KR20190131059A

KR20190131059A - 흡입 장치용 마우스피스 및 히터 조립체

Info

Publication number: KR20190131059A
Application number: KR1020197030373A
Authority: KR
Inventors: 마이클 케인; 올리버 하트; 마크 디그넘; 데이비드 로슨
Original assignee: 벤투스 메디컬 리미티드
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2019-11-25
Also published as: SG11201908137SA; EP3595467A1; KR102646017B1; EP3595467B1; WO2018167166A1; AU2018234083B2; US10952467B2; CN110536614A; IL269098A; JP2020509784A; AU2018234083A1; PL3595467T3; IL269098B; BR112019018959A2; RU2019132622A3; US20200128875A1; RU2019132622A; ZA201905818B; ES2884749T3; RU2753944C2

Abstract

본 발명에 따르면, 히터와 마우스피스를 포함하는 흡입 장치용 조립체가 제공된다. 상기 히터는 강성의 평면 기판을 포함하되, 상기 기판은 기판의 하나 이상의 표면의 제1 영역에 제공된 하나 이상의 저항 요소 부분을 지지하고, 적어도 한 쌍의 접촉부들을 지지하되, 상기 접촉부들은 각각 접촉부들의 한 단부에서 하나 이상의 저항 요소 부분에 연결되며 기판의 하나 이상의 표면의 제2 영역에 제공된다. 따라서, 히터는 실질적으로 평면이며 기판의 표면에 장착된다. 또한, 기판은 기판에서 히터의 저항 요소 부분에 증착된 일정량의 에어로졸화된 조성물을 지지하며, 저항 가열 요소에 의해 생성된 열은 에어로졸화된 조성물에 직접 또는 간접적으로 전도되어 조성물의 적어도 일부분이 에어로졸화된다. 조립체의 마우스피스에는 각각의 후방 및 전방 단부에 인접하게 유체 유입부와 유체 배출부가 제공되며, 마우스피스의 내부에서 상기 유체 유입부와 유체 배출부 사이에 유체 연통 수단이 제공된다. 본 발명에 따르면, 히터는 마우스피스 내에서 접촉부들의 적어도 일부분에 배열되며, 접촉부들의 적어도 일부분은 마우스피스의 후방 단부가 흡입 장치에 연결될 때 접촉부들과 전기 연결되도록 노출되어 접근된다. 또한, 에어로졸화된 조성물이 증착되는 기판 표면은 유체 연통 수단 내에 또는 유체 연통 수단에 인접하게 배열되며, 유체가 내부를 통과할 때 동시에 조성물은 에어로졸화되고, 생성된 에어로졸은 유체 연통 수단을 통해 흐르는 유체 내에 함유된다.

Description

흡입 장치용 마우스피스 및 히터 조립체

본 발명은 흡입 장치용 마우스피스 및 히터 조립체에 관한 것이다. 히터는 조성물을 가열하여 사용자에 의해 흡입을 위한 에어로졸(aerosol)을 생성하도록 구성된다. 특히, 하지만, 본 발명은, 이것에만 제한되지는 않지만, 니코틴 대체 테라피(nicotine replacement therapy) 또는 흡연-대체 장치용 히터에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 히터, 히터를 포함하는 흡입 장치를 포함하는 마우스피스, 및 히터 제작 방법에 관한 것이다.

본 발명이 사용자에 의해 흡입을 위하여 니코틴을 함유하는 조성물을 가열하는 데 초점을 맞추고 있지만, 히터는 그 밖의 화합물, 가령, 예를 들어, 약물 또는 향료를 포함하는 조성물을 가열하는 데에도 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

니코틴 대체 테라피는 흡연을 중단하기를 원하며 니코틴에 대한 의존성을 해결하고 자 하는 사람들에 초점을 맞추고 있다. 니코틴 대체 테라피의 한 형태는 흡입기 또는 호흡기로서, 한 예로 Nicorette®의 상표 명으로 존슨 & 존슨 주식회사가 판매하고 있다. 이 상품들은 일반적으로 플라스틱 담배 외관을 가지며 가연성 담배(combustible tobacco), 소위, 손에 쥐고 입으로 피는 형태의 담배를 소비하는 사용 거동을 가진 사람들에 의해 사용된다. 흡입기는 교체식 니코틴 카트리지를 포함한다. 사용자가 상기 장치를 통해 흡입하면, 니코틴은 카트리지로부터 원자화되며(atomized) 폐 안으로 이동되는 대신 입과 목 안의 점막을 통해 흡입된다. 니코틴 대체 테라피는 일반적으로 의약 제품으로 분류되며 영국에서는 인간 약물 규정(Human Medicines Regulations) 하에서 조정된다.

수동식 니코틴 전달 장치, 가령, 흡입기 외에도, 능동식 니코틴 전달 장치는 일반적으로 니코틴 및/또는 그 밖의 향료, 프로필렌 글리콜 및/또는 글리세롤을 포함하는 조성물을 흡입을 위해 에어로졸, 분무, 또는 증기로 증발하거나/에어로졸화 하기 위해 열 및/또는 초음파 교반(agitation)을 이용하는 전자담배 형태로 존재한다. 흡입된 에어로졸 분무 또는 증기는 보통 가연성 담배 제품에 연관된 건강 위험 및 냄새 없이 니코틴 및/또는 향료를 함유하며, 사용 시에, 사용자는 가연성 담배 제품으로부터 경험했던 것과 비슷한 만족감 및 물리적 느낌을 경험하는데, 이는, 흡입에 있어서, 특히, 에어로졸 분무 또는 증기가 통상적인 가연성 담배 제품을 흡연할 때 흡입되는 연기와 유사한 형태이기 때문이다.

통상의 기술자라면, 본 명세서에서 사용되는 것과 같이, 용어 "흡연-대체 장치(smoking-substitute device)"는, 이들에만 제한되는 것은 아니지만, 전자식 니코틴 전달 시스템(Electronic Nicotine Delivery System: ENDS), 전자담배, e-담배, e-시가, 증기식 담배, 파이프, 시가, 여송연, 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸 분무 또는 증기를 생성하는 기능을 가진 비슷한 특성의 장치 및 증발기를 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 몇몇 대체 장치들은 일회용이며, 그 밖의 다른 장치들은 교체식 및 재충전 부품들을 가져서 재사용이 가능하다. 본 발명은, 주로 재사용이 가능하며, 에어로졸화를 구현하기 위해 전력 공급원(power source)을 가지거나 필요로 하는 "능동식(active)" 장치에 관한 것이다.

흡연-대체 장치는 통상적인 담배와 유사하며 한 단부에서 흡입 장치를 위해 사용자가 에어로졸, 분무 또는 증기를 뿜을 수 있는 마우스피스 형태를 가진 원통형이다. 이러한 장치들은, 일반적으로, 몇몇 공통적인 구성요소, 예를 들어, 전력 공급원, 가령, 배터리, 증발되어야 하는 액체(종종 e-액체로 지칭되는)를 수용하기 위한 리저버(reservoir), 증발 구성요소, 가령, 액체를 원자화하거나 및/또는 증발시키고 그에 따라 에어로졸, 분문, 또는 증기를 생성하기 위한 히터, 및 사용자에 의해 작동되는 스위치로부터 나온 작동 신호에 응답하여 증발 구성요소를 작동시키도록 사용되거나 혹은 흡입에 의해 사용자가 마우스피스를 통해 공기를 뿜어낼 때 탐지하도록 구성되는 조절 회로를 포함한다.

능동식 흡연 대체 장치의 가장 일반적인 형태는 심지-코일 장치(wick-coil device)로 알려져 있는데, 한 예가 도 1에 개략적으로 도시된다. 증발 구성요소는 그 주위로 감싸진 가열 코일(5)을 가진 e-액체에 포화되며 강성 또는 가요성을 가질 수 있는 심지(3)를 포함한다. 심지-코일 장치는 내부에 있는 액체가 심지에 의해 흡수될 수 있도록 하기 위해 유체를 함유하고 있는 리저버 내부에 위치된다. 완전한 조립체는 종종 "카토마이저(cartomizer)"(카트리지와 아토마이저를 융합한 용어)로 지칭된다. 사용 시에, 저항 가열되는 코일(5)을 전류가 통과하며, 열은 심지(3) 내의 e-액체로 전달되어 증발된다. 보통, 적셔진 심지(3)는 일반적으로 한 번의 흡입 동안 증발되어야 하는 것보다 많은 e-액체를 함유한다. 이는 심지(3)의 열 질량(thermal mass)을 증가시키고, 코일(5)에 의해 생성된 열이, 증발되는데 실제로 필요한 양이 아니라 전체 양의 e-액체를 가열하도록 불필요하게 사용되는 것을 의미한다. 액체를 과도하게 가열하면, 장치의 에너지 효율이 줄어든다. 게다가, 코일(5)은 코일(5)이 심지(3)를 태우는 것을 방지하기 위해 심지(3)로부터 이격되어 배열된다. 이는 심지로 이동되는 열전달을 감소시키며 코일(5)에 코일로부터 열이 분산되는 데 대해 상쇄하기 위해 초과하여 공급되어야 하며 그에 따라 많은 양의 액체와 커다란 기판을 가열하는 비효율성이 존재한다는 것을 의미한다. 이는 장치의 에너지 효율을 다시 감소시킨다. 게다가, 과도한 양의 e-액체와 반복적으로 높은 온도로 가열하면, 사용자가 원하는 양보다 더 많은 용량의 니코틴을 흡입하는 위험이 증가되며 니코틴 및 첨가제의 품질이 저하되는 가능성도 늘어난다.

공지의 전자담배 히터에 관한 또 다른 문제는, 이러한 전자담배의 디자인이 자동화에 적합하지 않다는 사실이다.

공지의 전자담배에 관한 추가적인 문제점은, 사용자가 장치에 장치의 원래 목적에 사용되는 것이 아닌 e-액체를 재충전할 수 있으며 그에 따라 가열 시에 부작용 효과가 발생할 수 있는 상당히 높은 수준의 니코틴 또는 첨가제를 가질 수 있다는 사실이다. 그 결과, 사용자가 과도한 수준의 니코틴 또는 잠재적으로 유해한 부산물에 노출될 수 있다.

