KR102656343B1

KR102656343B1 - 자성 입자를 포함하는 에어로졸 형성 물품

Info

Publication number: KR102656343B1
Application number: KR1020167029572A
Authority: KR
Inventors: 올레그 미로노프
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2024-04-12
Also published as: KR20170007262A; RU2692202C2; ES2683185T3; IL247124A0; US10159283B2; TR201810820T4; CA2939882A1; IL247124B; CN111109662B; WO2015177247A1; US10463080B2; CN106455714A; JP2020171310A; DK3145340T3; US20180317561A1; JP6789119B2; EP3777572A1; SI3145340T1; JP7011684B2; PT3145340T

Abstract

본 발명은 전기 가열식 에어로졸 발생 장치(30)에 사용하기 위한 에어로졸 형성 물품(10)에 관한 것으로, 에어로졸 형성 물품(10)은 마우스피스(18), 에어로졸 형성 기재(12), 및 60℃ 내지 200℃ 사이의 퀴리 온도를 갖는 자성 물질을 포함하고 있는 복수의 자성 입자(22)를 포함하고 있다. 또한, 본 발명은 에어로졸 형성 물품(10)을 수신하기 위한 전기 가열식 에어로졸 발생 장치(30)에 관한 것으로, 장치(30)는 에어로졸 형성 물품(10)을 가열하기 위한 히터 요소(32), 인덕터(38), 및 인덕터(38)의 인덕턴스를 측정하고, 측정된 인덕턴스에 응답하여 히터 요소(32)로의 전류의 공급을 제어하기 위한 제어부(42)를 포함하고 있다.

Description

자성 입자를 포함하는 에어로졸 형성 물품{AEROSOL-FORMING ARTICLE COMPRISING MAGNETIC PARTICLES}

본 발명은 전기 가열식 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 형성 물품에 관한 것으로, 상기 에어로졸 형성 물품은 약 60℃ 내지 약 200℃ 의 퀴리 온도를 갖는 자성 물질을 포함하고 있는 자성 입자를 포함하고 있다. 또한, 본 발명은 에어로졸 형성 물품을 수신하기 위한 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 인덕터 및 상기 인덕터의 측정된 인덕턴스에 응답하여 제어되는 히터 요소를 포함하고 있다. 또한, 본 발명은 에어로졸 형성 물품과 함께 장치를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

다수의 문헌, 예를 들면 US-A-5 060 671, US-A-5 388 594, US-A-5 505 214, WO-A-2004/043175, EP-A-1 618 803, EP A 1 736 065 및 WO-A-2007/131449는 다수의 이점을 갖는 전기 작동식 에어로졸 발생 흡연 시스템을 개시하고 있다. 한 가지 이점은 흡연자가 선택적으로 흡연을 일시 정지했다가 재개할 수 있게 하는 한편, 측류연(sidestream smoke)을 현저히 감소시키는 것이다.

전기 가열식 흡연 시스템은 통상적으로 히터에 연결되어서 에어로졸 형성 기재를 가열하여, 흡연자에게 제공되는 에어로졸을 형성하는, 전력 공급부, 예컨대 배터리를 포함하고 있다. 작동 시, 이러한 전기 가열식 흡연 시스템은 통상적으로 히터에 높은 전력 펄스를 제공하여 작동에 요망되는 온도 범위를 제공하고 휘발성 화합물을 방출한다. 전기 가열식 흡연 시스템은 재사용가능할 수도 있고, 에어로졸 형성 기재를 함유하는 일회용 흡연 물품을 수신하도록 배열되어서 에어로졸을 형성할 수도 있다.

말단에 불이 붙는 궐련 및 다른 흡연 물품에서 일어나는 연소 없이, 향미가 에어로졸 형성 기재의 제어된 가열에 의해 발생되고 방출되기 때문에, 전기 가열식 흡연 시스템을 위해 개발된 에어로졸 발생 흡연 물품은 통상적으로 특별하게 설계된다. 따라서, 전기 가열식 흡연 시스템을 위해 설계된 흡연 물품의 구조는 말단에 불이 붙는 흡연 물품의 구조와 다를 수도 있다. 말단에 불이 붙는 흡연 물품을 전기 가열식 흡연 시스템과 함께 사용하게 되면 사용자에게 낮은 흡연 경험을 초래할 수 있고, 또한 예를 들면 흡연 물품이 시스템과 호환성이 없기 때문에, 시스템을 손상시킬 수도 있다. 또한, 시스템과 함께 사용하도록 각각 구성되어 있지만, 사용자에게 상이한 흡연 경험을 각각 제공하는 다수의 다른 흡연 물품이 있을 수도 있다.

