KR100359754B1 - 복합성분섬유및이섬유로형성된담배연기필터 - Google Patents

Abstract

저가, 고강도, 열가소성재료로 이루어지고, 통상 폴리프로필렌으로 되며, 껍질(12)로 완전히 덮여지는 코어(14)와, 또한 가소화된 셀루로즈아세테이트, 에틸렌-비닐아세테이트공중합체, 폴리비닐알콜 또는 에틸렌-비닐알콜공중합체로 형성되는 껍질(12)과로 구성되어 있는 껍질-코어복합섬유(10)는 평균직경 10 미크론 이하로 송풍멜트(melt blown)되고, 또한 담배연기필터로 성형되고, 이렇게 해서 제조되어 나오는 필터는 소요미각을 유지하고 또한 종래의 셀루로즈아세테이트 필터 엘레멘트의 가공능력을 유지하나, 실질적으로 덜 고가의 것으로 된다. 코어재료가 비흡수성이기 때문에 보다 적은 가소제나 첨가제가 적합한 성질을 요구하고, 웨브, 로빙(34) 또는 그러한 재료로 만들어지는 필터는 긴 수명을 가지며, 매우 미세한 섬유는 여러가지 단면으로 형성되고, 보다 높은 표면적을 가져다 주고, 송풍멜트에서 적은 공기와 제조공정을 요구한다. 폴리비닐알콜이나 에틸렌-비닐알콜공중합체의 껍질로 필터엘레멘트는 매우 미세하고, 실질적인 가치가 없는 섬유쓰레기로 남겨지는 주위환경조건에 처할 때 분리분해될 수 있다.

Description

복합성분섬유 및 이 섬유로 형성된 담배연기필터

제 1 도는 본 발명상의 "껍질-코어" 복합성분섬유("Sheath-core" bicomponent fiber)의 한가지 형태를 확대사시도로 나타낸 것이다.

제 2 도는 본 발명에 의한 삼각타원형 또는 Y형의 복합성분섬유의 확대단면도이다.

제 3 도는 본 발명상의 "X"형 또는 단면형의 복합성분섬유예를 위와 같은 방법으로 나타낸 확대단면도이다.

제 4 도는 본 발명상의 복합성분섬유로부터 담배연기필터봉을 제조하기 위한 공정라인의 개략도를 일실시예로서 나타낸 것이다.

제 5 도는 제 4 도의 공정라인의 껍질-코어부풀린 멜트다이부의 개략확대도이다.

제 6 도는 본 발명상의 복합성분섬유로부터 제조된 담배연기필터봉의 확대사시도이다.

제 7도는 본 발명상의 필터엘레멘트를 포함하는 권련의 확대사시도이다.

제 8 도는 셀루로이즈아세테이트수지의 흐름특성상의 가소제의 효과를 나타낸 그래프이다.

* 주 요 부 호 *

10 섬유 12 껍질 14 폴리프로필렌코어

34 토우(tow) 44 스팀다이 48 섬유봉

본 발명은 단중합체 복합성분섬유(unique polymeric bicomponent fbers)와 이 복합섬유로부터 염가로 담배연기필터를 제공하기 위한 방법에 관한 것이다. 여기에서 복합섬유는 염가의 고강도를 가진 열가소성중합체, 그중에서도 통상 폴리프로필렌으로 이루어지는 코어(core)와 그리고 통상 가소성 셀루로즈아세테이트, 에틸렌-비닐 아세테이트공중합체, 폴리비닐알콜 또는 에틸렌-비닐알콜 공중합체 등에서 선택되는 접착가능한 껍질(sheath)과로 이루어지는 복합성분섬유 및 이로부터 제조되는 담배연기필터의 제조방법에 관한 것이다.

복합성분섬유(이하 "복합섬유"라고도 함)는 각기 이들 중합체 재료로 되는 껍질 즉, 겉피복물을 구성하는데, 이 재료는 담배연기필터로 사용할 경우 특히 독특한 성질과 장점을 제공한다. 이들은 여러가지로 본 발명을 상업적으로 이용하는데 중요한 공헌을 한다. 애연가들에게 가장 필요한 것은 아마도 이들 각각의 껍질 재료가 필터담배연기로 쓰일 때 적합한 미각(taste impact)을 갖는 일이다. 더우기 이러한 복합섬유는 부풀린 용해물(melt blown)로 되어 약 10 미크론 이하의 직경정도의 미세한 섬유를 만들게 되면 소정이 여과기능을 얻을 수 있게 된다. 이들 이 복합섬유의 또다른 상업적 특징은 하나의 단계로 된 공정으로 연속적으로 동시에 담배연기필터로 제조가능한 데 있다. 이와같이. 담배연기필터는 본 발명에 의하여 복합(성분)섬유로부터 만들어져 향상된 여과효과를 제공가능하게 되고, 미각적인면에서도 적합하고 또한 염가로 권련 기타 다른 담배제품으로 사용가능케 한다. 여러가지 다양한 섬유재가 담배연기필터엘레멘트로 사용되는데 그러나, 필터의 제조에 사용되는 재료를 선택하는 데는 제한이 따른다. 그 이유는 여러가지 상업적 조건상 바란스(balance)가 요구되기 때문이다. 담배연기필터에 있어 매우 중요한 성질은 무엇보다도 그 필터효과, 즉, 담배연기로부터 나오는 구성부분을 선택적으로 제거하는 능력이다. 그러나 종래 필터링 효과의 범위는 흡기(draw), 굳기, 담배맛에 대한 내충격성과 제조코스트 등과 같이 중요한 다른 상업적인 요소들도 같이 만족시키기 위해 적당히 절충되어야만 했다.

셀루로즈 아세테이트(cellulose acetate)는 오랜동안 담배연기필터의 재료로 선택되어 왔다. 그 기본적인 이유는 이 재료가 상업적으로 대략 50%정도의 필터링 효과를 갖는 능력이 있기 때문인데, 그러면서도 담배맛이 떨어지거나, 흡기에 대한 낮은 저항성, 흡연가의 다수가 소망하는 필터의 굳기 등이 심히 저하되지 않기 때문이다. 상업적으로 바람직한 중요성분으로서의 "맛"은 표준가소성(standard plasticizers)에 의해 주어진다.

이 표준가소성은 셀루로즈 아세테이트섬유로부터 필터엘레멘트를 제조하는데 통상 트리에틸렌글리롤아세테이트 또는 글리세를 트리아세테이트("트리아세틴") 등의 필터엘레멘트를 제조하는 데 사용한다. 종래의 권련필터제조에서는 가소체가 통상 셀루로즈 아세테이트섬유에 인정된 기술을 이용하여 분사법 또는 심지법(wicking)으로 셀루로즈 아세테이트섬유에 이용된다. 종래의 셀루로즈 아세테이트섬유의 중앙을 향하여 가소체를 이동시키는 경향은 섬유표면에서의 가소체의레벨을 감소시키고, 맛을 돋구는 능력을 최소화하며 또한 필터봉(filter rod)속으로 가공되기도 전에 가소화되는 부스러기섬유(plasticized tow fibers)의 저장수명을 제한한다. 이 가소체는 따라서 필터봉을 제조하는 동안 부스러기에 통상 가해진다.

