KR20150097819A - 에어로졸 발생 시스템을 위한 가열 조립체 - Google Patents

Abstract

에어로졸 형성 기질을 가열하기 위한 가열 조립체로서, 상기 가열 조립체는 전기 저항 가열 소자와 히터 기질을 포함하는 히터; 및 히터에 결합하는 히터 설치대로 이루어지되, 여기서, 가열 소자는 제1 부위와 제2 부위로 이루어지되 전류가 가열 소자를 통해서 흐를 때, 전류의 결과로서 제1 부위는 제2 부위보다 높은 온도로 가열되는 구조로 이루어지고, 히터 설치대는 히터 소자의 제2 부위를 둘러싸고 있다.

Description

에어로졸 발생 시스템을 위한 가열 조립체{Heating assembly for an aerosol generating system}

본 발명은 에어로졸 발생 시스템에 사용하기에 적합한 가열 조립체에 관한 것이다. 특히 에어로졸 형성 기질을 내부적으로 가열하기 위하여 흡연 물품의 에어로졸 형성 기질에 삽입하기에 적합한 가열 조립체에 관한 것이다.

사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 전달할 수 있는 휴대용 에어로졸 발생 기기의 수요가 증가하고 있다. 수요의 한가지 특정한 영역은 에어로졸 형성 기질이 연소 없이 휘발성 풍미 화합물을 방출할 수 있게 가열되는 흡연 기기를 위한 것이다. 방출된 휘발성 화합물은 사용자에게 에어로졸 내부로 운반된다.

에어로졸 형성 기질을 가열하는 것에 의해 작동하는 어떤 에어로졸 발생 기기는 가열 조립체를 포함해야만 한다. 대다수의 다른 타입의 가열 조립체들은 다른 타입의 에어로졸 형성 기질에 대해서 제안되어 왔다.

가열형 흡연 기기에 대해서 제안되어진 한 가지 종류의 가열 조립체로는 담배 플러그와 같은 고체형 에어로졸 형성 기질에 히터를 삽입함으로써 작동한다. 이러한 장치는 기질이 직접, 효율적으로 가열되는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 타입의 가열 조립체에 대해서는 소형화, 견고성, 저렴한 제작비용, 충분한 작동 온도, 발생열의 효율적인 국지화에 대한 요구 사항에 부합해야 하는 것을 포함해서 많은 기술적인 난제가 있다.

에어로졸 형성 기질을 가열하기 위하여 국지적인 공급원을 제공하는 에어로졸 발생 기기를 위한 견고하고 저렴한 가열 조립체를 제공하는 것이 바림직할 것이다.

본 발명의 제1 태양에 의하면, 에어로졸 형성 기질을 가열하기 위한 가열 조립체를 제공하는 것으로, 이 가열 조립체는

전기 저항 가열 소자와 히터 기질을 포함하는 히터; 및

히터에 결합하는 히터 설치대로 이루어지되;

상기 가열 소자는 제1 부위와 제2 부위로 이루어지되 전류가 가열 소자를 통해서 흐를 때 제1 부위는 제2 부위보다 높은 온도로 가열되는 구조로 되어 있고, 가열 소자의 제1 부위는 히터 기질의 가열 영역에 위치하고, 가열 소자의 제2 부위는 히터 기질의 파지 영역에 위치하며; 및 히터 설치대는 상기 히터 기질의 파지 영역에 고정되어 있다.

도 1은 에어로졸 발생 기기의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 타입의 에어로졸 발생 기기의 전방 말단의 단면 개략도로서, 흡연 물품에 히터가 삽입되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 히터를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 4는 히터에 조립된 히터 설치대를 겸비한 도 3의 히터를 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 히터의 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시한 타입의 히터에 따른 온도 프로필을 예시한 것이다.

여기서 사용하는 용어 '에어로졸 형성 기질'은 휘발성 화합물을 방출하여 에어로졸을 형성할 수 있는 기질을 말한다. 이러한 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기질을 가열함으로써 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 편리하게 에어로졸 발생 물품 또는 흡연 물품의 한 부분일 수 있다.

여기서 사용하는 용어 '에어로졸 발생 물품' 및 '흡연 물품'은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기질을 포함하는 물품을 말한다. 예를 들면, 에어로졸 발생 물품은 사용자의 입을 통해서 사용자의 폐로 직접적으로 흡입될 수 있는 에어로졸을 발생시키는 흡연 물품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 1회용일 수 있다. 담배를 포함하는 에어로졸 형성 기질로 이루어진 흡연 물품은 담배 스틱이라고 말할 수 있다.

제1 부위는 가열 소자를 통해서 흐르는 전류의 결과로서 제2 부위보다 높은 온도로 가열된다. 한 구현예에서, 가열 소자의 제1 부위는 사용 중에 약 300℃와 약 550℃ 사이의 온도에 도달할 수 있는 구조로 되어 있다. 바람직하게, 가열 소자는 약 320℃와 약 350℃ 사이의 온도에 도달할 수 있는 구조로 되어 있다.

히터 설치대는 히터에 대한 구조적인 지지대로서 제공되어 있으며, 에어로졸 발생 기기 내에 단단하게 고정시키는 것이 가능하다. 히터 설치대는 고분자 재료로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)과 같은 성형 가능한 고분자 재료로 형성된다. 성형 가능한 고분자의 사용은 히터 주위에 히터 설치대를 성형하는 것이 가능하고, 그로 인해서 히터를 견고하게 보유할 수가 있다. 또한, 히터 설치대를 저렴한 비용으로 원하는 외관 형상 및 크기로 생산하는 것이 가능하다. 히터 기질은 히터에 히터 설치대의 고정을 향상시키는 러그(lugs) 또는 노치(notches)와 같은 기계적 특성을 가질 수 있다. 물론 히터 설치대에 대해 세라믹 재료와 같은 다른 재료의 사용도 가능하다. 바람직하게, 히터 설치대는 성형 가능한 재료로부터 형성될 수 있다.

히터를 보유하기 위한 고분자의 사용은 히터 설치대 인근에 있는 히터의 온도가 고분자가 연소 용융 또는 다른 한편으로 등급 저하가 될 수 있는 온도 이하로 조절되어야 한다는 것을 의미한다. 이와 동시에 에어로졸 형성 기질 내에 있는 히터 부위의 온도는 소망하는 특성을 갖는 에어로졸을 생산할 수 있기에 충분해야 한다. 그러므로 가열 소자의 제2 부위는, 히터 설치대와 접촉하는 적어도 한 지점에서 사용 중에 허용 가능한 최대의 온도 이하로 남아 있도록 하는 것이 바람직하다.

