KR20120086589A - 담배 필터용 캡슐 및 그 제조방법 - Google Patents

담배 필터용 캡슐 및 그 제조방법 Download PDF

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박태석
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    • A24D3/061—Use of materials for tobacco smoke filters containing additives entrapped within capsules, sponge-like material or the like, for further release upon smoking

Abstract

본 발명은 코어; 및 코어를 감싸는 쉘을 포함하며, 0.5 내지 3 kgf의 강도로 압축시 파열되는 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기 캡슐은 담배필터용으로 활용 가능하며, 비교적 간단한 제조과정을 통해 제조 가능하다.

Description

담배 필터용 캡슐 및 그 제조방법{CAPSULE FOR CIGARETTE FILTER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 담배 필터용 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것이다.
방향 성분을 담배 필터 내에 흡착시켜 사용하고자 하는 시도가 있었다. 예를 들어, 박하향과 같은 특정 향을 흡착시킨 제품이 출시되기도 하였다. 그러나, 흡착제에 흡착된 성분도 담배의 포장이 개봉된 상태에서는 시간이 지남에 따라 휘발되는 현상이 나타나게 되고, 이로 인해 향미가 균일하지 못하고 전체적으로 향의 강도가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 일실시예의 목적은 담배 필터용 캡슐을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일실시예의 목적은 상기 캡슐을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 코어; 및 코어를 감싸는 쉘을 포함하며, 0.5 내지 3 kgf의 강도로 압축시 파열되는 담배필터용 캡슐을 제공한다.
또한, 상기 캡슐을 제조하는 방법으로, 식물성 오일 및 미네랄 오일 중 어느 하나 이상을 포함하는 코어 성분; 유화제; 소취 또는 방향 성분; 및 젤란검, 잔탄검, 알긴산, 한천, 젤라틴, 펙킨, 아라비아, 구아검 및 변성 녹말 중 어느 하나 이상을 포함하는 쉘 성분을 혼합하여 에멀젼을 형성하는 단계; 알긴산 소다를 포함하는 수용액에 상기 에멀젼을 실린저 드롭하는 단계; 및 실린저 드롭 후 형성된 캡슐을 건조하는 단계를 포함하는 캡슐 제조방법을 제공한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 캡슐은 담배필터용으로 활용 가능하며, 비교적 간단한 제조과정을 통해 캡슐 제조가 가능하다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 캡슐이 형성된 담배의 내부 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 캡슐 제조과정을 순차적으로 촬영한 사진들이다.
도 5 및 6은 각각 본 발명의 실시예에 따라 제조된 캡슐들을 촬영한 사진들이다.
본 발명에 따른 담배필터용 캡슐은, 코어; 및 코어를 감싸는 쉘을 포함하며, 0.5 내지 3 kgf의 강도로 압축시 파열될 수 있다. 구체적으로는, 상기 캡슐은 포스 게이지(Force Gauges, Nttonic MP 10, 일본)로 측정시, 0.5 내지 3 kgf의 강도로 압축시 파열될 수 있다. 예를 들어, 상기 캡슐은 소취(탈취) 내지 방향용으로 사용될 수 있으며, 사용시에 필요에 따라 캡슐을 압축하여 파열되도록 하기 위한 것이다.
상기 코어의 성분은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 식물성 오일 및 미네랄 오일 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 쉘은, 조성물을 일정한 강도로 보호할 수 있다면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 젤란검, 잔탄검, 알긴산, 한천, 젤라틴, 펙킨, 아라비아, 구아검 및 변성 녹말로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 쉘은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 선택할 수 있는 다양한 첨가제 등을 더 포함할 수 있으며, 예를 들어, 겔화제, 가소제, 산 또는 착색제 등을 포함한다.
