KR102565579B1 - 적응성 있는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents

적응성 있는 에어로졸 발생 시스템 Download PDF

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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

카트리지(200) 및 에어로졸 발생 장치(100)를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템(10)이 제공되어 있다. 카트리지는 기재 구획부(208, 212) 및 히터 공동(216)을 정의하고 있는 카트리지 바디(202); 기재 구획부 내에 위치된 에어로졸 형성 기재(210, 214)를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지 바디의 적어도 일부분을 수용하기 위한 장치 공동(104)을 정의하고 있는 하우징(102); 장치 공동 내에 위치된 세장형 전기 히터(106); 및 세장형 전기 히터 위로 고정되어서 전기 히터가 그의 길이의 적어도 일부를 따라 열 전도성 외피 내에 실질적으로 에워싸이게 되는 열 전도성 외피(112)를 포함하고 있다. 열 전도성 외피 및 전기 히터는 카트리지가 장치 공동에 수용될 때 카트리지의 히터 공동 내로 연장되도록 구성되어 있어서, 사용시, 카트리지의 기재 구획부가 열 전도성 외피를 통해 전기 히터에 의해 가열된다.

Description

적응성 있는 에어로졸 발생 시스템
본 발명은 에어로졸 형성 기재를 담고 있는 카트리지, 및 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 기재 구획부 및 히터 공동을 정의하고 있는 카트리지 바디를 갖는 카트리지, 및 카트리지 바디의 적어도 일부분을 수용하기 위한 장치 공동을 갖는 에어로졸 발생 장치; 장치 공동에 위치하고 있고 카트리지가 장치 공동에 수용될 때 히터 공동 내로 연장되도록 구성되어 있는, 세장형 전기 히터를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 시스템에서 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치, 및 에어로졸 발생 시스템용 키트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 카트리지와 사용하기 위해 에어로졸 발생 장치를 적응시켜서 이러한 에어로졸 발생 시스템을 형성하는 방법에 관한 것이다.
공지된 핸드헬드 에어로졸 발생 시스템은, 통상적으로 배터리를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치, 제어 전자 장치, 및 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 전기 히터, 예컨대 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하도록 특별히 설계된 카트리지를 포함하고 있다. 일부 실시예에서, 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. 대안적인 에어로졸 발생 시스템에서, 에어로졸 발생 물품은 느슨한 담배와 같은 에어로졸 형성 기재를 함유하고 있는 캡슐, 또는 액체 에어로졸 형성 기재를 함유하고 있는 액체 저장부를 포함할 수 있다.
또 다른 대안적인 에어로졸 발생 시스템에서, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재가 니코틴 공급원 및 산 공급원을 포함하고 있는 카트리지를 포함할 수 있다. 사용 시, 니코틴 및 산은 기상(gas phase)으로 서로 반응하여, 사용자가 흡입하는 니코틴 염 입자들의 에어로졸을 형성한다. 니코틴 공급원 및 휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 포함하고 있는, 사용자에게 니코틴을 전달하기 위한 장치가 알려져 있다. 예를 들어, WO 2008/121610 A1은 니코틴 및 피루브산과 같은 산이 기체상에서 서로 반응하여 사용자에 의해 흡입되는 니코틴 염 입자의 에어로졸을 형성하는 장치를 개시한다.
기재 구획부 및 히터 공동을 정의하고 있는 카트리지 바디를 갖는 카트리지, 및 상기 카트리지의 히터 공동 내로 연장되도록 구성되어 있는 세장형 전기 히터를 갖는 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템이 공지되어 있다. 전기 히터와 히터 공동의 치수의 차이는 전기 히터로부터 카트리지로의 열 전달을 방해할 수 있다. 이러한 차이, 또는 전기 히터의 구조는 또한 카트리지 상의 과열점(hot spot)의 발생을 초래할 수 있으며, 이는 결과적으로 그 안에 함유된 에어로졸 형성 기재의 불균일한 가열을 초래할 수 있다. 또한, 전기 히터와 카트리지가 적절하게 정렬되고 과도한 힘이 사용되지 않도록 보장하기 위해 주의를 기울이지 않는 한, 기존의 전기 히터는 카트리지의 히터 공동 내로의 삽입 동안에 손상될 수 있다.
카트리지가 전기 히터에 의해 보다 균일하게 가열될 수 있게 하는 카트리지 내의 히터 공동 내로 연장되도록 구성되어 있는 전기 히터를 갖는 카트리지 및 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 히터 공동 내로의 삽입 동안 전기 히터에 대한 손상 위험을 감소시키는 카트리지 내의 히터 공동 내로 연장되도록 구성되어 있는 전기 히터를 갖는 카트리지 및 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 카트리지 및 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 카트리지는 기재 구획부 및 히터 공동을 정의하고 있는 카트리지 바디; 및 기재 구획부 내에 위치된 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지 바디의 적어도 일부분을 수용하기 위한 장치 공동을 정의하고 있는 하우징; 장치 공동 내에 위치된 세장형 전기 히터; 및 세장형 전기 히터 위로 고정되어서 전기 히터가 그의 길이의 적어도 일부를 따라 열 전도성 외피 내에 실질적으로 에워싸이게 되는 열 전도성 외피를 포함하고 있다. 열 전도성 외피 및 전기 히터는 카트리지가 장치 공동에 수용될 때 카트리지의 히터 공동 내로 연장되도록 구성되어 있어서, 사용시, 카트리지의 기재 구획부가 열 전도성 외피를 통해 전기 히터에 의해 가열된다.
유리하게는, 이는 전기 히터로부터 카트리지로의 열 전달의 효율을 개선할 수 있다. 외피는 또한 전기 히터 단독의 경우보다 넓은 표면적에 걸쳐 전기 히터로부터 열을 확산시키도록 작용할 수 있으며, 이는 카트리지 상의 과열점의 발생을 감소시킬 수 있고, 에어로졸 형성 기재의 더욱 균일한 또는 균질화된 가열을 허용한다. 이는 더욱 일정한 에어로졸 전달을 초래할 수 있다. 또한, 외피는 장치 공동 내로의 카트리지의 삽입 동안에 전기 히터에 대한 손상 위험을 감소시키도록 전기 히터 위의 보호성 외피로 작용할 수 있다. 이는, 전기 히터로 가능할 수 있는 것보다 더 단단하거나, 더 강하거나, 더 단단하고 더 강한 물질로부터 외피를 형성하여 향상될 수 있다.
또한, 외피를 사용하여, 장치의 가열 성능은 전기 히터 또는 장치 자체를 재설계할 필요 없이 주어진 카트리지에 맞게 조정될 수 있다. 이는, 사용되는 외피의 기하학적 구조가, 예를 들어, 카트리지 내의 히터 공동의 치수 또는 기재 구획부의 위치에 따라, 장치가 사용하고자 하는 카트리지의 구성에 따라 가변될 수 있기 때문이다. 또한 이는, 하부 전기 히터보다 히터 공동의 치수를 더욱 가깝게 따름으로써, 외피는 장치 공동에 카트리지의 적절한 배치를 위한 가이드로서 작용할 수 있기 때문에, 카트리지가 장치 공동 내로 삽입될 수 있는 용이성을 또한 개선할 수 있다. 외피는 또한 카트리지 내의 히터 공동의 크기가 주어진 전기 히터 두께에 대해 증가될 수 있게 한다. 이는 얇은 전기 히터가 사용될 때 특히 이점이 있을 수 있는데, 이는 이와 달리 효과적인 열 전달을 위해 요구되는 대응하는 좁은 히터 공동을 갖는 카트리지를 일관되게 제조하기 어려울 수 있기 때문이다.
시스템은 카트리지를 포함하고 있다. 카트리지는 소모성이다. 카트리지 및 에어로졸 발생 장치는 서로 체결되고 협력해서 에어로졸의 원위치 발생을 위한 에어로졸 발생 시스템을 형성하도록 구성되어 있다. 카트리지는 에어로졸 발생 장치에 제거 가능하게 결합될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 ‘제거 가능하게 결합된’은 카트리지와 장치가 상기 장치나 카트리지를 상당히 손상시키지 않고 서로 결합되고 결합 해제될 수 있는 것을 의미하도록 사용된다. 카트리지는 에어로졸 형성 기재가 소모되었을 때 에어로졸 발생 장치로부터 제거될 수 있다. 카트리지는 일회용일 수 있다. 카트리지는 재사용 가능할 수 있다. 카트리지는 에어로졸 형성 기재로 재충전 가능할 수 있다. 카트리지는 에어로졸 발생 장치에서 교체 가능할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 ‘에어로졸 형성 기재’는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 방출될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 장치”는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 카트리지와 상호작용해서 에어로졸을 발생시키는 장치를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “실질적으로 에워싸여 있는”은 외피 내에 실질적으로 에워싸여 있는 전기 히터의 길이의 일부가 전기 히터의 외부 표면적의 적어도 70%, 바람직하게는 그의 외부 면적의 적어도 80%, 보다 바람직하게는 그의 외부 면적의 적어도 90%에 걸쳐 외피에 의해 덮여 있는 것을 의미한다. 이는 전기 히터의 전체 원주 둘레로 연장되어 있는 외피 배열뿐만 아니라, 그의 길이를 따라 또는 그의 원주를 따라 하나 이상의 개구를 갖는 외피, 예를 들어 개방-면 외피의 배열을 포함하고 있다.
소정의 구현예들에서, 열 전도성 외피는 전기 히터의 외부 표면적의 적어도 30%를 덮고 있다. 예를 들어, 열 전도성 외피는 전기 히터의 길이의 약 30%에 걸쳐 전기 히터를 실질적으로 에워쌀 수 있다. 다른 실시예들에서, 열 전도성 외피는 전기 히터의 실질적으로 전체 길이에 걸쳐 연장되어 있을 수 있고, 외피에 의해 덮인 전기 히터의 양을 약 30%로 감소시키는 하나 이상의 창 또는 개구를 포함하고 있다. 열 전도성 외피가 전기 히터의 외부 표면적의 적어도 30%를 덮고 있는 경우, 열 전도성 외피는 전기 히터의 길이의 약 30%로부터 전기 히터의 길이의 100%까지 어디에서나 연장될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 열 전도성 외피가 하나 이상의 창 또는 개구를 포함하고 있는 경우, 하나 이상의 창 또는 개구는 바람직하게는 열 전도성 외피의 원위 부분에, 예를 들어 열 전도성 외피의 원위 말단을 향하여 위치하고 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 창 또는 개구는 열 전도성 외피의 근위 말단을 향해서 전기 히터와 카트리지 사이에 양호한 열 접촉을 보장하는 동안에 요구되는 열 전도성 물질의 양을 감소시킬 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “열 전도성 외피”는 적어도 40 W/m.K, 바람직하게는 또는 적어도 100 W/m.K의 열 전도율을 갖는 외피를 지칭한다. 달리 언급하지 않는 한, 본원에서 지칭되는 열 전도율 값은 ASTM C1114-00에 따라 측정된 열 전도율 값이다.
외피는 하나 이상의 중간 구성요소를 통해 전기 히터에 열적으로 결합될 수 있다. 바람직하게는, 외피는 외피의 길이의 적어도 일부를 따라 전기 히터와 직접 접촉하고 있다. 외피는 하나 이상의 중간 구성요소를 통해 카트리지에 열적으로 결합될 수 있다. 바람직하게는, 외피는 외피의 길이의 적어도 일부를 따라 카트리지와 직접 접촉하고 있다. 특히 바람직한 구현예들에서, 외피는 외피의 길이의 적어도 일부를 따라 카트리지와 전기 히터 모두와 직접 접촉하고 있다.
외피는 전기 히터의 길이의 적어도 일부를 따라 전기 히터를 실질적으로 에워싸고 있다. 바람직한 구현예들에서, 외피는 카트리지의 히터 공동 내로 연장되도록 구성되어 있는 전기 히터의 일부의 전체 길이를 따라 전기 히터를 실질적으로 에워싸고 있다. 바람직하게는, 전기 히터는 전기 히터의 실질적으로 전체 길이를 따라 열 전도성 외피 내부에 실질적으로 에워싸여 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “전기 히터의 실질적으로 전체 길이를 따라”는 전기 히터 길이의 적어도 80%, 바람직하게는 전기 히터 길이의 적어도 90%, 더욱 바람직하게는 전기 히터 길이의 적어도 95%를 지칭한다.
열 전도성 외피는 전기 히터 위에 영구적으로 고정될 수도 있다. 유리하게는, 열 전도성 외피는 전기 히터 위에 제거 가능하게 고정될 수도 있다. 이러한 배열로, 외피는, 예를 들어, 소정 횟수의 사용 후에, 장치의 나머지 부분과 독립적으로 제거될 수 있고 새로운 외피로 대체될 수 있다. 이는 전기 히터 또는 열 전도성 외피를 세정할 필요 없이 장치의 성능이 유지될 수 있게 한다. 이는 외피가 주어진 카트리지의 요건에 따라 외피로 교환될 수 있게 한다. 예를 들어, 외피는 상이한 치수를 갖거나 다른 물질로 형성된 외피로 대체될 수 있다.
외피는 복수의 구성요소로 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 외피는 함께 결합되는 외피의 2개 이상의 이산된 부위로부터 형성된 것일 수 있다. 바람직하게는, 외피는 단일 열 전도성 구성요소로 형성된 것이다.
바람직한 구현예들에서, 외피는 구부러지거나 접혀서 모양을 갖게 된 열 전도성 물질의 단일 시트로 형성된 것이다. 이는 간단한 외피 구성 및 제조를 가능하게 한다.
