KR20240049841A - 다수의 에어로졸 전달 경로를 가진 에어로졸 전달 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 에어로졸 전달 장치 및 에어로졸을 사용자에게 전달하는 관련 방법에 관한 것이다. 에어로졸 전달 장치는 마우스-단부 개구부를 갖는 다중 에어로졸 경로를 제공하는 하우징을 포함할 수 있는데, 마우스-단부 개구부를 통해 에어로졸이 사용자에 의해 흡입될 수 있고, 하우징은 마우스-단부 개구부와 유체 연통되는 제 1 에어로졸 전달 경로, 및 제 1 에어로졸 전달 경로와 별개이며 마우스-단부 개구부와 유체 연통되는 제 2 에어로졸 전달 경로를 한정한다. 가열 요소 또는 압전 요소, 및 에어로졸 전구체 조성물과 유체 연통되는 액체 이송 요소를 포함한 무화기는 제 1 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되도록 제공된다. 향미제-주입 물질은 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치되고, 향미제-주입 물질과 흐르는 공기 사이의 접촉시에 제 2 에어로졸을 생성하도록 구성된다.
Description
본 개시는 전자 담배와 같은 에어로졸 전달 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 무화기(atomizer)를 포함하는 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다. 무화기는 담배로 제조되거나 담배로부터 유래되거나 또는 달리 담배를 포함할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 사람의 섭취를 위한 흡입 가능 물질을 형성할 수 있도록 구성될 수 있다.
이용을 위해서는 담배를 태워야 하는 흡연 제품에 대한 개선 또는 대안으로서 수많은 흡연 장치가 수년에 걸쳐서 제안되었다. 이들 장치 중 상당수는 담배의 연소로 인해 발생하는 상당량의 불완전 연소물 및 열분해 생성물을 전달하지 않으면서 궐련(cigarette), 시가(cigar) 또는 파이프 흡연과 관련된 감각을 제공하도록 설계된 것으로 알려졌다. 이를 위해, 휘발성 재료를 기화 또는 가열시키기 위해 전기 에너지를 사용하거나, 또는 담배를 상당 정도 태우지 않고도 궐련, 시가 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려고 시도하는 수많은 대안적인 흡연 물품, 향미(flavor) 발생기 및 약용 흡입기가 제안되어 왔다. 예컨대, 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 콜릿(Collett) 등의 미국 특허 제 8,881,737 호, 그리피스 2세(Griffith Jr.) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2013/0255702 호, 세바스챤(Sebastian) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2014/0000638 호, 시어스(Sears) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2014/0096781 호, 암폴리니(Ampolini) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2014/0096782 호, 및 데이비스(Davis) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2015/0059780 호에 개시된 배경 기술에 제시된 다양한 대안적인 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 열 발생 소스를 참고할 것. 또한, 예컨대, 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 카운츠(Counts) 등의 미국 특허 제 5,388,594 호 및 로빈슨(Robinson) 등의 미국 특허 제 8,079,371 호의 배경기술 란에 개시된 제품 및 가열 구성의 다양한 실시예를 참고할 것.
많은 전자 담배 제품은 섬유성 심지 재료 둘레에 감겨진 전기 저항 히터 와이어를 포함하는, "심지/코일(wick/coil)" 디자인의 무화기를 포함한다. 이러한 설계는 장치에 의해 생성된 에어로졸의 감각 특성을 변경시키도록 구성된 향미제의 전달과 관련하여 잠재적인 단점을 갖는다. 예컨대, 향미제 화합물은 온도에 민감하고, 소정의 온도 이상으로 가열되는 경우 열분해될 수 있으며, 이는 에어로졸과 관련된 감각 경험에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 당업계에서는 바람직하고 일관된 감각 경험을 전달하는 에어로졸 전달 장치가 여전히 필요하다.
본 개시는 에어로졸을 생성하도록 구성된 에어로졸 전달 장치용 무화기에 관한 것이며, 몇몇 실시예에서 에어로졸 전달 장치는 전자 담배로 지칭될 수 있다. 일 양태에서, 마우스-단부 개구부(mouth-end opening)를 갖는 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 하우징을 포함한 에어로졸 전달 장치가 제공되는데, 마우스-단부 개구부를 통해 에어로졸이 사용자에 의해 흡입될 수 있고, 하우징은 마우스-단부 개구부와 유체 연통되는 제 1 에어로졸 전달 경로, 및 제 1 에어로졸 전달 경로와 별개이며 마우스-단부 개구부와 유체 연통되는 제 2 에어로졸 전달 경로를 한정한다. 에어로졸 전달 장치는 액체 에어로졸 전구체 조성물을 수용한 저장소와, 가열 요소(예컨대, 전기 저항 가열 요소, 유도 가열 요소, 적외선 가열 요소 등) 또는 압전 요소, 및 저장소와 유체 연통되며 가열 요소 또는 압전 요소와 유체 연통되는 액체 이송 요소를 포함한 무화기를 추가로 포함하고, 무화기는 에어로졸 전구체 조성물로부터 제 1 에어로졸을 생성하도록 구성되고, 무화기는 제 1 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되도록 위치되고, 무화기는 제 1 공기 입구와 유체 연통된다. 에어로졸 전달 장치는 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치된 향미제-주입 물질(flavorant-infused material)을 추가로 포함하는데, 향미제-주입 물질은 흐르는 공기와의 접촉시에 제 2 에어로졸을 생성하도록 구성되며, 향미제-주입 물질은 제 2 공기 입구와 유체 연통되도록 위치된다.
몇몇 실시예에서, 하우징은 제 1 및 제 2 에어로졸 전달 경로로부터 하류측에 있으며 마우스-단부 개구부로부터의 방출 전에 제 1 및 제 2 에어로졸의 혼합을 허용하도록 구성된 혼합 영역을 추가로 한정한다. 에어로졸 전달 장치는 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치된 향미제-주입 물질의 적어도 일부를 가열하도록 위치된 히터를 추가로 포함할 수도 있다. 유리하게는, 제 1 에어로졸은 호흡성(respirable)이고, 제 2 에어로졸은 비호흡성(non-respirable)일 수도 있다.
특정 실시예에서, 액체 에어로졸 전구체 조성물은 실질적으로 향미제가 없다. 향미제-주입 물질의 예에는 액체 담체 및 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션, 또는 기질(substrate) 및 기질에 수용된 방출 가능한 향미제를 포함한다. 예시적인 향미제-주입 물질은 하나 이상의 다공성 모놀리스(porous monolith), 비드(bead), 입자, 겔(에어로겔 포함), 캡슐 및 코팅의 형태이다. 일 실시예에서, 향미제-주입 물질은 액체 담체 및 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션을 포함하고, 향미제-주입 물질로부터 액적을 형성하기 위해 에어로졸 제트 어레이가 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치되어 있다.
하우징은 복수의 상이한 향미제-주입 물질을 포함할 수 있는데, 각각의 향미제-주입 물질은 별개의 에어로졸 전달 경로 내에 위치되며 별개의 공기 입구와 유체 연통된다. 특정 실시예에서, 에어로졸 전달 장치는 제 1 및 제 2 구멍을 갖는 마우스-단부 캡을 추가로 포함할 수 있는데, 제 1 구멍은 제 1 에어로졸 전달 경로의 하류측에 있으며 제 1 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되고, 제 2 구멍은 내부에 향미제-주입 물질이 위치된 별개의 에어로졸 전달 경로들 중 적어도 하나의 하류측에 있으며 그 에어로졸 전달 경로와 유체 연통된다. 마우스-단부 캡은 임의 선택적으로(optionally) 회전 가능하여, 사용자가 제 2 구멍을 이동시켜서 내부에 향미제-주입 물질이 위치된 상이한 에어로졸 전달 경로들과 유체 연통되게 할 수 있다.
무화기는 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 하우징으로부터 상류측에 있는 별개의 하우징 내에 배치될 수 있으며, 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 하우징은 별개의 하우징에 고정적으로 또는 탈착 가능하게 부착된다. 대안으로서, 무화기는 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 하우징 내에 배치된다. 제 1 에어로졸 전달 경로 및 제 2 에어로졸 전달 경로는 하우징 내에서 나란히 구성될 수 있다.
특정 실시예에서, 제 1 에어로졸 전달 경로는 하우징 내에서 중앙에 위치하고, 제 2 에어로졸 전달 경로는 제 1 에어로졸 전달 경로를 둘러싼 환형 영역이다. 예컨대, 제 1 에어로졸 전달 경로를 둘러싼 환형 영역은 복수의 별개의 에어로졸 전달 경로로 분할될 수 있으며, 각각은 상이한 향미제-주입 물질을 수용하고 별개의 공기 입구와 유체 연통된다. 에어로졸 전달 장치는 제 1 및 제 2 구멍을 갖는 마우스-단부 캡을 추가로 포함할 수도 있는데, 제 1 구멍은 제 1 에어로졸 전달 경로의 하류측에 있으며 제 1 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되고, 제 2 구멍은 내부에 향미제-주입 물질이 위치된 별개의 에어로졸 전달 경로들 중 적어도 하나의 하류측에 있으며 그 에어로졸 전달 경로와 유체 연통된다. 바람직하게는, 마우스-단부 캡은 회전 가능하여, 사용자가 제 2 구멍을 이동시켜서 내부에 향미제-주입 물질이 위치된 상이한 에어로졸 전달 경로들과 유체 연통되게 할 수 있다.
나아가, 향미제를 포함한 내부 페이로드(internal payload)를 수용하는 적어도 하나의 파괴 가능한 캡슐이 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치될 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸 전달 장치는 액체 담체 및 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션을 포함하는 향미제-주입 물질과 유체 연통되는 회전 가능한 흡수성 물질을 포함하며, 회전 가능한 흡수성 물질은 회전 동안 향미제-주입 물질의 액적을 생성하도록 구성된다.
에어로졸 전달 장치의 추가의 임의 선택적 구성요소는 다음 중 하나 이상을 포함한다: (a) 가열 요소 또는 압전 요소에 전류 흐름을 제공하도록 구성된 전력 공급원; (b) 전력 공급원으로부터의 전류 흐름을 제어하도록 구성된 제어기; 및 (c) 제어기와 통신하고 에어로졸 전달 장치 또는 그의 일부 내에서의 압력 강하를 감지하도록 구성된 유량 센서.
다른 양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 마우스-단부 개구부를 갖는 에어로졸 전달 장치로부터 사용자의 구강으로 다수의 에어로졸을 전달하는 방법을 제공하는데, 본 방법은, (ⅰ) 무화기를 통해 공기를 유동시켜서 제 1 에어로졸을 형성하는 것― 무화기는 에어로졸 전구체 조성물, 에어로졸 전달 장치의 마우스-단부 개구부로 이어지는 제 1 에어로졸 전달 경로, 및 제 1 공기 입구와 유체 연통됨 ―; (ⅱ) 제 1 에어로졸 전달 경로와 별개인 제 2 에어로졸 전달 경로를 통해 공기를 유동시켜서 제 2 에어로졸을 형성하는 것― 제 2 에어로졸 전달 경로는 내부에 향미제-주입 물질을 수용하고 제 2 공기 입구 및 에어로졸 전달 장치의 마우스-단부 개구부와 유체 연통됨 ―; 및 (ⅲ) 제 1 및 제 2 에어로졸을 에어로졸 전달 장치의 적어도 하나의 마우스-단부 개구부를 통해 사용자의 구강 내로 통과시키는 것을 포함한다. 유리하게는, 액체 에어로졸 전구체 조성물은 실질적으로 향미제가 없고, 임의 선택적으로 니코틴을 함유한다.
본 발명은 다음의 실시예를 포함하지만 이에 한정되지 않는다:
실시예 1: 에어로졸 전달 장치에 있어서, 마우스-단부 개구부를 갖는 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 하우징― 마우스-단부 개구부를 통해 에어로졸이 사용자에 의해 흡입될 수 있고, 하우징은 마우스-단부 개구부와 유체 연통되는 제 1 에어로졸 전달 경로 및 제 1 에어로졸 전달 경로와는 별개이며 마우스-단부 개구부와 유체 연통되는 제 2 에어로졸 전달 경로를 한정함 ―; 액체 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소; 가열 요소 또는 압전 요소, 및 저장소와 유체 연통되며 가열 요소 또는 압전 요소와 유체 연통되는 액체 이송 요소를 포함하는 무화기― 무화기는 에어로졸 전구체 조성물로부터 제 1 에어로졸을 생성하도록 구성되고, 무화기는 제 1 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되도록 위치되며, 무화기는 제 1 공기 입구와 유체 연통됨 ―; 및 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치된 향미제-주입 물질(flavorant-infused material)― 향미제-주입 물질은 흐르는 공기와의 접촉시에 제 2 에어로졸을 생성하도록 구성되고, 향미제-주입 물질은 제 2 공기 입구와 유체 연통되도록 위치됨 ―을 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 2: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 액체 에어로졸 전구체 조성물은 실질적으로 향미제가 없는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 3: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 향미제-주입 물질은 액체 담체 및 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션을 포함하거나, 또는 기질 및 기질에 수용된 방출 가능한 향미제를 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 4: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 향미제-주입 물질은 하나 이상의 다공성 모놀리스, 비드, 입자, 겔, 캡슐 및 코팅의 형태인, 에어로졸 전달 장치.
