KR20210035283A - 소모품 - Google Patents

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KR20210035283A
KR20210035283A KR1020217005925A KR20217005925A KR20210035283A KR 20210035283 A KR20210035283 A KR 20210035283A KR 1020217005925 A KR1020217005925 A KR 1020217005925A KR 20217005925 A KR20217005925 A KR 20217005925A KR 20210035283 A KR20210035283 A KR 20210035283A
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KR
South Korea
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consumable
carrier
heating
aerosolizable material
aerosolizable
Prior art date
Application number
KR1020217005925A
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English (en)
Inventor
왈리드 아비 아운
개리 팰런
Original Assignee
니코벤처스 트레이딩 리미티드
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Publication date
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Abstract

에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품이 본원에서 설명된다. 소모품은 중공 튜브를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어, 및 캐리어 상에 코팅된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료를 포함한다.

Description

소모품
본 발명은 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품들, 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품들을 제조하는 방법들, 및 에어로졸화가능 재료를 갖는 소모품 및 소모품의 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치를 포함하는 시스템들에 관한 것이다.
시가렛들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 태우지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 이들 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 그러한 제품들의 예들에는 재료를 가열하되 태우지 않음으로써 화합물들을 방출하는 소위 "비연소식 가열(heat not burn)" 제품들이나 담배 가열 디바이스들 또는 제품들이 있다. 재료는, 예컨대, 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다.
본 발명의 제1 양상은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품을 제공하고, 소모품은 중공 튜브를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어, 및 캐리어 상에 코팅된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 소모품은 불연성(non-combustible)이다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료의 적어도 일부는 캐리어의 반경 방향 안쪽에 위치된다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 중공 튜브의 표면의 적어도 일부를 형성한다. 예시적인 실시예에서, 표면은 중공 튜브의 가장 안쪽 표면이다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 적어도 중공 튜브의 가장 안쪽 표면의 대부분을 형성한다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 중공 튜브의 가장 안쪽 표면 전체를 형성한다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료의 적어도 일부는 캐리어의 반경 방향 바깥쪽에 위치된다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 중공 튜브의 가장 바깥쪽 표면의 적어도 일부를 형성한다.
본 발명의 제2 양상은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품을 제공하고, 소모품은 중공 튜브를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어, 및 캐리어에 부착된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료를 포함하고, 에어로졸화가능 재료는 중공 튜브의 가장 안쪽 표면의 적어도 일부를 형성한다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 적어도 중공 튜브의 가장 안쪽 표면의 대부분을 형성한다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 중공 튜브의 가장 안쪽 표면 전체를 형성한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어에는 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능한 가열 재료가 없다.
예시적인 실시예에서, 소모품에는 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능한 가열 재료가 없다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 관형(tubular)이다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 권취된 스트립을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 관형이다.
예시적인 실시예에서, 소모품은 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능하여 에어로졸화가능 재료를 가열하는 가열 재료를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 전기-전도성 재료, 자기성 재료, 및 자기 전기-전도성 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 전도성 탄소, 흑연, 강, 보통 탄소강, 연강, 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 몰리브덴, 탄화 규소, 구리, 및 청동으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 가열 재료를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 가열 재료의 폐회로를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 가열 재료로 구성되거나, 이것을 필수 구성으로 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 소모품을 따라 축 방향 거리로 실질적으로 일정한 단면적을 가지고 있다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 제1 층 및 제2 층을 포함하고, 제1 층은 가열 재료를 포함하고, 제2 층은 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능하지 않으며, 그리고 제1 층은 에어로졸화가능 재료와 제2 층 사이에 위치된다.
예시적인 실시예에서, 제2 층은 종이, 카드, 판지, 카드보드, 재생 담배, 및 플라스틱 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 소모품의 표면의 적어도 일부를 형성한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 적어도 소모품의 표면의 대부분을 형성한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 소모품의 표면 전체를 형성한다.
예시적인 실시예에서, 소모품의 표면은 소모품의 가장 바깥쪽 표면이다.
예시적인 실시예에서, 소모품의 표면은 소모품의 가장 안쪽 표면이다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 사용 중 에어로졸화가능 재료의 가열 동안에 에어로졸화가능 재료로부터 발생되는 에어로졸이 소모품의 표면에 전달되도록 허용하기 위해서 캐리어를 관통해 연장하는 하나 이상의 구멍들을 갖는다.
예시적인 실시예에서, 소모품은 사용 중 에어로졸화가능 재료의 가열 동안에 에어로졸화가능 재료로부터 발생되는 에어로졸을 보유하기 위한 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디와 캐리어 사이에 반경 방향으로 위치된다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 소모품의 축 방향에 수직인 방향으로 0.1mm 내지 5mm의 두께를 갖는다.
본 발명의 제3 양상은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 시스템을 제공하고, 시스템은 본 발명의 제1 양상 또는 본 발명의 제2 양상의 소모품; 및 소모품의 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치를 포함하고, 장치는 소모품을 수용하기 위한 가열 구역, 및 소모품이 가열 구역에 있을 때 에어로졸화가능 재료의 가열을 야기하기 위한 디바이스를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 디바이스는 소모품이 가열 구역에 있을 때 가열 구역에 침투하는 가변 자기장을 발생시키기 위한 자기장 발생기를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 디바이스는 가열 재료를 포함하는 가열가능 요소를 포함하고, 가열가능 요소는 가열 구역과 열 접촉하며, 그리고 디바이스는 가열 구역의 가열을 야기하도록 가열가능 요소에 침투하는 가변 자기장을 발생시키기 위한 자기장 발생기를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 소모품이 가열 구역에 있을 때 에어로졸화가능 재료의 가열을 야기하기 위한 디바이스는 가열 구역의 상이한 구획들을 서로 독립적으로 가열하도록 구성된다.
본 발명의 제4 양상은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품을 제조하는 방법을 제공하고, 방법은 중공 튜브를 제공하는 단계를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어, 및 캐리어에 부착된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 제공하는 단계는 에어로졸화가능 재료를 캐리어에 부착시키는 단계, 및 이어서 중공 튜브를 형성하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 부착시키는 단계는 에어로졸화가능 재료를 캐리어 상에 코팅하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 코팅하는 단계는 에어로졸화가능 재료를 캐리어 상에 분무하거나 또는 주조하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 에어로졸화가능 재료는 중공 튜브의 가장 안쪽 표면의 적어도 일부를 형성한다.
본 발명의 추가 양상들은 흡입가능 에어로졸을 발생시키는데 있어 본 발명의 제1 또는 제2 양상의 소모품을 사용하는 것을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 이제 설명될 것이다.
도 1은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품의 예의 개략적인 측단면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 소모품의 개략적인 단부 단면도를 도시한다.
도 3은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 다른 소모품의 예의 개략적인 단부 단면도를 도시한다.
도 4는 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 다른 소모품의 예의 개략적인 단부 단면도를 도시한다.
도 5는 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 다른 소모품의 예의 개략적인 단부 단면도를 도시한다.
도 6은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 다른 소모품의 예의 개략적인 단부 단면도를 도시한다.
도 7은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품을 제조하는 방법의 예를 도시한 흐름도를 도시한다.
도 8은 소모품 및 소모품의 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치를 포함하는 시스템의 예의 개략도를 도시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸화가능 재료"는 가열 시에 휘발 성분들을 전형적으로 증기 또는 에어로졸 형태로 제공하는 재료들을 포함한다. "에어로졸화가능 재료"는 비-담배-보유 재료 또는 담배-보유 재료일 수 있다. "에어로졸화가능 재료"는, 예컨대, 담배 자체, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재생 담배, 담배 추출물, 균질화 담배 또는 담배 대용품들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본원에서 설명된 에어로졸화가능 재료는 "비정질 고체"를 포함하고, 비정질 고체는 대안적으로 "모놀리식 고체"(즉, 비-섬유질)로서 지칭되거나 또는 "건조 겔"로서 지칭될 수 있다. 비정질 고체는 일부 유체, 이를테면 액체를 내부에 유지할 수 있는 고체 재료이다. 일부 경우들에서, 에어로졸화가능 재료는 약 50wt%, 60wt% 또는 70wt%의 비정질 고체 내지 약 90wt%, 95wt% 또는 100wt%의 비정질 고체를 포함한다. 일부 경우들에서, 에어로졸화가능 재료는 비정질 고체로 구성된다.
"에어로졸화가능 재료"는 또한 다른 비-담배 제품들을 포함할 수 있는데, 제품에 따라 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있다. "에어로졸화가능 재료"는 하나 이상의 습윤제들, 이를테면 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜을 포함할 수 있다.
비정질 고체는 시트로서 형성될 수 있다. 비정질 고체는 시트 형태로 소모품에 통합될 수 있다. 일부 경우들에서, 에어로졸화가능 재료는 평면 시트로서, 다발로 묶인 또는 주름이 진 시트로서, 크림핑(crimped) 시트로서, 또는 말린(rlolled) 시트(즉, 튜브의 형태)로서 포함될 수 있다. 일부 그러한 경우들에서, 이들 실시예들의 비정질 고체는 시트, 이를테면 에어로졸화가능 재료로 이루어진 막대(예컨대, 담배)를 둘러싸는 시트로서 소모품 또는 시스템에 포함될 수 있다. 일부 다른 경우들에서, 에어로졸화가능 재료는 시트로서 형성될 수 있고, 이어서 파쇄되어 소모품에 통합될 수 있다. 일부 경우들에서, 파쇄 시트는 각초 담배(cut rag tobacco)와 혼합되어 소모품에 포함될 수 있다.
일부 경우들에서, 비정질 고체는 1-60wt%의 겔화제를 포함할 수 있으며, 여기서 이들 중량들은 건조 중량 기준으로 계산된다.
적합하게는, 비정질 고체는 약 1wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt% 또는 25wt% 내지 약 60wt%, 50wt%, 45wt%, 40wt%, 35wt%, 30wt% 또는 27wt%의 겔화제(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 예컨대, 비정질 고체는 1-50wt%, 5-40wt%, 10-30wt% 또는 15-27wt%의 겔화제를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 겔화제는 하이드로콜로이드를 포함한다. 일부 실시예들에서, 겔화제는 알기네이트들, 펙틴들, 전분들(및 유도체들), 셀룰로스들(및 유도체들), 검들, 실리카 또는 실리콘 화합물들, 점토들, 폴리비닐 알코올, 및 이들의 조합들을 포함하는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물들을 포함한다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 겔화제는 알기네이트들, 펙틴들, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스, 풀루란, 잔탄 검 구아 검, 카라지난, 아가로스, 아카시아 검, 흄드 실리카, PDMS, 규산 나트륨, 카올린 및 폴리 비닐 알코올 중 하나 이상을 포함한다. 일부 경우들에서, 겔화제는 알기네이트 및/또는 펙틴을 포함하고, 비정질 고체의 형성 동안 경화제(이를테면, 칼슘 공급원)와 조합될 수 있다. 일부 경우들에서, 비정질 고체는 칼슘-가교 알기네이트 및/또는 칼슘-가교 펙틴을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 겔화제는 알기네이트를 포함하고, 알기네이트는 비정질 고체의 10-30wt%의 양(건조 중량 기준으로 계산됨)으로 비정질 고체에 존재한다. 일부 실시예들에서, 알기네이트는 비정질 고체에 존재하는 유일한 겔화제이다. 다른 실시예들에서, 겔화제는 알기네이트 및 적어도 하나의 추가 겔화제, 이를테면 펙틴을 포함한다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 카라지난을 포함하는 겔화제를 포함할 수 있다.
적합하게는, 비정질 고체는 약 5wt%, 10wt%, 15wt%, 또는 20wt% 내지 약 80wt%, 70wt%, 60wt%, 55wt%, 50wt%, 45wt%, 40wt%, 또는 35wt%의 에어로졸 발생제(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생제는 가소제로서 기능할 수 있다. 예컨대, 비정질 고체는 10-60wt%, 15-50wt% 또는 20-40wt%의 에어로졸 발생제를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 에어로졸 발생제는 에리트리톨, 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 트리아세틴, 소르비톨 및 자일리톨로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다. 일부 경우들에서, 에어로졸 발생제는 글리세롤을 포함하거나, 이것으로 구성되거나, 이것을 필수 구성으로 포함한다. 본 발명자들은, 가소제의 함량이 너무 높으면, 비정질 고체가 물을 흡수하게 되어 사용 중에 적절한 소비 경험을 생성하지 못하는 재료를 초래할 수 있음을 확인했다. 본 발명자들은, 가소제 함량이 너무 낮으면, 비정질 고체가 부러지기 쉽고 쉽게 부서질 수 있음을 확인했다. 본원에 명시된 가소제 함량은 비정질 고체 시트가 보빈(bobbin) 상에 권취되도록 허용하는 비정질 고체 유연성을 제공하며, 이는 에어로졸 발생 물품들의 제조에 유용하다.
일부 경우들에서, 비정질 고체는 향미를 포함할 수 있다. 적합하게는, 비정질 고체는 최대 약 60wt%, 50wt%, 40wt%, 30wt%, 20wt%, 10wt% 또는 5wt%의 향미를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 비정질 고체는 적어도 약 0.1wt%, 0.5wt%, 1wt%, 2wt%, 5wt%, 10wt%, 20wt% 또는 30wt%의 향미(모두 건조 중량 기준으로 계산됨)를 포함할 수 있다. 예컨대, 비정질 고체는 0.1-60wt%, 1-60wt%, 5-60wt%, 10-60wt%, 20-50wt% 또는 30-40wt%의 향미를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 향미(존재할 경우)는 멘톨(menthol)을 포함하거나, 이것을 필수 구성으로 포함하거나, 이것으로 구성된다. 일부 경우들에서, 비정질 고체는 향미를 포함하지 않는다.
일부 경우들에서, 비정질 고체는 활성 물질을 포함한다. 예컨대, 일부 경우들에서, 비정질 고체는 담배 재료 및/또는 니코틴을 포함한다. 예컨대, 비정질 고체는 분말 담배 및/또는 니코틴 및/또는 담배 추출물을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 비정질 고체는 약 1wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt% 또는 25wt% 내지 약 70wt%, 50wt%, 45wt% 또는 40wt%의 활성 물질(건조 중량 기준으로 계산됨)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 비정질 고체는 약 1wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt% 또는 25wt% 내지 약 70wt%, 60wt%, 50wt%, 45wt% 또는 40wt%의 담배 재료 및/또는 니코틴(건조 중량 기준으로 계산됨)을 포함할 수 있다.