특히 바람직한 구현예들에서, 외피는 단일의 굽힘선을 따라 구부러지거나 접혀서, 그 사이에서 전기 히터가 그 길이의 적어도 일부를 따라 실질적으로 에워싸이게 되는 두 개의 대향하는 외피 벽면을 외피가 포함하게 되는 열 전도성 물질의 시트, 및 상기 단일 굽힘선에 맞은편에 있는 개구를 포함하고 있다. 이는 특히 간단하지만 효과적인 구조를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 개구는 제조 또는 조립 동안에 전기 히터 위에 외피를 배치하는 것을 더 쉽게 할 수 있다.
바람직하게는, 열 전도성 물질의 시트는 탄성이 있고 구부러지거나 접혀서 굽힘선이 스프링 힘을 제공하여 개구에서 떨어져 외피 벽면을 편향시킨다. 이는, 사용자에 의해 또는 제조 동안, 외피가 전기 히터 위로 위치되는 용이성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 열 전도성 물질의 시트는 실질적으로 V-자 형상으로 구부러지거나 접힐 수 있다. 이러한 배열로, 외피 벽면들은 개구에서 떨어져 편향되어 있다. 그런 다음, 외피의 대향 벽면들은 전기 히터 위로 함께 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 전기 히터가 편평한 경우, 외피의 대향 벽면들은 전기 히터 위로 함께 폐쇄되어 외피 벽면들이 평행하게 된다.
외피는 실질적으로 매끄러운 외부 표면을 가질 수 있다. 이는 외피를 카트리지의 히터 공동 내로 삽입하는 데 필요한 삽입력을 감소시킬 수 있고, 따라서, 카트리지를 장치 공동 내로 삽입하는 데 필요한 삽입력을 감소시킬 수 있다.
바람직한 구현예들에서, 외피는 그의 외부 표면 상에 복수의 융기부를 포함하고 있다.
특히 바람직한 구현예들에서, 외피는 열 전도성 물질의 물결주름 모양의 시트를 포함하고 있다. 이러한 배열로, 물결주름 모양의 구조는 외피가 그의 두께를 가로질러 휘어서 전기 히터의 외부 표면에 그리고 카트리지의 히터 공동의 내부 표면에 맞출 수 있게 한다. 이는 전기 히터, 외피, 및 카트리지의 제작 공차를 보상하여 전기 히터와 카트리지 사이의 열 접촉의 일관성을 개선할 수 있다. 이는 전기 히터와 카트리지 사이의 보다 효율적인 열 전달을 허용할 수 있다. 이는 또한 상이한 카트리지 또는 상이한 장치 간의 보다 일관된 성능을 보장하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 또한 카트리지와 장치 사이의 삽입력을 제한하면서 외피와 카트리지 사이의 신뢰성 있는 접촉을 가능하게 할 수 있다. 물결주름은 또한 동일한 시트 두께를 갖는 편평한 시트에 비해 외피의 관성 모멘트를 증가시킬 수도 있다. 이는 외피의 강성도를 증가시키고, 장치 공동 내로의 카트리지의 삽입 동안에 전기 히터와 외피가 구부러질 위험을 감소시킬 수 있다. 그것은 또한 주어진 강성도 또는 두께의 외피를 제조하는 데 필요한 물질의 양을 감소시킬 수 있다.
바람직하게는, 열 전도성 물질의 물결주름 모양의 시트는 제1 방향을 따라 연장되어 있는 제1 세트의 물결주름 및 제1 방향에 대해 각을 이루는 제2 방향을 따라 연장되어 있는 제2 세트의 물결주름을 포함하고 있다. 이러한 배열로, 외피의 강성도는 모든 방향으로 유지될 수 있다. 이는, 각 물결주름이 외피의 전체 폭 또는 길이에 걸쳐 단일 방향으로 연장되어 있는 배열과 상이하며, 여기서 외피는 굽힘 모멘트 하에서 굽힘 방향에 평행한 축 주위에 적용되기 더 쉬울 수 있다. 일부 구현예에서, 물결주름들은 갈매기형 패턴으로 배열되어 있다. 시트는, 결과적인 시트 상의 물결주름들이 하나 이상의 축을 중심으로 대칭되도록 주름져 있을 수도 있다. 예를 들면, 물결주름들은 외피의 길이방향 축을 중심으로 대칭일 수도 있다.
열 전도성 외피는 임의의 적합한 열 전도성 물질 또는 물질들로 만들어질 수도 있다. 바람직하게는, 열 전도성 외피는 금속 또는 합금으로 형성된 것이다. 적합한 물질은 이에 한정되지는 않지만, 알루미늄, 구리 및 철, 또는 이들의 조합을 포함하고 있다.
외피는 임의의 적절한 두께를 가질 수 있다. 소정의 바람직한 구현예들에서, 외피는 약 0.20mm 내지 약 0.35mm, 바람직하게는 약 0.22mm 내지 약 0.30mm, 더욱 바람직하게는 약 0.25mm 내지 약 0.29mm, 가장 바람직하게는 약 0.27mm의 두께를 갖는다. 이들 범위는 장치의 중량을 과도하게 증가시키지 않고, 또는 카트리지를 장치 공동 내로 삽입하는 데 필요한 삽입력을 과도하게 증가시키지 않으면서 효과적인 열 전달 및 전기 히터의 보호의 특히 바람직한 조합을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 외피에 대한 용어 “두께”는 전체적으로 외피의 전체 폭 또는 깊이보다는, 외피의 벽면의 두께를 지칭한다. 예를 들면, 외피가 열 전도성 물질의 시트로 만들어진 경우, 용어 “두께”는 시트 자체의 두께를 지칭한다.
외피는 임의의 적절한 연결에 의해 장치의 공동 내에 고정될 수 있다. 예를 들어, 외피는 클립 또는 고정 핀에 의해 전기 히터 위에 제거 가능하게 고정된다. 바람직한 구현예들에서, 외피에는 외피가 전기 히터 위에 고정되는 외피 장착부가 제공되어 있다. 외피 장착부는 바람직하게는 외피의 원위 말단에서 있다. 바람직하게는, 외피 장착부는 장치 공동의 원위 말단에서 리테이너(retainer)에 맞서 압입(press-fit)되도록 구성되어 있다. 이러한 구현예들에서, 외피 장착부는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 외피 장착부는 일반적으로 디스크 형상일 수 있다. 리테이너는 외피 장착부가 보유되는 클립을 포함할 수 있다. 리테이너는 외피 장착부가 압입되는 융기된 립(lip)을 포함할 수 있다.
외피가 구부러지거나 접혀서 전기 히터가 실질적으로 내부에 에워싸여 있는 둘 이상의 외피 벽면을 외피가 포함하는 모양을 갖게 된 열 전도성 물질의 시트를 포함하고 있는 경우, 외피 장착부는 하나 이상의 외피 벽면의 원위 말단에 제공될 수 있다. 유리하게, 외피 장착부는 제1 외피 벽면의 원위 말단에 있는 제1 외피 장착부 부분 및 제2 외피 벽면의 원위 말단에 있는 제2 외피 장착부 부분을 포함하고 있다. 이러한 배열로, 외피 장착부는 외피 벽면들이 전기 히터 주위로 함께 결합되고 외피 장착부 부분들이 합쳐서 외피 장착부를 정의하게 되는 경우에 형성된다. 이는 외피 장착부가 전기 히터에 대해 외피 벽면들을 함께 유지하는 것뿐만 아니라 장치 공동 내에 외피를 보유하는 것을 도울 수 있다.
외피 장착부는 임의의 적절한 높은 온도 저항성 물질로 만들어질 수 있다. 바람직하게는, 외피 장착부는 낮은 열 전도율을 갖는 물질로 만들어진 것이다. 예를 들어, 외피 장착부는 PEEK를 포함할 수 있거나, 또는 PEEK로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치는 세장형 전기 히터를 포함하고 있다. 전기 히터는 단일 전기 히터일 수 있다. 이는 유리하게는 간단한 장치 구성을 제공한다.
전기 히터는 사용시 카트리지 내부에 위치하고 있는 내부 히터로서 구성되어 있다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 히터 공동과 전기 히터의 적절한 정렬을 용이하게 하도록 카트리지와의 체결을 위해 구성되어 있는 안내부를 더 포함하고 있을 수도 있다.
유리하게, 전기 히터는 카트리지를 약 250℃ 미만의 온도로 가열하도록 구성되어 있다. 바람직하게, 전기 히터는, 카트리지를 약 80℃ 내지 약 150℃의 온도까지 가열하도록 구성되어 있다.
유리하게, 세장형 전기 히터는 그의 두께보다 큰 폭을 갖는 히터 블레이드 형태이다. 이러한 구현예들에서, 카트리지 내의 히터 공동은 세장형 슬롯으로서 구성되어 있을 수 있다.
전기 히터는 저항성 히터일 수 있다. 대안적으로, 전기 히터는 유도성 히터일 수 있다. 바람직하게, 전기 히터는 전기 저항성 재료를 포함하고 있는 전기 가열 요소를 포함하고 있다. 전기 가열 요소는 비-탄성 물질, 예를 들면 알루미나(Al2O3) 및 질화규소(Si3N4)와 같은 세라믹 소성 물질, 또는 인쇄 회로 기판 또는 실리콘 고무를 포함할 수 있다. 대안적으로, 전기 가열 요소는 탄성의 금속 재료, 예를 들어 철 합금 또는 니켈-크롬 합금을 포함할 수 있다.
다른 적절한 전기 저항 물질은, 이에 한정되지는 않지만, 도핑된 세라믹과 같은 반도체, 전기 “전도성” 세라믹(예를 들면, 몰리브덴 디실리사이드), 탄소, 그래파이트, 금속, 금속 합금 및 세라믹 물질 및 금속 물질로 이루어진 복합 물질을 포함하고 있다. 이와 같은 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적절한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이드를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족의 금속을 포함한다. 적절한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨- 및 망간- 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸, Timetal® 기반 초합금 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함한다. Timetal®은 미국 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.
전기 가열 요소는 온도와 저항 간의 규정된 관계를 갖는 금속을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 구현예에서, 금속은 적절한 절연 재료의 두 층 사이의 트랙(track)으로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 전기 가열 요소는 히터 및 온도 센서 모두로서 사용될 수 있다.
바람직하게, 전기 히터는 에어로졸 발생 장치로부터 돌출하지 않는다.
에어로졸 발생 시스템은, 전력 공급부로부터 전기 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있는 제어부 및 전기 히터에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부를 더 포함할 수 있다. 임의의 적절한 전자 회로가 제어부로서 사용될 수 있다. 제어부는 프로그래밍 가능할 수 있다.
전력 공급부는 DC 전압원일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 전력 공급부는 배터리이다. 예를 들면, 전력 공급부는 니켈-수소 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들면 리튬-코발트, 리튬-철-인산염 또는 리튬-고분자 배터리일 수 있다. 전력 공급부는 대안적으로 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전이 필요할 수 있고, 하나 이상의 에어로졸 발생 물품을 갖는 에어로졸 발생 장치를 사용하기 위해 충분한 에너지를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치는, 전기 히터의 온도 및 카트리지의 기재 구획부의 온도를 감지하도록 구성되어 있는 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다. 그러한 구현예에서, 제어부는 감지된 온도에 기초하여 히터에 대한 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있을 수 있다
카트리지는 에어로졸 발생 장치의 장치 공동 내에 전체적으로 또는 에어로졸 발생 장치의 장치 공동 내에 부분적으로 수용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치의 장치 공동의 길이는 카트리지의 길이보다 작아서, 상기 카트리지가 상기 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 수용될 때 상기 카트리지의 근위 또는 하류 말단이 상기 에어로졸 발생 장치의 공동으로부터 돌출하게 된다.
바람직하게는, 상기 에어로졸 발생 장치의 장치 공동은 실질적으로 원통형이다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “원통” 및 “원통형”은 한 쌍의 대향하는 실질적으로 평면인 말단면을 가진 실질적으로 직원기둥을 지칭한다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치의 장치 공동은 카트리지의 직경과 실질적으로 같거나 약간 큰 직경을 가진다.
카트리지는 에어로졸 형성 기재가 위치한 기재 구획부를 포함하고 있다. 기재 구획부는 단일 에어로졸 형성 기재를 함유하고 있을 수 있다. 기재 구획부는 복수의 에어로졸 형성 기재를 함유하고 있을 수 있다. 기재 구획부가 복수의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 경우, 이들은 별도로 또는 함께 저장될 수 있다. 바람직한 구현예들에서, 카트리지는 니코틴 염 입자를 포함하고 있는 에어로졸의 원위치 발생을 위해 에어로졸 발생 시스템에서 사용하기 위한 니코틴 공급원 및 산 공급원을 포함하고 있다. 본 발명을 참조하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, “원위치(in situ)”란, 사용시, 니코틴 공급원으로부터 방출된 니코틴 증기와 락트산 공급원으로부터 방출된 락트산 증기가 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템 내부에서 서로 기체상으로 반응하여 니코틴 락트산 염 입자를 포함하고 있는 에어로졸을 형성하는 것을 의미한다.
본 발명에 관하여 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 “니코틴”은 니코틴, 니코틴 염기, 또는 니코틴 염을 설명하는 데 사용된다. 제1 캐리어 물질이 니코틴 염기 또는 니코틴 염으로 함침된 구현예에서, 본원에서 나열되는 니코틴의 양은 각각 니코틴 염기의 양 또는 이온화된 니코틴의 양이다.
