KR102523294B1 - 가열식 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents
가열식 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
전기 작동식 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품(200a) 및 전기 작동식 에어로졸 발생 장치(300)를 포함한다. 에어로졸 발생 물품(100)은 에어로졸 형성 기재(216a)를 포함하고 마우스 단부(260a) 및 마우스 단부(260a)로부터 상류에 있는 말단부(250a)를 가진다. 전기 작동식 에어로졸 발생 장치(300)는 에어로졸 발생 물품(200a)의 말단부(250a)를 수용하도록 구성된 공동(320)을 갖는 하우징(310)을 포함한다. 에어로졸 발생 시스템은 전기 가열 요소(330) 및 전기 가열 요소(330)로부터 열을 흡수하기 위한 불연성 다공질 몸체(110)를 포함하는 열 확산기(100)를 더 포함하여, 사용시에 에어로졸 발생 물품(200a)을 통해 말단부(250a)로부터 마우스 단부(260a)로 흡인된 공기가 다공질 몸체(110) 내에 흡수된 열에 의해 가열되게 된다.
Description
본 발명은 가열식 에어로졸 발생 물품 및 전기 작동식 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다. 가열식 에어로졸 발생 장치는 액체 에어로졸 형성 기재 및 액체 보유 매체를 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 소모성 가열식 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.
최근에 에어로졸 형성 기재를 연소시키는 것이 아니라 가열에 의해 흡입 가능한 에어로졸을 생성하는 가열식 에어로졸 발생 시스템의 두 가지 주요 범주가 출현했다. 전자 담배 시스템으로서 설명될 수 있는 하나의 시스템은 전형적으로 무화기 유닛의 카트리지 내부에 담긴 액체 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 작동시, 액체는 심지에 의해 카트리지로부터 운반되고 가열 코일에 의해 증발된다. 가열식 담배 시스템으로서 설명될 수 있는 두 번째 시스템은 변형된 담배를 포함하는 고체 기재를 가열하여 흡입 가능한 에어로졸을 생성하는 것을 포함한다.
가열식 에어로졸 발생 시스템의 두 주요 범주에는 장점과 단점이 있다. 전자 담배 시스템의 하나의 단점은 특히, 카트리지가 거의 비었을 때, 가열 코일로 액체 기재를 직접 가열하면 액체가 과열될 위험이 있다는 점이다. 전형적인 전자 담배 시스템의 또다른 문제점은 장치가 다수의 사용자에 의해 사용될 수 있고 많은 외부 오염물과 접촉하게 된다는 점이다. 이는 잠재적 위생 문제점을 제공한다.
고체 에어로졸 형성 기재를 함유하는 소모성 물품을 사용하는 가열식 담배 시스템은 감각적으로 더 수용 가능한(sensorially more acceptable) 에어로졸을 생성할 수 있고 전자 담배와 관련된 동일한 위생 문제를 갖지 않을 수 있다. 그러나, 사용자는 액체 기반의 가열식 전자 담배 시스템에 의해 가능한 더욱 다양한 향미제를 원할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템의 하나의 유형은 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템이다. 공지된 핸드헬드 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템은 통상적으로 배터리를 포함하는 에어로졸 발생 장치, 제어 전자기기(electronics) 및 에어로졸 발생 장치와 사용하기 위하여 특별히 설계된 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 전기 히터를 포함한다. 일부 예에서, 에어로졸 발생 물품은 담배 로드 또는 담배 플러그와 같은 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 에어로졸 발생 장치 내에 포함된 히터는, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 때 에어로졸 형성 기재 내에 또는 그 주위에 삽입된다.
기존 시스템에서, 전기 히터로 에어로졸 형성 기재를 균일하게 가열하는 것이 어려울 수 있다. 이는 에어로졸 형성 기재의 일부 구역이 과열되게 할 수 있고 에어로졸 형성 기재의 일부 구역이 과소-가열되게 할 수 있다. 둘 모두 일정한 에어로졸 특성을 유지하는 것을 어렵게 할 수 있다. 이는 에어로졸 형성 기재의 고갈로 에어로졸 발생 물품의 하나 이상의 부분이 과열되게 할 수 있기 때문에, 에어로졸 형성 기재가 액체 에어로졸 형성 기재인 에어로졸 발생 물품의 특별한 문제점일 수 있다.
전술한 문제점을 완화하기 위한 수단을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 에어로졸 발생 물품 및 전기 작동식 에어로졸 발생 장치를 포함하는 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 마우스 단부 및 마우스 단부로부터 상류에 있는 말단부를 가진다. 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품의 말단부를 수용하도록 구성된 공동을 갖는 하우징을 포함한다. 에어로졸 발생 시스템은 전기 가열 요소 및 전기 가열 요소로부터 열을 흡수하기 위한 불연성 다공질 몸체를 포함하는 열 확산기를 더 포함하여, 사용시에 에어로졸 발생 물품을 통해 말단부로부터 마우스 단부로 흡인된 공기가 다공질 몸체 내에 흡수된 열에 의해 가열되게 된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가열식 에어로졸 발생 물품"은 가열될 때 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 발생 기재를 포함하는 물품을 지칭한다. "가열식 에어로졸 발생 물품"은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되는 것이 아니라 가열되도록 의도되는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품을 지칭한다. 에어로졸 형성 기재를 가열하여 형성된 에어로졸은 에어로졸 형성 기재의 연소 또는 열분해 열화(pyrolytic degradation)에 의해 생성되는 소수의 공지된 유해 성분을 함유할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 바람직하게 에어로졸 발생 장치에 제거 가능하게 커플링될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수 있거나 재사용 가능할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 장치"는, 가열식 에어로졸 발생 물품과 상호 작용하여 흡입 가능한 에어로졸을 형성시키는 장치를 가리킨다. 에어로졸 형성 기재와 상호 작용하여 에어로졸을 발생시키는 장치. 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부, 예컨대 전기 전력 공급부로부터 에어로졸 형성 기재로 에너지를 공급해서 에어로졸을 생성하는 데 사용되는 하나 이상의 구성 요소를 포함하는 장치이다. 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위해 전력에 의해 작동되는 가열 수단을 포함하는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치일 수 있다. 가열 수단은 에어로졸 형성 기재에 공급되는 공기를 가열하기 위한 히터일 수 있다. 가열 수단은 예를 들어, 에어로졸 형성 기재에 공급된 공기를 가열하기 위해 서셉터를 가열하기 위한 인덕터일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 가열식 에어로졸 발생 장치로서 기술될 수 있으며, 이는 가열 요소를 포함한 에어로졸 발생 장치이다. 가열 요소 또는 히터는 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재, 혹은 세정 용매를 형성하기 위한 세정용 소모품의 용매 전개 기재를 가열하는 데 사용된다. 에어로졸 발생 장치는 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 전력에 의해 작동되는 가열 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치인 전기 가열식 에어로졸 발생 장치일 수 있다.
전기 가열 요소는 에어로졸 발생 물품의 일부, 열 확산기의 일부, 에어로졸 발생 장치의 일부, 혹은 이들의 임의의 조합을 형성할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 전기 가열 요소는 장치의 일부를 형성한다.
일부 구현예에서, 열 확산기는 에어로졸 발생 물품의 일부 또는 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 열 확산기는 에어로졸 발생 장치에 제거 가능하게 커플링될 수 있다. 그러한 구현예에서, 열 확산기는 에어로졸 발생 물품의 일부를 형성할 수 있거나 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성하지 않는 독립적인 구성 요소일 수 있다. 열 확산기는 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 장치에 제거 가능하게 커플링될 수 있다. 장치는 열 확산기에 제거 가능하게 커플링되도록 구성될 수 있다. 장치의 공동은 열 확산기를 제거 가능하게 수용하도록 구성될 수 있다. 전기 가열 요소는 열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 제거 가능하게 커플링될 때 열 확산기와 열적으로 커플링하도록 구성될 수 있다. 전기 가열 요소는 열 확산기가 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 수용될 때 열 확산기와 열적으로 커플링하도록 구성될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '제거 가능하게 커플링 가능한'은 시스템의 둘 이상의 구성요소들, 예컨대 열 확산기와 장치, 혹은 물품과 장치가 이들 구성요소 어느 것을 실질적으로 손상시키지 않고 서로 커플링되고 커플링 해제될 수 있음을 의미하도록 사용된다. 예를 들어, 물품은 에어로졸 형성 기재가 소모되었을 때 장치로부터 제거될 수 있다. 열 확산기는 일회용일 수 있다. 열 확산기는 재사용 가능할 수 있다.
열 확산기는 에어로졸 발생 시스템의 제거 가능한 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 열 확산기는 에어로졸 발생 장치가 에어로졸 발생 물품을 가열하는 방식을 변경하기 위해 에어로졸 발생 장치와 맞물리는 제거 가능하게 커플링 가능한 구성요소의 형태일 수 있다. 일례로서, 에어로졸 발생 장치는, 가열식 에어로졸 발생 물품의 고체 에어로졸 형성 기재 내로 삽입하기 위한 삽입 가능한 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열 요소는 고체 에어로졸 형성 기재와 접촉하고 이를 가열하여 에어로졸을 발생시킨다. 열 확산기는 삽입 가능한 가열 요소와 맞물리도록 구성될 수 있다. 그러면 열 확산기는 가열 요소에 의해 가열될 수 있고 가열 요소를 통과하는 공기를 가열한다. 그 후, 가열된 공기는 열 확산기의 하류에 위치된 가열식 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재를 휘발시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 에어로졸 발생 장치가 에어로졸 형성 기재를 가열하는 방식은 공기의 직접 접촉으로부터 간접 가열로 변경될 수 있다. 그러면 동일한 에어로졸 발생 장치가 상이한 유형의 에어로졸 발생 물품을 가열하는 데 사용될 수 있어, 사용자에게 더 큰 선택의 폭을 제공한다.
바람직한 구현예에서, 시스템은 열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링될 때, 열 확산기가 전기 가열 요소로부터 열을 흡수하며 에어로졸 발생 물품을 통해 말단부로부터 마우스 단부로 흡인된 공기가 열 확산기의 다공질 몸체 내에 흡수된 열에 의해 가열되거나; 혹은 열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링되지 않을 때, 에어로졸 발생 물품이 전기 가열 요소로부터 열을 흡수하도록 구성된다.
유리하게, 사용시 열 확산기는 가열 요소로부터 열을 흡수하고 이를 열 확산기를 통해 흡인된 공기로 전달하여 그 공기가 주로 대류에 의해 열 확산기의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있다. 이는 에어로졸 형성 기재가 주로 가열 요소로부터의 전도에 의해 가열되는 기존의 시스템에 비해 에어로졸 형성 기재의 더욱 균일한 가열을 제공할 수 있다. 예를 들어, 그렇지 않다면 전도성 가열에 의해 야기될 수 있는 국소 고온 또는 "핫 스팟(hot spots)"의 구역이 에어로졸 형성 기재에 발생하는 것을 감소 또는 방지할 수 있다. 이는 에어로졸 형성 기재가 액체 에어로졸 형성 기재인 에어로졸 발생 물품과 함께 열 확산기가 사용될 때 특히 효과적일 수 있는데, 이는 그렇지 않으면 에어로졸 형성 기재의 고갈로 인한 과열의 방지에 도움을 줄 수 있기 때문이다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재가 액체 보유 매체에 유지된 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 경우, 열 확산기는 심지어 액체 보유 매체가 건조할 때조차도 에어로졸 형성 기재 또는 액체 보유 매체의 과열을 감소 또는 방지하는 것을 도울 수 있다.
열 확산기는 약 180℃ 내지 250℃로 공기를 가열하도록 배열 및 구성될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 열 확산기는 약 200℃ 내지 220℃로 공기를 가열한다.
바람직한 시스템은 가열식 에어로졸 발생 장치, 액체 에어로졸 형성 기재를 갖는 적어도 하나의 가열식 에어로졸 발생 물품, 및 고체 에어로졸 형성 기재를 갖는 적어도 하나의 가열식 에어로졸 형성 기재, 예를 들어 균질화된 담배 재료로 만들어진 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 바람직하게, 시스템은 에어로졸 발생 장치가 에어로졸 형성 기재에 열을 제공하는 방식을 변경하기 위해 에어로졸 발생 장치와 맞물리기 위한 제거 가능하게 커플링 가능한 열 확산기를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "다공질"은 본질적으로 다공질인 재료뿐만 아니라 복수 구멍의 제공을 통해서 다공질 또는 투과성으로 만들어진 실질적으로 무공질 재료를 포함하는 것으로 의도된다. 다공질 몸체는 다공질 재료의 플러그, 예를 들어 세라믹 또는 금속 폼으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 다공질 몸체는 복수의 애퍼처가 사이에 제공된 복수의 고체 요소로 형성될 수 있다. 예를 들어, 다공질 몸체는 섬유 다발 또는 상호 연결된 필라멘트의 격자를 포함할 수 있다. 다공질 재료는 공기가 공극을 경유하여 다공질 몸체를 통해 흡인될 수 있는 충분한 크기의 공극을 가져야 한다. 예를 들어, 다공질 몸체 내의 공극은 약 3.0 mm 미만, 보다 바람직하게 약 1.0 mm 미만, 가장 바람직하게 약 0.5 mm 미만의 평균 가로방향 치수를 가질 수 있다. 대안으로 혹은 추가로, 공극은 약 0.01 mm보다 큰 평균 가로방향 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 공극은 약 0.01 mm 내지 약 3.0 mm, 보다 바람직하게 약 0.01 mm 내지 약 1.0 mm, 가장 바람직하게 약 0.01 mm 내지 약 0.5 mm인 평균 가로방향 치수를 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "공극(pore)"은 물질이 없는 다공질 물품의 구역에 관한 것이다. 예를 들면, 다공질 몸체의 가로방향 영역은 몸체를 형성하는 물질의 부분들 및 물질의 부분들 간의 공극인 부분들을 포함할 것이다.
공극의 평균 가로방향 치수는 각각의 공극의 최소 가로방향 치수의 평균을 취함으로써 계산된다. 공극 크기는 다공질 몸체의 길이를 따라 실질적으로 일정할 수 있다. 대안적으로, 공극 크기는 다공질 몸체의 길이를 따라 변할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "가로방향 치수"는 가열식 에어로졸 발생 물품, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치 또는 다공질 몸체의 길이방향에 실질적으로 수직인 방향으로 있는 치수를 지칭한다.
다공질 몸체의 다공도 분포는 실질적으로 균일할 수 있다. 즉, 다공질 몸체 내의 공극은 다공질 몸체의 가로방향 구역에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다. 다공도 분포는 다공질 몸체의 가로방향 구역에 걸쳐 다를 수 있다. 즉, 가로방향 구역의 하나 이상의 하위 구역에서의 국소 다공도는 가로방향 구역의 하나 이상의 다른 하위 구역에서의 국소 다공도보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 가로방향 구역의 하나 이상의 하위 구역에서의 국소 다공도는 가로방향 구역의 하나 이상의 다른 하위 구역에서의 국소 다공도보다 5% 내지 80% 더 클 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "물품의 가로방향 영역"은 다공질 몸체의 길이방향 치수에 전반적으로 수직인 평면에 있는 다공질 몸체의 영역에 관한 것이다. 예를 들면, 다공질 몸체는 로드일 수 있고, 가로방향 영역은 로드를 따라 임의의 길이로 취해진 로드의 단면일 수도 있거나, 혹은 가로방향 영역은 로드의 말단면일 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "다공도(porosity)"는 다공질 물품 내의 빈 공간(void space)의 체적 분률(volume fraction)을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "국소 다공도(local porosity)"는 다공질 몸체의 하위 구역 내부의 공극들의 분률을 지칭한다.
다공도 분포를 변화시킴으로써, 다공질 몸체를 통과하는 공기 흐름은 예를 들어, 개선된 에어로졸 특성을 제공하기 위해 원하는 대로 변경될 수 있다. 예를 들어, 이러한 다공도 분포는 에어로졸 발생 시스템의 공기 흐름 특성, 또는 열 확산기가 사용되도록 의도된 가열 요소의 온도 프로파일에 따라 변화될 수 있다.
몇몇 예에서, 국소 다공도는 다공질 몸체의 중심 부분 쪽으로 더 낮을 수 있다. 이러한 배치구성에 의해서, 다공질 몸체의 중심부를 통한 공기 유동은 다공질 몸체의 주변에 비해 감소된다. 이는, 가열 요소의 온도 프로파일에 따라 또는 열 확산기가 사용되는 에어로졸 발생 시스템의 기류 특성에 따라 유리할 수도 있다. 예를 들어, 이와 같은 배치구성은 사용중에 열 확산기의 중심부를 향해 위치되는 내부 가열 요소와 병용되었을 때 특히 유리할 수 있는데, 이는 가열 요소로부터 다공질 몸체로의 향상된 열 전달을 허용할 수 있기 때문이다.