선행 기술의 전기 가열식 흡연 시스템의 몇몇은 흡연 시스템 내에 수신된 흡연 물품의 존재를 검출할 수 있는 검출기를 포함하고 있다. 통상적으로, 공지의 시스템은 식별 가능한 잉크를 흡연 물품의 표면 상에 인쇄하며, 이 잉크가 나중에 전기 가열식 흡연 장치에 의해 검출된다. 본 발명의 목적은 개선된 에어로졸 발생 물품, 및 소비자에게 추가 기능성을 제공하고 위조 물품을 생산하는 데에 어려움이 증가된 검출기를 포함하는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에 사용하기 위한 에어로졸 형성 물품을 제공하되, 상기 에어로졸 형성 물품은 마우스피스, 에어로졸 형성 기재 및 약 60℃ 내지 약 200℃ 의 퀴리 온도를 갖는 자성 물질을 포함하고 있는 복수의 자성 입자를 포함하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 형성 물품을 보여주고 있으며; 그리고
도 2는 본 발명에 따른 전기 가열식 에어로졸 발생 장치 내로 삽입된 도 1의 에어로졸 형성 물품을 보여주고 있다.

용어 "에어로졸 형성 물품"은 가열된 경우 에어로졸을 형성하는 적어도 하나의 기재를 포함하고 있는 물품을 의미하는 것으로 본원에서 사용된다. 본 기술분야의 숙련자에게 공지된 바와 같이, 에어로졸은 공기와 같은 기체 속의 고체 입자 또는 액체 방울의 현탁물이다. 에어로졸은 공기와 같은 기체 속의 고체 입자와 액체 방울의 현탁물일 수도 있다.

복수의 자성 입자를 에어로졸 형성 물품 상이나 내부에 제공하여, 본 발명에 따라 형성된 물품은 유리하게는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치가 물품의 존재를 검출하기 위한 신규한 수단을 제공한다. 특히, 사용시, 에어로졸 형성 물품은 자성 입자의 존재를 검출하기 위한 수단을 포함하고 있는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치 내에 수신된다. 이하에서 보다 상세히 논의된 바와 같이, 자성 입자의 존재를 검출하기 위한 수단은 바람직하게는 장치에 제공된 인덕터를 포함하고 있다.

유리하게는 약 60℃ 내지 약 200℃ 의 퀴리 온도를 갖는 자성 물질로부터 자성 입자를 형성하는 것은 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에 의한 에어로졸 형성 물품의 검출에 추가 요소를 추가할 수 있다. 예를 들어, 상기 장치는 우선 에어로졸 형성 물품 내의 자성 입자의 존재를 검출하여 상기 장치와 함께 사용하고자 하는 에어로졸 형성 물품의 존재를 검출할 수 있다. 에어로졸 형성 물품의 초기 가열 후, 장치는 이어서 자성 입자를 형성하는 자성 물질의 퀴리 온도를 나타내는, 자성 입자의 특성이 변하는 온도를 검출할 수 있다. 퀴리 온도에 기초하여, 장치는 이어서 검출된 에어로졸 형성 물품의 종류에 따라 특정의 가열 프로파일을 구현하는 것과 같은, 추가 작업을 수행할 수 있다.

따라서, 바람직하게, 자성 입자는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에서 전기 히터의 작동 온도 내에 있는 퀴리 온도를 갖는 자성 물질을 포함하고 있다. 자성 입자는 적어도 약 70℃, 바람직하게는 적어도 약 80℃의 퀴리 온도를 갖는 자성 물질을 포함하고 있을 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 자성 입자는 약 140℃ 미만, 바람직하게는 약 130℃ 미만의 퀴리 온도를 갖는 자성 물질을 포함하고 있을 수도 있다.

본 발명은 바람직하게는 에어로졸 형성 물품에 사용하기 위해 2 종류 이상의 자성 입자를 제공하며, 자성 입자의 각 종류는 다른 퀴리 온도를 갖는다. 이러한 방식으로, 복수의 에어로졸 형성 물품이 제공될 수 있으며, 각각은 다른 종류의 자성 입자를 가져서, 검출된 퀴리 온도에 기초하여 에어로졸 발생 장치가 상기 에어로졸 형성 물품 간을 구별하고 그에 따라 작동할 수 있게 한다.

추가적으로 또는 대안적으로, 본 발명은 복수의 에어로졸 형성 물품을 제공할 수도 있으며, 각각은 다른 양의 자성 입자를 포함해서, 자성 입자의 검출된 양에 기초하여 에어로졸 발생 장치가 상기 다른 종류의 에어로졸 형성 물품 간을 구별하고 그에 따라 작동할 수 있게 된다.

자성 입자는, 이들에만 한정되지 않지만, 종이, 예를 들어 래퍼 종이; 필터; 티핑 종이; 담배; 담배 랩; 코팅층; 바인더; 고정부재; 접착제; 잉크, 발포체, 중공 초산 관; 랩; 및 래커(lacquer)를 포함하는, 에어로졸 발생 물품의 임의의 구성요소 내에 포함될 수도 있다. 자성 입자는 물질의 제조 동안에 그것을 첨가하는 방식, 예를 들면 건조 전에 종이 슬러리 또는 페이스트에 자성 입자를 첨가하거나, 또는 구성요소 상에 자성 입자를 페인팅하거나 분무하여 구성요소 내에 포함될 수도 있다.

