KR20220100668A - 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents
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Abstract
자기장 발생기(24)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(10)와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(1, 2)이 제공된다. 에어로졸 발생 물품(1, 2)은, 제1 에어로졸 발생 물질(52) 및 제2 에어로졸 발생 물질(54)을 각각 수용하도록 구성된 제1 및 제2 격실(46, 48), 및 자기장 발생기(24)에 의해 유도 가열되도록 구성된 유도 가열식 발열체(56)를 포함한다. 유도 가열식 발열체(56)는, 제1 격실(46)에 위치된 제1 부분(58), 및 제2 격실(48)에 위치된 제2 부분(60)을 갖는다. 각각의 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)은 고체 매트릭스(62, 64)를 포함하며, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 및 제2 부분(58, 60)은 고체 매트릭스(62, 64)에 고정된다.
Description
본 개시물은 일반적으로 에어로졸 발생 물품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다. 또한, 본 개시물의 실시형태는 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.
흡입을 위한 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 발생 물질(액체 또는 비-액체)을 연소시키는 대신에 가열하는 장치가 최근 몇 년 동안 소비자들에게 대중화되었다. 이러한 장치는 에어로졸 발생 물질에 열을 제공하기 위한 다수의 상이한 접근 방식 중 하나를 사용할 수 있다.
한 가지 접근 방식은 저항성 가열 시스템을 사용하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이다. 이러한 장치에서, 저항성 발열체가 제공되어, 에어로졸 발생 물질을 가열함으로써 증기를 발생시키고, 증기는 전형적으로 냉각 및 응축되어, 장치의 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 형성한다.
다른 접근 방식은 유도 가열 시스템을 사용하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이다. 이러한 장치에서, 유도 코일 및 발열체가 제공된다. 사용자가 장치를 활성화시키는 경우, 전기 에너지가 유도 코일에 공급되어, 결과적으로 교번 전자기장을 발생시킨다. 발열체는 전자기장과 결합되며, 예를 들어 전도에 의해 에어로졸 발생 물질에 전달되는 열을 발생시킴으로써 증기를 발생시키고, 증기는 전형적으로 냉각 및 응축되어, 장치의 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 형성한다.
본 개시물의 실시형태는 효과적인 에어로졸 발생을 위해 필요한 에어로졸 발생 물질의 최적 가열을 제공하고자 한다.
본 개시물의 제1 양태에 따라, 자기장 발생기를 포함하는 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품이 제공되고, 에어로졸 발생 물품은,
제1 에어로졸 발생 물질 및 제2 에어로졸 발생 물질을 각각 수용하도록 구성된 제1 및 제2 격실(compartment);
자기장 발생기에 의해 유도 가열되도록 구성된 유도 가열식 발열체(inductively heatable susceptor)를 포함하며, 유도 가열식 발열체는, 제1 격실에 위치된 제1 부분, 및 제2 격실에 위치된 제2 부분을 갖고,
각각의 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질은 고체 매트릭스(solid matrix)를 포함하며, 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분은 고체 매트릭스에 고정된다.
에어로졸 발생 물품은, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시킴으로써, 에어로졸 발생 장치의 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 형성하도록 냉각 및 응축되는 증기를 발생시키기 위해, 에어로졸 발생 물질을 연소시키지 않고 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질을 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하도록 의도된다.
본 개시물의 제2 양태에 따라, 에어로졸 발생 시스템이 제공되고, 에어로졸 발생 시스템은,
실질적으로 나선형 유도 코일을 포함하는 자기장 발생기; 및
제1 양태에 따른 에어로졸 발생 물품을 포함하며,
제1 및 제2 격실은 실질적으로 나선형 유도 코일의 내부에 위치되고,
유도 가열식 발열체의 제1 부분은, 유도 가열식 발열체의 제2 부분보다 실질적으로 나선형 유도 코일의 내측 둘레에 더 가깝게 위치된다.
일반적인 표현으로, 증기는 이의 임계 온도보다 더 낮은 온도에서 기상(gas phase)의 물질이며, 이는 온도를 감소시키지 않으면서 이의 압력을 증가시킴으로써 증기가 액체로 응축될 수 있는 반면에, 에어로졸은 공기 또는 다른 가스 중의 액체 액적 또는 미세 고체 입자의 부유물임을 의미한다. 그러나, "에어로졸" 및 "증기"라는 용어는 특히 사용자의 흡입을 위해 발생되는 흡입식 매체의 형태와 관련하여, 본 명세서에서 교환 가능하게 사용될 수 있음을 유의해야 한다.
제1 및 제2 부분을 갖는 유도 가열식 발열체와 함께, 해당 제1 및 제2 격실에 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질을 제공함으로써, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질이 개별적으로 가열될 수 있다. 결과적으로, 이에 따라, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질의 가열이 특정 물질에 대해 조정될 수 있으므로, 향상된 사용자 경험을 위해, 개선된 특성을 갖는 에어로졸이 발생될 수 있다. 또한, 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분이 그 안에 고정된 고체 매트릭스로서 각각의 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질을 제공함으로써, 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분이 제자리에 견고하게 홀딩된다. 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분으로부터 각각 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질로의 균일한 열전달이 달성될 수 있으며, 에어로졸 발생 물품의 제조도 원활해질 수 있다.
