KR102555035B1

KR102555035B1 - 에어로졸 발생 장치 용 용기

Info

Publication number: KR102555035B1
Application number: KR1020177021451A
Authority: KR
Inventors: 프레드릭 울리세 부엘러
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2023-07-14
Also published as: CN107223024B; JP2018507683A; US10492535B2; JP6812353B2; EP3261466B1; ES2704956T3; US20180042303A1; CN107223024A; KR20170121161A; RU2017132850A; MX2017010777A; WO2016135224A1; EP3261466A1; RU2017132850A3; RU2704889C2; TR201819443T4; IL252271A0; PT3261466T; CA2971116A1; PL3261466T3

Abstract

용기(100)는 액체 화합물 공급원을 포함하고 있고, 중합체 물질로 형성되어 있는, 관형 구획부(102); 및 관형 구획부를 밀봉하기 위한, 중합체 물질로 형성된, 적어도 하나의 밀봉부(104, 106)를 포함하고 있다. [중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비는 약 2 보다 크다. 대안으로, [중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비는 약 2 보다 위이다. 본 발명은 또한 용기와 함께 사용하기 위한 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.

Description

에어로졸 발생 장치 용 용기

본 발명은 에어로졸 발생 장치 용 용기, 및 이 용기를 사용하여 에어로졸을 발생시키도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 에어로졸화된 입자를 형성하기 위한 반응물을 포함하고 있는 용기에 관한 것이다.

전달 강화 화합물이 기체상(gas phase)으로 니코틴 또는 다른 약물과 반응하여 입자들의 에어로졸을 형성하는, 대상에 니코틴 또는 다른 약물을 전달하기 위한 장치들 및 방법들이 본 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들면, WO 2008/121610 A1은 전달 강화 화합물 및 니코틴 또는 다른 약물이 분리된 저장부들 내에 저장되는 장치를 개시하고 있다. 반응물, 즉 전달 강화 화합물 및 니코틴 또는 다른 약물은 저장부 내에서 액체-증기 혼합물을 형성한다. 사용시, 각각의 증기는 서로 함께 반응하게 되어 기체 입자를 형성한다.

액체 반응물의 저장을 개선하기 위해서, 장치에서 사용하기 위한 일회용 물품 내부에 알루미늄 통(canister)을 사용하는 것이 제안되어 왔다. 통은 알루미늄 호일을 사용하여 밀봉되며, 통의 끝 부분에 접착되거나 용접된다. 알루미늄 통의 사용은, 휘발성 전달 강화 화합물 및 니코틴 또는 다른 약물이 반응물의 특성을 변경시킬 수도 있는, 산화, 가수분해 또는 다른 원치 않는 반응에 의한 상당한 감성(degradation) 없이 저장될 수 있게 한다. 또한, 알루미늄의 사용은 저장된 화합물이 휘발될 수 있도록 적절한 열 전도성을 제공한다. 그러나, 알루미늄 통과 밀봉 호일 사이에 효과적인 밀봉을 형성하는 것은 어렵다. 또한, 상당한 저장 수명이 요구되는 경우, 알루미늄의 사용이 일부 전달 강화 화합물에 적합하지 않다는 것이 밝혀졌다. 또한 통의 제조는 고가일 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점들 중 하나 이상을 경감시키면서 알루미늄 통과 관련된 장점들 중 적어도 일부를 유지하는 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 에어로졸 발생 장치를 위한 용기가 제공되고 있다. 상기 용기는 액체 화합물 공급원을 포함하고 있고, 중합체 물질로 형성되어 있는, 관형 구획부; 및 관형 구획부를 밀봉하기 위한, 중합체 물질로 형성된, 적어도 하나의 밀봉부를 포함하고 있다. [중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비는 약 2 보다 크다.

이러한 열 전도성의 비를 갖는 중합체 물질을 제공하기 위해서는, 관형 구획부를 형성하는 중합체 물질의 중합체 사슬 골격이 관형 구획부의 반경방향으로 실질적으로 정렬되어 있는 것이 바람직하다. 반경방향으로 실질적으로 정렬되어 있다는 것은, 반경방향으로의 중합체 물질의 열 전도성이 비정질 상태에서의 동일한 중합체 물질의 열 전도성보다 실질적으로 높다는 것을 의미한다.

반경방향으로 실질적으로 정렬되어 있는 중합체 사슬을 갖는 중합체 물질로부터 구획부를 형성하는 것은 반경방향으로 개선된 열 전도성을 갖는 용기를 제공할 수도 있다. 즉, 외부 히터로부터 용기 내부의 액체로의 열 전달은 무작위로 배향된 중합체 사슬을 갖는 중합체 물질로 형성된 구획부에 비해 개선될 수 있다.

중합체 물질의 사용은 중합체 물질이 바람직하게는 용기에 저장될 수 있는 액체 화합물의 유형에 대해 불활성이기 때문에 액체 화합물의 저장 수명을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 용기의 단면도를 보여주고 있으며;
도 2는 도 1의 용기를 통합하는 에어로졸 발생 물품의 개략도를 보여주고 있으며;
도 3은 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도를 보여주고 있으며;
도 4는 본 발명의 추가 구현예에 따른 용기의 단면도를 보여주고 있으며;
도 5는 도 1의 용기를 형성하는데 사용되는 중합체 물질을 형성하기 위한 제조 공정의 일 실시예를 보여주고 있다.

본 발명의 제1 측면에서, [중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비는 바람직하게는 약 10 보다 위, 바람직하게는 약 50 보다 위, 더욱 바람직하게는 약 100 보다 위이다. [중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비는 약 20 내지 약 10,000일 수도 있다.

바람직하게는, 중합체 물질의, 반경방향으로의, 열 전도성은 MTPS(modified transient plane source)법을 사용하여 측정했을 때에 23℃와 50%의 상대 습도에서 약 70W/(m·K)와 약 360W/(m·K) 사이, 더욱 바람직하게는 85W/(m·K)와 약 150W/(m·K) 사이이다. 가장 바람직하게는, 중합체 물질의, 반경방향으로의, 열 전도성은 MTPS(modified transient plane source)법을 사용하여 측정했을 때에 23℃와 50%의 상대 습도에서 약 90W/(m·K)와 약 115W/(m·K) 사이이다.

바람직하게는, 반경방향으로, 중합체 물질의 단위 중량 당 열 전도성은 미터 캘빈 그램 당 약 40 W cm³ (W cm³/m·K·g)와 미터 캘빈 그램 당 약 250W cm³ (W cm³/m·K·g) 사이, 더욱 바람직하게는 미터 캘빈 그램 당 약 75W cm³ (W cm³/m·K·g)와 미터 캘빈 그램 당 약 200 W cm³ (W cm³ / m·K·g) 사이이다. 가장 바람직하게는, 반경방향으로, 중합체 물질의 단위 중량 당 열 전도성은 미터 캘빈 그램 당 약 100 W cm³ (W cm³/m·K·g)와 미터 캘빈 그램 당 약 150 W cm³ (W cm³/m·K·g) 사이이다.

