KR102410167B1 - 개선된 경도 및 여과 효율을 갖는 필터 - Google Patents

Abstract

에어로졸 발생 기재 및 에어로졸 발생 기재에 부착된 마우스피스를 포함하고 있는 흡연 물품이 제공되어 있다. 마우스피스는 폴리락트산을 포함하고 있는 여과 물질, 및 페놀 저감용 첨가제를 포함하고 있는 세그먼트를 포함하고 있다. 마우스피스는 세그먼트를 둘러싸고 있는 하나 이상의 래퍼를 더 포함하고 있되, 하나 이상의 래퍼는 적어도 약 50gm^-2의 통합 평량을 가지고 있다.

Description

개선된 경도 및 여과 효율을 갖는 필터{FILTER WITH IMPROVED HARDNESS AND FILTRATION EFFICIENCY}

본 발명은 폴리락트산을 포함하고 있는 흡연 물품용 마우스피스, 및 이러한 마우스피스를 포함하고 있는 흡연 물품에 관한 것이다.

필터 궐련은 통상적으로 종이 래퍼(wrapper)로 둘러싼 담배 각초의 로드(rod) 및 상기 포장된 담배 로드와 말단-대-말단 관계로 정렬된 원통형 필터를 포함하고 있으며, 상기 필터는 티핑 종이에 의해 상기 담배 로드에 부착되어 있다. 기존의 필터 궐련에서, 상기 필터는 다공성 플러그 랩으로 포장한, 초산 셀룰로오스 토우의 플러그로 구성될 수도 있다. 주류연의 미립자 및 기체 성분을 제거하기 위해 2개 이상의 여과 물질의 부위를 포함하고 있는 다수 구성요소 필터를 갖는 필터 궐련이 또한 공지되어 있다.

담배와 같은, 에어로졸 형성 기재가 연소되기보다는 가열되는 다수의 흡연 물품이 당 기술분야에 제안되어 있다. 가열식 흡연 물품에서는, 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸이 발생된다. 공지된 가열식 흡연 물품은, 예를 들면 에어로졸이 전기 가열에 의하거나 가연성 연료 요소 또는 열원에서 에어로졸 형성 기재로의 열의 전달에 의해서 발생되는 흡연 물품을 포함한다. 흡연 동안, 휘발성 화합물이 열원으로부터의 열의 전달에 의해서 에어로졸 형성 기재로부터 방출되고 흡연 물품을 통해 흡인된 공기에 연행된다. 방출된 화합물이 냉각되면서 응축되어 소비자에게 흡입되는 에어로졸을 형성한다. 연소 없이, 그리고 일부 경우에는 예를 들면 화학 반응을 통해 가열 없이, 니코틴 함유 에어로졸이 담배 물질, 담배 추출물, 또는 다른 니코틴 공급원으로부터 발생되는 흡연 물품들이 또한 공지되어 있다.

흡연 물품을 흡연하고 물품의 나머지를 폐기한 후에는, 물품의 나머지가 가능한 빨리 분해하는 것이, 종종 바람직하다. 따라서, 기존에 이러한 부분들에 사용되는 재료보다 더 잘 분해할 수 있는 재료로부터 필터 같은 흡연 물품의 부분들을 형성하는 것이 제안되었다. 예를 들면, 폴리락트산이 초산 셀룰로오스 보다 잘 분해되는 경향이 있으므로, 전체적으로 또는 부분적으로, 필터의 초산 셀룰로오스를 폴리락트산으로 대체하는 것이 제안되었다.

그러나, 초산 셀룰로오스는 직간접적으로 필터에 대해 소정의 바람직한 특성을 제공할 수 있으며, 이는 필터의 초산 셀룰로오스가 폴리락트산으로 대체되는 경우에 용이하게 얻을 수 없는 것이다. 예를 들어, 기존의 흡연 물품에서, 초산 셀룰로오스 섬유는 일반적으로 트리아세틴 첨가제로 분무되어 있다. 이것은 필터에 두 가지 주요한 영향을 가질 수 있다. 첫째, 트리아세틴은 필터에 대해 원하는 견고성을 제공하기 위해 인접한 섬유들을 결합할 수 있다. 둘째, 트리아세틴은 필터를 통해 흡인된 연기로부터, 페놀 같은 연기 성분의 여과를 향상시킬 수 있다. 폴리락트산 섬유에 분무할 때 이러한 기능들을 모두 수행할 수 있는 것으로 공지된 첨가제는 없다. 따라서 폴리락트산 기반 필터가 초산 셀룰로오스 기반 필터의 이러한 바람직한 특징들을 복제하기 위해서는, 적어도 두 개의 분리된 첨가제가 폴리락트산 기반 필터에 필요하다. 이는 제조 공정에 복잡성을 추가할 수 있으며 기존의 기계류의 변형을 요구할 수도 있다.

따라서, 폴리락트산을 함유하는 필터에 대해 인지된 분해 이점에도 불구하고, 현재로서는 흡연용 마우스피스에서 여과 물질로서 폴리락트산을 사용하기 위한 상업적으로 허용가능한 해결책이 없다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 에어로졸 발생 기재 및 상기 에어로졸 발생 기재에 부착된 마우스피스를 포함하고 있는 흡연 물품이 제공되어 있다. 마우스피스는 폴리락트산을 포함하고 있는 여과 물질, 및 페놀 저감용 첨가제를 포함하고 있는 세그먼트를 포함하고 있다. 마우스피스는 상기 세그먼트를 둘러싸고 있는 하나 이상의 래퍼를 더 포함하고 있되, 상기 하나 이상의 래퍼는 적어도 약 50gm^-2의 통합 평량을 가지고 있다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 흡연 물품용 마우스피스가 제공되어 있다. 마우스피스는 폴리락트산을 포함하고 있는 여과 물질, 및 페놀 저감용 첨가제를 포함하고 있는 세그먼트를 포함하고 있다. 마우스피스는 상기 세그먼트를 둘러싸고 있는 하나 이상의 래퍼를 더 포함하고 있되, 상기 하나 이상의 래퍼는 적어도 약 50gm^-2의 통합 평량을 가지고 있다.

