KR102530787B1 - 개선된 피어싱 부재를 구비한 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생 물품(104)과 협력하는 에어로졸 발생 장치(102)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(100)에 관한 것이다. 상기 에어로졸 발생 물품(104)은 니코틴 공급원을 수용하는 적어도 하나의 구획부(108)와 상기 적어도 하나의 구획부(108)를 밀봉하는 적어도 2개의 시일(114, 116)을 포함하며, 각각의 시일(114, 116)은 변형 가능한 물질을 포함한다. 상기 에어로졸 발생 장치(102)는 상기 에어로졸 발생 물품(104)을 수용하도록 구성된 외부 하우징(118)과 상기 적어도 하나의 구획부(108)를 밀봉하는 상기 적어도 2개의 시일(114, 116)을 피어싱하기 위한 세장형 피어싱 부재(120)를 포함한다. 상기 세장형 피어싱 부재(120)는 상기 세장형 피어싱 부재(120)의 원위 말단에 있는 피어싱 헤드(122)와, 적어도 2개의 천공(128, 130, 132)을 포함하는 중공 샤프트부(124)를 포함한다. 상기 에어로졸 발생 물품(104)이 상기 에어로졸 발생 장치(102)에 수용될 때, 적어도 하나의 천공(128, 130, 132)이 상기 적어도 하나의 구획부(108)와 유체 소통한다.

Description

개선된 피어싱 부재를 구비한 에어로졸 발생 시스템{AEROSOL-GENERATING SYSTEM WITH IMPROVED PIERCING MEMBER}
본 발명은 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하는, 사용자에게 에어로졸을 전달하기 위한 에어로졸 발생 시스템에 관한 것으로, 특히 사용자에게 니코틴을 전달하기 위한 그러한 시스템에 관한 것이다.
하나 이상의 재사용 가능한 부품과 소모용 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 관련 기술 분야에 공지되어 있으며, 상기 에어로졸 발생 시스템에는 상업적으로 판매되는 전자 담배 또는 전자 증기 제품이 포함된다. 이러한 시스템은 에어로졸 발생 액체를 증발시킴으로써 니코틴 또는 향미를 함유한 에어로졸을 제공할 수 있다. 상용 제품의 단점에는, 예컨대, 액체 누설, 액체의 노화, 또는 불량한 에어로졸 품질을 초래하는 기류 변동이 포함될 수 있다.
미국특허출원공개번호 US 3,365,102 A
이러한 단점들 중 하나 이상을 방지하는 개선된 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 예컨대, 사용자에 대한 고품질 에어로졸의 전달을 약화시키지 않고, 상기 에어로졸 발생 액체를 저장하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 상기 에어로졸 발생 장치를 사용할 때만 니코틴 또는 향미가 방출되는, 사용자에게 니코틴 또는 향미를 전달하기 위한 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 본 발명의 목적은 공지된 시스템의 단점을 방지하거나 감소시키는 개선된 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 에어로졸 발생 물품과 협력하는 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 제공한다. 상기 에어로졸 발생 물품은 니코틴 공급원을 포함하는 적어도 하나의 밀봉된 구획부를 포함하며, 상기 구획부를 밀봉하는 시일은 변형 가능한 물질을 포함한다. 상기 에어로졸 발생 장치는, 상기 에어로졸 발생 물품을 수신하도록 구성된 외부 하우징; 및 상기 적어도 하나의 구획부를 밀봉하는 시일을 피어싱(piercing)하기 위한 세장형 피어싱 부재를 포함한다. 상기 세장형 피어싱 부재는 상기 세장형 피어싱 부재의 원위 말단에 있는 부분인 피어싱 헤드와, 상기 적어도 하나의 구획부를 통해 기류 채널을 제공하도록 구성된 중공 샤프트부를 포함한다. 상기 중공 샤프트부는 적어도 2개의 천공을 포함하며, 사용 시, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치 내에 수신되고, 상기 피어싱 부재가 상기 적어도 하나의 구획부를 밀봉하는 시일을 피어싱할 때, 상기 적어도 하나의 천공이 상기 적어도 하나의 구획부와 유체 소통하게 된다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 상기 세장형 피어싱 부재는 이중 기능, 즉, 피어싱하는 기능과 기류 채널을 제공하는 기능을 갖는다. 따라서, 본 발명의 에어로졸 발생 시스템은 비용 효율적인 대량 생산을 가능하게 하는 이점을 제공한다. 중공 샤프트부와 적어도 2개의 천공을 포함하는 피어싱 부재를 제공하면, 상기 에어로졸 발생 시스템을 통과하는 기류가 상기 피어싱 부재의 중공 샤프트부를 경유하여 상기 적어도 하나의 구획부로 진행하여 통과할 수 있게 된다. 또한, 상기 적어도 하나의 구획부를 밀봉하는 시일을 형성하기 위해 변형 가능한 물질을 사용하면, 상기 피어싱 부재가 시일을 피어싱한 후, 상기 시일이 중공 샤프트부 주위에 적어도 부분적인 시일을 형성할 수 있게 된다. 유리하게, 이는 상기 피어싱 부재의 외부 주위에서 기류를 제한하거나 바람직하게는 제거하고, 상기 중공 샤프트부를 통한 기류를 최대화함으로써, 사용자에게 일정한 에어로졸의 전달을 가능하게 한다. 특히, 상기 중공 샤프트부 주위에 적어도 부분적인 시일을 형성하면, 상기 적어도 하나의 구획부를 빠져나가는 에어로졸의, 전부가 아니면, 대부분이 상기 적어도 하나의 구획부와 유체 소통하는 상기 적어도 하나의 천공을 경유하여 상기 중공 샤프트부를 통해 빠져나간다.
도 1은 에어로졸 발생 시스템(100)의 개략도를 도시하고 있다.
