KR20240024931A - 에어로졸 생성 시스템 - Google Patents
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Abstract
에어로졸 생성 시스템(aerosol generating system)이 제공된다. 에어로졸 생성 시스템은 에어로졸 생성 장치(aerosol generating apparatus)와 에어로졸 형성 물품(aerosol forming article)을 포함한다. 에어로졸 형성 물품은 고체 에어로졸 전구체(solid aerosol precursor)를 포함하고, 상기 에어로졸 전구체는 복수의 에어로졸 형성 기재 스트립을 포함한다. 상기 스트립 중 적어도 하나는 적어도 하나의 엠보싱된 영역을 포함하여 스트립 간의 마찰을 증가시킨다. 에어로졸 생성 장치는 상기 전구체로의 관통을 위한 히터를 포함하는 가열 시스템(heating system)을 포함한다.
Description
본 개시내용은 에어로졸 생성 시스템(aerosol generating system) 분야에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 엠보싱된 고체 에어로졸 전구체(embossed solid aerosol precursor)를 포함하는 에어로졸 생성 시스템에 관한 것이다.
흡연 대체 시스템에는 입을 통해 폐로 흡인(흡입)한 후 내쉬는 에어로졸("증기"라고도 지칭됨)을 생성하여 사용자가 흡연 행위를 시뮬레이션할 수 있도록 하는 전자 에어로졸 생성 시스템이 포함된다. 흡입된 에어로졸에는 전형적으로 전통적인 흡연과 관련된 냄새 및 건강상의 위험이 없거나 적은 니코틴 및/또는 향료가 포함되어 있다.
흡연 대체 시스템에 대한 한 가지 접근법은 담배를 가열하거나 데워서 증기를 방출하는 "가열식 담배"(heated tobacco, "HT") 접근법이다. 담배는 잎담배(leaf tobacco) 또는 재생 담배(reconstituted tobacco)일 수 있다. 증기는 니코틴 및/또는 향료를 함유할 수 있다. HT 접근법의 목적은 담배가 가열되지만 연소(burn)되지 않는 것, 즉 담배가 연소(combustion)되지 않는 것이다.
전형적인 HT 시스템은 장치와 소모품(consumable)을 포함할 수 있다. 소모품은 담배 재료를 포함할 수 있다. 장치와 소모품은 물리적으로 함께 결합되도록 구성된다. 사용 시, 장치의 발열체(heating element)에 의해 담배 재료에 열이 전달되고, 담배 재료를 통한 공기 흐름으로 인해 담배 재료 내의 수분이 증기로 방출된다. 또한, 증기는 담배 재료 내 캐리어(이 캐리어는, 예를 들어, 프로필렌 글리콜 및/또는 식물성 글리세린을 포함할 수 있음) 및 추가적으로 담배에서 방출되는 휘발성 화합물로부터 형성될 수 있다. 방출된 증기는 담배를 통해 흡인되는 공기 흐름에 혼입될 수 있다.
일부 기존 시스템에서는 발열체가 소모품의 담배 부분을 관통(penetration)한다. 이러한 관통은 담배 부분에 힘을 가할 수 있으며, 이로 인해 담배 부분이 히터(heater)의 작동으로 바람직하지 않게 이동되거나 쉬프트될 수 있다. 이는, 예를 들어, 시스템의 공기 흐름 특성을 바람직하지 않게 변경할 수 있다.
사용자 경험을 향상시키고 에어로졸 생성 시스템의 기능을 개선하기 위해 에어로졸 생성 시스템의 개선된 설계가 필요하다. 에어로졸 생성 시스템 개발에 이미 투자한 노력에도 불구하고 추가의 개선이 바람직하다.
본 개시내용은 에어로졸 생성 장치(aerosol generating apparatus)와 에어로졸 형성 물품(aerosol forming article)을 포함하는 에어로졸 생성 시스템으로서, 에어로졸 형성 물품은 고체 에어로졸 전구체를 포함하고, 고체 에어로졸 전구체는 에어로졸 형성 기재의 복수의 스트립(strip)을 포함하고, 에어로졸 생성 장치는 고체 에어로졸 전구체로의 관통을 위한 히터를 포함하는 가열 시스템(heating system)을 포함하는 시스템을 제공한다. 일부 실시양태에서, 스트립 중 적어도 하나는 적어도 하나의 엠보싱된 영역(embossed region)을 포함한다.
엠보싱 영역이 제공되면 스트립 간의 마찰이 증가한다. 이러한 마찰의 증가는 관통 히터가 전구체 내에서 스트립을 바람직하지 않게 움직일 위험을 줄여준다. 이러한 움직임은 히터 삽입 및/또는 제거 중에 발생할 수 있다.
일부 실시양태에서, 적어도 2개의 스트립은 각각의 엠보싱된 영역을 포함한다. 이러한 배열은 2개의 엠보싱된 영역이 서로 맞물려 스트립 간 마찰을 증가시킬 수 있으므로 마찰을 더 추가로 증가시킬 수 있다.
일부 실시양태에서, 복수의 스트립은 전구체 내에 실질적으로 정렬된다. 일부 실시양태에서, 전구체는 일반적으로 길쭉하고, 길쭉한 소모품의 가장 긴 치수를 따라 세로축을 갖는다. 일부 실시양태에서, 스트립은 일반적으로 그 세로축을 따라 정렬된다. 이로써 전구체 섹션의 제조는 대체로 연속 공정이 될 수 있다.
일부 실시양태에서, 전구체는 세로축을 따라 연장되고, 제1 엠보싱된 스트립의 엠보싱된 영역은 제2 엠보싱된 스트립의 제2 엠보싱된 영역으로부터 세로축을 따라 세로로 오프셋(off set)된다. 두 스트립의 엠보싱된 영역을 상호 오프셋하면 전구체에서 엠보싱된 영역이 상호맞물림(interdigitation)할 가능성이 높아지므로 마찰이 다시 증가할 수 있다.
일부 실시양태에서, 제1 엠보싱된 스트립의 엠보싱된 영역은 제2 엠보싱된 스트립의 한 쌍의 엠보싱된 영역 사이에 세로로 위치한다. 다시 말해, 이렇게 하면 전구체에서 상호맞물림이 발생할 가능성이 높아져 마찰이 증가할 수 있다.
일부 실시양태에서, 실질적으로 모든 스트립 각각은 적어도 하나의 각각의 엠보싱된 영역을 포함한다. 이는 다시 모든 스트립이 전구체에서 각각의 주변 스트립과 마찰을 증가시킬 수 있기 때문에 마찰을 추가로 증가시킬 수 있다.
일부 실시양태에서, 실질적으로 모든 스트립 각각은 각각의 복수의 엠보싱된 영역을 포함한다. 이는 다시 전구체에서 스트립 간의 상호맞물림 가능성을 증가시킴으로써 마찰을 증가시킬 수 있다.
일부 실시양태에서, 각각의 스트립은 세로 스트립 길이와 가로 스트립 너비를 갖고, 스트립 길이는 스트립 너비보다 크고, 엠보싱된 영역 또는 각각의 엠보싱된 영역은 각각의 스트립의 2개의 세로 대향 에지(longitudinal opposed edge) 사이에 위치한다. 이는 엠보싱된 영역이 스트립의 에지를 가로질러 연장되지 않음을 의미하며, 이는 스트립을 약화시킬 수 있다. 이러한 실시양태에서, 각각의 스트립의 대향 에지 사이에 엠보싱된 영역이 위치함으로써, 스트립의 인장 강도가 증가하여 제조 가능성이 향상되고, 최종 제품의 안정성이 향상될 수 있다.
일부 실시양태에서, 엠보싱된 영역 또는 각각의 엠보싱된 영역은 일반적으로 원형이다. 이러한 실시양태는 특정 배향이 유지될 필요가 없기 때문에 제조가 특히 간단할 수 있다.
