형성 기재 내에 삽입되기 전에 다른 요소들과 조립될 수도 있다.

하나의 측면 또는 구현예에 관하여 설명된 특징들은 또한 다른 측면들 및 구현예들에 적용될 수도 있다. 이제 도면들을 참조하여 특정 구현예들이 설명될 것이다.

유도 가열은 패러데이의 유도 법칙(Faraday's law of induction) 및 옴 법칙(Ohm's law)으로 설명되는 공지된 현상이다. 보다 구체적으로, 패러데이의 유도 법칙은 전도체 내의 자기 유도가 변화하고 있는 경우, 변화 전기장이 전도체 내에 생성되는 것을 명시하고 있다. 이 전기장이 전도체 내에 생성되기 때문에, 와전류라고 공지된 전류가 옴 법칙에 따라 전도체 내에 흐를 것이다. 와전류는 전류 밀도 및 전도체 저항에 비례하는 열을 발생시킬 것이다. 유도 가열될 수 있는 전도체가 서셉터 물질이라고 공지되어 있다. 본 발명은 LC 회로와 같은 AC 전원으로부터 교번 전자기장을 발생시킬 수 있는, 유도 가열원, 예를 들면 유도 코일이 구비된 유도 가열 장치를 사용하고 있다. 와전류를 발생시키는 열은 가열시 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재에 열적으로 근접한 서셉터 물질 내에 생성된다. 서셉터 물질로부터 고체 물질로의 주된 열 전달 메커니즘은 전도, 방사 및 가능하게는 대류이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품에서 사용하기 위한 단일 다중물질 서셉터의 특정 실시예를 도시하고 있다. 서셉터(1)는 12mm의 길이 및 4mm의 폭을 갖는 세장형 스트립 형태이다. 서셉터는 제2 서셉터 물질(3)에 긴밀하게 연결되어 있는 제1 서셉터 물질(2)로 형성되어 있다. 제1 서셉터 물질(2)은 12mm x 4mm x 35㎛의 치수를 갖는 430 급 스테인리스강 스트립 형태이다. 제2 서셉터 물질(3)은 3mm x 2mm x 10㎛ 치수의 니켈 패치이다. 니켈 패치는 스테인리스강 스트립 상에 전기도금되어 있다. 430 급 스테인리스강은 400℃ 초과의 퀴리 온도를 갖는 강자성 물질이다. 니켈은 약 354℃의 퀴리 온도를 갖는 강자성 물질이다.

또 다른 구현예들에서, 제1 및 제2 서셉터 물질을 형성하는 물질은 다를 수도 있다. 또 다른 구현예들에서는, 제1 서셉터 물질과 긴밀하게 접촉하도록 위치한 하나보다 많은 제2 서셉터 물질 패치가 있을 수도 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품에서 사용하기 위한 단일의 다중물질 서셉터의 제2 특정 실시예를 도시하고 있다. 서셉터(4)는 12mm의 길이 및 4mm의 폭을 갖는 세장형 스트립 형태이다. 서셉터는 제2 서셉터 물질(6)에 긴밀하게 연결되어 있는 제1 서셉터 물질(5)로 형성되어 있다. 제1 서셉터 물질(5)은 12mm x 4mm x 25㎛의 치수를 갖는 430 급 스테인리스강 스트립 형태이다. 제2 서셉터 물질(6)은 12mm x 4mm x 10㎛의 치수를 갖는 니켈 스트립 형태이다. 서셉터는 니켈 스트립(6)을 스테인리스강 스트립(5)에 피복하여 형성된다. 서셉터의 총 두께는 35㎛이다. 도 2의 서셉터(4)는 이층 또는 다층 서셉터라고 불릴 수도 있다.

도 3은 바람직한 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품(10)을 도시하고 있다. 에어로졸 발생 물품(10)은 동축 정렬로 배열된 4개의 요소, 즉 에어로졸 형성 기재(20), 지지 요소(30), 에어로졸 냉각 요소(40), 및 마우스피스(50)를 포함하고 있다. 이들 4개의 요소 각각은 실질적으로 원통형 요소이고, 각각이 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 이들 4개의 요소는 연속적으로 배열되어 있고 외부 래퍼(60)에 의해 둘러싸여서 원통형 로드를 형성한다. 세장형 이층 서셉터(4)는 에어로졸 형성 기재와 접촉하면서, 에어로졸 형성 기재 내부에 위치한다. 서셉터(4)는 도 2에 관하여 상술된 서셉터이다. 서셉터(4)는 에어로졸 형성 기재의 길이와 대략 동일한 길이(12mm)를 가지고, 에어로졸 형성 기재의 방사상 중앙 축을 따라 위치하고 있다.

