KR102642688B1 - 에어로졸 발생 시스템용 카트리지 - Google Patents

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니콜라우스 마틴 에른스트 빌헬름 릭켓츠
루이 누노 바티스타
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생 시스템용 카트리지에 관한 것이다. 카트리지(100)는: 제1 액체 조성물(110); 및 제2 조성물; 복수의 캡슐(112)을 포함하고, 각각의 캡슐은 상기 제2 조성물을 캡슐화하여 상기 제2 조성물을 상기 제1 액체 조성물로부터 분리하며; 캡슐 유지부; 및 액체를 액체 저장 용기로부터 전달하기 위한 액체 저장 용기 내의 배출구(106)를 포함한다. 제1 액체 조성물 및 제2 조성물은 유체 투과성 구획부에 의해서 대안적으로 분리될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템을 형성하기 위해서 카트리지(100)를 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치(200)도 또한 기술된다.

Description

에어로졸 발생 시스템용 카트리지
본 발명은 에어로졸 발생 시스템용 카트리지 및 카트리지를 수용하기 위한 장치에 관한 것이다.
많은 선행기술의 문헌들, 예를 들어, EP-A-0 295 122, EP-A-1 618 803 및 EP-A-1 736 065는, 이점이 많은 전기 작동식 흡연 시스템을 개시하고 있다. 이러한 시스템들 중 일부 예의 한 가지 이점은, 흡연자가 선택적으로 흡연을 중지하고 재개할 수 있게 하면서도, 부류연을 상당히 감소시킬 수 있다는 점이다.
EP-A-0 295 122, EP-A-1 618 803 및 EP-A-1 736 065 같은 선행기술의 문헌들은, 액체를 에어로졸 형성 기재로서 사용하는 전기 흡연 시스템을 개시하고 있다. 액체는, 하우징에 수용 가능한 카트리지에 함유될 수도 있다. 퍼프 동안 액체 기재를 가열하는 히터에 연결된, 배터리 같은 전력 공급부를 제공하여, 흡연자에게 제공되는 에어로졸을 형성한다.
많은 경우에, 종래 기술의 카트리지 내에 제공된 액체가 사용에 앞서서 생산되고, 미리-혼합된 조성물로서 운송된다.
액체 조성물은 사용하기 직전과 같은 사용 시간에 근접한 때에, 액체 조성물이 준비되거나 완료될 수 있도록 하는 카트리지 및 관련 장치를 사용자에게 제공한다는 이점을 가질 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따라, 에어로졸 발생 시스템용 카트리지가 제공된다. 카트리지는: 제1 액체 조성물 및 제1 액체 조성물과 분리된 제2 조성물을 포함하는 액체 저장 용기; 및 에어로졸 형성 기재를 액체 저장 용기로부터 전달하기 위한 액체 저장 용기 내의 배출구를 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 카트리지를 도시한다;
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시한다.
도 3은 도 1의 카트리지와 함께 도 2의 에어로졸 발생 장치를 포함하는 시스템을 도시한다;
도 4a 및 도 4b는 사용 시의 도 3의 시스템을 도시한다;
도 5는 본 발명의 대안적인 구현예에 따른 카트리지를 도시한다;
도 6은 본 발명의 대안적인 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 구현예에 따른 카트리지를 도시하며; 그리고
도 8은 본 발명의 추가적인 다른 구현예에 따른 카트리지를 도시한다.
바람직하게는, 제2 에어로졸 형성 기재는 액체이다.
유리하게, 제1 액체 조성물 및 그로부터 분리된 제2 조성물을 가지는 카트리지를 제공하는 것은, 조성물이 사용 시간에, 예를 들어 배출구를 빠져 나갈 때 에어로졸 발생 시스템 내에서 상호작용할 수 있게 함으로써, 사용 시간 전의 시간에 근접하여, 예를 들어 사용 직전에 조성물이 혼합, 블렌딩, 또는 화학적으로 반응되게 할 수 있다.
카트리지는 바람직하게: 복수의 캡슐로서, 각각의 캡슐이 제2 조성물을 캡슐화하여 제2 조성물을 제1 액체 조성물로부터 분리하는, 복수의 캡슐; 및 캡슐 유지부를 추가로 포함한다. 캡슐은, 에어로졸 발생 시스템 내의 사용 이전에, 제1 액체 조성물을 제2 조성물로부터 분리하는 역할을 한다.
각각의 캡슐은 바람직하게, 제2 조성물을 캡슐화하는 파열성 외피를 포함한다. 그러한 파열성 외부 외피를 포함하는 캡슐은 바람직하게, 기계적 힘의 이용으로, 용이하게 또는 쉽게 파괴, 또는 파단된다. 캡슐의 파열성 외부 외피는, 예를 들어 열 또는 광과 같은 에너지를 인가함으로써, 외피 재료의 접착력을 변화시키는 것에 의해서, 용이하게 또는 쉽게 분리되거나 용해될 수 있다.
제2 조성물이 액체인 경우에, 각각의 캡슐은 압축될 수 있고, 액체 조성물을 캡슐화하는 외부 외피는 다공성 재료로 형성된다. 다공성 재료는 바람직하게 가요성을 갖는다. 액체인 제2 조성물은 바람직하게, 외피가 변형되어 외피의 내부 부피를 감소시킬 때, 다공성 외피를 통과한다. 제2 액체 조성물은, 외피가 변형될 때까지, 바람직하게 다공성 외피 내에서 유지되는데, 이는 모세관력이 제2 액체 조성물을 다공성 외피를 통해서 제1 액체 조성물 내로 운송하지 않게 보장하는 제1 액체 및 제2 액체의 표면 장력 차이 때문이다.
다공성 외피는 그 위에 제2 액체 조성물을 흡착시켜도 좋고, 그렇지 않으면 제3 조성물을 유지시켜도 좋다. 제3 조성물은 액체, 겔 또는 고체일 수 있다. 제3 조성물은 상온에서, 예를 들어 21℃에서 액체, 겔 또는 고체일 수 있다. 다공성 외피 내에서 유지되는 조성물은 외피의 변형에 의해서, 또는 열을 인가하여 캡슐의 온도를 높이는 것에 의해서, 또는 변형 및 온도 증가 모두의 조합에 의해서 방출될 수 있다. 조성물이 방출될 수 있기 전에 캡슐이 가열될 것을 필요로 함으로써, 운송, 또는 저장 중에 조성물이 방출될 수 있는 위험이 감소될 수 있다.
그 대신에, 캡슐은, 액체 조성물을 포함하는, 다공성 재료의 구체와 같은, 연속적인 다공성 재료를 포함할 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 액체 조성물은 전술한 바와 같은 다공성 외피를 포함하는 캡슐과 유사한 방식으로 유지되고 방출될 수 있다.
카트리지는 고체 조성물을 가지는 복수의 캡슐을 포함할 수 있다. 캡슐은 고체 조성물을 캡슐화하는 외피를 가질 수 있다. 고체 조성물을 가지는 캡슐이 파열성을 가질 수 있고, 그에 따라 캡슐은 압축력의 인가 시에 작은 단편으로 파괴된다.
카트리지는 복수의 캡슐의 세트를 포함할 수 있고, 각각의 세트는 복수의 캡슐을 포함한다. 각각의 세트는 본원에서 설명된 바와 같은 임의 유형의 캡슐을 포함할 수 있고, 각각의 세트는 동일한 또는 상이한 기체, 액체 또는 고체 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 에어로졸 발생 시스템을 위한 에어로졸 형성 기재의 카트리지가 제공된다. 카트리지는: 제1 액체 조성물 및 복수의 캡슐을 포함하는 액체 저장 용기; 액체 조성물을 액체 저장 용기로부터 전달하기 위한 액체 저장 용기 내의 배출구; 및 캡슐 유지부를 포함한다. 각각의 캡슐은 제2 조성물을 캡슐화하는 파열성 외피를 포함할 수 있다. 캡슐은 본원에서 설명된 바와 같은 임의 캡슐일 수 있다.
제2 조성물은 액체일 수 있다.
유리하게, 제2 조성물을 캡슐화하는 파열성 캡슐 및 상응하는 캡슐 유지부를 가지는 카트리지를 제공하는 것은, 파열성 외피를 변형, 파단, 또는 파괴하는 것에 의해서, 예를 들어 압쇄에 의해서, 사용 시간 전의 시간에 근접하여, 예를 들어 사용 직전에 액체 조성물이 혼합되게 할 수 있다. 변형된, 파단된, 또는 파괴된 파열성 외피는 제2 조성물을 제1 액체 조성물에 노출시켜 2개의 액체가 혼합될 수 있게 한다. 캡슐 유지부는 임의의 파열성 외피, 또는 그 일부가 배출구를 통해서 카트리지를 빠져나가는 것을 실질적으로 방지한다.
"폭열(burst)"이라는 용어는 본원에서, 캡슐화된 조성물을 방출하기 위해서 변형, 파단 또는 그와 다른 방법으로 변형되는 캡슐의 프로세스를 지칭한다. 본원에서 설명된 바와 같이, "압쇄(crush)"라는 용어는 외력으로 누르거나(press) 압착하는(squeeze) 것을 의미하는 데에 사용된다.
바람직하게는, 파열성 외피는 실질적으로 연속적이다. 바람직하게, 파열성 외피는 제2 조성물을 방출하기 위해서 폭열되기 전에 밀봉된다. 각각의 캡슐은, 비제한적으로, 단일 부분(single-part) 캡슐, 다수 부분(multi-part) 캡슐, 단일 벽(single-walled) 캡슐, 다수 벽(multi-walled) 캡슐, 대형 캡슐, 및 소형 캡슐을 포함해서, 다양한 물리적 형태로 형성될 수 있다.
