KR102360235B1 - 전자 흡연 물품 및 관련 방법 - Google Patents

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찰스 제이콥 삼세 노박
스테판 리 올더먼
마이클 라이언 갤로웨이
쿠엔틴 폴 이세 구엔더
프레데릭 필립 앰폴리니
레이몬드 씨 이세 헨리
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케이쓰 윌리엄 앤더슨
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Abstract

전자 흡연 물품과 같은 흡연 물품, 및 이러한 흡연 물품을 형성하는 방법이 제공된다. 예시적인 흡연 물품은, 제어 바디 결합 단부를 구비하고, 제 1 제어 구성요소를 내부에 구비하는 제어 바디부를 포함한다. 카트리지 바디부는 제어 바디부의 제어 바디 결합 단부와 제거가능하게 결합하도록 구성된 카트리지 바디 결합 단부를 포함한다. 이러한 카트리지 바디부는, 적어도 하나의 에어로졸 전구체 조성물 및 이 에어로졸 전구체 조성물과 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 가열 요소를 포함하는 소모성 구성체와, 제 2 제어 구성요소를 추가로 포함한다. 적어도 하나의 소모성 구성체는 카트리지 바디부와 제어 바디부 사이의 결합시에 제 1 제어 구성요소와 통신하도록 구성된다.

Description

전자 흡연 물품 및 관련 방법{AN ELECTRONIC SMOKING ARTICLE AND ASSOCIATED METHOD}
본 개시는 에어로졸 송출 물품, 및 담배 성분 또는 다른 물질을 흡입가능한 형태로 만들기 위한 그 용도에 관한 것이다. 상기 물품은 담배로부터 제조 또는 유도될 수 있거나, 아니면 식용 담배를 포함할 수도 있다.
태우는 담배에 기초한 흡연 제품의 개선 또는 대안으로서 많은 흡연 물품이 오랜 세월 동안 제안되어 왔다. 예시적인 대안으로는 담배에 열을 전달하기 위해 고체 또는 액체 연료가 연소되거나 그러한 열원을 제공하는데 화학 반응이 사용되는 장치가 포함되어 있다. 다수의 참고 문헌은 향미 증기(flavored vapor), 가시적 에어로졸, 또는 향미 증기와 가시적 에어로졸의 혼합물을 생성하는 타입의 다양한 흡연 물품을 제안하고 있다. 이들 제안된 타입의 흡연 물품의 일부는 튜브형 섹션 또는 종방향으로 연장되는 공기 통로를 구비한다.
흡연 물품의 개선 또는 대안의 요점은 통상적으로, 상당량의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 송출하는 일없이 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 흡연과 연관된 감각을 제공하는 것이었다. 이러한 목적을 위해, 전기 에너지를 이용하여 휘발성 물질을 기화 또는 가열하거나, 담배를 연소시키는 일없이 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하고자 하는 다수의 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되어 있다.
대안적인 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 개시되어 있다. 이들 타입의 흡연 물품 대부분은 에어로졸을 제공하도록 및/또는 에어로졸 형성 물질을 가열하도록 연소되는 가연성 연료 소스를 이용하고 있다. 예를 들면, 그 개시내용이 전체적으로 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 들면, 그 개시내용이 전체적으로 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 타입의 궐련이 R. J. Reynolds Tobacco Company에 의해 상표명 "Premier" 및 "Eclipse"로 시판되고 있다. 예를 들면, 담배를 연소시키는 대신에 가열하는 신규 궐련 견본에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco)(R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988) 및 Inhalation Toxicology, 12:5, p. 1-58 (2000))에 기재된 그러한 타입의 궐련을 참조하기 바란다. 또한, 그 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용되는, Banerjee 등의 미국 특허 공개 제2005/0274390호, Crooks 등의 미국 특허 공개 제2007/0215167호, Banerjee 등의 미국 특허 공개 제2010/0058075호, 및 Stone 등의 미국 특허 공개 제2012/0042885호를 참조하기 바란다.
특정 제안된 궐련-형상 담배 제품은 임의의 상당한 정도로 연소되도록 의도되지 않는 형태의 담배를 의도적으로 이용한다. 예를 들면, 그 개시내용이 전체적으로 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 향미 증기를 발생시키는 그러한 타입의 흡연 물품과 같은 또 다른 타입의 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 개시되어 있다.
향미 및/또는 니코틴을 갖거나 포함하는 것과 같은 증기, 스프레이 또는 에어로졸을 송출하기 위해 특정 시도가 이루어지고 있다. 예를 들면, 그 개시내용이 전체적으로 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 타입의 장치를 참조하기 바란다. 또한, 그 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용되는, Cox 등의 미국 특허 제7,117,867호 및 웹사이트 www.e-cig.com에 제시된 장치를 참조하기 바란다.
개시되어 있고 일부 경우에 시판되고 있는 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 국제 공개 제WO 2010/091593호에 개시된 것을 포함한다. 또 다른 예로는, 상품명 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 생성하기 위해 연소 담배 절단 필러 이외의 열원을 이용하는 흡연 물품은 광범위한 상업적 성공을 달성하지 못하고 있다. 담배를 전기 가열함으로써 흡연의 맛과 감각을 생성하는 물품은 특히 향미료(flavors) 또는 다른 흡입가능한 물질의 일관성 없는 방출 문제를 겪고 있다. 전기 가열식 흡연 장치는 또한 많은 경우에 불편하고 흡연 느낌을 저하시키는 외부 가열 장치의 요건에 제한을 받고 있다. 따라서, 궐련, 여송연 또는 파이프 흡연의 감각을 제공할 수 있고, 담배를 연소시키지 않고서 그러한 감각을 제공할 수 있으며, 연소 열원의 요구 없이 그러한 감각을 제공할 수 있고, 상당량의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 반드시 송출할 필요 없이 그러한 감각을 제공할 수 있는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 요구 및 다른 요구는, 일 양태에 있어서, 제어 바디 결합 단부를 구비하는 제어 바디부를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 본 개시에 의해 충족되며, 이러한 제어 바디부는 또한 제 1 제어 구성요소를 내부에 구비한다. 카트리지 바디부는 제어 바디부의 제어 바디 결합 단부와 제거가능하게 결합하도록 구성된 카트리지 바디 결합 단부를 포함한다. 이러한 카트리지 바디부는, 적어도 하나의 에어로졸 전구체 조성물 및 이 에어로졸 전구체 조성물과 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 가열 요소를 포함하는 소모성 구성체(consumable arrangement)와, 제 2 제어 구성요소를 추가로 포함한다. 적어도 하나의 소모성 구성체는 카트리지 바디부와 제어 바디부 사이의 결합시에 제 1 제어 구성요소와 통신하도록 구성된다.
본 개시의 다른 태양은 흡연 물품을 형성하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 제어 바디부의 제어 바디 결합 단부를 카트리지 바디부의 카트리지 바디 결합 단부와 제거가능하게 결합하는 단계를 포함할 수도 있으며, 제어 바디부는 제 1 제어 구성요소를 내부에 포함하고, 카트리지 바디부는, 적어도 하나의 에어로졸 전구체 조성물 및 이 에어로졸 전구체 조성물과 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 가열 요소를 구비하는 소모성 구성체와, 제 2 제어 구성요소를 포함하여, 카트리지 바디부와 제어 바디부 사이의 결합시에 소모성 구성체와 제 1 제어 구성요소 사이의 통신을 확립한다.
따라서, 본 개시는 제한없이 하기의 실시예를 포함한다:
실시예 1: 흡연 물품에 있어서, 제어 바디 결합 단부를 구비하고, 제 1 제어 구성요소를 내부에 구비하는 제어 바디부와, 상기 제어 바디 결합 단부와 제거가능하게 결합하도록 구성된 카트리지 바디 결합 단부를 구비하는 카트리지 바디부로서, 상기 카트리지 바디부는, 적어도 하나의 에어로졸 전구체 조성물 및 상기 에어로졸 전구체 조성물과 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 가열 요소를 포함하는 소모성 구성체와, 제 2 제어 구성요소를 추가로 구비하며, 상기 소모성 구성체는 상기 카트리지 바디부와 제어 바디부 사이의 결합시에 상기 제 1 제어 구성요소와 통신하도록 구성되는, 상기 카트리지 바디부를 포함한다.
실시예 2: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제어 바디부는 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 제어되도록 구성된 전기 전원을 포함한다.
실시예 3: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 전기 전원은 배터리, 커패시터 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.
실시예 4: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 상기 카트리지 바디부와 제어 바디부 사이의 결합시에 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 선택적으로 작동시키도록 구성되고, 전류 흐름이 가해지는 상기 적어도 하나의 가열 요소는 상기 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 형성하도록 구성된다.
실시예 5: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 전류 흐름을 선택적으로 작동시키기 위해 퍼프-작동식 센서, 푸시버튼 및 정전용량식 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
실시예 6: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 2 제어 구성요소는 상기 카트리지 바디부와 제어 바디부 사이의 결합시에 상기 제 1 제어 구성요소 및 상기 전기 전원 중 적어도 하나와 통신하도록 구성된다.
실시예 7: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 2 제어 구성요소는 상기 제 1 제어 구성요소에 인증 인디시아(authentication indicia)를 제공하도록 구성되고, 상기 제 1 제어 구성요소는 상기 인증 인디시아를 평가하여 상기 카트리지 바디부가 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 승인되었는지를 결정하도록 구성된다.
실시예 8: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는, 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 상기 카트리지 바디부를 승인하는 수신된 인증 인디시아에 반응하여 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하고, 인증 인디시아의 부재 및 비승인된 인증 인디시아 중 하나에 반응하여 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하지 않는다.
실시예 9: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 카트리지 바디부는 상기 제 2 제어 구성요소와 통신하는 메모리 장치를 포함한다.
실시예 10: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 2 제어 구성요소는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 잔류량을 결정하고, 결정된 잔류량을 상기 메모리 장치에 저장하도록 구성된다.
실시예 11: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 결정된 잔류량의 역치 레벨(threshold level)에 반응하여 낮은 잔류량 인디시아를 작동시키도록 구성된다.
실시예 12: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 메모리 장치는 상기 카트리지 바디부와 연관된 고유 식별 인디시아를 포함하도록 구성된다.
실시예 13: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 고유 식별 인디시아는 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 수신되도록 구성되고, 특정 사용자와 연관된다.
실시예 14: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 메모리 장치는, 상기 에어로졸 전구체 조성물과 연관되고, 상기 에어로졸 전구체 성분을 에어로졸로 변환하는데 요구되는 가열 파라미터에 대응하는 조성물 인디시아(composition indicia)를 포함하도록 구성된다.
실시예 15: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 조성물 인디시아에 반응하여 상기 제어 바디부에 의해 수용된 전기 전원으로부터의 전류 흐름을 선택적으로 작동시키도록 구성되고, 상기 전류 흐름은 상기 카트리지 바디부에 의해 수용된 적어도 하나의 가열 요소로 안내되고, 상기 적어도 하나의 가열 요소는 상기 전류 흐름에 반응하여 상기 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 형성하는데 요구되는 가열 파라미터를 제공한다.
실시예 16: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 2 제어 구성요소는 상기 에어로졸 전구체 조성물 및 상기 적어도 하나의 가열 요소 중 하나와 연관된 사용 파라미터를 모니터링하고, 상기 사용 파라미터와 연관된 데이터를 상기 메모리 장치에 저장하도록 구성된다.
실시예 17: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 카트리지 바디부 및 상기 제어 바디부 중 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 제어 구성요소 중 대응하는 하나와 통신하고 그로부터 데이터를 수신하도록 구성된 통신 장치를 추가로 포함하며, 상기 통신 장치는 상기 카트리지 바디부 및 상기 제어 바디부의 외부로 데이터를 전송하도록 구성된다.
실시예 18: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 전기 전원과 적어도 하나의 가열 요소 사이에서 통신하는 조절기 구성요소(regulator component)를 추가로 포함하며, 상기 조절기 구성요소는 상기 적어도 하나의 가열 요소의 온도를 제어하기 위해 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 선택적으로 조절하도록 구성된다.
실시예 19: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 다가 알코올, 약물, 담배 성분, 담배-유도 물질, 향미료 및 그 조합 중 하나를 포함한다.
실시예 20: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 다가 알코올은 글리세린, 프로필렌 글리콜 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.
실시예 21: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 담배, 담배 성분 및 담배-유도 물질 중 하나를 갖는 슬러리에 포함된다.
실시예 22: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 에어로졸 전구제 조성물은 기재의 적어도 일부분 상에 코팅된 것, 기재의 적어도 일부분에 의해 흡수된 것, 및 기재의 적어도 일부분 내에 흡수된 것 중 하나이다.
실시예 23: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 상기 제 2 제어 구성요소에 시도(challenge)를 송신하도록 구성되고, 상기 제 2 제어 구성요소는 상기 제 1 제어 구성요소에 상기 시도에 대한 응답(response)을 송신하도록 구성되며, 상기 제 1 제어 구성요소는, 상기 응답이 상기 시도에 대응하면, 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 상기 소모성 구성체를 승인하도록 추가로 구성된다.
실시예 24: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 응답은 인증 인디시아를 포함하며, 상기 제 1 제어 구성요소는, 상기 인증 인디시아를 평가하여 상기 소모성 구성체가 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 승인되었는지를 결정하고, 상기 소모성 구성체가 승인되면, 상기 제어 바디부와 작동가능하게 결합된 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하도록 구성된다.
실시예 25: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는, 상기 인증 인디시아를 평가하여 상기 소모성 구성체가 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 승인되었는지를 결정하고, 상기 소모성 구성체가 승인되지 않으면, 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하지 않도록 구성된다.
실시예 26: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 상기 제 2 제어 구성요소로부터의 응답의 결핍에 반응하여 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하지 않도록 구성된다.
실시예 27: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는, 상기 인증 인디시아를 평가하여 상기 소모성 구성체가 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 승인되었는지를 결정하고, 상기 소모성 구성체가 승인되지 않으면, 비승인된 소모성 구성체의 인디시아를 상기 제어 바디부를 거쳐서 작동시키도록 구성된다.
실시예 28: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 상기 제 2 제어 구성요소에 상기 시도를 갖는 키 코드를 송신하도록 구성되고, 상기 제 2 제어 구성요소는, 상기 키 코드를 평가하여 상기 시도에 대응하는 인증 인디시아를 결정하고 상기 인증 인디시아를 포함하는 응답을 상기 제 1 제어 구성요소로 송신하도록 구성된다.
실시예 29: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 복수의 시도를 포함하고, 상기 제 1 제어 구성요소는 상기 제 2 제어 구성요소에 송신된 상기 복수의 시도 중 하나를 랜덤하게 선택하도록 구성된 랜덤화 구성요소(randomizing component)를 포함한다.
실시예 30: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 복수의 시도를 포함하고, 상기 제 1 제어 구성요소는 사전결정된 시퀀스에 기초하여 상기 복수의 시도 중 하나를 상기 제 2 제어 구성요소로 송신하도록 구성된다.
실시예 31: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품에 있어서, 상기 카트리지 바디부는 상기 제 2 제어 구성요소와 통신하는 메모리 장치를 포함하고, 상기 제 2 제어 구성요소는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 잔류량을 결정하고 결정된 잔류량을 상기 메모리 장치에 저장하도록 구성되며, 상기 소모성 구성체가 승인되면, 상기 제 1 제어 구성요소는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 결정된 잔류량을 수신하고, 상기 결정된 잔류량이 역치 레벨 미만인지를 결정하도록 구성되고, 상기 제 1 제어 구성요소는 상기 결정된 잔류량이 역치 레벨 미만이면 낮은 잔류량 인디시아를 작동시키도록 추가로 구성된다.
실시예 32: 흡연 물품을 형성하는 방법에 있어서, 제어 바디부의 제어 바디 결합 단부를 카트리지 바디부의 카트리지 바디 결합 단부와 제거가능하게 결합하는 단계를 포함하며, 상기 제어 바디부는 제 1 제어 구성요소를 내부에 포함하고, 상기 카트리지 바디부는, 적어도 하나의 에어로졸 전구체 조성물 및 상기 에어로졸 전구체 조성물과 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 가열 요소를 구비하는 소모성 구성체와, 제 2 제어 구성요소를 포함하여, 상기 카트리지 바디부와 제어 바디부 사이의 결합시에 상기 소모성 구성체와 제 1 제어 구성요소 사이의 통신을 확립한다.
실시예 33: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제어 바디부는 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 제어되도록 구성된 전기 전원을 포함하고, 상기 전기 전원은 배터리, 커패시터 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고, 상기 형성 방법은, 상기 카트리지 바디부와 제어 바디부 사이의 결합시에, 상기 적어도 하나의 가열 요소를 작동시켜서 상기 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 형성하기 위해, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 선택적으로 작동시키는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 34: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 전류 흐름을 선택적으로 작동시키는 단계는, 상기 제 1 제어 구성요소와 연관된 퍼프-작동식 센서, 푸시버튼 및 정전용량식 센서 중 적어도 하나에 반응하여 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 선택적으로 작동시키는 단계를 포함한다.
실시예 35: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 제어 바디부를 카트리지 바디부와 제거가능하게 결합하는 단계는, 상기 카트리지 바디부와 제어 바디부 사이의 결합시에 상기 제 1 제어 구성요소 및 상기 전기 전원 중 적어도 하나와 상기 제 2 제어 구성요소 사이의 통신을 확립하기 위해 상기 제어 바디부를 상기 카트리지 바디부와 제거가능하게 결합하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 36: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 2 제어 구성요소로부터 상기 제 1 제어 구성요소에 인증 인디시아를 제공하고, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 상기 인증 인디시아를 평가하여 상기 카트리지 바디부가 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 승인되었는지를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 37: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 상기 카트리지 바디부를 승인하는 수신된 인증 인디시아에 반응하여 상기 제 1 제어 구성요소가 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 38: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 인증 인디시아의 부재 및 비승인된 인증 인디시아 중 하나에 반응하여 상기 제 1 제어 구성요소가 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하지 않는다.