셀루로즈 아세테이트섬유는 이러한 방법으로 가소화되고, 종이로 봉과 같은 형태(rod-like-form)로 싸말아져서 섬유접촉점에서 접착가능하게 되므로써 비교적 자체지지되고 연신되는 필터봉을 2~4시간 동안에 형성하는 데 기여한다. 이 공정필터봉의 형성과 더불어 상승된 온도에서 동시에 가스를 사용하므로써 가속화 가능하다. 이러한 방법으로 제조된 필터봉은 그러한 재료가 별개의 분리된 길이로 담배연기필터엘레멘트로 사용될 때 담배연기의 통로용 비꼬임통로(tortuous path)를 제공하게 된다. 필터링 효능은 같은 섬유중량에서 증가된 섬유표면적을 부여하는 작은 섬유를 사용하면 매우 증가한다. 셀루로즈 아세테이트 섬유로 만든 용제는 직경으로 13 미크론까지 내려간 섬유에만 상업적으로 이용된다. 미세한 셀루로즈 아세테이트섬유, 예컨데 10 미크론이하의 미세한 섬유를 얻기 위해서, 가소화된 셀루로즈 아세테이트수지로 짜는 벨트(melt)가 필요하다; 그러나 그와같이 미세한 셀루로즈 아세테이트섬유를 직접 짜는데 필요한 가소화체정도(level)라면 매우 약하고 상업적으로 쓸모없는 섬유가 된다. 큰 직경을 가진 셀루로즈 아세테이트로 만든 멜트는, 보다 적은 가소화체를 요하는 것이지만, 당겨지고 주름져서 그와 같은 미세한 섬유를 제조하게 되므로써 담배연기필터를 사용가능하게 되는 것이다. 불운하게도 셀루로즈 아세테이트섬유로 꼬은 멜트는 섬유가 가공중에는 파괴되지 않을 정도로만 비교적 낮은 인발비율(draw ratios)로 상업적으로 처리된다. 셀루로즈 아세테이트의 미세섬유를 형성하고 가공함이 불가능하게 되면 담배연기필터에서의 이 재료의 여과효능에 실질적인 제한을 가하게 된다.

또한, 매우 상업적으로 중요한 것이지만 다른 중합체는, 예컨데 폴리올레핀, 셀루로즈 아세테이트와 같은 중합체재료와 비교하면, 비교적 고가이고, 많은 코스트를 요한다. 예를들면 상업적으로 이용가능한 폴리프로필렌과 같은 것은 수지형태에서는 3배이상의 코스트를 요한다.

따라서 담배연기필터의 제조상 셀루로즈 아세테이트 대신 폴리프로필렌과 같은 쉽게 가공된 중합체재료와 덜 비싼 재료를 이용하려는 시도가 있어왔다. 즉, 상업적인 정도의 수준으로 코스트를 끌어내리려는 이러한 노력은 그러나 거의 포기상태에 이르렀다. 그 기본적인 이유는 담배연기의 맛, 즉 미각에 있어 그러한 재료가 바람직스럽지 못한 충격을 가져오기 때문이었다. 또한 그러한 재료를 사용하면 인발(draw)에 대한 저항성 때문에 소정의 굳기를 가진 필터를 얻기위해 섬유를 쉽게 접착하는 것이 불가능하여 이용에 제한을 가져오기 때문이었다.

시장에서 현실적으로 담배연기필터, 특히 권련필터에 상업적인 이용상 일어나는 또 다른 문제점은 사용후에 그러한 재료를 처리하는데 있어서의 어려움이다. 접촉점에서 매우 심히 주름진 셀루로즈 아세테이트를 접착하므로써, 종래의 권련필터는 연기통로용 틈공간의 주요용적을 제공하도록 설계되어 있다. 이러한 필터엘레멘트의 접착접촉점은 높은 용적, 긴 수명을 가져오고, 환경상 바람직하지 못한 쓰레기를 만드는 등 매우 천천히 기능을 저하시킨다.

본 발명의 기본적인 목적은 독특한 중합체 복합섬유재를 제공하는 데 있다. 이들 재료는 셀루로즈 아세테이트의 장점을 가지고, 특히 담배연기필터의 제조에 사용될 때 더욱 그러하다. 한편 전술한 상업적으로 인정받은 재료의 결점을 극복하는데 있다.

본 발명의 다음의 목적은 종래의 셀루로즈 아세테이트 섬유필터의 장점을 가지는 담배연기필터를 염가로 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 껍질-코어(sheath-core) 이성분 섬유재료를 제공하기 위한 것으로, 특히 담배연기필터엘레멘트의 제조에 사용될 수 있도록 하기 위하여 상업적으로 바랍직한 맛, 경도(hardness), 셀루로즈 아세테이트 섬유필터의 연신성(draw property)에 대한 저항성을 얻어 염가, 높은 강도를 가진 폴리프로필렌과 같은 중합체재료를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또하나의 목적은 껍질-코어 복합섬유로부터 형성되는 담배연기필터를 제공하기 위한 것으로, 이 경우 껍질은 환경조건에 따라 급속히 질저하를 가져오고 필터엘레멘트와 비교하여 매우 낮은 용적으로 되는 접합되지 못한 미세섬유만이 남겨지는 것을 방지하기 위한 것이다.

본 발명의 또하나의 목적은 약 10 미크론 이하의 평균직경을 가진 매우 미세한 섬유를 만들어내는 부풀린 멜트섬유(melt blown fiber) 기술을 이용하여 미세화된 복합섬유를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 필터봉의 구조상 완전을 기하면서도 아울러 높은 필터링 효능을 가진 담배연기필터봉을 제조할 수 있는 매우 미세한 복합섬유를 제공하므로써 제조코스트를 줄이는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 그러한 부풀린 멜트, 복합섬유와 같이 상업적으로 바람직스런 맛성질, 여과효능, 연신에 대한 저항성(resistance to draw), 딱딱한 성질(hardness property) 등의 성질로부터 만들어지는 필터봉, 필터엘레멘트와 필터링된 권련 및 그 제조방법을 제공하므로써 매우 높은 효능과 상업적 적응성을 가진 재료와 그 재료의 제조방법을 제공하는 데 있다.

이하 본 발명에 관한 명세서와 특허청구범위를 연구하게 됨에 따라 본 발명의 추가적인 목적과 장점을 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 상술한 목적들은 부풀린 멜트(melt blown), 저코스트의 코어(core)와 높은 강도를 가진 가급적, 폴리프로필렌 등의 중합체와 그리고 가소화셀루로즈아세테이트(CA), 에틸렌-비닐아세테이트공중합체(EVA), 폴리비닐알콜(VAL), 에틸렌-비닐알콜공중합체(EVAL) 등으로부터 선택되는 접착가능한 중합체재료의 껍질과, 그리고 비교적 자체지지가능하고, 연신되는 필터봉을 형성하기 위해 상기 섬유재를 가공한 것으로 이루어지는데, 이들 필터봉은 다수의필터엘레멘트로 나뉘어 제조되어 그 단부와 단부가 연결되어 필터링된 권련(filtered cigaretts)으로 합체(incorporation)된다.

