JP6892154B2 - 巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター - Google Patents

Description

本発明は電子タバコ装置用発熱ヒーターに関し、より具体的には巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターに関する。

電子タバコ装置は貯蔵所（ｓｔｏｒａｇｅ）、加熱または気化装置およびバッテリー（ｂａｔｔｅｒｙ）を含む。この時、前記貯蔵所はニコチンが含まれた葉タバコ（ｌｅａｆ ｔｏｂａｃｃｏ）の加工物（ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）や抽出物（ｅｘｔｒａｃｔ）、ノンニコチン液体物質（ｎｉｃｏｔｉｎｅ−ｆｒｅｅ ｌｉｑｕｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）等を含有する。

このような電子タバコ装置は、内部に貯蔵された葉タバコ加工物、葉タバコ抽出物、ノンニコチン液体物質などを加熱または気化させることによってエアゾール（ａｅｒｏｓｏｌ）を生成する。これに伴い、ユーザーが電子タバコ装置を把持した状態で、電子タバコ装置の吸入口（ｉｎｔａｋｅ）を通じて電子タバコ装置の内部で生成されたエアゾールを吸入する場合、エアゾールは吸入口を通じてユーザーの口に排出され得る。このため、ユーザーはエアゾールを吸入することによって実際のタバコを喫煙しているような類似する感じを受けることができる。

しかし、従来の電子タバコ装置はニコチン原液と液状を別々に購入して混ぜる液状型方式である。これに伴い、従来の電子タバコ装置は、ユーザーがニコチン原液を購入して喫煙ではなく爆破事故などのような他の誤った用途で使用する危険が存在するため、積極的な管理が切実な状況である。

これを解決するために、タバコ葉で作られた巻きタバコを挿入して加熱する燻蒸方式の巻きタバコ型電子タバコ装置が提案された。このような巻きタバコ型電子タバコ装置は、発熱ヒーターを通じて巻きタバコを加熱することによって喫煙用蒸気を発生させる方式であって、誤使用の問題を解決しながらも既存のタバコと似た味を感じることができる長所がある。

しかし、従来の巻きタバコ型電子タバコ装置は、巻きタバコを全体として均一に加熱することができないかヒーターの昇温時間が遅い問題がある。

本発明は前記のような問題点を勘案して案出されたものであって、巻きタバコの加熱面積を広げながらも巻きタバコを均等に加熱できる、巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターを提供することにその目的がある。

また、本発明は発熱ヒーターの初期昇温時間を短縮させることができる、巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターを提供することに他の目的がある。

前記のような目的を達成するために、本発明はセラミック材質からなり、巻きタバコの周りを取り囲むことができるように中空型に形成される支持体；電源の印加時に前記支持体に挿入された巻きタバコを加熱できるように前記支持体の一面にパターン形成される電極パターン；および絶縁性を有して前記電極パターンを覆うカバー層；を含む、巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターを提供する。

また、前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは板状のセラミックグリーンシートを巻いた後焼結することによって中空型に具現され得る。

また、前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは、前記支持体の一面に配置されて発熱温度を測定するセンサ部を含むことができる。

また、前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは、セラミック材質からなり、所定の長さを有する中空型の本体をさらに含むことができる。このような場合、前記支持体は前記本体の全長のうち一部の長さに対して外面を取り囲むように配置され得る。

一方、本発明はセラミック材質からなり、巻きタバコの内部に食い込むことができるように一端部が尖がって形成される本体；熱を発生させて前記巻きタバコを加熱できるように前記本体の全長のうち一部の長さに対して周面を取り囲むように配置される発熱部；を含む、巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターを提供する。

この時、前記発熱部は、セラミック材質からなる支持体；熱を発生させて前記支持体に挿入された巻きタバコを加熱できるように前記支持体の一面にパターン形成される電極パターン；および絶縁性を有して前記電極パターンを覆うカバー層；を含むことができる。

また、前記発熱部は前記支持体がセラミックグリーンシートの状態で前記本体の周面を取り囲むように巻いた後焼結され得る。

このような場合、前記本体は全長のうち少なくとも一部の長さが中空型に形成されてもよく、中室型に形成されてもよい。

また、前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは、露出面に所定の厚さで塗布される高耐熱性の放熱コーテイング層を含むことができる。

また、前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは、前記本体と発熱部間に配置されて前記発熱部の発熱温度を測定するセンサ部を含むことができる。

一方、前述した巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは巻きタバコ型電子タバコ装置として具現され得る。

本発明によると、巻きタバコの加熱面積を広げることができ、巻きタバコが均等に加熱されることによって豊富な量の蒸気を発生させることができるため、ユーザーの喫煙満足度を高めることができる。

