KR20230142498A

KR20230142498A - 에어로졸 생성 장치

Info

Publication number: KR20230142498A
Application number: KR1020237026971A
Authority: KR
Inventors: 가르시아 에두아르도 호세 가르시아
Original assignee: 제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2023-10-11
Also published as: EP4287891A1; TW202235013A; CN116801748A; JP2024504915A; US20240122232A1; WO2022167309A1

Abstract

에어로졸 생성 물품이 에어로졸 생성 재료의 제1 층; 에어로졸 생성 재료의 제2 층; 및 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함하고; 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립의 각각이 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 배치된다.

Description

에어로졸 생성 장치

본 개시 내용은 일반적으로 에어로졸 생성 물품에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 사용자가 흡입할 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 에어로졸 생성 장치와 함께 사용되는 에어로졸 생성 물품에 관한 것이다. 본 개시 내용은 특히, 휴대용(hand-held) 에어로졸 생성 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 생성 물품에 적용될 수 있다.

(에어로졸 생성 장치 또는 증기 생성 장치로도 알려져 있는) 위험이 감소되거나 위험이 개선된 장치의 인기와 사용은 최근 몇 년 동안 전통적인 담배 제품 사용의 대안으로 빠르게 성장해 왔다. 에어로졸 생성 물질을 가열하거나 가온하여 사용자가 흡입할 수 있는 에어로졸을 생성하는 다양한 장치 및 시스템이 이용 가능하다.

일반적으로 이용 가능한 위협이 감소된 또는 위험이 개선된 장치는 기재 가열식 에어로졸 생성 장치 또는 소위 비연소식 가열(heat-not-burn) 장치이다. 이러한 유형의 장치는 에어로졸 생성 기재를 통상적으로 150℃ 내지 300℃ 범위의 온도까지 가열함으로써 에어로졸 또는 증기를 생성한다. 에어로졸 생성 기재를 연소시키거나 또는 태우지 않고 이러한 범위 내의 온도까지 가열하면, 통상적으로 냉각되고 응축되어 장치의 사용자가 흡입할 수 있는 에어로졸을 형성하는 증기를 발생시킨다.

현재 입수 가능한 에어로졸 생성 장치는 여러 가지 다른 접근 방식 중 하나를 이용하여 에어로졸 생성 기재에 열을 제공할 수 있다. 이러한 접근 방식 중 하나는 유도 가열 시스템을 사용하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다. 이러한 장치에서, 유도 코일이 장치 내에 제공되며, 유도 가열식 서셉터(susceptor)가 에어로졸 생성 기재를 가열하도록 제공된다. 사용자가 장치를 활성화하면 전기 에너지가 유도 코일에 공급되어 교류 전자기장을 생성된다. 서셉터가 전자기장과 커플링되고, 예를 들어, 전도에 의해서 에어로졸 생성 기재에 전달되는 열을 생성하고, 에어로졸 생성 기재가 가열됨에 따라, 에어로졸이 생성된다.

유도 가열 시스템에 의해 에어로졸 생성 기재에 효율적인 열 전달이 가능한 에어로졸 생성 물품을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

제1 양태에 따라, 에어로졸 생성 재료의 제1 층, 에어로졸 생성 재료의 제2 층, 및 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함하는 에어로졸 생성 물품이 제공된다. 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립의 각각은 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치된다.

유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 배치하는 것은, 에어로졸 생성 장치 내에서 에어로졸 생성 물품을 사용하는 동안, 서셉터 재료로부터 에어로졸 생성 재료로 효과적인 열 전달을 제공한다. 또한, 이는 에어로졸 생성 재료를 효과적이고 균일하게 가열하여, 신뢰할 수 있는 증기 생성을 제공한다. 또한, 본 개시 내용에 따른 에어로졸 생성 물품은 효율적으로 제조될 수 있고 비교적 용이하게 대량 생산이 가능하다.

또한, 서셉터 재료를 에어로졸 생성 재료로 둘러싸는 것에 의해서, 서셉터 재료가 담배 랩핑 종이(tobacco wrapping paper)와 접촉될 위험이 감소되고, 그러한 접촉은 에어로졸 생성 물품에 대한 손상을 유발할 수 있다.

에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치되는 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립은 시트로서 배치된다. 시트는 연속적인 시트일 수 있다. 이는 에어로졸 생성 물품의 제조를 용이하게 할 수 있다.

바람직하게는, 시트는 복수의 상승 부분을 갖는 제1 표면을 포함한다. 또한, 시트의 제1 표면은 복수의 하강 부분을 포함할 수 있다. 상승 부분 및 하강 부분은 시트 상에서 교번적으로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 상승 부분은 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함하는 시트의 부분에 상응한다. 이러한 배치는, 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립이 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 내에 내재되는 것으로 생각될 수 있다는 효과를 가질 수 있다. 이는 에어로졸 또는 증기가 더 효과적으로 생성되게 할 수 있는데, 이는 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립이 에어로졸 생성 재료의 층에 의해서 완전히 둘러싸이고 그에 따라 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립으로부터 에어로졸 생성 재료의 층으로의 열 전달이 최대화되기 때문이다.

