KR20090096448A - 담배연기 필터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

담배연기 필터(10)는 불침투성 또는 반침투성 물질의 나선형 코어(11)를 포함할 수 있다. 필터 나선형 코어(11)는 셀룰로오즈 아세테이트 등과 같은 필터 물질(12)로 둘러싸이고, 종이(13)로 권취된다.

포위부, 통기 구멍, 플러그 랩, 코팅

Description

담배연기 필터 및 그 제조방법{TOBACCO SMOKE FILTER AND METHODS OF MAKING THE SAME}

본 발명은 담배연기의 여과를 위한 장치와, 그 제조 및 사용에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 흡연 장치에 사용하기 적합한 필터에 관한 것이다.

지난 수십년간 흡연 제품에는 한번 사용후 폐기되는 필터가 사용되어 왔다. 통상적으로 필터는 아세톤과 같은 솔벤트에 셀룰로오즈 아세테이트가 용해되는 처리과정에 따라, 셀룰로오즈 아세테이트로 제조되며; 폴리머 필라멘트는 용액으로부터 스피닝되었다. 필라멘트는 윤활되어 묶음처리된 후, 주름잡혀서 건조된다. 또 다른 필터 물질은 폴리프로필렌 및 셀룰로오즈를 포함한다. 필터는 잠재적으로 상이한 세그먼트에서 상이한 물질로 구분되며, 이들은 탄소 등과 같은 알갱이 첨가제와 혼합된다.

필터는 연소중인 담배 로드로부터의 담배연기(입자상 및 증기상을 포함하는)가 사용자에 의해 흡입되기 전에 필터를 통과할 수 있도록, 담배 로드의 한쪽 단부에 배치된다. 필터의 파이버는 담배연기 스트림내의 특정 입자를 걸리게 하는 기계적 장벽을 형성한다. 초기 필터는 전적으로 이러한 기계적 여과에만 의존하였다(미국특허 제4,502,495호 참조).

최근의 접근 방법은 흡입한 담배연기를 희석하기 위해 종이 래퍼(wrapper)를 따라 필터 외측에 통기 구멍을 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 이들은 전형적으로 필터의 물리적 장벽에 의해 영향받지 않는 담배연기의 휘발성 구성요소를 목표로 한다. 예를 들어, 담배연기 스트림으로부터 휘발성 요소를 선택적으로 제거하기 위해 흡수제 또는 흡수성 물질이 부가되기도 한다.

활성탄과, 해포석(海泡石) 등과 같은 다공성 물질과, 실리카겔과, 양이온 또는 음이온 교환수지가 필터 첨가제로서 자주 사용된다. 산성 가스를 제거하기 위해서는 탄소 또는 숯이 유용하다. 상기 해포석은 충진된 종(species)에 대해 강한 흡착력을 갖는다. 실리카겔은 알데히드 및 시안화 수소를 용이하게 흡착한다. 니코틴 제거를 위해 양이온 교환수지가 제안되어 왔으며, 담배연기 산(acid)을 제거하기 위해 음이온 교환수지가 제안되어 왔다. 특정한 담배연기 구성요소의 분류를 목표로 하는 새로운 첨가제를 지속적으로 개발하고 있다.

필터 필라멘트에 알갱이형 물질 또는 미립상 물질의 첨가에 따라 직면하게 되는 한가지 도전은 각각의 입자들이 활성가능하게 존재하는 방식으로 이들을 어떻게 고착시킬 것인가이다. 예를 들어, 입자가 파이버상에서 정위치에 머무는 것을 보장하는 접착제는 입자상에서의 반응 지역을 차단할 수 있다. 한가지 해결책은 또 다른 문제점 즉, 사용시 느슨한 입자 베드 등을 통해 담배연기 스트림을 채널시킬 방법 등과 같은 문제점을 유발시키더라도, 필터에 공동들을 형성하고, 이러한 공동들에 입자들의 묶음을 로딩하는 것이다.

입자 보유에 관한 또 다른 해결책은 담배연기 흐름의 방향에 평행한 튜브내 에 입자들을 동봉하는 것으로서, 이에 따라 담배연기는 튜브를 통과하여 입자와 접촉하게 된다. 튜브를 비선형으로 형성하므로써, 여과 루트가 길어지게 된다(미국특허 제4,373,539호 참조).

공지된 필터의 기타 다른 실시예로는 담배연기를 위한 나선형 채널을 갖는 다양한 필터를 설명하고 있는 WO 86/03381, US 2003/0200973, EP-A 0033772 등이 있다.

