KR20150127594A - 피어싱 요소를 갖는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생 물품(104)과 협력하는 에어로졸 발생 장치(102)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(100)에 관한 것이다. 물품(104)은 관형 다공성 요소 및 관형 다공성 요소 상에 수착된 전달 강화 화합물을 포함하는 밀봉된 제1 구획부(106); 및 휘발성 액체를 포함하는 제2 구획부(108)를 포함하고 있다. 장치는, 물품(104)을 수신하도록 조절된 외부 하우징(118); 및 물품(104)의 제1 구획부(106) 및 제2 구획부(108)를 피어싱(piercing)하기 위한 세장형 피어싱 부재(120)를 포함하고 있다. 세장형 피어싱 부재(120)는, 세장형 피어싱 부재의 원위 말단에 인접한 피어싱부(122); 샤프트부(126); 및 세장형 피어싱 부재의 근위 말단에 인접한 차단부(124)를 포함하고 있다. 피어싱부(122)는 샤프트부(126)의 직경보다 큰 최대 직경을 가지고, 차단부(124)는 물품(104)이 장치(102) 내에 수신될 때 물품(104)의 관형 다공성 요소 내부에 끼워맞춰지도록 하는 외부 직경을 가진다. 본 발명은 또한 대응하는 에어로졸 발생 장치(102) 및 에어로졸 발생 물품(104)에 관한 것이다.

Description

피어싱 요소를 갖는 에어로졸 발생 시스템{AEROSOL-GENERATING SYSTEM HAVING A PIERCING ELEMENT}
본 발명은 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하는, 사용자에게 에어로졸을 전달하기 위한 에어로졸 발생 시스템에 관한 것으로, 특히 사용자에게 에어로졸화된 니코틴 염 입자들을 전달하기 위한 흡연 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 에어로졸 발생 물품을 수신하기 위한 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
WO 2008/121610 A1은 전달 강화 화합물이 기체상(gas phase)으로 니코틴과 반응하여 니코틴 염 입자들의 에어로졸을 형성하는, 대상에 니코틴을 전달하기 위한 장치들 및 방법들을 개시하고 있다. 전달 강화 화합물을 보유하기 위하여, 전달 강화 화합물이 수착되는 수착 요소(sorption element)가 제공될 수 있다. 휘발성 전달 강화 화합물은 상기 전달 강화 화합물이 위치하는 구획부를 밀봉하여 산화, 가수분해 또는 다른 원하지 않는 반응에 의해 감성(degradation)되지 않고 보관될 수 있다.
그러나, 상기 전달 강화 화합물 에어로졸과 상기 니코틴의 더욱 완벽한 반응을 얻기 위하여, 기체상으로 반응물질들을 혼합하는 것을 고려할 필요가 있다.
따라서, 에어로졸 발생 시스템의 사용 동안에 상기 휘발성 전달 강화 화합물 및 상기 니코틴 또는 다른 약제를 충분히 혼합할 수 있는 이러한 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 수 있을 것이다.
또한, 보관 동안에 상기 휘발성 전달 강화 화합물 및 상기 니코틴 또는 다른 약제 중 하나 또는 양쪽의 보유가 개선되는, WO 2008/121610 A1에 개시된 유형의 사용자에게 니코틴 또는 다른 약제를 전달하기 위한 에어로졸 발생 시스템을 바람직할 수 있을 것이다. 또한, 보관 동안에 상기 휘발성 전달 강화 화합물 및 상기 니코틴 또는 다른 약제 중 하나 또는 양쪽의 안정성이 유지되는, WO 2008/121610 A1에 개시된 유형의 사용자에게 니코틴 또는 다른 약제를 전달하기 위한 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 에어로졸 발생 물품과 협력하는 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 상기 에어로졸 발생 물품은 관형 다공성 요소 및 상기 관형 다공성 요소 상에 수착된 전달 강화 화합물을 포함하는 밀봉된 제1 구획부; 및 휘발성 액체를 포함하는 제2 구획부를 포함하고 있다. 상기 에어로졸 발생 장치는, 상기 에어로졸 발생 물품을 수신하도록 조절된 외부 하우징; 및 상기 에어로졸 발생 물품의 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부를 피어싱(piercing)하기 위한 세장형 피어싱 부재를 포함하고 있다. 상기 세장형 피어싱 부재는, 상기 세장형 피어싱 부재의 원위 말단에 인접한 피어싱부; 샤프트부; 및 상기 세장형 피어싱 부재의 근위 말단에 인접한 차단부(obstructing portion)를 포함하고 있다. 상기 피어싱부는 상기 샤프트부의 직경보다 큰 최대 직경을 가지고, 상기 차단부는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 장치 내에 수신될 때 상기 물품의 상기 관형 다공성 요소 내부에 끼워맞춰지도록 하는 외부 직경을 가진다.
이는 상기 에어로졸 발생 시스템을 통한 기류를 제어하여 상기 전달 강화 화합물 및 상기 휘발성 액체의 혼합을 개선할 수도 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템들의 개략도를 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치 내에 삽입되는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품을 도시하고;
도 3은 도 1의 에어로졸 발생 시스템을 통과하는 기류 경로를 도시하고;
도 4는 기류 제한기로서 작용하는 차단부를 갖는 에어로졸 발생 시스템을 위한 향상된 니코틴 전달을 보여주는 테스트 데이터의 그래프를 도시하고;
도 5는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 대안적인 구현예를 도시하고 있다.
본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 장치”는 에어로졸 발생 물품과 상호 작용해서 사용자의 입을 통해서 사용자의 폐 속으로 직접 흡입될 수 있는 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 발생 장치를 지칭한다.
본원에서 사용하는 바와 같이, "수착"(sorbed)은, 전달 강화 화합물이 관형 다공성 요소의 표면에 흡착되거나(adsorbed), 관형 다공성 요소 내부에 흡수되거나(absorbed), 관형 다공성 요소의 표면에 흡착되기도 하고 내부에 흡수되기도 하는 것을 의미한다.
상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 구획부의 상류에 있는 적어도 하나의 공기 유입구와, 상기 에어로졸 발생 물품의 제2 구획부의 하류에 있는 적어도 하나의 공기 유출구를 더 포함할 수도 있으며, 상기 적어도 하나의 공기 유입구와 상기 적어도 하나의 공기 유출구는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 수신되어서 상기 에어로졸 발생 장치의 세장형 피어싱 부재의 차단부 주위의 상기 에어로졸 발생 물품의 상기 제1 구획부의 관형 다공성 요소를 경유하고, 그리고 상기 에어로졸 발생 장치의 세장형 피어싱 부재의 샤프트부 주위의 상기 에어로졸 발생 물품의 상기 제2 구획부를 경유해서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구로부터 상기 적어도 하나의 공기 유출구로 연장되는 기류 경로를 정의하도록 배치되어 있다. 상기 제2 구획부는 상기 제1 구획부의 하류에 있어서, 사용시 상기 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 공기 스트림이 상기 제1 구획부를 통과한 다음 상기 제2 구획부를 통과할 수도 있다.
대안적인 구현예에서, 바람직하게는 상기 제2 구획부는 관형 다공성 요소를 포함하고 있고, 상기 제2 구획부는 상기 제1 구획부의 상류에 있어서, 사용시 상기 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 공기 스트림이 상기 제2 구획부를 통과한 다음 상기 제1 구획부를 통과할 수도 있다. 이 대안적인 구현예에서, 상기 제2 구획부는 관형 다공성 요소에 수착된 휘발성 액체를 갖는 관형 다공성 요소를 포함하고 있다. 상기 차단부는 상기 제2 구획부의 관형 다공성 요소 내부에 들어맞는다.