일부 개선예에서, 시트가 나선형으로 배치되어 시트 주위에서 충분한 공기 유동을 보장하는 데 도움을 줄 수 있고, 그에 따라 생성 증기가 흡입 중에, 제한된 방해를 가지고, 에어로졸 생성 물품의 외부로 자유롭게 이동할 수 있다.

일부 다른 개선예에서, 시트는 적어도 2개의 시트 층을 포함할 수 있고, 각각의 시트 층은 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 적어도 2개의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함한다. 시트 층의 각각은 링으로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 시트 층들의 링들이 동심적으로 배치될 수 있다. 이는 시트 층의 주위에서 공기가 충분히 유동하게 보장하여, 생성 증기가 흡입 중에 에어로졸 생성 물품의 외부로 자유롭게 이동하게 할 수 있다.

추가적인 개선예에서, 시트는 복수의 시트 세그먼트를 포함할 수 있고, 각각의 시트 세그먼트는 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 적어도 하나의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함한다. 바람직하게는, 시트 세그먼트의 각각이 서로 분리되고, 이는 시트 세그먼트 주위의 공기 유동을 개선하는 데 도움을 줄 수 있다.

시트 세그먼트의 각각은 에어로졸 생성 장치 내에서 무작위적으로 배치될 수 있다. 복수의 시트 세그먼트는 에어로졸 생성 물품의 횡단면 내에서 복수의 상이한 배향을 가질 수 있다. 이는 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립으로부터 에어로졸 생성 재료의 층으로의 균일한 열 전달을 보장하는 데 도움이 될 수 있고, 따라서 에어로졸 생성 물품의 사용 중에 최대량의 증기가 생성되도록 할 수 있다.

바람직하게는, 에어로졸 생성 재료가 담배 재료를 포함한다. 이는 에어로졸 생성 물품의 제조를 용이하게 할 수 있고, 에어로졸 생성 물품의 이용 중에, 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립으로부터 전달된 열에 의한 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 모두의 가열로 인해서 최대량의 증기가 또한 생성되게 할 수 있다.

에어로졸 생성 재료는 임의의 유형의 고체 또는 반-고체 재료일 수 있다. 예시적인 유형의 에어로졸 생성 고체는 분말, 과립, 펠릿, 조각, 스트랜드, 입자, 겔, 스트립, 느슨한 잎, 컷팅된 잎, 컷팅된 필러, 다공성 재료, 발포체 재료 또는 시트를 포함한다. 에어로졸 생성 재료는 식물-유래 재료를 포함할 수 있고, 특히 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 예를 들어, 담배, 그리고 셀룰로오스 섬유, 담배 줄기 섬유, 및 CaCO3와 같은 무기 필러 중 어느 하나 이상을 포함하는 재구성 담배(reconstituted tobacco)를 포함할 수 있다. 결과적으로, 에어로졸 생성 물품과 함께 사용하도록 의도된 에어로졸 생성 장치는 "가열식 담배 장치", "비연소 가열식 담배 장치", "담배 제품을 기화시키는 장치" 등으로 지칭될 수 있고, 이는 이러한 효과를 달성하기에 적합한 장치로서 해석된다. 본원에서 개시된 특징들은 임의의 에어로졸 생성 기재를 증발시키도록 설계된 장치에 동일하게 적용될 수 있다.

일부 예에서, 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층의 각각의 길이는 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립의 각각의 길이와 동일할 수 있다. 이는 증기 생성 및 에어로졸 생성 물품의 제조를 용이하게 할 수 있다.

유도 가열 가능 서셉터 재료는, 바람직하게는 스테인리스 강 및 탄소 강으로부터 선택된 금속을 포함할 수 있다. 유도 가열식 서셉터 재료는 그러나, 알루미늄, 철, 니켈, 스테인리스 강, 탄소강, 및 이들의 합금(예를 들어, 니켈 크롬 또는 니켈 구리) 중 하나 이상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치 내의 에어로졸 생성 물품의 사용 중에 전자기장이 근접하여 인가될 때, 전자기장으로부터 열로의 에너지 변환을 초래하는 와전류 및 자기 이력 손실로 인해서, 서셉터 재료의 스트립이 열을 생성할 수 있다.

유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립의 각각은 1 ㎛ 내지 500 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 100 ㎛, 더 바람직하게는 약 50 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 이러한 두께 치수를 가지는 서셉터 재료의 스트립은 에어로졸 생성 물품의 사용 중에 유도 가열되기에 특히 적합할 수 있고 또한 에어로졸 생성 물품의 제조를 용이하게 할 수 있다.

에어로졸 생성 재료의 제1 및/또는 제2 층은 50 ㎛ 내지 500 ㎛, 바람직하게는 150 ㎛ 내지 300 ㎛, 더 바람직하게는 약 220 ㎛의 두께를 가질 수 있다.