실시예 5: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 하우징은 제 1 및 제 2 에어로졸 전달 경로로부터 하류측에 있으며 마우스-단부 개구부로부터의 방출 전에 제 1 및 제 2 에어로졸의 혼합을 허용하도록 구성된 혼합 영역을 추가로 한정하는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 6: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 하우징은 복수의 상이한 향미제-주입 물질을 포함하고, 각각의 향미제-주입 물질은 별개의 에어로졸 전달 경로 내에 위치되며 별개의 공기 입구와 유체 연통되는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 7: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 제 1 및 제 2 구멍을 갖는 마우스-단부 캡을 추가로 포함하고, 제 1 구멍은 제 1 에어로졸 전달 경로의 하류측에 있으며 제 1 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되고, 제 2 구멍은 내부에 향미제-주입 물질이 위치된 별개의 에어로졸 전달 경로들 중 적어도 하나의 하류측에 있으며 그 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 8: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 마우스-단부 캡은, 사용자가 제 2 구멍을 이동시켜서 내부에 향미제-주입 물질이 위치된 상이한 에어로졸 전달 경로들과 유체 연통되게 할 수 있도록 회전 가능한, 에어로졸 전달 장치.
실시예 9: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 무화기는 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 하우징으로부터 상류측에 있는 별개의 하우징 내에 배치되고, 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 하우징은 별개의 하우징에 고정적으로 또는 탈착 가능하게 부착되는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 10: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 제 1 에어로졸 전달 경로는 하우징 내에서 중앙에 배치되고, 제 2 에어로졸 전달 경로는 제 1 에어로졸 전달 경로를 둘러싸는 환형 영역인, 에어로졸 전달 장치.
실시예 11: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 제 1 에어로졸 전달 경로를 둘러싼 환형 영역은 복수의 별개의 에어로졸 전달 경로로 분할되고, 각각은 상이한 향미제-주입 물질을 수용하며 별개의 공기 입구와 유체 연통되고, 에어로졸 전달 장치는 제 1 및 제 2 구멍을 갖는 마우스-단부 캡을 추가로 포함하고, 제 1 구멍은 제 1 에어로졸 전달 경로의 하류측에 있으며 제 1 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되고, 제 2 구멍은 내부에 향미제-주입 물질이 위치된 별개의 에어로졸 전달 경로들 중 적어도 하나의 하류측에 있으며 그 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 12: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 마우스-단부 캡은, 사용자가 제 2 구멍을 이동시켜서 내부에 향미제-주입 물질이 위치된 상이한 에어로졸 전달 경로들과 유체 연통되게 할 수 있도록 회전 가능한, 에어로졸 전달 장치.
실시예 13: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치된 향미제-주입 물질의 적어도 일부를 가열하도록 위치된 히터를 추가로 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 14: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 향미제-주입 물질은 액체 담체 및 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션을 포함하고, 향미제-주입 물질로부터 액적을 형성하기 위해 에어로졸 제트 어레이가 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치되는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 15: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 무화기는 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 하우징 내에 배치되는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 16: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 제 1 에어로졸 전달 경로 및 제 2 에어로졸 전달 경로는 하우징 내에서 나란히 구성되어 있는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 17: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 향미제를 포함한 내부 페이로드를 수용하는 적어도 하나의 파괴 가능한 캡슐이 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치되는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 18: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 액체 담체 및 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션을 포함하는 향미제-주입 물질과 유체 연통되는 회전 가능한 흡수성 물질을 추가로 포함하고, 회전 가능한 흡수성 물질은 회전 동안 향미제-주입 물질의 액적을 생성하도록 구성되는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 19: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서, 제 1 에어로졸은 호흡성이고 제 2 에어로졸은 비호흡성인, 에어로졸 전달 장치.
실시예 20: 임의의 선행 실시예의 에어로졸 전달 장치에 있어서,
(a) 가열 요소 또는 압전 요소에 전류 흐름을 제공하도록 구성된 전력 공급원;
(b) 전력 공급원으로부터의 전류 흐름을 제어하도록 구성된 제어기; 및
(c) 제어기와 통신하고 에어로졸 전달 장치 또는 그의 일부 내에서의 압력 강하를 감지하도록 구성된 유량 센서;
중 하나 이상을 추가로 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
실시예 21: 적어도 하나의 마우스-단부 개구부를 갖는 에어로졸 전달 장치로부터 사용자의 구강으로 다수의 에어로졸을 전달하는 방법에 있어서,
(ⅰ) 무화기를 통해 공기를 유동시켜서 제 1 에어로졸을 형성하는 것― 무화기는 에어로졸 전구체 조성물, 에어로졸 전달 장치의 마우스-단부 개구부로 이어지는 제 1 에어로졸 전달 경로, 및 제 1 공기 입구와 유체 연통됨 ―;
(ⅱ) 제 1 에어로졸 전달 경로와 별개인 제 2 에어로졸 전달 경로를 통해 공기를 유동시켜서 제 2 에어로졸을 형성하는 것― 제 2 에어로졸 전달 경로는 내부에 향미제-주입 물질을 수용하고 제 2 공기 입구 및 에어로졸 전달 장치의 마우스-단부 개구부와 유체 연통됨 ―; 및
(ⅲ) 제 1 및 제 2 에어로졸을 에어로졸 전달 장치의 적어도 하나의 마우스-단부 개구부를 통해 사용자의 구강 내로 통과시키는 것을 포함하는, 방법.
실시예 22: 임의의 선행 실시예의 방법에 있어서, 액체 에어로졸 전구체 조성물은 실질적으로 향미제가 없고, 임의 선택적으로 니코틴을 함유하는, 방법.
실시예 23: 임의의 선행 실시예의 방법에 있어서, 향미제-주입 물질은 액체 담체 및 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션을 포함하거나, 기질 및 기질에 수용된 방출 가능한 향미제를 포함하는, 방법.
실시예 24: 임의의 선행 실시예의 방법에 있어서, 향미제-주입 물질은 하나 이상의 다공성 모놀리스, 비드, 입자, 겔, 캡슐 및 코팅의 형태인, 방법.
실시예 25: 임의의 선행 실시예의 방법에 있어서, 제 1 에어로졸은 호흡성이고 제 2 에어로졸은 비호흡성인, 방법.
본 개시의 이들 및 다른 특징, 양태 및 이점은 이하에서 간단히 설명되는 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다. 본 발명은 상기 언급된 실시예 중 2, 3, 4 또는 그 이상의 임의의 조합뿐만 아니라, 본 개시에서 제시된 임의의 2, 3, 4 또는 그 이상의 특징 또는 요소의 조합을 포함하는데, 그러한 특징 또는 요소가 본 명세서의 특정 실시예의 설명에서 명백하게 결합되는지 여부는 무관하다. 본 개시는 다양한 양태 및 실시예에서 개시된 발명의 임의의 분리 가능한 특징 또는 요소가 문맥상 명백하게 다르게 지시되지 않는 한 조합 가능한 것으로 간주되도록 전체적으로 판독될 의도이다.
이상에서 본 개시를 총괄적인 언어로 설명했지만, 이제 첨부 도면을 참고할 것이며, 이들 도면이 반드시 실척으로 도시되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조립된 구성의 카트리지 및 제어 몸체를 포함하는 에어로졸 전달 장치를 도시한다.
도 2는 2개의 개별 에어로졸의 생성 및 이송을 위한 다수의 에어로졸 유로를 포함하는 하우징의 제 1 실시예의 단면도를 도시한다.
도 3은 2개의 개별 에어로졸의 생성 및 이송을 위한 다수의 에어로졸 유로를 포함하는 하우징의 제 2 실시예의 단면도를 도시한다.
도 4는 에어로졸 전달 장치의 마우스-단부에 탈착 가능하게 부착된 다수의 에어로졸 전달 경로를 갖는 하우징의 사시도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징의 단면도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 추가 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징의 단면도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8의 회전 가능한 흡수성 물질로부터 하류측의 차단 플레이트의 존재를 도시한다.
도 10은 본 개시의 추가 실시예에 따른 다수의 에어로졸 흐름 경로를 갖는 하우징의 절개 사시도를 도시한다.
도 11은 도 10의 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징과 함께 사용하기 위한 다수의 개구부를 갖는 마우스-단부 캡의 사시도를 도시한다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조립된 구성의 카트리지 및 제어 몸체를 포함하는 에어로졸 전달 장치를 도시한다.
도 2는 2개의 개별 에어로졸의 생성 및 이송을 위한 다수의 에어로졸 유로를 포함하는 하우징의 제 1 실시예의 단면도를 도시한다.
도 3은 2개의 개별 에어로졸의 생성 및 이송을 위한 다수의 에어로졸 유로를 포함하는 하우징의 제 2 실시예의 단면도를 도시한다.
도 4는 에어로졸 전달 장치의 마우스-단부에 탈착 가능하게 부착된 다수의 에어로졸 전달 경로를 갖는 하우징의 사시도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징의 단면도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 추가 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징의 단면도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 8의 회전 가능한 흡수성 물질로부터 하류측의 차단 플레이트의 존재를 도시한다.
도 10은 본 개시의 추가 실시예에 따른 다수의 에어로졸 흐름 경로를 갖는 하우징의 절개 사시도를 도시한다.
도 11은 도 10의 실시예에 따른 다수의 에어로졸 유로를 갖는 하우징과 함께 사용하기 위한 다수의 개구부를 갖는 마우스-단부 캡의 사시도를 도시한다.
본 개시는 이제 본 개시의 예시적인 실시예들을 참조하여 보다 충분히 설명될 것이다. 이들 예시적인 실시예들은 본 개시가 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 통상의 기술자에게 본 개시의 범위를 충분히 전달할 수 있도록 설명된다. 실제로, 본 개시는 여러 가지 다른 형태로 표현될 수도 있고 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려 이들 실시예들은 본 개시가 적용 가능 법률 요건을 충족할 수 있도록 제공된다. 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, "a", "an", "the"의 단수 형태는 문맥상 달리 지시되지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다.
본 발명은 액체 에어로졸 전구체 조성물을 수용한 저장소 및 무화기를 포함하는 에어로졸 전달 장치를 제공한다. 무화기는 장치 사용자의 구강으로 전달될 수 있는 제 1 에어로졸을 생성하도록 구성된다. 소정의 유리한 실시예에서, 액체 전구체 조성물은 실질적으로 향미제가 없을 수 있어서, 향미제 화합물이 부정적인 감각 영향과 같은 장치에 의해 전달된 에어로졸에 유해한 영향을 미칠 가능성이 있는, 향미제의 분해 또는 다른 화학적 변형을 야기할 수 있는 무화기 내의 조건에 노출되지 않는다. 본 명세서에 사용된 "실질적으로 향미제 없음(substantially flavorant-free)"은 전구체 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여, 향미제 성분(들)이 약 0.1 중량% 미만, 보다 전형적으로는 약 0.05 중량% 미만 또는 약 0.01 중량% 미만인 에어로졸 전구체 조성물(또는 향미제-없는 조성물)을 지칭한다.
에어로졸 전구체 조성물은 다양할 수 있다. 전형적으로, 에어로졸 전구체 조성물은 다양한 원료 또는 성분의 조합 또는 혼합물로 구성된다. 장치에 의해 생성된 주류 에어로졸의 전체 화학 조성을 제어하기 위해 특정 에어로졸 전구체 성분의 선택 및 사용된 이들 성분의 상대적인 양이 변경될 수 있다. 예컨대, 대표적인 일반적으로 액체 에어로졸 전구체 조성물은 액체 용액, 점성 겔, 혼화성 성분의 혼합물, 또는 현탁 또는 분산된 성분을 함유하는 액체의 형태를 가질 수 있다. 전형적인 에어로졸 전구체 조성물은 본 개시의 특징인 에어로졸 발생 장치(들)의 사용 동안에 경험되는 이들 조건 하에서 열에 노출되면 기화될 수 있으며; 따라서 흡입될 수 있는 증기 및 에어로졸을 생성할 수 있다.