일부 경우들에서, 비정질 고체는 담배 추출물과 같은 활성 물질을 포함한다. 일부 경우들에서, 비정질 고체는 5-60wt%의 담배 추출물(건조 중량 기준으로 계산됨)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 비정질 고체는 약 5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt% 또는 25wt% 내지 약 55wt%, 50wt%, 45wt% 또는 40wt%의 담배 추출물(건조 중량 기준으로 계산됨)을 포함할 수 있다. 예컨대, 비정질 고체는 5-60wt%, 10-55wt% 또는 25-55wt%의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 담배 추출물은 비정질 고체가 1wt% 1.5wt%, 2wt% 또는 2.5wt% 내지 약 6wt%, 5wt%, 4.5wt% 또는 4wt%의 니코틴(건조 중량 기준으로 계산됨)을 포함하게 하는 농도로 니코틴을 보유할 수 있다. 일부 경우들에서는, 담배 추출물에서 발생한 니코틴 이외에는 어떤 니코틴도 비정질 고체에 있지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 어떤 담배 재료도 포함하지 않고 니코틴을 포함한다. 일부 이러한 경우들에서, 비정질 고체는 약 1wt%, 2wt%, 3wt% 또는 4wt% 내지 약 20wt%, 15wt%, 10wt% 또는 5wt%의 니코틴(건조 중량 기준으로 계산됨)을 포함할 수 있다. 예컨대, 비정질 고체는 1-20wt% 또는 2-5wt%의 니코틴을 포함할 수 있다.
일부 경우들에서, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 적어도 약 0.1wt%, 1wt%, 5wt%, 10wt%, 20wt%, 25wt% 또는 30wt% 일 수 있다. 일부 경우들에서, 활성 물질 및/또는 향미의 총 함량은 약 80wt%, 70wt%, 60wt%, 50wt% 또는 40wt% 미만(모두 건조 중량 기준으로 계산됨) 일 수 있다.
일부 경우들에서, 담배 재료, 니코틴 및 향미의 총 함량은 적어도 약 1wt%, 5wt%, 10wt%, 20wt%, 25wt% 또는 30wt% 일 수 있다. 일부 경우들에서, 담배 재료, 니코틴 및/또는 향미의 총 함량은 약 80wt%, 70wt%, 60wt%, 50wt% 또는 40wt% 미만(모두 건조 중량 기준으로 계산됨) 일 수 있다.
일부 경우들에서, 비정질 고체는 습윤 중량 기준으로 계산할 경우 약 1wt% 내지 약 15wt% 또는 약 5wt% 내지 약 15wt%의 물을 포함한다. 적합하게는, 비정질 고체의 수분 함량은 약 5wt%, 7wt% 또는 9wt% 내지 약 15wt%, 13wt% 또는 11wt%(WWB), 가장 적합하게는 약 10wt% 일 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 하이드로겔이고, 습윤 중량 기준으로 계산할 경우 약 20wt% 미만의 물을 포함한다. 일부 경우들에서, 하이드로겔은 습윤 중량 기준(WWB)으로 계산할 경우 약 15wt%, 12wt% 또는 10wt% 미만의 물을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 하이드로겔은 적어도 약 2wt% 또는 적어도 약 5wt%의 물(WWB)을 포함할 수 있다.
비정질 고체는 겔로 만들어질 수 있고, 이 겔은 0.1-50wt%로 포함된 용매를 추가로 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은, 향미가 녹게 되는 용매의 포함이 겔 안정성을 감소시킬 수 있고 향미가 겔로부터 결정화될 수 있음을 확인하였다. 따라서, 일부 경우들에서, 겔은 향미가 녹게 되는 용매를 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 60wt% 미만의 충전제, 이를테면 1wt% 내지 60wt%, 또는 5wt% 내지 50wt%, 또는 5wt% 내지 30wt%, 또는 10wt% 내지 20wt%의 충전제를 포함한다.
다른 실시예들에서, 비정질 고체는 20wt% 미만의 충전제, 적합하게는 10wt% 미만 또는 5wt% 미만의 충전제를 포함한다. 일부 경우들에서, 비정질 고체는 1wt% 미만의 충전제를 포함하고, 일부 경우들에서는 충전제를 포함하지 않는다.
충전제는, 존재하는 경우, 하나 이상의 무기 충전제 재료들, 이를테면 탄산 칼슘, 펄라이트, 질석, 규조토, 콜로이드 실리카, 산화 마그네슘, 황산 마그네슘, 탄산 마그네슘, 및 분자체와 같은 적합한 무기 흡착제를 포함할 수 있다. 충전제는 하나 이상의 유기 충전제 재료들, 이를테면 목재 펄프, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체들을 포함할 수 있다. 특별한 경우들에서, 비정질 고체는 초크(chalk)와 같은 탄산 칼슘을 포함하지 않는다.
충전제를 포함하는 특별한 실시예들에서, 충전제는 섬유질이다. 예컨대, 충전제는 섬유질 유기 충전제 재료, 이를테면 목재 펄프, 대마 섬유, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체들 일 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 비정질 고체에 섬유질 충전제를 포함하면 재료의 인장 강도가 증가할 수 있다고 여겨진다. 이는, 비정질 고체가 시트로서 제공되는 예들에서 특히 유리한데, 이를테면 비정질 고체 시트가 에어로졸화가능 재료로 이루어진 막대를 둘러싸는 경우에 특히 유리할 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 담배 섬유들을 포함하지 않는다. 특별한 실시예들에서, 비정질 고체는 섬유질 재료를 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 에어로졸 발생 재료는 담배 섬유들을 포함하지 않는다. 특별한 실시예들에서, 에어로졸 발생 재료는 섬유질 재료를 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 에어로졸 발생 기재는 담배 섬유들을 포함하지 않는다. 특별한 실시예들에서, 에어로졸 발생 기재는 섬유질 재료를 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 소모품은 담배 섬유들을 포함하지 않는다. 특별한 실시예들에서, 소모품은 섬유질 재료를 포함하지 않는다.
일부 경우들에서, 비정질 고체는 겔화제, 에어로졸 발생제, 담배 재료 및/또는 니코틴 공급원, 물, 및 선택적으로 향미를 필수 구성으로 포함할 수 있거나, 이것들로 구성될 수 있다.
에어로졸화가능 재료를 제조하는 방법은 (a) 비정질 고체의 성분들 또는 이의 전구체들을 포함하는 슬러리(slurry)를 형성하는 단계, (b) 슬러리 층을 형성하는 단계, (c) 겔을 형성하기 위해 슬러리를 경화하는 단계, 및 (d) 비정질 고체를 형성하기 위해 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
슬러리 층을 형성하는 단계 (b)는, 예컨대, 슬러리를 분무, 주조 또는 압출하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 층은 슬러리를 전기-분무함으로써 형성된다. 일부 경우들에서, 층은 슬러리를 주조함으로써 형성된다.
일부 경우들에서, 슬러리는 캐리어에 적용된다.
일부 경우들에서, 단계 (b) 및/또는 단계 (c) 및/또는 단계 (d)는, 적어도 부분적으로, 동시에 발생할 수 있다(예를 들어, 전기-분무 동안). 일부 경우들에서, 이들 단계들은 순차적으로 발생할 수 있다.
겔을 경화하는 단계(c)는 경화제를 슬러리에 첨가하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 슬러리는 나트륨, 칼륨 또는 암모늄 알기 네이트를 겔-전구체로서 포함할 수 있고, 칼슘 공급원(이를테면, 염화칼슘)을 포함하는 경화제가 슬러리에 첨가되어 알긴산 칼슘 겔이 형성될 수 있다.
칼슘 공급원과 같은 경화제의 총량은 0.5-5wt%(건조 중량 기준으로 계산됨) 일 수 있다. 본 발명자들은, 너무 적은 경화제의 첨가는 비정질 고체 성분들을 안정화하지 못하는 비정질 고체를 초래할 수 있고 이들 성분들이 비정질 고체로부터 떨어지게 초래함을 발견하였다. 본 발명자들은, 너무 많은 경화제의 첨가는 매우 끈적거려서 결과적으로 좋지 않은 취급성을 갖는 비정질 고체를 초래함을 발견했다.
알기네이트 염들은 알긴산의 유도체들이며, 전형적으로 고 분자량 중합체(10-600kDa)이다. 알긴산은 다당류를 형성하기 위해서 (1,4)-글리코시드 결합들과 함께 연결된 β-D-만누론산(M) 및 α-L-굴루론산(G) 단위(블록)의 공중합체이다. 칼슘 양이온들을 첨가하면, 알기네이트가 가교되어 겔을 형성한다. 본 발명자들은, 높은 G 단량체 함량을 갖는 알기네이트 염들이 칼슘 공급원의 첨가 시에는 겔을 더 쉽게 형성한다고 결정했다. 따라서, 일부 경우에서, 겔-전구체 페이는 알기네이트 염을 포함하는데, 알기네이트 공중합체에서의 적어도 약 40%, 45%, 50%, 55%, 60% 또는 70%의 단량체 단위는 α-L- 굴루론산(G) 단위이다.
건조 단계는 주조 재료 두께가 적어도 80%, 적절하게는 85% 또는 87% 만큼 감소하게 야기할 수 있다. 예를 들어, 슬러리는 2mm의 두께로 주조될 수 있고, 결과적인 건조된 비정질 고체 재료는 0.2mm의 두께를 가질 수 있다.
일부 경우들에서, 비정질 고체는 약 0.015mm 내지 약 1.0mm의 두께를 가질 수 있다. 적합하게는, 두께는 약 0.05mm, 0.1mm, 또는 0.15mm 내지 약 0.5mm, 또는 0.3mm 범위일 수 있다. 본 발명자들은, 0.2mm 두께를 갖는 재료가 특히 적합함을 발견했다. 비정질 고체는 하나 초과의 층을 포함할 수 있으며, 본원에 설명된 두께는 이들 층들의 총 두께를 지칭한다.
일부 경우들에서, 슬러리 용매는 물을 필수 구성으로 포함할 수 있거나, 이것으로 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 슬러리는 약 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt% 또는 90wt%의 용매(WWB)를 포함할 수 있다.
용매가 물로 구성되는 경우들에서, 슬러리의 건조 중량 함량은 비정질 고체의 건조 중량 함량과 일치할 수 있다. 따라서, 고체 조성에 관한 본원에서의 논의는 본 발명의 슬러리 양상과 함께 명시적으로 개시된다.
일부 예에서, 슬러리는 46.5℃에서 약 10 내지 약 20Pa·s, 이를테면 46.5℃에서 약 14 내지 약 16Pa·s의 점도를 갖는다.
비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료는 30g/m2 내지 120g/m2와 같은 임의의 적절한 면적 밀도를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료는 약 30 내지 70g/m2, 또는 약 40 내지 60g/m2의 면적 밀도를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 비정질 고체는 약 80 내지 120g/m2, 또는 약 70 내지 110g/m2, 또는 특히 약 90 내지 110g/m2의 면적 밀도를 가질 수 있다. 이러한 면적 밀도들은 에어로졸-발생 재료가 시트 형태로 소모품 또는 시스템에 포함되거나, 파쇄 시트(이하에 추가로 설명됨)로서 포함되는 경우에 특히 적합할 수 있다.
일부 예에서, 시트 형태의 비정질 고체는 약 200N/m 내지 약 900N/m의 인장 강도를 가질 수 있다. 비정질 고체가 충전제를 포함하지 않는 경우와 같은 일부 예에서, 비정질 고체는 200N/m 내지 400N/m, 또는 200N/m 내지 300N/m, 또는 약 250N/m의 인장 강도를 가질 수 있다. 이러한 인장 강도들은 에어로졸화가능 재료가 시트로 형성된 다음 파쇄되어 소모품에 통합되는 실시예들에 특히 적합할 수 있다. 비정질 고체가 충전제를 포함하는 경우와 같은 일부 예에서, 비정질 고체는 600N/m 내지 900N/m, 또는 700N/m 내지 900N/m, 또는 약 800N/m의 인장 강도를 가질 수 있다. 이러한 인장 강도들은 에어로졸화가능 재료가 소모품 또는 시스템에 말린(rolled) 시트로서, 적합하게는 튜브 형태로 포함되는 실시예들에 특히 적합할 수 있다.
하나의 특별한 경우에, 캐리어는 종이-백킹 포일(paper-backed foil)일 수 있으며; 종이 층은 비정질 고체 층에 접하고, 이전 단락들에서 논의된 특성들이 이러한 접함에 의해 제공된다. 포일 백킹은 실질적으로 불투과성이어서, 에어로졸 유동 경로의 제어를 제공한다. 금속 포일 백킹은 또한 비정질 고체에 열을 전도하는 역할을 할 수 있다.
다른 경우에서, 종이-백킹 포일의 포일 층은 비정질 고체에 접한다. 포일은 실질적으로 불투과성이어서, 비정질 고체에 제공된 물이 종이에 흡수되어 비정질 고체의 구조적 무결성을 약화시킬 수 있는 것을 방지한다.
일부 경우들에서, 캐리어는 알루미늄 포일과 같은 금속 포일로 형성되거나 이것을 포함한다. 금속 캐리어는 비정질 고체에 열 에너지가 더 잘 전도되게 허용할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 금속 포일은 유도 가열 시스템에서 서셉터로서 기능할 수 있다. 특정 실시예들에서, 캐리어는 금속 포일 층 및 지지 층, 이를테면 카드보드를 포함한다. 이들 실시들예에서, 금속 포일 층은 20㎛ 미만의 두께, 이를테면 약 1㎛ 내지 약 10㎛, 적합하게는 약 5㎛의 두께를 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 활성 물질은 생리학적 반응을 달성하거나 향상시키도록 의도된 재료인 생리학적 활성 재료일 수 있다. 활성 물질은, 예컨대, 기능성 식품들, 누트로픽스, 향정신성 약물로부터 선택될 수 있다. 활성 물질은 자연적으로 발생하거나 합성적으로 얻어질 수 있다. 활성 물질은, 예컨대, 니코틴, 카페인, 타우린, 테인, 비타민 B6 또는 B12 또는 C, 멜라토닌, 칸나비노이드, 또는 이들의 구성 성분들, 유도체들 또는 조합들을 포함할 수 있다. 활성 물질은 담배, 대마초 또는 다른 식물의 하나 이상의 구성 성분들, 유도체들 또는 추출물들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 활성 물질은 니코틴을 포함한다.
일부 실시예들에서, 활성 물질은 카페인, 멜라토닌 또는 비타민 B12를 포함한다.
본원에 언급된 바와 같이, 활성 물질은 대마초의 하나 이상의 구성 성분들, 유도체들 또는 추출물들, 이를테면 하나 이상의 칸나비노이드들 또는 테르펜들을 포함할 수 있다.