상기 니코틴 공급원은, 니코틴, 니코틴 염기, 니코틴 염, 예컨대, 니코틴-HCl, 니코틴-중주석산염(bitartrate), 또는 니코틴-이주석산염(ditartrate), 또는 니코틴 유도체 중 하나 이상을 포함하고 있을 수도 있다. 니코틴 공급원은 천연 니코틴 또는 합성 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴 공급원은, 순수 니코틴, 수성 용매 또는 비수성 용매 중의 니코틴 용액, 또는 액체 담배 추출물을 포함할 수 있다.
니코틴 공급원은 전해질 형성 화합물을 더 포함할 수 있다. 전해질 형성 화합물은 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 금속 염, 알칼리 토금속 산화물, 알칼리 토금속 수산화물, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 공급원은, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 산화리튬, 산화바륨, 염화칼륨, 염화나트륨, 탄산나트륨, 구연산나트륨, 황산암모늄, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전해질 형성 화합물을 포함할 수 있다
특정 구현예에서, 니코틴 공급원은, 니코틴, 니코틴 염기, 니코틴 염, 또는 니코틴 유도체, 및 전해질 형성 화합물의 수용액을 포함할 수 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.
니코틴 공급원은, 니코틴으로 함침된 제1 캐리어 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 캐리어 물질은 약 1mg 내지 약 50mg의 니코틴, 바람직하게는 약 1mg 내지 약 40mg의 니코틴, 보다 바람직하게는 약 3mg 내지 약 30mg의 니코틴, 보다 바람직하게는 약 6mg 내지 약 20mg의 니코틴, 가장 바람직하게는 약 8mg 내지 약 18mg의 니코틴으로 함침될 수도 있다.
제1 캐리어 물질은, 수성 또는 비수성 용매 내에서 액체 니코틴 또는 니코틴의 용액으로 함침될 수 있다. 제1 캐리어 물질은 천연 니코틴 또는 합성 니코틴으로 함침될 수 있다.
바람직하게는, 제1 캐리어 물질은 약 0.1g/㎤ 내지 약 0.3g/㎤의 밀도를 갖는다. 바람직하게는, 제1 캐리어 물질은 약 15% 내지 약 55%의 다공성을 갖는다.
제1 캐리어 물질은 유리, 셀룰로오스, 세라믹, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)(PCT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE), 및 BAREX® 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1 캐리어 물질은 니코틴을 위한 저장조로서의 역할을 한다.
유리하게는, 제1 캐리어 물질은 니코틴에 대해 화학적으로 불활성이다.
제1 캐리어 물질은 임의의 적절한 형상과 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 캐리어 물질은 시트 또는 플러그의 형태일 수 있다. 제1 캐리어 물질의 형상, 크기, 밀도, 및 다공성은, 제1 캐리어 물질이 원하는 양의 니코틴으로 함침될 수 있도록 선택될 수 있다.
유리하게는, 제1 캐리어 물질은 향미제를 더 포함할 수 있다. 적절한 향미제는 멘톨을 포함하되, 이에 한정되지 않는다. 유리하게는, 제1 캐리어 물질은, 약 3mg 내지 약 12mg의 향미제로 함침될 수 있다.
산 공급원은 유기 산 또는 무기 산을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 산 공급원은, 유기 산을 포함하고, 더 바람직하게는 카르복실산, 가장 바람직하게는 알파-케토(alpha-keto) 또는 2-옥소산(2-oxo acid) 또는 젖산을 포함한다.
유리하게는, 산 공급원은, 3-메틸-2-옥소펜타논산, 피루브산, 2-옥소펜타논산, 4-메틸-2-옥소펜타논산, 3-메틸-2-옥소부타논산, 2-옥소옥타논산, 락트산, 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 산을 포함한다. 유리하게는, 산 공급원은 피루브산 또는 락트산을 포함한다. 더욱 유리하게는, 산 공급원은 락트산을 포함한다.
산 공급원은, 산으로 함침된 제2 캐리어 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 산 공급원은 락트산으로 함침된 제2 캐리어 물질을 포함하고 있는 락트산 공급원이다. 예를 들어, 제2 캐리어 물질은 약 2mg 내지 약 60mg의 락트산, 약 5mg 내지 약 50mg의 락트산, 보다 바람직하게는 약 8mg 내지 약 40mg의 락트산, 가장 바람직하게는 약 10mg 내지 약 30mg의 락트산으로 함침될 수 있다.
유리하게는, 제2 캐리어 물질은, 약 0.1g/cm3 내지 약 0.3g/cm3의 밀도를 갖는다. 유리하게는, 제2 캐리어 물질은, 약 15% 내지 약 55%의 다공성을 갖는다.
제2 캐리어 물질은 유리, 셀룰로오스, 세라믹, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)(PCT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE), 및 BAREX® 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2 캐리어 물질은 산을 위한 저장조로서 기능한다.
유리하게는, 제2 캐리어 물질은 산에 대해 화학적으로 불활성이다.
제2 캐리어 물질은 임의의 적절한 형상과 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 캐리어 물질은 시트 또는 플러그의 형태일 수 있다. 제2 캐리어 물질의 형상, 크기, 밀도, 및 다공성은, 제2 캐리어 물질이 원하는 양의 산으로 함침될 수 있도록 선택될 수 있다.
제1 캐리어 물질과 제2 캐리어 물질은 동일하거나 상이할 수 있다.
바람직하게는 기재 구획부는 니코틴 공급원이 담겨 있는 제1 구획부 및 산 공급원이 담겨 있는 제2 구획부를 포함하고 있다. 니코틴 공급원은, 바람직하게는 상기에서 논의한 바와 같은, 니코틴으로 함침된 제1 캐리어 물질을 포함하고 있다. 유리하게, 제1 캐리어 물질의 형상 및 크기는 카트리지의 제1 구획부의 형상 및 크기와 유사하다. 산 공급원은, 바람직하게는 락트산과 같은, 산으로 함침된 제2 캐리어 물질을 포함하고 있다. 유리하게는, 제2 캐리어 물질의 형상 및 크기는 카트리지의 제2 구획부의 형상 및 크기와 유사하다.
유리하게, 전기 히터는, 카트리지의 제1 구획부와 제2 구획부를 실질적으로 동일한 온도까지 가열하도록 구성되어 있다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 동일한 온도"라는 것은, 히터에 대한 대응하는 위치에서 측정되는 카트리지의 제1 구획부와 제2 구획부 사이의 온도 차이가 3℃ 미만인 것을 의미한다.
사용시, 유리하게, 주위 온도를 초과하는 온도로 카트리지의 제1 구획부와 제2 구획부를 가열함으로써, 카트리지의 제1 구획부의 증기 농도와 카트리지의 제2 구획부의 증기 압력을 비례적으로 제어 및 밸런싱하여 니코틴과 산 간의 효율적인 반응 화학량을 야기할 수 있다. 유리하게는, 이를 통해 니코틴 염 입자가 더 효율적으로 형성되어 더 일관되게 사용자에게 전달될 수 있다. 유리하게는, 이를 통해 반응되지 않은 니코틴과 반응되지 않은 산이 사용자에게 전달되는 것을 감소시킬 수도 있다.
카트리지는 에어로졸 발생 장치의 전기 히터와 열 전도성 슬리브를 수용하기 위한 히터 공동을 포함하고 있다. 카트리지가 제1 구획부 및 제2 구획부 내에 저장된, 니코틴 공급원과 산 공급원과 같은 2개 이상의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 경우, 바람직하게는 전기 히터는 제1 구획부와 제2 구획부 모두를 가열하도록 구성되어 있다. 이러한 구현예들에서, 히터 공동은, 유리하게, 제1 구획부와 제2 구획부 사이에 위치하고 있다. 즉, 제1 구획부와 제2 구획부는 히터 공동의 양측에 배치되어 있다.
바람직한 구현예들에서, 에어로졸 형성 기재는 니코틴 공급원과 산 공급원을 포함하고 있으며, 기재 구획부는 상기 니코틴 공급원을 함유하고 있는 제1 구획부 및 상기 산 공급원을 함유하고 있는 제2 구획부를 포함하고 있으며, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부는 상기 히터 공동의 양 측면에 위치하고 있다.
유리하게, 히터 공동은, 카트리지의 길이를 따라 적어도 부분적으로 멀어지면서 카트리지의 원위 말단으로부터 연장되어 있다. 유리하게, 히터 공동은 카트리지의 길이방향 축을 따라 연장되어 있다.
히터 공동은, 카트리지의 원위 말단으로부터 카트리지의 근위 말단으로 연장될 수 있다. 이러한 구현예들에서, 히터 공동은 개방된 원위 말단과 개방된 근위 말단을 갖는다. 히터 공동은, 카트리지의 길이를 따라 멀어지면서 카트리지의 원위 말단으로부터 연장될 수 있다. 이러한 구현예들에서, 히터 공동은 개방된 원위 말단과 폐쇄된 근위 말단을 갖는다.
히터 공동은 그 길이를 따라 에워싸일 수 있다.
히터 공동은 그 길이를 따라 적어도 부분적으로 개방될 수 있다. 이는 유리하게는 히터의 히터 공동 내로의 삽입을 용이하게 할 수 있다.
아래에 더 설명되고 예시된 바와 같이, 바람직하게는 카트리지는 니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 구획부 및 산 공급원을 포함하고 있는 제2 구획부를 포함하고 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “제1 구획부”는 니코틴 공급원을 포함하고 있는 카트리지 내부의 하나 이상의 챔버 또는 용기를 설명하는 데에 사용된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “제2 구획부”는 산 공급원을 포함하고 있는 카트리지 내부의 하나 이상의 챔버 또는 용기를 설명하는 데에 사용된다.
제1 구획부는 카트리지 내부에 하나 이상의 제1 챔버로 이루어질 수 있다. 제1 챔버의 수 및 치수는 원하는 양의 니코틴이 카트리지 내에 포함될 수 있게 선택될 수 있다. 제2 구획부는 카트리지 내부에 하나 이상의 제2 챔버로 이루어질 수 있다. 제2 챔버의 수 및 치수는 원하는 양의 산이 카트리지 내에 포함될 수 있게 선택될 수 있다.
상기 제1 구획부 및 제2 구획부는 서로 접경할 수도 있다. 대안적으로, 상기 제1 구획부 및 제2 구획부는 서로로부터 이격되어 있을 수도 있다.
사용시, 니코틴 증기는 제1 구획부 내의 니코틴 공급원으로부터 방출되고, 산은 제2 구획부 내의 산 공급원으로부터 방출된다. 상기 니코틴 증기가 상기 산 증기와 기체상으로 반응하여 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템은 니코틴 증기와 산 증기 사이의 반응을 용이하게 하도록 구성되어 있는 제1 구획부 및 제2 구획부의 하류에 있는 반응 챔버를 더 포함하고 있다. 카트리지는 반응 챔버를 포함할 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 발생 시스템이 마우스피스부를 포함하고 있는 경우, 마우스피스부는 반응 챔버를 포함할 수도 있다.
이하에서 더욱 설명되는 바와 같이, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부는 상기 카트리지 내부에 직렬 또는 병렬로 배열될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부는 병렬로 배열되어 있다.
본원에서 사용되는 용어 "직렬"은, 사용 시에 카트리지를 통해 흡입된 공기 스트림이 제1 구획부 및 제2 구획부 중 하나를 통과하고, 이후에 제1 구획부 및 제2 구획부 중 다른 하나를 통과하도록 제1 구획부 및 제2 구획부가 카트리지 내에 배열되는 것을 의미한다. 니코틴 증기는 제1 구획부의 니코틴 공급원으로부터 카트리지를 통해 흡인되는 공기 스트림 내로 방출되고, 산은 제2 구획부의 산 공급원으로부터 카트리지를 통해 흡인되는 공기 스트림 내로 방출된다. 상기 니코틴 증기가 상기 산 증기와 기체상으로 반응하여 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다.
소정의 구현예들에서, 상기 카트리지는, 공기 유입부, 상기 공기 유입부와 연통하는 니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 구획부, 상기 제1 구획부와 연통하는 산 공급원을 포함하고 있는 제2 구획부; 및 공기 유출부를 포함할 수 있고, 여기서 상기 공기 유입부 및 상기 공기 유출부는, 서로 연통하고 있고, 공기가 상기 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로 통과할 수 있고, 상기 카트리지를 통과할 수 있고, 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 통과할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, “공기 유입부"라는 용어는, 공기가 에어로졸 발생 시스템의 구성요소 또는 구성요소의 일부에 흡인될 수 있는 하나 이상의 천공을 기술하도록 사용된다. 본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, "공기 유출구"라는 용어는, 공기가 에어로졸 발생 시스템의 구성요소 또는 구성요소의 일부로부터 빠져나갈 수 있는 하나 이상의 천공을 기술하도록 사용된다.
이러한 구현예들에서, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부는 상기 카트리지 내부의 공기 유입부로부터 공기 유출부까지 직렬로 배열되어 있다. 즉, 상기 제1 구획부는 상기 공기 유입부의 하류에 있고, 상기 제2 구획부는 상기 제1 구획부의 하류에 있으며, 상기 공기 유출부는 상기 제2 구획부의 하류에 있다. 사용시, 기류가 상기 공기 유입부를 통해 상기 하우징 내로, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부를 통해 하류로, 그리고 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 흡인된다.
