KR20040026699A

KR20040026699A - 담배 필터

Info

Publication number: KR20040026699A
Application number: KR10-2004-7001625A
Authority: KR
Inventors: 제임스 엔 피글라; 브라이언 이 터커; 찰스 에프 켈리 세인트
Original assignee: 브라운 앤드 윌리암슨 토바코 코포레이션
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-03-31
Also published as: WO2003015544A1; NZ531256A; AP2134A; EP1411784B1; MY128508A; EA200400191A1; CA2454820A1; CN100496312C; EG23137A; CN1553777A; BR0211853A; HRP20040166A2; EP1411784B8; RS51032B; RS11204A; ES2375106T3; AR034967A1; HUP0401565A3; TWI239237B; EA005323B1

Abstract

본 발명은 소정의 연기 성분의 레벨을 감소시키는 다중 영역을 갖는 필터를 포함하는 담배 필터에 관한 것이다. 필터 (130)는 담배의 입에 무는 말단부에 위치하는 섬유상 필터 플러그 (132), 선택적 흡착재를 포함하는 영역(136) 및, 상기 일반적 흡착재를 포함하는 영역 (134)으로 구성된다. 주로 1차 및 2차 아민 작용기로 표면 작용화된 선택적 흡착재, 예컨대 페놀-포름알데히드 수지 매트릭스는 타바코 연기로부터 특정의 연기 성분을 제거한다. 상기 일반적 흡착재, 예컨대 활성탄은 높은 정도의 특이성을 갖지 않는 일정 범위의 화학물질을 흡착시키는 것이 바람직하다. 섬유상 필터 플러그, 선택적 흡착 영역 및 일반적 흡착 영역은 직렬로 동축상 정렬되는 구조를 갖는다.

Description

담배 필터{CIGARETTE FILTER}

관련 특허 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2001년 8월 1일에 출원된 미국 가명세서 출원 제60/309,388호[본원에서 참고로 인용함], 2001년 8월 1일에 출원된 미국 가명세서 출원 제60/309,435호[본원에서 참고로 인용함] 및 2001년 10월 30일에 출원된 미국 특허 출원 제10/011,841호에 기초한 우선권을 소급 적용한다.

발명의 배경

본 발명은 탄소계 필터 재료와 함께 사용했을 때 담배 연기 성분들을 상승적으로 감소시키는 연기 성분 흡착제를 포함하는 담배 필터에 관한 것이다.

담배는 연소시 미립자 및 증기상을 생성하는 타바코 로드 또는 컬럼을 포함한다. 약 70년 전, 타바코 컬럼 끝에 필터를 부착하기 시작하였다. 필터는 특히 다양한 연기 성분들을 제거하였다. 필라멘트형 또는 섬유상 물질, 예컨대 셀룰로스 아세테이트 토우(tow) 또는 종이로 제조된 필터는 물리적 수단에 의해 타바코 연기의 미립자상을 제거한다. 그러나 섬유상 물질은 휘발성 성분, 예컨대 증기상으로 관찰되는 알데히드, 시안화수소 및 황화물을 제거하는 데에는 효과적이지 못하다. 일반적으로, 증기상 성분들의 제거율을 향상시키기 위해서 흡착제 또는 흡수제를 섬유상 물질과 함께 사용한다. 예를 들어 담배 필터는 활성탄, 다공성 광물질, 예컨대 해포석, 실리카 겔, 양이온 교환 수지 및 음이온 교환 수지를 포함하였다.

차콜은 비표면적이 크고, 타바코 연기의 증기상 성분들에 대한 비교적 강력한 흡착제이다. 금속 산화물의 혼합물로 코팅하였을 때 차콜은 산성 기체를 제거하는 데 특히 효과적이다. 해포석은 전하를 띠는 종에 대해 강력한 흡착 친화력을 지닌 넓은 흡착 면적을 갖지만, 비극성 종에 대한 흡착 친화력은 상당히 낮다. 실리카 겔은 일반적으로 타바코 연기의 증기상 성분에 대해 보유력이 약한 흡착제로서 간주된다. 실리카 겔은 알데히드 및 시안화수소를 쉽게 흡착하지만, 이 성분들은 또한 실리카 겔로부터 쉽게 탈착된다. 양이온 교환 수지는 니코틴 제거를 위해 제안되었다. 음이온 교환 수지는 연기 산성 물질의 제거를 위해 제안되었지만, 강염기성 음이온 교환 수지는 연기 증기상 알데히드에는 효과가 없다. 다공성 구조를 갖는 염기성이 약한 음이온 교환 수지는 연기 산 및 알데히드의 제거에 적합하지만, 이들의 효율은 탄소 및 다공성 광물질의 경우와 마찬가지로 담배의 끽연 과정에서 감소된다.

