KR20100094476A - 입자 파괴누출의 감소를 위한 무작위-배향 섬유를 포함하는 필터 - Google Patents

입자 파괴누출의 감소를 위한 무작위-배향 섬유를 포함하는 필터 Download PDF

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슈-숭 양
징 씨. 챙
셜리 하
마이클 비. 메이허
리싱 엘. 슈
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

궐련 필터(10) 및 필터 제조 방법이 제공된다. 상기 필터(10)는 필터(10) 내부에 분산된 흡착제(12) 및 무작위-배향 섬유(14)의 하류 플러그(16)를 포함한다. 상기 무작위-배향 섬유(14)는 담배 연기에 비말된 흡착제 입자를 기계적으로 포획한다. 축-배향 섬유(30)의 하나 이상의 플러그(25)는 또한 흡착제(12)의 상류 또는 하류 또는 둘 다에 위치될 수 있고, 그리고 필터(10)의 길이를 조절하기에 충분한 양으로 포함될 수 있다.

Description

입자 파괴누출의 감소를 위한 무작위-배향 섬유를 포함하는 필터{FILTER INCLUDING RANDOMLY-ORIENTED FIBERS FOR REDUCTION OF PARTICLE BREAKTHROUGH}
본 발명은 입자 파괴누출(breakthrough)의 감소를 위한 무작위-배향 섬유를 포함하는 필터에 관한 것이다.
궐련(cigarette)은 전형적으로 탄소와 같은 흡착제 재료가 그 내부에 병합된 필터 요소를 포함한다. 필터식 궐련에 병합되도록 조절된 필터 요소는 예를 들면, 셀룰로오스 아세테이트 토우 내에 또는 셀룰로오스 아세테이트 재료 사이의 캐비티 내에 병합된, 활성 탄소 또는 활성탄, 다른 흡착제 재료 또는 그들의 조합과 같은 탄소 입자 또는 탄소 과립을 포함할 수 있다.
요약
흡착제 입자 파괴누출을 감소시킨 흡연 물품용 필터 조립체가 제공된다. 필터 조립체는 필터 내부에 함유된 연기 연행성(entrainable) 흡착제 입자를 포함하는 흡착제 및 무작위-배향(randomly-oriented) 섬유를 포함하는 플러그를 포함한다. 무작위-배향 섬유를 포함하는 플러그는 감소된 흡착제 입자 파괴누출을 제공한다.
바람직한 구현예에서, 필터 조립체는 플러그-공간-플러그식(plug-space-plug) 필터이다. 가장 바람직하기는, 무작위-배향 섬유의 플러그는 흡착제의 하류에 위치된다. 바람직하기는, 무작위-배향 섬유의 플러그는 흡착제의 바로 하류에 위치된다.
한 구현예에서, 축 배향 섬유의 플러그는 흡착제의 상류에 위치된다. 다른 구현예에서, 축 배향 섬유의 플러그는 흡착제의 하류에 위치된다.
바람직한 구현예에서, 필터 조립체는 약 3 mm 내지 약 10 mm의 길이를 갖는 무작위-배향 섬유의 플러그를 포함한다. 하나 이상의 축-배향 섬유의 플러그가 필터의 길이를 조절하기 위하여 첨가될 수 있다. 그러나, 한 구현예에서는, 어느 축-배향 섬유도 필터에 포함되지 않는다.
바람직한 구현예에서, 필터 조립체는 기계적으로 흡착제 입자 파괴누출을 감소시킨다.
또한 주류연에서 흡착제 입자 파괴누출을 감소시키거나 제거하는 필터 조립체를 포함하는 흡연 물품이 제공된다.
바람직한 구현예에서, 흡연 물품은 담배(tobacco) 로드와 필터 조립체를 포함한다. 바람직하기는, 필터 조립체는 플러그-공간-플러그식 필터이고, 여기서 공간은 흡착제로 채워진다. 바람직한 구현예에서, 무작위-배향 섬유의 플러그는 흡착제로 채워진 공간(캐비티)의 하류에 위치된다. 바람직한 구현예에서, 담배 로드는 담배 재료 및 포장지를 포함한다. 바람직하기는, 필터 조립체는 티핑지로 담배 로드의 한쪽 말단에 부착된다.