칸나비노이드들은 뇌에서 신경 전달 물질 방출을 억제시키는, 세포들의 칸나비노이드 수용체들(즉, CB1 및 CB2)에 작용하는 일 부류의 천연 또는 합성 화합물들이다. 칸나비노이드들은 자연적으로 대마초와 같은 식물들로부터 발생하거나(식물칸나비노이드들), 동물들로부터 발생하거나(체내칸나비노이드들), 또는 인공적으로 제조될 수 있다(합성 칸나비노이드). 대마초 종은 적어도 85가지의 상이한 식물칸나비노이드들을 함유하며, 칸나비게롤, 칸나비크로멘, 칸나비디올, 테트라하이드로칸나비놀, 칸나비놀 및 칸나비노디올을 포함한 하위 부류들, 및 다른 칸나비노이드들로 나뉜다. 대마초에서 발견되는 칸나비노이드들은 CBG(cannabigerol), CBC(cannabichromene), CBD(cannabidiol), THC(tetrahydrocannabinol), CBN(cannabinol), CBDL(cannabinodiol), CBL(cannabicyclol), CBV(cannabivarin), THCV(tetrahydrocannabivarin, CBDV(cannabidivarin), CBCV(cannabichromevarin), CBGV(cannabigerovarin), CBGM(cannabigerol monomethyl ether), CBDA(cannabinerolic acid, cannabidiolic acid), CBNV(Cannabinol propyl variant), CBO(cannabitriol), THCA(tetrahydrocannabmolic acid), 및 THCV A(tetrahydrocannabivarinic acid A)를 포함하지만, 이것들로 제한되지는 않는다.
본원에 언급된 바와 같이, 활성 물질은 하나 이상의 식물들이나 또는 이것들의 구성 성분들, 유도체들 또는 추출물을 포함하거나 이것들로부터 유도될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "식물(botanical)"은 추출물들, 잎들, 나무 껍질, 섬유들, 줄기들, 뿌리들, 종자들, 꽃들, 과일들, 꽃가루, 껍질들, 껍데기들 등을 포함한(그러나, 이에 제한되지 않음), 식물들(plants)로부터 유도되는 임의의 재료를 포함한다. 대안적으로, 재료는 합성으로 획득되는, 식물에 자연적으로 존재하는 활성 화합물을 포함할 수 있다. 재료는 액체, 기체, 고체, 분말, 먼지, 분쇄된 입자들, 과립제, 알갱이들, 조각들, 스트립들, 시트들 등의 형태일 수 있다. 예시적인 식물들에는 담배, 유칼립투스, 팔각, 대마, 코코아, 대마초, 회향, 레몬그라스, 페퍼민트, 스피어민트, 루이보스, 카모마일, 아마, 생강, 은행, 개암, 히비스커스, 월계수, 감초, 말차, 마테, 오렌지 스킨, 파파야, 장미, 세이지, 녹차 또는 홍차와 같은 차, 타임, 정향, 계피, 커피, 아니시드(아니스), 바질, 월계수 잎, 카다몬, 고수풀, 커민, 육두구, 오레가노, 파프리카, 로즈마리, 사프란, 라벤더, 레몬 껍질, 민트, 주니퍼, 엘더플라워, 바닐라, 윈터그린, 소엽, 강황, 심황, 백단향, 고수, 베르가못, 오렌지 꽃, 머틀, 카시스, 발레리안, 피멘토, 메이스, 데미안, 마조람, 올리브, 레몬 밤, 레몬 바질, 골파, 카르비, 버베나, 타라곤, 제라늄, 뽕나무, 인삼, 테아닌, 테아크린, 마카, 아슈와간다, 다미아나, 구아라나, 엽록소, 바오밥 또는 이들의 임의의 조합이 있다. 민트는 다음 민트 품종들 중에서 선택될 수 있다: Mentha arvensis , Mentha c.v., Mentha niliaca , Mentha piperita , Mentha piperita citrata c.v., Mentha piperita c.v., Mentha spicata crispa , Mentha cordifolia , Mentha longifolia , Mentha suaveolens variegata , Mentha pulegium, Mentha spicata c.v. 및 Mentha suaveolens.
일부 실시예들에서, 식물은 유칼립투스, 팔각, 코코아 및 대마로부터 선택된다.
일부 실시예들에서, 식물은 루이보스 및 회향으로부터 선택된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어들 "향미" 및 "향미제"는, 지역 규제들(local regulations)이 허용하는 경우, 성인 소비자들을 위해 제품에서 원하는 맛, 향기 또는 다른 체성 감각을 생성하는데 사용될 수 있는 재료들을 지칭한다.
"향미" 및 "향미제"는 자연적으로 발생하는 향미 재료들, 식물들, 식물 추출물들, 합성하여 획득된 재료들, 또는 이들의 조합들(예컨대, 담배, 대마초, 감초, 수국, 유제놀, 일본 흰 나무 껍질 목련 잎, 카모마일, 호로 파, 정향, 단풍 나무, 말차, 멘톨, 일본 민트, 아니시드(아니스), 계피, 심황, 인도 향신료, 아시아 향신료, 허브, 윈터그린, 체리, 베리, 레드 베리, 크랜베리, 복숭아, 사과, 오렌지, 망고, 클레멘타인, 레몬, 라임, 열대 과일, 파파야, 대황, 포도, 두리안, 용과, 오이, 블루베리, 뽕나무, 감귤류, 드람브이, 버번, 스카치, 위스키, 진, 데킬라, 럼, 스피어민트, 페퍼민트, 라벤더, 알로에 베라, 카다몬, 셀러리, 카스카릴라, 육두구, 샌달우드, 베르가못, 제라늄, 카트, 나스와르, 빈랑, 시샤, 소나무, 허니 에센스, 로즈 오일, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일, 오렌지 블라썸, 벚꽃, 계수 나무, 캐러웨이, 코냑, 자스민, 일랑- 일랑, 세이지, 회향, 와사비, 고추, 생강, 고수풀, 커피, 대마, 박하속의 임의의 종으로부터의 민트 오일, 유칼립투스, 팔각, 코코아, 레몬그라스, 루이보스, 아마, 은행 나무, 헤이즐, 히비스커스, 로렐, 메이트, 오렌지 스킨, 장미, 녹차 또는 홍차와 같은 차, 백리향, 주니퍼, 엘더플라워, 바질, 베이 잎, 커민, 오레가노, 파프리카, 로즈마리, 사프란, 레몬 껍질, 민트, 소엽, 강황, 고수풀, 머틀, 카시스, 발레리안, 피멘토, 메이스, 데미안, 마조람, 올리브, 레몬 밤, 레몬 바질, 골파, 카르비, 버베나, 타라곤, 리모넨, 티몰, 캄펜), 향미 증강제들, 쓴맛 수용체 부위 차단제들, 감각 수용체 부위 활성화제 또는 자극제들, 당류들 및/또는 당 대용물들(예컨대, 수크랄로스, 아세설팜 칼륨, 아스파탐, 사카린, 시클라메이트들, 락토오스, 자당, 포도당, 과당, 소르비톨 또는 만니톨), 및 목탄, 엽록소, 미네랄들, 식물생약들 또는 입냄새 제거제들과 같은 다른 첨가제들을 포함할 수 있다. "향미" 및 "향미제"는 인조, 합성 또는 천연 성분들 또는 이들의 블렌드들일 수 있다. "향미" 및 "향미제"는 임의의 적합한 형태, 예컨대, 오일과 같은 액체, 분말과 같은 고체, 또는 기체일 수 있다.
향미는 적절하게는 하나 이상의 민트-향미들, 적합하게는 박하속의 임의의 종으로부터의 민트 오일을 포함할 수 있다. 향미는 적합하게는 멘톨을 포함할 수 있거나, 이것을 필수 구성으로 포함할 수 있거나, 이것으로 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 향미는 멘톨, 스피어민트 및/또는 페퍼민트를 포함한다.
일부 실시예들에서, 향미는 오이, 블루베리, 감귤류 및/또는 레드베리의 향미 성분들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 풍미는 유제놀을 포함한다.
일부 실시예들에서, 향미는 담배로부터 추출된 향미 성분들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 향미는 대마초로부터 추출된 향미 성분들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 향미는 향기 또는 미각 신경에 추가하거나 이를 대신하여 제5 뇌신경(삼차 신경)의 자극에 의해 일반적으로 화학적으로 유발되고 인지되는 체성 감각을 달성하도록 의도되는 감각제를 포함할 수 있으며, 이들은 가온(heating), 감온(cooling), 따끔거림, 마비 효과를 제공하는 제제들을 포함할 수 있다. 적합한 가온 효과제는 바닐릴 에틸 에테르일 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 적합한 감온제는 유칼립톨, WS-3일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생제"는 에어로졸의 발생을 촉진하는 제제를 지칭한다. 에어로졸 발생제는 초기 증발을 촉진함으로써 에어로졸의 발생을 촉진할 수 있고 그리고/또는 흡입가능 고체 및/또는 액체 에어로졸로의 기체의 응축을 촉진할 수 있다.
적합한 에어로졸 발생제들은 에리트리톨, 소르비톨, 글리세롤, 및 글리콜들(프로필렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜과 같은) 같은 폴리올; 및 1가 알코올들, 고비등점 탄화수소물들, 락트산과 같은 산들, 글리세롤 유도체들, 및 에테르들(이를테면, 다아세틴, 트라아세틴, 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트, 트리에틸 시트레이트 또는 미리스테이트들(에틸 미리스테이트 및 이소프로필 미리스테이트를 포함함) 및 지방족 카르복실산 에스테르들(이를테면, 메틸 스테아레이트, 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트))를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 에어로졸 발생제는 적합하게는 멘톨을 용해하지 않는 조성을 가질 수 있다. 에어로졸 발생제는 적합하게는 글리세롤을 포함할 수 있거나, 이것을 필수 구성으로 포함할 수 있거나, 이것으로 구성될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "담배 재료"는 담배 또는 그에 따른 파생품들을 포함하는 임의의 재료를 지칭한다. 용어 "담배 재료"는 담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재생 담배 또는 담배 대용품들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 담배 재료는 분쇄 담배, 담배 섬유, 대담배, 압출 담배, 담배 줄기, 재생 담배 및/또는 담배 추출물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
담배 재료를 생성하기 위해 사용되는 담배는 Virginia 및/또는 Burley 및/또는 Oriental을 포함하여, 단일 등급들 또는 블렌드들, 각초(cut rag) 또는 전엽(whole leaf)과 같은 임의의 적합한 담배일 수 있다. 그것은 또한 담배 입자 '미분' 또는 가루, 팽화 담배, 줄기들, 팽화 줄기들, 및 다른 가공된 줄기 재료들, 이를테면 잘라서 만(rolled) 줄기일 수 있다. 담배 재료는 분쇄 담배 또는 재생 담배 재료일 수 있다. 재생 담배 재료는 담배 섬유들을 포함할 수 있고, 주조, 즉, 담배 추출물을 다시 첨가하는 Fourdrinier-기반 종이 메이킹-유형 접근법에 의해서, 또는 압출에 의해서 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 멘톨을 포함한다.
멘톨-보유 비정질 고체를 포함하는 특정 실시예들은 소모품 또는 시스템에 파쇄 시트로서 포함시키기에 특히 적합할 수 있다. 이들 실시예들에서, 비정질 고체는 다음과 같은 조성(DWB)을 가질 수 있다: 약 20wt% 내지 약 40wt%, 또는 약 25wt% 내지 35wt%의 양의 겔화제(바람직하게는 알기네이트를 포함하고, 보다 바람직하게는 알기네이트와 펙틴의 조합을 포함함); 약 35wt% 내지 약 60wt%, 또는 약 40wt% 내지 55wt%의 양의 멘톨; 약 10wt% 내지 약 30wt%, 또는 약 15wt% 내지 약 25wt%(DWB)의 양의 에어로졸 발생제(바람직하게는 글리세롤을 포함함).
일 실시예에서, 비정질 고체는 약 32-33wt%의 알기네이트/펙틴 겔화제 블렌드; 약 47-48wt%의 멘톨 향미제; 및 약 19-20wt%의 글리세롤 에어로졸 발생제(DWB)를 포함한다.
위에서 언급된 바와 같이, 이들 실시예들의 비정질 고체는 소모품 또는 시스템에 파쇄 시트로서 포함될 수 있다. 파쇄 시트는 대담배와 블렌드된 소모품 또는 시스템에 제공될 수 있다. 대안적으로, 비정질 고체는 비-파쇄 시트로서 제공될 수 있다. 적합하게는, 파쇄 또는 비-파쇄 시트는 약 0.015mm 내지 약 1mm, 바람직하게는 약 0.02mm 내지 약 0.07mm의 두께를 갖는다.
멘톨-보유 비정질 고체의 특정한 실시예들은, 에어로졸화가능 재료(예컨대, 담배)로 이루어진 막대를 둘러싸는 시트와 같은 시트로서 소모품 또는 시스템에 포함시키기에 특별히 적합할 수 있다. 이들 실시예들에서, 비정질 고체는 다음과 같은 조성(DWB)을 가질 수 있다: 약 5wt% 내지 약 40wt%, 또는 약 10wt% 내지 30wt%의 양의 겔화제(바람직하게는 알기네이트를 포함하고, 보다 바람직하게는 알기네이트와 펙틴의 조합을 포함함); 약 10wt% 내지 약 50wt%, 또는 약 15wt% 내지 40wt%의 양의 멘톨; 약 5wt% 내지 약 40wt%, 또는 약 10wt% 내지 약 35wt%의 양의 에어로졸 발생제(바람직하게는 글리세롤을 포함함); 및 선택적으로 최대 60wt%의 양(예컨대, 5wt% 내지 20wt%, 또는 약 40wt% 내지 60wt%의 양)의 충전제(DWB).
이들 실시예들 중 하나의 실시예에서, 비정질 고체는 약 11wt%의 알기네이트/펙틴 겔화제 블렌드, 약 56wt%의 목재 펄프 충전제, 약 18%의 멘톨 향미제, 및 약 15wt%의 글리세롤(DWB)을 포함한다.
이들 실시예들 중 다른 실시예에서, 비정질 고체는 약 22wt%의 알기네이트/펙틴 겔화제 블렌드, 약 12wt%의 목재 펄프 충전제, 약 36%의 멘톨 향미제, 및 약 30wt%의 글리세롤(DWB)을 포함한다.
위에서 언급된 바와 같이, 이들 실시예들의 비정질 고체는 시트로서 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 시트는 종이를 포함하는 캐리어 상에 제공된다. 일 실시예에서, 시트는 금속 포일, 적절하게는 알루미늄 금속 포일을 포함하는 캐리어 상에 제공된다. 이 실시예에서, 비정질 고체는 금속 포일에 접할 수 있다.
