KR102154371B1 - 전자 흡연 물품에 사용하기에 적합한 심지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개선된 에어로졸 송달을 제공하는 전자 흡연 물품에 관한 것이다. 특히, 상기 물품은 가열 요소에 대한 에어로졸 전구체의 송달을 개선하는데 유용한 심지 요소를 포함한다. 특히, 심지는 브러시형 구조를 취할 수 있다. 본 발명은 또한 흡연 물품 내에 에어로졸을 형성하는 방법에 관한 것이다.

Description

전자 흡연 물품에 사용하기에 적합한 심지{WICK SUITABLE FOR USE IN AN ELECTRONIC SMOKING ARTICLE}

본 발명은 에어로졸 송달 물품, 및 담배 성분 또는 기타 재료를 흡입 가능한 형태로 만들기 위한 그 사용에 관한 것이다. 상기 물품은 담배로부터 제조 또는 유래될 수 있거나, 아니면 식용 담배를 포함할 수 있다.

태우는 담배에 기초한 흡연 제품의 개선 또는 대안으로서 많은 흡연 물품이 오랜 세월 동안 제안되었다. 예시적인 대안으로는 담배에 열을 전달하기 위해 고체 또는 액체 연료가 연소되거나 그러한 열원을 제공하기 위해 화학 반응이 사용되는 장치가 포함되어 있다. 다수의 참고 문헌은 향미있는(flavored) 증기, 가시적 에어로졸, 또는 향미있는 증기와 가시적 에어로졸의 혼합물을 생성하는 형태의 다양한 흡연 물품을 제안하고 있다. 이들 제안된 형태의 흡연 물품의 일부는 튜브형 섹션 또는 종방향으로 연장되는 공기 통로를 구비한다.

흡연 물품의 개선 또는 대안의 포인트는 통상적으로, 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 송달하지 않으면서 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 흡연과 연관된 감각을 제공하는 것이었다. 이 목적을 위해, 휘발성 물질을 기화 또는 가열하기 위해 전기 에너지를 사용하거나, 담배 연소 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 다수의 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되었다.

대체 흡연 물품의 일반적인 예는 Ellis 등의 미국 특허 제3,258,015호; Ellis 등의 미국 특허 제3,356,094호; Moses의 미국 특허 제3,516,417호; Lanzellotti 등의 미국 특허 제4,347,855호; Bolt 등의 미국 특허 제4,340,072호; Burnett 등의 미국 특허 제4,391,285호; Riehl 등의 미국 특허 제4,917,121호; Litzinger의 미국 특허 제4,924,886호; 및 Hearn 등의 미국 특허 제5,060,676호에 기재되어 있다. 이들 형태의 흡연 물품 중 많은 것은 에어로졸을 제공하기 위해서 및/또는 에어로졸 형성 재료를 가열하기 위해 연소되는 가연성 연료 소스를 이용했다. 예를 들어, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Banerjee 등의 미국 특허 제4,714,082호 및 White 등의 미국 특허 제4,771,795호에 개시된 배경 기술을 참조하기 바란다. 또한, 예를 들어, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Clearman 등의 미국 특허 제4,756,318호; Banerjee 등의 미국 특허 제4,714,082호; White 등의 미국 특허 제4,771,795호; Sensabaugh 등의 미국 특허 제4,793,365호; Clearman 등의 미국 특허 제4,917,128호; Korte의 미국 특허 제4,961,438호; Serrano 등의 미국 특허 제4,966,171호; Bale 등의 미국 특허 제4,969,476호; Serrano 등의 미국 특허 제4,991,606호; Farrier 등의 미국 특허 제5,020,548호; Clearman 등의 미국 특허 제5,033,483호; Schlatter 등의 미국 특허 제5,040,551호; Creighton 등의 미국 특허 제5,050,621호; Lawson의 미국 특허 제5,065,776호; Nystrom 등의 미국 특허 제5,076,296호; Farrier 등의 미국 특허 제5,076,297호; Clearman 등의 미국 특허 제5,099,861호; Drewett 등의 미국 특허 제5,105,835호; Barnes 등의 미국 특허 제5,105,837호; Hauser 등의 미국 특허 제5,115,820호; Best 등의 미국 특허 제5,148,821호; Hayward 등의 미국 특허 제5,159,940호; Riggs 등의 미국 특허 제5,178,167호; Clearman 등의 미국 특허 제5,183,062호; Shannon 등의 미국 특허 제5,211,684호; Deevi 등의 미국 특허 제5,240,014호; Nichols 등의 미국 특허 제5,240,016호; Clearman 등의 미국 특허 제5,345,955호; Riggs 등의 미국 특허 제5,551,451호; Bensalem 등의 미국 특허 제5,595,577호; Barnes 등의 미국 특허 제5,819,751호; Matsuura 등의 미국 특허 제6,089,857호; Beven 등의 미국 특허 제6,095,152호; Beven의 미국 특허 제6,578,584호; 및 Dominguez의 미국 특허 제6,730,832호에 기재된 형태의 흡연 물품을 참조하기 바란다. 또한, 탄소질 연료 요소를 이용하는 특정 형태의 궐련이 R. J. Reynolds Tobacco Company에 의해 상표명 "Premier" 및 "Eclipse"로 시판되었다. 예를 들어, Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco(담배를 연소시키는 대신에 가열하는 신규 궐련 견본에 대한 화학적 및 생물학적 연구), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988) 및 Inhalation Toxicology, 12:5, p. 1-58 (2000)에 기재된 형태의 궐련을 참조하기 바란다. 또한, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Banerjee 등의 미국 특허 공개 제2005/0274390호, Crooks 등의 미국 특허 공개 제2007/0215167호, Banerjee 등의 미국 특허 공개 제2010/0065075호, 및 Stone 등의 미국 특허 공개 제2012/0042885호를 참조하기 바란다.

특정 제안된 궐련-형상 담배 제품은 의도적으로 임의의 상당한 정도로 연소되도록 의도되지 않는 형태의 담배를 의도적으로 이용한다. 예를 들어, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Sudoh의 미국 특허 제4,836,225호; Kuriyama 등의 미국 특허 제4,972,855호; 및 Edwards의 미국 특허 제5,293,883호를 참조하기 바란다. 담배 또는 가공된 담배를 화학적 또는 전기적 열원으로부터 생성된 열에 노출시킴으로써 향미있는 증기를 발생시키는 형태의 흡연 물품과 같은 또 다른 형태의 흡연 물품이 Chard 등의 미국 특허 제4,848,374호; Brooks 등의 미국 특허 제4,947,874호 및 제4,947,875호; Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호; Deevi 등의 미국 특허 제5,146,934호; Deevi의 미국 특허 제5,224,498호; Banerjee 등의 미국 특허 제5,285,798호; Farrier 등의 미국 특허 제5,357,984호; Farrier 등의 미국 특허 제5,593,792호; Counts의 미국 특허 제5,369,723호; Counts 등의 미국 특허 제5,692,525호; Collins 등의 미국 특허 제5,865,185호; Adams 등의 미국 특허 제5,878,752호; Deevi 등의 미국 특허 제5,880,439호; Baggett 등의 미국 특허 제5,915,387호; Watkins 등의 미국 특허 제5,934,289호; Deevi 등의 미국 특허 제6,033,623호; Adams 등의 미국 특허 제6,053,176호; White의 미국 특허 제6,164,287호; Fournier 등의 미국 특허 제6,289,898호; Fournier 등의 미국 특허 제6,615,840호; Li 등의 미국 특허 공개 제2003/0131859호; Banerjee 등의 미국 특허 공개 제2005/0016549호; 및 Hearn 등의 미국 특허 공개 제2006/0185687호에 기재되어 있으며, 이들 문헌의 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.

향미 및/또는 니코틴을 갖거나 포함하는 것과 같은 증기, 스프레이 또는 에어로졸을 송달하기 위해 특정 시도가 이루어졌다. 예를 들어, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Virag의 미국 특허 제4,190,046호; Ray의 제4,284,089호; Jacobs의 제4,635,651호; Gerth 등의 제4,735,217호; Ray 등의 제4,800,903호; Ingebrethsen 등의 제5,388,574호; Gross 등의 제5,799,663호; Abhulimen 등의 제6,532,965호; 및 Adiga 등의 제6,598,607호; 및 Hon의 EP 1,618,803호에 제시된 형태의 장치를 참조하기 바란다. 또한, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Cox 등의 미국 특허 제7,117,867호, 및 웹사이트 www.e-cig.com에 제시된 장치를 참조하기 바란다.

설명되고 일부 경우에 시판되는 또 다른 대표적인 궐련 또는 흡연 물품은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호; Morgan 등의 미국 특허 제5,249,586호; Counts 등의 미국 특허 제5,388,594호; Higgins 등의 미국 특허 제5,666,977호; Voges의 미국 특허 제6,196,218호; Felter 등의 미국 특허 제6,810,883호; Nichols의 미국 특허 제6,854,461호; Hon의 미국 특허 제7,832,410호; Kobayashi의 미국 특허 제7,513,253호; Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호; Hamano의 미국 특허 제7,896,006호; Shayan의 미국 특허 제6,772,756호; Hon의 미국 특허 공개 제2009/0095311호; Hon의 미국 특허 공개 제2006/0196518호, 제2009/0126745호 및 제2009/0188490호; Thorens 등의 미국 특허 공개 제2009/0272379호; Monsees 등의 미국 특허 공개 제2009/0260641호 및 제2009/0260642호; Oglesby 등의 미국 특허 공개 제2008/0149118호 및 제2010/0024834호; Wang의 미국 특허 공개 제2010/0307518호; 및 Hon의 WO 2010/091593호에 기재된 것을 포함한다. 또한, Minskoff 등의 미국 특허 제D657,047호 및 Terry 등의 미국 특허 공개 제2011/0277757호, 제2011/0277760호 및 제2011/0277764호를 참조하기 바란다. 또 다른 예로는 명칭 ACCORD®; HEATBAR™; HYBRID CIGARETTE®, VEGAS™; E-GAR™; C-GAR™; E-MYSTICK™; IOLITE® Vaporizer, GREEN SMOKE®, BLU™ Cigs, WHITE CLOUD® Cirrus, V2CIGS™, SOUTH BEACH SMOKE™, SMOKETIP®, SMOKE STIK®, NJOY®, LUCI®, Royal Blues, SMART SMOKER®, SMOKE ASSIST®, Knight Sticks, GAMUCCI®, InnoVapor, SMOKING EVERYWHERE®, Crown 7, CHOICE™ NO.7™, VAPORKING®, EPUFFER®, LOGIC™ ecig, VAPOR4LIFE®, NICOTEK®, METRO®, VUSE®, 및 PREMIUM™으로 시판되는 전자 궐련 제품이 포함된다.

담배 대체재를 이용하는 흡연 물품 및 담배-향미 증기 또는 담배-향미 가시적 에어로졸을 발생하기 위해 연소 담배 절단 충전재 이외의 열원을 이용하는 흡연 물품은 광범위한 상업적 성공을 달성하지 못하고 있다. 담배를 전기 가열함으로써 흡연의 맛과 감각을 생성하는 물품은 특히 향미료(flavors) 또는 기타 흡입 가능한 물질의 일관성 없는 방출 문제를 겪고 있다. 전기 가열식 흡연 장치는 또한 많은 경우에 외부 가열 장치의 필요성으로 제한되었는데 이것은 불편하고 흡연 느낌을 저하시켰다.

따라서, 궐련, 여송연 또는 파이프 흡연의 감각을 제공할 수 있고, 담배를 상당히 연소시키지 않으면서 상기 감각을 제공할 수 있으며, 연소 열원의 필요 없이 상기 감각을 제공할 수 있고, 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 송달할 필요 없이 상기 감각을 제공할 수 있는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은 에어로졸 전구체 성분을 제어 가능하게 송달하기 위한 흡연 물품 및 그 사용 방법을 제공한다. 특히, 본 명세서에 개시되는 것은 소망 결과를 물품의 소비자에게 제공하기 위해 조성물을 기화 또는 에어로졸화(aerosolizing)시키는데 사용하기 위한 하나 이상의 심지(wick)를 포함하는 물품이다. 이러한 결과는 기존 궐련의 흡연과 거의 유사한 느낌을 달성하거나 향미 등의 송달을 달성하는 것일 수 있다.

다양한 실시예에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 브러시형(brush-like) 구조로 정렬된 복수의 개별 필라멘트로 형성되는 심지를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 심지의 개별 필라멘트 각각은 유지 부재에 부착되는 제 1 단부 및 대향 자유 단부를 포함할 수 있다.

심지에 추가적으로, 상기 흡연 물품은 심지의 필라멘트가 그 안에 배치되는 중공 셸을 추가로 구비할 수 있다. 예를 들어, 중공 셸은 카트리지의 외부 셸일 수 있다. 특정 실시예에서, 필라멘트는 필라멘트의 자유 단부가 중공 셸의 내부를 향하도록 중공 셸 내에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 필라멘트는 중공 셸의 내표면의 세그먼트 주위에(즉, 셸의 길이의 부분을 따라서 또는 셸의 전체 길이를 따라서) 원주방향으로 배치될 수 있다. 필라멘트는 실질적으로 단일의 균일한 심지를 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 필라멘트는 중공 셸의 내표면의 복수의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다는 점에서 복수의 개별 심지를 형성할 수 있다. 따라서, 일련의 개별 심지가 중공 셸의 길이를 따라서 배치될 수 있으며, 심지의 필라멘트는 중공 셸의 내부를 향하는 자유 단부를 갖는다. 원주방향 정렬에 추가적으로, 필라멘트는 중공 셸의 길이를 따라서 축방향으로 정렬될 수 있다. 이러한 축방향 정렬은 실질적으로 직선일 수 있다. 대안적으로, 축방향 정렬은 실질적으로 나선형일 수 있거나, 또는 직선을 거의 형성하지 않는 임의의 다른 정렬일 수 있다. 심지의 필라멘트는 유지 부재에 랜덤하게 부착될 수 있거나, 특정하게 패터닝될 수 있다. 특정 실시예에서, 필라멘트는 여러 줄로 정렬될 수 있다.

추가 실시예에서, 심지의 필라멘트는 필라멘트의 자유 단부가 중공 셸의 외벽을 향하도록 중공 셸의 중심축 주위에 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 흡연 물품은 중공 셸의 길이의 적어도 일부를 통해서 중심축을 따라 연장되는 중심 부재를 추가로 포함할 수 있다. 중심 부재는 필라멘트를 위한 저장조 및/또는 유지 부재일 수 있다. 특정 실시예에서, 필라멘트는 중심 부재의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치될 수 있다. 다시, 일부 실시예에서, 필라멘트는 중심 부재의 복수의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치될 수 있다. 심지가 존재하는 세그먼트의 폭은 변경될 수 있으며, 다양한 폭의 심지가 동일 물품에 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 심지의 필라멘트는 중심 부재의 길이를 따라서 축방향으로 정렬될 수 있다. 내측 심지이동(wicking) 심지와 마찬가지로, 외측 심지이동 심지의 축방향 정렬이 변경될 수 있다. 구체적으로, 축방향 정렬은 실질적으로 직선일 수 있다. 대안적으로, 축방향 정렬은 실질적으로 나선형일 수 있으며, 다른 비직선 정렬도 포함된다. 일부 실시예에서, 필라멘트는 여러 줄로 정렬될 수 있다. 외측 심지이동 심지가 내측 심지이동 심지와 별개로 형성되었지만, 다양한 내측 및 외측 심지이동 심지의 임의의 조합이 단일 흡연 물품에 사용될 수 있음을 알아야 한다.

심지 내의 필라멘트의 물리적 배향은 변경될 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 심지 내의 필라멘트는 길이가 거의 균일할 수 있다. 다른 실시예에서, 단일 심지의 필라멘트는 길이가 변경될 수 있다. 다양한 길이가 사용될 때, 필라멘트 길이는 특정 패턴을 형성할 수 있다.

심지에 추가적으로, 흡연 물품의 중공 셸은 에어로졸 전구체 조성물을 추가로 구비할 수 있다. 바람직하게, 심지는 에어로졸 전구체 조성물과 실질적으로 접촉하도록(즉, 심지의 필라멘트가 에어로졸 전구체 조성물과 유체 연결되도록) 흡연 물품 내에 작동적으로 배치될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 대기 조건에서 액체 또는 겔 형태일 수 있다.

일부 실시예에서, 필라멘트의 단부가 연결되는 유지 부재는 저장조일 수 있으며, 에어로졸 전구체 조성물은 저장조에 의해 보유될 수 있다. 따라서, 필라멘트는 저장조와 직접 접촉할 수 있다. 저장조 및 심지는 중공 셸의 세그먼트를 따라서만 존재할 수 있거나 중공 셸의 전체 길이를 따라서 존재할 수 있다. 필요할 경우, 복수의 저장조가 사용될 수 있으며, 이들 저장조는 중공 셸의 복수의 세그먼트를 따라서 제공될 수 있고, 각각의 세그먼트는 소정 폭을 갖는다. 개별 심지는 이후 복수의 저장조와 조합될 수 있다. 대안적으로, 단일 저장조가 사용될 수 있으며, 저장조의 복수의 다른 세그먼트 상에 복수의 개별 심지가 존재할 수 있다.

다른 실시예에서, 필라멘트의 단부가 연결되는 유지 부재는 저장조와 별개일 수 있다. 이러한 실시예에서, 흡연 물품은 따라서 저장조에 의해 보유되는 에어로졸 전구체 조성물을 구비할 수 있으며, 또한 필라멘트가 연결되는 유지 부재를 구비할 수 있다. 바람직하게, 유지 부재는 심지의 필라멘트가 저장조와 유체 연결되도록 저장조에 대해 배향될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 것은 저장조 내에 유지 부재를 매립함으로써 달성될 수 있다. 보다 복잡한 구성도 포함된다. 예를 들어, 유지 부재는 중공 부재일 수 있으며, 필라멘트는 중공 유지 부재의 외벽을 통해서 중공 내부로 연장될 수 있다. 저장조로부터의 액체 에어로졸 전구체 조성물이 필라멘트에 의해 중공 유지 부재 밖으로 운송되기 위해 중공 유지 부재로 운송될 수 있도록 중공 유지 부재는 이후 적절한 튜브 등을 통해서 저장조에 연결될 수 있다. 필요할 경우, 액체의 능동 펌핑이 사용될 수 있거나, 또는 저장조로부터 유지 부재로의 액체 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 밸브가 사용될 수 있다.

