KR20210093291A - 에어로졸 소스 부재용 에어로졸 형성제를 포함하는 오버랩 재료 - Google Patents

에어로졸 소스 부재용 에어로졸 형성제를 포함하는 오버랩 재료 Download PDF

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KR20210093291A
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안드리에스 디 세바스티안
빌리 티 코너
바히드 헤자지
존-폴 무아
루이스 몬살루드
스테판 비 시어스
에스 키스 콜
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아아르. 제이. 레날드즈 토바코 캄파니
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Abstract

본 개시는 에어로졸 소스 부재, 및 에어로졸 소스 부재의 기재 부분을 실질적으로 둘러싸도록 구성된 오버랩 재료를 제공한다. 예시적인 구현예에서, 에어로졸 소스 부재는 열을 그 위에 가할 때 1차 흡입 가능한 물질을 발생하도록 구성된 기재 재료를 포함하는 기재 부분 ― 상기 기재 부분은 외부 표면을 규정함 ―; 및 기재 부분의 외부 표면을 실질적으로 둘러싸도록 구성된 오버랩 재료를 포함할 수 있으며, 여기서 오버랩 재료는 복수의 층을 포함하고, 상기 오버랩 재료의 층들 중 적어도 하나는 에어로졸 발생 구성요소를 포함한다.

Description

에어로졸 소스 부재용 에어로졸 형성제를 포함하는 오버랩 재료
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 11월 20일자로 출원되고 명칭이 "에어로졸 소스 부재용 에어로졸 형성제를 포함하는 오버랩 재료"인 미국 특허 출원 제 16/197,077 호에 대한 우선권과 이익을 주장하며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 개시는 흡입 가능한 형태로 담배 성분 또는 기타 물질을 생성하기 위한 에어로졸 소스 부재 및 그 용도에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는, 사람이 소비할 수 있도록 에어로졸의 형태로 흡입 가능한 물질을 제공하기 위해, 바람직하게 상당한 연소없이, 담배 또는 비-담배를 가열하기 위해 전기적으로 생성된 열 또는 가연성 탄소 기반 점화 소스를 이용하는 흡연 물품과 같은 에어로졸 전달 장치 및 시스템에 사용하기 위한, 오버랩 재료, 및 오버랩 재료를 포함하는 에어로졸 소스 부재에 관한 것이다.
담배 연소를 기반으로 하는 흡연 제품에 대한 개선 또는 대안으로서 수년에 걸쳐 많은 흡연 물품이 제안되어 왔다. 일부 예시적인 대안은 고체 또는 액체 연료를 연소시켜서 담배에 열을 전달하거나 화학 반응을 사용하여 그러한 열원을 제공하는 장치를 포함하였다. 추가의 예시적인 대안은 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에 개시된 바와 같이 담배 및/또는 기타 에어로졸 발생 기재 재료를 가열하는 데 전기 에너지를 사용하며, 이 문헌은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
흡연 물품에 대한 개선 또는 대안의 요점은 전형적으로 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 전달하지 않으면서 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 담배 흡연과 연관된 감각을 제공하는 것이었다. 이를 위해, 휘발성 재료를 기화 또는 가열하기 위해 전기 에너지를 사용하거나, 상당한 정도로 담배를 태우지 않고서 궐련, 여송연, 또는 파이프 담배 흡연의 감각을 제공하려고 하는 수많은 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되어 왔다. 예를 들어, Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호; 및 Griffith 2세 등의 미국 특허출원 공개 제 2013/0255702 호; 및 Sears 등의 미국 특허출원 공개 제 2014/0096781 호에 개시된 배경기술에 기재된 다양한 대안적인 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 발열원을 참조하며, 이들 문헌은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 또한, 예를 들어, Bless 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0220232 호에서 상표명 및 상업적 공급자로 언급된 다양한 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전동식 발열원을 참조하며, 이 문헌은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 상품명 및 상업적 공급자로 언급된 추가 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전동식 발열원가 DePiano 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0245659 호에 열거되어 있으며, 이 문헌은 또한 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 개시되어 있고 일부 경우에 상업적으로 입수 가능하게 되어 있는 다른 대표적인 궐련 또는 흡연 물품은, Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호; Brooks 등의 미국 특허 제 4,922,901 호, 제 4,947,874 호 및 제 4,947,875 호; Counts 등의 미국 특허 제 5,060,671 호; Morgan 등의 미국 특허 제 5,249,586 호; Counts 등의 미국 특허 제 5,388,594 호; Higgins 등의 미국 특허 제 5,666,977 호; Adams 등의 미국 특허 제 6,053,176 호; White의 미국 특허 제 6,164,287 호; Voges의 미국 특허 제 6,196,218 호; Felter 등의 미국 특허 제 6,810,883 호; Nichols의 미국 특허 제 6,854,461 호; Hon의 미국 특허 제 7,832,410 호; Kobayashi의 미국 특허 제 7,513,253 호; Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호; Hamano의 미국 특허 제 7,896,006 호; Shayan의 미국 특허 제 6,772,756 호; Hon의 미국 특허출원 공개 제 2009/0095311 호; Hon의 미국 특허출원 공개 제 2006/0196518 호, 제 2009/0126745 호 및 제 2009/0188490 호; Thorens 등의 미국 특허출원 공개 제 2009/0272379 호; Monsees 등의 미국 특허출원 공개 제 2009/0260641 호 및 제 2009/0260642 호; Oglesby 등의 미국 특허출원 공개 제 2008/0149118 호 및 제 2010/0024834 호; Wang의 미국 특허출원 공개 제 2010/0307518 호; 및 Hon의 WO 2010/091593에 개시된 것을 포함하며, 이들 문헌은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
전통적인 유형의 궐련, 여송연 또는 파이프 담배의 많은 속성과 유사한 대표적인 제품은, Philip Morris Incorporated의 ACCORD®; InnoVapor LLC의 ALPHA™, JOYE 510™ 및 M4™; White Cloud Cigarettes의 CIRRUS™ 및 FLING™; Fontem Ventures B.V.의 BLU™; EPUFFER® International Inc.의 COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ 및 SENSE™; Electronic Cigarettes, Inc.의 DUOPRO™, STORM™ 및 VAPORKING®; Egar Australia의 EGAR™; Joyetech의 eGo-C™ 및 eGo-T™; Elusion UK Ltd의 ELUSION™; Eonsmoke LLC의 EONSMOKE®; FIN Branding Group, LLC의 FIN™; Green Smoke Inc. USA의 SMOKE®; Greenarette LLC의 GREENARETTE™; SMOKE STIK®의 HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ 및 PITBULL™; Philip Morris International, Inc.의 HEATBAR™; Crown7의 HYDRO IMPERIAL™ 및 LXE™; LOGIC Technology의 LOGIC™ 및 THE CUBAN™; Luciano Smokes Inc.의 LUCI®; Nicotek, LLC의 METRO®; Sottera, Inc.의 NJOY® 및 ONEJOY™; SS Choice LLC의 NO.7™; PremiumEstore LLC의 PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™; Ruyan America, Inc.의 RAPP E-MYSTICK™; Red Dragon Products, LLC의 RED DRAGON™; Ruyan Group (Holdings) Ltd.의 RUYAN®; Smoker Friendly International, LLC의 SF®; The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.의 GREEN SMART SMOKER®; Coastline Products LLC의 SMOKE ASSIST®; Smoking Everywhere, Inc.의 SMOKING EVERYWHERE®; VMR Products LLC의 V2CIGS™; VaporNine LLC의 VAPOR NINE™; Vapor 4 Life, Inc.의 VAPOR4LIFE®; E-CigaretteDirect, LLC의 VEPPO™; R.J. Reynolds Vapor Company의 VUSE®; Mistic Ecigs의 Mistic Menthol product; CN Creative Ltd의 the Vype product; Philip Morris International의 IQOS™; 및 British American Tobacco의 GLO™로 시판되고 있다. 또 다른 전동식 에어로졸 전달 장치, 및 특히 소위 전자 담배로서 특징지어진 해당 장치는 상표명 COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI®; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP®; 및 SOUTH BEACH SMOKE™로 시판되고 있다.
담배, 담배 파생 재료 및/또는 기타 식물 유래 물질을 전기적으로 가열함으로써 흡연의 맛 및 감각을 생성하는 물품은 비일관적인 성능 특성에 시달려 왔다. 예를 들어, 일부 제품은 향미 또는 기타 흡입 가능한 물질이 비일관적인 방출에 시달려 왔다. 따라서, 궐련, 여송연 또는 파이프 담배 흡연의 감각을 제공할 수 있고, 기재 재료를 연소시키지 않고, 유리한 성능 특성도 제공하는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직하다.
다양한 구현예에서, 본 개시는 에어로졸 소스 부재, 및 에어로졸 소스 부재의 기재 부분의 외부 표면을 실질적으로 둘러싸도록 구성된 오버랩 재료를 제공한다.
예시적인 구현예 1: 에어로졸 소스 부재에 있어서,
열을 그 위에 가할 때 1차 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성된 기재 재료를 포함하는 기재 부분 ― 상기 기재 부분은 외부 표면을 규정함 ―; 및
상기 기재 부분의 외부 표면을 실질적으로 둘러싸도록 구성된 오버랩 재료를 포함하며,
상기 오버랩 재료는 복수의 층을 포함하며, 상기 오버랩 재료의 층들 중 적어도 하나는 에어로졸 발생 구성요소를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 2: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 오버랩 재료에 포함된 에어로졸 발생 구성요소는 약 2% 내지 20%의 에어로졸 형성제 로딩을 갖는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 3: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 오버랩 재료에 포함된 에어로졸 발생 구성요소는 약 20% 내지 40%의 에어로졸 형성제 로딩을 갖는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 4: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 오버랩 재료는 외부 층, 기재 재료의 외부 표면에 근접하게 위치된 내부 층, 및 외부 층과 내부 층 사이에 위치된 중간 층을 포함하는 3층 라미네이트를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 5: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 외부 층은 종이 재료를 포함하고, 상기 중간 층은 호일 재료를 포함하고, 상기 내부 층은 에어로졸 발생 재료를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 6: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 에어로졸 발생 재료는 섬유질 재료를 함유하는 캐스트 시트를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 7: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 에어로졸 발생 재료는 재구성된 담배 시트를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 8: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 오버랩 재료는 기재 재료로부터 1차 흡입 가능한 물질의 생성 전에 초기 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 9: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 오버랩 재료는 기재 재료로부터 1차 흡입 가능한 물질의 생성 후에 2차 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 10: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 오버랩 재료는 전기적으로 발생된 열원으로부터의 열의 적용에 응답하여 초기 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 11: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 오버랩 재료는 가연성 탄소 기반 열원으로부터의 열의 적용에 응답하여 초기 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 12: 에어로졸 소스 부재의 기재 부분의 외부 표면을 실질적으로 둘러싸도록 구성된 오버랩 재료에 있어서,
상기 오버랩 재료는 복수의 층을 포함하며,
상기 오버랩 재료의 층들 중 적어도 하나는 에어로졸 발생 구성요소를 포함하는, 오버랩 재료.
예시적인 구현예 13: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 오버랩 재료에 있어서, 상기 오버랩 재료에 포함된 에어로졸 발생 구성요소는 약 2% 내지 20%의 에어로졸 형성제 로딩을 갖는, 오버랩 재료.
예시적인 구현예 14: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 오버랩 재료에 있어서, 상기 오버랩 재료에 포함된 에어로졸 발생 구성요소는 약 20% 내지 40%의 에어로졸 형성제 로딩을 갖는, 오버랩 재료.
예시적인 구현예 15: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 오버랩 재료에 있어서, 상기 오버랩 재료는 외부 층, 기재 재료의 외부 표면에 근접하게 위치된 내부 층, 및 외부 층과 내부 층 사이에 위치된 중간 층을 포함하는 3층 라미네이트를 포함하는, 오버랩 재료.
예시적인 구현예 16: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 오버랩 재료에 있어서, 상기 외부 층은 종이 재료를 포함하고, 상기 중간 층은 호일 재료를 포함하고, 상기 내부 층은 에어로졸 발생 재료를 포함하는, 오버랩 재료.
예시적인 구현예 17: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 오버랩 재료에 있어서, 상기 에어로졸 발생 재료는 섬유질 재료를 함유하는 캐스트 시트를 포함하는, 오버랩 재료.
예시적인 구현예 18: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 오버랩 재료에 있어서, 상기 에어로졸 발생 재료는 재구성된 담배 시트를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적인 구현예 19: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 오버랩 재료에 있어서, 상기 오버랩 재료는 전기적으로 발생된 열원으로부터의 열의 적용에 응답하여 초기 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는, 오버랩 재료.
예시적인 구현예 20: 임의의 이전 예시적인 실시예, 또는 이전 실시예의 임의의 조합의 오버랩 재료에 있어서, 상기 오버랩 재료는 가연성 탄소 기반 열원으로부터의 열의 적용에 응답하여 초기 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는, 오버랩 재료.
본 개시의 이들 및 다른 특징, 양태 및 이점은 이하에 간략하게 설명되는 첨부 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다. 본 개시는, 이러한 특징 또는 요소가 명시 적으로 결합되거나 또는 특정 용어에 언급되어 있는지 여부에 관계없이, 본 개시에 제시되거나 청구항 중 어느 하나 이상에서 인용된 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 특징 또는 요소의 임의의 조합을 포함한다. 본 개시는, 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 개시된 발명의 임의의 분리 가능한 특징 또는 요소가 임의의 다양한 양태 및 실시예에서 결합 가능한 것으로 간주되도록 전체적으로 판독되도록 의도된다.
따라서, 전술한 일반 용어로 본 개시의 양태들을 설명하였으므로, 이제는 반드시 축척으로 그려진 것은 아닌 첨부 도면을 참조할 것이다.
도 1은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시하며, 여기서 에어로졸 소스 부재 및 제어 본체는 서로 결합되어 있다.
도 2는 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 도 1의 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시하며, 여기서 에어로졸 소스 부재 및 제어 본체는 서로 분리되어 있다,
도 3은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 도 1의 에어로졸 전달 장치의 전면 개략도를 도시하며, 여기서 에어로졸 소스 부재 및 제어 본체는 서로 결합되어 있다.
도 4는 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 도 1의 에어로졸 소스 부재의 기재 부분의 부분의 단면 개략도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 에어로졸 소스 부재의 사시도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 도 5의 에어로졸 소스 부재의 기재 부분의 부분의 개략적인 횡단면도를 도시한다.
이제, 본 개시는 이하에서 보다 충분하게 설명될 것이다. 이러한 예시적인 실시예는 본 개시가 철저하고 완전하고, 본 개시의 범위를 당 업자에게 완전히 전달할 수 있도록 설명된다. 실제로, 본 개시는 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있고, 본원에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려, 이들 실시예는 본 개시가 적용 가능한 법적 요건을 만족하도록 제공된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 "일"("a", "an" 및 "the")은 문맥상 달리 명확하게 지시하지 않는 한, 복수의 지시대상을 포함한다는 것에 주목해야 한다. 또한, 본원에서 정량적 측정값, 값, 기하학적 관계 등을 참조할 수 있지만, 달리 명시되지 않는 한, 이들 중 하나 이상은 모두가 아니라면 엔지니어링 공차 등으로 인해 발생할 수 있는 허용 가능한 변동을 설명하기 위해 절대적이거나 근사치일 수 있다.
이하에서 설명되는 바와 같이, 본 개시의 예시적인 구현예는 에어로졸 소스 부재에 사용하기 위한 에어로졸 발생 기재, 및 에어로졸 전달 장치에 사용하기 위한 에어로졸 소스 부재에 관한 것이다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치의 일부 구현예는 흡입 가능한 물질(예를 들어, 전기 가열 담배 제품)을 형성하기 위해 재료를 가열하기 위해 전기 에너지를 사용한다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸 소스 부재의 다른 구현예는 흡입 가능한 물질(예를 들어, 탄소 가열된 담배 제품)을 형성하기 위해 (바람직하게, 재료를 임의의 상당한 정도로 연소시키지 않고) 재료를 가열하기 위해 점화 가능한 열원을 사용한다. 바람직하게, 재료는 재료를 임의의 상당한 정도로 연소시키지 않고 가열된다. 이러한 시스템의 구성요소는 핸드-헬드 장치로 간주될 수 있을만큼 충분히 컴팩트한 물품의 형태를 갖는다. 즉, 바람직한 에어로졸 전달 장치의 구성요소를 사용하면 연기가 발생하지 않는데, 즉 연소 부산물이나 담배의 열분해로 인해 연기가 발생하지 않고, 오히려 이들 바람직한 시스템을 사용하면 그 안에 포함된 특정 구성요소의 휘발 또는 기화로부터 야기되는 증기의 생성이 야기된다. 일부 예시적인 구현예에서, 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸 소스 부재의 구성요소는 전자 담배로 특성화될 수 있으며, 이러한 전자 담배는 가장 바람직하게 담배 및/또는 담배로부터 파생된 구성요소를 포함하고, 따라서 담배 파생된 구성요소를 에어로졸 형태로 전달한다.
특정한 바람직한 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸 소스 부재의 에어로졸 발생 구성요소들은, 담배를 불붙여서 태우는 것(및 그로 인한 담배 연기 흡입)에 의해 구현되는 궐련, 여송연, 또는 파이프의 흡연 감각들(예를 들면, 호흡 행위, 풍미나 향미의 유형, 관능 효과, 신체 느낌, 사용 행위, 가시 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 단서 등) 중 많은 감각을, 그 임의의 성분의 임의의 실질적인 정도의 연소없이 제공할 수도 있다. 예를 들어, 본 개시의 일부 예시적 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸 소스 부재의 사용자는 흡연자가 전통적인 유형의 흡연 물품을 이용하는 것과 흡사하게 그 부품을 쥐고 사용할 수 있으며, 그 피스에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 그 피스의 일 단부를 빨아들일 수 있고, 선택된 시간 간격으로 퍼프(puff)를 피우는 등을 행할 수도 있다.
시스템은 일반적으로 소위 "e-담배" 또는 "담배 가열 제품"과 같은 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸 소스 부재와 연관된 구현예의 관점에서 본원에 설명되지만, 기구, 구성요소, 특징 및 방법이 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있고 다양한 물품과 연관될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본원에 제공된 설명은 전통적인 흡연 물품(예를 들면, 궐련, 여송연 또는 파이프 담배 등), 비연소 가열(heat-not-burn) 담배 및 본원에 개시된 임의의 제품을 위한 관련 패키징의 구현예와 함께 이용될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 기구, 구성요소, 특징 및 방법의 설명은 단지 예로서만 에어로졸 전달 장치와 관련된 구현예의 면에서 설명되며, 다양한 다른 제품 및 방법으로 구현 및 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
시스템은 일반적으로 소위 "e-담배" 또는 "담배 가열 제품"과 같은 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸 소스 부재와 연관된 구현예의 관점에서 본원에 설명되지만, 기구, 구성요소, 특징 및 방법이 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있고 다양한 물품과 연관될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본원에 제공된 설명은 전통적인 흡연 물품(예를 들면, 궐련, 여송연 또는 파이프 담배 등), 비연소 가열(heat-not-burn) 담배 및 본원에 개시된 임의의 제품을 위한 관련 패키징의 구현예와 함께 이용될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 기구, 구성요소, 특징 및 방법의 설명은 단지 예로서만 에어로졸 전달 장치와 관련된 구현예의 면에서 설명되며, 다양한 다른 제품 및 방법으로 구현 및 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸 소스 부재는 또한 증기-생성 물품 또는 약물 전달 물품인 것으로 특성화될 수 있다. 따라서, 그러한 물품 또는 장치는 하나 이상의 물질(예를 들면, 향미 및/또는 약제 활성 성분)을 흡입 가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 적합화될 수 있다. 예를 들어, 흡입 가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 임계점 미만의 온도에서 기체상인 물질)의 형태일 수 있다. 대안적으로, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다. 간결화를 위해, 본원에 사용되는 용어 "에어로졸"은, 가시적인지의 여부에 관계없이, 그리고 연기와 유사한 것으로 간주될 수 있는 형태인지의 여부에 관계없이, 사람이 흡입하기에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 기체 및 에어로졸을 포함하는 것을 의미한다. 흡입 가능한 물질의 물리적 형태는 반드시 본 발명의 장치의 성질에 의해 제한되는 것은 아니며, 오히려 그것이 증기 상태 또는 에어로졸 상태로 존재하는지 여부에 관해 매체 및 흡입 가능한 물질 자체의 성질에 따라 달라질 수 있다. 일부 구현예에서, 용어 "증기" 및 "에어로졸"은 상호 교환 가능할 수 있다. 따라서, 단순화를 위해, 본 개시를 설명하는 데 사용되는 용어 "증기" 및 "에어로졸"은 달리 언급되지 않는 한 상호 교환 가능한 것으로 이해된다.
