KR102577387B1 - 서셉터 어셈블리 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서셉터 어셈블리(1)를 포함하는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다. 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 서셉터 어셈블리는 코팅 재료(3)로 코팅된 세장 형상의 제1 서셉터 재료(11)를 포함한다. 상기 어셈블리는 복수의 서셉터 입자(12)의 형태로 제공되고 500℃ 미만의 제2 퀴리 온도를 갖는 제2 서셉터 재료를 더 포함하되, 제2 서셉터 입자는 코팅 재료 내에 포매된다.

Description

서셉터 어셈블리 및 이를 포함하는 에어로졸 발생 물품

본 발명은 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 서셉터 어셈블리 및 이러한 서셉터 어셈블리를 포함하는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.

일반적으로 상이한 퀴리 온도를 갖는 2개의 상이한 서셉터 재료가, 전자 흡연 장치 내에 수용된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열하고 이의 가열을 조절하도록 사용되는 시스템이 공지되어 있다. 예를 들어, 국제 특허 공보 WO2015/177294에는 스트립 형상의 2개의 서셉터 재료가 물리적으로 긴밀하게 접촉되어 서셉터 어셈블리를 형성한다. 하나의 서셉터 재료는 타 서셉터 재료의 소정의 최대 가열 온도에 대응하는 퀴리 온도를 갖도록 선택된다. 따라서, 하나의 서셉터 재료는 온도 제어와 관련하여 최적화되는 반면 타 서셉터는 가열과 관련하여 최적화된다. 그러나, 이러한 서셉터 어셈블리는 비용면에서 그다지 효율적이지 않다.

따라서, 온도 제어뿐만 아니라 가열도 제공하는 서셉터 어셈블리로서, 비용 효율적으로 제조될 수 있고 바람직하게는 간단한 제조 공정에서 제조될 수 있는 서셉터 어셈블리를 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 따르면, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 서셉터 어셈블리가 제공된다. 서셉터 어셈블리는 코팅 재료로 코팅된 세장 형상의 제1 서셉터 재료를 포함한다. 서셉터 어셈블리는, 500℃ 미만의 제2 퀴리 온도를 갖는 복수의 서셉터 입자의 형태로 제공되는 제2 서셉터 재료를 더 포함한다. 서셉터 입자는 제1 서셉터 재료에 코팅되는 코팅 재료 내에 포매(包埋, embeded)된다. 코팅 재료는 전체적으로 제1 서셉터 재료를 전체적으로 덮거나 일부만을 덮을 수 있다.

바람직하게는 서로 구별되는 제1 및 제2 퀴리 온도를 갖는 제1 및 제2 서셉터 재료를 제공함으로써, 에어로졸 형성 기재의 가열과 가열의 온도 제어가 분리될 수 있다. 제1 서셉터 재료는 열 손실에 관하여 최적화됨으로써 가열 효율에 관하여 최적화될 수 있는 반면, 제2 서셉터 재료는 온도 제어에 관하여 최적화될 수 있고, 뚜렷한 가열 특성을 가질 필요가 없다.

따라서, 기본적으로 단지 온도 제어 목적으로 제공되는 복수의 입자는 적은 양으로 존재할 수 있다. 또한, 입자의 특성으로 인해 제2 서셉터 재료는 코팅 재료의 상대적으로 넓은 면적에 걸쳐 분포되거나 코팅 재료의 전체 용적에 걸쳐 분포될 수 있다. 따라서, 온도 제어는 적은 양의 제2 서셉터 재료로 달성될 수 있다. 서셉터 입자의 일반적인 양은 1 ㎎ 내지 5 ㎎, 예를 들어 약 3 ㎎ 내지 5 ㎎의 범위일 수 있다.

유리하게는, 제2 서셉터 재료는 제1 서셉터 재료의 소정의 최대 가열 온도에 상응하는 퀴리 온도를 갖도록 선택된다. 최대 가열 온도는 둘러싼 재료가 국부적으로 연소되지 않도록 정의될 수 있다.

서셉터 재료가 그의 퀴리 온도에 도달한 경우, 자기 특성이 변화한다. 퀴리 온도에서 서셉터 재료는 강자성 상(ferromagnetic phase)으로부터 상자성 상(paramagnetic phase)으로 변화한다. 이 시점에서, 강자성 도메인의 배향으로 인한 에너지 손실에 기초한 가열이 정지한다. 또한, 그런 다음 가열이 주로 와전류 형성에 기초해서 수행되어 가열 공정이 서셉터 재료의 퀴리 온도에 도달 시에 자동적으로 감소된다. 따라서, 에어로졸 형성 기재를 과열시킬 위험을 감소시키는 것은 퀴리 온도를 갖는 서셉터 재료의 사용에 의해 지지될 수 있는데, 퀴리 온도는 히스테리시스 손실에 기인하는 가열 프로세스를 특정 최대 온도까지만 허용한다. 바람직하게는, 담배 제품 내에서 최적의 온도 및 온도 분포를 달성하여 에어로졸 발생을 최적화하기 위해, 서셉터 재료 및 그의 퀴리 온도는 가열될 에어로졸 형성 기재의 조성에 맞춰진다.