에어로졸 발생 물품(10)은 사용자가 사용 동안에 그 또는 그녀의 입 안에 넣는 근위 또는 마우스 말단(70), 및 이 마우스 말단(70)에 대한 에어로졸 발생 물품(10)의 대향 말단에 위치한 원위 말단(80)을 갖는다. 조립되면, 에어로졸 발생 물품(10)의 총 길이는 약 45mm이고, 직경은 약 7.2mm이다.

사용시, 사용자에 의해 에어로졸 발생 물품을 통해 공기가 원위 말단(80)으로부터 마우스 말단(70)으로 흡인된다. 에어로졸 발생 물품의 원위 말단(80)은 또한 에어로졸 발생 물품(10)의 상류 말단으로서 설명될 수도 있고, 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 말단(70)은 또한 에어로졸 발생 물품(10)의 하류 말단으로서 설명될 수도 있다. 마우스 말단(70)과 원위 말단(80) 사이에 위치한 에어로졸 발생 물품(10)의 요소들은 마우스 말단(70)의 상류, 또는 대안적으로 원위 말단(80)의 하류인 것으로서 설명될 수 있다.

에어로졸 형성 기재(20)는 에어로졸 발생 물품(10)의 극단적인 원위 또는 상류 말단(80)에 위치한다. 도 3에 도시된 구현예에서, 에어로졸 형성 기재(20)는 래퍼에 의해 둘러싸여 있는 압착된 균질화 담배 물질의 주름진 시트를 포함하고 있다. 균질화 담배 물질의 압착된 시트는 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함하고 있다.

지지 요소(30)는 에어로졸 형성 기재(20)의 바로 하류에 위치하고 에어로졸 형성 기재(20)와 접경하고 있다. 도 3에 도시된 구현예에서, 지지 요소는 중공형 초산 셀룰로오스 관이다. 지지 요소(30)는 에어로졸 형성 기재(20)를 에어로졸 발생 물품의 극단적인 원위 말단(80)에 위치시킨다. 지지 요소(30)는 또한 스페이서로서 기능해서 에어로졸 형성 기재(20)로부터 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 냉각 요소(40)를 이격시킨다.

에어로졸 냉각 요소(40)는 지지 요소(30)의 바로 하류에 위치하고 지지 요소(30)와 접경하고 있다. 사용시, 에어로졸 형성 기재(20)로부터 방출된 휘발성 물질들은 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 말단(70)을 향해서 에어로졸 냉각 요소(40)를 따라 통과한다. 휘발성 물질들은 에어로졸 냉각 요소(40) 내부에서 냉각되어 사용자가 흡입하는 에어로졸을 형성할 수도 있다. 도 3에 도시된 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 래퍼(90)에 의해 둘러싸여 있는 폴리락트산의 압착 및 주름진 시트를 포함하고 있다. 폴리락트산의 압착 및 주름진 시트는 에어로졸 냉각 요소(40)의 길이를 따라 연장되어 있는 복수의 길이방향 채널을 정의한다.

마우스피스(50)는 에어로졸 냉각 요소(40)의 바로 하류에 위치하고 에어로졸 냉각 요소(40)와 접경하고 있다. 도 3에 도시된 구현예에서, 마우스피스(50)는 낮은 여과 효율의 통상의 초산 셀룰로오스 토우를 포함하고 있다.

에어로졸 발생 물품(10)를 조립하기 위해서, 상술한 4개의 원통형 요소가 외부 래퍼(60) 내부에 정렬되고 기밀하게 포장된다. 도 3에 도시된 구현예에서, 외부 래퍼는 통상의 궐련 종이이다. 서셉터(4)는 복수의 요소의 조립 전에, 에어로졸 형성 기재를 형성하는 데에 사용되는 공정 동안에 에어로졸 형성 기재(20) 내에 삽입되어서 로드를 형성할 수도 있다.

도 3에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)은 사용자가 흡연하거나 소모하기 위해서, 유도 코일, 또는 인덕터를 포함하고 있는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 체결하도록 설계되어 있다.

전기 작동식 에어로졸 발생 장치(200)의 개략 단면도가 도 4에 도시되어 있다. 에어로졸 발생 장치(200)는 인덕터(210)를 포함하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 인덕터(210)는 에어로졸 발생 장치(200)의 기재 수용실(230)의 원위부(231)에 인접하게 위치하고 있다. 사용시, 사용자는 에어로졸 발생 장치(200)의 기재 수용실(230) 내에 에어로졸 발생 물품(10)을 삽입해서 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 형성 기재(20)가 인덕터(210)에 인접해서 위치하게 된다.