상기 캡슐의 직경은 0.1 내지 20 mm, 구체적으로는 1 내지 15 mm, 보다 구체적으로는 3 내지 5 mm 범위일 수 있다. 이는 담배필터 내에 삽입되기 위해 적절한 직경을 선정한 것이다. 또한, 상기 캡슐의 형상은, 특별히 제한되지 않으며, 구, 타원 또는 펠렛(pellet) 등의 형상일 수 있다. 상기 캡슐의 직경은 필요에 따라 다양하게 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 캡슐의 코어에는 소취(탈취) 내지 방향 성분이 함유될 수 있다. 이는 흡연자의 기호에 맞추어 다양하게 조절 가능하다.
예를 들어, 상기 코어에는 감 추출물을 함유할 수 있다. 상기 감 추출물은 탄닌(tannin) 또는 그 축합물을 유효성분으로 포함하며, 감 열매 또는 감잎 등으로부터 추출할 수 있다. 상기 감 추출물에 함유된 탄닌 또는 그 축합물은 소취 효능이 인정된다
상기 코어는 녹차 추출물 및 대나무 추출물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 추출물을 더 포함할 수 있다. 녹차 추출물 및/또는 대나무 추출물 등과 같은 천연 추출물을 더 포함함으로써, 탈취 효능을 높이고, 은은한 자연향을 부가할 수 있다.
또한, 상기 코어는 멘톨(menthol)을 더 포함할 수 있다. 멘톨은 박하뇌(薄荷腦)라고도 하며, 박하의 잎이나 줄기로부터 추출 가능하다. 일반적으로, 박하의 잎이나 줄기로부터 추출한 천연 멘톨은 화학식 2와 같은 L-멘톨의 형태로 존재하는 경우가 많으며, 인공적으로 합성된 제품이 시판되기도 한다. 본 발명에 따른 멘톨은 L-멘톨 뿐만 아니라 다양한 이성질체를 포함하며, 천연 및 합성 멘톨을 모두 포함하는 개념이다. 이 외에도, 상기 코어에는 천연 또는 합성 아로마 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 “캡슐”이란, 쉘에 싸인 코어로 불리는 물질의 전달 시스템을 의미한다. 일실시예에서, 상기 캡슐은 파쇄성 캡슐일 수 있다. 상기 “파쇄성 캡슐”이란, 압력에 의해 쉘이 깨어져 코어를 방출할 수 있는 상기 정의된 캡슐을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐이 필터 부분에 삽입된 담배의 부분 단면을 모식적으로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 담배는 담배 필터부와 담배 로드부(생략)로 구성된다. 상기 담배 필터부는 셀룰로오스 필터(1), 활성탄(2) 및 필터 외지(3)를 포함하며, 상기 셀룰로오스 필터(1) 내에는 본 발명에 따른 캡슐(4)이 삽입된 구조이다. 상기 캡슐(4)은 흡연자가 캡슐의 코어를 방출하기 원할 때, 흡연자의 손가락에 의해 가해진 압력에 의해 파열되어 코어를 방출할 수 있는 파쇄형 캡슐일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 캡슐을 제조하는 방법을 제공한다.
일실시예에서, 상기 캡슐을 제조하는 방법은,
식물성 오일 및 미네랄 오일 중 어느 하나 이상을 포함하는 코어 성분; 유화제; 소취 또는 방향 성분; 및 젤란검, 잔탄검, 알긴산, 한천, 젤라틴, 펙킨, 아라비아, 구아검 및 변성 녹말 중 어느 하나 이상을 포함하는 쉘 성분을 혼합하여 에멀젼을 형성하는 단계;
알긴산 소다를 포함하는 수용액에 상기 에멀젼을 실린저 드롭하는 단계; 및
실린저 드롭 후 형성된 캡슐을 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 에멀젼을 형성하는 단계는, 코어 성분 30 내지 80 중량부; 유화제 1 내지 10 중량부; 소취 또는 방향 성분 1 내지 10 중량부; 및 쉘 성분 1 내지 10 중량부를 혼합하여 에멀젼을 형성할 수 있다.
또한, 상기 에멀젼을 형성하는 단계는, 칼슘염 1 내지 5 중량부를 더 첨가할 수 있다. 칼슘염을 첨가함으로써, 에멀젼 상태를 보다 안정화하는 효과가 있다. 상기 칼슘염으로는 예를 들어 젖산칼슘, 탄산칼슘 또는 염화칼슘 등이 사용될 수 있다.
제조된 에멀젼을 실린저 드롭하는 단계에서 드롭되는 에멀젼의 직경을 조절함으로써, 캡슐의 크기를 제어할 수 있다. 일실시예에서, 상기 에멀젼을 실린저 드롭하는 단계에서, 드롭되는 에멀젼의 직경은 0.1 내지 20 mm 범위일 수 있다.
도 2 내지 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 담배필터용 캡슐의 제조과정을 나타낸 것이다.
먼저 도 2를 참조하면, 코어 성분으로 식물성 오일 또는 미네랄 오일 50 중량부; 유화제 5 중량부; 소취 성분으로 감 추출물 5 중량부; 및 쉘 성분 8 중량부를 혼합하여 에멀젼을 형성할 수 있다. 상기 쉘 성분은 젤란검, 잔탄검, 알긴산, 한천, 젤라틴, 펙킨, 아라비아, 구아검 및 변성 녹말로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함하며, 겔화제, 가소제, 산 및 착색제 등을 적량 첨가하였다. 형성된 에멀젼에 탄산칼슘 3 중량부를 첨가하고, 30분 동안 교반하였다.