각각의 캡슐은, 캡슐이 외력을 받을 때, 제2 조성물을 방출하기 위해서 폭열되도록 배열될 수 있다. 폭열 강도는 캡슐을 폭열시킬 때의 (캡슐에 가해진) 힘이다. 상기 파열 강도는 캡슐의 힘 대 압축 곡선에서의 피크일 수도 있다. 바람직하게, 파열성 캡슐은 약 5 g 내지 약 400 g의 폭열 시의 평균 피크 하중을 갖는다. 더 바람직하게, 파열성 캡슐은 약 7 g 내지 약 100 g, 보다 더 바람직하게 약 7 g 내지 약 30 g의 폭열 시의 평균 피크 하중을 갖는다. 피크 하중에서 외피의 원래의 치수에 대비한 캡슐의 상대적인 변형은 약 1% 내지 25%, 바람직하게 약 1% 내지 약 15%, 더 바람직하게 약 1% 내지 약 10%일 수 있다.
다공성 외피를 포함하는 캡슐은, 액체 조성물이 방출되도록 충분히 캡슐을 변형시키기 위한, 약 5 g 내지 약 100 g, 바람직하게 약 5 g 내지 약 50 g, 더 바람직하게 약 5 g 내지 약 30 g의 평균 피크 하중을 가질 수 있다. 피크 하중에서 캡슐의 원래의 치수에 대비한 캡슐의 상대적인 변형은 약 1% 내지 80%, 바람직하게 약 1% 내지 약 60%, 더 바람직하게 약 1% 내지 약 50%일 수 있다.
고체 조성물을 포함하는 캡슐은, 조성물이 방출되도록 충분히 캡슐을 파괴하기 위한, 약 10 g 내지 약 500 g, 바람직하게 약 15 g 내지 약 100 g, 더 바람직하게 약 20 g 내지 약 50 g의 평균 피크 하중을 가질 수 있다. 피크 하중에서 캡슐의 원래의 치수에 대비한 캡슐의 상대적인 변형은 약 1% 내지 30%, 바람직하게 약 1% 내지 약 20%, 더 바람직하게 약 1% 내지 약 15%일 수 있다.
각각의 캡슐은, 캡슐이 소리, 광, 열, 또는 화학 에너지를 받을 때, 제2 조성물을 방출하기 위해서 폭열되도록 배열될 수 있다.
각각의 캡슐은 초음파, 예를 들어 주파수가 약 20,000 Hz 내지 약 40,000 Hz, 바람직하게 약 20,000 Hz 내지 약 30,000 Hz인 초음파를 받을 때 폭열되도록 배열될 수 있다. 초음파의 데시벨 레벨은 바람직하게 약 7 dB 미만, 더 바람직하게 약 5 dB 미만이다.
각각의 캡슐은 자외선 광, 예를 들어 파장이 약 100 nm 내지 약 500 nm, 바람직하게 약 200 nm 내지 약 350 nm이고, 세기가 약 2 mW/cm2 내지 약 30 mW/cm2, 더 바람직하게 약 5 mW/cm2 내지 15 mW/cm2, 보다 더 바람직하게 약 7 mW/cm2 내지 11 mW/cm2인 자외선 광의 수신 시에 폭열되도록 배열될 수 있다.
각각의 캡슐은, 약 50℃ 또는 약 60℃까지 캡슐의 온도를 증가시키는 열 에너지를 받을 때 폭열되도록 배열될 수 있다.
각각의 캡슐은, 화학물질, 예를 들어 산이 파열성 외피와 접촉될 때 폭열되도록 배열될 수 있다. 화학물질은 액체 저장 용기 내의 다른 캡슐로부터 방출될 수 있다. 이러한 방식으로 2개의 스테이지 프로세스를 이용하여 캡슐을 폭열시킬 수 있다.
각각의 캡슐이 임의의 적절한 형상, 예를 들면, 구 형상, 회전 타원체 형상, 또는 타원체 형상을 가질 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 각각의 캡슐이 전반적으로 구형이다. 이는 적어도 약 0.9의 구형도 값(sphericity value), 바람직하게는 대략 1의 구형도 값을 갖는 캡슐을 포함할 수 있다. 구형도는 물체가 얼마나 구형인지의 척도이며, 완전한 구체가 1의 구형도 값을 가진다. 구형도 값은 최대 직경 및 최소 직경의 평균을 결정하고, 그 평균으로부터 최대 직경과 최소 직경 간의 차를 제하며, 그런 다음 결과를 그 평균으로 나눔으로써 유도될 수도 있다.
캡슐은, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 임의의 적절한 방법에 따라(예를 들면, 공압출(co-extrusion), 구형화, 습식 또는 건식 과립화, 또는 에멀전화에 의해) 제조될 수 있다. 캡슐은 글리세린, 파라핀 왁스, 실리카 또는 당업자가 이해할 수 있는 임의의 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다.
본원에서 설명된 바와 같은 파열성 캡슐은 젤라틴계 제형의 수성 용액으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 카라지난(carrageenan)계 재료와 같은 식물성 다당류 및 그 유도체, 그리고 가소제로서 글리세린과 같은 겔화제 용액을 포함한다. 겔화제는 또한 전분 및/또는 셀룰로오스, 또는 그 개질 형태를 포함할 수 있다. 제1 액체 에어로졸 형성 기재와 같은, 특정 액체 내측의 캡슐의 거동뿐만 아니라 캡슐이 보여지는 그리고 용이하게 인지되는 방식에 영향을 미치기 위한 특정 목적을 위해서, 경질 외피를 위한 전체적인 화합물 제형이 표면 처리 또는 마감제뿐만 아니라, 채색제를 포함하는 불균일한 또는 균일한 착색을 포함할 수 있다. 바람직하게, 경질 외피의 파열성 캡슐의 화합물 제형은, 희망하는 폭열 강도의 특정 범위를 달성하기 위해서 점탄성 특성이 작은 형태의 셀룰로오스계이고, 바람직하게 합성 히드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC)로 이루어진다. 예로서, 제형은 핵심 구성 요소로서: Vegesoft®, 풀루란 및 하이프로멜로오스, 글리세린, 소르비톨(소르비톨 스페셜 포함) 및 폴리에틸렌(PEG)계 충진물을 포함할 수 있다.
다공성 외피를 포함하는 또는 완전히 다공성인 캡슐은, 액체 또는 고체 형태로, 또는 그 형태의 조합으로, 물리적 또는 화학적 겔로 형성될 수 있다. 바람직하게, 경질 외피의 파열성 캡슐에 대해서 설명된 바와 같이, 겔화제의 수성 용액을 기초로 하는 동일한 코어 조성물을 가지는 물리적 겔로 형성된다. 또한 다중 이온 중합체를 이용할 뿐만 아니라, 콜로이달 겔 제형을 포함하는 것과 같은, 큰 범위의 탄성도 및 변형을 가능하게 하는 특정 제형이 바람직하다. 그러한 제형은 용해성 및 불용성 매트릭스 구조물을 포함할 수 있고, 그에 따라 제1 액체 조성물과 상호작용하는 동안 희망 물리적 특성을 제공할 수 있다. 불용성 구조물은 이온-교환 수지 구조물 또는 이온-교환 중합체를 포함할 수 있다. 그러한 구조물은 풍미 향상을 가능하게 할 수 있고 활성 성분의 화학적 안정성을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 액체 조성물 내의 그리고/또는 제1 액체 조성물과 블렌딩되거나, 혼합되거나, 화학적으로 작용하는 제2 조성물 내의 주어진 활성 성분의 생체 이용성을 개선할 수 있다.
다공성 특성을 가지는 그러한 캡슐은 또한 전술한 바와 같은 재료의 발포체, 즉 개방 셀형 발포체로 제조될 수 있다.
고체 조성물을 포함하는 캡슐은 바람직하게, 그러한 고체 캡슐의 외피를 생성하는 재료로 코팅된 고체 겔 입자로 형성된다. 그러한 캡슐의 코팅된 외피는, 한차례 눌려질 때 캡슐을 폭열시키는, 파열성 캡슐에 대해서 설명된 제형으로 제조될 수 있다.
각각의 캡슐은 제2 액체 조성물이 흡수된 다공성 요소를 포함할 수 있다. 다공성 요소는 파열성 외피를 실질적으로 충진할 수 있거나, 파열성 외피의 일부만을 충진할 수 있다.
다공성 요소는 다공성 플라스틱 재료, 다공성 중합체 섬유, 및 다공성 유리 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 다공성 재료를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 다공성 재료는 모세관 재료일 수도 있고 아닐 수도 있으며 바람직하게는 에어로졸 형성 기재에 대해서 불활성이다. 특히 바람직한 다공성 재료 또는 재료들은 제2 액체 에어로졸 형성 기재의 물리적 특성에 따라 달라질 것이다.
적합한 다공성 섬유 물질로는 이들에만 한정되지 않지만, 셀룰로오스 면 섬유, 초산 셀룰로오스 섬유 및 접합된 폴리올레핀 섬유, 예컨대 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 섬유의 혼합물을 포함하고 있다.
캡슐은, 캡슐이 실질적으로 구형인 경우의 직경과 같이, 모두 실질적으로 동일한 크기일 수 있다. 캡슐이 실질적으로 구형일 때, 각각의 캡슐의 직경은 약 0.5 mm 내지 약 4 mm, 바람직하게 약 1 mm 내지 약 3 mm, 더 바람직하게 약 1 mm 내지 약 2 mm일 수 있다. 파열성 외피의 두께는 약 5 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 더 바람직하게 약 15 ㎛ 내지 약 80 ㎛일 수 있다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 파열성 외피의 두께는 캡슐의 폭열 강도의 하나의 결정 인자일 것이다.
