KR20210108415A - 형성된 유체 통로를 갖는 담배 재료를 포함하는 로드를 갖는 에어로졸 발생 물품 - Google Patents

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Abstract

가열 시 흡입 가능한 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 발생 물품(10)이 제공되며, 물품은 에어로졸 발생 기재(12)의 로드를 포함하고, 에어로졸 발생 기재의 로드는 균질화된 담배 재료의 시트(26)를 포함한다. 균질화된 담배 재료는 로드(12)의 상류 단부와 로드(12)의 하류 단부 사이에서 길이방향으로 로드 내에 배열된다. 또한, 물품은 균질화된 담배 재료를 둘러싸는 래퍼(20)를 포함한다. 시트는 균질화된 담배 재료의 시트(26)의 두께를 통해 연장되고 시트(26)의 대향 측면 사이에 유체 연통을 확립하도록 적응된 복수의 형성된 유체 통로(28)를 포함한다.

Description

형성된 유체 통로를 갖는 담배 재료를 포함하는 로드를 갖는 에어로졸 발생 물품
본 발명은 가열 시 흡입 가능한 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 발생 물품에 관한 것으로, 에어로졸 발생 물품은 균질화된 담배 재료의 시트 또는 담배 라미나 재료로 형성된 에어로졸 발생 기재의 로드를 포함하고, 이러한 에어로졸 발생 기재의 로드를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
담배 함유 기재와 같은 에어로졸 발생 기재는, 연소되기보다는 가열된 에어로졸 발생 물품이 당업계에 공지되어 있다. 이러한 가열식 흡연 물품의 하나의 목표는 종래의 궐련에서 담배의 연소에 생성된 유형의 공지의 유해한 연기 성분을 감소시키는 것이다.
통상적으로, 이러한 가열식 흡연 물품에서, 에어로졸은 열원으로부터, 열원과 접촉하게, 열원의 내부에, 열원의 주위에 또는 열원의 하류에 위치될 수 있는, 물리적으로 분리된 에어로졸 발생 기재 또는 재료로의 열 전달에 의해 발생된다. 에어로졸 발생 물품의 사용 동안, 휘발성 화합물은 열원으로부터의 열 전달에 의해 에어로졸 발생 기재로부터 방출되고 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 공기에 비말동반된다. 방출된 화합물이 냉각되므로, 화합물은 응축되어 에어로졸 액적을 형성한다.
다수의 선행 기술 문헌은 가열식 에어로졸 발생 물품을 소모하거나 흡연하기 위한 에어로졸 발생 장치를 개시하고 있다. 이러한 장치는, 예를 들어 에어로졸 발생 장치의 하나 이상의 전기 히터 요소로부터 가열식 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재로의 열 전달에 의해 에어로졸이 발생되는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 포함한다.
전기 가열식 에어로졸 발생 장치는 통상적으로 사용자에 의해 삽입되고 사용 후에 사용자에 의해 제거될 수 있는 물품의 에어로졸 발생 기재를 제거 가능하게 수용하도록 적응된 가열 챔버를 포함한다. 이러한 장치에서, 에어로졸 발생 기재는 가열 챔버의 주변 표면으로부터 열을 수용할 수 있다. 대안으로서, 에어로졸 발생 장치는 물품이 챔버 내에 수용될 때, 가열 챔버 내로 연장되고 물품의 에어로졸 발생 기재를 관통하도록 적응된 가열 블레이드 또는 핀과 같은 내부 가열 요소를 포함할 수 있다. 이러한 유형의 에어로졸 발생 물품은 선행 기술, 예를 들어 제EP-A-0 822 670호에 설명된다.
대안적인 배열에서, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재에 내장된 서셉터의 형태로 제공된 가열 요소를 포함할 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 기재의 가열은 비접촉 방식으로, 예를 들어 유도 가열에 의해 달성될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 에어로졸 발생 장치는 서셉터 재료 내에 열 발생 와전류를 유도하는 교번 전자기장을 생성하도록 구성된 유도원을 포함할 수 있다.
가열식 에어로졸 발생 물품용 기재는, 과거에는, 통상적으로 담배 재료의 무작위하게 배향된 슈레드(shred), 스트랜드(strand), 또는 스트립을 사용하여 제조되었다.
대안으로서, WO-A-2012/164009로부터, 담배 재료의 주름진 시트로 형성되는 가열식 에어로졸 발생 물품을 위한 로드를 제공하는 것이 공지되어 있다. WO-A-2012/164009에 개시된 로드는 공기가 로드를 통해 흡인되게 하는 길이방향 다공성을 갖는다. 효과적으로, 담배 재료의 주름진 시트의 접힘부는 로드를 통한 길이방향 채널을 정의한다.
가열 시 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 발생 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이며, 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드를 통해 히터(특히 서셉터 유형 히터, 핀 히터, 또는 블레이드 히터와 같은 내부 가열원용)로부터의 열 전달을 최적화하는 에어로졸 발생 기재의 로드를 포함한다. 또한, 개선된 에어로졸 발생 및 전달을 제공하는 하나의 이러한 에어로졸 발생 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 일반적으로, 하나의 이러한 개선된 에어로졸 발생 물품이 효율적으로 그리고 고속으로 제조될 수 있으면 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 가열 시 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 발생 물품이 제공되며, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드를 포함하고, 에어로졸 발생 기재의 로드는 균질화된 식물 재료의 하나 이상의 시트를 포함한다. 균질화된 식물 재료의 하나 이상의 시트는 로드의 상류 단부와 로드의 하류 단부 사이에서 길이방향으로 연장되어 배열된다. 또한, 에어로졸 발생 물품은 균질화된 식물 재료를 둘러싸는 래퍼를 포함한다. 균질화된 식물 재료의 하나 이상의 시트는 균질화된 식물 재료의 하나 이상의 시트의 두께를 통해 연장되고 균질화된 식물 재료의 하나 이상의 시트의 대향 측면 사이에 유체 연통을 확립하도록 적응된 복수의 형성된 유체 통로를 포함한다. 바람직하게는, 균질화된 식물 재료는 균질화된 담배 재료이다. 본 발명의 제1 양태의 일부 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 물품은 담배 라미나 재료와 같은, 식물 라미나 재료의 스트립을 더 포함한다. 식물 라미나 재료의 스트립은 형성된 유체 통로를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 발생 기재로서 사용하기 위한 로드를 제조하는 방법이 제공되며, 방법은 균질화된 식물 재료의 하나 이상의 시트를 제공하는 단계; 균질화된 식물 재료의 시트 내에 복수의 유체 통로를 형성하는 단계로서, 형성된 유체 통로는 균질화된 식물 재료의 시트의 두께를 통해 연장되는 단계; 균질화된 식물 재료를 래퍼로 둘러싸서 연속 로드를 형성하는 단계로서, 균질화된 식물 재료는 로드의 상류 단부와 로드의 하류 단부 사이에서 길이방향으로 연장되도록 래퍼 내에 배열되고, 복수의 형성된 유체 통로는 시트 재료의 대향 측면 사이에 유체 연통을 확립하는 단계; 및 연속 로드를 복수의 개별 로드로 절단하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 균질화된 식물 재료는 균질화된 담배 재료이다. 본 발명의 제1 양태의 일부 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 물품은 담배 라미나 재료와 같은, 식물 라미나 재료의 스트립을 더 포함한다. 식물 라미나 재료의 스트립은 형성된 유체 통로를 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 발생 기재로서 사용하기 위한 로드가 제공되며, 로드는 균질화된 식물 재료의 하나 이상의 시트를 포함하고, 균질화된 식물 재료는 로드의 상류 단부와 로드의 하류 단부 사이에서 길이방향으로 연장되도록 로드 내에 배열된다. 로드는 균질화된 식물 재료를 둘러싸는 래퍼를 더 포함한다. 균질화된 식물 재료의 시트는 시트의 두께를 통해 연장되고 재료의 2개의 측면 사이에 유체 연통을 확립하도록 적응된 복수의 형성된 유체 통로를 포함한다. 