KR20210104032A - 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지 - Google Patents
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Abstract
에어로졸 발생 장치(200)와 함께 사용하기 위한 카트리지(100)는 하우징(110) 및 하우징(110) 내에 배치된 에어로졸 형성 기재(500)를 포함한다. 에어로졸 형성 기재(500)는 담배 분말을 포함하는 제1 부분(510), 및 겔을 포함하는 제2 부분(520)을 갖는다. 제1 부분은 제2 부분에 인접한다. 겔은 에어로졸 형성제를 포함한다.
Description
본 개시는 에어로졸 발생 물품과 함께 사용하기 위한 소모품에 관한 것이다. 소모품은 담배를 함유하는 부분 및 글리세롤과 같은 에어로졸 형성제를 포함하는 겔 부분을 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 사용 시, 소모품은 에어로졸 발생 물품에 의해 가열되어 겔을 용융시킬 수 있으며, 이는 담배와 혼합물을 형성하여 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 소모품은 또한, 에어로졸이 효율적으로 전달될 수 있게 하는 유동 제어 장치를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 물품과 함께 사용하기 위한 담배를 포함하는 소모품이 공지되어 있다. 이러한 장치는, 통상적으로 담배를 연소시키지 않고 에어로졸을 방출하게 하는 데 충분한 온도로 담배가 가열되는 비연소-가열 유형의 장치이다. 담배가 연소되지 않기 때문에, 글리세롤과 같은 에어로졸 형성 화합물은 더 낮은 온도에서 에어로졸 생성을 향상시킬 수 있다.
상당량의 담배가 종종, 비연소-가열 에어로졸 발생 물품에 사용된다. 부분적으로, 이는 담배가 종종 완전히 소모되지 않기 때문이다.
더 높은 담배 함량을 갖는 소모품의 맛과 경험을 전달하면서, 소모품이 감소된 양의 담배를 함유하는 에어로졸 발생 장치에서 사용하기 위한 소모품을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 다양한 양태에서 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지가 제공된다. 카트리지는 하우징 및 하우징 내에 배치된 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 에어로졸 형성 기재는 식물 재료, 특히 담배를 포함하는 제1 부분 및 제1 부분에 인접한 제2 부분을 포함한다. 제2 부분은 겔을 포함한다. 겔은 에어로졸 형성제를 포함한다. 식물 재료는, 바람직하게는 식물 재료 분말, 특히 담배 분말을 포함한다.
담배 분말은 제1 부분의 대부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 겔 내의 작은 백분율과는 대조적으로, 높은 백분율의 담배 분말을 갖는 것은 제조 용이성 및 유연성을 제공한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 겔 내의 혼합물은 호환성 문제를 제기할 수 있고 저장 수명에 영향을 미칠 수 있다.
하우징은 카트리지가 함께 사용될 수 있는, 예를 들어 에어로졸 발생 장치의 가열 요소로부터 열을 수용하도록 적응될 수 있다. 가열 시, 제2 부분 내의 겔은 용융되어 식물 재료, 특히 인접한 제1 부분 내의 담배 분말과 혼합물을 형성한다. 충분히 가열될 때, 혼합물은 휘발된 식물 재료, 특히 담배 성분을 포함하는 에어로졸을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 하우징은 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 형성 기재의 구성요소를 연소시키지 않고 에어로졸 형성을 야기하는 데 충분한 정도로 가열된다.
일부 구현예에서, 하우징은 개방 단부 및 폐쇄 단부를 포함하고 폐쇄 단부와 개방 단부 사이의 애퍼처를 정의한다. 에어로졸 형성 기재는 폐쇄 단부에 근접하여 하우징 내에 배치될 수 있다. 카트리지는 하우징 내에 배치된 유동 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 유동 제어 장치는 근위 단부, 원위 단부, 및 원위 단부와 근위 단부 사이의 내부 기류 통로를 포함한다. 근위 단부는 원위 단부보다 하우징의 개방 단부에 더 가깝다. 유동 제어 장치는 유동 제어 장치의 외부와 하우징의 내부 사이에 시일을 더 포함한다. 시일은 하우징의 개방 단부와 하우징의 애퍼처 사이에 있다. 또한, 유동 제어 장치는 유동 제어 장치의 외부의 일부분과 하우징의 내부 사이에 채널을 포함한다. 채널은 애퍼처와 연통하고 공기를 에어로졸 형성 기재를 향해 유도한다. 유동 제어 장치는 에어로졸이 사용자에게 전달되는 효율을 향상시킬 수 있다.
본원에 설명된 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지의 다양한 양태 또는 구현예는 현재 이용 가능하거나 이전에 설명된 에어로졸 발생 장치용 카트리지에 비해 하나 이상의 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 담배 분말과 겔을 별도의 부분에 사용하는 것은 겔과 담배 분말을 혼합물에 조합하는 것이 호환성 문제를 야기할 수 있고, 저장 수명 등에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 제조 용이성과 유연성을 제공한다. 또한, 담배 분말의 사용은 간단한 제조를 허용한다. 예를 들어, 담배 분말을, 예를 들어 캐스트-리프 공정에 의해 시트 형태 또는 로드 형태로 변형시킬 필요성이 회피될 수 있다. 또한, 담배 분말 및 에어로졸 형성제 겔의 별도의 부분을 형성하는 에어로졸 형성 기재는 기재의 보다 효율적인 소비 또는 고갈을 허용하여, 더 높은 담배 함량 제품과 유사한 효과를 제공하는 데 사용되는 담배의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 에어로졸 생성은 겔 내의 에어로졸 형성제로 인한 가열 시 신속하게(제1 퍼프까지의 짧은 시간) 발생할 수 있다. 겔의 사용은 또한, 액체 조성물이 사용된 경우 발생할 수 있는 누출을 방지하는 역할을 할 수 있다. 다른 예로서, 사용되는 경우, 유동 제어 장치는 에어로졸의 효율적인 전달을 제공할 수 있다. 이들 및 다른 장점은 본원에 제시된 개시를 읽을 때에 당업자에게 용이하게 자명해질 것이다.
본 발명의 카트리지는 담배를 포함하는 제1 부분 및 에어로졸 형성제를 포함한 겔을 포함하는 인접한 제2 부분을 포함하는 임의의 적합한 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다.
제1 부분은 담배 및 하나 이상의 선택적인 추가 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 담배는 담배 분말을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, “담배 분말”은 담배 식물의 재료로부터 생산된 미립자 재료이다. 바람직하게는, 담배 분말을 형성하는 미립자 재료는 약 0.01 mm 내지 약 2 mm의 평균 크기를 갖는다. 더 바람직하게는, 담배 분말을 형성하는 특정 재료는 약 0.015 mm 내지 약 0.12 mm의 평균 크기를 갖는다. 일부 구현예에서, 담배 분말은 약 0.02 mm 내지 약 0.08 mm의 평균 크기를 갖는 입자의 응집체를 포함하고, 여기서 응집된 입자는 응집된 입자에 포함되는 개별 입자보다 더 큰 평균 크기를 갖는다.
식물 재료, 특히, 담배 분말은 잎, 자루, 라미나, 주맥, 및 줄기와 같은 담배 식물의 임의의 적합한 부분으로부터의 재료를 포함할 수 있다. 식물, 또는 식물의 적합한 부분, 특히 담배 식물은 담배 분말을 제조하기 위해 연마, 파쇄, 분쇄, 밀링, 붕해되거나 달리 미립자 재료로 처리될 수 있다.
담배 분말은 담배만 일 수 있거나, 본 발명의 카트리지 내의 에어로졸 형성 기재의 일부분 또는 전체 에어로졸 형성 기재에 사용되는 대부분의 담배를 포함할 수 있다.
담배 분말은 하나 이상의 유형의 담배의 블렌드를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, “담배의 유형” 또는 “담배 유형”은 다양한 담배를 의미한다. 상이한 담배 파생물은 브라이트 담배, 다크 담배 및 향끽미 담배의 3가지 주요 그룹으로 구별될 수 있다. 이들 3개 그룹 간의 구별은 담배 제품에서 추가 처리되기 전에 담배가 겪는 큐어링 공정에 기초할 수 있다.
브라이트 담배는 일반적으로 크고, 옅은 색의 잎을 가진 담배이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "브라이트 담배(bright tobacco)"는 열 건조된(flue cured) 담배에 대해 사용된다. 브라이트 담배의 예는 중국 황색종(Flue-Cured), 브라질 황색종, 버지니아 담배와 같은 미국 황색종, 인도 황색종, 탄자니아 황색종 또는 다른 아프리칸 황색종이다. 브라이트 담배는 높은 당 대 질소 비율을 특징으로 한다. 감각적인 관점에서, 브라이트 담배는 큐어링(curing) 후에 매운 느낌과 생기 있는 감각에 연관되는 담배 유형이다. 브라이트 담배는 통상적으로, 잎의 건조 중량을 기준으로 약 2.5% 내지 약 20%의 환원당 함량과 잎의 건조 중량을 기준으로 약 0.12% 미만의 총 암모니아 함량을 갖는다. 환원당은, 예를 들어 포도당 또는 과당을 포함한다. 총 암모니아는, 예를 들어 암모니아 및 암모니아 염을 포함한다.
다크 담배는 일반적으로 크고, 짙은 색의 잎을 갖는 담배이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "다크 담배(dark tobacco)"는 공기 건조(air cured)된 담배에 대해 사용된다. 또한, 다크 담배는 발효될 수 있다. 씹는 담배(chewing), 코담배(snuff), 엽궐련(cigar) 및 파이프 블렌드(pipe blend)용으로 주로 사용되는 담배 또한 이와 같은 카테고리에 포함된다. 감각적인 관점에서, 다크 담배는 큐어링 후에 연기 냄새가 나고, 다크 엽궐련 유형의 감각과 연관되는 담배 유형이다. 다크 담배는 낮은 당 대 질소 비율을 특징으로 한다. 다크 담배의 예는, 버얼리 말라위(Burley Malawi) 또는 다른 아프리칸 버얼리, 훈증 건조(Dark Cured)된 브라질 가우팡(Brazil Galpao), 태양 건조(Sun Cured)되거나 공기 건조된 인도네시안 카스투리(Indonesian Kasturi)이다. 본 발명에 따르면, 다크 담배는 잎의 건조 중량을 기준으로 약 5% 미만의 환원당 함량과 잎의 건조 중량을 기준으로 최대 약 0.5%의 총 암모니아 함량을 갖는 담배이다.
