KR20130045859A

KR20130045859A - 천공된 궐련지

Info

Publication number: KR20130045859A
Application number: KR1020127028583A
Authority: KR
Inventors: 베른하르트 아이트칭어
Original assignee: 델포르트그룹 아게
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2013-05-06
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: JP2013524026A; EP2552253B1; JP5882297B2; BR112012024652B1; PL2552253T3; WO2011120687A1; ES2608472T3; DE102010013669A1; PH12012501960A1; KR101811074B1; EP2552253A1; CN102843923A; MY161949A; CN102843923B; US20130104915A1; BR112012024652A2

Abstract

본 발명은 궐련지 (1)에 관한 것이고, 이로부터 제조된 궐련에 자기-소화 성질을 제공하고, 여기서 궐련지는 적어도 하나의 천공된 개별 구역 (2)을 포함하며, 천공된 영역 외의 공기 투과도보다 더 큰 공기 투과도를 포함한다. 천공된 영역은 최종 필터 궐련에서 바람직하게는 필터 (5) 부근에 존재한다.

Description

천공된 궐련지{PERFORATED CIGARETTE PAPER}

본 발명은 궐련지(cigarette paper)에 관한 것으로, 궐련지는 이로부터 제조되는 궐련에 자기-소화(self-extinguishing) 성질을 제공하고 적어도 하나의 개별 천공된 영역을 가진다.

궐련의 자기-소화에 관한 법률 규정 때문에, 궐련 산업에서는 이런 자기-소화를 보장하는 궐련을 제공해야 할 필요성이 있다. 이로써 방치된 채로 남아있는, 훈소(smoldering) 궐련이 가구, 침대 또는 다른 가정의 직물을 점화하는 것을 예방한다. 따라서 훈소 궐련이 이들 물질과 접촉하는 경우에 다른 물질을 점화하는 데에 있어서 감소된 성향을 가지는 궐련을 제조하는 것이 추구된다.

궐련의 점화 성향을 측정하기 위한 시험은 ASTM E2187-04b에서 설명한다. 이 시험은 10 겹의 필터 종이로 구성된 기재 상에 훈소 궐련을 위치시키는 단계를 포함한다. 이 시험은 40 개의 궐련으로 수행하고 글로잉 콘(glowing cone)이 궐련 필터에 도달하기 전에 기재 상에서 자기-소화하는 궐련의 백분율을 결정한다.

본 발명의 범위 내에서, 자기-소화하는 성질은 예를 들어 ASTM E2187-04b에 따라 시험한 적어도 대부분의 궐련이, 즉 백분율로 50 % 초과가 앞서 말한 기준을 충족시킨다는 것을 의미함을 이해할 수 있다.

통상적인 궐련은 궐련지로 싸인 담배로 구성되고 이와 함께 통상적으로 원통형의 담배 막대를 형성한다. 담배 막대는 보통 필터와 붙어있고, 이것은 통상적으로 셀룰로오스 아세테이트 섬유로 구성된다. 필터 및 담배 막대는 팁핑 종이(tipping paper)로 싸여 있다. 팁핑 종이는 담배 막대와 필터를 연결한다.

궐련의 자기-소화는 대부분의 경우에서, 상응하는 궐련지, 즉 담배를 감싸는 종이의 디자인에 의해 달성된다. 궐련지는 확산 상수가 매우 낮고, 적어도 궐련지의 일부 영역에서는 훈소 공정을 유지하기 위해 불충분한 산소가 글로잉 콘에 도달하도록 설계된다. 그 결과로, 훈소 궐련은 자기-소화한다.

통상적인 궐련지는 나무, 아마 또는 다른 물질로부터 얻어지는 셀룰로오스 섬유로 구성된다. 상이한 기원의 셀룰로오스 섬유의 혼합물이 또한 활용될 수 있다. 궐련지는 10 g/m² 내지 60 g/m²의 통상적인 기본 중량을 가지고, 여기서 20 g/m² 내지 35 g/m²의 범위가 일반적으로 바람직하다.