에어로졸 발생 장치(200)는 인덕터(210)가 작동될 수 있게 하는 배터리(250) 및 전자기기들(260)을 포함하고 있다. 이러한 작동은 에어로졸 발생 장치(200)의 기재 수용실(230) 내에 삽입된 에어로졸 발생 물품(10) 위를 사용자가 흡인하는 것에 반응하여 자동적으로 일어날 수도 있다. 배터리(250)는 DC 전류를 공급한다. 전자기기들은 인덕터에 고주파 AC 전류를 공급하기 위한 DC/AC 인버터를 포함하고 있다.

상기 장치가 작동될 때, 고주파 교류가 인덕터의 일부를 형성하는 와이어 코일들을 통과하게 된다. 이는 인덕터(210)가 상기 장치의 기재 수용 공동(230)의 원위부(231) 내부에 변동 전자기장을 발생시키게 한다. 전자기장은 바람직하게는 1과 30MHz 사이, 바람직하게는 2와 10MHz 사이, 예를 들면 5와 7MHz 사이의 주파수로 변동한다. 에어로졸 발생 물품(10)이 기재 수용 공동(230) 내에 정확히 위치하고 있을 때, 물품(10)의 서셉터(4)가 이 변동 전자기장 내부에 위치한다. 변동 전자기장은 서셉터 내부에 와전류를 발생시키며, 이는 결과적으로 가열된다. 또한, 가열은 서셉터 내부의 자기 이력 손실에 의해 제공된다. 가열된 서셉터는 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 형성 기재(20)를 에어로졸을 형성하기에 충분한 온도로 가열한다. 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(10)을 통해 하류로 흡인되고 사용자에 의해 흡입된다. 도 5는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 체결되어 있는 에어로졸 발생 물품을 도시하고 있다.

도 6은 도 4에 관하여 설명된 에어로졸 발생 장치(200)의 전자 구성요소들을 보여주는 블록도이다. 에어로졸 발생 장치(200)는 DC 전원(250)(배터리), 마이크로컨트롤러(마이크로프로세서 제어 유닛)(3131), DC/AC 인버터(3132), 부하에 대한 적응을 위한 정합 네트워크(3133), 및 인덕터(210)를 포함하고 있다. 마이크로프로세서 제어 유닛(3131), DC/AC 인버터(3132) 및 정합 네트워크(3133)는 전원 전자기기들(260)의 모든 부분이다. DC 전원(250)으로부터 인출된 DC 공급 전압(VDC) 및 DC 전류(IDC)는 피드백 채널들에 의해, 바람직하게는 DC 전원(250)으로부터 인출된 DC 공급 전압(VDC) 및 DC 전류(IDC) 양쪽 모두의 측정에 의해 마이크로프로세서 제어 유닛(3131)에 공급되어 인덕터(3134)에 대한 AC 전력(PAC)의 추가 공급을 제어한다. 정합 네트워크(3133)는 부하에 최적의 적응을 위해 제공될 수도 있지만, 필수적이지 않다.

에어로졸 발생 물품(10)의 서셉터(4)가 작동 동안에 가열되면 그의 겉보기 저항(Ra)이 증가한다. 이러한 저항 증가는 일정한 전압에서 서셉터의 온도가 증가할수록 감소하는 DC 전원(250)으로부터 인출된 DC 전류를 모니터링하여 원격으로 검출될 수 있다. 인덕터(210)에 의해 제공된 고주파 교번 자기장은 서셉터 표면에 매우 근접하게 와전류를 유도하는데, 표피 효과라고 알려진 효과이다. 서셉터 내의 저항은 제1 및 제2 서셉터 물질의 전기 저항률에 부분적으로 의존하고, 유도된 와전류에 유용한 각 물질 내의 표피층의 깊이에 부분적으로 의존한다. 제2 서셉터 물질(6)(니켈)은 그의 퀴리 온도에 도달하면 그의 자기 특성을 상실한다. 이는 제2 서셉터 물질 내에 와전류에 유용한 표피층이 증가되게 하고, 서셉터의 겉보기 저항이 감소되게 한다. 그 결과는 제2 서셉터 물질이 그의 퀴리점에 도달할 때에 검출된 DC 전류의 일시적인 증가이다. 이는 도 7의 그래프에서 볼 수 있다.