전자 담배로서 특징지어지는 에어로졸 전달 시스템의 경우, 에어로졸 전구체 조성물은 담배 또는 담배에서 유래된 성분을 포함하는 것이 가장 바람직하다. 한 측면에서, 담배는 미세하게 빻은, 분쇄된 또는 분말형 담배 라미나와 같은 담배의 일부 또는 피스로 제공될 수 있다. 다른 측면에서, 담배는 담배의 수용성 성분 중 대부분을 포함하는 분무 건조된 추출물과 같은 추출물의 형태로 제공될 수 있다. 대안으로서, 담배 추출물은 상대적으로 높은 니코틴 함량 추출물의 형태를 가질 수 있으며, 이 추출물은 또한 담배로부터 유래된 소량의 다른 추출 성분을 포함한다. 다른 측면에서, 담배에서 유래된 성분들은 담배로부터 유래된 특정 향미제와 같이 비교적 순수한 형태로 제공될 수도 있다. 한 측면에서, 담배로부터 유래되고 고도로 정제되거나 본질적으로 순수한 형태로 채용될 수 있는 성분은 니코틴(예컨대, 제약 등급 니코틴)이다.
상기한 바와 같이, 고도로 정제된 담배 유래 니코틴(예컨대, 순도가 98% 이상 또는 99% 이상인 제약 등급 니코틴) 또는 이의 유도체가 본 발명에 사용될 수 있다. 대표적인 니코틴-함유 추출물은 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 브링클리(Brinkley) 등의 미국 특허 제 5,159,942 호에 개시된 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, 본 발명의 제품은, 담배 유래이든 또는 합성 유래이든, 임의의 공급원으로부터의 임의의 형태의 니코틴을 포함할 수도 있다. 본 발명의 제품에 사용되는 니코틴 화합물은 유리 염기 형태로, 염 형태로, 복합체로서, 또는 용매화물로서 니코틴을 포함할 수도 있다. 예컨대, 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 한손(Hansson)의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2004/0191322 호에서의 유리 염기 형태의 니코틴에 대한 논의를 참고할 것. 니코틴 화합물의 적어도 일부는 니코틴이 니코틴 폴라크릴렉스와 같은 이온 교환 수지에 결합되어 있는 니코틴의 수지 복합체 형태로 채용될 수 있다. 예컨대, 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 리키네커트(Lichtneckert) 등의 미국 특허 제 3,901,248 호를 참고할 것. 니코틴의 적어도 일부는 염의 형태로 채용될 수 있다. 니코틴의 염은 콕스(Cox) 등의 미국 특허 제 2,033,909 호 및 Perfetti, Beitrage Tabakforschung Int., 12, 43-54(1983)에 기술된 성분 및 기술의 유형을 사용하여 제공될 수 있다. 또한, 니코틴 염은 Pfaltz and Bauer, Inc. 및 ICN Biochemicals, Inc.의 부서인 K&K Laboratories와 같은 공급원으로부터 이용 가능하다. 제약학상 허용되는 예시적인 니코틴 염은 주석산염(예컨대, 니코틴 타르트레이트 및 니코틴 바이타르트레이트), 염화물(예컨대, 니코틴 하이드로클로라이드 및 니코틴 디하이드로클로라이드), 황산염, 과염소산염, 아스코르브산염, 푸마르산염, 시트르산염, 말산염, 젖산염, 아스파르트산염, 살리실산염, 토실산염, 숙신산염, 피루브산염 등의 니코틴 염; 니코틴 염 수화물(예컨대, 니코틴 염화 아연 일수화물) 등을 포함한다. 특정 실시예에서, 니코틴 화합물의 적어도 일부는 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 브링클리(Brinkley) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2011/0268809 호에 논의된 바와 같이 레불린산을 포함하지만 이에 한정되지 않는 유기산 부분을 갖는 염의 형태이다.
에어로졸 전구체 조성물은 또한 소위 "에어로졸 형성 물질"을 포함할 수도 있다. 이러한 물질은 일부 경우에 본 개시의 특징인 에어로졸 발생 장치(들)의 정상적인 사용 중에 경험되는 조건 하에서 열에의 노출시에 기화될 때 가시적인(또는 비가시적인) 에어로졸을 생성하는 능력을 지닐 수도 있다. 이러한 에어로졸 형성 물질은 다양한 폴리올 또는 다가 알코올(예컨대, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 및 이들의 혼합물)을 포함한다. 본 개시의 양태는 또한 물, 식염수, 수분 또는 수성 액체로서 특징지어질 수 있는 에어로졸 전구체 성분을 포함한다. 특정 에어로졸 발생 장치(들)의 정상적인 사용 조건 동안, 이들 에어로졸 발생 장치(들) 내에 포함된 물은 발생된 에어로졸의 성분을 생성하기 위해 기화될 수 있다. 이와 같이, 본 개시의 목적을 위해, 에어로졸 전구체 조성물 내에 존재하는 물은 에어로졸 형성 물질인 것으로 간주될 수 있다.
에어로졸 전구체 조성물은 또한 산성 또는 염기성 특성을 나타내는 성분(예컨대, 유기산, 암모늄 염 또는 유기 아민)을 포함할 수도 있다. 예컨대, 특정 유기산(예컨대, 레불린산, 숙신산, 젖산 및 피루브산)은 니코틴을 포함한 에어로졸 전구체 제제에, 바람직하게는 니코틴과 등몰(equimolar)(총 유기산 함량 기준)까지의 양으로 포함될 수도 있다. 예컨대, 에어로졸 전구체는 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 레불린산, 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 숙신산, 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 젖산, 니코틴 1 몰당 약 0.1 내지 약 0.5 몰의 피루브산, 또는 이들의 다양한 치환 및 조합을, 에어로졸 전구체 조성물에 존재하는 유기산의 총량이 에어로졸 전구체 조성물에 존재하는 니코틴의 총량과 등몰인 농도까지 포함할 수도 있다. 그러나, 본 개시의 일부 양태에서, 에어로졸 전구체 조성물에는 임의의 산성(또는 염기성) 특성 또는 첨가제가 없다.
하나의 비제한적인 예로서, 대표적인 에어로졸 전구체 조성물 또는 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 물, 식염수 및 니코틴, 및 이들 성분 중 임의의 것 또는 전부의 조합 또는 혼합물을 포함할 수도 있다. 예컨대, 일 예에서, 대표적인 에어로졸 전구체 조성물은 (중량 기준으로) 약 70% 내지 약 100%의 글리세린, 흔히 약 80% 내지 약 90%의 글리세린; 약 5% 내지 약 25%의 물, 흔히 약 10% 내지 약 20%의 물; 및 약 0.1% 내지 약 5%의 니코틴, 흔히 약 2% 내지 약 3%의 니코틴을 포함할 수도 있다. 하나의 특정한 비제한적인 예에서, 대표적인 에어로졸 전구체 조성물은 약 84%의 글리세린, 약 14%의 물 및 약 2%의 니코틴을 포함할 수도 있다. 대표적인 에어로졸 전구체 조성물은 또한 중량 기준으로 다양한 양의 프로필렌 글리콜, 임의 선택적인 향미제 또는 다른 첨가제를 포함할 수도 있다. 몇몇 예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 필요에 따라 또는 희망에 따라 글리세린, 물 및 식염수 중 임의의 것을 약 100 중량%까지 포함할 수도 있다.
대표적인 유형의 에어로졸 전구체 성분 및 제제는 또한 로빈슨(Robinson) 등의 미국 특허 제 7,726,320 호, 콜릿(Collett) 등의 미국 특허 제 8,881,737 호 및 총(Chong) 등의 미국 특허 제 9,254,002 호; 및 쳉(Zheng) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2013/0008457 호, 리포위츠(Lipowicz) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2015/0020823 호, 및 콜러(Koller)의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2015/0020830 호뿐만 아니라, 보웬(Bowen) 등의 국제 공개 공보 제 WO 2014/182736 호에 기재되어 있고 특징지어져 있으며, 이들의 개시 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 채용될 수 있는 다른 에어로졸 전구체로는 R. J. Reynolds Vapor Company의 VUSE® 제품, Lorillard Technologies의 BLU 제품, Mistic Ecigs의 MISTIC MENTHOL 제품, 및 CN Creative Ltd의 VYPE 제품에 포함된 에어로졸 전구체가 있다. 또한, Johnson Creek Enterprises LLC로부터 이용 가능한 전자 담배를 위한 소위 "스모크 주스(smoke juice)"가 또한 바람직하다.
에어로졸 전달 장치 내에 포함되는 에어로졸 전구체의 양은 장치가 만족스러운 감각 및 바람직한 성능 특성을 제공하도록 하는 정도이다. 예컨대, 많은 면에서 담배 연기의 외관과 유사한 주류 에어로졸(가시적 또는 비가시적)의 생성을 제공하기 위해 충분한 양의 에어로졸 형성 물질(예컨대, 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜)이 채용되는 것이 매우 바람직하다. 장치 내의 에어로졸 전구체 조성물의 양은 장치로부터 요구되는 모금(puff)의 수와 같은 인자에 종속될 수도 있다. 전형적으로, 에어로졸 전달 장치 내에 포함된 에어로졸 전구체 조성물의 양은 약 2g 미만, 일반적으로 약 1.5g 미만, 흔히 약 1g 미만 및 빈번하게 약 0.5g 미만이다.
본 발명의 에어로졸 전달 장치는 전형적으로 장치에 포함된 임의의 향미제 성분에 대한 별개의 에어로졸 전달 경로를 제공한다. 별개의 에어로졸 전달 경로는 전형적으로 무화기로부터의 제 1 에어로졸 및 하나 이상의 향미제 성분을 포함한 제 2 에어로졸에 대한 별개의 경로를 생성하는 하나 이상의 벽 구조체를 내부에 포함하는 하우징에 의해 규정된다. 에어로졸 경로를 분리하는 벽 구조체는 전형적으로 에어로졸에 대해 비투과성이며, 이는 벽들이 에어로졸의 통과를 허용하지 않는 고체 구조체일 수 있음을 의미한다. 그러나, 특정 실시예에서, 벽 구조체는, 예컨대 다공성 세라믹 구조체, 다공성 유리 구조체 또는 섬유질 매트 재료(예컨대, 유리 섬유)와 같이 경로들 사이의 에어로졸의 이동을 (완전한 차단 없이) 단지 감소시키거나 지연시키는 수준의 투과성 또는 다공성을 가질 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 향미제는 불리한 방식으로 무화기와 상호 작용하는 것이 방지된다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, 2개의 에어로졸 전달 경로의 사용은 제 1 에어로졸(예컨대, 무화기에서 생성된 에어로졸)이 장치의 마우스-단부 개구부에 도달하기 전에 에어로졸의 응축이 일어날 수도 있는 향미제-주입 물질을 통과하는 것을 방지하는데, 이러한 응축은 사용자에게 전달되는 에어로졸의 성질 및 특성을 변화시키고 향미제-주입 물질의 막힘 또는 폐색을 유발할 수 있다.
전형적으로, 하우징 내의 각각의 경로는 각각의 에어로졸을 형성하기 위해 필요에 따라 장치 내로 공기를 흡입하기 위한 별개의 공기 입구와 관련될 것이다. 별개의 기류 경로는 또한 향미제 성분을 무화기로부터 격리하는데 기여한다.
본 발명의 몇몇 실시예는 2개의 에어로졸 경로(즉, 이중 경로)를 갖는 장치에 관한 것이지만, 본 발명은 단지 2개의 경로를 갖는 장치에 한정되지 않는다. 그 대신에, 특히 장치가 사용자에 의해 선택 가능한 몇 가지 상이한 향미제들을 전달하도록 구성되어 있는 경우, 다양한 수의 다중 에어로졸 경로가 활용될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "향미제"에 대한 언급은 에어로졸화되어 사용자에게 전달될 수 있으며 맛 및/또는 향기의 관점에서 감각적인 경험을 부여하는 장치의 화합물 또는 성분을 지칭한다. 예시적인 향미제에는 바닐린, 에틸 바닐린, 크림, 차, 커피, 과일(예컨대, 사과, 체리, 딸기, 복숭아, 및 라임 및 레몬을 포함한 귤류의 향료), 메이플, 멘톨, 민트, 페퍼민트, 스피어민트, 윈터그린, 육두구, 정향, 라벤더, 카더몬, 생강, 꿀, 아니스, 세이지, 로즈마리, 히비스커스, 장미 열매, 요르바 마테(yerba mate), 과유사(guayusa), 허니부쉬, 루이보스, 요르바 산타(yerba santa), 바코파 모니에라(bacopa monniera), 은행나무, 위타니아 솜니페라(withania somnifera), 계피, 백단, 재스민, 카스카릴라(cascarilla), 코코아, 감초, 및 궐련, 시가, 파이프 담배의 향료에 전통적으로 사용되는 유형 및 특성의 향미제 및 향료 패키지가 포함된다. 고 과당 옥수수 시럽과 같은 시럽이 사용될 수도 있다.