또한 담배 연기에서 감소 또는 제거된 흡착제 입자 파괴누출을 제공하는 흡연 물품용 필터 조립체의 제조 방법이 제공된다.
바람직한 구현예에서, 상기 방법은 플러그-공간-플러그식 필터 조립체의 캐비티를 흡착제로 채우는 것을 포함하고, 여기서 캐비티는 무작위-배향 섬유의 플러그와 셀룰로오스 아세테이트의 플러그에 의해 접경된다. 다른 구현예에서, 셀룰로오스 아세테이트 플러그는 축 배향 섬유의 플러그이다.
필터를 제조하는 방법이 제공되고: 상기 방법은 2-업(2-up)식 축-배향 섬유의 플러그를 이격된 관계로 배치하고; 무작위-배향 섬유을 포함하는 플러그를 2-업식 플러그 사이에 배치하여, 2-업식 플러그의 하나 걸러 하나씩 상류 및 하류 말단에 캐비티를 형성하고; 연기 연행성 흡착제 입자를 포함하는 흡착제를 캐비티에 배치하고; 그리고 2-업식 축-배향 섬유의 플러그를 하나 걸러 하나씩 중앙 절단하여 2-업식 필터 조립체들을 형성하는 것을 포함한다. 상기 방법은 추가로 궐련을 완성하기 위해 상기 2-업식 필터 조립체들의 각 말단에 담배 로드를 부착하고 상기 2-업식 필터 조립체들의 중앙을 절단하는 것을 포함할 수 있다.
상세한 설명
필터식 궐련과 같은 흡연 물품 내에 병합되도록 조절된 필터가 개시된다. 필터는 무작위-배향 섬유를 포함하는 필터 재료를 포함한다. 흡착제 입자 또는 흡착제 입자의 파편이 주류연에 비말되고 궐련의 구강 말단을 통해 방출(즉, 파괴누출)될 수 있다는 점에서, 무작위-배향 섬유는 주류연에 비말되는 흡착제 입자를 기계적으로 붙잡는다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "연기 연행성 입자"는 주류연에 비말될 수 있는, 약 0.1 마이크론 내지 약 10 마이크론의 크기를 가진 비드, 과립, 먼지, 미립자, 분말 등을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "무작위-배향 섬유", "무작위-배향 섬유의 플러그" 및 "무작위-배향"은 흡연 물품을 통해 지나갈 때 주류연의 흐름과 실질적으로 평행하지 않은 다른 방향을 향하는 엉킨 연속 필라멘트를 포함하는 직조 및 부-직포 섬유를 의미한다. 반대로, 필터 플러그의 축 배향 섬유는 주류연의 흐름과 실질적으로 평행하고, 최소 엉킴을 갖는 축 방향으로 이어지는 연속 토우 밴드에 형성된다. "무작위-배향 섬유", "무작위-배향 섬유의 플러그" 및 "무작위-배향"은 또한 물 등에 포인트 바운드(point bound), 스펀 바운드(spun bound), 니들 펠트(needle felt), 니들 펀치(needle punch), 부유액을 포함하는 건식(dry laid) 또는 습식(wet laid) 공정을 사용하여 제조될 수 있는 부-직포 재료를 의미한다. 무작위 배향 섬유를 갖는 필터 로드의 제조 기술에 대한 상세한 설명은 미국 특허 제3,111,702호, 제4,540,625호 및 제5,817,159호로부터 알 수 있고, 그 전체 내용은 참조로서 여기에 병합되어 있다.
바람직하기는, 필터는 필터 궐련에 병합되도록 조절된다. 궐련 필터는 다양한 디자인으로 만들어진다. 전형적으로, 궐련 필터는 네 개의 주요 성분: 필터의 대부분을 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 섬유 또는 종이의 묶음과 같은 필터 토우; 가소제(즉, 필터 섬유를 연속 필터 로드에 함께 부착시키기 위해 첨가되는 연화제); 플러그 포장(즉, 필터 재료를 함유하도록 사용되는 종이 포장지); 및 연속 필터 로드에 플러그 포장을 고정시키기 위해 사용되는 접착제를 포함한다.