도 3에서는, 500 ml 유리 비커에 알긴산소다 5 중량부와 적량의 정제수를 혼합한 용액을 준비하였다. 준비된 용액에 상기 도 2의 공정을 통해 제조된 에멀젼을 실린저 드롭함으로써 3~6 mm 크기의 캡슐을 제조하였다. 또한, 도 4의 교반 과정을 통해 제조된 캡슐을 코팅하였다.
도 5 및 6에는 건조 과정을 거쳐 최종적으로 형성된 캡슐을 나타내었다. 도 5에 개시된 캡슐은 코어 물질로서 멘톨 성분을 포함하는 경우이고, 도 6은 코어 성분으로 감 추출물을 포함한 캡슐을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
코어 물질의 제조
200 ml 유리비커에 올리브오일을 30~80 중량부; 유화제로 비이온계면활성제 1~10 중량부; 감추출물 1~10 중량부; 및 정제수를 투입하여 에멀젼 작업을 실시하여 에멀젼상의 코어물질을 제조하였다.
캡슐물질인 젖산칼슘, 탄산칼슘 또는 염화칼슘을 선택적으로 1~5 중량부를 첨가제로 투입하여 호모믹서(IKA, T25) 3000 rpm 이상의 조건에서, 40~70℃의 온도에서 30 분 동안 교반하여 에멀젼을 안정화하였다.
상기 비이온계면활성제는 에이치엘비(Hydrophilic Lipophilic Balance; HLB) 값이 7.0인 것으로 선택하였으며, 유화안정성을 위하여 지방산에스테르와 그 유도체를 사용하여 HLB 값이 낮은 것과 높은 것을 혼합하여 조제하였다. 또한, 폴리비닐알코올 0.5~1.0 중량부 및 잔탄검 0.1~0.5 중량부를 사용하여 코어 물질의 안정도를 향상시켰다.
캡슐물질의 제조
500 ml 유리 비이커에 알긴산소다 1~10 중량부와 적량의 정제수를 투입하여 캡슐성분을 제조하였다.
캡슐의 제형 완성
제조된 캡슐물질을 30~60 rpm 하에서 교반하면서, 코어 물질을 실린저 드롭하였다. 코어 물질은 실린저를 이용하여 60회/min의 속도를 유지하면서 드롭하였다. 코어 물질을 드롭함으로써, 1~10 mm 크기의 캡슐을 제조하였고, 제조된 캡슐을 스크린 여과하여 30~50℃ 열풍순환 건조 과정을 거쳐 캡슐을 완성하였다.
실시예 2
멘톨 1~30 g을 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 캡슐을 제조하였다.
실시예 3
감 추출물 1~5 g, 녹차 추출물 1~5 g, 대나무 추출물 1~5 g 및 멘톨 1~5 g을 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 캡슐을 제조하였다.
실험예 1: 파열 강도의 측정
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 캡슐에 대하여, 압축시 파열 강도를 측정하였다. 구체적으로는, 포스 게이지(Force Gauges) 측정계기(Nttonic MP 10, 일본)에 의해 실험을 진행하였다. 실시예 1 내지 3에서 제조된 캡슐에 대해 각각 2 회씩 파열 강도를 측정하였다. 측정결과는 하기 표 1과 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3
파열 강도(1회) 1.1 1.3 1.4
파열 강도(2회) 1.3 1.6 1.6
평균 파열 강도 1.2 1.45 1.5
상기 표 1을 참조하면, 상기 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 캡슐은 0.5 내지 3 kgf의 압력 범위 내에서 파열되는 것으로 확인되었다. 이는 사용시 사람이 손으로 눌러서 파열시키기에 적절한 범위이다.
실험예 2: 구치 예방 및 제거 효능 측정
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 캡슐을 필터 내에 삽입하여 담배를 제조하였다. 또한, 상기 캡슐을 삽입하지 않은 담배를 비교예로 하였다. 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 캡슐이 삽입된 담배와 그렇지 않은 담배에 대해서 구취 정도를 비교 실험하였다.
실험은 양치한 후 캡슐이 삽입되지 않은 담배를 3 분간 흡연하고, 다시 양치 후 실시예 1 내지 3의 캡슐이 삽입된 담배 중 하나를 동일한 조건에서 3 분간 흡연하였으며, 각 흡연이 완료된 시점에서 구취 정도를 측정하여 비교하였다. 각 샘플당 10 명의 피실험자를 대상으로 실험을 진행하였다.
실시예 1 내지 3의 캡슐이 삽입된 담배와 캡슐이 삽입되지 않은 담배를 각각 흡연한 후, 구취 정도의 차이를 하기 4 단계로 구분하여 표기토록 하였다. 실험 결과는 하기 표 2와 같다.
실시예 1의 캡슐을 삽입한 담배 실시예 2 의 캡슐을 삽입한 담배 실시예 3 의 캡슐을 삽입한 담배 캡슐을 삽입하지 않은 담배
오히려 악화됨 - - - 5
별 차이 없음 1 명 - - 3
약간 완화됨 5 명 4 명 3 명 2
매우 완화됨 4 명 6 명 7 명 -
상기 표 2의 결과를 통해 본 발명의 일실시예에 따른 담배는 구취 예방 효과가 우수한 것을 알 수 있다.
1: 셀룰로오스 필터 2: 활성탄
3: 필터 외지 4: 캡슐