고체 매트릭스는, 다공성 세라믹 및 폼(foam) 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 폼 재료는 무스(mousse)일 수 있으며, 담배를 포함할 수 있다. 따라서, 무스는 담배 무스, 재생 담배(RTB) 무스, 또는 e-액체 무스를 포함할 수 있다.
폼 재료는 복수의 미세 입자(예를 들어, 담배 입자)를 포함할 수 있다. 담배 입자는 50 내지 180 ㎛의 입자 크기를 가질 수 있다. 폼 재료는, 프로필렌 글리콜, 글리세롤 또는 이들의 조합물과 같은, 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는 물을 더 포함할 수 있다. 폼 재료는, 용제 및/또는 산 및/또는 에스테르를 더 포함할 수 있다. 폼 재료는 폼 형성제를 더 포함할 수 있다. 폼 형성제는 다당류를 포함하는 비단백질일 수 있다. 폼 형성제는, 이에 제한됨이 없이, 한천(agar), 젤란검(gellan gum), 레시틴, 지방산의 폴리글리세롤 에스테르, 지방산의 글리세롤 에스테르, 지방산의 소르비탄 에스테르, 및/또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 폼 재료는 폼 안정제를 포함할 수 있다. 폼 안정제는, 셀룰로오스검(cellulose gum), 히드록시알킬화 탄수화물(hydroxyalkylated carbohydrate), 이들의 유도체, 예를 들어 이들의 염, 바람직하게는 이들의 알칼리 금속염, 예를 들어 이들의 나트륨 및/또는 칼륨 염, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질 중 하나는 가열될 때 니코틴 증기를 방출하는 니코틴 소스를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질 중 다른 하나는 전달 강화 화합물을 포함할 수 있다. 전달 강화 화합물은 가열될 때 제2 증기를 방출한다. 니코틴 증기는 기상으로 제2 증기와 반응하여, 사용자에 의해 흡입되도록 에어로졸 발생 장치/시스템의 하류 단부에 전달되는 니코틴 염 입자를 포함하는 에어로졸을 형성한다.
니코틴 소스는, 니코틴, 니코틴 염, 또는 니코틴 유도체 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 니코틴 소스는 천연 니코틴 또는 합성 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴 소스는, 순수 니코틴, 니코틴 용액, 또는 액체 담배 추출물을 포함할 수 있다. 전달 강화 화합물은, 피루브산 또는 젖산과 같은 산을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치/시스템은, 제1 및 제2 격실 둘 모두의 하류에 위치된 반응 챔버를 포함할 수 있다. 반응 챔버는, 방출된 니코틴 증기 및 제2 증기를 수용하고, 이들이 반응하여 흡입을 위한 에어로졸을 형성할 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 반응 챔버는 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성할 수 있으며, 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 조정된 에어로졸 발생 공간(예를 들어, 공동(cavity))과 마우스피스 사이에 전형적으로 위치될 수 있다. 대안적으로, 반응 챔버는 에어로졸 발생 물품의 일부를 형성할 수 있다.
유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분은 제1 및 제2 온도로 각각 가열되도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 온도 중 하나는 제1 및 제2 온도 중 다른 하나보다 더 높을 수 있다. 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질은 상이한 기화 온도를 가질 수 있으며, 이에 따라, 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분을 상이한 제1 및 제2 온도로 가열함으로써, 개선된 특성을 갖는 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분은 사용 시에 자기장 발생기에 대하여 위치될 수 있으며, 예를 들어 자기장 발생기로부터 상이한 거리에 위치될 수 있으므로, 제2 부분이 제2 온도로 가열되는 것보다 더 급속하게 제1 부분이 제1 온도로 가열된다. 보다 구체적으로, 제1 부분은, 제2 부분보다 자기장 발생기에 더 가깝게 위치될 수 있다. 자기장 발생기로부터의 거리에 기초하여 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분의 가열 속도를 제어함으로써, 구현하기에 편리한 방식으로 그리고 개선된 특성을 갖는 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분은, 자기장 발생기에 대하여 서로 상이한 방향을 갖도록 구성될 수 있다. 상이한 방향의 사용은, 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분의 가열 속도를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 부분과 자기장 발생기 사이보다 제1 부분과 자기장 발생기 사이에 더 강한 전자기 결합이 있도록, 제1 및 제2 부분이 지향될 수 있다. 따라서, 제2 부분이 가열되는 제2 온도보다 더 높은 제1 온도로 제1 부분이 가열될 수 있거나/가열될 수 있으며, 제2 부분이 제2 온도로 가열되는 것보다 더 급속하게 제1 부분이 제1 온도로 가열될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분의 형상 및/또는 크기, 및 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분을 형성하는 재료 중 어느 하나 이상을 가변시킴으로써, 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분의 가열 속도가 제어될 수 있다.
