KR20160139015A - 에어로졸 형성 컴포넌트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트에 관한 것이다. 에어로졸 형성 컴포넌트는 제 1 작동 온도 이하로 가열되고 그리고 이후에 더 높은 제 2 작동 온도 이하로 가열되도록 구성되는 제 1 에어로졸 형성 부재, 및 제 1 에어로졸 형성 부재가 더 높은 제 2 작동 온도에 도달함에 따라 적어도 제 1 작동 온도 이하로 가열되도록 구성되는 제 2 에어로졸 형성 부재를 포함하여, 2 개의 에어로졸 형성 부재들로부터 휘발된 액체가 서로 혼합된다.
Description
본 발명은 에어로졸 형성 컴포넌트(aerosol forming component) 및 이러한 에어로졸 형성 컴포넌트를 포함하는 에어로졸 운반 디바이스(aerosol delivery device)에 관한 것이다. 본 발명은, 또한 에어로졸 운반 디바이스로부터 액체들을 휘발시키기 위한 방법에 관한 것이다.
사용자에 의한 후속 흡입(subsequent inhalation)을 위해 에어로졸 운반 디바이스로부터 액체 재료의 휘발을 실행하기 위한 가열 컴포넌트의 사용이 공지된다. 이러한 디바이스들은 단일 가열 소자(single heating element) 또는 동시에 활성화되는 다수의 가열 소자들로 구성된 가열 컴포넌트를 포함한다. 그러나, 이러한 가열 소자들의 사용은 문제점들을 갖는다.
가열 소자를 포함하는 에어로졸 운반 디바이스에서 사용하기 위해 의도된 액체 재료는 전형적으로 가변 휘발성들(variable volatilities)을 갖는 수개의 구성성분들을 포함한다. 그 결과, 가열 소자(들)가 활성화될 때, 휘발성이 높은(more volatile) 구성성분들이 휘발성이 낮은(less volatile) 구성성분들 이전에 기화된다. 이는, 에어로졸 운반 디바이스로부터의 구성성분들의 비동기식 릴리즈(asynchronous release) 및 에어로졸 운반 디바이스, 사용자의 구강(mouth cavity) 또는 인후(throat)에서 휘발성이 높은 구성성분들의 침적(deposition)을 유발할 수 있다.
예컨대, 끽연류(smoking article)의 사용에 대한 대안으로서 에어로졸 운반 디바이스에서의 사용을 위한 니코틴 함유 용액은, 전형적으로 100 ℃의 비등점(boiling point)을 갖는 물; 247 ℃의 비등점을 갖는 니코틴(nicotine); 및 290 ℃의 비등점을 갖는 글리세롤(glycerol)을 포함한다. 활성화된 가열 소자와의 접촉시, 대부분이 휘발되는 물이 먼저 기화될 것이고, 이후, 니코틴 그리고 이어서 글리세롤이 기화될 것이다. 액체 재료의 조성에 따라, 적어도 일부, 대부분 또는 모든 니코틴이 물과 함께 기화될 수 있다. 이러한 물질들의 비동기식 릴리즈는, 흡입의 초기 단계에서 발생된 응축 에어로졸(condensation aerosol)의 가스 및 입자 상에서 니코틴의 비교적 높은 농도를 유발하며, 이러한 니코틴의 또한 대부분이 사용자의 폐들(lungs)에 결코 도달하지 않을 것이지만, 오히려 글리세롤로부터의 분리(dissociation)의 결과로서 에어로졸 운반 디바이스에서, 사용자의 구강 또는 인후에서 침적될 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트가 제공되며, 에어로졸 형성 컴포넌트는 제 1 작동 온도 이하로 가열되고 그리고 이후에 더 높은 제 2 작동 온도 이하로 가열되도록 구성되는 제 1 에어로졸 형성 부재, 및 상기 제 1 에어로졸 형성 부재가 더 높은 제 2 작동 온도에 도달함에 따라 적어도 제 1 작동 온도 이하로 가열되도록 구성되는 제 2 에어로졸 형성 부재를 포함하여, 2 개의 에어로졸 형성 부재들로부터 휘발된 액체가 서로 혼합된다.
일 실시예에서, 제 1 에어로졸 형성 부재는 제 2 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 작동 온도에 도달할 수 있어, 2 개의 에어로졸 형성 부재들로부터 휘발되는 액체가 서로 혼합된다.
일 실시예에서, 에어로졸 형성 부재들은 상이한 가열 속도들을 갖도록 구성되어, 에어로졸 형성 부재들을 동시에 활성화시킴으로써, 제 1 에어로졸 형성 부재는 제 2 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 작동 온도에 도달한다.
다른 실시예에서, 제 1 에어로졸 형성 부재는 제 2 에어로졸 형성 부재의 활성화 이전에 활성화되어, 제 2 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 1 에어로졸 형성 부재가 제 2 작동 온도에 도달한다.
또 다른 실시예에서, 제 1 에어로졸 형성 부재는 사용시 에어로졸 운반 디바이스를 통해 기류에 대해 제 2 에어로졸 형성 부재의 상류에 로케이팅될 수 있다.
대안의 실시예에서, 제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재들은 사용시 에어로졸 형성 컴포넌트를 통해 기류에 대해 횡단 방향으로 나란히 로케이팅될 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸 형성 컴포넌트는 휘발을 위한 액체를 더 포함할 수 있으며, 액체는 하나 또는 그 초과의 에어로졸 발생 수단 및 하나 또는 그 초과의 낮은 비등점 분획물(fraction)(들)을 포함한다.
액체는 니코틴 및/또는 하나 또는 그 초과의 휘발성 산들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸 발생 수단은 제 1 에어로졸 형성 부재가 제 2 작동 온도에 도달함에 따라 제 1 에어로졸 형성 부재로부터 휘발되며, 하나 또는 그 초과의 낮은 비등점 분획물(들)은 제 2 에어로졸 형성 부재가 그의 제 1 작동 온도에 도달할 때 제 2 에어로졸 형성 부재로부터 휘발되어 하나 또는 그 초과의 낮은 비등점 분획물(들)이 에어로졸 발생 수단에 정착된다(settles on).
다른 양태에 따르면, 상기 설명된 바와 같은 에어로졸 형성 컴포넌트를 포함하는 에어로졸 운반 디바이스가 제공된다.
에어로졸 운반 디바이스는, 공기 입구 및 공기 출구, 공기 입구 및 공기 출구와 유체 연통하는 에어로졸 챔버, 및 에어로졸 형성 부재들이 전기 연결되는 전원을 포함하는 하우징, 및 에어로졸 형성 부재들의 활성화를 제어하기 위한 제어기를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재를 포함하는 에어로졸 운반 디바이스 내에서 액체를 휘발시키기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은, 제 1 에어로졸 형성 부재를 제 1 작동 온도로 그리고 이후 더 높은 제 2 작동 온도로 가열하는 단계, 및 제 1 에어로졸 형성 부재가 더 높은 제 2 작동 온도에 도달함에 따라 에어로졸 형성 부재로부터 휘발된 액체가 서로 혼합되도록 제 2 에어로졸 형성 부재를 적어도 제 1 작동 온도로 가열하는 단계를 포함한다.