상기 세장형 피어싱 부재는 에어로졸 발생 장치에 부착된 근위 말단과, 근위 말단으로부터 원위된 원위 말단을 포함한다. 상기 원위 말단은 피어싱 헤드를 포함하여, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치에 삽입될 때 상기 적어도 하나의 구획부를 밀봉하는 시일을 피어싱하도록 배치된다. 상기 시일의 피어싱을 용이하게 하기 위해, 상기 피어싱 헤드의 원위 말단이 상기 중공 샤프트부의 단면적보다 작은 단면적을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 구현예에서, 상기 피어싱 헤드의 단면적은 상기 중공 샤프트부의 단면적으로부터 상기 피어싱 헤드의 원위 말단에 있는 지점까지 좁아진다. 일부 구현예에서, 상기 세장형 피어싱 부재는 실질적으로 원형 단면 형상을 갖고, 상기 피어싱 헤드는 실질적으로 원뿔 형상을 갖는다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은 본원에 추가로 설명되고 예시된 바와 같은 에어로졸 발생 물품과 본원에 추가로 설명되고 예시된 바와 같은 에어로졸 발생 장치의 조합을 지칭한다. 상기 시스템에서, 상기 물품과 상기 장치는 니코틴을 포함한 호흡 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 협력한다. 바람직하게, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템은 폐 전달 시스템이고, 니코틴을 포함한 에어로졸이 사용자의 폐에 전달 될 수 있다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 장치”는 에어로졸 발생 물품과 상호 작용해서 사용자의 입을 통해서 사용자의 폐 속으로 직접 흡입될 수 있는 니코틴을 포함한 에어로졸을 발생시키는 장치를 지칭한다. 상기 에어로졸 발생 장치는 세장형 피어싱 요소를 포함하며, 에어로졸 발생 물품을 가열하는, 특히, 니코틴 공급원을 가열하는 적어도 하나의 히터 조립체를 가열하기 위한 전력 공급원을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 적어도 하나의 히터 조립체는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품에 제공될 수 있다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 물품"은, 니코틴 공급원을 수용하는 적어도 하나의 밀봉된 구획부를 포함하며, 상온에서 또는 가열되면 니코틴을 포함한 에어로졸을 형성시킬 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 물품을 지칭한다. 일부 구현예에서, 상기 에어로졸 발생 물품은 니코틴 공급원을 수용하는 단일 구획부를 포함하며, 상기 구획부의 각 말단에 시일을 포함한다. 다른 구현예에서, 상기 에어로졸 발생 물품은 2개 이상의 밀봉된 구획부를 포함하며, 각각의 구획부는 구획부의 각 말단에 변형 가능한 물질로 형성된 시일을 포함한다. 이러한 구현예에서, 상기 구획부들 중 적어도 하나는 니코틴 공급원을 수용한다. 다른 구획부들은 니코틴 공급원을 수용할 수도 있거나, 다른 구획부들은 휘발성 전달 강화 화합물 또는 하나 이상의 향미제와 같은 하나 이상의 다른 물질을 수용할 수 있다. 2개 이상의 구획부를 포함하는 이러한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치에 삽입될 때, 상기 세장형 피어싱 부재가 모든 구획부 상의 모든 시일을 피어싱하도록, 상기 구획부들은 에어로졸 발생 물품 내에 순차적으로 배치된다. 구획부들이 서로 당접하거나, 구획부들이 이격될 수 있도록, 2개 이상의 구획부가 에어로졸 발생 물품 내에 배치될 수 있다.
본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 "변형 가능한 물질"은 물질에 힘이 인가되면 소성 변형 또는 탄성 변형됨과 동시에, 에어로졸 발생 물품을 에어로졸 발생 장치에 삽입하기 위해 적당한 힘이 인가되면 세장형 피어싱 부재에 의해 피어싱될 수 있는 물질을 지칭한다. 유리하게, 피어싱된 후, 상기 변형 가능한 물질은 상기 세장형 피어싱 부재의 중공 샤프트부 주위에 적어도 부분적인 시일을 형성할 수 있다. 본 발명에서 시일을 형성하기 위해 사용하기에 적합한 변형 가능한 물질과는 대조적으로, 취성 물질은 강성이며, 물질에 힘이 인가되면 파열되거나, 균열이 발생하거나 조각날 것이다.
상기 변형 가능한 물질은, 바람직하게는 약 10 Gpa 미만, 더욱 바람직하게는 약 8 Gpa 미만, 가장 바람직하게는 약 5 GPa 미만의 영률을 갖는다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 변형 가능한 물질은, 바람직하게는 적어도 약 0.01 Gpa, 더욱 바람직하게는 적어도 약 0.1 Gpa, 가장 바람직하게는 적어도 약 1 GPa의 영률을 갖는다. 상기 변형 가능한 물질은, 약 0.01과 약 10 Gpa 사이, 바람직하게는 적어도 약 0.1과 약 8 Gpa 사이, 가장 바람직하게는 약 1과 약 5 Gpa 사이의 영률을 가질 수 있다. 이러한 범위 내의 영률을 가진 물질은, 일반적으로, 에어로졸 발생 물품 상의 시일 또는 상기 물품의 구획부를 피어싱할 때 나타나는, 특히, 비교적 낮은 변형률에서, 고도의 탄성을 나타낸다. 따라서, 이러한 범위 내의 영률을 가진 변형 가능한 물질은, 피어싱 헤드가 시일을 피어싱한 후, 피어싱 부재의 중공 샤프트부 주위에 최적의 시일 재밀봉을 제공한다. 동시에, 이러한 범위 내의 영률을 가진 변형 가능한 물질은 세장형 피어싱 부재의 피어싱 헤드가 시일을 피어싱할 수 있도록 하기에 충분한 강성을 나타낸다. 너무 낮은 영률 값을 가진 물질을 사용하여 시일을 형성하는 경우, 상기 물질은 본 발명에 사용하기에는 너무 탄성적일 수 있으며, 이에 따라, 피어싱 부재에 의해 힘이 인가되면, 시일이 피어싱되지 않고 변형될 것이다.
달리 명시되지 않는 한, 본원에서 표현된 영률은 ASTM E111-04에 따라 측정된다.
시일을 형성하기에 적합한 변형 가능한 물질은 고무 및 플라스틱과 같은 중합체 물질을 포함한다. 예컨대, 적합한 변형 가능한 물질에는 천연 고무, 합성 고무, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-클로로-트리-플루오로-에틸렌, 불소화된 에틸렌 프로필렌, 아크릴로니트릴-메틸 아크릴레이트 공중합체, 및 이 물질들의 혼합물이 포함된다. 변형 가능한 물질은 이 물질들의 하나 이상의 층으로 이루어진 라미네이트로 형성될 수도 있다.
용이한 제조를 위해, 상기 시일들은, 말단면과 상기 말단면의 둘레 주위에 상기 말단면으로부터 연장되는 플랜지를 각각 포함하는, 스토퍼로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 각각의 구획부는, 니코틴 공급원 또는 다른 휘발성 화합물 공급원을 수용하는 관형부와, 상기 관형부의 각 말단에 삽입되는 스토퍼를 포함하는 것이 바람직하다. 각각의 스토퍼 상의 플랜지는 관형부의 내면과 밀봉 억지 끼워 맞춤을 제공한다. 에어로졸 발생 장치에 에어로졸 발생 물품을 삽입할 때, 상기 세장형 피어싱 부재가 각각의 스토퍼의 말단면을 피어싱함으로써, 상기 시일을 파괴한다. 유리하게, 스토퍼 형태의 시일은 비용 효율적인 대량 생산 공정을 이용하여 제조될 수 있으며, 구획부의 구조를 단순화한다.
바람직하게, 각각의 구획부를 밀봉하는 시일은 밀폐된 시일을 제공한다. 용어 "밀폐된 시일"은 시일이 온전히 유지되는 2주의 기간 동안 구획부의 오븐 휘발물 함량이 구획부의 전체 함량의 약 4중량%를 초과하여 변하지 않는 밀봉된 구획부를 지칭하기 위해 사용된다. 바람직하게, 구획부의 오븐 휘발물 함량은 2주의 기간 동안 구획부의 총 함량의 약 2중량%를 초과하여 변하지 않는다. 용어 "오븐 휘발물"은 구획부의 휘발성 내용물을 지칭하며, 구획부 내의 오븐 휘발물의 총 중량은 구획부의 내용물이 3시간 동안 100℃로 조정된 온도의 강제 통풍 오븐에서 건조될 때의 질량 감소로서 측정될 수 있다.