일부 구현예에서, 특히 에어로졸 형성 물품이 사용하는 동안 에어로졸 형성 기재 내로 삽입되는 히터와 인덕터를 포함하고 있는 전기 가열식 에어로졸 생성 장치와 함께 사용되는 경우에, 에어로졸 형성 기재에 자성 입자를 제공하는 것이 바람직할 수도 있다. 에어로졸 형성 기재 내에 자성 입자를 제공하는 것은 또한 제조 및 소비자가 취급하는 동안 에어로졸 형성 물품의 후속 취급 동안에 입자가 빠지게 되는 것을 방지한다.

바람직하게, 상기 자성 입자는 에어로졸 형성 기재 전체에 걸쳐 분포함으로써 에어로졸 발생 장치 내의 에어로졸 형성 물품의 배향이 중요하지 않게 된다. 이는 소비자에게 보다 간단하게 시스템을 사용할 수 있게 한다. 특히 바람직한 구현예에서, 상기 자성 입자는 에어로졸 형성 기재 전체에 걸쳐 실질적으로 균질하게 분포하고 있다.

자성 입자는 바람직하게는 에어로졸 형성 기재의 약 1 중량 % 내지 약 30 중량 %, 더욱 바람직하게는 에어로졸 형성 기재의 약 1 중량 % 내지 약 10 중량 %, 가장 바람직하게는 에어로졸 형성 기재의 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 %의 양으로 존재한다. 이 범위들 내에서 자성 입자의 양을 제공하는 것은 그들이 사용하는 동안 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에 의한 효과적인 검출을 가능하게 하기에 충분한 수로 존재하도록 보장한다.

자성 입자의 수평균 직경은 약 25㎛ 내지 약 75㎛ 인 것이 바람직하다. 이 범위 내의 입자 크기가 기존의 제조 공정을 최소한으로 변형시키면서 에어로졸 형성 물품 내로 혼입할 수 있게 한다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재가 궐련 종이에 싸여진 담배를 포함하고 있는 구현예들에서, 자성 입자는 담배가 포장되어서 개별 에어로졸 형성 물품을 형성하기 전에 담배 컨디셔닝 및 가공 동안 담배 내로 첨가 및 혼합될 수 있다. 에어로졸 형성 기재가 주조 잎 시트 형태의 담배를 포함하고 있는 이들 구현예에서, 약 75㎛ 미만의 직경을 갖는 자성 입자가 이러한 시트의 일반적인 두께의 증가를 필요로 하지 않고 주조 잎 시트 내로 혼입될 수 있다. 적어도 약 25㎛의 직경을 갖는 자성 입자를 사용함으로써 물품의 사용 동안에 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸 형성 물품의 다른 부분들이나 소비자로 자성 물품이 전달되는 것을 방지할 수 있다.

자성 입자를 형성하기 위한 적절한 자성 물질은 페라이트, 철 합금 및 니켈 합금을 포함한다.

에어로졸 발생 물품은 동축 정렬로 순차적으로 배열되어 있고 외부 래퍼에 의해 둘러싸여 있는, 에어로졸 형성 기재, 중공 관형 요소, 에어로졸 냉각 요소 및 마우스피스를 포함하고 있을 수도 있다. 에어로졸 발생 물품이 외부 래퍼를 포함하고 있는 경우, 외부 래퍼는 예를 들면 궐련 종이 외부 래퍼일 수도 있다.

에어로졸 발생 물품은 길이가 약 30mm와 약 120mm 사이, 예를 들면 길이가 약 45mm일 수도 있다. 에어로졸 발생 물품은 직경이 약 4mm와 약 15mm 사이, 예를 들면 약 7.2mm일 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 길이가 약 3mm와 약 30mm 사이일 수도 있다.

상술한 바와 같이, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 상기 에어로졸 형성 기재는 바람직하게는 가열 시에 상기 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물들을 함유하는 담배 함유 물질을 포함하고 있다. 대안적으로, 상기 에어로졸 형성 기재는 EP-A-1 750 788 및 EP-A-1 439 876의 장치들에서 사용되는 것들과 같은 비-담배 물질을 포함하고 있을 수도 있다. 바람직하게는, 상기 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함하고 있다. 적절한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다. 추가적인 잠재적으로 적절한 에어로졸 형성제의 예는 EP-A-0 277 519 및 US-A-5 396 911에 기재되어 있다. 상기 에어로졸 형성 기재는 고체 기재일 수도 있다. 고체 기재는 예를 들면, 허브 잎, 담배 잎, 담배 리브 조각, 재구성 담배, 균질화 담배, 압출 담배 및 팽화 담배 중 하나 이상을 함유하고 있는, 분말, 그래뉼, 펠릿, 슈레드, 스파게티, 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함하고 있을 수도 있다. 선택적으로, 상기 고체 기재는 상기 기재의 가열 시에 방출될, 추가 담배 또는 비-담배 휘발성 향미 화합물들을 함유할 수도 있다.