이 방법은, 제 1 에어로졸 형성 부재를 제 1 작동 온도로 가열하고 이후 더 높은 제 2 작동 온도로 가열하는 단계, 및 제 1 에어로졸 형성 부재가 그의 제 2 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달하도록 제 2 에어로졸 형성 부재를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸 형성 부재들은 상이한 가열 속도들을 갖도록 구성되고, 이 방법은 에어로졸 형성 부재들을 동시에 활성화시키는 단계를 포함하고, 제 1 에어로졸 형성 부재는 제 2 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 작동 온도에 도달한다.
다른 실시예에서, 제 1 에어로졸 형성 부재는 제 2 에어로졸 형성 부재의 활성화 이전에 활성화되어, 제 2 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 1 에어로졸 형성 부재가 제 2 작동 온도에 도달한다.
이하, 본 발명의 실시예들은 단지 예시로서 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 에어로졸 운반 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 1b는 에어로졸 운반 디바이스들의 측면도를 도시한다.
도 1c는 에어로졸 운반 디바이스의 평면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트의 측단면도를 도시한다.
도 3은 도 2의 평면도를 횡단하는 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 4는 하우징 없이 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트의 전방 평면도를 부분적으로 도시한다.
도 1a는 본 발명에 따른 에어로졸 운반 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 1b는 에어로졸 운반 디바이스들의 측면도를 도시한다.
도 1c는 에어로졸 운반 디바이스의 평면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트의 측단면도를 도시한다.
도 3은 도 2의 평면도를 횡단하는 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 4는 하우징 없이 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트의 전방 평면도를 부분적으로 도시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "에어로졸 발생 수단"은 휘발 온도에 도달하자마자 에어로졸을 급속하게 생성시키거나 촉진시키는 물질을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "모세관 구조(capillary structure)"는, 모세관 작용의 결과로서 액체가 이를 통해 이동할 수 있는 임의의 구조를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "상류"는 사용시 에어로졸 운반 디바이스를 통과하는 공기 및 에어로졸의 유동에 관련된다.
에어로졸 형성 부재에 대하여 본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "활성화된"은, 에어로졸 형성 부재를 작동 온도까지 가열하도록 에어로졸 형성 부재로 전류를 공급하는 것의 개시를 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "작동 온도"는 액체 재료의 구성성분들 중 적어도 하나가 활성화된 에어로졸 형성 부재에 인접하게 배치되거나 접촉되어 휘발되는 온도를 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "순차적으로(sequentially)"는 에너지 저장부로부터 에어로졸 형성 부재들로 일련의 방식으로(serial fashion)의 전기 에너지의 공급에 관련되어, 제 1 에어로졸 형성 부재(즉, 사용시 에어로졸 운반 디바이스를 통과하는 공기의 유동에 대해 가장 상류에 로케이팅되는 에어로졸 형성 부재)가 먼저 활성화되고; 이후, 제 1 부재의 하류에 로케이팅되는 제 2 에어로졸 형성 부재가 활성화되며; 이후, 제 2 부재의 하류에 로케이팅되는 제 3 에어로졸 형성 부재가 활성화되는 것 등이 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "에어로졸 운반 디바이스"는 사용자에게 에어로졸을 발생시키고 운반시킬 수 있는 디바이스를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "모세관 갭"은 그의 경계 벽들의 모세관 작용에 의해서 액체 수송을 유발하는 임의의 갭으로서 고려된다.
이하, 도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 본 발명에 따른 에어로졸 운반 디바이스(1)의 실시예가 상이한 도면들로부터 도시된다. 이러한 에어로졸 운반 디바이스(1)의 크기 및 형태는, 이들이 사용자에 의해서 쉽고 편리하게 취급될 수 있도록 구성될 수 있는데, 예컨대, 에어로졸 운반 디바이스(1)는 대략 10 내지 50 ㎤의 볼륨을 가질 수 있다.
에어로졸 운반 디바이스(1)는 기화된(vaporised) 액체 재료의 생성 및 운반에 적절한 임의의 설계일 수 있다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 에어로졸 운반 디바이스(1)는 마우스피스(mouthpiece)(3)를 갖춘 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트(2), 전원(power source)을 갖는 에너지 저장 컴포넌트(4) 및 전기 회로(도시 생략)에 연결되는 제어기(도시 생략)를 포함한다. 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트(2)는 도 2에 보다 상세히 도시되며, 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트(2)는 에너지 저장 컴포넌트(도시 생략) 상에서 대응하는 러그(lug) 내로의 삽입을 위해서 스냅-인 후크(snap-in hook)(2a)의 사용에 의해서 에너지 저장 컴포넌트(4)에 분리 가능하게(detachably) 부착되도록 구성된다. 그러나, 이를 성취하는 임의의 수단, 예컨대, 하나 또는 그 초과의 스냅-인 후크들 및 대응하는 래칭 러그들(latching lugs)을 포함하는 스냅 커넥터 또는 텅(tongue) 및 그루브(groove) 어레인지먼트가 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.
에너지 저장 컴포넌트(4)의 전원은, 1650 mAh의 저장 용량 및 최대 30 A의 전류 부하를 갖는 18650 크기의 원통형 리튬 이온 셀일 수 있다. 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트(2)에 로케이팅된 에어로졸 형성 부재들을 활성화시키고 액체 재료의 휘발을 실행하기에 적절한 임의의 전원, 이를테면 하나 또는 그 초과의 배터리들이 사용될 수 있다. 게다가, 더 작은 크기의 에어로졸 운반 디바이스들은 평탄한 리튬 중합체 파우치 셀들(pouch cells)을 사용할 수 있다.
에너지 저장 컴포넌트(4)의 제어기는, 하기에 설명되는 바와 같이 전원으로부터 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트(2)로의 전류의 흐름을 제어한다.
에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트(2)는 도 2에 나타낸 바와 같이 하우징(5)을 포함한다. 하우징 내부 공간은, 분단 벽(partitioning wall)(6)에 의해서 에어로졸 챔버(7) 및 액체 리저보어(reservoir)(8)로 분할된다. 액체 리저보어(8)는 액체 재료(8a) 및 에어 쿠션(air cushion)(9)을 포함한다. 도 2에서, 액체 리저보어(8)는 대략 4 ㎤의 용량을 가지며, 액체 충전은 대략 3.6 mls이지만, 본 발명이 그러한 파라미터들로 제한되지 않음이 이해되어야 한다.
