KR20160147255A - 에어로졸 발생 장치용 히터를 구비한 용기, 및 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어로졸 발생 기재용 용기에 대한 것으로, 용기는 천공 영역을 천공하기 위한 천공 요소를 갖는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에서 사용하기 위한, 천공 영역을 가지고 있다. 용기는, 케이싱; 및 천공 영역 및 히터를 포함하는 덮개를 포함하며, 히터는 천공 영역의 경계를 정의한다. 본 발명은 또한 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에 대한 것으로, 전력 공급부; 에어로졸 형성 기재를 함유하는 선행하는 청구항들 중 어느 하나에 따른 용기를 수용하기 위한 공동; 전력 공급부에 연결된 전기 접촉부로서, 전력 공급부를 용기의 전기 접촉부를 통해 용기의 히터에 결합하도록 구성된 전기 접촉부; 및 용기가 공동 내에 수용되었을 때에 용기의 천공 영역을 천공하기 위한 수단을 포함하고 있다. 본 발명은 추가로 에어로졸 발생 기재를 포함하는 용기를 제조하는 방법에 대한 것이다.

Description

에어로졸 발생 장치용 히터를 구비한 용기, 및 에어로졸 발생 장치{A CONTAINER HAVING A HEATER FOR AN AEROSOL-GENERATING DEVICE, AND AEROSOL-GENERATING DEVICE}

본 발명은 에어로졸 발생 장치용 용기, 및 이러한 용기를 제조하는 방법에 대한 것이다. 추가로 본 발명은 용기와 사용하기 위해 구성된 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에 대한 것이다.

용기와 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 공지되어 있다. 하나의 특정 시스템이 WO 2009/079641에 개시되어 있으며, 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제와 점성의 기화성 물질을 함유한 쉘을 포함하는 용기를 포함하고 있다. 쉘은 사용시 용기를 통한 기류를 허용하도록 용기가 내부에 삽입될 때 에어로졸 발생 장치에 의해 관통될 수 있는 뚜껑으로 밀봉된다. 장치는 최대 약 200℃ 온도까지 쉘의 외면을 가열하도록 구성된 히터를 포함하고, 한 구현예에서, 쉘의 외면은 170℃까지 가열된다. 에어로졸 발생 장치는 세장형이며, 종래의 연소 가능한 흡연 물품(궐련)의 직경과 유사한 직경을 가짐에 따라, 히터는 반드시 장치의 외벽에 매우 근접하게 된다. 장치 외벽에 대한 히터의 근접으로 인하여, 히터 영역 내의 장치 하우징의 외부 온도가 90℃ 이상이 된다는 것이 밝혀졌다. 적어도, 이는 사용자에게 불편할 수 있다. 또한, 상기 장치의 첫 번째 퍼프까지의 시간이 최대 30초가 걸리는 것으로 밝혀졌다.

따라서, 또한 에어로졸 형성 기재의 가열을 개선하는 그러한 용기를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 에어로졸 발생 기재용 용기로서, 천공 영역을 천공하기 위한 천공 요소를 갖는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에서 사용하기 위한, 천공 영역을 갖는 용기가 제공되어 있다. 상기 용기는, 케이싱; 및 천공 영역 및 히터를 포함하는 덮개를 포함하며, 상기 히터는 천공 영역의 경계를 정의한다.

유리하게는, 덮개가 천공될 수 있게 배열된 덮개 상에 히터를 제공하는 것은, 열이 더욱 효율적으로 용기에 적용될 수 있게 한다. 천공 영역을 제공하는 것은, 덮개가 천공될 수 있게 해서 발생된 에어로졸이 히터를 손상시키지 않으면서 용기로부터 방출될 수 있게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 용기의 전기 히터를 포함하는 덮개를 도시하고 있고;
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 덮개를 포함하는 본 발명에 따른 용기를 도시하고 있고;
도 3은 본 발명에 따른 용기를 위한 전기 히터를 포함하는 덮개의 추가 구현예를 도시하고 있고;
도 4는 본 발명에 따른 용기가 있고 없는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시하고 있고; 그리고
도 5는 본 발명에 따른 용기의 제조 방법을 도시하고 있다.

히터는 바람직하게는 내부 에지 및 외부 에지를 갖고, 여기서 히터의 내부 에지는 천공 영역의 경계를 정의한다. 대안적으로, 히터의 외부 에지는 천공 영역의 경계를 정의한다.

히터는 바람직하게는 덮개의 환형부 내부에 배열되어 있다. 따라서, 덮개의 중앙부는 바람직하게는 히터로부터 자유롭고, 이에 따라 히터를 손상시키지 않으면서 천공될 수 있다. 덮개의 환형부 내에 히터를 배열하는 것은 천공 영역의 크기를 증가시킬 수 있다. 환형부는 바람직하게는 덮개의 외부 에지에 인접하고 있다.