선택적으로, 상기 고체 기재는 열적으로 안정적인 담체 위에 제공되거나 그 안에 매립될 수도 있다. 상기 담체는 분말, 그래뉼, 펠릿, 슈레드, 스파게티, 스트립 또는 시트의 형태를 취할 수도 있다. 대안으로, 상기 담체는 US-A-5 505 214, US-A-5 591 368 및 US-A-5 388 594에 개시된 것들과 같이, 그 내표면 위에, 또는 그 외표면 위에, 또는 그 내표면 및 외표면 양자 위에 피착된 고체 기재의 박층을 갖는 관형 담체일 수도 있다. 이러한 관형 담체는, 예를 들면, 종이, 종이류 재료, 부직 탄소 섬유 매트, 저 질량 오픈 메쉬 금속 스크린, 또는 구멍난 금속 포일 또는 임의의 다른 열적으로 안정적인 중합체 매트릭스로 형성될 수 있다. 상기 고체 기재는 예를 들면, 시트, 발포체, 겔 또는 슬러리 형태로 담체의 표면 위에 피착되어 있을 수도 있다. 상기 고체 기재는 담체의 전체 표면 위에 피착되어 있을 수도 있거나, 대안적으로 사용 동안 불균일한 향미 전달을 제공하기 위해서 패턴으로 피착되어 있을 수도 있다. 대안적으로, 상기 담체는 EP-A-0 857 431에 기재된 것과 같이, 담배 성분들이 통합되어 있는 부직포 직물 또는 섬유 다발일 수도 있다. 상기 부직포 직물 또는 섬유 다발은 예를 들면 탄소 섬유, 천연 셀룰로오스 섬유, 또는 셀룰로오스 유도체 섬유를 포함하고 있을 수도 있다.

에어로졸 형성 기재는 액체 기재일 수 있고, 흡연 물품은 액체 기재를 보유하기 위한 수단을 포함하고 있을 수도 있다. 예를 들면, 흡연 물품은 용기, 예를 들어 EP-A-0 893 071에 기재된 것을 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 흡연 물품은, WO-A-2007/024130, WO-A-2007/066374, EP-A-1 736 062, WO-A-2007/131449 및 WO-A-2007/131450에 기재된 바와 같이, 액체 기재가 흡수될 수 있는 다공성 담체 물질을 포함하고 있을 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 대안적으로 임의의 다른 종류의 기재, 예를 들면, 기체 기재, 또는 다양한 종류의 기재의 임의의 조합일 수도 있다. 자성 입자는 액체 기재를 보유하기 위한 수단 내에, 예를 들면 액체 기재를 보유하기 위한 용기를 형성하는 물질 내에 혼입될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 존재하는 경우, 자성 입자는 다공성 담체 물질 내로 혼입될 수도 있다.

에어로졸 형성 물품은 바람직하게는 흡연 물품이다.

추가 측면에 따르면, 본 발명은 자성 물질을 포함하고 있는 에어로졸 형성 물품을 수신하기 위한 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 제공하되, 상기 장치는 에어로졸 형성 물품을 가열하기 위한 히터 요소 및 인덕터를 포함하고 있다. 상기 장치는 상기 인덕터의 인덕턴스를 측정하고, 측정된 인덕턴스에 응답하여 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하고 있다.

유리하게는, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치는 상기 장치 내로 삽입된 에어로졸 형성 물품 내에서 자성 물질의 존재를 검출하고 그에 따라 히터 요소로의 전류를 제어할 수 있다. 특히, 에어로졸 형성 물품 내의 자성 물질이 상기 인덕터에 인접하여 배치되는 결과로서 인덕터의 인덕턴스 변화를 검출하여, 상기 제어부는 상기 장치에 사용하기 위한 에어로졸 형성 물품이 삽입된 것으로 판정할 수 있다.

상기 히터 요소에 대한 전류를 제어하는 것은 전류를 켜도록 전환하고, 전류를 끄도록 전환하고 그렇지 않으면 전류 공급을 조절하는 것을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 전술한 에어로졸 형성 물품의 자성 입자 같은, 자성 물질의 존재를 검출하면, 제어부는 히터 요소로의 전류의 공급을 활성화시켜서 에어로졸 형성 물품을 가열하기 시작할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 제어부는 다른 종류의 에어로졸 형성 물품을 구별하도록 구성되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 물품이 삽입되는 경우, 인덕터의 측정된 인덕턴스에 기초하여, 제어부는 존재하는 자성 물질의 양을 결정하고 그에 따라 에어로졸 형성 물품의 종류를 결정할 수도 있다.