에어로졸 생성 물품은 종이 랩퍼(paper wrapper)에 의해서 둘러싸일 수 있다.

에어로졸 생성 물품은 실질적으로 스틱 형상으로 형성될 수 있고, 에어로졸 생성 기재가 적절한 방식으로 배치된 관형 영역을 갖는 담배와 대체로 유사할 수 있다. 에어로졸 생성 물품은, 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 포함하는, 필터 세그먼트를 에어로졸 생성 물품의 근위 단부에 포함할 수 있다. 필터 세그먼트는 마우스피스 필터를 구성할 수 있고, 서셉터 재료 및 에어로졸 생성 재료를 포함하는 에어로졸 생성 기재와 동축으로 정렬될 수 있다. 하나 이상의 증기 수집 영역, 냉각 영역, 및 기타 구조가 일부 설계에 또한 포함될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품은 필터 세그먼트의 상류에서 적어도 하나의 관형 세그먼트를 포함할 수 있다. 관형 세그먼트는 증기 냉각 영역으로서 작용할 수 있다. 증기 냉각 영역은 유리하게는, 필터 세그먼트를 통해서, 에어로졸 생성 재료의 가열에 의해서 생성된 가열된 증기를 냉각 및 응축시켜 사용자가 흡입하는 데 적합한 특성을 갖는 에어로졸을 형성할 수 있다.

에어로졸 생성 재료는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제의 예는 다가 알코올 및 글리세린 또는 프로필렌 글리콜과 같은 이들의 혼합물을 포함한다. 전형적으로, 에어로졸 생성 재료는 건조 중량을 기반으로 약 5% 내지 약 50%의 에어로졸 형성제 함량을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 재료는 건조 중량을 기반으로 약 10% 내지 약 20%, 그리고 가능하게는 건조 중량을 기반으로 약 15%의 에어로졸 형성제 함량을 포함할 수 있다.

가열 시에, 에어로졸 생성 재료는 휘발성 화합물을 방출할 수 있다. 휘발성 화합물은 니코틴 또는 담배 향미제와 같은 향미 화합물을 포함할 수 있다.

다른 양태에 따라, 전술한 임의의 에어로졸 생성 물품에 따른 에어로졸 생성 물품을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 제공된다.

다른 양태에 따라, 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 배치하는 단계를 포함하는, 에어로졸 생성 물품을 생산하는 방법이 제공된다.

바람직하게는, 방법은 접착제를 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립에 도포하는 단계, 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 배치하는 단계, 및 제1 및 제2 층을 함께 프레스하여(press) 시트를 형성하는 단계를 포함한다.

일부 예에서, 시트는 복수의 시트 세그먼트로 컷팅될 수 있고, 각각의 시트 세그먼트는 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 적어도 하나의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함한다.

다른 예에서, 시트는 적어도 2개의 시트 층으로 컷팅될 수 있고, 각각의 시트 층은 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 적어도 2개의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함한다.

이제 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 본 개시 내용의 실시형태에 대해 설명할 것이다.
도 1a는 에어로졸 생성 물품의 개략적인 횡단면 측면도이다.
도 1b는 에어로졸 생성 물품의 제1 예에서, 도 1a의 선 A-A를 따른 횡단면도이다.
도 1c는 에어로졸 생성 물품의 제2 예에서, 도 1a의 선 A-A를 따른 횡단면도이다.
도 2는 에어로졸 생성 물품을 제조하기 위한 장치 및 방법의 개략도이다.
도 3은 접착제 지역(adhesive area) 및 비접착제 지역을 보여주는 서셉터 재료의 연속적인 웹의 단면의 평면도이다.
도 4는, 유도 가열 가능 서셉터 스트립을 형성하는 것 그리고 유도 가열 가능 서셉터 스트립을 에어로졸 생성 재료의 표면에 도포하는 것을 개략적으로 도시하는, 도 2의 장치 및 방법의 일부의 기능적 도면이다.
도 5a는 에어로졸 생성 물품을 형성하는 방법의 기능적 도면이다.
도 5b는 에어로졸 생성 물품을 형성하는 다른 방법의 기능적 도면이다.

본원에서 설명된 에어로졸 생성 물품은, 에어로졸 생성 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키고 그에 의해서 냉각 및 응축되어 에어로졸 생성 장치의 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 형성하는 가열된 증기를 생성하기 위하여, 에어로졸 생성 재료를 연소시키지 않고, 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 에어로졸 생성 장치와 함께 사용된다. 에어로졸 생성 장치는 핸드헬드형 휴대용 장치이다.

일반적인 용어로, 증기는 그 임계 온도보다 낮은 온도에서 기체 상의 물질이고, 이는, 온도를 감소시키지 않으면서 그 압력을 증가시키는 것에 의해서 증기가 액체로 응축될 수 있다는 것을 의미하는 반면, 에어로졸은 공기 또는 다른 기체 내의 미세 고체 입자 또는 액체의 액적(liquid droplet)의 현탁체이다. 그러나, 용어 '에어로졸' 및 '증기'는, 특히 사용자가 흡입할 수 있도록 생성되는 흡입 가능 매체 형태와 관련하여, 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다는 것에 주목하여야 한다.