바람직하게는, 균질화된 식물 재료는 균질화된 담배 재료이다. 본 발명의 제1 양태의 일부 구현예에 따르면, 에어로졸 발생 물품은 담배 라미나 재료와 같은, 식물 라미나 재료의 스트립을 더 포함한다. 식물 라미나 재료의 스트립은 형성된 유체 통로를 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 전술한 유형의 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공되며, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 기재의 로드 내에 내장된 서셉터로서 제공된 가열 요소를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성된 공동, 및 서셉터의 서셉터 재료 내에 열 발생 와전류를 유도하도록 적응된 교번 전자기장을 생성하도록 구성된 유도원 히터를 포함하는 에어로졸 발생 장치를 포함한다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 에어로졸 발생 기재를 제조하기 위한 장치가 제공되며, 장치는 제1 방향을 따라 미리 결정된 평면에서 시트의 형태로 에어로졸 발생 재료를 전진시키기 위한 컨베이어; 및 천공 부재는 전진되는 에어로졸 발생 재료 상의 미리 결정된 위치에서 기류 통로를 형성하도록 구성된 통로 형성 수단을 포함하는 천공 부재로서, 기류 통로는 에어로졸 발생 재료의 두께를 통해 연장되는 천공 부재를 포함한다. 본 발명의 일 양태를 참고하여 설명된 임의의 특징이 본 발명의 임의의 다른 양태에 동일하게 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 물품"은 흡입 가능한 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 발생 물품을 나타내는 데 사용되며, 물품은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되기보다는 가열되도록 의도되는 에어로졸 발생 기재를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는, 휘발성 화합물을 가열 시에 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 본원에서 기재된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재에서 발생된 에어로졸은 가시적 또는 비가시적일 수 있고, 증기(예를 들어, 실온에서는 보통 액체 또는 고체인, 기체 상태에 있는 물질의 미립자)뿐만 아니라, 기체 및 응축된 증기의 액적을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "로드"는 실질적으로 원형, 난형 또는 타원형 단면을 갖는 일반적으로 원통형 요소를 지칭한다.
용어 "시트"는 그의 두께보다 실질적으로 더 큰 폭과 길이를 갖는 적층 요소를 나타내기 위해 본원에서 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "균질화된 식물 재료"는 식물 재료의 입자의 응집에 의해 형성된 임의의 식물 재료를 포함한다. 균질화된 식물 재료의 시트 또는 웹은 식물 잎몸(leaf lamina) 및 식물 잎 자루(leaf stem) 중 하나 또는 둘 모두를 연마하거나 그렇지 않으면 분말화함으로써 얻어진 미립자성 식물을 응집시킴으로써 형성된다. 또한, 균질화된 식물 재료는 식물 재료의 처리, 취급 및 운송 동안에 형성된 식물 가루, 식물 미분, 및 다른 미립자성 식물 부산물 중 하나 이상의 소량을 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 균질화된 식물 재료는 균질화된 담배 재료이다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 기재는 각초를 포함한다. 본 문서에서, "각초"는, 예를 들어 캐스팅 또는 제지 공정을 사용하여 시트 형태로 제조되는, 세절된 식물 재료, 특히 잎몸(leaf lamina), 가공된 자루 및 리브(rib), 균질화된 식물 재료의 블렌드를 지칭하는 데 사용된다. 각초는 또한 다른 절단 후, 각초 담배 또는 케이싱을 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 각초는 적어도 25%의 식물 잎몸, 더 바람직하게는 적어도 50%의 식물 잎몸, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 75%의 식물 잎몸, 가장 바람직하게는 적어도 90%의 식물 잎몸을 포함한다. 바람직하게는, 식물 재료는 담배, 박하, 차 및 정향 중 하나이다. 그러나, 본 발명은 에어로졸을 후속하여 형성할 수 있는 열의 인가 시 물질을 방출하는 능력을 갖는 다른 식물 재료에 동일하게 적용 가능하다.
유리하게는, 에어로졸 발생 물품의 보다 자연스러운 맛 및 외관은 천연 식물 재료 라미나를 사용함으로써 달성될 수 있다. 용어 "라미나"는 줄기가 제거될 때 남아 있는, 식물 잎 블레이드의 부분, 즉, 잎의 광범위하고 실질적으로 편평한 부분을 지칭한다.
바람직하게는, 담배 식물 재료는 브라이트 담배 라미나, 다크 담배, 향끽미 담배 및 각초 담배 중 하나 이상의 라미나를 포함한다. 브라이트 담배는 일반적으로 크고, 옅은 색의 잎을 가진 담배이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "브라이트 담배(bright tobacco)"는 열 건조된(flue cured) 담배에 대해 사용된다. 브라이트 담배의 예는 중국 황색종(Flue-Cured), 브라질 황색종, 버지니아 담배와 같은 미국 황색종, 인도 황색종, 탄자니아 황색종 또는 다른 아프리칸 황색종이다. 브라이트 담배는 높은 당 대 질소 비율을 특징으로 한다. 감각적인 관점에서, 브라이트 담배는 큐어링(curing) 후에 매운 느낌과 생기 있는 감각에 연관되는 담배 유형이다. 브라이트 담배는 잎의 건조 중량을 기준으로 약 2.5% 내지 약 20%의 환원당 함량 및 잎의 건조 중량을 기준으로 약 0.12% 미만의 총 암모니아 함량을 갖는 담배이다. 환원당은, 예를 들어 포도당 또는 과당을 포함한다. 총 암모니아는, 예를 들어 암모니아 및 암모니아 염을 포함한다. 다크 담배는 일반적으로 크고, 짙은 색의 잎을 가진 담배이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "다크 담배"는 공기 건조(air cured)된 담배에 대해 사용된다. 또한, 다크 담배는 발효될 수 있다. 씹는 담배(chewing), 코담배(snuff), 엽궐련(cigar) 및 파이프 블렌드(pipe blend)용으로 주로 사용되는 담배 또한 이와 같은 카테고리에 포함된다. 통상적으로, 이러한 다크 담배는 공기 건조되고, 가능하게는 발효된다. 감각적인 관점에서, 다크 담배는 큐어링 후에 연기 냄새가 나고, 다크 엽궐련 유형의 감각과 연관되는 담배 유형이다. 다크 담배는 낮은 당 대 질소 비율을 특징으로 한다. 다크 담배의 예는, 버얼리 말라위(Burley Malawi) 또는 다른 아프리칸 버얼리, 훈증 건조(Dark Cured)된 브라질 가우팡(Brazil Galpao), 태양 건조(Sun Cured)되거나 공기 건조(Air Cured)된 인도네시안 카스투리(Indonesian Kasturi)이다. 다크 담배는 잎의 건조 중량을 기준으로 약 5% 미만의 환원당 함량 및 잎의 건조 중량을 기준으로 최대 약 0.5%의 총 암모니아 함량을 갖는 담배이다. 향끽미 담배는 보통 작고, 옅은 색의 잎을 가진 담배이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "향끽미 담배"는, 예를 들어 정유의 높은 방향족 함량을 갖는 다른 담배에 사용된다. 감각적인 관점에서 볼 때, 향끽미 담배는 큐어링 후에, 매운 느낌과 향기로운 감각에 연관되는 담배 유형이다. 향끽미 담배의 예는 그리스 오리엔탈(Greek Oriental), 오리엔탈 터키(Oriental Turkey), 세미-오리엔탈(semi-oriental) 담배뿐만 아니라 페리크(Perique), 루스티카(Rustica), 미국 버얼리(Burley) 또는 메릴랜드(Meriland)와 같은 화건(Fire Cured)된, 미국 버얼리이다. 각초 담배는 특정 담배 유형이 아니지만, 블렌드에 사용된 다른 담배 유형을 보완하기 위해 주로 사용되며 최종 제품에 특정한 특성의 향기 방향을 유도하지 않는 담배 유형을 포함한다. 각초 담배의 예는 다른 담배 유형의 자루(stem), 주맥(midrib) 또는 줄기(stalk)이다. 구체적인 예는 브라질 황색종 하부 줄기의 열 건조된 자루일 수 있다.
