KR20180090400A

KR20180090400A - 열전도 요소 및 표면 처리부를 포함하는 에어로졸 발생 물품

Info

Publication number: KR20180090400A
Application number: KR1020187022508A
Authority: KR
Inventors: 프레드릭 라방시; 알렉산드레 말갯
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-08-10
Also published as: US20180007959A1; US20200015520A1; EP3187057B1; EP3187057A1; JP6434637B2; RU2639106C1; CN107148224A; ZA201802996B; KR101892886B1; SI3187057T1; NO3187057T3; CN110338474A; BR112018011479B1; ES2669722T3; JP6817993B2; JP2019050816A; HUE038487T2; PT3187057T; PH12018501012A1; LT3187057T

Abstract

가연성 열원(4) 및 가연성 열원(4)과 열적 연통 상태에 있는 에어로졸 형성 기재(6)를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품(2)이 제공되고 있다. 에어로졸 발생 물품(2)은 에어로졸 형성 기재(6)의 적어도 일부분 주위에 있으며, 에어로졸 발생 물품(2)의 외부 표면의 적어도 부분을 형성하는 외부 표면을 포함하고 있는 열전도 구성요소를 더 포함하고 있다. 열전도 구성요소의 외부 표면의 적어도 일부분은 표면 코팅층을 포함하고 있으며 약 0.6 미만의 방사율을 갖는다.

Description

열전도 요소 및 표면 처리부를 포함하는 에어로졸 발생 물품 {AEROSOL GENERATING ARTICLE INCLUDING A HEAT-CONDUCTING ELEMENT AND A SURFACE TREATMENT}

본 발명은 열원, 상기 열원과 열적 연통 상태에 있는 에어로졸 형성 기재 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분 주위에 있으며 표면 코팅층을 포함하고 있는 열전도 구성요소를 포함하는 있는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 열전도 구성요소는 2개 이상의 열전도 요소를 포함하고 있다.

담배가 연소되기보다는 가열되는 다수의 흡연 물품이 당 기술분야에 제안되어 있다. 이러한 '가열식' 흡연 물품의 하나의 목표는 종래의 궐련에서 담배의 연소와 열분해 감성(degradation)으로 인해 생성된 유형의 공지된 유해한 연기 성분을 감소시키는 것이다. 가열식 흡연 물품의 하나의 공지된 유형에서, 가연성 열원으로부터 이 가연성 열원의 하류에 위치하는 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해서 에어로졸이 발생된다. 흡연 동안에, 휘발성 화합물이 가연성 열원으로부터의 열 전달에 의해서 에어로졸 형성 기재로부터 방출되고 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기에 연행된다. 상기 방출된 화합물이 냉각되고, 응축되어 사용자가 흡입하게 되는 에어로졸이 형성되어 있다. 통상적으로, 가연성 열원을 통해서 제공된 하나 이상의 기류 채널을 통해서 이러한 공지의 가열식 흡연 물품 내로 공기가 흡인되고, 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열 전달은 대류와 전도에 의해 일어난다.

예를 들면, WO-A-2009/022232는 가연성 열원, 이 가연성 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재, 및 가연성 열원의 후방부 및 에어로졸 형성 기재의 인접하는 전방부 주위 및 이들과 접촉하는 열전도 요소를 포함하고 있는 흡연 물품을 개시하고 있다.

WO-A-2009/022232의 흡연 물품에서 열전도 요소는 열원의 연소 동안 생성된 열을 전도에 의해 에어로졸 형성 기재로 전달한다. 전도성 열 전달에 의해 가해진 열 유출은 가연성 열원의 후방부의 온도를 상당히 낮춰서 후방부의 온도가 그의 자기-발화 온도보다 상당히 아래로 유지된다.

에어로졸 형성 기재가 가열되는 에어로졸 발생 물품, 예를 들어 담배가 가열되는 흡연 물품에서, 에어로졸 형성 기재에 도달된 온도는 감각에 의해 허용 가능한 에어로졸을 생성하는 능력에 상당한 영향을 미친다. 사용자로의 에어로졸 전달을 최적화하기 위해 에어로졸 형성 기재의 온도를 소정의 범위 내에서 유지하는 것이 일반적으로 바람직하다. 일부 경우에서, 열전도 요소의 외부 표면으로부터의 방사 열 손실은 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재의 온도가 원하는 범위 밖으로 떨어지도록 야기할 수 있어, 흡연 물품의 성능에 영향을 줄 수도 있다. 에어로졸 형성 기재의 온도가 너무 낮게 떨어지면, 예를 들어, 사용자로 전달되는 에어로졸의 농도와 양에 불리하게 영향을 미칠 수도 있다.

소정의 가열식 에어로졸 발생 물품에서, 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 대류성 열 전달은 전도성 열 전달에 부가하여 제공된다. 예를 들면, 일부 공지의 흡연 물품에서 적어도 하나의 길이방향 기류 채널은 에어로졸 형성 기재의 대류성 가열을 제공하기 위해 가연성 열원을 통해 제공되어 있다. 그러한 흡연 물품에서, 에어로졸 형성 기재는 전도성 가열 및 대류성 가열의 조합에 의해 가열된다.

다른 가열식 흡연 물품에서, 열원을 통해 연장되어 있는 임의의 기류 채널 없이 가연성 열원을 제공하는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 흡연 물품에서는 에어로졸 형성 기재의 대류성 가열이 제한적일 수 있으며, 에어로졸 형성 기재의 가열은 열전도 요소로부터의 전도성 열 전달에 의해 주로 달성된다. 에어로졸 형성 기재가 주로 전도성 열 전달에 의해 가열되는 경우, 에어로졸 형성 기재의 온도는 열전도 요소의 온도 변화에 더욱 민감해질 수 있다. 이는, 방사 열 손실로 인한 열전도 요소의 임의의 냉각이 에어로졸 형성 기재의 대류성 열 전달이 가능하기도 한 흡연 물품에서보다 에어로졸 발생에 더욱 큰 영향을 줄 수 있음을 의미한다.

개선된 흡연 성능을 제공하는, 열원 및 상기 열원의 하류에 에어로졸 형성 기재를 포함하는 가열식 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 특히, 흡연 동안에 에어로졸 형성 기재의 온도를 원하는 온도 범위 내에서 유지하는 것을 돕기 위해서 에어로졸 형성 기재의 전도성 가열의 조절이 개선된 가열식 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 사용 동안에 흡연 물품의 내부 온도 프로파일을 손상시키지 않으면서 이러한 흡연 물품의 원하는 외관을 얻기 위한 새로운 수단을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재 내에 제공되고 흡연 중에 소비자에게 전달되는 상이한 향미제를 각각 포함하고 있는 그러한 흡연 물품들을 소비자가 구별하도록 새로운 수단을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 열원을 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품이 제공되고 있다. 본 물품은 열원과 열적 연통 상태에 있는 에어로졸 형성 기재를 더 포함하고 있다. 열전도 구성요소는 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분 주위에 있으며, 열전도 구성요소는 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 적어도 부분을 형성하는 외부 표면을 포함하고 있다. 열전도 구성요소의 외부 표면의 적어도 일부분은 표면 코팅층을 포함하고 있으며 약 0.6 미만의 방사율을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 단면도를 보여주고 있으며;
도 2는 에어로졸 발생 물품으로부터의 열 손실에 대한 다른 제 2 열전도 요소의 영향을 결정하기 위한 시험 장치를 보여주고 있으며;
도 3은 도 2의 장치에서 시험했을 때 다른 제 2 열전도 요소 물질에 대한 외부 표면 온도 대 시간의 그래프를 보여주고 있으며;
도 4는 도 2의 장치에서 시험했을 때 다른 제 2 열전도 요소 물질에 대한 내부 온도 대 시간의 그래프를 보여주고 있으며;
도 5는 상이한 양각 패턴의 효과를 나타내기 위하여 도 2의 장치에서 시험했을 때 제 2 열전도 요소에 대한 내부 온도 대 시간의 그래프를 보여주고 있으며;
도 6은 상이한 표면 코팅층의 효과를 나타내기 위하여 도 2의 장치에서 시험했을 때 제 2 열전도 요소에 대한 내부 온도 대 시간의 그래프를 보여주고 있으며;
도 7은 도 5 및 도 6의 시험에서 사용된 상이한 양각 패턴과 상이한 표면 코팅층에 대한 측정된 방사율 값의 요약을 보여주고 있으며;
도 8 및 도 9는 도 6의 상이한 표면 코팅층을 갖고 있는 제2 열전도 요소를 포함하고 있고 캐나다 보건국 흡연 체제에 따라 흡연된 에어로졸 발생 물품에 대한 시험 데이터를 보여주고 있으며; 그리고
도 10 및 11은 탄산 칼슘의 표면 코팅층을 갖고 있는 제2 열전도 요소를 포함하고 있고 캐나다 보건국 흡연 체제에 따라 흡연된 에어로졸 발생 물품에 대한 비교 시험 데이터를 보여주고 있다.

일부 실시예에서, 열전도 구성요소의 외부 표면의 방사율은 약 0.5 미만인 것이 바람직하다. 일부 실시예에서, 방사율은 약 0.4 미만, 약 0.3 미만, 약 0.2 미만 또는 약 0.15 미만일 수 있다. 바람직하게는, 방사율은 약 0.1보다 크거나, 약 0.2보다 크거나, 또는 약 0.3보다 크다.

열 방사로서 에너지를 방출하는 표면의 유효성의 측정값인 방사율은 ISO 18434-1에 따라 측정되며, 그 세부 사항은 본원 내에서 방사율 테스트 방법 부분에 제시되어 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘에어로졸 형성 기재’는 에어로졸을 형성할 수 있는, 가열 시에 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 설명하는 데에 사용된다. 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.

열전도 구성요소의 적어도 일부분 상에 표면 코팅층을 제공함으로써, 일부 실시예에서 에어로졸 발생 물품의 열적 특성을 관리할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 특히, 본 발명의 실시예들에서, 열전도 구성요소는 가연성 열원으로부터의 열 전달을 가져올 수 있다. 열전도 구성요소를 통한 물품으로부터의 열 전달 및 물품 내의 열 관리는 표면 코팅층의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다.

표면 코팅층은 바람직하게는 충진제 또는 안료 물질을 포함하고 있다. 충진재 물질은 유기 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는 표면 코팅층은 무기 충진제 물질을 포함하고 있다. 바람직하게는, 충진제 물질은 적어도 약 300℃ 또는 적어도 약 400℃에 대하여 열 안정적이다. 충진제 물질은 바람직하게는 안료를 포함하고 있다. 충진제 물질의 예로는 흑연, 금속 탄산염 및 금속 산화물을 포함하고 있다. 예를 들어, 충진제 물질은 이산화 티타늄, 산화 알루미늄 및 산화철로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 충진제는 탄산칼슘을 포함할 수 있다.