각각의 캡슐의 벌크 밀도는 바람직하게 액체 에어로졸 형성 기재의 밀도와 실질적으로 같다. 이러한 방식으로, 캡슐은 제1 액체 에어로졸 형성 기재 내에서 중간에 부유되도록 구성되며, 그에 따라 액체 저장 용기 전체를 통해서 분산될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "벌크 밀도"라는 용어는 캡슐의 겉보기 밀도를 지칭하고, 파열성 외피의 질량 더하기 적어도 제2 조성물을 포함하는 외피 내에 캡슐화된 재료의 질량인 캡슐의 전체 질량을 캡슐의 부피로 나눈 것과 같다. 그에 따라, 벌크 밀도는 캡슐화된 재료의 질량을 제어하는 것에 의해서 제어될 수 있다. 예를 들어, 제2 조성물의 부피가 조정될 수 있거나, 제2 조성물의 밀도가 조정될 수 있다.
카트리지는 캡슐의 적어도 2개의 세트를 추가로 포함할 수 있고, 제1 세트는 제2 조성물을 캡슐화하는 복수의 캡슐을 포함하고, 제2 세트는 제3 조성물을 캡슐화하는 파열성 외피를 포함하는 복수의 캡슐을 포함한다. 카트리지는 추가적인 캡슐의 세트를 포함할 수 있고, 각각의 캡슐의 세트는 추가적인 상이한 조성물을 포함한다.
캡슐의 제1 세트는 제1 메커니즘에 의해서 폭열될 수 있고, 캡슐의 제2 세트는 제2 메커니즘에 의해서 폭열될 수 있다. 예를 들어, 캡슐의 제1 세트는 압쇄에 의해서 폭열될 수 있고, 캡슐의 제2 세트는 초음파 에너지에 의해서 폭열될 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는, 카트리지의 사용에 앞서서 어떠한 캡슐의 세트가 폭열되는지를 제어하는 것에 의해서, 혼합된 액체 조성물의 조성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 조성물 및 제3 조성물 모두가 니코틴일 수 있거나 포함할 수 있고, 혼합된 액체 조성물의 강도는 캡슐의 제1 세트 및 캡슐의 제2 세트 중 하나 또는 모두를 폭열시키는 사용자에 의해서 제어된다.
제2 조성물 및 제3 조성물은 바람직하게 제1 액체 조성물과 상이하고, 바람직하게 서로 상이하다. 제2 조성물은 제3 조성물과 상이한 색채를 가질 수 있다.
제1 액체 조성물은 에어로졸 형성 기재이다. 에어로졸 형성 기재는 바람직하게는 적어도 하나의 에어로졸 형성제 및 물을 포함하고 있다. 에어로졸 형성제는 글리세린 및 프로필렌 글리콜 중 적어도 하나일 수 있다.
제2 및 제3 조성물은: 니코틴; 풍미제; 향미제; 및 에어로졸 형성제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 풍미제는 멘솔과 같은 천연 풍미제, 또는 인공 풍미제일 수 있다.
제2 및 제3 조성물이 액체일 수 있고, 본원에서 설명된 바와 같은 임의의 에어로졸 형성 기재일 수 있다.
에어로졸 형성 기재 중 적어도 하나는 바람직하게는, 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 풍미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재 중 적어도 하나는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재 중 적어도 하나는 담배 함유 재료 및 비-담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재 중 적어도 하나는 에어로졸 형성제를 추가로 포함한다.
제1 액체 조성물은 제1 색채를 가질 수 있거나, 실질적으로 투명할 수 있다. 제1 액체를 제2 조성물과 혼합할 때 그리고/또는 제3 조성물이 존재하는 경우에, 제1 액체 조성물과 제2 조성물의 혼합물이, 제1 색체와 상이한, 제2 색체를 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는, 액체들이 완전히 혼합되는 때에 관한 시각적 표시를 제공받는다.
캡슐의 제2 세트가 제공되는 경우에, 캡슐의 제2 세트 내의 각각의 캡슐의 벌크 밀도는 캡슐의 제1 세트 내의 각각의 캡슐의 벌크 밀도와 상이할 수 있다. 캡슐의 제1 세트의 벌크 밀도는 제1 액체 조성물의 벌크 밀도와 상이할 수 있다. 이러한 방식으로, 캡슐은, 갈릴레이 온도계와 유사한 방식으로 제1 액체 조성물의 온도에 관한 시각적 표시를 제공할 수 있다.
카트리지는 캡슐의 세트를 추가로 포함할 수 있고, 각각의 캡슐은 제1 액체 조성물의 밀도보다 낮은 벌크 밀도를 가지고 가스를 캡슐화하는 가스-투과성 외피를 포함한다. 예정된 기간 이후에, 각각의 캡슐의 벌크 밀도가 제1 액체 조성물의 밀도보다 크도록, 가스-투과성 외피가 구성된다. 이러한 방식으로, 가스를 캡슐화하는 캡슐이 카트리지의 시효(age)에 관한 표시를 제공할 수 있다. 예를 들어, 액체 저장 용기의 하단부로 가라 앉은 캡슐은 카트리지의 사용 기한이 경과되었다는 것을 나타낼 수 있다.
카트리지는 액체 저장 용기 내에서 자유롭게 이동될 수 있는 고체 본체를 추가로 포함할 수 있다. 고체 본체는 사용자가 카트리지를 기계적으로 교반하게 할 수 있게 하도록 그리고 캡슐을 폭열시킬 수 있게 하도록 구성된다. 고체 본체는 구형, 원통형, 입방형, 또는 임의의 다른 적절한 형상일 수 있다. 캡슐이 폭열된 후에, 고체 본체는 유리하게 제1 액체 조성물 및 제2 조성물의 혼합 또는 블렌딩이 개선되게 할 수 있다.
액체 저장 용기는 가요성 벽을 포함할 수 있다. 액체 저장 용기가 가요성 벽을 포함하는 경우에, 캡슐 유지부는 바람직하게는 캡슐을 액체 저장 용기의 적어도 하나의 벽에 부착하기 위한 접착제이다. 가요성 벽은 캡슐이 압쇄에 의해서 폭열될 수 있게 하고, 액체 저장 용기를 변형시키기 위해서 가요성 벽에 인가되는 압쇄력은 캡슐에 힘을 가한다. 캡슐을 액체 저장 용기의 적어도 하나의 벽에 부착시키는 것에 의해서, 캡슐은, 폭열된 후에도, 액체 저장 용기 내에서 유지된다. 가요성 벽은 본원에서 설명된 바와 같은 중합체와 같은 중합체, 또는 본원에서 설명된 바와 같은 중합체 재료와 같은 중합체 재료와 함께 오버-몰딩된 스테인리스 강 메시와 같은 메시로 형성될 수 있다. 가요성 벽의 두께는 약 0.1 mm 내지 약 0.3 mm일 수 있다.
캡슐 유지부는 필터 요소를 포함할 수 있다. 필터 요소는 배출구에 인접하여 제공될 수 있다. 필터 요소는 배출구에 인접하여 고정될 수 있다. 필터 요소는, 캡슐이 폭열된 후에 캡슐이나 그 부분이 액체 저장 용기를 빠져 나가는 것을 방지하기 위해서 또는 그들이 액체 저장 용기의 특별한 영역과 접촉되는 것을 방지하기 위해서, 캡슐의 액체 조성물 및 그 일부를 거르도록(strain) 구성된다.
일부 예에서, 액체는 사용을 위해서 액체 저장 용기로부터 에어로졸 발생 장치 내로 분배될 수 있다. 예를 들어, 액체는 카트리지로부터 에어로졸 발생 장치의 액체 챔버 내로 분배될 수 있다. 일부 예에서, 카트리지는 액체를 저장하기 위한 병의 형태일 수 있다. 일부 예에서, 카트리지는 에어로졸 발생 장치의 액체 챔버를 형성할 수 있다. 카트리지는 장치와 함께 이용하기 위한 교체 가능한 액체 병이며, 그러한 병은 액체 저장 용기 내의 액체가 사용된 후 교체된다.
본 발명의 제1 양태에서, 액체 저장 용기는, 제2 액체 에어로졸 형성 기재와 별개로 제1 액체 에어로졸 형성 기재를 각각 저장하기 위해서, 제1 격실 및 제2 격실을 형성하는 구획부를 추가로 포함할 수 있다. 제1 격실 및 제2 격실은 유체 연통된다. 구획부는 스크린, 메시, 또는 복수의 천공부를 포함하는 판일 수 있다. 구획부가 유체 투과적, 또는 반-유체-투과적 박막일 수 있다. 박막은 제1 및 제2 액체 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 둘 모두에 대해서 투과적일 수 있다. 바람직하게, 박막은 제1 및 제2 액체 에어로졸 형성 기재 중 하나만에 대해서 투과적일 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 카트리지가 제공되어 있다. 카트리지는: 액체 저장 용기 내에서 제1 격실 및 제2 격실을 형성하는 구획부를 포함하는 액체 저장 용기를 포함하고, 구획부는 제1 격실과 제2 격실 사이의 유체 투과성 장벽을 포함한다.
바람직하게, 제1 격실은 제1 액체 조성물을 포함하고, 제2 격실은 제2 액체 조성물을 포함하며, 제1 및 제2 액체는 구획부에 의해서 서로 분리된다. 제3 양태의 카트리지는 바람직하게 액체 저장 용기로부터 액체 조성물을 전달하기 위해서 액체 저장 용기 내에 배출구를 포함한다.
구획부는, 제2 격실과 실질적으로 동일한 부피, 또는 상이한 부피를 가지는 제1 격실을 형성하도록 구성될 수 있다. 구획부는 액체 저장 용기의 길이방향 축에 수직으로, 액체 저장 용기의 길이방향 축에 평행하게, 또는 액체 저장 용기의 길이방향에 비스듬하게 제공될 수 있다.