일부 구현예에서, 본 개시의 에어로졸 전달 장치는 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 구성요소(예를 들면, 전원으로부터 물품의 다른 부품, 예를 들어 마이크로프로세서로의 전류 유동을 개별적으로 또는 마이크로컨트롤러의 일부로서 제어하는 등에 의해 열 발생을 위한 동력을 작동, 제어, 규제 및 중지하기 위한 수단), 가열 부재(예를 들면, 전기 저항 가열 요소 또는 다른 부품 및/또는 유도 코일 또는 다른 관련 부품 및/또는 하나 이상의 복사 가열 요소), 및 충분한 열이 가해지면 에어로졸을 발생시킬 수 있는 실질적인 부분을 구비 또는 포함하는 에어로졸 소스 부재의 일부 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 가열 부재는 제어 본체 내에 위치될 수 있으며, 다른 구현예에서, 가열 부재는 에어로졸 소스 부재 내에 위치될 수 있다. 다양한 구현예에서, 다수의 이러한 구성요소가 외부 본체 또는 쉘 내에 제공될 수 있으며, 일부 구현예에서는 하우징으로 지칭될 수 있다. 외부 본체 또는 쉘의 전체 디자인은 다양할 수 있으며, 에어로졸 전달 장치의 전체 크기 및 형상을 정의할 수 있는 외부 본체의 포맷 또는 구성은 다양할 수 있다. 다른 구성이 가능하지만, 일부 구현예에서, 궐련 또는 여송연의 형상을 닮은 세장형 본체는 단일의 일체식 하우징으로 형성될 수 있거나, 세장형 하우징은 2개 이상의 분리 가능한 본체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 형상이 관형일 수 있고, 따라서 종래의 궐련 또는 여송연의 형상과 유사한 세장형 쉘 또는 본체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸 전달 장치의 모든 구성요소는 하나의 하우징 또는 본체 내에 포함된다. 다른 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 결합되고 분리 가능한 2개 이상의 하우징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는, 일 단부에서, 하나 이상의 재사용 가능한 구성요소(예를 들어, 재충전 가능한 배터리 및/또는 재충전 가능한 슈퍼커패시터와 같은 축전지, 및 그 물품의 작동을 제어하기 위한 다양한 전자 장치)를 수용하는 하우징을 포함하는 제어 본체와, 타 단부에서 그리고 이에 제거 가능하게 결합 가능하게, 일회용 부분(예를 들어, 일회용 향미-함유 에어로졸 소스 부재)을 수용하는 외부 본체 또는 쉘을 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 본 개시의 에어로졸 소스 부재는 일반적으로 기재 재료를 가열하도록 구성된 점화 가능한 열원을 포함할 수 있다. 기재 재료 및/또는 열원의 적어도 일부는 외부 랩 또는 랩핑, 케이싱, 구성요소, 모듈, 부재 등으로 커버될 수 있다. 인클로저의 전체 디자인은 다양하며, 에어로졸 소스 부재의 전체 크기와 형상을 규정하는 인클로저의 포맷 또는 구성도 다양할 수 있다. 다른 구성이 가능하지만, 일부 양태에서 이러한 구현예의 전체적인 디자인, 크기 및/또는 형상은 전통적인 궐련 또는 여송연의 것과 유사한 것이 바람직할 수 있다. 다양한 양태에서, 열원은, 예를 들어 에어로졸 전구체 조성물과 관련된 기재 재료, 압출된 구조 및/또는 기재, 담배, 및/또는 고체 또는 액체 형태(예를 들어, 비드, 시트, 조각, 랩)로 담배에서 직접 분리되거나 합성으로 제조된 담배에서 자연적으로 발견되는 물질과 같은 담배 관련 물질 등을 포함하는 기재 재료를 에어로졸화하기 위해 열을 발생시킬 수 있다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 다양한 기재 재료, 에어로졸 소스 부재 및 구성요소의 보다 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 이후에 제공되는 추가 개시에 비추어 명백해질 것이다. 추가로, 다양한 에어로졸 전달 장치 구성요소의 선택은 상업적으로 입수 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려할 때 인식될 수 있다. 또한, 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소의 배열은 또한 상업적으로 입수 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려할 때 인식될 수 있다.
이와 관련하여, 도 1은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한다. 에어로졸 전달 장치(100)는 제어 본체(102) 및 에어로졸 소스 부재(104)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104) 및 제어 본체(102)는 기능 관계에서 영구적으로 또는 분리 가능하게 정렬될 수 있다. 이와 관련하여, 도 1은 결합된 구성의 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한 반면에, 도 2는 분리된 구성의 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한다. 다양한 메커니즘이 에어로졸 소스 부재(104)를 제어 본체(102)에 연결하여 나사 결합, 압입 끼워맞춤, 간섭 끼워맞춤, 슬라이딩 끼워맞춤, 자기 결합 등을 초래할 수 있다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치는 아래에서 상세하게 설명하는 바와 같이 다양한 구현예를 취할 수 있지만, 소비자에 의한 에어로졸 전달 장치의 사용은 범위가 유사할 것이다. 에어로졸 전달 장치의 사용에 대한 전술한 설명은 본 명세서에서 제공되는 추가 개시에 비추어 당 업자에게 명백한 사소한 수정을 통해 설명된 다양한 구현예에 적용 가능하다. 그러나, 사용에 대한 설명은 본 개시의 물품의 사용을 제한하려는 것이 아니라 본 명세서의 개시에 필요한 모든 요구사항을 준수하기 위해 제공된다.
다양한 구현예에서, 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치(100)는 실질적으로 막대형이거나 실질적으로 관형이거나 실질적으로 원통형인 것으로 규정될 수 있는 전체 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 전체 형상을 가질 수 있다. 도 1 및 도 2의 구현예에서, 장치(100)는 실질적으로 둥근 단면을 갖지만; 그러나, 다른 단면 형상(예를 들어, 타원형, 정사각형, 삼각형, 가변적인 등)도 본 개시에 포함된다. 예를 들어, 일부 구현예에서 제어 본체(102) 또는 에어로졸 소스 부재(104) 중 하나 또는 둘 모두(및/또는 임의의 하위 구성요소)는 실질적으로 직사각형 직육면체 형상(예를 들어, USB 플래시 드라이브와 유사)과 같은 실질적으로 직사각형 형상을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 제어 본체(102) 또는 에어로졸 소스 부재(104)(및/또는 임의의 하위 구성요소) 중 하나 또는 둘 모두는 다른 핸드-헬드 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제어 본체(102)는 작은 상자 형상, 다양한 포드 모드 형상, 또는 포브 형상을 가질 수 있다. 따라서, 물품의 물리적 형태를 설명하는 이러한 언어는 제어 본체(102) 및 에어로졸 소스 부재(104)를 포함하는 물품의 개별 구성요소에도 또한 적용될 수 있다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소의 정렬은 다양한 구현예에 걸쳐 다양할 수 있다. 일부 구현예에서, 기재 부분은 사용자에게 에어로졸 전달을 최대화하기 위해 가열 부재에 근접하게 위치될 수 있다. 그러나, 다른 구성은 배제되지 않는다. 일반적으로, 가열 부재는, 가열 부재로부터의 열이 기재 부분(뿐만 아니라, 일부 구현예에서, 마찬가지로 사용자에게 전달하기 위해 제공될 수 있는 하나 이상의 향료, 약제 등)을 휘발시킬 수 있고 그리고 사용자에게 전달하기 위한 에어로졸을 형성하도록 기재 부분에 충분히 근접하게 위치될 수 있다. 가열 부재가 기재 부분을 가열할 때, 에어로졸은 소비자의 흡입에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 생성된다. 전술한 용어는 상호 교환될 수 있다는 것을 의미하므로, "방출한다", "방출하는", "방출하다" 또는 "방출된"에 대한 참조는 "형성한다 또는 생성한다", "형성하는 또는 생성하는", "형성하다 또는 생성하다", 및 "형성된다 또는 생성된다"를 포함한다. 구체적으로, 흡입 가능한 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 이들의 혼합물의 형태로 방출되며, 이러한 용어들은 달리 명시되지 않는 한 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다.
위에서 언급한 바와 같이, 다양한 구현예의 에어로졸 전달 장치(100)는 가열 부재의 전원공급, 제어 시스템의 전원공급, 인디케이터의 전원공급 등과 같은 다양한 기능을 에어로졸 전달 장치에 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공하기 위해 배터리 및/또는 기타 전기 전원을 포함할 수 있다. 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 전원은 다양한 구현예를 취할 수 있다. 바람직하게, 전원은 가열 부재를 신속하게 활성화하여 에어로졸 형성을 제공하고 원하는 시간 동안 사용을 통해 에어로졸 전달 장치에 전원을 공급하기에 충분한 동력을 전달할 수 있다. 일부 구현예에서, 전원은 에어로졸 전달 장치가 쉽게 취급될 수 있도록 에어로졸 전달 장치 내에 편리하게 끼워맞춰지는 크기로 되어 있다. 유용한 전원의 예는 바람직하게 재충전 가능한 리튬 이온 배터리(예를 들어, 재충전 가능한 리튬-이산화망간 배터리)를 포함한다. 특히, 리튬 폴리머 배터리는 안전성을 높일 수 있는 배터리로서 사용될 수 있다. 다른 유형의 배터리(예를 들어, N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 셀)도 또한 사용할 수 있다. 추가로, 바람직한 전원은 바람직한 흡연 경험을 손상시키지 않을 정도로 충분히 가벼운 무게이다. 가능한 전원의 일부 예는 그 개시 내용 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Peckerar 등의 미국 특허 제 9,484,155 호 및 2015년 10월 21자로 출원된 Sur 등의 미국 특허 출원공개 제 2017/0112191 호에 개시되어 있다.
특정 구현예에서, 제어 본체(102) 및 에어로졸 소스 부재(104) 중 하나 또는 둘 모두는 일회용이거나 재사용 가능한 것으로 언급될 수 있다. 예를 들어, 제어 본체(102)는 교체 가능한 배터리 또는 재충전식 배터리, 고체 배터리, 박막 고체 배터리, 재충전식 슈퍼커패시터 등을 포함할 수 있으며, 그에 따라 벽 충전기에 대한 연결, 자동차 충전기(예를 들어, 시가 라이터 소켓)에 대한 연결, 예컨대 범용 직렬 버스(USB) 케이블 또는 커넥터(예를 들어, USB 2.0, 3.0, 3.1, USB Type-C)를 통한 컴퓨터에 대한 연결, 태양광 전지(때때로, 태양 전지로도 지칭됨) 또는 태양 전지의 태양 전지판에 대한 연결, 유도성 무선 충전(예를 들어 무선 전력 컨소시엄(WPC)의 Qi 무선 충전 표준에 따른 무선 충전을 포함함)을 사용하는 충전기와 같은 무선 충전기, 또는 무선주파수(RF) 기반 무선 충전기를 포함하는 임의의 유형의 재충전 기술과 조합될 수 있다. 유도성 무선 충전 시스템의 예는 Sur 등의 미국 특허출원 공개 제 2017/0112196 호에 개시되어 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 또한, 일부 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 단일-사용 장치를 포함할 수 있다. 제어 본체와 함께 사용하기 위한 단일-사용 구성요소는 Chang 등의 미국 특허 제 8,910,639 호에 개시되어 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
추가 구현예에서, 전원은 또한 커패시터를 포함할 수 있다. 커패시터는 배터리보다 더 빠르게 방전할 수 있으며, 퍼프(puff) 사이에 충전할 수 있으므로 가열 부재에 직접 전원을 공급하는 데 사용하는 경우보다 낮은 속도로 배터리를 커패시터로 방전할 수 있다. 예를 들어, 슈퍼커패시터(예를 들어, 전기 이중층 커패시터(EDLC))는 배터리와 별도로 또는 배터리와 조합되어 사용할 수 있다. 단독으로 사용하는 경우, 제품의 각각의 사용 전에 슈퍼커패시터를 재충전할 수 있다. 따라서, 장치는 슈퍼커패시터를 보충하기 위해 사용 사이에 흡연 물품에 부착될 수 있는 충전기 구성요소를 또한 포함할 수 있다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치에서 추가 구성요소가 이용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는 소비자가 물품에 대해 흡인할 때 압력 변화 또는 공기 유동 변화에 민감한 스위치 또는 유동 센서(예를 들어, 퍼프-작동식 스위치)를 포함할 수 있다. 다른 가능한 전류 작동/비작동 메커니즘은 온도 작동식 온/오프 스위치 또는 립(lip) 압력 작동식 스위치를 포함할 수 있다. 그러한 퍼프-작동 능력을 제공할 수 있는 예시적인 기구는 Honeywell, Inc.의 MicroSwitch Division(Freeport, Ill)에 의해 제조된 Model 163PC01D36 실리콘 센서를 포함한다. 그러한 센서에 의해, 가열 부재는 소비자가 장치에 대해 흡인할 때의 압력 변화에 의해 급속히 활성화될 수 있다. 다른 적합한 전류 작동/비작동 기구는 온도 작동식 온/오프 스위치 또는 립 압력 작동식 스위치를 포함할 수 있다. 또한, 열선 유속계(hot-wire anemometry) 측정 원리를 사용하는 것과 같은 유동 감지 장치가 공기 유동의 변화를 감지한 후에 급속히 가열 조립체에 충분한 에너지를 공급하는 데 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 다른 퍼프-작동식 스위치는 Micro Pneumatic Logic, Inc.(Ft. Lauderdale, Fla)의 Model No. MPL-502-V, range A와 같은 압력 차동 스위치이다. 다른 적합한 퍼프-작동식 기구는 사전결정된 임계 압력을 검출하기 위한 비교기(comparator)와 결합되는 압력 감지 트랜스듀서(예를 들어, 증폭기 또는 게인 스테이지(gain stage)가 구비됨)이다. 또 다른 적합한 퍼프-작동식 기구는 공기 유동에 의해 편향되는 베인이며, 베인의 운동이 이동 감지 수단에 의해 검출된다. 또 다른 적합한 작동 기구는 압전 스위치이다. 또한, Honeywell, Inc.의 MicroSwitch Division(Freeport, Ill)의 적절하게 연결된 Honeywell MicroSwitch Microbridge Airflow Sensor, Part NO. AWM 2100V도 유용하다. 본 개시에 따른 가열 회로에 이용될 수 있는 수요-작동식 전기 스위치(demand operated electrical switch)의 다른 예는 Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호에 개시되어 있으며, 이 문헌은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 다른 적합한 차동 스위치, 아날로그 압력 센서, 유량 센서 등은 본 개시의 당 업자에게 명백할 것이다. 일부 구현예에서, 흡인 동안의 압력 변화가 스위치에 의해 쉽게 식별되도록, 퍼프 작동식 스위치와 수용 챔버 사이의 유체 연결을 제공하는 압력-감지 튜브 또는 다른 통로가 제어 본체(102)에 포함될 수 있다. 본 개시에 따라 유용할 수 있는 다른 예시적인 퍼프 작동 장치는 Brooks 등의 제 4,922,901 호, 제 4,947,874 호 및 제 4,947,874 호; McCafferty 등의 미국 특허 제 5,372,148 호; Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호 및 Nguyen 등의 미국 특허 제 7,040,314 호에 개시되어 있으며, 이들 문헌 모두는 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 위에 설명된 것들에 추가하여 또는 대안으로서, 수동으로 활성화된 스위치가 또한 사용될 수 있다.
다른 예에서, 에어로졸 전달 장치는 장치를 들고있는 사용자의 제 1 신체 부분과 접촉하도록 구성된 제 1 전도성 표면, 및 제 1 전도성 표면으로부터 전도성으로 격리되고, 사용자의 제 2 신체 부분과 접촉하도록 구성된 제 2 전도성 표면을 포함할 수 있다. 이와 같이, 에어로졸 전달 장치가 제 1 전도성 표면과 제 2 전도성 표면 사이의 전도도 변화를 감지하면, 기화기가 활성화되어 물질을 증발시켜 사용자 홀딩 유닛에 의해 증기를 흡입할 수 있다. 제 1 신체 부분 및 제 2 신체 부분은 립 또는 손(들)의 일부일 수 있다. 2개의 전도성 표면은 개인용 기화기 유닛에 포함된 배터리를 충전하는 데도 사용될 수 있다. 2개의 전도성 표면은 또한 메모리에 저장된 데이터를 출력하는 데 사용될 수 있는 커넥터를 형성하거나 그 일부일 수 있다. 그 개시 내용 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Terry 등의 미국 특허 제 9,861,773 호를 참조한다.