흡연-대체 장치를 사용하는 인구는 지난 수년 동안 급속도로 증가하여 왔다. 원래는, 가연성 담배를 끊고자 하는 상습적인 흡연자를 도와주기 위한 보조 도구로서 제공되었지만, 소비자들은 흡연 대체 장치를 자신이 원하는 라이프스타일 부대용품으로서 바라보기 시작했다. 게다가, 담배의 유해성을 줄이고자 하는 패러다임의 변화로 인해, 소비자들은 이러한 제품에 대해 더 많이 관심을 가지게 되었다. 이에 따라, 흡연-대체 장치들이 어린이, 청소년들과, 현재 가연성 담배 제품을 사용하지 않는 사람들에게 매력적이게 되는 문제가 야기되었다. 게다가, 흡연-대체 장치들을 오랜 기간 사용하는 데 관한 건강에 미치는 효과, 및 특히, 건강 관리 직업들로부터 제기되는, 흡연-대체 장치와 그에 관련된 액체를 사용하는 데 있어서 소비자들에게 유용한 정보의 부족들로 인해 이러한 흡연-대체 장치를 사용하는 데 관한 올바른 결정을 내리지 못하게 하는 데 관한 문제에 관해 현재 진행중인 과학적 논의가 있다. 이러한 문제 중 한 영역은, 현재 시장에서 팔리고 있는 다수의 e-액체의 품질 및 출처에 관한 것이다.

안전 및 품질 문제에 대응하여, EU는 개정된 담배 제품 법령(Tobacco Products Directive: TPD)(담배 및 관련 제품 규정, 2016년)에 동의하였다. 이러한 담배 제품 법령에 따르면, 흡연-대체 장치들에 적용되는 규정은 다음과 같다:

재충전용 리저버, 용기, 저장 탱크, 및 카트리지를 위한 최대 크기를 설정함으로써, 자신도 모르게 니코틴에 노출되는 위험을 제한한다(규정 20.3(a)).

액체 내의 니코틴 농도를 20mg/ml로 제한한다(규정 20.3(b)).

액체 내에 특정 첨가제의 사용을 금지한다(규정 20.3(c)).

액체 제조 시에는 오직 고순도의 재료만을 사용해야 한다(규정 20.3(d)).

모든 재료(니코틴 제외)는 가열되거나 가열되지 않은 형태에서 사람 건강에 위험을 끼쳐서는 안 된다(규정 20.3(e)).

모든 흡연-대체 장치는 정상적인 사용 조건 하에서 일정한 수준의 니코틴 용량을 전달해야 한다(규정 20.3(f)).

모든 제품은 어린이 보호 장치가 구비되어 있고 용이하게 사용할 수 없는 라벨링, 파스너 및 개봉 메커니즘을 포함해야 한다(규정 20.3(g)).

모든 제품은 특정의 안전 및 품질 기준을 충족해야 하며 사용 동안 또는 재충전 동안 제품들이 파열되거나 누출되어서는 안 된다(규정 설명서의 41번째 문단의 끝에서 두 번째 문장 및 맨 마지막 문장).

하지만, 전자담배 사용을 위한 니코틴-함유 제재의 공급 및 제작에 있어서, 이러한 니코틴 용량 조절에도 불구하고, 심지-코일 장치는 본질적으로 가장 기본적인 것이며 그 결과 흡입 시에 상당한 용량 변화가 있을 것이다. 게다가, 이러한 장치는 최종 사용자에 의해 재충전을 필요로 하는데, 위에서 언급한 담배 제품 법령(TPD)이 이를 거의 규제하지 못하거나 아예 규제하지 못하기 때문에, 최종 사용자는, 자체적으로, 가능하다면 불순물이 섞인 액체 제재를 이용함으로써, 자신의 건강과 타인의 건강에 해를 끼칠 수 있다.

이제, 본 발명의 양태 및 실시예들이 기술될 것이다.

제1 양태에서, 히터와 마우스피스를 포함하는 흡입 장치용 조립체가 제공되며, 상기 히터는 기판을 포함하되, 상기 기판은:

기판의 하나 이상의 표면의 제1 영역에 제공된 하나 이상의 저항 요소 부분을 지지하고,

적어도 한 쌍의 접촉부(contact)들을 지지하되, 상기 접촉부들은 각각 접촉부들의 한 단부에서 하나 이상의 저항 요소 부분에 연결되며 기판의 하나 이상의 표면의 제2 영역에 제공되고,

기판의 하나 이상의 표면 또는 맞은편 표면에서 제1 영역에 증착된 일정량의 에어로졸화된 조성물을 지지하며, 저항 가열 요소에 의해 생성된 열은 에어로졸화된 조성물에 직접 또는 간접적으로 전도되어 조성물의 적어도 일부분이 에어로졸화되고,

마우스피스에는 각각의 후방 및 전방 단부에 인접하게 유체 유입부와 유체 배출부가 제공되며, 마우스피스의 내부에서 상기 유체 유입부와 유체 배출부 사이에 유체 연통 수단이 제공되고,

히터는 마우스피스 내에서 접촉부들의 적어도 일부분에 배열되며, 접촉부들의 적어도 일부분은 마우스피스의 후방 단부가 흡입 장치에 연결될 때 접촉부들과 전기 연결되도록 노출되어 접근되고,

에어로졸화된 조성물이 증착되는 기판 표면은 유체 연통 수단 내에 또는 유체 연통 수단에 인접하게 배열되며, 유체가 내부를 통과할 때 동시에 조성물은 에어로졸화되고, 생성된 에어로졸은 유체 연통 수단을 통해 흐르는 유체 내에 함유되는 것을 특징으로 한다.

위에서 기술된 종래 기술의 의료용 흡입기 또는 호흡기 장치에 비해, 조성물을 가열하기 위해 히터를 사용하는 이점은, 이러한 장치가 해당 화합물을 폐 또는 구강으로 전달하기 위해 특별하게 구성될 수 있다는 점이다. 니코틴을 함유하고 있는 조성물에 있어서, 이는 사용자가 향상된 "흡입 느낌" 즉 니코틴의 흡수 속도가 향상된 것을 경험할 수 있다는 것을 의미한다. 그에 따라, 단지 수 회의 흡입만으로도, 니코틴에 대한 갈망을 보다 신속하게 가라 앉히는 데 도움을 줄 수 있으며, 그에 따라 사용자가 니코틴 흡입을 점차적으로 줄이는 데 도움이 될 수 있다.

종래 기술의 전자담배의 히터에 비해, 본 발명의 히터의 추가적인 이점은, 조성물이 기판과 직접적으로 접촉한 상태로 배치될 수 있으며 그에 따라 전도 방식으로 가열될 수 있다는 사실이다. 열은 저항 요소 부분으로부터 조성물로 직접적인 전도 방식으로 전달된다. 히터가 기판의 한 표면에 제공되며 조성물은 맞은편에 배열된 또 다른 표면에 제공되지만 히터가 제공되는 다른 표면과 똑같은 일반적인 영역에 제공되는 한 특정 실시예에서, 히터로부터 나온 열은, 직접적인 전도 방식으로 조성물에 전달되기 전에, 우선 기판의 재료를 통해 전달된다. 두 경우 모두, 히터와 조성물 사이에 공기 간극(air gap)을 위한 공간이 없다. 이는 히터가, 종래 기술의 심지-코일 히터에 비해 훨씬 낮은 온도에서, 필요한 양의 액체를 증발시킬 수 있다는 것을 의미한다. 이에 따라 에너지 효율이 증가되고 히터의 손상이 줄어든다.

조성물이 히터에 제공되면, 히터는 조성물을 가열하여 조성물의 적어도 일부분이 증발되거나 에어로졸화 되도록 구성된다. 통상의 기술자라면, 본 명세서에 기재된 용어 "에어로졸화된 조성물(aerosolized composition)" 및 이와 비슷한 표현들이 에어로졸에만 제한되는 것이 아니라 증기 상태에 있는 조성물도 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

게다가, 히터에 증착된(deposited) 조성물의 양은 히터가 조성물의 필요한 양만큼만 가열하도록 주의하여 조절될 수 있다. 따라서, 에너지 손실, 예를 들어, 전자담배 내의 e-액체를 과도하게 가열함으로써 발생되는 에너지 손실이 없어진다. 그 결과, 본 발명의 히터는 훨씬 작은 열 질량(thermal mass)을 가지며 종래 기술의 히터에 비해 가열시키는 데 사용되는 에너지가 더 적게 요구된다. 이와 함께, 낮은 가열 온도는, 장치의 효율성을 증가시키는 데 도움이 된다. 게다가, 전자담배에서 발생하는 반복적인 가열-냉각 사이클이 방지되는데, 이러한 반복적인 가열-냉각 사이클로 인해, 사용 시에, 장치가 불안정해 질 뿐만 아니라 독성물이 형성될 수도 있다.

바람직하게는, 제1 영역은 기판의 전방 또는 리딩 에지(leading edge)에 보다 근접하게 배열되며, 제2 영역은 기판의 후방 또는 트레일링 에지(trailing edge)에 보다 근접하게 배열되고, 기판은, 후방 또는 트레일링 에지가 마우스피스의 후방 단부에 인접하게 위치되도록 마우스피스 내에 배열되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 접촉부들의 적어도 일부분들이 마우스피스의 후방 단부를 향해 노출되어 접근된다.

조성물이 히터가 제공되는 표면과 동일한 기판 표면에 증착되는 실시예에서, 히터 또는 하나 이상의 저항 요소 부분은 저항 요소 부분의 가열 동안 생성되는 바람직하지 못한 부산물이 조성물과 혼합되는 것을 방지하기 위한 배리어층을 추가로 포함할 수 있다.

어떻게 형성되는 지에 따라, 전류가 제공되어 가열될 때, 몇몇 저항 히터들은 바람직하지 못한 부산물을 릴리스한다(released). 예를 들어, 제조 동안 저항 히터에 첨가되는 화학물질 또는 재료는, 가열 동안 그 밖의 다른 화학물질들과 반응할 수 있는 휘발성 재료들이 잠재적으로 유해한 부산물을 형성하기 때문에, 종종 릴리스된다. 사용자가 이러한 부산물을 흡입하지 않는 것이 바람직하다. 배리어층은, 하나 이상의 저항 히터의 가열 동안 생성되는 바람직하지 못한 부산물이 조성물과 저항 히터 사이에서 장애 또는 물리적 장벽을 제공함으로써, 조성물 또는 에어로졸화된 조성물과 혼합되는 것을 억제한다.

선택적으로는, 배리어층은, 세라믹, 플라스틱 및 유리 중 하나 이상으로부터 선택된 재료로 형성될 수 있다. 이러한 재료들은 유효 배리어층을 제공하는 데 적절한 것으로 밝혀졌다.

조성물이 히터가 제공되는 표면의 맞은편에 있는 기판 표면에 증착되는 대안의 실시예에서, 가열 동안 생성되는 바람직하지 못한 부산물이 조성물과 혼합되는 것을 방지하기 위해 기판 자체가 배리어를 제공한다.