また、本発明は初期昇温時間を短縮させて発熱ヒーターを短時間に高温に昇温させることによって、喫煙のための使用待ち時間を減らすことができる。

本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターを示した図面。 本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターが板状から円筒形に変更される過程を概念的に示した図面。 図２の細部構成を示した図面。 図３でカバー層の一部が切開された状態を示した図面。 図１のＡ−Ａ方向断面図。 図５でセンサ部が付加された他の形態を示した図面。 図６の構成が展開された状態を示した図面。 図１の変形例を示した図面。 図８で主要構成が分離された状態を示した図面。 図８のＢ−Ｂ方向断面図。 本発明の他の実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターを示した図面。 図１１のＣ−Ｃ方向断面図。 図１２のＤ−Ｄ方向から見た図１１の横断面図、 図１２でセンサ部が追加された構成を示した断面図。 本発明のさらに他の実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターを示した図面。 図１５のＥ−Ｅ方向断面図。 図１６のＦ−Ｆ方向から見た図１５の横断面図、 図１５でセンサ部が追加された構成を示した断面図。 図１１の変形例を示した図面。 図１２のＧ−Ｇ方向断面図。 図１１〜図２０に適用され得る発熱部の細部構成を示した図面。 図２１でセンサ部が追加された構成を示した図面。 本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターに適用され得る電極パターンおよびヒーターパターンの多様な形態を示した図面。 図１の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターの使用状態図。 図１１の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターの使用状態図。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は多様な異なる形態で具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。図面で本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略したし、明細書全体を通じて同一または類似する構成要素については同じ参照符号を付加する。

本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、図２４に図示された通り、巻きタバコ型電子タバコ装置において巻きタバコ１０が挿入される挿入口２０側に設置され得、前記巻きタバコ型電子タバコ装置から電源が供給され得る。

これに伴い、前記挿入口２０に巻きタバコ１０が挿入された状態で電源が印加されると、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は熱を発生させて発生した熱を通じて前記巻きタバコ１０を加熱することによって、前記巻きタバコ１０から喫煙のための蒸気を生成することができる。これによって、ユーザーは前記巻きタバコ１０から生成した蒸気を吸入することによって喫煙ができる。

この時、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、前記巻きタバコ１０の全長のうち前記挿入口２０に挿入された一部の長さを取り囲むことができるように中空型に形成され得る。

一例として、前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は図１および図２に図示された通り、少なくとも一側が開放された中空部１０１を有する円柱状であり得る。

これに伴い、前記巻きタバコ１０は全長のうち一部の長さが前記中空部１０１に挿入され得、前記中空部１０１に挿入された巻きタバコ１０の一部は周面が前記発熱ヒーター１００の内部面と互いに対面することができる。

また、前記発熱ヒーター１００の内部面と対面する周面は、前記発熱ヒーター１００の発熱時前記発熱ヒーター１００から提供される熱を通じて加熱され得る。

これによって、前記中空部１０１内に挿入された巻きタバコ１０の一部は周り方向に対して全体的に加熱され得ることによって、加熱面積が広くなり得る。併せて、前記中空部１０１内に挿入された巻きタバコ１０の一部は全周がすべて発熱ヒーター１００の内部面と対面することによって全体の周面が均等に加熱され得る。

この時、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、昇温と冷却が繰り返し行われる運転条件でも信頼性を高め、製品の寿命周期を増やし、発熱源から発生した熱を早く移動させることができるようにセラミック材質を含むことができる。

一例として、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、支持体１１０、電極パターン１２０およびカバー層１３０を含むことができ、前記支持体１１０がセラミック材質で構成され得る。

すなわち、前記支持体１１０は前記電極パターン１２０の発熱時、１００℃以上の高温に耐え得るように耐熱性を有するセラミック材質で構成され得る。非制限的な一例として、前記支持体１１０はアルミナ、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＡｌＮ．ＺＴＡなどのようなセラミック材質であり得るが、これに限定されず、公知のセラミック材質をすべて適用することができる。

また、前記支持体１１０は少なくとも一側が開放された中空部１０１を有する円柱状であり得、前記電極パターン１２０およびカバー層１３０が前記支持体１１０の一面に配置され得る。

このために、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は図３および図４に図示された通り、所定の面積を有する支持体１１０の一面に電極パターン１２０とカバー層１３０を順次形成することができる。

この時、前記支持体１１０はセラミックグリーンシートが焼結されたものであり得、前記電極パターン１２０およびカバー層１３０は前記支持体１１０がセラミックグリーンシートの状態で前記セラミックグリーンシートの一面に順次形成され得る。

これに伴い、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は図２および図５に図示された通り、前記セラミックグリーンシートの一端部を一方向に巻いて他端部と一部重なるように連結することによって、前記セラミックグリーンシートが中空部１０１を有する円柱状に変更され得る。

ここで、前記セラミックグリーンシートは前記電極パターン１２０およびカバー層１３０が形成された一面が内側に位置するように巻かれ得る。また、互いに重なるセラミックグリーンシートの一端部および他端部間には焼結過程で巻かれた状態が解除されることが防止されるように接着層が介在され得る。

その次に、前記セラミックグリーンシートは焼結工程が遂行され得る。これに伴い、セラミック材質からなる支持体１１０が中空型の円柱状に具現されることによって、前記発熱ヒーター１００は少なくとも一側が開放された中空部１０１を有する円柱状を有することができ、前記発熱ヒーター１００を円柱状に具現するための作業が非常に容易となり得る。

このため、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、電源の印加時に前記電極パターン１２０で発生した熱がセラミック材質からなる支持体１１０側に移動した後、支持体１１０の全面積に迅速に伝達され得る。

これを通じて、前記発熱ヒーター１００は発熱面積が広くなるとともに、全体的に均等な加熱が行われ得る。併せて、前記発熱ヒーター１００は前記支持体１１０がセラミック材質で構成されることによって、昇温と冷却が繰り返し行われる運転条件でも信頼性を高め、製品の寿命周期を増やすことができる。