전기 저항 히터에서, 히터에 의해서 생성된 열은 가열 소자의 저항에 따라 달라진다. 제공된 전류에서 가열 소자의 저항을 높으면 보다 많은 열이 생성된다. 생성된 대부분의 열은 가열 소자의 제1 부위에서 생성되게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 가열 소자의 제1 부위는 히터 부재의 제2 부위보다 길이당 전기 저항이 큰 것이 바람직하다.

바람직하게, 가열 소자는 다른 재료로 형성된 부위를 포함한다. 가열 소자의 제1 부위는 제1 재료로 형성될 수 있고, 가열 소자의 제2 부위는 제2 재료로 형성될 수 있으며, 제1 재료는 제2 재료보다 큰 전기 저항률 계수를 갖는다. 예를 들면, 제1 재료는 Ni-Cr(닉켈-크롬), 백금, 텅스텐 또는 합금 와이어일 수 있고 제2 재료는 금(金) 또는 은(銀) 또는 구리(銅)일 수 있다. 가열 소자의 제1 및 제2 부위의 크기는 제2 부위에서 길이당 낮은 전기 저항을 제공하기 위해서 서로 다를 수 있다.

가열 소자의 제1 및 제2 부위를 위한 재료는 그들의 전기적인 특성과 마찬가지로 열적 특성을 위해서 선택될 수 있다. 가열 소자의 제2 부위는 가열 영역으로부터 히터 설치대까지 열 전도를 떨어뜨리기 위해서 낮은 열전도성을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 가열 소자의 제2 부위에 대한 재료의 선택은 가열 소자의 제1 부위와 히터 설치대 사이의 영역에서 최소한 높은 열전도성과 낮은 열전도성 사이에서 균형을 잡을 수 있다. 특히 금은 가열 소자의 제2 부위에 대해 재료로서 양호한 선택임을 알았다. 다른 방안으로 은이 제2 부위 재료로 이루어질 수 있다.

바람직하게, 가열 소자의 제2 부위는 2개의 섹션으로 이루어져 있으며, 2개의 섹션 각각은 제2 부위의 하나의 섹션으로부터 제1 부위로 그 다음에 제2 부위의 다른 섹션으로 전기 유로를 구성하도록 가열 소자의 제1 부위에 개별적으로 연결되어 있다. 히터 설치대는 제2 부위의 둘 모두의 섹션을 둘러쌀 수 있다. 물론 제2 부위를 2개의 부위 이상으로 이루어지고 제1 부위에 각각 전기적으로 연결되도록 할 수도 있다.

가열 소자는 전원 공급부에 전기적으로 연결되어 있는 구조로 된 제3 부위를 포함할 수 있으며, 여기서, 제3 부위는 가열 소자의 제1 부위에 대해 히터 설치대의 반대측에 위치하고 있다. 제3 부위는 제1 및 제2 부위와 다른 재료로 형성될 수 있으며, 낮은 전기 저항 및 양호한 연결 특성, 예를 들면 용이한 납땜을 제공할 수 있도록 선택할 수 있다. 특히, 은이 제3 부위에 대해 양호한 선택임을 알게 되었다. 다른 방안으로, 금이 제3 부위를 위한 재료로서 사용될 수 있다. 제3 부위는 복수의 섹션으로 이루어질 수 있으며, 각각은 가열 소자의 제2 부위의 섹션에 연결되어 있다.

양호한 전기적 연결을 보장할 수 있도록 가열 소자의 다른 부위 사이에서 중첩되게 할 수 있다. 예를 들면, 제1 부위와 제3 부위는 부분적으로 제2 부위를 위로 덮거나 아래로 덮을 수 있다. 더욱이 가열 소자는 3개 이상의 별개의 부위로 이루어질 수 있다.

히터 기질은 전기적으로 절연 재료로 형성하는 것이 바람직할 수 있고 지르코니아 또는 알루미나와 같은 세라믹 재료일 수 있다. 히터 기질은 폭 넓은 범위의 온도에 걸쳐 가열 소자를 위해서 기계적으로 안정한 지지대를 제공할 수 있으며, 에어로졸 형성 기질에 삽입하기에 적당히 단단한 구조체를 제공할 수 있다. 히터 기질은 평탄한 표면에 가열 소자가 위치하고 있으며, 테이퍼진 말단은 가열 소자가 에어로졸 형성 기질로 삽입될 수 있는 구조로 되어 있다. 히터 기질은 바람직하게 2 W/m·K 보다 작거나 같은 열전도성을 갖는다.

한 구현예로서, 가열 소자의 제1 부위는 온도와 저항률 간에 정의된 관계를 가지는 재료로 형성된다. 이것은 사용 중에 히터가 에어로졸 형성 기질을 가열하고 온도를 감시하는 두 가지 모두로 사용하는 것을 가능하게 한다. 바람직하게, 제1 부위는 제2 부위보다 큰 온도 저항계수를 갖는다. 이것은 주로 히터 부재의 저항값이 히터 부재의 제1 부위의 온도를 반영하는 것을 보장하게 된다. 백금이 히터 부재의 제1 부위에 대해 양호한 선택임을 알게 되었다.

바람직하게, 가열 소자의 제1 부위는 히터 설치대와 공간을 두고 있다. 가열 소자의 제1 부위와 히터 설치대 사이의 히터 부분은 히터 부재의 제1 부위에서의 고온과 히터 설치대에서의 저온 사이의 열적 구배를 갖는다. 가열 소자의 제1 부위와 히터 설치대 간의 거리는 충분한 온도 하락이 얻어질 수 있도록 선택되어진다. 그러나, 히터 조립체의 크기를 감소시키고, 히터 조립체를 가능한한 튼튼하게 하기 위해서 거리가 필요 이상으로 크지 않은 것이 바람직할 수도 있다. 히터 설치대에서 멀리 히터의 길이가 크면, 떨어뜨리거나 반복된 삽입시 및 에어로졸 형성 기질로부터의 인출시 툭 끊어지거나 휘어지는 경향이 훨씬 크다.

바람직하게, 정상 작동 조건하에서, 가열 소자의 제1 부위가 히터 설치대와 접촉하는 지점에서 약 300℃과 약 550℃ 사이의 온도에 있을 때, 제2 부위는 200℃ 이하의 온도에 있다. 이 내용에서 '정상 작동 조건'은 표준 주변 온도 및 압력을 의미하며, 온도가 298.15K (25℃, 77℉), 절대 압력이 100 kPa(14.504 psi, 0.986 atm)이다. 정상 작동 조건은 에어로졸 발생 기기의 하우징 내에 또는 에어로졸 발생 기기의 하우징 밖에 위치할 때 히터 조립체의 작동을 포함한다.

바람직하게, 히터 조립체는 제1 부위의 최대 온도가 T₁이고, 주변 온도가 T₀이며, 히터 설치대와 접촉하는 히터 부재의 제2 부위의 온도가 T₂일 경우에

(T₁-T₀)/(T₂-T₀)>2

을 만족하는 구조로 되어 있다.

