KR100390357B1 - 담배용 필터 및 끝에 필터가 붙은 담배 - Google Patents

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Abstract

담배연기의 여과효율이 조절면에서 높은 자유도를 가지는 담배용 필터 및 끝에 필터가 붙은 담배가 제공된다. 그 필터는, 바람직하게는 셀룰로스 아세테이트 섬유의 타래로 만들어진 코어(10)와 덮개(12)를 가지며, 복수의 축방향 통로(16)가 상기 코어와 덮개 사이에 형성되어, 상기 필터의 양단면 사이에 걸쳐 연속적으로 연장된다.

Description

담배용 필터 및 끝에 필터가 붙은 담배{FILTER FOR A CIGARETTE AND A FILTER-TIPPED CIGARETTE}
본 발명은 담배용 필터 및 그 필터를 이용한 끝에 필터가 붙은 담배에 관한 것이다.
중앙 축방향으로 연장된 통로를 가지거나 둘레부분에 또는 둘레부분 안쪽에 복수의 축방향으로 연장되는 통로를 가지는 담배필터는 알려져 있다.
사용시, 그러한 필터는 그 통로를 통하여 담배연기부분을 직접 흡연자에게전달한다. 통로를 통해 흡연자에게 직접 전달되는 여과되지 않은 연기의 양과 필터소재를 통해 흡연자에게 전달되는 여과된 연기의 양이 적절한 비율로 되어 있으면, 이 여과되지 않은 연기는 흡연자의 입안에 국부적으로 퍼져, 그 흡연자는 부드러운 흡연느낌 뿐 아니라 담배의 고유한 맛과 향을 즐길 수 있다.
담배연기의 양에 대한 이 비율은 중앙통로의 크기(또는 둘레통로의 수와 배열) 및 필터소재의 축방향 공기흐름저항에 의해 크게 영향을 받는다. 따라서, 이 비율의 조절을 용이하게 하는 것이 바람직하다. 특히, 흡연자에게 직접 전달되는 여과되지 않은 연기의 양은, 흡연자에게 담배의 고유 맛과 향을 제공하기 위해 중요하다.
통로 안의 여과되지 않은 연기는 외부로부터 도입되는 환기공기에 의해 희석되어 더 부드러운 연기를 제공할 수 있다. 그러나, 그러한 환기공기를 중앙통로로 도입하는 것은 어렵다. 필터의 외부 둘레면에 또는 근처에 통로를 가지는 필터에서, 외부로부터의 환기공기는 직접 통로로 도입될 수 있다. 그러나, 이 필터에서, 환기공기의 직접적인 도입은 이 필터의 축방향 공기흐름저항을 극도로 변경시키는 경향이 있고 좋지 않은 흡연결과를 초래한다. 그리고, 바람직한 범위 내에서 필터의 축방향 공기흐름저항을 유지하면서 환기공기의 양(따라서, 여과되지 않은 연기의 희석률)을 정확히 조절하기 어렵다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
본 발명의 첫째 목적은, 여과되지 않은 연기의 양과 여과된 연기의 양의 비율을 조절하기에 알맞고 담배의 맛과 향을 적절하게 전달하는 담배용 필터와 끝에 필터가 붙은 담배를 제공하는 것이다.
본 발명의 둘째 목적은, 담배의 본래 맛과 향을 유지하며 더 부드러운 담배연기를 제공할 수 있는 담배용 필터와 끝에 필터가 붙은 담배를 제공하는 것이다.
도 1은 끝에 필터가 붙은 담배의 사시도,
도 2는 필터의 횡단면도,
도 3은 도 2의 필터의 종단면도,
도 4는 실시예 1에 따른 필터의 횡단면도,
도 5는 도 4의 주름진 겉지의 횡단면도,
도 6은 실시예 2에 따른 필터의 횡단면도,
도 7은 실시예 3에 따른 필터의 횡단면도,
도 8은 실시예 4에 따른 필터의 횡단면도,
도 9는 실시예 5에 따른 필터의 횡단면도,
도 10은 실시예 6에 따른 필터의 횡단면도,
도 11은 실시예 7에 따른 필터의 횡단면도,
도 12는 실시예 8에 따른 필터의 횡단면도,
도 13은 끝에 필터가 붙은 담배의 흡연시험의 결과를 나타내는 그래프,
도 14는 끝에 필터가 붙은 담배의 흡연시험의 결과를 나타내는 그래프,
도 15는 주름진 겉지의 수정된 예를 보여주는 단면도,
도 16은 코어와 덮개의 수정된 예를 보여주는 단면도,
도 17은 수정된 예로서 나타낸 필터의 횡단면도,
도 18은 끝에 필터가 붙은 담배의 수정된 예를 나타내는 종단면도.
