KR20210009314A - 팽창성 코팅을 갖는 다중-세그먼트 구성요소 - Google Patents

Abstract

에어로졸 발생 물품(2)용 다중-세그먼트 구성요소(50)가 제공되며, 다중-세그먼트 구성요소(50)는 가연성 열원(4); 가연성 열원(4)의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재(10); 및 가연성 열원(4)의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재(10)의 적어도 전방 부분을 둘러싸는 래퍼(38)를 포함한다. 가연성 열원(4)의 전방 부분은 래퍼(38)를 넘어 연장하여 가연성 열원의 전방 부분이 사용 중에 노출된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분의 전부 또는 일부에 제공되며, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)에 의한 가열에 응답하여 가연성 열원(4)의 전방 부분에 단열 층을 형성하도록 구성된다.

Description

팽창성 코팅을 갖는 다중-세그먼트 구성요소

본 발명은 에어로졸 발생 물품용 다중-세그먼트 구성요소에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 가연성 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 가연성 열원, 및 가연성 열원의 적어도 후방 부분을 둘러싸는 래퍼를 갖는 다중-세그먼트 구성요소에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 그러한 다중-세그먼트 구성요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.

담배가 연소되기보다는 가열되는 다수의 흡연 물품이 당 업계에 제안되어 있다. 이러한 '가열식' 흡연 물품의 목표는 종래의 궐련에서 담배의 연소와 열분해 열화(degradation)로 인해 생성된 유형의 공지의 유해한 연기 성분을 감소시키는 것이다. 가열식 흡연 물품의 하나의 공지된 유형에서, 가연성 열원으로부터 물리적으로 분리된 에어로졸 형성 기재, 예컨대 담배 함유 기재로의 열 전달에 의해서 에어로졸이 발생된다. 에어로졸 형성 기재는 가연성 열원의 내부, 주위 또는 하류에 위치할 수 있다. 흡연 동안에, 휘발성 화합물이 가연성 열원으로부터의 열 전달에 의해서 에어로졸 형성 기재로부터 방출되어, 흡연 물품을 통해서 흡인된 공기에 비말동반된다. 방출된 화합물은 냉각되면서 응축되어, 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸을 형성한다.

예를 들어, WO 2009/022232 A2 호는 가연성 열원, 가연성 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재, 및 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 인접한 전방 부분 주위 및 그와 접촉하는 열 전도 요소를 포함하는 흡연 물품을 개시한다. 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재는 접경하는 동축 정렬에 있고, 열 전도 요소와 함께, 낮은 공기 투과성의 궐련지로 이루어진 외측 래퍼 내에 감싸져 흡연 물품의 다양한 구성요소를 함께 유지한다. 사용 시, 에어로졸 형성 기재의 전방 부분은 가연성 열원의 접경하는 후방 부분 및 열 전도 요소를 통한 전도에 의해 일차적으로 가열된다.

에어로졸 형성 기재, 예를 들어 담배가 연소되기보다는 가열되는 에어로졸 발생 물품의 사용 동안, 가연성 열원은 가연성 궐련의 연소 구역에 도달된 온도보다 상당히 더 높은 온도에 도달할 수 있다. 예를 들어, 가열식 에어로졸 발생 물품의 가연성 열원은 대략 500℃의 평균 온도에 도달할 수 있고, 특정 경우에 가연성 열원의 온도는 약 800℃까지 도달할 수 있다. 또한, 가열식 에어로졸 발생 물품의 가연성 열원이 일단 연소를 마친 후에도, 사용자가 에어로졸 발생 물품의 사용을 마친 후의 연장된 기간 동안 고온에서 유지할 수 있다. 그 결과, 에어로졸 발생 물품의 부적절한 취급은 인접한 재료에 대한 열 손상을 야기할 수 있다.

따라서, 가연성 열원에 의해 야기되는 인접한 물품에 대한 열 손상 위험이 감소되는 가연성 열원을 포함하는 에어로졸 발생 물품용 다중-세그먼트 구성요소를 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 에어로졸 발생 물품용 다중-세그먼트 구성요소가 제공되며, 상기 다중-세그먼트 구성요소는 가연성 열원; 가연성 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재; 및 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분을 둘러싸는 래퍼를 포함하며, 가연성 열원의 전방 부분이 래퍼를 넘어 연장하여 가연성 열원의 전방 부분이 사용 중에 노출되며, 다중-세그먼트 구성요소가 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부에 팽창성 코팅을 더 포함하며, 팽창성 코팅은 가연성 열원에 의한 가열에 응답하여 가연성 열원의 전방 부분에 단열 층을 형성하도록 구성된다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소에서, 팽창성 코팅은 가연성 열원으로부터 가연성 열원의 전방 부분이 접촉할 수 있는 재료로의 열 전달을 감소시키기 위해서 사용 시 가연성 열원의 외부 표면에 단열 층을 형성한다. 이는 가연성 열원의 전방 부분에 팽창성 코팅이 제공되지 않은 배열과 비교하여 가연성 열원의 전방 부분의 영역에서 다중-세그먼트 구성요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 온도를 감소시킨다. 이는 유리하게, 에어로졸 발생 물품의 부적절한 취급에 의해 야기되는 인접한 재료에 대한 열 손상의 잠재적인 위험 감소를 촉진시킨다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품이 가연성 재료에 놓인 가연성 열원과 함께 배치되는 경우, 팽창성 코팅은 가연성 열원으로부터의 열에 의해 야기되는 가연성 재료에 대한 손상 가능성을 감소시킬 수 있다. 절연 층은 가연성 열원의 전방 부분에 열 배리어를 형성한다. 절연 층은 가연성 열원의 전방 부분에 점화 특성 배리어를 형성할 수 있다. 절연 층은 가연성 열원이 뜨거울 때 가연성 열원의 전방 부분을 열적으로 격리시킬 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 “팽창성(intumescent)”은 단지 그의 열 팽창 계수의 결과 이외에, 상승 온도에 노출 시 팽창하는 재료를 설명한다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "팽창성 코팅"은 팽창성 재료를 포함하는 코팅을 설명한다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 형성 기재”는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 가열 시에 방출할 수 있는 기재를 설명하는 데 사용된다. 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소의 에어로졸 형성 기재에서 발생된 에어로졸은 가시적 또는 비가시적일 수 있고, 증기(예를 들어, 실온에서는 보통 액체 또는 고체인, 기체 상태에 있는 재료의 미세 입자들)뿐만 아니라, 기체 및 응집된 증기의 액적을 포함할 수 있다.

가연성 열원의 후방 부분은 다중-세그먼트 구성요소의 사용 동안에 래퍼에 의해 둘러싸여 있는 가연성 열원의 일부분이다. 가연성 열원의 전방 부분은 사용 중에 노출되도록 래퍼를 넘어 연장하는 가연성 열원의 일부분이다. 가연성 열원의 전방 부분은 가연성 열원의 후방 부분의 상류에 있다.

가연성 열원은 원주 표면, 전방 단부 면, 및 후방 단부 면을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “원주 표면”은 길이방향으로 연장하는, 가연성 열원의 표면, 또는 다중 세그먼트 구성요소의 임의의 다른 구성요소를 지칭한다. 원주 표면은 가연성 열원의 전방 단부 면과 같은 구성요소의 단부 면을 포함하지 않는다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면의 전부 또는 일부에 제공될 수 있다. 이 경우에, 팽창성 코팅은 또한, 가연성 열원의 전방 단부 면의 전부 또는 일부에 제공될 수 있다. 대안적으로, 이 경우에 가연성 열원의 전방 단부 면은 임의의 팽창성 코팅이 없을 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 단부 면의 전부 또는 일부에 제공될 수 있다. 이 경우에, 팽창성 코팅은 또한, 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면의 전부 또는 일부에 제공될 수 있다. 대안적으로, 이 경우에 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면은 임의의 팽창성 코팅이 없을 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "둘러싸다(circumscribe)" 및 "둘러싸는(circumscribing)"은 "전체 원주 주위에서 연장하는" 것을 의미하는 그들의 일반적인 의미를 부여한다. 따라서, 가연성 열원의 후방 부분을 “둘러쌈”으로써, 래퍼는 가연성 열원의 후방 부분에서 가연성 열원의 전체 원주 주위로 연장한다. 가연성 열원은 임의의 형상을 가질 수 있고 원형 단면을 가질 필요가 없다. 가연성 열원은 원형 단면을 가질 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 “상류” 및 “하류”는 다중-세그먼트 구성요소 및 에어로졸 발생 물품의 구성요소들 또는 구성요소의 부분들의 상대 위치를 설명하는데 사용된다. 가연성 열원은 다중-세그먼트 구성요소의 상류 단부를 향하고 에어로졸 형성 기재는 다중-세그먼트 구성요소의 하류 단부를 향한다.

다중-세그먼트 구성요소의 사용 동안, 가연성 열원의 전방 부분은 래퍼의 전방 에지를 넘어 연장하여, 가연성 열원의 전방 부분의 표면, 또는 가연성 열원의 전방 부분에 제공된 임의의 팽창성 코팅이 다중-세그먼트 구성요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 외부 표면을 형성한다. 후술하는 바와 같이, 다중-세그먼트 구성요소는, 가연성 열원의 전방 부분을 덮으며 사용 전에 제거되어 가연성 열원의 전방 부분을 노출시키는, 제거 가능한 랩 또는 캡을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 “점화 특성(ignition propensity)”은 에어로졸 발생 물품, 예컨대 흡연 물품이 상부에 놓인 재료가 점화되게 하는 경향을 지칭한다. 점화성은 ISO 12863:2010(E)에 따라 측정될 수도 있다.