Claims (8)

  1. 코어; 및 코어를 감싸는 쉘을 포함하며,
    0.5 내지 3 kgf의 강도로 압축시 파열되는 담배필터용 캡슐.
  2. 제 1 항에 있어서,
    코어는 식물성 오일 및 미네랄 오일 중 어느 하나 이상을 포함하는 담배필터용 캡슐.
  3. 제 1 항에 있어서,
    쉘은 젤란검, 잔탄검, 알긴산, 한천, 젤라틴, 펙킨, 아라비아, 구아검 및 변성 녹말로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함하는 담배필터용 캡슐.
  4. 제 1 항에 있어서,
    캡슐의 직경은 0.1 내지 20 mm인 담배필터용 캡슐.
  5. 식물성 오일 및 미네랄 오일 중 어느 하나 이상을 포함하는 코어 성분; 유화제; 소취 또는 방향 성분; 및 젤란검, 잔탄검, 알긴산, 한천, 젤라틴, 펙킨, 아라비아, 구아검 및 변성 녹말 중 어느 하나 이상을 포함하는 쉘 성분을 혼합하여 에멀젼을 형성하는 단계;
    알긴산 소다를 포함하는 수용액에 상기 에멀젼을 실린저 드롭하는 단계; 및
    실린저 드롭 후 형성된 캡슐을 건조하는 단계를 포함하는 담배필터용 캡슐의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    에멀젼을 형성하는 단계는, 코어 성분 30 내지 80 중량부; 유화제 1 내지 10 중량부; 소취 또는 방향 성분 1 내지 10 중량부; 및 쉘 성분 1 내지 10 중량부를 혼합하여 에멀젼을 형성하는 담배필터용 캡슐의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    에멀젼을 형성하는 단계는, 칼슘염 1 내지 5 중량부를 더 첨가하는 담배필터용 캡슐의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    에멀젼을 실린저 드롭하는 단계에서 드롭되는 에멀젼의 직경은 0.1 내지 20 mm인 담배필터용 캡슐의 제조방법.
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