본 발명의 제1 측면에서, 상기 용기는 제2 액체 화합물 공급원을 포함하고 있는 제2 관형 구획부를 더 포함하고 있다. 상기 제2 관형 구획부는 바람직하게는 중합체 물질로 형성되어 있다. 바람직하게는 상기 용기는 상기 제2 관형 구획부를 밀봉하기 위한, 중합체 물질로 형성된, 적어도 하나의 제2 밀봉부를 포함하고 있다. 바람직하게는 상기 용기는 상기 관형 구획부와 상기 제2 관형 구획부 사이에 길이방향으로 배열되어 있는, 중공형 이송부를 포함하고 있다.

상기 제2 관형 구획부는 약 2 보다 큰 [반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비를 갖는 중합체 물질로 형성되어 있을 수도 있다. 중합체 물질의 중합체 사슬 골격이 상기 제2 관형 구획부의 반경방향으로 실질적으로 정렬되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 에어로졸 발생 장치를 위한 용기가 제공되고 있다. 상기 용기는 액체 화합물 공급원을 포함하고 있고, 중합체 물질로 형성되어 있는, 관형 구획부; 밀봉된 관형 구획부 내로 연장되어 있는 모세관 심지; 및 모세관 심지에 인접하여 위치하는 전기 히터를 포함하고 있다. [중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비는 약 2 보다 위이다.

중합체 물질의 중합체 사슬은 관형 구획부의 길이방향으로 실질적으로 정렬되어 있는 것이 바람직하다. 길이방향으로 실질적으로 정렬되어 있다는 것은, 길이방향으로의 중합체 물질의 열 전도성이 비정질 상태에서의 동일한 중합체 물질의 열 전도성보다 실질적으로 높다는 것을 의미한다.

길이방향으로 실질적으로 정렬되어 있는 중합체 사슬을 갖는 중합체 물질로부터 구획부를 형성하는 것은 길이방향으로 개선된 열 전도성을 갖는 용기를 제공할 수도 있다. 즉, 용기의 한 말단으로부터 용기의 다른 말단으로의 열 전달은 무작위로 배향된 중합체 사슬을 갖는 중합체 물질로 형성된 구획부에 비해 개선될 수 있다.

본 발명의 제2 측면에서, [중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비는 바람직하게는 약 10 보다 위, 바람직하게는 약 50 보다 위, 더욱 바람직하게는 약 100 보다 위이다. [중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비는 약 20 내지 약 10,000일 수도 있다.

본 발명의 제2 측면에서, 바람직하게는 중합체 물질의, 길이방향으로의, 열 전도성은 MTPS(modified transient plane source)법을 사용하여 측정했을 때에 23℃와 50%의 상대 습도에서 약 70W/(m·K)와 약 360W/(m·K) 사이, 더욱 바람직하게는 85W/(m·K)와 약 150W/(m·K) 사이이다. 가장 바람직하게는, 중합체 물질의, 길이방향으로의, 열 전도성은 MTPS(modified transient plane source)법을 사용하여 측정했을 때에 23℃와 50%의 상대 습도에서 약 90W/(m·K)와 약 115W/(m·K) 사이이다.

바람직하게는, 길이방향으로, 중합체 물질의 단위 중량 당 열 전도성은 미터 캘빈 그램 당 약 40 W cm³ (W cm³/m·K·g)와 미터 캘빈 그램 당 약 250W cm³ (W cm³/m·K·g) 사이, 더욱 바람직하게는 미터 캘빈 그램 당 약 75W cm³ (W cm³/m·K·g)와 미터 캘빈 그램 당 약 200 W cm³ (W cm³ / m·K·g) 사이이다. 가장 바람직하게는, 길이방향으로, 중합체 물질의 단위 중량 당 열 전도성은 미터 캘빈 그램 당 약 100 W cm³ (W cm³/m·K·g)와 미터 캘빈 그램 당 약 150 W cm³ (W cm³/m·K·g) 사이이다.

본 발명의 제2 측면에서, 상기 용기는 제2 액체 화합물 공급원을 포함하고 있는 제2 관형 구획부를 더 포함하고 있다. 상기 제2 관형 구획부는 바람직하게는 중합체 물질로 형성되어 있다. 바람직하게는 상기 용기는 상기 제2 관형 구획부를 밀봉하기 위해 중합체 물질로 형성된, 적어도 하나의 제2 밀봉부를 포함하고 있다. 바람직하게는 상기 용기는 상기 관형 구획부와 상기 제2 관형 구획부 사이에 길이방향으로 배열되어 있는, 중공형 이송부를 포함하고 있다.

본 발명의 제2 측면에서, 상기 제2 관형 구획부는 약 2 보다 큰 [길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]] 대 [반경방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비를 갖는 중합체 물질로 형성되어 있을 수도 있다.

중합체 물질의 중합체 사슬 골격이 상기 제2 관형 구획부의 길이방향으로 실질적으로 정렬되어 있는 것이 바람직하다.

이해되는 바와 같이, 본 발명의 제2 측면을 참조하여 설명된 임의의 특징은 또한 적절한 경우에, 본 발명의 제1 측면에도 적용 가능하며, 그 반대로도 마찬가지이다.

기존의 벌크 중합체에서 열 전도성은 일반적으로 낮고, 0.1 W/(m·K) 내지 0.3 W/(m·K)를 갖는다. 열 전도성은 중합체 사슬 말단, 얽힘, 무작위로 배향된 중합체 사슬, 보이드(void) 및 불순물과 같은 벌크 중합체 물질 내부 결함이 존재하기 때문에 일반적으로 매우 낮다. 결함은 열 전달을 위한 포논 산란 부위(phonon scattering sites)로서 작용하여, 열 전도성을 감소시킨다. 따라서, 이러한 물질은 에어로졸 발생 장치 용 용기에 사용하기에 적절하지 않다.

본 발명은 상당한 비율의 중합체 사슬 골격, 즉 각 중합체의 주쇄가 하나의 배향으로 정렬된, 중합체 물질을 사용한다. 따라서, 이러한 물질은 결함이 상당히 적어서 중합체 사슬 골격이 정렬되어 있는 방향을 따라 열 전도성이 상당히 개선될 수도 있다.

또한, 용기를 형성하기 위해, 공지된 금속 물질을 사용하는 것에 비해 중합체 물질의 사용은 유리하게 용기의 중량을 감소시킬 수도 있다.

구획부를 형성하는데 사용되는 물질은 본원에 기재된 중합체 물질 및 열 전도성 섬유를 포함하고 있는 복합체 물질일 수도 있다. 열 전도성 섬유는 탄소 섬유일 수도 있다. 섬유는 중합체 사슬 골격에 실질적으로 수직이 되도록 정렬되어 있는 것이 바람직하다. 정전 식모(electrostatic flocking) 또는 이와 유사한 공정을 사용하여 섬유를 정렬할 수도 있다.