담배연기에서 입자 및 증기 구성요소의 감소는 본 기술분야에서 긴급한 요구사항이기 때문에, 현존하는 필터의 개량을 위한 새로운 물질 및 방법이 필요하다. 특히, 종래의 또는 신규한 필터 물질 및 첨가제와 함께 사용될 수 있는 해결책이라면 더욱 바람직할 것이다.

본 발명에 따르면, 사용시 담배연기가 여과 물질을 통과하는 통로를 형성하는, 축방향으로 신장되는 필터 부분을 포함하는 담배 제품용 담배연기 필터가 제공되며; 상기 통로는 필터의 축선 주위에서 나선형으로 신장된다. 필터의 축선 주위로 권취되는 담배연기 통로를 제공하므로써; 담배연기와 여과 물질과의 접촉시간과, 접촉된 여과 물질의 표면적이 증가된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 내경을 갖는 원통형 포위부와, 직경을 가지며 상기 포위부에 배치되는 나선형 요소를 포함하는 담배연기 필터가 제공되며; 상기 나선형 요소의 직경은 포위부 내경과 거의 동일하다. 필터는 나선형 요소와 포위부 사이에 배치된 여과 수단을 부가로 포함한다.

상기 포위부는 다수의 통기 구멍이 구비된 플러그 랩(plug wrap)을 포함한다. 만일 제공되었을 경우, 상기 통기 구멍은 나선형 요소 위에 놓이지 않는 포위부 영역에 대응하도록 배치된다. 상기 포위부는 적어도 2개의 층, 예를 들어 플러그 랩의 외층과, 상기 나선형 요소에 인접한 셀룰로오즈 아세테이트의 내층으로 구성된다.

나선형 요소는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 종이, 탄소 종이, 함침지(impregnated paper), 또는 본 발명에서 언급한 기타 다른 물질을 포함하며; 그 외측면에 코팅층을 포함한다. 상기 코팅층은 활성탄, 활성 코코넛 탄소, 활성 석탄계 탄소, 제올라이트, 실리카겔, 해포석, 알루미늄 산화물, 탄소질 수지, 및 이들의 조합을 포함한다. 상기 나선형 요소는 요소가 포위부의 내경과 접촉하는 지점에 압축성 엣지를 포함한다. 선택적으로 또는 부가적으로, 나선형 코어의 중앙부는 압축성일 수도 있다.

여과 수단은 셀룰로오즈 아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 수집 종이, 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 물질, 예를 들어 임의의 방향을 갖는 셀룰로오즈 아세테이트를 포함한다. 상기 여과 수단은 활성탄, 향미제(flavourant), 또는 흡수제를 부가로 포함한다.

일실시예에서, 여과 수단은 실질적으로 포위부의 내경과 나선형 요소 사이의 모든 공간을 점유한다. 이것은 나선형 요소를 따라 흐르는 담배연기가 여과 수단을 통과해야만 하는 것을 보장하므로써, 양호한 여과 동작을 제공한다. 또한, 필터내에 여과 수단의 밀착 패킹은 필터에 단단하면서도 안심적인 느낌을 부여한다. 이러한 밀착 패킹은 작은 파이버 또는 이러한 형태의 여과 물질을 사용하므로써 달성될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 담배연기 필터를 포함하는 흡연 물품이 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 내측의 나선형 회전 공간과 외측 엣지를 갖는 원통형의 나선부(helix)를 제공하는 단계와, 상기 내측의 나선 회전 공간에 여과 수단을 배치하는 단계와, 충진된 나선부의 외측 엣지를 포위부에서 포위하는 단계를 포함하는 담배연기 필터 제조방법에 관한 것이다.

"담배"라는 용어는 예를 들어 Nicotiana(속명)의 잎, 꽂, 줄기, 기타 다른 부재와, 그 재구성 물질을 의미한다. 이것은 담배 잎의 다공성 부분 등과 같은 구조적 유도체 뿐만 아니라, 추출되었거나 합성된, 예를 들어 니코틴 등과 같은 천연 담배에서 발견되는 특정 성분 등과 같은 유도체를 포함한다. 또한 이것은 적절히 준비되었을 때 물리적으로 천연 담배와 닮은 각각의 화학물 및/또는 복잡한 화학적 실체를 갖는 담배 치환물을 부가로 포함한다.