본 발명의 흡연 물품은 히터를 추가로 구비할 수 있다. 특정 실시예에서, 히터는 저항 열선(resistance heating wire)일 수 있다. 이러한 열선은 필라멘트에 의해 운송되는 에어로졸 전구체 조성물의 제어된 가열을 제공하기 위해 심지의 필라멘트와 함께 배열될 수 있다. 예를 들어, 열선은 심지의 필라멘트와 적어도 부분적으로 꼬아질 수 있다. 일부 실시예에서, 열선은 실제로 심지의 필라멘트 내에 직조될 수 있다. 열선을 필라멘트 내에 직조(weave)하기 위해 기계 직조 기술이 사용될 수 있다. 필요할 경우, 단일 열선이 사용될 수 있으며 이는 필라멘트의 소정 가열이 달성될 수 있도록 필라멘트와 랜덤하게 또는 정해진 패턴으로 꼬아질 수 있다. 다른 실시예에서, 히터는 복수의 저항 열선을 포함할 수 있다. 따라서 둘 이상의 열선이 단일 심지의 필라멘트와 꼬아질 수 있다. 대안적으로, 상이한 열선들이 심지의 필라멘트와 꼬아질 수 있다. 예를 들어, 제 1 열선이 심지의 제 1 세그먼트와 접촉할 수 있고, 제 2 열선이 심지의 제 2 세그먼트와 접촉할 수 있다. 마찬가지로, 제 1 열선이 제 1 세트의 필라멘트와 접촉할 수 있고, 제 2 열선이 제 2 세트의 필라멘트와 접촉할 수 있다. 따라서, 상이한 열선들이 단일의 심지와 함께 사용될 수 있거나 또는 상이한 심지들과 함께 사용될 수 있다. 이것은 제어된 에어로졸 조성물 및 송달을 제공하기에 유익할 수 있다. 예를 들어, 제 1 세트의 필라멘트(예를 들면, 특정 심지 또는 심지의 특정 세그먼트)가 제 1 에어로졸 전구체 재료를 운송하도록 구성될 수 있으며 제 2 세트의 필라멘트(예를 들면, 특정 심지 또는 심지의 특정 세그먼트)가 제 2 에어로졸 전구체 재료를 운송하도록 구성될 수 있다. 이것은 예를 들어, 상이한 에어로졸 전구체 재료가 저장조의 개별 세그먼트에 저장되도록 단일 저장조를 분절함으로써 또는 상이한 세트의 필라멘트 또는 상이한 심지와 유체 연결되는 복수의 개별 저장조를 제공함으로써 달성될 수 있다.

복수의 열선을 사용할 때, 제 1 열선과 제 2 열선은 다양한 가열 모드를 제공할 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품의 제어 부품은 가열 온도, 가열 속도, 및 총 가열 시간 중 하나 이상에 의해 가열 모드가 규정될 수 있도록 열선에 전류를 공급하도록 구성될 수 있다.

이상으로부터, 본 발명은 에어로졸 전구체 조성물의 특정 운송을 달성하도록 구성되는 다양한 심지 설계를 제공하는 것을 알 수 있다. 일부 실시예에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 전구체 재료를 중공 셸의 외벽으로부터 중공 셸의 길이 방향으로 연장되는 중심축을 향해서 내측으로 운송하기 위해 중공 셸 내에 배치되는 심지를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 흡연 물품은 에어로졸 전구체 재료를 중공 셸의 길이 방향으로 연장되는 중심축으로부터 중공 셸의 외벽을 향해서 외측으로 운송하기 위해 중공 셸 내에 배치되는 심지를 포함할 수 있다. 흡연 물품은 또한 퍼프(puff: 뻐끔)-작동식 센서 또는 정전용량식(capacitive) 센서와 같은 제어 부품 및 전기 전원과 같은 다양한 추가 부품을 구비할 수 있다.

추가 실시예에서, 본 발명은 또한 흡연 물품 내에 에어로졸을 형성하는 방법을 포함한다. 구체적으로, 이 방법은 흡연 물품 내의 전기 전원으로부터 흡연 물품 내의 저항 열선으로의 전류 흐름을 개시하는 단계를 포함할 수 있으며, 열선은 심지에 의해 운송되는 에어로졸 전구체 조성물과 열선의 가열을 초래하기 위해 브러시형 구조로 정렬된 복수의 개별 필라멘트로 형성되는 심지와 꼬아진다. 흡연 물품은 복수의 열선 중 단일의 열선을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단수 또는 복수의 심지를 가열하기 위해 두 개 이상의 열선이 동시에 가열될 수 있다. 보다 구체적으로, 흡연 물품은 개별적으로 또는 동시에 가열될 수 있는 두 개 이상의 개별 열선을 사용하여 에어로졸 전구체 조성물의 두 개 이상의 개별 성분을 개별적으로 가열하도록 구성될 수 있다. 동시에 가열될 때, 열선은 상이한 온도로 가열되거나 상이한 기간 동안 가열되도록 상이한 조건 하에 전기 전원으로부터 전류 흐름을 수용할 수 있다. 대안적으로, 두 개 이상의 열선이 정해진 시퀀스 또는 패턴으로 가열될 수 있다.

본 발명은 제한 없이 하기 실시예들을 포함한다.

실시예 1: 브러시형 구조로 정렬된 복수의 개별 필라멘트로 형성되는 심지를 포함하는 흡연 물품.

실시예 2: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 심지의 개별 필라멘트 각각은 유지 부재에 부착되는 제 1 단부 및 대향 자유 단부를 포함한다.

실시예 3: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 심지의 필라멘트가 그 안에 배치되는 중공 셸을 추가로 포함한다.

실시예 4: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 필라멘트의 자유 단부가 중공 셸의 내부를 향하도록 배치된다.

실시예 5: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 중공 셸의 내표면의 단수의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치된다.

실시예 6: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 중공 셸의 내표면의 복수의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치된다.

실시예 7: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 중공 셸의 길이를 따라서 축방향으로 정렬된다.

실시예 8: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 축방향 정렬은 실질적으로 직선이다.

실시예 9: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 축방향 정렬은 실질적으로 나선형이다.

실시예 10: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 여러 줄로 정렬된다.

실시예 11: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 필라멘트의 자유 단부가 중공 셸의 외벽을 향하도록 중공 셸의 중심축 주위에 배치된다.

실시예 12: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 중공 셸의 길이의 적어도 일부를 통해서 중심축을 따라 연장되는 중심 부재를 추가로 포함한다.

실시예 13: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 중심 부재의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치된다.

실시예 14: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 중심 부재의 복수의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치된다.

실시예 15: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 중심 부재의 길이를 따라서 축방향으로 정렬된다.

실시예 16: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 축방향 정렬은 실질적으로 직선이다.

실시예 17: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 축방향 정렬은 실질적으로 나선형이다.

실시예 18: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 여러 줄로 정렬된다.

실시예 19: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 길이가 거의 균일하다.

실시예 20: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트는 길이가 변경될 수 있다.

실시예 21: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 필라멘트 길이는 패턴을 형성한다.

실시예 22: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 에어로졸 전구체 조성물을 추가로 포함한다.

실시예 23: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 심지는 에어로졸 전구체 조성물과 실질적으로 접촉하도록 흡연 물품 내에 작동적으로 배치된다.

실시예 24: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 대기 조건에서 액체 또는 겔 형태이다.

실시예 25: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 유지 부재는 저장조이며, 에어로졸 전구체 조성물은 저장조에 의해 보유된다.

실시예 26: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 저장조는 복수의 세그먼트로 제공된다.

실시예 27: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 심지는 복수의 세그먼트로 제공된다.

실시예 28: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 물품은 유지 부재와 별개인 저장조를 포함하며, 에어로졸 전구체 조성물은 저장조에 의해 보유된다.

실시예 29: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 히터를 추가로 포함한다.

실시예 30: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 히터는 저항 열선을 포함한다.

실시예 31: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 열선은 심지의 필라멘트와 적어도 부분적으로 꼬아진다.

실시예 32: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 열선은 심지의 필라멘트 내에 직조된다.

실시예 33: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 히터는 복수의 저항 열선을 포함한다.

실시예 34: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 제 1 열선이 심지의 제 1 세그먼트와 접촉하고 제 2 열선이 심지의 제 2 세그먼트와 접촉한다.

실시예 35: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 심지의 제 1 세그먼트는 제 1 에어로졸 전구체 재료를 운송하도록 구성되고, 상기 심지의 제 2 세그먼트는 제 2 에어로졸 전구체 재료를 운송하도록 구성된다.

실시예 36: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 열선과 제 2 열선은 다양한 가열 모드를 제공한다.

실시예 37: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 가열 모드는 가열 온도, 가열 속도, 및 총 가열 시간 중 하나 이상을 포함한다.

실시예 38: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 에어로졸 전구체 재료를 중공 셸의 외벽으로부터 중공 셸의 길이 방향으로 연장되는 중심축을 향해서 내측으로 운송하기 위해 중공 셸 내에 배치되는 심지를 포함한다.

실시예 39: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 에어로졸 전구체 재료를 중공 셸의 길이 방향으로 연장되는 중심축으로부터 중공 셸의 외벽을 향해서 외측으로 운송하기 위해 중공 셸 내에 배치되는 심지를 포함한다.

실시예 40: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 전기 전원을 추가로 포함한다.

실시예 41: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 제어 부품을 추가로 포함한다.

실시예 42: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 제어 부품은 퍼프-작동식 센서를 포함한다.

실시예 43: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 흡연 물품에 있어서, 상기 제어 부품은 정전용량식 센서를 포함한다.

실시예 44: 흡연 물품 내에 에어로졸을 형성하는 방법이며, 이 방법은 흡연 물품 내의 전기 전원으로부터 흡연 물품 내의 저항 열선으로의 전류 흐름을 개시하는 단계를 포함하며, 열선은 심지에 의해 운송되는 에어로졸 전구체 조성물과 열선의 가열을 초래하기 위해 브러시형 구조로 정렬된 복수의 개별 필라멘트로 형성되는 심지와 꼬아진다.

실시예 45: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 방법에 있어서, 상기 흡연 물품은 복수의 열선을 포함한다.

실시예 46: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 방법에 있어서, 두 개 이상의 열선이 동시에 가열된다.

실시예 47: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 방법에 있어서, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 두 개 이상의 개별 성분을 포함하며, 상기 에어로졸 전구체 조성물의 개별 성분은 동시에 가열되는 열선에 의해 개별적으로 가열된다.

실시예 48: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 방법에 있어서, 상기 동시에 가열되는 열선은 이들 열선이 상이한 온도로 가열되거나 상이한 기간 동안 가열되도록 상이한 조건 하에 전기 전원으로부터 전류 흐름을 수용한다.

실시예 49: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 방법에 있어서, 두 개 이상의 열선이 정해진 시퀀스 또는 패턴으로 가열된다.

이상에서 본 발명을 총괄적인 언어로 설명했지만, 이제 첨부 도면을 참조할 것이며, 이들 도면이 반드시 실척으로 도시되지는 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 사시도이며, 여기에서는 물품의 외부 셸의 일부가 그 내부 부품을 드러내기 위해 절취되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 사시도이며, 여기에서 물품은 제어 보디 및 그로부터 착탈될 수 있는 카트리지를 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 단면도이며, 흡연 물품의 중공 셸의 내표면의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치되는 복수의 필라멘트로 형성된 심지와 접촉하는 가열 요소를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 사시도이며, 부분 절취된 셸의 내부에는 내측 심지이동 심지를 형성하는 원주방향으로 정렬된 필라멘트가 부착되어 있는 복수의 저장조가 드러나 있다.
도 5는 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 사시도이며, 부분적으로 투명한 외벽을 갖고, 그 안에는 내측 심지이동 구조로 복수의 개별 필라멘트로 형성되는 복수의 축방향으로 정렬된 심지를 갖는 중공 셸을 도시하며, 심지는 저장조와 유체 연통한다.
도 6은 중공 셸의 내주 둘레의 저장조를 도시하는 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 단면도이며, 저장조는 그와 유체 연결되는 복수의 심지를 갖고, 이들 심지는 제 1 단부에서 유지 부재에 연결되고 내측 심지이동 구조로 정렬된 제 2 자유 단부를 갖는 복수의 개별 필라멘트로 형성된다.
도 7은 부분적으로 투명한 외벽을 갖는 중공 셸을 도시하는 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 사시도이며, 중공 셸의 내부에는 나선형의 축방향으로 정렬된 저장조가 구비되고 이 저장조는 그것과 유체 연결되어 내측 심지이동 심지를 형성하는 복수의 개별 필라멘트를 갖는다.
도 8은 중공 셸 내의 중심 부재를 도시하는 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 단면도이며, 중심 부재는 저장조로서 기능하고, 그와 유체 연결되는 복수의 심지를 가지며, 이들 심지는 유지 부재에 연결되고 외측 심지이동 구조로 정렬되는 복수의 개별 필라멘트로 형성된다.
도 9는 중공 셸 내의 중심 부재를 도시하는 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 단면도이며, 중심 부재는 저장조로서 기능하고, 그와 유체 연결되는 복수의 심지를 가지며, 이들 심지는 제 1 단부에서 중심 부재에 연결되고 외측 심지이동 구조로 정렬된 제 2 자유 단부를 갖는 복수의 개별 필라멘트로 형성된다.
도 10은 본 발명에 따른 흡연 물품의 예시적 실시예의 사시도이며, 부분적으로 투명한 외벽을 갖고, 그 안에는 외측 심지이동 구조로 복수의 개별 필라멘트로 형성되는 복수의 축방향으로 정렬된 심지를 갖는 중공 셸을 도시하며, 심지는 저장조로서 기능하는 중심 부재와 유체 연통한다.

이제 이하에서는 본 발명을 그 예시적 실시예를 참조하여 보다 충실하게 설명할 것이다. 이들 예시적 실시예는 본 발명이 철저하고 완전해지고 발명의 범위가 통상의 기술자에게 충실히 전달되도록 설명된다. 실제로, 본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 간주되지 않아야 하며; 오히려 이들 실시예는 본 발명이 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다. 명세서 및 청구범위에 사용될 때, 단수 형태의 관사 및 정관사는 달리 명시되지 않는 한 복수의 대상을 포함한다.

본 발명은 전기 에너지를 사용하여 재료를 (바람직하게는 재료를 상당한 정도로 연소시키지 않으면서) 가열하여 흡입 가능한 물질을 형성하는 물품을 제공하며, 상기 물품은 "손잡이식" 장치로 간주되기에 충분히 콤팩트하다. 특정 실시예에서, 상기 물품은 특히 흡연 물품으로 특징지어질 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, 상기 용어는 물품의 임의의 성분의 상당한 연소가 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프를 흡연하는 맛 및/또는 감각(예를 들면, 손-느낌 또는 입-느낌)을 제공하는 물품을 의미하도록 의도된다. 흡연 물품이라는 용어는, 작동 시에 물품이 연소 또는 열분해의 부산물의 의미로 연기를 발생시키는 것을 반드시 나타내지는 않는다. 오히려, 흡연은 예를 들어 물품을 쥐고, 물품의 일 단부를 피워물고, 물품을 흡입하는 등의 물품 사용 시의 개인의 물리적 행동에 관한 것이다. 추가 실시예에서, 본 발명의 물품은 증기-발생 물품, 에어로졸화 물품, 또는 약물 송달 물품인 것을 특징으로 할 수 있다. 따라서, 물품은 하나 이상의 물질을 흡입 가능한 상태로 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 흡입 가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체 상태인 물질)의 형태일 수 있다. 다른 실시예에서, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다. 흡입 가능한 물질의 물리적 형태는 반드시 본 발명의 물품의 속성에 의해 제한되지 않으며, 오히려 매체 및 흡입 가능한 물질 자체가 증기 상태로 존재하는지 에어로졸 상태로 존재하는지에 대한 그 속성에 종속될 수도 있다. 일부 실시예에서, 용어들은 교환될 수도 있다. 따라서, 간명함을 위해, 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 용어들은 달리 언급되지 않는 한 교환될 수 있는 것으로 이해된다.

일 양태에서, 본 발명은 흡연 물품을 제공한다. 이 흡연 물품은 일반적으로, 단일의 일체형 셸일 수 있거나 또는 두 개 이상의 개별 피스로 형성될 수 있는 세장형 보디 내에 제공되는 다수의 부품을 구비할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 흡연 물품은 기존 궐련 또는 여송연의 형상을 닮은 것과 같이 실질적으로 삼각형 형상일 수 있는 셸(즉, 세장형 보디)을 포함할 수 있다. 셸 내에 흡연 물품의 부품 전부(그 중 하나 이상은 교체 가능할 수도 있음)가 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 흡연 물품은 결합되고 분리가 가능한 두 개의 셸을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 보디는 하나 이상의 재사용 가능한 부품을 수용하고 카트리지에 착탈 가능하게 부착되는 일 단부를 갖는 셸을 포함할 수 있다. 카트리지는 하나 이상의 일회용 부품을 수용하고 제어 보디에 착탈 가능하게 부착되는 일 단부를 갖는 셸을 포함할 수 있다. 단일 셸 내부 또는 분리 가능한 제어 보디 및 카트리지 내부에서의 부품들의 보다 구체적인 배치는 본 명세서에 제공되는 추가 설명을 감안하면 명확하다.