그러나, 각초에 다량의 천연 잎을 사용하는 것은, 특히 저온에서, 다량의 에어로졸 형성제를 필요로 한다. 많은 양의 에어로졸 형성제와 조합하여 많은 양의 천연 잎을 포함하는 구현예에서, 에어로졸 발생 기재는 바람직하게는 높은 에어로졸 형성제 함량에 의해 야기되는 얼룩의 외관을 방지하는 특별한 래퍼에 의해 둘러싸여 있다. 특히, 예를 들어 금속과 같은 열 전도 재료는 스테인의 외관을 매우 잘 방지한다. 이와 관련하여, 염색은 에어로졸 형성 기재에 대한 열 전도 층의 배향, 즉, 열 전도 층이 에어로졸 형성 기재를 향해 향하는지 또는 열 전도 층이 에어로졸 형성 기재로부터 먼 쪽으로 향하는지와 관계없이 편리하게 방지될 수 있다는 것이 발견되었다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "균질화된 담배 재료"는 또한 니코틴과 같은 담배 유래 물질을 포함하는 비-담배 수착제 기재의 시트 또는 웹을 포함한다. 예를 들어, 이는 코팅에 의해와 같이, 니코틴 염의 형태인 니코틴이 흡수되거나 그렇지 않으면 도포되는 비-담배 수착제 재료의 시트를 포함한다. 비-담배 수착제 기재는 셀룰로스계 재료의 시트, 예컨대 종이의 시트일 수 있다. 대안으로서, 비-담배 수착제 기재는, 예를 들어 식물 잎 재료 또는 식물 뿌리 재료를 연마하거나 그렇지 않으면 분말화함으로써 얻어진 미립자성 식물 재료를 응집시킴으로써, 비-담배 식물 재료로 형성된 시트일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이방향"은 에어로졸 발생 물품의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 연장되는 에어로졸 발생 물품의 주 길이방향 축에 대응하는 방향을 지칭한다. 용어 "가로방향"은 길이방향 축에 수직인 방향을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상류" 및 "하류"는 사용 동안에 사용자가 에어로졸 발생 물품을 흡인하는 방향에 대하여 에어로졸 발생 물품의 요소, 또는 요소의 부분의 상대적 위치를 설명한다. 사용 동안, 공기는 에어로졸 발생 물품을 통해 길이방향으로 흡인된다.
에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 물품의 구성요소의 "단면"에 대한 임의의 언급은 달리 언급되지 않는 한 횡단면을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이"는 길이방향으로의 구성요소의 치수를 지칭하고, 용어 "폭"은 가로방향으로의 구성요소의 치수를 지칭한다. 용어 "최대 폭"은 구성요소의 최대 단면 치수를 지칭한다. 예를 들어, 원형 단면을 갖는 로드의 경우, 최대 폭은 원의 직경에 대응한다. 균질화된 담배 재료의 시트와 관련하여 사용될 때, 용어 "폭"은 시트가 편평하게 놓일 때 시트의 폭을 지칭하는 것으로 간주되어야 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "주름진(gathered)"은 균질화된 담배 재료의 시트와 같은, 균질화된 식물 재료의 시트가 로드의 원통형 축에 실질적으로 가로방향으로 둘둘 말리거나, 접히거나, 그렇지 않으면 압축되거나 수축되는 것을 나타낸다. 균질화된 식물 재료의 주름진 시트는 바람직하게는 실질적으로 로드의 전체 길이를 따라 그리고 실질적으로 로드의 전체 횡단면적에 걸쳐 연장된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "크림핑된(crimped)"은 복수의 실질적으로 평행한 리지 또는 물결주름을 갖는 시트 또는 웹을 나타낸다. 바람직하게는, 균질화된 담배 재료의 시트와 같은, 균질화된 식물 재료의 크림핑된 시트는 본 발명에 따른 로드의 원통형 축에 실질적으로 평행한 복수의 리지 또는 물결주름을 갖는다. 이는 유리하게는 균질화된 식물 재료의 크림핑된 시트의 주름형성을 용이하게 하여 로드를 형성한다. 시트는 크림핑 롤러 세트를 통과시킴으로써 크림핑될 수 있다. 시트가 크림핑되는 정도는 크림핑 깊이로 표시된다. 크림핑 깊이의 변화는 시트가 주름지는 방식에 영향을 줄 수 있으며, 따라서 로드를 통한 채널의 크기 및 단면 다공도 분포에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 크림핑 깊이 또는 진폭은 로드에서 원하는 단면 다공도 분포 값을 생성하도록 변화될 수 있는 파라미터이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "적층된(stacked)"은 층층이 있는 균질화된 식물 재료의 2개 이상의 시트의 배열을 지칭한다. 본 발명에서, "적층된" 시트는 바람직하게는 인접한 시트 사이에 간격을 두고 층층이 배열된다. 그러나, 용어 "적층된"은 인접한 시트가 부분적으로 서로 접촉하는 시트의 배열을 포함한다. 용어 "적층된"은 적층된 시트의 배향에 관계없이 본원에서 사용된다.
간략하게 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 균질화된 식물 재료의 시트로 형성된 로드를 포함하며, 이는 식물 라미나 재료를 선택적으로 포함할 수 있다. 예로서, 로드는 균질화된 담배 재료의 하나 이상의 주름진 또는 적층된 시트를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 로드는 공동 계류 중인 출원 PCT/EP2018/071483에 상세히 설명된 바와 같이, 균질화된 담배 재료의 복수의 적층된 시트를 포함할 수 있다.