다른 예에서, 국소 다공도는 다공질 몸체의 중심 부분 쪽으로 더 클 수 있다. 이러한 배치구성은 다공질 몸체의 중심을 통한 증가된 공기 흐름을 가능하게 할 수 있고 가열 요소의 온도 프로파일 또는 열 확산기가 사용되도록 의도된 에어로졸 발생 시스템의 공기 흐름 특성에 따라 유리할 수 있다. 예를 들어, 이와 같은 배치구성은 사용중에 열 확산기의 주변을 둘러싸서 위치되는 외부 가열 요소와 병용되었을 때 특히 유리할 수 있는데, 이는 가열 요소로부터 다공질 몸체로의 향상된 열 전달을 허용할 수 있기 때문이다.
다공질 몸체는 높은 표면적 대 용적비를 가지므로, 열 확산기는 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기의 신속하고 효율적인 가열을 허용할 수 있을 것이다. 이는 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기의 균질한 가열을 허용할 수 있고, 결과적으로 열 확산기의 하류에 있는 에어로졸 형성 기재의 더욱 균일한 가열을 허용할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 다공질 몸체는 적어도 20 : 1, 바람직하게 적어도 100 : 1, 보다 바람직하게 적어도 500 : 1의 표면적 대 용적비를 가진다. 유리하게, 이는 가열 요소로부터 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기로의 특히 효율적인 열 에너지 전달을 허용하면서 컴팩트한 열 확산기를 제공할 수 있다. 이는 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기의 더 신속하고 균질한 가열을 유도할 수 있으며, 결과적으로 더 작은 표면적 대 용적 비율을 갖는 다공질 몸체에 비해 열 확산기 하류에 있는 에어로졸 형성 기재의 더욱 균일한 가열을 유도할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 다공질 몸체는 높은 비표면적을 가진다. 이는 질량 단위당 몸체의 전체 표면적을 측정한 것이다. 유리하게, 이는 가열 요소로부터 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기로의 효율적인 열 에너지 전달을 위한 넓은 표면적을 가진 저 질량 열 확산기를 제공할 수 있다. 예를 들어, 다공질 몸체는 그램 당 적어도 그램 당 0.01 m2, 바람직하게 그램 당 적어도 0.05 m2, 보다 바람직하게 그램 당 적어도 0.1 m2, 가장 바람직하게 적어도 그램 당 적어도 0.5 m2의 비표면적을 가질 수 있다.
다공질 몸체는 바람직하게 약 60% 내지 약 90%의 공극 용적 대 재료 용적의 개방 셀(cell) 다공도를 가진다.
일부 구현예에서, 다공질 몸체는 낮은 흡인 저항을 갖는다. 즉, 다공질 몸체는 열 확산기를 통한 공기의 통과에 대해 낮은 저항을 제공할 수 있다. 그러한 예에서, 다공질 몸체는 열 확산기가 사용되도록 의도된 에어로졸 발생 시스템의 흡인 저항에 실질적으로 영향을 미치지 않는다. 몇몇 구현예에서, 다공질 몸체의 흡인 저항(RTD)은 약 10 내지 130 mm H2O, 바람직하게 약 40 내지 100 mm H2O이다. 시료의 RTD는, 용적 유량(volumetric flow)이 배출 단부에서 초당 17.5 mm인 정상 조건(steady conditions) 하에서 기류에 의해 가로지를 때, 시료의 두 단부 간의 정압차(static pressure difference)를 지칭한다. 시료의 RTD 는, 환기를 전부 차단시키고 ISO 표준 6565:2002에 규정된 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
다공질 몸체는 축열 재료로 형성될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "축열 재료"는 높은 열용량을 갖는 재료를 지칭한다. 이러한 배치구성에 의해서, 다공질 몸체는 열 저장조로서 작용할 수 있어, 열 확산기가 가열 요소로부터 열을 흡수 및 저장하게 하고, 이어서 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기를 경유하여 에어로졸 형성 기재에 시간에 따라 열을 방출하게 한다.
다공질 몸체가 축열 재료로 형성되는 경우, 바람직하게 다공질 몸체는 25℃ 및 일정한 압력에서 적어도 0.5 J/g.K, 바람직하게 적어도 0.7 J/g.K, 보다 바람직하게 적어도 0.8 J/g.K의 비열용량을 갖는 재료로 형성된다. 재료의 비열용량이 열 에너지를 저장하는 재료의 능력에 대한 효과적인 수단이기 때문에, 높은 열용량을 갖는 재료로 다공질 몸체를 형성하는 것은 열 확산기가 사용되도록 의도된 에어로졸 발생 시스템의 중량을 실질적으로 증가시킴이 없이 다공질 몸체가 열 확산기를 통해 흡인된 공기를 가열하기 위한 대형 열 저장조를 제공하게 할 수 있다.
다공질 몸체는 임의의 적합한 재료 또는 재료들로 형성될 수 있다. 다공질 몸체가 축열 재료로 형성되는 경우, 적합한 재료는 유리 섬유, 유리 매트, 세라믹, 실리카, 알루미나, 탄소 및 미네랄, 또는 이의 임의의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
축열 재료는 열적으로 절연될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "열적으로 절연"은 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 100 W/m.K 미만, 바람직하게 40 W/m.K 미만 또는 10 W/m.K 미만의 열전도율을 갖는 재료를 지칭한다. 이는 가열 요소에서의 온도 변동에 의해 야기된 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기 온도에서의 변화를 감소시키기 위해 열 전도성 열 확산기에 비해 더 높은 열 관성을 갖는 열 확산기를 초래할 수 있다. 이는 더욱 일정한 에어로졸 특징을 초래할 수 있다.
다공질 몸체는 열 전도성일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "열 전도성"은 23℃및 50%의 상대 습도에서 적어도 10 W/m.K, 바람직하게 적어도 40 W/m.K, 보다 바람직하게 적어도 100 W/m.K의 열전도율을 갖는 재료를 지칭한다. 다공질 몸체가 열 전도성일 경우, 바람직하게는, 다공질 몸체는 23℃ 및 50% 상대습도에서 적어도 40 W/m.K, 바람직하게는 적어도 100 W/m.K, 보다 바람직하게는 적어도 150 W/m.K, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 200 W/m.K의 열전도율을 갖는 물질로 형성된다.
유리하게, 이는 열 확산기의 열 관성을 감소시킬 수 있고, 예를 들어, 가열 요소가 시간에 따라 변화하는 가열 체계에 따라 가열되는 경우 열 확산기의 온도가 가열 요소의 온도에서의 변화에 신속하게 조정되게 하면서, 여전히 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기가 균일하게 가열되게 할 수 있다. 또한, 높은 열전도율을 가짐으로써, 다공질 몸체를 통한 열 저항이 더 낮아질 것이다. 이는 사용중인 가열 요소로부터 떨어져 있는 다공질 몸체 부분의 온도가 사용시 가열 요소에 가장 가까운 다공질 몸체 부분과 유사하게 높은 온도에 있게 할 수 있다. 이는 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기의 특히 효율적인 가열을 제공할 수 있다.
다공질 몸체가 열 전도성일 경우, 바람직하게는, 다공질 몸체는 23℃ 및 50% 상대습도에서 적어도 40 W/m.K, 바람직하게는 적어도 100 W/m.K, 보다 바람직하게는 적어도 150 W/m.K, 가장 바람직하게는 적어도 200 W/m.K의 열전도율을 갖는 물질로 형성된다.
다공질 몸체가 열 전도성인 경우, 적합한 열 전도성 재료는 알루미늄, 구리, 아연, 스틸, 은, 열 전도성 폴리머, 또는 이의 임의의 조합 또는 합금을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
몇몇 구현예에서, 다공질 몸체는 또한 열 전도성인 축열 재료, 예컨대 알루미늄으로 형성된다.
열 확산기가 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성하지 않는 구현예에서, 다공질 몸체는 열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링될 때 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성하는 전기 가열 요소에 의해 관통되도록 구성될 수 있다. 용어 "관통된"은 가열 요소가 다공질 몸체 내로 적어도 부분적으로 연장하는 것을 의미하는 데 사용된다. 따라서, 가열 요소는 다공질 몸체 내부에 싸일 수 있다. 이러한 배치구성에 의해서, 관통 작용에 의해 가열 요소는 다공질 몸체에 근접하거나 다공질 몸체와 접촉하게 된다. 이는 가열 요소와 다공질 몸체 사이의 열 전달을 증가시킬 수 있고, 결과적으로 다공질 몸체가 가열 요소에 의해 관통되지 않는 예에 비해 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기에 대한 열 전달을 증가시킬 수 있다.
가열 요소는 열 확산기 내로 삽입될 수 있는 니들, 핀, 로드 또는 블레이드처럼 편리하게 성형될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 하나 이상의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 본 발명의 설명에서 가열 요소에 대한 언급은 하나 이상의 가열 요소를 의미한다.
다공질 몸체는 열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링될 때 전기 가열 요소를 수용하기 위한 공동 또는 구멍을 한정할 수 있다.
상기 구현예들 중 어느 하나에서, 다공질 몸체는 경질일 수 있다.
다공질 몸체는 열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링될 때 가열 요소에 의해 천공될 수 있다. 예를 들어, 다공질 몸체는 가열 요소에 의해 천공될 수 있는 폴리머, 금속 또는 세라믹 폼(foam)과 같은 폼을 포함할 수 있다.
상기 구현예들 중 어느 하나에서, 전기 가열 요소는 열 확산기가 사용되도록 의도된 에어로졸 발생 장치의 일부로서, 또는 열 확산기가 사용되도록 의도된 에어로졸 발생 물품의 일부로서, 열 확산기의 일부로서, 또는 이의 임의의 조합으로서 제공될 수 있다. 전기 가열 요소는 열 확산기의 다공질 몸체에 커플링될 수 있다. 열 확산기는 다공질 몸체에 열적으로 커플링된 전기 가열 요소를 포함할 수 있다. 그러한 구현예에서, 다공질 몸체는 가열 요소로부터 열을 흡수하여 이를 다공질 몸체를 통해 흡인된 공기로 전달하도록 배열된다. 이러한 배치구성에 의해서, 가열 요소는 에어로졸 발생 장치가 새로운 열 확산기로 재사용될 수 있게 허용하면서 열 확산기를 교체함으로써 쉽게 교체될 수 있다.
전기 가열 요소는 하나 이상의 외부 가열 요소, 하나 이상의 내부 가열 요소, 또는 하나 이상의 외부 가열 요소와 하나 이상의 내부 가열 요소를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "외부 가열 요소"는 열 확산기를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 조립되었을 때 열 확산기의 외부에 위치된 가열 요소를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "내부 가열 요소"는 열 확산기를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 조립되었을 때 열 확산기 내에 적어도 부분적으로 위치된 가열 요소를 지칭한다. 전기 가열 요소는 열 확산기의 다공질 몸체에 내장될 수 있다.
하나 이상의 외부 가열 요소는 열 확산기의 둘레 주위에, 예를 들어 다공질 몸체의 외부 표면에 배열된 외부 가열 요소 어레이를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 외부 가열 요소는 열 확산기의 길이방향을 따라 연장한다. 이러한 배치구성에 의해서, 가열 요소는 열 확산기가 에어로졸 발생 장치의 공동에 삽입되고 공동으로부터 제거될 수 있는 동일한 방향을 따라 연장할 수 있다. 이는 가열 요소가 열 확산기의 길이와 정렬되지 않은 장치에 비해 가열 요소와 에어로졸 발생 장치 사이의 간섭을 감소시킬 수 있다. 몇몇 구현예에서, 외부 가열 요소는 열 확산기의 길이 방향을 따라 연장하고 원주 방향으로 이격되어 있다. 가열 요소가 하나 이상의 내부 가열 요소를 포함하는 경우, 하나 이상의 내부 가열 요소는 임의의 적합한 수의 가열 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 요소는 단일의 내부 가열 요소를 포함할 수 있다. 단일 내부 가열 요소는 열 확산기의 길이방향을 따라 연장할 수 있다.
전기 가열 요소가 열 확산기의 일부를 형성하는 경우, 열 확산기는 하나 이상의 전기 접점을 더 포함할 수 있으며, 이에 이해 전기 가열 요소가 전력 공급부, 예를 들어 에어로졸 발생 장치의 전력 공급부에 연결될 수 있다.
전기 가열 요소는 전기 저항성 가열 요소일 수 있다.
전기 가열 요소는 다공질 몸체와 열 접촉하는 서셉터(susceptor)를 포함할 수 있다. 전기 가열 요소는 열 확산기의 일부를 형성하는 서셉터일 수 있다. 바람직하게는, 서셉터는 다공질 몸체 내에 매립된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '서셉터(susceptor)'는 전자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 물질을 지칭한다. 변동 전자기장 속에 위치했을 때, 서셉터에 유도된 와전류가 서셉터를 가열되게 한다. 서셉터가 열 확산기와 열 접촉함에 따라, 열 확산기는 서셉터에 의해 가열된다.
그와 같은 구현예에서, 당해 열 확산기는 유도 열원을 포함하는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 체결되도록 디자인되어 있다. 유도 열원, 또는 인덕터는 변동 전자기장 속에 위치한 서셉터를 가열하기 위한 변동 전자기장을 발생시킨다. 사용시, 열 확산기는 서셉터가 인덕터에 의해 발생된 변동 전자기장 속에 위치하도록 에어로졸 발생 장치와 체결된다.
서셉터는 바람직하게는 핀, 로드 또는 블레이드 형태일 수 있다. 서셉터는 바람직하게는 5 mm와 15 mm 사이, 예를 들면 6 mm와 12 mm 사이, 또는 8 mm와 10 mm 사이의 길이를 가진다. 서셉터는 바람직하게는 1 mm와 5 mm 사이의 폭을 가지고 있으며, 0.01 mm와 2 mm 사이, 예를 들면 0.5 mm와 2 mm 사이의 두께를 가진다. 서셉터의 바람직한 구현예는 10 μm와 500 μm 사이, 또는 더욱 더 바람직하게는 10 μm와 100 μm 사이의 두께를 가질 수 있다. 서셉터가 일정한 단면, 예를 들면 원형 단면을 갖는 경우에는, 1 mm와 5 mm 사이의 바람직한 폭 또는 직경을 가진다.
서셉터는 열 확산기 하류의 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 생성하기에 충분한 온도로 유도 가열될 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 바람직한 서셉터는 금속 또는 탄소를 포함한다. 바람직한 서셉터는 강자성 물질, 예를 들면 페라이트 철 또는 강자성 철 또는 스테인레스 스틸을 포함할 수 있다. 적합한 서셉터는 알루미늄이거나 이를 포함할 수 있다. 바람직한 서셉터는 400 시리즈 스테인레스 강, 예를 들면 410 등급, 또는 420 등급 또는 430 등급 스테인리스 강으로 형성될 수 있다. 상이한 재료들은 유사 값의 주파수 및 자계 강도를 갖는 전자기장 내에 위치할 때 상이한 양의 에너지를 소실한다. 따라서, 재료 종류, 길이, 폭 및 두께와 같은 서셉터의 파라미터는 전부 공지된 전자기장 내의 원하는 전력 소실을 제공하도록 변경될 수 있다.
바람직한 서셉터는 250℃를 초과하는 온도로 가열될 수 있다. 적합한 서셉터는 비금속 코어 상에 배치된 금속층, 예를 들어 세라믹 코어 표면에 형성된 금속 트랙을 갖는 비금속 코어를 포함할 수 있다.
서셉터는 보호성 외부층, 예를 들어 서셉터를 캡슐화하는 보호성 세라믹층 또는 보호성 유리층을 가질 수 있다. 서셉터는 서셉터의 코어 상에 형성된, 유리, 세라믹, 또는 불활성 금속에 의해 형성된 보호성 코팅층을 포함할 수 있다.
열 확산기는 단일의 서셉터를 보유할 수 있다. 대안적으로, 열 확산기는 하나보다 많은 서셉터를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 열 확산기는 다공질 몸체의 일 단부에 천공 부재를 포함할 수 있다. 이는 열 확산기가 에어로졸 발생 물품과 맞물릴 때 사용되도록 의도된 에어로졸 발생 물품의 단부에서 열 확산기가 편리하고 쉽게 시일을 천공하게 할 수 있다. 열 확산기가 사용되도록 의도된 에어로졸 발생 물품이 취성 캡슐, 예를 들어 에어로졸 형성 기재를 함유한 취성 캡슐을 포함하는 경우, 천공 부재는 열 확산기가 에어로졸 발생 물품과 맞물릴 때 열 확산기가 취성 캡슐을 편리하고 쉽게 천공하게 할 수 있다.
천공 부재의 하류 단부는 바람직하게, 하류 단부의 바로 상류의 천공 부재의 영역의 횡단면적보다 더 작은 횡단면적을 가진다. 특히 바람직한 구현예에서, 천공 부재의 횡단면적은 그의 하류 단부에서 테이퍼링된 선단부 쪽으로 좁아진다.