一方、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は図６に図示された通り、前記支持体１１０の一面に配置されて発熱温度を測定するためのセンサ部１５０を含むことができる。

このようなセンサ部１５０は前記支持体１１０の一面にパターン形成された薄膜型温度センサであり得る。

一例として、前記センサ部１５０は基板１５２の一面に導電性部材が所定のパターンで形成されたセンサパターンであり得、前記基板１５２はセラミックグリーンシートが焼結されたものであり得る。すなわち、前記センサ部１５０は図７に図示された通り、前記基板１５２がセラミックグリーンシートの状態で前記基板１５２の一面にパターン形成された後、セラミックグリーンシート状態の支持体１１０の一面に積層され得る。

ここで、前記基板１５２は前記支持体１１０と同じ材質であり得るが、これに限定されず、セラミック材質であれば制限なく使われ得る。併せて、前記センサパターンは後述する電極パターン１２０と同様に多様な形状に形成され得る。

これに伴い、前記センサ部１５０は前述した通り、前記支持体１１０を円柱状に具現するために、前記セラミックグリーンシートの一端部を一方向に巻く過程で前記基板１５２が前記セラミックグリーンシートとともに巻かれ得、焼結を通じて形状が維持され得る。

このため、前記センサ部１５０は円柱状に形成された支持体１１０の周面に沿って配置され得、前記支持体１１０の周面に対して全体的に温度を測定することができる。

この時、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、全厚ｔが０．１５〜０．８ｍｍの厚さを有することができる。ここで、前記発熱ヒーター１００が前述したセンサ部１５０を含む場合、前記全厚ｔは前記センサ部１５０を含む厚さであり得る。

これを通じて、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、前記支持体１１０および基板１５２がセラミック材質で構成されるとしても初期昇温時間を短縮させることができる。

一例として、前記発熱ヒーター１００は前記電極パターン１２０に電源が印加されて１０秒が経過した時点で２００℃以上の発熱温度を具現することができる。

これは、下記の表１で確認することができる。

下記の表１は、前記支持体１１０および基板１５２をアルミナを使う場合、前記発熱ヒーター１００の全厚ｔによる時間別発熱温度である。

前記表１から確認できるように、前記発熱ヒーター１００の全厚が０．２ｍｍ〜０．４ｍｍである場合、前記支持体１１０および基板１５２がアルミナからなるとしても電源の印加後１０秒が経過した時点で前記発熱ヒーター１００は２００℃以上の発熱温度に昇温され得る．これを通じて、本発明の一実施例に係る発熱ヒーター１００は初期昇温時間を短縮させて短時間に高温の温度に昇温させることによって、喫煙のための使用待ち時間を減らすことができる．しかし、前記発熱ヒーター１００の全厚はこれに限定されず、前記支持体１１０および基板１５２を構成するセラミック材質の熱伝導率により適切に変更され得る明らかにしておく．前記電極パターン１２０は電源の印加時に熱を発生させる発熱体の役割を遂行することができる。このような電極パターン１２０は前述した通り、前記支持体１１０の一面にパターン形成され得る。

この時、前記電極パターン１２０は導電性ペーストを通じて形成された印刷パターンであり得、導電性部材が前記支持体１１０の一面に付着した状態でエッチングや食刻を通じて形成された形態でもよい。併せて、前記電極パターン１２０は打ち抜きのような形状加工を通じて所定のパターンに形成された導電性部材が前記支持体１１０の一面に付着された形態でもよい。

非制限的な例として、前記導電性ペーストおよび／または導電性部材はＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、タングステン、モリブデン、マンガンのうち選択されたいずれか一つであるか、これらが１種以上互いに組み合わせられた成分であり得る。しかし、前記導電性ペーストの材料はこれに限定されず、通常的に使われる電極材料のうち、電源の印加時に要求される発熱温度を具現するために適切に選択された公知の電極材料をすべて使用することができる。

このような電極パターン１２０は前述した通り、前記支持体１１０の一面に形成され得、前記支持体１１０が焼結されていないセラミックグリーンシート状態で形成され得る。

また、図３に図示された通り、前記電極パターン１２０は両端部側に他の部品との電気的な連結のための二つのターミナル端子１２１、１２２がそれぞれ形成され得、所定の長さを有するパターン部１２３が前記二つのターミナル端子１２１、１２２を連結することができる。

この時、前記パターン部１２３は前記セラミックグリーンシートの全面積に対して均一に配置されるようにジグザグ方式で折り曲げられた形態であり得る。これに伴い、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、前記パターン部１２３を通じて前記支持体１１０の全面積に対して発熱され得ることによって、面状ヒーターとして具現され得る。

しかし、前記電極パターン１２０の形状はこれに限定されず、前記パターン部１２３の形状は設計条件により適切に変更され得る。一例として、前記電極パターン１２０は図２３に図示された通り、多様な形態で形成され得る。

併せて、前記電極パターン１２０は直列または並列方式で形成されてもよく、直列並列が混合された形態で形成されてもよい。また、前述したセンサ部１５０を構成するセンサパターンは図２３に図示された通り、多様な形態で形成され得、前記電極パターン１２０のパターン部１２３と前記センサパターンのパターン部は互いに同じパターンで形成されてもよく、互いに異なるパターンで形成されてもよい。