먼저 도 1a를 참조하면, 에어로졸 생성 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 생성 물품(1)이 도시되어 있으며, 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 물품(1)을 유도 가열하여 장치의 사용자가 흡입할 에어로졸을 생성하기 위한 유도 가열 시스템을 포함한다. 그러한 장치는 당업계에 알려져 있으며, 본 명세서에서 추가로 상세히 설명되지 않을 것이다. 에어로졸 생성 물품(1)은 세장형으로 이루어져 원위 단부(11a) 및 근위 단부(또는 입쪽 단부)(11b)를 가지는, 실질적으로 원통형이다. 원형 단면은 사용자에 의한 물품(1)의 조작을 원활하게 하고, 에어로졸 생성 장치의 공동 또는 가열 격실 내로 물품(1)의 삽입을 원활하게 한다.

에어로졸 생성 물품(1)은, 제1 및 제2 단부(10a, 10b)를 갖는 에어로졸 생성 기재(10), 및 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)을 포함한다. 에어로졸 생성 기재(10) 및 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)은 랩퍼(14) 내에 배치되고 그에 의해서 둘러싸인다. 랩퍼(14)는, 실질적으로 비-전기 전도성 및 비-자기 투과성인 재료를 포함한다. 도시된 예에서, 랩퍼(14)는 종이 랩퍼이고 담배 종이를 포함할 수 있다.

유도 가열 가능 서셉터 부분(12)은, 도 1b 및 1c에 도시된 바와 같이, 에어로졸 생성 재료의 제1 층(15), 에어로졸 생성 재료의 제2 층(13), 및 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)를 포함한다. 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립의 각각은 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에 위치된다. 다시 말해서, 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립은 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에 개재되는 것으로 생각될 수 있다. 이는, 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 모두에 부착된 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립에 의해서 성취된다. 이러한 방식으로, 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에 위치되는 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립이 배치되어 시트를 형성한다. 즉, 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)은 시트-유사 구조를 갖는다.

유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 시트는 에어로졸 생성 기재(10)의 일부를 형성하고, 실질적으로 막대-형상인 에어로졸 생성 물품(1)을 형성하도록 배치된다. 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)은 에어로졸 생성 물품(1)의 길이방향으로 실질적으로 배치된다. 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 시트는 일반적으로 길이방향으로 접히지 않고, 그에 따라 에어로졸 생성 물품(1)을 통한 공기 유동 경로는 중단되지 않고 물품(1)을 통한 균일한 공기 유동이 달성될 수 있는 것을 보장한다.

에어로졸 생성 재료의 제1 층(15), 에어로졸 생성 재료의 제2 층(13), 및 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립 모두는 실질적으로 동일한 높이를 갖는다. 이러한 경우, 높이는 에어로졸 생성 물품(1)의 길이방향 거리를 지칭한다.

이제 도 1b 및 도 1c를 참조하여 에어로졸 생성 물품(1) 내의 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 배치를 더 구체적으로 설명할 것이다.

제1 예시적 배치에서, 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)은 에어로졸 생성 기재(10) 내에서 나선으로 배치된다. 나선은 에어로졸 생성 기재(10) 내에서 실질적으로 중앙에 위치되고, 나선은 에어로졸 생성 물품(1)과 실질적으로 동축적으로 정렬된다.

도 1b에 도시된 제2 예에서, 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 시트는 적어도 2개의 부분(19)으로 분할되고, 이러한 부분(19)은 유도 가열 가능 서셉터 시트 층(19)으로 지칭될 수 있다. 각각의 시트 층(19)은 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에 위치된 적어도 2개의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 포함한다. 이러한 방식으로, 각각의 시트 층(19)은 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)과 유사한 구성을 가지나, 그보다 적은 수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 갖는다. 시트 층(19)의 각각은 도 1b에 도시된 바와 같이 링으로 배치되고, 복수의 링은 에어로졸 생성 기재(10) 내에서 동심적으로 배치된다. 시트 층(19)의 링은 에어로졸 생성 물품(1)과 동축적으로 정렬된다. 도 1b에 도시된 예가 2개의 동심적인 링을 예시하지만, 2개 초과의 링이 제공될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 1c에 도시된 제3 예에서, 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)은 복수의 부분(21)으로 분할되고, 이러한 부분(21)은 유도 가열 가능 서셉터 시트 세그먼트(21)로 지칭될 수 있다. 각각의 시트 세그먼트(21)는 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에 위치된 적어도 하나의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 포함한다.

도 1c에 도시된 예가 하나의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 갖는 각각의 시트 세그먼트(21)를 예시하지만, 일부 시트 세그먼트가 둘 이상의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 가질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 시트 세그먼트의 각각은 도 1c에 도시된 바와 같이 서로 구분되고 분리된다. 시트 세그먼트(21)는 막대-형상의 에어로졸 생성 물품(1)의 횡단면 전체를 통해서 무작위적으로 분포될 수 있고, 그에 의해서 시트 세그먼트는 도 1c에 도시된 바와 같이 에어로졸 생성 물품(1)의 횡단면 내에서 복수의 상이한 배향을 갖는다. 이러한 방식으로, 시트 세그먼트(21)는 에어로졸 생성 기재(10)와 함께 무작위적으로 배치 및 배향된다.