이 대안적인 구현예에서, 상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 에어로졸 발생 물품의 제2 구획부의 상류에 있는 적어도 하나의 공기 유입구와, 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 구획부의 하류에 있는 적어도 하나의 공기 유출구를 더 포함할 수도 있으며, 상기 적어도 하나의 공기 유입구와 상기 적어도 하나의 공기 유출구는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 수신되어서 상기 에어로졸 발생 장치의 세장형 피어싱 부재의 차단부 주위의 상기 에어로졸 발생 물품의 상기 제2 구획부의 관형 다공성 요소를 경유하고, 그리고 상기 에어로졸 발생 장치의 세장형 피어싱 부재의 샤프트부 주위의 상기 에어로졸 발생 물품의 상기 제1 구획부를 경유해서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구로부터 상기 적어도 하나의 공기 유출구로 연장되는 기류 경로를 정의하도록 배치되어 있다.
본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 ‘상류’, ‘하류’, ‘원위(distal)’ 및 ‘근위(proximal)’는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템의 구성 성분들 또는 구성 성분들의 부분의 상대 위치를, 이들의 사용 동안 에어로졸 발생 물품, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템을 통해 흡인된 공기의 방향과 관련하여 설명하는 데에 사용된다. 본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 ‘원위(distal)’ 및 ‘근위(proximal)’는 상기 세장형 피어싱 부재의 구성 성분들의 상대 위치를 설명하는 데에 사용되는 경우, 상기 장치에 연결되어 있는 상기 피어싱 부분이 원위, ‘자유’ 말단에 있고, 상기 차단부가 원위, ‘고정된’ 말단에 있도록 사용된다.
본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 “길이방향(longitudinal)”은 상기 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.
상기 에어로졸 발생 물품의 상류 및 하류 말단은 사용자가 에어로졸 발생 물품의 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.
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.
이러한 구현예들에서, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부는 상기 에어로졸 발생 시스템 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. 사용 시, 기류가 상기 공기 유입부를 통해 상기 에어로졸 발생 시스템 내로, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부를 통해 하류로, 그리고 상기 공기 유출부를 통해 상기 에어로졸 발생 시스템 밖으로 흡인된다.
이러한 구현예들에서, 상기 제2 구획부 및 상기 제1 구획부는 상기 에어로졸 발생 시스템 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. 사용 시, 기류가 상기 공기 유입부를 통해 상기 에어로졸 발생 시스템 내로, 상기 제2 구획부 및 상기 제1 구획부를 통해 하류로, 그리고 상기 공기 유출부를 통해 상기 에어로졸 발생 시스템으로 흡인된다.
본원에서 사용하는 바와 같이, “직렬”이란, 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부가, 사용 시 상기 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 기류가 제1 구획부 및 제2 구획부 중 하나를 통과하고, 그런 다음 제1 구획부 및 제2 구획부 중 다른 하나를 통과하도록 에어로졸 발생 물품 내부에 배열되는 것을 의미한다. 전달 강화 화합물 증기는 상기 제1 구획부 내의 상기 전달 강화 화합물로부터 상기 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 기류 내로 방출되고, 휘발성 액체 증기는 상기 제2 구획부로부터 상기 에어로졸 발생 물품을 통해 흡인된 기류 내로 방출된다. 상기 전달 강화 화합물 증기가 기체상으로 휘발성 액체 증기와 반응하여 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다.
상기 피어싱 부재는 바람직하게는 상기 에어로졸 발생 장치의 중앙 길이방향 축을 따라 외부 하우징 내부에 위치하고 있다.
상기 차단부는 바람직하게는 상기 관형 다공성 요소의 내부 직경에 대해 상대적인 직경을 가져서, 상기 에어로졸 발생 시스템을 통과하는 대부분의 기류가 관형 다공성 요소를 통해 흐르게 된다. 이와 같이, 상기 전달 강화 화합물은 보다 효율적으로 공기에 연행될 수도 있다. 이러한 기류에 영향을 주기 위해서, 상기 차단부가 관형 다공성 요소의 내부 직경보다 작은 직경을 갖는 경우에, 상기 차단부 및 관형 다공성 요소의 내부 표면에 의해 구획된 채널의 흡인 저항은 상기 관형 다공성 요소의 흡인 저항보다 크다. 상기 차단부의 직경은 상기 관형 다공성 요소의 내부 직경의 약 90%와 약 100% 사이일 수도 있다.
바람직한 구현예에서, 상기 차단부는 관형 다공성 요소 내부에 억지 끼워맞춤(interference fit)을 형성하도록 하는 직경을 가진다. 본원에서 사용하는 바와 같이, ‘억지 끼워맞춤(interference fit)’은 ‘억지 끼워맞춤’을 갖는 구성성분들 간의 기류를 실질적으로 방지하는 끼워맞춤을 지칭하는 데에 사용된다. 상기 차단부의 직경은 상기 관형 다공성 요소의 내부 직경의 약 100%와 약 150% 사이, 바람직하게는 약 110%와 약 140% 사이일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 차단부의 직경은 상기 관형 다공성 요소의 내부 직경의 약 133%이다.
상기 관형 다공성 요소의 내부 직경은 바람직하게는 약 2mm와 약 5mm 사이, 보다 바람직하게는 약 2.5mm와 약 3.5mm 사이이다. 바람직한 구현예에서, 상기 관형 다공성 요소의 내부 직경은 약 3mm이다.
상기 차단부의 직경은 바람직하게는 약 1.5mm와 약 7.5mm 사이, 보다 바람직하게는 약 3mm와 약 5mm 사이이다. 바람직한 구현예에서, 상기 차단부의 직경은 약 4mm이다.
상기 피어싱부의 최대 직경은 바람직하게는 차단부의 직경과 같거나 그보다 작다. 보다 바람직하게는, 상기 피어싱부의 최대 직경은 상기 차단부의 직경의 약 75%와 약 100% 사이이고, 보다 더 바람직하게는 상기 차단부의 약 90%와 약 100% 사이이다.
상기 피어싱부의 최대 직경은 바람직하게는 상기 샤프트부의 직경의 약 105%와 약 125% 사이이다. 보다 바람직하게는, 상기 피어싱부의 최대 직경은 상기 샤프트부의 직경의 약 110%와 약 120% 사이이다. 바람직한 구현예에서, 상기 피어싱부의 최대 직경은 상기 샤프트부의 직경의 약 120%이다.
상기 차단부는 바람직하게는 상기 관형 다공성 요소의 길이방향 길이의 약 25%와 약 75% 사이의 길이방향 길이를 가진다. 보다 바람직하게는, 상기 차단부는 상기 관형 다공성 요소의 길이방향 길이의 약 40%와 약 60% 사이의 길이방향 길이를 가지고, 일 구현예에서 상기 차단부는 상기 관형 다공성 요소의 길이방향 길이의 약 50%의 길이방향 길이를 가진다.
상기 차단부는 바람직하게는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 장치 내에 삽입되어 수신될 때 상기 관형 다공성 요소 내부에서, 상기 장치의 길이방향 축을 따라 중앙에 위치되도록 배열된다.
