KR101556023B1 - 재구성 담배 시트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

고 함량의 에어로졸 형성자를 함유하는 재구성 담배 시트가, 시트(20)로 형성되는 담배 재료를 함유하는 수성 슬러리를 제조하여 제작된다. 시트의 수분 함량은 글리세린(40)과 같은 에어로졸 형성자를 병합하기 전에 약 50중량% 미만으로 감소될 수 있고(30), 이것은 약 40℃보다 낮은 온도일 수 있고, 이어서 시트를 건조시킨다. 시트는 때리고, 천연 담배 스트립과 혼합되고, 그리고 흡연 물품의 절단 충전재로 분쇄될 수 있다.

재구성 담배 시트, 에어로졸 형성자, 재구성 담배 제조방법

Description

재구성 담배 시트의 제조방법{METHODS OF MAKING RECONSTITUTED TOBACCO SHEETS}

본 발명은 재구성 담배 시트의 제조방법에 관한 것이다.

담배 제품의 생산 및 처리 중, 담배 줄기, 잎 조각 그리고 제조 공정(즉, 스테밍, 숙성, 블렌딩, 절단, 건조, 냉각, 스크리닝, 성형 및 포장) 중 생산되는 담배 분진과 같은 담배 부산물 줄기는 그들의 유용한 담배 내용물을 재구성하기 위해 재활용될 수 있다. 과거에는, 이와 같은 담배 부산물은 그 분야에서 재구성 담배 시트로 알려진 것을 형성하였다.

일단 제조된, 재구성 담배 시트는 전체 잎 담배로와 유사한 방식으로 절단되어 궐련과 다른 흡연 물품에 적합한 담배 충전재를 생산한다. 재구성 담배 시트, 생산 방법 및/또는 장치는 일반적으로 US-A-4 341 228 (Keritsis et al.), US-A-5 724 998 (Gellatly et al.), US-A-5 203 354 (Hickle), US-A-5 584 306 (Beauman et al.), 및 US-A-6 216 706 (Kumar et al.)에 기재되어 있다.

재구성 담배 시트를 제조하는 방법은 담배 입자의 섬유성 슬러리로부터 물이 배출되고, 형성된 시트는 연속적으로 처리되고 건조되는 제지기계를 이용한다. 이와 같은 제지 기계는 US-A-3 255 706 (Selke), US-A-4 542 755 (Selke et al.) 및 US-A-4 182 349 (Selke)에 기재된다.

재구성 담배 시트를 제조하는 방법은 담배 재료를 함유하는 수성 슬러리를 제조하는 것을 포함한다. 시트는 수성 슬러리로부터 형성되고, 이어서 시트의 수분 함량을 50중량% 미만으로 감소시킨다. 에어로졸 형성자가 약 40℃ 보다 낮은 온도에서 시트에 병합되고, 이어서 시트가 건조된다.

또 다른 구현예에서, 재구성 담배 시트의 제조방법은 담배 재료를 함유하는 수성 슬러리를 제조하는 것을 포함하고, 여기서 담배 재료는 담배 잎 조각, 담배 줄기, 담배 제조중 발생하는 담배 분진, 및/또는 담배 잎 주요 엽편 스트립을 포함한다.

수성 슬러리는 가용성 부분과 섬유성 부분으로 분리된다. 시트는 수성 슬러리와 분리된 섬유 부분으로, 가용성 부분과 병합됨 없이, 제지 공정에 의해 그리고 이어서 시트의 수분 함량을 약 30중량% 내지 약 50중량%으로 감소시켜 형성된다. 글리세린 용액을 포함하는 에어로졸 형성자는 주변 온도와 약 40℃ 이하의 온도 사이의 온도에서 시트에 병합된다. 시트는 건조되어 글리세린 함량이 재구성된 담배 시트의 최대 약 50중량%인 재구성 담배 시트를 제공한다.

도 1은 재구성 담배 시트를 제작하는 방법의 예시적 구현예를 설명하는 흐름도이다.

도 2는 재구성 담배 시트를 제작하는 방법의 바람직한 구현예를 설명하는 흐 름도이다.

바람직한 구현예에 따르면, 고 에어로졸 형성 함량을 갖는 재구성 담배 시트를 형성하는 방법은 시트 상의 끈적이는 표면을 피하면서, 최대 약 50중량%의 글리세린을 갖는 재구성 시트를 제공할 수 있다.