히터는 기판에 의해 지지되는 2개 이상의 접촉부(contact)를 포함할 수 있는데, 2개 이상의 접촉부 각각의 제1 단부는 저항 요소 부분에 연결되고, 2개 이상의 접촉부 각각의 제2 단부는 전력 공급원에 연결되도록 배열된다. 이에 따라, 2개 이상의 접촉부 각각의 제2 단부는 기판과 별개이거나 또는 기판으로부터 이격되어 배열된 전력 공급원에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 단부들은 상호보완적인 커넥터(complementary connector)에 연결되도록 구성된 커넥터의 부분을 형성할 수 있으며, 상기 상호보완적인 커넥터는 다시 전력 공급원에 연결된다.

기판의 한 표면 또는 다른 표면에 접촉부들과 저항 요소 부분이 제공되는 것은, 다양한 상이한 기술, 가령, 스크린 인쇄(screen printing), 얇은 및/또는 두꺼운 필름 인쇄, 레이저 삭마, 또는 이러한 기술들의 몇몇 조합에 의해 구현될 수 있다. 저항 요소 부분 및/또는 접촉부들을 인쇄하면, 종래 기술의 심지 주위에 코일이 감겨지는 느린 수동 공정에 비해, 비용-효율적이며 자동화될 수 있다는 이점이 있다.

선택적으로는, 하나 이상의 저항 요소 부분과 접촉부들은 동일한 재료로 형성될 수 있지만, 하나 이상의 저항 요소 부분은 높은 저항을 가지도록 접촉부들보다 작은 횡단면적을 가진다. 이에 따라 저항 요소 부분과 접촉부들은 단일의 인쇄 단계에서 증착될 수 있다.

선택적으로는, 단일의 인쇄 단계에서 증착되는 재료의 일부분은 예를 들어 레이저 에칭에 의해 삭마되어, 감소된 횡단면적의 영역을 가진 하나 이상의 저항 요소 부분을 형성할 수 있으며, 상기 감소된 횡단면적의 영역은 재료의 나머지 부분보다 상대적으로 높은 저항을 가진다. 상기 단계는, 인쇄 단계를, 저항 요소 부분에 의해 점유되는 전체 면적에 걸쳐, 단일의 인쇄 단계로 줄이며, 임의의 상세 또는 마감질(finishing)은 삭마 단계에 의해 추후에 제공될 수 있다.

대안으로, 저항 요소 부분과 접촉부들은 상이한 재료를 포함할 수 있으며 개별적인 인쇄 단계를 이용하여 기판에 증착될 수 있다. 이에 따라, 공정에 있어서 가요성이 제공되며, 내부에 포함된 다양한 재료 구성요소들의 특성을 변형시킴으로써, 저항 요소 부분 및 접촉부들의 특성이 변경될 수 있다.

하나 이상의 저항 요소 부분은 하나 이상의 저항 요소 부분이 접촉부들에 연결되는 지점들 사이의 직선 거리보다 긴 길이를 가질 수 있다. 이에 따라 저항 요소 부분의 저항이 증가된다. 저항 히터의 저항은 저항 요소 부분의 길이를 변경시킴으로써 조절될 수 있다.

선택적으로는, 하나 이상의 저항 요소 부분은 컨덕터(conductor)들 사이에서 만곡 경로(meandering path)를 따를 수 있다. 이는, 하나 이상의 저항 요소 부분의 공간-효율적인 형상을 제공하는 것으로 밝혀졌다.

선택적으로는, 하나 이상의 저항 요소 부분은 탄소 또는 그 밖의 요소, 가령, 은, 루테늄(ruthenium), 팔라듐(palladium) 중 하나를 포함한다. 탄소는 본 발명의 히터를 위해 적절한 저항 특성을 가진 것으로 밝혀졌다. 다른 한편으로, 은은 탄소에 비해 상대적으로 높은 저항 온도 계수를 가지며, 은을 포함하는 저항 요소 부분을 사용하면, 탄소 단독으로 사용하는 데 비해 저항이 현저하게 증가된다. 이에 따라, 저항 변화 및 저항 요소 부분의 온도 변화를 모니터링 하는 것이 용이하다.

선택적으로는, 히터 저항 요소 부분은 130℃의 온도에서 5 옴 내지 15 옴 사이의 저항을 가질 수 있다. 이는, 온도와 저항 요소 부분을 위해 특히 적절한 저항이, 예를 들어, 종래의 전자담배에 비해, 상대적으로 낮은 작동 온도를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이러한 저항 범위는, 저항이 온도들 사이에서 변경되게 할 수 있으면서, 표준의 리튬 폴리머 배터리를 사용하여, 에너지가 히터에 입력될 수 있게 한다.

히터는 복수의 저항 요소 부분들과 그에 상응하는 개수의 접촉부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 가요성이 제공되어, 히터가 임의의 시간에 작동될 수 있다.

선택적으로는, 컨덕터들은 각각의 복수의 저항 요소 부분들을 위한 접촉부, 및 각각의 복수의 저항 요소 부분들을 위한 공통 대지(common ground)를 형성하는 추가적인 접촉부를 포함할 수 있다.

기판은 실질적으로 강성이거나 실질적으로 평면일 수 있다. 이는 저항 요소 부분의 가열 동안 기판이 변형되는 것을 줄이는 데 도움을 주며 기판을 흡입 장치 내에 삽입하는 데 도움을 주기 위한 힘이 기판에 제공될 수 있게 한다.

선택적으로는, 기판은 세라믹, 플라스틱 또는 유리 중 하나 이상으로부터 선택된 재료를 포함할 수 있다. 이 재료들은, 적어도 열 및 기계적 특성에 있어서, 본 발명의 기판에 특히 적절한 것으로 밝혀졌다.

기판은, 하나 이상의 저항 요소 부분 또는 복수의 저항 요소 부분들을 둘러싸는 영역에서, 예를 들어, 레이저 절삭에 의해 형성된 오목부(indentation)를 포함할 수 있다. 오목부는 저항 요소 부분을 둘러싸는 영역에서 기판의 횡단면적을 감소시키며, 그에 따라 기판을 통해 저항 요소 부분으로부터 나가는 열전달이 감소된다. 이에 따라 저항 히터 하부에 배열된 기판 부분의 열 질량(즉 가열 사이클 동안 가열되어야 하는 기판의 양)이 감소되며, 이는 상기 기판 부분을 가열하는 데 필요한 에너지가 작다는 의미이다. 그에 따라, 히터의 에너지 효율이 증가된다. 또한, 오목부는 본 장치가 저항 히터 영역으로부터 움직이는 것을 방지하도록 제공될 수 있다.

하나 이상의 저항 요소 부분 또는 하나 이상의 접촉부는 퓨즈(fuse)로서 작동하는 감소된 횡단면적의 영역을 가질 수 있는데, 상기 영역은 감소된 횡단면적의 영역을 통해 흐르는 전류가 특정 임계값을 초과하는 경우에 끊어진다(fail). 퓨즈는 히터가 과열되는 것을 방지하는 안전 장치로서 작동한다. 또한, 퓨즈는, 그 밖의 다른 안전 예방조치가 실패했을 경우, 예를 들어, 에어로졸 생성 장치의 전자 또는 소프트웨어 조절이 실패했을 경우에 안전 장치로서 작동한다. 이는, 히터가 의료 장치들에 대한 엄격한 안전 규정들에 부합하는 데 도움을 준다.

에어로졸화된 조성물이 기판에 증착되는 것은, 예를 들어, 스크린 인쇄 기술을 이용하여 제작할 때 수행되며, 기판에는 히터가 제공되고 에어로졸화 되는 조성물이 이미 제공되어 있다. 조성물은 사전결정된 횟수의 용량을 포함할 수 있다. 선택적으로는, 조성물은 니코틴을 포함할 수 있다.

마우스피스는 서로 착탈 가능하게 연결될 수 있는 제1 및 제2 부분을 포함할 수 있다. 마우스피스 제1 부분은 히터를 수용하기 위해 슬롯 또는 리세스를 포함할 수 있다. 히터는 제2 마우스피스 부분을 결부시킴으로써 마우스피스 제1 부분 내의 자리에 고정될 수 있다. 제1 및 제2 마우스피스 부분들이 결부되는 것은, 제1 마우스피스 부분과 제2 마우스피스 부분 중 하나 또는 둘 모두에 제공된 스냅 끼워맞춤(snap fit)에 의해 구현될 수 있다. 마우스피스는 이상적으로는 본체 부분에 릴리스 가능하게 결부될 수 있다(releasably attached).

대부분의 바람직한 실시예들에서, 유입부와 배출부를 연결하는 유체 연통 수단이 마우스피스의 내부에 제공되며, 히터의 하나 이상의 저항 요소 부분이 공기흐름 채널의 배출부 근처에 배열된다. 이는, 배출부를 통해 배출되기 전에, 에어로졸화된 조성물이 공기흐름 채널의 내측 표면에 도달하기 위한 시간을 가질 경우, 에어로졸화된 조성물이 응축될 수 있는 공기흐름 채널의 표면적 및/또는 길이를 감소시킨다.

공기흐름 채널은 상기 공기흐름 채널의 내부에 히터를 수용하기 위한 레일(rail)을 포함할 수 있다. 공기흐름 채널은 히터가 그 사이에 배열될 수 있는 제1 및 제2 부분을 포함할 수 있으며, 제1 부분 내에서 흐르는 공기는 조성물이 증착되는 히터의 표면 위를 흐르고, 제2 부분 내에서 흐르는 공기는 히터의 밑을 흐르며, 조성물이 증착되는 표면에 대해 맞은편에 배열된 기판 표면 위와 밑으로 흐른다.

제1 및/또는 제2 공기흐름 채널 부분은 하나 이상의 평평한 표면에 의해 형성될 수 있는데, 이러한 평평한 표면은 히터를 지나는 층류 형태의(laminar) 공기흐름을 생성하는데 보조하여, 에어로졸화된 조성물이 공기흐름 채널의 내측 표면과 접촉하는 것이 억제된다.

공기흐름 채널은 그 사이에서 흐르는 공기 흐름을 제한하기 위해 수축 오리피스(constriction orifice)를 포함할 수 있다. 공기흐름 채널 내에 수축 오리피스를 제공하면, 공기흐름 채널 내에 압력 강하(pressure drop)가 발생되며, 수축 오리피스 영역에서 공기흐름의 속도를 보다 정밀하게 조절할 수 있게 되어(예컨대, 벤투리 효과에 의해), 히터를 통과하는 공기흐름이 마우스피스에 유입되는 공기흐름에 비해 더 빠르게 이동될 수 있다. 또한, 수축 오리피스는 공기흐름 채널을 통과하는 공기 흐름을 제한하여, 종래의 통상적인 담배를 통해 흡입하는 경험과 비슷한 사용자 경험을 제공한다.

선택적으로는, 수축 오리피스는 히터의 상류에(upstream) 위치될 수 있다. 이에 따라 수축 오리피스로부터 배출되는 난류 공기(turbulent air)가 히터를 통과하는 시간까지 층류로 복귀하기 위한 공간 및 시간이 제공된다.