본 발명의 제1 또는 제2 측면에서, 구획부는 중합체 물질과 적어도 하나의 금속 물질 층을 포함하고 있는 적층체 물질로 형성될 수도 있다. 바람직하게는, 중합체 물질은 구획부의 내부 표면을 형성한다. 상기 금속층은 산소, 수분 및 UV 광에 대한 배리어를 개선시킬 수도 있다. 상기 금속층은 바람직하게는 알루미늄으로부터 형성되어 있다.

상기 밀봉부는 바람직하게는 중합체 물질의 필름을 용기에 열 밀봉(heat-sealing)하거나, 유도 용접(induction welding)함으로써 발생된다. 바람직하게는, 상기 필름은 박형 필름이고, 취성(frangible)인 것이 바람직하다. 상기 필름은 중합체 물질의 적어도 하나의 층, 및 금속층을 포함하고 있는 적층체일 수도 있다. 상기 중합체 물질은 바람직하게는 필름의 내부 표면 상에 제공되고 있다.

중합체 물질은 바람직하게는 초-고분자량 폴리에틸렌 (UHMWPE), 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리(p-페닐렌 비닐렌), 폴리(3-알킬티오펜), 폴리(티오펜), 폴리(3,4,-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(p-페닐렌 설파이드), 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

바람직하게는, 중합체 물질은 초-고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)이다. UHMWPE는 통상적으로 2 백만 내지 6 백만 Da의 분자량을 갖는 긴 분자 사슬을 포함하고 있으며, 각각의 분자 사슬은 100,000 내지 250,000의 단량체를 포함하고 있다. 사슬 길이는 약 10 ㎛ 와 약 40 ㎛ 의 사이일 수 있다.

중합체 사슬 골격이 실질적으로 하나의 요구되는 방향으로 정렬되도록 보장하기 위해, 물질은 연신 공정을 사용하여 제조될 수도 있다. 이러한 공정은 단결정 섬유에 근사한 물질이지만, 벌크 물질을 생성할 수도 있다. 하나의 이러한 공정에서, 벌크 물질은 제1 온도에서 겔로부터 제조된 다음, 제2 온도에서 제어된 장력 하에 연신된다. 제1 온도는 120℃일 수도 있고, 제2 온도는 90℃일 수도 있다. 생성된 중합체 물질은 시트의 평면에 평행한 방향을 따라 정렬된 중합체 사슬 골격을 갖는, 얇은 시트 형태일 수도 있다. 따라서, 이 얇은 시트를 추가로 가공하지 않고, 관형 구획부를 형성하는 것은 반경방향보다는 길이방향으로 더 높은 단위 중량 당 열 전도성을 초래할 것이다.

정렬된 중합체 사슬 골격에 수직인 접힘선을 사용하여 물질을 교대로 접은 다음, 접힌 물질을 가압 및 가열하여 얇은 시트 물질을 추가로 가공해서 물질을 융합시킴으로써 시트 물질의 평면에 법선 방향으로 실질적으로 정렬된 중합체 사슬 골격을 갖는 시트 물질을 생성한다. 이러한 물질은 길이방향보다 반경방향으로 더 높은 단위 중량 당 열 전도성을 갖는 관형 구성요소를 형성하는데 사용될 수 있다.

UHMWPE는 효과적으로 무취, 무미, 무독성이며, 대부분의 부식성 화학물질에 높은 내성을 보였다. 또한, UHMWPE는 지극히 낮은 수분 흡수 특성을 가지고 있다.

따라서, UHMWPE는 하기 기술된 바와 같이 액체를 저장하는데 사용하기에 특히 유리한 것으로 밝혀졌다.

벌크 물질은 블록, 시트로 형성되거나, 몰딩되거나 압출될 수 있다. 벌크 물질이 블록으로 형성되는 경우, 절단, 피어싱 또는 선반(lathe)에 형성되는 것과 같은, 기계가공에 의해 구획부를 형성하도록 추가로 가공될 수 있다. 벌크 물질이 시트로 형성되는 경우, 종래의 관 제조 공정, 특히 종이 기재 시트 물질로부터 관을 형성하는 방법에서 구획부로 형성될 수 있다. 예를 들어, 구획부 용 관은 세장형 시트 물질을 맨드릴 상에 나선형으로 감아서 형성될 수도 있으며, 세장형 적층 재료의 에지들은 서로 접경하고 있다. 다르게는, 시트 물질은 시트 물질의 연속적인 층을 맨드릴 상에 감아서 구획부를 구축함으로써 형성될 수도 있다.

시트 물질은 심(seam)이 맨드릴의 길이방향 축에 평행하게 형성되도록 맨드릴 주위에 감길 수 있다.

관이 실질적으로 무한 길이로 형성될 수 있게 하는 공정이 바람직할 수도 있다.

상기 밀봉부는 바람직하게는 열 밀봉; 및 유도 용접 중 한 가지를 이용하여 구획부에 밀봉되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 중합체 물질이 UHMWPE인 경우, 상기 밀봉부는 열 밀봉을 사용하여 밀봉된다.

바람직하게는, 관형 구획부는 액체 니코틴 공급원을 포함하고 있다. 존재하는 경우, 상기 제2 관형 구획부는 액체 니코틴 전달 강화 화합물을 포함하고 있다.

상기 구획부를 형성하기 위한 중합체 물질의 사용은, 니코틴 공급원의 임의의 감성을 감소시키거나 제거할 수도 있으며, 보다 구체적으로 종래 기술의 알루미늄 구획부들이 촉매로서 작용할 때에 달리 생길 수도 있는, 전달 강화 화합물의 임의의 감성을 감소시키거나 제거할 수도 있다. 중합체 물질의 사용은 또한 산소, 수분 및 UV 광에 대한 양호한 배리어를 유지할 수도 있으며, 이들 모두는 구획부 내용물의 감성을 야기할 수도 있다.

상기 구획부는 적어도 접경하는 말단들의 어느 한 측면을 연장시키는 영역에서 제1 구획부 및 제2 구획부 위로 연장되어 있는 외부 래퍼에 의해 연결될 수도 있다. 상기 외부 래퍼는 실질적으로 상기 용기의 전체 길이방향 길이를 따라 연장될 수도 있다.

본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 “길이방향(longitudinal)”은 상기 용기, 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치의 하류 또는 근위 말단과 대향하는 상류 또는 원위 말단 사이의 방향을 설명하는 데에 사용되고, 용어 “가로방향(transverse)”은 상기 길이방향에 수직인 방향을 설명하는 데에 사용된다. 용어 "반경방향(radial)"은 상기 용기, 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치의 길이방향 축으로부터 멀리 연장되어 있는 방향을 설명하는데 사용된다.

용기는 추가부, 및 제1 구획부와 추가부 사이, 또는 제2 구획부와 추가부 사이에 배열되어 있는 추가 이송부를 더 포함할 수도 있다. 상기 추가부는, 필터부; 향미부; 에어로졸 혼합 챔버부; 및 에어로졸 냉각부를 포함한, 임의의 적절한 기능부일 수도 있다.

상기 추가부는 마우스피스를 포함할 수도 있다. 상기 마우스피스는 용기의 하류 말단에서 밀봉될 수도 있다. 상기 마우스피스는 임의의 적합한 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.

