KR100634647B1

KR100634647B1 - 세라믹 물질을 함유하는 랩퍼를 포함하는 흡연 용품

Info

Publication number: KR100634647B1
Application number: KR1020027007303A
Authority: KR
Inventors: 부쉬비앨리슨; 맥아담케빈제라드; 팀스니콜라스레슬리
Original assignee: 브리티쉬 아메리칸 토바코 (인베스트먼츠) 리미티드
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2006-10-16
Also published as: AR026923A1; ES2234695T3; US20020189625A1; RU2002118337A; CA2382926C; AU766938B2; CN100342806C; AU1537701A; EP1237428B2; CN1407860A; JP2003515356A; WO2001041590A1; ES2234695T5; JP4620313B2; CZ301581B6; MXPA02005692A; DE60018459D1; PL203192B1; ZA200202744B; KR20020060257A

Abstract

본 발명은 담배 흡연 물질(2)을 랩핑하고 있는 랩퍼(3)를 포함하는 흡연 용품(1)을 기술하고 있고, 랩퍼는 세라믹 물질을 포함하며 생담배 연기의 주로 수성 미립자 상 물질을 기계적으로 트랩핑할 수 있어, 통상의 담배 물질을 가지는 랩퍼의 사용에도 불구하고 생담배 연기 양을 상당히 감소시킨다.

생담배 연기, 랩퍼, 흡연 용품

Description

세라믹 물질을 함유하는 랩퍼를 포함하는 흡연 용품{SMOKING ARTICLE COMPRISING A WRAPPER CONTAINING A CERAMIC MATERIAL}

본 발명은 흡연 용품, 특히 궐련(배타적이지 않음)에 관한 것이다.

수년에 걸쳐서 생담배 연기 생성량이 감소한 흡연 용품을 제공하기 위한 여러가지 시도가 행해졌다. 이러한 시도 대부분이 불연성이고 자체가 소량의 연소 산물을 생성하는 무기 충진물을 혼입한 흡연 물질과 같은, 비-담배 흡연 물질의 이용을 제안하였다. 최근의 국제 특허 출원 공개 No. WO 96/07336이 다량의 불연성 무기 물질을 가지고, 흡연 물질 로드의 전체 길이를 따라 연장하고 연료원 및 에어로졸 발생 수단을 랩핑하고 있는 실질적인 불연성 랩퍼를 포함하는 흡연 용품을 기술하고 있다. 그러나, 이 출원은 특히 흡연 물질을 함유하여, 무기 물질 다량을 함유하는 비-담배 또는 실질적인 비-담배에 관한 것이다. 이 특허기술의 랩퍼는 담배 흡연 물질을 랩핑할 때 통상의 흡연 조건하에서 내뿜기를 지속하는 데 있어서 다소 비효과적인 것으로 판명되었다. 표준 기계에 의한 흡연 조건은 분당 2초 지속되는 35 ㎖의 퍼프이다.

국제 특허 출원 공개 No. WO 98/16125가 다공성 물질로 덮인 슬릿의 제공에 의한 다공성의 기계적 부가를 요하는 재사용 가능한 세라믹 관형 물질을 기술하고 있다. 이러한 관형 물질은 타지 않고 통상 관형 물질과 담배 삽입물 사이에서 연소되도록 하는 환상의 공기 통로를 요한다. 일 양태는 담배 삽입물과 접촉하고 있는, 자연의 투과성을 가지는 섬유질 세라믹 직포를 포함한다. 직포는 가연성이 아니며 다공성 직포는 담배 삽입물로의 공기 진입을 가능하게 하여, 관형 물질 내에서 담배 삽입물이 연소되도록 하는 데 필요하다. 이 직포는 타지 않는다. 또다른 양태는 결합제 물질을 제거하여 다공성을 초래하기 위해 부드럽게 소성된 섬유질 물질의 관형 시트를 기술하고 있다. 반복하여 말하면, 세라믹 관형 물질의 이러한 변형체는 소성 단계 후에 연소되거나 타지 않고 재사용 가능하다.

좀더 최근에는, 국제 특허 출원 공개 No. WO 99/53778이 생담배 연기에 영향을 미칠 수 있는 다공성 구조를 제공하도록 이의 제조 중에 처리된 불연성 활성 성분의 시트로부터 제조된 궐련 생담배 연기 처리 물질을 기술하고 있다. 처리 물질은 상당한 다공성 및 큰 미공 크기를 가지는 소수성 흡수제 물질, 즉 미립자 물질을 흡수할 수 있는 큰 표면적을 가지는 물질을 포함한다. 시트 물질은 바람직하게는 흡착된 성분의 산화 처리를 강화시키는 산소 방출 화합물을 함유한다. 시트 물질 내의 흡연 물질은 절단된 담배이다. 이 용품은 비-수성 증기상 연기 물질을 흡수하여 강화된 산소 환경에서 더욱 철저히 그 물질을 연소시킴으로써 작용한다. 또한 생담배 연기의 선택적인 화학적 여과법이 있다. 이 특허기술의 생담배 연기 처리 물질은 흡연시 타지 않아서, 용품이 흡연 중에 통상의 양상을 보이지 않는다.