향끽미 담배는 보통 작고, 옅은 색의 잎을 가진 담배이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "향끽미 담배"는 방향족 함량이 높은, 예를 들어 정유의 함량이 높은 다른 담배에 사용된다. 감각적인 관점에서 볼 때, 향끽미 담배는 큐어링 후에, 매운 느낌과 향기로운 감각에 연관되는 담배 유형이다. 향끽미 담배의 예는 그리스 오리엔탈(Greek Oriental), 오리엔탈 터키(Oriental Turkey), 세미-오리엔탈(semi-oriental) 담배뿐만 아니라 페리크(Perique), 루스티카(Rustica), 미국 버얼리(Burley) 또는 메릴랜드(Meriland)와 같은 화건(Fire Cured)된, 미국 버얼리이다.
일부 바람직한 구현예에서, 담배 분말은 블렌드 내의 담배 총량의 건조 중량 기준으로 적어도 약 30%의 브라이트 담배를 포함하고; 블렌드 내의 담배 총량의 건조 중량 기준으로 약 0% 내지 약 40%의 다크 담배; 및 블렌드 내의 담배 총량의 건조 중량 기준으로 약 0% 내지 약 40%의 향끽미 담배를 포함한다.
담배 분말은 또한, 필러 담배를 포함할 수 있다. 필러 담배는 특정 유형의 담배가 아니지만, 블렌드에 사용된 다른 담배 유형을 보완하기 위해 주로 사용되고 통상적으로 최종 생성에 특정한 특징의 향기 방향을 유도하지 않는 담배 유형을 포함한다. 각초 담배의 예는 다른 담배 유형의 자루(stem), 주맥(midrib) 또는 줄기(stalk)이다. 구체적인 예는 브라질 황색종 하부 줄기의 열 건조된 자루일 수 있다.
각각의 유형의 담배 내에서, 담뱃잎은, 예를 들어 원산지, 식물에서의 위치, 색상, 표면 질감, 크기 및 형상과 관련하여 추가로 등급이 나눠질 수 있다. 담뱃잎의 이들 및 다른 특징은 담배 블렌드를 형성하는 데 사용될 수 있다. 담배 블렌드는, 담배 블렌드가 응집된 특정한 특징을 갖도록 동일하거나 상이한 유형에 속하는 담배의 혼합물이다. 이 특징은, 예를 들어 가열되거나 연소될 때의 고유한 맛 또는 특정 에어로졸 조성물일 수 있다. 블렌드는 서로에 대해 주어진 비율로 특정 담배 유형과 등급을 포함한다.
동일한 담배 유형 내의 상이한 등급은 각 블렌드 성분의 가변성을 감소시키기 위해 교차 블렌딩될 수 있다. 상이한 담배 등급은 특정한 미리 결정된 특징을 갖는 원하는 블렌드를 실현하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 블렌드는 균질화된 담배 재료의 건조 중량당 환원당, 총 암모니아 및 총 알칼로이드의 목푯값을 가질 수 있다. 총 알칼로이드는, 예를 들어 니코틴과, 노르니코틴, 아나타빈, 아나바신 및 미오스민을 포함하는 소량의 알칼로이드이다.
담배 분말은 임의의 적합한 방식으로 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, 담배 분말은 담배의 거친 연마 및 거칠게 연마된 담배의 미세 연마를 포함하는 공정에 의해 제조된다. 담배는 예를 들어, 공개된 PCT 특허 출원 WO2016/050469A1에 설명된 바와 같이 연마될 수 있다.
하나 이상의 유형의 담배가 사용되는 경우, 담배의 유형은 공정의 임의의 적합한 지점에서 혼합될 수 있다. 예를 들어, 담배의 유형은 거친 연마 전에 또는 거친 연마 후에, 그러나 미세 연마 전에 혼합될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 담배의 유형은 미세 연마 후에 혼합될 수 있다.
일부 구현예에서, 담배 분말의 성분의 적어도 95%가 공지되어 있다. 이는 준비에 사용되는 담배 가루의 정확한 조성이 전체적으로 알려지지 않은 재구성 담배 시트에 사용된 종래 담배 분말에 비해 상당한 장점이다. 따라서, 담배 분말의 제조를 위한 담배의 블렌딩은, 예를 들어 향미 특징과 같은, 상이한 유형의 담배의 결과적인 블렌드의 특정 특징에 대해 미리 결정된 목푯값의 설정 및 충족을 허용한다. 바람직하게는, 담배 분말의 제조를 위한 출발 재료는 담뱃잎인 각초를 블렌딩하기 위한 담배와 동일한 크기와 물리적 특성을 갖는 담뱃잎이 대부분이다.
바람직하게는, 담배 분말은 다른 담배 제조 공정의 잔여물의 단지 소량, 예를 들어 블렌드 내의 담배 총량의 건조 중량 기준으로 약 5% 미만을 함유한다. 유리하게는, 담배 블렌드는 궐련 블렌딩 공정에서와 유사한 방식으로 얻어지는 상이한 담배 유형 및 등급의 블렌드이다. 특히, 이는 몇몇 특정한 미리 결정된 특징을 갖게 되는 원하는 특정 블렌드를 얻기 위해서, 상이한 유형의 담배가 선택된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 선택된 특징은 담배 블렌드 내 환원당, 총 암모니아 및 총 알칼로이드 중 하나 이상일 수 있다.
담배 분말은 또한, 담배 재료의 처리로부터, 예컨대 담배 제품의 제조에서 담뱃잎의 취급 및 처리로부터 사이드 제품으로서 제조된 어느 정도의 가루를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 식물 재료는 담배 재료의 처리로부터 부산물로서 생성되는 담배 가루의, 식물 재료 중량의 5% 미만을 포함한다.
담배 분말을 포함하는 에어로졸 형성 기재의 제1 부분은 담배 입자 응집을 돕기 위해 하나 이상의 고유 결합제, 하나 이상의 외인성 결합제, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 담배 분말을 포함하는 에어로졸 형성 기재의 제1 부분은 담배 건조 중량 기준으로 약 1% 내지 약 5%를 포함할 수 있다. 임의의 결합제가 사용될 수 있지만, 바람직한 결합제는 과일, 감귤 또는 담배 펙틴과 같은 천연 펙틴; 히드록시에틸 구아 및 히드록시프로필 구아와 같은 구아 검(guar gum); 히드록시에틸 및 히드록시프로필 로커스트 콩 검과 같은 로커스트 콩 검; 알지네이트; 개질되거나 유도된 전분과 같은 전분; 메틸, 에틸, 에틸히드록시메틸 및 카르복시메틸 셀룰로스와 같은 셀룰로스; 타마린드 검; 덱스트란; 풀루란; 곤약 가루; 잔탄 검 등이다.
제1 부분은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 담배 및 비-담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 가향제, 충진제, 수성 및 비수성 용매, 및 이의 조합을 포함하는 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
제1 부분은 선택적으로, 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는 존재하는 경우, 건조 중량 기준으로 약 5% 내지 약 30%, 바람직하게는 약 8% 내지 약 25%, 바람직하게는 약 10% 내지 약 22%와 같은 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 멘톨과 같은 1가 알코올, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 바람직한 구현예에서, 제1 부분은 에어로졸 형성제로서 글리세롤을 포함한다. 에어로졸 형성제를 식물 재료 분말로부터 분리하는 것은 에어로졸 형성제와 식물 재료 분말의 혼합물이 끈적거리게 되거나 아니면 제조 과정에서 취급하기 어려울 수 있기 때문에 유리할 수 있다.
본 발명의 카트리지에 포함된 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함하는 제1 부분에 인접한 제2 부분을 포함한다. 제2 부분은 에어로졸 형성제를 포함하는 겔을 포함한다.
겔은 임의의 적합한 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는 사용 시, 조밀하고도 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 카트리지를 가열하도록 구성된 에어로졸 발생 장치와 함께 카트리지를 사용할 때 겔의 작동 온도에서 열적 열화(degradation)에 실질적으로 내성을 갖는 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물일 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제는 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세롤과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함한다. 특히 바람직한 에어로졸 형성제는 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올과 같은 다가 알코올 또는 이들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세롤이다. 특히 바람직한 구현예에서, 겔은 에어로졸 형성제로서 글리세롤만을 포함한다.
겔은 임의의 적합한 양의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 겔은 약 50 중량% 내지 약 95 중량%의 에어로졸 형성제를 포함한다. 예를 들어, 겔은 약 50 중량% 내지 약 95 중량%, 예컨대 약 65 중량% 내지 약 70 중량%의 양으로 글리세롤을 포함할 수 있다.
겔은 임의의 적합한 양의 물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 겔은 겔의 약 40 중량% 미만, 예컨대 겔의 약 30 중량% 미만인 물의 양을 포함한다. 일부 구현예에서, 겔은 0 중량% 내지 약 5 중량%의 물을 포함한다. 일부 구현예에서, 겔은 약 20% 내지 약 40%의 물을 포함한다.
바람직하게는, 겔 내의 물과 에어로졸 형성제의 조합된 중량은 약 90 중량% 내지 약 98 중량%의 범위에 있다.
겔은 겔화제를 포함한다. 겔화제는 에어로졸 형성제가 분산될 수 있는 고체 매체를 형성할 수 있다.
겔은 임의의 적합한 겔화제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 겔화제는 하나 이상의 생체고분자, 예컨대 2개 또는 3개의 생체고분자를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 겔이 하나 이상의 생체고분자를 포함하는 경우, 생체고분자는 실질적으로 동일한 중량으로 존재한다. 생체 고분자는 다당류로 형성될 수 있다. 겔화제로서 적합한 생체 고분자는, 예를 들어 젤란 검(천연, 저 아실 젤란 검, 바람직하게는 저 아실 젤란 검을 갖는 고 아실 젤란 검), 잔탄 검, 알지네이트(알긴산), 아가(agar), 구아 검 등을 포함한다. 바람직하게는, 겔은 아가를 포함한다.
겔은 임의의 적합한 양의 겔화제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 겔은 겔의 약 0.5 중량% 내지 약 7 중량% 범위의 겔화제를 포함한다. 바람직하게는, 겔은 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 예컨대 약 1.5 중량% 내지 약 2.5 중량% 범위의 겔화제를 포함한다.
일부 바람직한 구현예에서, 겔은 약 0.5 중량% 내지 약 7 중량%의 범위, 또는 약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 범위, 또는 약 2 중량%의 아가를 포함한다.
일부 바람직한 구현예에서, 겔은 약 2 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 4 중량%의 범위, 또는 약 3 중량%의 잔탄 검을 포함한다.