또한, Sprinkel 등의 미국 특허 제 5,154,192 호는 흡연 물품을 위한 인디케이터를 개시하며; Sprinkel 2세의 미국 특허 제 5,261,424 호는 흡인하는 것과 연관된 사용자 입술 활동을 검출한 후에 가열 장치의 가열을 트리거(trigger)하기 위해 장치의 마우스 단부와 관련될 수 있는 압전 센서를 개시하며; McCafferty 등의 미국 특허 제 5,372,148 호는 마우스피스(mouthpiece)를 통한 압력 강하에 응답하여 가열 로드 어레이(heating load array) 내로의 에너지 유동을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하고; Harris 등의 미국 특허 제 5,967,148 호는 삽입된 구성요소의 적외선 투과율에 있어서의 불균일성을 검출하는 식별자와, 구성요소가 리셉터클 내로 삽입될 때 검출 루틴을 실행하는 제어기를 포함하는 흡연 장치 내의 리셉터클을 개시하며; Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호는 다중 차동 위상을 갖는 한정된 실행 가능한 전력 사이클을 개시하고; Watkins 등의 미국 특허 제 5,934,289 호는 광자-광전자 구성요소(photonic-optronic component)를 개시하며; Counts 등의 미국 특허 제 5,954,979 호는 흡연 장치를 통한 흡인 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하고; Blake 등의 미국 특허 제 6,803,545 호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구성을 개시하고; Griffen 등의 미국 특허 제 7,293,565 호는 흡연 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하고; Fernando 등의 미국 특허 제 8,402,976 호는 충전을 용이하게 하고 장치의 컴퓨터 제어를 허용하기 위한 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하고; Fernando 등의 미국 특허 제 8,689,804 호는 흡연 장치를 위한 식별 시스템을 개시하고; Flick의 PCT 공개 제 WO 2010/003480 호는 에어로졸 발생 시스템에서 퍼프를 표시하는 유체 유동 감지 시스템을 개시하고; 모든 전술한 개시내용은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
전자 에어로졸 전달 물품과 관련된 구성요소 및 본 장치에서 사용될 수 있는 공개 재료 또는 구성요소의 추가 예는 Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호; Morgan 등의 미국 특허 제 5,249,586 호; Higgins 등의 미국 특허 제 5,666,977 호; Adams 등의 미국 특허 제 6,053,176 호; White의 미국 특허 제 6,164,287 호; Voges의 미국 특허 제 6,196,218 호; Felter 등의 미국 특허 제 6,810,883 호; Nichols의 미국 특허 제 6,854,461 호; Hon의 미국 특허 제 7,832,410 호; Kobayashi의 미국 특허 제 7,513,253 호; Hamano의 미국 특허 제 7,896,006 호; Shayan의 미국 특허 제 6,772,756 호; Hon의 미국 특허 제 8,156,944 호 및 제 8,375,957 호; Thorens 등의 미국 특허 제 8,794,231 호; Oglesby 등의 미국 특허 제 8,851,083 호; Monsees 등의 미국 특허 제 8,915,254 호 및 제 8,925,555 호; DePiano 등의 미국 특허 제 9,220,302 호; Hon의 미국 특허 출원 공개 제 2006/0196518 호 및 제 2009/0188490 호; Oglesby 등의 미국 특허 출원 공개 제 2010/0024834 호; Wang의 미국 특허 출원 공개 제 2010/0307518 호; Hon의 PCT 공개 제 WO 2010/091593 호; 및 Foo의 PCT 공개 제 WO 2013/089551 호에 개시되어 있으며, 이들 문헌 각각은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 또한, 2015년 10월 13일에 출원된 Worm 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0099877 호는, 에어로졸 전달 장치 및 에어로졸 전달 장치를 위한 포브형 구성에 포함될 수 있는 캡슐을 개시하며, 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 전술한 문헌에 의해 개시된 다양한 재료는 다양한 구현예로 본 장치에 통합될 수 있으며, 전술한 모든 개시는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
도 2를 참조하면, 도시된 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 제어 본체(102)에 삽입되도록 구성된 가열된 단부(106), 및 사용자가 에어로졸을 생성하기 위해 흡인하는 마우스 단부(108)를 포함한다. 가열된 단부(106)의 적어도 일부는 기재 부분(110)을 포함할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104), 또는 그 일부(예를 들어 에어로졸 소스 부재(102)의 가열된 단부(106)는 외부 오버랩 재료로 포장될 수 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108)는 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 재료로 제조될 수 있는 필터(114)를 포함할 수 있다. 필터(114)는 추가적으로 또는 대안적으로, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Raker 등의 미국 특허 제 5,025,814 호에 기재된 바와 같이 담배 함유 재료의 스트랜드를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 필터(114)는 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부의 구조적 무결성을 증가시킬 수 있고, 및/또는 원하는 경우 여과 능력을 제공하고 및/또는 흡인에 대한 저항을 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 필터는 개별 세그먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예는 필터링을 제공하는 세그먼트, 흡인 저항을 제공하는 세그먼트, 에어로졸이 냉각될 공간을 제공하는 중공 세그먼트, 증가된 구조적 무결성을 제공하는 세그먼트, 다른 필터 세그먼트, 및 이들의 임의의 하나 또는 임의의 조합을 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108)와 기재 부분(110) 사이에 다른 구성요소가 존재할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 기재 부분(110)과 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108) 사이에, 에어 갭; 중공 튜브 구조; 공기를 냉각시키기 위한 상 변화 물질; 향미 방출 매체; 선택적 화학적 흡착이 가능한 이온 교환 섬유; 필터 매질로서 에어로겔 입자; 및 기타 적절한 재료 중 하나 또는 임의의 조합이 위치될 수 있다. 가능한 상 변화 물질의 일부 예는 AgNO3, AlCl3, TaCl3, InCl3, SnCl3, AlI3 및 TiI4와 같은 염; 셀레늄, 주석, 인듐, 주석-아연, 인듐-아연 또는 인듐-비스무트와 같은 금속 및 금속 합금; 및 D-만니톨, 숙신산, p-니트로벤조산, 하이드로퀴논 및 아디프산과 같은 유기 화합물을 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는다. 다른 예는 Potter 등의 미국 특허 제 8,430,106 호에 개시되어 있으며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 본 개시는 에어로졸을 형성하기 위해 기재 재료를 가열하기 위해 전도성 및/또는 유도성 열원과 함께 사용하도록 구성된다. 다양한 구현예에서, 전도성 열원은 저항 가열 부재를 포함하는 가열 조립체를 포함할 수 있다. 저항 가열 부재는 전류가 통과할 때 열을 생성하도록 구성될 수 있다. 저항 가열 부재로서 유용한 전기 전도성 재료는 저 질량, 저 밀도 및 적당한 저항률을 가지며, 사용 중에 경험하는 온도에서 열적으로 안정된 재료일 수 있다. 유용한 가열 부재는 빠르게 가열 및 냉각되고, 그에 따라 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다. 부재의 신속한 가열은 그에 근접한 에어로졸 전구체 물질의 거의 즉각적인 휘발을 제공하는 데 유리할 수 있다. 급속 냉각은 에어로졸 형성이 바람직하지 않은 기간 동안 에어로졸 전구체 물질의 실질적인 휘발(그에 따라 낭비)을 방지한다. 이러한 가열 부재는 또한 특히 시간 기반 전류 제어가 사용될 때 에어로졸 전구체 물질이 경험하는 온도 범위의 상대적으로 정확한 제어를 허용할 수 있다. 바람직하게, 유용한 전기 전도성 물질은, 생성되는 에어로졸 또는 증기의 향미 또는 함량에 악영향을 미치지 않도록 가열되는 물질(예를 들어, 에어로졸 전구체 물질 및 기타 흡입 가능한 물질 재료들)과 화학적으로 비-반응성이다. 전기 전도성 재료로 사용될 수 있는 비-제한적인 재료로는 탄소, 흑연, 탄소/흑연 복합재, 금속, 금속 및 비금속 탄화물과 같은 세라믹, 질화물, 산화물, 실리사이드, 금속간 화합물, 서멧, 금속 합금 및 금속 호일을 포함한다. 특히 내화물이 유용할 수 있다. 다양한 상이한 재료를 혼합하여 저항률, 질량 및 열전도도의 원하는 특성을 얻을 수 있다. 특정 구현예에서, 사용될 수 있는 금속은 예를 들어 니켈, 크롬, 니켈 및 크롬 합금(예를 들어, 니크롬) 및 스틸을 포함한다. 저항성 가열을 제공하는 데 유용할 수 있는 재료는 Counts 등의 미국 특허 제 5,060,671 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,093,894 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,224,498 호; Sprinkel 2세 등의 미국 특허 제 5,228,460 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,322,075 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,353,813 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,468,936 호; Das의 미국 특허 제 5,498,850 호; Das의 미국 특허 제 5,659,656 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,498,855 호; Hajaligol의 미국 특허 제 5,530,225 호; Hajaligol의 미국 특허 제 5,665,262 호; Das 등의 미국 특허 제 5,573,692 호; 및 Fleischhauer 등의 미국 특허 제 5,591,368 호에 기재되어 있으며, 이들 문헌의 개시내용은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
다양한 구현예에서, 가열 부재는 포일, 폼, 메쉬, 중공 볼, 하프 볼, 디스크, 나선형, 섬유, 와이어, 필름, 얀, 스트립, 리본 또는 실린더의 형태와 같이 다양한 형태로 제공될 수 있다. 이러한 가열 부재는 종종 금속 재료를 포함하고, 전류를 통과시키는 것과 관련된 전기 저항의 결과로 열을 생성하도록 구성된다. 이러한 저항 가열 부재는 기재 부분에 근접하여 및/또는 기재 부분과 직접 접촉하여 위치될 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 가열 부재는 제어 본체(102)에 위치된 실린더 또는 다른 가열 장치를 포함할 수 있으며, 여기서 실린더는 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 스틸, 황동, 청동, 탄소(예를 들어, 흑연) 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 전도성 재료로 구성된다. 다양한 구현예에서, 가열 부재는 또한 이들 또는 다른 전도성 재료 중 임의의 것으로 코팅될 수 있다. 가열 부재는 제어 본체(102)의 맞물림 단부에 근접하게 위치될 수 있고, 기재 부분(110)을 포함하는 에어로졸 소스 부재(104)의 가열된 단부(106)의 일부를 실질적으로 둘러싸도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 에어로졸 소스 부재가 제어 본체(102)에 삽입될 때, 가열 부재는 에어로졸 소스 부재(104)의 기재 부분(110)에 근접하게 위치될 수 있다. 다른 예에서, 가열 부재의 적어도 일부는, 에어로졸 소스 부재가 제어 본체에 삽입될 때, 에어로졸 소스 부재의 적어도 일부(예를 들어, 에어로졸 소스 부재를 관통하는 하나 이상의 프롱 및/또는 스파이크)를 관통할 수 있다.
도 3은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 도 1의 에어로졸 전달 장치의 전면 개략도를 도시하며, 여기에서 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재는 서로 결합되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 이러한 예시적인 구현예의 에어로졸 전달 장치(100)는 에어로졸 소스 부재(104)의 가열된 단부(106)의 적어도 일부를 실질적으로 둘러싸는 원주형 히터의 형태인 가열 부재(132)를 구비하는 가열 조립체(128)를 포함한다. 특히, 도시된 구현예의 제어 본체(102)는 그 맞물림 단부에 형성된 개구(119)를 포함하는 하우징(118)을 포함한다. 제어 본체(102)는 또한 흐름 센서(120)(예를 들어, 퍼프 센서 또는 압력 스위치)와, 제어 구성요소(123)(예를 들어, 개별적으로 또는 마이크로컨트롤러의 일부로서의 처리 회로, 마이크로프로세서 및/또는 마이크로컨트롤러 등를 포함하는 인쇄 회로 기재(PCB))와, 전원(124)(예를 들어, 충전식일 수 있는 배터리 및/또는 충전식 슈퍼커패시터)과, 인디케이터(126)(예를 들어, 발광 다이오드(LED))를 포함하는 단부 캡을 포함한다. 일 구현예에서, 인디케이터(126)는 하나 이상의 발광 다이오드, 양자점 기반 발광 다이오드 등을 포함할 수 있다. 인디케이터(126)는 제어 구성요소(123)와 통신할 수 있으며, 예를 들어 사용자가 에어로졸 소스 부재(104)를 흡인할 때, 제어 본체(102)에 결합될 때, 유량 센서(120)에 의해 검출될 때 조명될 수 있다.
다른 작동 표시 또한 본 개시에 포함된다. 예를 들어, 작동의 시각적 인디케이터는 흡연 경험의 진행을 보여주기 위해 밝은 색상 또는 강도의 변화를 포함한다. 작동의 촉각 인디케이터 및 작동의 소리 인디케이터는 유사하게 본 개시에 포함된다. 더욱이, 이러한 작동의 인디케이터의 조합은 또한 단일 흡연 물품에 사용하기에 적합하다. 다른 양태에 따르면, 장치는 예를 들어, 전원에 남아있는 전력의 양, 흡연 경험의 진행, 열원의 활성화에 대응하는 표시 및/또는 등과 같은 흡연 물품의 작동에 대응하는 정보를 제공하도록 구성된 디스플레이와 같은 하나 이상의 인디케이터 또는 표시를 포함할 수 있다.
전원의 몇 가지 예는 그 개시 내용이 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함되는 Peckerar 등의 미국 특허 제 9,484,155 호 및 2015년 10월 21일에 출원된 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2017/0112191 호에 기술되어 있다. 유량 센서와 관련하여, 에어로졸 전달 장치를 위한 다양한 마이크로컨트롤러, 센서 및 스위치를 포함하는 대표적인 전류 조절 구성요소 및 기타 전류 제어 구성요소는, 참조에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함되는 Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호; Brooks 등의 미국 특허 제 4,922,901 호, 제 4,947,874 호 및 제 4,947,875 호; McCafferty 등의 미국 특허 제 5,372,148 호; Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호; Nguyen 등의 미국 특허 제 7,040,314 호 및 Pan의 미국 특허 제 8,205,622 호에 기술되어 있다. 또한, 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함되는 Ampolini 등의 미국 특허 제 9,423,152 호에 기술된 제어 체계도 참조한다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치에는 또 다른 구성요소들이 활용될 수 있다. 예컨대, Sprinkel 등의 미국 특허 제 5,154,192 호는 흡연 물품에 대한 표시기를 개시하고; Sprinkel 2세의 미국 특허 제 5,261,424 호는 한 모금 빨아들이는 것과 관련된 사용자 입술 활동을 탐지한 다음에 가열 장치의 가열을 촉발하도록 장치의 마우스 단부와 연관될 수 있는 압전 센서를 개시하고; McCafferty 등의 미국 특허 제 5,372,148 호는 마우스피스(mouthpiece)를 통한 압력 강하에 응답하여 가열 부하 어레이(heating load array)로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 모금 센서를 개시하고; Harris 등의 미국 특허 제 5,967,148 호는 흡연 장치 내의 리셉터클(receptacle)로서, 삽입된 구성요소의 적외선 투과율의 불균일성을 탐지하는 식별자 및 그 구성요소가 리셉터클에 삽입될 때 탐지 루틴(detection routine)을 실행하는 제어기를 포함하는 리셉터클을 개시하고; Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호는 다수의 차동 단계를 구비한 규정된 실행 가능 파워 사이클(defined executable power cycle)에 대해 기술하고; Watkins 등의 미국 특허 제 5,934,289 호는 광자-광전자(photonic-optronic) 부품을 개시하고; Counts 등의 미국 특허 제 5,954,979 호는 흡연 장치를 통한 흡입 저항(draw resistance)을 변경하는 수단을 개시하고; Blake 등의 미국 특허 제 6,803,545 호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구성을 개시하고; Griffen 등의 미국 특허 제 7,293,565 호는 흡연 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하고; Fernando 등의 미국 특허 제 8,402,976 호는 충전을 용이하게 하고 흡연 장치의 컴퓨터 제어를 가능하게 하는 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하고; Fernando 등의 미국 특허 제 8,689,804 호는 흡연 장치를 위한 식별 시스템을 개시하고; Flick의 PCT 국제 공개 공보 제 WO 2010/003480 호는 에어로졸 발생 시스템에서의 모금을 나타내는 유체 흐름 감지 시스템을 개시하는데, 상기 공보들의 개시 내용은 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
전자 에어로졸 전달 물품과 관련되며 본 개시의 물품에 사용될 수 있는 재료 또는 구성요소를 개시하는 구성요소의 추가 예는, 각각 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함되는 Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호; Morgan 등의 미국 특허 제 5,249,586 호; Higgins 등의 미국 특허 제 5,666,977 호; Adams 등의 미국 특허 제 6,053,176 호; White의 미국 특허 제 6,164,287 호; Voges의 미국 특허 제 6,196,218 호; Felter 등의 미국 특허 제 6,810,883 호; Nichols의 미국 특허 제 6,854,461 호; Hon의 미국 특허 제 7,832,410 호; Kobayashi의 미국 특허 제 7,513,253 호; Hamano의 미국 특허 제 7,896,006 호; Shayan의 미국 특허 제 6,772,756 호; Hon의 미국 특허 제 8,156,944 호 및 제 8,375,957 호; Thorens 등의 미국 특허 제 8,794,231 호; Oglesby 등의 미국 특허 제 8,851,083 호; Monsees 등의 미국 특허 제 8,915,254 호 및 제 8,925,555 호; DePiano 등의 미국 특허 제 9,220,302 호; Hon의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2006/0196518 호 및 제 2009/0188490 호; Oglesby 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2010/0024834 호; Wang의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2010/0307518 호; Hon의 PCT 국제 공개 공보 제 WO 2010/091593 호; 및 Foo의 PCT 국제 공개 공보 제 WO 2013/089551 호를 포함한다. 또한, 2015년 10월 13일에 출원된 Worm 등의 미국 특허 공개 공보 제 2017-0099877 호는 에어로졸 전달 장치에 포함될 수 있는 캡슐 및 에어로졸 전달 장치 용 포브(fob) 형상 구성을 개시하며, 상기 공보는 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함된다. 전술한 문서들에 의해 개시된 다양한 재료들은 다양한 구현예에서 본 장치에 통합될 수 있으며, 전술한 모든 개시 내용은 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
다시 도 3을 참조하면, 도시된 구현예의 제어 본체(102)는 에어로졸 소스 부재(104)의 기재 부분(110)을 가열하도록 구성된 가열 조립체(128)를 포함한다. 본 개시의 다양한 구현예의 가열 조립체는 다양한 형태를 취할 수 있지만, 도 3에 도시된 특정 구현예에서 가열 조립체(128)는 원주형 가열 부재(132)를 포함하는 외부 실린더(130)를 포함한다. 원주형 가열 부재(132)의 예는 Sur 등의 미국 특허 출원 제 15/916,834 호에 개시되어 있으며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
도시된 바와 같이, 가열 조립체(128)는 하우징(118)의 맞물림 단부에 근접하여 연장될 수 있고, 흡입 가능한 물질 매체(110)를 포함하는 에어로졸 소스 부재(104)의 가열된 단부(106)의 일부를 실질적으로 둘러싸도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 가열 조립체(128)는 일반적으로 관형 구성을 규정할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가열 실린더(130)는 수용 챔버(136)를 생성한다. 수용 베이스(134)는 개구(119)의 반대편 수용 챔버(136)의 단부에 배치된다. 이와 같이, 가열 실린더(130)는 또한 에어로졸 소스 부재(104)가 하우징(118)에 삽입될 때 에어로졸 소스 부재(104)의 적절한 위치설정을 용이하게 하는 역할을 할 수 있다. 다양한 구현예에서, 가열 조립체(128)의 가열 실린더(130)는 하우징(118)에 대한 가열 조립체(128)의 정렬을 제공하기 위해 하우징(118)의 내부 표면과 맞물릴 수 있다. 이에 의해, 가열 조립체(128) 사이의 고정 결합의 결과로서, 가열 조립체(128)의 종방향 축은 하우징(118)의 종방향 축에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 특히, 가열 실린더(130)는 수용 챔버(136)를 생성하기 위해 하우징(118)의 개구(119)로부터 수용 베이스(134)까지 연장될 수 있다. 도시된 구현예에서, 가열 실린더(130)는 에어로졸 소스 부재(104)를 제어 본체(102)에 대해 적절한 위치(예를 들어, 측방향 위치)로 안내하도록 구성된다.
다양한 구현예에서, 제어 본체(102)는, 에어로졸 소스 부재(104)가 제어 본체(102)에 삽입될 때 가열 실린더(130)가 에어로졸 소스 부재(104)의 가열된 단부(106)의 기재 부분(110)의 적어도 일부에 근접하도록 구성된다. 도시된 구현예에서, 제어 본체(102)는, 에어로졸 소스 부재(104)가 제어 본체(102)에 삽입될 때 가열 실린더(130)가 에어로졸 소스 부재(104)의 외부 표면과 직접 접촉하고 그리고 에어로졸 소스 부재(104)의 가열된 단부(106)에 근접하도록 구성된다.
