KR101814373B1 - 담배 연기에 변색되는 담배필터 - Google Patents

담배 연기에 변색되는 담배필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 담배 연기에 변색되는 담배필터에 관한 것이다. 본 발명은 하나 이상의 필터부를 구비하는 담배필터에 있어서, 필터부 중 어느 하나에 담배 연기에 변색되는 변색필터부를 포함하되, 변색필터부는 변색제를 코팅한 백색볼들로 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 담배 흡연시 발생하는 연기에 색상이 확연히 변색되어 흡입자에게 흡연이 인체에 해롭다는 사실을 반복해서 암시하는 효과가 있다.

Description

담배 연기에 변색되는 담배필터{CIGARETTE FILTER FOR DISCOLORING BY CIGARETTE SMOKE}
본 발명은 담배필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 담배 연기에 변색되는 담배필터에 관한 것이다.
일반적으로 담배를 제조하기 위해서, 먼저 다양한 종류의 잎담배를 원하는 향과 맛이 나도록 배합하여 가공한 후 절각하여 궐련지로 말아 궐련을 제조한 후, 담배 필터를 부착한다.
담배 필터는 유해가스를 제거할 수 있는 활성탄 등과 흡연 시 향을 부가하여 낼 수 있는 향미 물질 등을 포함할 수 있으며, 필터 권지에 의해 둘러싸여 있다. 마지막으로 궐련지로 둘러싸인 담배 궐련과 필터권지로 둘러싸인 필터를 팁 페이퍼로 연결시켜 담배를 완성할 수 있다.
또한, 공개특허공보 제10-2008-0014297호에는 담배 필터에 담배의 연소시 발생되는 열을 이용하여 경고문구나 도안, 선, 색깔 등이 변색을 이용하여 흡연자에게 경고의 뜻을 전달하고 있다.
그러나, 열에 의해 변색되는 담배필터는 인체에 유해한 시약이나 시험지를 사용하므로 건강에 해로운 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인체에 해롭지 않고 흡연 중 담배 연기에 의해 색상이 변하는 담배필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 담배 연기에 변색되는 담배필터는, 하나 이상의 필터부를 구비하는 담배필터에 있어서, 상기 필터부 중 어느 하나에 담배 연기에 변색되는 변색필터부를 포함하되, 상기 변색필터부는 변색제를 코팅한 백색볼들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 변색제는, 60 ~ 93 중량%의 용매; 0.1 ~ 1.0 중량%의 산화환원지시제; 5 ~ 20 중량%의 보습증점제; 1 ~ 20 중량%의 가스흡수제; 및 0.1 ~ 3 중량%의 식용색소;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 용매는 물과 에탄올 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 산화환원지시제는 Neutral Red, Safranin T, Phenosafranin, Indigomonosulfonic acid, Indigodisulfonic acid, Indigotrisulfonic acid, Indigotetrasulfonic acid, Methylene blue, Thionine, Sodium o-cresol indophenol, Sodium 2,6-dibromophenol-indophenol, Sodium 2,6-dichlorophenol-indophenol 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 보습증점제는 glycerin, polyethylene glycol(PEG), polypropylene glycol(PPG), polyacrylic acid(PAA), 또는 polysorbate 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 가스흡수제는 aminomethanol (methanolamine), dimethylethanolamine (DMEA), 2-amino-3-methyl-1-butanol (Valinol), 2-Amino-2-methyl-1-propanol(AMP), 또는 1-amino-2-propanol (isopropanolamine) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 식용색소는 청색, 적색, 황색 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 백색볼은 제올라이트(zeolite), 