실시예 39: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 카트리지 바디부는 상기 제 2 제어 구성요소와 통신하는 메모리 장치를 포함하며, 상기 형성 방법은 상기 제 2 제어 구성요소에 의해 상기 에어로졸 전구체 조성물의 잔류량을 결정하고, 결정된 잔류량을 상기 메모리 장치에 저장하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 40: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 에어로졸 전구체 조성물의 결정된 잔류량의 역치 레벨에 반응하여 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 낮은 잔류량 인디시아를 작동시키는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 41: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 메모리 장치는 상기 카트리지 바디부와 연관된 고유 식별 인디시아를 포함하도록 구성되며, 상기 형성 방법은 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 상기 고유 식별 인디시아를 특정 사용자와 연관시키는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 42: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 메모리 장치는, 상기 에어로졸 전구체 조성물과 연관되고, 상기 에어로졸 전구체 성분을 에어로졸로 변환하는데 요구되는 가열 파라미터에 대응하는 조성물 인디시아를 포함하도록 구성되며, 상기 형성 방법은, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해, 조성물 인디시아에 반응하여 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 선택적으로 작동시켜서 상기 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 형성하는데 요구되는 가열 파라미터를 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 43: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 2 제어 구성요소에 의해, 상기 에어로졸 전구체 조성물 및 상기 적어도 하나의 가열 요소 중 하나와 연관된 사용 파라미터를 모니터링하고, 상기 사용 파라미터와 연관된 데이터를 상기 메모리 장치에 저장하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 44: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 카트리지 바디부 및 상기 제어 바디부 중 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 제어 구성요소 중 대응하는 하나와 통신하고 그로부터 데이터를 수신하도록 구성된 통신 장치를 추가로 포함하며, 상기 형성 방법은 상기 통신 장치에 의해 상기 카트리지 바디부 및 상기 제어 바디부의 외부로 데이터를 전송하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 45: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열 요소의 온도를 제어하기 위해서, 상기 전기 전원과 적어도 하나의 가열 요소 사이에서 통신하는 조절기 구성요소에 의해, 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 선택적으로 조절하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 46: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소로부터 상기 제 2 제어 구성요소로 시도를 송신하는 단계와, 상기 제 2 제어 구성요소로부터 상기 제 1 제어 구성요소로 상기 시도에 대한 응답을 송신하는 단계와, 상기 응답이 상기 시도에 대응하면, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해, 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 상기 소모성 구성체를 승인하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 47: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 인증 인디시아를 평가하여 상기 소모성 구성체가 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 승인되었는지를 결정하고, 상기 소모성 구성체가 승인되면, 상기 제어 바디부와 작동가능하게 결합된 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 48: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 인증 인디시아를 평가하는 단계는, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 인증 인디시아를 평가하여 상기 소모성 구성체가 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 승인되었는지를 결정하고, 상기 소모성 구성체가 승인되지 않으면, 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하지 않는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 49: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 인증 인디시아를 평가하는 단계는, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해, 상기 제 2 제어 구성요소로부터의 응답의 결핍에 반응하여 상기 전기 전원으로부터 상기 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 흐름을 허용하지 않는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 50: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 인증 인디시아를 평가하는 단계는, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 상기 인증 인디시아를 평가하여 상기 소모성 구성체가 상기 제어 바디부와 함께 사용하도록 승인되었는지를 결정하고, 상기 소모성 구성체가 승인되지 않으면, 비승인된 소모성 구성체의 인디시아를 상기 제어 바디부를 거쳐서 작동시키는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 51: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소로부터 상기 제 2 제어 구성요소로 상기 시도를 갖는 키 코드를 송신하고, 상기 제 2 제어 구성요소에 의해 상기 키 코드를 평가하여 상기 시도에 대응하는 인증 인디시아를 결정하고, 상기 인증 인디시아를 포함하는 응답을 상기 제 2 구성요소로부터 상기 제 1 제어 구성요소로 송신하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 52: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 복수의 시도를 포함하고, 상기 형성 방법은 상기 제 2 제어 구성요소에 송신된 상기 복수의 시도 중 하나를 상기 제 1 제어 구성요소의 랜덤화 구성요소에 의해 랜덤하게 선택하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 53: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 제 1 제어 구성요소는 복수의 시도를 포함하고, 상기 형성 방법은 사전결정된 시퀀스에 기초하여 상기 복수의 시도 중 하나를 상기 제 1 제어 구성요소로부터 상기 제 2 제어 구성요소로 송신하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 54: 임의의 이전 또는 이후의 실시예, 또는 그 조합의 흡연 물품 형성 방법에 있어서, 상기 카트리지 바디부는 상기 제 2 제어 구성요소와 통신하는 메모리 장치를 포함하며, 상기 형성 방법은, 상기 제 2 제어 구성요소에 의해 상기 에어로졸 전구체 조성물의 잔류량을 결정하는 단계와, 결정된 잔류량을 상기 메모리 장치에 저장하는 단계와, 상기 소모성 구성체가 승인되면, 상기 제 1 제어 구성요소에 의해 상기 에어로졸 전구체 조성물의 결정된 잔류량을 수신하는 단계와, 상기 결정된 잔류량이 역치 레벨 미만인지를 결정하는 단계와, 상기 결정된 잔류량이 역치 레벨 미만이면 낮은 잔류량 인디시아를 작동시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 개시의 상기 및 다른 특징, 양태 및 장점은 간단히 후술되는 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 숙독함으로써 명백해질 것이다. 본 개시는, 본 명세서에 기재된 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 특징부 또는 요소의 임의의 조합을 이러한 특징부 또는 요소가 본 명세서의 특정 실시예 설명에서 명시적으로 조합 또는 그렇지 않으면 기재되어 있는지에 관계없이 포함한다. 본 개시는, 그 상황이 달리 명시되지 않으면 본 개시의 임의의 분리가능한 특징부 또는 요소가, 그 양태 및 실시예 중 임의의 것에서, 즉 조합가능하도록 의도된 것으로 간주되어야 하도록 전체론적으로 해석되도록 의도된다.
따라서, 본 개시가 상기에서 포괄적인 용어로 설명되었다면, 이제는 반드시 일정한 비율의 축적으로 도시되지는 않은 첨부 도면을 참조할 것이다:
도 1은 본 개시에 따른 흡연 물품의 예시적인 실시예의 사시도로서, 이 물품의 외부 쉘의 일부분이 그 내부 구성요소를 나타내도록 절개되어 있는 도면,
도 2는 본 개시에 따른 흡연 물품의 예시적인 실시예의 사시도로서, 이 물품이 서로에 대해 착탈가능한 제어 바디 및 카트리지를 포함하는 도면,
도 3은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 흡연 물품의 종단면도,
도 4는 본 개시의 다른 양태에 따른 흡연 물품의 예시적인 실시예의 사시도로서, 이 물품은 서로에 대해 착탈가능한 제어 바디 및 카트리지를 포함하는 도면,
도 5는 예를 들어 도 4에 도시된 흡연 물품의 각각의 바디 구성요소에 포함된 작동 구성요소의 개략도,
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일 양태에 따른, 서로에 대해 착탈가능한 제어 바디 및 카트리지를 포함하는 물품의 인증 및 작동 구성체를 개략적으로 도시하는 도면,
도 7은 본 개시의 일 양태에 따른, 적응 색상 인디시아를 제공하도록 구성된 흡연 물품의 작동 구성요소의 개략도,
도 8은 본 개시의 일 양태에 따른, 데이터 수집 및 외부 통신을 제공하도록 구성된 흡연 물품의 작동 구성요소의 개략도.
이제, 본 개시는 이하에서 그 예시적인 실시예를 참조하여 보다 충분하게 설명될 것이다. 이들 예시적인 실시예는 본 개시가 철저하고 완전해지도록 설명되고, 본 개시의 범위를 본 기술분야에 숙련된 자에게 충분하게 전달할 것이다. 실제로, 본 개시는 많은 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 간주되지 않아야 하며; 오히려 이들 실시예는 본 개시가 적용가능한 법적 요건을 충족하도록 제공된다. 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수 형태의 관사 및 정관사는 상황이 달리 명시되지 않으면 복수의 지시대상을 포함한다.
본 개시는 전기 에너지를 사용하여 물질을 (바람직하게는 물질을 상당한 정도로 연소시키지 않으면서) 가열하여 흡입가능한 물질을 형성하는 물품을 제공하며, 상기 물품은 "핸드헬드형(hand-held)" 장치로 간주되기에 충분히 콤팩트하다. 특정 실시예에서, 상기 물품은 특히 흡연 물품으로 특징지어질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 상기 용어는 물품의 임의의 성분의 실질적인 연소가 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프를 흡연하는 맛 및/또는 감각(예를 들면, 손-느낌 또는 입-느낌)을 제공하는 물품을 의미하도록 의도된다. 용어 흡연 물품은, 작동 시에 물품이 연소 또는 열분해의 부산물의 의미로 연기를 발생시키는 것을 반드시 나타내지는 않는다. 오히려, 흡연은 예를 들어 물품을 쥐고, 물품의 일 단부를 빨고, 물품으로부터 흡입하는 등의 물품 사용 시의 개인의 물리적 행동과 관련된다. 추가 실시예에서, 본 발명의 물품은 증기-생성 물품, 무화 물품, 또는 약물 송출 물품으로 특징지어질 수 있다. 따라서, 물품은 하나 이상의 물질을 흡입가능한 상태로 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 흡입가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체 상태인 물질)의 형태일 수 있다. 다른 실시예에서, 흡입가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다. 흡입가능한 물질의 물리적 형태는 반드시 본 발명의 물품의 속성에 의해 제한되지 않으며, 오히려 매체 및 흡입가능한 물질 자체가 증기 상태로 존재하는지 에어로졸 상태로 존재하는지에 대한 그 속성에 의존할 수도 있다. 일부 실시예에서, 용어들은 호환가능할 수도 있다. 따라서, 단순화를 위해, 본 개시를 설명하는데 사용되는 용어들은 달리 언급되지 않는 한 호환가능한 것으로 이해된다.
일 양태에 있어서, 본 개시는 흡연 물품을 제공한다. 이 흡연 물품은 일반적으로, 단일의 일체형 쉘일 수 있거나 또는 2개 이상의 분리가능한 피스로 형성될 수 있는 기다란 바디(elongated body) 내에 제공되는 다수의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따른 흡연 물품은 통상의 궐련 또는 여송연의 형상을 닮은 것과 같이 실질적으로 관 형상일 수 있는 쉘(즉, 기다란 바디)을 포함할 수 있다. 쉘 내에는 흡연 물품의 모든 구성요소가 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 흡연 물품은 결합되고 분리가능한 2개의 쉘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제어 바디는 하나 이상의 재사용가능한 구성요소를 수용하고 카트리지에 착탈가능하게 부착되는 일단부를 갖는 쉘을 포함할 수 있다. 카트리지는 하나 이상의 일회용 구성요소를 수용하고 제어 바디에 착탈가능하게 부착되는 일단부를 갖는 쉘을 포함할 수 있다. 단일 쉘 내부 또는 분리가능한 제어 바디 및 카트리지 내부에서의 구성요소들의 보다 구체적인 구성은 본 명세서에 제공되는 추가 개시에 비추어 분명하다.
본 개시에 따라 유용한 흡연 물품은 특히 전원(즉, 전기 전원), 하나 이상의 제어 구성요소(예를 들면, 전원으로부터 물품의 하나 이상의 다른 구성요소로의 전력 흐름을 제어/작동/규제함), 히터 구성요소, 및 에어로졸 전구체 구성요소의 일부 조합을 포함할 수 있다. 흡연 물품은, 물품에 의해 발생되는 에어로졸이 물품을 빠는 사용자에 의해 그로부터 인출될 수 있도록 물품을 통한 규정된 공기 유동 경로를 추가로 포함할 수 있다. 물품 내의 구성요소들의 정렬은 변경될 수 있다. 특정 실시예에서, 에어로졸 전구체 구성요소는 사용자에게의 에어로졸 송출을 최대화하기 위해 사용자의 입에 근접한 물품 단부 근처에 위치할 수 있다. 그러나, 다른 구성이 배제되지는 않는다. 일반적으로, 히터 구성요소는, 이 히터 구성요소로부터의 열이 에어로졸 전구체(뿐만 아니라 마찬가지로 사용자에게 송출되도록 제공될 수 있는 하나 이상의 향미료, 약물 등)를 휘발시켜, 사용자에게 송출하기 위한 에어로졸을 형성할 수 있도록 에어로졸 전구체 구성요소에 충분히 근접하여 배치될 수 있다. 가열 부재가 에어로졸 전구체 구성요소를 가열하면, 에어로졸이 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 발생된다. 전술한 용어들이 호환가능한 것으로 의미된다는 것에 주의해야 하며, 그에 따라 "방출", "방출하는", "방출한다", 또는 "방출되는"이 "형성 또는 발생", "형성하는 또는 발생하는", "형성한다 또는 발생한다" 및 "형성되는 또는 발생되는"을 포함한다. 구체적으로, 흡입가능한 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 그 혼합물의 형태로 방출된다.
본 개시에 따른 흡연 물품은 일반적으로, 저항 가열, 인디케이터(indicator)의 급전 등과 같은 다양한 기능을 물품에 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공하는 배터리 또는 다른 전기 전원을 포함할 수 있다. 본 발명의 흡연 물품을 위한 전원은 다양한 실시예를 취할 수 있다. 바람직하게는, 전원은 에어로졸을 형성하기 위해 가열 부재를 급속 가열하고 원하는 지속시간 동안의 사용 내내 물품에 급전하기에 충분한 전력을 송출할 수 있다. 전원은 물품 내에 간편하게 끼워지는 크기를 갖는 것이 바람직하다. 유용한 전원의 예로는 바람직하게 충전식인 리튬 이온 배터리(예를 들면, 충전식 리튬-망간 이산화물 배터리)가 포함된다. 특히, 리튬 폴리머 배터리가 사용될 수 있는데, 이는 이러한 배터리가 안전성을 증대시킬 수 있기 때문이다. 또한, 다른 타입의 배터리(예를 들면, N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 전지)가 사용될 수도 있다. 본 개시에 따라 사용될 수 있는 배터리의 또 다른 예가 미국 특허 공개 제2010/0028766호에 개시되어 있으며, 그 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다. 본 개시의 특정 실시예에서는 박막 배터리가 사용될 수도 있다. 임의의 이들 배터리 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 접근부(access)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 충전식 배터리가 사용되는 실시예에서, 흡연 물품은 표준 120-볼트 AC 벽 콘센트 또는 USB 접속부를 포함하는 자동차 전기 시스템 또는 별도 휴대용 전원과 같은 다른 소스로부터 전력을 유도하는 종래의 재충전 유닛 내의 대응 접점과 상호작용하기 위한 충전 접점을 포함할 수 있다. 예를 들어 흡연 물품에 존재하는 비교적 작은 배터리에 다중 충전을 제공할 수 있는 비교적 대형 배터리를 포함할 수 있는 휴대용 충전 케이스에는 배터리 재충전 수단이 제공될 수 있다. 상기 물품은 또한 이 물품이 외부 전원에 물리적으로 접속되지 않고 충전될 수 있도록 비접촉 유도 재충전 시스템을 제공하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 물품은 전자기장으로부터 물품 내의 충전식 배터리로의 에너지 전달을 촉진하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다.
추가 실시예에서, 전원은 또한 하나 이상의 커패시터(capacitor)를 포함할 수 있다. 커패시터는 배터리보다 신속하게 방전할 수 있으며, 퍼프(puff; 담배 피움) 사이에 충전될 수 있어, 배터리가 가열 부재에 직접 급전하기 위해 사용되는 경우보다 느린 속도로 커패시터 내로 방전될 수 있게 한다. 예를 들면, 슈퍼 커패시터[즉, 전기 2중층 커패시터(electric double-layer capacitor: EDLC)]가 배터리와 별도로 또는 배터리와 조합하여 사용될 수 있다. 단독으로 사용될 때, 슈퍼 커패시터는 물품의 각각의 사용 전에 재충전될 수 있다. 따라서, 본 개시는 또한 슈퍼 커패시터를 보충하기 위한 사용 사이에 흡연 물품에 부착될 수 있는 충전기 구성요소를 포함할 수도 있다.
흡연 물품은 다양한 전력 관리 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 다른 전자 제어 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 이러한 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 전자 제어장치는 배터리의 충전, 배터리 충전 및 방전 상태의 감지, 절전 작업의 수행, 배터리의 우발적 방전 또는 과방전 방지 등을 실행하는 것을 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 "컨트롤러" 또는 "제어 구성요소"는 본 흡연 물품에 유용한 다양한 요소들을 포함할 수 있다. 더욱이, 본 개시에 따른 흡연 물품은 일체형 요소로 조합될 수 있거나 흡연 물품 내의 별도 위치에 존재할 수 있는 하나, 둘 또는 심지어 그 이상의 제어 구성요소를 포함할 수 있으며, 개별적인 제어 구성요소는 상이한 제어 양태를 실행하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 흡연 물품은 배터리로부터의 전력 방전을 제어하기 위해 배터리와 일체형이거나 그렇지 않으면 배터리와 조합되는 제어 구성요소를 포함할 수 있다. 흡연 물품은 물품의 다른 양태를 제어하는 제어 구성요소를 별도로 포함할 수 있다. 대안적으로, 물품의 다중 제어 양태 또는 모든 제어 양태를 실행하는 단일 컨트롤러가 제공될 수도 있다. 마찬가지로, 물품에 사용되는 센서(예를 들면, 퍼프 센서)는 자극에 반응하여 전원으로부터 전력 방전의 작동을 제어하는 제어 구성요소를 포함할 수 있다. 흡연 물품은 이 물품의 다른 양태를 제어하는 제어 구성요소를 별도로 포함할 수 있다. 대안적으로, 물품의 다중 제어 양태 또는 모든 제어 양태를 실행하기 위해 단일의 컨트롤러가 센서 내에 제공되거나 그렇지 않으면 센서와 결합될 수도 있다. 따라서, 장치의 모든 양태의 소정 제어 레벨을 제공하기 위해 다양한 컨트롤러 조합이 본 흡연 물품에 조합될 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 흡연 물품은 전원으로부터 물품의 다른 구성요소, 예를 들어 저항 가열 요소로의 전기 에너지 흐름을 제어하는데 유용한 하나 이상의 컨트롤러 구성요소를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 물품은 전원으로부터 예를 들어 저항 가열 히터로의 전류 흐름을 작동하는 제어 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 상기 물품은 전력 흐름의 수동 제어를 위해 제어 회로에 링크될 수 있는 푸시버튼을 포함할 수 있으며, 소비자는 푸시버튼을 사용하여 물품을 켜고 및/또는 저항 가열 요소 내로의 전류 흐름을 작동할 수 있다. 물품에의 급전 온/오프의 수동 수행 및 에어로졸 발생을 위한 가열의 활성화를 위해 다중 버튼이 제공될 수 있다. 현재의 하나 이상의 푸시버튼은 흡연 물품의 외측 표면과 거의 동일 평면 상에 있을 수 있다.