기술되어 있는 이러한 선행 특허기술 모두가 궐련의 통상의 담뱃재 성질을 근접하게 모방하는 랩퍼를 제공하려고 계획되지는 않았다.
미국 특허 출원 No. 4 915 117이 담배를 홀딩하기 위한 얇은 시트를 가지는 궐련을 기술하고 있다. 일 양태에서 시트는 페이퍼를 무기 접착제로 코팅하거나 함침시킨 다음 생성 시트를 건조시켜 세라믹층을 가지는 페이퍼를 형성함으로써 형성된다. 선행 특허기술은 형성된 세라믹층을 위한 지지체를 제공하기 위해 페이퍼 물질을 요하는 랩퍼를 기술하고 있다.

본 발명은 통상의 흡연 물질 및 일정 비율의 불연성 물질을 포함하는 특이한 랩퍼를 함유하는 흡연 용품을 제공하는 목적을 가지고, 랩퍼는 흡연 중에 흡연 용품의 길이를 따라 진행하는 가시적 연소 라인으로 탄다.

본 발명은 실질적으로 통상의 담뱃재 특징을 가지는 흡연 용품을 제공하는 추가의 목적을 가지고, 담뱃재는 통상의 흡연 기술, 즉 흡연자가 튀기거나 흡연 용품의 끝을 비벼 끔으로써 제거 가능하다.

본 발명은 또한 다공성 구조를 형성하기 위한 열처리에 의한 에이징(ageing) 을 요하지 않는 랩퍼를 제공하는 또다른 목적을 가진다. 본 발명의 랩퍼를 건조시켜 수분을 제거할 수는 있지만 >280℃로 가열되지는 않는다. 150℃ 이상으로의 가열은 랩퍼가 변색될 것이기 때문에 바람직하지 않다. 이러한 랩퍼는 "그린 세라믹 랩퍼"로 알려져 있을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이 "그린 세라믹 랩퍼"는 랩퍼가 이의 제조 중 임의 단계에서 100℃보다 높은 온도로 가열되지 않는다는 것을 의미한다.

본 발명은 또한 랩퍼가 연소되도록 하기 위해 필요한 다공성을 제공하기 위한 기계적 처리를 요하지 않는 랩퍼를 제공하는 추가의 목적을 가진다.

본 발명은 담배 흡연 물질을 랩핑하고 있는 랩퍼 물질을 포함하는 흡연 용품을 제공하고, 랩퍼는 일정 비율의 예정된 형상의 세라믹 충진물, 결합제, 임의로 연소 첨가제 및 임의로 담뱃재 개선제를 함유한다.

세라믹 충진물의 예정된 형상은 랩퍼에서 결합제와 혼합될 때 랩퍼가 다공성 자립 구조를 가지고 흡연 중에 연소될 때 랩퍼가 자신의 구조적 보존성을 상실하는 형상이다. 랩퍼는 유리하게는 그린 세라믹 랩퍼이다.

바람직하게는 세라믹 물질은 미립자 물질이다.

바람직하게는 세라믹 충진물의 예정된 형상은 구형 또는 실질적인 구형, 타원형 또는 실질적인 타원형, 또는 이와 유사한 또다른 불규칙한 형상이다.

유리하게는, 세라믹 충진물은 2-90 ㎛, 더욱 바람직하게는 2-75 ㎛, 훨씬 더 바람직하게는 25-70 ㎛ 범위의 입자 크기를 가진다. 바람직하게는 평균 입자 크기는 30 ㎛보다 크고, 더욱 바람직하게는 35 ㎛보다 크며 훨씬 더 바람직하게는 40 ㎛보다 크다. 약 50 ㎛의 평균 입자 크기가 매우 유리한 것 같다. 바람직한 입자 크기는 유리한 범위 및/또는 바람직한 크기보다 큰 입자 크기를 가지는 적당한 세라믹 충진물을 분쇄함으로써 달성될 수 있다.

바람직하게는 세라믹 충진물은 규칙적 또는 불규칙적 비-판상 입자 모양을 가진다. 유리하게는, 세라믹 충진물은 불용성 또는 저 용해도의 금속 옥사이드 또는 금속염이다. 세라믹 충진물은 바람직하게는 열적으로 안정한 금속 옥사이드 또는 금속염이다. 세라믹 충진물은 알루미나, 실리카, 알루미노-실리케이트, 실리콘 카바이드, 안정화 또는 비-안정화 지르코늄 옥사이드, 지르콘, 가닛, 장석 또는 당업자에게 알려져 있고 필요한 입자 크기를 가지는 기타 물질이나 필요한 크기 또는 형상으로 분쇄되는 적당한 기타 세라믹 물질 중 하나 이상일 수 있다.