향미제는, 필요에 따라 약간의 가열이 사용될 수 있지만, 일반적으로는 제 2 에어로졸을 형성하기 위해 상당한 가열 없이 향미제를 에어로졸 또는 증기 형태로 휘발시키는 형태로 활용된다. 특정 실시예에서, 향미제는 향미제-주입 물질의 형태로 사용되는데, 이는 액체 담체와 조합되어 용액 또는 에멀션을 형성하는 하나 이상의 향미제를 포함하거나, 또는 기질에 수용된 하나 이상의 향미제를 포함한다. 향미제-주입 물질의 형태는 다공성 모놀리스, 비드, 입자, 겔, 캡슐 및 코팅을 포함하는 예들에 의해 다양할 수 있다. 기질 재료는 예컨대 탄소 재료, 세라믹, 중합체, 복합재, 금속, 셀룰로오스(예컨대, 미정질 셀룰로오스) 등으로 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 기질은 다공성(예컨대, 다공성 탄소 재료)이거나, 휘발을 위해 기질 표면으로의 향미제의 이동을 허용하는 겔 또는 코팅의 형태일 것이다. 향미제와 조합되어 향료-주입 코팅을 생성할 수 있는 예시적인 코팅 재료에는 젤라틴, 왁스 등이 포함된다.
다른 실시예에서, 향미제-주입 물질은 내부에 향미제가 주입된 중합체 재료이다. 향미제가 주입될 수 있는 중합체 재료의 예에는 폴리올레핀(예컨대, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌) 또는 에틸렌 비닐 아세테이트가 포함된다. 향미제-주입 물질은, 예컨대 ScentSational Technologies, LLC, MOGO Sport, Addmaster(예컨대, Scentmaster Fragrance Technology), Mint-X Corporation, Rotuba(예컨대, AUROCELL 재료) 등으로부터 상업적으로 이용 가능하다. 또한, 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 가토(Katoh) 등의 미국 특허 제 7,811,587 호를 참고할 것. 향미제가 플라스틱 또는 중합체 재료에 주입되는 경우, 중합체 재료는 그 재료의 희망 표면으로부터의 향미제 방출을 향상시키기 위해 향미제 농도의 구배를 갖도록 생성될 수 있거나 또는 중합체 재료는 향미제 방출을 향상시키도록 설계된 거칠거나 다공성의 표면을 포함할 수 있음에 유의한다.
대표적인 향미제-주입 물질은 담배(예컨대, 미립자 담배), 담배 성분 및/또는 그와 다른 방식으로 담배로부터 유래된 물질을 포함한 제제로부터 생성되는 비드 또는 다른 물체를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 비드는 예컨대 다양한 형상 및 크기의 구형 과립화된(marumerized) 담배 비드, 결합된(예컨대, 소결된) 비드의 모놀리스; 다공성 모놀리스; 단일 다공성 구조체; 하니콤 모놀리스; 다공성 재료의 단일 피스; 압출 담배의 비드; 담배 추출물(예컨대, 탄산칼슘, 세라믹 등)을 함유하는 다공성 재료의 비드; 재구성된 담배 단편들; 확장된 담배 단편들; 담배 향료를 함유한 다양한 재료의 압출 로드(중공 실린더 및 슬롯 형성 로드를 포함함); 액체이든지 또는 다른 형태이든지 담배 향료 또는 다른 물질을 함유한 다양한 재료의 부스러기, 과립, 캡슐 및/또는 마이크로캡슐; 및 이들의 처리물 또는 조합을 포함한다.
위에서 언급한 바와 같이, 향미제-주입 물질은, 예컨대 취약성 쉘 및 향미제를 포함한 내부 페이로드를 수용하는 파괴 가능한 캡슐과 같은 캡슐의 형태일 수 있다. 임의의 설명된 실시예는 사용자가 장치를 압착하고 캡슐을 파괴시켜서 향미제를 방출시킬 수 있을 정도로 충분히 유연한 하우징 내에 하나 이상의 파괴 가능한 캡슐을 포함할 수도 있다. 파괴 가능한 캡슐을 취급하고 이러한 파괴 가능한 캡슐을 흡연 물품 및 증기 전달 시스템의 구성요소에 포함시키는 수많은 방법이 제안되어 왔다. 예컨대, 흡연 물품에 사용하기에 적합한 다양한 유형의 캡슐, 파괴 가능한 캡슐을 포함하는 흡연 물품 구성요소, 및 이러한 흡연 물품 구성요소를 제조하는 것과 관련된 장비 및 기술이 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 토마스(Thomas) 등의 미국 특허 제 7,479,098 호; 딜(Deal)의 미국 특허 제 7,833,146 호; 듀브(Dube) 등의 미국 특허 제 7,984,719 호; 스토크스(Stokes) 등의 미국 특허 제 7,972,254 호; 아뎀(Ademe) 등의 미국 특허 제 8,186,359 호; 반스(Barnes) 등의 미국 특허 제 8,262,550 호; 가르타프너(Garthaffner) 등의 미국 특허 제 8,353,810 호; 가르타프너(Garthaffner) 등의 미국 특허 제 8,381,947 호; 칼스(Karles) 등의 미국 특허 제 8,459,272 호; 페그(Fagg)의 미국 특허 제 8,739,802 호; 및 딕손(Dixon) 등의 미국 특허 제 8,905,243 호와, 프레스티아(Prestia) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2010/0184576 호; 일리예브(Iliev) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2011/0053745 호; 카펜터(Carpenter) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2011/0271968 호; 헨리(Henley) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2012/0245007 호, 및 노박 3세(Novak Ⅲ) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2013/0085052 호에 제안되어 있다. 또한, 파괴 가능한 캡슐을 포함한 필터 요소를 갖춘 대표적인 궐련 제품은 "Marlboro W-Burst 5", "Kent iSwitch", "Kool Boost", "Camel Lights with Menthol Boost", "Camel Crush", "Camel Silver Menthol", "Camel Filters Menthol" 및 "Camel Crush Bold" 등의 브랜드 명칭으로 전세계에 판매되었다. 나아가, 파괴 가능한 캡슐을 포함하는 대표적인 유형의 증기 전달 시스템은 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 포터(Potter)의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2014/0261486 호, 데이비스(Davis)의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2015/0059780 호; 및 시어스(Sears) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2015/0335070 호에 제안되어 있다.
예시적인 유형의 캡슐, 캡슐 성분, 캡슐 구성 및 형식, 캡슐 크기, 캡슐 특성 및 캡슐 제조 기술은 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 듀브(Dube) 등의 미국 특허 제 7,984,719 호; 창(Zhang)의 미국 특허 제 8,470,215 호; 듀브(Dube)의 미국 특허 제 8,695,609 호; 하트만(Hartmann) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2014/0053855 호; 및 킴(Kim)의 국제 공개 공보 제 WO 03/009711 호 및 이와타니(Iwatani)의 국제 공개 공보 제 WO 2014/170947 호에 기재되어 있다. 또한, 상업적으로 이용 가능한 대표적인 유형의 캡슐의 예가 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 듀브(Dube)의 미국 특허 제 8,695,609 호에 기재되어 있다.
일반적으로, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "비드"는 (본 명세서에 달리 개시된 것 외에) 예컨대 탄소 피스, 펠릿에 끼워진 압출된 탄소 피스, 세라믹 비드, 구형 과립화된 또는 구형화된 담배 피스 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 비드, 펠릿, 또는 다른 개별 소형 단위 또는 피스를 포함하는 것을 의미한다. 예컨대, 과립, 펠릿 또는 비드는 희망 크기 및 형상으로 형성, 절단 또는 방적되고 그 후에 희망 구성을 유지하도록 건조되는 분쇄된 담배 라미나, 충전재(예컨대, 과립 탄산칼슘), 향료, 가시적인 에어로졸 형성 물질 및 결합제(예컨대, 카르복시메틸셀룰로오스)의 습식 혼합물 또는 슬러리로 이루어진 대략 원통형 또는 구형 압출 또는 압축 과립, 펠릿 또는 비드일 수 있다. 그러나, 이러한 "펠릿" 또는 "비드"는 본 명세서에 개시된 바람직한 양태를 충족시키는 임의의 적절한 요소 또는 요소들의 조합을 포함할 수도 있다. 예컨대, 비드 또는 펠릿의 일부 또는 전부는 열에 민감한 구형 캡슐을 포함할 수 있어서, 에어로졸 발생 요소에 포함되어 열에 노출될 때, 이들의 파괴 또는 분해가 글리세린, 프로필렌 글리콜, 물, 식염수, 담배 향료 및/또는 니코틴 또는 기타 물질 또는 첨가제의 방출을 유발한다. 또한, 비드는 에어로졸 형성자를 보유 및 방출하기 위해 세라믹 또는 흡수성 점토 또는 실리카 또는 흡수성 탄소를 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 양태에서, 비드/펠릿은 예컨대 열전도성 흑연, 열전도성 세라믹, 금속, 포일에 주조된 담배, 글리세린 및 향료(들)와 같은 적절한 에어로졸 발생 물질로 함침된 금속 또는 다른 적절한 재료, 또는 희망 비드/펠릿으로 적절하게 형성된 적합한 주조 시트 물질과 같은 열전도성 재료를 포함할 수도 있다.
하나의 특정 예에서, 비드/펠릿(입자)은, 중량 기준으로, 약 15% 내지 약 60%의 미세하게 분쇄된 담배 입자(예컨대, 오리엔탈(Oriental) 담배, 벌리(burley) 담배 및 연관-처리(flue-cured) 담배의 혼합물, 본질적으로 모두 오리엔탈 담배, 본질적으로 모두 벌리 담배, 또는 본질적으로 모두 연관-처리 담배), 약 15% 내지 약 60%의 미세하게 분쇄된 탄산칼슘 입자(또는 미세하게 분쇄된 점토 또는 세라믹 입자), 약 10% 내지 약 50%의 글리세롤(및 임의 선택적으로 소량의 향료), 약 0.25% 내지 약 15%의 결합제(바람직하게는 카르복시메틸셀룰로오스, 구아검(guar gum), 칼륨 또는 알긴산암모늄), 및 약 15% 내지 약 50%의 물로 이루어질 수도 있다. 다른 예에서, 비드/펠릿(입자)은 약 30%의 미세하게 분쇄된 담배 입자(예컨대, 오리엔탈 담배, 벌리 담배 및 연관-처리 담배의 혼합물, 본질적으로 모두 오리엔탈 담배, 본질적으로 모두 벌리 담배, 또는 본질적으로 모두 연관-처리 담배), 약 30%의 미세하게 분쇄된 탄산칼슘 입자(또는 미세하게 분쇄된 점토 또는 세라믹 입자), 약 15%의 글리세롤(및 임의 선택적으로 소량의 향료), 약 1%의 결합제(바람직하게는 카르복시메틸셀룰로오스, 구아검, 칼륨 또는 알긴산암모늄) 및 약 25%의 물로 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 입자는 글리세롤을 유지하도록 압축될 수 있고, 압축시 에어로졸 생성 성분의 이동을 용이하게 하여 효율적인 에어로졸 형성을 촉진하는 다공성 매트릭스를 형성할 수도 있다. 에어로졸 형성 물질이 기질 재료와 접촉되는 방식은 다양할 수 있다. 에어로졸 형성 물질은 형성된 물질에 적용될 수 있거나, 처리된 물질의 제조 동안 이들 물질에 포함될 수 있거나, 또는 그 물질에 대해 내생적일 수 있다. 글리세린과 같은 에어로졸 형성 물질은 수성 액체 또는 다른 적합한 용매 또는 액체 담체에 용해 또는 분산될 수 있고, 그 기질 물질 상에 분무될 수 있다. 예컨대, 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 네스터(Nestor) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2005/0066986 호 및 코너(Conner) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2012/0067360 호를 참고할 것. 탄산칼슘 또는 다른 무기 충전재는 입자들 내에 다공성을 생성하는 것을 보조하고, 또한 일부 경우에 에어로졸 발생 성분의 스코칭(scorching)을 제한하거나 달리 방지할 뿐만 아니라 에어로졸 형성을 보조 및 촉진할 수도 있는 열을 흡수하는 기능을 할 수도 있다. 예컨대, 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 배너지(Banerjee) 등의 미국 특허 제 5,105,831 호, 크룩스(Crooks) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2004/0173229 호, 코너(Conner) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2011/0271971 호, 및 스톤(Stone) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2012/0042885 호에 기술된 이러한 유형의 재료를 참고할 것.
일 실시예에서, 향미제-주입 물질, 예컨대 비드 또는 펠릿 형태의 물질은 연기 처리되어 연기 나는 향미 또는 향기를 부여할 수 있다. 예컨대, 비드 또는 펠릿는 제조된 후에 목재 소스(예컨대, 히코리, 메이플, 오크, 어플라이, 체리 또는 메스키트로부터 선택된 목재)와 같은 가연성 소스로부터 연기를 받을 수 있다. 비드 또는 펠릿은 희망하는 연기 향미 또는 향기를 부여하기에 충분한 시간 동안 연기로 처리될 수 있으며, 예시적인 시간 범위는 약 5분 내지 약 45분이다. 비드 또는 펠릿이 연기와 접촉되는 방식은, 예컨대 연기가 생성될 때까지 용기에서 목재 칩을 가열하는 것(예컨대, 목재 칩을 약 350~400℉의 온도로 가열), 및 목재 칩에 의해 생성된 연기가 있는 폐쇄된 환경 내에 처리될 펠릿 비드 또는 펠릿을 배치하는 것과 관련된 일 예에 의해 다양할 수 있다.