유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분은 서로 분리될 수 있으며, 제1 및 제2 부분 둘 모두는 유도 가열식 재료를 포함할 수 있다. 개선된 특성을 갖는 에어로졸이 발생될 수 있도록, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질의 가열이 특정 물질에 대해 조정될 수 있게 하는 동시에, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질이 모두 효율적으로 그리고 독립적으로 가열될 수 있다.
유도 가열식 발열체는, 제1 및 제2 부분이 서로 연속적인 연속 발열체를 포함할 수 있다. 이러한 배치는 에어로졸 발생 물품의 제조를 원활하게 할 수 있다.
유도 가열식 발열체의 제1 부분은 유도 가열식 재료를 포함할 수 있으며, 유도 가열식 발열체의 제2 부분은 비-유도 가열식 재료를 포함할 수 있다. 이러한 배치를 통해, 유도 가열식 발열체의 제2 부분은, 제1 부분에서 발생된 열에 의해 전도성으로 가열되도록 구성된다. 이러한 배치에 따라, 제1 부분을 유도 가열함으로써 달성되는 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도로 제2 부분을 전도성 가열할 수 있거나/가열할 수 있으며, 제1 부분에 비하여 제2 부분의 더 느린 가열 속도를 가능하게 할 수 있다.
제1 및 제2 격실은 격벽(partition wall)에 의해 분리될 수 있으며, 연속 유도 가열식 발열체는 격벽을 통하여 연장될 수 있다. 예를 들어, 연속 유도 가열식 발열체는, 제2 부분이 제1 격실로부터 제2 격실 내로 연장되도록 형상화된 플레이트 발열체를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질은, 격벽에 의해 이들 각각의 제1 및 제2 격실 내에 신뢰 가능하게 수용될 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 물품의 제조를 원활하게 할 수 있는 편리한 방식으로, 연속 유도 가열식 발열체의 제1 부분은 제1 격실에 위치될 수 있으며, 유도 가열식 발열체의 제2 부분은 제2 격실에 위치될 수 있다.
격벽은 단열 재료를 포함할 수 있다. 단열 재료는, 제1 및 제2 격실 간의 열전달을 최소화하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 격실 간의 열전달을 최소화함으로써, 유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분에 의한 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질의 가열은, 원하는 특성을 갖는 에어로졸의 발생을 가능하게 하도록 신중하게 제어될 수 있다.
유도 가열식 발열체의 제2 부분은, 제1 부분에 실질적으로 수직인 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 제2 부분이 제1 격실로부터 제2 격실 내로 격벽을 통하여 용이하게 연장될 수 있게 하는 동시에, 유도 가열식 발열체의 제1 부분과 자기장 발생기 간의 더 강한 전자기 결합을 가능하게 할 수 있다.
유도 가열식 발열체의 제1 부분과 실질적으로 나선형 유도 코일의 내측 둘레 사이의 거리는, 유도 가열식 발열체의 제1 부분과 실질적으로 나선형 유도 코일의 중앙 종축 사이의 거리보다 더 작을 수 있다. 이에 따라, 유도 가열식 발열체의 제1 부분과 유도 코일 간의 강한 전자기 결합을 가능하게 할 수 있으므로, 제1 부분이 예를 들어 제1 온도로 급속하게 가열될 수 있다.
유도 가열식 발열체의 제1 부분과 실질적으로 나선형 유도 코일의 내측 둘레 사이의 거리는, 유도 가열식 발열체의 제2 부분과 실질적으로 나선형 유도 코일의 내측 둘레 사이의 거리보다 더 작을 수 있다. 이러한 배치를 통해, 유도 가열식 발열체의 제1 부분과 유도 코일 간의 전자기 결합은, 유도 가열식 발열체의 제2 부분과 유도 코일 간의 전자기 결합보다 더 강할 수 있으므로, 제2 부분이 예를 들어 제2 온도로 가열되는 것보다 더 급속하게, 제1 부분이 예를 들어 제1 온도로 가열될 수 있다.
유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분은, 실질적으로 나선형 유도 코일의 종축에 실질적으로 평행한 방향으로 연장될 수 있는 플레이트 발열체를 포함할 수 있다. 이러한 배치를 통해, 플레이트 발열체와 유도 코일 간의 개선된 전자기 결합이 달성될 수 있다.
제2 양태에 따른 에어로졸 발생 시스템은, 자기장 발생기가 포함된 에어로졸 발생 장치를 더 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 종축을 갖는 공동을 포함할 수 있으며, 나선형 유도 코일 및 공동의 종축이 실질적으로 평행하도록, 나선형 유도 코일이 공동의 둘레로 연장될 수 있다. 이러한 배치를 통해, 에어로졸 발생 물품이 공동에 위치된 경우, 유도 가열식 발열체의 제1 부분은 유도 코일의 종축에 실질적으로 평행할 수 있다. 결과적으로, 이에 따라, 유도 가열식 발열체의 제1 부분과 유도 코일 간의 강한 전자기 결합을 보장할 수 있으며, 가능하게는, 제2 부분이 가열되는 제2 온도보다 더 높은 제1 온도로 제1 부분이 가열될 수 있거나/가열될 수 있고, 가능하게는, 제2 부분이 제2 온도로 가열되는 것보다 더 급속하게 제1 부분이 제1 온도로 가열될 수 있다.