상기 관형 다공성 요소는 바람직하게는 약 7.5mm와 약 15mm 사이, 보다 바람직하게는 약 9mm와 약 11mm 사이의 길이방향 길이를 가지고, 바람직한 구현예에서 상기 관형 다공성 요소는 약 10mm의 길이방향 길이를 가진다.
상기 차단부는 바람직하게는 약 1.5mm와 약 9.5mm 사이, 보다 바람직하게는 약 3mm와 약 7mm 사이의 길이방향 길이를 가지고, 바람직한 구현예에서 상기 차단부는 약 5mm의 길이방향 길이를 가진다.
바람직한 구현예에서 상기 관형 다공성 요소는 중공 원통형이다. 상기 중공 원통형은 바람직하게는 직원기둥이다.
상기 피어싱부는 바람직하게는 상기 중공 원기둥의 내부 직경의 약 75%와 약 100% 사이의 최대 직경을 가진다.
바람직한 구현예에서 상기 피어싱부는 원뿔형이다. 하지만, 상기 피어싱부는 상기 에어로졸 발생 물품의 구획부들을 피어싱하기 위해 적절한 임의의 형상을 가질 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 상기 피어싱부가 원뿔형인 경우, 상기 피어싱부의 최대 직경은 상기 원뿔의 바닥 원의 직경에 해당한다.
상기 피어싱부의 최대 직경은 바람직하게는 약 1.5mm와 약 5mm 사이이고, 더욱 바람직하게는 약 1.75mm와 약 3.5mm 사이이다. 바람직한 구현예에서 상기 피어싱부는 약 3mm의 최대 직경을 가진다.
상기 제2 구획부는 바람직하게는 중공 원기둥이고, 상기 피어싱부는 상기 제2 구획부의 내부 직경의 약 50%와 약 75% 사이를 가진다.
상기 제2 구획부는 바람직하게는, 약 4mm와 약 8mm 사이, 보다 바람직하게는 약 5mm와 약 7mm 사이의 내부 직경을 가진다. 바람직한 구현예에서 상기 제2 구획부는 약 6.5mm 사이의 내부 직경을 가진다.
상기 제2 구획부는 바람직하게는, 약 20mm와 약 50mm 사이, 보다 바람직하게는 약 30mm와 약 40mm 사이의 길이방향 길이를 가진다. 바람직한 구현예에서 상기 제2 구획부는 약 35mm의 길이방향 길이를 가진다.
상기 세장형 피어싱 부재의 길이방향 길이는 바람직하게는 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부의 총 길이방향 길이보다 크다. 이러한 길이를 갖는 피어싱 부재를 제공하면 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 구획부 및 제2 구획부가 상기 세장형 피어싱 부재만을 사용하여 피어싱될 수 있다.
상기 피어싱 부재의 샤프트는 바람직하게는 약 1mm와 약 3mm 사이, 보다 바람직하게는 약 1.5mm와 약 2.5mm 사이의 직경을 가진다. 바람직한 구현예에서, 상기 샤프트는 약 2mm의 직경을 가진다. 상기 피어싱 부재의 샤프트는 상기 피어싱부의 최대 직경보다 작은 직경으로 제공되어, 사용 시 공기가 샤프트 주위로 그리고 상기 피어싱부에 의해 상기 제1 및 제2 구획부 내에 형성된 구멍들을 통해 흐를 수 있다.
상기 제2 구획부는 바람직하게는 밀봉되어 있다.
상기 제1 구획부의 제1 말단은 바람직하게는 취성 배리어(frangible barrier)에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 제1 구획부의 제2 말단과 상기 제2 구획부의 제1 말단 사이의 계면은 적어도 하나의 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 제2 구획부의 제2 말단은 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 제1 구획부의 각 말단과 상기 제2 구획부의 각 말단은 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있다.
바람직하게는, 상기 제1 구획부와 제2 구획부는 각 말단에서 취성 배리어를 포함하고 있다. 상기 취성 배리어는 에어로졸 발생 물품이 사용자에 의해서 에어로졸 발생 장치 속으로 삽입될 때 상기 배리어가 상기 피어싱 부재에 의해 피어싱될 수 있도록 구성되어 있다.
바람직하게는, 각각의 취성 배리어는 금속 필름, 보다 바람직하게는 알루미늄 필름으로 형성된 것이다.
바람직하게는, 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 구획부 및 제2 구획부는 서로 접경하고 있다. 대안적으로, 상기 제1 구획부 및 제2 구획부는 서로로부터 이격되어 있을 수도 있다.
상기 제1 구획부 및 제2 구획부의 부피는 동일하거나 상이할 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 제2 구획부의 부피는 상기 제1 구획부의 부피보다 크다.
상기 에어로졸 발생 물품은 바람직하게는 적어도 하나의 추가 요소를 더 포함하고 있다. 상기 에어로졸 발생 물품은 하나, 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개 또는 그 이상의 추가 요소를 더 포함할 수도 있다. 상기 추가 요소는 다음 중 임의의 것일 수도 있다: 필터 요소; 제3 구획부; 에어로졸 형성실; 및 중공 관. 바람직한 구현예에서, 상기 추가 요소는 마우스피스를 포함하고 있다. 상기 마우스피스는 에어로졸 발생 물품의 근위 말단에서 밀봉될 수도 있다.
상기 마우스피스는 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다. 적합한 물질의 예로는 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌 같은, 식품 또는 약제학적 응용예에 적합한 열가소성 물질을 포함한다.
바람직한 구현예에서, 상기 에어로졸 발생 장치의 외부 하우징은 상기 에어로졸 발생 물품을 수신하도록 구성된 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 에어로졸 발생 물품의 가로방향 단면과 실질적으로 동일한 형상의 가로방향 단면을 가진다.
상기 에어로졸 발생 시스템은 전원, 적어도 하나의 히터, 및 제어 회로를 더 포함하고 있을 수도 있다. 상기 제어 회로는 바람직하게는 상기 적어도 하나의 히터에 대한 전원 공급을 제어해서 전달 강화 화합물과 휘발성 액체가 에어로졸을 발생할 수 있도록 충분히 휘발되도록 구성되어 있다.
상기 에어로졸 발생 시스템의 총 치수는 종래의 흡연 물품, 예컨대 궐련, 엽궐련, 가는 엽궐련 또는 임의의 기타 이러한 흡연 물품과 유사할 수도 있다.