사용 시, 가연성 열원 온도는 점화 및 연소 동안에 상승 온도 범위로 상승한다. 가연성 열원의 전방 부분에 제공된 팽창성 코팅은 상승 온도에 응답하여 팽창한다. 팽창된 팽창성 코팅은 가연성 열원과 가연성 열원의 전방 부분이 접촉되게 놓이는 재료 사이에 배리어를 형성한다.

팽창성 코팅의 밀도를 감소시킴으로써 팽창성 코팅의 단열 특성을 증가시키고, 이에 의해 다중-세그먼트 구성요소의 외부 표면의 온도를 감소시킬 수 있다. 이는 유리하게, 다중-세그먼트 구성요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 사용 동안에 인접 재료에 대한 잠재적 열 손상 위험을 감소시킬 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부와 직접 접촉할 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분을 둘러쌀 수 있다.

팽창성 코팅은 임의의 적합한 방법에 의해 가연성 열원의 전방 부분에 적용될 수 있다. 예를 들어, 팽창성 코팅은 접착제 건(glue gun)을 사용하여, 브러시 또는 롤러를 사용하여, 노즐 또는 로토그라비어 또는 다른 인쇄 기술을 사용하여, 스프레딩, 스프레이 코팅, 딥 코팅 중 하나 이상에 의해 가연성 열원의 전방 부분에 제공될 수 있다. 팽창성 재료가 분말인 경우, 팽창성 재료는 접착제 또는 바인더를 사용하여 가연성 열원의 전방 부분에 접착될 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공될 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “실질적으로 전체 외부 표면”은 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면적의 적어도 80%에 코팅이 제공되는 것을 의미하는데 사용된다. 예를 들어, 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면적의 적어도 90%, 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면적의 적어도 95%, 또는 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면적의 적어도 99%에 제공될 수 있다. 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 전체 원주 표면 영역에 제공될 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “종 방향(longitudinal)”은 다중 세그먼트 구성요소의 상류 단부와 다중 세그먼트 구성요소의 하류 단부 사이의 방향을 지칭한다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘횡 방향’, ‘반경 방향’ 또는 ‘반경 방향으로’는 다중-세그먼트 구성요소의 길이방향에 수직인 방향을 지칭한다.

가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 팽창성 코팅을 제공하면 유리하게, 효과적인 절연 층의 형성을 용이하게 할 수 있다. 이는 가연성 열원의 전방 부분으로부터 열 전달을 최소화하는 것을 도울 수 있다.

가연성 열원의 전방 부분의 일부는 임의의 팽창성 코팅이 없을 수 있다. 이는 유리하게, 가연성 열원의 점화를 용이하게 할 수도 있다. 예를 들어, 가연성 열원의 전방 부분의 표면적의 적어도 약 15%는 임의의 팽창성 코팅이 없을 수 있으며, 즉 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 표면적의 약 85% 이하에 제공될 수 있다.

가연성 열원의 전방 단부 면은 임의의 팽창성 코팅이 없을 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 단부 면에 제공될 수 있다. 팽창성 코팅이 가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공되는 경우, 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 단부 면의 전부 또는 일부에 또한 제공될 수 있다. 예를 들어, 팽창성 코팅은 가연성 열원의 실질적으로 전체 전방 단부 면에 또한 제공될 수 있다. 대안적으로, 팽창성 코팅이 가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공되는 경우, 가연성 열원의 전방 단부 면은 임의의 팽창성 코팅이 없을 수 있다. 이는 특히 팽창성 코팅이 가연성 열원의 점화 준비를 방해할 수 있는 재료로 형성되는 경우에 사용자에 의한 가연성 열원의 점화를 용이하게 할 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분에 불연속 패턴으로 제공될 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “불연속 패턴”은 코팅의 간격 또는 공간이 패턴의 인접 영역들 사이에 존재하는 팽창성 코팅의 라인 또는 형상의 배열을 지칭한다. 예를 들어, 그러한 패턴은 완전히 이격된 복수의 개별(discrete) 라인 또는 형상을 포함할 수 있다. 그러한 패턴은 교차하는 라인 또는 형상의 격자를 포함하지만, 이는 또한 인접 라인이나 형상 사이의 공간 내에 미코팅 영역을 또한 한정할 수 있다.

가연성 열원의 전방 부분에 불연속 패턴으로 제공된 팽창성 코팅을 제공하면 유리하게, 상승 온도에 노출될 때 팽창성 코팅의 제어된 팽창을 허용할 수 있다. 예를 들어, 불연속 패턴은 팽창성 코팅이 팽하는 공간을 제공하여 반경 방향 외측으로 팽창하기 보다는, 팽창성 코팅이 팽창할 때 불연속 패턴의 인접 부분들 사이의 갭을 적어도 부분적으로 채울 수 있다. 이는 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들을 포함하는 에어로졸 발생 물품의 외관을 개선할 수 있다.

불연속 패턴의 사용은 팽창성 코팅이 팽창되어 단열 층을 형성하는 때를 나타내는 간단한 시각적 표시를 사용자에게 제공하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 불연속 패턴의 인접 부분들 사이의 갭은 크기가 감소되거나 불연속 패턴의 인접 부분이 접촉하여 팽창하는 것으로 보일 수 있다.

팽창성 코팅이 가연성 열원의 전방 부분에 불연속 패턴으로 제공되는 경우, 팽창성 코팅은 또한, 가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공될 수 있다. 이 경우, 임의의 간격 또는 공간을 포함하는 불연속 패턴은 전술한 바와 같이 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면적의 적어도 80%에 제공된다.

팽창성 코팅이 가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 불연속 패턴으로 제공되는 경우, 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 단부 면의 전부 또는 일부에 또한 제공될 수 있다. 가연성 열원의 전방 단부 면의 전부 또는 일부에 제공된 팽창성 코팅은 불연속 패턴으로 제공될 수 있다. 대안적으로, 가연성 열원의 전방 단부 면의 전부 또는 일부에 제공된 팽창성 코팅은 연속 층으로서 제공될 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “연속 층”은 팽창성 코팅이 팽창성 코팅의 부분들을 분리하는 임의의 간격 또는 공간을 포함하지 않는 팽창성 코팅의 깨진 배열을 지칭한다.

팽창성 코팅이 가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 불연속 패턴으로 제공되는 경우, 가연성 열원의 전방 단부 면은 임의의 팽창성 코팅이 없을 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 단부 면의 전부 또는 일부에 불연속 패턴으로 제공될 수 있다. 이 경우에, 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 외부 표면의 전부 또는 일부에 또한 제공될 수 있다. 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면의 전부 또는 일부에 제공된 팽창성 코팅은 불연속 패턴으로 제공될 수 있다. 대안적으로, 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면의 전부 또는 일부에 제공된 팽창성 코팅은 연속 층으로서 제공될 수 있다.

팽창성 코팅이 가연성 열원의 전방 단부 면의 전부 또는 일부에 불연속 패턴으로 제공되는 경우, 가연성 열원의 전방 부분의 원주 표면은 임의의 팽창성 코팅이 없을 수 있다.

불연속 패턴은 임의의 불연속 패턴일 수 있다. 불연속 패턴은 하나 이상의 라인, 링, 도트, 또는 팽창성 재료의 다른 별개의 기하학적 형상, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 불연속 패턴은 규칙적인 패턴일 수 있다. 불연속 패턴은 불규칙적인 패턴일 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분에만 제공될 수 있다.

이는 유리하게, 팽창성 코팅의 구성이 래퍼 상의 팽창성 코팅의 팽창 영향을 전혀 고려할 필요 없이 팽창성 코팅의 열 성능에 최적화되게 할 수 있다. 이는 다중-세그먼트 구성요소의 제조를 단순화할 수 있다.

가연성 열원의 전방 부분에만 팽창성 코팅을 제공하면 래퍼 내부에 가연성 열원의 고정에 영향을 미치는 팽창성 코팅의 위험을 감소시킬 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 제공될 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “가연성 열원의 실질적으로 전체 길이”는 팽창성 코팅이 가연성 열원의 길이의 적어도 80%에 제공되는 것을 의미하는데 사용된다. 예를 들어, 팽창성 코팅은 가연성 열원의 길이의 적어도 90%, 가연성 열원의 길이의 적어도 95%, 또는 가연성 열원의 길이의 적어도 99%에 제공될 수 있다. 코팅은 가연성 열원의 전체 길이에 제공될 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 제공될 수 있지만 가연성 열원의 실질적으로 전체 외부 표면에는 제공될 수 없다. 예를 들어, 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전체 길이를 연장하지만 가연성 열원의 실질적으로 전체 외부 표면을 덮는데 충분한 두께를 갖지 않는 단일 종 방향 스트라이프로서 제공될 수 있다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이 및 가연성 열원의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공될 수 있다.

가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 팽창성 코팅을 제공하면 유리하게, 열원 상의 코팅의 적용을 용이하게 할 수 있다. 팽창성 코팅은 가연성 열원의 연소 동안 또는 연소 후에 래퍼 내부에 가연성 열원의 보유를 개선할 수 있다. 이는 에어로졸 형성 기재에 대한 열원의 정확한 위치 설정을 용이하게 할 수 있다. 팽창된 팽창성 코팅은 래퍼의 열팽창 계수의 결과로서 래퍼의 팽창 및 가연성 열원의 표면 거칠기를 보상할 수 있다. 이는 열원 주위에서 연소 가스의 우회 감소를 용이하게 할 수 있고 래퍼 내에 가연성 열원의 보유를 더욱 개선할 수 있다.

팽창성 코팅이 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 제공되는 경우, 가연성 열원의 전방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 불연속 패턴으로 있을 수 있는 반면에, 가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 연속 층으로서 제공될 수 있다. 대안적으로, 가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 불연속 패턴으로 제공될 수 있다. 가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 가연성 열원의 전방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분과 동일한 불연속 패턴으로 제공될 수 있다. 가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 가연성 열원의 전방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분과 상이한 불연속 패턴으로 제공될 수 있다.