여기에서 "복합(biocomponent)"라는 용어는 섬유구조의 분리부(discrete portion)에 위치하느 서로 다른 화학적 성질을 가진 두 중합체를 사용함에 관한 용어이다. 복합섬유의 다른 형태가 가능한데, 두개의 중합체사이에서 "나란히("side-by-side")나 "껍질-코어"관계를 만들어내는 보통을 뛰어넘는 기술에 관한 용어이다. 본 발명은 기본적으로 "껍질-코어" 복합섬유의 제조에 관한 것으로, 여기에서 접착가능한 껍질중합체는 섬유를 묽게(attenuate)하기 위하여 통상 "부풀린 멜트(melt blown) 섬유가공법을 이용하여 폴리프로필렌과 같은 고강도중합체재료, 비교적 저코스트의 코어를 둘러싸고 완전히 덮을 수 있는 폭을 이루고 있다. 이러한 구조와 더불어, 코어재료는 적어도 50중량%이상, 90중량%정도까지의 섬유(total fiber)로 구성되어, 모두 셀루로즈 아세테이트로 이루어져 있는 섬유보다도 실질적으로 적은 코스트를 가진 섬유에 높은 강도를 부여한다. 조밀한 껍질재료로는 껍질 재료의 높은 중량%가 바람직스러운데, 예컨데 40/60, 껍질/코어로 하면 성공적인 접착을 위한 적절한 포장과 코어재료의 대부분을 계속 유지하면서 미각(taste impact)을 보증할 수 있다. 접합부에서의 코어재료가 보다 적은량이라도 상업적으로 중요한 방법으로 제조되는 섬유 및 담배연기필터의 제조코스트를 줄인다.

담배연기필터의 제조에 사용될 경우, 전술한 CA, EVA, VAL 또는 EVAL이 줄형태로 병렬된 섬유(juxtaposed fiber)의 껍질은 여과효능, 경도 및 종래의 셀루로즈 아세테이트필터와 유사한 것에 연신 저항성을 부여하는 데 필요한 전술한 기술에 의하여 자기지지필터봉을 성형하는 접촉점에서 접착가능해진다. 또한 표면껍질만이 연기에 접촉하므로, 껍질중합체의 높이 요구되는 미각(taste property)이 이해되고 또한 코어재료의 맛성질상 바람직하지 못한 충격을 피할 수 있다.

복합섬유가 잘 알려져 있으나 본 발명에 의하여 어떤 껍질-코어의 접합(conjugate)이 독특하여, 예상하지 못했던 공헌을 하고 있다. 예를들면, 멜트 스피닝(melt spining) CA 와 적합성 부여의 어려움 그리고 폴리프로필렌과 같은 열가소제로 형성된 구성체의 희석화의 어려움 때문에, 본 발명에 의해 접합물의 부풀림 멜트에 의하여 형성되는 그러한 재료를 가진 복합섬유가 신규한 것으로 여겨진다.

이와 같이 나란히 있는 EVA 복합섬유와 폴리 올레핀이 우선 담배연기필터제조에 바인더(binder)로서의 용도에 사용할 것이 제안되었는데, 이는 기본적으로 셀루로즈 아세테이트 스테이플섬유로 구성되고, 연속적인 EVA 껍질-코어 섬유를 사용해서 그러한 필터제품의 주성분 아니 전체성분으로 공급하도록 하는 특징은 공인된 바 없다. 더우기 높은 강도, 저가로서 폴리프로필렌과 같은 복합섬유 VAL 또는 EVAL 의 껍질과 같은 것을 비교적 안정적이고 자체지지가능하고 통기성으로 형성하기 위하여, 담배필터로서 효과적인 기능을 가지며, 아직도 주위 환경조건에 따라 허물어져 버리기 쉬운 접착된 봉(rod)은 예상외의 것이다.

종래의 "부풀린 멜트" 섬유짜는 기술("melt blown" fiber spining techniques)에 의해 제조되는 이러한 성질의 복합섬유는 극미세섬유를 제조하기 위해 압출도중 묽게한다. 약 11 미크론 정도의 셀루로즈 아세테이트섬유가 상술한 바와 같이 알려지고 있으나, 상업적으로 실제 사용가능한 셀루로즈 아세테이트섬유는 일반적으로 대략 13 미크론 정도의 직경을 가진 섬유이다. 본 발명상 10 미크론 이하의 복합섬유는 5 미크론, 심지어 약 1 미크론까지도 미세화하여 제조할 수 있어서 이를 담배연기필터봉 속으로 합체시킬 수 있다.

CA, EVA, VAL 또는 EVAL 폴리머의 껍질은 흡연가들이 요구하는 바람직한 미각(taste property)을 상업적으로 갖춘 담배연기필터를 제공할 뿐 아니라 그러한재료의 소망하는 우수한 접착성 또는 접합성(bonding property)을 가진 그러한 섬유로 이루어지는 토우(tow)나 웨브(web)를 제공하며, 또한 이러한 섬유는 산업상 통상 이용되는 상업적 고속도 필터봉제조장치에 적합하게 걸어 가공할 수 있다. 더구나, 열-가속화접합 또는 접착이 이용되면, 그러한 이성분성분에서의 폴리프로필렌의 코어는 토우(tow)의 열가공중에도 그 강도를 유지하며, 평탄도를 양호하게 그리고 높은 저장성을 부여한다. 또한 폴리프로필렌코어로, 모두 셀루로즈 아세테이트로 만들어지는 섬유가 뜨거운데 들어가거나 습기찬 담배연기("열붕괴")가 되면 섬유가 풀어져서 연기가 옆으로 돌아나가는 경향을 띄게 되는데, 이러한 문제점이 없어지게 된다.

본 발명상의 복합섬유는 원통형코어로 이루어지고, 껍질을 둘러싸며, 다만 비환상의 단면을 가지는 부풀린 멜트섬유다이(melt blown fiber die)를 통해 압출되기도 한다. 예를들면, 알려진 기술과 장치로는 트릴로발(trilobal)또는 "Y"형 섬유를 제조할 수 있다. 같은 이유로 "X"형 또는 다른 다수의 다리를 가진 뻗어있는 단면섬유형도 제조가능하다.

그러한 모든 섬유에서 껍질중합체(sheath polymer)는 여전히 폴리프로필렌코어를 완전히 덮어서 전술한 장점을 제공한다. 그러나, 비원형 단면(non-round cross section)은 특히 최고의 제품에서 여과목적상 표면적 증가를 가져다 주는 장점이 있다.

또한, 비원형단면, 그리고 증가된 표면적을 갖는 섬유의 제조는 부풀린 멜트 공정에서 섬유를 묽게하는데 사용되는 공기효과도 향상시킨다. 그리고 그 결과 만들어지는 웨브(web)에서의 높은 탄성(loft)을 만들어준다. 이는 매우 중요한 요소로서, 송풍 멜트제품(melt blown product)으로 주름이 생기지 않는다. 비원형단면은 일반적으로 제조코스트를 또한 줄이는 복합섬유의 가공에 필요한 공기의 량을 줄여주는 결과를 가져다준다. 이에 따라 압축공기의 제공코스트를 줄여줄 뿐 아니라. 그 목적으로 사용될 경우 공기의 소산 또는 분산비용을 최소화해 주기도 한다.