제1 및 제3 양태에서, 제2 액체 조성물은 겔 내에 분산됨으로써 제1 액체 조성물로부터 분리될 수 있다.
제1 및 제3 양태에서, 제2 액체 조성물은 제1 액체 조성물과 상이한 속도로 배출구로부터 전달될 수 있다. 예를 들어, 제2 조성물이 더 느린 속도로 전달될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 조성물 및 제2 조성물의 혼합을 제어하여, 에어로졸 발생 장치에 의한 에어로졸화를 위한 희망하는 추가적인, 최종 조성물을 생산할 수 있다.
필터 요소는 배출구에 인접한 제1 위치와 제1 위치로부터 이격된 제2 위치 사이에서 이동될 수 있다. 필터 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키는 작용은 바람직하게, 캡슐을 폭열시켜 제2 조성물을 방출시키기에 충분한 힘을 캡슐에 가한다.
액체 저장 용기는 바람직하게 원형 횡단면을 갖는다. 바람직하게, 필터 요소가 액체 저장 용기 내에서 폐쇄 슬라이딩 피트(close sliding fit)되도록, 필터 요소의 외경이 결정된다. 폐쇄 슬라이딩 피트되도록 액체 저장 용기와 필터 요소를 배열하는 것은 필터링을 개선하여, 필터 요소가 제2 위치에 있을 때, 액체 에어로졸 형성 기재의 벌크 내의 캡슐 또는 그 일부의 존재를 감소시키거나 제거한다. 필터 요소는, 액체 저장 용기의 내부 표면에 대해서 슬라이딩되도록 구성된, o-링과 같은 밀봉부를 포함할 수 있다.
필터 요소는 배출구에 의해서 수용되는 액체 운송 요소의 단부를 수용하도록 구성되며, 사용시에, 액체 운송 요소는 필터 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키기 위해서 필터 요소에 작용한다.
필터 요소는 액체 운송 요소의 단부를 수용하도록 구성된 관통 홀을 포함할 수 있다. 필터 요소는 바람직하게 함몰부를 가지는 다공성 디스크를 포함하고, 필터는 함몰부 내에 배치된다. 필터 요소가 제1 위치로부터 제2 위치로 이동될 때, 다공성 디스크가 액체 저장 용기의 길이방향 축에 실질적으로 수직으로 유지되도록, 다공성 디스크의 두께가 바람직하게 구성된다. 다공성 디스크의 두께는 약 50 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 바람직하게 약 70 ㎛ 내지 약 200 ㎛일 수 있다. 다공성 디스크는 바람직하게 관통 홀을 포함한다. 다공성 디스크는 복수의 천공부를 포함할 수 있다. 다공성 디스크는 메시, 바람직하게 조대한 메시를 포함할 수 있다. 다공성 디스크는, 전술한 캐니스터를 형성하기에 적합한 임의의 중합체와 같은, 중합체로 몰딩될 수 있다. 액체 운송 요소가 관통 홀 내에 수용될 때, 액체 운송 요소가 필터와 결합되도록, 필터가 바람직하게 구성된다. 액체 운송 요소가 다공성 디스크 내에서 강제 결합되도록, 관통 홀의 내경이 바람직하게 결정된다.
필터는 모세관 섬유를 포함할 수 있다. 필터는 모세관 섬유의 매트를 용접하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 용접은 초음파 용접일 수 있다. 필터는 약 20 ㎛ 내지 200 ㎛, 바람직하게는 약 20 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
가동형 필터가 제공되는 경우에, 카트리지는 필터 요소에 결합된 액체 운송 요소를 추가로 포함할 수 있고, 액체 운송 요소는 배출구를 통해서 연장된다. 액체 운송 요소는 사용자에 의해서 플런저로 이용되어, 캡슐을 폭열시키기 위해서, 필터 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킬 수 있다. 제2 위치에서, 캡슐 또는 그 일부는 액체의 벌크로부터 분리되고 배출구로부터 거리를 갖는다. 액체 운송 요소는 바람직하게 세장형 샤프트이고, 바람직하게 실질적으로 강성이다. 필터 요소가 제1 위치에 있을 때, 필터 요소에 결합된 액체 운송 요소는 제1 위치에 위치된다. 필터 요소가 제2 위치에 있을 때, 필터 요소에 결합된 액체 운송 요소는 제2 위치에 위치된다. 카트리지는 배출구와 액체 운송 요소 사이에 밀봉부를 추가로 포함할 수 있고, 밀봉부는, 필터 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키기 위해서, 액체 운송 요소의 이동 시에 파괴된다.
카트리지는 바람직하게 배출구를 밀봉하도록 구성된 밀봉부를 추가로 포함한다. 밀봉부가 파열될 수 있다. 밀봉부가 제거 가능할 수 있다. 밀봉부가 막으로 형성될 수 있다. 막은 금속 막, 바람직하게 알루미늄, 더 바람직하게 식품 등급의 양극 산화처리된 알루미늄으로, 또는 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 불화 에틸렌 프로필렌과 같은 중합체로 형성될 수 있다.
밀봉부는 적층 막으로 형성될 수 있다. 적층 재료의 적어도 하나의 층이 종이 또는 카드보드일 수 있다. 적층체의 층들이 접착제, 열, 또는 압력을 이용하여 함께 결합될 수 있다. 적층체가 알루미늄의 층 및 중합체 재료의 층을 포함할 때, 중합체 재료가 코팅일 수 있다. 코팅 층은 알루미늄 층보다 얇을 수 있다. 카트리지가 파열성 밀봉부를 포함할 때, 액체 운송 요소의 제1 부분은, 밀봉부를 관통하도록 구성된 관통 부분을 포함할 수 있다. 액체 운송 요소의 제1 부분은, 필터 요소와 결합되도록 구성된 적어도 하나의 융기부를 포함할 수 있다.
액체 저장 용기는 폐쇄 단부 및 개방 단부를 가지는 캐니스터, 및 배출구를 포함하는 덮개를 포함할 수 있다. 캐니스터는 립을 포함할 수 있고, 립은 돌출부를 포함할 수 있으며, 립 및 돌출부는 덮개를 캐니스터에 고정하기 위해서 결합되도록 구성된다. 액체 저장 용기는 얇은-벽의 캐니스터일 수 있다. 캐니스터는, ALTUGLAS® 의료용 수지 폴리메트리메타크릴레이트(PMMA), Chevron Phillips K-Resin® 스티렌-부타디엔 공중합체(SBC), Arkema 특수 성능 중합체 Pebax®, Rilsan® 및 Rilsan® Clear, DOW(Health+™) 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), DOW ™ LDPE 91003, DOW ™ LDPE 91020(MFI 2.0; 밀도 923), ExxonMobil ™ 폴리프로필렌(PP) PP1013H1, PP1014H1 및 PP9074MED, Trinseo CALIBRE ™ 폴리카보네이트(PC) 2060-SERIES와 같은 실질적으로 투명한 재료로 형성될 수 있다. 캐니스터는, 예를 들어 사출 몰딩 프로세스에 의해서 몰딩될 수 있다.
바람직하게, 오리피스와 액체 운송 요소 사이에 폐쇄 슬라이딩 피트가 존재하도록, 오리피스의 내경이 결정될 수 있다. 그에 따라, 액체 운송 요소가 제2 위치에 있을 때, 액체 운송 요소의 외부 표면과 오리피스 사이의 액체 누출의 억제가 개선된다. 오리피스의 내경은 약 1.8 mm 내지 약 7 mm, 바람직하게는 약 2.2 mm 내지 약 5 mm, 더욱 바람직하게는 약 2.1 mm 내지 약 2.8 mm일 수 있다. 액체 운송 요소의 외경은 약 1.5 mm 내지 약 7 mm, 바람직하게는 약 2 mm 내지 약 5 mm, 더욱 바람직하게는 1.8 mm 내지 약 2.3 mm일 수 있다. 배출구의 내경과 액체 운송 요소의 외경 사이의 공차는 바람직하게 약 0.05 mm 내지 약 0.3 mm, 바람직하게 0.1 mm 내지 약 0.15 mm이다.
오리피스는 오리피스 내에서 액체 운송 요소를 수용할 때 변형되도록 구성된 가요성 가스켓을 포함할 수 있다. 그러한 가요성 가스켓은 액체 운송 요소의 외부 표면과 오리피스 사이의 누출 억제를 개선한다. 가요성 가스켓은 그래핀과 같은 탄성중합체 또는 중합체일 수 있다.
카트리지가 액체 운송 요소를 포함하는 경우에, 카트리지는, 액체 운송 요소에 결합되도록 그리고 카트리지의 액체 저장 용기와 슬라이딩 가능하게 결합되도록 구성된 보호 외피를 추가로 포함할 수 있다. 보호 외피는, 유리하게, 액체 운송 요소가 제1 위치에 있을 때, 액체 운송 요소를 손상 또는 오염으로부터 보호한다. 보호 외피는 바람직하게 개방 단부 및 폐쇄 단부를 가지는 원통형이고, 폐쇄 슬라이딩 피트가 외피의 내부 표면과 액체 저장 용기의 외부 표면 사이에 제공되도록, 원통체의 내경이 결정된다.
액체 운송 요소는 그러한 액체 운송 요소의 제2 부분에 인접한 적어도 하나의 가열 요소를 추가로 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가열 요소는 바람직하게, 전원에 대한 전기 연결을 가능하게 하도록 구성된 전기 콘택을 포함한다. 적어도 하나의 가열 요소에 관한 추가적인 상세 내용이 이하에서 제공된다. 보호 외피가 제공되는 경우에, 적어도 하나의 가열 요소를 포함하는 액체 운송 요소의 제2 부분이 외피의 폐쇄 단부를 통해서 돌출될 수 있다.