담배 필터에는 2종 이상의 흡착제를 함께 사용할 수 있다. 예를 들어 미국 특허 제2,815,760호는 "담배 연기의 유해 비알칼리성 및 비산성 성분과 화학적으로 반응하여 비휘발성 화합물을 형성함으로써 이 화합물을 필터에 보유하는 작용을 하는" 물질과 이온 교환 물질을 함께 사용하는 것에 대해 기재한다. 그러나 상기 첨가제는 그러한 연기상 성분들, 예컨대 연기 알데히드, 특히 아세트알데히드 및 아크롤레인을 만족스러울 정도로 선택적으로 제거하지 못하였다. 미국 특허 제4,300,577호는 타바코 연기로부터 알데히드 및 시안화수소를 비롯하여 증기상 성분들의 제거를 위해, 증기상 성분들에 대한 보유능이 약한 흡수제를 주로 1차 아미노 작용기를 갖는 제2의 성분들과 혼합하여 사용하는 것에 대해 기재한다. 그러나 상기 미국 특허 제4,300,577호는 적절한 소비자 수용성 또는 상업적 가치를 나타내지 못하였다.

발명의 개요

본 발명은 소정의 연기 성분의 수준을 감소시키는 복수의 영역을 갖는 필터를 포함하는 담배 필터에 관한 것이다. 이 필터는 담배의 입에 무는 말단부에 위치하는 섬유상 필터 플러그, 선택적 흡착재를 함유하는 영역 및 일반적 흡착재를 함유하는 영역으로 이루어진다.

필터 플러그는 당업계에 공지된 임의의 필터 플러그, 예컨대 셀룰로스 아세테이트 토우일 수 있다. 일반적 흡착재는 비교적 표면적이 큰 물질군 중에서 선택하는 것이 바람직하며, 예컨대 높은 정도의 특이성을 갖지 않는 일련의 화합물을 흡착할 수 있는 활성탄이 있다. 선택적 흡착재는 제거 대상이 되는 특정 연기 성분을 기초로 선택한다. 선택적 흡착재는 표면 작용기화된 수지군 중에서 선택하는 것이 바람직한데, 이때 각각의 수지는 표면적이 약 35 ㎡/g을 초과하는 실질적으로 불활성인 캐리어로 이루어진다. 본 발명의 한 구체예에서 선택적 흡착재는 주로 1차 및 2차 아민 작용기로 작용기화된 페놀-포름알데히드 수지 매트릭스 표면을 갖는다.

선택적 흡착재는 타바코 로드에 인접하도록 배치되며, 일반적 흡착재는 선택적 흡착 영역과 필터 플러그 사이에 배치될 수 있는 구조를 갖는다. 대안으로, 일반적 흡착재는 타바코 로드에 인접하도록 배치되며, 선택적 흡착재는 일반적 흡착 영역과 필터 플러그 사이에 배치될 수 있다. 예비 데이터에 의하면, 전자의 순서가 후자의 순서보다 연기 성분을 감소시키는 데 있어서 상승 효과를 나타낸다. 또한, 선택적 흡착제 및 일반적 흡착제는 전통적인 필터 플러그 물질, 예컨대 셀룰로스 아세테이트 내에 산재시킬 수 있거나, 또는 흡착제를 필터 플러그 물질 내에 층 또는 박층 영역 형태로 충전할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1은 종래 필터-팁형 담배의 투시도이다.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 담배용 필터의 투시도인데, 흡착제는 필터 플러그 재료 전체에 분산되어 있고, 일반적 흡착 영역은 필터 플러그와 선택적 흡착 영역 사이에 위치된다.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 담배용 필터의 투시도인데, 흡착제는 필터 플러그 재료 전체에 분산되어 있고, 선택적 흡착 영역은 필터 플러그와 일반적 흡착 영역 사이에 위치된다.

도 4는 본 발명에 따라 제조된 담배용 필터의 투시도인데, 흡착제는 필터 플러그 재료의 분절 내에 층으로 충전된다.

도 5는 일반적 흡착 영역과 선택적 흡착 영역 사이에 배치된 필터 플러그가 구비된, 본 발명의 한 구체예의 단면도이다.

도 6은 타바코 로드의 한 단부에 인접한 필터 플러그가 구비된, 본 발명의 한 구체예의 단면도이다.

도 7은 단일 길이의 섬유상 필터 재료로 영역화된 흡착제가 구비된, 본 발명의 한 구체예의 단면도이다.

도 8은 필터 플러그 영역이 없는 본 발명의 한 구체예의 단면도이다.

바람직한 구체예의 상세한 설명

본 발명의 담배 필터는 소정의 연기 성분의 수준을 감소시키는 복수의 영역을 갖는 필터를 포함한다. 상기 필터는 담배의 입에 무는 말단부에 위치한 섬유상 필터 플러그, 선택적 흡착재를 함유하는 영역 및 일반적 흡착재를 함유하는 영역으로 구성된다.