천공 부재는 다공질 몸체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 천공 부재는 다공질 몸체의 하류 단부에 부착된 별개의 구성요소일 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재일 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 고체 및 액체 구성요소 모두를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미제 화합물을 함유하는 담배 함유 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 비담배 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는, 담배 함유 물질과 비담배 함유 물질을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 치밀하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다.
에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미제 화합물을 함유하는 담배 함유 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 비담배 물질을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 '에어로졸 형성제'는 사용 시에, 에어로졸의 형성을 용이하게 하는, 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물의 혼합물을 설명하는 데 사용된다. 적합한 에어로졸 형성제는 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 열화에 실질적으로 내성이 있다. 적합한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다. 적합한 에어로졸 형성제는, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 바람직한 에어로졸 형성제는 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다. 에어로졸 형성 기재는 단일의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는 2종류 이상의 에어로졸 형성제들의 조합을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 건중량 기준으로 5%보다 큰 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 건중량 기준으로 대략 5% 내지 대략 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 건중량 기준으로 대략 20%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 액체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴 용액을 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 바람직하게는 가열시 액체로부터 방출되는 휘발성 담배 향미료 화합물을 포함하고 있는 담배 함유 물질을 포함하고 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 비담배 물질을 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 물, 용매, 에탄올, 식물 추출물 및 천연 또는 인공 향미제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함하고 있다.
몇몇 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 액체 에어로졸 형성 기재 및 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 액체 보유 매체를 포함한다.
액체 보유 매체는 바람직하게 흡수성 재료, 예를 들어 흡수성 폴리머 재료를 포함한다. 적합한 액체 보유 재료의 예는 섬유질 폴리머 및 다공질 폴리머, 예컨대 개방셀 폼을 포함한다. 액체 보유 매체는 섬유질 셀룰로오스 아세테이트 또는 섬유질 셀룰로오스 폴리머를 포함할 수 있다. 액체 보유 매체는 다공질 폴리 프로필렌 재료를 포함할 수 있다. 액체를 보유할 수 있는 적합한 재료는 당업자에게 공지될 것이다.
액체 보유 매체는 가열식 에어로졸 발생 물품을 통한 공기 유동로 내부에 위치되거나 에어로졸 발생 물품을 통한 공기 유동로의 적어도 일부를 한정한다. 바람직하게, 액체 보유 매체 전반에 걸쳐 한정된 하나 이상의 구멍은 물품의 말단부와 물품의 마우스 단부 사이에서 가열식 에어로졸 발생 물품을 통한 공기 유동로의 일부분을 한정한다.
액체 보유 매체는 중심 루멘(central lumen)을 갖는 튜브의 형태일 수 있다. 따라서 튜브의 벽은 적합한 액체 보유 재료로 형성되거나 적합한 액체 보유 재료를 포함할 것이다.
액체 에어로졸 형성 기재는 사용 직전에 액체 보유 매체에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 액체 에어로졸 형성 기재의 투여량은 사용 직전에 액체 보유 매체에 주입될 수 있다.
본 발명에 따른 물품은 취성 캡슐이 내부에 담긴 액체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 취성 캡슐은 아래에서 더 상세히 설명된다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 액체 에어로졸 형성 기재이고, 물품은 액체 에어로졸 형성 기재를 함유하는 취성 캡슐, 및 열 확산기의 하류에 있고 취성 캡슐이 파괴될 때 액체 에어로졸 형성 기재를 흡수하도록 배열되는 액체 보유 매체를 더 포함한다.
취성 캡슐은 다공질 캐리어 재료 내부에 위치될 수 있다. 예를 들어, 다공질 캐리어 재료는 액체 보유 튜브의 형태로 제공될 수 있고, 취성 캡슐은 튜브의 루멘 내부에 위치된다.
취성 캡슐은 취성 캡슐로부터 방출된 액체 에어로졸 형성 기재가 액체 보유 매체와 접촉하고 액체 보유 매체에 의해 보유될 수 있도록 물품 내부의 액체 보유 매체에 인접하여 위치될 수 있다. 취성 캡슐은 액체 보유 매체 내부에 위치될 수 있다. 예를 들어, 액체 보유 매체는 캡슐이 내장된 플러그 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게, 물품은 관형 액체 보유 매체를 포함하고 액체 에어로졸 형성 기재를 함유하는 취성 캡슐은 관형 액체 보유 매체의 루멘 내부에 위치된다.
에어로졸 형성 기재가 고체 에어로졸 형성 기재인 경우, 고체 에어로졸 형성 기재는 열 확산기의 바로 하류에 있을 수 있다. 예를 들어, 고체 에어로졸 형성 기재는 열 확산기와 접경할 수 있다. 다른 구현예에서, 고체 에어로졸 형성 기재는 열 확산기로부터 길이방향으로 이격될 수 있다.
특정의 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 액체 에어로졸 형성 기재이고, 물품은 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 액체 보유 매체를 더 포함한다. 그러한 구현예에서, 액체 보유 매체는 열 확산기의 바로 하류에 있을 수 있다. 예를 들어, 액체 보유 매체는 열 확산기와 접경할 수 있다. 다른 구현예에서, 액체 보유 매체는 열 확산기로부터 길이방향으로 이격될 수 있다.
특정 일 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 액체 에어로졸 형성 기재이고, 물품은 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 액체 보유 매체를 더 포함하고, 액체 보유 매체는 열 확산기로부터 길이방향으로 이격되어 있다.
이러한 배치구성에 의해서, 열 확산기와 액체 보유 매체 또는 고체 에어로졸 형성 기재 사이의 전도성 열 전달이 감소될 수 있다. 이는 그렇지 않으면 전도성 가열에 의해 야기될 수 있는 국소 고온 또는 "핫 스팟(hot spot)"의 구역이 액체 보유 매체 혹은 에어로졸 형성 기재에서 발생하는 것을 더욱 감소시키거나 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재의 바로 하류에 위치할 수 있거나, 혹은 물품이 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 액체 보유 매체를 포함하는 경우, 액체 보유 매체의 바로 하류에 위치할 수 있는 지지 요소를 더 포함한다. 지지 요소는 에어로졸 형성 기재 또는 액체 보유 매체와 접경할 수 있다.
지지 요소는 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 지지 요소는, 아세트산 셀룰로오스; 판지; 권축된 종이, 예를 들면 권축된 내열 종이 또는 권축된 황산지(parchment paper); 및 폴리머 재료, 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 지지 요소는 아세트산 셀룰로오스로 형성된다. 지지 요소는 중공 관형 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 요소는 중공형 아세트산 셀룰로오스 튜브를 포함한다. 지지 요소는 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외경과 대략 같은 외경을 갖는다.
지지 요소는 대략 5 mm와 대략 12 mm 사이, 예를 들면 대략 5 mm와 대략10 mm 사이 또는 대략 6 mm와 대략 8 mm 사이의 외경을 가질 수 있다. 예를 들어, 지지 요소는 7.2 mm+/- 10%의 외경을 가질 수 있다.
지지 요소는 대략 5 mm와 대략 15 mm 사이의 길이를 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 지지 요소는 대략 8 mm의 길이를 갖는다.
에어로졸 냉각 요소는 에어로졸 형성 기재의 하류에 위치할 수 있고, 예를 들면 에어로졸 냉각 요소는 지지 요소의 바로 하류에 위치할 수 있고, 지지 요소와 접경할 수 있다. 에어로졸 냉각 요소는 에어로졸 형성 기재의 바로 하류에 위치할 수 있거나, 혹은 물품이 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 액체 보유 매체를 포함하는 경우, 액체 보유 매체의 바로 하류에 위치할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 냉각 요소는 에어로졸 형성 기재 또는 액체 보유 매체와 접경할 수 있다.
에어로졸 냉각 요소는 대략 300 ㎟/㎜ 내지 대략 1000 ㎟/㎜ 의 총 표면적을 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 대략 500 ㎟/㎜의 총 표면적을 갖는다.
에어로졸 냉각 요소는 낮은 흡인 저항을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 에어로졸 냉각 요소는 에어로졸 발생 물품을 통한 공기의 통로에 대하여 낮은 저항을 제공하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 에어로졸 냉각 요소는 에어로졸 발생 물품의 흡인 저항에 실질적으로 영향을 미치지 않는다.
에어로졸 냉각 요소는 복수의 길이방향으로 연장되는 채널을 포함할 수 있다. 복수의 길이방향으로 연장하는 채널은 권축(crimped), 주름짐(pleated), 밀집(gathered), 및 접힘(folded) 중 하나 이상을 통해 채널을 형성하는 시트 재료에 의해 정의될 수 있다. 복수의 길이방향으로 연장하는 채널은 권축, 주름짐, 밀집, 및 접힘 중 하나 이상을 행하여 다수의 채널을 형성하는 단일의 시트에 의해 정의될 수 있다. 대안적으로, 복수의 길이방향으로 연장하는 채널은 권축, 주름짐, 밀집, 및 접힘 중 하나 이상을 행하여 다수의 채널을 형성하는 다수의 시트에 의해 정의될 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 금속 포일, 고분자 물질, 및 실질적으로 무공질 종이 또는 판지로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질의 밀집된 시트를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 초산 셀룰로오스(CA), 및 알루미늄 포일로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질의 밀집된 시트를 포함할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 생분해성 재료의 밀집된 시트를 포함한다. 예를 들면, 무공질 종이의 밀집된 시트 또는 생분해성 고분자 물질의 밀집된 시트, 예를 들면 폴리락트산 또는 Mater-Bi® 등급(시판중인 전분계 코폴리에스테르류)이다. 특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 폴리락트산의 밀집된 시트를 포함한다.
에어로졸 냉각 요소는 대략 10 mm2/mg와 대략 100 mm2/mg 사이의 비표면적을 갖는 물질의 밀집된 시트로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 대략 35 mm2/mg의 비표면적을 갖는 밀집된 시트 재료로 형성될 수 있다.
사용시, 에어로졸 냉각 요소는 요소를 통해 흡인되는 가열된 공기 및 증기를 약 80℃ 내지 120℃까지 냉각시키도록 배열 및 구성될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 요소를 통해 흡인되는 가열된 공기 및 증기를 약 100℃까지 냉각시킨다.
에어로졸 발생 물품은 이 에어로졸 발생 물품의 마우스 단부에 위치한 마우스피스를 포함할 수 있다. 마우스피스는 에어로졸 냉각 요소의 바로 하류에 위치할 수 있고 에어로졸 냉각 요소와 접경할 수 있다. 마우스피스는 에어로졸 형성 기재의 바로 하류에 위치될 수 있거나, 물품은 액체 보유 매체의 바로 하류에 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 액체 보유 매체를 포함한다. 그러한 구현예에서, 마우스피스는 에어로졸 형성 기재 또는 액체 보유 매체와 접경할 수 있다. 마우스피스는 필터를 포함할 수 있다. 필터는 하나 이상의 적합한 여과 물질로 형성될 수 있다. 이러한 많은 여과 물질이 당 기술분야에 공지되어 있다. 일 구현예에서, 마우스피스는 셀룰로오스 아세테이트 토우로 형성된 필터를 포함할 수 있다.
마우스피스는 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외부 직경과 대략 같은 외부 직경을 갖는다. 마우스피스는 대략 5 mm와 대략 10 mm 사이, 예를 들면 대략 6 mm와 대략 8 mm 사이의 직경의 외경을 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 마우스피스는 7.2 mm +/- 10%의 외경을 갖는다.
마우스피스는 대략 5 mm와 대략 20 mm 사이의 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 마우스피스는 약 7 mm 내지 약 12 mm의 길이를 가질 수 있다.
에어로졸 형성 물품의 요소는 예컨대 로드 형상의 외부 래퍼에 의해 둘러 싸일 수 있다. 래퍼는 열 확산기의 적어도 하류 부분을 둘러쌀 수 있다. 몇몇 구현예에서, 래퍼는 열 확산기의 실질적으로 전체 길이를 따라 열 확산기를 둘러싼다. 외부 래퍼는 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 외부 래퍼는 무공질일 수 있다. 외부 래퍼는 액체 불침투성일 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 실질적으로 원통형 형상일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재 또는 그 에어로졸 형성 기재가 사용 중에 흡수되는 다공질 캐리어 재료는 실질적으로 원통형 형상일 수 있다. 에어로졸 형성 기재 또는 다공질 캐리어 재료는 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 형성 기재, 또는 다공질 캐리어 재료는 또한 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수 있다.
에어로졸 형성 기재 또는 적용 가능한 경우에 액체 보유 매체는 약 7 mm 내지 약 15 mm의 길이를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는, 또는 액체 보유 매체는, 대략 10 mm의 길이를 가질 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 기재는, 또는 액체 보유 매체는, 대략 12 mm의 길이를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 기재 또는 액체 보유 매체는, 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외부 직경과 대략 동일한 외부 직경을 갖는다. 또한, 에어로졸 형성 기재, 또는 액체 보유 매체의 직경은 대략 5 mm 내지 대략 12 mm일 수 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 형성 기재 또는 액체 보유 매체는 약 7.2 mm ± 10%의 외경을 가질 수 있다.
위에서 논의된 구현예 중 어느 하나에 따른 에어로졸 발생 장치 및 가열식 에어로졸 발생 물품을 포함하는 가열식 에어로졸 발생 시스템이 제공될 수 있다. 상기 에어로졸 발생 장치는 바람직하게는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 가열식 에어로졸 발생 장치로서 기술될 수 있으며, 이는 가열 요소 또는 히터를 포함한 에어로졸 발생 장치이다. 가열 요소 또는 히터는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시키는 데 사용된다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 전력에 의해 작동되는 가열 요소를 포함하는 에어로졸 발생 장치인 전기 가열식 에어로졸 발생 장치일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 전력 공급부로부터 시스템의 전기 가열 요소로의 전력 공급을 제어하도록 구성된 전기 회로를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템의 에어로졸 발생 장치는 가열식 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 갖는 하우징, 및 시스템의 전력 공급부로부터 전기 가열 요소로 전력 공급을 제어하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다.
전기 가열 요소는 하나 이상의 가열 요소를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 전기 가열 요소 및 공동을 갖는 하우징을 포함하고, 가열식 에어로졸 발생 물품은 공동 내에 수용된다. 가열 요소는 물품 내로 삽입될 수 있는 니들, 핀, 로드 또는 블레이드처럼 편리하게 성형될 수 있다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템은 전기 가열 요소를 포함한다. 전기 가열 요소는 하나 이상의 외부 가열 요소, 하나 이상의 내부 가열 요소, 또는 하나 이상의 외부 가열 요소와 하나 이상의 내부 가열 요소를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "외부 가열 요소"는 열 확산기를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 조립되었을 때 열 확산기의 외부에 위치된 가열 요소를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "내부 가열 요소"는 열 확산기를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 조립되었을 때 열 확산기 내에 적어도 부분적으로 위치된 가열 요소를 지칭한다.
하나 이상의 외부 가열 요소는 공동의 내부 표면 주위에 배열된 외부 가열 요소의 어레이를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 외부 가열 요소는 공동의 길이방향을 따라 연장된다. 이러한 배치구성에 의해서, 가열 요소는 열 확산기와 물품이 공동 내로 삽입되고 공동으로부터 제거되는 동일한 방향을 따라 연장할 수 있다. 이는 가열 요소가 공동의 길이와 정렬되지 않은 장치에 비해 가열 요소와 열 확산기 사이의 간섭을 감소시킬 수 있다. 몇몇 구현예에서, 외부 가열 요소는 공동의 길이방향을 따라 연장하고 원주 방향으로 이격되어 있다. 가열 요소가 하나 이상의 내부 가열 요소를 포함하는 경우, 하나 이상의 내부 가열 요소는 임의의 적합한 수의 가열 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 요소는 단일의 내부 가열 요소를 포함할 수 있다. 단일 내부 가열 요소는 공동의 길이방향을 따라 연장할 수 있다.
전기 가열 요소는 바람직하게는 전기 저항성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 전기 저항성 재료는: 도핑된 세라믹과 같은 반도체, "도전성" 세라믹(예컨대, 이규화 몰리브덴 등), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료로 만들어진 복합 재료를 포함하되 이에 한정되지 않는다. 이와 같은 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이드를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족의 금속을 포함한다. 적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 콘스탄탄(Constantan), 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 금- 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸에 기초한 초합금, Timetal®, 철-알루미늄계 합금, 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함한다. Timetal®은, 콜로라도주 덴버, 1999 브로드웨이 스위트 4300 소재의 Titanium Metals Corporation의 등록 상표이다. 복합 재료에 있어서, 전기 저항성 재료는 에너지 전달의 동역학 및 요구되는 외부 물리화학적 특성에 따라 선택적으로 절연 재료에 매립되거나, 절연 재료로 캡슐화되거나 코팅되거나, 그 반대로 될 수 있다. 가열 요소는 불활성 재료의 두개의 층 사이에서 절연된 에칭된 금속 호일을 포함할 수 있다. 그 경우, 불활성 재료는 Kapton®, 올-폴리이미드, 또는 운모(mica) 호일을 포함할 수 있다. Kapton®는 미합중국, 델라웨어주 19898, 윌밍턴시, 1007 마켓 스트리트 소재의 E.I. du Pont de Nemours and Company의 등록 상표이다.
