KR20230080436A - 에어로졸 전달 장치용 무-담배 기재의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트를 제공한다. 상기 기재에는 고형 담배 물질이 실질적으로 없으며, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제, 및 하나 이상의 결합제를 포함한다. 상기 기재의 최종 형태는, 에어로졸 전달 장치용 에어로졸-발생 컴포넌트에 사용되도록 구성될 수 있다. 상기 장치는 에어로졸-형성 물질을 가열하기 위한 전기적으로 생성된 열 또는 가연성 점화원을 이용하여, 에어로졸 형태의 흡입가능 성분을 제공한다.

Description

에어로졸 전달 장치용 무-담배 기재의 제조 방법

본 발명은, 인간 소비용 에어로졸 형태의 흡입가능 성분을 제공하기 위한, 전기적으로 생성된 열 또는 가연성 점화원을 이용하여 일반적으로 상당한 연소 없이 에어로졸-형성 물질을 가열하는 에어로졸-발생 컴포넌트, 에어로졸 전달 장치 및 에어로졸 전달 시스템, 예컨대 흡연 물품에 관한 것이다.

사용을 위해 담배 연소에 기초하는 흡연 제품에 대한 개선 또는 이에 대한 대안으로서, 다수의 흡연 물품이 수년에 걸쳐 제안되었다. 몇몇 예시적인 대안은, 담배에 열을 전달하기 위해 고체 또는 액체 연료가 연소되거나 또는 이러한 열원을 제공하기 위해 화학 반응이 사용되는 장치를 포함하였다. 추가적인 예시적 대안은, 웜(Worm) 등의 미국 특허 제9,078,473호에 기술된 바와 같이, 전기 에너지를 사용하여 담배 및/또는 기타 에어로졸-발생 기재 물질을 가열하는 것이며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

흡연 물품에 대한 개선 또는 대안의 요점은 전형적으로, 상당량의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 전달하지 않으면서, 궐련, 여송연 또는 파이프 흡연과 관련된 감각을 제공하는 것이었다. 이를 위해, 전기 에너지를 이용하여 휘발성 물질을 기화 또는 가열하기 위한 다수의 흡연 제품, 향미 생성기 및 약물 흡입기; 또는 담배를 상당한 정도로 연소시키지 않고 궐련, 여송연 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 시도가 제안되었다. 예를 들어, 로빈슨(Robinson) 등의 미국 특허 제7,726,320호; 그리피트 주니어(Griffith, Jr.) 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0255702호; 및 시어스(Sears) 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0096781호에 기술된 다양한 대안적 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 발열원을 참조하며, 각각의 이들 특허 및 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

담배, 담배-유래 물질 또는 기타 식물-유래 물질을 전기로 가열함으로써 흡연의 맛과 감각을 생성하는 물품은 일관성 없는 성능 특성이 문제가 되었다. 예를 들어, 몇몇 물품은 향미 또는 기타 흡입가능 물질의 일관성 없는 방출, 기재 상의 에어로졸-형성 물질의 부적절한 적재량, 또는 불량한 감각 특성의 존재가 문제가 되었다. 따라서, 궐련, 여송연 또는 파이프 흡연의 감각을 제공할 수 있고, 기재 물질의 연소 없이 이러한 감각을 제공하고, 유리한 성능 특성과 함께 이러한 감각을 제공하는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은, 인간 소비용 에어로졸 형태의 흡입가능 성분을 제공하기 위한, 전기로 생성된 열 또는 가연성 점화원을 이용하여 에어로졸 전달 장치용 기재(예컨대, 무-담배 HNB 기재)를 가열하는 에어로졸-발생 컴포넌트 및 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다.

따라서, 하나의 양태에서, 본 발명은, 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트를 제공하며, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제(이때, 상기 하나 이상의 충전제의 약 80 건조 중량% 이상을 탄산칼슘이 차지함); 및 하나 이상의 결합제(이때, 상기 하나 이상의 결합제는, 알지네이트 염, 해조류 하이드로콜로이드, 카라기난, 한천, 하이드록시알킬 셀룰로스 에터, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택됨)를 포함하고, 상기 기재에는 고형 담배 물질이 실질적으로 없다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 70 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 75 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 55 건조 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재에는 쌀 전분 및 쌀가루가 실질적으로 없다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재에는 목재 섬유가 실질적으로 없다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 천연 또는 변성 전분, 말토덱스트린, 덱스트로스, 인산칼슘, 락토오스, 당 알코올, 미세결정질 셀룰로스, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는, 알지네이트 염, 해조류 하이드로콜로이드, 카라기난, 한천, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는, 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC), 하이드록시에틸 셀룰로스 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하이드록시알킬 셀룰로스 에터이다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 HPC와 HPMC의 조합물을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, HPC 대 HPMC의 중량비는 적어도 약 1:1, 예를 들어 약 1:1 내지 약 5:1, 약 2:1 내지 약 4:1 또는 약 3:1이다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 에어로졸-형성 물질은 물, 다가 알코올, 폴리소르베이트, 소르비탄 에스터, 지방산, 지방산 에스터, 왁스, 칸나비노이드, 테르펜, 당 알코올, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 에어로졸-형성 물질은 다가 알코올을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 다가 알코올은 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판다이올, 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 트라이아세틴 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는, 기재와 에어로졸-형성 물질의 총 중량을 기준으로 약 15 내지 약 55 중량%의 담지량으로 상기 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 향미제, 활성 성분, 또는 이들의 조합물을 추가로 함유한다. 몇몇 실시양태에서, 활성 성분은 니코틴 성분을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 미립자 형태, 세절된(shredded) 형태, 필름 형태, 종이 공정 시트 형태, 캐스팅된 시트 형태, 비드 형태, 과립형 막대 형태 또는 압출물 형태이다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 실질적으로 원통형인 형상으로 형성되고, 상기 기재는 임의적으로, 실질적으로 원통형인 형상을 통해 연장되는 오리피스 및 기재의 외부 표면의 하나 이상의 홈 중 적어도 하나를 포함한다.

또 다른 양태에서, 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트가 제공되며, 상기 기재는, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제; 및 하나 이상의 결합제를 포함하고, 상기 하나 이상의 결합제는 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC)와 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC)의 조합물을 포함하고, 상기 기재에는 고형 담배 물질이 실질적으로 없다.

몇몇 실시양태에서, HPC 대 HPMC의 중량비는 적어도 약 1:1, 예컨대 약 1:1 내지 약 5:1, 또는 약 2:1 내지 약 4:1 또는 약 3:1이다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 천연 또는 변성 전분, 말토덱스트린, 덱스트로스, 인산칼슘, 락토오스, 당 알코올, 미세결정질 셀룰로스, 또는 이들의 조합물을 포함한다.

또 다른 양태에서, 본원에 개시된 바와 같은 에어로졸-발생 컴포넌트; 에어로졸을 형성하기 위해 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 가열하도록 구성된 열원; 및 상기 에어로졸-발생 컴포넌트로부터 에어로졸 전달 장치의 마우쓰 단부까지 연장되는 에어로졸 경로를 포함하는 에어로졸 전달 장치가 제공된다.

몇몇 실시양태에서, 열원은 전기-구동식 가열 부재 또는 가연성 점화원을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 열원은, 탄소계 물질을 포함하는 가연성 점화원이다.

몇몇 실시양태에서, 열원은 전기-구동식 가열 부재이다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전달 장치는 가열 부재에 전자적으로 연결된 전원을 추가로 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전달 장치는, 전원에 의해 가열 부재로 전달되는 전력을 제어하도록 구성된 제어기를 추가로 포함한다.

본 발명은, 비제한적으로, 하기 실시양태를 포함한다.

실시양태 1: 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트로서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제(이때, 상기 하나 이상의 충전제의 약 80 건조 중량% 이상을 탄산칼슘이 차지함); 및 하나 이상의 결합제(상기 하나 이상의 결합제는, 알지네이트 염, 해조류 하이드로콜로이드, 카라기난, 한천, 하이드록시알킬 셀룰로스 에터, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택됨)를 포함하고, 상기 기재에는 고형 담배 물질이 실질적으로 없는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 2: 실시양태 1에 있어서, 상기 기재가 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 70 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제를 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 3: 실시양태 1 또는 2에 있어서, 상기 기재가 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 75 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제를 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 4: 실시양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재가 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 55 건조 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 5: 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재가 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 6: 실시양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재에 쌀 전분이 실질적으로 없는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 7: 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재에 목재 섬유가 실질적으로 없는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 8: 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 충전제가 말토덱스트린, 덱스트로스, 인산칼슘, 락토오스, 당 알코올, 미세결정질 셀룰로스, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 9: 실시양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 결합제가 알지네이트 염, 해조류 하이드로콜로이드, 카라기난, 한천 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 10: 실시양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 결합제가, 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC), 하이드록시에틸 셀룰로스, 및 이들의 조합물로부터 선택된 하이드록시알킬 셀룰로스 에터인, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 11: 실시양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 결합제가 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 12: 실시양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 결합제가 HPC와 HPMC의 조합물을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 13: 실시양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, HPC 대 HPMC의 중량비가 적어도 약 1:1, 예컨대 약 1:1 내지 약 5:1, 약 2:1 내지 약 4:1 또는 약 3:1인, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 14: 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 에어로졸-형성 물질이 물, 다가 알코올, 폴리소르베이트, 소르비탄 에스터, 지방산, 지방산 에스터, 왁스, 칸나비노이드, 테르펜, 당 알코올 또는 이들의 조합물을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 15: 실시양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 에어로졸-형성 물질이 다가 알코올을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 16: 실시양태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 다가 알코올이 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판다이올, 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 트라이아세틴 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 17: 실시양태 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재가 기재와 에어로졸-형성 물질의 총 중량을 기준으로 약 15 내지 약 55 중량%의 담지량으로 상기 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 18: 실시양태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재가 향미제, 활성 성분, 또는 이들의 조합물을 추가로 함유하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 19: 실시양태 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 활성 성분이 니코틴 성분을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 20: 실시양태 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재가 미립자 형태, 세절된 형태, 필름 형태, 종이 공정 시트 형태, 캐스팅된 시트 형태, 비드 형태, 과립형 막대 형태 또는 압출물 형태인, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 21: 실시양태 1 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 상기 기재가 실질적으로 원통형인 형상으로 형성되고, 상기 기재가 임의적으로, 실질적으로 원통형인 형상을 통해 연장되는 오리피스 및 기재의 외부 표면의 하나 이상의 홈 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 22: 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트로서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제; 및 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC)와 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC)의 조합물을 포함하는 하나 이상의 결합제를 포함하고, 상기 기재에는 고형 담배 물질이 실질적으로 없는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 23: 실시양태 22에 있어서, HPC 대 HPMC의 중량비가 적어도 약 1:1, 예컨대 약 1:1 내지 약 5:1, 또는 약 2:1 내지 약 4:1 또는 약 3:1인, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 24: 실시양태 22 또는 23에 있어서, 상기 하나 이상의 충전제가 말토덱스트린, 덱스트로스, 인산칼슘, 락토오스, 당 알코올, 미세결정질 셀룰로스, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.

실시양태 25: 실시양태 1 내지 24 중 어느 하나의 에어로졸-발생 컴포넌트; 에어로졸을 형성하기 위해 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 가열하도록 구성된 열원; 및 상기 에어로졸-발생 컴포넌트로부터 에어로졸 전달 장치의 마우쓰 단부까지 연장되는 에어로졸 경로를 포함하는 에어로졸 전달 장치.

실시양태 26: 실시양태 25에 있어서, 상기 열원이 전기-구동식 가열 부재 또는 가연성 점화원을 포함하는, 에어로졸 전달 장치.

실시양태 27: 실시양태 25에 있어서, 상기 열원이, 탄소계 물질을 포함하는 가연성 점화원인, 에어로졸 전달 장치.

실시양태 28: 실시양태 25 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 상기 열원이 전기-구동식 가열 부재인, 에어로졸 전달 장치.

실시양태 29: 실시양태 25 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 상기 가열 부재에 전자적으로 연결된 전원을 추가로 포함하는 에어로졸 전달 장치.

실시양태 30: 실시양태 25 내지 29 중 어느 하나에 있어서, 전원에 의해 가열 부재로 전송되는 전력을 제어하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 에어로졸 전달 장치.

본 발명의 이러한 특징 및 다른 특징, 양태 및 이점은, 간략히 후술되는 첨부 도면과 함께, 이후의 상세한 설명을 읽음으로써 자명해질 것이다. 이러한 특징 또는 요소가 본원의 특정 실시양태 설명에서 명시적으로 조합되는지 여부와 관계없이, 본 발명은, 전술된 실시양태 중 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 임의의 조합뿐만 아니라, 본원에 개시된 임의의 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 특징 또는 요소의 조합을 포함한다. 문맥상 달리 명확하게 제시되지 않는 한, 본 발명은, 개시된 발명의 임의의 분리가능한 특징 또는 요소가 이의 임의의 다양한 양태 및 실시양태에서 조합가능한 것으로 의도되는 것으로 간주되도록, 전체론적으로 읽혀야 하는 것으로 의도된다.

전술된 일반 용어로 본 발명의 양태를 기술하였으므로, 이제, 반드시 축적에 따르는 것은 아닌 첨부 도면을 참조할 것이다. 도면은 예시적일 뿐이며, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은, 제어 바디 및 에어로졸-발생 컴포넌트를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시하며, 이때 상기 에어로졸-발생 컴포넌트 및 상기 제어 바디는 본 발명의 예시적인 실시양태에 따라 서로 커플링된다(coupled).
도 2는, 도 1의 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시하며, 이때 상기 에어로졸-발생 컴포넌트 및 상기 제어 바디는 본 발명의 예시적인 실시양태에 따라 서로 디커플링된다(decoupled).
도 3은, 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 에어로졸-발생 컴포넌트의 개략적 사시도를 도시한다.
도 4는, 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 에어로졸-발생 컴포넌트의 기재 부분의 개략적 단면도를 도시한다.
도 5a, 5b, 5c 및 5d는, 에어로졸-발생 컴포넌트의 기재 부분의 사시도를 도시하며, 이때 기재는 실질적으로 원통형인 형상(도 5a 내지 5c)으로 압출되거나, 편평 시트로서 캐스팅 또는 압출된다(도 5d).
도 6은, 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 에어로졸-발생 컴포넌트의 사시도를 도시한다.
도 7은, 본 발명의 하나의 실시양태에 따른, 외부 랩이 제거된 도 6의 에어로졸-발생 컴포넌트의 사시도를 도시한다.
도 8은, 본 발명의 하나 이상의 실시양태에 따른 에어로졸-발생 컴포넌트의 에어로졸 형성 특성을 나타내는 막대 그래프이다.

본 발명은 이제, 이의 예시적인 실시양태를 참조하여 이하에서 더욱 충분히 기술될 것이다. 이러한 예시적인 실시양태는, 본 발명이 철저하고 완전해지고 당업자에게 본 발명의 범위가 충분히 전달되도록 기술된다. 실제로, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본원에 개시된 실시양태에 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며, 오히려 이러한 실시양태는, 본 발명이 적용가능한 법적 요건을 충족하도록 제공된다. 본원 명세서 및 청구범위에 사용되는 단수 형태는, 문맥상 명백히 달리 언급되지 않는 한, 복수의 지시대상을 포함한다. "건조 중량%" 또는 "건조 중량 기준"에 대한 언급은, 건조 성분(즉, 물을 제외한 모든 성분)을 기준으로 한 중량을 지칭한다. %에 대한 언급은, 달리 제시되지 않는 한, 중량%를 의미하는 것으로 의도된다.

이후로 기술되는 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시양태는, 고형 담배 물질이 실질적으로 없고 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트에 관한 것이다. 하나의 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제(이때, 상기 하나 이상의 충전제의 약 80 건조 중량% 이상을 탄산칼슘이 차지함); 및 하나 이상의 결합제를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제; 및 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC)와 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC)의 조합물을 포함하는 하나 이상의 결합제를 포함한다.

본 발명의 다른 예시적인 실시양태는, 본원에 개시된 바와 같은 에어로졸-발생 컴포넌트; 에어로졸을 형성하기 위해 기재 부분에 함유된 에어로졸-형성 물질을 가열하도록 구성된 열원; 및 상기 에어로졸-발생 컴포넌트로부터 에어로졸 전달 장치의 마우쓰 단부까지 연장되는 에어로졸 경로를 포함하는 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다.

에어로졸-발생 컴포넌트 및 에어로졸 전달 장치

본 발명에 따른 에어로졸-발생 컴포넌트의 몇몇 실시양태는, 물질을 가열하여 흡입가능 성분(예를 들어, 전기-가열식 담배 제품)을 형성하기 위해 전기 에너지를 사용한다. 본 발명에 따른 에어로졸-발생 컴포넌트의 다른 실시양태는, (일반적으로 물질을 임의의 상당한 정도로 연소시키지 않고) 물질을 가열하여 흡입가능 성분(예를 들어, 탄소-가열식 담배 제품)을 형성하기 위해 점화성 열원을 사용한다. 상기 물질은 전형적으로, 상기 물질의 상당한 정도의 연소 없이 가열된다. 이러한 시스템의 컴포넌트는, 휴대용(hand-held) 장치로 간주되기에 충분히 컴팩트한 제품 형태를 가진다. 즉, 특정 예시적 에어로졸 전달 장치의 컴포넌트를 사용하면, 에어로졸이 주로 담배의 연소 또는 열분해 부산물로부터 야기된다는 의미에서, 연기를 발생기키지 않으며, 오히려 이러한 시스템을 사용하면, 내부에 혼입된 특정 성분의 휘발 또는 기화로 인해 발생하는 증기를 생성한다. 몇몇 예시적인 실시양태에서, 상기 에어로졸 전달 장치의 컴포넌트는 전자 담배를 특징으로 할 수 있고, 이러한 전자 담배는 전형적으로, 담배 및/또는 담배-유래 성분을 혼입하여, 담배-유래 성분을 에어로졸 형태로 전달한다.

특정 예시적인 에어로졸 전달 장치의 에어로졸-발생 컴포넌트는, 이의 임의의 성분의 임의의 상당한 정도의 연소 없이, 담배에 불을 붙이고 연소시킴으로써(및 이에 따라 담배 연기를 흡입함으로써) 사용되는 궐련, 여송연 또는 파이프를 피우는 것의 다수의 감각(예를 들어, 들숨 및 날숨 의식(ritual), 맛 또는 향미의 유형, 관능 효과, 물리적 감각, 사용 의식, 시각적 단서, 예컨대 가시적 에어로졸에 의해 제공되는 것 등)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 몇몇 예시적인 실시양태에 따른 에어로졸 전달 장치의 사용자는 상기 성분을 많이 보유하고 사용할 수 있다(예를 들면, 흡연자는 전통적인 유형의 흡연 물품을 사용하거나, 상기 부품에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 상기 부품의 하나의 단부에 대해 흡인하거나(draw), 선택된 시간 간격으로 퍼프(puff)를 흡인함).