도 1에 도시한 내용 및 당업계에 공지된 바와 같이, 통상의 필터형 담배(10)는 타바코 로드(20)에 부착된 필터(30)를 보유한다. 타바코 로드(20)는 담배페이퍼(24)로 둘러싼 조밀하지 않은 타바코 함유 혼합물(22), 및 플러그 랩(34)으로 둘러싼 필터 플러그(32)를 포함하는 필터(30)로 구성된다. 팁 페이퍼(36) 시트는 타바코 로드(20)에 필터(30)를 결합시킨다.

본 발명에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 담배(110)는 타바코 로드(20)에 부착된 복수의 영역을 갖는 필터(130)를 보유한다. 상기 필터(130)는 필터 플러그(132), 일반 흡착제(134)를 함유하는 영역 및 선택적 흡착제(136)를 함유하는 영역을 포함한다. 필터 플러그(132)는 필터(130)의 제1 단부 또는 입에 무는 말단부에 인접한다. 상기 선택적 흡착제층(136)은 필터(130)의 제2 단부 또는 타바코 로드 단부(137)에 인접한다. 일반적 흡착제(134)의 층은 필터 플러그(132)와 선택적 흡착제 층(136)의 사이에 위치한다.

필터 플러그(132)는 필라멘트상 또는 섬유상 재료로 제조되며, 담배의 입에 무는 말단부(131)에 깨끗하고 말끔한 외관을 제공한다. 또한, 담배(110)를 피울때 필터 플러그(132)는 입에 무는 말단부(131)에서 견고함을 유지한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 필터 플러그(132)는 여러가지 재료로 제조할 수 있는데, 그 중에서 가장 통상적으로 사용되는 것은 셀룰로즈, 셀룰로즈 아세테이트 토우, 종이, 면, 폴리프로필렌 웨브, 폴리프로필렌 토우, 폴리에스테르 웨브, 폴리에스테르 토우 또는 이들의 조합물이다. 필요에 따라, 가소제가 포함될 수도 있다.

일반적 흡착 영역(134)은 당업계에 공지된 "이중-달마시안(dual-dalmatian)" 필터에서와 같이, 필터 플러그 재료(142) 전체에 분산된 일반적 흡착재(144)를 포함한다. 일반적 흡착재(144)는 높은 정도의 특이성을 갖지 않는 연기 성분을 흡착할 수 있는 상대적으로 고표면적 재료 군에서 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 일반적 흡착제는 활성탄, 활성 코코넛 탄소, 활성탄계 탄소, 제올라이트, 실리카겔, 해포석, 산화알루미늄 또는 이의 조합물 뿐만 아니라, 세미-무연탄으로 제조되며, 밀도가 코코넛계 차콜의 밀도보다 약 50% 더 큰 미네랄계 차콜(미국 펜실베니아주 피츠버그 칼곤 카본에서 시판됨), Ambersorb 572 또는 Ambersorb 563 (미국 펜실베니아주 필라델피아 리치몬드 스트리트 5000에 소재하는 롬 앤 하스에서 시판되는 설폰화된 스티렌-디비닐벤젠의 열분해로 유도된 탄소상 수지), 입도, 표면적 및 결합 친화성이 유사한 기타의 재료, 또는 이들의 조합물로부터 선택할 수 있다. 일반 흡착제의 효능을 추가로 증강시키기 위해, 금속 산화물 또는 기타의 금속계 착물이 일반적 흡착 영역내에 포함될 수 있다.

선택적 흡착 영역(136)은 당업계에 공지된 "이중-달마시안" 필터에서와 같이, 필터 플러그 재료(142) 전체에 분산된 선택적 흡착재(146)를 포함한다. 선택적 흡착재(146)는 소정 유형의 화학 물질에 대한 상기 물질(146)의 특이성에 기초하여 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 선택적 흡착재(146)는 이온 교환 수지, 예를 들어 Duolite A7(미국 펜실베니아주 19137 필라델피아 리치몬드 스트리트 5000에 소재하는 롬 앤 하스에서 시판됨), 또는 유사한 작용기와 결합 친화성을 보유하는 재료일 수 있다. Duolite A7은 페놀-포름알데히드 수지 매트릭스이며, 1차 및 2차 아미노기로 표면 작용기화되어 타바코 연기중에 존재하는 알데히드 및 시안화수소에 대한 수지의 특이성을 증강시킨다.

또한, 선택적 흡착재(146)는 타바코 연기와 흡착제(146) 간의 접촉 조건이 여러가지 변수, 예를 들어 흡연시 흡연자가 필터를 통해 얼마나 강하게 연기를 흡입하느냐와 매흡연시 얼마만큼의 타바코 로드를 소비하느냐에 따라 달라진다. 따라서, 선택적 흡착제(146)는 표면적이 약 35 ㎡/g 이상이어서 확산 저항을 최소화하고, 표면적 작용 부위는 용이한 접근이 가능하도록 하는 것이 유익하다. 또한, 표면적이 더 큰 재료는 표면의 일부를 가소제로 피복하는 경우 덜 현저한 성능 감소를 나타내는 데, 이는 흡착제(146)가 필터 플러그(142)내에 분산되는 경우에 발생할 수 있다.