제2 서셉터 재료의 제2 퀴리 온도는 500℃ 미만이다. 바람직하게는, 제2 서셉터 재료의 제2 퀴리 온도는, 유도 가열시의 상응 물품 내 에어로졸 형성 기재 요소의 에어로졸 형성 기재의 전체 평균 온도가 240℃를 초과하지 않도록 선택된다. 에어로졸 형성 기재의 전체 평균 온도는 에어로졸 형성 기재의 주변 영역과 중심 영역에서의 다수의 온도 측정 값의 산술 평균으로서 정의된다. 바람직하게는, 제2 서셉터 재료의 제2 퀴리 온도는 370℃를 초과하지 않는다. 이로써, 전자 장치에 사용되는 전형적인 가열 스틱(heat stick)에 의한 에어로졸 형성 기재의 국부적 과열을 피할 수 있다.

제2 퀴리 온도는 약 200℃ 내지 약 450℃일 수 있고, 바람직하게는 약 240℃ 내지 약 400℃, 예를 들어 약 280℃이다.

일반적인 규칙으로서, 본 출원 전반에 걸쳐 값이 언급될 때마다, 상기 값이 명시적으로 개시되는 것으로 이해되어야 할 것이다. 그러나, 기술적 고려로 인해 값이 정확하게 특정 값일 필요가 없는 것으로도 이해되어야 할 것이다.

일단 제2 서셉터 재료가 자신의 제2 퀴리 온도에 도달하면, 자기 특성이 변한다. 제2 퀴리 온도에서 제2 서셉터 재료는 강자성 상(ferromagnetic phase)으로부터 상자성 상(paramagnetic phase)으로 가역적으로 변한다. 유도 가열되는 동안, 이러한 제2 서셉터 재료의 상 변화는 온라인으로 검출될 수 있고 유도 가열이 자동 중단될 수 있다.

예를 들어, 장치의 전원에 연결된 제어부는, 인덕터에 의해 흡수된 전류의 값을 모니터링함으로써 제2 서셉터 재료가 자신의 퀴리 온도에(바람직하게는, 제1 서셉터 재료의 최대 가열 온도에 상응하는 온도에) 도달한 때를 검출할 수 있다.

따라서, 비록 에어로졸 형성 기재의 가열을 담당하는 제1 서셉터 재료가 퀴리 온도를 전혀 갖지 않거나 미리 정의된 최대 가열 온도보다 높은 제1 퀴리 온도를 가질 수 있다 하더라도, 서셉터 어셈블리가 수용된 에어로졸 형성 기재의 과열을 피할 수 있다. 유도 가열이 중단된 후, 제2 서셉터 재료는 제2 서셉터 재료가 강자성을 다시 갖게 되는 그의 제2 퀴리 온도보다 낮은 온도에 도달할 때까지 냉각된다. 이러한 상 변화는 온라인으로 다시 검출될 수 있고 유도 가열이 다시 활성화될 수 있다. 상기 온도 제어가 비접촉으로 달성된다. 회로와 전자 장치는 임의의 추가 회로와 전자 장치가 필요하지 않도록 유도 가열 장치 내에 이미 통합되어 있는 것이 바람직하다.

바람직하게는 가열에 최적화된 제1 서셉터 재료는, 바람직하게는, 제2 퀴리 온도 보다 높고 바람직하게는 제1 서셉터 재료의 미리 정의된 최대 가열 온도보다 높은 제1 퀴리 온도를 가진다.

세장형 제1 서셉터는 자신의 폭 치수 또는 자신의 두께 치수보다 큰, 예를 들어 자신의 폭 치수 또는 자신의 두께 치수의 2배보다 큰 길이 치수를 가진다. 따라서, 제1 서셉터는 세장형 서셉터로서 설명될 수 있다. 세장형 서셉터가 기본적으로 서셉터 어셈블리의 형상을 정의하므로, 상기 어셈블리 또한 세장 형상을 포함한다. 따라서, 서셉터 어셈블리는 에어로졸 발생 물품의 로드 형상 요소 내에 실질적으로 길이 방향으로 배치된다. 이는 세장형 서셉터 또는 서셉터 어셈블리의 길이 치수가, 각각, 로드 형상 물품의 길이 방향에 대략 평행하게 되도록, 예를 들어 물품의 길이 방향에 대해 ± 10도 이내에서 평행하게 되도록 배치되는 것을 의미한다. 바람직한 구현예에서, 세장형 서셉터는 로드 내의 방사상 중심 위치 내에 위치하고, 로드의 길이 방향 축을 따라 연장된다.

