KR20130028937A

KR20130028937A - Filter additive

Info

Publication number: KR20130028937A
Application number: KR1020127032402A
Authority: KR
Inventors: 존 샘슨; 데이비드 러쉬포쓰
Original assignee: 브리티시 아메리칸 토바코 (인베스트먼츠) 리미티드
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2013-03-20
Also published as: AR084386A1; US20130137561A1; EP2568833A1; CN102883629B; BR112012028950A2; JP2013526272A; NZ603222A; CL2012003121A1; BR112012028950B1; RU2565566C2; UA106913C2; CN102883629A; EP2568833B1; CA2798042C; CA2798042A1; GB201007946D0; RU2012153392A; JP5872547B2; KR20150144820A; AU2011251791B2

Abstract

본 발명은 실온에서 고체인 첨가제를 필터 재료에 적용하고, 첨가제를 가열하여 용융시킴을 포함하여, 흡연 물품에 도입하기 위한 필터 엘리먼트를 생성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of producing a filter element for introduction into a smoking article, including applying an additive that is solid at room temperature to the filter material and heating and melting the additive.

Description

Filter additives {FILTER ADDITIVE}

본 발명은 첨가제 재료를 포함하는, 흡연 물품용 필터 엘리먼트 및 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 첨가제 재료를 용융시키는 단계를 포함하여, 실온에서 고체인 첨가제를 필터 재료 내에 도입시키는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a filter element for a smoking article and a method of making a filter comprising an additive material. In particular, the present invention relates to a method of introducing an additive into a filter material that is solid at room temperature, including melting the additive material.

매우 다양한 재료가 담배 연기에 대한 필터 재료로서 사용되고 있다. 가장 일반적으로 사용되는 필터 재료는 셀룰로즈 아세테이트 토우이다. 그러나, 셀룰로즈 아세테이트는 필터 담배 연기에 대하여 탁월한 성능을 지니지만, 다른 재료보다 분해가 더 느리고, 그에 따라서, 환경적으로 이롭지 않을 수 있다는 단점을 지닌다.A wide variety of materials are used as filter material for tobacco smoke. The most commonly used filter material is cellulose acetate tow. However, cellulose acetate has an excellent performance against filter tobacco smoke, but has the disadvantage that it is slower to degrade than other materials, and thus may not be environmentally beneficial.

부직포 시트 재료 및 페이퍼로부터 제조된 재료가 공지되어 있다. 적합한 시트 재료에는 폴리비닐 알코올, 판상엽(reconstituted tobacco), 전분, 및 폴리락트산이 포함된다. 이러한 재료는 셀룰로즈 아세테이트 토우보다 훨씬 더 용이하게 분해가능하지만, 단점이 있다. 특히, 부직포 시트 재료 및 페이퍼로부터 필터 엘리먼트를 구성하는 경우에는 요망되는 구조적 강성을 달성하기 위해서 필터 재료가 일반적으로 조밀하게 패킹되는데, 이는 이러한 필터 엘리먼트가 셀룰로즈 아세테이트로 제조된 것과 상당히 다른 특성을 지닌다는 것을 의미한다. 그러한 필터 엘리먼트는 연기의 흐름에 대해 더 큰 저항성을 나타내어 통상적인 셀룰로즈 아세테이트(CA) 필터보다 큰 압력 하강을 초래하여, 사용자가 흡연 물품에서 더 어렵게 흡인하게 한다. 아마도 더욱 상당히, 그러한 필터 재료를 통해 흡인되는 연기는 통상적인 셀룰로즈 아세테이트 필터 재료를 통해 흡인되는 연기와 비교할 때 상이한 맛 특징을 지니는 것으로 밝혀졌다. 무엇보다도, 필터 재료로서 부직포 시트 재료 또는 페이퍼를 포함하는 필터 엘리먼트는 통상적인 셀룰로즈 아세테이트 토우 필터 재료보다 반휘발성 화합물의 선택적인 제거를 현저하게 덜 나타내는 것으로 밝혀졌다.Materials made from nonwoven sheet materials and paper are known. Suitable sheet materials include polyvinyl alcohol, reconstituted tobacco, starch, and polylactic acid. Such materials are much easier to decompose than cellulose acetate tow, but have drawbacks. In particular, when constructing filter elements from nonwoven sheet materials and paper, the filter material is generally densely packed in order to achieve the desired structural rigidity, which means that these filter elements have significantly different properties than those made of cellulose acetate. Means that. Such filter elements exhibit greater resistance to the flow of smoke, resulting in a greater pressure drop than conventional cellulose acetate (CA) filters, making the user more difficult to aspirate in a smoking article. Perhaps even more significantly, it has been found that the smoke drawn through such a filter material has a different taste characteristic compared to the smoke drawn through a conventional cellulose acetate filter material. Above all, it has been found that filter elements comprising a nonwoven sheet material or paper as the filter material exhibit markedly less selective removal of semi-volatile compounds than conventional cellulose acetate tow filter materials.

셀룰로즈 아세테이트 필터에 첨가제, 예컨대, 트리아세틴 (글리세린 트리아세테이트), TEC (트리에틸 시트레이트) 및 PEG 400 (저분자량 폴리에틸렌 글리콜)을 사용하는 것이 공지되어 있다. 이러한 첨가제는 가소제로서 기능하고, 일반적으로 셀룰로즈 아세테이트 필터에 사용되어 필터 로드에 시가렛(cigarette) 제조 및 용도로 충분한 경성을 제공한다. 몇몇 가소제는 셀룰로즈 아세테이트 토우에 담배 연기로부터 반휘발성 화합물, 예컨대, 페놀, o-크레졸, p-크레졸 및 m-크레졸을 선택적으로 제거하는 개선된 기능을 제공하는 추가 이점을 지닌다. It is known to use additives such as triacetin (glycerine triacetate), TEC (triethyl citrate) and PEG 400 (low molecular weight polyethylene glycol) in cellulose acetate filters. These additives function as plasticizers and are generally used in cellulose acetate filters to provide filter rods with sufficient rigidity for cigarette manufacture and use. Some plasticizers have the added advantage of providing cellulose acetate tow with an improved function of selectively removing semivolatile compounds such as phenol, o-cresol, p-cresol and m-cresol from tobacco smoke.

이러한 가소제는 실온에서 액체 형태로 존재하고, 셀룰로즈 아세테이트 토우 상에 분무된다. 가소제는 토우 내 개별 섬유를 코팅하는 동시에 인접하는 섬유를 함께 접촉 지점에서 결합시키거나 융합시키고, 이로 인해 필터 재료의 경성 또는 강성을 증가시켜 필터의 코어(core)에 요망되는 구조적 강도를 제공한다. 그러나, 가소제의 작용 방식은 셀룰로즈 아세테이트 토우 필터 재료에 도입될 수 있는 양에 상한이 존재함을 의미한다. 필터의 중량 당 약 7% 초과의 가소제가 포함되는 경우, 가소제는 셀룰로즈 아세테이트 토우에 여과 특성을 저해하는 홀을 형성시키는 해로운 영향을 미치기 시작한다. Such plasticizers are in liquid form at room temperature and are sprayed onto the cellulose acetate tow. Plasticizers coat the individual fibers in the tow while simultaneously joining or fusing adjacent fibers together at the point of contact, thereby increasing the rigidity or stiffness of the filter material to provide the desired structural strength to the core of the filter. However, the mode of action of the plasticizer means that there is an upper limit to the amount that can be introduced into the cellulose acetate tow filter material. If more than about 7% of the plasticizer is included per weight of the filter, the plasticizer begins to have a detrimental effect on the formation of holes in the cellulose acetate tow that impair filtration properties.