바람직하게는 세라믹 충진물은 랩퍼의 슬러리 생산에서 건조한 물질의 40 중량%보다 많이 존재하고, 바람직하게는 50-95 중량%, 더욱 바람직하게는 70-90 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 70-87.5 중량%의 범위로 존재한다.

활성화된 세라믹 충진물이 본 발명에서 이용되지만, 유리하게는 세라믹 충진물은 활성화된 충진물이 아니고, 따라서 작은 표면적을 가진다.

바람직하게는 결합제는 하나 이상의 칼슘 알기네이트, 프로필렌 글리콜 알기네이트와 같은 알기네이트, 고무, 셀룰로스(변형되었거나 천연), 펙틴 또는 펙틴성 결합제, 전분 또는 나트륨 카복시메틸셀룰로스 혹은 나트륨 알기네이트와 같은 이러한 결합제의 1족 또는 2족 금속염 중에서 선택된 유기 결합제이다.

아울러 또는 이와 달리, 결합제는 유리하게는 세라믹 충진물의 입자를 함께 시멘팅할 수 있는 무기 결합제일 수 있다. 무기 결합제는 바람직하게는 활성화된 무기 물질이다. 무기 결합제는 활성화된 알루미나, 알루미늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 또는 불활성 점토 중 하나 이상일 수 있다.

바람직하게는 무기 결합제는 2-90 ㎛, 더욱 바람직하게는 2-50 ㎛, 훨씬 더 바람직하게는 2-15 ㎛ 범위의 입자 크기를 가진다. 무기 결합제는 적당하게는 소수성이다.

바람직하게는 결합제는 랩퍼의 슬러리 생산에서 건조한 물질의 2 중량%보다 많이 존재하고, 바람직하게는 슬러리중 건조한 물질의 3-30 중량%, 더욱 바람직하게는 <20 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 <10 중량%의 범위로 존재한다. 가장 바람직하게는 결합제는 3-10 중량%의 범위에 있다. 선택된 세라믹 충진물 및 결합제의 양은 선택된 결합제의 결합 성질에 좌우될 것이다.

연소 첨가제는 통상적으로 페이퍼 랩퍼 상에서 보여지는 것보다 많은 중량으 로 랩퍼에 존재한다. 바람직하게는 연소 첨가제는 랩퍼를 생산하는 데 사용되는 슬러리중 건조한 물질의 1-15 중량% 범위로 존재하고 더욱 바람직하게는 <10 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 <5 중량%로 존재한다. 연소 첨가제는 가장 바람직하게는 2-5 중량%의 범위에 있다. 바람직하게는 연소 첨가제는 연소 촉진제이다. 적당한 연소 첨가제는 아세테이트, 시트레이트와 같은 1족 또는 2족 금속염 및 당업자에게 알려져 있는 기타 연소 촉진제 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다.

연소 첨가제는 흡연시 최상의 연소 특징 및 가장 허용될만한 담뱃재 색을 제공하도록 선택된다. 연소 첨가제는 선택되고 하기에 기술되어 있는 경화제(들)의 잔기일 수 있다.

담뱃재 개선제는 세라믹 충진물 입자 간의 브리징(bridging) 수단 또는 팩킹 개선 수단을 제공하기 위해 존재한다. 본 발명은 타서 통상의 흡연 용품과 같은 담뱃재를 생성할 수 있는 랩퍼를 제공하는 목적을 가진다. 랩퍼의 성분, 특히 세라믹 충진물 및 담뱃재 개선제는 이들의 배합이 연소 전에는 랩퍼에 필요한 강도를 제공하지만 연소 중에는 이러한 강도를 상실하여 연소되는 제품의 허용 가능한 담뱃재를 제공하도록 하는 입자 크기 및/또는 형상을 가진다.

무기 담뱃재 개선제는 적당하게 판상형을 가지고 투과성, 담뱃재 강도, 색 및 연소 성질을 조절하기 위해 세라믹 충진물과 블렌딩된다. 담뱃재 개선제는 선택적이지만 유리하게는 랩퍼에 0-5%의 범위로 존재한다. 더욱 둥근 형상의 세라믹 충진물과 비교하여, 적합한 판상형을 가지는 물질로는 운모, 백악, 펄라이트, 점토, 예를 들면 질석; 카올리나이트 및 활석 중 하나 이상이 포함된다. 이러한 물질은 또한 세라믹 충진물로서도 적당할 수 있지만, 단 이들은 적합한 크기 및 형상으로 분쇄될 수 있다.

이와 달리, 담뱃재 개선제는 매우 작은 입자 크기를 가지는 물질이어서 이의 입자는 큰 세라믹 충진물 입자 사이의 공극을 브리징할 수 있다.