본 발명에 의한 복합섬유의 사용으로, 특히, CA, EVA, VAL또는 EVAL 폴리머를 껍질에서 그리고 폴리프로필렌폴리머를 코어에서 사용하므로써 담배연기필터는 종래의 상업적으로 이용가능한 장치를 이용하여 70%나 되는 정도의 재료의 코스트 절감을 도모하면서 제조가능하다. 또한 매우 미세한 송풍벨트섬유가 제조되면 필터의 여과효능은 80-95% 이상으로 상승하게 되고, 이에따라 상업적으로 받아들일 수 있는 압력강하를 가져올 수 있고 높은 여과필터기능을 가진 종래의 것보다도 실질적으로 저렴한 비용으로 할 수 있다. 효과적이게도 본 발명으로 제조되는 담배연기 필터의 여과효능이 종래의 필터와 비교해서 적어도 비용코스트면에서 섬유의 주부분으로 되는 코어재료를 낮은 코스트로 대치할 수 있다는 것이다. 본 발명상 여러가지 섬유성분으로 제조되는 필터의 예와 관련필터기능 그리고 코스트수치를 종합하여 요약하면 이하에 설명할 표 1,2,3 과 같다.

본 발명에 의한 담배연기필터의 제조에서 복합섬유를 사용하면 그 껍질은 VAL 또는 EVAL 로 구성되어 생물학적인 분해가능성(biodegradability)이 보다 향상된다. 종래의 필터엘레멘트를 제외하면 여과된 권련의 남은 성분은 비교적 정상적인 환경조건하에서는 급속히 분해되어 쓰레기 매립지(waste landfills)에서 상당한공간을 차지하거나 주변환경을 훼손시킬 정도로 찌꺼기를 남기는 일은 적다.

그러나, 심히 주름지면서 접착된 셀루로즈 아세테이트필터엘레멘트는 통상 상업적으로 이용가능한 여과된 권련에 사용되는 것으로, 파손시키기 어렵고, 이에 따라 보기 흉하게 되고, 긴 묶음이 되며, 환경상으로도 바람직스럽지 못한 찌꺼기 또는 쓰레기를 만든다. VAL 및 EVAL 공중합체는 점차 유연하게 되거나 물이 존재하면 분해되기 쉽게 된다. 따라서, 본 발명에 따라 담배연기필터를 형성하는 접착된 접촉점은 여기에서 비교적 자기지지되는 연기가 통과하는 필터엘레멘트가 VAL 또는 EVAL 의 껍질을 가진 복합성분쩝질-코어섬유를 접착하므로써 형성되는 것이지만, 정상적인 주변환경조건하에서 잘게 부수어져서 거의 보이지 않는 매우 미세한 섬유 밖에 남기지 않는다. 따라서, 그러한 재료로 형성되는 필터엘레멘트가 흡연중 단시간에 비교적 적은 량의 습기에 닿게되게 되는 것에 견디는 동안 접착된 접촉점은 사용후의 여과된 권련의 잔존부를 따라 신속히 분해되어, 주변환경에 바람직하지 못한 쓰레기나 폐기물을 거의 남기지 않게 된다. 다른 섬유재와 조화를 이루어 담배연기필터를 제조함에 있어 그러한 복합성분섬유의 대부분을 사용하더라도, 생물학적으로 보다 분해가능한 제품으로 만들어지는 결과를 가져온다.

여기에서 기술하는 바와 같은 복합성분섬유의 대부분으로 형성된 담배연기필터는 독특하고, 상업적으로 바람직스러운데, 상기 복합성분섬유는 다른 중합체섬유를 작은 비율로 합체하고, 특수용도로서 셀루로즈 아세테이트 동종 중합체섬유를 포함한다. 그러나 여기에서 개시된 복합성분의 송풍멜트섬유의 전부로 이루어지는 담배연기필터를 제조하면 본 발명상의 장점이 무엇인지 이해될 것이다.

과립의 고체 또는 액체첨가제를 추가함으로써 그러한 필터의 여러가지 성질이 향상된다. 예를들면, 미세한 활성탄입자를 이 분야에서 통상의 기술을 가진 사람들이 알 수 있는 바와 같이 필터엘레멘트에서의 가스상 여과특성(gas phase filtration characteristics)을 부여하기 위하여 필터봉속으로 같은 것을 집적해 넣기전에 상기 복합성분섬유의 웨브(web) 즉, 천이나, 또는 로빙(roving), 즉 조방사에 넣는 것이 그것이다.

종래의 셀루로즈 아세테이트 가소제(cellulose acetate plasticizers)가 활성탄을 "불활성(blind)" 또는 비활성화(deactivate)하려는 경향을 띄기 때문에, 본 복합성분섬유는 소요가소제량이 없어지거나 감소되므로 인해 보다 높은 가스상 여과효과를 제공한다. 따라서, 보다 효과적인 필터는 동일수준의 활성탄첨가 또는 보다 저가의 필터가 동일한 효능을 가져올 정도로 공급가능하다.

역시 액체방향-개량물질 또는 방향제는 그러한 물질로부터 필터엘레멘트를 통해 통과되는 연기의 방향(flavor)을 바꾸거나 향상시키기 위해 섬유위로 분사된다. 예컨데, 박하뇌와 같은 맨틀(menthol) 담배 및 또는 필터재료에 통상 가해져서 맨틀이 들어간 권련(mentholated cigarettes)을 제조하는 것이 그것이다. 그러나, 그러한 재료는 셀루로즈 아세테이트섬유로 통상 흡수되어, 그 효과를 감소케한다. 폴리프로필렌코어가 비흡수성이고, 껍질중합체는 흡수성이 적거나 없으므로, 본 복합성분섬유로, 소정의 미각 효과를 이루는데 필요한 첨가방향제의 량은 감소 가능해진다.

본 발명의 개념은 CA, EVA, VAL 또는 EVAL 중합체껍질과 열가소성중합체코어를 구성하는 복합성분섬유의 제조에 유용하며, 셀루로즈 아세테이트로 모두 형성한 섬유가 계속 사용되는 것으로 현재 이 섬유의 그 기본용도는 담배연기필터의 제조이다.

이와같이, 본 발명상의 담배연기필터가 권련에 적용되거나, 파이프(pipes)에 적용되면, 그 필터의 기본적인 상업적 용도는 권련용 필터가 되는데, 따라서 이들 제품들을 여기에서 본 발명상의 광범위한 용도를 예를 들면서 상세히 설명코저한다.

본 발명을 목적, 특징, 장점 등으로 보다 잘 이해하기 위해 첨부된 도면으로 이하에 상세히 설명코저한다.

본 발명상의 개념은 복합성분의 껍질-코어 송풍 멜트섬유(melt blown fiber)에 구현되어 있는데, 여기에서 코어는 저가, 고강도, 열가소성의 중합체(thermoplastic polymer), 그중에서도 폴리프로필렌(polypropylene)으로, 그리고 껍질(sheath)은 통상 셀루로즈 아세테이트, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(ethylene-vinylacetate copolymer), 폴리비닐알콜 또는 에틸렌-비닐알콜 공중합체로 이루어지며, 담배연기필터는 이들로부터 구성된다.

