KR20070089849A - 필터 궐련 및 전기 흡연계의 필터 궐련 제조 방법 - Google Patents

필터 궐련 및 전기 흡연계의 필터 궐련 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전기 흡연 장치의 궐련 21a는, 첨가된 여과재 및 웹 주위에 관 모양 래퍼(27)를 포함하는 웹(25)을 포함하는 필터 팁핑(33a), 및 필터 팁핑에 부착된 담배 로드 부로써 흡연 동안 하나 이상의 가열 요소들에 의해 가열됨에 따라 한 모금의 연기를 생성하도록 적합화된 담배 로드 부(43)를 포함한다.
전기 흡연계, 궐련

Description

필터 궐련 및 전기 흡연계의 필터 궐련 제조 방법{Filter cigarette and method of making filter cigarette of an electrical smoking system}
본 발명은 필터 궐련 및 전기 흡연계의 필터 궐련의 제조 방법에 관한 것이다.
참조로서 모두 여기에 병합되는, 공개된 US 5 388 594; US 5 692 525; US 6 209 547; US 6 289 898; US 6 615 840 및 US 6 888 313 및 미국특허 공개 No. 20030131859에서 개시되어 있는, 전기 흡연계들에서 사용된 유형의 궐련들에서, 빨아당김에 대한 저항 같은, 보통 궐련을 피우는 경험의 측면을 복제하는 것이 일반적으로 바람직하다. 그러나, 연기가 생성되고 공기가 전기 흡연계의 궐련을 통해서 빨아 당겨지는 방법은, 보통 궐련과 대비해 흡연계의 매우 다른 물리적 구조 때문에, 연기가 생성되고 공기가 보통 궐련을 통해서 빨아 당겨지는 방법과는 상당히 다르다. 보통 궐련을 피우는 경험을 시뮬레이트하는 것을 촉진하는 특징을 가진 전기 흡연계용 궐련을 제공하는 것이 바람직하다.
한 구현에 있어서, 전기 흡연계용 궐련은 첨가된 여과재를 포함하는 웹(web) 및 웹(web) 주위의 관 모양 래퍼(wrapper)를 포함하는 필터 팁핑(tipping), 및 흡연 동안 하나 이상의 가열 요소에 의해 가열시에 한 모금의 연기를 생성하도록 적합화된 담배 로드(rod)부를 포함하고, 여기서 상기 담배 로드 부는 필터 팁핑에 부착되어 있다.
또 다른 구현에 있어서, 전기 흡연계용 궐련의 제조 방법은 관 모양 래퍼로 첨가된 여과재를 포함하는 웹을 둘러쌈에 의해 필터 팁핑을 제조하고 그리고 흡연 동안 하나 이상의 가열 요소에 의해 가열시에 한 모금의 연기를 생성하도록 적합화된 담배 로드부를 필터 팁핑에 부착하는 것을 포함한다.
도 1A-1C는 다양한 구현들에 따른 궐련의 횡-측 단면도이다.
도 2A-2C는 다양한 구현들에 따른 궐련 필터의 말단 모습을 보여준다.
도 3은 구현예에 따른 압축되고 래퍼로 둘러싸인 3차원 형태를 가지는 웹을 보여준다.
도 4는 구현예에 따른 다중(multiple) 웹을 사용하는 궐련 필터를 보여준다.
구현들에 따른 궐련들(21a-21c)은 모두 도 1A-1C에 도시된다. 궐련들은 여과재를 포함하는 웹(25) 및 웹 주위의 관 모양 래퍼(27)를 포함하는 궐련 필터(23)를 포함한다. 궐련(21)은 연기 생성을 위해 궐련 필터에 부착된 실린더형 부재, 예를 들어, 담배 함유 로드부(37a-37c)를 포함한다. 궐련(21)은, 참조로서 모두 여기에 병합되는, 공개된 US 5 388 594; US 5 692 525; US 6 209 547; US 6 289 898; US 6 615 840 및 US 6 888 313, 및 미국출원 공개 No. 20030131859에서 개시된 전기 흡 연계에서 사용가능한 유형이다.