상기 시스템은 일반적으로 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸-발생 컴포넌트(예컨대, 소위 "전자 담배" 또는 "가열 담배 제품")와 관련된 실시양태 면에서 기술되지만, 메커니즘, 컴포넌트, 특징 및 방법은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 다양한 물품과 연관될 수 있다. 예를 들어, 본원에 제공된 설명은 전통적인 흡연 물품(예컨대, 궐련, 여송연, 파이프 등), 비연소-가열 담배, 및 본원에 개시된 임의의 제품에 대한 관련 패키징의 실시양태와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 메커니즘, 컴포넌트, 특징 및 방법의 설명은, 단지 예로서, 에어로졸 전달 장치에 관한 실시양태 면에서 논의되고, 다양한 다른 제품 및 방법에서 구현되고 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸-발생 컴포넌트는 또한 증기-생성 물품 또는 약제 전달 물품임을 특징으로 할 수 있다. 따라서, 이러한 물품 또는 장치는, 하나 이상의 성분(예를 들어, 향료 및/또는 약학적 활성 성분)을 흡입가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 흡입가능 성분은 실질적으로 증기(즉, 이의 임계점보다 낮은 온도에서 기체 상태인 성분)의 형태일 수 있다. 대안적으로, 흡입가능 성분은 에어로졸(즉, 기체 중의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다. 단순함을 위해, 본원에서 용어 "에어로졸"은, 가시적인지 여부 및 연기와 유사한 것으로 간주될 수 있는 형태인지 여부에 관계 없이, 사람의 흡입에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 기체 및 에어로졸을 포함하는 것을 의미한다. 흡입가능 성분의 물리적 형태가 본 발명의 장치의 성질에 의해 반드시 제한될 필요는 없으며, 그것이 증기 상태 또는 에어로졸 상태로 존재하는지 여부에 대해, 매질의 성질 및 흡입가능 성분 자체에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 용어 "증기" 및 "에어로졸"은 상호-교환가능할 수 있다. 따라서, 단순함을 위해, 본 발명의 양태를 설명하기 위해 사용되는 용어 "증기" 및 "에어로졸"은, 달리 언급되지 않는 한, 상호-교환가능한 것으로 이해된다.

몇몇 실시양태에서, 본 발명의 에어로졸 전달 장치는 전원(예를 들어, 전력원), 적어도 하나의 제어 컴포넌트(예를 들어, 전원으로부터 물품의 다른 컴포넌트(예컨대, 마이크로프로세서)로의 전류 흐름을 개별적으로 또는 마이크로제어기의 일부로서 제어함으로써, 열 생성을 위한 전력을 작동, 제어, 조절 및 중단하기 위한 수단), 열원(예를 들어, 전기 저항 가열 부재 또는 기타 컴포넌트 및/또는 유도 코일 또는 기타 관련 컴포넌트 및/또는 하나 이상의 복사 가열 부재), 및 충분한 열 적용 시 에어로졸을 생성할 수 있는 기재 부분을 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트를 포함할 수 있다. 전술된 컴포넌트 중 하나 이상을 물리적으로 조합할 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 본원에 기술된 바와 같은 기재 물질(예컨대, 셀룰로스계 필름)의 표면 상에 전도성 잉크를 사용하여 전도성 히터 트레이스(heater trace)가 인쇄되어, 상기 히터 트레이스가 전원에 의해 전력을 공급받을 수 있고, 저항 발열 부재로서 사용될 수 있다. 예시적인 전도성 잉크는 그래핀 잉크 및 다양한 금속을 함유하는 잉크, 예를 들면 은, 금, 팔라듐, 백금 및 이들의 합금 또는 다른 조합물을 포함하는 잉크(예를 들어, 은-팔라듐 또는 은-백금 잉크)를 포함하며, 이는, 그라비어 인쇄, 플렉소 인쇄, 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄 또는 기타 적절한 인쇄 방법과 같은 공정를 사용하여 표면 상에 인쇄될 수 있다.

다양한 실시양태에서, 다수의 이러한 컴포넌트는 외부 바디 또는 쉘(이는, 몇몇 실시양태에서, 하우징으로 지칭될 수 있음) 내에 제공될 수 있다. 외부 바디 또는 쉘의 전체 디자인은 다를 수 있으며, 에어로졸 전달 장치의 전체 크기 및 형상을 한정할 수 있는 외부 바디의 형식 또는 구성은 다를 수 있다. 다른 구성이 가능하지만, 몇몇 실시양태에서, 궐련 또는 여송연의 형상을 닮은 긴 바디가 단일 일체형 하우징으로부터 형성될 수 있거나, 긴 하우징이 2개 이상의 분리가능 바디로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로졸 전달 장치는, 실질적으로 관형 형상일 수 있고 따라서 통상적인 궐련 또는 여송연의 형상과 닯은 긴 쉘 또는 바디를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 상기 에어로졸 전달 장치의 모든 컴포넌트는 하나의 하우징 또는 바디 내에 포함된다. 다른 실시양태에서, 상기 에어로졸 전달 장치는, 연결되고 분리가능한 2개 이상의 하우징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로졸 전달 장치는, 하나의 단부에, 하나 이상의 재사용가능 컴포넌트(예를 들어, 축전지, 예컨대 재충전가능 배터리 및/또는 재충전가능 수퍼-커패시터, 및 물품의 작동을 제어하기 위한 다양한 전자 장치)를 포함하는 하우징을 포함하는 제어 바디를 가질 수 있고, 다른 단부에 및 이로부터 제거가능하게 커플링가능한, 일회용 부분(예를 들어, 일회용 향미-함유 에어로졸-발생 컴포넌트)을 포함하는 외부 바디 또는 쉘을 가질 수 있다.

다른 실시양태에서, 본 발명의 에어로졸-발생 컴포넌트는 일반적으로, 기재 물질을 가열하도록 구성된 점화성 열원을 포함할 수 있다. 상기 기재 물질 및/또는 상기 열원의 적어도 일부는 외부 랩, 또는 랩핑, 케이싱, 컴포넌트, 모듈, 부재 등으로 덮일 수 있다. 외장(enclosure)의 전체 디자인은 가변적이며, 에어로졸-발생 컴포넌트의 전체 크기 및 형상을 한정하는 외장의 형식 또는 구성도 가변적이다. 다른 구성도 가능하지만, 몇몇 양태에서, 이러한 실시양태의 전체 디자인, 크기 및/또는 형상이 통상적인 궐련 또는 여송연과 유사한 것이 바람직할 수 있다. 다양한 양태에서, 상기 열원은, 예를 들어, 에어로졸-형성 물질과 관련된 기재 물질, 압출된 구조체 및/또는 기재, 담배 및/또는 담배-관련 물질(예를 들면, 담배로부터 직접 단리되거나 합성적으로 제조되고 담배에서 천연적으로 발견되는 고체 또는 액체 형태(예컨대, 비드, 시트, 파쇄물(shred), 랩 등)의 물질)을 포함하는 기재 물질을 에어로졸화하기 위한 열을 발생시킬 수 있다.

다양한 기재 물질, 에어로졸-발생 컴포넌트 및 본 발명의 에어로졸 전달 장치 내의 컴포넌트의 더욱 구체적인 형식, 구성 및 배열은, 이후로 제공되는 추가 개시내용에 비추어 자명해질 것이다. 추가적으로, 다양한 에어로졸 전달 장치 컴포넌트의 선택은, 시판 전자 에어로졸 전달 장치를 고려할 때 이해될 수 있다. 또한, 에어로졸 전달 장치 내의 컴포넌트들의 배열은 시판 전자 에어로졸 전달 장치를 고려할 때 이해될 수 있다.

이와 관련하여, 도 1은, 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한다. 에어로졸 전달 장치(100)는 제어 바디(102) 및 에어로졸-발생 컴포넌트(104)를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 에어로졸-발생 컴포넌트(104)와 제어 바디(102)는 기능 관계로 영구적으로 또는 분리가능하게 정렬될 수 있다. 이와 관련하여, 도 1은, 커플링된 구성의 에어로졸 전달 장치(100)를 도시하고, 도 2는, 디커플링된 구성의 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한다. 다양한 메커니즘이 에어로졸-발생 컴포넌트(104)를 제어 바디(102)에 연결하여, 나사 결합(threaded engagement), 압입 결합(press-fit engagement), 억지 끼워맞춤(interference fit), 슬라이딩 끼워맞춤(sliding fit), 자기 결합(magnetic engagement) 등을 제공할 수 있다.

다양한 실시양태에서, 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 에어로졸 전달 장치(100)는 다양한 전체 형상, 예컨대, 비제한적으로, 실질적으로 막대-유사 또는 실질적으로 관형인 형상 또는 실질적으로 원통형인 형상인 것으로 정의될 수 있는 전체 형상을 포함한다. 도 1 및 2에 도시된 실시양태에서, 장치(100)는 실질적으로 원형 단면을 갖지만, 다른 단면 형상(예를 들어, 타원형, 정사각형, 삼각형 등)도 본 발명에 포함된다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 제어 바디(102) 또는 에어로졸-발생 컴포넌트(104)(및/또는 임의의 하위-컴포넌트) 중 하나 또는 둘 다는 실질적으로 직사각형인 형상, 예를 들면 실질적으로 직육면체인 형상(예컨대, USB 플래시 드라이브와 유사함)을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 제어 바디(102) 또는 에어로졸-발생 컴포넌트(104)(및/또는 임의의 하위-컴포넌트) 중 하나 또는 둘 다는 다른 휴대용 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 제어 바디(102)는 작은 상자 형상, 다양한 포드 모드(pod mod) 형상 또는 포브(fob) 형상을 가질 수 있다. 따라서, 물품의 물리적 형상을 설명하는 이러한 언어는 또한, 이의 개별 컴포넌트, 예컨대 제어 바디(102) 및 에어로졸-발생 컴포넌트(104)에도 적용될 수 있다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치 내의 컴포넌트들의 정렬은 다양한 실시양태에 따라 다를 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재 부분은, 사용자에게 에어로졸 전달을 최대화하기 위해, 열원에 근접하여 위치할 수 있다. 그러나, 다른 구성이 제외되는 것은 아니다. 일반적으로, 열원은, 열원으로부터의 열이 상기 기재 부분(뿐만 아니라, 몇몇 실시양태에서, 마찬가지로 사용자에게 제공될 수 있는 하나 이상의 향미제, 활성 성분 등)을 휘발시켜서 사용자에게 전달하기 위한 에어로졸을 형성할 수 있도록, 상기 기재 부분의 충분히 근처에 위치할 수 있다. 열원이 상기 기재 부분을 가열하는 경우, 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 에어로졸이 형성, 방출 또는 발생된다. 전술된 용어는, "방출하다", "방출하는" 또는 "방출된"에 대한 언급이 "형성하다" 또는 "발생시키다", "형성하는" 또는 "발생시키는", 및 "형성된" 또는 "방출된"을 포함하도록 상호-교환가능한 것으로 의도됨에 유의해야 한다. 구체적으로, 흡입가능 성분은 증기, 에어로졸 또는 이들의 혼합물 형태로 방출되며, 이들 용어는 또한, 달리 명시되지 않는 한, 본원에서 상호-교환적으로 사용된다.

전술된 바와 같이, 다양한 실시양태의 에어로졸 전달 장치(100)는, 상기 에어로졸 전달 장치에 다양한 기능성(예컨대, 열원의 전력 공급, 제어 시스템의 전력 공급, 표시등의 전원 공급 등)을 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공하기 위해, 배터리 및/또는 기타 전력원을 포함할 수 있다. 하기에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 전원은 다양한 실시양태를 취할 수 있다. 전원은, 에어로졸 형성을 제공하기 위해 열원을 신속하게 활성화하고 목적하는 기간 동안의 사용을 통해 상기 에어로졸 장치에 전력을 공급하기에 충분한 전력을 전달할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전원은, 상기 에어로졸 전달 장치가 용이하게 취급될 수 있도록, 에어로졸 전달 장치 내에 편리하게 피팅되도록 사이징된다. 유용한 전원의 예는, 전형적으로 재충전가능 리튬-이온 배터리(예를 들어, 재충전가능 리튬-망간 이산화물 배터리)를 포함한다. 특히, 리튬 중합체 배터리가 사용될 수 있으며, 그 이유는, 상기 배터리가 증가된 안정성을 제공할 수 있기 때문이다. 다른 유형의 배터리(예컨대, N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 셀)도 사용될 수 있다. 추가적으로, 예시적인 전원은 바람직한 흡연 경험을 손상시키지 않을 만큼 충분히 경량이다. 가능한 전원의 몇몇 예는 펙케라(Peckerar) 등의 미국 특허 제9,484,155호 및 수르(Sur) 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0112191호에 기술되어 있으며, 이들 각각의 개시 내용 전체를 본원에 참고로 인용한다.

특정 실시양태에서, 제어 바디(102) 및 에어로졸-발생 컴포넌트(104) 중 하나 또는 둘 다는, 일회용이거나 재사용가능한 것으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 제어 바디(102)는 교체가능 배터리 또는 재충전가능 배터리, 전고체 배터리, 박막 전고체 배터리, 재충전가능 수퍼-커패시터 등을 가질 수 있으며, 이에 따라 임의의 유형의 충전 기술, 예를 들어, 벽면 충전기에 대한 연결, 자동차 충전기에 대한 연결(예컨대, 담배 라이터 소켓(receptacle)), 및 예를 들면 범용 직렬 버스(USB) 케이블 또는 커넥터(예컨대, USB 2.0, 3.0, 3.1, USB 유형-C)를 통한 컴퓨터에 대한 연결, 광전지(때때로 태양 전지로도 지칭됨) 또는 태양전지의 태양광 패널에 대한 연결, 무선 충전기, 예를 들면 유도식 무선 충전(예컨대, 무선 전력 위원회(WPC)의 Qi 무선 충전 표준에 따른 무선 충전)을 사용하는 충전기, 또는 무선 무선 주파수(RF) 기반 충전기와 조합될 수 있다. 유도식 무선 충전 시스템의 예는 수르 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0112196호를 참조하며, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다. 또한, 몇몇 실시양태에서, 에어로졸-발생 컴포넌트(104)는 단일-사용 장치를 포함할 수 있다. 제어 바디와 함께 사용하기 위한 단일-사용 컴포넌트는 창(Chang) 등의 미국 특허 제8,910,639호를 참조한다.

다른 실시양태에서, 전원은 또한 커패시터를 포함할 수 있다. 커패시터는 배터리보다 더 빨리 방전될 수 있고, 퍼프들 간에 충전될 수 있어서, 열원에 직접 전력을 공급하는데 사용되는 경우보다 낮은 속도로 배터리가 커패시터로 방전될 수 있다. 예를 들어, 수퍼-커패시터, 예컨대 전자 이중층 커패시터(EDLC)는 배터리와 별도로 또는 배터리와 조합으로 사용될 수 있다. 단독으로 사용되는 경우, 수퍼-커패시터는 물품의 각각의 사용 전에 충전될 수 있다. 따라서, 상기 장치는 또한, 수퍼-커패시터를 보충하기 위해 사용들 간에 흡연 물품에 부착될 수 있는 충전기 컴포넌트를 포함할 수 있다.

추가 컴포넌트가 본 발명의 에어로졸 전달 장치에 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로졸 전달 장치는, 소비자가 물품을 흡인할 때 압력 변화 또는 공기 유동 변화에 민감한 유동 센서(예컨대, 퍼프-작동식 스위치)를 포함할 수 있다. 다른 가능한 전류 작동/비작동(actuation/deactuation) 메커니즘은 온도-작동식 온/오프 스위치 또는 입술 압력 작동 스위치를 포함할 수 있다. 이러한 퍼프-작동 능력을 제공할 수 있는 예시적인 메커니즘은, 미국 일리노이주 프리포트 소재의 허니웰 인코포레이티드(Honeywell, Inc.)의 마이크로스위치(MicroSwitch) 사업부에 의해 제작된 모델 163PC01D36 실리콘 센서를 포함한다. 에어로졸 전달 장치의 대표적인 유동 센서, 전류 조절 컴포넌트 및 기타 전류 제어 컴포넌트, 예컨대 다양한 마이크로컨트롤러, 센서 및 스위치는 거스(Gerth) 등의 미국 특허 제4,735,217호, 브룩스(Brooks) 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호, 맥카퍼티(McCafferty) 등의 미국 특허 제5,372,148호, 플라이쉬하우어(Fleischhauer) 등의 미국 특허 제6,040,560호, 응우옌(Nguyen) 등의 미국 특허 제7,040,314호 및 팬(Pan)의 미국 특허 제8,205,622에 기술되어 있으며, 이들 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다. 암폴리니(Ampolini) 등의 미국 특허 제9,423,152호에 기술된 제어 체계를 또한 참조하며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

또 다른 예에서, 상기 에어로졸 전달 장치는, 장치를 잡고 있는 사용자의 제1 신체 부분과 접촉하도록 구성된 제1 전도성 표면, 및 상기 제1 전도성 표면으로부터 전도적으로 단리되고 사용자의 제2 신체 부분과 접촉하도록 구성된 제2 전도성 표면을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 에어로졸 전달 장치가 상기 제1 전도성 표면과 상기 제2 전도성 표면 사이의 전도성 변화를 감지하면, 기화기가 활성화되어 성분을 기화시켜, 증기가 사용자 유지 유닛에 의해 흡입될 수 있다. 상기 제1 신체 부위 및 상기 제2 신체 부위는 입술 또는 손(들)의 일부일 수 있다. 이러한 2개의 전도성 표면은 또한, 개인용 기화기 유닛에 포함된 배터리를 충전하는 데 사용될 수 있다. 이러한 2개의 전도성 표면은 또한, 메모리에 보관된 데이터를 출력하는 데 사용될 수 있는 커넥터를 형성하거나 커넥터의 일부일 수 있다. 테리(Terry) 등의 미국 특허 제9,861,773을 참조하며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

또한, 스프린켈(Sprinkel) 등의 미국 특허 제5,154,192호는 흡연 물품에 대한 지표를 개시하고; 스프린켈 주니어(Sprinkel, Jr.)의 미국 특허 제5,261,424호는, 흡인하는 것과 관련된 사용자 입술 활동을 감지하고 이어서 가열 장치의 가열을 촉발시키기 위해 장치의 마우쓰 단부와 연결될 수 있는 압전 센서를 개시하고; 맥카퍼티 등의 미국 특허 제5,372,148호는, 마우쓰피스를 통한 압력 강하에 응답하여 가열 부하 어레이로의 에너지 유동을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하고; 해리스(Harris) 등의 미국 특허 제5,967,148호는, 삽입된 컴포넌트의 불균일한 적외선 투과율을 감지하는 식별자, 및 컴포넌트가 용기에 삽입될 때 감지 루틴을 실행하는 컨트롤러를 포함하는 흡연 장치의 용기를 개시하고; 플라이쉬하우어 등의 미국 특허 제6,040,560호는, 다중 차등 단계를 갖는 정의된 실행가능 전원 주기를 기술하고 있고; 왓킨스(Watkins) 등의 미국 특허 제5,934,289호는, 광자-광전자(photonic-optronic) 컴퍼넌트를 개시하고; 카운츠(Counts) 등의 미국 특허 제5,954,979호는, 흡연 장치를 통해 흡인 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하고; 블레이크(Blake) 등의 미국 특허 제6,803,545호는, 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구성을 개시하고; 그리펜(Griffen) 등의 미국 특허 제7,293,565호는, 흡연 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하고; 페르난도(Fernando) 등의 미국 특허 제8,402,976호는, 충전을 용이하게 하고 장치의 컴퓨터 제어를 허용하기 위한 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하고; 페르난도 등의 미국 특허 제8,689,804호는, 흡연 장치의 식별 시스템을 개시하고; 플릭(Flick)의 국제 특허 출원 공개 제WO 2010/003480호는, 에어로졸-발생 시스템에서 퍼프를 나타내는 유체 유동 감지 시스템을 개시하며, 전술된 모든 특허 및 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