여기에서 셀루로즈 아세테이트는 트리아세틴(triacetin)과 같은 표준가소제로 합성되는 칩(chip)의 형태로 셀루로즈 아세테이트수지이다. 점점 작아지는 송풍 멜트(melt blown) 즉, 공기로 부풀어지는 녹아있는 액체상의 복합섬유(biocomponent fibers)를 얻기 위하여, 셀루로즈 아세테이트수지는 제 8 도에서 보는 바와 같이 그 점도를 낮추기 위해 보다 높게 가소화되어야 한다. 그러나, 폴리프로필렌코어는 담배연기필터속으로 가공도를 보증하기 위하여 미세섬유에 구조적 강도를 부여해준다. 또한, 가소제로 적절히 합성된 셀루로즈 아세테이트수지를 사용하면, 열접착기술이 사용될 때, 담배필터제조방법상 또는 복합섬유의 제조중에 가소제를 추가로 첨가할 필요는 없다. 바람직스럽게도, 셀루로즈 아세테이트수지는 최종제품상 주된 충격을 줌이 없이 큰 변동, 수정이 가능하다해도, 담배 연기필터의 상업적 제조를 위해 현재 사용되는 셀루로즈아세테이트로 만든 용제와 같은 아세틸화수준과 대략 같은 수준으로 되고 있다.

셀루로즈 아세테이트가 껍질재료에 이용되면 바람직한 가소제는 글리콜트리 아세테이트("트리아세틴(triacetin)")나 트리에틸렌 글리콜디아세테이트(triethylene glycoldiacetate)와 같은 초산에스테르이나; 셀루로즈 아세테이트등 어떤 가소제도 수용할 수 있다. 폴리프로필렌코어가 가소제를 흡수하지 않기 때문에, 가소제의 높은 량은 봉의 성형가공중 열을 가하기만 하여도 섬유를 접착되도록 복합섬유중합체의 섬유의 표면상에서 지탱되게 한다. 표면가소제도 또한 담배연기가 지나는 섬유의 미각에 기여한다.

폴리프로필렌코어에 의한 가소제흡수의 결여도 또한 섬유 토우(tow), 웨브(web), 또는 로빙(roving)의 형태로 장기간 저장되도록 해주며 또한 열접착기술을 이용하여 필터봉속으로 계속 가공되게 한다.

담배연기맛에 맞는 영향을 주는 양호한 가공성과 접착특성(또는 접착특성:bonding characteristics)을 부여하는 재료로서 셀루로즈 아세테이트를 껍질재료로 들 수 있는데, 이는 초산에스테르(acetic acid) 및 또는 풍부한 수산기를 함유하는 중합체를 포함한다. 이 카테고리에서 중합체는 비닐아세테이트의 공중합체화와 하나 또는 그 이상의 모노머(monomers), 예컨데, 에틸렌이나 프로필렌, 그 중에서도 에틸렌-비닐아세테이트공중합체(EVA), 그리고 상기 모두 또는 부분적으로 가수분해된 제품(hydrolyzed products)은 물론, 그 중에서도 나머지 잔여아세테이트그룹과 에틸렌비닐알콜공중합체(EVAL)를 통상 함유하는 폴리비닐알콜(VAL)등으로 만들어지는 모든 중합체를 함유한다.

낮은 분자량을 가진 수지는 작은 직경을 가진 복합성분섬유를 제조하는데 필요하고, 어떤 경우에는 가소제를 제 8 도에서의 가소화된 셀루로즈 아세테이트용으로 도시된 것과 유사한 관계에서 보다 낮은 점도로 첨가한다. 다음의 실험 A 및 B는 EVA/폴리프로필렌 복합송풍멜트섬유의 섬유사이즈용량에 대한 중합체분자량의 효과를 보여준다. 또한 EVA 중합체의 분자중량과 섬유사이즈상의 그 멜트점도사이의 관계를 나타낸다.

멜트점도(melt viscosity)는 중합체화 공정을 통해 분자량을 가변시키므로써 변화가능하다. 또한, 공중합체의 혼합도 조정가능하다. 예컨데, 여기 실시예에서 언급한 EVA 를 20/80 중량%로 비닐아세테이트/에틸렌혼합체로 이용한다 해도, 이 비율은 별개로 가변할 수 있다. 또한 언급한 바와 같이, 서로 다른 레벨에서 껍질 중합체에 대한 사용 또는 가소제도 또한 멜트점도를 바꿀 수 있다. 본 분야에 통상의 기술을 가진 자라면 필요로 하는 사이즈와 성질로 본 발명의 범위내에서 섬유를 제조할 수 있는 적절한 함수를 선택할 수 있다.

복합섬유의 제조에 사용되는 특수중합체의 제조방법은 본 발명의 분야가 아니다. 이들 중합체의 제조공정은 잘 알려져 있고 또한 CA, EVA, VAL 또는 EVAL 재료는 상업적으로도 잘 이용된다. 같은 멜트점도를 가진 껍질 및 코어재료를 이용할 필요가 없는데, 각 중합체가 복합송풍멜트섬유공정에서 따로 준비되기 때문인데, 코어재료를 선택하는 것은 필요하다. 예를들면 껍질중합체의 멜트지수에 유사한 멜트지수(melt index)를 가진 폴리프로필렌이나 또는 필요하다면, 코어재료의 멜트지수에 유사해야할 껍질중합체의 점도를 가변시키므로써 복합성분다이를 통해 벨트 압출공정(melt extrusion process)에서의 적합성을 보증하게 된다. 상업적으로 이용가능한 열가소성중합체 및 첨가제로 적합한 벨트지수를 가진 껍질-코어성분을 제공하는 것은 이 분야에서의 기술을 가진 자에게는 그리 중요한 문제가 아니다.

폴리프로필렌이 코어재료로 채택되는데, 다른 열가소성중합재료도 예컨데 나일론 6 및 나일론 66 과 같은 폴리아마이드와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(terephthalate)와 같은 폴리에스테르가 사용가능하다. 그러나, 저밀도, 고밀도의 두가지 폴리에틸렌을 함유하는 폴리올레핀도 코스트면에서 바람직한데 또한 폴리프로필렌도 송풍멜트기술을 이용하는 매우 미세한 섬유의 제조에 필요한 강도를 부여하는데 특히 유용함을 알게되었다.

다른 껍질 또는 코어재료도 본 발명의 광범위한 범위내에서 사용가능한데, 특허청구범위에서도 규정한 바와 같이. 바람직한 껍질은 가소화된 CA, EVA, VAL 또는 EVAL, 어느 것으로부터 형성되고, 바람직한 코어는 폴리프로필렌으로부터 형성된다. 따라서 이하에 그러한 재료들에 대해 참고하기로 한다.

본 발명상의 복합섬유는 제 1 도의 부호 10 으로 개략도시되어 있다. 물론 섬유사이즈와 껍질-코어부분의 상대적 비율은 알기쉽게 이해되도록 그림에 매우 과장되어 있다. 이 섬유 10 는 통상 CA, EVA, VAL 또는 EVAL 12껍질과 폴리프로필렌코어 14 와로 구성된다. 이 코어재료는 전체섬유량의 적어도 50%이상, 바람직하게는 약 80%이상의 중량으로 하는것이 좋다.