사용되는 바와 같이, "담배연기 필터" 라는 용어는 담배연기가 통과하고, 또한 담배연기내의 어떤 성분이 지체되고, 냉각되고, 및/또는 유지되는 유니트로서 사용되기 위한 요소를 의미한다. 담배연기는 담배 연소의 부산물과, 실제로 연소되지 않을 때 가열되는 담배의 부산물을 포함한다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도1은 본 발명의 필터를 부분적으로 단면도시한 사시도.

도2는 본 발명의 필터를 길이방향으로 부분적으로 단면도시한 측면도.

도3은 도2의 선A-A를 따른 본 발명의 필터의 단면도.

도4는 본 발명의 필터를 부분적으로 단면도시한 사시도.

도5는 본 발명의 필터의 축방향 단면도.

도6A 및 도6B는 도5의 요소(B)를 도시한 도면으로서, 본 발명의 필터가 압축되지 않을 때와 본 발명의 필터가 압축될 때를 도시한 도면.

도6C 및 도6D는 도5의 요소(B)의 다른 형태를 도시한 도면.

도7은 본 발명에 따른 제조과정을 개략적으로 도시한 도면.

도8은 본 발명의 필터를 제조하는 장치의 실시예의 일부를 도시한 도면.

도9는 본 발명에 따른 필터의 내측 나선 공간을 패킹하기 위한 장치의 실시예에 대한 측단면도.

도10은 도9의 선A-A를 따른 단면도.

본 발명은 축방향으로 중앙에 배치된 나선형 요소를 포함하는 담배연기 필터에 관한 것이다. 상기 요소는 본 발명에서는 단일 나선을 갖는 것으로 서술되었지만, 그 어떤 형태의 단면이라도 가질 수 있다. 도1에 있어서, 담배연기 필터(10)는 나선형 코어(11)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 나선형 코어는 도1의 실시예에 도시된 바와 같이 필터 수단(12)을 갖는다. 나선형 코어(11) 및 필터 수단(12)은 포위부(13)의 부분 절단으로 인해 투시가능하며, 포위부(13)는 플러그 랩으로 도시되었다.

나선형 코어(11)는 포위부(13)의 내경과 거의 동일한 직경을 갖는다. 즉, 나선부의 외측 엣지는 포위부와 접촉하게 된다. 필터 수단(12)은 나선형 코어(11)와 포위부(13) 사이에서 나선부의 엣지에 의해 형성된 홈에 배치된다.

제품 개발자에게 널리 공지되어 있는 바와 같이, 나선부의 굴곡은 하부좌측으로부터 상부우측으로 이동될 수 있어 우선회형 나선부를 형성하거나, 또는 하부우측으로부터 상부좌측으로 이동하여 좌선회형 나선부를 형성한다. 우선회형 나선부 또는 좌선회형 나선부는 본 발명의 실시에 있어서 나선형 코어로 사용될 수 있다.

나선부의 피치, 즉 하나의 완전한 나선형 회전의 길이는 용이한 흡입을 허용할 필요성과, 여과 루트를 증가시키려는 희망이라는 동시만족에 기초하여 선택된다. 본 발명에 따른 그 어떤 필터에도 사용될 피치는 나선형 요소를 위한 물질(특히, 다공성인지의 여부), 나선부를 둘러싸는 물질, 어떻게 조밀하게 패킹될 것인지의 여부, 통기 등과 같은 변수들에 기초하여, 숙련된 작업자에 의해 최적화될 수 있다. 상기 피치는 1 내지 4mm, 예를 들어 2 내지 3mm 이다.

나선형 코어에 사용된 물질의 투과성은 이러한 용도에서는 낮은 것이 바람직하므로, 비다공성인 것이 효과적이다. 이것은 그다지 다공성이지 않은 포위부의 나선부에 대한 배치와 조합하여, 담배연기가 흡입되었을 때 필터를 통해 나선 형태로 이동하도록 강제되는 것을 보장한다. 이것은 물리적 여과를 증가시켜, 담배연 기로부터 휘발성 성분의 추가 제거에 대한 기회를 제공한다. 나선형 코어를 형성하는데 사용된 물질의 일부 실시예로는 압출된 플라스틱, 포일, 또는 코팅된 종이가 포함된다.

다른 실시예에 따르면, 나선형 코어에 사용된 물질은 다공성이다. 물질내의 구멍은 선택된 담배연기 구성요소를 특정하게 포획하도록 형성된다. 예를 들어 상기 물질은 목표 구성요소로 분자인쇄된 폴리머일 수도 있다. 물질내의 구멍에는 향미제 또는 희석제 등과 같은 첨가제가 스며들게 되며, 상기 첨가제는 사용시 첫번째 몇모금에 흡입되어, 이를 통과하는 차후 담배연기 스트립과 상호작용할 수 있는 빈 구멍을 남긴다. 나선형 코어는 활성탄으로 형성되며, 담배연기의 대부분이 나선부 주위에서 촉진되고 담배연기의 일부만 나선형 코어의 탄소 구조체를 통과할 수 있는 밀도를 갖는다. 활성탄의 알갱이가 나선형태로 형성되어 유지될 수 있도록 결합제가 사용된다.