유도 코일은, 임의의 적합한 재료, 예를 들어 리츠선(Litz wire) 또는 리츠 케이블을 포함할 수 있다.
유도 가열식 발열체는, 금속 재료, 금속 합금 재료, 세라믹 재료, 탄소 재료, 및 금속 재료로 코팅된 폴리머 섬유 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유도 가열식 발열체는, 알루미늄, 철, 니켈, 스테인리스 강, 및 이들의 합금(예를 들어, 니켈 크롬 또는 니켈 구리) 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 유도 가열식 발열체는, 이의 근처에 전자기장을 인가함으로써, 와전류 및/또는 자기 히스테리시스 손실로 인해 열을 발생시킬 수 있고, 이로 인해 전자기로부터 열로 에너지를 변환시킬 수 있다.
제1 및/또는 제2 에어로졸 발생 물질(들)은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제의 실시예는 다가 알코올 및 이의 혼합물, 예를 들어 글리세린 또는 프로필렌 글리콜을 포함한다. 전형적으로, 제1 및/또는 제2 에어로졸 발생 물질(들)은, 건조 중량 기준으로, 약 5% 내지 약 50%의 에어로졸 형성제 함량을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 및/또는 제2 에어로졸 발생 물질(들)은, 건조 중량 기준으로 약 10% 내지 약 20%, 그리고 가능하게는 건조 중량 기준으로 약 15%의 에어로졸 형성제 함량을 포함할 수 있다.
가열 시에, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질은 휘발성 화합물을 방출할 수 있다. 휘발성 화합물은, 담배 향미제와 같은 향미 화합물 또는 니코틴을 포함할 수 있다.
자기장 발생기는, 사용 시에, 약 20 mT 내지 약 2.0 T(최고 집속 지점에서)의 자속 밀도를 갖는 변동 전자기장으로 작동되도록 배치될 수 있다.
자기장 발생기는, 고주파로 작동되도록 구성될 수 있는 전원 및 회로를 포함할 수 있다. 전원 및 회로는, 약 80 kHz 내지 500 kHz, 가능하게는 약 150 kHz 내지 250 kHz, 그리고 가능하게는 약 200 kHz의 주파수로 작동되도록 구성될 수 있다. 전원 및 회로는, 사용되는 유도 가열식 발열체의 유형에 따라, 예를 들어 MHz 범위의 더 높은 주파수로 작동되도록 구성될 수 있다.
에어로졸 발생 물품은, 제1 및 제2 격실을 포함하는 통기성 쉘(air-permeable shell)을 포함할 수 있다. 통기성 쉘은, 전기 절연성이고 비-자성인 통기성 재료를 포함할 수 있다. 재료는 고온에 대한 저항성을 갖는 재료를 통하여 공기가 흐를 수 있게 하도록, 높은 통기성을 가질 수 있다. 적합한 통기성 재료의 실시예는 셀룰로오스 섬유, 종이, 코튼 및 실크를 포함한다. 통기성 재료는 필터로도 작용할 수 있다.
도 1은 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도이다;
도 2는 도 1의 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 제1 실시예의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다; 그리고
도 3은 도 1의 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 제2 실시예의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 제1 실시예의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다; 그리고
도 3은 도 1의 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 제2 실시예의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다.
이제 본 개시물의 실시형태가 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시로서만 설명될 것이다.
먼저 도 1을 참조하면, "포드형(pod-type)" 에어로졸 발생 물품과 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치(10)의 일 실시예가 개략적으로 도시되며, 특히 에어로졸 발생 물품(1, 2)의 제1 및 제2 실시예가 도 2 및 도 3에 도시된다. 에어로졸 발생 장치(10)는 근위 단부(12) 및 원위 단부(14)를 가지며, 고주파로 작동되도록 구성될 수 있는 전원(18) 및 제어기(20)를 포함하는 장치 본체(16)를 포함한다. 전원(18)은 전형적으로, 예를 들어 유도 재충전식일 수 있는 하나 이상의 배터리를 포함한다.
에어로졸 발생 장치(10)는 대체로 원통형이며, 에어로졸 발생 장치(10)의 근위 단부(12)에서, 예를 들어 공동의 형태로, 대체로 원통형 에어로졸 발생 공간(22)을 포함한다. 원통형 에어로졸 발생 공간(22)은, 도 2 및 도 3과 관련하여 아래에 설명되는 바와 같은, 상응하는 형상의 대체로 원통형 에어로졸 발생 물품(1, 2)을 수용하도록 배치된다.
에어로졸 발생 장치(10)는, 전자기장을 발생시키기 위한 자기장 발생기(24)를 포함한다. 자기장 발생기(24)는 실질적으로 나선형 유도 코일(26)을 포함한다. 유도 코일(26)은 원형 단면을 가지며, 원통형 에어로졸 발생 공간(22)의 둘레로 연장되고, 종축을 갖는다. 유도 코일(26)은 전원(18) 및 제어기(20)에 의해 활성화될 수 있다. 제어기(20)는 다른 전자 부품 중에서도, 전원(18)으로부터의 직류를 유도 코일(26)을 위한 교류 고주파 전류로 변환하도록 배치된 인버터를 포함한다.
