KR20150027069A - 전기로 작동되는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents

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알레산드로 메트란고로
피에르-이브 긴드라트
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

로드는 에어로졸 형성 재료(2)로 이루어진 제1 시트(2)와 비담배 재료로 이루어진 제2 시트(3)로부터 형성된다. 제1 및 제2 시트는 함께 수집되고 래퍼(12)에 의해서 둘러싸여져 있다. 상기 로드는 에어로졸 발생 물품의 복합 부품으로서 사용될 수 있다. 바람직하게, 제2 시트는 에어로졸 형성 재료로부터 방출되는 에어로졸을 개선시키고 로드의 다른 물성을 개선시키는 기능을 하는 재료로 이루어져 있다.

Description

전기로 작동되는 에어로졸 발생 시스템{Electrically operated aerosol generating system}
본 발명은 에어로졸 형성 재료로 이루어진 시트와 비담배 재료의 시트로 이루어진 로드에 관한 것으로, 상기 시트는 에어로졸 발생 제품에 사용하기 위한 로드를 형성하기 위해서 함께 수집된 것이다. 본 발명은 또한 이러한 로드로 이루어진 에어로졸 발생 물품 및 그러한 로드의 형성 방법에 관한 것이다.
담배 재료의 슈레드(shred), 스트랜드(strand) 또는 스트립을 제조하기 위한 공정과 장치가 종래에 알려져 있다. 일반적으로, 담배 재료의 이러한 슈레드, 스트랜드 및 스트립의 폭은 약 3 mm이하이다.
예를 들어, US-A-4,000,748는 재구성 담배의 시트를 스트립으로 절단하고, 최종 스트립을 실질적으로 동시 조작으로 권축하기 위한 공정과 장치를 개시한 것이다. 담배 재료의 시트는 한 쌍의 회전 및 맞물리는 스택의 디스크 사이로 이동하게 되고, 폭이 약 0.65 mm 내지 1.55 mm인 복수의 스트립으로 해당 시트를 절단시킨다. 최종 스트립의 전방 이동은 이웃하는 디스크의 대향하는 표면과의 맞물림에 의해서 지연(retarded)되고, 해당 스트립을 권축된 구조로 버클링(buckling)을 야기시킨다. 권축 스트립은 충전값의 증가를 제공하는 것으로 보고되고 있다.
권축 또는 비권축 슈레드의 담배 재료로 이루어진 에어로졸 발생 물품을 위한 로드의 형성은 하기에 논의하고 있는 것들을 포함해서 많은 단점을 겪게 된다.
첫 번째, 담배 재료를 절단하는 것은 바람직하지 못하게 담배 미립자와 다른 폐기물을 발생시키게 된다.
두 번째, 담배 재료의 슈레드로 이루어진 로드는 '루즈(loose) 단부'를 보인다. 즉, 로드의 단부로부터 담배 재료의 슈레드의 손실을 말한다. 이것은 로드 형성 시 담배 재료의 슈레드의 파손에 의해서 악화된다. 루즈 단부는 미적으로 바람직하지 않을 뿐만 아니라, 불리하게는 제조 장비와 에어로졸 발생 디바이스의 더욱 빈번한 세정이 필요하게 되는 결과를 가져올 수도 있다. 루즈 단부의 문제는 에어로졸 발생 물품에서 특히 악화되는데, 통상적인 궐련과 비교했을 때 에어로졸 발생 기질의 로드 길이가 짧아지게 되므로 단부와 근접해 있는 기질 재료의 비율이 더 커지게 되기 때문이다.
세 번째, 담배 재료의 슈레드로 이루어진 로드는 고중량 표준 편차를 보인다. 즉, 동일한 치수의 로드는 중량이 불일치하는 경향이 있다. 이것은 로드가 부분적으로 상술한 바와 같이 루즈 단부를 보이는 경향 때문이다. 담배 재료의 슈레드로 이루어진 로드의 고중량 표준편차는 중량이 선택된 허용 범위를 벗어나는 로드의 바람직하지 않은 높은 거절 비율을 이끌어낸다. 또한, 담배 재료의 슈레드로 이루어진 로드는 불균일 밀도를 보인다. 즉, 로드 길이에 따른 로드의 밀도는 불일치하는 경향을 보인다. 이것은 로드를 따라 다른 위치, 즉 담배 재료의 양이 저하되는 영역인 '공극(void)'과, 담배 재료의 수준이 증가된 영역인 '패드'에서의 담배 재료의 양 편차 때문이다. 담배 재료의 슈레드로 이루어진 로드의 불균일 밀도는 해당 로드의 흡입저항성 (RTD)에 바람직하지 않게 영향을 줄 수 있다. 추가로, 담배 재료의 슈레드로 이루어진 불균일 밀도는 공극이 로드의 단부에 위치하고 있을 때 루즈 단부를 일으킬 수 있다.
담배 재료의 슈레드로 이루어진 로드에 의해서 나타낸 루즈 단부, 고중량 표준 편차 및 불균일 밀도는 짧은 로드 길이의 로드에서 특히 문제가 있고 바람직하지 못하다. 로드 길이가 짧은 로드는 종종 플러그로 불리워진다.
EP-A1-2 062 484는 경구 소비를 위한 무연 담배 물품의 형성 공정을 개시한 것이다. 재구성 담배의 시트는 로드에 수집되고, 래핑되고, 그리고 구강 소비를 위해서 적당한 조각으로 절단된다.
에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 담배 재료로 이루어진 로드를 제공하는 것이 바람직하다.
로드는 에어로졸 형성 재료로 이루어진 제1 시트와 비담배 재료의 제2시트로 이루어질 수 있으며, 제1 및 제2 시트는 함께 수집된 것이며, 래퍼에 의해서 둘러싸여진다.
재료의 수집된 시트는 바람직하게는 실질적으로 로드의 전체 길이를 따라서 연장되어 있고 실질적으로 로드의 전체 횡 단면적을 가로질러서 연장되어 있다.