또 다른 실시예에 따르면, 나선형 코어는 비다공성이지만, 담배연기 성분과 상호작용하기 위한 다공면을 갖는다. 선택적으로, 나선형 코어는 예를 들어 향미제로 코팅되거나, 또는 담배연기 구성요소를 걸리게 하거나 중화시키거나 또는 방해하도록 설계된 기타 다른 작용제로 코팅될 수도 있다.

나선형 코어의 폭과 길이는 표준 담배연기 필터의 폭 및 길이와 거의 동일한 것이 바람직하다. 예를 들어, 표준 담배연기 필터는 전형적으로 10 내지 30mm 의 길이와, 25 내지 30mm 의 외주를 갖는다. 나선형 코어의 폭은 표준형 보다 작기 때문에, 동축형 또는 다부품형 포위부를 허용하게 된다.

나선형 코어가 단단하거나 또는 경직성 물질인 경우에는 밀착되게 패킹된 셀룰로오즈 아세테이트 영역을 나선형 외측 주위에 동축으로 제공하여, 사용시 필터가 표준 필터의 촉감에 더욱 가깝게 하는 것이 바람직하다. 상기 길이는 조정될 수 있으며, 예를 들어 한쪽 단부나 양쪽 단부에 하나이상의 필터 요소를 수용하도록 표준 필터의 길이의 일부가 될 수 있다.

표준 루킹 필터를 제공하기 위해, 사용자에게 보여지는 흡연 물품의 구강(mouth) 단부에 셀룰로오즈 아세테이트의 필터 세그먼트를 갖는 것이 선호되므로, 본 발명을 채택한 다수의 세그먼트가 사용자 단부에서 절반의 셀룰로오즈 아세테이트 단부가 되고, 담배 로드 단부에서 절반의 신규한 담배연기 필터가 된다. 나선형 요소가 멀티-요소 필터의 오직 일부분만을 형성할 경우에는 나선부에 필터 수단의 부가를 억제하는 것이 바람직하다.

나선형 코어를 형성하는 물질의 두께도 물품 변수 이다. 나선부가 흡연하기에 불침투성이라면, 0.5-2 mm 의 수치를 갖게 된다. 나선부가 구성요소 및/또는 주위 공기의 흡연하기에 선택적 침투성이라면, 상기 두께는 0.5-3 mm 가 된다. 용이한 제조 및 양호한 제품 촉감을 위하여 전체 단면적이 동일할 필요는 없으며, 나선부의 중심이 가장 먼 엣지 보다 두꺼워야 한다. 선택적으로 또는 부가적으로, 나선형 코어의 중앙 축은 중실이며, 그 단면이 외측으로 퍼지는 플랜지를 갖는 원(circle)을 형성한다. 나선부를 형성하는 물질의 두께 조작과 함께, 원하는 인출 저항 및 압력강하의 제공을 도와주기 위해 피치가 조정될 수 있다.

본 발명에 따른 필터에는 본 기술분야에 통상적으로 알려져 있는 통기 구멍 이 채택된다. 이러한 구멍은 담배연기의 희석을 증가시키고, 우회하는 여과 통로를 통한 흡입을 촉진시킨다. 포위부가 나선형 코어의 엣지와 인접하지 않는 위치에서 나선형 코어에 대응하는 나선 패턴으로 통기 구멍을 제공하는 것이 가장 효과적이다. 통기 구멍의 사용을 결정할 때는 압력강하가 고려되며, 갯수와 위치는 사용되는 필터 수단의 고려와 마찬가지로 나선부의 형태와 물질에 의존한다.

본 발명의 나선형 코어는 적절한 방법에 따라 제조된다. 특정의 제조 요구사항은 선택된 물질 및 칫수에 따라, 또한 나선형 코어상에 코팅이 있는지의 여부에 따라 변화된다. 예를 들어, 종래의 필터 제조 처리과정시 셀룰로오즈 아세테이트에는 압출 코어가 포함된다.