일부 실시양태에서, 엠보싱된 영역 또는 각각의 엠보싱된 영역은 일반적으로 길쭉하다. 이렇게 하면 길쭉한 엠보싱된 영역이 전구체에서 인접한 스트립과 더 많이 마찰할 수 있으므로 스트립 간의 마찰이 증가할 수 있다.
일부 실시양태에서, 에어로졸 형성 물품은 전구체의 바로 다운스트림(downstream)에 구멍(aperture)을 포함한다. 이러한 구멍은 소모품/에어로졸 형성 물품을 통과하는 공기 흐름 경로의 일부를 형성할 수 있으며, 이는 우수한 사용자 경험을 위해 증기의 혼합을 촉진할 수 있다.
일부 실시양태에서, 구멍은 보어(bore)의 업스트림 루멘(upstream lumen)이다. 보어는 소모품/에어로졸 형성 물품을 통과하는 공기 흐름 경로의 내로우잉(narrowing)을 형성할 수 있다. 이러한 보어는 관통 히터에 의해 보어 안으로 밀려들어가는 전구체 스트립에 의해 막히지 않는 것이 바람직하다.
일부 실시양태에서, 보어는 다공성 필터 재료(porous filter material)를 관통하여 위치한다. 다시 말하면, 일부 실시양태에서, 에어로졸 형성 물품은 전구체의 다운스트림, 선택적으로 전구체의 바로 다운스트림에 보어 필터(bore filter)를 포함한다.
일부 실시양태에서, 각각의 스트립은 가로 너비가 실질적으로 동일하다. 이로써 제조 공정이 더 간단할 수 있다.
일부 실시양태에서, 히터는 막대 형상 또는 블레이드 형상이다. 이러한 히터는 히터가 전구체로 쉽게 관통할 수 있도록 한다. 블레이드형 또는 막대형 히터는 유도 코일(inductive coil)을 통해 유도 가열될 수 있거나, 예를 들어, 블레이드 또는 막대에 위치한 하나 이상의 저항 가열 트랙을 통해 저항 가열될 수 있다.
본 개시내용은 상기 및 이어지는 개시내용에 따른 에어로졸 형성 물품도 제공한다. 달리 말하면, 본 개시내용은 에어로졸 형성 물품을 제공하고; 에어로졸 형성 물품은 고체 에어로졸 전구체를 포함하고, 고체 에어로졸 전구체는 복수의 에어로졸 형성 기재 스트립을 포함한다. 일부 실시양태에서, 스트립 중 적어도 하나는 적어도 하나의 엠보싱된 영역을 포함한다. 에어로졸 형성 물품의 추가의 선택적 특징은 상술한 바와 같고 아래의 실시양태를 통해 본원에 기술된다.
본 개시내용은 에어로졸 형성 기재(예를 들어, 리콘(recon) 담배) 시트를 얻는 단계, 상기 시트를 적어도 하나의 엠보싱된 영역으로 엠보싱 처리하는 단계, 상기 기재를 복수의 스트립으로 분리하는 단계 및 상기 스트립을 집합하여 고체 에어로졸 전구체를 형성하는 단계를 포함하는, 에어로졸 형성 물품의 형성 방법도 제공한다.
선택적으로, 엠보싱 단계와 분리 단계는, 예를 들어, a) 시트를 스트립으로 분리하고, b) 시트/스트립에 엠보싱된 영역(들)을 부여하는 협동 롤러 쌍(cooperating pair of rollers)을 통해 동시에 수행된다.
선택적으로, 스트립을 집합한 후, 스트립을 포장층으로 포장한다. 포장층은 종이 소재로 형성될 수 있다.
선택적으로, 상기 방법은 고체 에어로졸 전구체를 포함하는 에어로졸 형성 물품을 형성하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 상기 방법은 고체 에어로졸 전구체의 바로 다운스트림에 보어 필터를 위치시키는 단계를 포함한다.
본원에 기술된 고체 에어로졸 전구체 및 에어로졸 형성 물품의 특징은 에어로졸 형성 시스템의 사용 방법에도 적용 가능하다.
또한, 본 개시내용은 에어로졸 형성 시스템의 사용 방법을 제공하며, 에어로졸 생성 시스템은 에어로졸 생성 장치와 에어로졸 형성 물품을 포함하고, 에어로졸 형성 물품은 고체 에어로졸 전구체를 포함하고, 고체 에어로졸 전구체는 복수의 에어로졸 형성 기재 스트립을 포함하고, 에어로졸 생성 장치는 고체 에어로졸 전구체로의 관통을 위한 히터를 포함하는 가열 시스템을 포함한다. 일부 실시양태에서, 스트립 중 적어도 하나는 적어도 하나의 엠보싱된 영역을 포함한다. 이 방법은 히터가 고체 에어로졸 전구체를 관통하도록 에어로졸 형성 물품을 에어로졸 생성 시스템과 결합시키는 단계, 히터가 고체 에어로졸 전구체를 가열하도록 히터를 작동시키는 단계 및 히터가 고체 에어로졸 전구체로부터 회수되도록 에어로졸 생성 시스템으로부터 에어로졸 형성 물품을 분리시키는 단계를 포함한다. 본원에 기술된 에어로졸 전구체, 에어로졸 형성 물품 및 에어로졸 형성 시스템의 특징은 에어로졸 형성 시스템을 사용하는 이 방법에도 적용 가능하다.
앞의 요약은 본원에 기술된 주제의 측면에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 일부 실시양태를 요약할 목적으로 제공된다. 따라서, 상술된 특징은 단지 예일 뿐이며 어쨌든 본원에 기술된 주제의 범위나 취지를 좁히는 것으로 해석되어서는 안 된다. 더욱이, 상기 및/또는 이어지는 실시양태는 추가의 실시양태를 제공하기 위해 임의의 적절한 조합으로 조합될 수 있다. 본원에 기술된 주제의 기타 특징, 측면 및 이점은 다음의 상세한 설명, 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
본 개시내용의 실시양태의 측면, 특징 및 이점은 같은 숫자가 같은 부재를 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 실시양태에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1a는 에어로졸 생성 장치의 구성요소를 보여주는 블록 시스템 다이어그램이다;
도 1b는 도 1a의 장치의 구성요소를 보여주는 블록 시스템 다이어그램이다;
도 2는 도 1b의 장치의 실시양태를 보여주는 다이어그램이다;
도 3은 본 발명의 한 실시양태에 따른 소모품을 보여주는 다이어그램이다;
도 4는 본 발명에 따라 HT 장치와 결합되는 도 3의 소모품을 보여주는 다이어그램이다;
도 5a는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 시트의 다이어그램이다;
도 5b는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 시트의 다이어그램이다;
도 5c는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 스트립의 단면도이다;
도 6a는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 시트의 다이어그램이다;
도 6b는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 스트립의 다이어그램이다.
도 1a는 에어로졸 생성 장치의 구성요소를 보여주는 블록 시스템 다이어그램이다;
도 1b는 도 1a의 장치의 구성요소를 보여주는 블록 시스템 다이어그램이다;
도 2는 도 1b의 장치의 실시양태를 보여주는 다이어그램이다;
도 3은 본 발명의 한 실시양태에 따른 소모품을 보여주는 다이어그램이다;
도 4는 본 발명에 따라 HT 장치와 결합되는 도 3의 소모품을 보여주는 다이어그램이다;
도 5a는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 시트의 다이어그램이다;
도 5b는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 시트의 다이어그램이다;
도 5c는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 스트립의 단면도이다;
도 6a는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 시트의 다이어그램이다;
도 6b는 본 발명의 한 실시양태에 따른 리콘 스트립의 다이어그램이다.
에어로졸 생성 시스템 및 장치의 여러 실시양태를 설명하기 전에, 상기 시스템 및 장치가 다음 설명에 제시된 구성 또는 공정 단계의 세부사항에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 개시내용의 이점을 갖는 당업자에게는 본원에 기술된 시스템, 장치 및/또는 방법이 상이하게 구현될 수 있고/거나 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다는 것이 명백할 것이다.
