KR20030077634A

KR20030077634A - 하류에 풍미제가 첨가된 궐련 및 필터

Info

Publication number: KR20030077634A
Application number: KR10-2003-7010868A
Authority: KR
Inventors: 리차드 주페; 로날드 윌리암 드위어; 돈 얼 레슬리; 알링튼 엘. 핀리; 바바라 지. 테일러; 세실 엠. 스미스; 비비안 이. 윌리스
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 인코포레이티드
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-10-01
Also published as: HU230306B1; ATE468033T1; ZA200306405B; DK1377184T4; PL207339B1; HUP0303177A3; JP2004535158A; US7484511B2; BR0207439B1; PL364670A1; AR032828A1; UY27184A1; EA200300913A1; CN1503637A; EP1377184A1; EA004840B1; BR0207439A; DE60236421D1; WO2002069745A1; TWI249381B

Abstract

궐련이 담배 로드, 및 흡착제 베드 및 상기 흡착제 베드의 하류에 위치하는 풍미-방출성 필터부로 이루어진 다중-성분 필터로 구성된다. 바람직한 구현예에서, 흡착제는 또한 풍미를 포함하며, 표면적이 넓은 활성 탄소로 이루어진다. 주류연이 필터의 상류 부분을 통하여 빨려 들어갈때, 기체상 연기 구성성분이 제거되고, 풍미가 흡착제 베드로부터 방출된다. 그 후에 주류연이 풍미-방출성 필터부를 통과할 때, 부가적 풍미가 주류연으로 방출된다. 환기구는 각 퍼프시 연소되는 담배의 양을 제한하도록 제공되며, 흡착제 베드로부터 하류에 떨어져서 위치하여 흡착제 베드를 통과하는 연기의 속도를 낮추도록 배열된다. 바람직하기는 탄소 베드는 완전히 충전된 경우 적어도 90 내지 120㎎ 이상의 탄소를, 85% 이상 충전된 경우 적어도 160 내지 180㎎ 이상의 탄소를 포함하며, 상기에서 다른 형상과 결합하여 1,3 부타디엔, 아크롤레인, 이소프렌, 프로피온알데히드, 아크릴로니트릴, 벤젠, 톨루엔, 스티렌을 90% 이상, 아세트알데히드 및 시안화수소에서 80% 이상 감소시키는, 주류연의 기체상 연기 구성성분에서의 현저한 감소를 이룰 수 있는 풍미성 궐련을 제공한다.

Description

하류에 풍미제가 첨가된 궐련 및 필터{CIGARETTE AND FILTER WITH DOWNSTREAM FLAVOR ADDITION}

흡연성 물품, 특히 궐련은 (보통, 잘려진 필터 형태에서) 통상적으로 종이 래퍼(paper wrapper)에 둘러싸인 분쇄된 담배의 담배 로드(tobacco rod), 및 상기 담배 로드와 끝과 끝을 잇는(end-to-end) 방식으로 정렬된 원통형 필터로 구성되어 있다. 전형적으로, 필터는 팁페이퍼(tipping paper)에 의하여 담배 로드에 부착된 셀룰로스 아세테이트 토(tow)의 플러그를 포함한다. 주류연의 환기는 필터를 따라서 난 1줄 이상의 천공(perforation)에 의하여 이루어진다. 이러한 환기는 빨아들인(drawn) 주류연을 주위 공기로 희석시켜서 타르의 전달을 감소시킨다.

필터의 입자 효율(particulate efficiency)은 전형적으로 {(필터로 들어가는 타르 수준) - (필터에서 배출되는 타르 수준)}/(필터로 들어가는 타르 수준)으로 결정된다.

궐련에 불을 붙인 후, 흡연자들은 궐련의 불이 붙은 끝부분의 탄소(coal)로부터 주류연을 빨아들인다. 빨아들인 궐련의 연기는 먼저 필터의 상류 끝부분으로 들어온 후, 궐련의 구강쪽(입 쪽)에 가까운 하류 부분을 통하여 통과한다.

특정 궐련은 활성 탄소와 같은 흡착재를 삽입한 필터부를 가지며, 그 예는 Tovey의 US-A-2 881 770; Sproull 등의 US-A-3 353 543; Seligman 등의 US-A-3 101 723; Ranier 등의 US-A-4 481 958에 기재되어 있다. 특정한 시판용 궐련들은, 단독으로 존재하거나 또는 셀룰로스 아세테이트 토 내에 분산된 탄소(즉, 활성 탄소재)의 입자 또는 과립을 갖는다; 다른 시판용 필터는 그 안에 분산된 탄소 실 (carbon thread)을 포함한다; 반면 시판용의 또다른 필터는 소위 "플러그-공간-플러그(plug-space-plug)", "공동 필터(cavity filter)", 또는 "삼중 필터(triple filter)"의 디자인이다. 시판용 필터의 예들은 Filtrona International, Ltd.로부터의 SCS IV Dual Solid Charcoal Filter and Triple Solid Charcoal Filter; Baumgartner로부터의 Triple Cavity Filter; 및 Filtrona International, Ltd.로부터의 ACT이다. 또한,World Tobacco,55 페이지(1992년 11월)의 Clarke et al.,를 참조하라. 궐련 및 필터의 특성 및 조성에 대한 자세한 논의는, 본 명세서에서 참조로 삽입된 US-A-5 404 890, 및 US-A-5 568 819에서 발견할 수 있다.

지금까지 "플러그-공간-플러그" 스타일의 궐련에 대한 전형적인 선행 기술은, 공간 내에 포함된 흡착제 베드를 따라 천공을 위치시켜, 필터의 구강쪽 끝부터 환기 구멍까지 충분한 간격을 두게 하는 것이다. 이렇게 하면, 흡연자의 입술이 환기 구멍을 막지 않을 것이다. 그러나 이러한 배치는 적어도 흡착제 베드의 일부에서 주류연의 속도를 증가시키므로, 흡착제의 여과 효율을 낮추는 경향이 있다.

탄소-포함의 고리 모양 필터(carbon-bearing annular filter)를 갖는 고리모양의 여러가지 필터 구조들이 선행 기술에서 공개되었다. 예를 들면, 유럽 특허 출원 579, 410호는 다공성 여과재(filteration material)나, 또는 증기상 다공성 막에 의해 형성된 관상의 속이 빈 공동(tubular cavity)을 둘러싸는 고리 모양의 탄소-포함부를 갖는 궐련에 대한 다수의 구현예들을 보여준다. 유사하게, Crellin 등에 대한 US-A-3 894 545는 증기상 다공성 막을 둘러싼 고리 모양의 탄소-포함부, 또는 증기상 다공성 막에 의해 둘러싸인 탄소-함유재의 로드에 대한 여러가지 형상을 보여준다.

탄소가 들어간 궐련의 필터 구성요소들은, 그를 통과하는 주류연의 구성 성분들을 제거할 수 있는 능력이 있다. 특히, 활성 탄소는 주류연에 존재하는 특정한 기체상 성분들의 수준을 저하시키는 경향이 있어서, 그 연기의 감각수용 (organoleptic) 특성에 변화를 가져온다.

탄소-함유 필터는 이들 장점에도 불구하고, 그리 폭넓게 사용되지는 않았다. 탄소 필터로부터 나온 주류연이 소비자 기호에 반하는 풍미성 특징(flavor note)을 갖는 경향이 발견되어 지금까지 시판된 궐련에 대해서 그리 폭넓게 이용되지는 않았다.

유리한 흡착/흡수, 희석 및 빨아들임(drawing)의 특성을 제공하고, 여과된 연기에 풍미를 첨가하여 소비자에 대한 접근을 강화시킴과 동시에, 탄소 및 궐련의 주류연에 존재하는 기체상 성분을 흡수 및/또는 흡착할 수 있는 다른 물질을 삽입한 궐련 필터를 갖는 궐련을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

나아가, 이러한 필터에 흡착제/흡수제-함유 부위에서의 바람직한 잔류 시간을 제공하고, 동시에 희석 부위 및 흡착제/흡수제의 하류에서 압력 저하를 이루어, 기체상 성분은 감소시키나 수용가능한 맛 및 빨아들임에-대한-저항(resistance-to-draw)을 제공하는 연기 퍼프(puff)라는 바람직한 빨아들임 특성을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 궐련과 같은 흡연성 물품에 관한 것으로, 특히 흡착제, 및 섬유질 및/또는 직포로 된 필터재로 구성된 필터부를 포함하고, 주류연(필터를 통과한 연기: mainstream smoke)으로부터 기체상 성분을 효과적으로 제거하도록 형성된 궐련에 관한 것이다.

본 발명의 신규한 형상 및 장점은 하기의 첨부된 도면과 결합한 상세한 설명의 부분에 의하여 당업자들에게 명백해 질 것이다.