종종 궐련지는 또한 무기, 미네랄 충전제를 포함하고, 이것은 10 % 내지 40 %의 질량 분율로 종이에 첨가된다. 흔히 사용되는 충전제 물질은 백악 (칼슘 카보네이트)이지만, 다른 산화물 및 카보네이트, 예컨대 산화 마그네슘 및 수산화 알루미늄 또한 사용할 수 있다.

궐련지는 또한 타는 염(burning salt)을 구비할 수 있고, 이것이 종이의 타는 속도를 증가시키거나 감소시킨다. 시트르산 나트륨 및 시트르산 삼칼륨 뿐만 아니라 이들의 혼합물이 매우 흔하게 사용되고 종이 질량의 0 % 내지 5 %의 양으로 종이에 첨가된다. 그러나, 기술적으로 적절한 타는 염의 군은 시트르산염, 말산염, 타르타르산염, 아세트산염, 질산염, 숙신산염, 푸마르산염, 글루콘산염, 글리콜산염, 락트산염, 옥살산염, 살리실산염, α-히드록시카프릴산염 및 인산염을 추가적으로 포함한다.

궐련지는 통상적으로 0.3 m 내지 5 m의 너비를 가지는 두루말이로 제조되고 예를 들어 통상적으로 9 mm 내지 35 mm의 궐련 원주로부터 유도되는 너비를 가지는 실패(bobbin)로 다시 잘린다.

자기-소화성을 얻는 한 가능한 방법은 종이 제조 공정의 결과로서, 궐련이 스스로 소화하도록 확산 상수가 이미 매우 낮은 궐련지를 선택하는 것이다. 그러나, 그 결과로서, 궐련 내에 공기의 흐름이, 즉 공기 투과도가 압력 차 때문에 크게 감소한다. 궐련의 담배 막대의 연기가 스모킹(smoking) 과정 동안 유입되는 공기에 의해 매우 적은 정도로 겨우 희석될 수 있고 타르, 니코틴 및 특별히 일산화 탄소에 대한 궐련 연기 수치(cigarette smoke value)가 상당히 증가하기 때문에, 이것이 단점이라는 것을 입증한다. 예를 들어, 이런 종이의 공기 투과도가 10 CORESTA 유닛 (1 CORESTA 유닛 = 1 CU = 1 cm³ (cm³ 분 kPa)) 미만인 반면에, 자기-소화되지 않는 통상적인 궐련지는 20 CU 내지 300 CU의 공기 투과도를 가진다.

이런 단점은 궐련지에 전체 표면에 대해서 천공함으로써 제거된다. 따라서 천연 세공 구조에 비해 큰 구멍이 종이에 생성되고 공기 투과도가 증가하지만, 종이의 확산 상수는 거의 변화하지 않는다. 이어서 스모킹 과정 동안 궐련 내로 희석된 공기가 흐를 수 있고 상기 언급한 시험에서, 이 종이로부터 제조한 궐련의 자기-소화를 손상시키지 않으면서 궐련 연기 수치가 낮아진다.

이런 천공이 다른 방법에 의해서 수행될 수 있다. 예를 들어, 종이가 종이의 구멍을 태우는 하나 이상의 불꽃 방출 공간을 통과하여 이동하는, 정전기적 천공이 사용될 수 있다. 이들 구멍은 통상적으로 5 μm 내지 100 μm의 직경을 가진다. 게다가, 레이저 천공이 사용될 수 있고, 이것은 50 μm 내지 500 μm의 통상적인 직경을 가지는 약간 더 큰 구멍을 생성한다. 추가적인 예는 바늘 또는 유사한 공구로 종이에 구멍을 생성하는, 기계적 천공이다. 이들 구멍은 100 μm 내지 2000 μm의 통상적인 직경을 가진다.

궐련지가 일반적으로 천공 후에 공기 투과도가 50 CU 내지 500 CU이도록 구멍 뚫려있다고 해도, 천공 방법으로 달성된 공기 투과도는, 예를 들어 6000 CU 초과까지 매우 높을 수 있다.