적어도 약 50gm^-2의 통합 평량을 가지는 하나 이상의 래퍼로 세그먼트를 둘러싸서, 마우스피스에 대해 원하는 견고성이 달성될 수도 있다. 이 견고성(firmness)은 그렇지 않았다면 기존의 흡연 물품 마우스피스에 초산 셀룰로오스와 트리아세틴의 조합에 의해 제공되었을 견고성에 필적할 수도 있다. 래퍼는 표준 기술에 따라 세그먼트 주위에 제조되고 제공되어 있을 수도 있다.

도 1은 경도의 정의를 도시하고;
도 2는 완전한 원을 사용하여, 난형도의 정의를 도시한 것이고;
도 3은 난형을 사용하여, 난형도의 정의를 도시한 것이고;
도 4는 본 발명의 제1 구현예에 따른 비포장된 흡연 물품을 보여주고 있고;
도 5는 제1 구성에서, 필터 또는 흡연 물품의 경도를 결정하기 위한 장치의 사시도를 도시한 것이고;
도 6은 제1 구성에서의, 도 5의 장치의 측면도를 도시한 것이고;
도 7은 제2 구성에서의, 도 5의 장치의 측면도를 도시한 것이고;

또한, 하나 이상의 래퍼는 마우스피스가 원하는 견고성을 가질 수 있게 할 수도 있기 때문에, 여과 물질을 가소화하기 위해 제2 첨가제가 마우스피스에 포함되어야 할 필요는 없다. 이는 세그먼트가 기존의 기술 또는 기계를 변형하지 않고 제조될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들면, 여과 물질에 견고성을를 제공하기 위해 추가적인 첨가제가 필요하다면, 제2 분사 스테이션이 필터 제조 장치에 요구될 수도 있을 것이다. 이는 기존의 기계에 변형이 필요할 수도 있으며, 또한 바람직하지 않은 정지시간을 초래하는, 부속 혀와 같은, 기계 부품들의 추가 청소가 필요할 수도 있다.

세그먼트 내에 페놀 저감용 첨가제를 포함하고 있는 것은 흡연 물품에 의해 전달된 페놀 수준을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 첨가제는, 트리아세틴과 같은 종래의 첨가제를 초산 셀룰로오스 섬유로 형성된 것과 같은 종래의 필터 세그먼트로 포함시키기 위해 기존의 기계에서 일반적으로 사용되는 분사 스테이션을 이용하여 세그먼트에 포함될 수도 있다.

따라서, 본 발명은, 통상적으로 종래의 흡연 물품과 연관되는 견고성 또는 페놀 감소 능력을 희생시키지 않고, 그리고 흡연 물품을 제조하는 데 통상적으로 사용되는 기계 또는 공정을 변경할 필요 없이, 여과 물질로서 폴리락트산을 포함하고 있는 마우스피스를 제공하고 있다.

세그먼트는 폴리락트산을 포함하는 여과 물질을 포함하고 있다. 상기 여과 물질은 임의의 적합한 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 여과 물질은 폴리락트산을 포함하는 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다. 그러나, 바람직하게는 여과 물질은 적어도 부분적으로 폴리락트산으로 형성되어 있는 복수의 섬유를 포함한다. 그것들은 연기가 통과할 수 있는 구불 구불한 통로를 제공할 수 있으므로 섬유는 여과 물질의 특히 효과적인 형태이다. 또한, 흡연 물품이 사용 후 폐기되는 경우, 섬유가 분해하고, 다른 구조보다 더욱 쉽게 분산해서, 따라서 마우스피스 또는 흡연 물품의 분해 특성을 개선하는 데 도움이 될 수도 있다.

바람직하게는, 섬유는 서로에게 실질적으로 연결되어 있지 않다. 즉, 바람직하게는 아무런 첨가제도 섬유를 함께 결합하기 위한 세그먼트에 포함되어 있지 않다. 이는 흡연 물품이 사용 후에 폐기되는 경우 섬유가 분해하고 분산할 수 있는 속도를 개선하는데 도움이 될 수 있다.

바람직하게는, 여과 물질은 폴리락트산과 적어도 하나의 다른 중합체를 포함하는 배합물이다. 추가 중합체 또는 중합체들은 여과 물질에 추가 특성을 제공할 수도 있다. 예를 들면, 부가적인 중합체는 여과 물질에 추가적인 인장 강도 및 탄성 특성을 제공할 수 있다. 상기 여과 물질이 상이한 중합체들의 배합물로 이루어진 복수의 섬유를 포함하고 있는 경우, 이는 일반적으로 초산 셀룰로오스 필터의 제조에 사용되는 것과 동일한 기계 상에서, 일반적으로 초산 셀룰로오스 필터의 제조와 관련된 속도로, 필적할 만한 폐기물 비율 및 작동 효율을 가지면서, 섬유가 가공될 수 있게 할 수 있다.

