KR20210135553A - 에어로졸 전달 장치를 위한 락트산의 가수분해 방법 - Google Patents

Abstract

에어로졸 전구체 조성물의 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은, 물 중 하나 이상의 유기산을 포함하는 제1 수용액을 제공하는 단계; 상기 제1 수용액을 가수분해시켜 상기 제1 수용액보다 건조 중량 기준으로 더 높은 유기산 단량체 함량을 갖는 가수분해된 수용액을 제공하는 단계; 및 에어로졸 전구체 조성물을 제공하기 위해, 상기 가수분해된 수용액을 하나 이상의 에어로졸 형성제와 조합하는 단계를 포함한다. 전형적으로, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 니코틴을 추가로 함유한다. 개시된 방법은, 생성된 에어로졸 전구체 조성물의 조성 및 특성에 대한 개선된 제어를 야기할 수 있다.

Description

에어로졸 전달 장치를 위한 락트산의 가수분해 방법

본 발명은, 에어로졸 전달 장치(예컨대, 흡연 물품), 더욱 구체적으로는, 에어로졸 생성을 위해 전기적으로 생성된 열을 이용할 수 있는 에어로졸 전달 장치(예컨대, 통상적으로 전자 담배라고 지칭되는 흡연 물품)에 관한 것이다. 상기 흡연 물품은, 담배로부터 제조 또는 유래될 수 있는 물질을 혼입할 수 있거나 달리 담배를 혼입할 수 있는 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성될 수 있으며, 상기 전구체는 인간 소비를 위한 흡입성 성분을 형성할 수 있다.

사용시 담배를 연소시키는 것을 필요로 하는 흡연 제품에 대한 개선 또는 대안으로서 다수의 흡연 장치가 수년 동안 제안되어 왔다. 이러한 장치 중 다수는 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 흡연과 관련된 감각을 제공하지만 담배 연소로 인해 야기되는 상당량의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 전달하지 않도록 설계된 것으로 공지되어 있다. 이를 위해, 휘발성 물질을 기화시키거나 또는 가열하기 위해 전기 에너지를 이용하거나 담배를 상당한 정도까지 연소시키지 않고도 궐련, 여송연 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려고 시도하는 다수의 흡연 제품, 향미 발생기 및 의료용 흡입기가 제안되어 왔다. 예를 들어, 다양한 대안적 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 발열원이 미국 특허 제 7,726,320 호(로빈슨(Robinson) 등) 및 제 8,881,737 호(콜렛(Collett) 등)의 배경기술 부분에 개시되어 있으며, 이들 특허를 본원에 참고로 인용한다. 또한, 예를 들어, 다양한 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전동식 발열원은 미국 특허 출원 공개 제 2015/0216232 호(블레스(Bless) 등)에서 브랜드명 및 상업적 공급처가 언급되었으며, 상기 출원을 본원에 참고로 인용한다. 추가로, 다양한 유형의 전동식 에어로졸 및 증기 전달 장치가 또한 미국 특허 출원 공개 제 2014/0096781 호(시어스(Sears) 등)), 제 2014/0283859 호(민스코프(Minskoff) 등), 제 2015/0335070 호(시어스 등), 제 2015/0335071 호(브린클리(Brinkley) 등), 제 2016/0007651 호(암폴리니(Ampolini) 등), 및 제 2016/0050975 호(웜(Worm) 등)에서 제안되었으며, 이들 출원 모두를 본원에 참고로 인용한다. 이들 대체 흡연 물품 중 몇몇(예컨대, 에어로졸 전달 장치)는 에어로졸 전구체(예컨대, 스모크 주스(smoke juice), e-액체(e-liquid) 또는 e-주스(e-juice))의 교체가능 카트리지 또는 재충전가능 탱크를 가진다.

상기 에어로졸 전달 장치의 에어로졸 전구체를 제조하기 위한 대안적인 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은, 예를 들어 에어로졸 전달 장치(예컨대, 전자 담배)에 사용하기 위한 에어로졸 전구체 조성물의 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 제공되는 조성물에 관한 것이다. 하기에서 충분히 개시되는 바와 같이, 특정 이점, 예를 들어 성분 안정성이 상기 방법에 의해 제공된다.

하나의 양태에서, 본 발명은 에어로졸 전구체 조성물의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은, 물 중 하나 이상의 유기산을 포함하는 제1 수용액을 제공하는 단계; 상기 제1 수용액을 가수분해시켜 상기 제1 수용액보다 건조 중량 기준으로 더 높은 유기산 단량체 함량을 갖는 가수분해된 수용액을 제공하는 단계; 및 에어로졸 전구체 조성물을 제공하기 위해 상기 가수분해된 수용액을 하나 이상의 에어로졸 형성제와 조합하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 상기 에어로졸 전구체 조성물 내에 포함될 목표 유기산 단량체 함량을 결정하는 단계; 및 상기 가수분해된 수용액이 상기 에어로졸 전구체 조성물 중 목표 유기산 단량체 함량을 달성하기에 충분한 유기산 단량체 함량을 포함하는 것을 보장하기 위한 적절한 조건을 결정하는 단계를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 니코틴을 첨가하는 단계를 추가로 포함한다. 니코틴 첨가는 다양한 방식으로, 예를 들어 니코틴을 상기 가수분해된 수용액과 조합함으로써, 니코틴을 상기 하나 이상의 에어로졸 형성제와 조합함으로써, 또는 니코틴을 조합물(상기 가수분해된 수용액과 상기 하나 이상의 에어로졸 형성제의 혼합물)과 조합하여 에어로졸 전구체 조성물(니코틴을 포함함)을 수득함으로써 수행될 수 있다. 니코틴은 담배-유래된 것이거나 또는 담배-유래된 것이 아닐 수 있다(예를 들어, 합성으로 제조될 수 있음).

몇몇 실시양태에서, 상기 수용액은, 상기 하나 이상의 유기산에 더하여, 상기 유기산의 반응 생성물을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 수용액은, 상기 하나 이상의 유기산에 더하여, 산 이량체, 산 삼량체, 산 올리고머 및 산 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 반응 생성물을 포함한다. 상기 유기산(들)은 다양할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 하나 이상의 유기산은 하이드록시산이다. 상기 하나 이상의 유기산은, 몇몇 실시양태에서, 레불린산, 석신산, 락트산, 피루브산, 벤조산, 푸마르산, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특정 실시양태에서, 상기 하나 이상의 유기산은 락트산을 (예를 들어, 단독으로 또는 하나 이상의 다른 산과 조합으로) 포함한다.

상기 가수분해는, 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 수용액을, 예를 들어 40℃ 이상의 온도 또는 50℃ 이상의 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 상기 가수분해는 일반적으로, 상기 수용액 중에 존재하는 물의 양이 상기 가수분해를 촉진하기에 충분하도록 수행된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 수용액은 약 10 중량% 이상의 물을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제1 수용액은 약 20 중량% 이상의 물을 포함한다.

상기 가수분해된 수용액은, 특정 실시양태에서, 상기 제1 수용액에 비해 건조 중량 기준으로 증가된 함량의 단량체성 유기산을 함유한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해된 수용액은 건조 중량 기준으로 약 85% 이상의 유기산을 함유한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해된 수용액은 건조 중량 기준으로 약 88% 이상의 유기산을 함유한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해된 수용액은 건조 중량 기준으로 약 90% 이상의 유기산을 함유한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해된 수용액은 건조 중량 기준으로 약 95% 이상의 유기산을 함유한다.

에어로졸 전구체 조성물을 제공하기 위해 사용되는 하나 이상의 에어로졸 형성제는 다양할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 하나 이상의 에어로졸 형성제는 폴리올을 포함하고, 몇몇 실시양태에서, 폴리올이다. 특정 실시양태에서, 상기 가수분해된 수용액은 약 8 미만, 몇몇 실시양태에서, 약 7 미만의 pH를 가진다. 몇몇 실시양태에서, 대응 에어로졸 전구체 조성물은 약 8 미만 또는 약 7 미만의 pH를 가진다.

개시된 방법은, 특정 실시양태에서, 상기 조합 단계 이전 또는 이후에 추가 성분을 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 추가 성분은 비제한적으로 향미제를 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 방법은, 40% 초과의 상대 습도의 환경에서(예를 들어, 40 내지 60%와 같은 전형적인 제조 조건 하에) 상기 에어로졸 전구체 조성물을 저장하는 단계를 추가로 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 개시된 방법은, 에어로졸 전달 장치 내에(예컨대, 에어로졸 전달 장치용 카트리지 내에) 상기 에어로졸 전구체 조성물을 혼입시키는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 다른 양태에서, 에어로졸 전구체 조성물의 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은, 에어로졸 전구체 조성물을 수득하기 위해, 적합하게 희석된 산 수용액(예를 들어, 상업적으로 입수가능한 용액)을 니코틴 및 하나 이상의 에어로졸 형성제와 조합하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 상업적으로 입수가능한 산 수용액은, 몇몇 실시양태에서, 약 75 중량% 이하의 산 또는 약 50 중량% 이하의 산을 포함한다. 몇몇 적합한 용액은 약 85 내지 90 중량%의 산을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전구체 조성물 중의 니코틴은 담배-유래된 것이고, 몇몇 실시양태에서, 니코틴은 담배-유래된 것이 아니다.

다른 실시양태에서, 본 발명은, 유기산-함유 수용액의 안정성 개선 방법을 제공하며, 상기 방법은, 유기산-함유 수용액을 가수분해시키는 단계; 및 가수분해된 유기산-함유 수용액을 용액 형태로 저장하는 단계를 포함하며, 이때 안정성 개선은 (예를 들어, 굴절률 분석에 의해) 용액 중의 건조 중량 기준 산 단량체의 함량을 평가함으로써 측정된다. 몇몇 실시양태에서, 용액 중의 건조 중량 기준 산 단량체의 함량은 주위 온도에서 6개월의 저장 기간에 걸쳐 5% 초과만큼 벗어나지 않는다.

본 발명의 또다른 양태에서, 본원에 개시된 다양한 실시양태에 따라 제조된 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 에어로졸 전달 장치용 카트리지가 제공된다. 본 발명의 또다른 양태에서, 에어로졸 전달 장치(예를 들어, 사용자가 카트리지 또는 용기를 에어로졸 전구체 조성물로 재충전할 수 있는 개방형 에어로졸 전달 장치)에 사용하기 위한 에어로졸 전구체 조성물의 용기(예를 들어, 병)가 제공된다. 상기 실시양태의 용기에 함유된 에어로졸 전구체 조성물은 본원에 개시된 다양한 실시양태의 방법에 따라 제조될 수 있다.

본 발명은 하기 실시양태를 비제한적으로 포함한다:

실시양태 1: 물 중의 하나 이상의 유기산을 포함하는 제1 수용액을 제공하는 단계; 상기 제1 수용액을 가수분해시켜 상기 제1 수용액보다 건조 중량 기준으로 더 높은 유기산 단량체 함량을 갖는 가수분해된 수용액을 제공하는 단계; 및 에어로졸 전구체 조성물을 제공하기 위해, 상기 가수분해된 수용액을 하나 이상의 에어로졸 형성제와 조합하는 단계를 포함하는, 에어로졸 전구체 조성물의 제조 방법.

실시양태 2: 실시양태 1에 있어서, 니코틴을 상기 가수분해된 수용액, 상기 하나 이상의 에어로졸 형성제, 또는 이들의 조합물에 첨가하여 에어로졸 전구체 조성물을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 제조 방법.

실시양태 3: 실시양태 1 또는 2에 있어서, 상기 니코틴이 담배-유래된 것인, 제조 방법.

실시양태 4: 실시양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 니코틴이 담배-유래되지 않은 것인, 제조 방법.

실시양태 5: 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 전구체 조성물 내에 포함될 목표 유기산 함량을 결정하는 단계; 및 상기 가수분해된 수용액이 상기 에어로졸 전구체 조성물 중의 목표 유기산 함량을 달성하기에 충분한 유기산 함량을 포함하는 것을 보장하기 위해 적절한 조건을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.

실시양태 6: 실시양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 수용액이, 상기 하나 이상의 유기산에 더하여, 상기 유기산의 반응 생성물을 포함하는, 제조 방법.

실시양태 7: 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 수용액이, 상기 하나 이상의 유기산에 더하여, 하나 이상의 산 이량체, 산 올리고머 및 산 중합체를 포함하는, 제조 방법.

실시양태 8: 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 유기산이 레불린산, 석신산, 락트산, 피루브산, 벤조산, 푸마르산 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 제조 방법.

실시양태 9: 실시양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 유기산이 락트산을 포함하는, 제조 방법.

실시양태 10: 실시양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 가수분해가 상기 제1 수용액을 가열하는 것을 포함하는, 제조 방법.

실시양태 11: 실시양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 수용액이 약 10 중량% 이상의 물을 포함하는, 제조 방법.

실시양태 12: 실시양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 가수분해된 수용액이 건조 중량 기준으로 약 85% 이상의 유기산을 함유하는, 제조 방법.

실시양태 13: 실시양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 가수분해된 수용액이 건조 중량 기준으로 약 88% 이상의 유기산을 함유하는, 제조 방법.

실시양태 14: 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 상기 가수분해된 수용액이 건조 중량 기준으로 약 90% 이상의 유기산을 함유하는, 제조 방법.

실시양태 15: 실시양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 가수분해된 수용액이 건조 중량 기준으로 약 95% 이상의 유기산을 함유하는, 제조 방법.

실시양태 16: 실시양태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 에어로졸 형성제가 폴리올을 포함하는, 제조 방법.

실시양태 17: 실시양태 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 전구체 조성물의 pH가 약 8 미만인, 제조 방법.

실시양태 18: 실시양태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 조합 단계 이전, 이후 또는 동안에 추가 성분을 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.

실시양태 19: 실시양태 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 추가 성분이 향미제인, 제조 방법.

실시양태 20: 실시양태 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 에어로졸 전달 장치용 카트리지 내에 상기 에어로졸 전구체 조성물을 혼입시키는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.

실시양태 21: 에어로졸 전구체 조성물을 제공하기 위해, 상업적으로 입수가능한 산 수용액을 니코틴 및 하나 이상의 에어로졸 형성제와 조합하는 단계를 포함하는, 에어로졸 전구체 조성물의 제조 방법.

실시양태 22: 실시양태 21에 있어서, 상기 니코틴이 담배-유래된 것인, 제조 방법.

실시양태 23: 실시양태 21 또는 22에 있어서, 상기 니코틴이 담배-유래되지 않은 것인, 제조 방법.

실시양태 24: 실시양태 21 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 상기 상업적으로 입수가능한 산 수용액이 약 75 중량% 이하의 산을 포함하는, 제조 방법.

실시양태 25: 실시양태 21 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 상기 상업적으로 입수가능한 산 수용액이 약 50 중량% 이하의 산을 포함하는, 제조 방법.

실시양태 26: 실시양태 21 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 상기 산이 락트산을 포함하는, 제조 방법.

실시양태 27: 실시양태 21 내지 26 중 어느 하나에 있어서, 에어로졸 전달 장치용 카트리지 내에 에어로졸 전구체 조성물을 혼입시키는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.

실시양태 28: 유기산-함유 수용액을 가수분해시키는 단계; 및 가수분해된 유기산-함유 수용액을 용액 형태로 저장하는 단계를 포함하며, 이때 개선된 안정성은 용액 내 건조 중량 기준으로 산 단량체의 함량을 평가함으로써 측정되는, 유기산-함유 수용액의 안정성 개선 방법.