가소제, 예컨대, 트리아세틴, TEC 또는 PEG 400은 CA 필터에서의 도입이 비교적 일반적인 반면, 부직포 시트 및 페이퍼 필터 재료에서의 도입은 덜 매력적이다. 첫 번째로, 가소제는 CA 필터에 사용되어 섬유를 결합시키는데, 부직포 시트 재료 또는 페이퍼에 첨가되는 경우에(여기서 섬유는 시트 구조 내에 이미 결합되어 있음) 가소제는 이러한 유리한 효과를 분명히 지니지 않을 것이다. 두 번째로, 이러한 일반적으로 사용되는 가소제는 액체이고, 부직포 시트 및 페이퍼 필터 재료에 대한 이러한 가소제의 적용은 이러한 재료를 눅눅해지게 하고, 구조적 온전성을 손실하게 할 것이기 때문에 제한될 것이다. 가장 일반적으로 사용되는 시트 필터 재료인 페이퍼는 습윤되는 경우에 붕해되기 시작할 수 있고, 그에 따라서, 사용자에게 저하된 허용성을 지닐 것이다. 더구나, 폴리비닐 알코올 및 폴리락트산을 포함하는 다수의 시트 재료들은 가용성이고, 그에 따라서, 수성 첨가제의 첨가는 재료의 부분적 용해를 초래할 수 있다.Plasticizers such as triacetin, TEC or PEG 400 are relatively common for introduction in CA filters, while introduction in nonwoven sheet and paper filter materials is less attractive. First, plasticizers are used in CA filters to bond the fibers, which, when added to the nonwoven sheet material or paper, where the fibers are already bonded within the sheet structure, will not clearly have this beneficial effect. Secondly, these commonly used plasticizers are liquid and the application of such plasticizers to nonwoven sheet and paper filter materials will be limited because they will dampen the material and lose structural integrity. Paper, the most commonly used sheet filter material, may begin to disintegrate when wet, and thus will have a reduced tolerance for the user. Moreover, many sheet materials, including polyvinyl alcohol and polylactic acid, are soluble, and therefore the addition of aqueous additives may result in partial dissolution of the material.

따라서, 본 발명의 목적은 필터 재료로서 통상적인 셀룰로즈 아세테이트 토우를 포함하는 필터 엘리먼트보다 용이하게 분해가능한 필터 엘리먼트를 구성하는 방법을 제공하는 것이다. 바람직하게는, 그러한 방법은 또한 반휘발성 화합물을 선택적으로 제거하는 개선된 성능을 나타내고, 통상적인 셀룰로즈 아세테이트 필터에 의해 제공되는 맛 특징과 유사한 맛 특징을 지니는 연기를 제공하는 필터 엘리먼트를 생성시킬 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method of constructing a filter element that is more easily degradable than a filter element comprising conventional cellulose acetate tow as the filter material. Preferably, such methods will also produce filter elements that exhibit improved performance of selectively removing semi-volatile compounds and provide smoke with taste characteristics similar to those provided by conventional cellulose acetate filters.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명의 첫 번째 양태에 따르면, 흡연 물품 필터 엘리먼트를 제조하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은,According to a first aspect of the invention, a method of manufacturing a smoking article filter element is provided. That way,

i) 실온에서 고체인 첨가제를 필터 재료에 적용하는 단계;i) applying an additive to the filter material which is solid at room temperature;

ii) 첨가제를 가열하여 용융시키는 단계; 및ii) heating and melting the additives; And

iii) 필터 엘리먼트 내에 필터 재료 및 첨가제를 형성시키는 단계를 포함한다.iii) forming filter material and additives in the filter element.

상기 방법의 단계는 어떠한 순서로 수행될 수 있지만, 몇몇 구체예에서는 단계 i)가 바람직하게는 단계 iii) 전에 수행된다.The steps of the method may be performed in any order, but in some embodiments step i) is preferably performed before step iii).

본 발명의 두 번째 양태에 따르면, 흡연 물품용 필터 엘리먼트가 제공된다. 필터 엘리먼트는 필터 재료 및 실온에서 고체인 첨가제를 포함하고, 본 발명의 첫 번째 양태에 따른 방법에 의해 수득되거나 수득가능하다.According to a second aspect of the invention, a filter element for a smoking article is provided. The filter element comprises a filter material and an additive which is solid at room temperature and is obtained or obtainable by the process according to the first aspect of the invention.

본 발명의 세 번째 양태에 따르면, 두 번째 양태에 따른 필터 엘리먼트를 포함하는 흡연 물품용 필터가 제공된다.According to a third aspect of the invention, there is provided a filter for a smoking article comprising the filter element according to the second aspect.

본 발명의 네 번째 양태에 따르면, 흡연가능한 충전제 재료의 로드에 부착되는, 두 번째 양태에 따른 필터 엘리먼트 및/또는 세 번째 양태에 따른 필터를 포함하는 흡연 물품이 제공된다. 흡연가능한 충전제 재료는 담배를 포함하고, 흡연 물품은 시가렛(cigarette)일 수 있다. According to a fourth aspect of the invention, there is provided a smoking article comprising a filter element according to the second aspect and / or a filter according to the third aspect, which is attached to a rod of smokeable filler material. The smokeable filler material includes tobacco and the smoking article may be a cigarette.

본원에서 사용되는 용어 "흡연 물품"은 담배, 담배 유도체, 팽화 담배(expanded tobacco), 판상엽 또는 담배 대용물, 및 또한 히트-낫-번(heat-not-burn) 제품 기반의 여부에 따라 흡연가능한 제품, 예컨대, 시가렛, 시가 및 시가로스를 포함한다. As used herein, the term “smoking article” refers to smoking based on tobacco, tobacco derivatives, expanded tobacco, leaflets or tobacco substitutes, and also on a heat-not-burn product basis. Possible products include cigarettes, cigars and cigaros.

발명의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

본 발명의 한 가지 구체예에서, 첨가제는 고체 형태, 예를 들어, 분말 형태로 필터 물질에 적용된 후에 필터 로드가 형성된다. 형성된 필터 로드는 이후 가열되어 첨가제를 용융시킬 수 있지만, 필터 재료와 접촉 시에는 잔류하게 된다. 이어서, 첨가제 재료가 냉각되고 재고형화되는 경우에는 필터 재료 및 형성된 필터 엘리먼트에 안정성 및 강성; 개선된 연기 맛 특징; 및 반휘발성 화합물의 개선된 선택적 제거 중 하나 이상이 제공된다. In one embodiment of the invention, the filter rod is formed after the additive is applied to the filter material in solid form, for example in powder form. The formed filter rod may then be heated to melt the additive but remain in contact with the filter material. Subsequently, stability and rigidity of the filter material and the formed filter element when the additive material is cooled and restocked; Improved smoke taste characteristics; And improved selective removal of semivolatile compounds.

본 발명의 대안적인 구체예에서, 첨가제가 용융되고, 용융 또는 액체 형태로 필터 재료에 적용된 후, 필터 로드가 형성된다. 이어서, 첨가제 재료가 냉각되고 재고형화되는 경우에는 필터 재료 및 형성된 필터 엘리먼트에 안정성 및 강성; 개선된 연기 맛 특징; 및 반휘발성 화합물의 개선된 선택적 제거 중 하나 이상이 제공된다. In an alternative embodiment of the invention, after the additive is melted and applied to the filter material in molten or liquid form, a filter rod is formed. Subsequently, stability and rigidity of the filter material and the formed filter element when the additive material is cooled and restocked; Improved smoke taste characteristics; And improved selective removal of semivolatile compounds.

본 발명에 따른 방법은 섬유성 필터 재료 또는 토우, 예컨대, 흡연 물품 필터에 현재 광범위하게 사용되는 통상적인 셀룰로즈 아세테이트 토우를 포함하는 어떠한 유형의 필터 재료에 첨가제를 첨가하는데 사용될 수 있다. 그러나, 그러한 방법은 대안적인 필터 재료, 예컨대, 시트 재료, 예를 들어, 부직포 시트 재료 또는 페이퍼로부터 구성된 재료에 첨가제를 첨가하는데 사용되는 경우에 특히 효과적인 것으로 여겨진다.The process according to the invention can be used to add additives to any type of filter material, including fibrous filter material or tow, such as conventional cellulose acetate tow, which is currently widely used in smoking article filters. However, such a method is believed to be particularly effective when used to add additives to alternative filter materials, such as sheet materials, such as nonwoven sheet materials or materials constructed from paper.