액체 운송 요소는 모세관 심지(capillary wick)를 포함할 수 있다. 모세관 심지는, 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 금속 섬유, 또는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 금속 섬유 중 임의의 섬유 또는 모두의 조합을 포함하는, 모세관 섬유로 형성될 수 있다. 금속 섬유의 제공은, 전체적인 심지의 소수성 특성에 부정적인 영향을 미치지 않고, 심지의 기계적 저항성을 향상시킬 수 있다. 그러한 섬유는 심지의 중앙 축에 평행하게 제공될 수 있고, 꼬임 처리, 비틀림 처리 또는 부분적으로 부직 처리될 수 있다. 바람직하게, 액체 운송 요소가 제2 위치에 있을 때, 모세관 심지는 액체 저장 용기 내의 액체와 접촉되도록 배열된다. 그 경우, 사용 시에, 액체는 모세관 심지의 모세관 작용에 의해 액체 저장 용기로부터 적어도 하나의 전기 가열 요소를 향해서 이송된다. 가열 요소가 활성화될 때, 모세관 심지 내의 액체가 가열 요소에 의해 증발되어 과포화 증기를 형성한다. 과포화 증기는 기류에 혼합되어 반송된다. 공기가 흐르는 동안, 증기는 응축되어 에어로졸을 형성하고, 에어로졸은 사용자의 입을 향해 반송된다. 모세관 심지와 조합된 가열체는 액체의 높은 표면적을 가열체에 제공할 수 있기 때문에 빠른 반응을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 가열체를 제어하는 것은 모세관 심지 또는 기타 가열 장치의 구조에 의존할 수 있다. 가열 요소에 관한 그리고 그 제어에 관한 추가적인 상세 내용이 이하에서 제공된다.
카트리지를 제공하는 것의 장점은 높은 수준의 위생을 유지할 수 있다는 것이다. 액체와 전기 가열 요소 사이에서 연장되는, 모세관 심지와 같은, 액체 운송 요소의 이용은 장치의 구조를 비교적 간단하게 할 수 있다. 액체는 점도 및 표면 장력을 포함하는 물성을 가지며, 이는 예를 들어 모세관 작용에 의해 액체가 액체 운송 요소를 통해 이송되게 할 수 있다. 바람직하게, 카트리지는 재충진이 불가능하다. 따라서, 액체 저장 용기 내의 액체가 사용된 경우, 에어로졸 발생 장치는 교체된다. 바람직하게, 액체 저장 용기는 예정된 수의 퍼프 동안 액체를 유지하도록 배열된다.
액체 운송 요소는 모세관 심지를 포함하고, 모세관 심지는 섬유질 또는 스펀지 구조를 가질 수 있다. 모세관 심지는 바람직하게는 모세관들의 다발을 포함한다. 예를 들어, 모세관 심지는 복수의 섬유나 스레드(thread), 또는 기타 미세한 보어 튜브를 포함할 수 있다. 상기 섬유 또는 스레드는 상기 에어로졸 발생 장치의 길이방향으로 대략 정렬되어 있을 수도 있다. 모세관 심지는 로드 형상으로 형성된 스폰지형 또는 발포형 재료를 포함할 수 있다. 심지의 구조는 복수의 작은 보어 또는 관을 형성하고, 그러한 보어 또는 관을 통해, 모세관 작용에 의해서 액체가 전기 가열 요소에 운송될 수 있다. 모세관 심지는 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 적절한 재료의 예는 섬유 또는 소성 분말 형태의 세라믹계 또는 흑연계 재료이다. 모세관 심지는 밀도, 점도, 표면 장력, 증기압 등과 같은 상이한 액체 물성과 함께 사용하기 위해 임의의 적절한 모세관 현상과 다공성을 가질 수 있다. 액체의 물성과 결합된 심지의 모세관 특성은 가열 영역에서 심지가 항상 젖어 있도록 한다.
액체 운송 요소는 제1 단부 및 제2 단부를 가지는 도관을 추가로 포함할 수 있다. 액체 운송 요소가 제1 위치에 있을 때, 도관의 제1 단부 및 제2 단부가 액체 저장 용기의 외부에 있도록, 그리고, 액체 운송 요소가 제2 위치에 있을 때, 도관의 제1 단부가 액체 저장 용기 내부에 있고 도관의 제2 단부가 액체 저장 용기의 외부에 있도록, 도관이 구성된다. 액체 운송 요소가 제2 위치에 있을 때, 액체 저장 용기 내의 액체를 액체 저장 용기 외부로 운송하도록 도관이 바람직하게 구성된다. 도관이 중공형일 수 있다. 도관은 모세관 재료를 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 양태에 따라, 전술한 바와 같은 액체 운송 요소 및 가열 요소를 가지는 카트리지를 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 장치는: 카트리지를 수용하기 위한 하우징; 전원; 및 카트리지가 장치 내에 수용될 때 카트리지의 가열 요소를 전원에 결합시키도록 구성된 전기 콘택을 포함한다.
바람직하게, 하우징은 카트리지를 수용하기 위한 공동을 포함한다.
제4 양태의 장치는, 카트리지가 공동 내에 수용될 때, 액체 운송 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함할 수 있다. 액추에이터는 전기 동작형 액추에이터일 수 있다. 전기 동작형 액추에이터는, 카트리지가 하우징의 공동 내에 수용될 때, 작동될 수 있다. 액추에이터는 기계적 동작형 액추에이터일 수 있다. 기계적 동작형 액추에이터가 사용자 동작형일 수 있다. 하우징은 공동을 폐쇄하도록 구성된 덮개를 포함할 수 있다. 덮개는, 제1의 개방 위치로부터 제2의 폐쇄 위치로 이동되도록 구성된 경첩형 덮개일 수 있다. 제1 위치에서, 카트리지가 공동 내로 삽입될 수 있다. 존재하는 경우에, 기계적 동작형 액추에이터가 덮개에 결합될 수 있다. 덮개를 폐쇄하는 작용이 기계적 액추에이터를 동작시켜, 액체 운송 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킬 수 있다. 액추에이터가 바람직하게 장치의 전기 콘택과 카트리지 상의 상응하는 전기 콘택을 결합시켜, 카트리지의 적어도 하나의 가열기에 전력을 공급할 수 있다.
액추에이터의 제공 대신에, 사용자는 액체 운송 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키고 이어서 카트리지를 장치 내로 삽입하기 위해서 카트리지에 길이방향 압축력을 인가할 수 있다.
본 발명의 제5 양태에 따라, 본원에서 설명된 바와 같은 액체 운송 요소가 없는 카트리지를 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 장치는: 카트리지를 수용하기 위한 공동을 가지는 하우징; 제1 부분 및 제2 부분을 가지고, 제1 부분은 카트리지의 배출구 내로 삽입될 수 있는, 액체 운송 요소; 액체 운송 요소의 제2 부분에 인접하는 가열 요소; 및 가열 요소에 전력을 공급하도록 구성된 전원을 포함한다.
제5 양태의 장치는, 카트리지가 공동 내에 수용될 때, 액체 운송 요소가 카트리지 내로 삽입되도록, 카트리지를 액체 운송 요소와 결합시키도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함할 수 있다. 액추에이터는 전기 동작형 액추에이터일 수 있다. 전기 동작형 액추에이터는, 카트리지가 하우징의 공동 내에 수용될 때, 작동될 수 있다. 액추에이터는 기계적 동작형 액추에이터일 수 있다. 기계적 동작형 액추에이터가 사용자 동작형일 수 있다. 하우징은 공동을 폐쇄하도록 구성된 덮개를 포함할 수 있다. 덮개는, 제1의 개방 위치로부터 제2의 폐쇄 위치로 이동되도록 구성된 경첩형 덮개일 수 있다. 제1 위치에서, 카트리지가 공동 내로 삽입될 수 있다. 존재하는 경우에, 기계적 동작형 액추에이터가 덮개에 결합될 수 있다. 덮개를 폐쇄하는 작용이 기계적 액추에이터를 동작시켜, 카트리지를 액체 운송 요소를 향해서 이동시킬 수 있고, 그에 따라 액체 운송 요소가 제1 위치로부터 제2 위치로 카트리지 내로 이동될 수 있다.
제5 양태의 장치는 바람직하게 제1 위치로부터 제2 위치로 이동될 수 있는 차폐부를 추가로 포함하고, 제1 위치에서 차폐부는 액체 운송 요소의 제1 부분에 인접하고, 제2 위치에서 차폐부는 액체 운송 요소의 제2 부분에 인접하며, 차폐부는 제1 위치를 향해서 편향된다. 차폐부는 유리하게, 카트리지가 공동 내로 삽입되기 전에, 액체 운송 요소를 오염 손상으로부터 보호한다.
제4 및 제5 양태의 장치는 캡슐 파단 장치를 추가로 포함할 수 있고, 그러한 장치는: 초음파 발생기; 자외선 광; 전기 가열기; 및 압쇄기 중 적어도 하나이다.
초음파 발생기는 바람직하게 주파수가 약 20,000 Hz 내지 약 40,000 Hz, 바람직하게 약 20,000 Hz 내지 약30,000 Hz이고, 데시벨 레벨이 약 7 dB 미만, 바람직하게 약 5 dB 미만인 초음파를 방출하도록 구성된다. 초음파 발생기는 사용자에 의해서, 예를 들어 스위치를 이용하여 활성화될 수 있거나, 예를 들어 카트리지의 삽입시에 자동적으로 활성화될 수 있는 장치이다.
자외선 광은 바람직하게 파장이 약 100 nm 내지 약 500 nm, 바람직하게 약 200 nm 내지 약 350 nm이고, 세기가 약 2 mW/cm2 내지 약 30 mW/cm2, 더욱 바람직하게는 약 5 mW/cm2 내지 15 mW/cm2, 더더욱 바람직하게는 약 7 mW/cm2 내지 11 mW/cm2인 광을 방출하도록 구성된다. 광은 사용자에 의해서, 예를 들어 스위치를 이용하여 활성화될 수 있거나, 예를 들어 카트리지의 삽입시에 자동적으로 활성화될 수 있는 장치이다.
