KR20180058711A - 전자 흡연 장치에서 산도를 제어하기 위한 기화전 제제 - Google Patents
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Abstract
전자 흡연 장치(60)의 기화전 제제가 제공되고, 이러한 기화전 제제는 증기 형성제, 니코틴, 니코틴 중주석산염, 및 복수의 산의 조합물을 포함한다. 기화전 제제의 pH는 약 4 내지 약 6이다. 또한, 이러한 기화전 제제를 포함하는 전자 흡연 장치(60)가 제공된다.
Description
본 발명은 일반적으로 전자 흡연 장치에서 산도를 제어하기 위해 구성된 전자 흡연 장치용 기화전 제제(pre-vaporization formulation)에 관한 것이다.
일렉트로닉 흡연 장치(또는 전자 흡연 장치)는, 예를 들면, 액체 재료 등과 같은 기화전 제제를 성인 흡연자(사용자)가 흡입하는 증기로 기화시키기 위해 사용된다. 전자 흡연 장치는 전형적으로 기화전 제제를 증발시켜 증기를 생성하도록 구성된 히터를 포함한다. 전자 흡연 장치는 전력원, 히터를 포함하는 카트리지 또는 전자 흡연 탱크, 및 기화전 제제를 담는 저장조를 포함하는 여러 전자 흡연 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 기화전 제제는 물, 비드, 용매, 활성 성분, 에탄올, 식물 추출물, 천연 또는 인공 향미, 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 증기 형성제, 및 이들의 조합을 포함하는 액체, 고체, 및 겔 제제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전형적으로, 담배 기반 흡연 물품은 성인 흡연자들이 원하는 감각적 경험을 만들어 내는 것으로 알려진 증기를 생성하고, 이는 인후에서의 낮고 온화한 거친 느낌의 반응 및 성인 흡연자의 가슴에서의 따뜻한 느낌 및 강도를 포함한다. 전자 흡연 장치에 대하여, 성인 흡연자의 인후에서 경험되는 감각으로써 전형적으로 이해되는 증기의 거친 느낌, 및 성인 흡연자의 가슴에서 경험되는 감각으로써 전형적으로 이해되는 증기의 강도는, 성인 흡연자에 의해 흡입되는 증기를 형성하기 위해 사용되는 기화전 제제의 내용물 및 농도에 기반하여 변할 수 있고, 이는 증기에서의 니코틴 농도를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 일부 경우에서, 비슷한 양의 니코틴에 대해, 전자 흡연 장치는, 담배 기반 제품이 기상 중의 니코틴을 전달하는 것보다 실질적으로 보다 많은 기상 중의 니코틴을 성인 흡연자에게 전달하고, 이는 증기의 거친 느낌을 증가시키고 성인 흡연자의 감각적 경험을 저하시켜 그 결과 거친 느낌이 증가하게 된다. 이에 따라, 산(acid)이 기화전 제제에 첨가되어 전자 흡연 장치에 의해 생성된 기상 중에 존재하는 니코틴의 양을 감소시킬 수 있다. 그러나, 기화전 제제 내의 너무 높은 산의 레벨은 또한 증기의 맛을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 전자 흡연 장치용 기화전 제제가 제공되고, 이러한 기화전 제제는 증기 형성제, 니코틴, 니코틴 중주석산염, 및 복수의 산의 조합물을 포함한다. 기화전 제제의 pH는 약 4 내지 약 6이다.
도 1은 예시적인 구현예에 따른 전자 흡연 장치의 측면도이고;
도 2는 예시적인 구현예에 따른 전자 흡연 장치의 길이 방향 단면도이고;
도 3은 전자 흡연 장치의 다른 예시적인 구현예의 길이 방향 단면도이고;
도 4는 기상 중의 니코틴 농도와 기화전 제제의 pH 사이의 관계를 도시한다.
도 2는 예시적인 구현예에 따른 전자 흡연 장치의 길이 방향 단면도이고;
도 3은 전자 흡연 장치의 다른 예시적인 구현예의 길이 방향 단면도이고;
도 4는 기상 중의 니코틴 농도와 기화전 제제의 pH 사이의 관계를 도시한다.
기화전 제제의 pH는 약 4.5 내지 약 5.5일 수 있다. 기화전 제제의 pH는 약 5일 수 있다.
기화전 제제는 물을 더 포함할 수 있다.
기화전 제제는 전자 흡연 장치 내에서 히터에 의해 가열될 때 미립자상 및 기상을 갖는 증기를 형성하도록 구성될 수 있다. 기화전 제제 및 이러한 기화전 제제를 포함하는 전자 흡연 장치는, 전자 흡연 장치에 의해 생성되는 증기의 산도를 증가시키지 않고, 기상보다 미립자상에서 더 큰 비율로 니코틴을 제공하도록 구성될 수 있다.
기화전 제제 및 이러한 기화전 제제를 포함하는 전자 흡연 장치는, 담배 기반 제품을 흡연하는 동안 즐겼던 감각적 경험과 유사한 인지된 감각적 경험을 성인 흡연자에게 제공하도록 구성될 수 있다.
기화전 제제 및 이러한 기화전 제제를 포함하는 전자 흡연 장치는, 담배 기반 제품을 흡연할 때 경험하는 것과 유사한 정도의, 인후에서의 거친 느낌 및 가슴에서의 인지된 강도 또는 따뜻한 느낌을 포함하는 감각적 경험을 제공하도록 구성될 수 있다. 강도와 거친 느낌의 바람직한 균형을 달성하기 위해, 전자 흡연 제품의 강도는 그 거친 느낌을 증가시키지 않고 증가될 수 있다.
기화전 제제 내의 산(acid)은, 증기의 기상 중 니코틴의 양을 줄이기 위해, 전자 흡연 장치에 의해 생성된 증기에 작용될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 산은 적어도 100℃의 끓는점을 가질 수 있고, 전자 흡연 장치 내의 히터에 의해 가열될 때 휘발되도록 바람직하게 구성될 수 있다. 다양한 산은 서로 다른 강도를 가질 수 있어서, 증기 내 니코틴의 감소에 대해 서로 다른 정도의 영향을 미치게 된다.
기화전 제제에서, 동적 평형은 해리되는 그리고 해리되지 않은 산 분자들 사이, 양자화된 그리고 양자화되지 않은 니코틴 분자들 사이에서 전형적으로 존재하고, 종들 각각의 농도는 이러한 제제 내의 산(산들)의 강도 및 각각의 산(산들)과 니코틴의 농도에 의존한다. 양자화된 니코틴(염에서와 같이 짝산 기반(conjugated acid base)에 의해 결합된)은 양자화되지 않은 니코틴에 비해 덜 휘발성이다. 따라서, 산 농도가 증가할수록(또는 동일한 산 농도에서 산 강도가 증가할 수록), 보다 많은 양자화된 니코틴이 형성된다. 기화전 제제가 가열되면 제제의 성분은 기화되고, 후속되는 냉각에 의해 제제의 성분은 응축되어 증기를 형성한다. 산 또는 산들의 포함에 의해, 양자화된 형태 또는 형태들의 증가된 니코틴의 존재가, 에어로졸 입자의 니코틴을 결합시켜 증기의 기상으로의 그 가능성을 감소시킨다. 기상 니코틴의 낮은 함량의 결과로, 성인 흡연자에 의해 인지되는 인후의 거친 느낌의 양이 감소된다. 따라서, 기화전 제제에 포함된 산의 조합물은, 기화전 제제가 니코틴 염을 형성하기 위해 가열될 때, 기상 니코틴을 감소시켜 미립자상으로부터 기상으로의 니코틴 전환 효율을 감소시킨다. 기상 니코틴의 낮은 함량의 결과로, 성인 흡연자에 의해 인지된 인후의 거친 느낌의 양이 감소된다.