실시양태 29: 실시양태 28에 있어서, 용액 중의 건조 중량 기준 산 단량체의 함량이 주위 온도에서 6개월의 저장 기간에 걸쳐 5% 초과만큼 벗어나지 않는, 개선 방법.

실시양태 30: 실시양태 1 내지 27 중 어느 하나에 따른 제조 방법에 의해 제조된 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 용기.

실시양태 31: 실시양태 30에 있어서, 에어로졸 전달 장치용 카트리지를 포함하는 용기.

본 발명의 상기 및 기타 특징, 양태, 및 이점은, 하기 간략히 기술되는 첨부된 도면과 함께 하기 상세한 설명을 읽음으로써 자명해질 것이다. 본 발명은, 해당 특징 또는 요소가 본원의 특정 실시양태 설명 또는 청구범위에서 명시적으로 조합되거나 달리 인용되는지는 상관 없이, 본원에 개시되거나 임의의 하나 이상의 청구항에 인용된 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 특징 또는 요소의 임의의 조합을 포함한다. 본 발명은, 본원의 문맥상 명백히 달리 지시되지 않는 한, 임의의 이의 양태 및 실시양태에서, 본 발명의 임의의 분리가능한 특징 또는 요소가 조합가능하다고 의도된 것으로 간주되도록 총체적으로 읽혀야 하는 것으로 의도된다.

전술된 일반적 용어로 본 발명을 기술하였으므로, 이제 첨부 도면을 참조할 것이며, 이는 반드시 축척대로 도시되지는 않는다.
도 1은, 락트산 이량체 및 더 고차의 올리고머/중합체와 평형을 이루는 락트산의 개략도이다.
도 2는, 개시된 방법의 하나의 실시양태의 방법 단계의 흐름도이다.
도 3은, 본 발명의 예시적인 구현에 따른, 제어 본체에 결합된 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 측면도를 예시한다.
도 4는, 다양한 예시적인 구현에 따른 에어로졸 전달 장치의 부분 절개도이다.
도 5a 및 5b는, 2개의 상이한 온도에서 락트산(단량체 + 이량체)에 대한 락트산 단량체의 LC-MS 비의 도표이다.
도 6은, 다양한 시간에서의 샘플의 락트산 단량체%의 도표("막 혼합됨", 1차 가수분해 및 2차 가수분해 결과 포함)이다.
도 7은, 가수분해된 락트산 및 가수분해되지 않은 락트산을 함유하는 5% 니코틴-함유 e-액체의 pH의 도표이다.
도 8a 및 8b는, 가수분해 시간의 함수로서의 락트산 샘플의 굴절률 및 비중의 도표이다.
도 9는, 본 발명에 따라 가수분해된 락트산을 포함하는 e-액체에 대한 시간에 따른 pH의 도표이다.

본 발명은 이제 이의 예시적인 구현을 참조하여 이후로 더 충분히 설명될 것이다. 이러한 예시적인 구현은, 본 발명이 철저하고 완전할 것이며 본 발명의 범위가 당업자에게 충분히 전달될 수 있도록 기술된다. 실제로, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본원에 개시된 구현으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 구현은, 본 발명이 적용가능한 법적 요건을 충족하도록 제공된다. 본원 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 단수는, 문맥상 명백히 달리 지시되지 않는 한, 복수의 지시대상을 포함한다.

후술되는 바와 같이, 본 발명은, 에어로졸 전달 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 전구체 혼합물의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 상기 방법은, 다양한 바람직한 특성(예컨대, 목표로 하는 농도와 일치하는 성분 농도 및 우수한 저장 안정성)을 나타내는 에어로졸 전구체를 제공하기 위해 상기 에어로졸 전구체 혼합물에 포함될 특정 성분의 전처리를 포함한다. 특히, 개시된 방법은 상기 에어로졸 전구체 혼합물의 조성 및 특성에 대해 비교적 높은 수준의 제어를 제공할 수 있다.

일반적으로, 상기 에어로졸 전구체는 다양한 구성요소(즉, 성분)의 조합물 또는 혼합물을 포함한다. 특정 에어로졸 전구체 성분의 선택 및 사용된 성분의 상대적인 양은, 에어로졸 전달 장치의 분무기에 의해 생성된 주류 에어로졸의 전체 화학 조성을 제어하도록 개질될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 이에 대한 충분한 열의 적용시 (및 필요한 경우, 공기를 사용한 냉각시) 가시적 에어로졸을 생성할 수 있고, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 "연기-유사"한 것으로 간주될 수 있는 에어로졸을 생성할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 에어로졸 전구체 조성물은, 실질적으로 비가시적일 수 있지만 다른 특성(예컨대, 풍미 또는 질감)에 의해 존재하는 것으로 인식될 수 있는 에어로졸을 생성할 수 있다. 따라서, 생성된 에어로졸의 성질은 상기 에어로졸 전구체 조성물의 특정 성분에 따라 다양할 수 있다. 상기 에어로졸 전구체 조성물은 담배 연소에 의해 생성되는 연기의 화학적 성질에 비해 화학적으로 단순할 수 있다.

특히 관심있는 것은, 일반적으로 자연에서 액체인 것을 특징으로 할 수 있는 에어로졸 전구체이다. 예를 들어, 대표적이고 일반적으로 액체인 에어로졸 전구체는, 에어로졸 전달 장치의 사용 동안 겪는 조건 하에 열에 노출시 기화될 수 있는, 액체 용액, 혼화성 성분들의 혼합물, 또는 현탁되거나 분산된 성분을 포함하는 액체의 형태를 가질 수 있다. 상기 장치는 흡입가능한 증기와 에어로졸을 생성할 수 있다.

상기 에어로졸 전구체는 일반적으로 소위 "에어로졸 형성제" 성분을 포함한다. 상기 물질은, 본 발명의 특징적인 분무기의 정상적 사용 동안 겪는 조건 하에 열에 노출시 기화되는 경우 가시적 에어로졸을 생성하는 능력을 가진다. 이러한 에어로졸 형성 물질은 다양한 폴리올/다가 알코올(예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 및 이들의 혼합물)을 포함한다. 본 발명의 다수의 실시양태는, 물, 수분 또는 수성 액체로 특징지어질 수 있는 에어로졸 전구체 성분을 포함한다. 특정 에어로졸 전달 장치의 정상적 사용 동안, 상기 장치 내에 포함된 물이 기화되어 생성 에어로졸의 성분을 제공할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 목적을 위해, 상기 에어로졸 전구체 중에 존재하는 물은 에어로졸 형성 물질인 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 글리세린과 물의 혼합물, 또는 프로필렌 글리콜과 물의 혼합물, 또는 프로필렌 글리콜과 글리세린의 혼합물, 또는 프로필렌 글리콜, 글리세린 및 물의 혼합물을 포함할 수 있다.

상기 에어로졸 전구체 조성물은 하나 이상의 향미제, 약제, 또는 기타 흡입성 물질을 추가로 포함할 수 있다. 빨아들인 주류 에어로졸의 감각적 특성 또는 성질을 변경하는 다양한 향미제 또는 향미 물질이 상기 에어로졸 전구체의 성분으로서 혼입될 수 있다. 향미제는, 예를 들어 에어로졸의 향미, 향 및/또는 관능 특성을 변경하기 위해 첨가될 수 있다. 특정 향미제는 담배 이외의 공급원으로부터 제공될 수 있다. 향미제는 성질상 천연 또는 인공일 수 있으며, 농축액 또는 향미 패키지로서 사용될 수 있다.

향미제의 예는 바닐린, 에틸 바닐린, 크림, 차, 커피, 과일(예컨대, 사과, 체리, 딸기, 복숭아 및 감귤 향, 예컨대 라임 및 레몬), 꽃 향미, 짭짤한 향미, 메이플, 멘톨, 민트, 페퍼민트, 스피어민트, 윈터그린, 넛맥, 클로브, 라벤더, 카다멈, 생강, 꿀, 아니스, 세이지, 시나몬, 샌달우드, 자스민, 카스카릴라, 코코아, 감초, 멘톨, 및 궐련, 여송연 및 파이프 담배의 향미를 위해 전통적으로 사용되는 유형 및 특성의 향료 및 향료 패키지를 포함한다. 사용될 수 있는 특정 식물-유래 조성물은 미국 특허 가출원 제 12/971,746 호(두브(Dube) 등) 및 미국 특허 가출원 제 12/971,746 호(두브 등)에 개시되어 있으며. 이들 가출원의 개시내용 전체를 본원에 참고로 인용한다. 시럽, 예컨대 프락토스 옥수수 시럽도 사용될 수 있다. 최종 에어로졸 전구체 혼합물의 제형화 전에 에어로졸 형성 물질 내에 특정 향미제가 혼입될 수 있다(예를 들어, 특정 수용성 향미제는 물에 혼입될 수 있고, 멘톨은 프로필렌 글리콜에 혼입될 수 있으며, 특정 복합 향미 패키지는 프로필렌 글리콜에 혼입될 수 있음).

향미제는 또한 산성 또는 염기성 특성(예컨대, 유기산, 암모늄 염 또는 유기 아민)을 포함할 수 있다. 유기산이 특히 상기 에어로졸 전구체에 혼입되어, 상기 에어로졸 전구체와 조합될 수 있는 약제(예컨대, 니코틴)의 향미, 감각 또는 관능 특성에 대한 바람직한 변형을 제공할 수 있다. 예를 들어, 유기산, 예컨대 레불린산, 석신산, 락트산, 피루브산, 벤조산 및/또는 푸마르산이, (총 유기산 함량 기준으로) 니코틴과 등몰 이하 또는 이를 초과하는 양으로, 니코틴과 함께 상기 에어로졸 전구체에 포함될 수 있다. 상기 유기산의 임의의 조합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로졸 전구체는 니코틴 1몰당 약 0.1 내지 약 0.5몰의 레불린산, 니코틴 1몰당 약 0.1 내지 약 0.5몰의 피루브산, 니코틴 1몰당 약 0.1 내지 약 0.5몰의 락트산, 또는 이들의 조합물(존재하는 유기산의 총량이 에어로졸 전구체 중의 단일-양성자화된 니코틴 함량(이는 계산될 수 있고 통상적으로 등몰량 이상임)을 최대화하는 데 필요한 양 이상인 농도 이하로)을 포함할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 에어로졸 전구체는 니코틴 성분을 포함한다. "니코틴 성분"은, 존재하는 니코틴의 적어도 일부의 전신 흡수를 제공하기 위한 임의의 적합한 형태(예컨대, 염 형태)의 니코틴(예를 들어, 자유 염기, 단일-양성자화 또는 이중-양성자화)을 의미한다. 전형적으로, 상기 니코틴 성분은 니코틴 자유 염기 및 니코틴 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 몇몇 실시양태에서, 니코틴은 자유 염기 형태이다. 니코틴은 담배-유래된 것(예컨대, 담배 추출물) 또는 담배-유래되지 않은 것(예컨대, 합성 또는 달리 수득됨)일 수 있다.

전자 담배로서 특징지어지는 에어로졸 전달 장치의 경우, 상기 에어로졸 전구체는 담배 또는 담배-유래 성분을 포함할 수 있다. 하나의 측면에서, 담배는 담배의 일부 또는 조각(예컨대, 미분되거나, 밀링되거나 또는 분말화된 담배 박판(lamina))으로서 제공될 수 있다. 다른 측면에서, 담배는 추출물(예컨대, 담배의 다수의 수용성 성분을 포함하는 분무-건조된 추출물)의 형태로 제공될 수 있다. 대안적으로, 상기 담배 추출물은 비교적 높은 니코틴 함량의 추출물 형태를 가질 수 있으며, 상기 추출물은 또한, 담배-유래된 소량의 다른 추출 성분을 포함할 수 있다. 또다른 측면에서, 상기 담배-유래 성분은 비교적 순수한 형태(예컨대, 담배-유래된 특정 향미제)로 제공될 수 있다. 하나의 측면에서, 담배-유래되고 고도로 정제되거나 본질적으로 순수한 형태로 사용될 수 있는 성분은 니코틴(예를 들어, 약학 등급 니코틴 또는 USP/EP 니코틴)이다.

담배 추출물(예컨대, 담배-유래된 약학적 등급의 니코틴)을 함유하는 에어로졸 전구체 물질의 실시양태에서, 상기 담배 추출물은 호프만(Hoffmann) 분석물로서 집합적으로 공지된 화합물(예를 들어, 담배-특이적 나이트로사민(TSNA), 예컨대 N'-나이트로소노르니코틴(NNN), (4-메틸나이트로사미노)-1-(3-피리딜)-1-부탄온(NNK), N'-나이트로소아나타빈(NAT) 및 N'-나이트로소아나바신(NAB); 다방향족 탄화수소(PAH), 예컨대 벤즈[a]안트라센, 벤조[a]피렌, 벤조[b]플루오란텐, 벤조[k]플루오란텐, 크리센, 다이벤즈[a,h]안트라센 및 인데노[1,2,3-cd]피렌 등)이 실질적이 없는 것으로 특징지어질 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 에어로졸 전구체 물질은 임의의 호프만 분석물(예컨대, TSNA 및 PAH)이 전혀 없는 것으로 특징지어질 수 있다. 상기 에어로졸 전구체 물질의 실시양태는, 약 5 ppm 미만, 약 3 ppm 미만, 약 1 ppm 미만, 또는 약 0.1 ppm 미만, 또는 심지어 임의의 검출가능 한계 미만 범위의 TSNA 수준(또는 기타 호프만 분석물 수준)을 가질 수 있다. 특정 추출 공정 또는 처리 공정을 사용하여 호프만 분석물 농도의 감소를 달성할 수 있다. 예를 들어, 상기 담배 추출물은, 예를 들어 미국 특허 제 9,192,193 호(버드(Byrd) 등); 및 미국 특허 출원 공개 제 2007/0186940 호(바타카리야(Bhattacharyya) 등); 제 2011/0041859 호(리스(Rees) 등); 및 제 2011/0159160(존슨(Jonsson) 등)에 기술된 각인된 중합체 또는 비-각인된 중합체와 접촉할 수 있으며, 상기 특허 및 출원 모두를 본원에 참고로 인용한다. 또한, 상기 담배 추출물은, 특정 알데하이드 및 기타 화합물을 제거할 수 있는 아민 작용기를 갖는 이온 교환 물질로 처리될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,033,361 호(호스웰(Horsewell) 등) 및 제 6,779,529 호(피글라(Figlar) 등)를 참조하며, 이들 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

상기 에어로졸 전구체 조성물은 이에 사용되는 다양한 양의 물질에 기초하여 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 유용한 에어로졸 전구체 조성물은 약 98 중량% 이하, 약 95 중량% 이하, 또는 약 90 중량% 이하의 폴리올을 포함할 수 있다. 다양한 폴리올, 예컨대, 비제한적으로, 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜이 공지되어 있으며 상기 에어로졸 전구체 조성물에 사용될 수 있다. 이의 총량은 단일 폴리올(예컨대, 글리세린 또는 프로필렌 글리콜)을 포함할 수 있거나 둘 이상의 상이한 폴리올 간의 임의의 조합으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 폴리올은 상기 에어로졸 전구체의 약 50 중량% 내지 약 90 중량%, 약 60 중량% 내지 약 90 중량%, 또는 약 75 중량% 내지 약 90 중량%를 차지할 수 있고, 제2 폴리올은 상기 에어로졸 전구체의 약 2 중량% 내지 약 45 중량%, 약 2 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 10 중량%를 차지할 수 있다. 유용한 에어로졸 전구체는 또한 약 30 중량% 이하, 약 25 중량% 이하, 약 20 중량% 또는 약 15 중량%의 물, 특히 약 0 중량% 내지 약 30 중량%, 약 2 중량% 내지 약 30 중량%, 약 2 중량% 내지 약 25 중량%, 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 7 중량% 내지 약 15 중량%의 물을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 의도적으로 첨가된 물을 갖지 않는다(또는 매우 소량(예컨대, 약 2% 이하)만 가짐). 향미제(이는 약제, 예컨대 니코틴을 포함할 수 있음)는 상기 에어로졸 전구체의 약 10 중량% 이하, 약 8 중량% 이하, 또는 약 5 중량% 이하를 차지할 수 있다. 전형적으로, 이에 제한되지는 않지만, 니코틴 이외의 향미 화합물이 ppm 또는 μg/g 수준 또는 약 0.004% 내지 약 0.1%로 존재할 수 있고, 니코틴 이외의 일부 향미 화합물(예컨대, 멘톨)은 에어로졸 전구체를 기준으로 더 높은 수준, 예를 들어 약 4 중량% 이하(예컨대, 약 1.5 중량% 내지 약 3 중량%)로 존재할 수 있다. 또한, 멘톨이 사용되는 경우, 물의 양은, 몇몇 실시양태에서, 바람직하게는 멘톨의 침전을 제공하지 않도록 최소화될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 향미제는 에어로졸 형성제 용액의 형태(예를 들어, 물, 프로필렌 글리콜 및/또는 글리세린 용액)로 상기 에어로졸 전구체 용액 내에 포함되며, 상기 실시양태에서, 향미제-함유 에어로졸 형성제 용액은 총 에어로졸 전구체 중량을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 이때 하나 이상의 향미제는 다양한 농도로 이에 포함될 수 있다.