캡슐이 자외선 광에 의해서 폭열될 수 있게 하기 위해서, 캡슐은 바람직하게 폭열 프로세스의 UV 광-유도 격발을 위한 코팅을 포함한다. 코팅은, 격발체로서 퀴논 메티드 백본(quinone methide backbone) 및 광 절단성 니트로벤질 알코올을 포함하는 감광성 자가-희생(self-immolative) 중합체와 같은 감광성 기능성 자가-희생 중합체일 수 있다. 또한, UV 광-유도 방출은, UV에 노출될 때 물리적으로 분해될 수 있는, 캡슐 외피의 제형 내의 니트로시나메이트를 갖는 폴리올가노실록산 입자를 이용하여 획득될 수 있다. UV 광을 포함하는 광에 노출될 때, 캡슐 외피의 자가-분해는 또한 광 불안정성 단량체 2-니트로페닐에틸렌 글리콜 및 디올 클로라이드와 합성된 광분해성 폴리에스테르를 이용하여 획득될 수 있다.
전기 가열기는 카트리지를 수용하기 위한 공동 내에 배치될 수 있다. 전기 가열기는 바람직하게 카트리지를, 전술한 바와 같이, 열에 민감한 캡슐을 폭열시키기에 충분한, 적어도 50℃, 바람직하게 60℃ 미만까지 가열하도록 구성된다.
압쇄기는, 액체 저장 용기를 압축하고 캡슐을 폭열시키기 위해서 카트리지에 힘을 가하도록 구성된 전기 액추에이터일 수 있다.
전술한 바와 같이, 카트리지는 캡슐의 제1 세트 및 캡슐의 제2 세트를 포함할 수 있고, 각각의 세트는 파열성 외피를 폭열시키기 위한 상이한 메커니즘에 민감하다. 이러한 경우에, 장치는 캡슐의 각각의 세트를 폭열시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 장치는 어떠한 캡슐이 폭열되어야 하는지를 나타내는 사용자로부터의 입력을 수신하기 위한 입력부를 포함할 수 있다. 입력의 수신 시에, 장치는 상응하는 폭열 수단을 활성화시킨다.
상기 장치는 바람직하게는 마우스피스를 더 포함하고 있다. 본원에서 사용된 용어 "마우스피스"는 에어로졸 발생 시스템에 의해 생성된 에어로졸을 직접적으로 흡입하기 위해서 사용자의 입에 배치되는, 에어로졸 발생 시스템, 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치의 일부분을 의미한다. 마우스 피스는 제거될 수 있다. 마우스 피스는 공동을 폐쇄하기 위한 덮개를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 과포화 증기로부터 에어로졸이 형성되는 에어로졸 형성 챔버를 포함할 수도 있고, 이어서 에어로졸은 사용자의 입 속으로 반송된다. 공기 유입부, 공기 배출부 및 챔버는 에어로졸을 공기 배출부로 그리고 사용자의 입 속으로 전달하도록, 에어로졸 형성 챔버를 통해 공기 유입부로부터 공기 배출부로의 기류 경로를 정의하도록 배치되는 것이 바람직하다. 사용 시에, 액체 운송 요소의 제2 부분이 바람직하게 에어로졸 형성 챔버 내에 배치된다. 공기 유입구가 마우스피스 내에 제공될 수 있다. 공기 배출구는 마우스피스부 내에 제공될 수 있다. 카트리지를 수용하기 위한 공동의 부분이 에어로졸 형성 챔버를 형성할 수 있다. 공기유동 경로가 공기 유입구로부터, 에어로졸 형성 챔버를 통해서, 카트리지 주위로, 그리고 공기 배출구까지 연장될 수 있다.
마우스피스는, DuPont™ Delrin® 아세탈 및 Zytel® 나일론 수지뿐만 아니라 Altuglas® PMMA, Celanex® PBT, ExxonMobil™ PP- Medical Grades, Fortron® PPS, Hostaform® POM, K-Resin® SBC, LD PE Health+™ Dow, Pebax® TPE-A, Riteflex® TPE-E, Vectra® LCP의 이용을 포함하는, 등급 중합체를 포함한 의료용의 적절한 중합체 화합물로 형성될 수 있다. 마우스피스는 중합체 코팅과 같은 코팅을 포함할 수 있다.
장치 하우징, 바람직하게 외측 본체는 사용자에 의해 파지되는 부분을 포함할 수 있다. 장치 하우징은 코팅을 포함할 수 있고, 바람직하게 코팅은, 제공되는 경우에, 마우스피스 상의 코팅과 동일하다.
시스템은 하나 초과의 가열 요소, 예를 들면, 2개, 또는 3개, 또는 4개, 또는 5개, 또는 6개 이상의 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열체/가열체(들)은 에어로졸 형성 기재를 가장 효과적으로 가열하도록 적절히 배열될 수 있다.
적어도 하나의 전기 가열체는, 바람직하게 전기 저항성 재료를 포함한다. 적절한 전기 저항성 재료는, 도핑된 세라믹과 같은 반도체, "도전성" 세라믹(예를 들어, 이규화 몰리브덴 등), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료로 이루어진 복합 재료를 포함하되 이에 한정되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이드를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족 금속을 포함한다. 적절한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 콘스탄탄(Constantan), 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 금- 및 철-함유 합금들, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸에 기초한 초합금, Timetal®, 철-알루미늄계 합금, 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함한다. Timetal®는, 콜로라도주 덴버시 Broadway Suite 4300, 1999호 소재 Titanium Metals Corporation의 등록 상표이다. 복합 재료에 있어서, 전기 저항성 재료는 요구되는 외부 물리화학적 특성과 에너지 전달 동역학에 따라 선택적으로 절연 재료에 매립되거나, 절연 재료로 캡슐화되거나 코팅되거나, 그 반대로 될 수 있다. 가열체는 불활성 재료의 두개의 층 사이에서 절연된 식각된 금속 포일을 포함할 수 있다. 그 경우, 불활성 재료는 Kapton®, 올-폴리이미드, 또는 미카 포일을 포함할 수 있다. Kapton®는 미국 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898에 소재하는 E.I. du Pont de Nemours and Company의 등록 상표이다.
적어도 하나의 전기 가열체는 적외선 가열체, 광자원(photonic source), 또는 유도성 가열체를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 전기 가열체는 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 적어도 하나의 전기 가열체는 상이한 도전부를 갖는 케이싱이나 기재, 또는 전기 저항성 금속 관의 형태를 취할 수 있다. 카트리지는 일회용 가열 요소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전기 가열체는 디스크(단부) 가열체, 또는 가열 바늘이나 로드를 갖는 디스크 가열체의 조합일 수 있다. 적어도 하나의 전기 가열체는 에어로졸 형성 기재를 둘러싸거나 부분적으로 둘러싸도록 배치된 가요성 시트 재료를 포함할 수 있다. 가능한 다른 재료는, 예를 들어, 니켈 크롬(Ni-Cr), 백금, 텅스텐 또는 합금 와이어, 또는 가열 판인 가열 와이어 또는 필라멘트를 포함한다. 선택적으로, 가열체는 강성 캐리어 재료 내에 또는 강성 캐리어 재료 상에 피착될 수 있다.
적어도 하나의 전기 가열체는, 열을 흡수하고 저장하여 시간의 경과에 따라 에어로졸 형성 기재에 후속적으로 열을 방출할 수 있는 재료를 포함하는 히트 싱크, 또는 열 저장소를 포함할 수 있다. 히트 싱크는 적절한 금속 또는 세라믹 재료와 같은 임의의 적절한 재료로 형성된 것일 수 있다. 바람직하게는, 재료는 고 열용량(현열 축열재)을 갖거나, 열을 흡수하여 고온 상 변화와 같은 가역 공정(reversible process)을 통해 후속적으로 열을 방출할 수 있는 재료이다. 적절한 축열재는 실리카 겔, 알루미나, 탄소, 유리 매트(glass mat), 유리 섬유, 광물, 알루미늄, 은 또는 납과 같은 금속 또는 합금, 및 종이와 같은 셀룰로오스 재료를 포함한다. 가역적 상변화를 통해 열을 방출하는 다른 재료들은 파라핀, 초산나트륨, 나프탈렌, 왁스, 폴리에틸렌 옥사이드, 금속, 금속염, 공융염(eutectic salt)들의 혼합물 또는 합금을 포함한다.
히트 싱크 또는 열 저장소는 에어로졸 형성 기재와 직접 접촉하고 저장된 열을 기재에 직접 전달할 수 있도록 배치될 수 있다. 히트 싱크 또는 열 저장소에 저장된 열은 금속 관과 같은 열 전도체에 의해 에어로졸 형성 기재에 전달될 수 있다.
적어도 하나의 가열체는 전도에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있다. 가열체는 기재 또는 기재가 피착되는 담체와 적어도 부분적으로 접촉할 수 있다. 가열체로부터의 열은 열 전도성 요소에 의해 기재에 전도될 수 있다.
적어도 하나의 가열 요소는 사용하는 동안 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 통해 흡인되는 유입 대기에 열을 전달할 수 있고, 이는 다시 대류에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열한다. 대기는 기재를 통해서 먼저 흡인되고 이어서 가열될 수 있다.
에어로졸 형성 기재가 액체 기재인 경우, 적어도 하나의 전기 가열체의 제어는 액체 기재의 물성, 예컨대 비등점, 증기압 및 표면 장력에 의존할 수 있다.