바람직하게 에어로졸 형성 재료는 담배로 이루어져 있다. 제1 시트는 재구성 담배 또는 균질한 담배의 시트, 바람직하게 에어로졸 형성제로 이루어진 재구성 담배 또는 균질한 담배의 시트일 수 있다.
제1 시트는 비담배 재료의 시트일 수 있으며, 에어로졸 형성제 또는 에어로졸 형성 성분으로 이루어져 있다. 예를 들면, 제1 시트는 페이퍼 재료 또는 폴리머성 재료일 수 있으며 니코틴과 에어로졸 형성제로 침지 또는 피복되어 있다. 제1 시트는 페이퍼 재료 또는 폴리머성 재료의 시트일 수 있으며, 향미제와 에어로졸 형성제로 침지 또는 피복되어 있다. 제1 시트는 페이퍼 재료 또는 폴리머성 재료일 수 있으며, 향기 화합물과 에어로졸 형성제로 침지 또는 피복되어 있다.
제2 시트는 비담배 재료 시트이며, 바람직하게는 제1 시트로부터 방출되는 에어로졸을 개선시키기 위한 기능성 성분으로 이루어져 있다.
도1은 특정한 구현예에 따른 로드를 형성하기 위한 장치의 개략적인 단면도를 나타낸 것이고;
도2는 특정한 구현예에 따른 로드를 형성하기 위한 장치의 개략적인 단면도를 나타낸 것이고;
도3은 여기서 설명한 바와 같이 형성된 로드를 병합한 에어로졸 발생 디바이스의 구현예를 예시한 것이고; 및
도4는 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 디바이스와 도 3에서 예시한 에어로졸 발생 물품으로 이루어진 에어로졸 발생 시스템을 예시한 것이다.
여기서 사용되는 용어 '로드'는 일반적으로 실질적으로 원형, 타원형 또는 타원체 단면의 원통형 부재를 나타내기 위해서 사용된다.
여기서 사용되는 용어 '시트'는 두께 보다 폭과 길이가 실질적으로 큰 라미나(laminar) 부재를 말한다. 시트의 폭은 10 mm보다 크고, 바람직하게는 20 mm 또는 30 mm보다 크다.
여기서 사용되는 용어 '에어로졸 형성 재료'는 에어로졸 발생을 위해 가열시 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 재료를 말한다. 에어로졸 형성 기질은 에어로졸 형성 재료로 이루지거나 구성될 수 있다.
여기서 사용되는 용어 '로드 길이'는 여기서 설명한 바와 같이 로드의 원통형 축의 방향으로의 치수를 말한다.
여기서 사용되는 용어 '균질한 담배 재료'는 미립자 담배를 응집하는 것에 의해서 형성되는 재료를 말한다.
여기서 사용되는 용어 '수집된'은 담배 재료의 시트가 로드의 원통형 축에 실질적으로 횡방향으로 주름진(convoluted), 접힌(folded), 다른 한편으로는 압축되거나(compressed) 또는 수축된(constricted) 것을 말한다.
여기서 사용되는 용어 '상류' 및 '하류'는 사용 시 에어로졸 발생 물품을 통해서 흡입된 공기의 방향과 관련해서 여기서 설명한 바와 같이 로드로 이루어진 에어로졸 발생 물품의 구성 성분, 또는 성분의 부분의 상대적인 위치를 설명하기 위해서 사용된다.
적당한 에어로졸 형성 재료의 수집된 시트로부터 형성된 로드는 에어로졸 발생 물품, 특히 가열된 에어로졸 발생 물품의 성분으로서 특히 유리하다.
가열된 에어로졸 발생 시스템은 기질의 재료로부터 에어로졸이 발생되도록 에어로졸 형성 기질을 가열하는 것에 의해서 작동한다. 그 다음에 에어로졸은 소비자에 의해서 흡입될 수 있다. 에어로졸을 개선시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 담배 재료로부터 발생된 에어로졸은 종종 페놀과 크레졸과 같은 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 타입의 성분은 에어로졸에 불쾌한 맛을 주거나 다른 한편으로는 바람직하지 않을 수 있다.
제2 시트는 제1 시트로부터 방출된 에어로졸의 원하지 않는 성분을 흡수하기 위한 흡수제로 이루어진 시트일 수 있다. 제2 시트는 제1 시트로부터 방출된 에어로졸의 원하지 않는 성분을 흡수하기 위한 흡수제인 시트일 수 있다. 이 방법에서, 에어로졸의 바람직하지 못한 성분의 비율은 에어로졸이 소비되기 전에 감소될 수 있다. 담배 재료로부터 방출되는 에어로졸에서의 페놀 농도를 감소시킬 수 있는 시트 재료의 예로는 폴리라틱산(Polylatic acid: PLA)이 있다. 에어로졸의 바람직하지 못한 성분을 감소시킬 수 있는 시트 재료의 추가 예로는 탄소가 있다.
페이퍼 또는 폴리머성 시트로 이루어질 수 있는 제2 시트는 에어로졸 성분과 반응하는 재료로 피복 또는 침지되어 있다. 예를 들면, 제2 시트는 페이퍼 또는 폴리머이며, 에어로졸 성분과 화학적으로 반응하는 액체 화합물로 침지되어 있다.
제2 시트는 제1 시트로부터 방출되는 에어로졸을 습윤처리하기 위해서 습윤제를 포함할 수 있다.
제2 시트는 에어로졸 강도 또는 향미를 개선시키기 위해서 제1 시트로부터 방출된 에어로졸을 희석시키기 위해서 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
제2 시트는 에어로졸의 향미를 개선시키기 위해서 향미제를 포함할 수 있다.
제2 시트는 에어로졸의 온도를 개선시키기 위해서 높은 열전도도를 갖는 재료를 포함할 수 있다.