천공 방법은 종이 제조 후에, 두루말이 또는 실패의 너비로 별개의 천공 기계 상에서 수행된다. 물론, 임의의 바람직한 천공 방법에 의해 궐련 기계 상에서, 즉 궐련 또는 궐련지로부터의 유사한 담배 제품의 제조 전, 제조 동안 또는 제조 후에 궐련 기계 상에서 천공이 또한 가능하다.

낮은 초기 공기 투과도를 가지는, 전체 표면에 대한 궐련지의 천공은 그러나 이 종이로부터 제조되는 궐련의 흡연자의 선호도 면에서 크게 불리하다. 높은 공기 투과도 때문에, 많은 양의 희석된 공기가 스모킹 과정 동안 궐련 내로 흐른다. 따라서, 담배 막대 및 또한 천공된 궐련지는 이후에 스모킹 과정 동안 소비된다. 따라서 희석된 공기가 궐련 내로 들어올 수 있는 영역이 훈소 궐련 상에서뿐만 아니라 훈소 과정 동안 흡연자에 의해 취해지는 모든 퍼프(puff)로, 감소한다. 그래서 담배 막대가 더 짧아지기 때문에, 이것은 흡연자가 각 퍼프시에 증가하는 타르, 니코틴 및 일산화 탄소의 양을 받아들이게 한다. 따라서 흡연자는 궐련이 각 퍼프시에 "더 강하게" 된다고 느낀다. 이 감각은 바람직하지 않다.

이 효과를 보충하기 위한 한가지 가능성은 궐련 프로파일의 천공에 의해 궐련 자루를 따라 계속적인 공기 투과도 프로파일을 제공하는 대신에, 담배 막대의 길이에 걸쳐 일정한 공기 투과도를 선택하지 않는 것이고, 스모킹 과정 동안 매 퍼프시 궐련 연기 수치의 증가가 가능한 최대 범위로 감소한다. 따라서 반복되는 계속적인 공기 투과도 프로파일은 천공에 의해 궐련지 웹(web) 상에서 생성되어야 한다.

이 방법이 이론적으로 가능하다고 할지라도, 상당한 기술적 문제점이 발생한다. 반면에 이런 계속적인 프로파일을 생성하기 위한 천공 장치의 규정은 요구하는 바가 크고 규정을 위한 공기 투과도의 계속적인 측정은 단지 부정확하게 수행될 수 있고 고속에서는 실현 가능하지 않다. 그래서, 모두 가능한 경우에, 이런 프로파일이 제조될 수 있는 속도는 또한 낮다.

반면에, 공기 투과도 프로파일이 최종(finished) 궐련 상에서 정확한 위치에 있도록, 궐련 기계 상의 궐련지로부터 형성된 끝이 없는 담배 막대는 이런 계속적인 공기 투과도 프로파일의 시작점과 끝점에서 정확하게 잘라져야 한다. 그러나 모든 경우에서, 공기 투과도의 계속적인 진행 때문에 프로파일의 시작은 매우 부정확하게 겨우 감지될 수 있다.

본 발명의 목적은 따라서 선행 기술의 단점을 극복하는 것이다.

본 발명의 목적은 궐련지에 의해 달성되고, 이로부터 제조되는 궐련에 자기-소화 성질을 제공하고, 여기서 궐련지는 적어도 제1 개별 영역을 포함하고, 이것은 천공된 것이고 제1 천공된 영역 외의 공기 투과도보다 더 큰 공기 투과도를 가진다.

궐련지의 한 실시양태에서, 제1 천공된 영역 내 공기 투과도는 전체 천공된 영역에 대해 일정하다.

궐련지의 한 실시양태에서, 제1 천공된 영역 내의 공기 투과도는 50 CU 내지2000 CU, 바람직하게는 100 CU 내지 1000 CU이다.