히터는 바람직하게는 덮개의 환형부 내부에 파형으로 제공되어 있어서, 히터의 총 길이가 환형부의 원주방향 길이보다 크다. 유리하게는, 히터의 길이를 증가시키는 것은 히터로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달을 개선한다. 파형은 삼각파, 정사각파 또는 정현파일 수도 있다.

히터는 바람직하게는 2개의 전기 접촉부, 즉 덮개의 에지로부터 제1 거리에 있는 제1 전기 접촉부, 및 덮개의 에지로부터 제2 거리에 있는 제2 전기 접촉부를 포함하고 있다. 전기 접촉부를 이러한 배열로 제공하여, 용기가 임의의 회전 배향으로 에어로졸 발생 장치 내에 배치될 수 있으면서 여전히 정확한 전기 연결이 이루어질 수 있게 한다.

용기의 케이싱은 바람직하게는 실질적으로 원형의 단면 형상을 가지고 있다. 실질적으로 원형의 단면 형상을 제공하여, 용기가 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 더욱 용이하게 삽입될 수도 있다. 그러나, 임의의 다른 적절한 단면 형상, 예를 들어 타원형이 제공될 수도 있다.

용기의 케이싱을 형성하는 데에 사용되는 물질은 금속, 바람직하게는 알루미늄일 수도 있다. 대안적으로, 케이싱을 형성하기 위해 사용되는 물질은 에어로졸 형성 장치의 작동 온도를 견딜 수 있는 임의의 적절한 중합체와 같은 중합체 물질일 수 있다.

덮개는 바람직하게 중합체 또는 금속으로 제조되며, 보다 바람직하게는 알루미늄으로 제조된다. 덮개는 밀봉 능력을 향상시키기 위해 적층될 수도 있으며, 특히 바람직한 구현예에서는, 적층된 식품 등급의 양극 산화 알루미늄이다.

덮개는 에폭시 접착제와 같은 접착제; 가열 밀봉; 초음파 용접; 및 레이저 용접을 포함한 임의의 적절한 방법을 이용하여 용기의 케이싱에 밀봉될 수도 있다.

상기 히터는 바람직하게 가요성 기재 상에 제공된 적어도 하나의 전기 저항 트랙을 포함하고 있다. 가요성 기재 상에 히터를 제공하는 것은, 히터가 더욱 쉽게 덮개에 적용될 수 있게 하고, 히터의 내구성을 증가시킨다. 본 구현예에서, 상기 덮개는 바람직하게는 가요성 기재를 포함하는 적층체로 형성되어 있다. 적층체는 바람직하게는 천공가능 호일 재료의 층을 더 포함하고 있으며, 상기 호일은 금속, 바람직하게는 알루미늄일 수도 있다. 대안적으로, 호일은 중합체일 수도 있다.

바람직하게는, 상기 전기 저항 트랙은 임의의 적절한 수단을 사용하여 가요성 기재에 부착된다.

상기 전기 저항 트랙은 스테인리스 스틸, 구리; 황동 백금; 금; 및 은 또는 충분히 조밀한 에어로졸이 형성되도록 작동 중에 전류가 제공되면 충분히 높은 온도를 제공할 수 있는 임의의 다른 저항 물질 중 어느 하나일 수 있다.

상기 히터를 가요성 기재 상의 덮개에 제공하여 제조 공정이 단순화될 수도 있다. 제조 공정을 아래에서 추가로 상세하게 설명한다.

상기 또는 각각의 전기 가열 요소는 바람직하게는 세장형의 단면 형상을 가지고 있다. 에어로졸 발생 기재가 액체인 경우, 세장형의 단면 프로파일을 제공하는 것은 상기 히터와 접촉하는 액체의 양을 증가시키고, 따라서, 상기 히터는 더 효율적으로 된다. 가열 요소로서 와이어 코일을 갖는 종래의 히터는 일반적으로 원형 또는 타원형의 단면 형상을 가지며, 액체의 메니스커스 와이어의 측면에서만 형성할 수도 있다. 이에 비해, 본 발명의 세장형의 단면 형상은 액체의 메니스커스가 히터의 측면들과 상기 상면 모두에서 형성할 수 있게 한다.

세장형의 단면 프로파일은 바람직하게는 직사각형이다. 직사각형 단면 형상은 제조하기가 더 용이하고, 따라서 비용을 감소시킨다.