바람직하게는, 세장형 제1 서셉터는 핀, 로드, 스트립 또는 블레이드 형태이다. 바람직하게는, 세장형 서셉터는 5 ㎜ 내지 15 ㎜, 예를 들어 6 ㎜ 내지 12 ㎜, 또는 8 ㎜ 내지 10 ㎜의 길이를 가진다. 제1 서셉터 재료는 예를 들어, 0.5 ㎜ 내지 8 ㎜, 바람직하게는 1 ㎜ 내지 6 ㎜, 예를 들어 4 ㎜만큼 측면으로 연장될 수 있다. 세장형 서셉터는 바람직하게는 1 ㎜ 내지 5 ㎜ 폭을 가지며, 0.01 ㎜ 내지 2 ㎜, 예를 들어 0.5 ㎜ 내지 2 ㎜ 두께를 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 세장형 서셉터는 10 ㎛ 내지 500 ㎛ 두께, 또는 보다 더 바람직하게는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 두께를 가질 수 있다. 세장형 서셉터가 등단면, 예를 들어 원형 단면을 갖는 경우, 세장형 서셉터는 1 ㎜ 내지 5 ㎜의 바람직한 폭 또는 직경을 가진다. 세장형 서셉터가 스트립이나 블레이드(예를 들어, 시트형 서셉터 재료로 만듦)의 형태를 갖는 경우, 스트립이나 블레이드는 바람직하게는 폭이 2 ㎜ 내지 8 ㎜, 더 바람직하게는 3 ㎜ 내지 5 ㎜, 예를 들어 4 ㎜이고, 두께가 바람직하게는 0.03 ㎜ 내지 0.15 ㎜, 더 바람직하게는 0.05 ㎜ 내지 0.09 ㎜, 예를 들어 0.07 ㎜인 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 세장형 제1 서셉터는 서셉터 어셈블리가 배치되는 에어로졸 형성 기재 요소의 길이와 같거나 더 짧은 길이를 갖는다. 바람직하게는 세장형 서셉터는 에어로졸 형성 기재 요소와 길이가 동일하다.

제1 서셉터 재료가 2개의 큰 대향 측부를 정의하는 편평하거나 실질적으로 편평한 형상을 갖는, 예를 들어 세장형 서셉터가 스트립 또는 블레이드인 구현예에서, 코팅 재료는 제1 서셉터 재료의 2개의 큰 대향 측부 중 적어도 하나의 측부 상에 제공된다. 코팅 재료는 제1 서셉터 재료의 2개의 큰 대향 측부 중 하나의 측부 상에만 제공되거나 모두의 위에 제공될 수 있다. 코팅 재료는 부분적으로 하나의 큰 측부 상에만 제공되거나 모두의 위에 제공될 수 있다.

제1 서셉터 재료는 코팅 재료로 전체적으로 코팅될 수 있다.

바람직하게는, 제1 서셉터 재료는 단일 코팅 재료 코팅을 포함한다.

바람직하게는, 복수의 제2 서셉터 재료의 입자는 코팅 재료 내에 균일하게 분포된다. 이로써, 코팅 재료 내에서 온도 제어는 제1 서셉터 재료를 코팅하는 코팅 재료의 범위에 걸쳐 다소 균일하게 달성될 수 있다.

서셉터 입자는 약 5 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 범위 내, 바람직하게는 약 10 ㎛ 내지 약 80 ㎛의 범위 내의 크기를 가질 수 있고, 예를 들어 20 ㎛ 내지 50 ㎛의 크기를 가진다.

입자의 크기는 본원에서 동등한 구형 직경으로서 이해된다. 입자가 불규칙한 형상일 수 있기 때문에, 동등한 구형 직경은 불규칙한 형상의 입자로서 동등한 용적의 구체의 직경을 정의한다.

서셉터 입자는 소결성 재료를 포함할 수 있거나 소결성 재료로 만들어질 수 있다. 소결성 재료는 다양한 전기, 자기 및 열 특성을 제공한다. 소결성 재료는 세라믹, 금속 또는 플라스틱 종류일 수 있다. 바람직하게는, 서셉터 입자를 위해 금속 합금이 사용된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 서셉터 어셈블리에서 사용되는 입자를 위한 소결성 재료는 높은 열 전도성 및 높은 자기 투과성을 가진다.

서셉터 입자뿐 아니라 제1 서셉터 재료는 화학적으로 불활성인 외부 표면을 포함할 수 있다. 화학적으로 불활성인 표면은 화학 반응 중에 입자가 생성되는 것을 방지하거나, 상기 입자가, 입자가 포매된 코팅 재료(특히 에어로졸 형성 기재 코팅부)와 원하지 않은 화학 반응을 개시하는 촉매로서의 역할을 할 가능성을 방지한다. 불활성 화학 외부 표면은 서셉터 재료 자체의 화학적으로 불활성인 표면일 수 있다. 불활성 화학 외부 표면은 또한 화학적으로 불활성인 커버 내에 서셉터 입자를 캡슐화하는 화학적으로 불활성인 커버층일 수 있다. 커버 재료는 입자가 가열될 정도의 높은 온도에 견딜 수 있다. 캡슐화 단계는 입자가 제조될 때 소결 공정에 통합될 수 있다. 코팅 재료는 그 자체가 에어로졸 형성 기재 코팅이 아닌 경우, 코팅 재료는 코팅 재료 및 서셉터 어셈블리에 의해 가열될 에어로졸 형성 기재에 대해 화학적으로 불활성일 수 있다. 화학적으로 불활성인 것은 본원에서 에어로졸 형성 기재, 특히 담배 제품을 가열함으로써 발생된 화학 물질에 대한 것으로 이해된다.