前記カバー層１３０は前記電極パターン１２０のパターン部１２３を覆うように前記支持体１１０の一面に形成され得る。これを通じて、前記カバー層１３０は前記パターン部１２３が外部に露出することを防止することができる。

この時、前記カバー層１３０は前記電極パターン１２０が他の部品とショートすることを防止できるように絶縁性を有する材質で構成され得る。また、前記カバー層１３０は前記電極パターン１２０で発生した熱によって破壊されることが防止されるように、耐熱性および熱硬化性を有する材質で構成され得る。

一例として、前記カバー層１３０は絶縁性、熱硬化性および耐熱性を有する樹脂からなり得、前記支持体１１０の一面に所定の厚さで塗布されるコーテイング層であり得る。

具体的な一例として、前記カバー層１３０は液状のポリイミドまたはポリアミドイミドからなるコーテイング層であり得るが、これに限定されず、絶縁性、熱硬化性および耐熱性を有する材質であれば公知のすべての材質が使われ得る。

一方、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、別途の保護層１４０を含むことができる。すなわち、前記保護層１４０は図５に図示された通り、外部に露出する支持体１１０の外部面に形成され得る。ここで、前記支持体１１０の外部面は、前記支持体１１０の両面のうち前記電極パターン１２０が形成される面と反対面であり得る。

このような保護層１４０は所定の厚さで塗布されるコーテイング層でもよく、別途の部材が付着された形態でもよい。これに伴い、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は、前記支持体１１０が脆性の強いセラミック材質で構成されるとしても外部に露出する支持体１１０の露出面が前記保護層１４０を通じて保護されることによって、外力による支持体１１０の損傷を未然に防止することができる。また、前記保護層１４０は電源の印加時に前記電極パターン１２０を通じて発生した熱が外部に放出されることを遮断することもできる。

ここで、前記電極パターン１２０のうち二つのターミナル端子１２１、１２２は、他の部品と電気的に連結されるように前記保護層１４０により覆われずに外部に露出され得る。併せて、前記発熱ヒーター１００がセンサ部１５０を含む場合、前記センサ部１５０に形成された二つの連結端子１５１ａ、１５１ｂも他の部品と電気的に連結されるように前記保護層１４０により覆われずに外部に露出され得る。

このために、前記保護層１４０は耐熱性および断熱性のうち少なくともいずれか一つの特性を有する材質で構成され得る。非制限的な例として、前記保護層１４０はエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ＡＢＳなどの材質であり得るが、これに限定されず、耐熱性および断熱性のうち少なくともいずれか一つの特性を有する材質であれば公知の材料をすべて使用できる。

前述した本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００’は、図８〜図１０に図示された通り、所定の長さを有する中空型の本体１６０をさらに含むことができる。このような場合、前記本体１６０に形成された中空部は前述した中空部１０１であり得る。

一例として、前記本体１６０は所定の内径を有する中空型の円柱状であり得、前述した巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は前記本体１６０の長さ方向に沿って外面を取り囲むように配置され得る。

このような場合、前記支持体１１０の一面またはカバー層１３０の一面は前記本体１６０の周面と対面するように配置され得、互いに対面する支持体１１０の一面またはカバー層１３０の一面と本体１６０の間には別途の接着層１８０が介在されてもよい。

また、前記発熱ヒーター１００’が前述したセンサ部１５０を含んで前記本体１６０の周面を囲むように配置される場合、前記電極パターン１２０のターミナル端子１２１、１２２と前記センサパターンの連結端子１５１ａ、１５１ｂは前記保護層１４０の一面に外部に露出するように形成され得る。

この時、前記本体１６０は前記支持体１１０と同様にアルミナ、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＡｌＮ．ＺＴＡなどのようなセラミック材質で構成され得る。

これを通じて、前記本体１６０は電源の印加時に前記支持体１１０または基板１５２から伝達された熱を迅速に移動させることができ、内部に挿入された巻きタバコ１０を均等に加熱することができる。併せて、前記本体１６０は昇温と冷却が繰り返し行われる運転条件でも信頼性を高め、製品の寿命周期を増やすことができ、前記電極パターン１２０で発生した熱を早く移動させることができる。

また、前記本体１６０の内部に挿入された巻きタバコ１０の一部は、周り方向に対して全体的に加熱され得ることによって加熱面積が広くなり得る。加えて、前記本体１６０の内部に挿入された巻きタバコ１０の一部は、全周がすべて本体１６０の内部面と対面することによって全体の周面が均等に加熱され得る。

ここで、前記本体１６０は前記支持体１１０と同じセラミック材質であってもよく、他のセラミック材質でもよい。

このような場合、前記本体１６０は焼結が完了したセラミック素体であり得、前述した巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は前記支持体１１０および基板１５２がセラミックグリーンシートの状態で前記本体１６０の外面を取り囲んだ後焼結され得る。

これを通じて、前述した巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００は焼結後に前記本体１６０と一体化され得、前記支持体１１０および基板１５２がセラミックグリーンシートの状態で巻かれても、焼結が完了した本体１６０を通じて支持され得ることによって、前記電極パターン１２０およびセンサパターンが前記本体１６０の周面を取り囲むように配置するための作業が容易となり得る。

