KR20210020921A - 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품(1)을 제조하기 위한 방법은, (i) 복수의 원통형 에어로졸 발생 물품을 제1 이송 장치(32)의 복수의 제1 수용부(36)에 공급하는 단계; (ii) 복수의 유도 가열식 발열체 요소(22)를 제2 장치(44)의 제2 수용부(48)에 공급하는 단계; (iii) 제1 수용부(36)의 종방향과 제2 수용부(48)의 종방향을 정렬하는 단계; 및 (iv) 제1 수용부(36)에 공급된 각각의 원통형 에어로졸 발생 물품, 및 제2 수용부(48)에 공급된 유도 가열식 발열체 요소(22)를 서로에 대해 순차적으로 이동시킴으로써, 유도 가열식 발열체 요소(22) 중 하나를 각각의 원통형 에어로졸 발생 물품에 순차적으로 위치시키는 단계를 포함한다. 방법을 수행하기 위한 장치(30, 60, 80)가 또한 설명된다.
Description
본 개시물은 일반적으로 에어로졸 발생 물품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다. 특히, 본 개시물의 실시형태는 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법, 및/또는 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.
최근에는, 흡입을 위한 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 발생 재료를 연소시키는 대신에 가열하는 장치가 소비자들에게 대중화되었다.
이러한 장치는 에어로졸 발생 재료에 열을 제공하기 위한 다수의 상이한 접근 방식 중 하나를 사용할 수 있다. 하나의 그러한 접근 방식은 유도 가열 시스템을 사용하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이다. 이러한 장치에서, 유도 코일이 장치에 제공되며, 전형적으로 발열체(susceptor)가 에어로졸 발생 재료에 제공된다. 사용자가 장치를 활성화시키는 경우, 전기 에너지가 유도 코일에 공급되어, 결과적으로 교번 전자기장을 발생시킨다. 발열체는 전자기장과 결합되고, 예를 들어 전도에 의해, 에어로졸 발생 재료로 전달되는 열을 발생시키며, 에어로졸 발생 재료가 가열됨에 따라, 에어로졸이 발생된다.
사용자에 의해 에어로졸 발생 장치 내로 삽입될 수 있는 에어로졸 발생 물품의 형태로 에어로졸 발생 재료를 제공하는 것이 편리할 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물품의 제조를 원활하게 하는 방법 및 장치를 제공할 필요가 있다.
본 개시물의 제1 양태에 따라, 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법이 제공되고, 방법은,
(i) 복수의 원통형 에어로졸 발생 물품을 제1 이송 장치의 복수의 제1 수용부에 공급하는 단계;
(ii) 복수의 유도 가열식 발열체 요소를 제2 장치의 제2 수용부에 공급하는 단계;
(iii) 제1 수용부의 종방향과 제2 수용부의 종방향을 정렬하는 단계;
(iv) 제1 수용부에 공급된 각각의 원통형 에어로졸 발생 물품, 및 제2 수용부에 공급된 유도 가열식 발열체 요소를 서로에 대해 순차적으로 이동시킴으로써, 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 각각의 상기 원통형 에어로졸 발생 물품에 순차적으로 위치시키는 단계를 포함한다.
단계 (i)은, 복수의 원통형 에어로졸 발생 물품을 제1 이송 장치의 복수의 제1 수용부에 순차적으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 (ii)는, 복수의 유도 가열식 발열체 요소를 제2 장치의 제2 수용부에 순차적으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 (iii)은, 제1 수용부의 종방향과 제2 수용부의 종방향을 순차적으로 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 (iv)는, 원통형 에어로졸 발생 물품을 수용하는 제1 이송 장치, 및 유도 가열식 발열체 요소를 수용하는 제2 장치 모두가 제1 경로를 따라 동일한 방향을 향해 이동한 후에 또는 이동하는 동안, 제1 수용부에 공급된 각각의 원통형 에어로졸 발생 물품, 및 제2 수용부에 공급된 유도 가열식 발열체 요소를 서로에 대해 순차적으로 이동시킴으로써, 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 각각의 상기 원통형 에어로졸 발생 물품에 순차적으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 배치를 통해, 유도 가열식 발열체 요소를 에어로졸 발생 물품에 위치시키는 단계는, 제1 이송 장치 및 제2 장치 모두의 이동이 개시된 후에 수행된다. 이는 재료의 이송 동안 단계 (iii)이 수행됨으로써, 제조 공정의 효율을 높일 수 있음을 의미한다.
본 개시물의 제2 양태에 따라, 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 장치가 제공되고, 장치는,
원통형 에어로졸 발생 물품을 각각 수용하기 위한 복수의 제1 수용부를 포함하는 제1 이송 장치;
복수의 유도 가열식 발열체 요소를 수용하기 위한 제2 수용부를 포함하는 제2 장치;
복수의 에어로졸 발생 물품을 제1 수용부에 연속적으로 공급하기 위한 제1 공급 장치;
복수의 유도 가열식 발열체 요소를 제2 수용부에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급하기 위한 제2 공급 장치; 및
제1 수용부에 공급된 각각의 원통형 에어로졸 발생 물품, 및 제2 수용부에 공급된 유도 가열식 발열체 요소를 서로에 대해 순차적으로 이동시킴으로써, 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 각각의 상기 원통형 에어로졸 발생 물품에 순차적으로 위치시키기 위한 위치 설정 장치를 포함한다.
전형적으로, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 재료를 포함하며, 에어로졸 발생 재료를 연소시키지 않고 에어로졸 발생 재료를 가열함으로써, 에어로졸 발생 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시켜서 에어로졸 발생 장치의 사용자가 흡입하기 위한 증기 또는 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 것이다.
일반적인 표현으로, 증기는 이의 임계 온도보다 더 낮은 온도에서 기상(gas phase)의 물질이며, 이는 온도를 감소시키지 않으면서 이의 압력을 증가시킴으로써 증기가 액체로 응축될 수 있는 반면에, 에어로졸은 공기 또는 다른 가스 중에서, 액체 액적 또는 미세 고체 입자의 현탁액임을 의미한다. 그러나, "에어로졸" 및 "증기"라는 용어는 특히 사용자의 흡입을 위해 발생되는 흡입식 매체의 형태와 관련하여, 본 명세서에서 교환 가능하게 사용될 수 있음을 유의해야 한다.
본 개시물에 따른 방법 및 장치는 에어로졸 발생 물품의 제조를 원활하게 하고, 특히 에어로졸 발생 물품이 비교적 용이하게 대량 생산될 수 있게 한다.
제1 수용부는 제1 이송 장치의 표면 상에 형성될 수 있으며, 단계 (i)은, 제1 수용부의 종방향에 수직인 방향으로 원통형 에어로졸 발생 물품을 복수의 제1 수용부에 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 원통형 에어로졸 발생 물품은 제1 수용부에 용이하게 공급되어 위치된다.
제1 수용부는 복수의 홈을 포함할 수 있으며, 단계 (i)은, 홈의 상측으로부터 원통형 에어로졸 발생 물품을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품을 홈에 위치시키는 것이 용이하게 달성될 수 있다.
제1 이송 장치는 제1 경로를 따라 원통형 에어로졸 발생 물품을 이송할 수 있다. 제1 경로는 곡선형 경로를 포함할 수 있으며, 곡선형 경로의 적어도 일부는 원형일 수 있다. 원통형 에어로졸 발생 물품을 곡선형 경로를 따라 이송함으로써, 비교적 소형의 제1 이송 장치의 사용을 가능하게 할 수 있다.
제2 장치는 제1 경로의 적어도 일부 또는 전부를 따라 유도 가열식 발열체 요소를 이송할 수 있다. 원통형 에어로졸 발생 물품과 동일한 제1 경로를 따라 유도 가열식 발열체 요소를 이송함으로써, 제1 이송 장치 및 제2 장치의 구조를 단순화할 수 있고, 비교적 소형의 장치의 사용을 더 원활하게 할 수 있다.
단계 (iv)는, 원통형 에어로졸 발생 물품 및 유도 가열식 발열체 요소가 제2 장치와 동일한 제1 경로(예를 들어, 동일한 곡선형 경로)를 따라 이송되면서 수행될 수 있다. 이는 제조 속도를 극대화하도록 도울 수 있다.