사용 동안에, 소비자는 가열 조립체(128), 특히 가열 부재(132)의 가열을 개시한다. 가열 부재(132)와 가열 실린더(130)의 공간적 관계로 인해, 열 전달에 의해 이것은 또한 기재 부분(110)(또는 그의 특정 층)의 가열을 개시한다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 기재 부분(110)의 가열은 에어로졸 소스 부재(104)로부터 하나 이상의 흡입 가능한 물질을 방출한다. 소비자가 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108)를 흡입할 때, 공기는 제어 본체(102)의 개구 또는 구멍(122)을 통해 에어로졸 소스 부재(104)로 흡입된다. 흡입된 공기와 방출된 흡입 가능한 물질의 조합물은 흡입된 물질이 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108)를 빠져 나갈 때 소비자에 의해 흡입된다. 일부 구현예에서, 가열을 시작하기 위해, 소비자는 가열 조립체의 가열 부재가 배터리 또는 다른 에너지원으로부터 전기 에너지를 수신하게 하는 푸시버튼 또는 유사한 구성요소를 수동으로 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서 소비자는 가열 부재(132)에 전원을 공급하기 위해 푸시버튼을 사용할 수 있다. 푸시버튼에 연결된 유사한 기능은 다른 기계적 수단 또는 비-기계적 수단(예를 들어, 자기 또는 전자기)에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 가열 부재(132)의 활성화는 단일 푸시버튼에 의해 제어될 수 있다. 대안으로, 다양한 작업을 개별적으로 제어하기 위해 여러 개의 푸시버튼이 제공될 수 있다. 존재하는 하나 이상의 푸시버튼은 제어 본체(102)의 케이싱과 실질적으로 동일 높이일 수 있다. 전기 에너지는 사전결정된 시간 동안 공급되거나, 수동으로 제어될 수 있다. 일부 구현예에서, 전기 에너지의 흐름은 장치의 퍼프 사이에서 실질적으로 진행되지 않는다(에너지 흐름이 주변 온도, 예를 들어 활성 가열 온도로의 급속 가열을 촉진하는 온도보다 높은 기준 온도를 유지하기 위해 진행될 수 있지만). 그러나, 도시된 구현예에서, 가열은 흐름 센서(120)와 같은 하나 이상의 센서의 사용을 통해 소비자의 퍼핑 동작(puffing action)에 의해 시작된다. 퍼프가 중단되면 가열이 중단되거나 또는 감소된다. 소비자가 흡입 가능한 물질의 충분한 양(예를 들어, 전형적인 흡연 경험에 상응하기에 충분한 양)을 방출하기 위해 충분한 수의 퍼프를 취한 경우, 에어로졸 소스 부재(104)는 제어 본체(102)로부터 제거되고, 폐기될 수 있다. 일부 구현예에서, 용량성 감지 요소 및 다른 센서와 같은 추가 감지 요소는 Phillips 등의 미국 특허 출원 제 15/707,461 호에 개시된 것을 사용할 수 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
다시 도 3을 참조하면, 에어로졸 소스 부재(104)의 가열된 단부(106)는 제어 본체(102) 내로 삽입하기 위한 크기 및 형상을 갖는다. 다양한 구현예에서, 제어 본체(102)의 수용 챔버(136)는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 벽에 의해 규정되는 바와 같이 특징화될 수 있고, 상기 내부 표면은 수용 챔버(136)의 내부 용적을 규정한다. 예를 들어, 도시된 구현예에서, 가열 실린더(130)는 수용 챔버(136)의 내부 용적을 규정하는 내부 표면을 정의한다. 따라서, 에어로졸 소스 부재(104)의 가장 큰 외경(또는 구현예의 특정 단면 형상에 따라 다른 치수)은 제어 본체(102)의 수용 챔버(136)의 개방 단부의 벽의 내부 표면에서 내경(또는 다른 치수)보다 작도록 크기가 조정될 수 있다. 일부 구현예에서, 각각의 직경의 차이는 에어로졸 소스 부재가 수용 챔버(136)에 꼭 끼워맞춤되고 그리고 마찰력이 에어로졸 소스 부재(104)가 가해진 힘없이 이동되는 것을 방지하도록 충분히 작을 수 있다. 다른 한편으로, 그 차이는 과도한 힘을 요구하지 않고 에어로졸 소스 부재(104)가 수용 챔버(136) 안팎으로 미끄러지도록 허용하기에 충분할 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치(100)의 전체 크기는 궐련 또는 여송연 형상과 비교되는 크기를 취할 수 있다. 따라서, 장치는 약 5㎜ 내지 약 25㎜, 약 5㎜ 내지 약 20㎜, 약 6㎜ 내지 약 15㎜, 또는 약 6㎜ 내지 약 10㎜의 직경을 가질 수 있다. 다양한 구현예에서, 이러한 치수는 특히 제어 본체(102)의 외경에 대응할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 약 4㎜와 약 6㎜ 사이의 직경을 가질 수 있다. 또한, 제어 본체(102) 및 에어로졸 소스 부재는 마찬가지로 전체 길이와 관련하여 특성화될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서 제어 본체는 약 40㎜ 내지 약 120㎜, 약 45㎜ 내지 약 110㎜, 또는 약 50㎜ 내지 약 100㎜의 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 소스 부재는 약 20㎜ 내지 약 60㎜, 약 25㎜ 내지 약 55㎜, 또는 약 30㎜ 내지 약 50㎜의 길이를 가질 수 있다.
언급된 바와 같이, 도시된 구현예의 제어 본체(102)는 가열 부재(132)에 전력을 제공하는 것을 포함하여 에어로졸 전달 장치(100)의 다양한 기능을 제어하는 제어 구성요소(123)를 포함한다. 예를 들어, 제어 구성요소(123)는 전기 전도성 와이어(도시되지 않음)에 의해 전원(124)에 연결되는 제어 회로(여기에 추가로 설명되는 바와 같이 추가 구성요소에 연결될 수 있음)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 제어 회로는 가열 조립체(128), 특히 가열 부재(132)가 전기 에너지를 수신해서 가열 실린더(130)를 가열하고, 그에 따라 기재 부분(110)을 가열해서, 소비자에 의한 흡입을 위해 흡입 가능한 물질을 방출하는 시기 및 방법을 제어할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 제어는 유량 센서, 및/또는 압력 감지 스위치 등의 작동에 의해 활성화될 수 있으며, 이는 이후에 더 자세히 설명된다.
언급된 바와 같이, 제어 구성요소는 기재 부분(110)에 제공되는 열의 양을 밀접하게 제어하도록 구성될 수 있다. 단일 퍼프에 대해 흡입 가능한 물질의 원하는 투여량을 제공하기에 충분한 부피로 에어로졸 형성 물질을 휘발시키는 데 필요한 열은 사용되는 각 특정 물질에 따라 다양할 수 있는 반면에, 일부 구현예에서 가열 부재의 가열 회로 중 하나 이상은 적어도 120℃, 적어도 130℃, 또는 적어도 140℃의 온도로 가열될 수 있다. 일부 구현예에서, 적절한 양의 에어로졸 형성 물질을 휘발시키고, 그에 따라 원하는 양의 흡입 가능한 물질을 제공하기 위해, 가열 온도는 적어도 150℃, 적어도 200℃, 적어도 220℃, 적어도 300℃ 또는 적어도 350℃일 수 있다. 그러나, 에어로졸 형성 물질의 분해 및/또는 과도한 조기 휘발을 방지하기 위해 약 550℃를 실질적으로 초과하는 온도로 가열하는 것을 피하는 것이 특히 바람직할 수 있다. 특히 가열은 흡입 가능한 물질 매체의 상당한 연소(바람직하게 임의의 연소)를 피하기 위해 충분히 낮은 온도와 충분히 짧은 시간에 이루어져야 한다. 본 개시는 특히 상대적으로 낮은 온도에서 원하는 양으로 흡입 가능한 물질을 생성할 조합 및 사용 모드로 본 장치의 구성요소를 제공할 수 있다. 이와 같이, 생성은 장치 내에서 에어로졸의 생성과 장치에서 소비자에게 전달하는 것 중 하나 또는 둘 다를 지칭할 수 있다. 특정 구현예에서, 가열 온도는 약 130℃ 내지 약 310℃, 약 140℃ 내지 약 300℃, 약 150℃ 내지 약 290℃, 약 170℃ 내지 약 270℃, 또는 약 180℃ 내지 약 260℃일 수 있다. 다른 구현예에서, 가열 온도는 약 210℃ 내지 약 390℃, 약 220℃ 내지 약 380℃, 약 230℃ 내지 약 370℃, 약 250℃ 내지 약 350℃, 또는 약 280℃ 내지 약 320℃일 수 있다.
가열의 지속 시간은 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 다수의 요인에 의해 제어될 수 있다. 가열 온도 및 지속 시간은 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 에어로졸 전달 장치를 통해 흡입되는 것이 바람직한 에어로졸 및 주변 공기의 원하는 부피에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 원하는 온도에 도달할 때까지만 가열 부재에 에너지가 공급되도록 장치가 구성될 수 있기 때문에, 지속 시간은 가열 부재의 가열 속도에 따라 달라질 수 있다. 대안적으로, 가열의 지속 시간은 소비자에 의해 물품에 대한 퍼프 지속 시간과 결합될 수 있다. 일반적으로, 가열의 온도와 시간은 위에서 언급한 바와 같이 제어 하우징에 포함된 하나 이상의 구성요소에 의해 제어된다.
다양한 구현예에서, 전기 가열 조립체는 소비자에 의한 흡입을 위해 흡입 가능한 물질의 방출을 촉진하기에 충분한 열을 제공하기에 적합한 임의의 장치를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 전기 가열 조립체는 저항 가열 부재를 포함할 수 있다. 유용한 가열 부재는 저 질량, 저 밀도 및 적당한 저항률을 갖는 것일 수 있으며, 사용 중에 경험하는 온도에서 열적으로 안정한 것이다. 유용한 가열 부재는 빠르게 가열 및 냉각되고, 그에 따라 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다. 요소의 급속한 가열은 또한 에어로졸 형성 물질의 거의 즉각적인 휘발을 제공한다. 급속 냉각은 에어로졸 형성이 바람직하지 않은 기간 동안 에어로졸 형성 물질의 실질적인 휘발(따라서 낭비)을 방지한다. 이러한 가열 부재는 또한 특히 시간 기반 전류 제어가 사용될 때 에어로졸 형성 물질이 경험하는 온도 범위의 상대적으로 정밀한 제어를 허용한다. 유용한 가열 부재는 또한 생성되는 에어로졸 또는 증기의 향미 또는 함량에 악영향을 미치지 않도록 가열되는 흡입 가능한 물질 매체를 포함하는 재료와 화학적으로 반응하지 않는다. 가열 부재를 구성할 수 있는 비-제한적인 일부 재료는 탄소, 흑연, 탄소/흑연 복합재, 금속, 금속 및 비금속 탄화물, 질화물, 실리사이드, 금속간 화합물, 서멧, 금속 합금 및 금속 호일을 포함한다. 특히 내화물이 유용할 수 있다. 저항률, 질량, 열전도율 및 표면 특성의 원하는 특성을 얻기 위해 다양하고 상이한 재료를 혼합할 수 있다. 일부 구현예에서, 내화 재료가 유용할 수 있다. 저항률, 질량 및 열전도도의 원하는 특성을 얻기 위해 다양하고 다른 재료를 혼합할 수 있다. 특정 양태에서, 사용될 수 있는 금속은 예를 들어 니켈, 크롬, 니켈 및 크롬 합금(예를 들어, 니크롬) 및 스틸을 포함한다. 저항 또는 저항 가열을 제공하는 데 유용할 수 있는 재료는 Counts 등의 미국 특허 제 5,060,671 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,093,894 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,224,498 호; Sprinkel 2세 등의 미국 특허 제 5,228,460 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,322,075 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,353,813 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,468,936 호; Das의 미국 특허 제 5,498,850 호; Das의 미국 특허 제 5,659,656 호; Deevi 등의 미국 특허 제 5,498,855 호; Hajaligol의 미국 특허 제 5,530,225 호; Hajaligol의 미국 특허 제 5,665,262 호; Das 등의 미국 특허 제 5,573,692 호; 및 Fleischhauer 등의 미국 특허 제 5,591,368 호에 기재되어 있는데, 이들의 개시 내용은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
언급된 바와 같이, 다양한 구현예에서 제어 본체(102)는 수용 챔버(136)의 내부로 주변 공기의 유입을 허용하기 위한 하나 이상의 개구 또는 구멍(122)을 내부에 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 일부 구현예에서 수용 베이스(134)는 또한 구멍을 포함할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서 소비자가 에어로졸 소스 부재(104)의 입구 단부를 흡인할 때, 공기는 제어 본체(102) 및 수용 베이스(134)의 구멍을 통해 수용 챔버(136) 내로 흡입되고, 에어로졸 소스 부재(104)로 통과하며, 소비자에 의한 흡입을 위해 에어로졸 소스 부재(104)의 흡입 가능한 물질 매체(110)를 통해 흡인된다. 일부 구현예에서, 흡인된 공기는 에어로졸 소스 부재(104)의 입구 단부(108)의 개구로부터 선택적 필터(114)를 통해 흡입 가능한 물질을 운반한다. 가열 부재(132)가 흡입 가능한 물질 매체(110) 내부에 위치되면, 가열 부재(132)가 활성화되어 흡입 가능한 물질 매체(110)를 가열하고, 에어로졸 소스 부재(104)를 통한 흡입 가능한 물질의 방출을 유발할 수 있다.
일부 구현예에서, 가열 부재(132)가 흡입 가능한 물질 매체(110)에 위치되도록 에어로졸 소스 부재(104)가 수용 챔버(136)로의 적절한 삽입 거리를 달성한 시기에 대한 일부 표시를 제공하는 것이 유용할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 소스 부재(104)는 그 외부(예를 들어, 에어로졸 소스 부재(104)의 외부 표면)에 하나 이상의 마킹을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 단일 마크는 이 위치를 달성하는 데 필요한 삽입 깊이를 나타낼 수 있다. 대안적으로, 적절한 삽입 거리는 예를 들어 수용 베이스(134)에 대한 것과 같이 수용 챔버(136)의 베이스에 대한 "바닥 밖의(bottoming out)" 에어로졸 소스 부재(104)에 의해 표시될 수 있거나, 또는 에어로졸 소스 부재(104)가 흡입 가능한 물질 매체(110)에 대해 적절한 위치에 가열 부재(132)를 위치시키기 위해 수용 챔버(136)에 충분히 삽입되었음을 소비자가 인식하고 이해할 수 있도록 하는 임의의 다른 이러한 수단에 의해 표시될 수 있다.
소비자가 장치(100)의 마우스 단부에 대해 흡인할 때, 전류 작동 수단은 열을 급속히 발생시키기 위해 저항 가열 부재(132)를 통한 제한없는 또는 중단없는 전류 흐름을 허용할 수 있다. 급속 가열 때문에, (ⅰ) 가열 부재를 통한 전류 흐름을 조절하여 저항 요소의 가열 및 그에 의해 경험되는 온도를 제어하고, (ⅱ) 기재 부분(110)의 과열 및 열화를 방지하는 전류 조절 구성요소를 포함하는 것이 유용할 수 있다. 일부 구현예에서, 전류 조절 회로는 시간 기반일 수 있다. 구체적으로, 그러한 회로는 흡인 중의 초기 기간 동안 가열 부재를 통한 중단없는 전류 흐름을 허용하기 위한 수단과, 흡인이 완료될 때까지 전류 흐름을 후속적으로 조절하기 위한 타이머 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 후속 조절은 가열 부재를 원하는 온도 범위 내로 유지하기 위해 전류 흐름의 급속한 온-오프 스위칭(예를 들어, 약 1 내지 50밀리초 정도마다)을 포함할 수 있다. 또한, 조절은 단순히 원하는 온도가 달성될 때까지 중단없는 전류 흐름을 허용한 후에 전류 흐름을 완전히 끄는 것을 포함할 수 있다. 가열 부재는 소비자가 물품에 대한 다른 퍼프를 개시하는 것(또는 히터를 활성화시키는 데 이용되는 특정 스위치 구현예에 따라, 푸시버튼을 수동으로 작동시키는 것)에 의해 재활성화될 수 있다. 대안적으로, 후속 조절은 가열 부재를 원하는 온도 범위 내로 유지하기 위해 가열 부재를 통한 전류 흐름의 변조(modulation)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 흡입 가능한 물질의 원하는 투여량을 방출하기 위해, 가열 부재에는, 약 0.2초 내지 약 5.0초, 약 0.3초 내지 약 4.0초, 약 0.4초 내지 약 3.0초, 약 0.5초 내지 약 2.0초, 또는 약 0.6초 내지 약 1.5초의 지속 시간 동안 에너지가 공급될 수 있다. 하나의 예시적인 시간 기반 전류 조절 회로는 트랜지스터, 타이머, 비교기 및 커패시터를 포함할 수 있다. 적합한 트랜지스터, 타이머, 비교기 및 커패시터는 상업적으로 이용 가능하며, 당 업자에게는 명백할 것이다. 예시적인 타이머에는 NEC Electronics에서 C-1555C로, General Electric Intersil, Inc.에서 ICM7555로 입수 가능한 것이 있을 뿐만 아니라, 다양한 다른 크기 및 구성의 소위 "555 Timers"가 있다. 예시적인 비교기는 National Semiconductor에서 LM311로 입수 가능하다. 그러한 시간 기반 전류 조절 회로에 대한 추가 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제 4,947,874 호에 제공되어 있으며, 이 문헌은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
상기에 비추어 볼 때, 가열 부재에 대한 전류의 작동/비작동을 용이하게 하기 위해 다양한 기구가 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 장치는 (예컨대, 소비자에 의한 흡인 동안) 물품에서의 전류 흐름을 조절하기 위한 타이머를 포함할 수 있다. 장치는 가열 부재로의 전류 흐름을 활성화 및 비활성화시키는 타이머 응답 스위치를 더 포함할 수 있다. 전류 흐름 조절은 또한 커패시터와, 규정된 속도(예를 들어, 가열 부재가 가열 및 냉각되는 속도에 근사하는 속도)로 커패시터를 충전 및 방전하기 위한 구성요소의 사용을 포함할 수 있다. 구체적으로, 전류 흐름은, 흡인 중의 초기 기간 동안 가열 부재를 통한 중단없는 전류 흐름이 있고, 초기 기간 후에 흡인이 완료될 때까지 전류 흐름이 꺼지거나 교대로 꺼지거나 켜질 수 있도록 조절될 수 있다. 그러한 사이클링은 전술한 바와 같이, 사전설정된 스위칭 사이클을 발생시킬 수 있는 타이머에 의해 제어될 수 있다. 특정 구현예에서, 타이머는 주기적인 디지털 파형을 발생시킬 수 있다. 초기 기간 동안의 흐름은 또한 최초 입력에서의 최초 전압을 임계 입력에서의 임계 전압과 비교하고, 최초 전압이 임계 전압과 동일할 때 출력 신호를 발생시켜서 타이머를 활성화시키는 비교기의 사용에 의해 조절될 수 있다. 그러한 구현예는 임계 입력에서 임계 전압을 발생시키기 위한 구성요소와, 초기 기간의 통과 시에 최초 입력에서 임계 전압을 발생시키기 위한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 저항 온도 검출기(resistance temperature detector: RTD)를 사용하여 적어도 부분적으로 퍼프 지속 시간 및 온도를 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 장치(100)의 다양한 전기 구성요소에 전력을 제공하기 위해 사용되는 전원(124)은 다양한 구현예를 취할 수 있다. 바람직하게, 전원은, 위에 설명된 방식으로 가열 부재를 신속하게 가열하고 그리고 장치(100)에 편리하게 끼워맞추는 동안 다수의 에어로졸 소스 부재(104)와 함께 사용하여 장치에 전력을 공급하기에 충분한 에너지를 전달할 수 있다. 전원의 일 예는 독일의 "Tadiran Batteries GmbH"에 의해 생산된 TKI-1550 재충전식 리튬 이온 배터리이다. 다른 구현예에서, 유용한 전원은 일본의 "Sanyo Electric Company, Ltd."에 의해 생산된 N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 전지일 수 있다. 다른 구현예에서, 예를 들어 각각 1.2 볼트를 제공하는 복수의 그러한 배터리는 직렬로 연결될 수 있다. 재충전식 리튬-망간 이산화물 배터리와 같은 다른 전원이 또한 사용될 수 있다. 임의의 이러한 배터리 또는 이들의 조합이 전원에 사용될 수 있지만, 일회용 배터리와 연관된 비용 및 폐기 고려사항 때문에 재충전식 배터리가 바람직하다. 재충전식 배터리가 사용되는 구현예에서, 전원(124)은 표준 120-볼트 AC 벽 콘센트 또는 자동차 전기 시스템 또는 별도의 휴대용 전원 공급장치와 같은 다른 소스로부터 전력을 끌어내는 종래의 충전 유닛의 대응하는 접점과 상호 작용하기 위한 충전 접점을 더 포함할 수 있다. 추가 구현예에서, 전원은 또한 커패시터를 포함할 수 있다. 커패시터는 배터리보다 급속히 방전될 수 있고, 퍼프 사이에 충전될 수 있어서, 가열 부재에 직접 전력을 공급하는 데 사용되는 경우보다 느린 속도로 배터리가 커패시터로 방전될 수 있게 한다. 예를 들어, 슈퍼커패시터(예를 들어, 전기 이중-층 커패시터(EDLC))는 배터리와 별도로 또는 배터리와 조합하여 사용될 수 있다. 단독으로 사용되는 경우, 슈퍼커패시터는 장치(100)의 매 사용 전에 재충전될 수 있다. 따라서, 본 개시는 또한 슈퍼커패시터를 보충하기 위해 사용 사이에 장치에 부착될 수 있는 충전기 구성요소를 포함할 수 있다. 박막 배터리는 본 개시의 특정 구현예에서 사용될 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 도 1의 에어로졸 소스 부재의 일부의 단면 개략도를 도시한다. 특히, 도 4는 오버랩 재료(142)에 의해 실질적으로 둘러싸인 기재 재료(140)를 포함하는 에어로졸 소스 부재(104)의 기재 부분(110)의 일부를 도시한다. 다양한 구현예에서, 기재 재료는 그 위에 열을 가할 때 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되고, 담배 유래 물질을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 일 구현예에서, 기재 재료는 절단 충전제(cut filler) 형태의 향미 및 향 담배의 혼련물(a blend of flavorful and aromatic tobaccos)을 포함할 수도 있다. 다른 구현예에서, 기재 재료는 Pryor 등의 미국 특허 제 4,807,809 호; Pryor 등의 미국 특허 제 4,889,143 호; 및 Raker의 미국 특허 제 5,025,814 호에 설명된 바와 같은 재구성된 담배 재료를 포함할 수도 있으며, 이들 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 추가로, 재구성된 담배 재료는 담배를 연소하는 대신에 가열하는 새로운 궐련 프로토타입에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988년)에 설명된 궐련 유형에 대한 재구성된 담배 종이를 포함할 수도 있으며, 이 내용은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 예를 들어, 재구성된 담배 재료는 담배 및/또는 담배 관련 재료를 포함하는 시트류 재료를 포함할 수도 있다. 이와 같이, 일부 구현예에서 기재 재료는 재구성된 담배 재료의 권취 롤로 형성될 수도 있다. 다른 구현예에서, 기재 재료는 재구성된 담배 재료의 쉬레드(shred), 스트립 및/또는 등으로 형성될 수도 있다. 다른 구현예에서, 담배 시트는 열 전도 요소를 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 중첩 층(예를 들어, 주름진 웨브)을 포함할 수도 있다. 섬유상 충전제 재료, 에어로졸 형성 재료 및 복수의 열 전도 성분에 의해 형성된 초기 기재 시트의 일련의 중첩 층(예를 들어, 주름진 웨브)을 포함하는 기재 부분의 예가 전기 가열 에어로졸 전달 장치를 위한 열 전도 기재라는 발명의 명칭으로 2018년 2월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제 15/905,320 호에 기재되어 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
일부 구현예에서, 기재 재료는 담배 관련 재료를 갖는 복수의 마이크로캡슐, 비드, 과립 및/또는 등을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 대표적인 마이크로캡슐은 형상이 대체로 구형일 수 있고, 담배 유래 추출물의 액체 중심 영역 및/또는 등을 수용하는 외부 커버 또는 쉘을 가질 수도 있다. 일부 구현예에서, 기재 재료는 각각 중공 원통 형상으로 형성된 복수의 마이크로캡슐을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 기재 재료는 중공 원통 형상으로 형성된 복수의 마이크로캡슐의 구조적 형상 및/또는 온전성을 유지하도록 구성된 결합제 물질을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 기재 재료는 담배 재료를 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 다공성 모놀리식을 포함할 수 있다. 일부 비-담배 구현예는 예를 들어 하나 이상의 향료를 포함할 수 있다.