기존 에어로졸 발생 물품과 대조적으로, 본 발명에 따른 물품에서, 로드가 형성되는 균질화된 식물 재료 시트 또는 식물 라미나 재료는 미리 결정된 기류 배열을 포함한다. 이는 시트의 두께를 통해 또는 라미나 재료의 두께를 통해 연장되는 복수의 형성된 유체 통로를 포함하며, 형성된 유체 통로는 균질화된 식물 재료의 시트의 대향 측면 사이에 또는 식물 라미나 재료에 의해 유체 연통을 확립하도록 적응된다.
용어 "미리 결정된 기류 배열"은 본 발명에 따른 물품 및 로드에서, 복수의 형성된 유체 통로가 균질화된 식물 재료 또는 식물 라미나 재료의 표면에 걸쳐 미리 결정된 위치에 도관을 효과적으로 제공하여, 유체 연통이 제어된 방식으로 균질화된 식물 재료 또는 식물 라미나 재료의 대향 측면 사이에서 확립되는 것을 강조하기 위해 본원에서 사용된다. 균질화된 식물 재료의 시트를 지칭할 때, 용어 "대향 측면"은 시트 제조 공정이 실질적으로 편평한 시트를 야기하는 것으로 인해, 서로 실질적으로 평행한 표면을 정의하는 균질화된 식물 재료의 측면을 나타낸다. 식물 라미나 재료의 일부분을 지칭할 때, 용어 "대향 측면"은 서로 실질적으로 평행한 외부 표면을 정의하는 것에 거의 가깝지 않은 식물 라미나 재료의 측면을 나타낼 수 있다는 것을 이해할 것이다.
식물 재료에서 자연적으로 또는 우발적으로 발생할 수 있는 통로와 대조적으로, 형성된 유체 통로는 균질화된 식물 재료 또는 식물 라미나 재료의 대향 측면 사이의 유체 연통이 미리 결정된 위치에서, 그리고 미리 결정된 단면 표면적을 갖는 도관에 의해 확립된다는 장점을 갖는다. 이는 기류가 제어되고 신뢰성 있는 방식으로 균질화된 식물 재료 또는 식물 라미나 재료의 두께를 통해 용이하게 될 수 있다는 장점을 가지며, 도관의 수 및 크기는 식물 재료를 가로지르는 기류의 실재 및 분포를 조절하도록 조정 가능하다. 또한, (예를 들어, 패턴, 도관 크기 등의 점에서) 임의의 유형의 미리 결정된 기류 배열은 상이한 식물 재료에서 재현하기 쉬우며, 이는 유리하게는 반복성 및 일관성을 향상시킨다.
본 발명자는 로드 내의 식물 재료의 임의의 적합한 기하학적 배열로 균질화된 식물 재료 또는 식물 라미나 재료를 통해 연장되는 형성된 유체 통로의 제공이 사용 동안 식물 재료 전체에 걸쳐 더 양호한 열 분산을 가능하게 한다는 것을 발견하였다. 이는 특히 로드가 선택적으로 담배 라미나 재료와 조합하여, 균질화된 담배 재료의 하나 이상의 시트를 포함하는 경우이다. 이러한 구현예에서, 담배 재료 전체에 걸쳐 이러한 개선된 열 분산은 에어로졸 형성제 및 니코틴 전달을 개선하고, 효과는 가열이 로드에 내장된 서셉터 가열 요소 또는 블레이드 히터 또는 핀 히터에 의해 달성되는 경우에 특히 유리하다.
이론에 얽매이지 않는 범위에서, 형성된 유체 통로를 에어로졸 발생 기재의 시트 내로 제공하는 것은 증발성 종의 열 교환 및 증발에 이용 가능한 표면적을 증가시킬 뿐만 아니라 시트의 표면에 대해 횡단하는 방향으로 기류를 가능하게 함으로써 둘 모두 열 전달에 영향을 미친다는 것이 이해된다. 또한, 제조 동안, 에어로졸 발생 기재의 시트를 통해 기류 통로를 형성하는 단계에서, 재료 브리지는 에어로졸 발생 기재의 인접한 층 사이에 확립될 수 있다(예를 들어, 에어로졸 발생 재료의 일부는 완전히 분리되지 않지만, 원래의 편평한 상태로부터 접혀서 인접한 시트 부분 사이에서 연장됨).
형성된 유체 통로의 크기, 수 및 분포를 조정하고 변화시킴으로써, 유리하게는 전체 에어로졸 발생 기재에 걸쳐 열 분산액을 조정하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 로드는 고속으로 효율적으로 수행될 수 있는 연속 공정으로 제조될 수 있고, 기존 장치의 임의의 주요 수정을 필요로 하는 것 없이, 가열식 흡연 물품의 제조를 위한 기존 생산 라인에 편리하게 통합될 수 있다.
본 발명에 따라 물품의 에어로졸 발생 기재를 형성하기 위한 시트는 균질화된 담배 재료로 형성될 수 있으며, 이는 바람직하게는 담배 잎몸을 연마하거나 그렇지 않으면 세분함으로써 얻어진 미립자 담배를 포함한다. 동일한 물품에서, 하나 이상의 시트가 사용될 수 있다. 시트는 모두 서로 실질적으로 동일한 조성을 가질 수 있다. 대안적으로, 시트는 적어도 2개의 상이한 조성의 시트를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용하기 위한 균질화된 담배 재료의 시트는 건조 중량 기준으로 적어도 약 40 중량%, 더 바람직하게는 건조 중량 기준으로 적어도 약 50 중량%, 가장 바람직하게는 건조 중량 기준으로 적어도 약 70 중량%의 담배 함량을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 기재에 사용하기 위한 균질화된 담배 재료의 시트는 담배 내인성 결합제인 하나 이상의 내재성 결합제, 담배 외인성 결합제인 하나 이상의 외재성 결합제, 또는 그의 조합을 포함해서 미립자 담배를 응집하는 것을 도울 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 상기 에어로졸 발생 기재에 사용하기 위한 균질화된 담배 재료의 시트는 이에 한정되는 것은 아니지만, 담배 및 비-담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 향미제, 충진제, 수성 및 비-수성 용매, 및 그의 조합을 포함하는 다른 첨가제를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 기재에 사용하기 위한 균질화된 담배 재료의 시트에 포함시키기 위한 적합한 외재성 바인더는 당분야에 공지되어 있고, 검류, 예컨대 구아 검, 잔탄 검, 아라비아 검 및 로커스트 콩 검; 셀룰로스 바인더류, 예컨대 히드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스 및 에틸 셀룰로스; 다당류, 예컨대 전분, 유기산, 예컨대 알긴산, 유기산의 짝염기 염, 예컨대, 알긴산 나트륨, 아가 및 펙틴; 및 그의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
에어로졸 발생 기재에 사용하기 위한 균질화된 담배 재료의 시트에 포함시키기 위한 적합한 비-담배 섬유는 당분야에 공지되어 있고, 셀룰로스 섬유; 연목재 섬유; 견목재 섬유; 황마(jute) 섬유; 및 그의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 에어로졸 발생 기재에 사용하기 위한 균질화된 담배 재료의 시트에 포함시키기 전에, 비-담배 섬유는 이들에만 한정되는 것은 아니지만, 기계 펄핑(mechanical pulping); 정제(refining); 화학 펄핑(chemical pulping); 표백; 황산염 펄핑(sulfate pulping); 및 그의 조합을 포함하는 당분야에 공지되어 있는 적합한 공정에 의해 처리될 수 있다.