전술한 배치 모두는 유리하게는, 각각의 유도 가열기 서셉터 스트립을 둘러싸는 에어로졸 생성 재료를 제공한다. 담배 재료로 둘러싸인 다수의 서셉터를 갖는 것은, 임의의 서셉터가 담배 랩퍼 종이와 접촉될 위험이 없다는 것을 의미한다. 이는 서셉터가 랩퍼 종이를 연소 또는 손상시킬 가능성을 낮춘다.

또한, 각각의 서셉터를 담배 재료로 둘러싸는 것에 의해서, 각각의 서셉터는, 직접적으로 접촉되는 담배 재료의 양만을 가열한다. 이는, 에어로졸 생성 기재(10)를 통한 열 전파를 감소시킴으로써, 열 및 에너지 효율을 최대화한다. 이는 또한, 적은 에너지가 낭비됨에 따라, 전체 스틱을 가열하는 데 필요한 최대 온도를 제한하는 데 도움을 준다.

전술한 배치의 추가적인 장점은, 생성 증기가 최소의 방해로 필터를 향해서 이동할 수 있게 하는 공기 채널이 각각의 서셉터 구조물(즉, 나선, 시트 층, 및 시트 세그먼트) 사이에 형성된다는 것이다.

도 1a를 다시 참조하면, 에어로졸 생성 물품(1)은 에어로졸 생성 기재(10)의 하류에 배치된 마우스피스 세그먼트(20)를 포함한다. 에어로졸 생성 기재(10) 및 마우스피스 세그먼트(20)는 랩퍼(14)의 내측에 동축 정렬로 배치되어 구성요소를 제 위치에서 유지하고, 그에 따라 막대-형상의 에어로졸 생성 물품(1)을 형성한다.

도시된 실시형태에서, 마우스피스 세그먼트(20)는 하류 방향으로, 다시 말해서 에어로졸 생성 물품(1)의 원위 단부(11a)로부터 근위(입쪽) 단부(11b)까지 동축 정렬로 순차적으로 배치된 구성요소들, 즉 냉각 세그먼트(22), 중심 홀 세그먼트(23) 및 필터 세그먼트(24)를 포함한다. 냉각 세그먼트(22)는, 종이 랩퍼(14)의 두께보다 두꺼운 두께를 갖는 중공형 종이 튜브(22a)를 포함한다. 중심 홀 세그먼트(23)는 셀룰로오스 아세테이트 섬유 및 가소제를 함유하는 경화된 혼합물을 포함할 수 있고, 마우스피스 세그먼트(20)의 강도를 증가시키는 기능을 한다. 필터 세그먼트(24)는 일반적으로 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 포함하고 마우스피스 필터로서 작용한다. 가열된 증기가 에어로졸 생성 기재(10)로부터 에어로졸 생성 물품(1)의 근위(입쪽) 단부(11b)를 향하여 유동함에 따라, 증기는 냉각 세그먼트(22) 및 중심 홀 세그먼트(23)를 통과하면서 냉각되고 응축되어, 필터 세그먼트(24)를 통해서 사용자가 흡입하기 위한 적합한 특성을 갖는 에어로졸을 형성한다.

에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)은 담배 재료를 포함한다. 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)은 유리하게는 재구성 담배를 포함하고, 이러한 재구성 담배는 담배, 그리고 셀룰로오스 섬유, 담배 줄기 섬유 및 CaCO₃와 같은 무기 필러 중 임의의 하나 이상을 포함한다.

에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)은 일반적으로 글리세린 또는 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함한다. 일반적으로, 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)은 건조 중량을 기준으로 약 5% 내지 약 50%의 에어로졸 형성제 함량을 포함한다. 가열 시에, 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)은, 니코틴 또는 담배 향미제와 같은 향미 화합물을 포함할 수 있는 휘발성 화합물을 방출한다.

에어로졸 생성 장치 내의 물품(1)을 사용하는 동안 시간에 따라 달라지는 전자기장이 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립에 근접하여 인가될 때, 와전류 및 자기 이력 손실로 인해서 열이 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립에서 생성된다. 이러한 열은 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립으로부터 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)에 전달되어 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)을 연소시키지 않고 가열하고, 그에 따라 하나 이상의 휘발성 화합물을 방출하고 그에 의해서 증기를 생성한다. 사용자가 필터 세그먼트(24)를 통해서 흡입할 때, 가열된 증기가 물품(1)을 통해서 에어로졸 생성 기재(10)의 제1 단부(10a)로부터 에어로졸 생성 기재(10)의 제2 단부(10b)를 향해서, 그리고 필터 세그먼트(24)를 향해서 하류 방향으로 끌어당겨진다. 앞서 주목한 바와 같이, 가열된 증기가 냉각 세그먼트(22) 및 중심 홀 세그먼트(23)을 통해서 필터 세그먼트(24)를 향해서 유동할 때, 가열된 증기가 냉각되고 응축되어 필터 세그먼트(24)를 통해 사용자가 흡입하는 데 적합한 특성을 갖는 에어로졸을 형성한다.