제 1 도에서 도시되어 있는 복합섬유는 원형단면으로 되어 있다. 그런데, 적절한 형상의 껍질-코어압출다이에 있는 개구부를 선택가능하고, 섬유는 최종담배연기필터의 여과기능을 향상하기 위해 표면적을 증가시킬 목적으로 비원형단면으로 할 수도 있으며, 송풍멜트기술을 섬유를 묽게 하는데 이용할 경우 공기를 사용하여 이를 향상시킬 수 있다. 삼각타원형 또는 "Y"형의 섬유 10a 가 제 2 도에 도시되어 있는데, 이는 껍질 12a 와 코어 14a 와로 구성된다. 이와 비슷하게 엇갈린형 또는 "X"형의 복합섬유가 제 3 도에서 부호 10b 로 나타나 있는데, 여기에서는 껍질 12b 및 코어 14b 와로 구성되고 많은 다수의 발을 가진 섬유코어단면도 가능하다. 각각의 예에서 알 수 있듯이, 껍질은 코어 재료를 완전히 덮는다. 코어재료의 주요부를 감싸는 것에 실패하면 본 발명상의 장점이 상당히 감소하거나 없어진다.

제 4 도 및 제 5 도는 본 발명상의 개념에 입각하여 복합섬유를 제조하고 또한 이를 필터봉(filter rods)으로 가공하여 여과된 권련같은 것을 제조하는 데 사용되는 필터엘레멘트를 계속적으로 잘게 나누어 만들기 위한 바람직한 장치를 일례로서 개략적으로 도시한 것이다. 전체적인 가공라인은 제 4 도에서 부호 20 으로 나타내었다. 이 실시예에서는, 복합섬유가 담배연기필터봉으로 섬유를 가공하기 위해 사용되는 장치에서 일련의 라인상으로 제조되는 것이 나타나 있다. 이러한 라인 배치는 본 발명상의 송풍멜트기술로 현실화되는데, 이는 이 공정에 필요한 장치의 작은 자국 때문이다. 인라인가공공정(in-line processing)이 독특하고 명백히 장점을 갖고 있는 한, 본 발명에서는 이를 제한하지 않으며 본 발명상의 복합섬유가 별도로 만들어져서 연장되는 기간동안 저장된다.

라인상에 또는 별도로, 복합섬유자체는 복합성분필라멘트(biocomponent filaments)용 표준섬유방적기술을 이용하여 만들 수 있는데, 예를들면 파웰특허 제3,176,345 호 또는 3,192,562 호 또는 힐스 특허 제4,406,850 호를 들 수 있다. 앞으로 나올 특허의 각각의 주제는 껍질-코어섬유를 포함하는 복합섬유의 제조용 일반기술에 관한 실험적 정보에 관한 예에 의하여 그 전부를 합친 것이다. 이와같이, 섬유재료의 송풍멜트용 방법 및 장치는 이들이 복합섬유재용이든 아니든, 잘 알려져 있는 것들이다. 예컨데, 번틴의 특허 제3,615,995 3,595,245 호, 슈바르쯔 특허 제4,380,570, 4,731,215 호 그리고 로캄프 등의 특허 제3,825,379 호의 경우를 보면 관련기술이 이 기술에서 더욱 배경을 이루고 있음을 전체적으로 각기의 주제를 보면 알 수 있다. 앞으로 나올 관련기술도 공지의 기술과 복합섬유 형성용 장치 및 가늘게 하기 위한 송풍멜트를 형성하기 위한 기술을 포함할 것으로, 본 발명에서도 사용할 것이다. 공지관용의 것은 본 발명에서 설명하지 않도록 한다.

어떻든, 껍질-코어의 송풍멜트다이는 제 5 도에서 부호 25 로 확대 도시되어있다. 용융된 껍질-형성중합체 26, 용융된 코어-형성중합체 28 는 다이 25 속으로 공급되어 앞서 언급한 힐즈 특허 제4,406,850 호에 개시되어 있는 바의 형으로 되는 개략적으로 부호 30 으로 도시된 중합체 분배판을 통해 그로부터 압출된다.

앞서 말한 바와같이, 복합섬유는 본 발명상의 광의의 개념에 따라 송풍멜트를 필요로 하지 않는다. 그 대신 섬유는 소위 "스펀 본디드(spun bonded)" 또는 "스펀래이스드"(도시안됨)와 같이 불리우는 화학섬유를 방사하면서 만들어지는 부직포제조 또는 레이스와 같은 형태로 만들어지는 기술을 이용하여 웨브의 형태로 집적 또는 집속된다. 그러나 용융섬유를 부호 32 호 개략도시한 공기판을 통해 공급되는 고점도의 공기 분사속으로 압출하고, 이 섬유를 가늘게 하여 굳어지게 하여 10 미크론이하의 직경크기로 초미세 복합섬유를 제조하게 한다. 이러한 처리로 연속적인 미세와 또는 주름지게 유도하는 가공(crimp-inducing processing)없이도 즉시 가공에 적합한 형태로 복합섬유의 띄엄띄엄 무작위적으로 흩어져 분산되는 엉클어진 웨브나 로빙(roving) 34 를 제조할 수 있게 한다.

과립의 활성탄(granular activated charcoal)과 같은 첨가제를 입자층으로 하면 부호 36 으로 개략적으로 도시된 바와 같이 토우 34 위로 쌓이게 된다. 또한 방향제(flavorant)나 방향제와 같은 액체첨가제가 토우 34 위로 분사되기도 한다(도시안됨) 부호 38 로 개략 도시한 바와 같이 스크린이 덮여진 진공집적드럼(vacuum collection drum)이나 이와 비슷한 장치가 보다 가공을 촉진하기 위하여 동반된 공기로부터 섬유웨브 또는 섬유로빙 34 을 분리시키기 위하여 사용된다.

제 4 도에서 도시된 가공라인의 잔존부는 종래의 것으로, 발명자 리챠드 엠, 버거에게 부여된 특허에서 상세히 기재되어 있는 바와 같은 바, 섬유의 열접착을 촉진하기 위해서는 각 개 엘레멘트에 수정변경이 필요하다.

버거특허의 예로서 특허 제4,869,275, 4,355,995, 3,637,447 호를 예로 들 수 있는데, 각각의 주제는 여기에서 관련문헌에 합치도록 했다. 이러한 열접착기술은 제 4 도에 도시되어 있는데, 여기에서 복합섬유의 웨브나 로빙 34 은 송풍멜트 기술을 이용하여 제조되고, 또한 부호 40 에서 종래의 공기분사를 통하여 연속적으로 통과하여 부호 42 에서와 같이 부풀려졌다가(bloomed) 가열된 공기나 스팀다이 44 에서의 봉의 형상으로 모아져서 가소화된 셀루로즈 아세테이트의 껍질 또는 다른 적절한 껍질중합체가 활성화되어 동일한 접착성을 갖도록 된다. 다른 가열기술, 예컨데 유전가열(dielectric heating)과 같은 기술이 선택된 껍질재료에 유용하거나 바람직하다. 어떻든, 그 결과로 생성되는 재료는 다이 46 에서 공기나 공기와 같은 것으로 냉각하여 비교적 안정되고 자기지지되는 봉상섬유구조(rod-like fiber structure) 48 를 만들어 주게 된다. 섬유봉 48 은 지류(paper) 또는 이와 같은 것 50(플러그 싼 것:plugwrap)으로 싸여 말아두는 종래의 방법으로 연속적으로 말아놓은 섬유봉(wrapped fiber rod)52로 만들어진다.