본 발명의 장치에서 사용될 수 있는 전자 에어로졸 전달 물품 및 개시된 물질 또는 성분과 관련된 성분의 추가 예는 거스 등의 미국 특허 제4,735,217호; 모건(Morgan) 등의 미국 특허 제5,249,586호; 히긴스(Higgins) 등의 미국 특허 제5,666,977호; 아담스(Adams) 등의 미국 특허 제6,053,176호; 화이트의 미국 특허 제6,164,287; 포게스(Voges)의 미국 특허 제6,196,218호; 펠터(Felter) 등의 미국 특허 제6,810,883호; 니콜(Nichols)의 미국 특허 제6,854,461호; 혼(Hon)의 미국 특허 제7,832,41호; 고바야시(Kobayashi)의 미국 특허 제7,513,253호; 하마노(Hamano)의 미국 특허 제7,896,006호; 샤얀(Shayan)의 미국 특허 제6,772,756호; 혼의 미국 특허 제8,156,944호 및 제8,375,957호; 토렌스(Thorens) 등의 미국 특허 제8,794,231호; 오글스비(Oglesby) 등의 미국 특허 제8,851,083호; 몬시스(Monsees) 등의 미국 특허 제8,915,254호 및 제8,925,555호; 데피아노(DePiano) 등의 미국 특허 제9,220,302호; 혼의 미국 특허 출원 공개 제2006/0196518호 및 제2009/0188490호; 오글스비 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0024834호; 왕(Wang)의 미국 특허 출원 공개 제2010/0307518호; 혼의 국제 특허 출원 공개 제WO 2010/091593호; 및 푸(Foo)의 국제 특허 출원 공개 제WO 2013/089551호을 포함하며, 각각의 이들 특허 및 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다. 또한, 웜 등의 미국 특허출원 공개 제2017/0099877호는, 에어로졸 전달 장치 및 에어로졸 전달 장치용 포브-형상 구성에 포함될 수 있는 캡슐을 개시하며, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다. 전술된 문서에 의해 개시된 다양한 물질이, 다양한 실시양태에서, 본 발명의 장치에 혼입될 수 있으며, 전술된 모든 특허 및 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

도 2를 참조하면, 도시된 실시양태에서, 에어로졸-발생 컴포넌트(104)는, 제어 바디(102)에 삽입되도록 구성된 가열된 단부(106), 및 에어로졸을 생성하기 위해 사용자가 흡인하는 마우쓰 단부(108)를 포함한다. 가열된 단부(106)의 적어도 일부는 기재 부분(110)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 기재 부분(110)은, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재(이들 각각은 하기 본원에서 추가로 기술됨)을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 에어로졸-발생 컴포넌트(104) 또는 이의 일부는 외부 겉포장(overwrap) 물질(112) 내에 랩핑될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 에어로졸-발생 컴포넌트(104)의 마우쓰 단부(108)는, 예를 들어 셀룰로스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 물질로 제조될 수 있는 필터(114)를 포함할 수 있다. 필터(114)는, 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 레이커 등의 미국 특허 제5,025,814호에 기술된 담배-함유 물질의 스트랜드를 포함할 수 있으며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다. 다양한 실시양태에서, 필터(114)는 에어로졸-발생 컴포넌트(104)의 마우쓰 단부의 구조적 온전성을 증가시킬 수 있고/있거나, 필요한 경우, 필터링 용량을 제공하고/하거나, 흡인 저항을 제공할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 필터는 개별 분절을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태는, 필터링을 제공하는 분절, 흡인 저항을 제공하는 분절, 에어로졸이 냉각될 공간을 제공하는 중공 분절, 증가된 구조적 온전성을 제공하는 분절, 기타 필터 분절, 및 전술된 것들 중 임의의 하나 또는 임의의 조합을 포함할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 외부 겉포장 물질(112)은 열 전달에 저항하는 물질을 포함하며, 이는 종이 또는 기타 섬유질 물질, 예컨대 셀룰로스 물질을 포함할 수 있다. 외부 겉포장 물질은 또한, 섬유질 물질 내에 함입되거나 분산된 적어도 하나의 충전제 물질을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 충전제 물질은 수불용성 입자의 형태를 가질 수 있다. 추가적으로, 충전제 물질은 무기 성분을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 외부 겉포장은 다중 층(예를 들면, 하부 벌크 층과 상부 층, 예컨대 궐련에서 전형적인 포장지)으로 형성될 수 있다. 이러한 물질은, 예를 들어 경량 "래그(rag) 섬유", 예컨대 아마, 대마, 사이잘, 볏짚 및/또는 에스파르토(esparto)를 포함할 수 있다. 외부 겉포장은 또한, 통상적인 궐련의 필터 부재에 전형적으로 사용되는 물질, 예컨대 셀룰로스 아세테이트를 포함할 수 있다. 또한, 상기 에어로졸-발생 컴포넌트의 마우쓰 단부(108)에서의 외부 겉포장의 초과 길이(excess length)는, 후술되는 바와 같이, 소비자의 입으로부터 기재 부분(110)을 단순히 분리하거나 필터 물질의 배치를 위한 공간을 제공하는 기능을 할 수 있거나, 또는 물품에 대한 흡인에 영향을 미치거나 흡인 중에 장치를 떠나는 증기 또는 에어로졸의 유동 특성에 영향을 미치는 기능을 할 수 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 외부 겉포장 물질의 구성에 관한 추가 논의는 웜 등의 미국 특허 제9,078,473호에서 확인할 수 있으며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

도 3은, 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 에어로졸-발생 컴포넌트의 개략적인 사시도를 도시한다. 특히, 도 3은, 시트 형태의 기재(120)의 일련의 중첩 층(130)을 포함하는 기재 부분(110)을 갖는 에어로졸-발생 컴포넌트(104)를 도시한다. 상기 설명을 참조하면, 도시된 실시양태에서, 기재 시트(120)는 본원에 개시된 바와 같은 필름 또는 층을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 용어 "중첩 층"은 또한, 개별적인 층이 명백하지 않을 수 있는 다발형(bunched), 구겨진(crumpled), 크림핑된(crimped) 및/또는 달리 주름 잡힌(gathered) 층을 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 4는, 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 에어로졸-발생 컴포넌트(104)의 기재 부분(110)의 개략적인 단면도를 예시한다. 특히, 도 4는, 기재 시트(120)의 일련의 중첩 층(130)을 포함하는 기재 부분(110)을 예시한다. 도시된 실시양태에서, 중첩 층(130)의 적어도 일부는 이의 외부 표면 주위에 제1 커버 층(132)으로 실질적으로 둘러싸인다. 다양한 실시양태에서, 제1 커버 층(132)의 조성이 다를 수 있지만, 도시된 실시양태에서, 제1 커버 층(132)은 섬유상 물질, 에어로졸-형성 물질 및 결합제 물질의 조합물을 포함한다. 가능한 에어로졸-형성 물질 및 결합제 물질에 관한 본원의 논의를 참조한다.

다양한 실시양태에서, 제1 커버 층(132)은 시모어(Seymour) 등의 미국 특허 제5,697,385호를 참조하며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

도시된 실시양태에서, 중첩 층(130) 및 제1 커버 층(132)의 적어도 일부는 이의 외부 표면 주위에 제2 커버 층(134)으로 실질적으로 둘러싸인다. 제2 커버 층(134)의 조성이 다를 수 있지만, 도시된 실시양태에서, 제2 커버 층(134)은 금속 호일 물질, 예컨대 알루미늄 호일 물질을 포함한다. 다른 실시양태에서, 상기 제2 커버 층은 다른 물질, 예컨대, 비제한적으로, 구리 물질, 주석 물질, 금 물질, 합금 물질, 세라믹 물질, 또는 다른 열전도성 비정질 탄소계 물질 및/또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 도시된 실시양태는, 외부 표면 주위에 중첩 층(130), 제1 커버 층(132) 및 제2 커버 층(134)을 실질적으로 둘러싸는 제3 커버 층(136)을 추가로 포함한다. 도시된 실시양태에서, 제3 커버 층(136)은 종이 물질, 예컨대 통상적인 담배 포장지를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 상기 종이 물질은 래그 섬유, 예컨대 비-목재 식물 섬유를 포함할 수 있고, 아마, 대마, 사이잘, 볏짚 및/또는 에스파르토 섬유를 포함할 수 있다.

다양한 실시양태에서, 다른 컴포넌트가 에어로졸-발생 컴포넌트(104)의 기재 부분(110)과 마우쓰 단부(108) 사이에 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 공격(air gap), 중공 튜브 구조체, 공기 냉각을 위한 상 변화 물질, 향미 방출 매체; 선택적 화학적 흡착이 가능한 이온 교환 섬유, 필터 매질로서의 에어로겔 입자 및 기타 적합한 물질 중 하나 또는 이들의 임의의 조합이 에어로졸-발생 컴포넌트(104)의 기재 부분(110)과 마우쓰 단부(108) 사이에 위치할 수 있다. 가능한 상 변화 물질의 몇몇 예는, 비제한적으로, 염, 예컨대 AgNO₃, AlCl₃, TaCl₃, InCl₃, SnCl₂, AlI₃ 및 TiI₄; 금속 및 금속 합금, 예컨대 셀레늄, 주석, 인듐, 주석-아연, 인듐-아연 또는 인듐-비스무트; 및 유기 화합물, 예컨대 D-만니톨, 석신산, p-나이트로벤조산, 하이드로퀴논 및 아디프산을 포함한다. 다른 예는 포터(Potter) 등의 미국 특허 제8,430,106호에 기술되어 있으며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

하기에서 더 자세히 논의되는 바와 같이, 본 발명에 개시된 에어로졸-발생 컴포넌트는, 에어로졸을 형성하기 위해 기재 물질을 가열하기 위한 전도성 및/또는 유도식 열원과 함께 사용되도록 구성된다. 다양한 실시양태에서, 전도성 열원은, 저항 가열 부재를 포함하는 가열 조립체를 포함할 수 있다. 저항 가열 부재는, 전류가 이를 통해 유도될 때 열을 생성하도록 구성될 수 있다. 저항 가열 부재로서 유용한 전기 전도성 물질은, 낮은 질량, 낮은 밀도 및 적당한 저항률을 갖고 사용 동안 경험하는 온도에서 열적으로 안정한 것일 수 있다. 유용한 발열 부재는 급속히 가열 및 냉각되어 에너지의 효율적인 사용을 제공한다. 상기 부재의 급속 가열은, 이에 근접한 에어로졸-형성 물질의 거의 즉각적인 휘발을 제공하는데 유리할 수 있다. 급속 냉각은, 에어로졸 형성이 바람직하지 않은 기간 동안 에어로졸-형성 물질의 실질적인 휘발(및 이에 따른 낭비)을 방지한다. 이러한 가열 부재는 또한, 특히 시간-기반 전류 제어가 사용되는 경우, 에어로졸-형성 물질이 경험하는 온도 범위의 비교적 정밀한 제어를 가능하게 할 수 있다. 유용한 전기 전도성 물질은 전형적으로, 생성되는 에어로졸 또는 증기의 향미 또는 함량에 악영향을 미치지 않도록, 가열될 물질(예를 들어, 에어로졸-형성 물질 및 기타 흡입가능 성분 물질)과 화학적으로 비-반응성이다. 전기 전도성 물질로서 사용될 수 있는 몇몇 예시적이고 비제한적 물질은 탄소, 흑연, 탄소/흑연 복합체, 금속, 세라믹, 예컨대 금속성 및 비-금속성 카바이드, 나이트라이드, 옥사이드, 실리사이드, 금속간 화합물, 서멧, 금속 합금 및 금속 호일을 포함한다. 특히, 내화성 물질이 유용할 수 있다. 저항률, 질량 및 열전도도의 목적하는 특성을 수득하기 위해, 다양한 서로 다른 물질을 혼합할 수 있다. 특정 실시양태에서, 이용될 수 있는 금속은, 예를 들어 니켈, 크롬, 니켈과 크롬의 합금(예를 들어, 니크롬) 및 강철을 포함한다. 저항 가열을 제공하는데 유용할 수 있는 물질은 카운츠(Counts) 등의 미국 특허 제5,060,671호; 디비(Deevi) 등의 미국 특허 제5,093,894호; 디비 등의 미국 특허 제5,224,498호; 스프린켈 주니어 등의 미국 특허 제5,228,460호; 디비 등의 미국 특허 제5,322,075호; 디비 등의 미국 특허 제5,353,813호; 디비 등의 미국 특허 제5,468,936호; 다스(Das)의 미국 특허 제5,498,850호; 다스의 미국 특허 제5,659,656호; 디비 등의 미국 특허 제5,498,855호; 하잘리골(Hajaligol)의 미국 특허 제5,530,225호; 하잘리골의 미국 특허 제5,665,262호; 다스 등의 미국 특허 제5,573,692호; 및 플라이슈하우어(Fleischhauer) 등의 미국 특허 제5,591,368호에 기재되어 있으며, 이들 특허의 개시내용 전체를 본원에 참고로 인용한다.

다양한 실시양태에서, 가열 부재는 다양한 형태, 예를 들면 호일, 폼, 메쉬, 중공 볼, 하프 볼, 디스크, 스파이럴, 섬유, 와이어, 필름, 얀, 스트립, 리본 또는 실린더 형태로 제공될 수 있다. 이러한 가열 부재는 흔히 금속 물질을 포함하고, 이를 통한 전류 통과와 관련된 전기 저항의 결과로서 열을 생성하도록 구성된다. 이러한 저항 가열 부재는 상기 기재 부분에 근접하게 및/또는 상기 기재 부분과 직접 접촉하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서, 가열 부재는, 제어 바디(102) 내에 위치한 실린더 또는 다른 가열 장치를 포함할 수 있으며, 여기서 실린더는 하나 이상의 전도성 물질(예컨대, 비제한적으로, 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 청동, 탄소(예컨대, 흑연) 또는 이들의 조합물)로 구성된다. 다양한 실시양태에서, 가열 부재는 또한 상기 전도성 물질 또는 다른 전도성 물질 중 어느 하나로 코팅될 수 있다. 가열 부재는 제어 바디(102)의 맞물림 단부에 근접하게 위치할 수 있고, 기재 부분(110)을 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트(104)의 가열된 단부(106)의 일부를 실질적으로 둘러싸도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 가열 부재는, 에어로졸-발생 컴포넌트(104)가 제어 바디(102) 내로 삽입될 때 에어로졸-발생 컴포넌트(104)의 기재 부분(110)에 근접하게 위치할 수 있다. 다른 예에서, 가열 부재의 적어도 일부(예를 들어, 에어로졸-발생 컴포넌트를 관통하는 하나 이상의 프롱(prong) 및/또는 스파이크)는, 에어로졸-발생 컴포넌트가 제어 바디 내로 삽입될 때 에어로졸-발생 컴포넌트의 적어도 일부를 관통할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 가열 부재가 실린더를 포함할 수 있지만, 다른 실시양태에서, 가열 부재는 다양한 형태를 취할 수 있고, 몇몇 실시양태에서, 기재 부분과 직접 접촉하고/하거나 기재 부분에 침투할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 전술된 바와 같이, 전도성 열원과 함께 사용하도록 구성되는 것에 더하여, 본원에 개시된 에어로졸-발생 컴포넌트는 또한, 에어로졸을 형성하기 위해 기재 부분을 가열하는 유도식 열원과 함께 사용되도록 구성될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 유도식 열원은, 공진 송신기 및 공진 수신기(예를 들어, 서셉터(susceptor))를 포함할 수 있는 공진 변압기(resonant transformer)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 공진 송신기 및 공진 수신기는 제어 바디(102) 내에 위치할 수 있다. 다른 실시양태에서, 공진 수신기 또는 이의 일부는 에어로졸-발생 컴포넌트(104) 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 제어 바디(102)는, 예를 들어 호일 물질, 코일, 실린더, 또는 진동 자기장을 생성하도록 구성된 다른 구조를 포함할 수 있는 공진 송신기; 및 상기 기재 부분 내로 연장되거나 상기 기재 부분에 의해 둘러싸인 하나 이상의 프롱을 포함할 수 있는 공진 수신기를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-발생 컴포넌트는 공진 수신기와 친밀 접촉한다.

다른 실시양태에서, 공진 송신기는, 에어로졸-발생 컴포넌트, 특히 에어로졸-발생 컴포넌트의 기재 부분이 수용되는 공동에 외접하도록 구성된 나선형 코일을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 나선형 코일은 상기 장치의 외벽과 수용 공동 사이에 위치할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 코일 권선(wind)이 원형 단면 형상을 가질 수 있지만, 다른 실시양태에서, 코일 권선은 다양한 다른 단면 형상, 예컨대, 비제한적으로, 타원형 형상, 직사각형 형상, L자 형상, T자 형상, 삼각형 형상 및 이들의 조합을 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 핀이 수용 공동의 일부 내로 연장될 수 있고, 이때 핀은, 예를 들어 핀 주위에 또는 핀 내에 코일 구조를 포함함으로써 공진 송신기를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 에어로졸-발생 컴포넌트가 수용 공동 내에 수용될 수 있고, 이때 상기 에어로졸-발생 컴포넌트의 하나 이상의 컴포넌트는 공명 수용기로서 역할을 할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-발생 컴포넌트는 공진 수신기를 포함한다. 공진 송신기 및 공진 수신기를 포함하는 다른 가능한 공진 변압기 컴포넌트는 세바스티안(Sebastian) 등의 미국 특허 출원 공개 제2019/0124979호에 기술되어 있고, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

본 발명의 하나의 양태에서, 하나 이상의 에어로졸-형성 물질(기재 부분(110)을 형성함)을 함유하는 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트가 제공된다. 본원에서 용어 "함유하다"는, 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 기재와 관련시키는 임의의 방식을 지칭한다. 예를 들어, 함유은, 기재 내에 또는 기재 상에 함침된, 흡수된, 배치된, 지지된 또는 달리 포함된 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 포함한다. 상기 기재 및 에어로졸-형성 물질은 하기 본원에서 추가로 기술된다.

기재

상기 기재는 다양한 물질을 단독으로 또는 조합으로 포함할 수 있다. 상기 기재에는 전형적으로 고형 담배 물질이 실질적으로 없다. 본 발명의 기재는, 예를 들어, 고형 담배 물질(활성 성분으로서의 정제된 니코틴 제외)이 전적으로 없거나 실질적으로 없는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 본 발명의 기재는, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 1 건조 중량% 미만, 또는 0.5 건조 중량% 미만, 또는 0.1 건조 중량% 미만, 또는 0 건조 중량%의 고형 담배 물질을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. "고형 담배 물질"은, 담배 물질, 예컨대 담배 펄프, 섬유, 정립화된(marumerized) 담배 등을 의미한다. "고형 담배 물질이 실질적으로 없다"는 언급은, 액체 형태 또는 건조된 분말 담배 추출물로서의 담배 추출물을 배제하지 않는다.

본 발명의 기재는 일반적으로 하나 이상의 충전제 및 하나 이상의 결합제를 포함한다. 하나 이상의 충전제 및 하나 이상의 결합제 각각은, 추가적인 기재 성분과 함께, 하기에서 본원에 추가로 기술된다.

충전제

본원에 개시된 기재는 하나 이상의 충전제를 포함한다. 하나 이상의 충전제는 전분, 당, 당 알코올, 목재 섬유, 무기 물질, 불활성 물질 등과 같은 물질을 포함할 수 있다.