사용 시, 사용자는 상기 에어로졸 발생 물품을 상기 에어로졸 발생 장치의 외부 하우징 내에 삽입한다. 사용자가 상기 에어로졸 발생 물품을 삽입하는 동안, 상기 피어싱 부재는 상기 제1 구획부의 제1 말단을 피어싱하고, 상기 관형 다공성 요소의 중앙 중공부를 통과하며, 그런 다음 상기 제1 구획부의 제2 말단을 피어싱한다. 그런 다음, 상기 피어싱 부재는 상기 제2 구획부(포함되는 경우)의 제1 말단을 피어싱하고, 상기 제2 구획부를 통과한 다음 상기 제2 구획부(포함되는 경우)의 제2 말단을 피어싱하고, 상기 차단부가 관형 다공성 요소 내부에 끼워맞춰져서 본 명세서에서 설명되는 기류 경로를 정의한다. 그런 다음, 사용자가 상기 에어로졸 발생 물품의 근위 말단을 흡인하여 공기가 기류 경로를 따라 흐르게 하고, 상기 제1 구획부의 관형 다공성 요소 상에 수착된 전달 강화 화합물로부터의 전달 강화 화합물 증기 및 상기 제2 구획부 내의 휘발성 액체로부터의 휘발성 액체 증기를 연행한다. 에어로졸은 기체상으로 휘발성 액체 증기와 반응하는 전달 강화 화합물 증기에 의해 발생된다. 상기 에어로졸의 발생은 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
대안적인 구현예에서, 상기 제2 구획부가 관형 다공성 요소를 포함하고, 상기 제2 구획부가 상기 제1 구획부의 상류에 있는 경우, 상기 에어로졸 발생 시스템은 다음과 같이 작용한다. 사용 시, 사용자는 상기 에어로졸 발생 물품을 상기 에어로졸 발생 장치의 외부 하우징 내에 삽입한다. 사용자가 상기 에어로졸 발생 물품을 삽입하는 동안에, 상기 피어싱 부재는 상기 제2 구획부의 제1 말단을 피어싱하고, 상기 관형 다공성 요소를 통과하며, 그런 다음 상기 제2 구획부의 제2 말단을 피어싱한다. 그런 다음, 상기 피어싱 부재는 상기 제1 구획부의 제1 말단을 피어싱하고, 상기 제1 구획부를 통과한 다음 상기 제1 구획부의 제2 말단을 피어싱한다. 상기 차단부가 상기 제2 구획부의 관형 다공성 요소 내부에 끼어맞춰져서 대안적인 구현예를 참조하여 본 명세서에서 설명된 기류 경로를 정의한다. 그런 다음, 사용자가 상기 에어로졸 발생 물품의 근위 말단을 흡인하여 공기가 기류 경로를 따라 흐르게 하여, 상기 제2 구획부 내의 관형 다공성 요소 상의 휘발성 액체로부터 휘발성 액체 증기를 연행하고, 상기 제1 구획부의 관형 다공성 요소 상에 수착된 전달 강화 화합물로부터 전달 강화 화합물 증기를 연행한다. 에어로졸은 기체상으로 휘발성 액체 증기와 반응하는 상기 전달 강화 화합물 증기에 의해 발생된다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 본원에서 설명하는 바와 같은 에어로졸 발생 시스템을 위한 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 상기 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 발생 물품을 수신하도록 조절된 외부 하우징으로, 상기 에어로졸 발생 물품은 관형 다공성 요소를 가지는 제1 구획부 및 제2 구획부를 가진, 외부 하우징; 및 에어로졸 발생 물품이 상기 외부 하우징에 수신될 때 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 구획부 및 제2 구획부를 피어싱하도록 구성된 세장형 피어싱 부재를 포함하고 있다. 상기 세장형 피어싱 부재는 상기 세장형 피어싱 부재의 원위 말단에 인접하는 피어싱부; 샤프트부; 및 상기 세장형 피어싱 부재의 근위 말단에 인접하는 차단부를 포함하고 있다. 상기 피어싱부는 상기 샤프트부의 직경보다 큰 최대 직경을 가지고, 상기 차단부는 에어로졸 발생 물품이 상기 장치에 수신될 때 상기 에어로졸 발생 물품의 제1 구획부의 관형 다공성 요소 내에 끼워맞춰지도록 외부 직경을 가진다.
본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 장치”는 에어로졸 발생 물품과 상호작용해서 사용자의 입을 거쳐서 사용자의 폐 속으로 직접 흡입될 수 있는 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 발생 장치를 의미한다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 에어로졸 발생 시스템을 위한 에어로졸 발생 물품이 제공되어 있다. 상기 에어로졸 발생 물품은, 관형 다공성 요소 및 상기 관형 다공성 요소 상에 수착된 전달 강화 화합물을 포함하는, 제1 말단 및 제2 말단을 가지는 제1 구획부; 및 상기 제1 구획부의 제2 말단에 인접하는 제1 말단, 및 제2 말단을 가지는 니코틴 제제를 포함하는, 휘발성 액체를 포함하는 제2 구획부를 포함하고 있다. 상기 제1 구획부의 제1 말단은 취성 배리어(frangible barrier)에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 제1 구획부의 제2 말단과 상기 제2 구획부의 제1 말단 사이의 계면은 적어도 하나의 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 제2 구획부의 제2 말단은 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있다.
바람직하게는 상기 제1 구획부와 제2 구획부의 각 말단은 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있다. 바람직하게는 상기 제1 구획부와 제2 구획부는 별개로 형성되어 있고 상기 제1 구획부의 제2 말단을 상기 제2 구획부의 제1 말단과 접경하고 양쪽 구획부를 래퍼 물질에 포장하여 함께 조합된다. 상기 래퍼 물질은 카드 또는 임의의 기타 적합한 물질일 수도 있다. 상기 래퍼 물질은 상기 제2 구획부의 제2 말단을 지나서 연장되어서 마우스피스 또는 에어로졸 형성실을 형성할 수도 있다.
상기 에어로졸 발생 물품의 제1 구획부는 바람직하게는 휘발성 전달 강화 화합물을 포함하고 있다. 본원에서 사용하는 바와 같이, “휘발성(volatile)”이란, 상기 전달 강화 화합물이 적어도 약 20Pa의 증기압을 갖는 것을 의미한다. 달리 설명되지 않는 한, 본 명세서에서 언급되는 모든 증기압은 ASTM E1194 - 07에 따라 측정된 25℃에서의 증기압이다.
바람직하게는, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 적어도 약 50Pa, 보다 바람직하게는 적어도 약 75Pa, 가장 바람직하게는 적어도 약 100Pa의 증기압을 가진다.
바람직하게는, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 400Pa 이하, 더욱 바람직하게는 약 300Pa 이하, 더욱 바람직하게는 약 275Pa 이하, 가장 바람직하게는 약 250Pa 이하의 증기압을 가진다.
소정의 구현예들에서, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 20Pa 내지 약 400Pa, 더욱 바람직하게는 약 20Pa 내지 약 300Pa, 더욱 바람직하게는 약 20Pa 내지 약 275Pa, 가장 바람직하게는 약 20Pa 내지 약 250Pa의 증기압을 가질 수도 있다.
다른 구현예들에서, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 50Pa 내지 약 400Pa, 더욱 바람직하게는 약 50Pa 내지 약 300Pa, 더욱 바람직하게는 약 50Pa 내지 약 275Pa, 가장 바람직하게는 약 50Pa 내지 약 250Pa의 증기압을 가질 수도 있다.
추가 구현예들에서, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 75Pa 내지 약 400Pa, 더욱 바람직하게는 약 75Pa 내지 약 300Pa, 더욱 바람직하게는 약 75Pa 내지 약 275Pa, 가장 바람직하게는 약 75Pa 내지 약 250Pa의 증기압을 가질 수도 있다.
추가 구현예들에서, 휘발성 전달 강화 화합물은 25℃에서 약 100Pa 내지 약 400Pa, 더욱 바람직하게는 약 100Pa 내지 약 300Pa, 더욱 바람직하게는 약 100Pa 내지 약 275Pa, 가장 바람직하게는 약 100Pa 내지 약 250Pa의 증기압을 가질 수도 있다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물은 단일의 화합물을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 화합물을 포함할 수도 있다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물이 둘 이상의 상이한 화합물을 포함하는 경우, 상기 둘 이상의 상이한 화합물은 조합 상태에서 25℃에서 적어도 약 20Pa의 증기압을 가진다.
바람직하게는, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 휘발성 액체이다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 액체 화합물의 혼합물을 포함할 수도 있다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물은 하나 이상의 화합물의 수성 용액을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 하나 이상의 화합물의 비수성 용액을 포함할 수도 있다.