一方、前述した巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００、１００’は、一端部側に周り方向に沿って外側に突出するストッパー１７０を含むことができる。このようなストッパー１７０は前述した巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター１００、１００’を巻きタバコ型電子タバコ装置に装着する過程で、前記巻きタバコ型電子タバコ装置との結合のための結合具または固定具の役割を遂行することができる。

一例として、前記ストッパー１７０は中央部に貫通口が形成されたリング状であり得、前記発熱ヒーター１００の一端部側が前記貫通口に挿入された後接着層を媒介に固定され得る。

このような場合、前記ストッパー１７０は前記二つのターミナル端子１２１、１２２および連結端子１５１ａ、１５１ｂが形成された部分を除いた位置で、前記発熱ヒーター１００の周面を取り囲むように配置され得る。

すなわち、図８で前記ストッパー１７０を基準に、前記パターン部１２３およびセンサパターンのパターン部は前記ストッパー１７０の左側に配置され得、前記二つのターミナル端子１２１、１２２および連結端子１５１ａ、１５１ｂは前記ストッパー１７０の右側に配置され得る。

これを通じて、本実施例に係る発熱ヒーター１００’は、図８で前記本体１６０の全長のうち、前記ストッパー１７０の左側に配置される一部の長さが巻きタバコ１０を加熱するための発熱領域を構成することができる。

ここで、前記ストッパー１７０は昇温と冷却が繰り返し行われる運転条件でも信頼性を高め、製品の寿命周期を増やすことができるように、アルミナ、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＺＴＡなどのようなセラミック材質で構成され得る。

一方、本発明の他の実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、図２５に図示された通り、一部の長さが巻きタバコ１０の内側に打ち込まれ得るように所定の長さを有するニードルの形態で具現されてもよい。

一例として、前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、図１１〜図２０に図示された通り、本体２１０、３１０および発熱部２２０を含むことができる。

この時、本体２１０、３１０は一端部が前記巻きタバコ１０の内部に容易に食い込むことができるように尖がって形成され得、前記発熱部２２０は前記本体２１０、３１０の周面を取り囲むように配置され得る。

これを通じて、前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、巻きタバコ１０の内部に打ち込まれた部分を通じて熱を提供して巻きタバコ１０の内部を加熱することによって、前記巻きタバコ１０から喫煙のための蒸気を生成することができる。

具体的には、前記本体２１０、３１０は前記発熱部２２０を支持できるように所定の長さを有するロード部２１１、３１１と、前記巻きタバコ１０の内部に容易に食い込むことができるように前記ロード部２１１、３１１の端部側に尖がって形成されたチップ部２１２を含むことができる。

この時、前記本体２１０、３１０はセラミック材質で構成され得る。一例として、前記本体２１０、３１０はアルミナ、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＺＴＡなどのようなセラミック材質であり得るが、これに限定されず、公知のセラミック材質をすべて適用することができる。

これを通じて、前記本体２１０、３１０は前記発熱部２２０で発生した熱を迅速に拡散させることができ、昇温と冷却が繰り返し行われる運転条件でも信頼性と製品の寿命周期を増やすことができる。

この時、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、前記本体２１０、３１０がセラミック材質で構成されるとしても前記発熱部２２０で発生した熱を早く伝達させることによって、初期昇温時間を短縮させることができる。

すなわち、前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、電源の印加時５〜１５秒以内に２００℃以上の温度に昇温されるか、電源が印加されて１０秒が経過した時点で２００℃以上の発熱温度に昇温され得る。

一例として、前記本体２１０は図１１〜図１４に図示された通り、全長のうち少なくとも一部の長さが中空型に形成され得る。好ましくは、前記本体２１０は前記ロード部２１１が中空型に形成され得る。

これに伴い、前記本体２１０は前記発熱部２２０から伝達された熱によって加熱されるべき面積または体積が減少され得る。これによって、本実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００は、電源の印加時５〜１５秒以内の短い時間で２００℃以上の温度に昇温され得る。

このような場合、前記本体２１０は、前記ロード部２１１が中空型に形成されて初期昇温時間を短縮できることによって、アルミナ、ＭｇＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ジルコニア、ＺＴＡなどのように前述したセラミック材質を制限なくすべて使用することができる。

他の例として、前記本体３１０は図１５〜図１８に図示された通り、前記ロード部３１１およびチップ部２１２がすべて中室型に形成され得る。このような場合、前記本体２１０、３１０は前述したセラミック材質のうち熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である材質で構成され得る。具体的な一例として、前記本体３１０は熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるＭｇＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＡｌＮなどであり得る。

すなわち、前記本体３１０はセラミック材質のうち相対的に熱伝導率が優秀な材質で構成されることによって、前記発熱部２２０から伝達された熱によって迅速に昇温され得る。このため、本実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター３００は、電源の印加時５〜１５秒以内の短い時間で２００℃以上の温度に昇温されるか、電源が印加されて１０秒が経過した時点で２００℃以上の発熱温度に昇温され得る。

このように本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、前述した本体２１０の一部を中空型に形成したり本体３１０の材料を熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるセラミック材質を使うことによって、初期昇温時間を短縮させることができる。

これを通じて、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、巻きタバコ１０から喫煙用蒸気を生成させる時間を短縮させることができることによって、待機使用時間を減らしてユーザーの便宜性を高めることができる。