충전제의 양은 다를 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상, 약 65 건조 중량% 이상, 약 70 건조 중량% 이상, 약 75 건조 중량% 이상, 약 80 건조 중량% 이상, 약 85 건조 중량% 이상, 또는 약 90 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량%, 약 65 건조 중량%, 약 70 건조 중량%, 약 75 건조 중량%, 약 80 건조 중량%, 약 85 건조 중량%, 또는 약 90 건조 중량%의 하나 이상의 충전제를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 내지 약 80 건조 중량%의 하나 이상의 충전제를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 전분, 예컨대 천연 및 변성 전분을 포함한다. 본원에서 "전분"은, 임의의 공급원으로부터의 순수 전분, 변성 전분 또는 전분 유도체를 지칭할 수 있다. 전분은, 거의 모든 녹색 식물과 다양한 유형의 식물 조직 및 기관(예컨대, 종자, 잎, 뿌리줄기(rhizome), 뿌리, 덩이줄기(tuber), 새싹(shoot), 열매, 낟알 및 주맥(stem))에 전형적으로 과립 형태로 존재한다. 전분은 조성 뿐만 아니라 과립 형태와 크기도 다를 수 있다. 흔히, 상이한 공급원으로부터의 전분은 상이한 화학적 및 물리적 특성을 가진다. 비드에 특정 관능 특성을 부여하는 전분 물질의 능력에 기초하여, 비드에 포함되기 위한 특정 전분이 선택될 수 있다. 다양한 공급원으로부터 유래된 전분이 사용될 수 있다. 예를 들어, 전분의 주요 공급원은 곡물(예컨대, 쌀, 밀, 옥수수)과 뿌리 채소(예컨대, 감자 및 카사바)를 포함한다. 전분 공급원의 다른 예는 도토리, 애로루트, 아라카차, 바나나, 보리, 콩(예컨대, 파바콩, 렌틸콩, 녹두, 완두콩, 병아리콩), 빵나무 열매, 메밀, 칸나, 밤, 콜라카시아, 카타쿠리, 칡, 말랑가, 밀렛(millet), 귀리, 오카, 폴리네시안 애로루트, 사고(sago), 수수, 고구마, 퀴노아, 호밀, 타피오카, 타로, 담배, 마름(water chestnut), 및 참마를 포함한다. 적합한 전분은, 비제한적으로, 옥수수 전분, 쌀 전분 및 변성 식품 전분을 포함한다. 특정 전분은 변성 전분이다. 변성 전분은, 흔히 이의 높은 열 특성을 변경하도록 설계된 하나 이상의 구조적 개질을 거쳤다. 몇몇 전분은 유전자 변형에 의해 개발되었으며, "변성" 전분으로 간주된다. 다른 전분은 수득되고 후속적으로 개질된다. 예를 들어, 변성 전분은 화학적 반응(예컨대, 에스터화, 에터화, 산화, 산 촉매작용에 의한 해중합(시닝(thinning)), 또는 염기 존재 하의 산화, 표백, 트랜스글리코실화 및 해중합(예컨대, 촉매의 존재 하의 덱스트린화), 가교결합, 효소 처리, 아세틸화, 하이드록시프로필화 및/또는 부분 가수분해)으로 처리된 전분일 수 있다. 다른 전분은 열처리(예컨대, 사전-젤라틴화, 덱스트린화 및/또는 냉수 팽윤 공정)에 의해 개질된다. 특정 변성 전분은 일전분 포스페이트, 이전분 글리세롤, 나트륨 트라이메타포스페이트로 에스터화된 이전분 포스페이트, 포스페이트 이전분 포스페이트, 아세틸화된 이전분 포스페이트, 아세트산 무수물로 에스터화된 전분 아세테이트, 비닐 아세테이트로 에스터화된 전분 아세테이트, 아세틸화된 이전분 아디페이트, 아세틸화된 이전분 글리세롤, 하이드록시프로필 전분, 하이드록시프로필 이전분 글리세롤 및 전분 나트륨 옥텐일 석시네이트를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 옥수수 전분, 쌀 전분 또는 쌀가루, 변성 식용 전분, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 쌀 전분 또는 쌀가루이다. 다른 실시양태에서, 상기 기재에는 쌀 전분 및 쌀가루가 실질적으로 또는 전적으로 없다. 쌀 전분 및 쌀가루가 "실질적으로 없다"는, 예를 들어 또 다른 전분 물질에 천연적으로 존재할 수 있는 미량 초과로 쌀 전분 또는 쌀가루가 의도적으로 첨가되지 않았음을 의미한다. 예를 들어, 특정 실시양태는, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 건조 중량% 미만, 또는 0.01 건조 중량% 미만, 또는 0.001 건조 중량% 미만, 또는 0 건조 중량%의 쌀 전분 및 쌀가루를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 당을 포함한다. 적합한 당은, 비제한적으로, 글루코스, 덱스트로스, 프럭토스, 말토오스 및 락토오스를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 당 알코올을 포함한다. 적합한 당 알코올은, 비제한적으로, 소르비톨, 만니톨, 이소말트, 말티톨, 에리트리톨 및 자일리톨을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 셀룰로스 물질, 예컨대 미세결정질 셀룰로스("mcc")를 포함한다. mcc는 합성 또는 반-합성일 수 있거나, 천연 셀룰로스로부터 전적으로 수득될 수 있다. mcc는 아비셀(AVICEL)(등록상표) 등급 PH-100, PH-102, PH-103, PH-105, PH-112, PH-113, PH-200, PH-300, PH-302, 아비셀(등록상표) 등급 101, 102, 12, 20, 에모셀(EMOCEL)(등록상표) 등급 50M 및 90M, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 기재는 충전제로서 mcc를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 목재 섬유를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 건조 중량 기준으로 약 0 내지 약 5%의 목재 섬유 또는 목재-유래 섬유, 예를 들어 약 0%, 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 4%, 또는 약 5%의 목재 섬유 또는 목재-유래 섬유를 포함한다. 다른 실시양태에서, 상기 기재에는 목재 섬유 또는 목재 펄프가 실질적으로 또는 전적으로 없다. 목재 섬유 또는 펄프가 "실질적으로 없다"는, 예를 들어 보타니컬 또는 기타 식물 물질에 천연적으로 존재할 수 있는 미량을 초과하여 의도적으로 목재 섬유 또는 펄프가 첨가되지 않았음을 의미한다. 예를 들어, 특정 실시양태는, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 건조 중량% 미만, 또는 0.01 건조 중량% 미만, 또는 0.001 건조 중량% 미만, 또는 0 건조 중량%의 목재 섬유 또는 펄프를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 무기 성분 또는 불활성 성분, 예컨대, 비제한적으로, 키토산, 탄소(흑연, 다이아몬드, 풀러렌, 그래핀), 석영, 화강암, 규조토, 탄산칼슘, 인산칼슘, 점토, 갑각류 및 기타 해양 조개 또는 이들의 조합물을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 말토덱스트린, 덱스트로스, 인산칼슘, 락토오스, 당 알코올, 미세결정질 셀룰로스, 또는 이들의 조합물을 포함한다.

다른 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는 탄산칼슘을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제를 포함하고, 이때 탄산칼슘은 하나 이상의 충전제의 건조 중량의 약 80% 이상을 구성한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 55 건조 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 55 건조 중량%, 약 56 건조 중량%, 약 57 건조 중량%, 약 58 건조 중량%, 또는 약 59 내지 약 60 건조 중량%, 약 61 건조 중량%, 약 62 건조 중량%, 또는 약 63 건조 중량%의 탄산칼슘을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 충전제는, 탄산칼슘에 더하여, 말토덱스트린, 덱스트로스, 인산칼슘, 락토오스, 당 알코올, 미세결정질 셀룰로스, 목재 섬유 및 이들의 조합물을 추가로 포함한다.

결합제

본원에 개시된 기재는 하나 이상의 결합제를 포함한다. 결합제(또는 결합제의 조합물)는, 특정 실시양태에서, 기재에 목적하는 물리적 특성 및 물리적 온전성을 제공하기에 충분한 양으로 사용될 수 있다. 사용되는 결합제의 양이 다를 수 있지만, 일반적으로 약 30 건조 중량% 이하이며, 특정 실시양태는, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 0.1 건조 중량% 이상, 예컨대 약 1 내지 약 30 건조 중량%, 또는 약 1 내지 약 10 건조 중량%, 또는 약 1 내지 약 5 건조 중량%의 결합제 함량을 특징으로 한다.

전형적인 결합제는 유기 또는 무기, 또는 이들의 조합물일 수 있다. 대표적인 결합제는 포비돈, 나트륨 알지네이트, 펙틴, 검, 카라기난, 풀루란, 제인, 셀룰로스 유도체 및 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 구현에서, 2개 이상의 결합제 물질의 조합물 또는 블렌드가 사용될 수 있다. 결합제 물질의 다른 예는, 예를 들어 제이콥(Jakob) 등의 미국 특허 제5,101,839호; 및 레이커(Raker) 등의 미국 특허 제4,924,887호를 참조하며, 각각의 이들 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 알지네이트, 전분, 검, 풀루란, 제인, 카라기난, 셀룰로스 유도체, 포비돈 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 알지네이트 염, 셀룰로스 에터 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 알지네이트, 예컨대 암모늄 알지네이트, 프로필렌 글리콜 알지네이트, 칼륨 알지네이트 또는 나트륨 알지네이트이다. 알지네이트, 특히 고점도 알지네이트가, 제어된 수준의 자유 칼슘 이온과 함께 사용될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 1 내지 약 35 건조 중량%의 알지네이트, 예를 들어 약 1 내지 약 20 건조 중량%, 또는 약 4 내지 약 10 건조 중량%의 알지네이트를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 검, 예를 들어 천연 검이다. 본원에서 "천연 검"은, 결합 특성을 갖고 또한 증점제 또는 겔화제로서 유용한 천연 기원의 다당류 물질을 지칭한다. 전형적으로 어느 정도 수용성인 식물-유래의 대표적인 천연 검은 잔탄 검, 구아 검, 아라비아 검, 가티 검, 트라가칸트 검, 카라야 검, 로커스트 콩 검, 젤란 검 및 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 결합제는 잔탄 검, 구아 검, 아라비아 검, 로커스트 콩 검, 트라가칸트 검, 또는 이들의 조합물을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 카라기난이다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 한천이다.

몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 하나 이상의 셀룰로스 유도체(예를 들어, 단일 셀룰로스 유도체 또는 몇 개(예컨대, 2개 또는 3개)의 셀룰로스 유도체의 조합물)이다. 기재에 존재하는 셀룰로스 유도체의 양은 다를 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 건조 중량 기준으로 약 0 내지 약 5%의 하나 이상의 셀룰로스 유도체, 예를 들어 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 0%, 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 4% 또는 약 5%의 하나 이상의 셀룰로스 유도체를 포함한다. 상기 기재가 하나 초과의 셀룰로스 유도체를 포함하는 실시양태에서, 약 0% 내지 약 5%의 하나 이상의 셀룰로스 유도체의 언급된 중량 기준은, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 셀룰로스 유도체의 조합물의 총 건조 중량을 반영한다는 것을 이해해야 한다.

몇몇 실시양태에서, 셀룰로스 유도체는 셀룰로스 에터이고, 이는, 셀룰로스 구조에서 하나 이상의 하이드록실 기의 수소가 알킬, 하이드록시알킬 또는 아릴 기로 대체된 셀룰로스 중합체를 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 셀룰로스 유도체는 하이드록시알킬 셀룰로스 에터이다. 이러한 셀룰로스 유도체의 비제한적 예는 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필셀룰로스("HPC"), 하이드록시프로필메틸셀룰로스("HPMC") 및 하이드록시에틸 셀룰로스를 포함한다. 적합한 셀룰로스 에터는 하이드록시프로필셀룰로스, 예컨대 아쿠알론 캄파니(Aqualon Co.)로부터의 클루셀(Klucel) H; 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 예컨대 듀퐁(DuPont)으로부터의 메토셀(Methocel) K4MS; 하이드록시에틸셀룰로스, 예컨대 아쿠알론 캄파니로부터의 나트로솔(Natrosol) 250 MRCS; 메틸셀룰로스, 예컨대 듀퐁으로부터의 메트로셀 A4M, K4M 및 E15; 및 나트륨 카복시메틸셀룰로스, 예컨대 아쿠알론 캄파니로부터의 CMC 7HF, CMC 7LF 및 CMC 7H4F를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는, 메틸 셀룰로스, 하이드록실프로필 셀룰로스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로스, 하이드록시에틸 셀룰로스 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 셀룰로스 에터이다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 HPC와 HPMC의 조합물을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 HPC와 HPMC의 조합물이다. 놀랍게도, 몇몇 실시양태에서, HPC와 HPMC의 조합물이, 본 발명의 기재에 바람직한 특성을 제공하는데(예를 들어, 중심 구멍을 갖는 압출된 기재의 목적하는 형상 및 일관성을 유지하는데) 특히 유용하다는 것이 밝혀졌다. 몇몇 실시양태에서, HPC 대 HPMC의 중량비는 적어도 약 1:1, 예를 들어 약 1:1 내지 약 5:1, 또는 약 2:1 내지 약 4:1 또는 약 3:1이다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 카복시메틸셀룰로스(CMC)가 실질적으로 또는 전적으로 없는 것을 특징으로 할 수 있다. CMC가 "실질적으로 없다"는, 예를 들어 또 다른 셀룰로스 에터에 천연적으로 존재할 수 있는 미량을 초과하여 CMC가 의도적으로 첨가되지 않았음을 의미한다. 예를 들어, 특정 실시양태는, 기재의 총 중량을 기준으로 0.1 건조 중량% 미만, 또는 0.01 건조 중량% 미만, 또는 0.001 건조 중량% 미만, 또는 0 건조 중량%의 CMC를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

담배-유래 물질

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는, 에어로졸-형성 물질의 성분으로서 첨가되거나 별도로 첨가되는(예를 들어, 기재 제조 동안, 또는 형성-후 기재에 함침되는) 담배 추출물, 예컨대 수성 담배 추출물을 포함한다. 본원에서 "담배 추출물"은, 추출 공정에서 담배 물질과 접촉하게 되는 용매(예컨대, 물)에 의해 고형 담배 펄프로부터 추출되는 담배 물질의 단리된 성분을 지칭한다. 담배 물질의 다양한 추출 기술을 사용하여 담배 추출물 및 고형 담배 물질을 제공할 수 있다. 예를 들어, 비손(Beeson) 등의 미국 특허 출원 공개 제2011/0247640호에 기술된 추출 공정을 참조하며, 상기 출원을 본원에 참고로 인용한다. 담배 성분을 추출하기 위한 다른 예시적인 기술은 피오레(Fiore)의 미국 특허 제4,144,895호; 오스본 주니어(Osborne, Jr.) 등의 미국 특허 제4,150,677호; 리드(Reid)의 미국 특허 제4,267,847호; 와일드맨(Wildman) 등의 미국 특허 제4,289,147호; 브루머(Brummer) 등의 미국 특허 제4,351,346호; 브루머 등의 미국 특허 제4,359,059호; 뮐러(Muller)의 미국 특허 제4,506,682호; 케리트시스(Keritsis)의 미국 특허 제4,589,428호; 소가(Soga) 등의 미국 특허 제4,605,016호; 포울로스(Poulose) 등의 미국 특허 제4,716,911호; 니벤 주니어(Niven, Jr.) 등의 미국 특허 제4,727,889호; 베르나섹(Bernasek) 등의 미국 특허 제4,887,618호; 클랩(Clapp) 등의 미국 특허 제4,941,484호; 패그(Fagg) 등의 미국 특허 제4,967,771호; 로버츠(Roberts) 등의 미국 특허 제4,986,286호; 패그 등의 미국 특허 제5,005,593호; 그럽스(Grubbs) 등의 미국 특허 제5,018,540호; 화이트(White) 등의 미국 특허 제5,060,669호; 페그의 미국 특허 제5,065,775호; 화이트 등의 미국 특허 제5,074,319; 화이트 등의 미국 특허 제5,099,862호; 화이트 등의 미국 특허 제5,121,757호; 페그의 미국 특허 제5,131,414호; 무노즈(Munoz) 등의 미국 특허 제5,131,415호; 페그의 미국 특허 제5,148,819호; 크레이머(Kramer)의 미국 특허 제5,197,494호; 스미스(Smith) 등의 미국 특허 제5,230,354호; 페그의 미국 특허 제5,234,008호; 스미스의 미국 특허 제5,243,999호; 레이몬드(Raymond) 등의 미국 특허 제5,301,694호; 곤잘레스-파라(Gonzalez-Parra) 등의 미국 특허 제5,318,050호; 티그(Teague)의 미국 특허 제5,343,879호; 뉴턴(Newton)의 미국 특허 제5,360,022호; 클랩 등의 미국 특허 제5,435,325호; 브린클리(Brinkley) 등의 미국 특허 제5,445,169호; 라우터바흐(Lauterbach)의 미국 특허 제6,131,584호; 키에룰프(Kierulff) 등의 미국 특허 제6,298,859호; 무아(Mua) 등의 미국 특허 제6,772,767호; 및 톰슨(Thompson)의 미국 특허 제7,337,782호에 기술되어 있으며, 이들 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 1 내지 약 5 건조 중량%의 양으로 수성 또는 건조 분말 형태의 담배 추출물을 포함한다. 다른 실시양태에서, 상기 기재는 임의의 담배-유래 물질(예컨대, 추출물)이 실질적으로 또는 전적으로 없다. 담배-유래 물질이 "실질적으로 없다"는, 예를 들어 다른 보타니컬 또는 식물-유래 물질에 천연적으로 존재할 수 있는 미량 초과로 담배-유래 물질이 의도적으로 첨가되지 않았음을 의미한다. 예를 들어, 특정 실시양태는, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 건조 중량% 미만, 또는 0.01 건조 중량% 미만, 또는 0.001 건조 중량% 미만, 또는 0 건조 중량%의 담배-유래 물질을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

비-담배 보타니컬

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 에어로졸-형성 물질의 성분으로서 첨가되거나 별도로 첨가되는(예를 들어, 기재 제조 동안, 또는 형성-후 기재에 함침되는) 비-담배 보타니컬을 포함한다. 본원에서 용어 "보타니컬 성분" 또는 "보타니컬"은, 임의의 식물 물질 또는 진균-유래 물질, 예컨대 천연 형태의 식물 물질, 및 천연 식물 물질로부터 유래된 식물 물질, 예컨대 식물 물질로부터의 추출물 또는 단리물, 또는 처리된 식물 물질(예컨대, 열처리, 발효 또는 물질의 화학적 성질을 변경할 수 있는 기타 처리 공정을 거친 식물 물질)을 지칭한다. 본 발명의 목적을 위해, "보타니컬 물질"은, 비제한적으로, "허브 물질"을 포함하며, 이는 지속적인 목질 조직을 발달시키지 않고 흔히 이의 약물 또는 감각 특성에 대한 가치가 있는 종자-생산 식물(예컨대, 차 또는 약탕)을 지칭한다. "비-담배"로서의 보타니컬 물질에 대한 언급은, 담배 물질을 배제하기 위한 것이다(즉, 임의의 니코티아나(Nicotiana) 종을 포함하지 않음). 본 발명에 사용된 보타니컬 물질은, 비제한적으로, 본원에 개시된 임의의 화합물 및 공급원(이들의 혼합물 포함)을 포함할 수 있다. 이러한 유형의 특정 보타니컬 물질은 때때로 식이 보충제, 건강 기능 식품(nutraceutical), "식물 화학물질(phytochemical)" 또는 "기능성 식품"으로서 지칭된다.

보타니컬 물질의 비제한적 예는, 비제한적으로, 아사이베리, 알팔파, 올스파이스, 아나토 종자, 살구유, 바질, 멜리사(bee balm), 야생 베르가못, 후추, 블루베리, 보라지 종자유, 쇱싸리(bugleweed), 카카오, 창포 뿌리, 대마초/대마, 개박하(catnip), 카투아바, 고춧가루(cayenne pepper), 차가 버섯, 처빌(chervil), 계피, 다크 초콜릿, 커피, 감자 껍질, 포도씨, 인삼, 징코 빌로바(gingko biloba), 세인트 존스 워트(Saint John's Wort), 톱야자, 녹차, 홍차, 블랙 코호시, 고추, 캐모마일, 정향, 코코아 가루, 크랜베리, 민들레, 자몽, 허니부시, 에키나세아(echinacea), 마늘, 달맞이꽃, 피버퓨(feverfew), 생강, 골든씰, 산사 나무, 히비스커스 꽃, 자오굴란, 카바, 라벤더, 감초, 마저럼(marjoram), 밀크씨슬, 민트(멘테), 우롱차, 비트 뿌리, 오렌지, 오레가노, 파파야, 페니로얄, 페퍼민트, 레드 클로버, 루이보스(레드 또는 그린), 로즈힙, 로즈마리, 세이지, 클라리 세이지, 세이보리, 스피어민트, 스피룰리나, 느릅나무 껍질, 수수 겨 하이-탄닌(sorghum bran hi-tannin), 수수 낟알 하이-탄닌, 옻나무 겨, 컴프리 잎과 뿌리, 구기자 열매, 구투 콜라, 백리향, 강황, 우바 우르시(uva ursi), 쥐오줌풀(valerian), 야생 참마 뿌리, 윈터그린, 야콘 뿌리, 황색 도크(yellow dock), 예르바 마테, 예르바 산타, 바코파 몬니에라(bacopa monniera), 위타니아 솜니페라(withania somnifera), 사자 갈기, 및 실리범 마리아눔(silybum marianum)을 포함한다.

