KR20010015833A - 담배용 생분해성 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어-레이드 공법에 따라서 제조된 셀룰로오스 플리스로부터 나선형 폴드로 제조된, 연초 제품, 특히 담배용 필터에 관한 것이다.

Description

담배용 생분해성 필터{BIODEGRADABLE FILTER FOR CIGARETTES}

생태학적 관점에서, 종이 필터는 담배에 대한 최적의 해결책이다. 그러나, 순수한 종이 필터의 작은 성공은 종이의 수가지 물질-특이적 특성에 근거한 것이다.

종이 필터의 주요 문제점은 통상의 셀룰로오스 아세테이트 필터 담배와 비교시 연기의 맛에서의 차이다. 추가의 문제점은 자명하게 상이한 보유성, 동일한 보유성에 대한 경도에서의 명확한 열화, 및 셀룰로오스 아세테이트 필터와 비교하여 필터 절단면의 조악한-다공 구조에 있다.

이러한 문제점은 흡연가들이 맛, 외관 및 촉감을 근거로 하여 종이 필터 담배를 거절하게끔 한다.

이의 주요 이유는 상기 재료의 상이한 형태로 알 수 있다. 종이는 플리스 또는 쉬트 형태로 존재하며, 셀룰로오스 아세테이트는 섬유의 형태로 존재한다. 상이한 가공 방법, 예를 들면, 종이 플리스를 더 크거나 더 작은 정도로 크림핑 또는 플리팅시켜 셀룰로오스 아세테이트의 최적의 촉각 특성을 성취하고자 하는 시도는 모두 실패하였다. 동일한 방법으로, 종이의 화학적 보유 특성을 아세테이트에 대응하도록 변화시키는 공정은 지금까지 알려져 있지 않다.

이런 해결되지 않은 문제점의 결과로서, 담배는 오늘날 종이와 셀룰로오스 절편을 함유하는 이중 필터를 갖도록 제작되고 있다.

이런 형태는 복잡한 제조 기술로 인하여 값이 비싸며, 형태학적 관점에서 아직도 최적의 것은 아니다.

무수 섬유가 지지체 웹으로 체를 통하여 공기 스트림의 형태로 도포 되는, 느슨하게 패킹되어 있는 섬유를 갖는 섬유 웹의 제조 방법이 유럽특허(EP) 0 032 044 B1에 공지되어 있다. 이들이 성형 헤드를 통과하고 이를 떠남에 따라, 섬유는 어떠한 역류 힘도 받지 않게 되며, 그 결과 섬유 웹의 절단 방향으로 실질적으로 일정한 기본 중량이 유지된다. 이는 단위 중량이 70 g/㎡ 이상인 섬유대(fibre beds)를 제조할 수 있다는 것을 의미한다. 상기 공지된 공법은 또한 "에어-레이드(air-laid)" 공법으로 칭명된다. 그러나, 면솜-유사 물질의 "양털과 같은 연성"으로 인하여, 이로부터 제조할 수 있는 담배 필터는 없다.

본 발명은 특허청구의 범위 제1항의 서론에 따르는 생분해성 필터에 관한 것이다.

도 1은 종 방향으로 진행되는 라인으로 절단하는 에어-레이드 공법에 따라서 제조된 섬유 웹이다.

도 2는 공기 섬유 웹 스트립의 표시된 폴딩 방식이다.

도 3은 도 2의 섬유 웹 스트립의 나선형 감기(spiral winding)이다.

도 1은 단위 중량이 대략 40 내지 50 g/㎠이고 라인 A-A로부터 시작하여, 나타낸 양태의 경우 n=5인, n 섬유 웹 스트립의 수로 절단한, 에어-레이드 공법을 이용하여 제조한 섬유 웹 10을 나타낸다. 그러나, n이 다른 수, 예를 들면 4 또는 6일 수 있다는 점이 지적되어야 하며, n=4가 바람직한 수이나 도 3에 따르는 나선형 배열로 그래픽적으로 잘 묘사될 수 없다.