상기에서 유사한 참조의 특성은 유사 부분을 말하며,

도 1은 내부의 상세 구조를 예시하기 위한 절단부를 갖는, 담배 로드 및 다중-성분 필터로 구성된 본 발명에 의한 궐련의 측면도이고;

도 2는 내부의 상세 구조를 예시하기 위한 절단부를 갖는, 담배 로드 및 다중-성분 필터로 구성된 본 발명에 의한 궐련의 측면도이고;

도 3은 본 발명에 의한, 변형된 하류의 풍미-방출성 부분에 대한 부분 단면도이고;

도 4는 내부의 상세 구조를 나타내기 위한 절단부를 갖는, 담배 로드 및 다중-성분 필터로 구성된 본 발명에 의한 다른 궐련의 측면도이고;

도 5는 내부의 상세 구조를 나타내기 위한 절단부를 갖는, 담배 로드 및 다중-성분 필터로 구성된 본 발명의 또다른 궐련의 측면도이고;

도 6은 도 1에서 나타낸 바람직한 구현예에 의해 제작된, 수공 궐련에 의한 탄소 충전량(carbon loading) 대 아크롤레인 감소의 그래프도이고;

도 7A는 도 1에서 나타낸 바람직한 구현예에 의하여 제작된, 수공 궐련에 의한 탄소 충전량 대 1,3 부타디엔 감소의 그래프도이고;

도 7B는 도 1에서 나타낸 바람직한 구현예에 의하여 제작된, 12㎜의 긴 공동을 갖는 기계-제작 궐련에서의 탄소 충전량 대 1,3 부타디엔의 감소에 대한 그래프도이고;

도 8은 내부의 상세 구조를 나타내기 위한 절단부를 갖는 갖는, 담배 로드 및 다중-성분 필터로 구성되는 본 발명의 다른 궐련의 측면도이고;

도 9는 내부의 상세 구조를 나타내기 위한 절단부를 갖는, 담배 로드 및 다중-성분 필터로 구성되는 본 발명의 또다른 궐련의 측면도이고;

도 10은 본 발명에 의한 변형된 하류의 풍미 방출성 부분의 부분 단면도이고;

도 11은 내부의 상세 구조를 나타내기 위한 절단부를 갖는, 담배 로드 및 다중-성분 필터로 구성되는 본 발명의 또다른 궐련의 측면도이다.

본 발명에 의하면, 궐련과 같은 흡연 물품은 담배 로드와, 흡착제 베드 및 흡착제 베드의 하류에 위치한 풍미-방출성 필터로 구성된 다중-성분 필터로 이루어진다. 바람직한 구현예에서, 흡착제도 또한 풍미를 방출하고, 표면적이 넓은 활성 탄소를 포함한다. 주류연이 필터의 상류 부분을 통하여 빨려 들어갈 때, 기체상의 연기 구성성분이 제거되고, 풍미 성분이 흡착 베드로부터 방출된다. 그 후 연기 (smoke)가 풍미-방출성 필터부를 통과할 때, 부가적 풍미가 주류연으로 방출된다. 각각의 퍼프 시에 연소되는 담배의 양을 제한하도록 환기구가 제공되고, 흡착 베드를 통하여 주류연의 속도를 낮추기 위해 흡착제 베드로부터 떨어진 하류에 상기 환기구가 배치된다. 바람직하기는, 탄소 베드는 완전히 채워진 상태에서 90 내지 120㎎ 이상의 탄소를, 또는 85% 이상 채워진 상태에서 160 내지 180㎎ 이상의 탄소를 포함하고, 다른 특징들과 결합하여 1,3 부타디엔, 아크롤레인, 이소프렌, 프로피온알데히드, 아크릴로니트릴, 벤젠, 톨루엔, 스티렌 중의 90% 이상, 아세트알데히드 및 시안화수소의 80% 이상을 감소시켜서, 주류연의 기체상 성분을 현저히 감소시킬 수 있는 풍미성 궐련을 제공한다.

하류의 풍미-방출부 및 풍미-함유성 탄소 베드는 둘다 모든 연기 퍼프를 통하여 풍미성 특성에 기여하지만, 상기 하류 부분에 의한 풍미 부여는 나중 보다는 처음의 퍼프에서 더 강하다. 반대로, 상기 탄소 베드에 의한 풍미 부여는 나중의 퍼프에서 더 강하다. 따라서, 풍미의 전달은 전체 흡연 과정을 통하여 균형을 유지하면서 지속된다.

유리하게도, 본 발명은 대부분의 흡연자들이 기대하는 바와 같이 주위 공기에 의해 연기를 바람직하게 희석하고, 허용가능한 빨아들임에-대한-저항을 유발하면서, 흡착재를 포함하는 필터의 일부에서 연기의 최적 잔류 시간을 성취하는 것에 대한 타당성을 설명한다.

본 발명의 특성은 본 발명의 상술한 장점, 이후에 명백해질 본 발명의 다른 장점 및 특징과 함께, 하기의 발명의 상세한 설명, 부가된 청구항, 도면을 참조로 하여 명백하게 이해될 수 있다.

도 1에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구현예는 분쇄된 담배 등의 흡연재 로드(12), 및 팁페이퍼(16)를 사용하여 그 로드(12)에 부착된 다중-성분 필터(14)로 구성된 궐련(10)을 제공한다. 궐련(10)에 불을 붙인 후, 주류연은 담배 로드(12)에 의하여 생성되고, 로드에서부터 필터(14)를 통하여 빨려 들어간다.

상기에서, 필터부 및 다른 형상들 간에 "상류" 및 "하류"의 상대적 위치는, 담배 로드(12)로부터 다중-성분 필터(14)를 통하여 빨려 들어가는 주류연의 방향에 대하여 설명된다.

바람직하기는, 필터(14)는 제 1의 상류 흡착제-포함부(15) 및 입쪽의 끝성분(입에 무는 부분)(22)으로 구성된다. 이러한 첫번째 바람직한 구현예에서, 상기 흡착제-포함부(15)는 중앙 필터 성분(17)을 포함하는 플러그-공간-플러그 필터의 하위-조립체(sub-assembly), 중앙 필터 성분(17)과 떨어져 위치하여 그들 사이에 공동(19)을 갖는 담배의 끝부분 성분(18), 및 공동(19)에 표면적이 넓은 활성 탄소재를 갖는 베드(20)로 구성된다. 담배 끝부분 성분(18)은 상기 담배 로드(12)에 인접하여 위치하며, 바람직하기는 낮은 빨아들임에-대한-저항(RTD)을 갖는 셀룰로스 아세테이트 토의 플러그로 이루어진다. 바람직하기는, 담배 끝부분 성분(18)은 고속 가공성(machineability)의 한계 내에서 가능한한 짧게 제작되고, 바람직하기는 다중-성분 필터(14)로 이루어지는 필터 성분들 중에서 최저의 입자 RTD를 갖는다.

입쪽 끝(구강쪽) 성분(22)은 셀룰로스 아세테이트 플러그 또는 중간 내지 낮은 입자 효율을 갖는 다른 적당한 섬유상 또는 그물상 재료의 형태가 바람직하다. 다중-성분 필터 (14)의 바람직한 총 RTD를 얻을 수 있도록 데니어(denier) 및 총합 데니어(grand total denier)가 선택될 때, 입자 효율은 낮은 것이 바람직하다.

바람직하기는 흡착 베드(20)의 탄소는 과립 등의 형태이다. 바람직한 구현예의 탄소는 표면적이 넓은 활성 탄소, 예를 들면 담배 산업 또는 정제 산업에서 사용되는 전형적인 ASTM 메쉬 사이즈의 탄소에 기초한 코코넛 껍질이 바람직하다. 활성 탄소의 베드는 주류연의 구성요소, 구체적으로는 알데히드, 케톤 및 다른 휘발성 유기 화합물을 포함하는 기체상의 성분, 특히 1,3 부타디엔, 아크롤레인, 이소프렌, 프로피온알데히드, 아크릴로니트릴, 벤젠, 톨루엔, 스티렌, 아세트알데히드, 및 시안화수소를 흡착하도록 개조된다. 탄소 이외의 흡착재는 하기에서 설명한 바와 같이 사용될 수 있다.

탄소 입자(20)에 대해서는, 10 내지 70의 메쉬 사이즈, 보다 바람직하기는 20 내지 50의 메쉬 사이즈를 갖는 것이 바람직하다.

바람직하기는 흡착 베드(20) 전체 또는 적어도 일부가 풍미를 함유하거나, 그렇지 않으면 풍미제에 함침됨으로서, 상류 흡착제-포함부(15)의 흡착제 베드(20)가 주류연으로부터 1 이상의 기체상 연기 구성요소를 제거할 뿐만 아니라, 주류연으로 풍미를 배출하도록 개조되었다. 바람직하기는, 풍미는 혼합(회전) 드럼, 또는 다른 방법으로 질소를 유동화제로서 갖는 유동화 베드 중의 활성 탄소의 회분 (batch)에 풍미제를 분무함으로써 탄소에 첨가되며, 상기 풍미제는 그 후 베드중의 탄소로 분무될 수 있다.