방법은,
(v) 유도 가열식 발열체 요소가 그 안에 위치된 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제1 이송 장치 또는 제2 장치로부터 탈거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
단계 (v)는, 제1 수용부의 종방향에 수직인 방향으로 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 이동시킴으로써 수행될 수 있다. 따라서, 제1 이송 장치 또는 제2 장치로부터 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품의 효과적인 탈거가 보장된다.
단계 (v)는, 회전식 탈거 드럼(removal drum)의 외측 표면 상에 배치된 탈거 홈에 형성된 흡인 기구에 의해 수행될 수 있다. 단계 (v) 동안, 탈거 홈은 예를 들어, 유지 기구(retaining mechanism)(아래에 설명됨)에 의해 에어로졸 발생 물품의 방출 후에 에어로졸 발생 물품의 노출된 부분을 커버할 수 있으며, 흡인 기구는 흡인 또는 진공 효과에 의해 에어로졸 발생 물품을 탈거 홈에 고정시킬 수 있다. 탈거 드럼의 회전, 그리고 이에 따라 흡인 기구에 의해 그 안에 고정된 에어로졸 발생 물품을 갖는 탈거 홈의 회전에 의해, 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제1 이송 장치 또는 제2 장치로부터 탈거한다.
제1 공급 장치는 호퍼(hopper)를 포함할 수 있다. 호퍼를 사용함으로써, 에어로졸 발생 물품을 제1 이송 장치의 제1 수용부에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급하기 위한 간단한 배치를 제공한다.
제1 이송 장치 및 제2 장치는 일체형으로 형성될 수 있으며, 제2 수용부의 종방향은 제1 수용부의 종방향과 정렬될 수 있다. 제1 이송 장치 및 제2 장치가 일체형으로 형성되기 때문에, 제1 수용부와 제2 수용부 사이의 정확한 정렬이 보장된다. 또한, 제1 이송 장치 및 제2 장치의 구조, 그리고 이에 따른 제조 장치의 구조가 단순화될 수 있으며, 비교적 소형의 장치를 사용할 수 있게 할 수 있다.
제1 수용부 및/또는 제2 수용부는, 원통형 에어로졸 발생 물품을 제1 수용부에 유지시키기 위한 및/또는 유도 가열식 발열체 요소를 제2 수용부에 유지시키기 위한 유지 기구를 각각 포함할 수 있다. 예를 들어, 유지 기구는, 원통형 에어로졸 발생 물품 및/또는 유도 가열식 발열체 요소와 맞물리는 압착 부재 또는 흡인 기구를 포함할 수 있다. 따라서, 원통형 에어로졸 발생 물품 및/또는 유도 가열식 발열체 요소를 제1 수용부 및/또는 제2 수용부의 정확한 위치에 유지시키는 것이 보장되며, 이에 따라 유도 가열식 발열체 요소를 원통형 에어로졸 발생 물품에 위치시키는 것이 또한 보장된다.
위치 설정 장치는, 원통형 에어로졸 발생 물품 및/또는 유도 가열식 발열체 요소를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동 기구를 포함할 수 있다. 이동 기구는 예를 들어, 푸셔(pusher) 기구를 포함할 수 있다. 원통형 에어로졸 발생 물품 및/또는 유도 가열식 발열체 요소의 상대적 이동은 간단하고 효과적인 방식으로 달성될 수 있다.
장치는, 원통형 에어로졸 발생 물품 및/또는 유도 가열식 발열체 요소의 이동을 안내하기 위한 가이드(guide)를 더 포함할 수 있다. 가이드를 사용함으로써, 유도 가열식 발열체 요소가 원통형 에어로졸 발생 물품에 정확하게 위치되도록 보장한다.
제1 이송 장치는 드럼일 수 있고, 제1 수용부는, 제1 수용부의 종방향이 드럼의 회전축과 평행하도록 드럼의 외측 표면의 둘레에 형성될 수 있다. 드럼을 사용함으로써, 곡선형 경로를 용이하게 구현할 수 있으며, 비교적 소형의 제1 이송 장치를 사용할 수 있다.
제1 이송 장치는 제1 드럼을 포함할 수 있으며, 제2 장치는 제2 드럼을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 드럼은 서로 동기화되어 회전하도록 구성될 수 있다.
복수의 에어로졸 발생 물품 각각은, 예를 들어 제1 및 제2 영역을 갖는 에어로졸 발생 재료를 포함할 수 있다. 제1 영역은 물품 내의 에어로졸 유동 방향에 대하여 제2 영역의 상류에 위치될 수 있다. 대안적으로, 제1 영역은 물품 내의 에어로졸 유동 방향에 대하여 제2 영역의 하류에 위치될 수 있다.
단계 (iv)는, 각각의 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 영역에 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 바람직하게는 순차적으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 재료는 제1 단부 및 제2 단부를 가질 수 있으며, 제1 단부와 제2 단부 사이의 중간 지점을 가질 수 있다.
제1 영역이 제2 영역의 상류에 위치되는 실시형태에서, 제1 영역은 제1 단부로부터 중간 지점으로 연장될 수 있다. 제2 영역은 중간 지점으로부터 제2 단부로 연장될 수 있다. 각각의 유도 가열식 발열체 요소는 신장형 부분을 포함할 수 있다. 단계 (iv)는, 제1 단부로부터 중간 지점으로 연장되도록 각각의 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 영역에 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 바람직하게는 순차적으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있다.
제1 영역이 제2 영역의 하류에 위치되는 실시형태에서, 제1 영역은 제2 단부로부터 중간 지점으로 연장될 수 있다. 제2 영역은 중간 지점으로부터 제1 단부로 연장될 수 있다. 각각의 유도 가열식 발열체 요소는 신장형 부분을 포함할 수 있다. 단계 (iv)는, 제2 단부로부터 중간 지점으로 연장되도록 각각의 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 영역에 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 바람직하게는 순차적으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있다.
단계 (iv)는, 중간 지점으로 연장되도록 제1 단부 또는 제2 단부로부터 제1 영역 내로 유도 가열식 발열체 요소를 삽입함으로써, 각각의 상기 원통형 에어로졸 발생 물품에 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 순차적으로 위치시키는 단계; 및 유도 가열식 발열체 요소를 제1 영역 내로 삽입하는 동안, 예를 들어 지지 부재에 의해, 제1 및 제2 단부의 대향 단부에서 에어로졸 발생 재료를 지지하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어 지지 부재에 의해, 유도 가열식 발열체 요소의 삽입 동안 에어로졸 발생 재료를 지지함으로써, 유도 가열식 발열체 요소가 에어로졸 발생 재료 내로 삽입됨에 따라, 에어로졸 발생 재료가 적절하게 지지되어 유도 가열식 발열체 요소에 의해 변위되지 않도록 보장할 수 있다.
지지 부재는 외부 지지 부재(예를 들어, 제조 장치의 일부임)일 수 있다. 단계 (iv)는, 외부 지지 부재에 의해, 제1 단부 또는 제2 단부에서 에어로졸 발생 재료를 지지하는 단계를 포함할 수 있으며, 에어로졸 발생 재료를 에어로졸 발생 물품의 다른 구성 요소 부분과 조립하기 전에, 제1 단부 또는 제2 단부로부터 제1 영역 내로 유도 가열식 발열체 요소를 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 배치를 통해, 에어로졸 발생 재료의 제1 단부 또는 제2 단부는 외부 지지 부재에 의해 직접 지지된다. 이는 유도 가열식 발열체 요소를 제1 영역 내로 삽입한 후에, 필터와 같은 에어로졸 발생 물품의 다른 구성 요소 부분이 에어로졸 발생 재료와 결합될 수 있게 함으로써, 에어로졸 발생 물품의 설계 및 구조에 있어서 더 큰 자유도를 허용한다.