본원에서 다르게 정의되지 않는 한, 현재 개시된 발명의 개념(들)과 관련하여 사용되는 과학 및 기술 용어는 당업자가 일반적으로 이해하는 의미이며, 알려진 기술 및 절차는 당업계에 널리 알려지고 본 명세서에서 인용되고 논의될 수 있는 다양한 일반적이고 더 구체적인 참고문헌에 기술된 바와 같은 통상적인 방법에 따라 수행될 수 있다.
본 명세서에 언급된 임의의 특허, 공개된 특허 출원 및 비특허 간행물은 본 발명의 개념(들)이 관련된 당업자의 기술 수준을 나타내는 것으로 간주될 수 있으며, 각각의 개별 특허 또는 간행물이 구체적이고 개별적으로 참조로 포함된 것으로 표시된 것과 동일한 정도로 본원 전체에 명시적으로 참조로 포함된다.
본원에 개시된 모든 시스템, 장치 및/또는 방법은 본 개시내용에 비추어 과도한 실험 없이 만들어지고 실행될 수 있다. 특정 실시양태의 관점에서 설명되었지만, 당업자에게는 본 발명의 개념, 취지 및 범위에서 벗어나지 않고 시스템, 장치 및/또는 방법 및 본원에 기술된 방법의 단계 또는 단계의 순서가 변형될 수 있음이 명백할 것이다. 당업자에게 명백한 그러한 모든 유사한 대체 및 수정은 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같은 독창적인 개념(들)의 사상, 범위 및 개념 내에 있는 것으로 간주된다.
청구범위 및/또는 명세서에서 용어 "a" 또는 "an"의 사용은 "하나"뿐만 아니라 "하나 이상", "적어도 하나" 및 "하나 또는 하나 초과"를 의미할 수 있다. 따라서, "a", "an" 및 "the"라는 용어와 모든 단수 용어는 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 복수형을 포함한다. 마찬가지로, 복수형 용어에는 문맥상 달리 요구되지 않는 한 단수형도 포함된다.
본 개시내용(청구범위 포함)에서 "또는"이라는 용어의 사용은 대안만을 지칭하도록 명시적으로 나타내지 않는 한 또는 대안이 상호 배타적이지 않는 한 포괄적인 "및/또는"을 의미하는 것으로 사용된다. 예를 들어, 조건 "A 또는 B"는 다음 중 임의의 것으로 납득된다: A는 참이고(또는 존재하고) B는 거짓임(또는 존재하지 않음), A는 거짓이고(또는 존재하지 않고) B는 참임(또는 존재함), 및 A와 B가 모두 참임(또는 존재함).
본 명세서 및 청구항(들)에 사용된 바와 같이, "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "포함하는(including)" 또는 "함유하는(containing)"이라는 단어(및 이의 임의의 형태, 예컨대 각각 "포함하다(comprise)" 및 "포함하다(comprises)", "갖는다(have)" 및 "갖는다(has)", "포함하다(includes)" 및 "포함하다(include)", 또는 "함유하다(contains)" 및 "함유하다(contain)")는 포괄적이거나 개방적이며, 인용되지 않은 추가 요소 또는 방법 단계를 제외하지 않는다.
달리 양립할 수 없는 것으로 명시적으로 언급되지 않거나, 실시양태, 실시예 또는 청구항의 물리학 또는 기타 사항이 그러한 조합을 방해하지 않는 한, 전술한 실시양태 및 실시예와 다음의 청구항의 특징들은 임의의 적절한 배열, 특히 그렇게 함으로써 유익한 효과가 있는 배열로 함께 통합될 수 있다. 이는 특정 혜택에만 국한되지 않고 "사후 소급 적용(ex post facto)" 혜택으로 인해 발생할 수도 있다. 이는 특징들의 조합이 설명된 형태, 특히 실시예(들), 실시양태(들), 또는 청구항(들)의 종속성의 형태(예를 들어, 넘버링)에 의해 제한되지 않는다는 것을 의미한다. 또한, 이는 "한 실시양태에서", "한 실시양태에 따른" 등의 문구에도 적용되며, 이는 단순히 문체적인 표현일 뿐, 다음에 나오는 특징을 동일하거나 유사한 표현의 다른 모든 사례에 대해 별도의 실시양태로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 즉, '하나의', '하나' 또는 '일부' 실시양태(들)에 대한 언급은 개시된 임의의 하나 이상 및/또는 모든 실시양태 또는 이들의 조합(들)에 대한 언급일 수 있다. 또한, 유사하게, "the" 실시양태에 대한 언급은 바로 앞선 실시양태로 제한되지 않을 수 있다. 또한, 하나 이상의 실시양태 또는 실시예에 대한 모든 언급은 청구범위를 제한하지 않는 것으로 해석해야 한다.
본 개시내용은 다음의 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있으며, 여기서 "또는"에 의해 분리된 사용된 용어는 상호교환적으로 사용될 수 있다:
본원에서 사용되는 용어 "에어로졸 생성 장치" 또는 "에어로졸 전달 장치" 또는 "장치" 또는 "전자(e)-담배"는 흡입을 위해 사용자에게 에어로졸을 전달하는 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치는 "흡연 대체 장치"로도 지칭될 수 있으며, 이는 기존의 가연성 흡연 물품 대신에 사용되도록 의도된 장치를 의미할 수 있다. 본원에서 사용되는 "흡연 물품"은 (전형적으로 연소 및/또는 열분해에 의해) 열 분해 온도를 초과하는 가열을 통해 연기(고체 미립자와 가스를 포함하는 에어로졸)를 생성하는 담배, 시가, 파이프 또는 기타 물품을 지칭할 수 있다. 상기 장치는 마우스피스로서 배열될 수 있는 출구로 전달되기 전에 나중에 에어로졸로 응축될 수 있는 증기를 생성할 수 있는 에어로졸 생성 유닛을 포함할 수 있다. 상기 장치는 흡입용 에어로졸을 전달하도록 구성될 수 있으며, 이는 입자 크기가 0.2-7마이크론, 10마이크론 미만, 또는 7마이크론 미만인 에어로졸을 포함할 수 있다. 이 입자 크기는 히터 온도; 증기가 에어로졸로 응축될 때의 냉각 속도; 난류 및 속도를 포함한 흐름 특성 중 하나 이상을 제어하여 달성할 수 있다. 상기 장치는 휴대용이다. 본원에서 사용되는 "휴대용"이라는 용어는 사용자가 들고 있을 때 사용하기 위한 장치를 지칭할 수 있다. 상기 장치는, 예를 들어, 투입 장치에 의해 제어될 수 있는, (에어로졸의 계량된 용량과는 반대로) 가변 시간 동안 상기 장치의 에어로졸 생성 유닛을 활성화함으로써 가변 양의 에어로졸을 생성하도록 구성될 수 있다. 투입 장치는 사용자가 활성화하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 베이핑 버튼(vaping button) 및/또는 흡입 센서(inhalation sensor)를 포함하거나 그 형태를 취할 수 있다. 에어로졸 생성 장치가 일정 기간(가변적일 수 있음, 위 참조) 동안 에어로졸을 생성시키는 각 발생을 에어로졸 생성 장치의 "활성화"로 지칭될 수 있다. 에어로졸 생성 장치는 (종래의 가연성 흡연 물품을 흡연하는 효과를 재현하기 위해) 장치의 흐름 경로를 통한 사용자의 흡인 강도/지속 시간에 기초하여 사용자에게 전달되는 에어로졸의 양을 변경하도록 배열될 수도 있다.