제2 서셉터 재료의 입자는 페라이트로 만들어질 수 있다. 페라이트는 높은 자기 투과성을 갖는 강자성체이며, 특히 서셉터 재료로서 적합하다. 페라이트의 주 성분은 철이다. 다른 금속 성분, 예를 들어, 아연, 니켈, 망간, 또는 비금속 성분, 예를 들어 실리콘이 다양한 양으로 존재할 수 있다. 페라이트는 비교적 저가인 상업적으로 입수 가능한 재료이다. 페라이트는 본원에서 언급된 입자의 크기 범위 내에서 입자 형태로 입수 가능하다. 바람직하게는, 입자들은 완전히 소결된 페라이트 분말, 예를 들어 미국의 Powder Processing Technology LLC로부터 입수 가능한 FP350이다.

제1 서셉터 재료를 코팅 재료로 코팅하는 것은 코팅 재료와 제1 서셉터 재료 사이에 매우 긴밀하고 직접적인 물리적 접촉을 제공한다. 제1 서셉터 재료로부터 코팅 재료까지의 열 전달이 최적화된다. 긴밀한 접촉은 코팅 재료의 빠른 가열을 초래한다. 따라서, 코팅 재료가 코팅 재료 또는 에어로졸 형성 기재를 함유하는 담배 또는 담배 재료인 경우, 코팅부 내에서 에어로졸 형성 기재의 신속한 가열이 달성될 수 있으며, 이로써 코팅 재료의 에어로졸 형성 기재로부터의 에어로졸 형성이 빠르게 달성될 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 서셉터 어셈블리와 함께 사용되는 에어로졸 발생 장치의 최초 퍼프까지의 시간을 단축시킬 수 있다.

코팅 재료는 기본적으로 에어로졸 발생 장치 내에서 적용하기에 적합한 임의의 재료로부터 선택될 수 있다. 코팅 재료는 이러한 온도에서 서셉터 입자를 제1 서셉터 재료와 열적으로 근접하게 유지시킬 수 있고 서셉터 재료를 코팅하기에 적합한 가열 온도를 견딜 수 있는 임의의 재료일 수 있다. 코팅 재료는, 예를 들어, 복수의 제1 서셉터 입자가 포매되는 수지, 접착제 또는 젤을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다.

코팅 재료는 에어로졸을 형성할 수 있거나 에어로졸을 형성하지 않지만 서셉터 입자를 보유할 수 있는 기재일 수 있다. 이러한 기재는, 예를 들어, 에어로졸 형성 수지, 비에어로졸 형성 수지, 에어로졸 형성 접착제 또는 비에어로졸 형성 접착제 또는 에어로졸 형성 젤 또는 비에어로졸 형성 젤일 수 있다.

비에어로졸 형성 코팅은 에어로졸 발생 장치 내에서 사용되는 온도 범위, 예를 들어 섭씨 500℃ 미만에서 에어로졸을 형성시키지 않도록 정의된다.

바람직하게는, 코팅 재료는 코팅된 제1 서셉터 재료에 의해 가열될 에어로졸 형성 기재와 바람직하게는 동일한 온도 범위에서 에어로졸을 형성할 수 있는 에어로졸 형성 기재이다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재가 아닌 코팅 재료는 제1 서셉터에서 발생된 열이 코팅 재료를 통해 주위의 에어로졸 형성 기재로 전도되도록 열 전도성이다.

열 전도성은 열을 전도하기 위한 재료의 특성이다. 열 전달은 열 전도성이 높은 재료보다는 열 전도성이 낮은 재료에 걸쳐 더 낮은 속도로 발생한다. 재료의 열 전도성은 온도에 종속적일 수 있다.

코팅 재료용으로 본 발명에서 사용되는 열 전도 재료는 10 W/m·K 초과, 바람직하게는 100 W/m·K 초과, 예를 들어 10 내지 500 W/m·K의 열 전도성을 가질 수 있다.

코팅 재료는 추가 성분, 예를 들어 향미, 예를 들어 담배 향미, 자극 물질, 예를 들어, 니코틴을 포함할 수 있거나 항산화제를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 코팅 재료는 코팅 재료가 가열될 때 흡연 경험에 추가되도록 담배 또는 담배 재료를 포함한다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재 코팅의 두께는 80 ㎛ 내지 1 ㎜, 바람직하게는 100 ㎛ 내지 600㎛, 예를 들어 100㎛ 내지 400㎛일 수 있다.