지지 부재는, 에어로졸 발생 물품의 구성 요소 부분(예를 들어, 필터)에 의해 제공되는 일체형 지지 부재일 수 있다. 방법은, 일체형 지지 부재로서 의도된 구성 요소 부분과 에어로졸 발생 재료를 조립한 후에, 제1 단부 또는 제2 단부로부터 제1 영역 내로 유도 가열식 발열체 요소를 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 배치를 통해, 제1 단부 또는 제2 단부의 대향 단부로부터 제1 영역 내로 유도 가열식 발열체 요소를 삽입하는 동안, 일체형 지지 부재에 의해 제1 단부 또는 제2 단부에서 에어로졸 발생 재료가 지지된다. 외부 지지 부재가 필요하지 않기 때문에, 제조 장치 및 방법이 단순화될 수 있다.
단계 (iv)는, 중간 지점으로 연장되도록 제1 단부 또는 제2 단부로부터 제1 영역 내로 유도 가열식 발열체 요소를 삽입함으로써, 각각의 상기 원통형 에어로졸 발생 물품에 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 순차적으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 유도 가열식 발열체 요소를 제1 영역 내로 삽입하는 동안, 에어로졸 발생 재료의 축에 수직인 방향으로 또는 삽입 방향으로, 단계 (iv) 동안, 제2 영역의(즉, 유도 가열식 발열체 요소가 삽입되지 않는 제1 및 제2 단부 중 다른 단부와 중간 지점 사이의) 에어로졸 발생 재료를 압축시키는 단계를 포함할 수 있다. 유도 가열식 발열체 요소를 제1 영역 내로 삽입하는 동안 제2 영역의 에어로졸 발생 재료를 압축시키는 작업은, 유도 가열식 발열체 요소의 삽입 동안, 에어로졸 발생 재료가 적절하게 지지되어 변위되지 않도록 보장한다.
단계 (i)은, 에어로졸 발생 재료를 제1 이송 장치의 복수의 제1 수용부에 순차적으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 각각의 제1 수용부는, 제1 영역의 에어로졸 발생 재료를 압축시키지 않는 제1 수용 구역을 가질 수 있으며, 제2 영역의 에어로졸 발생 재료를 압축시키는 제2 수용 구역을 가질 수 있다. 방법은, 지지 드럼에 의해, 각각의 제1 수용부에서 에어로졸 발생 재료를 순차적으로 지지하는 단계를 포함할 수 있다. 선택적인 지지 드럼과 조합하여, 각각의 제1 수용부가 제1 (비-압축) 및 제2 (압축) 수용 구역을 갖는 제1 이송 장치를 사용함으로써, 제2 영역의 에어로졸 발생 재료를 압축시키기 위한 간편한 방식을 제공한다.
각각의 유도 가열식 발열체 요소는, 각각의 에어로졸 발생 물품의 종방향에 실질적으로 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 이러한 배치를 통해, 에어로졸 발생 물품을 통하는 공기 유동 저항이 최소화된다.
유도 가열식 발열체 요소는 관형일 수 있다. 단계 (iv)는, 제1 영역의 에어로졸 발생 재료가 관형 유도 가열식 발열체 요소의 내부 및 외부 모두에 위치되도록, 상기 관형 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 각각의 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 영역에 바람직하게는 순차적으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 관형 유도 가열식 발열체 요소를 사용함으로써, 발열체 요소의 관형 형상이 와전류를 발생시키기에 적합한 폐쇄된 순환형 전기 경로를 제공하기 때문에, 제1 영역에서 열이 효과적으로 발생되도록 보장한다. 또한, 관형 유도 가열식 발열체 요소의 내부와 외부 모두에 에어로졸 발생 재료를 위치시킴으로써, 발열체 요소가 에어로졸 발생 재료에 의해 둘러싸이기 때문에, 에어로졸 발생을 최적화하고, 에너지 효율을 개선한다.
유도 가열식 발열체 요소가 관형인 실시형태에서, 이동 기구(예를 들어, 푸셔 기구)는, 관형 유도 가열식 발열체 요소의 단부 내로 부분적으로 삽입될 수 있는 테이퍼형(tapered) 부분(예를 들어, 테이퍼형 단부)을 가질 수 있다. 테이퍼형 부분은, 관형 유도 가열식 발열체 요소의 내경과 일치하는 외경을 가질 수 있다. 따라서, 제1 영역 내로 관형 유도 가열식 발열체 요소의 적절한 삽입이 이동 기구에 의해 보장된다.
유도 가열식 발열체 요소는 뾰족형(sharpened) 또는 첨형(pointed) 단부를 포함할 수 있으며, 가능하게는 복수의 뾰족형 또는 첨형 단부를 포함할 수 있다. 단계 (iv)는, 뾰족형 또는 첨형 단부, 또는 각각의 뾰족형 또는 첨형 단부가 에어로졸 발생 재료의 중간 지점에 위치되도록, 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 각각의 상기 에어로졸 발생 물품에 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 뾰족형 또는 첨형 단부를 유도 가열식 발열체 요소에 제공함으로써, 유도 가열식 발열체 요소는, 예를 들어, 에어로졸 발생 물품의 제조 동안, 제1 단부 또는 제2 단부로부터 에어로졸 발생 재료 내로 삽입되어, 에어로졸 발생 재료에 용이하게 위치될 수 있다.
일부 실시형태에서, 뾰족형 또는 첨형 단부는 1 mm2 미만의 표면적을 가질 수 있다. 표면적은 0.5 mm2 미만일 수 있으며, 전형적으로 0.25 mm2 미만이다. 작은 표면적은, 에어로졸 발생 물품의 제조 동안 에어로졸 발생 재료 내로 유도 가열식 발열체 요소의 삽입을 원활하게 한다.
유도 가열식 발열체 요소는 평탄 부분을 포함할 수 있다. 제1 영역이 제2 영역의 상류에 있는 실시형태에서, 평탄 부분은, 단계 (iv) 동안 에어로졸 발생 재료의 제1 단부에 위치될 수 있다. 제1 영역이 제2 영역의 하류에 있는 실시형태에서, 평탄 부분은, 단계 (iv) 동안 에어로졸 발생 재료의 제2 단부에 위치될 수 있다. 평탄 부분은, 1 mm2 초과, 바람직하게는 2 mm2 초과이고, 에어로졸 발생 물품의 단면적 미만인, 투영 면적 또는 포괄 면적(encompassed area)을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 평탄 부분의 투영 면적 또는 포괄 면적은 평탄 부분의 표면적 초과일 수 있다. 일 실시예에서, 유도 가열식 발열체 요소는 관형일 수 있으며, 환형 평탄 부분을 가질 수 있다. 평탄 부분의 표면적은 환형 면적과 일치하며, 투영 면적 또는 포괄 면적은 관형 유도 가열식 발열체 요소의 외측 주변부에 의해 한정된 원형 면적과 일치하고, 원형 면적은 환형 면적 초과이다. 당업자는 평탄 부분의 투영 면적 또는 포괄 면적이 평탄 부분의 표면적 초과인 다른 형상의 유도 가열식 발열체 요소가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 평탄 부분을 제공함으로써, 적절한 배향(예를 들어, 각도)으로 제1 단부 또는 제2 단부로부터 에어로졸 발생 재료 내로 유도 가열식 발열체 요소가 보다 용이하게 조작되어 삽입될 수 있다.
제한적이지 않은 실시예로서, 각각의 유도 가열식 발열체 요소는 U자 형상, E자 형상 또는 I자 형상일 수 있다. U자 형상 및 E자 형상의 유도 가열식 발열체 요소는, 유도 가열식 발열체 요소의 대향 단부의 복수의 뾰족형 또는 첨형 단부 그리고 평탄 부분을 모두 포함하는 유도 가열식 발열체 요소의 실시예임을 이해할 것이다.
각각의 유도 가열식 발열체 요소는, 유도 가열식이 아닌(non-inductively heatable) 재료를 포함하는 뾰족형 또는 첨형 부분에 연결될 수 있다. 유도 가열식이 아닌 재료는, 실질적으로 비-도전성이고 비-자성으로 투과성인 재료를 포함할 수 있다. 이러한 배치를 통해, 뾰족형 또는 첨형 부분에서 열이 발생되지 않음을 이해할 것이다. 예를 들어, 고온에 저항성인 세라믹 재료 또는 플라스틱 재료와 같은, 유도 가열식이 아닌 재료의 사용으로 인해, 뾰족형 또는 첨형 부분의 제조의 편의성이 개선될 수 있다.