바람직하게는, 균질화된 담배 재료의 시트는 에어로졸 형성제를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성제"는 사용 시, 에어로졸의 형성을 촉진시키고 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 열화에 실질적으로 내성이 있는 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물의 혼합물을 설명한다.
적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 공지되어 있고, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
바람직한 에어로졸 형성제는 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 같은 다가 알코올 또는 그의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다.
균질화된 담배 재료의 시트는 단일 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 대안적으로, 균질화된 담배 재료의 시트는 2개 이상의 에어로졸 형성제의 조합을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 균질화된 담배 재료의 시트는 건조 중량 기준으로 5% 초과의 에어로졸 형성제 함량을 갖는다.
균질화된 담배 재료의 시트는 건조 중량 기준으로 대략 5% 내지 대략 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
바람직한 구현예에서, 균질화된 담배 재료의 시트는 건조 중량 기준으로 대략 20%의 에어로졸 형성제 함량을 갖는다.
본 발명의 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 균질화된 담배의 시트는 당업계에 공지된 방법, 예를 들어 WO-A-2012/164009　A2에 개시된 방법에 의해 제조될 수 있다.
균질화된 담배 재료의 시트는 매끄러운 시트일 수 있다. 대안적으로, 시트는 시트의 주름형성을 용이하게 하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 시트는 홈을 갖거나, 구김을 갖거나, 접히거나, 텍스처링되거나, 엠보싱되거나, 그렇지 않으면 취약선을 제공하도록 처리되어 주름 형성을 용이하게 할 수 있다. 연속 시트를 위한 바람직한 처리는 크림핑(crimping)이다.
복수의 시트 중 적어도 하나의 표면 상에 텍스처를 제공하는 것에 대한 대안적으로 또는 추가적으로, 첨가제는 복수의 시트 중 적어도 하나의 표면의 적어도 일부에 도포될 수 있다. 첨가제는 고체 첨가제, 액체 첨가제, 또는 고체 첨가제와 액체 첨가제의 조합일 수 있다. 본 발명에서 사용하기 위한 적합한 고체 및 액체 첨가제는 당업계에 공지되어 있고, 예를 들어 멘톨과 같은 향미제; 예를 들어 활성탄과 같은 흡수제; 및 식물 첨가제를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 균질화된 담배 재료의 시트는 주조 공정에 의해 미립자 담배, 구아 검, 셀룰로스 섬유 및 글리세린을 포함한 슬러리로 형성된다.
바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료는 제곱센티미터 당 적어도 약 20개의 형성된 유체 통로를 포함한다. 더 바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료는 제곱센티미터 당 적어도 약 25개의 형성된 유체 통로를 포함한다. 훨씬 더 바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료는 제곱센티미터 당 적어도 약 30개의 형성된 유체 통로를 포함한다.
추가적으로, 또는 대안으로서, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료는 바람직하게는 제곱센티미터 당 약 60개 미만의 형성된 유체 통로를 포함한다. 더 바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료는 제곱센티미터 당 약 50개 미만의 형성된 유체 통로를 포함한다. 훨씬 더 바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료는 제곱센티미터 당 약 40개 미만의 형성된 유체 통로를 포함한다.
바람직한 구현예에서, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료는 바람직하게는 제곱센티미터 당 약 20개의 형성된 유체 통로 내지 제곱센티미터 당 약 60개의 형성된 유체 통로, 더 바람직하게는 제곱센티미터 당 약 25개의 형성된 유체 통로 내지 제곱센티미터 당 약 50개의 형성된 유체 통로를 포함한다. 특히 바람직한 구현예에서, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료는 제곱센티미터 당 약 25개의 형성된 유체 통로 내지 제곱센티미터 당 약 40개의 형성된 유체 통로를 포함한다.
본 발명자는 로드가 하나의 이러한 형성된 유체 통로 밀도를 갖는 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료로 형성되는, 즉 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료가 전술한 범위 내에 있는 표면적의 단위 당 다수의 형성된 유체 통로를 갖는 에어로졸 발생 물품에서, 사용 동안 개선된 열 확산을 달성하는 것이 유리하게 가능한 것을 발견하였다. 이는 사용자에게 에어로졸의 증가된 전달을 선호하는 것으로 밝혀졌다.
바람직하게는, 형성된 유체 통로의 평균 등가 직경은 적어도 약 100 μm이다. 용어 "등가 직경"은 형성된 유체 통로의 단면의 동일한 단면 표면적을 갖는 원의 직경을 나타내는 데 사용된다. 더 바람직하게는, 형성된 유체 통로의 평균 등가 직경은 적어도 약 125 μm이다. 훨씬 더 바람직하게는, 형성된 유체 통로의 평균 등가 직경은 적어도 약 250 μm이다.
추가적으로 또는 대안으로서, 형성된 유체 통로의 평균 등가 직경은, 바람직하게는 약 750 μm 미만이다. 더 바람직하게는, 형성된 유체 통로의 평균 등가 직경은 바람직하게는 약 625 μm 미만이다. 훨씬 더 바람직하게는, 형성된 유체 통로의 평균 등가 직경은 바람직하게는 약 500 μm 미만이다.
바람직한 구현예에서, 형성된 유체 통로의 평균 등가 직경은 약 100 μm 내지 약 750 μm, 더 바람직하게는 약 125 μm 내지 약 625 μm이다. 이러한 범위 내에 있는 단면 표면적을 갖는 형성된 유체 통로에서, 사용 동안 로드 내의 열 확산의 증가, 및 결과적으로, 개선된 에어로졸 전달을 얻는 것이 용이하다는 것이 밝혀졌다. 이러한 범위는 특히 균질화된 담배 재료의 시트 및 담배 라미나 재료의 경우에, 시트 또는 식물 라미나의 인장 강도 및 구조적 특성을 충분히 보존한다. 이는 특히 균질화된 담배 재료의 경우에, 균질화된 식물 재료의 시트의 주름짐 또는 크림핑과 같은, 제조 공정에서의 주요 단계의 점에서 특히 유리하다.
형성된 유체 통로는 직사각형, 십자형, 난형, 원형을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 적합한 단면 형상일 수 있다.
바람직하게는, 형성된 유체 통로의 단면은 실질적으로 원형 또는 난형이다. 형성된 유체 통로의 단면이 실질적으로 원형인 경우, 등가 직경은 형성된 유체 통로의 단면의 실제 직경과 실질적으로 일치한다.
형성된 유체 통로의 단면 형상은 일반적으로 균질화된 식물 재료의 시트의 두께를 따라 일정할 것이다. 일부 구현예에서, 각각의 형성된 유체 통로의 단면적은 예를 들어, 균질화된 식물 재료의 시트의 두께를 따라 테이퍼짐으로써, 균질화된 식물 재료의 시트의 두께를 따라 변화될 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 형성된 유체 통로는 절두 원추형 또는 실질적으로 원추형일 수 있다.