추가의 대안에서, 담뱃재 개선제는 유리하게는 랩퍼를 형성하는 슬러리의 pH를 증가시키는 물질이다. 슬러리의 pH를 8에서 약 10으로 증가시킬 수 있는 적당한 물질로는 카보네이트 및 하이드록사이드의 1족 또는 2족 금속염이 포함된다.

랩퍼는 유리하게는 투과성이고 바람직하게는 200 Coresta Unit(CU) 미만의 투과성을 가지며 바람직하게는 2-100 CU의 범위에 있다. 더욱 바람직하게는 랩퍼의 투과성은 5-50 CU의 범위에 있고 10 CU 미만일 수 있다.

랩퍼는 0.5-3.0 g/㎤, 바람직하게는 0.8-1.2 g/㎤, 더욱 바람직하게는 약 1.0 g/㎤의 밀도를 가져야 하고 손에 의한 취급을 견딜 수 있는 인장 강도를 가져야 한다. 랩퍼는 유리하게는 0.2-0.6 mm 범위의 두께를 지탱할 수 있다.

유리하게는 랩퍼는 선출원 WO 96/07336에 기술되어 있는 방식으로 관으로 형성된다.

랩퍼는 랩퍼 성분의 진한 슬러리를 생성하고, 슬러리를 회전하는 만드렐 주위에서 코팅한 다음 물리적 또는 화학적 수단에 의해 과량의 수분을 제거함으로써 형성될 수 있다. 이와 달리, 슬러리는 드럼 또는 밴드 캐스터 상의 시트로서 캐스팅되거나 예를 들면, 고체 중앙 구역을 구비한 "토피도(torpedo)" 다이-헤드를 통해 중공관으로 압출되거나, 시트 물질로 압출될 수 있다. 슬러리는 적당하게 성형 된 연료/에어로졸 조합체로 스프레잉, 코팅 또는 펌핑될 수 있다.

압출 공정은 랩퍼 투과성에 불리하게 영향을 미치지 않는 압력에서 적당하게 수행되고 적당하게는 예를 들어, 램 압출기의 압출기 다이에서는 3-4 bar(300-400 kPa) 이하이며, APV Baker Perkins 스크루 압출기에서는 9 bar(900 kPa) 이하이다. 압출 공정은 셀 구조를 형성하도록 다이 배출구에서 발포가 일어나도록 요할 수 있는데, 이 경우에는 투과성을 유지하면서 다이에서 더 큰 압력이 가해질 수 있다.

압출 또는 코팅 후에 중공 압출물 또는 코팅된 만드렐을 적당하게 다이에서 또는 다이 배출구에서 가열하여 과량의 수분을 제거한다. 랩퍼 슬러리는 칼륨 실리케이트, 마그네슘 옥사이드 또는 하이드록시프로필셀룰로스와 같이 예를 들어, 40-50℃ 이상의 온도에서 열 활성화된 결합제를 포함할 수 있다. 코팅된 만드렐 또는 중공 압출물의 가열은 랩퍼를 경화시키는 결합제를 활성화할 것이다. 적외선 또는 마이크로파 가열이 직접 가열로서 유용하고, 예를 들면 고온의 공기 송풍기 사용이 특히 100℃보다 높은 온도에서 압출물의 모양에 영향을 미칠 수 있다.

압출은 단축 또는 이축 압출기, 램 압출기 또는 슬러리 펌프를 사용하여 수행될 수 있다.

랩퍼는 2-3 mm가 바람직할 수도 있지만 적당하게는 0.1-1.0 mm 범위의 두께를 가진다. 필요한 두께는 랩퍼의 중량 및 투과성에 좌우된다. 따라서, 조밀한 얇은 랩퍼 또는 두꺼운 저 밀도의 랩퍼가 랩퍼 물질의 조성에 따라 제공될 수도 있다.

랩퍼의 대안의 경화 방법으로는 물 스캐빈징 물질의 사용이 포함된다. 이러 한 물질은 사실상 랩퍼를 건조시킴으로써 랩퍼 슬러리로부터 물이 제거된다. 예를 들면, 경 마그네슘 옥사이드가 압출기에서의 체류시간 및 압출기 온도에 따라, 건조한 슬러리 구성물질의 45 중량%까지 랩퍼 슬러리 혼합물에 있을 수 있다. 마그네슘 옥사이드의 첨가는 또한 가시적으로 생담배 연기의 감소 효과를 가질 수 있다. 이와 달리, 랩퍼 물질은 에탄올조 또는 다른 강력한 친수성 물질로 압출될 수 있는데, 에탄올은 압출물로부터 물을 스캐빈징한다. 추가의 대안은 압출된 랩퍼의 가용성 알기네이트로부터 불용성 알기네이트의 침전이다. 이것은 예를 들면, 나트륨 알기네이트-함유 랩퍼 물질의 중공관을 간단한 전해질(들), 예를 들면 1.0 M의 칼슘 클로라이드 용액의 조로 압출함으로써 달성될 수 있다. 칼슘 이온이 나트륨 이온을 대치하면 압출물은 매우 신속하게 경화된다. 후자의 두 가지 방법에서, 물 스캐빈저의 압출물 또는 랩퍼 시트로의 스프레이가 압출물을 조에 통과시키는 대신 수행될 수 있다.