선택적으로는, 제1 및 제2 공기흐름 채널 부분은 둘 다 수축 오리피스를 포함할 수 있으며, 이상적으로는 수치 및 유체 흐름 특성들이, 제1 및 제2 공기흐름 채널 부분들 내의 공기흐름이 비슷하도록 즉 채널 부분 내에서 흐르는 공기가 일반적으로 똑같은 속도 및 질량 유량(mass flow rate)에서 이동되도록 선택된다.

마우스피스 및 히터 조립체는 함께 교체식 소모 물품을 형성할 수 있는데, 이러한 교체식 소모 물품은 새로이 교체될 때 이미 조성물로 충전되어 있으며 처음에 제공된 모든 조성물이 에어로졸화되고 소모 물품이 사용되고 나면 간단히 폐기될 수 있다.

본 발명의 추가적인 양태에서, 위에서 기술된 마우스피스 및 히터 조립체, 본체 부분을 포함하는 흡입 장치가 제공되는데, 상기 본체 부분은 흡입 장치용 전력 공급원 및 컨트롤 유닛을 포함한다.

이러한 흡입 장치는 조절되고 정확한 용량을 제공할 수 있으며, 최소의 유지보수를 필요로 하고(예컨대, 마우스피스를 세척할 필요가 없음), 더 위생적이다(예컨대, 이전 사용으로 인해 흡입 장치 내에 잔여물이 축적되는 것이 줄어든다). 또한, 이러한 흡입 장치는 마우스피스가 교체될 수 있기 때문에 보다 일정한 수준의 성능(예컨대, 마우스피스 내부가 막히는 것이 방지됨)을 유지할 수 있다.

그 외에도, 이러한 흡입 장치의 본체 부분은 서로 연통하는 유체 유입부와 유체 배출부를 포함할 수 있으며, 유체 배출부는 본체 부분에 연결될 때 마우스피스의 유체 유입부와 협력하여(cooperate) 공기흐름을 완료한다(complete).

선택적으로는, 본체 부분의 유체 유입부는 마우스피스가 자유로이 결부되는 본체 부분의 단부에 근접하게 위치될 수 있다.

이제, 본 발명의 양태들에 따른 하나 이상의 특정 실시예들이 단지 예로서 제공되는 첨부도면들을 참조하여 보다 상세하게 기술될 것이다:
도 1은 종래 기술의 전자담배의 심지-코일 히터의 개략적인 다이어그램.
도 2, 2a는 본 발명의 상이한 실시예들에 따른 히터의 횡단면도로서, 우선, 일정량의 조성물이 히터가 제공된 기판의 동일한 표면에 위치되고, 두 번째로, 히터가 제공되는 맞은편 표에 위치된다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 히터의 개략적인 평면도.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 히터의 개략적인 평면도.
도 5a-5d는 다양한 제작 단계 동안 본 발명의 한 실시예에 따른 히터의 평면도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 흡입 장치의 측면도.
도 7a 및 7b는 각각 분해된 형태와 조립된 형태로 도시된 도 6의 장치를 위한 마우스피스의 측면도.
도 8은 도 6의 라인 A-A를 따라 절단한 도 6의 장치의 횡단면도.
도 9a는 도 6의 흡입 장치의 평면도.
도 9b는 도 9a의 라인 B-B를 따라 절단한 흡입 장치의 횡단면 측면도.
도 10a는 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른 마우스피스의 평면도.
도 10b는 도 10a의 라인 G-G를 따라 절단한 마우스피스의 횡단면 측면도.
도 10c는 도 10a의 화살표(H) 방향으로 도시된 마우스피스의 배면도.

도 2는 저항 가열 요소(14)와 기판(12)을 포함하는 본 발명에 따른 흡입 장치용 히터(10)를 도시하는데, 저항 가열 요소(14)는 기판(12)의 한 부분에 의해 지지된다. 저항 요소 부분은 접촉부(도시되지 않음)들에 의해 전력 공급원(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 배리어층(16)이 기판(12)의 한 부분과 저항 요소 부분(14) 상부에 배열된다. 히터(10)는 일정량의 조성물(18)과 함께 도시되는데, 상기 조성물(18)은 배리어층(16) 상에 증착된다(deposited).

전류가 저항 요소 부분(14)을 통해 흐르면, 저항 요소 부분(14)의 온도는 증가되고 열이 배리어층(16)을 통해 조성물(18)로 전달된다. 조성물(18)의 적어도 한 부분이 증발되고 히터(10) 위의 공기로 흩어진다. 조성물(18)이 히터로부터 증발되면 조성물은 냉각되며, 증발된 조성물 중 일부 조성물은 응축되어 공기 중에 현탁된 조성물의 액체 방울을 형성하여 즉 에어로졸화(aerosolized) 될 것이다. 상기 에어로졸화된 조성물이 사용자에 의해 흡입될 수 있다.

배리어층(16)은 기판의 한 부분과 저항 요소 부분 상에 밀봉부(seal)를 제공하며, 저항 히터 요소가 가열될 때 생성될 수 있는 바람직하지 못한 부산물이 조성물(18)과 혼합되거나 증발되는 것을 억제되고 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸화된 조성물과 혼합되는 것이 억제된다.

오목부(20)들이 기판(12)에서 저항 히터 요소(14)의 한 측면 가까이에 형성된다. 도 2의 횡단면도에는 도시되지 않았지만, 저항 요소 부분(14)의 한 측면에 도랑(trench)을 형성하기 위해, 오목부(20)들이 횡단면 평면 안으로 들어가는 방향과 횡단면 평면으로부터 나오는 방향으로 연장된다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 추가적인 오목부(도시되지 않음)들이 횡단면 평면에 평행하게 저항 요소 부분(14)의 다른 두 측면 가까이에 형성될 수 있다. 오목부 또는 도랑은 하나 이상의 저항 요소 부분(14)을 둘러싸는 영역에 형성된다. 오목부(20)들은 기판(12)의 횡단면적을 감소시키며 그에 따라 오목부(20) 영역에서 기판을 통해 전달되는 열전달을 줄인다. 이에 따라, 저항 요소 부분(14)의 하부에 배열된 기판(12) 영역을 위해 일정 수준의 열 분리(thermal isolation)가 제공되며 열이 전체 기판을 통해 분산되는 것이 억제된다. 이는 임의의 특정 가열 사이클 동안 저항 요소 부분(14)에 의해 생성된 기판(12)의 용적(volume) 즉 히터(10)의 열 질량(thermal mass)을 감소시킨다. 열이 기판(12)에서 적게 분산되면, 보다 많은 열이 조성물(18)로 전달되고, 그에 따라 히터(10)의 열효율이 향상된다.

히터(10)는, 예를 들어, 레이저 절삭 공정을 이용함으로써, 기판(12)을 제공하고 저항 요소 부분(14)이 지지되는 영역에 오목부(20)들을 형성함으로써 제조될 수 있다. 그 뒤, 저항 요소 부분(14)이 스크린 인쇄 공정(screen printing process)을 이용하여 오목부(20)들에 의해 둘러싸인 영역에 증착될 수 있다. 이는 기판에 적절한 저항을 가진 두꺼운 필름의 전도성 잉크를 증착시킨다. 접촉부(도시되지 않음)들이 기판에 제공될 수 있다면, 이들은 스크린 인쇄 공정을 이용하여 기판(12)에도 증착될 수 있다. 스크린 인쇄는 접촉부들과 저항 요소 부분을 증착시키는 비용-효율적이며 자동화된 방법을 제공한다. 접촉부들은 저항 요소 부분(14)보다 높은 전도성을 가질 것이다. 스크린 인쇄된 특징부들의 윤곽(outline)을 다듬기 위하여 에칭 공정(etching process)이 사용될 수도 있다.

기판(12)은 세라믹으로 형성된다. 하지만, 통상의 기술자는, 가령, 플라스틱 또는 유리와 같은 재료 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 기판의 크기는 길이가 15mm, 폭이 10mm, 두께가 0.5mm이며, 이는 종래의 예비-담배(pre- cigarette)의 심지-코일 히터에 비해 상대적으로 작다. 이는 히터(10)의 열 질량을 줄여서 열 효율을 향상시키는 데 도움이 된다. 통상의 기술자라면 기판이 그 밖의 다른 적절한 크기를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

저항 요소 부분(14)을 형성하기 위해 사용되는 전도성 잉크는 탄소 입자 및 은 입자를 포함한다. 그 밖의 다른 구성요소들은 수지 또는 결합제 및 용매를 포함할 수 있다. 하지만, 통상의 기술자라면 그 밖의 다른 혼합물도 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

접촉부들을 형성하기 위해 사용되는 전도성 잉크는 전도성 입자, 예컨대, 금속성 입자를 포함한다. 하지만, 통상의 기술자라면 그 밖의 다른 타입의 입자, 예컨대, 그래파이트(graphite) 입자도 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

전도성 잉크의 상기 조성물들은 특정 스크린 인쇄 공정에 적용될 수 있거나 또는 특정 배열방향/레이아웃의 레지스터(resistor) 형태 또는 크기를 위한 원하는 저항을 구현하기 위해 적용될 수 있다.

저항 히터 요소(14) 및 접촉부들이 기판(12)에 스크린 인쇄되고 나면, 히터는 임의의 휘발성 용매들이 빠져 나가는 가열 공정을 거칠 것이다. 그 뒤, 히터는 전도성 잉크의 전도 또는 저항 구성요소를 소결시키기 위해 높은 온도에서 소결 공정을 거칠 수 있다.

배리어층(16)은 저항 요소 부분(14)과 기판(12)에 열 용접되는 한 층의 유리로 형성된다. 하지만, 통상의 기술자라면, 배리어층(16)이, 바람직하지 못한 부산물이 배출되는 것을 억제하는 효율적인 밀봉부를 형성하는 임의의 적절한 재료, 가령, 세라믹 또는 플라스틱 또는 이들의 임의의 조합으로 형성할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

또한, 제작 동안, 에어로졸화 되어야 하는 조성물은, 히터가 조성물로 미리-충전되어(pre-charged) 제공되도록, 히터(10)에 증착될 수 있다. 또한, 이러한 조성물은 히터(10)에 스크린 인쇄될 수 있다.