도 1에서 언급한 바와 같이, 다중-성분 필터(14)의 중앙 필터 성분(17)은 바람직하기는 1 이상의 풍미제-함유성 얀(yarn)을 가지는 섬유상 필터재, 바람직하기는 중간 내지 낮은 입자 효율 및 RTD를 갖는 셀룰로스 아세테이트 토의 플러그(26)로 구성된다. 담배의 주류연이 중앙 필터 성분(17)을 통과하여 얀을 따라서 빨려 들어갈때, 풍미가 주류연의 흐름으로 방출된다. 풍미성 실로 이루어지는 필터 플러그는 America Filtrona Company(8410 Jefferson David Highway, Richmond, Virginia 23237-1341)로부터 얻었고, 중앙 필터 성분(17)에 적당한 구조는 본 발명에서 참조로 삽입된 미국 특허 US-A-4 281 671에 기재되어 있다.

바람직한 구현예에서, 중앙 필터 성분(17) 및 그의 풍미성 얀(27)은 풍미-함유성 탄소 베드(20)의 하류에 위치한다. 본 발명의 바람직한 실현은 풍미성 탄소의 베드(20) 및 그의 하류에 위치한 풍미성 얀(27) 모두로부터 풍미를 방출하여, 맛과 향을 전체 흡연과정 동안 균형잡히고 지속적으로 전달할 수 있도록 하는 것을 포함한다. 그러나 풍미제를 단독으로 상기의 성분(17) 또는 탄소 베드(20) 내에 위치하게 하는 것, 또는 1 이상의 플러그 랩 및/또는 팁페이퍼(16)를 따라서 풍미제를 첨가하는 상기의 어느 것은 본 발명의 범위 내에 있다.

바람직하기는, 1줄 이상으로 둘러싼 천공(24)이 중앙 성분(17) 및 풍미성 탄소 베드(20)의 하류, 바람직하기는 탄소 베드(20)에 인접한 중앙 성분(17)의 상류 끝부분을 따라서 팁페이퍼를 투과하여 형성된다. 바람직한 배치는 궐련의 구강쪽 끝부분(9)과 천공(24) 사이의 거리를, 바람직하기는 12㎜ 이상으로 최대화하여, 흡연자의 입술이 천공(24)을 막지 않도록 한다. 나아가, 중앙 성분(17)의 상류 끝부분에 희석 공기 흐름의 도입 그 자체는 상기 성분(17)의 하류 부위에서 입자 효율을 낮추기 때문에, 필터 성분(17)을 따른 환기구의 상류 위치가 성분(17)의 디자인이 입자 효율의 현저한 상승이 없이도, 보다 상승된(여전히 중간치인) RTD를 제공하여, 중앙의 성분(17)에서 및 필터(14) 전체에서의 바람직한 낮은 입자 효율을 유지하도록 돕는다.

바람직하기는, 환기 수준이 6㎎ FTC 타르 전달 궐련에서 40 내지 60%, 및 더욱 바람직하기는 45 내지 55%의 범위인 것이다.

환기는 주류연의 희석을 제공할 뿐만 아니라, 낮은 입자 효율의 필터(14)와결합할 때 각각의 퍼프 동안 연소되는 담배의 양을 감소시키는 효과가 있다고 믿어진다. 환기는 탄소(coal)에서 빨아들임 작용을 감소시켜서, 퍼프 동안 연소되는 담배의 양을 감소시킨다. 그 결과, 연기 구성성분의 절대량이 감소한다. 바람직하기는, 여러가지 필터 성분들(중앙의 필터부(17), 담배 끝부분의 필터부(18), 탄소 베드 (20) 및 구강쪽 끝부분의 성분(22))에 낮은 입자 효율이 제공되고, 담배의 바람직한 FTC 타르 전달 및 담배 로드(12)의 배출 간의 차이를 최소화되도록 환기량이 선택된다. 이러한 배열은 전달된 연기의 FTC 타르 수준에 대한 일산화탄소 양의 비율(타르에 대한 CO의 비율)을 개선한다. 반대로, 선행의 예들은 먼저 담배 로드(12)의 배출 수준(output level)을 확립하도록 의도되었고, FTC 타르 전달을 원하는 수준으로 끌어내리기 위하여 입자의 여과를 사용하였다. 이러한 선행의 예들은 담배가 과잉 연소되고, 따라서, 본 발명에서 전형적으로 얻어지는 타르에 대한 CO 비율보다 더 높은 비율을 나타내도록 의도되었다.

유리하게도, 본 발명의 천공(24)은 탄소 베드(20)의 하류에 위치하여, 탄소 베드(20)를 통과하는 주류연의 속도를 감소시키고, 탄소 베드(20) 중에서의 주류연의 잔류 시간을 증가시킨다. 다음에, 여분의 잔류 시간은 표적이 된 주류연의 구성성분을 감소시켜서 활성 탄소의 효율을 증가시킨다. 연기는 천공(24)을 통과하여 주류연과 혼합되는 주위의 공기에 의하여 희석되어, 대략 45 내지 65%의 공기 희석률을 얻는다. 예를 들면, 50% 공기 희석률로, 궐련 상류의 희석용 천공을 통한 흐름이 50% 감소하여, 연기 속도를 50% 감소시킨다.

바람직하기는, 탄소 베드는 공동(19)이 완전히 채워졌을 때 적어도 90 내지120㎎(밀리그램) 이상의 탄소로, 또는 85% 이상 채워졌을 때 160 내지 180㎎ 이상의 탄소로 이루어지며, 이것은 여분의 잔류 시간 및 상술한 풍미의 방출과 결합하여, 1,3 부타디엔, 아크롤레인, 이소프렌, 프로피온알데히드, 아크릴로니트릴, 벤젠, 톨루엔, 스티렌 중 90% 이상, 아세트알데히드 및 시안화수소 중 80% 이상이 감소된, 주류연의 기체상 구성 성분에서의 현저한 감소를 얻을 수 있는 풍미를 갖는 궐련을 제공한다. 증가된 탄소 충전량은 또한 생성물의 예상 저장 기한(6개월 이하) 내내 상기의 감소를 얻기에 충분한 적당한 활성 수준을 보장한다.

예를 들어 설명하면, 담배 로드(12)의 길이는 49㎜인 것이 바람직하고, 다중-성분 필터(14m)의 길이는 34㎜인 것이 바람직하다. 바람직한 구현예에서 궐련(10)의 4개의 필터 성분의 길이는 다음과 같다: 담배 끝부분의 성분(18)은 6㎜인 것이 바람직하고; 탄소 베드(20)의 길이는 180㎎의 탄소 충전량에서는 12㎜인 것이 바람직하고; 중앙 성분(17)은 8㎜인 것이 바람직하고; 구강쪽 끝부분(22)은 8㎜인 것이 바람직하다. 타르의 전체 수준(FTC)은 7회 이상의 퍼프(puff)에 대하여 6㎎ 범위인 것이 바람직하다. 성분(17), (18), (20), 및 (22)의 모두가 낮은 입자 효율을 가지며, 바람직하기는 모든 섬유상 또는 그물상의 부((17), (18), 및 (22)) 들 중에서 담배 끝부분의 성분(18)이, 그들이 환기의 상류에 있어서 주류연에 대하여 더 큰 효과를 가지므로, 최저 RTD 및 입자 효율을 갖는다. 다른 섬유상 또는 그물상 성분과는 달리, 상기 담배 끝부분의 성분(18)은 공기 흐름을 희석하지 않고 주류연을 받아들인다.

담배 로드(12)를 통상의 궐련의 래퍼로 감싸거나, 또는 띠로 묶은 종이를 이목적을 위하여 사용할 수 있다. 띠로 묶은 궐련의 종이는 궐련의 대량 연소율을 개조하기 위하여 궐련(10)의 최종적인 담배 로드를 감싸고 있는 통합용 셀룰로스 띠(21)로부터 떨어져 있어서, 궐련(10)이 연기만 피우고 타버리도록(smoldering) 방치되었을 때, 물질을 연소시킬 위험을 감소시킨다. US-A-5 263 999 및 US-A-5 997 691은 띠로 묶여진 궐련 종이를 기재하며, 이들은 그 내용이 본 명세서에 삽입되었다.

표 1은, 도 1에서 나타낸 궐련(10)의 각종 성분들에 대한 상세 내용을 제공한다.

[표 1]

궐련 6㎎ FTC 타르. 50% 환기

궐련의 총 필터(14)필터 길이, ㎜: 34팁 길이, ㎜: 38필터 RTD, ㎜ H₂0: 114

입쪽 끝성분(22)토 아이템: 3.0Y 데니어/35,000 총 데니어성분 RTD, ㎜ H₂0: 28

중앙 성분(17)토 아이템: 1.8Y 데니어/35,000 총 데니어성분 RTD, ㎜ H₂0: 46 (비환기)/약 30 (환기)

담배의 끝 성분(18)토 아이템: 5.0Y 데니어/35,000 총 데니어성분 RTD, ㎜ H₂0: 15

탄소(20)공동 길이, ㎜: 12중량, ㎎: 180공동 성분 RTD, ㎜ H₂0: 25

플러그 공간 플러그 하위조립체(subassembly) (부(15), 성분(17), (18), 및 (20))부 RTD, ㎜ H₂0 86

표 1에서 전개된 상기 정보를 이해할 때, 중앙 성분(17)의 바람직한 RTD는 환기되지 않은 값 및 환기된 값을 포함하며, 첫번째 바람직한 구현예에 의하면 중앙 성분(17)에서의 환기로 인하여, 중앙 성분(17)의 RTD는 구강쪽 끝 성분 (22) 또는 그 부근의 RTD 값과 대략 같다. 따라서, 필터의 RTD의 대부분은 환기의 하류에서 확립되었고, 유리하게도 이러한 배열은 RTD가 발생하는 위치와 환기용 공기 흐름이 부가되는 부분을 결합시켜, 필터에 대한 원하는 총 RTD의 대부분을 부여함과 동시에, 입자 효율을 더 낮은 수준으로 유지되도록 한다.