몇몇 양태에서, 향미제-주입 물질의 비드/펠릿은 포일/종이 라미네이트에 주조된 담배 물질로부터 유래될 수 있다. 보다 구체적으로, 담배 물질은 예컨대 재구성된 담배, 글리세린 및 결합제 물질을 포함하는 슬러리를 포함할 수도 있다. 이러한 담배 물질은 예컨대 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 제이콥(Jakob) 등의 미국 특허 제 5,101,839 호 및 크룩스(Crooks) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2010/0186757 호에 개시되어 있다. 또한, 슬러리는 과립상 무기 재료(즉, 탄산칼슘)을 포함할 수도 있다. 슬러리는 예컨대 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 크룩스(Crooks) 등의 미국 특허 제 8,678,013 호 및 캔트렐(Cantrell) 등의 미국 특허 제 7,647,932 호에 개시된 바와 같이 포일-종이 라미네이트의 종이 요소에 주조되며, 이어서 조립된 주조 시트 제품은 예컨대 열의 적용에 의해(즉, 가열된 공기, 마이크로파 건조 등에 의해) 건조된다. 종이 요소는, 예컨대, 슬러리와 포일 사이의 직접적인 접촉 넘어서 슬러리와의 밀접한 접촉 및 상호 작용을 촉진하기 위해 특정 다공성 또는 조직을 구비할 수도 있다. 그러나, 본 명세서에 제시된 예시적인 양태는 담배 물질(즉, 슬러리)을 금속 포일 또는 다른 적합한 박막 열전도체 상에 직접 주조하는 것을 배제하지 않는다. 이러한 라미네이트가 주조되면, 건조된 주조 시트(즉, 포일/종이/담배 물질)은 복수의 주조 시트 부분 요소로 잘게 잘리거나, 깎이거나, 또는 그와 달리 분리될 수 있으며, 각각의 이러한 요소는 바람직하게는 종이 요소의 일부와 밀접하게 상호 작용된 담배 물질의 일부(즉, 기질)를 포함하는데, 종이 요소의 일부는 차례로 포일-종이 라미네이트의 포일 요소의 일부와 밀접하게 접촉하고 있다. 향미제-주입 물질의 추가 예는 예컨대 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 시어스(Sears) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2016/0073695 호에서 찾을 수 있다.
제 1 에어로졸을 형성하는 에어로졸 전구체 조성물 및 제 2 에어로졸을 형성하는 향미제-주입 물질의 조성물은 바람직한 감각 경험을 생성하기 위해 서로 보완하도록 유리하게 선택된다. 특정 실시예에서, 예컨대, 에어로졸 전구체 조성물 및 향미제-주입 물질의 니코틴 함량은 에어로졸 전구체 조성물 및 향미제-주입 물질 중 어느 하나 또는 둘 모두가 니코틴 또는 니코틴 화합물을 함유할 수 있도록 또는 니코틴 또는 니코틴 화합물이 실질적으로 또는 완전히 없는 것으로 볼 수 있도록 선택된다. 환언하면, 모든 니코틴 함량이 향미제-주입 물질 내에 있거나, 모든 니코틴 함량이 에어로졸 전구체 조성물 내에 있을 수 있거나, 또는 두 조성물 모두가 어떤 형태의 니코틴을 포함할 수도 있다.
또한, 제 1 및 제 2 에어로졸은 무화기에 의해 생성된 제 1 에어로졸이 호흡성이고 향미제를 포함한 제 2 에어로졸이 비호흡성이도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "호흡성(respirable)"은 폐의 말단 세기관지 너머로 침투하여 가스 교환 영역으로 들어가기에 충분히 작은 크기의 입자를 생성하는 에어로졸을 지칭한다. 호흡성 입자는 공기역학적 직경의 관점에서 전형적으로 약 10㎛ 미만이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "비호흡성(non-respirable)" 입자는 입으로 흡입될 수 있지만 폐의 가스 교환 영역으로 침투할 수 없는 입자이다. 비호흡성 입자는 공기역학적 직경의 관점에서 전형적으로 약 10㎛ 내지 약 100㎛이다. 이러한 방식으로, 제 1 에어로졸은 폐로 유익하게 전달되는 성분을 전달할 수 있는 반면, 향미제-주입 물질은 희망 감각적 특성을 부여하기 위해 사용자의 구강 및/또는 목에만 들어가는 향미제를 전달할 수 있다.
본 개시는 에어로졸 전달 장치의 설명을 제공한다. 에어로졸 전달 장치는 전기 에너지를 사용하여 (바람직하게는 물질을 임의의 상당한 정도로 연소시키지 않고) 물질을 가열하여 흡입 가능 물질을 형성할 수 있으며, 이러한 물품은 가장 바람직하게는 "휴대용(hand-held)" 장치로 간주되기에 충분히 콤팩트하다. 에어로졸 전달 장치는, 해당 물품 또는 장치의 임의의 구성요소의 상당한 정도의 연소 없이, 궐련, 시가 또는 파이프를 흡연하는 감각들(예컨대, 흡기 및 호기 행위, 풍미 또는 향미의 종류, 관능 효과, 물리적 느낌, 사용 행위, 가시적인 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 자극 등)의 일부 또는 전부를 제공할 수 있다. 에어로졸 전달 장치는 담배의 연소 또는 열분해의 부산물에서 기인하는 에어로졸의 의미에서 연기를 생성하지 않을 수도 있지만, 오히려 해당 물품 또는 장치는 가장 바람직하게는 그 물품 또는 장치의 특정 구성요소의 휘발 또는 기화에서 비롯된 증기(연기와 같은 것으로 기술되도록 간주될 수도 있는 가시적인 에어로졸이라고 여겨질 수 있는 에어로졸 내의 증기를 포함함)를 생성하는데, 다른 실시예에서는 에어로졸이 가시적이지 않을 수도 있다. 매우 바람직한 실시예에서, 에어로졸 전달 장치는 담배 및/또는 담배에서 유래된 성분을 포함할 수도 있다. 이와 같이, 에어로졸 전달 장치는 특정 실시예에서 전자 담배 또는 "e-궐련"과 같은 전자 흡연 물품으로서 특징지어질 수 있다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치는 또한 증기 생성 물품 또는 약제 전달 물품인 것을 특징으로 할 수 있다. 따라서, 이러한 물품 또는 장치는 하나 이상의 물질(예컨대, 향료 및/또는 의약적 활성 성분)을 흡입 가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 흡입 가능 물질은 실질적으로 증기(즉, 임계점보다 낮은 온도에서 기체 상태로 존재하는 물질)의 형태일 수 있다. 대안으로서, 흡입 가능 물질은 에어로졸(즉, 기체 중의 미세한 고체 입자 또는 액체 방울의 현탁물)의 형태일 수 있다. 간략화를 위해, 본 명세서에서 사용되는 "에어로졸"이란 용어는, 가시적인지의 여부와 관계 없이, 그리고 연기와 유사한 것으로 간주될 수 있는 형태인지의 여부와 관계 없이, 사람의 흡입에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 기체, 에어로졸 및 이들의 조합을 포함하는 의미이다.
사용시, 본 개시의 에어로졸 전달 장치는 전통적인 유형의 흡연 물품(예컨대, 담배를 태우고 흡입함으로써 채용되는 궐련, 시가 또는 파이프)을 사용할 때 개인에 의해 사용되는 많은 물리적 작용을 받을 수도 있다. 예컨대, 본 개시의 에어로졸 전달 장치의 사용자는 전통적인 유형의 흡연 물품과 매우 유사하게 해당 물품을 쥐거나, 해당 물품에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 해당 물품의 단부를 물고 빨거나, 선택된 시간 간격으로 모금을 들이마시는 등을 행할 수 있다.
본 발명은 이제 다양한 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 개시의 에어로졸 전달 장치는 개략적으로 외부 쉘(shell) 또는 몸체 내에 제공되는 다수의 구성요소를 포함한다. 외부 쉘 또는 몸체의 전체적인 설계는 다양할 수 있으며, 에어로졸 전달 장치의 전체 크기 및 형상을 규정할 수 있는 외부 몸체의 형식(format) 또는 구성은 다양할 수 있다. 전형적으로, 궐련 또는 시가의 형상과 유사한 세장형 몸체는 하나의 단일 쉘로 형성될 수 있으며, 또는 세장형 몸체가 둘 이상의 분리 가능한 피스로 형성될 수 있다. 예컨대, 에어로졸 전달 장치는, 형상이 실질적으로 관형이며 따라서 종래의 궐련 또는 시가의 형상과 유사할 수 있는 세장형 쉘 또는 몸체를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서는 다양한 다른 형상 및 구성이 채용될 수도 있다(예컨대, 직사각형 또는 시곗줄 형상).
일 실시예에서, 에어로졸 전달 장치의 모든 구성요소는 하나의 외부 몸체 또는 쉘 내에 포함된다. 대안으로서, 에어로졸 전달 장치는 결합되고 분리 가능한 2개 이상의 쉘을 포함할 수 있다. 예컨대, 에어로졸 전달 장치는 일단에 하나 이상의 재사용 가능한 구성요소(예컨대, 재충전 가능한 배터리 및 물품의 작동을 제어하기 위한 다양한 전자 기기)를 수용한 쉘을 포함하는 제어 몸체를 갖고 타단에서는 일회용 부분(예컨대, 일회용 향료 함유 카트리지)을 수용한 쉘이 탈착 가능하게 부착될 수 있다. 단일 쉘 유형의 유닛 또는 다중-피스 분리형 쉘 유형의 유닛 내의 구성요소들의 보다 구체적인 형식, 구성 및 배열은 본 명세서에 제공된 추가의 개시 내용에 비추어 명백할 것이다. 또한, 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하면, 다양한 에어로졸 전달 장치 설계 및 구성요소 배열이 이해될 수 있다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치는 가장 바람직하게는 동력원(즉, 전력 공급원), 적어도 하나의 제어 구성요소(예컨대, 동력원으로부터 에어로졸 전달 장치의 다른 구성요소로의 전류 흐름을 제어하는 등에 의해 발열을 위한 전력을 일으키고, 제어하고, 조절하고, 중단하기 위한 수단), 히터 또는 발열 구성요소(예컨대, "무화기(atomizer)"의 부분으로 통칭되는 전기 저항 가열 요소 또는 구성요소), 본 명세서에서 달리 논의된 바와 같은 에어로졸 전구체 조성물(예컨대, "스모크 주스(smoke juice)", "e-액체(e-liquid)" 및 "e-주스(e-juice)"로 통칭되는 성분과 같은, 통상적으로 충분한 열을 가하면 에어로졸을 생성할 수 있는 액체), 및 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 전달 장치를 물 수 있게 하기 위한 마우스 단부 영역 또는 팁(예컨대, 빨아들이면 생성된 에어로졸이 그로부터 인출될 수 있는, 물품을 관통하는 규정된 공기 유동 경로)의 어떤 조합을 포함한다. 대안으로서, 본 발명의 에어로졸 전달 장치는 본 명세서에 논의된 가열 요소 대신에 제 1 에어로졸을 형성하기 위해 압전 요소를 활용할 수 있다. 예컨대, 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 혼(Hon)의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2006/0196518 호, 페리아니(Feriani) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2013/0319404 호, 및 무리슨(Murison) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2016/0366946 호에 개시된 압전 소자를 참고할 것.
본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소들의 정렬은 다양할 수 있다. 특정 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 사용자에 대한 에어로졸 전달을 최대화하도록 사용자의 입에 근접하여 위치되도록 구성될 수 있는 에어로졸 전달 장치의 단부 근처에 배치될 수 있다. 그러나, 다른 구성이 배제되지는 않는다. 일반적으로, 가열 요소는 가열 요소로부터의 열이 에어로졸 전구체(및 사용자에게 전달하기 위해 그와 달리 제공될 수 있는 하나 이상의 향미제, 약물 등)를 휘발시켜서 사용자에게 전달하기 위한 에어로졸을 형성할 수 있도록 충분히 에어로졸 전구체 조성물 근처에 위치될 수 있다. 가열 요소가 에어로졸 전구체 조성물을 가열할 때, 에어로졸은 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 생성된다. 전술한 용어들은 방출, 방출함, 방출시킴 또는 방출됨에 대한 언급이 형성 또는 생성, 형성함 또는 생성함, 형성시킴 또는 생성시킴, 및 형성됨 또는 생성됨을 포함하도록 상호 교환 가능한 것을 의미한다는 점에 유의해야 한다. 구체적으로, 흡입 가능 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 이들의 혼합물의 형태로 방출되며, 이러한 용어들은 달리 특정된 경우를 제외하고 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다.