바람직하게는, 에어로졸 형성에 기여하지 않는 코팅 재료의 두께, 예를 들어 수지 코팅은, 더 얇다. 이러한 코팅은 50 ㎛ 내지 120 ㎛, 바람직하게는 60 내지 100 ㎛일 수 있으며, 예를 들어 두께는 100 ㎛ 미만, 예컨대 예를 들어 50 내지 90 ㎛일 수 있다.

제1 서셉터의 코팅은, 코팅되지 않은 서셉터 재료에 코팅 재료를 증착, 딥코팅, 분무, 페인팅 또는 캐스팅하는 것에 의해 수행될 수 있다.

이들 코팅 방법은 코팅된 물체의 대량 생산을 허용하는 표준의 신뢰성 있는 산업 공정이다. 또한, 이들 코팅 공정은 서셉터 어셈블리의 생산에서의 높은 제품 일관성 및 성능에서의 반복성을 가능하게 한다.

바람직하게는, 세장형 제1 서셉터 재료 상에 코팅된 에어로졸 형성 기재를 코팅하는 것은, 에어로졸 형성 기재 슬러리를 코팅되지 않은 세장형 제1 서셉터 재료 상에 도입함으로써 전술한 방법 중 하나에 의해 수행된다.

바람직하게는, 코팅 재료는 담배 함유 슬러리로부터 형성되는, 재구성 담배의 형태이다.

본 발명에 따르면, 로드를 형성하는 복수의 요소들을 포함하는 에어로졸 발생 물품이 또한 제공된다. 복수의 요소는 본 발명에 따르고 본원에 기술된 바와 같은 서셉터 어셈블리를 포함하는 에어로졸 형성 기재 요소를 포함한다. 에어로졸 형성 기재 요소는 에어로졸 형성 기재 벌크를 또한 포함하되, 서셉터 어셈블리는 에어로졸 형성 기재 벌크 내에 배치된다.

서셉터 어셈블리는 에어로졸 형성 기재 요소 내에 길이 방향으로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 서셉터 어셈블리는 에어로졸 형성 기재 요소 내에 방사상으로 중심에 배치된다.

에어로졸 형성 기재 벌크는 액체 에어로졸 형성 기재의 주름진 시트를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재 벌크는 주름진 균질화 담배 재료의 시트를 포함한다.

벌크 또는 코팅으로서의 에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재이다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 비담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다. 적절한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다.

에어로졸 형성 기재 벌크는, 예를 들어: 허브 잎, 담배 잎, 담배 리브 조각, 재구성 담배, 균질화 담배, 압출 담배 및 팽화 담배 중 하나 이상을 함유하는: 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스파게티 가닥, 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재 벌크는 말아피는 담배 형태일 수 있거나, 적합한 용기 또는 카트리지 내에 제공될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재 벌크의 에어로졸 형성 재료는 종이 또는 다른 래퍼 내에 함유될 수 있고 플러그 형태를 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재 벌크가 래핑된 플러그의 형태일 경우, 코팅부 내에 제2 서셉터 입자를 포함하는 코팅된 제1 서셉터 재료 및 임의의 래퍼를 포함하는 전체 플러그는, 에어로졸 형성 기재 요소를 형성한다.

선택적으로, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 기재의 가열 시에 방출될, 추가 담배 또는 비담배 휘발성 향미 화합물을 함유할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재 벌크는, 예를 들어 추가적인 담배 또는 비담배 휘발성 향미 화합물을 포함하는 캡슐을 또한 함유할 수 있고, 이러한 캡슐은 고체 에어로졸 형성 기재 벌크의 가열 동안에 용융될 수 있다.

에어로졸 형성 기재 벌크는, 로드 형태로 밀집되어, 래퍼로 둘러싸이고 절단되어 에어로졸 형성 기재로 이루어진 개별 플러그를 제공하는 하나 이상의 균질화된 담배 재료를 포함할 수 있다. 시트를 로드 형상으로 주름잡기 전에, 주름잡는 동안에, 또는 주름잡은 후에, 이와 같은 또는 이들 주름진 로드 형태 시트 내로, 서셉터 어셈블리가 도입된다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재 벌크는 균질화 담배 재료의 권축되고(crimped) 주름진 시트를 포함한다.

에어로졸 형성 기재 요소는 실질적으로 원통 형상일 수 있다. 에어로졸 형성 기재 요소는 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 형성 기재 요소는 또한 길이 및 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수 있다.

또한, 에어로졸 형성 기재 요소는 길이가 10 ㎜일 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재 요소는 길이가 12 ㎜일 수 있다. 또한, 에어로졸 형성 기재 요소의 직경은 5 ㎜ 내지 12 ㎜일 수 있다.

담배 함유 슬러리, 및 담배 함유 슬러리로부터 만들어지는 에어로졸 형성 기재 벌크뿐만 아니라 코팅부를 형성하는 담배 시트는, 예를 들어 담배 입자, 섬유 입자, 에어로졸 형성제, 결합제 및 또한 향미를 포함한다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 담배 기재 벌크는 담배 재료, 섬유, 결합제 및 에어로졸 형성제를 포함하는 담배 시트, 바람직하게는 권축된 담배 시트이다. 바람직하게는, 담배 시트는 캐스트 잎이다. 캐스트 잎은 담배 입자들, 섬유 입자들, 에어로졸 형성제, 결합제 및 예를 들어 향미제도 포함하는 슬러리로부터 형성된 재구성 담배의 한 형태이다.