서셉터의 저항 변화의 원격 검출에 의해, 서셉터(4)가 제2 퀴리 온도에 도달하는 순간이 결정될 수 있다. 이 시점에서, 서셉터는 공지된 온도(니켈 서셉터의 경우 354℃)에 있다. 이 시점에서, 상기 장치 내의 전자기기들이 작동해서 공급된 전력을 가변시키고 이에 따라 서셉터의 가열을 감소시키거나 정지시킨다. 그런 다음, 서셉터의 온도가 제2 서셉터 물질의 퀴리 온도 아래로 감소한다. 소정 시간 기간 후 또는 제2 서셉터 물질이 그의 퀴리 온도 아래로 냉각된 것을 검출한 후에 전력 공급이 다시 증가되거나, 재개될 수도 있다. 이러한 피드백 루프의 사용에 의해 서셉터의 온도가 제2 퀴리 온도와 대략 동일하게 유지될 수도 있다.

도 3에 관하여 설명된 특정 구현예는 균질화 담배로 형성된 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 다른 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 다른 물질로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 에어로졸 발생 물품의 특정한 제2 구현예는, 에어로졸 형성 기재(20)가 니코틴 피루브산염, 글리세린, 및 물을 포함하고 있는 액체 제제(liquid formulation) 내에 적셔진 궐련 종이의 비-담배 시트로 형성되는 것을 제외하고는, 도 3의 구현예에 관하여 상술한 것들과 동일한 요소들을 갖는다. 궐련 종이는 액체 제제 및 비-담배 시트를 흡수하고, 이에 따라 니코틴 피루브산염, 글리세린 및 물을 포함하고 있다. 글리세린 대 니코틴의 비는 5:1이다. 사용시, 에어로졸 형성 기재(20)은 약 220℃의 온도로 가열된다. 이 온도에서, 니코틴 피루브산염, 글리세린, 및 물을 포함하고 있는 에어로졸이 전개되고, 필터(50)를 통해 그리고 사용자의 입 안으로 흡인될 수도 있다. 기재(20)가 가열되는 온도는 담배 기재로부터 에어로졸을 전개하는 데에 필요하게 되는 온도보다 상당히 낮다는 것에 유의한다. 이와 같이, 제2 서셉터 물질은 니켈보다 낮은 퀴리 온도를 갖는 물질인 것이 바람직하다. 예를 들면, 적절한 니켈 합금이 선택될 수도 있다.

상술한 예시적인 구현예들은 청구범위의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니다. 상술한 예시적인 구현예들과 일치하는 다른 구현예들이 당 기술분야의 숙련자들에게 자명할 것이다.

1,4: 서셉터
2,3,5,6: 서셉터 물질
10: 에어로졸 발생 물품
20: 에어로졸 형성 기재
30: 지지 요소
40: 에어로졸 냉각 요소
50: 마우스피스
60: 외부 래퍼
70: 마우스 말단
80: 원위 말단
90: 래퍼
200: 에어로졸 발생 장치
210: 인덕터
230: 기재 수용실/기재 수용 공동
231: 원위부
250 : 전원/배터리
260: 전자기기들
3131: 마이크로컨트롤러(마이크로프로세서 제어 유닛)
3133: 정합 네트워크
3134: 인덕터