도 1은 재구성 담배 시트의 제조방법의 예시적 구현예를 나타낸다. 단계 10에서, 담배 재료를 함유하는 수성 슬러리가 제조된다. 다음 단계 20에서, 담배 시트가 수성 슬러리로부터 형성된다. 수성 슬러리의 수분 함량은 단계 30에서 50 중량% 아래로 감소된다. 담배 시트의 수분 함량이 감소된 후, 단계 40에서 에어로졸 형성자가 바람직하기는 약 40℃ 미만의 온도에서 담배 시트에 병합된다. 그 다음, 단계 50에서, 담배 시트는 건조 공정을 겪는다.

도 2는 재구성 담배 시트의 제조방법의 바람직한 구현예를 나타낸다. 첫번째 단계에서, 담배 재료(52)와 물(54)이 혼합되어 수성 슬러리(56)을 형성한다. 담배 재료(52)는 담배잎 조각, 담배 줄기, 담배 처리 중 발생된 담배 분진 및/또는 담배 잎 주요 옆편 스트립일 수 있다. 예를 들면, 담배 재료(52)는 적어도 약 50중량%의 줄기, 바람직하기는 약 70~80중량%의 줄기, 및 나머지의 담배 잎 조각 및/또는 담배 분진을 함유할 수 있다. 담배 재료(52)는 목재 셀룰로스 섬유와 같은 다른 첨가제룰 함유하여 재구성 담배 시트의 강도를 개선하고 줄기 함량을 낮출 수 있다.

수성 슬러리(56)는 펄프화 공정(58)을 겪어 가용성 부분(60)과 섬유성 부분(62)를 생산할 수 있다. 예를 들면, 수성 슬러리(56)는 가용성 부분(60)을 제거 하기 위해 압축되거나 원심분리될 수 있다. 바람직하기는, 가용성 부분(60)은 재구성 담배 제조공정에 병합되지않고 버려진다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 구현예에서, 섬유 부분(62)은 정제 공정(64)을 거쳐 섬유 부분(62)이 제지용 개개의 섬유에 더욱 가깝게 근접하도록 전환된다. 섬유 부분(62)은 제지 공정(66)(예를 들면, Fourdrinier machine)에 의해 담배 시트를 형성한다. 이 제지 공정(66) 동안, 시트의 수분 함량은 와이어 메쉬(예를 들면, Fourdrinier 와이어)를 통해 과량의 물을 배출시킴으로써 감소된다. 예를 들면, 수분 함량은 순수 배출에 의해 약 98~99 중량%로 시작하여 약 95중량%까지 감소될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 수분 함량은 배출이 수분 진공화(vaccuming)와 결합한다면, 약 85%까지 감소될 수 있다.

제지 공정(66)이 완료된 후, 담배 시트는 시트의 수분 함량을 감소시키기 위해 수분 감소 공정(68)을 겪는다. 바람직하기는, 수분 함량은 50중량% 미만, 30중량% 이상으로 감소된다. 다른 예시적 구현예에서, 수분 함량은 45중량% 미만, 40중량% 미만, 또는 35 중량% 미만까지 감소된다. 예를 들면, 시트를 스팀-가열된 금속 드럼(즉, 양키 드라이어)위에 놓고, 그리고 임의로 더 작은 스팀-가열된 표면 건조기(즉, 캔 드라이어)를 놓아 수분 함량 감소시킬 수 있다.

수분 감소 공정(68) 후, 에어로졸 형성자 용액(72)을 시트에 적용한다. 예를 들면, 시트를 사이즈 프레스(70)을 통과시키고, 여기서 시트는, 시트의 양쪽 면에 에어로졸 형성자 용액(72)이 공급되도록 배열된 두 개의 수직 또는 수평 롤러 사이에 공급된다. 에어로졸 형성자 용액(72)은 다른 첨가제(74)를 포함할 수 있다. 선 택적 구현예에서, 에어로졸 형성자 용액(72)이 시트 상에 분사되거나 또는 시트를 에어로졸 형성자 용액(72)에 담글 수 있다.

에어로졸 형성자의 예는 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및/또는 올레일 알콜을 포함한다.

한 구현예에서, 에어로졸 형성자 용액(72)은 약 40℃ 보다 낮은 온도에서 시트에 병합된다. 또 다른 예시적 구현예에서, 에어로졸 형성자 용액(72)은 약 35℃ 보다 낮은 온도, 예를 들면, 약 30℃ 또는 25℃ 보다 낮은 온도 또는 주변 온도에서 시트에 병합된다.