<주요 도면부호의 설명>
2... 담배 4... 필터
6... 접착지 8... 접착지 구멍
10... 코어(core) 12... 덮개(sheath)
14... 경계영역 16... 축방향 통로
18,32,36... 주름진 겉지(corrugated wrapper) 20,26,30... 종방향 홈
28,38... 튜브모양 요소 34,40... 소통구멍
42... 활성화된 탄소입자 44... 팁(tip)요소
46... 플러그 겉지(plug wrapper)
상기 첫째 목적은, 원통형 여과 코어; 상기 코어를 둘러싸는 튜브모양의 여과 덮개; 상기 코어와 덮개 사이에 형성되는 통로; 의 조립체를 구비하는 것으로서,
상기 통로는 상기 코어 둘레방향으로 간격이 형성되고 그 조립체의 양단부 사이에 걸쳐 연속적으로 연장되는 담배용 필터에 의해 달성된다.
필터를 사용한 끝에 필터가 붙은 담배가 피워질 때, 담배연기 일부분은 코어 및 덮개를 통과하고, 이어서 흡연자에게 전달된다. 그 연기의 나머지 부분은 축방향 통로를 통해 흡연자에게 직접 전달된다. 그 통로는 코어와 덮개 사이에 제공되므로, 여과되지 않은 연기가 쉽게 흡연자의 구강에 도달할 수 있다. 결과적으로, 여과되지 않은 연기의 작은 양은 흡연자로 하여금 담배의 본래 맛과 향을 즐길 수 있게 한다. 다시 말해서, 담배의 맛과 향은 너무 강하지도 약하지도 않아, 흡연자는 만족스럽게 담배의 맛과 향을 즐길 수 있다.
덮개가 1 내지 3mm의 두께를 가지는 것이 바람직하며, 덮개의 두께에 대한 코어 직경의 비가 0.7 내지 6 이고 3 내지 25개의 통로가 있는 것이 바람직하다.
덮개의 축방향 공기흐름저항은 코어의 그것과 달라도 되며, 이 경우 전자가후자보다 큰 것이 바람직하다. 이 경우, 코어 안을 흐르는 연기의 양은 덮개 안을 흐르는 연기의 양보다 많다.
본 발명의 둘째 목적은 상기 필터에 공기도입수단을 부가함으로써 달성된다. 필터가 흡연자에게 더 부드러운 연기를 제공하도록, 환기공기가 덮개를 통해 통로로 도입되어 통로 안에서 흐르는 연기를 희석하게 된다.
그 통로는 코어의 외부 둘레면 및/또는 덮개의 내부 둘레면에서 종방향 홈에 의해 제공되어도 된다.
코어가 종방향 홈을 가질 때, 이들 홈은 코어의 외부 둘레면을 열성형하거나 코어의 외부 둘레면에 주름진 겉지나 튜브형 요소를 사용함으로써 제공될 수 있다. 그리고, 덮개의 내부 둘레면은 덮개의 내부 둘레면을 열성형하거나 코어를 둘러싸는 외부 겉지를 사용함으로써 형성될 수 있다. 이 경우, 그 통로는 코어의 종방향 홈과 덮개의 내부 둘레면 사이에서 정의된다. 환기공기가 덮개 안에 반경방향으로 흐르고 이어서 통로 안으로 흐르도록, 덮개의 내부 및 외부둘레면에 모두 공기투과성이 부여될 수 있다.
덮개가 종방향 홈을 가질 때, 이들 홈은 덮개의 내부 둘레면을 열성형하거나 덮개의 내부 둘레면에 주름진 겉지나 튜브모양 요소를 사용함으로써 제공된다. 그리고, 코어의 외부 둘레면은 코어의 외부 둘레면을 열성형하거나 코어를 둘러싸는 겉지를 사용함으로써 형성된다. 이 경우, 통로는 코어의 외부 둘레면과 덮개의 종방향 홈 사이에서 정의된다. 공기투과성은 덮개의 내부 및 외부 둘레면 모두에 부여되거나, 덮개의 외부 둘레면과, 종방향 홈과 소통하기 위해 덮개에 형성된 구멍에 부여될 수 있다. 어느 경우든, 환기공기가 외부로부터 반경방향으로 덮개에 흐르고, 이어서 통로로 흐른다.
덮개와 코어 사이의 원통형 주름진 겉지를 사용함으로써, 주름진 겉지와 덮개 사이, 그리고 주름진 겉지와 코어 사이에 통로를 형성할 수 있다. 이 경우, 주름진 겉지는 공기 투과성을 가져도 되고 가지지 않아도 된다.
통로는 코어와 덮개 사이에 배치된 튜브형 요소로 형성되어도 된다. 튜브형 요소 안의 구멍이 덮개를 통로에 연결시키는 것으로써, 공기투과성이 덮개의 내부 및 외부 둘레면에 부여될 수 있다.