위에서 언급한 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 히터의 전력 공급, 제어 시스템의 전력 공급, 인디케이터의 전력 공급 등과 같이 에어로졸 전달 장치에 다양한 기능을 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공하기 위해 배터리 또는 다른 전력 공급원(예컨대, 커패시터)을 포함할 수도 있다. 전력 공급원은 다양한 실시예를 취할 수 있다. 바람직하게는, 전력 공급원은 에어로졸 형성을 제공하기 위해 가열 요소를 빠르게 가열하기에 충분한 전력을 공급할 수 있고 희망 기간 동안의 사용을 통해 에어로졸 전달 장치에 전력을 공급할 수 있다. 전력 공급원은 에어로졸 전달 장치가 용이하게 취급될 수 있도록 에어로졸 전달 장치 내에 알맞게 들어맞는 크기로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 바람직한 전력 공급원은 바람직한 흡연 경험을 방해하지 않을 정도로 충분히 경량이다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소들의 보다 구체적인 형식, 구성 및 배열은 이하에 제공되는 추가의 개시 내용에 비추어 명백할 것이다. 또한, 다양한 에어로졸 전달 장치 구성요소의 선택은 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하면 이해될 수 있다. 나아가, 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소들의 배열은 또한 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하면 이해될 수 있다. 본 개시의 장치에 그 구성요소, 그 작동 방법, 포함된 재료 및/또는 그의 다른 속성이 포함될 수 있는 상업적으로 이용 가능한 제품의 예는 Philip Morris Incorporated의 ACCORD®; InnoVapor LLC의 ALPHA™, JOYE 510™ 및 M4™; White Cloud Cigarettes의 CIRRUS™ 및 FLING™; Lorillard Technologies, Inc.의 BLU™; Epuffer® International Inc.의 COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ 및 SENSE™; Electronic Cigarettes, Inc.의 DUOPRO™, STORM™ 및 VAPORKING™; Egar Australia의 EGAR™; Joyetech의 eGo-C™ 및 eGo-T™; Elusion UK Ltd의 ELUSION™; Eonsmoke LLC의 EONSMOKE®; FIN Branding Group, LLC의 FIN™; Green Smoke Inc. USA의 SMOKE®; Greenarette LLC의 GREENARETTE™; Smoke Stik®의 HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ 및 PITBULL™; Philip Morris International, Inc.의 HEATBAR™; Crown7의 HYDRO IMPERIAL™ 및 LXE™; LOGIC Technology의 LOGIC™ 및 THE CUBAN™; Luciano Smokes Inc.의 LUCI®; Nicotek, LLC의 METRO®; Sottera, Inc.의 NJOY® 및 ONEJOY™; SS Choice LLC의 No. 7™; PremiumEstore LLC의 PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™; Ruyan America, Inc.의 RAPP E-MYSTICK™; Red Dragon Products, LLC의 RED DRAGON™; Ruyan Group (Holdings) Ltd.의 RUYAN®; Smoker Friendly International, LLC의 SF®; The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.의 GREEN SMART SMOKER®; Coastline Products LLC의 SMOKE ASSIST®; Smoking Everywhere, Inc.의 SMOKING EVERYWHERE®; VMR Products LLC의 V2CIGS™; VaporNine LLC의 VAPOR NINE™; Vapor 4 Life, Inc.의 VAPOR4LIFE®; E-CigaretteDirect, LLC의 VEPPO™; R. J. Reynolds Vapor Company의 AVIGO, VUSE, VUSE CONNECT, VUSE FOB, VUSE HYBRID, ALTO, ALTO+, MODO, CIRO, FOX + FOG 및 SOLO+; Mistic Ecigs의 MISTIC MENTHOL; 및 CN Creative Ltd.의 VYPE로서 시판되었다. 또 다른 전기식 에어로졸 전달 장치, 특히 소위 전자 담배로 특징지어진 이들 장치는 COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI®; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP™; SOUTH BEACH SMOKE™라는 상표명 하에 시판되었다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치에 채용될 수 있는 구성요소 및 관련 기술의 추가적인 제조업자, 설계자 및/또는 양수인은 중국 심천의 Shenzhen Jieshibo Technology; 중국 심천시의 Shenzhen First Union Technology; 미국 캘리포니아주 로스엔젤레스의 Safe Cig; 필리핀의 Janty Asia Company; 중국 심천의 Joyetech Changzhou Electronics; SIS Resources; 미국 델라웨어주 도버의 B2B International Holdings; 미국 오하이오주의 Evolv LLC; 이탈리아 볼로냐의 Montrade; 중국 심천의 Shenzhen Bauway Technology; 미국 플로리다주 폼파노 비치의 Global Vapor Trademarks Inc.; 미국 플로리다주 포트로더데일의 Vapor Corp.; 독일 라샤우-마커스바흐의 Nemtra GMBH; 미국 미시간주 앨러간의 Perrigo L. Co.; Needs Co., Ltd.; 미국 네바다주 라스베이거스의 Smokefree Innotec; 스웨덴 헬싱보리의 McNeil AB; Chong Corp.; 미국 캘리포니아주 마운틴뷰의 Alexza Pharmaceuticals; 미국 노스캐롤라이나주 샬럿의 BLEC, LLC; 프랑스 로바흐-르-비체의 Gaitrend Sarl; 중국 심천의 FeelLife Bioscience International; 독일 젤프의 Vishay Electronic BMGH; 중국 심천의 Shenzhen Smaco Technology Ltd.; 미국 플로리다주 보카 레이턴의 Vapor Systems International; 이스라엘의 Exonoid Medical Devices; 중국 심천의 Shenzhen Nowotech Electronic; 중국 홍콩의 Minilogic Device Corporation; 중국 심천의 Shenzhen Kontle Electronics, 및 미국 오하이오주 메디나의 Fuma International, LLC; 미국 위스콘신주 벨로이트의 21st Century Smoke; 및 중국 홍콩의 Kimree Holdings (HK) Co. Limited를 포함한다.
전형적인 에어로졸 전달 장치, 즉 전자 담배(20)의 하나의 예시적 실시예가 도 1에 제공된다. 전자 담배(20)는 소비자가 입에 물을 수 있는 마우스피스인 제 1 단부(36) 및 임의 선택적으로 LED(26)를 포함하는 제 2 단부(37)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제어 몸체(21)는 예컨대 제어 구성요소(23), 유량 센서(24), 배터리(25) 및 LED(26)를 포함할 수 있는 제어 몸체 쉘(22)로 형성될 수 있다. 카트리지(27)는 저장소 하우징에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 위킹(wicking; 모세관 작용에 의한 유체 흡수)하거나 또는 그와 다른 방법으로 이송하도록 구성된 액체 이송 요소(30)와 유체 연통되는 저장소 하우징(29)을 둘러싸는 카트리지 쉘(28)로 형성될 수 있다. 카트리지(27)로부터 형성된 에어로졸의 유출을 허용하기 위해 카트리지 쉘(28) 내에 개구부(32)가 존재할 수도 있다. 이러한 구성요소들은 카트리지에 존재할 수 있는 구성요소를 대표하며, 본 개시에 포함되는 카트리지 구성요소의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 카트리지(27)는 제어 몸체 돌출부(33)와 카트리지 리셉터클(34) 사이의 압입 결합을 통해 제어 몸체(21)와 결합하도록 구성될 수 있다. 나사식 결합, 간섭 끼워맞춤, 자기적 결합 등과 같은 다양한 다른 메커니즘이 카트리지(27)를 제어 몸체(21)에 연결할 수 있다. 이러한 결합은 제어 몸체(27)와 카트리지(21) 사이의 안정적인 연결을 용이하게 할뿐만 아니라 배터리(25)와 제어 몸체의 제어 구성요소(23) 및 카트리지의 히터(30) 사이의 전기적 연결을 확립할 수 있다. 카트리지(27)는 또한 IC, 메모리 구성요소, 센서 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 전자 부품(35)을 포함할 수도 있다. 전자 부품(35)은 제어 구성요소(23)와 통신하도록 구성될 수도 있다. 추가적인 에어로졸 전달 장치의 예에 대해서는, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 창(Chang)의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2015/0144145 호 및 콜릿(Collett)의 미국 특허 제 8,881,737 호를 참고할 것.
특정 실시예에서, 카트리지(27) 및 제어 몸체(21) 중 하나 또는 둘 모두는 일회용이거나 또는 재사용 가능한 것으로 지칭될 수 있다. 예컨대, 제어 몸체(21)는 교체 가능한 배터리 또는 재충전 가능한 배터리 및/또는 커패시터를 구비할 수도 있으며, 따라서 전형적인 교류 전기 콘센트에의 연결, 자동차 충전기에의 연결(즉, 시가 라이터 소켓에 대한 연결) 및 범용 직렬 버스(USB) 케이블을 통한 컴퓨터에의 연결을 포함하여 임의의 유형의 재충전 기술과 결합될 수 있다. 나아가, 몇몇 실시예에서, 카트리지(27)는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 창(Chang) 등의 미국 특허 제 8,910,639 호에 개시된 바와 같이 일회용 카트리지를 포함할 수도 있다.
전력 공급원의 예는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 페커러(Peckerar) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2010/0028766 호에 기재되어 있다. 유량 센서(24)와 관련하여, 에어로졸 전달 장치를 위한 다양한 마이크로컨트롤러, 센서 및 스위치를 포함하는 대표적인 전류 조절 구성요소 및 다른 전류 제어 구성요소가 게르드(Gerth) 등의 미국 특허 제 4,735,217 호, 브룩스(Brooks) 등의 미국 특허 제 4,922,901 호, 제 4,947,874 호 및 제 4,947,875 호, 맥카퍼티(McCafferty) 등의 미국 특허 제 5,372,148 호, 플라이쉬하우어(Fleischhauer) 등의 미국 특허 제 6,040,560 호, 응우옌(Nguyen) 등의 미국 특허 제 7,040,314 호, 및 판(Pan)의 미국 특허 제 8,205,622 호에 기재되어 있는데, 이들 모두는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 또한, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 암폴리니(Ampolini) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2014/0270727 호에 기재된 제어 체계도 참조한다.