추가적으로, 또는 대안적으로, 에어로졸 형성 물품의 가열 동안 상기 인덕터의 인덕턴스를 반복해서 측정하여, 상기 제어부는 상기 에어로졸 형성 물품 내 자성 물질의 퀴리 온도를 나타내는, 인덕턴스에 큰 변화가 발생하는 온도를 결정할 수도 있다. 결정된 퀴리 온도에 기초하여, 제어부는 에어로졸 형성 물품의 종류를 결정할 수 있다.

에어로졸 형성 물품의 종류를 결정하는 것에 응답하여, 상기 제어부는 그에 따라 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 조절할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 물품의 종류에 따라, 상기 제어부는 전류를 변조해서 에어로졸 형성 물품의 종류에 적합한 특정의 가열 프로파일을 제공할 수 있다.

상기 히터 요소는 바람직하게는 전기 저항 물질을 포함하고 있다. 적절한 전기 저항 물질은, 이들에만 한정되지는 않지만, 도핑된 세라믹, 전기 "전도성" 세라믹(예컨대, 이규화 몰리브덴), 카본, 흑연, 금속, 금속 합금, 세라믹 물질과 금속 물질의 복합 물질 같은 반도체를 포함하고 있다. 이러한 복합 물질은 도핑된 또는 비도핑된 세라믹을 포함하고 있을 수도 있다. 적절한 도핑 세라믹의 예로는 도핑된 탄화규소를 포함하고 있다. 적절한 금속의 예로는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 및 백금족으로부터의 금속이 있다. 적절한 금속 합금의 예들은 스테인리스 스틸, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸, Timetal® 및 철-망간-알루미늄계 합금들에 기초한 초합금을 포함한다. 복합 물질에 있어서, 상기 전기 저항 물질은, 선택 사항으로 요구되는 외부 물리화학적 성질과 이송되는 에너지의 운동역학에 따라, 절연 물질에 매립되거나 그것으로 캡슐화되거나 코팅될 수도 있고, 또는 그 반대로 될 수도 있다. 적절한 복합체 히터 요소는 US-A-5 498 855, WO-A-03/095688 및 US-A-5 514 630에 개시되어 있다.

상기 히터 요소는 임의의 적절한 형태를 취할 수도 있다. 예를 들면, 상기 히터 요소는 US-A-5 388 594, US-A-5 591 368 및 US-A-5 505 214에 기재된 것들과 같은, 가열 블레이드(blade) 형태를 취할 수도 있다. 대안적으로, 상기 히터 요소는 EP A-1 128 741에 설명된 것과 같이 다른 전자 전도부들을 갖는 케이싱 또는 기재 형태, 혹은 WO-A-2007/066374에 설명된 것과 같이 전기 저항 금속 관 형태를 취할 수도 있다. 대안적으로, KR-A-100636287 및 JP-A-2006320286에 기재된 바와 같이, 에어로졸 형성 기재의 중심을 통해 이어지는 하나 이상의 가열 바늘 또는 막대도 적절할 수도 있다. 대안적으로, 상기 히터 요소는 디스크 (말단) 히터, 또는 가열 바늘이나 막대를 가진 디스크 히터의 조합일 수도 있다. 다른 대안적인 것들로는 가열 와이어 또는 필라멘트가 있으며, 예를 들어, 니켈 크롬(Ni-Cr), 백금, 텅스텐 또는 합금 와이어, 예컨대 EP-A-1 736 065에 설명된 것들, 또는 가열 판이 있다.

상기 히터 요소는 전도에 의해 상기 에어로졸 형성 물품을 가열할 수도 있다. 상기 히터 요소는 상기 에어로졸 형성 기재와 또는 상기 기재가 피착되는 담체와 적어도 부분적으로 접촉할 수도 있다. 대안적으로, 상기 히터 요소로부터의 열은 열 전도성 요소에 의해 기재에 전도될 수도 있다. 대안적으로, 상기 히터 요소는 사용하는 동안 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 통해 흡인되는 인입 대기에 열을 전달할 수도 있고, 이에 따라 이 열은 대류에 의해 상기 에어로졸 형성 물품을 가열하게 된다. 상기 대기는 WO-A-2007/066374에 기재된 바와 같이, 에어로졸 형성 기재를 통과하기 전에 가열될 수도 있다.

인덕터는 상기 제어부가 상기 인덕터의 인덕턴스를 측정할 수 있게 하도록 상기 제어부에 연결되어 있는 전도성 코일을 포함할 수도 있다. 인덕터는 바람직하게는 장치 내에 배치되어 있어서 물품이 장치 내로 삽입될 때 에어로졸 형성 물품 내 자성 물질이 인덕터에 인접하여 위치하게 된다.