존재하는 보타니컬 물질의 양은 다를 수 있으며, 존재하는 경우, 일반적으로, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 기재의 약 30 건조 중량% 미만 또는 약 20 건조 중량% 미만이다. 예를 들어, 보타니컬 물질은, 기재의 총 건조 중량을 기준으로, 기재의 약 0.1 건조 중량%, 약 0.5 건조 중량%, 약 1 건조 중량% 또는 약 5 건조 중량% 내지 약 10 건조 중량%, 약 20 건조 중량% 또는 약 30 건조 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

활성 성분

특정 실시양태에서, 상기 기재는 에어로졸-형성 물질의 성분으로서 첨가되거나 별도로 첨가되는(예를 들어, 기재 제조 동안, 또는 형성-후 기재에 함침되는) 하나 이상의 활성 성분을 포함할 수 있다. 본원에서 "활성 성분"은, API(활성 약학 성분), 식품 첨가물, 한약재, 허브 물질, 천연 약제, 및 인체에 영향을 미칠 수 있는 천연 발생 물질 중 어느 하나의 카테고리에 속하는 하나 이상의 성분을 지칭한다. 활성 성분은 치료, 예방 또는 진단 용도에 적합한 임의의 공지된 제제일 수 있다. 이는, 예를 들어, 치료, 예방 또는 진단 활성을 갖는, 합성 유기 화합물, 단백질 및 펩타이드, 다당류 및 기타 당, 지질, 무기 화합물 및 핵산 서열을 포함할 수 있다. 활성 성분은, 비제한적으로, 니코틴 성분, 보타니컬 성분(예컨대, 라벤더, 페퍼민트, 캐모마일, 바질, 로즈마리, 생강, 대마초, 인삼, 마카 및 약탕), 각성제(예컨대, 카페인 및 구아라나), 아미노산(예컨대, 타우린, 테아닌, 페닐알라닌, 티로신 및 트립토판) 및/또는 약제 성분, 건강 기능 식품 및 약물 성분(예를 들면, 비타민, 예컨대 비타민 B6, B12 및 C, 및/또는 칸나비노이드, 예컨대 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및 칸나비다이올(CBD))을 포함한다. 상기 성분의 특정 % 및 선택은 목적하는 풍미, 질감 및 기타 특성에 따라 달라질 것이다. 활성 성분의 예는, 신체 내에서 하나 이상의 생물학적 기능에 영향을 미치는 것으로 공지된 임의의 성분, 예를 들면, 약동학적 활성을 제공하거나 또는 질병의 진단, 치유, 완화, 치료 또는 예방에 직접 영향을 미치거나 또는 인간 또는 다른 동물의 신체의 구조 또는 임의의 기능에 영향을 미치는(예를 들어, 중추 신경계에 대한 자극 작용을 제공하거나, 활력 효과를 갖거나, 해열 또는 진통 작용을 하거나, 신체에 달리 유용한 효과를 갖는) 성분을 포함한다.

존재하는 활성 성분의 양이 다를 수 있고, 존재하는 경우, 일반적으로, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량의 약 30% 미만 또는 약 20% 미만이다. 예를 들어, 활성 성분은, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량의 약 0.1%, 약 0.5%, 약 1% 또는 약 5% 내지 약 10%, 약 20% 또는 약 30%의 양으로 존재할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 활성 성분은 하나 이상의 허브 물질을 포함한다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "허브 물질"은, 지속적인 목질 조직을 발달시키지 않고 흔히 이의 약물 또는 감각 특성에 대한 가치가 있는 종자-생산 식물(예컨대, 차 또는 약탕)을 지칭한다. 식물 물질 또는 이의 추출물로서의 특정 허브 물질은 전통 약초에서 사용되었다. 허브 물질 또는 허브-유래 물질의 비제한적인 예는 대마, 유칼립투스, 루이보스, 회향, 시트러스, 정향, 라벤더, 페퍼민트, 캐모마일, 바질, 로즈마리, 생강, 강황, 녹차, 뽕나무, 대마초, 코코아, 아쉬와간다(ashwagandha), 바오밥, 엽록소, 동충하초, 다미아나, 인삼, 구아라나 및 마카를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 활성 성분은 하나 이상의 각성제를 포함한다. 본원에서 용어 "각성제"는, 중추신경계 및/또는 신체의 활동을 증가시키는(예를 들어, 집중력, 인지력, 활력, 기분, 주의력 등을 향상시키는) 물질을 지칭한다. 각성제의 비제한적인 예는 카페인, 테아크린, 테오브로민 및 테오필린을 포함한다. 테아크린(1,3,7,9-테트라메틸우르산)은, 구조적으로 카페인과 관련된 퓨린 알칼로이드이며, 각성제, 진통제 및 항염증제 효과를 갖고 있다. 존재하는 각성제는 천연, 천연-유래된 것 또는 완전히 합성된 것일 수 있다. 예를 들어, 특정 보타니컬 물질(과라나, 차, 커피, 코코아 등)은, 예를 들어 카페인 또는 관련 알칼로이드의 존재로 인해 각성 효과를 가질 수 있고, 따라서 "천연" 각성제이다. "천연-유래된"은, 각성제(예컨대, 카페인, 테아크린)가 이의 천연(예컨대, 보타니컬) 매트릭스 밖에서 정제된 형태임을 의미한다. 예를 들어, 카페인은 보타니컬 공급원(예컨대, 차)으로부터 추출 및 정제에 의해 수득될 수 있다. "완전히 합성된"이란, 각성제가 화학적 합성에 의해 수득되었음을 의미한다.

존재하는 경우, 각성제 또는 각성제의 조합물(예를 들어, 카페인, 테아크린 및 이들의 조합물)은 전형적으로, 기재의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 15 중량%, 예를 들어 약 0.1 중량%, 약 0.2 중량%, 약 0.3 중량%, 약 0.4 중량%, 약 0.5 중량%, 약 0.6 중량%, 약 0.7 중량%, 약 0.8 중량%, 또는 약 0.9 중량% 내지 약 1 중량%, 약 2 중량%, 약 3 중량%, 약 4 중량%, 약 5 중량%, 약 6 중량%, 약 7 중량%, 약 8 중량%, 약 9 중량%, 약 10 중량%, 약 11 중량%, 약 12 중량%, 약 13 중량%, 약 14 중량%, 또는 약 15 중량%의 농도이다.

특정 실시양태에서, 상기 활성 성분은 니코틴 성분을 포함한다. "니코틴 성분"은, 존재하는 니코틴의 적어도 일부의 경구 흡수를 제공하기 위한 니코틴의 임의의 적합한 형태(예를 들어, 자유 염기 또는 염)를 의미한다. 전형적으로, 니코틴 성분은 니코틴 자유 염기 및 니코틴 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 몇몇 실시양태에서, 니코틴 성분은 이의 자유 염기 형태의 니코틴이며, 이는, 예를 들어 미세결정질 셀룰로스 물질에 용이하게 흡착되어 미세결정질 셀룰로스-니코틴 함유체 복합체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 한손(Hansson)의 미국 특허 출원 공개 제2004/0191322호에서 자유 염기 형태의 니코틴에 대한 논의를 참조하며, 상기 출원을 본원에 참고로 인용한다.

몇몇 실시양태에서, 니코틴 성분의 적어도 일부는 염 형태로 사용될 수 있다. 니코틴 염은 콕스(Cox) 등의 미국 특허 제2,033,909호 및 문헌[Perfetti, Beitrage Tabakforschung Int., 12: 43-54 (1983)]에 개시된 유형의 성분 및 기술을 이용하여 제공될 수 있으며, 상기 특허 및 문헌을 본원에 참고로 인용한다. 추가적으로, 티코틴 염은, 팔츠 앤 바우어 인코포레이티드(Pfaltz and Bauer, Inc.) 및 케이앤케이 래보러토리스(K&K Laboratories)(아이씨엔 바이오케미칼스 인코포레이티드(ICN Biochemicals, Inc.)의 사업부)와 같은 공급처로부터 입수가능하다. 전형적으로, 니코틴 성분은 무-니코틴 염기, 니코틴 염, 예컨대 하이드로클로라이드, 다이하이드로클로라이드, 모노타르트레이트, 바이타르트레이트, 설페이트, 살리실레이트, 및 니코틴 아연 클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택된다.

몇몇 실시양태에서, 니코틴의 적어도 일부는, 니코틴이 이온 교환 수지에 결합된 니코틴의 수지 복합체 형태, 예를 들면 니코틴 폴라크릴렉스(polacrilex)(이는, 예를 들어 폴리메타크릴산(예컨대, 앰버라이트(Amberlite) IRP64, 푸롤라이트(Purolite) C115HMR 또는 도쉬온(Doshion) P551)에 결합된 니코틴임)이다. 예를 들어, 리히트넥케르트(Lichtneckert) 등의 미국 특허 제3,901,248호를 참조하며, 이를 본원에 참고로 인용한다. 또 다른 예는 니코틴-폴리아크릴 카보머 복합체, 예컨대 카보폴(Carbopol) 974P이다. 몇몇 실시양태에서, 니코틴은 니코틴 폴리아크릴 복합체 형태로 존재할 수 있다.

전형적으로, 니코틴 성분(자유 염기로서 계산됨)은, 존재하는 경우, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량을 기준으로, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 약 0.001 중량% 이상, 예를 들어 약 0.001 중량% 내지 약 10 중량%의 농도로 존재한다. 몇몇 실시양태에서, 니코틴 성분은, 자유 염기로서 계산시 및 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 예를 들어 약 0.1 중량%, 약 0.2 중량%, 약 0.3 중량%, 약 0.4 중량%, 약 0.5 중량%, 약 0.6 중량%, 약 0.7 중량%, 약 0.8 중량% 또는 약 0.9 중량% 내지 약 1 중량%, 약 2 중량%, 약 3 중량%, 약 4 중량%, 약 5 중량%, 약 6 중량%, 약 7 중량%, 약 8 중량%, 약 9 중량%, 또는 약 10 중량%의 농도로 존재한다. 몇몇 실시양태에서, 니코틴 성분은, 자유 염기로서 계산시 및 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%, 예를 들어 약 0.1 중량% 내지 약 2.5 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 2.0 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 1.5 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 농도로 존재한다.

몇몇 실시양태에서, 본 발명의 기재는 임의의 니코틴 성분이 전적으로 없거나 실질적으로 없는 것을 특징으로 할 수 있다(예를 들어, 본원에 개시된 임의의 실시양태는 임의의 니코틴 성분이 전적으로 또는 실질적으로 없을 수 있음). "실질적으로 없다"는, 예를 들어 보타니컬 또는 허브 물질에 천연적으로 존재할 수 있는 미량을 초과하여 의도적으로 니코틴이 첨가되지 않았음을 의미한다. 예를 들어, 특정 실시양태는, 자유 염기로서 계산시 및 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량을 기준으로 0.001 중량% 미만, 또는 0.0001 중량% 미만, 또는 심지어 0 중량%의 니코틴을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 활성 성분은 하나 이상의 칸나비노이드를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 칸나비노이드는 칸나비다이올(CBD), 테트라하이드로칸나비놀(THC), 또는 이들의 조합물을 포함한다.

향미제

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 에어로졸-형성 물질의 성분으로서 첨가되거나 별도로 첨가되는(예를 들어, 기재 제조 동안, 또는 형성-후 기재에 함침되는) 향미제를 포함한다. 본원에서 "향미제"에 대한 언급은, 에어로졸화되어 사용자에게 전달될 수 있고 맛 및/또는 아로마 면에서 관능적 경험을 부여하는 화합물 또는 성분을 지칭한다. 향미제의 몇몇 예는, 비제한적으로, 바닐린, 에틸 바닐린, 크림, 차, 커피, 과일(예컨대, 사과, 체리, 딸기, 복숭아 및 시트러스 향미, 예컨대 라임 및 레몬), 메이플, 멘톨, 민트, 페퍼민트, 스피어민트, 윈터그린, 육두구, 정향, 라벤더, 카르다몸, 생강, 꿀, 아니스, 세이지, 로즈마리, 히비스커스, 로즈 힙, 예르바 마테, 구아유사, 허니부시, 루이보스, 예르바 산타, 바코파 몬니에라, 징코 빌로바, 위타니아 솜니페라, 계피, 샌달우드, 자스민, 카스카릴라, 코코아, 감초; 및 궐련, 여송연 및 파이프 담배의 향료로 전통적으로 사용되는 유형 및 특성의 향료 및 향미 패키지를 포함한다. 시럽, 예컨대 고 프럭토스 옥수수 시럽이 또한 사용될 수 있다. 적합할 수 있는 식물-유래 조성물의 몇몇 예는 두베(Dube) 등의 미국 특허 제9,107,453호 및 미국 특허 출원 공개 제2012/0152265호에 개시되어 있으며, 이들 특허 또는 출원의 개시내용 전체를 본원에 참고로 인용한다. 이러한 추가 성분의 선택은, 흡연 물품에 바람직한 관능 특성, 기재 물질에 대한 이의 친화성, 이의 가용성, 및 기타 물리화학적 특성과 같은 인자에 기초하여 가변적이다. 본 발명은 담배 및 담배-관련 제품 또는 담배-유래 제품 분야의 당업자에게 용이하게 자명한 임의의 추가 성분을 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 문헌[Gutcho, Tobacco Flavoring Substances and Methods, Noyes Data Corp. (1972)] 및 문헌[Leffingwell et al., Tobacco Flavoring for Smoking Products (1972)]을 참조하며, 상기 문헌의 개시내용 전체를 본원에 참고로 인용한다. 향미제에 대한 언급이 전술된 바와 같은 임의의 단일 향미제로 제한되어서는 안되며, 실제로 하나 이상의 향미제의 조합물을 나타낼 수 있음에 유의해야 한다. 추가적인 향미제, 착향료, 첨가제 및 기타 가능한 강화 성분은 필립스(Phillips) 등의 미국 특허 출원 공개 제2019/0082735호를 참조하며, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

존재하는 향미제의 양은 일반적으로, 존재하는 경우, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량을 기준으로 기재의 약 30 중량% 미만 또는 약 20 중량% 미만이다. 예를 들어, 향미제는, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량을 기준으로 기재의 약 0.1 중량%, 약 0.5 중량%, 약 1 중량% 또는 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 20 중량% 또는 약 30 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

기타 성분

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 연소 지연 물질, 열 전도/유도를 위한 전도성 섬유 또는 입자, 또는 이들의 임의의 조합물을 추가로 포함할 수 있다. 연소 지연 물질의 하나의 예는 암모늄 포스페이트이다. 몇몇 실시양태에서, 다른 화염/연소 지연 물질 및 첨가제가 상기 기재 내에 포함될 수 있고, 유기-인 화합물, 붕사(borax), 수화된 알루미나, 흑연, 칼륨, 실리카, 트라이폴리포스페이트, 다이펜타에리트리톨, 펜타에리트리톨 및 폴리올을 포함할 수 있다. 기타 연소 지연 물질, 예를 들면 질소-함유(nitrogenous) 포스폰산 염, 모노-암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 암모늄 브로마이드, 암모늄 보레이트, 에탄올암모늄 보레이트, 암모늄 설파메이트, 할로겐화된 유기 화합물, 티오우레아 및 안티몬 옥사이드가 또한 사용될 수 있다. 상기 기재 물질 및/또는 다른 성분(단독으로, 또는 서로 및/또는 다른 물질과의 조합으로)에 사용되는 화염-지연, 연소-지연 및/또는 그슬림-지연 물질의 각각의 양태에서, 바람직한 특성은, 바람직하지 않은 오프-가스 방출(off-gassing) 또는 용융 유형 거동과 독립적이다. 흡연 물품 내로 담배를 혼입시키는 다양한 방식 및 방법, 및 특히, 의도적으로 흡연 물품 내의 사실상 모든 담배를 의도적으로 연소시키지 않도록 설계된 흡연 물품은 브룩스(Brooks) 등의 미국 특허 제4,947,874호; 칸트렐(Cantrell) 등의 미국 특허 제7,647,932호; 로빈슨 등의 미국 특허 제8,079,371호; 바네르지(Banerjee) 등의 미국 특허 제7,290,549호; 및 크룩스(Crooks) 등의 미국 특허 출원 공개 제2007/0215167호에 개시되어 있으며, 이들 특허 및 출원의 개시내용 전체를 본원에 참고로 인용한다.

상기 기재는 또한 열 전도 또는 유도 가열을 위한 전도성 섬유 또는 입자를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전도성 섬유 또는 입자는 실질적으로 선형이고 평행한 패턴으로 배열될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전도성 섬유 또는 입자는 실질적으로 무작위 배열을 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 전도성 섬유 또는 입자는 알루미늄 물질, 스테인리스 강 물질, 구리 물질, 탄소 물질 및 흑연 물질 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 다양한 온도에서 유도 가열을 용이하게 하기 위해, 상이한 퀴리(Curie) 온도를 갖는 하나 이상의 전도성 섬유 또는 입자가 기재 물질에 포함될 수 있다.

또 다른 구현에서, 상기 기재 물질은 다양한 유형의 무기 섬유(예를 들어, 섬유 유리, 금속 와이어/스크린 등) 및/또는 (유기) 합성 중합체를 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 이러한 "섬유질" 물질은 구조화되지 않거나(예를 들어, 무작위로 분포됨) 구조화될 수 있다(예를 들어, 와이어 메쉬).

에어로졸-형성 물질

본원에 개시된 바와 같은 에어로졸-발생 컴포넌트는 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 포함한다. 상기 기재가 함유하는 에어로졸-형성 물질의 양은, 에어로졸-발생 컴포넌트가 허용가능한 감각 및 바람직한 성능 특성을 제공하도록 하는 것이다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 많은 점에서 담배 연기의 외관과 닮은 가시적인 주류 에어로졸을 생성하기 위해 충분한 양의 에어로졸-형성 물질이 사용된다. 에어로졸-발생 컴포넌트(예를 들어, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재)가 함유하는 에어로졸-형성 물질의 양은 에어로졸-발생 컴포넌트 당 목적하는 퍼프의 수와 같은 인자에 의존할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 에어로졸-형성 물질을, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량을 기준으로 약 10 중량% 이상, 약 15 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 약 25 중량% 이상, 약 30 중량% 이상, 약 35 중량% 이상, 약 40 중량% 이상, 약 45 중량% 이상, 약 50 중량% 이상, 약 55 중량% 이상, 또는 약 60 중량% 이상의 담지량으로 함유한다. 총 에어로졸-형성 물질의 예시적인 범위는, 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재의 총 중량을 기준으로 약 15 중량% 내지 약 60 중량%, 예컨대 약 15 중량% 내지 약 55 중량%, 또는 약 15 중량% 내지 약 25 중량%를 포함한다. 기재 부분 내에 또는 기재 부분 상에 에어로졸-형성 물질을 담지(예를 들어, 함침)하는 방법은 둘리(Dooly) 등의 미국 특허 제9,974,334호, 콜렛(Collett) 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0313283호 및 세바시티안(Sebastian) 등의 미국 특허 출원 공개 제2018/0279673호에 기술되어 있으며, 상기 특허 및 출원의 개시내용 전체를 전체적으로 본원에 참고로 인용한다.

임의의 이전 실시양태에서, 에어로졸-형성 물질의 전체 양은, 본원에 개시된 에어로졸-발생 컴포넌트를 형성하기 위해, 캐스팅, 압출 등 이전에 첨가될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 에어로졸-형성 물질의 일부 또는 전부는 형성-후 기재에 첨가될 수 있다(예를 들어, 하나 이상의 에어로졸-형성 물질은 기재 물질 내에 또는 기재 물질 상에 분무되거나 또는 달리 배치되어, 본원에 개시된 바와 같은 에어로졸-발생 컴포넌트를 형성할 수 있음).