이러한 구현예들에서 상기 카트리지는 상기 제2 구획부; 및 상기 공기 유출부와 연통하는 제3 구획부를 더 포함하고 있을 수도 있다. 사용시 이러한 구현예들에서, 공기 스트림은 상기 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로, 상기 제1 구획부, 상기 제2 구획부 및 상기 제3 구획부를 통해 하류로, 그리고 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 흡인된다.
이러한 구현예들에서 상기 카트리지는 상기 제2 구획부 또는 존재하는 경우 상기 제3 구획부; 및 상기 공기 유출부와 연통하는 마우스피스를 더 포함할 수도 있다. 사용시 이러한 구현예들에서, 공기 스트림은 상기 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로, 상기 제1 구획부, 상기 제2 구획부, 존재하는 경우 상기 제3 구획부, 및 상기 마우스피스를 통해 하류로, 그리고 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 흡인된다.
다른 구현예들에서, 상기 카트리지는, 공기 유입부; 상기 공기 유입부와 연통하는 산 공급원을 포함하고 있는 제2 구획부; 상기 공기 유입부와 연통하는 니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 구획부; 및 공기 유출부를 포함할 수 있고, 여기서 상기 공기 유입부 및 상기 공기 유출부는, 서로 연통하고 있고, 공기가 상기 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로 통과할 수 있고, 상기 카트리지를 통과할 수 있고, 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 통과할 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 구현예들에서, 상기 제2 구획부 및 상기 제1 구획부는 상기 카트리지 내부의 공기 유입부로부터 공기 유출부까지 직렬로 배열되어 있다. 즉, 상기 제2 구획부는 상기 공기 유입부의 하류에 있고, 상기 제1 구획부는 상기 제2 구획부의 하류에 있으며, 상기 공기 유출부는 상기 제1 구획부의 하류에 있다. 사용시, 공기 스트림이 상기 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로, 상기 제2 구획부 및 상기 제1 구획부를 통해 하류로, 그리고 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 흡인된다.
이러한 구현예들에서 상기 카트리지는 상기 제1 구획부; 및 상기 공기 유출부와 연통하는 제3 구획부를 더 포함하고 있을 수도 있다. 사용시 이러한 구현예들에서, 공기 스트림은 상기 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로, 상기 제2 구획부, 상기 제1 구획부 및 상기 제3 구획부를 통해 하류로, 그리고 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 흡인된다.
이러한 구현예들에서 상기 카트리지는 상기 제1 구획부 또는 존재하는 경우 상기 제3 구획부; 및 상기 공기 유출부와 연통하는 마우스피스를 더 포함할 수도 있다. 사용시 이러한 구현예들에서, 공기 스트림은 상기 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로, 상기 제2 구획부, 상기 제1 구획부, 존재하는 경우 상기 제3 구획부, 및 상기 마우스피스를 통해 하류로, 그리고 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 흡인된다.
제1 구획부 및 제2 구획부가 카트리지 내부에 직렬로 배열되어 있는 경우, 제2 구획부는, 사용시 카트리지를 통해 흡인된 공기 스트림이 제1 구획부를 통과하고, 그런 다음 제2 구획부를 통과하도록 제1 구획부의 하류에 있는 것이 바람직하다.
니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 구획부의 하류에 있는 산 공급원을 포함하고 있는 제2 구획부의 위치는 에어로졸 발생 시스템의 니코틴 전달의 일관성을 유리하게 향상시킨다. 이론에 얽매이지 않고, 니코틴 공급원의 하류에 있는 산 공급원의 위치는 사용 동안에 산 공급원으로부터 방출된 산 증기가 니코틴 공급원 상에 피착되는 것을 감소시키거나 방지하는 것으로 여겨진다. 이는 에어로졸 발생 시스템에서 니코틴 전달이 시간이 가면서 점점 없어지는 것을 감소시킨다. 그것은 또한 사용자에게 미반응 산 증기가 원하지 않게 전달되는 위험을 감소시킬 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, “병렬”이란, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부가, 사용시 상기 카트리지를 통해 흡인된 제1 공기 스트림이 상기 제1 구획부를 통과하고 상기 카트리지를 통해 흡인된 제2 공기 스트림이 상기 제2 구획부를 통과하도록 상기 카트리지를 내부에 배열되어 있는 것을 의미한다. 니코틴 증기는 제1 구획부의 니코틴 공급원으로부터 카트리지를 통해 흡인되는 제1 공기 스트림 내로 방출되고, 산 증기는 제2 구획부의 산 공급원으로부터 카트리지를 통해 흡인되는 제2 공기 스트림 내로 방출된다. 상기 제1 공기 스트림 내의 니코틴 증기가 상기 제2 공기 스트림 내의 산 증기와 기체상으로 반응하여 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다.
소정의 구현예들에서 상기 카트리지는, 공기 유입부; 상기 공기 유입부와 연통하는 니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 구획부; 상기 공기 유입부와 연통하는 산 공급원을 포함하고 있는 제2 구획부; 및 공기 유출부를 포함하고 있고, 여기서, 상기 공기 유입부 및 상기 공기 유출부는 서로 연통하고 있고, 공기가 상기 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로 유입되어, 상기 카트리지를 통과한 다음, 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 유출될 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 구현예들에서 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부는 상기 카트리지 내부의 상기 공기 유입부로부터 상기 공기 유출부까지 병렬로 배열되어 있다. 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부는 모두 상기 공기 유입부의 하류 및 상기 공기 유출부의 상류에 있다. 사용시, 공기 스트림이 상기 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로 흡인되고, 공기 스트림의 제1 부분이 상기 제1 구획부를 통해 하류로 흡인되고, 공기 스트림의 제2 부분이 상기 제2 구획부를 통해 하류로 흡인된다.
이러한 구현예들에서 상기 카트리지는 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부 중 하나 또는 양쪽; 및 상기 공기 유출부와 연통하는 제3 구획부를 더 포함하고 있을 수도 있다. 이러한 구현예들에서 상기 카트리지는 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부, 또는 존재하는 경우 상기 제3 구획부; 및 상기 공기 유출부와 연통하는 마우스피스를 더 포함하고 있을 수도 있다.
다른 구현예들에서, 상기 카트리지는, 제1 공기 유입부; 제2 공기 유입부; 상기 제1 공기 유입부와 연통하는 니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 구획부; 상기 제2 공기 유입부와 연통하는 산 공급원을 포함하고 있는 제2 구획부; 및 공기 유출부를 포함하고 있고, 여기서, 상기 제1 공기 유입부, 상기 제2 공기 유입부 및 상기 공기 유출부는 서로 연통하고 있고, 공기가 상기 제1 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로 유입되어, 상기 카트리지를 통과하고, 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 유출될 수 있도록, 그리고 공기가 상기 제1 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로 유입되어, 상기 카트리지를 통과한 다음, 상기 공기 유출부를 통해 상기 카트리지 밖으로 유출될 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 구현예에서, 제1 구획부 및 제2 구획부는 바람직하게, 카트리지 내에 병렬로 배열되어 있다. 상기 제1 구획부는 상기 제1 공기 유입부의 하류 및 상기 공기 유출부의 상류에 있고, 상기 제2 구획부는 상기 제2 공기 유입부의 하류 및 상기 공기 유출부의 상류에 있다. 사용시, 제1 공기 스트림이 상기 제1 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로 그리고 상기 제1 구획부를 통해 하류로 흡인되며, 제2 공기 스트림이 상기 제2 공기 유입부를 통해 상기 카트리지 내로 그리고 상기 제2 구획부를 통해 하류로 흡인된다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부는 카트리지의 제1 구획부의 근위 말단에 위치하고 있다. 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부는 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 상류에 위치하고 있다. 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부는 카트리지의 제2 구획부의 근위 말단에 위치하고 있다. 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부는 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 상류에 위치하고 있다.
이러한 구현예들에서 상기 카트리지는 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부 중 하나 또는 양쪽; 및 상기 공기 유출부와 연통하는 제3 구획부를 더 포함하고 있을 수도 있다. 이러한 구현예들에서 상기 카트리지는 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부, 또는 존재하는 경우 상기 제3 구획부; 및 상기 공기 유출부와 연통하는 마우스피스를 더 포함하고 있을 수도 있다.
카트리지가 제3 구획부를 더 포함하고 있는 경우에, 제3 구획부는 하나 이상의 에어로졸 개질제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 구획부는 활성탄과 같은 하나 이상의 수착제, 멘톨과 같은 하나 이상의 향미제, 또는 그들의 조합을 포함하고 있을 수도 있다.
바람직하게는 제1 구획부는 길이 L1과 최대 가로방향 단면적 A1을 갖는 세장형 제1 구획부이며, 상기 제1 구획부는 제1 공기 유입부와 제1 공기 유출부를 가지고, 상술한 바와 같이, 니코틴이 탑재된 제1 캐리어 물질을 포함하고 있는 니코틴 공급원을 함유하고 있다.
바람직하게는 제2 구획부는 길이 L2와 최대 가로방향 단면적 A2를 갖는 세장형 제2 구획부이며, 상기 제2 구획부는 제2 공기 유입부와 제2 공기 유출구를 가지고, 산 공급원을 함유하고 있고, 여기서 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부는 카트리지 내부에 병렬로 배열되어 있고 여기서 비율 (L1)2:A1는 적어도 약 12:1이고 여기서 비율 (L2)2:A2는 적어도 약 12:1이다.
유리하게, 길이 L1과 최대 가로방향 단면적 A1을 갖는 세장형 제1 구획부 및 길이 L2와 최대 가로방향 단면적 A2를 갖는 세장형 제2 구획부를 제공하여, 카트리지의 사용 전체에 걸쳐 제1 구획부 내의 니코틴 공급원과 제2 구획부 내의 산 공급원의 균일한 가열을 용이하게 하며, 여기서, (L1)2 대 A1 및 (L2)2 대 A2의 비는 적어도 약 12:1이다. 이는 또한 제1 구획부 내의 니코틴 공급원으로부터의 니코틴의 기화 및 제2 구획부 내의 산 공급원으로부터의 산의 기화를 용이하게 할 수 있다.
바람직하게, (L1)2 대 A1의 비는 약 12:1 내지 약 400:1이다.
바람직하게, (L1)2 대 A1의 비는 적어도 약 15:1이다.
바람직하게, (L1)2 대 A1의 비는 약 15:1 내지 약 200:1이다.
바람직하게, (L1)2 대 A1의 비는 적어도 약 20:1이다.
바람직하게, (L1)2 대 A1의 비는 약 20:1.내지 약 100:1이다.
예를 들어, (L1)2 대 A1의 비는 약 25:1 내지 약 70:1, 또는 약 30:1 내지 약 70:1이다.
바람직하게, (L2)2 대 A2의 비는 약 12:1 내지 약 400:1이다.
바람직하게, (L2)2 대 A2의 비는 적어도 약 15:1이다.
바람직하게, (L2)2 대 A2의 비는 약 15:1 내지 약 200:1이다.
바람직하게, (L2)2 대 A2의 비는 적어도 약 20:1이다.
바람직하게, (L2)2 대 A2의 비는 약 20:1 내지 약 100:1이다.
예를 들어, (L2)2 대 A2의 비는 약 25:1 내지 약 70:1, 또는 약 30:1 내지 약 70:1이다.
유리하게는, 니코틴 공급원과 산 공급원을 별도의 공기 유입부와 별도의 공기 유출구를 갖는 별도의 구획부에 제공하여, 니코틴과 산 사이의 반응 화학량의 제어를 용이하게 할 수 있다.
적절한 반응 화학량론을 달성하는 데 필요한 니코틴과 산의 비는, 제2 구획부의 체적에 대한 제1 구획부의 체적의 가변을 통해 제어 및 밸런싱될 수도 있다.
카트리지의 제1 구획부의 형상과 치수는, 원하는 양의 니코틴이 카트리지에 수용될 수 있도록 선택될 수 있다.
카트리지의 제2 구획부의 형상과 치수는, 원하는 양의 산이 카트리지에 수용될 수 있도록 선택될 수 있다.
제1 구획부는 길이 L1, 폭 W1, 및 높이 H1을 가지고, 제2 구획부는 길이 L2, 폭 W2, 및 높이 H2를 갖는다. 유리하게, L1 대 W1 및 L2 대 W2의 비는 약 2:1 내지 약 4:1, 예를 들어 약 5:2 내지 약 3:1일 수 있다. 유리하게, L1 대 H1 및 L2 대 H2의 비는 적어도 약 6:1일 수 있다.
유리하게, L1 대 H1 및 L2 대 H2의 비는 약 6:1 내지 약 30:1일 수 있다. 유리하게, L1 대 H1 및 L2 대 H2의 비는 약 8:1 내지 약 16:1일 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제1 구획부는, 약 8mm 내지 약 40mm의, 예를 들어 약 10mm 내지 약 20mm의 길이 L1을 갖는다. 유리하게, 카트리지의 제1 구획부는 약 4mm 내지 약 6mm의 폭 W1을 갖는다. 유리하게, 카트리지의 제1 구획부는 약 0.5mm 내지 약 2.5mm의 높이 H1을 갖는다.
카트리지의 제1 구획부는 임의의 적절한 가로방향 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 구획부의 가로방향 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 또는 사다리꼴일 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제2 구획부는, 약 8mm 내지 약 40mm의, 예를 들어 약 10mm 내지 약 20mm의 길이 L2를 갖는다. 유리하게, 카트리지의 제2 구획부는 약 4mm 내지 약 6mm의 폭 W2를 갖는다. 유리하게, 카트리지의 제2 구획부는 약 0.5mm 내지 약 2.5mm의 높이 H2를 갖는다.