열전도 구성요소는 열원의 하류 부분 주변에서 연장될 수 있고 그와 접촉할 수 있다. 열전도 구성요소는 열원의 하류 부분 그리고 에어로졸 형성 기재의 인접한 상류 부분 주위에 있으며 그들과 접촉하고 있는 제1 열전도 요소 및 제1 열전도 요소의 적어도 일부분 주위에 있고 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 적어도 부분을 형성하는 외부 표면을 포함하는 제2 열전도 요소를 포함할 수 있다. 제2 열전도 요소의 외부 표면의 적어도 일부분은 표면 코팅층을 포함하고 있으며 0.6 미만의 방사율을 갖는다.

제1 열전도 요소와 제2 열전도 요소 사이에서 제1 열전도 요소의 적어도 일부분 주위에서 연장되어 있는 단열 물질의 적어도 하나의 층에 의하여 제2 열전도 요소는 제1 열전도 요소로부터 방사상으로 분리될 수 있다.

열전도 구성요소의 외부 표면의 적어도 일부분은 표면 처리부를 포함할 수 있으며, 여기서 표면 처리부는 바람직하게는 양각, 음각 그리고 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하고 있다.

본 발명의 실시예들에서, 에어로졸 형성 기재는 열원의 하류에 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 열원과 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품이 제공되고 있다. 에어로졸 형성 기재는 열원의 하류에 있을 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 열원의 하류 부분 및 에어로졸 형성 기재의 인접한 상류 부분 주위에 있고 이들과 접촉하고 있는 열전도 구성요소를 더 포함하고 있다. 열전도 구성요소는 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 적어도 일부분을 형성하는 외부 표면을 포함하고 있다. 열전도 구성요소의 외부 표면의 적어도 일부분은 표면 처리부, 예를 들어 표면 코팅층을 포함하고 있으며 약 0.6 미만의 방사율을 갖는다.

열전도 구성요소는 열원의 하류 부분 그리고 에어로졸 형성 기재의 인접한 상류 부분 주위에 있으며 그들과 접촉하고 있는 제1 열전도 요소 및 제1 열전도 요소의 적어도 일부분 주위에 있고 흡연 물품의 외부 표면의 적어도 부분을 형성하는 외부 표면을 포함하는 제2 열전도 요소를 포함할 수 있다. 제2 열전도 요소의 외부 표면의 적어도 일부분은 표면 처리부를 포함하고 있으며 약 0.6 미만의 방사율을 갖는다. 제1 열전도 요소와 제2 열전도 요소 사이에서 제1 열전도 요소의 적어도 일부분 주위에서 연장되어 있는 단열 물질의 적어도 하나의 층에 의하여 제2 열전도 요소는 바람직하게 제1 열전도 요소로부터 방사상으로 분리될 수 있다. 즉, 일부 실시예에서 제2 열전도 요소는 열원 또는 에어로졸 형성 기재와 직접적으로 접촉하지 않을 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “상류” 및 “하류”는 그 사용 중에 소비자가 에어로졸 발생 물품 위를 흡인하는 방향에 대하여 에어로졸 발생 물품의 요소들, 또는 요소들의 부분들의 상대적 위치를 설명하는 데에 사용된다. 본원에서 사용되는 바와 같이 에어로졸 발생 물품은 하류 말단 (즉, 마우스 말단) 및 대향하는 상류 말단을 포함하고 있다. 사용 시, 소비자는 에어로졸 발생 물품의 하류 말단을 흡인한다. 하류 말단은 원위 말단으로서 또한 설명될 수 있는 상류 말단의 하류에 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “직접 접촉”은 두 가지 구성요소들의 표면들이 서로 접촉하게 되도록, 아무런 중간 물질이 없는 두 가지 구성요소들 사이의 접촉을 설명하는 데에 사용된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “방사상으로 분리된”은, 제2 열전도 요소의 적어도 일부가 방사방향으로 아래에 놓인 제1 열전도 요소로부터 이격되고, 그에 따라 제2 열전도 요소의 일부와 제1 열전도 요소의 사이에 직접 접촉이 없다는 것을 표시하는 데에 사용된다.

본 발명의 측면들의 에어로졸 발생 물품은 제1 열전도 요소의 적어도 일부 위에 놓인 제2 열전도 요소를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품 상의 하나 이상의 위치에서 제1 및 제2 열전도 요소 사이에 방사상 분리가 있다.

바람직하게는, 단열 물질의 적어도 하나의 층에 의하여 제2 열전도 요소의 전부 또는 실질적으로 전부는 제1 열전도 요소로부터 방사방향으로 분리되어서, 제1 열전도 요소와 제2 열전도 요소 사이에 직접 접촉이 실질적으로 없게 되어서, 제1 열전도 요소로부터 제2 열전도 요소로의 열의 전도성 전달을 제한하거나 억제한다. 그 결과, 제2 열전도 요소가 제1 열전도 요소보다 낮은 온도를 보유할 수도 있다. 에어로졸의 발생 물품의 외부면으로부터의 방사 열 손실은 제1 열전도 요소의 적어도 일부분 주위에 제2 열전도 요소를 가지고 있지 않은 에어로졸의 발생 물품에 비해서 감소된다.

제2 열전도 요소는 유리하게는 제1 열전도 요소로부터의 열 손실을 감소시킨다. 제2 열전도 요소는 열이 열원에 의해 발생됨에 따라, 에어로졸의 발생 물품의 흡연 동안에 온도를 상승시키는 열전도성 물질로 형성되어 있다. 제2 열전도 요소의 상승된 온도는 제1 열전도 요소와 그 위에 놓인 물질 간의 온도 차를 감소시켜서, 제1 열전도 요소로부터의 열 손실이 관리, 예를 들어 감소될 수 있다.

제1 열전도 요소로부터의 열 손실을 관리하여서, 제2 열전도 요소는 유리하게는 제1 열전도 요소의 온도를 원하는 온도 범위 이내로 더 양호하게 유지하는 것을 도울 수도 있다. 제2 열전도 요소는 유리하게는 열원으로부터의 열을 더욱 효과적으로 사용하여 에어로졸 형성 기재를 원하는 온도 범위 이내로 데우는 것을 도울 수도 있다. 또 다른 이점에서, 제2 열전도 요소는 에어로졸 형성 기재의 온도를 더 높은 수준으로 유지하는 것을 도울 수도 있다. 제2 열전도 요소는 궁극적으로 에어로졸 형성 기재로부터의 에어로졸의 발생을 개선시킬 수도 있다. 유리하게는, 제2 열전도 요소는 사용자에 대한 에어로졸의 전체 전달을 증가시킬 수도 있다. 특히, 에어로졸 형성 기재가 니코틴 공급원을 포함하고 있는 구현예들에서, 니코틴 전달은 제2 열전도 요소의 추가를 통해 상당히 개선될 수 있다는 것을 볼 수 있다.

또한, 제2 열전도 요소는 에어로졸 발생 물품의 흡연 시간을 유리하게 연장시켜서 상당히 많은 수의 퍼프(puff)를 행할 수 있게 하는 것으로 발견되었다.

열전도 요소의 적어도 일부분 위, 예를 들어 제2 열전도 요소의 적어도 일부분 위에 표면 처리부를 제공함으로써, 에어로졸 발생 물품의 온도를 추가로 관리하는 것이 가능하다.

본 발명자들은 또한 표면 처리부가 약 0.6 미만의 방사율을 유지 또는 제공한다면 에어로졸 발생 물품의 원하는 외관을 제공하기 위하여 열전도 구성요소의 외부 표면 상에, 예를 들어 제2 열전도 요소 상에 표면 처리부를 제공하는 것이 가능하다는 것을 인식하였다. 구체적으로, 표면 처리부가 제공된 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소의 부분 상에 약 0.6 미만의 방사율을 유지 또는 제공하는 것은 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소를 통한 에어로졸 발생 물품으로부터의 방사열 손실이 관리된다는 것을 보장한다.

표면 코팅층 또는 다른 표면 처리부는 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소의 외부 표면의 하나 이상의 부분에 제공될 수 있다. 표면 코팅층 또는 다른 표면 처리부는 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소의 외부 표면의 실질적으로 전체에 걸쳐 제공될 수 있다.

표면 처리부는 양각, 음각 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 양 측면에서, 적절한 표면 코팅층은 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소를 형성하는 기재의 색채(perceived colour)를 변화시키는 적어도 하나의 안료를 포함하는 층을 포함하고 있다. 예를 들어, 코팅층은 유색 잉크를 포함할 수 있다.

부가적으로 또는 대안적으로, 표면 코팅층은 반투명 물질을 포함할 수 있다. 용어 "반투명(translucent)"은 가시 광선의 적어도 하나의 파장에 대해 물질에 입사하는 광의 적어도 약 20%, 보다 바람직하게는 적어도 약 50%, 가장 바람직하게는 적어도 약 80%를 투과시키는 물질을 의미하는 것으로 본원에서 사용된다. 즉, 가시 광선의 적어도 하나의 파장에 대해, 반투명 물질에 입사되는 광의 적어도 약 20%, 바람직하게는 적어도 약 50%, 가장 바람직하게는 적어도 약 80%가 물질에 의해 반사되지 않거나 흡수된다. 용어 "가시 광선"은 약 390 내지 약 750nm의 파장의 전자기 스펙트럼의 가시적인 부분을 지칭하는데 사용된다.

반투명도는 ISO 2471에 따른 방법을 사용하여 측정된다 약 80% 미만의 불투명도는 물질이 반투명하다는 것을 나타낸다. 즉, 약 80 %미만의 불투명도를 갖는 물질의 경우, 물질에 입사하는 광의 적어도 약 20%는 물질에 의해 반사 또는 흡수되지 않는다. 따라서, 반투명 물질은 약 80% 미만, 바람직하게는 약 50% 미만, 가장 바람직하게는 약 20% 미만의 불투명도를 갖는다.

반투명 물질은 가시 스펙트럼에 걸쳐 균일하게 광을 투과시킬 수 있으며 따라서 반투명 물질은 무색의 외관을 갖는다. 대안적으로, 반투명 물질은 하나 이상의 파장에서 입사광의 적어도 80 %를 흡수하며 따라서 반투명 물질이 착색된 또는 유색 외관을 갖는다.

표면 코팅층이 반투명 물질을 포함하는 구현예들 중 어느 하나에서, 반투명 물질은 투명 물질일 수 있다. 투명도는 특별한 형태의 반투명이며 본원에서 용어 "투명"은 실질적으로 산란없이 물질에 입사하는 광을 투과시키는 반투명 물질을 의미하는 것으로 사용된다. 즉, 투명 물질에 입사하는 광은 스넬의 법칙에 따라 물질을 투과한다. 투명 물질은 반투명 물질의 하위 집합(sub-set)이다.