기화전 제제는, 약 80/20 비율의 증기 형성제 및 물, 3 중량 퍼센트까지의 양을 갖는 니코틴, 약 1 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 및 약 0.5 퍼센트의 피루브산과 약 0.25 퍼센트의 아세트산의 혼합물을 포함할 수 있다. 수득된 증기는 산을 포함하지 않는 유사한 제제에 비해 낮아진 거친 느낌을 갖는다.
하나 이상의 산은 약 50 퍼센트 이상의 액체에서 증기로의 전환 효율을 가질 수 있고, 니코틴 기상 성분을 약 70 중량 퍼센트 이상으로 감소시키기에 충분한 양으로 기화전 제제에 포함될 수 있다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 산은 니코틴 기상 성분을 약 40 중량 퍼센트 내지 약 70 중량 퍼센트로 감소시키기에 충분한 양으로 포함된다.
기상 중 니코틴의 농도는 전달된 총 니코틴에 대해 실질적으로 1 중량 퍼센트 이하일 수 있다. 그 결과, 증기 내에 전달된 총 니코틴의 99 퍼센트가 실질적으로 미립자상일 수 있다.
산의 조합물은, 피루브산, 포름산, 옥살산, 글리콜산, 아세트산, 이소발레르산, 발레르산, 프로피온산, 옥탄산, 젖산, 소르브산, 말산, 타르타르산, 숙신산, 구연산, 벤조산, 올레산, 아코니트산, 부티르산, 신남산, 데칸산, 3,7-디메틸-6-옥텐산, 1-글루탐산, 헵탄산, 헥산산, 3-헥센산, 트랜스-2-헥센산, 이소부티르산, 라우르산, 2-메틸부티르산, 2-메틸발레르산, 미리스트산, 노난산, 팔미트산, 4-펜텐산, 페닐아세트산, 3-페닐프로피온산, 염산, 인산, 황산 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
산은 조합물은 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산을 포함할 수 있다.
산의 조합물의 농도는 실질적으로 0.25 중량 퍼센트 내지 실질적으로 2 중량 퍼센트일 수 있다. 산의 조합물의 농도는 또한 실질적으로 0.5 중량 퍼센트 내지 실질적으로 1.5 중량 퍼센트, 또는 실질적으로 1.5 중량 퍼센트 내지 실질적으로 2 중량 퍼센트일 수 있다. 산의 조합물은 2개 내지 10개의 산을 포함할 수 있다. 예를 들면, 산의 조합물은 3개의 산을 포함할 수 있다. 산의 조합물은 또한 조합물에 포함된 각각의 개별적인 산들이 실질적으로 동일한 비율로 포함될 수 있다. 예들 들면, 산의 조합물은 실질적으로 동일한 비율로 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산을 포함할 수 있다. 대안적으로, 산의 조합물은 하나 이상의 타르타르 산 및 아세트산보다 많은 피루브산을 포함할 수 있다.
기화전 제제 내의 니코틴의 농도는 실질적으로 1.5 중량 퍼센트 내지 실질적으로 6 중량 퍼센트일 수 있다. 기화전 제제 내의 니코틴의 농도는 또한 실질적으로 3 중량 퍼센트 내지 실질적으로 5 중량 퍼센트일 수 있다. 기화전 제제 내의 니코틴의 농도는 약 3 중량 퍼센트일 수 있다.
증기의 기상 중 니코틴의 농도는 약 1.5 퍼센트 미만일 수 있다. 증기의 기상 중 니코틴의 농도는 약 2 퍼센트 이하, 약 1 퍼센트, 약 0.5 퍼센트, 또는 약 0.1 퍼센트일 수 있다.
기화전 제제 내의 니코틴 중주석산염의 농도는 실질적으로 0.5 중량 퍼센트 내지 실질적으로 1.5 중량 퍼센트일 수 있다. 기화전 제제 내의 니코틴 중주석산염의 농도는 실질적으로 1 중량 퍼센트 내지 실질적으로 2 중량 퍼센트일 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트의 피루브산, 실질적으로 0.4 퍼센트의 타르타르산, 및 실질적으로 0.1 퍼센트의 아세트산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트 내지 1 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 실질적으로 0.5 퍼센트의 피루브산, 실질적으로 0.4 퍼센트의 젖산, 및 실질적으로 0.1 퍼센트의 염산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 및 실질적으로 0.2 퍼센트의 염산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트 내지 1 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 실질적으로 0.5 퍼센트의 피루브산, 실질적으로 0.4 퍼센트의 젖산, 및 실질적으로 0.5 퍼센트의 타르타르산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트 내지 1 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 실질적으로 0.5 퍼센트의 피루브산, 실질적으로 0.4 퍼센트의 젖산, 실질적으로 0.1 퍼센트 벤조산, 및 실질적으로 0.1 퍼센트의 올레산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 1 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 실질적으로 0.5 퍼센트의 피루브산, 실질적으로 0.2 퍼센트의 아세트산, 및 실질적으로 0.1 퍼센트의 타르타르산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 실질적으로 0.5 퍼센트의 피루브산, 실질적으로 0.4 퍼센트의 젖산, 실질적으로 0.1 퍼센트의 벤조산, 및 실질적으로 1 퍼센트의 올렌산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트 내지 5 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 1 퍼센트 내지 2 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 및 실질적으로 0.4 퍼센트 내지 0.9 퍼센트의 아세트산을 포함할 수 있다. 기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 1 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 및 실질적으로 0.4 퍼센트의 아세트산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트 내지 5 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트 내지 1 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 실질적으로 0.5 퍼센트 내지 1 퍼센트의 실질적으로 동일한 비율의 피루브산, 벤조산, 젖산, 및 아세트산의 혼합물을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트 내지 5 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트 내지 1 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 및 실질적으로 0.01 퍼센트 내지 0.1 퍼센트의 염산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트 내지 5 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트 내지 1 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 실질적으로 0.5 퍼센트 내지 1 퍼센트의 올레산, 실질적으로 0.5 퍼센트 내지 1.5 퍼센트의 실질적으로 동일한 비율의 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산의 혼합물을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트 내지 5 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 실질적으로 0.1 퍼센트 내지 0.5 퍼센트의 소르브산, 실질적으로 0.1 퍼센트 내지 0.5 퍼센트의 타르타르산, 및 실질적으로 0.1 퍼센트 내지 0.75 퍼센트의 피루브산을 포함할 수 있다. 예를 들면, 니코틴의 농도가 실질적으로 5 중량 퍼센트일 때, 염산은 실질적으로 0.01 퍼센트 내지 0.1 퍼센트의 농도로 첨가될 수 있다.
기화전 제제는 실질적으로 3 중량 퍼센트 내지 5 중량 퍼센트의 니코틴, 실질적으로 0.5 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 실질적으로 0.1 퍼센트 내지 0.5 퍼센트의 숙신산, 실질적으로 0.1 퍼센트 내지 0.75 퍼센트의 피루브산, 및 실질적으로 0.1 퍼센트 내지 0.5 퍼센트의 젖산을 포함할 수 있다. 예를 들면, 니코틴의 농도가 실질적으로 5 중량 퍼센트일 때, 염산은 실질적으로 0.01 퍼센트 내지 0.1 퍼센트의 농도로 첨가될 수 있거나, 타르타르산은 실질적으로 0.1 퍼센트 내지 0.25 퍼센트의 농도로 첨가될 수 있다.