본원에서 사용되는 용어 "에어로졸 생성 시스템" 또는 "에어로졸 전달 시스템" 또는 "시스템"은 장치 및 선택적으로 장치의 기능과 연관된 다른 회로/구성요소, 예를 들어, 외부 장치 및/또는 외부 구성요소(여기서 "외부"는 에어로졸 생성 장치의 외부를 의미함)를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "외부 장치" 및 "외부 구성요소"는 모바일 장치(예를 들어, 무선 또는 유선 접속부를 통해 에어로졸 생성 장치에 연결될 수 있음); 네트워크 기반 컴퓨터(예를 들어, 원격 서버); 클라우드 기반 컴퓨터; 임의의 다른 서버 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "에어로졸"은 고체 입자; 액체 방울; 가스 중 하나 이상을 포함한, 전구체의 현탁액을 포함할 수 있다. 상기 현탁액은 공기를 포함한 가스 내에 있을 수 있다. 본원에서 에어로졸은 일반적으로 증기를 지칭/포함할 수 있다. 에어로졸은 전구체의 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "에어로졸 형성 전구체" 또는 "전구체" 또는 "에어로졸 형성 재료" 또는 "에어로졸 형성 기질"은 액체; 고체; 젤; 루스 리프(loose leaf) 재료; 기타 재료 중 하나 이상을 지칭할 수 있다. 전구체는 장치의 에어로졸 생성 유닛에 의해 처리되어 에어로졸을 형성할 수 있다. 전구체는 활성 성분; 캐리어; 향료 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 활성 성분은 니코틴; 카페인; 칸나비디올 오일(cannabidiol oil); 비의약품 제형, 예를 들어, 인체의 질병 또는 생리학적 기능 장애를 치료하기 위한 것이 아닌 제형 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 활성 성분은 프로필렌 글리콜 및/또는 글리세린을 포함한, 액체일 수 있는 캐리어에 의해 운반될 수 있다. "향료"라는 용어는 사용자에게 맛 및/또는 냄새를 제공하는 성분을 지칭할 수 있다. 향료는 에틸바닐린(바닐라); 멘톨, 이소아밀 아세테이트(바나나 오일); 또는 기타 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 전구체는 기재, 예를 들어, 하나 이상의 활성 성분; 캐리어; 향료를 운반하는 재생 담배를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "저장 부분"은 전구체를 저장하도록 구성된 장치의 일부를 지칭할 수 있으며, 이는 위에서 정의된 바와 같은 전구체의 구현에 따라 유체 보유 저장소 또는 고체 재료용 캐리어로서 구현될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "흐름 경로"는 사용자가 에어로졸의 전달을 위해 흡입할 수 있는 장치를 통과하는 경로 또는 밀폐된 통로를 지칭할 수 있다. 흐름 경로는 에어로졸 생성 유닛으로부터 에어로졸을 수용하도록 배열될 수 있다. 흐름 경로를 언급할 때, 업스트림과 다운스트림은 흐름 경로의 흐름 방향과 관련하여 정의될 수 있는데, 예를 들어, 출구는 입구의 다운스트림에 있다.
본원에서 사용되는 용어 "전달 시스템"은 사용자에게 에어로졸을 전달하도록 작동하는 시스템을 지칭할 수 있다. 전달 시스템은 마우스피스/마우스피스 조립체 및 흐름 경로를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "흐름"은 흐름 경로 내의 흐름을 지칭할 수 있다. 흐름은 전구체로부터 생성된 에어로졸을 포함할 수 있다. 흐름에는 퍼프(puff)를 통해 흐름 경로로 유입될 수 있는 공기가 포함될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "흡입하다", "퍼프하다" 또는 "흡인하다"는 압력을 저하시켜 흐름 경로를 통해 흐름을 유도하도록 사용자가 폐 및/또는 구강을 확장하는 것을 지칭할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "에어로졸 생성 유닛"은 전구체로부터 에어로졸을 형성하는 장치를 지칭할 수 있다. 에어로졸 생성 유닛은 전구체로부터 직접 증기를 생성하는 유닛(예를 들어, 가열 시스템 또는 기타 시스템) 또는 전구체로부터 직접 에어로졸을 생성하는 유닛(예를 들어, 초음파 시스템을 포함한 분무기(atomiser), 전기 에너지나 기타 시스템을 사용하지 않고 흐름 전구체의 액적을 운반하도록 작동하는 흐름 팽창 시스템)을 포함할 수 있다. (예를 들어, 복수의 서로 다른 에어로졸 전구체로부터) 복수의 에어로졸을 생성하기 위한 복수의 에어로졸 생성 유닛이 장치에 존재할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "가열 시스템"은 일단 가열되면 전구체를 에어로졸화하도록 작동 가능한 하나 이상의 발열체의 배열을 지칭할 수 있다. 발열체는 전기 저항성이어서 이를 통과하는 전류에 의해 열을 발생시킬 수 있다. 발열체는 교류 자기장이 침투할 때 열을 발생시키는 서셉터(susceptor)로 배열될 수 있다. 가열 시스템은 연소 없이 전구체를 300℃ 또는 350℃ 미만으로 가열할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "소모품"은 전구체를 포함하거나 이로 이루어진 유닛을 지칭할 수 있다. 소모품은 에어로졸 생성 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 이는 카토마이저(cartomizer)로 배열되어 있다. 소모품은 마우스피스를 포함할 수 있다. 소모품은 정보 전달 매체를 포함할 수 있다. 전구체가 액체 또는 젤, 예를 들어, E-액체로 구현된 경우, 소모품은 "캡슐", "포드(pod)" 또는 "E-액체 소모품"으로 지칭될 수 있다. 캡슐은 전구체 저장을 위한 저장 부분, 예를 들어, 저장소(reservoir)를 포함할 수 있다. 전구체가 고체 재료, 예를 들어, 담배 또는 재생 담배 제형으로 구현된 경우, 소모품은 "스틱", "패키지" 또는 "가열 비연소 소모품(heat not burn consumable)"으로 지칭될 수 있다. 가열 비연소 소모품에서 마우스피스는 필터로 구현될 수 있으며 소모품은 전구체를 운반하도록 배열될 수 있다. 소모품은 루스 리프 제품을 포함한, 일정량 또는 사전에 할당된 양의 재료로 구현될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "가열 비연소" 또는 "가열된 전구체"는 연소 없이 또는 실질적인 연소 없이 전구체, 전형적으로 담배를 가열하는 것을 지칭할 수 있다(즉, 전체 부피의 5% 미만을 포함한, 전구체의 제한된 부분에서 국소적인 연소가 발생할 수 있음).
도 1a를 참조하면, 실시양태의 에어로졸 생성 장치(2)는 전기 에너지 공급용 전원 공급 장치(4)를 포함한다. 장치(2)는 전원 공급 장치(4)에 의해 구동되는 에어로졸 생성 유닛(6)을 포함한다. 전원 공급 장치(4)는 배터리 형태의 전력 공급 장치 및/또는 외부 전원에 접속된 전기 접속부를 포함할 수 있다. 상기 장치는 사용 시 에어로졸 생성 유닛(6)에 의해 에어로졸화되는 전구체(8)를 포함한다. 장치(2)는 에어로졸화된 전구체를 사용자에게 전달하기 위한 전달 시스템(10)을 포함한다(도 1a에는 나와 있지 않음).
전기 회로(도 1a에 도시되지 않음)는 전원 공급 장치(4)와 에어로졸 생성 유닛(6)의 상호 운용성(interoperability)을 제어하기 위해 구현될 수 있다.
도시되지 않은 변형 실시양태에서, 전원 공급 장치는 생략될 수 있는데, 예를 들어, 흐름이 팽창되는 분무기로 구현된 에어로졸 생성 장치에는 전원 공급 장치가 필요하지 않을 수 있다.
도 1b를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(2)는 전형적으로 고체 전구체로부터 에어로졸을 생성하기 위한 본원에 개시된 도 1a의 실시양태 및/또는 기타 실시양태를 구현한 것이다. 에어로졸 생성 유닛(6)의 가열 시스템(16)은 전구체(8)와 상호작용하여 기화된 전구체 및/또는 에어로졸 전구체를 생성한다. 전구체(8)는 전형적으로 고체로 배열되고 에어로졸 생성 유닛(6)으로부터 전도성 열 전달을 통해 열 에너지를 수용하도록 배열되는데, 예를 들어, 가열 시스템(16)은 전구체에 삽입되는 막대형(도 1b에는 도시되지 않음)으로 배열된다. 전달 시스템(10)은 증기 및/또는 에어로졸을 흐름 경로(12)의 출구(20)로 운반하기 위해 전구체(8)를 통해(또는 전구체(8)에 작동적으로 근접하여) 흐름(14)을 전달하는 흐름 경로(12)를 포함한다.