나선형 코어와 포위부에 관련된 그 위치는 흡입된 담배연기 스트림이 사용자에게 도달되기 전에 필터를 통한 표준 보다 길고 우회적인 통로를 취하게 한다. 이것은 여과 발생을 위한 시간의 증가와 표면적이 증가될 가능성을 제공한다. 따라서, 나선형 코어 자체는 여과 수단 자체의 형태를 포함한다.

만일 포위된 나선형 코어가 오직 주위 공기로만 둘러싸인다면, 흡입된 담배연기는 사용자의 구강에 유입되기 전에 긴 통로를 이동할 필요가 있을 때 최대로 여과되지 않을 것이다. 긴 통로는 공기를 냉각하는데 사용되며, 일부 미립자는 코어 또는 주변 종이에 정주되어 고착된다. 나선형 코어 자체가 여과 물질을 포함하더라도, 또한 나선형 코어가 멀티 세그먼트 필터중 하나의 세그먼트로서 사용되더라도, 이러한 디자인은 유용한 담배연기를 여과할 기회를 최대로 할 수 없으며, 이에 따라 특정 사용에 대한 실시예로서만 선호된다.

따라서, 표준 사용에 대한 여과 기회를 최대로 하기 위해, 나선부에서 포위부까지의 주변 공간에는 부가의 물질이 제공된다. 예를 들어, 임의 방향의 아세테이트 파이버, 즉 표준 필터 물질의 조각들이 담배연기 흡입을 허용할동안 여과 수단을 제공하기 위해 나선부 주위에 다소 밀착된 상태로 패킹된다. 필터에 포함될 수 있는 크기 범위, 예를 들어 2 mm 의 크기를 갖는 아세테이트 파이버가 사용된다.

나선형 코어 주위의 물질을 위한 기타 다른 선택사항은 흡입된 담배연기의 여과에 사용하기 적합한 여과 물질을 포함하며, 이러한 물질은 조각형 이거나 비틀릴 수도 있다. 나선형 코어 주위에 배치된 물질은 흡착제, 흡수제, 희석제, 향미제 등과 같은 몇가지 첨가제를 포함한다. 이들을 여러 필터 부품에 포함하기 위한 방법 및 물질은 본 기술분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 활성탄 및 수지가 통상적으로 사용 및 제공될 수 있다.

흡연 물질을 생산하기 위한 종래의 수단은 본 발명에 따라 사용된다. 표준 필터와 동일한 칫수 및 취급 특성을 갖는 본 발명에 따른 담배연기 필터 물질은 장치에 제공될 수 있다. 크기와 외관에서 종래 제품과 유사하지만 본 발명에 따른 신규한 필터를 갖는 물품을 생산하기 위해, 상기 장치는 신규한 필터를 담배 로드와, 래핑 종이와, 티핑 종이에 포함시킬 것이다.

나선형 코어를 함유한 포위부는 종래의 플러그 랩이다. 이것은 코르크 패턴과 유사하도록 또한 매력적인 냄새와 희석제, 향미제, 활성탄 입자 등과 같이 여과를 개선시키는 물질의 내측 코팅을 갖도록, 외측면을 따라 냉각제와 방향제 등과 같은 원하는 첨가제로 한쪽에 또는 양쪽에 코팅된다. 필터의 촉각 품질을 개선하기 위해 내측면을 따라 물질의 층이 제공되며, 예를 들어 포위부의 내경을 형성하는 셀룰로오즈 아세테이트의 층은 필터로 하여금 종래의 필터와 유사한 감촉을 느끼게 하여, 사용자의 매력을 증가시킨다.

현존의 제조 조건하에서, 필터 부분은 필터 요소를 담배 로드에 연결하기 위해 티핑 종이가 부가되었을 때 그 외주에서 약 1 mm 압축된다. 플러그 랩과 나선형 코어 사이에 셀룰로오즈 아세테이트의 층을 갖는 본 발명의 실시예에서, 상기 아세테이트의 층은 압축을 수용할 수 있다. 그러나, 특히 단일층 포위부의 부가시 직접적으로 압축될 나선형 코어의 경우에서는 나선형 코어에 약간의 가요성 또는 압축성을 제공하는 것이 바람직하다.

도5는 포위부(12)로 둘러싸인 나선형 코어(11)의 단면에 대한 일실시예를 도시하고 있다. 원형 영역(B)은 도6A 및 도6B에 더욱 상세히 도시되어 있다. 도6A는 나선형 코어(11)의 엣지가 포위부와 접촉하려는 영역에 형성될 수 있는 방법을 도시하고 있다. 상기 엣지는 압축시 포위부(12)로부터 내향 압력을 허용하도록 굴곡될 수 있는 변형가능한 플랜지형 특징부를 갖는다. 도6B는 상기 영역이 압축을 수용하는 방법을 도시하고 있다. 압축력이 해제된 후, 나선형 코어(11)의 엣지는 도6A의 형태로 재위치된다.