담배가 소비되면, 타바코 연기는 흡연자에 의해 필터(130)를 통하여 흡연된다. 연기는 초기에 선택적 흡착 영역(136)을 거쳐 통과하는데, 여기서 표적 연기 성분이 선택적 흡착재(146)의 표면 상에 흡착되고, 연기중의 미립자 물질은 필터플러그 재료(142)에 보유된다. 그 다음, 나머지 연기는 일반적 흡착 영역(134)을 거쳐 통과하며, 여기서 다른 성분은 흡착재(144)에 보유되고, 추가의 미립자 물질은 필터 플러그 재료(142)에 보유된다. 최종적으로, 그 후 나머지 연기는 필터 플러그(132)를 통과하며, 여기서 추가의 미립자 물질이 제거될 수 있다. 그 다음, 여과된 연기가 흡연자에게 전달된다.

도 2에 도시된 본 발명의 제1의 예시적 구체예에서, 복수의 영역을 갖는 필터(110)는 셀룰로스 아세테이트 토우로 이루어지고 길이가 약 7 ㎜인 필터 플러그(132); 길이가 약 10 ㎜인 영역(134)을 전달하도록 절단된, 가소제로 처리된 셀룰로스 아세테이트 토우(142)에 걸쳐서 분산된 활성 코코넛 차콜(144) 40 ㎎으로 구성된 일반적 흡착 영역(134); 및 길이가 약 10 ㎜인 영역(136)을 전달하도록 절단된, 가소제로 처리된 셀룰로스 아세테이트 토우(142)에 걸쳐서 분산된 Duolite A7 40 mg으로 구성된 선택적 흡착 영역(136)을 갖추어 이루어진다. 타바코 로드가 정상적인 흡연(puff)/휴지 사이클로 연소될 때, 담배(110)의 입에 무는 말단부(131)에서 나오는 연기 증기를 분석하면, 유사한 수지만으로 된 필터를 사용하는 담배와 비교하였을 때 시안화수소, 푸란, 프로피온알데히드, 아세톤, 메틸 에틸 케톤/부티르알데히드, 황화수소, 1,3-부타디엔, 2-메틸프로판알, 이소프렌, 스티렌, 피리딘, 톨루엔 및 벤젠의 수치가 통계학적으로 유의적으로 감소된 것으로 나타난다. 타바코 로드가 정상적인 흡연/휴지 사이클로 연소될 때, 담배(110)의 입에 무는 말단부(131)에서 나오는 연기 증기를 분석하면, 차콜으로만 된 필터를 사용하는 담배와 비교하였을 때 피리딘, 시안화수소, 황화수소, 스티렌, 2-메틸프로판알, 벤젠, 프로피온알데히드, 푸란, 이소프렌, 1,3-부타디엔, 크로톤알데히드, 아세톤, 아크릴로니트릴, 아세트알데히드, 톨루엔, 이황화탄소, 메틸 에틸 케톤/부티르알데히드, 프로피온알데히드, 아세토니트릴 및 메탄올의 수치가 통계학적으로 유의적으로 감소된 것으로 나타난다.

도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 영역을 갖는 필터(130)는 입에 무는 말단부(131)에 인접한 필터 플러그(132), 타바코 로드 단부(137)에 인접한 선택적 흡착 영역(136) 및, 필터 플러그(132)와 선택적 흡착 영역(136) 사이에 위치된 일반적 흡착 영역(134)을 포함한다.

다른 구체예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 담배(210)는 복수의 영역을 갖는 필터(230)를 포함하며, 여기서 필터 플러그(132)는 입에 무는 말단부(131)에 위치하고, 일반적 흡착 영역(134)은 타바코 로드 단부(137)에 인접하며, 선택적 흡착 영역(136)은 필터 플러그(132)와 일반적 흡착 영역(134) 사이에 삽입되어 있다. 이 구체예에서, 정상 흡연 동안, 연기는 먼저 일반적 흡착 영역(134)을 통과한 다음, 선택적 흡착 영역(136)을 통과하고, 최종적으로 필터 플러그(132)를 통과한다. 더욱이, 복수의 영역을 갖는 필터(230)는 제1의 예시적 구체예의 필터(130)(도 2)와 본질적으로 동일하지만, 다만 일반적 흡착 영역(134)은 타바코 로드(20)에 인접하고, 선택적 흡착 영역(136)은 필터 플러그(132)와 일반적 흡착 영역(134) 사이에 삽입되어 있다. 타바코 로드가 정상적인 흡연/휴지 사이클로 연소될 때, 담배(210)(도 3)의 입에 무는 말단부(131)에서 나오는 연기 증기를 분석하면, 유사한 수지만으로 된 필터를 사용하는 담배와 비교하였을 때 프로피온알데히드, 아세톤, 메틸 에틸 케톤/부티르알데히드, 크로톤알데히드, 황화수소, 2-메틸프로판알, 피리딘, 아크롤레인, 톨루엔, 아세트알데히드, 아크릴로니트릴, 메탄올 및 벤젠의 수치가 통계학적으로 유의적으로 감소된 것으로 나타난다. 타바코 로드가 정상적인 흡연/휴지 사이클로 연소될 때, 담배(210)의 입에 무는 말단부(131)에서 나오는 연기 증기를 분석하면, 차콜으로만 된 필터를 사용하는 담배와 비교하였을 때 피리딘, 시안화수소, 벤젠, 프로피온알데히드, 크로톤알데히드, 아세톤, 아크릴로니트릴, 아세트알데히드, 톨루엔, 이황화탄소, 메틸 에틸 케톤/부티르알데히드, 프로피온알데히드, 아세토니트릴 및 메탄올의 수치가 통계학적으로 유의적으로 감소된 것으로 나타난다.