피어싱 부재의 중공 샤프트부 주위에서 변형 가능한 물질의 완전한 재밀봉을 용이하게 하기 위해서는, 피어싱 헤드의 최대 직경이 중공 샤프트부의 최대 직경 이하인 것이 바람직하다. 이러한 구성은 피어싱 헤드가 중공 샤프트부의 최대 직경보다 큰 천공을 시일에 형성하지 않도록 보장한다. 이에 따라, 시일이 피어싱되고 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치에 완전히 삽입된 후, 피어싱 부재의 중공 샤프트부 주위에 시일을 재밀봉하기 위해, 변형 가능한 물질이 최소로 수축되어야 하거나 전혀 수축될 필요가 없다. 또한, 중공 샤프트부의 최대 직경 이하인 최대 직경을 가진 피어싱 헤드를 제공하면, 단일체로서 전체 피어싱 부재의 제조가 가능하게 된다.
상기 중공 샤프트부와 상기 피어싱 헤드의 최대 직경은 바람직하게는 약 1 mm와 약 3 mm 사이이고, 더욱 바람직하게는 약 1.5 mm와 약 2.5 mm 사이이다. 바람직한 구현예에서, 상기 최대 직경은 약 2 mm이다.
일부 구현예에서, 피어싱 부재의 중공 샤프트부는 관형부를 포함하고, 상기 적어도 2개의 천공은 관형부에 제공된 적어도 2개의 천공을 포함한다. 관형부는 어떠한 천공없이 형성될 수 있으며, 천공은 펀칭, 드릴링, 밀링 또는 레이저 절삭 등의 후속 제조 공정에서 관형부에 기계가공될 수 있다. 대안적으로, 상기 천공은 관형부를 형성할 때 일체로 형성될 수 있다. 예컨대, 관형부는 천공을 포함하도록 성형되거나 주조될 수 있다.
대안적인 구현예에서, 피어싱 부재의 중공 샤프트부는 천공을 형성하기 위한 전용 형성 공정을 제공할 필요 없이 2개 이상의 천공을 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 중공 샤프트부는 편조된 튜브로서 형성될 수 있고, 중첩된 편조물들 사이의 간극이 편조된 튜브에 천연 기공을 제공함으로써, 상기 간극이 중공 샤프트부에 복수의 천공을 형성한다. 편조된 튜브로 중공 샤프트부를 형성하면, 중공 샤프트부에 천공을 형성하기 위한 별도의 공정을 제공할 필요가 없다. 바람직하게, 편조된 튜브는 약 3개 이상의 개별 편조물로 형성된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 편조된 튜브는 약 13개 미만의 개별 편조물로 형성된다. 가장 바람직하게, 편조된 튜브는 약 3개와 약 5개 사이의 개별 편조물로 형성된다.
세장형 피어싱 부재를 형성하기에 적합한 물질에는 알루미늄, 스틸, 동, 강철, 황동 등의 금속 및 금속 합금이 포함된다. 대안적으로, 세장형 피어싱 부재는 탄소-섬유 강화 에폭시 수지, 유리 섬유 복합재, 아라미드 복합재 등의 복합 재료로 형성될 수 있다. 다른 적합한 물질에는 고밀도 폴리에틸렌, 초고밀도 폴리에틸렌 등의 경질 플라스틱이 포함된다.
에어로졸 발생 시스템을 통해 지향되고 일관된 기류를 제공하기 위해, 에어로졸 발생 시스템은 적어도 하나의 공기 유입부와 적어도 하나의 공기 유출부를 포함하는 것이 바람직하며, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치에 수신될 때, 상기 적어도 하나의 공기 유입부는 상기 적어도 하나의 구획부의 상류에 배치되고, 상기 적어도 하나의 공기 유출부는 상기 적어도 하나의 구획부의 하류에 배치된다. 따라서, 이러한 구현예에서는, 상기 적어도 하나의 공기 유입부와 상기 적어도 하나의 공기 유출부가 상기 적어도 하나의 공기 유입부로부터 상기 적어도 하나의 구획부를 통해 상기 중공 샤프트부를 경유하여 이는 적어도 하나의 구획부를 통한 기류를 최적화하고, 따라서, 사용자에 대한 니코틴 함유 에어로졸의 최적의 전달을 허용한다.
본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 “공기 유입부(air inlet)”는 공기가 에어로졸 발생 시스템 내로 흡인될 수도 있는 하나 이상의 천공(aperture)을 설명하는 데에 사용된다.
본원에서 사용하는 바와 같이, “공기 유출부(air outlet)”는 공기가 에어로졸 발생 시스템 밖으로 흡인될 수도 있는 하나 이상의 천공을 설명하는 데에 사용된다.
니코틴의 전달을 용이하게 하기 위해, 에어로졸 발생 물품은 휘발성 전달 증진 화합물의 공급원을 포함하는 적어도 하나의 추가적인 구획부를 선택적으로 포함한다. 이러한 구현예에서, 니코틴과 휘발성 전달 강화 화합물은 에어로졸 발생 시스템 내에서 서로 반응하여 사용자에게 전달되는 니코틴 염 함유 에어로졸을 형성하는 증기를 형성하는 것이 바람직하다. 적합한 휘발성 전달 강화 화합물은 관련 기술 분야에 공지되어 있으며, WO2008/121610에 기재된 것을 포함한다.
휘발성 전달 강화 화합물과 니코틴의 조기 반응을 방지하기 위해, 니코틴 공급원과 전달 강화 화합물 공급원은 에어로졸 발생 물품 내에 분리되어 저장된다. 따라서, 일부 구현예에서, 상기 적어도 하나의 구획부는 니코틴 공급원을 수용하는 제1 구획부와 휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 수용하는 제2 구획부를 포함한다. 상기 적어도 2개의 시일은 제1 구획부를 밀봉하는 제1 및 제2 시일과, 제2 구획부를 밀봉하는 제3 및 제4 시일을 포함하며, 이 시일들은 변형 가능한 물질로 형성된다. 상기 휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 수용하는 제2 구획부는 상기 니코틴 공급원을 수용하는 제1 구획부의 상류 또는 하류에 배치될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 에어로졸 발생 물품은 향미제 공급원을 수용하는 구획부를 포함한다. 향미제 공급원을 수용하는 구획부는 휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 수용하는 제2 구획부를 대신할 수 있거나, 향미제 공급원을 수용하는 구획부는 휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 수용하는 제2 구획부에 추가된 제3 구획부일 수 있다. 적합한 향미제는 관련 기술 분야에 공지되어 있다.
대안적인 구현예에서, 상기 에어로졸 발생 물품은 2개 이상의 구획부를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 구획부는 니코틴 공급원을 수용하고, 다른 구획부들은 니코틴 공급원과 향미제 공급원 중 적어도 하나를 수용한다. 서로 다른 개수의 니코틴 또는 향미제 수용 구획부를 각각 수용하는 다양한 물품을 제공함으로써, 또는 사용자가 니코틴 또는 향미제 수용 구획부를 삽입하거나 제거할 수 있는 물품을 제공함으로써, 흡연 경험의 지속 기간 또는 강도의 선택, 또는 향미가 첨가되거나 첨가되지 않은 흡연 경험의 선택, 또는 양자에 대한 선택을 사용자에게 제공할 수 있다.