바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 형성된 유체 통로의 누적 표면적은 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 표면적의 적어도 약 0.1%를 나타낸다. 더 바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 형성된 유체 통로의 누적 표면적은 균질화된 식물 재료 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 표면적의 적어도 약 0.2%를 나타낸다. 훨씬 더 바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 형성된 유체 통로의 누적 표면적은 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 표면적의 적어도 약 0.4%를 나타낸다.
추가적으로, 또는 대안으로서, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 형성된 유체 통로의 누적 표면적은 바람직하게는 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 표면적의 약 45% 미만을 나타낸다. 더 바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 형성된 유체 통로의 누적 표면적은 균질화된 식물 재료 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 표면적의 약 25% 미만을 나타낸다. 훨씬 더 바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 형성된 유체 통로의 누적 표면적은 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 표면적의 약 10% 미만을 나타낸다.
일부 특히 바람직한 구현예에서, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 형성된 유체 통로의 누적 표면적은 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 표면적의 약 5% 미만, 바람직하게는 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 표면적의 약 2% 미만, 훨씬 더 바람직하게는 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료 내의 표면적의 1% 미만을 나타낸다.
일부 구현예에서, 형성된 유체 통로는 반복 패턴으로 제공된다. 바람직하게는, 반복 패턴은 형성된 유체 통로의 복수의 이격된 행을 포함한다. 이는 유리하게는 특히 균일한 열 확산, 결과적으로, 사용 동안 길이를 따라 그리고 특히 로드의 단면에 걸쳐 더 바람직한 온도 프로파일을 달성하는 데 도움을 줄 수 있다.
바람직한 구현예에서, 일렬의 형성된 유체 통로에서 인접한 형성된 유체 통로 사이의 선형 거리는 적어도 약 1 mm이다. 더 바람직하게는, 일렬의 형성된 유체 통로에서 인접한 형성된 유체 통로 사이의 선형 거리는 적어도 약 1.5 mm이다. 훨씬 더 바람직하게는, 일렬의 형성된 유체 통로에서 인접한 형성된 유체 통로 사이의 선형 거리는 적어도 약 2 mm이다.
추가적으로, 또는 대안으로서, 일렬의 형성된 유체 통로에서 인접한 형성된 유체 통로 사이의 선형 거리는, 바람직하게는 약 7 mm 미만이다. 더 바람직하게는, 일렬의 형성된 유체 통로에서 인접한 형성된 유체 통로 사이의 선형 거리는 약 5 mm 미만이다. 훨씬 더 바람직하게는, 일렬의 형성된 유체 통로에서 인접한 형성된 유체 통로 사이의 선형 거리는 약 3 mm 미만이다.
바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료의 두께는 적어도 약 25 μm이다. 더 바람직하게는, 균질화된 식물 재료의 시트 또는 식물 라미나 재료의 두께는 적어도 약 50 μm이다. 이러한 값은 균질화된 담배 재료의 시트 또는 담배 라미나 재료에 대해 특히 바람직하다. 훨씬 더 바람직하게는, 시트 또는 라미나의 두께는 적어도 약 65 μm이다. 특히 바람직한 구현예에서, 시트 또는 라미나의 두께는 적어도 약 80 μm이다.
부가적으로 또는 대안으로서, 시트 또는 라미나의 두께는 바람직하게는 약 500 μm 미만이다. 더 바람직하게는, 시트 또는 라미나의 두께는 약 300 μm 미만이다. 훨씬 더 바람직하게는, 시트 또는 라미나의 두께는 약 베이스층의 두께는 약 250 μm 미만이다. 특히 바람직한 구현예에서, 시트 또는 라미나의 두께는 약 200 μm이다.
바람직한 구현예에서, 시트 또는 라미나의 두께는 바람직하게는 약 25 μm 내지 약 500 μm, 더 바람직하게는 약 50 μm 내지 약 300 μm이다.
바람직한 구현예에서, 균질화된 식물 재료의 시트는 권축된다. 특히 바람직한 구현예에서, 균질화된 식물 재료의 시트는 균질화된 담배 재료의 크림핑된 시트이다.
이전에 언급된 바와 같이, 용어 "크림핑된"은 복수의 실질적으로 평행한 리지 또는 물결주름을 갖는 시트를 나타낸다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품이 조립되었을 때, 실질적으로 평행한 리지 또는 물결주름은 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축을 따라 또는 그에 평행하게 연장된다.
바람직한 구현예에서, 형성된 유체 통로는 시트의 비-크림핑된 부분 내에 형성된다. 즉, 형성된 유체 통로는 시트를 크림핑함으로써 형성된 리지 또는 물결주름의 쌍 사이의 시트의 부분을 통해 형성된다. 이는 형성된 유체 통로가 리지 또는 물결주름에서 시트의 취약성을 더 증가시키지 않는다는 점에서 유리하다.
에어로졸 발생 기재의 로드는, 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외경과 거의 동등한 외경을 갖는다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드는 적어도 5 mm의 외경을 갖는다. 에어로졸 발생 기재의 로드는 약 5 mm 내지 약 12 mm, 예를 들어 약 5 mm 내지 약 10 mm 또는 약 6 mm 내지 약 8 mm의 외경을 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재의 로드는 7.2 mm +/- 10%의 외경을 갖는다.
에어로졸 발생 기재의 로드는 약 7 mm 내지 약 15 mm의 길이를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 발생 기재의 로드는 약 10 mm의 길이를 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재의 로드는 약 12 mm의 길이를 갖는다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드는 로드의 길이를 따라 실질적으로 균일한 단면을 갖는다. 특히 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드는 실질적으로 원형 단면을 갖는다.
전술한 바와 같이, 에어로졸 발생 기재의 로드가 형성되는 담배 재료는 로드 내의 래퍼에 의해 둘러싸인다. 래퍼는 다공성 또는 비다공성 시트 재료로 형성될 수 있다. 래퍼는 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 래퍼는 종이 래퍼이다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 바람직하게는 에어로졸 발생 기재의 로드에 더하여 하나 이상의 요소를 포함하며, 로드 및 하나 이상의 요소는 궐련지 내에 조립된다. 예를 들어, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 마우스피스, 예컨대 셀룰로스 아세테이트 토우의 플러그와 같은 여과 재료의 세그먼트를 포함하는 마우스피스; 에어로졸 냉각 요소; 및 중공형 아세테이트 튜브 같은 지지 요소 중 적어도 하나를 더 하나를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 하나의 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 선형의 순차 배열로, 전술한 바와 같은 에어로졸 발생 기재의 로드, 에어로졸 발생 기재의 바로 하류에 위치된 지지 요소, 지지 요소의 하류에 위치된 에어로졸 냉각 요소, 그리고 로드, 지지 요소 및 에어로졸 냉각 요소를 둘러싸는 외부 래퍼를 포함하고 있다.
에어로졸 발생 기재의 로드의 흡인 저항(RTD)은 바람직하게는 약 50 mm WG 내지 약 80 mm WG이다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재의 로드의 RTD는 로드의 mm 길이 당 약 5 mm WG 내지 약 8 mm WG이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 흡인 저항은 'mm WG' 또는 '수위계의 mm(mm of water gauge)'로 표현되며, ISO 6565:2002에 따라 측정된다.