바람직하게는, 상기 장치는 상기 히터 요소와 상기 인덕터 둘 다로서 기능하는 전도성 코일을 포함하고 있다. 예를 들어, 상기 장치는 전기적으로 비-전도성 기재에 내장된 전도성 코일을 포함하고 있는 히터 블레이드를 포함할 수도 있으며, 여기서 전도성 코일은 인덕터 및 저항성 가열 요소로서 기능한다. 단일 전도성 코일로부터 히터 요소와 인덕터를 형성하는 것은 비용 효과적이고, 장치의 제조 및 구성을 단순하게 만든다.

장치가 히터 요소와 전도체 둘 다로서 기능하는 단일 전도성 코일을 포함하고 있는 이들 구현예에서, 제어부는 바람직하게는 전도성 코일을 통해 전류의 공급을 펄싱해서 에어로졸 형성 물품을 가열하고 전류 펄스 사이의 전도성 코일의 인덕턴스를 측정하도록 구성되어 있다. 제어부는 약 1MHz와 약 30MHz 사이, 바람직하게는 약 1MHz와 약 10MHz 사이, 더욱 바람직하게는 약 5MHz와 약 7MHz 사이의 주파수에서 전도성 코일을 통한 전류의 공급을 펄싱하도록 구성되어 있을 수도 있다.

또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 상술한 구현예들 중 어느 하나에 따른 에어로졸 형성 물품과 조합하여 상술한 구현예들 중 어느 하나에 따른 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 전기 가열식 에어로졸 발생 시스템을 제공하고 있다.

또 추가 측면에 따르면, 본 발명은 전기 가열식 에어로졸 발생 시스템을 작동시키는 방법을 제공하되, 상기 시스템은 에어로졸 형성 물품, 상기 에어로졸 형성 물품을 가열하기 위한 히터 요소, 인덕터, 및 상기 인덕터의 인덕턴스를 측정하고, 상기 히터 요소에 전류의 공급을 제어하도록 구성된 제어부를 포함하고 있다. 상기 방법은 상기 인덕터의 인덕턴스를 측정하고, 상기 측정된 인덕턴스를 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값과 비교하는 단계를 포함한다. 히터 요소로의 전류의 공급은 상기 측정된 인덕턴스를 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값과 비교하는 것에 기초하여 제어된다.

예를 들어, 측정된 인덕턴스가 기준선 인덕턴스에 대응하는 경우 상기 제어부는 아무런 에어로졸 형성 물품도 장치에 존재하지 않거나, 삽입된 에어로졸 형성 물품이 자성 물질을 포함하지 않는다고 가정하고, 이에 따라 장치와 함께 사용하도록 설계되어 있지 않다. 이러한 상황에서, 제어부는 히터 요소로의 전류 공급을 방지하도록 구성되어 있을 수도 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 히터 요소를 작동하지 않을 것이다. 따라서, 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 제어하는 단계는 바람직하게는 상기 측정된 인덕턴스가 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값의 어느 하나와도 일치하지 않는 경우, 상기 히터 요소에 아무런 전류도 공급하지 않는 것을 포함하며, 이때 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값이 각각 장치와 함께 사용하도록 설계된 에어로졸 형성 물품의 종류에 대응한다.

대안적으로, 상기 측정된 인덕턴스가 기준선 인덕턴스에 크게 상이하면, 상기 제어부는 상기 장치와 함께 사용하도록 설계된 에어로졸 형성 물품이 삽입되었다고 가정할 수도 있다. 이 경우, 제어부는 히터 요소로의 전류의 공급을 스위치로 켜서 에어로졸 형성 물품을 가열하기 시작할 수도 있다.

장치가 에어로졸 형성 물품의 다른 종류들과 사용될 수 있는 경우, 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값은 인덕턴스의 복수의 소정의 값을 포함할 수도 있으며, 이때 인덕턴스의 각각의 소정의 값이 에어로졸 형성 물품의 종류에 대응한다. 이 경우, 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 제어하는 단계는 히터 요소에 공급된 전류를 가변해서 소정의 가열 프로파일을 제공하는 것을 포함하며, 여기서 인덕턴스의 복수의 소정의 값이 상기 측정된 인덕턴스와 일치되는 것에 기초하여 소정의 가열 프로파일이 선택된다. 즉, 적절한 가열 프로파일은 장치 내로 삽입된 에어로졸 형성 물품의 종류에 대해 선택된다. 예를 들어, 에어로졸 형성 물품의 다른 종류는 상술한 바와 같이, 다른 양의 자성 입자 같은, 다른 양의 자성 물질을 포함하고 있을 수도 있다. 이 경우, 인덕턴스의 소정의 값은 각각 자성 물질의 대응하는 양에 근접하여 위치할 때, 상기 인덕터의 인덕턴스에 해당한다.