푸시버튼 대신에(또는 푸시버튼에 추가적으로), 본 발명의 물품은 소비자의 물품 빨기(즉, 퍼프-작동 가열)에 반응하는 하나 이상의 제어 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 물품은 소비자가 물품을 빨 때 압력 변화 또는 공기 유동 변화에 민감한 스위치(즉, 퍼프-작동식 스위치)를 포함할 수 있다. 다른 적합한 전류 작동/비작동 기구는 온도 작동식 온/오프 스위치 또는 입술 압력 작동식 스위치를 포함할 수도 있다. 이러한 퍼프-작동 능력을 제공할 수 있는 예시적 기구로는, Illinois Freeport 소재의 Honeywell, Inc.의 MicroSwitch Division에 의해 제작된 Model 163PC01D36 실리콘 센서가 포함된다. 이러한 센서에 따르면, 저항 가열 요소는 소비자가 물품을 빨 때의 압력 변화에 의해 신속하게 활성화될 수 있다. 또한, 열선 유속 원리를 이용하는 것과 같은 유동 감지 장치는 공기 유량을 감지한 후에 저항 가열 요소에 충분히 신속하게 통전시키는데 사용될 수도 있다. 사용될 수 있는 다른 퍼프 작동식 스위치는 Florida Ft. Lauderdale 소재의 Micro Pneumatic Logic, Inc.으로부터 Model No. MPL-502-V, range A와 같은 압력차 스위치이다. 다른 적합한 퍼프 작동식 기구는 감압 트랜스듀서(sensitive pressure transducer)(예를 들면, 증폭기 또는 이득 스테이지(gain stage)가 구비됨)이며, 이러한 감압 트랜스듀서는 사전결정된 문턱 압력을 감지하기 위한 비교기(comparator)와 결합된다. 또 다른 적합한 퍼프 작동식 기구는 기류에 의해 편향된 베인이며, 이러한 베인의 운동은 이동 감지 수단에 의해 감지된다. 또 다른 적합한 작동 기구는 압전 스위치이다. Illinois Freeport 소재의 Honeywell, Inc.의 MicroSwitch Division으로부터의 적절하게 연결된 Honeywell MicroSwitch Microbridge Airflow Sensor, Part No. AWM 2100V가 또한 유용하다. 본 개시에 따른 가열 회로에 채용될 수 있는 요구-작동식 전기 스위치의 다른 예가 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호에 개시되어 있으며, 그 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다. 다른 적절한 차동 스위치, 아날로그 압력 센서, 유량 센서 등이 본 개시의 기술분야에 숙련된 자에게 자명할 것이다. 빠는 동안의 압력 변화가 스위치에 의해 용이하게 식별되도록, 퍼프 작동식 스위치와 흡연 물품 내의 공기 유로 사이의 유체 연결을 제공하는 압력-감지 튜브 또는 다른 통로가 포함될 수 있다. 본 흡연 물품에 유용할 수 있는 전류 조절 회로 및 마이크로컨트롤러를 포함하는 다른 제어 구성요소의 추가적인 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호와, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호와, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호와, Nguyen 등의 미국 특허 제7,040,314호에 제공되어 있으며, 이들 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
장치의 하나 이상의 구성요소에 대해 다양한 타입의 "파워-업(power-up)" 및/또는 "파워-다운(power-down)"을 가능하게 하도록 정전용량식 감지 구성요소가 특히 다양한 방식으로 장치 내에 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 포함하는 임의의 센서의 사용을 포함할 수 있다. 정전용량식 감지는 표면 정전용량, 프로젝티드(projected) 정전용량, 상호 정전용량 또는 셀프 정전용량을 제공하는 전자 구성요소로부터 발생할 수 있다. 정전용량식 센서는 일반적으로, 전도성이거나 또는 공기와 다른 유전율을 갖는 것을 검지할 수 있다. 정전용량식 센서는 예를 들어, 기계식 버튼(즉, 전술된 푸시-버튼)을 정전용량식 대체물로 교체할 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 정전용량식 감지의 하나의 구체적인 적용은 터치 정전용량식 센서이다. 예를 들면, 터치 패드가 흡연 물품 상에 제공될 수 있으며 이로 인해 사용자가 다양한 명령을 입력할 수 있다. 가장 기본적으로, 터치 패드는, 이미 전술한 바와 같이, 푸시 버튼과 매우 동일한 방식으로 가열 요소에 전력을 공급할 수 있다. 다른 실시예에서, 정전용량식 감지는 물품을 빨기 위한 흡연 물품 상의 입술 압력이 가열 요소에 전력을 제공하는 신호를 장치에 보낼 수 있도록 흡연 물품의 마우쓰 단부(mouthend) 근처에 인가될 수 있다. 터치 정전용량식 센서에 부가하여, 본 개시에 따르면 흡연 물품으로부터 다양한 반응을 끌어내기 위해 운동 정전용량식 센서, 액체 정전용량식 센서 및 가속도계가 이용될 수 있다. 또한, 광전 센서도 본 발명의 흡연 물품에 포함될 수 있다.
본 물품에 사용되는 센서들은 에어로졸 전구체 물질을 포함하는 기재(substrate)를 가열하고 사용자가 흡입하기 위한 증기 또는 에어로졸을 형성하기 위해 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 신호를 명확히 보낼 수 있다. 이들 센서는 또한 다른 기능을 제공할 수도 있다. 예를 들면, "각성(wake-up)" 센서가 포함될 수 있다. 본 개시에 따르면, 마찬가지로 유사한 기능을 제공하는 다른 감지 방법이 이용될 수 있다.
소비자가 흡연 물품의 마우쓰 단부를 빠는 경우, 전류 작동 수단은 열을 신속하게 발생시키기 위해 저항 가열 부재를 통해서 제한없거나 중단없는 전류의 흐름을 허용할 수 있다. 신속한 가열 때문에, (i) 가열 부재를 통한 전류 흐름을 조절하여 저항 요소의 가열 및 이에 의해 받는 온도를 제어하고, (ii) 에어로졸 전구체 물질 및/또는 다른 향미료 또는 흡입가능한 물질을 지지하는 기재 또는 다른 구성요소의 과열 및 열화를 방지하기 위해, 전류 조절 구성요소를 포함하는 것이 유용할 수 있다.
전류 조절 회로는 특히 시간 기반일 수 있다. 구체적으로, 이러한 회로는 빠는 동안의 초기 기간 동안 가열 요소를 통한 중단없는 전류 흐름을 허용하기 위한 수단, 및 그 후에 빨기가 완료될 때까지 전류 흐름을 조절하기 위한 타이머 수단을 포함한다. 예를 들면, 후속 조절은 소정 온도 범위 내에서 가열 요소를 유지하기 위해 전류 흐름의 신속한 온-오프 스위칭(예를 들면, 약 매 1 내지 50 밀리초 정도)을 포함할 수 있다. 또한, 조절은 간단히 소정 온도가 달성될 때까지 중단없는 전류 흐름을 허용하고 이후 전류 흐름을 완전히 끊는 것을 포함할 수도 있다. 가열 부재는 소비자가 물품에 대한 다른 퍼프를 개시함으로써(또는 히터를 작동시키는데 사용되는 특정 스위치 실시예에 따라서 푸시버튼을 수동으로 작동시킴으로써) 재활성화될 수도 있다. 대안적으로, 후속 조절은 가열 요소를 소정 온도 범위 내에서 유지하기 위해 가열 요소를 통한 전류 흐름의 변조를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 소정 투여량(dosing)의 흡입가능한 물질을 방출하기 위해, 가열 부재는 약 0.2초 내지 약 5.0초, 약 0.3초 내지 약 4.5초, 약 0.5초 내지 약 4.0초, 약 0.5초 내지 약 3.5초, 또는 약 0.6초 내지 약 3.0초의 기간 동안 통전될 수 있다. 하나의 예시적인 시간-기반 전류 조절 회로는 트랜지스터, 타이머, 비교기 및 커패시터를 포함할 수 있다. 적합한 트랜지스터, 타이머, 비교기 및 커패시터는 상업적으로 입수가능하고, 숙련된 자에게 자명할 것이다. 예시적인 타이머는 NEC Electronics로부터 C-1555C로서 입수가능하고, General Electric Intersil, Inc.로부터 ICM7555로서 입수가능한 것뿐만 아니라, 다양한 다른 크기 및 형태의 소위 "555 Timers"이다. 예시적인 비교기는 National Semiconductor로부터 LM311로서 입수가능하다. 또한, 본 흡연 물품에 유용할 수 있는 이러한 시간-기반 전류 조절 회로 및 다른 제어 구성요소의 추가 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호에 제공되어 있으며, 이들 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
상기 제어 구성요소는 특히 저항 가열 요소에 제공된 열의 양을 면밀하게 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전류 조절 구성요소는 정해진 온도가 달성되면 저항 가열 요소로의 전류 흐름을 중지시키도록 기능할 수 있다. 이러한 정해진 온도는, 에어로졸 전구체 물질과 임의의 추가 흡입가능한 물질을 휘발시키고, 본 명세서에 달리 논의되는 바와 같이, 통상의 궐련에 대한 전형적인 퍼프와 동등한 양의 에어로졸을 제공하기에 충분하게 실질적으로 높은 범위에 있을 수 있다. 단일 퍼프를 위한 소정량을 제공하기에 충분한 양으로 에어로졸 전구체 물질을 휘발시키는데 필요한 열은 변경될 수 있지만, 가열 요소가 약 120℃ 이상, 약 130℃ 이상, 약 140℃ 이상, 또는 약 160℃의 온도로 가열하는 것이 특히 유용할 수 있다. 일부 실시예에서는, 적절한 양의 에어로졸 전구체 물질을 휘발시키기 위해, 가열 온도는 약 180℃ 이상, 약 200℃ 이상, 약 300℃ 이상, 또는 약 350℃ 이상일 수도 있다. 다른 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 구성요소에 의해 제어될 수 있다. 전류 조절 구성요소는 마찬가지로, 정해진 기간 동안 정해진 온도를 유지하기 위해 정해진 온도가 달성되면 저항 가열 요소로의 전류를 주기적으로 온오프시킬 수 있다.
더욱더, 전류 조절 구성요소는, 에어로졸 형성 온도보다 낮은 제 1 온도를 유지하고, 다음에 제 1 온도보다 높고 에어로졸 형성 온도인 제 2 온도를 달성하기 위해 전류 작동 제어 구성요소에 반응하여 전류 흐름을 증가시키도록 저항 가열 요소로의 전류를 주기적으로 온오프시킬 수 있다. 이러한 제어는 소비자가 퍼프를 개시할 때 에어로졸 형성이 거의 순간적으로 시작되도록 에어로졸 형성을 위한 물품의 응답 시간을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 온도(대기 온도로서 특징지어질 수 있음)는 상기에 규정된 에어로졸 형성 온도보다 단지 약간 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.
상기 제어 요소에 부가하여, 흡연 물품은 또한 하나 이상의 인디케이터(indicator)를 포함할 수 있다. 이러한 인디케이터는 본 발명의 물품의 사용의 다수 양태를 나타낼 수 있는 라이트(예를 들면, 발광 다이오드)일 수 있다. 또한, LED 인디케이터는 통상의 궐련이 사용자에 의해 불이 붙여져 피워질 때 보이는 색상 변화를 모방하도록 흡연 물품의 원위 단부에 배치될 수 있다. 또한, 다른 작동 지표도 포함된다. 예를 들면, 시각적 인디케이터는 또한 흡연 경험의 진행을 보여주기 위해 광 색상 또는 강도의 변화를 포함할 수도 있다. 촉각 인디케이터 및 청각 인디케이터도 마찬가지로 본 개시에 의해 포함된다. 더욱이, 이러한 인디케이터들의 조합도 단일 물품에 사용될 수도 있다.
본 개시에 따른 흡연 물품은 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸을 생성하도록 에어로졸 전구체 구성요소를 가열하는 가열 부재를 추가로 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 가열 요소는 전류가 가해질 때 저항 가열을 제공하는 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 저항 가열 요소는 전류가 통과할 때 저항 가열 요소가 충분한 양의 열을 제공하기에 유용하게 하는 전기 저항을 나타낸다. 가열 요소와 에어로졸 전구체 구성요소/조성물의 상호작용은 예를 들어 열 전도, 열 복사 및/또는 열 대류에 의해 이루어질 수 있다.
저항 가열 요소로서 유용한 도전성 물질은 낮은 질량, 낮은 밀도 및 적당한 저항률을 갖는 것과, 사용중에 받는 온도에 열적으로 안정한 것일 수 있다. 유용한 가열 요소는 신속하게 가열 및 냉각하고, 그에 따라 효율적인 에너지 사용을 제공한다. 요소의 신속한 가열은 인접하여 있는 에어로졸 전구체 물질의 거의 즉각적인 휘발을 제공하기에 유리할 수 있다. 신속한 냉각(즉, 에어로졸 전구체 구성요소/조성물/물질의 휘발 온도 미만의 온도로의 냉각)은 에어로졸 형성을 원하지 않는 기간 동안 에어로졸 전구체 물질의 실질적인 휘발(및 그에 따른 낭비)을 방지한다. 또한, 이러한 가열 요소는, 특히 시간 기반 전류 제어가 이용되는 경우, 에어로졸 전구체 물질이 받는 온도 범위의 비교적 정밀한 제어를 허용한다. 유용한 도전성 물질은, 바람직하게는, 생성될 에어로졸 또는 증기의 향미 또는 함량에 악영향을 미치지 않도록 하기 위해 가열될 물질(예를 들면, 에어로졸 전구체 물질 및 다른 흡입가능한 물질)과 화학적으로 비반응성이다. 전도성 물질로서 사용될 수 있는 예시적이고 비제한적인 물질은 탄소, 흑연, 탄소/흑연 복합물, 금속, 금속 및 비금속 탄화물, 질화물, 규화물, 금속간 화합물, 서멧(cermet), 금속 합금, 및 금속 포일을 포함한다. 특히, 내화물이 유용할 수도 있다. 다양한 다른 물질은 저항률, 질량 및 열 전도도의 소정 특성을 달성하도록 혼합될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 이용될 수 있는 금속은, 예를 들어 니켈, 크롬, 니켈 및 크롬의 합금(예컨대, 니크롬(nichrome)), 및 강철을 포함한다. 저항 가열을 제공하는데 유용할 수 있는 물질은 Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호; Deevi 등의 미국 특허 제5,093,894호; Deevi 등의 미국 특허 제5,224,498호; Sprinkel 2세 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 제5,498,850호; 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 Fleischhauer 등의 미국 특허 제5,591,368호에 개시되어 있으며, 이들 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
저항 가열 요소는 포일, 폼(foam), 디스크, 스파이럴(spiral), 파이버(fiber), 와이어, 필름, 얀(yarn), 스트립(strip), 리본, 또는 실린더뿐만 아니라, 다양한 치수의 불규칙한 형상의 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 본 개시에 따른 저항 가열 요소는 2012년 3월 28일자로 출원된 동시 계속중인 미국 특허 출원 제13/432,406호에 개시된 바와 같은 도전성 물질일 수 있으며, 이러한 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다. 또한, 저항 가열 요소는 2012년 9월 4일자로 출원된 동시 계속중인 미국 특허 출원 제13/602,871호에 개시된 바와 같은 마이크로히터 구성요소(microheater component)의 일부로서 존재할 수도 있으며, 이러한 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
유익하게는, 저항 가열 요소는 에어로졸 전구체 물질에 밀착하거나 밀접 접촉하여 배치될 수 있는 형태로 제공될 수 있다(즉, 예를 들어 전도, 복사 또는 대류를 통해 에어로졸 전구체 물질에 열을 제공하기 위한 것임). 다른 실시예에 있어서, 저항 가열 요소는 에어로졸 전구체 물질이 에어로졸화를 위해 저항 가열 요소로 송출될 수 있도록 하는 형태로 제공될 수 있다. 이러한 송출은 저항 가열 요소로의 에어로졸 전구체의 위킹(wicking), 및 예컨대 밸브 유동 조절을 포함할 수 있는 모세관을 통한 저항 가열 요소로의 에어로졸 전구체의 유동과 같은 다양한 실시예를 채용할 수 있다. 이와 같이, 에어로졸 전구체 물질은, 조기 에어로졸화를 방지하기 위해 저항 가열 요소로부터 충분히 멀리 배치되지만 소정량의 에어로졸 전구체 물질이 에어로졸화를 위해 저항 가열 히터로 이송되는 것을 용이하게 하도록 저항 가열 요소에 충분히 근접하여 배치되는 하나 이상의 저장소(reservoir) 내에 액체 형태로 제공될 수도 있다.
특정 실시예에서, 본 개시에 따른 흡연 물품은 담배, 담배 성분, 또는 담배-유도 물질(즉, 담배로부터 직접 분리될 수 있는 담배 내에서 자연적으로 발견되는 물질 또는 합성 조제되는 물질)을 포함할 수 있다. 이용되는 담배는 황색종 담배(flue-cured tobacco), 버어리 담배(burley tobacco), 오리엔트 담배(Oriental tobacco), 메릴랜드 담배(Maryland tobacco), 흑색종 담배(dark tobacco), 훈증종 담배(dark-fired tobacco) 및 루스티카 담배(Rustica tobacco)뿐만 아니라 다른 희귀 또는 특수 담배, 또는 그 혼합물과 같은 담배를 포함할 수 있거나 그로부터 유도될 수 있다. 다양한 대표적인 담배 타입, 담배의 가공된 타입, 및 담배 혼합물의 타입은, 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 국제 공개 제WO 02/37990호; 및 Bombick 등의 Fund. Appl. Toxicol., 39, p. 11-17 (1997)에 제시되어 있으며, 이들 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
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 들면, 담배는 담배 추출물 형태로 채용될 수 있다. 예를 들어, 그 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용되는, Cantrell 등의 미국 특허 제7,647,932호, Robinson 등의 미국 특허 제8,079,371호 및 Crooks 등의 미국 특허 공개 제2007/0215167호를 참조하기 바란다.