상기 또는 각각의 히터의 전기 저항은 바람직하게는 0.3 내지 4Ohm이다. 더욱 바람직하게, 상기 또는 각각의 히터의 전기 저항은 0.5Ohm과 3Ohm 사이, 더욱 바람직하게는 약 1Ohm이다. 상기 또는 각각의 히터의 전기 저항은, 바람직하게, 접촉부들의 전기 저항보다 적어도 약 한 자릿수, 더욱 바람직하게는 적어도 두 자릿수 크다. 이는, 히터 요소를 통해 전류를 통과시켜서 발생하는 열이 히터에 국한되도록 보장한다. 만약 시스템이 배터리에 의해 구동되는 경우에 히터에 대해 낮은 전체 저항을 갖는 것이 유리하다. 저 저항, 고 전류 시스템은 히터에 높은 전력의 전달을 허용한다. 이는 히터가 빠르게 원하는 온도로 전기 전도성 필라멘트를 가열할 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이방향"은 용기의 근위 말단과 대향 원위 말단 사이의 방향을 의미하며, 에어로졸 발생 장치의 근위 말단 또는 마우스피스와 원위 말단 사이의 방향을 의미한다.

에어로졸 형성 기재는 바람직하게는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물들을 방출할 수 있는 기재이다. 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열하여 방출된다.

에어로졸 형성 기재는, 고체 또는 액체일 수 있거나, 고체 성분과 액체 성분 모두를 포함하고 있을 수도 있다.. 바람직한 한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 고체이다.

에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함하고 있을 수도 있다.. 니코틴 함유 에어로졸 형성 기재는 니코틴 염 매트릭스일 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 식물계 물질을 포함할 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수도 있고, 바람직하게는, 담배 함유 물질은, 가열시 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유한다. 에어로졸 형성 기재는 균질화된 담배 물질을 포함할 수도 있다.

용기는 바람직하게는 니코틴을 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있으며, 여기서 천공 영역이 천공되었다면 사용시 에어로졸 형성 기재가 접근가능하다

대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 비-담배 함유 물질을 포함할 수도 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화된 식물계 물질을 포함할 수도 있다.

균질화 담배 물질은 미립자 담배를 응집해서 형성될 수도 있다. 존재하는 경우, 균질화 담배 물질은 건조 중량 기준으로 5% 이상, 바람직하게는 건조 중량 기준으로 5 중량% 초과와 30 중량% 사이의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수도 있다.

에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수도 있다. 에어로졸 형성제는, 사용시, 조밀하고도 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하며 에어로졸 발생 장치의 작동 온도에서의 열적 감성에 실질적으로 저항하는 것으로 공지되어 있는 임의의 적절한 화합물 또는 화합물들의 혼합물일 수도 있다. 적합한 에어로졸 형성제는 당 기술분야에 잘 공지되어 있고, 이에 한정되지 않지만, 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 포함하고 있다. 특히 바람직한 에어로졸 형성제는, 다가 알코올 또는 이들의 혼합물, 예컨대, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 및 가장 바람직하게는, 글리세린이다.

에어로졸 형성 기재는 다른 첨가제 및 향미제와 같은 재료를 포함할 수도 있다.

에어로졸 형성 기재는, 바람직하게는, 니코틴 및 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함하고 있다.. 특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성제는 글리세린이다.

용기는 바람직하게는 약 150 mg 내지 약 400 mg의 에어로졸 형성 기재, 보다 바람직하게는 약 200 mg 내지 약 300 mg의 에어로졸 형성 기재, 바람직한 구현예에서는, 약 250 mg의 에어로졸 형성 기재로 충진된다.

본 발명의 추가 측면에 따르면, 본원에 기재된 바와 같은 에어로졸 발생 기재를 포함하는 용기를 제조하는 방법이 제공되어 있다. 상기 방법은, 가요성 기재 물질의 웹을 제공하는 단계; 가요성 기재 물질의 웹에 복수의 전기 저항 트랙을 적용하는 단계; 가요성 기재의 웹을 절단하여 전기 저항 트랙을 포함하는 히터 요소를 형성하는 단계; 천공가능 물질의 웹을 제공하는 단계; 천공가능 물질의 웹에 가열 요소를 적용하는 단계; 천공가능 물질의 웹을 절단하여 용기용 덮개를 형성하는 단계; 용기를 제공하는 단계; 각 용기를 에어로졸 발생 기재로 채우는 단계; 및 각 용기를 히터를 포함하는 덮개로 밀봉하는 단계를 포함하고 있다.

바람직하게는, 상기 방법은, 스탬핑, 인쇄, 에칭, 소결이 있는 피착, 및 소결이 없는 피착 중 적어도 하나에 의해 각 전기 저항 트랙을 형성하는 단계를 더 포함하고 있다. 특히 바람직한 구현예에서, 상기 전기 저항 트랙은 스탬핑에 의해 형성된다. 바람직하게는, 상기 전기 저항 트랙의 치수의 공차는 1/10^thmm 미만이고, 바람직하게는 정밀도가 적어도 99%이다.