바람직하기는, 담배 끝 성분(18)은 그들이 환기구의 상류에 있어서 희석되지않은 주류연의 흐름에 영향을 받기 쉬우므로, 최저의 RTD 및 입자 효율을 가진다. 이러한 배열에 의하여 타르 제거시 담배 끝 성분의 영향을 최소화하여, 담배 로드로부터 타르의 배출을 최소화하고, 다음에 퍼프당 연소되는 담배의 양을 최소화한다.

바람직한 구현예에서, 전체 필터(14)에 대한 입자 효율은 USA/FTC 흡연 조건(2초 동안 35 평방미터의 퍼프) 하에서 측정할 때 대략 40 내지 45%의 범위 내인 것이 바람직하다.

바람직한 구현예에서, 좀더 전통적인 원주길이(대략 22 내지 26㎜)의 궐련에서, 12㎜의 공동에 평균 85%를 충전하기 위해서는 대략 180㎎±10㎎의 탄소를 채우는 것이 바람직하다. 상기 탄소의 양과 함께 상기 충전 수준은, 산업 표준 규격품인 기계제조-궐련(1R4F 궐련으로 알려진)에 비하여, 아크롤레인과 1,3 부타디엔의 90% 타르 중량의 감소를 이룰 수 있다.

더낮은 탄소 충전량(loading)도 95% 이상의 완전히 충전 상태에 접근할 때와 동일한 효과에 이용될 수 있다. 70 내지 100㎎의 범위, 보다 구체적으로는 90 내지 120㎎의 범위로 탄소를 압축한, 완전히 충전된 플러그-공간-플러그 필터는 1R4F 궐련에 비하여, 아크롤레인 및 1,3 부타디엔의 90% 이상의 감소를 제공한다. 이러한 배열은 이들 연기의 구성 성분을 제거하는데 필요한 탄소의 양을 상당히 절약하며, 제조 비용의 실질적 절약을 가져온다. 압축 및/또는 완전히 충전된 플러그-공간-플러그 필터 형상은 또한 궐련으로부터 궐련으로의 기체상 처리에서 더 지속적인 성과를 제공한다.

상기에 대하여 그리고 도 6을 참고하여, 라인 A는 고정된 10㎜ 길이의 공동 (19)을 갖는, 도 1의 바람직한 구현예에서 나타낸 것과 같은 디자인의 수공 궐련을 시험하여 확립된 데이터 포인트의 전개로서, 탄소 충전량은 도 6의 라인 A를 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 움직이는 동안 100㎎ 내지 대략 160㎎까지 상승하는 반면, 공동(19)의 부피는 데이터 포인트가 전개되는 동안 일정하게 유지된다. 상기 전개는 이러한 공동이 100㎎의 탄소로 부분적으로 채워질 때(상당한 공간은 채워지지 않은 상태로 유지되는 상태), 아크롤레인을 감소시키는 탄소의 효율은 실질적으로 감소한다는 것을 나타낸다.

반대로, 도 6에서 라인 B는 바람직한 구현예에서 나타낸 구조의 궐련에서 나온 데이터 포인트의 전개로서, 상기 공동(cavity)의 공간이 탄소 부피와 같거나 또는 대략 같아서, 충전되지 않은 부분을 최소화하고, 탄소 베드에 대한 우회적 흐름을 피할 수 있다. 이러한 변화로 인하여, 원하는 아크롤레인의 제거 효율은 대략 90 내지 100㎎의 범위로 탄소를 충전함으로서 얻어진다. 대조적으로, 라인 A에서 나타낸 부분적으로 채워진 공동은, 훨씬 다량의 탄소, 즉 160㎎ 이상으로 공동이 채워질 때까지는 아크롤레인의 바람직한 90% 이상의 감소를 성취할 수 없다.

도 7A에서도 비슷한 관계가 나타나며, 여기에서 라인 A는 도 1의 바람직한 구현예의 것과 유사한 구조의 궐련에서 나온 데이터 포인트의 전개를 나타내는 것으로, 여기에서 10㎜ 길이의 공동이 일정한 부피로 유지될 때, 100 내지 대략 160㎎의 범위로 증가하는 탄소 충전량이 공동에 들어 있다. 도 7A에서 라인 B는 바람직한 구현예와 비슷한 구조의 궐련으로부터 나온 데이터를 나타내는 것으로, 여기에서는 공동의 부피가 대략 탄소의 부피와 같아서, 채워지지 않은 공간을 최소화하고 우회적 흐름을 피할 수 있다. 하기의 원하는 수준은 라인 A에서 상당히 많은 양(대략 160㎎)에서 발생하지만, 대략 80 내지 100㎎의 완전히 충전된 상태의 필터가 1,3 부타디엔 감소(90% 이상 제거)에서 원하는 수준을 얻는데 적당하다는 것을 나타낸다.

이 경향은 도 7A의 라인 A에서 나타나며, 라인 A를 뒷받침하는 데이터는 대략 85% 충전된 평균 160㎎의 탄소 충전량으로 1,3 부타디엔을 대략 90% 감소시킨다는 것을 나타낸다. 도 7A에서 나타낸 바와 같이 1,3 부타디엔의 90% 감소가 대략 0.42㎎의 1,3 부타디엔과 동등한 반면에, 뒷받침되는 시험 데이터는 정량의 더 낮은 한계가 0.45㎎ 이하인 시험 방법을 사용하여 작성되었다는 것은 주목할 만하다. 따라서, 1,3 부타디엔의 90% 감소에 가까운 탄소 충전의 효율은 실질적으로 90% 감소 이상일 것이다.

도 7B는 도 1에 나타난 바람직한 구현예를 따라서 제작된, 12㎜ 길이의 공동(19)을 가진 기계-제작 궐련에 의한, 탄소 충전량(loading) 대 1,3 부타디엔의 수준을 나타내는 그래프이다. 충전 수준은 눈금 실린더로 untamped 충전 방법을 사용하여 결정되었다. 거기에서 보이는 경향은 83%의 대상 충전 백분율로 제작된 기계-제작 궐련이 1R4F에서의 수준에 비하여 1,3 부타디엔의 대략 90% 감소를 가져온다는 것을 나타낸다. 85% 이상의 대상 평균충전량은 표면적이 넓은 활성 탄소를 사용한 12㎜ 공동의 1R4F에서의 수준에 비하여, 1,3 부타디엔의 90% 감소를 이룰 것이다.

바람직하기는, 넓은 표면적의 탄소는 그램당 약 1000 평방미터 이상의 특이적 표면적 (그램당 평방미터)을 가진다.

흡연 시험은 맛 전문가에 의하여 도 1에서 나타난 바람직한 구현예의 것과 레이아웃(layout)에서 유사한 궐련으로 실행되어 왔다. 그들은 무향의 탄소 베드 (20)의 하류에 위치한 풍미성 얀 부재(27)를 포함하는 궐련을 피울 때, 처음 몇 번의 퍼프 동안은 풍미성 담배 특성이 존재하나, 나중 몇 번의 퍼프 시에는 좀더 전통적인 "목탄(charcoal)" 궐련의 전형적인 것으로 인식되는 덜 바람직한 풍미성 특성을 보고하였다. 부가적으로, 풍미성 탄소 베드(20)를 포함하지만 풍미성 탄소 베드(20)의 하류에 풍미-방출성 부재(27)를 포함하지 않는 그러한 시험용 궐련을 피우는 경우, 흡연 전문가들은 처음 몇 번의 퍼프시 좀더 전통적인 "목탄" 궐련의 전형적인 덜 바람직한 풍미적 특성을 갖지만, 처음 몇 번의 퍼프 후에는 더 많은 풍미성 담배 특성을 보인다고 보고하였다. 반대로, 흡연 전문가들이 풍미성 탄소 베드(20)의 하류에 위치한 풍미성 얀 부재(27)를 포함하는, 도 1의 바람직한 구현예의 것과 유사하게 제조된 궐련을 피우는 경우, 그들은 좀더 균형잡힌 담배 연기가 시험용 궐련의 모든 퍼프에서 감지된다고 보고하였다.