페이퍼 필터 재료는 일반적으로 개더링 페이퍼(gathered paper), 플리이팅 페이퍼(pleated paper), 크림핑 페이퍼(crimped paper), 크레이프 페이퍼(crepe paper), 또는 또한 쉬레딩 페이퍼(shredded paper)를 포함한다. 페이퍼 필터 재료는 낮은 공기 침투력을 지니고, 염기성 pH를 나타내는 경향이 있고, 용이하게 모아지거나 형성되어 필터 엘리먼트를 형성시킬 수 있다. 본 발명의 필터 엘리먼트를 위한 바람직한 필터 재료는 개더링 페이퍼 또는 플리이팅 페이퍼이다. 적합한 페이퍼의 예에는 Puracel™ 및 Myria™ 페이퍼 (Filtrona plc, 영국)가 있다. Paper filter materials generally include gathered paper, pleated paper, crimped paper, crepe paper, or also shredded paper. Paper filter materials have low air permeability, tend to exhibit basic pH, and can be easily collected or formed to form filter elements. Preferred filter materials for the filter element of the present invention are gathering paper or pleating paper. Examples of suitable papers are Puracel ™ and Myria ™ paper (Filtrona plc, UK).

그 밖에, 부직포 시트 재료가 필터 재료로서 사용될 수 있다. 부직포 재료는 섬유 또는 필라멘트를 기계적으로, 열적으로, 또는 화학적으로, 또는 둘 또는 그 이상의 이들의 조합에 의해 얽히게 함으로써 함께 결합된 시트 또는 웹 구조물로서 폭넓게 정의된다. 이들은 별개의 섬유로부터 직접적으로 제조된 플랫형의 다공성 시트인 경향이 있다. 이들은 위빙(weaving) 또는 니팅(knitting)함으로써 제조되지 않고, 섬유를 실로 전환시키는 것을 필요로 하지 않는다. 본 발명에 사용되는 부직포 시트 재료는 바람직하게는 용이하게 생분해가능한 재료이다. 그러한 재료의 예에는 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리락트산 또는 폴리락티드(PLA), 폴리(ε-카프로락톤)(PCL), 폴리(1-4 부탄디올 석시네이트)(PBS) 및 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(PBAT)가 포함된다. 그 밖의 적합한 필터 재료에는 전분 섬유 및 칼슘 아지네이트가 포함된다.In addition, a nonwoven sheet material can be used as the filter material. Nonwoven materials are broadly defined as sheet or web structures bonded together by entanglement of fibers or filaments mechanically, thermally, or chemically, or by a combination of two or more thereof. They tend to be flat-type porous sheets made directly from discrete fibers. They are not made by weaving or knitting, and do not require the fibers to be converted to yarns. The nonwoven sheet material used in the present invention is preferably an easily biodegradable material. Examples of such materials include polyvinyl alcohol (PVOH), polylactic acid or polylactide (PLA), poly (ε-caprolactone) (PCL), poly (1-4 butanediol succinate) (PBS) and poly (butylene) Adipate-co-terephthalate (PBAT) includes Other suitable filter materials include starch fibers and calcium azinate.

부직포 시트 재료 및 페이퍼는 셀룰로즈 아세테이트 토우보다 용이하게 생분해가능하다. 그러나, 이들은 현재 필터 재료로서 사용되는 경우에 결점이 있다. 부직포 시트 재료 및 페이퍼로부터 필터 엘리먼트를 구성하는 경우에 요망되는 구조적 강성을 달성하기 위해서, 필터 재료는 매우 조밀하게 패킹되어야 하는데, 이는 이러한 엘리먼트가 셀룰로즈 아세테이트로 제조된 엘리먼트와 매우 상이한 특성을 지닌다는 것을 의미한다. 그러한 필터 엘리먼트는 연기의 흐름에 대해 더 큰 저항성을 나타내서 통상적인 셀룰로즈 아세테이트(CA) 필터보다 큰 압력 하강을 초래하여, 사용자가 흡연 물품에서 더 어렵게 흡인하게 한다.Nonwoven sheet materials and paper are more readily biodegradable than cellulose acetate tow. However, they present drawbacks when used as filter materials at present. In order to achieve the desired structural stiffness when constructing filter elements from nonwoven sheet material and paper, the filter material must be packed very densely, which means that these elements have very different properties than elements made of cellulose acetate. it means. Such filter elements exhibit greater resistance to the flow of smoke, resulting in a greater pressure drop than conventional cellulose acetate (CA) filters, making the user more difficult to aspirate in a smoking article.

본 발명의 방법에 사용되는 시트 재료는 페이퍼, 폴리비닐 알코올, 판상엽, 전분 또는 폴리락트산을 포함할 수 있다. 바람직하게는 시트 필터 재료는 페이퍼이다.The sheet material used in the method of the present invention may include paper, polyvinyl alcohol, leaflets, starch or polylactic acid. Preferably the sheet filter material is paper.

바람직한 부직포 시트 재료는 약 0.05 mm 초과, 바람직하게는 약 0.06 mm 내지 약 0.08 mm의 두께를 지닌다. 페이퍼 필터 재료는 약 15g/m² 내지 약 40g/m², 바람직하게는 약 20g/m² 내지 약 35g/m²의 평량을 지니는 페이퍼를 포함할 수 있다.Preferred nonwoven sheet materials have a thickness of greater than about 0.05 mm, preferably from about 0.06 mm to about 0.08 mm. The paper filter material may comprise paper having a basis weight of about 15 g / m ² to about 40 g / m ² , preferably about 20 g / m ² to about 35 g / m ² .

본 발명의 방법에 사용된 시트 재료는 추가적으로 또는 대안적으로 폴리비닐 알코올(PVOH)을 포함할 수 있다. PVOH는 단지 소분자, 예를 들어, 이산화탄소와 물로 완전히 생분해될 수 있는, 생분해가능한 탄소-탄소 주쇄 폴리머라는 점에 있어서 유일하다. The sheet material used in the process of the invention may additionally or alternatively comprise polyvinyl alcohol (PVOH). PVOH is unique in that it is only a biodegradable carbon-carbon backbone polymer that can be fully biodegraded with small molecules such as carbon dioxide and water.

본 발명의 방법은 시트 재료 폴리락트산의 사용을 포함할 수 있다. PLA가 생성되는 락테이트는 농산 부산물의 발효로부터 유래될 수 있다.The process of the present invention may include the use of sheet material polylactic acid. The lactates from which PLA is produced may be derived from fermentation of agricultural byproducts.

그러나, PVOH와 PLA의 흡습성때문에, 종래 기술에서는 이러한 재료들을 가공하려고 시도하였지만, 시가렛 제조 기계를 고속으로 효율적으로 취급하기에 너무 연성인 필터 로드를 초래하였다. 더구나, PVOH와 PLA로부터 형성된 시가렛 필터 엘리먼트는 시용 시에 적절한 흡인성을 허용하고 붕괴를 방지하기에 충분히 안정한 다공성 기질을 제공하는데 실패했다. 첨가제를 적용하는 본 발명의 방법을 이용함으로써, 이러한 시트 재료의 품질은 이들을 필터 엘리먼트에 사용하기에 적합하도록 개질될 수 있다.However, due to the hygroscopicity of PVOH and PLA, prior art attempts to process these materials have resulted in filter rods that are too soft to handle cigarette manufacturing machines at high speed and efficiently. Moreover, cigarette filter elements formed from PVOH and PLA failed to provide a porous substrate that is stable enough to allow adequate aspiration at application and to prevent collapse. By using the method of the present invention to apply the additives, the quality of these sheet materials can be modified to suit them for use in the filter element.

실온에서 액체인 첨가제(예컨대, 저분자량 PEG, 트리아세틴 및 TEC를 포함하는, 통상적인 셀룰로즈 아세테이트 필터에 흔하게 사용되는 가소제)의 사용과는 대조적으로, 실온에서 고체인 첨가제는 필터 재료를 눅눅하게 만들어 손상시키지 않으면서, 필터에 견고함과 강성을 제공할 수 있다.In contrast to the use of additives that are liquid at room temperature (eg, plasticizers commonly used in conventional cellulose acetate filters, including low molecular weight PEG, triacetin and TEC), additives that are solid at room temperature will dampen the filter material. It can provide the filter with robustness and rigidity without damage.