팽창성 코팅이 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 제공되는 경우, 가연성 열원의 전방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 연속층으로 적용될 수 있는 반면에, 가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 불연속 패턴으로 있을 수 있다.

가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 팽창성 코팅이 가연성 열원과 직접 접촉하도록 가연성 열원에 직접 제공될 수 있다. 이 경우, 팽창성 코팅은 유리하게, 래퍼를 가연성 열원의 후방 부분에 보유하도록 작용할 수 있다.

가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 가연성 열원의 후방 부분과 직접 접촉하지 않을 수 있다. 가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 하나 이상의 중간 구성요소에 의해 가연성 열원의 후방 부분으로부터 반경 방향으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 래퍼에 의해 가연성 열원의 후방 부분으로부터 반경 방향으로 분리될 수 있다. 가연성 열원의 후방 부분에 제공된 팽창성 코팅의 일부분은 상이한 구성요소에 의해 가연성 열원의 후방 부분으로부터 반경 방향으로 분리될 수 있다.

팽창성 코팅이 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 제공되는 경우, 팽창성 코팅은 하나 이상의 중간 구성요소를 통해 가연성 열원의 후방 부분과 간접적으로 접촉할 수 있다. 팽창성 코팅은 가연성 열원의 후방 부분과 직접 접촉할 수 있다.

팽창성 코팅이 가연성 열원의 전방 부분 또는 후방 부분에 불연속 패턴으로 제공되는 경우, 팽창성 코팅은 또한 가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 길이에 또한 제공될 수 있다. 이 경우, 임의의 간격 또는 공간을 포함하는 불연속 패턴은 전술한 바와 같이 가연성 열원의 길이의 적어도 80%에 제공된다. 예를 들어, 팽창성 코팅이 가연성 열원 주위에서 일련의 횡 방향 라인의 불연속 패턴으로 제공되는 경우, 팽창성 코팅은 간격 또는 공간을 포함한, 불연속 패턴으로 제공된 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 제공된 것으로 여전히 고려될 수 있고, 가연성 열원의 길이의 적어도 80%에 제공된다.

팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분에 제1 팽창성 코팅, 및 가연성 열원의 후방 부분에 제2 팽창성 코팅을 포함할 수 있고, 여기서 제1 및 제2 팽창성 코팅은 상이한 팽창성 재료로 형성된다.

이는 유리하게, 가연성 열원의 전방 부분 및 가연성 열원의 후방 부분 모두에서 팽창성 코팅에 사용되는 재료가 그들의 특정 기능에 기초하여 원하는 대로 선택되게 한다. 예를 들어, 상기 재료는 제1 팽창성 코팅에 의해 가연성 열원의 전방 부분에 형성된 단열 층의 단열 특성을 최적화하여, 가연성 열원의 후방 부분 상의 래퍼에 대한 제2 팽창성 코팅의 접착성 또는 유지 특성을 최적화하도록 선택될 수 있다.

팽창성 코팅은 임의의 팽창성 재료를 포함할 수 있다. 팽창성 코팅은 경질 숯, 연질 숯, 팽창 가능한 종이, 팽창성 페인트, 팽창 바인더, 팽창성 접착제, 규산나트륨 접착제, 및 복수의 열 절연 입자 또는 섬유를 함유한 발포제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

적합한 경질 숯의 예는 흑연, 설탕과 중탄산염의 혼합물, 탄산 및 멜라민 폴리이미드 복합체 팽창성(intumescent)을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 적합한 연질 숯의 예는 암모늄 폴리포스페이트 및 스티렌 아크릴레이트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 연질 숯이 상승 온도에 응답하여 팽창하면, 이들은 전형적으로 화학 반응에 의해 형성된 미세 다공성 탄소질 발포체로 이루어지는 불 붙임 숯(light char)을 형성한다. 불 붙임 숯은 팽창성 코팅의 절연 효과에 기여하는 불량한 열 전도체이다. 또한, 연질 숯은 연질 숯의 가열 시 추가 냉각 효과를 제공하는 수화물을 포함할 수 있다.

팽창 가능한 종이는 팽창 가능한 바인더를 함유하는 세라믹 섬유 기반 종이일 수 있다. (Morgan Advanced Materials로부터 입수 가능한)Firemaster Expanding Paper ISW30은 그러한 적합한 팽창 종이의 예이다.

발포제는 팽창성 코팅이 팽창하도록 구성되지만 실온에서 고체인 온도에서 가스이거나, 팽창성 코팅이 팽창하도록 구성되어 가스, 예를 들어 이산화탄소 가스를 생성하는 온도에서 열적으로 분해되는 재료일 수 있다. 이러한 유형의 발포제의 예는 펜탄 및 클로로플루오로카본을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 대안적으로, 발포제는 팽창성 코팅이 팽창하도록 구성되는 온도에서 개시되는 화학 반응의 결과로서 가스를 생성하는 재료일 수 있다. 이러한 유형의 발포제의 예는 베이킹 분말, 아조디카본아미드, 티타늄 수소화물, 및 이소시아네이트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

팽창성 코팅이 규산나트륨 접착제로 형성되는 경우, 규산나트륨 접착제는 약 2 내지 약 3.5부의 SiO₂ 대 1부의 Na₂O 몰비를 가질 수 있다.

팽창성 재료의 팽창은 전형적으로 재료 밀도의 대응하는 감소를 초래한다. 다수의 메커니즘 중 하나 이상은 상승 온도에 노출 시 팽창성 재료의 팽창을 고려할 수 있다. 예를 들어, 팽창성 재료는 재료 내에 포획된 가스의 팽창으로 인해 팽창할 수 있다. 팽창성 재료는 예를 들어, 수화물로부터 방출된 수증기와 같은, 상승 온도의 결과로서 재료 내에서 생성된 가스의 결과로서 팽창할 수 있다.

팽창성 코팅은 적어도 약 1.5:1의 팽창비를 가질 수 있다. 1 기압의 압력(101 Kpa)에서 20℃로부터 700℃까지 가열될 때, 약 1.5:1 내지 약 8:1이 바람직하다.

본 명세서와 관련하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "팽창비"는 팽창 전의 팽창성 코팅의 두께 대 팽창 후의 팽창성 코팅의 두께의 비를 지칭한다.

약 1.5:1 미만의 팽창비를 갖는 팽창성 코팅의 제공은 다중-세그먼트 구성요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 온도를 감소시키는 것에 최소한의 영향을 미칠 수 있다. 역으로, 약 8:1 초과의 팽창비를 갖는 팽창성 코팅의 사용은 상승 온도에 노출될 때 다중-세그먼트 구성요소의 외관에 허용할 수 없는 변화를 초래할 수 있다.

팽창성 코팅은 약 100 μm 내지 약 2 mm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 팽창성 코팅은 약 200 μm 내지 약 1 mm, 또는 약 100 μm 내지 약 0.6 mm의 두께를 가질 수 있다.

팽창성 코팅의 “두께”는 횡 방향으로 층의 치수를 지칭한다. 팽창성 코팅의 두께는 단열 층을 형성하기 위해 상승 온도에 노출 시 팽창성 재료의 팽창 전 횡 방향으로 층의 치수이다.

약 100㎛ 미만의 두께를 갖는 팽창성 코팅은 다중-세그먼트 구성요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 온도를 감소시키는 것에 최소한의 영향을 미칠 수 있다. 역으로, 약 2 mm 초과의 두께를 갖는 팽창성 코팅의 사용은 상승 온도에 노출될 때 다중-세그먼트 구성요소의 외관에 허용할 수 없는 변화를 초래할 수 있다.

팽창성 코팅의 두께가 클수록, 가연성 열원으로부터 더 많은 에너지가 팽창성 재료의 팽창으로 소산되어, 에어로졸 형성 기재로 전달되는 열 에너지의 적음을 초래할 수 있다. 결과적으로, 약 2 mm보다 두꺼운 팽창성 코팅의 사용은 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로 열 전달을 감소시킬 수 있다.

팽창성 코팅에 의해 형성된 절연 층은 다공성일 수 있다.

이는 유리하게 추가 절연을 제공할 수 있고 전도에 의한 열 전달을 감소시킴으로써 가연성 열원과 다중-세그먼트 구성요소의 외부 표면 사이에 열 전달을 감소시킬 수 있다. 기공들은 개방 또는 폐쇄될 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “폐쇄된 기공”은 절연 층 내의 기공들이 상호 연결되지 않아 층의 일 측면으로부터 층의 다른 측면으로 공기가 통과할 수 없음을 의미한다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "개방 기공"은 절연 층 내의 기공들이 상호 연결되어 층의 일 측면으로부터 층의 다른 측면으로 공기가 통과할 수 있을 의미한다.

절연 층이 개방 기공을 포함하는 경우, 기공은 절연 층을 통해 가연성 열원으로 산소를 허용할 수 있다. 이는 유리하게 가연성 열원의 연소를 용이하게 하고, 정확한 연소 온도를 유지하고, 에어로졸 형성 기재로의 열 전달을 개선할 수 있다.

가연성 열원의 전방 부분은 임의의 길이를 가질 수 있다.

가연성 열원의 전방 부분은 가연성 열원의 총 길이의 적어도 25%의 길이를 가질 수 있으며, 예를 들어 가연성 열원의 전방 부분이 가연성 열원의 총 길이의 적어도 35%, 또는 적어도 45%의 길이를 가질 수 있다.

가연성 열원의 전방 부분은 가연성 열원의 총 길이의 60% 이하의 길이를 가질 수 있거나, 가연성 열원의 총 길이의 55% 이하, 또는 50% 이하의 길이를 가질 수 있다.