도 1a 및 도 1b의 실시양태의 특정 구현인 도 2를 참조하면, 소모품(22)은 스틱으로 구현된다. 스틱(22)은 전원 공급 장치(4) 및 에어로졸 생성 유닛(6)을 포함하는 본체(21)에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 스틱(22)은 본체(21) 근위부에는 재생 담배 제형으로서의 전구체(8)(도 2에 나와 있지 않음)를 포함하고 본체(21) 원위부에는 필터로 배치된 마우스피스(20)를 포함한다.
도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 HNB 소모품(22)이 나와 있다. 소모품(22)은 본 발명에 따른 에어로졸 형성 물품의 예이다. 소모품(22)은 소모품(22)의 업스트림 말단을 향해 에어로졸 형성 전구체(23)를 포함한다. 도 3에서는 소모품(22)만 나와 있고, 도 4에서는 소모품(22)이 장치 본체(21)의 대표 섹션과 결합되어 있는 것으로 나와 있다.
에어로졸 형성 전구체(23)는 휘발성 화합물로서 니코틴을 포함하는 재생("리콘") 담배를 포함한다.
에어로졸 형성 전구체(23)는 슬러리 또는 종이 리콘 담배 시트로부터 생성된 주름진 스트립의 형태로 제공되는 65중량%의 담배를 포함한다. 담배에는 프로필렌 글리콜(PG) 또는 식물성 글리세린(VG)과 같은 보습제가 20중량% 함유되어 있으며 수분 함량은 7-9중량%이다. 다른 실시양태에서, 보습제 함량은 최대 25%일 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 셀룰로오스 펄프 충전제 및 구아검 바인더를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 셀룰로오스 분말이 셀룰로오스 펄프 대신 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서는 바인더가 포함되지 않을 수도 있다(즉, 바인더 0%). 바인더 및/또는 펄프 함량을 감소시키면 그에 따라 담배 함량이 증가할 수 있다.
도 3 및 4에서는 명백하지 않지만, 전구체(23)는 식물 재료의 복수의 긴 스트립으로 형성된다. 예를 들어, 전구체(23)는 125개의 스트립을 포함할 수 있으며, 여기서 각 스트립은 너비가 1mm이다. 일부 실시양태에서, 다양한 스트립 너비 및/또는 스트립 개수가 가능하다. 일부 실시양태에서, 시트의 전체 가로 너비는 스트립 너비의 정수배이다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는, 예를 들어, 1.0mm와 3.0mm 사이, 예를 들어, 1.0mm와 2.0mm 사이일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 1.4mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 1.0mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 2.0mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 1.2mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 1.35mm일 수 있다. 실시양태에서, 시트의 전체 가로 너비는 시트의 전체 가로 너비가 스트립 너비의 정수배가 되도록 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 시트를 가로지르는 스트립의 총 개수는 70개와 125개 사이, 예를 들어, 75개와 90개 사이일 수 있다.
식물 재료의 각 스트립은 일반적으로 직사각형의 평면 형태인 세로로 긴 담배 리본이다. 전구체(23) 내의 스트립은 반드시 정확하게는 아니지만 실질적으로 소모품(22) 및 전구체(23)의 장축을 따라 정렬되도록 집합된다. 일부 실시양태에서, 각 스트립은 전구체(23)의 길이와 실질적으로 동일한 길이이다.
이후 도면과 관련하여 설명된 것처럼, 식물 재료의 각 스트립에는 일련의 엠보싱된 영역이 있다. 엠보싱된 영역은 스트립 주변 영역보다 양각으로 눈에 띄는 스트립 영역이다. 즉, 엠보싱된 영역에서는 스트립의 엠보싱된 영역이 바로 주변 스트립 표면의 평면에서 밀려난다.
의심의 여지를 없애기 위해, 본 발명의 맥락에서 엠보싱 및 디보싱(debossing)은 상호교환 가능하고 유사한 개념인 것으로 간주된다.
전구체(23)는 소모품이 기존 담배와 유사하도록 실질적으로 원통형으로 형성된다. 전구체(23)는 지름이 약 7mm이고 축 길이가 약 12mm이다. 다른 실시양태에서, 전구체(23)의 서로 다른 크기 및 형상, 예를 들어, 서로 다른 길이 및/또는 지름이 가능하다.
전구체(23), 특히 주름진 담배 스트립은 종이 포장층(24)으로 둘러싸여 있다. 종이 포장층(24)은 가연성 층 또는 코팅, 예를 들어, 금속 호일층(도면에 나와 있지 않음)을 포함할 수 있다. 호일층은 전구체(23)와 대향하는 종이 포장층(24)의 내부에 있을 수 있다. 이러한 가연성 층은 코팅되지 않은 종이층보다 마찰 계수가 작을 수 있으므로, 이러한 엠보싱층과 함께 스트립을 엠보싱하는 것이 전구체와 종이 포장층(24)의 코팅/라이닝된 내부 표면 사이의 마찰을 증가시킬 뿐만 아니라 전구체(23)의 스트립간 마찰을 증가시키는 데 유리할 수 있다.
또한, 소모품(22)은 업스트림 필터 부재(25) 및 다운스트림(말단) 필터 부재(26)를 포함한다. 두 필터 부재(25, 26)는 판지 스페이서 튜브(cardboard spacer tube)(27)에 의해 이격되어 있다. 두 필터 부재(25, 26)는 셀룰로오스 아세테이트 토우(tow)로 형성되고 각각의 종이 플러그층(도시되지 않음)으로 포장되어 있다.
업스트림 및 다운스트림 필터 부재(25, 26) 둘 다 실질적으로 원통형 형상이다. 업스트림 필터(25)의 지름은 에어로졸 형성 기재(23)의 지름과 일치한다. 말단 필터 부재(26)의 지름은 약간 더 크며 에어로졸 형성 기재(23)와 포장층(24)을 합한 지름과 일치한다.
일부 실시양태에서, 다운스트림 필터 부재(26)는 고체 모노아세테이트 필터일 수 있다. 이는 어떠한 관통 보어도 없는 필터이다. 일부 다른 실시양태에서, 다운스트림 필터 부재(26)는 이를 통해 형성된 복수의 평행 보어, 즉 소위 다중보어 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다운스트림 필터 부재(26)는 이를 통과하는 3개의 평행한 세로 방향 보어를 포함할 수 있다. 다중보어 각각의 지름은 실질적으로 1.0mm일 수 있다.
업스트림 필터 부재(25)는 말단 필터 부재(26)의 축 방향 길이가 12mm인 데 비해 업스트림 필터 부재(25)는 축 방향 길이가 10mm로 말단 필터 부재(26)보다 약간 짧다.
업스트림 필터 부재(25)에는 이를 통해 형성된 보어(25a)가 있다. 보어(25a)에는 전구체(23)의 다운스트림 단부에 직접 인접한 업스트림 루멘 또는 개구(opening)(25b)가 있다. 전구체(23)의 스트립의 엠보싱된 영역은 스트립 사이의 마찰을 증가시킨다. 따라서, 히터(16)가 전구체(23)를 관통할 때, 전구체(23)의 일부 스트립이 히터(16)에 의해 루멘(25a)을 통해 다운스트림 방향으로 밀려날 수 있는 위험이 완화될 수 있다. 이는 루멘(25a) 내로 밀어넣어진 스트립이 소모품(22)을 통한 공기 흐름을 불리하게 변경할 수 있기 때문에 사용자 경험을 개선할 수 있다.
판지 스페이서 튜브(27)는 축 길이가 약 14mm인 2개의 필터 부분 각각보다 길다.