바람직하게는, 상기 용기는 니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 밀봉된 구획부, 전달 강화 화합물을 포함하고 있는 제2 밀봉된 구획부, 2개의 이송부, 및 필터부를 포함하고 있다.

이해되는 바와 같이, 상기 추가 구획부들, 또는 혼합 챔버 등과 같은 부분들이 제공될 수 있다.

본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 ‘상류’, ‘하류’ 및 ‘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.

용기의 상류 및 하류 말단은 사용자가 용기의 근위 또는 마우스 말단을 흡인할 때에 기류에 대하여 정의된다. 공기는 원위 또는 상류 말단에서 에어로졸 발생 물품 내로 흡인되고, 에어로졸 발생 물품을 통해 하류로 통과하고, 근위 또는 하류 말단에서 에어로졸 발생 물품을 빠져 나간다.

제1 구획부는 관형 다공성 요소를 포함하고 있을 수도 있다. 니코틴 공급원은 관형 다공성 요소에 수착되어 있을 수도 있다.

제2 구획부는 관형 다공성 요소를 포함하고 있을 수도 있다. 바람직하게는 상기 전달 강화 화합물은 관형 다공성 요소 상에 수착되어 있다.

본원에서 사용하는 바와 같이, "수착"(sorbed)은, 전달 강화 화합물, 또는 휘발성 액체가 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 요소는 바람직하게는 약 5 mm와 약 20 mm 사이, 보다 바람직하게는 약 8 mm와 약 12 mm 사이의 길이방향 길이를 가지고, 바람직하게는 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 제2 구획부는 바람직하게는, 약 5mm와 약 50mm 사이, 더욱 바람직하게는 약 20mm와 약 40mm 사이의 길이방향 길이를 가진다. 상기 제2 구획부는 약 35mm의 길이방향 길이를 가진다.

상기 제1 구획부 및 제2 구획부의 부피는 동일하거나 상이할 수도 있다. 상기 제1 구획부의 부피는 상기 제2 구획부의 부피보다 크다.

[제1 구획부에 포함된 니코틴] 대 [제2 구획부에 포함된 전달 강화 화합물]의 몰비는 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 더욱 바람직하게는 2:1 내지 1:2로 포함된다.

[제1 구획부에 포함된 니코틴] 대 [제2 구획부에 포함된 유기 산]의 몰비는 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 더욱 바람직하게는 2:1 내지 1:2로 포함된다.

[제1 구획부에 포함된 니코틴] 대 [제2 구획부에 포함된 락트산]의 몰비는 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 더욱 바람직하게는 2:1 내지 1:2로 포함된다.

제1 구획부는 니코틴 공급원을 포함하고 있다. 이와 같이, 상기 니코틴 공급원은 니코틴, 니코틴 염기, 니코틴 염 또는 니코틴 유도체 중 하나 이상을 포함하고 있는 것이 바람직하다.

니코틴 공급원은 천연 니코틴 또는 합성 니코틴을 포함할 수 있다. 상기 니코틴 공급원은, 니코틴 염기, 니코틴 염, 예컨대, 니코틴-HCl, 니코틴-중주석산염(bitartrate), 또는 니코틴-주석산염(tartrate), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다.

니코틴 공급원은 전해질 형성 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 전해질 형성 화합물은 알칼리 금속 수산화물들, 알칼리 금속 산화물들, 알칼리토금속 산화물들, 수산화 나트륨(NaOH), 수산화 칼슘(Ca(OH)₂), 수산화칼륨(KOH) 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수도 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 니코틴 공급원은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 천연 향미제, 인공 향미제 및 항산화제를 포함하고 있는 다른 성분을 더 포함하고 있을 수도 있다.

바람직하게는, 상기 제1 구획부는 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 염기, 니코틴 염, 예를 들면 니코틴-HCl, 니코틴-중주석산염(bitartrate), 또는 니코틴-주석산염(tartrate)의 수용액 및 전해질 형성 화합물을 포함하고 있을 수도 있다.

바람직하게는 상기 제1 구획부는 휘발성 액체 니코틴 공급원을 포함하고 있다.

상기 제2 구획부는 바람직하게는 휘발성 전달 강화 화합물을 포함하고 있다. 본원에서 사용하는 바와 같이, “휘발성(volatile)”이란, 상기 전달 강화 화합물이 적어도 약 20 Pa의 증기압을 갖는 것을 의미한다. 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 강화 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.

상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 20 Pa 내지 약 400 Pa, 더욱 바람직하게는 약 20 Pa 내지 약 300 Pa, 더욱 더 바람직하게는 약 20 Pa 내지 약 275 Pa, 가장 바람직하게는 약 20 Pa 내지 약 250 Pa의 증기압을 가질 수도 있다.

상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 50 Pa 내지 약 400 Pa, 더욱 바람직하게는 약 50 Pa 내지 약 300 Pa, 더욱 더 바람직하게는 약 50 Pa 내지 약 275 Pa, 가장 바람직하게는 약 50 Pa 내지 약 250 Pa의 증기압을 가질 수도 있다.

상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 75 Pa 내지 약 400 Pa, 더욱 바람직하게는 약 75 Pa 내지 약 300 Pa, 더욱 더 바람직하게는 약 75 Pa 내지 약 275 Pa, 가장 바람직하게는 약 75 Pa 내지 약 250 Pa의 증기압을 가질 수도 있다.

휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 100 Pa 내지 약 400 Pa, 더욱 바람직하게는 약 100 Pa 내지 약 300 Pa, 더욱 더 바람직하게는 약 100 Pa 내지 약 275 Pa, 가장 바람직하게는 약 100 Pa 내지 약 250 Pa의 증기압을 가질 수도 있다.

휘발성 전달 강화 화합물은 하나의 화합물을 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 화합물을 포함하고 있을 수도 있다.

상기 휘발성 전달 강화 화합물이 둘 이상의 상이한 화합물을 포함하고 있는 경우, 상기 둘 이상의 상이한 화합물은 조합 상태에서 25℃에서 적어도 약 20 Pa의 증기압을 가진다.

바람직하게는, 휘발성 전달 강화 화합물은 휘발성 액체이다.

상기 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 액체 화합물의 혼합물을 포함하고 있을 수도 있다.

휘발성 전달 강화 화합물은 하나 이상의 화합물의 수용액을 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로, 휘발성 전달 강화 화합물은 하나 이상의 화합물의 비수용액을 포함하고 있을 수도 있다.

휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 휘발성 화합물을 포함하고 있을 수도 있다. 예를 들어, 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 휘발성 액체 화합물의 혼합물을 포함하고 있을 수도 있다.

대안적으로, 휘발성 전달 강화 화합물은 하나 이상의 비휘발성 화합물 및 하나 이상의 휘발성 화합물을 포함하고 있을 수도 있다. 예를 들어, 휘발성 전달 강화 화합물은 휘발성 용매 중의 하나 이상의 비휘발성 화합물의 용액, 또는 하나 이상의 비휘발성 액체 화합물과 하나 이상의 휘발성 액체 화합물의 혼합물을 포함하고 있을 수도 있다.