글리세린은 에어로졸 형성자 용액(72)을 위한 바람직한 에어로졸 형성자이다. 글리세린은 흡연 물품에서 연소될 때 글리세린과 수증기의 불활성 에어로졸을 형성한다. 예를 들면, 글리세린 에어로졸 형성자는 약 20 내지 80 부피% 글리세린을 함유하는 글리세린 수용액으로서 시트에 병합될 수 있다. 선택적인 구현예에서, 글리세린 용액은 약 50 내지 80부피%의 글리세린을 함유한다. 약 100%의 글리세린의 용액을 사용하는 시도는 글리세린 용액의 담배 재료로의 흡수결과가 불량하여 표면이 끈적였고, 이것은 제조과정에 어려움을 제공할 수 있다.

에어로졸 형성자 용액(72)는 또한, 풍미제, 습윤제(글리세린 이외), 및/또는 아세테이트 화합물과 같은 다른 첨가제(74)를 함유할 수 있다. 풍미제의 예는 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제(isosweet), 코코아, 라벤더, 시나몬, 카르다몸, 셀러리, 호로파, 카스카릴라, 백단, 베르가못, 제라늄, 벌꿀 에센스, 장미 오일, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일, 민트 오일, 계피, 케러웨이, 코냑, 자스민, 카모마일, 멘톨, 계피, 일랑일랑, 샐비어, 스피어민트, 생강, 고수, 커피 등을 포함한다. 글리세린 이외의 습윤제의 예는 프로필렌 글리콜 등이다.

고농도의 글리세린을 갖는 담배 재료는 또한 임의의 첨가제를 함유할 수 있다. 아세테이트는 특히 글리세린과 결합하였을 때, 담배 연기의 TPM 독성의 감소를 촉진하는 것으로 확인되었다. 아세테이트 화합물은 추가로 발화된 흡연 물품의 흡연시 TPM 또는 페놀의 감소를 강화할 수 있다. 한 구현예에서, 아세테이트 화합물은 암모늄 아세테이트, 칼슘 아세테이트, 및/또는 마그네슘 아세테이트를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 아세테이트 화합물이, 절단 충전재와 같은 시트에 병합된 발화된 흡연 물품의 흡연시, 카테콜, 히아드로퀴논, 페놀 또는 TSNA의 감소를 촉진하는데 효과적인 양으로 첨가된다.

도 2에 나타난 바와 같이, 시트가 에어로졸 형성자 용액(72)이 병합되는 사이즈 프레스(70)를 통과한 후, 시트는 건조 공정(76)에 노출된다. 예를 들면, 건조 공정(76)은 시트가 터널 또는 에프론 건조기를 통과하는 것을 포함할 수 있다.

에어로졸 형성자 용액(72)이 글리세린인 한 구현예에서, 글리세린 용액은 건조 후 비-점착 시트를 생성하는데 효과적인 양으로 첨가될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 글리세린 용액은 건조 후 담배 시트의 최대 50 중량%까지 첨가된다.

암모늄 아세테이트는 건조 후 시트의 약 5 내지 20 중량%, 바람직하기는 약 10 내지 12 중량%의 양으로 담배 시트에 병합될 수 있다. 칼슘 아세테이트는 건조 후 시트의 약 1 내지 10중량%, 바람직하기는 약 4중량%의 양으로 병합될 수 있다. 마그네슘 아세테이트는 건조 후 시트의 약 5 내지 20중량%, 바람직하기는 약 8 내지 10 중량%의 양으로 병합될 수 있다.

건조 공정(76) 후, 단계 (78)에서, 에어로졸 형성자(예를 들면, 글리세린)를 함유하는 시트는 기계 손가락에 의해 다듬어지거나 또는 껍질이 벗겨져서 천연 담배 박층 스트립과 유사한 조각의 크기가 되거나 또는 한 면이 2 내지 4 인치 사이의 다이아몬드형 조각으로 절단된다. 재구성 담배 시트 조각은 천연 담배 스트립과 혼합되고 혼합물 전체는 절단 충전재로 분쇄되고 흡연 물품에 병합된다. 불활성 에어로졸을 갖는 담배 연기 중의 타르의 감소에 기인하는 TPM의 전체적 감소는 흡연 물룸에 병합된 글리세린의 양에 비례한다.

분쇄된 담배 시트 조각들("STSP")은 흡연 물품의 담배 로드 부분에 병합되는 담배 충전재의 혼합물의 약 5% 내지 60%를 포함할 수 있다. 상기 혼합물 봉입 부분의 상부 말단에서, 상승된 글리세린 함량은, 특히 습한 조건에서 담배 로드의 포장지를 더럽히는 경향이 있다. 얼룩 효과는 담배 로드에 얼룩-경향성이 낮은 포장지의 선택 또는 이중 포장지의 사용에 의해 개선될 수 있다.