상기 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 휘발성 화합물을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 둘 이상의 상이한 휘발성 액체 화합물의 혼합물을 포함할 수도 있다.
대안적으로, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 하나 이상의 비휘발성 화합물과 하나 이상의 휘발성 화합물일 수도 있다. 예를 들어, 상기 휘발성 전달 강화 화합물은 휘발성 용매 내의 하나 이상의 비휘발성 화합물의 용액, 또는 하나 이상의 비휘발성 액체 화합물과 하나 이상의 휘발성 액체 화합물의 혼합물을 포함할 수도 있다.
상기 전달 강화 화합물은 바람직하게는 산 또는 염화암모늄을 포함한다. 상기 전달 강화 화합물은 바람직하게는 산을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 전달 강화 화합물은 20℃에서 적어도 약 5Pa의 증기압을 가진다. 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 전달 강화 화합물은 알파-하이드록시, 알파-케토(alpha-keto) 또는 2-옥소산(2-oxo acid)을 포함하고 있다.
바람직한 구현예에서, 상기 전달 강화 화합물은 락트산, 3-메틸-2-옥소발레산, 피루브산, 2-옥소발레산, 4-메틸-2-옥소발레산, 3-메틸-2-옥소부타논산, 2-옥소옥타논산, 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 산을 포함하고 있다. 특히 바람직한 구현예에서, 상기 전달 강화 화합물은 피루브산을 포함하고 있다.
상기 관형 다공성 요소는 바람직하게는 그 위에 산 또는 염화암모늄이 수착된 수착 요소이다.
상기 관형 다공성 요소는 액체를 수착하기 위한 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성된 것일 수도 있다. 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 산 또는 염화암모늄 관련하여 불활성이다. 특히 바람직한 다공성 물질 또는 물질들은 산 또는 염화암모늄의 물리적 속성에 따라서 달라질 것이다. 상기 하나 이상의 다공성 물질은 다른 물리적 속성을 갖는 다른 산들에서 사용될 수 있도록 임의의 적합한 다공성을 가질 수도 있다. 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 포함할 수 있다.
적합한 다공성 섬유 물질로는 이들에만 한정되지 않지만, 셀룰로오스 면 섬유, 초산 셀룰로오스 섬유 및 접합된 폴리올레핀 섬유, 예컨대 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 섬유의 혼합물을 포함한다.
상기 관형 다공성 요소의 크기, 형상, 및 조성은, 원하는 양의 휘발성 액체가 관형 다공성 요소 상에 수착될 수 있도록 선택될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 약 15㎕ 내지 약 200㎕, 더욱 바람직하게는 약 40㎕ 내지 약 150㎕, 가장 바람직하게는 약 50㎕ 내지 약 100㎕의 휘발성 액체가 관형 다공성 요소 상에 수착된다.
상기 관형 다공성 요소는 유리하게는 상기 전달 강화 화합물에 대한 저장소로서 기능한다.
바람직하게는, 상기 제2 구획부는 니코틴 공급원을 포함하고 있다. 이와 같이, 상기 제2 구획부 내의 휘발성 액체는 바람직하게는 니코틴 염기, 니코틴 염, 또는 니코틴 유도체 중 하나 이상을 포함한다.
상기 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-이주석산염(ditartrate), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다.
상기 니코틴 공급원은 전해질 형성 화합물을 더 포함할 수도 있다. 상기 전해질 형성 화합물은 알칼리 금속 수산화물들, 알칼리 금속 산화물들, 알칼리 토금속 산화물들, 수산화 나트륨(NaOH), 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 수산화칼륨(KOH) 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수도 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 상기 니코틴 공급원은 천연 향미제들, 인공 향미제들 및 항산화제들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 구획부는 액체 니코틴 제제(formulation)를 포함하고 있다. 바람직하게는 상기 제2 구획부는 액체 니코틴 제제의 약 5㎕와 50㎕ 사이, 보다 바람직하게는 액체 니코틴 제제의 약 10㎕를 보유하도록 구성된다.
상기 액체 니코틴 제제는 순수 니코틴, 수성 또는 비수성 용매 내의 니코틴의 용액 또는 액체 담배 추출물을 포함할 수 있다.
상기 액체 니코틴 용액은 니코틴 염기의 수용액, 니코틴 염, 예를 들면 니코틴-HCl, 니코틴-중주석산염(bitartrate), 또는 니코틴-이주석산염(ditartrate), 및 전해질 형성 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제2 구획부는 수착 요소 및 이 수착 요소 상에 수착된 니코틴을 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 제2 구획부는 휘발성 액체 니코틴 공급원을 포함하고 있다.
바람직한 구현예에서, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부와 유체 연통하는 에어로졸 형성실을 더 포함하고 있다. 사용 시, 바람직한 구현예에서, 상기 니코틴은 에어로졸 형성실 내에서 기체상으로 산 또는 염화암모늄과 반응하여 에어로졸화된 니코틴 염 입자들을 형성한다.
대안적으로, 상기 전달 강화 화합물 증기가 제2 구획부 내의 니코틴 증기와 반응할 수 있다. 이러한 구현예들에서, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 제2 구획부의 하류에 제3 구획부를 더 포함할 수 있고, 상기 전달 강화 화합물 증기는 대안적으로 또는 추가적으로 상기 제3 구획부 내의 니코틴 증기와 반응하여 에어로졸을 형성한다.
본 발명은 비용 효율이 높고, 컴팩트하고 사용이 용이한 에어로졸 발생 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품 내에 전달 향상제로서 산 또는 염화암모늄을 사용하여, 니코틴의 약물역동학적 비율(pharmacokinetic rate)이 유리하게 증가될 수 있다.
상기 에어로졸 발생 시스템은 또한 에어로졸 전달 시스템으로 간주될 수 있음이 이해될 것이다. 다시 말해, 상기 에어로졸 발생 시스템은 니코틴 제제와 같은 휘발성 액체, 및 피루브산과 같은 전달 강화 화합물을 위한 수단을 제공하여 에어로졸을 혼합하고 발생시키지만, 에어로졸을 활발하게 발생시키지는 않는다. 상기 에어로졸 발생 물품이 제3 구획부를 포함하는 경우의 구현예에서, 상기 제3 구획부는 상기 제2 구획부의 하류에 있는 것이 바람직하다. 상기 물품이 에어로졸 형성실을 포함하는 경우, 상기 제3 구획부는 상기 에어로졸 형성실의 하류에 있는 것이 바람직하다. 상기 제3 구획부는 향미제 공급원을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 제3 구획부는 이 제3 구획부를 통해 흡인된 에어로졸화된 니코틴 염 입자들과 혼합된 임의의 미반응 산 또는 염화암모늄의 적어도 일부분을 제거할 수 있는 여과 물질을 포함할 수 있다. 여과 물질은 활성탄과 같은 흡착제를 포함할 수 있다. 임의의 수의 추가 구획부들이 원하는 대로 제공될 수 있음이 인정될 것이다. 예를 들면, 상기 물품은 필터 물질을 포함하는 제3 구획부 및 향미제 공급원을 포함하는 제3 구획부 하류의 제4 구획부를 포함할 수 있다.