실제로, 부직포 시트 또는 페이퍼 필터 재료를 약화시키는 대신에, 본 발명의 방법은 용융되지만 실온에서 재고형화되고 필터 재료의 일부를 함께 결합시키는 고형 첨가제를 사용한다. 따라서, 첨가제는 실제로 필터 재료의 구조적 온전성 및 강성을 증가시킬 수 있다는 이점을 지닌다. 시트 필터 재료의 경우에, 본 발명에 따른 방법에 의해 고형 첨가제를 첨가하면 필터 엘리먼트에 필터 재료를 덜 사용하게 할 수 있다. 이는 추가로 필터 엘리먼트를 형성시키는 경우에 요망되는 경성 및 강성을 달성하는데 요구되는 필터 재료의 양에 대하여 가요성을 제공한다. 이는 결국 제조자가 필터 엘리먼트의 압력 하강을 조절하도록 할 것이다. 이는 본 발명에 따른 필터 엘리먼트가 통상적인 CA 필터 엘리먼트와 매우 유사한 특성을 지니도록 설계되게 할 것이다.Indeed, instead of weakening the nonwoven sheet or paper filter material, the method of the present invention uses a solid additive that melts but is re-stocked at room temperature and bonds a portion of the filter material together. Thus, the additive has the advantage that it can actually increase the structural integrity and rigidity of the filter material. In the case of sheet filter materials, the addition of solid additives by the process according to the invention makes it possible to use less filter material in the filter element. This further provides flexibility with respect to the amount of filter material required to achieve the desired rigidity and stiffness when forming the filter element. This will eventually allow the manufacturer to adjust the pressure drop of the filter element. This will allow the filter element according to the invention to be designed to have properties very similar to conventional CA filter elements.

따라서, 본 발명에 따른 방법에 의해 필터 재료에 고형 첨가물을 첨가하는 것은 필터의 강성을 개선시키고, 연기의 맛을 개선시키고, 반휘발성 화합물의 선택적 제거를 증가시킴으로써 기존 시트 필터 재료의 사용과 연관된 단점을 제거할 수 있다. 더구나, 필터 물질과 고형 첨가제의 조합물은 필터 엘리먼트의 대단히 개선된 붕해성, 분산성 및/또는 생분해성을 제공할 수 있다.Thus, the addition of solid additives to the filter material by the method according to the invention has the disadvantages associated with the use of existing sheet filter materials by improving the stiffness of the filter, improving the taste of the smoke and increasing the selective removal of semi-volatile compounds. Can be removed. Moreover, the combination of filter material and solid additives can provide greatly improved disintegration, dispersibility and / or biodegradability of the filter element.

본 발명의 방법은 부직포 시트 및 페이퍼 필터 재료의 특성이, 필터 엘리먼트의 성능이 셀룰로즈 아세테이트 필터 엘리먼트의 성능과 더욱 매우 유사할 수 있도록 미세하게 조정되게 한다. 이러한 첨가제는 또한 더욱 더 높은 가요성을 시트 필터의 사용에 제공하여 이로운 생분해가능한 특성을 보유하면서 이의 이용가능한 범위를 넓힌다. The method of the present invention allows the properties of the nonwoven sheet and paper filter material to be finely adjusted so that the performance of the filter element can be much more similar to that of the cellulose acetate filter element. These additives also provide even higher flexibility in the use of sheet filters to broaden their available range while retaining beneficial biodegradable properties.

본 발명의 한 가지 구체예에서, 첨가제는 실온에서 고체인 고분자량 폴리에틸렌 글리콜을 포함한다. 적합한 PEG에는 PEG 600 이상, 바람직하게는 PEG 1000 이상을 포함한다.In one embodiment of the invention, the additive comprises a high molecular weight polyethylene glycol that is solid at room temperature. Suitable PEGs include PEG 600 or more, preferably PEG 1000 or more.

고분자량 폴리에틸렌 글리콜은 반휘발성 화합물의 선택적 제거를 제공하는 추가적 이점을 지닌다. 필터 엘리먼트에 PEG를 첨가함으로써 제공되는 반휘발성 화합물의 선택적 제거는 포함되는 PEG의 양에 비례한다. 실온에서 고체인 PEG(종래에 필터에 사용된 PEG와는 대조적임)의 사용을 포함하는 본 발명의 방법은 액체 PEG를 사용하는 경우에 가능했던 양보다 많은 양의 PEG를 첨가하게 하는 가요성을 제공한다.High molecular weight polyethylene glycols have the added advantage of providing selective removal of semivolatile compounds. The selective removal of semivolatile compounds provided by adding PEG to the filter element is proportional to the amount of PEG included. The method of the present invention, which includes the use of PEG that is solid at room temperature (as opposed to PEG used in filters conventionally), provides the flexibility to add more PEG than is possible with liquid PEG. do.

이는 반휘발성 화합물을 선택적으로 제거하는 필터 엘리먼트의 능력이 요망되는 수준으로 용이하게 조절될 수 있음을 의미한다. 이는 저분자량의 PEG가 가소제로서 셀룰로즈 아세테이트 필터에 첨가되는 경우와는 대조적이다. 셀룰로즈 아세테이트 필터는 일반적으로 10% 미만의 가소제를 포함하는 것으로 기재되어 있는데, 왜냐하면 이보다 더 높은 수준의 가소제를 포함하는 필터는 셀룰로즈 아세테이트 토우에 홀을 형성시키는 해로운 영향을 미치기 때문이다. 따라서, 셀룰로즈 아세테이트 필터에 반휘발성 화합물의 선택적 제거를 제공하는데 이용가능한 가소제의 양은 제한된다.This means that the filter element's ability to selectively remove semi-volatile compounds can be easily adjusted to the desired level. This is in contrast to the case where low molecular weight PEG is added to the cellulose acetate filter as a plasticizer. Cellulose acetate filters are generally described as containing less than 10% of plasticizers, because filters containing higher levels of plasticizers have a detrimental effect on the formation of holes in cellulose acetate tow. Thus, the amount of plasticizer available for providing selective removal of semivolatile compounds to the cellulose acetate filter is limited.

본 발명의 방법에 따르면, PEG는 필터 엘리먼트의 약 30중량%에 이르는, 바람직하게는 약 20중량%에 이르는, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 10중량%의 양으로 필터 엘리먼트의 필터 재료에 포함될 수 있다.According to the method of the present invention, PEG may be included in the filter material of the filter element in an amount of up to about 30%, preferably up to about 20%, more preferably about 5 to 10% by weight of the filter element. have.

PEG는 수용성이고, 필터 엘리먼트에서 PEG의 도입은 생성물의 생분해에 악영향을 미치지 말아야 한다. 실제로, 놀랍게도 필터 재료로서 부직포 시트 재료 또는 페이퍼를 포함하는 필터 엘리먼트에 PGE를 첨가하는 것은 생분해를 실제로 향상시키는 것으로 밝혀졌다.PEG is water soluble and the introduction of PEG in the filter element should not adversely affect the biodegradation of the product. Indeed, it has been surprisingly found that adding PGE to filter elements comprising a nonwoven sheet material or paper as filter material actually improves biodegradation.

생분해성에 대한 페이퍼 필터 재료 및 첨가제 사용의 효과를 평가하는 연구가 실시되었다. 환경 조건 하에서 시가렛 꽁초의 분해를 평가하였다. 사용된 샘플에는 첨가제가 없는 Puracel™(7mg)의 필터 및 7% PEG 400을 지니는 Puracel™의 필터가 포함되었다. 결과는 첨가제로서 PEG의 도입이 그래스(grass) 표면 상의 꽁초의 생분해율을 상당히 증가시켰음을 나타냈다. 이는 꽁초 상에 공급되는 미생물, 및 곤충 등의 존재 및 더 매력적인 몇몇 꽁초로 제조된 PEG 첨가제의 존재로 인해 이루어질 수 있는 것으로 추측된다. 유사한 효과가 첨가제로서 고분자량 PEG의 사용 시 관찰될 것으로 예상된다.A study was conducted to evaluate the effect of the use of paper filter materials and additives on biodegradability. The degradation of cigarette butts was evaluated under environmental conditions. Samples used included a filter of Puracel ™ (7 mg) without additives and a filter of Puracel ™ with 7% PEG 400. The results indicated that the introduction of PEG as an additive significantly increased the biodegradation rate of the butts on the grass surface. It is speculated that this may be due to the presence of microorganisms fed on the butts, and the presence of insects and the like and the presence of PEG additives made from some more attractive butts. Similar effects are expected to be observed when using high molecular weight PEG as an additive.