반면, 도 2a(도 2에 표시된 도면부호들과 비슷한 도면부호들이 사용됨)에서, 히터(10)는 뒤집힌 상태로 배열되어, 히터의 저항 요소 부분들은, 이제, 바닥에서, 기판(12)의 하부를 향하는 표면(12a) 즉 기판의 제1 표면에 제공되고, 일정량의 조성물(18)은 기판(12)의 상부 또는 위를 향하는 표면(12b) 즉 맞은편에 배열된 제2 표면에 증착된다. 이에 따라, 기판 자체는 히터의 저항 요소 부분(14)과 조성물(18) 사이의 배리어를 제공하지만, 그로부터 나온 열은 기판(12)을 통해 조성물로 직접 전달되어 조성물을 에어로졸화 시키고 에어로졸이 상부의 공기에 분산되도록 생성되게 한다. 오목부(20)들은 기판(12)에서 저항 요소(14)의 한 측면 가까이에 형성될 수 있다.

위에서 언급한 것과 같이, 다양한 타입의 전도성 잉크는 접촉부와 저항 요소 부분들을 형성하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 저항 요소 부분을 형성하기 위해 탄소-계 잉크가 사용될 수 있으며, 접촉부를 형성하기 위해 전도성 요소, 가령, 금속 또는 그래파이트를 포함하는 잉크가 사용될 수 있다. 그 밖의 구성요소들은 잉크가 인쇄될 수 있게 하는 용매를 포함할 수 있다. 또한, 저항 요소 부분과 접촉부를 모두 인쇄하기 위해 한 잉크가 사용될 수도 있다. 세라믹 및 유리 잉크 모두, 저항성을 제공하는 유리상(glass phase) 및 높은 저항 계수와 전도성을 제공하는 금속 상태(metallic phase)를 포함한다. 금속 상태는, 예를 들어, 은, 루테늄, 팔라듐 또는 그 밖의 적절한 금속과 같은 요소를 포함할 수 있다. 전도성 잉크의 조성물들은 특정 스크린 인쇄 공정에 적용될 수 있거나 또는 특정 배열방향/레이아웃의 레지스터 형태 또는 크기를 위해 원하는 저항을 구현하도록 적용될 수 있다. 저항 히터 요소 부분(14)과 접촉부들이 기판(12)에 인쇄되고 나면, 기판 및 인쇄된 히터는 용매를 증발시키기 위해 가열 공정을 거칠 것이며, 그 뒤에 추가적인 가열 공정이 유리를 용융시키고 금속을 소결시키도록 사용될 수 있다.

도 3 및 4는 상이한 제작 공정을 이용하여 형성될 수 있는 본 발명에 따른 히터의 추가적인 실시예들을 도시한다. 상기 도면들은 단지 개략도란 사실에 유의해야 한다. 명확성을 위해, 특정의 특징부, 가령, 오목부 및 배리어층이 삭제되었다. 하지만, 통상의 기술자라면, 이러한 삭제된 특징부, 및 그 밖의 다른 특징부들이 상기 기술된 실시예들과 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 3을 보면, 히터(100)는 기판(112), 저항 요소 부분(114) 및 2개의 접촉부(113)들을 포함한다. 저항 요소 부분(114) 및 접촉부(113)들은 상이한 재료들로 형성되는데 즉 이들은 상이한 조성물, 예를 들어 위에 기술된 조성물을 가지며, 접촉부(1130)들은 저항 요소 부분(114)보다 더 큰 전도성을 지닌다. 그에 따라, 저항 요소 부분(114) 및 접촉부들이 개별적인 인쇄 단계에서 증착된다. 한 인쇄 단계는 저항 요소 부분(114)를 형성하기 위해 저항 전도성 잉크를 더 많이 증착시키고, 또 다른 인쇄 단계는 접촉부(113)들을 형성하기 위해 저항 전도성 잉크를 더 많이 증착시킬 것이다. 저항 요소 부분(114)이 먼저 증착되고 접촉부(113)들이 그 다음에 증착되거나 또는 그 반대로, 접촉부(113)들이 먼저 증착되고 저항 요소 부분(114)들이 그 다음에 증착될 수도 있다.

히터(100)의 접촉부(113)들 중 하나는 퓨즈(fuse)로서 작동하는 감소된 횡단면적의 영역(122)을 가지는데, 영역(122)은 상기 영역을 통해 흐르는 전류가 특정 임계값을 초과하는 경우에 끊어진다(fail). 감소된 횡단면적의 영역을 형성하는 것은 인쇄 공정의 일부분으로서 단순히 상기 패턴을 기판에 인쇄함으로써 수행될 수 있으며, 이에 따라 히터(100)에 추가적인 구성요소를 추가할 필요가 없다. 대안으로, 퓨즈는 삭마 공정(ablative process), 가령, 레이저 절삭 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 퓨즈는 히터(100)가 과열되는 것을 방지하는 안전 장치로서 작동한다.

도 4를 보면, 히터(200)는 기판(212), 저항 요소 부분(214) 및 접촉부(213)를 포함한다. 저항 요소 부분(214) 및 접촉부(213)들은 동일한 재료, 즉 동일한 전도성 잉크로 형성된다. 상기 전도성 잉크는 일반적으로 저항 히터 요소만을 인쇄하도록 사용되는 전도성 잉크보다 큰 전도성을 지니거나 혹은 위에서 언급한 2개의 조성물 사이의 전도성을 지닌 조성을 포함할 수 있다. 저항 요소 부분(214)은 전도성 잉크의 인쇄된 트랙(printed track)을 제공함으로써 형성되는데, 전도성 잉크의 인쇄된 트랙은 높은 저항을 가지도록 상기 인쇄된 트랙의 나머지 부분보다 얇은 폭 또는 두께 또는 작은 횡단면적을 가진다. 인쇄된 트랙의 나머지 부분 즉 넓은 폭 또는 두께 또는 큰 횡단면적을 가진 부분은 접촉부(213)들을 형성한다.

또한, 저항 요소 부분(214)의 저항은, 저항 히터 요소를 저항 요소 부분(214)이 접촉부(213)들에 연결되는 X 및 Y 지점들 사이의 직선 거리보다 길게 만듦으로써, 접촉부(213)들의 저항에 대해 증가될 수 있다. 이는 저항 요소 부분(214)을 만곡 또는 주름 패턴으로 제공함으로써 구현된다.

저항 요소 부분(214)과 접촉부(213)들을 동일한 재료로 형성함에 따라, 상기 특징부들은 단일의 인쇄 단계에서 기판(212)에 증착될 수 있다. 저항 요소 부분(214)의 패턴은 기판에 인쇄될 수 있거나 저항 히터 요소(214)는 커다란 블록(block)으로서 인쇄될 수 있으며 이러한 패턴은, 예를 들어, 레이저 에칭 또는 절삭 공정을 이용하여, 저항 히터 블록의 한 부분을 삭마(ablating)함으로써 구현될 수 있다.

도 3 및 4에서, 접촉부(113 및 213)들은 각각 기판(112 및 212)의 에지(edge)까지 연장되어 끝을 이룬다(terminate). 이는, 히터(100 및 200)가 히터로부터 별개이거나 히터로부터 멀리 이격되어 위치된(remote) 전력 공급원(도시되지 않음)에 연결될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 기판(112 및 212)의 에지는 접촉부(113 및 213)들이 전력 공급원에 연결되어 접촉되도록 커넥터 내에 삽입될 수 있다.

도 5a-5d는 다양한 제작 단계 동안 본 발명의 히터를 도시한다. 우선, 도 5a를 보면, 히터(500)가 기판(512)을 포함하는데, 기판(512)은 기판(512)의 표면에 형성된 일련의 오목부(520)들을 가진다. 히터(500)는 기판(512)의 한 단부에서 2 x 2 형상으로 배열된 4개의 저항 히터 요소(도 5a에는 도시되지 않음)를 지지하도록 구성된다. 오목부(520)들은 각각의 저항 요소 부분들을 둘러싸는 영역에 배열된다. 모든 오목부(520)들이 함께 결합되는 것은 아니며, 그에 따라 오목부들 중 몇몇 오목부들 사이에는 틈(gap)이 생성되고 상기 틈에서 기판(512)은 전체 두께를 가진다. 이는 4개의 저항 요소 부분들의 영역에서 기판(512)이 전체적으로 약화되는(weakening) 것을 방지하기 위한 것이다. 오목부(520)들은 적절한 삭마 공정, 예를 들어, 레이저 에칭 또는 절삭 공정에 의해 형성될 수 있다.

도 5b는 접촉부(513i-315v)들이 기판(512)에 배열되는 도 5a의 기판을 도시한다. 접촉부(513i-513v)들은 스크린 인쇄 공정을 이용하여 증착된다. 각각의 접촉부(513i-513v)들의 제1 단부는 기판(512)의 한 단부에서 저항 요소 부분(도 5b에 도시되지 않음)에 연결되도록 배열된다. 컨덕터(513iii)는 공통 대지 연결부(common ground connection)로서 구성되며 제1 단부에서 각각의 저항 요소 부분들에 연결되도록 배열된다. 컨덕터(513iii)는 저항 히터 요소들과 접촉부(513i-513v)들의 중앙에 배열되며, 이는 각각의 저항 요소 부분들에 연결될 수 있는 가장 편리한 배열이다. 접촉부(513i, 513ii, 513iv 및 513v)들은 그들의 제1 단부들에서 4개의 저항 요소 부분들 중 각각에 연결되도록 배열된다.

접촉부(513i-513v)들의 제2 단부는 저항 히터 요소들이 위치되는 단부의 맞은편에 있는 기판(512)의 단부에서 각각의 접촉 패드(513a-513e) 열에서 끝을 이룬다. 접촉 패드(513c)는, 각각의 저항 히터 요소가 컨덕터(513iii)에 의해 대지 전위(ground potential)에 연결될 수 있도록, 전력 공급원의 공통 대지 또는 음의 전위(negative potential)에 연결되도록 구성된다. 접촉 패드(513a, 513b, 513d 및 513e)들은, 전위차(potential difference)가 공통 대지 컨덕터(513iii)와 접촉부(513i, 513ii, 513iv 및 513v)들 중 하나에 의해 각각의 저항 요소 부분들에 걸쳐 생성될 수 있도록, 전력 공급원에 연결되도록 구성된다.

도 5c는 4개의 저항 히터 요소(514i-514iv)들을 지지하는 기판(512)을 도시한다. 이 도면에서, 접촉부(513i-513v)들은 명확성을 위해 도시되지 않는다. 저항 히터 요소(514i-514iv)들은 기판(512)의 한 단부에서 2 x 2 패턴으로 배열된다. 각각의 저항 요소 부분(514i-514iv)들은 일련의 오목부(520)들에 의해 둘러싸인다. 저항 요소 부분(514i-514iv)들은 스크린 인쇄 공정을 이용하여 증착된다.