상기 에어로졸-형성 물질은 물, 다가 알코올, 폴리소르베이트, 소르비탄 에스터, 지방산, 지방산 에스터, 왁스, 테르펜, 당 알코올, 활성 성분, 담배 추출물, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 다가 알코올, 폴리소르베이트, 소르비탄 에스터, 지방산, 지방산 에스터, 왁스, 테르펜, 당 알코올 및 활성 성분 각각은 본원에서 하기에 추가로 기술된다.

물

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 물을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 물을 포함하고, 다가 알코올, 폴리소르베이트, 소르비탄 에스터, 지방산, 지방산 에스터, 왁스, 테르펜, 당 알코올, 활성 성분, 담배 추출물, 또는 이들의 임의의 조합물을 추가로 포함한다.

다가 알코올

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 하나 이상의 다가 알코올을 포함한다. 다가 알코올의 예는 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 기타 글리콜, 예컨대 1,3-프로판다이올, 다이에틸렌 글리콜 및 트라이에틸렌 글리콜을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 다가 알코올은 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판다이올, 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

몇몇 실시양태에서, 다가 알코올은 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 혼합물이다. 글리세롤 및 프로필렌 글리콜은 다양한 비율로 존재할 수 있으며, 의도된 용도에 따라 어느 한 성분이 우세하다. 몇몇 실시양태에서, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜은 약 3:1 내지 약 1:3의 중량비로 존재한다. 몇몇 실시양태에서, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜은 약 3:1, 약 2:1, 약 1:1, 약 1:2, 또는 약 1:3의 중량비로 존재한다. 몇몇 실시양태에서, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜은 약 1:1의 중량비로 존재한다.

폴리소르베이트 및 소르비탄 에스터

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 하나 이상의 폴리소르베이트를 포함한다. 폴리소르베이트의 예는 폴리소르베이트 60(폴리옥시에틸렌(20) 소르비탄 모노스테아레이트, 트윈(Tween) 60) 및 폴리소르베이트 80(폴리옥시에틸렌(20) 소르비탄 모노올레에이트, 트윈 80)을 포함한다. 사용되는 폴리소르베이트의 유형 또는 사용되는 폴리소르베이트의 조합물은 목적하는 의도된 효과에 의존하며, 그 이유는, 상이한 폴리소르베이트가 분자 크기로 인해 상이한 속성을 제공하기 때문이다. 예를 들어, 폴리소르베이트 분자는 폴리소르베이트 20 내지 폴리소르베이트 80의 크기로 증가한다. 더 작은 크기의 폴리소르베이트 분자를 사용하면 더 적은 양의 증기가 생성되지만 더 깊이 폐 침투가 가능하다. 이는, 사용자가 "연기"(즉, 증기)의 큰 기둥을 생성하는 것을 원치 않는 공공장소에 있을 때 바람직할 수 있다. 반대로, 진한 증기(이는 담배의 방향족 성분을 전달할 수 있음)가 필요한 경우, 더 큰 폴리소르베이트 분자가 사용될 수 있다. 폴리소르베이트 계열의 화합물을 사용하는 추가적 이점은, 폴리소르베이트가 존재하는 혼합물의 기화열을 낮춘다는 것이다.

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 하나 이상의 소르비탄 에스터를 포함한다. 소르비탄 에스터의 예는 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노스테아레이트(스팬(Span) 60), 소르비탄 모노올레이트(스팬 20) 및 소르비탄 트라이스테아레이트(스팬 65)를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 하나 이상의 지방산을 포함한다.

지방산, 에스터 및 왁스

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 하나 이상의 지방산을 포함한다. 지방산은 단쇄, 장쇄, 포화된, 불포화된, 직쇄 또는 분지쇄 카복실산을 포함할 수 있다. 지방산은 일반적으로 C₄ 내지 C₂₈ 지방족 카복실산을 포함한다. 단쇄 또는 장쇄 지방산의 비제한적인 예는 부티르산, 프로피온산, 발레르산, 올레산, 리놀레산, 스테아르산, 미리스트산 및 팔미트산을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 하나 이상의 지방산 에스터를 포함한다. 지방산 에스터의 예는 알킬 에스터, 모노글리세라이드, 다이글리세라이드 및 트라이글리세라이드를 포함한다. 모노글리세라이드의 예는 모노라우린 및 글리세롤 모노스테아레이트를 포함한다. 트라이글리세라이드의 예는 트라이올레인, 트라이팔미틴, 트라이스테아레이트, 글리세롤 트라이부티레이트 및 글리세롤 트라이헥사노에이트를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 하나 이상의 왁스를 포함한다. 왁스의 예는 카나우바, 밀랍, 칸델릴라를 포함하며, 이들은 에어로졸 입자를 안정화시키거나 기호성을 개선하거나 목 따가움을 줄이는 것으로 공지되어 있다.

테르펜

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 하나 이상의 테르펜을 포함한다. 본원에서 용어 "테르펜"은, 식물에 의해 이소펜텐일 파이로포스페이트로부터 생합성적으로 생성되는 탄화수소 화합물을 의미한다. 테르펜의 비제한적인 예는 리모넨, 피넨, 파르네센, 미르센, 게라니올, 회향 및 셈브렌을 포함한다.

당 알코올

몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질은 하나 이상의 당 알코올을 포함한다. 당 알코올의 예는 소르비톨, 에리트리톨, 만니톨, 말티톨, 이소말트 및 자일리톨을 포함한다. 당 알코올은 또한 특정 향미 화합물(예컨대, 멘톨 및 기타 휘발성 물질)에 대한 향미 개선제로서 역할을 할 수 있으며, 일반적으로 생성된 에어로졸의 식감, 촉각, 목에 미치는 영향 및 기타 감각 특성을 개선한다.

기재의 형태

기재의 형태는 다를 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 미립자 형태, 세절된 형태, 필름 형태, 종이 가공 시트 형태, 캐스팅된 시트 형태, 비드 형태, 과립형 막대 형태 또는 압출된 형태이다. 다양한 실시양태에서, 기재의 형태는 겔, 파쇄물, 필름, 현탁액, 압출물, 부스러기(shaving), 캡슐 및/또는 입자(예컨대, 펠렛, 비드, 스트립 또는 다양한 크기의 임의의 목적하는 입자 형태) 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다.

에어로졸-발생 컴포넌트의 제조 방법

또 다른 양태에서, 본원에 개시된 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 일반적으로, 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제 및 하나 이상의 결합제를 포함하는 기재를 제조하는 단계를 포함한다. 상기 에어로졸-형성 물질은, 본원에서 하기에 추가로 기술되는 바와 같이, 개시된 제조 방법 중 어느 하나에 따른 기재의 형성 동안 첨가될 수 있거나, 기재 형성-후에 첨가될 수 있거나, 또는 이들의 조합에 첨가될 수 있다. 본 발명의 기재는, 목적하는 형태에 따라, 각각 본원에서 하기에 본원에 추가로 기술되는 상이한 방법 및 공정(예컨대, 시트 캐스팅 및 과립 압출)에 의해 제조될 수 있다.

캐스팅된 시트

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는, 편평 시트 형태로 기재를 제조하기 위한 시트 캐스팅 기술을 사용하여 제조된다. 이러한 제조 방법은 일반적으로, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제(이때, 상기 하나 이상의 충전제의 약 80 건조 중량% 이상을 탄산칼슘이 차지함), 및 하나 이상의 결합제를 포함하는 기재 혼합물을 생성하는 단계; 상기 기재 혼합물을 지지체 표면 상에 캐스팅하는 단계; 상기 기재 혼합물을 고화시켜 기재를 형성하는 단계; 및 에어로졸-발생 장치에 삽입되도록 구성된 복수의 축소된 부분으로 상기 기재를 축소시키는 단계를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 임의적으로 에어로졸-형성 물질을 포함하는 본원에 개시된 바와 같은 기재 성분은 함께 블렌딩되어 슬러리를 형성할 수 있고, 이는 표면(예를 들어, 이동 벨트) 상에 캐스팅될 수 있다. 이어서, 캐스팅된 슬러리는, 비교적 일정한 두께의 캐스팅된 시트가 되도록, 하나 이상의 건조 및/또는 닥터링(doctoring) 단계를 거칠 수 있다. 캐스팅 및 제지 기술의 다른 예는 케리트시스 등의 미국 특허 제4,674,519호; 클랩 등의 미국 특허 제4,941,484호; 영(Young) 등의 미국 특허 제4,987,906호; 키에르난(Kiernan) 등의 미국 특허 제4,972,854호; 영 등의 미국 특허 제5,099,864호; 손(Sohn) 등의 미국 특허 제5,143,097호; 브린클리 등의 미국 특허 제5,159,942호; 브린클리 등의 미국 특허 제5,322,076호; 영 등의 미국 특허 제5,339,838호; 리츠진거(Litzinger) 등의 미국 특허 제5,377,698호; 영의 미국 특허 제5,501,237호; 및 쿠마르(Kumar)의 미국 특허 제6,216,706호에 개시되어 있으며, 이들 특허의 개시내용 전체를 본원에 참고로 인용한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 편평 시트 형태이다. 몇몇 실시양태에서, 상기 편평 시트는, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 편평 시트(120)의 일련의 중첩 층(130)으로 적층된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 편평 시트는 다발형, 구겨진, 크림핑된 및/또는 달리 주름 잡힌 층일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 편평 시트는 에어로졸 전달 장치의 기재-함유 분절에 삽입되기 위한 절단된 래그 또는 스트립으로 추가로 축소될 수 있다. 상기 편평 시트는 또한 에어로졸 전달 장치의 기재-함유 분절에 삽입되기 위해 주름 잡히거나 막대에 말릴 수 있다.

몇몇 캐스팅된 시트 실시양태에서, 결합제는 알지네이트를 포함한다. 따라서, 특정 실시양태에서, 상기 방법은, 제1 혼합 탱크에서 알지네이트(예를 들어, 나트륨 또는 암모늄 알지네이트)를 물에 수화시켜, 수화된 알지네이트 용액을 형성하는 단계; 제2 혼합 탱크에서 탄산칼슘을 글리세롤에 혼합하여, 탄산칼슘-글리세롤 슬러리를 생성하는 단계; 상기 수화된 알지네이트 용액을 상기 탄산칼슘-글리세롤 슬러리를 보유하는 제2 혼합 탱크로 옮기는 단계; 상기 수화된 알지네이트 용액과 상기 탄산칼슘 슬러리를 혼합하여 최종 슬러리를 형성하는 단계; 이 기재 혼합물을 지지체 표면 상에 캐스팅하는 단계; 상기 기재 혼합물을 고화시켜 기재를 형성하는 단계; 및 임의적으로, 에어로졸-발생 컴포넌트에 삽입되도록 구성된 복수의 축소된 부분으로 상기 기재를 축소시키는 단계를 포함한다.

혼합 시간과 속도는 특정 용도에 맞게 달라질 수 있다. 다양한 혼합 단계는 상기 탄산칼슘-글리세롤 슬러리에 대한 중간 및/또는 가변 속도(예를 들어, 약 50 내지 500 RPM, 예를 들어 약 75 내지 150 RPM)에서 수행될 수 있고, 약 5분 내지 60분, 예를 들어 약 15분 내지 45분 또는 약 30분 동안 지속될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 글리세롤이 탄산칼슘에 천천히 첨가되고, 약 30분 동안 온화하게(예를 들어, 약 50 내지 150 RPM의 속도로) 혼합된다. 몇몇 실시양태에서, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜이 사전-혼합되고, 탄산칼슘에 천천히 첨가되고, 약 30분 동안 온화하게(예를 들어, 약 50 내지 150 RPM의 속도로) 혼합된다.

몇몇 실시양태에서, 나트륨 알지네이트 용액의 수화는 중속 내지 고속(예를 들어, 약 300 내지 약 3500 RPM, 예를 들어 1000 내지 2500 RPM)에서 약 10분 내지 약 60분, 예컨대 약 15분 내지 약 45분의 시간 동안 혼합하면서 수행된다. 몇몇 경우, 예를 들어 알지네이트의 수화 및/또는 알지네이트-칼슘-글리세롤 혼합물의 혼합의 경우, 혼합은 진공 하에서 수행된다. 몇몇 실시양태에서, 알지네이트가 물에 천천히 첨가되고, 고전단 혼합 탱크에서 진공 하에 약 30 내지 45분 동안 수화된다.

몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 목재 펄프를 상기 수화된 알지네이트 용액에 혼합하는 단계를 추가로 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 목재 펄프는 사전-정제된 목재 펄프(0% 미만의 캐나다 여수도(Canadian Freeness) 측정치)이다.

몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 쌀 전분 또는 쌀가루(예를 들어, 천연 또는 변성된 것, 예컨대 사전-젤라틴화된 것)를 탄산칼슘에 혼합하는 단계를 추가로 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 담배 추출물 분말 및 멘톨 향미를 상기 탄산칼슘-글리세롤 슬러리에 첨가하는 단계, 니코틴을 상기 탄산칼슘-글리세롤 슬러리에 첨가하는 단계, 또는 이들 둘 다를 추가로 포함할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재 혼합물을 캐스팅하는 단계는, 상기 기재 혼합물의 최종 슬러리를, 약 1 내지 3 mm 간격의 개구로 설정된 캐스팅 나이프를 사용하여 지지체 표면 상에 캐스팅하는 것을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재 용액을 고화시키는 단계는, 캐스팅된 기재 혼합물을 가열에 의해 건조시키는 것을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재를 축소시키는 단계는, 상기 기재를 스트립으로 절단하는 것을 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 상기 지지체 표면으로부터 기재를 제거하는 단계; 임의적으로, 형성된 기재를 건조시키는 단계; 상기 기재를 보빈에 감는 단계; 및 상기 기재를 용기 내에 밀봉하는 단계를 포함한다.

압출

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 압출 기술을 사용하여 제조된다. 이러한 제조 방법은 일반적으로, 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제(이때, 상기 하나 이상의 충전제의 약 80 건조 중량% 이상을 탄산칼슘이 차지함), 및 하나 이상의 결합제를 포함하는 기재 혼합물을 생성하는 단계; 및 에어로졸-형성 물질을 임의적으로 포함하는 기재 혼합물로부터, 압출, 정립화, 구형화 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 통해 기재를 형성하는 단계를 포함한다. 과립 압출 제형은, 예를 들어, 대안적 또는 추가적 결합제(예를 들어, 셀룰로스 유도체, 예컨대 카복시메틸 셀룰로스, 하이드록시 프로필메틸셀룰로스, 하이드록시프로필셀룰로스 또는 이들의 조합물)가 사용될 수 있는 것을 제외하고는, 상기 캐스팅된 시트 형성과 유사할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 기재 혼합물을 생성하는 단계는, 쟁기 혼합기(plough mixer)에서 탄산칼슘을 글리세롤에 혼합하여, 탄산칼슘-글리세롤 슬러리를 생성하는 단계; 용기 내에서 카복시메틸 셀룰로스를 물과 혼합하여, 카복시메틸 셀룰로스 슬러리를 생성하는 단계; 상기 카복시메틸 셀룰로스 슬러리를 상기 탄산칼슘-글리세롤 슬러리에 첨가하는 단계; 및 상기 카복시메틸 셀룰로스 슬러리와 상기 탄산칼슘-글리세롤 슬러리를 사전-결정된 시간 동안 혼합하여 최종 기재 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 사전-결정된 시간은 약 10분 내지 60분 범위이다.

몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 쌀 전분 또는 쌀가루(예를 들어, 천연 또는 변성된 것, 예컨대 사전-젤라틴화된 것)를 탄산칼슘에 혼합하는 단계를 추가로 포함한다.

다른 실시양태에서, 상기 기재 혼합물을 생성하는 단계는, 하이드록시프로필메틸셀룰로스 및/또는 하이드록시프로필셀룰로스를 글리세린과 혼합하여, 셀룰로스-글리세린 슬러리를 형성하는 단계; 쟁기 혼합기에서 상기 셀룰로스-글리세린 슬러리를 탄산칼슘에 첨가하는 단계; 및 상기 셀룰로스-글리세린 슬러리와 탄산칼슘을 사전-결정된 시간 동안 혼합하여, 최종 기재 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 사전-결정된 시간은 약 10분 내지 60분 범위이다. 다양한 실시양태에서,(예를 들어, 탄산칼슘-글리세롤 슬러리를 혼합하기 위한) 혼합 시간은 약 10분 내지 60분, 예컨대 약 15분 내지 45분 또는 약 20분 내지 30분일 수 있다. 혼합 속도는 약 50 RPM 내지 500 RPM, 예컨대 약 75 RPM 내지 150 RPM, 또는 약 100 RPM으로 다를 수 있다. 카복시메틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스 및/또는 하이드록시프로필셀룰로스-글리세롤 슬러리를 혼합하기 위한 혼합 시간은 10분 내지 60분, 예컨대 약 15분 내지 45분, 또는 약 30분 내지 45분 범위일 수 있다. 혼합 속도는 약 400 RPM 내지 3500 RPM, 예컨대 약 1000 RPM 내지 2500 RPM, 또는 약 1500 내지 2500 RPM으로 다를 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 쌀 전분 또는 쌀가루(예를 들어, 천연 또는 변성된 것, 예컨대 사전-젤라틴화된 것)를 탄산칼슘에 혼합하는 단계를 추가로 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 담배 추출물 분말 및 멘톨 향미를 상기 탄산칼슘-글리세롤 슬러리에 첨가하는 단계, 니코틴을 상기 탄산칼슘-글리세롤 슬러리에 첨가하는 단계, 또는 이들 둘 다를 추가로 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는, 기술된 방법에 따르지만 카복시메틸셀룰로스(CMC)는 없이 제조된다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재 혼합물은 구형화 또는 정립화되어 원형 또는 달걀형 비드 또는 머리카락-유사 막대를 생성할 수 있다. 따라서, 몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 상기 기재 혼합물을 분획화하는 단계; 상기 기재 혼합물의 분획을 압출기로 옮겨, 상기 기재 혼합물의 막대를 형성하는 단계; 압출된 막대의 적어도 일부를 정립기(marumerizer)로 옮겨, 상기 기재 혼합물의 원형 비드를 형성하는 단계; 및 상기 막대, 상기 원형 비드 또는 이들의 조합물을 응집시키는 단계를 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 압출에 의해 제조될 수 있으며, 이어서 절단 또는 사이징에 의해 복수의 크기 및/또는 형성의 기재 조각을 제공할 수 있다. 압출 제형은, 예를 들어 또 다른 결합제 또는 결합제 조합물(예를 들어, 셀룰로스 유도체 조합물, 예컨대 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스와 하이드록시프로필셀룰로스)이 사용될 수 있다는 점을 제외하고는, 상기 과립 압출 제형의 것과 유사할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 하나 이상의 결합제는 HPC와 HPMC의 조합물을 포함하거나, HPC와 HPMC의 조합물이다. 놀랍게도, HPC와 HPMC의 조합물이, 예를 들어 중심 구멍을 갖는 압출된 기재의 목적하는 형상 및 일관성을 유지하는 압출 방법에 특히 유용하다는 것이 밝혀졌다. 몇몇 실시양태에서, HPC 대 HPMC의 중량비는 적어도 약 1:1, 예를 들어 약 1:1 내지 약 5:1, 약 2:1 내지 약 4:1 또는 약 3:1이다.

몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 상기 기재 혼합물을 압출기로 옮기는 단계; 상기 기재 혼합물의 혼련, 혼합 및 가소화를 용이하게 하기 위해 상기 압출기에 물을 도입하는 단계; 상기 기재 혼합물을 압출하여, 성형된 기재를 형성하는 단계; 및 상기 성형된 기재를 절단하여, 다양한 크기와 형상의 다수의 기재 조각을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 방법은, 상기 다수의 기재 조각의 적어도 일부를 응집시켜, 단일 기재를 형성하는 단계를 추가로 포함한다.

몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 압출된 형태를 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 실질적으로 원통형인 형상으로 형성된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는 중심 오리피스를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서는, 중심 오리피스가 존재하지 않는다. 도 5a 내지 5d는, 비제한적인 기재 압출물 실시양태의 개략적 사시도를 도시한다. 도 5a를 참조하면, 일반적으로 원통형인 형상의 압출된 형태의 기재의 비제한적 묘사가 제공된다. 몇몇 실시양태에서, 상기 압출물은 홈이 있는 표면, 중심 오리피스, 또는 이들 둘 다를 가진다. 도 5b는, 실질적으로 원통형인 형상을 갖고 중심 오리피스를 갖는 압출된 형태의 기재의 비제한적인 실시양태를 도시한다. 도 5c는, 실질적으로 원통형인 형상, 중심 오리피스 및 홈이 있는 표면을 갖는 압출된 형태의 기재의 비제한적인 실시양태를 도시한다. 복수의 홈이 상기 압출된 기재의 제1 단부로부터 상기 압출된 기재의 대향 제2 단부까지 종방향으로 연장된다. 도시된 실시양태에서, 상기 기재의 홈은 폭과 깊이가 실질적으로 동일하고, 기재의 원주 주위에 실질적으로 균일하게 분포되어 있지만, 다른 실시양태는 겨우 2개의 홈을 포함할 수 있고, 또 다른 실시양태는 겨우 단일 홈을 포함할 수 있다. 추가적인 실시양태는, 동일하지 않은 폭 및/또는 깊이를 가질 수 있고 기재의 원주 주위에 불균일하게 이격될 수 있는 다수의 홈을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 기재는, 압출되거나 캐스팅될 수 있는 시트 형태이다. 시트 실시양태의 하나의 비제한적 예시가 도 5d에 제공되며, 이는 직사각형의 편평한 실시양태를 도시한다.

기재 담지량

다양한 실시양태에서, 상기 기재는, 기재 물질의 제조 동안, 기재 물질의 형성-후에 또는 이들 둘 다에서, 상기 기재를 상기 에어로졸-형성 물질로 함침시킴으로써 에어로졸-형성 물질과 연합될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질(예를 들어, 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜)의 하나의 분획이, 예를 들어 시트의 제조 동안, 기재 형성에 사용되는 슬러리에 첨가되고, 상기 에어로졸-형성 물질(예를 들어, 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜)의 제2 분획이 상기 시트에 탑 드레싱으로서 (예를 들어, 분무에 의해) 첨가되어, 상기 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 형성한다. 다른 실시양태에서, 상기 에어로졸-형성 물질 전체가, 기재 제조 동안, 기재 형성에 사용되는 슬러리에 첨가된다. 몇몇 실시양태에서, 추가의 에어로졸-형성 물질이 상기 기재 형성 슬러리에 첨가됨으로써 또는 기재에 대한 탑 드레싱으로서 첨가됨으로써, 추가의 에어로졸-형성 물질이 기재 내에 또는 기재 상에 함침될 수 있다. 당업자가 인식하는 바와 같이, 특정 기재 물질, 형태 등에 따라, 기재에 에어로졸-형성 물질을 담지하기 위한 방법의 다중 순열이 가능하다. 따라서, 임의의 이러한 변형이 본원에서 고려된다.

에어로졸 전달 장치

본원에 기술되는 바와 같이, 또 다른 양태에서, 본원에 개시된 바와 같은 에어로졸-발생 컴포넌트; 에어로졸을 형성하기 위해 기재 부분에 함유된 에어로졸-형성 물질을 가열하도록 구성된 열원; 및 상기 에어로졸-발생 컴포넌트로부터 에어로졸 전달 장치의 마우쓰 단부까지 연장되는 에어로졸 경로를 포함하는 에어로졸 전달 장치가 제공된다.

몇몇 실시양태에서, 에어로졸-발생 컴포넌트 및 제어 바디는, 일반적으로 완전한 흡연 물품 또는 약제 전달 물품으로서 함께 제공될 수 있지만, 컴포넌트들은 별도로 제공될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 또한, 재사용가능 흡연 물품 또는 재사용가능 약제 전달 물품과 함께 사용하기 위한 일회용 유닛을 포함한다. 특정 실시양태에서, 이러한 일회용 유닛(이는, 첨부된 도면에 도시된 바와 같은 에어로졸-발생 컴포넌트일 수 있음)은, 재사용가능 흡연 물품 또는 약제 전달 물품과 맞물리도록 구성된 가열된 단부, 흡입가능 성분을 소비자에게 통과시키도록 구성된 대향 마우쓰 단부, 및 외부 표면과 내부 공간을 한정하는 내부 표면을 갖는 벽을 갖는 실질적으로 관형인 형상의 바디를 포함할 수 있다. 에어로졸-발생 컴포넌트(또는 카트리지)의 다양한 실시양태는 웜 등의 미국 특허 제9,078,473호에 기술되어 있으며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

본원에 기술된 몇몇 도면은 작동 관계에 있는 제어 바디 및 에어로졸-발생 컴포넌트를 도시하지만, 제어 바디 및 에어로졸-발생 컴포넌트가 개별 장치로서 존재할 수도 있음을 이해해야 한다. 따라서, 조합된 컴포넌트들과 관련하여 본원에 달리 제공되는 임의의 논의는, 개별 및 별도 컴포넌트로서 제어 바디 및 에어로졸-발생 컴포넌트에 적용되는 것으로 이해되어야 한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 본원에 기술된 바와 같은 다양한 구성요소를 제공하는 키트에 관한 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 키트는, 하나 이상의 에어로졸-발생 컴포넌트를 갖는 제어 바디를 추가로 포함할 수 있다. 상기 키트는, 하나 이상의 충전 컴포넌트를 갖는 제어 바디를 추가로 포함할 수 있다. 상기 키트는, 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 바디를 추가로 포함할 수 있다. 상기 키트는, 하나 이상의 에어로졸-발생 컴포넌트 및 하나 이상의 충전 컴포넌트 및/또는 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 바디를 추가로 포함할 수 있다. 추가적인 실시양태에서, 상기 키트는 복수의 에어로졸-발생 컴포넌트를 포함할 수 있다. 상기 키트는 복수의 에어로졸-발생 컴포넌트 및 하나 이상의 배터리 및/또는 하나 이상의 충전 컴포넌트를 추가로 포함할 수 있다. 상기 실시양태들에서, 상기 에어로졸-발생 컴포넌트 또는 제어 바디에는, 이에 포함되는 가열 부재가 구비될 수 있다. 본 발명의 키트는, 추가의 키트 컴포넌트 중 하나 이상을 수용하는 케이스(또는 다른 포장, 운송 또는 보관 컴포넌트)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 케이스는 재사용가능한 경질 또는 연질 용기일 수 있다. 또한, 상기 케이스는 단순한 상자 또는 기타 포장 구조체일 수 있다.

도 6은, 본 발명의 다른 예시적인 실시양태에 따른 에어로졸-발생 컴포넌트의 사시도를 도시하고, 도 7은, 외부 랩이 제거된 도 6의 에어로졸-발생 컴포넌트의 사시도를 도시한다. 특히, 도 6은, 외부 랩(202)을 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트(200)를 도시하고, 도 7은, 외부 랩(202)이 제거되어 에어로졸-발생 컴포넌트(200)의 다른 컴포넌트들이 드러난 에어로졸-발생 컴포넌트(200)를 도시한다. 도시된 실시양태에서, 도시된 실시양태의 에어로졸-발생 컴포넌트(200)는 열원(204), 기재 부분(210), 중간 컴포넌트(208) 및 필터(212)를 포함한다. 도시된 실시양태에서, 중간 컴포넌트(208)와 필터(212)는 함께 마우스피스(214)를 포함한다.

본 발명에 따른 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸-발생 컴포넌트가 다양한 실시양태를 취할 수 있지만, 하기 상세히 논의되는 바와 같이, 소비자에 의한 에어로졸 전달 장치 및/또는 에어로졸-발생 컴포넌트의 사용은 범위 면에서 유사할 것이다. 상기 에어로졸 전달 장치 및/또는 상기 에어로졸-발생 컴포넌트의 사용에 대한 전술된 설명은, 기술된 다양한 실시양태에 약간의 변형을 통해 적용가능하며, 이는 본원에 제공된 추가 개시내용에 비추어 당업자에게 자명하다. 그러나, 사용에 대한 설명은 본 발명의 물품의 용도를 제한하려는 것이 아니라, 본 발명의 모든 필요한 요건을 준수하기 위해 제공된다.

다양한 실시양태에서, 열원(204)은 이의 점화시 열을 발생시키도록 구성될 수 있다. 도시된 실시양태에서, 열원(204)은, 일반적으로 원통형인 형상을 갖고 가연성 탄소질 물질을 포함하는 가연성 연료 요소를 포함한다. 다른 실시양태에서, 열원(204)은 다른 형상, 예를 들어 삼각형, 입방체 또는 육각형 단면을 갖는 프리즘 형상을 가질 수 있다. 탄소질 물질은 일반적으로 고 탄소 함량을 가진다. 특정 예시적인 탄소질 물질은 주로 탄소로 구성될 수 있고/있거나, 전형적으로 건조 중량 기준으로, 약 60% 초과, 일반적으로 약 70% 초과, 흔히 약 80% 초과, 흔히 약 90% 초과의 탄소 함량을 가질 수 있다.

몇몇 경우, 열원(204)은 가연성 탄소질 물질 이외의 요소(예를 들어, 담배 성분, 예컨대 분말화된 담배 또는 담배 추출물; 착향료; 염, 예컨대 염화나트륨, 염화칼륨 및 탄산나트륨; 열-안정성 흑연 섬유; 산화철 분말; 유리 필라멘트; 분말화된 탄산칼슘; 알루미나 과립; 암모니아 공급원, 예컨대 암모니아 염; 결합제, 예컨대 구아 검, 암모늄 알지네이트 및 나트륨 알지네이트; 및/또는 본원에 전술된 열원의 온도를 낮추기 위한 상 변화 물질)를 포함할 수 있다. 적용가능한 열원의 특정 치수는 다를 수 있지만, 몇몇 실시양태에서, 열원(204)은 대략 7 mm 내지 대략 20 mm, 몇몇 실시양태에서, 대략 17 mm일 수 있는 포괄적인 범위의 길이; 및 대략 3 mm 내지 대략 8 mm의 포괄적인 범위, 몇몇 실시양태에서, 대략 4.8 mm(몇몇 실시양태에서, 대략 7 mm)일 수 있는 전체 직경을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 열원은 다양한 방식으로 구성될 수 있지만, 도시된 실시양태에서, 열원(204)은 분쇄된 또는 분말화된 탄소질 물질을 사용하여 압출되거나 컴파운딩되고, 건조 중량 기준으로 약 0.5 g/cm³ 초과, 흔히 약 0.7 g/cm³ 초과, 흔히 약 1 g/cm³ 초과의 밀도를 가진다. 예를 들어, 리그스(Riggs) 등의 미국 특허 제5,551,451호 및 보르쉬케(Borschke) 등의 미국 특허 제7,836,897호를 참조하며, 이들 전체를 본원에 참고로 인용한다. 다양한 실시양태에서, 열원은 다양한 형태, 예를 들어, 실질적으로 중실의 원통형인 형상 또는 중공 원통형(예를 들어, 튜브) 형상을 가질 수 있지만, 도시된 실시양태의 열원(204)은 압출된 단일체 탄소질 물질을 포함하며, 이는 일반적으로 원통형인 형상을 갖지만, 압출된 단일체(monolithic) 탄소질 물질의 제1 단부로부터 압출된 단일체 탄소질 물질의 대향 제2 단부까지 종방향으로 연장되는 복수의 홈(groove)(216)을 가진다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에어로졸 전달 장치 및 특히 상기 열원은 열 전달 컴포넌트를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 열 전달 컴포넌트는 열원에 근접할 수 있고, 몇몇 실시양태에서, 상기 열 전달 컴포넌트는 열원 내에 또는 내부에 위치할 수 있다. 상기 열 전달 컴포넌트의 몇몇 예는 헤자지(Hejazi) 등의 미국 특허 출원 공개 제2019/0281891호에 기술되어 있으며, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

도시된 실시양태에서, 열원(204)의 홈들(216)은 폭과 깊이가 실질적으로 동일하고, 열원(204)의 원주 주위에 실질적으로 균일하게 분포되어 있지만, 다른 실시양태는 겨우 2개의 홈을 포함할 수 있고, 또 다른 실시양태는 겨우 단일 홈을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태는 홈을 전혀 포함하지 않을 수 있다. 추가적인 실시양태는, 폭 및/또는 깊이가 동일하지 않을 수 있고 열원의 원주 주위에 불균일하게 이격될 수 있는 다수의 홈을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 열원은, 압출된 단일체 탄소질 물질의 제1 단부로부터 이의 대향 제2 단부까지 종방향으로 연장되는 플루트(flute) 및/또는 슬릿을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 열원은 로보프스키(Lobovsky)의 미국 특허 제7,615,184호에 개시된 유형의 폼(foam) 가공에서 형성된 포밍된(foamed) 탄소 단일체를 포함할 수 있으며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다. 이와 같이, 몇몇 실시양태는 열원을 점화하는 데 걸리는 시간 감소와 관련하여 이점을 제공할 수 있다. 몇몇 다른 실시양태에서, 열원은 절연 층(도시되지 않음)과 함께 공압출되어, 제조 시간 및 비용을 감소시킬 수 있다. 연료 요소의 다른 실시양태는 브룩스 등의 미국 특허 제4,922,901호에 기술된 유형의 탄소 섬유를 포함하거나, 다른 실시양태는, 예를 들어 타케우치(Takeuchi) 등의 미국 특허 출원 공개 제2009/0044818호에 개시되어 있으며, 각각의 이들 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.

일반적으로, 열원은, 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재 부분의 충분히 근처에 위치하여, 열원으로부터 에어로졸-형성 물질(뿐만 아니라, 마찬가지로 사용자에게 전달하기 위해 제공되는 임의의 향미제, 약제 등)에 열을 적용함으로써 형성된/휘발된 에어로졸이 마우쓰피스에 의해 사용자에게 전달가능하게 한다. 즉, 열원이 기재 부분을 가열하는 경우, 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 에어로졸이 형성, 방출 또는 발생된다. 전술된 용어는, "방출하다", "방출하는" 또는 "방출된"에 대한 언급이 "형성하다" 또는 "발생시키다", "형성하는" 또는 "발생시키는", 및 "형성된 또는 "발생된"을 포함하도록 상호-교환가능한 것으로 의도됨에 유의해야 한다. 구체적으로, 흡입가능 성분은 증기, 에어로졸 또는 이들의 혼합물 형태로 방출된다.

다시, 도 6 및 7을 참조하면, 외부 랩(202)은, 열원(204)의 적어도 일부를 기재 부분(210) 및 마우쓰피스(214)의 적어도 일부와 함께 맞물리거나 연결되도록 제공될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 외부 랩(202)은, 외부 랩(202)을 랩핑된(wrapped) 위치에 유지시키기 위한 임의의 방식으로, 예를 들어 접착제 또는 체결구(fastener) 등을 통해, 랩핑된 위치에 유지되도록 구성된다. 다르게는, 몇몇 다른 양태에서, 외부 랩(202)은, 필요한 경우, 제거가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 외부 랩(202)을 랩핑된 위치에 유지하는 경우, 외부 랩(202)은 열원(204), 기재 부분(210) 및/또는 마우쓰피스(214)로부터 제거될 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 외부 랩(202)에 더하여, 상기 에어로졸 전달 장치는 또한, 기재 부분(210) 및 열원(204)의 적어도 일부에 외접하도록(circumscribe) 구성된 라이너(liner)를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 라이너가 기재 부분(210)의 길이의 일부에만 외접할 수 있지만, 몇몇 실시양태에서, 라이너는 기재 부분(210)의 전체 길이에 실질적으로 외접할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 외부 랩 물질(202)은 라이너를 포함할 수 있다. 이와 같이, 몇몇 실시양태에서, 외부 랩 물질(202) 및 라이너는, 함께 제공되는(예를 들어, 라미네이트로서 함께 결합, 융합 또는 달리 연결되는) 별개의 물질일 수 있다. 다른 실시양태에서, 외부 랩(202) 및 라이너는 동일한 물질일 수 있다. 임의의 경우, 라이너는, 점화된 열원(204)에 의해 발생된 열의 전도를 라이너의 반경방향 바깥쪽으로 열적으로 조절하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 몇몇 실시양태에서, 라이너는 금속 호일 물질, 합금 물질, 세라믹 물질, 또는 다른 열전도성 비정질 탄소계 물질 및/또는 알루미늄 물질로 구성될 수 있고, 몇몇 실시양태에서, 라미네이트를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 외부 랩(202) 및/또는 라이너의 물질에 따라, 얇은 절연층이 라이너의 반경방향 바깥쪽에 제공될 수 있다. 따라서, 라이너는, 몇몇 양태에서, 이를 따라 축방향으로는 열 전달을 용이하게 하지만 반경방향 바깥쪽으로의 열 전도는 제한하는 방식을 제공하면서, 에어로졸-발생 컴포넌트(200)의 2개 이상의 개별 컴포넌트(예를 들어, 열원(204), 기재 부분(210) 및/또는 마우쓰피스(214) 일부)를 맞물리는 방식을 유리하게 제공할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 외부 랩(202)(및 필요에 따라, 라이너 및 기재 부분(210))은 또한, 마우스피스(214)에 대한 흡인시 공기의 유입을 허용하고 상기 외부 랩을 통해 형성된 하나 이상의 개구를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 이러한 개구부의 크기 및 개수는 특정 설계 요건에 따라 달라질 수 있다. 도시된 실시양태에서, 복수의 개구(220)는 열원(204)에 가장 가까운 기재 부분(210)의 단부에 근접하게 위치하고, 복수의 개별 냉각 개구(221)는, 마우스피스(214)의 필터(212)에 근접한 영역에서 외부 랩(202)(및 몇몇 실시양태에서, 라이너) 내에 형성된다. 다른 실시양태는 상이할 수 있지만, 도시된 실시양태에서, 개구(220)는 에어로졸-발생 컴포넌트(200)의 외부 표면 주위에 실질적으로 균일하게 이격된 복수의 개구를 포함하고, 개구(221)는 또한, 에어로졸-발생 컴포넌트(200)의 외부 표면 주위에 실질적으로 균일하게 이격된 복수의 개구를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 복수의 개구는 다양한 방식으로 외부 랩(202)(및 몇몇 실시양태에서, 라이너)을 통해 형성될 수 있지만, 도시된 실시양태에서, 복수의 개구(220) 및 복수의 개별 냉각 개구(221)는 레이저 천공을 통해 형성된다.

다시, 도 7을 참조하면, 도시된 구현의 에어로졸-발생 컴포넌트(200)는 또한 중간 컴포넌트(208) 및 적어도 하나의 필터(212)를 포함한다. 다양한 구현에서, 중간 컴포넌트(208) 또는 필터(212)는, 개별적으로 또는 함께, 에어로졸-발생 컴포넌트(200)의 마우쓰피스(214)로 간주될 수 있음에 유의해야 한다. 다양한 구현에서, 중간 컴포넌트 또는 필터가 포함될 필요는 없지만, 도시된 구현에서, 중간 컴포넌트(208)는, 이의 종방향 축을 따라 실질적으로 비-가요성이고 실질적으로 강성인 부재를 포함한다. 도시된 구현에서, 중간 컴포넌트(208)는 중공 튜브 구조를 포함하고, 에어로졸-발생 컴포넌트(200)에 구조적 온전성을 부가하고 생성 에어로졸의 냉각을 제공하기 위해 포함된다. 몇몇 구현에서, 중간 컴포넌트(208)는 에어로졸을 수집하기 위한 용기로서 사용될 수 있다. 다양한 구현에서, 이러한 컴포넌트는 임의의 다양한 물질로 구성될 수 있고, 하나 이상의 접착제를 포함할 수 있다. 이러한 물질의 예는, 비제한적으로, 종이, 종이 층, 판지(paperboard), 플라스틱, 마분지(cardboard) 및/또는 복합체 물질을 포함한다. 도시된 구현에서, 중간 컴포넌트(208)는, 종이 또는 플라스틱 물질(예를 들어, 에틸 비닐 아세테이트(EVA); 기타 중합체성 물질, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리에스터, 실리콘; 세라믹(예컨대, 규소 카바이드, 알루미나 등); 또는 기타 아세테이트 섬유)로 구성된 중공 원통형 부재를 포함하고, 필터는 기체 투과성 물질(예컨대, 셀룰로스 아세테이트 또는 섬유, 예컨대 종이 또는 레이온 또는 폴리에스터 섬유)로 구성된 충진된(packed) 막대 또는 원통형 디스크를 포함한다.