제2 구획부는 임의의 적절한 가로방향 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 구획부의 가로방향 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 또는 사다리꼴일 수 있다.
카트리지의 제1 구획부와 제2 구획부의 형상과 치수는 동일하거나 상이할 수도 있다.
유리하게, 제1 구획부의 길이 L1 대 제2 구획부의 길이 L2의 비는, 약 2:1 내지 약 1:2, 보다 유리하게는, 약 1.2:1 내지 약 1:1.2이다.
유리하게, 제1 구획부의 최대 가로방향 단면적 A1 대 제1 구획부의 최대 가로방향 단면적 A2의 비는, 약 2:1 내지 약 1:2, 보다 유리하게는 약 1.2:1 내지 약 1:1.2이다.
유리하게, 제1 구획부의 제2 구획부의 형상과 치수는 실질적으로 동일하다. 실질적으로 동일한 형상과 치수를 갖는 제1 구획부와 제2 구획부를 제공하는 것은, 카트리지의 제조를 유리하게 간략화할 수 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부는 각각 하나 이상의 천공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부는 각각 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 7개의 천공을 포함할 수 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부는, 동일하거나 상이한 수의 천공을 포함할 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부는 각각 복수의 천공을 포함하고 있다. 예를 들어, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부는 각각 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 7개의 천공을 포함할 수 있다.
복수의 천공을 포함하고 있는 제1 공기 유입부를 갖는 제1 구획부 및 복수의 천공을 포함하고 있는 제2 공기 유입부를 갖는 제2 구획부를 제공하여, 유리하게, 제1 구획부와 제2 구획부 내에 보다 균질한 기류가 각각 야기될 수 있다. 사용 시, 이는 제1 구획부를 통해 흡인되는 공기 스트림에서의 니코틴의 연행을 개선하고 제2 구획부를 통해 흡인되는 공기 스트림에서 산의 연행을 개선할 수도 있다.
적절한 반응 화학량론을 달성하는 데 필요한 니코틴과 산의 비는, 카트리지의 제2 구획부를 통한 용적 기류에 대한 카트리지의 제1 구획부를 통한 용적 기류의 변형을 통해 제어 및 밸런싱될 수 있다. 제1 구획부를 통한 용적 측정 기류 대 제2 구획부를 통한 용적 측정 기류의 비는, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입구를 형성하는 애퍼처의 수, 치수, 및 위치에 대한 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입구를 형성하는 애퍼처의 수, 치수, 및 위치 중 하나 이상의 변화를 통해 제어될 수 있다.
산 공급원이 락트산을 포함하고 있는 구현예에서, 유리하게, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부의 유동 면적은 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부의 유동 면적보다 크다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “유동 면적”은, 사용 동안 공기가 흐르는 공기 유입부 또는 공기 유출부의 단면적을 설명하는 데 사용된다. 공기 유입부 또는 공기 유출부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 공기 유입부 또는 공기 유출부의 유동 면적은, 공기 유입부 또는 공기 유출부의 총 유동 면적이며, 공기 유입부 또는 공기 유출부를 형성하는 복수의 천공 각각의 유동 면적의 합과 동일하다. 공기 유입부 또는 공기 유출부의 단면적이 기류의 방향으로 가변되는 구현예에서, 공기 유입부 또는 공기 유출부의 유동 면적은 기류의 방향에서 최소 단면적이다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부의 유동 면적에 대한 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부의 유동 면적을 증가시킴으로써, 유리하게, 제1 공기 유입부를 통한 용적 측정 기류와 비교하여 제2 공기 유입부를 통한 용적 측정 기류를 증가시킨다.
산 공급원이 락트산을 포함하고 있는 구현예에서, 바람직하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부의 유동 면적 대 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부의 유동 면적의 비는 약 3:4 내지 약 1:2이다. 보다 바람직하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부의 유동 면적 대 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부의 유동 면적의 비는 약 2:3 내지 약 1:2이다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부의 유동 면적은, 제1 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공의 크기에 대하여 제2 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공의 크기를 증가시키는 것 및 제1 공기 유입부를 형성하는 천공의 수에 대하여 제2 공기 유입부를 형성하는 천공의 수를 증가시키는 것 중 하나 또는 둘 모두에 의해, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부의 유동 면적에 대해 증가될 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부의 유동 면적은, 제1 공기 유입부를 형성하는 천공의 수에 대해 제2 공기 유입부를 형성하는 천공의 수를 증가시킴으로써 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부의 유동 면적에 대해 증가된다.
유리하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부는 2개 내지 5개의 천공을 포함하고 있다. 유리하게, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부는 3개 내지 7개의 천공을 포함하고 있다.
유리하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부의 유동 면적은, 약 0.1㎟ 내지 약 1.6㎟, 보다 유리하게는 약 0.2㎟ 내지 약 0.8㎟이다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 천공은, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부의 유동 면적이 제1 공기 유입부를 형성하는 천공 사이에 불균등하게 나누어지도록 상이한 유동 면적을 가질 수 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 각 천공은, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부의 유동 면적이 제1 공기 유입부를 형성하는 천공 사이에 균등하게 나누어지도록 동일한 유동 면적을 가질 수 있다. 실질적으로 동일한 유동 면적을 갖는 복수의 천공을 포함하고 있는 제1 공기 유입부를 갖는 제1 구획부를 제공하는 것은, 유리하게 카트리지의 제조를 간략화할 수 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부는 임의의 적절한 단면 형상을 갖는 하나 이상의 천공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 천공의 단면 형상은 원형, 타원형, 정사각형, 또는 직사각형일 수 있다. 유리하게, 각 천공은 실질적으로 원형 단면 형상을 갖는다. 유리하게, 각 천공의 직경은 약 0.2mm 내지 약 0.6mm이다.
산 공급원이 락트산을 포함하고 있는 구현예에서, 유리하게, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부의 유동 면적은, 약 0.2㎟ 내지 약 2.4㎟, 보다 유리하게는 약 0.4㎟ 내지 약 1.2㎟이다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 천공은, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부의 총 유동 면적이 제2 공기 유입부를 형성하는 천공 사이에 불균등하게 나누어지도록 상이한 유동 면적을 가질 수 있다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 각 천공은, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부의 총 유동 면적이 제2 공기 유입부를 형성하는 천공 사이에 균등하게 나누어지도록 동일한 유동 면적을 가질 수 있다. 실질적으로 동일한 유동 면적을 갖는 복수의 천공을 포함하고 있는 제2 공기 유입부를 갖는 제2 구획부를 제공하는 것은, 유리하게 카트리지의 제조를 간략화할 수 있다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부는 임의의 적절한 단면 형상을 갖는 하나 이상의 천공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 천공의 단면 형상은 원형, 타원형, 정사각형, 또는 직사각형일 수 있다. 유리하게, 각 천공은 실질적으로 원형 단면 형상을 갖는다. 유리하게, 각 천공의 직경은 약 0.2mm 내지 약 0.6mm이다.
유리하게, 제1 구획부는 길이방향 제1 공기 유입부를 가지고, 제2 구획부는 길이방향 제2 공기 유입부를 갖는다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “길이방향 공기 유입부”는, 길이 방향으로 공기가 카트리지의 구성요소 또는 구성요소의 일부분 내에 흡인될 수 있는 하나 이상의 천공을 설명하는 데 사용된다.
유리하게, 카트리지를 처음 사용하기 전에, 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 제2 구획부의 제2 공기 유입부 중 하나 또는 둘 모두는, 하나 이상의 제거 가능 또는 취성 배리어에 의해 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 제2 구획부의 제2 공기 유입부 중 하나 또는 둘 모두는, 하나 이상의 박리 또는 관통 가능 밀봉부에 의해 밀봉될 수 있다.
하나 이상의 제거 가능 또는 취성 배리어는 임의의 적절한 재료로 형성된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 하나 이상의 제거가능 또는 취성 배리어는 금속 호일 또는 필름으로 형성된 것일 수도 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부는 각각 하나 이상의 천공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부는 각각 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 7개의 천공을 포함할 수 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부는 동일한 또는 상이한 수의 천공을 포함할 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부는 각각 복수의 천공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부와 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부는 각각 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 7개의 천공을 포함할 수 있다. 복수의 천공을 포함하고 있는 제1 공기 유출부를 갖는 제1 구획부 및 복수의 천공을 포함하고 있는 제2 공기 유출부를 갖는 제2 구획부를 제공하여, 유리하게는 제1 구획부와 제2 구획부 내에 보다 균질한 기류가 각각 야기될 수 있다. 사용 시, 이는 제1 구획부를 통해 흡인되는 공기 스트림에서의 니코틴의 연행(entrainment)을 개선하고 제2 구획부를 통해 흡인되는 공기 스트림에서 산의 연행을 개선할 수도 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 유리하게, 제1 공기 유출부는 2개 내지 5개의 천공을 포함하고 있다. 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 유리하게, 카트리지의 제2 공기 유출부는 3개 내지 7개의 천공을 포함하고 있다.
유리하게, 카트리지 조립체의 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부와 카트리지 조립체의 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부는 각각 단일 천공을 포함할 수 있다. 단일 천공을 포함하고 있는 제1 공기 유출부를 갖는 제1 구획부 및 단일 천공을 포함하고 있는 제2 공기 유출부를 갖는 제2 구획부를 제공하는 것은, 유리하게 카트리지의 제조를 간략화할 수 있다.
적절한 반응 화학량론을 달성하는 데 필요한 니코틴과 산의 비는, 카트리지의 제2 구획부를 통한 용적 기류에 대한 카트리지의 제1 구획부를 통한 용적 기류의 변형을 통해 제어 및 밸런싱될 수 있다. 제2 구획부를 통한 용적 측정 기류에 대한 제1 구획부를 통한 용적 측정 기류의 비는, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부를 형성하는 천공의 수, 치수, 및 위치에 대한 카트리지의 제1 공기 유출부를 형성하는 천공의 수, 치수, 및 위치 중 하나 이상의 변형을 통해 제어될 수 있다.
제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적은, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 유동 면적과 같거나 상이할 수 있다. 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 유동 면적은 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적보다 클 수 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적에 대한 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 유동 면적을 증가시킴으로써, 유리하게 제1 공기 유출부를 통한 용적 측정 기류에 비해 제2 공기 유출부를 통한 용적 측정 기류를 증가시킬 수 있다.
산 공급원이 락트산을 포함하고 있는 구현예에서, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적 대 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 유동 면적의 비는 바람직하게 약 3:4 내지 약 1:2이다. 보다 바람직하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적 대 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 유동 면적의 비는 약 2:3 내지 약 1:2이다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 유동 면적이 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적보다 큰 구현예에서, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 유동 면적은, 제1 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공에 대해 제2 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공의 크기를 증가시키는 것 및 제1 공기 유출부를 형성하는 천공의 수에 대해 제2 공기 유출부를 형성하는 천공의 수를 증가시키는 것 중 하나 또는 둘 모두에 의해, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적에 대해 증가될 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 유동 면적은, 제1 공기 유출부를 형성하는 천공의 수에 대해 제2 공기 유출부를 형성하는 천공의 수를 증가시킴으로써, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적에 대해 증가된다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 제1 공기 유출부는 동일한 수의 또는 상이한 수의 천공을 포함할 수 있다. 유리하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 제1 공기 유출부는 동일한 수의 천공을 포함하고 있다. 동일한 수의 천공을 포함하고 있는 제1 공기 유입부와 제1 공기 유출부를 갖는 제1 구획부를 제공하는 것은, 유리하게 카트리지의 제조를 간략화할 수 있다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부와 제2 공기 유출부는 동일한 수의 또는 상이한 수의 천공을 포함할 수 있다. 유리하게, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부와 제2 공기 유출부는 동일한 수의 천공을 포함하고 있다. 동일한 수의 천공을 포함하고 있는 제2 공기 유입부와 제2 공기 유출부를 갖는 제2 구획부를 제공하는 것은, 유리하게 카트리지의 제조를 간략화할 수 있다. 유리하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적은 약 0.1㎟ 내지 약 5㎟이다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 천공은, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적이 제1 공기 유출부를 형성하는 천공 사이에 불균등하게 나누어지도록 상이한 유동 면적을 가질 수 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 각 천공은, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부의 유동 면적이 제1 공기 유출부를 형성하는 천공 사이에 균등하게 나누어지도록 동일한 유동 면적을 가질 수 있다. 실질적으로 동일한 유동 면적을 갖는 복수의 천공을 포함하고 있는 제1 공기 유출부를 갖는 제1 구획부를 제공하는 것은, 유리하게 카트리지의 제조를 간략화할 수 있다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부는 임의의 적절한 단면 형상을 갖는 하나 이상의 천공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 천공의 단면 형상은 원형, 타원형, 정사각형, 또는 직사각형일 수 있다. 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 유리하게 각 천공은 실질적으로 원형의 단면 형상을 갖는다. 이와 같은 구현예에서, 유리하게는 각 천공의 직경은 약 0.2mm 내지 약 0.6mm이다.