장치는 전원으로부터 가열 요소 또는 각각의 가열 요소로의 전력의 공급을 제어하도록 구성된 제어 회로망을 포함할 수 있다. 제어 회로망은, 사용자가 장치를 흡인할 때를 검출하도록 구성된 퍼프 센서를 포함할 수 있고, 그러한 제어 회로망은 퍼프가 검출될 때 가열기를 활성화시킨다. 장치는 장치를 활성화하기 위한, 스위치와 같은, 사용자 입력부를 포함할 수 있다.
전원은 외부 전기 전원일 수 있거나, 내장형 전기 전원일 수 있다. 전원은 AC 또는 DC일 수 있으나, 바람직하게는 DC이다. 상기 전력 공급부는 배터리일 수도 있다. 전력 공급원은 대안적으로 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전원은 재충전이 필요할 수 있고, 한 번 이상의 흡연을 경험하기에 충분한 에너지를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있으며; 예를 들어, 전원은 통상적인 궐련을 흡연하는데 걸리는 전형적인 기간에 대응하는 약 6분, 또는 6분의 배수인 기간 동안 연속적으로 에어로졸을 생성하기에 충분한 용량을 가질 수 있고; 다른 예에서, 전원은 예정된 수의 퍼프 또는 가열기의 구분된 활성화를 허용하기 위한 충분한 용량을 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 에어로졸 발생 장치는 휴대용이다. 상기 에어로졸 발생 장치는 흡연 장치일 수도 있고, 종래의 엽궐련 또는 궐련에 비교될만한 크기를 가질 수도 있다. 상기 흡연 장치는 약 30 mm 내지 약 150 mm의 총 길이를 가질 수도 있다. 상기 흡연 장치는 약 5 mm 내지 약 30 mm의 외경을 가질 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 액체 에어로졸 형성 기재 및 복수의 캡슐을 포함하는 에어로졸 형성 조성물이 제공되고, 각각의 캡슐은 조성물을 캡슐화하는 외피를 포함한다. 외피는 예를 들어 파열성 외피일 수 있다. 파열성 외피는 예를 들어 누름력의 인가 시에 파괴될 수 있다. 캡슐 내의 조성물은 추가적인 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 조성물은 흡연 장치에서 이용될 수 있다. 에어로졸 형성 조성물은 예를 들어 니코틴을 포함할 수 있다. 캡슐 조성물은 예를 들어 니코틴을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본원에서 설명된 바와 같은 카트리지, 및 본원에서 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 장치를 포함하는 전기 가열식 에어로졸 발생 시스템이 제공된다.
본 발명의 하나의 측면에서의 임의의 특징은 임의의 적절한 조합으로 본 발명의 다른 측면들에 적용될 수 있다. 구체적으로, 방법 측면들은 장치 측면들에 적용될 수 있고, 그 반대일 수 있다. 또한, 하나의 측면에서의 어느 하나, 일부 또는 모든 특징은 임의의 적절한 조합으로, 임의의 다른 측면에서의 어느 하나, 일부 또는 모든 특징에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 임의의 양태들에서 설명되고 정의된 다양한 특징들의 구체적인 조합들이 구현될 수 있고/있거나 공급될 수 있고/있거나 독립적으로 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
본 개시는 첨부된 도면들을 참조하여 실질적으로 본원에서 설명되는 바와 같은 방법들 및 장치로 연장된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이며, 첨부 도면 중:
도 1은 캐니스터(102) 형태의 액체 저장 용기, 오리피스(106)를 가지는 덮개(104), 및 필터 요소(108)를 포함하는 카트리지(100)를 도시한다. 캐니스터(102)는 복수의 캡슐(112)을 가지는 액체 에어로졸 형성 기재(110)를 포함한다. 액체 에어로졸 발생 기재는, 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제 및 물을 포함한다. 캡슐(112)은, 예를 들어 니코틴을 포함하는, 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 캡슐화하는 파열성 외피를 포함한다. 파열성 외피는, 글리세린 또는 유사 재료, 바람직하게 약 50℃까지 고체인 글리세린으로 형성될 수 있다.
캐니스터(102)는 원통형이고, 폐쇄 단부(114) 및 개방 단부(116)를 갖는다. 캐니스터는 오리피스(106) 위에 배치되는 덮개(104) 및 파열성 막에 의해서 밀봉된다. 덮개는, 캐니스터의 개방 단부에 인접하는 상응하는 립(120)과 결합되는 덮개 주위의 돌출부(118)를 포함한다. 덮개는, 이하에서 더 구체적으로 설명되는, 액체 운송 요소를 수용하도록 구성된 가요성 가스켓(122)을 추가로 포함한다.
캐니스터(102)가 실질적으로 투명하여, 사용자가 카트리지(100)의 내용물을 볼 수 있게 할 수 있다.
필터 요소(108)는 다공성 디스크(124) 및 필터(126)를 포함한다. 다공성 디스크(124)는 조대한 메시 형태의 다공성 기재(128)를 포함한다. 필터(126)는, 함께 초음파 용접된 모세관 섬유로 형성된다. 필터는 다공성 기재(128)의 하부 측면에 부착된다. 다공성 디스크(124)는, 액체 운송 요소를 수용하도록 구성된 관통 홀(130)을 추가로 포함한다.
사용 시에, 필터 요소는, 캡슐을 폭열시키고 결과적인 파열성 외피 재료를 액체로부터 걸러내기 위해서, 그리고 결과적인 파열성 외피 재료를 오리피스(106)로부터 멀리 이동시키기 위해서, 이동될 수 있게 구성된다.
확인될 수 있는 바와 같이, 폐쇄 슬라이딩 피트가 캐니스터(102) 내에서 제공되도록, 필터 요소(108)의 외경이 결정된다. 이러한 방식으로, 필터 요소가 캐니스터를 따라서 이동될 때, 캡슐이 필터 요소 주위를 통과하는 것이 방지된다. 디스크가 도 1에 도시된 위치인 제1 위치로부터 폐쇄 단부(114)에 인접한 위치인 제2 위치로 이동될 때, 디스크가 카트리지의 길이방향 축에 실질적으로 수직으로 유지되도록, 다공성 디스크(124)의 두께가 결정된다.
그러한 카트리지는, 에어로졸 발생 장치의 사용 직전까지, 액체를 함유하는 니코틴이 액체 저장 용기의 주요 부분 내의 액체 에어로졸 형성 기재의 다른 구성요소로부터 분리되어 유지될 수 있게 한다. 캡슐이 일단 폭열되면, 2개의 액체 에어로졸 형성 기재가 혼합되어 에어로졸 발생 장치에 의해서 에어로졸화하고자 하는 조성물을 형성한다.
도 2는 카트리지(100)를 수용하고 사용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치(200)를 도시한다. 장치(200)는 외부 하우징(202), 제거 가능한 마우스피스(204), 재충전 가능 배터리 형태의 전원(206), 제어 회로망(208), 및 카트리지(100)를 수용하도록 구성된 공동(210)을 포함한다. 공동(210)은 제1의 자유 단부(214) 및 장치(200)에 부착된 제2 단부(216)를 가지는 액체 운송 요소(212)를 포함한다. 액체 운송 요소(212)는 제2 단부(216)에 인접한 저항 가열 요소(218)를 포함한다. 가열 요소(218)는 제어 회로망(208)을 통해서 전원(206)에 전기적으로 결합된다. 액체 운송 요소(212)의 제1 단부(214)는 카트리지(100) 상의 파열성 밀봉부를 천공하고 필터(126)와 결합되도록 구성되는 융기부를 포함한다. 액체 운송 요소(212)는 카트리지(100)의 캐니스터(102)로부터 가열 요소(218)까지 액체를 운송하기 위한 모세관 심지이다.
공동은 차폐부(220)를 추가로 포함한다. 차폐부는, 예를 들어 스프링에 의해서, 장치의 마우스피스 단부를 향해 편향되고, 액체 운송 요소(212)에 걸쳐 슬라이딩되도록 구성된다. 차폐부는, 장치가 사용 중이 아닐 때, 액체 운송 요소(212)를 손상 및 오염으로부터 보호한다. 마우스피스(미도시) 내의 공기 유입구(미도시), 및 공기 배출구가, 공기 유입구로부터 공기 배출구까지 공동을 통해서 연장되는 공기 유동 경로와 함께, 제공된다.
도 3은 공동(210) 내에 삽입된 카트리지(100)와 함께 장치(200)를 도시한다. 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 사용자가 카트리지(100)를 장치(200) 내로 삽입하는 프로세스를 도시한다. 사용 시에, 사용자는 마우스피스(204)를 제거하여 공동(210)을 개방한다. 이어서, 사용자는 카트리지(100)를 공동(210) 내로 삽입한다. 카트리지는 차폐부(220)와 결합되고, 그러한 차폐부는, 액체 운송 요소(212)가 먼저 파열성 밀봉부를 관통하도록, 그리고 이어서 가요성 가스켓(122)을 통해서 이동하도록, 그리고 다공성 디스크(124)의 관통 홀(130)과 결합되도록 카트리지(100)를 안내한다. 카트리지(100)가 공동 내부로 더 삽입됨에 따라, 액체 운송 요소(212)는 필터 요소(108)를 (도 1에 도시된) 제1 위치로부터 (도 3 및 도 4c에 도시된) 제2 위치로 이동시키고, 그에 따라 캡슐이 폭열되고 액체(110)로부터 걸러지고 따라서 가열 요소(216)로부터 멀리 이동된다. 만약 캡슐 외피 단편(222)이 가열 요소로부터 멀리 이동되지 않는다면, 그러한 단편이 사용 시에 연소될 수 있다. 확인될 수 있는 바와 같이, 액체 운송 요소(212)의 제1 단부(214) 상의 융기부는 액체가 액체 운송 요소의 단부 내로 흡인될 수 있게 한다.