알루미나(alumina), 실리카(silica), 실리카겔(silica gel), 화이트카본(white carbon), 백토(white clay, kaolin), 전분(starch) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 백색볼은 평균입경 0.1 ~ 7.0mm의 구형 입자로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 담배 흡연시 발생하는 연기에 색상이 확연히 변색되어 흡입자에게 흡연이 인체에 해롭다는 사실을 반복해서 암시하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 담배 연기에 변색되는 담배필터를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 변색제를 코팅한 백색볼들의 담배 흡연 전후의 색상을 나타낸 사진이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 담배 연기에 변색되는 담배필터에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 담배 연기에 변색되는 담배필터를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 통상의 필터형 담배는 궐련(10)과 담배필터(20)로 구성되고, 상기 담배필터(20)는 하나 이상의 필터부로 이루어진 이중필터, 삼중필터, 사중필터 등의 다중필터에서 선택되는 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명은 다중필터를 구성하는 하나 이상의 필터부 중 어느 하나에 담배 연기에 변색되는 변색필터부(22)를 포함하고, 상기 변색필터부(22)는 변색제를 코팅한 백색볼들로 이루어져 있다. 여기서, 본 발명에 따른 삼중필터의 일예로 도 1에 도시된 바와 같이, 삼중필터는 일반필터부(21)와 변색필터부(22) 및 일반필터부(23)가 연결되도록 할 수 있다. 이때, 상기 일반필터부(21, 23)는 용도에 따라 다른 필터부로 대체할 수 있다.
상기 변색제는 용매, 산화환원지시제, 보습증점제, 가스흡수제, 그리고 식용색소를 포함하여 사용할 수 있다.
상기 용매는 변색제의 나머지 구성성분들을 용해시켜 백색볼에 코팅이 잘 되도록 하는 액체성분으로서, 식품에 준하는 안전성에 의해 물과 에탄올만을 선택하여, 변색제 전체 중량 대비 60 ~ 93 중량%를 사용할 수 있다.
상기 산화환원지시제는 담배를 흡연하였을 때 발생되는 수분과 가스의 복합적인 화학작용에 의해 변색되는 물질로서, 뉴트럴레드(Neutral Red), 사프라닌 T(Safranin T), 페노사프라닌(Phenosafranin), 인디고모노술폰산(Indigomonosulfonic acid), 인디고디설폰산(Indigodisulfonic acid), 인디고트리술폰산(Indigotrisulfonic acid), 인디고테트라술폰산(Indigotetrasulfonic acid), 메틸렌블루(Methylene blue), 티오닌(Thionine), 소듐 o-크레졸 인도페놀(Sodium o-cresol indophenol), 소듐 2,6-디브로모페놀 인도페놀(Sodium 2,6-dibromophenol-indophenol), 소듐 2,6-디클로로페놀 인도페놀(Sodium 2,6-dichlorophenol-indophenol) 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 산화환원지시제는 변색제 전체 중량 대비 0.1 ~ 1.0 중량%를 사용할 수 있다. 이때, 0.1 중량% 이하의 미량 적용 시 색상변화를 육안으로 뚜렷히 확인하기 어렵고, 1.0 중량% 초과의 과량 적용은 색상의 진함이 유사하여 효과가 없다.
상기 보습증점제는 담배의 흡연시 나오는 수분을 흡수하여 산화환원지시제가 변색이 되도록 도와주는 기능과 변색제의 점도를 높여 백색볼에 잘 코팅되도록 도와주는 기능을 갖는 물질로서, 글리세린 (glycerin), 폴리에틸렌글리콜(PEG, polyethylene glycol), 폴리프로필렌글리콜(PPG, polypropylene glycol), 폴리아크릴산(PAA, polyacrylic acid), 또는 폴리솔베이트(polysorbate) 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 보습증점제는 변색제 전체 중량 대비 5 ~ 20 중량%를 사용할 수 있으며, 담배흡연에 의한 색상변화 시 수분과 반응을 일으킬 수 있는 요소로 미량 또는 과량 적용시 색상변화 확인이 용이하지 않을 수 있다.