흡연 물품은 담배 제품의 제조를 위해서 전통적으로 사용되는 타입의 담배 첨가물을 포함할 수 있다. 이들 첨가물은 여송연, 궐련, 파이프 등의 생산을 위해 사용되는 담배의 향미 및 아로마(aroma)를 향상시키는데 사용되는 물질의 타입을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이들 첨가물은 다양한 궐련 가향(cigarette casing) 및/또는 탑 드레싱(top dressing) 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 그 개시내용이 전체적으로 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 가향 물질은 물, 설탕 및 시럽(예를 들면, 자당, 포도당 및 이성화당), 희석제(예를 들면, 글리세린 또는 프로필렌 글리콜), 및 향미제(예를 들면, 코코아 및 감초)를 포함한다. 이들 첨가 성분은 또한 상부 드레싱 물질(예를 들면, 멘톨(menthol)과 같은 향미 물질)을 포함한다. 예를 들면, 그 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용되는 Mays 등의 미국 특허 제4,449,541호를 참조하기 바란다. 첨가될 수 있는 다른 물질은 Lawson 등의 미국 특허 제4,830,028호 및 Marshall 등의 미국 특허 공개 제2008/0245377호에 개시된 것을 포함하며, 이들 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
흡연 물품 내에 담배를 통합시키기 위한 다양한 방식과 방법, 및 특히 이들 흡연 물품 내의 담배의 사실상 모두를 의도적으로 연소시키지 않도록 설계되는 흡연 물품은, Brooks 등의 미국 특허 제4,947,874호; Cantrell 등의 미국 특허 제7,647,932호; Robinson 등의 미국 특허 제8,079,371호; Banerjee 등의 미국 특허 공개 제2005/0016549호; 및 Crooks 등의 미국 특허 공개 제2007/0215167호에 제시되어 있으며, 이들 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
담배 아로마 오일, 담배 진액(essence), 분사 건조된 담배 추출물, 동결 건조된 담배 추출물, 담배 가루 등과 같은 다른 담배 물질이 증기 전구체 또는 에어로졸 전구체 조성물에 포함될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "담배 추출물(tobacco extract)"은 담배 추출 가공 조건 및 기술을 사용하여 담배로부터 분리, 제거 또는 유도되는 성분을 의미한다. 구체적으로 담배 또는 다른 식물의 정제 추출물이 사용될 수 있다. 통상적으로, 담배 추출물은 수성 성질을 갖는 용매(예를 들면, 물) 또는 유기 용매(예를 들면, 에탄올과 같은 알코올 또는 헥산과 같은 알칸)와 같은 용매를 사용하여 얻어진다. 이와 같이, 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 분리 절차의 예시적인 타입은, 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 있으며, 이들 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 물질은 하나 이상의 상이한 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 전구체는 다가 알코올(예를 들면, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 그 혼합물)을 포함할 수 있다. 다른 에어로졸 전구체 물질의 대표적인 타입은, Sensabaugh 2세 등의 미국 특허 제4,793,365호; Jakob 등의 미국 특허 제5,101,839호; Biggs 등의 국제 공개 제 WO 98/57556호; 및 문헌 "담배를 연소시키는 대신에 가열하는 신규 궐련 견본에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco)"(R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph(1988))에 제시되어 있으며, 이들 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다. 본 개시에 따라 사용될 수 있는 에어로졸 전구체 물질에 대한 다른 예시적인 제제는 Zheng 등의 미국 특허 공개 제2013/0008457호에 개시되어 있으며, 그 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다. 일부 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 충분한 열이 가해질 때(그리고 필요하다면 공기로 냉각될 때) 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, 실질적으로 비가시적일 수 있지만 향미 또는 질감과 같은 다른 특성에 의해 존재하는 것으로 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 단순할 수 있다.
에어로졸 전구체 물질은 다른 액체 물질과 결합될 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 전구체 물질 제제는 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 물질은 또한, 관련 Smoking Cartridges Type(흡연 카트리지 타입) C1a, C2a, C3a, C4a, C1b, C2b, C3b, C4b를 사용하여 채용될 수 있는 상표명 E-CIG를 갖는 전자 담배로서 및 중국 Beijing 소재의 Ruyan SBT Technology and Development Co., Ltd.로부터의 Ruyan Atomizing Electronic Pipe 및 Ruyan Atomizing Electronic Cigarette으로서, 미국 Georgia Acworth 소재의 Atlanta Imports Inc.를 통해서 입수가능한 장치 내에 통합되는 그러한 타입의 물질을 포함한다.
흡연 물품은 하나 이상의 향미료, 약물 또는 다른 흡입가능한 물질을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 액상 니코틴이 사용될 수 있다. 이러한 추가 물질은 에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 물질과 결합될 수도 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 물질은 에어로졸 이외에 흡입가능한 물질을 포함하는 것으로 기재될 수 있다. 이러한 흡입가능한 물질은 본 명세서에서 논의되는 향미료, 약물 및 다른 물질을 포함할 수 있다. 특히, 본 개시에 따른 흡연 물품을 사용하여 송출되는 흡입가능한 물질은 담배 성분 또는 담배-유도 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 전구체 물질은 담배 또는 담배 성분과 함께 슬러리로 되거나, 담배-유도 물질과 함께 용액으로 될 수 있다. 대안적으로, 향미료, 약물 또는 다른 흡입가능한 물질은 예컨대 저장소 내의 에어로졸 전구체와 별도로 제공될 수 있다. 이와 같이, 정해진 분량의 향미료, 약물 또는 다른 흡입가능한 물질은, 에어로졸 전구체 또는 증기 전구체 물질과 함께 사용자에 의해 흡입될 공기류 내로 상기 향미료, 약물 또는 다른 흡입가능한 물질을 방출하기 위해 저항 가열 요소에 별도로 또는 동시에 송출될 수도 있다. 대안적으로, 향미료, 약물 또는 다른 흡입가능한 물질은 흡연 물품 또는 그 구성요소의 별개 부분에 제공될 수도 있다. 구체적 실시예에서, 향미료, 약물 또는 다른 흡입가능한 물질은 저항 가열 요소에 근접하여 위치하는 기재(예를 들면, 종이 또는 다른 다공성 물질) 상에 증착될 수 있다. 근접도는, 저항 가열 요소의 가열이 기재로부터 향미료, 약물 또는 다른 흡입가능한 물질을 휘발 및 방출하기에 충분한 열을 기재에 제공하기에 충분한 것이 바람직하다.
흡연 물품의 메인스트림 에어로졸의 관능적 또는 감각적 특성 또는 속성을 변경하는 광범위한 타입의 향미제 또는 물질이 이용될 수도 있다. 이러한 향미제는 담배 이외의 소스로부터 제공될 수 있고, 본질적으로 천연 또는 인공일 수 있으며, 농축물 또는 향미료 패키지로서 이용될 수 있다. 에어로졸이 발생되는 흡연 물품의 구역에 적용되거나 통합되는 향미제가 특별한 관심사이다. 다시, 이러한 향미제는 저항 가열 요소에 직접 공급될 수 있거나, 전술한 바와 같이 기판 상에 제공될 수도 있다. 예시적인 향미제로는, 바닐린(vanillin), 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 타입 및 특성의 향신료 및 향미료 패키지가 포함된다. 또한, 이성화당과 같은 시럽도 이용될 수 있다. 향미제는 또한 산성 또는 염기성 특성(예를 들면, 레불린산, 숙신산, 젖산 및 피루브산과 같은 유기산)을 포함할 수 있다. 향미제는 원한다면 에어로졸-발생 물질과 결합될 수 있다. 사용될 수 있는 예시적인 식물-유도 조성물은 Dube 등의 미국 출원 제12/971,746호 및 Dube 등의 미국 출원 제13/015,744호에 개시되어 있으며, 이들 문헌의 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다. 그러한 추가 성분의 선택은 본 물품에 원하는 감각적 특성과 같은 인자에 기초하여 변할 수 있으며, 본 개시는 담배, 및 담배-관련 또는 담배-유도 제품의 분야에 숙련된 자에게 쉽게 명백해질 수 있는 임의의 그러한 추가 성분을 포함하는 것으로 의도된다. 그 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용되는, Gutcho의 담배 향미 물질 및 방법(Tobacco Flavoring Substances and Methods)(Noyes Data Corp.(1972)) 및 Leffingwell 등의 흡연 제품을 위한 담배 향미(Tobacco Flavoring for Smoking Products)(1972)를 참조하기 바란다. 담배 물질과 조합하여, 본 명세서에서 이미 설명된 바와 같은 관능적 특성을 포함하여 감각적 특성에 영향을 미치는데 유용할 수 있는 향신료, 가향료 등과 같은 임의의 물질이 에어로졸 전구체 물질에 결합될 수도 있다. 에어로졸 전구체와 결합될 수 있는 니코틴과 같은 약물의 향미, 감각 또는 관능적 특성에 영향을 미치기 위해 특히 유기산이 에어로졸 전구체 조성물 내에 포함될 수 있다. 예를 들면, 레불린산, 젖산 및 피루브산과 같은 유기산이 니코틴과 함께 에어로졸 전구체 조성물에 포함될 수 있으며, 그 양은 (총 유기산 함량에 기초하여) 니코틴과 등몰(equimolar) 이하이다. 유기산의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 전구체 조성물은 존재하는 유기산의 총량이 에어로졸 전구체 조성물 내에 존재하는 니코틴의 총량과 등몰인 농도까지, 니코틴 1몰당 약 0.1몰 내지 약 0.5몰의 레불린산, 니코틴 1몰당 약 0.1몰 내지 약 0.5몰의 피루브산, 니코틴 1몰당 약 0.1몰 내지 약 0.5몰의 젖산, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
에어로졸 전구체 물질은 그 안에 사용되는 물질의 다양한 양에 기초하여 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 유용한 에어로졸 전구체 물질은 약 98 중량% 이하, 약 95 중량% 이하, 또는 약 90 중량% 이하의 폴리올을 포함할 수 있다. 이 총량은 2개 이상의 상이한 폴리올 사이에서 임의의 조합으로 분할될 수 있다. 예를 들면, 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 전구체 물질을 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 전구체 물질을 포함할 수 있다. 유용한 에어로졸 전구체 물질은 또한, 약 25 중량% 이하, 약 20 중량% 또는 약 15 중량%의 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 전구체 물질을 포함할 수 있다.
비제한적인 예로서, 본 개시에 따른 에어로졸 전구체 물질은 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 기초하고 있다. 에어로졸 전구체 물질의 하나의 비제한적 특정 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 높은 니코틴 함량의 담배 추출물일 수 있다.
담배로부터 유도된 의약품 등급의 니코틴을 포함하는 담배 추출물을 함유하는 에어로졸 전구체 물질의 실시예에 있어서, 담배 추출물은, 예를 들어, N'-니트로소노르니코틴(N'-nitrosonornicotine; NNN), (4-메틸니트로사미노)-1-(3-피리딜)-1-부타논((4-methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone; NNK), N'-니트로소아나타빈(N'-nitrosoanatabine; NAT) 및 N'-니트로소아나바신(N'-nitrosoanabasine; NAB)을 포함하는 담배-특히 니트로사민(tobacco-specific nitrosamine; TSNA); 벤즈[a]안트라센(benz[a]anthracene), 벤조[a]피렌(benzo[a]pyrene), 벤조[b]플루오란텐(benzo[b]fluoranthene), 벤조[k]플루오란텐(benzo[k]fluoranthene), 크리센(chrysene), 디벤즈[a,h]안트라센(dibenz[a,h]anthracene) 및 인데노[1,2,3-cd]피렌(indeno[1,2,3-cd]pyrene)을 포함하는 폴리아로매틱 하이드로카본(polyaromatic hydrocarbon; PAH) 등을 포함하는 호프만 분석물질(Hoffmann analyte)로서 총괄하여 알려진 화합물이 실질적으로 없는 것으로 특징지어지는 것이 유리하다. 특정 실시예에 있어서, 에어로졸 전구체 물질은 TSNA 및 PAH를 포함하는 임의의 호프만 분석물질이 전혀 없는 것으로 특징지어질 수 있다. 에어로졸 전구체 물질의 실시예는 약 5ppm 미만, 약 3ppm 미만, 약 1 ppm 미만, 또는 약 0.1 ppm 미만의 범위, 혹은 심지어 임의의 감지가능한 한계 이하의 TSNA 레벨(또는 다른 호프만 분석물질 레벨)을 가질 수도 있다. 특정 추출 프로세스 또는 처리 프로세스는 호프만 분석물질 농도의 저감을 달성하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 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 개시된 바와 같은 각인 폴리머(imprinted polymer) 또는 비각인 폴리머(non-imprinted polymer)와 접촉하게 될 수 있으며, 이들 모든 문헌은 본 명세서에 참조로 원용된다. 또한, 담배 추출물은 특정 알데히드(aldehyde) 및 다른 화합물을 제거할 수 있는 아민 작용기(amine functionality)를 갖는 이온 교환 물질로 처리될 수 있다. 예를 들면, 본 명세서에 참조로 원용되는 Horsewell 등의 미국 특허 제4,033,361호 및 Figlar 등의 미국 특허 제6,779,529호를 참조하기 바란다.
흡연 물품 내에 사용되는 에어로졸 전구체 물질의 양은, 물품이 허용가능한 감각적 및 관능적 특성과, 바람직한 성능 특성을 나타내도록 하는 것이다. 예를 들면, 여러가지 점에서 담배 연기의 모양과 흡사한 가시적 메인스트림 에어로졸을 발생시키기 위해 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜과 같은 충분한 에어로졸 전구체 물질이 이용되는 것이 매우 바람직하다. 통상적으로, 흡연 물품에 포함되는 에어로졸-발생 물질의 양은 약 1.5g 이하, 약 1g 이하, 또는 약 0.5g 이하의 범위에 있다. 에어로졸 전구체 물질의 양은 흡연 물품과 함께 사용되는 카트리지당 요구되는 퍼프 횟수와 같은 인자에 따라 달라질 수 있다. 에어로졸-발생 조성물은 상당한 정도의 허용될 수 없는 떨어지는 맛(off-taste), 얇은 마우쓰-느낌, 또는 담배 절단 충전재를 연소시킴으로써 메인스트림 연기를 발생시키는 전통적인 타입의 궐련과 크게 상이한 전체적인 감각적 경험을 도입하지 않는 것이 바람직하다. 특정 에어로졸-발생 물질 및 저장소 물질의 선택, 이들 성분의 사용량, 및 사용되는 담배 물질의 타입은 흡연 물품에 의해 생성되는 메인스트림 에어로졸의 전체 화학 조성을 제어하기 위해 변경될 수 있다.
본 발명의 물품에 의해 방출되는 에어로졸의 양은 달라질 수 있다. 바람직하게, 물품은 충분한 양의 에어로졸 전구체 물질, 및 충분한 양의 임의의 다른 흡입가능한 물질을 갖고서, 사용 과정에 걸쳐서 소정 함량의 에어로졸화 물질을 방출하기에 충분한 기간 동안에 충분한 온도로 기능하도록 구성된다. 내용물은 물품으로부터 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 들면, 물품은 물품에 대한 한번의 퍼프당 니코틴을 약 0.01㎎ 내지 약 0.5㎎, 약 0.05㎎ 내지 약 0.3㎎, 또는 약 0.1㎎ 내지 약 0.2㎎의 양으로 제공할 수도 있다. 계산의 목적으로, 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 송출할 수 있다. 본 개시에 따른 흡연 물품은 송출될 에어로졸 또는 다른 흡입가능한 물질의 총량을 퍼프당 송출될 양으로 나눔으로써 계산가능한 임의의 퍼프 횟수를 제공하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 저장소는 소정 퍼프 횟수 및/또는 송출될 물질의 소정 총량을 달성하기에 적절한 양의 에어로졸 전구체 또는 다른 흡입가능한 물질로 장입될 수 있다.
다른 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 물품에 유용하다고 평가되는 임의의 다른 체적)의 에어로졸을 발생하는데 필요한 열의 양을 제공하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 발생되는 열의 양은 약 290℃의 히터 온도에서 약 35㎖의 에어로졸을 제공하는 2초 퍼프와 관련하여 측정될 수 있다. 일부 실시예에서, 물품은 바람직하게 약 1J/s(초당 주울 열) 내지 약 50J/s, 약 2J/s 내지 약 40J/s, 약 3J/s 내지 약 35J/s, 또는 약 5J/s 내지 약 30J/s를 제공할 수 있다.
열을 생성하고, 이어서 에어로졸 전구체 물질 및 흡연 물품에 의해 제공된 임의의 다른 흡입가능한 물질을 에어로졸화하기 위해, 전기 에너지가 저항 가열 요소에 제공될 수 있도록 저항 가열 요소는 흡연 물품의 전원과 전기 접속되는 것이 바람직하다. 이러한 전기 접속은 영구적일 수 있거나(예를 들면, 배선 접속됨) 또는 제거가능할 수 있다(예를 들면, 전원을 포함하는 제어 바디에 착탈될 수 있는 카트리지 내에 저항 가열 요소가 제공됨).
상기에서는, 히터, 배터리, 커패시터, 스위칭 구성요소, 에어로졸 전구체 등과 같은 본 개시에 따른 흡연 물품에 사용하기 위한 다양한 물질이 설명되었지만, 본 개시는 단지 예시된 실시예에 한정되는 것으로 간주되지 않아야 한다. 본 기술분야에 숙련된 자는 본 개시의 임의의 특정 구성요소와 교환될 수 있는 본 기술분야의 유사 구성요소를 본 개시에 기초하여 인지할 수 있다. 예를 들면, Sprinkel 2세의 미국 특허 제5,261,424호는 빨기와 연관된 사용자 입술 활동을 검출하고 이후 가열을 촉발하기 위해 장치의 마우쓰-단부와 연관될 수 있는 압전 센서를 개시하고; McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호는 마우쓰피스를 통한 압력 강하에 반응하여 가열 로드 어레이 내로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하며; Harris 등의 미국 특허 제5,967,148호는 흡연 장치 내의 리셉터클로서, 삽입된 성분의 적외선 투과율의 불균일성을 검출하는 식별자(identifier) 및 상기 성분이 리셉터클 내에 삽입됨에 따라 검출 루틴을 실행하는 컨트롤러를 구비하는 리셉터클을 개시하고; Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호는 다중 차등 위상을 갖는 정해진 실행가능한 전력 사이클을 기재하며; Watkins 등의 미국 특허 제5,934,289호는 광자-광전자 구성요소를 개시하고; Counts 등의 미국 특허 제5,954,979호는 흡연 장치를 통한 빨기 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하며; Blake 등의 미국 특허 제6,803,545호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구조를 개시하고; Griffen 등의 미국 특허 제7,293,565호는 흡연 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하며; Fernando 등에 의한 미국 특허 공개 제2009/0320863호는 충전을 촉진하고 장치의 컴퓨터 제어를 가능하게 하기 위한 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하며; Fernando 등에 의한 미국 특허 공개 제2010/0163063호는 흡연 장치용 식별 시스템을 개시하고; Flick에 의한 국제 공개 제WO 2010/003480호는 에어로졸 발생 시스템 내의 퍼프를 표시하는 유체 유동 감지 시스템을 개시하며; 상기 문헌의 모든 개시내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다. 전자 에어로졸 송출 물품에 관련되는 구성요소 및 본 물품에 사용될 수 있는 개시된 물질 또는 구성요소의 다른 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 미국 특허 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 국제 공개 제WO 2010/091593호가 포함된다. 상기 문헌에 개시된 다양한 물질은 다양한 실시예에서 본 장치에 포함될 수 있으며, 상기 문헌의 개시내용은 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
본 개시에 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 구성요소로서 제공될 수 있다. 일반적으로, 본 개시에 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 작동 또는 조절하는 하나 이상의 제어 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 제 1 유닛은 제 2 유닛과 결합하는 원위 단부, 및 그 근위 단부에 개구부를 갖는 마우쓰피스(또는 간단히 마우쓰 단부)를 구비하는 대향하는 근위 단부를 포함할 수 있다. 제 1 유닛은 이 제 1 유닛의 마우쓰피스 내로 개방되는 공기 유로를 포함할 수 있으며, 공기 유로는 저항 가열 요소로 형성된 에어로졸을 마우쓰피스 내로 통과시킬 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제 1 유닛은 일회용일 수 있다. 마찬가지로, 제 2 유닛은 재사용가능할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 개시에 따른 흡연 물품은 연결 단부 및 대향 폐쇄 단부를 갖는 실질적으로 원통 형상인 재사용가능한 제어 바디를 구비할 수 있다. 제어 하우징의 폐쇄 단부는 물품의 능동적 사용의 하나 이상의 인디케이터를 구비할 수 있다. 물품은 제어 바디의 연결 단부와 결합하는 연결 단부 및 대향 마우쓰 단부를 갖는 카트리지를 추가로 포함할 수 있다. 물품을 사용하기 위해, 소비자는 카트리지의 연결 단부를 제어 바디의 연결 단부에 연결할 수 있거나, 그렇지 않으면 본 명세서에 기재된 바와 같이 물품이 작동가능하도록 카트리지를 제어 바디와 결합할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 바디 및 카트리지의 연결 단부는 나사형 결합을 위해 나사가공될 수 있다. 다른 실시예에서, 연결 단부는 압력-끼워맞춤 결합을 가질 수 있다.