기화전 제제는 약 1 퍼센트 농도의 니코틴 중주석산염, 약 0.5 퍼센트 농도의 피루브산, 약 0.25 퍼센트 농도의 아세트산, 및 약 0.1 퍼센트 농도의 타르타르산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 약 0.5 퍼센트 농도의 니코틴 중주석산염, 약 0.5 퍼센트 농도의 피루브산, 약 0.4 퍼센트 농도의 젖산, 약 0.1 퍼센트 농도의 벤조산, 및 약 1 퍼센트 농도의 올레산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 약 3 중량 퍼센트 농도의 니코틴, 약 1 퍼센트 농도의 니코틴 중주석산염, 및 약 0.4 퍼센트 농도의 아세트산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 약 0.5 퍼센트 내지 약 1 퍼센트 농도의 니코틴 중주석산염, 및 약 0.5 퍼센트 내지 약 1 퍼센트 농도의 동일한 비율의 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산의 혼합물을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 약 0.5 퍼센트 내지 약 1 퍼센트 농도의 니코틴 중주석산염, 및 약 0.01 퍼센트 내지 약 0.1 퍼센트 농도의 염산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 약 0.5 퍼센트 내지 약 1 퍼센트 농도의 올레산, 및 약 0.5 퍼센트 내지 약 1.5 퍼센트 농도의 동일한 비율의 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산의 혼합물을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 약 0.1 퍼센트 내지 약 0.5 퍼센트 농도의 소르브산, 약 0.1 퍼센트 내지 약 0.5 퍼센트 농도의 타르타르산, 및 약 0.1 퍼센트 내지 약 0.75 퍼센트 농도의 피루브산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 약 0.1 퍼센트 내지 약 0.5 퍼센트 농도의 숙신산, 약 0.1 퍼센트 내지 약 0.75 퍼센트 농도의 피루브산, 및 약 0.1 퍼센트 내지 약 0.5 퍼센트 농도의 젖산을 포함할 수 있다.
산의 조합물은 하나 이상의 타르타르 산 및 아세트산보다 많은 피루브산을 포함할 수 있다.
산의 조합물은 약 20 퍼센트 내지 약 30 퍼센트의 각각의 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산을 포함할 수 있다.
산의 조합물은 약 15 퍼센트 내지 약 35 퍼센트의 각각의 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산을 포함할 수 있다.
산의 조합물은 약 10 퍼센트 내지 약 40 퍼센트의 각각의 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산을 포함할 수 있다.
산의 조합물은 약 5 퍼센트 내지 약 45 퍼센트의 각각의 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산을 포함할 수 있다.
산의 조합물은 약 50 퍼센트 미만의 각각의 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산을 포함할 수 있다.
기화전 제제는 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산의 조합물을 포함할 수 있다. 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산은 동일한 비율일 수 있다. 기화전 제제에 의해 생성되어 수득된 증기는 전달된 총 니코틴에 대하여 실질적으로 1 퍼센트 이하로 기상 중의 니코틴을 포함할 수 있다. 그 결과, 증기 내에 전달된 총 니코틴의 약 99 퍼센트가 미립자상일 수 있다. 전달된 총 니코틴의 실질적으로 1 퍼센트 이하 농도의 기상 중 니코틴과 함께하는 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산의 상기 조합은, 거친 느낌이 증가하여 결과적으로 성인 흡연자가 경험하는 맛이 저하됨이 없이, 가슴에서의 따뜻한 느낌과 기상 중 니코틴의 높은 농도의 조합을 갖는 흡입 가능한 증기의 결과를 만든다.
본 발명은, 본원에 기재된 임의의 구현예에 따라 본 발명의 제1 양태에 따른 기화전 제제를 포함하는 전자 흡연 장치로 확장된다. 본 발명의 제2 양태에 따르면, 기화전 제제를 담는 저장조, 마우스피스, 및 기화전 제제를 가열하기 위해 구성된 히터를 포함하는 카토마이저(cartomizer)를 포함한 전자 흡연 장치가 제공된다. 전자 흡연 장치는, 커넥터를 통해 카토마이저에 제거 가능하게 연결되고, 하우징에 수용된 센서, 상기 센서를 고정하는 센서 홀더, 및 제2 부분에 배치되어 히터에 전력을 공급하도록 구성된 전력원을 더 포함한다. 기화전 제제는 증기 형성제, 니코틴, 니코틴 중주석산염, 및 산의 조합물을 포함한다. 기화전 제제의 pH는 약 4 내지 약 6이다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 증기의 맛을 저하시키지 않고 인후에서의 인지된 거친 느낌을 감소시키기에 충분한 양으로 기화전 제제에 첨가된 하나 이상의 산 및 니코틴을 포함하는 전자 흡연 장치의 기화된 제제의 인후에서의 인지된 거친 느낌을 감소시키는 방법이 제공된다. 기화전 제제는 본 발명의 제1 양태에 대해 설명된 임의의 성분을 더 포함할 수 있다. 이러한 방법은, 본 발명의 제1 양태에 대해 설명된 하나 이상의 성분을 기화전 제제에 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 기상 중 니코틴의 농도는 전달된 총 니코틴에 대해 실질적으로 1 중량 퍼센트 이하일 수 있다. 그 결과, 증기 내에 전달된 총 니코틴의 99 퍼센트가 실질적으로 미립자상일 수 있다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 전자 흡연 장치의 기화전 제제가 제공되고, 이러한 기화전 제제는 증기 형성제, 선택적으로 물, 니코틴, 및 하나 이상의 산의 혼합물을 포함한다. 기화전 제제는 본 발명의 제1 양태에 대해 설명된 임의의 선택적 그리고 바람직한 특징들을 더 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 구현예에서, 기화전 제제는 증기 pH의 감소 및 유지의 결과를 나타내고, 거친 느낌에 대한 감각적 경험을 향상시키고, 니코틴 및 산의 증발을 감소시키고, 수득된 증기의 산도를 증기의 맛이 악화시킬 정도로 증가시키지 않으면서 전자 흡연 장치 내부에 전형적으로 형성되는 원하지 않는 증착을 감소시킴으로써 전자 흡연 장치의 성능을 향상시킨다.
첨부된 도면을 참조하여 예시적인 구현예를 상세히 설명함으로써, 예시적인 구현예의 위에서 설명된 그리고 다른 특징 및 장점들이 더욱 명백해질 것이다. 첨부된 도면은 예시적인 구현예를 도시하도록 의도된 것이며, 청구범위의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 첨부 도면은 명시적으로 언급되지 않는 한, 축척된 것으로 간주되지 않아야 한다.
일부 상세한 예시적인 구현예가 본 명세서 내에 개시된다. 그러나, 본 명세서에 개시된 특정 구조적 그리고 기능적 세부 사항은 단지 예시적인 구현예를 설명하기 위한 대표적인 예일 뿐이다. 그러나, 예시적인 구현예는 많은 대안적인 형태로 구현될 있으며, 본 명세서에서 설명된 구현예에만 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
따라서, 예시적인 구현예는 다양한 변형 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그의 구현예는 도면에 예로서 도시되며 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 구현예를 개시된 특정 형태로 한정하려는 의도는 없지만, 반대로, 예시적인 구현예는 청구 범위 내에 있는 모든 변형, 등가물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 동일한 도면 부호는 도면의 설명 전체에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다.
한 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의 "위에", "연결되어 있는", "결합되어 있는" 또는 "덮고 있는" 것으로 언급될 때, 그것은 다른 요소 또는 층 위에, 결합되어 있거나 또는 덮고 있거나 또는 개재 요소 또는 층이 존재할 수도 있음을 이해해야 한다. 대조적으로, 한 요소가 다른 요소 또는 층에 "직접 위에", "직접 연결되어 있는" 또는 "직접 결합되어 있는" 것으로 언급될 때, 존재하는 개재 요소 또는 층이 없다. 동일한 번호는 본 명세서 전반에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다.
비록 용어 제1, 제2, 제3 등이 본 명세서에서 다양한 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 부분을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이들 요소, 구성 요소, 영역, 층 및 부분은 이 용어에 의하여 한정되어서는 안된다는 점을 이해하여야 한다. 이 용어는 하나의 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 계층 또는 부분과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 논의되는 제1 요소, 성분, 영역, 층 또는 부위는 예시적인 구현예의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 성분, 영역, 층 또는 부위로 지칭될 수 있다.