바람직하게는, 코팅 재료의 코팅부는 담배 함유 슬러리로부터 형성되는, 재구성 담배의 형태이다.

담배 입자는 원하는 두께 또는 원하는 시트 두께 및 캐스팅 갭(casting gap)에 따라, 30 ㎛ 내지 250 ㎛ 정도, 바람직하게는 30 ㎛ 내지 80 ㎛ 또는 100 ㎛ 내지 250 ㎛ 정도의 입자를 갖는 담배 가루 형태일 수 있으며, 여기서 캐스팅 갭은 통상적으로 시트의 두께를 규정한다.

섬유 입자는 담배 줄기 재료, 잎자루 또는 다른 담배 식물 재료, 및 낮은 리그닌 함량을 가진 목섬유와 같은 다른 셀룰로오스계 섬유를 포함할 수 있다. 섬유 입자는 코팅 또는 시트에 대한 충분한 인장 강도 대 낮은 함유율, 예를 들어 대략 2% 내지 15%인 함유율을 얻고자 하는 바람에 기초하여 선택될 수 있다. 대안적으로, 식물 섬유 등의 섬유가 상기 섬유 입자와 함께 사용되거나, 헴프(hemp) 및 대나무를 포함하여 대안적으로 사용될 수 있다.

캐스트 잎 및 코팅부를 형성하기 위해 슬러리 내에 포함된 에어로졸 형성제는 하나 이상의 특징에 기초하여 선택될 수 있다. 기능적으로, 에어로졸 형성제는 에어로졸 형성제의 특정 휘발 온도 이상으로 가열될 때, 에어로졸에서 니코틴 또는 향료 또는 둘 모두를 휘발시키고 전달할 수 있게 하는 메커니즘을 제공한다. 상이한 에어로졸 형성제는 통상적으로 상이한 온도에서 기화된다. 에어로졸 형성제는, 예를 들어 실온에서 또는 실온 부근에서 안정하게 유지되지만, 예를 들어 40℃ 내지 450℃의 더 높은 온도에서 휘발될 수 있는 능력에 기초하여 선택될 수 있다. 에어로졸 형성제는, 에어로졸 형성 기재가 담배 입자를 포함하는 담배 기반 제품으로 구성되는 경우에 에어로졸 형성 기재 내에 바람직한 수준의 수분을 유지하는 것을 돕는 습윤제(humectant) 타입 특성 또한 가질 수 있다. 특히, 일부 에어로졸 형성제는 습윤제로서 기능하는 흡습성 재료, 즉 기재가 습윤제 수분의 함유를 유지하는 것을 돕는 재료이다.

결합된 에어로졸 형성제의 하나 이상의 특성을 이용하기 위해 하나 이상의 에어로졸 형성제가 결합될 수 있다. 예를 들어, 트리아세틴이 글리세롤 및 물과 결합되어, 활성 성분을 전달하는 트리아세틴의 능력 및 글리세롤의 습윤제 특성의 이점을 취할 수 있다.

에어로졸 형성제는 폴리올, 글리콜 에테르, 폴리올 에스테르, 에스테르, 및 지방산으로부터 선택될 수 있고, 다음의 화합물: 글리세롤, 에리스리톨, 1,3-부틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 트리에틸 시트레이트, 프로필렌 카보네이트, 에틸 라우레이트, 트리아세틴, 메소-에리스리톨, 디아세틴 혼합물, 디에틸 수베레이트, 트리에틸 시트레이트, 벤질 벤조에이트, 벤질 페닐 아세테이트, 에틸 바닐레이트, 트리부티린, 라우릴 아세테이트, 라우르산, 미리스트산, 및 프로필렌 글리콜 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

에어로졸 형성 기재 코팅에 대한 캐스트 잎 또는 슬러리를 생성하기 위한 일반적인 공정은 담배를 제조하는 단계를 포함한다. 이를 위해, 담배가 잘게 썰린다. 그런 다음, 썰은 담배(shredded tobacco)가 다른 종류의 담배와 배합되고 분쇄된다. 통상적으로, 다른 종류의 담배는 버지니아종 또는 벌리종과 같은 다른 종류의 담배이고, 예를 들어 상이하게 처리된 담배일 수 있다. 배합 및 분쇄 단계는 서로 바뀔 수 있다. 섬유는 별도로, 바람직하게는 예를 들어 용액 형태의 슬러리에서 사용되도록 제조된다. 섬유가 캐스트 잎 또는 코팅에 안정성을 제공하기 위해 슬러리 내에 주로 존재하기 때문에, 섬유의 양은 감소될 수 있거나 제1 서셉터 재료에 의해 안정화되는 에어로졸 형성 기재 코팅으로 인해 섬유는 코팅 내에서 심지어 생략될 수 있다.