2가 또는 3가 이온 용액이 사용되는데; 바람직한 조합은 압출된 관에 나트륨 알기네이트의 사용 및 조에 칼슘 이온 용액의 사용이다. 알기네이트의 경화를 위해 가장 통상적으로 사용되는 염은 예를 들면, 칼슘 클로라이드 염이다. 그러나, 이 염은 관 랩퍼의 연소 속도를 줄이고 본 발명에서는 아세테이트염이 훨씬 바람직하다.

약간의 침전이 임계 수준 이하의 침전제를 압출기 배럴에 첨가함으로써 달성될 수 있고, 이어서 압출 후 침전제의 수준을 상승시킴으로써 구조의 완전한 침전이 달성된다. 다른 침전방법으로는 압출물의 고 이온성 전해질조 또는 알기네이트 를 위한 수 혼화성 비-용매로의 침전이 포함된다.

결합제에 대해 간략하게 전술한 바와 같이, 추가의 방법으로는 결합 물질로서 통상의 불용성 알기네이트를 사용하여 이것을 가용화제로 가용성이도록 한 다음 가용화제를 제거하거나 금속이온봉쇄제를 첨가함으로써 랩퍼 구조를 경화시키는 단계가 포함된다.

이러한 방법은 순차적으로 사용될 수 있는데, 예를 들면 가용성 알기네이트를 함유하는 랩퍼 물질을 칼슘 이온을 함유하는 조에 침전시킴으로써 랩퍼가 경화될 수 있다. 압출물은 이어서 에탄올과 같은 물 스캐빈저의 조를 통과한 다음, 가열되어 액체 잔사를 증발시킨다. 이와 달리, 경화 후에 랩퍼가 전술한 방법을 사용하여 건조될 수도 있다.

이러한 방법은 반응 속도 및 공정에서, 특히 건조 단계에서의 용적 감소의 결여 때문에 압출물로의 양호한 성형을 달성하는 데 특히 효과적이다.

가요성 랩퍼가 결합제로서 나트륨 알기네이트를 사용하여 생산된 다음, 침전되어 칼슘 알기네이트를 형성하고, 이어서 서서히 건조된다는 것이 밝혀졌지만, 랩퍼는 강성 구조를 가질 수도 있다. 가요성은 기기 및 손에 의한 취급 중에 제품의 증가된 강도 측면에서 유용하다.

압출된 관으로 형성시 랩퍼의 경화 시간이 중요하고 양이온과 음이온의 배합, 관이 압출되는 용액의 강도 및 이온조에서의 관의 체류시간에 좌우될 것이다.

마그네슘 옥사이드와 같은 생담배 연기 감소 화합물 또한 랩퍼에 혼입되어 생담배 연기 감소를 증대시킬 수 있다.

본 발명의 흡연 물질은 적당하게는 절단된 담배일 수 있고 넓어진 담배 부분을 지니거나 지니지 않는 절단 엽편(cut lamina)와 줄기의 통상의 블렌드일 수 있다. 비변형 Virginia와 US의 블렌딩된 담배 블렌드가 각각 개별적으로 본 발명에서 성공적이었지만, Maryland 또는 변형된 Virginia와 같은 신속하게 연소하는 담배가 허용 가능한 내뿜는 속도를 유지하기 위해 본 발명에 사용하기에 바람직한 담배일 수 있다.

바람직하게는 흡연 용품은 적어도 50%, 더욱 바람직하게는 60%, 훨씬 더 바람직하게는 70%의 절단 엽편 담배를 포함한다.

이와 달리, 흡연 용품의 연소 속도는 다른 랩퍼 특징 및 흡연 물질 조성물 또는 블렌드와 관련하여 연소 첨가제의 로딩 수준을 조절함으로써 필요한 범위가 된다.