이렇듯 연속적으로 제조되는 섬유봉 52 는 싸여 말아지든 그렇지 않든, 표준 절단기헤드 54 를 통해 통과되고 그 선단에서 절단되어 소정의 길이를 가진 담배필터봉으로 된 다음 자동포장기로 들어가 적치된다.

또한, 공지의 방법을 사용하든가 하여 필터봉을 더욱 잘게 나누게 되는데 다시 말해,본 발명에 따라 다수의 분리된 별개의 담배필터엘레멘트나 플러그가 필터봉을 형성되며, 그 중 하나가 제 6 도 부호 60 으로 개략적으로 나타나 있다. 각 필터엘레멘트 60 에는 플러그쌈지(plugwrap) 64 에 든 담배연기필터재료의 연신된 통기가능한 몸체가 구성되어 있다. 필터봉의 필터재료 62 는 본 발명에서는 제 1 도의 부호 10 로 도시된 바와 같은 필터엘레멘트별로 된 다수의 복합성분섬유로 구성되어 있다. 이 섬유는 사용시 담배연기통로용 비틀린 구부러진 틈새통로(tortuous interstitial path)로 되는 접촉점에서 접착된다.

본 발명에 의하여 제조되는 필터봉은 여기에서 도시된 바와 같이 균일한 구조를 요하는 것이 아니고, 내부포켓, 외부홈, 기타 전술한 버거나 기타 다른 발명가들에게 허여된 특허에서 볼 수 있는 바와 같이 주름진 부분이나 다른 수정변경부분을 가질 수 있는데, 이 또한 본 발명의 개념과 떨어져 있는 별개의 것이 아니다.

종래의 필터 부착된 권련은 제 7 도의 부호 65 에 개략적으로 도시되어 있다. 이는 종래의 권련용 지류 68 에 의해 덮여지는 담배봉(tabacco rod) 66 으로 이루어지고, 별개로 분리된 필터엘레멘트 60 로 구성되는 필터기구에 보지되며, 이렇게 하여 종래의 권련제조장치(도시안됨)상에 필터봉을 더욱 잘게 나누게 되는 결과를 가져온다. 필터부 70 는 플러그쌈지 74 에 의해 덮여싸는 필터링부재 72 의 몸체로 구성되고, 표준선단쌈지(standard tipping wrap) 76 에 의해 종래방법으로 담배봉으로 보지한다. 표 1, 2, 3 에 소개된 실시예는 또한 본 발명개념에 관한 정보를 제공한다. 그러나, 이들 실시예는 도시되고, 여러가지 재료와 가공함수가 본 발명범위내에서, 통상의 기술내에서 가변될 수 있음을 알아야 할 것이다.

표 1

표 2

표 3

본 발명으로 형성된 필터옐레멘트와 표 1 에서의 콘트롤과의 비교에 의하여 알 수 있듯이 상업적으로 적용가능한 압력강하 및 감소된 필터중량으로 여과의 향상이 가능하다. 보다 중요한 것은 표 3 에서와 같이, 원료의 코스트가 거의 70% 정도나 엄청나게 줄어든다는 것이다. 이와 비슷하게 표 2 에서는, 활성탄이 필터엘레멘트에 가해질 때, 고체 및 증발상의 여과가 향상되고, 그러면서도 원료코스트는 매우 낮아지는 것이 표 3 에서 증명된다. VAL 로 도시되는 이들에 대한 비교가능한 기능상의 잇점은 EVAL 의 껍질로 기대된다.

바람직한 실시예 및 가공함수들이 도시되고 기재되고 있는 한편, 이들 실시예들이 가변되더라도 통상의 기술자들이라면 본 발명개념과 떨어질 수 없음을 알 수 있을 것이다.

Claims (32)

1. 연기통로로서 비꼬임 공간을 가진 통로와 접촉하는 공간점에서 상호 접착되는 연속섬유로 이루어지는 섬유재료로 구성되고 자기지지되는 원통형의 엘레멘트(60)로 이루어지는 담배연기필터기구에 있어서, 상기 섬유의 주요부분은 셀루로즈 아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer), 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohl) 에틸렌 비닐 알콜 공중합체(ethylene-vinyl alcohl copolymer)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 중합체의 껍질(12, 12a 또는 12b)로 온통 둘러싸이는 열가소성 재료로서의 코어(14 14a 또는 14b)로 구성되는 복합성분섬유(bicomponent fibers : 10, 10a 또는 10b)로 되고, 또한

   이 섬유재료는 10 미크론(microns) 이하의 평균직경을 가진 복합성분섬유의 엉킨 웨브(entangled web) 또는 로빙(roving)으로 되는 것을 특징으로 하는 담배연기필터기구(A tobacco smoke filter means).
2. 연기통로로서 비꼬임 공간을 가진 통로와 접촉하는 공간점에서 상호 접착되는 연속섬유로 이루어지는 섬유재료로 구성되고 자기지지되는 원통형의 엘레멘트(60)로 이루어지는 담배연기필터기구에 있어서, 위 섬유의 주요부분은 가소화된 셀루로즈 아세테이트(plasticized cellulose acetate)의 껍질(sheath : 12, 12a 또는 12b)로 온통 둘러싸이는 열가소성 재료로서의 코어(14, 14a 또는 14b)로구성되는 복합성분섬유(10, 10a 또는 10b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 담배연기필터기구(A tobacco smoke filter means).
3. 연기통로로서 비꼬임 공간을 가진 통로와 접촉하는 공간점에서 상호 접착되는 연속섬유로 이루어지는 섬유재료로 구성되고 자기지지되는 원통형의 엘레멘트(60)로 이루어지는 담배연기필터기구에 있어서, 위 섬유의 주요부분은 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohl)의 껍질(sheath : 12, 12a 또는 12b)로 온통 둘러싸이는 열가소성 재료로서의 코어(14, 14a 또는 14b)로 구성되는 복합성분섬유(10, 10a 또는 10b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 담배연기필터기구(A tobacco smoke filter means).
4. 제1항, 제2항, 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 담배연기필터기구는 또한 섬유표면상의 첨가제(additive material)를 포함 구성하는 것을 특징으로 하는 담배연기필터기구.
5. 제 4 항에 있어서, 위 첨가제는 활성탄 입(activated charcoal particles)로 되는 담배연기필터기구.
6. 제 4 항에 있어서, 위 첨가제는 방향제(flavorant)로 되는 담배연기필터기구.
7. 담배연기필터기구의 제조방법은,

   a) 셀루로즈 아세테이트, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (ethylene-vinyl acetate copolymer), 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohl)및 에틸렌-비닐 알콜 공중합체(ethylene-vinll alcohl copolymer)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 용융된 껍질-형성재료(molten sheath-forming material) (26)와 용융된 코어-형성 열가소성 재료(molten core-forming thermoplastic material) (28)의 분리된 별도의 소스(source)를 공급하는 단계와 ;