가열 조립체는 가열 소자를 덮는 하나 이상의 재료층으로 이루어질 수 있다. 바람직하게, 예를 들면 유리로부터 형성되는 보호층이 가열 소자의 산화 또는 다른 부식을 방지하기 위하여 가열 소자 위에 제공될 수 있다. 보호층은 완전하게 히터 기질을 덮을 수 있다. 보호층, 또는 다른 층들이 열적 분포를 향상시키기 위해서 히터 위에 제공될 수 있으며, 히터를 보다 쉽게 깨끗하게 만들 수 있다. 히터에 대한 열적 분포를 향상시키기 위해서 유리와 같은 재료의 기저층이 가열 소자와 히터 기질 사이에 제공될 수도 있다. 재료의 기저층은 가열 소자를 형성하는 공정을 개선시키는데 사용될 수도 있다.

히터의 크기는 가열 조립체의 적용에 적합하도록 선택할 수 있으며, 분명한 것은 히터의 폭, 길이 및 두께가 서로 독립적으로 선택될 수 있다는 것이다. 한 구현예로서, 히터는 실질적으로 블레이드 형상이고, 에어로졸 형성 기질로 삽입되게 하기 위해서 테이퍼진 말단을 갖고 있다. 히터는 약 10 mm와 약 30 mm 사이의 길이를 가질 수 있으며, 바람직하게, 약 15 mm와 약 25 mm 사이이다. 가열 소자가 위치하는 히터의 표면은 약 2 mm와 약 10 mm 사이의 폭을 가질 수 있으며, 바람직하게 약 3 mm와 약 6 mm이다. 히터는 약 0.2 mm와 약 0.5 mm 사이, 바람직하게는 0.3 mm와 0.4 mm 사이의 두께를 가질 수 있다. 히터의 가열 활성 영역은 가열 소자의 제1 부위가 위치하는 히터 부위에 해당하며 길이가 5 mm와 20 mm 사이, 바람직하게는 8 mm와 15 mm 사이일 수 있다. 히터 설치대는 2 mm와 5 mm 사이, 바람직하게는 약 3 mm의 길이에 걸쳐 히터와 접촉할 수 있다. 히터 설치대와 가열 소자의 제1 부위 사이의 거리는 최소한 2 mm, 바람직하게는 최소한 2.5 mm일 수 있다. 바람직한 구현예로서, 히터 설치대와 가열 소자의 제1 부위 간의 거리는 3 mm이다.

본 발명의 제2 태양으로서, 하우징; 상기 제1 태양에 따른 가열 조립체, 여기서 가열 설치대가 하우징에 결합되어 있고, 가열 소자에 연결되어 있는 전기 저원 공급부, 및 전원 공급부로부터 가열 소자로 전원 공급을 제어하는 구조로 된 제어 부재로 이루어진 에어로졸 발생 기기를 제공한다.

여기서, 하우징은 가열 소자와 제1 부위를 둘러싸는 캐비티를 구성하고, 캐비티는 에어로졸 형성 기질을 포함하는 에어로졸 형성 물품을 수용할 수 있는 구조로 되어 있다.

여기서 사용하는 '에어로졸 발생 기기'는 에어로졸 형성 기질과 서로 작용하여 에어로졸을 발생시키는 장치를 말한다. 에어로졸 형성 기질은 에어로졸 발생 물품의 한 부분일 수 있다. 예를 들면 흡연 물품의 한 부분일 수 있다. 에어로졸 발생 기기는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기질과 상호 작용하여 에어로졸을 발생시키는 흡연 기기일 수 있으며, 여기서 에어로졸은 사용자의 입을 통해서 사용자의 폐로 직접 흡입될 수 있다. 에어로졸 발생 기기는 홀더일 수 있다.

히터 설치대는 캐비티의 한쪽 말단을 밀폐하는 표면을 형성할 수 있다.

상기 기기는 바람직하게 휴대용 기기로서, 한 손의 손가락 사이로 잡을 수 있을 정도로 쉽게 다룰 수 있다. 상기 기기는 실질적으로 원통형 형상으로서 길이가 70 mm와 120 mm 사이를 갖는다. 상기 기기의 최대 직경은 10 mm와 20 mm 사이가 바람직하다. 한 구현예로서, 상기 기기는 다각형의 단면을 가지며, 한 면에 돌출 버튼이 형성되어 있다. 이 구현예에서, 기기의 직경은 한쪽 평면으로부터 반대쪽 평면까지 절단해서 12.7 mm와 13.65 mm 사이, 한쪽 가장자리에서 반대쪽 가장자리까지 절단해서 13.4 mm와 14.2 mm 사이(예를 들면, 기기의 한 측면에 있는 두개의 면의 교차점으로부터 다른 측면에 이에 상응하는 교차점까지), 바닥의 정상으로부터 반대편의 바닥의 평면까지 절단해서 14.2 mm와 15 mm 사이이다.

상기 기기는 전기적으로 가열되는 흡연 기기일 수 있다.

상기 기기는 제1 태양에 따른 가열 조립체에 추가해서 다른 히터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기기는 캐비티의 외부 히터를 포함할 수 있으며 캐비티의 외곽 주위에 위치하고 있다. 외부 히터는 어떤 적당한 형태 취할 수 있다. 예를 들면, 외부 히터는 폴리이미드와 같은 유전체 기질에 하나 이상의 유연한 가열 호일의 형태를 취할 수 있다. 유연한 가열 호일은 캐비티의 주변과 일치하는 형상일 수 있다. 다른 방안으로, 외부 히터는 금속성 그리드 또는 그리드들, 유연한 인쇄회로기판, 성형회로부품(MID), 세라믹 히터, 유연한 탄소섬유 히터의 형태를 취할 수 있고 또는 적당한 형상의 기질 위에 플라즈마 증착 기술과 같은 코팅 기술을 사용하여 형성할 수 있다. 외부 히터는 온도와 저항률 간의 정의된 관계를 가지는 금속을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 기기에서, 금속은 2개 층의 적당한 절연 재료 사이에 트랙으로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 외부 히터는 작동시 가열과 외부 히터의 온도를 감시하는데 사용될 수 있다.

전력 공급부는 어떤 적당한 전력 공급부, 예를 들면 밧데리와 같은 DC 전압원일 수 있다. 한 구현예로서 전원 공급부는 리튬 이온 밧데리이다. 다른 방안으로, 전원 공급부는 닉켈-금속 하이드라이드 밧데리, 닉켈 카드뮴 밧데리, 또는 리튬계 밧데리, 예를 들면 리튬-코발트, 리튬-포스페이트, 리튬 티타네이트 또는 리튬-폴리머 밧데리일 수 있다.