일 실시형태에서, 각각의 유도 가열식 발열체 요소는, 유도 가열식이 아닌 재료를 포함하는 뾰족형 또는 첨형 부분과 일 단부에서 연결될 수 있다.
다른 실시형태에서, 뾰족형 또는 첨형 부분은 관형 커넥터와 같은 커넥터를 포함할 수 있으며, 각각의 유도 가열식 발열체 요소는 커넥터에 연결될 수 있다. 커넥터를 제공함으로써, 뾰족형 또는 첨형 부분과 유도 가열식 발열체 요소의 연결을 원활하게 할 수 있다.
제1 실시예에서, 관형 유도 가열식 발열체 요소는 관형 커넥터의 둘레에 위치될 수 있으며, 관형 커넥터를 둘러싸서 관형 커넥터에 연결되는 슬리브(sleeve)를 형성할 수 있다. 이러한 배치는 뾰족형 또는 첨형 단부와 유도 가열식 발열체 요소가 비교적 용이하게 연결될 수 있게 할 수 있다.
제2 실시예에서, 유도 가열식 발열체 요소는, 커넥터에 도포된 유도 가열식 재료의 코팅을 포함할 수 있다.
제1 영역이 제2 영역의 상류에 있는 실시형태에서, 단계 (iv)는, 각각의 유도 가열식 발열체 요소의 단부(예를 들어, 평탄 부분)가 에어로졸 발생 재료의 제1 단부와 동일 평면에 있도록, 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 각각의 상기 에어로졸 발생 물품에 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 영역이 제2 영역의 하류에 있는 실시형태에서, 단계 (iv)는, 각각의 유도 가열식 발열체 요소의 단부(예를 들어, 평탄 부분)가 에어로졸 발생 재료의 제2 단부와 동일 평면에 있도록, 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 각각의 상기 에어로졸 발생 물품에 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 단계 (iv)는, 각각의 유도 가열식 발열체 요소의 단부(예를 들어, 평탄 부분)가 에어로졸 발생 재료의 제1 단부 또는 제2 단부에 내장되도록, 상기 유도 가열식 발열체 요소 중 하나를 각각의 상기 에어로졸 발생 물품에 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 재료에 유도 가열식 발열체 요소의 단부를 내장함으로써, 유도 가열식 발열체 요소 전체가 에어로졸 발생 재료에 의해 둘러싸이므로, 유도 가열식 발열체 요소로부터 에어로졸 발생 재료로의 열 전달이 극대화되기 때문에, 에어로졸 또는 증기가 보다 효과적으로 발생될 수 있다.
유도 가열식 발열체 요소는, 에어로졸 발생 물품의 폭보다 더 클 수 있는 길이를 가질 수 있다. 결과적인 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치의 공동(cavity) 내로 삽입되도록 최적화된 형상을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 재료 시트에 의해 둘러싸일 수 있다. 보다 구체적으로, 방법은, 단계 (iv) 후에 그리고 가능하게는 단계 (v) 후에, 에어로졸 발생 물품을 필터와 결합하는 단계, 및 에어로졸 발생 물품과 필터를 재료 시트로 둘러싸는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 방법은, 단계 (iv) 후에 그리고 가능하게는 단계 (v) 후에, 물품과 필터 사이에 위치된 중공 관형 부재 및 필터와 에어로졸 발생 물품을 결합하는 단계, 및 그 후에, 에어로졸 발생 물품, 필터 및 중공 관형 부재를 재료 시트로 둘러싸는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 재료 시트는 포장지의 역할을 한다. 포장지는, 실질적으로 비-도전성이고 비-자성으로 투과성인 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 종이 포장지를 포함할 수 있다. 포장지를 사용함으로써, 에어로졸 발생 물품의 제조 및 조작을 원활하게 할 수 있고, 에어로졸 발생을 증대시킬 수 있다.
각각의 유도 가열식 발열체 요소는, 알루미늄, 철, 니켈, 스테인리스 강, 및 이들의 합금(예를 들어, 니켈 크롬 또는 니켈 구리) 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 발열체 요소는, 이의 근처에 전자기장을 인가함으로써, 와전류 및 자기 히스테리시스 손실로 인해 열을 발생시킬 수 있고, 결과적으로 전자기로부터 열로 에너지를 변환시킬 수 있다.
에어로졸 발생 재료는 임의의 유형의 고체 또는 반고체 재료일 수 있다. 에어로졸 발생 재료의 예시적인 유형은, 분말, 과립제, 입자, 겔, 스트립, 루스 리프(loose leaf), 컷 충전제(cut filler), 펠릿(pellet), 분말, 조각(shred), 스트랜드(strand), 발포체 재료 및 시트를 포함한다. 에어로졸 발생 재료는 식물 유래 재료를 포함할 수 있으며, 특히 담배를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 재료는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제의 실시예는 다가 알코올 및 이의 혼합물, 예를 들어 글리세린 또는 프로필렌 글리콜을 포함한다. 전형적으로, 에어로졸 발생 재료는 건조 중량 기준으로, 약 5% 내지 약 50%의 에어로졸 형성제 함량을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 에어로졸 발생 재료는 건조 중량 기준으로, 약 15%의 에어로졸 형성제 함량을 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품의 개략적인 측단면도이다;
도 2는 도 1에 도시된 화살표 A 방향으로의 개략도이다;
도 3 및 도 4는 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기에 적합한 제1 실시형태의 장치의 개략도이다;
도 5a 내지 도 5f는 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기에 적합한 제2 실시형태의 장치 및 방법의 개략도이다;
도 6은 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기에 적합한 대안적인 장치의 개략도이다;
도 7a 및 도 7b는 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기에 적합한 장치의 일부의 개략도이다;
도 8은 도 7a 및 도 7b에 도시된 것과 유사한 장치의 일부의 개략도이다;
도 9a 및 도 9b는 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 다른 장치 및 방법의 일부의 개략도이다;
도 10 및 도 11은 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법 및 장치의 개략도이다;
도 12a 내지 도 12c는 도 11의 화살표 A 방향으로의 도면이다; 그리고
도 13a 내지 도 13c는 도 11의 라인 B-B를 따르는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화살표 A 방향으로의 개략도이다;
도 3 및 도 4는 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기에 적합한 제1 실시형태의 장치의 개략도이다;
도 5a 내지 도 5f는 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기에 적합한 제2 실시형태의 장치 및 방법의 개략도이다;
도 6은 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기에 적합한 대안적인 장치의 개략도이다;
도 7a 및 도 7b는 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기에 적합한 장치의 일부의 개략도이다;
도 8은 도 7a 및 도 7b에 도시된 것과 유사한 장치의 일부의 개략도이다;
도 9a 및 도 9b는 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 다른 장치 및 방법의 일부의 개략도이다;
도 10 및 도 11은 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 방법 및 장치의 개략도이다;
도 12a 내지 도 12c는 도 11의 화살표 A 방향으로의 도면이다; 그리고
도 13a 내지 도 13c는 도 11의 라인 B-B를 따르는 단면도이다.
이제 본 개시물의 실시형태가 첨부된 도면을 참조하여 단지 실시예로서 설명될 것이다.
먼저 도 1 및 도 2를 참조하면, 유도 코일을 포함하고 유도 가열 원리에 기초하여 작동되는 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 일 실시예의 에어로졸 발생 물품(1)이 도시된다. 그러한 장치는 당업계에 알려져 있으며, 본 명세서에서 추가로 상세히 설명되지 않을 것이다. 에어로졸 발생 물품(1)은 신장형이며, 실질적으로 원통형이다. 원형 단면은 사용자에 의한 물품(1)의 조작을 원활하게 하고, 에어로졸 발생 장치의 공동 또는 가열 격실 내로 물품(1)의 삽입을 원활하게 한다.