일부 바람직한 구현예에서, 겔은 잔탄 검, 젤란 검, 및 아가를 포함한다. 겔은 잔탄 검, 저 아실 젤란 검, 및 아가를 포함할 수 있다. 겔은 실질적으로 동일한 중량으로 잔탄 검, 젤란 검, 및 아가를 포함할 수 있다. 겔은 실질적으로 동일한 중량으로 잔탄 검, 저 아실 젤란 검, 및 아가를 포함할 수 있다. 겔은 약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 범위(크산탄 검, 저 아실 겔란 검, 및 겔 중 아가의 총 중량에 대해) 또는 약 1 중량% 내지 약 4 중량%의 범위, 또는 약 2 중량%의 잔탄 검, 저 아실 젤란 검, 및 아가를 포함할 수 있다. 겔은 약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 범위, 또는 약 2 중량%의 잔탄 검, 저 아실 젤란 검, 및 아가를 포함할 수 있으며, 여기서 잔탄 검, 겔란 검, 및 한천은 실질적으로 동일한 중량이다.
겔은 2가 양이온을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 2가 양이온은 용액 속의 젖산 칼슘과 같은 칼슘 이온을 포함한다. (칼슘 이온과 같은) 2가 양이온은 생체 고분자(다당류), 예컨대 젤란 검(천연, 저 아실 젤란 검, 고 아실 젤란 검), 잔탄 검, 알지네이트(알긴산), 아가, 구아 검 등을 포함하는 조성물의 겔 형성을 보조할 수 있다. 이온 효과는 겔 형성을 보조할 수 있다. 2가 양이온은 약 0.1 내지 약 1중량%의 범위, 또는 약 0.5중량%로 겔 조성물 중에 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 겔은 2가 양이온을 포함하지 않는다.
겔은 카르복실산을 포함할 수 있다. 카르복실산은 케톤기를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 카르복실산은 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 케톤 기를 포함한다. 바람직하게는, 이러한 카르복실산은 5개의 탄소 원자(예컨대, 레불린산)를 갖는다. 레불린산이 첨가되어 겔의 pH를 중화시킬 수 있다. 이는 또한, 젤란 검(저 아실 젤란 검, 고 아실 젤란 검), 잔탄 검, 특히 알지네이트(알긴산), 아가, 구아 검 등과 같은 생체 고분자(다당류)를 포함하는 겔 형성을 보조할 수 있다. 레볼린산은 또한, 겔 제형의 감각 프로파일을 향상시킬 수 있다. 일부 구현예에서, 겔은 카르복실산을 포함하지 않는다.
겔은 니코틴, 담배 추출물, 예를 들어 액체 담배 추출물, 향미제, 및 이들의 조합을 선택적으로 포함할 수 있다.
겔은 임의의 적합한 양의 니코틴을 포함할 수 있다. 용어 "니코틴"은 프리 베이스(free-base) 니코틴, 니코틴 염 등과 같은 니코틴 및 니코틴 유도체를 지칭한다. 예를 들어, 겔은 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 예컨대 약 1.5 중량% 내지 약 2.5 중량%의 니코틴을 포함할 수 있다. 제1 부분 내의 담배가 니코틴을 포함할 수 있기 때문에, 일부 구현예에서, 겔은 니코틴을 포함하지 않을 수 있다.
겔은 하나 이상의 감각 증강제를 포함할 수 있다. 임의의 적합한 감각 증강제가 겔에 포함될 수 있다. 적합한 감각 증강제는 향미제 및 감각제를 포함한다. 적합한 향미제는 향료 제형 또는 향기(fragrance) 조성물의 제제에 통상적으로 사용되는 방향족 분자 또는 향기 분자를 포함한다. 바람직하게는, 향미제는 방향족, 테르펜 또는 세스퀴테르펜 탄화수소이다. 향미제는 방향족 또는 비-방향족일 수 있는 정유, 알코올, 알데히드, 페놀 분자, 이의 다양한 형태의 카르복실산, 방향족 아세탈 및 에테르, 질소 함유 헤테로사이클, 케톤, 설파이드, 디설파이드 및 메르캅탄일 수 있다. 향미제의 예로는 천연 또는 합성 아로마 또는 향기를 포함한다. 적합한 감각제는 청량제, 냉각제 또는 고온 효과제를 포함하며, 이들 각각은 신선한 효과 또는 냉각 효과 또는 고온 효과를 각각 제공한다. 적합한 청량제는, 멘틸 숙시네이트 및 이의 유도체일 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 적합한 고온 효과제는, 바닐릴 에틸 에테르일 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
겔에 포함될 수 있는 적합한 감각 증강제의 다른 예는 2-3 디메틸 피라진, 에틸 부티레이트, 에틸 말톨, 에틸 프로피오네이트, 퓨라네올, 이소 부틸알데히드, 이소발레르산, 말톨, 벤즈알데히드, 디메틸 설파이드, 2 메틸 부티르산, 이소발레르알데히드, 페네틸 알코올, 페닐 아세트산, 헬리오트로핀, 발레르산, 발레르알데히드, 부틸 알코올, 부틸산, 벤질 알코올, 에틸 아세테이트, 이소부틸 알코올, 이소부티르산, 시클로텐, 커피 디온, 아세토인, 소르비톨, 에틸 락테이트, 구연산, 알파 이오논, 락틱산, 및 피루브산을 포함한다.
일부 구현예에서, 감각 증강제는 담배 향미, 멘톨, 윈터그린, 박하, 허브 향미, 과일 향미, 너트 향미, 주류 향미, 및 이의 조합 중 하나 이상을 포함한다.
겔은 감각 증강제로서 하나 이상의 담배 추출물을 포함할 수 있다. 담배 추출물은 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재의 담배 향미를 향상시킨다. 에어로졸 형성 기재의 제1 부분 내의 담배가 바람직하게 연소되지 않기 때문에, 본 발명의 에어로졸 형성 기재에 의해 생성된 향미 프로파일은 궐련과 같은, 사용 동안에 연소되는 담배를 포함하는 흡연 물품과 상이할 수 있다. 따라서, 겔에 하나 이상의 담배 추출물을 첨가하는 것은 본 발명의 카트리지 내의 에어로졸 형성 기재의 감각 프로파일을 유리하게 변경할 수 있다.
겔은 임의의 적합한 양의 하나 이상의 감각 증강제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 겔은 약 0.01 중량% 내지 약 15 중량%, 예컨대 약 1 중량% 내지 약 12 중량%, 약 2 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 8 중량%의 양으로 하나 이상의 감각 증강제를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 겔은 감각 증강제를 포함하지 않는다.
겔은 유일한 재료일 수 있거나, 본 발명의 카트리지 내의 에어로졸 형성 기재의 제2 부분에 대부분의 재료를 포함할 수 있다.
담배를 포함한 제1 부분 및 겔을 포함하는 인접한 제2 부분은 임의의 적합한 배열로 카트리지의 하우징 내에 배열될 수 있다. 제1 및 제2 부분의 재료는, 바람직하게는 서로 접촉한다. 바람직하게는, 제1 부분의 담배는 제2 부분의 겔과 접촉한다. 일부 바람직한 구현예에서, 제1 부분은 담배 분말로 구성되거나 이로 필수적으로 구성되거나, 담배 분말은 제1 부분의 대부분을 포함하고; 제2 부분은 겔로 구성되거나 이로 필수적으로 구성되고; 겔은 담배 분말과 접촉한다.
일부 구현예에서, 제1 및 제2 부분은 하우징의 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 배열될 수 있거나 하우징의 길이방향 축에 실질적으로 수직으로 배열될 수 있다.
하우징이 개방 단부 및 폐쇄 단부를 포함하는 경우, 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재는 하우징의 폐쇄 단부에 근접하게 배치될 수 있다. 제1 부분은 제2 부분보다 폐쇄 단부에 더 가깝게 배치될 수 있거나, 제2 부분은 제1 부분보다 폐쇄 단부에 더 가깝게 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 부분 및 제2 부분은 폐쇄 단부로부터 개방 단부를 향해 각각 연장된다.
일부 구현예에서, 제1 부분은 제2 부분의 적어도 일부분을 둘러싸거나, 제2 부분은 제1 부분의 적어도 일부분을 둘러싼다. 예를 들어, 제1 부분은 제2 부분이 배치되는 내부 개구를 포함할 수 있거나, 제2 부분은 제1 부분이 배치되는 내부 개구를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 복수의 제1 부분, 복수의 제2 부분, 또는 복수의 제1 및 제2 부분을 포함한다. 제1 및 제2 부분은 교대될 수 있다. 교대하는 제1 및 제2 부분은 서로 위에 적층될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 교대 부분은 그 부분이 배치되는 카트리지 하우징의 길이방향 축에 수직으로 적층될 수 있다. 제1 및 제2 교대 부분은 그 부분이 배치되는 카트리지의 하우징의 길이방향 축에 평행하게 적층될 수 있다. 제1 및 제2 부분은 이들이 서로 인접하고 하우징의 외부로부터 하우징의 중앙 내부를 향하는 방향으로 교대하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 교대하는 제1 및 제2 부분은 동심으로 적층될 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 2개의 제2 부분 사이에 배치된 제1 부분을 포함한다.
카트리지의 하우징 내에 배치된 에어로졸 형성 기재는 임의의 적합한 양의 겔 및 식물 재료, 특히 담배를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 기재 내의 식물 재료, 특히 담배의 총 중량은 약 10 mg 내지 약 100 mg이다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재 내의 식물 재료, 특히 담배의 총 중량은 약 10 mg 내지 약 50 mg이다. 더 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재 내의 식물 재료, 특히 담배의 총 중량은 약 20 mg 내지 약 40 mg, 예컨대 약 30 mg이다.
이러한 양의 식물 재료, 특히 담배는 현재 이용 가능한 비연소-가열 소모품에 사용되는 담배의 양보다 실질적으로 더 작다.
일부 바람직한 구현예에서, 본 발명의 카트리지는 적합한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용될 때, 필립모리스 인터내셔널의 iQOSTM 에어로졸 발생 장치 시스템에서 사용하기 위해 필립모리스 인터내셔널의 HEETS® 또는 히트스틱® 물품으로 생성된 것과 유사한 퍼프의 수를 전달한다. 예로서, 본 발명의 카트리지는 바람직하게는, 담배가 소모되기 전에 8 내지 12 퍼프를 전달한다.
카트리지의 하우징 내에 배치된 에어로졸 형성 기재는 임의의 적합한 양의 겔을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 기재 내의 겔의 총 중량은 약 50 mg 내지 약 500 mg이다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재 내의 담배의 총 중량은 약 100 mg 내지 약 400 mg이다. 더 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재 내의 담배의 총 중량은 약 150 mg 내지 약 250 mg, 예컨대 약 200 mg이다.