본원에서 설명된 표면 코팅층 중 어느 하나에 더하여 또는 이에 대한 대안으로서, 표면 코팅층은 적어도 하나의 금속성 물질을 포함하여 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소의 외부 표면에 금속성 외관을 제공할 수 있다. 예를 들어, 표면 코팅층은 금속 입자, 금속 플레이크 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 금속성 물질은 약 10 중량% 내지 100 중량%의 금속, 바람직하게는 약 20 중량% 내지 약 50 중량%의 금속을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 금속성 물질은 금속성 잉크로서 적용 될 수 있다.

표면 처리부가 표면 코팅층을 포함하는, 본원에서 설명된 구현예 중 어느 하나에서, 표면 코팅층은 단일 층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표면 코팅층은 유색의 또는 착색된 투명 물질로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 표면 코팅층은 다수의 층을 포함할 수 있다. 이 구현예에서, 다수의 층들은 동일하거나 다를 수 있다. 바람직하게는, 다수의 층들은 다른 층들이다. 예를 들어, 표면 코팅층은 본원에서 설명된 바와 같은, 안료와 금속성 물질 중 적어도 하나를 포함하는 베이스 층 및 베이스 층 상에 놓여져 있는 투명한 최상부 층을 포함할 수 있다.

표면 처리부가 표면 코팅층을 포함하는, 본원 내에 설명된 구현예 중 어느 하나에서, 표면 코팅층의 외부 표면은 바람직하게는 높은 광택 효과를 야기하는 매끄러운 표면을 갖는다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 표면 코팅층은 ISO 8791-4에 따라 측정된, 약 0.1㎛ 내지 약 1㎛, 바람직하게는 약 0.6㎛ 미만의 파커-프린트-표면(Parker-Print-Surface) 조도를 갖는다.

표면 코팅층은 열전도 구성요소의 일부분 상의 실질적으로 연속적인 코팅층일 수 있다. 일부 실시예에서, 표면 코팅층은 불연속적인 코팅층이다. 예를 들어, 코팅층은 다수의 개별적인 코팅 영역, 예를 들어 코팅 도트의 어레이를 포함할 수 있다. 코팅층에 의해 덮인 면적의 비율은 코팅된 부분의 한 영역에서 코팅된 부분의 다른 영역과 다를 수 있다. 코팅층은 열전도 구성요소의 상이한 영역에서 상이한 코팅 물질을 포함할 수 있다. 코팅층의 하나 이상의 영역은 텍스쳐화된(textured) 표면을 가질 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물품에서의 열의 추가 관리가 가능할 수 있다.

표면 처리부가 표면 코팅층을 포함하고 있는, 본원 내에서 설명된 구현예 중 어느 하나에서, 특정 표면 코팅층은 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소의 외부 표면에서 약 0.6 미만의 방사율을 제공하도록 선택된다. 본 발명자들은 일부 코팅 물질이 이 범위 내의 방사율 값을 제공하기에 적합하지 않을 수 있음을 인식하였다. 예를 들어, 상당한 양의 흑색 안료를 포함하는 일부 표면 코팅층은 0.6보다 상당히 큰 방사율을 나타낼 수 있으며, 따라서 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소의 외부 표면에 적용될 때 흡연 물품으로부터 수용 불가능한 수준의 방사열 손실을 초래한다. 따라서, 0.6보다 큰 방사율을 야기하는 코팅 물질 및 코팅 물질의 조합은 본 발명의 적어도 일부 측면의 범위에 속하지 않는다 당업자는 적절한 코팅 물질을 선택하여 약 0.6 미만의 방사율을 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 가연성 열원, 가연성 열원과 열적 연통 상태에 있는 에어로졸 형성 기재 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분 주변에 있는 열전도 구성요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 제조 방법이 제공되며, 열전도 구성요소는 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 적어도 부분을 형성하는 외부 표면을 포함한다. 본 방법은 열전도 구성요소의 외부 표면의 적어도 일 부분에 코팅 조성물을 적용해서 열전도 구성요소의 코팅된 부분이 약 0.6 미만의 방사율을 갖도록 하는 단계를 포함하고 있다.

코팅 조성물은 충진제 물질, 바인더 및 용매를 포함할 수 있다. 충진제 물질은 흑연, 금속 산화물 및 금속 탄산염으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 충진제 물질은 이산화 티타늄, 산화 알루미늄 및 산화철로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 충진제는 탄산칼슘을 포함할 수 있다.

바인더는, 예를 들어 니트로셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 또는 셀룰로즈 바인더, 예를 들어 카르복시 메틸 셀룰로오스 또는 하이드록실 에틸 셀룰로오스를 포함할 수 있다.

용매는, 예를 들어 물 또는 다른 용매, 예를 들어 이소프로판올을 포함할 수 있다.

열전도 구성요소를 에어로졸 발생 물품에 조립하기 전 또는 후에 열전도 구성요소에 코팅층을 적용하기 위하여 적절한 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 코팅층을 적용하기 위하여 프린팅 기술이 이용될 수 있다. 코팅층을 적용하기 위하여 윤전 그라비아 기술이 이용될 수 있다.

적용된 코팅층의 양은, 예를 들어 약 0.5 내지 2g/m²일 수 있다. 예를 들어, 원하는 방사율을 이루기 위하여 적용된 코팅층의 양 및 두께가 선택된다.

본원에 설명된 구현예 중 어느 하나에서, 열전도 구성요소 또는 각 열전도 요소는, 예를 들어 알루미늄 호일, 강철 호일, 철 호일, 구리 호일 또는 금속 함금 호일과 같은 금속 호일로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 열전도 구성요소 또는 각 열전도 요소는 알루미늄 호일로 형성된다. 열전도 구성요소 또는 각 열전도 요소는 열전도 물질의 단일 층으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 열전도 구성요소 또는 각 열전도 요소는 열전도 물질의 다수의 층을 포함할 수 있다. 이 구현예들에서, 다수의 층은 동일한 열전도 물질 또는 상이한 열전도 물질을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 열전도 구성요소 또는 각 열전도 요소는 MTPS(modified transient plane source)법을 이용하여 측정했을 때에 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 약 10W/(m·K; 와트/미터 켈빈(Kelvin)) 내지 약 500W/(m·K), 보다 바람직하게는 약 15W/(m·K) 내지 약 400W/(m·K) 의 벌크 열전도성을 갖는 물질로 형성된다.

바람직하게는 열전도 구성요소 또는 각 열전도 요소의 두께는 약 5㎛ 내지 약 50㎛, 보다 바람직하게는 약 10㎛ 내지 약 30㎛, 가장 바람직하게는 약 20㎛이다.

열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소가 금속 호일로 형성되고 표면 처리부가 표면 코팅층을 포함하는 상기 구현예들에서, 표면 코팅층은 금속 산화물 층을 포함할 수 있다. 금속 산화물 층은 본원에서 설명된 표면 코팅층 물질 중 어느 하나에 추가되거나 그의 대안일 수 있다.

본원에서 설명된 바와 같이, 본 발명자들은 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소의 외부 표면에 표면 처리부를 적용할 때 약 0.6 미만의 방사율을 유지 또는 제공하는 것이 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소를 통한 방사 열 손실을 관리함으로써 에어로졸 발생 물품의 열 성능을 최적화시킨다는 것을 인식하였다. 본 발명자들은 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소의 외부 표면의 방사율이 약 0.5 미만일 때 방사 열 손실을 감소시키는 효과가 특히 현저할 수 있다는 더 인식하였다. 그러므로, 본원에서 설명된 구현예 중 어느 하나에서, 표면 처리부를 포함하는 열전도 구성요소 또는 제2 열전도 요소의 외부 표면의 부분은 약 0.5 미만 또는 약 0.4 미만의 방사율을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 열원 및 열원의 하류에의 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품이 제공되고 있다. 에어로졸 발생 물품은 열원의 하류 부분 그리고 에어로졸 형성 기재의 인접한 상류 부분 주위에 있으며 그들과 접촉하고 있는 제1 열전도 요소 및 제1 열전도 요소의 적어도 일부분 주위에 있고 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 적어도 부분을 형성하는 외부 표면을 포함하는 제2 열전도 요소를 더 포함하고 있다. 제1 열전도 요소와 제2 열전도 요소 사이에서 제1 열전도 요소의 적어도 일부분 주위에서 연장되어 있는 단열 물질의 적어도 하나의 층에 의하여 제2 열전도 요소는 제1 열전도 요소로부터 방사상으로 분리되어 있다. 제2 열전도 요소의 외부 표면은 약 0.6 미만의 방사율을 가질 수 있고, 일부 실시예에서는 0.5 미만의 방사율을 가질 수 있다.

제2 열전도 요소는, 예를 들어 알루미늄 호일, 강철 호일, 철 호일, 구리 호일 또는 금속 합금 호일과 같은 금속 호일로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 제2 열전도 요소는 알루미늄 호일로 형성된다. 제2 열전도 요소는 열전도 물질의 단일 층으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 제 2 열전도 요소는 열전도 물질의 다수의 층을 포함할 수 있다. 이 구현예들에서, 다수의 층은 동일한 열전도 물질 또는 상이한 열전도 물질을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 제 2 열전도 요소는 MTPS(modified transient plane source)법을 이용하여 측정했을 때에 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 약 10W/(m·K) 내지 약 500W/(m·K), 보다 바람직하게는 약 15W/(m·K) 내지 약 400W/(m·K)의 벌크 열전도성을 갖는 물질로 형성된다.

바람직하게는 제2 열전도 요소의 두께는 약 5㎛ 내지 약 50㎛, 더 바람직하게는 약 10㎛ 내지 약 30㎛, 가장 바람직하게는 약 20㎛이다.

본 발명의 측면에 따르면 그리고 본원에서 설명된 구현예 중 어느 하나에서, 단열 물질의 적어도 하나의 층은 하나 이상의 종이 층을 포함할 수 있다. 종이는 바람직하게는 열전도 요소들의 표면들 사이에 직접적인 접촉이 없도록 제1 열전도 요소와 제2 열전도 요소의 완전한 분리를 제공하고 있다.

특히 바람직하게는, 제1 및 제2 열전도 요소는 종이 래퍼(wrapper)에 의하여 분리되며, 이 종이 래퍼는 에어로졸 발생 물품의 전체 길이를 따라 연장되어 있다. 이러한 구현예에서, 종이 래퍼는 제1 열전도 요소 주위에 포장되고, 이어서 제2 열전도 요소가 종이 래퍼의 적어도 일부분의 최상부에 적용된다.

종이 래퍼 위에 제2 열전도 요소를 제공하는 것은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 외관, 특히 흡연 동안 및 그 후에 에어로졸 발생 물품의 외관과 관련하여 이점들을 추가로 제공한다. 소정의 경우에서, 래퍼가 열원으로부터의 열에 노출되는 경우 열원의 영역 내의 종이 래퍼의 일부 변색이 관찰된다. 종이 래퍼는 에어로졸 형성 기재로부터의 에어로졸 형성제가 종이 래퍼 내로 이동하는 것의 결과로서 추가적으로 염색될 수도 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에서, 제2 열전도 요소는 열원의 적어도 일부 및 인접하는 에어로졸 형성 기재의 일부 위에 제공되어서 변색 또는 염색이 커버되고 더 이상 보이지 않을 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물품의 초기 외관이 흡연 동안에 유지될 수 있다.