본 개시 내용에 따른 에어로졸 생성 물품을 제조하기에 적합한 장치(30) 및 방법을 이제 설명할 것이다.

간략히, 방법은 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에 배치하는 단계를 포함한다. 접착제를 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립에 도포하고, 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에 배치한 후에, 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)을 함께 프레스하여 시트 형태의 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)을 형성한다. 전술한 제2 및 제3 예의 경우, 에어로졸 생성 물품(1)의 조립 전에 시트를 다수의 부분으로 컷팅한다.

에어로졸 생성 물품(1)을 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 추가적인 상세 내용을 이제 도 2를 참조하여 설명할 것이다.

장치(30)는, 실질적으로 편평한 표면 및 에어로졸 생성 재료(15)의 연속적인 웹(34)의 공급을 제어하기 위한 제1 공급 롤러(36)를 가지는, 에어로졸 생성 재료(15)의 연속적인 웹(34)을 수반하는 공급 릴(32)(예를 들어, 제1 보빈)을 포함한다. 장치(30)는 또한 에어로졸 생성 재료(13)의 제2 연속 웹을 수반하는 제2 공급 릴(33)(예를 들어, 제2 보빈)을 포함한다. 명료함을 위해서, 이러한 제2 공급 릴(33) 및 에어로졸 생성 재료(13)의 제2 연속 웹을 도 2에 도시하지 않았다.

장치(30)는, 서셉터 재료의 연속 웹(40)을 수반하는 서셉터 공급 릴(38)(예를 들어, 제3 보빈), 서셉터 재료의 연속 웹(40)의 공급을 제어하기 위한 공급 롤러(42, 44), 접착제 도포기 유닛(46), 및 서셉터 컷팅 유닛(48)을 포함한다. 명료함을 위해서, 도 2는 접착제를 서셉터 재료의 제1 측면에 도포하도록 배치된 하나의 접착제 도포기 유닛(46) 만을 도시한다. 다른 접착제 도포기 유닛(미도시)이 접착제를 서셉터 재료의 다른 측면에 도포하도록 배치된다.

장치(30)는 선택적 가열기(50), 스트립 컷팅 유닛(52), 공급 롤러(54), 막대 형성 유닛(56), 및 막대 컷팅 유닛(58)을 추가로 포함한다.

동작 시에, 에어로졸 생성 재료(15)의 제1 연속 웹(34)이 공급 릴(32)로부터 연속적으로 공급되고, 에어로졸 생성 재료(13)의 제2 연속 웹이 제2 공급 릴로부터 연속적으로 공급된다. 동시에, 서셉터 재료의 연속 웹(40)이 서셉터 공급 릴(38)로부터 공급 롤러(42, 44)를 통해서 접착제 도포기 유닛(46)으로 연속적으로 공급된다. 접착제 도포기 유닛(46)은 접착제(47)를 서셉터 재료의 연속 웹(40)의 양 측면에(즉, 상단 측면 및 하단 측면)에 도포한다. 도시된 예에서, 접착제 도포기 유닛(46)은 접착제(47)를 서셉터 재료의 연속 웹(40)의 표면에 간헐적으로 그리고 웹(40)의 전체 폭에 걸쳐 도포한다. 이러한 방식으로, 단속적인 접착제 지역(60)(도 3 및 도 4 참조)이 서셉터 재료의 연속 웹(40)의 표면에 형성되고, 비접착제 지역(62)이 서셉터 재료(16)의 연속 웹(40)의 이동 방향으로 인접 접착제 지역들(60) 사이에 형성된다.

서셉터 재료의 연속 웹(40)이 접착제 도포기 유닛(46)으로부터 서셉터 컷팅 유닛(48)으로 공급되고, 서셉터 컷팅 유닛은 서셉터 재료(16)의 연속 웹(40)을 연속적으로 컷팅하여 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 형성한다. 서셉터 컷팅 유닛(48) 지지 드럼(66) 및 컷팅 드럼(68). 지지 드럼(66)은 서셉터 재료의 연속 웹(40)을 그 주변부 주위에서 지지한다. 컷팅 드럼(68)은 복수의 원주방향으로 이격된 컷팅 요소, 예를 들어 돌출 컷팅 블레이드를 그 주변부 주위에서 포함하고, 컷팅 요소들은 지지 드럼(66)의 주변부 주위의 원주방향으로 이격된 함몰부와 협력한다(예를 들어, 그 내부로 연장된다). 그 결과, 서셉터 재료의 연속 웹(40)을 연속적으로 전단 컷팅하여 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 형성한다.