일 실시예에서, 시트는 그 시트의 상단 및 하단 표면에 부착된 층(바람직하게는 종이를 포함함)을 갖는 라미네이트 재료의 일부를 형성한다. 적합하게는, 비정질 고체의 시트는 약 0.015mm 내지 약 1mm의 두께를 갖는다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 멘톨을 포함하지 않는 향미제를 포함한다. 이들 실시예들에서, 비정질 고체는 다음과 같은 조성(DWB)을 가질 수 있다: 약 5wt% 내지 약 40wt%, 또는 약 10wt% 내지 약 35wt%, 또는 약 20wt% 내지 약 35wt%의 양의 겔화제(바람직하게는 알기네이트를 포함함); 약 0.1wt% 내지 약 40wt%, 약 1wt% 내지 약 30wt%, 또는 약 1wt% 내지 약 20wt%, 또는 약 5wt% 내지 약 20wt%의 양의 향미제; 15wt% 내지 75wt%, 또는 약 30wt% 내지 약 70wt%, 또는 약 50wt% 내지 약 65wt%의 양의 에어로졸 발생제(바람직하게는 글리세롤을 포함함); 및 선택적으로 약 60wt% 미만, 또는 약 20wt%, 또는 약 10wt%, 또는 약 5wt%의 양의 충전제(적절하게는 목재 펄프)(바람직하게는 비정질 고체는 충전제를 포함하지 않음)(DWB).
이들 실시예들 중 하나의 실시예에서, 비정질 고체는 약 27wt%의 알기네이트 겔화제, 약 14wt%의 향미제 및 약 57wt%의 글리세롤 에어로졸 발생제(DWB)를 포함한다.
이들 실시예들 중 다른 실시예에서, 비정질 고체는 약 29wt%의 알기네이트 겔화제, 약 9wt%의 향미제 및 약 60wt%의 글리세롤(DWB)을 포함한다.
이들 실시예들의 비정질 고체는, 선택적으로 대담배와 블렌드된 파쇄 시트로서 소모품 또는 시스템에 포함될 수 있다. 대안적으로, 이들 실시예들의 비정질 고체는 에어로졸화가능 재료(예컨대, 담배)로 이루어진 막대를 둘러싸는 시트와 같은 시트로서 소모품 또는 시스템에 포함될 수 있다. 대안적으로, 이들 실시예들의 비정질 고체는 캐리어 상에 배치된 층 부분으로서 소모품 또는 시스템에 포함될 수 있다.
일부 실시예들에서, 비정질 고체는 담배 추출물을 포함한다. 이들 실시예들에서, 비정질 고체는 다음과 같은 조성(DWB)을 가질 수 있다: 약 5wt% 내지 약 40wt%, 또는 약 10wt% 내지 30wt%, 또는 약 15wt% 내지 약 25wt%의 양의 겔화제(바람직하게는 알기네이트를 포함함); 약 30wt% 내지 약 60wt%, 또는 약 40wt% 내지 55wt%, 또는 약 45wt% 내지 약 50wt%의 양의 담배 추출물; 및 약 10wt% 내지 약 50wt%, 또는 약 20wt% 내지 약 40wt%, 또는 약 25wt% 내지 약 35wt%의 양의 에어로졸 발생제(바람직하게는 글리세롤을 포함함)(DWB).
일 실시예에서, 비정질 고체는 약 20wt%의 알기네이트 겔화제, 약 48wt%의 Virginia 담배 추출물 및 약 32wt%의 글리세롤(DWB)을 포함한다.
이들 실시예들의 비정질 고체는 임의의 적절한 함수량을 가질 수 있다. 예컨대, 비정질 고체는 약 5wt% 내지 약 15wt%, 또는 약 7wt% 내지 약 13wt%, 또는 약 10wt%의 함수량을 가질 수 있다.
이들 실시예들의 비정질 고체는, 선택적으로 대담배와 블렌드된 파쇄 시트로서 소모품 또는 시스템에 포함될 수 있다. 대안적으로, 이들 실시예들의 비정질 고체는 에어로졸화가능 재료(예컨대, 담배)로 이루어진 막대를 둘러싸는 시트와 같은 시트로서 소모품 또는 시스템에 포함될 수 있다. 대안적으로, 이들 실시예들의 비정질 고체는 캐리어 상에 배치된 층 부분으로서 소모품 또는 시스템에 포함될 수 있다. 적합하게는, 이들 실시예들 중 임의의 실시예에서, 비정질 고체는 약 50㎛ 내지 약 200㎛, 또는 약 50㎛ 내지 약 100㎛, 또는 약 60㎛ 내지 약 90㎛, 적합하게는 약 77㎛의 두께를 갖는다.
이런 비정질 고체를 형성하기 위한 슬러리는 또한 본 발명의 일부를 형성할 수 있다. 일부 경우들에서, 슬러리는 약 5 내지 1200Pa의 탄성 계수(저장 탄성 계수로도 지칭됨)를 가질 수 있다; 일부 경우들에서, 슬러리는 약 5 내지 600Pa의 점성 계수(손실 탄성 계수로도 지칭됨)를 가질 수 있다.
본원에 설명된 모든 중량 백분율(wt%로 표기됨)은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 건조 중량 기준으로 계산된다. 모든 중량비들은 건조 중량 기준으로도 계산된다. 건조 중량 기준으로 인용된 중량은 물 이외의 추출물 또는 슬러리 또는 재료의 전체를 지칭하며, 글리세롤과 같이 그 자체로 실온 및 압력에서 액체인 성분들을 포함할 수 있다. 반대로, 습식 중량 기준으로 인용된 중량 백분율은 물을 포함한 모든 성분들을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "시트"는 그 두께보다 실질적으로 더 큰 폭 및 길이를 갖는 요소를 나타낸다. 시트는 예컨대 스트립일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가열 재료" 또는 "가열기 재료"는 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능한 재료를 지칭한다.
유도 가열은, 전기-전도성 물체에 가변 자기장이 침투하여 그 물체가 가열되는 과정이다. 그 과정은 패러데이의 유도 법칙(Faraday's law of induction) 및 옴의 법칙(Ohm's law)에 의해 설명된다. 유도 가열기는 전자석, 및 교류와 같은 가변 전류를 그 전자석을 통과시키기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 전자석 및 가열될 물체가, 전자석에 의해 생성되는 결과적인 가변 자기장이 그 물체에 침투하도록 상대적으로 적합하게 위치될 때, 하나 이상의 와전류들이 그 물체 내부에 발생된다. 물체에는 전류 흐름에 대한 저항이 있다. 따라서, 이러한 와전류들이 물체에서 발생될 때, 물체의 전기 저항에 대한 그 와전류들의 흐름은 물체가 가열되게 야기한다. 이런 공정은 줄 가열(Joule heating), 옴 가열(ohmic heating) 또는 저항 가열(resistive heating)로 불린다. 유도 가열될 수 있는 물체는 서셉터로 공지되어 있다.
서셉터가 폐쇄 전기 회로의 형태일 때는, 사용 중에 전자석과 서셉터 간의 자기 결합이 강화되고 이는 줄 가열이 더 커지거나 개선되게 한다는 것이 확인되었다.
자기 히스테리시스 가열은 자기성 재료로 만들어진 물체에 가변 자기장이 침투하여 그 물체가 가열되는 공정이다. 자기성 재료는 많은 원자-규모의 자석들, 또는 자기 쌍극자들을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 자기장이 이러한 재료에 침투할 때, 자기 쌍극자들은 그 자기장과 정렬된다. 따라서, 가변 자기장, 이를테면, 예컨대 전자석에 의해 생성된 교번 자기장이 자기성 재료에 침투할 때, 자기 쌍극자들의 배향은 가변 인가 자기장에 따라 변한다. 이러한 자기 쌍극자 재배향은 자기성 재료에 열이 발생되게 야기한다.
물체가 전기-전도성이면서 자성을 가질 때, 가변 자기장이 물체에 침투하는 것은 물체에서 줄 가열 및 자기 히스테리시스 가열 둘 모두를 야기할 수 있다. 게다가, 자기성 재료를 사용하면 자기장을 강하게 하여, 줄 가열 및 자기 히스테리시스 가열을 강화할 수 있다.
위의 공정들 각각에서는, 열 전도에 의한 외부 열 공급원에 의해서가 아니라 물체 자체 내부에서 열이 발생되기 때문에, 물체에서의 급격한 온도 상승 및 보다 균일한 열 분포가, 특히 적합한 물체 재료 및 기하학적 구조의 선택과 물체에 대한 적절한 가변 자기장 크기 및 배향을 통해 달성될 수 있다. 게다가, 유도 가열 및 자기 히스테리시스 가열은 가변 자기장의 공급원과 물체 간의 물리적 연결을 제공할 필요가 없기 때문에, 가열 프로파일에 대한 설계 자유와 제어가 더 클 수 있으며 비용은 낮아질 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소모품의 예의 개략적인 측단면도 및 단부 단면도가 도시되어 있다. 소모품(1)은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치, 이를테면 도 8에 도시되고 아래에서 설명되는 장치(100)에 사용하기 위한 것이다.
소모품(1)은 중공 튜브를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어(16), 및 캐리어(16) 상에 코팅된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료(14)를 포함한다. 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16) 상의 코팅부로 간주될 수 있다. 예컨대, 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16) 상에 분무, 전기-분무, 주조 또는 밴드 주조될 수 있다. 중공 튜브는 소모품(1)의 에어 갭(10) 주위에 위치된다. 이 실시예에서, 에어 갭(10)은 소모품(1)의 하나의 종 방향 단부로부터 반대쪽의 종 방향 단부로 연장되는 관통 구멍에 의해 형성된다. 다른 실시예에서, 에어 갭(10)은 소모품(1)의 하나의 종 방향 단부로부터 소모품(1)의 반대쪽 종 방향 단부를 향해 단지 부분적으로 연장되는 미관통 구멍에 의해 형성될 수 있다.
소모품(1)의 중공 튜브는 축 A-A를 따라 연장된다. 축 A-A는 에어 갭(10)을 따라 연장하는 중심 축이지만, 다른 실시예에서 중공 튜브의 구성은 축 A-A가 에어 갭(10)으로부터 오프셋되도록 이루어질 수 있다. 이 실시예에서는, 중공 튜브가 축 A-A의 방향으로 길어지지만, 다른 실시예에서는, 중공 튜브의 폭 또는 직경이 축 A-A의 방향으로의 중공 튜브의 치수보다 크거나 같을 수 있어서, 중공 튜브는 길어지지 않는다. 이 실시예의 중공 튜브는 원형 내부 및 외부 단면 형상들을 갖는다. 다른 실시예에서, 중공 튜브의 내부 및 외부 단면 형상들 중 하나의 형상 또는 다른 형상은 원형 이외의 형상, 이를테면 타원형, 다각형, 직사각형, 정사각형, 삼각형 또는 별-형상일 수 있다.
일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 중공 튜브의 또는 전체 소모품의 표면의 적어도 일부, 이를테면 가장 바깥쪽 표면을 형성한다. 일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 적어도 표면의 대부분, 이를테면 표면 전체를 형성한다. 이 실시예에서, 캐리어(16)는 중공 튜브의 및 소모품(1)의 가장 바깥쪽 표면을 형성한다. 이것은, 소모품의 조작 동안에, 이를테면 소모품이 사용 가능한 장치에 소모품을 삽입하거나 그로부터 소모품을 제거할 때, 사용자의 손가락들 또는 손들이 에어로졸화가능 재료(14)에 접촉할 필요가 없도록 하는데 도움을 줄 수 있다. 이것는 또한, 에어로졸화가능 재료(14)가 장치의 가열 구역을 정의하는 벽에 접촉하는 것을 피하게 하는데 도움을 줄 수 있으며, 이는 장치를 비교적 깨끗하게 유지하는데 도움을 줄 수 있다. 그러나, 도 3을 참조하여 아래에서 설명되는 실시예와 같은 다른 실시예들에서, 캐리어(16)는 추가적으로 또는 대안적으로 중공 튜브의 및/또는 소모품의 가장 안쪽 표면을 형성한다.
이 실시예에서의 캐리어(16)는 관형이다. 게다가, 이 실시예에서, 에어로졸화가능 재료(14)가 캐리어(16)와 에어 갭(10) 사이에 위치되도록, 캐리어(16)는 에어로졸화가능 재료(14) 및 에어 갭(10)을 둘러싼다. 일부 다른 실시예들에서, 캐리어(16)는 관형 이외의 형상일 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 그 내부에 형성되는 축 방향-연장 슬롯 또는 다른 특징을 가질 수 있고, 그로 인해서 그 캐리어(16)는 원주 방향 불연속성을 갖고 따라서 완전한 튜브를 형성하지 않는다.
캐리어(16)는 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 캐리어(16)는 소모품(1)의 정상적인 사용 중에 그것에 가해지는 온도들, 이를테면 본원에서 나중에 논의되는 온도들을 견디기에 충분한 내열성이 있어야 한다. 캐리어(16)는 소모품(1)에 강성을 제공하는데 도움을 줄 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 에어로졸에 대해 비-다공성이다. 일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 종이, 카드, 판지, 카드보드, 재생 담배, 플라스틱 재료, 금속, 및 금속 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함한다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 예컨대 종이 또는 카드 또는 재생 담배의 권취된 시트 또는 스트립을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 위에서 나열된 재료들, 이를테면 종이 및 금속 또는 금속 합금 중 임의의 두 개로 이루어진 적층체를 포함한다. 다른 실시예들에서, 캐리어(16)는 예컨대 플라스틱 재료나 또는 하나 이상의 금속들 또는 금속 합금들을 포함하는 재료의 압출물을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 재생 담배의 시트와 같은 담배 재료를 포함하거나 이것으로 구성된다.
하나의 경우에, 에어로졸화가능 재료(14)에 접하는 캐리어(16)의 표면은 다공성일 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 캐리어(16)는 종이를 포함한다. 본 발명자들은, 종이와 같은 다공성 캐리어가 본 발명에 특히 적합하고; 다공성 층이 에어로졸화가능 재료(14)에 접하여 강한 결합을 형성한다는 것을 확인했다. 에어로졸화가능 재료(14)의 비정질 고체는 겔을 건조시킴으로써 형성되며, 이론에 의해 제한되지 않고, 겔이 형성되는 슬러리가 다공성 캐리어(예컨대, 종이)를 부분적으로 함침함으로써, 겔이 경화되고 가교들을 형성할 때, 캐리어가 겔에 부분적으로 결합된다고 여겨진다. 이것은 겔과 캐리어 간의(그리고 건조 겔과 캐리어 간의) 강한 결합을 제공한다. 다공성 층(예컨대, 종이)은 또한 향미들을 전달하는데 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 다공성 층은, 0-300CU(Coresta Units), 적합하게는 5-100CU 또는 25-75CU의 다공성을 적합하게 갖는 종이를 포함할 수 있다.
추가적으로, 표면 거칠기는 에어로졸화가능 재료(14)와 캐리어(16) 간의 결합 강도에 기여할 수 있다. 본 발명자들은, (에어로졸화가능 재료에 접하는 표면에 대한) 종이 거칠기가 적합하게는, 50-1000Bekk 초, 적합하게는 50-150Bekk 초, 적합하게는 100Bekk 초의 범위(50.66-48.00kPa의 공기압 간격에 걸쳐 측정됨)에 있을 수 있음을 확인했다. (Bekk 평활도 시험기는 종이 표면의 평활도를 결정하는데 사용되는 도구인데, 여기서는 매끄러운 유리 표면과 종이 샘플 사이에 규정된 압력의 공기가 누출되고, 정해진 양의 공기가 이들 표면들 사이에 스며들기 위한 시간(초)이 "Bekk 평활도"이다.)