바람직하게는, 상기 방법은 형성된 전기 저항 트랙을 가요성 기재 물질의 실질적으로 연속하는 웹 상에 적용하는 단계를 포함하고, 상기 기재 물질의 연속하는 웹은 용기용 덮개를 형성할 시에 사용하기 위한 보빈 상에 제공된다. 가요성 기재 물질의 실질적으로 연속하는 웹의 보빈을 제공하여, 히터를 형성하는 공정은 덮개를 형성하는 공정과 분리될 수 있고, 이에 따라 제조 공정의 효율을 개선할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전기 가열식 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 상기 장치는, 전력 공급부; 에어로졸 형성 기재를 함유하는 본원에 기재된 바와 같은 용기를 수용하기 위한 공동; 전력 공급부에 연결된 전기 접촉부로서, 전력 공급부를 용기의 전기 접촉부를 통해 용기의 히터에 결합하도록 구성된 상기 전기 접촉부; 및 용기가 공동 내에 수용되었을 때에 용기의 천공 영역을 천공하기 위한 수단을 포함하고 있다.

이러한 에어로졸 발생 장치를 제공하여, 히터가 에어로졸 발생 기재에 더욱 가깝게 제공될 수 있기 때문에 에어로졸 발생 기재를 가열하는 효율, 및 이에 따라 에어로졸을 발생시키는 효율이 개선될 수 있다.

상기 천공 수단은 바람직하게는 천공 요소이다. 상기 장치는 바람직하게는 마우스피스를 더 포함하고 있다. 상기 마우스피스는, 천공 요소; 적어도 하나의 공기 유입부와 적어도 하나의 공기 유출부를 포함하며, 여기서 상기 천공 수단은 적어도 하나의 공기 유입부와 천공 요소의 원위 말단 사이에서 연장되어 있는 적어도 하나의 제1 도관과, 천공 요소의 원위 말단과 적어도 하나의 공기 유출부 사이에서 연장되어 있는 적어도 하나의 제2 도관을 포함해서, 사용시, 사용자가 상기 마우스피스를 흡인하면, 공기가 적어도 하나의 공기 유입부로부터 연장되어 있는 기류 경로를 따라 적어도 하나의 제1 도관과, 용기의 일부분과, 적어도 하나의 제2 도관을 통해 흐르고, 적어도 하나의 유출부를 빠져나간다.

상기 천공 요소는 전기 절연체일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, ‘전기 절연체’ 는 내부 전하가 자유롭게 흐르지 못하는 물질이고, 따라서 전계의 영향 하에 전류를 전도시키는 것이 매우 어렵다. 바람직하게는, 전기 절연체는 1x10⁴Ωm 이상의 저항을 갖는다.

바람직하게는, 상기 전기 접촉부는 상기 장치의 길이방향 축으로부터 제1 및 제2 반경방향 거리에 제공되어 히터의 전기 접촉부에 대한 적절한 연결을 보장한다. 바람직한 구현예에서, 상기 전기 접촉부는 실질적으로 연속하는 링이어서, 용기가 임의의 축 회전으로 공동 내에 제공될 수 있고 여전히 적절한 전기 연결이 이루어질 수 있게 한다. 바람직하게는, 상기 링은 동심원이다.

천공 요소를 갖는 마우스피스를 포함하는 구현예에서, 전기 접촉부는 상기 장치의 하우징 내, 및 마우스피스 상에 제공되어 있다. 상기 마우스피스 상의 전기 접촉부는 바람직하게는 링이며, 보다 바람직하게는 동심원의 링이다. 상기 하우징 내의 전기 접촉부는 바람직하게는 제1 및 제2 반경방향 거리에 제공되어 있다. 따라서, 상기 마우스피스 내부의 전기 접촉부는 용기의 전기 접촉부를 하우징 내에 제공된 상기 장치의 전기 접촉부에 결합하도록 구성되어 있다.

전력 공급부는 배터리일 수 있으며, 다수의 충전 및 방전 사이클이 가능하도록 구성된 충전지일 수 있다. 배터리는 리튬계 배터리, 예를 들면, 리튬-코발트, 리튬-철-인산염, 리튬티탄산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수 있다. 배터리는 대안적으로 니켈-금속 하이브리드 배터리 또는 니켈 카드뮴 배터리일 수 있다. 배터리 용량은 바람직하게 충전이 필요하기 전에 사용자에 의한 복수 회의 사용을 허용하도록 선택된다. 배터리 용량은 바람직하게 충전이 필요하기 전에 사용자가 최소 20회 사용하기에 충분하다.

대안으로서, 전력 공급부는 콘덴서와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수도 있다. 전력 공급부는 재충전이 필요할 수도 있으며 하나 이상의 흡연 경험하기에 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수도 있다; 예를 들면, 전력 공급부는 통상의 궐련을 흡연하는 데에 걸리는 통상적인 시간에 대응하여, 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 2배인 기간 동안 에어로졸의 연속적인 발생을 허용하기에 충분한 용량을 가지고 있을 수도 있다. 다른 구현예에서, 전력 공급부는 미리 정해진 수의 퍼프 또는 히터 조립체의 개별 활성화를 허용하기에 충분한 용량을 가지고 있을 수도 있다.