각각의 필터 부재(25, 26)는 세로 방향으로 연장된 중공 보어가 있는 중공 보어 필터 부재이다. 업스트림 필터(25)의 보어 지름은 말단 필터 부재(26)의 지름 2mm에 비해 지름이 3mm로 말단 필터(26)의 보어 지름보다 약간 더 크다.
판지 스페이서 튜브(27) 및 업스트림 필터 부분(25)은 포장층(24)으로 둘러싸여 있다.
말단 필터 부재(26)는 경계를 이루는 종이 티핑층(paper tipping layer)(28)에 의해 소모품을 형성하는 업스트림 부재에 결합된다. 티핑층(28)은 말단 필터 부분(26)을 둘러싸고 판지 튜브 스페이서(27)의 일부를 덮도록 축 길이가 약 20mm이다.
도 4를 참조하면, 도 3의 소모품(22)이 가열식 담배("HT") 장치(21)에 삽입된 것으로 나와 있다. 소모품(22)과 HT 장치(21)의 조합은 본 발명에 따른 에어로졸 생성 시스템의 예이다. HT 장치(21)는 막대형 발열체(16)(점선으로 표시됨)를 포함한다. 발열체(16)는 장치 본체(30) 내의 공동(29) 내로 돌출한다.
사용 시(및 도 4에 나와 있는 바와 같이), 소모품(22)은 막대형 발열체(16)가 전구체(23)를 관통하도록 장치(21)의 본체(30)의 공동(29)에 삽입된다. 일반적으로, 막대형 히터(16)는 전구체(23)의 담배 스트립 사이에 위치한다. 일부 실시양태에서(및 도 4에 나와 있는 바와 같이), 막대형 히터(16)에는 뾰족한 원위 단부가 있다. 막대형 히터(16)의 뾰족한 단부는 막대형 히터(16)가 전구체(23) 내로 쉽게 관통하도록 할 수 있다. 일부 다른 실시양태에서, 히터(16)는 편평한 블레이드(blade) 형상의 히터일 수 있다. 다시 말하면, 이러한 블레이드 형상의 히터는 전구체로의 관통을 돕기 위해 뾰족한 원위 단부를 포함할 수 있다. 전구체(23) 내의 스트립의 가열은 발열체(16)에 전력을 공급함으로써(예를 들어, 재충전 가능한 배터리(도시되지 않음)로) 수행된다.
일부 다른 실시양태에서, 발열체(16)는 유도 코일(inductive coil)에 유도 결합될 수 있으며, 이는 히터가 유도 가열되도록 한다. 이러한 실시양태에서, 유도 코일은 히터(16)가 위치하는 공동(29)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다.
전구체(23)의 담배 스트립이 가열됨에 따라, 담배 및 보습제 내의 수분 및 휘발성 화합물(예를 들어, 니코틴)은 증기로 방출되고 말단 필터 부분(26)에서 사용자의 흡입에 의해 생성된 공기 흐름 내에 유입된다.
증기가 업스트림 필터 부재(25) 및 판지 스페이서 튜브(27) 내에서 냉각됨에 따라, 이는 응축되어 사용자가 흡입할 수 있는 휘발성 화합물을 함유하는 에어로졸을 형성한다.
전구체(23)의 추가 세부사항을 이제 설명할 것이다.
도 5a를 참조하면, 리콘 담배 시트(40) 일부의 톱다운뷰(top down view)가 나와 있다. 시트(40)는 일반적으로 길쭉하다. 시트(40)는 세로 방향 치수(41)의 시트 길이와 가로 방향 치수(42)의 시트 너비를 갖는다. 시트 길이는 시트 너비보다 몇 배 더 크다. 시트(40)는 롤에 제공되며 롤에는 가로 방향 치수(42)를 따라 회전 축이 있다. 도 5a에서 시트의 상부 및 하부 에지에 있는 점선은 시트(40)가 세로 방향 치수(41)에서 점선 너머로 이어진다는 것을 나타내기 위한 것이다.
전구체(23)는 다음 공정/방법에 따라 형성될 수 있다.
첫 번째 제조 공정 단계에서, 시트는 엠보싱된 영역(43)의 2차원 엠보싱 패턴으로 엠보싱 처리된다. 명확성을 위해 도 5a에는 엠보싱된 영역(43)의 하위세트만 표시되어 있다. 도 5a의 실시양태에서, 각각의 엠보싱된 영역(43)은 일반적으로 원형 모양이다. 엠보싱 패턴은 시트 평면을 가로질러 2차원적이라는 것이 이해될 것이다. 엠보싱된 영역 자체는 세 번째 직교 차원으로 시트 평면으로부터/시트 평면 쪽으로 솟아오른다. 엠보싱은 시트에 형성된 2차원 엠보싱 패턴과 반대의 엠보싱 롤러에 의해 형성될 수 있다. 즉, 엠보싱 롤러에 엠보싱 패턴이 양각으로 형성된다. 시트(40)는 엠보싱 패턴을 시트(40)에 부여하기 위해 엠보싱 롤러와 제2 협동 롤러 사이를 통과한다.
두 번째 제조 공정 단계에서, 시트(40)는 복수의 스트립(44)으로 분리(예를 들어, 절단)된다. 명확성을 위해 스트립(44)의 하위세트만이 도 5a에 표시되어 있다. 절단은 시트(40)의 세로 방향 치수(41)를 따라 연장되는 절단선(45)을 따라 이루어진다. 명확성을 위해 절단선(45)의 하위세트만이 도 5a에 표시되어 있다. 각 스트립(44)은 가로 방향 치수(42)에서 스트립 너비(46)를 갖는다. 도 5a의 실시양태에서, 모든 스트립(44)은 스트립 너비(46)가 동일하다. 다른 실시양태에서, 시트(40)는 복수의 스트립(44)으로 분리될 수 있으며, 이는 스트립 너비(46)가 서로 다른 복수의 스트립이다. 일부 실시양태에서 엠보싱과 분리는 동시에 수행된다. 시트는 한 쌍의 협동 롤러를 통해 스트립으로 분리될 수 있다. 롤러는 시트의 절단 또는 전단을 통해 시트를 스트립으로 분리하는 복수의 협동 및 연동(interlocking) 채널을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 한 쌍의 협동 롤러는 엠보싱 패턴을 부여하고 시트를 스트립으로 분리한다.
도 5a의 시트(40)는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다. 다른 실시양태에서, 가로 방향 치수(42)를 가로지르는 스트립(44)의 수는 도 5a에 나타낸 것과 상이할 수 있다. 일부 실시양태에서, 각 스트립(44)의 스트립 너비(46)는 시트(40)의 전체 가로 너비의 일부로 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 시트(40)는 가로 전체 너비가 125mm인 시트(40)를 가로질러 제공되는, 스트립 너비(46)가 각각 1mm인 125개의 스트립(44)을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 다양한 스트립 너비 및/또는 스트립 개수가 가능하다. 일부 실시양태에서, 시트의 전체 가로 너비는 스트립 너비의 정수배이다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비(46)는, 예를 들어, 1.0mm와 3.0mm 사이, 예를 들어, 1.0mm와 2.0mm 사이일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비(46)는 실질적으로 1.4mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 1.0mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 2.0mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 1.2mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 1.35mm일 수 있다. 실시양태에서, 시트의 전체 가로 너비는 시트의 전체 가로 너비가 스트립 너비(46)의 정수배가 되도록 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 시트를 가로지르는 스트립의 총 개수는 70개와 125개 사이, 예를 들어, 75개와 90개 사이일 수 있다.