로드의 RTD는, 예를 들어 시트 또는 라미나 재료의 두께, 또는 둘 모두와 같은, 식물 재료 또는 이의 특성의 배열을 변화시킴으로써 적응될 수 있다.
상세하게 전술한, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 에어로졸 발생 기재의 로드는 상기 정의된 바와 같이, 본 발명의 제2 양태에 따른 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 제1 단계에서, 균질화된 식물 재료의 시트가 제공된다. 제2 단계에서, 유체 통로는 균질화된 식물 재료의 시트 내에 형성되며, 형성된 유체 통로는 균질화된 식물 재료의 시트의 두께를 통해 연장된다.
제3 단계에서, 균질화된 식물 재료는 래퍼에 의해 둘러싸여 연속 로드를 형성한다. 균질화된 식물 재료는 로드의 상류 단부와 로드의 하류 단부 사이에서 길이방향으로 연장되는 래퍼 내에 배열되며, 미리 결정된 기류 배열의 복수의 형성된 유체 통로는 시트 재료의 대향 측면 사이에 유체 연통을 확립한다. 방법의 제4 단계에서, 연속 로드는 복수의 개별 로드로 절단된다.
래퍼와 함께 복수의 시트를 둘러싸서 연속 로드를 형성하고 연속 로드를 절단하여 개별 로드를 형성하는 단계는 당업자에게 공지되어 있는 기존 장치 및 기술을 사용하여 수행될 수 있다.
형성된 유체 통로는 패키징 분야에서 일반적으로 사용되는 종이의 천공을 위한 장치와 같은 장비를 천공하는 것에 의해 균질화된 식물 재료의 시트 내에 형성될 수 있다. 이는 규칙적으로 배열되고 일관된 단면 형상을 갖는 형성된 유체 통로의 형성을 용이하게 한다. 일 구현예에서, 형성된 유체 통로는 전기 천공 공정에 의해 균질화된 담배 재료(예를 들어, 캐스트 리프)의 시트 내에 형성될 수 있으며, 이것 후에 균질화된 담배 재료 내에 약 2 μm의 깊이를 갖는 홈을 형성하기 위한 캘린더링 및 마이크로 인그레이빙 단계가 뒤따를 수 있다.
본 발명에 따른 물품의 에어로졸 발생 기재의 로드의 제조에 사용하기 위한 에어로졸 발생 기재는 제1 방향을 따라 미리 결정된 평면에서 시트의 형태로 에어로졸 발생 재료를 전진시키기 위한 컨베이어; 및 전진되는 에어로졸 발생 재료 상의 미리 결정된 위치에서 기류 통로를 형성하도록 적응된 통로 형성 수단을 포함하는 천공 부재로서, 기류 통로는 에어로졸 발생 재료의 두께를 통해 연장되는 천공 부재를 포함하는 장치에 의해 제조될 수 있다.
일부 구현예에서, 통로 형성 수단은 전진하는 에어로졸 발생 재료와 직접(즉, 기계적으로) 협력하여 기류 통로를 형성하도록 구성된다. 천공 부재는 이러한 목적을 위해, 천공 부재의 표면으로부터 외부로 연장되는 복수의 핀을 포함할 수 있다. 예로서, 천공 부재는 천공 부재의 실질적으로 원통형 표면 상에 제공되고 제1 방향에 실질적으로 수직인 축을 중심으로 회전하도록 구성된 복수의 핀을 포함할 수 있으며, 복수의 핀은 에어로졸 발생 재료가 전진되는 동안 에어로졸 발생 재료의 두께를 통해 연장되는 대응하는 복수의 형성된 기류 통로를 형성하도록 에어로졸 발생 재료와 협력한다. 핀의 크기(길이, 단면)를 변화시키거나, 핀의 밀도(즉, 천공 부재의 원통형 표면의 표면적의 제곱센티미터 당 핀의 수)를 변화시키거나 둘 다를 변화시킴으로써, 에어로졸 발생 기재의 시트 내의 복수의 형성된 기류 통로의 수, 밀도 및 크기를 조정하는 것이 유리하게 가능하다. 예로서, 시트 형태의 동일한 에어로졸 발생 재료로부터 시작하여, 상이한 기하학적 파라미터를 갖는 형성된 기류 통로를 갖는 다양한 에어로졸 발생 기재를 제조하기 위해 전술한 파라미터의 다양한 조합을 갖는 롤러가 사용될 수 있다.
대안으로서, 천공 부재는 전진하는 에어로졸 발생 재료와 협력하도록 선형으로 이동되는 복수의 핀을 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 통로 형성 수단은 예컨대 전자기 방사선(예를 들어, 레이저 천공)의 발생을 통해, 에어로졸 발생 재료와의 직접 상호작용 없이 기류 통로를 형성하도록 구성될 수 있다.
이제, 본 발명은 이하의 예 및 도면을 참조하여 더 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명에 따른 히터 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품의 개략적인 종단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 물품의 에어로졸 발생 기재의 로드에 사용하기 위한 균질화된 담배 재료의 상세의 개략적인 상면도를 도시하며;
도 3은 전기 작동식 에어로졸 발생 장치 및 도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 종단면도를 도시한다.
도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)은 에어로졸 발생 기재(12)의 로드, 중공형 셀룰로스 아세테이트 튜브(14), 냉각 요소(16) 및 마우스피스 필터(18)를 포함한다. 이러한 4개의 요소는 순차적으로 그리고 동축 정렬로 배열되고 궐련 래퍼(20)에 의해 둘러싸여 에어로졸 발생 물품(10)을 형성한다. 에어로졸 발생 물품(10)은 마우스 단부(22) 및 마우스 단부(22)에 대한 물품의 대향 단부에 위치된 원위 단부(24)를 갖는다. 도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)은 에어로졸 발생 기재의 로드를 가열하기 위한 히터를 포함한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하는 데 특히 적합하다.
에어로졸 발생 기재(12)의 로드는 대략 12 mm의 길이 및 대략 7 mm의 직경을 갖는다. 로드(12)는 원통형 형상이고 실질적으로 원형 단면을 갖는다.
에어로졸 발생 기재(12)의 로드는 균질화된 담배 재료의 시트(26)로 형성되며, 이는 도 2에 상세히 도시된다. 보다 상세하게, 에어로졸 발생 기재(12)의 로드는 균질화된 담배 재료의 주름진 크림핑된 시트(26)를 포함하며, 이는 로드의 원위 단부(24)와 로드(12)의 하류 단부(22) 사이에서 길이방향으로 연장되는 복수의 채널을 정의한다.
도 2에 예시된 바와 같이, 균질화된 담배 재료의 시트(26)는 시트(26)의 두께를 통해 연장되는 복수의 형성된 유체 통로(28)를 포함한다. 형성된 유체 통로(28)는 주름진 구성에 있을 때 시트(26)에 의해 정의된 채널 중 2개 이상의 채널 사이에 유체 연통을 확립하도록 적응된다. 형성된 유체 통로(28)는 실질적으로 원형 단면 및 약 250 μm의 등가 직경을 갖는다. 시트(26)는 제곱센티미터 당 25개의 형성된 유체 통로를 포함한다.