예를 들어, 가연성 열원의 전방 부분은 가연성 열원의 총 길이의 약 25% 내지 약 60%의 길이를 가질 수 있다.

다중-세그먼트 구성요소는 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분을 둘러싸는 래퍼를 포함한다. 래퍼는 하나 이상의 요소로 형성될 수 있다. 예를 들어, 래퍼는 단일의 재료 시트로 형성될 수 있다.

래퍼는 하나 이상의 열 전도 재료 층을 포함할 수 있다. 바람직하게, 하나 이상의 열 전도 재료 층은 가연성 열원의 적어도 후방 부분 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분 주위에 위치되어 있다. 이러한 구현예들에서, 상기 열 전도 재료는 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이에 열적 연결을 제공하고, 유리하게 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 적절한 열 전달을 촉진하는 것을 도움으로써 허용 가능한 에어로졸을 제공한다. 열 전도 재료는 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 전부와 직접 접촉하고 있을 수도 있다. 열 전도 재료 층은 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 모두로부터 이격될 수 있어, 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 모두와 열 전도성 재료 사이에 직접적인 접촉이 없다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "열 전도 재료"는 변형된 과도 평면 소스(MTPS) 방법을 사용하여 측정된 대로 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 적어도 약 10 W/(m·K)의 벌크 열 전도율을 갖는 재료를 설명하는데 사용된다.

하나 이상의 열 전도 재료 층은 불연성인 것이 바람직하다. 소정의 구현예들에서, 하나 이상의 열 전도 재료 층은 산소 제한성일 수 있다. 즉, 하나 이상의 열 전도 재료 층은 래퍼를 통한 산소의 통과를 금하거나 억제할 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 “불연성”은 연소 및 점화 동안에 가연성 열원에 의해 도달된 온도에서 실질적으로 불연성인 재료를 설명하는데 사용된다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소에 사용하기 위한 적합한 열 전도 재료는, 예를 들어 알루미늄 호일 래퍼, 스틸 래퍼, 철 호일 래퍼 및 구리 호일 래퍼와 같은 금속 호일 래퍼; 및 금속 합금 호일 래퍼를 포함하되 이에 제한되지 않는다.

몇몇 구현예에서, 래퍼는 하나 이상의 단열 재료 층을 포함하고 있다. 이러한 배열로, 단열 재료는 가연성 열원으로부터 래퍼의 외부 표면으로 열 전달을 감소시키며, 이는 에어로졸 발생 물품의 표면 온도를 감소시킬 수 있다. 바람직하게, 단열 재료는 불연성이다. 불연성 단열 층을 포함하면 유리하게, 에어로졸 발생 물품의 표면 온도를 감소시킴으로써 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 점화 특성을 감소시키는 것을 돕는다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "단열 재료"는 변형된 과도 평면 소스(MTPS: modified transient plane source) 방법을 사용하여 측정된 대로 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 약 50 mW/(m·K) 미만의 벌크 열 전도율(bulk thermal conductivity)을 갖는 재료를 설명하는데 사용된다.

래퍼는 복수의 층으로 형성된 적층체 래퍼일 수도 있다.

래퍼는 열 전도 재료의 반경 방향 외층 및 단열 재료의 반경 방향 내층을 포함할 수도 있다. 몇몇 구현예들에서, 래퍼는 열 전도 재료의 반경 방향 내층 및 단열 재료의 반경 방향 외층을 포함하고 있다. 다른 배열이 가능하다. 바람직한 배열에서, 래퍼는 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기재로 열을 유리하게 전도하는 반면, 가연성 열원에서 가연성 열원으로 방사성 열 손실을 제어할 수도 있다.

가연성 열원은 가연성 탄소질 열원일 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘탄소질’은 탄소를 포함하는 가연성 열원을 설명하는데 사용된다. 바람직하게, 가연성 열원은 고형 가연성 열원이다.

가연성 열원은 블라인드 가연성 열원인 것이 바람직하다. 본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘블라인드(blind)’는 가연성 열원의 전방 단부 면으로부터 후방 단부 면으로 연장하는 임의의 기류 채널을 포함하지 않는 열원을 설명한다. 본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “블라인드”는 또한, 가연성 열원의 전방 단부 면으로부터 가연성 열원의 후방 단부 면으로 연장하는 하나 이상의 기류 채널을 포함하는 가연성 열원을 설명하는데 사용되며, 여기서 가연성 열원의 후방 단부 면과 에어로졸 형성 기재 배리어 사이의 가연성의 실질적으로 공기 불투과성 배리어는 하나 이상의 기류 채널을 통해 가연성 열원의 길이를 따라 공기가 흡인되는 것을 방지한다.

가연성 열원이 블라인드 가연성 열원인 경우, 그리고 팽창성 코팅이 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 제공되는 경우, 팽창성 코팅은 유리하게, 가연성 열원의 표면 거칠기 또는 기하학적 결함을 보상할 수 있고 가연성 열원 주위로 연소 가스의 우회를 감소시킬 수 있다.

이는 팽창성 코팅이 열원 주위로 가연성 가스의 우회를 방지하는 장점을 가질 수 있다. 결과적으로, 에어로졸 발생 물품의 흡인 저항 또는 “RTD”는 유지될 수 있다. 공기가 에어로졸 형성 기재 내로 흡인될 수 있는 하나 이상의 공기 유입구를 다중-세그먼트 구성요소가 포함하는 경우, 이러한 배열은 바람직한 에어로졸 특성을 위해서 사용 중에 실질적으로 모든 기류가 공기 유입구를 통해 에어로졸 형성 기재로 진입하는 것을 보장한다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 하나 이상의 기류 통로 내로 공기를 흡인하기 위해서 가연성 열원의 후방 단부 면의 하류에 하나 이상의 공기 유입구를 포함할 수 있다.

가연성 열원은 적어도 하나의 점화 보조제를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “점화 보조제”는 가연성 열원의 점화 동안에 에너지와 산소 중 하나 또는 모두를 방출하는 재료를 나타내는데 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘점화 보조제(ignition aid)’는 가연성 열원의 점화 동안에 에너지와 산소 중 하나 또는 모두를 방출하는 재료를 나타내는데 사용되고, 여기서 재료에 의한 에너지와 산소 중 하나 또는 모두의 방출 속도는 주위 산소 확산에 제한되지 않는다. 즉, 가연성 열원의 점화 동안에 재료에 의한 에너지와 산소 중 하나 또는 둘 모두의 방출 속도는 주위 산소가 재료에 도달할 수 있는 속도에 거의 독립적이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘점화 보조제’는 가연성 열원의 점화 동안에 에너지를 방출하는 원소 금속(elemental metal)을 나타내는데 또한 사용되고, 여기서 원소 금속의 점화 온도는 약 500°C 미만이고, 원소 금속의 연소 열은 적어도 약 5kJ/g이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “점화 보조제”는 탄소 연소를 개질시킨다고 여겨지는, 카르복실산의 알칼리 금속염(예를 들어, 알칼리 금속 구연산염(alkali metal citrate salt), 알칼리 금속 초산염(alkali metal acetate salt) 및 알칼리 금속 호박산염(alkali metal succinate salt)), 알칼리 금속 할라이드염(alkali metal halide salt)(예를 들어, 알칼리 금속 염화염(alkali metal chloride salt)), 알칼리 금속 탄산염(alkali metal carbonate salt) 또는 알칼리 금속 인산염(alkali metal phosphate salt)을 포함하지 않는다. 심지어 가연성 열원의 총량에 대해 다량으로 존재할 때에도, 이와 같은 알칼리 금속 소성염은 초기 퍼프 동안에 허용 가능한 에어로졸을 생산할 만큼 충분한 에너지를 가연성 열원의 점화 동안에 방출하지 않는다.

적합한 점화 보조제의 예는 질산염; 염소산염; 과염소산염; 브롬산염; 브로마이트; 붕산염; 철산염; 페라이트; 망간산염; 과망간산염; 유기 과산화물; 무기 과산화물; 과산화물; 탄산염; 요오드산염; 주기율; 요오드산염; 황산염; 아황산염; 기타 설폭사이드; 인산염; 포스피네이트; 인산염; 및 포스파나이트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 적어도 하나의 점화 보조제는 과산화칼슘을 포함할 수 있다.

소정의 바람직한 구현예들에서, 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 에어로졸 형성 기재의 하류 단부에 근접하게 위치된 하나 이상의 공기 유입구를 포함한다.

사용 시, 사용자의 흡입을 위한 블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들을 포함한 에어로졸 발생 물품의 하나 이상의 기류 통로를 따라 흡인된 공기는 블라인드 가연성 열원을 따라서 어떠한 기류 채널도 통과하지 않는다. 블라인드 가연성 열원을 통하는 임의의 기류 채널의 부재로 인해, 유리하게 사용자가 퍼핑하는 동안에 블라인드 가연성 열원의 연소 활성화가 실질적으로 방지되거나 억제된다. 이는 사용자가 퍼프하는 동안에 에어로졸 형성 기재의 온도 급등을 실질적으로 방지하거나 억제한다.

블라인드 가연성 열원의 연소 활성화를 방지하거나 억제시키고, 그래서 에어로졸 형성 기재의 과도한 온도 증가를 방지하거나 억제시킴으로써, 강렬한 퍼프 체제 하에서 에어로졸 형성 기재의 연소 또는 열분해를 유리하게 피할 수 있다. 주류 에어로졸의 조성물에 대한 사용자의 퍼프 체제가 미치는 영향은 유리하게 최소화되거나 감소될 수 있다.