임의의 수의 인자들이 니코틴 염 입자들의 형성에 영향을 미치는 것이 인정될 것이다. 일반적으로, 니코틴 전달을 제어하기 위해서는 니코틴 제제 및 산 또는 염화암모늄의 기화를 제어하는 것이 중요하다. 또한, 상기 니코틴 및 상기 산 또는 염화암모늄의 상대 정량을 제어하는 것도 중요하다. 바람직한 구현예에서, 상기 에어로졸 형성실 내의 니코틴에 대한 산의 몰비(molar ratio)는 약 1:1이다. 전달 강화 화합물로서 상기 산 또는 염화암모늄을 사용하면 기화기에 공급된 등가 파워에서 사용자에 대한 니코틴의 전달율이 대략 2배임을 발견하였다.
상기 산 또는 염화암모늄의 기화는 상기 제1 구획부 내의 산 또는 염화암모늄의 농도에 의해, 그리고 상기 제1 구획부 내의 산 또는 염화암모늄의 교환 표면적에 의해 제어된다. 상기 산 또는 염화암모늄의 기화는 에어로졸 발생 물품의 제1 구획부를 가열하여 또는 에어로졸 발생 물품의 제1 구획부를 통과하기 전에 장치를 통해 흡인된 주위 공기를 가열하여 제어될 수 있다. 상기 제1 구획부가 피루브산을 포함하는 바람직한 구현예들에서, 바람직하게는 퍼프 당 약 60㎍의 피루브산이 기회된다.
차단부를 제공하면 이러한 차단부가 없는 에어로졸 발생 시스템에 비해서 퍼프 당 기화된 전달 강화 화합물의 정량을 증가시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 물품은 불투명한 외부 하우징을 포함하고 있다. 이는 유리하게는 광 노출에 기인한 산 또는 염화암모늄 및 니코틴 제제의 감성 위험을 감소시킨다.
바람직하게는, 상기 카트리지는 리필 불가능하다. 따라서, 상기 에어로졸 발생 물품의 제2 구획부 내의 니코틴 제제를 전부 사용하면, 상기 에어로졸 발생 물품이 교체된다.
소정의 구현예들에서, 상기 에어로졸 발생 물품 뿐만 아니라 상기 장치도 일회성일 수 있다.
유리하게는, 상기 산 또는 염화암모늄 또는 니코틴 공급원과 잠재적으로 접촉되는 상기 장치의 모든 요소들은 상기 에어로졸 발생 물품이 교체될 때에 변경된다. 이는 상이한 마우스피스들과 상이한 에어로졸 발생 물품들, 예를 들면 상이한 산들 또는 니코틴 공급원들을 포함하는 에어로졸 발생 물품들 간의 장치의 임의의 교차 오염을 회피한다.
상기 제2 구획부 내의 니코틴 제제는 유리하게는 산소(제2 구획부가 피어싱 부재에 의해 피어싱될 때까지 산소가 일반적으로 제2 구획부의 배리어를 통과할 수 없기 때문에) 및 일부 구현예에서는 광 노출로부터 보호될 수 있어, 니코틴 제제의 감성 위험이 상당히 감소된다. 따라서, 최고 수준의 위생이 유지될 수 있다.
　　　상기 에어로졸 발생 물품은 바람직하게는 실질적으로 원통형 형상이다. 상기 에어로졸 발생 물품은 임의의 적절한 형상의 가로방향 단면을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 원형의 가로방향 단면 또는 실질적으로 타원형의 가로방향 단면의 것이다. 보다 바람직하게는, 상기 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 원형의 가로방향 단면의 것이다.
　　　바람직하게는, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 에어로졸 발생 장치의 공동과 실질적으로 동일한 형상의 가로방향 단면을 가진다.
　　　상기 에어로졸 발생 물품의 하우징은 궐련, 엽궐련, 가는 엽궐련 또는 파이프, 또는 궐련 팩과 같은 담배 흡연 물품의 형상 및 치수를 모방할 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 하우징은 궐련의 형상 및 치수들을 모방한다.
상기 에어로졸 발생 장치 및 상기 에어로졸 발생 물품은 맞물렸을 때에 함께 해제 가능하게 잠그도록 배열될 수 있다.
상기 장치의 외부 하우징은 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수 있다. 적절한 물질들의 예들은 금속, 합금, 플라스틱 또는 하나 이상의 그러한 물질을 함유하는 복합 물질을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 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 수 있다.
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.
이제 첨부된 도면들을 참조하여 단지 예시용으로 본 발명을 더욱 설명할 것이다.
도 1a는 에어로졸 발생 시스템(100)의 개략도를 도시하고 있다. 시스템(100)은 에어로졸 발생 장치(102) 및 에어로졸 발생 물품(104)을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품(104)은 세장형의 원통형 형상을 가지며, 휘발성 전달 강화 화합물 공급원을 포함하는 제1 구획부(106), 및 휘발성 액체 니코틴 공급원을 포함하는 제2 구획부(108)를 포함하고 있다. 제1 구획부(106) 및 제2 구획부(108)는 직렬로 배열되며 축방향 정렬로 서로 접경하고 있다. 제1 구획부(106)는 에어로졸 발생 물품(104)의 원위 또는 상류 말단에 위치하고 있다. 제2 구획부(108)는 제1 구획부의 하류에 위치하고 있다. 마우스피스 같은 형태의 또 다른 요소(미도시함)가 제2 구획부의 하류 말단에 제공될 수 있다.
　　　에어로졸 발생 물품(104)의 제1 구획부(106) 및 제2 구획부(108)의 상류 및 하류 말단은 취성 배리어들(110, 112 및 114, 116)에 의해 각각 밀봉되어 있다. 취성 배리어들은 알루미늄과 같은 금속 필름으로 이루어진 것이다.
　　　에어로졸 발생 장치(102)는 에어로졸 발생 물품(104)을 수신하도록 구성된 세장형의 원통형 공동을 갖는 외부 하우징(118)을 포함하고 있다. 공동의 길이방향 길이는 물품(104)의 근위 또는 하류 말단이 공동으로부터 돌출하도록 물품(104)의 길이보다 짧다.
　　　장치(102)는 세장형 피어싱 부재(120)를 더 포함하고 있다. 피어싱 부재는 에어로졸 발생 장치의 공동 내부에 중심적으로 위치하고 공동의 길이방향 축을 따라 연장되어 있다. 근위 말단에서 피어싱 부재(120)는 원형 베이스를 갖는 원뿔체 형태의 피어싱부(122)를 포함하고 있다. 원위 말단에서 피어싱 부재는 사용시 흐름 제한기로서 작용하고 원하는 기류 경로를 형성하는 차단부(124)를 더 포함하고 있다. 피어싱부(122) 및 차단부(124)는 샤프트(126) 상에 설치되어 있다.
　　　공기 유입부들(도시하지 않음)이 에어로졸 발생 장치(102)의 원위, 즉 상류 말단에 제공되어 있다. 공기 유출부들(도시하지 않음)이 에어로졸 발생 물품(104)의 근위, 즉 하류 말단에 제공되어 있다.
　　　도 1b는 도 1a에 도시된 것과 유사한 에어로졸 발생 시스템(128)을 나타내고, 유사한 참조번호들이 유사한 구성요소들을 참조하는 데에 사용된다. 알 수 있는 바와 같이, 차단부(130)의 직경은 차단부가 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 관형 다공성 요소(106) 내부에 끼워맞춰져서 흐름 제한기로서 작용하여 원하는 기류 경로를 형성하도록 되어 있다.