카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수는, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수와 같거나 상이할 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수는, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수와 실질적으로 동일할 수 있다. 실질적으로 동일한 치수의 하나 이상의 천공을 포함하고 있는 제1 공기 유입부와 제1 공기 유출부를 갖는 제1 구획부를 제공하는 것은, 유리하게 카트리지의 제조를 간략화할 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수는, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수보다 클 수 있다. 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부를 형성하는 천공의 치수에 대해 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부를 형성하는 천공의 치수를 증가시킴으로써, 유리하게 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부가, 예를 들어 먼지에 의해 막힐 위험성을 감소시킬 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 유동 면적은 약 0.1㎟ 내지 약 5㎟이다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 천공은, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 총 유동 면적이 제2 공기 유출부를 형성하는 천공 사이에 불균등하게 나누어지도록 상이한 유동 면적을 가질 수 있다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 각 천공은, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부의 총 유동 면적이 제2 공기 유출부를 형성하는 천공 사이에 균등하게 나누어지도록 동일한 유동 면적을 가질 수 있다. 실질적으로 동일한 유동 면적을 갖는 복수의 천공을 포함하고 있는 제2 공기 유출부를 갖는 제2 구획부를 제공하는 것은, 유리하게 카트리지의 제조를 간략화할 수 있다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부는 임의의 적절한 단면 형상을 갖는 하나 이상의 천공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 천공의 단면 형상은 원형, 타원형, 정사각형, 또는 직사각형일 수 있다. 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부가 복수의 천공을 포함하고 있는 구현예에서, 유리하게 각 천공은 실질적으로 원형의 단면 형상을 갖는다. 이와 같은 구현예에서, 유리하게는 각 천공의 직경은 약 0.2mm 내지 약 0.6mm이다.
카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수는, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수와 같거나 상이할 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수는, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수와 실질적으로 동일할 수 있다. 실질적으로 동일한 치수의 하나 이상의 천공을 포함하고 있는 제2 공기 유입부와 제2 공기 유출부를 갖는 제2 구획부를 제공하는 것은, 유리하게 카트리지의 제조를 간략화할 수 있다.
유리하게, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수는, 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공의 치수보다 클 수 있다. 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부를 형성하는 천공의 치수에 대해 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부를 형성하는 천공의 치수를 증가시킴으로써, 유리하게 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부가, 예를 들어 먼지에 의해 막힐 위험성을 감소시킬 수 있다.
유리하게, 제1 구획부는 길이방향 제1 공기 유출부를 가지고, 제2 구획부는 길이방향 제2 공기 유출부를 갖는다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “길이방향 공기 유출부”는, 공기가 길이방향으로 카트리지의 구성요소 또는 구성요소의 일부의 외부로 흡인될 수 있는 하나 이상의 천공을 설명하는 데 사용된다.
유리하게, 카트리지의 처음 사용 전에, 제1 구획부의 제1 공기 유출부와 제2 구획부의 제2 공기 유출부 중 하나 또는 둘 모두는 하나 이상의 제거 가능 또는 취성 배리어에 의해 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 제1 구획부의 제1 공기 유출부와 제2 구획부의 제2 공기 유출부 중 하나 또는 둘 모두는 하나 이상의 박리 또는 관통 가능 밀봉부에 의해 밀봉될 수 있다.
하나 이상의 제거 가능 또는 취성 배리어는 임의의 적절한 재료로 형성된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 하나 이상의 제거가능 또는 취성 배리어는 금속 호일 또는 필름으로 형성된 것일 수도 있다.
유리하게, 카트리지의 처음 사용 전에, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부와 제1 공기 유출부 및 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부와 제2 공기 유출부는, 하나 이상의 제거 가능 또는 취성 배리어에 의해 밀봉된다.
카트리지는, 제1 구획부의 제1 공기 유출부 및 제2 구획부의 제2 공기 유출부와 유체 연통하며 제1 구획부와 제2 구획부의 하류에 있는 제3 구획부를 더 포함할 수도 있다. 제1 공기 스트림의 니코틴 증기는, 제3 구획부의 제2 공기 스트림의 산 증기와 반응하여 니코틴 염 입자의 에어로졸을 형성할 수도 있다.
카트리지가 제3 구획부를 더 포함하고 있는 구현예에서, 제3 구획부는 하나 이상의 에어로졸 개질제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제3 구획부는, 하나 이상의 흡수제, 하나 이상의 향미제, 하나 이상의 화학미학적(chemesthetic) 작용제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
제1 구획부와 제2 구획부는 카트리지 내에서 서로에 대하여 대칭적으로 배열될 수 있다.
유리하게, 카트리지는 세장형 카트리지이다. 카트리지가 세장형 카트리지이고 기재 구획부가 제1 및 제2 구획부를 포함하고 있는 구현예에서, 카트리지의 제1 구획부와 제2 구획부는 카트리지의 길이방향 축을 중심으로 하여 대칭적으로 배열될 수 있다.
카트리지는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 카트리지는 실질적으로 원통형일 수 있다. 카트리지는 임의의 적절한 가로방향 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 카트리지의 가로방향 단면 형상은 원형, 반원형, 타원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 또는 사다리꼴일 수 있다.
카트리지는 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 카트리지는 약 5mm 내지 약 50mm의 길이를 가질 수 있다. 유리하게, 카트리지는 약 10mm 내지 약 20mm의 길이를 가질 수 있다.
예를 들어, 카트리지는, 약 4mm 내지 약 10mm의 폭, 및 약 4mm 내지 약 10mm의 높이를 가질 수 있다. 유리하게, 카트리지는, 약 6mm 내지 약 8mm의 폭, 및 약 6mm 내지 약 8mm의 높이를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지는 임의의 적합한 방법에 의해 형성될 수 있다. 적합한 방법은, 이에 한정되지 않지만, 딥 드로잉(deep drawing), 사출 성형, 블리스터링(blistering), 블로우 형성 및 압출을 포함하고 있다.
바람직한 구현예들에서, 카트리지는 실질적으로 원통형이며, 원통형 카트리지의 마주하는 실질적으로 평면 말단 면들 사이에 길이방향으로 연장되어 있는 제1 구획부, 제2 구획부, 및 존재하는 경우에, 제3 구획부를 포함하고 있다.
카트리지는, 일단 제1 구획부의 니코틴과 제2 구획부의 산이 고갈되면 폐기되도록 설계될 수도 있다. 카트리지는 재충진 가능하도록 설계될 수 있다. 바람직한 구현예들에서, 카트리지는 소모성이며 에어로졸 발생 장치는 재사용 가능하다.
유리하게, 카트리지는, 바디 부분 및 하나 이상의 말단 캡을 포함하고 있다.
카트리지는, 바디 부분 및 원위 말단 캡을 포함할 수 있다.
카트리지는, 바디 부분 및 근위 말단 캡을 포함할 수 있다.
카트리지는, 바디 부분, 원위 말단 캡, 및 근위 말단 캡을 포함할 수 있다.
카트리지가 원위 말단 캡을 포함하고 있는 구현예들에서, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공 및 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유입부를 형성하는 하나 이상의 천공이 원위 말단 캡에 제공될 수 있다.
카트리지가 근위 말단 캡을 포함하고 있는 구현예들에서, 카트리지의 제1 구획부의 제1 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공 및 카트리지의 제2 구획부의 제2 공기 유출부를 형성하는 하나 이상의 천공이 근위 말단 캡에 제공될 수 있다.
카트리지는 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 적절한 재료는, 알루미늄, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리이미드, 예컨대 Kapton®, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리옥시메틸렌(POM), 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 비닐 수지, 액정 폴리머(LCP), 개질된 LCP, 예컨대 흑연 또는 유리 섬유를 갖는 LCP를 포함하되, 이에 한정되지는 않는다.
카트리지가 바디 부분과 하나 이상의 말단 캡을 포함하고 있는 구현예에서, 바디 부분과 하나 이상의 말단 캡은, 동일하거나 다른 재료로 형성될 수 있다. 카트리지는 니코틴-내성(nicotine-resistant) 및 내산성(acid-resistant)인 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다.
카트리지가 제1 구획부 및 제2 구획부에 저장된 니코틴 공급원과 산 공급원과 같은 2개 이상의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 경우, 카트리지의 제1 구획부는 하나 이상의 니코틴-내성 물질로 코팅될 수 있고, 카트리지의 제2 구획부는 하나 이상의 내산성 물질로 코팅될 수 있다.
적합한 니코틴-내성 재료 및 내산성 재료의 예로는, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 비닐 수지 및 그들의 조합을 포함하되, 이에 한정되지 않는다.
카트리지의 형성 및 카트리지의 제1 구획부의 내부 코팅 중 하나 또는 둘 모두에 하나 이상의 니코틴-내성 물질을 사용함으로써, 카트리지의 저장 수명을 유리하게 향상시킬 수 있다. 카트리지의 형성 및 카트리지의 제2 구획부의 내부 코팅 중 하나 또는 둘 모두에 하나 이상의 내산성 물질을 사용함으로써, 카트리지의 저장 수명을 유리하게 향상시킬 수 있다.
카트리지는 하나 이상의 열 전도성 물질로부터 형성될 수 있다.
카트리지가 제1 구획부 및 제2 구획부에 저장된 니코틴 공급원과 산 공급원과 같은 하나 이상의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 경우, 카트리지의 제1 구획부 및 카트리지의 제2 구획부는 하나 이상의 열 전도성 물질로 코팅될 수 있다. 카트리지의 형성 및 카트리지의 제1 구획부 및 제2 구획부의 내부 코팅 중 하나 또는 모두에 하나 이상의 열 전도성 물질을 사용함으로써, 전기 히터로부터 니코틴 공급원과 산 공급원으로의 열 전달을 유리하게 증가시킬 수도 있다.
적합한 열 전도성 물질은, 예를 들어 알루미늄, 크롬, 구리, 금, 철, 니켈 및 은과 같은 금속, 황동 및 강철과 같은 합금, 및 이의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
카트리지의 하나 또는 양쪽 말단은 하나 이상의 취성 배리어로 밀봉될 수 있다.
카트리지가 제1 구획부 및 제2 구획부에 저장된 니코틴 공급원과 산 공급원과 같은 하나 이상의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 경우, 상기 니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 구획부 및 상기 락트산 공급원을 포함하고 있는 제2 구획부는 하나 이상의 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있을 수도 있다.
하나 이상의 취성 배리어는 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 하나 이상의 취성 배리어는 금속 호일 또는 필름으로 형성될 수 있다. 이러한 구현예들에서, 에어로졸 발생 장치는 바람직하게는 하나 이상의 취성 배리어를 파열하도록 구성되어 있는 피어싱 부재를 더 포함하고 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 카트리지의 하나 또는 양쪽 말단이 하나 이상의 제거 가능한 배리어, 예컨대 필-오프 밀봉부에 의해 밀봉될 수 있다. 카트리지가 제1 구획부 및 제2 구획부에 저장된 니코틴 공급원과 산 공급원과 같은 하나 이상의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 경우, 니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 구획부 및 락트산 공급원을 포함하고 있는 제2 구획부 중 하나 또는 모두는 하나 이상의 제거 가능한 배리어에 의해 밀봉되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 상기 니코틴 공급원을 포함하고 있는 제1 구획부 및 상기 락트산 공급원을 포함하고 있는 제2 구획부 중 하나 또는 양쪽은 하나 이상의 필-오프 밀봉부(peel-off seal)에 의해 밀봉될 수도 있다.
하나 이상의 제거 가능한 배리어는 임의의 적절한 재료로 형성된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 하나 이상의 제거 가능한 배리어는 금속 호일 또는 필름으로 형성된 것일 수 있다.
카트리지가 실질적으로 원통형인 바람직한 구현예에서, 카트리지의 대향하는 실질적으로 평면형 말단면들 중 하나 또는 양쪽이 하나 이상의 취성 배리어에 의해 밀봉될 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 마우스피스를 더 포함할 수 있다. 마우스피스는 에어로졸 형성 챔버를 형성할 수 있다. 카트리지가 제1 구획부 및 제2 구획부에 저장된 니코틴 공급원과 산 공급원과 같은 하나 이상의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 경우, 카트리지의 제1 구획부에서의 니코틴 공급원으로부터 방출되는 니코틴 증기 및 카트리지의 제2 구획부에서의 산 공급원으로부터 방출되는 산 증기는, 마우스피스에서 기상으로 서로 반응하여 니코틴 염 입자의 에어로졸을 형성할 수도 있다.
마우스피스는 카트리지와 맞물리도록 구성되어 있을 수 있다.
마우스피스가 카트리지와 맞물리도록 구성되어 있는 구현예에서, 카트리지와 마우스피스의 조합은, 궐련, 엽궐련, 가는 엽궐련과 같은 가연성 흡연 물품의 형상과 치수를 시뮬레이션할 수 있다. 유리하게, 이와 같은 구현예에서, 카트리지와 마우스피스의 조합은 궐련의 형상과 치수를 시뮬레이션할 수 있다.
마우스피스는 에어로졸 발생 장치의 하우징과 맞물리도록 구성되어 있을 수 있다. 마우스피스는 기재 구획부 내의 에어로졸 형성 기재가 고갈되면 폐기되도록 설계될 수 있다.
마우스피스는 재사용 가능하도록 설계될 수 있다. 마우스피스가 재사용 가능하도록 설계된 구현예에서, 마우스피스는, 유리하게는 에어로졸 발생 장치의 하우징 또는 카트리지에 제거 가능하게 부착되도록 구성되어 있을 수 있다.
마우스피스는 필터를 포함할 수 있다. 상기 필터는 낮은 미립자 여과 효율 또는 매우 낮은 미립자 여과 효율을 가질 수 있다. 대안적으로, 마우스피스는 중공형 튜브를 포함할 수 있다.