액체 재료는 하나 또는 그 초과의 각성제들(stimulants), 이를테면 니코틴 또는 하나 또는 그 초과의 치료제들(therapeutics)을 포함할 수 있다. 각성제 또는 치료제는, 중량 %로, 액체 재료에 0.1 내지 5%; 0.5 내지 2%; 0.5 내지 5%; 0.8 내지 3%; 또는 1 내지 2%의 양으로 포함될 수 있다.
액체 재료는, 추가로 하나 또는 그 초과의 에어로졸 발생 수단, 이를테면 다가 알코올들(polyhydric alcohols), 글리세롤(glycerol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate) 또는 고비등점 탄화수소들(high boiling point hydrocarbons)을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 수단은, 중량 %로, 액체 재료에 5 내지 95%, 5 내지 15%; 6 내지 12%; 8 내지 10% 또는 대략 10%의 양으로 포함될 수 있다.
액체 재료는 추가로 하나 또는 그 초과의 저비등점 분획물들(fractions), 이를테면 물 또는 에탄올을 포함할 수 있다. 이러한 분획물들은 액체 재료의 점성도를 감소시킬 수 있으며, 전체 액체 재료의 중량 %로, 5 내지 95% 또는 50%, 60%, 70%, 80%, 82% 또는 84%를 초과하여 포함할 수 있다.
액체 재료는 하나 또는 그 초과의 추가 구성성분들, 이를테면, 락트산(lactic acid), 숙신산(succinic acid), 레불린산(levulinic acid), 벤조산(benzoic acid), 페닐 아세트산(phenyl acetic acid), 아세트산(acetic acid), 포름산(formic acid)을 포함할 수 있다. 액체 재료가 니코틴을 포함할 때, 그러한 산이 니코틴을 양자화하도록(protonate) 추가될 수 있다.
액체 재료는 하나 또는 그 초과의 가향제들(flavourants)을 더 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "향료(flavour)" 및 "가향제"는, 지역적 규제들(local regulations)이 허용한다면, 성인 구매자들을 위해 제품에 소망하는 맛 또는 향기를 생성하는데 사용될 수 있는 재료들을 지칭한다. 일부 실시예들에서, 향료 또는 가향제는 멘톨(menthol), 감귤류(citrus), 바닐린(vanillin), 아니시드(aniseed), 트랜스아네톨(transanethole), 벤즈알데히드(benzaldehyde) 또는 아세틸알데히드(acetylaldehyde)일 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 관형 구조(10)로 만들어진 입구 통로(inlet passage)가 노즐(20)을 통해 에어로졸 챔버(7)와 유체 연통하며, 에어로졸 챔버(7)의 타측은 마우스피스(3)에 형성된 출구 개구(outlet aperture)(3a)와 유체 연통한다. 입구 통로는 이상적으로 마우스피스(3)에 대해 에어로졸 운반 디바이스(1)의 대향 단부에 로케이팅되는데, 이는 이것이 사용시 빗물의 유입을 방지하기 때문이다. 입구 통로는 시가레트의 필터에서 발견된 것과 유사한 섬유 복합재(이를테면, Filtrona Fibertec GmbH에 의해서 제공된 섬유 복합재)와 같은 유동 제한기(flow restrictor)(10a)를 포함할 수 있는데, 이는 사용자가, 에어로졸 운반 디바이스를 통해 흡입시(inhalation) 시가레트를 빨아들이는(drawing) 것과 유사한 느낌을 부여한다.
에어로졸 형성 컴포넌트는 에어로졸 챔버(7)에 로케이팅된다. 에어로졸 형성 컴포넌트는 적어도 2 개의 에어로졸 형성 부재들을 포함한다. 도 2에서, 에어로졸 형성 컴포넌트는 5 개의 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)로 구성된다. 노즐(20)은 입구 통로 패스를 통해 또는 5 개의 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)을 가로질러 사용자에 의해서 흡입된 공기를 지향시킨다.
에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 전기적 입력(electrical input)의 적용시 에어로졸 운반 디바이스에서 액체 재료(8a)의 기화(vaporisation)를 실행하는데 적절한 임의의 설계일 수 있다.
에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 또한 목적에 적절한 임의의 형상일 수 있고, 액체 재료(8a)를 휘발(volatising) 또는 증발(evaporating)시키기 위해서 이용 가능한 표면적을 증가시키도록 형상이 정해질 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 액체 재료(8a)를 빨아들이고(wick) 가열하도록 구성되는 단일 층을 갖는 재료의 시트(sheet)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 재료의 시트는 용액 리저보어(8)로부터 액체 재료를 흡수할 수 있고, 이후에, 재료를 가열하여 재료가 기화되거나 증발되어 증기를 형성한다. 재료의 시트는 사실상 시트형이며, 직사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 재료의 시트는 임의의 형상, 예컨대, 원형, 타원형 또는 정사각형일 수 있음이 이해되어야 한다. 재료의 시트는 2 개의 대향하는 주요 표면들(major surfaces)을 포함한다. 재료의 시트는 개방 기공식(open-pored) 구조, 발포재(foam) 구조 또는 기공들의 상호연결 네트워크(interconnecting network)를 포함할 수 있으며, 이들 모두는 모세관 구조를 형성한다.
에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 상기 모세관 구조를 형성하도록 균질이거나(homogenous), 입자상이거나(granular), 섬유질이거나(fibrous), 유모성인(flocculent) 소결 금속으로 만들어질 수 있다. 다른 실시예에서, 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 개방 기공식 금속성 발포재를 포함하며, 이는 또한 모세관 구조를 형성한다. 대안으로, 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 모세관 구조를 제공하는 메쉬 재료(mesh material)로 형성될 수 있다. 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 AISI 304 또는 AISA 316과 같은 스테인리스강 또는 NiCr 합금들과 같은 열전도성 합금들로 만들어질 수 있다. 모세관 구조는 적어도, 각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)의 주요 표면들 중 하나의 표면에 노출된다. 예컨대, 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)의 재료의 시트의 양쪽 주요 표면들 상에 노출되도록, 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E) 도처에서(throughout) 완벽하게 연장하는 모세관 구조로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 모세관 구조가 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E) 각각의 도처에서 완벽하게 연장하지 않도록 구성된다. 예컨대, 모세관 구조는 각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)의 주요 표면들 중 하나의 표면 또는 주요 표면들 중 양쪽 또는 어느 한쪽의 섹션에만 노출될 수 있다.