언급된 바와 같이, 몇몇 구현에서, 마우쓰피스(214)는, 마우쓰피스(214)에 적용된 흡인에 응답하여 이를 통해 에어로졸을 수용하도록 구성된 필터(212)를 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 필터(212)는, 몇몇 양태에서, 중간 컴포넌트(208)의 제2 단부에 근접하여 방사상으로 및/또는 종방향으로 위치하는 원형 디스크로서 제공된다. 이러한 방식으로, 마우쓰피스(214)에 대한 흡인 시, 필터(212)는 에어로졸-발생 컴포넌트(200)의 중간 컴포넌트(208)를 통해 유동하는 에어로졸을 수용한다. 몇몇 구현에서, 필터(212)는 개별 분절을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현은 필터링을 제공하는 분절, 흡인 저항을 제공하는 분절, 에어로졸이 냉각될 공간을 제공하는 중공 분절, 증가된 구조적 온전성을 제공하는 분절, 기타 필터 분절, 및 이들 중 임의의 하나 또는 임의의 조합을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 필터(212)는, 추가적으로 또는 대안적으로, 레이커 등의 미국 특허 제5,025,814호에 기술된 바와 같이, 담배-함유 물질의 스트랜드를 포함할 수 있으며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.

다양한 구현에서, 중간 컴포넌트(208) 및/또는 필터(212)의 크기 및 형상은 다를 수 있으며, 예를 들어 중간 컴포넌트(208)의 길이는 대략 10 mm 내지 대략 30 mm의 포괄적인 범위 내일 수 있고, 중간 컴포넌트(208)의 직경은 대략 3 mm 내지 대략 8 mm의 포괄적인 범위 내일 수 있고, 필터(212)의 길이는 대략 10 mm 내지 대략 20 mm의 포괄적인 범위 내일 수 있고, 필터(212)의 직경은 대략 3 mm 내지 대략 8 mm의 포괄적인 범위 내일 수 있다. 도시된 구현에서, 중간 컴포넌트(208)는 대략 20 mm의 길이 및 대략 4.8 mm(및, 몇몇 구현에서, 대략 7 mm)의 직경을 갖고, 필터(212)는 대략 15 mm의 길이 및 대략 4.8 mm(또는, 몇몇 구현에서, 대략 7 mm)의 직경을 가진다.

다양한 구현에서, 열원(204)의 점화는 기재 부분(210)과 관련된 에어로졸-형성 물질의 에어로졸화를 제공한다. 특정 실시양태에서, 기재 부분(210)의 요소는 임의의 상당한 정도로 열적 분해(예를 들어, 탄화(charring), 그슬림(scorching) 또는 연소)를 겪지 않으며, 에어로졸화된 성분은 에어로졸-발생 컴포넌트(220)(예컨대, 필터(212))를 통해 사용자의 입으로 흡인된 공기 중에 동반된다. 다양한 구현에서, 마우쓰피스(214)(예를 들어, 중간 컴포넌트(208) 및/또는 필터(212))는, 사용자에 의해 마우쓰피스(214)에 적용된 흡인에 응답하여, 이를 통해 발생된 에어로졸을 수용하도록 구성된다. 몇몇 구현에서, 마우쓰피스(214)는 기재 부분(210)에 고정식으로 맞물릴 수 있다. 예를 들어, 접착제, 결합, 용접 등이 마우쓰피스(214)를 기재 부분(210)에 고정식으로 맞물리는데 적합할 수 있다. 하나의 예에서, 마우쓰피스(214)는 기재 부분(210)의 단부에 초음파 용접되고 밀봉된다.

본 발명의 다수의 변형 및 다른 실시양태가, 전술된 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 본 발명이 속하는 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명이, 본원에 개시된 특정 실시양태에 제한되지 않고, 이러한 변형 및 다른 실시양태가 첨부된 청구범위 내에 포함되는 것으로 의도됨을 이해해야 한다. 특정 용어가 본원에서 사용되지만, 이는 일반적이고 설명적인 의미로 사용되며, 제한의 목적으로는 사용되지 않는다.

실시예

본 발명의 양태는, 본 발명의 특정 양태를 예시하기 위해 개시되며 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않는 하기 실시예에 의해 보다 충분히 예시된다.

실시예 1. 캐스팅된 시트 기재 실시양태

본 발명의 캐스팅된 시트 기재 실시양태의 하나의 예를, 하기 표 1에 제공되는 제형에 따라 제조하였다. 나트륨 알지네이트를 물에 천천히 첨가하고, 고전단 혼합 탱크에서 진공 하에 30분 동안 수화시켰다. 별도의 혼합 탱크에서, 탄산칼슘을 글리세롤에 천천히 첨가하고, 이어서 30분 동안 부드럽게 혼합하여, 슬러리를 형성하였다. 이어서, 수화된 알지네이트를 탄산칼슘 슬러리 탱크로 옮기고, 이들 둘 다 적절한 혼합 속도와 진공 하에 추가로 30분 동안 혼합하여, 최종 슬러리를 수득하였다. 이어서, 최종 슬러리를, 1 내지 3 mm 간격의 개구로 설정된 캐스팅 나이프를 사용하여, 22인치 폭의 스테인리스 강 컨베이어 벨트 상에 캐스팅하였다. 후속적으로, 캐스팅된 물질 또는 필름을, 다수의 가열된 구역(예를 들어, 80 내지 100℃ 범위)을 포함하는 200피트 대류 터널 건조기에 통과시킴으로써 편평 시트로 건조시켰다. 상기 편평 시트를 최종적으로 보빈에 감았고, 선적 동안 습기 흡수 및 막힘(blocking)을 방지하기 위해 폴리에틸렌 백에 진공 밀봉하였다. 후속적으로, 보빈을 풀고, 상기 시트를 스트립으로 절단하였다(예를 들어, 제곱인치당 약 25 내지 20회 절단).

실시예 2. 캐스팅된 시트 기재 실시양태

본 발명의 캐스팅된 시트 기재 실시예의 또 다른 예를, 하기 표 1에 제공되는 제형에 따라 제조하였다. 실시예 2는, 담배 추출물 분말 및 멘톨 향미를 탄산칼슘-글리세롤 슬러리에 첨가하고 이어서 이를 추가로 30분 동안 혼합하는 것을 제외하고는, 실시예 1에 개시된 것과 유사한 방식으로 제조하였다.

실시예 3. 캐스팅된 시트 기재 실시양태

본 발명의 캐스팅된 시트 기재 실시양태의 또 다른 예를, 하기 표 1에 제공되는 제형에 따라 제조하였다. 실시예 3은, 암모늄 알지네이트를 나트륨 알지네이트로 대체하고 니코틴을 담배 추출물로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 2에 개시된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 실시예 3은 또한, 글리세롤에 프로필렌 글리콜을 첨가할 뿐만 아니라 목재 펄프를 도입하는 것(예를 들어, 편평 시트의 인장 강도를 증가시키기 위해)을 포함한다. 제로-여수도(zero freeness)의 사전-제조된 목재 펄프를 수화된 알지네이트에 첨가하고, 30분 동안 혼합한 후, 탄산칼슘-글리세롤 슬러리에 첨가하였다.

실시예 4. 압출된 기재(과립형 막대 및 비드)

과립형 막대 또는 비드 형태의 본 발명의 압출된 기재 실시양태의 하나의 예를, 하기 표 2에 제공되는 제형에 따라 제조하였다. 탄산칼슘을 칭량하고, 정밀 쟁기 혼합기(비앤피 리틀포드(B&P Littleford), 모델 FM130D)로 옮겼다. 여기에 글리세롤을 첨가하고, 이 혼합물을 100 rpm에서 10분 동안 혼합하였다. 상기 혼합기를 정지시키고, 이어서 사전-제조된 카복시메틸 셀룰로스 슬러리를 첨가하고, 내용물을 100 rpm에서 추가로 20분 동안 혼합하였다. 상기 사전-제조된 슬러리는, 용기 내에서 피치식 포크 프로펠러(pitched fork propeller)를 사용하여 카복시메틸 셀룰로스를 물과 혼합함으로써 제조하였다. 이를 30분 동안 수행하였다. 상기 탄산칼슘-글리세롤 슬러리와 상기 카복시메틸 셀룰로스 슬러리를 20분 동안 혼합한 후, 정밀 쟁기 혼합기의 내용물을 분할하여, 다중-입자 압출기(후지 파우델 캄파니 리미티드(Fuji Paudel Co. Ltd.), 모델 MG-55-1)로 옮겼다. 이 덩어리를 2 내지 3 mm의 돔형(doomed) 스크린 다이를 통해 압출하여, 다중-입자(머리카락-유사) 형상의 막대를 생성하였다. 후속적으로, 상기 막대(또는 이의 적어도 일부)를 정립기(후지 파우델 캄파니 리미티드, 모델 QJ-230T-2)로 옮겼다.

정립기의 회전 보울(bowl)을 사용하여, 상기 막대를 원형 구슬로 재성형하였다. 후속적으로, 상기 비드를 유동 층 응집기(플로-코터(Flo-Coater), 벡터 코포레이션(Vector Corporation))로 옮기고, 최종적으로 60 내지 70℃ 열풍으로 10% 수분까지 건조시켰다. 정립기로 옮기지 않은 상기 압출된 막대의 분획을 또한 옮기고, 후속적으로 유동 층 응집기를 사용하여 건조시켰다.

실시예 5. 압출된 기재(과립형 막대 및 비드)

과립형 막대 또는 비드 형태의 본 발명의 압출된 기재 실시양태의 또 다른 예를, 하기 표 2에 제공되는 제형에 따라 제조하였다. 실시예 5는, 탄산칼슘의 일부를 쌀 전분/쌀가루로 대체하는 것을 제외하고는, 실시예 4에 개시된 것과 유사한 방식으로 제조하였다.

실시예 6. 압출된 기재(과립형 막대 및 비드)

과립형 막대 또는 비드 형태의 본 발명의 압출된 기재 실시양태의 또 다른 예를, 하기 표 2에 제공되는 제형에 따라 제조하였다. 실시예 6은, 담배 추출물 및 민트 액상 향료를 글리세롤과 혼합하는 것을 제외하고는, 실시예 5와 유사한 방식으로 제조하였다.

실시예 7. 압출된 기재(다양한 형상)

다양한 형태의 본 발명의 압출된 기재 실시양태의 하나의 예를, 하기 표 3에 제공되는 제형에 따라 제조하였다. 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC) 및 하이드록시프로필셀룰로스(HPC)를 호바트(Hobart) 혼합기에서 글리세린과 20분 동안 혼합하였다. 이어서, 이 예비-혼합물을 모델 FM 130 D 리틀포드 정밀 쟁기 혼합기에서 탄산칼슘에 첨가하고, 100 rpm에서 30분 동안 혼합하였다. 30분 후, 상기 쟁기 혼합기의 내용물을, 트윈 스크류 모델 ZSK-25 코페리온(Coperion) 압출기와 직렬로 연결된 K-트론(Tron) 호퍼로 옮겼다. 후속적으로, 상기 호퍼의 내용물을, 11개의 배럴 구역(80 내지 100℃)으로 구성되고 75 rpm의 스크류 속도로 작동되는 압출기에 공급하였다. 반죽의 혼련, 혼합 및 가소화를 용이하게 하기 위해, 압출의 두 번째 배럴에 물을 공급하였다.

성형된 다이(편평 시트, 중실 막대, 중심 구멍 또는 내부 개구부 및 홈이 있는 엣지를 갖는 막대, 또는 홈이 있는 외부 엣지를 갖는 막대)를 사용하여, 다양한 형상의 압출물을 제조하였다. 편평 시트를 제외하고, 다른 압출물을 다이에서 나올 때 절단하고, 적외선 터널 건조기(모델 프로즈(Proj) 0115, 글렌로(Glenroe) 통합식 에너지 전달 시스템)를 사용하여, 약 10 내지 12% 수분까지 즉시 건조시켰다.

실시예 8. 압출된 기재(다양한 형상)

다양한 형태의 본 발명의 압출된 기재 실시양태의 또 다른 예를, 하기 표 3에 제공되는 제형에 따라 제조하였다. 실시예 8은, 탄산칼슘의 일부를 쌀 전분/쌀가루로 대체하는 것을 제외하고는, 실시예 7에 개시된 것과 유사한 방식으로 제조하였다.

실시예 9. 압출된 기재(다양한 형상)

다양한 형태의 본 발명의 압출된 기재 실시양태의 또 다른 예를, 하기 표 3에 제공되는 제형에 따라 제조하였다. 실시예 9는, 호바트 혼합기에서, 글리세린이 HPMC 및 HPC에 첨가되기 전에, 담배 추출물 분말 및 민트 향료를 글리세린과 혼합하는 것을 제외하고는, 실시예 8에 개시된 것과 유사한 방식으로 제조하였다.

실시예 10. 에어로졸 형성 특성

편평한 캐스팅된 시트 기재 실시양태(실시예 1 및 2) 및 압출된 기재 실시양태(실시예 7; 각각 외부 표면 주위에 5개의 홈을 갖는, 중실 막대 및 중심 구멍을 갖는 막대)의 에어로졸 형성 특성(총 미립자 물질; TPM)을 시판 비연소-가열(HNB) 장치에서 평가하고, 기준(대조군) 기재(시판 HNB 장치로 제공됨; 이클립스(Eclipse) 캐스팅된 시트 기재)에 대해 다양한 시점에서의 TPM 값에 대해 비교하였다. 대조군 기재는, 담배를 포함하고 본 발명의 기재에 비해 더 많은 글리세린을 함유하는 캐스팅된 시트였으며, 따라서, 이론상, 대조군 기재는 더 많은 에어로졸-형성 물질을 휘발시킬 수 있어서, 더 높은 TPM 값을 제공할 것으로 예상된다. TPM(mg)은, 55 mL의 3초 방형파 퍼프를 사용하여, 0, 60, 120 및 180초에서 결정하였다. 놀랍게도, 결과(도 8)는, 본 발명의 기재가, 심지어 더 낮은 에어로졸 형성제(글리세린) 담지량에서도 대조군에 비해 유사하거나 더 큰 TPM 값을 제공함을 입증하였다.

Claims (30)

1. 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트(component)로서,
   상기 기재는,
   기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제; 및
   알지네이트 염, 해조류 하이드로콜로이드(hydrocolloid), 카라기난, 한천, 하이드록시알킬 셀룰로스 에터, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 결합제
   를 포함하고,
   상기 하나 이상의 충전제의 약 80 건조 중량% 이상을 탄산칼슘이 차지하고,
   상기 기재에는 고형 담배 물질이 실질적으로 없는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기재가 상기 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 70 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제를 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 기재가 상기 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 75 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제를 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 기재가 상기 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 55 건조 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기재가 상기 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
6. 제1항에 있어서,
   상기 기재에 쌀 전분 및 쌀가루가 실질적으로 없는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
7. 제1항에 있어서,
   상기 기재에 목재 섬유가 실질적으로 없는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
8. 제1항에 있어서,
   천연 또는 변성 전분, 말토덱스트린, 덱스트로스, 인산칼슘, 락토오스, 당 알코올, 미세결정질 셀룰로스 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 충전제를 추가로 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트.
9. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 결합제가 알지네이트 염, 해조류 하이드로콜로이드, 카라기난, 한천 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
10. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 결합제가, 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC), 하이드록시에틸 셀룰로스 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하이드록시알킬 셀룰로스 에터인, 에어로졸-발생 컴포넌트.
11. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 결합제가 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
12. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 결합제가 HPC와 HPMC의 조합물인, 에어로졸-발생 컴포넌트.
13. 제12항에 있어서,
    HPC 대 HPMC의 중량비가 적어도 약 1:1, 예컨대 약 1:1 내지 약 5:1, 약 2:1 내지 약 4:1 또는 약 3:1인, 에어로졸-발생 컴포넌트.
14. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 에어로졸-형성 물질이 물, 다가 알코올, 폴리소르베이트, 소르비탄 에스터, 지방산, 지방산 에스터, 왁스, 칸나비노이드, 테르펜, 당 알코올 또는 이들의 조합물을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
15. 제14항에 있어서,
    상기 하나 이상의 에어로졸-형성 물질이 다가 알코올을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
16. 제15항에 있어서,
    상기 다가 알코올이 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판다이올, 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 트라이아세틴 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
17. 제1항에 있어서,
    상기 기재가, 상기 기재와 상기 에어로졸-형성 물질의 총 중량을 기준으로 약 15 내지 약 55 중량%의 담지량으로 상기 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
18. 제1항에 있어서,
    상기 기재가 향미제(flavorant), 활성 성분, 담배 추출물, 또는 이들의 조합물을 추가로 함유하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
19. 제18항에 있어서,
    상기 활성 성분이 니코틴 성분을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
20. 제1항에 있어서,
    상기 기재가 미립자 형태, 세절된(shredded) 형태, 필름 형태, 종이 공정 시트 형태, 캐스팅된 시트 형태, 비드 형태, 과립형 막대 형태 또는 압출물 형태인, 에어로졸-발생 컴포넌트.
21. 제20항에 있어서,
    상기 기재가 실질적으로 원통형인 형상으로 형성되고,
    상기 기재가 임의적으로, 실질적으로 원통형인 형상을 통해 연장되는 오리피스(orifice) 및 기재의 외부 표면의 하나 이상의 홈(groove) 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
22. 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 포함하는 에어로졸-발생 컴포넌트로서,
    상기 기재가,
    상기 기재의 총 건조 중량을 기준으로 약 60 건조 중량% 이상의 하나 이상의 충전제; 및
    하이드록시프로필 셀룰로스(HPC)와 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스(HPMC)의 조합물을 포함하는 하나 이상의 결합제
    를 포함하고,
    상기 기재에는 고형 담배 물질이 실질적으로 없는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
23. 제22항에 있어서,
    HPC 대 HPMC의 중량비가 적어도 약 1:1, 예컨대 약 1:1 내지 약 5:1, 또는 약 2:1 내지 약 4:1 또는 약 3:1인, 에어로졸-발생 컴포넌트.
24. 제22항에 있어서,
    상기 하나 이상의 충전제가 천연 또는 변성 전분, 말토덱스트린, 덱스트로스, 인산칼슘, 락토오스, 당 알코올, 미세결정질 셀룰로스, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 에어로졸-발생 컴포넌트.
25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항의 에어로졸-발생 컴포넌트;
    에어로졸을 형성하기 위해 하나 이상의 에어로졸-형성 물질을 함유하는 기재를 가열하도록 구성된 열원(heat source); 및
    상기 에어로졸-발생 컴포넌트로부터 에어로졸 전달 장치의 마우쓰 단부(mouth-end)까지 연장되는 에어로졸 경로(pathway)
    를 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
26. 제25항에 있어서,
    상기 열원이 전기-구동식(electrically powered) 가열 부재 또는 가연성 점화원(combustible ignition source)을 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
27. 제26항에 있어서,
    상기 열원이, 탄소계 물질을 포함하는 가연성 점화원인, 에어로졸 전달 장치.
28. 제26항에 있어서,
    상기 열원이 전기-구동식 가열 부재인, 에어로졸 전달 장치.
29. 제28항에 있어서,
    상기 가열 부재에 전자적으로 연결된 전원을 추가로 포함하는 에어로졸 전달 장치.
30. 제29항에 있어서,
    전원에 의해 상기 가열 부재로 전달되는 전력을 제어하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 에어로졸 전달 장치.

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