에어로졸 형성 기재의 제1 및 제2 부분이 하우징 내에 배치되는 실제 방식 및 에어로졸 형성 기재 내의 겔과 담배의 총량에 상관없이, 하우징의 가열이 하나 이상의 제2 부분 내의 겔을 용융시켜 제1 부분 내의 담배와 혼합물을 형성하도록, 부분이 바람직하게 위치된다. 겔이 용융될 때, 에어로졸 형성제는 담배와 혼합될 수 있고, 휘발성 담배 성분을 포함하는 조밀하고 안정한 에어로졸의 형성을 용이하게 할 수 있다.
카트리지는 에어로졸 발생 장치에 수용될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 하우징을 가열하여 겔이 용융되게 하고 에어로졸이 형성되도록 구성된 가열 요소를 포함할 수 있다.
카트리지는 카트리지의 원위 단부를 가열하도록 구성된 가열 요소를 갖는 에어로졸 발생 장치에 의해 수용될 수 있는 마우스 단부 및 원위 단부를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 카트리지의 원위 단부에 근접하게 배치될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지 내의 에어로졸 형성 기재를 가열하여 휘발성 담배 성분을 포함한 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
에어로졸 형성 기재를 함유하는 카트리지 또는 카트리지의 부분들은 단일 사용 카트리지 또는 다회 사용 카트리지일 수 있다. 일부 구현예에서, 카트리지의 일부는 재사용 가능하고, 일부는 단일 사용 후 처리할 수 있다. 예를 들어, 카트리지는 재사용 가능할 수 있는 마우스피스 및 에어로졸 형성 기재를 함유하는 단일 사용 부분을 포함할 수 있다. 재사용 가능한 부분과 단일 사용 부분 둘 모두를 포함하는 구현예에서, 재사용 가능한 부분은 단일 사용 부분으로부터 제거 가능할 수 있다.
카트리지는 하우징을 포함한다. 하우징은 단일 부품 또는 다수의 부품들을 포함할 수 있다. 하우징은 개방 단부 및 폐쇄 단부를 정의할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 폐쇄 단부에 근접하게 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 하우징의 개방 단부는 마우스피스로서 기능을 할 수 있다. 하우징은 개방 단부와 폐쇄 단부 사이에 적어도 하나의 애퍼처를 정의할 수 있다. 적어도 하나의 애퍼처는 적어도 하나의 공기 유입구를 정의하여, 부압이 하우징의 개방 단부에 가해질 때 공기가 애퍼처를 통해 하우징으로 진입한다.
카트리지는 하우징 내에 배치된 유동 제어 장치를 포함할 수 있다. 유동 제어 장치는 근위 단부, 원위 단부, 및 원위 단부와 근위 단부 사이의 내부 기류 통로를 포함할 수 있다. 근위 단부는 원위 단부보다 하우징의 개방 단부에 더 가까울 수 있다. 시일은 유동 제어 장치의 외부와 하우징의 내부 사이에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 시일은 하우징의 개방 단부와 하우징의 애퍼처 사이에 있다. 채널이 유동 제어 장치의 외부의 일부분과 하우징의 내부 사이에 형성될 수 있다. 채널은 애퍼처와 연통할 수 있고 공기를 에어로졸 형성 기재를 향해 유도할 수 있다. 즉, 부압이 하우징의 마우스 단부에 가해질 때, 공기는 애퍼처를 통해 하우징 내로 흡인되고 원위 단부에서 에어로졸 형성 기재를 향해 채널을 따라 흐른 다음, 원위 단부로부터 근위 단부까지 유동 제어 장치의 내부 기류 통로를 통해 흐르고 개방 단부 사용자에서 카트리지 밖으로 흐를 수 있다.
유동 제어 장치의 내부 기류 통로에는 공기 및 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸을 개방 단부를 통해 하우징 밖으로 흡인되게 하는 통로가 제공될 수 있다. 유동 제어 장치의 기류 통로에 의해 제공되는 통로는 통로의 길이를 따라 일정하거나 변하는 기류 단면을 가질 수 있다. 이는 하우징의 폐쇄 단부로부터 하우징의 개방 단부까지 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 흐름을 개선할 수 있다. 즉, 경로의 길이방향 축에 수직인 단면적은 경로의 길이를 따라 달라질 수 있다.
일부 구현예에서, 기류 통로의 기류 단면은 원위 단부로부터 근위 단부까지 실질적으로 일정할 수 있다. 기류 통로는 임의의 적합한 내부 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 기류 통로의 내부 직경은 약 1 mm 내지 약 5 mm, 예컨대 약 2 mm일 수 있다. 기류 통로는 통상적으로 유동 제어 장치의 원위 단부 주위의 하우징 내부의 기류 단면보다 작은 기류 단면을 갖는다. 이와 같이, 유동 제어 장치는 원위 단부에서 기류 통로로 진입하는 공기를 가속시키기 위한 수축된 기류 단면을 제공한다.
일부 구현예에서, 기류 통로의 기류 단면은 원위 단부로부터 근위 단부로 변할 수 있다. 예를 들어, 기류 통로의 원위 단부에서 기류 단면은 기류 통로의 근위 단부에서 기류 단면보다 클 수 있다. 기류 통로의 기류 단면이 근위 단부에서보다 원위 단부에서 더 큰 경우, 근위 단부에서 기류 통로의 직경은 약 0.5 mm 내지 약 3 mm, 예컨대 약 1 mm일 수 있고, 원위 단부에서의 기류 통로의 직경은 약 1 mm 내지 약 5 mm, 예컨대 약 2 mm일 수 있다.
유동 제어 장치는 임의의 적합한 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 유동 제어 장치는 약 3 mm 내지 약 50 mm, 예컨대 약 4 mm 내지 약 30 mm, 예컨대 약 25 mm의 길이를 가질 수 있다.
유동 제어 장치의 내부 기류 통로는 원위 단부로부터 근위 단부로의 기류 통로를 통한 공기의 흐름을 제어하도록 적응된 원위 단부와 근위 단부 사이에 배열되는 하나 이상의 부분을 가질 수 있다.
유동 제어 장치의 기류 통로는 근위 단부와 원위 단부 사이에 제1 부분을 포함할 수 있으며, 근위 단부와 원위 단부는 공기가 유동 제어 장치의 원위 단부로부터 근위 단부를 향해 흐름에 따라 공기를 가속하도록 구성된다. 기류 통로의 제1 부분은 공기가 기류 통로의 원위 단부로부터 근위 단부를 향해 기류 통로를 통해 흐름에 따라 공기를 가속할 수 있도록 임의의 적합한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 기류 통로의 제1 부분은 수축된 기류 단면을 정의하는 가이드부를 포함할 수 있으며, 이는 공기가 원위 단부로부터 근위 단부를 향해 실질적으로 축 방향으로 가속되도록 한다.
일부 구현예에서, 기류 통로의 제1 부분의 기류 단면은 유동 제어 장치의 원위 단부에 더 가까운 위치로부터 유동 제어 장치의 근위 단부에 더 가까운 위치로 수축되어 공기가 원위 단부로부터 근위 단부를 향해 흐름에 따라 공기를 가속할 수 있게 한다. 즉, 제1 부분의 기류 단면은 제1 부분의 원위 단부로부터 제1 부분의 근위 단부로 수축될 수 있다. 바람직하게는, 기류 통로의 제1 부분의 원위 단부(유동 제어 장치의 원위 단부에 더 가까운 위치)는 제1 부분의 근위 단부(유동 제어 장치의 근위 단부에 더 가까운 위치)보다 더 큰 내경을 갖는다.
일부 구현예에서, 기류 통로의 제1 부분의 기류 단면은 제1 부분의 원위 단부로부터 제1 부분의 근위 단부까지 실질적으로 일정할 수 있다. 이러한 구현예에서, 기류 통로의 제1 부분의 실질적으로 일정한 기류 단면은 기류 통로의 원위 단부에서 기류 단면보다 더 작을 수 있다.
본 개시의 목적을 위해, “직경” 또는 “폭”은 카트리지의 최대 가로방향 치수 또는 카트리지의 부분 또는 일부분이다. 예로서, “직경”은 원형 횡단면을 갖는 물체의 직경이거나 직사각형 횡단면을 갖는 물체의 대각선 길이이다.
본 개시의 목적을 위해, 제1 위치로부터 제2 위치로 “수축된” 기류 단면은 기류 단면이 제1 위치로부터 제2 위치까지 직경을 감소시킨다는 것을 의미한다.
기류 통로의 제1 부분의 기류 단면이 원위 단부로부터 근위 단부로 수축되는 경우, 기류 단면의 수축은 통상적으로 제1 부분의 원위 단부로부터 제1 부분의 근위 단부로의 기류 통로의 직경의 감소를 포함한다. 원위 단부로부터 근위 단부로의 기류 단면의 수축은 연속적일 수 있다. 예를 들어, 기류 통로의 직경의 감소는 제1 부분의 원위 단부로부터 근위 단부까지 선형일 수 있다. 수축은 균일하거나 불균일할 수 있다. 예를 들어, 기류 단면의 수축율은 원위 단부로부터 제1 부분의 근위 단부까지 증가할 수 있다. 기류 단면의 수축은 단차형(stepped)일 수 있다. 즉, 기류 단면은 원위 단부로부터 근위 단부까지 개별 증분이나 단계들을 제약할 수 있다. 일부 구현예에서, 수축은 제1 부분의 원위 단부로부터 근위 단부까지 기류 통로의 원주 주위에서 선형이고 균일하다.
기류 통로의 제1 부분(공기 가속부)은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 기류 통로의 제1 부분(공기 가속부)을 정의하는 유동 제어 장치의 내부 표면은 절두 원추형 형상을 가질 수 있다.
기류 통로의 제1 부분의 근위 단부는 임의의 적합한 내부 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 기류 통로의 제1 부분의 근위 단부에 대한 내부 직경은 약 0.5 mm 내지 약 3 mm, 예컨대 약 1 mm일 수 있다.
기류 통로의 제1 부분의 원위 단부는 임의의 적합한 내부 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 기류 통로의 제1 부분의 원위 단부의 내부 직경은 약 1 mm 내지 약 5 mm, 예컨대 약 2 mm일 수 있다.
기류 통로의 제1 부분의 근위 단부의 직경 대 기류 통로의 제1 부분의 원위 단부의 직경의 비는 임의의 적합한 비율일 수 있다. 예를 들어, 비는 약 1:4 내지 약 3:4, 또는 약 2:5 내지 약 3:5일 수 있거나, 또는 약 1:2일 수 있다.