상기 전달 강화 화합물은 바람직하게는 산을 포함하고 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 전달 강화 화합물은 20℃에서 적어도 약 5 Pa의 증기압을 갖는 산을 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 산은 20℃에서 니코틴보다 큰 증기압을 가진다.

상기 전달 강화 화합물은 유기산 또는 무기산을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 전달 강화 화합물은 유기산을 포함하고 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 전달 강화 화합물은 카르복실산을 포함하고 있다. 가장 바람직하게는, 상기 카르복실산은 2-옥소산, 또는 락트산을 포함한다. 상기 전달 강화 화합물은 바람직하게는 락트산을 포함하고 있다. 다른 적합한 산은 아스파르트산, 글루탐산, 살리실산, 주석산, 갈산, 레불린산, 아세트산, 말산, 시트르산, 옥살산, 황산, 팔미트산 및 알긴산을 포함한다.

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 있을 수도 있다. 상기 전달 강화 화합물은 피루브산을 포함하고 있을 수도 있다.

상기 관형 다공성 요소는 바람직하게는 그 위에 산이 수착된 수착 요소이다.

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.

제2 구획부가 관형 다공성 요소를 포함하고 있는 경우, 상기 관형 다공성 요소는 다공성 플라스틱 물질, 다공성 중합체 섬유 및 다공성 유리 섬유로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 다공성 물질을 포함할 수도 있다. 상기 하나 이상의 다공성 물질은 모세관 물질일 수도 있고 아닐 수도 있으며 바람직하게는 상기 산에 대하여 불활성이다. 특히 바람직한 다공성 물질 또는 물질들은 상기 산의 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 강화 화합물에 대한 저장소로서 기능한다.

본 발명의 측면에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 상기 시스템은 본 발명의 제1 측면을 참조하여 상술한 바와 같은 용기, 및 상기 용기를 수용하도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있다. 상기 장치는 상기 또는 각 용기를 관통하는 피어싱 부재; 및 용기가 장치 내에 수용될 때 상기 또는 한 구획부를 외부적으로 가열하기 위한, 적어도 하나의 관형 히터를 포함하고 있다.

본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 장치”는 에어로졸 발생 물품, 이 경우에는 본원에서 기재한 용기와 상호작용해서 사용자의 입을 거쳐서 사용자의 폐 속으로 직접 흡입될 수 있는 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 발생 장치를 의미한다.

용기가 2개의 구획부를 포함하고 있는 경우, 구획부는 직렬로 배열될 수도 있다. 본원에서 사용하는 바와 같이, “직렬”이란, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부가, 사용 시 상기 용기를 통해 흡인된 공기 흐름이 제1 구획부를 통과하고, 그런 다음 제2 구획부를 통과하도록 용기 내부에 배열되는 것을 의미한다. 바람직하게 상기 용기를 통해 흡인된 공기는 제1 구획부를 통과하고, 그런 다음 제2 구획부를 통과한다. 니코틴 증기는 제1 구획부 내의 니코틴 공급원으로부터 상기 용기를 통해 흡인된 공기 흐름 내로 방출되고, 전달 강화 화합물 증기는 제2 구획부 내의 전달 강화 화합물로부터 방출된다. 상기 전달 강화 화합물 증기가 상기 니코틴 증기와 기체상으로 반응하여 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다.

용기가 2개의 구획부를 포함하고 있는 경우, 구획부는 병렬로 배열될 수도 있다.

상기 에어로졸 발생 장치는 바람직하게 적어도 하나의 공기 유입부를 포함하고 있다. 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. 바람직하게, 공기 유출부는 용기의 하류 말단에 제공되고 있다.

바람직하게는, 상기 제1 구획부와 제2 구획부는 각 말단에서 취성 배리어를 포함하고 있다. 상기 취성 배리어는 용기가 사용자에 의해서 에어로졸 발생 장치 속으로 삽입될 때 상기 배리어가 상기 피어싱 부재에 의해 피어싱될 수 있도록 구성되어 있다.

바람직하게 상기 에어로졸 발생 장치의 외부 하우징은 상기 용기를 수신하도록 구성되어 있는 공동을 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 공동은 상기 세장형 피어싱 부재의 길이방향 길이 보다 큰 길이방향 길이를 가진다. 이런 방식으로, 상기 피어싱 부재의 피어싱부는 노출되지 않았거나, 사용자가 접근 가능하지 않다.

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 공동에 수신될 용기의 가로방향 단면과 실질적으로 동일한 형상의 가로방향 단면을 가진다.

상기 장치는 상기 용기가 상기 장치에 수용될 때 상기 제2 구획부를 외부적으로 가열하기 위한 제2 관형 히터를 더 포함할 수도 있다.

상기 에어로졸 발생 시스템은 적어도 하나의 히터(존재하는 경우)에 전력을 제공하기 위한 전원, 및 제어 회로를 더 포함하고 있을 수도 있다. 상기 제어 회로는 바람직하게는 상기 적어도 하나의 히터에 대한 전원 공급을 제어해서 전달 강화 화합물과 니코틴 공급원이 에어로졸을 발생할 수 있도록 충분히 휘발되도록 구성되어 있다.

사용시, 니코틴은 통상적으로 이송부 또는 제2 구획부 중 어느 하나에서, 기체상으로 산과 반응하여 에어로졸화된 니코틴 염 입자를 형성한다.

상기 에어로졸 발생 시스템은 또한 에어로졸 전달 시스템으로 간주될 수 있음이 이해될 것이다. 다시 말해, 상기 에어로졸 발생 시스템은 니코틴 제제와 같은 니코틴 공급원, 및 피루브산 또는 락트산과 같은 전달 강화 화합물을 위한 수단을 제공하여 에어로졸을 혼합하고 발생시키지만, 에어로졸을 활발하게 발생시키지는 않는다.

용기가 필터부를 포함하고 있는 경우, 필터부는 필터부를 통해 흡인된 에어로졸화된 니코틴 염 입자와 혼합된 임의의 미반응된 산의 적어도 일부를 제거할 수 있는 여과 물질을 포함할 수도 있다. 여과 물질은 활성탄과 같은 흡착제를 포함하고 있을 수도 있다.

임의의 수의 인자들이 니코틴 염 입자들의 형성에 영향을 미치는 것이 인정될 것이다. 일반적으로, 니코틴 전달을 제어하기 위해서는 니코틴 제제 및 산의 증발을 제어하는 것이 중요하다. 또한, 상기 니코틴 및 상기 산의 상대 정량을 제어하는 것도 중요하다. 바람직하게, 상기 에어로졸 형성실 내의 니코틴에 대한 산의 몰비(molar ratio)는 약 1:1이다. 전달 강화 화합물로서 산을 사용하면 증발기에 공급된 등가 전력에서 사용자에 대한 니코틴의 전달율이 대략 2배임을 발견하였다.