따라서, 바람직하게는 여과 물질은 폴리글리콜산 및 폴리-(L)-락트산 중 적어도 하나와 배합된 폴리락트산을 포함하고 있는 배합물이다. 보다 바람직하게는, 상기 여과 물질은 폴리락트산, 폴리글리콜산 및 폴리-(L)-락트산을 포함하고 있는 배합물이다. 이러한 배합물은 바람직한 인장 강도 및 탄성 특성을 가진 여과 물질을 초래할 수 있다.

바람직하게는 여과 물질은, 적어도 약 70중량%의 폴리락트산, 보다 바람직하게는 적어도 약 80중량%의 폴리락트산, 및 보다 바람직하게는 약 85중량%의 폴리락트산을 포함하고 있다.

바람직하게는 여과 물질은, 약 20중량% 미만의 폴리글리콜산, 보다 바람직하게는 약 15중량% 미만의 폴리글리콜산, 및 보다 바람직하게는 약 10중량%의 폴리글리콜산을 포함하고 있다.

바람직하게는 여과 물질은 약 15중량% 미만의 폴리-(L)-락트산, 보다 바람직하게는 약 10중량% 미만의 폴리-(L)-락트산, 및 보다 바람직하게는 약 5중량%의 폴리-(L)-락트산을 포함하고 있다.

바람직한 구현들예에서, 여과 물질은 약 85중량% 폴리락트산, 약 10중량% 폴리글리콜산 및 약 5중량% 폴리-(L)-락트산을 포함하는 배합물을 포함하고 있다.

전술한 바와 같이, 폴리락트산을 포함하는 세그먼트는, 또한 페놀 저감용 첨가제도 포함하고 있다. 즉, 세그먼트는 흡연 물품에 의해 생성된 페놀의 적어도 일부를 포획하거나 그렇지 않으면 전환시킬 수 있는 첨가제를 포함하고 있다.

바람직하게는, 첨가제는 여과 물질의 요소들을 함께 결합하지 않는다.

바람직하게는, 상기 첨가제는 트리아세틴, 트리에틸 시트레이트 (TEC), 폴리에틸렌 글리콜, 초산 셀룰로오스 조각들과 트리아세틴의 혼합물, 또는 이들의 임의의 조합 중 하나를 포함한다.

하나의 특히 바람직한 첨가제는 적어도 약 90%의 트리아세틴 및 약 10%의 미만 셀룰로오스 조각들, 보다 바람직하게는 약 96% 내지 약 98%의 트리아세틴 및 약 2% 내지 약 4%의 셀룰로오스 조각들의 혼합물을 포함하고 있는 첨가제이다. 이러한 첨가제는 특히 바람직할 수 있는데, 표준 초산 셀룰로오스 필터에서 트리아세틴 및 초산 셀룰로오스 섬유 간의 시너지 효과를 복제할 수 있기 때문이다.

다른 바람직한 첨가제는 저 분자량 글리콜, 예컨대 약 100 내지 약 1000 사이, 더욱 바람직하게는 약 200 내지 약 800 사이, 심지어 더욱 바람직하게는 약 300 내지 약 500 사이의 분자량을 갖는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 계 글리콜이다. 하나의 바람직한 구현예에서, 첨가제는 폴리에틸렌 글리콜 400 (PEG 400)이다.

다른 바람직한 첨가제는 트리에틸 시트레이트이다. 하기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 첨가제는 페놀을 감소시키는데 효과적일 수 있다.

바람직하게는, 상기 첨가제는 냄새나 맛이 없는 투명한 액체이다. 바람직하게는, 상기 첨가제는 트리아세틴의 점도와 동일하거나 큰 점도를 갖는다. 이는 첨가제가 표준 초산 셀룰로오스 필터에 트리아세틴을 가하는 데 보통 사용되는 기술과 장치를 사용하여 여과 물질에 첨가될 수 있게 한다.

바람직하게는, 상기 첨가제는 여과 물질의 적어도 약 0.1중량%, 보다 바람직하게는 여과 물질의 적어도 약 5중량%의 양으로 제공되어 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 첨가제는 바람직하게는 여과 물질의 약 15중량% 미만, 보다 바람직하게는 여과 물질의 약 12중량% 미만, 심지어 보다 바람직하게는 여과 물질의 약 7중량% 미만의 양으로 제공되어 있다.

바람직하게는 페놀 저감용 첨가제는 세그먼트에 포함된 유일한 첨가제이다. 이는 세그먼트가 기존 세그먼트 제조 기계를 변형하지 않고 제조될 수 있게 한다.

첨가제는 임의의 적절한 방식으로 세그먼트에 포함될 수도 있다. 그러나, 바람직하게는 첨가제는 세그먼트가 형성되고 있을 때 상기 여과 물질 상에 첨가제를 분사하여 세그먼트에 포함된다. 예를 들면, 상기 여과 물질은 함께 묶음으로 되어서 세그먼트를 형성하는, 섬유의 연속적인 밴드일 수도 있으며, 상기 첨가제는 이들 섬유 상에 분사될 수도 있다.

상기 세그먼트를 둘러싸고 있는 하나 이상의 래퍼는 약 50gm^-2 초과의 평량을 가지고 있다. 이로 인해 마우스피스에 대해 원하는 견고성을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 바람직하게는, 하나 이상의 래퍼는 약 100gm^-2 초과의 평량을 가지고 있다. 주목할 것은, 이러한 값이 견고성 사이에 양호한 균형을 제공하는 한편, 하나 이상의 래퍼가 제조 동안에 비교적 똑바르게 취급되는 것을 허용한다는 것이었다.