사용중에, 소비자는 저항 가열 요소의 가열을 개시하며, 저항 가열 요소에 의해 생성된 열은 에어로졸 전구체 물질 및, 선택적으로는 흡입가능한 물질을 에어로졸화한다. 이러한 가열은 에어로졸 전구체 물질의 적어도 일부분을 에어로졸(그와 함께 포함되는 임의의 다른 흡입가능한 물질을 포함할 수 있음) 형태로 방출하며, 이러한 에어로졸은 카트리지의 마우쓰 단부와 유체 연통하는 카트리지 내부의 공간 내에 제공된다. 소비자가 카트리지의 마우쓰 단부를 흡입하는 경우, 카트리지를 통해서 공기가 흡인되고, 흡인된 공기와 에어로졸의 조합체는, 흡인된 물질이 카트리지의 마우쓰 단부(존재하는 임의의 선택적인 마우쓰피스)를 빠져나가 소비자의 입 내로 들어감에 따라 소비자에 의해 흡입된다. 가열을 개시하기 위해서, 소비자는 푸시버튼, 정전용량식 센서, 또는 저항 가열 요소가 배터리 또는 다른 에너지원(커패시터 등)으로부터 전기 에너지를 수용하게 하는 유사한 구성요소를 작동시킬 수도 있다. 전기 에너지는 사전결정된 기간 동안 공급될 수 있거나, 수동 제어될 수 있다. 바람직하게는, 전기 에너지의 흐름은 (대기 온도보다 큰 기준 온도, 예를 들면 능동 가열 온도로의 급속 가열을 촉진하는 온도를 유지하도록 생길 수도 있지만) 물품에 대한 퍼프 사이에서는 실질적으로 생기지 않는다. 다른 실시예에서, 가열은 본 명세서에 달리 기재되어 있는 다양한 센서의 사용을 통해서 소비자의 퍼핑 작용에 의해 개시될 수도 있다. 퍼프가 중단되면, 가열이 중지되거나 감소될 것이다. 소비자가 흡입가능한 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 물질이 소비자에 의해 실질적으로 제거되었다는) 표시가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 카트리지는 단일 흡연 경험보다 더 많은 것을 제공할 수 있으며, 그에 따라 통상적인 궐련의 전체 팩(full pack) 정도 또는 그 훨씬 이상을 모방하기 위해 충분한 함량의 에어로졸 전구체 물질을 제공할 수 있다. 마찬가지로, 정해진 횟수의 퍼프, 통상적인 궐련 동등물 등을 제공하기 위해 복수의 개별 저장소가 단일의 흡연 물품에 제공될 수 있다.
물품 사용에 대한 상기 설명은 본 명세서에 제공되는 추가의 개시내용을 감안할 때 본 기술분야에 숙련된 자에게 자명할 수 있는 약간의 변형을 통해서 기재되는 다양한 실시예에 적용될 수 있다. 그러나, 상기 사용 설명은 본 발명의 물품의 사용을 제한하도록 의도되지 않으며, 본 개시의 개시내용의 모든 필수 요건과 부합하도록 제공된다.
이제 도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 흡연 물품(10)은 일반적으로 쉘(15) 및 이 쉘 내에 제공되는 복수의 구성요소를 포함할 수 있다. 이러한 물품은 마우쓰 단부(11)(즉, 소비자가 물품으로부터 에어로졸을 흡입하기 위해 빨 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 제거가능하게 또는 영구적으로 함께 결합되는 2개의 별개 구성요소일 수 있음). 본 명세서의 추가 개시내용으로부터 자명한 바와 같이, 물품의 추가 실시예는 물품의 별개 구성요소를 각각 수용하는 2개 이상의 착탈식 유닛으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 도 1의 실시예에 도시된 각종 구성요소는 다중 유닛으로 형성된 실시예를 포함하는 다른 실시예에 존재할 수 있다.
본 개시에 따른 물품(10)은 실질적으로 봉-형상이거나 실질적으로 튜브 형상이거나 실질적으로 원통 형상으로 규정될 수 있는 전체 형상을 가질 수 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 물품은 실질적으로 라운드형 단면을 갖지만, 다른 단면 형상(예를 들면, 타원형, 사각형, 삼각형 등)도 본 개시에 포함된다. 물품의 물리적 형상을 서술하는 이러한 언어는 또한, 제어 바디 및 카트리지와 같은 다중 유닛을 포함하는 실시예에서 물품의 개별 유닛에 적용될 수도 있다.
흡연 물품(10)의 쉘(15)은 튜브 형상과 같은 적절한 구조를 형성 및 유지하고 그 안에 물품의 적절한 구성요소를 유지하기에 적합한 임의의 물질로 형성될 수 있다. 쉘은 도 2에 도시된 바와 같이 단일 벽으로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 쉘은, 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이 적어도 저항 가열 요소에 의해 제공되는 가열 온도인 온도에서 그 구조적 완전성을 유지하기 위해 내열성인(예를 들면, 열화하지 않는) 물질(천연 또는 합성)로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서는, 내열 폴리머가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 쉘은 실질적으로 빨대-형상인 종이와 같은 종이로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 종이 튜브와 같은 쉘은 증기의 관통 이동을 실질적으로 방지하도록 기능하는 그와 연관된 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 일 예에서, 쉘의 일 표면에는 알루미늄 포일 층이 적층될 수 있다. 또한, 세라믹 물질도 사용될 수 있다.
쉘(15)은, 단일 층으로 형성된 경우, 약 0.2㎜ 내지 약 0.5㎜, 약 0.5㎜ 내지 약 4.0㎜, 약 0.5㎜ 내지 약 3.0㎜, 또는 약 1.0㎜ 내지 약 3.0㎜의 두께를 가질 수 있다. 전술한 기능을 제공하는데 사용되거나, 상기에 언급된 물질 또는 구성요소에 대한 대안으로서 사용될 수 있는 다른 예시적인 타입의 구성요소 및 물질은 Crooks 등의 미국 특허 공개 제2010/00186757호; Crooks 등의 미국 특허 공개 제2010/00186757호; 및 Sebastian 등의 미국 특허 공개 제2011/0041861호에 제시된 타입의 것일 수 있으며, 이들 문헌의 개시내용은 전체적으로 본 명세서에 참조로 원용된다.
도 1의 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 흡연 물품(10)은 일반적으로 전자 제어 구성요소(20), 유동 센서(30) 및 배터리(40)를 구비하며, 이들 구성요소는 물품 내에 다양한 순서로 배치될 수 있다. 명확히 도시되지 않았지만, 물품(10)은 배터리(40)로부터 다른 구성요소에 전력을 제공하기 위해 그리고 물품에 의해 제공되는 필수 기능의 적절한 작동을 위해 구성요소들을 상호연결하기 위해 필요에 따라 배선을 구비할 수 있는 것으로 이해된다. 물품(10)은 본 명세서에 기재되는 저항 가열 요소(50)를 추가로 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 저항 가열 요소(50)는 저항 가열 요소를 통한 전류 유동에 의한 폐쇄 전기 회로의 형성을 촉진하기 위해 적절한 배선을 통해서 배터리(40)에 전기적으로 연결될 수 있는 금속 코일이다. 물품 내의 필수 전기 접속부를 제공하기 위해 추가 배선(도시되지 않음)이 포함될 수 있다. 특정 실시예에서, 물품(10)에는, 상기에서 이미 설명된 바와 같이, 하나 이상의 정해진 알고리즘에 따라 저항 가열 요소(50)를 통전시키기 위해 제어 구성요소(20)가 배터리(40)로부터의 전력을 송출, 제어 또는 변조하도록 전기 회로가 배선될 수 있다. 이러한 전기 회로는 특히 물품(10)이 소비자가 사용할 때만 활성화하도록 유동 센서(30)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 소비자가 물품(10)에 대해 퍼프를 실행하면, 유동 센서가 퍼프를 검출하고, 이후 제어 구성요소(20)가 물품을 통해 전력을 지향시키도록 활성화되고, 그에 따라 저항 가열 요소(50)가 열을 생성하고 따라서 소비자가 흡입하기 위한 에어로졸을 제공한다. 제어 알고리즘은 저항 가열 요소(50)에 대한 전력이 사이클을 이루게 하여 정해진 온도를 유지시킬 수 있다. 따라서, 제어 알고리즘은 소비자에 의한 퍼프 없이 정해진 시간이 경과한 후에 물품(10)을 자동으로 비활성화시키고 물품을 통한 전력 유동을 중단시키도록 프로그래밍될 수 있다. 더욱이, 물품은 제어 구성요소에 피드백을 제공하는 온도 센서를 포함할 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 구성요소에 따라서, 대안적인 온도 감지 수단이 마찬가지로 사용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 유동 센서(30)는 본 명세서에 기재되는 정전용량식 감지와 같은 대안적인 감지 수단을 제공하는 적절한 구성요소로 교체될 수도 있다. 본 명세서에서 이미 설명된 바와 같이, 임의의 다양한 센서 및 그 조합이 포함될 수 있다. 더욱이, 물품(10) 급전의 온오프, 흡입용 증기 또는 에어로졸을 발생시키는 저항 가열 요소(50)의 켜기 등과 같은 다양한 기능을 끌어내기 위해 소비자에 의한 수동 조작을 가능하게 하도록 하나 이상의 제어 버튼(16)이 포함될 수 있다.
또한, 물품은 쉘(15) 상에 배치되는 하나 이상의 상태 인디케이터(19)를 구비할 수 있다. 이러한 인디케이터는, 전술한 바와 같이, 물품으로부터 취해지거나 남은 퍼프 횟수를 나타낼 수 있고, 활성 또는 비활성 상태를 나타낼 수 있으며, 퍼프에 반응하여 라이트를 켜는 등을 수행할 수 있다. 6개의 인디케이터가 도시되어 있지만, 보다 많거나 적은 인디케이터가 존재할 수 있으며, 인디케이터는 다양한 형상을 취할 수 있고, 심지어 단순히 쉘 내의 개구부(예를 들면, 이러한 인디케이터가 존재할 때 사운드를 방출하기 위한 것임)일 수 있다.
도 1의 실시예에 도시된 바와 같이, 저장소(205)는 저항 가열 요소(50)에 근접하여 도시되어 있고, 심지(300)는 저장소(205)로부터 저항 가열 요소(50)의 코일 내로 연장된다. 저장소는 에어로졸 전구체 물질을 저장하기 위한 수단을 나타내는 하나의 실시예이다. 심지는 모세관 작용을 이용하여, 저장소로부터, 금속 와이어 코일의 형태인 저항 가열 요소(50) 내부 및 그 주위의 영역에 의해 규정된 가열 구역 내로 에어로졸 전구체 물질을 흡인한다. 이와 같이, 저항 가열 요소에 의해 생성된 열은 에어로졸 전구체 물질을 에어로졸화시킨다. 다음에, 형성된 에어로졸은 흡연 물품(10)의 마우쓰 단부(11)를 통해 사용자에 의해 흡인된다. 가열 구역 내의 에어로졸 전구체 물질이 저항 가열 요소의 가열에 의해 에어로졸화됨에 따라, 추가의 에어로졸 전구체 물질이 에어로졸화를 위해 저장소(205)로부터 가열 구역으로 위킹된다. 실질적으로 모든 에어로졸 전구체 물질이 에어로졸화될 때까지 사이클이 계속된다.
도 1의 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 물품(10)의 마우쓰 단부(11)는 저항 가열 요소(50)와 저장소(205)가 그 안에 배치되는 실질적인 개방 공동이다. 이러한 개방 공동은 저장소로부터 인출되고 저항 가열 요소에 의해 가열될 때 심지(300)로부터 에어로졸의 방출을 위한 체적을 제공한다. 물품은 또한, 저항 가열 요소(50) 주위의 공동으로부터의 에어로졸의 인출을 허용하기 위해 마우쓰 단부(11) 내에 마우쓰 개구부(18)를 포함한다. 도 1의 도면에 명확히 도시되어 있지는 않지만, 물품은 그 구조적 완전성을 증가시키기 위해 및/또는 원한다면 필터링 용량을 제공하기 위해 및/또는 흡인에 대한 저항을 제공하기 위해 그 마우쓰 단부에 필터 물질(셀룰로스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 등)을 포함할 수 있다. 물품을 통한 공기 유동을 용이하게 하기 위해, 공기 흡입구(17)가 제공될 수 있고, 물품 내부로의 공기 유동을 가능하게 하는 쉘(15) 내의 개구부를 실질적으로 포함할 수 있다. 복수의 공기 흡입구가 제공될 수 있으며, 이들 공기 흡입구는 이 공기 흡입구로부터의 공기가 형성된 에어로졸과 섞일 수 있고 또한 형성된 에어로졸이 저항 가열 요소/기재 주위의 공동으로부터 물품의 마우쓰 단부 내의 개구부를 통해서 제거되는 것을 용이하게 할 수 있도록 물품의 마우쓰 단부로부터 상류측에 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 원한다면, 공기 흡입구로부터 마우쓰 단부 내의 개구부로 유동하는 공기로부터 물품 내의 하나 이상의 구성요소를 효과적으로 격리하기 위해서 구조적 요소가 물품 내에 제공될 수 있다. 즉, 정해진 공기 유로가 제공될 수 있으며, 이러한 정해진 공기 유로는 공기 유로를 통해 유동하는 공기가 배터리(40) 및 제어 구성요소(20) 중 하나 또는 모두와 물리적으로 접촉하는 것을 실질적으로 회피할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 흡입구(17)를 통해 취해진 공기는 가열 요소/기재를 둘러싸는 공동으로 들어가기 전에 유동 센서(30)를 통과하고, 그에 따라 유동 센서의 활성화는 본 명세서에서 달리 설명되는 바와 같은 가열 요소의 가열을 용이하게 한다.
바람직한 실시예에서, 물품(10)은 궐련 또는 여송연 형상에 비견되는 크기를 취할 수도 있다. 따라서, 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 수도 있다. 이러한 치수는 특히 쉘(15)의 외경에 대응할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서의 흡연 물품(10)은 일회용 물품인 것을 특징으로 할 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에서 에어로졸 전구체 물질을 수납하는 저장소는 소비자가 물품을 일회보다 많이 사용할 수 있도록 충분한 양의 에어로졸 전구체 물질을 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 물품은 복수의 통상 궐련, 예를 들면 2개 이상, 5개 이상, 10개 이상, 또는 20개 이상의 통상 궐련으로부터 이용가능한 (약 2초 내지 4초 기간의) 퍼프 횟수와 실질적으로 동등한 퍼프 횟수를 제공할 수 있도록 충분한 에어로졸화가능하고 및/또는 흡입가능한 물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 1의 실시예에 따른 일회용 단일 유닛은 약 20회 이상, 약 50회 이상, 또는 약 100회 이상의 퍼프를 제공할 수 있으며, 단일 퍼프는 본 명세서에서 이미 설명한 바와 같이 측정된다.
특히 바람직한 실시예에서, 본 개시에 따른 물품은 상호 착탈가능한 2개의 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2는 제어 바디(80) 및 카트리지(90)로 형성되는 일 실시예에 따른 흡연 물품(10)을 도시한다. 특정 실시예에서, 제어 바디는 재사용가능한 것으로 지칭될 수 있으며, 카트리지는 일회용인 것으로 지칭될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 바디가 제한된 개수의 카트리지로 (예를 들면, 배터리 전력 구성요소가 더 이상 충분한 전력을 물품에 제공하지 못할 때까지) 제한된 횟수만 사용하도록 구성될 수 있고 그 후 제어 바디를 포함하는 전체 물품(10)이 폐기될 수 있다는 점에서 전체 물품이 일회용인 것으로 특징지어질 수 있다. 다른 실시예에서, 제어 바디는 교체형 배터리를 가질 수 있으며, 그에 따라 제어 바디는 다수의 배터리 교환을 통해 그리고 다수의 카트리지와 함께 재사용될 수 있다. 유사하게, 물품(10)은 재충전가능할 수도 있으며, 따라서 전형적인 전기 콘센트에 대한 연결, 자동차 충전기(즉, 시가 잭)에 대한 연결, 및 USB 케이블 등을 통한 컴퓨터에 대한 연결을 포함하는 임의의 타입의 재충전 기술과 조합될 수도 있다.