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 그 밖의 첨가제는 고분자량 메톡시폴리에틸렌 글리콜(MPEG), 예컨대, MPEG 750, 1000, 2000, 3000 및 5000; 및 밀랍(beeswax), 카나우바(carnauba), 쉘락(shellac), 캐스터(castor) 왁스, 파라핀 및 다양한 합성 왁스를 포함하는, 실온에서 고체인 왁스가 포함된다.Other additives that can be used in the process of the invention include high molecular weight methoxypolyethylene glycol (MPEG), such as MPEG 750, 1000, 2000, 3000 and 5000; And waxes that are solid at room temperature, including beeswax, carnauba, shellac, castor wax, paraffin and various synthetic waxes.

필요한 경우, 본 발명의 방법은 시트 필터 재료 내에 추가의 첨가제, 예컨대, 담배 추출물, 글리세린, 멘톨, 탄소 섬유, 및 탄소 입자 등의 도입을 추가로 포함할 수 있다.If desired, the process of the present invention may further comprise the introduction of additional additives, such as tobacco extract, glycerin, menthol, carbon fibers, carbon particles, and the like into the sheet filter material.

본 발명의 방법의 추가적 이점은 특허청구된 방법을 이용하여 첨가제가 적용되는 필터 엘리먼트는 액체 첨가제를 포함하는 첨가제의 후속 첨가에 대해 더욱 안정하다는 점이다. 눅눅하게 만들지 않으면서 시트 재료에 적용하기는 어려운 액체 첨가제를 포함하는 그 밖의 첨가제가 필요에 따라 필터의 특성을 조절하거나 필터 엘리먼트에 추가 품질, 예컨대, 향상된 풍미를 위한 풍미제를 제공하기 위해 필터 로드에 첨가될 수 있다. A further advantage of the method of the present invention is that the filter element to which the additive is applied using the claimed method is more stable against subsequent addition of the additive including the liquid additive. Other additives, including liquid additives that are difficult to apply to the sheet material without making it damp, may require filter rods to adjust the properties of the filter as needed or to provide the filter element with a flavoring agent for additional quality, such as improved flavor. Can be added to.

본 발명에 따른 방법은 필터 재료에 첨가제를 적용하는 여러 방법을 포함한다.The method according to the invention comprises several methods of applying an additive to a filter material.

한 가지 구체예에서, 본 발명에 따른 방법은 액체 형태의 필터 재료에 첨가제를 적용함을 포함한다. 이를 수행하기 위해서, 첨가제는 가열되어야 하고, 필터 재료에 분무되거나 달리 적용된 후에, 필터 재료가 필터 로드 또는 필터 엘리먼트의 코어 내에 형성된다.In one embodiment, the method according to the invention comprises applying an additive to the filter material in liquid form. To do this, the additive must be heated and after spraying or otherwise applied to the filter material, the filter material is formed in the core of the filter rod or filter element.

이러한 구체예는 통상적인 필터 제조 기계류의 변형을 비교적 거의 필요로 하지 않기 때문에 매력적이다. 단지 실제로 변화되는 것은 첨가제가 용융 형태로 존재하고, 그러한 형태로 필터 재료에 적용될 수 있도록 첨가제를 가열하기 위한 수단의 제공이다. 열 적용은 조절하고 모니터링하기에 비교적 용이하다. 또한, 단지 첨가제에만 주로 열이 적용되므로 필터 엘리먼트의 다른 성분은 국부적인 열에 노출되는 것이 필요하지 않다. This embodiment is attractive because it requires relatively little modification of conventional filter making machinery. What is really changing only is the provision of means for heating the additive so that the additive is in molten form and can be applied to the filter material in such form. Heat application is relatively easy to adjust and monitor. In addition, only heat is applied primarily to the additives so that the other components of the filter element do not need to be exposed to local heat.

이러한 방법은 섬유성 토우 필터 재료뿐만 아니라 부직포 시트 재료 및 페이퍼 둘 모두에 적용가능하다. 그러한 시트 재료가 일부 장력 하에 공급되지만, 액형 첨가제의 적용은 문제를 야기하기에 충분히 시트 구조를 약화시키지 않는다.This method is applicable to both fibrous tow filter materials as well as nonwoven sheet materials and paper. While such sheet material is supplied under some tension, the application of liquid additives does not weaken the sheet structure sufficiently to cause problems.

대안적인 구체예에서, 본 발명의 방법은 고체 형태, 예를 들어, 분말 형태의 필터 재료에 첨가제를 적용하고, 이후 필터 재료가 필터 로드 또는 필터 엘리먼트의 코어 내에 형성됨을 포함한다. 필터 재료가 형성되면, 필터 로드는 가열되어 첨가제를 용융시킨다. 첨가제는 용융되고, 이어서 재고형화되어 필터 재료를 눅눅하게 만들지 않으면서 결합시킨다.In an alternative embodiment, the method of the invention comprises applying an additive to the filter material in solid form, for example in the form of a powder, after which the filter material is formed in the core of the filter rod or filter element. Once the filter material is formed, the filter rod is heated to melt the additive. The additives are melted and then restocked to bond without making the filter material wet.

이러한 방법은 첨가제가 조절되고 균일한 방식으로, 그리고 첨가제 재료의 낭비를 최소로 하면서 필터 재료에 적용되게 한다. 또한, 이는 필터 재료에 액체를 적용하는 것과 연관된 어떠한 잠재의 단점을 방지한다. 예를 들어, 시트 필터 재료의 경우에 이러한 구체예는 액체를 적용함으로써 시트 구조의 잠재의 약화를 방지한다. This method allows the additive to be applied to the filter material in a controlled and uniform manner and with minimal waste of the additive material. This also avoids any potential disadvantages associated with applying liquids to the filter material. For example, in the case of sheet filter materials this embodiment prevents the weakening of the latent structure of the sheet by applying liquid.

고형 첨가제가 시트 재료, 예컨대, 본원에 논의된 부직포 시트 재료 및 페이퍼에 적용되어야 하는 경우, 고형 첨가제가 시트 필터 재료와 접촉하여 잔류하면서 시트가 필터 로드 내로 진행되게 하는 단계가 수행되는 것이 필요할 것이다. 이는 몇몇 접착제 또는 시트 재료의 특정 방향성의 적용을 필요로 할 수 있다.If a solid additive is to be applied to the sheet material, such as the nonwoven sheet material and paper discussed herein, it will be necessary to perform a step that causes the sheet to advance into the filter rod while the solid additive remains in contact with the sheet filter material. This may require the application of certain orientations of some adhesives or sheet materials.

시트 재료를 포함하는 필터 엘리먼트는 일반적으로 시트 재료를 클림핑한 후, 시트 재료를 모아 원통형 필터 로드를 형성시키는 단계를 포함하는 공정을 이용하여 제조된다. 첨가제는 크림핑 공정 전에 또는 크림핑 공정 동안에 첨가될 수 있거나, 크림핑된 후에 시트 재료에 첨가될 수 있다. 첨가제는 심지어 클림핑된 재료에 첨가될 수 있고, 이에 따라 모아져서 필터 로드를 형성시키는데, 이 때 로드 내에 바로 함유되고 접착할 필요가 없다는 효과가 있다.Filter elements comprising a sheet material are generally manufactured using a process that includes crimping the sheet material and then gathering the sheet material to form a cylindrical filter rod. The additive may be added before or during the crimping process, or may be added to the sheet material after being crimped. Additives can even be added to the crimped material, thus gathering to form filter rods, with the effect that they do not need to be contained and adhered directly within the rods.