더욱 바람직하게는, 하나 이상의 래퍼는 약 65gm^-2과 약 85gm^-2 사이의 평량을 갖는다. 더욱 더 바람직하게는, 하나 이상의 래퍼는 약 70gm^-2과 약 80gm^-2 사이의 평량을 갖는다. 바람직한 구현예들에서, 단일 래퍼가 제공되며, 이 단일 필터 래퍼는 위에서 설정한 평량을 갖는다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 복수 래퍼가 제공될 수 있으며, 상기 복수 래퍼의 통합 평량은 위에서 설정한 평량일 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 래퍼는 위에서 설정한 평량을 갖는 제1 래퍼를 포함하고 있으며, 상기 제1 래퍼는 여과 물질과 직접 접경하고 있다.

바람직하게는, 하나 이상의 래퍼는 래퍼의 기계 방향(machine direction)으로 적어도 약 0.08N의 휨 강도(bending stiffness)를 갖는다. 하나 이상의 래퍼는 래퍼의 기계 방향으로 약 0.2N 미만의 휨 강도를 가질 수도 있다. 상기 래퍼의 기계 방향은 바람직하게는 흡연 물품의 가로 방향에 상응한다.

바람직하게, 하나 이상의 래퍼는 래퍼의 교차 방향(cross direction )으로 적어도 약 0.04N의 휨 강도를 갖는다. 하나 이상의 래퍼는 래퍼의 교차 방향으로 약 0.1N 미만의 휨 강도를 가질 수도 있다. 상기 래퍼의 교차 방향은 흡연 물품의 길이 방향에 상응하는 것이 바람직하다.

본 명세서에 사용된 용어 “휨 강도(bending stiffness)”는 물질의 평면에 직각으로 가해진 굽힘 력(bending force)에 대한 물질의 저항도를 말한다. 상기 휨 강도는 국제 표준화 기구(ISO)의 테스트 ISO 5628: 2012 에 의하여 측정될 수 있다:

하나 이상의 래퍼가 제공되는 경우, 하나 이상의 래퍼의 주어진 방향에서의 전체(total) 휨 강도는, 각 래퍼의 통합 휨 강도이다.

하나 이상의 래퍼가 마우스피스를 가지도록 돕는 원하는 견고성(firmness) 특성은 경도(hardness) 값의 측면에서 정량화될 수도 있다. 본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 용어 “경도(hardness)”는 변형에 대한 저항을 가리킨다. 경도는 일반적으로 백분율로 표현된다. 도 1은 하중(F)을 인가하기 전의 궐련(101) 및 하중(F)을 인가하는 동안의 동일한 궐련(103)을 보여준다. 하중(F)을 인가하기 전의 궐련(101)은 직경 (D_S)을 갖는다. 설정 시간 동안 설정 하중을 인가한 후의 궐련(103)은 (감소된) 직경 (D_d)을 갖는다. 눌려진 두께(depression)는 d = D_S - D_d 이다. 도 1을 참조하면, 경도가 아래와 같이 주어진다:

위에서, D_S 는 원래의 (눌리지 않은) 궐련 직경이고, D_d는 설정 시간 동안 설정 하중을 인가한 후의 눌려진 직경이다. 물질이 단단할수록, 경도는 100%에 더 가까워 진다.

아래에 상세히 후술하는 바와 같이, 그리고 당 기술분야에 일반적으로 알려진 바와 같이, 흡연 물품의 한 부분(예를 들어 필터)의 경도를 측정하기 위하여, 흡연 물품은 한 평면에 평행하게 정렬되어야 하고, 시험될 각 흡연 물품의 동일한 부분은 설정 시간 동안 설정 하중을 받게 하여야 한다. 이 시험은 공지의 DD60A 밀도계 장치(독일 Heinr Borgwaldt GmbH에 의해 제조 및 시판되었음)를 사용하여 실시되며 , 궐련용 측정 헤드와 궐련 수용기가 끼워맞춰져 있다.

하중은 모든 흡연 물품의 직경을 한번에 가로질러 연장되는 2 개의 하중 인가 원통형 로드를 사용하여 인가된다. 이 시험은, 이 측정기구를 위한 표준시험 방법에 따라, 흡연 물품과 하중 인가 원통형 로드 사이에 20개의 접촉점이 발생하도록 실시되어야 한다. 필터 또는 필터부의 경도가 시험중인 경우라면, 이후 일부 경우에, 시험될 필터는, 각 흡연 물품이 2 개의 하중 인가 로드와 접촉하도록 하여, 10개의 흡연 물품 만으로 20개의 접촉점을 형성하도록 하기에 충분한 길이를 가질 수도 있다 (왜냐하면, 두 로드 사이에 뻗어 있기에 충분한 길이를 갖기 때문임). 다른 경우에, 필터가 이를 달성하기에 너무 짧으면, 아래에 더 설명하는 바와 같이, 각 흡연 물품이 2 개의 하중 인가 로드 중의 하나와만 접촉하여 20개의 접촉점을 형성하도록, 20개의 흡연 물품이 사용되어야 한다.

흡연 물품을 지지하기 위하여, 그리고 각각의 하중 인가 원통형 로드에 의해 인가되는 하중에 반작용하기 위하여, 2 개의 추가 고정 원통형 로드가 흡연 물품 아래에 배치된다. 이러한 배치구조는 아래에서 더 자세하게 설명되며, 도 5 내지 7에 도시되어 있다.