전기 가열 요소가 열 확산기의 다공질 몸체와 열 접촉하는 서셉터를 포함하는 경우, 에어로졸 발생 장치는 바람직하게, 공동 내에 변동 전자기장을 발생시키도록 배열된 인덕터 및 인덕터에 연결된 전력 공급부를 포함한다. 인덕터는 변동 전자기장을 발생시키는 하나 이상의 코일을 포함할 수 있다. 코일 또는 코일들은 공동을 둘러싸고 있을 수 있다.
바람직하게는, 상기 장치는 1과 30MHz 사이, 예를 들면 2와 10MHz 사이, 예를 들면 5와 7MHz 사이의 변동 전자기장을 발생시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 장치는 1과 5kA/m 사이, 예를 들면 2와 3kA/m 상이, 예를 들면 약 2.5kA/m의 자계 강도(H-자계)를 갖는 변동 전자기장을 발생시킬 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 사용자가 한 손의 손가락들 사이에 잡기에 편안한 휴대용 또는 핸드헬드 에어로졸 발생 장치이다.
에어로졸 발생 장치는 실질적으로 원통형 형상일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 대략 70 mm와 대략 120 mm 사이의 길이를 가질 수 있다.
당해 장치는 전기 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부를 포함할 수 있다. 전력 공급부는 임의의 적합한 전력 공급부, 예를 들면 배터리와 같은 DC 전압원일 수 있다. 일 구현예에서, 전력 공급부는 리튬-이온 배터리이다. 대안적으로, 전력 공급부는 니켈-수소합금 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들어 리튬-코발트, 리튬-철-인산염, 리튬티탄산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수 있다.
장치는 전력 공급부로부터 전기 가열 요소로의 전력의 공급을 제어하도록 구성된 전기 회로를 포함할 수 있다. 전기 회로는 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '상류' 및 '하류'는 그 사용 중에 시스템을 통하여 공기가 흡인되는 방향에 대하여 열 확산기, 에어로졸 발생 물품, 또는 에어로졸 발생 장치의 요소들, 또는 요소들의 부분들의 상대적 위치를 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이방향(longitudinal)"은 열 확산기, 에어로졸 발생 물품, 또는 에어로졸 발생 장치의 상류 단부와 하류 단부 사이의 방향을 설명하는 데에 사용되고, 용어 "가로방향(transverse)"은 길이방향에 수직인 방향을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '직경'은 열 확산기, 에어로졸 발생 물품, 또는 에어로졸 발생 장치의 가로방향으로의 최대 치수를 설명하는 데에 사용된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '길이'는 길이방향으로의 최대 치수를 설명하는 데에 사용된다.
가열식 에어로졸 발생 물품이 제공된다. 에어로졸 발생 물품은 전술한 에어로졸 발생 장치 또는 본 발명의 제2 또는 제3 양태에 따른 에어로졸 발생 장치와 함께 사용될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 또한 다른 에어로졸 발생 장치(본 문서에는 설명되지 않음)와 함께 사용될 수 있다.
가열식 에어로졸 발생 물품은 본 명세서에서 물품으로서 지칭될 수 있다. 일 구현예에서, 물품은 래퍼 내부에 동축으로 정렬되고 조립되는 복수의 구성요소를 포함한다. 물품은 마우스 단부 및 마우스 단부으로부터 상류에 있는 말단부를 갖는다. 물품은 액체 에어로졸 형성 기재 및 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 액체 보유 매체를 포함한다. 래퍼는 액체 불침투성 재료의 시트로 형성될 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재를 사용하고 로드 형상으로 형성되는 가열식 에어로졸 발생 물품이 공지되어 있다. 그러한 물품의 구성요소를 조립 또는 둘러싸는 데 사용되는 래퍼는 전형적으로 종래의 다공질 궐련지이다. 액체 에어로졸 형성 기재의 사용은 고체 에어로졸 형성 기재의 사용에 대해 특정 이점을 제공할 수 있다. 그러한 이점 중 하나는 고체 기재 제제에 비해, 액체 기재 제제에 제공될 수 있는 풍미의 다양성이 더 크다는 점이다. 다른 이점은 액체 기재의 증발과 관련된 환경 악취(environmental odour)가 더 낮을 수 있다는 점이다. 그러나, 담배 모양 및 촉감을 갖는 종래의 소모성 디자인으로 액체 에어로졸 형성 기재를 제공하는 것이 바람직하다. 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 액체 보유 매체를 포함하고 액체 불침투성 래퍼 내부에 조립되는 복수의 구성요소를 가지는 물품의 사용은 가열식 담배 시스템의 외형, 촉감 및 편리함을 갖춘 전자 담배 유형 시스템의 이점을 허용한다.
바람직한 구현예에서, 래퍼는 폴리머 재료 시트, 처리된 종이 시트, 예를 들어 폴리머 코팅된 종이 또는 폴리머 함침지 또는 금속 호일 시트이다. 래퍼는 왁스 코팅된 종이와 같은 소수성 재료의 시트일 수 있다. 바람직한 액체 불침투성 래퍼는 제과 산업에서 주지되고 담배 상자의 내부 라이너로서 주지된 종류인 알루미늄 라미네이트 종이로 형성되거나 이를 포함할 수 있다. 액체 불투과성 래퍼는 액체 불침투성 래퍼로서 지칭될 수 있다.
일 구현예에서, 물품은 바람직하게, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하는 데 적합하도록 구성된다. 물품은 바람직하게, 사용 중에 사용자의 입 안으로 삽입하기 위한 마우스 단부, 마우스 단부로부터 상류인 말단부 및 마우스 단부와 말단부 사이의 동일한 거리에 위치된 중간 지점을 갖는 소모성 물품이다. 물품은 그의 적어도 일부가 말단부와 중간 지점 사이에 위치되는 액체 보유 매체를 포함한다.
일 구현예에서, 물품은 취성 캡슐 내부에 함유된 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하고, 취성 캡슐은 바람직하게 말단부와 중간 지점 사이에 위치된다. 물품은 사용 중에 공기가 말단부로부터 마우스 단부로 물품을 통해 흡인될 수 있도록 구성된다.
바람직하게, 액체 에어로졸 형성 기재는 취성 캡슐 내부에 방출 가능하게 함유되며 액체 보유 매체는 취성 캡슐로부터의 그의 방출 후에 액체 에어로졸 형성 기재를 물품 내에 보유하기 위해 취성 캡슐에 근접하게 위치된다.
액체 에어로졸 형성 기재는 대안으로, 사용 직전에 액체 보유 매체에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 액체 에어로졸 형성 기재의 투여량은 사용 직전에 액체 보유 매체에 주입될 수 있다.
일 구현예에서, 물품은 제1 취성 캡슐 내부에 함유된 제1 휘발성 액체 기재 및 제2 취성 캡슐 내부에 함유된 제2 휘발성 액체 기재를 포함한다. 제1 및 제2 취성 캡슐은 바람직하게 말단부와 중간 지점 사이에 위치된다. 물품은 사용 중에 공기가 말단부로부터 마우스 단부로 물품을 통해 흡인될 수 있도록 구성된다.
바람직하게, 제1 휘발성 액체 기재는 제1 취성 캡슐 내부에 방출 가능하게 함유되며 액체 보유 매체는 제1 취성 캡슐로부터 그의 방출 후에 물품 내부에 제1 휘발성 액체 기재를 보유하기 위해 제1 취성 캡슐에 근접하게 위치된다. 바람직하게, 제2 휘발성 액체 기재는 제2 취성 캡슐 내부에 방출 가능하게 함유되며 액체 보유 매체는 제2 취성 캡슐로부터 그의 방출 후에 물품 내부에 제2 휘발성 액체 기재를 보유하기 위해 제2 취성 캡슐에 근접하게 위치된다.
물품은 액체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 제1 휘발성 액체 기재는 액체 에어로졸 형성 기재일 수 있거나 액체 에어로졸 형성제 또는 니코틴 공급원과 같은 액체 에어로졸 형성 기재의 구성성분일 수 있다. 제2 휘발성 액체 기재는 또한 액체 에어로졸 형성 기재일 수 있거나 에어로졸 형성제 또는 니코틴 공급원과 같은 액체 에어로졸 형성 기재의 구성성분일 수 있다.
액체 제1 휘발성 기재가 제1 액체 에어로졸 형성 기재이고 제2 휘발성 액체 기재가 제2 액체 에어로졸 형성 기재인 경우, 제1 액체 에어로졸 형성 기재는 제2 액체 에어로졸 형성 기재와 상이한 조성을 가질 수 있다. 이는 사용자가 동일한 물품을 사용하여 두 가지 상이한 감각적 체험을 가질 수 있게 할 수 있다. 그러나, 제1 액체 에어로졸 형성 기재는 제2 액체 에어로졸 형성 기재와 동일한 조성을 가질 수 있다.
제1 휘발성 액체 기재가 액체 에어로졸 형성 기재의 구성성분이고 제2 휘발성 액체 기재가 에어로졸 형성 기재의 다른 구성성분인 경우, 제1 휘발성 기재 및 제2 휘발성 기재는 조합하여 액체 에어로졸 형성 기재를 형성한다.
가열식 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치, 바람직하게 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 커플링 또는 맞물림으로써 소비될 수 있는 소모품이다. 물품은 에어로졸 발생 장치와 제거 가능하게 커플링될 수 있다. 물품은 1회 또는 2회 사용되고 나서 폐기될 수 있다. 선호되는 사용 횟수는 제공된 취성 캡슐의 수에 의존할 수 있다. 가열식 에어로졸 발생 물품의 사용 방법은 물품을 에어로졸 발생 장치에 커플링하는 단계, 에어로졸 발생 장치의 가열 수단을 활성화시키는 단계, 및 가열식 에어로졸 발생 물품을 통해 공기를 흡인하는 단계를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품 내부에 보유된 액체 에어로졸 형성 기재는 가열 수단에 의해 공급된 열 에너지에 의해 증발되고 응축되어 공기 중에 비말동반된 에어로졸을 형성한다. 사용이 끝났을 때, 예를 들어 에어로졸 형성 기재가 소비되었을 때, 물품은 장치로부터 제거될 수 있다. 일 구현예에서의 바람직한 방법은 물품의 액체 보유 매체에 의해 보유되도록 취성 캡슐로부터 액체 에어로졸 형성 기재를 방출하는 단계, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 물품을 커플링하는 단계, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 가열 수단을 활성화시키는 단계, 및 물품을 통해 공기를 흡인하는 단계를 포함할 수 있으며, 액체 에어로졸 형성 기재는 가열 수단에 의해 공급된 열 에너지에 의해 증발되고 응축되어 공기 내에 비말동반된 에어로졸을 형성한다. 일 구현예에서, 바람직한 방법은 물품의 액체 보유 매체에 의해 보유되도록 제1 취성 캡슐로부터의 제1 휘발성 액체 기재와 제2 취성 캡슐로부터의 제2 액체 휘발성 기재 중 적어도 하나를 방출하는 단계, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 물품을 커플링하는 단계, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 가열 수단을 활성화시키는 단계, 및 물품을 통해 공기를 흡인하는 단계를 포함할 수 있으며, 액체 보유 매체에 의해 보유된 액체는 가열 수단에 의해 공급된 열 에너지에 의해 증발되고 응축되어 공기 중에 비말동반된 에어로졸을 형성한다.
바람직하게, 가열 수단은 가열식 에어로졸 발생 장치 내로 흡인된 공기를 가열하고, 가열된 공기는 물품의 액체 보유 매체를 지나치거나 그를 통과하여 액체 에어로졸 형성 기재를 증발시켜 에어로졸의 형성을 허용한다. 공기는 액체 보유 매체를 지나치거나 그를 통과하기 전에 약 200℃ 내지 220℃의 온도로 가열되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 비말동반된 휘발성 성분을 갖는 공기는 다음에 물품 내부에서 약 100℃의 온도로 냉각되어 휘발성 성분이 응축되어 에어로졸을 형성하게 한다. 가열 수단은 대안으로, 액체 에어로졸 형성 기재를 증발시키고 에어로졸의 형성을 허용하기 위해 전도 또는 복사에 의해 액체 보유 매체를 가열할 수 있다.
제1 액체 휘발성 기재가 제1 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하고 제2 액체 휘발성 기재가 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 경우, 가열식 에어로졸 발생 물품을 사용하는 하나의 방법은 액체 보유 매체에 의해 보유되도록 제1취성 캡슐로부터 제1 액체 에어로졸 형성 기재를 방출시키는 단계; 가열식 에어로졸 발생 물품을 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 커플링하는 단계; 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 가열 수단을 활성화시키는 단계; 가열식 에어로졸 발생 장치를 통해 공기를 흡인하는 단계로서, 제1 액체 에어로졸 형성 기재가 가열 수단에 의해 공급된 열 에너지에 의해 증발되고 응축되어 공기 내에 비말동반된 에어로졸을 형성하는, 단계; 가열식 에어로졸 발생 물품을 전기 작동식 에어로졸 발생 장치로부터 커플링 해제하는 단계; 액체 보유 매체에 의해 보유되도록 제2 취성 캡슐로부터 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 방출하는 단계; 가열식 에어로졸 발생 물품을 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 커플링하는 단계; 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 가열 수단을 활성화시키는 단계; 및 가열식 에어로졸 발생 장치를 통해 공기를 흡인하는 단계로서, 제2 액체 에어로졸 형성 기재는 가열 수단에 의해 공급된 열 에너지에 의해 증발되고 응축되어 공기 내에 비말동반된 에어로졸을 형성하는, 단계를 포함한다.
제1 액체 휘발성 기재가 액체 에어로졸 형성 기재의 제1 성분을 포함하고 제2 액체 휘발성 기재가 액체 에어로졸 형성 기재의 제2 성분을 포함하는 경우, 가열식 에어로졸 발생 물품을 사용하는 하나의 방법은 액체 보유 매체에 의해 보유되도록 제1취성 캡슐로부터 제1 액체 휘발성 기재를 방출시키는 단계; 액체 보유 매체에 의해 보유되고 제1 액체 휘발성 기재와 조합하여 액체 에어로졸 형성 기재를 형성하도록 제2 취성 캡슐로부터 제2 액체 휘발성 기재를 방출시키는 단계; 가열식 에어로졸 발생 물품을 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 커플링하는 단계; 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 가열 수단을 활성화시키는 단계; 및 가열식 에어로졸 발생 장치를 통해 공기를 흡인하는 단계로서, 액체 에어로졸 형성 기재는 가열 수단에 의해 공급된 열 에너지에 의해 증발되고 응축되어 공기 내에 비말동반된 에어로졸을 형성하는, 단계를 포함한다.
바람직하게, 가열 수단은 가열식 에어로졸 발생 장치 내로 흡인되는 공기를 가열하고, 가열된 공기는 액체 보유 매체를 지나치거나 그를 통과하여 에어로졸의 형성을 허용한다. 그러나, 가열 수단은 액체 보유 매체를 전도 또는 복사에 의해 가열하여 에어로졸의 형성을 허용할 수 있다.