제2 시트는 에어로졸 형성 재료의 시트로 이루어진 로드를 밑에서 받쳐 주기 위해서 필러 또는 밸러스트(ballast)로 작용할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 형성 재료는 고가일 수 있고 소정의 치수를 가지는 로드를 경제적으로 제작하는 것이 바람직할 수 있다. 에어로졸 형성 재료를 포함하는 고가의 시트, 예를 들면 담배의 시트와 저렴한 재료, 예를 들면 페이퍼를 사용하는 것에 의해 에어로졸 형성 재료를 포함하는 로드를 제조할 수 있다. 필러 또는 밸러스트는 로드로부터 발생된 에어로졸의 강도를 희석시키는데 사용될 수 있다.
제2 시트는 로드를 통한 기류를 개선시키기 위해서 로드에 추가시킬 수 있다. 예를 들면, 제2 시트의 치수 및 형태의 변화는 로드를 통한 기류의 개선 또는 조정이 가능할 수 있다.
제2 시트는 한가지 외에 추가 기능을 가질 수 있다. 제2 시트는 습윤제가 피복된 금속성 포일을 포함할 수 있다. 이 포일은 로드 내에서 열전달을 증가시킬 수 있지만, 습윤제는 에어로졸의 수분 함량을 증가시킬 수 있다.
제1 시트 재료는 조직화된 시트의 재료일 수 있다. 조직화된 시트의 재료의 사용은 로드를 형성하기 위해서 시트의 수집을 유리하게는 용이하게 할 수 있다. 여기서 기재하는 바와 같이, 제2 시트 재료는 조직화된 시트 재료일 수 있다. 제1 및 제2 시트 재료 모두 조직화된 시트 재료일 수 있다.
여기서 사용되는 용어 '조직화된 시트'는 권축, 양각, 음각, 관통 또는 다른 변형된 것을 말한다. 여기서 기재하는 바와 같은 로드를 형성하는데 사용하기 위한 균질화된 담배와 같은 조직화된 시트 재료는 공간을 두고 이격되어 있는 복수의 오목부, 돌출부, 관통부 또는 이들의 조합물로 이루어질 수 있다.
특히 바람직한 구현예에 따르면, 에어로졸 형성 재료의 권축 시트와 PLA 시트로 이루어진 로드를 제공하는 것이다. 상기 시트는 함께 수집된 것이고 래퍼로 둘러싸여 있다.
여기서 사용되는 용어 '권축 시트'와 용어 '크레이프 시트'는 동의어이고, 복수의 실질적으로 나란한 리지 또는 주름을 가지는 시트를 말한다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 재료의 권축 시트, 예를 들어 균질한 담배 재료의 권축 시트는 본 명세서에 따라 로드의 원통형 축에 실질적으로 나란한 복수의 리지 또는 주름을 가진다. 이것은 유리하게는 로드를 형성하기 위해서 에어로졸 형성 재료의 권축 시트의 수집을 용이하게 한다. 그러나, 에어로졸 형성 재료의 권축 시트는 대안적으로 또는 추가로 로드의 원통축에 대해 예각 또는 둔각에 배치되어 있는 복수의 실질적으로 평행한 리지 또는 주름을 가지는 것을 인식할 수 있을 것이다.
특정한 구현예에서, 재료의 시트는 실질적으로 전체 표면에 실질적으로 균등하게 조직화될 수 있다. 예를 들어, 재료의 권축 시트는 해당 시트의 폭을 가로질러서 실질적으로 균등하게 공간을 두고 이격되어 있는 복수의 실질적으로 나란한 리지 또는 주름으로 이루어질 수 있다.
여기서 기재한 바와 같은 로드는 로드를 형성하는 제1 및 제2 시트와 함께 수집된 하나 또는 그 이상의 추가 시트 재료를 포함할 수 있다. 어떤 추가 시트 또는 시트들은 수집되기 전에 권축된다. 어떤 추가적인 시트 또는 시트들은 하나 또는 그 이상의 추가적인 균질화된 담배 시트와 같은 추가적인 에어로졸 형성 재료를 포함할 수 있다. 어떤 추가적인 시트 또는 시트들은 에어로졸의 향미를 개선하기 위해서 향미 성분을 포함할 수 있다.
로드는 로드를 형성하는 제1 및 제2 시트와 함께 수집된 하나 또는 그 이상의 추가적인 시트 재료를 포함할 수 있다. 어떠한 추가적인 시트 또는 시트들은 수집되기 전에, 조직화, 예를 들어 권축될 수 있다. 어느 추가적인 시트 또는 시트들은 균질한 담배의 추가적인 에어로졸 형성 재료, 예를 들어 하나 또는 그 이상의 추가적인 시트를 포함할 수 있다.
여기서 설명한 로드는 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질로 사용될 수 있다.
여기서 설명한 바와 같이 로드로 이루어진 에어로졸 발생 물품이 제공될 수 있다.
에어로졸 형성 기질이 연소되기 보다는 가열되는 많은 에어로졸 발생 물품이 종래에 제안된 적이 있다. 일반적으로 가열된 에어로졸 발생 물품에서, 에어로졸은 열원, 예를 들어 화학적, 전기적 또는 연소가능한 열원으로부터 열원의 안, 주위, 또는 하류에 위치될 수 있는, 물리적으로 별개의 에어로졸 형성 기질로의 열전달에 의해서 발생하게 된다.
여기서 사용되는 용어 "에어로졸 형성 기질"은 에어로졸을 발생시키기 위해서, 가열 시 휘발성 화합물을 방출가능하게 하는 에어로졸 형성 재료로 이루어지거나, 또는 포함하는 기질을 말한다. 담배 재료의 시트는 본 발명의 목적을 위한 에어로졸 형성 기질이다.