제1 및 제2 열전도 요소 사이의 중간층의 종이에 대안으로 또는 추가적으로, 제1 및 제2 열전도 요소의 적어도 일부는 공기 갭에 의해 방사상으로 분리되어, 단열 물질의 적어도 하나의 층이 공기 갭을 포함하게 된다. 공기 갭은 제1 열전도 요소와 제2 열전도 요소 사이에 하나 이상의 스페이서 요소(spacer element)를 포함하는 것을 통해 제공되어서 서로로부터 정의된 분리를 유지할 수도 있다. 이것은, 예를 들어, 제2 열전도 요소의 천공, 양각 또는 음각을 통해 달성될 수 있다. 이러한 구현예에서, 제2 열전달 요소의 양각 또는 음각된 부분은 제1 열전도 요소와 접촉하는 반면, 비-양각 부분은 공기 갭에 의해 제1 열전도 요소로부터 분리되거나, 그 반대일 수도 있다. 대안적으로, 하나 이상의 분리된 스페이서 요소가 열전도 요소들 사이에 제공될 수 있다.

바람직하게는, 제1 열전도 요소 및 제2 열전도 요소는 적어도 50㎛만큼, 보다 바람직하게는 적어도 75㎛만큼, 가장 바람직하게는 적어도 100㎛만큼 서로 방사상으로 분리되어 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 하나 이상의 종이 층이 열전도 요소 사이에 제공되어 있는 경우, 열전도 요소의 방사상 분리는 하나 이상의 종이 층의 두께에 의해 결정될 것이다.

본원에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 측면들에 따른 에어로졸 발생 물품의 열 전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소는 열원의 하류 부분 및 인접한 에어로졸 형성 기재의 상류 부분과 접촉하고 있을 수도 있다. 가연성 열원을 갖는 구현예들에서, 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소는 바람직하게는 내연소성 및 산소 제한성이다.

본 발명의 특히 바람직한 구현예들에서, 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소는 열원의 하류 부분 및 에어로졸 형성 기재의 상류 부분을 기밀하게 둘러싸는 연속 슬리브를 형성한다.

바람직하게는, 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소는 열원과 에어로졸 형성 기재 사이에 실질적으로 기밀한 연결을 제공한다. 이는 유리하게는 열원으로부터의 연소 기체가 에어로졸 형성 기재의 주변부를 통해 에어로졸 형성 기재 내로 쉽게 흡인되는 것을 방지하게 된다. 또한 이러한 연결은 주변부를 따라 흡인된 열기에 의해 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 대류 열 전달을 최소화하거나 실질적으로 회피한다.

열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소는 임의의 적절한 내열성 물질 또는 적절한 열전도성을 갖는 물질들의 조합으로 형성될 수도 있다. 바람직하게는, 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소는 MTPS(modified transient plane source)법을 이용하여 측정했을 때에 23℃ 및 50%의 상대 습도에서, 약 10 W/(m·K)(미터 Kelvin 당 W)과 약 500W/(m·K) 사이, 보다 바람직하게는 약 15W/(m·K)과 약 400W/(m·K) 사이의 벌크 열전도성을 갖는 물질로 형성되어 있다.

본 발명의 측면들에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 적합한 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소는, 예를 들면 알루미늄 호일, 스틸 호일, 철 호일 및 구리 호일 같은 금속 호일; 및 금속 합금 호일을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소는 열전도 물질의 단일 층으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소는 열전도 물질의 다수의 층을 포함할 수 있다. 이 구현예들에서, 다수의 층은 동일한 열전도 물질 또는 상이한 열전도 물질을 포함할 수 있다.

제1 열전도 요소는 제2 열전도 요소와 동일한 열전도성 물질 또는 상이한 물질로 형성된 것일 수도 있다. 바람직하게는, 제1 또는 제2 열전도 요소는 동일한 물질로 형성된 것이며, 가장 바람직하게는 알루미늄 호일이다.

바람직하게는 제1 열전도 요소의 두께는 약 5㎛ 내지 약 50㎛, 보다 바람직하게는 약 10㎛ 내지 약 30㎛, 가장 바람직하게는 약 20㎛이다. 제1 열전도 요소의 두께는 제2 열전도 요소의 두께와 실질적으로 동일할 수도 있으며, 또는 열전도 요소는 서로 상이한 두께를 가질 수도 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2 열전도 요소 모두는 약 20㎛의 두께를 가지는 알루미늄 호일로 형성된 것이다.

바람직하게는, 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소에 의해 둘러싸인 열원의 하류 부분은 약 2mm와 약 8mm 사이 길이, 보다 바람직하게는 약 3mm와 약 5mm 사이의 길이이다.

바람직하게는, 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소에 의해 둘러싸이지 않은 열원의 상류 부분은 약 5mm와 약 15mm 사이의 길이, 보다 바람직하게는 약 6mm와 약 8mm 사이의 길이이다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소를 넘어서 하류로 적어도 약 3mm 연장되어 있다. 다른 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소를 넘어서 하류로 3 mm 미만으로 연장되어 있을 수도 있다. 또 다른 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재의 전체 길이가 열전도 구성요소 또는 제1 열전도 요소에 의해 둘러싸일 수도 있다.

소정의 바람직한 구현예들에서, 제2 열전도 요소는 분리된 요소로서 형성될 수도 있다. 대안적으로, 제2 열전도 요소는 하나 이상의 단열 층과 조합하여 제2 열전도 요소를 포함하는, 다중층 또는 적층체 물질의 일부를 형성할 수도 있다. 제2 열전도 요소를 형성하는 층은 본원에서 제시된 임의의 재료로 형성될 수도 있다. 소정의 구현예들에서, 제2 열전도 요소는 제2 열전도 요소에 적층된 적어도 하나의 단열층을 포함하는 적층체 물질로서 형성될 수도 있으며, 여기서 단열층은 제1 열전도 요소에 인접하여, 적층체 물질의 내부 층을 형성한다. 이러한 방식으로, 적층체의 단열층은 제1 열전도 요소 및 제2 열전도 요소의 원하는 방사상 분리를 제공한다.

또한 적층체 물질을 사용해서 제2 열전도 요소를 제공하는 것은, 단열층이 증가된 강도 및 강성을 제공할 수 있으므로, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 제조 동안에 유리할 수도 있다. 이는 제2 열전도 요소의 붕괴 또는 파손 위험이 감소된, 물질이 더욱 쉽게 가공되게 할 수도 있으며, 이는 비교적 얇고 깨지기 쉬울 수도 있다.

제2 열전도 요소를 제공하기 위해 특히 적합한 적층체 물질의 하나의 예는 알루미늄의 외부층과 종이의 내부층을 포함하는 이중층 적층체이다.

제2 열전도 요소의 위치 및 커버 영역은 제1 열전도 요소 및 아래에 놓인 열원 및 에어로졸 형성 기재에 대해 흡연 동안 흡연 물품의 가열을 제어하기 위해 조정될 수도 있다. 제2 열전도 요소는 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부 위로 위치할 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 열전도 요소는 열원의 적어도 일부 위로 위치할 수도 있다. 더욱 바람직하게는, 제2 열전도 요소는 제1 열전도 요소와 유사한 방식으로, 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부 및 열원의 적어도 일부 둘 다 위로 제공되어 있다.

상류 방향 및 하류 방향에서의 제1 열전도 요소에 대한 제2 열전도 요소의 연장 범위는 에어로졸 발생 물품의 원하는 성능에 따라 조정될 수도 있다.

제2 열전도 요소는 제1 열전도 요소와 실질적으로 동일한 에어로졸 발생 물품의 영역을 덮고 있어서, 열전도 요소들이 에어로졸 발생 물품의 동일한 길이를 따라 연장되어 있을 수도 있다. 이 경우에, 제2 열전도 요소는 바람직하게는 직접 제1 열전도 요소 위에 놓이고 제1 열전도 요소를 완전히 덮는다.

대안적으로, 제2 열전도 요소는 상류 방향, 또는 하류 방향, 또는 상류 방향 및 하류 방향 양쪽으로 제1 열전도 요소를 넘어서 연장되어 있을 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 열전도 요소는 상류 방향 및 하류 방향 중 적어도 한 방향으로 제2 열전도 요소를 넘어서 연장되어 있을 수도 있다.

바람직하게는, 제2 열전도 요소는 상류 방향으로 제1 열전도 요소를 넘어서 실질적으로 연장되지 않는다. 제2 열전도 요소는 제1 열전도 요소와 열원 상의 거의 동일한 위치로 연장되어서, 제1 열전도 요소 및 제2 열전도 요소는 열원 위로 실질적으로 정렬될 수도 있다. 대안적으로, 제1 열전도 요소는 상류 방향으로 제2 열전도 요소를 넘어서 연장되어 있을 수도 있다. 이러한 배열은 열원의 온도를 감소시킬 수도 있다.

바람직하게는, 제2 열전도 요소는 하류 방향으로 제1 열전도 요소와 적어도 동일한 위치로 연장되어 있다. 제2 열전도 요소는 제1 열전도 요소와 에어로졸 형성 기재 상의 거의 동일한 위치로 연장되어서, 제1 열전도 요소 및 제2 열전도 요소가 에어로졸 형성 기재 위로 실질적으로 정렬될 수도 있다. 대안적으로, 제2 열전도 요소는 하류 방향으로 제1 열전도 요소를 넘어서 연장되어서 제2 열전도 요소가 제1 열전도 요소보다도 길이가 더 큰 부분에 걸쳐 에어로졸 형성 기재를 덮고 있을 수도 있다. 예를 들면, 제2 열전도 요소는 제1 열전도 요소를 넘어서 적어도 1mm, 또는 제1 열전도 요소를 넘어서 적어도 2mm 연장되어 있을 수도 있다. 하지만 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 제2 열전도 요소를 넘어서 적어도 2mm 연장되어서 에어로졸 형성 기재의 하류 부분이 양쪽 열전도 요소에 의해 덮이지 않은 상태로 있을 수도 있다.

본 발명의 모든 측면에 따른 에어로졸 발생 물품에서, 열은 열원을 통해 발생된다. 열원은, 예를 들어, 히트 싱크, 화학적 열원, 가연성 열원, 또는 전기적 열원일 수도 있다. 열원은 바람직하게는 가연성 열원이며, 이들에만 한정되지는 않지만, 탄소, 알루미늄, 마그네슘, 탄화물, 질화물 및 그들의 조합을 포함하는 임의의 적절한 가연성 연료를 포함하고 있을 수도 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 열원은 탄소질 가연성 열원이다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “탄소질”은 탄소를 포함하고 있는 열원을 설명하는 데에 사용된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 가연성 탄소질 열원은 가연성 열원의 적어도 약 35 건조 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 약 40 건조 중량%, 가장 바람직하게는 약 45 건조 중량%의 탄소 함량을 갖는다.