에어로졸 발생 물품(1)은, 제1 영역(12) 및 제2 영역(14)을 갖는 에어로졸 발생 재료(10)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 제1 영역(12)은 물품(1) 내의 에어로졸 유동 방향에 대하여 제2 영역(14)의 상류에 위치된다. 다른 실시형태에서, 제1 영역(12)은 제2 영역(14)의 하류에 위치될 수 있다. 에어로졸 발생 재료(10)는, 제1 단부(16), 제2 단부(18), 그리고 제1 및 제2 단부(16, 18) 사이의 중간 지점(20)을 갖는다.
에어로졸 발생 물품(1)은, 제2 영역(14)의 하류에 위치된 선택적인 중공 관형 부재(13), 및 관형 부재(13)의 하류에 위치된, 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 포함하는 필터(11)를 포함한다. 에어로졸 발생 재료(10), 선택적인 관형 부재(13) 및 필터(11)는, 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 및 제2 영역(12, 14), 선택적인 관형 부재(13) 및 필터(11) 사이의 위치 관계를 유지하기 위해, 예를 들어 종이 포장지(26)와 같은 재료 시트에 의해 둘러싸인다.
에어로졸 발생 물품(1)은, 제1 영역(12)에 위치된 유도 가열식 발열체 요소(22)를 포함한다. 유도 가열식 발열체 요소(22)는, 제1 단부(16)로부터 중간 지점(20)으로 제1 영역(12)을 통하여 연장되는 2개의 신장형 부분(22a, 22b), 및 2개의 신장형 부분(22a, 22b)을 연결하는 연결 부분(23)을 포함하는 실질적으로 U자 형상이다.
신장형 부분(22a, 22b)의 단부는, 제1 단부(16)로부터 제1 영역(12) 내로 유도 가열식 발열체 요소(22)의 삽입을 원활하게 하기 위해 뾰족형 또는 첨형일 수 있다. 연결 부분(23)은, 유도 가열식 발열체 요소(22)가 용이하게 조작되어 제1 단부(16)로부터 제1 영역(12) 내로 삽입될 수 있도록 하는 평탄 부분(24)을 구성한다. 도시된 실시예에서, 평탄 부분(24)으로 구성된 유도 가열식 발열체 요소(22)의 단부는 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 단부(16)와 실질적으로 동일 평면에 있지만, 다른 실시형태에서, 평탄 부분(24)으로 구성된 유도 가열식 발열체 요소(22)의 단부는, 유도 가열식 발열체 요소(22)가 제1 영역(12)의 에어로졸 발생 재료(10)에 의해 완전히 둘러싸이도록 제1 단부(16)에 내장될 수 있음을 이해할 것이다.
에어로졸 발생 재료(10)는 전형적으로 고체 또는 반고체 재료이다. 적합한 에어로졸 형성 고체의 실시예는, 분말, 과립제, 입자, 겔, 스트립, 루스 리프, 컷 충전제, 펠릿, 분말, 조각, 스트랜드, 발포체 재료 및 시트를 포함한다. 에어로졸 발생 재료(10)는 전형적으로 식물 유래 재료를 포함하며, 특히 담배를 포함한다.
에어로졸 발생 재료(10)는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함한다. 전형적으로, 에어로졸 발생 재료는 건조 중량 기준으로, 약 5% 내지 약 50%의 에어로졸 형성제 함량을 포함할 수 있다. 가열 시에, 에어로졸 발생 재료(10)는, 가능하게는 담배 향미제와 같은 향미 화합물 또는 니코틴을 포함하는 휘발성 화합물을 방출한다.
에어로졸 발생 장치에서 물품(1)의 사용 동안, 시변 전자기장이 유도 가열식 발열체 요소(22)의 근처에 인가되는 경우, 와전류 및 자기 히스테리시스 손실로 인해 유도 가열식 발열체 요소(22)에서 열이 발생되며, 유도 가열식 발열체 요소(22)로부터 제1 영역(12)의 에어로졸 발생 재료(10)로 열이 전달되어, 제1 영역(12)의 에어로졸 발생 재료(10)를 연소시키지 않으면서 가열함으로써, 에어로졸을 발생시킨다. 사용자가 필터(11)를 통해 흡입함에 따라, 가열된 에어로졸은 제1 영역(12)으로부터 물품(1)을 통하여 그리고 제2 영역(14)을 통하여 하류 방향으로 흡입된다. 가열된 에어로졸이 제2 영역(14) 및 선택적인 관형 부재(13)를 통하여 필터(11)를 향해 유동함에 따라, 가열된 에어로졸이 냉각 및 응축됨으로써, 사용자가 필터(11)를 통해 흡입하기 위한 적합한 특성을 갖는 에어로졸 또는 증기를 형성한다. 제1 영역(12)에서 발생되는 가열된 에어로졸에 의해, 제2 영역(14)의 에어로졸 발생 재료(10)가 가열됨으로써, 제1 영역(12)으로부터의 가열된 에어로졸이 이를 통하여 유동함에 따라, 제2 영역(14)의 에어로졸 발생 재료(10)로부터 하나 이상의 휘발성 성분이 방출될 수 있다. 제2 영역(14)의 에어로졸 발생 재료(10)로부터 하나 이상의 휘발성 화합물이 방출됨으로써, 필터(11)를 통해 사용자에게 전달되는 증기 또는 에어로졸의 특성(예를 들어, 향미)을 증대시킬 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 에어로졸 발생 물품(1)과 같은, 원통형 에어로졸 발생 물품을 제조하기에 적합한 장치(30, 60, 80) 및 방법이 이제 설명될 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전술한 에어로졸 발생 물품(1)과 같은 원통형 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 제1 실시형태의 장치(30)가 도시된다.
장치(30)는 인덱싱 드럼(indexing drum)(34) 형태의 제1 이송 장치(32)를 포함하며, 제1 이송 장치(32)는, 드럼(34)의 외측 표면의 둘레에 위치되어 드럼(34)의 회전축에 평행한 방향으로 연장되는 홈(38) 형태의 복수의 제1 수용부(36)를 포함한다.
장치(30)는, 복수의 원통형 에어로졸 발생 물품을 수용하는 호퍼(42) 형태의 제1 공급 장치(40)를 포함한다. 원통형 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 영역(12) 내로 유도 가열식 발열체 요소(22)를 삽입하기 전의 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 에어로졸 발생 물품(1)에 해당한다. 따라서, 원통형 에어로졸 발생 물품(1)은, 부분적으로 형성된 원통형 에어로졸 발생 물품(1)으로 간주될 수 있다. 도시된 실시형태에서, 호퍼(42)는 드럼(34) 위에 간편하게 위치되며, 홈(38)의 종방향에 수직인 방향으로, 복수의 에어로졸 발생 물품(1) 중 하나를 각각의 홈(38)에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급하도록 배치된다. 호퍼(42)는 고정식 구성 요소이며, 예를 들어, 호퍼(42) 아래의 홈(38) 중 하나에 위치시키기 위해, 도 3의 화살표로 도시된 바와 같은 시계 방향으로 인덱싱 드럼(34)을 점진적으로 회전시킴으로써 그리고 중력의 작용에 따라, 복수의 에어로졸 발생 물품(1)이 각각의 홈(38)에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급된다는 것을 이해할 것이다.
장치(30)는 예를 들어, 어플리케이터 건(applicator gun)(46) 형태의 제2 장치(44)를 포함한다. 제2 장치(44)는, 복수의 유도 가열식 발열체 요소(22)를 수용하기 위한 제2 수용부(48), 및 복수의 유도 가열식 발열체 요소(22)를 제2 수용부(48)에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급하도록 배치된 제2 공급 장치(50)를 포함한다.
장치(30)는, 도시된 실시형태에서 어플리케이터 건(46)의 일부를 형성하는 위치 설정 장치(52)를 더 포함하며, 위치 설정 장치(52)는, 유도 가열식 발열체 요소(22) 중 하나를 각각의 에어로졸 발생 물품(1)의 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 영역(12)에 순차적으로 위치시키도록 배치된다. 보다 구체적으로, 위치 설정 장치(52)는, 유도 가열식 발열체 요소(22) 중 하나를 제1 단부(16)로부터 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 영역(12) 내로 순차적으로 삽입하도록 배치됨으로써, 각각의 유도 가열식 발열체 요소(22)가 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 각각의 에어로졸 발생 물품(1)의 제1 영역(12)을 통하여 연장된다.