여기서 사용하는 로드는 가열된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기질로서 사용하기에 특히 적합하게 되어 있다. 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질은 일반적으로 통상적인 리트 단부 흡연 물품에서 연소가능한 흡연성 재료보다 로드의 길이가 상당히 짧다. 상기에서 언급한 바와 같이, 담배 재료의 슈레드로 이루어진 로드에 의해서 나타나는, 루즈 단부, 고중량 표준 편차 및 불균일 밀도는 짧은 로드 길이를 가지는 에어로졸 발생 재료의 로드에서 특히 바람직하지 못하다. 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 발생 기질인, 여기서 설명한 짧은 로드의 사용은 유리하게는 상기에서 사전에 논의한 담배 재료의 슈레드로 이루어진 짧은 로드의 사용과 관련이 있는 하나 이상의 단점을 최소화하거나 피하게 된다.
하나의 구현예로서, 여기서 설명한 로드는 연소가능한 열원과, 해당 연소가능한 열원의 하류에 있는 에어로졸 발생 기질로 이루어진 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에얼조로 형성 기질로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 연소성 탄소계 열원, 해당 연소가능한 열원의 하류에 있는 에어로졸 발생 기질, 및 해당 연소성 탄소계 열원의 후방 부위 주변 및 접촉하고 있고, 해당 에어로졸 발생 기질의 전방 부위에 인접해 있는 열전도성 부재로 이루어진, 여기서 설명한 로드는 WO-A-2009/022232에 개시되어 있는 타입의 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 발생 기질로 기재될 수 있다. 그러나, 여기서 설명한 로드는 다른 구조를 가지는 연소성 열원으로 이루어진 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 발생 기질로도 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
또 다른 구현예에서, 여기서 설명한 로드는 가열된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기질이 전기적 열원에 의해서 가열되는 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 발생 기질로 사용될 수 있다.
예를 들어, 여기서 설명한 로드는 EP-A-0 822 670에 개시되어 있는 타입의 가열된 에어로졸 발생 물품 타입에서 에어로졸 발생 기질로 사용될 수 있다.
전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 장치와, 해당 장치에 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 포함하는 시스템이 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 여기서 설명한 바와 같이 로드 또는 에어로졸 형성 기질로 이루어질 수 있다.
에어로졸 발생 물품을 위한 필터가 제공될 수 있고, 해당 필터는 여기서 설명한 로드로 이루어진다. 리트 단부 에어로졸 발생 물품, 예를 들어 통상적인 흡연 물품과, 가열된 에어로졸 발생 물품 모두를 위한 필터에 로드가 사용될 수 있다. 여기서 설명한 로드는 하나의 필터 단편으로 이루어진 필터에 사용될 수 있다. 여기서 설명한 로드는 두개 이상의 필터 단편으로 이루어진 다중 성분 필터에도 사용될 수 있다.
담배 함유 필터 단편으로 이루어진 필터는 종래에 알려져 있다. 예를 들어, EP-A-1 889 550에는 마우스 단부 단편; 해당 마우스 단부 단편의 상류에 있는 담배 또는 다른 식물 잎으로 이루어진 제1 풍미 방출 단편; 및 해당 제1 풍미 방출 단편의 상류에 있는 여과 재료와 풍미제로 이루어진 제2 풍미 방출 단편으로 이루어진, 흡연 물품을 위한 다중 성분 필터를 개시한 것이다. 제2 풍미 방출 단편의 흡입저항성은 제1 풍미 방출 단편보다 흡입저항성이 크고, 제2 풍미 방출 단편의 흡입 저항성은 마우스 단부 단편보다 흡입 저항성이 크다.
특정한 구현예에서, 여기서 설명한 로드는 단일 또는 다중 성분 필터에서 담배 함유 필터 단편으로 사용될 수 있다.
여기서 설명한 로드로 이루어진 필터는 미립자 성분, 가스 성분 또는 이들의 조합물의 제거를 위한, 하나 이상의 여과 재료를 더 포함할 수 있다. 적절한 여과 재료는 종래에 알려져 있고, 이를 한정하는 것은 아니지만 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 토우 및 페이퍼와 같은 섬유성 여과 재료; 예를 들어, 활성 알루미나, 제올라이트, 분자체 및 실리카겔과 같은 흡착제; 예를 들어 폴리라틱산 (PLA), Mater-Bi® 및 바이오플라스틱 (bioplastics)을 포함하는 생분해성 폴리머; 및 이들의 조합물을 포함한다.
선택적으로 또는 추가로, 여기서 설명한 로드로 이루어진 필터는 최소한 하나의 연기 또는 에어로졸 에어로졸 개변제를 더 포함할 수 있다. 적절한 연기 및 에어로졸 개변제는 종래에 알려져 있고, 이를 한정하는 것은 아니지만 풍미제, 예를 들어 멘톨을 포함한다.
바람직하게는, 본 명세서에 따른 로드는 실질적으로 균일한 단면이다.
본원에 따른 로드는 사용 목적에 따라 다른 치수를 가지는 것으로 제조될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 로드는 사용 목적에 따라 직경이 약 5 mm와 약 10 mm사이일 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 로드는 사용 목적에 따라 로드 길이가 약 5 mm와 약 150 mm 사이일 수 있다.
바람직한 구현예에서, 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질로 사용하기 위한 본 발명에 따른 로드는 로드 길이가 약 5 mm과 약 20 mm 사이, 또는 약 30 mm일 수 있다.
추가 구현예에서, 통상적인 리트 단부 흡연 물품과 가열된 에어로졸 발생 물품을 위한 필터에 사용하기 위한 본 발명에 따른 로드는 로드 길이가 약 5 mm와 약 30 mm사이일 수 있다.
원하는 단위 로드 길이의 본 발명에 따른 로드는 다중 단위 로드 길이의 로드를 형성하고, 절단하거나, 다른 한편으로는 원하는 단위 로드 길이의 다중 로드로 다중 단위 로드 길이의 로드를 분리하는 것에 의해서 제조될 수 있다.