본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 ‘상류’, ‘하류’, ‘원위(distal)’ 및 ‘근위(proximal)’는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템의 구성 성분들 또는 구성 성분들의 부분의 상대 위치를, 이들의 사용 동안 에어로졸 발생 물품, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템을 통해 흡인된 공기의 방향과 관련하여 설명하는 데에 사용된다. ‘원위(distal)’ 및 ‘근위(proximal)’는 상기 세장형 피어싱 부재의 구성 성분들의 상대 위치를 설명하는 데에 사용되는 경우, 상기 피어싱 헤드가 원위, ‘자유’ 말단에 있고, 상기 근위, ‘고정된’ 말단이 상기 장치에 연결되도록 사용된다.
본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 “길이방향(longitudinal)”은 상기 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치의 하류 말단과 대향하는 상류 말단 사이의 방향을 설명하는 데에 사용되고, 용어 “가로방향(transverse)”은 상기 길이방향에 수직인 방향을 설명하는 데에 사용된다.
상기 에어로졸 발생 물품의 상류 및 하류 말단은 사용자가 에어로졸 발생 물품의 하류 또는 마우스 말단을 흡인할 때에 기류에 대하여 정의된다. 공기는 상류 말단에서 에어로졸 발생 물품 내로 흡인되고, 에어로졸 발생 물품을 통해 하류로 통과하고, 하류 말단에서 에어로졸 발생 물품을 빠져 나간다.
2개 이상의 밀봉된 구획부를 포함하는 이러한 구현예에서, 구획부들은 에어로졸 발생 시스템 내에서 공기 유입부로부터 공기 유출부까지 직렬로 배치되는 것이 바람직하다. 구획부를 직렬로 배치하면, 유리하게, 단일의 세장형 피어싱 부재로 모든 구획부들 상에 있는 시일들에 대한 피어싱을 용이하게 한다.
본원에서 사용하는 바와 같이, "직렬"은, 사용 시 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 기류가 각각의 구획부를 차례대로 통과하도록, 상기 구획부들이 에어로졸 발생 물품 내에 배치되는 것을 의미한다. 휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 수용한 구획부를 포함하는 이러한 구현예에서, 전달 강화 화합물 증기는 상기 휘발성 전달 강화 화합물 공급원으로부터 방출되고, 니코틴 증기는 상기 니코틴 공급원으로부터 방출되며, 양 증기들은 에어로졸 발생 시스템을 통해 흡인된 기류로 유입된다. 상기 전달 강화 화합물 증기가 상기 니코틴 증기와 기체상으로 반응하여 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다.
2개 이상의 구획부를 포함하는 이러한 구현예에서, 구획부들은 서로 당접할 수 있다. 대안적으로, 상기 구획부들은 이격될 수 있다. 구획부들의 부피는 동일할 수 있거나, 구획부들의 부피는 상이할 수 있다.
에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 완전히 수신되는 경우, 상기 세장형 피어싱 부재는 상기 적어도 하나의 구획부 내에 배치되는 적어도 제1 천공과, 상기 적어도 하나의 구획부의 하류에 배치되어 상기 적어도 하나의 공기 유출부와 유체 소통하는 적어도 제2 천공을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 적어도 제1 천공은 중공 샤프트부를 경유하여 상기 적어도 제2 천공과 유체 소통한다. 이러한 구성은 상기 적어도 하나의 구획부 안에서 나온 증기가 상기 적어도 제1 천공을 경유하여 기류로 유입될 수 있도록 하고, 이 증기 함유 기류가 상기 적어도 제2 천공을 경유하여 상기 적어도 하나의 공기 유출부 내로 상기 중공 샤프트부를 빠져나갈 수 있도록 한다. 2개 이상의 구획부를 포함하는 이러한 구현예에서, 상기 중공 샤프트부는 각각의 구획부 내에 배치되는 적어도 하나의 천공과, 상기 구획부들의 하류에 배치되어 상기 적어도 하나의 공기 유출부와 유체 소통하는 적어도 제2 천공을 포함하는 것이 바람직하다. 시스템을 통한 기류를 최적화하기 위해, 상기 중공 샤프트부는 각각의 구획부 내에 배치되는 적어도 2개의 천공을 포함하는 것이 바람직하다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 중공 샤프트부는 상기 적어도 하나의 구획부의 하류에 배치되어 상기 적어도 하나의 공기 유출부와 유체 소통하는 적어도 제2 천공을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 피어싱 헤드는, 상기 적어도 하나의 구획부의 하류에 배치되어 상기 적어도 하나의 유출부와 유체 소통하는 적어도 하나의 천공에 추가하여, 또는 상기 중공 샤프트부의 그러한 천공의 대안으로서, 상기 중공 샤프트부 내의 기류 통로와 유체 소통하는 천공을 또한 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치에 삽입될 때, 상기 피어싱 헤드의 천공이 시일의 부분들에 의해 차폐될 수 있기 때문에, 피어싱 헤드가 어떠한 천공도 포함하지 않는 것이 바람직하다.
전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 각각의 구획부는 관형 다공성 요소를 포함할 수 있다. 바람직하게, 니코틴, 휘발성 전달 강화 화합물, 향미제 또는 다른 휘발성 화합물은 상기 관형 다공성 요소에 수착된다.
바람직하게, 상기 관형 다공성 요소의 길이방향 길이는 상기 밀봉된 구획부의 길이방향 길이보다 작다. 상기 관형 다공성 요소는 상기 밀봉된 구획부의 상류 말단에 배치되는 것이 바람직하다. 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 수신될 때, 상기 밀봉된 구획부와 유체 소통하는 상기 적어도 하나의 천공은 상기 관형 다공성 요소가 없는 상기 밀봉된 구획부의 하류 부분에 인접하는 것이 바람직하다.
본원에서 사용하는 바와 같이, "수착"(sorbed)은, 니코틴, 휘발성 전달 강화 화합물, 향미제 또는 다른 휘발성 화합물이 관형 다공성 요소의 표면에 흡착되거나(adsorbed), 관형 다공성 요소 내부에 흡수되거나(absorbed), 관형 다공성 요소의 표면에 흡착되기도 하고 내부에 흡수되기도 하는 것을 의미한다.
상기 관형 다공성 요소의 내부 직경은 바람직하게는 약 2 mm와 약 5 mm 사이, 보다 바람직하게는 약 2.5 mm와 약 3.5 mm 사이이다. 바람직한 구현예에서, 상기 관형 다공성 요소의 내부 직경은 약 3 mm이다.
상기 관형 다공성 요소는 바람직하게는 약 7.5 mm와 약 15 mm 사이, 보다 바람직하게는 약 9 mm와 약 11 mm 사이의 길이방향 길이를 가지고, 바람직한 구현예에서 상기 관형 다공성 요소는 약 10 mm의 길이방향 길이를 가진다.