본원에서 공간적으로 상대적인 용어(예를 들어, "밑에", "아래", "하부", "위에", "상부" 등)는 도면들에 도시된 하나의 요소 또는 특징의 다른 요소 또는 특징에 대한 관계를 기술함에 있어서 설명을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향 뿐만 아니라 사용 또는 작동 시 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된 것임을 이해해야 한다. 예를 들어, 도면 내의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소 또는 특징부의 "아래" 또는 "밑에"로 기술된 요소는 다른 요소 또는 특징부의 "위에" 배향될 것이다. 따라서, "아래" 라는 용어는 위와 아래의 배향 모두를 포함할 수 있다. 장치는 다른 방식으로 배향될 수도 있고 (90도 또는 다른 배향으로 회전될 수 있음), 본원에서 사용된 공간적으로 상대적인 설명어들은 그에 따라 해석될 수 있다.
본원에서 사용된 용어는 단지 다양한 구현예를 설명하기 위한 것이며, 예시적인 구현예를 제한하려는 것은 아니다. 본원에서 사용된 단수 형태 하나("a", "an" 및 "the")는 문맥상 달리 표시하지 않는 한 복수 형태를 포함하고자 한다. 용어 "포함하다(includes, comprises)," 및 "포함하는(including, comprising)"은 본 명세서에서 사용될 때, 기술된 특징, 수치(integer), 단계, 작동, 요소, 또는 구성 요소의 존재를 규정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 수치, 단계, 작동, 요소, 구성 요소 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 더 이해될 것이다.
예시적인 구현예들은 예시적인 구현예의 이상적인 구현예 (및 중간 구조부들)의 개략도인 단면도를 참조하여 여기에 설명된다. 이처럼, 예를 들어 제조 기술 및 공차와 같은 결과물로서의 도면들의 형상으로부터의 변형이 예상된다. 따라서, 예시적인 구현예들은 본원에 도시된 영역들의 형상들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어 제조로부터 초래되는 형상의 편차를 포함해야 한다. 따라서, 도면들에 도시된 영역들은 본질적으로 개략적이며, 그 형상들은 장치의 영역의 실제 형상을 예시하기 위한 것이 아니며, 예시적인 구현예들의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 예시적인 구현예가 속하는 당업계의 숙련자가 보편적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공통적으로 사용되는 사전에서 정의된 것을 포함하여, 용어는 관련 분야의 맥락에서의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며 명시적으로 여기에서 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
"약" 또는 "실질적으로"라는 용어가 수치와 관련되어 본 명세서에 사용될 때, 연관된 수치는 대략 언급된 수치의 ±10%의 허용 오차를 포함하도록 의도된다. 더욱이, 본 명세서에서 백분율을 언급할 때, 이들 백분율은 중량, 즉 중량%를 기준으로 하도록 의도된다. "~까지(up to) " 라는 표현은 0 내지 표현된 상한치 및 그 사이의 모든 값의 양을 포함한다. 범위가 규정될 때, 범위는 0.1%의 증분과 같은 그 사이의 모든 값을 포함한다.
또한, "일반적으로" 및 "실질적으로"라는 단어가 기하학적 형상과 연관되어 사용될 때, 정밀한 기하학적 형상을 요구하는 것이 아닌 개시된 범위들 안에서 재량의 형상을 갖는 것으로 의도된다. 구현예의 관형(tubular) 요소들은 원통형일 수 있지만, 관형 단면의 다른 형상으로 정사각형, 직사각형, 타원형, 삼각형, 및 기타 등이 고안될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "증기 형성제"는, 사용 시, 증기의 형성을 용이하게 하고 증기 발생 장치의 작동 온도에서 열적 열화(degradation)에 실질적으로 내성인 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물을 나타낸다. 적절한 증기 형성제는 프로필렌 글리콜과 같은 다가 알코올의 다양한 조성물로 이루어진다. 적어도 하나의 구현예에서, 증기는 프로필렌 글리콜이다.
도 1은 예시적인 구현예에 따른 전자 흡연 장치(60)의 측면도이다. 도 1에서, 전자 흡연 장치(60)는 제1 부분 또는 카토마이저(70)와, 나사 조인트(74) 또는 다른 연결 구조, 예컨대, 스너그 피트, 스냅 피트, 디텐트, 클램프, 클래스프 등에 의해 서로 결합되는 제2 부분(72)을 포함한다. 하나의 구현예에서, 제1 부분 또는 카토마이저(70)는 교체 가능한 카트리지일 수 있고, 제2 부분(72)은 재사용 가능한 부분일 수 있다. 대안적으로, 제1 부분 또는 카토마이저(70)와 제2 부분(72)은 일체로 형성될 수 있다.
도 2는 전자 흡연 장치의 다른 예시적인 구현예의 단면도이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 제1 부분 또는 카토마이저(70)는 마우스 단부 삽입부(20), 모세관(18)을 포함하는 모세관 증기 발생기, 모세관(18)의 적어도 일부를 가열하기 위한 히터(19), 및 저장조(14)를 수용할 수 있다.
제2 부분(72)은 전력 공급부(12), 전력 공급부(12)를 제어하기 위해 구성된 제어 회로(11), 및 퍼프 회로(16)를 수용할 수 있다. 퍼프 센서는 성인 흡연자가 전자 흡연 장치(60)를 빨아들일 때 센싱하도록 구성되며, 이는 제어 회로(11)를 통해 전력 공급부(12)의 작동을 유발시켜 히터(19)를 활성화시키고 저장조(14)에 수용된 기화전 제제를 가열하여 증기를 형성한다. 제2 부분(72)의 나사부(74)는, 제1 부분 또는 카토마이저(70)에 연결되지 않을 때, 배터리 충전기에 연결되어 배터리 또는 전력 공급부(12)가 충전될 수 있다.
도 2에 나타난 바와 같이, 다른 예시적인 구현예에서, 밸브(40)는 양방향 밸브일 수 있고, 저장조(14)는 가압될 수 있다. 예를 들면, 저장조(14)는 저장조(14)에 일정한 압력을 인가하도록 구성된 가압 장치(405)가 사용되어 가압될 수 있다. 이로부터, 저장조(14)에 수용된 기화전 제제의 가열을 통해 형성된 증기의 방출이 용이해진다.
예시적인 구현예에서, 모세관(18)은 전도성 재료로 형성되거나 이를 포함하므로, 상기 튜브를 통해 전류를 통과시킴으로써 스스로 히터(19)로서 작용한다. 모세관(18)은 모세관(18)에 의해 겪게 되는 작동 온도에서 필요한 구조적 완전성을 유지하면서, 저항에 의해 가열될 수 있고, 기화전 제제와 반응하지 않는 임의의 도전성 재료일 수 있다. 모세관(18)의 형성에 적합한 재료는 스테인리스 강, 구리, 구리 합금, 막 저항 재료로 코팅된 다공성 세라믹 재료, 니켈-크롬 합금, 및 이들의 조합 중 하나 이상이다. 예를 들면, 모세관(18)은 스테인리스 강 모세관(18)일 수 있으며, 모세관(18)의 길이를 따라 직류 또는 교류 전류의 통과를 위해 부착된 전기 리드(26)를 통해 히터(19)로서 기능한다. 따라서, 스테인리스 강 모세관(18)은 저항 가열에 의해서 가열된다. 대안적으로, 모세관(18)은, 예를 들어 글라스 튜브와 같은 비-금속 튜브일 수 있다. 이러한 구현예에서, 히터(19)는 예를 들어 글라스 튜브를 따라 배치된 스테인리스 강선, 니크롬선 또는 백금선과 같이 저항에 의해 가열될 수 있는 전도성 재료로 형성되거나 이를 포함한다. 글라스 튜브를 따라 배치된 히터가 가열되면, 모세관(18) 내의 기화전 제제는 모세관(18) 내의 기화전 제제를 적어도 부분적으로 휘발시키기에 충분한 온도로 가열된다.