제어 부재는 간단한 스위치일 수 있다. 다른 방안으로 제어 부재는 전기 회로일 수 있고 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 마이크로콘트롤러일 수 있다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, 본 발명의 제2 태양에 따른 에어로졸 발생 기기와 상기 에어로졸 발생 기기의 캐비티에 수용될 수 있는 구조로 된 하나 이상의 에어로졸 형성 물품으로 이루어진 에어로졸 발생 시스템을 제공한다.

에어로졸 형성 물품은 흡연 물품일 수 있다. 에어로졸 형성 기질을 포함하는 흡연 물품의 작동시 부분적으로 에어로졸 발생 기기 내에 포함될 수 있다.

흡연 물품은 실질적으로 형상이 원통형일 수 있다. 흡연 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 흡연 물품은 길이와 해당 길이에 실질적으로 수직한 원주를 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 실질적으로 형상이 원통형일 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 실질적으로 세장형이다. 에어로졸 형성 기질은 또한 길이와 해당 길이에 수직한 원주를 가질 수 있다.

흡연 물품은 전체 길이가 대략 30 mm와 대략 100 mm 사이일 수 있다. 흡연 물품은 외부 직경이 대략 5 mm와 대략 12 mm 사이일 수 있다. 흡연 물품은 필터 플러그를 포함할 수 있다. 필터 플러그는 흡연 물품의 하류 말단에 위치할 수 있다. 필터 플러그는 셀룰로오스 아세테이트 플러그일 수 있다. 필터 플러그는 한 구현에에서 길이가 대략 7 mm이지만, 길이가 대략 5 mm와 대략 10 mm 사이일 수 있다.

한 구현예에서, 흡연 물품은 전체 길이가 대략 45 mm이다. 흡연 물품은 외부 직경이 대략 7.2 mm이다. 추가로 에어로졸 형성 기질은 길이가 대략 10 mm일 수 있다. 다른 방안으로 에어로졸 형성 기질은 길이가 대략 12 mm일 수 있다. 또한, 에어로졸 형성 기질의 직경은 대략 5 mm와 대략 12 mm 사이일 수 있다. 흡연 물품은 외부 페이퍼 래퍼를 포함할 수 있다. 또한 흡연 물품은 에어로졸 형성기질과 필터 플러그 사이에 분리판을 포함할 수 있다. 분리판은 대략 18 mm일 수 있지만, 대략 5mm 내지 대략 25 mm의 범위에 있을 수 있다.

에어로졸 형성 기질은 고체형의 에어로졸 형성 기질일 수 있다. 다른 방안으로 에어로졸 형성 기질은 고체형 및 액체형 구성분 모두로 이루어질 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 가열시 기질로부터 방출되는 휘발성 담배 풍미 화합물을 포함하는 담배 함유 재료로 이루어질 수 있다. 다른 방안으로, 에어로졸 형성 기질은 비담배 재료로 이루어질 수 있다. 에어로졸 형성 기질은 또한 짙고 안정한 에어로졸의 형성을 용이하게 하는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 적당한 에어로졸 형성제로는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이 있다.

에어로졸 형성 기질이 만일 고체형 에어로졸 형성 기질일 경우, 고체형 에어로졸 형성 기질은 예를 들면, 하나 이상의 허브 잎, 담배 잎, 담배 리브의 단편, 재구성 담배, 균질 담배, 압출 담배, 캐스트 잎담배 및 팽창 담배를 포함하는 하나 이상의 분말, 과립, 펠렛, 슈레드, 스파게티, 스트립 또는 시트로 이루어질 수 있다. 고체형 에어로졸 형성 기질은 풀어진 형태이거나 적당한 용기 또는 카트리지에 제공될 수 있다. 임의로, 고체형 에어로졸 형성 기질은 추가로 기질의 가열시 방출되는 담배 또는 비담배 휘발성 풍미 화합물을 포함할 수 있다. 고체형 에어로졸 형성 기질은 또한 캡슐, 예를 들면 추가적인 담배 또는 비담배 휘발성 풍미 화합물을 포함하는 캡슐을 포함할 수 있으며, 이러한 캡슐은 고체형 에어로졸 형성 기질의 가열시 용해될 수 있다.

여기서 사용하는 균질 담배는 미립자 담배를 덩어리로 만들어서 형성된 재료를 말한다. 균질 담배는 시트 형태일 수 있다. 균질 담배 재료는 에어로졸 형성제의 함량이 건조 중량을 기준으로 5% 이상일 수 있다. 균질 담배 재료는 다른 방안으로 에어로졸 형성제의 함량이 건조 중량을 기준으로 5%와 30% 사이일 수 있다. 균질 담배 재료의 시트는 분쇄에 의해서 얻어진 미립자 담배를 덩어리로 하거나 다른 방안으로 담배 잎 박편 및 담배 잎 줄기 중 하나 또는 둘 모두를 합쳐서 형성될 수 있다. 다른 방안으로, 또는 추가해서, 균질 담배 재료의 시트는 예를 들어, 담배의 처리, 취급 및 선적시 형성된 하나 이상의 담배 분진, 담배 분체 및 다른 미립자 담배 부산물을 포함할 수 있다. 균질 담배 재료의 시트는 미립자 담배를 덩어리로 하는데 도움을 주기 위해 하나 이상의 내인성 결합제, 하나 이상의 외인성 결합제 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 다른 방안으로 또는 추가로, 균질 담배 재료의 시트는 다른 첨가제, 예를 들면 이에 한정하는 것은 아니지만, 담배 및 비담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 풍미제, 필러, 수용성 및 비수용성 용매 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다.

임의로 고체형 형성 기질은 열적으로 안정한 캐리어에 제공되거나 매립될 수 있다. 캐리어는 분말, 과립, 펠렛, 슈레드, 스파케티, 스트립 또는 시트의 형태를 취할 수 있다. 다른 방안으로, 캐리어는 그의 내부 표면, 또는 그의 외부 표면, 또는 내부와 외부 표면 모두에 배치되는 고체형 기질의 박층을 가지는 튜브형 캐리어일 수 있다. 이러한 튜브형 캐리어는 예를 들면, 페이퍼, 또는 페이퍼형 재료, 부직 탄소섬유 매트, 저 질량의 오픈 메쉬(open mesh) 금속성 스크린, 다공 금속성 호일, 다른 열적으로 안정한 고분자 매트릭스로 형성될 수 있다.