블라인드 가연성 열원을 포함함으로써, 유리하게 블라인드 가연성 열원의 점화 및 연소 동안에 형성된 연소 및 분해 생성물 및 다른 재료가 사용 동안에 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들을 통해 흡인된 공기로 들어가는 것을 실질적으로 방지하거나 억제할 수 있다. 이는 블라인드 가연성 열원이 하나 이상의 점화 보조제를 포함하는 경우에 특히 유리하다.

블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들에서, 블라인드 가연성 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열 전달은 주로 전도에 의해 생기며, 강제 대류에 의해 에어로졸 형성 기재가 가열되는 것은 최소화되거나 감소된다. 이는 유리하게, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 주류 에어로졸의 조성물에 대한 사용자의 퍼핑 체제가 미치는 영향을 최소화하거나 감소시키는데 도움을 줄 수 있다.

블라인드 가연성 열원을 포함하는 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들에서, 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이의 전도성 열 전달을 최적화하는 것이 특히 중요하다. 아래에 추가로 설명되는 바와 같이, 가연성 탄소질 열원의 적어도 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분 주위에 하나 이상의 열 전도 요소를 포함하는 것은 강제 대류에 의한 에어로졸 형성 기재의 가열이 거의 없는 경우에 블라인드 열원을 포함하는 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들에서 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 흡인될 수 없는 하나 이상의 폐쇄 또는 차단된 통로를 포함하는 블라인드 가연성 열원을 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

예를 들어, 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 가연성 탄소질 열원의 상류 단부에 있는 전방 단부 면으로부터 블라인드 가연성 탄소질 열원의 길이를 따라 부분적으로만 연장되는 하나 이상의 폐쇄된 통로를 포함하는 블라인드 가연성 열원을 포함할 수 있다.

하나 이상의 폐쇄된 공기 통로를 포함하고 있는 것은 블라인드 가연성 열원이 공기로부터 산소에 노출되는 표면적을 증가시키고 유리하게 블라인드 가연성 열원의 점화 및 지속적인 연소를 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 특정 구현예들에서, 가연성 열원은 열원을 통해 하나 이상의 기류 경로를 제공하는, 적어도 하나의 종 방향 기류 채널을 포함하고 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 “기류 채널”은 사용자가 흡입하기 위해 공기가 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인될 수 있는 열원의 길이를 따라 연장하는 채널을 설명하는데 사용된다.

적어도 하나의 종 방향 기류 채널의 직경은 약 1.5 mm 내지 약 3 mm, 보다 바람직하게는 약 2 mm 내지 약 2.5 mm일 수 있다. 적어도 하나의 종 방향 기류 채널의 내부 표면은 WO 2009/022232 A1 호에 더 상세히 기술된 바와 같이 부분적으로 또는 전체적으로 코팅될 수 있다.

에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재일 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 고체 및 액체 구성요소 모두를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 상기 에어로졸 형성 기재는 하나 이상의 에어로졸 형성제를 더 포함하고 있을 수 있다. 적절한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜을 포함하되 이에 제한되지 않는다.

몇몇 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 담배 함유 재료를 포함하고 있는 로드(rod)이다.

에어로졸 형성 기재가 고체 에어로졸 형성 기재인 경우, 상기 고체 에어로졸 형성 기재는, 예를 들어 허브 잎, 담배 잎, 담배 옆맥 조각, 재구성 담배, 균질화 담배, 압출 담배, 및 팽화 담배 중 하나 이상을 함유하는, 분말, 과립, 펠릿, 슈레드(shred), 스파게티 가닥, 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는 말아피는 형태(loose form)일 수 있거나, 적절한 용기 또는 카트리지에 제공될 수 있다. 예를 들어, 고체 에어로졸 형성 기재의 에어로졸 형성 재료는 종이 또는 다른 래퍼 내에 함유될 수 있고 플러그 형태를 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재가 플러그 형태인 경우에, 임의의 래퍼를 포함하는 전체 플러그가 에어로졸 형성 기재로 간주될 수도 있다.

선택적으로, 상기 고체 에어로졸 형성 기재는 상기 고체 에어로졸 형성 기재의 가열 시에 방출될, 추가 담배 또는 비-담배 휘발성 향미 화합물들을 함유할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는 예를 들어, 추가 담배 또는 비-담배 휘발성 향미 화합물을 포함하는 캡슐을 함유할 수 있고, 그러한 캡슐은 고체 에어로졸 형성 기재의 가열 동안에 용융될 수 있다.

선택적으로, 고체 에어로졸 형성 기재는 열적으로 안정한 담체 에 제공되거나 담체 내에 매립될 수 있다. 담체는 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스파게티 가닥, 스트립 또는 시트의 형태를 취할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는, 예를 들어 시트, 발포체, 겔 또는 슬러리 형태로 캐리어의 표면에 증착될 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는 캐리어의 전체 표면에 증착되거나, 대안적으로 사용 중 불균일한 향미의 전달을 제공하기 위해 패턴으로 증착될 수 있다.

에어로졸 형성 기재는 가열에 반응해서 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 재료를 포함하는, 종이 또는 기타 래퍼에 의해 둘러싸인 플러그 또는 세그먼트 형태일 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 에어로졸 형성 기재가 플러그 또는 세그먼트 형태인 경우에, 임의의 래퍼를 포함하는 전체 플러그 또는 세그먼트가 에어로졸 형성 기재인 것으로 간주된다.

에어로졸 형성 기재는 약 5 mm 내지 약 20 mm의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 특정 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 약 6 mm 내지 약 15 mm의 길이 또는 약 7 mm 내지 약 12 mm의 길이를 가질 수 있다.

바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 플러그 랩에 래핑된 담배 기반 재료의 플러그를 포함한다. 특히 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 플러그 랩에 포장된 균질화된 담배 기반 재료의 플러그를 포함한다.

상기 구현예들 중 어느 하나에서, 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재는 동축 정렬로 접경하고 있을 수도 있다. 팽창성 코팅이 가연성 열원의 후방 부분에 제공되는 경우, 팽창성 코팅은 사용 동안 가연성 열원을 에어로졸 형성 기재와 직접 접촉 상태로 유지하여 두 구성요소 사이의 양호한 열 연결을 보장하고 에어로졸 형성 기재의 온도를 원하는 범위 내로 유지할 수 있다.

에어로졸 형성 기재가 플러그 랩에 래핑된 담배 기반 재료의 플러그를 포함하는 경우에, 팽창성 코팅은 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분에 제공될 수 있다. 예를 들어, 팽창성 코팅은 에어로졸 형성 기재의 전방 부분에 제공될 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분에 제공된 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부에 제공된 팽창성 코팅과 동일할 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분에 제공된 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부에 제공된 팽창성 코팅과 상이할 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분에 제공된 팽창성 코팅은 불연속 패턴으로 제공될 수 있다. 팽창성 코팅은 에어로졸 형성 기재의 실질적으로 전체 길이에 제공될 수 있다.

팽창성 코팅이 가연성 열원의 전방 부분, 가연성 열원의 후방 부분, 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분에 제공되는 경우, 팽창성 코팅은 제1, 제2 및 제3 팽창성 코팅을 포함할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 팽창성 코팅은 상이한 팽창성 재료를 포함할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 팽창성 코팅은 동일한 팽창성 재료를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 “맞닿는” 및 “맞닿는다”는 다른 구성요소, 또는 구성요소의 일부분과 직접 접촉하는 구성요소, 또는 구성요소의 일부분을 설명하는데 사용된다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 가연성 열원의 적어도 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분 모두의 주위에 있고, 이들 모두와 직접 접촉하는 열 전도 요소를 포함할 수 있다. 열 전도 요소는 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분을 둘러싸는 래퍼와 분리되고 그에 추가하여 제공된다. 그러한 구현예들에서, 열 전도 요소는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 사이에 열 연결을 제공하고, 유리하게 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로 적절한 열 전달을 촉진하여 허용 가능한 에어로졸을 제공하는 것을 돕는다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 모두로부터 이격된 열 전도 요소를 포함할 수 있어, 열 전도 요소와, 가연성 열원과 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 모두 사이에 직접적인 접촉이 없다.

하나 이상의 열 전도 요소는 불연성인 것이 바람직하다. 특정 구현예들에서, 하나 이상의 열 전도 요소는 산소 제한성일 수 있다. 즉, 하나 이상의 열 전도 요소는 열 전도 요소를 통한 산소의 통과를 금하거나 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들에 사용하기 위한 적합한 열 전도 요소는, 예를 들어 알루미늄 호일 래퍼, 스틸 래퍼, 철 호일 래퍼 및 구리 호일 래퍼와 같은 금속 호일 래퍼; 및 금속 합금 호일 래퍼를 포함하되 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 가연성 열원의 전방 단부 면을 적어도 부분적으로 덮도록 구성된 캡을 더 포함할 수 있고, 캡은 에어로졸 발생 물품의 사용 이전에 가연성 열원의 전방 단부 면을 노출하도록 제거 가능하다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “캡”은 전방 단부 면을 포함한, 다중-세그먼트 구성요소의 원위 단부를 실질적으로 둘러싸는 보호 커버를 지칭한다. 가연성 열원의 점화 이전에 제거되는 캡을 제공함으로써 사용 이전에 가연성 열원이 유리하게 보호된다.

예를 들어, 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 취약선(line of weakness)에서 에어로졸 발생 물품의 원위 단부에 부착된 제거 가능한 캡을 포함할 수 있고, 캡은 WO 2014/086998 A1호에 설명된 바와 같이 래퍼에 의해 둘러싸인 재료의 원통형 플러그를 포함한다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 에어로졸 형성 기재의 하류에 있는, 전달 요소, 또는 스페이서 요소를 더 포함할 수 있다. 이러한 요소는 에어로졸 형성 기재의 하류에 위치된 중공형 관의 형태를 취할 수 있다.