前記発熱部２２０は電源の印加時に熱を発生させる発熱源の役割を遂行することができる。

このような発熱部２２０は前記本体２１０、３１０の外部面を取り囲むように配置され得る。一例として、前記発熱部２２０は、前記本体２１０、３１０のロード部２１１、３１１を取り囲むように配置され得る。これを通じて、電源の印加時に前記発熱部２２０を通じて発生した熱は前記本体２１０、３１０側に移動することができる。ここで、前記発熱部２２０および本体２１０、３１０のロード部２１１、３１１の間には、別途の接着層１８０が配置されてもよい。

このために、前記発熱部２２０は図１１〜図１８に図示された通り、支持体２２１、電極パターン２２２およびカバー層２２３を含むことができ、前記支持体２２１、電極パターン２２２およびカバー層２２３は前述した実施例の支持体１１０、電極パターン１２０およびカバー層１３０と同じ内容が適用され得る。

具体的には、前記支持体２２１は前記電極パターン２２２の発熱時、１００℃以上の高温に耐え得るように耐熱性を有するセラミック材質で構成され得る。非制限的な一例として、前記支持体２２１はアルミナ、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＺＴＡなどのようなセラミック材質であり得るが、これに限定されず、公知のセラミック材質をすべて適用することができる。

また、前記電極パターン２２２およびカバー層２２３は前記支持体２２１の一面に配置され得る。

このために、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、図２１および図２２に図示された通り、所定の面積を有する支持体２２１の一面に電極パターン２２２とカバー層２２３を順次形成することができる。

この時、前記支持体２２１はセラミックグリーンシートが焼結されたものであり得、前記電極パターン２２２およびカバー層２２３は前記支持体２２１がセラミックグリーンシートの状態で前記セラミックグリーンシートの一面に順次形成され得る。

これに伴い、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、前記支持体２２１が焼結前のセラミックグリーンシートの状態で、前記本体２１０、３１０のロード部２１１、３１１の周り方向に沿って巻くことによって前記発熱部２２０が前記本体２１０、３１０のロード部２１１、３１１を囲むように配置され得る。

このため、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、前記発熱部２２０が前記ロード部２１１、３１１を取り囲むように配置する作業が非常に容易に遂行され得、前記発熱部２２０は焼結後前記本体２１０、３１０と一体化され得る。

これを通じて、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、電源の印加時に前記電極パターン２２２で発生した熱が支持体２２１を経て本体２１０、３１０側に移動することができる。

このため、前記発熱ヒーター２００、３００は発熱面積が広くなるとともに、全体的に均等な加熱が行われ得る。併せて、前記発熱ヒーター２００、３００は前記支持体２２１および本体２１０、３１０がセラミック材質で構成されることによって、昇温と冷却が繰り返し行われる運転条件でも信頼性を高め、製品の寿命周期を増やすことができる。

一方、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、図１４および図１８に図示された通り、前記支持体２２１の一面に配置されて発熱温度を測定するためのセンサ部２４０をさらに含むことができる。

このようなセンサ部２４０は前記支持体２２１の一面にパターン形成された薄膜型温度センサであり得る。

一例として、前記センサ部２４０は基板２４２の一面に導電性部材が所定のパターンで形成されたセンサパターンであり得、前記基板２４２はセラミックグリーンシートであり得る。すなわち、前記センサ部２４０は図２２に図示された通り、セラミックグリーンシートである基板２４２の一面にパターン形成された状態で、セラミックグリーンシート状態の支持体２２１の一面に積層され得る。

ここで、前記基板２４２は前記支持体２２１と同じ材質であり得るが、これに限定されず、セラミック材質であれば制限なく使われ得る。併せて、前記センサパターンは前記電極パターン２２２と同様に多様な形状に形成され得る。

これに伴い、前記センサ部２４０は前述した通り、セラミックグリーンシート状態の支持体２２１が前記ロード部２１１、３１１を取り囲むように巻く過程で、前記基板２４２が前記セラミックグリーンシート状態の支持体２２１とともに巻かれ得、焼結を通じて形状が維持され得る。

このような場合、前記センサ部２４０は前記支持体２２１および本体２１０、３１０のロード部２１１、３１１の間に位置するように配置され得る。

これによって、前記センサ部２４０は前記ロード部２１１、３１１を取り囲む支持体２２１の内面に沿って配置され得、前記支持体２２１および本体２１０、３１０の温度を全体的に測定することができる。

前記電極パターン２２２は電源の印加時に熱を発生させる発熱体の役割を遂行することができる。このような電極パターン２２２は前述した通り、前記支持体２２１の一面にパターン形成され得る。

この時、前記電極パターン２２２は導電性ペーストを通じて形成された印刷パターンであり得、導電性部材が前記支持体２２１の一面に付着された状態で、エッチングや食刻を通じて形成された形態でもよい。併せて、前記電極パターン２２２は打ち抜きのような形状加工を通じて所定のパターンに形成された導電性部材が前記支持体２２１の一面に付着された形態でもよい。

非制限的な例として、前記導電性ペーストおよび／または導電性部材は、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、タングステン、モリブデン、マンガンのうち選択されたいずれか一つであるか、これらが１種以上互いに組み合わせられた成分であり得る。しかし、前記導電性ペーストの材料はこれに限定されず、通常的に使われる電極材料のうち電源の印加時要求される発熱温度を具現するために適切に選択された公知の電極材料をすべて使用することができる。