또 다른 구성요소가 본 개시의 에어로졸 전달 장치에 활용될 수 있다. 예컨대, 스프링켈(Sprinkel) 등의 미국 특허 제 5,154,192 호는 흡연 물품을 위한 인디케이터를 개시하고; 스프링켈 2세(Sprinkel, Jr.)의 미국 특허 제 5,261,424 호는 한 모금 들이마시는 것과 관련된 사용자 입술의 활동을 탐지하고 이어서 가열 장치의 가열을 촉발하기 위해 장치의 마우스-단부와 관련될 수 있는 압전 센서를 개시하고; 맥카퍼티(McCafferty) 등의 미국 특허 제 5,372,148 호는 마우스피스를 통한 압력 강하에 반응하여 가열 부하 어레이로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 모금 센서(puff sensor)를 개시하고; 해리스(Harris) 등의 미국 특허 제 5,967,148 호는 삽입된 구성요소의 적외선 투과율의 비균일성을 탐지하는 식별자(identifier) 및 그 구성요소가 리셉터클에 삽입될 때 탐지 루틴을 실행하는 제어기를 포함하는 흡연 장치 내의 리셉터클을 개시하고; 플라이쉬하우어(Fleischhauer) 등의 미국 특허 제 6,040,560 호는 다수의 차동 위상을 갖는 규정된 실행 가능한 전력 사이클을 기술하고; 왓킨스(Watkins) 등의 미국 특허 제 5,934,289 호는 포토닉-옵트로닉(photonic-optronic) 구성요소를 개시하고; 카운츠(Counts) 등의 미국 특허 제 5,954,979 호는 흡연 장치를 통한 흡인 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하고; 블레이크(Blake) 등의 미국 특허 제 6,803,545 호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구성을 개시하고; 그리펀(Griffen) 등의 미국 특허 제 7,293,565 호는 흡연 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하고; 페르난도(Fernando) 등의 미국 특허 제 8,402,976 호는 흡연 장치의 충전을 용이하게 하고 컴퓨터 제어를 가능하게 하는 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하고; 페르난도(Fernando) 등의 미국 특허 제 8,689,804 호는 흡연 장치용 식별 시스템을 개시하고; 플리크(Flick)의 국제 공개 공보 제 WO 2010/003480 호는 에어로졸 발생 시스템에서의 모금을 나타내는 유체 흐름 감지 시스템을 개시하는데, 상기의 개시 내용 모두는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 나아가, 본 물품에 사용될 수 있는 전자 에어로졸 전달 물품과 관련된 구성요소 및 공개 물질 또는 성분의 추가의 예는 게르드(Gerth) 등의 미국 특허 제 4,735,217 호; 모건(Morgan) 등의 미국 특허 제 5,249,586 호; 히긴스(Higgins) 등의 미국 특허 제 5,666,977 호; 아담스(Adams) 등의 미국 특허 제 6,053,176 호; 화이트(White)의 미국 특허 제 6,164,287 호; 보쥬(Voges)의 미국 특허 제 6,196,218 호; 펠터(Felter) 등의 미국 특허 제 6,810,883 호; 니콜스(Nichols)의 미국 특허 제 6,854,461 호; 혼(Hon)의 미국 특허 제 7,832,410 호; 고바야시(Kobayashi)의 미국 특허 제 7,513,253 호; 하마노(Hamano)의 미국 특허 제 7,896,006 호; 샤얀(Shayan)의 미국 특허 제 6,772,756 호; 혼(Hon)의 미국 특허 제 8,156,944 호 및 제 8,375,957 호; 토렌스(Thorens) 등의 미국 특허 제 8,794,231 호; 오글레스비(Oglesby) 등의 미국 특허 제 8,851,083 호; 몬시스(Monsees) 등의 미국 특허 제 8,915,254 호 및 제 8,925,555 호; 드피아노(DePiano) 등의 미국 특허 제 9,220,302 호; 혼(HON)의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2006/0196518 호 및 제 2009/0188490 호; 오글레스비(Oglesby) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2010/0024834 호; 왕(Wang)의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2010/0307518 호; 시어스(Sears) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2014/0096781 호; 노박(Novak) 등의 미국 특허 공개 공보 제 2014/0261495 호; 브링클리(Brinkley) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2015/0335071 호; 혼(Hon)의 국제 공개 공보 제 WO 2010/091593 호; 및 푸우(Foo)의 국제 공개 공보 제 WO 2013/089551 호에 기재되어 있으며, 이들 각각은 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되다. 전술한 문헌에 의해 개시된 다양한 물질들은 다양한 실시예에서 본 장치에 통합될 수 있으며, 전술한 모든 개시 내용은 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
액체 이송 요소(30)는 특히 액체의 이송에서 모세관 작용을 활용하는 심지(wick)일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 사용되는 심지는 에어로졸 전구체 조성물의 하나 이상의 성분을 에어로졸화 구역으로 운반하기에 충분한 위킹 작용을 제공하는 임의의 물질일 수 있다. 비제한적인 예는 예컨대 면, 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리젖산, 유리섬유, 이들의 조합 등과 같은 천연 및 합성 섬유를 포함한다. 심지에 사용될 수 있는 다른 예시적인 물질은 금속, 세라믹 및 탄화 재료(예컨대, 재료의 비 탄소 성분을 제거하기 위해 하소(calcining)된 탄소질 재료(carbonaceous material)로 형성된 발포체 또는 모놀리스)를 포함한다. 심지는 추가로 섬유의 모세관 작용을 변경시키는 물질로 코팅될 수 있으며, 심지를 형성하는 데 사용되는 섬유는 특정 단면 형상을 가질 수 있고 섬유의 모세관 작용을 변경하도록 홈이 형성될 수 있다. 예컨대, 온도 적응성 중합체가 사용될 수 있다. 이러한 적응성 중합체는 섬유 상에 코팅되거나 다른 방식으로 사용될 수 있으며, 이들 중합체는 주변 조건에 기초하여 변경된 액체 이송 특성을 제공하는 데 효과적이다. 온도 적응성 중합체는 특히 감소된 온도에서 낮은 이송을 나타낼 수 있으며, 증가된 온도에서 증가된 이송을 나타낼 수 있다. 일 예는 HeiQ®의 Adaptive라고 알려진 재료이다. 심지를 형성하는 데 사용되는 섬유는 직조 직물(메쉬 및 브레이드를 포함) 또는 부직포로서 단독으로, 묶음으로 제공될 수 있다. 또한, 심지 재료의 다공성은 평균 기공 크기 및 총 다공성을 제어하는 것을 포함하여, 심지의 모세관 작용을 변경시키도록 제어될 수 있다. 개별 심지들은 길이가 다를 수 있다. "심지"라는 용어는 또한 모세관을 포괄하도록 의도되며, 희망 모세관 작용을 제공하는 요소들의 임의의 조합이 사용될 수 있다.
장치 안에 사용하기 위한 추가의 대표적인 가열 요소 및 재료는 카운츠(Counts) 등의 미국 특허 제 5,060,671 호; 디비(Deevi) 등의 미국 특허 제 5,093,894 호; 디비(Deevi) 등의 미국 특허 제 5,224,498 호; 스프링켈 2세(Sprinkel Jr.) 등의 미국 특허 제 5,228,460 호; 디비(Deevi) 등의 미국 특허 제 5,322,075 호; 디비(Deevi) 등의 미국 특허 제 5,353,813 호; 디비(Deevi) 등의 미국 특허 제 5,468,936 호; 다스(Das)의 미국 특허 제 5,498,850 호; 다스(Das)의 미국 특허 제 5,659,656 호; 디비(Deevi) 등의 미국 특허 제 5,498,855 호; 하야리골(Hajaligol)의 미국 특허 제 5,530,225 호; 하야리골(Hajaligol)의 미국 특허 제 5,665,262 호; 다스(Das) 등의 미국 특허 제 5,573,692 호; 및 플라이쉬하우어(Fleischhauer) 등의 미국 특허 제 5,591,368 호에 기재되어 있는데, 이들의 개시 내용은 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 나아가, 다른 실시예들에서는 화학적 가열이 채용될 수도 있다. 히터 및 히터를 형성하기 위해 채용되는 재료의 다양한 추가 예는 전술한 바와 같이, 참조에 의해 본 명세서에 포함되는 콜릿(Collett) 등의 미국 특허 제 8,881,737 호에 기재되어 있다.
본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치의 다양한 구성요소들은 당업계에 기술되고 상업적으로 이용 가능한 구성요소들로부터 선택될 수 있다. 예컨대, 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 세바스챤(Sebastian) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2014/0000638 호에 개시된 전자 흡연 물품 내의 다수의 에어로졸화 가능한 재료의 제어 가능한 전달을 위한 저장소 및 히터 시스템이 참조된다. 탄소-기반 카트리지의 예시적 실시예는 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 그리피스 2세(Griffith Jr.) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2013/0255702 호에 제공된다.
나머지 도면들은 본 발명에 의해 제공되는 다수의 에어로졸 전달 경로를 제공하는 하우징의 실시예를 설명한다. 이들 하우징 설계 중 일부는 도 1에 도시된 유형의 카트리지에 고정적으로 또는 탈착 가능하게 부착된 하류측 하우징으로서 구현될 수 있다. 대안으로서, 본 명세서에 예시된 하우징 실시예들 중 일부는 도 1의 카트리지 구성요소를 대체하는 역할을 할 수 있다. 간결성을 위해, 하기의 하우징 실시예는 아주 상세하게 도시되지는 않고, 다만 본 발명에 의해 제공되는 다수의 에어로졸 전달 경로와 관련된 특정 측면에 초점을 맞추고 있음에 유의해야 한다. 따라서, 이하에서 기술되는 하우징 실시예는 도 1에 표시되거나 그와 달리 본 명세서에 개시된 임의의 카트리지 구성요소를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
도 2의 실시예는, 도 1의 카트리지(27)에 고정적으로 또는 탈착 가능하게 부착된 연장부와 같이 에어로졸 전달 장치의 마우스-단부에서 연장부로서 기능할 수 있는 하우징(50)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 하우징(50)은 종래의 무화기(52)로부터 하류측에 위치되는데, 종래의 무화기(52)는 예컨대 도 1을 참조하여 설명된 무화기일 수 있으며, 본 명세서에 기재된 바와 같이 에어로졸 전구체 조성물로부터 제 1 에어로졸을 생성한다. 제 1 에어로졸은 하우징 내의 벽에 의해 한정된 하우징(50) 내의 중앙 통로(54)를 통해 마우스-단부 캡(56)의 개구부로 이동한다. 중앙 통로(54)의 단면 형상은 한정적인 것으로 의도되지 않으며, 예컨대 원형, 타원형, 직사각형 등일 수 있다. 하나 이상의 공기 입구(58)는 제 1 에어로졸의 형성을 위해 무화기(52)에 공기를 제공한다. 하우징(50)은 향료 비드 또는 입자(62)의 층과 같은 향미제-주입 물질을 수용하는 하우징 내에 한정된 환형 공간을 통해 제 2 에어로졸 전달 경로(60)를 제공한다. 하우징(50)은 하나 이상의 제 2 공기 입구(64)를 포함하는데, 제 2 공기 입구(64)는 주변 공기가 하우징으로 들어가서 향료 비드 또는 입자(62)의 층과 상호 작용하여 제 2 에어로졸을 생성하게 하고, 제 2 에어로졸은 또한 마우스-단부 캡(56)의 개구부로 전달된다. 임의 선택적으로, 환형 챔버 내에 향료 비드/입자(62)를 유지하고 하우징으로 유입될 수 있는 공기의 양을 조절하기 위해 공기 입구(64)에 스크린 또는 메쉬(68)가 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 하우징(50)은 제 1 및 제 2 에어로졸이 마우스-단부 캡(56)의 개구부를 통해 하우징을 빠져나가기 전에 혼합되는 임의 선택적인 혼합 공간(70)을 제공할 수 있다.
도 3은 도 2의 대안적인 실시예를 도시하는데, 여기에서 향미제-주입 물질은 비드 또는 입자라기보다는 하우징(50) 내의 내벽 상의 코팅(74)의 형태이다. 본 발명을 벗어나지 않으면서, 내부에 상이한 향미제들이 주입되어 있는 비드/입자의 조합의 사용을 통해 또는 내부에 상이한 향미제들이 주입되어 있는 코팅 재료의 사용을 통해 하나 이상의 향미제가 도 2 또는 도 3 중 어느 하나의 실시예에 의해 전달될 수 있음에 유의한다. 예컨대, 도 3의 실시예에서, 향미제-주입 물질을 수용한 환형 공간은 하우징(50)의 둘레의 한 부분에 제 1 향미제를 함유한 제 1 코팅 물질, 하우징의 둘레의 두 번째 부분에 제 2 향미제를 함유한 제 2 코팅 물질 등등을 포함할 수도 있다. 코팅(74)이 배치되는 벽은 에어로졸 형태로의 향미제 전달을 위해 표면적을 증가시키기 위해 거칠게 되거나 텍스쳐화될 수 있다.
전술한 바와 같이, 다수의 에어로졸 경로를 포함한 하우징은 도 1에 설명된 장치와 같은 에어로졸 전달 장치의 마우스-단부에 탈착 가능하게 부착될 수 있다. 이러한 실시예가 도 4에 도시되어 있는데, 여기에서 공기 입구(82)를 갖는 탈착 가능한 하우징(80)은 공기 입구(86)를 갖는 에어로졸 전달 장치(84)의 마우스-단부에 연결된다. 탈착 가능한 하우징(80)의 내부 설계는 도 2 및 도 3에 도시된 실시예와 같이 본 명세서에 개시된 실시예 중 임의의 것일 수 있다. 하우징(80)과 에어로졸 전달 장치(84) 사이의 연결은 마찰 끼워맞춤, 압입, 스냅 끼워맞춤, 나사식 결합, 자기적 결합, 접착제 등과 같은 당업계에 공지된 다양한 기술을 사용하여 형성될 수 있다.
2개의 에어로졸 전달 경로는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 반경방향으로 분리된 설계보다는 2개의 경로를 나란한 배열로 분리하는 내벽을 사용하여 분리될 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(90)은 제 1 에어로졸 경로(94)를 제 2 에어로졸 경로(96)로부터 분리하는 내벽(92)(에어로졸에 대해 불투과성 또는 반투과성일 수 있음)을 포함할 수 있다. 별개의 공기 입구(98, 100)는 공기가 하우징(90)으로 진입하게 하는 데 사용되며, 각각의 에어로졸 경로(94, 96)는 적어도 하나의 공기 입구와 관련된다. 하나의 경로는 본 명세서에 기술된 바와 같이 무화기(102)를 사용하여 에어로졸을 생성할 수 있고 하나의 경로는 본 명세서에 기술된 바와 같이 향미제-주입 물질(104)을 사용하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 도 5의 실시예에서, 도 2 및 도 3과 유사하게, 생성된 에어로졸 둘 모두는 마우스-단부 캡(56) 내의 동일한 개구부를 통해 전달된다.