일부 구현예들에서, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 열원은 가연성의 탄소계 열원이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘탄소계 열원’은 주로 탄소로 이루어진 열원을 설명하는 데에 사용된다.

본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소계 열원은 가연성의 탄소계 열원의 적어도 약 50 건조 중량%, 바람직하게는 적어도 약 60 건조 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 약 70 건조 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 약 80 건조 중량%의 탄소 함량을 가질 수도 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 하나 이상의 적합한 탄소 함유 물질로 형성된 가연성의 탄소질 열원을 포함하고 있을 수도 있다.

원하는 경우, 하나 이상의 바인더가 하나 이상의 탄소 함유 물질과 조합될 수도 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 바인더는 유기 바인더이다. 적합한 공지의 유기 바인더는 이에 한정되지는 않지만, 검(예를 들면, 구아 검), 개질된 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체(예를 들면, 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스) 가루(flour), 전분, 설탕, 식물성 오일 및 그들의 조합을 포함하고 있다.

하나의 바람직한 구현예에서, 가연성 열원은 탄소 분말, 개질된 셀룰로오스, 가루 및 설탕으로 형성되어 있다.

하나 이상의 바인더 대신에, 또는 그에 추가적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용하기 위한 가연성 열원은 이 가연성 열원의 특성을 향상시키기 위해서 하나 이상의 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다. 적합한 첨가제는 가연성 열원의 고화(consolidation)를 촉진하는 첨가제(예를 들면, 소결보조제), 가연성 열원의 발화를 촉진하는 첨가제(예를 들면, 과염소산염, 염소산염, 질산염, 과산화물, 과망간산염, 및/또는 지르코늄 같은 산화제), 가연성 열원의 연소를 촉진하는 첨가제(예를 들면, 구연산 칼륨과 같은, 칼륨 및 칼륨염), 및 가연성 열원의 연소에 의해 생성된 하나 이상의 가스의 분해를 촉진하는 첨가제(예를 들면, CuO, Fe₂O₃ 및 Al₂O₃과 같은 촉매)을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에서 사용하기 위한 가연성의 탄소질 열원은, 바람직하게는 하나 이상의 탄소 함유 물질을 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제(포함되는 경우)와 혼합하고, 이 혼합물을 원하는 형상으로 사전에 형성함으로써 형성된다. 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 선택적인 다른 첨가제의 혼합물은, 예를 들면 슬립 주조(slip casting), 압출, 사출 성형 및 금형 압축과 같은 임의의 적합한 공지의 세라믹 형성 방법들을 사용하여 원하는 형상으로 사전에 형성될 수도 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 그 혼합물은 압출에 의해 원하는 형상으로 사전에 형성된다.

바람직하게는, 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제의 혼합물이 세장형 로드(elongate rod)로 사전에 형성된다. 그러나, 하나 이상의 탄소 함유 물질, 하나 이상의 바인더 및 다른 첨가제의 혼합물이 다른 원하는 형상으로 사전에 형성될 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.

형성 후, 특히 압출 후, 바람직하게는 세장형 로드 또는 다른 원하는 형상이 건조되어 그의 수분 함량을 감소시키고, 그런 다음 존재하는 하나 이상의 바인더를 탄화시키고 세장형 로드 또는 다른 형상에서 휘발성 물질을 실질적으로 제거하기에 충분한 온도로 비-산화 분위기에서 열분해된다. 세장형 로드 또는 다른 원하는 형상은 바람직하게는 약 700℃와 약 900℃ 사이의 온도로 질소 분위기에서 열분해된다.

가연성 열원은 바람직하게는 약 20%와 약 80% 사이, 보다 바람직하게는 약 20%와 60% 사이의 다공성을 갖는다. 보다 더 바람직하게는, 가연성 열원은 예를 들면, 수은 다공성 측정법(mercury porosimetry) 또는 헬륨 비중 측정법(helium pycnometry)에 의해 측정했을 때 약 50%와 약 70% 사이, 보다 바람직하게는 약 50%와 약 60% 사이의 다공성을 갖는다. 요구되는 다공성은 통상적인 방법들 및 기술을 사용하여 가연성 열원의 생산 동안에 용이하게 달성될 수도 있다.

유리하게는, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에서 사용하기 위한 가연성 탄소질 열원은 약 0.6g/cm³과 약 1g/cm³ 사이의 겉보기 밀도(apparent density)를 갖는다.

바람직하게는, 가연성 열원은 약 300mg과 약 500mg 사이, 보다 바람직하게는 약 400mg과 약 450mg 사이의 질량을 가지고 있다.

바람직하게는, 상기 가연성 열원은 약 7mm 와 약 17mm 사이, 보다 바람직하게는 약 7mm와 약 15mm 사이, 가장 바람직하게는 약 7mm와 약 13mm 사이의 길이를 갖는다.

바람직하게는, 가연성 열원은 약 5mm와 약 9mm 사이, 보다 바람직하게는 약 7mm와 약 8mm 사이의 직경을 갖는다.

바람직하게는, 가연성 열원은 실질적으로 균일한 직경을 가지고 있다. 그러나, 가연성 열원은 대안적으로 테이퍼되어서 가연성 열원의 후방부의 직경이 그의 전방부의 직경 보다 크게 된다. 가연성 열원은 실질적으로 원통형인 것이 특히 바람직하다. 가연성 열원은, 예를 들면 실질적으로 원형 단면의 원통형 또는 테이퍼된 원통형 또는 실질적으로 타원형 단면의 원통형 또는 테이퍼된 원통형일 수도 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인될 수 있는 하나 이상의 기류 경로를 포함할 것이다.

본 발명의 소정의 구현예들에서, 열원은 열원을 통해 하나 이상의 기류 경로를 제공하는, 적어도 하나의 길이방향 기류 채널을 포함할 수도 있다. 용어 “기류 채널”은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인될 수도 있는 열원의 길이를 따라 연장되어 있는 채널을 설명하는 데에 본원에서 사용된다. 하나 이상의 길이방향 기류 채널을 포함하는 이러한 열원은 본원에서 "비-블라인드" 열원으로 지칭된다.

적어도 하나의 길이방향 기류 채널의 직경은 약 1.5mm 내지 약 3mm, 보다 바람직하게는 약 2mm 내지 약 2.5mm일 수도 있다. 적어도 하나의 길이방향 기류 채널의 내부 표면은 WO-A-2009/022232에 보다 상세히 기술된 바와 같이 부분적으로 또는 전체적으로 코팅될 수도 있다.

본 발명의 대안적인 구현예들에서, 열원에 길이방향 기류 채널이 제공되지 않아서, 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 공기가 열원을 따라 임의의 기류 채널을 통과하지 않게 된다. 이러한 열원을 본원에서 "블라인드" 열원으로 지칭한다. 블라인드 열원을 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품은 흡연 물품을 통한 대체 기류 경로를 정의한다.

블라인드 열원을 포함하고 있는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에서, 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달은 전도에 의해 주로 발생하며, 대류에 의한 에어로졸 형성 기재의 가열이 최소화되거나 감소된다. 따라서 열원과 에어로졸 형성 기재 사이의 전도성 열 전달을 최적화하는 것이 블라인드 열원에 특히 중요하다. 제2 열전도 요소를 사용하는 것은, 대류로 인한 어떠한 보상성 가열 효과가 없거나 있더라도 거의 없는 경우에, 블라인드 열원을 포함하는 에어로졸 발생 물품의 흡연 성능에 대해 특히 유리한 효과를 갖는 것으로 발견되었다.

블라인드 열원을 포함하고 있는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에서, 불연성 열 전달 요소가 열원의 하류 말단과 에어로졸 형성 기재의 상류 말단 사이에 제공될 수도 있다. 열 전달 요소는 제1 및 제2 열 전도 요소를 참조하여 본원에 기술된 임의의 열 전도 물질로 형성될 수도 있다. 바람직하게는, 열 전달 요소는 금속 호일, 가장 바람직하게는 알루미늄 호일로부터 형성된 것이다. 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 전도성 열 전달을 최적화하는 것 이외에, 열 전달 요소는 또한 열원에서 에어로졸 발생 물품의 마우스 말단으로의 입자 및 기체상 연소 생성물의 이동을 감소시키거나 방지할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제(aerosol-former) 및 가열에 응답하여 휘발성 화합물들을 방출할 수 있는 물질을 포함하고 있다.

적어도 하나의 에어로졸 형성제는, 사용 시 빽빽하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하는 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물일 수도 있다. 바람직하게는 에어로졸 형성제는 에어로졸 발생 물품의 동작 온도에서 열적 감성에 내성을 가지고 있다. 적합한 에어로졸 형성제는 본 기술분야에서 널리 공지되어 있으며, 예를 들면 다가 알코올, 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르, 및 디메틸 도데칸디오에이트(dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(tetradecanedioate)와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하고 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에서 사용하기 위한 바람직한 에어로졸 형성제는 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올과 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다.

바람직하게는, 가열에 응답하여 휘발성 화합물들을 발산할 수 있는 재료는 식물계 재료의 충전물, 보다 바람직하게는 균질한 식물계 재료의 충전물이다. 예를 들면, 에어로졸 형성 기재는, 담배; 차, 예를 들면 녹차; 페퍼민트; 라우렐(laurel); 유칼립투스(eucalyptus); 바실(basil); 세이지(sage); 버베나(verbena); 및 타라곤(tarragon)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 식물로부터 유도된 하나 이상의 물질을 포함하고 있을 수도 있다. 식물계 물질은 이에 한정되지 않지만, 습윤제, 향미제(flavourant), 바인더 및 그들의 혼합물을 포함하는 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다. 바람직하게는, 식물계 물질은 필수적으로 담배 물질을 포함하고 있으며, 가장 바람직하게는 균질한 담배 물질을 포함하고 있다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 약 5mm와 약 20mm 사이, 보다 바람직하게는 약 8mm와 약 12mm 사이의 길이를 갖는다. 바람직하게는, 제1 열전도 요소에 의해 둘러싸인 에어로졸 형성 기재의 전방부는 약 2mm와 약 10mm 사이의 길이, 보다 바람직하게는 약 3mm와 약 8mm 사이의 길이, 가장 바람직하게는 약 4mm와 약 6mm 사이의 길이이다. 바람직하게는, 제1 열전도 요소에 의해 둘러싸이지 않은 후방 부분은 약 3mm와 약 10mm 사이의 길이이다. 즉, 에어로졸 형성 기재는 바람직하게는 제1 열전도 요소를 넘어서 하류로 약 3mm와 약 10mm 사이로 연장되어 있다. 보다 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 제1 열전도 요소를 넘어서 하류로 적어도 약 4mm 연장되어 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 열원 및 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 서로 접경할 수도 있다. 대안적으로, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 열원 및 에어로졸 형성 기재는 서로 서로로부터 길이방향으로 이격될 수도 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 바람직하게는 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는 기류 유도 요소(airflow directing element)를 포함하고 있다. 기류 유도 요소는 에어로졸 발생 물품을 통한 기류 경로를 정의한다. 적어도 하나의 공기 유입부는 바람직하게는 에어로졸 형성 기재의 하류 말단과 기류 유도 요소의 하류 말단 사이에 제공되어 있다. 기류 유도 요소는 공기를 적어도 하나의 공기 유입부로부터 에어로졸 발생 물품의 마우스 말단을 향하여 유도한다.