사용 시에, 인덱싱 드럼(34)은, 호퍼(42) 아래의 드럼(34)의 빈 홈(38)에 순차적으로 위치시키기 위해, 도 3의 화살표로 나타낸 시계 방향으로 점진적으로 회전된다. 드럼(34)의 인덱싱된 회전 동안, 에어로졸 발생 물품(1)은 호퍼(42)로부터 홈(38)으로 연속적으로 그리고 순차적으로 공급된다. 인덱싱 드럼(34)의 회전 동안, 에어로졸 발생 물품(1)은, 어플리케이터 건(46)과 정렬된 그리고 특히 위치 설정 장치(52)와 정렬된 회전 위치로 이들 각각의 홈(38)에 연속적으로 그리고 순차적으로 이송된다. 에어로졸 발생 물품(1)이 어플리케이터 건(46)의 위치 설정 장치(52)와 정렬되는 회전 위치에 도달하는 경우, 위치 설정 장치(52)는 유도 가열식 발열체 요소(22) 중 하나를 물품(1)의 에어로졸 발생 재료(10) 내로 삽입하고, 특히 제1 단부(16)로부터 제1 영역(12) 내로 삽입하여, 완성된 에어로졸 발생 물품(1)을 형성한다. 부분적으로 형성된 추가적인 에어로졸 발생 물품(1)이 위치 설정 장치(52)와 정렬되는 회전 위치에 도달함에 따라, 이러한 공정이 반복된다.
완성된 에어로졸 발생 물품(1)은, 예를 들어 적합한 이젝터(ejector) 기구 또는 탈거 드럼(도시되지 않음)에 의해, 예를 들어 중력의 작용에 따라 홈(38)의 종방향에 수직인 방향으로, 또는 홈(38)의 종방향에 수직이거나 평행한 방향으로, 후속적인 회전 위치에서 인덱싱 드럼(34)으로부터 순차적으로 탈거된다.
제1 실시형태의 변형예에서, 장치(30)는, 호퍼(42)(또는 다른 공급 장치)가 부분적으로 형성된 에어로졸 발생 물품(1)을 각각의 홈(64)에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급하도록 구성될 수 있으며, 부분적으로 형성된 에어로졸 발생 물품(1)은, 유도 가열식 발열체 요소(22)가 에어로졸 발생 재료(10)에 위치된 후에 제1 및 제2 영역(12, 14)을 형성하는 에어로졸 발생 재료(10)를 포함한다.
(부분적으로 형성된) 에어로졸 발생 물품(1)이 홈(64)으로부터 탈거된 후에, 종이 포장지(26)에 의해 둘러싸인 다양한 구성 요소 및 에어로졸 발생 재료(10)와 인접하여 동축 정렬되도록, 필터(11) 및 선택적인 관형 부재(13)가 배치됨으로써, 예를 들어 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 완성된 그리고 완전히 조립된 에어로졸 발생 물품(1)을 형성한다.
이제 도 5a 내지 도 5f를 참조하면, 전술한 에어로졸 발생 물품(1)과 같은 원통형 에어로졸 발생 물품을 제조하기 위한 제2 실시형태의 장치(60)가 도시된다. 장치(60)는 도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 장치(30)와 일부 유사점을 공유하며, 대응하는 요소는 동일한 참조 번호를 사용하여 지정된다.
장치(60)는, 인덱싱 드럼(62)으로 일체형으로 형성되는 제1 이송 장치(32) 및 제2 장치(44)를 포함한다.
제1 이송 장치(32)는, 드럼(62)의 외측 표면의 둘레에 위치되어 드럼(62)의 회전축에 평행한 방향으로 연장되는 홈(64) 형태의 복수의 제1 수용부(36)를 포함한다. 장치(60)는, 드럼(62)의 위에 위치되어 원통형 에어로졸 발생 물품을 각각의 홈(64)에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급하도록 배치되는, 예를 들어 도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 바와 같은 호퍼(42)와 같은, 제1 공급 장치(도시되지 않음)를 더 포함한다. 도시된 실시형태에서, 장치(60)는, 호퍼(42)(또는 다른 공급 장치)가 부분적으로 형성된 에어로졸 발생 물품(1)을 각각의 홈(64)에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급하도록 구성되며, 부분적으로 형성된 에어로졸 발생 물품(1)은, 유도 가열식 발열체 요소(22)가 에어로졸 발생 재료(10)에 위치된 후에 제1 및 제2 영역(12, 14)을 형성하는 에어로졸 발생 재료(10)를 포함한다. 장치(60)는, 부분적으로 형성된 에어로졸 발생 물품(1)을 홈(64)의 제위치에 유지시키기 위한 흡인 기구(도시되지 않음) 또는 다른 유지 기구를 포함할 수 있다.
유사하게, 제2 장치(44)는, 홈(64)과 정렬되어 복수의 유도 가열식 발열체 요소(22)를 연속적으로 그리고 순차적으로 수용하도록 배치되는 홈(66) 형태의 복수의 제2 수용부(48)를 포함한다. 장치(60)는, 유도 가열식 발열체 요소(22)를 각각의 홈(64)에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급하도록 배치된 제2 공급 장치(도시되지 않음)를 더 포함한다. 장치(60)는, 홈(66)의 제위치에 유도 가열식 발열체 요소(22)를 유지시키기 위한 흡인 기구(도시되지 않음) 또는 다른 유지 기구를 포함할 수 있다.
장치(60)는, 가이드(70)와 조합하여, 각각의 에어로졸 발생 물품(1)의 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 영역(12)에 유도 가열식 발열체 요소(22) 중 하나를 순차적으로 위치시키도록 배치된 푸셔 기구(68) 형태의 위치 설정 장치(52)를 더 포함한다. 보다 구체적으로, 그리고 도 5d 및 도 5e에 가장 잘 도시된 바와 같이, 푸셔 기구(68)는, 제1 단부(16)로부터 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 영역(12) 내로 유도 가열식 발열체 요소(22) 중 하나를 순차적으로 삽입하도록 배치됨으로써, 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 방식으로, 각각의 유도 가열식 발열체 요소(22)가 각각의 에어로졸 발생 물품(1)의 제1 영역(12)을 통하여 연장된다.
이제 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 사용 시에, 인덱싱 드럼(34)은 일련의 회전 위치 01 내지 08을 통하여, 도 5a에 도시된 시계 방향으로 점진적으로 회전된다.
드럼(62)의 연동 홈(64, 66) 세트가 회전 위치 01, 07 및 08에 있는 경우, 홈(64)은 원통형 에어로졸 발생 물품(1)을 수용하지 않고, 홈(66)은 유도 가열식 발열체 요소(22)를 수용하지 않는다는 것을 도 5b에서 알 수 있을 것이다. 또한, 푸셔 기구(68)가 후퇴된 위치에 있음을 유의한다.
드럼(62)이 연동 홈(64, 66) 세트를 회전 위치 02에 위치시키도록 회전되는 경우, 예를 들어, 부분적으로 형성된 원통형 에어로졸 발생 물품(1)을 구성하는 에어로졸 발생 재료(10)는 예를 들어, 전술한 바와 같은 호퍼(42)로부터 홈(64)에 공급된다는 것을 도 5c에서 알 수 있을 것이다. 드럼(62)이 연동 홈(64, 66)을 회전 위치 03에 위치시키도록 추가로 회전되는 경우, 유도 가열식 발열체 요소(22)가 홈(66)에 공급되어, 회전 위치 02에서 홈(64)에 위치되었던 에어로졸 발생 물품(1)의 에어로졸 발생 재료(10)에 위치되도록 준비된다는 것을 도 5d에서 알 수 있을 것이다.