전달 요소는 에어로졸 형성 기재와 접경할 수 있다. 대안적으로, 전달 요소는 에어로졸 형성 기재로부터 이격될 수 있다. 전달 요소는 가연성 열원 및 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 양쪽 모두와 동축 정렬하고 있을 수도 있다.

전달 요소를 포함하는 것은, 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전달에 의해 생성된 에어로졸의 냉각을 유리하게 허용한다. 전달 요소를 포함하면 유리하게, 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소를 포함한 에어로졸 발생 물품의 전체 길이가 전달 요소 길이의 적절한 선택을 통해서, 원하는 값으로, 예를 들어 종래의 궐련들의 것과 유사한 길이로 조정되게 한다.

전달 요소는 약 7 mm 내지 약 50 mm의 길이, 예를 들어 약 10 mm 내지 약 45 mm의 길이 또는 약 15 mm 내지 약 30 mm의 길이를 가질 수 있다. 전달 요소는 에어로졸 발생 물품의 원하는 전체 길이, 및 다중-세그먼트 구성요소 또는 다중-세그먼트 구성요소를 포함한 에어로졸 발생 물품 내의 다른 구성요소들의 존재 및 그 길이에 따라서 다른 길이를 가질 수 있다.

바람직하게, 전달 요소는 적어도 하나의 단부가 개방된 관형 중공체를 포함한다. 그러한 구현예들에서, 사용 시, 에어로졸 발생 물품 내로 흡인된 공기는 에어로졸 발생 물품을 통해 하류로 통과할 때 적어도 하나의 단부가 개방된 관형 중공체를 통과한다.

전달 요소는, 가연성 열원으로부터 에어로졸 형성 기재로의 열전달에 의해 생성된 에어로졸의 온도에서 실질적으로 열적으로 안정적인 하나 이상의 적절한 재료로 형성된 적어도 하나의 단부가 개방된 관형 중공체를 포함할 수 있다. 적절한 재료는 당업계에 공지되어 있고, 종이, 판지, 셀룰로스 아세테이트와 같은 플라스틱, 세라믹 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들은 에어로졸 형성 기재의 하류에 에어로졸 냉각 요소 또는 열 교환기를 더 포함할 수 있다. 에어로졸 냉각 요소는 복수의 종 방향으로 연장되는 채널을 포함할 수 있다.

에어로졸 냉각 요소는 금속 포일, 중합체 재료, 및 실질적으로 비-다공성 종이 또는 판지로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 재료로 이루어진 주름진 시트 재료를 포함할 수 있다. 특정한 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 셀룰로스 아세테이트(CA), 및 알루미늄 포일로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 자료로 이루어진 주름진 시트 재료를 포함할 수 있다.

소정의 바람직한 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리락트산(PLA) 또는 Mater-Bi® 등급(시판 중인 전분계 코폴리에스테르 군)과 같은 생분해성 고분자 재료로 이루어진 주름진 시트를 포함할 수 있다.

래퍼는 임의의 적절한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수도 있다. 적합한 재료는 당 업계에 공지되어 있고, 궐련 종이를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명의 제1 양태의 다중-세그먼트 구성요소, 및 다중-세그먼트 구성요소의 하류에 있는 마우스피스를 포함하는 에어로졸 발생 물품이 제공된다.

가연성 열원은 에어로졸 발생 물품의 원위 단부에 위치하거나 그에 근접하여 위치한다. 에어로졸 발생 물품의 마우스 단부는 에어로졸 발생 물품의 원위 단부의 하류에 있다.

바람직하게는, 마우스피스는 여과 효율이 낮고, 보다 바람직하게는 여과 효율이 매우 낮다. 마우스피스는 단일 세그먼트 또는 구성요소 마우스피스일 수 있다. 대안적으로, 마우스피스는 다중-세그먼트 또는 다중-구성요소 마우스피스일 수 있다.

마우스피스는, 적합한 공지된 여과 재료를 포함하는 하나 이상의 세그먼트를 포함하는 필터를 포함할 수 있다. 적절한 여과 재료는 당업계에 공지되어 있고, 셀룰로스 아세테이트 및 종이를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 마우스피스는 흡수제, 흡착제, 향미제, 및 다른 에어로졸 개질제와 첨가제 또는 이의 조합을 포함하는 하나 이상의 세그먼트를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 전술한 구현예들 중 어느 하나에 따른 다중-세그먼트 구성요소 및 다중-세그먼트 구성요소의 하류 단부에 있는 마우스피스 세그먼트를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 길이 및 그 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가진다.

에어로졸 형성 기재는 실질적으로 원통형 형상일 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 길이 및 그 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가진다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 기재의 길이가 에어로졸 발생 물품의 기류 방향과 실질적으로 평행하도록 에어로졸 발생 물품 내에 위치될 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 임의의 원하는 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 약 65 mm 내지 약 100 mm의 총 길이를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 임의의 원하는 외경을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 약 5 mm 내지 약 12 mm의 외경을 가질 수 있다.

본 발명과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “직경”은 에어로졸 발생 물품, 다중-세그먼트 구성요소, 또는 에어로졸 발생 물품 또는 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소들의 일부분의 최대 횡 방향 치수를 지칭한다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 공지된 방법 및 기계류를 사용하여 조립될 수 있다.

가연성 열원을 제공하는 단계; 및 가연성 열원의 전부 또는 일부에 팽창성 코팅을 적용하는 단계를 포함하는 에어로졸 발생 물품용 다중-세그먼트 구성요소를 제조하는 방법이 추가로 제공되며; 여기서 팽창성 코팅은 가연성 열원에 의한 가열에 반응하여 가연성 열원의 전부 또는 일부에 단열 층을 형성하도록 구성된다.

상기 방법은 가연성 열원의 하류에 에어로졸 형성 기재를 제공하는 단계; 및 래퍼를 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분에 적용하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여기서 가연성 열원의 전방 부분이 래퍼를 넘어 연장하여 가연성 열원의 전방 부분이 사용 중에 노출되며, 팽창성 코팅이 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부에 제공된다.

가연성 열원의 전부 또는 일부에 팽창성 코팅을 적용하는 단계는 래퍼를 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분에 적용하는 단계 후에 수행될 수 있다. 대안적으로, 가연성 열원의 전부 또는 일부에 팽창성 코팅을 적용하는 단계는 래퍼를 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분에 적용하는 단계 전에 수행될 수 있다.

가연성 열원의 전부 또는 일부에 팽창성 코팅을 적용하는 단계는 접착제 건(glue gun) 사용하거나, 브러쉬 또는 롤러를 사용하거나, 노즐 또는 로토그라비어 또는 다른 인쇄 기술을 사용하여, 스프레딩, 스프레이 코팅, 딥 코팅 중 하나 이상에 의해 수행될 수 있다. 팽창성 재료가 분말인 경우, 팽창성 재료는 접착제 또는 바인더를 사용하여 가연성 열원의 전방 부분에 접착될 수 있다.

가연성 열원은 점화 보조제를 포함할 수 있다.

또한, 가연성 열원을 제공하는 단계; 가연성 열원의 하류에 에어로졸 형성 기재를 제공하는 단계; 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부에 팽창성 코팅을 적용하는 단계; 및 래퍼를 가연성 열원의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분에 적용하는 단계를 포함하는 에어로졸 발생 물품용 다중-세그먼트 구성요소를 제조하는 방법이 제공되며, 여기서 팽창성 코팅은 가연성 열원에 의한 가열에 응답하여 가연성 열원의 전방 부분에 단열 층을 형성하도록 구성된다.

또한, 전술한 방법들 중 어느 하나에 따라 제조된 다중-세그먼트 구성요소를 제공하는 단계, 및 다중-세그먼트 구성요소의 하류에 마우스피스를 제공하는 단계를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 제조 방법이 추가로 제공된다. 바람직하게는, 마우스피스는 여과 효율이 낮고, 보다 바람직하게는 여과 효율이 매우 낮다. 마우스피스는 단일 세그먼트 또는 구성요소 마우스피스일 수 있다. 대안적으로, 마우스피스는 다중-세그먼트 또는 다중-구성요소 마우스피스일 수 있다. 마우스피스는, 적합한 공지된 여과 재료를 포함하는 하나 이상의 세그먼트를 포함하는 필터를 포함할 수 있다. 적절한 여과 재료는 당업계에 공지되어 있고, 셀룰로스 아세테이트 및 종이를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 마우스피스는 흡수제, 흡착제, 향미제, 및 다른 에어로졸 개질제와 첨가제 또는 이의 조합을 포함하는 하나 이상의 세그먼트를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 모든 과학 기술 용어는 달리 특정되지 않는 한 당업계에서 일반적으로 사용되는 의미를 가진다. 본원에서 제공된 정의는 본 명세서에서 빈번하게 사용되는 특정 용어의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다.

하나 이상의 양태와 관련하여 기술된 특징은 본 발명의 다른 양태에 동일하게 적용될 수 있다. 특히, 제1 양태의 다중-세그먼트 구성요소와 관련하여 설명된 특징들은 제2 양태의 에어로졸 발생 물품에 동일하게 적용될 수 있고, 그 반대일 수 있다. 또한, 제1 양태의 다중-세그먼트 구성요소, 또는 제2 양태의 에어로졸 발생 물품과 관련하여 설명된 특징들은 제조 방법에 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 추가로 설명될 것이며:
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 다중-세그먼트 구성요소를 갖는 에어로졸 발생 물품의 개략적인 종단면도를 도시하며;
도 2는 본 발명의 제2 구현예에 따른 다중-세그먼트 구성요소를 갖는 에어로졸 발생 물품의 개략적인 종단면도를 도시하며;
도 3은 본 발명의 제3 구현예에 따른 다중-세그먼트 구성요소를 갖는 에어로졸 발생 물품의 개략적인 종단면도를 도시하며;
도 4는 본 발명의 제4 구현예에 따른 다중-세그먼트 구성요소를 갖는 에어로졸 발생 물품의 개략적인 종단면도를 도시하며;
도 5는 본 발명의 제5 구현예에 따른 다중-세그먼트 구성요소를 갖는 에어로졸 발생 물품의 개략적인 종단면도를 도시하며;
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소에서 사용하기 위해, 가연성 열원의 적어도 전방 부분에 팽창성 코팅을 포함하는 가연성 열원의 개략적인 종단면도를 도시한다.