에어로졸 발생 장치(10)는, 주변 공기가 에어로졸 발생 공간(22) 내로 흐를 수 있게 하는 하나 이상의 공기 흡입구(28)를 장치 본체(16)에 포함한다. 또한, 에어로졸 발생 장치(10)는 공기 배출구(32)를 갖는 마우스피스(30)를 포함한다. 마우스피스(30)는, 에어로졸 발생 물품(1, 2)을 삽입 또는 탈거하는 목적을 위해 에어로졸 발생 공간(22)에 액세스할 수 있도록 근위 단부(12)에서 장치 본체(16) 상에 착탈식으로 장착된다.
도 2를 참조하면, 에어로졸 발생 장치(10)와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(1)의 제1 실시예가 도시된다. 또한, 에어로졸 발생 장치(10)의 유도 코일(26)은, 에어로졸 발생 물품(1)이 에어로졸 발생 공간(22)에 위치된 경우, 에어로졸 발생 물품(1)이 유도 코일(26)에 대하여 어떻게 위치되는지를 명확하게 나타내기 위해 도 2에 도시된다.
위에 언급된 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(1)은 "포드형" 물품이며, 실질적으로 원형 하부 벽(40), 실질적으로 원형 상부 벽(42), 및 실질적으로 원통형 측벽(44)을 갖는다. 하부 벽(40) 및 상부 벽(42)은 전형적으로 통기성이며, 복수의 개구부 또는 천공을 포함할 수 있거나, 개구부 또는 천공을 필요로 함이 없이, 공기가 하부 벽(40) 및 상부 벽(42)을 통하여 흐를 수 있게 하는 다공성 구조를 갖는 재료를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 물품(1)은 제1 및 제2 격실(46, 48)을 포함한다. 제1 및 제2 격실(46, 48)은, 실질적으로 유체 불투과성일 수 있는 격벽(50)에 의해 분리되는 별개의 격실이다.
제1 및 제2 격실(46, 48)은, 제1 에어로졸 발생 물질(52) 및 제2 에어로졸 발생 물질(54)을 각각 수용하며, 일부 실시형태에서, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54) 중 하나는 니코틴 소스를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54) 중 다른 하나는 피루브산 또는 젖산과 같은 전달 강화 화합물을 포함할 수 있다. 도시된 제1 실시예에서, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54) 중 하나는 고체 또는 반고체 재료의 유형이며, 전형적으로 식물 유래 재료, 및 특히 담배를 포함한다. 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54) 중 하나 또는 둘 모두는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다.
에이로졸 발생 물품(1)은, 자기장 발생기(24)에 의해 그리고 특히 유도 코일(26)에 의해 유도 가열되도록 구성된 유도 가열식 발열체(56)를 포함한다. 유도 가열식 발열체(56)는, 제1 격실(46)에 위치된 제1 부분(58), 및 제2 격실(48)에 위치된 제2 부분(60)을 포함한다. 유도 가열식 발열체(56)는 대체로 L자 형상인 플레이트 발열체를 포함하며, 제2 부분(60)은 제1 부분(58)에 실질적으로 수직인 방향으로 연장된다. 에이로졸 발생 물품(1)의 제1 실시예에서, 유도 가열식 발열체(56)의 제2 부분(60)은 제1 격실(46)로부터 제2 격실(48) 내로 격벽(50)을 통하여 연장된다.
제1 구현예에서, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 및 제2 부분(58, 60) 둘 모두는 유도 가열식 재료를 포함한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(10)의 사용 동안 유도 코일(26)이 활성화되는 경우, 교번 및 시변 전자기장이 생성된다. 이는 유도 가열식 발열체(56)의 제1 및 제2 부분(58, 60)과 결합되어 유도 가열식 발열체(56)에서 와전류 및/또는 자기 히스테리시스 손실을 발생시킴으로써, 제1 및 제2 부분(58, 60)이 가열되게 한다. 예를 들어 전도, 복사 및 대류에 의해, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 부분(58)으로부터 제1 격실(46)의 제1 에어로졸 발생 물질(52)로 열이 전달된다. 유사한 방식으로, 예를 들어 전도, 복사 및 대류에 의해, 유도 가열식 발열체(56)의 제2 부분(60)으로부터 제2 격실(48)의 제2 에어로졸 발생 물질(54)로 열이 전달된다. 따라서, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)은, 유도 가열식 발열체(56)의 해당 제1 및 제2 부분(58, 60)에 의해 독립적으로 가열된다. 격벽(50)은, 제1 및 제2 격실(46, 48) 간의 열전달을 최소화하도록 구성된 단열 재료를 포함할 수 있으므로, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)의 가열이 신중하게 제어될 수 있다.