   b) 복합성분의 크게 엉킨 웨브를 공급하기 위한 접합 껍질-코어 다이(conjugate sheath-core die)에서 다종의 개구부를 통해서 용융된 코어-형성 및 껍질-형성재료를 연속적으로 압출하고, 각 섬유는 껍질-형성재료의 껍질로 온통 둘러싸이는 코어-형성재료의 연속적인 코어로 구성케 하는 단계와 ;

   c) 평균 직경 10 미크론(㎛) 이하의 것을 가진 간간이 분산되고 엉켜있는 복합성분섬유의 웨브와 로빙을 제조하기 위하여 계속 용융된 상태에서 복합성분섬유를 충분히 가늘게 하기 위하여 껍질-코어 다이를 빠져나을 때의 압력 하에 상기 복합성분섬유(bicomponent fibers)를 가스(gas)와 접촉시키는 단계와 ;

   d) 위 복합성분섬유의 웨브를 연속 봉형상(continuous rod-like shape)으로 뭉쳐 집적케 하는 단계와 ;

   e) 위 섬유의 접촉점에서 동일한 접착을 갖도록 해주기 위해 위 집적된 웨브를 연속가열하는 단계와 ;

   f) 위 담배연기통로용 비꼬임 통로(tortuous path)로 만들어지는 연속 봉(continuous rod)을 형성하기 위해 엘레멘트를 냉각하는 단계와 ;

   g) 동일한 것을 별개의 길이로 절단하는 단계;

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 담배연기필터기구의 제조방법(A method of making tobacco smoke fiIter means)
8. 제 7 항에 있어서, 코어-형성재료(core-forming material)는 폴리올레핀(polyolefin)으로 되는 담배연기필터기구의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리올레핀은 폴리프로필렌(polypropylene)으로 되는 담배연기필터기구의 제조방법.
10. 가소화된 셀루로즈로 이루어지는 용융된 껍질-형성재료(molten sheath-forming material) (26)와 용융된 코어-형성 열가소성 재료(28)의 분리된 별도의 소스를 공급하는 단계와 ;

    복합성분섬유의 웨브를 봉상(48)으로 뭉쳐 집적케 하는 단계와 ;

    이 섬유의 접촉점에서 동일한 접착을 갖도록 해주기 위해 집적된 웨브를 가열하는 단계와 ;

    또한 특허청구범위 제 7 항에 기재된 f). g) 단계와 동일한 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 담배연기필터기구의 제조방법.
11. 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어지는 용융된 껍질-형성재료(molten sheath-forming material) (26)와 용융된 코어-형성 열가소성 재료(28)의 분리된 별도의 소스를 공급하는 단계와 ;

    복합성분의 웨브를 봉상(48)으로 뭉쳐 집적케 하는 단계와 ;

    이 섬유의 접촉점에서 동일한 접착을 갖도록 해주기 위해 집적된 웨브를 가열하는 단계와 ;

    또한, 특허청구범위 제 7 항에 기재된 f), g)단계와 동일한 단계로 구성되는 것을 특징으로 한 담배연기필터기구의 제조방법.
12. 폴리비닐 알콜과 에틸렌-비닐 알콜 공중합체(polyvinyl alcohl and ethylene-vinyl alcohl copolymer)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 용융된 껍질-형성재료(molten sheath-forming material) (26)와 용융된 코어-형성 열가소성 재료 (28)의 분리된 별도의 소스를 공급하는 단계와 ;

    복합성분의 크게 엉킨 웨브를 공급하기 위한 접합 껍질-코어 다이(conjugate sheath-core die)에서 다종의 개구부를 통해서 용융된 코어-형성 및 껍질-형성재료를 연속적으로 압출하고, 각 섬유는 실질적으로 껍질-형성재료의 껍질로 온통 둘러싸이는 코어-형성재료의 연속적인 코어로 구성케 하는 단계와 ;

    복합성분의 웨브를 봉상(48)으로 뭉쳐 집적케 하는 단계와 ;

    섬유의 접촉점에서 동일한 접착을 갖도록 해주기 위해 집적된 웨브를 가열하는 단계와 ;

    또한, 특허청구범위 제 7 항에 기재된 f). g)단계와 동일한 단계;

    로 구성되는 것을 특징으로 하는 담배연기필터기구의 제조방법.
13. 제 7 항, 제 8 항, 또는 제 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 껍질-코어 다이의 개구부는 이를 통해서 상기 복합성분섬유를 비원형(non-circular)으로 압출되도록 하여 비원형단면(non-round cross-section)을 가진 복합성분섬유를 제조하게 한 담배연기필터기구의 제조방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 섬유는 "Y"형 단면을 가지도록 한 담배연기필터기구의 제조방법.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 섬유는 "X"형 단면을 가지도록 한 담배연기필터기구의 제조방법.
16. 제 7 항에 있어서, 상기 방법은 상기 복합성분섬유가 껍질-코어 다이를 나갈 때 웨브 또는 로빙 속으로 일체화(incorporating)하도록 첨가제(additive)를 또한 구성케하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기필터기구의 제조방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 첨가제는 활성탄으로 되는 것을 특징으로 하는 담배연기필터기구의 제조방법.
18. 제 1항, 2항, 또는 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 코어재료는 복합성분섬유의 중량의 약 50%이상으로 구성되는 담배연기필터기구.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 코어재료는 특히 그 중에서도 복합섬유 중량의 약50 ~ 90%로 구성되는 담배연기필터기구.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 코어재료는 그 중에서도 특히 복합성분섬유 중량의 약 80% 이상인 담배연기필터기구.
21. 제 1 항에 있어서, 상기 담배연기필터의 섬유는 모두 복합성분섬유로 되는 담배연기필터기구.
22. 제 7 항, 제 8 항, 제 9 항, 제 14 항, 제 15 항, 또는 제 17 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 복합성분섬유는 연속적인 인-라인 방식(im-line manner)으로 로드(rod)로 형성되고 가공되는 담배연기필터기구의 제조방법.
23. 제 1 항에 있어서, 상기 껍질재료는 가소화된 셀루로즈 아세테이트로 되는담배연기필터기구.
24. 제 2 항, 또는 제 23 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 가소화제는 트리아세틴으로 되는 담배연기필터기구.
25. 제 1 항에 있어서, 상기 필터기구의 섬유는 껍질-코어재료의 연속적인 압출이 멜트송풍(melt blowing)에 의하여 제조되는 담배연기필터기구.
26. 제 1 항에 있어서, 상기 복합성분섬유의 코어재료는 폴리올레핀으로 되는 담배연기필터기구.
27. 제 26 항에 있어서, 상기 복합성분섬유의 코어재료는 폴리올레핀으로 되는 담배연기필터기구.
28. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유는 비원형단면으로 되는 담배연기필터기구.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 섬유는 "Y"상의 단면을 가지는 담배연기필터기구.
30. 제 28 항에 있어서, 상기 섬유는 "X"상의 단면을 가지는 담배연기필터기구.
31. 제 4 항에 있어서, 상기 첨가제는 분말상 재료로 되는 담배연기필터기구.
32. 제 31 항에 있어서, 상기 첨가제는 액체인 담배연기필터기구.