본 발명에 따른 유용한 흡연 물품은 특히 전원(즉, 전기 전원), 하나 이상의 제어 부품(예를 들면, 전원으로부터 물품의 하나 이상의 추가 부품으로의 전력 흐름을 제어/조작/규제하기 위한), 히터 부품, 및 에어로졸 전구체 부품의 일부 조합을 포함할 수 있다. 흡연 물품은 추가로, 물품에 의해 발생되는 에어로졸이 물품을 피워무는 사용자에 의해 그로부터 인출될 수 있도록 물품을 통한 정해진 공기 유동 경로를 구비할 수 있다. 물품 내의 부품들의 정렬은 변경될 수 있다. 특정 실시예에서, 에어로졸 전구체 성분은 사용자에게로의 에어로졸 송달을 최대화하기 위해 사용자의 입에 근접한 물품 단부 근처에 위치할 수 있다. 그러나, 다른 구성이 배제되지는 않는다. 일반적으로, 히터 부품은, 히터 부품으로부터의 열이 에어로졸 전구체 물질(뿐 아니라 마찬가지로 사용자에게 송달되기 위해 제공될 수 있는 하나 이상의 향미료, 약물 등)을 휘발시킬 수 있고 사용자에게 송달하기 위한 에어로졸을 형성할 수 있도록 에어로졸 전구체 부품에 충분히 근접하여 배치될 수 있다. 가열 부재가 에어로졸 전구체 성분을 가열하면, 에어로졸(에어로졸 전구체 조성물의 하나 이상의 성분을 포함)이 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 발생된다. 상기 용어들은 교환가능하도록 의미됨을 알아야 한다. 따라서, 용어 "방출, 발생, 및 형성"은 교환될 수 있고, 용어 "방출하는, 발생하는, 및 형성하는"은 교환될 수 있으며, 용어 "방출한다, 형성한다, 및 발생한다"는 교환될 수 있고, 용어 "방출되는, 형성되는, 및 발생되는"은 교환될 수 있다. 구체적으로, 에어로졸 전구체 조성물의 하나 이상의 성분은 기화되고 공기와 혼합되어 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 형성한다.

이제 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 흡연 물품(10)은 일반적으로 셸(15) 및 상기 셸 내에 제공되는 복수의 부품을 포함할 수 있다. 상기 물품은 마우쓰단부(11)(즉, 소비자가 물품으로부터 에어로졸을 흡입하기 위해 피워물 수 있는 단부) 및 원위 단부(12)를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 도시된 물품은 단일의 일체형 장치로서 제공된다(그러나, 라인 A는 선택적 경계를 나타내며 따라서 장치는 접착 등에 의해 착탈 가능하게 또는 영구적으로 함께 접합되는 두 개의 개별 부품일 수 있음). 본 명세서의 추가 설명으로부터 자명하듯이, 물품의 추가 실시예는 각각 물품의 개별 부품을 수용하는 두 개 이상의 착탈식 유닛으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 도 1의 실시예에 도시된 각종 부품은 다중 유닛으로 형성된 실시예를 포함하는 다른 실시예에 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 물품(10)은 실질적으로 봉-형상이거나 실질적으로 튜브 형상이거나 실질적으로 원통 형상으로 한정될 수 있는 전체 형상을 가질 수 있다. 도 1에 도시하듯이, 물품은 실질적으로 라운드형 단면을 갖지만, 다른 단면 형상(예를 들면, 타원형, 사각형, 삼각형 등)도 포함된다. 물품의 물리적 형상을 서술하는 이러한 언어는 또한, 제어 보디 및 카트리지와 같은 다중 유닛을 포함하는 실시예에서 물품의 개별 유닛에 적용될 수도 있다.

흡연 물품(10)의 셸(15)은 튜브 형상과 같은 적절한 구조를 형성 및 유지하고 그 안에 물품의 적절한 부품을 유지하기에 적합한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 셸은 도 1에 도시하듯이 단일 벽으로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 셸은, 본 명세서에서 추가로 논의하듯이 저항 가열 요소에 의해 제공되는 가열 온도인 온도 이상에서 그 구조적 완전성을 유지하기 위해 내열성인, 예를 들어 분해되지 않는 재료(천연 또는 합성)로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서는, 내열 폴리머 또는 금속(예를 들면, 스테인레스 스틸)이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 셸은 실질적으로 빨대-형상인 종이와 같은 종이로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 추가로 논의되듯이, 종이 튜브와 같은 셸은 열 또는 증기의 관통을 실질적으로 방지하도록 기능하는 그와 연관된 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 일 예에서, 셸의 일 표면에는 알루미늄 포일 층이 적층될 수 있다. 세라믹 재료도 사용될 수 있다.

도 1의 실시예에서 알 수 있듯이, 흡연 물품(10)은 전자 제어 부품(20), 유동 센서(30) 및 배터리(40)를 구비하며, 이들 부품은 물품 내에 다양한 순서로 배치될 수 있다. 명확히 도시되지 않았지만, 물품(10)은 추가 부품들에 배터리(40)로부터 전력을 제공하기 위해 그리고 물품에 의해 제공되는 필수 기능의 적절한 작동을 위해서 부품들을 상호연결하기 위해 필요에 따라 배선을 구비할 수 있다.

배터리(40)는 히터 요소의 급전, 인디케이터의 급전, 내부 회로의 급전 등과 같은 다양한 기능을 물품에 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공하기 위해 존재할 수 있는 단수의 전기 전원(또는 복수의 전기 전원)의 일 예이다. 전원은 다양한 실시예를 취할 수 있다. 바람직하게, 전원은 에어로졸 형성을 위해 저항 가열기를 급속 가열하고 소정 기간 동안의 사용 내내 물품에 급전하기에 충분한 전력을 공급할 수 있다. 전원은 물품 내에 안락하게 끼워지도록 크기를 갖는 것이 바람직하다. 유용한 전원의 예로는, 충전식인 것이 바람직한 리튬 이온 배터리(예를 들면, 충전식 이산화 리튬-망간 배터리)가 포함된다. 특히, 리튬 폴리머 배터리가 사용될 수 있다. 예를 들어 N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 전지와 같은 다른 형태의 배터리도 사용될 수 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 배터리의 또 다른 예가, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 특허 공개 제2010/0028766호에 기재되어 있다. 본 발명의 특정 실시예에서는 박막 배터리가 사용될 수 있다. 이들 배터리 중 임의의 것 또는 그 조합이 전원에 사용될 수 있지만, 일회용 배터리와 관련된 비용 및 폐기 문제로 인해 충전식 배터리가 바람직하다. 일회용 배터리가 제공되는 실시예에서, 흡연 물품은 배터리의 제거 및 교체를 위한 접근 수단을 구비할 수 있다. 대안적으로, 충전식 배터리가 사용되는 실시예에서, 흡연 물품은 표준 120-볼트 AC 벽 콘센트, 또는 자동차 전기 계통 또는 USB 연결체를 구비하는 별도의 휴대용 전원과 같은 기타 소스로부터 전력을 도출하는 종래의 충전 유닛 내의 대응 접점과 상호작용하기 위한 충전 접점을 포함할 수 있다. 예를 들어 흡연 물품에 존재하는 비교적 소형 배터리에 복수 회의 충전을 제공할 수 있는 비교적 대형의 배터리 유닛을 구비할 수 있는 휴대용 충전 케이스에 배터리 충전 수단이 제공될 수 있다. 상기 물품은 이 물품이 외부 전원에 물리적으로 연결되지 않고 충전될 수 있도록 비접촉 유도 충전 시스템을 제공하기 위한 부품을 추가로 구비할 수 있다. 따라서, 상기 물품은 전자기장으로부터 물품 내의 충전식 배터리로의 에너지 전달을 촉진하기 위한 부품을 구비할 수 있다.

추가 실시예에서, 전원은 또한 캐패시터를 포함할 수 있다. 캐패시터는 배터리보다 신속하게 방전할 수 있고, 담배를 피우는 사이에 충전될 수 있어서, 배터리가 가열 부재를 직접 급전하기 위해 사용되는 경우보다 느린 속도로 배터리가 캐패시터 내로 방전되게 할 수 있다. 예를 들어, 슈퍼 캐패시터, 즉 전기 2중층 캐패시터(electric double-layer capacitor: EDLC)가 배터리와 별개로 또는 배터리와 조합하여 사용될 수 있다. 단독으로 사용될 때, 슈퍼 캐패시터는 물품의 각각의 사용 전에 충전될 수 있다. 따라서, 본 발명은 슈퍼 캐패시터를 보충하기 위해 사용 간에 흡연 물품에 부착될 수 있는 충전기 부품을 구비할 수 있다.

흡연 물품은 다양한 전력 관리 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 기타 전자 제어 부품을 추가로 구비할 수 있다. 예를 들어, 이러한 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 전자 제어 부품은 배터리의 충전, 배터리 충전 및 방전 상태의 감지, 절전 작업의 수행, 배터리의 우발적 방전 또는 과방전 방지, 퍼프 카운팅, 퍼프 한계설정, 퍼프 지속시간, 카트리지 상태 확인, 온도 제어 등의 실시를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 물품은 하나 이상의 마이크로칩 또는 마이크로컨트롤러를 구비할 수 있다. 더욱이, 물품은 제공된 연결 포트(예를 들면, 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등에 대한 물품의 부착을 가능하게 할 수 있는 USB 포트 또는 유사 포트)를 통해서, 또는 무선 통신 부품을 통해서 하드웨어에 의해 다운로드될 수 있는 소프트웨어 또는 기타 명령의 입력 등을 거쳐서 사전-프로그래밍될 수 있거나 및/또는 시판후 프로그래밍될 수 있는 프로그래밍 가능한 하드웨어를 구비하도록 구성될 수 있다.

제어 부품(20)은 본 발명의 흡연 물품에 유용한 다양한 요소를 포함할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 흡연 물품은, 단일 요소로 조합될 수 있거나 흡연 물품 내의 개별 위치에 존재할 수 있는 하나, 둘 또는 더 많은 개수의 제어 부품을 구비할 수 있으며, 개별 제어 부품은 상이한 제어 양태를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품은 배터리로부터의 전력 방전을 제어하기 위해 배터리와 일체형이거나 배터리와 조합되는 제어 부품을 구비할 수 있다. 흡연 물품은 물품의 다른 양태를 제어하는 제어 부품을 별도로 구비할 수 있다. 흡연 물품은 또한, 데이터 스토리지(예를 들면, 메모리를 구비하는 마이크로칩)를 구비하는, 특정 기능을 제공하기 위한 카트리지 내의 제어 부품을 구비할 수 있다. 이러한 제어 부품은 본 명세서에서 그 밖에 논의되는 임의의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 요소를 구비할 수 있다.

대안적으로, 물품의 다중 제어 양태 또는 모든 제어 양태를 수행하는 단일 컨트롤러가 제공될 수도 있다. 마찬가지로, 물품에 사용되는 센서(30)(예를 들면, 퍼프 센서)는 자극에 반응하여 전원으로부터의 전력 방전 작동을 제어하는 제어 부품을 구비할 수 있다. 필요할 경우, 다중 컨트롤러 및/또는 센서가 사용될 수 있다. 상기 물품은 이 물품의 다른 양태를 제어하는 제어 부품을 별도로 구비할 수 있다. 구체적으로, 물품의 다중 제어 양태 또는 모든 제어 양태를 수행하기 위해 단일의 컨트롤러가 센서에 제공되거나 센서와 연관될 수 있다. 따라서, 장치의 모든 양태의 소정 제어 레벨을 제공하기 위해 다양한 컨트롤러 조합이 본 발명의 흡연 물품에 조합될 수 있다.

흡연 물품은 또한, 전원으로부터 저항 가열 요소와 같은 물품의 추가 부품으로의 전기 에너지 흐름을 제어하는데 유용한 하나 이상의 컨트롤러 부품을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 물품은 전원으로부터 저항 가열 요소 등으로의 전류 흐름을 조작하는 제어 부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 상기 물품은 전력 흐름의 수동 제어를 위해 제어 회로에 연결될 수 있는 푸시버튼을 구비할 수 있다. 하나 이상의 푸시버튼이 흡연 물품의 외표면과 거의 동일 평면에 위치할 수 있다.

푸시버튼 대신에(또는 푸시버튼에 추가적으로), 본 발명의 물품은 소비자의 물품 피워물기(즉, 퍼프-작동 가열)에 반응하는 하나 이상의 제어 부품 또는 센서를 구비할 수 있다. 예를 들어, 물품은 소비자가 물품을 빨아들임에 따른 압력 변화 또는 공기 유동 변화를 감지하는 스위치(즉, 퍼프-작동식 스위치)를 구비할 수 있다. 다른 전류 작동/작동정지 기구는 온도 작동식 온/오프 스위치 또는 입술 압력 작동식 스위치를 포함할 수 있다. 이러한 퍼프-작동 능력을 제공할 수 있는 예시적 기구로는 Freeport, Ill 소재의 MicroSwitch division of Honeywell, Inc.에 의해 제조된 Model 163PC01D36 실리콘 센서가 포함된다. 본 발명에 따른 가열 회로에 채용될 수 있는 요구-작동식 전기 스위치의 추가 예가, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호에 기재되어 있다. 다른 적절한 차동 스위치, 아날로그 압력 센서, 유량 센서 등이 본 발명의 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 피워무는 도중의 압력 변화가 스위치에 의해 식별되도록, 퍼프 작동식 스위치와 흡연 물품 내의 공기 유로 사이에 유체 연결을 제공하는 압력-감지 튜브 또는 기타 통로가 구비될 수 있다. 본 흡연 물품에 유용할 수 있는 전류 조절 회로 및 마이크로컨트롤러를 포함하는 기타 제어 부품의 추가적인 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호, 및 Nguyen 등의 미국 특허 제7,040,314호에 제공되어 있으며, 이들 특허는 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 원용된다.

정전용량식 감지 부품은 특히, 장치의 하나 이상의 부품에 대한 다양한 형태의 "파워-업" 및/또는 "파워-다운"이 가능하도록 다양한 방식으로 장치에 통합될 수 있다. 정전용량식 감지는 근접도, 위치 또는 변위, 습도, 유체 레벨, 압력, 온도 또는 가속도를 감지 및/또는 측정하는 센서를 포함하지만 이것에 한정되지 않는 정전용량식 결합에 기초한 기술을 갖는 임의의 센서의 사용을 포함할 수 있다. 정전용량식 감지는 표면 정전용량, 예측 정전용량, 상호 정전용량, 또는 셀프 정전용량을 제공하는 전자 부품으로부터 발생될 수 있다. 정전용량식 센서는 일반적으로, 전도성이거나 공기와 다른 유전율을 갖는 모든 것을 감지할 수 있다. 정전용량식 센서는 예를 들어 기계식 버튼(즉, 전술한 푸시-버튼)을 정전용량식 대체수단으로 대체할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 정전용량식 감지의 한 가지 구체적인 적용은 터치 정전용량식 센서이다. 예를 들어, 터치 패드가 흡연 물품 상에 제공될 수 있으며 이로 인해 사용자가 다양한 명령을 입력할 수 있다. 가장 기본적으로, 터치 패드는 이미 전술한 푸시 버튼과 동일한 방식으로 가열 요소에 대한 급전을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 정전용량식 감지는 물품을 피워물기 위한 흡연 물품 상의 입술 압력이 가열 요소에 급전을 제공하라는 신호를 장치에 보낼 수 있도록 흡연 물품의 마우쓰단부 근처에 적용될 수 있다. 터치 정전용량 센서에 추가적으로, 본 발명에 따르면 흡연 물품으로부터 다양한 반응을 끌어내기 위해 모션 정전용량 센서, 액체 정전용량 센서, 및 가속도계가 사용될 수 있다. 또한, 광전 센서도 본 발명의 흡연 물품에 포함될 수 있다.

본 발명의 물품에 사용되는 센서들은 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 사용자가 흡입하기 위한 증기 또는 에어로졸을 형성하기 위해 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 신호를 명확히 보낼 수 있다. 이들 센서는 또한 추가 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, "기상(wake-up)" 센서가 포함될 수 있다. 본 발명에 따르면 유사한 기능을 제공하는 다른 감지 방법도 마찬가지로 사용될 수 있다.

도 1로 돌아가서, 물품(10)은 저항 가열 요소(50)를 구비할 수 있다. 저항 가열 요소는 이 저항 가열 요소를 통해서 흐르는 전류에 의한 폐쇄 전기 회로의 형성을 촉진하기 위해 적절한 배선을 통해서 배터리(40)에 전기적으로 연결될 수 있다. 물품 내의 필수 전기 접속을 제공하기 위해 추가 배선(도시되지 않음)이 구비될 수 있다. 특정 실시예에서, 물품(10)은, 저항 가열 요소(50)를 펄스폭 변조를 포함하는 하나 이상의 정해진 알고리즘에 따라 여기시키기 위해 제어 부품(20)이 배터리(40)로부터의 전력을 송달, 제어 또는 변조하도록 전기 회로와 유선 연결될 수 있다. 이러한 전기 회로는 특히 물품(10)이 소비자가 사용할 때만 작동하도록 유동 센서(30)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 소비자가 물품(10)에 대해 퍼프를 실시하면, 유동 센서가 퍼프를 검출하고, 이후 제어 부품(20)이 작동하여 물품에 전력을 공급하며 그로 인해 저항 가열 요소(50)가 열을 생성하고 따라서 소비자가 흡입하기 위한 에어로졸을 제공한다. 제어 알고리즘은 저항 가열 요소(50)에 대한 전력이 순환하여 정해진 온도를 유지시킬 것을 요구할 수 있다. 따라서 제어 알고리즘은 소비자의 퍼프 없이 일정 시간이 지나면 물품(10)을 자동으로 비활성화시키고 물품을 통한 전력 유동을 단절시키도록 프로그래밍될 수 있다. 더욱이, 물품은 제어 부품에 피드백을 제공하기 위해 온도 센서를 구비할 수 있다. 이러한 센서는 예를 들어 저항 가열 요소(50)와 직접 접촉할 수 있다. 예를 들면 저항 가열 요소를 통한 저항을 평가하고 이러한 저항을 요소의 온도에 상관시키기 위한 논리 제어 부품에 따라서 다른 온도 감지 수단이 마찬가지로 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 유동 센서(30)는 정전용량식 감지와 같은 다른 감지 수단을 제공하기 위해 적절한 부품으로 교체될 수 있다. 본 명세서에서 언급했듯이, 임의의 다양한 센서 및 그 조합이 포함될 수 있다. 물품(10) 급전의 온오프, 증기 또는 에어로졸을 발생시키기 위한 저항 가열 요소(50)의 턴온 등과 같은 다양한 기능을 끌어내기 위해 소비자에 의한 수동 조작이 가능하도록 하나 이상의 제어 버튼(16)이 구비될 수 있다.

소비자가 흡연 물품의 마우쓰 단부를 피워물면, 전류 작동 수단은 신속하게 열을 발생시키기 위해 저항 가열 요소를 통한 전류의 제한없는 또는 중단없는 유동을 허용할 수 있다. 히터 요소를 통한 전류 흐름을 조절하여 가열 속도 및/또는 가열 기간을 제어하기 위해 전류 조절 부품을 구비하는 것이 유용할 수 있다.