예를 들어, 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질로 사용하기 위한, 로드 길이가 약 15 mm인 로드는 약 150 mm의 로드 길이를 가지는 로드를 형성하고, 이후에 약 15 mm의 로드 길이를 가지는 10개의 로드로 세장형 로드를 절단하는 것에 의해서 제조될 수 있다.
바람직한 구현예는 균질한 담배 재료의 시트로 이루어진다. 균질한 담배 재료의 시트는 그라인딩에 의해서 얻어지는 미립자 담배를 응집하거나 또는 담배 잎 라미나와 담배잎 줄기 중 하나 또는 모두를 분쇄하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 선택적으로 또는 추가로, 균질한 담배 재료 담배의 시트는 예를 들어 담배의 처리, 취급 및 선적 시에 형성되는, 최소한 하나의 담배 분진, 담배 미분체 및 다른 미립자 담배 부산물로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 로드가 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질로 사용하기 위한 경우, 로드를 형성하기 위해서 사용되는 균질한 담배 재료의 시트는 바람직하게는 담배 잎 라미나를 분쇄 또는 다른 한편으로 세분하는 것에 의해서 얻어지는 미립자 담배로 이루어진다.
특정한 구현예에서, 균질한 담배 재료의 시트는 건조중량 당 담배 함량이 약 40 중량% 이상, 또는 건조중량 당 약 50 중량% 이상일 수 있다. 다른 구현예에서, 균질한 담배 재료의 시트는 건조중량을 기준으로 담배 함량이 약 70 중량%이다. 본 발명에 따른 로드가 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질로 사용하기 위한 경우, 담배 함량이 높은 균질한 담배 재료의 시트의 사용은 유리하게는 담배 풍미가 증강된 에어로졸을 발생시키게 된다.
균질한 담배 재료의 시트는 미립자 담배를 응집하는데 도움을 주기 위해서, 담배 내인성 바인더인 하나 이상의 내인성 바인더, 담배 외인성 바인더인 하나 이상의 외인성 바인더, 또는 이들의 조합물로 이루어질 수 있다. 추가로 또는 선택적으로, 균질한 담배 재료의 시트는 다른 첨가제, 이를 한정하는 것은 아니지만 담배 및 비담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 풍미제, 충전제, 수성 및 비수성 용매 및 이들의 조합물로 이루어질 수 있다.
여기서 설명한 로드를 형성하는 데 사용하기 위한 균질한 담배 재료의 시트의 함유물을 위한 적절한 외인성 바인더는 이를 한정하는 것은 아니지만 예를 들어 구아검, 크산탄검, 아라비아검 및 로커스트빈검과 같은 검; 예를 들어 히드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스 및 에틸 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 바인더; 예를 들어 녹말과 같은 다당류, 알긴산과 같은 유기산, 예를 들어 알긴산나트륨, 한천 및 단백질과 같은 유기산의 짝염기염; 및 이들의 조합물을 포함한다.
균질한 담배 재료의 시트에 포함하기 위한 적절한 비담배 섬유는 종래에 알려져 있고, 이를 한정하는 것은 아니지만 셀룰로오스 섬유; 연목 섬유; 견목 섬유; 주트 섬유 및 이들의 조합물을 포함한다.
균질한 담배 재료의 시트에 포함하기 전에, 비담배 섬유는 이를 한정하는 것은 아니지만 기계적 펄핑; 정제; 화학적 펄핑; 표백; 황산염 펄핑 및 이들의 조합물을 포함하여 종래에 알려져 있는 적절한 공정에 의해서 처리될 수 있다.
여기서 설명한 로드를 형성하는 데 사용하기 위한 균질한 담배 재료의 시트는 로드를 형성하기 위해서, 수집되어 존속하기에 충분히 높은 인장 강도를 가진다. 특정 구현예에서, 비담배 섬유는 적절한 인장 강도를 달성하기 위해서 균질한 담배 재료의 시트에 포함될 수 있다.
예를 들어, 여기서 설명한 로드를 형성하기 위한 담배 재료의 균질한 시트는 건조중량을 기준으로 약 1 중량%와 약 5 중량% 사이의 비담배 섬유로 이루어질 수 있다.
균질한 담배 재료의 시트에 포함하기 위한 적절한 에어로졸 형성제와 습윤제는 종래에 알려져 있고, 이를 한정하는 것은 아니지만 다가알코올, 예를 들어 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린; 다가알코올의 에스테르, 예를 들어 글리세롤 모노-, 다이-, 트리아세테이트; 모노-, 다이- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르, 예를 들어 디메틸도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트를 포함한다.
예를 들어, 본 발명에 따른 로드가 가열된 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 형성 기질로 사용하기 위한 경우, 여기서 설명한 로드를 형성하는데 사용하기 위한 균질한 담배 재료의 시트는 건조중량을 기준으로 에어로졸 형성제 함량이 약 5 중량%와 약 30 중량% 사이일 수 있다. 가열 부재를 가지는 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 로드는 바람직하게는 약 5% 이상 내지 약 30%의 에어로졸 형성제를 포함한다. 가열 부재를 가지는 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 로드를 위해서, 에어로졸 형성제는 바람직하게는 글리세린일 수 있다.
균질한 담배 재료의 시트의 조성은 규제 요건에 따르도록 설계된다는 것을 인식할 것이다.
균질한 담배 재료의 시트를 제조하기 위한 여러 가지의 재구성 공정이 종래에 알려져 있다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 US-A-3,860,012에 기재되어 있는 타입의 페이퍼 제조 공정; 예를 들어 US-A-5,724,998에 기재되어 있는 타입의 주조 또는 '캐스트 리프' 공정; 예를 들어 US-A-3,894,544에 기재되어 있는 타입의 도우 재구성 공정 및 예를 들어 GB-A-983,928에 기재되어 있는 타입의 압출 공정을 포함한다. 전형적으로, 압출 공정과 도우 재구성 공정에 의해서 제조되는 균질한 담배 재료의 시트의 밀도는 주조 공정에 의해서 제조되는 균질한 담배 재료의 시트의 밀도보다 크다.