특히 바람직한 구현예로서, 에어로졸 형성 기질은 균질 담배 재료의 수집된 권축 시트로 이루어진다. 여기서 사용하는 용어 '권축 시트'는 복수의 또는 실질적으로 나란한 굴곡 또는 주름을 가지는 시트를 말한다. 바람직하게, 에어로졸 발생 물품이 조립되어질 때, 실질적으로 나란한 굴곡 또는 주름은 에어로졸 발생 물품의 길이 방향의 축을 따라 또는 평행하게 확장된다. 이것은 바람직하게 균질 담배 재료의 권축 시트를 수집하여 에어로졸 형성 기질을 형성하는 것을 용이하게 한다. 하지만, 에어로졸 발생 물품을 조립할 때, 에어로졸 발생 물품에 포함하기 위한 균질 담배 재료의 권축 시트는 다른 방안으로, 또는 추가로 에어로졸 발생 물품의 길이 방향의 축에 대해 예각 또는 둔각으로 배치되는 복수의 실질적으로 평핸한 굴곡 또는 주름을 가질 수 있다는 것은 분명할 것이다. 특정한 구현예에서, 에어로졸 형성 기질은 실질적으로 그의 전체 표면에 걸쳐 실질적으로 균일하게 텍스쳐된 균질 담배 재료의 수집된 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기질은 복수의 실질적으로 평행한 굴곡 또는 주름으로 이루어진 균질한 담배 재료의 수집된 권축 시트를 포함할 수 있다.

고체형 에어로졸 형성 기질은 예를 들면 시트, 폼, 겔 또는 슬러리 형태로 캐리어 표면에 배치될 수 있다. 고체형 에어로졸 형성 기질은 사용 중에 불균일하게 풍미 전달을 제공하기 위해서 캐리어의 전체 표면에 배치되거나 또는 다른 방안으로 한 패턴으로 배치될 수 있다.

에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 기기와 해당 기기와 함께 사용하기 위한 하나 이상의 에어로졸 발생 물품의 조합물로 되어 있다. 하지만, 에어로졸 발생 시스템은 추가 구성 요소, 예를 들면 전기적으로 작동 또는 전기 에어로졸 발생 기기에 온보드(on-board) 전원 공급을 재충전하기 위한 충전기를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4태양으로서, 가열 조립체를 제조하는 방법으로서,

히터 기질을 제공하는 단계;

상기 기질에 하나 이상의 전기 저항 가열 소자를 배치하는 단계

여기서 각각의 가열 소자는 제1 부위와 제2 부위로 이루어지되, 전류가 상기 가열 소자를 통해서 흐를 때, 그 전류의 결과로 상기 제1 부위는 제2 부위 보다 높은 온도로 가열되는 구조로 이루어지고, 상기 가열 소자의 제1 부위는 상기 히터 기질의 가열 영역에 배치되어 있으며, 상기 가열 소자의 제2 부위는 상기 히터 기질의 파지 영역에 배치되도록 하는 단계; 및

상기 히터 기질의 파지 영역에 히터 설치대를 성형하는 단계로 이루어진다.

바람직하게, 히터 설치대는 주입 성형에 의해서 형성된다. 히터 설치대는 PEEK와 같은 주입 성형이 가능한 고분자로부터 형성될 수 있다.

바람직하게, 히터 설치대는 실질적으로 블레이드 형상으로 되어 있다. 가열 조립체의 구성 요소들은 본 발명의 제1 태양을 참고하여 설명할 수 있다.

성형 단계는 기질의 파지 영역을 둘러싸도록 히터 설치대를 성형할 수 있다. 히터 설치대는 가열 소자의 제2 부위 위에다 직접할 수 있다.

본 발명의 추가 태양으로서, 에어로졸 형성 기질을 가열하기 위한 히터를 제공하며, 상기 히터는

전기 저항 가열 소자로 이루어진 히터와 히터 기질로 이루어지되 상기 가열 소자는 제1 재료로 형성된 제1 부위와 상기 제1재료와 다른 제2 재료로 형성된 제2 부위로 이루어지고, 전류가 제1 가열 소자를 통해서 흐를 때 전류의 결과로서 제1 부위가 제2 부위보다 고온으로 가열되어지는 구조로 되어 있다.

본 발명의 더 추가 태양으로서, 에어로졸 형성 기질을 가열하기 위한 가열 조립체를 제공하기 위한 것으로, 상기 가열 조립체는

전기 저항 가열 소자로 이루어진 히터; 및

상기 히터에 연결되어 있는 히터 설치대로 이루어지되

상기 가열 소자는 제1 부위와 제2 부위로 이루어지고, 전류가 가열 소자를 통해서 흐를 때, 상기 제1 부위는 전류의 결과로서 제2 부위보다 고온으로 가열되어지는 구조로 되어 있고; 상기 가열 설치대는 가열 소자의 제2 부위를 둘러싸고 성형된 고분자 재료로부터 형성되어진다.

개시 내용이 다른 태양을 참고하여 기재한 것일지라도 이것은 개시 내용의 한 태양과 관련하여 설명한 특징이 개시 내용의 다른 태양에 적용할 수 있다는 것을 명백항 것이다. 특히 본 발명의 한 태양에 따른 히터, 조립체, 기기 시스템 또는 방법은 본 발명의 어떤 다른 태양에 적용할 수 있다. 또한, 개시 내용이 흡연 기기참고하였다고 할지라도 의료 흡입기 타입의 기기는 여기에서 기재한 특징, 장치 및 기능을 사용할 수 있다는 것은 명백할 것이다.

본 발명의 구현예를 첨부하는 도면을 참조하여 단지 예시할 목적으로 이하에서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 에어로졸 발생 기기의 개략도이다.

도 2는 도 1에 도시한 종류의 에어로졸 발생 기기의 전방 말단의 단면 개략도로서, 흡연 물품에 히터가 삽입되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 히터를 개략적으로 예시한 도면이다.

도 4는 히터에 조립된 히터 설치대를 겸비한 도 3의 히터를 도시한 것이다.

도 5는 도 3의 히터의 단면도이다.

도 6은 도 3에 도시한 타입의 히터에 따른 온도 프로필을 예시한 것이다.

도 1에, 전기 가열형의 에어로졸 발생 시스템(100)의 구현예의 구성 요소를 간단한 방식으로 나타내었다. 특히, 전기 가열형의 에어로졸 발생 시스템(100)의 요소들은 도 1의 규모로 묘사되는 것은 아니다. 본 구현예를 이해하기 위하여 관련이 없는 요소들은 도 1을 간단하게 위해서 생략하였다.

전기 가열형 에어로졸 발생 시스템(100)은 하우징(10)과 에어로졸 형성 물품(12), 예를 들면 담배 스틱을 가지는 에어로졸 발생 기기로 이루어져 있다. 에어로졸 형성 물품(12)은 에어로졸 형성 기질을 포함하고 있으며, 히터(14)와 열적으로 근접하도록 하우징(10) 안쪽으로 눌려진다. 에어로졸 형성 기질은 다른 온도에서 휘발성 화합물을 연속해서 방출할 것이다. 바람직하지 못한 화합물의 선택적인 방출을 낮추기 위해서 전기 가열형 에어로졸 발생 시스템(100)의 최대 작동 온도를 조절함으로써, 휘발성 화합물의 방출을 방지하는 것으로 조절할 수 있다.