제어 바디(80)와 카트리지(90)는 구체적으로, 상호 결합하여 상호연결된 기능 장치를 형성하도록 구성된다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제어 바디(80)는 제어 바디에 비해 감소된 직경을 갖는 돌출부(82)를 구비하는 근위 부착 단부(13)를 포함한다. 카트리지는 흡연 물품(10)을 기능적인 사용가능한 형태로 제공하기 위해 제어 바디(80)의 근위 결합 단부와 결합하는 원위 부착 단부(14)를 포함한다. 도 2에서, 제어 바디 돌출부(82)는 카트리지(90)가 카트리지의 원위 부착 단부에 있는 대응 나사부(도 2에는 보이지 않음)를 거쳐서 제어 바디(80) 상에 나사결합될 수 있게 하는 나사부를 구비한다. 따라서, 카트리지(90)의 원위 부착 단부는 제어 바디 돌출부(82)를 수용하기 위한 개방 공동을 포함할 수 있다. 도 2에는 나사 결합이 도시되어 있지만, 압력-끼워맞춤 결합, 자기 결합 등과 같은 다른 결합 수단이 포함되는 것으로 이해된다.
2개의 분리된 유닛의 단면을 도시하는 도 3에서는, 제어 바디(80) 및 카트리지(90) 사이의 기능적인 관계를 추가로 알 수 있다. 제어 바디(80)는 제어 구성요소(20), 유동 센서(30) 및 배터리(40)를 포함한다. 이들 구성요소는 특정의 정렬 상태로 도시되어 있지만, 구성요소의 다양한 정렬이 본 개시에 포함되는 것으로 이해된다. 제어 바디(80)는 제어 바디 쉘(81) 내에 복수의 인디케이터(19) 및 공기 흡입구(17)를 추가로 포함한다. 하나 이상의 공기 흡입구에 대한 다양한 위치가 본 개시에 포함된다. 도시된 바와 같이, 공기 흡입구(17)는 이 흡입구를 통해 흡인된 공기가 충분히 유동 센서(30)와 접촉하여 센서를 활성화하도록 배치된다(그렇지만, 특히 상이한 감지 수단이 제공되는 경우 또는 푸시버튼에 의한 것과 같은 수동 작동이 제공되는 경우, 다른 위치가 포함됨). 다른 예에서, 공기 흡입구(17)는 예를 들어 원위 단부(12)를 향해 배치될 수 있으며, 유동 센서(30)는 근위 부착 단부(13)를 향해 원위 단부(12)에 근접하게 배치된다. 이러한 예에 있어서, 예를 들어 원위 단부(12)를 향한 공기 흡입구의 배치는 작동될 가열 요소(50)를 위한 퍼프를 검출하는 것으로부터 추가적인 소요 시간을 제공하고, 이에 의해 퍼프에 반응하여 보다 빠른 응답(즉, 에어로졸의 송출)을 제공할 수 있다. 쉘(81)은 본 명세서에서 도 1의 실시예에 관하여 이미 설명된 물질로 형성될 수 있다. 제어 바디(80)의 근위 부착 단부(13)에 리셉터클(60)이 또한 포함되고, 이러한 리셉터클(60)은 제어 바디 돌출부(82) 내로 연장되어, 카트리지(90)가 제어 바디에 부착된 경우에 저항 가열 요소(50)와의 전기 접속을 용이하게 한다. 도시된 실시예에서, 리셉터클(60)은 물품(10)의 사용중에 제어 바디 내의 공기 흡입구로부터 카트리지 내로 공기 유동을 용이하게 하는 중앙 개방 통로를 포함한다.
카트리지(90)는 그 마우쓰 단부(11)에 마우쓰 개구부(18)를 갖는 카트리지 쉘(91)을 포함하여, 물품(10)을 빠는 동안 카트리지로부터 소비자에게 공기 및 동반 증기(및 존재한다면 다른 흡입가능한 물질)의 통과를 허용한다. 카트리지 쉘(91)은 본 명세서에서 이미 설명된 바와 같이 그러한 목적에 유용한 물질로 형성될 수 있다. 카트리지(90)는 금속 와이어 코일의 형태인 저항 가열 요소(50)를 추가로 포함한다. 저항 가열 요소는 그 대향 양 단부에 단자(51)(예를 들면, 양극 및 음극 단자)를 포함하여, 저항 가열 요소를 통한 전류 흐름을 용이하게 하고, 적절한 배선(도시되지 않음)을 부착시켜서 카트리지(90)가 제어 바디(80)에 연결되는 경우에 배터리(40)와 저항 가열 요소의 전기 접속을 형성한다. 구체적으로, 플러그(65)는 카트리지의 원위 부착 단부(14)에 배치된다. 카트리지(90)가 제어 바디(80)에 연결되는 경우, 플러그(65)는 리셉터클(60)과 결합하여, 전류가 배터리(40)로부터 리셉터클 및 플러그를 통해 저항 가열 요소(50)로 제어가능하게 흐르도록 전기 접속을 형성한다. 카트리지 쉘(91)은 카트리지의 원위 부착 단부가 이 단부로부터 플러그가 돌출한 상태로 실질적으로 폐쇄되도록 원위 부착 단부를 가로질러 연장될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 플러그(65)는 공기가 제어 바디(80)로부터 카트리지(90) 내로 유동할 수 있게 하기 위해 리셉터클(60)의 중앙 개방 통로와 정렬하는 개방 중앙 통로를 포함한다.
본 개시에 따른 사용을 위한 저장소는 에어로졸 전구체 물질의 하나 이상의 성분을 저장 및 방출하는 기능을 하는 임의의 구성요소일 수 있다. 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 저장소는 에어로졸 전구체 물질이 저장되는 용기일 수 있다. 용기는 에어로졸 전구체에 대해 실질적으로 불투과성일 수 있고, 그에 따라 이러한 물질이 용기의 벽을 통해 빠져나갈 수 없다. 이러한 실시예에서, 에어로졸 전구체 물질의 통과를 위해 개구부가 제공될 수 있다. 예를 들면, 도 1에서는, 심지(300)가 저장소(205)의 개구부를 충전하는 것으로 도시되어 있다. 일부 예에서, 저장소(205)는 일반적으로 벽 및 적어도 하나의 개구부를 갖는 임의의 용기를 포함할 수 있는 "병"을 포함할 수도 있다. 따라서, 저장소 내의 에어로졸 전구체 물질은 심지를 통한 모세관 작용에 의해 저장소 밖으로 이동한다. 저장소로부터의 에어로졸 전구체 물질의 통과를 위한 다른 시스템은 또한 본 개시내용에 의해 포함된다. 예를 들면, 튜브 또는 다른 도관은 저장소 밖으로 튜브 또는 다른 도관을 통해 에어로졸 전구체 물질을 통과시키는데 사용될 수 있다. 이러한 통과는 또한 모세관 작용을 통해 이루어질 수 있다. 대안적으로, 저장소로부터의 액체의 수동적 유동은 적절한 밸브 기구로 제어될 수 있으며, 이러한 밸브 기구는 흡연 물품의 사용시에 에어로졸 전구체 물질의 유동을 허용하고 흡연 물품의 비사용시에 에어로졸 전구체 물질의 유동을 방지하도록 개방될 수 있다. 마이크로-펌프 장치를 포함하는 능동적 유동 기구가 또한 본 개시에 따른 사용에 구상된다. 그러한 저장소는 에어로졸 전구체 물질의 임의의 성분과 실질적으로 반응하지 않고 열적 및 기계적으로 안정적인 임의의 적합한 물질, 예를 들어 유리, 금속, 저기공 또는 비기공 세라믹, 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 저장소는 개구부 없이 제공된 용기일 수 있지만, 용기 벽의 일부분 또는 모두가 다공성일 수 있고, 그에 따라 그 벽을 통해 용기의 외부로 에어로졸 전구체 물질을 투과시킨다. 예를 들면, 다공성 세라믹은 그러한 점에서 유용할 수 있다. 적합한 기공도의 임의의 다른 물질이 마찬가지로 사용될 수 있다.
특정 실시예에서, 저장소는 에어로졸 전구체 물질을 (예를 들어, 흡수, 흡착 등을 통해서) 유지하고 가열 구역으로 이송하기 위해 에어로졸 전구체 물질을 위킹할 수 있게 하기에 적합한 다른 섬유 매스 또는 직물 또는 부직물일 수 있다. 예를 들면, 도 3은 에어로졸 전구체 물질의 하나 이상의 성분을 유지하는 저장소 층(201)을 도시한다. 저장소 층은 본질적으로 카트리지 쉘(91)의 내측 표면의 일부분을 라이닝하는 튜브 형태로 압연된 섬유의 부직층이다. 이러한 저장소 층은 천연 섬유, 합성 섬유 또는 그 조합으로 형성될 수 있다. 유용한 물질의 비제한적 예로서, 면, 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리젖산, 그 조합 등을 포함한다. 유사하게, 저장소 층은 세라믹으로 형성될 수 있다.
본 개시에 따른 사용을 위한 심지(301)(도 3에서 볼 수 있음)는, 하나 이상의 에어로졸 전구체 물질을 저장소로부터, 저항 가열 요소가 에어로졸 전구체 물질을 에어로졸화하여 에어로졸을 형성하는 흡연 물품 내의 가열 구역으로 이송하는 기능을 하는 임의의 구성요소일 수 있다. 특히, 심지는 액체의 이송에 모세관 작용을 이용하는 구성요소일 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 사용을 위한 심지는 에어로졸 전구체 물질의 하나 이상의 성분을 가열 구역으로 이송하기에 충분한 위킹 작용을 제공하는 임의의 물질일 수 있다. 비제한적 예로서, 면, 셀룰로스, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리젖산, 유리 섬유, 그 조합 등과 같은 천연 및 합성 섬유를 포함한다. 또한, 심지는 섬유의 모세관 작용을 변경하는 물질로 코팅될 수 있으며, 심지 형성에 사용되는 섬유는 특정 단면 형상을 가질 수 있고 섬유의 모세관 작용을 변경하도록 홈이 형성될 수 있다. 심지 형성에 사용되는 섬유는 다발로, 직물로서, 또는 부직물로서 제공될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 양태에 따른 흡연 물품(500)을 개략적으로 도시한다. 이러한 양태에서, 흡연 물품(500)은 일반적으로 마우쓰 단부(511)(즉, 소비자가 에어로졸을 물품으로부터 마우쓰 개구부(518)를 통해 흡입하도록 빨 수 있는 단부) 및 대향 원위 단부(512)를 갖는 쉘(510)을 포함할 수도 있다. 본 양태에 따른 흡연 물품(500)은 2-부품 장치로서 도시되어 있으며, 라인 A는 흡연 물품(500)이 2개의 별개 구성요소로 분리되거나, 그렇지 않으면 분해될 수 있는 경계를 나타낸다. 이러한 예에서, 2개의 별개 구성요소는 종축을 따라 서로 결합되는 제어 바디부(506) 및 카트리지 바디부(505)로서 설계될 수 있다. 보다 특히, 제어 바디부(506)는 제어 바디 결합 단부(506A)를 규정할 수 있고, 카트리지 바디부(505)는 카트리지 바디 결합 단부(505A)를 규정할 수 있으며, 이들 각 단부(505A, 506A)는 제거가능하게 결합될 수 있도록 상보적으로 구성될 수 있다. 즉, 각 단부(505A, 506A)가 결합되는 경우, 바디부(505, 506)는 서로 고정되어 흡연 물품(500)을 형성한다. 그러나, 특정 예에서, 바디부(505, 506)는, 필요 또는 소망에 따라, 예를 들어 카트리지 바디부(505)가 다른 카트리지 바디부로 교환될 수 있도록 분리 또는 착탈(즉, 착탈가능한 유닛)될 수도 있다. 이러한 예에서, 착탈가능한 유닛은 각각 흡연 물품(500)의 별개 구성요소를 수용하도록 구성될 수도 있다.
하나의 양태에 따르면, 흡연 물품(500)은 착탈가능한 제어 및 카트리지 바디부(506, 505)를 포함할 수 있다. 도 4의 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 쉘(510)에 의해 수용된 구성요소는 제어 바디부(506)와 카트리지 바디부(505) 사이에서 분할될 수도 있다. 예를 들면, 카트리지 바디부(505)가 동일한 제어 바디부(506)를 사용하는 다른 카트리지 바디부와 교체가능하도록 구성되는 경우에, 제어 바디부(506) 내에는 이러한 흡연 물품(500)에 재사용가능할 수 있는 구성요소가 배열될 수도 있다. 더욱이, 카트리지 바디부(505)는 적어도 하나의 에어로졸 전구체 조성물(본 명세서에서는, "에어로졸 전구체 물질"로 호환가능하게 지칭됨)을 포함하는 소모성 구성체 및 이것과 작동적으로 결합되는 적어도 하나의 가열 요소를 포함할 수도 있다. 이와 같이, 도 5에 개략적으로 도시된 일부 양태에 있어서, 흡연 물품(500)의 제어 바디부(506)는 제 1 전자 제어 구성요소(520), 유동 센서(또는 "퍼프 센서")(530) 및 전기 전원(540)(즉, 배터리, 커패시터, 또는 임의의 다른 적합한 전력-함유 요소 또는 요소들의 조합체)을 포함할 수도 있으며, 이들 구성요소는 제어 바디부(506) 내에 다양한 순서로 배치될 수 있다. 그러한 구성요소는 또한 제 1 전자 제어 구성요소(520)를 통해 또는 그에 의해 제어되도록 구성될 수도 있다(즉, 제 1 제어 구성요소(520)는 전기 전원(540)에 저장된 전력에의 접근을 제어하도록, 예를 들어 유동(퍼프) 센서(530)에 급전하도록 구성될 수도 있음). 또한, 명시적으로 도시되지는 않았지만, 배터리(540)로부터 다른 구성요소에 전력 또는 전류를 제공하기 위해, 및/또는 흡연 물품에 의해 제공된 필요 기능을 적절하게 작동하도록 특정 구성요소를 상호접속하기 위해, 필요 또는 소망에 따라, 물품(500)은 배선을 포함하거나, 또는 특정 구성요소를 전기 접속하기에 적합한 설비(provision)를 포함할 수 있다.
도 5의 실시예에 도시된 바와 같이, 흡연 물품(500)의 카트리지 바디부(505)는 예를 들어 코일의 형태인 가열 요소(560)에 근접하여 배치된 저장소(550)를 포함하는 소모성 구성체를 포함 및 수용할 수 있다. 일부 양태에 있어서, 심지(도시되지 않았지만, 예를 들어 도 1의 요소(300) 참조)는 저장소(550)로부터 가열 요소(560)의 코일 내로 연장될 수 있다. 하나의 양태에서, 저장소(550)는, 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 액체, 증기 또는 에어로졸의 형태일 수 있는 에어로졸 전구체 물질을 저장하도록 구성될 수 있다. 심지는, 모세관 작용을 이용하여, 에어로졸 전구체 물질을 저장소로부터, 가열 요소(560) 내부 및 주위, 또는 그렇지 않으면 그에 근접하는 영역에 의해 규정되는 가열 구역 내로 빨아들이기 위해 저장소(550)와 연통하도록 구성 및 배열될 수 있다. 이와 같이, 가열 요소(560)에 의해 생성된 열은 에어로졸 전구체 물질을 에어로졸화시킨다. 다음에, 형성된 에어로졸은 흡연 물품(500)의 마우쓰 단부(511)를 통해 사용자에 의해 흡인된다. 가열 구역 내의 에어로졸 전구체 물질이 가열 요소(560)의 가열에 의해 에어로졸화됨에 따라, 추가의 에어로졸 전구체 물질이 저장소(550)로부터 위킹되어 에어로졸화를 위해 가열 구역을 향해 안내된다. 실질적으로 모든 에어로졸 전구체 물질이 에어로졸화되고 저장소가 실질적으로 빌 때까지 이러한 사이클이 계속된다.
하나의 양태에서, 가열 요소(560)는 이러한 가열 요소(560)를 통해 전류를 흘릴 수 있는 폐쇄 전기 회로의 형성을 용이하게 하기 위해 그 단자의 적절한 배선을 통해 배터리(540)에 전기 접속할 수 있는 금속 코일을 포함하는 저항 요소일 수 있다. 따라서, 제어 및 카트리지 바디부(505, 506)는, 결합시에 적절한 배선(565)이 배터리(540)와 가열 요소(560) 사이에서 흡연 물품(560) 내에 필요한 전기 및 제어 접속부를 형성하도록 구성될 수 있다. 이러한 전기/제어 접속부는 예를 들어 상보적으로 구성된 부분을 갖는 전기 커넥터의 사용을 통해 성취될 수 있으며, 하나의 부분은 제어 바디부(506)와 결합되고, 다른 부분은 카트리지 바디부(505)와 결합되며, 각 부분은 제어 및 카트리지 바디부(506, 505)의 결합시에 결합하도록 가압된다. 특정 실시예에서, 물품(500)에는 전기 회로가 배선될 수 있으며, 이에 의해 제 1 제어 구성요소(520)는, 상기에서 이미 설명된 바와 같이, 하나 이상의 정해진 알고리즘에 따른 저항 가열 요소(560)에 통전하기 위해 배터리(540)로부터의 전력을 송출, 제어 또는 변조하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 그러한 전기 회로("히터 제어 회로")는 물품(500)이 소비자가 사용할 때만 활성화하도록 유동 센서(530)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 소비자가 물품(500)에 대해 퍼프를 실행하면, 유동 센서(530)(또한, 예를 들면, 압력 센서, 정전용량식 센서, 또는 사용자에 의한 퍼프로 인해 물품(500)의 작동을 검출하기 위한 다른 적절한 센서를 포함할 수도 있음)가 퍼프를 검출하고, 이후 제 1 제어 구성요소(520)가 물품(500)을 통해 배터리(540)로부터 가열 요소(560)로 전력을 지향시키도록 활성화되고, 그에 따라 가열 요소(560)가 열을 생성하고 따라서 소비자가 흡입하기 위한 에어로졸을 제공한다. 제어 알고리즘은 저항 가열 요소(560)에 대한 전력이 사이클을 이루게 하여 에어로졸 전구체 물질에 근접한 가열 구역에서 정해지고 선택된 온도를 유지시킬 수 있다. 또한, 제어 알고리즘은 소비자에 의한 퍼프를 검출하지 않고 정해진 시간이 경과한 후에 물품(500)을 통해 배터리(540)로부터 가열 요소(560)로의 전력 흐름을 단절함으로써 물품(500)을 자동으로 비활성화시키도록 프로그래밍될 수 있다. 더욱이, 물품(500)은 제 1 제어 구성요소(520)에 피드백을 제공하기 위해 카트리지 바디부(505) 내에 온도 센서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 센서는 예를 들어 가열 요소(560)와 직접 접촉할 수 있다. 일부 예에서, 조절기 구성요소(도시되지 않음)는 전기 전원(540)과 적어도 하나의 가열 요소(560) 사이에서 통신하도록 제공될 수 있으며, 조절기 구성요소는 적어도 하나의 가열 요소(560)의 온도를 제어하기 위해 전기 전원(540)으로부터 적어도 하나의 가열 요소(560)로의 전류 흐름을 선택적으로 조절하도록 구성된다. 예를 들어 가열 요소의 저항을 평가하고 이러한 저항을 요소의 온도에 상관시키기 위한 논리 제어 구성요소와 같은 대안적인 온도 감지 구성체가 사용될 수도 있다. 다른 예에서, 가열 요소(560)는 피드백 루프(feedback loop)를 통해 제 1 제어 구성요소(520)와 결합될 수 있고, 예를 들어 비교기는 가열 요소(560)에서 측정된 전기 파라미터(즉, 전압, 전류)를 소정의 설정점과 비교하고 전기 전원(540)으로부터의 그러한 전기 파라미터의 출력을 조정할 수 있다. 다른 양태에 있어서, 유동 센서(530)는 본 명세서에서 달리 기재되는 정전용량식 감지와 같은, 흡연 물품(500)에 대한 사용자 요구의 대안적인 감지를 제공하는 적절한 구성요소로 교체될 수도 있다. 본 명세서에서 이미 설명된 바와 같이, 임의의 다양한 센서 및 그 조합이 포함될 수 있다. 더욱이, 흡연 물품(500) 급전의 온오프, 흡입용 증기 또는 에어로졸을 발생시키는 가열 요소(560)의 켜기 등과 같은 다양한 기능을 끌어내기 위해 소비자에 의한 흡연 물품(500)의 수동 작동을 가능하게 하도록 하나 이상의 제어 버튼(16)이 제어 바디부(506)와 함께 포함될 수 있다.