사용 시에, 사용자는, 퍼프 센서를 활성화시키는 마우스피스 흡인에 의해서 또는 스위치에 의해서, 장치를 활성화시킨다. 이어서, 가열 요소(218) 전원(206)으로부터의 전력을 제공 받고, 모세관 심지 내의 액체가 가열 요소에 의해서 증발되어 과포화된 증기를 형성한다. 이어서, 증기는 장치의 사용자 흡인에 의해서 생성되는 공기 유동 내에 혼입되고, 에어로졸을 형성한다. 추가적인 액체가 모세관 작용에 의해서 액체 운송 요소(212)를 따라 흡인된다.
공동(210)의 영역 내의 외부 하우징(202)이 실질적으로 투명하여, 사용자가 카트리지(100)의 내용물을 볼 수 있게 한다.
카트리지(500)의 대안적인 예가 도 5a에 도시되어 있다. 카트리지(500)는 도 1에 도시된 것과 유사하다. 카트리지(500)는 다시 캐니스터(502), 오리피스(506)를 가지는 덮개(504), 필터 요소(508), 및 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 캡슐화하는 파열성 외피를 포함하는 캡슐(512)을 포함하는 액체 에어로졸 형성 기재(510)를 포함한다. 이러한 예에서, 카트리지(500)는 필터 요소(508)에 결합된 액체 운송 요소(514)를 포함한다. 액체 운송 요소(514)는 장치(200)의 액체 운송 요소(212)와 동일할 수 있거나, 모세관 심지로 형성되지 않을 수 있다. 예에서, 액체 운송 요소의 제2 단부에 제공되는 관(516)에 의해서 액체가 운송되는 것이 도시되어 있다. 도 5b에 구체적으로 도시된 관(516)은 액체 운송 요소의 샤프트 내의 유입구(518)의 쌍, 및 액체 운송 요소의 제2 단부에 위치되는 배출구(520)를 갖는다. 이제 이해할 수 있는 바와 같이, 사용 시에, 액체 운송 요소는 도 5a에 도시된 제1 위치로부터 제2 위치로 이동되며, 그에 따라 관(516)을 위한 유입구의 쌍은 캐니스터 내에 위치되고 액체를 외부 가열 요소에 운송할 수 있다.
카트리지는 도 6에 도시된 것과 같은 장치(600) 내에서 이용될 수 있다. 장치는 도 2에 도시된 것과 유사하고, 외부 하우징(602), 마우스피스(604), 전원(606), 및 제어 전자기기(608)를 포함한다. 하우징(602)은, 전술한 카트리지(500)와 같은, 일체형 액체 운송 요소를 가지는 카트리지를 수용하기 위한 공동(610)을 포함한다. 공동은 사용 시에 공동을 덮고 폐쇄하도록 구성된 덮개(612)를 구비한다. 덮개는, 사용자에 의해서 폐쇄될 때, 액체 운송 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 강제하기 위한 메커니즘(614)을 포함한다. 덮개는, 폐쇄되었을 때 사용자가 폭열 및 거름 프로세스를 볼 수 있게 하도록 실질적으로 투명할 수 있다. 장치(600)는 관(516)에 의해서 운송되는 액체를 가열하기 위해서 공동(610) 내에 배치된 가열 요소를 추가로 포함한다.
덮개가 일단 폐쇄되면, 장치(600)는 도 2의 장치와 관련하여 전술한 바와 같은 방식으로 동작된다.
도 7은 카트리지(700)의 다른 예를 도시한다. 카트리지(700)는 도 1에 도시된 것과 유사하다. 카트리지(700)는 다시 캐니스터(702), 오리피스(706)를 가지는 덮개(704), 및 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 캡슐화하는 파열성 외피를 포함하는 캡슐(710)을 포함하는 액체 에어로졸 형성 기재(708)를 포함한다. 캡슐(710)은 접착제를 이용하여 측벽(712)의 내부 표면에 부착된다. 측벽(712)은 가요성을 가지고, 사용 시에, 측벽(712)이 변형되어 힘을 캡슐(710)에 가함으로써, 캡슐이 폭열되고 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 방출시켜 액체 에어로졸 형성 기재(708)와 혼합되도록, 사용자는 압축력을 캐니스터(702)에 가한다. 카트리지(700)는 도 2에 도시된 장치 내에서 이용될 수 있다.
도 8은 카트리지(800)의 다른 예를 도시한다. 카트리지(800)는 도 1에 도시된 것과 유사하다. 카트리지(800)는 다시 캐니스터(802), 오리피스(806)를 가지는 덮개(804), 및 캡슐(112)을 포함하는 액체 에어로졸 형성 기재(808)를 포함한다. 캡슐(112)은, 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 캡슐화하는 파열성 외피를 포함한다. 캡슐(112)은 액체 에어로졸 형성 기재(808) 내에서 자유롭게 이동된다. 카트리지(800)는, 캐니스터(802) 내에서 또한 자유롭게 이동되는 고체 본체(810)를 추가로 포함한다. 사용자가 카트리지를 기계적으로 교반시킬 때, 고체 본체는 캡슐(112)을 타격하여 캡슐이 폭열되게 하고 제2 액체 에어로졸 형성 기재를 방출하게 한다. 이어서, 2개의 액체가 혼합되고, 카트리지는 에어로졸 발생 장치 내에서 이용될 수 있다. 카트리지(800)는 도 2에 도시된 것과 같은 장치 내에서 이용될 수 있다.
100: 카트리지
102: 캐니스터
104: 덮개
106: 오리피스
108: 필터 요소
110: 에어로졸 형성 기재
112: 캡슐
114: 폐쇄 단부
116: 개방 단부
118: 돌출부
120: 립
122: 필터
124: 다공성 디스크
126: 필터
128: 다공성 기재
130: 관통홀
200: 장치
202: 외부 하우징
204: 마우스피스
206: 전원
208: 제어 회로망
210: 공동
212: 액체 운송 요소
214: 자유 단부
216: 제2 단부
218: 저항 가열 요소
220: 차폐부
222: 외부 단편
500: 카트리지
502: 캐니스터
504: 덮개
506: 오리피스
508: 필터 요소
510: 액체 에어로졸 형성 기재
514: 액체 운송 요소
516: 관
518: 유입구
520: 배출구
600: 장치
602: 외부 하우징
604: 마우스피스
606: 전원
608: 제어 전자기기
610: 공동
612: 덮개
614: 메커니즘
700: 카트리지
702: 캐니스터
706: 오리피스
708: 에어로졸 형성 기재
710: 캡슐
712: 측벽
800: 카트리지
802: 캐니스터
804: 덮개
806: 오리피스
808: 액체 에어로졸 형성 기재
810: 고체 본체

Claims (15)

  1. 액체 저장 용기를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템용 카트리지로서, 상기 액체 저장 용기는:
    제1 액체 조성물 및 제2 조성물;
    복수의 캡슐로서, 각각의 캡슐은 상기 제2 조성물을 캡슐화하여 상기 제2 조성물을 상기 제1 액체 조성물로부터 분리하며, 상기 각각의 캡슐은 상기 제2 조성물을 캡슐화하는 파열성 외피를 포함하는, 복수의 캡슐;
    캡슐 유지부; 및
    상기 액체 저장 용기로부터 액체를 전달하기 위한 상기 액체 저장 용기 내의 배출구로서, 상기 캡슐 유지부가 임의의 파열성 외피, 또는 그 일부가 배출구를 통해서 카트리지를 빠져나가는 것을 실질적으로 방지하는 배출구를 포함하는, 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 조성물이 액체인, 카트리지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 조성물이 액체이고, 상기 각각의 캡슐은 액체인 상기 제2 조성물을 흡수한 다공성 요소를 포함하는, 카트리지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 캡슐의 적어도 2개의 세트를 추가로 포함하고, 제1 세트는 상기 제2 조성물을 캡슐화하는 복수의 캡슐을 포함하고, 제2 세트는 제3 조성물을 캡슐화하는 외피를 포함하는 복수의 캡슐을 포함하는, 카트리지.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액체 저장 용기 내에서 자유롭게 이동될 수 있는 고체 본체를 추가로 포함하는, 카트리지.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액체 저장 용기는 가요성 벽을 포함하고, 상기 캡슐 유지부는 상기 캡슐을 상기 액체 저장 용기의 적어도 하나의 벽에 부착하기 위한 접착제를 가지는, 카트리지.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캡슐 유지부는 필터 요소를 포함하는, 카트리지.
  8. 제7항에 있어서, 상기 필터 요소는 상기 배출구에 인접한 제1 위치와 상기 제1 위치로부터 이격된 제2 위치 사이에서 이동될 수 있는, 카트리지.
  9. 제8항에 있어서, 상기 필터 요소에 결합된 액체 운송 요소를 추가로 포함하고, 상기 액체 운송 요소는 배출구를 통해서 연장되는, 카트리지.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 액체 조성물은 에어로졸 형성 기재를 포함하는, 카트리지.
  11. 제1항에 따른 카트리지 및 상기 카트리지를 수용하도록 구성된 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 장치는:
    카트리지를 수용하기 위한 공동을 가지는 하우징;
    상기 카트리지의 배출구 내로 삽입될 수 있는 제1 부분, 및 제2 부분을 포함하는 액체 운송 요소;
    상기 액체 운송 요소의 제2 부분에 인접한 가열 요소; 및
    상기 가열 요소에 전력을 공급하도록 구성된 전원을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 카트리지가 상기 공동 내에 수용될 때, 상기 카트리지를 상기 액체 운송 요소와 결합시키도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 캡슐 파단 장치를 추가로 포함하고, 상기 장치는: 초음파 발생기; 자외선 광; 및 압쇄기 중 적어도 하나인, 에어로졸 발생 시스템.
  14. 삭제
  15. 삭제
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