통로는 1 내지 3mm2의 총 단면적을 가져도 좋으며, 이 경우에, 바람직한 양의 여과되지 않은 연기가 통로에 흐른다.
필터는 필터소재로 구성된 원통형의 팁요소를 포함해도 된다. 그 팁요소는 필터 총 길이의 8 내지 60%에 해당하는 2 내지 20mm의 길이 및 80 mmH20/25mm의 공기흐름저항을 가질 수 있다. 팁요소는 전체 필터의 축방향 공기흐름저항을 더 쉽게 조정하게 한다.
코어와 덮개는 다른 소재 또는 동일 소재로 제조될 수 있다. 필터소재는 셀룰로스 아세테이트의 타래인 것이 바람직하다.
도 1을 참조하면, 필터가 끝에 붙은 담배는 그 일단부(一端部)에 원통형의 필터(4)를 갖는다. 그 필터(4)는, 접착지(6)를 필터(4)와 담배(2)의 일단부 위에 감아말음으로써 담배(2)와 연결되어 있다. 구멍들(8)이 접착지(6)에 형성되며,그 구멍들(8)은 필터(4)의 둘레방향으로 분배되어, 공기투과성을 접착지(6)에 제공한다. 구멍(8) 대신에, 접착지(6) 자체가 공기투과성을 가져도 된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 필터(4)는 2중구조로서, 원통형 코어(10)와 그 코어(10)를 감싸는 원통형 덮개(sheath,12)로 구성되어 있다. 그 코어(10)와 덮개(12)는 필터소재로 구성되어 있다. 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate) 섬유의 타래(tow) 또는 시트(sheet), 또는 종이시트 등의 다양한 종류의 소재가 필터의 소재로서 사용될 수 있으며, 바람직하게는, 코어(10)와 덮개(12)는 셀룰로스 아세테이트 섬유의 타래로 제조된다. 코어(10)와 덮개(12)의 축방향 공기흐름저항, 즉 코어(10)와 덮개(12)를 통한 흡인저항(Resistance To Draw, RTD)이 서로 달라도 되는데, 이 경우 덮개(12)의 RTD가 코어(10)의 그것보다 큰 것이 바람직하다.
필터(4)는 코어(10)와 덮개(12) 사이에 경계영역(14)을 가진다. 복수의 축방향 통로(16)가 경계영역(14)에 형성된다. 이들 통로(16)는 필터(4)의 둘레방향으로 분배되어, 도 3에 나타낸 바와 같이 필터(4)의 전체길이에 걸쳐 연장된다.
바람직하게는, 덮개(12)의 외부 둘레면과 경계영역(14)이 공기 투과성을 갖는다.
직경(D)의 코어(10)와 덮개(12)가 셀룰로스 아세테이트 섬유의 타래로 만들어진 경우, 통로(16)의 수(N) 및 전체 단면적은 각각 3 내지 25개와 1 내지 3mm2이다. 덮개(12)의 두께(T)는 1 내지 3mm인 것이 바람직하다. D/T는 0.7 내지 6인 것이 바람직하다. 필터(4)의 총 RTD는 80 내지 160 mmH2O인 것이 바람직하고, 더욱바람직하게는 105 내지 135 mmH2O이다.
필터(4)를 사용한, 끝에 필터가 붙은 담배가 피워질 때, 담배(2) 연기(煙氣) 부분은 축방향 통로(16)를 통해 직접 흡연자에 전달된다. 담배연기의 나머지부분은 코어(10)와 덮개(12)를 통과한 다음, 흡연자에게 전달된다. 그 여과되지 않은 담배연기는 흡연자의 입 안에 국부적으로 퍼진다. 결과적으로, 비록 여과되지 않은 담배연기의 양이 적더라고 담배연기의 충분한 느낌이 흡연자에게 제공될 수 있다. 그러므로 흡연자는 담배연기(2) 자체의 맛과 향을 즐길 수 있다.
코어(10)와 덮개(12)를 통과하는 담배연기에 포함된 타르(tar)와 니코틴(nicotine) 부분은 코어(10)와 덮개(12)의 필터소재에 의해 여과되어 순한 연기가 흡연자에게 제공될 수 있다.
덮개(12)의 외부 둘레면과 경계영역(14)이 공기투과성을 가질 때, 끝에 필터가 붙은 담배의 흡연 중, 환기공기가 접착지(6)의 구멍(8)을 통해 덮개(12)로 도입되며, 일부분의 환기공기가 더, 경계영역(14)을 통해 축방향 통로(16)로 도입된다. 따라서 축방향 통로(16)를 통과하는 연기는 환기공기와 함께 희석되어, 흡연의 느낌이 더 순해진다. 결과적으로, 흡연자에 직접 전달되는 여과되지 않은 연기의 양은 줄어들 수 있고, 흡연자에 전달되는 타르와 니코틴이 더 줄어든다.