このような電極パターン２２２は前述した通り、前記支持体２２１の一面に形成され得、前記支持体２２１が焼結されていないセラミックグリーンシート状態で形成され得る。

また、図２１に図示された通り、前記電極パターン２２２は両端部側に他の部品との電気的な連結のための二つのターミナル端子２２２ａ、２２２ｂがそれぞれ形成され得、所定の長さを有するパターン部２２２ｃが前記二つのターミナル端子２２２ａ、２２２ｂを連結することができる。

この時、前記パターン部２２２ｃは前記セラミックグリーンシートの全面積に対して均一に配置されるように、ジグザグ方式で折り曲げられた形態であり得る。これに伴い、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、前記パターン部２２２ｃを通じて前記支持体２２１の全面積に対して発熱され得ることによって、面状ヒーターとして具現され得る。

しかし、前記電極パターン２２２の形状はこれに限定されず、前記パターン部２２２ｃの形状は設計条件により適切に変更され得る。一例として、前記電極パターン２２２は図２３に図示された通り、多様な形態で形成され得る。

併せて、前記電極パターン２２２は直列または並列方式で形成されてもよく、直列並列が混合された形態で形成されてもよい。また、前述したセンサ部２４０を構成するセンサパターンは図２３に図示された通り、多様な形態で形成され得、前記電極パターン２２２のパターン部２２２ｃと前記センサパターンのパターン部は互いに同じパターンで形成されてもよく、互いに異なるパターンで形成されてもよい。

前記カバー層２２３は、前記電極パターン２２２のパターン部２２２ｃを覆うように前記支持体２２１の一面に形成され得る。これを通じて、前記カバー層２２３は前記パターン部２２２ｃが外部に露出することを防止することができる。

この時、前記カバー層２２３は前記電極パターン２２２が他の部品とショートすることを防止できるように、絶縁性を有する材質で構成され得る。また、前記カバー層２２３は前記電極パターン２２２で発生した熱によって破壊されることが防止されるように、耐熱性および熱硬化性を有する材質で構成され得る。

一例として、前記カバー層２２３は絶縁性、熱硬化性および耐熱性を有する樹脂で構成され得、前記支持体２２１の一面に所定の厚さで塗布されるコーテイング層であり得る。

具体的な一例として、前記カバー層２２３は液状のポリイミドまたはポリアミドイミドからなるコーテイング層であり得るが、これに限定されず、絶縁性、熱硬化性および耐熱性を有する材質であれば公知のすべての材質が使われ得る。

一方、本発明の一実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、図１２および図１６に図示された通り、前記発熱部２２０の発熱時熱放射率を高めることができるように放熱コーテイング層２３０が形成され得る。この時、前記放熱コーテイング層２３０は外部に露出する前記発熱部２２０の一面に形成され得、前記放熱コーテイング層２３０は前記発熱部２２０とともに前記チップ部２１２の露出面をすべて覆うように備えられ得る。

これに伴い、電源の印加時に前記発熱部２２０で発生した熱は、前記放熱コーテイング層２３０を通じて前記チップ部２１２まで円滑に伝達されることによって、前記チップ部２１２も巻きタバコ１０を加熱することができる。これを通じて、本実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、前記発熱部２２０で発生した熱が前記チップ部２１２まで伝達され得ることによって、発熱面積を最大化することができる。

一例として、前記放熱コーテイング層２３０は放熱性フィラーが含まれたコーテイング層であり得、前記放熱コーテイング層２３０はセラミックナノコーテイング層であり得る。

ここで、前記放熱性フィラーは熱放射性とともに熱伝導性を有するフィラーであり得る。非制限的な例として、前記放熱コーテイング層２３０は、グラファイトやＣＮＴなどのようなカーボン系フィラー、ＡｌＮ、ＢＮ、ＭｇＯ、アルミナなどのようなセラミックフィラーが混合された形態であり得る。

このような放熱コーテイング層２３０は、前記放熱性フィラーを通じて電極パターン２２２の直上部領域と残りの領域との温度偏差を改善させることができ、前記放熱コーテイング層２３０を通じて熱放射性を改善させることができる。これを通じて、本実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、全面積で均等な加熱または昇温が行われ得、迅速な時間内でより高い温度に昇温され得る。すなわち、前記放熱コーテイング層２３０が適用された巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、電源の印加時５〜１５秒以内で３００℃以上の温度に昇温されるか、電源が印加されて１０秒が経過した時点で３００℃以上の発熱温度に昇温され得る。

これは、下記の表２を通じて確認することができる。

下記の表２は、本実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００において、外部面に放熱コーテイング層２３０がない場合と外部面に放熱コーテイング層２３０が形成された場合の時間別発熱温度である。

前記表２で確認できるように、本実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、外部面に放熱コーテイング層２３０が形成された場合、放熱コーテイング層２３０がない場合に比べて高い発熱温度を具現することができる。これを通じて、本発明の一実施例に係る発熱ヒーター１００は、短時間で高温の温度に昇温され得ることによって喫煙のための使用待ち時間を減らすことができる。併せて、本実施例に係る巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００は、前記放熱コーテイング層２３０を通じて巻きタバコ１０と直接接触する発熱部２２０の表面粗さを向上させることができる。これを通じて、巻きタバコ１０のカスが前記発熱部２２０側に吸着することを防止したり最小化できることによって、前記発熱部２２０に付着したカスを除去するための清掃作業を最小化するか、清掃なしに再使用が可能であり得る。