상기 산의 증발은 상기 제1 구획부 내의 산의 농도에 의해, 그리고 상기 제2 구획부 내의 산의 교환 표면적에 의해 제어된다. 상기 산의 증발은 상기 용기의 제2 구획부를 가열하거나, 주위 공기가 상기 제2 구획부를 통과하기 전에 상기 장치를 통해 흡인된 주위 공기를 가열해서 제어될 수도 있다.

바람직하게는, 용기는 실질적으로 원통형이다. 상기 용기는 임의의 적절한 형상의 가로방향 단면을 가지고 있을 수도 있다. 바람직하게는, 상기 용기는 실질적으로 원형의 가로방향 단면 또는 실질적으로 타원형의 가로방향 단면의 것이다. 보다 바람직하게는, 상기 용기는 실질적으로 원형의 가로방향 단면의 것이다.

바람직하게는, 상기 용기는 상기 에어로졸 발생 장치의 공동과 실질적으로 동일한 형상의 가로방향 단면을 가진다.

상기 용기는, 궐련, 엽궐련, 가는 엽궐련 또는 파이프, 또는 궐련 팩과 같은 담배 흡연 물품의 형상 및 치수를 모방할 수도 있다. 바람직하게, 상기 하우징은 궐련의 형상 및 치수들을 모방한다.

상기 에어로졸 발생 장치 및 상기 용기는 맞물렸을 때에 함께 해제 가능하게 잠그도록 배열될 수 있다.

상기 장치의 외부 하우징은 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수도 있다. 적절한 물질들의 예들은 이에 한정되지는 않지만, 금속, 합금, 플라스틱 또는 하나 이상의 그러한 물질을 함유하는 복합 물질을 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 외부 하우징은 경량이고 비취성(non-brittle)이다.

상기 에어로졸 발생 시스템 및 장치는 휴대용인 것이 바람직하다. 상기 에어로졸 발생 시스템은 엽궐련 또는 궐련과 같은 통상의 흡연 물품에 필적한 크기 및 형상을 가질 수도 있다.

본 발명의 추가 측면에서, 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 상기 시스템은 본 발명의 제2 측면을 참조하여 상술한 바와 같은 용기, 및 상기 용기를 수용하도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있다. 상기 장치는 상기 용기를 수용하기 위한 공동; 및 상기 적어도 하나의 전기 히터에 전력을 제공하기 위한 전력 공급부를 포함하고 있다.

상기 장치는 바람직하게는 용기 상에 제공된 대응하는 전기 접촉부와 결합하기 위해, 공동 내부에, 전기 접촉부를 포함하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 하나의 측면에서의 임의의 특징은 임의의 적절한 조합으로 본 발명의 다른 측면들에 적용될 수도 있다. 특히, 방법 측면들은 장치 측면들에 적용될 수도 있고, 그 반대일 수도 있다. 또한, 하나의 측면에서의 어느 하나, 일부 및/또는 모든 특징은 임의의 적절한 조합으로, 임의의 다른 측면에서의 어느 하나, 일부 및/또는 모든 특징에 적용될 수도 있다.

또한, 본 발명의 임의의 측면들에서 설명되고 정의된 다양한 특징들의 조합이 구현될 수 있고 그리고/또는 공급될 수 있고 그리고/또는 독립적으로 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이다:

도 1은 에어로졸 발생 장치에서 사용하기 위한 용기(100)의 단면도를 보여주고 있다. 용기(100)는 중공 관형 구획부(102), 구획부의 제1 말단에서 제공된 제1 밀봉부(104) 및 구획부의 제2 말단에서 제공된 제2 밀봉부(106)를 포함하고 있다. 용기의 중공형 내부(108)는 액체 화합물 공급원, 특히 휘발성 액체 니코틴 공급원을 포함하고 있다.

중공의 관형 구획부(102)는 초-고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)으로 형성되어 있다. 예시된 바와 같이, 비례하지 않고, 도 1에서, UHMWPE의 중합체 사슬 골격(110)은 실질적으로 반경방향으로 정렬되어 있다. 제1 밀봉부(104) 및 제2 밀봉부(106)는 또한 UHMWPE로 형성되어 있다. UHMWPE의 중합체 사슬 골격(112)은 길이방향으로 실질적으로 정렬되어 있다.

중합체 사슬 골격의 정렬은 [중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성] 대 [중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성]의 비가 약 2보다 큰 결과를 낳는다.

상기 구획부를 형성하는데 사용되는 UHMWPE 물질은 액체 화합물 공급원의 임의의 감성을 감소시키거나 제거하며, 이는 종래 기술의 알루미늄 구획부들이 촉매로서 작용할 때에 달리 생길 수도 있다. UHMWPE의 사용은 또한 산소, 수분 및 UV 광에 대한 양호한 배리어를 유지하며, 이들 모두는 구획부 내용물의 감성을 야기할 수도 있다.

중합체 사슬 골격이 실질적으로 하나의 요구되는 방향으로 정렬되도록 보장하기 위해, 물질은 연신 공정을 사용하여 제조된다. 이러한 공정은 단결정 섬유에 근사한 물질이지만, 벌크 물질을 생성할 수도 있다. 하나의 이러한 공정에서, 벌크 물질은 제1 온도에서 겔로부터 제조된 다음, 제2 온도에서 제어된 장력 하에 연신된다. 제1 온도는 120℃일 수도 있고, 제2 온도는 90℃일 수도 있다. UHMWPE의 열 전도성은 제조하는 동안 연신 비를 제어하여 제어될 수 있다. 열 전도성은 연신 비에 따라 증가하며, 이는 연신 비가 증가하면서 연신 방향으로 정렬된 중합체 사슬 골격의 비율이 증가하기 때문이다. 따라서, 벌크 물질의 열 전도성은 이상적인 단결정의 열 전도성에 접근한다. 중합체 물질에 대한 제조 공정의 일 실시예가 도 5를 참조하여 아래에서 추가로 상세하게 설명한다.

구획부(102)의 관형 요소들은 시트 물질로부터 관을 형성하기 위한 임의의 적합한 공지된 방법, 특히 종이 기재 시트 물질로부터 관을 형성하기 위한 방법들에 의해 형성될 수도 있다. 실제로, 용기의 적어도 하나의 이점은, 종래 기술의 금속 용기들을 형성하기 위한 방법들보다도 덜 복잡하고 저렴한 공지된 방법을 사용하여 형성될 수 있다는 것이다.

하나의 실시예에서, 관형 요소들은 세장형의 적층체 물질을 맨드릴(mandrel) 상에 나선형으로 감아서 형성되어 있고, 상기 세장형의 시트 물질의 긴 변들이 서로 접경하고 있다. 이와 같이, 중공관은 무한 길이로 형성될 수도 있다. 관이 형성되면, 관은 구획부들에 대해 필요한 길이로 절단된다.

도 2는 도 1을 참조하여 기재된 2개의 용기(202, 204)를 포함하는 에어로졸 발생 물품(200)의 개략도를 보여주고 있다. 또한, 에어로졸 발생 물품(200)은 제1 이송부(206), 제2 이송부(208) 및 필터부(210)를 포함하고 있다. 제1 용기(202), 제2 용기(204), 제1 이송부(206), 제2 이송부(208) 및 필터부(210)는 외부 래퍼(212)에 의해 함께 결합된다.