구멍(8)을 통해 필터(4)에 도입되는 환기공기의 양, 즉 필터환기도(VF)가 끝에 필터가 붙은 담배를 통해 흡연자에 의해 빨리는 총 유량(담배(2) 연기를 포함)의 30 내지 80%인 것이 바람직하다.
필터(4)가 코어(10)와 덮개(12)의 2중구조를 가지기 때문에, 코어(10)와 덮개(12)의 RTD 및 담배연기 여과효율을 독립적으로 결정하는 것이 가능하다. 결과적으로, 끝에 필터가 붙은 담배에 의해 전달되는 타르와 니코틴 양에 대한 자유도(degree of freedom)가 증가한다.
축방향 통로(16)를 통과하는 연기의 희석률(dilution ratio)은 덮개(12)의 RTD와 경계영역(14)의 공기투과성을 조정함으로써 조절될 수 있다. 더욱이, 구멍(8)의 총 개방면적과 덮개(12)의 외부 둘레면의 공기투과성의 조정이, 또한 희석률을 조절할 수 있다. 따라서, 여과되지 않은 연기의 희석률 조절의 자유도는 역시 크게 증가될 수 있다.
경계영역(14)의 축방향 통로(16)는 코어(10)의 외부 둘레면 또는 덮개(12)의 내부 둘레면에서 형성된 종방향 홈에 의해 형성될 수 있다. 더욱이, 축방향 통로(16)는 코어(10)와 덮개(12) 사이에 배치되는 튜브모양 요소로 형성될 수 있다.
축방향 통로(16) 안의 여과되지 않은 연기가 환기공기와 함께 희석될 수 있지만, 이것이 필수적인 것은 아니기 때문에, 덮개(12)의 외부 둘레면과 경계영역(14) 모두가 공기투과성일 필요는 없으며, 그 경우 구멍(8)은 생략될 수도 있다.
이하, 코어(10) 및 덮개(12)의 필터소재로서 셀룰로스 아세테이트 필터의 타래가 공통적으로 사용되는 필터의 실시예가 기술된다.
홈이 형성된 코어형
[실시예 1]
도 4의 필터(4)에서, 코어(10)의 타래는 주름진 겉지(wrapper, 18)로 싸여지며, 그 주름진 겉지(18)는 코어(10)에 주름진 외부 둘레면을 제공한다. 따라서, 그 코어(10)의 외부 둘레면은 필터(4)의 축방향으로 연장되는 복수의 종방향 홈(20)을 가지며, 이 종방향 홈(20)의 수는 4 내지 17이 적절하다. 그 종방향 홈(20)은 0.15 내지 0.45의 깊이를 가지는 것이 적절하다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 주름진 겉지(18)는 3층 구조를 가지는 층상 종이(laminated paper)로 만들어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 층상 종이는, 폴리에틸렌층(18c)의 양쪽 면에 층이 형성된 펄프층(18s)을 가지는데, 그 층상 종이는 열성형(thermo moulding)에 의해 주름진 겉지(18)로 쉽게 형성될 수 있다. 주름진 겉지(18)는 층상 종이에 한정되지 않고, 다양한 종류의 종이와 다른 소재가 주름진 겉지용으로 사용될 수 있다.
주름진 겉지를 감싸는 바깥 겉지(22)는 덮개(12)의 내부 둘레면을 형성한다. 바깥 겉지(22)와 종방향 홈(20)은 축방향 통로(16)를 정의하는데, 이 바깥 겉지(22)는 공기투과성을 가지는 것이 바람직하다. 예컨대, 바깥 겉지(22)는 매우 다공성의 종이(2000CU, 즉 2,000 Coresta Units)를 가질 수 있다.
덮개(12)의 타래는 공기투과성을 가지는 플러그 겉지(24)로 싸여지고, 그 플러그 겉지(24)는 덮개(12)의 외부 둘레면을 형성한다. 일반 필터로드(filter rod)용 플러그 겉지가 플러그 겉지(24)로 사용된다.
코어(10)(축방향 통로(16) 포함)와 덮개(12)의 필터(4)의 축방향의 RTD는 각각 기호 PCA와 PS로 나타내어진다. 본 경우에서, 비율 R1(=PS/PCA)은 0.3 내지 4.0이고, 바람직하게는 약 2.0이다. 예컨대, 비율(R1)이 약 2 일때, 코어(10)와 덮개(12)의 타래 사양(tow specification)은, 각각 약 1.7/38000(즉, 1.7 필라멘트 데니어/38,000 총 데니어; 이것은 따로 정하지 않으면 이하에 나타나는 유사한 표현에 적용함)와 약 5/55000 이다. 코어(10)와 덮개(12)의 타래 사양은 각각 1.5/38000 내지 5/17000의 범위와 2.5/45000 내지 5/55000의 범위에서 선택될 수 있다.