제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)은, 연소되지 않으면서, 유도 가열식 발열체(56)의 해당 제1 및 제2 부분(58, 60)에 의해 가열된다. 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)의 가열은 하나 이상의 휘발성 화합물을 방출하며, 제1 및 제2 증기(예를 들어, 니코틴 증기 및 제2 증기)를 발생시키고, 제1 및 제2 증기는 혼합되는 경향이 있으며, 이들이 공기 배출구(32)를 통하여 유동함에 따라 반응할 수 있고, 마우스피스(30)를 통하여 에어로졸 발생 장치(10)의 사용자에 의해 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하도록 냉각 및 응축된다.
제1 구현예에서, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 및 제2 부분(58, 60)은, 에어로졸 발생 물품(1)이 에어로졸 발생 공간(22)에 위치된 경우, 예를 들어 유도 가열식 발열체(56)의 L자 형상의 기하학적 구조에 의해, 유도 코일(26)에 대하여 서로 상이한 방향을 갖도록 구성된다. 특히, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 부분(58)은, 유도 코일(26)의 종축에 실질적으로 평행한 방향으로 연장되도록 구성됨으로써, 제1 부분(58)과 유도 코일(26) 간의 강한 전자기 결합을 보장한다. 반대로, 유도 가열식 발열체(56)의 제2 부분(60)은, 유도 코일(26)의 종축에 실질적으로 수직인 방향으로 연장되도록 구성됨으로써, 제2 부분(60)과 유도 코일(26) 간의 더 약한 전자기 결합을 제공한다. 유도 가열식 발열체(56)의 제1 부분(58)과 유도 코일(26) 간의 더 강한 전자기 결합에 따라, 제2 부분(60)이 제2 부분(60)과 유도 코일(26) 간의 더 약한 전자기 결합에 의해 유도 가열되는 제2 온도보다 더 높은 제1 온도로 제1 부분(58)이 유도 가열될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 부분(60)이 제1 부분(58)과 유도 코일(26) 간의 더 강한 전자기 결합에 의해 제2 온도로 가열되는 것보다 더 급속하게 제1 부분(58)이 제1 온도로 가열될 수 있다. 제1 및 제2 부분(58, 60)을 상이한 제1 및 제2 온도 및/또는 상이한 속도로 가열함으로써, 별개의 제1 및 제2 격실(46, 48) 내의 가열이 상이한 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)에 대해 조정될 수 있으므로, 개선된 특성을 갖는 에어로졸이 발생될 수 있다.
제2 구현예에서, L자 형상의 유도 가열식 발열체(56)의 제1 부분(58)은 유도 가열식 재료를 포함하며, 유도 가열식 발열체(56)의 제2 부분(60)은 비-유도 가열식 재료를 포함한다. 따라서, 유도 코일(26)이 에어로졸 발생 장치(10)의 사용 동안 활성화된 경우, 유도 코일(26)에 의해 발생된 전자기장은 유도 가열식 발열체(56)의 제1 부분(58)과 결합되어, 전술한 방식으로 제1 부분(58)을 제1 온도로 유도 가열한다. 제1 부분(58)에서 발생된 열의 일부는, 예를 들어 전도, 복사 및 대류에 의해, 제1 격실(46)의 제1 에어로졸 발생 물질(52)에 전달된다. 제1 부분(58)에서 발생된 열의 일부는 전도에 의해 제2 부분(60)에도 전달되므로, 제2 부분(60)은 제1 부분(56)에서 발생된 열에 의해 제2 온도로 전도성으로 가열된다. 제2 부분(60)은 유도성이 아니라 전도성으로 가열되기 때문에, 전형적으로 제2 부분(60)은 제1 부분(58)이 유도 가열되는 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도로 가열되거나/가열되며, 제2 부분(60)은 제1 부분(58)보다 더 느린 속도로 가열된다.
도 3을 참조하면, 에어로졸 발생 장치(10)와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(2)의 제2 실시예가 도시된다. 또한, 에어로졸 발생 장치(10)의 유도 코일(26)은, 에어로졸 발생 물품(2)이 에어로졸 발생 공간(22)에 위치된 경우, 에어로졸 발생 물품(2)이 유도 코일(26)에 대하여 어떻게 위치되는지를 명확하게 나타내기 위해 도 3에 도시된다. 에어로졸 발생 물품(2)은 도 2를 참조하여 전술한 에어로졸 발생 물품(1)과 유사하며, 상응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 사용하여 식별된다.
에어로졸 발생 물품(2)은, 격벽(50)에 의해 분리된 제1 및 제2 격실(46, 48), 및 제1 및 제2 부분(58, 60)을 갖는 유도 가열식 발열체(56)를 포함한다. 제1 격실(46)은, 제1 에어로졸 발생 물질(52), 및 유도 가열식 발열체(56)의 제1 부분(58)을 수용한다. 제2 격실(48)은, 제2 에어로졸 발생 물질(54), 및 유도 가열식 발열체(56)의 제2 부분(60)을 수용한다.