접착제 도포기 유닛(46)에 의해서 서셉터 재료의 연속 웹(40)에 도포된 접착제(47)로 인해 서셉터 컷팅 유닛(48)이 오염되는 것을 최소화하기 위해서, 서셉터 컷팅 유닛(48)은, 서셉터 재료의 연속 웹(40)의 표면 상의 접착제 지역들(60) 사이의 위치에 있는 비접착제 지역(62) 내에서 서셉터 재료의 연속적인 웹(40)을 컷팅한다. 이는, 서셉터 컷팅 유닛(48)의 동작을 서셉터 재료의 연속 웹(40)의 이동과 동기화시키는 것에 의해서 달성될 수 있다.

서셉터 컷팅 유닛(48)에 의해서 제공된 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립은 에어로졸 생성 재료(15, 13)의 제1 및 제2 연속 웹(34)의 각각의 표면 사이에 배치되고, 그에 따라 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 연속적인 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립의 연부들 사이에는 일정하고 미리 결정된 간격(74)이 존재한다. 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립과 에어로졸 생성 재료(15, 13)의 제1 및 제2 연속 웹(34)의 실질적으로 편평한 표면 사이에서 적절한 접착력을 보장하기 위해서, 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립은, 도 2에 개략적으로 도시된, 제1 및 제2 에어로졸 생성 재료(15, 13)에 압축력을 인가하는 캠 롤러(76)에 의해서 제1 및 제2 에어로졸 생성 재료(15, 13) 사이에서 프레스되고, 그에 따라 시트-유사 구조를 갖는 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)을 형성한다.

복수의 서셉터 재료(16)의 스트립들이 갭(74)에 의해서 이격되기 때문에, 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)이 함께 프레스된 후에, 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 하나의 표면은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 교번적으로 상승 및 하강된(예를 들어, 주름진) 구조를 가질 것이다. 표면의 상승 부분(27)은 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 포함하는 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 부분에 상응하고, 표면의 하강 부분(29)은 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립들 사이의 갭에 상응한다. 이러한 배치는 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립과 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에서 매우 밀접한 접촉을 제공하고, 이는 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)와 에어로졸 생성 재료(15, 13) 사이의 밀접 접촉 및 증가된 표면적으로 인해서 증가된 증기 생성에 기여하는 데 도움을 준다. 또한, (에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13)이 서로 접촉된) 각각의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립들 사이의 하강 부분(29)은 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립들 사이의 접촉 가능성을 최소화한다.

도시된 바와 같이, 에어로졸 생성 재료의 상부 층(13)이 서셉터 재료(16)의 강성 스트립에 대해서 프레스될 때, 이러한 스트립에 상응하는 에어로졸 생성 재료의 상부 층(13)의 부분이 변형되어 다른 지역에 비해서 상승된 구조물(27)을 형성한다. 이러한 상승 부분(27)은 또한 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 오목 부분으로 지칭될 수 있다.

일부 예에서, 제1 및 제2 에어로졸 생성 재료(15, 13) 그리고 그 표면에 접착된 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립이 선택적 가열기(50)에 의해서 가열될 수 있다. 이는 접착제(47)의 경화 또는 셋팅(cure or set)을 보조할 수 있고, 그에 의해서 각각의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립과 에어로졸 생성 재료(15, 13)의 표면 사이의 양호한 본딩을 보장할 수 있다.

유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 시트가 스트립 컷팅 유닛(52)에 공급되고, 스트립 컷팅 유닛은 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 연속적인 시트를 컷팅한다. 도 2의 스트립 컷팅 유닛(52)은, 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)의 시트를 전단 컷팅하여 복수의 서셉터 스트립(16)을 형성하기 위해서 협력하는(예를 들어 서로 맞물린) 제1 및 제2 컷팅 형성부(84, 86)를 각각 가지는 제1 및 제2 컷팅 드럼(80, 82)을 포함한다.

유도 가열 가능 서셉터 부분(12)이 도 5a에 도시된 바와 같이 복수의 동심적으로 배치된 링들의 형태를 취하는 제2 예에서, 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)이 적어도 2개의 부분으로 컷팅되어 유도 가열 가능 서셉터 시트 층(19)을 형성한다. 전술한 바와 같이, 각각의 시트 층(19)은 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에 위치된 적어도 2개의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 포함한다.

유도 가열 가능 서셉터 부분(12)이 복수의 구분된 부분들의 형태를 취하는 제3 예에서, 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)이 복수의 부분으로 분할되어 도 5b에 도시된 바와 같이 유도 가열 가능 서셉터 시트 세그먼트(21)을 형성한다. 전술한 바와 같이, 각각의 시트 세그먼트(21)는 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층(15, 13) 사이에 위치된 적어도 하나의 유도 가열 가능 서셉터 재료(16)의 스트립을 포함한다.

유도 가열 가능 서셉터 부분(12)이 나선의 형태를 취하는 제1 예의 경우에, 컷팅이 필요하지 않다는 것에 주목하여야 한다.