도 2의 섬유 웹 10에서 길이 방향으로 절단하여 수득한 5개의 섬유 웹 스트립을 본 발명에 따라서, 먼저 도 2에 나타낸 바와 같이, 적합한 장치로 V-형태로 접는다. 이어서 V 형태로 접은 섬유 웹 스트립 1 내지 5의 유리 말단을 서로 놓고, 스트립을 적합한 장치로 V-형태로 접힌 섬유 웹 스트립의 아펙스(apex) 14가 제조되는 담배 필터의 중앙 축 주변 영역에 배열되어, 도 3에 단면으로 도식적으로 나타낸 바와 같이 원통형 케이싱으로 함께 꼬이도록 한다. 실제로, 초기 압축으로 인하여, 각각의 섬유 웹 스트립 1 내지 5는 도 3에 따라서 나선형으로 감긴 후 함께 단단하게 압착되도록 놓이며, 상기 압축에 의해 셀룰로오스 아세테이트 필터의 마우스-측 말단과 유사하게 보이는, 균일하고, 밀폐된 필터가 생산된다. 다시 말해서, 상기 물질의 "솜털과 같은 연성" 때문에, 섬유 웹 스트립의 불과 수 개의 층만이 도 3에 나타낸 바와 같이 나선형으로 함께 꼬인다는 것을 더 이상 인식할 수 없다.

도 3에 따라서 감긴 랩핑된(wrapped) 섬유 웹 스트립 1 내지 5는 필터 커버 종이 12에 의해 통상의 방법으로 함께 유지되어 본 발명에 따르는 종이 필터가 일단 완성되었을 때 셀룰로오스 아세테이트 필터의 외관을 갖는다.

본 발명의 목적은 셀룰로오스 아세테이트 보다 생분해성이 명백하게 더 우수하며, 맛, 느낌, 외관, 경도 및 유지 특성을 보유하여 소비자들이 셀룰로오스 아세테이트와 구별할 수 없는 모노필터를 개발하는 것이다.

본 발명의 목적은 특허 청구의 범위 제1항의 양태에 의해 성취된다.

놀랍게도, 소위 에어-레이드 공법을 이용하여 제조하고 추가로 본 발명에 따르는 방법으로 필터로 가공한 종이가 상기 목적을 성취할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

상기 에어-레이드 공법에서는, 제조된 셀룰로오스 섬유를 표준 종이 제조 공정에서와 같이 수중에 현탁시키지 않고, 쉬트 형성을 위하여 투과성 체에 통과시키는데 체 위의 셀룰로오스 섬유는 비팅(beating)과 섬유화에 의해 정련되고, 서로 기계적으로 가교-결합되지만, 이들을 투과성 연속 체상으로 운반하는 공기의 스트림중으로 최대로 분리되어 통과되어 랜덤하게 쌓이게 된다. 이로써 거의 면솜과 유사한 볼륨감 있는 플리스가 수득되고 따라서 어떠한 기계적 강도 또는 섬유 결합도 증명되지 않는다. 기계적 결합 및 추가 가공에서 요구되는 필수적인 기계적 강도는 예를 들어, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 중합체 전분, 덱스트린 또는 라텍스와 같은 결합제를 공기 스트림중에 첨가함으로써 수득된다. 상기 밀도(g/㎤)의 정도, 따라서 볼륨성 또는 두께는 이후의 칼렌더링(calendering)에 의해 정해진다. 면적 중량(g/㎡)은 체의 속도에 의해 또는 공기 스트림중으로 섬유를 도입시킴으로써 조정된다.

본 발명은 다음 양태를 참고하여 설명된다:

다음 표 1에 기재된 담배 샘플을 제조하여 서로 비교한다:

담배	A	B	C	D	E	F
블렌드	아메리칸 블렌드	ET* 30%와의 아메리칸 블렌드	ET* 50%와의 아메리칸 블렌드
스트랜드 길이	63 ㎜	59 ㎜	59 ㎜
필터 길이	21 ㎜	25 ㎜	25 ㎜
담배-	7.80 ㎜	7.80 ㎜	7.80 ㎜
필터 재료	아세테이트 3.0 y/35000 HC	에어레드 50 g/㎡ 0.8 ㎜ 두께	아세테이트 3.0 y/35000 HC	에어레이드 50 g/㎡ 0.8 ㎜ 두께	아세테이트 2.1 y/36000 SSC	에어레이드 70 g/㎡ 1.1 ㎜ 두께
필터 중량 (㎎)	107	110	123	120	140	145
필터의 내인발성(㎜WC)	58	55	65	63	105	98
타르 (㎎/담배)	12.7	12.9	7.1	7.1	3.8	3.7
니코틴 (㎎/담배)	0.87	0.85	0.64	0.66	0.40	0.41
필터 보유성(%)	35.4	36.1	51.2	51.5	67.3	68.0
필터 통기성(%)	18	18	40	38	60	62

ET = 팽창된 담배

필터 재료로서 다음과 같은 것들이 사용된다:

트리아세틴 7%가 들어간 아세테이트 3.0 y/35000 HC

트리아세틴 7%가 들어간 아세테이트 2.1 y/36000 SSC

에어-레이드 B+D 48 g/㎡, 라텍스 결합제 및 대략 0.8 ㎜ 두께

E 70 g/㎡, 라텍스 결합제 및 대략 1.1 ㎜ 두께

여기서, HC는 하이(high)-크림프를 나타내며, SSC는 슈퍼-스트롱 크림프를 나타낸다.

결과:

현재 유효한 DIN/ISO 규정에 따라서 분석적 및 물리적으로 측정한 데이타를 수득한 결과, 측정 정확도의 규격 내에서 차이가 없는 것으로 나타났다. 맛의 평가는 훈련된 흡연자 15명에 의해 수행되었는데, 쌍을 이룬 비교에서 확실한 차가 없었다.

본 발명에 따르는 담배 필터재의 생분해는 시판되는 (담배) 셀룰로오스 필터재에 필적하는 기간 내에 일어난다. 이는 셀룰로오스 아세테이트와 비교하여 명백한 향상을 의미한다. 생분해성의 평가는 문헌: R.N. Sturm in J. Americ. Oil Chemists' Soc. 50 (1973) May, pp. 159-167 in the article "Biodegradability of nonionic surfactants: screening test for predicting rate and ultimate biodegradation"에 기재되어 있는 산업에서 통상적인 "Sturm test"에 따라서 수행한다.

본 발명은 셀룰로오스 아세테이트 보다 생분해성이 명백하게 더 우수하며, 맛 느낌, 외관, 경도 및 유지 특성을 보유하여 소비자들이 셀룰로오스 아세테이트와 구별할 수 없는 모노필터를 제공한다.

Claims (14)

1. 에어-레이드 공법에 따라서 제조된 셀룰로오스 플리스로부터 제조됨을 특징으로 하는, 연초 제품, 특히 담배용 필터.
2. 제1항에 있어서, 셀룰로오스 플리스의 단위 중량이 20 내지 100 g/㎡임을 특징으로 하는 필터.
3. 제2항에 있어서, 셀룰로오스 플리스의 단위 중량이 40 내지 70 g/㎡임을 특징으로 하는 필터.
4. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 셀룰로오스 플리스의 두께가 0.5 내지 1.5 ㎜임을 특징으로 하는 필터.
5. 제4항에 있어서, 셀룰로오스 플리스의 두께가 0.7 내지 1.2 ㎜임을 특징으로 하는 필터.
6. 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제 5 내지 30%가 셀룰로오스 플리스에 첨가되었음을 특징으로 하는 필터.
7. 제6항에 있어서, 셀룰로오스 플리스가 결합제 20%를 함유함을 특징으로 하는 필터.
8. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제가 라텍스임을 특징으로 하는 필터.
9. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제가 폴리비닐 알코올임을 특징으로 하는 필터.
10. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제가 폴리비닐 아세테이트임을 특징으로 하는 필터.
11. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제가 비닐 아세테이트와 에틸렌의 공중합체임을 특징으로 하는 필터.
12. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제가 수용성 전분임을 특징으로 하는 필터.
13. 제12항에 있어서, 결합제가 수용성 중합체 전분임을 특징으로 하는 필터.
14. 제13항에 있어서, 결합제가 덱스트린임을 특징으로 하는 필터.