비제한적인 예로서, 몇몇 실시양태에 따른 에어로졸 전구체는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 물, 니코틴, 및 하나 이상의 향미제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 글리세롤은 약 70 중량% 내지 약 90 중량%, 약 70 중량% 내지 약 85 중량%, 약 70 중량% 내지 약 80 중량%, 또는 약 75 중량% 내지 약 85 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 프로필렌 글리콜은 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1 중량% 내지 약 8 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 6 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 물은 약 1 중량% 내지 약 30 중량%, 예컨대 약 1 중량% 내지 약 25 중량%, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 약 10 중량% 내지 약 25 중량%, 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 약 12 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 12 중량% 내지 약 16 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 니코틴은 약 0.1 중량% 내지 약 7 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 4 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 3 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 향미제는 약 5 중량% 이하, 약 3 중량% 이하, 또는 약 1 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있고, 이때 모든 양은 에어로졸 전구체의 총 중량을 기준으로 한다. 상기 에어로졸 전구체의 하나의 구체적이고 비제한적인 예는 약 75 중량% 내지 약 80 중량%의 글리세롤, 약 13 중량% 내지 약 15 중량%의 물, 약 4 중량% 내지 약 6 중량%의 프로필렌 글리콜, 약 2 중량% 내지 약 3 중량%의 니코틴, 및 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%의 향미제를 포함한다. 니코틴은, 예를 들어, 전술된 바와 같이, 담배 추출물-유래된 것이거나 담배-유래되지 않은 것/합성물일 수 있다.

또다른 비제한적인 예는 더 많은 양(예컨대, 약 15% 내지 약 40%, 예를 들어 약 15% 내지 약 30% 또는 약 25% 내지 약 35 중량%)의 프로필렌 글리콜을 포함하며, 이때 글리세롤은 상기 비제한적인 예보다 더 적은 양(예컨대, 약 40% 내지 약 70 중량% 또는 약 50% 내지 약 70%)으로 존재하고, 물은 약 5% 내지 약 20 중량%, 약 10 중량% 내지 약 18 중량%, 또는 약 12 중량% 내지 약 16 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 니코틴은 약 0.1 중량% 내지 약 7 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 4 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 3 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 향미제는 약 5 중량% 이하, 약 3 중량% 이하, 또는 약 3 중량% 이하 또는 1 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 이때 모든 양은 상기 에어로졸 전구체의 총 중량을 기준으로 한다.

상기 에어로졸 전구체 성분 및 제형의 대표적인 유형은 또한 미국 특허 제 7,726,320 호(로빈슨 등) 및 미국 특허 출원 공개 제 2013/0008457 호(정(Zheng) 등); 제 2013/0213417 호(총(Chong) 등) 및 제 2014/0060554 호(콜렛 등), 제 2015/0020823 호(리포비츠(Lipowicz) 등); 및 제 2015/0020830 호(콜러(Koller)) 뿐만 아니라 국제 특허 출원 공개 제 WO 2014/182736 호(보웬(Bowen) 등)에 개시되어 있고 이를 특징으로 하며, 이들 출원의 개시내용을 본원에 참고로 인용한다. 추가의 에어로졸 전구체 조성물은 미국 특허 제 4,793,365 호(센사바우 주니어(Sensabaugh, Jr.) 등); 미국 특허 제 5,101,839 호(제이콥(Jakob)); 국제 특허 출원 공개 제 WO 98/57556 호(빅스(Biggs) 등); 및 문헌[Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco, R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988)]에 개시되어 있으며, 이들 특허, 출원 및 문헌의 개시 내용을 본원에 참고로 인용한다. 예시적인 에어로졸 전구체 조성물은 또한, 미국 조지아주 애크워스 소재의 아틀란타 임포츠 인코포레이티드(Atlanta Imports Inc.)를 통해 입수가능한 E-CIG 브랜드명을 갖는 전자 담배(이는 관련 흡연 카트리지 유형 C1a, C2a, C3a, C4a, C1b, C2b, C3b 및 C4b를 사용하여 사용될 수 있음), 및 중국 베이징 소재의 루안 에스비티 테크놀로지 앤 디벨롭먼트 캄파니 리미티드로부터의 루안 전동식 전자 파이프 및 루안 전동식 전자 담배로서 입수가능한 장치 내에 혼입된 상기 유형의 물질을 포함한다.

사용될 수 있는 다른 에어로졸 전구체는 알. 제이, 레이놀즈 베이퍼 캄파니(RJ Reynolds Vapor Company)의 뷰즈(VUSE)(등록상표) 제품, 로릴라드 테크놀로지스(Lorillard Technologies)의 블루(BLU)(상표명) 제품, 미스틱 이시그스(Mistic Ecigs)의 미스틱 멘톨(MISTIC MENTHOL) 제품 및 씨엔 크리에이티브 리미티드(CN Creative Ltd)의 VYPE 제품에 혼입된 에어로졸 전구체를 포함한다. 또한, 존슨 크릭 엔터브라이즈스 엘엘씨(Johnson Creek Enterprises LLC)로부터 입수가능한 전자 담배용 소위 "스모크 주스"가 바람직하다. 발포성 물질의 실시양태는 상기 에어로졸 전구체와 함께 사용될 수 있으며, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제 2012/0055494 호(헌트(Hunt) 등)에 기술되어 있으며, 상기 출원을 본원에 참고로 인용한다. 또한, 발포성 물질의 사용은, 예를 들어 미국 특허 제 4,639,368 호(니아지(Niazi) 등)); 미국 특허 제 5,178,878 호(웰링(Wehling) 등); 미국 특허 제 5,223,264 호(웰링 등); 미국 특허 제 6,974,590 호(파터(Pather) 등); 및 미국 특허 제 7,381,667 호(베르그퀴스트(Bergquist) 등) 뿐만 아니라 미국 특허 출원 공개 제 2006/0191548 호(스트릭랜드(Strickland) 등); 제 2009/0025741 호(크로포드(Crawford) 등); 제 2010/0018539 호(브링클리(Brinkley) 등); 및 제 2010/0170522 호(선(Sun) 등); 및 국제 특허 출원 공개 제 WO 97/06786 호(존슨(Johnson) 등)에 기술되어 있으며, 이들 특허 및 출원 전체를 본원에 참고로 인용된다.

에어로졸 전구체와 같은 제형은 일반적으로, 제공된 그대로의 샘플 중에 존재할 수 있는 불순물을 설명하기 위해 열거된 순도 및/또는 분석을 기반으로 제형화된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 100% 미만의 "순도"는, 표시에 열거된 화합물 이외의 화합물(들)의 존재(해당 화합물의 반응 생성물(예컨대, 이량체, 삼량체, 올리고머 등)은 제외되며, 화합물이 희석 용액 형태로 제공되는 경우와 같이 샘플 중에 존재할 수 있는 용매도 제외됨)를 나타내는 데 사용된다. 단순화된 이론적 예로서, 샘플이 중량 기준으로 95% 순수한 락트산인 것으로 표시되는 경우, 20 g의 락트산을 갖는 에어로졸 전구체 제형을 수득하기 위해서는, 100% 미만의 순도를 차지하기 위해 21.1 g의 락트산을 혼합해야 함을 합리적으로 생각할 수 있다. 본 발명자들은 일반적으로, 상업적으로 입수가능한 유기산의 샘플이 특히 실제로, 열거된 %보다 더 적은(또한, 몇몇 경우, 상당히 더 적은) 유기산 단량체를 함유하고, 전형적으로는 (상기 열거된 단량체성 산에 더하여) 반응 생성물(예컨대, 비제한적으로, 산 이량체, 올리고머, 중합체 및 기타 화합물)의 일부 %를 차지함을 발견하였다. 이와 같이, 유기산으로 지정된 특정 샘플 내에서, 열거된 산 단량체는 통상적으로 다른 화학종과 평형 상태로 존재하며, 이때 산 단량체 자체는 라벨 상에 열거된 유기산의 총 함량의 100% 미만을 차지한다. 본원에서 용어 "순도"는, 용매(예컨대, 물)을 포함할 수 있는 "라벨 강도"(예를 들면, 95 중량%의 산 및 5 중량%의 물을 함유하는, 라벨 강도 95%의 산을 갖는 산 용액 샘플의 경우)와 구별되는 것으로 이해된다.

도 1은, 락트산(통상적으로 "락토일락트산" 또는 "락트산 락테이트"로 지칭되는 도시된 락트산 이량체 포함)에 대한 통상적인 반응 생성물을 나타낸다. 유기산 자체 이외(즉, 산 단량체 이외)의 화합물(예컨대, 이량체, 삼량체, 올리고머 및 중합체)의 존재는 다시, 목적하는 함량의 단량체성 유기산(첨가된 유기산의 100%가 단량체 형태라고 가정하여 계산됨)을 함유하지 않는 최종 제형(예컨대, 에어로졸 전구체)을 야기할 수 있다. 특히, (상기 산 단량체 이외의) 상기 화합물은 유효 산도의 감소를 제공할 수 있다(예를 들면, 2개의 락트산 분자(각각 하나의 산 작용기를 가짐)가 도시된 바와 같이 조합되어 단지 하나의 산작용기를 갖는(또는 작용기를 갖지 않는) 이량체를 생성하는 경우, 관련된 산 작용기의 개수가 2에서 1 또는 0으로 감소됨).

본원에서 "산 단량체" 및 "단량체 형태"에 대한 언급은, 산 자체, 예를 들어 상업적 샘플의 표시 상에 열거된 화합물(이는 전형적으로, 예를 들어 용액의 pH에 따라 양성자화될 수 있거나 또는 양성자화되지 않을 수 있는 단일 산 작용기를 포함함)을 지칭하는 것으로 의도된다. 용어 "산 단량체"는 또한, 예를 들면, 산의 수소 이온(H⁺ 또는 양성자의 형태)이 에어로졸 전구체 중의 또다른 성분(예컨대, 비제한적으로, 단일-양성자화된 니코틴을 생성하는 니코틴)(예를 들면, 니코틴 염 형태)의 잔기로 전달되는 경우, 염 형태의 단량체성 산을 포함하는 것으로 의도된다. 본원에 사용된 "산 단량체"는, 다른 산 반응 생성물(예컨대, 전술된 이량체, 삼량체, 올리고머 및 중합체)을 포함하는 잔기를 명시적으로 배제한다.

제시된 산의 "이량체", "삼량체", "올리고머" 및 "중합체" 형태에 대한 언급은, 본원의 맥락에서(달리 명시되지 않는 한), 상기 산 단량체의 (다른 산 단량체 또는 다른 잔기와의) 반응 생성물을 포함하는 것으로 이해되며, 이는 상기 산 단량체 부품의 합계에 존재하는 것보다 더 적은 이용가능한 산 잔기를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 특히 관심있는 특정 이량체는 2개의 단량체(각각 하나의 산 작용기를 포함함)로부터 생성되며, 이때 생성된 이량체는 하나(또는 그 미만)의 산 작용기를 함유하고, 본 발명에 따른 특히 관심있는 삼량체는 3개의 단량체(각각 하나의 산 작용기를 포함함)로부터 생성되며, 이때 상기 삼량체는 2개(또는 그 미만)의 산 작용기를 함유한다. 상응하게, 특히 관심있는 올리고머는 "x" 단량체(각각 하나의 산 작용기를 포함함)로부터 생성되는 것으로 기술될 수 있으며, 이때 상기 올리고머는 "x"개 미만의 산 작용기를 함유한다. 상기 논의는, 각각 하나의 산 작용기를 포함하는 단량체로부터 생성된 이량체, 삼량체 및 올리고머에 중점을 둔 것이다. 그러나, 확장하여, 상기 논의가 또한, 1개 초과의 산 작용기를 함유하는 단량체로부터 생성된 이량체, 삼량체 및 올리고머에도 적용가능함이 이해된다. 예를 들어, 각각 2개의 산 작용기를 갖는 단량체로부터 형성된 이량체, 삼량체, 올리고머 및 중합체의 맥락에서, 특히 관심있는 것은, 4개 미만의 산 작용기를 함유하는 이량체 또는 6개 미만의 산 작용기를 함유하는 삼량체가 대응 산 단량체 형태에 대한 산 작용기의 전반적인 감소를 제공하는 것이다. 제시된 샘플 내 이량체, 삼량체, 올리고머 및 중합체의 존재로 인해 예상보다 적은 함량의 산 단량체가 존재하면, 예를 들어 다른 성분과의 반응을 위해 추가되거나 목적하는 양의 산도를 제공하기 위해 추가되는 샘플의 양을 계산할 때 부정적인 결과를 초래할 수 있다.

열거되고 유기산 샘플 중에 실제로 존재하는 산 단량체의 양에 대해 본 발명자들이 언급한 불일치(본원에서 전술된 반응 생성물, 예컨대 산 이량체, 삼량체, 올리고머 및 중합체의 존재로 인해)를 해결하기 위해, 본 발명은, 에어로졸 전구체의 특정 성분이 에어로졸 전구체의 제형화 이전에 전처리되는 방법을 제공한다. 상기 성분의 전처리는, 몇몇 실시양태에서, 상기 성분이 혼입되는 제형에서 목적하는 성분의 더 높은 %(예를 들어, 표시된/목적하는 양을 더 잘 반영하는 양)를 보장할 수 있다. 전술된 산의 맥락에서, 상기 전처리는, 몇몇 실시양태에서, 유리하게는 해당 산의 표시된 함량을 더 잘 반영하는 제형 내 산 단량체의 양을 제공할 수 있다. 달리 말하면, 상기 전처리는 샘플 내 산의 반응 생성물(예를 들어, 산 단량체로부터 형성된 이량체, 삼량체, 올리고머 및 중합체 화학종)을 바람직하게 감소시킨다. 생성된 전처리된 산 샘플은, 비교가능한 미처리된 산 샘플보다 더 높은 몰량의 산 단량체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 같이, 바람직한 실시양태에서, 제형에 혼입될 전처리된 "산"의 계산된 양은, 미처리된 형태의 동일한 양의 "산"(이는 제형에 직접 혼입된 것임)을 포함하는 제형에 비해, 해당 제형에 실제로 존재하는 산 단량체의 양과 더 긴밀한 관계를 가진다. 이와 같이, 개시된 방법은, 본원에 기술된 전처리 없이 제공되는 것보다 하나 이상의 유기산의 목표량에 더 가까운 하나 이상의 유기산의 양을 갖는 제형, 예를 들어 에어로졸 전구체의 제조 방법을 제공한다.