기재 재료에 이용된 담배는 다양할 수 있으며, 예를 들어 황색종 담배(flue-cured tobacco), 벌리 담배(burley tobacco), 오리엔탈 담배(Oriental tobacco) 또는 메릴랜드 담배(Maryland tobacco), 흑색종 담배(dark tobacco), 훈증종 담배(dark-fired tobacco) 및 루스티카 담배(Rustica tobacco)뿐만 아니라, 다른 희귀 또는 특수 담배 또는 이들의 블렌드를 포함할 수 있다. 담배 재료는 또한 소위 "블렌딩된" 형태 및 가공된 형태, 예컨대 가공된 담배 주맥(예를 들어, 커트-롤형(cut-rolled) 또는 커트-퍼프형(cut-puffed) 주맥), 용적 팽화 담배(volume expanded tobacco)(예를 들어, 바람직하게는 절단 충전제 형태의, 드라이 아이스 팽화 담배(DIET)와 같은 퍼프형 담배), 및/또는 재생 담배(예를 들어, 제지 유형 또는 캐스트 시트 유형 프로세스를 사용하여 제조된 재생 담배)를 포함할 수 있다. 다양한 대표적인 담배 유형, 가공된 담배 유형 및 담배 블렌드 유형은 Lawson 등의 미국 특허 제 4,836,224 호; Perfetti 등의 미국 특허 제 4,924,888 호; Brown 등의 미국 특허 제 5,056,537 호; Brinkley 등의 미국 특허 제 5,159,942 호; Gentry의 미국 특허 제 5,220,930 호; Bakley 등의 미국 특허 제 5,360,023 호; Shafer 등의 미국 특허 제 6,701,936 호; Li 등의 미국 특허 제 7,011,096 호; Li 등의 미국 특허 제 7,017,585 호; Lawson 등의 미국 특허 제 7,025,066 호; Perfetti 등의 미국 특허출원 공개 제 2004-0255965 호; Bereman의 PCT WO 02/37990; 및 Bombick 등의 "Fund. Appl. Toxicol., 39, p. 11-17(1997)"에 기술되어 있으며, 이들 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 유용할 수 있는 추가의 예시적인 담배 조성물은 Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호에 개시되어 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 일부 구현예에서, 제분된 담배 재료는 향미가 있는 담배와 향기로운 담배의 블렌드를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 담배 재료는 Pryor 등의 미국 특허 제 4,807,809 호; Pryor 등의 미국 특허 제 4,889,143 호; 및 Raker의 미국 특허 제 5,025,814 호에 개시된 바와 같이 재구성된 담배 재료를 포함할 수 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 추가로, 재구성된 담배 재료는 담배를 연소하는 대신에 가열하는 새로운 궐련 프로토타입에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988년)에 개시되어 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 개시의 또 다른 구현예에서, 기재 재료는 담배, 담배 관련 물질, 글리세린, 물, 불활성 물질(예를 들어 탄산칼슘) 및/또는 결합제 물질을 포함하거나 본질적으로 구성되는 압출된 구조를 포함할 수 있지만, 특정 제형은 결합제 물질을 배제할 수 있다. 다양한 구현예에서, 적합한 결합제 물질은 알긴산 암모늄, 알긴산 프로필렌 글리콜, 알긴산 칼륨 및 알긴산 나트륨과 같은 알기네이트를 포함할 수도 있다. 알기네이트, 특히 고점도 알기네이트는 제어된 수준의 유리 칼슘 이온과 함께 사용될 수도 있다. 다른 적절한 결합제 물질로는 Aqualon Co.의 Klucel H와 같은 히드록시프로필셀룰로오스; The Dow Chemical Co.의 Methocel K4MS와 같은 히드록시프로필메틸셀룰로오스; Aqualon Co.의 Natrosol 250 MRCS와 같은 히드록시에틸셀룰로오스; FMC의 Avicel과 같은 미세 결정질 셀룰로오스; The Dow Chemical Co.의 Methocel A4M과 같은 메틸셀룰로오스; 및 Hercules Inc.의 CMC 7HF 및 CMC 7H4F와 같은 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스를 들 수 있다. 또 다른 가능한 결합제 물질로는 전분(예를 들어, 옥수수 전분), 구아 검, 카라기난, 로커스트 콩 검, 펙틴 및 잔탄 검을 들 수 있다. 일부 구현예에서, 둘 이상의 결합제 물질의 조합 또는 혼련물이 사용될 수도 있다. 결합제 물질의 다른 예는 예를 들어 Jakob 등의 미국 특허 제 5,101,839 호; 및 Raker 등의 미국 특허 제 4,924,887 호에 기재되어 있으며, 이들 각각은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 물질은 결합제 물질(예를 들어, 알긴산 프로필렌 글리콜)의 일부로서 제공될 수도 있다. 추가로, 일부 구현예에서, 결합제 물질은 담배 또는 다른 바이오 매스로부터 유래된 나노셀룰로오스를 포함할 수도 있다.
일부 구현예에서, 기재 재료는 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Stone 등의 미국 특허출원 공개 제 2012/0042885 호에 설명된 바와 같은 압출된 재료를 포함할 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 기재 재료는 원형화된 및/또는 원형화되지 않은 담배(marumarized and/or non-marumarized tobacco)로부터 형성된 압출된 구조물 및/또는 기재를 포함할 수도 있다. 원형화된 담배는 예를 들어 Banerjee 등의 미국 특허 제 5,105,831 호로부터 알려졌으며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 원형화된 담배는 본 명세서에 기술된 바와 같은 결합제 및/또는 향미제와 함께 글리세롤(약 20 내지 약 30 중량%), 탄산칼슘(일반적으로 약 10 내지 약 60 중량%, 종종 약 40 내지 약 60 중량%)을 갖는 분말 형태의 약 20 내지 약 50%(중량 기준) 담배 혼련물을 포함한다. 다양한 구현예에서, 압출된 재료는 하나 이상의 종방향 개구를 가질 수도 있다.
다양한 구현예에서, 기재 재료는 그 안에 사용되는 다양한 양의 재료에 기초하여 다양한 형태(conformation)를 취할 수도 있다. 예를 들어, 샘플 기재 재료는 최대 약 98중량%, 최대 약 95중량%, 또는 최대 약 90중량%의 담배 및/또는 담배 관련 재료를 포함할 수도 있다. 샘플 기재 재료는 또한 최대 약 25중량%, 약 20중량% 또는 약 15중량%의 물 ― 특히 약 2중량% 내지 약 25중량%, 약 5중량% 내지 약 20중량% 또는 약 7중량% 내지 약 15중량%의 물 ― 을 포함할 수도 있다. 향미 및 그 유사물(예를 들어, 니코틴과 같은 약제를 포함함)은 에어로졸 전달 구성요소의 최대 약 10중량%, 최대 약 8중량%, 또는 최대 약 5중량%를 구성할 수도 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 기재 재료는 압출된 구조, 및/또는 담배, 글리세린, 물 및/또는 결합제 물질을 포함하거나 본질적으로 구성되며, 또한 에어로졸 발생 프로세스 전체에 걸쳐 그 구조를 실질적으로 유지하도록 구성되는 기재를 포함할 수 있다. 즉, 기재 재료는 에어로졸 발생 프로세스 전체에 걸쳐 그 형상을 실질적으로 유지하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 기재 재료는 인가된 전단 응력 하에서 계속 변형되지 않음). 이러한 예시적인 기재 재료는 액체 및/또는 일부 수분 함량을 포함할 수 있지만, 기재는 에어로졸 발생 프로세스 전체 걸쳐 실질적으로 고체 상태를 유지하고, 에어로졸 발생 프로세스 전체에 걸쳐 구조적 완전성을 실질적으로 유지할 수 있다. 실질적으로 고체 기재 재료에 적합한 예시적인 담배 및/또는 담배 관련 재료는 Ademe 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0157052 호; Sears 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0335070 호; White의 미국 특허 제 6,204,287 호; 및 Hearn 등의 미국 특허 제 5,060,676 호에 개시되어 있으며, 이들 문헌 모두는 각각 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
일부 구현예에서, 기재 재료는 2018년 11월 20일에 출원되고 발명의 명칭이 에어로졸 소스 부재용 전도성 에어로졸 발생 복합 기재인 미국 특허 출원 제 16/196,958 호에 개시된 일련의 중첩 층을 포함할 수 있으며, 이는 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
일부 구현예에서, 흡연 물품 내에 사용되는 기재 재료의 양은 물품이 허용 가능한 감각 및 관능 특성, 및 바람직한 성능 특성을 나타내는 것일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 예를 들어 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 전구체 조성물은 많은 면에서 담배 연기의 외관과 유사한 가시적 주류 에어로졸의 생성을 제공하기 위해 기재 재료 내에 사용될 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품의 기재 재료에 포함된 에어로졸 전구체 조성물의 양은 약 3.5그램 이하, 약 3그램 이하, 약 2.5그램 이하, 약 2그램 이하, 약 1.5그램 이하, 약 1그램 이하, 또는 약 0.5그램 이하의 범위일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 본 개시에 따른 흡연 물품은 예를 들어 세라믹 물질과 같은 다공성의 불활성 물질을 포함하는 기재 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 다양한 기공 형태를 갖는 다양한 형상 및 기하학적 구조(예를 들어, 비드, 로드, 튜브 등)의 세라믹이 사용될 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, e-액체와 같은 비-담배 재료가 세라믹에 로딩될 수 있다. 다른 구현예에서, 기재 재료는 예를 들어 담배 유래 추출물과 같은 담배 관련 물질과 화학적으로 및/또는 물리적으로 실질적으로 반응하지 않는 다공성 불활성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 전술한 것과 같은 압출된 담배는 다공성일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 압출된 담배 재료는 압출 공정 동안 발포제로서 작용하는 불활성 가스, 예를 들어 질소를 가질 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 다양한 구현예에서, 기재 재료는, 에어로졸 전구체 조성물(예를 들어, 예컨대 프로필렌 글리콜 및/또는 글리세린 등과 같은 습윤제) 및/또는 적어도 하나의 향미제(flavoring agent)뿐만 아니라, 열원에 의한 에어로졸 발생 구성요소의 점화, 열분해, 연소 및/또는 그을림을 방지하는 것을 돕도록 구성된 내염제/난연제(flame/burn retardant)(예를 들어, 제이인산암모늄 및/또는 다른 염)를 포함하도록 처리, 제조, 생성 및/또는 가공된 담배, 담배 성분 및/또는 담배 파생 재료를 포함할 수 있다. 흡연 물품, 특히 그러한 흡연 물품 내의 사실상 모든 담배를 의도적으로 태우지 않도록 설계된 흡연 물품에 담배를 통합하기 위한 다양한 방식 및 방법이 Brooks 등의 미국 특허 제 4,947,874 호; Cantrell 등의 미국 특허 제 7,647,932 호; Robinson 등의 미국 특허 제 8,079,371 호; Banerjee 등의 미국 특허 제 7,290,549 호; 및 Crooks 등의 미국 특허출원 공개 제 2007/0215167 호에 개시되어 있으며; 이들 문헌의 개시내용은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
상술한 바와 같이, 일부 구현예에서, 내염성/난연성 재료 및 첨가제는 기재 내에 포함될 수 있으며, 유기-인 화합물, 붕사(borax), 수화 알루미나, 흑연, 트리폴리인산칼륨, 디펜타에리트리톨(dipentaerythritol), 펜타에리트리톨(pentaerythritol) 및 폴리올을 포함할 수 있다. 질소성 포스폰산 염, 제일인산암모늄, 폴리인산암모늄, 브롬화암모늄, 붕산암모늄, 에탄올암모늄 붕산염, 설파민산암모늄, 할로겐화 유기 화합물, 티오요소 및 산화안티몬과 같은 다른 것이 적합하지만, 바람직한 제제는 아니다. 기재 재료 및/또는 다른 구성요소에 (단독으로든, 또는 서로 및/또는 다른 재료와 조합해서든) 사용되는 내염성, 난연성 및/또는 내그을림성(scorch-retardant) 재료의 각 양태에서, 바람직한 특성은 가장 바람직하게는 바람직하지 않은 기체방출(off-gassing) 또는 용융-유형 거동 없이 제공된다.
본 개시의 다른 구현예에 따르면, 기재 재료는 또한 담배 제품의 제조에 전통적으로 사용되는 유형의 담배 첨가제를 포함할 수도 있다. 이러한 첨가제는 여송연, 궐련, 파이프 등의 생산에 사용되는 담배의 향미(flavor) 및 향(aroma)을 향상시키는 데 사용되는 유형의 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이러한 첨가제는 다양한 궐련 케이스 및/또는 상부 드레싱 구성 요소를 포함할 수도 있다. 예를 들어, Wochnowski의 미국 특허 제 3,419,015 호; Berndt 등의 미국 특허 제 4,054,145 호; Burcham 2세 등의 미국 특허 제 4,887,619 호; Watson의 미국 특허 제 5,022,416 호; Strang 등의 미국 특허 제 5,103,842 호; 및 Martin의 미국 특허 제 5,711,320 호를 참조하길 바라며, 이들의 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 바람직한 케이스 재료로는 물, 설탕 및 시럽(예를 들어 수크로스, 포도당 및 고 과당 옥수수 시럽), 습윤제(예를 들어 글리세린 또는 프로필렌 글리콜) 및 향미제(예를 들어 코코아 및 감초)를 들 수도 있다. 이러한 추가된 성분은 또한 상부 드레싱 재료(예를 들어, 멘톨과 같은 향미 재료)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, Mays 등의 미국 특허 제 4,449,541 호를 참조하길 바라며, 그의 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 부가될 수도 있는 추가 물질은 Lawson 등의 미국 특허 제 4,830,028 호 및 Marshall 등의 미국 특허 제 8,186,360 호에 개시된 것들을 포함하며, 이들 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
전술한 바와 같이, 다양한 구현예에서, 기재 재료는 그와 관련된 에어로졸 전구체 조성물을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 예컨대 다가 알코올(예컨대, 글리세린, 프로필렌글리콜, 또는 이들의 혼합물)과 같은 하나 이상의 상이한 성분을 포함할 수도 있다. 대표적인 유형의 추가 에어로졸 전구체 조성물은 Sensabaugh 2세 등의 미국 특허 제 4,793,365 호; Jakob 등의 미국 특허 제 5,101,839 호; Biggs 등의 PCT 국제 공개 공보 제 WO 98/57556 호; 및 담배를 연소하는 대신에 가열하는 새로운 궐련 프로토타입에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988년)에 개시되어 있으며, 이들의 개시 내용은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 일부 양태에서, 기재 재료는 충분한 열을 가할 때(및 필요한 경우 공기로 냉각) 가시적인 에어로졸을 생성할 수 있고, 기재 재료는 "연기와 같은" 에어로졸을 생성할 수 있다. 다른 양태에서, 기재 재료는 실질적으로 보이지 않지만 향미 또는 질감과 같은 다른 특성에 의해 존재하는 것으로 인식되는 에어로졸을 생성할 수 있다. 따라서, 생성된 에어로졸의 특성은 에어로졸 전달 구성요소의 특정 구성요소에 따라 달라질 수 있다. 기재 재료는 담배를 태워서 생성되는 연기의 화학적 성질에 비해 화학적으로 단순할 수 있다.