에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)을 형성하는 재료는, 전류가 통과될 때 모세관 구조에서 유지되는 액체 재료(8a)가 증발 또는 기화를 유발하기에 충분한 온도까지 에어로졸 형성 부재가 가열되도록 충분한 전기 비저항(electrical resistivity)을 포함한다는 점에서, 가열가능하다. 각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)의 재료의 시트가 상기 설명된 바와 같은 단일 층을 포함하는 실시예들에서, 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 가열 소자 및 모세관 구조가 통합되며 단일 엔티티(entity) 또는 유닛(unit)을 형성하도록 모세관 구조가 형성된 가열 소자를 포함하는 것으로 고려될 수 있다.
각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)의 재료의 시트가 용액을 빨아들이고(wick) 가열하도록(heat) 구성되는 단일 층을 포함하는 상기 설명된 실시예들에서, 재료의 시트는 동일 표면에 배열되는 가열 소자 및 위크(wick)를 포함하는 것으로 설명될 수 있다.
대안의 예시되지 않은 실시예에서, 에어로졸 형성 부재들은 사실상 시트형이며 복수 개의 층들로 형성된 재료의 시트를 포함한다. 예컨대, 각각의 에어로졸 형성 부재는 가열 소자로서 작동하는 제 1 가열가능 층을 포함할 수 있다. 이러한 제 1 층은 가열되도록 구성되는 재료로 형성된다. 각각의 에어로졸 형성 부재는 개방 기공식 구조, 발포재 구조, 메쉬 구조 또는 기공들의 상호연결 네트워크가 형성된 제 2 층을 더 포함할 수 있으며, 이들 모두는 모세관 구조를 형성한다. 모세관 구조는 각각의 에어로졸 형성 부재가 액체 재료를 빨아들이거나 흡수하는 것을 가능케 한다. 이러한 제 2 층은 모두가 상기 모세관 구조를 형성하도록 균질이거나, 입자상이거나, 섬유질이거나 유모성인(flocculent) 소결 금속(들)으로 만들어질 수 있다. 에어로졸 형성 부재들은 스테인리스강, 산화 금속들(oxidised metals), 유리, 세라믹, 탄소 및/또는 면(cotton)으로 만들어질 수 있다. 이들 모든 실시예들에서, 제 2 층은 위크(wick)로서 작용한다.
각각의 에어로졸 형성 부재의 제 1 층(가열 소자) 및 제 2 층(모세관 구조를 갖는 위크)은 2 개의 대향하는 주요 표면들을 갖는 재료의 시트를 형성하도록 서로 겹쳐지게(on top of each other) 놓이며, 여기서 모세관 구조는 주요 표면들 중 하나의 표면에 노출된다.
대안의 예시되지 않은 실시예에서, 각각의 에어로졸 형성 부재의 재료의 시트는 모세관 구조를 포함한다는 점에서 제 2 층과 유사한 제 3 층을 포함한다. 각각의 에어로졸 형성 부재의 제 2 및 제 3 층들은 모세관 구조가 각각의 에어로졸 형성 부재의 재료의 시트의 양쪽 주요 표면들에 노출되도록 제 1 층을 사이에 끼운다(sandwich).
각각의 에어로졸 형성 부재의 재료의 시트가 상기 설명된 바와 같은 복수 개의 층들로 형성되는 실시예들에서, 가열 소자로서 작동하는 제 1 층 및 위크로서 작용하는 제 2 및/또는 제 3 층(들)은 평행하며 서로 연결된다. 이 층들은 기계적 또는 화학적 수단에 의해서 서로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 이 층들은 서로 소결된다.
상기 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 각각의 에어로졸 형성 부재의 재료의 시트는 20 내지 500 ㎛ 범위 내에 있는 두께 또는 깊이를 갖는다. 대안으로, 두께는 50 내지 200 ㎛ 범위 내에 있다. 두께 또는 깊이는 재료의 시트의 주요 표면들 사이의 간격을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)의 대향하는 자유 단부들은 지지 플레이트(12) 상에 또는 이와 관련되어 장착되며, 그리고 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)이 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 에어로졸 챔버(7) 내로 연장하도록 배열된다. 이에 따라, 각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)의 주요 부분은 에어로졸 챔버(7) 속에 떠 있는다(suspended in). 지지 플레이트(12)는 각각의 에어로졸 형성 부재를 에너지 저장 컴포넌트(4)의 배터리에 전기 연결하는 인쇄 회로 기판일 수 있어, 각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)가 선택적으로 활성화될 수 있다. 이는 전기 커넥터들(17)을 형성하는 지지 플레이트(12)의 단부 부분에 의해 성취되며, 전기 커넥터들(17)은 에너지 저장 컴포넌트(4)의 대응하는 전기 소켓(도시 생략) 내로 끼워지도록(slot) 구성된다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트(2)는 6 개의 전기 커넥터들(17)을 포함하는데, 그중 하나는 접지(earth)이며, 나머지 5 개의 커넥터들은 5 개의 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E) 중 하나를 각각 활성화시키는 것이 가능하다. 에너지 저장 컴포넌트(4)의 전기 소켓(도시 생략)은 배터리(도시 생략)에 전기 연결된다.
도 3은 본 발명에 따른 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트(2)의 단면도를 도시한다. 도 3으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)은 이들이 오메가 형상(Ω 형상) 단면을 갖도록 휘거나 구부러진다. 각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)는 대향 단부들(23a 및 23b)을 갖는다. 대향 단부들(23a 및 23b)은, 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)이 에어로졸 챔버(7) 내로 연장하도록 지지 플레이트(12)에 장착된다. 단부들(23a, 23b)은 지지 플레이트(12)와 분단 벽(6) 사이에 끼워지며, 이에 의해 각각의 에어로졸 형성 부재의 단부들(23a 및 23b)에 가장 가까운 분단 벽(6)과 지지 플레이트(12) 사이에 갭들을 생성한다. 그러한 갭들은 모세관 효과를 제공하기에 충분한 폭을 가지며, 이에 따라 모세관 갭들(16)로서 지칭된다. 서플라이 개구들(supply apertures)(13)이 분단 벽(6)에 형성되어, 액체 리저보어(8) 및 모세관 갭들(16)이 유체 연통된다.
이제, 에어로졸 운반 디바이스의 작동이 도 1 내지 도 4의 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
사용자에 의한 에너지 저장 컴포넌트(4)에 대한 에어로졸 운반 디바이스 컴포넌트(2)의 커플링은 제어기(도시 생략)에 의해 레지스터링되며(registered), 이는 소정의 예비 작동들, 이를테면 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E) 중 하나 또는 그 초과의 에어로졸 형성 부재에 신선한 액체 재료를 공급하는 목적으로 이들을 작동시키는 것을 유발할 수 있다. 완료되면, 제어기는 에어로졸 운반 디바이스(1)가 사용을 위해 준비되어 있음을 사용자에게 나타내게 발광 다이오드(도시 생략)를 작동시키도록 구성될 수 있다.