상기 전처리 방법은 일반적으로, 하나 이상의 유기산 샘플의 가수분해를 포함한다. 가수분해는 물과의 반응으로 이해된다. 개시된 유기산 가수분해와 관련하여, 상기 가수분해는 일반적으로, 하나 이상의 유기산 샘플을 물과 조합하여 단량체성 산 쪽으로 평형을 유도하는 것을 포함한다. 하나의 예가 도 1에 제공되며, 이는, 락트산 이량체 및 더 고차의 올리고머 반응 생성물과의 평형 상태에서 락트산의 가수분해를 도시한다. 본 발명에 따르면, 유기산 샘플은 단량체성 유기산 형태(예를 들어, 도 1에 도시된 예에서 "락트산")로의 평형 이동을 촉진하기 위해 가수분해된다.

상기 가수분해는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해 전처리는, 하나 이상의 유기산 샘플을 물에 희석하는 것 및 희석된 샘플을 승온에 두는 것 중 하나 또는 둘 다를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 본원에 기술된 제형 내에 포함시키기 위해 (더 농축된 용액보다는) 유기산의 묽은 수용액을 선택하는 것을 포함한다. 이와 같이, 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해는 동일 반응계 내에서 일어나고, 다른 실시양태에서, 상기 가수분해는 입수된 그대로의 샘플을 (예를 들어, 물을 첨가하거나 달리 샘플을 희석함으로써) 개질함으로써 일어난다.

유기산 샘플을 희석하는 것은 일반적으로, 샘플에 물을 첨가하거나 샘플을 달리 물과 접촉시켜 샘플 내의 화합물(물 제외)의 전체 농도를 감소시키는 것을 포함한다. 결과는 희석된 수용액이다. 희석된 수용액의 제조에는 전형적으로 물이 사용되지만, 예를 들어 용해도를 보장하기 위해서, 다른 용매를 물과 함께 사용할 수 있다. 다른 용매는, 비제한적으로, 물과 혼화성인 용매, 예를 들면 알코올(예컨대, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등), 테트라하이드로퓨란 및 아세톤을 포함할 수 있다. 상기 용매는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 완전한 제형화 및 포장 전에 제거가 필요할 수 있다.

희석 정도는 다를 수 있으며, 본원에 개시된 바와 같은 어느 정도의 결과(예를 들어, 산 이량체, 삼량체, 올리고머 및/또는 중합체의 가수분해)를 제공하는 데 필요한 진정한 "최소" 희석이 있다고는 생각되지 않는다. 전형적으로, 일부 제한은 있지만, 수분 함량이 높을수록 가수분해 후 단량체성 산 함량이 더 높은 것으로 밝혀졌다. 이와 같이, 몇몇 실시양태에서, 더 많은 희석이 단량체 형성을 촉진하는 데 유리할 수 있다. 높은 정도의 가수분해를 위해서는, 산 단량체 이외의 산 샘플 중의 모든 화합물과 반응하여 산 단량체를 생성하기에 충분한 물이 사용되어야 함에 주목한다. 또한, 산 단량체 이외의 산 샘플 중의 모든 화합물에 물이 접근하여 산 단량체를 생성하는 것을 보장할 수 있도록 충분한 물이 전형적으로 사용되어야 한다. 이와 같이, 수분 함량이 특별히 제한되지는 않지만, 상기 고려 사항은 적절한 희석을 결정하는 것과 관련이 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 희석은, 1 중량% 이상의 물, 약 5 중량% 이상의 물, 약 10 중량% 이상의 물, 20 중량% 이상의 물, 30 중량% 이상의 물, 40 중량% 이상의 물, 50 중량% 이상의 물, 60 중량%의 물, 또는 70 중량% 이상의 물(예를 들어, 약 10% 내지 약 80% 물)을 갖는 희석된 샘플을 제공한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 희석은 약 50 내지 90 중량%의 물을 갖는 희석된 샘플을 제공한다.

이전 단락에서 "희석"에 대한 언급이 있지만, 몇몇 실시양태에서, 상기 희석은 적극적으로 수행되는 공정의 긍정적 "단계"가 아님에 주목해야 한다. 몇몇 실시양태에서는, 가수분해가 일정 기간에 걸쳐 특정 희석 용액 내에서 일어나서 적합한 단량체성 산 함량을 제공할 수 있기 때문에, (더 농축된 샘플보다는) 희석 용액을 구입하여 사용하는 것이 적합할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 희석 용액을 구입하는 단계 및 사용 전에 목적하는 정도의 가수분해를 보장하기에 충분한 기간 동안 이를 유지/저장하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 산-함유 용액에 적용되는 조건은, 몇몇 실시양태에서, 가수분해 속도에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 상기 가수분해는 25℃의 온도에서 가수분해된 용액의 경우보다 40℃의 온도에서 가수분해된 용액의 경우에 더 빠를 것이다. 이와 같이, 본원에 개시된 전처리/가수분해는, 몇몇 실시양태에서, 온도 의존적이다. 상기 가수분해는 또한, 몇몇 실시양태에서, 가수분해되는 용액의 농도에 의존한다. 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 임의의 산 반응 생성물과 반응하기에 충분한 물이 용액 내에 존재해야 한다(이에 따라, 목적하는 대로 산 단량체를 형성함). 몇몇 실시양태에서, 더 희석된 용액은 더 농축된 용액보다 더 빠른 속도로 가수분해를 겪을 수 있다. 이론에 제한되고자 하지 않으면서, 용액의 더 높은 물 함량 및/또는 더 높은 온도 조건은 더 많은/더 빠른 가수분해를 제공하여 더 많은 산 단량체를 제공하는 것으로 생각된다.

몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해는 적어도 부분적으로 실온에서 수행된다. 다른 실시양태에서, 상기 가수분해는 적어도 부분적으로 승온에서 수행된다. 희석된 유기산 샘플이 상기 가수분해 전처리 동안 적용되는 승온은 다양할 수 있다. 이 온도는, 샘플 중 특정 %의 산을 달성하는 데 필요한 시간에 영향을 줄 수 있다. 더 높은 온도는 전형적으로 더 빠른 반응을 제공한다. 이와 같이, 더 높은 온도에서의 본원에 개시된 가수분해 전처리는, 더 낮은 온도에서 동일한 기간 동안 수행된 동일한 반응보다 용액 중 더 높은 총 산 단량체 %를 제공할 수 있다. 유사하게, 더 높은 온도에서 가수분해 전처리는, 용액 중 동일한 총 산 단량체 %를 달성하기 위해 더 낮은 온도에서 수행된 동일한 반응보다 더 적은 시간이 필요할 수 있다.

그러나, 상기 가수분해는 다양한 온도, 예를 들면 주위 온도(예컨대, 약 25℃) 근처, 승온(약 25℃ 초과), 및 심지어 냉각된 온도(예컨대, 약 25℃ 미만)에서 수행될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 가수분해 전처리는, 희석된 샘플을 약 30℃ 이상의 온도, 약 40℃ 이상의 온도, 약 50℃ 이상의 온도, 약 60℃ 이상의 온도, 약 70℃ 이상의 온도, 약 80℃ 이상의 온도, 약 90℃ 이상의 온도, 또는 약 100℃ 이상의 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해 전처리는 약 30℃ 내지 약 100℃, 약 40℃ 내지 약 100℃, 예를 들어, 약 30℃ 내지 약 80℃ 또는 약 50℃ 내지 약 100℃ 범위 내의 온도에서 수행된다. 특정 실시양태에서, 상기 가수분해는 약 40℃에서 수행되고, 다른 특정 실시양태에서, 상기 가수분해는 약 70℃에서 수행된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해 반응은 발열 반응일 수 있고, 이에 따라, 심지어 가열 또는 냉각 수단의 직접적인 적용 없이도 상기 전처리 동안 용액의 온도가 다소 변동될 수 있다.

상기 가수분해가 수행되는 최대 온도는, 예를 들어 상기 산 단량체가 비등 및/또는 분해되는 온도에 의해 제한된다. 예를 들어, 상기 산이 락트산인 경우, 상기 가수분해 단계 동안 용액이 노출되는 온도의 상한은 상기 산 단량체의 최소 분해 온도(약 130℃) 미만이며 전형적으로 상기 산 단량체의 비점(약 127℃) 미만이다.

상기 가수분해 전처리는 다양한 기간에 걸쳐 수행될 수 있으며, 전술된 바와 같이, 상기 기간은, 예를 들어, 존재하는 단량체 형태의 초기 함량(가수분해 처리 시작 전), 목적하는 산 단량체 함량 및 가수분해 수행 온도에 의존한다. 몇몇 실시양태에서, 용액이 가수분해되는 시간은 약 2시간 내지 약 144시간, 예컨대 약 6시간 내지 약 48시간인 것으로 이해된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기간은, 예를 들어, 용액이 가열되지 않는 경우, 예를 들면 대략 수 일, 수 주 또는 수 개월 정도로 상당히 더 길다.

상기 가수분해된 용액은, 몇몇 실시양태에서, 가수분해 이전, 동안 및/또는 이후에 교반되거나, 진탕되거나 또는 달리 휘저어질 수 있다. 그러나, 이것은 필요한 것은 아니며, 몇몇 실시양태에서, 상기 희석된 용액은 의도적인 이동 없이 단순 방치된다. 상기 가수분해된 용액은 전형적으로 대기압에서 유지된다. 그러나, 압력은, 몇몇 실시양태에서, 다를 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해는 승압(대기압 초과)에서 수행된다. 온도와 압력 사이의 관계는 일반적으로 이해되며, 몇몇 실시양태에서, 제시된 온도를 사용하여 수득된 결과에 필적하는 더 낮은 온도에서의 결과를 수득하도록 압력이 개질될 수 있다. 상기 가수분해되는 용액을 둘러싸는 분위기의 조성 역시 다를 수 있으며, 제한적인 것으로 의도되지는 않는다.

이러한 맥락에서, 상기 가수분해는 일반적으로 더 많은 산 단량체 함량을 제공하고, 이에 따라, 몇몇 실시양태에서, pH에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 단일 산 작용기를 갖는 이량체가 단량체성 산으로 가수분해됨에 따라, 산 작용기의 양이 증가할 것이며, 이는 전체 샘플의 pH에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 산도 평가는 가수분해 정도를 나타낼 수 있다. 이와 같이, 몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 용액의 pH를 모니터링하는 단계 포함한다. 목적하는 pH 범위는 다를 수 있으며, 몇몇 실시양태에서, 해당 용액이 혼입되도록 설계된 특정 제품에 의존할 수 있다.

상기 가수분해는 또한, 예를 들어, 처리되는 용액의 굴절률 또는 비중을 측정함으로써 모니터링되거나 평가될 수 있다. 이들 매개변수 중 하나 또는 둘 다의 평가가 가수분해 정도를 나타낼 수 있다. 일반적으로, 단일 산 작용기를 갖는 이량체가 단량체성 산으로 가수분해됨에 따라, 용액의 굴절률 및 비중이 증가할 것이다. 이와 같이, 몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, (당분야에 공지된 방법을 통해) 굴절률 및/또는 비중을 모니터링하여 가수분해의 정도를 평가하는 단계를 포함한다. 전형적으로, 시간에 따른 값을 플롯팅할 때, 굴절률 및/또는 비중의 초기 증가 후에 값이 평준화되고 크게 변하지 않으며, 이는, 몇몇 실시양태에서, 충분한 가수분해(예컨대, 이량체, 삼량체, 올리고머 및 중합체에서 산 단량체로의 완전한 또는 거의 완전한 전환을 의미할 수 있음)를 의미할 수 있다.

본원에 제시된 바와 같이, 가수분해에 의한 상기 전처리 후, 생성된 용액은 유리하게는, 가수분해에 의한 상기 전처리 이전의 용액보다 더 많은 산 단량체 총량(예를 들어, 건조 중량 기준)을 함유한다. 유리하게는, 상기 전처리된 용액은 비교적 적은 양의 다른 산-유래 성분, 예컨대, 비제한적으로, 산 이량체, 산 삼량체, 산 올리고머, 산 중합체, 및 반응 생성물을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 전처리된 용액의 산 단량체 함량은, 상기 전처리 이전보다 구매한 그대로의 제품의 순도 라벨 상에 제시된 것에 더 가깝다. 예를 들어, 90% 순도로 표시된 병은 초기에 80% 미만의 단량체성 산을 포함할 수 있으며, 예를 들어 산의 80% 미만이 단량체 형태이고, 전처리 이후, 동일한 용액은 약 80% 이상의 단량체성 산(예를 들어, 건조 중량 기준으로 용액의 약 80% 내지 약 90%가 단량체 형태의 산을 포함함)을 포함할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해된 용액 중 산 단량체 함량은 건조 중량%로 보고된다(즉, 물 함량 없음). 제시된 샘플 중 산 단량체의 최대 건조 중량은 이의 순도에 의해 제한되며, 이때 100% 미만의 순도는, 용매 및 산 단량체, 이량체, 삼량체, 올리고머 및 중합체 이외의 불순물의 지표이다. 달리 말하면, 상기 가수분해 이후 단량체의 최대 건조 중량은 일반적으로, 표시된 순도로 제시되는 단량체의 건조 중량에 더 가깝지만, 전형적으로는 상기 순도에 의해 제시되는 단량체의 건조 중량을 초과하지는 않는다. 예를 들어, 85%의 산 순도를 갖는 샘플은 초기에 건조 중량 기준으로 약 75% 산 단량체, 건조 중량 기준으로 약 10% 산 반응 생성물(예컨대, 이량체, 삼량체, 올리고머, 중합체 등) 및 건조 중량 기준으로 약 15%의 불순물을 포함할 수 있다. 본원에 기술된 전처리 이후, 상기 샘플은 유리하게 건조 중량 기준으로 75% 초과(예를 들어, 80% 초과, 순도로 제시된 함량에 근접하거나 실질적으로 동일한 함량 포함, 예컨대 85%)의 산 단량체를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해된 용액은 (본원에 기술된 전처리 단계 이후) 건조 중량 기준으로 약 75% 이상의 산 단량체, 약 80% 이상의 산 단량체, 약 85% 이상의 산 단량체, 약 90% 이상의 산 단량체, 또는 약 95% 이상의 산 단량체를 포함한다. 전술된 바와 같이, 상기 가수분해시 제공되는 산 단량체의 최대 건조 중량은 초기 샘플의 순도에 적어도 부분적으로 의존할 것으로 이해된다(순도가 용매/물 이외의 성분을 포함하는 것으로 이해되는 경우). 예를 들어, 건조 중량 기준으로 제시된 산의 순도가 90%로 보고된 샘플이 사용되는 경우, 건조 중량 기준으로 90% 이상의 산 단량체를 갖는 가수분해된 샘플을 수득하는 것은 타당하지 않다. 몇몇 실시양태에서, 산 단량체의 양은, 가수분해된 샘플의 명시된 순도와 비교하여 기술된다. 예를 들어, 가수분해에 의한 상기 전처리 후의 용액은 언급된 순도의 약 10% 이내의 건조 중량%의 산 단량체를 함유할 수 있다(예를 들어, 90% 순도를 갖는 것으로 표시된 산 샘플의 경우, 가수분해 후, 건조 중량 기준으로 약 81% 내지 약 90% 산 단량체, 예를 들어 건조 중량 기준으로 약 85% 내지 약 90% 산 단량체, 건조 중량 기준으로 약 87% 내지 약 90% 산 단량체, 또는 건조 중량 기준으로 약 88% 내지 약 90%의 산 단량체를 갖는 가수분해된 용액). 다른 실시양태에서, 가수분해에 의한 상기 전처리 후의 용액은 열거된 순도의 약 9% 이내, 열거된 순도의 약 8% 이내, 열거된 순도의 약 7% 이내, 열거된 순도의 6%, 열거된 순도의 약 5% 이내, 열거된 순도의 약 4% 이내, 열거된 순도의 약 3% 이내, 열거된 순도의 약 2% 이내, 또는 열거된 순도의 약 1% 이내의 산 단량체의 건조 중량%를 함유할 수 있다.