궐련 필터(23)는 자유 흐름 필터를 대체하거나 함께 사용될 수 있다. 요소들의 여러 가능한, 비-한정적 배치들이 도 1A-1C에 도시된다. 도 1A는, 예를 들어 전통적인 셀룰로오스 아세테이트 토우(tow) 필터일 수 있는, 필터(23)이 필터 플러그(plug)(35)에 인접하여 위치된 필터(23)를 포함하는 필터 팁핑(33a)에 배치되어 있는 궐련(21a)을 보여준다. 다른 배치들 또한 사용될 수 있지만, 담배 로드부(37a)는 팁핑(33a)에 부착되며, 자유 흐름 필터(39), 빈 공간(41) 또는 열린 공간, 및 담배 웹을 포함할 수 있는 래퍼(45)로 감싸진 담배 플러그(43)를 포함한다. 전기 흡연계에서, 열은, 연기를 생성하도록 궐련을 한 모금 빠는 동안 담배(예를 들어, 담배 웹 및 담배 플러그(43))에 열을 가하기 위해 래퍼(45)로 가해진다. 연기로부터 표적 성분들을 제거하는 것뿐만 아니라, 전통적인 관 모양 자유-흐름 필터들 대신 또는 함께 필터(23)을 사용하는 것은, 전통적인 끝-불붙여진 궐련을 피우는 경험을 시뮬레이트하는데 유용할 수 있는, 빨아당김에 대한 저항(RTD)과 같은 궐련의 특징들의 조정을 용이하게 할 수 있다.
도 1B는, 궐련(21a)으로부터 자유 흐름 필터(39)가 제거된, 팁핑(33b) 및 담배 로드부(37b)를 가진 궐련(21b)을 보여준다. 도 1C는, 필터(23)가 필터(23)와 필터 플러그(35) 사이의 팁핑(33C)에서 자유 흐름 필터(47)와 함께 사용된, 담배 로드부(37c)를 가진 궐련 21c를 보여준다. 상기한 것은 많은 가능한 변형들의 몇 개의 실례가 되는 것들일 뿐이다. 빈 공간들, 자유 흐름 필터들, 필터 플러그들, 담배 플러그들, 및 궐련에서의 또 다른 바람직한 구조들이 있을 수 있다.
궐련 필터(23)에서, 웹(25)은 종이를 포함할 수 있다. 웹(25)은 코팅지, 함침지, 카본지, 라미네이트, 또는 라미네이트 포함 종이를 포함할 수 있다. 웹(25)은 웹을 접거나 말거나 굽히는 것에 의해, 비-평면적 형태로 형성될 수 있다. 도 2A에 도시된 바와 같이, 웹(25)은 아코디언(accordion) 형태로 형성될 수 있다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 아코디언 형태의 웹(25)은 원형으로 형성될 수 있다. 도 2C에 도시된 바와 같이, 웹(25)은 주름이 잡혀지고(crimped) 많은 가능한 형태들 중의 어느 하나로 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 웹(25)은 적합한 형성 장치(101)에 의해 소정의 3-차원 형태로도 형성될 수 있으며, 그 후 구불여지거나(swaged) 또는 형태를 압착하기 위한 적합한 압착 장치(103)에 의해 처리된다. 웹(25)은 래퍼(27)에 힘을 가해서 필터(23)를 위한 3-차원 형태를 유지하는 것을 도울 수 있다. 래퍼(27)는 웹으로부터 만들어질 수 있지만, 미리-형성된 관과 같은, 웹(25)을 위한 외부 덮개를 제공하기에 적합한 구조로부터 형성될 수도 있다.
여과재는, 궐련 연기의 하나 이상의 성분들과 반응하는 재료와 같은, 어떤 적합한 구성물이다. 여과재는 비-휘발성 무기 기질에 공유 결합된 아미노프로필실릴기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 여기에 참고문헌으로 포함되어 있는, 공개된 US 6 209 547, US 6 584 979, 및 US 6 595 218을 참조하라. 아미노프로필실릴기는 3-아미노프로필실릴기가 바람직하다. 기질은 실리카 겔 또는 분자 체(sieve) 재료가 바람직하다. 재료는 종이의 웹(25) 또는 다른 적합한 재료상에 제공될 수 있다.