　　　도 2a 내지 도 2e는 장치(102) 내에 삽입되는 물품(104)을 도시하고 있다. 도 2a는 물품(104)과 맞물리는 피어싱 부재(120)를 도시하고 있다. 피어싱부(122)는 취성 배리어(110)를 파손시키고 피어싱부의 최대 직경과 대략 같은 직경을 갖는, 배리어 내에 구멍을 생성한다. 피어싱부의 최대 직경은 피어싱부를 형성하는 원뿔체의 바닥 원(base circle)의 직경이다. 알 수 있는 바와 같이, 물품(104)의 외부 직경에 대한 장치 공동의 내부 직경은 물품이 공동 내부에 중심적으로 위치하도록 되어 있다.
　　　도 2b는 제1 구획부(106)의 제2 취성 배리어와 맞물리는 피어싱부를 도시하고 있다. 재차, 피어싱부는 취성 배리어(112)를 파손시켜서 피어싱부의 최대 직경과 대략 같은 직경을 갖는, 배리어 내에 구멍을 생성한다. 알 수 있는 바와 같이, 피어싱부의 최대 직경은 관형 다공성 요소(106)의 내부 직경과 대략 같다. 이러한 단계에서, 피어싱부는 또한 제2 구획부(108)의 제1 취성 배리어(114)를 파손시키고, 피어싱부의 최대 직경과 대략 같은 직경을 갖는, 배리어 내에 구멍을 생성한다.
　　　도 2c는 제2 구획부의 제2 취성 배리어와 맞물리는 피어싱부를 도시하고 있다. 재차, 피어싱부는 취성 배리어(116)를 파손시키고 피어싱부의 최대 직경과 대략 같은 직경을 갖는, 배리어 내에 구멍을 생성한다.
　　　도 2d는 관형 다공성 요소(106)와 맞물리는 흐름 제한기, 즉 차단부(124)를 도시하고 있다. 알 수 있는 바와 같이, 흐름 제한기, 즉 차단부의 외부 직경은 관형 다공성 요소 내에 억지 끼워맞춤을 형성하도록 관형 다공성 요소의 내부 직경보다 크다. 억지 끼워맞춤의 주 기능은 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 기류 경로를 정의하는 것이지만, 억지 끼워맞춤은 또한 사용 동안에 장치 내부에 물품의 보유를 도울 수 있다.
　　　도 2e는 사용 준비 시, 장치 내에 완전히 삽입된 물품(104)을 도시하고 있다. 알 수 있는 바와 같이, 흐름 제한기, 즉 차단부는 관형 다공성 요소(106) 내부에 중심적으로 위치하고, 피어싱부(122)는 제2 구획부의 근위, 즉 하류 말단을 지나서 연장되어 있다.
　　　도 3에 도시된 바와 같이, 사용 시, 에어로졸 발생 물품(104)이 에어로졸 발생 장치(102) 내에 완전히 삽입된 때, 화살표(200)으로 나타낸 기류 경로가 에어로졸 발생 시스템을 통해 형성된다. 기류 경로는 공기 유입부들을 통해 에어로졸 발생 물품(104)의 원위, 즉 상류 말단으로부터 물품(104)의 근위, 즉 하류 말단으로 연장되어 있다. 흐름 제한기, 즉 차단부(124)는 기류 경로가 관형 다공성 요소(106)를 통해 연장되는 것을 보장한다.
　　　사용 시, 그리고 상술한 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(104)가 에어로졸 발생 장치(102)의 공동 내로 삽입되는 동안, 피어싱 부재(120)는 에어로졸 발생 물품(104) 내로 삽입되고 에어로졸 발생 물품(104)의 제1 구획부(106) 및 제2 구획부(108)의 상류 및 하류 말단에서 취성 배리어들(110, 112, 114 및 116)을 피어싱한다. 이는, 사용자가 공기를 에어로졸 발생 물품의 원위, 즉 상류 말단에서 공기 유입부들을 통해 에어로졸 발생 물품 내로, 관형 다공성 요소(106), 및 제2 구획부(108)를 통해 하류로 그리고 물품의 근위, 즉 하류 말단에서 공기 유출부를 통해 물품 밖으로 흡인할 수 있게 한다. 흐름 제한기, 즉 차단부(124)는 기류 경로가 관형 다공성 요소(106)의 다공성 물질을 통해 연장되는 것을 보장한다. 기류 경로는 피어싱부(122)에 의해 취성 배리어들(112, 114) 내에 형성된 구멍을 통해 피어싱 부재의 샤프트에 대해 연장되어 있다. 기류 경로는 제2 구획부의 근위, 즉 하류 말단에서 취성 배리어(116) 내에 형성된 구멍을 통해 피어싱 부재의 샤프트 주위를 지나 피어싱부(122) 주위에 더 연장되어 있다. 피어싱부의 최대 직경보다 작은 직경을 갖는 샤프트를 제공함으로써, 기류 경로는 취성 배리어의 영역 내의 샤프트 주위로 연장되어 있을 수 있다.
　　　바람직한 구현예에서 피루브산을 함유하는 전달 강화 화합물 증기는 관형 다공성 요소(106) 상에 수착된 전달 강화 화합물로부터 에어로졸 발생 물품(104)을 통해 흡인된 기류 내로 방출되고, 니코틴 증기는 제2 구획부(108) 내의 휘발성 액체 니코틴 공급원으로부터 에어로졸 발생 물품(104)을 통해 흡인된 기류 내로 방출된다. 전달 강화 화합물 증기는 제2 구획부(108)에서 기체상으로 니코틴 증기와 반응하여, 에어로졸 발생 물품(104)의 근위, 즉 하류 말단을 통해 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다.
　　　도 4는 피어싱 부재 상의 흐름 제한기, 즉 차단부의 유무에 따라 에어로졸 발생 시스템의 5회 퍼프(puff) 마다 니코틴 전달을 비교하는 실험 데이터를 도시하고 있다. 알 수 있는 바와 같이, 흐름 제한기인 차단부의 포함은 총 15회 퍼프 이상에서 100% 이상으로 전달된 니코틴의 전체 질량을 증가시킨다.
도 5는 에어로졸 발생 시스템(500)의 개략도를 도시하고 있다. 시스템(500)은 도 1 내지 도 3과 관련하여 상술한 것과 동일한 에어로졸 발생 장치(102), 및 에어로졸 발생 물품(502)을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품(502)은 세장형 원통형 형상을 가지며, 전달 강화 화합물 공급원을 포함하는 제1 구획부(504), 및 휘발성 액체 니코틴 공급원을 포함하는 제2 구획부(506)를 포함하고 있다. 제1 구획부(504) 및 제2 구획부(506)는 직렬로 배열되고 축방향 배열로 존재한다. 제1 구획부(504) 및 제2 구획부(506) 각각은 그들 안에 저장된 각각의 액체를 수착하기 위한 관형 다공성 요소를 포함하고 있다.
제1 구획부(504)는 에어로졸 발생 물품(502)의 근위, 또는 하류 말단에 위치하고 있다. 제2 구획부(506)는 제1 구획부의 상류에 위치하고 있다. 이 구현예에서의 구획부들의 순서는 도 1 내지 도 3에 관하여 설명된 구현예에서의 구획부들의 순서와 반대이다. 재차, 마우스피스 등의 형태의 또 다른 요소(도시하지 않음)가 제2 구획부의 하류 말단에 제공될 수 있다.
　　　에어로졸 발생 물품(502)의 제1 구획부(504) 및 제2 구획부(506)의 상류 및 하류 말단은 각각 취성 배리어들(508, 510 및 512, 514)에 의해 밀봉되어 있다. 취성 배리어들은 알루미늄과 같은 금속 필름으로 이루어진다.