하우징(10) 내에는, 전기 에너지 공급부(16), 예를 들면 재충전가능한 리튬이온 밧데리가 있다. 제어기(18)에는 히터(14), 전기 에너지 공급부(16) 및 사용자 인터페이스(20), 예를 들면 버튼 또는 디스플레이 등이 연결되어 있다. 제어기(18)는 히터(14)에 공급되는 전원을 제어하여 온도를 조절한다. 일반적으로, 에어로졸 형성 기질은 250℃와 450℃ 사이의 온도로 가열된다.

도 2는 도 1에 도시한 종류의 에어로졸 형성 물품의 전방 말단의 단면을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 히터(14)가 이 구현예에서는 흡연 물품에 해당하는 에어로졸 형성 물품(12)에 삽입되어 있다. 에어로졸 발생 기기는 사용자에 의한 에어로졸 발생 물품(12)의 소비를 위해서 에어로졸 발생 물품(12)과 체결된 상태로 예시되어 있다.

에어로졸 발생 기기의 하우징(10)은 캐비티를 구성하고, 근위 말단(또는 마우스 말단)이 개방되어 있으며, 소비를 위해서 에어로졸 발생 물품(12)을 수용하게 된다. 캐비티의 원위 말단은 히터(14)와 히터 설치대(26)를 포함하는 가열 조립체(24)가 걸쳐져 있다. 히터(14)는 히터 설치대(26)에 의해서 보유되어 있으므로 히터의 가열 활성 영역이 캐비티 내에 위치하게 된다. 에어로졸 발생 물품(12)이 캐비티 내에 완전히 수용될 때, 히터(14)의 가열 활성 영역은 에어로졸 발생 물품(12)의 원위 말단 내에 위치하게 된다.

히터(14)는 한 점으로 끝나는 블레이드 형태로 되어 있다. 즉, 히터는 폭보다 큰 길이가 길며, 두께보다도 길다. 히터의 제1 및 제2면은 히터의 폭과 길이로 정의한다.

도 2에 도시한 예시적인 에어로졸 형성 물품은 다음과 같이 설명할 수 있다. 에어로졸 발생 물품(12)은 4개의 요소, 즉 에어로졸 형성 기질(30), 중공형 튜브(40)와 같은 지지부재, 전달부(50), 및 마우스피스 필터(60)로 이루어져 있다. 이들 4개의 요소들은 연이어서 그리고 동축 정렬로 정렬되어 있으며, 궐련 페이퍼(70)에 의해서 조립되어 로드를 형성하게 된다. 조립할 때, 에어로졸 형성 물품(45)은 길이가 45 mm, 직경이 7 mm이다.

에어로졸 형성 기질은 번들형의 캐스트-잎(cast-leaf) 담배로 이루어지며 필터 페이퍼(도시하지 않음)로 포장되어 플러그를 형성하게 된다. 캐스트-잎 담배는 글리세린과 같은 하나 이상의 에어로졸 형성제를 포함한다.

중공형 튜브(40)는 에어로졸 형성 기질(30)과 바로 인접해서 위치하고 있으며, 셀룰로오스 아세테이트의 튜브로부터 형성된다. 튜브(40)에는 직경이 3 mm인 구멍이 구성되어 있다. 중공형 튜브(40)의 한 가지 기능은 로드(21)의 원위 말단(23) 쪽으로 에어로졸 형성 기질(30)을 위치하도록 함으로써 히터와 접촉할 수 있도록 하는 것이다. 중공형 튜브(40)는 히터가 에어로졸 형성 기질(30)로 삽입될 때 에어로졸 형성 기질(30)이 마우스피스 쪽으로 로드를 따라 힘을 받는 것을 방지한다.

전달부(50)는 길이가 18 mm인 얇은 벽면으로 이루어져 있다. 전달부(50)는 에어로졸 형성 기질(30)로부터 방출된 휘발성 물질이 마우스피스 필터(60) 쪽으로 물품을 따라 통과하는 것을 가능하게 한다. 휘발성 물질은 전달부에서 냉각되어 에어로졸을 형성할 수 있다.

마우스필터(60)는 셀룰로오스 아세테이트로부터 형성된 통상적인 마우스필터이며, 길이가 대략 7.5 mm이다.

상기에서 나열한 4개의 요소들은 궐련 페이퍼(70) 안에 단단하게 포장되어서 조립되어진다. 이러한 특정 구현예에서 사용하는 페이퍼는 표준 궐련 페이퍼로서 표준 특성 또는 등급을 갖는다. 이러한 특정 구현예에서 사용하는 페이퍼는 통상적인 궐련 페이퍼이다. 페이퍼와 각각의 요소들 간의 경계면은 요소들이 위치하며, 에어로졸 형성 물품(12)을 구성한다.

에어로졸 형성 물품(12)이 캐비티 내로 밀어짐으로써 히터의 테이퍼진 끝지점이 에어로졸 형성 기질(30)과 체결된다. 에어로졸 형성 물품에 힘을 부가하면 히터는 에어로졸 형성 기질(30) 내부를 뚫고 들어간다. 에어로졸 형성 물품(12)이 에어로졸 발생 기기와 적절하게 체결될 때, 히터(14)가 에어로졸 형성 기질(30)로 삽입된다. 히터가 작동할 경우, 에어로졸 형성 기질(30)은 데워지고 휘발성 기질이 발생되거나 방출된다. 사용자가 마우스피스 필터(60)를 빨면, 공기가 에어로졸 형성 물품 내부로 흡인되고, 휘발성 물질이 흡입가능한 에어로졸을 형성하기 위해서 응축된다. 이러한 에어로졸은 에어로졸 형성 물품의 마우스피스 필터(60)를 통과한 후에 사용자의 입속으로 들어간다.

도 3은 도 2에 도시한 종류의 히터 소자(14)를 보다 상세히 예시한 것이다. 히터(14)는 전기 절연성 히터 기질(80)로 이루어져 있으며, 히터 소자(14)의 형상을 구성한다. 히터 기질(80)은 전기 절연성 재료, 예를 들면, 알루미나(Al₂O₃) 또는 안정된 지르코니아(ZrO₂)로부터 형성될 수 있다. 전기 절연성 재료는 어떤 적당한 전기 절연성 재료일 수 있고, 많은 세라믹 재료들이 전기 절연성 재료로서 사용하기에 적합하다는 것은 이 기술분야의 통상의 당업자에게는 자명할 것이다. 히터 기질(80)은 실질적으로 블레이드형이다. 즉, 히터 기질은 사용시 히터와 체결되는 에어로졸 형성 물품의 길이 방향의 축을 따라서 확장되는 길이, 폭과 두께를 갖는다. 폭은 두께보다 크다. 히터 기질(80)은 에어로졸 형성 기질(30)을 뚫고 들어가기 위해서 끝지점 또는 스파이크(90)에서 끝난다.