도 4의 필터(4)가 제조될 때, 코어(10)용 타래는, 우선 코어로드(core rod)가 형성되도록 주름진 종이로 싸여진다. 이어서, 코어로드는 그 위에 바깥 겉지로 싸여지고, 덮개(12)용 타래는, 필터로드(filter rod)가 형성되도록 플러그 겉지로 싸여진다. 필터(4)는, 미리 설정된 길이로 그 필터로드를 절단함으로써 얻어질 수 있다.
[실시예 2]
도 6의 필터(4)의 경우에, 코어(10)의 외부 둘레면은 열성형(thermoforming)에 의해 형성되며, 그 열성형으로, 복수의 종방향 홈(26)이 코어(10)의 외부 둘레면 위에 형성된다. 이러한 종방향의 홈(26)은 코어(10)의 축방향으로 연장된다.
덮개(12)는 열성형이나 코어 바깥 겉지에 의해 형성된 내부 둘레면을 가진다. 덮개(12)의 내부 둘레면은 공기투과성을 가지며, 덮개(12)의 내부 둘레면과종방향 홈(26)은 축방향 통로(16)를 정의한다. 덮개(12)의 외부 둘레면은 공기투과성을 가지는 플러그 겉지(24)로 덮개(12)의 타래를 둘러싸거나, 열성형에 의해 형성된다. 도 6의 필터(4)도 상기 비율 R1(=PS/PCA)을 가진다.
코어(10)의 외부 둘레면이나 덮개(12)의 내부 혹은 외부 둘레면은 열성형되고, 공기투과성을 가진다. 예컨대, 도 6의 필터(4)는 USP 4,022,2221에 개시된 제작방법을 사용함으로써 얻어져, 종방향 홈(16) 및 덮개(12)와 함께 코어(10)를 가지게 된다.
[실시예 3]
도 7의 필터(4)의 경우에, 튜브모양 요소(28)는 코어(10)와 덮개(12) 사이의 경계영역이다. 복수의 종방향 홈(30)은 튜브모양 요소(28)의 외부 둘레면상에 형성되는데, 이 튜브모양 요소(28)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 합성수지 또는 아세테이트 등의 생물분해성 중합체로 만들어진다.
덮개(12)는, 열성형에 의해 형성되거나 요소(28) 둘레로 바깥 겉지에 의해 형성된, 공기가 투과될 수 있는 내부 둘레면을 가지며, 덮개(12)의 내부 둘레면과 종방향 홈(30)은 축방향 통로(16)를 정의한다. 플러그 겉지 또는 열성형으로, 덮개(12)의 외부 둘레면(24)을 형성할 수 있다. 도 7의 필터(4)도 상기 비율 R1(=PS/PCA)을 가진다.
도 7의 필터(4)는, 튜브모양 요소(28)의 압출성형 후 그 외부에 덮개(12)를형성함과 동시에, 코어(10)용 타래를 튜브모양 요소(28) 안으로 안내함으로써 제조된다.
홈을 가진 덮개형
[실시예 4]
도 8의 필터(4)의 경우에, 공기투과성을 가지는 주름진 겉지(32)는 덮개(12)의 내부 둘레면을 형성한다. 이 경우에, 열성형 또는 공기투과성을 가지는 겉지는 코어(10)의 외부 둘레면을 형성한다. 주름진 겉지(32)는 코어(10)의 외부 둘레면을 둘러싼다. 따라서, 축방향 통로(16)는 주름진 겉지(32)와 코어의 외부 둘레면 사이에서 정의된다. 덮개(12)의 타래는 주름진 겉지(32)의 외면을 둘러싸고 열성형 또는 플러그 겉지는 덮개(12)의 외부 둘레면(24)을 형성한다.
[실시예 5]
도 9의 필터(4)의 경우에, 열성형은 종방향 홈을 가지는 덮개(12)의 내부 둘레면을 형성한다. 이 경우에, 열성형 또는 공기투과성을 가지는 겉지는 코어(10)의 외부 둘레면을 형성한다. 도 9에 나타낸 필터(4)의 다른 구조적 특징은 도 6에 나타낸 필터의 특징과 유사하다.
도 9에 나타낸 필터(4)의 경우에, 코어(10)와 덮개(12)(축방향 통로16 포함)의 RTD는 각각 기호 PC와 PSA로 나타내어진다. 이 경우에, 비율 R2(=PSA/PC)는 0.2 내지 0.4인 것이 바람직하다. 예컨대, 비율 R2가 약 0.3 일 때, 코어(10)와 덮개(12)의 타래 사양은 각각 약 5/35000와 약 7/68000이다. 코어(10)와 덮개 (12)의 타래 사양은 각각 2.8/31000 내지 7/34000 과 2.0/36000 내지 7/68000의 범위에서 선택될 수 있다.