각 이송부(206, 208)는 중공 관으로 형성되어 있다. 제1 이송부(206)는 제1 용기(202)와 제2 용기(204) 간의 길이방향의 접경 관계로 제공되어 있다. 제2 이송부(208)는 제2 용기(204)와 필터부(210) 간의 길이방향의 접경 관계로 제공되어 있다.

제1 용기 및 제2 용기의 각 밀봉부는 취성 배리어이다. 취성 배리어는 각각의 구획부의 말단 면들에 열 밀봉된다.

필터부(210)는 흡연 물품에서 사용하기 위한 임의의 적절한 필터, 예를 들어 토우 필터일 수도 있다.

에어로졸 발생 물품(200)의 제1 용기(202)는 니코틴 공급원을 포함하고 있으며, 제2 구획부(204)는 전달 강화 화합물, 특히 피루브산 또는 락트산 중 어느 것을 포함하는 휘발성 액체 전달 강화 화합물을 포함한다.

도 3은 에어로졸 발생 시스템(300)의 단면도를 보여주고 있다. 시스템(300)은 에어로졸 발생 장치(302) 및 상술한 바와 같은 에어로졸 발생 물품(200)을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치(302)는 에어로졸 발생 물품(200)을 수용하도록 구성되어 있는 세장형의 원통형 공동을 갖는 외부 하우징을 포함하고 있다. 공동의 길이방향 길이는 에어로졸 발생 물품의 근위, 또는 하류 말단이 마우스피스로부터 돌출하도록 용기의 길이보다 짧다.

장치(302)는 피어싱 부재(304)를 더 포함하고 있다. 피어싱 부재는 에어로졸 발생 장치의 공동 내부에 중심적으로 위치하고 공동의 길이방향 축을 따라 연장되어 있다. 한 말단에서, 피어싱 부재는 원형 바닥을 갖는 원뿔체 형태의 피어싱부를 포함하고 있다. 피어싱 부재는 샤프트부를 더 포함하고 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(200)이 에어로졸 발생 장치 내에 수용될 때, 피어싱 부재는 제1 구획부 및 제2 구획부의 취성 배리어를 관통하도록 구성되어 있다.

공기 유입부들(미도시함)이 에어로졸 발생 장치(302)의 상류 말단에 제공되어 있다. 공기 유출부들(미도시함)이 에어로졸 발생 물품(200)의 근위, 하류 말단에 제공되어 있다.

사용시, 사용자는 에어로졸 발생 장치 내로 그것을 삽입하기 위해 에어로졸 발생 물품에 길이방향 힘을 가하고 피어싱 부재(304)로 취성 배리어를 관통시킨다. 피어싱 부재(304)는 제1 구획부 및 제2 구획부의 취성 배리어를 파괴하고 피어싱부의 최대 직경과 대략 같은 직경을 갖는, 밀봉부 내에 구멍을 생성한다. 피어싱부의 최대 직경은 피어싱부를 형성하는 원뿔체의 바닥 원(base circle)의 직경이다.

이와 같이, 기류 경로가 피어싱 부재(304)의 샤프트 주위의 공기 유입부(미도시함)로부터, 제1 구획부를 통해, 이송부를 통해, 제2 구획부를 통해, 제2 이송부를 통해, 연장되면서 생성되고, 필터부를 통해 빠져 나간다.

사용시, 휘발성 액체 니코틴 공급원으로부터 방출된 휘발성 액체 니코틴 증기는 그것이 제1 구획부를 통과할 때 기류 내로 연행된다. 그런 다음, 공기는 이송부를 통과하고 나서, 제2 구획부를 통과하며, 이때 사용자가 에어로졸 발생 물품(200)의 하류 말단을 흡인함에 따라 휘발성 전달 강화 화합물이 기류 내로 연행된다.

전달 강화 화합물 증기는 기체상으로 니코틴 증기와 반응하여, 에어로졸 발생 물품(200)의 근위, 하류 말단을 통해 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다.

상기 에어로졸 발생 장치(302)는 전력 공급부(306), 제어 회로(308), 및 전기 히터(310)를 더 포함하고 있다. 상기 제어 회로(308)는 전력 공급부(306)로부터 상기 전기 히터(310)로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 전기 히터(310)는 제1 구획부에 인접하여 도시되어 있으며, 휘발성 액체 니코틴 공급원의 온도를 증가시켜 니코틴 증기와 전달 강화 화합물 증기의 몰비가 실질적으로 완전 반응을 보장하는 비율로 니코틴을 휘발시키는 데 사용된다. 일 실시예에서, 전달 강화 화합물이 락트산인 경우, 니코틴과 전달 강화 화합물의 몰비는 1:1이다.

대안적으로, 또는 추가적으로, 전기 히터가 제2 구획부에 인접하여 제공될 수도 있다. 제어 회로는 제2 구획부를 제1 구획부와 상이한 온도로 가열하도록 구성되어 있을 수도 있다.

도 1과 관련하여 상술한 바와 같이, 중공 관형 구획부(102)의 중합체 사슬 골격(110)이 반경방향으로 실질적으로 정렬되어 있다. 이러한 물질로 관형 구획부를 제조하는 것은 중합체 사슬 골격이 실질적으로 무작위로 배향된 경우 UHMWPE에 비해 열 전도성을 상당히 증가시킨다. 따라서 중합체 사슬 골격이 미터 캘빈 당 약 100 W (W/(m·K)) 내지 미터 캘빈 당 약 150 W (W/(m·K))로 실질적으로 무작위로 배향된 경우 열 전도성은 미터 캘빈 당 약 0.4 W (W/(m·K))에서 미터 캘빈 당 약 0.6 W (W/(m·K))로 증가된다. 비교하여, 알루미늄으로 제조된 종래 기술의 용기의 열 전도성은 미터 캘빈 당 약 200 W (W/(m·K))이다. 따라서, UHMWPE의 사용은 열 전도성 측면에서 가능하지만, 특히 액체가 피루브산 또는 락트산인 경우, 용기에 저장된 액체 화합물의 임의의 감성을 감소시키거나 제거하는 이점을 제공한다는 것을 알 수 있다.

에어로졸 발생 장치 용 교체형 카트리지 형태의, 대안적인 에어로졸 발생 물품(400)이 도 4에 도시되어 있다. 에어로졸 발생 물품(400)은 액체 니코틴 공급원을 포함하고 있는 용기(402), 모세관 심지(404), 전기 히터(406), 및 에어로졸 형성실(408)을 포함하고 있다. 물품(400)은 공기 유입부(410) 및 공기 유출부(412)를 더 포함하고 있다. 용기(402)는 도 1을 참조하여 상술한 것과 유사하며, UHMWPE으로 형성되어 있다. 그러나, 이 대안에서, 중합체 사슬 골격은 용기의 길이방향으로 정렬되어 있다. 다시, 관형 구획부의 말단들은 밀봉되어 있다.