시트(40)가 전체로 간주되는 경우, 엠보싱된 영역(43)은 시트(40)에 걸쳐 2차원 패턴을 형성한다. 패턴에는 가로 방향 치수(42)에 걸쳐 가로 주기성이 있을 수 있고 세로 방향 치수(42)를 따라 세로 주기성이 있을 수 있다. 가로 주기성은 바로 인접한 2개의 엠보싱된 영역(43) 사이의 가로 방향 치수를 따른 거리일 수 있다. 세로 주기성은 바로 인접한 2개의 엠보싱된 영역(43) 사이의 세로 방향 치수를 따른 거리일 수 있다. 일부 실시양태에서, 세로 주기성은 가로 주기성과 상이하다. 일부 실시양태에서, 세로 주기성은 가로 주기성보다 크다. 일부 실시양태에서, 가로 주기성은 일반적으로 스트립 너비(46)와 동일하다.
일부 실시양태에서, 세로 주기성은 1.0mm와 5.0mm 사이이다. 일부 실시양태에서, 세로 주기성은 1.5mm와 5.0mm 사이이다. 일부 실시양태에서, 세로 주기성은 2.0mm와 4.0mm 사이이다. 일부 실시양태에서, 세로 주기성은 2.0mm와 3.0mm 사이이다. 일부 실시양태에서, 세로 주기성은 실질적으로 2.15mm이다. 일부 실시양태에서 세로 주기성은 엠보싱된 영역(43)의 세로 방향 범위보다 크거나 동일하다.
도 5b를 참조하면, 리콘 담배 시트(50)의 일부에 대한 톱다운뷰가 나와 있다. 시트(50)는 대부분의 측면에서 도 5a의 시트(40)와 유사하다. 적절한 경우에는 동일한 참조 번호가 사용된다. 도 5b의 시트(50)는 엠보싱된 영역(43)의 2차원 패턴이 상이하기 때문에 도 5a의 시트(40)와 상이하다. 특히, 엠보싱된 패턴은 복수의 세로 반복 단위(47)를 포함한다. 도 5b의 실시양태에서, 각각의 반복 단위(47)는 엠보싱된 영역(43)의 2개의 세로 시퀀스를 포함한다. 유닛(47)의 각각의 세로 시퀀스는 다른 세로 시퀀스로부터 세로로 오프셋된다. 이 세로 오프셋은 인접한 세로 시퀀스 사이의 위상 오프셋으로 간주될 수도 있다. 스트립 절단부(45)는 반복 단위(47)의 세로 시퀀스 사이에서 만들어질 수 있다. 이는 스트립(44)이 전구체(23)로 집합될 때 스트립 사이의 엠보싱된 영역(43)이 적어도 부분적으로 서로 맞물려 있을 수 있음을 의미한다. 달리 말하면, 제1 스트립(44)의 엠보싱된 영역(43)은 전구체(23)로 집합될 때 인접한 제2 스트립(44)의 한 쌍의 인접한 엠보싱된 영역(43) 사이에 위치한다. 다시 말하면, 이는 전구체(23) 내 스트립(44) 사이의 세로 방향 마찰을 증가시킬 수 있다.
스트립(44)을 엠보싱하는 것은 엠보싱되지 않은 스트립에 비해 특정 스트립(44)의 부피를 효과적으로 증가시킨다. 이는 특정 크기의 전구체(23)를 채우는 데 더 적은 리콘 재료가 필요하다는 것을 의미한다. 예를 들어, 본 발명은 엠보싱되지 않은 리콘으로 형성된 전구체(23)에 비해 전구체(23)의 리콘 함량을 약 10 내지 15% 감소시키는 결과를 가져올 수 있다.
도 5c는 도 5a의 시트(40) 또는 도 5b의 시트(50)로부터의 하나의 스트립(44)의 일부를 관통한 세로 단면을 보여준다. 2개의 엠보싱된 영역(43)이 스트립(44)의 주변 표면으로부터 돌출한 스트립(44)의 영역으로 예시되어 있다. 시트 스트립(44)의 세로 방향 치수(41)가 나와 있는데, 이는 도 5a 및 도 5b에 나타낸 세로 방향 치수(41)에 상응한다. 엠보싱된 영역(43)은 양수 수직 치수(48)로 돌출되어 있다. 수직 치수(48)는 스트립(44)의 평면에 수직이다. 엠보싱된 영역(43)은 "디보싱"으로 간주될 수 있는 음수 수직 치수로 동등하게 돌출할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 엠보싱과 디보싱은 본 발명의 맥락에서 동등한 것으로 간주된다.
도 5a, 5b 및 5c의 실시양태에서, 엠보싱된 영역(43) 각각은 시트(40) 또는 시트(50)의 평면에서 일반적으로 원형 형상이다. 각각의 엠보싱된 영역(43)의 지름은 0.5mm와 2.0mm 사이, 예를 들어, 0.5mm와 1.5mm 사이, 예를 들어, 실질적으로 0.5mm일 수 있다. 각각의 엠보싱된 영역(22)의 지름은 대안적으로 스트립 너비(46)의 일부로 표현될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 엠보싱된 영역(43)은 지름이 스트립 너비의 90% 미만, 예를 들어 스트립 너비의 80% 미만, 예를 들어 스트립 너비의 70% 미만, 예를 들어 스트립 너비의 60% 미만, 예를 들어 스트립 너비의 50% 미만이다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 1.4mm이고, 엠보싱된 영역(43)은 지름이 1.0mm이다. 일부 실시양태에서, 스트립 너비는 실질적으로 1.4mm이고, 엠보싱된 영역(43)은 지름이 대략 0.5mm이다.
도 6a를 참조하면 리콘 담배 시트(60)의 일부에 대한 톱다운뷰가 나와 있다. 시트(60)는 대부분의 측면에서 도 5a의 시트(40) 및 도 5b의 시트(50)와 유사하다. 상응하는 특징부에는 동일한 참조 번호가 사용된다. 도 6a의 시트(60)는 엠보싱된 영역(43)의 형상이 상이하기 때문에 도 5b의 시트(40) 및 도 5c의 시트(50)와는 상이하다. 특히, 도 6a의 실시양태에서, 각각의 엠보싱된 영역(43)은 시트(60)/스트립(44)의 평면에서 비원형 형상이다. 더 구체적으로, 각각의 엠보싱된 영역(43)의 형상은 길쭉한, 예를 들어, 타원형 형상이다. 도 5a, 5b 및 5c의 실시양태에 대한 예시적인 가로 및 세로 주기성은 도 6a 및 6b의 실시양태에도 동일하게 적용 가능하다.
도 6a의 실시양태에서, 각각의 반복 단위(47)는 엠보싱된 영역(43)의 2개의 세로 시퀀스를 포함한다. 도 5b의 실시양태와 유사하게, 반복 단위(47)의 각각의 세로 시퀀스는 반복 단위(47)의 다른 세로 시퀀스로부터 세로로 오프셋된다. 이 세로 오프셋은 인접한 세로 시퀀스 간의 위상 오프셋으로 간주될 수도 있다. 스트립 절단부(45)는 반복 단위(47)의 세로 방향 시퀀스 사이에서 만들어질 수 있다. 도 6a의 실시양태에서, 반복 단위(47)의 제1 스트립의 엠보싱된 영역(43)은 제1 방향을 갖고; 인접한 제2 스트립(44)의 엠보싱된 영역(43)은 제1 방향과 상이한 제2 방향을 갖는다. 일부 실시양태에서, 가로 방향 치수(42)를 따라, 순차적 스트립(44)의 방향이 제1 방향과 제2 방향 사이에서 번갈아 나타난다.
이는 스트립이 전구체(23)로 집합될 때 인접한 스트립(44)의 엠보싱된 영역(43)이 서로 맞물려 있을 수 있음을 의미한다. 달리 말하면, 제1 스트립(44)의 엠보싱된 영역(43)은 전구체(23)로 집합될 때 인접한 제2 스트립(44)의 한 쌍의 인접한 엠보싱된 영역(43) 사이에 위치된다. 다시 말하면, 이는 전구체(23)의 스트립(44) 사이의 세로 방향 마찰을 증가시킬 수 있다.