기류 통로의 제1 부분은 임의의 적합한 길이를 가질 수 있다. 즉, 기류 통로의 제1 부분의 근위 단부와 원위 단부 사이의 거리는 임의의 적합한 거리일 수 있다. 예를 들어, 기류 통로의 제1 부분의 길이는 약 3 mm 내지 약 15 mm, 예컨대 약 4 mm 내지 약 7 mm, 또는 약 5.5 mm일 수 있다.
유동 제어 장치의 내부 기류 통로는 제1 부분보다 유동 제어 장치의 근위 단부에 더 가까운 제2 부분을 선택적으로 포함할 수 있다. 즉, 제2 부분은 제1 부분의 하류에 배열될 수 있다. 기류 통로의 제2 부분은 유동 제어 장치의 원위 단부로부터 근위 단부를 향해 흐르는 공기를 감속하도록 구성될 수 있다. 기류 통로의 제2 부분의 기류 단면은 유동 제어 장치의 원위 단부에 더 가까운 위치로부터 유동 제어 장치의 근위 단부에 더 가까운 위치로 팽창하여, 공기가 원위 단부로부터 근위 단부를 향해 흐름에 따라 공기가 감속되게 할 수 있다. 즉, 기류 통로의 제2 부분은 원위 단부와 근위 단부를 포함할 수 있고, 제2 부분의 기류 단면은 원위 단부로부터 근위 단부로 팽창할 수 있다. 따라서, 근위 단부에 더 가까운 위치는 원위 단부에 더 가까운 직경보다 더 큰 내경을 가질 수 있다.
본 개시의 목적을 위해, 제1 위치로부터 제2 위치로 “팽창”되는 기류 단면은 기류 단면이 제1 위치로부터 제2 위치까지 직경이 증가한다는 것을 의미한다.
기류 통로의 제2 부분의 원위 단부로부터 기류 통로의 근위 단부로 기류 단면의 팽창은 연속적일 수 있다. 팽창은 균일하거나 불균일할 수 있다. 예를 들어, 팽창은 단차형일 수 있다. 예를 들어, 팽창은 선형일 수 있다. 예를 들어, 기류 단면의 팽창율은 제1 부분의 원위 단부로부터 근위 단부까지 증가할 수 있다. 일부 구현예에서, 팽창은 원위 단부에 더 가까운 위치로부터 근위 단부에 더 가까운 위치까지 연속적이고 균일하다.
기류 통로의 제2 부분(공기 감속부)은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 기류 통로의 제2 부분(공기 감속부)을 정의하는 유동 제어 장치의 내부 표면은 절두 원추형 형상을 가질 수 있다.
기류 통로의 제2 부분의 근위 단부는 임의의 적합한 내부 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 근위 단부의 내부 직경은 약 2 mm 내지 약 6 mm, 예컨대 약 3 mm 내지 약 5.5 mm, 예컨대 약 5 mm일 수 있다.
기류 통로의 제2 부분의 원위 단부는 임의의 적합한 내부 직경을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 부분의 원위 단부는 제1 부분의 원위 단부와 동일한 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 부분의 원위 단부의 내부 직경은 약 0.5 mm 내지 약 3 mm, 예컨대 약 1 mm일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 부분의 원위 단부는 제1 부분의 근위 단부와 상이한 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 원위 단부의 내부 직경은 약 1 mm 내지 약 6 mm, 예컨대 약 2 mm 내지 약 5 mm, 예컨대 약 4.2 mm일 수 있다.
기류 통로의 제2 부분은, 존재하는 경우, 임의의 적합한 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 기류 통로의 제2 부분은 약 0.2 mm 내지 약 20 mm, 예컨대 약 1 mm 내지 약 10 mm, 예컨대 약 3 mm 내지 약 7 mm, 예컨대 약 4.5 mm의 길이를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유동 제어 장치의 내부 기류 통로는 제1 부분보다 유동 제어 장치의 원위 단부에 더 가까운 제3 부분을 선택적으로 포함할 수 있다. 즉, 제3 부분은 제1 부분의 상류에 배열될 수 있다.
제3 부분은 제1 및 선택적인 제2 부분에 대해 그의 길이를 따라 실질적으로 일정한 내부 직경을 갖는 챔버를 포함할 수 있다. 제3 부분은 공기 가속부에 도달하기 전에 공기, 증기 및 에어로졸의 냉각을 가능하게 하는 챔버를 제공할 수 있다. 제3 부분은 또한, 유동 제어 장치의 흡인 저항(RTD)의 추가 제어를 제공할 수 있다.
제3 부분은 약 2 mm 내지 약 6 mm, 예컨대 약 5 mm 또는 특히 약 4.8 mm 또는 약 5.1 mm의 실질적으로 일정한 내경을 가질 수 있다. 제3 부분은 유동 제어 장치의 원위 단부에 더 가까운 원위 단부 및 유동 제어 장치의 근위 단부에 더 가까운 근위 단부를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 제3 부분은 원위 단부로부터 근위 단부로 약간 테이퍼링될 수 있다. 예를 들어, 제3 부분의 원위 단부에서의 내부 직경은 약 5.1 mm일 수 있고, 제3 부분의 근위 단부에서의 원위 부분은 약 4.8 mm일 수 있다. 원위 단부로부터 근위 단부까지의 내부 직경에 대한 약간의 테이퍼는 유동 제어 장치의 제조를 용이하게 할 수 있다.
기류 통로의 제3 부분은 임의의 적합한 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 기류 통로의 제3 부분은 약 1 mm 내지 약 50 mm, 예컨대 약 5 mm 내지 약 30 mm, 또는 약 15 mm의 길이를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유동 제어 장치의 기류 통로는 제1 부분에 의해서만 정의된다. 일부 구현예에서, 유동 제어 장치의 기류 통로는 제1 부분 및 제1 부분 보다 유동 제어 장치의 근위 단부에 더 가까운 제2 부분(즉, 제1 부분의 하류)을 포함한다. 일부 구현예에서, 유동 제어 장치의 기류 통로는 제1 부분, 제1 부분보다 유동 제어 장치의 근위 단부에 더 가까운 제2 부분(즉, 제1 부분의 하류) 및 제1 부분보다 유동 제어 장치의 원위 단부에 더 가까운 제3 부분(즉, 제1 부분의 상류)을 포함한다.
카트리지는 유동 제어 장치의 외부와 하우징의 내부 사이에 시일을 포함할 수 있다. 하우징 및 유동 제어 장치, 또는 하우징의 부분이 동일한 부분으로 형성되는 경우, 시일은 구성요소를 단일 부분으로 통합함으로써 형성될 수 있다. 하우징 및 유동 제어 장치가 별도의 부품으로 형성되는 경우, 시일은 예를 들어 하우징 내의 유동 제어 장치의 억지 끼워 맞춤에 의해 형성될 수 있다. 특히, 시일은 유동 제어 장치의 외부의 근위 부분과 하우징의 내부 사이에서 억지 끼워 맞춤에 의해 형성될 수 있다. 하우징과 유동 제어 장치 사이의 O-링과 같은 개스킷이 시일을 형성하거나 시일을 형성하는 데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. 시일은 하우징의 개방 단부와 적어도 하나의 애퍼처 사이에 위치된다.
일부 구현예에서, 유동 제어 장치는 하우징에 제거 가능하게 고정된다. 예를 들어, 유동 제어 장치는 억지 끼워 맞춤, 나사 맞물림 등에 의해 하우징 내에 수용될 수 있어서, 유동 제어 장치는 하우징 또는 유동 제어 장치를 손상시키지 않고 하우징으로부터 단단히 삽입되고 제거될 수 있다. 하우징 내에 유동 제어 장치의 확실한 삽입은 유동 제어 장치와 하우징 사이에 시일을 생성할 수 있다.
카트리지는 하우징의 애퍼처와 연통하는 적어도 하나의 채널을 포함한다. 채널은 적어도 부분적으로 하우징에 의해 형성된다. 채널은 애퍼처로부터 에어로졸 형성 기재를 향해 공기를 유도한다. 일부 구현예에서, 채널은 유동 제어 장치의 외부 표면과 하우징의 내부 표면 사이에 형성된다.
카트리지는 하나 이상의 채널을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 카트리지는 유동 제어 장치의 외부 표면과 하우징의 내부 표면 사이에 약 2 내지 약 20개의 채널을 포함한다. 예를 들어, 카트리지는 약 5개 내지 약 15개의 채널, 예컨대 약 10개 내지 12개의 채널을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 각각의 채널은 하우징을 통해 적어도 하나의 애퍼처와 연통한다. 그러나, 카트리지는 애퍼처와 직접 연통하지 않는 하나 이상의 채널을 포함할 수 있다.
애퍼처는 하우징의 임의의 적합한 위치에 위치될 수 있다. 일부 구현예에서, 하우징은 하나 이상의 애퍼처를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징은 약 2개 내지 약 20개의 애퍼처를 포함할 수 있다. 애퍼처의 개수는 채널의 개수와 같을 수 있다. 애퍼처의 개수가 채널의 개수와 같으면, 각 애퍼처는 별도의 채널에 대응할 수 있다. 하우징이 하나 이상의 애퍼처를 포함하는 경우, 애퍼처는 임의의 적합한 방식으로 배열될 수 있다. 바람직하게는, 애퍼처는 하우징 주위에 원주방향으로 배치된다. 애퍼처는 하우징 주위에 원주방향으로 배치될 수 있고, 하우징의 폐쇄 단부로부터 동일한 거리만큼 이격될 수 있다.
채널은 측벽을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 측벽은 채널의 길이로 연장된다.
일부 구현예에서, 측벽은 유동 제어 장치의 외부와 하우징의 내부 사이에서 연장된다. 측벽은 유동 제어 장치의 외부, 하우징의 내부, 또는 유동 제어 장치의 외부 및 하우징의 내부로부터 연장될 수 있다. 측벽은 유동 제어 장치의 외부 또는 하우징의 내부의 것과 동일한 부품으로부터 형성된 것일 수 있다.
채널은 임의의 적합한 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 채널은 하우징의 내부 주위로 완전히 연장될 수 있다. 채널은 예컨대, 하우징의 주위로 약 90% 미만, 하우징 주위로 약 70% 미만, 또는 하우징 주위로 약 50% 미만으로 하우징 주위로 완전히 연장될 수 있다. 일부 구현예에서, 채널은 하우징 주위로 적어도 약 2%, 예컨대 하우징의 내부 표면 주위로 적어도 약 5%로 연장된다.