흡연 생물학적 활성과 관련하여, 20 내지 30% STSP(2/3 기본 웹, 1/3 글리세린을 포함)를 함유하는 혼합물로 제조한 궐련은 총 미립자(TPM)의 생물학적 활성, 에임스(Ames) 및 독성이 필터 구성이 유사하고 견고함이 유사한, STSP가 없는 대조 궐련과 비교하여 감소된다는 증명한다.

특히, STSP의 20% 함유율에서, 특정 돌연변이유발성(Ames TA98 w/S9)은 35%까지 감소하였고 특정 NRU(Neutral Red Uptake) 세포독성(1/EC50, ml/mg-TPM)은 27%까지 감소하였다. STSP의 30% 함유율에서, 특정 돌연변이유발성(Ames TA98 w/S9)은 35%까지 감소하였고 특정 NRU(Neutral Red Uptake) 세포독성(1/EC50, ml/mg-TPM)은 39%까지 감소하였다.

바람직하기는, STSP는 혼합물 충전재의 약 20% 내지 30%를 포함할 수 있고, 여기서 상기 생물학적 활성의 감소가 얻어질 수 있고, 얼룩의 경향이 감소되고 STSP의 봉입으로부터의 감각적 인식에 대한 불쾌한 영향이 개선된다.

상기 구현예가 상세히 설명되었지만, 본 분야의 당업자는 첨부된 청구항의 범위로부터 벗어남 없이 다양한 변화 및 변경이 이루어질 수 있고, 등가물이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (21)

1. 재구성 담배 시트의 제조방법으로,

   담배 재료를 함유하는 수성 슬러리를 제조하는 단계;

   상기 수성 슬러리로 시트를 형성하는 단계;

   에어로졸 형성자를 상기 시트에 병합시키는 단계; 및

   여기서 에어로졸 형성자는 35 ℃ 이하의 온도이고

   시트를 건조시키는 단계를 포함하는 방법이고,

   여기서 에어로졸 형성자를 병합시키기 전에 시트의 수분 함량을 45중량% 이하로 감소시키는 것을 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 에어로졸 형성자는 글리세린 용액인 방법.
3. 제2항에 있어서, 글리세린이 최대 건조 시트의 50중량%의 양으로 첨가되는 것인 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 시트를 형성하는 것은:

   담배 재료를 가용성 부분과 섬유성 부분으로 분리하는 단계; 및

   가용성 부분의 병합 없이 섬유성 부분으로 시트를 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것인 방법.
5. 제2항에 있어서,

   (a) 상기 글리세린 용액은 20 내지 80부피%의 글리세린을 함유하거나;

   (b) 상기 글리세린 용액은 50 내지 80부피%의 글리세린을 함유하거나;

   (c) 상기 글리세린 용액은 75 내지 80부피%의 글리세린을 함유하거나; 또는

   (d) 상기 글리세린 용액은 50부피%의 글리세린을 함유하는 것인 방법.
6. 제1항에 있어서, 에어로졸 형성자를 병합시키기 전에

   (a) 상기 시트의 수분 함량을 30중량% 내지 45중량%로 감소시키는 단계; 또는

   (b) 상기 시트의 수분 함량을 30중량% 미만으로 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 에어로졸 형성자는 풍미제를 더욱 포함하는 것인 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 에어로졸 형성자는 글리세린 이외의 습윤제를 더욱 포함하는 것인 방법.
9. 제2항에 있어서, 여기서 상기 글리세린 용액은 암모늄 아세테이트, 칼슘 아세테이트, 또는 마그네슘 아세테이트를 포함하는 것인 방법.
10. 제9항에 있어서, 여기서 상기 글리세린 용액은:

    (a) 상기 시트의 건조 후 상기 시트의 7중량% 내지 11중량%의 양으로 첨가되는 암모늄 아세테이트;

    (b) 상기 시트의 건조 후 상기 시트의 2.5중량% 내지 5중량%의 양으로 첨가되는 마그네슘 아세테이트; 또는

    (c) 상기 시트의 건조 후 상기 시트의 7중량% 내지 9중량%의 양으로 첨가되는 칼슘 아세테이트를 더욱 포함하는 것인 방법.
11. 흡연 물품의 제조방법으로서:

    제1항에 따른 방법으로 재구성 담배 시트를 제조하고, 상기 시트를 다듬고, 상기 시트를 천연 담배 스트립과 혼합하고, 그리고 절단 충전재로 분쇄하며, 그리고 상기 절단 충전재를 흡연 물품에 병합시키는 단계를 포함하는 것인 방법.
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