도 4의 다른 구체예에 도시된 바와 같이, 담배(310)의 복수의 영역을 갖는 필터(330)에서, 흡착제(144, 146)는 일반적 흡착제(344) 및 선택적 흡착제(346)의 박층 영역으로서 필터 플러그 재료 내에 충전되어 있다. 이 구체예에서, 층 충전된 흡착제는 토우 분산된 흡착제보다 가소제에 덜 노출되며, 연기 성분과 상호작용하기 위한 더 큰 표면적을 보유한다. 더욱이, 도 7에 도시된 바와 같이, 담배(610)용 복수의 영역을 갖는 필터(630)는 섬유상 필터 재료(342)의 단일 길이내 별개의 영역에 분산된 일반적 흡착제(344) 및 선택적 흡착제(346)를 포함한다.

도 2의 구체예(110)의 이점은 연기가 일반적 흡착제(144)를 거쳐 통과하기 전에 선택적 흡착재(146)를 거쳐 통과한다는 것이다. 이는 선택적 흡착제(146)가 임의의 특정 연기 성분을 제거한 후, 일반적 흡착제(144)가 연기에 노출되도록 함으로써 일반적 흡착제(144)가 나머지 연기 성분을 제거하는 데 보다 효율적이 되게한다. 따라서, 셀룰로스 아세테이트/특정 흡착제/일반적 흡착제 배열과 비교하였을 때 셀룰로스 아세테이트/일반적 흡착제/특정 흡착제 순서의 흡착제에서 상승 작용 효과가 관찰된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각 담배(410 및 510)의 복수 영역을 갖는 필터(430 및 530)에서, 필터 플러그(132)는 도 5에서는 일반적 흡착 영역(134)과 선택적 흡착 영역(136) 사이에 배치되고, 도 6에서는 타바코 로드(20)의 한 단부에 인접되어 있다. 도 5에서 선택적 흡착 영역(136)은 필터(430)의 입에 무는 말단부에 있고, 도 6에서 일반적 흡착 영역(134)은 필터(530)의 입에 무는 말단부에 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 담배(710)의 복수 영역을 갖는 필터(730)는 일반적 흡착 영역(134)과 선택적 흡착 영역(136)만을 포함한다.

하기 실시예는 본 발명에 따라 제조될 수 있는 구체예들과 이들 구체예들의 연기 성분 제거 성능의 대표예이다. 제시된 구체예들은 단지 예시 목적으로 제시된 것으로서 범위를 제한하려는 것은 아니다.

실시예 1

복수 영역을 갖는 필터(130)를 구비한 담배(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 제조되는 데, 여기서 필터 플러그(132)는 셀룰로스 아세테이트 담배 토우로 제조되고 길이가 약 7 ㎜이며, 일반적 흡착 영역(134)은 길이가 약 10 ㎜인 영역(134)을 전달하도록 절단된 가소제 처리된 셀룰로스 아세테이트 토우(142)에 분산된 코코넛 활성탄(144) 약 40 ㎎으로 구성되고, 선택적 흡착 영역(136)은 길이가 약 10 ㎜인 영역(136)을 전달하도록 절단된 가소제 처리된 셀룰로스 아세테이트 토우(142)에분산된 Duolite A7 약 40 ㎎으로 구성된다. 길이가 약 56.5 ㎜이고 약 1.8% 구연산염을 함유하는 50 Coresta 담배지로 둘러싼 통상의 비메탄올 담배 혼합물 약 617 ㎎을 함유하는 타바코 로드에 필터를 부착한다. 담배 1 개당 약 10.3 ㎎의 타르가 전달된다.