도 5d는 기판(512), 접촉부(513i- 513v), 저항 요소 부분(514i-514iv), 배리어층(516) 및 각각의 저항 요소 부분(514i-514iv)들에 증착된 니코틴을 함유하는 조성물(도시되지 않음)을 포함하는 완전히 조립된 히터(500)를 도시한다. 각각의 저항 요소 부분(514i-514iv)들은 공통 대지 컨덕터(513iii)와 접촉부(513i, 513ii, 513iv 및 513v)들 중 각각에 연결된다. 전위차가 저항 히터 요소(514i-514iv)들 중 하나에 생성되면, 전류가 저항 요소 부분을 통해 흐르고, 그에 따라 저항 요소 부분이 작동되어 온도가 상승되게 한다. 예를 들어, 접촉 패드(513a)에 양의 전위가 제공되고 접촉 패드(513c)에는 대지 또는 음의 전위가 제공되면, 저항 히터 요소(514i)가 작동되어 열을 생성하게 된다. 따라서, 각각의 저항 요소 부분(514i-514iv)들은, 접촉 패드(513a, 513b, 513d 및 513e) 중 임의의 하나에 양의 전위를 제공하고, 접촉 패드(513c)에 대지 전위를 제공함으로써, 독립적으로 작동된다.

배리어층(516)은 접촉부(513i-513v)들의 부분과 저항 요소 부분(514i-514iv)들에 걸쳐 밀봉부를 제공한다. 배리어층(516)은 도 5d에 도시된 지점(R, S, T, U)들에 의해 표시된 히터(500)의 영역에 걸쳐 연장된다. 지점(T, U, V, W)들에 의해 표시된 히터 영역은 배리어층에 의해 덮히지 않으며 접촉 패드(513a-513e)들을 단열하지 않고 이들이 전력 공급원에 전기 연결되게 한다.

니코틴을 함유하는 조성물(도시되지 않음)은 각각의 저항 요소 부분(514i-514iv)들의 배리어층(516)의 상측에 증착된다. 이 조성물들은 총 0.5mg의 니코틴을 함유한다(40% 농축도로). 조성물을 증착하기 위하여 스크린 인쇄 공정이 사용되었지만, 통상의 기술자라면 그 밖의 다른 증착 방법들도 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 각각의 저항 요소 부분(514i-514iv)들 상에 증착된 니코틴을 함유하는 조성물의 양은 매 흡입마다 1회 또는 다회의 니코틴 용량(dose)을 포함할 수 있다.

도 6은 마우스피스(632)와 본체 부분(630)을 포함하는 본 발명에 따른 흡입 장치(600)를 도시한다. 마우스피스(632)는 본체 부분(630)에 릴리스 가능하게 결부될 수 있다(releasably attachable). 게다가, 마우스피스(632)는 제작 동안 조립되는 개별의 제1 및 제2 부분(632a 및 632b)으로 형성된다. 하지만, 통상의 기술자라면 흡입 장치(600)가 일체형으로, 예컨대, 단일의 튜브로 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 7a는 분해된 형태로 도시된 마우스피스(632)이다. 제1 마우스피스 부분(632a)은 도 5d의 히터(500)를 수용하기 위한 슬롯 또는 리세스(도시되지 않음)를 가진다. 제작 동안, 히터(500)는 제1 마우스피스 부분(632a)의 슬롯 또는 리세스 내에 삽입되며 제2 마우스피스 부분(632b)을 제1 마우스피스 부분(632a)에 결부시킴으로써 그 자리에 고정된다. 제2 마우스피스 부분(632b)은 제2 마우스피스 부분(632b)의 한 면에서 커넥터(634)들을 스냅-핏(snap fit) 방식으로 제1 마우스피스 부분(632a)에 결부된다.

도 7b는 조립된 형태로 도시된 마우스피스(632)이다. 히터(500)는 마우스피스(632) 내에 견고하게 고정된다. 위에 기술된 것과 같이, 히터(500)는 저항 요소 부분들에 증착된 니코틴을 함유하는 조성물을 포함하며, 따라서, 마우스피스(632)는 흡입 장치(600)의 본체 부분(630)에 릴리스 가능하게 연결될 수 있는 교체식 소모 물품을 포함한다.

도 8은 도 6의 라인 A-A를 따라 절단한 흡입 장치(600)의 횡단면도이다. 히터(500)를 포함하는 마우스피스(632)는 본체 부분(630)에 연결된다. 마우스피스(632)가 연결되는 본체 부분(630)의 단부는 히터(500)의 접촉 패드(513a-513e)들 각각에 전기 접촉하도록 배열된 다수의 접촉 핀(636)들을 포함한다.

본체 부분은 전력 공급원(도시되지 않음)을 수용하기 위한 제1 내부 공간(638)과 저항 요소 부분(514)들의 전기 작동을 조절하기 위한 컨트롤 유닛(도시되지 않음)을 포함하는 제2 내부 공간을 가진다. 접촉 핀(636)들은 컨트롤 유닛에 의해 전력 공급원에 연결된다. 사용자가 히터(500)를 작동할 수 있게 하기 위해 버튼(648)이 본체 부분(630)에 제공된다. 대안으로, 통상의 기술자라면, 사용자의 흡입에 응답하는 센서가 히터를 작동시키도록 작동될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

마우스피스(632)는 히터(500)가 마우스피스(632)에 장착될 때 저항 요소 부분(514)들에 배열되는 채널(642)들을 가진다. 채널(642)들은 마우스피스(632)의 공기 배출부(644)와 본체 부분(630)에 배열된 공기 유입부(도시되지 않음)와 유체 연통된다(fluid communication). 공기흐름을 가속시키고 채널의 상기 영역에서 압력 강하를 제공하기 위해, 수축부(646)가 채널(642) 내에서 저항 요소 부분(514)들 바로 앞에 배열된다. 이는 에어로졸화된 조성물이 공기흐름에 수분되는 것을 보조한다.

도 6 내지 8의 장치(600)는 매우 정밀하며 인간 약물 규정의 요건들에 부합되도록 구성되며, 따라서 이러한 장치는 니코틴 대체 테라피(nicotine replacement therapy)로서 적절하다.

사용 시에, 사용자는 흡입 장치(600)의 마우스피스(632) 주위에 자신의 입술을 밀폐시켜 흡입할 것이다. 공기 배출부(644)에 의해 흡입 장치로부터 배출되기 전에, 공기가 저항 요소 부분(514) 영역에서 히터(500) 상에서 채널(642)을 통해 공기 유입부 안으로 빨려온다. 흡입하는 동시에, 사용자는 버튼(648)을 눌러서 히터(500)를 작동시킨다. 전달되어야 하는 용량에 따라, 컨트롤 유닛은 전류를 상기 저항 요소 부분(514)들을 통해 안내하여 열을 생성하도록 함으로써 하나 이상의 저항 요소 부분(514)들을 작동시킬 것이다. 하나 이상의 저항 요소 부분들 상에 증착된 조성물 중 적어도 일부분은 증발되며 히터(500) 상에 에어로졸화된 조성물을 형성하여 이동하는 공기흐름 내에 포함된다. 조성물이 히터와 직접 접촉되기 때문에, 필요한 양의 조성물의 에어로졸화는, 통상 300℃ 주위로 가열되는 종래의 심지-코일 히터에 비해, 훨씬 낮은 온도, 즉 140℃에서 구현될 수 있다. 에어로졸화된 조성물은 사용자에 의해 배출부(644)를 통해 흡입된다. 그 뒤, 장치는 그 다음 흡입을 위한 준비 과정으로 재설정된다.

이제, 도 9a 및 9b를 보면, 흡입 장치(600)는 본체 부분(630)의 상측 표면에 배열된 공기 유입부(650)와 함께 도시된다. 공기 유입부(650)는 흡입 장치(600)의 중앙 종축으로부터 횡방향으로 이격되어 배열되며(laterally spaced apart) 마우스피스(632)가 본체 부분(630)에 결부되는 영역에 위치된다. 도 9b는 도 9a의 라인 B-B를 따라 절단한 흡입 장치(600)의 횡단면 측면도이다. 공기 유입부(650)는 마우스피스(632)와 유체 연통되며 공기는 배출부(702)를 통해 흡입 장치(600)로부터 배출된다(배출부(702)의 일부분이 도 9b에 도시됨). 공기흐름 채널이 본체 부분(630) 상에서 공기 유입부(650)로부터 마우스피스(632)의 배출부(702)로 통과한다. 마우스피스(632)를 통해 통과하는 공기흐름 채널의 주된 부분은 도 9b에 도시되지 않는데, 그 이유는 장치의 중앙 종축에 근접하게 즉 도 10a의 라인 G-G 영역에서 통과하기 때문이다.

도 10a를 보면, 도 10a는 마우스피스(632) 단독의 평면도로서, 즉 본체 부분(630)으로부터 분리된 마우스피스(632)의 평면도이다. 도 10b는 도 10a의 라인 G-G를 따라 절단한 마우스피스의 횡단면도이다. 공기는 마우스피스(632)의 후방에서 개구(720)에 의해 마우스피스(632)에 유입되며, 상기 개구(720)는 공기 유입부(650)와 유체 연통된다(도 9a 및 9b 참조). 공기는 유체 통로 또는 공기흐름 채널에 의해 마우스피스(632)를 통해 배출부(702)로 흐른다. 공기흐름 채널을 통과하는 공기흐름은 도 10b에서 점선(722a 및 722b)으로 표시된다.

히터(703)가 공기흐름 채널 내의 마우스피스(632) 안에 배열된다. 히터(703) 근처에서, 공기흐름 채널은 제1 공기흐름 채널 부분(724a)과 제2 공기흐름 채널 부분(724b)을 포함한다. 제1 공기흐름 채널 부분(724a)은 공기흐름의 한 부분(점선(722a)으로 표시된)이 저항 요소 부분(705)들과 히터(703)의 제1의 상부를 향하는 표면(703a)을 지나 그 위로 가게끔 안내하도록 배열된다. 저항 요소 부분(705)들은 마우스피스(632)의 배출부(702)의 근처에 또는 가까이에 히터(703)의 하류 단부에 위치된다. 제2 공기흐름 채널 부분(724b)은 공기흐름의 한 부분(점선(722b)으로 표시된)이 히터(703)의 제2의 하부를 향하는 표면(703b)를 지나 그 밑으로 가게끔 안내하도록 배열된다. 제1 및 제2 공기흐름 채널 부분(724a 및 724b)의 상측 및 하측 표면은 각각 공기흐름이 저항 요소 부분(705)들을 지나 층류 형태로(laminar) 흐르도록 평평하다.