여기서 설명한 로드를 형성하는데 사용하기 위한 균질한 담배 재료의 시트는 바람직하게는 컨베이어 벨트 또는 다른 지지체 표면 상에, 미립자 담배와 하나 이상의 바인더로 이루어진 슬러리를 주조하고, 균질한 담배 재료의 시트를 형성하기 위해서 해당 캐스트 슬러리를 건조시키고, 해당 지지 표면으로부터 균질한 담배 재료의 시트를 제거하는 것으로 일반적으로 이루어진 타입의 주조 공정에 의해서 형성된다.
예를 들어, 특정한 구현예에서 균질한 담배 재료의 시트는 주조 공정에 의해서 미립자 담배, 구아검, 셀룰로오스 섬유 및 글리세린으로 이루어진 슬러리로부터 형성될 수 있다.
균질한 담배 재료의 시트는 필터 토우, 페이퍼 및 다른 재료를 조직화하기 위한 적절한 알려진 기계를 이용해서 조직화될 수 있다.
예를 들어, 여기서 설명한 로드를 형성하기 위한 균질한 담배 재료의 시트는 CH-A-691156에 기재되어 있는 타입의 권축 단위를 이용해서 권축될 수 있고, 회전가능한 한쌍의 권축 롤러로 이루어져 있다. 그러나, 균질한 담배 재료의 시트가 해당 균질한 담배 재료의 시트를 변형하거나 관통시키는 다른 적절한 기계 및 공정을 이용해서 조직화될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
여기서 기재한 바와 같은 로드는 사용 목적에 따라 균질한 담배 재료의 시트와 다른 치수를 가지는 비담배 재료의 시트로부터 제조될 수 있다. 균질한 담배 재료의 시트와 비담배 재료의 시트는 여기서 설명한 로드를 형성하기 위해서 수집되기에 충분한 폭이어야 한다.
바람직하게는, 여기서 설명한 로드를 형성하는데 사용하기 위한 담배 재료의 시트는 폭이 약 25 mm 이상이다.
특정한 구현예에서, 여기서 설명한 로드에 사용하기 위한 재료의 시트는 폭이 약 25 mm와 약 300 mm 사이일 수 있다.
바람직하게는, 로드를 구성하는 재료 시트는 두께가 약 50 ㎛ 내지 약 300 ㎛이다.
특정한 구현예에서, 여기서 설명한 바와 같은 로드를 형성하는데 사용하기 위한 재료의 개개의 시트는 두께가 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛일 수 있다. 폴리머 시트 또는 알루미늄 호일과 같은 비담배 시트는 에어로졸 형성 재료 보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
특정한 구현예에서, 여기서 설명한 로드를 형성하는데 사용하기 위한 균질한 담배 재료의 시트는 평량이 100 g/m2이고 약 300 g/m2이다.
여기서 설명한 로드는 다공성 래퍼 또는 비다공성 래퍼에 의해서 둘러싸여져 있는 균질한 담배 재료의 수집된 시트로 이루어질 수 있다.
특정한 구현예에서, 여기서 설명한 로드는 페이퍼 래퍼와 함께 수집 및 둘러싸여져 있는, 균질한 담배 재료 시트 및 페이퍼 또는 폴리머 시트를 포함할 수 있다.
적절한 페이퍼 래퍼는 종래에 알려져 있고, 이를 한정하는 것은 아니지만 궐련 페이퍼; 및 필터 플러그 랩을 포함한다.
다른 구현예에서, 여기서 설명한 로드는 비페이퍼 래퍼로 이루어질 수 있다.
적절한 비페이퍼 래퍼는 종래에 알려져 있고, 이를 한정하는 것은 아니지만 균질한 담배 재료를 포함한다.
여기서 설명한 로드는 동시에 두개 이상의 시트의 수집을 하기에 적합하게 되어 있는, 통상적인 궐련 제조 및 궐련 필터 제조 기계를 이용해서 제조될 수 있다.
예를 들어, 균질한 담배 재료의 권축 시트와 비담배 재료의 시트로 이루어진 로드는 CH-A-691156에 기재되어 있는 타입의 수집된 권축 시트 페이퍼로 이루어진 필터 로드를 형성하기 위한 기계를 이용해서 제조될 수 있다. 이 기계는 권축된 담배 시트와 함께 비담배 재료의 시트를 수집하기에 적합할 것이다.
여기서 설명하는 바와 같이, 여기서 기재하는 로드를 형성하기 위한 방법으로, 에어로졸 형성 재료를 포함하는 제1 연속 시트를 제공하고, 비담배 재료를 포함하는 제2 연속 시트를 제공하며, 제2 시트는 제1 시트와 다르고, 제1 및 제2 연속 시트를 그의 길이 방향의 축에 대해 가로 방향으로 동시에 수집하는 단계; 연속 로드를 형성하기 위해서 수집된 시트를 래퍼로 둘러싸고, 연속 로드를 복수의 별개의 로드로 절단하는 단계로 이루어진다. 에어로졸 형성 재료는 상기에 기재한 어떤 에어로졸 형성 재료일 수 있으며, 바람직하게 균질한 담배이다. 비담배 재료는 상기에 기재한 비담배 재료일 수 있고 바람직하게는 폴리머성 시트, 페이퍼 시트 또는 금속성 호일 시트로 이루어진다.
본 방법은 제1 연속 시트를 조직화하는 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 방법은 제1 연속 시트를 제2 연속 시트와 함께 수집하기 전에, 해당 제1 연속 시트를 권축, 양각, 천공 또는 다른 한편으로는 조직화로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 본 방법은 제1 연속 시트를 권축하는 것을 더 포함한다.