예시적인 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)의 적어도 일부는 캐리어(16)의 반경 방향 안쪽에 위치된다. 도 1 및 도 2의 실시예들과 같은 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14) 모두는 캐리어(16)의 반경 방향 안쪽에 위치된다. 다른 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)의 일부는 캐리어(16)의 반경 방향 안쪽 이외에 위치될 수 있는데, 이를테면 캐리어(16)의 종 방향 단면 상에 또는 캐리어(16)의 두 개의 대향하는 종 방향 단면들 상에 위치될 수 있다. 도 3을 참조하여 아래에 설명되는 것과 같은 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)의 적어도 일부는 캐리어(16)의 반경 방향 바깥쪽에 위치된다.
예시적인 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 중공 튜브의 표면 중 적어도 일부, 이를테면 가장 안쪽 표면을 형성한다. 에어로졸화가능 재료(14)는 적어도 중공 튜브의 표면의 대부분을 형성할 수 있는데, 이를테면 중공 튜브의 표면 전체를 형성할 수 있다. 이러한 실시예에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 중공 튜브의 가장 안쪽 표면을 형성한다. 이것은 사용 중에 에어로졸이 에어 갭(10)을 통해 사용자에게 전달될 수 있게 하는 것을 도울 수 있다. 이것은, 결국, 사용 중에 응축물이 장치에 침착되는 것을 감소시키거나 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 그러나, 도 3을 참조하여 아래에서 설명되는 것과 같은 다른 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 추가적으로 또는 대안적으로 중공 튜브의 가장 바깥쪽 표면을 형성한다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 중공 튜브의 가장 안쪽 표면의 어떤 부분도 형성하지 않을 수 있다. 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 대한 일부 변형들에서, 중공 튜브는, 중공 튜브의 가장 안쪽 표면을 형성하고 그리고 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 에어로졸에 대해 다공성일 수 있는 다른 층(미도시)을 포함할 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 이 실시예에서의 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16) 상에 코팅됨으로써 캐리어(16)에 부착된다. 코팅은 분무를 포함할 수 있다. 코팅은 주조를 포함할 수 있다. 주조는 캐리어(16)의 표면 상에 액체 또는 다른 유체 형태의 재료(또는 궁극적으로 캐리어(16)를 형성할 재료)를 제공하는 것, 및 이어서 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료(14)를 형성하기 위해서 재료로 하여금 캐리어(16)의 표면 상에서 적어도 부분적으로 응고되거나 경화되도록 허용하는 것을 수반할 수 있다. 이러한 실시예에서의 에어로졸화가능 재료(14)는 그 자체로 "주조"로 불릴 수 있다.
다른 실시예들에서, 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료(14)는 코팅 이외의 메커니즘에 의해서 캐리어(16)에 부착될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 에어로졸화가능 재료(14)와 캐리어(16) 사이에 접착제를 제공함으로써 캐리어(16)에 부착될 수 있다. 접착제는, 예컨대, 아라비아 검(gum Arabic), 천연 또는 합성 수지들, 전분들, PVA(polyvinyl acetate), 및 광택제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 부착은, 에어로졸화가능 재료(14)가 캐리어(16)에 관련한 위치에 유지되도록 에어로졸화가능 재료(14)와 캐리어(16) 간에 패스너 또는 억지 끼워 맞춤을 제공함으로써, 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16)의 두 개의 층들 사이에 또는 두 개의 캐리어들(16) 사이에 갇히거나 끼워짐으로써 캐리어(16)에 부착될 수 있다.
이 실시예에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 관형이다. 보다 구체적으로, 이 실시예에서, 에어로졸화가능 재료(14)는, 에어로졸화가능 재료(14)가 에어 갭(10)을 둘러싸도록 캐리어(16)의 내부 표면 상에 환형 경로를 따라 부착된다. 이 실시예에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16)의 내부 표면 전체 또는 실질적으로 전체를 덮는다. 다른 실시예들에서, 캐리어(16)의 내부 표면은 에어로졸화가능 재료(14)에 의해 단지 부분적으로만 덮여질 수 있다. 예컨대, 에어로졸화가능 재료(14)는, 에어로졸화가능 재료(14)의 하나 이상의 별개의 이격된 지역들, 이를테면 튜브들로서 캐리어(16) 상에 코팅되거나 다른 방식으로 부착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16) 상에서 하나 이상의 패치들의 형태와 같은 비-관형일 수 있다.
이 실시예의 소모품(1)은 도 8에 도시된 장치(100)의 가열 구역(110)과 같은 장치의 가열 구역에 삽입하기에 적합하며, 여기서 장치는 소모품(1)이 가열 구역에 있을 때 에어로졸화가능 재료(14)의 가열을 야기하기 위한 디바이스를 갖는다. 일단 가열 구역(110)에 있으면, 장치의 디바이스는 에어로졸화가능 재료(14)의 가열을 야기하여 에어로졸화가능 재료(14)의 적어도 하나의 성분을 휘발시킨다. 일부 실시예들에서, 디바이스는 열 에너지를 소모품(1)에, 특히 캐리어(16)를 통해 에어로졸화가능 재료(14)에 인가하도록 구성될 수 있다. 일부 이러한 실시예들에서, 디바이스는 저항성 가열기를 포함하는데, 저항성 가열기는 그 저항성 가열기를 전기 공급원에 전기적으로 연결함으로써 가열되고, 열 에너지가 저항성 가열기로부터 소모품(1)으로 전달된다. 일부 다른 실시예들에서, 디바이스는 소모품(1)이 가열 구역(110)에 있을 때 가열 구역에 침투하기 위한 가변 자기장을 발생시키기 위한 자기장 발생기(112)를 포함할 수 있고, 소모품(1)의 캐리어(16)는 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능한 가열 재료를 포함한다. 따라서, 이들 다른 실시예들에서, 디바이스는 소모품(1)의 가열 재료에서 열을 생성하기 위해 전자기 에너지가 그 가열 재료에 인가되도록 야기하게 구성되고, 이어서 열 에너지가 캐리어(16)로부터 에어로졸화가능 재료(14)에 인가된다. 일부 실시예들에서, 소모품(1)은 에어로졸화가능 재료(14)에 부분적으로 또는 완전히 매립된 가열 재료를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 장치(100)는 가열 재료를 포함하는 가열가능 요소(120)를 가지며, 여기서 가열가능 요소(120)는 가열 구역(110)과 열 접촉하고, 자기장 발생기(112)는 가열가능 요소(120) 및 그에 따른 가열 구역(110)의 가열을 야기하기 위해서 가열가능 요소(120)에 침투하기 위한 가변 자기장을 발생시키기 위한 것이다. 어떤 경우든, 에어로졸화가능 재료(14)의 휘발 성분(들)은 이어서 에어로졸화가능 재료(14)로부터 에어 갭(10)으로 통과하여 에어로졸을 형성할 수 있으며, 장치(100)의 마우스피스(제공될 경우) 또는 소모품(1)을 통한 사용자 흡인에 의해서 거기로부터 소모품(1) 밖으로 나갈 수 있다.
따라서, 일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능한 가열 재료를 포함한다는 것이 이해될 것이다. 가열 재료는, 예컨대, 본원에서 논의된 것들 중 임의의 하나 이상일 수 있다. 캐리어(16)는 가열 재료로 구성될 수 있거나, 이것으로 실질적으로 구성될 수 있다. 필수적이지는 않지만, 캐리어(16)가 가열 재료의 폐회로를 포함하는 것이 바람직하다. 가열 재료는 소모품(1)을 따라 축 방향 거리로 실질적으로 일정한 단면적을 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 캐리어(16)에는 그러한 가열 재료가 없을 수 있다. 실제로, 일부 실시예들에서, 전체 소모품에는 그러한 가열 재료가 없을 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소모품의 예의 개략적인 단부 단면도가 도시되어 있다. 소모품(2)은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치, 이를테면 도 8에 도시되고 아래에서 설명되는 장치(100)에 사용하기 위한 것이다. 소모품(2)은 중공 튜브를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어(16), 및 캐리어(16) 상에 코팅된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료(14)를 포함한다. 중공 튜브는 소모품(2)의 에어 갭(10) 주위에 위치된다.
도 3의 소모품(2)은 도 1 및 도 2의 소모품(1)과 유사하고, 유사한 요소들은 유사한 참조 번호들로 표시된다는 점이 유의될 것이다. 간결성을 위해, 도 3의 소모품(2)에 대한 논의는 두 소모품들(1, 2) 간의 차이점들에 주로 초점을 둘 것이다. 그러나, 본원에서 논의된 도 1 및 도 2의 소모품(1)(또는 그것의 부분들)에 대한 가능한 변형들 중 임의의 변형이 추가 실시예들을 형성하기 위해 도 3의 소모품(2)(또는 그것의 대응하는 부분들)에 대해 이루어질 수 있다는 점이 유의되어야 한다.
이 실시예에서, 비록 도 3에는 명확히 도시되지는 않았지만, 소모품(2)의 중공 튜브도 또한 에어 갭(10)을 따라 연장되는 중심 축 A-A의 방향으로 길어지고, 중공 튜브는 원형 내부 및 외부 단면 형상들을 갖는다. 그러나, 이 실시예에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16)의 반경 방향 바깥쪽에 위치된다. 도 3의 실시예와 같은 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14) 전체는 캐리어(16)의 반경 방향 바깥쪽에 위치된다. 다른 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)의 일부는 캐리어(16)의 반경 방향 바깥쪽 이외에 위치될 수 있는데, 이를테면 캐리어(16)의 종 방향 단면 상에 또는 캐리어(16)의 두 개의 대향하는 종 방향 단면들 상에 위치될 수 있다.
에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16) 상에 코팅됨으로써 캐리어(16)에 부착된다. 코팅은 분무 또는 주조를 포함할 수 있다. 이 실시예에서 캐리어(16)는 중공 튜브의 및 소모품(2)의 가장 안쪽 표면을 형성하고, 에어로졸화가능 재료(14)는 중공 튜브의 및 소모품(2)의 가장 바깥쪽 표면을 형성한다. 이 실시예에서의 에어로졸화가능 재료(14)는 관형이다. 게다가, 이 실시예에서, 캐리어(16)가 에어로졸화가능 재료(14)와 에어 갭(10) 사이에 위치되도록, 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16) 및 에어 갭(10)을 둘러싼다. 이 실시예에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16)의 외부 표면 전체 또는 실질적으로 전체를 덮는다. 다른 실시예들에서, 캐리어(16)의 외부 표면은 에어로졸화가능 재료(14)에 의해 단지 부분적으로만 덮여질 수 있다. 예컨대, 에어로졸화가능 재료(14)는, 에어로졸화가능 재료(14)의 하나 이상의 별개의 이격된 지역들, 이를테면 튜브들로서 캐리어(16) 상에 코팅될 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16) 상에서 하나 이상의 패치들의 형태와 같은 비-관형일 수 있다.
이 실시예의 소모품(2)은 장치의 가열 구역에 삽입하기에 적합하며, 장치는 소모품(2)이 가열 구역에 있을 때 에어로졸화가능 재료(14)의 가열을 야기하기 위한 디바이스를 갖는다. 일단 가열 구역에 있으면, 장치의 디바이스는 본원에서 논의된 가열 기술들 중 임의의 기술을 사용하여 에어로졸화가능 재료(14)의 가열을 야기함으로써, 에어로졸화가능 재료(14)의 적어도 하나의 성분을 휘발시킨다. 일부 실시예들에서, 장치의 디바이스는 소모품(2)이 가열 구역에 있을 때 소모품(2)의 에어 갭(10)으로 돌출할 수 있고, 디바이스는 캐리어(16)를 통해 에어로졸화가능 재료(14)에 열 에너지를 인가하도록 구성될 수 있다. 일단 휘발되면, 에어로졸화가능 재료(14)의 성분(들)은 에어로졸화가능 재료(14) 및 소모품(2)으로부터 반경 방향 바깥쪽으로 통과하여 에어로졸을 형성할 수 있으며, 사용자는 장치의 마우스피스 또는 소모품(2)을 통해 흡인하여 휘발 성분(들) 또는 에어로졸을 흡입할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소모품의 예의 개략적인 단부 단면도가 도시되어 있다. 소모품(3)은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치, 이를테면 도 8에 도시되고 아래에서 설명되는 장치(100)에 사용하기 위한 것이다. 소모품(3)은 중공 튜브를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어(16), 및 캐리어(16) 상에 코팅된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료(14)를 포함한다. 중공 튜브는 소모품(3)의 에어 갭(10) 주위에 위치된다.
도 4의 소모품(3)은 캐리어(16)의 형태를 제외하고는 도 1 및 도 2의 소모품(1)과 동일하다. 따라서, 유사한 요소들은 유사한 참조 번호들로 표시되고, 간결성을 위해, 도 4의 소모품(3)에 대한 논의는 두 소모품들(1, 3) 간의 차이점들에 주로 초점을 둘 것이다. 본원에서 논의된 도 1 및 도 2의 소모품(1)(또는 그것의 부분들)에 대한 가능한 변형들 중 임의의 변형이 추가 실시예들을 형성하기 위해 도 4의 소모품(3)(또는 그것의 대응하는 부분들)에 대해 이루어질 수 있다는 점이 유의되어야 한다.
이 실시예의 소모품(3), 및 더 특별하게는 캐리어(16)는 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능하여 에어로졸화가능 재료(14)를 가열하는 가열 재료를 포함한다. 가열 재료는, 예컨대, 본원에서 논의된 것들 중 임의의 하나 이상일 수 있다.
보다 구체적으로, 캐리어(16)는 가열 재료를 포함하는 제1 층(18), 및 제2 층(20)을 포함한다. 캐리어(16)는 적층체일 수 있다. 필수적이지는 않지만, 캐리어(16)(예컨대, 그것의 제1 층(18))가 가열 재료, 이를테면 가열 재료의 폐회로를 포함하는 것이 바람직하다. 가열 재료는, 예컨대, 본원에서 논의된 것들 중 임의의 하나 이상일 수 있다. 이 실시예에서는, 제2 층(20)이 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능하지 않지만, 다른 실시예들에서는, 제2 층(20)이 또한 제1 층(18)의 가열 재료와 동일하거나 상이할 수 있는 가열 재료를 포함할 수 있다. 제2 층은, 예컨대, 종이, 카드, 판지, 카드보드, 재생 담배, 및 플라스틱 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함할 수 있다.