상기 가스흡수제는 담배의 흡연시 나오는 가스를 흡수하여 산화환원지시제가 변색이 잘 되도록 도와주는 물질로서, 메탄올아민(methanolamine), 디메틸에탄올아민(DMEA, dimethylethanolamine), 2-아미노-3-메틸-1-부탄올(Valinol, 2-amino-3-methyl-1-butanol), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(AMP, 2-Amino-2-methyl-1-propanol), 또는 1-아미노-2-프로판올(1-amino-2-propanol) 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 가스흡수제는 변색제 전체 중량 대비 1 ~ 20 중량%를 사용할 수 있으며, 담배흡연에 의한 색상변화 시 이산화탄소와 반응을 일으킬 수 있는 요소로 미량 또는 과량 적용시 색상변화 확인이 용이하지 않을 수 있다.
이외에 변색색상을 보정할 수 있는 조색제로서 식용색소 청색, 적색, 황색 등을 변색제 전체 중량 대비 0.1 ~ 3.0 중량%를 사용할 수 있고, 담배의 pH가 약 5.5의 약산이기 때문에 필터 내에서 장기 보관시 색상이 계속 유지할 수 있도록 버퍼용액, NaOH, KOH 등의 pH조절제를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 식용색소 청색은 청색1호, 청색2호, 청색403호, 치자청, 쪽청, 인디고 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 상기 식용색소 적색은 적색2호, 적색3호, 적색102호, 적색104호, 적색105호, 적색106호, 장미적, 자단적, 다무홍, 오미자홍, 코치닐색소 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 상기 식용색소 황색은 황색4호, 황색5호, 치자황, 파프리카황, 개나리황 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 백색볼은 평균입경 0.1 ~ 7.0mm의 구형 입자로, 제올라이트(zeolite), 알루미나(alumina), 실리카(silica), 실리카겔(silica gel), 화이트카본(white carbon), 백토(white clay, kaolin), 전분(starch) 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 백색볼은 변색제를 쉽게 코팅될 수 있도록 백색이고, 필터 제조시 부서지지 않을 강도를 견딜 수 있는 내구성이 강한 매질을 사용하는 것이 바람직하다.
담배 흡연 중에는 이산화탄소, 수증기와 같은 연기 성분 등이 둘 이상의 기체가 발생할 수 있으며, 이러한 기체와 변색제가 코팅된 백색볼이 산화환원 반응에 의하여 색상이 변할 수 있다.
산화환원지시제가 산화환원반응에 의해 이산화탄소를 지시할 수 있도록 도와주는 성분이 보습증점제와 가스흡수제이다.
보습증점제에 의해 수증기가, 가스흡수제에 의해 이산화탄소가 변색제가 코팅된 백색볼로 흡수된 후, 하기 식 1의 반응이 일어난다. 그 결과로 발생한 수소이온이 하기 식 2와 같이 제1색상(산화색상)인 산화환원지시제를 환원시켜서 제2색상(환원색상)으로 변화하게 한다.
[식 1]
CO2 + H2O ↔ H+ + HCO3 -
[식 2]
RedOx + 2H+ +2e- ↔ RedOx-H2
하기 표 1은 산화환원지시제의 종류에 따른 전위차와 색상을 나타내는 표이다.
산화환원지시제 전위차(V)
pH=0		 전위차(V)
pH=7		 산화
색상		 환원
색상
DCPIP +0.64 +0.22 청색 무색
Methylene Blue +0.53 +0.01 청색 무색
Indigo Carmine +0.29 -0.13 청색 무색
Neutral red +0.24 -0.33 적색 무색
상기 표 1에서 알 수 있는 것처럼, DCPIP(Dichlorophenol indophenol)의 전위차가 가장 큰 것을 알 수 있으며, 이에 따라 DCPIP를 사용하는 경우 흡연에 따른 색상 변화가 가장 명확하게 인지할 수 있다. 또한, 메틸렌블루(Methylene blue)와 인디고카민(Indigo Carmine)은 담배필터에 사용시 안전성이 낮으므로, 담배필터 및 담배에 사용하기 어렵다.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
백색볼은 95 중량%의 백토(kaolin)와 5 중량%의 수분으로 구성된 산청백토(K사, 충북 영동)를 1,100 ~ 1,250℃에서 6 ~ 12 시간 소성시켜 강도를 높인 백색볼을 사용하였다. 백색볼에 코팅된 변색제는 전체 중량을 기준으로 다음과 같이 구성된다.