상기 관형 다공성 요소는 중공 원기둥일 수 있다. 상기 중공 원통형은 바람직하게는 중공형 직원기둥이다. 상기 관형 다공성 요소는, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 수신될 때, 상기 중공 샤프트부가 상기 관형 다공성 요소 내에서 억지 끼워 맞춤을 형성하도록 하는 직경을 갖는 것이 바람직하다.
전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 상기 에어로졸 발생 시스템은 적어도 하나의 추가 요소를 포함할 수 있다. 상기 에어로졸 발생 시스템은 1개, 2개, 3개, 4개, 5개 또는 그 이상의 추가 요소를 더 포함할 수 있다. 상기 추가 요소는 다음 중 임의의 것일 수도 있다: 필터 요소; 추가적인 구획부; 에어로졸 형성 챔버; 및 중공관. 바람직한 구현예에서, 상기 추가 요소는 마우스피스를 포함하고 있다. 상기 마우스피스는 사용 전에 하나의 말단 또는 양 말단들이 밀봉될 수 있다.
상기 마우스피스는 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다. 적절한 물질의 예로는 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌 같은, 식품 또는 약물학적 응용예에 적절한 열가소성 물질을 포함하고 있다.
상기 마우스피스는 에어로졸 발생 물품의 일부 또는 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성할 수 있으며, 또는 상기 마우스피스는 별도로 형성되어 에어로졸 발생 물품과 에어로졸 발생 장치 중 적어도 하나에 부착되도록 구성될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 마우스피스는, 사용자가 에어로졸 발생 물품을 에어로졸 발생 장치 내로 삽입하는 가압 장치로서 마우스피스를 이용할 수 있도록, 에어로졸 발생 물품의 일부를 형성하거나, 에어로졸 발생 물품에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자가 세장형 피어싱 부재에 접촉하는 모든 위험이 제거된다. 또한, 상기 마우스피스는 흡연 경험이 완료된 후 에어로졸 발생 장치로부터 에어로졸 발생 물품의 제거를 용이하게 하는 인출 장치로서 기능할 수 있다. 상기 마우스피스는 흡연 경험 중에 에어로졸 발생 물품을 완전히 삽입된 위치에 유지하기 위해 에어로졸 발생 장치와 분리 가능하게 결합하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
마우스피스를 포함하는 이러한 구현예에서, 상기 마우스피스는 에어로졸 발생 시스템의 상기 적어도 하나의 공기 유출부를 형성하거나 포함하는 것이 바람직하다.
부가적으로 또는 대안적으로, 상기 에어로졸 발생 물품 및 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 에어로졸 발생 장치 내로 상기 에어로졸 발생 물품의 정확한 배향과 삽입을 보장하기 위해 협력하는 안내 및 정렬 수단을 각각 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 에어로졸 발생 장치의 외부 하우징의 대응하는 내부 가로방향 단면 형상과 일치하는 외부 가로방향 단면 형상을 가진 하우징을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 에어로졸 발생 물품이 오직 한 방향으로만 상기 에어로졸 발생 장치 내로 삽입될 수 있도록 하고, 상기 에어로졸 발생 장치 내로 일단 삽입되면, 상기 에어로졸 발생 물품의 회전을 방지하기 하도록, 일치하는 단면 형상들은 회전 비대칭인 것이 바람직하다.
바람직한 구현예에서, 상기 에어로졸 발생 장치의 외부 하우징은 상기 에어로졸 발생 물품을 수신하도록 구성되어 있는 공동을 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 공동은 상기 세장형 피어싱 부재의 길이방향 길이 보다 큰 길이방향 길이를 가진다. 이러한 방식으로, 상기 피어싱 부재의 피어싱부는 노출되지 않았거나, 사용자가 접근할 수 없다.
바람직하게는, 상기 에어로졸 발생 장치의 공동은 실질적으로 원통형이다. 상기 에어로졸 발생 장치의 공동은 임의의 적절한 형상의 가로방향 단면을 가질 수도 있다. 예를 들면, 상기 공동은 실질적으로 원형, 타원형, 삼각형, 정사각형, 마름모꼴, 사다리꼴, 오각형, 육각형 또는 팔각형의 가로방향 단면을 가질 수도 있다.
바람직하게는, 상기 에어로졸 발생 장치의 공동은 공동 내에 수신될 에어로졸 발생 물품의 가로방향 단면과 실질적으로 동일한 형상의 가로방향 단면을 갖는다. 전술한 바와 같이, 에어로졸 발생 물품이 정확한 방향으로만 상기 에어로졸 발생 장치 내로 삽입될 수 있도록 보장하기 위해, 상기 공동과 상기 에어로졸 발생 물품의 가로방향 단면 형상들은 회전 비대칭인 것이 바람직하다.
상기 에어로졸 발생 시스템은 전원, 적어도 하나의 히터, 및 제어 회로를 더 포함하고 있을 수도 있다. 상기 제어 회로는 바람직하게는 상기 적어도 하나의 히터에 대한 전력 공급을 제어해서 니코틴과 임의의 다른 휘발성 화합물이 에어로졸을 발생시킬 수 있도록 충분히 휘발되도록 구성되어 있다.
상기 에어로졸 발생 시스템의 총 치수는 종래의 흡연 물품, 예컨대 궐련, 엽궐련, 가는 엽궐련 또는 임의의 기타 이러한 흡연 물품과 유사할 수도 잇다.
사용 시, 사용자는 상기 에어로졸 발생 물품을 상기 에어로졸 발생 장치의 외부 하우징 내에 삽입한다. 사용자가 에어로졸 발생 물품을 삽입할 때, 상기 피어싱 부재는 상기 적어도 하나의 구획부 상의 시일을 피어싱한다. 2개 이상의 구획부를 포함하는 이 구현예에서, 상기 피어싱 부재는 상류 구획부의 상류 말단에 있는 시일을 피어싱하고, 상기 관형 다공성 요소(포함되어 있는 경우)를 통과한 다음, 상기 구획부의 하류 말단에 있는 시일을 피어싱한다. 그 다음, 상기 피어싱 부재는 다음 구획부의 상류 말단에 있는 시일을 피어싱하고, 상기 구획부를 통과한 다음, 상기 구획부의 하류 말단에 있는 시일을 피어싱한다. 모든 구획부들 상의 모든 시일이 상기 세장형 피어싱 부재에 의해 피어싱되면, 상기 에어로졸 발생 물품이 완전히 삽입된다. 각각의 시일은 전술한 바와 같이 변형 가능한 물질로 형성된다.
휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 포함하는 구현예에서, 용어 “휘발성”은 전달 강화 화합물이 적어도 약 20 Pa의 증기압을 갖는다는 것을 의미하기 위해 사용된다. 달리 설명되지 않는 한, 본원에서 언급되는 모든 증기압은 ASTM E1194 - 07에 따라 측정된 25℃에서의 증기압이다.
바람직하게는, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 적어도 약 50 Pa, 보다 바람직하게는 적어도 약 75 Pa, 가장 바람직하게는 적어도 약 100 Pa의 증기압을 가진다.