채널은 하우징의 폐쇄 단부로부터 이격되어 있는 원위 단부를 가질 수 있다. 채널의 원위 단부는 유동 제어 장치의 원위 단부에 있을 수 있다. 채널의 원위 단부는 하우징의 폐쇄 단부로부터 임의의 적합한 거리일 수 있다. 예를 들어, 채널의 원위 단부는 하우징의 폐쇄 단부로부터 약 2 mm 내지 약 20 mm, 예컨대 하우징의 폐쇄 단부로부터 약 7 mm 내지 약 17 mm, 또는 하우징의 폐쇄 단부로부터 약 15 mm일 수 있다.
채널이 측벽을 갖는 경우, 채널은 측벽 사이의 거리에 의해 정의되는 폭을 가질 수 있다. 채널은 임의의 적합한 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 채널의 폭은 약 0.5 내지 약 2 mm, 예컨대 약 0.75 mm 내지 약 1.5 mm, 예컨대 약 1.5 mm로 다양할 수 있다.
채널은 하우징의 내부 표면으로부터 유동 제어 장치의 외부 표면까지 정의되는 깊이를 가질 수 있다. 채널은 임의의 적합한 깊이를 가질 수 있다. 채널의 깊이는 채널의 길이를 따라 일정할 수 있다. 채널의 깊이는 채널의 길이를 따라 달라질 수 있다. 일부 구현예에서, 채널의 깊이는 애퍼처에 근접한 위치로부터 하우징의 폐쇄 단부에 가장 가까운 채널의 단부인 채널의 원위 단부까지 증가한다. 예를 들어, 채널을 정의하는 유동 제어 장치의 외부 표면은 애퍼처에 근접한 위치로부터 채널의 원위 단부로 내향으로 테이퍼링될 수 있다. 이는 유동 제어 장치 및 하우징 중 적어도 하나의 제조를 용이하게 할 수 있다.
채널의 깊이가 채널의 길이를 따라 일정하거나 변화되는지 여부에 관계없이, 채널은 약 0.3 mm 내지 약 1.5 mm, 예컨대 약 0.5 mm 내지 약 1 mm, 또는 약 0.75 mm의 깊이를 가질 수 있다.
유동 제어 장치의 원위 단부는 하우징의 폐쇄 단부로부터 적합한 거리에 위치되어서, 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸이 애퍼처로 진입하는 공기에 비말동반될 수 있고, 채널을 통해 그리고 유동 제어 장치의 내부 통로를 통해 사용자가 카트리지를 흡인할 때 흡입하기 위한 사용자에게 흐르게 할 수 있다. 바람직하게는, 카트리지를 통해 흐르는 공기의 적어도 5%는 에어로졸 형성 기재와 접촉한다. 더 바람직하게는, 카트리지를 통해 흐르는 공기의 적어도 25%는 에어로졸 형성 기재와 접촉한다.
일부 구현예에서, 유동 제어 장치의 원위 단부는 약 2 mm 내지 약 20 mm, 예컨대 약 7 mm 내지 약 17 mm, 또는 약 15 mm의 거리만큼 하우징의 폐쇄 단부로부터 위치된다.
카트리지는 임의의 적합한 전체 치수 및 형상을 가질 수 있다. 카트리지는 Philip Morris International의 iQOS™ 에어로졸 발생 장치 시스템에 사용하기 위해, Philip Morris International의 HEETS® 또는 Heatstick® 물품들과 유사한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 카트리지는 일반적으로 원통형이다. 카트리지는, 예를 들어 약 5 mm 내지 약 15 mm, 예컨대 약 5 mm 내지 약 10 mm, 또는 약 7 mm 내지 약 8 mm의 외부 직경을 가질 수 있다. 카트리지는, 예를 들어, 약 10 mm 내지 약 60 mm, 예컨대, 약 50 mm 내지 약 15 mm, 예컨대, 약 20 mm 또는 약 45 mm의 길이를 가질 수 있다.
카트리지는 임의의 적합한 흡인 저항(RTD)을 가질 수 있고, 채널의 길이 및 치수, 애퍼처의 크기, 내부 통로의 가장 수축된 단면의 치수 등에 따라 가변될 수 있다. 많은 구현예에서, 카트리지의 RTD는 약 50 내지 약 140 mm H2O, 약 60 내지 약 120 mm H2O, 또는 약 90 mm H2O이다. 카트리지의 RTD는, 체적 유량(volumetric flow)이 마우스 단부에서 초당 17.5 mm인 정상 조건(steady conditions) 하에서 기류에 의해 가로지를 때, 하나 이상의 애퍼처와 카트리지의 마우스 단부 간의 정압차(static pressure difference)를 지칭한다. 시료의 RTD는 ISO 표준 6565:2002에 기재된 방법으로 적절하게 적응된 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
카트리지는 임의의 적합한 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 유동 제어 장치는 플라스틱 재료, 금속 재료, 셀룰로스 재료, 예컨대 셀룰로스 아세테이트, 종이, 판지 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징, 또는 하우징의 일부분은 금속 재료, 플라스틱 재료, 판지, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 하우징이 판지에 의해 형성될 때, 애퍼처는 레이저 절단에 의해 판지 내에 형성될 수 있다. 하우징의 폐쇄 단부가 판지에 의해 형성된 것일 때, 단부는 판지를 접고, 단부 캡을 판지 튜브 상에 배치하고, 판지를 집어서 접는 등에 의해 폐쇄될 수 있다.
일부 구현예에서, 카트리지는 마우스피스를 포함한다. 마우스피스는 유동 제어 장치, 또는 그의 일부를 포함할 수 있고, 카트리지의 하우징의 적어도 근위 부분을 형성할 수 있다. 마우스피스는 임의의 적합한 방식으로, 예컨대 억지 끼워 맞춤, 나사 맞물림 등을 통해 하우징 또는 하우징의 원위 부분과 연결될 수 있다.
에어로졸 발생 기재는 카트리지의 최종 조립 전에 폐쇄 단부에 근접하게 하우징 내에 배치될 수 있다. 유동 제어 장치, 또는 유동 제어 장치를 함유할 수 있는 하우징의 근위 부분을 포함하는 부분은 하우징 또는 폐쇄 단부를 포함하는 하우징의 일부에 연결될 수 있다.
일단 완전히 조립되면, 카트리지는 사용자가 카트리지의 마우스 단부를 흡인할 때 공기가 흐르는 기류 경로를 정의한다. 사용자가 카트리지의 마우스 단부를 흡인할 때, 공기는 하우징 내의 애퍼처를 통해 카트리지로 진입할 수 있으며, 그 다음 채널을 통해 에어로졸 형성 기재의 가열에 의해 발생된 에어로졸을 비말동반할 수 있는 하우징의 폐쇄 단부를 향해 흐를 수 있다. 비말동반된 에어로졸을 갖는 공기는 그 후 유동 제어 장치의 내부 통로를 통해 그리고 하우징의 개방 마우스 단부를 통해 흐를 수 있다.
카트리지는 에어로졸 발생 장치에 의해 수용되도록 구성되어서, 장치의 가열 요소가 카트리지의 하우징, 예컨대 카트리지의 하우징의 폐쇄 단부를 가열할 수 있고, 따라서 하우징 내에 배치되는 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있다.
카트리지는 카트리지를 수용하기 위한 리셉터클 및 카트리지가 에어로졸 발생 장치에 의해 수용될 때 카트리지의 원위 단부와 같은 카트리지의 적어도 일부분을 가열하도록 구성되고 위치되는 가열 요소를 포함하는 임의의 적합한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 형상과 크기를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 가열 요소에 작동 가능하게 결합된 제어 전자기기를 포함한다. 제어 전자기기는 가열 요소의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 전자기기는 장치의 하우징 내부에 있을 수 있다.
제어 전자기기는 임의의 적합한 형태로 제공될 수 있고, 예를 들어 컨트롤러 또는 메모리와 컨트롤러를 포함할 수 있다. 제어부는 주문형 집적 회로(ASIC) 상태 기계, 디지털 신호 프로세서, 게이트 어레이, 마이크로프로세서, 또는 동등한 이산 또는 집적 논리 회로 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어 전자기기는 회로의 하나 이상의 구성요소가 제어 전자기기의 기능 또는 양태를 수행하게 하는 명령을 포함하는 메모리를 포함할 수 있다. 본 개시에서의 제어 전자기기에 기인하는 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 및 하드웨어 중 하나 이상으로 구현될 수 있다.
전자 회로는, 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서일 수 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 전기 회로는 가열 요소에 대한 전력 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전력은 전류 펄스의 형태로 가열 요소에 공급될 수 있다. 제어 전자기기는 가열 요소의 전기 저항을 모니터링하고, 가열 요소의 전기 저항에 따라 가열 요소로의 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 전자기기는 저항성 요소의 온도를 조절할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 가열 요소의 온도를 제어하기 위해 제어 전자기기에 작동 가능하게 결합된 열전대와 같은 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 임의의 적합한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서는 가열 요소와 접촉하거나 근접할 수 있다. 센서는 감지된 온도에 관한 신호를 제어 전자기기에 전송하여 가열 요소의 가열을 조정하여 센서에서 적합한 온도를 달성할 수 있다.
에어로졸 발생 장치가 온도 센서를 포함하는 지의 여부에 관계없이, 장치는 에어로졸을 발생시키는 데 충분한 정도로 카트리지 내에 배치되는 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성될 수 있다.
제어 전자기기는 전력 공급부에 작동 가능하게 결합될 수 있으며, 이는 하우징의 내부에 있을 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 임의의 적합한 전력 공급부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치의 전력 공급부는 배터리 또는 배터리 세트일 수 있다. 배터리 또는 전력 공급 유닛은 재충전 가능할뿐만 아니라 제거 가능하고 교체 가능할 수 있다. 임의의 적합한 배터리가 사용될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 임의의 적합한 가열 요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 가열 요소는 저항성 가열 구성요소, 예컨대 하나 이상의 저항성 와이어 또는 다른 저항성 요소를 포함할 수 있다. 저항성 와이어는 더 넓은 구역에 걸쳐 생성된 열을 분포시키기 위해서 열 전도성 재료와 접촉할 수 있다. 적합한 전도성 재료의 예는 알루미늄, 구리, 아연, 니켈, 은 및 이의 조합을 포함한다. 본 개시의 목적을 위해, 저항성 와이어가 열 전도성 재료와 접촉하면, 저항성 와이어 및 열 전도성 재료 둘 모두는 가열 요소의 일부이다.