필터식 궐련을 생산하기 위해 담배 로드에 부착될 수 있는(예를 들면, 티핑로 부착될 수 있는), 궐련 필터를 제조하기 위한 필터 로드는 로드 형성 장치(forming apparatus)를 사용하여 로드에 필터 재료의 묶음 또는 토우를 형성하는 것에 의해 제조될 수 있다. 전형적으로, 필터 로드는 필터 재료의 필라멘트를 최대 30,000개 포함한다. 필터 로드를 형성하기 위해 사용되는 바람직한 필터 재료는 셀룰로오스 에스테르인, 셀룰로오스 아세테이트이다.
가소제 또는 트리아세틴과 같은 결합제는 토우가 로드 형성 장치를 통과하기 전에 토우에 첨가된다. 더욱이, 토우는 확산되어 부풀어지거나, 또는 보통 토우를 팽창시키거나 에어제트를 통과시키는 것에 의해 "만개(bloomed)"될 수 있다. 만개된 토우는 깔때기 또는 다른 압축 장치를 통과한 후 성형 구멍을 통과하여 필터 로드를 형성한다.
만개 중 또는 만개 후에 토우에 첨가될 수 있는 가소제는 토우가 모여있을 때 그들의 교차점에서 서로 필라멘트의 병합을 증진시킬 수 있다. 이와 같이, 가소제의 첨가는 토우로부터 형성된 필터 로드의 견고함을 증가시킬 수 있다. 가소제는 또한 여과 특성을 가질 수 있다. 완성된 필터 로드의 특질(예를 들면, 여과 효용, 견고함, 치수 안정성 등)은 가소제를 경화(curing)(즉, 가열)하는 것에 의해 증진될 수 있다.
다양한 필터 구조가 필터 요소를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 필터 구조는 단일 필터, 이중 필터, 삼중 필터, 공동(cavity) 필터, 오목형 필터, 자유-흐름 필터 또는 그들의 조합을 포함하지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 단일 필터는 전형적으로 셀룰로오스 아세테이트 토우 또는 셀룰로오스 종이 재료를 함유한다. 단일 셀룰로오스 필터 또는 종이 필터는 타르 및/또는 니코틴에 효과적인 필터일 수 있다. 이중 필터는 전형적으로 셀룰로오스 아세테이트 구강 말단 및 순수 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 아세테이트 구획을 포함한다. 이중 필터에서 구획의 길이 및 압력 강하는 원하는 여과(즉, 흡착 및/또는 흡수) 및 흡인 저항성 (RTD)을 제공하도록 조정될 수 있다.
필터 요소는 필터 궐련을 형성하기 위해 담배 로드에 부착될 수 있다. 궐련의 생산에서, 절단 충전 조성물은 다른 궐련 첨가제와 병합하여 담배 컬럼을 생산하는 궐련-제조 기계에 제공된 후, 구획으로 절단된 담배 로드를 형성하기 위해 궐련 종이에 포장되고, 임의로 끝에 필터를 가질 수 있다. 생성된 궐련은 표준 또는 개조된 궐련 제조 기술 및 장비를 사용하여 원하는 설계로 제조될 수 있다. 궐련의 길이는 약 50 mm 내지 약 120 mm의 범위일 수 있다. 원주는 전형적으로 약 15 mm 내지 약 30 mm, 바람직하기는 약 25 mm이다. 담배 포장 밀도는 전형적으로 약 100 mg/cm3 내지 약 300 mg/cm3, 바람직하기는 약 150 mg/cm3 내지 약 275 mg/cm3 이다.
담배 절단 충전재는 일반적으로 약 1/10 인치 내지 약 1/20 인치 또는 심지어 약 1/40 인치 (약 2.5 mm 내지 약 1.3 mm 또는 심지어 약 0.6 mm)의 범위를 갖는 너비로 절단된 조각 또는 가닥의 형태이다. 가닥의 길이는 약 0.25 인치 내지 약 3 인치(약 6.4 mm 내지 약 76 mm)의 범위이다. 궐련은 추가로 하나 이상의 풍미제 또는 기타 첨가제(예를 들면, 점화 첨가제, 연소 개질제, 착색제, 결합제 등)를 포함할 수 있다.