이러한 장치의 표준 조작 절차를 위하여, 2 kg의 전하중이 20초의 시간 동안 인가된다. 20초 경과 후에 (하중은 흡연 물품에 계속 인가된 상태임), 하중 인가 원통형 로드에 눌려진 두께가 측정되어, 위의 방정식으로 경도를 계산하는데 사용된다. 온도는 22 ℃± 2 ℃ 범위 내로 유지된다. 위에 설명한 시험을 DD60A 시험이라고 한다. DD60A 시험 및 해당 장치는 아래에서 도 5 내지 7과 관련하여 더 구체적으로 설명한다. 그러나, 필터 경도를 측정하는 표준 방법은 흡연 물품이 흡연되지 않을 때이다.

바람직하게는, 세그먼트의 경도는 적어도 약 75%, 더욱 바람직하게는 적어도 약 80%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 약 85%이다. 바람직하게는, 세그먼트의 경도는 약 100% 미만, 더욱 바람직하게는 약 95% 미만, 더욱 더 바람직하게는 약 94% 미만이다. 이는 소비자를 위해 마우스피스에 만족스러운 견고성을 제공할 수 있다.

하나 이상의 래퍼가 마우스피스를 가지도록 돕는 원하는 견고성 특성은 난형도(ovality) 값의 측면에서 정량화될 수도 있다. 본 명세서의 전반에 걸쳐 사용된 용어 “난형도(ovality)”는 완전한 원에서 벗어난 정도를 가리킨다. 난형도는 일반적으로 백분율로 표시된다. 도 2 는 완전한 원을 보여준다. 도 2에서, 치수 a =치수 b 인데, 그 이유는 두 치수가 원의 직경과 동일하기 때문이다. 도 3은 난형을 보여준다. 도 3에서, 치수 a ≠ 치수 b 이다. 도 2 및 3을 참조하면, 난형도가 다음과 같이 주어진다:

여기서, a는 난형 또는 원의 가장 긴 외경이고, b는 상기 난형 또는 원의 가장 짧은 외경이다. 난형 또는 타원의 경우에, a는 타원의 장축이고, b는 타원의 단축이다. 완전한 원에서 a = b이므로, 완전한 원의 난형도는 0% 이다.

본 발명에 의한 흡연 물품의 한 부분(예를 들어 필터)의 난형도를 측정하기 위하여, 마우스 말단이 흡연 물품의 길이방향을 따라 도시되어 있다. 예를 들면, 흡연 물품의 마우스 말단의 화상이 투명 스테이지 아래 배치된 적합한 촬상 장치에 의해 기록되도록, 흡연 물품이 투명 스테이지 상의 마우스 말단에 위치될 수 있다.

흡연 물품의 흡연을 시뮬레이션하기 위하여, 흡연 물품이 ISO 4387:2000에 정해진 ISO 조건(60초에 한 번씩 발생하는, 35 ml 퍼프들이 각각 2초 동안 지속하는 것)하의 표준 흡연 시험을 받게 한다. ISO 테스트 방법에서, 흡연 물품은 통기 구역 완전히 개방된(uncovered) 상태로 흡연된다. 흡연 전후에 수행된 변형 시험 후에 난형도를 측정하는 것이 필요한 경우에는, 동일한 디자인을 가진 2개의 흡연 물품 샘플이 사용되어야 한다. 즉, 변형되지 않고 흡연되지 않은 흡연 물품들이 흡연전 변형 시험에 사용되어야 하고, 동일한 디자인의 변형되지 않은 흡연 물품이 흡연 시험을 받게 하여 흡연후 변형 시험에 사용되어야 한다.

마우스 말단은 변형후에 낮은 난형도를 가지는 것이 바람직하다. 그래서, 흡연 물품의 최하측 하류 말단의 난형도는, 흡연 물품의 최하측 하류 말단의 50% 변형후에, 약 25% 보다 낮은 것이 바람직하다.

또한, 마우스 말단은 변형 후에, 심지어는 흡연 후에도, 가능한 한 원형에 가깝게 복귀하는 것이 바람직하다. 따라서, (전술한 바와 같은) 흡연 시험을 받은 후에 실시된, 흡연 물품의 최하측 하류 말단의 50% 변형후, 흡연 물품의 최하측 하류 말단의 난형도는 약 25% 보다 적은 것이 바람직하다.

바람직하게는 하나 이상의 래퍼는 약 100㎛ 내지 약 210㎛, 더욱 바람직하게는 약 120㎛ 내지 약 180㎛의 통합 두께를 갖는다. 일부 바람직한 구현예들에서, 하나 이상의 래퍼는 약 90㎛ 내지 약 120㎛, 바람직하게는 약 100㎛의 두께를 갖는 제1 래퍼를 포함하고 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 바람직하게는 하나 이상의 래퍼는 약 30㎛ 내지 약 70㎛, 바람직하게는 약 40㎛의 두께를 갖는 제2 래퍼를 포함하고 있다. 바람직하게는 제1 래퍼는 폴리락트산을 포함하는 세그먼트에 인접하고 있으며, 바람직하게는 제1 래퍼는 마우스피스의 전체 길이를 따라 연장되어 있다. 바람직하게는 제2 래퍼는 제1 래퍼를 둘러싸고 있으며, 마우스피스를 에어로졸 발생 기재에 연결시키고 있다.

하나 이상의 래퍼는 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 물질들의 예는, 이들에만 한정되지 않지만, 셀룰로오스계 물질, 종이, 판지, 레콘(recon), 셀룰로오스 기반 필름 및 이들의 조합을 포함한다. 하나 이상의 래퍼에는, 제조사 또는 브랜드 로고, 상표, 슬로건 및 다른 소비자 정보 및 표시(indicia)가 인쇄되거나, 양각되거나, 음각되거나 또는 달리 장식될 수도 있다. 그러나, 하나 이상의 래퍼는 종이를 포함하는 것이 바람직하다.