바람직하게는, 상기 휘발성 전달 향상 화합물은 25℃에서 약 400 Pa 이하, 더욱 바람직하게는 약 300 Pa 이하, 더욱 바람직하게는 약 275 Pa 이하, 가장 바람직하게는 약 250 Pa 이하의 증기압을 가진다.
소정의 구현예들에서, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 20 Pa 내지 약 400 Pa, 더욱 바람직하게는 약 20 Pa 내지 약 300 Pa, 더욱 바람직하게는 약 20 Pa 내지 약 275 Pa, 가장 바람직하게는 약 20 Pa 내지 약 250 Pa의 증기압을 가질 수도 있다.
다른 구현예들에서, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 50 Pa 내지 약 400 Pa, 더욱 바람직하게는 약 50 Pa 내지 약 300 Pa, 더욱 바람직하게는 약 50 Pa 내지 약 275 Pa, 가장 바람직하게는 약 50 Pa 내지 약 250 Pa의 증기압을 가질 수도 있다.
추가 구현예들에서, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 75 Pa 내지 약 400 Pa, 더욱 바람직하게는 약 75 Pa 내지 약 300 Pa, 더욱 바람직하게는 약 75 Pa 내지 약 275 Pa, 가장 바람직하게는 약 75 Pa 내지 약 250 Pa의 증기압을 가질 수도 있다.
추가 구현예들에서, 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 100 Pa 내지 약 400 Pa, 더욱 바람직하게는 약 100 Pa 내지 약 300 Pa, 더욱 바람직하게는 약 100 Pa 내지 약 275 Pa, 가장 바람직하게는 약 100 Pa 내지 약 250 Pa의 증기압을 가질 수도 있다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물은 단일의 화합물을 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 화합물을 포함하고 있을 수도 있다.
상기 휘발성 전달 향상 화합물이 둘 이상의 상이한 화합물을 포함하는 경우, 상기 둘 이상의 상이한 화합물은 조합 상태에서 25℃에서 적어도 약 20 Pa의 증기압을 가진다.
바람직하게는, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 휘발성 액체이다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 액체 화합물의 혼합물을 포함하고 있을 수도 있다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물은 하나 이상의 화합물의 수성 용액을 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 하나 이상의 화합물의 비수성 용액을 포함하고 있을 수도 있다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 휘발성 화합물을 포함하고 있을 수도 있다. 예를 들어, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 휘발성 액체 화합물의 혼합물을 포함하고 있을 수도 있다.
대안적으로, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 하나 이상의 비휘발성 화합물과 하나 이상의 휘발성 화합물일 수도 있다. 예를 들어, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 휘발성 용매 내의 하나 이상의 비휘발성 화합물의 용액, 또는 하나 이상의 비휘발성 액체 화합물과 하나 이상의 휘발성 액체 화합물의 혼합물을 포함하고 있을 수도 있다.
상기 전달 향상 화합물은 바람직하게는 산 또는 염화암모늄을 포함하고 있다. 상기 전달 향상 화합물은 바람직하게는 산을 포함하고 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 전달 향상 화합물은 20℃에서 적어도 약 5 Pa의 증기압을 가진다. 바람직하게는, 상기 산은 20℃에서 니코틴보다 큰 증기압을 가진다.
상기 전달 향상 화합물은 유기산 또는 무기산을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 전달 향상 화합물은 유기산을 포함하고 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 전달 향상 화합물은 카르복실산을 포함하고 있다. 가장 바람직하게는, 상기 카르복실산은 2-옥소산을 포함한다.
바람직한 구현예에서, 상기 2-옥소산은 3-메틸-2-옥소발레산, 피루브산, 2-옥소발레산, 4-메틸-2-옥소발레산, 3-메틸-2-옥소부타논산, 2-옥소옥타논산, 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 산을 포함하고 있다. 특히 바람직한 구현예에서, 상기 전달 향상 화합물은 피루브산을 포함하고 있다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물이 관형 다공성 요소에 제공되는 구현예들에서, 상기 관형 다공성 요소는 산 또는 염화암모늄이 수착된 수착 요소인 것이 바람직하다.
상기 관형 다공성 요소는 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 수착 요소는 유리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE), 및 BAREX® 중 하나 이상을 포함하고 있을 수도 있다.
상기 관형 다공성 요소는 다공성 플라스틱 물질, 다공성 중합체 섬유, 및 다공성 유리 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 다공성 물질을 포함할 수도 있다. 상기 하나 이상의 다공성 물질은 모세관 물질일 수도 있고 아닐 수도 있으며 바람직하게는 상기 산 또는 염화암모늄 관련하여 불활성이다. 특히 바람직한 다공성 물질 또는 물질들은 산 또는 염화암모늄의 물리적 속성에 따라서 달라질 것이다. 상기 하나 이상의 다공성 물질은 다른 물리적 속성을 갖는 다른 산들에서 사용될 수 있도록 임의의 적합한 다공성을 가질 수도 있다.
적합한 다공성 섬유 물질로는 이들에만 한정되지 않지만, 셀룰로오스 면 섬유, 초산 셀룰로오스 섬유 및 접합된 폴리올레핀 섬유, 예컨대 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 섬유의 혼합물을 포함하고 있다.
상기 관형 다공성 요소는, 임의의 적절한 크기와 형상을 가질 수도 있다.
상기 관형 다공성 요소의 크기, 형상, 및 조성은, 원하는 양의 휘발성 액체가 관형 다공성 요소 상에 수착될 수 있도록 선택될 수 있다.
상기 관형 다공성 요소는 유리하게는 상기 전달 향상 화합물에 대한 저장소로서 기능한다.
전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 상기 니코틴 공급원은 니코틴, 니코틴 염기, 니코틴 염 또는 니코틴 유도체 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 니코틴 공급원은 천연 니코틴 또는 합성 니코틴을 포함하고 있을 수도 있다. 상기 니코틴 공급원은, 니코틴 염기, 니코틴 염, 예컨대, 니코틴-HCl, 니코틴-중주석산염(bitartrate), 또는 니코틴-이주석산염(ditartrate), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다.
상기 니코틴 공급원은 전해질 형성 화합물을 더 포함할 수도 있다. 상기 전해질 형성 화합물은 알칼리 금속 수산화물들, 알칼리 금속 산화물들, 알칼리 토금속 산화물들, 수산화 나트륨(NaOH), 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 수산화칼륨(KOH) 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수도 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 상기 니코틴 공급원은 천연 향미제들, 인공 향미제들 및 항산화제들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 구성요소들을 더 포함하고 있을 수도 있다.
바람직하게는, 상기 니코틴 공급원은 액체 니코틴 제제(formulation)를 포함하고 있다.
상기 액체 니코틴 제제는 순수 니코틴, 수성 또는 비수성 용매 내의 니코틴의 용액 또는 액체 담배 추출물을 포함하고 있을 수도 있다.
상기 액체 니코틴 용액은 니코틴 염기의 수신액, 니코틴 염, 예를 들면 니코틴-HCl, 니코틴-중주석산염(bitartrate), 또는 니코틴-이주석산염(ditartrate), 및 전해질 형성 화합물을 포함하고 있을 수도 있다.