어느 적합한 담배 혼합물이 절단 충전재에 사용될 수 있다. 담배 재료에 대한 적절한 형태의 예는, 플루-큐어드(flue-cured), 벌리(Burley), 브라이트(Bright), 메릴랜드(Maryland) 또는 오리엔탈(Oriental) 담배, 희귀 또는 특제품 담배, 및 그들의 혼합물을 포함한다. 담배 재료는 담배잎(tobacco lamina), 부피 팽창된 또는 퍼프된 담배와 같이 가공된 담배 재료, 절단-감긴(cut-rolled) 또는 절단-퍼프된(cut-puffed) 줄기와 같이 가공된 담배 재료 줄기, 재구성된 담배 재료, 또는 그들의 혼합물의 형태로 제공될 수 있다. 담배는 또한 담배 대용품을 포함할 수 있다.
용어 "주류"연은 담배 로드 아래로 지나 필터 말단을 통해 분출하는 기체의 혼합물, 즉 궐련의 흡연 동안 궐련의 구강 말단으로부터 분출되거나 흡입되는 연기의 양을 의미한다. 주류연은 궐련 종이 포장지 뿐만 아니라, 점화 영역을 통해 흡입되는 연기를 함유한다. 용어 "부류"연은 정적 연소 동안 생성된 연기를 의미한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술의 플러그-공간-플러그식 탄소 필터(105)는 축 배향 섬유의 플러그(130) 사이에, 활성 탄소와 같은 흡착제(112)의 베드(115)를 포함한다. 전형적으로, 축 배향 섬유는 셀룰로오스 아세테이트 섬유이다. 이론에 구속되는 것을 바라지 않지만, 연기가 필터를 통해 하류로 흡입되기 때문에, 몇몇의 연기 연행성 입자, 먼지, 미립자 또는 그들의 조합이 각각의 섬유들 사이에 있는 통로를 침투할 수 있고, 필터의 흡착제 입자 파괴누출을 야기하는 섬유를 따라 이동할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 플러그-공간-플러그식 필터(105)는 흡연 물품(100)을 형성하기 위해 포장지(170)로 포장되는 담배 로드(160)에 부착된다. 티핑지(165)는 필터(105) 및 담배 로드(160) 일부를 둘러싼다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 흡연 물품용 필터 조립체는 연기 연행성 입자의 기계적 포획을 증가시키는 것에 의해 흡착제 입자 파괴누출을 잠재적으로 감소 및/또는 제거한다.
바람직한 구현예에서, 필터 조립체(10)는 플러그-공간-플러그식 배향 필터 조립체이다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 바람직하기는, 필터 조립체(10)는 플러그-공간-플러그식 필터이다. 바람직하기는, 연기 연행성 입자를 포함하는, 흡착제(12)의 일부가 필터(10)의 캐비티(15) 내부에 위치되고, 무작위-배향 섬유(14)의 플러그(16)는 주류연이 필터 조립체(10)를 통과할 때 흡착제 입자 파괴누출을 감소시키기 위하여 하류에 위치된다. 이론에서, 섬유(14)는 축방향으로 정렬되지 않기 때문에, 흡착제 입자는 섬유 사이의 통로를 통해 또는 섬유를 따라 이동하지 않으므로, 주류연에서 흡착제 입자 파괴누출이 감소되거나 제거된다.
바람직한 구현예에서, 흡착제 및/또는 연기 연행성 입자는 어느 적합한 흡착제 매개물(media)을 포함한다. 예시적인 흡착제는 제올라이트, 실리카, 실리케이트, 알루미나, 탄소(예를 들면, 활성 탄소) 또는 그의 조합과 같은 분자체(molecular sieves)를 포함한다. 바람직한 흡착제 매질은 활성 탄소이다. 바람직하기는, 필터 조립체는 흡착제의 약 30 mg 내지 약 200 mg를 포함한다.