추가적으로, 또는 대안적으로, 장치는, 상술한 바와 같은 자성 입자의 다른 종류와 같이, 다른 퀴리 온도를 갖는 자성 물질을 각각 포함하고 있는 에어로졸 형성 물품의 다른 종류와 함께 작동하도록 설계될 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 제어하는 단계는 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 활성화해서 복수의 자성 입자의 퀴리 온도 위의 온도로 에어로졸 형성 물품을 가열하는 것을 포함한다. 이 경우에, 상기 방법은 에어로졸 형성 물품의 가열 동안 반복적으로 인덕터의 인덕턴스와 히터 요소의 온도를 측정하고, 에어로졸 형성 물품의 가열 동안 측정된 인덕턴스의 감소가 언제 발생하는지를 결정하는 단계를 더 포함하되, 상기 인덕턴스의 감소는 복수의 자성 입자가 퀴리 온도로 가열되는 것을 표시한다. 이어서 히터 요소에 공급된 전류는 소정의 가열 프로파일을 제공하도록 가변되며, 여기서 측정된 인덕턴스의 감소가 발생하는 시간 및 측정된 인덕턴스의 감소가 발생하는 히터 요소의 온도 중 적어도 하나에 기초하여 소정의 가열 프로파일이 선택된다.

상술한 바와 같이, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치는 히터 요소와 인덕터 모두를 형성하는 전도성 코일을 포함하고 있을 수도 있다. 이 경우, 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 활성화해서 에어로졸 형성 물품을 가열하는 단계는 전도성 코일을 통해 전류의 공급을 펄싱하는 것을 포함하고, 상기 반복적으로 인덕터의 인덕턴스를 측정하는 단계는 전류 펄스 사이의 전도성 코일의 인덕턴스를 측정하는 것을 포함한다. 상기 전도성 코일을 통해 전류의 공급을 펄싱하는 단계는 약 1MHz와 약 30MHz 사이, 바람직하게는 약 1MHz와 약 10MHz 사이, 더욱 바람직하게는 약 5MHz와 약 7MHz 사이의 주파수에서 전도성 코일을 통한 전류의 공급을 펄싱하는 것을 포함하고 있을 수도 있다.

이제 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 예로서만 더욱 설명할 것이다.

도 1은 에어로졸 형성 기재(12), 중공 초산 관(14), 고분자 필터(16), 마우스피스(18) 및 외부 래퍼(20)를 포함하고 있는 에어로졸 형성 물품(10)을 보여주고 있다. 에어로졸 - 형성 기재(12)는 담배(24)의 플러그 내에 분포된 복수의 강자성 입자(22)를 포함하고 있다. 마우스피스(18)는 초산 셀룰로오스 섬유의 플러그를 포함하고 있다.

도 2는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치(30) 내로 삽입된 에어로졸 형성 물품(10)을 보여주고 있다. 장치(30)는 베이스부(34)와 에어로졸 형성 기재(12)를 관통하는 히터 블레이드(36)를 포함하고 있는 히터 요소(32)를 포함하고 있다. 히터 블레이드(36)는 장치(30) 내에 제공된 배터리(40)로부터 전류의 공급을 수신하도록 구성되어 있는 전도성 코일(38)을 포함하고 있다. 제어부(42)는 배터리(40)로부터 히터 블레이드(36)의 전도성 코일(38)로의 전류의 공급을 포함하여, 장치(30)의 작동을 제어한다.

사용하는 동안, 제어부(42)는 에어로졸 형성 기재(12) 내 강자성 입자(22)가 전도성 코일(38)에 근접하여 위치되는 결과로서 전도성 코일(38)의 인덕턴스의 변화를 검출하여, 에어로졸 형성 물품(10)이 장치(30)와 함께 사용하기에 적합한지 판정한다.

에어로졸 형성 물품(10)이 장치(30)와 함께 사용할 수 있는 것으로 판정한 후, 제어부(42)는 전도성 코일(38)을 통해 배터리(40)로부터 전류를 펄싱하기 시작해서 에어로졸 형성 기재(12)를 가열한다. 전류 펄스 사이에, 상기 제어부(42)는 전도성 코일(38)의 인덕턴스를 계속 모니터링해서 인덕턴스에 큰 변화가 발생하는 지점을 결정하게 된다. 인덕턴스의 변화는 강자성 입자(22)가 그 퀴리 온도로 가열된 것을 나타낸다. 제어부는 인덕턴스의 변화가 발생하는 순간에 전도성 코일(38)의 저항을 측정하여 온도를 판정한다. 퀴리 온도에 기초하여, 제어부(42)는 에어로졸 형성 물품(10)의 종류를 결정하고 적절한 가열 프로파일을 선택한다.