도 1에 도시된 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품(2)은 다중-구성요소 세그먼트(50) 및 다중-구성요소 세그먼트(50)의 하류에 있는 마우스피스(18)를 포함한다. 다중-구성요소 세그먼트(50)는 전방 면(6) 및 대향하는 후방 면(8), 에어로졸 형성 기재(10) 및 전달 요소(12)를 갖는 블라인드 가연성 열원(4)을 포함한다. 다중-구성요소 세그먼트(50)는 에어로졸 냉각 요소(14) 및 에어로졸 형성 기재(10)의 하류에 배치된 스페이서 요소(16)를 더 포함한다.

블라인드 가연성 열원(4)은 블라인드 탄소질 가연성 열원이고 에어로졸 발생 물품(2)의 원위 단부에 위치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 알루미늄 호일의 디스크 형태로 된 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어(22)가 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8)과 에어로졸 형성 기재(10) 사이에 제공되어 있다. 배리어(22)는 알루미늄 호일의 디스크를 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8) 상에 가압하여 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8)에 적용되며, 가연성 탄소질 열원(4)의 후방면(8)과 에어로졸 형성 기재(10)와 접경하고 있다.

본 발명의 다른 구현예들(미도시함)에서, 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8)과 에어로졸 형성 기재(10) 사이의 불연성의 실질적 공기 불투과성 배리어(22)는 생략될 수도 있다.

에어로졸 형성 기재(10)는 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8)에 적용된 배리어(22)의 바로 하류에 위치하고 있다. 에어로졸 형성 기재(10)는 플러그 랩(26)에 포장되어 있는, 예를 들어 글리세린과 같은 에어로졸 형성제를 포함하는 균질화된 담배 기반 재료(24)의 원통형 플러그를 포함하고 있다.

전달 요소(12)는 에어로졸 형성 기재(10)의 바로 하류에 위치되며, 원통형 개방 단부의 중공형 셀룰로스 아세테이트 튜브(28)를 포함한다.

에어로졸 냉각 요소(14)는 전달 요소(12)의 바로 하류에 위치하고 있으며, 예를 들어 폴리락트산과 같은 생분해성 중합체 재료로 이루어진 주름진 시트를 포함하고 있다.

스페이서 요소(16)는 에어로졸 냉각 요소(14)의 바로 하류에 위치하며, 원통형의 단부가 개방된 중공형 종이 또는 판지 관(30)을 포함하고 있다.

마우스피스(18)는 스페이서 요소(16)의 바로 하류에 위치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 마우스피스(18)는 에어로졸 발생 물품(2)의 근위 단부에 위치하며, 필터 플러그 랩(34) 내에 포장되어 있는, 예를 들어 매우 낮은 여과 효율의 셀룰로스 아세테이트 토우와 같은 적합한 여과 재료(32)의 원통형 플러그를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(2)은 블라인드 가연성 열원(4)의 후방 부분과 에어로졸 형성 기재(10)의 전방 부분 위에 놓이는, 예를 들어 알루미늄 호일과 같은 적합한 재료의 단일 열 전도 요소(36)를 더 포함한다. 이러한 구현예에서, 단일 열 전도 요소(36)는 전달 요소(12) 중 어느 하나의 위에 놓이지 않는다.

본 발명의 다른 구현예(도시되지 않음)에서, 단일 열 전도 요소(36)는 블라인드 가연성 열원(4)의 후방 부분 및 에어로졸 형성 기재(10)의 전체 길이 및 전달 요소(12)의 전체 길이 위에 놓일 수 있다.

본 발명의 다른 구현예들에서(미도시함), 전달 요소(12)는 단일 열 전도 요소(36)를 넘어 하류 방향으로 연장되어 있을 수도 있다. 즉, 단일 열 전도 요소(36)가 전달 요소(12)의 전방 부분 위에만 놓여 있을 수도 있다.

단일 열 전도 요소(36)는 에어로졸 형성 기재(10), 전달 요소(12) 및 블라인드 가연성 열원(4)의 후방 부분 주위에 포장되는, 예를 들어 낮은 공기 투과성을 가진 궐련 종이와 같은 단열 시트 재료의 래퍼(38)에 의해 둘러싸여서 에어로졸 발생 물품(2)의 다중-세그먼트 구성요소(50)를 형성한다.

에어로졸 냉각 요소(14), 스페이서 요소(16)는 추가 래퍼(도시되지 않음)에 의해 둘러싸일 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 냉각 요소(14), 스페이서 요소(16) 및 마우스피스(18)는 외측 래퍼(20)에 의해 함께 고정되고 다중-세그먼트 구성요소(50)에 연결된 개별 세그먼트일 수도 있다.

다른 구현예들(도시되지 않음)에서 래퍼(38)는 전달 요소(12)의 하류로 연장하여 이후에 다중-세그먼트 구성요소 내에 포함되는 에어로졸 냉각 요소(14) 및 스페이서 요소(16)와 같은, 에어로졸 발생 물품(2)의 다른 구성요소를 둘러쌀 수 있다. 그런 다음 마우스피스(18)는 외측 래퍼(20)에 의해 또는 티핑 페이퍼의 추가 래퍼 또는 밴드(미도시됨)에 의해 다중-세그먼트 구성요소의 하류 단부에서 연결될 수 있다.

도 1에 도시된 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품(2)에서, 단일 열 전도 요소(36) 및 래퍼(38)는 상류 방향으로 블라인드 가연성 열원(4)상의 대략 동일한 위치로 연장하여 단일 열 전도 요소(36) 및 래퍼(38)의 상류 단부가 실질적으로 블라인드 가연성 열원(4) 위에서 정렬된다.

래퍼(38)에 의해 둘러싸인 블라인드 가연성 열원(4)의 부분은 가연성 열원(4)의 후방 부분으로서 지칭될 수 있다. 사용 중에 노출되도록 래퍼(38)를 넘어 연장하는 가연성 열원(4)의 부분은 가연성 열원(4)의 전방 부분으로서 지칭될 수 있다.

본 발명의 다른 구현예들(도시되지 않음)에서, 래퍼(38)가 단일 열 전도 요소(36)를 넘어 상류 방향으로 연장할 수 있음을 이해할 것이다.

에어로졸 발생 물품(2)은 에어로졸 형성 기재(10)의 둘레 주위에 하나 이상의 공기 유입구(38)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공기 유입구(40)의 원주방향 배열이 에어로졸 형성 기재(10)의 플러그 랩(26), 래퍼(38) 및 단일 열 전도 요소(36) 내에 제공되어 냉각 공기(도 1에 점선 화살표로 도시됨)를 에어로졸 형성 기재(10) 내로 진입하게 한다.

에어로졸 발생 물품(2)은 가연성 열원(4)에 제공된 팽창성 코팅(42)을 더 포함한다. 도 1에 도시된 구현예에서, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 실질적으로 전체 길이에 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 단부 면에 제공되지 않는다. 이러한 구현예에서, 가연성 열원(4)의 후방 부분에서 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)과 직접 접촉하도록 열 전도 요소(36)의 내부 표면에 배열된다. 다른 예들(도시되지 않음)에서, 팽창성 코팅(42)은 예를 들어, 열 전도 요소(36)를 통해 가연성 열원(4)의 후방 부분과 접촉할 수 있다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)을 둘러싸고 가연성 열원(4)으로부터의 열에 반응하여 팽창하도록 배열된다. 팽창성 코팅(42)은 팽창성 무기 접착제로 형성된다. 적절한 팽창성 무기 접착제는 미국 펜실베니아주 말번의 PQ Corporation로부터 입수 가능한 것과 같은 규산 나트륨 접착제를 포함한다.

다중-세그먼트 구성요소(50)는 그 원위 단부에 및 열원(4)에 직접적으로 인접하여 제거 가능한 캡(미도시함)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제거 가능한 캡은 외측 래퍼(20) 및 래퍼(38) 중 하나 또는 모두의 일부분 내에 싸여 있고 래퍼 내에 복수의 천공을 포함하는 취약선을 따라 래퍼의 나머지와 연결되는, 열원과 비교하여 수분을 흡수하기 위한 글리세린과 같은 건조제를 포함하는 중앙 부분을 포함할 수 있다. 그러한 예들에서, 에어로졸 발생 물품을 사용하기 위해서, 사용자는 엄지 손가락과 손가락 사이에 끼어 캡을 횡 방향으로 압축함으로써 제거 가능한 캡을 제거한다. 캡을 꾹 누름으로써, 충분한 힘이 상기 취약선에 제공되어 상기 캡이 연결되는 래퍼를 국소적으로 파단하게 된다. 그런 다음 사용자는 캡을 비틀어서 취성선의 나머지 부분을 파단해서 캡을 제거한다. 캡이 제거되면, 사용자가 에어로졸 발생 물품을 점화할 수 있게 하는 열원이 부분적으로 노출된다.