"활성 탄소"는 어느 다공성, 탄소의 높은 표면적 형태를 의미한다. 활성 탄소는 어느 적합한 탄소원을 열 처리하는 것에 의해 유도될 수 있다. 활성화 처리는 전형적으로 다공성을 증가시키고, 활성 탄소는 넓은 범위의 구멍 크기를 가질 수 있으며, 구멍 크기는 원하는 구멍 크기 분포를 제공하기 위해 조절될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 탄소는 과립 등과 같은 형태이다. 바람직하기는, 바람직한 구현예의 탄소는 높은 표면적, 활성 탄소, 예를 들면 담배 산업 또는 파이너(finer)에 사용되는 전형적인 ASTM 메쉬 크기인 코코넛 껍질 기재의 탄소이다. 특히 바람직한 활성 탄소는 PICA USA, Inc., Truth or Consequences, New Mexico로부터 상업적으로 이용 가능하다. 활성 탄소는 또한 석탄, 목재, 피치, 토탄, 셀룰로오스 섬유, 갈탄 및 올리브 씨의 탄화를 통해 제조될 수 있다. 탄화는 일반적으로 불활성 대기 중에서 증가된 온도, 예를 들면, 400-1000℃에서 수행되고, 이어서 환원 또는 산화 상태 하에서 활성화(즉, 하소)된다.
바람직한 구현예에서, 활성 탄소는 비드의 형태일 수 있다. 다른 구현예에서, 활성 탄소는 과립, 섬유 또는 그들의 조합일 수 있다. 바람직하기는, 활성 탄소는 주류연의 성분, 특히 알데히드, 케톤 및 다른 휘발성 유기 화합물, 구체적으로 1,3-부타디엔, 아크롤레인, 이소프렌, 프로피온알데히드, 아크릴로니트릴, 벤젠, 톨루엔, 스티렌, 아세트알데히드 및 시안화수소를 포함하는 기체 상의 성분을 흡착하도록 조절된다.
다른 구현예에서, 탄소는 토우 상의 탄소, 탄소 종이 또는 그들의 조합된 형태일 수 있다.
가장 바람직하기는, 활성 탄소는 약 100 마이크론 내지 약 5 mm 크기의 과립화된 입자들을 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 활성 탄소의 입자는 약 0.2 mm 내지 약 2 mm(예를 들면, 약 200, 500, 1000 또는 2000 마이크론)의 평균 크기를 갖는다.
필터 조립체에 함유된 활성 탄소 비드는 바람직하기는 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 병합된, 미국 특허 공보 제2003/0154993호에 기재되어 있는 바와 같이, 0.20 mm 내지 약 0.70 mm 크기의 범위이다.
바람직하기는, 활성 탄소는 마이크로포어(micropores), 메조포어(mesopores) 및 매크로포어(macropores)와 같은 구멍을 포함하는 원하는 구멍 크기 분포를 가질 수 있다. 용어 "마이크로포어"는 일반적으로 약 20 옹스트롬 또는 그 이하의 구멍의 크기를 갖는 재료를 의미하고 용어 "메조포어"는 일반적으로 약 20-500 옹스트롬의 구멍 크기를 갖는 재료를 의미한다.
한 구현예에서, 활성 탄소는 연기로부터 표적 성분을 우선적으로 흡착 및/또는 흡수하기 위해 알맞은 표면적을 갖도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 바람직한 활성 탄소는 전형적으로 약 50 m2/g 보다 큰(예를 들면, 적어도 약 100, 200, 500, 1000 또는 2000 m2/g) 표면적을 가진다. 전형적으로, 활성 탄소의 흡수 능력은 표면적이 증가함에 따라 증가한다. 더욱이, 표면적은 전형적으로 입자 크기가 감소함에 따라 증가한다. 그러나, 궐련 필터 매개물로 사용될 때, 작은 입자 크기를 갖는 탄소 입자는 너무 빽빽하게 포장되어서 흡연시 원하는 흡인 저항(RTD)을 갖는 필터를 통해 연기가 흘러가지 못할 수 있다. 반면, 입자 크기가 너무 큰 경우, 원하는 정도의 여과를 달성하기에 표면적이 불충분할 수 있다. 그러므로, 이러한 요소는 주류연 및 부류연 또는 모두의 여과를 위해 적합한 탄소 입자를 선택하는데 고려될 수 있다.