이론에 구애되지 않는다면, 필터부들이 함께 풍미를 연기 흐름으로 방출하도록 작동하고, 양쪽 풍미성 원천은 흡연 과정 동안 주류연의 향 및 맛에 균형을 제공한다고 믿어진다. 또한 풍미성 얀(27)으로부터 중앙 성분(17)으로 대량의 풍미가 초기에 방출되고 시간의 경과에 따라 점점 감소하는 반면, 탄소 베드(20)로부터 방출된 풍미는 궐련의 흡연 과정 중 후반에 방출되고 시간의 경과에 따라 더 많은풍미를 내면서 증가한다. 양쪽 탄소 베드(20) 상에, 및 중앙 성분(17) 또는 그 근방에 풍미를 갖는 것은 풍미의 전달을 조정하고, 궐련(10)의 저장 수명을 향상시킨다.

도 1 및 기타의 바람직한 구현예에서, 풍미제의 바람직한 충전량은 탄소(20)에 3 내지 6㎎, 보다 바람직하기는 대략 4 내지 5㎎이고, 마찬가지로 바람직한 풍미제 충전량은 얀(27)에서 3 내지 6㎎, 보다 바람직하기는 4 또는 5㎎이다. 본 명세서에서 풍미성 탄소의 충전량 180㎎은 풍미제를 포함한 것이다.

도 2의 다른 바람직한 구현예에 대한 언급은 도 1의 궐련(10)과 같은 필터부를 가지나, 약간 다른 상호 배열을 갖는 개조된 궐련(10A)을 상기 부에 제공하고, 유사한 참조적 특징이 유사한 부분을 확인하는데 사용된다. 궐련(10A)에서 풍미-방출성 얀 부재(27)는 풍미성 탄소 베드(20)의 하류에, 궐련(10A)의 구강(입)쪽 끝부분에서 입쪽 끝 성분(22)에 위치하며, 중앙 성분(17)에 의하여 그 중간에 공간이 생긴다. 이 구현예에서, 성분(17) 내의 공간에 얀을 보유하고, 얀이 흡연 과정 동안 필터 밖으로 빠져나오는 것을 방지하기 위하여 트리아세틴과 같은 가소제가 사용된다. 다른 방법으로는, 같은 결과를 얻기 위하여 풍미성 얀(27)을 함께 꼬아서 (braid) 만들 수 있다. 첫번째 바람직한 구현예와 같이, 환기구(24)는 중앙의 필터 성분(17)을 따라서 풍미성 탄소 베드(20)의 하류에 인접하여 위치하도록 제공된다.

표 2는 하기에서 도 2의 궐련(10A)의 각종 성분에 대하여 추가적 세부 사항 및 대체물을 제공한다.

[표 2]

기술자	풍미성-얀/ 구강쪽 끝 성분(22)	흡착제-포함의 성분(17)	흡착제 베드(20)	담배 끝 성분(18)	희석용 천공(24)
길이(㎜)	7-9	6-8	10-14	6	입으로부터14㎜
RTD (㎜ 물)	15-20	10-20	20-30	25-35	20-40% 배출
재료(들)	1.셀룰로스아세테이트2.면사	1.셀룰로스아세테이트	1.활성 탄소코코넛넓은 표면적150-200㎎	1.셀룰로스아세테이트2.토 상의탄소3.탄소 종이	Pre Perf
입자 효율	10-15%	10-15%	12-20%	10-40%
대체물	CA 실토 상의 풍미플러그 랩 상의 풍미풍미성 플러그 랩		침윤된 탄소APS제올라이트"다른 흡착제'

후자의 구현예(도 1)에서 풍미성 얀(27)이 중앙 필터 성분(17)에 위치한다는 것을 파악한다면, 두번째 바람직한 구현예(도 2)에 관한 상기 특성은 첫번째 바람직한 구현예의 특성들에 응용할 수 있다는 것은 이해될 것이다. 후자의 배열이 궐련(10)의 구강쪽 끝 부분에 대하여 좀더 전통적 외관을 부여한다.

도 3은, 도 1 및 2에서 나타낸 부가적 풍미-방출성 성분(17)의 대체적 구현예를 나타낸다. 특히, 도 3에서 나타낸 풍미-방출성 성분(17A)은 플러그 랩(52)에 의하여 둘러싸인 낮은 입자 효율을 가진 셀룰로스 아세테이트 플러그(50)를 포함한다. 결합용 랩(54)(combining wrap) 은 다중-성분 필터(14)(도면에 나타나지 않음)의 잔여 성분 뿐만 아니라 플러그 랩을 둘러싼다. 풍미는 플러그 랩(52)에, 또는 플러그(50)를 통과할 때 궐련의 연기에 풍미를 부가하기 위하여 셀룰로스 아세테이트 플러그(50)의 외부에 적용된다. 다른 방법으로는, 셀룰로스 아세테이트 플러그(50)의 영역에서 랩(54)으로 싸거나, 또는 플러그(50)의 가소제의 성분으로서 풍미가 편입될 수도 있다.

풍미 시스템은 특정의 주관적 품질(감미성, 타액의 분비, 향 등)을 위하여 선택될 수 있고, 과립화 활성 탄소 내에서 유지되기 위하여 (끓는점, 발화점, 대기의 증기압 등에 강하게 영향을 미치는) 분자량 범위 내의 구성 요소를 포함하도록 선택될 수 있다. 점진적으로 조절되는 방식으로 궐련의 연기 흐름에 풍미 시스템을 방출시키기 위하여, 풍미 시스템을 특정된 상세 사항(과립의 크기, 측정된 활성, 재의 내용물, 구멍 (pore)의 분포 등)을 갖는 활성 탄소 내에 보관할 수 있다. 이론에 구속되지 않는다면, 풍미 시스템은 활성 탄소로부터 그에 의해 더 강하게 흡착되는 연기 흐름 중의 반-휘발성(semi-volatile) 성분과 치환된다고 믿어진다. 이들 연기 성분은 통상적으로 풍미 시스템의 성분보다도 더 높은 분자량을 갖는다고 믿어진다. 탄소 내의 다양한 흡착 부위 때문에, 다양한 흡착 에너지 및 흡착열의 전위에 의해 점점 더 많은 반-휘발성 연기 성분이 흡착될 때, 풍미 시스템이 점진적으로 방출된다는 것을 깨달을 수 있을 것이다.

이론에 구속되지 않는다면, 본 발명은 흡착열이 낮은 흡착물을 포함하는 활성 탄소가, 흡착열이 더 높은 제 2의 흡착제의 존재 하에서 제 1의 흡착물의 일부를 방출한다는 관찰 가능한 현상을 이용한다. 심지어 더 많이 충전된 탄소로도 탄소의 일부 활성 부위는 여전히 제 2 흡착제의 흡착에 사용할 수 있고, 이렇게 흡착될 때 방출되는 흡착열은 제 1 흡착제의 일부를 탄소로부터 방출시키는데 사용될수 있다. 좀 더 구체적으로는, 본 발명의 정황으로 보아서, 활성 탄소(20)는 처음에 풍미제로 채워지며, 주류연의 유기성 기체 구성요소의 흡착열에 비하여 충분히 낮은 흡착열을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명은 풍미제-포함성 탄소(20)의 잔여 활성 부위와, 통과하는 주류연으로 풍미제의 일부를 방출시키는 열을 생성하는 더 높은 흡착열을 가진 주류연의 유기성 기체 구성성분 사이의 상호작용을 이용한다.

도 4는, 담배 로드(12) 및 팁페이퍼(16)를 갖는 로드에 부착된 다중-성분 필터(14)를 포함하는 다른 궐련(10A)을 나타낸다. 필터(14)는 플러그-공간-플러그, 풍미성 탄소재의 일반적인 베드(20)가 제 1(18)과 제 2 필터 플러그(26) 사이에 배치되는 탄소 충전 타입의 필터부(15)를 포함한다. 바람직하기는, 플러그(18) 및 (26) 각각은 낮은 입자 효율의 셀룰로스 아세테이트 토를 포함하며, 토(26)는 1 이상의 풍미-함유성 얀(27)을 포함한다. 또한 필요하다면, 셀룰로스 아세테이트 플러그 (18)에 탄소를 끼얹을 수 있다(sprinkled).

활성 탄소재(20)는 주류연의 연기의 구성성분, 예를 들면 알데히드, 케톤 및 다른 휘발성 유기 화합물의 흡착제로서 작용을 한다. 활성 탄소재는 그 표면에 풍미제를 가질 수 있으며, 이러한 풍미는 궐련(10B)의 흡연 과정 동안 주류연으로 방출된다.

플러그(26)나 또는 그 부근의 천공(24)은, 주위의 공기에 의한 주류연의 희석 및 각각의 퍼프 동안 연소되는 담배의 양의 감소 둘 다를 제공한다. 환기는 입자(타르)의 생성 및 전달, 및 퍼프 동안 기체상(일산화탄소) 구성 성분을 감소시킨다.

도 5는, 도 4에서 나타낸 궐련 (10B)과 매우 유사한 궐련(10C)을 나타내며, 유사한 참조적 특징은 유사한 부분을 확인하기 위하여 사용되었다. 그러나 궐련(10C)은 구강쪽 끝부분(60)에서 홈이 파여 있으며, 무거운 팁페이퍼(62)가 사용될 수 있다.