물품이 1회 또는 2회 사용 후에 폐기되도록 의도되기 때문에, 전형적인 전자 담배 시스템과 관련될 수 있는 위생 문제점은 극복된다. 또한, 액체 에어로졸 형성 기재는 가열 요소와 직접 접촉하지 않으며, 따라서 에어로졸 형성 기재의 과열에 대한 문제점이 발생하지 않는다. 액체 불침투성 래퍼가 제공되면 액체 에어로졸 형성 기재의 누출을 방지하는 데 도움이 된다. 물품은 광범위한 상이한 액체 에어로졸 형성 기재 조성물로 생성될 수 있으며, 이에 의해 전자 담배 시스템에 의해 제공될 수 있는 광범위한 풍미 및 체험을 사용자에게 제공한다. 특히, 제1 휘발성 액체 기재가 제1 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하고 제2 휘발성 액체 기재가 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 경우, 물품에는 다수의 액체 에어로졸 형성 기재 조성물이 제공될 수 있으며, 이에 의해 다수의 풍미와 체험을 사용자에게 제공한다. 바람직한 구현예에서, 물품은 고체 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품을 가열하도록 구성된 에어로졸 발생 장치를 사용하여 소비될 수 있다. 따라서, 사용자는 가열식 에어로졸 발생 물품을 함유하는 담배를 선택하거나 액체 에어로졸 형성 기재를 함유하는 물품을 선택하여 동일한 장치를 사용하여 물품을 소비할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "휘발성 기재"는 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 형성 기재의 구성성분을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물들을 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 에어로졸 형성 기재는, 고체 또는 액체일 수 있고, 혹은 고체 성분과 액체 성분 모두를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "액체 에어로졸 형성 기재"는 고체 형태가 아닌 액체인 에어로졸 형성 기재를 지칭한다. 액체 에어로졸 형성 기재는 액체 보유 매체에 의해 적어도 부분적으로 흡수될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 겔 형태의 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 유사하게, 용어 "액체 휘발성 기재"는 고체 형태가 아니라 액체인 기재를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "마우스 단부"는 에어로졸이 물품을 빠져나가 사용자의 입으로 전달되는 가열식 에어로졸 발생 물품의 일부분을 지칭한다. 사용시, 가열식 에어로졸 발생 물품에 의해 발생된 에어로졸을 흡입하기 위해서, 사용자는 마우스 단부을 흡인할 수도 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "말단부"는 마우스 단부에 대향하는 물품의 단부를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '상류' 및 '하류'는 사용 동안에 물품 또는 시스템을 통해 흡인된 공기의 방향에 대하여 가열식 에어로졸 발생 물품의 구성요소들, 또는 구성요소들의 부분들의 상대적 위치를 설명하는 데에 사용된다. 물품의 마우스 단부는 하류 단부라고 부를 수도 있고, 물품의 말단부는 상류 단부라고 부를 수도 있다. 물품의 구성요소들, 또는 구성요소들의 부분들은 마우스 단부 혹은 하류 단부과 말단부 혹은 상류 단부 사이의 상대적인 위치에 기초하여 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "액체 불침투성"은 래퍼를 지칭하며 수성 액체가 전형적인 작동 조건 하에서 래퍼를 통과하지 않음을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '시트'는 그것의 두께보다 실질적으로 큰 폭과 길이를 갖는 박층체 요소를 가리킨다. 시트의 폭은 10 mm 보다 크며, 바람직하게는 20 mm 또는 30 mm 보다 크다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이방향(longitudinal)"은 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치의 하류 단부과 상류 단부 사이의 방향을 설명하는 데에 사용되고, 용어 "가로방향(transverse)"은 길이방향에 수직인 방향을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '직경'은 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치의 가로방향으로의 최대 치수를 설명하는 데에 사용된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '길이'는 길이방향으로의 최대 치수를 설명하는 데에 사용된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "액체 보유 매체"는 액체 에어로졸 형성 기재를 방출 가능하게 보유할 수 있는 구성요소를 지칭한다. 액체 보유 매체는 액체 에어로졸 형성 기재가 증발에 의해 방출되는 것을 허용하면서 접촉되는 액체 에어로졸 형성 기재를 흡수하거나 그와 달리 보유하는 다공질 또는 섬유질 재료일 수 있거나 그 재료를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "취성 캡슐"은 액체 에어로졸 형성 기재를 함유할 수 있고 파괴 또는 파열시 액체 에어로졸 형성 기재를 방출할 수 있는 캡슐을 지칭한다. 취성 캡슐은 그의 액체 에어로졸 형성 기재 내용물을 방출하기 위해 사용자에 의해 쉽게 파괴되는 취성 재료로 형성되거나 취성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡슐은 손가락 압력과 같은 외력에 의해 또는 천공이나 파열 요소와의 접촉에 의해 파괴될 수 있다.
가열식 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 원통형 형상일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수 있다. 액체 보유 매체는 실질적으로 원통 형상일 수 있다. 액체 보유 매체는 실질적으로 세장형일 수 있다. 액체 보유 매체는 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 대략 5 mm와 대략 12 mm 사이, 예를 들면 대략 6 mm와 대략 8 mm 사이의 외경을 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 7.2 mm +/- 10%의 외경을 갖는다.
에어로졸 발생 물품은 대략 25 mm와 대략 100 mm 사이의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 대략 30 mm와 대략 100 mm 사이의 총 길이를 가질 수 있다. 특정한 일 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 45 mm의 총 길이를 갖는다. 특정한 또다른 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 33 mm의 총 길이를 갖는다.
액체 보유 매체는 약 7 mm 내지 약 20 mm, 예를 들어 8 mm 내지 15 mm의 길이를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 액체 보유 매체는 약 10 mm의 길이를 가질 수 있다.
가열식 에어로졸 발생 물품은 로드 형태로 래퍼에 의해 조립되거나 둘러싸이는 복수의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 물품은 액체 보유 매체, 및 액체 보유 매체의 하류에 위치된 마우스피스를 포함할 수 있다. 래퍼는 취성 캡슐 또는 제1 및 제2 취성 캡슐의 위치를 나타내기 위해 그의 길이를 따르는 위치에 있는 표시와 같은 지시기를 포함할 수 있다. 지시기는 사용자에게 취성 캡슐 또는 제1 취성 캡슐 및 제2 취성 캡슐을 각각 파열 또는 파괴시키는 압력을 가할 위치를 나타낼 수 있다.
마우스피스는 물품의 마우스 단부에 위치할 수 있다. 마우스피스는 필터를 포함할 수 있다. 필터는 하나 이상의 적합한 여과 물질로 형성될 수 있다. 이러한 많은 여과 물질이 당 기술분야에 공지되어 있다. 일 구현예에서, 마우스피스는 셀룰로오스 아세테이트 토우로 형성된 필터를 포함할 수 있다.
물품은 물품의 말단부에 위치된 다공질 또는 공기-투과성 플러그를 포함할 수 있다. 그러한 플러그는 액체 에어로졸 형성 기재를 물품 내부에 유지하는 데 도움을 주는 역할을 할 수 있다. 플러그는 대략 5 mm와 대략 10 mm 사이, 예를 들면 대략 6 mm와 대략 8 mm 사이의 직경의 외경을 가질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 플러그는 7.2 mm +/- 10%의 외부 직경을 갖는다.
플러그는 대략 2 mm와 대략 10 mm 사이의 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 마우스피스는 약 3 mm 내지 약 5 mm의 길이를 가질 수 있다.
물품은 에어로졸 형성 섹션 또는 에어로졸 냉각 섹션을 포함할 수 있다. 복수의 구성요소는 동축으로 정렬되어 래퍼 내부에 조립될 수 있다. 래퍼는 종래의 궐련지일 수 있다. 래퍼는 폴리머 필름 또는 코팅된 종이일 수 있다. 래퍼는 액체 불침투성일 수 있다.
액체 보유 매체는 바람직하게 흡수성 재료, 예를 들어 흡수성 폴리머 재료를 포함한다. 적합한 액체 보유 재료의 예는 섬유질 폴리머 및 다공질 폴리머, 예컨대 개방셀 폼을 포함한다. 액체 보유 매체는 섬유질 셀룰로오스 아세테이트 또는 섬유질 셀룰로오스 폴리머를 포함할 수 있다. 액체 보유 매체는 다공질 폴리 프로필렌 재료를 포함할 수 있다. 액체를 보유할 수 있는 적합한 재료는 당업자에게 공지될 것이다.
액체 보유 매체는 가열식 에어로졸 발생 물품을 통한 공기 유동로 내부에 위치되거나 에어로졸 발생 물품을 통한 공기 유동로의 적어도 일부를 한정한다. 바람직하게, 액체 보유 매체 전반에 걸쳐 한정된 하나 이상의 구멍은 물품의 말단부와 물품의 마우스 단부 사이에서 가열식 에어로졸 발생 물품을 통한 공기 유동로의 일부분을 한정한다.
액체 보유 매체는 중심 루멘(central lumen)을 갖는 튜브의 형태일 수 있다. 따라서 튜브의 벽은 적합한 액체 보유 재료로 형성되거나 적합한 액체 보유 재료를 포함할 것이다.
가열식 에어로졸 발생 물품은 취성 캡슐 내부에 함유된 액체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 가열식 에어로졸 발생 물품은 취성 캡슐 내부에 함유된 액체 휘발성 기재를 포함할 수 있다. 취성 캡슐 또는 캡슐들은 2 mm 내지 8 mm, 예를 들어 4 mm 내지 6 mm의 최대 치수를 갖는 바람직하게 회전타원체, 예를 들어 구형 또는 타원형이다. 취성 캡슐 또는 캡슐들은 20 내지 300 ㎕, 예를 들어 30 내지 200 ㎕의 용적을 함유할 수 있다. 그러한 범위는 10 내지 150 퍼프의 에어로졸을 사용자에게 제공할 수 있다.
액체 보유 매체는 취성 캡슐 내부에 함유된 액체의 전체 용적의 105% 내지 110%를 흡수할 수 있는 것이 바람직하다. 이는 취성 캡슐이 파괴되어 그의 내용물을 방출한 후에 액체 에어로졸 형성 기재가 물품으로부터 누출되는 것을 방지하는 데 도움을 준다. 액체 보유 매체는 취성 캡슐로부터 액체 에어로졸 형성 기재를 방출한 후에 90% 내지 95%가 포화되는 것이 바람직하다.
취성 캡슐은 취성 외피를 가질 수 있거나 외력에 노출될 때 파열을 촉진시키도록 성형될 수 있다. 취성 캡슐은 외력의 인가에 의해 파열되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 취성 캡슐은 특별히 정의된 외력에서 파열되어, 그에 의해 액체 에어로졸 형성 기재를 방출하도록 구성될 수 있다. 취성 캡슐은 파열을 촉진하기 위해 그의 외피의 약한 부분이나 취성 부분으로 구성될 수 있다. 취성 캡슐은 캡슐을 파괴하고 액체 에어로졸 형성 기재를 방출하기 위한 천공 요소와 맞물리도록 배열될 수 있다. 바람직하게, 취성 캡슐은 약 0.5 내지 2.5 킬로그램 힘(kgf), 예를 들어 1.0 내지 2.0 kgf의 파열 강도를 가진다.
취성 캡슐의 외피는 적합한 폴리머 재료, 예를 들어 젤라틴 계열 재료를 포함할 수 있다. 캡슐의 외피는 셀룰로오스 재료 또는 전분 재료를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 취성 캡슐은 취성 캡슐로부터 방출된 액체 에어로졸 형성 기재가 액체 보유 매체와 접촉하여 그에 의해 보유될 수 있도록 물품 내부의 액체 보유 매체에 인접하게 위치될 수 있다. 취성 캡슐은 액체 보유 매체 내부에 위치될 수 있다. 예를 들어, 액체 보유 매체는 루멘을 갖는 튜브의 형태일 수 있으며 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하는 취성 캡슐은 튜브의 루멘 내에 위치할 수 있다.
일 구현예에서, 취성 캡슐은 취성 캡슐로부터 방출된 액체 휘발성 기재가 액체 보유 매체와 접촉하여 그에 의해 보유될 수 있도록 물품 내부의 액체 보유 매체에 인접하게 위치될 수 있다. 취성 캡슐은 액체 보유 매체 내부에 위치될 수 있다. 예를 들어, 액체 보유 매체는 루멘을 갖는 튜브의 형태일 수 있으며, 액체 휘발성 기재를 함유하는 취성 캡슐은 튜브의 루멘 내부에 위치될 수 있다.
바람직하게, 가열식 에어로졸 발생 물품은 액체 휘발성 기재를 포함하는 1개 또는 2개의 취성 캡슐을 포함한다. 그러나, 가열식 에어로졸 발생 물품은 임의의 수의 취성 캡슐을 포함할 수 있다. 가열식 에어로졸 발생 물품은 액체 휘발성 기재를 포함한 2개 이상의 취성 캡슐을 포함할 수 있다.
가열식 에어로졸 발생 물품은 액체 보유 매체의 하류에 위치된 에어로졸 발생 섹션을 포함할 수 있다. 사용시, 액체 에어로졸 형성 기재는 증발되며 기재의 휘발성 성분은 액체 보유 매체로부터 하류로 흡인된다. 휘발성 성분은 그 후 에어로졸 형성 섹션에서 냉각되어 흡입 가능한 에어로졸을 형성한다. 바람직하게, 비말동반된 휘발성 성분을 갖는 공기는 에어로졸 발생 섹션 내부에서 약 100℃ 이하의 온도로 냉각된다. 에어로졸 형성 섹션은 물품 내부의 공간 또는 물품 내부의 튜브의 루멘에 의해 한정될 수 있다. 에어로졸 형성 섹션은 에어로졸 냉각 요소, 예를 들어 폴리머 재료의 밀집된 시트를 포함한 에어로졸 냉각 요소를 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸 냉각 요소는 위에서 설명된다.
전술한 바와 같이, 물품은 액체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 2개의 캡슐을 갖는 구현예에서, 제1 휘발성 액체 기재는 액체 에어로졸 형성 기재일 수 있거나 액체 에어로졸 형성제 또는 니코틴 공급원과 같은 액체 에어로졸 형성 기재의 구성성분일 수 있다. 제2 휘발성 액체 기재는 또한 액체 에어로졸 형성 기재일 수 있거나 에어로졸 형성제 또는 니코틴 공급원과 같은 액체 에어로졸 형성 기재의 구성성분일 수 있다. 제1 휘발성 액체 기재가 액체 에어로졸 형성 기재의 구성성분인 경우, 제2 휘발성 액체 기재는 에어로졸 형성 기재의 다른 구성성분이며, 제1 휘발성 기재와 제2 휘발성 기재의 조합은 액체 에어로졸 형성 기재를 형성한다.
액체 에어로졸 형성 기재는 물을 포함한다. 바람직하게, 액체 에어로졸 형성 기재는 또한 프로필렌 글리콜 또는 글리세린과 같은 에어로졸 형성제를 포함한다. 액체 에어로졸 형성 기재는 바람직하게는 향미제를 포함한다. 액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴 등의 활성 성분을 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 액체 에어로졸 형성 기재는 10 내지 25 중량%, 예를 들어 12 내지 20 중량%의 수분 함량을 가진다. 물은 적합한 흡입 가능한 에어로졸을 형성하는 데 요구된다. 액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴 용액을 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 바람직하게는 가열시 액체로부터 방출되는 휘발성 담배 향미료 화합물을 포함하고 있는 담배 함유 물질을 포함하고 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 비담배 물질을 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 용매, 에탄올, 식물 추출물 및 천연 또는 인공 향미제를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성제"는 사용 시에, 치밀하고도 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하는, 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물의 혼합물을 지칭한다. 에어로졸 형성제는 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 열화에 실질적으로 내성이 있다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 이에 한정되지 않지만, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함한다. 바람직한 에어로졸 형성제는 다가 알코올 또는 그의 혼합물, 예컨대 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다.
바람직한 가열식 에어로졸 발생 시스템에서, 가열식 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치에 커플링될 때 공기 유동로가 한정된다. 공기 유동로는 공기가 에어로졸 발생 장치로 진입하는 지점, 공기가 가열식 에어로졸 발생 물품의 말단부로 통과하는 지점, 공기가 액체 보유 매체를 지나치는 지점, 및 공기가 가열식 에어로졸 발생 물품의 마우스 단부로부터 사용자의 입으로 통과하는 지점을 포함한다. 바람직한 시스템에서, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 장치 내로 진입하는 지점과 액체 보유 매체를 지나치는 지점 사이의 지점에서 공기를 가열하는 역할을 한다. 이는 가열된 공기가 액체 보유 매체에 의해 보유되는 액체 에어로졸 형성 기재를 증발시키게 한다. 공기의 가열은 공기 유동로 내에 위치되는 가열 코일과 같은 히터에 의해 달성될 수 있으며 공기가 액체 보유 매체를 지나치기 전에 공기를 직접 가열하는 역할을 한다.
가열식 에어로졸 발생 시스템은 공기를 가열하기 위해 공기 유동로 내에 배열되는 공기 투과성 열 축적기 또는 열 확산기를 포함할 수 있다. 용어 열 확산기는 아래에서 사용된다. 열 확산기는 히터와 상호 작용하여 열 에너지를 취할 수 있다. 열 에너지는 그 후 열 확산기를 통과하는 공기로 전달된다. 열 확산기는 바람직하게 높은 표면적 및 높은 다공도를 갖는 구성요소이다. 공기는 상당한 압력 강하를 겪지 않고 열 확산기를 통해 흐를 수 있어야 한다. 적합한 열 확산기의 예는 히터와 열적으로 접촉하고 가열식 에어로졸 발생 시스템의 공기 유동로 내부에 배열된 다공질 금속 폼 또는 다공질 세라믹 폼 구성요소일 수 있다.