　　　공기 유출부들(미도시함)이 에어로졸 발생 물품(502)의 근위, 즉 하류 말단에 제공된다.
　　　이 구현예에서, 차단부(124)는, 제2 구획부(506)의 관형 다공성 요소 내에 끼워맞춰지고, 기류 경로(516)가 제2 구획부(506)의 관형 다공성 요소를 통해 연장되는 것을 보장한다. 기류는 전달 강화 화합물을 포함하는 제1 구획부(504)를 차례로 통과하는 니코틴을 연행한다. 전달 강화 화합물은 제1 구획부(504)에서 기체상으로 니코틴 증기와 반응하여, 에어로졸 발생 물품(502)의 근위, 즉 하류 말단을 통해 사용자에게 전달되는 에어로졸을 형성한다.
　　　본 발명은 원뿔형 피어싱부를 갖는 피어싱 부재를 포함하는 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 참조하여 상기에서 예시되어 있다. 그러나, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템 및 에어로졸 발생 장치는 다른 형태의 피어싱부를 포함할 수도 있음을 이해해야 할 것이다.
100,128,500: 에어로졸 발생 시스템
102: 에어로졸 발생 장치
104,502: 에어로졸 발생 물품
106,504: 제1 구획부
108,506: 제2 구획부
110,112,114,116,508,510,512,514: 취성 배리어
118: 외부 하우징
120: 피어싱 부재
122: 피어싱부
124,130: 차단부
126: 샤프트
200: 화살표

Claims (16)

  1. 에어로졸 발생 시스템으로,
    에어로졸 발생 물품과 협력하는 에어로졸 발생 장치를 포함하되;
    상기 에어로졸 발생 물품은
    관형 다공성 요소 및 상기 관형 다공성 요소 상에 수착된 전달 강화 화합물을 포함하는 밀봉된 제1 구획부; 및
    휘발성 액체를 포함하는 제2 구획부를 포함하고,
    상기 에어로졸 발생 장치는,
    상기 에어로졸 발생 물품을 수신하도록 조절된 외부 하우징;
    상기 에어로졸 발생 물품의 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부를 피어싱하기 위한 세장형 피어싱 부재를 포함하고,
    여기서, 상기 세장형 피어싱 부재는,
    상기 세장형 피어싱 부재의 원위 말단에 인접한 피어싱부;
    샤프트부; 및
    상기 세장형 피어싱 부재의 근위 말단에 인접한 차단부를 포함하고,
    여기서, 상기 피어싱부는 상기 샤프트부의 직경보다 큰 최대 직경을 가지고, 상기 차단부는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치 내에 수신될 때 상기 물품의 상기 관형 다공성 요소 내부에 끼워맞춰지도록 하는 외부 직경을 가지는, 에어로졸 발생 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 구획부의 상류에 있는 적어도 하나의 공기 유입구와, 상기 제2 구획부의 하류에 있는 적어도 하나의 공기 유출구를 더 포함하되, 상기 적어도 하나의 공기 유입구와 상기 적어도 하나의 공기 유출구는 상기 제1 구획부의 관형 다공성 요소를 경유하고, 상기 샤프트부 주위의 제2 구획부를 경유해서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구로부터 상기 적어도 하나의 공기 유출구로 연장되는 기류 경로를 정의하도록 배치되어 있는, 에어로졸 발생 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 구획부는 관형 다공성 요소를 포함하되, 상기 시스템은 상기 제2 구획부의 상류에 있는 적어도 하나의 공기 유입구와, 상기 제1 구획부의 하류에 있는 적어도 하나의 공기 유출구를 더 포함하되, 상기 적어도 하나의 공기 유입구와 상기 적어도 하나의 공기 유출구는 상기 제2 구획부의 관형 다공성 요소를 경유하고, 상기 샤프트부 주위의 제1 구획부를 경유해서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구로부터 상기 적어도 하나의 공기 유출구로 연장되는 기류 경로를 정의하도록 배치되어 있는, 에어로졸 발생 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단부는 상기 관형 다공성 요소 내부에 억지 끼워맞춤을 형성하도록 하는 직경을 가지는, 에어로졸 발생 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단부는 상기 관형 다공성 요소의 길이방향 길이의 약 25%와 약 75% 사이의 길이방향 길이를 가지는, 에어로졸 발생 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 다공성 요소는 중공 원통형인, 에어로졸 발생 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 피어싱부의 최대 직경은 상기 중공 원통형의 내부 직경의 약 75%와 약 100% 사이의 최대 직경을 가지는, 에어로졸 발생 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 또는 제2항에 종속되는 경우, 상기 제2 구획부는 중공 원통형이고, 상기 피어싱부는 상기 제2 구획부의 내부 직경의 약 50%와 약 75% 사이의 최대 직경을 가지는, 에어로졸 발생 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세장형 피어싱 부재의 길이방향 길이는 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부의 총 길이방향 길이보다 큰, 에어로졸 발생 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피어싱부는 원뿔형인, 에어로졸 발생 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품은 적어도 하나의 추가 요소를 더 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 요소는 마우스피스를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 구획부의 제1 말단은 취성 배리어(frangible barrier)에 의해 밀봉되어 있고, 상기 제1 구획부의 제2 말단과 상기 제2 구획부의 제1 말단 사이의 계면은 적어도 하나의 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있고, 상기 제2 구획부의 제2 말단은 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있는, 에어로졸 발생 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 각각의 취성 배리어는 금속 필름으로 형성된 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  15. 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치로,
    에어로졸 발생 물품을 수신하도록 조절된 외부 하우징으로, 상기 물품은 관형 다공성 요소를 가지는 밀봉된 제1 구획부 및 제2 구획부를 가지는, 외부 하우징;
    물품이 상기 외부 하우징에 수신될 때 상기 물품의 상기 제1 구획부 및 상기 제2 구획부를 피어싱하기 위한 세장형 피어싱 부재를 포함하고,
    여기서, 상기 세장형 피어싱 부재는,
    상기 세장형 피어싱 부재의 원위 말단에 인접한 피어싱부;
    샤프트부; 및
    상기 세장형 피어싱 부재의 근위 말단에 인접한 차단부를 포함하고,
    여기서, 상기 피어싱부는 상기 샤프트부의 직경보다 큰 최대 직경을 가지고, 상기 차단부는 상기 물품이 상기 장치 내에 수신될 때 상기 물품의 상기 관형 다공성 요소 내부에 끼워맞춰지도록 하는 외부 직경을 가지는, 에어로졸 발생 장치.
  16. 에어로졸 발생 시스템용 에어로졸 발생 물품으로,
    관형 다공성 요소 및 상기 관형 다공성 요소 상에 수착된 산을 포함하는 전달 강화 화합물을 포함하는, 제1 말단 및 제2 말단을 가지는 밀봉된 제1 구획부; 및
    상기 제1 구획부의 제2 말단에 인접하는 제1 말단, 및 제2 말단을 가지는, 니코틴 제제를 포함하는, 휘발성 액체를 포함하는 밀봉된 제2 구획부를 포함하고,
    여기서, 상기 제1 구획부의 제1 말단은 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있고, 상기 제1 구획부의 제2 말단과 상기 제2 구획부의 제1 말단 사이의 계면은 적어도 하나의 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있고, 상기 제2 구획부의 제2 말단은 취성 배리어에 의해 밀봉되어 있는, 에어로졸 발생 물품.
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