이어서, 에어로졸 운반 디바이스(1)는 사용자가 디바이스를 통해 흡입하는 결과로서 활성화될 수 있다. 이는, 에어로졸 운반 디바이스(1)의 공기 통로에 로케이팅되는 압력 센서 또는 유동 센서에 의해 성취될 수 있다. 대안으로, 사용자는 에어로졸 운반 디바이스(1) 상의 버튼 또는 다른 활성화기구(도시 생략)를 누름으로써 에어로졸 운반 디바이스(1)를 수동으로 활성화시킬 수 있다.
어느 하나의 경우에, 에어로졸 운반 디바이스(1)의 활성화는 배터리를 작동시킴으로써 제어기가 상이한 방식으로 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)을 활성화시키는 것을 유발하여, 배터리가 인쇄 회로 기판을 통해서 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)에 전류를 공급한다. 제어기가 각각의 에어로졸 형성 부재(11A 내지 11E)를 활성화시킴에 따라, 전류가 선택된 에어로졸 형성 부재들을 통해 흘러, 이 부재들 각각이 온도를 증가시킨다. 제어기는 에너지 저장 컴포넌트(4)에 로케이팅된 트랜지스터를 작동시킬 수 있어 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)에 대한 전류의 흐름을 제어한다.
각각의 에어로졸 형성 부재는 활성화 동안의 시간 기간(period of time) 동안 가열되며, 이 기간은 에어로졸 형성 부재들의 사양들 그리고 기화될 액체 재료의 양 및 조성에 따른다. 일부 실시예들에서, 가열 기간은 1 내지 1.8 초, 1 초 미만, 0.8 초 미만 또는 0.5 초 미만이다.
에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)의 작동 온도는 기화될 액체 재료(8a)의 조성, 또는 보다 자세하게는, 액체 재료(8a)의 구성성분들의 비등점들(boiling points)에 따를 것이다. 액체 재료(8a)의 구성성분들이 상이한 비등점들을 가질 때 작동 온도가 가열 기간 동안 단계적으로(stepwise) 상승할 수 있음이 또한 예상된다. 예컨대, 액체 재료가 물, 니코틴 및 글리세롤을 포함하면, 에어로졸 운반 디바이스(1)는, 작동 온도가 주위 온도로부터 대략 100 내지 140 ℃의 제 1 작동 온도로 상승할 수 있고, 이후, 작동 온도가 대략 290 내지 330 ℃의 제 2 작동 온도로 상승할 수 있도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸 운반 디바이스(1)는 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)이 비활성화되도록 구성되는데, 즉, 에어로졸 형성 부재들의 모세관 구조가 에어로졸 형성 부재들의 온도 폭주(temperature runaway) 및 과열을 유발할 수 있는 드라잉 아웃(drying out)을 회피하기 위해서 각각의 에어로졸 형성 부재의 모세관 구조에서 유지되는 모든 액체 재료(8a)가 기화되기 이전에, 제어기는 배터리가 에어로졸 형성 부재들에 전류를 공급하는 것을 중단한다.
에어로졸 운반 디바이스는, 작동 온도(들)가 하나의 흡입(inhalation) 또는 피우기(puff)에서 다른 흡입 또는 피우기까지 상이하도록 구성될 수 있음이 예상된다. 이러한 구성은, 액체 재료의 조성이 하나의 흡입 또는 피우기에서 다른 흡입 또는 피우기까지 변화한다면 적절하다. 액체 재료(8a)의 조성은 에어로졸 형성 부재들이 활성화된 이후에 모세관 구조 내로의 액체 재료의 재충전 동안 발생하는 국부적인 기화 효과들로 인해서 하나의 흡입 또는 피우기에서 다른 흡입 또는 피우기까지 변화할 수 있다. 그러한 기화 효과들은 열이 액체 재료(8a)를 기화시키기 위해서 소비됨에 따라 에어로졸 형성 부재들이 빠르게 냉각되는 것을 유발한다.
전류가 배터리로부터 각각의 에어로졸 형성 부재로 일련의 방식으로(serial fashion) 공급되며, 제 1(가장 상류) 에어로졸 형성 부재(11E)가 활성화되고; 이후, 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)(즉, 제 1 에어로졸 형성 부재의 바로 하류에 로케이팅되는 에어로졸 형성 부재) 등이 활성화된다. 이러한 구성은 휘발성이 낮은(less volatile) 구성성분들, 예컨대 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)에 의해서 기화되는 비교적 높은 비등점을 갖는 글리세롤과 같은 에어로졸 발생 수단이 휘발성이 높은(more volatile) 구성성분들, 예컨대, 이하에서 보다 상세히 설명될 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)에 의해서 기화되는 낮은 비등점을 갖는 물 또는 니코틴과 상호작용하는 것이 가능하다.
제 1 에어로졸 형성 부재(11E)는, 그의 온도가 제 1 작동온도로 증가하여 휘발성이 높은 구성성분들이 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)의 모세관 구조로부터 기화하는 것을 유발하도록 활성화된다. 이후, 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)의 온도는 액체 재료(8a)의 다른 구성성분들보다 휘발성이 낮은 에어로졸 발생 수단이 기화되도록 더 높은 제 2 작동 온도로 증가된다. 기화된 에어로졸 발생 수단이 기화될 때, 이는 에어로졸 챔버(7) 내로 사용자에 의해서 빨아들여진 주위 공기와 혼합되어 에어로졸을 형성하도록 응축된다. 형성된 에어로졸은 사용자 흡입에 의해 발생되는 기류(air flow)로 인해서 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)를 가로질러 이동한다. 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)는, 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)가 그의 제 2 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)의 온도가 제 1 작동 온도로 증가하도록 제 1 에어로졸 형성 부재(11E) 이후에 활성화된다. 이는, 휘발성이 높은 구성성분들이 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)로부터 기화중이거나 방금 기화됨에 따라 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)에 의해 형성된 에어로졸이 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)로 넘어가는 효과를 갖는다. 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)의 휘발성이 높은 구성성분들의 증기는, 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)로부터 형성된 에어로졸을 향해 지향되어 휘발성이 높은 구성성분들의 증기가 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)에 의해 형성된 에어로졸 상으로 응축되는 것을 유발한다. 나머지 에어로졸 형성 부재들(11C, 11B, 11A)은 동일한 효과를 성취하도록 일련의(serial) 또는 순차적(sequential) 방식으로 각기 활성화된다. 유리하게는, 구조적 벽들 상에서 응축하는 휘발성이 높은 구성성분들 그리고 에어로졸 운반 디바이스의 내부 구성성분들의 양은 종래 기술로부터 공지된 그러한 에어로졸 운반 디바이스들에 비해 감소된다.