제1 및 제2 연속 시트 모두는 조직화, 예를 들어 권축될 수 있다.
특정한 구현예는 첨부하는 도면에 의거하여 단지 예시할 목적으로 더 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 나타난 장치는 일반적으로 균질한 담배 재료의 연속 시트를 제공하기 위한 공급 수단; PLA 재료의 연속 시트를 제공하기 위한 공급 수단; 균질한 담배 재료의 연속 시트를 권축하기 위한 권축 수단; 연속 로드를 형성하기 위해서, PLA 재료의 연속 시트와 함께 균질한 담배 재료의 연속 권축 시트를 수집하고, 수집된 재료를 래퍼로 둘러싸는 로드 형성 수단; 및 연속 로드를 복수의 별개의 로드로 절단하기 위한 절단 수단을 포함한다. 이 장치는 권축 수단을 경유해서 공급 수단에서 로드 형성 수단으로, 해당 장치 전체적으로 하류에 있는 균질한 담배 재료의 연속 시트를 운반하기 위한 운반 수단도 포함할 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 균질한 담배 재료의 연속 시트를 제공하기 위한 공급 수단은 제1 보빈(4)에 장착되어 있는 균질한 담배 재료의 연속 시트(2)로 이루어져 있다. PLA의 연속 시트를 제공하기 위한 공급 수단은 제2 보빈(5)상에 장착되어 있는 PLA의 연속 시트(3)로 이루어진다. 권축 수단은 한 쌍의 회전 가능한 권축 롤러(6)로 이루어진다. 사용 중에, 균질한 담배 재료의 연속 시트(2)는 제1 보빈(4)로부터 인출되고, 일련의 가이드 및 장력 롤러를 통해서 하류에 있는 한 쌍의 권축 롤러(6)로 운반된다. 균질한 담배 재료의 연속 시트(2)가 한 쌍의 권축 롤러(6) 사이로 공급됨에 따라, 권축 롤러가 맞물리고 균질한 담배 재료(2)의 연속 시트를 권축하여 상기 장치를 통해서 균질한 담배 재료의 시트의 길이 방향의 축에 실질적으로 나란한 복수의 공간을 두고 이격되어 있는 리지 또는 주름을 가지는 균질한 담배 재료의 연속 권축 시트를 형성하게 된다.
균질한 담배 재료의 연속 권축 시트(8)는 한 쌍의 권축 롤러(6)로부터 로드 형성 수단으로 하류로 운반된다. 균질한 담배 재료의 PLA의 연속 시트(3)는 제2 보빈(5)으로부터 로드 형성 수단으로 운반된다. 균질한 담배 재료의 연속 시트(3)와, 권축된 균질한 담배 재료의 연속 시트(8) 모두는 동시에 수렴 깔때기 또는 혼(horn)(10)을 통해서 공급된다. 수렴 깔때기(10)는 그의 길이 방향 축에 대해 횡방향으로 재료의 연속 시트(8,3)를 수집한다. 재료의 연속 시트(8,3)는 수렴 깔때기(10)를 통과하기 때문에 실질적으로 원통형 구조로 추정된다.
수렴 깔때기(10)에서 배출될 때, 균질한 담배 재료의 수집된 시트는와 PLA는 포장 재료(12)의 연속 시트에 의해 포장된다. 포장 재료의 연속 시트는 보빈(14)으로부터 공급되고, 무한 벨트 컨베이어 또는 가니쳐(garniture)에 의해서 균질한 담배 재료의 연속 권축 시트의 수집된 시트 주변을 둘러싸게 된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 로드 형성 수단은 래핑 재료의 연속 시트의 길이 방향 에지 중 하나에 접착제를 적용하는 접착제 적용 수단(16)을 포함하고 있으므로 포장 재료의 연속 시트의 대향하는 길이 방향의 에지가 접촉하게 될 때 서로 접착하여 연속 로드를 형성하게 된다.
로드 형성 수단은 접착제 적용 수단(16)의 하류에 있는 건조 수단(18)을 포함하고, 연속 로드가 로드 형성 수단으로부터 절단 수단으로 하류로 이동됨에 따라, 연속 로드의 이음매에 적용되어 있는 접착제를 사용 중에 건조시킨다.
절단 수단은 연속 로드를, 단위 길이 또는 다중 단위 길이의 복수의 별개의 로드로 절단하는 회전 커터(20)를 포함한다.
하나의 시트가 다른 하나의 최상부에 있게 포개지면서, 재료의 두 개의 연속 시트가 수렴 깔때기로 공급됨에 따라, 로드는 균일한 분포의 담배 시트와, PLA 시트를 가진다.
도 2에 예시하고 있는 다른 구조에서, PLA의 연속 시트(3)는 한 쌍의 권축 롤러(6)의 상류에 있는 균질한 담배 재료(2)의 연속 시트와 포개져서 위치하고 있다. 그 이외에 이 장치는 실질적으로 도 1에 대해서 기재한 바와 같다.
재료의 연속 시트(2,3) 모두가 포개져서 권축 롤러(6)를 통과하게 되는 동시에 권축된다. 한 쌍의 권축 연속 시트(9)는 권축 롤러(6)를 통과한 후에 하류에 있는 수렴 깔때기(10)를 통과하면서 로드로 형성된다.
도 3은 여기서 설명한 로드로 이루어진 에어로졸 발생 물품(1000)의 구현예를 예시한 것이다. 물품(1000)은 4개의 부재; 에어로졸 형성 기질(1020), 중공 셀룰로오스 아세테이트 튜브(1030), 스페이서 부재(1040), 및 마우스피스 필터(1050)로 이루어져 있다. 이러한 4개의 부재들은 에어로졸 발생 물품(1000)을 형성하기 위해서, 연속적으로 및 동축 배열되어 있고, 궐련 페이퍼(1060)에 의해서 조립된다. 물품(1000)은 흡연자가 사용 시 그의 또는 그녀의 마우스로 주입되는 마우스 단부(102)와, 해당 마우스 단부(1012)에 대향하는 물품의 단부에 위치되어 있는 원위 단부(1013)를 가진다. 도 3에 예시되어 있는 에어로졸 발생 물품의 구현예는 에어로졸 형성 기질을 가열하기 위한 히터로 이루어진 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위해 특히 적절하다.