도 8은, 궐련(10A)의 것과 유사한 성분을 유사한 참조 번호로 표시된 본 발명의 또다른 궐련(10D)을 나타낸다. 궐련(10D)은 또한 다중-성분 필터(14D)를 포함하지만, RTD 필터 플러그(30)가 궐련(10A)의 제 2 셀룰로스 토(22)에 대신하여 사용된다. 필터 플러그(30)는 활성 탄소재(20) 및 풍미-방출성 성분(17) 사이에 위치하며, 플러그(30)는 그의 상류의 끝부분을 권축(crimping)에 의하여 막은 불침투성의 속이 빈 플라스틱 튜브를 포함할 수 있다. 본 명세서에 참조로서 기재된 US-A-4 357 950은 이러한 플러그를 기재하고 있다. 다른 방법으로는 이러한 필터 성분은 버지니아에 있는 상기의 American Filtrona Company of Richmond로부터 얻을 수 있다. 상기 필터 플러그(30)로 인하여, 활성 탄소재(20)의 낮은 압력 저하를 갖는 일반적인 환형 단면 부위(34)로부터, 높은 압력 저하를 갖는 일반적인 고리모양의 단면 부위(36)로의 전환 부위(32)가 제공된다. 전환 부위 및 하류 위치의 천공(24)은, 천공의 상류에서 주류연의 잔류 또는 유지 시간을 증가시키게 된다. 그 결과로서, 기체상 성분에서의 유리한 감소는 궐련(10D)의 퍼프시마다 주위 공기에 의한 유리한 희석 및 허용가능한 빨아들임(draw) 특성에 의해 성취될 수 있다. 풍미는 풍미-방출성 성분(17)을 통과할 때, 희석된 주류연으로 방출된다. 다른 바람직한 구현예에서, 흡착제 베드(20)는 풍미-함유성 활성 탄소를 포함하는 것이 바람직하다.

예로서, 궐련(10D)의 담배 로드(12)의 길이는 45㎜일 수 있고, 다중-성분 필터(14D)의 길이는 38㎜일 수 있다. 필터(14D)의 4개의 필터부의 길이는 다음과 같다: 셀룰로스 아세테이트 토(18)는 6㎜이고; 탄소재의 길이는 10㎜이고; 필터 플러그(30)는 14㎜이고; 그리고 풍미-방출성 성분(17)은 8㎜이다. 전체적으로 FTC 타르의 수준은 4 내지 10㎎일 수 있다.

필터 플러그(30)는 또한 그의 바깥쪽에 낮은 효율의 셀룰로스 아세테이트 토(38)를 포함할 수 있다. 일반적인 환형의 단면(34)에서 일반적인 고리모양의 단면(36)으로의 전환부(32) 및 하류 위치의 공기 희석용 천공(24)은, 압력 강하를 증가시키고 필터 플러그(20)에서 탄소와 접하는 연기의 체류 시간을 증가시킨다. 연기는 천공을 통과하여 연기와 혼합되는 공기에 의해 희석되어, 대략 45 내지 65%의 범위에서 공기 희석이 이루어진다. 예를 들면, 연기 속도가 50% 감소되면 기본적으로 필터 플러그(20)에서의 잔류시간이 약 2배 상승되고, 그것에 의하여 50% 공기 희석시 희석용 천공의 상류에서 궐련을 통한 흐름이 50% 감소한다. 다중 필터 성분의 이 구현예는 탄소재의 최대량을 공기 희석용 천공(24)의 상류에 위치시킨다.

긴 잔류 시간을 가진 영역으로부터 높은 압력 강하 영역으로 전환시키기 위하여, 기체 또는 증기상 성분에 대하여 실질적으로 불투과성인 구성요소로서 권축된 플라스틱 튜브를 궐련(10D)에 사용해 왔다. 원뿔형 또는 무딘 끝부분 등의 다른 형상도 사용될 수 있도록 의도되었다. 게다가, 고밀도로 만들어진(따라서 불투과성의) 셀룰로오스 아세테이트 토와 같은 고체 구성요소 또는 고체 로드를 예를들면, 도 9에서와 같이 또한 사용할 수 있고, 하기에서 설명한다.

또한, 상기에서 언급하였듯이, 담배 로드(12)를 통상의 종이로 감쌀 수도 있으며, 띠로 묶은 종이가 이 목적으로 사용될 수도 있다. 띠로 묶은 궐련 종이는 궐련의 대량 연소율을 개조하기 위하여 궐련(10D)의 최종적 담배 로드를 둘러싼 통합용 셀룰로스 띠와 공간적으로 떨어져 있다. 부가적으로, 흡착제-포함 성분이 단독으로, 또는 필요하다면 다중-성분 필터(14D)의 흡착제-포함부(15)와 결합하여 사용될 수 있다.

하기의 표 3은 도 8에서 나타낸 궐련(10D)의 여러가지 성분에 대하여 구체적 내용 및 대체물을 제공한다.

[표 3 (도 8의 성분들)]

	구강쪽 성분 (26)	RTD 생성 성분 (30)	흡착제 베드 (20)	담배 끝 부분 성분 (18)	희석용 천공 (24)
길이(㎜)	6-8	14-16	10-12	6	입으로부터19㎜
RTD (㎜ 물)	15-20	70-80	20-30	15-20	40-65% 배출
입자 효율	10-15%	15-20%	15-20%	10-20%
재료(들)	셀룰로스아세테이트면사	CODRTD 생성자	활성 탄소코코넛넓은 표면적 120-180㎎	셀룰로스 아세테이트토 상의 탄소탄소 종이	Pre Perf
대체물	CA 실토 상의 풍미플러그 랩 상의 풍미풍미성 플러그 랩	중심의 심TWA**토 상의 튜브	침윤된 탄소APS제올라이트"다른 흡착제"

*COD = 일산화탄소 희석물

**TWA(얇게 싼 아세테이트) = 본 명세서에서 참조로 기재된 US-A-4 614 199 및 US-A-4 675 064을 참조하라.

셀룰로스 아세테이트 전체 데니어는 상기 모든 필터 플러그에 대하여 3.0 내지 8.0 dpf 범위.

도 9는 본 발명의 또다른 궐련(10E)을 나타내며, 궐련(10D)의 것과 유사한 성분은 유사한 참조 번호로 표시된다. 궐련(10E)은 또한 다중-성분 필터(14E)를 포함하나, 중심에 심이 있는(concentric core) 필터 플러그(40)가 "COD" 또는 궐련(10D)의 일산화탄소 희석용 필터 플러그(30)를 대신하여 사용된다. 필터 플러그(40)는 활성 탄소재(20) 및 풍미 방출성 성분(17) 사이에 위치하며, 플러그(40)는 그의 바깥쪽에 낮은 효율의 셀룰로스 아세테이트 토(44)에 의해 둘러싸인 매우 불투과성의 원통형 고체 로드(42)를 포함할 수 있다. 필터 플러그(40)에 의하여, 낮은 압력 강하를 가진 활성 탄소재(20)의 일반적 환형 단면 영역에서, 심한 압력 강하를 가지는 활성탄소재(20)의 일반적 고리 모양의 단면 영역으로 갑작스런 전환이 일어난다. 이 전환 및 하류 위치의 천공(24)으로, 도 8의 궐련(10D)에 대하여 상기에서 설명한 바와 같이, 천공의 상류 부분에서 주류연에 대한 잔류 시간 또는 보유 시간이 길어지게 된다.

예로서, 궐련(10E)의 담배 로드(12)의 길이는 45㎜일 수 있고, 다중-성분 필터(45E)의 길이는 38㎜일 수 있다. 필터(14E)의 4개의 필터 성분의 길이는 다음과 같다: 셀룰로스 아세테이트 토(18)는 6㎜; 탄소재의 길이는 10㎜; 필터 플러그(40)는 14㎜이고; 풍미 방출성 성분(17)은 8㎜이다. 전체적으로 "타르"의 수준은 4 내지 10㎎일 수 있다.

궐련(10E)에서, 연기는 천공(24)을 통하여 통과하여 연기와 혼합되는 공기에의하여 희석되어, 대략 45 내지 60%의 범위로 공기 희석을 이루게 된다. 궐련 (10D)의 경우와 마찬가지로, 연기 속도를 50%로 감소하여 기본적으로 필터 플러그(20)에서의 잔류 시간을 2배로 증가시킴으로써, 50% 공기 희석으로 희석용 천공의 상류 궐련(10E)을 통한 유출을 50%로 감소시킨다.

상기에서 설명한 바와 같이, 궐련(10E)의 담배 로드(12)를 통상의 종이 또는 띠로 두른 종이로 감쌀 수 있고, 흡착제-포함부가 단독으로, 또는 필요하다면 다중-성분 필터(14E)의 흡착제-포함부(15)와 결합하여 사용될 수 있다.

다른 방법으로는, 중심에 심이 있는 필터 플러그(40)를 제조하여, 그것을 통한 흐름이 본질적으로 심(core)의 바깥쪽 고리 모양의 공간을 통하여 제한된 흐름으로 심을 통과하도록 할 수 있다.