래퍼의 임의의 적합한 배치구조가 제공되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 마우스피스는 각각 자신들의 래퍼를 가지고 있는 복수의 세그먼트, 및 상기 복수의 세그먼트를 둘러싸고 있는 통합 래퍼를 포함하고 있을 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 래퍼는 세그먼트와 마우스피스를 둘러싸고 있으며, 에어로졸 발생 기재에 마우스피스를 연결하고 있는 티핑 종이를 포함하고 있을 수도 있다. 바람직한 구현예들에서, 하나 이상의 래퍼는 마우스피스의 전체 길이를 둘러싸고 있는 단일 래퍼이며, 티핑 종이는 단일 래퍼를 더욱 둘러싸서 상기 에어로졸 생성 기재에 마우스피스를 연결하고 있다. 이러한 구현예들에서, 단일 래퍼는 바람직하게는 하나 이상의 래퍼에 대하여 상술한 평량 및 두께의 특징을 갖는다.

바람직하게, 하나 이상의 필터 래퍼는 낮은 다공도(porosity)를 갖는다. 바람직하게, 상기 하나 이상의 필터 래퍼는 약 1000 Coresta 단위 보다 적은, 더 바람직하게는 약 500 Coresta 단위 보다 적은, 가장 바람직하게는 약 100 Coresta 단위 보다 적은 다공도를 갖는다. 다공도는 100 코레 단위 이하, 또는 20 코레 단위 이하만큼 낮을 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 다공도는 약 1 Coresta 유닛 보다 많을 수 있다.

상기 마우스피스는 임의의 적절한 구성을 가질 수도 있다. 일부 바람직한 구현예들에서, 마우스피스 내의 유일한 필터 세그먼트는 폴리락트산을 포함하고 있는 부분이다. 따라서, 바람직하게는 아무런 추가 세그먼트도 폴리락트산을 포함하고 있는 세그먼트의 상류 또는 하류에 제공되어 있지 않다. 대안적으로, 일부 다른 바람직한 구현예들에서, 마우스피스는 폴리락트산을 포함하고 있는 세그먼트의 상류 또는 하류에 하나 이상의 추가 세그먼트를 포함하고 있다. 따라서, 사용될 수도 있는 예시적인 마우스피스 구조체들로는 이에 한정되지는 않지만, 단일 필터, 이중 필터, 삼중 필터, 단일 혹은 다중 공동 필터, 및 이들의 조합을 포함하고 있다.

만일 마우스피스가 복수의 세그먼트들을 포함하는 복수 요소 마우스피스를 포함하는 경우, 하나 이상의 래퍼는 세그먼트들의 하나, 일부 또는 전부를 둘러쌀 수 있다. 바람직하게, 각 세그먼트는 각각의 래퍼를 포함하고, 전체 필터는 세그먼트들을 함께 결합하면서, 추가의 래퍼에 의해 둘러싸여 있다.

본 발명에 따른 마우스피스는 담배 로드에 부착되어서 흡연 물품의 전부 또는 적어도 일부를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 마우스피스는 축 방향으로 담배 로드와 정렬되어 있다. 많은 구현예에서, 마우스피스는 티핑 종이로 담배 로드에 결합된다.

몇몇 구현예에서, 흡연 물품은 에어로졸 발생 기재가 원통형 담배 로드의 형태로 제공되어 있고 마우스피스가 필터를 포함하고 있는 종래의 궐련이다. 흡연 물품은 대안적으로 에어로졸 형성 기재, 예컨대 담배가 연소되지 않고 가열되는 것, 또는 니코틴 함유 에어로졸이 연소 또는 몇몇 경우 가열 없이, 예를 들어 화학 반응을 통해, 담배 물질, 담배 추출물, 또는 다른 니코틴 공급원으로부터 발생되는 것일 수도 있다.

용어 "페놀"은 방향족 탄화수소 작용기에 직접 결합된 히드록실기 (-OH)로 구성된 화학 화합물의 집단을 지칭한다. 페놀기는 페놀, 카테콜, m+P 크레졸 및 o-크레졸을 포함한다.

용어 "페놀 저감용 첨가제"는 흡연 물품용 마우스피스에 첨가된 경우, 표준 흡연 시험을 실시했을 때, 연기 중의 페놀, 카테콜, m+P 크레졸, o-크레졸 중 적어도 하나의 수준을 감소시킬 수 있는 임의의 첨가제를 지칭한다.

용어 “상류” 및 “하류”는 에어로졸 발생 기재로부터 필터와 마우스피스를 통해서 흡인되는 주류연의 방향과 관련하여 설명되는 흡연 물품 또는 필터의 구성요소들의 상대 위치를 나타낸다.

본 발명의 하나의 측면에 관하여 설명된 특징들과 이점들은 또한 본 발명의 다른 측면에 적용될 수도 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이다.