(예를 들어 시트, 적어도 2개의 시트 층, 복수의 시트 세그먼트 형태인) 유도 가열 가능 서셉터 부분(12)은 막대 형성 유닛(56)으로 이송되고, 이러한 막대 형성 유닛에서 도 2에 도시된 바와 같이 유도 가열 가능 서셉터 부분이 연속적인 막대(88)로 형성된다. 랩핑 종이의 연속적인 시트(미도시)가, 막대 형성 유닛(56)의 하류에 배치될 수 있는 공급 릴(미도시)로부터, 막대 형성 유닛(56)에 공급된다. 랩핑 종이의 시트가 막대 형성 유닛(56)을 통해서 운반되고 안내될 때, 이러한 시트는, 연속적인 막대(88)가 랩퍼(14)에 의해서 둘러싸이도록, 유도 가열 가능 서셉터 부분(12) 주위에 랩핑된다.

이어서, 랩퍼(14)에 의해서 둘러싸인 연속적인 막대(88)가 막대 컷팅 유닛(58)으로 운반되고, 여기에서 연속적인 막대는 적절한 위치에서 미리 결정된 길이로 컷팅되어 다수의 에어로졸 생성 물품(1)을 형성한다. 연속적인 막대(88)는 바람직하게는 막대 형성 유닛에 의해서 반복적으로 컷팅된다.

추가적인 유닛(미도시)이 막대 컷팅 유닛(58)의 하류에 배치될 수 있고, 전술한 마우스피스 세그먼트(20)와 같은 하나 이상의 부가적인 구성요소를 제공하고 이들을 막대 컷팅 유닛(56)에 의해서 형성된 개별적인 에어로졸 생성 물품(1)과 조립하여 마감된 에어로졸 생성 물품(1)을 형성하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 조립된 구성요소들이 동시에 랩핑되어 완성된 에어로졸 생성 물품(1)을 형성하도록, 별도의 랩핑 유닛이 막대 컷팅 유닛(58)의 하류에 제공될 수 있다. 추가적인 유닛이 장치(30)의 일부를 형성할 수 있거나, 최종 조립 라인의 일부를 형성하는 별도의 독립적인 유닛일 수 있다.

예시적인 실시형태들을 앞의 단락들에서 설명하였지만, 첨부된 청구범위의 범주를 벗어나지 않고도 이러한 실시형태에 다양한 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 청구범위의 범주 및 범위는 상술한 예시적인 실시형태에 의해서 제한되지 않아야 한다.

모든 가능한 변형예 내의 전술한 특징들의 임의의 조합은, 본원에서 달리 명시되지 않거나 문맥상 달리 명백하게 모순되지 않는 한, 본 개시 내용에 포함된다.

Claims

에어로졸 생성 물품으로서,
에어로졸 생성 재료의 제1 층;
에어로졸 생성 재료의 제2 층; 및
복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립
을 포함하고;
상기 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립의 각각은 상기 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치되어 유도 가열 가능 서셉터 부분을 형성하고;
상기 유도 가열 가능 서셉터 부분은 적어도 하나의 공기 채널을 형성하도록 배치되는, 에어로졸 생성 물품.
제1항에 있어서,
상기 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치되는 상기 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립이 시트로서 배치되는, 에어로졸 생성 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 시트는 복수의 상승 부분을 갖는 제1 표면을 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 시트가 나선형으로 배열되는, 에어로졸 생성 물품.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 시트는 적어도 2개의 시트 층을 포함하고, 각각의 시트 층은 상기 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 적어도 2개의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
제5항에 있어서,
상기 시트 층의 각각이 링으로 배치되는, 에어로졸 생성 물품.
제6항에 있어서,
상기 시트 층들의 링들이 동심적으로 배치되는, 에어로졸 생성 물품.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 시트는 복수의 시트 세그먼트를 포함하고, 각각의 시트 세그먼트는 상기 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 적어도 하나의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
제8항에 있어서,
상기 시트 세그먼트의 각각이 서로부터 분리되는, 에어로졸 생성 물품.
제9항에 있어서,
상기 시트 세그먼트의 각각은 상기 에어로졸 생성 장치 내에서 무작위적으로 배치되는, 에어로졸 생성 물품.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에어로졸 생성 재료가 담배 재료를 포함하는, 에어로졸 생성 물품.
에어로졸 생성 물품을 생산하는 방법으로서,
복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 배치하는 단계
를 포함하는, 방법.
제12항에 있어서,
접착제를 상기 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립에 도포하는 단계;
상기 복수의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 상기 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 배치하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 층을 함께 프레스하여 시트를 형성하는 단계
를 추가로 포함하는, 방법.
제13항에 있어서,
상기 시트는 복수의 시트 세그먼트로 컷팅되고, 각각의 시트 세그먼트는 상기 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 적어도 하나의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함하는, 방법.
제13항에 있어서,
상기 시트는 적어도 2개의 시트 층으로 컷팅되고, 각각의 시트 층은 상기 에어로졸 생성 재료의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 적어도 2개의 유도 가열 가능 서셉터 재료의 스트립을 포함하는, 방법.