도 10은 도 8 및 9에서 나타낸 풍미-방출성 성분(17)의 대체적 구현예를 나타낸다. 특히, 도 10에서 나타낸 풍미-방출성 성분(17')은 플러그 랩(52)에 의하여 둘러싸인 낮은 입자 효율의 셀룰로스 아세테이트 플러그(50)를 포함한다. 결합용 랩(52)은 다중-성분 필터의 나머지 성분들 뿐만 아니라 플러그 랩도 둘러싸고 있다. 궐련의 연기가 플러그(50)를 통하여 지나갈 때 풍미를 부여하기 위하여, 플러그 랩(52)에, 또는 셀룰로스 아세테이트 플러그(50)의 외부에 풍미가 사용된다. 다른 방법으로는, 풍미는 셀룰로스 아세테이트 플러그(50)의 영역에서 결합용 랩(54)에 사용되거나, 또는 풍미가 플러그(50)의 가소제 성분으로서 삽입될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 다른 궐련(10F)을 나타내며, 궐련(10E)의 것과 유사한 성분은 유사한 참조 번호로 표시된다. 궐련(10F)은 그것을 통과하는 주류연으로부터 1 이상의 연기 구성성분을 제거하도록 개조된 상류 흡착제 포함부(15), 및 그것을 통과하는 주류연에 풍미를 방출하기 위한 하류의 풍미-방출성 성분(17)으로 구성되는 다중-성분 필터(14F)를 포함한다.

궐련(10F)의 풍미-방출성 성분(17)은 활성 탄소재(20)의 하류에 위치한 필터 플러그(40)를 포함한다는 점에서 다르다. 플러그(40)는 낮은 효율 셀룰로스 아세테이트 토(44)에 의하여 둘러싸인 비교적 또는 높은 불투과성 원통형 고체 로드 (42)를 포함하며, 플러그(40)의 제조 및 기능은 도 9에서 나타낸 것과 유사하다. 그러나, 도 11에서 나타낸 플러그(40)는 풍미를 결합용 랩(54) 위에 포함하며, 상기 풍미는 성분(17)을 통과하는 주류연으로 배출된다.

예로서, 궐련(10E)의 담배 로드(12)의 길이는 45㎜일 수 있고, 다중-성분 필터(14F)의 길이는 38㎜일 수 있다. 필터(14F)의 3개의 필터 성분의 길이는 다음과 같다: 셀룰로스 아세테이트 토(18)는 6㎜이고; 탄소재(20)의 길이는 16㎜이고; 플러그(40)는 16㎜이다. 총 타르 수준은 4 내지 10㎎일 수 있다.

궐련(10F)에서, 연기는 천공(24)을 통과하여 연기와 혼합되는 공기로 희석되어, 대략 45 내지 65%의 범위에서 공기 희석을 이루게 된다. 이러한 희석은 또한 상기에서 설명한 바와 같이, 탄소 과립(20) 중에서의 연기의 잔류 시간을 증가시키는 역할을 한다.

플러그(40)에 또는 그 부근에 있는 1줄 이상의 천공(24)은, 주위 공기에 의한 주류연의 희석 및 각각의 퍼프 동안 연소되는 담배량의 감소 둘 다를 제공한다.환기구는 퍼프 동안 입자(타르) 및 기체상 구성 성분(일산화탄소)의 생성 및 전달을 감소시킨다.

다중-성분 필터(14), (14D), (14E)의 추가적인 풍미 방출성 성분(17)은 바람직하기는 1 이상의 풍미-함유성 실 또는 테이프(27)와 함께 낮은 입자 효율의 셀룰로스 아세테이트 토의 플러그(26)를 포함한다. 플러그(26)는 하류 지점에서 도 2, 4, 5, 8, 및 9에서 나타낸 궐련의 입쪽 또는 구강쪽 끝부분에 위치하고 있다. 담배의 주류연이 실 또는 테이프(27)를 통과하여 빨려 들어갈때, 풍미가 연기 쪽으로 방출되어 원하는 효과를 낸다. 상기에서 언급하였듯이, 참조로 삽입된 US-A-4 281 671은 풍미재를 갖는 실 및 테이프를 포함하는 담배 연기 필터를 기재한다.

본 발명이 바람직한 구현예에 따라서 도시되고 설명되는 동안, 그 변형 및 개조는 청구항에 포함된 본 발명으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다고 인식된다. 이에 관하여, 플러그-공간-플러그 부(15) 또는 탄소 베드(20)는, 응집된 탄소 부재 또는 주류연으로부터 나온 기체상 성분을 제거하도록 개조된 다른 형태의 흡착제로 대체될 수 있다. 이에 대하여, 탄소 베드는 또한 탄소 또는 섬유의 조합을 포함할 수 있다. 또한 플러그 성분은 특히 본 발명에서 언급된 것이 아닌 필터재로 제조될 수 있다. 환기구는 공지의 온라인, 또는 오프라인 기술을 사용하여 제조될 수 있다.

나아가, 본 발명은 각종 원주의 궐련, 넓은 궐련 뿐만 아니라 좁은 궐련으로도 실시될 수 있다. 또한 본 발명은 바람직하기는, 무향의 담배 로드로 실시되었지만, 풍미성 담배 재료로도 또한 고려될 수 있다.

Claims

담배 로드와, 흡착제 베드 및 상기 흡착제 베드의 하류에 위치한 환기구를 포함하는 다중-성분 필터로 이루어지는 궐련으로서, 상기 흡착제의 베드 및 환기구가 주류연이 필터를 통하여 빨려 들어갈때 담배의 주류연으로부터 적어도 하나의 연기 구성 성분을 현저히 제거하도록 제조 및 배열되고, 그리고 적어도 하나의 풍미-방출성 성분이 풍미를 주류연으로 배출하도록 제조 및 배열되며, 상기에서 풍미-방출성 필터 성분이 필터를 통하여 들어오는 주류연의 방향에서 상기 흡착제 베드의 하류에 위치하는 궐련.
제 1항에 있어서, 상기 흡착제 베드가 풍미제-포함의 활성 탄소를 포함하는 궐련.
제 2항에 있어서, 상기 풍미-방출성 필터 성분이 상기 풍미제-포함의 활성 탄소의 하류에 위치하는 풍미제-포함의 필라멘트를 포함하는 궐련.
제 3항에 있어서, 상기 흡착제 베드가 담배 끝의 필터 성분과 중앙 필터 성분 사이에 생긴 공동에 배치되고, 상기 공동이 적어도 85% 충전된 상태인 궐련.
제 4항에 있어서, 상기 담배 끝의 필터의 끝 성분이 상기 담배 로드에 인접하여 위치하고, 상기 중앙 필터 성분이 상기 흡착제에 인접한 끝부분을 가지며, 상기 여과가 상기 중앙 필터 성분의 상기 인접한 상류 끝부분을 따라 이루어지는 궐련.
제 5항에 있어서, 환기가 45 내지 55%의 범위이고, 상기 다중-성분 필터가 추가로 상기 중앙 필터 성분의 하류에 입쪽 끝의 필터 성분을 포함하는 궐련.
제 6항에 있어서, 상기 담배 끝의 필터부, 상기 중앙 필터 성분, 상기 흡착제 베드 및 상기 입쪽 끝의 필터 성분이 낮은 입자 여과율을 갖는 궐련.
제 7항에 있어서, 상기 입쪽 끝 성분 및 상기 중앙 필터 성분에서의 빨아들임에-대한-저항 수준이, 상기 담배 끝의 필터 성분의 빨아들임에-대한-저항보다 큰 궐련.
제 8항에 있어서, 상기 환기구가 팁페이퍼를 투과하여 둥글게 감싼 1줄의 천공으로 이루어지며, 상기 팁페이퍼가 상기 담배 필터 로드에 상기 다중-성분 필터를 부착하는 궐련.
제 9항에 있어서, 상기 환기구가 궐련의 구강쪽 끝으로부터 적어도 12㎜ 떨어져 위치하는 궐련.
제 3항에 있어서, 상기 풍미-방출성 성분이 그 위에 풍미제를 갖는 셀룰로스 아세테이트 플러그를 포함하는 궐련.
제 3항에 있어서, 상기 풍미-방출성 성분이 플러그 랩 위의 풍미제를 갖는 플러그 랩으로 둘러싸인 셀룰로스 아세테이트 플러그를 포함하는 궐련.
제 3항에 있어서, 상기 흡착제-포함부가 완전히 충전된 상태에서 적어도 90㎎의 활성 탄소로 이루어지는 궐련.
제 3항에 있어서, 상기 흡착제 베드가 표면적이 넓은 활성 탄소로 이루어지고; 상기 탄소를 완전히 충전된 상태에서 적어도 90 내지 120㎎ 이상, 또는 85% 이상 충전된 상태에서 160 내지 180㎎ 이상을 포함하는 궐련.
제 3항에 있어서, 상기 흡착제 베드가 완전히 충전된 상태에서 적어도 90 내지 120㎎ 이상의 표면적이 넓은 활성 탄소로 이루어지는 궐련.
제 1항에 있어서, 상기 다중-성분 필터가 일반적인 원형에서 일반적인 고리 모양으로 흐름 경로가 전환되도록 해서, 압력 강하의 증가 및 필터에서의 담배 주류연의 잔류 시간을 증가시키는 플러그 형태의 성분을 포함하는 궐련.
제 1항에 있어서, 상기 다중-성분 필터가 흡착제 베드의 하류에서 흐름이 수축되게 하는 플러그 형태의 성분을 포함하는 궐련.
제 17항에 있어서, 흡착제 베드의 하류에서 흐름이 수축되게 하는 플러그가 고리 모양 흐름 경로를 주는 궐련.
제 17항에 있어서, 흡착제 베드의 하류에서 흐름이 수축되게 하는 플러그가 중앙 흐름 경로를 주는 궐련.
제 17항에 있어서, 흡착제 베드의 하류에서 흐름이 수축되게 하는 플러그가 중심에 심이 있는 필터를 포함하는 궐련.
흡연 물품의 다중-성분 필터로서, 상기 필터는