이 실시예에서, 제1 층(18)은 에어로졸화가능 재료(14)와 제2 층(20) 사이에 위치된다. 에어로졸화가능 재료(14)는 제1 층(18) 상에 코팅되고, 제2 층(20)은 소모품(3) 및 관형 부재의 가장 바깥쪽 표면을 형성한다.
다른 실시예들에서, 제2 층(20)은 가열 재료를 포함하는 제1 층(18)과 에어로졸화가능 재료(14) 사이에 위치될 수 있다. 일부 이러한 다른 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 제2 층(20) 상에 코팅될 수 있고, 제1 층(18)은 소모품(3) 및 관형 부재의 가장 바깥쪽 표면을 형성할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 캐리어(16)는 하나 이상의 추가 층들(미도시)을 포함할 수 있으며, 이들 중 적어도 하나는 관형 부재의 및 선택적으로는 소모품(3)의 가장 바깥쪽 표면을 형성한다. 일부 이러한 실시예들에서, 가열 재료를 포함하는 제1 층(18)은 제2 층(20)과 하나 이상의 추가 층들 사이에 위치될 수 있다. 게다가, 일부 이러한 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 제2 층(20) 상에 그리고/또는 하나 이상의 추가 층들 상에 코팅될 수 있다. 또 다른 배열들이 당업자에게 자명할 수 있다. 이들 설명된 실시예들 각각에 대한 변형들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 코팅 이외의 메커니즘, 이를테면 도 1 및 도 2의 소모품(1)과 관련하여 본원에서 논의된 기술들 중 임의의 기술에 의해 캐리어(16)에 부착될 수 있다.
이 실시예의 소모품(3)은 장치의 가열 구역에 삽입하기에 적합하며, 장치는 소모품(3)이 가열 구역에 있을 때 에어로졸화가능 재료(14)의 가열을 야기하기 위한 디바이스를 갖는다. 일단 가열 구역에 있으면, 장치의 디바이스는 본원에서 논의된 가열 기술들 중 임의의 기술을 사용하여 에어로졸화가능 재료(14)의 가열을 야기함으로써, 에어로졸화가능 재료(14)의 적어도 하나의 성분을 휘발시킨다. 에어로졸화가능 재료(14)의 휘발 성분(들)은 이어서 에어로졸화가능 재료(14)로부터 에어 갭(10)으로 통과하여 에어로졸을 형성할 수 있으며, 장치의 마우스피스(제공될 경우) 또는 소모품(3)을 통한 사용자 흡인에 의해서 거기로부터 소모품(3) 밖으로 나갈 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 도 4의 소모품(3)은 캐리어(16)의 형태를 제외하고는 도 1 및 도 2의 소모품(1)과 동일하다. 유사한 방식으로, 일부 실시예들에서, 소모품은 캐리어(16)의 형태를 제외하고는 도 3의 소모품(2)과 동일할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 도 3의 소모품(2)은 캐리어(16)가 가열 재료를 포함하는 제1 층, 및 제2 층을 포함하도록 변형될 수 있다. 가열 재료는, 예컨대, 본원에서 논의된 것들 중 임의의 하나 이상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 층은 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능하지 않을 수 있다. 다른 실시예들에서, 제2 층은 제1 층의 가열 재료와 동일하거나 상이할 수 있는 가열 재료를 포함할 수 있다. 제2 층은, 예컨대, 종이, 카드, 판지, 카드보드, 재생 담배, 및 플라스틱 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 층은 에어로졸화가능 재료(14)와 제2 층 사이에 위치된다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 제1 층 상에 코팅되고, 제2 층은 소모품 및 관형 부재의 가장 안쪽 표면을 형성한다. 다른 실시예들에서, 제2 층은 가열 재료를 포함하는 제1 층과 에어로졸화가능 재료(14) 사이에 위치될 수 있다. 일부 이러한 다른 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 제2 층 상에 코팅될 수 있고, 제1 층은 소모품 및 관형 부재의 가장 안쪽 표면을 형성할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 캐리어(16)는 하나 이상의 추가 층들(미도시)을 포함할 수 있으며, 이들 중 적어도 하나는 관형 부재의 및 선택적으로는 소모품의 가장 안쪽 표면을 형성한다. 일부 이러한 실시예들에서, 가열 재료를 포함하는 제1 층은 제2 층과 하나 이상의 추가 층들 사이에 위치될 수 있다. 게다가, 일부 이러한 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 제2 층 상에 그리고/또는 하나 이상의 추가 층들 상에 코팅될 수 있다. 또 다른 배열들이 당업자에게 자명할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소모품의 예의 개략적인 단부 단면도가 도시되어 있다. 소모품(4)은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치, 이를테면 도 8에 도시되고 아래에서 설명되는 장치(100)에 사용하기 위한 것이다. 소모품(4)은 중공 튜브를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어(16), 및 캐리어(16) 상에 코팅된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료(14)를 포함한다. 중공 튜브는 소모품(4)의 에어 갭(10) 주위에 위치된다.
도 5의 소모품(4)은 도 3의 소모품(2)과 유사하고, 유사한 요소들은 유사한 참조 번호들로 표시된다는 점이 유의될 것이다. 간결성을 위해, 도 5의 소모품(4)에 대한 논의는 두 소모품들(2, 4) 간의 차이점들에 주로 초점을 둘 것이다. 그러나, 본원에서 논의된 도 3의 소모품(2)(또는 그것의 부분들)에 대한 가능한 변형들 중 임의의 변형이 추가 실시예들을 형성하기 위해 도 5의 소모품(4)(또는 그것의 대응하는 부분들)에 대해 이루어질 수 있다는 점이 유의되어야 한다. 예컨대, 캐리어(16)는 본원에서 논의된 캐리어들(16) 중 임의의 캐리어의 형태일 수 있어서, 일부 실시예들에서 캐리어(16)는 에어로졸화가능 재료(14)를 가열하기 위해 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능한 가열 재료를 포함한다. 가열 재료는, 예컨대, 본원에서 논의된 것들 중 임의의 하나 이상일 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어(16)에는 그러한 가열 재료가 없을 수 있다. 실제로, 일부 실시예들에서, 전체 소모품(4)에는 그러한 가열 재료가 없을 수 있다.
소모품(4)은 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)를 포함한다. 이 실시예에서, 중공 튜브는 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)를 포함한다. 더 구체적으로, 이 실시예에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)와 캐리어(16) 사이에 반경 방향으로 위치된다. 더욱더 구체적으로, 이 실시예에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 에어로졸화가능 재료(14)의 반경 방향 바깥쪽에 위치된다. 일부 실시예들에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)의 적어도 일부는 에어로졸화가능 재료(14)의 종 방향 단면 상에 또는 에어로졸화가능 재료(14)의 두 개의 대향하는 종 방향 단면들 상에 위치될 수 있다.
다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)의 가열 동안 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 에어로졸을 보유하기 위한 것이다. 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생된 휘발 재료가 소모품(4)이 사용되는 장치(100)의 표면 상에 응축되지 않도록 하는데 도움을 줄 수 있다. 일부 실시예들에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)를 제공하는 것은 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 에어로졸이 소모품(4)에서 형성될 수 있는 표면적을 증가시키는 것을 돕는다. 일부 실시예들에서, 이러한 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 가시적 에어로졸의 양을 증가시키는 것을 돕고, 따라서 소비자 경험을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)에는 에어로졸화가능 재료가 없다. 일부 실시예들에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 웨딩(wadding), 플리스(fleece), 부직포 재료, 부직포 플리스, 직조 재료, 편직 재료, 나일론, 폼, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리에스테르 필라멘트, 폴리프로필렌, 및 폴리에스테르와 폴리 프로필렌의 블렌드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 에어로졸화가능 재료를 포함할 수 있다.
이 실시예에서는, 에어로졸화가능 재료(14)는 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)와 접촉하지만, 다른 실시예에서는, 에어로졸화가능 재료(14)와 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11) 사이에는 추가의 재료 층이 있을 수 있다. 이러한 추가의 재료 층은 소모품(4)의 강성 또는 견고성을 증가시킬 수 있고, 에어로졸화가능 재료(14) 및 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)의 상대적 위치들을 유지하는 것을 도울 수 있고, 그리고/또는 에어로졸화가능 재료(14)의 상이한 지역들을 함께 유지하는 것을 도울 수 있다. 이러한 추가의 재료 층은 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 에어로졸이 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)에 도달 할 수 있도록 하기 위해서 그 에어로졸에 대해 다공성이어야 한다.
이 실시예에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 관형이다. 게다가, 이 실시예에서, 캐리어(16)와 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11) 사이에 에어로졸화가능 재료(14)가 위치되도록, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 에어로졸화가능 재료(14), 캐리어(16), 및 에어 갭(10)을 둘러싼다. 일부 다른 실시예들에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 관형 이외의 형상일 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 그 내부에 형성되는 축 방향-연장 슬롯 또는 다른 특징을 가질 수 있고, 그로 인해서 그 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)는 원주 방향 불연속성을 갖고 따라서 완전한 튜브를 형성하지 않는다.
도 5의 소모품(4)은 또한 외부 커버(12)를 포함한다. 이 실시예에서, 외부 커버(12)는 관형이다. 게다가, 이 실시예에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)가 외부 커버(12)와 에어로졸화가능 재료(14) 사이에 위치되도록, 외부 커버(12)는 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)를 둘러싼다.
외부 커버(12)는 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 외부 커버(12)는 정상적인 사용 중에 그것에 가해지는 온도들, 이를테면 본원에서 나중에 논의되는 온도들을 견디기에 충분한 내열성이 있어야 한다. 일부 실시예들에서, 외부 커버(12)는 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 에어로졸에 대해 비-다공성이다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되어 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)에 보유되는 휘발 재료는 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)의 축 방향 단부를 통해서 소모품(4) 밖으로 나가도록 외부 커버(12)에 의해 지향된다.
일부 실시예들에서, 외부 커버(12)는 종이, 카드, 판지, 카드보드, 재생 담배, 플라스틱 재료, 금속, 및 금속 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함한다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 외부 커버(12)는 예컨대 종이 또는 카드 또는 재생 담배의 권취된 시트 또는 스트립을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 외부 커버(12)는 예컨대 플라스틱 재료나 또는 하나 이상의 금속들을 포함하는 재료의 압출물을 포함할 수 있다.
일부 다른 실시예들에서, 외부 커버(12)는 관형 이외의 형상일 수 있거나, 또는 소모품(4)으로부터 생략될 수 있다.
도 1 내지 도 4의 실시예들에 대한 변형들에서, 소모품(1, 2, 3)은 사용 중 에어로졸화가능 재료(14)의 가열 동안에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 에어로졸을 보유하기 위한 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)를 포함할 수 있다. 일부 이러한 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)와 캐리어(16) 사이에 반경 방향으로 위치된다. 일부 이러한 실시예들에서, 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디(11)가 커버(12)와 에어로졸화가능 재료(14) 사이에 위치되도록, 소모품(1, 2, 3)은 또한 커버(12)를 포함한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소모품의 예의 개략적인 단부 단면도가 도시되어 있다. 소모품(5)은 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치, 이를테면 도 8에 도시되고 아래에서 설명되는 장치(100)에 사용하기 위한 것이다. 소모품(5)은 중공 튜브를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어(16), 및 캐리어(16) 상에 코팅된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료(14)를 포함한다. 중공 튜브는 소모품(5)의 에어 갭(10) 주위에 위치된다.
도 6의 소모품(5)은 도 3의 소모품(2)과 유사하고, 유사한 요소들은 유사한 참조 번호들로 표시된다는 점이 유의될 것이다. 간결성을 위해, 도 6의 소모품(5)에 대한 논의는 두 소모품들(2, 5) 간의 차이점들에 주로 초점을 둘 것이다. 그러나, 본원에서 논의된 도 3의 소모품(2)(또는 그것의 부분들)에 대한 가능한 변형들 중 임의의 변형이 추가 실시예들을 형성하기 위해 도 6의 소모품(5)(또는 그것의 대응하는 부분들)에 대해 이루어질 수 있다는 점이 유의되어야 한다. 예컨대, 캐리어(16)는 본원에서 논의된 캐리어들(16) 중 임의의 캐리어의 형태일 수 있어서, 일부 실시예들에서 캐리어(16)는 에어로졸화가능 재료(14)를 가열하기 위해 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능한 가열 재료를 포함한다. 가열 재료는, 예컨대, 본원에서 논의된 것들 중 임의의 하나 이상일 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어(16)는 그러한 가열 재료가 없을 수 있다. 실제로, 일부 실시예들에서, 전체 소모품(5)에는 그러한 가열 재료가 없을 수 있다.
이 실시예의 캐리어(16)는 소모품(5)의 가장 안쪽 표면을 형성한다. 다른 실시예들에서, 캐리어(16)는 가장 안쪽 표면의 일부만을 형성할 수 있다. 이 실시예의 캐리어(16)는 또한, 사용 중 에어로졸화가능 재료(14)의 가열 동안에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 에어로졸이 소모품(5)의 가장 안쪽 표면에 전달되도록 허용하기 위해서 그 캐리어(16)를 관통해 연장하는 복수의 구멍들(16a)을 갖는다. 다른 실시예들에서는, 단지 하나의 이러한 구멍(16a)만 있을 수 있다. 구멍(16a) 또는 각각의 구멍(16a)은 캐리어(16)에서 천공과 같은 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다.
이 실시예의 소모품(5)은 외부 커버(12)를 갖는다. 이 실시예에서, 에어로졸화가능 재료(14)가 외부 커버(12)와 캐리어(16) 사이에 위치되도록, 외부 커버(12)는 에어로졸화가능 재료(14)를 둘러싼다. 외부 커버(12)는 도 5의 소모품(4)의 외부 커버(12)에 대해 여기에서 논의된 형태들 중 임의의 형태를 취할 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 외부 커버(12)는 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 에어로졸에 대해 비-다공성이다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 휘발 재료는 캐리어(16)를 관통해 연장하는 구멍(들)(16a) 중 하나 이상을 통해서 에어 갭(10)에 대해 일반적으로 반경 방향 안쪽으로 소모품(4) 밖으로 나가도록 외부 커버(12)에 의해 지향된다. 에어 갭(10)으로부터, 에어로졸은 장치(100)의 마우스피스(제공될 경우) 또는 소모품(5)을 통한 사용자 흡인에 의해서 소모품(5) 밖으로 나갈 수 있다.
다른 실시예들에서, 캐리어(16) 및 커버(12)의 위치들은 바뀔 수 있고, 그로 인해서 커버(12)는 캐리어(16)를 관통해 연장하는 구멍(들)(16a) 중 하나 이상을 통해서 일반적으로 반경 방향 바깥쪽 방향으로 소모품(4) 밖으로 나가도록, 에어로졸화가능 재료(14)로부터 발생되는 휘발 재료를 지향시킨다.