에어로졸 발생 장치는 바람직하게 제어 전자 장치를 추가로 포함하고 있다. 제어 전자 장치는 바람직하게 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고 조절하도록 구성되어 있다. 전력은 히터 조립체에 공급되어서 시스템의 활성화를 연속적으로 수반할 수도 있거나, 또는 예를 들면 퍼프마다를 기준으로 간헐적으로 공급될 수도 있다. 전력은 전류 펄스 형태로 히터 조립체에 공급될 수도 있다.

제어 전자 장치는 프로그래밍 가능 마이크로프로세서일 수도 있는 마이크로프로세서를 포함할 수도 있다. 제어 전자 장치는 전기 구성요소들을 더 포함할 수도 있다.

제어 전자 장치는 바람직하게는 적어도 하나의 히터의 온도를 약 80℃ 내지 약 270℃의 작동 온도에서 유지하도록 더욱 구성되어 있다. 작동 온도는 에어로졸 발생 기재에 사용되는 에어로졸 형성제(있는 경우)의 종류에 의존한다. 바람직하게는, 에어로졸 형성제가 프로필렌 글리콜인 경우에, 작동 온도는 약 80℃ 내지 약 90℃이다. 바람직하게는, 에어로졸 형성제가 글리세린인 경우에, 작동 온도는 약 120℃ 내지 약 200℃인 것이 바람직하다.

또한, 제어 전자 장치는 에어로졸 발생 기재의 플래시 가열을 가능하게 하도록 구성되어 있을 수도 있다. 본원에서 사용되는 플래시 가열은, 약 3 초 미만, 보다 바람직하게는 약 2 초 미만 동안 가열로 정의된다. 플래시 가열 동안에, 최대한 빨리 휘발 온도에 도달하기 위해서, 충분한 에너지가 에어로졸 발생 기재에 전달되어서 에어로졸 발생 기재의 온도를 최대 350℃까지 높이게 된다.

에어로졸 발생 장치는 용기를 수용하기 위한 공동에 인접하여 온도 센서를 추가로 포함하고 있을 수도 있다. 온도 센서는 제어 전자 장치가 작동 온도로 온도를 유지할 수 있도록 하기 위해 제어 전자 장치와 통신한다. 온도 센서는 열전대일 수 있거나, 대안적으로, 적어도 하나의 히터는 온도에 관한 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이 대안에서, 적어도 하나의 히터의 온도 의존 저항성은 공지되어 있으며, 기술자들에게 공지된 방식으로 적어도 하나의 히터의 온도를 결정하기 위해 사용된다.

에어로졸 발생 장치는 제어 전자 장치와 통신하는 퍼프 검출기를 포함하고 있을 수도 있다.. 퍼프 검출기는 바람직하게 사용자가 에어로졸 발생 장치의 마우스피스를 흡인할 때를 검출하도록 구성되어 있다.. 제어 전자 장치는 바람직하게 퍼프 검출기로부터의 입력에 의존하여 적어도 하나의 가열 요소로의 전력을 제어하도록 추가로 구성되어 있다..

에어로졸 발생 장치는 바람직하게 스위치 또는 버튼과 같은 사용자 입력을 추가로 포함하고 있다.. 이는 사용자가 장치를 켤 수 있도록 한다. 스위치 또는 버튼은 에어로졸 발생을 개시할 수 있거나, 퍼프 검출기로부터의 입력을 대기하도록 제어 전자 장치를 준비시킬 수 있다.

사용시, 사용자는 본원에 기재된 바와 같은 에어로졸 발생 장치의 공동 속으로 본원에 기재된 바와 같은 용기를 삽입한다. 그 다음, 사용자는 천공부로 캡슐을 천공하는 마우스피스를 에어로졸 발생 장치의 본체에 부착한다. 그 다음, 사용자는 버튼을 눌러서 장치를 활성화시킨다. 그 다음, 사용자는 공기 유입부를 통해 장치 속으로 공기가 흡인하는 마우스피스를 흡인하고, 그 다음, 공기는 증기화된 에어로졸 형성 기재를 기류 속으로 혼입하고 있는 용기를 통과하여, 마우스피스의 공기 유출부를 통해 장치를 빠져나가 사용자에 의해 흡입된다.

에어로졸 발생 장치는 공동과 다른 구성 요소들을 포함하는 하우징을 추가로 포함하고 있다.. 에어로졸 발생 장치의 하우징은 바람직하게 원형 단면을 가진 세장형 실린더와 같이 세장형이다. 상기 하우징은 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다. 적절한 물질의 예로는, 금속, 합금, 플라스틱 또는 그러한 물질들 중 하나 이상을 포함하는 복합 물질, 또는 음식이나 제약에 적용하는 데 적절한 열가소성 물질, 예컨대, 폴리프로필렌, 폴리에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌이 있다. 바람직하게, 상기 물질은 경량이며 비-취성(non-brittle)이다.