특정 실시양태에서, 산 단량체의 몰 증가가, 특히 락트산과 관련하여 중요하다. 예를 들어, "85% 락트산" 라벨 강도(즉, 중량으로 85% 락트산 및 15% 물을 함유하는 것으로 가정됨)로 제시되는 하나의 특정 샘플은 약 60 내지 70%의 락트산 단량체만을 함유하는 것으로 확인되었으며, 가수분해시, 이의 단량체 함량은 최종 샘플이 건조 중량 기준으로 88% 내지 100%, 예를 들어 90% 초과 또는 95% 초과의 함량을 포함하도록 증가되었다. ((원래 샘플을 설명하는 데 사용되는) "라벨 강도"가 총 중량(용매 등 포함)을 기준으로 하기 때문에) 상기 예가 직접적인 비교를 제공하지는 않으며, (전처리된/가수분해된 샘플을 설명하는데 사용되는) "건조 중량 기준"은 건조 중량만(용매 등은 제외)을 기준으로 한다(용매 등 제외)). (본원에서 전술된 바와 같이) 전형적으로 가수분해를 촉진하기 위해 원래 용액에 물이 첨가되기 때문에, 샘플을 상이하게 지칭된다. 이와 같이, 가수분해 후 전처리된 샘플의 필적할만한 "라벨 강도"는, 다수의 실시양태에서, (희석으로 인해) 미처리된 샘플보다 실제로 더 낮을 것이다.

특정 다른 산(예를 들어, 레불린산 및 벤조산)이 본원에 개시된 가수분해 공정으로부터 이점을 가질 수 있지만, 전형적으로는 락트산에 대해 입증된 바와 같은 단량체 함량의 현저한 변화를 나타내지는 않는다.

상기 가수분해 후, 가수분해된("전처리된") 용액은 다양한 방식으로 처리될 수 있다. 유리하게는, 상기 가수분해된 용액은 이량체, 삼량체, 올리고머, 중합체 등의 재형성을 최소화/방지하는 방식으로 처리된다. 예를 들어, 가수분해/전처리된 용액은 전형적으로, 본원에 기술된 가수분해 이후의 조건(이는, 산 단량체에서 이량체(또는 다른 원치않는) 생성물 쪽으로의 반응을 유도할 수 있음)에 적용되지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 전처리된 용액은 희석된 가수분해된 용액 형태로 사용된다. 다른 실시양태에서, 이는 추가로 처리되어, 예를 들어 이로부터 적어도 일부의 물이 제거되며(덜 희석된 용액을 제공함), 예를 들면 이로부터 실질적으로 모든 물을 제거된다(무용매 산을 제공함). 이러한 농축은, 예를 들어 당분야에 공지된 바와 같은 동결 건조 공정을 통해 수행될 수 있다. 또한, 반응 생성물을 형성하고 산 단량체 함량을 감소시킬 것으로 예상될 수 있는 조건에 상기 용액을 적용하는 것을 피하는 것이 유리하다. 이어서, 무용매 산을 직접 사용할 수 있거나, 제형 내 혼입을 위해 다른 용매에 용해시킬 수 있다.

이어서, 생성된 가수분해된 산(용액 형태 또는 무용매 형태)은 목적하는 제형(들)에 혼입된다. 유리하게는, 상기 가수분해는, 상기 산을 산 단량체 형태로 유지하기 위해 상기 용액을 제형에 혼입시키기 직전에 수행된다. 이와 같이, 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해된 용액은 바람직하게는 임의의 상당 기간 동안 저장되지 않는다. 예를 들어, 이는 가수분해 조건이 종료된 시점으로부터 약 1개월 이내, 약 3주 이내, 약 2주 이내, 약 1주 이내, 약 5일 이내의 제형에 유리하게 사용될 수 있다. 그러나, 몇몇 실시양태에서(예를 들어, 상기 가수분해된 산이 수용액으로 유지되고/되거나 주위 온도에서 유지되고/되거나 높은 상대 습도 조건 하에 유지되는 경우), 저장 시간이 증가될 수 있다. 일반적으로, 상기 가수분해된 산이 보관되는 환경에서 수분 함량이 높을수록, 상기 산이 더 적게 이량체화될 수 있다. 이와 같이, 몇몇 실시양태에서, 전처리된/가수분해된 산 용액은 6개월 이상 동안 저장될 수 있고, 실질적인 안정성을 나타낼 수 있다(전처리가 수행된 후 실질적으로 동일한 산 단량체 함량을 유지함).

목적하는 제형(예컨대, 에어로졸 전구체)을 형성하기 위해, 상기 제형에 포함될 성분을 임의의 순서로 조합할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 가수분해된 산은, 예를 들어, 2017년 10월 24일자로 출원된 미국 가출원 제 15/792,120 호에 개시된 바와 같이 니코틴과 먼저 조합되며, 상기 가출원 전체를 본원에 참고로 인용한다. 다른 실시양태에서, 성분들이 하나씩 첨가되고, 몇몇 실시양태에서, 2개 이상의 성분들이 조합되고 여기에 다른 성분이 첨가되고, 몇몇 실시양태에서, 모든 성분들이 실질적으로 동시에 조합된다. 추가 성분들은 독립적으로 또는 하나 이상의 이들 성분의 혼합물로서 첨가될 수 있다. 추가 성분은 당분야에 공지된 임의의 수단에 의해 다양한 양으로 혼입될 수 있다. 임의의 또는 모든 성분의 혼합은 각각의 첨가 사이에 수행될 수 있으며, 이때 다중 성분은 개별적으로 첨가되고/되거나 모든 성분이 한번에 조합된다. 도 2는, 에어로졸 전구체의 생성을 위한 일반적인 공정을 도시하며, 이때 하나 이상의 "유기산" 성분은 본원에 개시된 바와 같이 전처리되어 "가수분해된 유기산"을 제공한다. "가수분해된 유기산", "니코틴" 및 "다른 성분"은 독립적으로 조합되어(화살표로 표시됨) 에어로졸 전구체를 제공하거나, 임의의 둘 이상의 상기 성분들이 먼저 혼합된 수 있다(점선으로 표시됨). 가열 및/또는 교반은, 예를 들어 용해/혼합을 촉진하기 위해, 상기 공정의 임의의 단계에서 사용될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 전처리된 산을 포함하는 제형의 제조는 열의 적용 없이 수행되며, 예를 들어 상기 방법은 실온에서 수행되지만, 본 발명이 이에 제한되지는 않는다.

목적하는 제형에 포함되는 성분은 다를 수 있다. 상기 제형이 에어로졸 전구체인 경우, 상기에서 "에어로졸 형성제" 성분으로 언급된 것과 같은 화합물이 포함될 수 있다. 개시된 방법은, 최종 에어로졸 전구체에서 목적하는 하나 이상의 추가 성분(예컨대, 향미제)을 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 니코틴 및 (가수분해된) 하나 이상의 전처리된 유기산을 물 중에서 조합하여 수용액을 생성하고, 후속적으로 하나 이상의 향미제를 여기에 첨가하고, 이어서 하나 이상의 에어로졸 형성제(예를 들어, 폴리올/다가 알코올)를 첨가하여 에어로졸 전구체를 생성한다.

생성된 제형은 일반적으로 수용액이다. "수용액"은, 용매의 적어도 일부가 물을 포함하는 액체를 의미한다. 에어로졸 전구체 조성물의 성분들은 전형적으로 완전히 용해되지만, 본 발명이 이에 제한되지는 않으며, 이의 성분들 중 하나 이상의 적어도 일부가 완전히 용해되지 않은(예컨대, 일부 고체가 액상 내에 분산된) 혼합물을 사용하는 것도 가능하다. 상기 실시양태에서, 상기 제형을 임의적으로, 예를 들어 여과, 원심분리 등을 통해 추가로 처리하여 고체 물질을 제거할 수 있음에 유의한다.

유리하게는, 상기 제형에 포함될 하나 이상의 산 성분을 가수분해 전처리함으로써, 에어로졸 전구체 내의 유기산(들)의 의도된 양에 근접하는 유기산(들) 함량을 갖는 에어로졸 전구체 제형을 수득할 수 있다. 예를 들어, 유기산의 양 "A"는, 상기 에어로졸 전구체 중 유기산(A)의 목적하는 중량%("x")를 이상적으로 제공하도록 계산되며, 이에 따라 유기산의 양("A")이 개시된 방법에 사용된다. 유리하게는, 개시된 방법에 기초하여, 상기 에어로졸 전구체 중 유기산의 실제 중량%(A)는, 포함 전 유기산의 전처리로 인해 "x"에서 크게 벗어나지 않는다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전구체 중 하나 이상의 유기산의 농도는 목표로 한 것보다 약 25% 이하(100% 산 단량체를 가정하여 계산됨), 목표로 한 것보다 약 20% 이하, 목표로 한 것보다 약 10% 이하, 또는 목표로 한 것보다 약 5% 이하이다. 개시된 방법에서 하나 초과의 상이한 유기산이 사용되는 경우, 각각의 유기산이 독립적으로 상기 제한을 충족할 수 있고/있거나, 조합된 유기산이 상기 제한을 충족할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전구체 중 하나 이상의 유기산의 농도는 독립적으로, 목표로 한 것보다 약 25% 이하, 목표로 한 것보다 약 20% 이하, 목표로 한 것보다 약 10% 이하, 목표로 한 것보다 약 5% 이하이고/이거나, 상기 에어로졸 전구체 중 유기산의 총 농도는 목표로 한 것보다 약 25% 이하, 목표로 한 것보다 약 20% 이하, 목표로 한 것보다 약 10% 이하, 또는 목표로 한 것보다 약 5% 이하이다.

에어로졸 전구체에서 목표량에 더 가까운 양의 산 단량체를 갖는 제형을 유도하는 본 발명의 방법은 특정 이점을 제공한다. 예를 들어, 상기 에어로졸 전구체 중 유기산은, 에어로졸 전구체 중에 존재하는 니코틴의 적어도 일부의 양성자화를 보장하는 데 유리할 수 있는 것으로 이해된다. 상기 양성자화는 바람직하게는, 사용자의 목구멍에 적은 또는 순한 가혹도(harshness)를 제공하는 상기 전구체로부터 생성된 에어로졸을 야기한다. 상기 에어로졸 전구체에 너무 적은 산이 포함되는 경우, 더 많은 양의 니코틴이 양성자화되지 않은 상태로 남아 있을 것이며, 기상의 상기 에어로졸에서, 사용자는 증가된 목구멍 가혹도를 경험할 것으로 이해된다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제 2015/0020823 호(리포비츠 등)를 참조하며, 상기 출원을 본원에 참고로 인용한다. 이와 같이, 목표량에 가까운 에어로졸 전구체 중 유기산(들)의 양을 제공할 수 있는 다양한 실시양태의 방법은 바람직한 감각/미각 특성(예를 들어, 감소된 가혹도)을 야기할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전구체의 pH는 목적하는 범위 내에서 유지될 수 있다. 또한, 하나 이상의 "유기산"의 첨가에 의해 산 단량체 이외의 기여 화합물의 존재를 제한함으로써, 상기 에어로졸 전구체의 목표 pH가 더 정확하게 수득될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 본원에 개시된 방법은, 감소된 불순물(즉, 상기 제형 내에 포함됨을 목표로 하는 것 이외의 화합물(예컨대, 산 이량체, 올리고머, 중합체 및 반응 생성물)의 감소된 양)을 갖는 에어로졸 전구체를 추가로 제공한다. 일반적으로, 개시된 방법은, 이에 의해 생성된 에어로졸 전구체 조성물의 조성(예를 들어, 유기산(들)의 양, 바람직하지 않은 불순물의 양 등) 및 특성(예를 들어, pH, 안정성)에 대한 개선된 제어를 제공할 수 있다. 본원의 개시내용에 기초하여, 상기 전처리/가수분해는 처방식 제어를 제공하는 것으로 기술될 수 있음에 주목한다.

"희석"이 본원에서 상기 개시된 방법의 단계로서 언급되지만, 몇몇 실시양태(즉, 샘플이 희석된 형태(예컨대, 물에 희석됨)로 구입된 경우)에서는 희석이 필요하지 않음에 주목한다. 예를 들어, 산 용액(예컨대, 비제한적으로, 50% 산 용액)을 구입할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 샘플의 사용은, 본원에 언급된 희석 단계 및/또는 가수분해 단계의 필요성을 피할 수 있다. 수용액 형태에서, 목적하는 단량체 형태에 더 많은 산의 함량이 목적하는 단량체 형태로 존재하여, 이에 따라, 표시된 산 함량에 가까운 단량체 형태의 %를 제공하기 위해 상기 샘플을 사용하여 가수분해가 거의 또는 전혀 요구되지 않을 수 있을 것으로 생각된다. 상기 실시양태에서, 희석된 샘플(예를 들어, 상업적으로 입수가능한 산 용액)의 수분 함량을 인자화함으로써, 최종 에어로졸 전구체는, 희석된 샘플을 최종 에어로졸 전구체에서 목적하는 하나 이상의 추가 성분(및 이의 총 목적하는 수분 함량을 구성하는데 필요한 임의의 물)과 직접 조합함으로써 제조될 수 있다.