전류 조절 회로는 특히 시간 베이스일 수 있다. 구체적으로, 이러한 회로는 피워물기 도중의 초기 기간 동안 가열 요소를 통한 중단없는 전류 흐름을 허용하기 위한 수단, 및 이후 피워물기가 완료될 때까지 전류 흐름을 조절하기 위한 타이머 수단을 구비한다. 또한, 조절은 간단히 소정 온도가 달성될 때까지 중단없는 전류 흐름을 허용하고 이후 전류 흐름을 완전히 끊어버리는 단계를 포함할 수 있다. 가열 부재는 소비자가 물품에 대한 다른 퍼프를 개시함으로써(또는 히터를 작동시키기 위해 사용되는 특정 스위치 실시예에 따라서 푸시버튼을 수동으로 조작함으로써) 다시 작동될 수 있다. 대안적으로, 후속 조절은 가열 요소를 소정 온도 범위 내로 유지하기 위한 가열 요소를 통한 전류 흐름의 변조(펄스 폭 변조를 포함)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서는, 소정 투여량(dosing)의 흡입가능한 물질을 방출하기 위해, 가열 부재가 약 0.2 초 내지 약 5.0 초, 약 0.3 초 내지 약 4.5 초, 약 0.5 초 내지 약 4.0 초, 약 0.5 초 내지 약 3.5 초, 또는 약 0.6 초 내지 약 3.0 초의 기간 동안 여기될 수 있다. 본 발명의 흡연 물품에 유용할 수 있는 이러한 시간-베이스 전류 조절 회로 및 기타 제어 부품의 추가 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호에 제공되어 있으며, 이들 특허는 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.

상기 제어 부품은 특히 히터에 제공되는 열의 양을 면밀하게 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전류 조절 부품은 정해진 온도가 달성되면 히터로의 전류 흐름을 중지시키도록 기능할 수 있다. 이러한 정해진 온도는 에어로졸 전구체 조성물과 임의의 추가 흡입 물질을 휘발시키고 일정 양의 에어로졸을 소정 농도로 제공하기에 충분히 매우 높은 범위에 있을 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물을 휘발시키는데 필요한 열은 변경될 수 있지만, 히터를 약 120 ℃ 이상, 약 130 ℃ 이상, 약 140 ℃ 이상 또는 약 160 ℃ 이상의 온도로 가열하는 것이 특히 유용할 수 있다. 일부 실시예에서는, 소정 양의 에어로졸 전구체 조성물을 휘발시키기 위해, 가열 온도가 약 180 ℃ 이상, 약 200 ℃ 이상, 약 300 ℃ 이상 또는 약 350 ℃ 이상일 수 있다. 추가 실시예에서, 에어로졸 형성을 위한 정해진 온도는 약 120 ℃ 내지 약 350 ℃, 약 140 ℃ 내지 약 300 ℃, 또는 약 150 ℃ 내지 약 250 ℃일 수 있다. 가열 온도 및 가열 시간은 제어 하우징 내에 수용된 하나 이상의 부품에 의해 제어될 수 있다. 전류 조절 부품은 정해진 온도를 정해진 기간 동안 유지하기 위해 정해진 온도가 달성되면 히터로의 전류를 주기적으로 온오프시킬 수 있다.

또한, 전류 조절 부품은 에어로졸 형성 온도보다 낮은 제 1 온도를 유지하고 이후에는 상기 제 1 온도보다 높은 온도이면서 에어로졸 형성 온도인 제 2 온도를 달성하기 위해 전류 작동 제어 부품에 반응하여 증가된 전류 흐름을 허용할 수 있도록 히터로의 전류를 주기적으로 온오프시킬 수 있다. 이러한 제어는 소비자가 퍼프를 개시하면 거의 동시에 에어로졸 형성이 시작되도록 에어로졸 형성을 위한 물품의 반응 시간을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 온도(대기 온도로서 특징지어질 수 있음)는 전술한 에어로졸 형성 온도보다 약간만 낮을 수 있다. 구체적으로, 대기 온도는 약 50 ℃ 내지 약 150 ℃, 약 70 ℃ 내지 약 140 ℃, 약 80 ℃ 내지 약 120 ℃, 또는 약 90 ℃ 내지 약 110 ℃일 수 있다.

저항 가열 요소는 전류가 인가될 때 저항 가열을 제공하는 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게, 저항 가열 요소는 전류가 이를 통해서 흐를 때 저항 가열 요소를 충분한 양의 열을 제공하기에 유용하게 만드는 전기 저항을 나타낸다. 일부 실시예에서는, 가열 요소로부터의 열 출력이 장치를 통한 공기의 유량에 비례하게 만드는 유량 가열 알고리즘이 적용될 수 있다.

저항 가열 요소로서 유용한 도전성 재료는 낮은 질량, 저밀도, 및 적당한 저항을 갖고 사용 중에 겪는 온도에서 열적으로 안정한 것일 수 있다. 유용한 가열 요소는 신속하게 가열 및 냉각되며, 따라서 에너지의 효과적인 사용을 제공한다. 신속한 가열은 그 근처에서 에어로졸 전구체 재료의 거의 즉각적인 휘발을 제공하기에 유익할 수 있다. 신속한 냉각은 에어로졸 형성이 요구되지 않는 기간 중에 에어로졸 전구체 재료의 실질적인 휘발(및 폐기)을 방지한다. 이러한 가열 요소는 또한, 특히 시간 베이스 전류 제어가 채택될 때, 에어로졸 전구체 재료가 겪는 온도 범위의 비교적 정밀한 제어를 가능하게 한다. 유용한 도전성 재료는 생산되는 에어로졸 또는 증기의 향미 또는 내용에 부정적으로 영향을 미치지 않도록 가열되는 재료(예를 들면, 에어로졸 전구체 재료 및 기타 흡입 가능한 물질 재료)와 화학적으로 반응하지 않는 것이 바람직하다. 도전성 재료로서 사용될 수 있는 예시적인 비제한적 재료는 탄소, 흑연, 탄소/흑연 복합물, 금속, 금속성 및 비금속성 탄화물, 질화물, 규화물, 금속간 화합물, 서멧(cermet), 금속 합금, 금속 산화물, 금속 포일, 및 내화물 재료를 포함한다. 저항, 질량 및 열전도성의 소정 특성을 달성하기 위해 다양한 상이한 재료가 혼합될 수 있다. 일부 실시예에서, 사용될 수 있는 금속은 예를 들어, 니켈, 크롬, 니켈과 크롬의 합금(예를 들면, 니크롬), 및 스틸을 포함한다. 저항 가열을 제공하기에 유용할 수 있는 재료는 Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호; Deevi 등의 미국 특허 제5,093,894호; Deevi 등의 미국 특허 제5,224,498호; Sprinkel Jr. 등의 미국 특허 제5,228,460호; Deevi 등의 미국 특허 제5,322,075호; Deevi 등의 미국 특허 제5,353,813호; Deevi 등의 미국 특허 제5,468,936호; Das의 미국 특허 제5,498,850; Das의 미국 특허 제5,659,656호; Deevi 등의 미국 특허 제5,498,855호; Hajaligol의 미국 특허 제5,530,225호; Hajaligol의 미국 특허 제5,665,262호; Das 등의 미국 특허 제5,573,692호; 및 Fieischhauer 등의 미국 특허 제5,591,368호에 기재되어 있으며, 이들 특허는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.

저항 가열 요소는 포일, 거품(foam), 디스크, 나선, 섬유, 와이어, 필름, 실(yarn), 스트립, 리본, 또는 실린더 형태와 같은 다양한 형태로 뿐만 아니라 가변적 치수의 불규칙한 형상으로 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 본 발명에 따른 저항 가열 요소는, 2012년 3월 28일자로 출원되고 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 동시-계속 미국 특허 출원 제13/432,406호에 기재된 것과 같은 도전성 기판일 수 있다. 저항 가열 요소는 또한, 2012년 9월 4일자로 출원되고 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 동시-계속 미국 특허 출원 제13/602,871호에 기재된 것과 같은 마이크로히터 부품의 부분으로서 존재할 수 있다.

열을 생성하고 이후 에어로졸 전구체 조성물 및 그 각종 성분을 에어로졸화하기 위해 저항 가열 요소에 전기 에너지가 제공될 수 있도록 저항 가열 요소는 흡연 물품의 전원과 전기 접속되는 것이 바람직하다. 이러한 전기 접속은 영구적일 수 있거나(예를 들면, 유선 접속) 착탈식일 수 있다(예를 들면, 전원을 구비하는 제어 보디에 착탈될 수 있는 카트리지 내에 저항 가열 요소가 제공됨).

유익하게, 저항 가열 요소는 이 가열 요소가 에어로졸 전구체 재료와 밀착하여 또는 근접하여 배치될 수 있게 하는 형태로 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 저항 가열 요소는 에어로졸 전구체 재료가 에어로졸화를 위해 저항 가열 요소에 송달될 수 있게 하는 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물(또는 그 성분)은 심지 또는 기타 다공성 재료를 통한 모세관 작용 등에 의해서 조성물이 하나 이상의 저장조로부터 저항 가열 요소로 유동할 수 있도록 액체 형태로 제공될 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 조성물은, 조기 에어로졸화를 방지하기 위해 저항 가열 요소로부터 충분히 떨어져 배치되지만 소정 양의 에어로졸 전구체 조성물이 에어로졸화를 위해 저항 가열 요소로 운송되는 것을 촉진하기 위해 저항 가열 요소에 충분히 근접하여 배치되는 하나 이상의 저장조 내에 액체 형태로 제공될 수 있다.

본 발명의 물품에 의해 방출되는 에어로졸의 양은 변경될 수 있다. 바람직하게, 물품은 충분한 양의 에어로졸 전구체 조성물을 갖고, 충분한 양의 임의의 추가적인 흡입 가능한 물질을 가지며, 사용 과정에 걸쳐서 소정 함량의 에어로졸화된 재료를 방출하기에 충분한 시간 동안 충분한 온도로 기능하도록 구성된다. 내용물은 물품으로부터의 단일 흡입으로 제공될 수 있거나, 비교적 짧은 기간(예를 들면, 30분 미만, 20분 미만, 15분 미만, 10분 미만 또는 5분 미만)에 걸쳐서 물품으로부터 다수의 퍼프를 통해서 제공되도록 분할될 수 있다. 예를 들어, 물품은 물품에 대한 퍼프 마다 니코틴을 약 0.01 mg 내지 약 0.5 mg, 약 0.05 mg 내지 약 0.3 mg, 또는 약 0.1 mg 내지 약 0.2 mg의 양으로 제공할 수 있다. 계산을 위해서, 약 2초의 평균 퍼프 시간은 약 5 ㎖ 내지 약 100 ㎖, 약 15 ㎖ 내지 약 70 ㎖, 약 20 ㎖ 내지 약 60 ㎖, 또는 약 25 ㎖ 내지 약 50 ㎖의 퍼프 체적을 송달할 수 있다. 본 발명에 따른 흡연 물품은 송달될 에어로졸 또는 기타 흡입 가능한 물질의 전체 양을 퍼프당 송달될 양으로 나눔으로써 계산될 수 있는 임의의 퍼프 횟수를 제공하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 저장조는 소정 퍼프 횟수 및/또는 송달될 재료의 소정 총량을 달성하기 위해 적절한 양의 에어로졸 전구체 또는 기타 흡입 가능한 물질로 채워질 수 있다.

추가 실시예에서, 가열은 발생될 에어로졸의 양과 관련하여 특징지어질 수 있다. 구체적으로, 물품은 정해진 체적(예를 들면, 약 5 ㎖ 내지 약 100 ㎖, 또는 본 명세서에 달리 기재된 것과 같은, 흡연 물품에서 유용하다고 간주되는 임의의 다른 체적)의 에어로졸을 발생시키는데 필요한 열의 양을 제공하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 발생되는 열의 양은 약 290 ℃의 히터 온도에서 약 35 ㎖의 에어로졸을 제공하는 2 내지 4초 퍼프와 관련하여 측정될 수 있다. 일부 실시예에서, 물품은 바람직하게 약 1 내지 약 50 J/s(초당 주울 열), 약 2 J/s 내지 약 40 J/s, 약 3 J/s 내지 약 35 J/s, 또는 약 5 J/s 내지 약 30 J/s를 제공할 수 있다.

물품은 셸(15) 상에 배치되는 하나 이상의 상태 인디케이터(19)를 구비할 수 있다. 이러한 인디케이터는 물품으로부터 취해지거나 남은 퍼프 횟수를 나타낼 수 있고, 활성 또는 비활성 상태를 나타낼 수 있으며, 퍼프에 반응하여 점등되는 등을 수행할 수 있다. 여섯 개의 인디케이터가 도시되어 있지만, 더 많거나 적은 개수의 인디케이터가 존재할 수 있으며, 인디케이터는 다양한 형상 및 배향을 가질 수 있고, 단순히 셸 내의 개구(예를 들면 이러한 인디케이터가 존재할 때 사운드를 방출하기 위한 것)일 수 있다. 이러한 인디케이터는 본 발명의 물품의 사용의 다양한 양태를 나타낼 수 있는 라이트(예를 들면, 발광 다이오드)일 수 있다. 또한, 종래의 궐련이 사용자에 의해 불붙어 피워질 때 보여지는 색 변화를 모방하기 위해 LED 인디케이터가 흡연 물품의 원위 단부에 배치될 수도 있다. 다른 작동 지표도 포함된다. 예를 들어, 시각 인디케이터는 또한 흡연 경험의 진행을 나타내기 위해 광 색상 또는 광도의 변화를 포함할 수 있다. 촉각 인디케이터 및 청각 인디케이터도 마찬가지로 본 발명에 의해 포함된다. 이러한 인디케이터의 조합도 단일 물품에 사용될 수 있다.

도 1에 도시하듯이, 용기로서 도시되어 있는 저장조(205)가 저항 가열 요소(50)에 근접하여 도시되어 있으며, 운송 요소(100)는 에어로졸 전구체 조성물이 에어로졸화를 위해 저항 가열 요소에 송달될 수 있도록 저장조(205)로부터 저항 가열 요소에 충분히 근접하여 연장된다. 다른 실시예에서, 저장조는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 기판일 수 있으며, 예를 들면 에어로졸 전구체 조성물에 의해 적어도 부분적으로 포화되는 재료의 층일 수 있다. 이러한 층은 에어로졸 전구체 조성물을 보유하는 능력을 제공하기 위해 흡수성, 흡착성 또는 다공성일 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 조성물은 캐리어 재료(또는 기판) 상에 코팅되거나 캐리어 재료에 의해 흡착되거나 캐리어 재료 내에 흡수되는 것을 특징으로 할 수 있다. 캐리어 재료는 하나 이상의 운송 요소(예를 들면, 심지)와 실질적으로 접촉하도록 물품 내에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 저장조는 에어로졸 전구체 조성물을 (예를 들어, 흡수, 흡착, 모세관 작용 등을 통해서) 보유하고 전구체 조성물을 저항 가열 요소에 운송하기 위해 멀리 심지이동할 수 있게 하기에 적절한 직물 또는 부직물 또는 다른 섬유 매스 또는 임의의 추가 재료일 수 있다. 이러한 저장조 층은 천연 섬유, 합성 섬유 또는 그 조합으로 형성될 수 있다. 유용한 재료의 비제한적 예로는 면, 셀룰로스, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리젖산, 그 조합 등이 포함된다. 마찬가지로, 저장조는 세라믹, 기타 다공성 재료, 소결 재료 등으로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 흡연 물품은 단수의 저장조 또는 복수의 저장조(예를 들면, 두 개의 저장조, 세 개의 저장조, 네 개의 저장조 또는 그 이상)를 구비할 수 있다. 본 발명에 의해 포함되는 저장조의 속성은 본 발명의 다양한 도면의 논의와 관련하여 보다 명확하다.

본 발명에 따른 물품은 특히 저장조, 운송 요소, 및 가열 요소의 조합과 관련하여 특징지어질 수 있다. 도 1에 도시된 이들 부품의 속성은 일 실시예 만을 예시하며, 저장조, 운송 요소 및 히터의 추가 실시예(특히 조합된)가 본 명세서에 보다 구체적으로 설명된다.

형성된 에어로졸은 사용자에 의해 흡연 물품(10)의 마우쓰단부(11)를 통해서 흡인된다. 저항 가열 요소의 가열에 의해 에어로졸화되는 에어로졸 전구체 조성물은 (예를 들면, 에어로졸 전구체 조성물이 운송 요소를 통해서 저장조로부터 저항 가열 요소로 심지이동되거나 달리 유동함으로써) 지속적으로 보충될 수 있거나, 또는 필요에 따라 특정 분량의 에어로졸 전구체 조성물이 저항 가열 요소에 송달될 수 있다. 사이클은 에어로졸 전구체 조성물의 거의 전부가 에어로졸화될 때까지 계속된다.

도 1에 도시하듯이, 물품(10)의 마우쓰단부(11)는 흡연 물품의 특정 요소들이 그 안에 배치되는 거의 개방된 공동일 수 있다. 이러한 개방 공동은 저항 가열 요소에서 형성된 에어로졸의 방출을 위한 체적을 제공한다. 물품은 또한, 공동으로부터 에어로졸이 철회될 수 있도록 마우쓰단부(11) 내에 마우쓰 개구(18)를 구비한다. 도 1에 명확히 도시되어 있지는 않지만, 물품은 그 구조적 완전성을 증가시키거나 및/또는 필요할 경우 필터링 용량을 제공하고 및/또는 흡인에 대한 저항을 제공하기 위해 그 마우쓰단부에 필터 재료(셀룰로스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 등)를 구비할 수 있다. 물품을 통한 공기 유동을 촉진하기 위해, 공기 흡입구(17)가 제공될 수 있으며 이는 물품 내부로의 공기 유동을 가능하게 하는 셸(15) 내의 개구를 실질적으로 포함할 수 있다. 복수의 공기 흡입구가 제공될 수 있으며, 이들 공기 흡입구는 공기 흡입구로부터의 공기가 형성된 에어로졸과 섞일 수 있고 또한 형성된 에어로졸이 공동으로부터 물품의 마우쓰단부 내의 개구를 통해서 제거되는 것을 촉진할 수 있도록 물품의 마우쓰단부로부터 상류에 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다.