바람직하기는 적어도 일부에서, 일부 흡착제가 풍미를 갖거나 풍미로 채워져 있다면, 흡착제는 연기로부터 하나 이상의 기체상 연기 성분을 제거하기 위해 조절될 뿐만 아니라, 주류연 흐름 내로 풍미를 방출한다. 예를 들면, 풍미는 혼합식(텀블링) 드럼 또는 선택적으로 유동제와 같은 질소를 갖는 유동 베드에 1회분의 풍미제를 분사하는 것에 의해 활성 탄소에 첨가될 수 있고, 여기서 풍미제는 그 다음 베드 내의 탄소 위에 분무될 수 있다.
바람직하기는, 무작위-배향 섬유는 셀룰로오스 아세테이트 섬유이다. 다른 구현예에서, 무작위-배향 섬유는 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유 등이다. 한 구현예에서, 무작위-배향 섬유는 직조 및/또는 부-직포일 수 있고 여기서 섬유는 무작위로 서로 연결되어 있다.
바람직한 구현예에서, 섬유는 Y-형상의 단면을 갖는다. 다른 구현예에서, 섬유는 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 병합된, 미국 특허 제6,919,105호, 미국 특허 제6,913,784호, 및/또는 미국 특허 제6,907,885호에 기재되어 있는 섬유와 같이 열린 보이드(open void)를 갖는 반-열린 모양 또는 단면을 가질 수 있다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 바람직하기는, 필터 조립체(10)의 구강 말단(20)은 바람직하기는 무작위-배향 섬유(14)의 플러그(16)의 형태이다. 바람직하기는, 플러그(16)는 흡착제(12)의 하류에 위치되고, 약 0.1 마이크론 내지 약 10 마이크론의 크기를 갖는 흡착제 입자가 축 배향 섬유를 사용하는 종래의 필터 조립체에서와 같이 섬유 사이의 통로를 통해 이동하거나 및/또는 섬유를 따라 이동하는 것을 막기 위해 캐비티(15)에 홀드된다. 바람직한 구현예에서, 축 배향 섬유(30)의 플러그(25)는 흡착제(12)의 상류에 있다.
사용시, 연기는 축 배향 섬유(30)의 플러그(25)를 통해 먼저 흡입되고, 흡착제(12)를 통해, 그리고 무작위-배향 섬유(14)의 플러그(16)를 통해 하류로 흡입된다. 섬유의 하류 플러그(16)의 무작위 배향으로 인해, 흡착제 입자는 섬유 사이의 통로를 통해 움직이거나 및/또는 섬유를 따라 이동할 수 없으므로, 주류연에 비말되는 흡착제 입자가 기계적으로 포획된다.
다른 구현예에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 필터 조립체(10)는 캐비티(15)에 흡착제(12)의 일부를 포함한다. 흡착제(12)의 양쪽 부분에 무작위-배향 섬유(14)의 플러그(16)가 놓여있다.
다른 구현예에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 필터 조립체(10)는 흡착제(12)로 채워진 캐비티(15)를 포함한다. 바람직하기는, 무작위-배향 섬유(14)의 플러그(16)는 흡착제(12)로 채워진 캐비티(15)의 바로 하류에 위치된다. 바람직하기는, 축 배향 섬유(30)의 플러그(25)는 캐비티의 바로 상류에 위치된다. 또한 바람직하기는, 축 배향 섬유(30)의 플러그(25)는 무작위-배향 섬유(14)를 함유하는 플러그(16)의 바로 하류에 위치된다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 필터 조립체(10)는 흡연 물품(50)에 병합되기에 적합하다.
용어 "흡연 물품"은 궐련, 시가, 파이프, 및 시가릴로(cigarillos)를 포함한다. 일반적으로-양도된 미국 특허 제6,026,820호; 제5,988,176호; 제5,915,387호; 및 제5,499,636호에 기술된 바와 같이, 전기식 흡연 시스템용 궐련과 같은 비-전통적인 궐련도 흡연 물품 또는 궐련의 정의 내에 일반적으로도 포함된다.