도 6b를 참조하면, 도 6a의 시트(60)로부터의 스트립(44)의 일부가 나와있다. 3개의 엠보싱된 영역(43)은 스트립(44)의 주변 표면으로부터 돌출한 스트립(44)의 영역으로 예시되어 있다. 엠보싱된 영역(43)은 양수 수직 치수(48)로 돌출되어 있다(도 6b의 맥락에서는 페이지 밖으로). 수직 치수(48)는 스트립(44)의 평면에 수직이다. 엠보싱된 영역(43)은 "디보싱"으로 간주될 수 있는 음수 수직 치수로 동일하게 돌출할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 엠보싱과 디보싱은 본 발명의 맥락에서 동등한 것으로 간주된다.
도 6b의 3개의 엠보싱된 영역(43)은 크기와 형상이 실질적으로 동일하다. 각각의 엠보싱된 영역(43)은 장축 길이(52), 단축 너비(53) 및 배향각(54)을 갖는다. 장축 길이(52)는 단축 너비(53)보다 길므로, 엠보싱된 영역(43)은 길쭉하다. 도 6a 및 6b의 실시양태에서, 엠보싱된 영역은 타원형 형상이다. 다른 긴 형상도 가능하다. 장축 길이(52)가 단축 너비(53)와 동일한 경우, 엠보싱된 영역은 원형이므로 도 5a, 5b 및 5c에 나타낸 엠보싱된 영역에 상응한다.
일부 실시양태에서, 단축 너비(53)는 장축 길이(52)의 90% 이하일 수 있고; 다른 실시양태에서 단축 너비(53)는 장축 길이(52)의 80% 이하일 수 있고; 단축 너비(53)는 장축 길이(52)의 70% 이하일 수 있고; 단축 너비(53)는 장축 길이(52)의 60% 이하일 수 있고; 단축 너비(53)는 장축 길이(52)의 50% 이하일 수 있다.
각각의 엠보싱된 영역(43)은 스트립(44)의 세로 방향 치수(41)에 대해 기울어져 있다. 즉, 엠보싱된 영역(43)의 장축(52)은 스트립(44)의 세로 방향 축/치수와 배향각(54)을 형성한다. 배향각(44)은 어떤 각도든 가능하다. 도 6a 및 6b의 실시양태에서, 배향각(54)은 실질적으로 45도이다. 다른 실시양태에서, 배향은 0도와 180도 사이일 수 있다. 0도 또는 180도의 배향각은 긴 엠보싱된 영역(43)의 장축(52)이 스트립(44)의 세로 방향 축(41)과 실질적으로 정렬된다는 것을 의미한다. 90도의 배향각(54)은 긴 엠보싱된 영역(43)의 장축(52)이 스트립(44)의 세로 방향 축(41)에 수직인 것을 의미한다.
도 6a를 다시 참조하면, 반복 단위(47)의 제1 스트립의 엠보싱된 영역(43)은 제1 배향각(54)을 갖고; 인접한 제2 스트립(44)의 엠보싱된 영역(43)은 제1 배향각과 상이한 제2 배향각(54)을 갖는다. 가로 방향 치수(42)를 따라, 순차적 스트립(44)의 엠보싱된 영역(43)의 배향각(54)은 제1 및 제2 엠보싱된 영역 배향각(54) 사이에 번갈아 나타난다. 일부 실시양태에서, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 인접한 스트립(44)의 엠보싱된 영역(43)은 서로 실질적으로 90도 다른 엠보싱된 영역(43) 배향각(54)을 갖는다.
일부 실시양태에서, 시트 또는 스트립은 수직 방향 치수(48)에서 두께가 100마이크로미터와 600마이크로미터 사이, 예를 들어, 100마이크로미터와 500마이크로미터 사이, 예를 들어, 150마이크로미터와 400마이크로미터 사이, 예를 들어, 200마이크로미터와 300마이크로미터 사이일 수 있다. 일부 실시양태에서, 두께는 대략 250마이크로미터일 수 있다.
각각의 엠보싱된 영역(43)은 수직 방향 치수(48)에서 엠보싱 깊이(49)를 갖는다. 임의의 실시양태에서, 엠보싱 깊이(49)는 50마이크로미터와 500마이크로미터 사이, 예를 들어, 100마이크로미터와 400마이크로미터 사이, 예를 들어, 200마이크로미터와 300마이크로미터 사이일 수 있다. 일부 실시양태에서, 엠보싱 깊이(49)는 대략 250마이크로미터일 수 있다.
실시양태에서, 엠보싱(49) 깊이는 시트 또는 스트립 두께의 50%와 200% 사이이다.
임의의 실시양태에서, 시트 또는 스트립은 시트 중량이 100g/㎡ 이상, 예를 들어, 110g/㎡ 이상, 예컨대 120g/㎡ 이상인 리콘(에어로졸 형성 기재)으로부터 형성될 수 있다. 시트(40) 또는 시트(50) 또는 시트(60) 또는 스트립(44)은 시트 중량이 300g/㎡ 이하, 예를 들어, 250g/㎡ 이하 또는 200g/㎡ 이하일 수 있다. 시트(40) 또는 시트(50) 또는 시트(60) 또는 스트립(44)은 시트 중량이 120g/㎡와 190g/㎡ 사이일 수 있다.
Claims (15)
- 에어로졸 생성 장치(aerosol generating apparatus)와 에어로졸 형성 물품(aerosol forming article)을 포함하는 에어로졸 생성 시스템(aerosol generating system)으로서,
에어로졸 형성 물품은 고체 에어로졸 전구체(solid aerosol precursor)를 포함하고, 고체 에어로졸 전구체는 에어로졸 형성 기재의 복수의 스트립(strip)을 포함하고, 스트립 중 적어도 하나는 적어도 하나의 엠보싱된 영역(embossed region)을 포함하고;
에어로졸 생성 장치는 고체 에어로졸 전구체로의 관통(penetration)을 위한 히터(heater)를 포함하는 가열 시스템(heating system)을 포함하는 시스템. - 제1항에 있어서, 적어도 2개의 스트립 각각이 각각의 엠보싱된 영역을 포함하는 시스템.
- 제2항에 있어서, 복수의 스트립이 전구체 내에 실질적으로 정렬되는 시스템.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 전구체가 세로축을 따라 연장되고, 제1 엠보싱된 스트립의 엠보싱된 영역이 제2 엠보싱된 스트립의 제2 엠보싱된 영역으로부터 세로축을 따라 세로 방향으로 오프셋(off set)되는 시스템.
- 제4항에 있어서, 제1 엠보싱된 스트립의 엠보싱된 영역이 제2 엠보싱된 스트립의 한 쌍의 엠보싱된 영역 사이에 세로 방향으로 위치되는 시스템.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 모든 스트립 각각이 적어도 하나의 엠보싱된 영역을 포함하는 시스템.
- 제6항에 있어서, 실질적으로 모든 스트립 각각이 각각의 복수의 엠보싱된 영역을 포함하는 시스템.
- 제6항 또는 제7항에 있어서, 각각의 스트립이 세로 스트립 길이와 가로 스트립 너비를 갖고, 스트립 길이는 스트립 너비보다 크고, 엠보싱된 영역 또는 각각의 엠보싱된 영역은 각각의 스트립의 2개의 세로 대향 에지 사이(longitudinal opposed edge)에 위치되는 시스템.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 엠보싱된 영역 또는 각각의 엠보싱된 영역이 일반적으로 원형인 시스템.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 엠보싱된 영역 또는 각각의 엠보싱된 영역이 일반적으로 세장형(elongate)인 시스템.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 에어로졸 형성 물품이 전구체의 바로 다운스트림(downstream)에 구멍(aperture)을 포함하는 시스템.
- 제11항에 있어서, 구멍이 보어(bore)의 업스트림 루멘(upstream lumen)인 시스템.
- 제12항에 있어서, 보어가 다공성 필터 재료(porous filter material)를 관통하여 위치하는 시스템.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 스트립이 실질적으로 동일한 가로 너비를 갖는 시스템.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 히터가 막대 형상(rod shape) 또는 블레이드 형상(blade shape)인 시스템.
Applications Claiming Priority (3)
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