바람직하게, 상기 에어로졸 발생 시스템은 휴대용이다. 에어로졸 발생 시스템은 통상의 엽궐련 또는 궐련에 필적한 크기를 가질 수도 있다. 흡연 시스템은 대략 30mm와 대략 150mm 사이의 총 길이를 가질 수도 있다. 흡연 시스템은 대략 5mm와 대략 30mm 사이의 외부 직경을 가질 수도 있다.

여기서 상기 에어로졸 발생 장치는, 추가 히터를 포함하고 있을 수도 있다. 상기 추가 히터는 용기를 수용하기 위한 공동 내에 제공될 수도 있다. 상기 추가 히터는 전력 공급부로부터 전력을 수신하도록 구성되어 있다. 상기 추가 히터는 에어로졸 발생 기재가 더욱 빨리 작동 온도에 도달할 수 있게 할 수도 있다.

본 발명의 하나의 측면에서의 임의의 특징은 임의의 적절한 조합으로 본 발명의 다른 측면들에 적용될 수도 있다. 특히, 방법 측면들은 장치 측면들에 적용될 수도 있고, 그 반대일 수도 있다. 또한, 하나의 측면에서의 어느 하나, 일부 및/또는 모든 특징은 임의의 적절한 조합으로, 임의의 다른 측면에서의 어느 하나, 일부 및/또는 모든 특징에 적용될 수도 있다.

또한, 본 발명의 임의의 측면들에서 설명되고 정의된 다양한 특징들의 조합이 구현될 수 있고 그리고/또는 공급될 수 있고 그리고/또는 독립적으로 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이다.

도 1은 에어로졸 발생 장치에서 사용하기 위한 용기 용 덮개(100)를 도시하고 있다. 덮개(100)는 천공가능 필름(102) 및 전기 가열 요소(104)를 포함하고 있다. 전기 가열 요소는 두 개의 전기 접촉부(106, 108)를 포함하고 있다. 전기 접촉부들은 덮개의 중앙으로부터 제1 및 제2 반경방향 거리에 제공되어 있다. 천공가능 영역 A이 있는 전기 가열 요소(104)가 배열되어 있다. 영역 A는 가열 요소의 동작에 영향을 주지 않고 천공될 수도 있다.

전기 히터는 바람직하게는 시트 물질을 스탬핑하여 형성되는데, 상기 물질은 바람직하게는 스테인리스 스틸, 구리, 또는 황동이다. 제조 공정을 아래에서 추가로 상세하게 설명한다.

도 2는 용기(200)의 분해도를 도시하고 있다. 용기는 박벽의 외측벽과 박벽의 기저부를 갖는 케이싱(202)을 포함하고 있다. 덮개(100)는 에어로졸 발생 장치에 사용하기 위한 밀폐된 용기를 형성하기 위해 케이싱(202)의 개방 단부에 제공된다. 뚜껑이 케이싱(202)의 립부에 밀봉되기 전에, 용기의 케이싱은 에어로졸 형성 기재(미도시함)로 충진된다. 대략 250 mg의 에어로졸 형성 기재가 용기 내부에 제공되어 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배와 같은 니코틴 함유 물질과, 에어로졸 형성제를 포함하고 있다.. 에어로졸 형성제는 사용자에게 우수한 입맛을 제공하는 글리세린이며; 글리세린은 다른 에어로졸 형성제에 비해 적당하게 작은 에어로졸 액적 직경을 생성한다는 것도 밝혀졌다.

도 3은 에어로졸 발생 장치에서 사용하기 위한 대안적인 덮개(300)를 도시하고 있다. 덮개(300)는 천공가능 필름(302) 및 전기 가열 요소(304)를 포함하고 있다. 전기 가열 요소는 두 개의 전기 접촉부(306, 308)를 포함하고 있다. 재차, 전기 접촉부들은 덮개의 중앙으로부터 제1 및 제2 반경방향 거리에 제공되어 있다. 천공가능 영역 B가 있는 전기 가열 요소(304)가 배열되어 있다. 영역 B는 가열 요소의 동작에 영향을 주지 않고 천공될 수도 있다. 도 3에 도시된 구현예는 도 1에 도시된 구현예의 경우보다 큰 총 길이를 갖는 가열 요소를 가능하게 한다.