[실시예 6]
도 10의 필터(4)의 경우에는, 종방향 홈(30)이 튜브모양 요소(28)의 내부 둘레면 상에 형성되고, 각각은 덮개(12)와 소통하는 소통구멍(34)을 가진다. 따라서, 그 소통구멍(34)은 덮개(12)로 도입되는 환기공기를 종방향 홈(30)으로 인도할 수 있다. 도 10에 나타낸 필터(4)의 다른 구조적인 특징은 도 7의 필터에 나타낸 필터의 특징과 유사하다.
복합형
[실시예 7]
도 11의 필터의 경우에, 열성형 또는 공기투과성을 가지는 겉지는 코어(10)의 외부 둘레면과 덮개(12)의 내부 둘레면을 형성한다. 주름진 겉지(36)는 코어(10)와 덮개(12) 사이에 배치된다. 주름진 겉지(36)는, 코어(10)의 외부 둘레면 및 덮개(12)의 내부 둘레면과 함께 축방향 통로(16)를 형성한다. 이 경우에, 주름진 겉지(36)는 공기투과성이든 불투과성이든 상관없다. 주름진 겉지(36)가 공기투과성이 아닌 경우, 덮개(12)의 내부 둘레면에서 축방향 통로(16)를 통과하는여과되지 않은 연기는 환기공기와 함께 희석되지만 다른 통로를 통과하는 것은 희석되지 않는다. 열성형 또는 플러그 겉지는 덮개(12)의 외부 둘레면(24)을 형성한다.
튜브형
[실시예 8]
도 12에 나타낸 필터(4)의 경우에, 튜브(38)가 코어(10)와 덮개(12) 사이에 배치되며, 그 안에는 축방향 통로(16)를 가진다. 상기 튜브모양 요소(28)의 경우와 유사한, 튜브(38)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 합성수지나 아세테이트 등의 생물분해성 중합체로 만들어진다. 튜브(38) 안의 구멍(40)은 축방향 통로(16)와 덮개(12) 사이를 소통하게 한다. 열성형 또는 플러그 겉지는 덮개(12)의 외부 둘레면(24)을 형성한다.
이 경우에, 코어(12)의 RTD에 대한 덮개(12)의 RTD의 비율 R1은 약 2.0인 것이 바람직하다. 코어(10)와 덮개(12)의 타래 사양은 각각 1.5/3800 내지 5/17000 및 2.5/45000 내지 5/50000이다.
도 12에 나타낸 필터(4)는, 튜브(38)의 압출성형 및 튜브(38) 외부에 덮개(12)를 형성하는 것과 함께, 코어(10)용 타래를 튜브(38)로 도입함으로써 제조된다.
도 13과 도 14는 상기 필터(4)를 가지는 끝에 필터가 붙은 담배에 관한 흡연시험의 결과를 보여준다.
덮개(12)와 축방향 통로(16) 사이에 공기투과성이 없는 경우, 도 13에 명확히 나타낸 바와 같이, 필터환기도 VF(○)는 필터(4)의 총 RTD의 변화에 따라 거의 변화되지 않으며, 필터(4)로부터 타르(●)의 배출량도 별로 변하지 않는다. 그러나, 덮개(12)와 축방향 통로(16) 사이에 공기투과성이 있는 경우, 필터환기도 VF(□)는, 필터(4)의 RTD가 증가함에 따라 증가하고, 타르의 배출량(◆)도 크게 감소된다.
필터환기도 VF의 증가는 더 많은 환기공기가 덮개(12)를 통해 축방향 통로(16)로 도입된다는 것을 의미한다. 그러므로, 축방향 통로(16)를 통과한 여과되지 않은 연기는 환기공기와 함께 더욱 희석된다. 결과적으로, 흡연자에게 전달되는 여과되지 않은 연기의 양은 줄어들고 끝에 필터가 붙은 담배로부터 배출되는 타르의 양이 줄어든다.
따라서, 덮개(12)와 축방향 통로(16) 사이에 공기투과성을 확보하고, 배출되는 타르의 양을 줄이기 위해 필터(4)의 RTD를 증가시키는 것이 바람직하다. 그러나 필터(4)의 RTD가 과도하게 증가될 때, 흡연자가 흡입하는 것이 힘들어지게 된다.
배출되는 타르의 양도 상기 저항율(R)에 따라 크게 변화한다. 흡연시험의 결과로서, 저항율(R)이 증가함에 따라 배출된 타르의 양이 증가하는 것이 확실하다. 이는, 코어(10)의 RTD가 줄어들고 축방향 통로(16)를 통과하는 여과되지 않은 연기의 양이 증가되어, 코어(10)의 타르 여과효과가 줄어들기 때문이다.