도6A 및 도6B에 도시된 형태의 또 다른 장점은 코어와 포위부 사이에 밀봉 효과를 가지며, 또한 필터를 통해 흡입된 담배연기가 나선형 루트를 통해 가압되는 것을 보장한다는 점이다. 나선형 코어를 위해 사용된 물질 및 형태에 따라, 압축 성은 사용자를 위해 개선된 촉각을 제공한다. 예를 들어, 나선형 코어를 위해 사용된 물질은 탄성을 가지며, 변형시 인장을 제공하므로, 티핑 종이의 인가후 본래의 형태로 다시 팽창한다. 예를 들어 경제적으로 선호되거나 또는 압축가능하게 설계되지 않은 나선형 코어가 제공되는 경우, 또 다른 티핑 종이 인가단계가 취해질 수 있다.

선택적으로, 나선형 코어는 압축될 수 있다. 압축후 그 본래의 크기로 복귀될 수 있도록 팽창될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 실시예는 나선형 코어의 부분을 따라 압축시 또는 취급시 천공이나 파열을 피하기 위해 포위부와 접촉하고 있는 둥근 엣지를 갖는다(도6C 참조). 또 다른 실시예는 평탄형 엣지를 제공하며; 상기 평탄형 엣지는 포위부와 동일 표면상에 안착되어, 파열의 위험성을 감소시키며, 밀봉 효과 및 촉감을 개선시킨다(도6D 참조).

본 발명에 따른 필터를 제조하는 한가지 방법이 도7에 개략적으로 도시되어 있다. 장치(70)는 압출된 플라스틱 나선부의 베일(bale)일 수도 있는 나선형 물질 공급부(71)를 포함한다. 필터 수단 공급부(72)는 셀룰로오즈 아세테이트의 묶음일 수도 있다. 포위부 공급부(73)는 필터 성분을 둘러싸기 위한 수단을 제공하며, 플러그 랩의 롤일 수도 있다.

표준적인 방법은 전형적으로 필터 물질을, 개별적인 사용을 위한 작은 유니트로 절단되는 긴 원통부로서 생산하지만; 이러한 나선형 코어는 유니트 단위로 제조된 후, 필터에 합체되어, 담배 로드에 연결된다. 이들은 필터 영역의 전체 길이를 형성하며, 선택적으로 멀티 세그먼트 필터의 일부일 수도 있다.

사용시, 장치(70)는 공급부(71)로부터 필터 수단 부가영역(74)까지 나선형 물질을 공급한다. 필터 수단 공급부(72)로부터의 물질은 나선부에 제공된다. 도시된 바와 같이 단일 수단일 수도 있고 또는 일련의 수단일 수도 있으며 잠재적으로 상이한 첨가제를 각각 공급하는 부가적인 인가 수단(75)이 제공된다. 포위부 공급부(73)로부터 포위부의 첨가 전후에 내측 필터 성분을 경화시키는 건조 수단(76)이 제공된다. 준비된 필터 물질을 원하는 길이로 절단하기 위해 컷오프(77)가 배치된다.

본 발명에 따른 담배연기 필터를 생산하기 위해, 공지의 방법 또는 발전된 또 다른 방법이 사용된다. 예를 들어, 도8에 도시된 바와 같이 멀티 세그먼트 필터가 생산된다. 연속적인 로드(81)가 도시되어 있으며, 이러한 로드는 최종적으로 다수의 각각의 필터 유니트(82)로 분할된다. 각각의 필터 유니트(82)는 제1필터 세그먼트(83)와, 제2필터 세그먼트(84)와, 제3필터 세그먼트(85)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 나선형 코어 부분은 제2필터 세그먼트(84)에 제공된다.