상기 니코틴 공급원은 수착 요소 및 상기 수착 요소 상에 수착된 니코틴을 포함하고 있을 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 니코틴 공급원은 휘발성 액체 니코틴 공급원을 포함하고 있다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 단지 예시용으로 본 발명을 추가적으로 설명할 것이며, 도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 일 구현예의 개략도를 도시하고 있다.
시스템(100)은 에어로졸 발생 장치(102) 및 에어로졸 발생 물품(104)을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품(104)은 세장형의 원통형 형상을 가지며, 휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 포함하는 제1 구획부(106), 및 휘발성 액체 니코틴 공급원을 포함하는 제2 구획부(108)를 포함하고 있다. 제1 구획부(106) 및 제2 구획부(108)는 직렬로 배열되며 축방향 정렬로 서로 당접하고 있다. 제1 구획부(106)는 에어로졸 발생 물품(104)의 상류 말단에 위치하고 있다. 제2 구획부(108)는 제1 구획부(106)의 하류에 배치되어 있다. 마우스피스 같은 형태의 또 다른 요소(미도시함)가 제2 구획부(108)의 하류 말단에 제공될 수 있다.
제1 구획부는 그 위에 휘발성 전달 강화 화합물이 수착되어 있는 관형 다공성 요소(109)를 포함하고 있다. 관형 다공성 요소의 길이방향 길이는 제1 구획부(106)의 길이방향 길이보다 작다. 관형 다공성 요소는 제1 구획부의 상류 말단에 배치되어 있다.
에어로졸 발생 물품(104)의 제1 구획부(106) 및 제2 구획부(108)의 상류 및 하류 말단은 변형 가능한 시일(110, 112 및 114, 116)들에 의해 각각 밀봉되어 있다. 변형 가능한 시일들은 전술한 바와 같이 변형 가능한 물질로 제조되어 있다. 적합한 물질은 고무 또는 플라스틱과 같은 중합체 물질을 포함한다.
에어로졸 발생 장치(102)는 에어로졸 발생 물품(104)을 수신하도록 구성된 세장형의 원통형 공동을 갖는 외부 하우징(118)을 포함하고 있다. 공동의 길이방향 길이는 물품(104)의 하류 말단이 공동으로부터 돌출하도록 물품(104)의 길이보다 짧다.
장치(102)는 세장형 피어싱 부재(120)를 더 포함하고 있다. 피어싱 부재는 에어로졸 발생 장치의 공동 내부에 중심적으로 위치하고 공동의 길이방향 축을 따라 연장되어 있다. 하나의 말단에서, 피어싱 부재(120)는 원형 베이스를 갖는 원뿔체 형태의 피어싱 헤드(122)를 포함하고 있다. 피어싱 부재는 복수의 천공을 가진 중공 샤프트부(124)를 추가로 포함하고 있다. 알 수 있는 바와 같이, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 수신되면, 천공들이 세트로 제공되며, 하나의 세트(126)는 제1 구획부(106) 내에 있게 되고, 3개의 세트(128, 130, 132)는 제2 구획부(108) 내에 있게 된다. 각각의 세트(126, 128, 130, 132)는 중공 샤프트부(124)의 원주 주위에 배열된 복수의 천공을 포함하고 있다. 하나 이상의 유출부 천공(134)이 세장형 피어싱 부재의 하류 말단에 제공되어 있으며, 하나 이상의 유출부 천공(134)이 제2 구획부(108)의 하류에 배치되어 있다.
공기 유입부들(미도시함)이 에어로졸 발생 장치(102)의 상류 말단에 제공되어 있다. 공기 유출부들(도시하지 않음)이 에어로졸 발생 물품(104)의 하류 말단에 제공되어 있다. 공기 유입부들은 중공 샤프트부(124) 내의 기류 통로의 상류 말단과 유체 소통하고 있다. 공기 유출부들은 세장형 피어싱 부재의 하류 말단에 있는 하나 이상의 유출부 천공(134)들과 유체 소통하고 있다.
사용 시, 물품(104)은 장치(102) 내로 삽입된다. 피어싱부(122)는 변형 가능한 시일(110)을 파괴하고, 피어싱 헤드의 최대 직경과 대략 동일한 직경을 가진 구멍을 시일에 생성한다. 피어싱 헤드의 최대 직경은 피어싱 헤드를 형성하는 원뿔체의 밑면 원의 직경이며, 중공 샤프트부의 최대 직경과 실질적으로 동일하다. 알 수 있는 바와 같이, 물품(104)의 외부 직경에 대한 장치 공동의 내부 직경은 물품이 공동 내부에 중심적으로 위치하도록 되어 있다.
그리고, 피어싱 헤드는 제1 구획부(106)의 제2 변형 가능한 시일과 결합된다. 재차, 피어싱 헤드는 변형 가능한 시일(112)을 파괴하고, 피어싱 헤드의 최대 직경과 대략 동일한 직경을 가진 구멍을 시일에 생성한다. 알 수 있는 바와 같이, 피어싱 헤드의 최대 직경은 관형 다공성 요소(109)의 내부 직경과 대략 동일하다. 이 단계에서, 피어싱 헤드는 또한 제2 구획부(108)의 제1 변형 가능한 시일(114)을 파괴하고, 피어싱 헤드의 최대 직경과 대략 동일한 직경을 가진 구멍을 시일에 생성한다.
그리고, 피어싱 헤드는 제2 구획부의 제2 변형 가능한 시일과 결합된다. 재차, 피어싱 헤드는 취성 시일(116)을 파괴하고, 피어싱 헤드의 최대 직경과 대략 동일한 직경을 가진 구멍을 시일에 생성한다.
피어싱 헤드(122)가 변형 가능한 시일과 결합될 때마다, 시일에 구멍이 생성될 때, 변형 가능한 물질이 변형된다. 따라서, 일단 구멍이 형성되고 피어싱 부재(120)가 구멍을 통해 가압되면, 변형 가능한 물질이 수축하여 중공 샤프트부(124)의 외부 주위에 시일을 유지한다.
사용 시, 에어로졸 발생 물품(104)이 에어로졸 발생 장치(102) 내에 완전히 삽입되었을 때, 굵은 화살표으로 나타낸 기류 경로가 에어로졸 발생 시스템을 통해 형성된다. 기류 경로는 공기 유입부들을 통해 에어로졸 발생 물품(104)의 상류 말단으로부터 물품(104)의 하류 말단까지 연장되어 있다. 사용자가 에어로졸 발생 물품의 하류 말단을 흡인할 때 중공 샤프트부 내의 공기압이 감소하기 때문에, 휘발성 전달 강화 화합물이 천공(126)을 통해 기류로 혼압된다. 그 다음, 공기가 중공 샤프트부를 통해 계속되며, 휘발성 액체 니코틴 공급원으로부터 방출된 휘발성 액체 니코틴 증기를 혼입한다. 사용자가 에어로졸 발생 물품의 하류 말단을 흡인할 때 중공 샤프트부 내의 공기압이 감소하기 때문에, 니코틴 증기도 천공(128, 130, 132)을 통해 기류로 혼입된다. 중공 샤프트부(124)의 외부 주위에 시일(110, 112, 114, 116)들을 형성하는 변형 가능한 물질의 밀봉 효과로 인해, 중공 샤프트부(124)의 외부 주위에서 기류가 감소되거나 제거된다. 이는 사용자에 대한 에어로졸 입자의 최대 전달을 보장한다.