도 14는, 배출되는 타르의 양, 필터환기도(VF), 및 축방향 통로(16)의 총 단면적 사이의 관계를 유사한 모양으로 나타낸다. 도 14에서 명확히 나타낸 바와 같이, 덮개(12)와 축방향 통로(16) 사이의 공기투과성이 없고 축방향 통로(16)의 총 단면적이 증가될 때, 필터환기도 VF(○)는 줄어들고 타르의 배출량(●)도 증가한다. 이에 반해, 덮개(12)와 축방향 통로(16) 사이에 공기투과성이 있을 때, 비록 축방향 통로(16)의 총 단면적이 증가하더라도 필터환기도 VF(□)는 그다지 변하지 않고 타르의 배출량(◆)은 점차 증가한다. 따라서, 배출되는 타르의 양은, 축방향 통로(16)의 총 단면적을 조정함으로써 높은 정밀도로 조절될 수 있다.
따라서, 본 발명의 필터(4)에 따라, 필터(4)의 RTD와 저항율(R) 및 축방향 통로(16)의 총단면적을 변화시킴으로써, 배출되는 타르의 양을 조절할 수 있다. 더욱이, 이 조절의 자유도는 매우 높다. 결과적으로, 예컨대 3mg 이하의 타르 배출량을 가지는 끝에 필터가 붙은 담배를 쉽게 얻을 수 있다.
흡연시험의 결과에 따라, 필터(4)를 가지는 끝에 필터가 붙은 담배에서 CO 대 타르의 비율(C/T)은 보통의 끝에 필터가 붙은 담배에 비해 줄어든다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 각각의 상기 주름진 겉지(18)(32)(36)는 활성화된 탄소입자(42)가 공기투과성을 가지는 종이소재에서 균일하게 분배되는 목탄지(charcoal paper)로 만들어져도 된다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 활성화된 탄소입자(42)는 코어(10)나 덮개(12)의 타래 안에 균일하게 분배되어도 된다. 주름진 겉지 안의 활성화된 탄소입자(42), 덮개 또는 코어는 담배로부터 연기중의 증기상(蒸氣相)의 성분을 흡수한다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 도 12의 튜브(38)의 소통구멍(40)은 생략될 수 있다. 이 경우, 축방향 통로를 통과하는 여과되지 않은 연기를 희석하기 위해, 환기공기를 튜브(38) 내부의 축방향 통로(16)로 도입하는 것은 불가능하다. 그러나, 도 17의 필터는, 필터의 내부가 코어(10)와 덮개(12)의 2중구조를 가진다는 점에서 장점을 가진다.
도 17은, 통로(16)가 환기되지 않는 단지 하나의 예를 나타낸다. 도 4, 도 6 내지 8, 도 10 및 도 11의 각각의 실시예에서, 덮개(12)의 내부 둘레면과 주름진 겉지(18)는 공기 불투과성이어도 되어 , 튜브요소(28)의 소통구멍(34)이 제거될 수 있다. 더욱이, 통로(16)가 환기되지 않게 되어 있을 때는, 도 4와 도 6 내지 도 11 각각에서, 덮개(12)의 외부 둘레면이 공기투과성이면 되고, 접착지(6)의 공기투과성마저 요구되지는 않는다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 필터(4)는 팁(tip)요소(44)를 끼고 있어도 된다. 예컨대, 팁요소(44)는, 플러그 겉지(46) 안에 셀룰로스 아세테이트 섬유의 타래를 감쌈으로써 형성되는 소위 플레인(plain) 필터요소이다. 팁요소(44)는, 담배(2)와는 분리된 상태로 필터(4)의 끝면과 맞닿아 있고, 2 내지 20mm의 길이를 가지는데, 그것은 필터(4)와 팁요소(44)의 총 길이의 8 내지 60%에 해당한다. 팁요소(44)는 최대 RTD로서 80mmH20/25mm를 가진다. 필터(4)의 본래 기능을 유지하기 위해 팁요소(44)의 길이는 가능하면 짧은 것이 바람직하다. 그러나, 팁요소(44)의 RTD가 감소되더라도, 제조 및 요소(44)와의 조립을 용이하게 하기 위해 팁요소(44)의 길이가 조정될 수 있다.
필터(4)와 팁요소(44)는, 연결지(connecting paper)에 의해 연결되어 2중필터를 형성한다. 그 2중필터는 접착지(6)에 의해 담배(2)와 연결되어 있다. 필터의 환기가 있게 되어 있을 때, 연결지는 공기투과성을 가진다.