시계 방향으로의 드럼(62)의 추가적인 인덱싱된 회전은 연동 홈 세트를 위치 04 및 05로 이동시킨다. 도 5e에 도시된 바와 같이, 드럼(62)이 이러한 위치들을 통하여 회전함에 따라, 푸셔 기구(68)는 후퇴된 위치로부터 연장된 위치로 홈(64, 66)에 평행한 방향으로 이동한다. 푸셔 기구(68)가 후퇴된 위치로부터 연장된 위치로 이동함에 따라, 홈(66)을 따라서 홈(66) 밖으로, 그리고 홈(64)에 위치된 에어로졸 발생 물품(1)의 에어로졸 발생 재료(10) 내로, 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 단부(16)를 통해 유도 가열식 발열체 요소(22)를 가압한다.
후퇴된 위치로부터 연장된 위치로의 이의 이동 동안, 푸셔 기구(68) 및 유도 가열식 발열체 요소(22)는 가이드(70)와 연동하여, 유도 가열식 발열체 요소(22)가 에어로졸 발생 재료(10)에(예를 들어, 에어로졸 발생 재료(10)의 중앙 영역에) 적절하게 위치되도록 보장한다. 인덱싱 드럼(62)이 회전 위치 05로부터 회전 위치 06으로 이동하는 동안, 푸셔 기구(68)는 후퇴된 위치로 복귀하며, 인덱싱 드럼(62)이 회전 위치 06에 도달하는 경우, 삽입된 유도 가열식 발열체 요소(22)를 갖는 부분적으로 형성된 에어로졸 발생 물품(1)은, 예를 들어 중력의 작용에 따라 또는 적합한 이젝터 기구 또는 탈거 드럼(도시되지 않음)에 의해, 홈(64)으로부터 탈거된다. 인덱싱 드럼(62)이 연속적으로 회전함으로써, 홈(64, 66)이 위치 02로 복귀될 때까지, 회전 위치 07, 08 및 01을 통하여 빈 홈(64, 66)을 이동시켜서 전술한 방법이 반복될 수 있다.
(부분적으로 형성된) 에어로졸 발생 물품(1)이 홈(64)으로부터 탈거된 후에, 종이 포장지(26)에 의해 둘러싸인 다양한 구성 요소 및 에어로졸 발생 재료(10)와 인접하여 동축 정렬되도록, 필터(11) 및 선택적인 관형 부재(13)가 배치됨으로써, 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 완성된 그리고 완전히 조립된 에어로졸 발생 물품(1)을 형성한다.
도 6은 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 전술한 방법을 구현하기에 적합한 대안적인 장치(80)를 도시한다. 장치(80)는 전술한 장치(60)와 유사하며, 대응하는 요소는 동일한 참조 번호를 사용하여 지정된다.
장치(80)에서, 제1 이송 장치(32)는, 제1 드럼(82)의 외측 표면의 둘레에 위치되어 제1 드럼(82)의 회전축에 평행한 방향으로 연장되는 홈(84) 형태의 복수의 제1 수용부(36)를 갖는 제1 인덱싱 드럼(82)을 포함한다.
제2 장치(44)는, 제2 드럼(88)의 외측 표면의 둘레에 위치되어 제2 드럼(88)의 회전축에 평행한 방향으로 연장되는 홈(86) 형태의 복수의 제2 수용부(48)를 포함하는 제2 인덱싱 드럼(88)을 포함한다.
제1 드럼(82)의 홈(84)은 제2 드럼(88)의 홈(86)과 정렬된다. 정렬이 유지되도록 보장하기 위해, 제1 및 제2 드럼(82, 88)은 서로 동기화되어 회전하도록 구성된다.
이제 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 전술한 장치(30, 60, 80) 및 대응하는 방법의 일부를 형성할 수 있는 장치 및 방법의 일부가 도시된다. 다시 한 번, 대응하는 요소는 대응하는 참조 번호를 사용하여 지정된다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 에어로졸 발생 물품(1)에서, 유도 가열식 발열체 요소(22)는 관형이며, 관형 유도 가열식 발열체 요소(22)를 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 영역(12)에 위치시키기 위해, 전술한 바와 같은 푸셔 기구(68)가 관형 유도 가열식 발열체 요소(22)의 단부와 맞물려서 에어로졸 발생 재료(10)를 향해 이동됨으로써, 제1 단부(16)로부터 제1 영역(12) 내로 관형 유도 가열식 발열체 요소(22)를 가압한다. 유도 가열식 발열체 요소(22)를 제1 영역(12) 내로 삽입하는 동안, 에어로졸 발생 재료(10)는, 장치(30, 60, 80)의 일부를 형성할 수 있는 외부 지지 부재(74)에 의해 제2 단부(18)에서 지지된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 푸셔 기구(68)는 유리하게는 관형 유도 가열식 발열체 요소(22)의 내경과 일치하는 외경을 갖는 테이퍼형 단부(72)를 가질 수 있으므로, 테이퍼형 단부(72)가 관형 유도 가열식 발열체 요소(22)의 단부 내로 삽입될 수 있게 하고, 이들 2개의 구성 요소 사이의 최적 정렬 및 연동을 보장한다.
이제 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 도 7 및 도 8을 참조하여 전술한 실시형태의 변형예에서, 관형 유도 가열식 발열체 요소(22)를 제1 영역(12) 내로 삽입하는 동안, 에어로졸 발생 재료(10)가 일체형 지지 부재(76)에 의해 제2 단부(18)에서 지지될 수 있다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 실시형태에서, 일체형 지지 부재(80)는, 관형 유도 가열식 발열체(22)를 제1 단부(16)로부터 제1 영역(12) 내로 삽입하기 전에, 예를 들어 티핑(tipping) 종이(78)에 의해, 에어로졸 발생 재료(10)의 제2 단부(18)에 고정되는 필터(11)로 구성된다. 이러한 실시예에서, 에어로졸 발생 물품의 전체 길이를 감소시키기 위해, 그리고 유도 가열식 발열체 요소(22)를 제1 영역(12) 내로 삽입하는 동안 필터(11)에 의해 제공되는 지지를 극대화하기 위해, 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 선택적인 중공 관형 부재(13)가 생략되었음을 유의한다.
이제 도 10 내지 도 13을 참조하면, 관형 유도 가열식 발열체 요소(22)를 제1 영역(16) 내로 삽입하는 동안, 에어로졸 발생 재료(10)의 축에 수직인 방향(도 10의 화살표로 표시됨)으로 제2 영역(14)의 에어로졸 발생 재료(10)가 압축되는, 전술한 장치(30, 60, 80) 및 방법의 변형예가 도시된다.
보다 상세하게는, 그리고 특히, 도 5 및 도 6을 참조하여 전술한 장치(60, 80) 및 방법과 관련된 도 11 및 도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 드럼(62)에 형성된 각각의 홈(64)은 제1 수용 구역(94)을 포함하며, 제1 수용 구역(94)은 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 영역(12)의 위치에 해당하고, 제1 영역(12)의 에어로졸 발생 재료(10)를 압축시키지 않는다. 각각의 홈(64)은 제2 수용 구역(96)을 더 포함하며, 제2 수용 구역(96)은 에어로졸 발생 재료(10)의 제2 영역(14)의 위치에 해당하고, 푸셔 기구(68)에 의해 제1 영역(12) 내로 유도 가열식 발열체 요소(22)를 삽입하는 동안, 제2 영역(14)의 에어로졸 발생 재료(10)를 압축시킨다. 제2 수용 구역(96)은 예를 들어, 도 12a 내지 도 12c의 제한적이지 않은 실시예에 도시된 바와 같이, 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다.
위에 상세히 설명된 바와 같이, 예를 들어, 위치 04에서 에어로졸 발생 재료의 제1 영역(12)에 유도 가열식 발열체 요소(22)를 위치시키는 동안, 에어로졸 발생 재료(10)는 지지 드럼(98)에 의해 홈(64)에서 지지된다. 도 13a 내지 도 13c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 재료(10)가 홈(64)에 적절하게 지지되도록 보장하기 위해, 그리고 위치 04에서 에어로졸 발생 재료(10)의 제1 영역(12) 내로 유도 가열식 발열체 요소(22)를 삽입하는 동안, 제2 수용 구역(96)에 위치된 에어로졸 발생 재료(10)의 제2 영역(14)이 적절하게 압축되도록 보장하기 위해, 지지 드럼(98)은 예를 들어, 도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같은 홈(64)의 형상과 일치하는 형상을 갖는다.