존재한다면, 그런 다음 섬유 용액 및 제조된 담배는, 바람직하게는 서셉터 입자와 함께 혼합된다. 그런 다음, 슬러리는 코팅 장치, 예를 들어 시트 형성 기구 또는 증착 장치로 전달될 수 있다.

코팅 이후에, 에어로졸 형성 기재는 그런 다음 바람직하게 열에 의해 건조되고, 건조 이후에 냉각된다.

서셉터 입자는 또한 시트 형태로 된 후에 또는 제1 서셉터 재료를 코팅한 후이지만, 시트 또는 코팅이 건조되기 전에 슬러리에 도포될 수 있다. 이로 인해, 서셉터 입자는 코팅 재료 내부에서 균일하게 분포되지 않고 코팅의 표면 상에 분포된다.

바람직하게는, 담배 함유 슬러리는 균질화된 담배 재료를 포함하고, 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜을 에어로졸 형성제로서 포함한다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재 벌크 및 에어로졸 형성 기재 코팅은 전술한 바와 같은 담배 함유 슬러리로 만들어진다.

유리하게는, 제1 서셉터를 코팅하는 에어로졸 형성 기재 또는 휘발성 물질을 포함하는 임의의 다른 코팅 재료는 다공성이어서 휘발된 물질이 기재를 떠날 수 있다. 코팅은 두께가 얇으면서 제1 서셉터 재료에 긴밀하게 접촉되므로 다공성이 없거나 거의 없는 코팅이 사용될 수도 있다. 두께가 얇은 코팅은 예를 들어 두께가 두꺼운 코팅보다 적은 다공성을 갖는 것으로 선택될 수 있다.

에어로졸 발생 물품은, 바람직하게는 약 3 ㎜ 내지 약 9 ㎜, 더 바람직하게는 약 4 ㎜ 내지 약 8 ㎜의 범위, 예를 들어 7 ㎜의 로드 직경을 갖는 로드의 형태를 가진다. 로드는 약 2 ㎜ 내지 약 20 ㎜, 바람직하게는 약 6 ㎜ 내지 약 1 2㎜ 범위 내, 예를 들어 10 ㎜의 로드 길이를 가질 수 있다. 바람직하게는, 로드는 원형 또는 타원형 단면을 가진다. 그러나, 로드는 또한 직사각형 또는 다각형의 단면을 가질 수 있다.

에어로졸 발생 물품의 복수의 요소의 추가 요소는, 예를 들어, 마우스피스 요소, 지지 요소 및 에어로졸 냉각 요소일 수 있다.

마우스피스 요소는 에어로졸 발생 물품의 마우스 단부 또는 하류 단부에 위치될 수 있다.

마우스피스 요소는 적어도 하나의 필터 세그먼트를 포함할 수 있다. 필터 세그먼트는 아세트산 셀룰로오스 토우(tow)로 제조된 아세트산 셀룰로오스 필터 플러그일 수 있다. 필터 세그먼트는 에어로졸 형성 기재 요소로부터 길이 방향으로 이격될 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 추가 특징 및 이점은 본 발명에 따른 서셉터 어셈블리에 관해서 설명되었으므로, 반복하지 않을 것이다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 에어로졸 발생 시스템은 본 발명에 따르고 본원에 기재된 에어로졸 발생 물품을 포함한다. 시스템은 에어로졸 발생 물품의 서셉터 어셈블리에 유도 결합되기 위한 인덕터를 포함하는 부하 네트워크에 연결된 전원을 더 포함한다.

에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재 벌크의 가열의 폐쇄 루프형 제어에 적합한 전자 제어 회로를 더 갖출 수 있다. 따라서, 온도 제어 기능을 수행하는 제2 서셉터 재료가 제2 퀴리 온도에 도달한 경우, 자기 특성이 강자성으로부터 상자성으로 변하며, 가열이 중단될 수 있다. 제2 서셉터 재료가 제2 퀴리 온도 아래로 냉각된 경우, 자기 특성은 강자성으로부터 상자성으로 다시 변하고, 에어로졸 형성 기재의 유도 가열이 자동으로 재차 계속될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 경우, 에어로졸 형성 기재의 가열은 제2 퀴리 온도와 제2 퀴리 온도 미만 온도 사이에서 진동하는 온도에서 수행될 수 있으며, 여기서 제2 서셉터 재료는 강자성이 다시 회복된다.

본 발명은 다음의 도면들에 의해 도시된 구현예들과 관련하여 더 설명되며, 여기서:
도 1, 2는 스트립 형상의 서셉터 어셈블리의 측면도(도 1) 및 상면도(도 2)이고;
도 3은 에어로졸 발생 기재 요소 또는 도 1 및 2의 서셉터 어셈블리를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 단면도 또는 저면도이다.