도 4a은 전술한 바와 같은 용기(200)와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치(400)의 단면도를 도시하고 있다. 에어로졸 발생 장치는 재충전 가능 배터리 같은 전력 공급부(404); 및 제어 회로(406)를 수용하도록 구성된 외부 하우징(402)을 포함하고 있다. 하우징(302)은 용기(200)를 수신하도록 구성된 공동(408)을 추가로 포함하고 있다.. 에어로졸 발생 장치(400)는 에어로졸 발생 장치 하우징(402)의 근위 말단에 부착 가능한 마우스피스(412)를 추가로 포함하고 있다. 마우스피스는 천공부(414)와, 2개의 기류 도관, 즉, 유입부 도관(416)과 유출부 도관(418)을 포함하고 있다. 마우스피스는 이하에서 더 상세히 설명되어 있는, 동심원의 형태로 된, 전기 접촉부(420)를 더 포함하고 있다.

도 4b는 용기(200)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(400)의 단면도를 도시하고 있다. 용기는 상기 하우징의 공동 내에 수신된다. 용기(200)의 덮개의 전기 접촉부들은, 마우스피스가 하우징(402)에 연결되는 경우에, 마우스피스의 전기 접촉부들과 연결한다. 마우스피스의 전기 접촉부들은, 제어 회로(406)에 결합되어 있는 에어로졸 발생 장치 내의 전기 접촉부들에 더 연결하고 있다.

사용시, 사용자는 에어로졸 발생 장치(400)의 공동 속에 용기(200)를 삽입한 다음, 하우징(402)에 마우스피스(412)를 부착한다. 마우스피스를 부착하여, 천공부(414)가 용기의 덮개를 천공하여, 공기 유입부로부터 용기를 거쳐 공기 유출부까지 기류 경로를 형성한다. 이렇게 해서, 전기 연결도 이루어진다. 그 다음, 사용자는 버튼(미도시함)을 눌러 장치를 활성화한다. 장치를 활성화할 때, 전력 공급부(404)로부터 제어 전자 장치(406)에 의해 전력이 히터로 공급된다. 캡슐의 온도가 약 220℃ 내지 약 240℃의 작동 온도에 도달하면, 사용자가 이제 마우스피스를 흡인할 음수 있다는 것이 표식(미도시함)에 의해 사용자에게 통지된다. 사용자가 마우스피스를 흡인할 때, 공기가 공기 유입부로 유입되어, 마우스피스 내의 도관(416)을 통해 캡슐로 진행하고, 증기화된 에어로졸 형성 기재를 혼입한 다음, 마우스피스 내의 유출부 도관(318)을 통해 캡슐을 빠져나간다.

용기의 케이싱은 적절한 공지된 기술, 예를 들어 딥 드로잉(deep drawing)을 이용하여 제조될 수 있으므로, 본원에서는 상세히 설명되지 않는다. 그러나, 가열 요소 및 덮개의 제조 공정은 도 5를 참조하여 설명된다.

도 5a는 가요성 기재 물질의 웹을 포함하는 보빈(500)을 도시하고 있다. 가요성 기재 물질은 사전에 스탬핑된 가열 요소(502)를 수용하도록 구성되어 있다. 가열 요소는 적절한 다이 및 펀치 배열을 사용하여 스탬핑될 수도 있다. 따라서, 도 5a에 도시된 공정 단계에서는, 다수의 가열 요소를 갖는 가요성 기재 물질의 실질적으로 연속하는 웹이 형성된다.

도 5b는 상기 공정에서의 다음 단계를 보여주고 있다. 가요성 기재 물질의 웹은, 펀치(504) 및 다이를 사용하여, 각각 가열 요소를 갖는 개별 디스크(506)로 절단된다. 디스크는 덮개의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는다.

도 5c는 알루미늄과 같은 천공가능 필름(508)의 실질적으로 연속하는 웹에 적용되는 개별 디스크(506)를 보여주고 있다. 디스크는 디스크를 필름에 첨부하는 접착제(미도시함) 또는 임의의 다른 적절한 수단을 사용하여 적용될 수도 있다.

그런 다음, 덮개(100)가 도 5d에 도시된 바와 같이 추가 펀치(510) 및 다이를 사용하여 형성된다. 그런 다음, 용기의 사전에 형성된 케이싱이 도 5e에 도시된 바와 같이 주입기(514)를 사용하여 에어로졸 형성 기재(512)로 채워진다. 도 5f에 도시된 바와 같이, 마지막으로 덮개(100)가 애플리케이터(516)를 사용하여 용기의 립에 밀봉되어 전술한 바와 같은 에어로졸 발생 장치에서 사용하기 위한 밀봉된 용기를 형성한다.

본 발명에 따른 히터를 포함하고 있는 다른 용기 디자인들이 이제 본 기술분야의 숙련자에게 이해될 수 있다.

전술한 예시적인 구현예들은 예시일 뿐이며 한정적인 것이 아니다. 상기한 예시적인 구현예들의 관점에서, 이제 상기 예시적인 구현예와 일치하는 다른 구현예들이 당업자에게 명백할 것이다.