입자(86)는 분배 수단(87)에 의해 제2필터 부분(84)의 나선형 코어에 부가된다. 상기 입자(86)는 필터 수단, 첨가제, 또는 상기 필터 수단 및 첨가제의 혼합물일 수도 있다. 도8에 도시된 실시예에 대한 한가지 선택사항은 셀룰로오즈 아세테이트의 제1필터 세그먼트와, 내측의 나선형 공간에 향미제를 갖는 비-다공성 나선부의 제2필터 세그먼트와, 필터 세그먼트로 형성되는 탄소 입자 또는 탄소 종이로 충진되는 공동 필터 등과 같은 제3필터 세그먼트를 가질 수 있다는 점이다. 본 기술분야의 숙련자라면 도8의 분배 수단과 유사하게 사용될 수 있는 다수의 현존 방법이 존재한다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

동일한 로드에는 다수의 분배 수단이 제공되며, 이러한 각각의 분배 수단은 나선형 코어에 상이한 물질을 공급한다는 것을 예상할 수 있다. 예를 들어, 제1수단은 제1향미제를 공급하고, 제2수단은 흡수제를 공급하며, 제3수단은 제2향미제를 공급한다. 이러한 3개의 수단은 동일한 나선형 코어의 분리된 영역을 각각의 첨가제로 충진하기 위해 병렬로 제공되며, 선택적으로 이러한 수단들은 각각의 물질을 각각의 나선형 코어를 통해 순차적으로 부가한다.

나선형 코어가 상이한 담배연기 이동 통로가 관찰될 수 있도록 설계된 경우, 이러한 형태의 일부 또는 나머지가 선호된다. 예를 들어, 흡입된 담배연기량의 전반부가 포위부를 향해 주로 코어의 중앙 영역을 따라 이동하고 상기 흡입된 담배연기량의 후반부가 코어의 외측 영역을 따라 이동하는 것으로 관찰되었을 경우, 흡입된 양의 전반부에 영향을 끼칠 제1물질과 흡입된 양의 후반부에 영향을 끼칠 제2물질을 제공하기 위해 다단계 또는 다층 충진물(fill)이 선호된다.

도9에는 나선형 코어(11)가 회전 공급기(91)를 통과하는 또 다른 실시예가 도시되어 있으며, 상기 회전 공급기는 코어 주위에 물질(92)을 제공하고 동시에 포위부(13)에 충진된 코어의 유지를 제공한다. 도10은 선A-A를 따른 단면을 도시하고 있으며, 이에 따르면 물질(92)은 공급기(91)를 통과하고, 코어(11) 주위에 제공된 공간을 충진하는 것이 명백하다.

형성후 나선형 코어에 필터나 첨가 물질을 부가하는 것이 양호한 방법이지만, 물질 및 디자인은 단일 처리단계가 모든 기능을 취급할 수 있게 한다. 예를 들어, 회전 헤드는 나선형 코어를 압출하며, 이와 동시에 내측의 나선형 공간을 필터 및/또는 첨가 물질로 충진한다. 먼저 다수의 물질이 혼합된 후 혼합물로서 부가되며, 선택적으로 분리되어 공급된 각각의 첨가제의 하나이상의 스트림이 있을 수도 있다. 부가된 물질이 상이하게 취급되거나 또는 혼합물에 정착(settling) 또는 기타 다른 문제가 발생되는 경우, 이러한 후자의 형태가 선호된다.

도7 내지 도10은 본 발명의 나선형 코어와 함께 작동되는 단일 라인을 도시하고 있지만, 본 기술분야의 숙련자라면 제조 효율은 다수의 유니트 또는 일련의 단계를 병렬로 제공하므로써 최적이 된다는 것을 인식해야 한다. 예를 들어, 도9 및 도10에 도시된 수단은 2중으로 또는 3중으로 제공되며, 이에 따라 2배 또는 3배 더 많은 필터 물질을 생산하게 된다.

실시예 1 : 필터 제조업자

활성탄은 나선 형태로 약 6mm 의 직경으로 성형된다. 평균 피치 및 낮은 다공도, 즉 낮은 투과성이 사용된다. 탄소는 약 20 mm의 길이로 절단된다. 약 6mm 의 직경과 약 10mm 의 길이를 갖는 표준 셀룰로오즈 아세테이트 토우의 유니트가 제공되어, 탄소 나선부의 길이와 교차되는 형태로 정렬된다.

탄소 나선부의 내측 나선형 공간은 나선부/셀룰로오즈 아세테이트 토우의 길이가 그 외주에 약 0.5mm 두께의 셀룰로오즈 아세테이트의 층으로 권취되기 전에, 향미제 및 흡수제의 혼합물을 갖는다. 플러그 랩은 본 기술분야에 공지된 바와 같이 셀룰로오즈 아세테이트 층 주위에 선택적으로 제공된다.