일부 실시예에서, 본 명세서에 기재된 물품은 상호 부착 및 탈착될 수 있는 두 개의 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2는 제어 보디(80)와 카트리지(90)로 형성되는 일 실시예에 따른 흡연 물품(10)을 도시한다. 특정 실시예에서, 제어 보디는 재사용 가능한 것으로 지칭될 수 있으며, 카트리지는 일회용인 것으로 지칭될 수 있다. 일부 실시예에서, 전체 물품은 제어 보디가 제한된 개수의 카트리지와 더불어 (예를 들어, 배터리 전력 부품이 더 이상 충분한 전력을 물품에 제공하지 않을 때까지) 제한된 사용 횟수 용으로만 구성될 수 있고 이후 제어 보디를 구비하는 전체 물품(10)이 폐기될 수 있다는 점에서 일회용으로 특징지어질 수 있다. 다른 실시예에서, 제어 보디는 교체형 배터리를 가질 수 있으며 따라서 제어 보디는 복수의 배터리 교환을 통해서 및 다수의 카트리지에 의해서 재사용될 수 있다. 물품(10)은 재충전될 수 있으며, 따라서 통상의 전기 콘센트에 대한 연결, 자동차 충전기(즉, 시가 잭)에 대한 연결, 및 USB 케이블 등을 통한 컴퓨터 연결을 포함하는 재충전 기술의 임의의 형태와 조합될 수 있다. 물품은 또한 이미 전술했듯이 프로그래밍될 수 있다.

제어 보디(80)와 카트리지(90)는 구체적으로, 상호 결합하여 상호연결된 기능 장치를 형성하도록 구성된다. 도 2에 도시하듯이, 제어 보디(80)는 제어 보디에 대해 감소된 직경을 갖는 돌출부(82)를 구비하는 근위 부착 단부(13)를 구비한다. 카트리지는 흡연 물품(10)을 기능적인 재사용 가능한 형태로 제공하기 위해 제어 보디(80)의 근위 결합 단부와 결합하는 원위 부착 단부(14)를 구비한다. 도 2에서, 제어 보디 돌출부(82)는 카트리지(90)가 카트리지의 원위 부착 단부에 있는 대응 나삿니(도 2에는 안보임)를 거쳐서 제어 보디(80) 상에 나사결합될 수 있게 하는 나삿니를 구비한다. 따라서, 카트리지(90)의 원위 부착 단부는 제어 보디 돌출부(82)를 수용하기 위한 개방 공동을 구비할 수 있다. 도 2에는 나사 결합이 도시되어 있지만, 압입 결합, 마그네틱 결합, 트위스트-로크 결합 등과 같은 추가 결합 수단이 포함됨을 알아야 한다.

일부 실시예에서, 본 발명에 따른 카트리지는 하나 이상의 전자 제어 부품 및/또는 하나 이상의 메모리 부품을 구비할 수 있다. 본 발명의 장치에 사용될 수 있는 전자 제어 부품 및 그로 인해 수행될 수 있는 기능의 다양한 예는, 2012년 10월 8일자로 출원되고 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 특허 출원 제13/647,000호에 기재되어 있다.

전술했듯이, 본 발명에 따른 흡연 물품은 특히 에어로졸 전구체 조성물의 하나 이상의 성분을 기화 또는 에어로졸화를 위해 저항 가열 요소에 운송하기 위해 사용되는 운송 요소의 속성과 관련하여 특징지어질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 흡연 물품은 정해진 패턴으로 정렬되는 복수의 개별 필라멘트로 형성되는 하나 이상의 심지를 구비할 수 있다. 예를 들어, 필라멘트는 모두 거의 평행할 수 있다. 개별 필라멘트는 필라멘트의 거의 전부가 동일 방향으로 향하거나 흡연 물품 내의 특정 지점 또는 영역을 향하는 자유 단부를 갖도록 정렬될 수 있다. 보다 구체적으로, 흡연 물품 또는 그 카트리지 부분은 심지의 필라멘트가 그 안에 배치되는 중공 셸로 형성되는 것으로 특징지어질 수 있다. 구체적으로, 심지는 에어로졸 전구체 재료를 중공 셸의 길이를 따라서 연장되는 중심축을 향해서 (중공 셸의 외벽에 대해) 내측으로 운송하기 위해 중공 셸 내에 배치될 수 있다. 대안적으로, 심지는 에어로졸 전구체 재료를 중공 셸의 외벽을 향해서 (중공 셸의 길이를 따라서 연장되는 중심축에 대해) 외측으로 운송하기 위해 중공 셸 내에 배치될 수 있다. 이들 구성의 조합도 포함된다. 심지 필라멘트의 길이는 변경될 수 있으며, 이러한 변경은 랜덤할 수 있거나 특정 패턴을 형성할 수 있다.

특정 실시예에서, 본 발명에 따라 사용하기 위한 심지는 브러시형 구조로 정렬된 복수의 개별 필라멘트로 형성될 수 있다. 따라서, 심지의 개별 필라멘트 각각은 유지 부재에 부착되는 제 1 단부 및 대향 자유 단부를 포함할 수 있다. 이러한 유지 부재는 본 발명의 흡연 물품의 독립 부재일 수 있거나, 흡연 물품의 추가 요소는 유지 부재로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물을 보유하는데 사용하기 위한 저장조는 심지의 개별 필라멘트에 대한 유지 부재로서 기능할 수도 있다. 대안적으로, 유지 부재는 개별 심지 필라멘트를 따르는 에어로졸 전구체 조성물(또는 그 성분)의 운송을 촉진하기 위해 저장조에 부착되거나, 저장조에 인접하거나, 저장조 내에 매립될 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 심지의 개별 필라멘트는 중공 셸의 내표면의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치될 수 있다. 본 발명의 이 양태의 일 실시예가 도 3에 도시되어 있으며, 여기에서 흡연 물품의 카트리지(90)는 중공 셸(315)의 내부의 둘레를 라이닝하는 복수의 개별 필라멘트(301)로서 도시되어 있는 심지(300)를 구비한다. 본 명세서에서 추가로 논의하듯이, 심지의 필라멘트는 다양한 재료로 형성될 수 있으며 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.

도 3에 도시하듯이, 카트리지(90)는 가열 요소에 저항 가열을 위한 전류를 제공하기 위해 배터리와 전기 접속되는 전기 리드(351)와 전기 접촉되는 가열 요소(350)를 추가로 구비한다. 단일의 가열 요소만 도시되어 있지만, 복수의 가열 요소가 사용될 수 있다. 가열 요소는 실질적으로, 심지(300)의 필라멘트(301)와 꼬아질 수 있는 저항 와이어일 수 있다. 보다 구체적으로, 가열 요소는 일방향 또는 다방향 방식으로 심지에 직조될 수 있다. 즉, 가열 요소는 흡연 물품의 내부의 둘레 주위에 실질적으로 일방향 라인을 형성하도록 심지와 꼬아질 수 있으며; 가열 요소는 대안적으로 그 하나 이상의 세그먼트에서 축방향으로 연장될 수도 있고 따라서 흡연 물품의 내부의 둘레 주위에서 형상이 실질적으로 사형(serpentine)일 수 있다는 점에서 다방향일 수 있다.

심지(300)와 셸(315) 사이에는 저장조(305)가 배치되며, 저장조는 에어로졸 전구체 조성물 또는 그 성분을 보유할 수 있다. 저장조는 심지에 대한 유지 부재로서 사용될 수 있는데 이는 심지의 필라멘트가 에어로졸 전구체 조성물을 저장조 밖으로 운송할 수 있게 하는 유체 연결을 형성하기 위해 저장조에 부착되거나 저장조 내에 매립되기 때문이다. 필라멘트는 유지 부재에 연결되는 제 1 단부 및 자유로울 수 있는 제 2 단부(즉, 대향 단부)를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물 또는 그 성분의 운송은 따라서 필라멘트의 제 1 단부로부터 필라멘트의 제 2 단부를 향해서 진행될 수 있다. 그러므로 가열 요소(350)에 의한 필라멘트의 가열은, 카트리지(90)를 따라서 축방향으로 마우쓰피스(도시되지 않음)로 또는 간단히 그 단부에 있는 셸 내의 개구[예를 들면, 도 1의 요소(18)]로 이동하기 위해 개방 중심 공동(303) 내로 방출되는 증기 또는 에어로졸을 형성한다.

도 3의 단면도에서, 심지(300)는 한 줄의 필라멘트(301)가 셸(315)의 내부를 둘러싸는 모습을 갖지만, 본 발명의 흡연 물품은 그렇게 한정되지 않는다. 오히려, 심지(300)는 대략 단일 필라멘트의 폭에서부터 대략 카트리지(90)의 전체 길이에 대략 일치하는 폭까지 변경될 수 있는 폭을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 심지의 폭은 약 0.5 ㎜에서 약 40 ㎜까지, 약 0.6 ㎜에서 약 30 ㎜까지, 약 0.7 ㎜에서 약 20 ㎜까지, 약 0.8 ㎜에서 약 10 ㎜까지, 약 0.9 ㎜에서 약 8 ㎜까지, 또는 약 1 ㎜에서 약 5 ㎜까지 변경될 수 있다. 심지는 또한 필라멘트 밀도와 관련하여 특징을 가질 수 있다. 구체적으로, 심지는 약 0.25 필라멘트/㎟(filaments per ㎟) 내지 약 20 필라멘트/㎟, 약 0.5 필라멘트/㎟ 내지 약 10 필라멘트/㎟, 또는 약 1 필라멘트/㎟ 내지 약 5 필라멘트/㎟의 필라멘트 밀도를 가질 수 있다. 따라서 가열 요소의 형상 및 길이는 존재하는 가열 요소의 개수, 가열 요소에 의해 가열될 심지의 폭, 및 심지의 필라멘트 밀도 중 하나 이상에 기초하여 변경될 수 있다.

일부 실시예에서는, 단일의 심지(300)가 제공될 수 있으며 이는 전술한 바와 같은 폭을 가질 수 있다. 다른 실시예에서는, 셸(315) 내에 복수의 심지가 구비될 수 있다. 예를 들어, 복수의 심지는 필라멘트(301)가 셸의 내표면의 복수의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치될 수 있도록 사용될 수 있다. 이러한 일 실시예가 도 4에 도시되어 있다.

도 4의 실시예에서, 카트리지(90)의 셸(315)의 일부(부분 절취됨)는 필라멘트에 대한 유지 부재로서 기능하기도 하는 제 1 저장조(305)와 유체 연결되는 복수의 필라멘트(301)로 형성된 제 1 심지(300)를 구비한다. 금속 와이어 형태의 제 1 가열 요소(350)는 심지와 꼬아지도록 저장조의 내부 주위에 권선된다. 두 개의 코일이 도시되어 있지만 보다 많은 코일이 존재할 수 있으며, 복수의 금속 와이어가 동일 심지와 함께 사용될 수 있다. 가열 요소는, 카트리지에 연결되도록 구성되는 제어 요소에 수용될 수 있는 배터리와의 전기 접속을 형성하기 위해 적절한 배선(도시되지 않음)에 연결되는 전기 리드(351)에 연결된다. 동일 카트리지에는 필라멘트에 대한 유지 부재로서 기능하기도 하는 제 2 저장조(405)와 유체 연결하는 복수의 필라멘트(401)로 형성된 제 2 심지(400)가 제공된다. 금속 와이어 형태의 제 2 가열 요소(450)는 증가된 가열 밀도를 제공하기 위해 심지와 사형 방식으로 꼬아진다. 단일의 가열 요소가 도시되어 있지만, 복수의 가열 요소가 동일 심지와 함께 사용되도록 제공될 수 있다. 제 2 가열 요소는 배터리와의 전기 접속을 형성하기 위해 적절한 배선(도시되지 않음)에 연결되는 전기 리드(451)에 연결된다.

도 3 및 도 4에 도시하듯이, 심지의 개별 필라멘트는 불규칙하게 형상화될 수 있으며 길이가 변경될 수 있다. 다른 실시예에서, 필라멘트는 거의 직선형일 수 있으며, 독립적으로 거의 모두 동일한 길이일 수 있다. 심지가 원주방향으로 배치될 때, 심지 길이는 소정 에어로졸 체적을 달성하기 위한 에어로졸화를 위해 충분한 체적의 에어로졸 전구체 조성물이 운송되게 하는 길이인 것이 바람직할 수 있다. 또한, 길이는 에어로졸 형성을 위해 셸 내에(예를 들면, 카트리지 내에) 내부 개방 공간을 제공하도록 충분히 짧을 수 있다. 예를 들어, 심지의 필라멘트는 약 0.5 ㎜ 내지 약 5 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 4.5 ㎜, 또는 약 1.5 ㎜ 내지 약 4 ㎜의 길이를 가질 수 있다.

다른 실시예에서, 본 발명에 따라 사용되는 심지의 필라멘트는 중공 셸의 길이를 따라서 축방향으로 정렬될 수 있다. 즉, 심지는 마우쓰단부 또는 근처로부터 카트리지의 원위 부착 단부[도 2의 요소(11, 14) 각각] 근처로 연장될 수 있다. 그러나, 심지가 그것이 구비되는 부품의 셸의 전체 길이만큼 연장될 필요는 없으며 오히려 셸의 길이의 일부를 따라서만 연장될 수 있다. 예를 들어, 축방향으로 정렬된 심지는 약 2 ㎜ 내지 약 50 ㎜, 약 5 ㎜ 내지 약 45 ㎜, 또는 약 10 ㎜ 내지 약 40 ㎜의 길이를 가질 수 있다.

특정 실시예에서, 심지의 축방향 정렬은 속성상 실질적으로 직선형일 수 있다. 부분적으로 투명한 외벽(516)을 갖는 카트리지(90)의 일부가 도시되어 있고 두 개의 심지(500)가 셸(515)의 부분 길이를 따라서 연장되는 예시적 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 심지는 에어로졸 전구체 조성물 또는 그 성분을 구비하는 저장조(505)와 유체 연결되며, 저장조는 심지의 필라멘트(501)에 대한 유지 부재로서 기능할 수 있다. 도시하듯이, 심지는 저장조의 축에 대해 실질적으로 수직하다. 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않지만, 심지의 개별 요소들은 저장조에 대해서 및/또는 존재하는 임의의 추가 유지 부재에 대해서 다양한 각도로 존재할 수 있다. 특정 실시예에서, 개별 필라멘트는 저장조 및/또는 유지 부재에 대해 약 10° 내지 약 170°, 약 15° 내지 약 165°, 약 30° 내지 약 150°, 또는 약 45° 내지 약 135°의 각도로 제공될 수 있다. 가열 요소(550)는 심지의 필라멘트와 꼬아진 것으로 도시되어 있다. 알 수 있듯이, 가열 요소(예를 들어, 저항 열선)는 마찬가지로 셸의 길이를 따라서 축방향으로 정렬될 수 있다. 도시된 실시예에서, 필라멘트는 길이가 거의 균일하지만, 불균일한 필라멘트 또는 불규칙한 길이의 필라멘트가 사용될 수 있다. 도시된 도면으로부터, 심지는 한 줄의 필라멘트만 구비하는 것으로 보이며, 이러한 실시예가 포함된다. 그러나 본 발명은 또한, 여러 줄의 필라멘트 또는 복수의 랜덤하게 배치된 필라멘트를 구비하는 축방향으로 정렬된 심지를 포함한다.

도 6에 도시하듯이, 축방향으로 정렬된 심지(600)는 셸(615)의 내부 주위의 다중 위치에 배치될 수 있다. 또한, 예시된 실시예에서 보다 명백하듯이, 심지는 여러 줄의 개별 필라멘트 또는 복수의 랜덤하게 배치된 필라멘트로 형성될 수 있다. 각각의 심지에 단일의 가열 요소(650)만 도시되어 있지만, 동일하거나 상이한 구조의 복수의 가열 요소가 각각의 심지와 함께 사용될 수 있다. 이 실시예는 또한 저장조(605)와 별개인 유지 부재(675)를 도시한다. 별개 유지 부재는, 저장조로부터 심지 필라멘트로의 에어로졸 전구체 조성물의 유체 운송을 크게 감소시키지 않는 한 개별 필라멘트를 적소에 고정하기에 적합한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 유지 부재는 직물이거나 세라믹과 같은 다공성 고체 기판일 수 있거나, 플라스틱 또는 금속과 같은 다른 고체 재료로 형성될 수 있다. 저장조는 셸의 내주를 완전히 포위하는 것으로 도시되어 있지만, 저장조는 심지의 위치에 실질적으로 대응하는 개별 영역에만 존재할 수 있다.

복수의 개별 심지의 사용은 에어로졸 전구체 조성물의 하나 이상의 성분을 개별적으로 가열하기 위해 유익할 수 있다. 예를 들어, 제 1 심지와 연관된 제 1 저장조 내에 향미료 및/또는 약물이 보유될 수 있으며, 제 2 심지와 연관된 제 2 저장조 내에 폴리올이 보유될 수 있다. 사용 중에, 흡연 물품의 제어 부품은 제 1 및 제 2 심지와 연관된 가열 부재에 대해 상이한 가열 프로파일을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 가열 요소는 제 2 가열 요소보다 높거나 낮은 온도로 가열될 수 있거나 및/또는 제 2 가열 요소보다 길거나 짧은 총 가열 시간 동안 작동될 수 있다. 마찬가지로, 제 1 또는 제 2 가열 요소는 상호 별개로 작동될 수 있으며, 서로 다른 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 제 1 가열 요소는 향미 성분만 제공하는 심지/저장조 조합과 연관될 수 있으며, 제 2 가열 요소는 추가 에어로졸 전구체를 제공하는 심지/저장조 조합과 연관될 수 있다. 제 2 가열 요소는 따라서 전술했듯이 퍼프 센서에 반응하여 작동될 수 있으며, 제 1 가열 요소는 사용자가 원할 때만 향미를 방출하도록 수동 조작에 의해 작동될 수 있다. 더욱이, 하나의 심지가 하나 이상의 추가 심지보다 더 많은 개수의 가열 요소를 구비할 수 있으며 따라서 상기 더 많은 개수의 가열 요소를 갖는 심지에 더 큰 전체 가열이 제공된다. 본 발명에 의하면 다른 심지/저장조/히터 조합의 사용의 다른 조합도 포함된다.