개시된 방법은, 당분야에 일반적으로 공지된 바와 같이 에어로졸 전달 시스템 내에 상기 에어로졸 전구체를 포함하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 전달 시스템은 일반적으로 전기 에너지를 사용하여 (바람직하게는, 물질을 임의의 상당한 정도로 연소시키지 않고) 물질을 가열하여 흡입가능한 성분을 형성하며, 상기 시스템의 부품들은, 가장 바람직하게는 손바닥 크기의(hand-held) 장치로 간주될 만큼 충분히 컴팩트한 물품의 형태를 가진다. 즉, 바람직한 에어로졸 전달 시스템의 부품들을 사용하면, 에어로졸이 주로 담배의 연소 또는 열분해 부산물로부터 유래한다는 의미에서 연기를 생성하지 않으며, 오히려, 바람직한 시스템을 사용하면, 이에 혼입된 특정 성분의 휘발 또는 기화로부터 유래하는 증기를 생성한다. 몇몇 예시적인 구현에서, 상기 에어로졸 전달 시스템의 부품들은 전자 담배로서 특징지어질 수 있고, 상기 전자 담배는 가장 바람직하게는 담배 및/또는 담배-유래 성분을 포함하고, 이에 따라 담배-유래 성분을 에어로졸 형태로 전달한다. 본원에 개시된 바와 같이 제조된 에어로졸 전구체가 혼입될 수 있는 에어로졸 전달 시스템은 또한, 증기-생성 물품 또는 약제 전달 물품인 것을 특징으로 할 수 있다. 따라서, 상기 물품 또는 장치는, 흡입가능 형태 또는 상태의 하나 이상의 성분(예를 들어, 향미제 및/또는 약학적 활성 성분)을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 흡입가능 물질은 실질적으로 증기 형태(즉, 이의 임계점보다 낮은 온도에서 기체 상태인 성분)일 수 있다. 대안적으로, 상기 흡입가능 물질은 에어로졸 형태(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)일 수 있다. 단순화를 위해, 본원에서 용어 "에어로졸"은, 가시적이든 아니든 및 연기-유사인 것으로 간주될 수 있는 형태이든 아니든, 사람이 흡입하기에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 기체 및 에어로졸을 포함하는 것으로 의도된다.

상기 에어로졸 전달 시스템은 일반적으로, 하우징으로서 지칭될 수 있는 외부 본체 또는 쉘 내에 제공된 다수의 부품을 포함한다. 상기 외부 몸체 또는 쉘의 전체 설계는 다를 수 있으며, 상기 에어로졸 전달 장치의 전체 크기 및 형태를 정의할 수 있는 외부 몸체의 형식 또는 구성은 다를 수 있다. 전형적으로, 궐련 또는 여송연 형태를 닮은 긴 쉘 또는 몸체가 단일의 단일화된 하우징으로부터 형성될 수 있거나, 긴 하우징이 둘 이상의 분리가능 몸체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로졸 전달 장치는, 실질적으로 관형 형태일 수 있고 이에 따라 통상적인 궐련 또는 여송연 형태와 유사한 긴 쉘 또는 몸체를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 상기 에어로졸 전달 장치의 모든 부품는 하나의 하우징 내에 포함된다. 대안적으로, 상기 에어로졸 전달 장치는, 결합되고 분리가능한 둘 이상의 하우징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로졸 전달 장치는, 한쪽 단부에는 하나 이상의 재사용가능 부품(예를 들면, 축전지(예컨대, 재충전가능 배터리 및/또는 커패시터) 및 해당 물품의 작동을 제어하기 위한 다양한 전자 장치)를 포함하는 하우징을 포함하는 제어 본체, 및 다른 단부에는 일회용 부분(예를 들어, 일회용 향미 함유 카트리지)을 포함하고 제거가능하게 결합가능한 외부 몸체 또는 쉘을 가질 수 있다. 또한, 2017년 9월 19일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 15/708,729 호(수르(Sur) 등) 및 2017년 1월 27일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 15/417,376 호에 개시된 유형의 장치를 참조한다.

본 발명의 에어로졸 전달 시스템은 가장 바람직하게는, 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 부품(예를 들어, 상기 물품의 다른 부품으로의 전원의 전류 흐름을 제어함으로써, 열 발생력을 작동, 제어, 조절 및 멈추기 위한 수단, 예컨대 아날로그 전자 제어 부품), 가열기 또는 발열 부재(예컨대, 단독으로 또는 하나 이상의 추가 부재와 함께 통상적으로 "분무기"로 지칭될 수 있는 전기 저항 가열 부재 또는 기타 부품), 에어로졸 전구체 조성물(예컨대, 통상적으로 충분한 열의 적용시 에어로졸을 제공할 수 있는 통상적으로 액체, 예컨대 "스모크 주스", "e-액체" 및 "e-주스"로 지칭되는 구성요소), 및 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 전달 장치를 빠는 것을 허용하는 마우쓰-엔드(mouthend) 영역 또는 팁(예컨대, 빠는 경우, 생성된 에어로졸이 이로부터 인출되도록 상기 물품을 통해 정의된 기류 경로)를 포함한다.

다양한 에어로졸 전달 시스템 부품의 선택 및 배열은, 예를 들어, 상업적으로 입수가능한 전자 에어로졸 전달 장치(예컨대, 본 발명의 배경기술 부문에서 언급된 대표적인 제품)를 고려할 때 이해될 수 있다. 다양한 예에서, 상기 에어로졸 전달 장치는, 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장소를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 저장소는 탱크 또는 용기를 포함할 수 있으며, 이는, 예를 들어 상기 에어로졸 전구체 조성물을 함유하도록 구성된 플라스틱(예컨대, 폴리프로필렌)으로 부분적으로 형성될 수 있다. 상기 용기의 벽은 가요성일 수 있고, 접힐 수 있다. 대안적으로, 상기 용기의 벽은 실질적으로 강성일 수 있다.

몇몇 실시양태의 저장소는 다공성 물질(예를 들어, 섬유질 물질)로 적어도 부분적으로 형성될 수 있이며, 따라서 다공성 기재(예를 들어, 섬유질 기재)로 지칭될 수 있다. 상기 저장소는 또한, 유도 가열(induction heating)을 용이하게 하기 위해 페라이트 물질 내에 함유되거나 달리 이로 둘러싸일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전달 장치는 교체가능 카트리지를 사용할 수 있으며, 이는, 본원에 개시된 다양한 예시적인 실시양태에 따라 제조된 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 저장소를 포함할 수 있다. 몇몇 에어로졸 전달 장치에서 저장소로 유용한 섬유질 기재는, 복수의 섬유 또는 필라멘트로 형성된 직조 또는 부직 물질일 수 있으며, 천연 섬유 및 합성 섬유 중 하나 또는 둘 다로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유질 기재는 유리섬유 물질을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 셀룰로오스 아세테이트 물질이 사용될 수 있다. 다른 예시적인 구현에서, 탄소 물질이 사용될 수 있다. 상기 저장소는 실질적으로 용기의 형태일 수 있고, 이에 포함된 섬유 물질을 포함할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 다양한 예시적인 실시양태에 따른, 제어 본체(102) 및 카트리지(104)를 포함하는 에어로졸 전달 장치(100)의 측면도를 예시한다. 특히, 도 3은, 서로 결합된 제어 본체와 카트리지를 예시한다. 상기 제어 본체 및 상기 카트리지는 기능 관계 면에서 분리가능하게 정렬될 수 있다. 다양한 메커니즘이 상기 카트리지를 상기 제어 본체에 연결하여 나사 결합(threaded engagement), 압입 결합(press-fit engagement), 죔쇠 끼워맞춤(interference fit), 자기 결합(magnetic engagement) 등을 제공할 수 있다. 상기 에어로졸 전달 장치는, 상기 카트리지 및 상기 제어 본체가 조립된 구성 상태일 경우, 몇몇 예시적인 구현에서 실질적으로 막대형, 실질적으로 관형 또는 실질적으로 원통형일 수 있다. 상기 에어로졸 전달 장치는 또한 단면이 실질적으로 직사각형 또는 장방형일 수 있으며, 이는 실질적으로 평평한 또는 박막 전원(예컨대, 편평 배터리를 포함하는 전원)과의 더 우수한 호환성을 제공할 수 있다. 상기 카트리지 및 상기 제어 본체는 별도의 개별 하우징 또는 외부 본체를 포함할 수 있으며, 이는 임의의 다수의 상이한 물질로 형성될 수 있다. 상기 하우징은 임의의 적합한 구조적으로 견고한 물질로 형성될 수 있다. 몇몇 예에서, 상기 하우징은 스테인리스 강, 알루미늄 등과 같은 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 다른 적합한 물질은 다양한 플라스틱(예컨대, 폴리카보네이트), 플라스틱 위의 금속 도금, 세라믹 등을 포함한다.

몇몇 예시적인 구현에서, 에어로졸 전달 장치(100)의 제어 본체(102) 또는 카트리지(104) 중 하나 또는 둘 다는 일회용 또는 재사용가능한 것으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 본체는 교체가능 배터리 또는 충전식 슈퍼커패시터를 가질 수 있으며, 이에 따라, 임의의 유형의 충전 기술(예컨대, 전형적인 벽면 콘센트에 대한 연결, 자동차 충전기(즉, 담배 라이터 소켓)에 대한 연결, (예컨대, 범용 직렬 버스(USB) 케이블 또는 커넥터를 통한) 컴퓨터에 대한 연결, 무선 RF(무선 주파수) 충전기에 대한 연결 또는 광전지(때때로, 태양 전지로도 지칭됨) 또는 태양 전지의 태양광 패널에 대한 연결을 사용하여 조합될 수 있다. 적합한 재충전 기술의 몇몇 예가 하기 기술된다. 또한, 몇몇 예시적인 구현에서, 상기 카트리지는 미국 특허 제 8,910,639 호(창(Chang) 등)에 기술되어 있으며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

도 4는, 몇몇 예시적인 구현에 따른 에어로졸 전달 장치(100)를 더 구체적으로 예시한다. 이에 예시된 절개도에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 에어로졸 전달 장치는 제어 본체(102) 및 카트리지(104)를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 다수의 개별 부품을 포함한다. 도 4에 예시된 부품은, 제어 본체 및 카트리지에 존재할 수 있는 부품을 나타내며, 본 발명에 포함되는 부품의 범위를 제한하도록 의도되지는 않는다. 도시된 바와 같이, 예를 들어, 상기 제어 본체는, 제어 부품(208)(예를 들어, 전자 아날로그 부품), 센서(210), 전원(212) 및 하나 이상의 발광 다이오드(LED)(214)(예를 들어, 유기 발광 다이오드(OLED))를 포함할 수 있는 제어 본체 쉘(206)로 형성될 수 있으며, 상기 부품들은 가변적으로 정렬될 수 있다. 유량 센서는 다수의 적합한 센서, 예컨대 가속도계, 자이로스코프, 광학 센서, 근접 센서 등을 포함할 수 있다.

전원(212)은 적합한 전원 장치, 예를 들면 미국 특허 출원 공보 제 2017/0112191 호(수르 등)에 개시된 리튬 이온 배터리, 고체-상태 배터리 또는 슈퍼커패시터일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 적합한 고체-상태 배터리의 예는 에스티 마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics)의 엔필름(EnFilm)(상표명) 재충전가능 고체-상태 리튬 박막 배터리를 포함한다. 적합한 슈퍼커패시터의 예는 전기 이중층 커패시터(EDLC), 하이브리드 커패시터, 예컨대 리튬 이온 커패시터(LIC) 등을 포함한다.

몇몇 예시적인 구현에서, 전원(212)은, 제어 컴포넌트(208)(예를 들어, 아날로그 전자 컴포넌트)에 전류를 전달하도록 구성된 재충전가능 전원일 수 있다. 이들 예에서, 상기 전원은 저항 온도 검출기(RTD)를 통해 충전 회로에 연결될 수 있다. RTD는, 전원의 온도가 임계량을 초과할 때 충전 회로에 신호를 보내도록 구성될 수 있고, 충전 회로는 이에 응답하여 전원의 충전을 불활성화할 수 있다. 이들 예에서, 전원의 안전한 충전은 디지털 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서) 및/또는 디지털 처리 로직과 독립적으로 보장될 수 있다.

LED(214)는, 에어로졸 전달 장치(100)가 구비될 수 있는 적합한 시각적 표시기의 하나의 예일 수 있다. 몇몇 예에서, LED는 유기 LED 또는 양자점-가능 LED를 포함할 수 있다. 다른 표시기, 예컨대 오디오 표시기(예컨대, 스피커), 햅틱 표시기(예컨대, 진동 모터) 등이 시각적 표시기(예를 들면, LED, 예컨대 유기 LED 또는 양자점-가능 LED)에 더하여 또는 이에 대한 대안으로서 포함될 수 있다.

카트리지(104)는, 저장소 하우징에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 가열기(222)(종종, 발열 부재)로 흡상(wick)하거나 달리 이송하도록 구성된 액체 이송 부재(220)와 유체 연통하는 저장소를 둘러싸는 카트리지 쉘(216)로 형성될 수 있다. 다양한 구성에서, 이러한 구조는 탱크로 지칭될 수 있으며, 따라서, 용어 "탱크", "카트리지" 등은, 에어로졸 전구체 조성물을 위한 저장소를 둘러싸고 가열기를 포함하는 쉘 또는 기타 하우징을 지칭하기 위해 상호교환적으로 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 저장소와 가열기 사이에 밸브가 배치될 수 있고, 이는, 저장소로부터 가열기로 통과하거나 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양을 제어하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 개시된 에어로졸 전구체는 카트리지 내에 포함된다. 상기 에어로졸 전구체는 본원에 일반적으로 기술된 성분을 포함할 수 있고, 본원에 개시된 방법에 따라 제조될 수 있다.

전류가 인가될 때 열을 생성하도록 구성된 물질의 다양한 예가 가열기(222)를 형성하는데 사용될 수 있다. 이들 예에서, 가열기는 저항성 가열 부재, 예컨대 와이어 코일, 마이크로가열기 등일 수 있다. 와이어 코일을 형성할 수 있는 예시적인 물질은 칸탈(Kanthal)(FeCrAl), 니크롬(Nichrome), 몰리브덴 다이실리사이드(MoSi₂), 몰리브덴 실리사이드(MoSi), 알루미늄-도핑된 몰리브덴 다이실리사이드(Mo(Si,Al)₂), 티타늄(Ti), 흑연 및 흑연-기반 물질(예컨대, 탄소-기반 발포체 및 얀) 및 세라믹(예컨대, 양의 또는 음의 온도 계수 세라믹)을 포함한다. 본 발명에 따른 에어로졸 전달 장치에 유용한 가열기 또는 가열 부재의 예시적인 구현이 하기에서 추가로 기술되며, 도 4에 예시되고 본원에 기술된 바와 같은 장치에 포함될 수 있다.

카트리지(104)로부터 형성된 에어로졸의 배출을 허용하기 위해 카트리지 쉘(216)(예를 들어, 마우쓰-엔드)에 개구(224)가 존재할 수 있다. 카트리지(104)는 또한, 가열기(222)에 더하여, 하나 이상의 다른 전자 부품(226)을 포함할 수 있다. 상기 전자 부품은 집적 회로, 메모리 부품, 센서 등을 포함할 수 있다. 상기 전자 부품은 유선 또는 무선 수단에 의해 제어 부품(208) 및/또는 외부 장치와 통신하도록 구성될 수 있다. 상기 전자 부품은 카트리지 또는 이의 기부(228) 내의 어느 곳에나 배치될 수 있다.

제어 부품(208) 및 센서(210)가 별도로 예시되어 있지만, 제어 부품와 센서가 전자 회로 기판으로서 조합될 수 있음이 이해된다. 또한, 전자 회로 기판은, 전자 회로 기판이 제어 본체의 중심 축에 길이방향으로 평행할 수 있다는 점에서, 도 4에 예시된 바와 같이 수평으로 배치될 수 있다. 몇몇 예에서, 센서는 이의 자체 회로 기판 또는 센서가 부착될 수 있는 다른 기부 부재를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 가요성 회로 기판이 이용될 수 있다. 가요성 회로 기판은 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 실질적으로 관 형태를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 가요성 회로 기판은, 하기 추가로 기술되는 바와 같이 가열기 기판과 조합되거나, 가열기 기판 상에 적층되거나, 가열기 기판의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다.