히터(703)는 마우스피스의 종축에 평행하게 배열된 레일(726)들 상에 지지되고 히터를 공기흐름 채널 내의 중앙 영역에 고정시켜, 공기는 히터(703)의 상부 및 하부에서 흐를 수 있다. 돌출부(728a 및 728b)들은 각각 제1 및 제2 공기흐름 채널 부분(724a 및 724b)의 상측 및 하측 표면들로부터 연장되며 히터(703)를 마우스피스(632) 내에 고정시키는 데 도움을 주기 위해 상류 단부 가까이에서 히터(703)와 접촉된다. 각각의 돌출부(728a 및 728b)들은 돌출부를 통과하는 수축 오리피스(constriction orifice) 또는 채널 수축부(도 10b에는 도시되지 않음, 도 10c 참조)를 가진다. 수축 오리피스의 목적은, 돌출부(728a 및 728b)들 영역에서 공기흐름을 제한함으로써 흡입에 대한 저항을 증가시키고, 일반적인 담배 제품들을 이용하는 흡연자들을 위해 흡입 장치(600)에 보다 현실적인 느낌을 제공하기 위한 것이다. 돌출부(728a 및 728b)들은, 수축 오리피스로부터 배출되는 난류 공기(turbulent air)가 저항 히터 요소(705)들을 통과하는 시간까지 층류로 복귀하기 위한 공간을 가지도록, 저항 히터 요소(705)들의 충분히 상류 위치에 위치된다. 층류는 에어로졸화된 조성물이 공기흐름 채널의 표면에 접촉하는 것을 억제하는 데 도움이 되는데, 이는 에어로졸화된 조성물이 본 장치를 통과하여 유선형 흐름 형태로 흐르려는 경향이 있기 때문이다.

도 10c는 마우스피스(632)의 배면도로서, 도 10a의 화살표(H) 방향으로 도시된 도면이다. 마우스피스(632)는 공기흐름 채널을 2개로 분리하는 중앙 수직 분리 벽(730)을 가진다. 분리 벽(730)의 좌측에 있는 마우스피스(632)의 부분은 실질적으로 분리 벽(730)의 우측에 있는 마우스피스(632)의 부분의 거울상이다. 마우스피스(632)의 좌측에 있는 부분은 분리 벽(730)의 우측에 있는 마우스피스(632)의 특징부들과 동일하다.

도 10c에서 볼 수 있듯이, 돌출부(728a 및 728b)들은 마우스피스(632) 내에 고정하는 데 보조하도록 히터(703)와 접촉된다. 각각의 돌출부(728a 및 728b)들은 돌출부를 통과하는 수축 오리피스(732)를 가진다. 수축 오리피스는 반원 형태를 가지며, 그 밖의 다른 임의의 적절한 형태도 사용될 수 있다. 수축 오리피스(732)의 크기 또는 직경은, 위에 기술된 것과 같이 돌출부(728a 및 728b)의 영역에서 공기흐름을 제한하기 위해, 수축 오리피스가 위치되는 공기흐름 채널의 크기보다 작다.

사용 시에, 사용자는 마우스피스(632)를 자신의 입에 배치하여 흡입 장치(600)를 통해 흡입한다. 공기가 공기 유입부(650)를 통해 내부로 유입되고 공기흐름 채널을 통해 마우스피스(632)의 배출부(650)로 빠져나간다. 센서(도시되지 않음)가 공기흐름 채널 내의 압력 강하를 탐지하기 위해 제공될 수 있으며, 저항 히터 요소(705)들을 작동하거나 가열하기 위해 신호를 전송하여 회로를 제어할 수 있다. 하지만, 통상의 기술자라면, 저항 히터 요소(705)들을 작동시키기 위해 센서 대신에, 사용자에 의해 눌러지는 버튼(예컨대, 버튼(648), 도 8 참조)이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 작동되고 나면, 저항 히터 요소(705)들로부터 나온 열은 저항 히터 요소(705)들 위에 배열된 조성물에 전달된다. 조성물의 적어도 일부분은 증발되어 에어로졸화된 조성물을 형성하며, 상기 에어로졸화된 조성물은 히터(703)의 상측 제1 표면(703a) 위로 통과하는 공기흐름에 포함되어 사용자에 의해 흡입된다.

저항 히터 요소(705)들이 배출부(702) 근처 또는 가까이에 있는 히터(703)의 하류 단부에 위치되기 때문에, 응축물이 형성되기 위해서는, 공기흐름 채널의 표면적 또는 길이 및/또는 시간이 불충분하다. 그에 따라, 니코틴을 함유하는 조성물의 많은 부분이 사용자에 도달된다. 게다가, 이에 따라 사용자가 흡입할 때 불쾌할 수 있는 마우스피스(632) 내에 응축 방울이 형성되는 것이 억제된다.

상기 기술된 실시예에서, 공기흐름은 히터(703)의 상측 표면 위로 통과되며 공기흐름 채널의 한 부분 즉 제2 공기흐름 채널 부분(724b)은 히터(703) 밑에 위치된다. 본 발명의 발명자들에 따르면, 하측의 제2 공기흐름 채널 부분(724b)은 에어로졸화된 조성물이 마우스피스와 기판의 하측 표면에 응축되는 것을 억제하는 데 도움이 된다는 사실이 밝혀졌다.

사용자가 흡입할 때, 공기는 수축 오리피스(732)들을 통해 유입되어야 한다. 위에서 논의된 것과 같이, 수축 오리피스는 공기흐름을 제한함으로써 흡입에 대한 저항이 증가시키고 일반적인 담배 제품들을 이용하는 흡연자들을 위해 흡입 장치(100)에 보다 현실적인 느낌을 제공한다. 수축 오리피스(732)가 상측의 제1 공기흐름 채널 부분(724a)과 하측의 제2 공기흐름 채널 부분(724b)에 위치되고, 상측 및 하측 공기흐름은 동등하게 제한되며 즉 두 공기흐름 모두 일반적으로 똑같은 속도 및 똑같은 질량 유량(mass flow rate)에서 이동된다. 이는 공기가 장치를 부드럽게 통과할 수 있도록 보조하여, 응축물이 형성되는 것을 추가로 억제한다.

본 발명은 다음 실시예들 중 한 실시예 또는 하나 또는 그 이상의 실시예들의 조합에 의해 기술될 수 있다:

실시예 1. 흡입 장치용 히터로서, 상기 히터는 사용자에 의해 흡입을 위해 에어로졸화된 조성물을 생성하기 위해 조성물을 가열하도록 구성되는 흡입 장치용 히터에 있어서, 상기 히터는:

기판;

상기 기판에 의해 지지되는 하나 이상의 저항 히터 요소를 포함하되, 하나 이상의 저항 히터는 전력 공급원에 연결될 수 있도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

실시예 2. 실시예 1에 있어서, 히터는 하나 이상의 저항 히터 요소의 가열 동안 생성되는 바람직하지 못한 부산물이 조성물과 혼합되는 것을 방지하기 위한 배리어층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. 한 대안의 실시예에서, 기판 자체는 배리어층으로 구성될 수도 있다. 상기 대안의 실시예에서, 하나 이상의 저항 히터 요소는 기판의 제1 표면에 의해 지지되며, 맞은편에 있는 기판의 제2 표면은 조성물을 수용하기 위해 배열된다.

실시예 3. 실시예 2에 있어서, 배리어층은 하나 이상의 저항 히터 요소의 적어도 한 부분 위에 위치되도록 배열되는 것을 특징으로 한다. 배리어층 및/또는 기판은 세라믹, 플라스틱 및 유리 중 하나 이상으로부터 선택된 재료로 형성될 수 있으며, 기판은 강성(rigid)일 수 있고, 하나 이상의 저항 히터 요소 또는 복수의 저항 히터 요소를 둘러싸는 영역에서 하나 이상의 오목부(indentation)를 추가로 포함할 수 있다. 오목부들은 레이저 절삭에 의해 형성될 수 있다.

실시예 4. 실시예 1 내지 3 중 어느 한 실시예에 있어서, 기판에 의해 지지되는 2개 이상의 접촉부를 추가로 포함하되, 2개 이상의 접촉부들 중 각각의 제1 단부는 저항 히터 요소에 연결되고, 2개 이상의 접촉부 들 중 각각의 제2 단부는 전력 공급원에 연결되도록 배열되는 것을 특징으로 한다. 2개 이상의 접촉부와 저항 히터 요소 중 하나 또는 둘 모두는 기판에 인쇄될 수 있는데, 선택적으로는, 필름(두꺼운 또는 얇은 필름)으로서 인쇄될 수 있으며, 선택적으로는 인쇄법에 의해, 선택적으로는 예를 들어 스크린 인쇄에 의해 단일의 인쇄 단계로 인쇄될 수 있다. 또한, 하나 이상의 저항 히터 요소 및 접촉부들은 동일한 재료로 형성될 수 있으며, 하나 이상의 저항 히터 요소는 높은 저항을 가지도록 접촉부들보다 작은 횡단면적을 가진다. 단일의 인쇄 단계에서 인쇄될 때, 증착되는 재료의 일부분은 예를 들어 레이저 에칭에 의해 삭마되어, 감소된 횡단면적의 영역을 가진 저항 히터 요소를 형성할 수 있으며, 상기 감소된 횡단면적의 영역은 재료의 나머지 부분보다 상대적으로 높은 저항을 가진다. 대안으로, 저항 히터 요소와 접촉부들은 상이한 재료를 포함하며 개별적인 인쇄 단계를 이용하여 기판에 증착된다.

실시예 5. 실시예 4에 있어서, 하나 이상의 저항 히터 요소는 하나 이상의 저항 히터 요소가 접촉부들에 연결되는 지점들 사이의 직선 거리보다 긴 길이를 가지는 것을 특징으로 한다. 또한, 하나 이상의 저항 히터 요소는, 특정 실시예들에서 상이한 재료로 형성될 수 있는 접촉부들 사이에서 만곡 경로를 따르는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 하나 이상의 저항 히터 요소는 탄소, 은, 루테늄, 팔라듐 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.

실시예 6. 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 한 실시예에 있어서, 히터는 복수의 저항 히터 요소와 그에 상응하는 개수의 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 한 접촉부가 각각의 복수의 저항 히터 요소들을 위해 제공될 수 있으며 추가적인 접촉부가 각각의 복수의 저항 히터 요소들을 위한 공통 대지를 형성하기 위해 제공될 수도 있다.

실시예 7. 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 한 실시예에 있어서, 하나 이상의 저항 히터 요소 또는 하나 이상의 접촉부는 퓨즈로서 작동하는 감소된 횡단면적의 영역을 가지는데, 상기 영역은 감소된 횡단면적의 영역을 통해 흐르는 전류가 특정 임계값을 초과하는 경우에 끊어지는(fail) 것을 특징으로 한다.

실시예 8. 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 한 실시예에 있어서, 필요 시에, 기판 또는 배리어층에 의해 지지되는 조성물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. 조성물은 니코틴을 포함할 수 있으며, 인쇄 방법에 의해 기판 또는 배리어층에 증착될 수 있다.