또 다른 실시예에서, 심지의 축방향 정렬은 심지가 속성상 선형적일 것을 반드시 요구하지는 않는다. 하나의 예시적인 비선형 구성이 도 7에 도시되어 있으며, 여기에서 축방향 정렬은 실질적으로 나선형이다. 도 7에서는, 부분적으로 투명한 외벽(716)을 갖는 카트리지(90)가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 저장조(705)는 실질적으로, 나선형 형상을 취하도록 셸(715)의 내부 주위에 래핑되는 리본 구조일 수 있다. 심지(700)의 개별 필라멘트(701)는 저장조의 단일 측부에 배치될 수 있으며, 필요할 경우 추가 유지 부재가 심지/저장조 구조에 구비될 수 있다. 도 4와 도 7의 비교에서 알 수 있듯이, 필라멘트 밀도는 소정 심지이동 특성을 제공하기 위해 필요에 따라 변경될 수 있으며, 이는 운송되는 조성물 및 형성될 증기의 소정 체적(또는 형성 속도)에 기초하여 변경될 수 있다.

일반적으로, 심지의 필라멘트는 이들 필라멘트의 자유 단부가 셸의 중심축을 향해서 내측으로 향하도록 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 심지 나선의 직경은, 저장조/유지 부재의 양쪽에 필라멘트가 존재할 수 있도록, 즉 필라멘트가 전술했듯이 셸의 외벽을 향할 뿐 아니라 내측을 향하도록 감소될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 저장조/유지 부재는 단면이 거의 원형일 수 있으며(도 7에 도시하듯이, 거의 평탄한 것과 반대로), 필라멘트는 임의의 원호 섹터를 따라서 360°까지 원형 저장조/유지 부재 주위에(즉, 원형 저장조/유지 부재의 부분 또는 전체 둘레 주위에) 배치될 수 있다. 다른 기하학적 단면(예를 들면, 사각형 또는 삼각형)도 저장조/유지 부재에 대해서 포함되며, 심지 필라멘트는 따라서 전술한 논의에 부합하여 추가 단면 형상을 갖는 저장조/유지 부재의 부분 또는 전체 주위에 배치될 수 있다. 전과 같이, 축방향으로 정렬된 나선형 심지가 셸의 길이(예를 들면, 카트리지의 길이)의 임의의 부분을 따라서 존재할 수 있다.

이상에서는 주로(또는 부분적으로) 중공 셸에 대한 에어로졸 전구체 성분의 내측 심지이동 또는 내측 운송을 제공하는 심지 구조의 비제한적 예를 설명했지만, 본 발명은 또한 중공 셸에 대한 에어로졸 전구체 성분의 외측 심지이동 또는 외측 운송을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 심지의 개별 필라멘트는 필라멘트의 자유 단부가 중공 셸의 외벽을 향해서 외측으로 향하도록 중공 셸의 대략 중심축에 배치될 수 있다. 이러한 외측 심지이동의 일부 실시예는 상이한 기하학적 단면을 갖는 저장조/유지 부재 주위에 대한 심지 필라멘트의 다양한 가능한 구성과 관련하여 위에서 캡처된다. 그러나, 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 물품은 중공 셸의 길이의 적어도 일부를 통해서 중공 셸의 중심축을 따라 연장되는 중심 부재를 구비할 수 있다. 이러한 일 실시예가 도 8에 도시되어 있으며, 여기에서 심지(800)는 중심 부재의 적어도 부분 길이(또는 세그먼트)를 따라서 중심 부재(805) 주위에 원주방향으로 배치되는 복수의 필라멘트(801)로 형성된다. 이 실시예에서, 중심 부재는 액체 에어로졸 전구체 조성물을 보유하는 저장조이기도 하다. 다른 실시예에서, 중심 부재는 저장조와 별개일 수 있다. 예를 들어, 중심 부재는 심지 필라멘트에 대한 별개 유지 부재일 수 있거나, 카트리지의 구성 부품일 수 있다. 이러한 경우에, 별개 저장조가 심지와 유체 연통하여 제공될 수 있다.

도 8에서, 필라멘트는 중심 부재 저장조(805)의 360° 원호 섹터를 포함한다. 다른 실시예에서, 필라멘트는 임의의 원호 섹터를 따라서 360°까지 중심 부재 저장조 주위에(즉, 중심 부재 저장조의 부분 또는 전체 둘레 주위에) 배치될 수 있다. 필요할 경우, 저장조는 중공 셸(815)의 외벽에 대한 정확한 중심 정렬이 필요없도록 중심을 벗어나 배치될 수 있다. 필요에 따라, 중심 부재를 중공 셸 내의 그 위치에 유지하기 위해 하나 이상의 위치 지지체(880)가 제공될 수 있다. 위치 지지체는 중공 셸을 통한 공기 및 에어로졸 또는 증기의 유동을 실질적으로 방해하지 않는 임의의 배치를 취할 수 있다. 전과 같이, 가열 부재(850)는 심지(800)의 필라멘트(801)와 꼬아지며, 물품에 전기 에너지를 제공하는 배터리 또는 기타 요소와 전기 접속된다. 또한, 복수의 가열 요소가 사용될 수 있다.

필요할 경우, 복수의 외측 심지이동 심지가 중심 부재의 개별 세그먼트에 제공될 수 있으며, 이는 심지 요소가 전혀 존재하지 않는 공간에 의해 분리될 수 있다. 따라서, 가변적 폭의 일련의 둘 이상의 심지가, 중공 셸 내에 존재하는 중심 부재의 길이를 따라서 제공될 수 있다. 즉, 필라멘트는 중심 부재의 복수의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치될 수 있으며, 이러한 세그먼트는 정해진 개방 공간에 의해 분리될 수 있다. 이 구조는 내측 심지이동 구조에 있어서 도 4에 도시된 개별 심지와 유사할 수 있다.

추가 실시예에서, 심지 필라멘트는 중심 부재의 길이를 따라서 축방향으로 정렬될 수 있다. 이러한 일 실시예가 도 9에 도시되어 있으며, 여기에서는 각각 복수의 필라멘트(901)로 형성되는 복수의 심지(900a, 900b, 900c, 900d)가 중심 부재(또는 중심 저장조)(905)의 개별 원호 섹터 주위에 배치된다. 도 9에 도시하듯이, 중심 부재(905)는 개별 심지에 대응하는 복수의 개별 저장조(906, 907, 908, 909)로 형성될 수 있으며, 개별 저장조는 에어로졸화하기 위한 상이한 재료를 보유할 수 있다. 저장조는 필요에 따라 보다 많거나 적은 수의 섹션으로 분할될 수 있으며, 두 개 이상의 저장조는 중첩 부품의 조성물을 구비할 수 있다. 대안적으로, 중심 저장조는 단일 부재일 수 있으며, 단수 또는 복수의 심지가 그로부터 반경방향으로 연장될 수 있다. 각각의 심지는 연관된 가열 부재(950a, 950b, 950c, 950d)를 가질 수 있다. 복수의 가열 부재가 하나 이상의 심지와 함께 사용될 수 있다. 전과 같이, 복수의 심지 및 복수의 히터의 존재는, 에어로졸 전구체 조성물(또는 그 성분)이 다수의 프로그래밍 가능한 에어로졸 조성물을 달성하기 위해 상이하게 가열될 수 있는 다양한 가열 프로파일을 제공하기 위해 개별 심지의 개별 가열을 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예가 도 10에 도시되어 있으며, 여기에서 심지(1000)와 그 개별 필라멘트(1001)의 축방향 정렬은 거의 직선으로 나타나 있다. 더욱이, 필라멘트는 중심 부재(또는 중심 저장조)(1005)의 길이를 따라서 여러 줄로 정렬될 수 있다. 심지(및 중심 부재)는 본 발명에 따른 물품의 카트리지(90) 또는 기타 요소의 중공 셸(1015)의 길이의 전체 또는 부분을 따라서 연장될 수 있다. 도 9에 도시된 것과 같은 방식으로, 필라멘트의 여러 줄은 중심 부재의 하나 이상의 원호 섹터에 존재할 수 있다. 다른 실시예에서, 중심 부재는 사각형 또는 삼각형과 같은 상이한 기하학적 단면을 가질 수 있으며, 중심 부재의 하나 이상의 측면에 복수의 심지가 존재할 수 있다. 더욱이, 도 7과 관련하여 도시하듯이, 외측으로 심지이동하는, 축방향으로 정렬된 심지는 중심 부재 주위에서 실질적으로 나선형인 축방향 정렬을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 심지에 사용되는 필라멘트는, 열적으로 안정적이고 에어로졸 전구체 조성물의 하나 이상의 성분을 필라멘트의 길이를 따라서 운송하기에 충분한 심지이동 작용을 제공하는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 비제한적 예로는 면, 셀룰로스, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리젖산, 유리 섬유, 그 조합 등과 같은 천연 및 합성 섬유가 포함된다. 사용될 수 있는 다른 예시적 재료로는 금속, 세라믹 및, 탄화 필라멘트(예를 들면, 그 비탄소 성분을 제거하기 위해 소성 처리된 탄소질 재료로 형성된 재료)가 포함된다.

필라멘트(또는 일반적으로 심지)는 필라멘트의 모세관 작용을 변경시키는 재료로 코팅될 수 있으며, 즉 이는 필라멘트의 심지이동 작용을 증가(또는 필요할 경우 감소)시키기 위한 것이다. 또한, 섬유 재료 선택은 심지이동 작용을 증가 또는 감소시켜 에어로졸 전구체 조성물의 특정 성분의 심지이동 속도를 제어하기 위해 활용될 수 있다. 심지이동은 또한 심지에 사용되는 섬유의 치수와, 심지 길이 및 심지 직경을 포함하는 심지의 전체 치수의 선택을 통해서 커스터마이즈될 수 있다.

심지 형성에 사용되는 필라멘트는 특정 단면 형상을 가질 수 있거나 및/또는 섬유 모세관 작용을 변경하도록 홈형성될 수 있다. 통상적인 필라멘트는 실질적으로 라운드형 단면을 가지며, 섬유 단면의 변경은 섬유 데니어당 표면적을 증가시켜 필라멘트를 따르는 심지이동을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 필라멘트에는 4DG 섬유(Fiber Innovation Technology로부터 입수 가능) 및 날개달린 섬유(Alasso Industries로부터 입수 가능)와 같은, 심지이동을 촉진하도록 의도된 종방향 홈이 형성될 수 있다. "X" 또는 "Y"형 단면이 형성된 필라멘트도 마찬가지로 소정 심지이동 특성을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 유용한 필라멘트는 또한 그 물리적 변경을 갖는 필라멘트를 구비할 수 있다. 예를 들어, 필라멘트는 필라멘트의 전체 노출 표면적을 증가시키기 위해 그 길이를 따라서 스코어링(분할)되거나 부분 절단될 수 있다. 이러한 스코어 또는 절단은 필라멘트의 축에 대해 0° 초과 180° 미만의 임의의 각도로 이루어질 수 있다.

다른 실시예에서, 심지에 사용되는 필라멘트의 적어도 일부는 반경방향 심지이동을 촉진하도록 설계될 수 있다. 파이버글래스와 같은 연속 필라멘트 섬유는 주로 필라멘트의 축을 따르는 심지이동, 즉 축방향 심지이동을 촉진하는 경향이 있다. 적절한 설계를 통해서, 필라멘트는 또한 필라멘트의 축으로부터 외측으로의 반경방향 심지이동을 촉진하도록 초래될 수 있다. 예를 들어, 반경방향 심지이동은 피브릴화(fibrillated) 섬유 표면을 갖는 필라멘트의 사용을 통해서 촉진될 수 있다. 이러한 설계는 특히, 더 많은 전구체 조성물이 히터의 특정 영역에서 에어로졸화되도록 이용될 수 있게 만들 수 있기 때문에 히터에 근접하거나 히터와 접촉하는 필라멘트의 영역에서 유용할 수 있다. 연속 심지 구조물을 제공하기 위해 소결되거나 상호연결될 수 있는 입자 또는 비드의 사용 등을 통해서 유사한 효과가 달성될 수 있다.

심지 형성에 사용되는 필라멘트는 단독으로 제공될 수 있거나 또는 번들(메쉬와 끈을 포함)화 될 수 있다. 구체적으로, 필라멘트는 단일 섬유일 수 있거나, 또는 더 큰 매스를 제공하는 일군의 조합된 섬유로 형성될 수 있다. 심지에 사용되는 필라멘트의 다공성은 또한 모세관 작용을 변경하도록 제어될 수 있으며, 평균 기공(pore) 크기 및 총 다공성의 제어, 필라멘트 기하형태의 제어, 전체 심지 형상의 제어, 및 표면 특징의 제어를 포함할 수 있다. 개별 필라멘트는 또한 상이한 길이를 가질 수 있다. 필라멘트 속성의 변경은 증기 형성을 커스터마이징하는데 유용할 수 있다. 예를 들어, 보다 큰 심지이동 능력을 갖는 필라멘트는 다량으로 기화되어야 하는 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 운송하기 위해 사용될 수 있으며, 감소된 심지이동 능력을 갖는 필라멘트는 소량으로 기화되어야 하는 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 운송하기 위해 사용될 수 있다.

심지의 개별 필라멘트를 형성하기 위해 사용되는 재료의 형태는 또한 특정 형태의 화합물을 운송하기 위해 커스터마이징될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 심지는 소수성 액체를 우선적으로 심지이동시키기 위해 소수성 재료를 사용하는 필라멘트로 형성될 수 있다. 또한, 하나 이상의 심지는 친수성 액체를 우선적으로 심지이동시키기 위해 친수성 재료를 사용하는 필라멘트로 형성될 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 심지는, 상당히 극성이지도 않고 상당히 비극성이지도 않은 액체를 우선적으로 심지이동시키기 위해 천연 재료와 같은 친수적이지도 소수적이지도 않은 재료로 형성된 필라멘트를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 물품에 사용되는 에어로졸 전구체 조성물은 다양한 개별 성분으로 형성될 수 있다. 바람직하게, 에어로졸 전구체 조성물은 폴리올과 같은 적어도 하나의 에어로졸 형성 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 향미료 및 약물을 포함하는 다수의 추가 성분을 포함할 수 있다.

특정 실시예에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 담배, 담배 성분, 또는 담배-유래 물질(즉, 담배로부터 직접 격리될 수 있는 담배 내에서 자연적으로 발견되는 물질 또는 합성 조제되는 물질)을 포함할 수 있다. 사용되는 담배는 황색종 담배, 버어리종 담배, 오리엔트종 담배, 메릴랜드종 담배, 흑색종 담배, 훈증종 담배 및 루스티카 담배뿐 아니라 기타 희귀 또는 특수 담배 또는 그 혼합물과 같은 담배를 포함하거나 그로부터 유래할 수 있다. 다양한 대표 담배 형태, 담배의 가공된 형태, 및 담배 혼합물의 형태는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Lawson 등의 미국 특허 제4,836,224호; Perfetti 등의 미국 특허 제4,924,888호; Brown 등의 미국 특허 제5,056,537호; Brinkley 등의 미국 특허 제5,159,942호; Gentry의 미국 특허 제5,220,930호; Blakley 등의 미국 특허 제5,360,023호; Shafer 등의 미국 특허 제6,701,936호; Dominguez 등의 미국 특허 제6,730,832호, Li 등의 미국 특허 제7,011,096호; Li 등의 미국 특허 제7,017,585호; Lawson 등의 미국 특허 제7,025,066호; Perfetti 등의 미국 특허 공개 제2004/0255965호; Bereman의 PCT 공개 제WO 02/37990호; 및 Bombick 등의 Fund. Appl . Toxicol ., 39, p. 11-17 (1997)에 제시되어 있다.

흡연 물품 내에 포함되는 담배는 다양한 형태로 채용될 수 있으며; 다양한 담배 형태의 조합이 채용될 수 있거나, 상이한 형태의 담배가 흡연 물품 내의 상이한 위치에 채용될 수 있다. 예를 들어, 담배는 담배 추출물 형태로 채용될 수 있다. 예를 들어, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Cantrell 등의 미국 특허 제7,647,932호 및 Crooks 등의 미국 특허 공개 제2007/0215167호를 참조하기 바란다.

흡연 물품은 담배 제품의 제조를 위해서 전통적으로 사용되는 형태의 담배 첨가물을 포함할 수 있다. 이들 첨가물은 여송연, 궐련, 파이프 등의 생산을 위해 사용되는 담배의 향미와 방향(aroma)을 개선하기 위해 사용되는 물질의 형태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이들 첨가물은 다양한 궐련 케이싱 또는 탑 드레싱 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Wochnowski의 미국 특허 제3,419,015호; Berndt 등의 미국 특허 제4,054,145호; Burcham 2세 등의 미국 특허 제4,887,619호; Watson의 미국 특허 제5,022,416호; Strang 등의 미국 특허 제5,103,842호; 및 Martin의 미국 특허 제5,711,320호를 참조하기 바란다. 바람직한 케이싱 물질은 물, 설탕과 당밀(예를 들면, 자당, 포도당 및 이성화당), 희석제(예를 들면, 글리세린 또는 프로필렌 글리콜), 및 향미제(예를 들면, 코코아 및 감초)를 포함한다. 이들 첨가되는 성분은 또한 상부 드레싱 재료(예를 들면, 멘톨과 같은 향미 재료)를 포함한다. 예를 들어, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Mays 등의 미국 특허 제4,449,541호를 참조하기 바란다. 첨가될 수 있는 추가 재료는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Lawson 등의 미국 특허 제4,830,028호 및 Marshall 등의 미국 특허 공개 제2008/0245377호에 개시된 것을 포함한다.

흡연 물품 내에 담배를 통합시키기 위한 다양한 방식과 방법, 및 특히 이들 흡연 물품 내의 담배의 거의 전부를 의도적으로 연소시키지 않도록 설계되는 흡연 물품은, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Brooks 등의 미국 특허 제4,947,874호; Cantrell 등의 미국 특허 제7,647,932호, Banerjee 등의 미국 특허 공개 제2005/0016549호; 및 Crooks 등의 미국 특허 공개 제2007/0215167호에 제시되어 있다.