바람직한 구현예에서 피루브산을 함유하는 전달 강화 화합물 증기는 관형 다공성 요소(109) 상에 수착된 전달 강화 화합물로부터 에어로졸 발생 물품(104)을 통해 흡인된 기류 내로 방출되고, 니코틴 증기는 제2 구획부(108) 내의 휘발성 액체 니코틴 공급원으로부터 에어로졸 발생 물품(104)을 통해 흡인된 기류 내로 방출된다. 전달 강화 화합물 증기는 기체상으로 니코틴 증기와 반응하여, 에어로졸 발생 물품(104)의 하류 말단을 통해 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다.
본 발명은 원뿔형 피어싱 헤드를 가진 피어싱 부재를 포함하는 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 참조하여 상기에서 예시되어 있다. 그러나, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템 및 에어로졸 발생 장치는 다른 형태의 피어싱 헤드를 포함할 수도 있음을 이해할 것이다.
100: 시스템
102: 에어로졸 발생 장치
104: 에어로졸 발생 물품
106: 제1 구획부
108: 제2 구획부
109: 다공성 요소
110, 112, 114, 116: 시일
118: 외부 하우징
120: 피어싱 부재
122: 피어싱 헤드
124: 샤프트부
126, 128, 130, 132: 세트

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 시스템으로,
    에어로졸 발생 물품과 협력하는 에어로졸 발생 장치를 포함하되;
    상기 에어로졸 발생 물품은
    니코틴 공급원을 수용하는 적어도 하나의 구획부; 및
    상기 적어도 하나의 구획부를 밀봉하는 적어도 2개의 시일로서, 각각의 시일은 변형 가능한 물질을 포함하는, 적어도 2개의 시일을 포함하며;
    상기 에어로졸 발생 장치는,
    상기 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성된 외부 하우징; 및
    상기 적어도 하나의 구획부를 밀봉하는 상기 적어도 2개의 시일을 피어싱하기 위한 세장형 피어싱 부재를 포함하고,
    상기 세장형 피어싱 부재는,
    상기 세장형 피어싱 부재의 원위 말단에 있는 피어싱 헤드; 및
    적어도 2개의 천공을 포함한 중공 샤프트부를 포함하며;
    상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 수용되었을 때, 적어도 하나의 천공은 상기 적어도 하나의 구획부와 유체 소통하는, 에어로졸 발생 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변형 가능한 물질은 ASTM E111-04에 따라 측정되었을 때 10 Gpa 미만의 영률(Young's modulus)을 갖는, 에어로졸 발생 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변형 가능한 물질은 ASTM E111-04에 따라 측정되었을 때 적어도 0.01 Gpa의 영률(Young's modulus)을 갖는, 에어로졸 발생 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 시일을 형성하는 상기 변형 가능한 물질은 중합체 물질을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피어싱 헤드의 최대 직경은 상기 중공 샤프트부의 최대 직경 이하인, 에어로졸 발생 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중공 샤프트부는 편조된 튜브를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 시스템은 적어도 하나의 공기 유입부와 적어도 하나의 공기 유출부를 추가로 포함하며, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 수용될 때, 상기 적어도 하나의 공기 유입부는 상기 적어도 하나의 구획부의 상류에 배치되고, 상기 적어도 하나의 공기 유출부는 상기 적어도 하나의 구획부의 하류에 배치되며, 상기 적어도 하나의 공기 유입부와 상기 적어도 하나의 공기 유출부는 상기 적어도 하나의 구획부를 통해 상기 중공 샤프트부를 경유하여 상기 적어도 하나의 공기 유입부로부터 상기 적어도 하나의 공기 유출부까지 연장하는 기류 경로를 형성하도록 배치되는, 에어로졸 발생 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 수용될 때, 상기 적어도 2개의 천공은 상기 적어도 하나의 구획부 내에 배치되는 적어도 제1 천공과 상기 적어도 하나의 구획부의 하류에 배치되어 상기 적어도 하나의 공기 유출부와 유체 소통하는 적어도 제2 천공을 포함하며, 상기 적어도 제1 천공은 상기 중공 샤프트부를 경유하여 상기 적어도 제2 천공과 유체 소통하는, 에어로졸 발생 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 니코틴 공급원은 니코틴을 포함한 액체를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구획부는 니코틴 공급원을 수용하는 제1 구획부와 휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 수용하는 제2 구획부를 포함하며, 상기 적어도 2개의 시일은 제1 구획부를 밀봉하는 제1 및 제2 시일과 제2 구획부를 밀봉하는 제3 및 제4 시일을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 시스템은 적어도 하나의 공기 유입부와 적어도 하나의 공기 유출부를 추가로 포함하며, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 수용될 때, 상기 적어도 하나의 공기 유입부는 상기 제1 및 제2 구획부의 상류에 배치되고, 상기 적어도 하나의 공기 유출부는 상기 제1 및 제2 구획부의 하류에 배치되며, 상기 적어도 하나의 공기 유입부와 상기 적어도 하나의 공기 유출부는 상기 제1 및 제2 구획부를 통해 상기 중공 샤프트부를 경유하여 상기 적어도 하나의 공기 유입부로부터 상기 적어도 하나의 공기 유출부까지 연장하는 기류 경로를 형성하도록 배치되는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 수용될 때, 상기 적어도 2개의 천공은 상기 제1 구획부 내에 배치되는 적어도 제1 천공과, 상기 제2 구획부 내에 배치되는 적어도 제2 천공과, 상기 제1 및 제2 구획부의 하류에 배치되어 상기 적어도 하나의 공기 유출부와 유체 소통하는 적어도 제3 천공을 포함하며, 상기 적어도 제1 천공, 상기 적어도 제2 천공 및 상기 적어도 제3 천공은 상기 중공 샤프트부를 경유하여 유체 소통하는, 에어로졸 발생 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 산을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구획부는 니코틴 공급원을 수용하는 제1 구획부와 니코틴 공급원과 향미제 공급원 중 적어도 하나를 수용하는 제2 구획부를 포함하며, 상기 에어로졸 발생 물품이 제2 구획부와 함께 또는 제2 구획부 없이 상기 에어로졸 발생 장치에 삽입될 수 있도록, 상기 제2 구획부는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 삽입되기 전에 사용자에 의해 상기 에어로졸 발생 물품에 선택적으로 삽입되도록, 또는 상기 에어로졸 발생 물품으로부터 선택적으로 제거되도록 배치되는, 에어로졸 발생 시스템.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품에 연결된 마우스피스를 추가로 포함하며, 상기 마우스피스는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 삽입될 때, 상기 에어로졸 발생 장치의 외부 하우징의 하류 말단과 분리 가능하게 결합하는, 에어로졸 발생 시스템.
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