Claims

에어로졸 형성 기재(20) 및 상기 에어로졸 형성 기재(20)를 가열하기 위한 서셉터(1,4)를 포함하는 에어로졸 발생 물품으로,
상기 서셉터(1,4)는 제1 서셉터 물질(2,5) 및 제2 서셉터 물질(3,6)을 포함하되,
상기 제1 서셉터 물질은 상기 제2 서셉터 물질과 긴밀하게 물리적으로 접촉하면서 배치되어 있고,
상기 제2 서셉터 물질은 500℃보다 낮은 퀴리 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 물품(10).
제1항에 있어서, 상기 제1 서셉터 물질은 알루미늄, 철 또는 철 합금, 410, 420, 또는 430 급 스테인리스강이고, 상기 제2 서셉터 물질은 니켈 또는 니켈 합금인 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 서셉터(1,4)는 제1 퀴리온도를 갖는 상기 제1 서셉터 물질(2,5) 및 500℃보다 낮은 제2 퀴리 온도를 갖는 상기 제2 서셉터 물질(3,6)을 포함하되, 상기 제2 퀴리 온도는 상기 제1 퀴리 온도보다 낮은 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 서셉터 물질의 퀴리 온도는 400℃ 보다 낮은 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 마우스 말단(70) 및 상기 마우스 말단으로부터 상류에 있는 원위 말단(80)을 갖는 로드 형태의 래퍼 내부에 조립된 복수의 요소를 포함하되, 상기 복수의 요소는 상기 로드의 원위 말단에 또는 그를 향해서 위치한 에어로졸 형성 기재(20)를 포함하고, 여기서 상기 에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재이고, 상기 서셉터는 3mm와 6mm 사이의 폭 및 10㎛와 200㎛ 사이의 두께를 갖는 세장형 서셉터이되, 상기 서셉터는 에어로졸 형성 기재(20) 내부에 위치하는 에어로졸 발생 물품(10).
제5항에 있어서, 상기 세장형 서셉터는, 상기 에어로졸 형성 기재 내부의 방사상 중앙 위치에 위치하고, 상기 에어로졸 형성 기재의 길이방향 축을 따라 연장되어 있는 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 서셉터 물질은 상기 제1 서셉터 물질 상에 도금, 피착, 또는 용접되어 있는 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 서셉터 물질은 3mm와 6mm 사이의 폭 및 10㎛와 200㎛ 사이의 두께를 갖는 세장형 스트립 형태이되, 상기 제2 서셉터 물질은 상기 제1 서셉터 물질 상에 도금, 피착, 또는 용접되어 있는 별개 패치들 형태인 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 서셉터 물질 및 상기 제2 서셉터 물질은 3mm와 6mm 사이의 폭 및 10㎛와 200㎛ 사이의 두께를 갖는 세장형 스트립 형태의 공동박층체이되, 상기 제1 서셉터 물질은 상기 제2 서셉터 물질보다 더 두꺼운 두께를 갖는 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 서셉터는 3mm와 6mm 사이의 폭 및 10㎛와 200㎛ 사이의 두께를 갖는 세장형 서셉터이되, 상기 서셉터는 상기 제2 서셉터 물질에 의해 캡슐화된 상기 제1 서셉터 물질의 코어를 포함하는 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 서셉터 물질은 상기 에어로졸 발생 기재를 가열하기 위한 것이고, 상기 제2 서셉터 물질은 상기 서셉터가 상기 제2 서셉터 물질의 퀴리 온도에 대응하는 온도에 도달한 때를 결정하기 위한 것인 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 기재의 주름진 시트, 균질화 담배 물질의 주름진 시트, 또는 니코틴염 및 에어로졸 형성제를 포함하는 주름진 시트를 포함하는 로드 형태인 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 하나보다 많은 서셉터(1,4)를 포함하는 에어로졸 발생 물품.
변동 전자기장을 생성하기 위한 인덕터(210)를 갖는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치(200), 및 제1항 또는 제2항에 정의된 에어로졸 발생 물품(10)을 포함하는 에어로졸 발생 시스템으로, 상기 에어로졸 발생 물품(10)은 상기 에어로졸 발생 장치(200)와 체결되어 상기 인덕터(210)에 의해 생성된 교번 자기장이 상기 서셉터(1,4) 내에 전류를 유도하여 서셉터(1,4)를 가열되게 하고, 여기서 상기 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 상기 제2 서셉터 물질의 퀴리 전이를 검출하도록 구성된 전자 회로를 포함하는 에어로졸 발생 시스템.
제14항에 있어서, 상기 전자 회로는 상기 에어로졸 형성 기재의 가열의 폐쇄 루프 제어에 사용되는 에어로졸 발생 시스템.
제14항에 있어서, 상기 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 1과 30MHz 사이의 주파수 및 1과 5kA/m 사이의 H-필드 강도를 갖는 변동 자기장을 유도할 수 있고 상기 변동 자기장 속에 위치했을 때 상기 에어로졸 발생 물품 내의 서셉터는 1.5와트와 8와트 사이의 에너지를 소실할 수 있는 에어로졸 발생 시스템.
제1항 또는 제2항에 정의된 에어로졸 발생 물품을 사용하는 방법으로,
상기 물품의 세장형 서셉터가 장치에 의해 발생된 변동 전자기장 속에 있도록 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 대하여 상기 물품을 위치맞춤시키되, 상기 변동 전자기장이 상기 서셉터를 가열하는 단계, 및
상기 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 적어도 하나의 파라미터를 모니터링하여 상기 제2 서셉터 물질의 퀴리 전이를 검출하는 단계를 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 전기 작동식 에어로졸 발생 장치 내부의 전자 회로는 상기 서셉터의 온도가 상기 제2 서셉터 물질의 퀴리 온도의 ± 20℃의 온도에서 유지되는 전자기장을 제어하는 에어로졸 발생 물품을 사용하는 방법.