실시예 2

복수 영역을 갖는 필터(230)를 구비한 담배(210)는 도 3에 도시된 바와 같은 영역 순서로 제조되는 데, 여기서 필터 플러그(132), 일반적 흡착 영역(134) 및 선택적 흡착 영역(136)은 실시예 1의 필터 플러그(132), 일반적 흡착 영역(134) 및 선택적 흡착 영역(136)과 거의 동일하다. 길이가 약 56.5 ㎜이고 약 1.8% 구연산염를 함유하는 50 Coresta 담배지로 둘러싼 통상의 비메탄올 담배 혼합물 약 617 ㎎을 함유하는 타바코 로드에 필터를 부착한다. 담배 1 개당 약 10.0 ㎎의 타르가 전달된다.

실시예 3

선택적 흡착 영역(136)에 Duolite A7을 40 ㎎이 아니라 약 20 ㎎ 사용한 것 외에는 실시예 1에서와 같이 담배를 제조한다. 담배 1 개당 약 10.2 ㎎의 타르가 전달된다.

실시예 4

선택적 흡착 영역(136)에 Duolite A7을 40 ㎎이 아니라 약 20 ㎎ 사용한 것 외에는 실시예 2에서와 같이 담배를 제조한다. 담배 1 개당 약 10.9 ㎎의 타르가 전달된다.

실시예 5

선택적 흡착 영역(136)에 Duolite A7을 40 ㎎이 아니라 약 60 ㎎ 사용한 것 외에는 실시예 1에서와 같이 담배를 제조한다. 담배 1 개당 약 10.0 ㎎의 타르가 전달된다.

실시예 6

선택적 흡착 영역(136)에 Duolite A7을 40 ㎎이 아니라 약 60 ㎎ 사용한 것 외에는 실시예 2에서와 같이 담배를 제조한다. 담배 1 개당 약 10.3 ㎎의 타르가 전달된다.

실시예 7

일반적 흡착 영역(134)에서 코코넛 활성탄 40 ㎎을 사용하는 대신에 세미무연탄으로 제조한 미네랄계 차콜 약 69 ㎎을 사용한 것 외에는 실시예 1에서와 같이 담배를 제조한다. 담배 1 개당 약 10.1 ㎎의 타르가 전달된다.

실시예 8

일반적 흡착 영역(134)에서 코코넛 활성탄 40 ㎎을 사용하는 대신에 세미무연탄으로 제조한 미네랄계 차콜 약 69 ㎎을 사용한 것 외에는 실시예 2에서와 같이 담배를 제조한다. 담배 1 개당 약 10.2 ㎎의 타르가 전달된다.

실시예 9

Borgwalt RM-20 흡연기를 사용하여 팁으로부터 약 4 mm의 담배 꽁초 길이로 실시예 1 내지 6에 제시된 대표적인 담배를 피운다. FTC에 개시된 절차에 따라서, 각 담배의 필터 단부에서 나오는 연기 성분들이 Cambridge 필터 패드를 통과하도록하고, 증기상을 백에 모아서 GC/MS로 분석한다. 데이타는 담배 1 개당 약 10 ㎎으로 정규화한다.

평균 증기상 생성량(㎍/담배)

실시예에 의해 제조된 담배	1	2	3	4	5	6
담배 1개당 Duolite(㎎)	40	20	60
필터 세그먼트 순서	CA/GA/SA	CA/SA/GA	CA/GA/SA	CA/SA/GA	CA/GA/SA	CA/SA/GA
아세트알데히드	330.9	333.7	380.7	346.2	320.3	310.9
이소프렌	231.4	240.4	252.1	246.1	227.4	227.2
아세톤	144.1	163.5	156.0	160.5	148.0	151.4
메탄올	104.9	127.6	114.5	142.8	111.7	98.5
아세토니트릴	59.8	72.0	67.0	77.4	62.8	57.3
아크롤레인	29.6	31.4	33.6	32.2	28.5	29.9
메틸 에틸케톤	29.3	35.9	30.9	38.5	30.1	31.6
포름알데히드	23.5	25.8	25.5	25.0	22.1	24.5
프로피온알데히드	25.7	27.4	29.3	28.5	25.3	25.0
1,3-부타디엔	25.5	25.9	27.5	25.5	25.8	25.0
톨루엔	22.5	25.3	22.0	27.5	23.9	22.5
벤젠	20.6	23.6	21.6	24.1	21.1	21.4
아크릴로니트릴	16.8	17.7	18.0	18.0	17.0	16.5
푸란	16.2	17.0	17.3	16.4	16.4	16.2
시안화수소	15.1	16.4	20.7	19.6	13.6	14.8
황화수소	12.9	13.0	14.0	12.9	13.1	12.7
프로피오니트릴	12.9	15.0	13.5	15.9	13.6	12.8
2-메틸프로판알	6.4	6.7	7.0	7.0	6.6	6.4
크로톤알데히드	5.1	5.9	5.5	6.3	5.3	5.0
이황화탄소	2.5	2.6	2.7	2.6	2.6	2.5
스티렌	2.0	1.8	2.2	1.9	2.1	1.7
피리딘	1.9	1.9	1.9	1.8	1.9	1.8
CA= 셀룰로스 아세테이트 필터 플러그; GA = 일반적 흡착 영역; SA = 선택적 흡착 영역

실시예 10

Borgwalt RM-20 흡연기를 사용하여 팁으로부터 약 4 ㎜의 담배 꽁초 길이로 실시예 7 및 8에 제시된 대표적인 담배를 피운다. FTC에 개시된 절차에 따라서, 각 담배의 필터 단부에서 나오는 연기 성분들이 Cambridge 필터 패드를 통과하도록 하고, 증기상을 백에 모아서 GC/MS로 분석한다. 데이타는 담배 1 개당 약 10 ㎎으로정규화한다.