기류 유도 요소는 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체(open-ended, substantially air impermeable hollow body)를 포함하고 있을 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 하나 이상의 공기 유입부를 통해서 흡인된 공기는 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체의 외부 부분을 따라 먼저 상류로 흡인되며, 그런 다음 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체의 내부를 통해서 하류로 흡인된다.

실질적 공기 불투과성 중공체는 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적인 하나 이상의 적합한 공기 불투과성 물질로 형성된 것일 수도 있다. 적합한 물질은 당 기술분야에 공지되어 있고, 이에 한정되지는 않지만, 판지, 플라스틱, 세라믹 및 그들의 조합을 포함하고 있다.

하나의 바람직한 구현예에서, 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 원통형이고, 바람직하게는 직원형(right circular) 원통형이다.

다른 바람직한 구현예에서, 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 끝이 잘린 원뿔체(truncated cone)이고, 바람직하게는 끝이 잘린 직원뿔체(truncated right circular cone)이다.

말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 약 7mm 내지 약 50mm 사이의 길이, 예를 들면 약 10mm 내지 약 45mm 사이의 길이 또는 약 15mm 내지 약 30mm 사이의 길이를 가질 수도 있다. 기류 유도 요소는 원하는 에어로졸 발생 물품의 전체 길이, 및 흡연 물품 내부의 다른 구성성분들의 존재 및 길이에 따라 다른 길이를 가질 수도 있다.

말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체가 원통형인 경우, 원통형은 약 2mm 내지 약 5mm 사이의 직경, 예를 들면 약 2.5mm 내지 약 4.5mm 사이의 직경을 가질 수도 있다. 원통형은 원하는 흡연 물품의 전체 직경에 따라 다른 직경을 가질 수도 있다.

말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체가 끝이 잘린 원뿔체인 경우, 끝이 잘린 원뿔체의 상류 말단은 약 2mm 내지 약 5mm 사이의 직경, 예를 들면 약 2.5mm 내지 약 4.5mm 사이의 직경을 가질 수도 있다. 끝이 잘린 원뿔체의 상류 말단은 원하는 에어로졸 발생 물품의 전체 직경에 따라 다른 직경을 가질 수도 있다.

말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체가 끝이 잘린 원뿔체인 경우, 끝이 잘린 원뿔체의 하류 말단은 약 5mm 내지 약 9mm 사이의 직경, 예를 들면 약 7mm 내지 약 8mm 사이의 직경을 가질 수도 있다. 끝이 잘린 원뿔체의 하류 말단은 원하는 에어로졸 발생 물품의 전체 직경에 따라 다른 직경을 가질 수도 있다. 바람직하게는, 끝이 잘린 원뿔체의 하류 말단은 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 직경을 가질 수도 있다.

말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 에어로졸 형성 기재와 접경할 수도 있다. 대안적으로, 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 에어로졸 형성 기재 내로 연장되어 있을 수도 있다. 예를 들면, 소정의 구현예들에서, 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체는 에어로졸 형성 기재 내로 0.5L까지의 거리가 연장되어 있을 수도 있는데, 여기서 L은 에어로졸 형성 기재의 길이이다.

실질적 공기 불투과성 중공체의 상류 말단은 에어로졸 형성 기재에 비해서 감소된 직경을 가진다.

소정의 구현예들에서, 실질적 공기 불투과성 중공체의 하류 말단은 에어로졸 형성 기재에 비해서 감소된 직경을 가진다.

다른 구현예들에서, 실질적 공기 불투과성 중공체의 하류 말단은 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 직경을 가진다.

실질적 공기 불투과성 중공체의 하류 말단이 에어로졸 형성 기재에 비해서 감소된 직경을 가진 경우, 실질적 공기 불투과성 중공체는 실질적 공기 불투과성 밀봉부(seal)에 의해 둘러싸여 있을 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 실질적 공기 불투과성 밀봉부는 하나 이상의 공기 유입부의 하류에 위치한다. 실질적 공기 불투과성 밀봉부는 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 직경을 가질 수도 있다. 예를 들면, 일부 구현예들에서, 실질적 공기 불투과성 중공체의 하류 말단은 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 직경의 실질적 불투과성 플러그 또는 와셔(washer)에 의해 둘러싸여 있을 수도 있다.

실질적으로 공기 불투과성 밀봉부는 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적인 하나 이상의 적합한 공기 불투과성 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 물질은 당 기술분야에 공지되어 있고, 이에 한정되지는 않지만, 판지, 플라스틱, 왁스, 실리콘, 세라믹 및 그들의 조합을 포함하고 있다.

말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공체의 길이의 적어도 일부분은 공기 투과성 확산기(diffuser)에 의해 둘러싸여 있을 수도 있다. 공기 투과성 확산기는 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 직경을 가질 수도 있다. 공기 투과성 확산기는 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적인 하나 이상의 적합한 공기 투과성 물질로 형성될 수도 있다. 적합한 공기 투과성 물질은 당 기술분야에 공지되어 있고, 이들에만 한정되지 않지만, 초산 셀룰로오스 토우(tow), 면, 오픈-셀(open-cell) 세라믹 및 고분자 발포체, 담배 물질, 및 그들의 조합을 포함한 다공성 물질이다.

하나의 바람직한 구현예에서, 기류 유도 요소는, 에어로졸 형성 기재에 비해 직경이 감소된, 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성 중공관, 및 상기 중공관의 하류 말단을 둘러싸고 있는, 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 외부 직경의 환형의 실질적 공기 불투과성 밀봉부를 포함하고 있다.

기류 유도 요소는 중공관 및 환형의 실질적 공기 불투과성 밀봉부를 둘러싸고 있는, 내부 래퍼를 더 포함하고 있을 수도 있다.

중공관의 개방 상류 말단은 에어로졸 형성 기재의 하류 말단과 접경할 수도 있다. 대안적으로, 중공관의 개방 상류 말단은 에어로졸 형성 기재의 하류 말단 내에 삽입되거나 그렇지 않으면 그 안으로 연장되어 있을 수도 있다.

기류 유도 요소는 환형의 실질적 공기 불투과성 밀봉부의 상류에 있는 중공관의 길이의 적어도 일부분을 둘러싸고 있는, 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 외부 직경의 환형의 공기 투과성 확산기를 더 포함하고 있을 수도 있다. 예를 들면, 중공관은 초산 셀룰로오스 토우의 플러그 내에 적어도 부분적으로 내장되어 있을 수도 있다.

다른 바람직한 구현예에서, 기류 유도 요소는 에어로졸 형성 기재에 비해서 감소된 직경의 상류 말단 및 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 직경의 하류 말단을 갖는 말단이 개방된 실질적 공기 불투과성의 끝이 잘린 중공형 원뿔체(open ended, substantially air impermeable, truncated hollow cone)를 포함하고 있다.

끝이 잘린 중공형 원뿔체의 개방 상류 말단은 에어로졸 형성 기재의 하류 말단과 접경할 수도 있다. 대안적으로, 끝이 잘린 중공형 원뿔체의 개방 상류 말단은 에어로졸 형성 기재의 하류 말단 내에 삽입되거나 그렇지 않으면 그 안으로 연장되어 있을 수도 있다.

기류 유도 요소는 끝이 잘린 중공형 원뿔체의 길이의 적어도 일부분을 둘러싸는, 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일한 외부 직경의 환형의 공기 투과성 확산기를 더 포함하고 있을 수도 있다. 예를 들면, 끝이 잘린 중공형 원뿔체는 초산 셀룰로오스 토우의 플러그 내에 적어도 부분적으로 내장되어 있을 수도 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 형성 기재의 하류, 및 존재하는 경우, 기류 유도 요소의 하류에 있는 팽창실을 더 포함하고 있다. 팽창실의 포함은 유리하게는 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 발생된 에어로졸의 냉각을 또한 가능하게 한다. 팽창실은 또한 유리하게는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 전체 길이가 팽창실의 길이의 적절한 선택을 통해, 원하는 값으로, 예를 들면 통상적인 궐련들의 것과 유사한 길이로 조정될 수 있게 한다. 바람직하게는, 팽창실은 세장형 중공관이다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 또한 에어로졸 형성 기재의 하류, 및 존재하는 경우, 기류 유도 요소의 하류 및 팽창실의 하류에 있는 마우스피스를 더 포함하고 있을 수도 있다. 마우스피스는, 예를 들면 초산 셀룰로오스, 종이 또는 다른 적합한 공지된 여과 물질들로 이루어진 필터를 포함하고 있을 수도 있다. 바람직하게는, 마우스피스는 여과 효율이 낮고, 보다 바람직하게는 여과 효율이 매우 낮다. 대안적으로 또는 추가적으로, 마우스피스는 흡수제, 흡착제, 향미제, 및 다른 에어로졸 개질제 및 종래의 궐련용 필터에 사용되는 첨가제 또는 그들의 조합을 포함하고 있는 하나 이상의 부위를 포함하고 있을 수도 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 공지된 방법들 및 기계를 사용하여 조립될 수도 있다.

방사율 시험 방법

방사율은 ISO 18434-1에 상세히 기술된 시험 절차에 따라 측정된다. 시험 방법은 샘플 물질의 알려지지 않은 방사율을 결정하기 위해 알려진 방사율의 기준 물질을 이용한다. 구체적으로, 기준 물질은 샘플 물질의 일부분에 걸쳐 적용되고, 양 물질은 섭씨 100℃의 온도로 가열된다. 기준 물질의 표면 온도는 그후 적외선 카메라를 사용하여 측정되며 카메라 시스템은 기준 물질의 알려진 방사율을 사용하여 보정된다. 적절한 기준 물질은 Scotch® 33 Black Electrical Tape와 같은 흑색 폴리염화비닐 전기 절연 테이프이며 0.95의 방사율을 갖는다. 기준 물질을 사용하여 시스템을 보정하면 적외선 카메라가 재배치되어 샘플 물질의 표면 온도를 측정한다. 시스템 상의 방사율 값은, 샘플 물질의 측정된 표면 온도가 기준 물질의 표면 온도와 동일한 샘플 물질의 실제 표면 온도와 일치할 때까지 조정된다. 측정된 표면 온도가 실제 표면 온도와 일치하는 방사율 값이 샘플 물질에 대한 실제 방사율 값이다

구현예 및 실시예

본 발명은 단지 예시로써 첨부 도면을 참조하여 더욱 설명될 것이다.