도 3은 도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)의 에어로졸 발생 기재(12)의 로드를 가열하기 위해 히터 블레이드(210)를 이용하는 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템(200)의 일부분을 도시한다. 히터 블레이드(210)는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치(212)의 하우징 내부의 에어로졸 발생 물품 챔버에 장착된다. 에어로졸 발생 장치(212)는 도 3의 화살표에 의해 예시된 바와 같이, 공기가 에어로졸 발생 물품(10)으로 흐르게 하기 위한 복수의 공기 구멍(214)을 정의한다. 에어로졸 발생 장치(212)는 도 3에 도시되지 않은, 전력 공급부 및 전자기기를 포함한다.
도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)은 소비되기 위해 도 3에 도시된 에어로졸 발생 장치(212)와 맞물리도록 설계된다. 에어로졸 발생 물품(10)은 에어로졸 발생 장치(212) 내로 삽입되어 히터 블레이드(210)는 에어로졸 발생 기재(12)의 로드 내로 삽입된다. 마우스피스 필터(18)는 장치(212)의 마우스 단부로부터 외측으로 돌출한다. 에어로졸 발생 물품(10)이 에어로졸 발생 장치(212)와 체결되면, 부압은 에어로졸 발생 물품(10)의 마우스 단부(22)에 인가될 수 있고 에어로졸 발생 기재(12)의 로드는 에어로졸 발생 기재(12)의 로드로부터 에어로졸을 발생시키는 데 충분한 온도까지 히터 블레이드(210)에 의해 가열된다. 에어로졸은 마우스 단부 필터(18)를 통해 흡인된다.
도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)은 다른 유형의 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하는 데 또한 적합할 수 있음을 이해할 것이다.
실시예
도 1에 예시되고 전술한 유형의 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 에어로졸 발생 기재의 몇몇 실시예는 약 200 μm의 두께를 갖는 균질화된 담배 재료(캐스트 리프)의 시트로부터 제조되었다. 이러한 파라미터 중 일부는 아래 표 1에 제시된다.
성형된 유체 통로 등가 직경
[마이크로미터]		 형성된 유체 통로 단면적
[제곱 마이크로미터]		 기류 배열 밀도
[형성된 유체 통로/제곱 cm]		 기류 배열 표면적 분율 [%]
실시예 1 100 7854 25 0.20
실시예 2 100 7854 50 0.40
실시예 3 125 12272 25 0.31
실시예 4 125 12272 36 0.44
실시예 5 250 49087 25 1.23
실시예 6 250 49087 36 1.77
실시예 7 500 196349 25 4.9
실시예 8 500 196349 50 5.8
형성된 유체 통로의 등가 직경 및 시트 표면적의 단위 당 형성된 유체 통로의 수는 상이한 값의 기류 배열 표면적 분율, 즉 형성된 유체 통로의 누적 단면적과 시트의 전체 표면적 사이의 비율을 탐구하기 위해 변화되었다.

Claims (15)

  1. 가열 시 흡입 가능한 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 발생 물품으로서, 상기 에어로졸 발생 물품은,
    에어로졸 발생 기재의 로드로서, 상기 에어로졸 발생 기재의 로드는 균질화된 식물 재료의 시트를 포함하고, 상기 균질화된 식물 재료는 상기 로드의 상류 단부와 상기 로드의 하류 단부 사이에 길이방향으로 배열되는 로드; 및
    상기 균질화된 식물 재료를 둘러싸는 래퍼를 포함하며;
    상기 균질화된 식물 재료의 시트는 상기 시트의 두께를 통해 연장되고 상기 시트의 대향 측면들 사이에 유체 연통을 확립하도록 적응된 복수의 형성된 유체 통로를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 기재의 로드 내에 내장된 서셉터로서 제공된 가열 요소를 더 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 균질화된 식물 재료의 시트는 제곱센티미터 당 적어도 약 20개의 형성된 유체 통로를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형성된 유체 통로의 평균 등가 직경은 적어도 약 100 μm인, 에어로졸 발생 물품.
  5. 제4항에 있어서, 상기 형성된 유체 통로의 평균 등가 직경은 적어도 약 200 μm인, 에어로졸 발생 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 균질화된 식물 재료의 시트 내의 형성된 유체 통로의 누적 표면적은 상기 균질화된 식물 재료의 시트의 표면적의 적어도 약 0.1%를 나타내는, 에어로졸 발생 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형성된 유체 통로는 반복 패턴으로 제공되는, 에어로졸 발생 물품.
  8. 제7항에 있어서, 상기 반복 패턴은 형성된 유체 통로의 복수의 이격된 행(row)을 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  9. 제8항에 있어서, 형성된 유체 통로의 행 내의 인접한 형성된 유체 통로 사이의 선형 거리는 적어도 약 1 mm인, 에어로졸 발생 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트의 두께는 25 μm 내지 500 μm인, 에어로졸 발생 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트는 크림핑되는, 에어로졸 발생 물품.
  12. 제11항에 있어서, 상기 형성된 유체 통로는 상기 시트의 비-크림핑된 부분 내에 형성되는, 에어로졸 발생 물품.
  13. 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 발생 기재로서 사용하기 위한 로드를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은,
    균질화된 식물 재료의 시트를 제공하는 단계;
    상기 균질화된 식물 재료의 시트의 두께를 통해 연장되는 유체 통로를 상기 균질화된 식물 재료의 시트 내에 형성하는 단계;
    상기 균질화된 식물 재료를 래퍼로 둘러싸서 연속 로드를 형성하는 단계로서, 상기 균질화된 식물 재료는 상기 로드의 상류 단부와 상기 로드의 하류 단부 사이에서 길이방향으로 상기 래퍼 내에 배열되고, 상기 복수의 형성된 유체 통로는 상기 균질화된 식물 재료의 시트의 대향 측면들 사이에 유체 연통을 확립하는, 단계; 및
    상기 연속 로드를 복수의 개별 로드로 절단하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 에어로졸 발생 물품에서 에어로졸 발생 기재로서 사용하기 위한 로드로서, 상기 로드는,
    균질화된 식물 재료의 시트로서, 상기 균질화된 식물 재료는 상기 로드의 상류 단부와 상기 로드의 하류 단부 사이에서 길이방향으로 상기 로드 내에 배열되는 시트; 및
    상기 균질화된 식물 재료를 둘러싸는 래퍼를 포함하며;
    상기 균질화된 식물 재료의 시트는 상기 균질화된 식물 재료의 시트의 두께를 통해 연장되고 상기 균질화된 식물 재료의 시트의 대향 측면들 사이에 유체 연통을 확립하도록 적응된 복수의 형성된 유체 통로를 포함하는, 로드.
  15. 에어로졸 발생 시스템으로서,
    제2항에 따른 에어로졸 발생 물품; 및
    상기 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성된 공동 및 상기 서셉터의 서셉터 재료 내에 열 발생 와전류를 유도하도록 구성된 교번 전자기장을 생성하도록 구성된 유도원 히터를 포함하는 에어로졸 발생 장치;를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
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