열 확산기는 가열식 에어로졸 발생 시스템의 제거 가능한 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 열 확산기는 에어로졸 발생 장치가 에어로졸 발생 물품을 가열하는 방식을 변경하기 위해 에어로졸 발생 장치와 맞물리는 제거 가능하게 커플링 가능한 구성요소의 형태일 수 있다. 일례로서, 에어로졸 발생 장치는, 가열식 에어로졸 발생 물품의 고체 에어로졸 형성 기재 내로 삽입하기 위한 삽입 가능한 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열 요소는 고체 에어로졸 형성 기재와 접촉하고 이를 가열하여 에어로졸을 발생시킨다. 열 확산기는 삽입 가능한 가열 요소와 맞물리도록 구성될 수 있다. 그러면 열 확산기는 가열 요소에 의해 가열될 수 있고 가열 요소를 통과하는 공기를 가열한다. 가열된 공기는 그 후 열 확산기의 하류에 위치되는 가열식 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재를 휘발시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 에어로졸 발생 장치가 에어로졸 형성 기재를 가열하는 방식은 공기의 직접 접촉으로부터 간접 가열로 변경될 수 있다. 그러면 동일한 에어로졸 발생 장치가 상이한 유형의 에어로졸 발생 물품을 가열하는 데 사용될 수 있어, 사용자에게 더 큰 선택의 폭을 제공한다.
바람직한 시스템은 가열식 에어로졸 발생 장치, 액체 에어로졸 형성 기재를 갖는 전술한 바와 같은 적어도 하나의 가열식 에어로졸 발생 물품, 및 고체 에어로졸 형성 기재, 예를 들어 균질화된 담배 재료로 만들어진 에어로졸 형성 기재를 갖는 적어도 하나의 가열식 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 바람직하게, 시스템은 에어로졸 발생 장치가 에어로졸 형성 기재에 열을 제공하는 방식을 변경하기 위해 에어로졸 발생 장치와 맞물리기 위한 제거 가능하게 커플링 가능한 열 확산기를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 사용자가 한 손의 손가락들 사이에 잡기에 편안한 휴대용 또는 핸드헬드 에어로졸 발생 장치이다.
에어로졸 발생 장치는 실질적으로 원통형 형상일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 대략 70 mm와 대략 120 mm 사이의 길이를 가질 수 있다.
당해 장치는 전기 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부를 포함할 수 있다. 전력 공급부는 임의의 적합한 전력 공급부, 예를 들면 배터리와 같은 DC 전압원일 수 있다. 일 구현예에서, 전력 공급부는 리튬-이온 배터리이다. 대안적으로, 전력 공급부는 니켈-수소합금 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들어 리튬-코발트, 리튬-철-인산염, 리튬티탄산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수 있다.
제어기는 간단한 스위치일 수 있다. 대안적으로, 제어기는 전기 회로일 수 있고, 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 병용하기 위한 가열식 에어로졸 발생 물품이 제공되어 있다. 가열식 에어로졸 발생 물품은 사용 중에 사용자의 입 안으로 삽입하기 위한 마우스 단부, 마우스 단부의 상류에 있는 말단부, 및 마우스 단부와 말단부 사이의 동일한 거리에 위치된 중간 지점을 갖는 소모성 물품이다. 상기 물품은 취성 캡슐 내부에 함유된 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 취성 캡슐은 말단부와 중간 지점 사이에 위치하며, 액체 보유 매체는 그의 적어도 그 일부분이 말단부와 중간 지점 사이에 위치되며, 상기 물품은 사용 중에 공기가 말단부로부터 마우스 단부로 물품을 통해 흡인될 수 있도록 구성된다.
본 발명의 제2 양태에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품의 몇몇 구현예에서, 다음 특징 중 하나 이상이 사용될 수 있다:
- 액체 에어로졸 형성 기재가 취성 캡슐 내부에 방출 가능하게 함유되며 액체 보유 매체는 취성 캡슐로부터 그의 방출 후에 액체 에어로졸 형성 기재를 물품 내부에 보유하기 위해 취성 캡슐에 근접하여 위치된다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 로드 형태의 래퍼에 의해 조립된 복수의 구성요소를 포함한다;
- 취성 캡슐은 가열식 에어로졸 발생 물품의 액체 보유 매체 내부에 위치된다;
- 액체 보유 매체는 루멘을 갖는 튜브의 형태이며 취성 캡슐은 튜브의 루멘 내에 위치한다;
- 액체 보유 수단은 흡수성 폴리머 재료를 포함한다;
- 취성 캡슐은 외부 힘의 인가에 의해 파열되도록 구성된다;
- 취성 캡슐은 천공 요소에 의해 천공되도록 구성된다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 액체 보유 요소로부터 하류에 위치한 냉각 섹션을 포함한다;
- 액체 에어로졸 형성 기재는 10 중량% 내지 25 중량%의 물, 에어로졸 형성제, 및 적어도 하나의 향미제를 포함한다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 당해 물품의 마우스 단부에 위치한 마우스피스 필터를 포함할 수 있다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 물품의 말단부에 위치한 다공질 플러그를 포함한다;
가열식 에어로졸 발생 시스템의 몇몇 구현예에서, 시스템은 본 발명의 제2 양태에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품 및 전기 작동식 에어로졸 발생 장치를 포함하며, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 에어로졸을 형성하도록 에어로졸 형성 기재를 가열하는 수단을 포함한다. 가열식 에어로졸 발생 시스템은 취성 캡슐을 천공하기 위한 천공 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품을 사용하는 방법이 또한 제공된다. 상기 방법은 액체 보유 매체에 의해 보유되도록 취성 캡슐로부터 액체 에어로졸 형성 기재를 방출하는 단계; 가열식 에어로졸 발생 물품을 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 커플링하는 단계; 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 가열 수단을 활성화시키는 단계; 및 가열식 에어로졸 발생 물품을 통해 공기를 흡인하는 단계를 포함하며, 액체 에어로졸 형성 기재는 가열 수단에 의해 공급된 열 에너지에 의해 증발되고 응축되어 공기 중에 비말동반된 에어로졸을 형성한다. 가열 수단은 가열식 에어로졸 발생 물품으로 흡인되는 공기를 가열할 수 있으며, 가열된 공기는 액체 보유 매체를 지나치거나 그를 통과하여 에어로졸의 형성을 허용한다. 가열 수단은 액체 보유 매체를 전도 또는 복사에 의해 가열하여 에어로졸의 형성을 허용할 수 있다.
본 발명의 제3 양태에서, 래퍼 내부에 동축으로 정렬되고 조립된 복수의 구성요소를 포함한 가열식 에어로졸 발생 물품이 제공된다. 상기 물품은 마우스 단부 및 마우스 단부의 상류에 있는 말단부를 가지며, 물품은 액체 에어로졸 형성 기재 및 래퍼가 액체 불침투성 재료의 시트로 형성되는 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 액체 보유 매체를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품의 몇몇 구현예에서, 다음 특징 중 하나 이상이 사용될 수 있다:
- 액체 에어로졸 형성 기재는 취성 캡슐 내부에 방출 가능하게 함유되며, 취성 캡슐은 취성 캡슐로부터의 그의 방출 후에 물품 내부에 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위해 액체 보유 매체에 근접하게 위치된다;
- 취성 캡슐은 액체 보유 매체 내부에 위치된다;
- 액체 보유 매체는 루멘을 갖는 튜브의 형태이며 취성 캡슐은 튜브의 루멘 내에 위치한다;
- 액체 보유 매체는 흡수성 폴리머 재료를 포함한다;
- 취성 캡슐은 외부 힘의 인가에 의해 파열되도록 구성된다;
- 취성 캡슐은 천공 요소에 의해 천공되도록 구성된다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 액체 보유 요소로부터 하류에 위치한 냉각 섹션을 포함한다;
- 액체 에어로졸 형성 기재는 10 중량% 내지 25 중량%의 물, 에어로졸 형성제, 및 적어도 하나의 향미제를 포함한다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 당해 물품의 마우스 단부에 위치한 마우스피스 필터를 포함할 수 있다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 물품의 말단부에 위치된 플러그를 포함하며, 물품은 물품의 말단부에서 또는 말단부에 인접해서, 물품을 통해 그리고 말단부로부터 물품 내부로 공기가 흡인될 수 있도록 구성된다;
- 래퍼는 폴리머 재료의 시트, 처리된 종이의 시트 또는 금속 호일 시트이다.
가열식 에어로졸 발생 시스템의 몇몇 구현예에서, 시스템은 본 발명의 제3 양태에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품 및 전기 작동식 에어로졸 발생 장치를 포함하며, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 에어로졸을 형성하도록 에어로졸 형성 기재를 가열하는 수단을 포함한다.
본 발명의 제3 양태에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품을 사용하는 방법이 또한 제공된다. 상기 방법은 가열식 에어로졸 발생 물품을 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 커플링하는 단계; 전기 작동식 에어로졸 발생 장치의 가열 수단을 활성화시키는 단계; 및 가열식 에어로졸 발생 물품을 통해 공기를 흡인하는 단계를 포함하며, 액체 에어로졸 형성 기재는 가열 수단에 의해 공급된 열 에너지에 의해 증발되고 응축되어 공기 중에 비말동반된 에어로졸을 형성한다. 액체 에어로졸 형성 기재는 취성 캡슐 내부에 함유될 수 있으며, 상기 방법은 액체 보유 매체에 의해 물품 내부에 보유되도록 취성 캡슐로부터 액체 에어로졸 형성 기재를 방출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치와 병용하기 위한 가열식 에어로졸 발생 물품이 제공된다. 가열식 에어로졸 발생 물품은 사용 중에 사용자의 입 안으로 삽입하기 위한 마우스 단부, 마우스 단부로부터 상류에 있는 말단부, 및 마우스 단부와 말단부 사이의 동일한 거리에 위치된 중간 지점을 갖는 소모성 물품이며, 상기 물품은 말단부와 중간 지점 사이에 위치되는 제1 취성 캡슐 내부에 함유되는 제1 휘발성 액체 기재; 말단부와 중간 지점 사이에 위치되는 제2 취성 캡슐 내부에 함유되는 제2 휘발성 액체 기재; 및 적어도 일부분이 말단부와 중간 지점 사이에 위치되고, 사용 중에 말단부로부터 마우스 단부로 물품을 통해 공기가 흡인될 수 있도록 물품이 구성되는 액체 보유 매체를 포함한다.
본 발명의 제4 양태에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품의 몇몇 변형예에서, 다음의 특징 중 하나 이상이 사용될 수 있다:
- 물품은 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 제1 휘발성 액체 기재가 액체 에어로졸 형성 기재의 제1 성분을 포함하며 제2 휘발성 액체 기재가 액체 에어로졸 형성 기재의 제2 성분을 포함한다;
- 액체 에어로졸 형성 기재는 10 중량% 내지 25 중량%의 물, 에어로졸 형성제, 및 적어도 하나의 향미제를 포함한다;
- 제1 휘발성 액체 기재가 제1 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하며 제2 휘발성 기재가 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 포함한다;
- 제1 휘발성 액체 기재가 제1 취성 캡슐 내부에 방출가능하게 함유되며 액체 보유 매체는 제1 취성 캡슐로부터 그의 방출 후에 물품 내부에 제1 휘발성 액체 기재를 보유하기 위해 제1 취성 캡슐에 근접하게 위치되며, 제2 휘발성 액체 기재가 제2 취성 캡슐 내부에 방출가능하게 함유되며 액체 보유 매체는 제2 취성 캡슐로부터 그의 방출 후에 물품 내부에 제2 휘발성 액체 기재를 보유하기 위해 제2 취성 캡슐에 근접하게 위치된다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 로드 형태의 래퍼에 의해 조립된 복수의 구성요소를 포함한다;
- 제1 및 제2 취성 캡슐이 액체 보유 매체 내부에 위치된다;
- 액체 보유 매체가 루멘을 갖는 튜브의 형태이며 제1 및 제2 취성 캡슐이 튜브의 루멘 내부에 위치된다;
- 제1 및 제2 취성 캡슐이 튜브의 루멘 내에 동축으로 정렬된다;
- 액체 보유 매체는 흡수성 폴리머 재료를 포함한다;
- 제1 및 제2 취성 캡슐 중 적어도 하나가 외부 힘의 인가에 의해 파열되도록 구성된다;
- 제1 및 제2 취성 캡슐 중 적어도 하나가 천공 요소에 의해 천공되도록 구성된다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품이 액체 보유 매체로부터 하류에 위치된 냉각 섹션을 포함한다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 당해 물품의 마우스 단부에 위치한 마우스피스 필터를 포함할 수 있다;
- 가열식 에어로졸 발생 물품은 물품의 말단부에 위치한 다공질 플러그를 포함한다.
본 발명의 제4 양태에 따른 가열식 에어로졸 발생 시스템의 몇몇 구현예에서, 시스템은 전술한 바와 같은 구현예 또는 그의 변형예에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품 및 전기 작동식 에어로졸 발생 장치를 포함하며, 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 에어로졸을 형성하도록 액체 보유 매체 내에 보유된 제1 휘발성 액체 기재와 제2 휘발성 액체 기재 중 적어도 하나를 가열하기 위한 수단을 포함한다. 가열식 에어로졸 발생 시스템은 취성 캡슐 중 적어도 하나를 천공시키기 위한 천공 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 에어로졸 발생 물품과 병용하기 위한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치 및 열 확산기가 제공된다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 마우스 단부 및 마우스 단부로부터 상류에 있는 말단부를 가진다. 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 전기 가열 요소 및 에어로졸 발생 물품의 말단부를 수용하도록 구성된 공동을 갖는 하우징을 포함한다. 열 확산기는 에어로졸 발생 장치에 제거 가능하게 커플링되고 열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링될 때 전기 가열 요소로부터 열을 흡수하기 위한 불연성 다공질 몸체를 포함하여, 사용 중에 에어로졸 발생 물품을 통해 말단부로부터 마우스 단부로 흡인된 공기가 다공질 몸체 내에 흡수된 열에 의해 가열되게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 에어로졸 발생 시스템을 위한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품의 말단부를 수용하도록 구성된 공동을 갖는 하우징; 전기 가열 요소; 및 사용 중에 열 확산기의 주요 몸체를 통해 흡인된 공기가 주요 몸체에 저장된 열에 의해 가열되도록 전기 가열 요소로부터 열을 흡수 및 저장하기 위한 불연성의 공기 투과성 주요 몸체를 포함하는 열 확산기를 포함한다.
본 발명의 제2, 제3 및 제4 양태에 따른 물품은 본 발명의 제1, 제5 및 제6 양태의 시스템과 병용될 수 있다.
하나 이상의 양태와 관련하여 기술된 특징들은 본 발명의 다른 양태에 동등하게 적용될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시의 목적으로 더 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 열 확산기의 개략적인 길이방향 단면도를 도시한다;
도 2는 도 1 의 열 확산기와 병용될 수 있는 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적인 길이방향 단면도를 도시한다;
도 2b 내지 도 2h는 도 1의 열 확산기와 함께 사용될 수 있는 본 발명의 다양한 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적 종방향 횡단면도를 도시한다;
도 3은 도 1의 열 확산기, 도 2a의 에어로졸 발생 물품 및 사용을 위해 조립된 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치의 개략도를 도시한다;
도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 열 확산기를 갖는 에어로졸 발생 물품의 개략적인 길이방향 횡단면을 도시한다;
도 5는 사용 중에 외부 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치와 맞물리는 본 발명의 제1 구현예에 따른 도 2a 내지 도 2h의 가열식 에어로졸 발생 물품을 도시한다;
도 6은 사용 중에 내부 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치와 맞물리는 본 발명의 제1 구현예에 따른 도 2a 내지 도 2h의 가열식 에어로졸 발생 물품을 도시한다; 그리고
도 7은 사용 중에 내부 가열 요소 및 제거 가능하게 커플링 가능한 열 확산기를 갖는 에어로졸 발생 장치와 맞물리는 본 발명의 제1 구현예에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품을 도시한다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 열 확산기의 개략적인 길이방향 단면도를 도시한다;
도 2는 도 1 의 열 확산기와 병용될 수 있는 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적인 길이방향 단면도를 도시한다;
도 2b 내지 도 2h는 도 1의 열 확산기와 함께 사용될 수 있는 본 발명의 다양한 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적 종방향 횡단면도를 도시한다;
도 3은 도 1의 열 확산기, 도 2a의 에어로졸 발생 물품 및 사용을 위해 조립된 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치의 개략도를 도시한다;
도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 열 확산기를 갖는 에어로졸 발생 물품의 개략적인 길이방향 횡단면을 도시한다;
도 5는 사용 중에 외부 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치와 맞물리는 본 발명의 제1 구현예에 따른 도 2a 내지 도 2h의 가열식 에어로졸 발생 물품을 도시한다;
도 6은 사용 중에 내부 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치와 맞물리는 본 발명의 제1 구현예에 따른 도 2a 내지 도 2h의 가열식 에어로졸 발생 물품을 도시한다; 그리고
도 7은 사용 중에 내부 가열 요소 및 제거 가능하게 커플링 가능한 열 확산기를 갖는 에어로졸 발생 장치와 맞물리는 본 발명의 제1 구현예에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품을 도시한다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 열 확산기(100)를 도시한다. 열 확산기(100)는 열 전도성 재료의 원통형 플러그 형태인 다공질 몸체(110)를 포함한다. 다공질 몸체(110)는 상류 단부 또는 말단부(120) 및 상류 단부(120)에 대향하는 하류 단부 또는 기단부(130)를 가진다. 슬롯(140) 형태인 공동은 도 3과 관련하여 아래에서 논의되는 바와 같이, 다공질 몸체(110)의 상류 단부(120)에 형성되고 블레이드 형상의 가열 요소를 수용하도록 배열된다. 다공질 몸체(110) 내의 공극은 그의 상류 단부(120)로부터 그의 하류 단부(130)로 다공질 몸체(110)를 통해 연장하는 복수의 공기 유동 통로를 형성하도록 상호 연결된다.