바람직하기는, 흡연 물품은 궐련이다. 궐련은 담배 재료 및 필터를 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 궐련은 또한 하나 이상의 흡수제를 포함할 수 있다. 전통적인 궐련은 전형적으로 두개의 부분, 때때로 담배 로드로 불리는 담배-함유 부분, 및 여과 영역으로 불릴 수 있는 필터부를 포함한다. 티핑지는 전형적으로 궐련의 구강 말단을 형성하는 필터 주위를 둘러싼다. 티핑지는 필터 및 담배 로드를 함께 홀드하기 위하여 담배 로드와 겹쳐진다. 궐련의 담배 로드 또는 담배 함유 요소는 담배가 포장되는 종이 포장지와 종이 포장지의 이음매를 함께 홀딩하는 접착제를 포함한다. 담배 로드는 필터에 완전히 부착되는 제1말단 및 담배를 피우기 위해 점화되거나 가열되는 제2말단을 갖는다. 담배 로드가 흡연을 위해 점화되거나 가열될 때, 연기는 하류에 있는 점화 말단으로부터 담배 로드의 필터 말단 및 추가로 필터를 통과하여 하류로 이동한다.
다음의 실시예는 필터의 구현예를 도시하기 위해 제공된 것이며, 구현예의 범위를 제한하도록 구성되어서는 안된다.
도 1은 종래 기술의 흡연 물품용 플러그-공간-플러그식 필터를 도시한다;
도 2는 무작위-배향 섬유의 플러그를 포함하는 플러그-공간-플러그식 필터의 제1구현예를 도시한다;
도 3은 무작위-배향 섬유의 플러그를 포함하는 플러그-공간-플러그식 필터의 제2구현예를 도시한다;
도 4는 무작위-배향 섬유의 플러그를 포함하는 플러그-공간-플러그식 필터의 제3구현예를 도시한다;
도 5는 무작위-배향 섬유의 플러그를 포함하는 플러그-공간-플러그식 필터를 포함하는 부분적으로 포장되지 않은 흡연 물품을 도시한다.
무작위 배향 셀룰로오스 아세테이트 섬유로 이루어진 6 mm 셀룰로오스 아세테이트 플러그를 활성 탄소 110 mg으로 채워진 캐비티의 하류에 위치시켜 필터를 형성하였다.
실시예 1에서와 같이 형성된 필터 및 축 배향 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 두개의 플러그로 만들어진 대조 플러그-공간-플러그식 필터를 사용하여, 활성 탄소 입자 파괴누출의 포텐셜(potential)을 레이저 광 산란 입자 카운터(Met-One Laser Particle Counter Model 237B: Hach Ultra Analytics, Richmond, CA)를 사용하여 소화된 드라이 퍼프(dry puff) 상태에서 측정하였다.
탄소 입자 파괴누출을 위한 필터 시험에서, 궐련을 통해 흐르는 공기와 정렬된 궐련 홀더 옆에 레이저 광 산란 입자 카운터를 두었다. 필터를 대략 9 ± 1 mm의 깊이로 궐련 필터 홀더 안에 삽입하고, 기계를 55 ml/퍼프; 퍼프 지속 시간 2초; 12 퍼프/cig 프로파일을 사용하여 소화된(드라이-퍼프) 상태 하에서 내뿜었다.
Figure pct00001
시험의 결과를 표 1에 나타내고, 활성 탄소로 채워진 캐비티와 활성 탄소(대조)의 상류 및 하류 모두에 위치된 축-배향 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 갖는 전통적인 플러그-공간-플러그식 필터와 실시예 1(시험 #1 및 #2)에 따라 구성된 필터를 비교하였다.
실시예 1에 따라 구성된, 무작위-배향 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 함유하는 시험 #1의 필터들은 궐련당 평균 약 251 입자의 평균 탄소 입자 파괴누출을 나타내었다. 입자 파괴누출은 궐련당 약 22 입자 내지 약 351 입자의 범위이고, 대조 궐련 필터에 비해 상당히 감소되었다.
실시예 1에 따라 구성된, 시험 #2의 필터들은 궐련당 평균 약 198 입자의 탄소 입자 파괴누출을 나타내었다. 입자 파괴누출은 궐련당 약 40 입자 내지 약 187 입자의 범위이고, 대조 궐련 필터로부터 상당히 감소되었다.