도 4에 도시된 필터 궐련(10)은 본 발명에 따라 한 말단에서 축방향 정렬된 필터(14)에 부착되는 담배 각초의 포장된 로드(12)를 포함하고 있다. 필터(14)는 여과 물질의 단일 세그먼트(16)를 포함하되, 상기 여과 물질은 약 85중량% 폴리락트산, 10중량% 폴리글리콜산 및 5중량% 폴리-(L)-락트산의 배합물로 형성된 섬유를 포함하고 있다. 세그먼트(16)는 또한 담배 로드(12)에 의해 생성된 연기 중에서 페놀을 저감하기 위한 첨가제를 포함하고 있다. 여과 물질의 세그먼트(16)는 약 78gsm의 평량을 갖는 플러그 랩(18)에 의해 둘러싸여 있다. 포장된 담배 로드(12) 및 필터(14)는 필터(14)의 전체 길이 및 인접하는 포장된 담배 로드(12)의 일부분을 둘러싸는, 티핑 종이의 밴드(20)에 의해 결합되어 있다.

여섯 가지 샘플 필터를 아래 표 1 및 2에 보여지는 여과 물질로 구성하였다. 필터를 담배 로드에 부착시켜서 흡연 물품을 형성하였으며 흡연 물품은 ISO 4387:2000에서 규정한 ISO 조건(60 초에 한 번 발생하여, 각각 2초 동안 지속되는 35ml의 퍼프들) 하에서 표준 흡연 테스트를 받게 했다. ISO 테스트 방법에서, 흡연 물품은 통기 구역 완전히 개방된(uncovered) 상태로 흡연된다. 각 흡연 물품에 대한 소정의 페놀의 전달 수준을 측정하였다. 표 1 및 표 2는 여섯 가지 상이한 샘플 흡연 물품마다 니코틴 전달 mg 당 이 연기 성분들의 전달 수준을 보여준다.

표 1 및 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 첨가제 없이 폴리락트산 (PLA) 섬유를 갖는 필터들은 참조 초산 셀룰로오스 필터보다 눈에 띄게 높은 양의 페놀을 전달했다. 그러나, 첨가제와 함께 폴리락트산을 가지는 필터들은 참조 표준 초산 셀룰로오스 필터보다 필적하거나 적은 양의 페놀을 전달했다.

도 5, 도 6 및 도 7은 흡연 물품 필터의 경도를 시험하기 위한 장치를 도시한다.

장치는 공지의 DD60A 밀도계(독일 Heinr Borgwaldt GmbH에 의해 제조 및 시판되었음)이며, 궐련용 측정 헤드와 궐련 수용기가 끼워맞춰져 있다. 이하에서 보다 상세히 기술한 바와 같이, 샘플들의 경도를 공지의 DD60A 밀도계 장치에 대하여 권장된 방법에 따라 시험할 수 있다(독일 Heinr Borgwaldt GmbH에 의해 제조 및 시판되었음). 즉, 흡연 물품의 샘플이 평행한 정렬을 유지한 상태에서, 20 초의 시간 동안, 2kg의 전체 하중을 받게 하여, 흡연 물품의 압축 전 및 후의 직경을 기록한다. 압축은 각 흡연 물품의 경도(%)를 측정하는데 사용된다.

도 5는, DD60A 밀도계 장치와 같은, 흡연 물품의 필터의 경도를 측정하기 위한, 장치(4)의 사시도이다. 위의 장치는, 지지 플레이트(30) 위에 위치한 2개의 평행한 하중 인가 로드(load applying rods)(24)를 포함한다. 지지 플레이트(30)는 평행하고, 간격을 두고 떨어져 있는2개의 벽(12)을 포함하고 있으며, 각각의 벽(12)은 균일하게 간격을 둔 10개의 오목부(recess)를 가지고 있다. 상기 오목부는, 시험 중에 흡연 물품들(10)이 서로 접촉하는 것을 방지하도록 배열된다.

도 5로부터 알 수 있듯이, 동일하게 디자인된 10개의 흡연 물품들(10)이 한 평면에 평행하게 정렬되어, 밑에 있는 원통형 로드(14)위에 놓여진다. 그 흡연 물품들(10)이, 흡연 물품들을 고정하기 위해 위의 벽(12)의 해당 오목부들 사이에, 뻗어 있다. 밑에 있는 원통형 로드(14)는 벽(12)에 평행하게 뻗어 있다. 각각의 흡연 물품(10)은 2개 지점에서 밑에 있는 로드(14)에 접하여, 시험할 흡연 물품(10)과 밑에 있는 로드(14) 사이에 20개의 접촉점을 만든다.

흡연 물품 필터의 경도를 시험하기 위하여, 흡연 물품(10)은, 시험할 필터 부분이 밑에 있는 로드(14)와 접촉하도록, 자리잡아야 한다. 만일 필터가 너무 짧아서, 시험할 필터 부분이 양쪽 로드를 모두 접촉하지 못하거나 시험할 필터 부분의 끝에 매우 가깝게 양쪽 로드를 접촉하면, 도 6에 도시된 것과 같이, 등을 맞대게 배치된 20 개비의 궐련을 사용하여, 필터 부분이 로드와 접촉하도록 할 수 있음이 이해될 것이다.

도시되어 있듯이. DD60A 시험의 개념은, 밑에 있는 로드들이 시험 샘플 물질을 20개 접촉점에서 접촉하는 것이다. 만일 필터가 밑에 있는 로드를 가로질러 연장될 만큼 충분히 길면, 10개 샘플로 20개 접촉점을 만들 수 있다(도 5 참조). 만일, 필터가 충분히 길지 않으면, 도 6에 도시되어 있듯이, 20개 샘플로 20개 접촉점을 만들 수 있다

도 6에서 알 수 있듯이, 담배 로드의 부분들이 각각의 흡연 물품(10)에서 제거되고, 흡연 물품(10)의 필터 부분이 각각의 원통형 로드(14)에 받쳐져 있는 상태로 나타나 있다. 도 6에서, 마우스 말단 세그먼트의 경도가 시험되고 있고, 그에 따라 로드(14) 위에 받쳐져 있는 것은 필터의 이 부분이며, 마우스 말단 세그먼트는 로드(14) 위에 대략 중심을 두고 있다. 만일 필요하다면, 원통형 로드(14)에서 떨어져 뻗어 있는 흡연 물품 끝 부분을, 밑에 있는 지지 수단에 의해 지지하여, 흡연 물품의 회전(pivoting)을 방지할 수 있다.