적어도 하나의 구현예에서, 적어도 두 개의 전기 리드(26)가 금속 모세관(18)에 접착된다. 적어도 하나의 구현예에서, 하나의 전기 리드(26)는 모세관(18)의 제1 상류부(101)에 결합되고, 제2 전기 리드(26)는 모세관(18)의 하류 단부(102)에 결합된다.
작동시, 성인 흡연자가 전자 흡연 장치를 빨아들일 때, 퍼프 센서(16)는 성인 흡연자의 빨아들임에 의해 야기된 압력 구배를 감지하고, 제어 회로(11)는 히터(19)를 활성화시켜 저장조(14)에 위치한 기화전 제제를 가열한다. 일단 모세관(18)이 가열되면, 모세관(18)의 가열된 부분 내에 담긴 기화전 제제는 휘발되어 배출구(63)로부터 내보내지고, 여기서 기화전 제제는 팽창하여 공기화 혼합되어 혼합 챔버(240)에서 증기를 형성한다.
예시적인 구현예의 전력 공급부(12)는 전자 흡연 장치(60)의 제2 부분(72)에 배치된 배터리를 포함할 수 있다. 전력 공급부(12)는 히터(19)에 전압을 인가하도록 구성되고, 히터(19)는 저장조(14)에 수용된 기화전 제제를 휘발시킨다.
적어도 하나의 구현예에서, 히터(19)와 전기 리드(26) 사이의 전기적 접점 또는 연결부는 실질적으로 전도성이고 온도 저항성이며, 히터(19)는 발열이 주로 히터(19)를 따라 발생하고 접점에서 발생하기 않도록 실질적으로 저항성이다.
전력 공급부 또는 배터리(12)는 재충전 가능하고, 외부 충전 장치에 의한 배터리의 충전을 가능하게 하는 회로를 포함할 수 있다. 이 경우, 회로는 충전됐을 때 소정 횟수의 빨아들임 동안 전력을 공급하며 이 후 회로는 외부 충전 장치에 다시 연결되어야 한다.
적어도 하나의 구현예에서, 전자 흡연 장치(60)는 인쇄 회로 기판(11) 상에 존재할 수 있는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로(11)는 히터(19)가 활성화될 때 빛을 내도록 구성된 히터 작동 라이트(27)를 또한 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 히터 작동 라이트(27)는 적어도 하나의 LED를 포함하고, 빨아들임 중 히터 작동 라이트(27)가 불타는 석탄의 외형을 본뜬 마개에 조명을 비추도록 전자 흡연 장치(60)의 말단(28)에 위치한다. 또한, 히터 작동 라이트(27)는 성인 흡연자에게 보이도록 구성될 수 있다. 라이트(27)는 성인 흡연자가 원할 때 라이트(27)를 활성화하거나 비활성화할 수 있도록 구성될 수도 있으므로, 원하는 경우 라이트(27)는 흡연하는 동안 활성화되지 않는다.
적어도 하나의 구현예에서, 전자 흡연 장치(60)는 적어도 두 개의 비축(off-axis) 분기 배출구(21)를 갖는 마우스 단부 삽입부(20)를 더 포함한다. 적어도 하나의 구현예에서, 마우스 단부 삽입부(20)는 적어도 두 개의 분기 배출구(21)를 포함할 수 있다(예를 들어, 3개 내지 8개 이상의 배출구). 적어도 하나의 구현예에서, 마우스 단부 삽입부(20)의 배출구(21)는 비축 통로(23)의 단부에 위치되고 전자 흡연 장치(60)의 길이 방향에 대해 외측으로(즉, 분기되도록) 경사진다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "비축(off-axis)"은 전자 흡연 장치의 길이 방향에 대한 각도를 나타낸다. 또한, 사용 중 성인 흡연자의 입 안에서 실질적으로 균일하게 증기를 분배하기 위하여 마우스 단부 삽입부(또는 흐름 가이드)(20)는 마우스 단부 삽입부(20) 주위에 균일하게 분포된 배출구들을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 구현예에서, 전자 흡연 장치(60)는 종래 담배 기반 제품과 대략 동일한 크기이다. 일부 구현예에서, 전자 흡연 장치(60)는 약 80 mm 내지 약 110 mm의 길이, 예를 들어 약 80 mm 내지 약 100 mm의 길이일 수 있고, 약 7 mm 내지 약 10 mm의 직경일 수 있다.
전자 흡연 장치(60)의 외부 원통형 하우징(22)은 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합으로 형성되거나 이를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 외부 원통형 하우징(22)은 적어도 부분적으로는 금속으로 형성되어, 제어 회로(11), 전력 공급부(12), 퍼프 센서(16), 및 히터(19)를 연결하는 전기 회로의 일부가 된다.
도 3은 예시적인 구현예에 따른 전자 흡연 장치의 단면도이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 전자 흡연 장치(60)는 또한 액체 기화전 제제 저장조(14) 및 히터(19)를 수용할 수 있는 중간 부분(제3 부분)(73)을 포함할 수 있다. 중간 부분(73)은 제1 부분 또는 카토마이저(70)의 상류 단부에서 나사 조인트(74')에 끼워지고, 제2 부분(72)의 하류 단부에서 나사 조인트(74)에 끼워지도록 구성될 수 있다. 이러한 예시적인 구현예에서, 제1 부분 또는 카토마이저(70)는 마우스 단부 삽입부(20)를 수용하고, 제2 부분(72)은 전력 공급부(12) 및 전력 공급부(12)를 제어하도록 구성된 제어 회로(11)를 수용한다.
적어도 하나의 구현예에서, 제1 부분 또는 카토마이저(70), 제2 부분(72), 및 제3 부분(73)은 전자 흡연 장치(60)의 길이를 따라 길이 방향으로 연장되는 외부 원통형 하우징(22)을 포함한다. 또한, 적어도 하나의 구현예에서, 중간 부분(73)은 일회용이고, 제1 부분 또는 카토마이저(70) 및 제2 부분(72) 중 하나 또는 둘 모두는 재사용 가능하다. 부분(70, 72, 73)은 나사 연결부 또는 연결부(74, 74')에 의해 부착될 수 있고, 중간 부분(73)은 저장조(14)가 다 소모되면 교체될 수 있다. 다른 구현예에서, 제1 부분 또는 카토마이저(70)는 모세관(18) 및 히터(19) 중 하나 또는 둘 모두를 세척할 필요가 없도록 교체 가능할 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 제1 부분 또는 카토마이저(70), 제2 부분(72), 및 제3 부분(73)은 일회용 전자 흡연 장치를 형성하기 위해 나사 연결부 없이 일체형으로 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 예시적인 구현예에서, 저장조(14)는, 압착될 때 유연성 및 압축성 중 적어도 어느 하나를 갖기 위해 중합체 재료로 형성되거나 이를 포함한, 관형 및 세장형의 몸체이다. 적어도 하나의 구현예에서, 탄성 중합체 재료는 실리콘, 플라스틱, 고무, 라텍스, 및 이들의 조합 중 하나일 수 있다.
적어도 하나의 구현예에서, 저장조(14)는 압착될 때 저장조(14)가 모세관(18)에 일정 부피의 액체 재료 등과 같은 기화전 제제를 전달할 수 있도록 모세관(18)과 유체적으로 연통한다. 기화전 제제가 모세관에 전달됨과 동시에, 전원 공급부(12)는 저장조(14)에 수동 압력이 가해질 때 활성화되어, 모세관(18)이 가열되어 기화전 제제가 휘발되는 가열된 부분을 형성한다. 휘발된 재료는, 가열된 모세관(18)으로부터 방출될 때, 팽창하고 공기와 혼합되어 증기를 형성한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 저장조(14)는 저장조(14) 내에 액체 기화전 제제를 유지시키고 저장조(14)가 압착되어 압력이 저장조(14)에 인가될 때 개방되도록 구성된 밸브(40)를 포함한다. 적어도 하나의 구현예에서, 밸브(40)는 의도치 않게 저장조(14)로부터 기화전 제제가 분배되거나 히터(19)가 활성화 되는 것을 방지하기 위해 최소 임계 압력에 도달할 때 개방된다. 적어도 하나의 구현예에서, 압력 스위치(44)를 누르기 위해 필요한 압력은 우발적인 가열이 방지되도록 충분히 높다. 이러한 배치는 모세관을 통해 펌핑되는 기화전 제제의 부재 시, 히터(19)의 활성화를 방지한다.