담배 향유, 담배 진액(essence), 분사 건조된 담배 추출물, 동결 건조된 담배 추출물, 담배 분말 등과 같은 추가 담배 재료가 증기 전구체 또는 에어로졸 전구체 조성물에 포함될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 용어 "담배 추출물"은 담배 추출 가공 조건 및 기술을 사용하여 담배로부터 분리, 제거 또는 유래되는 성분을 의미한다. 구체적으로 담배 또는 기타 식물의 정제 추출물이 사용될 수 있다. 통상적으로, 담배 추출물은 수성 성질을 갖는 용매(예를 들면, 물) 또는 유기 용매(예를 들면, 에탄올과 같은 알콜 또는 헥산과 같은 알칸)와 같은 용매를 사용하여 취득된다. 따라서, 추출된 담배 성분은 담배로부터 제거되고 미추출 담배 성분으로부터 분리되며; 용매 내에 존재하는 추출된 담배 성분에 대해서는, (i) 추출된 담배 성분으로부터 용매가 제거될 수 있거나, 또는 (ⅱ) 추출된 담배 성분과 용매의 혼합물이 그 자체로서 사용될 수 있다. 담배 추출물, 담배 진액, 용매, 담배 추출 가공 조건과 기술, 및 담배 추출물 수집 및 격리 수순의 예시적인 형태는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Schachner의 호주 특허 제276,250호; Meriro의 미국 특허 제2,805,669호; Green 등의 미국 특허 제3,316,919호; Tughan의 미국 특허 제3,398,754호; Rooker의 미국 특허 제3,424,171호; Luttich의 미국 특허 제3,476,118호; Osborne의 미국 특허 제4,150,677호; Kite의 미국 특허 제4,131,117호; Muller의 미국 특허 제4,506,682호; Roberts 등의 미국 특허 제4,986,286호; Fagg의 미국 특허 제5,005,593호; Fagg의 미국 특허 제5,065,775호; White 등의 미국 특허 제5,060,669호; White 등의 미국 특허 제5,074,319호; White 등의 미국 특허 제5,099,862호; White 등의 미국 특허 제5,121,757호; Munoz 등의 미국 특허 제5,131,415호; Smith 등의 미국 특허 제5,230,354호; Sensabaugh의 미국 특허 제5,235,992호; Smith의 미국 특허 제5,243,999호; Raymond의 미국 특허 제5,301,694호; Gonzalez-Parra 등의 미국 특허 제5,318,050호; Clapp 등의 미국 특허 제5,435,325호; 및 Brinkley 등의 미국 특허 제5,445,169호에 제시되어 있다.

에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 조성물은 우선적으로 다가 알콜(예를 들면, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 그 혼합물)을 포함할 수 있다. 추가 에어로졸 전구체 조성물의 대표적인 형태는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Sensabaugh 2세 등의 미국 특허 제4,793,365호; Jakob 등의 미국 특허 제5,101,839호; Biggs 등의 PCT WO 98/57556호; 및 Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco(담배를 연소시키는 대신에 가열하는 신규 궐련 견본에 대한 화학적 및 생물학적 연구), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988)에 제시되어 있다. 일부 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 충분한 열이 가해지면(그리고 필요할 경우 공기로 냉각되면) 가시적 에어로졸을 생성할 수 있으며, 에어로졸 전구체 조성물은 "연기와 같은(smoke-like)" 것으로 간주될 수 있는 에어로졸을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은, 사실상 볼 수 없지만 향미 또는 질감과 같은 다른 특징이 존재함으로써 인지될 수 있는 에어로졸을 생성할 수 있다. 따라서, 생성되는 에어로졸의 성질은 에어로졸 전구체 조성물의 특정 성분에 따라서 달라질 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 담배 연소에 의해 생성되는 연기의 화학적 성질에 비해서 화학적으로 간단할 수 있다.

에어로졸 전구체 조성물은 물과 같은 액상 물질을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물은 글리세린과 물의 혼합물, 또는 프로필렌 글리콜과 물의 혼합물, 또는 프로필렌 글리콜과 글리세린의 혼합물, 또는 프로필렌 글리콜, 글리세린 및 물의 혼합물을 포함할 수 있다. 예시적인 에어로졸 전구체 조성물은 또한, 관련 흡연 카트리지 타입 C1a, C2a, C3a, C4a, C1b, C2b, C3b, C4b를 사용하여 채택될 수 있는 상표명 E-CIG를 갖는 전자 담배로서 및 Beijing, China 소재의 Ruyan SBT Technology and Development Co., Ltd.로부터의 Ruyan 무화 전자 파이프 및 Ruyan 무화 전자 궐련으로서, Acworth, Ga., USA. 소재의 Atlanta Imports Inc.를 통해서 구입할 수 있는 장치 내에 통합되는 형태의 재료를 포함한다.

본 발명의 흡연 물품에 사용되는 에어로졸 전구체 조성물은 하나 이상의 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 액상 니코틴이 사용될 수 있다. 이러한 추가 재료는 에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 조성물의 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 조성물은 흡입 가능한 물질을 포함하는 것으로 기재될 수 있다. 이러한 흡입 가능한 물질은 본 명세서에서 논의되는 향미료, 약물 및 기타 재료를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 흡연 물품을 사용하여 송달되는 흡입 가능한 물질은 담배 성분 또는 담배-유래 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질은 예를 들어 저장조 내에 다른 에어로졸 전구체 성분과 별도로 제공될 수 있다. 따라서, 정해진 분량의 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질은, 상기 향미료, 약물 또는 기타 흡입 가능한 물질을 에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 조성물의 추가 성분들과 함께 사용자에 의해 흡입되도록 방출하기 위해 따로따로 또는 동시에 저항 가열 요소에 송달될 수 있다.

흡연 물품의 메인스트림 에어로졸의 관능적 또는 감각자극적 특성 또는 속성을 변경하는 다양한 형태의 향미제 또는 물질이 사용될 수 있다. 이러한 향미제는 담배 이외의 소스로부터 제공될 수 있고, 본질적으로 천연이거나 인공일 수 있으며, 농축물 또는 향미료 패키지로서 사용될 수 있다. 특히 관심있는 것은 에어로졸이 발생되는 흡연 물품 구역에 적용되거나 통합되는 향미제이다. 다시, 이러한 향미제는 저항 가열 요소에 직접 공급될 수 있거나, 전술했듯이 기판 상에 제공될 수 있다. 예시적인 향미제로는 바닐린, 에틸렌 바닐린, 크림, 차, 커피, 과일(예를 들면, 사과, 체리, 딸기, 복숭아, 및 라임과 레몬을 포함하는 감귤 향미료), 단풍밀, 멘톨, 민트, 페퍼민트, 스피어민트, 동록유(wintergreen), 육두구(nutmeg), 정향(clove), 라벤더, 소두구(cardamom), 생강, 꿀, 아니스(anise), 샐비어, 계피, 백단유, 자스민, 카스카릴라(cascarilla), 코코아, 감초, 및 궐련, 여송연, 파이프 담배의 향미를 위해 전통적으로 사용되는 형태 및 특성의 향신료와 향미료 패키지가 포함된다. 이성화당과 같은 시럽도 사용될 수 있다. 향미제는 또한 산성 또는 염기성 특성(예를 들면, 레불린산, 숙신산, 젖산 및 피루브산과 같은 유기산)을 가질 수 있다. 향미제는 필요할 경우 에어로졸-발생 재료와 조합될 수 있다. 사용될 수 있는 예시적인 식물-유래 조성물은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Dube 등의 미국 출원 제12/971,746호 및 Dube 등의 미국 출원 제13/015,744호에 개시되어 있다.

에어로졸 전구체와 조합될 수 있는 니코틴과 같은 약물의 향미, 관능적 또는 감각자극적 특성에 영향을 미치기 위해 특히 유기산이 에어로졸 전구체 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 레불린산, 숙신산, 젖산 및 피루브산과 같은 유기산이 니코틴과 함께 에어로졸 전구체에 포함될 수 있으며, 그 양은 (총 유기산 함량에 기초하여) 니코틴과 등몰(equimolar)인 정도까지의 양이다. 여러 유기산의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체는 존재하는 유기산의 총량이 에어로졸 전구체 내에 존재하는 니코틴의 총량과 등몰인 농도까지, 니코틴 1몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 레불린산, 니코틴 1몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 피루브산, 니코틴 1몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 젖산, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.

담배에서 유래하는 의약품 등급 니코틴을 포함하는, 담배 추출물을 함유하는 에어로졸 전구체 재료의 실시예에서, 담배 추출물은 예를 들어, N'-니트로소노르니코틴(NNN), (4-메틸니트로사미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논(NNK), N'-니트로소아나타빈(NAT) 및 N'-니트로소아나바신(NAB)을 구비하는 담배-특이 니트로사민(TSNA); 벤즈안트라센(benz[a]anthracene), 벤조피렌(benzo[a]pyrene), 벤조[b]플루오란텐(benzo[b]fluoranthene), 벤조[k]플루오란텐(benzo[k]fluoranthene), 크리센, 디벤즈[a,h]안트라센(dibenz[a,h]anthracene) 및 인데노[l,2,3-cd]피렌을 구비하는 다환방향족 탄화수소(PAH) 등을 포함하는, 총칭하여 호프만 검체로 알려져 있는 화합물이 거의 없는 것을 특징으로 하는 것이 유리하다. 특정 실시예에서, 에어로졸 전구체 재료는 TSNA 및 PAH를 포함하는 일체의 호프만 검체가 전혀 없을 수 있다. 에어로졸 전구체 재료의 실시예는 약 5 ppm 미만, 약 3 ppm 미만, 약 1 ppm 미만, 또는 약 0.1 ppm 미만, 또는 심지어 임의의 검출 가능한 한계 이하 범위의 TSNA 레벨(또는 다른 호프만 검체 레벨)을 가질 수 있다. 호프만 검체 농도의 감소를 달성하기 위해 특정 추출 공정 또는 처리 공정이 사용될 수 있다. 예를 들어, 담배 추출물은 예를 들어 Bhattacharyya 등의 미국 특허 공개 제2007/0186940호; Rees 등의 미국 특허 공개 제2011/0041859호; 및 Jonsson 등의 미국 특허 공개 제2011/0159160호; 및 2011년 5월 19일자로 출원된 Byrd 등의 미국 특허 출원 제13/111,330호에 기재된 것과 같은 각인 폴리머 또는 비각인(non-imprinted) 폴리머와 접촉될 수 있으며, 이들 문헌은 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 추가로, 담배 추출물은 특정 알데하이드 및 기타 화합물을 제거할 수 있는, 아민 관능기를 갖는 이온 교환 재료로 처리될 수 있다. 예를 들어 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Horsewell 등의 미국 특허 제4,033,361호 및 Figlar 등의 미국 특허 제6,779,529호를 참조하기 바란다.

에어로졸 전구체 조성물은 그 안에 사용되는 재료의 다양한 양에 기초하여 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 유용한 에어로졸 전구체 조성물은 약 98 중량% 이하, 약 95 중량% 이하, 또는 약 90 중량% 이하의 폴리올을 포함할 수 있다. 이 총량은 둘 이상의 상이한 폴리올 사이에 임의의 조합으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 폴리올은 약 50 중량% 내지 약 90 중량%, 약 60 중량% 내지 약 90 중량%, 또는 약 75 중량% 내지 약 90 중량%의 에어로졸 전구체를 포함할 수 있고, 제 2 폴리올은 약 2 중량% 내지 약 45 중량%, 약 2 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 10 중량%의 에어로졸 전구체를 포함할 수 있다. 유용한 에어로졸 전구체는 또한, 약 25 중량% 이하, 약 20 중량% 이하 또는 약 15 중량% 이하의 물, 특히 약 2 중량% 내지 약 25 중량%, 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 7 중량% 내지 약 15 중량%의 물을 포함할 수 있다. 향미료 등(니코틴과 같은 약물을 포함할 수 있음)은 약 10 중량% 이하, 약 8 중량% 이하, 또는 약 5 중량% 이하의 에어로졸 전구체를 포함할 수 있다.

비제한적인 예로서, 본 발명에 따른 에어로졸 전구체는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 물, 니코틴, 및 하나 이상의 향미료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 글리세롤은 약 70 중량% 내지 약 90 중량%, 약 70 중량% 내지 약 85 중량%, 또는 약 75 중량% 내지 약 85 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 프로필렌 글리콜은 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1 중량% 내지 약 8 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 6 중량%의 양으로 존재할 수 있으며, 물은 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 약 10 중량% 내지 약 18 중량%, 또는 약 12 중량% 내지 약 16 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 니코틴은 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 4 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 3 중량%의 양으로 존재할 수 있으며, 향미료는 약 5 중량% 이하, 약 3 중량% 이하, 또는 약 1 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있고, 모든 양은 에어로졸 전구체의 총 중량에 기초한 것이다. 에어로졸 전구체의 한 가지 구체적인 비제한적 예는 약 75 중량% 내지 약 80 중량%의 글리세롤, 약 13 중량% 내지 약 15 중량%의 물, 약 4 중량% 내지 약 6 중량%의 프로필렌 글리콜, 약 2 중량% 내지 약 3 중량%의 니코틴, 및 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%의 향미료를 포함한다. 니코틴은 예를 들어 담배 추출물에서 나온 것일 수 있다.

흡연 물품 내에 사용되는 에어로졸 전구체 조성물의 양은, 물품이 허용 가능한 감각적 및 관능적 특성과 바람직한 성능 특성을 나타내게 하는 양이다. 예를 들어, 많은 점에서 담배 연기의 모습과 흡사한 가시적 메인스트림 에어로졸을 발생시키기 위해 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜과 같은 충분한 에어로졸 전구체 조성물 성분들이 사용되는 것이 매우 바람직하다. 통상적으로, 흡연 물품에 포함되는 에어로졸-발생 재료의 양은 약 1.5 g 이하, 약 1 g 이하, 또는 약 0.5 g 이하의 범위에 있다. 에어로졸 전구체 조성물의 양은 흡연 물품에 사용되는 카트리지당 요구되는 퍼프 횟수와 같은 인자에 종속될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 상당한 정도의 허용될 수 없는 떨어지는 맛, 박막성 마우쓰-느낌, 또는 담배 절단 충전재를 연소시킴으로써 메인스트림 연기를 발생시키는 전통적인 형태의 담배의 관능 경험과 크게 다른 전체 감각 경험을 도입하지 않는 것이 바람직하다. 특정 에어로졸-발생 재료 및 저장조 재료의 선택, 이들 성분의 사용되는 양, 및 사용되는 담배 재료의 형태는 흡연 물품에 의해 생성되는 메인스트림 에어로졸의 전체 화학 조성을 제어하기 위해 변경될 수 있다.

통상적으로, 흡연 물품에 사용되는 에어로졸 전구체 조성물은 제 1 성분 및 이와 별개의 적어도 제 2 성분으로 형성될 것이다. 따라서, 에어로졸 전구체 조성물은 두 개의 개별 성분, 세 개의 개별 성분, 네 개의 개별 성분, 다섯 개의 개별 성분 등과 같은 복수의 성분으로 형성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물의 개별 성분들은 개별 심지에 의해서 또는 단일 심지 내의 개별적이고 정해진 필라멘트 그룹에 의해서 운송될 수 있다. 이와 관련하여 개별 운송은 에어로졸 전구체 조성물의 각각의 개별 성분에 적용되거나 여러가지 개별 성분의 임의의 조합에 적용될 수 있다. 예를 들어, 단일 저장조가 분할될 수 있으며, 에어로졸 전구체 조성물의 상이한 성분은 특정 세그먼트와 유체 연결되는 심지 필라멘트에 의해 운송되도록 상이한 세그먼트에 수용될 수 있다. 대안적으로, 상이한 심지와 조합되는 상이한 저장조가 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 모두 다양한 설계를 갖고 다양한 재료로 형성되는, 하나 이상의 저장조, 하나 이상의 운송 요소, 및 하나 이상의 히터 요소의 다양한 조합이 사용될 수 있다.

유익하게, 가열 요소를 분리하기 위해 에어로졸 전구체 조성물의 개별 성분들의 개별 운송을 이용함으로써 개별 성분들은 사용자가 빨아들이기 위한 보다 일관된 에어로졸을 제공하기 위해 상이한 온도로 가열될 수 있다. 개별 히터의 에어로졸화 온도는 거의 동일할 수 있지만, 일부 실시예에서, 개별 히터의 에어로졸화 온도는 2 ℃ 이상, 5 ℃ 이상, 10 ℃ 이상, 20 ℃ 이상, 30 ℃ 이상 또는 50 ℃ 이상 상이할 수 있다.