장치가 도 6에 제1 구성으로 도시되어 있는데, 2개의 하중 인가 원통형 로드(24)가 위로 들어 올려져서, 흡연 물품(10)과 접촉되지 않고 있다. 흡연 물품의 경도를 시험하기 위해, 하중 인가 원통형 로드(24)가 제2 구성으로 하강되어, 도 7에 도시된 것과 같이, 흡연 물품(10)과 접촉하게 된다. 흡연 물품(10)과 접촉해 있을 때, 하중 인가 로드(24)는 20초에 걸쳐 흡연 물품(10)들의 20개 접촉 점을 통해 총 2kg의 하중을 전해준다. 20 초가 경과한 후에(그리고, 흡연 물품에 하중이 가해진 상태로), 흡연 물품에 대한 하중 인가 원통형 로드(24)에 의한 눌림 두께(depression)가 측정되어, 경도를 계산하는데 사용된다.

4: 장치
10: 궐련, 흡연 물품
12: 로드, 벽
14: 필터,원통형 로드
16: 세그먼트
18: 플러그 랩
20: 밴드
24: 하중 인가 로드
30: 플레이트

Claims (19)

1. 흡연 물품(10)으로,
   에어로졸 발생 기재(12); 및
   상기 에어로졸 발생 기재에 부착된 마우스피스를 포함하되, 상기 마우스피스는
   폴리락트산을 포함하는 여과 물질; 및
   페놀 저감용 첨가제로서, 초산 셀룰로오스 조각들과 트리아세틴의 혼합물을 포함하는 첨가제를 포함하는 세그먼트(16)를 포함하고;
   여기서 상기 마우스피스는 상기 세그먼트(16)를 둘러싸고 있는 하나 이상의 래퍼(18, 20)를 더 포함하는, 흡연 물품(10).
2. 제1항에 있어서, 상기 여과 물질은 적어도 부분적으로 폴리락트산으로 형성되어 있는 복수의 섬유를 포함하는, 흡연 물품(10).
3. 제2항에 있어서, 상기 섬유가 서로에게 연결되지 않도록 섬유를 함께 결합하기 위한 첨가제가 세그먼트 내에 포함되지 않은, 흡연 물품(10).
4. 제1항에 있어서, 상기 여과 물질은 폴리락트산과 적어도 하나의 다른 중합체의 배합물을 포함하는, 흡연 물품(10).
5. 제4항에 있어서, 상기 배합물은 폴리락트산, 폴리글리콜산 및 폴리-(L)-락트산의 배합물을 포함하는, 흡연 물품(10).
6. 제1항에 있어서, 상기 페놀 저감용 첨가제는 상기 여과 물질 중에 분산되어 있는, 흡연 물품(10).
7. 제1항에 있어서, 상기 페놀 저감용 첨가제는 상기 세그먼트(16)에 제공된 유일한 첨가제인, 흡연 물품(10).
8. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 래퍼(18, 20)는 적어도 50gm^-2의 통합 평량을 가지는, 흡연 물품(10).
9. 제1항에 있어서, 상기 마우스피스 세그먼트는 DD60A 시험에 따라 적어도 75%의 경도를 가지는, 흡연 물품(10).
10. 제1항에 있어서, 상기 마우스피스 세그먼트는 상기 마우스피스 세그먼트의 50% 변형후, 25% 보다 적은 난형도를 가지는, 흡연 물품(10).
11. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 래퍼(18, 20)는 적어도 80㎛의 통합 두께를 가지는, 흡연 물품(10).
12. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 래퍼(18, 20)는 상기 래퍼의 기계 방향으로 적어도 0.08N의 통합 휨 강도를 가지는, 흡연 물품(10).
13. 흡연 물품(10)용 마우스피스로, 상기 마우스피스(14)는
    폴리락트산을 포함하는 여과 물질; 및
    페놀 저감용 첨가제로서, 초산 셀룰로오스 조각들과 트리아세틴의 혼합물을 포함하는 첨가제를 포함하는 세그먼트(16)를 포함하고;
    여기서 상기 마우스피스(14)는 상기 세그먼트를 둘러싸고 있는 하나 이상의 래퍼(18)를 더 포함하는, 마우스피스.
14. 삭제
15. 제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 래퍼는 적어도 50gm^-2의 통합 평량을 가지는, 마우스피스.
16. 제13항에 있어서, 상기 여과 물질은 폴리락트산과 적어도 하나의 다른 중합체의 배합물을 포함하는, 마우스피스.
17. 제16항에 있어서, 상기 배합물은 폴리락트산, 폴리글리콜산 및 폴리-(L)-락트산의 배합물을 포함하는, 마우스피스.
18. 제1항에 있어서, 상기 여과 물질은 폴리락트산을 포함하는 물질의 주름진 시트를 포함하는, 흡연 물품(10).
19. 제13항에 있어서, 상기 여과 물질은 폴리락트산을 포함하는 물질의 주름진 시트를 포함하는, 마우스피스.

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