저장조(14)의 압력이 일단 해제되면, 밸브(40)는 폐쇄되고, 가열된 모세관(18)은 밸브(40)의 하류에 남아있는 임의의 기화전 제제를 배출시킨다.
예시적인 구현예에서, 기화전 제제는 분자 니코틴(양자화되지 않고 대전되지 않은)과 산의 혼합물을 포함하고, 산은 기화전 제제 내의 거의 모든 분자 니코틴을 양자화시켜서, 전자 흡연 장치의 히터에 의해 기화전 제제가 가열될 때 다량의 양자화된 니코틴 및 소량의 양자화되지 않은 니코틴을 갖는 증기가 생성되고, 이로 인해 모든 휘발된(기화된) 니코틴 중 지극히 일부만이 증기의 기상 중에 전형적으로 남게 된다. 기상 중의 니코틴의 일부가 인후부의 거친 느낌 또는 인지된 기타 변질된 맛의 원인이 될 수 있다. 기상 중의 니코틴의 비례 레벨을 줄이면 기상 중의 니코틴과 관련된 주관적인 부족한 느낌을 개선할 수 있다. 예를 들면, 기화전 제제가 5 퍼센트의 니코틴을 포함할 수 있지만, 증기의 기상 중의 니코틴의 비율은 실질적으로 기화전 제제에서 총 니코틴의 1 퍼센트 이하일 수 있다.
일부 구현예에서, 기화전 제제에 첨가되는 산의 양은 산의 강도와 휘발성 그리고 기화전 제제의 pH를 원하는 범위로 조절하기 위해 필요한 양에 의존한다. 너무 많은 산이 첨가되면, 대부분의 또는 실질적으로 모든 가용한 니코틴이 양자화될 수 있어 증기의 미립자상으로 접어들게 되어, 증기의 기상 중의 아주 적은 양자화되지 않은 니코틴이 남게 되므로 성인 흡연자의 맛의 기대를 만족시키는 거친 느낌이 충분하지 않는 증기를 생성하게 된다. 반대로, 너무 적은 산 또는 효과가 없는(약한) 산이 첨가되면, 많은 양의 니코틴이 증기의 기상 중에 양자화되지 않은 상태로 남게 되어, 성인 흡연자는 증가된 그리고 어쩌면 바람직하지 않을 수 있는 인후의 거친 느낌을 경험할 수 있다. 기화전 제제가 대략 2 중량 퍼센트 보다 많은 니코틴 함량을 가지면서 본원에 기재된 산의 조합물이 존재하지 않는 경우, 성인 흡연자에 의해 흡입될 때 인후에서 인지된 거친 느낌은 증기를 불쾌하게 만드는 레벨에 도달할 수 있다. 기화전 제제가 대략 4 중량 퍼센트 보다 많은 니코틴 함량을 가지면서 본원에 기재된 바와 같은 산의 조합물이 존재하지 않는 경우, 성인 흡연자에 의해 흡입될 수 없는 증기를 만드는 레벨에 도달할 수 있다. 본원의 교시에 따른 산의 첨가로, 인후에서 인지된 거친 느낌은 바람직한 레벨로 유지되고, 담배 기반 제품으로 경험된 인후에서 인지된 거친 느낌과 유사하게 된다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에 따르면, 산은 증기로 전환하는 능력을 갖는다. 산의 전환 효율은 액체 기화전 제제에서 산의 질량 분율에 대한 증기에서 산의 질량 분율의 비율이다. 적어도 하나의 구현예에서, 산 또는 산의 조합물은 약 50 퍼센트 이상의 액체에서 증기로의 전환 효율을 가지며, 예를 들면 약 60 퍼센트 이상의 전환 효율을 갖는다. 예를 들면, 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산은 약 50 퍼센트 이상의 증기 전환 효율을 갖는다. 적어도 하나의 구현예에서, 기화전 제제는 약 50 퍼센트 이상의 증기 전환 효율을 갖는 산 또는 산의 조합물을 포함한다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에 따르면, 산은 적어도 약 100℃의 끓는점을 가지며, 기화전 제제의 pH를 약 3 내지 8의 범위에서 조절하기에 충분한 양으로 기화전 제제에 포함될 수 있다. 도 4는 기상 중의 니코틴 농도와 증기의 pH 사이의 관계를 도시한다. 도 4에서, 기상 중의 니코틴 농도는 pH가 약 6보다 클 때 실질적으로 증가한다. 따라서, 6보다 작은 pH, 예컨대, 약 4 내지 약 6, 또는 약 4.5 내지 5.5, 또는 약 5의 pH를 갖는 증기가 기상 중의 니코틴의 농도를 감소시키는 데 유리할 수 있으며, 따라서 보다 작게 인지된 거친 느낌을 갖는 증기의 결과를 낳을 수 있다.
적어도 하나의 구현예에서, 산은, 산을 포함하지 않는 기화전 제제에 의해 생성된 니코틴 기상 성분 레벨의 약 30 중량 퍼센트 이상, 약 60 중량 퍼센트 내지 약 70 중량 퍼센트, 약 70 중량 퍼센트 이상, 약 85 중량 퍼센트 이상으로 니코틴 기상 성분의 양을 감소시키기에 충분한 양으로 기화전 제제에 포함된다.
적어도 하나의 예시적 구현예에 따르면, 기화전 제제는, 피루브산, 포름산, 옥살산, 글리콜산, 아세트산, 이소발레르산, 발레르산, 프로피온산, 옥탄산, 젖산, 레불린산, 소르브산, 말산, 타르타르산, 숙신산, 구연산, 벤조산, 올레산, 아코니트산, 부티르산, 신남산, 데칸산, 3,7-디메틸-6-옥텐산, 1-글루탐산, 헵탄산, 헥산산, 3-헥센산, 트랜스-2-헥센산, 이소부티르산, 라우르산, 2-메틸부티르산, 2-메틸발레르산, 미리스트산, 노난산, 팔미트산, 4-펜텐산, 페닐아세트산, 3-페닐프로피온산, 염산, 인산, 황산, 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함한다. 이러한 산은 염의 형태로 포함될 수도 있다. 기화전 제제는 또한 증기 형성제, 선택적으로 물, 및 선택적으로 향미제를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "증기 형성제"는, 사용 시, 증기의 형성을 용이하게 하고 증기 발생 물품의 작동 온도에서 열적 열화에 실질적으로 내성인 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물을 나타낸다. 적절한 증기 형성제는 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디-, 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트와 같은, 모노-, 디-, 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 증기 형성제의 예는, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 및 글리세린과 같은 다가 알코올 또는 이들의 혼합물이다. 증기 형성 기재는 예를 들면 글리세린과 같은 단일 증기 형성제를 포함할 수 있다. 대안적으로, 증기 형성 기재는 두 개 이상의 증기 형성제의 조합을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 구현예에서, 증기 형성제는 프로필렌 글리콜, 글리세린, 및 이들의 조합 중 하나이다. 다른 구현예에서, 증기 형성제는 글리세린이다. 적어도 하나의 구현예에서, 증기 형성제는 기화전 제제의 중량을 기반으로 약 40 중량 퍼센트 내지 기화전 제제의 중량을 기반으로 약 90 중량 퍼센트 범위의 양으로 포함된다(예를 들면, 약 50 퍼센트 내지 약 80 퍼센트, 약 55 퍼센트 내지 약 75 퍼센트, 또는 약 60 퍼센트 내지 약 70 퍼센트). 또한, 적어도 하나의 구현예에서, 기화전 제제는 약 3:2의 비율로 포함된 프로필렌 글리콜 및 글리세린을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 프로필렌 글리콜 및 글리세린의 비율은 실질적으로 2:3 및 3:7이다.