추가적으로, 물품은, 적절하거나 원한다면, 제어 바디부(506) 또는 카트리지 바디부(505)와 함께, 쉘(510) 상에 배치된 하나 이상의 상태 인디케이터(580)(예를 들면, 도 4 참조)를 포함할 수 있다. 이러한 인디케이터는, 전술한 바와 같이, 물품/카트리지 바디부로부터 취해지거나 남은 퍼프 횟수를 나타낼 수 있고, 활성 또는 비활성 상태를 나타낼 수 있으며, 퍼프에 반응하여 라이트를 켜는 등을 수행할 수 있다. 6개의 인디케이터가 도시되어 있지만, 보다 많거나 적은 인디케이터가 존재할 수 있다. 이러한 인디케이터는 다양한 형상을 취할 수 있고, 심지어 단순히 쉘 내의 개구부(예를 들면, 이러한 인디케이터가 존재할 때 사운드를 방출하기 위한 것임)를 규정할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 임의의 그러한 상태 인디케이터(580)는 예를 들어 제 1 제어 구성요소(520)를 거쳐서, 및/또는 제어 바디부(506)와 카트리지 바디부(505) 사이의 적절한 커넥터를 통해 배터리(540)와 통신하도록 적절하게 배선된다.
하나의 예에서, 하나 이상의 상태 인디케이터(580)는 카트리지 바디부(505)와 관련하여 카트리지 바디 결합 단부(505A)와는 반대인 팁(505B) 주위에 배열될 수도 있다. 일부 양태에 있어서, 팁(505B) 주위의 하나 이상의 상태 인디케이터(580)는 하나 이상의 LED 또는 다른 적절한 발광 요소를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 상태 인디케이터(580)는 제 1 및/또는 제 2 제어 구성요소(520, 590)와 통신하도록 배열될 수 있으며, 제 1 및 제 2 제어 구성요소(520, 590)는 상태 인디케이터(580)(예를 들면, 도 6 참조) 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 상태 인디케이터(580)는 퍼프 센서(530)의 작동에 반응하여 사용자에 의한 퍼프의 검출시에 발광하도록 구성될 수도 있다. 퍼프 센서(530)를 작동하는데 사용되는 퍼프의 특성은 하나 이상의 상태 인디케이터(580)에 의해 방출된 광에 반영될 수 있다. 예를 들면, 퍼프의 세기 및/또는 지속기간이 대응하는 세기 및/또는 지속기간에 대한 하나 이상의 상태 인디케이터(580)의 작동을 야기할 수 있다. 다른 예에서, 대응하는 세기 및/또는 지속기간에 부가하여 또는 그에 대한 대안으로서, 하나 이상의 상태 인디케이터(580)에 의해 방출된 광의 혼합 색상 또는 겉보기 색상이 또한 적절하게 변할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 상태 인디케이터(580)를 예컨대 펄스폭 변조(Pulse Width Modulated; PWM) 작동 신호(예를 들면, 도 6의 요소(575) 참조)로 작동함으로써, 하나 이상의 상태 인디케이터(580)는 궐련과 같은 통상의 흡연 물품의 작열(glowing)/연소 팁의 색상을 모방하거나 흉내내도록 변조된 세기로 작동될 수 있다. 하나의 특정 예에서, 하나 이상의 상태 인디케이터(580)는 녹색 LED(580A) 및 적색 LED(580B)를 포함할 수도 있다. 녹색 및 적색 LED의 듀티 사이클(duty cycle)은 상태 인디케이터(580)가 적색으로부터 오렌지 또는 황색까지의 범위인 혼합 색상을 발하도록 다양한 비율로 결합하도록 하나 이상의 PWM 또는 다른 제어 신호에 의해 제어될 수 있다. 그러나, 본 기술분야에 숙련된 자는, 하나 이상의 상태 인디케이터(580)가 필요 또는 소망에 따라 다른 방식으로 작동될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 팁(505B)으로부터 방출된 광의 소정 색상을 생성하기 위해 각각의 녹색 및 적색 LED로 지향된 전압 및/또는 전류를 변경하기 위해 아날로그 회로가 사용될 수도 있거나, 또는 관련 회로가 마이크로프로세서를 구현할 수 있거나 구현하지 않을 수도 있다.
개시된 바와 같이, 본 개시의 하나의 양태에 있어서, 카트리지 바디부(505)는 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 전자 제어 구성요소(590)(마이크로프로세서를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수도 있음)를 포함할 수도 있다. 제 2 제어 구성요소(590)는 예를 들어 카트리지 바디부(506)와 제어 바디부(505) 사이의 결합시에 (수립된 시리얼 통신 접속부(570)를 거쳐서) 제 1 제어 구성요소(520), 및/또는 전기 전원(540)과 통신하도록 구성될 수도 있다. 제 2 전자 제어 구성요소(590)는 프로세서를 포함할 수 있거나, 프로세서를 갖거나 갖지 않는 특수 목적 아날로그 및/또는 디지털 회로로서 구성될 수 있거나, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 포함할 수도 있다. 따라서, 흡연 물품(500)의 제 1 전자 제어 구성요소(520) 및 다른 구성요소와의 상호작용을 비롯하여, 제 2 전자 제어 구성요소(590)와 관련하여 본 명세서에 개시된 임의의 기능 또는 모든 기능은, 프로세서에 의한 실행에 반응하여 장치가 열거된 기능을 적어도 수행 또는 지시하게 하는 컴퓨터-판독가능한 프로그램 코드 부분을 저장하는 컴퓨터-판독가능한 저장 매체에 구현될 수 있다.
하나의 특정 예에서, 제어 바디부(506) 및 카트리지 바디부(505)의 결합시와 같은 제 1 제어 구성요소(520)와 제 2 제어 구성요소(590) 사이의 통신의 수립시에, 제 2 제어 구성요소(590)는 제 2 제어 구성요소(520)에 인증 코드 또는 다른 적절한 인디시아를 제공하도록 구성될 수도 있다. 이러한 예에서, 제 1 제어 구성요소(520)는 인증 인디시아를 평가하여 카트리지 바디부(505)가 제어 바디부(506)와 함께 사용하도록 승인되었는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 이러한 인증은 예를 들어 카트리지 바디부(505)가 제어 바디부(506)의 제조자에 의해 생산되었는지에 관한 결정을 포함할 수 있다(즉, 제어 바디부(506)가 이 제어 바디부(506)의 동일한 제조자에 의해 제조 또는 승인된 카트리지 바디부(505)와 함께만 사용될 수 있음). 다른 예에서, 이러한 개념은 카트리지 바디부(505)가 제어 바디부(506)와 함께 사용되도록 인가된 대응하는 시리즈 내에 있는지를 인증하는 것으로 연장될 수 있다(즉, 제어 바디부는 시리즈 X, Y 또는 Z 카트리지 바디부와 함께만 사용되도록 구성되며, 시리즈 N 카트리지 바디부는 이 카트리지 바디부가 전술한 제어 바디부와 함께 사용될 수 있는 것을 허용하는 적절한 인증 인디시아를 제공하도록 구성되지 않음). 따라서, 특정 양태에 있어서, 제 1 제어 구성요소(520)는, 특정 카트리지 바디부(505)가 제어 바디부(506)와 함께 사용하도록 승인하는, 결합된 카트리지 바디부(505)로부터 수신된 인증 인디시아에 반응하여, 예를 들어 사용자에 의한 퍼프 센서(530)의 작동시에 전기 전원(540)으로부터 적어도 하나의 가열 요소(560)로의 전류 흐름을 허용하도록 구성될 수도 있다. 그러한 양태에서, 인증 인디시아가 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 수신되지 않는 경우(즉, 인증 인디시아 부재), 또는 비승인된 인증 인디시아가 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 수신되는 경우, 제 1 제어 구성요소(520)는 예를 들어 전기 전원(540)으로부터 적어도 하나의 가열 요소(560)로의 전류 흐름을 허용하지 않거나 막음으로써 반응할 수 있다.
하나의 양태에 있어서, 예를 들어 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 2 제어 구성요소(590)는 예를 들어 Texas Instruments Model bq26150 인증 IC를 포함할 수도 있다. 이러한 예에서, 본 개시의 양태는, 제 1 제어 구성요소(520)와 관련하여 제어 바디부(506)에 포함되고, 제어 바디부(506)와, 그와 결합된 카트리지 바디부(505) 사이의 인증 절차를 제 1 제어 구성요소(520)와 제 2 제어 구성요소(590) 사이의 상호작용을 통해 실행하도록 구성되는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어의 조합을 추가로 포함할 수도 있다. 일반적으로, 카트리지 바디부(505)는 인증 하드웨어 IC(즉, 암호 칩)와, 보내진 임의의 시도 코드(challenge code)에 반응하여 응답 값을 발생하도록 프로그래밍된 비밀 키(secret key)를 사용하는 "계산기 엔진(calculator engine)"을 포함할 수도 있다. 제어 바디부(506)와의 통신은 예를 들어 제어 바디부(506)와 카트리지 바디부(505) 사이에서 연장되는 단일-와이어 인터페이스를 거쳐서 성취될 수 있다. 제어 바디부(506)는 메모리에 저장된 다수의 사전계산되고 사전프로그래밍된 시도-응답 쌍을 포함할 수 있으며, 시도-응답 쌍은 실행된 소프트웨어에 의해 지시된 특정 경우(즉, 카트리지 바디부(505)로부터 시도에 대한 응답을 수신했을 때)에 확인될 수 있다.
예시적인 인증 프로세스는 하기와 같을 수 있으며, 도 6b에 도시된 바와 같을 수 있다:
1) 제어 바디부(506)/제 1 제어 구성요소(520)는 비밀 키를 포함하는 카트리지 바디부(505)/제 2 제어 구성요소(590)에 사전결정된 시도를 송신하고;
2) 카트리지 바디부(505)/제 2 제어 구성요소(590)는 그 안에 포함된 비밀 키와 함께 시도를 처리하고;
3) 카트리지 바디부(505)/제 2 제어 구성요소(590)는 (비밀 키에 적어도 부분적으로 기초하여) 응답을 결정하고, 그 응답을 제어 바디부(506)/제 1 제어 구성요소(520)에 송신하고;
4) 제어 바디부(506)/제 1 제어 구성요소(520)는 시도에 대한 사전결정된 적절한 응답을 카트리지 바디부(505)/제 2 제어 구성요소(590)로부터 수신된 응답과 비교한다. 사전결정된 응답 및 수신된 응답이 일치하면, 카트리지 바디부(505)/제 2 제어 구성요소(590)가 인증된다.
하나의 단순한 양태에 있어서, 단일의 시도-응답 쌍은 카트리지 바디부(505)/제 2 제어 구성요소(590)의 진정성(authenticity)을 확인하는데 사용된다. 그러한 예에서, 모든 제어 바디부(506)/제 1 제어 구성요소(520)가 동일한 시도-응답 쌍을 사용하면, 인증 방식은, 효과적이지만, 예를 들어 임의의 제어 바디부(506)/제 1 제어 구성요소(520)("배터리 모듈")와 임의의 카트리지 바디부(505)/제 2 제어 구성요소(590)("카토마이저(cartomizer)") 사이의 상호작용을 모니터링함으로써 노출될 위험에 처할 수 있다. 그에 따라, 인증 프로세스를 향상시키기 위해 몇몇 방법이 실행될 수도 있다. 예를 들면, 그러한 하나의 방법은 제어 바디부(506)/제 1 제어 구성요소(520)에 복수(즉, 50개)의 시도-응답 쌍을 이용하여 이들 쌍을 교대 방식으로(또는 랜덤하게, 순차적으로, 또는 임의의 다른 순서로) 사용하는 것일 수 있다. 다른 예에서, 시도-응답 쌍의 다른 세트들이 제어 바디부(506)/제 1 제어 구성요소(520)의 각각에 사용/프로그래밍될 수도 있다.
하나의 양태에 있어서, 비밀 키가 사용될 수도 있으며, 1000개(또는 임의의 다른 적합한 개수)의 시도/응답 쌍의 테이블이 제 1 제어 구성요소(520)의 프로그래밍시에 선택에 사용되도록 오프라인으로 생성될 수도 있다. 예를 들면, 각 제 1 제어 구성요소(520)는 펌웨어의 로딩시에 오프라인 테이블로부터 랜덤하게 선택된 복수(즉, 50개)의 시도-응답 쌍으로 로딩/프로그래밍될 수도 있다. 제 2 제어 구성요소(590)(즉, TI bq26150 인증 IC)는 또한 각 제 2 제어 구성요소(590)의 메모리 위치 중 하나 내로 로딩되는 비밀 키를 포함하도록 구성될 수도 있다. 선택적으로, 추가적인 비밀 키가 미래의 확장을 위해 다른 메모리 위치 내로 프로그래밍될 수 있다.
일부 양태에 있어서, 제어 바디부(506)에 급전될 때마다. 제 1 제어 구성요소(520)는 먼저 제 2 제어 구성요소(590)와 연관된 메모리로부터 카트리지 바디부(505)의 나머지 "퍼프-초(puff-seconds)"를 판독하고, 이러한 값이 제로보다 큰지를 결정한다. 그 값이 제로이면, 제 1 제어 구성요소(520)는 적어도 하나의 가열 요소(560)를 작동하지 않고, 카트리지 바디부(505)가 만료되었음을 사용자에게 알린다. 그 값이 제로보다 크다면, 제 1 제어 구성요소(520)는 저장된 시도-응답 쌍 중 하나를 사용하여 제 2 제어 구성요소(590)에 MAC 시도를 송신할 수 있다. 어떤 시도-응답 쌍을 사용할지의 선택은 예를 들어 인덱스(index)로서 퍼프-초의 특성(즉, LSB)을 사용함으로써 랜덤화될 수도 있다. 제 2 제어 구성요소(590)로부터의 응답이 저장/예상 응답과 일치하면, 제 1 제어 구성요소(520)는 카트리지 바디부(505)의 적어도 하나의 가열 요소(560)를 작동하도록 동작할 수 있다. 그 응답이 예상 응답과 상이하면, 제 1 제어 구성요소(520)는 적어도 하나의 가열 요소(560)를 작동하도록 동작하지 않고, 사용자에게 인증 절차의 실패에 관해 알린다.
본 명세서에 개시된 이러한 예시적인 양태와 함께 구현되는 암호 칩(즉, TI bq26150 인증 IC)은, 예를 들어 비밀 키 및 대체 키(alternate key) 또는 인증 또는 다른 보안 정보를 생성하는데 사용되는 다른 척도; 특징 인에이블링 또는 촉진 인디케이터; 제조 로트 번호 또는 다른 정보; 카트리지 수명 또는 다른 카운트 정보; 및/또는 특정 카트리지 바디부(505) 또는 카트리지 바디부의 타입과 관련되거나 관계가 있는 하드웨어 제어 정보를 포함할 수 있는 다양한 기능적 슬롯(functional slot)으로 구성될 수도 있다.
실행시에, 사용자가 퍼프를 개시한 경우, 전기 전원(540)으로부터 적어도 하나의 가열 요소(560)로의 전류 흐름을 허용하기 전에 인증이 이루어져야 한다. 이러한 인증은 메모리 위치 중 하나 내의 인증 키를 사용하여 실시될 수 있으며, 복수의 "시도/응답" 쌍 중 하나가 사용된다. "시도"를 송신하기 전에, 카트리지 수명 카운트는 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 결정된다. 카트리지 수명 카운트가 실패하면, 카트리지 바디부(505)/저장소(550)는 비어 있고, 적절한 "빈 카트리지" 사용자 표시가 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 개시된다. 그렇지 않으면, "시도"가 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 제 2 제어 구성요소(590)로 송신되고, 제 2 제어 구성요소(590)(즉, 암호 칩)로부터의 응답이 제 1 제어 구성요소(520)와 연관된 저장된 "응답"과 비교되어 카트리지 바디부(505)를 인증한다. 제 2 제어 구성요소(590)로부터의 응답이 제 1 제어 구성요소(520)와 연관된 저장된 "응답"과 일치하지 않으면, 적절한 "비승인 카트리지" 사용자 표시가 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 개시된다.
개시된 퍼프의 종료시에, 예시적인 시퀀스가 이루어진다. 특히, 퍼프의 지속시간은 가장 근접한 초까지 반올림된 후에 1씩 감소될 수 있다. 승인을 수행하기 전에, 카트리지 수명 카운트는 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 결정된다. 특정 수 미만의 퍼프가 남아 있다면, "저 카트리지" 사용자 표시가 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 개시된다. 카트리지 수명 카운트가 만료되면, 나머지 카트리지 인디케이터 플래그(flag)가 소모되고 카트리지는 사용할 수 없게 된다.