전기 전도성 재료로 형성된 가열 소자(82)는 증발 또는 어떤 다른 적당한 기술을 이용하여 히터 기질(80)의 편평한 표면 위에 적층된다. 가열 소자는 3개의 별개의 부위로 나뉘어진다. 제1 부위(84)는 가열 활성 영역(91)에 위치한다. 이 부위는 최대 온도에 도달하고 사용시에 에어로졸 형성 기질에 열을 제공하는 히터 영역이다. 제1 부위는 U-자형이거나 헤어핀(hairpin) 형상이다. 제 2부위(86)는 금으로부터 형성된 것으로, 두 개의 평행한 트랙으로 이루어지고, 각각은 제1 부위(84)의 말단에 연결되어 있다. 제2 부위는 히터의 파지 영역(93)에 배치되어 있으며, 도 4에 도시한 바와 같이, 히터 설치대(26)와 접촉하게 되는 히터 영역이다. 제3 부위(88)는 은(silver)으로부터 형성된다. 제3 부위는 연결 영역(95)에 위치하며, 땜납 반죽 또는 다른 결합 기술을 사용하여 외부 와이어를 고정시킬 수 있는 결합 패드를 제공한다. 제3 부위는 두 개의 평행한 패드로 이루어지며, 각각은 제2 부위(86)의 평행한 트랙 중 하나의 말단에 결합된다. 제3 부위(88)는 제1 부위에 대한 파지 영역(93)의 반대측에 위치한다.

제1, 제2 및 제3 부위의 형상, 두께 및 폭은 사용시 소망하는 내성 및 온도 분포를 제공할 수 있도록 선택할 수 있다. 하지만, 제1 부위는 제2 및 제3 부위보다 길이 당 전기 저항이 제일 크다. 그 결과, 전류가 가열 소자(82)를 통과할 경우, 가장 많이 열을 발생하는 것이 제1 부위이고 가장 높은 온도에 도달한다. 제2 부위와 제3 부위는 매우 낮은 전기 저항을 갖는 구조로 되어 있으므로 매우 낮은 줄(Joule)의 열을 제공하게 된다. 가열 부재의 전체 전기 저항은 0℃에서 약 0.80 Ω이고, 가열 활성 영역(91)이 400℃에 도달할 때 약 2Ω이 상승한다. 리튬 이온 밧데리의 밧데리 전압은 약 3.7 볼트이므로 전원 공급부(0℃에서)에서 공급되는 일반적인 피크 전류는 약 4.6A이다.

플래티넘은 저항 온도 계수가 양성이므로 제1 부위(84)의 전기 저항은 온도가 증가할수록 증가한다. 금(金)과 은(銀)은 저항 온도 계수가 낮고, 제2 및 제3 부위는 제1 부위와 같이 온도 상승을 보다 크게 경험하지 않게 될 것이다. 이것은 제2 부위와 제3 부위의 저항에 변화가 제1 부위의 저항 변화에 비해서 작게 될 것이다. 그 결과로서, 가열 부재(82)의 저항은 에어로졸 형성 기질과 접촉하고 있는 히터 부위의 온도인 가열 부재의 제1 부위(84)의 온도 측정을 제공하는데 사용될 수 있다. 히터와 온도 센서 모두에 저항 소자로 사용하기 위한 배치는 EP2110033 B1에 기재되어 있다.

도 4는 가열 (26)는 에어로졸 발생 장치의 원형 하우징(10)과 체결되기 위해서 원형 단면을 갖는다. 하지만, 히터 설치대는 에어로졸 발생 기기의 다른 구성 요소와 체결되게 하조립체를 형성하기 위해서 히터 설치대(26)에 히터(14)를 조립한 것을 도시한 것이다. 히터 설치대(26)는 폴리에스테르 에테르 케톤(PEEK)으로부터 형성되며, 파지 영역(93)을 감싸도록 히터 주위로 주입 성형된다. 히터 기질(80)은 히터 설치대와 히터 사이에서 강한 고정을 보장하기 위하여 파지 영역에서 절결부 또는 돌출부를 형성할 수 있다. 이 구현예에서, 히터 설치대기 위해서 어떤 소망하는 형상 및 어떤 소망하는 체결 구조를 가지도록 성형될 수 있다.

도 5는 도 3의 히터의 개략적인 단면도이다. 도 5는 히터 부재의 제1, 제2 및 제3 부위들이 중첩되어 있다. 히터의 구조는 다음과 같이 설명할 수 있다. 히터 기질(80)은 유리층(92,96)으로 덮혀 있다. 이것은 기질을 보호하고, 가열 활성 영역에서 히터의 표면에 걸쳐 열적 분포를 향상시킨다. 그 후에 가열 소자의 제2 부위(86)를 형성하는 금 트랙을 유리층(92) 위에 배치한다. 그 다음에 가열 부재의 제1 부위(84)를 형성하는 백금 트랙을, 제1 부위와 제2 부위 간에 전기 저항이 낮은 접촉을 위해서 금 트랙과 중첩 관계로 유리층(92) 위에 배치한다. 최종적으로 상부 유리층(94)이 가열 부재(82)를 덮고, 가열 부재를 부식으로부터 보호하기 위해서 형성된다. 그 다음에 상기 히터 설치대가 히터 주변에 성형될 수 있다.

히터는 가열 소자의 제1 부위에 해당하는 가열 활성 영역이 히터 설치대와 공간을 두고 있는 구조로 되어 있다. 에어로졸 발생 기기의 캐비티로 확장되어 있는 히터 영역은 삽입 영역(97)이라고 말할 수 있다. 삽입 영역(97)으로 확장되어 있는 가열 부재의 제2 부위(86)의 부분은 에너지 전달 영역을 제공한다.