도 6에 도시된 추가 실시예에서, 하우징(110)은 상이한 가열 기술을 사용하여 에어로졸을 전달하는 2개의 평행한 에어로졸 전달 경로를 포함할 수 있다. 하나의 에어로졸 전달 경로(116)는 무화기(112)를 포함한다. 다른 에어로졸 전달 경로(120)는 히터(118)에 근접한 향미제-주입 물질(114)을 포함한다. 히터(118)는 설계가 다양할 수 있으며, 예컨대 평판 구성, 코일 히터, 니들 또는 블레이드 히터 등을 포함할 수 있다. 향미제-주입 물질(114)은 히터(118)에 인접하게 또는 그와 다른 방식으로 가깝게(예컨대, 둘러싸게) 작동 가능하게 위치될 수 있다. 대안으로서, 향미제-주입 물질(114)은 히터가 향미제-주입 물질과의 접촉 전에 하우징(110)으로 유입되는 공기를 예열하도록 히터(118)로부터 하류측에 있을 수 있다. 향미제-주입 물질(114)은 히터(118)에 부착된 향미제를 함유하는 졸-겔 물질, 히터에 코팅된 향미제-주입 코팅, 히터 둘레의 챔버 내에 충전된 고체 또는 겔 향미제-주입 물질 등과 같은 다양한 형태를 취할 수 있다. 또한, 향미제-주입 액체가 히터(118) 상에 분무될 수 있는데, 히터(118)는 히터 상에 액체를 보유하기 위해 거칠거나 다공성의 표면을 나타낼 수 있다. 두 히터는 도 1과 관련하여 논의된 바와 같이 전력 공급원 및 제어기에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 도시된 실시예에서, 2개의 에어로졸 경로(116, 120)는 별개의 개구부(122, 124)를 통해 하우징(110)의 마우스-단부를 빠져나갈 수 있다. 도 2 및 도 3의 실시예와 같이 다른 도시된 실시예에서도 향미제-주입 물질을 포함한 에어로졸 전달 경로에 히터가 통합될 수도 있음에 유의한다.
도 7에 도시된 다른 실시예에서, 하우징(130)은 상이한 기술을 사용하여 에어로졸을 전달하는 2개의 평행한 에어로졸 전달 경로를 포함할 수 있다. 하나의 에어로졸 전달 경로(132)는 무화기(134)를 포함한다. 다른 에어로졸 전달 경로(136)는 버블-제트, 피에조-활성화 제트 또는 다른 에어로졸 형성 프린트 헤드 장치와 같은 프린트 헤드(142)(즉, 에어로졸 제트 어레이)와 유체 연통되는 향미제 주입 액체(140)를 포함한다. 두 에어로졸 형성 장치 모두는 도 1과 관련하여 논의된 바와 같이 전력 공급원 및 제어기에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 프린트 헤드 에어로졸 형성 장치의 예는, 예컨대 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 브래머(Brammer) 등의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2015/0114409 호에 기재되어 있다. 프린트 헤드(142)는 비호흡성인 에어로졸을 생성하는 데 특히 유용하다. 이러한 방식으로, 에어로졸 전달 경로(136)에서 생성된 에어로졸은 구강 및 목 영역에 남아서 사용자에게 바람직한 감각 경험을 제공한다. 에어로졸 전달 경로(132)에서 생성된 에어로졸은 사용자의 폐로 들어가는 호흡성 입자를 생성하는 데 적합할 수 있다.
도 8에 도시된 또 다른 실시예에서, 하우징(150)은, 본 명세서에 기술된 바와 같이 제 1 에어로졸(182)을 생성하도록 구성된 무화기(156)를 포함하는 제 1 경로(152) 및 소형 전기 모터(164)에 연결된 회전축(162) 상에 위치된 회전형 흡수성 물질(160)(예컨대, 원통 형상의 스폰지형 물질)을 포함하는 제 2 경로(154)를 포함하여, 2개의 에어로졸 전달 경로(152, 154)를 제공한다. 향미제-주입 물질을 액체 형태로 수용하는 기질(166)은 향미제-주입 물질이 회전형 흡수성 물질로 전달될 수 있도록 회전형 흡수성 물질(160)과 유체 연통된다. 회전형 흡수성 물질(160)이 회전하여, 에어로졸 액적(170)이 형성되고 원심력으로 인해 장치의 마우스-단부(180)를 빠져나오게 한다. 2개의 에어로졸(170, 182)은 사용자의 구강 내에서 결합될 수 있다. 이러한 방식으로 생성된 에어로졸 액적(170)은 비호흡성인 경향이 있는 반면에, 무화기(156)에서 생성된 에어로졸(170)은 일반적으로 호흡성이다. 두 에어로졸 형성 장치 모두는 도 1과 관련하여 논의된 바와 같이 전력 공급원 및 제어기에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 전기 모터(164)는 본 명세서에 설명된 바와 같은 유량 센서에 의해 활성화될 수 있거나, 또는 회전 가능한 흡수성 물질(160)의 활성화는 사용자에 의해 조작될 수 있는 레버 또는 휠과 같은 기계 장치(도시되지 않음)를 통합함으로써 전기 모터 없이 달성될 수 있다.
도 9는 회전 가능한 흡수성 물질로부터 장치의 마우스-단부의 개구부를 향한 방향 이외의 방향으로 파생되는 에어로졸 액적(170)을 포착하기 위해 2개의 차단 플레이트(190)가 하류측에 위치된 상태의 회전 가능한 흡수성 물질(160)의, 장치 상류측을 향한 도면을 도시한다. 이들 액적은 차단 플레이트(190)의 표면 상에 침착되고, 중력으로 인해 침착된 액적이 장치 내에서 상류측으로 이동하도록 장치가 위치될 때 회전 가능한 흡수성 물질(160) 또는 기질(166)로 복귀한다.
도 10은 하우징(198)이 상류측 무화기(210)로부터 에어로졸을 전달하도록 위치된 중앙 에어로졸 전달 경로(206)를 둘러싸서 외부 세그먼트(200, 202, 204)에 제공된 향미제-주입 물질을 수용한 다수의 에어로졸 전달 경로를 포함하는 다른 실시예를 도시한다. 각각의 외부 세그먼트는 상이한 향미제를 수용할 수 있고, 별개의 공기 입구(214)를 포함할 수 있고, 각각의 세그먼트는 내부에 생성된 에어로졸이 장치의 마우스-단부를 빠져나갈 수 있도록 다공성 단부를 갖는다. 외부 세그먼트는 비다공성 또는 반투과성일 수 있는 벽(212)에 의해 서로 분리되어 있다.
도 10의 실시예는 도 11에 도시된 회전 가능한 마우스-단부 캡(216)으로 보강될 수 있는데, 이것은 중앙 에어로졸 전달 경로(206)로부터 에어로졸을 수용하기 위한 중앙 개구(220), 및 사용자-선택 향미제(또는 향미제들의 조합)를 구강으로 전달되게 하기 위해 외부 세그먼트들 중 임의의 하나 또는 둘(벽(212) 위에 배치된 경우)과 유체 연통을 가능하게 하도록 회전될 수 있는 외부 개구(222)를 포함한다. 임의 선택적으로, 마우스-단부 캡(216)은 도 10의 하우징(198)의 마우스-단부 캡(216)과 다른 구성요소 사이에 마찰을 발생시키는 슬라이드-활성화 로크와 같이, 향료가 선택된 후 회전을 방지하기 위한 로킹 메커니즘(230)을 포함할 수 있다. 자기적 로크, 간섭 로크 등과 같은 다양한 다른 로킹 메커니즘이 사용될 수 있다. 대안으로서, 마우스-단부 캡(216)은 하우징(198)에 부착될 때 제거 가능하고 회전 불가능할 수 있어서, 사용자가 외부 개구(222)의 위치를 변경하기 위해 캡을 제거하고 그 후에 캡을 장치에 다시 부착해야 한다.
본 개시의 많은 수정예 및 다른 실시예는 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 본 개시가 속한 기술 분야의 통상의 기술자에게 떠오를 것이다. 그러므로, 본 개시는 본 명세서에 개시된 특정 실시예들에 제한되지 않으며 수정예 및 다른 실시예들이 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 특정 용어가 사용되지만, 이들은 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용되며 제한을 목적으로 하지는 않는다.
Claims (18)
- 에어로졸 전달 장치에 있어서,
마우스 단부 개구부를 갖는 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 하우징― 상기 마우스 단부 개구부를 통해 에어로졸이 사용자에 의해 흡입될 수 있고, 상기 하우징은 상기 마우스 단부 개구부와 유체 연통되는 제 1 에어로졸 전달 경로 및 상기 제 1 에어로졸 전달 경로와는 별개이며 상기 마우스 단부 개구부와 유체 연통되는 제 2 에어로졸 전달 경로를 한정함 ―;
액체 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소;
가열 요소 또는 압전 요소, 및 상기 저장소와 유체 연통되며 상기 가열 요소 또는 압전 요소와 유체 연통되는 액체 이송 요소를 포함하는 무화기(atomizer)― 상기 무화기는 상기 에어로졸 전구체 조성물로부터 제 1 에어로졸을 생성하도록 구성되고, 상기 무화기는 상기 제 1 에어로졸 전달 경로와 유체 연통되도록 위치되며, 상기 무화기는 제 1 공기 입구와 유체 연통됨 ―; 및
상기 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치된 향미제 주입 물질(flavorant-infused material)― 상기 향미제 주입 물질은 흐르는 공기와의 접촉시에 제 2 에어로졸을 생성하도록 구성되고, 상기 향미제 주입 물질은 제 2 공기 입구와 유체 연통되도록 위치됨 ―을 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 액체 에어로졸 전구체 조성물은 실질적으로 향미제가 없는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 향미제 주입 물질은 액체 담체 및 상기 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션을 포함하거나, 또는 기질 및 상기 기질에 수용된 방출 가능한 향미제를 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서
상기 향미제 주입 물질은 하나 이상의 다공성 모놀리스(monolith), 비드(bead), 입자, 겔, 캡슐 및 코팅의 형태인
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 하우징은, 상기 제 1 및 제 2 에어로졸 전달 경로로부터 하류측에 있으며 상기 마우스 단부 개구부로부터의 방출 전에 상기 제 1 및 제 2 에어로졸의 혼합을 허용하도록 구성된 혼합 영역을 추가로 한정하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 무화기는 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 상기 하우징으로부터 상류측에 있는 별개의 하우징 내에 배치되고, 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 상기 하우징은 상기 별개의 하우징에 고정적으로 또는 탈착 가능하게 부착되는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치된 향미제 주입 물질의 적어도 일부를 가열하도록 위치된 히터를 추가로 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 향미제 주입 물질은 액체 담체 및 상기 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션을 포함하고, 상기 향미제 주입 물질로부터 액적을 형성하기 위해 에어로졸 제트 어레이(aerosol jet array)가 상기 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치되는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 무화기는 다수의 에어로졸 경로를 제공하는 상기 하우징 내에 배치되는
에어로졸 전달 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 에어로졸 전달 경로 및 상기 제 2 에어로졸 전달 경로는 상기 하우징 내에서 나란히 구성되어 있는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
향미제를 포함한 내부 페이로드(internal payload)를 수용하는 적어도 하나의 파괴 가능한 캡슐이 상기 제 2 에어로졸 전달 경로 내에 위치되는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 에어로졸은 호흡성(respirable)이고 상기 제 2 에어로졸은 비호흡성(non-respirable)인
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
(a) 상기 가열 요소 또는 압전 요소에 전류 흐름을 제공하도록 구성된 전력 공급원;
(b) 상기 전력 공급원으로부터의 전류 흐름을 제어하도록 구성된 제어기; 및
(c) 상기 제어기와 통신하고 상기 에어로졸 전달 장치 또는 그의 일부 내에서의 압력 강하를 감지하도록 구성된 유량 센서;
중 하나 이상을 추가로 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 적어도 하나의 마우스 단부 개구부를 갖는 에어로졸 전달 장치로부터 사용자의 구강으로 다수의 에어로졸을 전달하는 방법에 있어서,
(ⅰ) 무화기를 통해 공기를 유동시켜서 제 1 에어로졸을 형성하는 것― 상기 무화기는 에어로졸 전구체 조성물, 상기 에어로졸 전달 장치의 마우스 단부 개구부로 이어지는 제 1 에어로졸 전달 경로, 및 제 1 공기 입구와 유체 연통됨 ―;
(ⅱ) 상기 제 1 에어로졸 전달 경로와 별개인 제 2 에어로졸 전달 경로를 통해 공기를 유동시켜서 제 2 에어로졸을 형성하는 것― 상기 제 2 에어로졸 전달 경로는 내부에 향미제 주입 물질을 수용하고 제 2 공기 입구 및 상기 에어로졸 전달 장치의 마우스 단부 개구부와 유체 연통됨 ―; 및
(ⅲ) 상기 제 1 및 제 2 에어로졸을 상기 에어로졸 전달 장치의 적어도 하나의 마우스 단부 개구부를 통해 사용자의 구강 내로 통과시키는 것을 포함하는
방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 액체 에어로졸 전구체 조성물은 실질적으로 향미제가 없고, 선택적으로 니코틴을 함유하는
방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 향미제 주입 물질은 액체 담체 및 상기 액체 담체와 혼합된 향미제를 포함한 액체 용액 또는 에멀션을 포함하거나, 기질 및 상기 기질에 수용된 방출 가능한 향미제를 포함하는
방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 향미제 주입 물질은 하나 이상의 다공성 모놀리스, 비드, 입자, 겔, 캡슐 및 코팅의 형태인
방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 에어로졸은 호흡성이고 상기 제 2 에어로졸은 비호흡성인
방법.
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