제어 본체(102) 및 카트리지(104)는, 이들 사이의 유체 결합을 용이하게 하도록 구성된 부품을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제어 본체는, 내부에 공동(232)을 갖는 결합기(coupler)(230)를 포함할 수 있다. 카트리지의 기부(228)는 상기 결합기와 맞물리도록 구성될 수 있고, 공동 내에 끼워지도록 구성된 돌출부(234)를 포함할 수 있다. 상기 맞물림은 제어 본체와 카트리지 간의 안정적인 연결을 용이하게 할 뿐만 아니라, 전원(212)과 제어 본체 내의 제어 부품(208) 및 카트리지 내의 가열기(222) 간의 전기 연결을 확립할 수 있다. 또한, 제어 본체 쉘(206)은, 상기 쉘 내의 노취일 수 있는 공기 흡입구(236)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 이는 상기 결합기에 연결되어 상기 결합기 주위로 및 상기 쉘 내로의 주변 공기의 통과를 허용하고, 이어서 상기 결합기의 공동(232)을 통과하여 돌출부(234)를 통해 카트리지 내로 통과한다.

사용시, 가열기(222)가 활성화되어, 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시킨다. 상기 에어로졸 전달 장치의 마우쓰-엔드를 빠는 것은, 주변 공기가 공기 흡입구(236)로 도입되어 결합기(230) 내의 공동(232)과 기부(228)의 돌출부(234) 내의 중앙 개구를 통과하게 한다. 카트리지(104) 내에서는, 빨아들인 공기가, 형성된 증기와 함께 에어로졸을 형성한다. 상기 에어로졸은 휘저어지거나, 흡인되거나, 달리 가열기로부터 상기 에어로졸 전달 장치의 마우쓰-엔드 내의 개구(224) 밖으로 빨려나간다.

본 발명에 따라 유용한 결합기 및 기부는 미국 특허 출원 공개 제 2014/0261495 호(노박(Novak) 등)에 기술되어 있으며, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같은 결합기(230)는, 기부(228)의 내부 주변부(240)와 짝을 이루도록 구성된 외부 주변부(238)를 한정할 수 있다. 하나의 예에서, 상기 기부의 내부 주변부는, 상기 결합기의 외부 주변부의 반경과 실질적으로 동일하거나 또는 약간 더 큰 반경을 한정할 수 있다. 또한, 상기 결합기는, 상기 기부의 내부 주변부에서 한정된 하나 이상의 오목부(recess)(244)와 결합되도록 구성된 외부 주변부에서의 하나 이상의 돌출부(242)를 한정할 수 있다. 그러나, 상기 기부를 상기 결합기에 결합시키기 위해 구조, 형태 및 부품의 다양한 다른 예가 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 카트리지(104)의 기부와 제어 본체(102)의 결합기 간의 연결은 실질적으로 영구적일 수 있는 반면, 다른 예에서는, 이들 간의 연결이 해제될 수 있어서, 예를 들어, 상기 제어 본체가, 일회용일 수 있고/있거나 재충전가능할 수 있는 하나 이상의 추가 카트리지를 사용하여 재사용될 수 있다.

에어로졸 전달 장치(100)는, 몇몇 예에서, 실질적으로 막대형이거나 또는 실질적으로 관형이거나 또는 실질적으로 원통형일 수 있다. 다른 예에서, 다른 형태 및 치수(예컨대, 직사각형 또는 삼각형 단면, 다면형 형상 등)가 포함된다.

도 4에 도시된 저장소(218)는, 본원에 기술된 바와 같이 용기일 수 있거나 섬유 저장소일 수 있다. 예를 들어, 상기 예에서, 상기 저장소는, 카트리지 쉘(216)의 내부를 둘러싸는 튜브 형태로 실질적으로 형성된 부직 섬유의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 상기 에어로졸 전구체 조성물(본원에 기술된 바와 같음)은 상기 저장소에 보유될 수 있다. 예를 들어, 액체 성분이 상기 저장소에 의해 흡착적으로 보유될 수 있다. 상기 저장소는 액체 수송 부재(220)와 유체 연통될 수 있다. 상기 예에서, 상기 액체 수송 부재는 상기 저장소에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을, 모세관 작용을 통해 금속 와이어 코일의 형태인 가열기(222)로 수송할 수 있다. 이와 같이, 상기 가열기는 액체 수송 부재와 함께 가열 배열 상태에 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 전달 장치에 유용한 저장소 및 수송 부재의 예시적인 구현이 하기 추가로 기술되며, 상기 저장소 및/또는 수송 부재는 도 4에 예시되고 본원에 기술된 바와 같은 장치에 혼입될 수 있다. 특히, 하기 추가로 기술되는 가열 부재 및 수송 부재의 특정 조합이, 도 4에 예시되고 본원에 기술된 바와 같은 장치에 혼입될 수 있다.

상기 에어로졸 전달 장치의 다양한 부품은, 당분야에 기술되고 상업적으로 입수가능한 부품으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 배터리의 예는 미국 특허 출원 공개 제 2010/0028766 호(페케라(Peckerar) 등)에 기술되어 있으며, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

에어로졸 전달 장치(100)는, 에어로졸 생성이 요구되는 경우, 가열기(222)로의 전력 공급을 제어하기 위한 센서(210) 또는 다른 센서 또는 검출기를 포함할 수 있다. 이와 같이, 예를 들어, 상기 에어로졸 전달 장치에서 가열기에 대한 전원을 끄고, 빠는 동안 가열기에 의한 열 발생을 작동시키거나 촉발하기 위해 전원을 켜는 방식 또는 방법이 제공된다. 추가의 대표적인 유형의 감지 또는 검출 메커니즘, 이의 구조 및 구성, 이의 부품, 및 이의 일반적인 작동 방법은 미국 특허 제 5,261,424호(스프린켈 주니어(Sprinkel, Jr.), 미국 특허 제 5,372,148 호(맥카퍼티(McCafferty) 등) 및 국제 특허 출원 공개 제 WO 2010/003480 호(플릭(Flick))에 기술되어 있으며, 이들 특허 및 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

에어로졸 전달 장치(100)는 가장 바람직하게는 가열기(222)에 대한 전력량을 제어하기 위한 제어 부품(208) 또는 다른 제어 메커니즘을 포함한다. 미국 특허 제 4,735,217 호(거스(Gerth) 등), 미국 특허 제 4,947,874 호(브룩스(Brooks) 등), 미국 특허 제 5,372,148 호(맥카퍼티(McCafferty) 등), 미국 특허 제 6,040,560 호(플레이쉬하우어(Fleischhauer) 등) 미국 특허 제 7,040,314 호(응우옌(Nguyen) 등), 미국 특허 제 8,205,622 호(판(Pan) 등), 미국 특허 출원 공개 제 2009/0230117 호(페르난도(Fernando) 등), 제 2014/0060554 호(콜렛 등), 미국 특허 출원 공개 제 2014/0270727 호(암폴리니 등), 및 미국 특허 출원 공개 제 2015/0257445 호(헨리(Henry) 등)에 기술되어 있으며, 이들 특허 및 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

상기 에어로졸 전구체를 지지하기 위한 대표적인 유형의 기재, 저장소 또는 기타 부품은 미국 특허 제 5,000,000 호(뉴톤(Newton)) 및 미국 특허 출원 공개 제 2014/0261487 호(챔프만(Chapman) 등), 제 2015/0059780 호(데이비스(Davis) 등) 및 제 2015/0216232 호(블레스(Bless) 등)에 기술되어 있으며, 이들 특허 및 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다. 추가로, 다양한 흡상 물질, 및 특정 유형의 전자 담배 내에서 상기 흡상 물질의 구성 및 작동은 미국 특허 출원 공개 제 2014/0209105 호(시어스 등)에 개시되어 있으며, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

시각적 큐(cue) 또는 표시기를 생성하는 추가의 대표적인 유형의 부품, 예를 들면 시각적 표시기 및 관련 부품, 오디오 표시기, 햅틱 표시기 등이 에어로졸 전달 장치(100)에 사용될 수 있다. 적합한 LED 부품의 예, 및 이의 구성 및 용도는 미국 특허 제 5,154,192 호(스프린켈 등), 미국 특허 제 8,499,766 호(뉴톤), 미국 특허 제 8,539,959 호(스캐터데이(Scatterday)), 미국 특허 제 9,451,791 호(시어스 등)에 기술되어 있으며, 이들 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치에 포함될 수 있는 또다른 특징, 제어 또는 부품은 미국 특허 제 5,967,148 호(해리스(Harris) 등), 미국 특허 제5,934,289호(왓킨스(Watkins) 등), 미국 특허 제5,954,979호(카운츠(Counts) 등), 미국 특허 제6,040,560호(플레이쉬하우어 등), 미국 특허 제8,365,742호(혼(Hon)), 미국 특허 제 8,402,976 호(페르난도(Fernando) 등), 미국 특허 출원 공개 제 2005/0016550 호(카타세(Katase)), 미국 특허 출원 공개 제 2010/0163063 호(페르난도 등), 미국 특허 출원 공개 제 2013/0192623 호(터커(Tucker) 등), 미국 특허 출원 공개 제 2013/0298905 호(레벤(Leven) 등), 미국 특허 출원 공개 제 2013/0180553 호(킴(Kim) 등), 미국 특허 출원 공개 제 2014/0000638 호(세바스챤(Sebastian) 등), 미국 특허 출원 공개 제 2014/0261495 호(노박 등) 및 미국 특허 출원 공개 제 2014/0261408 호(데피아노(DePiano) 등)에 기술되어 있으며, 이들 특허 및 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

제어 부품(208)은 다수의 전자 부품을 포함하고, 몇몇 예에서, 상기 전자 부품을 지지하고 전기적으로 연결하는 인쇄 회로 기판(PCB)으로 형성될 수 있다. 상기 전자 부품은, 디지털 프로세서(예컨대, 마이크로프로세서) 및/또는 디지털 처리 로직과 독립적으로 작동하도록 구성된 아날로그 전자 부품을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 상기 제어 부품은, 하나 이상의 네트워크, 컴퓨터 장치 또는 다른 적절히 작동되는(appropriately-enabled) 장치와의 무선 통신을 가능하게 하기 위해 통신 인터페이스에 결합될 수 있다. 적절한 통신 인터페이스의 예는 미국 특허 출원 공개 제 2016/0261020 호(마리온(Marion) 등)에 개시되어 있으며, 이의 개시내용 전체를 본원에 참고로 인용한다. 또한, 상기 에어로졸 전달 장치가 무선으로 통신하도록 구성될 수 있는 적절한 방식의 예는 미국 특허 출원 공개 제 2016/0007651 호(암폴리니 등) 및 미국 특허 출원 공개 제 2016/0219933 호(헨리 주니어 등)에 개시되어 있으며, 이들 각각의 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

본 발명이, 전술된 바와 같은 카트리지 또는 저장소 내에 함유된 본원에 기술된 바와 같은 에어로졸 전구체를 포함하지만, 상기 전구체의 함유는 이에 제한되지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전구체는, 사용 전에 일정 기간 동안 상기 에어로졸 전구체를 저장하도록 설계된 용기(예를 들어, 병) 내에 제공된다. 예를 들어, 상기 에어로졸 전달 장치에 사용하기 위한 에어로졸 전구체의 용기(예컨대, 병)가 제공되어 사용자가 카트리지 또는 용기를 다시 채울 수 있다. 상기 용기는, 몇몇 실시양태에서, 본원에 개시된 바와 같은 다양한 실시양태의 방법에 따라 제조될 수 있다.

실시예

실시예 1

락트산 샘플(85% 순도로 열거됨)을 평가하고, 대부분 L-락트산을 포함하는 것으로 결정하였다. 상기 샘플을, LC-MS에 의해, 용기에서 직접 나온 락트산 함량(하기 표 1에서 "시작"으로서 언급됨)에 대해 대략적으로 분석하였다. 도시된 바와 같이, 상기 샘플은, 피크 곡선 아래 면적을 기준으로 70.99% 락트산 단량체를 갖는 것으로 확인되었다. 상기 샘플을 50 중량% 수용액으로 희석하고, 생성된 희석 샘플을 40℃, 75% 상대 습도에서 밀봉된 환경 챔버 내의 HDPE 병에 넣었다. 상기 챔버 내의 희석된 샘플을 0주차(희석 직후 및 챔버에 병을 넣기 전), 1주차(희석된 샘플을 챔버에 넣고 1주 후), 2주차(희석된 샘플을 챔버에 넣고 2주 후)에 샘플링하였다. 결과를 하기 표 1에 제시한다.

실시예 2

D,L-락트산(순도 90%로 열거됨) 및 L-락트산(순도 98%로 열거됨)의 샘플을 상업적 공급처로부터 입수하였다. 물(18.2 mΩ/cm)은 반스테드 나노퓨어 유닛(Barnsted Nanopure Unit)(써모 사이언티픽(Thermo Scientific), 미국 일리노이즈주 락포드 소재)으로부터 입수하였다. QDa 단일 4중 MS 검출기(워터스 코포레이션(Waters Corp.), 미국 매사추세츠주 밀포드 소재)를 장착하고, 페노메넥스(Phenomenex)(미국 캘리포니아주 토랜스 소재)로부터의 4 μm 입자를 갖는 시너지 하이드로(Synergy Hydro)-RP 250 × 3.0 mm 칼럼을 갖는 워터스 유피엘씨 액큐어티(Waters UPLC Acquity) I 상에서 액체 크로마토그래피/질량 분광법(LC-MS)으로 샘플을 분석하였다. 161.100의 이온 m/z에서의 검출은 락트산 이량체를 나타내는 것으로 결정되었고, 89의 이온 m/z에서의 검출은 락트산을 나타내는 것으로 결정되었다.

분석하고자 하는 화학종의 평형상태로 인해, 락트산, 락트산 이량체, 락트산 삼량체 등의 순수한 표준물을 비교용(시험 샘플 중의 각각의 화학종의 양을 정량화하고 총 산도를 결정하는데 사용하기 위한 것)으로 사용할 수 없었음에 주목한다. 대략적인 추정치로서, 락트산 대 락트산 이량체의 질량 스펙트럼 비를 사용하여 가수분해 정도를 추정하였다. 이 방법은, 상이한 화학종의 상이한 이온화 수율에 의해 다소 제한되는 것으로 이해된다. 락트산은 락트산 이량체와 마찬가지로 약 1/3 이온화되는 것으로 보이며, 따라서, 보정 계수로서, 락트산 이량체의 면적에 1/3을 곱하여 상대 농도를 더욱 정확하게 추정할 수 있다. 상대적 비를 사용하여, 가수분해 정도를 추적할 수 있고, 후술되는 바와 같이 락트산 용액을 얼마나 오래 가열하여야 평형에 도달하는지를 결정할 수 있다.

시판되는 D,L-락트산 샘플을 중량 기준으로 물로 희석하여 15% 내지 65% 락트산 범위의 희석 샘플을 수득하였다. 물과 락트산의 중량은 분석 저울 상에서 측정하였으며, 이 중량을 하기 표 2에 제시한다. 상기 용액을 완전히 혼합하고, LC-MS로 분석하여, 초기 락트산:락트산 이량체 비를 결정하였다. 각각의 샘플을 대략 반으로 분할하고, 열 가수분해를 위해 2 mL GC-MS 바이알에 밀봉하였다(14개의 샘플, 각각의 농도에 2개씩).