평균 증기상 생성량(㎍/담배)

실시예에 의해 제조된 담배	7	8
담배 1개당 Duolite(㎎)	40
필터 세그먼트 순서	CA/GA/SA	CA/SA/GA
아세트알데히드	343.4	364.2
이소프렌	225.0	268.9
아세톤	138.6	162.3
메탄올	95.1	134.7
아세토니트릴	61.4	84.6
아크롤레인	9.8	35.3
메틸에틸케톤	28.3	39.8
프로피온알데히드	26.4	30.2
1,3-부타디엔	25.4	27.7
톨루엔	18.7	24.2
벤젠	21.3	27.3
아크릴로니트릴	7.5	9.0
푸란	17.0	18.4
시안화수소	16.7	19.5
황화수소	14.7	14.1
프로피오니트릴	15.7	20.3
2-메틸프로판알	13.0	14.8
크로톤알데히드	3.3	5.1
이황화수소	2.8	2.8
스티렌	1.8	2.1
피리딘	1.3	1.4
CA= 셀룰로스 아세테이트 필터 플러그;GA = 일반적 흡착 영역; SA = 선택적 흡착 영역

제조 관점으로 볼 때, 선택적 흡착재(146) 및 일반적 흡착재(144)를 필터 토우(142)에 분산시키는 것이 다소 유리하다. 구체적으로, 흡착재(144,146)가 토우(142) 사이에 분산될 때, 흡착재가 느슨한 입자로서 존재할 때보다 취급하기가 수월하다. 그러나, 흡착재(144,146)가 토우(142)내에 분산되면, 토우(142)에 사용된 임의의 가소제가 흡착재(144,146) 표면에 영향을 미쳐서 흡착능을 감소시킬 우려가 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 흡착재(144,146)를 일반적 흡착재(344) 및 선택적 흡착재(346)의 박층 영역으로서 필터 플러그재(142) 내에충전할 수 있다. 층으로 충전된 흡착제는 토우 분산된 흡착제와 동일한 수준의 가소제에 노출되지 않기 때문에, 흡착재는 연기 성분들과 상호작용하기 위해 이용가능한 표면적을 더 많이 보유할 것이다.

전술한 내용으로부터, 당업자는 본 발명의 특징에 대한 변형예를 고안할 수 있을 것이다. 예를 들어, 필터 플러그, 일반적 흡착 영역 및 선택적 흡착 영역의 길이 및 직경을, 명세서에 개시된 임의의 치수에 대하여 그리고 서로에 대하여 변화시킬 수 있다. 또한, 특정 타바코 혼합물 또는 특정 타바코 로드 치수에 대해 각종 영역 치수를 최적화할 수 있다. 이들 및 기타 변형예는 첨부된 청구범위의 취지 및 범위 내에 속하는 것으로 생각된다.