이제, 액체 재료가 물, 니코틴 및 글리세롤(glycerol)을 포함하는 상기 구성에 대해 일예가 설명될 것이다. 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)가 활성화되고 글리세롤(glycerol)의 비등점(290 내지 330 ℃)에 근접한 제 2 작동 온도를 향해 100 내지 140 ℃의 제 1 작동 온도로 가열되고 통과되어 액체 재료의 모든 구성성분들이 기화된다. 글리세롤은 니코틴 및 물보다 높은 비등점을 가지며, 글리세롤은 마지막에 기화될 것이다. 글리세롤의 증기는 글리세롤의 증기가 냉각됨에 따라 응축되고 에어로졸 챔버(7) 내로 사용자에 의해서 빨아들여진 주위 공기와 혼합되어 에어로졸 글리세롤 입자들을 형성한다. 이어서, 에어로졸 글리세롤 입자들은 사용자 흡입에 의해서 발생된 기류와 함께 이동한다.
제 2 에어로졸 형성 부재(11D)는, 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)가 물 및 니코틴의 비등점에 근접한 작동 온도(100 내지 140 ℃) 이하로 가열되도록 제 1 에어로졸 형성 부재(11E) 이후에 활성화된다. 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)는, 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)가 그의 제 2 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)의 온도가 제 1 작동 온도로 증가하도록 제 1 에어로졸 형성 부재(11E) 이후에 활성화된다. 이에 따라, 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)로부터 에어로졸 글리세롤 입자들이 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)를 넘어감에 따라 물 및 니코틴이 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)로부터 기화한다. 이는 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)로부터 물 및 니코틴의 증기가 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)로부터 기화된 에어로졸 글리세롤 입자들 상에 응축되는 것을 유발한다. 물 및 니코틴의 대부분이 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)로부터 기화된 이후에, 이 부재는 글리세롤의 비등점(290 내지 330 ℃)에 근접한 제 2 작동 온도로 추가로 가열되어, 글리세롤이 기화되며 이후에 응축되어 에어로졸 글리세롤 입자들을 형성한다. 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)의 에어로졸 글리세롤 입자들은, 에어로졸 글리세롤 입자들의 비교적 풍부화된(enriched) 기류를 형성하도록 사용자가 흡입함에 따라 제 1 에어로졸 형성 부재(11E)의 에어로졸 글리세롤 입자들과 혼합된다. 에어로졸 글리세롤 입자들로 풍부화된 기류는 사용자가 흡입함에 따라 제 3 에어로졸 형성 부재(11C)를 향해 이동한다.
제 3 에어로졸 형성 부재(11C)는, 물 및 니코틴의 비등점에 근접한 제 1 작동 온도(100 내지 140 ℃)로 가열되도록 제 2 에어로졸 형성 부재(11D) 이후에 활성화된다. 제 3 에어로졸 형성 부재(11C)는, 제 2 에어로졸 형성 부재(11D)가 그의 제 2 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 3 에어로졸 형성 부재(11C)의 온도가 제 1 작동 온도로 증가하도록 제 2 에어로졸 형성 부재(11D) 이후에 활성화된다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재(11E, 11D)로부터 에어로졸 글리세롤 입자들이 제 3 에어로졸 형성 부재(11C)를 넘어감에 따라 물 및 니코틴이 제 3 에어로졸 형성 부재(11C)로부터 기화한다. 이는 제 3 에어로졸 형성 부재(11C)로부터 물 및 니코틴의 증기가 제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재(11E, 11D)의 에어로졸 글리세롤 입자들 상에 응축되는 것을 유발한다. 이어서, 제 3 에어로졸 형성 부재(11C)는 제 2 작동 온도 이하로 가열되며, 이후에 나머지 에어로졸 형성 부재들(11B 및 11A)이 유사한 일련의 방식으로 활성화된다.
이어서, 에어로졸을 냉각시키며 에어로졸 증기 상의 증기 압력을 감소시키기 위해서 사용자가 계속해서 흡입함에 따라, 상기 설명된 바와 같이 에어로졸 형성 컴포넌트에 의해 형성된 에어로졸이 쿨러(cooler)(14)(도 2 참조)를 통해 빨아들여진다. 쿨러(14)는 형성된 에어로졸의 입자들이 실질적으로 투과가능한 기공체(pore body)를 포함할 수 있다. 적절한 재료들은 다공성 충전재(porous wadding), 플리스형(fleece-like) 합성 재료(이를테면, Viledon® Filtermatten), 폴리올레핀 또는 폴리에스테르 섬유들로 제작된 합성 부직포들(non-wovens) 또는 오픈 셀룰러(open-cellular) 발포재 재료를 포함한다. 기공체는 또한 리제너레이터 재료(regenerator material)를 포함할 수 있다. 적절한 재료들은 상당한 흐름 손실들 없이 대량의 열을 급속하게 흡수할 수 있는 비교적 큰 표면 또는 열교환 표면을 갖는다. 예들은, 금속 울(wool), 금속 칩들(chips), 금속 메쉬(mesh), 와이어 니트들(wire knits), 오픈 셀 금속 발포재들(open cell metal foams) 및 알루미늄 과립들과 같은 금속성 또는 세라믹 과립형 재료로 만들어진 충전재들을 포함한다. 활성화된 차콜 과립들(charcoal granules)의 충전재들이 대안으로서 사용될 수 있다.
이후, 에어로졸은 흡수체(absorber)(15)를 통해 통과한다. 흡수체는 쿨러(14)와 유사할 수 있는 개방 기공 구조를 포함할 수 있다. 흡수체(15)는 증기상(vapour phase)으로부터 응축액 침전물들(condensate deposits)을 흡수하도록 의도된다. 흡수체 재료는 니코틴을 결합시키는 시트르산과 같은 하나 또는 그 초과의 흡수제들(absorbents)을 포함할 수 있다.
멘톨과 같은 향료들이 쿨러(14) 및/또는 흡수체(15)에 추가될 수 있다. 쿨러(14) 및 흡수체(15)는 사용자가 에어로졸을 더 즐길 수 있을 정도로 에어로졸 발생 컴포넌트에 의해서 형성된 에어로졸을 정제하도록(refine) 구성된다.
마지막으로, 에어로졸은 사용자의 입 안으로 흡입된다.
하나의 흡입 또는 피우기 이후에, 제어기는 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)이 냉각되고 에어로졸 형성 부재들이 액체 재료(8a)를 보충하는 것을 허용하도록 에어로졸 형성 컴포넌트가 바로 활성화되는 것을 방지한다. 이러한 기간은, 수초동안 지속될 수 있으며, 예컨대, 발광 다이오드에 의해서 사용자에게 나타낼 수 있다.