각각의 바이알을 단단히 밀봉하고, 70℃ 가열 블록 또는 100℃ 가열 블록(아메리칸 사이언티픽 프로덕츠(American Scientific Products)로부터의 템프-블록(Temp-Block) 모듈 가열기) 상에 놓고, 6일 동안 가열하였다. 24시간, 48시간 및 144시간의 시점에 각각의 바이알에서 약 2 μL의 분취량을 제거하였다. 수집한 각각의 분취액을 상온으로 30분 동안 냉각시키고, 1.9 mL의 물로 희석하고, LC-MS로 분석하여, 초기 샘플에 비해 락트산:락트산 이량체의 비 증가를 확인하였다. 결과를 도 5a 및 5b에 도시한다. 이 도표의 y축은 하기 식을 사용하여 계산하였다:

.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 연구에서 락트산 가수분해는 70℃에서 48시간 후에 완료되는 것으로 결정되었다. 상기 샘플을 더 높은 온도(100℃)에서 가열하면, 단지 24시간 후에 락트산 가수분해가 완료되었다.

초기 가수분해 후 존재하는 락트산 이량체, 삼량체 및 중합체성 락트산 화합물의 양을 결정하기 위한 노력으로, 대략 15 mg의 각각의 가수분해된 샘플(다양한 초기 락트산 농도의 샘플 7개)을 100 mL의 물에 추가로 희석하였다. 각각의 상기 용액으로부터 40 μL의 분취량을 수득하고, 2 mL 바이알에서 960 μL의 물로 추가로 희석하였다. 각각의 상기 희석된 용액을 100℃에서 24시간 동안 "2차" 가수분해시키고, 냉각시켰다. 각각의 냉각된 용액에 내부 표준 물질(d3-락트산의 나트륨 염)의 20 μL 분취량을 가했다. 이들 샘플을 전술된 바와 같이 LC-MS 정량화하였다. 이 공정을 사용하여, (본원에 언급된 바와 같이, 신뢰할 만한 표준 물질이 입수가능하지 않기 때문에) 중합체 형태로 존재하는 락트산의 양을 결정하였다. 상기 결과를, 혼합 시 락트산%로부터 수득된 결과 및 1차 가수분해 후의 결과와 조합함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 가수분해의 이점이 명확하게 입증된다. 혼합 시 조성과 1차 가수분해 후의 조성 간의 차이는, 다양한 희석에서 시간에 따라 락트산이 얼마나 증가할 수 있는지를 강조한다.

가수분해 이전에, 상기 90% 샘플 중 총 락트산은 약 66% 락트산(34% 이량체/올리고머/중합체 락트산)인 것으로 확인되었다. 물로 희석하면, 도 6에 도시된 "막 혼합됨" 곡선을 수득한다(상기 곡선은, 수득된 샘플 중 락트산%에 의존하며, 배취마다 및 공급처마다 다를 수 있음). 1차 가수분해는, 비-단량체 형태(예를 들어, 이량체, 올리고머, 중합체 형태)의 많은 부분을 락트산 단량체로 가수분해시키는 것으로 입증되었다(도 6에서 "1차 가수분해" 곡선으로서 도시됨). "막 혼합됨" 곡선으로부터 "1차 가수분해" 곡선으로의 변화는, e-액체가 시간에 따라 pH 감소를 겪는 이유를 입증한다. "2차 가수분해" 곡선은, 락트산 샘플의 모든 화합물이 단량체로 전환되는 경우의 결과이며, "1차 가수분해" 곡선과 "2차 가수분해" 곡선 간의 차이는 얼마나 많은 락트산 올리고머가 존재하는지를 나타내는 것이다.

도 6에 기초하여, (15 내지 55% 총 락트산의 시작 범위들 사이에서) 평형 후 샘플이 갖게 될 단량체의 양 및 이량체의 양을 대략적으로 결정할 수 있는 식이 개발되었다. 15 내지 55% 락트산의 희석 비에서의 산도를 계산하기 위한 계수도 하기 표 3에 제시된다.

도 6/표 3을 통해 결정된 정보에 기초한 예시적인 계산으로서, 락트산을 물과 50% 농도까지 혼합하고 100℃로 24시간 동안 가열하는 경우, 자유 락트산의 양은 "x"(농도) = 50을 상기 표 3의 1차 계수(하기 식 2)와 곱함으로써 결정할 수 있다. 락트산 이량체(락트산으로서)는, 차이 계수를 사용하여 결정할 수 있다(하기 식 3). 51.57 및 4.72×0.5(락트산 이량체는 이용가능한 산도의 1/2를 갖는 이량체임)를 추가하면, 53.93의 이용가능 산도(락트산으로서)를 수득한다. 다른 예시적인 계산은 하기 표 2에 제시된다. 이를 사용하면, 얼마나 많은 락트산을 특정 희석에 이용가능한지 빠르게 추정할 수 있다.

식 2: 1차 = 50²×(-0.00193)×1.1278 = 51.57% 락트산

식 3: 차이 = 50²×0.0257 + 50×-0.03409 = 4.72 이량체(락트산 이량체)

실시예 3

선행(upfront) 가수분해가 제공하는 처방적 제어를 이해하기 위해, 가수분해된 및 비-가수분해된 락트산이 5% 니코틴-함유 용액 모델의 pH에 미치는 영향을 연구하였다. 도 7에, 니코틴에 대한 계산된(또는 예측된) pH 적정 곡선이 도시된다. 실험을 위해, 비-가수분해된 락트산에 대해 두 가지 상이한 가수분해 방법을 비교하였다. 이들 두 가지 가수분해 방법은, 약 51/49(% w/w) 락트산 수용액을, (1) 40℃에서 4주 동안, 및 (2) 70℃에서 48시간 동안 배양하는 것으로 이루어졌다. 상기 4주 방법으로부터의 가수분해된 락트산을 니코틴에 대해 0.95 내지 1.0 몰 당량으로 화학량론적으로 첨가하였다(곡선을 따라 원으로 표시됨). 상기 48시간 방법으로부터의 가수분해된 락트산을 니코틴에 대해 단지 0.95 내지 1.0 몰 당량으로 화학량론적으로 첨가하였다(흑색 다이아몬드로 표시됨). 이들 두 방법은, 적정 범위의 끝에서 0.03 pH 단위 미만으로 상이한 용액을 제공하며, 이로써 이들 방법 간의 동등함이 입증된다. 또한, 이들 방법 둘 다의 결과적인 pH는, 약산을 사용한 니코틴 적정에 대한 예상 pH 곡선과 밀접하게 일치한다. 극명하게 대조적으로, 비-가수분해된 락트산을 1.0 및 1.1 몰 당량 둘 다에서 첨가하는 것("비가수분해됨"으로 표시된 타원 내의 위쪽 두 원)은 예측된 pH 곡선과 상당히 다르다. 이들 데이터는 함께, 생성된 용액의 pH가 임의의 관심사인 경우, 비-가수분해된 락트산이 처방적 제어에 불량한 선택이며, 다중 가수분해 접근법을 사용하여 유사한 결과를 수득할 수 있음을 나타낸다.

실시예 4

가수분해("전처리") 반응 완결도를 검증하기 위한 분석 방법을 평가하였다. 50/50(% w/w) 락트산(88%)/물 용액에 대해 70℃에서 48시간의 가수분해 동안 2개의 매트릭스(즉, 비중 및 굴절률)를 평가하였다. 도 8a 및 8b 및 하기 표 5에 제시되는 바와 같이, 이들 매트릭스는 둘 다 24시간 후의 변동없음(level off) 이전에 초기 증가를 나타냈다. 비중 및 굴절률 곡선 둘 다는 가수분해 과정 동안의 락트산: 락트산 이량체 비의 LC-MS 곡선을 반영한다. 달리 말하면, 비중과 굴절률 둘 다는 가수분해 동안 락트산 단량체가 최대에 도달하는 것과 정확히 동시에 변동이 없었다. 또한, 비중은, 가수분해 동안 과도한 수분이 빠져나가지(driven off) 않는 것을 보장하기에도 또한 적합하다. 이는, 과도한 물이 증발되지 않도록 하고 상기 산이 후속적으로 농축되지 않도록 하는 것을 돕는다.

실시예 5

공지된 산 농도를 제공하는 것에 더하여, 가수분해는 또한 용액 pH와 관련하여 안정성도 부여한다. 물을 함유하는 e-액체 제형에서, 임의의 정도의 락트산 이량체 또는 더 고차의 올리고머는 선반 상에서 동일반응계 내 가수분해된다. 이는, 시간에 따라 e-액체의 pH 감소를 야기할 것이다. 그러나, 산의 포함 전에 가수분해가 수행되는 경우, 후속 제형의 저장 안정성은 상당한 pH 안정성을 제공할 것이다. 이를 실험적으로 입증하기 위해, 가수분해된 락트산을 니코틴에 대해 1몰 당량으로 5% 니코틴-함유 용액의 제형에 사용하였다(상기 용액은 글리세롤, 물, 프로필렌 글리콜 및 향미 화합물을 추가로 포함함). 상기 용액을 비활성 기체 헤드스페이스가 없는 밀폐된 병 내에 20℃에서 보관하였다. 상기 용액의 pH를 시간에 따라 모니터링하였으며, 이를 도 9 및 하기 표 6에 제시한다. 상기 e-액체 모델의 pH는 t=0으로부터 t=10개월까지 0.03 pH 단위만큼 달랐으며, 이는, 가수분해된 락트산이 부여하는 현저한 pH 조절을 나타낸다.

대조적으로, 락트산 성분을 전처리/가수분해시키지 않고 제조된 e-액체는 시간에 따라 pH 감소를 나타내는 것으로 확인되었다. 이러한 경향을, 병과 카트리지 둘 다에 보관된 e-액체에 대해 관찰하였으며, 예를 들어 9개월의 저장 후에 시험된 다양한 풍미에 대해 0.25 pH 단위 이상이 감소하였다(0.29 pH 단위 감소에서 0.95 pH 단위 범위의 감소).

본원에 제시된 개시내용의 다수의 수정 및 다른 구현이, 전술된 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 구현으로 제한되지 않으며, 수정 및 다른 구현은 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 의도됨을 이해해야 한다. 더욱이, 전술된 설명 및 관련 도면이 부재 및/또는 기능의 특정 예시적인 조합의 맥락에서 예시적인 구현을 기술하였지만, 첨부된 청구범위의 범위로부터 벗어나지 않고 대안적 구현에 의해 부재 및/또는 기능의 상이한 조합이 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 상기 명시적으로 기술된 것과 상이한 요소 및/또는 기능의 조합이, 첨부된 청구범위 중 일부에서 개시될 수 있는 것으로 고려된다. 본원에 특정 용어가 사용되었지만, 이는 일반적이고 설명적인 의미로만 사용되며 제한을 목적으로 하는 것은 아니다.

Claims (31)

1. 물 중 하나 이상의 유기산을 포함하는 제1 수용액을 제공하는 단계;
   상기 제1 수용액을 가수분해시켜, 상기 제1 수용액보다 건조 중량 기준으로 더 높은 유기산 단량체 함량을 갖는 가수분해된 수용액을 제공하는 단계; 및
   에어로졸 전구체 조성물을 제공하기 위해, 상기 가수분해된 수용액을 하나 이상의 에어로졸 형성제와 조합하는 단계
   를 포함하는, 에어로졸 전구체 조성물의 제조 방법
2. 제1항에 있어서,
   상기 가수분해된 수용액, 상기 하나 이상의 에어로졸 형성제, 또는 이들의 조합물에 니코틴을 첨가하여 에어로졸 전구체 조성물을 제공하는 단계
   를 추가로 포함하는 제조 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 니코틴이 담배-유래된 것인, 제조 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 니코틴이 담배-유래되지 않은 것인, 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 에어로졸 전구체 조성물 내에 포함되는 목표(target) 유기산 함량을 결정하는 단계; 및
   상기 가수분해된 수용액이 상기 에어로졸 전구체 조성물 중 목표 유기산 함량을 달성하기에 충분한 유기산 함량을 포함하는 것을 보장하기 위한 적절한 조건을 결정하는 단계
   를 추가로 포함하는 제조 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 수용액이, 상기 하나 이상의 유기산에 더하여, 상기 유기산의 반응 생성물을 포함하는, 제조 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 수용액이, 상기 하나 이상의 유기산에 더하여, 산 이량체, 산 삼량체, 산 올리고머 및 산 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 반응 생성물을 포함하는, 제조 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 유기산이 레불린산(levulinic acid), 석신산, 락트산, 피루브산, 벤조산, 푸마르산 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 제조 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 유기산이 락트산을 포함하는, 제조 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 가수분해가 상기 제1 수용액을 가열하는 것을 포함하는, 제조 방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수용액이 약 10 중량% 이상의 물을 포함하는, 제조 방법.
12. 제1항에 있어서,
    상기 가수분해된 수용액이 건조 중량 기준으로 약 85% 이상의 유기산을 함유하는, 제조 방법.
13. 제1항에 있어서,
    상기 가수분해된 수용액이 건조 중량 기준으로 약 88% 이상의 유기산을 함유하는, 제조 방법.
14. 제1항에 있어서,
    상기 가수분해된 수용액이 건조 중량 기준으로 약 90% 이상의 유기산을 함유하는, 제조 방법.
15. 제1항에 있어서,
    상기 가수분해된 수용액이 건조 중량 기준으로 약 95% 이상의 유기산을 함유하는, 제조 방법.
16. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 에어로졸 형성제가 폴리올을 포함하는, 제조 방법.
17. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 전구체 조성물이 약 8 미만의 pH를 갖는, 제조 방법.
18. 제1항에 있어서,
    상기 조합 단계 이전, 이후, 또는 도중에 추가 성분을 첨가하는 단계
    를 추가로 포함하는 제조 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 추가 성분이 향미제(flavorant)인, 제조 방법.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 전구체 조성물을 에어로졸 전달 장치용 카트리지 내에 혼입시키는 단계
    를 추가로 포함하는 제조 방법.
21. 에어로졸 전구체 조성물을 제공하기 위해, 상업적으로 입수가능한 산 수용액을 니코틴 및 하나 이상의 에어로졸 형성제와 조합하는 단계를 포함하는, 에어로졸 전구체 조성물의 제조 방법.
22. 제21항에 있어서,
    상기 니코틴이 담배-유래된 것인, 제조 방법.
23. 제21항에 있어서,
    상기 니코틴이 담배-유래되지 않은 것인, 제조 방법.
24. 제21항에 있어서,
    상기 상업적으로 입수가능한 산 수용액이 약 75 중량% 이하의 산을 포함하는, 제조 방법.
25. 제21항에 있어서,
    상기 상업적으로 입수가능한 산 수용액이 약 50 중량% 이하의 산을 포함하는, 제조 방법.
26. 제21항에 있어서,
    상기 산이 락트산을 포함하는, 제조 방법.
27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 전구체 조성물을 에어로졸 전달 장치용 카트리지 내에 혼입시키는 단계
    를 추가로 포함하는 제조 방법.
28. 유기산-함유 수용액을 가수분해시키는 단계; 및
    가수분해된 유기산-함유 수용액을 용액 형태로 저장하는 단계
    를 포함하는, 유기산-함유 수용액의 안정성 개선 방법으로서,
    개선된 안정성은 용액 중의 건조 중량 기준 산 단량체의 함량을 평가함으로써 측정되는, 개선 방법.
29. 제28항에 있어서,
    용액 중의 건조 중량 기준 산 단량체의 함량이 주위 온도에서 6개월 저장 기간에 걸쳐 5% 초과만큼 벗어나지 않는, 개선 방법.
30. 제1항 또는 제21항의 방법에 의해 제조된 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 용기(container).
31. 제30항에 있어서,
    에어로졸 전달 장치용 카트리지를 포함하는 용기.

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