반면, 무작위-배향 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 포함하지 않는, 대조 필터는 궐련당 평균 약 1097 입자의 탄소 입자 파괴누출을 나타내었다. 이와 같이, 필터에서 무작위-배향 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 사용하는 것은 흡연시 탄소 입자 파괴누출을 상당하게 감소시킨다는 것을 알 수 있다.
상기 설명은 바람직한 실시예에 대한 것이고, 단지 물품 및 그것을 제조하는 방법의 표본이라는 것이 이해될 것이다. 본 발명에 비추어 다른 실시예의 변형 및 변경이 당업자들에게 명백히 인정될 수 있다. 따라서, 선택가능한 실시예 뿐만 아니라 전형적인 실시예는 첨부된 청구항에 진술된 바와 같은 물품 및 방법의 정신과 범주로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있다.

Claims (14)

  1. 연기 연행성 흡착제 입자를 포함하는 흡착제; 및
    무작위-배향(randomly oriented) 섬유를 포함하는 플러그를 포함하는 흡연 물품용 필터 조립체로,
    상기 무작위-배향 섬유를 포함하는 플러그는 감소된 흡착제 입자 파괴누출(breakthrough)을 제공하는 것인 필터 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무작위-배향 섬유를 포함하는 플러그는 상기 흡착제의 하류에 위치된 것인 필터 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 무작위-배향 섬유를 포함하는 플러그는 상기 흡착제의 바로 하류에 위치된 것인 필터 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무작위-배향 섬유를 포함하는 플러그는 길이가 약 3 mm 내지 약 10 mm인 것인 필터 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무작위-배향 섬유를 포함하는 플러그는 하나 이상의 무작위-배향 셀룰로오스 아세테이트 섬유, 폴레에스테르 섬유, 및 폴리프로필렌 섬유를 포함하는 것인 필터 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 필터 조립체는 약 30 mg 내지 약 200 mg의 흡착제를 함유하는 것인 필터 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 흡착제는 캐비티 내에 하나 이상의, 토우 상의 탄소, 탄소 종이, 탄소 비드, 탄소 과립, 탄소 입자 등을 포함하는 것인 필터 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 필터 조립체는 플러그-공간-플러그식 필터이고, 상기 흡착제는 공간에 위치된 비드화된 탄소를 포함하고 무작위-배향 섬유를 포함하는 플러그는 플러그-공간-플러그식 필터의 하류의 플러그에 병합된 무작위-배향 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 포함하는 것인 필터 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 필터 조립체는 흡착제의 상류 및 하류 중 적어도 하나에 위치된 축-배향 섬유의 하나 이상의 플러그를 포함하고, 축-배향 섬유의 하나 이상의 플러그는 필터 조립체의 길이를 조절하기에 충분한 양으로 필터 조립체에 포함된 하나 이상의 필터 구획에 병합된 것인 필터 조립체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 흡착제는 분자체, 탄소, 및 그들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 것인 필터 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 연기 연행성 흡착제 입자는 크기가 약 0.1 마이크론 내지 약 10 마이크론의 범위인 것인 필터 조립체.
  12. 담배 로드에 부착된 제1항에 따른 필터 조립체를 포함하는 궐련으로, 무작위-배향 섬유를 포함하는 플러그의 외부 표면이 필터 조립체를 담배 로드에 부착하는 티핑지와 접촉되어 있는 것인 궐련.
  13. 담배 로드; 및
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 필터 조립체를 포함하는 흡연 물품.
  14. 필터 제조 방법으로, 상기 방법은,
    2-업식 축-배향 섬유의 플러그를 이격된 관계로 배치하고;
    무작위-배향 섬유를 포함하는 플러그를 2-업식 플러그 사이에 배치하여 2-업식 플러그의 하나 걸러 하나씩 상류 및 하류 말단에 캐비티를 형성하고;
    연기 연행성 흡착제 입자를 포함하는 흡착제를 캐비티에 배치하고; 그리고
    2-업식 축-배향 섬유의 플러그를 하나 걸러 하나씩 중앙 절단하여 2-업식 필터 조립체들을 형성하는 것을 포함하는 필터 제조 방법.
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