흡연 물품의 주류 에어로졸의 감각 또는 관능 특징 또는 성질을 변경하는 광범위한 유형의 향미제 또는 재료가 사용되기에 적합할 수도 있다. 일부 구현예에서, 이러한 향미제는 담배 이외의 공급원으로부터 제공될 수도 있으며, 본질상 자연적일 수도 있고 인공적(예를 들어, 합성적)일 수도 있다. 예를 들어, 일부 향미제는 기재 재료 및/또는 에어로졸이 생성되는 흡연 물품의 이들 영역에 적용되거나 그 내에 통합될 수도 있다. 일부 구현예에서, 이러한 제제는 열원에 근접한 가열 공동 또는 영역에 바로 공급될 수 있거나, 또는 기재 재료에 제공될 수도 있다. 예시적인 향미제는 예를 들어 바닐린, 에틸 바닐린, 크림, 차, 커피, 과일(예를 들어, 사과, 체리, 딸기, 복숭아, 및 라임과 레몬을 포함한 감귤류 향미), 단풍나무, 멘톨, 민트, 페퍼민트, 스피어민트, 윈터그린, 육두구, 정향, 라벤더, 카다몬, 생강, 꿀, 아니스, 세이지, 계피, 샌달우드, 재스민, 카스카릴라, 코코아, 감초와, 전통적으로 궐련, 여송연 및 파이프 담배의 향미에 사용되는 유형 및 특징의 향료 및 향미 패키지를 포함할 수도 있다. 고 과당 옥수수 시럽과 같은 시럽도 사용하기에 적합할 수도 있다.
향미제는 산성 또는 염기성 특징(예를 들어 레불린산, 숙신산, 피루브산 및 벤조산과 같은 유기산)을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 향미제는 원하는 경우 기재 재료의 요소와 조합 가능할 수도 있다. 적합할 수 있는 예시적인 식물 유래 조성물은 Dube 등의 미국 특허 제 9,107,453 호 및 미국 특허출원 공개 제 2012/0152265 호에 개시되어 있으며, 이들 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 본 명세서에 기술된 것과 같은 담배 재료와 조합 사용되어 관능 특성을 비롯한 그 감각적 특성에 영향을 미칠 수도 있는 향료, 케이스 등과 같은 임의의 재료가 기재 재료와 조합될 수도 있다. 유기산은 특히 기재 재료와 조합될 수 있는 니코틴과 같은 약제의 향미, 감각 또는 관능 특성에 영향을 미치기 위해 기재 재료에 통합될 수도 있다. 예를 들어, 레불린산, 젖산, 피루브산, 살리실산, 소르빈산, 라우르산, 벤조산 및 타타르산과 같은 유기산이 니코틴과 동일한 몰(총 유기산 함량 기준)까지의 양으로 니코틴을 갖는 기재 재료에 포함될 수도 있다. 대안적인 구현예에서, 하나 이상의 산은 예를 들어 원하는 pH, 감각 특성 등을 부여하기 위해 동일한 몰 양보다 많은 양으로 포함될 수 있다. 유기산의 임의 조합이 적합할 수도 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 기재 재료는 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 레불린산, 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 피루브산, 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 젖산 또는 이들의 조합을, 존재하는 유기산의 총량이 기재 재료에 존재하는 니코틴의 총량과 동일한 몰이 되는 농도까지 포함할 수도 있다. 기재 재료를 생산하기 위해 사용될 수도 있는 유기산의 다양한 추가 예가 Dull 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0344456 호에 기재되어 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
이러한 추가 성분의 선택은 흡연 물품에 대해 소망되는 감각적 특징과 같은 요인에 기초하여 변화될 수 있으며, 본 개시는 담배 및 담배 관련 또는 담배 유래 제품의 분야의 숙련자에게 쉽게 명백한 임의의 이러한 추가 성분을 포괄하도록 의도된다. Gutcho의 Tobacco Flavoring Substances and Methods, Noyes Data Corp. (1972년) 및 Leffingwell 등의 Tobacco Flavoring for Smoking Products (1972년)를 참조하길 바라며, 이들의 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
다른 구현예에서, 기재 재료는 다양한 고유 특징 또는 특성을 갖는 다른 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 기재 재료는 레이온 형태의 가소화된 재료 또는 재생 셀룰로오스를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 실리카를 포함하는 재생 셀룰로오스 제품인 비스코스(VISIL®로 상업적으로 입수가능함)가 적합할 수도 있다. 일부 탄소 섬유는 적어도 95% 이상의 탄소를 포함할 수도 있다. 유사하게, 면과 같은 천연 셀룰로오스 섬유가 적합할 수 있으며, 실리카, 탄소 또는 금속 입자가 주입되거나 이와 달리 처리되어 내염 특성을 향상시키고 특히 소망되지 않는 가스 배출 성분의 가스 배출 ― 향미에 대해 부정적인 영향을 미칠 것임 ― 을 최소화(그리고 특히 임의의 독성 가스 배출 생성물의 가능성을 최소화함)할 수도 있다. 침지, 분무 또는 당 업계에 공지된 다른 기술에 의해 면을 예를 들어 붕산 또는 다양한 유기 인산염 화합물로 처리하여 소망되는 내염 특성을 제공할 수도 있다. 이러한 섬유는 또한 유기 또는 금속 나노 입자로 처리(예를 들어 침지, 분무 또는 증착에 의해 피복, 주입 또는 양자 모두)하여, 소망되지 않는 가스 배출 또는 용융 유형 거동 없이 소망하는 내염 특성을 부여할 수도 있다.
다시 도 4를 참조하면, 기재 부분(110)의 적어도 일부는 오버랩 재료(142)를 포함한다. 도시된 구현예에서, 오버랩 재료(142)는 기재 재료(140)의 외부 표면에 근접하게 위치된 내부 층(144), 내부 층(144)의 외부 표면에 근접하게 위치된 중간 층(146), 및 중간 층(146)의 외부 표면에 근접하게 위치된 외부 층(148)을 포함한다. 다양한 구현예에서, 오버랩 재료(142)는 라미네이트로 구성될 수 있다. 도시된 구현예에서, 내부 층(144)은 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 에어로졸 발생 구성요소를 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 층(144)은 캐스트 시트, 또는 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 재구성된 담배 시트로서 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 적합한 에어로졸 전구체 조성물은 예를 들어 프로필렌 글리콜, 글리세린 등을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 내부 층(144)은 Seymour 등의 미국 특허 제 5,569,085 호에 설명된 것과 같은 캐스팅 프로세스를 통해 구성될 수 있으며, 이 문헌의 개시 내용은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 섬유질 재료, 에어로졸 전구체 조성물 및 결합제는 함께 혼합되어 슬러리를 형성할 수 있으며, 이는 표면(예를 들어, 이동 벨트)에 캐스팅될 수 있다. 다음에 캐스트 슬러리는 결과가 비교적 일정한 두께의 주조 시트가 되도록 하나 이상의 건조 및/또는 닥터링 단계를 경험할 수 있다. 캐스팅 및 제지 기술의 다른 예는 Keritsis 등의 미국 특허 제 4,674,519 호; Clapp 등의 미국 특허 제 4,941,484 호; Young 등의 미국 특허 제 4,987,906 호; Kiernan 등의 미국 특허 제 4,972,854 호; Young 등의 미국 특허 제 5,099,864 호; Sohn 등의 미국 특허 제 5,143,097 호; Brinkley 등의 미국 특허 제 5,159,942 호; Brinkley 등의 미국 특허 제 5,322,076 호; Young 등의 미국 특허 제 5,339,838 호; Litzinger 등의 미국 특허 제 5,377,698 호; Young의 미국 특허 제 5,501,237 호; 및 Kumar의 미국 특허 제 6,216,706 호에 개시되어 있으며, 그 개시는 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 또한, 커버링 및 섬유질 재료에 대한 설명은 2018년 11월 20일에 출원되고 발명의 명칭이 에어로졸 소스 부재용 전도성 에어로졸 발생 복합 기재인 미국 특허 출원 제 16/196,958 호에 개시된 일련의 중첩 층을 포함할 수 있으며, 이는 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
도시된 구현예에서, 내부 층(144)에 포함된 에어로졸 발생 구성요소는 약 2% 내지 20%의 에어로졸 형성제 로딩을 갖는다. 예를 들어, 일부 구현예에서 다른 구성이 가능하지만, 내부 층은 약 7% 셀룰로오스 펄프, 약 2% 탄산칼륨, 약 91% 절단 담배, 및 약 2% 내지 20% 글리세린을 포함하는 재구성된 담배 시트를 포함할 수 있으며, 여기에서 담배 비율은 글리세린 비율을 설명하기 위해 조정된다. 다른 구성에서, 내부 층은 약 38% 담배, 약 6% 알긴산 암모늄, 약 4% 인산 암모늄 및 약 2% 내지 20% 글리세린을 포함하는 캐스트 시트를 포함할 수 있으며, 여기서 담배 비율은 글리세린을 설명하기 위해 조정된다. 다른 구성이 가능하지만, 다양한 구현예에서, 내부 층의 두께는 약 0.1㎜ 내지 0.5㎜, 일부 구현예에서 0.1㎜ 내지 0.5㎜일 수 있다.
언급된 바와 같이, 오버랩 재료(142)는 또한 중간 층(146) 및 외부 층(148)을 포함한다. 도시된 구현예에서, 중간 층(146)은 예를 들어 알루미늄 호일 재료와 같은 금속 호일 재료와 같은 호일 재료를 포함한다. 다른 구현예에서, 중간층(146)은 구리 재료, 주석 재료, 금 재료, 그래핀 재료, 흑연 재료 또는 기타 열 전도성 탄소 기반 재료 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 재료를 포함할 수 있다. 다른 구성이 가능하지만, 일부 구현예에서, 중간 층은 15미크론 내지 5㎜의 두께를 갖는 알루미늄 호일 재료를 포함할 수 있다. 도시된 구현예에서, 외부 층(148)은 종래의 담배 포장 종이와 같은 종이 층을 포함한다. 일부 구현예에서, 종이 재료는 비-목재 식물 섬유와 같은 헝겊 섬유를 포함할 수 있고, 아마, 대마, 사이잘, 볏짚 및/또는 에스파르토 섬유를 포함할 수 있다. 다른 구성이 가능하지만, 일부 구현예에서, 외부 층은 약 0.03㎜ 내지 0.5㎜의 두께 및 약 18 내지 30gsm의 중량을 갖는 종이 재료를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 외부 층은 예를 들어 와이어 메쉬를 포함하는 다른 재료를 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 기재 재료(140)에 열을 가함으로써 발생된 흡입 가능한 물질은 1차 흡입 가능한 물질을 생성한다. 본 개시는 또한 오버랩 재료(142)에 열을 가함으로써 다른 흡입 가능한 물질이 생성될 수 있음을 제공한다. 예를 들어, 가열 부재(132)가 기재 부분(110)의 외부 표면을 실질적으로 둘러싸고 그리고 외부로부터 안쪽으로 기재 부분(110)을 가열하는 도시된 구현예에서(예를 들어, 가열 부재(132)는 오버랩 재료(142)에 근접하에 위치된 원주형 가열 부재이다), 초기 흡입 가능한 물질은 오버랩 재료(142)에 열을 가함으로써 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 원주형 가열 부재(132)의 활성화시 및 에어로졸 소스 부재(102)의 기재 부분(110)의 가열시, 초기 흡입 가능한 물질이 오버랩 재료(142)로부터 생성되고, 이후 가열 사이클에서 1차 흡입 가능한 물질이 기재 재료(140)로부터 생성된다. 기재 부분을 외부로부터 안쪽으로 적어도 부분적으로 가열하기 위해 다양한 다른 유형의 가열 부재 또는 가열 부재의 조합이 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 일부 구현예에서 가열 부재는 원주형 가열 부재일 필요는 없지만, 오히려 기재 부분의 표면의 일부와 맞물리는 하나 이상의 구성요소(예를 들어, 나선형 가열 부재, 또는 하나 이상의 핀(fin) 또는 돌출부를 포함하는 가열 부재)를 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 제어 본체는 에어로졸 소스 부재의 내부로부터 가열되는 가열 요소를 제공할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이러한 구현예에서, 오버랩 재료(142)에 열을 가하면 2차 흡입 가능한 물질이 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 내부에 위치된 가열 부재의 활성화시 그리고 에어로졸 소스 부재의 기재 부분의 가열시, 1차 흡입 가능한 물질이 기재 재료로부터 생성되고, 다음에 이후 가열 사이클에서 2차 흡입 가능한 물질이 오버랩 재료로부터 생성된다. 내부에 위치된 가열 부재의 일부 예는 Sur 등의 미국 특허 출원 제 15/916,834 호; Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호 및 Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호에 개시되어 있으며, 이들 각각은 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
도 5는 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 소스 부재의 사시도를 도시한다. 특히, 도 5는 에어로졸 소스 부재(200)를 도시한다. 도시된 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(200)는 열원(204) 및 기재 부분(210)을 포함한다. 마우스 단부(208)는 열원(204) 반대편에 형성된다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸 소스 부재는 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이 다양한 구현예를 취할 수 있지만, 소비자에 의한 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸 소스 부재의 사용은 범위가 유사할 것이다. 에어로졸 소스 부재의 사용에 대한 전술한 설명은 본 명세서에 제공된 추가 개시에 비추어 당 업자에게 명백한 사소한 수정을 통해 설명된 다양한 구현예에 적용될 수 있다. 그러나, 사용에 대한 설명은 본 개시의 물품의 사용을 제한하려는 것이 아니라, 본 명세서의 개시에 필요한 모든 요구사항을 준수하기 위해 제공된다.
다양한 구현예에서, 열원(204)은 그 점화시 열을 발생시키도록 구성될 수 있다. 도시된 구현예에서, 열원(204)은, 일반적으로 원통형 형상을 갖고 그리고 가연성 탄소질 재료를 포함하는 가연성 연료 요소를 포함한다. 다른 구현예에서, 열원(204)은 상이한 형상, 예를 들어 입방형 또는 육각형 단면을 갖는 프리즘 형상을 가질 수 있다. 탄소질 재료는 일반적으로 탄소 함량이 높다. 바람직한 탄소질 재료는 주로 탄소로 구성될 수 있고 및/또는 전형적으로 건조 중량 기준으로 약 60% 이상, 일반적으로 약 70% 이상, 종종 약 80% 이상, 종종 약 90% 이상의 탄소 함량을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 가연성 액체 연료를 포함하는 열원을 포함하는 다른 유형의 열원이 가능하다는 점에 유의해야 한다.
일부 예에서, 열원(204)은 가연성 탄소질 재료 이외의 구성요소(예를 들어, 분말 담배 또는 담배 추출물과 같은 담배 구성요소; 향미제; 염화나트륨, 염화칼륨 및 탄산나트륨과 같은 염; 열 안정 흑연 섬유; 산화철 분말; 유리 필라멘트; 분말 탄산칼슘; 알루미나 과립; 암모니아 염과 같은 암모니아 공급원; 및/또는 구아 검, 알긴산 암모늄 및 알긴산 나트륨과 같은 결합제)를 포함할 수 있다. 적용 가능한 열원의 특정 치수는 다양할 수 있지만, 일부 구현예에서, 열원(204)은 약 7㎜ 내지 약 20㎜의 포괄적 범위의 길이를 가질 수 있고, 일부 구현예에서는 약 17㎜일 수 있으며, 약 3㎜ 내지 약 8㎜의 포괄적 범위의 전체 직경을 가질 수 있으며, 일부 구현예는 약 4.8㎜일 수 있다(일부 구현예에서는 약 7㎜). 다른 구현예에서, 열원은 다양한 방식으로 구성될 수 있지만, 도시된 구현예에서 열원(204)은 분쇄 또는 분말 탄소질 재료를 사용하여 압출 또는 컴파운딩되며, 건조 중량 기준으로 약 0.5g/㎤ 이상, 종종 약 0.7g/㎤ 이상, 종종 약 1g/㎤ 이상인 밀도를 갖는다. 예를 들어, Riggs 등의 미국 특허 제 5,551,451 호 및 Borschke 등의 미국 특허 제 7,836,897 호에 개시된 연료 소스 구성요소, 제형 및 디자인의 타입을 참조하며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 다양한 구현예에서, 열원은 예를 들어 실질적으로 중실 원통형 형상 또는 중공 원통형(예를 들어, 튜브) 형상을 포함하는 다양한 형태를 가질 수 있지만, 도시된 구현예의 열원(204)은, 일반적으로 원통형 형상을 갖지만, 압출된 모놀리식 탄소질 재료의 제 1 단부로부터 압출된 모놀리식 탄소질 재료의 대향 제 2 단부까지 복수의 홈(216)을 갖는 압출된 모놀리식 탄소질 재료를 포함한다. 일부 구현예에서, 에어로졸 소스 부재, 특히 열원은 열 전달 구성요소를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 열 전달 구성요소는 열원에 근접할 수 있고, 일부 구현예에서, 열 전달 구성요소는 열원 내에 또는 열원 내부에 위치될 수 있다. 열 전달 구성요소의 일부 예는 2018년 3월 16일에 출원되고 발명의 명칭이 열 전달 구성요소를 갖는 흡연 물품인 미국 특허 출원 제 15/923,735 호에 기재되어 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 도시된 구현예에서, 열원(204)의 홈(216)은 폭과 깊이가 실질적으로 동일하고 그리고 열원(204)의 원주 주위에 실질적으로 동일하게 분포되어 있지만, 다른 구현예는 최소 2개의 홈을 포함할 수 있으며, 또 다른 구현예는 단지 하나의 홈을 포함한다. 또 다른 구현예는 홈을 전혀 포함하지 않을 수 있다. 추가 구현예는, 폭 및/또는 깊이가 동일하지 않을 수 있고 그리고 열원의 원주 주위에 동일하지 않게 이격될 수 있는 다수의 홈을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 열원은 압출된 모놀리식 탄소질 재료의 제 1 단부로부터 그 대향 제 2 단부까지 종방향으로 연장되는 홈 및/또는 슬릿을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 열원은 Lobovsky의 미국 특허 제 7,615,184 호에 개시된 유형의 폼 프로세스에서 형성된 폼형 탄소 모놀리식을 포함할 수 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 이와 같이, 일부 구현예는 열원을 점화하는 데 걸리는 시간 감소와 관련하여 이점을 제공할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 열원은 절연 층(도시하지 않음)과 함께 공압출되어 제조 시간 및 비용을 줄일 수 있다. 연료 요소의 다른 구현예는 Brooks 등의 미국 특허 제 4,922,901 호에 개시된 유형의 탄소 섬유, 또는 Takeuchi 등의 미국 특허 출원 공개 제 2009/0044818 호에 개시된 것과 같은 다른 열원 구현예를 포함하며, 이들 각각은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
일반적으로, 열원은 하나 이상의 에어로졸화 가능한 구성요소를 갖는 기재 부분(예를 들어, 에어로졸 전달 구성요소)에 충분히 근처에 위치되며, 그 결과 열원으로부터의 열을 에어로졸화 가능한 구성요소(뿐만 아니라 마찬가지로 사용자에게 전달하기 위해 마찬가지로 제공되는 임의의 향료, 및/또는 등등)로 가함으로써 형성된/휘발된 에어로졸이 마우스피스에 의해 사용자에게 전달 가능하다. 즉, 열원이 기재 부분을 가열하면, 에어로졸이 형성되거나, 방출되거나, 또는 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 생성된다. 전술한 용어는 상호 교환될 수 있다는 것을 의미하므로 방출, 방출하는, 방출하다 또는 방출된에 대한 참조는 형성 또는 생성, 형성하는 또는 생성하는, 형성하다 또는 생성하다 및 형성된 또는 생성된다를 포함함에 유의해야 한다. 구체적으로, 흡입 가능한 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 이들의 혼합물 형태로 방출된다. 추가로, 다양한 에어로졸 전달 장치 요소의 선택은 본 개시의 배경기술 섹션에 나열된 대표적인 제품과 같은 상업적으로 입수 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려할 때 인식된다.