접착제는 어떠한 적합한 접착제를 사용하여, 예를 들어, 액체 전분 접착제, 또는 EVA 및 PVA 접착제를 사용하여 필터에 접착될 수 있다.The adhesive can be attached to the filter using any suitable adhesive, for example liquid starch adhesive, or EVA and PVA adhesive.

고형 접착제는 분말 또는 더 큰 조각, 예를 들어, 플레이크(flake) 또는 펠릿(pellet)의 형태로 시트 필터 물질에 적용될 수 있다.The solid adhesive may be applied to the sheet filter material in the form of powder or larger pieces, for example flakes or pellets.

첨가제는 당업자에게 공지된 어떠한 적합한 방법에 의해 필터 재료에 적용될 수 있다. 예를 들어, 분말화된 첨가제는 필터 재료 상에 분무될 수 있거나, 필터 재료와 직접적으로 물리적 접촉될 수 있거나 접촉될 수 없는 기구에 의해 적용될 수 있다. 접착제는, 예를 들어, 분무되거나 살수됨으로써 필터 재료에 느슨하게 적용될 수 있거나, 예컨대, 필터 재료 상에서 압축되거나 문질러짐으로써 소정 정도의 힘을 이용하여 적용될 수 있다.The additive can be applied to the filter material by any suitable method known to those skilled in the art. For example, the powdered additive may be sprayed onto the filter material, or may be applied by a mechanism that may or may not be in direct physical contact with the filter material. The adhesive may be loosely applied to the filter material, for example by spraying or watering, or may be applied using a certain amount of force, for example by compacting or rubbing on the filter material.

특정 구체예에서, 필터 재료는 그 안에, 또는 그 상에 엠베딩된 고형 첨가제에 의해 형성된다. 이러한 방식으로 필터 재료에 실온에서 고체인 첨가제를 적용시키는 것은 본 발명의 방법을 단순화시킬 수 있다. 필터 재료가 필터 로드 내에 형성되면, 로드는 가열되어 첨가제를 용융시킨 후, 재고형화되게 할 수 있다.In certain embodiments, the filter material is formed by solid additives embedded in or on it. Applying an additive that is solid at room temperature to the filter material in this manner can simplify the method of the present invention. Once the filter material is formed in the filter rods, the rods may be heated to melt the additives and then restocked.

시트 재료, 예컨대, 부직포 시트 재료 및 페이퍼에 또는 그 상에 다양한 재료를 첨가하는 것이 공지되어 있다. 예를 들어, 첨가제는 제조 동안 또는 제조 후 가공 단계의 일부로서 시트 재료에 적용될 수 있다. 이러한 방식에서, 첨가제는 시트 내에, 또는 시트 재료의 한 면 또는 양면 상에 코팅으로서 도입될 수 있다. 첨가제는 시트의 표면 내에 또는 표면 상에 균일하게 존재할 수 있거나, 시트 재료 상의 적당한 영역, 예컨대, 패치 또는 스트립에 존재할 수 있다. It is known to add various materials to or on sheet materials, such as nonwoven sheet materials and paper. For example, the additive can be applied to the sheet material during manufacturing or as part of a post-manufacturing processing step. In this way, the additive may be introduced as a coating in the sheet or on one or both sides of the sheet material. The additive may be present uniformly in or on the surface of the sheet or may be present in a suitable area on the sheet material, such as a patch or strip.

섬유성 필터 재료는 또한 섬유 전체에 걸쳐 분산된 고형 첨가제 재료의 입자로 제조될 수 있다. 그러한 입자는 섬유에 접착되는 것이 필요할 수 있다. 다르게는, 이들은 섬유성 재료가 충분히 조밀한 경우에 인접한 섬유들 사이에 트랩핑될 수 있다.The fibrous filter material may also be made of particles of solid additive material dispersed throughout the fiber. Such particles may need to be adhered to the fibers. Alternatively, they may be trapped between adjacent fibers if the fibrous material is sufficiently dense.

첨가제가 액체 형태로 필터 재료에 적용되는 경우에 본 발명의 방법의 가열 단계는 첨가제가 선택된 적용 방식에 적합한 점도를 지니는 정도로 용융되는 것을 보장하기에 충분한 열을 첨가제에 적용함을 포함한다. 용융 또는 액형 첨가제는 분무되거나 프린팅될 수 있고, 또는 필터 재료가 액형 첨가제에 함침될 수 있다. When the additive is applied to the filter material in liquid form, the heating step of the method of the present invention includes applying sufficient heat to the additive to ensure that the additive is melted to a viscosity that is suitable for the chosen mode of application. The melt or liquid additive may be sprayed or printed, or the filter material may be impregnated with the liquid additive.

한 가지 구체예에 따르면, 필터 재료에 용융 또는 액형 첨가제를 적용하기 위한 시스템은 첨가제를 액체 형태로 유지시키는 가열 챔버, 펌프, 및 필터의 형성 전에 필터 재료 상에 점적을 분무하도록 구성된 하나 이상의 노즐을 지니는 호수를 포함한다.According to one embodiment, a system for applying a molten or liquid additive to a filter material comprises one or more nozzles configured to spray a droplet onto the filter material prior to formation of a heating chamber, a pump, and a filter that maintains the additive in liquid form. Genie includes a lake.

필터 재료에 용융 또는 액형 첨가제를 적용하기에 적합한 다수의 적용 시스템이 공지되어 있다. 그러한 시스템은, 예를 들어, SPI Developments, C. B. Kaymich & Co. Ltd, 또는 Kohl Maschinenbau GmbH로부터 구입가능하다.Many application systems are known that are suitable for applying molten or liquid additives to filter materials. Such systems are described, for example, in SPI Developments, C. B. Kaymich & Co. Ltd, or Kohl Maschinenbau GmbH.

필터 재료가 로드 또는 코어 내에 형성된 후에 첨가제가 용융되어야 하는 경우에, 로드 전체에 걸쳐 분산되는 모든 첨가제가 용융되는 것을 보장하기에 충분한 열이 적용되어야 한다.If the additive is to be melted after the filter material is formed in the rod or core, sufficient heat must be applied to ensure that all additives dispersed throughout the rod are melted.

형성된 필터 로드에 열을 적용하는 것은 주의 깊게 수행되어야 하는데, 왜냐하면 이는 필터 재료 및 어떠한 래퍼(wrapper)(이는 페이퍼일 수 있고, 고온에 노출시킴으로써 그슬려지거나 태워질 수 있음)를 포함하는, 필터 로드의 다른 성분에 해로운 영향을 미칠 수 있기 때문이다.Applying heat to the formed filter rod must be done carefully because it includes the filter material and some wrapper (which can be paper and can be burned or burned by exposure to high temperatures). Because it can have a detrimental effect on other ingredients.

분명하게는, 필터 로드가 가열되어야 하는 온도, 및 가열 시간은 첨가제의 융점에 좌우된다. 바람직한 첨가제인 PEG 1000은 약 37℃의 융점을 지니고, 그에 따라서, 이러한 경우에는 필터 로드가 37℃를 초과하는 온도로 가열된다. 필터 로드는 40℃를 초과하는, 바람직하게는 45℃를 초과하는, 가장 바람직하게는 50℃를 초과하는 온도로 가열될 수 있다. 또한, 열은 전체 로드가 가열되고 외부 영역이 가열되지 않게 하기에 충분한 기간 동안 적용되어야 한다.Clearly, the temperature at which the filter rod should be heated, and the heating time depends on the melting point of the additive. The preferred additive, PEG 1000, has a melting point of about 37 ° C., so that in this case the filter rod is heated to a temperature above 37 ° C. The filter rod may be heated to a temperature above 40 ° C., preferably above 45 ° C., most preferably above 50 ° C. In addition, heat must be applied for a period of time sufficient to ensure that the entire load is heated and the outer region is not heated.

열은 어떠한 적합한 수단을 이용하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 필터 로드 또는 필터 엘리먼트는 가열 엘리먼트와 매우 근접하게 위치될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 필터 로드 또는 필터 엘리먼트는 고온 가스, 예컨대, 고온 공기 또는 증기 흐름의 수단에 의해, 또는 복사, 예컨대, 마이크로파 복사의 적용을 통해 가열될 수 있다.The heat can be applied using any suitable means. For example, the filter rod or filter element can be located very close to the heating element. Alternatively or additionally, the filter rod or filter element may be heated by means of a hot gas, eg hot air or steam flow, or through the application of radiation, eg microwave radiation.