흡연 물질은 적당하게는 일정 비율의 담배, 비-담배, 이들의 혼합물 또는 에어로졸 발생 물질이 첨가된 상기 중 하나를 포함할 수 있다. 이러한 물질은 예를 들면, WO 96/07336에 기술되어 있는 대안의 흡연 물질, 특히 이의 pages 15-18에 기술되어 있는 탄소-함유 연료원, 이의 pages 19-22의 에어로졸 발생 수단 및 이의 pages 22-24의 에어로졸 발생 연료원; WO 97/32491에 기술되어 있는 대안의 흡연 물질, 특히 이의 pages 2-6에 기술되어 있는 충진물; WO 97/32492에 기술되어 있는 대안의 흡연 물질, 특히 이의 pages 2-4에 기술되어 있는 물질; WO 97/32490에 기술되어 있는 대안의 흡연 물질, 특히 이의 pages 2-6에 기술되어 있는 물질; 및 WO 98/57556(비-폴리올 에어로졸 발생 수단, 20 중량% 이하의 담배, 20 중량% 이하의 결합제 및 30 중량% 이상의 무기 충진물을 포함하는 흡연 물질)에 기술되어 있는 대안의 흡연 물질을 포함하는 재구성 담배 또는 대안의 흡연 물질일 수 있고, 각각은 본원에 전체가 참조로 추가로 인용된다. 재구성 또는 대안의 흡연 물질의 비율은 흡연 물질의 10-100 중량%일 수 있다.

흡연 물질은 바람직하게는 다공성 플러그랩(plugwrap) 물질 또는 다공성 궐련 페이퍼와 같은 내부 랩퍼에 랩핑된다. 내부 랩퍼는 연소탄과 외부 랩퍼의 균질 접촉을 유지한다. 따라서 흡연 물질 로드는 흡연 용품 랩퍼의 내경보다 약간 작은 직경을 가진다. 내부 랩퍼는 연소를 증대시키기 위해 일정량의 미립자 탄소를 혼입할 수 있다. 이와 달리, 다른 연소 증대제가 혼입될 수도 있다.

내부 랩퍼는 바람직하게는 6,000 CU보다 큰 투과성, 더욱 바람직하게는 12,000 CU보다 큰 투과성을 가진다. 내부 랩퍼의 다공성은 랩퍼를 통해 아교가 스며나오지 않게 내부 랩퍼를 접착할 수 있도록 하는 필요에 의해 결정된다.

본 발명의 흡연 용품은 유리하게는 통상의 섬유질 셀롤로스 아세테이트 필터와 함께 사용될 수 있다. 탄소를 혼입한 이중 또는 삼중 필터 또한 사용될 수 있다.

본 발명은 예시의 방법으로 개략도를 참조로 설명될 것이고, 여기에서:

도 1은 본 발명에 따른 흡연 용품을 도시하고,

도 2는 Virginia 대조(라인 2) 및 기본형(라인 1)의 자유로운 연기나는 시간을 보여준다.

흡연 용품(1)은 랩퍼(3)에 랩핑되고 섬유질 셀룰로스 아세테이트 필터(4)에 부착된 담배 로드(2)를 포함한다.

흡연 용품 랩퍼(3)는 혼합물의 전체 중량이 100 g이 되도록 나트륨 알기네이트(유기 결합제) 10%, 45 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 알루미나(세라믹 충진물) 82.5%, 칼슘 카보네이트(무기 담뱃재 개선제) 2.5% 및 트리칼륨 시트레이트(연소 첨가제) 5%를 포함하는 점성 페이스트를 생성한 다음 물 60 ㎖와 혼합함으로써 제조된다. 페이스트를 램 압출기를 사용하여 7.5 mm 외경의 토피도 다이를 통해 0.75 M의 칼슘 아세테이트 용액으로 압출한다. 압출된 관을 10-60초의 시간 동안 용액에 두고, 제거하여, 일정 길이로 절단한 다음 적당한 크기의 지지체 상에서 60%의 상대 습도(Relative Humidity; RH) 및 22℃의 컨디셔닝룸에서 공기-건조시킨다. 관은 약 23.5 mm의 원주 및 약 0.5 mm의 벽 두께를 가진다. 건조된 로드의 수분 함량은 약 2%이다.

한편 Virginia 담배의 블렌드를 함유하는 담배 로드(2)를 12,000 CU의 다공성 플러그랩에 기기로 랩핑하여 로드와 외부의 압출된 랩퍼의 내벽의 직접 접촉을 보장하는 외경을 가지는 랩핑 담배 로드를 생산한다.

하기의 실시예는 대조로서 80 CU의 통상의 페이퍼 랩퍼에 랩핑된 두 가지의 상이한 담배 블렌드를 사용하여 준비되었다. 동일한 블렌드가 전술한 특이한 외부의 랩퍼로 내부 랩퍼로 랩핑된 흡연 물질 로드에 사용된다. 모든 흡연 용품은 길이가 57 mm이고 섬유질 셀룰로스 아세테이트 필터 로드가 27 mm이다.

실시예 1

대조 및 기본형 궐련이 전술한 바와 같이 생산된다. 담배 중량 및 담배 로드 원주가 표 1에 나타나 있다.

궐련 코드	연소된 담배 중량(mg)	담배 로드의 원주(mm)
USB 대조	585	24.5
USB 기본형	344	19
Virginia 대조	585	24.5
Virginia 기본형	344	19

이 궐련의 직접 마시는 연기 생성량이 하기 표 2에 나타나 있다.