一方、前述した巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００は図１９に図示された通り、一端部側に周り方向に沿って外側に突出するストッパー１７０を含むことができる。このようなストッパー１７０は前述した巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００、３００を巻きタバコ型電子タバコ装置に装着する過程で、前記巻きタバコ型電子タバコ装置との結合のための結合具または固定具の役割を遂行することができる。

一例として、前記ストッパー１７０は中央部に貫通口が形成されたリング状であり得、前記発熱ヒーター２００の一端部側が前記貫通口に挿入された後接着層を媒介に固定され得る。

このような場合、前記ストッパー１７０は前記二つのターミナル端子２２２ａ、２２２ｂおよび連結端子２４１ａ、２４１ｂが形成された部分を除いた位置で前記発熱ヒーター２００の周面を取り囲むように配置され得る。

すなわち、図１９で前記ストッパー１７０を基準に、前記パターン部２２２ｃおよびセンサパターンのパターン部は前記ストッパー１７０の左側に配置され得、前記二つのターミナル端子２２２ａ、２２２ｂおよび連結端子２４１ａ、２４１ｂは前記ストッパー１７０の右側に配置され得る。これを通じて、本実施例に係る発熱ヒーターは、図１９で前記ロード部２１１、３１１の全長のうち前記ストッパー１７０の左側に配置される一部の長さが巻きタバコ１０を加熱するための発熱領域を構成することができる。

ここで、前記ストッパー１７０は昇温と冷却が繰り返し行われる運転条件でも信頼性を高め、製品の寿命周期を増やすことができるように、アルミナ、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＺＴＡなどのようなセラミック材質で構成され得る。

図面には、図１１〜図１４に図示された形態の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター２００にストッパー１７０が備えられるものとして図示したが、これに限定されず、図１５〜図１８に図示された形態の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター３００にもストッパー１７０が適用され得ることは言うまでもない。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明の思想は本明細書に提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同じ思想の範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施例を容易に提案できるはずであり、これも本発明の思想範囲に属するものと理解されるべきである。

Claims (18)

1. セラミック材質からなり、巻きタバコの周りを取り囲むことができるように中空型に形成される支持体；
   電源の印加時に前記支持体に挿入された巻きタバコを加熱できるように前記支持体の一面にパターン形成される電極パターン；
   絶縁性を有して前記電極パターンを覆うカバー層；および
   セラミック材質からなり、所定の長さを有する中空型の本体；を含む、巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターであって、
   前記支持体は前記本体の周り方向を取り囲むように配置される、巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
2. 前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは全厚が０．１５〜０．８ｍｍである、請求項１に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
3. 前記支持体は、板状のセラミックグリーンシートの一端部を一方向に巻いて他端部と一部重なるようにした後、焼結を通じて中空型に形成される、請求項１に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
4. 前記支持体は一面に所定の厚さを有する保護層を含む、請求項１に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
5. 前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは、前記支持体の一面に配置されて発熱温度を測定するセンサ部を含む、請求項１に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
6. 前記センサ部は前記支持体の一面にパターン形成された薄膜型温度センサである、請求項５に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
7. 前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは、一端部側に周り方向に沿って外側に突出するストッパーが備えられる、請求項１に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
8. セラミック材質からなり、巻きタバコの内部に食い込むことができるように一端部が尖がって形成される本体；熱を発生させて前記巻きタバコを加熱できるように前記本体の全長のうち一部の長さに対して周面を取り囲むように配置される発熱部；を含む、巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターであって、
   前記発熱部は、
   セラミック材質からなる中空型の支持体；
   熱を発生させて前記支持体に挿入された巻きタバコを加熱できるように前記支持体の一面にパターン形成される電極パターン；および
   絶縁性を有して前記電極パターンを覆うカバー層；を含む、巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
9. 前記発熱部は、前記支持体がセラミックグリーンシートの状態で前記本体の周面を取り囲むように巻いた後焼結される、請求項８に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
10. 前記本体は全長のうち少なくとも一部の長さが中空型に形成される、請求項８に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
11. 前記本体はアルミナ、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣおよびＡｌＮのうちいずれか一つである、請求項８に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
12. 前記発熱部の内側は前記本体によって満たされる、請求項８に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
13. 前記本体は熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるセラミック材質である、請求項１２に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
14. 前記本体は電源の印加時１０秒が経過した時点で２００℃以上の温度に昇温されるセラミック材質である、請求項８に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
15. セラミック材質からなり、巻きタバコの内部に食い込むことができるように一端部が尖がって形成される本体；熱を発生させて前記巻きタバコを加熱できるように前記本体の全長のうち一部の長さに対して周面を取り囲むように配置される発熱部；および
    露出面に所定の厚さで塗布される高耐熱性の放熱コーテイング層を含む、巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
16. 前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは、前記本体と発熱部間に配置されて前記発熱部の発熱温度を測定するセンサ部を含む、請求項８に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
17. 前記センサ部は、前記発熱部を構成する支持体の一面にパターン形成された薄膜型温度センサである、請求項１６に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。
18. 前記巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーターは、一端部側に周り方向に沿って外側に突出するストッパーが備えられる、請求項８に記載の巻きタバコ型電子タバコ装置用発熱ヒーター。

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