일부 실시예들에서, 소모품(1, 2, 3, 4, 5)은 또한 필터(미도시)를 포함한다. 필터는 사용 중에 에어로졸화가능 재료(14)로부터 방출되는 에어로졸 또는 증기를 여과하기 위한 것일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 필터는 소모품(1, 2, 3, 4, 5)의 길이에 걸친 압력 강하를 제어하기 위한 것일 수 있다. 필터는 담배 산업에서 사용되는 임의의 유형의 필터일 수 있다. 예컨대, 필터는 셀룰로오스 아세테이트로 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 필터는 실질적으로, 실질적으로 원형 단면 및 종축을 갖는 원통형이다. 다른 실시예들에서, 필터는 상이한 단면을 가질 수 있거나 길어지지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 필터는 중공 튜브의 종 방향 단부에 접하고, 그리고 중공 튜브와 축 방향으로 정렬된다. 다른 실시예들에서, 필터는 이를테면 갭에 의해서 그리고/또는 소모품(1, 2, 3, 4, 5)의 하나 이상의 추가 성분들에 의해서 중공 튜브로부터 이격될 수 있다. 예시적인 추가 성분(들)은 첨가제 또는 향미제 공급원(이를테면, 첨가제- 또는 향미제-보유 캡슐 또는 쓰레드(thread))이며, 이는 예컨대 여과 재료의 바디에 의해 유지되거나 또는 여과 재료의 두 개의 바디들 사이에 유지될 수 있다.
소모품(1, 2, 3, 4, 5)은 또한 중공 튜브에 대해 필터를 유지하도록 중공 튜브와 필터를 감싸는 랩(wrap)을 포함할 수 있다. 랩은 중공 튜브와 필터를 둘러쌀 수 있다. 랩의 자유 단부들이 서로 겹치도록 랩은 중공 튜브 및 필터를 감쌀 수 있다. 랩은 소모품(1, 2, 3, 4, 5)의 원주 외부 표면의 일부 또는 전체를 형성할 수 있다. 랩은 종이, 카드 또는 재생 에어로졸화가능 재료(예컨대, 재생 담배)와 같은 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 랩은 또한, 랩의 겹친 자유 단부들을 서로 접착하는 접착제(미도시), 이를테면 본원의 다른 곳에서 논의된 것들 중 하나를 포함할 수 있다. 접착제는 랩의 겹친 자유 단부들이 떨어지는 것을 막는 것을 돕는다. 다른 실시예들에서는, 접착제가 생략될 수 있거나, 랩이 설명된 것과 상이한 형태를 취할 수 있다. 다른 실시예들에서, 필터는 랩 이외의 접속재, 이를테면 접착제에 의해서 중공 튜브에 대해 유지될 수 있다.
일부 실시예들에서, 소모품(1, 2, 3, 4, 5)은 축 방향으로 30mm 내지 150mm, 이를테면 70mm 내지 120mm의 길이를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 중공 튜브는 축 방향에 수직인 방향으로 2mm 내지 10mm, 이를테면 4mm 내지 8mm의 내부 치수(예컨대, 내경)를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 중공 튜브는 축 방향에 수직인 방향으로 4mm 내지 10mm, 이를테면 4.5mm 내지 8mm의 외부 치수(예컨대, 외경)를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 중공 튜브는 축 방향에 수직인 방향으로 0.15mm 내지 0.5mm, 이를테면 0.2mm 내지 0.3mm의 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 소모품의 축 방향에 수직인 방향으로 1mm 이하, 이를테면 0.5mm 이하, 또는 0.25mm 이하, 또는 0.2mm 이하, 또는 0.1mm 이하, 또는 0.05mm 이하의 두께를 가질 수 있다. 두께는 0.05mm 내지 1.0mm 일 수 있다. 일부 실시예들에서, 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료(14)는 캐리어(16) 상에 코팅되거나 그렇지 않으면 캐리어(16)에 부착되는 박막으로서 제공된다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품을 제조하는 방법의 예를 도시한 흐름도가 도시되어 있다. 도 7의 방법은 본원에 설명된 소모품들 중 임의의 소모품을 제조하는데 사용가능하다.
방법은 중공 튜브를 제공하는 단계(72)를 포함하고, 중공 튜브는 캐리어, 및 캐리어에 부착된 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료를 포함한다. 캐리어는, 예컨대, 본원에 논의된 캐리어들(16) 중 어느 하나 일 수 있다. 유사하게, 에어로졸화가능 재료는, 예컨대, 본원에 논의된 에어로졸화가능 재료들(14) 중 어느 하나 일 수 있다.
일부 실시예들에서, 제공하는 단계(72)는 에어로졸화가능 재료(14)를 캐리어(16)에 부착시키는 단계(74), 및 이어서 중공 튜브를 형성하는 단계(76)를 포함한다. 따라서, 일부 실시예들에서, 캐리어(16)는 에어로졸화가능 재료(14)가 그 캐리어(16)에 부착될 때 편평하거나 실질적으로 편평할 수 있다. 그 후에, 일부 실시예들에서, 캐리어(16) 및 에어로졸화가능 재료(14)는 중공 튜브의 형성 동안 함께 조작될 수 있다. 이러한 조작은 캐리어(16)와 에어로졸화가능 재료(14)의 조합을 관형 또는 실질적으로 관형 형태로 말거나 또는 감싸는 것을 포함할 수 있다. 이러한 말기 또는 감싸기는, 예컨대, 맨드릴(mandrel)을 중심으로 이루어질 수 있다. 다른 실시예들에서, 캐리어(16)는 관형 또는 실질적으로 관형 형태로 제공되고, 그 후에 에어로졸화가능 재료(14)가 캐리어(16)에 부착된다.
일부 실시예들에서, 방법은 캐리어(16)를 제조하는 단계를 포함한다. 예컨대, 그리고 본원에서 일부 예들로서 논의된 바와 같이, 캐리어(16)는 복수의 층들을 포함할 수 있고, 캐리어(16)의 제조는 캐리어(16)를 형성하기 위해 이들 층들을 이를테면 접착시켜 조립하는 것을 포함할 수 있다. 층들 중 적어도 하나의 층은 시트 또는 스트립 형태일 수 있다. 층들 중 적어도 하나의 층은 본원에서 논의된 예시적인 가열 재료들 중 임의의 하나 이상과 같은 가열 재료를 포함할 수 있다. 층들 중 적어도 하나의 층은 가변 자기장의 침투에 의해서 자체적으로 가열가능하지 않을 수 있다.
형성하는 단계(76) 이전에 부착하는 단계(74)가 수행되는 실시예들 중 일부와 같은 일부 실시예들에서, 부착하는 단계(74)는 에어로졸화가능 재료(14)를 캐리어(16) 상에 코팅하는 단계를 포함한다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 이러한 코팅은, 예컨대, 분무, 전기-분무, 주조 또는 밴드 주조를 포함할 수 있다. 본원의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 이러한 주조는 캐리어(16)의 표면 상에 액체 또는 다른 유체 형태의 재료(또는 궁극적으로 캐리어(16)를 형성할 재료)를 제공하는 것, 및 이어서 비정질 고체를 포함하는 에어로졸화가능 재료(14)를 형성하기 위해서 재료로 하여금 캐리어(16)의 표면 상에서 적어도 부분적으로 응고되거나 경화되도록 허용하는 것을 수반할 수 있다. 액체 또는 다른 유체 형태의 재료는 그 형태로 에어로졸화가능할 수 있거나, 또는 일단 응고 또는 경화되면 에어로졸화가능하게 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 부착하는 단계(74)는 코팅 이외의 기술을 포함할 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 부착하는 단계(74)는 본원에서 논의된 것들 중 임의의 것과 같은 접착제를 사용하여 에어로졸화가능 재료(14)를 캐리어(16)에 접착하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 중공 튜브의 표면의 적어도 일부를 형성한다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 중공 튜브의 표면 전체를 형성한다. 일부 실시예들에서, 표면은 중공 튜브의 가장 안쪽 표면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 소모품, 및 소모품의 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치를 포함하는 시스템의 예의 개략도가 도시되어 있다.
시스템(1000)은 도 1 및 2의 소모품(1), 및 소모품(1)의 에어로졸화가능 재료(14)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에어로졸화가능 재료(14)를 가열하기 위한 장치(100)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 소모품(1)은 도 3 내지 도 6에 도시된 소모품들(2, 3, 4, 5)과 같은 본원에 설명된 다른 소모품들 중 임의의 것으로 대체될 수 있다. 이 실시예에서, 장치(100)는 담배 가열 제품(담배 가열 디바이스 또는 비연소식 가열(heat-not-burn) 디바이스로서 당업계에 또한 알려짐)이다.
장치는 소모품(1, 2, 3, 4, 5)을 수용하기 위한 가열 구역(110), 및 소모품(1, 2, 3, 4, 5)이 가열 구역(110)에 있을 때 에어로졸화가능 재료(14)의 가열을 야기하기 위한 디바이스(112)를 포함한다.
장치(100)는 가열 구역(110)을 장치(100)의 외부와 유체 연결하는 공기 유입구(미도시)를 정의할 수 있다. 사용자는 가열 구역(110)으로부터의 에어로졸화가능 재료의 휘발 성분(들)을 흡인함으로써 그 휘발 성분(들)을 흡입가능 할 수 있다. 휘발 성분(들)이 가열 구역(110) 및 소모품(1, 2, 3, 4, 5)으로부터 제거될 때, 공기가 장치(100)의 공기 유입구를 통해 가열 구역(110)으로 유입될 수 있다.
이 실시 예에서, 가열 구역(110)은 소모품(1, 2, 3, 4, 5)의 적어도 일부를 수용하기 위한 홈(recess)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 가열 구역(110)은 홈 이외의 것, 이를테면 선반, 표면, 또는 돌기일 수 있으며, 소모품(1, 2, 3, 4, 5)과 협력하거나 이를 수용하기 위해서 소모품(1, 2, 3, 4, 5)과의 기계적 결합이 필요할 수 있다. 이 실시예에서, 가열 구역(110)은 길어지고, 전체 소모품(1, 2, 3, 4, 5)을 수용하기 위한 크기 및 형상을 갖는다. 다른 실시예들에서, 가열 구역(110)은 소모품(1, 2, 3, 4, 5)의 적어도 일부만을 수용하도록 치수가 정해질 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스(112)는 전력 공급원, 내부로의 전기 통과에 의해서 가열되는 저항성 가열기, 및 저항성 가열기를 통한 전기의 통과를 제어하기 위한 제어기를 포함한다. 저항성 가열기는 열 에너지를 가열 구역(110)에 인가하고 그에 따라서 소모품(1, 2, 3, 4, 5)이 가열 구역(110)에 있을 때 그 소모품(1, 2, 3, 4, 5)에 열 에너지를 인가하도록 구성된다. 저항성 가열기는 열 에너지가 캐리어(16)를 통해 에어로졸화가능 재료(14)에 인가되게 야기할 수 있다. 일부 실시예들에서, 저항성 가열기는 소모품이 가열 구역(110)에 있을 때 그 소모품의 에어 갭(10)에 위치되도록 가열 구역(110) 내로 돌출할 수 있다. 예컨대, 소모품이 도 3 또는 도 5의 소모품들 중 하나일 때, 이러한 구성이 사용될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 저항성 가열기는 소모품이 가열 구역(110)에 있을 때 그 소모품의 반경 방향 바깥쪽에 위치될 수 있다. 예컨대, 저항성 가열기는 가열 구역(110)을 적어도 부분적으로 정의할 수 있다. 예컨대, 소모품이 도 1, 도 2, 도 4, 및 도 6의 소모품들 중 하나일 때, 이러한 구성이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스는, 소모품이 가열 구역(110)에 있을 때 그 소모품의 에어 갭(10)에 있는 제1 저항성 가열기, 및 소모품이 가열 구역(110)에 있을 때 그 소모품의 반경 방향 바깥쪽에 위치되는 제2 저항성 가열기를 포함할 수 있다. 예컨대, 소모품이 도 5의 소모품일 때, 이러한 구성이 사용될 수 있다.
도 8에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예들에서, 디바이스(112)는 소모품이 가열 구역(110)에 있을 때 가열 구역(110)에 침투하는 가변 자기장을 발생시키기 위한 자기장 발생기를 포함한다. 이러한 장치(100)는 소모품이 에어로졸화가능 재료(14)를 가열하는데 사용하기 위한 가열 재료를 포함할 때 사용하기에 적합하다.
이 실시예에서, 자기장 발생기(112)는 전력 공급원(113), 코일(114), 교류와 같은 가변 전류를 코일(114)을 통해 통과시키기 위한 디바이스(116), 제어기(117), 및 제어기(117)의 사용자-조작을 위한 사용자 인터페이스(118)를 포함한다.
이 실시예의 전력 공급원(113)은 충전식 배터리이다. 다른 실시예들에서, 전력 공급원(113)은 충전식 배터리 이외의 것, 이를테면 비-충전식 배터리, 커패시터, 배터리-커패시터 하이브리드, 또는 주 전기 공급원으로의 연결부일 수 있다.
코일(114)은 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 일부 실시예들에서, 코일(114)은 구리와 같은 전기-전도성 재료의 나선형 코일이다. 일부 실시예들에서, 코일은 편평한 코일이다. 즉, 코일은 구리와 같은 전기-전도성 재료의 2차원 스파이럴(spiral)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 코일(114)은 가열 구역(110)을 둘러싼다. 일부 실시예들에서, 코일(114)은 가열 구역(110)의 종축과 실질적으로 정렬된 종축을 따라 연장한다. 정렬된 축들은 일치할 수 있다. 대안적으로, 정렬된 축들은 서로 평행하거나 비스듬할 수 있다.
이 실시예에서, 코일(114)을 통해 가변 전류를 통과시키기 위한 디바이스(116)는 전력 공급원(113)과 코일(114) 사이에 전기적으로 연결된다. 이 실시예에서, 제어기(117)는 또한 전력 공급원(113)에 전기적으로 연결되고, 그리고 디바이스(116)를 제어하기 위해서 그 디바이스(116)에 통신가능하게 연결된다. 보다 구체적으로, 이 실시예에서, 제어기(117)는 전력 공급원(113)으로부터 코일(114)로의 전력 공급을 제어하기 위해서 디바이스(116)를 제어하기 위한 것이다. 이 실시예에서, 제어기(117)는 PCB(printed circuit board) 상의 IC(integrated circuit)와 같은 IC를 포함한다. 다른 실시예들에서, 제어기(117)는 상이한 형태를 취할 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치(100)는 디바이스(116) 및 제어기(117)를 포함하는 단일 전기 또는 전자 구성요소를 가질 수 있다. 제어기(117)는 이 실시 예에서 사용자 인터페이스(118)의 사용자-조작에 의해 작동된다. 사용자 인터페이스(118)는 푸시-버튼, 토글 스위치, 다이얼, 터치스크린 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 사용자 인터페이스(118)는 원격일 수 있고, 이를테면 블루투스를 통해 무선으로 장치(100)의 나머지에 연결될 수 있다.