열은 필터 로드가 형성되자마자 필터 로드에 적용될 수 있다. 다시 말해서, 필터 로드가 부품으로 분리되는 경우에 필터 로드의 가열은 가니쳐(garniture)에서 필터 로드의 형성과 컷-오프(cut-off) 사이의 몇몇 단계에서 수행될 수 있다. 로드의 가열은 일반적으로 기계를 통한 로드의 직선 운동으로 인해, 매우 짧은 기간, 예컨대, 1초 미만 동안 이루어질 것이다. 분명하게는, 필터 로드는 현재 가열 공정 없이 형성되기 때문에, 이후에 수반되는 필터 로드의 형성 및 가열은 기존 장치의 값비싼 개조를 필요로 할 수 있다.Heat may be applied to the filter rod as soon as the filter rod is formed. In other words, when the filter rod is separated into parts, heating of the filter rod may be carried out in several steps between the formation and cut-off of the filter rod in the garniture. Heating of the rod will generally occur for a very short period of time, eg less than 1 second, due to the linear motion of the rod through the machine. Obviously, since the filter rod is currently formed without a heating process, subsequent formation and heating of the filter rod may require expensive modifications of existing equipment.

이러한 이유로, 필터 로드는 바람직하게는 후자의 단계에서 가열되고, 이는 필터 로드를 형성시키는데 포함되는 장치로부터 본질적으로 분리되어 있는 히터를 사용함으로써 달성될 수 있다. 가열은 바람직하게는 별개의 조질(conditioning) 단계에서 수행되고, 이 단계에서 필터 로드의 길이는, 모든 첨가제가 용융되고 필터 재료에 결합됨을 보장하도록 상승된 온도에서 연장된 기간 동안 유지된다. For this reason, the filter rod is preferably heated in the latter stage, which can be achieved by using a heater that is essentially separate from the apparatus involved in forming the filter rod. Heating is preferably carried out in a separate conditioning step, in which the length of the filter rod is maintained for an extended period of time at an elevated temperature to ensure that all additives melt and bond to the filter material.

본 발명의 방법은 적합한 래퍼, 예컨대, 플러그랩(plugwrap)으로 필터 로드를 감싸는 것을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 열은 필터 로드가 감싸지기 전에 적용될 수 있다. 다르게는, 필터 로드가 감싸진 후에 가열될 수 있다.The method of the present invention may further comprise wrapping the filter rod with a suitable wrapper, such as a plugwrap. In this case, heat can be applied before the filter rod is wrapped. Alternatively, the filter rod may be heated after it has been wrapped.

일부 구체예에 따르면, 조립된 필터는 가열되어 첨가제를 용융시키지만, 이러한 접근법은 필터 재료의 절연 특성에 의해 어려워질 수 있다. 또한, 필터 제조의 속도는 필터를 가열하는데 이용가능한 시간이 제한된다는 것을 의미한다. 그러나, 조립된 필터의 가열은 여러 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 필터 로드는 전도에 의해, 예컨대, 고온 공기의 존재 하에 가열된 통 상에서 열에 노출될 수 있다. 다르게는, 필터 로드의 트레이(예컨대, 트레이 당 4,000 필터)는 고온 공기의 존재 하에 가열된 터널 또는 유사한 기기에 통과될 수 있다. 다르게는, 필터 트레이트는 복사, 예컨대, 마이크로파 복사의 적용에 의해 가열될 수 있다. According to some embodiments, the assembled filter is heated to melt the additive, but this approach can be difficult by the insulating properties of the filter material. The rate of filter manufacture also means that the time available to heat the filter is limited. However, heating of the assembled filter can be accomplished in a number of ways. For example, the filter rod may be exposed to heat by conduction, for example on a heated barrel in the presence of hot air. Alternatively, a tray of filter rods (eg, 4,000 filters per tray) may be passed through a heated tunnel or similar device in the presence of hot air. Alternatively, the filter tract can be heated by the application of radiation, for example microwave radiation.

본 발명의 방법은 필터 엘리먼트 내에 미립자 재료를 도입시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 미립자 재료에는 흡착제(예, 활성 탄소, 차콜, 실리카 겔, 해포석, 알루미나, 이온 교환 물질 등으로부터 선택됨), pH 조절제(예, 알칼리성 물질, 예컨대, Na₂C0₃, 산성 물질), 풍미제, 그 밖의 고형 첨가제, 및 이들의 혼합물이 포함된다.The method of the present invention may further comprise introducing particulate material into the filter element. Suitable particulate materials include adsorbents (e.g. selected from activated carbon, charcoal, silica gel, calcite, alumina, ion exchange materials, etc.), pH adjusters (e.g. alkaline materials such as Na ₂ CO ₃ , acidic materials), flavoring agents, Other solid additives, and mixtures thereof.

유리하게는, 미립자 재료는 높은 특이도 없이 연기 성분을 흡착할 수 있는 비교적 높은 표면적 물질의 군으로부터 선택될 수 있다. 적합한 일반적인 흡착제는 탄소, 활성 탄소, 활성 차콜, 활성 코코넛 탄소, 활성 석탄-기반 탄소 또는 차콜, 제올라이트, 실리카 겔, 해포석, 알루미늄 산화물(활성 또는 비활성), 탄소질 수지 또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. Advantageously, the particulate material may be selected from the group of relatively high surface area materials capable of adsorbing smoke components without high specificity. Suitable common adsorbents are groups consisting of carbon, activated carbon, activated charcoal, activated coconut carbon, activated coal-based carbon or charcoal, zeolite, silica gel, calcite, aluminum oxide (active or inactive), carbonaceous resin or combinations thereof Can be selected from.

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 하나의 유형의 미립자 재료는 탄소, 예를 들어, 활성 탄소, 또는 차콜 또는 그 밖의 탄소질 흡착제 재료이다. 바람직한 유형의 활성 탄소는 활성 코코넛 탄소이다.One type of particulate material that can be used in the process of the invention is carbon, such as activated carbon, or charcoal or other carbonaceous adsorbent material. Preferred types of activated carbon are activated coconut carbons.

미립자 재료는 필터 엘리먼트 전체에 걸쳐 배치되거나, 필터 엘리먼트의 일부분에(전부가 아님) 배치될 수 있는 방식으로 필터 엘리먼트 내에 도입될 수 있다. 미립자 재료는 코어의 전체 세로 길이에 걸쳐 배치될 수 있다. 다르게는, 미립자 재료는 코어의 하나의 단부와 다른 단부의 짧은 부품 사이에 배치될 수 있다. 다르게는, 미립자 재료는 코어의 어떠한 단부로부터 연장되는 - 또는 단부에 존재하는 것을 필요로 하지 않는 별개의 영역에 존재할 수 있다. 여러 영역이 상이한 하중의 미립자 재료 및/또는 상이한 유형의 미립자 재료를 지닐 수 있다.The particulate material may be introduced into the filter element in a manner that may be disposed throughout the filter element or may be disposed on (but not all) a portion of the filter element. The particulate material may be disposed over the entire longitudinal length of the core. Alternatively, the particulate material may be disposed between one end of the core and the short part of the other end. Alternatively, the particulate material may be in a separate area that extends from any end of the core—or does not need to be present at the end. Several regions may have different loads of particulate material and / or different types of particulate material.

본 발명의 방법은 적합한 래퍼에서 필터 엘리먼트를 감싸는 것을 추가로 포함할 수 있다.The method of the present invention may further comprise wrapping the filter element in a suitable wrapper.

필터 엘리머트의 래퍼는 바람직하게는 페이퍼 래퍼이고, 가장 바람직하게는 통상적인 플러그랩, 예컨대, 약 20g/m² 내지 약 35g/m², 바람직하게는 약 27g/m²의 평량을 지니는 플러그랩을 포함한다. 플러그랩은 다공성 또는 비다공성일 수 있다.A wrapper for the filter Eli gamut is preferably a paper wrapper, and most preferably, conventional plug wrap, for example, from about 20g / m ² to about 35g / m ^2, preferably a plug wrap having a basis weight of about 27g / m ² It includes. The plug wrap can be porous or nonporous.