10: 에어로졸 형성 물품
12: 에어로졸 형성 기재
14: 중공 초산 관
16: 고분자 필터
18: 마우스피스
20: 외부 래퍼
22: 강자성 입자
24: 담배
30: 에어로졸 발생 장치
32: 히터 요소
34: 베이스부
36: 블레이드
38: 코일
40: 배터리
42: 제어부

Claims

전기 가열식 에어로졸 발생 장치에 사용하기 위한 에어로졸 형성 물품으로서, 상기 에어로졸 형성 물품은
마우스피스;
에어로졸 형성 기재; 및
60℃ 내지 200℃ 의 퀴리 온도를 갖는 자성 물질을 포함하는 복수의 자성 입자;를 포함하는, 에어로졸 형성 물품.
제1항에 있어서, 상기 복수의 자성 입자는 상기 에어로졸 형성 기재 내에 배치되어 있는, 에어로졸 형성 물품.
제1항에 있어서, 상기 복수의 자성 입자는 상기 에어로졸 형성 기재의 1 중량 % 내지 30 중량 % 의 양으로 존재하는, 에어로졸 형성 물품.
제1항에 있어서, 상기 자성 입자의 수평균 직경(number average diameter)은 25㎛ 내지 75㎛ 인, 에어로졸 형성 물품.
에어로졸 형성 물품을 수용하기 위한 전기 가열식 에어로졸 발생 장치로서, 상기 장치는
에어로졸 형성 물품을 가열하기 위한 히터 요소;
인덕터; 및
에어로졸 형성 물품의 가열 동안 상기 인덕터의 인덕턴스 및 상기 히터 요소의 온도를 반복적으로 측정하기 위한 제어부로서, 상기 제어부는 상기 측정된 인덕턴스에 기초하여 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 가변해서 소정의 가열 프로파일을 제공하는, 상기 제어부;를 포함하는, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치.
제5항에 있어서, 상기 장치는 상기 히터 요소와 상기 인덕터 모두를 형성하는 전도성 코일을 포함하는, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치.
제6항에 있어서, 상기 제어부는 상기 전도성 코일을 통해 전류의 공급을 펄싱(pulse)해서 에어로졸 형성 물품을 가열하도록 구성되어 있고, 상기 제어부는 전류 펄스 사이의 상기 전도성 코일의 인덕턴스를 측정하도록 구성되어 있는, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 형성 물품과 조합하여 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함하는 전기 가열식 에어로졸 발생 시스템.
전기 가열식 에어로졸 발생 시스템을 작동시키는 방법으로서, 상기 시스템은 복수의 자성 입자를 포함하는 에어로졸 형성 물품, 상기 에어로졸 형성 물품을 가열하기 위한 히터 요소, 인덕터, 및 상기 인덕터의 인덕턴스를 측정하고 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 제어하도록 구성된 제어부를 포함하되, 상기 방법은,
상기 인덕터의 인덕턴스를 측정하는 단계;
상기 측정된 인덕턴스를 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값과 비교하는 단계; 및
상기 측정된 인덕턴스를 상기 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값과 비교하는 것에 기초하여 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 제어하는 단계는 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 활성화해서 상기 복수의 자성 입자의 퀴리 온도 위의 온도로 상기 에어로졸 형성 물품을 가열하는 것을 포함하고, 상기 방법은,
상기 에어로졸 형성 물품의 가열 동안 반복적으로 상기 인덕터의 인덕턴스와 상기 히터 요소의 온도를 측정하는 단계;
상기 에어로졸 형성 물품의 가열 동안 상기 측정된 인덕턴스의 감소가 언제 발생하는지를 결정하는 단계로서, 상기 인덕턴스의 감소는 상기 복수의 자성 입자가 상기 퀴리 온도로 가열되는 것을 표시하는, 단계; 및
상기 히터 요소에 공급된 전류를 가변해서 소정의 가열 프로파일을 제공하는 단계로서, 상기 소정의 가열 프로파일은 측정된 인덕턴스의 감소가 발생하는 시간 및 측정된 인덕턴스의 감소가 발생하는 히터 요소 온도 중 적어도 하나에 기초하여 선택되는, 단계;를 더 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 제어하는 단계는 상기 측정된 인덕턴스가 상기 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값의 어느 하나와도 일치하지 않는 경우 상기 히터 요소에 아무런 전류도 공급하지 않는 것을 포함하고, 상기 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값이 각각 에어로졸 형성 물품의 종류에 대응하는, 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 인덕턴스의 하나 이상의 소정의 값은 인덕턴스의 복수의 소정의 값을 포함하되, 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 제어하는 단계는 상기 히터 요소에 공급된 전류를 가변해서 소정의 가열 프로파일을 제공하는 것을 포함하고, 상기 소정의 가열 프로파일은 상기 인덕턴스의 복수의 소정의 값이 상기 측정된 인덕턴스와 일치하는 것에 기초하여 선택되는, 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 전기 가열식 에어로졸 발생 시스템은 상기 히터 요소와 상기 인덕터 모두를 형성하는 전도성 코일을 포함하고, 상기 히터 요소로의 전류의 공급을 활성화해서 에어로졸 형성 물품을 가열하는 것은 상기 전도성 코일을 통해 상기 전류의 공급을 펄싱하는 것을 포함하고, 상기 반복적으로 상기 인덕터의 인덕턴스를 측정하는 단계는 전류 펄스 사이의 상기 전도성 코일의 인덕턴스를 측정하는 것을 포함하는, 방법.
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