도 1 및 도 2는 서셉터 어셈블리(1)의 측면도 및 상면도를 나타낸다. 어셈블리는 세장 형상을 갖는 제1 서셉터 재료(11), 및 서셉터 입자(12)의 형태인 제2 서셉터 재료를 포함한다. 제1 서셉터 재료(11)는 서셉터 입자(12)가 포매되는 코팅 재료(3)로 코팅된다. 제2 서셉터 재료가 온도 마커로서 도입됨에 따라, 퀴리 온도가 500℃ 미만, 바람직하게는 400℃ 미만인 재료 중에서 선택되는 것이 바람직하다.

제1 서셉터 재료(11)는 실질적으로 2개의 큰 대향 측부(111 및 112)를 정의하는 편평한 직사각형 형상을 가진다. 도시된 실시예에서, 코팅 재료(3)가 양쪽 측부(111, 112)에 도포되지만, 코팅이 오직 하나의 측부 위에만 도포되고 하나의 측부 위에는 단지 부분적으로만 도포될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

바람직한 구현예에서, 코팅 재료(3)는 담배 재료를 포함하는 에어로졸 형성 기재이다.

도 3은 로드 형상 에어로졸 형성 기재 요소(2)를 통한 단면도 또는 또한 도 1의 서셉터 어셈블리(1)를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 정면 섹션을 나타낸다.

블레이드 형상 서셉터(11)의 2개의 길이 방향 편평한 측면이 에어로졸 형성 기재 코팅부(3)를 함유하는 서셉터 입자(12)로 코팅된다. 에어로졸 형성 기재 코팅부(3)는 제1 서셉터(11)와 직접 접촉한다. 바람직하게는, 코팅부(3)는 조밀한 담배 함유 코팅부이고, 유리하게는 대응하는 담배 함유 슬러리로 만들어진다. 코팅부(3)는 서셉터 블레이드(11)의 각 대형 측면 상에서 약 100 ㎛의 두께를 가진다. 코팅부(3)는 최초의 퍼프에서 에어로졸 형성 기재로서 작용할 수 있다.

코팅된 서셉터(11)는 로드 형상 에어로졸 형성 기재 요소(2)를 형성하는 종이 래퍼(61)로 래핑된, 주름진 캐스트 잎(22) 내에 방사상으로 중심에 배치된다.

Claims (14)

1. 로드를 형성하는 복수의 요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품으로서, 상기 복수의 요소의 에어로졸 형성 기재 요소는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한
   서셉터 어셈블리 및
   에어로졸 형성 기재 벌크를 포함하되, 상기 서셉터 어셈블리는 상기 에어로졸 형성 기재 벌크 내에 배치되고,
   상기 서셉터 어셈블리는
   코팅 재료로 코팅되고, 세장 형상을 갖는 제1 서셉터 재료, 및
   복수의 서셉터 입자의 형태로 제공되고 500℃ 미만의 제2 퀴리 온도를 갖는 제2 서셉터 재료를 포함하고,
   상기 서셉터 입자는 상기 코팅 재료 내에 포매되는(embeded), 에어로졸 발생 물품.
2. 제1항에 있어서, 상기 서셉터 어셈블리는 상기 에어로졸 형성 기재 요소 내에 방사상으로 중심에 배치되는, 에어로졸 발생 물품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재 벌크는 균질화 담배 재료의 주름진 시트를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 서셉터 재료는 2개의 큰 대향 측부가 정의되는 편평한 형상을 갖고, 코팅 재료가 상기 제1 서셉터 재료의 상기 2개의 큰 대향 측부 중 적어도 하나의 측부 위에 제공되는, 에어로졸 발생 물품.
5. 제4항에 있어서, 코팅이 상기 제1 서셉터의 2개의 큰 측부 모두의 위에 제공되는, 에어로졸 발생 물품.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 재료 코팅의 두께는 50 ㎜ 내지 1 ㎜인, 에어로졸 발생 물품.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코팅 재료는 비에어로졸 형성 기재인, 에어로졸 발생 물품.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코팅 재료는 에어로졸 형성 기재를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코팅 재료는 담배 또는 담배 재료를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
10. 제8항에 있어서,상기 제1 서셉터 재료 상에 에어로졸 형성 기재를 코팅하는 것은, 코팅되지 않은 제1 서셉터 재료 상에 에어로졸 형성 기재 슬러리를 증착, 딥코팅, 분무, 페인팅 또는 캐스팅하는 것 중 하나에 의해 수행되는, 에어로졸 발생 물품.
11. 제8항에 있어서, 상기 코팅 재료는 담배 함유 슬러리로부터 형성된 재조합 담배의 형태인, 에어로졸 발생 물품.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 서셉터는 제1 퀴리 온도, 및 상기 제1 퀴리 온도보다 낮은 상기 제2 퀴리 온도를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
13. 제1항 또는 제2항에 따른 에어로졸 발생 물품, 및
    부하 네트워크에 연결된 전원을 포함하는 에어로졸 발생 물품으로서, 상기 부하 네트워크는 상기 에어로졸 발생 물품의 상기 서셉터 어셈블리에 유도 결합되는 인덕터를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재 벌크의 가열의 폐쇄 루프 제어에 적합한 전자 제어 회로를 더 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.