다른 양태에 있어서, 카트리지 바디부(505)는 또한 제 2 제어 구성요소(590)와 통신하는 메모리 장치(600)를 포함할 수도 있다. 이러한 양태에 있어서, 제 2 제어 구성요소(590)는 예를 들어 저장소(550) 내의 에어로졸 전구체 조성물의 잔류량을 결정하고, 메모리 장치(600)에 결정된 잔류량을 저장하도록 구성될 수도 있다. 이러한 기능은 카트리지 바디부(505)가 제어 바디부(506)와 결합될 때 다양한 방식으로 작동될 수 있다. 예를 들면, 제 2 제어 구성요소(590)는, 전기 전원(540)에 의해 통전될 때, (즉, 저장소와 작동가능하게 결합되어 저장소 내의 에어로졸 전구체 조성물의 양을 결정하거나, 저장소(550)로부터 심지로 유동하는 에어로졸 전구체 조성물의 양을 결정하는 적절한 센서를 통해서) 저장소(550)를 주기적으로 폴링(polling) 또는 모니터링하여 저장소(550) 내의 에어로졸 전구체 조성물의 잔류량을 결정하도록 구성될 수도 있다. 다른 예에서, 이러한 기능은 사용자에 의한 각 퍼프 또는 사전결정된 양의 퍼프시에 작동될 수 있다. 일부 양태에 있어서, 제 2 제어 구성요소(590)는 각 퍼프의 체적 및/또는 지속시간에 부가하여 퍼프의 수를 모니터링하도록 구성될 수 있고, 그에 따라 사용자에 의해 사용된 에어로졸 전구체 조성물의 결과적인 계산된 양은 저장소 내의 에어로졸 전구체 조성물의 용량과 비교하여 저장소(550) 내의 에어로졸 전구체 조성물의 잔류량을 결정할 수 있다. 임의의 예에서, 저장소(550) 내의 에어로졸 전구체 조성물의 결정된 잔류량은 주기적으로 결정되고, 예를 들어 상태 인디케이터(580)의 임의의 하나 이상을 통해 흡연 물품(500)의 사용자에게 표시될 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 제어 구성요소(520, 590)는 이들 사이의 결정된 잔류량을 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제 2 제어 구성요소(590)로부터 수신된 에어로졸 전구체 조성물의 결정된 잔류량의 역치 레벨에 반응하여 제어 바디부(506)와 연관된 (상태 인디케이터(580)로부터 선택된) 낮은 잔류량 인디시아를 작동시키도록 구성될 수도 있다. 이와 관련하여, 제 2 제어 구성요소(590)는 저장소(550) 내의 에어로졸 전구체 조성물의 잔류량이 에어로졸 전구체 조성물의 양의 역치 레벨에 도달했는지 그 미만인지를 평가하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 제 2 제어 구성요소(590)는 예를 들어 정전용량식 센서 또는 다른 적절한 센서를 통해 심지의 포화 레벨을 모니터링하도록 구성될 수 있으며, 이에 의해 저장소(550)는 심지의 포화 레벨이 특정 레벨 미만으로 떨어지는 경우에 역치 레벨이거나 그 미만이도록 결정된다. 따라서, 제 2 제어 구성요소(520)는 카트리지 바디부(505)가 다 사용되어 교체를 필요로 하는지에 관한 제 2 제어 구성요소(590)의 결정에 반응하도록 구성된다. 다른 예에서, 제 2 제어 구성요소(590)는, 제 1 제어 구성요소(520)로부터의 요구시든지, 또는 잔류량이 그에 반응하여 결정되거나, 메모리 장치(600)로부터 검색될 수 있는 제 1 제어 구성요소에 의한 주기적인 폴링을 통해서든지 결정된 잔류량을 바로 통신할 수 있으며, 역치 레벨에 도달했는지에 관한 결정이 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 결정될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물의 낮은 잔류량을 표시하는 것에 부가하여 또는 그 대안으로서, 제 1 제어 구성요소는 예를 들어 전류가 가열 요소(560)로 흐르는 것을 허용하지 않거나 저지하여 다 사용된 카트리지 바디부(505)의 교체를 요구하는 것과 같은 다른 동작을 취하도록 구성될 수 있다.
일부 양태에 있어서, 제어 바디부(506)는 제 1 제어 구성요소(520) 및/또는 전기 전원(540)과 작동가능하게 결합된 통신 장치(610)(예를 들면, 도 8 참조)를 추가로 포함할 수 있으며, 이러한 통신 장치(610)(즉, 적절한 송신기 또는 송수신기)는 흡연 물품의 외부로 데이터, 예를 들어 제 1 및 제 2 제어 구성요소(520, 590) 또는 메모리 장치(600) 중 하나로부터의 데이터를 전송하도록 적어도 구성될 수도 있다. 다른 예에서, 통신 장치(610)는 대신에 제 2 제어 구성요소(590)와 작동가능하게 결합되어, 카트리지 바디부(505) 내에 수용 및 포함될 수도 있다. 통신 장치(610)를 포함하는 그러한 양태에 있어서, 흡연 물품(500) 및/또는 그 사용에 관한 데이터는 제조자, 도매업자(distributor), 소매업자(retailer), 또는 이들에 의해 승인된 임의의 다른 업체(entity)와 연관된 외부 위치로 전송될 수도 있다. 더욱이, 통신 장치(610)는, 일부 예에서, 제 1 및/또는 제 2 제어 구성요소와 연관된 작동 소프트웨어를 업데이트하고 및/또는 데이터를 메모리 장치(600)에 업로드하는데 사용될 수 있다. 또한, 통신 장치(610)는 사용자와 연관된 다른 전자 장치에 의해 수신되는, 특정 흡연 물품과 관련된 제어 및 카트리지 바디부(506, 505)와 연관된 데이터를 사용자가 수신할 수 있게 하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 제 2 제어 구성요소(590)에 의해 수집되거나 그렇지 않으면 메모리 장치(600)에 저장된 데이터는 통신 장치(610)를 거쳐서 사용자와 연관된 PDA, 스마트폰, PC, 랩탑(laptop) 또는 태블릿 장치(tablet device)에 의해 수신되어 사용자가 데이터를 보거나 조작할 수 있게 한다. 또한, 통신 장치(610)는 사용자와 연관된 다른 전자 장치에 의해 실행되도록 구성된 대응 어플리케이션과 흡연 물품(500)이 다르게 통신하게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 흡연 물품(500)은 사용자의 다른 전자 장치에 의해 문의되거나, 그와 온디맨드 통신하도록 구성될 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 메모리 장치(600)는 카트리지 바디부(505)와 연관된 고유 식별 인디시아를 포함하도록 구성될 수도 있으며, 이러한 고유 식별 인디시아는 예를 들어 카트리지 바디부(505)와 연관된 시리얼 번호를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 고유 식별 인디시아는 메모리 장치(600)로부터 직접 또는 제 2 제어 구성요소(590)를 거쳐서 제 1 제어 구성요소(520)에 의해 수신되도록 구성될 수도 있다. 제 1 제어 구성요소(520)는 또한 통신 장치(610)를 거쳐서 고유 식별 인디시아를 외부 위치로 안내하도록 구성될 수도 있으며, 고유 식별 인디시아는 또한 예를 들어 제어 바디부(506)에 대한 식별 인디시아와 연관될 수도 있다. 제어 바디부(506)에 대한 식별 인디시아는 사전에 등록되거나, 특정 또는 지정 사용자와 연관될 수도 있으며, 그에 따라 사용자는 예를 들어 로열티 또는 보상 프로그램에서 고유 식별 인디시아와 연관된 특정 카트리지 바디부를 판매 또는 사용하도록 믿어질 수 있다. 일부 예에서, 수집된 고유 식별 인디시아는 사용자가 더 나은 제품을 구매하는 것을 권장하도록 사용자에게 유도할 수 있는 쿠폰 또는 다른 보상 프로그램 피처(feature)로 전환가능할 수도 있다. 다른 예에서, 고유 식별 인디시아는 카트리지 바디부(505)에 대한 제조 데이터와 연관될 수도 있으며, 그에 따라 데이터 코드, 배치 번호(batch number) 또는 다른 트래킹 정보가 외부 위치로 알려질 수 있다.
다른 양태에 있어서, 메모리 장치(600)는 카트리지 바디부(505)와 연관된 저장부(505) 내에 수납된 에어로졸 전구체 조성물과 연관된 조성물 인디시아를 포함하도록 구성될 수도 있다. 조성물 인디시아는, 이와 관련하여, 예를 들어 에어로졸 전구체 조성물을 에어로졸로 변환하는데 요구된 가열 파라미터를 가질 수도 있다. 제어 바디부(506)와 카트리지 바디부(505) 사이의 결합시에, 조성물 인디시아는 메모리 장치(600)로부터, 일부 예에서 제 2 제어 구성요소(590)를 거쳐서 제 1 제어 구성요소(520)로 안내될 수 있다. 이어서, 제 1 제어 구성요소(520)는 조성물 인디시아에 반응하여 제어 바디부(506)에 의해 수용된 전기 전원(540)으로부터 전류 흐름을 선택적으로 작동시키도록 구성될 수도 있다. 다음에, 전류 흐름은 카트리지 바디부(505)에 의해 수용된 적어도 하나의 가열 요소(560)로 안내될 수 있고, 적어도 하나의 가열 요소(560)는 이러한 전류 흐름에 반응하여 에어로졸 전구체 조성물을 가열하는데 필요한 가열 파라미터를 제공하여 에어로졸을 형성할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양태에 있어서, 제 1 및/또는 제 2 제어 구성요소(520, 590)는 예를 들어, 필요 또는 소망에 따라, 다양한 센서 및 상태 인디케이터뿐만 아니라, 에어로졸 전구체 조성물, 적어도 하나의 가열 요소(560) 및 전기 전원(540)과 연관된 사용 파라미터를 모니터링하도록 구성될 수도 있다. 흡연 물품(500)에는, 그러한 사용 파라미터에 특히 기여하도록 다른 구성요소가 포함될 수도 있다. 예를 들면, 흡연 물품(500)에는, 사용자에 의한 사용시에 흡연 물품(500)의 위치를 결정하도록 GPS 장치(도시되지 않음)와 같은 위치 인식 장치(geo-locating device)가 포함될 수도 있다. 일부 예에서, 사용 파라미터와 연관된 데이터가 메모리 장치(600)에 저장될 수도 있다. 또 다른 예에서, 그러한 사용 파라미터와 연관된 수집 데이터는 통신 장치(610)에 의해 외부 위치로 안내될 수 있다. 사용 파라미터에 관한 그러한 데이터는 예를 들어 퍼프 지속기간 및 빈도, 배터리 상태 및/또는 레벨, 바람직한 향미, 위치에 따른 사용, 시간에 따른 사용, 또는 필요 또는 소망의 임의의 다른 적절한 사용 파라미터를 포함할 수도 있다. 사용 파라미터에 관한 그러한 데이터는 예를 들어 마케팅 포커스 그룹, 비즈니스 애널리스트(business analyst) 또는 임의의 다른 적절한 분석 업체에 의해 수집 및 이용될 수도 있다.
일부 특정 예에서, 제 1 및/또는 제 2 제어 구성요소(520, 590)는 흡연 물품(500) 및 그 사용과 연관된 특정 사용 파라미터를 모니터링하도록 구성될 수도 있다. 그러한 수집된 사용 데이터는 예를 들어 카트리지당 취해진 퍼프의 평균 횟수(즉, 카트리지 바디부(505)의 저장소(550)가 다 사용되거나 빈 것으로 여겨지기 전에 사용자가 취할 수 있는 퍼프의 횟수), 카트리지당 취해지거나 또는 제어 바디부(506)에 대해 누적적으로 취해진 퍼프의 총 횟수, 전기 전원(540)(즉, 배터리)이 재충전될 필요가 있기 전에 취해진 퍼프의 횟수, 전기 전원(540)이 재충전될 필요가 있기 전에 사용될 수 있는 카트리지의 개수, 특정 제어 바디부(506)에 대해 사용된 카트리지의 총 개수, 또는 흡연 물품(500) 및/또는 그 사용과 연관된 임의의 다른 사용가능한 계량적 또는 통계적 데이터를 포함할 수도 있다.
본 개시의 많은 변형예 및 다른 실시예는 상기 설명 및 관련 도면에 제시된 요지의 이익을 갖는 본 개시가 포함되는 기술분야에 숙련된 자에게 연상될 것이다. 예를 들면, 본 명세서에 개시된 다양한 구성요소를 포함하는 키트(kit)가 제공될 수 있다. 예를 들면, 키트는 하나 이상의 카트리지 바디부를 갖는 제어 바디부를 포함할 수 있다. 키트는 하나 이상의 충전 구성요소를 갖는 제어 바디부를 추가로 포함할 수 있다. 키트는 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 바디부를 추가로 포함할 수 있다. 키트는 하나 이상의 카트리지 바디부 및 하나 이상의 충전 구성요소 및/또는 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 바디부를 추가로 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 키트는 복수의 카트리지 바디부를 포함할 수도 있다. 키트는 복수의 카트리지 바디부 및 하나 이상의 배터리 및/또는 하나 이상의 충전 구성요소를 추가로 포함할 수도 있다. 본 발명의 키트는 하나 이상의 키트 구성요소를 수용하는 케이스(또는 다른 포장, 운반 또는 저장 구성요소)를 추가로 포함할 수 있다. 케이스는 재사용가능한 경질 또는 연질 용기일 수 있다. 또한, 케이스는 단순히 박스 또는 다른 포장 구조물일 수 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않아야 하고 변형예 및 다른 실시예는 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 특정 용어가 본 명세서에 이용되고 있지만, 이들 용어들은 포괄적이고 서술적인 의미로만 사용되며 제한적인 목적으로는 사용되지 않는다.

Claims (12)

  1. 흡연 물품에 있어서,
    카트리지 바디 결합 부분, 에어로졸 전구체 조성물을 저장하도록 구성된 저장소, 에어로졸을 형성하기 위해 상기 에어로졸 전구체 조성물을 에어로졸화하도록 작동가능한 가열 요소 및 카트리지 바디의 인증을 위한 특수 목적 회로를 구비하는 카트리지 바디; 및
    상기 카트리지 바디 결합 부분과 제거가능하게 결합하도록 구성된 제어 바디 결합 부분, 전기 전원으로부터 상기 가열 요소로 전력을 지향시키도록 구성된 제어 회로, 및 컨트롤러를 구비하는 제어 바디로서, 상기 컨트롤러는, 상기 카트리지 바디가 인증되었음을 승인하기 위해 상기 특수 목적 회로와 통신하고, 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인된 때에만 상기 제어 회로가 상기 전기 전원으로부터 상기 가열 요소로 전력을 지향시키게 허용하도록 구성되는, 상기 제어 바디를 포함하며,
    상기 카트리지 바디의 인증은 상기 카트리지 바디가 상기 제어 바디와 함께 사용되도록 인가된 대응하는 시리즈 내에 있는지를 인증하는 것을 포함하는
    흡연 물품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 바디는, 상기 흡연 물품에 대한 사용자 요구를 감지하도록 구성된 센서를 더 구비하고,
    상기 제어 회로는, 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인된 때에만, 그리고 상기 사용자 요구에 반응하여, 상기 전기 전원으로부터 상기 가열 요소로 전력을 지향시키게 하는
    흡연 물품.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 바디는, 상기 흡연 물품에 대한 사용자 요구를 나타내기 위해 사용가능한 버튼을 더 구비하고,
    상기 제어 회로는, 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인된 때에만, 그리고 상기 사용자 요구에 반응하여, 상기 전기 전원으로부터 상기 가열 요소로 전력을 지향시키게 하는
    흡연 물품.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 특수 목적 회로는 상기 컨트롤러에 인증 인디시아를 제공하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 상기 인증 인디시아에 기초하여 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인하도록 구성되는
    흡연 물품.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 특수 목적 회로로부터의 인증 인디시아에 기초하여 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러가 상기 카트리지 바디를 승인하는 것의 실패는, 상기 특수 목적 회로로부터의 상기 인증 인디시아의 부재로 나타나는
    흡연 물품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 특수 목적 회로로부터의 인증 인디시아에 기초하여 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러가 상기 카트리지 바디를 승인하는 것의 실패는, 상기 특수 목적 회로로부터의 비승인된 인증 인디시아로 나타나는
    흡연 물품.
  7. 흡연 물품을 위한 제어 바디에 있어서,
    카트리지 바디 - 상기 카트리지 바디는 에어로졸 전구체 조성물을 저장하도록 구성된 저장소, 에어로졸을 형성하기 위해 상기 에어로졸 전구체 조성물을 에어로졸화하도록 작동가능한 가열 요소 및 상기 카트리지 바디의 인증을 위한 특수 목적 회로를 구비 - 의 카트리지 바디 결합 부분과 제거가능하게 결합하도록 구성된 제어 바디 결합 부분,
    전기 전원으로부터 상기 가열 요소로 전력을 지향시키도록 구성된 제어 회로, 및
    상기 카트리지 바디가 인증되었음을 승인하기 위해 상기 특수 목적 회로와 통신하고, 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인된 때에만 상기 제어 회로가 상기 전기 전원으로부터 상기 가열 요소로 전력을 지향시키게 허용하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 카트리지 바디의 인증은 상기 카트리지 바디가 상기 제어 바디와 함께 사용되도록 인가된 대응하는 시리즈 내에 있는지를 인증하는 것을 포함하는
    제어 바디.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 흡연 물품에 대한 사용자 요구를 감지하도록 구성된 센서를 더 구비하고,
    상기 제어 회로는, 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인된 때에만, 그리고 상기 사용자 요구에 반응하여, 상기 전기 전원으로부터 상기 가열 요소로 전력을 지향시키게 하는
    제어 바디.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 흡연 물품에 대한 사용자 요구를 나타내기 위해 사용가능한 버튼을 더 구비하고,
    상기 제어 회로는, 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인된 때에만, 그리고 상기 사용자 요구에 반응하여, 상기 전기 전원으로부터 상기 가열 요소로 전력을 지향시키게 하는
    제어 바디.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 특수 목적 회로는 상기 컨트롤러에 인증 인디시아를 제공하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 상기 인증 인디시아에 기초하여 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인하도록 구성되는
    제어 바디.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 특수 목적 회로로부터의 인증 인디시아에 기초하여 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러가 상기 카트리지 바디를 승인하는 것의 실패는, 상기 특수 목적 회로로부터의 상기 인증 인디시아의 부재로 나타나는
    제어 바디.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 특수 목적 회로로부터의 인증 인디시아에 기초하여 상기 카트리지 바디가 인증된 것으로 승인하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러가 상기 카트리지 바디를 승인하는 것의 실패는, 상기 특수 목적 회로로부터의 비승인된 인증 인디시아로 나타나는
    제어 바디.
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