이것은 내측 나선부 공간에서 첨가제로 탄소 나선부를 둘러싸는, 양쪽 단부 에 약 5mm 의 셀룰로오즈 아세테이트 토우를 포함하는 약 30mm 의 길이의 다수의 필터 유니트를 제공하기 위해, 약 10mm 길이의 셀룰로오즈 아세테이트의 중간부를 따라 절단되는 필터 물질의 길이를 제공한다.

이렇게 생산된 필터는 흡입된 담배연기를 위한 효과적인 일회용 여과 물질을 제공하기 위해, 예를 들어 궐련 홀더 또는 워터파이프 마우스피스(water pipe mouthpiece) 등과 같은 흡연 물품에 포함된다. 예상되는 사용에 따라 길이 및 두께는 상이하게 제공될 수 있다. 미세하게 평탄한 마우스피스에 사용하기 위해, 상기 나선형 코어는 미세하게 타원형인 단면을 갖도록 형성된다. 이것은 본 발명에서 언급한 바와 같은 원통 형태를 갖는 것으로 간주된다.

실시예 2 : 궐련 제조업자

통상적으로 담배연기 필터에 사용되는 수지는 약 7mm 의 직경과 10 미터의 길이를 갖는 빈틈없는 나선 형태를 생산하기 위해, 다이를 통해 압출된다. 나선부 주위에 셀룰로오즈 아세테이트의 파이버를 패킹하기 위해 흡입 또는 진공을 인가하는 장치[예를 들어, 흡입 부속품(garniture)]에 형상이 제공된다. 패킹된 나선부는 플러그 랩에 권취되어, 건조 부속품에서 경화된다. 경화된 필터는 궐련 제조장치에 제공되는 60mm 길이로 절단된다.

궐련 제조장치는 공지의 방법에 따른 궐련을 생산하기 위해 필터를 사용한다. 간단히 말하면, 2개의 담배 로드는 필터의 양쪽 단부에 배치되며, 일단 고정되었다면 상기 필터는 중간에서 절단된다. 선택적 단부 세그먼트, 예를 들어 셀룰로오즈 아세테이트의 패드는 나선형 코어 유니트를 마스킹하기 위하여 궐련의 구강 단부에 부가된다. 최종적인 제품은 본 발명에 따른 신규한 담배연기 필터를 포함한 궐련이 된다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (16)

1. 내경을 갖는 원통형의 포위부와,

   직경을 가지며 상기 포위부에 배치되는 나선형 요소와,

   상기 나선형 요소와 포위부 사이에 배치되는 여과 수단을 포함하며,

   상기 나선형 요소의 직경은 포위부의 내경과 거의 동일한 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 포위부는 플러그 랩을 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
3. 제2항에 있어서, 상기 플러그 랩은 다수의 통기 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
4. 제3항에 있어서, 상기 통기 구멍은 나선형 요소 위에 놓이지 않는 포위부 영역에 대응하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
5. 제1항에 있어서, 상기 포위부는 적어도 두개의 층인 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
6. 제6항에 있어서, 상기 포위부는 플러그 랩의 외층과 셀룰로오즈 아세테이트의 내층인 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
7. 상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 나선형 요소는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 종이, 탄소 종이, 또는 함침지를 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
8. 상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 나선형 요소는 외측면에 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
9. 제8항에 있어서, 상기 코팅층은 활성탄, 활성 코코넛 탄소, 활성 석탄계 탄소, 제올라이트, 실리카겔, 해포석, 알루미늄 산화물, 탄소질 수지, 및 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
10. 상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 나선형 요소는 포위부의 내경과 접촉하고, 나선형 요소는 측방향으로 압축가능하며, 상기 나선형 요소는 압축후 포위부 내경과의 접촉이 유지되는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
11. 상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 여과 수단은 셀룰로오즈 아세테이 트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 수집 종이, 탄소, 및 이들의 조합으로 구성된 집단으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
12. 제11항에 있어서, 상기 여과 수단은 임의 방향의 셀룰로오즈 아세테이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
13. 상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 여과 수단은 향미제, 흡수제, 또는 흡착제를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
14. 상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 여과 수단은 포위부의 내경과 나선형 요소 사이의 공간 전체를 점유하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터.
15. 제1항 내지 제14항중 어느 한 항에 따른 담배연기 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡연 물품.
16. 담배연기 필터의 제조 방법에 있어서,

    내측의 나선 회전 공간을 가지며 원통 형태를 형성하는 외측 엣지를 갖는 원통형의 나선부를 제공하는 단계와,

    상기 내측 나선 회전 공간에 여과 수단을 배치하는 단계와,

    충진된 나선부의 외측 엣지를 포위부로 포위하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 담배연기 필터의 제조 방법.

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