도 6은 히터의 온도를 도 3에 예시한 히터의 작동 중에 히터의 길이에 따른 거리의 함수로 표시한 플롯(100)이다. 히터가 플롯 아래에 표시되어 있으므로 온도의 플롯이 히터와 일직선으로 맞추어져 있다. 이상적인 히터는 삽입 영역(97)에서 뜨거워지고, 파지 영역(93) 및 연결 영역(95)에서 차거워진다. 이상적인 온도 프로필은 점선(106)으로 표시되어 있다. 현실적으로는, 온도 프로필이 그렇게 심하게 계단식으로 결코 될 수 없다. 가열 부재의 제1 부위가 위치하는 가열 활성 영역에서 히터가 뜨거워진다는 것을 실제 온도 플롯(100)으로부터 확인할 수 있다. 에어로졸 발생 중에 피크 온도는 약 420℃이다. 가열 활성 영역과 파지 영역 사이의 전달 영역에서, 온도가 급격히 떨어진다. 이 구현예에서, 히터 설치대가 있는 곳에서의 히터의 온도는 선(102)으로 나타낸 바와 같이 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 히터 설치대에서의 허용 가능한 최대 온도는 히터 설치대를 형성하는데 사용되는 재료에 따라 달라질 수 있다. 가열 활성 영역에 가까운 히터 설치대 부분은 선(104)으로 표시되어 있다. 사용 중에 히터의 활성 영역이 그의 최대 온도에 이를 때, 히터 설치대(26)에서의 히터의 온도가 200℃ 이하가 될 수 있는 구조로 되어 있다. 도 6에 나타낸 실시예에서, 가열 부재의 백금 부위와 히터 설치대 간의 거리는 3 mm이다. 이 거리는 원하는 온도 하락을 보장하기에 충분하다. 가열 부재의 제2 부위를 위한 재료로서 금이 선택되는데 금은 높은 전기 전도성을 갖고 있고 추가로 비교적 낮은 열 전도성을 갖고 있으므로 가열 활성 영역과 파지 영역 사이에서 신속한 온도 하락을 보장할 수 있다. 가열 부재의 제3 부위(88)를 포함하는 연결 영역(95)의 최소한 한 부위에서 대략 50℃의 추가 온도 하락이 바람직할 수 있다. 특히 제어기(18), 전기 에너지 공급부(16) 및 사용자 인터페이스(20)와 가까운 가열 소자(14)의 온도를 최소로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 이러한 온도 최소화는 제어기(18), 공급기(16) 및 인터페이스(20)로 이루어진 전자 칩 및/또는 시스템에서의 열적 유도 변형에 대해 정정할 필요성을 감소 또는 제거할 수 있다.

상기에서 기재한 예시적인 구현예들은 예시하기 위한 것으로 한정하고자 하는 것은 아니다. 상기에 설명한 예시적인 구현예의 측면에서, 상기 예시적인 구현예와 일맥상통하는 다른 구현예들도 이 기술분야의 통상의 당업자에게는 자명한 것일 것이다.

100: 에어로졸 발생 시스템
10: 하우징
12: 에어로졸 발생 물품
14: 히터/히터 부재
16: 전기 에너지 공급부
18: 제어기
20: 사용자 인터페이스
21: 로드
23: 원위 말단
24: 가열 조립체
26: 히터 설치대
30: 에어로졸 형성 기질
40: 지지 부재
50: 전달부
60: 마우스피스 필터
70: 궐련 페이퍼
80: 히터 기질
82: 가열 부재
84: 제1 부위
86: 제2 부위
88: 제3 부위
91: 가열 활성 영역
93: 파지 영역
95: 연결 영역
92,96: 유리층
97: 삽입 영역
100: 플롯
102,104: 선
106: 점선

Claims (15)

1. 에어로졸 형성 기질을 가열하기 위한 가열 조립체로서,
   전기 저항 가열 소자와 히터 기질을 포함하는 히터; 및
   상기 히터에 결합하는 히터 설치대로 이루어지되
   상기 가열 소자는 제1 부위와 제2 부위로 이루어지되 전류가 가열 소자를 통해서 흐를 때 상기 제1 부위는 상기 제2 부위보다 높은 온도로 가열되는 구조로 되어 있고, 상기 가열 소자의 제1 부위는 상기 히터 기질의 가열 영역에 위치하고, 상기 가열 소자의 제2 부위는 히터 기질의 파지 영역에 위치하며, 상기 히터 설치대는 상기 히터 기질의 파지 영역에 고정되는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 히터 설치대는 고분자 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 소자의 제1 부위는 제1 재료로부터 형성되고, 상기 가열 소자의 제2 부위는 제2 재료로부터 형성되며, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료보다 큰 전기 저항률 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
4. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 가열 소자의 제2 부위는 2개의 섹션으로 이루어져 있으며, 2개의 섹션 각각은 제2 부위의 하나의 섹션으로부터 제1 부위로 그 다음에 제2 부위의 다른 섹션으로 전기 유로를 구성하도록 가열 소자의 제1 부위에 개별적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
5. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 가열 소자는 전원 공급부에 전기적인 연결을 위한 구조로 된 제3 부위를 포함하되 상기 제3 부위는 상기 가열 소자의 제1 부위에 대해 히터 설치대의 반대측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
6. 제4항에 있어서, 상기 제3 부위는 상기 제1 및 제2 부위와 다른 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
7. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 가열 소자의 제1 부위는 상기 히터 설치대와 공간을 두고 있는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
8. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 정상 작동 조건하에서, 상기 가열 소자의 제1 부위가 300℃와 550℃ 사이의 온도에 있을 때, 상기 히터 설치대와 접촉하는 지점에서, 상기 제2 부위는 200℃ 이하의 온도에 있는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
9. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 부위는 상기 제2 부위보다 큰 온도 저항 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
10. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 부위의 최대 온도가 T₁이고, 주변 온도가 T₀, 상기 히터 설치대와 접촉하는 상기 가열 소자의 제2 부위의 온도가 T₂일 경우에,
    (T₁-T₀)/(T₂-T₀)> 2
    인 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
11. 상기 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 히터 기질은 평탄한 표면에 가열소자가 위치하고 있으며, 테이퍼진 말단은 상기 가열 소자가 에어로졸 형성 기질로 삽입될 수 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 조립체.
12. 하우징; 상기 어느 청구항에 따른 가열 조립체, 여기서 가열 설치대가 하우징에 결합되어 있고; 상기 가열 소자에 연결되어 있는 전기 전원 공급부; 및 상기 전원 공급부로부터 상기 가열 소자로 전원 공급을 제어하는 구조로 된 제어 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 기기.
13. 제12항에 있어서, 상기 하우징은 상기 가열 소자의 제1 부위를 둘러싸는 캐비티가 구성되어 있으며, 상기 캐비티는 에어로졸 형성 기질을 포함하는 에어로졸 형성 물품을 수용할 수 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 기기.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 발생 기기는 휴대용 흡연 기기인 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생 기기.
15. 히터 기질을 제공하는 단계;
    상기 기질에 하나 이상의 전기 저항 가열 소자를 배치하는 단계
    여기서 각각의 가열 소자는 제1 부위와 제2 부위로 이루어지되, 전류가 상기 가열 소자를 통해서 흐를 때, 그 전류의 결과로 상기 제1 부위는 제2 부위보다 높은 온도로 가열되는 구조로 이루어지고, 상기 가열 소자의 제1 부위는 상기 히터 기질의 가열 영역에 배치되어 있고, 상기 가열 소자의 제2 부위는 상기 히터 기질의 파지 영역에 배치되도록 하는 단계; 및
    상기 히터 기질의 파지 영역에 히터 설치대를 성형하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 가열 조립체의 제조방법.

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