아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 기재 부분(210)의 적어도 일부를 둘러싸는 오버랩 재료(242)가 제공될 수 있다. 도시된 구현예에서, 오버랩 재료(242)는 열원(204)의 적어도 일부를 기재 부분(210)과 맞물리거나 그렇지 않으면 함께 결합한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 오버랩 재료(242)는 또한 마우스 단부(208)상의 흡인시 공기의 진입을 허용하는 하나 이상의 개구(220)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 이러한 개구의 크기와 개수는 특정 설계 요구사항에 따라 달라질 수 있다. 도시된 구현예에서, 복수의 개구(220)가 열원(204)에 가장 가까운 기재 부분(210)의 단부에 근접하게 위치되고, 복수의 개별 냉각 개구(221)가 마우스 단부(208)에 근접한 영역의 오버랩 재료(242)에 형성될 수 있다. 다른 구현예는 상이할 수 있을 지라도, 도시된 구현예에서, 개구(220)는 에어로졸 소스 부재(200)의 외부 표면 주위에 실질적으로 균일하게 이격된 복수의 개구를 포함하고, 개구(221)는 또한 에어로졸 소스 부재(200)의 외부 표면 주위에 실질적으로 균일하게 이격된 복수의 개구를 포함한다. 다양한 구현예에서 복수의 개구는 다양한 방식으로 오버랩 재료(242)를 통해 형성될 수 있지만, 도시된 구현예에서, 복수의 개구(220) 및 복수의 개별 냉각 개구(221)는 레이저 천공을 통해 형성된다.
도시된 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(200)는 대향하는 제 1 및 제 2 단부를 갖는 기재 부분(210)을 포함하고, 여기서 제 1 단부는 열원(204)에 근접하게 배치된다. 도시된 구현예는 단지 하나의 기재 부분을 포함하지만, 다른 구현예는 기재 부분(210)의 제 2 단부에 근접하게 배치된 제 2 기재 부분과 같은 별개의 기재 부분을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 추가 기재 부분이 포함될 수 있다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(200)의 마우스 단부(208)는 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 재료로 제조될 수 있는 필터를 포함할 수 있다. 필터는 추가적으로 또는 대안적으로 Raker 등의 미국 특허 제 5,025,814 호에 설명된 바와 같이 담배 함유 재료의 스트랜드를 포함할 수 있으며, 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 다양한 구현예에서, 필터는 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부의 구조적 무결성을 증가시킬 수 있고, 및/또는 원하는 경우 여과 능력을 제공하고 및/또는 흡인에 대한 저항을 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 필터는 개별 세그먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예는 필터링을 제공하는 세그먼트, 흡인 저항을 제공하는 세그먼트, 에어로졸이 냉각될 공간을 제공하는 중공 세그먼트, 증가된 구조적 무결성을 제공하는 세그먼트, 다른 필터 세그먼트, 및 이들의 임의의 하나 또는 임의의 조합을 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 기재 부분(210)과 에어로졸 소스 부재(200)의 마우스 단부(208) 사이에 다른 구성요소가 존재할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 기재 부분(210)과 에어로졸 소스 부재(204)의 마우스 단부(208) 사이에, 에어 갭; 중공 튜브 구조; 공기를 냉각시키기 위한 상 변화 물질; 향미 방출 매체; 선택적 화학적 흡착이 가능한 이온 교환 섬유; 필터 매질로서 에어로겔 입자; 및 기타 적절한 재료 중 하나 또는 임의의 조합이 위치될 수 있다. 가능한 상 변화 물질의 일부 예는 AgNO3, AlCl3, TaCl3, InCl3, SnCl3, AlI3 및 TiI4와 같은 염; 셀레늄, 주석, 인듐, 주석-아연, 인듐-아연 또는 인듐-비스무트와 같은 금속 및 금속 합금; 및 D-만니톨, 숙신산, p-니트로벤조산, 하이드로퀴논 및 아디프산과 같은 유기 화합물을 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는다. 다른 예는 Potter 등의 미국 특허 제 8,430,106 호에 개시되어 있으며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
도 6은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 도 5의 에어로졸 소스 부재의 일부의 단면 개략도를 도시한다. 특히, 도 6은 오버랩 재료(242)에 의해 실질적으로 둘러싸인 기재 재료(240)를 포함하는 에어로졸 소스 부재(200)의 기재 부분(210)의 일부를 도시한다. 다양한 구현예에서, 기재 재료(240)는 그 위에 열을 가할 때 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되고, 담배 유래 물질을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 일 구현예에서, 기재 재료는 절단 충전제 형태의 향미 및 향 담배의 혼련물을 포함할 수도 있다. 다른 구현예에서, 기재 재료는 Pryor 등의 미국 특허 제 4,807,809 호; Pryor 등의 미국 특허 제 4,889,143 호; 및 Raker의 미국 특허 제 5,025,814 호에 설명된 바와 같은 재구성된 담배 재료를 포함할 수도 있으며, 이들 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 추가로, 재구성된 담배 재료는 담배를 연소하는 대신에 가열하는 새로운 궐련 프로토타입에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988년)에 설명된 궐련 유형에 대한 재구성된 담배 종이를 포함할 수도 있으며, 이 내용은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 예를 들어, 재구성된 담배 재료는 담배 및/또는 담배 관련 재료를 포함하는 시트류 재료를 포함할 수도 있다. 이와 같이, 일부 구현예에서 기재 재료는 재구성된 담배 재료의 권취 롤로 형성될 수도 있다. 다른 구현예에서, 기재 재료는 재구성된 담배 재료의 쉬레드, 스트립 및/또는 등으로 형성될 수도 있다. 다른 구현예에서, 담배 시트는 열 전도 요소를 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 중첩 층(예를 들어, 주름진 웨브)을 포함할 수도 있다. 섬유상 충전제 재료, 에어로졸 형성 재료 및 복수의 열 전도 성분에 의해 형성된 초기 기재 시트의 일련의 중첩 층(예를 들어, 주름진 웨브)을 포함하는 기재 부분의 예가 전기 가열 에어로졸 전달 장치를 위한 열 전도 기재라는 발명의 명칭으로 2018년 2월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제 15/905,320 호에 기재되어 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
일부 구현예에서, 기재 재료는 담배 관련 재료를 갖는 복수의 마이크로캡슐, 비드, 과립 등을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 대표적인 마이크로캡슐은 형상이 대체로 구형일 수 있고, 담배 유래 추출물 및/또는 등의 액체 중심 영역을 수납하는 외부 커버 또는 쉘을 가질 수도 있다. 일부 구현예에서, 기재 재료는 각각 중공 원통 형상으로 형성된 복수의 마이크로캡슐을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 기재 재료는 중공 원통 형상으로 형성된 복수의 마이크로캡슐의 구조적 형상 및/또는 온전성을 유지하도록 구성된 결합제 물질을 포함할 수도 있다.
기재 재료에 이용된 담배는 다양할 수 있으며, 예를 들어 황색종 담배(flue-cured tobacco), 벌리 담배(burley tobacco), 오리엔탈 담배(Oriental tobacco) 또는 메릴랜드 담배(Maryland tobacco), 흑색종 담배(dark tobacco), 훈증종 담배(dark-fired tobacco) 및 루스티카 담배(Rustica tobacco)뿐만 아니라, 다른 희귀 또는 특수 담배 또는 이들의 블렌드를 포함할 수 있다. 담배 재료는 또한 소위 "블렌딩된" 형태 및 가공된 형태, 예컨대 가공된 담배 주맥(예를 들어, 커트-롤형(cut-rolled) 또는 커트-퍼프형(cut-puffed) 주맥), 용적 팽화 담배(volume expanded tobacco)(예를 들어, 바람직하게는 절단 충전제 형태의, 드라이 아이스 팽화 담배(DIET)와 같은 퍼프형 담배), 재생 담배(예를 들어, 제지 유형 또는 캐스트 시트 유형 프로세스를 사용하여 제조된 재생 담배)를 포함할 수 있다. 다양한 대표적인 담배 유형, 가공된 담배 유형 및 담배 블렌드 유형은 Lawson 등의 미국 특허 제 4,836,224 호; Perfetti 등의 미국 특허 제 4,924,888 호; Brown 등의 미국 특허 제 5,056,537 호; Brinkley 등의 미국 특허 제 5,159,942 호; Gentry의 미국 특허 제 5,220,930 호; Bakley 등의 미국 특허 제 5,360,023 호; Shafer 등의 미국 특허 제 6,701,936 호; Li 등의 미국 특허 제 7,011,096 호; Li 등의 미국 특허 제 7,017,585 호; Lawson 등의 미국 특허 제 7,025,066 호; Perfetti 등의 미국 특허출원 공개 제 2004-0255965 호; Bereman의 PCT WO 02/37990; 및 Bombick 등의 "Fund. Appl. Toxicol., 39, p. 11-17(1997)"에 기술되어 있으며, 이들 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 유용할 수 있는 추가의 예시적인 담배 조성물은 Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호에 개시되어 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 일부 구현예에서, 제분된 담배 재료는 향미가 있는 담배와 향기로운 담배의 블렌드를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 담배 재료는 Pryor 등의 미국 특허 제 4,807,809 호; Pryor 등의 미국 특허 제 4,889,143 호; 및 Raker의 미국 특허 제 5,025,814 호에 개시된 바와 같이 재구성된 담배 재료를 포함할 수 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 추가로, 재구성된 담배 재료는 담배를 연소하는 대신에 가열하는 새로운 궐련 프로토타입에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988년)에 개시되어 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 개시의 또 다른 구현예에서, 기재 재료는 담배, 담배 관련 물질, 글리세린, 물 및/또는 결합제 물질을 포함하거나 본질적으로 구성되는 압출된 구조를 포함할 수 있지만, 특정 제형은 결합제 물질을 배제할 수 있다. 다양한 구현예에서, 적합한 결합제 물질은 알긴산 암모늄, 알긴산 프로필렌 글리콜, 알긴산 칼륨 및 알긴산 나트륨과 같은 알기네이트를 포함할 수도 있다. 알기네이트, 특히 고점도 알기네이트는 제어된 수준의 유리 칼슘 이온과 함께 사용될 수도 있다. 다른 적절한 결합제 물질로는 Aqualon Co.의 Klucel H와 같은 히드록시프로필셀룰로오스; The Dow Chemical Co.의 Methocel K4MS와 같은 히드록시프로필메틸셀룰로오스; Aqualon Co.의 Natrosol 250 MRCS와 같은 히드록시에틸셀룰로오스; FMC의 Avicel과 같은 미세 결정질 셀룰로오스; The Dow Chemical Co.의 Methocel A4M과 같은 메틸셀룰로오스; 및 Hercules Inc.의 CMC 7HF 및 CMC 7H4F와 같은 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스를 들 수 있다. 또 다른 가능한 결합제 물질로는 전분(예를 들어, 옥수수 전분), 구아 검, 카라기난, 로커스트 콩 검, 펙틴 및 잔탄 검을 들 수 있다. 일부 구현예에서, 둘 이상의 결합제 물질의 조합 또는 혼련물이 사용될 수도 있다. 결합제 물질의 다른 예는 예를 들어 Jakob 등의 미국 특허 제 5,101,839 호; 및 Raker 등의 미국 특허 제 4,924,887 호에 기재되어 있으며, 이들 각각은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 물질은 결합제 물질(예를 들어, 알긴산 프로필렌 글리콜)의 일부로서 제공될 수도 있다. 추가로, 일부 구현예에서, 결합제 물질은 담배 또는 다른 바이오 매스로부터 유래된 나노셀룰로오스를 포함할 수도 있다.
일부 구현예에서, 기재 재료는 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Stone 등의 미국 특허출원 공개 제 2012/0042885 호에 설명된 바와 같은 압출된 재료를 포함할 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 기재 재료는 원형화된 및/또는 원형화되지 않은 담배(marumarized and/or non-marumarized tobacco)로부터 형성된 압출된 구조물 및/또는 기재를 포함할 수도 있다. 원형화된 담배는 예를 들어 Banerjee 등의 미국 특허 제 5,105,831 호로부터 알려졌으며, 이는 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 원형화된 담배는 본 명세서에 기술된 바와 같은 결합제 및/또는 향미제와 함께 글리세롤(약 20 내지 약 30 중량%), 탄산칼슘(일반적으로 약 10 내지 약 60 중량%, 종종 약 40 내지 약 60 중량%)을 갖는 분말 형태의 약 20 내지 약 50%(중량 기준) 담배 혼련물을 포함한다. 다양한 구현예에서, 압출된 재료는 하나 이상의 종방향 개구를 가질 수도 있다.
다양한 구현예에서, 기재 재료는 그 안에 사용되는 다양한 양의 재료에 기초하여 다양한 형태(conformation)를 취할 수도 있다. 예를 들어, 샘플 기재 재료는 최대 약 98중량%, 최대 약 95중량%, 또는 최대 약 90중량%의 담배 및/또는 담배 관련 재료를 포함할 수도 있다. 샘플 기재 재료는 또한 최대 약 25중량%, 약 20중량% 또는 약 15중량%의 물 ― 특히 약 2중량% 내지 약 25중량%, 약 5중량% 내지 약 20중량% 또는 약 7중량% 내지 약 15중량%의 물 ― 을 포함할 수도 있다. 향미 및 그 유사물(예를 들어, 니코틴과 같은 약제를 포함함)은 에어로졸 전달 구성요소의 최대 약 10중량%, 최대 약 8중량%, 또는 최대 약 5중량%를 구성할 수도 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 기재 재료는 압출된 구조, 및/또는 담배, 글리세린, 물 및/또는 결합제 물질을 포함하거나 본질적으로 구성되며, 또한 에어로졸 발생 프로세스 전체에 걸쳐 그 구조를 실질적으로 유지하도록 구성되는 기재를 포함할 수 있다. 즉, 기재 재료는 에어로졸 발생 프로세스 전체에 걸쳐 그 형상을 실질적으로 유지하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 기재 재료는 인가된 전단 응력 하에서 계속 변형되지 않음). 이러한 예시적인 기재 재료는 액체 및/또는 일부 수분 함량을 포함할 수 있지만, 기재는 에어로졸 발생 프로세스 전체 걸쳐 실질적으로 고체 상태를 유지하고, 에어로졸 발생 프로세스 전체에 걸쳐 구조적 완전성을 실질적으로 유지할 수 있다. 실질적으로 고체 기재 재료에 적합한 예시적인 담배 및/또는 담배 관련 재료는 Ademe 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0157052 호; Sears 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0335070 호; White의 미국 특허 제 6,204,287 호; 및 Hearn 등의 미국 특허 제 5,060,676 호에 개시되어 있으며, 이들 문헌 모두는 각각 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
일부 구현예에서, 기재 재료는 2018년 11월 20일에 출원되고 발명의 명칭이 에어로졸 소스 부재용 전도성 에어로졸 발생 복합 기재인 미국 특허 출원 제 16/196,958 호에 개시된 일련의 중첩 층을 포함할 수 있으며, 이는 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
일부 구현예에서, 흡연 물품 내에 사용되는 기재 재료의 양은 물품이 허용 가능한 감각 및 관능 특성, 및 바람직한 성능 특성을 나타내는 것일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 예를 들어 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 전구체 조성물은 많은 면에서 담배 연기의 외관과 유사한 가시적 주류 에어로졸의 생성을 제공하기 위해 기재 재료 내에 사용될 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품의 기재 재료에 포함된 에어로졸 전구체 조성물의 양은 약 3.5그램 이하, 약 3그램 이하, 약 2.5그램 이하, 약 2그램 이하, 약 1.5그램 이하, 약 1그램 이하, 또는 약 0.5그램 이하의 범위일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 본 개시에 따른 흡연 물품은 예를 들어 세라믹 물질과 같은 다공성의 불활성 물질을 포함하는 기재 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 다양한 기공 형태를 갖는 다양한 형상 및 기하학적 구조(예를 들어, 비드, 로드, 튜브 등)의 세라믹이 사용될 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, e-액체와 같은 비-담배 재료가 세라믹에 로딩될 수 있다. 다른 구현예에서, 기재 재료는 예를 들어 담배 유래 추출물과 같은 담배 관련 물질과 화학적으로 및/또는 물리적으로 실질적으로 반응하지 않는 다공성 불활성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 전술한 것과 같은 압출된 담배는 다공성일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 압출된 담배 재료는 압출 공정 동안 발포제로서 작용하는 불활성 가스, 예를 들어 질소를 가질 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 다양한 구현예에서, 기재 재료는, 에어로졸 전구체 조성물(예를 들어, 예컨대 프로필렌 글리콜 및/또는 글리세린 등과 같은 습윤제) 및/또는 적어도 하나의 향미제(flavoring agent)뿐만 아니라, 열원에 의한 에어로졸 발생 구성요소의 점화, 열분해, 연소 및/또는 그을림을 방지하는 것을 돕도록 구성된 내염제/난연제(flame/burn retardant)(예를 들어, 제이인산암모늄 및/또는 다른 염)를 포함하도록 처리, 제조, 생성 및/또는 가공된 담배, 담배 성분 및/또는 담배 파생 재료를 포함할 수 있다. 흡연 물품, 특히 그러한 흡연 물품 내의 사실상 모든 담배를 의도적으로 태우지 않도록 설계된 흡연 물품에 담배를 통합하기 위한 다양한 방식 및 방법이 Brooks 등의 미국 특허 제 4,947,874 호; Cantrell 등의 미국 특허 제 7,647,932 호; Robinson 등의 미국 특허 제 8,079,371 호; Banerjee 등의 미국 특허 제 7,290,549 호; 및 Crooks 등의 미국 특허출원 공개 제 2007/0215167 호에 개시되어 있으며; 이들 문헌의 개시내용은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
상술한 바와 같이, 일부 구현예에서, 내염성/난연성 재료 및 첨가제는 기재 내에 포함될 수 있으며, 유기-인 화합물, 붕사(borax), 수화 알루미나, 흑연, 트리폴리인산칼륨, 디펜타에리트리톨(dipentaerythritol), 펜타에리트리톨(pentaerythritol) 및 폴리올을 포함할 수 있다. 질소성 포스폰산 염, 제일인산암모늄, 폴리인산암모늄, 브롬화암모늄, 붕산암모늄, 에탄올암모늄 붕산염, 설파민산암모늄, 할로겐화 유기 화합물, 티오요소 및 산화안티몬과 같은 다른 것이 적합하지만, 바람직한 제제는 아니다. 기재 재료 및/또는 다른 구성요소에 (단독으로든, 또는 서로 및/또는 다른 재료와 조합해서든) 사용되는 내염성, 난연성 및/또는 내그을림성(scorch-retardant) 재료의 각 양태에서, 바람직한 특성은 가장 바람직하게는 바람직하지 않은 기체방출(off-gassing) 또는 용융-유형 거동 없이 제공된다.
본 개시의 다른 구현예에 따르면, 기재 재료는 또한 담배 제품의 제조에 전통적으로 사용되는 유형의 담배 첨가제를 포함할 수도 있다. 이러한 첨가제는 여송연, 궐련, 파이프 등의 생산에 사용되는 담배의 향미(flavor) 및 향(aroma)을 향상시키는 데 사용되는 유형의 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이러한 첨가제는 다양한 궐련 케이스 및/또는 상부 드레싱 구성 요소를 포함할 수도 있다. 예를 들어, Wochnowski의 미국 특허 제 3,419,015 호; Berndt 등의 미국 특허 제 4,054,145 호; Burcham 2세 등의 미국 특허 제 4,887,619 호; Watson의 미국 특허 제 5,022,416 호; Strang 등의 미국 특허 제 5,103,842 호; 및 Martin의 미국 특허 제 5,711,320 호를 참조하길 바라며, 이들의 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 바람직한 케이스 재료로는 물, 설탕 및 시럽(예를 들어 수크로스, 포도당 및 고 과당 옥수수 시럽), 습윤제(예를 들어 글리세린 또는 프로필렌 글리콜) 및 향미제(예를 들어 코코아 및 감초)를 들 수도 있다. 이러한 추가된 성분은 또한 상부 드레싱 재료(예를 들어, 멘톨과 같은 향미 재료)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, Mays 등의 미국 특허 제 4,449,541 호를 참조하길 바라며, 그의 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 부가될 수도 있는 추가 물질은 Lawson 등의 미국 특허 제 4,830,028 호 및 Marshall 등의 미국 특허 제 8,186,360 호에 개시된 것들을 포함하며, 이들 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
전술한 바와 같이, 다양한 구현예에서, 기재 재료는 그와 관련된 에어로졸 전구체 조성물을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 예컨대 다가 알코올(예컨대, 글리세린, 프로필렌글리콜, 또는 이들의 혼합물)과 같은 하나 이상의 상이한 성분을 포함할 수도 있다. 대표적인 유형의 추가 에어로졸 전구체 조성물은 Sensabaugh 2세 등의 미국 특허 제 4,793,365 호; Jakob 등의 미국 특허 제 5,101,839 호; Biggs 등의 PCT 국제 공개 공보 제 WO 98/57556 호; 및 담배를 연소하는 대신에 가열하는 새로운 궐련 프로토타입에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988년)에 개시되어 있으며, 이들의 개시 내용은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 일부 양태에서, 기재 재료는 충분한 열을 가할 때(및 필요한 경우 공기로 냉각) 가시적인 에어로졸을 생성할 수 있고, 기재 재료는 "연기와 같은" 에어로졸을 생성할 수 있다. 다른 양태에서, 기재 재료는 실질적으로 보이지 않지만 향미 또는 질감과 같은 다른 특성에 의해 존재하는 것으로 인식되는 에어로졸을 생성할 수 있다. 따라서, 생성된 에어로졸의 특성은 에어로졸 전달 구성요소의 특정 구성요소에 따라 달라질 수 있다. 기재 재료는 담배를 태워서 생성되는 연기의 화학적 성질에 비해 화학적으로 단순할 수 있다.