최상류 에어로졸 형성 부재가 제 2 (그리고 임의의 후속) 에어로졸 형성 부재 이전에 활성화되는 2 개 또는 그 초과의 에어로졸 형성 부재들로 구성된 에어로졸 형성 컴포넌트를 제공하는 것은, 니코틴과 같은 휘발성이 높은 구성성분들의 보다 많은 양이 에어로졸 입자들에 의해서 운반됨에 따라 에어로졸 형성 프로세스를 개선한다. 에어로졸 형성 부재들(11A 내지 11E)의 차등 활성화(differential activation)는, 끽연류(smoking article)의 버닝 팁(burning tip)과 증류 영역(distillation zone) 사이에서 고유하게 발생하는 온도 구배에 가까운, 에어로졸 형성 컴포넌트를 따른 온도 구배를 생성한다. 이는, 액체 재료의 개선된 휘발을 유발하며, 그 결과, 재료 중 휘발성이 낮은 구성성분들이 휘발성이 높은 구성성분들과 대체로 동기적으로(synchronously) 기화된다. 이는, 에어로졸 운반 디바이스, 사용자의 구강(mouth cavity) 또는 인후(throat)에서 휘발성이 높은 구성성분들의 응축, 따라서 침적을 회피하거나 감소시키는 이점을 갖는다.
본 발명이 순차적으로 활성화되는 복수개의 에어로졸 형성 부재들을 포함하는 에어로졸 형성 컴포넌트로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
예시되지 않은 다른 실시예에서, 에어로졸 형성 부재들은 동시에 활성화되도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 에어로졸 형성 부재들은 상이한 가열 속도들(heating rates)을 갖도록 구성된다. 이는, 상이한 재료들에서 에어로졸 형성 부재들을 형성함으로써 성취될 수 있다. 이어서, 최상류 에어로졸 형성 부재는 가장 높은 가열 속도를 갖도록 구성되며, 각각의 에어로졸 형성 부재의 가열 속도는 하류 방향으로 감소한다. 모든 에어로졸 형성 부재들이 동시에 활성화될 때, 에어로졸 형성 부재들은 가열 속도들의 감소로 인해서 기류의 방향으로 일련의 방식으로 제 1 작동 온도 그리고 일련의 방식으로 제 2 작동 온도에 도달한다. 이는, 모든 에어로졸 형성 부재들이 동시에 활성화될 때, 제 1 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도 이하로 가열되고 이후에 더 높은 제 2 작동 온도로 가열되며, 기류에 관련하여 제 1 에어로졸 형성 부재로부터 하류에 로케이팅된 제 2 에어로졸 형성 부재가 제 1 에어로졸 형성 부재가 제 2 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 1 작동 온도 이하로 가열되어 에어로졸 형성 부재들로부터 휘발된 액체가 서로 혼합된다는 점에서, 도 1a 내지 도 4에 관련하여 설명된 효과와 유사한 효과를 갖는다.
상기 설명된 실시예들에서, 에어로졸 형성 부재들이 하나의 에어로졸 형성 부재가 다른 하나의 에어로졸 형성 부재보다 상류에 있도록 기류의 방향으로 차례로(one after another) 로케이팅되지만, 본 발명은 이러한 배열로 제한되지 않는다. 예컨대, 예시되지 않은 실시예에서, 에어로졸 형성 컴포넌트는 기류에 대해 횡단 방향으로 나란히(next to each other) 로케이팅되는 복수 개의 에어로졸 형성 부재들을 포함하며, 환언하면, 하나의 에어로졸 형성 부재는 다른 에어로졸 형성 부재에 대해서 상류 또는 하류에 있지 않는다. 이러한 실시예에서, 다른 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 적어도 하나의 에어로졸 형성 부재가 제 2 작동 온도에 도달하여 에어로졸 형성 부재들로부터 휘발된 액체가 서로 혼합되도록, 에어로졸 형성 부재들 중 적어도 하나의 에어로졸 형성 부재가 다른 에어로졸 형성 부재 이전에 활성화되게 구성된다.
또 다른 예시되지 않은 대안의 실시예에서, 에어로졸 형성 컴포넌트는 기류에 대해 횡단 방향으로 나란히 로케이팅되는 복수 개의 에어로졸 형성 부재들을 포함한다. 에어로졸 형성 부재들이 동시에 활성화할 때, 다른 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 하나의 에어로졸 형성 부재가 제 2 작동 온도에 도달하여 에어로졸 형성 부재들로부터 휘발된 액체가 서로 혼합되도록, 에어로졸 형성 부재들이 상이한 가열 속도들을 포함하도록 구성된다.
본 발명에 따르면 에어로졸 형성 컴포넌트의 실시예들은 니코틴과 같은 휘발성이 높은 구성성분들의 보다 많은 양이 에어로졸 입자들에 의해서 운반됨에 따라 에어로졸 형성 프로세스를 개선하는 것이 이해되어야 한다. 상이한 시간 지점들에서 작동 온도들로 가열되는 에어로졸 형성 부재들은, 끽연류(smoking article)의 버닝 팁(burning tip)과 증류 영역(distillation zone) 사이에서 고유하게 발생하는 온도 구배에 가까운, 온도 구배를 에어로졸 형성 컴포넌트 내에서 생성한다. 이는, 액체 재료의 개선된 휘발을 유발하며, 그 결과, 재료 중 휘발성이 낮은 구성성분들이 휘발성이 높은 구성성분들과 대체로 동기적으로(synchronously) 기화된다. 이는, 에어로졸 운반 디바이스, 사용자의 구강(mouth cavity) 또는 인후(throat)에서 휘발성이 높은 구성성분들의 응축, 따라서 침적을 회피하거나 감소시키는 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 실시예들에서, 하나의 에어로졸 형성 부재는 다른 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 작동 온도에 도달하는 것으로 설명된다. "실질적으로 동시에"는 제 2 온도에 도달할 때 하나의 에어로졸 형성 부재로부터 기화되는 액체가 제 1 작동 온도에 도달할 때 다른 에어로졸 형성 부재로부터 기화되는 액체를 혼합하는 것을 허용하는 시간 기간으로서 이해된다. 시간 기간은 1 초(s) 미만, 0.75s, 0.5s, 0.1s, 75ms 또는 50ms일 수 있다.
또한, 다른 에어로졸 형성 부재가 사용자에 의한 한 번의 피우기, 드래그 또는 흡입 동안 또는 하나의 활성화 사이클 동안 제 1 작동 온도에 도달하는 것과 실질적으로 동시에 하나의 에어로졸 부재가 제 2 작동 온도에 도달하는 것으로 이해되어야 한다.