흡착제 포함부가 10 내지 20%의 범위의 입자 효율 및 더 낮은 RTD를 갖는, 필터의 상류 끝부분에 인접한 흡착제 포함부;

RTD-유도부가 상기 필터를 따라서 중간 위치에 위치하고, 10 내지 20% 범위의 입자 효율을 가지며, 흐름의 수축 및 환기구를 포함하는 RTD-유도부, 및

10 내지 20%의 범위의 입자 효율 및 더 낮은 RTD를 가지며, 상기 필터를 따라서 하류 부분에 위치하는 풍미-방출부로 이루어지며,

상기의 더 낮은 RTD가 RTD-유도부의 RTD보다 낮은 다중-성분 필터.
제 21항에 있어서, 상기 환기구가 RTD-유도부의 상류 끝 부분에 인접하는 다중-성분 필터.
담배 로드, 및 다중-성분 필터로 구성되는 궐련으로, 상기 다중-성분 필터가 풍미를 주류연으로 방출하고, 담배의 주류연이 필터를 통하여 들어올 때 담배의 주류연으로부터 적어도 하나의 연기 구성성분을 제거하도록 제조 및 배열된 적어도 하나의 흡착제-포함의 풍미-방출부, 및 부가된 풍미가 주류연으로 방출되도록 제조 및 배열된 적어도 하나의 부가적 풍미-방출부로 이루어지고, 상기 부가적 풍미-방출부가 필터를 통하여 들어오는 주류연의 방향에서 흡착제-포함의 풍미-방출부의 하류에 위치하는 궐련.
제 23항에 있어서, 상기 부가적 풍미-방출부가 그 위에 풍미제를 갖는 얀을 포함하는 궐련.
제 23항에 있어서, 상기 흡착제-포함의 풍미-방출부가 탄소 위에 풍미제를 갖는 활성 탄소를 포함하는 궐련.
제 23항에 있어서, 상기 흡착제-포함의 풍미-방출부가 탄소 위의 풍미제를갖는 활성 탄소, 및 활성 탄소의 마주보는 면 위에 셀룰로스 아세테이트 토 성분을 포함하는 3개의 필터 성분을 포함하는 궐련.
제 23항에 있어서, 상기에서 다중-성분 필터를 둘러싼 팁페이퍼, 및 흡착제-포함의 풍미-방출부 하류에 주위 공기를 필터를 통하여 들어온 담배의 주류연으로 도입하기 위한 팁페이퍼 상의 천공을 포함하는 궐련.
제 23항에 있어서, 상기 부가적 풍미 방출부가 그 위에 풍미제를 갖는 셀룰로스 아세테이트 플러그를 포함하는 궐련.
제 23항에 있어서, 상기 부가적 풍미-방출부가 플러그 랩 위에 풍미제를 갖는 플러그 랩으로 둘러싸인 셀룰로스 아세테이트 플러그를 포함하는 궐련.
제 23항에 있어서, 상기 흡착제-포함의 풍미-방출부가 과립 위에 풍미제를 갖는 탄소 과립을 포함하는 궐련.
제 30항에 있어서, 상기 흡착제-포함의 풍미-방출부가 완전히 충전된 상태에서 상기 탄소를 적어도 90 내지 120㎎ 이상, 또는 85% 이상 충전된 상태에서 적어도 160 내지 180㎎ 이상의 상기 탄소를 포함하는 궐련.
담배 로드 및 다중-성분 필터로 구성되는 궐련으로, 상기 다중-성분 필터가,

흡착제 베드와, 흡착제 베드의 하류에 위치하며, 상기 흡착제가 풍미를 포함하고 표면적이 넓은 활성 탄소를 포함하여, 주류연이 필터의 상류 부분을 통하여 들어올 때 기체상 연기 구성 성분이 제거되고 풍미가 흡착제 베드로부터 방출되며, 그 후 주류연이 풍미-방출성 필터부를 통하여 들어올 때 부가적 풍미가 주류연으로 방출되는 풍미-방출성 필터부;

흡착제 베드로부터 하류에 떨어져 위치하게 배열되어 흡착제 베드를 통과하는 주류연의 속도를 낮추는 필터 환기구; 및

완전히 충전된 상태에서 상기 탄소를 적어도 90 내지 120㎎ 이상, 85% 이상 충전된 상태에서 적어도 160 내지 180㎎ 이상의 상기 탄소를 포함하는 상기 탄소 베드로 이루어지며,

상기 궐련은 주류연의 기체상 구성 성분을 현저히 감소시킬 수 있는 궐련.
제 32항에 있어서, 상기 궐련이 1,3 부타디엔, 아크롤레인, 이소프렌, 프로피온알데히드, 아크릴로니트릴, 벤젠, 톨루엔, 및 스티렌 중 90% 이상의 감소를 포함하여, 주류연의 기체상 구성성분을 현저히 감소시키는 궐련.
제 32항에 있어서, 상기 궐련이 아세트알데히드 및 시안화수소 중 80% 이상의 감소를 포함하여, 주류연의 기체상 구성성분에서의 현저한 감소를 얻을 수 있는 궐련.
담배 로드 및 다중-성분 필터를 포함하는 궐련으로, 상기 다중-성분 필터가,

주류연이 필터의 상류 부분을 통하여 들어올 때, 기체상 연기의 구성 성분이 제거되도록 표면적이 넓은 활성 탄소를 포함하는 흡착제 베드;

흡착제 베드의 하류에 떨어져서 위치하도록 배열되어 흡착제 베드를 통과하는 주류연의 속도를 낮추는 필터 환기구; 및

상기 탄소 베드가 완전히 충전된 상태에서 적어도 90 내지 120㎎ 이상의 상기 탄소를, 85% 이상 충전된 상태에서 적어도 160 내지 180㎎ 이상의 상기 탄소를 포함하는 탄소 베드로 이루어지며, 그리고

상기 필터의 환기구는 상기 궐련의 입쪽 끝 부분에서 적어도 대략 12㎜의 공간을 두고 떨어져 있는 것으로,

여기서 상기 궐련은 주류연의 기체상 구성 성분을 현저히 감소시킬 수 있는 궐련.
풍미를 담배의 주류연으로 방출하고, 담배의 주류연으로부터 적어도 하나의 연기 구성 성분을 제거하도록 제조 및 배열된 적어도 하나의 흡착제-포함의 풍미-방출부, 및 부가된 풍미를 주류연으로 방출하도록 제조 및 배열된 적어도 하나의 부가적 풍미-방출부로 구성되는 다중-성분 궐련 필터로, 상기 부가적 풍미 방출부가 흡착제-포함의 풍미-방출의 하류에 위치하는 다중-성분 궐련 필터.
제 36항에 있어서, 상기 부가적 풍미-방출부가 그 위에 풍미제를 갖는 얀을 포함하는 필터.
제 36항에 있어서, 상기 흡착제-포함의 풍미-방출부가 탄소 위의 풍미제를 갖는 활성 탄소를 포함하는 필터.
제 36항에 있어서, 상기 흡착제-포함의 풍미-방출부가 탄소 위의 풍미제를 갖는 활성 탄소, 및 활성 탄소의 마주보는 면 위에 셀룰로스 아세테이트 토 성분을 포함하는 3개의 필터 성분을 포함하는 필터.
제 36항에 있어서, 상기 부가적 풍미-방출부가 그 위에 풍미제를 갖는 셀룰로스 아세테이트 플러그를 포함하는 필터.
제 36항에 있어서, 상기 부가적 풍미-방출부가 플러그 랩 위의 풍미제를 갖는 플러그 랩으로 둘러싸인 셀룰로스 아세테이트 플러그를 포함하는 필터.
제 36항에 있어서, 상기 흡착제-포함의 풍미-방출부가 과립 위에 풍미제를 갖는 탄소 과립을 포함하는 필터.
제 42항에 있어서, 상기 흡착제-포함의 풍미-방출부가, 상기 탄소를 완전히충전된 상태에서 적어도 90 내지 120㎎ 이상, 85% 이상 충전된 상태에서는 적어도 160 내지 190㎎ 이상 포함하는 필터.