도 2a 내지 도 2h는 에어로졸 발생 물품의 다양한 구현예를 도시한다. 도 2a 내지 도 2h에 도시된 물품은 본 명세서 아래에 설명되는 에어로졸 발생 장치 또는 다른 에어로졸 발생 장치와 함께 사용될 수 있다. 도 2a 내지 도 2h에 도시된 물품은 본 명세서 아래에 설명되는 에어로졸 발생 시스템 또는 다른 에어로졸 발생 시스템과 함께 사용될 수 있다.
도 2a는 도 1의 열 확산기(100)와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(200a)을 예시한다. 에어로졸 발생 물품은 또한 가열식 에어로졸 발생 물품으로 불릴 수 있다. 에어로졸 발생 물품(200a)은 동축 정렬로 배열된 3개의 요소, 즉 관형 액체 보유 매체(210a), 에어로졸 냉각 요소(220a) 및 마우스피스(230a)를 포함한다. 에어로졸 냉각 요소는 또한 에어로졸 발생 섹션으로 불릴 수 있다. 마우스피스는 또한 마우스피스 필터로 불릴 수 있다. 이들 3개의 요소 각각은 실질적으로 원통형 요소이고, 각각이 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 이들 3개의 요소는 동축상에 배열되며 외부 래퍼(240a)에 의해 둘러싸여서 원통형 로드를 형성한다. 이들 3개의 요소는 순차적으로 배열되고 외부 래퍼(240a)에 의해 둘러싸여서 원통형 로드를 형성한다. 외부 래퍼(240a)는 무공질일 수 있다. 외부 래퍼(240a)는 액체 불침투성일 수 있다.
에어로졸 발생 물품(200a)은 말단부 또는 상류 단부(250a), 및 사용시 사용자가 그의 또는 그녀의 입 안으로 삽입하는, 상류 단부(250a)에 대향하는 기단부 또는 마우스 단부(260a)를 가진다. 조립되면, 에어로졸 발생 물품(200a)의 총 길이는 약 33 mm 약 45 mm이고, 직경은 약 7.2 mm이다.
액체 보유 매체(210a)는 에어로졸 발생 물품(200a)의 최말단부 또는 최상류 단부(250a)에 위치한다. 도 2a에 예시된 구현예에서, 물품(200a)은 액체 보유 매체(210a)의 루멘(214a) 내부에 위치된 취성 캡슐(212a)을 포함한다. 취성 캡슐(212a)은 액체 에어로졸 형성 기재(216a)를 함유한다.
관형 액체 보유 매체(210a)는 길이가 8 mm이고 섬유질 셀룰로오스 아세테이트 재료로 형성된다. 액체 보유 매체는 35 ㎕의 액체를 흡수하는 용량을 가진다. 관형 액체 보유 매체(210a)의 루멘(214a)은 액체 보유 매체(210a)를 통과하는 공기 유동로를 제공하고 취성 캡슐(212a)을 위치시키도록 또한 작용한다. 액체 보유 매체의 재료는 임의의 다른 적합한 섬유질 또는 다공질 재료일 수 있다.
취성 캡슐(212a)은 타원형 회전타원체로서 성형되고 루멘(214a)의 축과 정렬되는 타원형의 긴 치수를 가진다. 캡슐의 타원형 회전타원체 형상은 그것이 둥근 구형 형상인 경우보다 파괴되기 더 쉽다는 것을 의미할 수 있지만, 다른 형태의 캡슐이 사용될 수 있다. 캡슐(212a)은 액체 에어로졸 형성 기재를 둘러싸는 젤라틴 계열 폴리머 재료를 포함하는 외부 외피를 가진다.
액체 에어로졸 형성 기재(216a)는 프로필렌 글리콜, 니코틴 추출물 및 20 중량%의 물을 포함한다. 광범위한 향미제가 선택적으로 추가될 수 있다. 광범위한 에어로졸 형성제가 프로필렌 글리콜의 대안으로서 또는 그에 추가하여 사용될 수 있다. 캡슐은 길이가 약 4 mm이고 약 33 ㎕ 용적의 액체 에어로졸 형성 기재를 함유한다.
에어로졸 발생 섹션은 18 mm의 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 섹션은 폴리머 재료의 권축되고 밀집된 시트를 포함할 수 있다. 폴리머 재료의 시트는 조밀하게 포장되지 않으며 에어로졸 발생 섹션은 섹션을 통과하는 공기에 상당한 압력 강하를 유발하지 않는다. 폴리머 재료의 권축되고 밀집된 시트는 에어로졸 냉각 요소로 명명될 수 있으며, 약 18 mm의 길이, 약 7.12 mm의 외경 및 약 6.9 mm의 내경을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소는 50 mm ± 2 mm 의 두께를 갖는 폴리락트산 시트로부터 형성된다. 폴리락트산 시트는 권축되고 밀집되어 에어로졸 냉각 요소의 길이를 따라 연장되는 복수의 채널을 한정한다. 에어로졸 냉각 요소의 전체 표면적은 에어로졸 냉각 요소의 mm 길이 당 약 500 mm2에 해당하는 8000 mm2 내지 9000 mm2이다. 에어로졸 냉각 요소의 비표면적은 대략 2.5 mm2/mg이며 길이방향으로 60% 내지 90%의 다공도를 갖는다. 폴리락트산은 사용 중에 160℃ 이하의 온도로 유지된다.
다공도는 에어로졸 냉각 요소와 같은 물질을 포함하는 로드 내의 미충전 공간의 척도로서 본원에서 정의된다. 예를 들면, 로드의 직경이 에어로졸 냉각 요소에 의해 50% 미충전된 경우, 다공도는 50%일 것이다. 마찬가지로, 로드는, 내경이 완전히 미충전된 경우에는 100%의 다공도를 가질 것이고 완전히 충전된 경우에는 0%의 다공도를 가질 것이다. 다공도는 공지된 방법을 사용하여 계산될 수 있다.
에어로졸 냉각 요소(220a)는 액체 보유 매체(210a)의 바로 하류에 위치되어 액체 보유 매체(210a)와 접경한다. 사용시, 에어로졸 형성 기재(216a)로부터 방출된 휘발성 물질은 에어로졸 발생 물품(200a)의 마우스 단부(260a)를 향해서 에어로졸 냉각 요소(220a)를 따라 통과한다. 휘발성 물질은 에어로졸 냉각 요소(220a) 내부에서 냉각되어 사용자가 흡입하는 에어로졸을 형성할 수 있다. 도 2에 도시된 구현예에서, 에어로졸 냉각 요소(220a)는 래퍼(224a)에 의해 둘러싸여 있는 폴리락트산의 권축되고 밀집된 시트(222a)를 포함한다. 폴리락트산으로 이루어진 권축되고 밀집된 시트(222a)는 에어로졸 냉각 요소(220a)의 길이를 따라 연장되는 복수의 길이 방향 채널을 한정한다.
대체 구현예에서, 에어로졸 발생 섹션은 중공형 튜브와 같은 중공형 섹션일 수 있고 에어로졸 냉각 요소를 포함하지 않을 수 있다. 그러한 구현예는 아래에서 설명된다.
마우스피스(230a)는 에어로졸 냉각 요소(220a)의 바로 하류에 위치하고 그것과 접경한다. 도 2에 도시된 구현예에서, 마우스피스(230a)는 낮은 여과 효율의 통상의 셀룰로오스 아세테이트 토우 필터(232a)를 포함한다. 마우스피스 필터(230a)는 7 mm의 길이를 가질 수 있고 셀룰로오스 아세테이트 토우(tow)로 형성될 수 있다. 다른 적합한 마우스피스 필터는 본 기술분야에 공지되어 있다.
에어로졸 발생 물품(200a)을 조립하기 위해서, 상술한 3개의 원통형 요소가 외부 래퍼(240a) 내부에 정렬되고 기밀하게 포장된다. 도 2a에 예시된 구현예에서, 외부 래퍼(240a)는 무공질 시트 재료로 형성된다. 래퍼(240a)는 액체 불침투성 래퍼, 예를 들어 왁스 코팅된 종이일 수 있다. 다른 적합한 무공질 또는 액체 불침투성 재료, 예를 들어 폴리머 필름 또는 소수성 종이가 공지되어 있다. 다른 예에서, 외부 래퍼는 궐련지와 같은 다공질 재료를 포함할 수 있다.
도 2b 내지 도 2d는 본 발명의 구현예에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품의 대체 구현예를 예시한다.
도 2b는 래퍼(224b) 내부에 맞닿음 관계로 조립된 관형 액체 보유 매체(210b)와 마우스피스 필터(230b)를 갖는 가열식 에어로졸 발생 물품(200b)을 예시한다. 래퍼(224b)는 무공질 또는 액체 불침투성일 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재를 함유한 취성 캡슐(212b)은 액체 보유 매체(210b)의 루멘(214b) 내부에 위치된다. 물품(200b)의 전체 길이는 30 mm이다. 액체 보유 매체는 20 mm의 길이를 가지며 필터(230b)는 10 mm의 길이를 가진다. 액체 보유 매체, 취성 캡슐, 액체 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스 필터의 재료는 도 2a와 관련하여 전술한 바와 동일하다.
도 2c는 셀룰로오스 아세테이트 마우스피스 필터가 경질 중공형 마우스피스(2303c)로 교체된 차이를 갖는 도 2a와 관련하여 설명된 물품(200a)과 동일한 가열식 에어로졸 발생 물품(200c)을 예시한다. 마우스피스(230c)는 관형이고 공기 유동로를 한정하는 루멘(233c)을 가진다.
도 2d는 전방 플러그(251d)가 물품(200d)의 말단부(250d)에 배치되는 차이를 갖는 도 2a와 관련하여 설명된 물품(200a)과 동일한 가열식 에어로졸 발생 물품(200d)을 예시한다. 전방 플러그(251d)는 3 mm의 길이를 갖고 물품(200d)의 말단부(250d)에 걸쳐져 있다. 전방 플러그는 높은 다공질 셀룰로오스 아세테이트 재료로 형성되고 물품(200d) 내로의 공기 유동로를 제공한다. 전방 플러그(251d)는 물품의 사용 중에 액체 에어로졸 형성 기재의 유출을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다.
도 2e는 제1 휘발성 액체 기재(80e)가 제1 취성 캡슐(90e) 내부에 함유되고 제2 액체 휘발성 기재(81e)가 제2 취성 캡슐(91e) 내부에 함유되는 차이를 갖는 도 2a와 관련하여 설명된 물품(200a)과 동일한 가열식 에어로졸 발생 물품(200e)의 구현예를 예시한다. 제1 취성 캡슐(90e)은 관형 액체 보유 매체(210e)의 루멘(214e) 내부에 위치된다. 제2 취성 캡슐(91e)은 또한 관형 액체 보유 매체(200e)의 루멘(214e) 내부에 위치되고 루멘(214e) 내부의 제1 취성 캡슐(91e)과 동축으로 배열되어, 제1 취성 캡슐(90e)이 말단부(250e) 쪽으로 배열되며 제2 취성 캡슐(91e)이 에어로졸 발생 섹션(220e) 쪽으로 배열되게 한다.
제1 취성 캡슐(90e)은 타원형 회전타원체로서 성형되고 루멘의 축과 정렬된 타원형의 긴 치수를 가진다. 제1 취성 캡슐의 타원형 회전타원체 형상은 둥근 구형 형상인 경우보다 파괴되기 더 쉽다는 것을 의미할 수 있지만, 다른 형상의 캡슐이 사용될 수 있다. 제1 취성 캡슐은 액체 에어로졸 형성 기재를 둘러싸는 젤라틴 계열 폴리머 재료를 포함한 외부 외피를 가진다.
제2 취성 캡슐(91e)은 제1 취성 캡슐과 동일할 수 있다. 제2 취성 캡슐(91e)은 또한 제1 취성 캡슐(90e)과 상이한 재료 또는 형상일 수 있다. 제1 취성 캡슐(90e) 또는 제2 취성 캡슐(91e) 또는 이들 모두는 전술한 것과 상이한 형상 또는 상이한 구성을 가질 수 있다.
제1 휘발성 액체 기재(80e)는 프로필렌 글리콜, 니코틴 추출물 및 20 중량%의 물을 포함한다. 광범위한 향미제가 선택적으로 추가될 수 있다. 광범위한 에어로졸 형성제가 프로필렌 글리콜의 대안으로서 혹은 부가적으로 사용될 수 있다. 캡슐(90e)은 길이가 약 4 mm인 장축을 갖고 약 33 ㎕ 용적의 제1 액체 에어로졸 형성 기재를 함유한다.
제2 휘발성 액체 기재(81e)는 또한 프로필렌 글리콜, 니코틴 추출물 및 20 중량%의 물을 포함하나, 제1 휘발성 액체 기재(80e)에 대한 상이한 향미제를 포함한다. 제2 취성 캡슐(91e)은 길이가 약 4 mm 인 장축을 갖고 약 33 ㎕ 용적의 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 함유한다.
도 2f는 무공질 래퍼(240f) 내부에 맞닿음 관계로 조립된 관형 액체 보유 매체(210f)와 마우스피스 필터(230f)를 갖는 가열식 에어로졸 발생 물품(200f)을 예시한다. 액체 에어로졸 형성 기재를 함유하는 제1 취성 캡슐(90f)은 액체 보유 매체(210f)의 루멘(214f) 내부에 위치된다. 액체 에어로졸 형성 기재를 함유하는 제2 취성 캡슐(91f)은 액체 보유 매체(210f)의 루멘(214f) 내부에 또한 위치된다. 물품(200f)의 전체 길이는 30 mm이다. 액체 보유 매체는 20 mm의 길이를 가지며 필터(230f)는 10 mm의 길이를 가진다. 액체 보유 매체, 제1 및 제2 취성 캡슐 그리고 마우스피스 필터의 재료는 도 2a 및 도 2e와 관련하여 전술한 바와 동일하다. 액체 에어로졸 형성 기재는 프로필렌 글리콜, 니코틴 추출물, 20 중량%의 물 및 각종 향미제를 포함한다.
도 2g는 셀룰로오스 아세테이트 마우스피스 필터가 경질 중공형 마우스피스(230g)에 의해 교체된 차이를 갖는 도 2e와 관련하여 설명된 물품(200e)과 동일한 가열식 에어로졸 발생 물품(200g)을 도시한다. 마우스피스(230g)는 관형이고 공기 유동로를 한정하는 루멘(233g)을 가진다.
도 2h는 전방 플러그(251h)가 물품(200h)의 말단부(251h)에 배치된 차이를 갖는 도 2e와 관련하여 설명된 물품(200a)과 동일한 가열식 에어로졸 발생 물품(200h)을 예시한다. 전방 플러그(251h)는 3 mm의 길이를 갖고 물품(200h)의 말단부(250h)에 걸쳐져 있다. 전방 플러그는 높은 다공질 셀룰로오스 아세테이트 재료로 형성되고 물품(200h) 내로 공기 유동로를 제공한다. 전방 플러그(251h)는 물품의 사용 중에 액체 에어로졸 형성 기재의 유출을 방지하는 것을 도울 수 있다.
도 3은 본 발명의 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템을 도시한다. 에어로졸 발생 시스템은 열 확산기(100), 에어로졸 발생 물품(200a), 및 에어로졸 발생 장치(300)를 포함한다. 몇몇 구현예에서, 에어로졸 발생 시스템은 임의의 에어로졸 발생 물품(200b 내지 200h)을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 이제 에어로졸 발생 물품(200a)과 관련하여 설명될 것이다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품(200a) 및 열 확산기(100)를 수용하기 위한 공동(320)을 한정하는 하우징(310)을 포함한다. 장치(300)는 기저 부분(332) 및 열 확산기(100)를 관통하는 히터 블레이드(334)의 형태인 가열 요소를 포함하는 히터(330)를 포함하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 열 확산기(100)가 공동(320)에 수용될 때 히터 블레이드(334)의 일부분이 다공질 몸체(110)의 슬롯(140) 내로 연장하게 한다. 히터 블레이드(334)는 열 확산기(100)를 저항 가열하기 위한 저항 가열 트랙(336)을 포함한다. 제어기(340)는 배터리(350)로부터 히터 블레이드(334)의 저항 가열 트랙(336)으로의 전류 공급을 포함하는 장치(300)의 작동을 제어한다.