가열 요소는 임의의 적합한 방식으로 형성될 수 있다. 가열 요소는 카트리지의 폐쇄 단부를 수용하고 둘러싸도록 구성되는 공동을 포함할 수 있다. 가열 요소는 카트리지의 폐쇄 단부가 장치에 의해 수용될 때 카트리지의 하우징의 측면을 따라 연장되도록 구성되는 세장형 요소를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 장치의 가열 요소는 세장형 가열 요소이고, 어댑터는 가열 요소로부터 카트리지로 열을 전달하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 어댑터는 카트리지를 수용하고 둘러싸도록 구성되는 공동을 포함할 수 있다. 어댑터는 열 전도성 재료로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 어댑터는 알루미늄, 시트 금속 등으로 형성될 수 있다.
일부 구현예에서, 카트리지는 하나 이상의 내부 서브 카트리지를 포함할 수 있으며, 각각의 서브 카트리지는 일반적으로 전술한 바와 같은 유동 제어 장치 및 하우징을 포함할 수 있다. 서브 카트리지는 외부 하우징에 보유될 수 있다. 카트리지는 다수의 서브 카트리지의 유동 제어 장치를 외부 하우징의 단일 개방 단부에 연결하기 위한 매니폴드를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 모든 서브 카트리지는 동일한 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나의 서브 카트리지는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 다른 서브 카트리지는 향미제를 포함하는 조성물을 포함한다.
일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 본원에서 설명된 하나 이상의 카트리지를 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 세장형 가열 요소가 연장되는 수용부를 포함할 수 있다. 하나의 카트리지는 가열 요소의 일 측면 상의 수용부 내에 수용될 수 있고, 다른 카트리지는 가열 요소의 다른 측면 상의 수용부 내에 수용될 수 있다.
본 개시에 기재된 하나 이상의 양태를 도시하는 도면이 이제 참조될 것이다. 그러나, 도면에 도시되지 않은 다른 양태가 본 개시의 범주 및 사상에 포함되어 있음이 이해될 것이다. 도면에서 사용되는 유사한 번호는 유사한 구성요소, 단계 등을 지칭한다. 그러나, 주어진 도면 내의 구성요소를 지칭하는 번호를 사용하는 것이 동일한 번호로 라벨링된 다른 도면 내의 구성요소를 한정하고자 하는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 또한, 상이한 도면에서 구성요소를 지칭하는 상이한 번호를 사용하는 것은 상이한 번호의 구성요소가 다른 번호의 구성요소와 동일하거나 유사할 수 없음을 표시하고자 하는 것이 아니다. 도면은 한정의 목적이 아닌 예시의 목적으로 제시된다. 도면에 제시된 개략도는 반드시 실제 축척대로 도시된 것은 아니다.
도 1a는 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도 및 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 수 있는 카트리지의 개략적인 측면도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도 및 에어로졸 발생 장치 내에 삽입된, 도 1a에 도시된 카트리지의 개략적인 단면도이다.
도 2a는 어댑터 및 어댑터가 삽입될 수 있는 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2b는 도 2b에 도시된 에어로졸 발생 장치 내에 삽입된, 도 2a에 도시된 어댑터의 개략적인 단면도이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 어댑터 및 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도 및 어댑터 내에 삽입된 카트리지의 개략적인 측면도이다.
도 3 내지 도 6은 카트리지의 다양한 구현예의 개략적인 단면도이다.
도 7은 가열 요소에 의해 가열된 카트리지의 개략적인 측 단면도이다.
도 1a는 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도 및 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 수 있는 카트리지의 개략적인 측면도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도 및 에어로졸 발생 장치 내에 삽입된, 도 1a에 도시된 카트리지의 개략적인 단면도이다.
도 2a는 어댑터 및 어댑터가 삽입될 수 있는 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2b는 도 2b에 도시된 에어로졸 발생 장치 내에 삽입된, 도 2a에 도시된 어댑터의 개략적인 단면도이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 어댑터 및 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도 및 어댑터 내에 삽입된 카트리지의 개략적인 측면도이다.
도 3 내지 도 6은 카트리지의 다양한 구현예의 개략적인 단면도이다.
도 7은 가열 요소에 의해 가열된 카트리지의 개략적인 측 단면도이다.
도 1a 및 도 1b는 카트리지(100) 및 에어로졸 발생 장치(200)의 실시예를 도시하고 있다. 카트리지(100)는 마우스 단부(101) 및 폐쇄된 원위 단부(103)를 갖는다. 도 1b에서, 카트리지(100)의 원위 단부(103)는 장치(200)의 수용부(220)에 수용된다. 장치(200)는 용기(100)를 수용하도록 구성되는, 수용부(220)를 정의하는 하우징(210)을 포함한다. 장치(200)는, 바람직하게는 억지 끼워 맞춤에 의해, 카트리지(100)를 수용하도록 구성되는, 공동(235)을 형성하는 가열 요소(230)를 또한 포함한다. 가열 요소(230)는 전기 저항성 가열 성분을 포함할 수 있다. 또한, 장치(200)는 가열 요소(230)의 가열을 제어하기 위해 협력하는 전력 공급부(240) 및 제어 전자기기(250)를 포함한다.
가열 요소(230)는 에어로졸 형성 기재를 함유하는 카트리지(100)의 원위 단부(103)를 가열할 수 있다. 카트리지(100)의 가열은 에어로졸 형성 기재가 에어로졸을 형성하게 하며, 이는 카트리지(100)의 마우스 단부(101)를 통해 흡인될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 에어로졸 발생 장치(200), 카트리지(100), 및 어댑터(300)의 실시예를 도시하고 있다. 에어로졸 발생 장치(200)는 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 수용부(220)를 형성하는 하우징(210)을 포함한다. 장치(200)는 수용부(230) 내로 연장되는 세장형 가열 요소(230)를 포함한다. 가열 요소(230)는 가열 요소(230)를 가열하기 위해 협력하는 제어 전자기기(250) 및 전력 공급부(240)에 작동 가능하게 결합된다. 장치(200)는, 예를 들어 Philip Morris International iQOS® 에어로졸 발생 장치 또는 본 개시에서 설명된 카트리지 이외의 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성될 수 있는 다른 상업적으로 이용 가능한 에어로졸 발생 장치일 수 있다.
어댑터(300)는 장치(200)가 본 개시에 기술된 카트리지(100)와 함께 사용되게 하는 데 사용될 수 있다. 도시된 구현예에서, 어댑터(300)는 가열 요소(230)로부터 카트리지(100)로 열을 전달하기 위한 열 전도성 재료를 포함하는 하우징(310)을 포함한다. 어댑터(300)의 하우징(310)은 카트리지(100)를 수용하기 위한 공동(320) 및 장치(200)의 가열 요소(230)를 수용하기 위한 슬롯(330)을 정의한다. 어댑터(300)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 가열 요소(230)가 슬롯(330) 안에 수용되도록 장치(200)의 수용부(220) 내에 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 가열 요소(230)는 양호한 열 접촉을 만들기 위해 슬롯(330)을 정의하는 하우징(310)과 접촉한다.
카트리지(100)의 원위 단부는 도 2c에 도시된 바와 같이, 어댑터(300)의 공동(320) 내에 삽입될 수 있다. 카트리지(100)가 어댑터(300)의 공동(320) 내에 수용될 때, 장치(200)의 가열 요소(230)는 어댑터(300)의 슬롯(330) 안에 수용되고, 장치(200)의 가열 요소(230)는 어댑터(300)를 통해 카트리지(100)를 가열할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 하나의 예인, 적절한 어댑터를 사용하면, 임의의 적합한 에어로졸 발생 장치가 본 개시의 카트리지를 가열하기 위해 사용될 수 있다.
도 3은 하우징(110) 및 유동 제어 장치(400)를 포함하는 카트리지(100)의 일 구현예를 도시하고 있다. 하우징(110) 및 유동 제어 장치(400)는 단일 부품 또는 다수의 부품들로 형성될 수 있다. 유동 제어 장치(400)는 근위 단부(401), 원위 단부(403) 및 원위 단부(403)로부터 근위 단부(401)까지의 내부 통로(430)를 포함한다. 유동 제어 장치(400)는 제1 부분(410) 및 제2 부분(420)을 갖는다. 제1 부분(410)은 제1 부분(410)의 원위 단부(413)로부터 제1 부분(410)의 근위 단부(411)로 연장되는 통로(430)의 제1 부분을 정의한다. 제2 부분(420)은 제2 부분(420)의 원위 단부(423)로부터 제2 부분(420)의 근위 단부(421)로 연장되는 통로(430)의 제2 부분을 정의한다. 통로(430)의 제1 부분은 부압이 카트리지(100)의 마우스 단부(101)에 가해질 때 통로(430)의 이러한 부분을 통해 공기를 가속시키도록 제1 부분(410)의 원위 단부(413)로부터 근위 단부(411)로 이동하는 수축된 단면을 갖는다. 즉, 통로의 제1 부분의 단면은 원위 단부(413)로부터 근위 단부(411)로 좁아진다. 통로(430)의 제2 부분은 유동 제어 장치(400)의 제2 부분(420)의 원위 단부(423)로부터 근위 단부(421)로의 확장하는 단면을 갖는다. 통로(430)의 제2 부분에서, 기류는 감속할 수 있다.
하우징(110)은 카트리지(100)의 개방 마우스 단부(101) 및 폐쇄된 원위 단부(103)를 정의한다. 에어로졸 형성 기재(500)는 담배 분말을 포함하는 제1 부분(510) 및 에어로졸 형성제를 포함하는 제2 부분(520)을 포함한다. 제2 부분(520)은 가열 시 용융되어 제1 부분(510) 내의 담배 분말과 에어로졸 형성제가 혼합되게 하는 겔을 포함한다. 에어로졸 형성 기재(500)는 하우징(110)의 폐쇄된 원위 단부(103)에 근접하게 배치된다. 가열될 때 에어로졸 형성 기재(500)로부터 발생된 에어로졸은 통로(430)를 통해 운반되기 위해 에어로졸 형성 기재(500) 위에 있는 하우징(110) 내의 헤드스페이스(140)로 진입할 수 있다.
애퍼처(150)가 하우징(110)을 통해 연장된다. 적어도 하나의 애퍼처(150)는 유동 제어 장치(400)의 외부 표면과 하우징(110)의 내부 표면 사이에 형성된 채널(440)과 연통한다. 애퍼처(150)와 마우스 단부(101) 사이의 위치에서 유동 제어 장치(400)와 하우징(110) 사이에 시일이 형성된다.