히터, 배터리, 캐패시터, 스위칭 부품, 저장조, 디스펜서, 에어로졸 전구체 등과 같은 본 발명에 따른 흡연 물품에 사용하기 위한 다양한 재료를 앞서 설명했지만, 본 발명은 단지 예시된 실시예로 한정되는 것으로 간주되지 않아야 한다. 오히려, 통상의 기술자는 본 발명의 임의의 특정 부품과 교환될 수 있는 본 기술 분야의 유사 부품을 본 명세서에 기초하여 인지할 수 있다. 예를 들어, Sprinkel 2세의 US 제5,261,424호는 파워물기와 연관된 사용자 입술 활동을 검출하고 이후 가열을 촉발하기 위해 장치의 마우쓰-단부와 연관될 수 있는 압전 센서를 개시하고; McCafferty 등의 US 제5,372,148호는 마우쓰피스를 통한 압력 강하에 반응하여 가열 로드 어레이로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하며; Harris 등의 US 제5,967,148호는 흡연 장치 내의 리셉터클로서, 삽입된 부품의 적외선 투과율의 불균일성을 검출하는 식별자(identifier) 및 상기 부품이 리셉터클 내에 삽입됨에 따라 검출 루틴을 실행하는 컨트롤러를 구비하는 리셉터클을 개시하고; Fleischhauer 등의 US 제6,040,560호는 다중 차등 위상을 갖는 정해진 실행가능한 전력 사이클을 기재하며; Watkins 등의 US 제5,934,289호는 광자-광전자 부품을 개시하고; Counts 등의 US 제5,954,979호는 흡연 장치를 통한 피워물기 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하며; Blake 등의 US 제6,803,545호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구조를 개시하고; Griffen 등의 US 제7,293,565호는 흡연 장치에 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하며; Fernando 등에 의한 US 제2009/0320863호는 충전을 촉진하고 장치의 컴퓨터 제어를 가능하게 하기 위한 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하며; Fernando 등에 의한 US 제2010/0163063호는 흡연 장치용 식별 시스템을 개시하고; Flick에 의한 WO 제2010/003480호는 에어로졸 발생 시스템 내의 퍼프를 나타내는 유체 유동 감지 시스템을 개시하며; 상기 문헌은 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 전자 에어로졸 송달 물품에 관련되는 부품 및 본 발명의 물품에 사용될 수 있는 개시 재료 또는 부품의 추가 예로는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호; Morgan 등의 미국 특허 제5,249,586호; Higgins 등의 미국 특허 제5,666,977호; Adams 등의 미국 특허 제6,053,176호; White의 US 제6,164,287호; Voges의 미국 특허 제6,196,218호; Felter 등의 미국 특허 제6,810,883호; Nichols의 미국 특허 제6,854,461호; Hon의 미국 특허 제7,832,410호; Kobayashi의 미국 특허 제7,513,253호; Hamano의 미국 특허 제7,896,006호; Shayan의 미국 특허 제6,772,756호; Hon의 미국 특허 공개 제2009/0095311호, 제2006/0196518호, 제2009/0126745호 및 제2009/0188490호; Thorens 등의 미국 특허 공개 제2009/0272379호; Monsees 등의 미국 특허 공개 제2009/0260641호 및 제2009/0260642호; Oglesby 등의 미국 특허 공개 제2008/0149118호 및 제2010/0024834호; Wang의 미국 특허 공개 제2010/0307518호; 및 Hon의 WO 제2010/091593호가 포함된다. 상기 문헌에 개시된 다양한 재료는 다양한 실시예에서 본 장치에 포함될 수 있으며, 상기 문헌은 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.

본 발명에 따른 물품은 이하에서 상세히 논의되는 다양한 실시예를 취할 수 있지만, 소비자에 의한 물품 사용은 범위가 유사할 것이다. 특히, 물품은 단일 유닛으로서 또는 소비자에 의해 사용을 위해 조합되고 이후 소비자에 의해 분해되는 복수의 성분으로서 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 흡연 물품은 제 2 유닛과 함께 결합 및 결합해제될 수 있는 제 1 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 유닛은 저항 가열 요소를 포함하고, 상기 제 2 유닛은 전기 전원을 포함한다. 일부 실시예에서, 제 2 유닛은 전기 전원으로부터의 전류 흐름을 조작 또는 조절하는 하나 이상의 제어 부품을 추가로 포함할 수 있다. 제 1 유닛은 제 2 유닛과 결합하는 원위 단부 및 마우쓰피스(또는 간단히 마우쓰단부)를 구비하는 대향 근위 단부를 포함할 수 있으며, 그 근위 단부에는 개구가 구비된다. 제 1 유닛은 제 1 유닛의 마우쓰피스 내로 개방되는 공기 유로를 포함할 수 있으며, 공기 유로는 저항 가열 요소로부터 형성된 에어로졸을 마우쓰피스 내로 통과시킬 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제 1 유닛은 일회용일 수 있다. 마찬가지로, 제 2 유닛은 재사용될 수 있다.

본 발명에 따른 흡연 물품은 연결 단부 및 대향 폐쇄 단부를 갖는 거의 원통 형상의 재사용 가능한 제어 보디를 가질 수 있다. 제어 하우징의 폐쇄 단부는 물품의 능동적 사용의 하나 이상의 인디케이터를 구비할 수 있다. 물품은 제어 보디의 연결 단부와 결합하는 연결 단부 및 대향 마우쓰단부를 갖는 카트리지를 포함할 수 있다. 사용을 위해서, 소비자는 카트리지의 연결 단부를 제어 보디의 연결 단부에 연결할 수 있거나, 그렇지 않으면 물품이 본 명세서에 기재되듯이 작동 가능하도록 카트리지를 제어 보디와 조합할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 보디 및 카트리지의 연결 단부는 나사형 결합을 위해 나사가공될 수 있다. 다른 실시예에서, 연결 단부는 압입 결합을 가질 수 있다.

사용 중에, 소비자는 저항 가열 요소의 가열을 개시하며, 저항 가열 요소에 의해 생성된 열은 에어로졸 전구체 조성물을 에어로졸화하고, 경우에 따라서는 추가적인 흡입 가능한 물질을 에어로졸화한다. 이러한 가열은 에어로졸 전구체 조성물의 적어도 일부를 에어로졸(그것에 포함되는 임의의 추가적인 흡입 가능한 물질을 포함할 수 있음) 형태로 방출하며, 이러한 에어로졸은 카트리지의 마우쓰단부와 유체 연통하는 카트리지 내부의 공간 내에 제공된다. 소비자가 카트리지의 마우쓰단부를 흡입하면, 카트리지를 통해서 공기가 흡인되고, 흡인된 공기와 에어로졸의 조합체는, 흡인된 재료가 카트리지의 마우쓰단부를(그리고 존재할 경우 임의의 선택적 마우쓰피스를) 빠져나가 소비자의 입안에 들어감에 따라 소비자에 의해 흡입된다. 가열을 개시하기 위해, 소비자는 저항 가열 요소가 배터리 또는 기타 에너지원(캐패시터 등)으로부터 전기 에너지를 수용하게 만드는 푸시버튼, 정전용량식 센서, 또는 유사한 부품을 작동시킬 수 있다. 전기 에너지는 예정된 기간 동안 공급될 수 있거나, 수동 제어될 수 있다. 바람직하게, 전기 에너지의 흐름은 (대기 온도보다 큰 기준 온도, 예를 들면 능동 가열 온도로의 급속 가열을 촉진하는 온도를 유지하기 위해서 진행될 수도 있지만) 물품에 대한 퍼프 사이에는 거의 진행되지 않는다.

추가 실시예에서, 가열은 본 명세서에 달리 기재되어 있는 다양한 센서의 사용을 통해서 소비자의 퍼핑 작용에 의해 개시될 수도 있다. 퍼프가 단절되면, 가열이 중지되거나 감소될 것이다. 소비자가 흡입 가능한 물질의 충분한 양(예를 들면, 통상적인 흡연 경험과 동등해지기에 충분한 양)을 방출하기 위해 충분한 횟수의 퍼프를 취했을 때, 카트리지는 제어 하우징으로부터 제거되어 폐기될 수 있다. 카트리지가 소모되었다는(즉, 에어로졸 전구체 조성물이 소비자에 의해 거의 제거되었다는) 표시가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 카트리지는 단일 흡연 경험보다 더 많은 것을 제공할 수 있으며 따라서 종래 궐련의 전체 꾸러미(full pack)를 최대한 또는 그 이상 모방하기 위해 충분한 함량의 에어로졸 전구체 조성물을 제공할 수 있다.

물품 사용에 대한 상기 설명은 본 명세서에 제공되는 추가 설명을 감안할 때 통상의 기술자에게 자명할 수 있는 일부 수정을 통해서 기재되는 다양한 실시예에 적용될 수 있다. 그러나, 상기 사용 설명은 본 발명의 물품의 사용을 제한하도록 의도되지 않으며, 본 발명의 모든 필수 요건과 부합하도록 제공된다.

특정 실시예에서, 본 발명에 따른 흡연 물품은 일회용 물품으로서(또는 예를 들어 일회용 카트리지와 같은 일회용 유닛을 구비하는 것으로) 특징지어질 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에서 에어로졸 전구체 조성물을 함유하는 저장조는 소비자가 물품의 1회 사용보다 더 많이 얻을 수 있도록 충분한 양의 에어로졸 전구체 조성물을 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 물품은 복수의 종래 궐련, 예를 들면, 2개 이상, 5개 이상, 10개 이상, 또는 20개 이상의 종래 궐련으로부터 얻을 수 있는 (약 2초 내지 4초 기간의) 퍼프 횟수와 거의 동등한 퍼프 횟수를 제공할 수 있도록 충분한 에어로졸화 가능하거나 및/또는 흡입 가능한 재료를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 일회용, 단일 유닛은 약 20회 이상, 약 50회 이상, 또는 약 100회 이상의 퍼프를 제공할 수 있으며, 단일 퍼프는 본 명세서에서 달리 기술된 바와 같이 측정된다.

바람직한 실시예에서, 물품은 궐련 또는 시가 형상에 비견되는 크기를 취할 수 있다. 물품은 약 5 ㎜ 내지 약 25 ㎜, 약 5 ㎜ 내지 약 20 ㎜, 약 6 ㎜ 내지 약 15 ㎜, 또는 약 6 ㎜ 내지 약 10 ㎜의 직경을 가질 수 있다. 이러한 치수는 셸의 외경에 대응할 수 있다. 또한, 제어 보디와 카트리지는 전체 길이와 관련하여 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어 보디는 약 50 ㎜ 내지 약 110 ㎜, 약 60 ㎜ 내지 약 100 ㎜, 또는 약 65 ㎜ 내지 약 95 ㎜의 길이를 가질 수 있다. 카트리지는 약 20 ㎜ 내지 약 60 ㎜, 약 25 ㎜ 내지 약 55 ㎜, 또는 약 30 ㎜ 내지 약 50 ㎜의 길이를 가질 수 있다. 조합된 카트리지와 제어 보디의 전체 길이(또는 단일의 일체형 셸로 형성된 본 발명에 따른 흡연 물품의 전체 길이)는 예를 들어 약 70 ㎜ 내지 약 130 ㎜, 약 80 ㎜ 내지 약 125 ㎜, 또는 약 90 ㎜ 내지 약 120 ㎜인 통상적인 궐련의 길이와 대략 동일하거나 그 이하일 수 있다.

특정 실시예에서, 본 발명에 따른 일회용 유닛 또는 카트리지는 첨부 도면과 관련하여 전술한 카트리지와 거의 동일할 수 있다. 따라서, 일회용 카트리지는 재사용 가능한 흡연 물품 또는 약물 송달 물품과 결합하도록 구성된 원위 부착 단부 및 형성된 증기와 임의의 추가 흡입 가능한 물질이 소비자에게 이동하는 것을 허용하도록 구성된 대향 마우쓰단부를 갖는 실질적으로 튜브 형상의 카트리지 셸을 포함할 수 있다. 카트리지 셸은 추가 카트리지 부품, 특히 저장조와 유체 연통하는 복수의 필라멘트로 형성된 내측 및/또는 외측 심지이동 심지를 구비하는 내부 카트리지 공간을 가질 수 있다.

본 명세서에 기재된 다양한 도면은 작동 관계에 있는 제어 보디 및 카트리지를 도시하지만, 제어 보디 및 카트리지는 개별 장치로서 존재할 수 있음을 알아야 한다. 따라서, 조합되는 부품들과 관련하여 본 명세서에 제공되는 어떠한 논의도 개별적이고 별개인 부품으로서 제어 보디 및 카트리지에 적용되는 것으로 이해되어야 한다.

다른 양태에서, 본 발명은 본 명세서에 기재되는 다양한 부품을 제공하는 키트에 관한 것일 수 있다. 예를 들어, 키트는 하나 이상의 카트리지를 갖는 제어 보디를 포함할 수 있다. 키트는 하나 이상의 충전 부품을 갖는 제어 보디를 추가로 포함할 수 있다. 키트는 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 보디를 추가로 포함할 수 있다. 키트는 하나 이상의 카트리지와 하나 이상의 충전 부품 및/또는 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 보디를 추가로 포함할 수 있다. 추가 실시예에서, 키트는 복수의 카트리지를 포함할 수 있다. 키트는 복수의 카트리지와 하나 이상의 배터리 및/또는 하나 이상의 충전 부품을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 키트는 하나 이상의 추가 키트 부품을 수용하는 케이스(또는 기타 포장, 운반 또는 저장 부품)를 추가로 구비할 수 있다. 케이스는 재사용 가능한 하드 또는 소프트 용기일 수 있다. 또한, 케이스는 단순히 박스이거나 기타 포장 구조물일 수 있다.

본 발명의 많은 수정예 및 기타 실시예가 상기 설명 및 관련 도면에 제시된 기술의 이점을 갖는 통상의 기술자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 실시예로 한정되지 않아야 하고 수정예 및 기타 실시예가 청구범위 내에 포함되도록 의도됨을 알아야 한다. 본 명세서에 특정 용어가 사용되지만, 이들 용어는 포괄적이고 서술적인 의미로만 사용되며 제한적인 목적으로는 사용되지 않는다.

Claims (33)

1. 흡연 물품에 있어서,
   외벽을 포함하는 셸로서, 셸의 길이를 따라서 연장되는 중심축을 갖는 셸;
   상기 셸 내에 배치되는 심지로서, 브러시형 구조로 정렬된 복수의 개별 필라멘트로 형성되며, 개별 필라멘트 각각은 유지 부재에 부착되는 제 1 단부 및 대향 자유 단부를 포함하는 심지; 및
   에어로졸 전구체 조성물을 포함하고;
   상기 심지는 필라멘트의 자유 단부가 셸의 내부를 향하도록 그리고 에어로졸 전구체 조성물을 유지 부재로부터 중심축을 향해서 외벽에 대해 내측으로 심지이동시키기 위해 배치되거나;
   상기 심지는 필라멘트의 자유 단부가 중심축으로부터 외측으로 향하도록 그리고 에어로졸 전구체 조성물을 중심축으로부터 셸의 외벽을 향해서 외측으로 심지이동시키기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는
   흡연 물품.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 필라멘트는 중공 셸의 내표면의 단수 또는 복수의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는
   흡연 물품.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 필라멘트는 중공 셸의 길이를 따라서 한 줄로 또는 여러 줄로 축방향 정렬되는 것을 특징으로 하는
   흡연 물품.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 축방향 정렬은 직선 또는 나선형인 것을 특징으로 하는
   흡연 물품.
5. 제 1 항에 있어서,
   중공 셸의 길이의 적어도 일부를 통해서 중심축을 따라 연장되는 중심 부재를 추가로 포함하며, 상기 필라멘트는 중심 부재의 단수 또는 복수의 세그먼트 주위에 원주방향으로 배치되거나, 상기 필라멘트는 중심 부재의 길이를 따라서 한 줄로 또는 여러 줄로 축방향 정렬되는 것을 특징으로 하는
   흡연 물품.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 필라멘트는 직선으로 또는 나선형으로 축방향 정렬되는 것을 특징으로 하는
   흡연 물품.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 필라멘트는 길이가 거의 균일한 것을 특징으로 하는
   흡연 물품.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 필라멘트는 길이가 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는
   흡연 물품.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 필라멘트 길이는 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는
   흡연 물품.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 전구체 조성물은 대기 조건에서 액체 또는 겔 형태인 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 부재는 저장조이며, 에어로졸 전구체 조성물은 저장조에 의해 보유되는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
12. 제 11 항에 있어서,
    저장조 및 심지의 하나 또는 양자는 복수의 세그먼트로 제공되는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 물품은 유지 부재와 별개인 저장조를 포함하며, 에어로졸 전구체 조성물은 저장조에 의해 보유되는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
14. 제 1 항에 있어서,
    에어로졸 전구체 조성물을 기화시키도록 구성된 히터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 히터는 단수 또는 복수의 저항 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
16. 제 15 항에 있어서,
    적어도 하나의 열선은 심지의 필라멘트와 적어도 부분적으로 꼬아지거나, 적어도 하나의 열선은 심지의 필라멘트 내에 직조되는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    제 1 열선이 심지의 제 1 세그먼트와 접촉하고, 제 2 열선이 심지의 제 2 세그먼트와 접촉하는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 심지의 제 1 세그먼트는 제 1 에어로졸 전구체 재료를 심지이동시키도록 구성되고, 상기 심지의 제 2 세그먼트는 제 2 에어로졸 전구체 재료를 심지이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 열선과 제 2 열선은 상이한 가열 온도, 상이한 가열 속도, 및 상이한 총 가열 시간 중 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
20. 제 1 항에 있어서,
    전기 전원 및 제어 부품의 하나 또는 양자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품.
21. 흡연 물품 내에 에어로졸을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 방법은 흡연 물품 내의 전기 전원으로부터 흡연 물품 내의 저항 열선으로의 전류 흐름을 개시하는 단계를 포함하며, 열선은 열선의 가열 및 심지에 의해 운송되는 에어로졸 전구체 조성물의 기화를 초래하기 위해 브러시형 구조로 정렬된 복수의 개별 필라멘트로 형성되는 심지와 꼬아지고, 개별 필라멘트 각각은 유지 부재에 부착되는 제 1 단부 및 대향 자유 단부를 포함하며;
    상기 심지는 필라멘트의 자유 단부가 셸의 내부를 향하도록 그리고 에어로졸 전구체 조성물을 유지 부재로부터 셸의 길이를 따라서 연장되는 중심축을 향해서 외벽에 대해 내측으로 심지이동시키기 위해 외벽을 갖는 셸 내에 배치되거나;
    상기 심지는 필라멘트의 자유 단부가 중심축으로부터 외측으로 향하도록 그리고 에어로졸 전구체 조성물을 중심축으로부터 셸의 외벽을 향해서 외측으로 심지이동시키기 위해 셸 내에 배치되는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품 내의 에어로졸 형성 방법.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 흡연 물품은 복수의 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품 내의 에어로졸 형성 방법.
23. 제 22 항에 있어서,
    두 개 이상의 열선이 동시에 가열되는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품 내의 에어로졸 형성 방법.
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 에어로졸 전구체 조성물은 두 개 이상의 개별 성분을 포함하며, 상기 에어로졸 전구체 조성물의 개별 성분은 동시에 가열되는 열선에 의해 개별적으로 가열되는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품 내의 에어로졸 형성 방법.
25. 제 23 항에 있어서,
    상기 동시에 가열되는 열선은 이들 열선이 상이한 온도로 가열되거나 상이한 기간 동안 가열되도록 상이한 조건 하에 전기 전원으로부터 전류 흐름을 수용하는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품 내의 에어로졸 형성 방법.
26. 제 25 항에 있어서,
    두 개 이상의 열선이 정해진 시퀀스 또는 패턴으로 가열되는 것을 특징으로 하는
    흡연 물품 내의 에어로졸 형성 방법.
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