도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(2)은, 가연성 탄소질 열원(4), 에어로졸 형성 기재(6), 기류 유도 요소(44), 세장형 팽창실(8) 및 마우스피스(10)를 동축 정렬로 접경하면서 포함하고 있다. 가연성 탄소질 열원(4), 에어로졸 형성 기재(6), 기류 유도 요소(44), 세장형 팽창실(8) 및 마우스피스(10)는 낮은 공기 투과성을 가진 궐련 종이의 외부 래퍼(12)로 겉포장되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 불연성 기체-저항성의 제1 배리어 코팅층(14)이 가연성 탄소질 열원(4)의 실질적으로 전체 후방 면에 제공되어 있다. 대안적인 구현예에서, 불연성의, 실질적으로 공기 불투과성인 제1 배리어는 가연성 탄소질 열원(4)의 후방 면 및 에어로졸 형성 기재(6)의 전방 면에 접경하는 디스크의 형태로 제공되어 있다.

가연성 탄소질 열원(4)은 블라인드 열원이어서 사용자가 흡입하기 위해 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 공기가 가연성 열원(4)을 따르는 임의의 기류 채널을 통과하지 않게 된다.

에어로졸 형성 기재(6)는 가연성 탄소질 열원(4)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함하며 필터 플러그 랩(20)에 의해 둘러싸여 있는 담배 물질의 원통형 플러그(18)를 포함하고 있다.

열전도 구성요소는 알루미늄 호일의 관으로 이루어지는 제1 열전도 요소(22)를 포함하고 있으며 가연성 탄소질 열원(4)의 하류 부분(4b) 및 에어로졸 형성 기재(6)의 접경하는 상류 부분(6a)을 둘러싸고 이들과 직접 접촉하고 있다. 도 1에 보이는 바와 같이, 에어로졸 형성 기재(6)의 하류 부분은 제1 열전도 요소(22)에 의해 둘러싸여 있지 않다.

기류 유도 요소(44)는 에어로졸 형성 기재(6)의 하류에 위치하고 있으며, 에어로졸 형성 기재(6)에 비해 직경이 줄어든, 예를 들면 판지로 이루어진 말단이 개방된 실질적으로 공기 불투과성 중공관(56)을 포함하고 있다. 말단이 개방된 중공관(56)의 상류 말단은 에어로졸 형성 기재(6)와 접경하고 있다. 말단이 개방된 중공관(56)의 하류 말단은 에어로졸 형성 기재(6)와 실질적으로 동일한 직경인 환형의 실질적 공기 불투과성 밀봉부(58)에 의해 둘러싸여 있다. 말단이 개방된 중공관의 나머지 부분은 에어로졸 형성 기재(6)와 실질적으로 동일한 직경인 초산 셀룰로오스 토우(60)의 원통형 플러그에 내장되어 있다.

말단이 개방된 중공관(56) 및 초산 셀룰로오스 토우(60)의 원통형 플러그가 공기 불투과성 내부 래퍼(50)에 의해 둘러싸여 있다. 외부 래퍼(12) 및 내부 래퍼(50)에는 공기 유입부(52)의 원주방향 열이 제공되어 있다.

세장형 팽창실(8)이 기류 유도 요소(44)의 하류에 위치하고 있으며, 원통형의 말단이 개방된 판지의 관(24)을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품(2)의 마우스피스(10)는 팽창실(8)의 하류에 위치하고 있으며, 필터 플러그 랩(28)에 의해 둘러싸여 있는, 매우 낮은 여과 효율을 가진 초산 셀룰로오스 토우의 원통형 플러그(26)를 포함하고 있다. 마우스피스(10)는 티핑 종이(미도시함)에 의해 둘러싸여 있을 수도 있다.

열전도 구성요소는 알루미늄 호일의 관으로 이루어지는 제2 열전도 요소(30)를 더 포함하고 있으며 외부 래퍼(12)를 둘러싸고 직접 접촉하고 있다. 제2 열전도 요소(30)는 제1 열전도 요소(22) 위에 위치하고 있으며 제1 열전도 요소(22)와 동일한 길이를 가지고 있다. 따라서 제2 열전도 요소(30)는 래퍼(12)를 그들 사이에 두고 제1 열전도 요소(22)의 위에 직접 놓여 있다. 제2 열전도 요소(30)의 외부 표면은 제2 열전도 요소(22)의 외부 표면에 대해, 약 0.6 미만, 바람직하게는 약 0.2 미만의 방사율 값을 산출하는, 광택 코팅된 코팅과 같은 표면 코팅으로 코팅된다.

사용 시, 사용자는 전도에 의해 에어로졸 형성 기재(6)를 가열하는, 가연성 탄소질 열원(4)을 발화시킨다. 그런 다음, 사용자는 마우스피스(10)를 흡인하여 찬 공기가 공기 유입부(52)를 통해 에어로졸 발생 물품(2) 내로 흡인된다. 흡인된 공기는 말단이 개방된 중공관(56)의 외부와 초산 셀룰로오스 토우(60)의 원통형 플러그를 통한 내부 래퍼(50) 사이로 에어로졸 형성 기재(6)로 상류로 지나간다. 에어로졸 형성 기재(6)를 가열하면, 흡인된 공기가 에어로졸 형성 기재(6)에 도달하면서 흡인된 공기에 연행되는, 담배 물질(18)로부터 휘발성 및 반휘발성 화합물들 및 글리세린을 방출한다. 흡인된 공기는 또한 가열된 에어로졸 형성 기재(6)를 통과하면서 가열된다. 그런 다음 상기 가열된 흡인된 공기와 연행된 화합물들은 기류 유도 요소(44)의 중공관(56)의 내부를 통해 팽창실(8)로 하류로 지나가며, 여기서 그들은 냉각되고 농축된다. 그런 다음, 냉각된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(2)의 마우스피스(10)를 통해서 하류로 사용자의 입 안으로 지나간다.

가연성 탄소질 열원(4)의 전체 후방면 상에 제공된 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어 코팅층(14)이 에어로졸 발생 물품(2)을 통한 기류 경로로부터 가연성 탄소질 열원(4)을 격리해서, 사용시, 기류 경로를 따라 에어로졸 발생 물품(2)을 통해 흡인된 공기가 가연성 탄소질 열원(4)과 직접 접촉하고 있지 않다.

제2 열전도 요소(30)는 에어로졸 발생 물품(2) 내부에 열을 보유해서 흡연 동안에 제1 열전도 요소(22)의 온도 유지를 도와 준다. 이는 결과적으로 에어로졸 형성 기재(6)의 온도를 유지해서, 연속되고 향상된 에어로졸 전달을 용이하게 하는 것을 돕는다.

도 2는 상이한 표면 처리부를 갖는 것을 포함하는, 상이한 제2 열전도 요소들의 성능을 시험하기 위하여 사용된, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 가열을 시뮬레이션하기 위한 시험 장치(100)를 보여주고 있다. 시험 장치(100)는 시험 물질(104)이 감긴 원통형 알루미늄 몸체(102)를 포함하고 있다. 시험 물질(104)은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품 내의 제2 열전도 요소를 시뮬레이션한다.

시험 동안, 알루미늄 몸체(102) 내에 내장된 코일 히터(106)는 에어로졸 발생 물품의 상류 말단에서의 가연성 열원의 가열 효과를 시뮬레이션한다. ISO 18434-1에 따라 시험 물질(104)의 외부 표면의 방사율의 측정을 가능하게 하도록 코일 히터(106)에서 전압이 단계적으로 증가되어 가열 공정 동안 안정화된 상승 온도의 주기를 제공한다. 구체적으로, 코일 히터(106)에서 전압은 6 볼트, 11 볼트, 14 볼트, 17 볼트, 19.5 볼트, 21 볼트 및 24 볼트로 점진적으로 증가하였으며, 시험 물질(104)의 온도가 안정화되도록 각 전압 증가 사이에 10 분의 지연을 갖는다.

시험 절차 동안, 제1 및 제2 열전쌍(108 및 110)은 시험 물질(104)의 외부 표면 및 알루미늄 몸체(102)의 내부에서의 온도를 각각 기록한다. 각 열전쌍(108, 110)은 알루미늄 몸체(102)의 상류 말단(112)으로부터 7mm에 위치된다.

도 3은 도 2의 장치에서 시험했을 때 다른 제 2 열전도 요소 물질에 대한, 열전쌍(108)을 이용하여 측정된 외부 표면 온도 대 시간의 그래프를 보여주고 있다. 제2 열전도 요소를 위하여 테스트된 물질은 알루미늄 단독; 종이 단독; 외부 표면을 형성하는 알루미늄 층을 갖는 종이-알루미늄 공동 적층체; 및 외부 표면을 형성하는 종이 층을 갖는 종이-알루미늄 공동 적층체였다. 알루미늄은 0.09의 측정된 방사율을 가졌으며, 종이는 0.95의 측정된 방사율을 가졌다. 도 3은 종이 층과 비교하여 알루미늄 층의 더 낮은 방사율이 감소된 방사열 손실로 인하여 제2 열전도 요소의 더 높은 외부 표면 온도를 야기하였다는 점을 보여주고 있다.

도 3과 동일한 테스트 동안에 열전쌍(110)을 이용하여 측정된 내부 온도 대 시간의 그래프를 보여주는 도 4에 보여지는 바와 같이, 외부 표면에서 낮은 방사율을 갖는 제2 열전도 요소를 이용함으로써 얻어진 감소된 방사열 손실은 또한 시뮬레이션된 에어로졸 발생 물품 내의 증가된 내부 온도를 야기한다. 이 데이터에 기초하여, 본 발명자들은 외부 표면에서 낮은 방사율을 갖는 제2 열전도 요소를 사용하는 것이 열적으로 더 효율적인 에어로졸 발생 물품을 제공하며 따라서 흡연 중 내부 온도의 바람직한 증가를 제공한다는 점을 인식하였다.

가열 시험은 각각 다른 양각 패턴을 각각 갖는 3 개의 상이한 종이-알루미늄 공동 적층체를 이용하여 반복되었으며, 각각의 경우에 알루미늄 층은 제 2 열전도 요소의 외부 표면을 형성하였다. 시험 데이터가 도 5에 나타나 있으며, 이는 3개의 시험 물질 모두에 대하여 열전쌍(110)으로 시간에 대해 측정된 내부 온도뿐만 아니라 참고로 (외부 표면을 형성하는 알루미늄 및 종이를 위한) 비양각 공동 적층체에 대한 데이터를 보여주고 있다. 도 5의 데이터에서, 제2 열전도 요소를 형성하는 물질을 양각하는 것은 가열 테스트 동안 시뮬레이션된 에어로졸 발생 물품의 내부 온도에 실질적으로 영향을 미치지 않는다는 것을 보여주며, 이는 제2 열전도 요소의 외부 표면에서의 방사율에 실질적으로 영향을 미치지 않은 양각에 기인할 수 있다. 이것은 도 7의 데이터에 나타나 있으며, 이는 3개의 양각 패턴에 대한 측정된 방사율 값이 0.092, 0.085 및 0.092이었다는 점을 보여주고 있으며, 이는 외부 표면을 형성하는 알루미늄층을 갖는 양각되지 않은 공동 적층체에 대한 방사율 값 0.09와 실질적으로 동일하다.