각각의 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)은 고체 매트릭스(62, 64)를 포함하며, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 및 제2 부분(58, 60)은 각각의 고체 매트릭스(62, 64)에 각각 고정된다. 전형적으로, 각각의 고체 매트릭스(62, 64)는, 예를 들어 재생 담배 무스 또는 e-액체 무스의 형태로, 다공성 세라믹 및 폼 재료 중 적어도 하나를 포함하며, 이는 유도 가열식 발열체(56)의 제1 및 제2 부분(58, 60)이 각각의 제1 및 제2 격실(46, 48)에서 제자리에 견고하게 홀딩되도록 보장한다.
유도 가열식 발열체의 제1 및 제2 부분(58, 60)은, 제1 및 제2 격실(46, 48)에서 서로 분리된 별도의 유도 가열식 부분일 수 있으며, 제1 및 제2 부분(58, 60) 둘 모두는 유도 가열식 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품(2)이 에어로졸 발생 장치(10)의 사용 동안 에어로졸 발생 공간(22)에 위치되어 유도 코일(26)이 활성화되는 경우, 교번 및 시변 전자기장이 생성된다. 이는 유도 가열식 발열체(56)의 제1 및 제2 부분(58, 60)과 결합되어 유도 가열식 발열체(56)에서 와전류 및/또는 자기 히스테리시스 손실을 발생시킴으로써, 제1 및 제2 부분(58, 60)이 독립적으로 가열되게 한다. 예를 들어 전도, 복사 및 대류에 의해, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 부분(58)으로부터 제1 격실(46)의 제1 에어로졸 발생 물질(52)로 열이 전달된다. 유사한 방식으로, 예를 들어 전도, 복사 및 대류에 의해, 유도 가열식 발열체(56)의 제2 부분(60)으로부터 제2 격실(48)의 제2 에어로졸 발생 물질(54)로 열이 전달된다. 따라서, 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)은, 유도 가열식 발열체(56)의 해당 제1 및 제2 부분(58, 60)에 의해 독립적으로 가열된다.
제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)은, 연소되지 않으면서, 유도 가열식 발열체(56)의 해당 제1 및 제2 부분(58, 60)에 의해 가열된다. 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)의 가열은 하나 이상의 휘발성 화합물을 방출하며, 제1 및 제2 증기를 발생시키고, 제1 및 제2 증기는, 이들이 공기 배출구(32)를 통하여 유동함에 따라 혼합되는 경향이 있으며, 마우스피스(30)를 통하여 에어로졸 발생 장치(10)의 사용자에 의해 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하도록 냉각 및 응축된다.
도 3으로부터 명백한 바와 같이, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 및 제2 부분(58, 60)은 플레이트 발열체이며, 이들이 유도 코일(26)의 종축에 실질적으로 평행한 방향(유도 코일(26)에 의해 발생된 전자기장과 결합되기 위한 최적의 방향임)으로 연장되도록 둘 모두 배치된다. 또한, 제1 부분(58)은 제2 부분(60)보다 유도 코일(26)의 내측 둘레에 더 가깝게 위치되며, 자속 밀도가 유도 코일(26)의 중앙 종축을 따르는 최소값으로부터 유도 코일(26)의 내측 둘레에 가까운 최대값으로 증가한다는 점으로 인해, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 부분(58)은, 제2 부분(60)이 유도 가열되는 제2 온도보다 더 높은 제1 온도로 유도 가열된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 부분(60)이 유도 코일(26)의 내측 둘레에 더 인접함으로써 제2 온도로 가열되는 것보다 더 급속하게 제1 부분(58)이 제1 온도로 가열될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 부분(58, 60)을 상이한 제1 및 제2 온도 및/또는 상이한 속도로 가열함으로써, 제1 및 제2 격실(46, 48) 내의 가열이 상이한 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)에 대해 조정될 수 있으므로, 개선된 특성을 갖는 에어로졸이 발생될 수 있다.
이전의 단락들에서 예시적인 실시형태가 설명되었지만, 첨부된 청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 이러한 실시형태에 대해 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 청구범위의 폭 및 범위는 전술한 예시적인 실시형태로 제한되어서는 안된다.
본원에서 달리 나타내지 않는 한 또는 문맥상 달리 명백히 모순되지 않는 한, 이의 모든 가능한 변형예에서의 전술한 특징의 임의의 조합은 본 개시물에 의해 포함된다. 예를 들어, 도 2의 제1 실시예와 관련하여 설명된 L자 형상의 유도 가열식 발열체(56)는 도 3의 제2 실시예에서 사용될 수 있으므로, 제1 및 제2 부분(58, 60)은 각각의 제1 및 제2 격실(46, 48)에 제공된 고체 매트릭스(62, 64)에 고정된다. 이 경우, 유도 가열식 발열체(56)의 제1 및 제2 부분(58, 60) 둘 모두가 유도 가열식 재료를 포함할 수 있거나, 제1 부분(58)은 유도 가열식 재료를 포함할 수 있는 반면에, 제2 부분(60)은, 제1 부분(58)에 의해 전도성으로 가열되는 비-유도 가열식 재료를 포함할 수 있다. 반대로, 도 3의 제2 실시예와 관련하여 설명된 바와 같은 별도의 제1 및 제2 부분(58, 60)을 포함하는 유도 가열식 발열체(56)가 도 2의 제1 실시예에서 사용될 수 있다.