물품(400)을 수용하도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부, 제어 회로 및 물품을 수용하기 위한 공동을 포함하고 있다. 사용시, 사용자는 전원 버튼을 사용하거나, 또는 물품(400)의 하류 말단을 흡인해서 퍼프 센서를 작동시키면서 장치를 작동시킨다. 그런 다음 전력 공급부는 전기 히터에 전력을 공급하여 모세관 심지의 히터에 인접한 액체 니코틴을 에어로졸화한다.

길이방향을 따라 실질적으로 정렬된 중합체 사슬 골격을 갖는 UHMWPE으로 형성된 구획부를 제공하는 것은 더 효과적으로 구획부를 따라 열을 전도하여, 구획부 내부에 액체를 예열함으로써 전기 히터로부터 소산된 열의 회수를 가능하게 한다.

상술한 바와 같이, 도 5는 단위 중량 당 열 전도성이 길이방향의 열 전도성 보다 큰 반경방향의 중합체 물질의 제조 공정의 일 실시예를 보여주고 있다.

도 5a는 한 방향으로 실질적으로 정렬된 중합체 사슬 골격을 갖는 중합체 물질의 시트를 형성하는데 사용되는 압출 공정을 보여주고 있다. 탱크(500)는 다이(502)를 통해 압출되어 시트 물질(504)을 형성하는, 중합체 물질의 겔을 포함하고 있다. 그런 다음, 장력(506)이 시트 물질에 적용되어 중합체 사슬 골격을 더 정렬시킨다.

도 5b 및 도 5c는 시트 물질(504)이 접힘선(508a, 508b 및 508c)을 따라 교대로 접히는 제조 공정의 다음 단계를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 접힘선은 정렬된 중합체 사슬 골격에 실질적으로 수직이다. 따라서, 시트 물질은 아코디언 접힘을 사용하여 접힌다. 시트 물질이 접혔다면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 압력 및 열(510)을 적용해서 물질을 블록(512) 내에 융합시킨다.

그런 다음 블록(512)은 예를 들어 선(514)을 따라 얇은 시트로 절단된다. 이 공정은 도 5d에 도시된 바와 같이, 시트의 평면의 법선(n)에 실질적으로 수직으로 정렬된 중합체 사슬 골격을 갖는 중합체 물질의 시트를 형성한다.

얇은 시트 물질은 상술한 바와 같이, 그리고 도 5e에 도시된 바와 같이 임의의 적절한 방식으로 중공 관(516)으로 형성된다. 따라서 중공 관은 반경방향으로 정렬된 중합체 사슬 골격을 갖는다.

100: 용기
102: 준공 관형 구획부
104: 제1 밀봉부
106: 제2 밀봉부
108: 중공형 내부
110: 중합체 사슬 골격
112: 중합체 사슬 골격
200: 에어로졸 발생 물품
202, 204: 용기
206: 제1 이송부
208: 제2 이송부
210: 필터부
212: 외부 래퍼
300: 에어로졸 발생 시스템
302: 에어로졸 발생 장치
304: 피어싱 부재
306: 전력 공급부
308: 제어 회로
310: 전기 히터
400: 에어로졸 발생 물품
402: 용기
404: 모세관 심지
406: 전기 히터
408: 에어로졸 형성실
410: 공기 유입부
412: 공기 유출부
500: 탱크
502: 다이
504: 시트 물질
506: 장력
508: 접힘선
510: 열
512: 블록
514: 선
516: 중공 관

Claims

에어로졸 발생 장치를 위한 용기로서,
액체 화합물 공급원을 포함하고, 중합체 물질로 형성되어 있는, 관형 구획부; 및
상기 관형 구획부를 밀봉하기 위한, 중합체 물질로 형성되어 있는, 적어도 하나의 밀봉부를 포함하고,
여기서 [상기 중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성] 대 [상기 중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성] 의 비는 2 보다 큰, 용기.
제1항에 있어서, 상기 반경방향으로, 상기 중합체 물질의 열 전도성은 90 W/(m·K)와 115 W/(m·K) 사이인, 용기.
에어로졸 발생 장치를 위한 용기로서,
액체 화합물 공급원을 포함하고, 중합체 물질로 형성되어 있는, 관형 구획부;
상기 관형 구획부 내로 연장되어 있는 모세관 심지; 및
상기 모세관 심지에 인접하여 위치하는 적어도 하나의 전기 히터를 포함하고,
여기서 [상기 중합체 물질의 길이방향의 단위 중량 당 열 전도성] 대 [상기 중합체 물질의 반경방향의 단위 중량 당 열 전도성] 의 비는 2 보다 위인, 용기.
제3항에 있어서, 상기 길이방향으로, 상기 중합체 물질의 열 전도성은 90 W/(m·K)와 115 W/(m·K) 사이인, 용기.
제3항에 있어서, 상기 관형 구획부를 밀봉하기 위한, 중합체 물질로 형성되어 있는, 적어도 하나의 밀봉부를 더 포함하는, 용기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 구획부는 상기 중합체 물질과 적어도 하나의 금속 물질 층을 포함하는 적층체 물질로 형성되어 있는, 용기.
제6항에 있어서, 상기 중합체 물질은 상기 관형 구획부의 내부 표면을 형성하는, 용기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질은 초-고분자량 폴리에틸렌인, 용기.
제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부는 열 밀봉; 및 유도 용접 중 한 가지를 이용하여 상기 관형 구획부에 밀봉되어 있는, 용기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 화합물 공급원은 니코틴 공급원을 포함하는, 용기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 액체 화합물 공급원을 포함하고, 중합체 물질로 형성되어 있는, 제2 관형 구획부;
상기 제2 관형 구획부를 밀봉하기 위한, 중합체 물질로 형성되어 있는, 적어도 하나의 제2 밀봉부; 및
상기 관형 구획부와 상기 제2 관형 구획부 사이에 길이방향으로 배열되어 있는, 중공형 이송부를 더 포함하는, 용기.
제11항에 있어서, 제2 관형 구획부는 2 보다 큰 [반경방향의 단위 중량 당 열 전도성] 대 [길이방향의 단위 중량 당 열 전도성] 의 비를 갖는 중합체 물질로 형성되어 있는, 용기.
제11항에 있어서, 제2 관형 구획부는 2 보다 큰 [길이방향의 단위 중량 당 열 전도성] 대 [반경방향의 단위 중량 당 열 전도성] 의 비를 갖는 중합체 물질로 형성되어 있는, 용기.
제11항에 있어서, 상기 제2 액체 화합물 공급원은 피루브산; 및 락트산 중 하나인 전달 강화 화합물을 포함하는, 용기.
에어로졸 발생 시스템으로서,
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따른 용기; 및
상기 용기를 수용하도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 장치를 포함하되, 상기 장치는
상기 용기를 관통하는 피어싱 부재; 및
상기 용기가 상기 에어로졸 발생 장치 내에 수용될 때 상기 관형 구획부를 외부적으로 가열하기 위한, 적어도 하나의 관형 히터를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.