본 발명을 참조하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “근위”, “원위”, “상류”, 및 “하류”는, 카트리지, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템의 구성요소 또는 구성요소의 부분의 상대 위치를 설명하는 데 사용된다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템은, 사용 시, 니코틴 염 입자의 에어로졸이 사용자에게 전달되도록 에어로졸 발생 시스템으로부터 빠져나가는 근위 말단을 포함하고 있다. 근위 말단은 또한, 마우스 말단으로 지칭될 수 있다. 사용 시, 에어로졸 발생 시스템에 의해 발생된 에어로졸을 흡입하기 위해, 사용자는 에어로졸 발생 시스템의 근위 말단을 흡인한다. 에어로졸 발생 시스템은 근위 말단에 대향하는 원위 말단을 포함하고 있다.
사용자가 에어로졸 발생 시스템의 근위 말단을 흡인할 때, 공기는 에어로졸 발생 시스템 내로 흡인되고, 카트리지를 통과하여 에어로졸 발생 시스템의 근위 말단에서 에어로졸 발생 시스템으로 빠져나간다. 에어로졸 발생 시스템의 구성요소, 또는 구성요소의 일부는, 에어로졸 발생 시스템의 근위 말단과 원위 말단 사이의 상대 위치에 기초하여 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “길이방향”은 에어로졸 발생 시스템, 카트리지 또는 에어로졸 발생 장치의 근위 말단과 대향하는 원위 말단 간의 방향을 설명하는 데 사용되고 용어 “가로방향”은 길이방향에 수직인 방향을 설명하는 데 사용된다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, “길이(length)”란 에어로졸 발생 시스템의 구성요소들, 또는 구성요소들의 부분들의 원위 말단과 근위 말단 사이의 최대 길이방향 치수를 의미한다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “높이” 및 “폭”은, 카트리지 또는 에어로졸 발생 시스템의 길이방향 축에 수직인 카트리지 또는 에어로졸 발생 시스템의 구성요소 또는 구성요소의 일부의 최대 가로 방향 치수를 설명하는 데 사용된다. 카트리지 또는 에어로졸 발생 시스템의 구성요소 또는 구성요소의 일부의 높이와 폭이 동일하지 않은 경우, 용어 “폭”은, 카트리지 또는 에어로졸 발생 시스템의 길이방향 축에 수직인 2개의 가로 방향 치수 중 더 큰 것을 지칭하는 데 사용된다.
본 발명을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “세장형”은, 카트리지의 폭과 높이보다 큰 길이를 갖는 카트리지의 구성요소 또는 구성요소의 일부를 설명하는 데 사용된다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 기재 구획부 및 히터 공동을 정의하고 있는 카트리지 바디; 및 상기 기재 구획부 내에 위치된 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 카트리지와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있으며, 상기 장치는 카트리지 바디의 적어도 일부분을 수용하기 위한 장치 공동을 정의하고 있는 하우징; 장치 공동 내에 위치된 세장형 전기 히터; 및 세장형 전기 히터 위로 고정되어서 전기 히터가 그의 길이의 적어도 일부를 따라 열 전도성 외피 내에 실질적으로 에워싸이게 되는 열 전도성 외피를 포함하고 있다. 열 전도성 외피 및 전기 히터는 카트리지가 장치 공동에 수용될 때 카트리지의 히터 공동 내로 연장되도록 구성되어 있어서, 사용시, 카트리지의 기재 구획부가 열 전도성 외피를 통해 전기 히터에 의해 가열된다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 에어로졸 발생 시스템 또는 제2 측면에 따른 에어로졸 발생 장치에 사용하기 위한 열 전도성 외피가 제공되어 있다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 키트가 제공되어 있으며, 상기 키트는 하나 이상의 에어로졸 발생 시스템용 카트리지 및 하나 이상의 열전도성 외피를 포함하고 있고, 여기서 각각의 카트리지는 기재 구획부 및 히터 공동을 정의하고 있는 카트리지 바디를 포함하고 있고, 여기서 각각의 열 전도성 외피는 카트리지 중 하나 이상의 히터 공동 내로 연장되고, 사용시, 세장형 전기 히터 위로 고정되도록 구성되어 있어서 전기 히터가 그의 길이의 적어도 일부를 따라 열 전도성 외피 내에 실질적으로 에워싸이게 되고 카트리지의 기재 구획부가 열 전도성 외피를 통해 전기 히터에 의해 가열된다.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 카트리지와 함께 사용하기 위해 에어로졸 발생 장치를 적응시키는 방법이 제공되어 있으며, 기재 구획부 및 히터 공동을 정의하고 있는 카트리지 바디, 및 기재 구획부 내에 위치된 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 카트리지를 제공하는 단계; 카트리지 바디의 적어도 일부분을 수용하기 위한 장치 공동을 정의하고 있는 하우징; 장치 공동 내에 위치된 세장형 전기 히터를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 단계; 히터 공동의 치수 및 전기 히터의 치수에 기초하여 열 전도성 외피를 선택하는 단계; 열 전도성 외피를 전기 히터 위로 고정시켜서 전기 히터가 그의 길이의 적어도 일부를 따라 열 전도성 외피 내에 실질적으로 에워싸이도록 하는 단계; 및 카트리지를 장치 공동 내로 삽입해서 열 전도성 외피와 전기 히터가 카트리지의 히터 공동 내로 연장되도록 하고 열 전도성 외피가 전기 히터의 외부 표면과 히터 공동의 내부 표면 모두와 접촉하게 되도록 하는 단계를 포함하고 있다.
본 발명의 일 측면에 관하여 전술한 특징들은 본 발명의 다른 측면에 적용가능할 수도 있다는 점은 명백하다. 구체적으로, 제1 측면의 시스템과 관련하여 설명된 특징들은, 제2 측면의 장치, 제3 측면의 키트 또는 제4 측면의 방법에 균등하게 적용될 수 있고, 그 반대일 수 있다.
이제 본 발명의 구현예는 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템을 보여주고 있으며;
도 2는 도 1의 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지를 보여주고 있으며;
도 3은 에어로졸 발생 장치에 수용된 카트리지를 갖는, 도 1의 에어로졸 발생 시스템의 길이방향 단면을 예시적으로 보여주고 있으며;
도 4는 외피의 제1 구현예의 확대도를 보여주고 있으며;
도 5는 카트리지 내에 위치된 외피의 제1 구현예와 함께 도 1의 에어로졸 발생 시스템의 부분 절개도를 보여주고 있으며;
도 6은 외피의 제2 구현예의 확대도를 보여주고 있으며; 그리고
도 7은 도 6의 외피의 부분 프로파일을 예시하고 있다.
도 1은 니코틴 락트산 염 입자를 포함하고 있는 에어로졸을 발생시키기 위한 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템(10)의 개략도를 보여주고 있다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 에어로졸 발생 장치(100), 카트리지 조립체(200) 및 마우스피스(300)를 포함하고 있다.
도 2는 도 1의 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 카트리지 조립체(200)의 개략도를 보여주고 있다. 카트리지(200)는 세장형 바디(202), 원위 말단 캡(204)과 근위 말단 캡(206)을 포함하고 있으며, 약 15mm의 길이, 약 7mm의 폭, 및 약 5.2mm의 높이를 갖는다. 바디(202)는, 약 13mm의 길이, 약 7mm의 폭, 및 약 5.2mm의 높이를 갖는다. 원위 말단 캡(204)과 근위 말단 캡(206)은, 약 2mm의 길이, 약 7mm의 폭, 및 약 5.2mm의 높이를 갖는다.
카트리지(200)는, 바디(202)의 근위 말단으로부터 바디(202)의 원위 말단까지 연장되어 있는 세장형 제1 구획부(208)를 포함하고 있다. 제1 구획부(208)는 약 10mg의 니코틴 및 약 4mg의 멘톨로 함침된 제1 캐리어 물질(210)을 포함하고 있는 니코틴 공급원을 함유하고 있다.
카트리지(200)는, 또한 바디(202)의 근위 말단으로부터 바디(202)의 원위 말단까지 연장되어 있는 세장형 제2 구획부(212)를 포함하고 있다. 제2 구획부(212)는 약 20mg의 락트산으로 함침된 제2 캐리어 물질(214)을 포함하고 있는 락트산 공급원을 함유하고 있다.
제1 구획부(208)와 제2 구획부(212)는 병렬로 배열되어 있다.
카트리지(200)는, 제1 구획부(208)와 제2 구획부(212)를 가열하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치의 전기 히터를 수용하기 위한 히터 공동(216)을 더 포함하고 있다. 공동(216)은, 제1 구획부(208)와 제2 구획부(212) 사이에 위치하고 있으며, 바디(202)의 근위 말단으로부터 바디(202)의 원위 말단까지 연장되어 있다. 공동(216)은, 실질적으로 스타디움 형상의 가로방향 단면을 갖고, 약 6.3mm의 폭 및 약 1mm의 높이를 갖는다.
원위 말단 캡(204)은, 3개의 이격된 천공의 열을 포함하고 있는 제1 공기 유입부(218) 및 5개의 이격된 천공의 열을 포함하고 있는 제2 공기 유입부(220)를 포함하고 있다. 제1 공기 유입부(218)와 제2 공기 유입부(220)를 형성하고 있는 각각의 천공은, 실질적으로 원형의 가로방향 단면을 가지고, 약 0.3mm의 직경을 갖는다. 제1 공기 유입부(218)의 유동 면적은 약 0.21㎟이고, 제2 공기 유입부(220)의 유동 면적은 약 0.35㎟이다. 제1 공기 유입부(218)의 유동 면적 대 제2 공기 유입부(220)의 유동 면적의 비는 약 3:5이다. 원위 말단 캡(204)은, 제1 공기 유입부(218)와 제2 공기 유입부(220) 사이에 위치되는 제3 유입부(222)를 더 포함하고 있다. 제3 유입부(222)는, 실질적으로 스타디움 형상의 가로방향 단면을 가지고, 약 6.3mm의 폭과 약 1mm의 높이를 갖는다.
근위 말단 캡(206)은, 3개의 이격된 천공의 열을 포함하고 있는 제1 공기 유출부(224) 및 5개의 이격된 천공의 열을 포함하고 있는 제2 공기 유출부(226)를 포함하고 있다. 제1 공기 유출부(224)와 제2 공기 유출부(226)를 형성하고 있는 각 천공은, 실질적으로 원형의 가로방향 단면을 가지고, 약 0.3mm의 직경을 갖는다. 제1 공기 유출부(224)의 유동 면적은 약 0.21㎟이고, 제2 공기 유출부(226)의 유동 면적은 약 0.35㎟이다. 제1 공기 유출부(224)의 유동 면적 대 제2 공기 유출부(226)의 유동 면적의 비는 약 3:5이다.
카트리지(200)를 형성하기 위해, 제1 공기 유출부(224)가 제1 구획부(208)와 정렬되고 제2 공기 유출부(226)가 제2 구획부(212)와 정렬되도록 근위 말단 캡(206)이 바디(202)의 근위 말단 내에 삽입된다. 니코틴 및 멘톨로 함침된 제1 캐리어 물질(210)은 제1 구획부(208) 내로 삽입되고, 락트산으로 함침된 제2 캐리어 물질(214)은 제2 구획부(212) 내로 삽입된다. 이어서, 제1 공기 유입부(218)가 제1 구획부(208)와 정렬되고, 제2 공기 유입부(220)가 제2 구획부(212)와 정렬되며 제3 유입부(222)가 히터 공동(216)과 정렬되도록 원위 말단 캡(204)이 바디(202)의 원위 말단 내에 삽입된다.
제1 구획부(208)와 제2 구획부(212)는 실질적으로 동일한 형상 및 크기를 갖는다. 제1 구획부(208)와 제2 구획부(212)는, 실질적으로 직사각형의 가로방향 단면을 가지고, 약 11mm의 길이, 약 4.3mm의 폭, 및 약 1mm의 높이를 갖는다. 제1 캐리어 물질(210)과 제2 캐리어 물질(214)은 PET/PBT의 부직포 시트를 포함하고 있으며, 실질적으로 동일한 형상 및 크기를 갖는다. 제1 캐리어 물질(210)과 제2 캐리어 물질(214)의 형상 및 크기는 카트리지(2)의 제1 구획부(208)와 제2 구획부(212)의 형상 및 크기와 각각 유사하다.
제1 공기 스트림이 제1 공기 유입부(218)를 통해 카트리지(200) 내로 통과하여, 제1 구획부(208)를 통해 그리고 제1 공기 유출부(224)를 통해 카트리지(200)의 외부로 통과할 수 있도록 제1 공기 유입부(218)가 제1 공기 유출부(224)와 유체 연통하고 있다. 제2 공기 스트림이 제2 공기 유입부(220)를 통해 카트리지(200) 내로 통과하여, 제2 구획부(212)를 통과하여, 그리고 제2 공기 유출부(226)를 통해 카트리지(2)의 외부로 통과할 수 있도록 제2 공기 유입부(220)가 제2 공기 유출부(226)와 유체 연통하고 있다.
카트리지(200)를 처음 사용하기 전에, 제1 공기 유입부(218)와 제2 공기 유입부(220)는, 원위 말단 캡(204)의 외면에 적용되는 제거 가능 박리 포일 밀봉부 또는 관통 가능 포일 밀봉부(미도시함)에 의해 밀봉될 수 있다. 유사하게, 카트리지(200)를 처음 사용하기 전에, 제1 공기 유출부(224)와 제2 공기 유출부(226)는, 근위 말단 캡(206)의 외면에 적용되는 제거 가능 박리 포일 밀봉부 또는 관통 가능 포일 밀봉부(미도시함)에 의해 밀봉될 수 있다.