이 실시예에서, 사용자에 의한 사용자 인터페이스(118)의 작동은 제어기(117)로 하여금 디바이스(116)가 교류를 코일(114)을 통해 통과하게 하도록 야기한다. 이는 코일(114)이 교번 자기장을 발생시키게 야기한다. 장치(100)의 코일(114) 및 가열 구역(110)은, 소모품이 가열 구역(110)에 위치될 때, 코일(114)에 의해 생성된 가변 자기장이 소모품의 가열 재료, 이를테면 소모품의 캐리어(16)의 가열 재료에 침투하도록, 적절하게 상대적으로 위치된다. 가열 재료가 전기-전도성일 때, 이 침투는 가열 재료에서 하나 이상의 와전류의 발생을 야기한다. 가열 재료의 전기 저항에 대한 가열 재료에서의 와전류들의 흐름은 가열 재료가 줄 가열에 의해 가열되게 야기한다. 가열 재료가 자기성 재료로 만들어지면, 가열 재료의 자기 쌍극자들의 배향이 변하는 인가된 자기장에 따라 변하고, 이는 가열 재료에서 열이 발생되게 야기한다.
이 실시예의 장치(100)는 가열 구역(110)의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(119)를 포함한다. 온도 센서(119)가 제어기(117)와 통신가능하게 연결됨으로써, 제어기(117)는 가열 구역(110)의 온도를 모니터링할 수 있다. 온도 센서(119)로부터 수신되는 하나 이상의 신호들에 기반하여, 제어기(117)는 디바이스(112)가 필요에 따라 코일(114)을 통과하는 가변 또는 교류 전류의 특성을 조정하게 야기할 수 있어서, 가열 구역(110)의 온도가 미리 결정된 온도 범위 내로 유지되도록 보장된다. 특성은, 예컨대, 진폭 또는 주파수 또는 듀티 사이클일 수 있다. 미리 결정된 온도 범위 내에서, 사용 중에, 가열 구역(110)에 위치된 소모품 내의 에어로졸화가능 재료(14)는 에어로졸화가능 재료(14)를 연소시키지 않고도 에어로졸화가능 재료(14)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기에 충분하도록 가열된다. 따라서, 제어기(1), 및 장치(100) 전체는 에어로졸화가능 재료(14)를 연소시키지 않고도 에어로졸화가능 재료(14)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 에어로졸화가능 재료(14)를 가열하도록 배열된다. 일부 실시예들서, 온도 범위는 약 50℃ 내지 약 350℃, 이를테면 약 100℃ 내지 약 300℃, 또는 약 120℃ 내지 약 350℃, 또는 약 140℃ 내지 약 250℃, 또는 약 200℃ 내지 약 270℃이다. 다른 실시예들에서, 온도 범위는 이들 범위들 중 하나 이외의 범위일 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 범위의 상한은 350℃보다 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 소모품은, 예컨대, 이러한 온도 범위들에서 불연성일 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 센서(119)는 생략될 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스(112)는 가열 재료를 포함하는 가열가능 요소(120)를 포함하며, 여기서 가열가능 요소(120)는 가열 구역(110)과 열 접촉하고, 자기장 발생기는 가열가능 요소(120) 및 그에 따른 가열 구역(110)의 가열을 야기하기 위해서 가열가능 요소(120)에 침투하기 위한 가변 자기장을 발생시키기 위한 것이다. 이러한 장치들(100)은 소모품이 에어로졸화가능 재료(14)를 가열하는데 사용하기 위한 가열 재료를 스스로 포함하지 않을 때 사용하기에 적합하다. 일부 실시예들에서, 가열가능 요소(120)는 소모품이 가열 구역(110)에 있을 때 그 소모품의 에어 갭(10)에 위치되도록 가열 구역(110) 내로 돌출할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 가열가능 요소(120)는 소모품이 가열 구역(110)에 있을 때 그 소모품의 반경 방향 바깥쪽에 위치될 수 있다. 예컨대, 가열가능 요소(120)는 가열 구역(110)을 적어도 부분적으로 정의할 수 있다.
일부 경우들에서, 사용 중에, 실질적으로 비정질 고체 전체는 가열기(즉, 가열가능 요소(120) 또는 저항성 가열기)로부터 약 4mm, 3mm, 2mm 또는 1mm 미만에 있다. 일부 경우들에서, 비정질 고체는 가열기로부터 약 0.010mm 내지 2.0mm, 적합하게는 약 0.02mm 내지 1.0mm, 적합하게는 0.1mm 내지 0.5mm에 배치된다. 이들 최소 거리들은, 일부 경우들에서, 비정질 고체를 지지하는 캐리어의 두께를 반영할 수 있다. 일부 경우들에서, 비정질 고체의 표면은 가열기에 직접 접할 수 있다.
일부 실시예들에서, 소모품이 가열 구역(110)에 있을 때 에어로졸화가능 재료의 가열을 야기하기 위한 디바이스(112)는, 이를테면 독립적으로 제어가능한 가열가능 요소들(120)을 포함함으로써, 가열 구역(110)의 상이한 구획들을 서로 독립적으로 가열하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 소모품(1, 2, 3, 4, 5)의 가열 재료 또는 장치(100)의 가열가능 요소의 가열 재료는 알루미늄이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 가열 재료는 전기-전도성 재료, 자기성 재료, 및 자기 전기-전도성 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 전도성 탄소, 흑연, 강, 보통 탄소강, 연강, 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 몰리브덴, 탄화 규소, 구리, 및 청동으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 다른 가열 재료(들)가 사용될 수 있다.
가열 재료가 강(예컨대, 연강 또는 스테인리스 강)과 같은 철이나 알루미늄을 포함하는 실시예들과 같은 일부 실시예들에서, 가열 재료는 사용 중에 가열 재료의 부식 또는 산화 방지를 돕기 위해서 코팅될 수 있다. 이러한 코팅은, 예컨대, 니켈 도금, 금 도금, 또는 세라믹 또는 불활성 중합체의 코팅을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 소모품(1, 2, 3, 4, 5)은 에어로졸화가능 재료(14)에 부분적으로 또는 완전히 매립된 가열 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)는 가열 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료(14)에는 가열 재료가 없을 수 있다.
일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료는 담배를 포함한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료는 담배로 구성될 수 있거나, 실질적으로 전체가 담배로 구성될 수 있거나, 담배 및 담배 이외의 에어로졸화가능 재료를 포함할 수 있거나, 담배 이외의 에어로졸화가능 재료를 포함할 수 있거나, 담배가 없을 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화가능 재료는 증기 또는 에어로졸 형성제 또는 습윤제, 이를테면 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 트리아세틴, 또는 디에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 소모품은 불연성(non-combustible)이다. 일부 실시예들에서, 소모품은 사용 중에 연소가능하지 않도록 구성된다.
일부 실시예들에서는, 소모품(1, 2, 3, 4, 5)의 에어로졸화가능 재료(14)의 휘발가능 성분(들) 전부 또는 실질적으로 전부가 소비되었으면, 사용자는 소모품(1, 2, 3, 4, 5)을 장치(100)의 가열 구역(110)으로부터 제거하여 그 소모품(1, 2, 3, 4, 5)을 폐기할 수 있다. 사용자는 이어서 소모품들(1, 2, 3, 4, 5) 중 다른 소모품을 장치(100)에 재사용할 수 있다. 그러나, 다른 개별 실시예들에서, 장치(100) 및 소모품(1, 2, 3, 4, 5)은, 에어로졸화가능 재료(14)의 휘발가능 성분(들)이 소비되었으면, 함께 폐기될 수 있다.
일부 실시예들에서, 소모품(1, 2, 3, 4, 5)은 그 소모품(1, 2, 3, 4, 5)이 사용가능한 장치(100)와는 별도로 판매, 공급 또는 다른 방식으로 제공된다. 그러나, 일부 실시예들에서, 장치(100), 및 소모품들(1, 2, 3, 4, 5) 중 하나 이상은, 어쩌면 청소 도구들과 같은 추가적인 구성요소들을 갖는 시스템, 이를테면 키트 또는 어셈블리로서 함께 제공될 수 있다.
의심의 여지를 없애기 위해, 본 명세서에서 용어 "~를 포함한다"가 본 발명의 발명이나 특징들을 정의하는데 사용되는 경우, 그 발명 또는 특징이 용어 "~를 포함한다" 대신에 용어들 "~를 필수 구성으로 포함한다" 또는 "~로 구성된다"를 사용하여 정의될 수 있는 실시예들이 또한 개시된다. 특정 특징들을 "포함하는" 재료에 대한 언급은 이들 특징들이 그 재료에 구비되거나, 보유되거나, 또는 유지된다는 것을 의미한다.
다양한 쟁점들을 해결하고 당해 기술을 진전시키기 위하여, 본 개시내용의 전체는, 청구된 발명이 실시될 수 있고, 그리고 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에러로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 우수한 소모품들, 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 에러로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품을 제조하는 방법, 및 소모품 및 이러한 장치를 포함하는 시스템들을 제공하는 다양한 실시예들을 예시 및 예로서 보여준다. 본 개시내용의 장점들 및 특징들은 실시예들의 대표적인 샘플에 불과하고, 여기에만 국한되고 그리고/또는 배타적인 것은 아니다. 장점들 및 특징들은 청구되거나 그렇지 않으면 개시된 특징들을 이해하는 것을 돕기 위해 그리고 이들을 교시하기 위해 단지 제시된다. 본 개시내용의 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양상들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 개시내용에 대한 제한들로서 또는 청구항들의 균등물들에 대한 제한들로서 간주되지 않아야 하며, 본 개시내용의 범위 및/또는 사상으로부터 이탈하지 않으면서 다른 실시예들이 활용될 수 있고 변형들이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 실시예들은 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 다양한 조합들을 적절하게 포함할 수 있거나, 이들로 구성될 수 있거나, 이들을 필수 구성으로 포함할 수 있다. 본 개시내용는 현재 청구되지 않지만 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (27)

  1. 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 상기 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품으로서,
    상기 소모품은 중공 튜브를 포함하고, 상기 중공 튜브는 캐리어, 및 상기 캐리어 상에 코팅된 비정질 고체를 포함하는 상기 에어로졸화가능 재료를 포함하는, 소모품.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 에어로졸화가능 재료의 적어도 일부는 상기 캐리어의 반경 방향 안쪽에 위치되는, 소모품.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 에어로졸화가능 재료는 상기 중공 튜브의 표면의 적어도 일부를 형성하는, 소모품.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 표면은 상기 중공 튜브의 가장 안쪽 표면인, 소모품.
  5. 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 상기 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품으로서,
    상기 소모품은 중공 튜브를 포함하고, 상기 중공 튜브는 캐리어, 및 상기 캐리어에 부착된 비정질 고체를 포함하는 상기 에어로졸화가능 재료를 포함하고, 그리고
    상기 에어로졸화가능 재료는 상기 중공 튜브의 가장 안쪽 표면의 적어도 일부를 형성하는, 소모품.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어는 관형인, 소모품.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸화가능 재료는 관형인, 소모품.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능하여 상기 에어로졸화가능 재료를 가열하는 가열 재료를 포함하는, 소모품.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 가열 재료는 전기-전도성 재료, 자기성 재료, 및 자기 전기-전도성 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함하는, 소모품.
  10. 제8 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함하는, 소모품.
  11. 제8 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 전도성 탄소, 흑연, 강, 보통 탄소강, 연강, 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 몰리브덴, 탄화 규소, 구리, 및 청동으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함하는, 소모품.
  12. 제8 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 가열 재료를 포함하는, 소모품.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 가열 재료의 폐회로를 포함하는, 소모품.
  14. 제8 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어는 제1 층 및 제2 층을 포함하고,
    상기 제1 층은 상기 가열 재료를 포함하고,
    상기 제2 층은 가변 자기장의 침투에 의해서 가열가능하지 않으며, 그리고
    상기 제1 층은 상기 에어로졸화가능 재료와 상기 제2 층 사이에 위치되는, 소모품.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 소모품의 표면의 적어도 일부를 형성하는, 소모품.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 캐리어는 사용 중 상기 에어로졸화가능 재료의 가열 동안에 상기 에어로졸화가능 재료로부터 발생되는 에어로졸이 상기 소모품의 표면에 전달되도록 허용하기 위해서 상기 캐리어를 관통해 연장하는 하나 이상의 구멍들을 갖는, 소모품.
  17. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용 중 상기 에어로졸화가능 재료의 가열 동안에 상기 에어로졸화가능 재료로부터 발생되는 에어로졸을 보유하기 위한 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디를 포함하는, 소모품.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 에어로졸화가능 재료는 상기 다공성 에어로졸 보유 재료의 바디와 상기 캐리어 사이에 반경 방향으로 위치되는, 소모품.
  19. 제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸화가능 재료는 상기 소모품의 축 방향에 수직인 방향으로 0.1mm 내지 5mm의 두께를 갖는, 소모품.
  20. 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 상기 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 시스템으로서,
    제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항의 상기 소모품; 및
    상기 소모품의 상기 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 상기 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치를 포함하고,
    상기 장치는 상기 소모품을 수용하기 위한 가열 구역, 및 상기 소모품이 상기 가열 구역에 있을 때 상기 에어로졸화가능 재료의 가열을 야기하기 위한 디바이스를 포함하는, 시스템.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 소모품이 상기 가열 구역에 있을 때 상기 가열 구역에 침투하는 가변 자기장을 발생시키기 위한 자기장 발생기를 포함하는, 시스템.
  22. 제20 항에 있어서,
    상기 디바이스는 가열 재료를 포함하는 가열가능 요소를 포함하고,
    상기 가열가능 요소는 상기 가열 구역과 열 접촉하며, 그리고
    상기 디바이스는 상기 가열 구역의 가열을 야기하도록 상기 가열가능 요소에 침투하는 가변 자기장을 발생시키기 위한 자기장 발생기를 포함하는, 시스템.
  23. 에어로졸화가능 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해서 상기 에어로졸화가능 재료를 가열하기 위한 장치에 사용하기 위한 소모품을 제조하는 방법으로서,
    중공 튜브를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 중공 튜브는 캐리어, 및 상기 캐리어에 부착된 비정질 고체를 포함하는 상기 에어로졸화가능 재료를 포함하는, 방법.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 제공하는 단계는 상기 에어로졸화가능 재료를 상기 캐리어에 부착시키는 단계, 및 이어서 상기 중공 튜브를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 부착시키는 단계는 상기 에어로졸화가능 재료를 상기 캐리어 상에 코팅하는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 코팅하는 단계는 상기 에어로졸화가능 재료를 상기 캐리어 상에 분무하거나 또는 주조하는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 제23 항 내지 제26 항 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸화가능 재료는 상기 중공 튜브의 가장 안쪽 표면의 적어도 일부를 형성하는, 방법.
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