본 발명의 방법은 표면의 하나 이상의 부위에 접착되는 미립자 재료를 포함하는 래퍼의 사용을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 미립자 재료는 래퍼의 둘 또는 그 이상의 부위에 접착되고, 그러한 부위는 서로로부터 래퍼의 전체 세로 길이에 걸쳐 연장하는 하나 이상의 부위와 둘레가 이격되어 있다.The method of the present invention may include the use of a wrapper comprising a particulate material that adheres to one or more portions of the surface. Preferably, the particulate material is adhered to two or more portions of the wrapper, the portions being spaced apart from one another with one or more portions extending over the entire longitudinal length of the wrapper.

본 발명의 방법에 따라 생성된 흡연 물품 필터 엘리먼트는 흡연 물품 필터 내에 도입될 수 있다.Smoking article filter elements produced in accordance with the method of the present invention may be incorporated into a smoking article filter.

흡연 물품 필터는 본 발명의 방법의 단일의 필터 엘리먼트를 포함할 수 있다. 다르게는, 흡연 물품 필터는 본 발명의 방법에 따라 생성된 둘 또는 그 이상의 필터 엘리먼트를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 필터 엘리먼트는 복합(또는 다중-성분) 필터의 부분품일 수 있다. 적합하게는, 복합 필터의 필터 엘리먼트는 그 다음의 엘리먼트에 인접하는 각각의 필터 엘리먼트의 단부와 서로의 세로방향으로 배열된다. 복합 필터는 2, 3, 4, 또는 그 이상의 상이하거나 별개의 부품을 지닐 수 있다. 한 가지 구체예에서는 필터가 세 개의 부품으로 되어 있는 삼중-필터이다. 또 다른 구체예에서는 필터가 두 개의 부품으로 되어 있는 이중-필터이다.The smoking article filter may comprise a single filter element of the method of the invention. Alternatively, the smoking article filter may comprise two or more filter elements produced according to the method of the present invention. In other words, the filter element may be part of a composite (or multi-component) filter. Suitably, the filter elements of the composite filter are arranged longitudinally of each other with the end of each filter element adjacent to the next element. The composite filter may have two, three, four, or more different or separate components. In one embodiment, the filter is a triple-filter consisting of three parts. In another embodiment, the filter is a double-filter consisting of two parts.

복합 필터의 필터 부품은 동일하거나, 다르게는 하나 이상의 부품이 다른 부품 또는 부품들의 조성물과 상이한 조성물을 지닐 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구체예에서, 하나 이상의 부품은 임의로 (i) 셀룰로즈 아세테이트 필터 재료; (ii) 생분해가능한 필터 재료, 예컨대, 크레이프, 크림핑 또는 개더링 페이퍼 재료; (iii) 캡슐화될 수 있는 하나 이상의 첨가제, 예컨대, 흡착 또는 풍미 재료; 및/또는 (iv) 과립 재료, 예컨대, 흡착 재료를 포함할 수 있는 공동(cavity)을 포함할 수 있다.The filter parts of the composite filter may be the same, or alternatively one or more parts may have a different composition than the other parts or compositions of parts. For example, in some embodiments, the one or more components optionally comprise (i) cellulose acetate filter material; (ii) biodegradable filter materials, such as crepe, crimping or gathering paper materials; (iii) one or more additives that can be encapsulated, such as adsorbent or flavor materials; And / or (iv) a cavity that may comprise a granular material, such as an adsorbent material.

본 발명의 방법에 따라 생성된 흡연 물품 필터 엘리먼트는 흡연 물품 내에 도입될 수 있다. 필터 엘리먼트는 상기 기재된 바와 같은 흡연 물품 필터의 형태일 수 있다. Smoking article filter elements produced in accordance with the method of the present invention may be introduced into a smoking article. The filter element may be in the form of a smoking article filter as described above.

필터 엘리먼트 및/또는 필터 엘리먼트를 포함하는 필터는 시가렛일 수 있는 흡연 물품을 형성시키는 통상적인 팁핑(tipping) 겉포장에 의해 감싸진 흡연가능한 충전제 재료 로드(즉, 예를 들어, 감싸진 담배 로드)에 부착될 수 있다.The filter comprising the filter element and / or the filter element is a smokeable filler material rod (i.e., a wrapped tobacco rod) wrapped by a conventional tipping envelope that forms a smoking article which may be cigarette. It can be attached to.

적합하게는, 흡연가능한 충전제 재료는 담배 재료 또는 담배 대용물 재료일 수 있다. 바람직하게는, 흡연가능한 재료는 담배 재료이다. 적합하게는, 담배 재료는 하나 이상의 줄기, 옆편(lamina), 및 담배 가루(tobacco dust)를 포함한다. 담배 재료는 버지니아(Virginia) 또는 황색종(flue-cured) 담배, 버어리종(Burley) 담배, 오리엔탈(Oriental) 담배, 판상엽의 유형 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 흡연가능한 재료는 담배 재료의 배합물을 포함하는 것이 매우 바람직하다.Suitably, the smokeable filler material may be a tobacco material or a tobacco substitute material. Preferably, the smokable material is a tobacco material. Suitably, the tobacco material comprises one or more stems, lamina, and tobacco dust. The tobacco material preferably includes one or more of the following types: Virginia or flu-cured tobacco, Burley tobacco, Oriental tobacco, platelet. It is very desirable for the smokeable material to include a combination of tobacco materials.

흡연가능한 충전제 재료는 또한 번 첨가제, 애쉬(ash) 개선제, 무기 충전제 재료, 유기 충전제, 에어로졸 발생 수단, 결합제(binder), 풍미제 및/또는 착색제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. Smokeable filler materials may also include one or more of burn additives, ash improvers, inorganic filler materials, organic fillers, aerosol-generating means, binders, flavors and / or colorants.

팁핑 겉포장은 겉포장을 통풍시키거나 통풍시키지 않을 수 있다.The tipping envelope may or may not be ventilated.

본 발명의 기재된 방법 및 시스템의 다양한 변형 및 변화가 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명은 특정 바람직한 구체예와 함께 기재되었지만, 청구된 본 발명이 그러한 특정 구체예로 과도하게 제한되지 않아야 함을 이해해야 한다. 실제로, 당업자에게 분명한 본 발명을 실시하기 위해 기재된 방식의 다양한 변형은 하기 청구항의 범위 내에 존재하는 것으로 의도된다.
Various modifications and variations of the described methods and systems of the invention will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention. While the invention has been described in conjunction with certain preferred embodiments, it should be understood that the invention as claimed should not be unduly limited to such specific embodiments. Indeed, various modifications of the described modes for carrying out the invention which are apparent to those skilled in the art are intended to be within the scope of the following claims.

Claims

A method of making a smoking article filter element comprising a sheet material and an additive, the method comprising:
i) applying an additive to the filter material which is solid at room temperature;
ii) heating and melting the additives; And
iii) forming filter material and additives in the filter element, wherein the steps of the method may be performed in any order.

The method of claim 1, wherein after applying the additive material to the filter material, the filter element is formed and then the additive is heated.

The method of claim 1, wherein the additive is heated and applied to the filter material as a liquid, followed by forming a filter element.

The method of claim 1, wherein the additive comprises a high molecular weight polyethylene glycol that is solid at room temperature.

The method of claim 4, wherein the polyethylene glycol is PEG 1000.

The method of claim 1, wherein the additive is included in the filter element in an amount up to about 50% by weight of the filter element.

The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the filter material is a nonwoven sheet material or paper.

The method of claim 1, wherein the filter material is fiber tow.

The method of claim 1, wherein the filter element further comprises one or more adsorbent materials.

A filter element for a smoking article comprising a filter material and an additive which is solid at room temperature, the filter element for smoking article obtained or obtainable by the method of any one of claims 1 to 9.

A filter for smoking article, comprising the filter element of claim 10.

A smoking article comprising the filter element of claim 10 and / or the filter of claim 11 and a rod of smokeable filler material.

The smoking article according to claim 12, which is a cigarette.