Claims

(a) 섬유상 소재를 통하여 분산된 소정 유형의 화학물질에 대한 친화도를 갖는 선택적 흡착재를 포함하는 선택적 흡착 영역; 및

(b) 표면적이 높고 높은 정도의 특이성을 갖지 않는 연기 성분을 흡착시킬 수 있는 일반적인 흡착재를 포함하는 일반적 흡착 영역을 포함하며,

상기 선택적 흡착 영역 및 일반적 흡착 영역은 직렬로 동축상 정렬되는 것인 복수 영역을 갖는 담배 필터.
제1항에 있어서, 상기 선택적 흡착재는 이온 교환 수지인 것인 담배 필터.
제2항에 있어서, 상기 선택적 흡착재는 표면 작용 부위가 연기 성분으로의 접근이 용이하도록 하기에 충분한 표면적을 갖는 것인 담배 필터.
제2항에 있어서, 상기 이온 교환 수지는 페놀-포름알데히드 수지 매트릭스를 포함하며, 1차 및 2차 아민기와 표면 작용성을 갖는 것인 담배 필터.
제2항에 있어서, 상기 선택적 흡착 영역은 섬유상 소재를 통하여 분산된 상기 선택적 흡착재를 포함하는 것인 담배 필터.
제2항에 있어서, 상기 선택적 흡착 영역은 상기 선택적 흡착재의 밀집 충전층을 포함하는 것인 담배 필터.
제1항에 있어서, 상기 일반적 흡착재는 활성탄, 활성 코코넛 탄소, 활성탄계 탄소, 제올라이트, 실리카 겔, 해포석, 산화알루미늄, 세미무연탄으로 생성된 석탄계 차콜, 설포네이트 스티렌-디비닐벤젠의 열분해에 의하여 유래한 탄소상 수지 또는 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 것인 담배 필터.
제7항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역은 섬유상 소재를 통하여 분산된 상기 일반적 흡착재를 포함하는 것인 담배 필터.
제7항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역은 상기 일반적 흡착재의 밀집 충전층을 포함하는 것인 담배 필터.
제7항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역은 금속 산화물 또는 기타의 금속계 착체를 더 포함하는 것인 담배 필터.
제1항에 있어서, 섬유상 필터 플러그를 포함하며, 여기서 상기 필터 플러그는 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트 토우, 종이, 면, 폴리프로필렌 웨브, 폴리프로필렌 토우, 폴리에스테르 웨브, 폴리에스테르 토우 또는 이의 조합으로 생성되며,상기 섬유상 필터 플러그는 상기 선택적 흡착 영역 및 상기 일반적 흡착 영역과 직렬로 동축상 정렬되는 것인 것인 담배 필터.
제11항에 있어서, 상기 필터 플러그는 가소제, 액체 첨가제, 풍미제 또는 이의 조합을 더 포함하는 것인 담배 필터.
제11항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역은 상기 섬유상 필터 플러그 및 상기 선택적 흡착 영역의 사이에 배치되는 것인 담배 필터.
제11항에 있어서, 상기 선택적 흡착 영역은 상기 섬유상 필터 플러그 및 상기 일반적 흡착 영역의 사이에 배치되는 것인 담배 필터.
제11항에 있어서, 상기 섬유상 필터 플러그는 상기 선택적 흡착 영역 및 상기 일반적 흡착 영역의 사이에 배치되는 것인 담배 필터.
제1항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역 및 상기 선택적 흡착 영역을 구획하는 플러그 랩을 포함하는 것인 담배 필터.
제1항에 있어서, 상기 선택적 흡착재는 표면적이 약 35 ㎡/g보다 큰 것인 담배 필터.
(a) 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트 토우, 종이, 면, 폴리프로필렌 웨브, 폴리프로필렌 토우, 폴리에스테르 웨브, 폴리에스테르 토우 또는 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 섬유상 필터 플러그;

(b) 표면 작용성 부위가 연기 성분에 접근이 용이하도록 하기에 충분한 표면적을 갖는 이온 교환 수지를 포함하는 선택적 흡착제 영역; 및

(c) 활성탄, 활성 코코넛 탄소, 활성탄계 탄소, 제올라이트, 실리카 겔, 해포석, 산화알루미늄, 세미무연탄으로 생성된 석탄계 차콜, 설포네이트 스티렌-디비닐벤젠의 열분해로부터 유래한 탄소상 수지 또는 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 일반적 흡착재를 포함하는 일반적 흡착 영역을 포함하며,

상기 섬유상 필터 플러그, 상기 선택적 흡착 영역 및 상기 일반적 흡착 영역은 직렬로 동축상 정렬되는 것인 복수 영역을 갖는 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 이온 교환 수지는 페놀-포름알데히드 수지 매트릭스를 포함하며, 1차 및 2차 아민기와 표면 작용화된 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 선택적 흡착 영역은 섬유상 소재를 통하여 분산된 상기 이온 교환 수지를 포함하는 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 선택적 흡착 영역은 상기 이온 교환 수지의 밀집 충전층을 포함하는 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역은 섬유상 소재를 통하여 분산된 상기 일반적 흡착재를 포함하는 것인 담배 필터.
제22항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역은 금속 산화물 또는 기타의 금속계 착체로부터 선택된 첨가제를 더 포함하는 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역은 상기 일반적 흡착재의 밀집 충전층을 포함하는 것인 담배 필터.
제24항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역은 금속 산화물 또는 금속계 착체로부터 선택된 첨가제를 더 포함하는 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 필터 플러그는 셀룰로스 아세테이트 토우로 생성되는 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 필터 플러그는 가소제, 액체 첨가제, 풍미제 또는 이의 조합을 더 포함하는 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 일반적 흡착 영역은 상기 섬유상 필터 플러그 및 상기 선택적 흡착 영역의 사이에 위치하는 것인 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 선택적 흡착 영역은 상기 섬유상 필터 플러그 및 상기 일반적 흡착 영역의 사이에 위치하는 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 섬유상 필터 플러그는 상기 선택적 흡착 영역 및 일반적 흡착 영역의 사이에 위치하는 것인 담배 필터.
제18항에 있어서, 상기 선택적 흡착재는 표면적이 35 ㎡/g보다 큰 것인 담배 필터.