100,300: 덮개
102,508: 필름
104,304,502: 전기 가열 요소
106,108,306,308,420: 접촉부
200: 용기
202: 케이싱
302: 필름, 하우징
318,416,418: 도관
400: 에어로졸 발생 장치
402: 하우징
404: 전력 공급부
406: 제어 회로
408: 공동
412: 마우스피스
414: 천공부
500: 보빈
504,510: 펀치
506: 디스크
512: 에어로졸 형성 기재
514: 주입기
516: 애플리케이터

Claims (15)

1. 에어로졸 발생 기재용 용기로, 상기 용기는 천공 영역을 천공하기 위한 천공 요소를 갖는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치에서 사용하기 위한, 상기 천공 영역을 가지되, 상기 용기는
   케이싱; 및
   상기 천공 영역 및 히터를 포함하는 덮개를 포함하고, 상기 히터는 상기 천공 영역의 경계를 정의하는, 용기.
2. 제1항에 있어서, 상기 히터는 내부 에지 및 외부 에지를 가지고, 여기서 상기 히터의 내부 에지는 상기 천공 영역의 경계를 정의하는, 용기.
3. 제1항에 있어서, 상기 히터는 내부 에지 및 외부 에지를 가지고, 여기서 상기 히터의 외부 에지는 상기 천공 영역의 경계를 정의하는, 용기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터는 상기 덮개의 환형부 내부에 배열되어 있는, 용기.
5. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 히터는 상기 덮개의 상기 환형부 내부에 파형으로 제공되어 있어서, 상기 히터의 총 길이가 상기 환형부의 원주방향 길이보다 큰, 용기.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터는 2개의 전기 접촉부, 즉 상기 덮개의 에지로부터 제1 거리에 있는 제1 전기 접촉부, 및 상기 덮개의 에지로부터 제2 거리에 있는 제2 전기 접촉부를 포함하는, 용기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은 실질적으로 원형의 단면 형상을 갖는, 용기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터는 가요성 기재 상에 제공된 적어도 하나의 전기 저항 트랙을 포함하는, 용기.
9. 제8항에 있어서, 상기 덮개는 상기 가요성 기재를 포함하는 적층체로 형성되어 있는, 용기.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 니코틴을 포함하는 에어로졸 형성 기재를 더 포함하고, 여기서 상기 천공 영역이 천공되었다면 사용시 상기 에어로졸 형성 기재가 접근가능한, 용기.
11. 전기 가열식 에어로졸 발생 장치로,
    전력 공급부;
    에어로졸 형성 기재를 함유한 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 용기를 수신하기 위한 공동;
    상기 전력 공급부에 연결되어 있고, 상기 전력 공급부를 상기 용기의 전기 접촉부를 통해 용기의 히터에 결합하도록 구성된, 상기 전기 접촉부; 및
    상기 용기가 상기 공동 내에 수신될 때 상기 용기의 상기 천공 영역을 천공하기 위한 수단을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 천공 수단은 천공 요소이되, 상기 장치는
    상기 천공 요소;
    적어도 하나의 공기 유입부와 적어도 하나의 공기 유출부를 포함하는, 마우스피스를 더 포함하고,
    여기서, 상기 천공 수단은 상기 적어도 하나의 공기 유입부와 상기 천공 요소의 원위 말단 사이에서 연장되어 있는 적어도 하나의 제1 도관과, 상기 천공 요소의 원위 말단과 상기 적어도 하나의 공기 유출부 사이에서 연장되어 있는 적어도 하나의 제2 도관을 포함해서, 사용시, 사용자가 상기 마우스피스를 흡인할 때, 공기가 상기 적어도 하나의 공기 유입부로부터 연장되어 있는 기류 경로를 따라, 상기 적어도 하나의 제1 도관과, 상기 용기의 일부분과, 상기 적어도 하나의 제2 도관을 통해 흐르고, 상기 적어도 하나의 유출부를 빠져나가는, 에어로졸 발생 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 천공 요소는 전기 절연체인, 에어로졸 발생 장치.
14. 에어로졸 발생 기재를 포함하는 용기를 제조하는 방법으로, 상기 방법은,
    가요성 기재 물질의 웹을 제공하는 단계;
    상기 가요성 기재 물질의 웹에 복수의 전기 저항 트랙을 적용하는 단계;
    상기 가요성 기재의 웹을 절단하여 전기 저항 트랙을 포함하는 히터 요소를 형성하는 단계;
    천공가능 물질의 웹을 제공하는 단계;
    상기 천공가능 물질의 웹에 상기 가열 요소를 적용하는 단계;
    상기 천공가능 물질의 웹을 절단하여 용기용 덮개를 형성하는 단계;
    용기를 제공하는 단계;
    각 용기를 에어로졸 발생 기재로 채우는 단계; 및
    각 용기를 상기 히터를 포함하는 덮개로 밀봉하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 제14항에 있어서, 스탬핑; 및 인쇄 중 적어도 하나에 의해 각 전기 저항 트랙을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.

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