한 구현에 따라서, 필터(23)를 만들기 위한 종이 웹(25)을 생산하는데 사용되는 충전재의 물리적 및 화학적 특성은 흡연 물품의 연소/열분해 동안 생성되는 연기의 알데히드 함량을 줄이기 위해 선택되고 이용된다. 종이 충전재는, 가열될 때, 담배 연기중의 알데히드들과 화학적으로 반응할 수 있고 그리고/또는 연소/열분해 반응을 변형하여 알데히드의 최초 형성을 줄임으로써, 그로 인해 흡연자에게 그러한 알데히드의 전달을 감소시킬 수 있는 암모니아를 방출하는, 암모늄-함유 화합물을 포함한다. 여과재는 웹에 사용된 암모늄 함유 화합물 충전재가 될 수 있다. 예를 들어, 여기에 참고문헌으로 포함되어있는, 공개된 US 6 289 898 및 US 6 615 840을 참조하라.
적합한 암모늄-함유 화합물은 MgNH4 PO·xH2O(x가 1 ~ 6이다)같은(AMP), 암모늄-알카리 토금속과 같은, 무기 암모늄 금속염이다. 암모늄-함유 화합물은 전통적인 제지 과정과 화합될 수 있도록, 예를 들어, 충전재가 아마(flax) 등과 같은 종이의 성분을 함유하는 수성 분산액에 충분히 녹지 않는, 물에 낮은 용해성을 가지는 것이 바람직하다. 즉 암모늄-함유 화합물이, 최종 종이 생산품에서 충전재로써 손상되지 않고 남을 수 있게 하기 위해 제지 과정에서 충분히 안정화되어야 한다. 이는 제지 과정에서의 건조 단계를 견디기 위한 충분한 열 안정성을 포함한다. 인산 암모늄 마그네슘(magnesium ammonium phosphate) 및 그것의 수화물들은 전통적인 제지 과정에 잘-맞고, 연기 중의 특정 저 분자량 알데히드들의 함유량을 크게 줄이는 방식으로 흡연 과정 동안 암모니아를 방출한다. 인산 칼륨 마그네슘은 인산 암모늄 마그네슘과 동형(isostructural)이며, 연기중의 알데히드 함량을 줄이는데 효과적인 고용체(solid solutions)를 형성할 수 있다. 본질적으로 인산 암모늄 마 그네슘의 일 수화물 형태로 구성된 인산 마그네슘 암모늄 충전재가 특히 바람직하다.
암모늄-함유 화합물 충전재는 디트마라이트(dittmarite), 스트루바이트(struvite), 한나야이트(hannayite), 스커텔라이트(schertelite), 문드라빌라이트(mundrabillaite) 및 스와크노이트(swaknoite) 중 하나 이상의 무기질 상들을 또한 포함할 수 있다.
충전재로서 유용하다고 여겨지는 암모늄-함유 화합물들은 표면적의 범위, 입자 크기들의 범위(대개 미크론 범위에서)를 가지고, 적절한 불 투명도를 가지며, 물에 낮은 용해성을 가지고(제지를 위해 필요한), 궐련에 사용된 종이를 위한 충전재에서 바람직하다고 여겨지는 다른 특성들을 가진다. 궐련 종이로 사용된 유사한 종이에서, 충전재는 바람직하게는 25 ㎛이하의 입자 크기를, 더 바람직하게는 10 ㎛이하를 가진다.
여과재는 나노입자들을 포함할 수 있다. 나노입자들의 일부 또는 전부는 웹에서 사용된 충전재일 수 있으며, 나노입자들의 일부 또는 전부는 웹의 표면에 노출될 수 있다. 나노입자들은 일산화 탄소를 이산화 탄소로 전환하기 위한 산화제 및 일산화 탄소를 이산화 탄소로 전환하기 위한 촉매 중 적어도 하나, 또는 둘 모두로 작용할 수 있다. 나노입자들은 금속, 금속 화합물, 금속 산화물, 도프된(doped) 금속 산화물, 및 그것들의 혼합물들로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 적합한 나노입자들은 지르코늄이 도프된 Fe2O3, CuO, TiO2, CeO2, Ce2O3, Al2O3, Y2O3, 팔라듐이 도프된 MnO, 및 그것들의 혼합물들로 구성된 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 공개된 US 6 769 437 및 미국 특허 출원 Nos. 20030075193 및 20030131859를 참조하라.