알루미늄 층의 외부 표면에 적용된 유색 잉크의 상이한 표면 코팅층을 각각 갖는 6개의 상이한 종이-알루미늄 공동 적층체를 사용하여 가열 시험이 다시 반복되었으며, 각 경우에 알루미늄 층은 제2 열전도 요소의 외부 표면을 형성하였다. 시험된 6개의 다른 표면 코팅층은 광택 금색; 무광택 핑크색; 광택 핑크색; 무광택 녹색; 광택 오렌지색; 및 무광택 흑색이었다. 테스트 데이터가 도 6에 보여지며, 이는 6개의 테스트 물질 모두에 대하여 시간에 대한 열전대(110)로 측정된 내부 온도뿐만 아니라 참고로 (외부 표면을 형성하는 알루미늄 및 종이 모두를 위한) 비코팅된 공동 적층체에 대한 데이터를 보여주고 있다. 무광택 흑색 잉크로 알루미늄 층을 코팅하는 것은 테스트 동안에 제2 열전도 요소의 외부 표면을 형성하는 공동 적층체의 종이층으로 얻어진 것과 유사하였던 내부 온도를 초래하였다는 것이 도 6에 나타나 있다. 제 2 열전도 요소의 외부 표면을 형성하는 코팅되지 않은 알루미늄 층에 대한 데이터와 비교할 때 다른 잉크는 시뮬레이션된 에어로졸 발생 물품의 내부 온도에 중요한 영향을 미치지 않았다. 따라서, 본 발명자들은 이 데이터에 기초하여 사용된 특정 표면 코팅층에 따라 제2 열전도 요소의 외부 표면을 형성하는 물질에 표면 코팅층을 적용하는 것이 제2 열전도 요소의 열 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 것을 인식하였다.

이와 관련하여 도 6 내의 테스트를 위하여 사용된 다른 시험 물질의 방사율이 측정되었으며, 데이터가 도 7에 제공되고 있다. 알루미늄 층에 색상 코팅층을 적용하는 것이 코팅되지 않은 알루미늄 층과 비교하여 방사율을 증가시킬지라도 코팅층이 무광택 흑색이었을 때 그 효과가 가장 현저하였다는 것을 도 7이 보여주고 있다. 따라서, 유색 코팅층을 적용한 결과로서의 방사율 값 증가와 가열 테스트 동안 시뮬레이션된 에어로졸 발생 물품의 내부 온도의 결과적인 감소 사이에 직접적인 상관 관계가 있다. 따라서, 본 발명자들은 제2 열전도 요소의 외부 표면에 표면 코팅층을 적용할 때, 흡연 중에 에어로졸 발생 물품의 내부 온도의 원하지 않은 감소를 방지하거나 바람직한 증가를 이루기 위하여 표면 코팅층이 낮은 방사율 값을 유지하거나 제공하도록 선택되어야 한다는 점을 인식하였다.

도 6 및 도 7의 시험에 사용된 6개의 코팅된 공동 적층체를 사용하여 에어로졸 발생 물품이 구성되었으며, 각 경우에 코팅된 알루미늄 층이 제2 열전도 요소의 외부 표면을 형성하였다. 참고로, 제2 열전도 요소의 외부 표면을 형성하는 코팅되지 않은 무광택 알루미늄 층을 갖는 종이-알루미늄 공동 적층체를 이용하여 에어로졸 발생 물품 또한 구성되었다. 각각의 경우에, 공동 적층체는 6.3㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일에 적층된 73㎛의 두께 및 45g/m²의 평량을 갖는 종이층을 포함하였다. 에어로졸 발생 물품은 그후 캐나다 보건국 흡연 체제(55cm³ 퍼프(puff) 체적, 30초 퍼프 빈도, 2초 퍼프 지속 시간)에 따라 흡연되었으며, 글리세린, 니코틴 및 총 입자상 물질(TPM)의 전달에 대한 결과 데이터가 도 8 및 도 9에 나타나 있다.

도 8 및 도 9는 무광택 핑크색, 무광택 녹색, 광택 핑크색 및 광택 오렌지색 코팅층이 코팅되지 않은 기준 무광택 알루미늄 물품과 비교하여 유사한 글리세린, 니코틴 및 TPM 전달을 야기한 것을 보여주고 있다. 광택 금색 코팅층은 기준 물품과 비교하여 감소되었지만 받아들일 수 있는 전달을 야기하였다. 무광택 흑색 코팅층은 기준 물품과 비교하여 현저하게 감소되고 받아들일 수 없는 전달을 야기하였다. 도 7의 측정된 방사율 값과 조합된 도 8 및 도 9의 데이터에 기초하여 본 발명자들은 제2 열전도 요소를 형성하는 물질의 외부 표면 상에 표면 처리부를 제공할 때 약 0.6 미만의 방사율을 유지 또는 제공하도록 표면 처리부가 선택되어야 한다는 점을 인식하였다.

또 다른 실시예에서, 제2 열전도 요소의 외부 표면 상에 탄산 칼슘 코팅층의 영향을 조사하기 위해 에어로졸 발생 물품이 구성되었다. 제1 및 제2 기준 물품의 세트가 구성되었으며, 각 세트는 코팅되지 않은 제2 열전도 요소를 가지며 그후 캐나다 보건국 흡연 체제(55cm3 퍼프(puff) 체적, 30초 퍼프 빈도, 2초 퍼프 지속 시간)에 따라 흡연되었다. 제1 및 제2 기준 물품에 대한 흡연 중 온도 프로파일이 도 10 및 도 11에 나타나 있다 (도 10은 열원의 하류 말단에서 측정된 온도를 나타내며, 도 11은 에어로졸 형성 기재의 상류 말단에서 측정된 온도를 나타낸다). 제2 기준 물품 각각은 제1 기준 물품 각각의 열원보다 큰 열 출력을 제공하는 열원을 포함하고 있다. 결과적으로, 제2 기준 물품은 제1 기준 물품보다 일반적으로 더 뜨거운 온도 프로파일을 나타낸다.

비교를 위하여, 제3 물품의 세트가 구성되었으며, 제2 열전도 요소의 외부 표면으로의, 60% 탄산칼슘을 포함하고 있는 래커 코팅층의 추가를 제외하고 제3 물품 각각은 제2 기준 물품과 동일하다. 제3 물품의 세트는 그후 동일한 흡연 체제에 따라 흡연되었으며, 그 결과가 도 10 및 도 11에 보여지고 있다. 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 기준 물품의 제2 열전도 요소의 외부 표면에 탄산 칼슘 코팅층을 적용하는 것은 흡연 중에 제2 기준 물품의 온도 프로파일을 변형시키며 따라서 각각의 제1 기준 물품 내의 열원의 열 출력과 비교하여 각각의 제 2 기준 물품의 열원의 더 큰 열 출력에도 불구하고 제2 기준물품의 온도 프로파일은 흡연 중에 제1 기준 물품의 온도 파일과 비슷하다.

도 1 내지 도 11에 도시한 구현예들과 실시예들이 본 발명을 예시하고 있지만 한정하지는 않는다. 그러나, 본 발명의 범주를 이탈하지 않고 본 발명의 다른 구현예들이 이루어질 수도 있고, 상술한 특정 구현예들이 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다.

2: 에어로졸 발생 물품
4: 가연성 탄소질 열원
4b: 하류 부분
6: 에어로졸 형성 기재
6a: 상류 부분
8: 세장형 팽창실
10: 마우스피스
12: 외부 래퍼
14: 제1 배리어 코팅층
18: 담배 물질
20: 필터 플러그 랩
22: 제1 열전도 요소
24: 관
26: 원통형 플러그
28: 필터 플러그 랩
30: 제2 열전도 요소
44: 기류 유도 요소
52: 공기 유입부
56: 중공관
58: 밀봉부
60: 토우
100: 시험 장치
102: 알루미늄 몸체
104: 시험 물질
106: 코일 히터
108, 110: 열전쌍
112: 말단

Claims

에어로졸 발생 물품으로,
열원;
상기 열원과 열적 연통 상태에 있는 에어로졸 형성 기재; 및
상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분 주위에 있는 열전도 구성요소로, 상기 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 적어도 부분을 형성하는 외부 표면을 포함하는, 상기 열전도 구성요소를 포함하고;
여기서 상기 열전도 구성요소의 외부 표면의 적어도 일부분은 표면 코팅층을 포함하며 0.6 미만의 방사율을 갖는, 에어로졸 발생 물품.
제1항에 있어서, 상기 열전도 구성요소의 외부 표면의 방사율은 0.5 미만인, 에어로졸 발생 물품.
제2항에 있어서, 상기 열전도 구성요소의 외부 표면의 방사율은 0.1보다 큰, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 코팅층은 흑연, 금속 산화물 및 금속 탄산염으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 충진제 물질을 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 코팅층은 불연속적인, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전도 구성요소는 상기 열원의 하류 부분 그리고 상기 에어로졸 형성 기재의 인접한 상류 부분 주위에 있으며 그들과 접촉하고 있는 제1 열전도 요소, 및 상기 제1 열전도 요소의 적어도 일부분 주위에 있고 상기 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 적어도 부분을 형성하는 외부 표면을 포함하는 제2 열전도 요소를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
제6항에 있어서, 상기 제2 열전도 요소는 상기 제1 열전도 요소와 상기 제2 열전도 요소 사이에서 상기 제1 열전도 요소의 적어도 일부분 주위에서 연장되어 있는 단열 물질의 적어도 하나의 층에 의하여 상기 제1 열전도 요소로부터 방사상으로 분리되어 있는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전도 구성요소의 외부 표면의 적어도 일부분은 표면 처리부를 포함하고, 여기서 상기 표면 처리부는 양각, 음각 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 코팅층은 적어도 하나의 안료를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 코팅층은 반투명 물질을 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 코팅층은 금속 입자, 금속 플레이크 중 적어도 하나, 또는 둘 모두를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전도 구성요소는 금속 호일을 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
열원, 상기 열원과 열적 연통 상태에 있는 에어로졸 형성 기재 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분 주위에 있는 열전도 구성요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 제조 방법으로, 상기 열전도 구성요소는 상기 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 적어도 부분을 형성하는 외부 표면을 포함하고,
상기 방법은 상기 열전도 구성요소의 외부 표면의 적어도 일부분에 코팅 조성물을 적용해서 상기 열전도 구성요소의 코팅된 부분이 0.6 미만의 방사율을 갖도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
제13항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 충진제 물질, 바인더 및 용매를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 충진제 물질은 흑연, 금속 산화물 및 금속 탄산염으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는, 방법.