실시예 9. 실시예 1 내지 실시예 8 중 어느 한 실시예에 있어서, 저항 히터 요소는 130℃의 온도에서 5 옴 내지 15 옴 사이의 저항을 가지는 것을 특징으로 한다.

실시예 10. 흡입 장치용 마우스피스에 있어서, 상기 마우스피스는 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 한 실시예에 따른 히터를 포함하는 마우스피스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

실시예 11. 실시예 10에 따른 마우스피스를 포함하는 흡입 장치에 있어서, 상기 흡입 장치는 컨트롤 유닛과 상기 장치용 전력 공급원을 포함하는 본체 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

실시예 12. 흡입 장치에 있어서, 상기 흡입 장치는 사용자에 의해 흡입을 위한 에어로졸화된 조성물을 생성하기 위해 조성을 가열하도록 구성된 히터; 및 에어로졸화된 조성물을 수용하도록 배열되고 흡입 장치의 적어도 한 부분을 통해 통과하는 공기흐름 채널을 포함하되, 히터는 공기흐름 채널의 배출부 근처에 배열되는 것을 특징으로 한다.

실시예 13. 실시예 12에 있어서, 히터는 공기흐름 채널의 내부 안에 배열되며, 공기흐름 채널은 상기 공기흐름 채널의 내부에 히터를 수용하기 위한 레일(rail)을 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다. 레일은 공기흐름 채널 내의 중앙 영역에 히터를 고정할 수 있다.

실시예 14. 실시예 12 또는 실시예 13에 있어서, 히터는 서로 맞은편에 배열된 제1 및 제2 표면을 가진 기판을 포함하되, 제1 표면은 하나 이상의 저항 히터 요소를 지지하는 것을 특징으로 한다.

실시예 15. 실시예 14에 있어서, 공기흐름 채널과 히터는 공기흐름이 하나 이상의 저항 히터 요소를 지지하는 기판의 적어도 제1 표면을 지나 안내되도록 배열되는 것을 특징으로 한다. 히터의 근처에 위치된 공기흐름 채널은 공기흐름이 기판의 제1 표면을 지나 안내되도록 배열된 제1 공기흐름 채널 부분과 공기흐름이 기판의 제2 표면을 지나 안내되도록 배열된 제2 공기흐름 채널을 포함할 수 있다. 제1 및/또는 제2 공기흐름 채널 부분은 하나 이상의 평평한 표면에 의해 형성될 수 있으며, 수축 오리피스가 공기흐름 채널 내에 제공되어 수축 오리피스의 영역에서 공기흐름 채널 내의 공기 흐름을 제한할 수 있다. 수축 오리피스는 하나 이상의 저항 히터 요소의 상류에 위치될 수 있으며, 제1 및 제2 공기흐름 채널 부분은 이러한 수축 오리피스를 포함할 수 있다.

실시예 16. 실시예 12 내지 실시예 15 중 어느 한 실시예에 있어서, 흡입 장치는 마우스피스를 추가로 포함하되, 마우스피스는 공기흐름 채널의 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 히터의 적어도 한 부분 또는 전체 히터는 마우스피스 내에 배열될 수 있다. 흡입 장치는 마우스피스가 릴리스 가능하게 결부될 수 있는 본체 부분을 추가로 포함할 수 있다. 본체 부분은 마우스피스가 본체 부분에 결부되는 영역에 위치될 수 있는 공기흐름 채널의 유입부를 포함할 수 있다. 마우스피스의 길이는 흡입 장치의 전체 길이의 절반 미만 또는 1/3 미만일 수 있다.

통상의 기술자에게는, 본 발명의 다양한 변형예들이 자명할 것이다. 예를 들어, 저항 요소 부분, 접촉부 및 조성물들은 스크린 인쇄 방법 외의 공정에 의해, 예를 들어, 잉크젯 인쇄 또는 3D 인쇄 방법에 의해 증착될 수도 있다. 또한, 조성물을 포함하는 팰릿(pellet)이 히터에 결부되거나 히터에 의해 지지될 수 있다. 열이 제공되면 팰릿은 용융되어, 에어로졸화된 조성물이 릴리스될 수 있다.

본 명세서에서 시용되는 것과 같이, "한 실시예" 또는 "하나의 실시예"로 기재된 용어들은, 특정 요소, 특징부, 구성 또는 상기 실시예에 관해 기술된 특성이 하나 이상의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서의 다양한 양태들에 기재된 문구 "한 실시예에서" 또는 "하나의 실시예에서"는, 반드시 똑같은 실시예를 의미할 필요는 없다.

본 명세서에 사용되는 것과 같이, 용어 "포함한다", "포함하는", "가진다", "가지는" 및 그들의 그 밖의 임의의 변형 용어들은 모두 비-제한적으로 포함하는 것을 의미하기 위한 것이다. 예를 들어, 일련의 요소들을 포함하는 공정, 방법, 물품 또는 장치는 반드시 이러한 요소들에만 제한되는 것이 아니라 본 명세서에 기재되지 않은 공정, 방법, 물품 또는 장치들도 포함할 수 있다. 또한, 명시적으로 반대로 기재되지 않는 한, 용어 "또는"은 요소들을 포함할 수도 포함하지 않을 수도 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 상태 A 또는 B는: A가 참이고(또는 제공되고) B가 거짓이거나(또는 제공되지 않거나), A가 거짓이고(또는 제공되지 않고) B는 참이거나(또는 제공되거나), 그리고 A 및 B 둘 모두 참(또는 제공되는)인 조건을 만족한다.

또한, 본 발명의 요소 및 구성요소들을 기술하기 위해 부정관사를 사용한다. 이는 단지 편의상인 것으로서 본 발명의 일발적인 개념을 제공하기 위한 것이다. 이는, 명시적으로 언급되지 않는 한, 단수 형태 뿐만 아니라 복수의 형태도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

위에서 기술된 내용에서 볼 때, 통상의 기술자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 변형예들이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 범위는 본 명세서에서 명시적으로 또는 암묵적으로 기술된 임의의 신규한 특징 또는 이들의 조합을 포함한다. 또한, 본 발명은 본 명세서에 기술된 특징 또는 이들을 청구하고 있는 청구범위에서 정의된다. 따라서, 본 발명은 독립항 뿐만 아니라 종속항들에 기재된 특징들 및 그들의 임의의 조합을 모두 포함한다.

Claims

히터와 마우스피스를 포함하는 흡입 장치용 조립체에 있어서, 상기 히터는 기판을 포함하되, 상기 기판은:
기판의 하나 이상의 표면의 제1 영역에 제공된 하나 이상의 저항 요소 부분을 지지하고,
적어도 한 쌍의 접촉부들을 지지하되, 상기 접촉부들은 각각 접촉부들의 한 단부에서 하나 이상의 저항 요소 부분에 연결되며 기판의 하나 이상의 표면의 제2 영역에 제공되고,
기판의 하나 이상의 표면 또는 맞은편 표면에서 제1 영역에 증착된 일정량의 에어로졸화된 조성물을 지지하며, 저항 가열 요소에 의해 생성된 열은 에어로졸화된 조성물에 직접 또는 간접적으로 전도되어 조성물의 적어도 일부분이 에어로졸화되고,
마우스피스에는 각각의 후방 및 전방 단부에 인접하게 유체 유입부와 유체 배출부가 제공되며, 마우스피스의 내부에서 상기 유체 유입부와 유체 배출부 사이에 유체 연통 수단이 제공되고,
히터는 마우스피스 내에서 접촉부들의 적어도 일부분에 배열되며, 접촉부들의 적어도 일부분은 마우스피스의 후방 단부가 흡입 장치에 연결될 때 접촉부들과 전기 연결되도록 노출되어 접근되고,
에어로졸화된 조성물이 증착되는 기판 표면은 유체 연통 수단 내에 또는 유체 연통 수단에 인접하게 배열되며, 유체가 내부를 통과할 때 동시에 조성물은 에어로졸화되고, 생성된 에어로졸은 유체 연통 수단을 통해 흐르는 유체 내에 함유되는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항에 있어서, 기판의 제1 영역은 기판의 전방 또는 리딩 에지에 보다 근접하게 배열되고, 제2 영역은 기판의 후방 또는 트레일링 에지에 보다 근접하게 배열되며, 기판은, 기판의 전방 또는 리딩 에지가 마우스피스 유체 배출부에 보다 근접하게 위치되고 후방 또는 트레일링 에지가 유체 유입부에 보다 근접하게 위치되도록, 마우스피스 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제2항에 있어서, 기판은, 후방 또는 트레일링 에지가 마우스피스의 후방 단부에 인접하게 위치되도록, 마우스피스 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 히터의 저항 요소 부분이 제공되는 표면과 동일한 기판 표면에 증착되는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 히터의 저항 요소 부분이 제공되는 표면의 맞은편에 있는 기판 표면에 증착되는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제4항에 있어서, 히터의 하나 이상의 저항 요소 부분은 배리어층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제6항에 있어서, 배리어층은, 세라믹, 플라스틱 및 유리 중 하나 이상으로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 저항 요소 부분과 접촉부들은 동일한 재료로 형성되지만 하나 이상의 저항 요소 부분은 접촉부들보다 작은 횡단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 저항 요소 부분과 접촉부들이 형성되는 재료는 상이한 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 저항 요소 부분은 하나 이상의 저항 요소 부분이 각각의 접촉부에 연결되는 지점들 사이의 직선 거리보다 긴 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 저항 요소 부분은, 각각의 접촉부들에 연결된 지점들 사이에서 만곡 경로를 따르는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 저항 요소 부분은 탄소, 은, 루테늄, 팔라듐 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 저항 요소 부분은 130℃의 온도에서 5 옴 내지 15 옴 사이의 저항을 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 히터는 복수의 저항 요소 부분과 그에 상응하는 개수의 접촉부 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 히터는, 각각의 복수의 저항 요소들을 위한 하나의 접촉부, 및 각각의 복수의 저항 요소 부분을 위한 공통 대지를 형성하며 각각의 저항 요소 부분이 필요로 하는 접촉부 쌍들에서 대안의 접촉부로서 작용하는 하나의 추가적인 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 강성이거나 평면이며, 유리, 세라믹, 플라스틱 중 한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 하나 이상의 저항 요소 부분을 적어도 부분적으로 둘러싸는 하나 이상의 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 마우스피스는 서로 착탈 가능하게 연결된 제1 및 제2 부분을 포함하며, 히터는 제2 마우스피스 부분을 결부시킴으로써 마우스피스 제1 부분 내의 자리에 고정되는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 흡입 장치의 본체 부분에 릴리스 가능하게 결부될 수 있는 것을 특징으로 하는 흡입 장치용 조립체.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 조립체를 포함하며, 컨트롤 유닛과 흡입 장치를 위한 전력 공급원을 포함하는 본체 부분을 추가로 포함하는 흡입 장치.