기화전 제제는 선택적으로 물을 포함한다. 물은 기화전 제제의 중량을 기반으로 약 5 중량 퍼센트 내지 기화전 제제의 중량을 기반으로 약 40 중량 퍼센트 범위의 양으로, 또는 기화전 제제의 중량을 기반으로 약 10 퍼센트 내지 기화전 제제의 중량을 기반으로 약 15 퍼센트 범위의 양으로 포함된다.
적어도 하나의 구현예에서, 산 또는 산의 조합물은 염의 형태로 기화전 제제에 통합될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 산의 염 형태는, 산의 첨가가 증기 전환 효율 및 대응하는 유리산(free acid) 형태와 니코틴의 반응에 상당한 악영향을 미치지 않도록 선택된다.
기화전 제제에 포함된 산은 적어도 약 100℃의 끓는점을 가질 수 있다. 예를 들어, 산은 약 100℃ 내지 약 300℃, 또는 약 150℃ 내지 약 250℃ (예를 들어, 약 160℃ 내지 약 240℃, 약 170℃ 내지 약 230℃, 약 180℃ 내지 약 220℃, 또는 약 190℃ 내지 약 210℃) 범위의 끓는점을 가질 수 있다. 이러한 범위의 끓는점을 갖는 산을 포함함으로써, 산은 도 2 및 도 3에서 상술한 바와 같은 전자 흡연 장치의 가열 요소에 의해 가열될 때 휘발될 수 있다. 히터 코일 및 심지를 활용하는 하나의 구현예에서, 히터 코일은 약 300℃ 또는 그 부근에서 작동 온도에 도달할 수 있다.
기화전 제제의 산의 총 함량은, 기화전 제제의 중량을 기반으로, 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 6 중량 퍼센트, 또는 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 2 중량 퍼센트의 범위일 수 있다. 기화전 제제는 또한 3 중량 퍼센트 내지 5 중량 퍼센트까지의 니코틴을 함유할 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 기화전 제제의 산의 총 함량은 약 3 중량 퍼센트 미만이다. 다른 구현예에서, 기화전 제제의 산의 총 함량은 약 0.5 중량 퍼센트 미만이다. 기화전 제제는 또한 약 4.5 중량 퍼센트 내지 약 5 중량 퍼센트까지의 니코틴을 함유할 수 있다. 타르타르산, 피루브산, 또는 아세트산이 사용되는 경우, 기화전 제제의 산의 총 함량은 약 0.05 중량 퍼센트 내지 약 2 중량 퍼센트, 또는 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 1 중량 퍼센트일 수 있다.
적어도 하나의 구현예에서, 피루브산은 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 5.0 중량 퍼센트의 범위, 예를 들면 약 0.5 중량 퍼센트의 양으로 포함된다. 타르타르산은 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 5.0 중량 퍼센트의 범위, 예를 들면 약 0.4 중량 퍼센트의 양으로 기화전 제제에 포함될 수 있다. 아세트산은 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 5.0 중량 퍼센트의 범위의 양으로 포함될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 기화전 제제의 전체 산의 함량은 약 3 중량 퍼센트 미만이다.
또한, 기화전 제제에서 보다 상승된 니코틴 레벨에서도, 원하는 낮은 레벨의 기상 니코틴을 유지하도록 산이 선택되고 그 농도가 조절될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 기화전 제제의 산의 총 함량은 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 6 중량 퍼센트, 예컨대 약 0.5 중량 퍼센트 내지 약 4 중량 퍼센트, 또는 약 1 중량 퍼센트 내지 약 3 중량 퍼센트, 또는 약 1.5 중량 퍼센트 내지 약 2.5 중량 퍼센트, 또는 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 2 중량 퍼센트의 범위일 수 있다. 예를 들면, 구현예에서, 기화전 제제의 산의 총 함량은, 기화전 제제의 총 중량을 기반으로, 약 0.5 퍼센트 내지 약 2.5 퍼센트, 예컨대 약 1.5 중량 퍼센트 내지 약 2.0 중량 퍼센트일 수 있고, 여기서 기화전 제제는 약 2 내지 약 5 퍼센트의 니코틴, 예컨대 약 2.5 퍼센트 내지 약 4.5 퍼센트의 니코틴을 함유할 수 있다.
구현예에서, 피루브산은 기화전 제제의 중량을 기반으로 약 0.1 내지 약 2 중량 퍼센트의 범위의 양으로 포함되고; 타르타르산은 기화전 제제의 중량을 기반으로 약 0.1 내지 약 2 중량 퍼센트의 범위의 양으로 포함되고; 아세트산은 기화전 제제의 중량을 기반으로 약 0.1 내지 약 2 중량 퍼센트의 범위의 양으로 포함된다. 구현예에서, 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산의 조합물은, 기화전 제제의 중량을 기반으로, 약 0.1 내지 약 2 중량 퍼센트, 예컨대 약 1.5 내지 약 2 중량 퍼센트의 총 양으로 기화전 제제에 존재한다. 구현예에서, 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산은 각각, 예를 들어, 대략적으로 동일한(기화전 제제의 중량 퍼센트에 대해 동일한) 양으로 첨가된다. 이러한 제제는 니코틴을 약 2 중량 퍼센트 내지 약 10 중량 퍼센트, 예컨대 약 2 내지 약 9 퍼센트, 또는 약 2 퍼센트 내지 약 8 퍼센트, 또는 약 2 퍼센트 내지 약 6 퍼센트, 또는 약 2 퍼센트 내지 약 5 퍼센트 범위의 양으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 구현예에서, 이러한 제제는 니코틴을 기화전 제제의 총 중량을 기반으로 약 2.5 퍼센트 내지 약 4.5 퍼센트의 양으로 포함할 수 있다. 이러한 제제는 또한 니코틴 중주석산염을 약 0.5 퍼센트 내지 약 1.5 퍼센트 범위의 농도로 포함할 수 있다.
기화전 제제는 향미제를 약 0.01 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트 범위(예를 들면, 약 1 퍼센트 내지 약 12 퍼센트, 약 2 퍼센트 내지 약 10 퍼센트, 또는 약 5 퍼센트 내지 약 8 퍼센트)의 양으로 포함할 수 있다. 향미제는 천연 향미제이거나 인공 향미제일 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 향미제는 담배 향, 멘톨, 윈터그린, 박하, 허브 향, 과일 향, 너트 향, 주류 향, 및 이들의 조합 중 하나이다.
구현예에서, 니코틴은 기화전 제제의 총 중량을 기반으로 약 2 중량 퍼센트 내지 약 6 중량 퍼센트 범위(예를 들면 약 2 퍼센트 내지 약 3 퍼센트, 약 2 퍼센트 내지 약 4 퍼센트, 약 2 퍼센트 내지 약 5 퍼센트)의 양으로 기화전 제제에 포함된다. 적어도 하나의 구현예에서, 니코틴은 기화전 제제의 총 중량을 기반으로 약 5 중량 퍼센트까지의 양으로 첨가된다. 적어도 하나의 구현예에서, 기화전 제제의 니코틴 함량은 기화전 제제의 총 중량을 기반으로 약 2 중량 퍼센트 이상이다. 다른 구현예에서, 기화전 제제의 니코틴 함량은 기화전 제제의 총 중량을 기반으로 약 2.5 중량 퍼센트 이상이다. 다른 구현예에서, 기화전 제제의 니코틴 함량은 기화전 제제의 총 중량을 기반으로 약 3 중량 퍼센트 이상이다. 다른 구현예에서, 기화전 제제의 니코틴 함량은 기화전 제제의 총 중량을 기반으로 약 4 중량 퍼센트 이상이다. 다른 구현예에서, 기화전 제제의 니코틴 함량은 기화전 제제의 총 중량을 기반으로 약 4.5 중량 퍼센트 이상이다.