직접 마시는 연기 생성량(mg/cig)	USB 대조	USB 기본형	Virginia 대조	Virginia 기본형
TPM	15.85	19.17	15.49	17.49
NFDPM	12.12	12.6	12.53	11.12
NHFDPM	10.5	10.83	11.88	10.35
물	2.5	5.5	1.74	5.48
니코틴	1.23	1.07	1.22	0.95
글리세롤	1.14	1.01	0	0
트리아세틴	0.48	0.76	0.65	0.77
퍼프 횟수	6.4	5.7	6.9	5.6
TPM = 전체 미립자 물질 NFDPM = 니코틴이 없는 건조 미립자 물질 NHFDPM = 니코틴 습윤제가 없는 건조 미립자 물질

각 궐련의 생담배 연기 생성량이 하기 표 3에 나타나 있다. 표 4는 또한 대조 궐련과 기본형 간의 생담배 연기의 변화 퍼센티지를 나타낸다. 마이너스 값은 대조와 비교하여 감소한 퍼센티지를 나타낸다.

생담배 연기 생성량(mg/cig)	USB 대조	USB 기본형	Virginia 대조	Virginia 기본형
TPM		3.44		2.59
NFDPM	25.1	2.6	25.6	2.2
니코틴		1.48	5.21	1.18
CO	46.6	28.9	51.2	25.5
CO₂	362	275	404	218

생담배 연기 성분	USB 대조와 기본형 간의 변화 %	Virginia 대조와 기본형 간의 변화 %
NFDPM	-89.6	-90.9
CO	-38	-50.2
CO₂	-24	-46
니코틴		-77.4

결과는 통상의 랩핑 용품과 비교하여 생담배 연기 성분 생성량이 놀라울 정도로 감소하였음을 보여준다. NFDPM은 90%의 감소가 달성될 수 있다. 담배가 더욱 효율적으로 사용되고 더 적은 담배가 연소되어도 직접 마시는 타르 양은 온전한 맛의 제품과 일치한다. 따라서 적은 양 또는 온전한 맛의 제품으로 담배를 훨씬 덜 사용하기 위한 제품 기획 기회가 있다.

실시예 2

동일한 방식으로 제조되고 나트륨 알기네이트 7% 및 하이드록시프로필 셀룰로스(유기 결합제) 3%, 활성화된 알루미나(무기 결합제) 20%, 50 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 소성 알루미나(세라믹 충진물) 63.5%, 칼슘 카보네이트(무기 담뱃재 개선제) 1-5% 및 칼륨 아세테이트(연소 첨가제) 5%를 포함하는 추가의 랩퍼 제형물 또한 생성된다.

전술한 바와 같은 Virginia 담배와 다공성 플러그랩의 동일한 블렌드를 함유하는 담배 로드가 이 랩퍼를 사용하여 생산된다.

직접 마시는 연기 및 생담배 연기 데이타가 Virginia 담배 블렌드 대조 궐련(상기와 같이 사용)과 비교하여 하기 표 5에 나타나 있다.

연기 성분	Virginia 기본형 II 직접 마시는 연기 생성량(mg/cig)	생담배 연기 생성량(mg/cig)
TPM	15.71	2.19
NFDPM	8.94	2.01	(-92.1)
NHFDPM	8.91
물	5.71
니코틴	1.02	0.38	(-92.7)
글리세롤	0.00
트리아세틴	0.02
퍼프 횟수	7.20
CO		40.11	(-21.6)
CO₂		397.64

괄호 안의 숫자는 표 3의 Virginia 대조와 비교한 생담배 연기 생성량 감소율의 퍼센티지이다.

도 2는 본 발명에 따른 흡연 용품의 자유로운 연기나는 시간을 보여준다. 자유로운 연기나는 시간은 약 10분인 통상의 제품과 유사하다. 본 발명 제품의 연기나는 시간은 대조의 연기나는 시간보다 짧다. 담배의 소모 속도는 실시예 1의 기본형과 Virginia 대조 모두의 경우 유사하다.

생산된 흡연 용품은 통상의 흡연 조건하에서 용이하게 제거될 수 있는 담뱃재를 가지고 허용 가능한 색을 가진다.

본 발명을 사용하는 생담배 연기 감소 메카니즘은 생담배 연기 입자의 기계적 트랩핑에 의한 것이다. 주로 생담배 연기의 수성 미립자 상이 트랩핑된다.

본 발명의 놀라운 장점은 달성되는 생담배 연기 수준이 흡연 물질의 담배 함량에도 불구하고, 랩퍼에 랩핑된 비-담배 함유 흡연 물질의 생담배 연기 수준에 적어도 필적한다는 것이다. 이에 따라 생담배 연기 성분의 상당한 여과가 달성된다.