사용시, 사용자는 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품(2)의 블라인드 가연성 열원(4)을 점화하고, 그런 다음 마우스피스(18)를 흡인한다. 사용자가 마우스피스(18)를 흡인할 때, 공기(도 1에 점선 화살표에 의해 도시됨)가 공기 유입구(40)를 통해 에어로졸 발생 물품(2)의 에어로졸 형성 기재(10) 내로 흡인된다.

에어로졸 형성 기재(10)의 전방 부분는은 블라인드 가연성 열원(4)의 후방면(8) 및 배리어(22)를 통해 전도에 의해 가열된다.

전도에 의한 에어로졸 형성 기재(10)의 가열은 균질화된 담배 기반 재료(24)의 플러그로부터 글리세린 및 기타 휘발성 및 반-휘발성 화합물을 방출한다. 에어로졸 형성 기재(10)로부터 방출된 화합물은 공기가 에어로졸 형성 기재(10)를 통해 흐르면서 공기 유입구(40)를 통해 에어로졸 발생 물품(2)의 에어로졸 형성 기재(10) 내로 흡인된 공기에 동반되는 에어로졸을 형성한다. 흡인된 공기 및 동반된 에어로졸(도 1에 점선 화살표로 도시됨)이 전달 요소(12), 에어로졸 냉각 요소(14) 및 스페이서 요소(16)를 통해 하류로 통과하고, 여기서 이들이 냉각되고 응축된다. 냉각된 흡인 공기 및 동반된 에어로졸은 마우스피스(18)를 통해 하류로 통과하고, 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품(2)의 근위 단부를 통해 사용자에게 전달된다. 블라인드 가연성 열원(4)의 후방 면(8)에 있는 불연성의 실질적으로 공기 불투과성 배리어(22)는 블라인드 가연성 열원(4)을 에어로졸 발생 물품(2)을 통해 흡인된 공기로부터 격리시켜 사용시, 에어로졸 발생 물품(2)을 통해 흡인된 공기가 블라인드 가연성 열원(4)와 직접 접촉하지 않는다.

가연성 열원(4)에 의한 팽창성 코팅(42)의 가열 동안 팽창성 코팅(42)이 팽창한다. 팽창된 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 외부 표면에 단열 층을 제공한다. 이는 에어로졸 발생 물품(2)의 외부 표면의 온도를 감소시키고 에어로졸 발생 물품(2)의 부적절한 취급에 의해 야기된 인접 재료에 대한 열 손상의 잠재적 위험 감소를 용이하게 한다.

팽창성 코팅(42)은 약 0.1 mm 내지 약 2 mm의 팽창되지 않은 두께를 가지며 약 1.5:1 내지 약 8:1의 팽창비를 가진다.

도 1에 도시된 본 발명의 제1 구현예와 관련하여 전술한 특징과 동일한 후술되는 본 발명의 추가 실시 예의 특징은 공통 참조 번호를 사용하여 식별된다.

본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품이 도 2에 도시된다. 제2 구현예에서, 팽창성 코팅은 가연성 열원(4)의 전방 부분에 제공된 제1 팽창성 코팅(43), 및 가연성 열원(4)의 후방 부분에 제공된 제2 팽창성 코팅(44)을 포함한다. 함께, 제1 및 제2 팽창성 코팅(43, 44)은 가연성 열원(4)의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공된다. 그 결과, 가연성 열원(4)의 실질적으로 전체 외부 표면에는 팽창성 코팅(43, 44)이 제공된다. 제1 및 제2 팽창성 코팅(43, 44)은 상이한 팽창성 재료로 형성된다. 제1 팽창성 코팅(43)에 사용된 재료는 제1 팽창성 코팅(43)의 단열 특성을 최적화하도록 선택되는 반면에, 제2 팽창성 코팅(44)에 사용된 재료는 제2 팽창성 코팅의 접착성 또는 보유 특성을 최적화하도록 선택되어 가연성 열원을 제자리에 확실하게 고정시킨다.

본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품이 도 3에 도시된다. 제3 구현예에서, 팽창성 코팅은 가연성 열원(4)의 전방 부분에 제공된 제1 팽창성 코팅(43) 및 가연성 열원(4)의 후방 부분에 제공된 제2 팽창성 코팅(44)을 포함한다. 제1 팽창성 코팅(43)은 예를 들어, 가연성 열원(4)의 전방 부분의 원주 표면에 대해 일련의 링으로서 불연속 패턴으로 제공된다. 제2 구현예에서와 같이, 제1 및 제2 팽창성 코팅(43, 44)은 상이한 재료로 형성되고 제2 팽창성 코팅(44)은 가연성 열원(4)의 후방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공된다.

본 발명의 제4 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품이 도 4에 도시된다. 제4 구현예에서, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분 및 가연성 열원(4)의 후방 부분 모두에 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 후방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분에 불연속 패턴으로 제공된다.

본 발명의 제5 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품이 도 5에 도시된다. 제5 구현예에서, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분에만 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공된다. 가연성 열원(4)의 후방 부분에는 팽창성 코팅이 제공되지 않는다. 대신에, 단일 열 전도 요소(36)가 가연성 열원(4)의 후방 부분과 직접적으로 접촉한다.

도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 다중-세그먼트 구성요소에 사용하기 위한 가연성 열원을 도시한다.

도 6에 도시된 구현예에서, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분에만 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공된다. 가연성 열원(4)의 후방 부분에는 팽창성 코팅이 제공되지 않는다. 팽창성 코팅(42)은 연속적인 층으로서 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 실질적으로 전체 길이에 제공되지 않는다.

도 7 내지 도 9에 도시된 구현예에서, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 불연속 패턴으로서 제공된다.

도 7에 도시된 구현예들에서, 팽창성 코팅(42)이 일련의 평행한 스트라이프로서 제공된다. 도 7a 및 도 7b에서, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분에만 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 실질적으로 전체 길이에 제공되지 않는다. 도 7a에서, 팽창성 코팅(42)은 일련의 종 방향으로 평행한 스트라이프로서 제공된다. 도 7b에서, 팽창성 코팅(42)은 일련의 횡 방향으로 평행한 스트라이프로서 제공된다.

도 7c에서, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전체 길이를 따라 일련의 종 방향 스트라이프로서 제공된다. 도 7c에서, 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면, 및 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 불연속 패턴으로 제공된다.

도 8에 도시된 구현예에서, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분에 일련의 도트로서 제공된다. 가연성 열원(4)의 후방 부분에는 팽창성 코팅이 제공되지 않는다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 실질적으로 전체 길이에 제공되지 않는다.

도 9에 도시된 구현예에서, 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 전방 부분과 후방 부분 모두에 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 격자 패턴으로 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 실질적으로 전체 길이에 제공된다. 팽창성 코팅(42)은 가연성 열원(4)의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공된다.

상술한 소정의 구현예 및 구현예는 본 발명을 예시하되 한정하지 않는다. 본 발명의 다른 구현예는 이루어질 수 있고, 본 명세서에서 설명된 소정의 구현예 및 구현예가 전부가 아님을 이해해야 한다.

Claims (13)

1. 에어로졸 발생 물품용 다중-세그먼트 구성요소로서, 상기 다중-세그먼트 구성요소는:
   가연성 열원;
   상기 가연성 열원의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재; 및
   상기 가연성 열원의 후방 부분 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 전방 부분을 둘러싸는 래퍼를 포함하며,
   상기 가연성 열원의 전방 부분이 래퍼를 넘어 연장하여 가연성 열원의 전방 부분이 사용 동안에 노출되고, 상기 다중-세그먼트 구성요소는 상기 가연성 열원의 전방 부분의 전부 또는 일부에 팽창성 코팅을 더 포함하며, 상기 팽창성 코팅은 상기 가연성 열원에 의한 가열에 응답하여 상기 가연성 열원의 전방 부분에 단열 층을 형성하도록 구성되는, 다중-세그먼트 구성요소.
2. 제1항에 있어서, 상기 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분의 실질적으로 전체 외부 표면에 제공되는, 다중-세그먼트 구성요소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분에 불연속 패턴으로 제공되는, 다중-세그먼트 구성요소.
4. 제3항에 있어서, 상기 불연속 패턴은 하나 이상의 라인, 링, 도트, 또는 팽창성 재료의 다른 개별적인(discrete) 기하학적 형상, 또는 이의 임의의 조합을 포함하는, 다중-세그먼트 구성요소.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분에만 제공되는, 다중-세그먼트 구성요소.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팽창성 코팅은 가연성 열원의 실질적으로 전체 길이에 제공되는, 다중-세그먼트 구성요소.
7. 제6항에 있어서, 상기 팽창성 코팅은 가연성 열원의 전방 부분 상의 제1 팽창성 코팅, 및 가연성 열원의 후방 부분 상의 제2 팽창성 코팅을 포함하며, 제1 및 제2 팽창성 코팅은 상이한 팽창성 재료로 형성되는, 다중-세그먼트 구성요소.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팽창성 코팅은 1 기압에서 20℃로부터 700℃까지 가열될 때, 적어도 약 1.5:1, 바람직하게는 약 1.5:1 내지 약 8:1의 팽창비를 가지는, 다중-세그먼트 구성요소.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팽창성 코팅은 약 100 μm 내지 약 2 mm, 바람직하게는 약 200 μm 내지 약 1 mm의 두께를 가지는, 다중-세그먼트 구성요소.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팽창성 코팅에 의해 형성된 절연 층은 다공성인, 다중-세그먼트 구성요소.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가연성 열원의 전방 부분은 가연성 열원의 총 길이의 적어도 25%의 길이를 가지는, 다중-세그먼트 구성요소.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 래퍼는 하나 이상의 열 전도 재료 층을 포함하는, 다중-세그먼트 구성요소.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 다중-세그먼트 구성요소, 및 다중-세그먼트 구성요소 하류에 있는 마우스피스를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.

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