문맥상 달리 명확하게 요구되지 않는 한, 상세한 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서, "포함한다", "포함하는" 등의 단어는 배타적이거나 총망라한 의미가 아니라, 포괄적인 것으로 해석되어야 한다; 즉, "포함하지만 이에 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다.
Claims (13)
- 자기장 발생기(24)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(10)와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(1, 2)으로서,
상기 에어로졸 발생 물품(1, 2)은,
제1 에어로졸 발생 물질(52) 및 제2 에어로졸 발생 물질(54)을 각각 수용하는 제1 및 제2 격실(46, 48);
상기 자기장 발생기(24)에 의해 유도 가열되도록 구성된 유도 가열식 발열체(56)를 포함하며,
상기 유도 가열식 발열체(56)는, 상기 제1 격실(46)에 위치된 제1 부분(58), 및 상기 제2 격실(48)에 위치된 제2 부분(60)을 갖고,
각각의 상기 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54)은 고체 매트릭스(62, 64)를 포함하며,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 및 제2 부분(58, 60)은 상기 고체 매트릭스(62, 64)에 고정되는,
자기장 발생기(24)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(10)와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(1, 2). - 제1항에 있어서,
상기 고체 매트릭스(62, 64)는 다공성 세라믹 및 폼 재료 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 물품. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 및 제2 부분(58, 60)은 제1 및 제2 온도로 각각 가열되도록 구성되며,
상기 제1 및 제2 온도 중 하나는 상기 제1 및 제2 온도 중 다른 하나보다 더 높은, 에어로졸 발생 물품. - 제3항에 있어서,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 및 제2 부분(58, 60)은 사용 시에 상기 자기장 발생기(24)에 대하여 위치됨으로써, 상기 제2 부분(60)이 상기 제2 온도로 가열되는 것보다 더 급속하게 상기 제1 부분(58)이 상기 제1 온도로 가열되는, 에어로졸 발생 물품. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 및 제2 부분(58, 60)은 서로 분리되며,
상기 제1 및 제2 부분(58, 60) 둘 모두는 유도 가열식 재료를 포함하는, 에어로졸 발생 물품. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유도 가열식 발열체(56)는, 상기 제1 및 제2 부분(58, 60)이 서로 연속적인 연속 발열체인, 에어로졸 발생 물품. - 제6항에 있어서,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 부분(58)은 유도 가열식 재료를 포함하며,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제2 부분(60)은, 상기 제1 부분(58)에서 발생된 열에 의해 전도성으로 가열되도록 구성된 비-유도 가열식 재료를 포함하는, 에어로졸 발생 물품. - 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 격실(46, 48)은 격벽(50)에 의해 분리되며,
상기 연속 유도 가열식 발열체(56)는 상기 격벽(50)을 통하여 연장되는, 에어로졸 발생 물품. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54) 중 하나는 가열될 때 니코틴 증기를 방출하며,
상기 제1 및 제2 에어로졸 발생 물질(52, 54) 중 다른 하나는 가열될 때 제2 증기를 방출하고,
상기 니코틴 증기는 상기 제2 증기와 반응하여, 니코틴 염 입자를 포함하는 에어로졸을 형성하는, 에어로졸 발생 물품. - 에어로졸 발생 시스템으로서,
실질적으로 나선형 유도 코일(26)을 포함하는 자기장 발생기(24); 및
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 물품(1, 2)을 포함하며,
상기 제1 및 제2 격실(46, 48)은 상기 실질적으로 나선형 유도 코일(26)의 내부에 위치되고,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 부분(58)은, 상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제2 부분(60)보다 상기 실질적으로 나선형 유도 코일(26)의 내측 둘레에 더 가깝게 위치되는,
에어로졸 발생 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 부분(58)과 상기 실질적으로 나선형 유도 코일(26)의 상기 내측 둘레 사이의 거리는, 상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 부분(58)과 상기 실질적으로 나선형 유도 코일(26)의 중앙 종축 사이의 거리보다 더 작은, 에어로졸 발생 시스템. - 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 및 제2 부분(58, 60)은, 상기 실질적으로 나선형 유도 코일(26)의 종축에 실질적으로 평행한 방향으로 연장되는 플레이트 발열체인, 에어로졸 발생 시스템. - 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 및 제2 부분(58, 60)은 제1 및 제2 온도로 각각 가열되도록 구성되며, 상기 제1 및 제2 온도 중 하나는 상기 제1 및 제2 온도 중 다른 하나보다 더 높고,
상기 유도 가열식 발열체(56)의 상기 제1 및 제2 부분(58, 60)은 상기 자기장 발생기(24)에 대하여 위치됨으로써, 상기 제2 부분(60)이 상기 제2 온도로 가열되는 것보다 더 급속하게 상기 제1 부분(58)이 상기 제1 온도로 가열되는, 에어로졸 발생 시스템.
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