도 3에 도시된 예에서, 취성 캡슐은 물품(200a)을 장치(300)의 공동(320) 내로 삽입하기 전에 파열되었다. 따라서, 액체 에어로졸 형성 기재는 액체 보유 매체(210a) 내로 흡수되는 것으로서 도시된다. 다른 예에서, 취성 캡슐은 에어로졸 발생 물품(200a)을 장치(300)의 공동(320) 내로 삽입한 후 또는 삽입 중에 파열될 수 있다. 예를 들어, 열 확산기(100)는 에어로졸 발생 물품(200a)을 공동(320)에 삽입하는 동안 취성 캡슐과 맞물려 취성 캡슐을 파열하도록 배열되는 천공 부재를 그의 하류 단부에 가질 수 있다.
사용 중에, 제어기(340)는 배터리(350)로부터 저항 가열 트랙(336)으로 전류를 공급하여 히터 블레이드(334)를 가열한다. 열 에너지는 그 후 열 확산기(100)의 다공질 몸체(110)에 의해 흡수되어 다공질 몸체(110)를 가열한다. 공기는 공기 유입구(도시되지 않음)를 통해 그리고 이어서 열 확산기(100)를 통해 그리고 열 확산기(100)의 말단부 (120)로부터 에어로졸 발생 물품(200a)의 마우스 단부(260a)로 사용자에 의해 에어로졸 발생 물품(200a)을 따라 장치(300) 내로 흡인된다. 공기가 다공질 몸체(110)를 통해 흡인됨에 따라, 에어로졸 발생 물품(200a)의 액체 보유 매체(210a)를 통과하기 전에 히터 블레이드(334)로부터 다공질 몸체(110)에 흡수된 열에 의해 공기가 가열되어 액체 보유 매체(210a) 내의 액체 에어로졸 형성 기재를 가열한다.
가열 사이클 동안, 에어로졸 발생 기재 내부의 하나 이상의 휘발성 화합물 중 적어도 일부가 증발된다. 증발된 에어로졸 형성 기재는 액체 보유 매체(210a)를 통해 흐르는 공기 중에 비말동반되고 에어로졸 냉각 요소(220a) 및 마우스피스 부분(230a) 내부에서 응축되어 그의 마우스 단부(260a)에서 에어로졸 발생 물품(200a)을 빠져나가는 흡입 가능한 에어로졸을 형성한다.
도 4는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품(400)을 도시한다. 에어로졸 발생 물품(400)은 도 2a의 에어로졸 발생 물품(200a)과 유사한 구조를 가지며, 동일한 특징이 존재하는 경우에 동일한 참조 부호가 사용되었다. 도 2a의 에어로졸 발생 물품(200a)에서와 같이, 에어로졸 발생 물품(400)은 액체 보유 매체(410), 에어로졸 냉각 요소(420), 및 원통형 로드를 형성하도록 무공질 외부 래퍼(440)와 동축 정렬로 배열되고 그에 의해 둘러싸이는 마우스피스(430)를 포함한다. 그러나, 도 2a의 에어로졸 발생 물품(200a)과 달리, 에어로졸 발생 물품(400)은 에어로졸 발생 물품(400)의 상류 단부(450)에 열 확산기(500)를 포함한다. 열 확산기(500)는 세라믹 폼과 같은 축열 재료의 원통형 플러그 형태인 다공질 몸체(510)를 포함한다. 열 확산기(500)는 또한 열 확산기(500)가 에어로졸 발생 물품(400)의 일부를 형성하도록 외부 래퍼(440)에 의해 둘러싸인다. 도 4에 도시된 바와 같이, 열 확산기(500)의 하류 단부와 액체 보유 매체(410)의 상류 단부 사이에 분리부(405)가 제공되어 액체 보유 매체(410)가 열 확산기(500)로부터의 전도에 의해 가열될 수 있는 정도를 최소화한다.
열 확산기(500)가 에어로졸 발생 물품(400)의 일부를 형성하기 때문에, 열 확산기(500)는 도 1 내지 도 3에 도시된 구현예의 경우에서와 같이 2개의 별도 구성요소가 아니라 에어로졸 발생 물품(400)의 나머지와 함께 일체로서 제거 가능하게 장치에 커플링된다. 에어로졸 발생 물품(400)의 사용은 그 이외에는 도 3과 관련하여 위에서 논의된 것과 동일하다.
열 확산기(500)는 (도 2a의 에어로졸 발생 물품의 특징 대신에)도 2b 내지 도 2h에 도시된 에어로졸 발생 물품의 임의의 구현예와 또한 조합될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 예는 에어로졸 발생 물품(200a 내지 200h 및 400)이 하나 이상의 취성 캡슐을 포함하는 것을 예시하지만, 다른 예에서 3개 이상의 취성 캡슐이 제공될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 물품은 취성 캡슐에 추가로 또는 그 대신에 고체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 4에 도시된 예가 열 확산기 내로 연장하도록 배열된 가열 블레이드로서 가열 요소를 예시하지만, 가열 요소는 공동의 둘레 주위로 연장하는 하나 이상의 가열 요소로서 제공될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 가열 요소는 열 확산기 내에 위치한 서셉터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 블레이드 형상의 서셉터가 열 확산기 내부에 다공질 몸체와 접촉하게 위치될 수 있다. 서셉터의 한쪽 또는 양쪽 말단은 날카롭거나 뾰족해서 열 확산기 내로의 삽입을 용이하게 할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d에 도시된 에어로졸 발생 물품을 사용하는 본 발명의 구현예에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품을 사용하는 방법은 도 2a의 구현예와 관련하여 설명될 것이다. 본 명세서에 개시된 가열식 에어로졸 발생 물품은 소모를 위해 별도의 에어로졸 발생 장치와 맞물려야 하는 소모품인 것으로 의도된다.
고체 에어로졸 형성 기재를 갖는 가열식 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치는 본 기술분야에 공지되어 있다. 후술되는 모든 구현예에서, 제1 단계는 액체 에어로졸 형성 기재(216a)를 그의 취성 캡슐(212a)로부터 방출하는 것이다. 이는 취성 캡슐을 파열시키도록 외력을 가하기 위해 집게 손가락과 엄지 손가락 사이의 캡슐 영역에서 물품을 압착시킴으로써 달성된다. 일단 파열되면, 액체 에어로졸 형성 기재는 액체 보유 매체 상으로 방출되고 액체 보유 매체에 의해 신속하게 흡수된다. 따라서, 물품(200a)은 이렇게 준비되어 에어로졸 발생 장치와 맞물릴 준비가 된다.
도 2e 내지 도 2h에 도시된 에어로졸 발생 물품을 사용하는 본 발명의 구현예에 따른 가열식 에어로졸 발생 물품을 사용하는 방법은 도 2d의 구현예와 관련하여 설명될 것이다. 본 명세서에 개시된 가열식 에어로졸 발생 물품은 소모를 위해 별도의 에어로졸 발생 장치와 맞물려야 하는 소모품인 것으로 의도된다.
고체 에어로졸 형성 기재를 갖는 가열식 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치는 본 기술분야에 공지되어 있다. 후술되는 모든 구현예에서, 제1 단계는 제1 취성 캡슐(90e)로부터 제1 휘발성 액체 기재(80e)를 방출하는 것이다. 이는 집게 손가락과 엄지 손가락 사이의 제1 취성 (90e) 캡슐 영역에서 물품을 압착하여 제1 취성 캡슐(90e)을 파열시키는 외력을 가함으로써 달성된다. 일단 파열되면, 제1 액체 휘발성 기재(80e)는 액체 보유 매체로 방출되고 액체 보유 매체에 의해 신속하게 흡수된다.
제1 액체 휘발성 기재(80e)가 제1 액체 에어로졸 형성 기재인 경우, 물품(200e)이 이렇게 준비되어 에어로졸 발생 장치와 맞물릴 준비가 된다. 에어로졸 발생 물품(200e)의 제1 사용 후, 제2 액체 휘발성 기재(81e)는 제2 캡슐 영역에서 물품을 압착함으로써 제2 캡슐(91e)로부터 방출될 수 있다. 물품(200e)은 이렇게 준비되어 물품의 제2 사용을 위해 에어로졸 발생 장치와의 다시 맞물릴 준비가 된다.
제1 액체 휘발성 기재(80e)가 액체 에어로졸 형성 기재의 구성요소이며 제2 액체 휘발성 기재(81e)가 액체 에어로졸 형성 기재의 다른 구성요소인 경우, 제2 휘발성 액체 기재(81e)는 물품(200e)이 준비되어 에어로졸 발생 장치와 맞물릴 준비가 되기 전에 제2 취성 캡슐(91e)로부터 또한 방출되어야 한다. 제2 휘발성 액체 기재(81e)를 제2 취성 캡슐(91e)로부터 방출하면 제2 휘발성 액체 기재(81e)가 액체 보유 매체 내의 제1 휘발성 액체 기재(80e)와 혼합되어 액체 에어로졸 형성 기재를 형성하게 한다. 이는 집게 손가락과 엄지 손가락 사이의 제2 취성 캡슐(91e) 영역에서 물품을 압착하여 제2 취성 캡슐(91e)을 파열시키는 외력을 가함으로써 달성된다. 일단 파열되면, 제2 액체 휘발성 기재(81e)는 액체 보유 매체로 방출되고 액체 보유 매체에 의해 빠르게 흡수되며, 여기서 제1 액체 휘발성 기재(80e)와 혼합되어 액체 에어로졸 형성 기재를 형성한다.
도 5는 외부 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치의 사용을 예시한다. 고체 에어로졸 형성 기재를 갖는 에어로졸 발생 물품의 소비를 위한 그러한 에어로졸 발생 장치는 본 기술 분야에 공지되어 있다. 이는 도 2a를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 도 2b 내지 도 2h의 구현예가 사용될 수 있다. 장치(600)는 가열식 에어로졸 발생 물품(200a)의 말단부를 수용하기 위한 공동(620)을 한정한다. 복수의 외부 가열 요소(630)는 공동 내에 위치되며 물품(200a)이 공동(620) 내부에 맞물릴 때 가열 요소(630)는 액체 보유 매체를 둘러싼다. 외부 가열 요소는 활성화된 다음에 전도에 의해 액체 보유 매체를 가열할 수 있다. 외부 가열 요소는 활성화된 다음에 복사에 의해 액체 보유 매체를 가열할 수 있다. 액체 보유 수단 내부에 보유된 액체 에어로졸 형성 기재는 가열되고 증발된다. 사용자가 물품(200a)의 마우스 단부(260a)를 흡인함에 따라, 증발된 에어로졸 형성 기재는 물품(200a)의 냉각 요소(220a)로 흡입된 공기 중에 비말동반된다. 증발된 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 냉각 섹션 내부에서 냉각되고 응축되어 흡입 가능한 에어로졸을 형성한다. 그런 다음 흡입 가능한 에어로졸은 사용자에 의해 흡입된다. 공기 유동로는 화살표(A)로 도시된다.
도 6은 내부 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치의 사용을 예시한다. 고체 에어로졸 형성 기재를 갖는 에어로졸 발생 물품의 소비를 위한 그러한 에어로졸 발생 장치는 본 기술 분야에 공지되어 있다. 장치(700)는 가열식 에어로졸 발생 물품(200a)의 말단부를 수용하기 위한 공동(720)을 한정한다. 블레이드 형상의 가열 요소(730)는 공동 내부에 위치되며, 물품(200a)이 공동(720) 내부에 맞물릴 때 가열 요소(730)는 액체 보유 매체의 루멘 내로 연장한다. 내부 가열 요소는 활성화된 다음에 복사에 의해 액체 보유 매체를 가열할 수 있다. 액체 보유 수단 내부에 보유된 액체 에어로졸 형성 기재는 가열되고 증발된다. 사용자가 물품(200a)의 마우스 단부(260a)를 흡인함에 따라, 증발된 에어로졸 형성 기재는 물품(200a)의 냉각 요소(220a)로 흡입된 공기 중에 비말동반된다. 증발된 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 냉각 섹션 내부에서 냉각되고 응축되어 흡입 가능한 에어로졸을 형성한다. 그런 다음 흡입 가능한 에어로졸은 사용자에 의해 흡입된다.
도 7은 가열식 에어로졸 발생 물품(200a 내지200h)을 사용하는 바람직한 방법을 예시한다. 에어로졸 발생 장치는 도 6과 관련하여 설명된 바와 같이 내부 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치이다. 에어로졸 발생 장치(800)는 도 1과 관련하여 설명된 바와 같이, 열 확산기 요소(100)뿐만 아니라 에어로졸 발생 물품(200a)과 맞물린다. 열 확산기 요소(100)는 유리 섬유로 형성된 실질적으로 원통형인 요소이다. 열 확산기 요소는 세라믹 섬유, 세라믹 폼 또는 소결 금속과 같은 다른 다공질 재료로 만들어질 수 있다. 열 확산기 요소(100)는 열 확산기 요소가 에어로졸 발생 장치(800)의 가열 요소(830)에 의해 관통되게 하는 하나 이상의 길이방향 연장 슬롯을 한정한다. 내부 가열 요소는 활성화된 다음에 전도에 의해 열 확산기 요소(100)를 가열할 수 있다. 내부 가열 요소가 활성화된 다음에 복사에 의해 열 확산기 요소(100)를 가열할 수 있다. 사용자가 시스템을 통해 공기를 흡인할 때, 공기는 가열된 열 확산기(100)를 통과하여 가열된다. 이러한 가열된 공기는 에어로졸 발생 물품 내로 흡인된 다음에 액체 보유 매체를 통과한다. 액체 보유 수단 내부에 보유된 액체 에어로졸 형성 기재는 이러한 가열된 공기에 의해 가열되고 증발된다. 사용자가 물품(200a)의 마우스 단부(260a)를 계속해서 흡인함에 따라, 증발된 에어로졸 형성 기재는 물품(200a)의 냉각 요소(220a)로 흡인된 공기 중에 비말동반된다. 증발된 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 냉각 요소 내부에서 냉각되고 응축되어 흡입 가능한 에어로졸을 형성한다. 그런 다음 흡입 가능한 에어로졸은 사용자에 의해 흡입된다.
상술한 특정 구현예들 및 실시예들은 본 발명을 예시하되 한정하지 않는다. 본 발명의 다른 구현예들이 이루어질 수 있고, 본원에서 설명된 특정 구현예들 및 실시예들이 전부가 아님을 이해해야 한다.
Claims (14)
- 에어로졸 발생 시스템으로서:
에어로졸 형성 기재를 포함하고 마우스 단부 및 마우스 단부로부터 상류에 있는 말단부를 갖는 에어로졸 발생 물품;
에어로졸 발생 물품의 말단부를 수용하도록 구성된 공동을 갖는 하우징을 포함하는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치;
전기 가열 요소; 및
사용 중에 말단부로부터 마우스 단부로 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 공기가 다공질 몸체 내에 흡수된 열에 의해 가열되도록 전기 가열 요소로부터 열을 흡수하기 위한 불연성 다공질 몸체를 포함하는 열 확산기를 포함하며,
상기 전기 가열 요소 및 열 확산기는 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성하며, 상기 열 확산기는 에어로졸 발생 장치에 제거 가능하게 커플링될 수 있는, 에어로졸 발생 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 시스템은:
열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링될 때, 열 확산기가 전기 가열 요소로부터 열을 흡수하며 에어로졸 발생 물품을 통해 말단부로부터 마우스 단부로 흡인된 공기가 열 확산기의 다공질 몸체 내에 흡수된 열에 의해 가열되거나; 혹은
열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링되지 않을 때, 에어로졸 발생 물품이 전기 가열 요소로부터 열을 흡수하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 열 확산기의 다공질 몸체는 열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링될 때 전기 가열 요소에 의해 관통되도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 열 확산기의 다공질 몸체는 열 확산기가 에어로졸 발생 장치에 커플링될 때 전기 가열 요소를 수용하기 위한 공동 또는 구멍을 한정하는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 전기 가열 요소는 열 확산기의 다공질 몸체에 커플링되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제5항에 있어서, 상기 전기 가열 요소는 열 확산기의 다공질 몸체에 매립되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제5항에 있어서, 상기 전기 가열 요소는 열 확산기의 다공질 몸체에 커플링되는 서셉터를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제5항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 열 확산기 및 전기 가열 요소를 제거 가능하게 수용하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품은:
열 확산기의 하류에 있는 액체 보유 매체; 및
액체 보유 매체와 접촉하는 취성 캡슐을 더 포함하며,
상기 에어로졸 형성 기재는 취성 캡슐 내부에 함유된 액체 에어로졸 형성 기재인, 에어로졸 발생 시스템. - 제9항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품의 취성 캡슐은 상기 액체 보유 매체 내부에 위치되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는:
상기 전기 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부; 및
전력 공급부로부터 전기 히터로의 전력 공급을 제어하기 위한 전기 회로를 더 포함하는, 에어로졸 발생 시스템. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 시스템용 전기 작동식 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 시스템용 열 확산기.
- 삭제
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