- 물:에탄올(1:4) 84 중량%
- polyethylene glycol(PEG) 10 중량%,
- 2-Amino-2-methyl-1-propanol(AMP) 5 중량%,
- 식용색소 적색 0.5 중량%,
- Sodium 2,6-dichlorophenol-indophenol(DCPIP) 0.5 중량%
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예1에 따라 변색제를 코팅한 백색볼들의 담배 흡연 전후의 모습을 나타낸 사진으로, 흡연 전에는 도 2a와 같이 변색볼들이 청색을 나타내고, 흡연 후에는 도 2b와 같이 변색볼들이 적색을 나타내는 것을 알 수 있다.
본 발명의 변색필터부를 포함하는 필터는 반투명 또는 투명 필터권지 및 팁 페이퍼를 적용하여 색상변화가 외부에서 보일 수 있도록 둘러싸는 것이 바람직하다.
상기의 본 발명은 바람직한 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 궐련 20: 담배필터
21, 23 : 일반필터부 22 : 변색필터부

Claims (9)

  1. 하나 이상의 필터부를 구비하는 담배필터에 있어서,
    상기 필터부 중 어느 하나에 담배 연기에 변색되는 변색필터부를 포함하되,
    상기 변색필터부는 변색제를 코팅한 백색볼들로 이루어지고,
    상기 변색제는,
    60 ~ 93 중량%의 용매;
    0.1 ~ 1.0 중량%의 산화환원지시제;
    5 ~ 20 중량%의 보습증점제;
    1 ~ 20 중량%의 가스흡수제; 및
    0.1 ~ 3 중량%의 식용색소;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 담배 연기에 변색되는 담배필터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 물과 에탄올 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 담배 연기에 변색되는 담배필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산화환원지시제는 뉴트럴레드(Neutral Red), 사프라닌T(Safranin T), 페노사프라닌(Phenosafranin), 인디고모노술폰산(Indigomonosulfonic acid), 인디고디술폰산(Indigodisulfonic acid), 인디고트리술폰산(Indigotrisulfonic acid), 인디고테트라술폰산(Indigotetrasulfonic acid), 메틸렌블루(Methylene blue), 티오닌(Thionine), 소듐 o-크레졸 인도페놀(Sodium o-cresol indophenol), 소듐 2,6-디브로모페놀 인도페놀(Sodium 2,6-dibromophenol-indophenol), 소듐 2,6-디클로로페놀 인도페놀(Sodium 2,6-dichlorophenol-indophenol) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 담배 연기에 변색되는 담배필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보습증점제는 글리세린(glycerin), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 또는 폴리솔베이트(polysorbate) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 담배 연기에 변색되는 담배필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스흡수제는 메탄올아민(methanolamine), 디메틸에탄올아민(dimethylethanolamine), 2-아미노-3-메틸-1-부탄올(2-amino-3-methyl-1-butanol), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-Amino-2-methyl-1-propanol), 또는 1-아미노-2-프로판올(1-amino-2-propanol) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 담배 연기에 변색되는 담배필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 식용색소는 청색, 적색, 황색 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 담배 연기에 변색되는 담배필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 백색볼은 제올라이트(zeolite), 알루미나(alumina), 실리카(silica), 실리카겔(silica gel), 화이트카본(white carbon), 백토(white clay, kaolin), 전분(starch) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 담배 연기에 변색되는 담배필터.
  9. 삭제
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