물품(1000)은 조립될 때 길이가 약 45 mm이고, 외부 직경이 약 7.2 mm이고, 내부 직경이 약 6.9 mm이다.
에어로졸 형성 기질(1020)은 플러그를 형성하기 위해서, 권축 캐스트 잎 담배의 제1 시트와, 필터 페이퍼(도시하지 않음)로 포장된 권축 PLA의 제2 시트로부터 형성된 로드로 이루어져 있다.
도 3에 예시되어 있는 에어로졸 발생 물품(1000)은 소비를 위해서 에어로졸 발생 디바이스와 맞물리도록 설계되어 있다. 이러한 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸을 형성하기에 충분한 온도로 에어로졸 형성 기질(1020)을 가열하기 위한 수단을 포함한다. 전형적으로, 에어로졸 발생 디바이스는 해당 에어로졸 형성 기질(1020)에 인접해 있는 에어로졸 발생 물품(1000)를 둘러싸고 있는 가열 부재, 또는 에어로졸 형성 기질(1020)로 주입되는 가열 부재로 이루어질 수 있다.
에어로졸 발생 디바이스와 맞물리게 되면, 사용자는 흡연 물품(1000)의 마우스 단부(1012)를 흡입하면, 에어로졸 형성 기질(1020)은 약 375℃의 온도로 가열된다. 이 온도에서, 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기질(1020)의 캐스트 잎 담배의 의 시트로부터 방출된다. 이러한 화합물들은 에어로졸을 형성하기 위해서 응축하게 된다. 에어로졸은 필터(1050)를 통해서 사용자의 마우스로 흡입된다.
도 4는 에어로졸 발생 물품(1000)의 에어로졸 발생 기질(1020)을 가열하기 위해서 가열 블레이드(2100)를 이용하는 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 시스템(2000)의 일부를 예시한 것이다. 가열 블레이드는 전기적으로 작동되는 에어로졸 발생 디바이스(2010)의 챔버를 수용하는 에어로졸 물품 내에 장착되어 있다. 에어로졸 발생 디바이스는 공기가 에어로졸 발생 물품(1000)으로 흐르게 하기 위한 복수의 공기 홀(hole)(2050)을 말한다. 기류는 도 4에 화살표로 나타내었다. 에어로졸 발생 디바이스는 전원 장치 및 전자 제품을 포함하는데, 도 4에 예시하지는 않았다. 도 4의 에어로졸 발생 물품(1000)은 도 3에서 기재한 것과 같다.
실시예 1
제1 특정한 구현예에 따른 로드는 PLA의 비권축 시트와 함께 수집되고, 페이퍼 래퍼에 의해서 둘러싸여져 있는 균질한 담배 재료의 권축 시트로 이루어지고, 길이가 12 mm, 직경이 약 6.9 mm와 7.2 mm사이이며, 도 1에 나타낸 타입의 장치를 사용해서 약 20 m/분과 25　m/분 사이의 속도로 제조하였다.
균질한 담배 재료의 연속 시트는 주조 공정에 의해서 제조했고, 시트는 폭이 110 mm과 134 mm 사이, 두께가 120 ㎛ 내지 260 ㎛, 평량이 167 g/m2과 201 g/m2 사이 및 수분 함량이 5%와 12% 사이이다.
2: 연속 시트
3: 연속 시트
4: 제1 보빈
5: 제2 보빈
6: 권축 롤러
8: 권축 연속 시트
9: 권축 연속 시트
10: 수렴 깔때기 또는 혼
11: 로드
12: 래핑 재료
14: 보빈
16: 접작제 적용 수단
18: 건조 수단
20: 회전 커터
1000: 에어로졸 발생 물품
1012: 마우스 단부
1013: 원위 단부
1020: 에어로졸 형성 기질
1030: 중공 셀룰로오스 아세테이트 튜브
1040: 스페이서 부재
1050: 마우스피스 필터
1060: 궐련 페이퍼
2000: 에어로졸 발생 시스템
2010: 에어로졸 발생 디바이스
2100: 가열 블레이드
2050: 공기 홀

Claims (10)

  1. 전기적으로 작동하는 에어로졸 발생 장치와 상기 장치와 병용하기 위한 에어로졸 발생 물품으로 이루어진 시스템으로서, 상기 에어로졸 발생 물품은,
    에어로졸 형성 재료로 이루어진 제1 시트(2)와, 비담배 재료의 제2 시트(3)로 이루어진 로드로 이루어지되 상기 제1 및 제2 시트는 함께 수집되고 래퍼(12)로 둘러싸여진 에어로졸 형성 기질을 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 시트는 에어로졸 형성 재료의 제1 시트로부터 방출된 에어로졸을 개선시키기 위한 기능성 성분을 포함하는 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1시트는 균질한 담배 재료의 시트인 시스템.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2시트는 폴리머성 또는 페이퍼 시트인 시스템.
  5. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제2 시트는 페놀성 화합물을 흡수하기 위한 흡수제 재료를 포함하는 시스템.
  6. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2 시트는 생분해성 폴리머, 예를 들면 폴리라틱산을 포함하는 시스템.
  7. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2 시트는 탄소를 포함하는 시스템.
  8. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2 시트는 습윤제를 포함하는 시스템.
  9. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 시트 및 제2 시트 중 적어도 하나는 권축된 시스템.
  10. 담배 재료의 적어도 하나의 시트와 비담배 재료의 적어도 두개의 시트로 이루어진 상기 항 중 어느 하나에 따른 시스템.








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