이전의 단락들에서 예시적인 실시형태가 설명되었지만, 첨부된 청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 이러한 실시형태에 대해 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 청구범위의 폭 및 범위는 전술한 예시적인 실시형태로 제한되어서는 안된다.
본원에서 달리 나타내지 않는 한 또는 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 이의 모든 가능한 변형예에서 전술한 특징의 임의의 조합은 본 개시물에 의해 포함된다.
문맥상 달리 명확하게 요구되지 않는 한, 상세한 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서, "포함한다", "포함하는" 등의 단어는 배타적이거나 총망라한 의미가 아니라, 포괄적인 것으로 해석되어야 한다; 즉, "포함하지만 이에 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다.
Claims (18)
- 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품(1)을 제조하기 위한 방법으로서,
(i) 복수의 원통형 에어로졸 발생 물품을 제1 이송 장치(32)의 복수의 제1 수용부(36)에 공급하는 단계;
(ii) 복수의 유도 가열식 발열체 요소(22)를 제2 장치(44)의 제2 수용부(48)에 공급하는 단계;
(iii) 상기 제1 수용부(36)의 종방향과 상기 제2 수용부(48)의 종방향을 정렬하는 단계;
(iv) 상기 제1 수용부(36)에 공급된 각각의 상기 원통형 에어로졸 발생 물품, 및 상기 제2 수용부(48)에 공급된 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 서로에 대해 순차적으로 이동시킴으로써, 상기 유도 가열식 발열체 요소(22) 중 하나를 각각의 상기 원통형 에어로졸 발생 물품에 순차적으로 위치시키는 단계를 포함하는,
원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품(1)을 제조하기 위한 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 수용부(36)는 상기 제1 이송 장치(32)의 표면 상에 형성되며,
단계 (i)은, 상기 제1 수용부(36)의 종방향에 수직인 방향으로, 상기 원통형 에어로졸 발생 물품을 상기 복수의 제1 수용부(36)에 공급하는 단계를 포함하는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제1 수용부(36)는 복수의 홈(38, 64, 84)을 포함하며,
단계 (i)은, 상기 홈(38, 64, 84)의 상측으로부터 상기 원통형 에어로졸 발생 물품을 공급하는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 이송 장치(32)는 제1 경로를 따라 상기 원통형 에어로졸 발생 물품을 이송하며, 바람직하게는 상기 제1 경로는 적어도 일부가 원형인 곡선형 경로를 포함하는, 방법. - 제4항에 있어서,
상기 제2 장치(44)는 상기 제1 경로의 적어도 일부 또는 전부를 따라 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 이송하는, 방법. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
단계 (iv)는, 상기 원통형 에어로졸 발생 물품 및 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)가 상기 제2 장치(44)와 동일한 곡선형 경로를 따라 이송되면서 수행되는, 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
(v) 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)가 그 안에 위치된 상기 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 상기 제1 이송 장치(32) 또는 상기 제2 장치(44)로부터 탈거하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제7항에 있어서,
단계 (v)는, 상기 제1 수용부(36)의 종방향에 수직인 방향으로 상기 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품을 이동시킴으로써 수행되는, 방법. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 에어로졸 발생 물품은, 제1 및 제2 영역(12, 14)을 갖는 에어로졸 발생 재료(20)를 포함하며, 상기 제1 영역(12)은 상기 물품 내의 에어로졸 유동 방향에 대하여 상기 제2 영역(14)의 상류 또는 하류에 위치되고,
상기 에어로졸 발생 재료(10)는, 제1 단부(16), 제2 단부(18), 그리고 상기 제1 및 제2 단부(16, 18) 사이의 중간 지점(20)을 가지며,
단계 (iv)는,
상기 중간 지점(20)으로 연장되도록 상기 제1 단부(16) 또는 상기 제2 단부(18)로부터 상기 제1 영역(12) 내로 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 삽입하는 단계; 및
상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 상기 제1 영역(12) 내로 삽입하는 동안, 상기 제1 및 제2 단부(16, 18)의 대향 단부에서 상기 에어로졸 발생 재료(10)를 지지하는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 에어로졸 발생 물품은, 제1 및 제2 영역(12, 14)을 갖는 에어로졸 발생 재료(20)를 포함하며, 상기 제1 영역(12)은 상기 물품 내의 에어로졸 유동 방향에 대하여 상기 제2 영역(14)의 상류 또는 하류에 위치되고,
상기 에어로졸 발생 재료(10)는, 제1 단부(16), 제2 단부(18), 그리고 상기 제1 및 제2 단부(16, 18) 사이의 중간 지점(20)을 가지며,
단계 (iv)는,
상기 중간 지점(20)으로 연장되도록 상기 제1 단부(16) 또는 상기 제2 단부(18)로부터 상기 제1 영역(12) 내로 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 삽입하는 단계; 및
상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 상기 제1 영역(12) 내로 삽입하는 동안, 상기 에어로졸 발생 재료(10)의 축에 수직인 방향 또는 삽입 방향으로, 상기 제2 영역(14)의 상기 에어로졸 발생 재료(10)를 압축시키는 단계를 포함하는, 방법. - 원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품(1)을 제조하기 위한 장치(30, 60, 80)로서,
원통형 에어로졸 발생 물품을 각각 수용하기 위한 복수의 제1 수용부(36)를 포함하는 제1 이송 장치(32);
복수의 유도 가열식 발열체 요소(22)를 수용하기 위한 제2 수용부(48)를 포함하는 제2 장치(44);
복수의 상기 에어로졸 발생 물품을 상기 제1 수용부(36)에 연속적으로 공급하기 위한 제1 공급 장치(40);
복수의 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 상기 제2 수용부(48)에 연속적으로 그리고 순차적으로 공급하기 위한 제2 공급 장치(50); 및
상기 제1 수용부(36)에 공급된 각각의 상기 원통형 에어로졸 발생 물품, 및 상기 제2 수용부(48)에 공급된 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 서로에 대해 순차적으로 이동시킴으로써, 상기 유도 가열식 발열체 요소(22) 중 하나를 각각의 상기 원통형 에어로졸 발생 물품에 순차적으로 위치시키기 위한 위치 설정 장치(52)를 포함하는,
원통형 유도 가열식 에어로졸 발생 물품(1)을 제조하기 위한 장치(30, 60, 80). - 제11항에 있어서,
상기 제1 이송 장치(32) 및 상기 제2 장치(44)는 일체형으로 형성되며,
상기 제2 수용부(48)의 종방향은 상기 제1 수용부(36)의 종방향과 정렬되는, 장치. - 제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 제1 수용부(36) 및/또는 상기 제2 수용부(48)는, 상기 원통형 에어로졸 발생 물품을 상기 제1 수용부(36)에 유지시키기 위한 및/또는 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 상기 제2 수용부(48)에 유지시키기 위한 유지 기구를 각각 포함하는, 장치. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치 설정 장치(52)는, 상기 원통형 에어로졸 발생 물품 및/또는 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)를 서로에 대해 이동시키기 위한 이동 기구(68)를 포함하는, 장치. - 제14항에 있어서,
각각의 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)는 관형이며,
상기 이동 기구(68)는, 각각의 상기 관형 유도 가열식 발열체 요소(22)의 단부 내로 부분적으로 삽입될 수 있는 테이퍼형 부분(72)을 갖는 푸셔 기구를 포함하는, 장치. - 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원통형 에어로졸 발생 물품 및/또는 상기 유도 가열식 발열체 요소(22)의 이동을 안내하기 위한 가이드(70)를 더 포함하는, 장치. - 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 이송 장치(32)는 드럼(62, 82)이며,
상기 제1 수용부(36)는, 상기 제1 수용부(36)의 종방향이 상기 드럼(62, 82)의 회전축과 평행하도록 상기 드럼(62, 82)의 외측 표면의 둘레에 형성되는, 장치. - 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 이송 장치(32)는 제1 드럼(82)을 포함하며, 상기 제2 장치(44)는 제2 드럼(88)을 포함하고,
상기 제1 및 제2 드럼(82, 88)은 서로 동기화되어 회전하도록 구성되는, 장치.
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