흡연 물품의 주류 에어로졸의 감각 또는 관능 특징 또는 성질을 변경하는 광범위한 유형의 향미제 또는 재료가 사용되기에 적합할 수도 있다. 일부 구현예에서, 이러한 향미제는 담배 이외의 공급원으로부터 제공될 수도 있으며, 본질상 자연적일 수도 있고 인공적(예를 들어, 합성적)일 수도 있다. 예를 들어, 일부 향미제는 기재 재료 및/또는 에어로졸이 생성되는 흡연 물품의 이들 영역에 적용되거나 그 내에 통합될 수도 있다. 일부 구현예에서, 이러한 제제는 열원에 근접한 가열 공동 또는 영역에 바로 공급될 수 있거나, 또는 기재 재료에 제공될 수도 있다. 예시적인 향미제는 예를 들어 바닐린, 에틸 바닐린, 크림, 차, 커피, 과일(예를 들어, 사과, 체리, 딸기, 복숭아, 및 라임과 레몬을 포함한 감귤류 향미), 단풍나무, 멘톨, 민트, 페퍼민트, 스피어민트, 윈터그린, 육두구, 정향, 라벤더, 카다몬, 생강, 꿀, 아니스, 세이지, 계피, 샌달우드, 재스민, 카스카릴라, 코코아, 감초와, 전통적으로 궐련, 여송연 및 파이프 담배의 향미에 사용되는 유형 및 특징의 향료 및 향미 패키지를 포함할 수도 있다. 고 과당 옥수수 시럽과 같은 시럽도 사용하기에 적합할 수도 있다.
향미제는 산성 또는 염기성 특징(예를 들어 레불린산, 숙신산, 피루브산 및 벤조산과 같은 유기산)을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 향미제는 원하는 경우 기재 재료의 요소와 조합 가능할 수도 있다. 적합할 수 있는 예시적인 식물 유래 조성물은 Dube 등의 미국 특허 제 9,107,453 호 및 미국 특허출원 공개 제 2012/0152265 호에 개시되어 있으며, 이들 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 본 명세서에 기술된 것과 같은 담배 재료와 조합 사용되어 관능 특성을 비롯한 그 감각적 특성에 영향을 미칠 수도 있는 향료, 케이스 등과 같은 임의의 재료가 기재 재료와 조합될 수도 있다. 유기산은 특히 기재 재료와 조합될 수 있는 니코틴과 같은 약제의 향미, 감각 또는 관능 특성에 영향을 미치기 위해 기재 재료에 통합될 수도 있다. 예를 들어, 레불린산, 젖산 및 피루브산과 같은 유기산이 니코틴과 동일한 몰(총 유기산 함량 기준)까지의 양으로 니코틴을 갖는 기재 재료에 포함될 수도 있다. 유기산의 임의 조합이 적합할 수도 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 기재 재료는 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 레불린산, 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 피루브산, 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 젖산 또는 이들의 조합을, 존재하는 유기산의 총량이 기재 재료에 존재하는 니코틴의 총량과 동일한 몰이 되는 농도까지 포함할 수도 있다. 기재 재료를 생산하기 위해 사용될 수도 있는 유기산의 다양한 추가 예가 Dull 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0344456 호에 기재되어 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
이러한 추가 성분의 선택은 흡연 물품에 대해 소망되는 감각적 특징과 같은 요인에 기초하여 변화될 수 있으며, 본 개시는 담배 및 담배 관련 또는 담배 유래 제품의 분야의 숙련자에게 쉽게 명백한 임의의 이러한 추가 성분을 포괄하도록 의도된다. Gutcho의 Tobacco Flavoring Substances and Methods, Noyes Data Corp. (1972년) 및 Leffingwell 등의 Tobacco Flavoring for Smoking Products (1972년)를 참조하길 바라며, 이들의 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
다른 구현예에서, 기재 재료는 다양한 고유 특징 또는 특성을 갖는 다른 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 기재 재료는 레이온 형태의 가소화된 재료 또는 재생 셀룰로오스를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 실리카를 포함하는 재생 셀룰로오스 제품인 비스코스(VISIL®로 상업적으로 입수가능함)가 적합할 수도 있다. 일부 탄소 섬유는 적어도 95% 이상의 탄소를 포함할 수도 있다. 유사하게, 면과 같은 천연 셀룰로오스 섬유가 적합할 수 있으며, 실리카, 탄소 또는 금속 입자가 주입되거나 이와 달리 처리되어 내염 특성을 향상시키고 특히 소망되지 않는 가스 배출 성분의 가스 배출 ― 향미에 대해 부정적인 영향을 미칠 것임 ― 을 최소화(그리고 특히 임의의 독성 가스 배출 생성물의 가능성을 최소화함)할 수도 있다. 침지, 분무 또는 당 업계에 공지된 다른 기술에 의해 면을 예를 들어 붕산 또는 다양한 유기 인산염 화합물로 처리하여 소망되는 내염 특성을 제공할 수도 있다. 이러한 섬유는 또한 유기 또는 금속 나노 입자로 처리(예를 들어 침지, 분무 또는 증착에 의해 피복, 주입 또는 양자 모두)하여, 소망되지 않는 가스 배출 또는 용융 유형 거동 없이 소망하는 내염 특성을 부여할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 도시된 구현예의 오버랩 재료(242)는 기재 재료(240)의 외부 표면에 근접하게 위치된 내부 층(244), 내부 층(244)의 외부 표면에 근접하게 위치된 중간 층(246), 및 중간 층(246)의 외부 표면에 근접하게 위치된 외부 층(248)을 포함한다. 다양한 구현예에서, 오버랩 재료(242)는 라미네이트로 구성될 수 있다. 도시된 구현예에서, 내부 층(244)은 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 에어로졸 발생 구성요소를 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 층(244)은 캐스트 시트, 또는 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 재구성된 담배 시트로서 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 적합한 에어로졸 전구체 조성물은 예를 들어 프로필렌 글리콜, 글리세린 등을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 내부 층(244)은 Seymour 등의 미국 특허 제 5,569,085 호에 설명된 것과 같은 캐스팅 프로세스를 통해 구성될 수 있으며, 이 문헌의 개시 내용은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 섬유질 재료, 에어로졸 전구체 조성물 및 결합제는 함께 혼합되어 슬러리를 형성할 수 있으며, 이는 표면(예를 들어, 이동 벨트)에 캐스팅될 수 있다. 다음에 캐스트 슬러리는 결과가 비교적 일정한 두께의 주조 시트가 되도록 하나 이상의 건조 및/또는 닥터링 단계를 경험할 수 있다. 캐스팅 및 제지 기술의 다른 예는 Keritsis 등의 미국 특허 제 4,674,519 호; Clapp 등의 미국 특허 제 4,941,484 호; Young 등의 미국 특허 제 4,987,906 호; Kiernan 등의 미국 특허 제 4,972,854 호; Young 등의 미국 특허 제 5,099,864 호; Sohn 등의 미국 특허 제 5,143,097 호; Brinkley 등의 미국 특허 제 5,159,942 호; Brinkley 등의 미국 특허 제 5,322,076 호; Young 등의 미국 특허 제 5,339,838 호; Litzinger 등의 미국 특허 제 5,377,698 호; Young의 미국 특허 제 5,501,237 호; 및 Kumar의 미국 특허 제 6,216,706 호에 개시되어 있으며, 그 개시는 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. 또한, 커버링 및 섬유질 재료에 대한 설명은 2018년 11월 20일에 출원되고 발명의 명칭이 에어로졸 소스 부재용 전도성 에어로졸 발생 복합 기재인 미국 특허 출원 제 16/196,958 호에 개시된 일련의 중첩 층을 포함할 수 있으며, 이는 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 캐스트 시트 및 재구성된 담배 시트의 상기 설명을 추가로 참조한다.
도시된 구현예에서, 내부 층(244)에 포함된 에어로졸 발생 구성요소는 약 2% 내지 20%의 에어로졸 형성제 로딩을 갖는다. 예를 들어, 일부 구현예에서 다른 구성이 가능하지만, 내부 층은 약 7% 셀룰로오스 펄프, 약 2% 탄산칼륨, 약 91% 절단 담배, 및 약 2% 내지 20% 글리세린을 포함하는 재구성된 담배 시트를 포함할 수 있으며, 여기에서 담배 비율은 글리세린 비율을 설명하기 위해 조정된다. 다른 구성에서, 내부 층은 약 38% 담배, 약 6% 알긴산 암모늄, 약 4% 인산 암모늄 및 약 2% 내지 20% 글리세린을 포함하는 캐스트 시트를 포함할 수 있으며, 여기서 담배 비율은 글리세린을 설명하기 위해 조정된다. 다른 구성이 가능하지만, 다양한 구현예에서, 내부 층의 두께는 약 0.1㎜ 내지 0.5㎜, 일부 구현예에서 0.1㎜ 내지 0.5㎜일 수 있다.
언급된 바와 같이, 오버랩 재료(242)는 또한 중간 층(246) 및 외부 층(248)을 포함한다. 도시된 구현예에서, 중간 층(246)은 예를 들어 알루미늄 호일 재료와 같은 금속 호일 재료와 같은 호일 재료를 포함한다. 다른 구현예에서, 중간층(246)은 구리 재료, 주석 재료, 금 재료, 그래핀 재료, 흑연 재료 또는 기타 열 전도성 탄소 기반 재료 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 재료를 포함할 수 있다. 다른 구성이 가능하지만, 일부 구현예에서, 중간 층은 15미크론 내지 5㎜의 두께를 갖는 알루미늄 호일 재료를 포함할 수 있다. 도시된 구현예에서, 외부 층(248)은 종래의 담배 포장 종이와 같은 종이 층을 포함한다. 다양한 구현예에서, 종이 재료는 비-목재 식물 섬유와 같은 헝겊 섬유를 포함할 수 있고, 아마, 대마, 사이잘, 볏짚 및/또는 에스파르토 섬유를 포함할 수 있다. 다른 구성이 가능하지만, 일부 구현예에서, 외부 층은 약 0.03㎜ 내지 0.5㎜의 두께 및 약 18 내지 30gsm의 중량을 갖는 종이 재료를 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 기재 재료(240)에 열을 가함으로써 생성된 흡입 가능한 물질은 1차 흡입 가능한 물질을 생성할 수 있다. 본 개시는 또한 오버랩 재료(242)에 열을 가함으로써 또 다른 흡입 가능한 물질이 생성될 수 있음을 제공한다. 일부 구현예에서, 탄소 기반 열원은 접선형으로 뿐만 아니라 방사형으로 가열할 수 있다. 탄소 기반 열원이 내부에서 외부로 가열되는 도시된 구현예에서, 오버랩 재료(242)에 열을 가함으로써 2차 흡입 가능한 물질이 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 탄소 열원(204)의 점화시 그리고 에어로졸 소스 부재(202)의 기재 부분(210)의 가열시, 1차 흡입 가능한 물질이 기재 재료(240)로부터 생성되고, 다음에 이후 가열 사이클에서 2차 흡입 가능한 물질은 오버랩 재료(242)로부터 생성된다.
탄소 기반 열원이 기재 부분의 외부로부터 내부로 가열되는 다른 구현예에서, 오버랩 재료에 열을 가함으로써 생성된 흡입 가능한 물질이 초기 흡입 가능한 물질을 생성할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이러한 방식으로, 탄소 기반 열원의 점화시 및 기재 부분의 가열시, 오버랩 재료로부터 초기 흡입 가능한 물질이 생성되고, 다음에 이후 가열 사이클에서 기재 재료로부터 2차 흡입 가능한 물질이 생성된다. 또 다른 구현예에서, 오버랩 재료는 초기 흡입 가능한 물질 및 2차 흡입 가능한 물질 모두를 생성할 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 소스 부재 및 제어 본체는 일반적으로 완전한 흡연 물품 또는 약제 전달 물품으로 함께 제공될 수 있지만, 구성요소는 별도로 제공될 수 있다. 예를 들어, 본 개시는 또한 재사용 가능한 흡연 물품 또는 재사용 가능한 제약 전달 물품과 함께 사용하기 위한 일회용 유닛을 포함한다. 특정 구현예에서, 그러한 일회용 유닛(첨부된 도면에 도시된 바와 같이 에어로졸 소스 부재일 수 있음)은 재사용 가능한 흡연 물품 또는 약제 전달 물품과 맞물리도록 구성된 가열 단부를 갖는 실질적으로 튜브 형상의 본체와, 흡입 가능한 물질이 소비자에게 전달될 수 있도록 구성된 대향 마우스 단부와, 외부 표면과 내부 공간을 규정하는 내부 표면을 갖는 벽을 포함할 수 있다. 에어로졸 소스 부재(또는 카트리지)의 다양한 구현예가 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에 개시되어 있으며, 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에 설명된 일부 도면이 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재를 작동 관계에서 예시하고 있지만, 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재는 개별 장치로 존재할 수도 있음을 이해해야 한다. 따라서, 조합된 부품과 관련하여 본 명세서에서 달리 제공되는 임의의 논의는 또한 개별적인 별도의 구성 요소로서 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재에 적용되는 것으로 이해되어야 한다.
다른 양태에서, 본 개시는 본 명세서에 기재된 바와 같은 다양한 부품을 제공하는 키트에 관한 것일 수도 있다. 예를 들어, 키트는 하나 이상의 에어로졸 소스 부재를 갖는 제어 본체를 포함할 수도 있다. 키트는 하나 이상의 충전 부품을 갖는 제어 본체를 추가로 포함할 수도 있다. 키트는 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 본체를 추가로 포함할 수도 있다. 키트는 하나 이상의 에어로졸 소스 부재 및 하나 이상의 충전 부품 및/또는 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 본체를 추가로 포함할 수도 있다. 추가 구현예에서, 키트는 복수의 에어로졸 소스 부재를 포함할 수도 있다. 키트는 복수의 에어로졸 소스 부재 및 하나 이상의 배터리 및/또는 하나 이상의 충전 부품을 추가로 포함할 수도 있다. 상기 구현예에서, 에어로졸 소스 부재 또는 제어 본체에는 그에 포함된 가열 부재가 제공될 수도 있다. 본 발명의 키트는 추가 키트 부품 중 하나 이상을 수용하는 케이스(또는 다른 포장, 운반 또는 보관 부품)를 추가로 포함할 수도 있다. 케이스는 재사용 가능한 경질 또는 연질 용기일 수도 있다. 또한 케이스는 단순히 상자 또는 기타 포장 구조체일 수도 있다.
본 개시의 많은 변경예 및 다른 실시예가 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 본 개시가 속하는 기술 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않으며, 변경예 및 다른 실시예가 첨부된 청구 범위의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 특정 용어가 사용되지만 제한 목적이 아니라 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용된다.

Claims (12)

  1. 에어로졸 소스 부재에 있어서,
    열을 그 위에 가할 때 1차 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성된 기재 재료를 포함하는 기재 부분 ― 상기 기재 부분은 외부 표면을 규정함 ―; 및
    상기 기재 부분의 외부 표면을 실질적으로 둘러싸도록 구성된 오버랩 재료를 포함하며,
    상기 오버랩 재료는 복수의 층을 포함하며, 상기 오버랩 재료의 층들 중 적어도 하나는 에어로졸 발생 구성요소를 포함하는
    에어로졸 소스 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버랩 재료는 기재 재료로부터 1차 흡입 가능한 물질의 생성 전에 초기 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는
    에어로졸 소스 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버랩 재료는 기재 재료로부터 1차 흡입 가능한 물질의 생성 후에 2차 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는
    에어로졸 소스 부재.
  4. 에어로졸 소스 부재의 기재 부분의 외부 표면을 실질적으로 둘러싸도록 구성된 오버랩 재료에 있어서,
    상기 오버랩 재료는 복수의 층을 포함하며,
    상기 오버랩 재료의 층들 중 적어도 하나는 에어로졸 발생 구성요소를 포함하는
    오버랩 재료.
  5. 제 1 항의 에어로졸 소스 부재 또는 제 4 항의 오버랩 재료에 있어서,
    상기 오버랩 재료에 포함된 에어로졸 발생 구성요소는 약 2% 내지 20%의 에어로졸 형성제 로딩을 갖는
    에어로졸 소스 부재 또는 오버랩 재료.
  6. 제 1 항의 에어로졸 소스 부재 또는 제 4 항의 오버랩 재료에 있어서,
    상기 오버랩 재료에 포함된 에어로졸 발생 구성요소는 약 20% 내지 40%의 에어로졸 형성제 로딩을 갖는
    에어로졸 소스 부재 또는 오버랩 재료.
  7. 제 1 항의 에어로졸 소스 부재 또는 제 4 항의 오버랩 재료에 있어서,
    상기 오버랩 재료는 외부 층, 기재 재료의 외부 표면에 근접하게 위치된 내부 층, 및 외부 층과 내부 층 사이에 위치된 중간 층을 포함하는 3층 라미네이트를 포함하는
    에어로졸 소스 부재 또는 오버랩 재료.
  8. 제 7 항의 에어로졸 소스 부재 또는 제 7 항의 오버랩 재료에 있어서,
    상기 외부 층은 종이 재료를 포함하고, 상기 중간 층은 호일 재료를 포함하고, 상기 내부 층은 에어로졸 발생 재료를 포함하는
    에어로졸 소스 부재 또는 오버랩 재료.
  9. 제 8 항의 에어로졸 소스 부재 또는 제 8 항의 오버랩 재료에 있어서,
    상기 에어로졸 발생 재료는 섬유질 재료를 함유하는 캐스트 시트를 포함하는
    에어로졸 소스 부재 또는 오버랩 재료.
  10. 제 8 항의 에어로졸 소스 부재 또는 제 8 항의 오버랩 재료에 있어서,
    상기 에어로졸 발생 재료는 재구성된 담배 시트를 포함하는
    에어로졸 소스 부재 또는 오버랩 재료.
  11. 제 1 항의 에어로졸 소스 부재 또는 제 4 항의 오버랩 재료에 있어서,
    상기 오버랩 재료는 전기적으로 발생된 열원으로부터의 열의 적용에 응답하여 초기 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는
    에어로졸 소스 부재 또는 오버랩 재료.
  12. 제 1 항의 에어로졸 소스 부재 또는 제 4 항의 오버랩 재료에 있어서,
    상기 오버랩 재료는 가연성 탄소 기반 열원으로부터의 열의 적용에 응답하여 초기 흡입 가능한 물질을 생성하도록 구성되는
    에어로졸 소스 부재 또는 오버랩 재료.
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