Claims

담배 흡연 물질을 랩핑하고 있는 랩퍼 물질을 포함하는 흡연 용품으로서,

상기 랩퍼는 세라믹 충진물 및 결합제를 함유하고,

상기 세라믹 충진물은 상기 랩퍼를 생산하는 슬러리 내의 건조 물질의 50-95 중량% 범위로 존재하며,

상기 세라믹 충진물은 랩퍼 내에 결합제와 혼합될 때 랩퍼가 다공성 자립 구조를 갖도록 예정된 형상의 미립자 세라믹 충전물인 흡연 용품.
제 1 항에 있어서, 랩퍼가 그린 세라믹 랩퍼인 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 세라믹 충진물의 예정된 형상이 구형 또는 실질적인 구형, 또는 타원형 또는 실질적인 타원형인 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 세라믹 충진물이 2-90 ㎛ 범위의 입자 크기를 가지는 흡연 용품.
제 4 항에 있어서, 세라믹 충진물이 2-75 ㎛ 범위의 입자 크기를 가지는 흡연 용품.
제 5 항에 있어서, 세라믹 충진물이 25-70 ㎛ 범위의 입자 크기를 가지는 흡연 용품.
제 6 항에 있어서, 세라믹 충진물의 평균 입자 크기가 30 ㎛보다 큰 흡연 용품.
제 7 항에 있어서, 세라믹 충진물의 평균 입자 크기가 35 ㎛보다 큰 흡연 용품.
제 8 항에 있어서, 평균 입자 크기가 50 ㎛인 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 세라믹 충진물이 규칙적 또는 불규칙적 비-판상체 입자 형상을 가지는 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 세라믹 충진물이 불용성 또는 저 용해도의 금속 옥사이드 또는 금속염인 흡연 용품.
제 10 항에 있어서, 세라믹 충진물이 알루미나, 실리카, 알루미노-실리케이트, 실리콘 카바이드, 안정화 또는 비-안정화 지르코늄 옥사이드, 지르콘, 가닛 및 장석 중에서 선택되는 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 세라믹 충진물이 70-90%의 범위로 존재하는 흡연 용품.
제 13 항에 있어서, 세라믹 충진물이 70-87.5%의 범위로 존재하는 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 세라믹 충진물이 열적으로 안정한 금속 옥사이드 또는 금속염인 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 결합제가 유기 결합제인 흡연 용품.
제 16 항에 있어서, 유기 결합제가 알기네이트, 고무, 변형 셀룰로스 또는 천연 셀룰로스, 펙틴 또는 펙틴성 결합제, 전분 및 이러한 결합제의 1족 또는 2족 금속염으로부터 선택되는 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 결합제가 무기 결합제인 흡연 용품.
제 18 항에 있어서, 무기 결합제가 활성화된 무기 물질인 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 결합제가 슬러리중 건조 물질의 2-30 중량% 범위로 존재하는 흡연 용품.
제 20 항에 있어서, 결합제가 3-10%의 범위로 존재하는 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 랩퍼가 연소 첨가제를 추가로 포함하는 흡연 용품.
제 22 항에 있어서, 연소 첨가제가 랩퍼를 생산하기 위해 사용되는 슬러리 내의 건조 물질의 1-15 중량% 범위로 존재하는 흡연 용품.
제 23 항에 있어서, 연소 첨가제가 2-5%의 범위로 존재하는 흡연 용품.
제 24 항에 있어서, 연소 첨가제가 1족 및 2족 금속염으로부터 선택되는 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 랩퍼가 담뱃재 개선재를 추가로 포함하는 흡연 용품.
제 26 항에 있어서, 담뱃재 개선제가 랩퍼 중량을 기준으로 5% 이하로 랩퍼에 존재하는 흡연 용품.
제 27 항에 있어서, 담뱃재 개선제가 운모, 백악, 펄라이트 및 점토로부터 선택되는 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 랩퍼가 <200 Coresta Unit(C.U.)의 투과성을 가지는 흡연 용품.
제 29 항에 있어서, 랩퍼가 5-50 C.U. 범위의 투과성을 가지는 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 랩퍼가 0.5-3.0 g/㎤ 범위의 밀도를 가지는 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 담배가 절단 엽편(cut lamina) 및 줄기를 포함하는 절단 담배인 흡연 용품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 담배가 재구성 담배 물질, 비-담배 물질 및 대안의 흡연 물질로부터 선택되는 물질을 포함하는 흡연 용품.
제 24 항에 있어서, 연소 첨가제가 연소 촉진제인 흡연 용품.
제 11 항에 있어서, 세라믹 충진물이 알루미나, 실리카, 알루미노-실리케이트, 실리콘 카바이드, 안정화 또는 비-안정화 지르코늄 옥사이드, 지르콘, 가닛 및 장석 중에서 선택되는 흡연 용품.