나노입자들은 바람직하게는 약 500 nm 미만의 평균 입자 크기를, 바람직하게는 약 100 nm 미만의 평균 입자 크기, 더 바람직하게는 약 50 nm 미만의 평균 입자 크기 및 여전히 더욱 바람직하게는 약 5 nm 미만의 평균 입자 크기를 가진다. 나노입자들은 바람직하게는 적어도 약 20 m2/g의 표면적, 더 바람직하게는 적어도 약 200 m2/g의 표면적을 가진다.
비록 구현예들이 단일 웹(25)에 관련하여 설명되었지만, 도 4에서 도시된 바와 같이, 다중 웹(25)이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 하나 이상 유형의 여과재가 단일 웹 또는 다른 웹들에 사용될 수 있을 것이다. 다른 구현에서(도시되지 않음), 필터는 담배 로드부 또는 담배 로드부 및 팁핑에 배치될 수 있다. 다중 웹이 사용되는 경우에, 요구되거나 또는 필요한 대로, 그것들이 차례로 층을 이루는 경우 또는, 차례로 또는 그렇지 않게 궐련의 길이에 따라 다른 축의 위치로 배열되는 경우와 같이, 그것들은 실질적으로 동일한 부피를 차지할 것이다.
본 발명이 바람직한 구현에 따라서 예시되고 설명되었지만, 변경 및 변형들이 청구항들에서 기재된 발명으로부터 벗어나지 않는 범위 안에서 만들어질 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 첨가된 여과재를 포함하는 웹(web) 및 웹 주위의 관 모양 래퍼(wrapper)를 포함하는 필터 팁핑(tipping), 및
    흡연 동안 가열 요소들에 의해 가열시에 한 모금의(puff) 연기를 생성하도록 적합화된 담배 로드부(rod)를 포함하고, 상기 담배 로드부는 상기 필터 팁핑에 부착되어 있는 것인 전기 흡연계의 궐련.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 여과재가 상기 웹에서 사용된 암모늄 함유 화합물 충전재인 것인 궐련.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 여과재가 나노입자들을 포함하는 것인 궐련.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 여과재가 궐련 연기의 하나 이상의 성분들과 반응하는 것인 궐련.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 필터 팁핑이 필터 플러그를 포함하는 것인 궐련.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 필터 플러그가 담배 로드부의 반대편의 필터 팁핑의 끝에 배치되는 것인 궐련.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 필터 팁핑이 내부의 개구를 가진 관 모양 자유-흐름 필터를 포함하는 것인 궐련.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 웹이 내부의 개구에 배치된 궐련.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 웹이 래퍼의 내부 표면에 접하는 것인 궐련.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 담배 로드부가 플러그 부분을 포함하는 것인 궐련.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 담배 로드부가 자유-흐름 필터를 포함하는 것인 궐련.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 담배 로드부가 빈 공간 부분을 포함하는 것인 궐련.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 담배 로드부가 자유-흐름 필터를 포함하는 것인 궐련.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 담배 로드부가 빈 공간 부분을 포함하는 것인 궐련.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 담배 로드부가 담배 웹을 포함하는 것인 궐련.
  16. 전기 흡연계용 궐련의 제조 방법으로, 관 모양 래퍼로 첨가된 여과재를 포함하는 웹을 둘러쌈에 의해 필터 팁핑을 제조하고; 그리고
    흡연 동안 하나 이상의 가열 요소들에 의해 가열시에 한 모금의 연기를 생성하도록 적합화된 담배 로드부를 필터 팁핑에 부착하는 것을 포함하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 비-휘발성 무기 기질에 공유 결합된 아미노프로필실릴 기를 웹으로 병합시킴에 의한 여과재의 첨가를 포함하는 것인 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 화합물 충전재를 함유하는 암모늄을 웹으로 병합함에 의한 여과재의 첨가를 포함하는 방법.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 여과재가 나노입자들을 포함하는 방법.
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