도 3은 에어로졸 발생 장치(100)에 수용된 카트리지(200)를 갖는, 도 1의 에어로졸 발생 시스템(10)의 길이방향 단면을 예시적으로 보여주고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(100)는 카트리지(200)를 수용하기 위한 장치 공동(104) 및 카트리지(200)와 체결되는 마우스피스(300)의 상류 부분을 정의하고 있는 장치 하우징(102)을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치(100)는 베이스 부분(107)으로부터 연장되어 있는 세장형 전기 히터(106), 전력 공급부(108), 및 베이스 부분(107) 상의 전기 접촉부(미도시)를 통해 전력 공급부(108)로부터 전기 히터(106)로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어부(110)를 더 포함하고 있다. 전기 히터(106)는 장치 공동(104)의 중심에 위치되어 있고 장치 공동(104)의 주축을 따라 베이스 부분(107)으로부터 연장되어 있다. 전기 히터(106)는 전기 절연 기판 및 전기 절연 기판 상에 위치된 저항 가열 요소를 포함하고 있다. 전기 히터(106) 위로 위치하고 있는 것은, 전기 히터(106)를 위한 보호용 덮개를 형성하고 사용하는 동안에 전기 히터(106)와 카트리지(200) 사이의 열적 가교로서 작용하는 열 전도성 외피(112)이다. 대안적인 구현예(미도시함)에서, 마우스피스(300)의 원위 말단은, 카트리지(200) 보다는 에어로졸 발생 장치(100)의 하우징(102)의 근위 말단과 체결하도록 구성되어 있을 수 있다.
사용시, 제어부(110)는 전력 공급부(108)로부터 전기 히터(106)로의 전력 공급을 제어하여 가열 요소에서 열을 발생시키고, 열은 이어서 외피(112)를 통해 카트리지(200)로 전달되어 제1 구획부(208) 및 제2 구획부(212)를 약 120℃의 작동 온도까지 가열한다. 열 전도성 외피는 그 외부면에 걸쳐 전기 히터로부터의 열을 확산시켜 외피가 존재하지 않는 배열에 비해 카트리지의 더욱 균질한 가열을 보장한다. 카트리지를 가능한 한 빨리 작동 온도까지 끌어올리려면, 약 30초 동안 가열 요소를 약 200℃로 가열하기 위해 예열 프로파일을 적용시킨다. 예열 후, 가열 요소의 온도는 약 140℃의 실질적으로 일정한 온도로 감소된다.
사용자가 마우스피스(300)의 근위 말단에서 흡인할 때, 공기는 에어로졸 발생 장치(100)의 하우징(102)을 통해 연장되어 있는 시스템 기류 유입부를 통해 에어로졸 발생 시스템(10) 내로 흡인된다. 공기는 제1 공기 스트림이 카트리지(200)의 제1 구획부(208)를 통해 흡인되고 제2 공기 스트림이 카트리지(200)의 제2 구획부(212)를 통해 흡인되는 장치 공동(104)의 상류 말단으로 향하게 된다. 제1 공기 스트림이 제1 구획부(208)를 통해 흡인될 때, 니코틴 증기가 제1 캐리어 물질(210)로부터 제1 공기 스트림으로 방출된다. 제2 공기 스트림이 제2 구획부(212)를 통해 흡인될 때, 락트산 증기가 제2 캐리어 물질(214)로부터 제2 공기 스트림으로 방출된다. 제1 공기 스트림의 니코틴 증기와 제2 공기 스트림의 락트산 증기는 마우스피스(300)에서 기체상으로 서로 반응하여 니코틴 염 입자의 에어로졸을 형성하며, 이러한 에어로졸은 마우스피스(300)의 근위 말단을 통해 사용자에게 전달된다.
도 4는 에어로졸 발생 장치(100)의 외피(112)를 보다 상세히 보여주고 있다. 외피(112)는 전기 히터(106)보다 넓고 굽힘선(113)을 따라 U-자 형상으로 구부러져서 외피(112)가 두 개의 대향하는 외피 벽면(114)을 포함하도록 하는 편평한 금속 시트로 형성된 것이다. 외피(112)는 외피 장착부(116)를 그의 원위 말단에 구비하고 있으며, 이에 의해 외피(112)가 전기 히터(106) 위로 제 위치에 유지될 수 있다. 이 실시예에서, 외피 장착부(116)는 두 개의 외피 장착부 부분(118)을 포함하고 있으며, 각각은 외피 벽면(114) 중 하나의 원위 말단에서 제공되어 있으며, 외피 장착부(116)는 외피 벽면(114)과, 이에 따라 외피 장착부(118)가 함께 결합되어 있을 때, 일반적으로 디스크 형상이 되도록 구성되어 있다. 외피 장착부 부분(118)은 높은 온도 저항성을 가지며 바람직하게는 PEEK와 같은 낮은 열 전도성을 갖는 물질로 만들어진 것이다. 이 실시예에서, 외피(112)가 형성되는 금속 시트는, 외피(112)의 길이방향 축을 가로지르며 외피(112)의 근위 말단에 위치하고 있는 굽힘선(113)을 따라 구부러지게 된다. 다른 실시예에서, 굽힘선은 상이한 위치 또는 배향을 가질 수 있다. 예를 들어, 금속 시트는 외피의 길이방향 축에 평행하고 외피의 측면 에지를 따라 연장되어 있는 굽힘선을 따라 구부러질 수 있다. 굽힘선(113)은 외피 벽면(114)을 외피(112)의 원위 말단에서 약간 이격시키는 스프링 힘을 제공한다. 이는 외피(112)가 전기 히터(106) 위에 위치되는 용이성을 개선할 수 있다. 외피(112)가 제조되는 금속 시트는 임의의 적절한 두께를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 금속 시트는 0.27mm의 시트 두께를 갖는다. 다른 실시예에서, 금속 시트는 주어진 구성에 대한 카트리지의 허용 가능한 수준의 삽입 및 제거와 함께, 카트리지 내의 전기 히터와 공동의 치수에 따라 상이한 두께를 가질 수 있다.
도 5는 외피(112)가 전기 히터 위에 그리고 카트리지(200)의 히터 공동(216) 내부에 위치하고 있는 에어로졸 발생 시스템(10)의 부분 절개도를 보여주고 있다. 외피(112)를 장치 공동(104) 내에 고정하기 위해, 외피 벽면(114)은 전기 히터의 양쪽 면 상에 위치하고 있고 굽힘선(113)에서 스프링 힘에 대응하여 함께 꼬집어져서 전기 히터가 외피 벽면(114) 사이에 끼워지고 덮이게 된다. 그런 다음, 외피(112)는 장치 공동(104)의 원위 말단을 향해 밀어 넣어져, 베이스 부분(107) 주위로 연장되어 있는 상승된 립부(109)의 내부 직경에 대하여 외피 장착부 부분(118)을 압입하게 된다(press-fit). 이러한 방식으로, 외피 장착부 부분(118)은 베이스 부분(107)에 단단히 보유되고, 전기 히터는 외피 벽면(114) 사이에서 클램핑된다. 이어서, 카트리지(200)는 마우스피스(300)와 함께 공동(104) 내에 삽입되어 전기 히터(106) 및 외피(112)가 카트리지(200)의 히터 공동(216) 내로 연장되게 된다. 외피(112)는 카트리지의 삽입 동안에 전기 히터를 보호하고, 외피 벽면(114)이 히터 공동(216)의 내부 표면과 직접 접촉하게 되도록 치수를 갖는다. 따라서, 열 전도성 외피(112)는 전기 히터와 카트리지 사이의 열적 가교로서 작용하고, 전기 히터의 형상을 카트리지(200)의 히터 공동(216)에 적응시킨다.
도 6은 외피(412)의 대안적인 구현예의 일부분의 확대도를 예시하고 있다. 제1 구현예의 외피의 매끄럽고 편평한 프로파일과 달리, 외피(412)는 물결주름 형상 프로파일을 갖는 금속 시트로부터 형성된 것이다. 이는 외피(412)의 외피 벽면(414) 중 하나의 프로파일을 예시하고 있는 도 7에서 더욱 명확하게 볼 수 있다. 도시된 바와 같이, 물결주름들은 외피(412)의 각각의 벽면(414)의 외부 표면 상에 복수의 물결주름 피크들(417) 및 골들(419)을 형성하고 있다. 물결주름들은 외피 벽면(414)이 카트리지의 히터 공동의 내부 표면에 맞도록 휘도록(flex) 한다. 이는 전기 히터, 외피, 및 카트리지의 제작 공차를 보상하여 전기 히터와 카트리지 사이의 열 접촉의 일관성을 개선할 수 있다. 이는 상이한 카트리지 또는 상이한 장치 간에 보다 일관된 성능을 보장하는 데 도움이 될 수 있다. 그들의 배향에 따라, 물결주름들은 또한 동일한 시트 두께를 갖는 편평한 시트에 비해 외피의 관성 모멘트를 증가시킬 수도 있다. 이는 외피의 강성도를 증가시키고, 장치 공동 내로의 카트리지의 삽입 동안에 전기 히터와 외피가 구부러질 위험을 감소시킬 수 있다. 그것은 또한 주어진 강성도 또는 두께의 외피를 제조하는 데 필요한 물질의 양을 감소시킬 수 있다. 도 6에 도시된 구현예에서, 물결주름들은, 각각의 물결주름이 2개의 상이한 방향으로 연장되도록 갈매기형 패턴으로 배열되어 있다. 적어도 2개의 상이한 방향으로 연장되도록 물결주름들을 배열하여, 외피(412)의 강성도는 모든 방향으로 유지될 수 있다. 이는 각각의 물결주름이 외피의 전체 폭 또는 길이에 걸쳐 단일 방향으로 연장되어 있는 배열과 상이하다. 이러한 배열에서, 굽힘 모멘트가 물결주름 방향에 평행한 축 주위에 인가되는 경우 외피는 굽힘에 더욱 취약하게 될 것이다.
상술한 소정의 구현예 및 실시예는 본 발명을 예시하되 한정하지 않는다. 본 발명의 다른 구현예는 이루어질 수 있고, 본 명세서에서 설명된 소정의 구현예 및 실시예가 전부가 아님을 이해해야 한다.

Claims (18)

  1. 에어로졸 발생 시스템에서 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치로서,
    상기 에어로졸 발생 장치는:
    에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 수용하기 위한 장치 공동(device cavity)을 정의하고 있는 하우징;
    상기 장치 공동 내에 위치된 세장형 전기 히터; 및
    상기 세장형 전기 히터 위로 고정되어서, 상기 세장형 전기 히터의 길이의 적어도 일부를 따라 열 전도성 외피 내에 상기 전기 히터가 에워싸이는 열 전도성 외피로서, 상기 열 전도성 외피는 ASTM C1114 - 00에 따라 측정된 적어도 40W/m.K의 열 전도율을 갖는, 상기 열 전도성 외피;를 포함하고,
    상기 열 전도성 외피 및 상기 전기 히터는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 장치 공동에 수용될 때 상기 에어로졸 발생 물품 내로 연장되도록 구성되어 있어서, 사용시, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 열 전도성 외피를 통해 상기 전기 히터에 의해 가열되는, 에어로졸 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 상기 전기 히터 위에 영구적으로 고정되는, 에어로졸 발생 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 상기 세장형 전기 히터 위로 제거 가능하게 고정되는, 에어로졸 발생 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세장형 전기 히터는 상기 세장형 전기 히터의 전체 길이를 따라 상기 열 전도성 외피 내부에 에워싸여 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 하나 이상의 중간 구성요소를 통해 상기 전기 히터에 열적으로 결합되는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 금속 또는 합금으로 형성된 것인, 에어로졸 발생 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 상기 열 전도성 외피가 상기 전기 히터 위에 고정되는 외피 장착부가 제공되어 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 외피 장착부는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)으로 만들어지는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 형상(shape)으로 구부러지거나 접힌 열 전도성 물질의 단일 시트를 포함하는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는,
    열 전도성 물질의 시트로서, 굽힘선을 따라 구부러지거나 접혀서, 상기 외피가 두 개의 대향하는 외피 벽면들을 포함하게 되어 그 사이에서 상기 전기 히터가 그 길이의 적어도 일부를 따라 에워싸이게 되는, 열 전도성 물질의 시트, 및
    상기 굽힘선의 맞은편에 있는 개구를 포함하는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 열 전도성 물질의 시트는 탄성이 있고 구부러지거나 접혀서 상기 굽힘선이 스프링 힘을 제공하여 상기 개구에서 떨어져 상기 외피 벽면들을 편향시키는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 굽힘선은 상기 열 전도성 외피의 길이방향 축에 평행하고, 상기 열 전도성 외피의 측면 에지를 따라 연장되어 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 열 전도성 물질의 물결주름 모양의 시트(corrugated sheet)를 포함하는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 열 전도성 물질의 물결주름 모양의 시트는 제1 방향을 따라 연장되어 있는 제1 세트의 물결주름 및 상기 제1 방향에 대해 각을 이루는 제2 방향을 따라 연장되어 있는 제2 세트의 물결주름을 포함하는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 0.20mm 내지 0.35mm의 두께를 갖는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 0.22mm 내지 0.30mm의 두께를 갖는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 0.25mm 내지 0.29mm의 두께를 갖는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 외피는 0.27mm의 두께를 갖는 것인, 에어로졸 발생 장치.
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