도 18의 끝에 필터가 붙은 담배에 따라, 팁요소(44)가 필터에 더해져, 필터(팁요소 44 포함)의 총 RTD가 팁요소(44)에 의해 조절될 수 있다. 활성화된 탄소입자(42)가 필터(4)의 코어(10)와 덮개(12) 안에 포함될 때, 팁요소(44)는 활성화된 탄소입자(42)가 떨어지는 것을 방지한다.
더욱이, 활성화된 탄소입자를 포함하는 플레인 필터요소 또는 목탄 필터요소는 필터(4)와 담배(2) 사이의 팁요소(44)를 대체하여 배치될 수 있다. 더욱이, 팁요소(44) 또는 필터요소는 각각 필터의 양단부(兩端部)에 배치될 수도 있다.
상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면,
여과되지 않은 연기의 양과 여과된 연기의 양의 비율을 조절하기에 알맞고, 담배의 본래 맛과 향을 유지하며 더 부드러운 담배연기를 흡연자에게 제공할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (16)

  1. 원통형 여과 코어(10);
    상기 코어(10)를 둘러싸는 튜브모양의 여과 덮개(12);
    상기 코어(10)와 덮개(12) 사이에 형성되는 통로(16); 의 조립체를 구비하는 것으로서,
    상기 통로(16)는 상기 코어(10) 둘레방향으로 간격이 형성되고 그 조립체의 양단부 사이에 걸쳐 연속적으로 연장되는 담배용 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덮개(12)는 두께 1 내지 3mm를 가지며, 상기 덮개(12)의 두께에 대한 상기 코어(10) 직경의 비가 0.7 내지 6이고, 상기 통로(16)는 3 내지 25개 있는 담배용 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 덮개(12)는 상기 코어(10)보다 큰 축방향 공기흐름저항을 가지는 담배용 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터(4)는 상기 덮개(12)를 통해 상기 통로(16)로 공기를 도입하기 위한 수단을 가지는 담배용 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코어(10)는 그 외부 둘레면에 복수의 종방향 홈(20,26,30)을 가지고, 상기 통로(16)는 그 종방향 홈(26)과 상기 덮개(12)의 내부 둘레면 사이에서 정의되는 담배용 필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 종방향 홈이, 상기 코어(10)의 열성형된 외부 둘레면 또는 주름진 겉지(22) 또는 홈이 형성된 튜브모양 요소(28)에 의해 상기 코어(10)의 외부 둘레면에 제공되는 담배용 필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 덮개(12)의 내부 및 외부 둘레면은 공기투과성을 가지는 담배용 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 덮개(12)는 그 내부 둘레면에서 복수의 종방향 홈(20,26,30)을 가지며, 상기 통로(16)는 그 종방향 홈과 상기 코어(10)의 외부 둘레면 사이에서 정의되는 담배용 필터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 종방향 홈이, 상기 덮개(12)의 열성형된 내부 둘레면 또는 주름진 겉지(32) 또는 홈이 형성된 튜브모양의 요소(28)에 의해 상기 덮개(12)의 내부 둘레면에 제공되는 담배용 필터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 덮개(12)의 내부와 외부 둘레면은 모두 공기투과성을 가지거나, 상기 덮개(12)의 외부 둘레면은 공기투과성을 갖고 구멍(34)이 상기 종방향 홈(30)과 소통하기 위해 상기 튜브모양 요소(28) 안에 형성되는 담배용 필터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 코어(10)와 상기 덮개(12) 사이에 배치되는 원통형의 주름진 겉지(36)를 가지며, 상기 통로(16)는 상기 주름진 겉지(36)와 상기 코어(10) 사이에, 그리고 상기 주름진 겉지(36)와 상기 덮개(12) 사이에서 정의되는 담배용 필터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 코어(10)와 상기 덮개(12) 사이에 배치되는 튜브모양 요소(38)를 가지고, 그 요소(38) 안에 상기 통로(16)를 가지는 담배용 필터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 덮개(12)의 내부와 외부 둘레면 모두가 공기투과성을 갖고, 구멍(40)이 상기 통로(16)와 소통하기 위해 상기 튜브모양 요소(38)에 형성되어 있는 담배용 필터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 통로(16)는 1 내지 3 mm2의 총 단면적을 가지는 담배용 필터.
  15. 제1항 내지 제14항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 조립체는, 상기 필터(4)의 총 길이의 8 내지 60%인 2 내지 20mm의 길이를 가지며, 80 mmH2O/25mm 이하의 축방향 공기흐름저항을 가지는 원통형의 팁요소(44)와 종방향으로 정렬되는 담배용 필터.
  16. 제15항에 기재된 상기 필터(4)와 담배(2)를 공기투과성을 가진 종이(6)로 접착함으로써 연결한, 끝에 필터가 붙은 담배.
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