다양한 이슈들을 해결하고 기술을 진보시키기 위해서, 본 개시의 전체는 청구되는 본 발명(들)이 실현되고 우수한 에어로졸 형성 컴포넌트들, 에어로졸 운반 디바이스들 및 에어로졸 운반 디바이스 내에서 액체를 휘발시키는 방법들을 제공하는 다양한 예시적 실시예들을 통해 나타낸다. 본 개시의 이점들 및 특징들은 단지 실시예들의 대표적 샘플이며 한정하고 그리고/또는 독점적인 것은 아니다. 이들은 단지 이해를 돕고 청구된 특징들을 교시하기 위해 제시된다. 본 개시의 이점들, 실시예들, 예시들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양태들은, 청구항들에 의해 규정된 바와 같은 개시에 대한 제한들 또는 청구항들과의 등가물에 대한 제한들로 고려되지 않으며, 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변경예들이 개시의 범주 및/또는 사상으로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있음이 이해된다. 다양한 실시예들은 적절하게는, 개시된 요소들, 컴포넌트들, 특징들, 부분들, 단계들 수단들 등의 다양한 조합들을 포함하고, 구성하거나 본질적으로 구성할 수 있다. 게다가, 개시는 현재 청구된 것이 아니라 미래에 청구될 다른 발명들을 포함한다.
Claims (16)
- 에어로졸 운반 디바이스(aerosol delivery device)에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트(aerosol forming component)로서,
제 1 작동 온도 이하로 가열되고 그리고 이후에 더 높은 제 2 작동 온도 이하로 가열되도록 구성되는 제 1 에어로졸 형성 부재(aerosol-forming member), 및 상기 제 1 에어로졸 형성 부재가 상기 더 높은 제 2 작동 온도에 도달함에 따라 적어도 상기 제 1 작동 온도 이하로 가열되도록 구성되는 제 2 에어로졸 형성 부재를 포함하여, 2 개의 에어로졸 형성 부재들로부터 휘발된 액체가 서로 혼합되는,
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 에어로졸 형성 부재는 상기 제 2 에어로졸 형성 부재가 상기 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 상기 제 2 작동 온도에 도달하여, 상기 2 개의 에어로졸 형성 부재들로부터 휘발되는 액체가 서로 혼합되는,
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 에어로졸 형성 부재들은 상이한 가열 속도들(heating rates)을 갖도록 구성되어, 상기 에어로졸 형성 부재들을 동시에(simultaneously) 활성화시킴으로써, 상기 제 1 에어로졸 형성 부재는 상기 제 2 에어로졸 형성 부재가 상기 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 작동 온도에 도달하는,
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 에어로졸 형성 부재는 상기 제 2 에어로졸 형성 부재의 활성화 이전에 활성화되어, 상기 제 1 에어로졸 형성 부재는 상기 제 2 에어로졸 형성 부재가 상기 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 작동 온도에 도달하는,
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 에어로졸 형성 부재는 사용시 상기 에어로졸 운반 디바이스를 통해 기류(flow of air)에 대해 상기 제 2 에어로졸 형성 부재의 상류에 로케이팅되는,
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재들은 사용시 상기 에어로졸 형성 컴포넌트를 통해 기류에 대해 횡단 방향으로 나란히 로케이팅되는,
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
휘발을 위한 액체를 더 포함하며, 상기 액체는 하나 또는 그 초과의 에어로졸 발생 수단 및 하나 또는 그 초과의 낮은 비등점(low boiling point) 분획물(fraction)(들)을 포함하는,
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체는 니코틴(nicotine)을 포함하는,
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 액체는 하나 또는 그 초과의 휘발성 산들(volatile acids)을 포함하는,
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에어로졸 발생 수단은 상기 제 1 에어로졸 형성 부재가 상기 제 2 작동 온도에 도달함에 따라 제 1 에어로졸 형성 부재로부터 휘발되며, 상기 하나 또는 그 초과의 낮은 비등점 분획물(들)은 상기 제 2 에어로졸 형성 부재가 그의 제 1 작동 온도에 도달할 때 제 2 에어로졸 형성 부재로부터 휘발되어 상기 하나 또는 그 초과의 낮은 비등점 분획물(들)이 상기 에어로졸 발생 수단에 정착되는(settles on),
에어로졸 운반 디바이스에서 액체를 휘발시키기 위한 에어로졸 형성 컴포넌트. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 형성 컴포넌트를 포함하는, 에어로졸 운반 디바이스.
- 제 11 항에 있어서,
공기 입구 및 공기 출구, 상기 공기 입구 및 상기 공기 출구와 유체 연통하는 에어로졸 챔버, 및 상기 에어로졸 형성 부재들이 전기 연결되는 전원을 포함하는 하우징, 및 상기 에어로졸 형성 부재들의 활성화를 제어하기 위한 제어기를 더 포함하는,
에어로졸 운반 디바이스. - 제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재를 포함하는 에어로졸 운반 디바이스 내에서 액체를 휘발시키기 위한 방법으로서,
상기 제 1 에어로졸 형성 부재를 제 1 작동 온도로 그리고 이후 더 높은 제 2 작동 온도로 가열하는 단계, 및 상기 제 1 에어로졸 형성 부재가 상기 더 높은 제 2 작동 온도에 도달함에 따라 상기 에어로졸 형성 부재로부터 휘발된 액체가 서로 혼합되도록 상기 제 2 에어로졸 형성 부재를 적어도 제 1 작동 온도로 가열하는 단계를 포함하는,
제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재를 포함하는 에어로졸 운반 디바이스 내에서 액체를 휘발시키기 위한 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 에어로졸 형성 부재를 제 1 작동 온도로 가열하고 이후 더 높은 제 2 작동 온도로 가열하는 단계, 및 상기 제 1 에어로졸 형성 부재가 그의 제 2 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 상기 제 2 에어로졸 형성 부재가 제 1 작동 온도에 도달하도록 상기 제 2 에어로졸 형성 부재를 가열하는 단계를 더 포함하는,
제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재를 포함하는 에어로졸 운반 디바이스 내에서 액체를 휘발시키기 위한 방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 에어로졸 형성 부재들은 상이한 가열 속도들을 갖도록 구성되며, 상기 방법은 상기 에어로졸 형성 부재들을 동시에 활성화시키는 단계를 포함하며, 상기 제 1 에어로졸 형성 부재는 상기 제 2 에어로졸 형성 부재가 상기 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 제 2 작동 온도에 도달하는,
제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재를 포함하는 에어로졸 운반 디바이스 내에서 액체를 휘발시키기 위한 방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 에어로졸 형성 부재는 상기 제 2 에어로졸 형성 부재의 활성화 이전에 활성화되어, 상기 제 2 에어로졸 형성 부재가 상기 제 1 작동 온도에 도달함과 실질적으로 동시에 상기 제 1 에어로졸 형성 부재가 제 2 작동 온도에 도달하는,
제 1 및 제 2 에어로졸 형성 부재를 포함하는 에어로졸 운반 디바이스 내에서 액체를 휘발시키기 위한 방법.
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