사용자가 카트리지(100)의 마우스 단부(101)를 흡인할 때, 공기는 애퍼처(150)로 진입하여, 채널(440)을 통해 에어로졸 형성 기재(500) 위에 있는 헤드스페이스(140) 내로 흐르고, 여기서 공기는 에어로졸 형성 기재(500)가 가열될 때 형성된 에어로졸을 비말동반할 수 있다. 그 다음 공기는 기류 통로(430)를 통해 그리고 마우스 단부를 통해 흐를 수 있다. 공기가 통로(430)의 제1 부분을 통해 흐르면서, 기류는 가속된다. 공기가 통로(430)의 제2 부분을 통해 흐르면서, 기류는 감속된다. 기류 통로의 제2 부분(430)은 선택사항이다. 도시된 구현예에서, 하우징은 마우스 단부(101)를 빠져나가기 전에 기류를 감속시키는 역할을 할 수 있는, 유동 제어 장치(400)의 근위 단부(401)와 카트리지(100)의 마우스 단부(101) 사이에 공동(130)을 정의한다.
도 3에서, 에어로졸 형성 기재(500)는 2개의 부분, 즉 담배 분말을 포함하는 제1 부분(510) 및 에어로졸 형성제를 포함하는 제2 부분(520)을 포함한다. 제2 부분(520)은 겔을 포함하고 제1 부분(510)과 접촉한다. 제1 부분(510)은 하우징(110)의 폐쇄된 원위 단부(103)에 더 가깝다. 제1 부분(510) 및 제2 부분(520)은 하우징(110)의 길이방향 축에 수직으로 적층된다.
도 4 내지 도 6은 카트리지의 하우징 내의 에어로졸 형성 기재(500)의 추가 배향을 예시한다. 에어로졸 형성 기재(500) 이외의 카트리지의 구성요소가 도 3 및 도 4 내지 도 6에서 동일하기 때문에, 간결함을 위해 다른 구성요소는 도 4 내지 도 6에서 표시되지 않는다.
도 4에서, 에어로졸 형성 기재(500)는 2개의 부분, 즉 담배 분말을 포함하는 제1 부분(510) 및 에어로졸 형성제를 포함하는 제2 부분(520)을 포함한다. 제2 부분(520)은 겔을 포함하고 제1 부분(510)과 접촉한다. 제2 부분(510)은 하우징(110)의 폐쇄된 원위 단부(103)에 더 가깝다. 제1 부분(510) 및 제2 부분(520)은 하우징(110)의 길이방향 축에 수직으로 적층된다.
도 5에서, 에어로졸 형성 기재(500)는 2개의 부분, 즉 담배 분말을 포함하는 제1 부분(510) 및 에어로졸 형성제를 포함하는 제2 부분(520)을 포함한다. 제2 부분(520)은 겔을 포함하고 제1 부분(510)과 접촉한다. 제2 부분(520)은 내부 개구(525)를 정의한다. 즉, 제2 부분(520)은 환형 형상일 수 있다. 제1 부분(510)은 제2 부분(520)의 내부 개구(525) 내에 배치된다. 제1 부분(510) 및 제2 부분(520)은 하우징(110)의 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 배향된다.
도 6에서, 에어로졸 형성 기재(500)는 3개의 부분, 즉 담배 분말을 포함하는 제1 부분(510) 및 에어로졸 형성제를 포함하는 2개의 제2 부분(520)을 포함한다. 제2 부분(520)은 겔을 포함하고 제1 부분(510)과 접촉한다. 제1 부분(510)은 2개의 제2 부분(520) 사이에 배치된다. 제1 부분(510) 및 제2 부분(520)은 하우징(110)의 길이방향 축에 수직으로 적층된다.
도 7에서, 카트리지(100)의 원위 부분은 하우징의 폐쇄 단부(103)에 열을 인가하도록 구성된 가열 요소(230)와 접촉한다. 가열 요소(230)로부터의 열의 인가 후, 제2 부분의 겔은 용융되어 담배 분말과 혼합물(600)을 형성한다. 충분히 가열될 때, 에어로졸 형성제는 겔 및 담배 분말의 성분으로부터 에어로졸(610)을 생성한다. 부압이 카트리지(100)의 마우스 단부(101)에 가해질 때, 공기는 애퍼처(150)로 진입하고, 유동 제어 장치(400)의 외부와 하우징(110)의 내부 사이에서 채널(440)을 통해 흐르고, 헤드스페이스(140) 내로 흐르고, 에어로졸(610)을 비말동반하고, 이어서 사용자가 흡입하기 위해 유동 제어 장치(400)의 중앙 개구(430)를 통해 흐른다. 혼합물(600)은 도 3 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 바와 같이 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 생성된 혼합물일 수 있다.
본원에서 사용된 모든 과학 기술 용어는 달리 특정되지 않는 한 당분야에서 일반적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본원에서 제공된 정의는 본원에서 빈번하게 사용되는 특정 용어의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태(“a”, “an”, 및 “the”)는, 달리 그 내용이 명확하게 기술되지 않는 한, 복수의 지시 대상을 갖는 구현예를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, “또는”은 달리 그 내용이 명확하게 기술되지 않는 한 일반적으로 “및/또는”을 포함하는 의미로 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, “갖다”, “갖는”, “포함하다(include)”, “포함하는(including)”, “포함하다(comprise)”, “포함하는(comprising)” 등은 개방형의 의미로 사용되며, 일반적으로 “포함하지만, 이에 한정되지 않는” 것을 의미한다. “~로 본질적으로 이루어지는”, “~로 이루어지는” 등은 “포함하는(comprising)”등에 포함되는 것임이 이해될 것이다.
단어 “바람직한” 및 “바람직하게는”는 특정 환경 하에서 특정 이익을 제공할 수 있는 본 발명의 구현예를 지칭한다. 그러나, 다른 구현예가 동일 또는 다른 환경 하에서 바람직할 수 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 구현예의 설명은 다른 구현예가 유용하지 않음을 암시하는 것이 아니며, 청구항을 포함하는 본 개시 내용의 범위로부터 다른 구현예를 배제하도록 의도되지 않는다.
"상단", "하단", "좌측", "우측", "상부", "하부", 및 다른 방향 또는 배향과 같은, 본원에서 언급된 임의의 방향은 명료성과 간결성을 위해 본원에서 설명된 것이지, 실제 장치 또는 시스템을 한정하려는 의도가 아니다. 본원에 설명된 장치 및 시스템은 다수의 방향 및 배향으로 사용될 수 있다.
예시된 구현예는 한정적인 것이 아니다. 전술한 구현예와 일치하는 다른 구현예가 당업자에게 자명할 것이다.
Claims (15)
- 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지로서, 상기 카트리지는,
하우징; 및
상기 하우징 내에 배치된 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 상기 에어로졸 형성 기재는 식물 재료, 특히 담배 분말을 포함하는 제1 부분 및 겔을 포함하는 제2 부분을 포함하고, 상기 담배 분말은 상기 제1 부분의 대부분을 포함하고, 상기 겔은 에어로졸 형성제를 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분에 인접한, 카트리지. - 제1항에 있어서, 상기 하우징은 개방 단부, 폐쇄 단부, 및 상기 폐쇄 단부와 상기 개방 단부 사이의 애퍼처를 정의하고, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 폐쇄 단부에 근접하게 배치되고, 상기 카트리지는,
상기 하우징 내에 배치된 유동 제어 장치를 더 포함하고, 상기 유동 제어 장치는 근위 단부, 원위 단부, 및 상기 원위 단부와 상기 근위 단부 사이의 내부 기류 통로를 포함하고, 상기 근위 단부는 상기 원위 단부보다 상기 하우징의 개방 단부에 더 가까운, 카트리지. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하우징은 개방 단부, 폐쇄 단부, 및 상기 폐쇄 단부와 상기 개방 단부 사이의 애퍼처를 정의하고, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 폐쇄 단부에 근접하게 배치되고, 상기 카트리지는,
상기 유동 제어 장치의 외부와 상기 하우징의 내부 사이에 있는 시일을 더 포함하고, 상기 시일은 상기 하우징의 개방 단부와 상기 하우징의 애퍼처 사이에 있는, 카트리지. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 개방 단부, 폐쇄 단부, 및 상기 폐쇄 단부와 상기 개방 단부 사이의 애퍼처를 정의하고, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 폐쇄 단부에 근접하게 배치되고, 상기 카트리지는,
상기 유동 제어 장치의 외부의 일부분과 상기 하우징의 내부 사이에 있는 채널을 더 포함하며, 상기 채널은 상기 애퍼처와 연통하고 공기를 상기 에어로졸 형성 기재를 향해 유도하는, 카트리지. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 제2 부분 내의 겔이 용융되어 상기 인접한 제1 부분 내의 상기 식물 재료, 특히 담배 분말을 갖는 혼합물을 형성하도록 열을 수용하여 적응되는, 카트리지.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지는, 바람직하게는 약 10 mg 내지 약 50 mg의 식물 재료, 특히 담배 분말을 포함하고, 상기 카트리지는 약 20 mg 내지 약 40 mg의 식물 재료, 특히 담배 분말을 포함하는, 카트리지.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 형성제는 글리세롤을 포함하고, 바람직하게는 상기 겔은 약 50 중량% 내지 약 95 중량%의 글리세롤을 포함하고, 바람직하게는 상기 겔은 약 65 중량% 내지 약 70 중량%의 글리세롤을 포함하는, 카트리지.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 겔은 약 1% 내지 약 5%의 결합제, 바람직하게는 아가(agar)를 포함하는, 카트리지.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 2개의 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 2개의 제2 부분 사이에 배치되어 상기 2개의 제2 부분 각각이 상기 제1 부분과 접촉하는, 카트리지.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부분은 상기 하우징의 길이방향 축에 수직으로 적층되는, 카트리지.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부분은 상기 하우징의 길이방향 축에 평행하게 적층되는, 카트리지.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부분은 내부 개구를 포함하고, 상기 제1 부분은 제2 개구 내에 배치되는, 카트리지.
- 제13항에 있어서, 상기 기류 통로는 공기가 상기 유동 제어 장치의 원위 단부로부터 근위 단부를 향해 흐름에 따라 공기를 가속하도록 구성되는, 카트리지.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 재료는 담배 재료의 처리로부터 부산물로서 생성되는 담배 가루의, 식물 재료 중량의 5% 미만을 포함하는, 카트리지.
- 시스템으로서,
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 카트리지; 및
상기 하우징의 적어도 상기 폐쇄 단부를 수용하도록 구성된 리셉터클 및 상기 리셉터클에 작동 가능하게 결합되고 상기 리셉터클 내에 수용될 때 상기 카트리지에 구성되는 히터를 포함한 에어로졸 발생 장치를 포함하는, 시스템.
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