예시적인 구현예에 따른 기화전 제제에 첨가된 산과 함께, 2 중량 퍼센트 이상, 예를 들면 2 중량 퍼센트 내지 약 6 중량 퍼센트 범위의 농도로 니코틴을 포함하는 기화전 제제를 제공함으로써, 높은 니코틴 레벨과 연관된 성인 흡연자를 위한 인지된 감각적 이득(가슴에서의 따뜻한 느낌)이 달성되고, 또한 높은 니코틴 레벨과 앞에서 연관된 감각적 결핍(인후에서의 지나치게 거친 느낌)이 방지된다.
전자 흡연 장치에 관한 다음의 실시예들을 설명한다:
실시예 1: 약 3 중량 퍼센트의 니코틴, 80 퍼센트의 글리세린, 및 20 퍼센트의 물을 포함하는 기화전 제제. 또한, 이러한 기화전 제제는 약 1 중량 퍼센트의 니코틴 중주석산염, 약 0.5 중량 퍼센트의 피루브산, 및 약 0.25 중량 퍼센트의 아세트산을 포함한다. 생성된 증기는 증기에 지나친 산의 맛을 부여하지 않으면서, 상기 농도로 상기 성분을 포함하지 않은 기화전 제제에 비해, 들이마시고 내뱉는 동안 보다 온화한 인후에서의 거친 느낌을 갖는다.
실시예 2: 약 3 중량 퍼센트의 니코틴, 80 퍼센트의 글리세린, 및 20 퍼센트의 물을 포함하는 기화전 제제. 또한, 이러한 기화전 제제는, 실질적으로 동일한 농도에서, 약 2 중량 퍼센트의 총 농도로 타르타르산, 피루브산, 및 아세트산의 조합물을 포함한다.
실시예 3: 약 3 중량 퍼센트의 니코틴, 80 퍼센트의 글리세린, 및 20 퍼센트의 물을 포함하는 기화전 제제. 또한, 이러한 기화전 제제는 약 0.5 중량 퍼센트의 타르타르산의 조합물, 약 1 중량 퍼센트의 피루브산, 약 0.5 중량 퍼센트의 아세트산을 포함한다.
실시예 4: 약 3 중량 퍼센트의 니코틴, 80 퍼센트의 글리세린과 프로필렌 글리콜의 조합물, 및 20 퍼센트의 물을 포함하는 기화전 제제. 또한, 이러한 기화전 제제는 약 0.25 중량 퍼센트의 타르타르산의 조합물, 약 1 중량 퍼센트의 피루브산, 및 약 0.75 중량 퍼센트의 아세트산을 포함한다.
따라서 예시적인 구현예가 설명되었지만, 구현예는 많은 방식으로 변형될 수 있음이 명백할 것이다. 이와 같은 변형은 예시적 구현예의 의도된 범주로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않고, 당업자에게 명백한 모든 이와 같은 변형은 다음의 청구 범위의 범주 내에 포함되도록 의도된다.
11: 제어 회로
12: 전력 공급부
14: 저장조
16: 퍼프 회로
18: 모세관
19: 히터
20: 마우스 단부 삽입부
21: 분기 배출구
22: 외부 원통형 하우징
23: 비축 통로
26: 전기 리드
27: 히터 작동 라이트
28: 말단
40: 밸브
44: 압력 스위치
60: 전자 흡연 장치
63: 배출구
70: 카토마이저
72: 제2 부분
73: 중간 부분(제3 부분)
74: 나사 조인트
101: 제1 상류부
102: 하류 단부
240: 혼합 챔버
405: 가압 장치
12: 전력 공급부
14: 저장조
16: 퍼프 회로
18: 모세관
19: 히터
20: 마우스 단부 삽입부
21: 분기 배출구
22: 외부 원통형 하우징
23: 비축 통로
26: 전기 리드
27: 히터 작동 라이트
28: 말단
40: 밸브
44: 압력 스위치
60: 전자 흡연 장치
63: 배출구
70: 카토마이저
72: 제2 부분
73: 중간 부분(제3 부분)
74: 나사 조인트
101: 제1 상류부
102: 하류 단부
240: 혼합 챔버
405: 가압 장치
Claims (16)
- 전자 흡연 장치의 기화전 제제로서, 상기 기화전 제제는:
증기 형성제;
니코틴;
니코틴 중주석산염; 및
복수의 산(acid)의 조합물을 포함하고,
상기 기화전 제제의 pH는 4 내지 6인, 기화전 제제. - 제1항에 있어서, 상기 기화전 제제의 pH는 4.5 내지 5.5인, 기화전 제제.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 산의 조합물은 2개 내지 10개의 산을 포함하는, 기화전 제제.
- 제3항에 있어서, 상기 복수의 산의 조합물은 3개의 산을 포함하는, 기화전 제제.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 산의 조합물은, 피루브산, 포름산, 옥살산, 글리콜산, 아세트산, 이소발레르산, 발레르산, 프로피온산, 옥탄산, 젖산, 소르브산, 말산, 타르타르산, 숙신산, 구연산, 벤조산, 올레산, 아코니트산, 부티르산, 신남산, 데칸산, 3,7-디메틸-6-옥텐산, 1-글루탐산, 헵탄산, 헥산산, 3-헥센산, 트랜스-2-헥센산, 이소부티르산, 라우르산, 2-메틸부티르산, 2-메틸발레르산, 미리스트산, 노난산, 팔미트산, 4-펜텐산, 페닐아세트산, 3-페닐프로피온산, 염산, 인산, 황산 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함하는, 기화전 제제.
- 제5항에 있어서, 피루브산의 농도는 0.5 퍼센트이고, 젖산의 농도는 0.4 퍼센트이고, 염산의 농도는 0.1 퍼센트인, 기화전 제제.
- 제5항에 있어서, 피루브산의 농도는 0.5 퍼센트이고, 젖산의 농도는 0.4 퍼센트이고, 타르타르산의 농도는 0.5 퍼센트인, 기화전 제제.
- 제5항에 있어서, 피루브산의 농도는 0.5 퍼센트이고, 젖산의 농도는 0.4 퍼센트이고, 벤조산의 농도는 0.1 퍼센트이고, 올레산의 농드는 0.1 퍼센트인, 기화전 제제.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산의 조합물의 농도는 0.25 퍼센트 내지 2 퍼센트인, 기화전 제제.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 산의 조합물은 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산을 포함하는, 기화전 제제.
- 제10항에 있어서, 상기 산의 조합물은 피루브산, 타르타르산, 및 아세트산 각각이 동일한 비율로 포함되는, 기화전 제제.
- 제10항에 있어서, 피루브산의 농도는 0.5 퍼센트이고, 타르타르산의 농도는 0.4 퍼센트이고, 아세트산의 농도는 0.1 퍼센트인, 기화전 제제.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니코틴의 농도는 1.5 중량 퍼센트 내지 6 중량 퍼센트인, 기화전 제제.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니코틴 중주석산염의 농도는 0.5 중량 퍼센트 내지 1.5 중량 퍼센트인, 기화전 제제.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니코틴 중주석산염의 농도는 1 중량 퍼센트 내지 2 중량 퍼센트인, 기화전 제제.
- 전자 흡연 장치로서,
기화전 제제를 담는 저장조, 마우스피스, 및 상기 기화전 제제를 가열하도록 구성된 히터를 포함하는 카토마이저; 및
커넥터를 통해 상기 카토마이저에 제거 가능하게 연결되고, 하우징에 수용된 센서, 상기 센서를 고정하는 센서 홀더, 및 제2 부분에 배치되어 상기 히터에 전력을 공급하도록 구성된 전력원을 포함하는 전력 공급부를 포함하되,
상기 기화전 제제는:
증기 형성제;
니코틴;
니코틴 중주석산염; 및
산의 조합물을 포함하고,
상기 기화전 제제의 pH는 4 내지 6인, 전자 흡연 장치.
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