궐련지의 한 실시양태에서, 제1 천공된 영역의 너비는 2 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 4 mm 내지 12 mm, 더욱 바람직하게는 5 mm 내지 9 mm이다.

한 실시양태에서, 궐련지는 짧은 쪽 (A)을 추가적으로 포함하고, 이것은 최종 궐련에서 필터와 직면하는 것이고, 여기서 제1 천공된 영역은 짧은 쪽 (A)과 인접한 궐련지 길이의 1/3 내에, 바람직하게는 짧은 쪽 (A)과 인접한 궐련지 길이의 1/4 내에, 및 더욱 바람직하게는 짧은 쪽 (A)과 인접한 궐련지 길이의 1/5 내에 위치한다.

한 실시양태에서, 궐련지는 짧은 쪽 (A)을 추가적으로 포함하고, 이것은 최종 궐련에서 필터 (6)와 직면하며, 짧은 쪽 (A)과 인접한 궐련지의 1/2 또는 1/3 내의 평균 공기 투과도는 궐련지의 나머지 부분의 평균 공기 투과도보다 더 크다.

한 실시양태에서, 궐련지는 적어도 제2 개별 영역을 포함하고, 이것은 천공된 것이고 비천공된 영역에 의해 제1 천공된 영역과 분리되어 있다.

궐련지의 한 실시양태에서, 제2 천공된 영역은 제1 천공된 영역 보다 제1 짧은 쪽으로부터 더 멀리 떨어져 있다.

궐련지의 한 실시양태에서, 제2 천공된 영역 내 공기 투과도는 제1 천공된 영역 내 공기 투과도보다 더 낮다.

한 실시양태에서, 궐련지는 적어도 하나의 추가적인 개별 영역을 포함하고, 이것은 천공된 것이고 제1 천공된 영역 및 제2 천공된 영역으로부터 적어도 하나의 비천공된 영역에 의해 분리된다.

궐련지의 한 실시양태에서, 추가적인 천공된 영역은 제1 천공된 영역 및 제2 천공된 영역보다 짧은 쪽 (A)으로부터 더 멀리 위치한다.

궐련지의 한 실시양태에서, 추가적인 천공된 영역 내 공기 투과도는 제1 천공된 영역 및 제2 천공된 영역 내의 공기 투과도보다 더 낮다.

궐련지의 한 실시양태에서, 제2 천공된 영역 및/또는 추가적인 천공된 영역 내에 공기 투과도는 각각 전체 천공된 영역에 대해 일정하다.

궐련지의 한 실시양태에서, 제2 천공된 영역 및/또는 추가적인 천공된 영역 내에 공기 투과도는 50 CU 내지 2000 CU, 바람직하게는 100 CU 내지 1000 CU이다.

궐련지의 한 실시양태에서, 제2 천공된 영역 및/또는 추가적인 천공된 영역의 너비는 2 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 4 mm 내지 12 mm 및 더욱 바람직하게는 5 mm 내지 9 mm이다.

궐련지의 한 실시양태에서, 천공된 영역 외의 공기 투과도는 15 CU 미만, 바람직하게는 10 CU 미만이다.

한 실시양태에서, (천공된 영역 외 및 그 내에서) 궐련지의 확산율 또는 궐련지의 평균 확산율은 0.35 cm/s 미만, 바람직하게는 0.25 cm/s 미만 및 더욱 바람직하게는 0.20 cm/s 미만이다.

한 실시양태에서, 궐련지는, 카보네이트 및 산화물로 구성되는 군, 바람직하게는 칼슘 카보네이트, 수산화 알루미늄 및 산화 마그네슘으로 구성되는 군으로부터 선택되는, 하나 이상의 미네랄 충전제를 포함하고, 하나 이상의 미네랄 충전제의 중량 분율은 특히 바람직하게는 10 % 내지 40 %이다.

한 실시양태에서, 궐련지는, 시트르산염, 말산염, 타르타르산염, 아세트산염, 질산염, 숙신산염, 푸마르산염, 글루콘산염, 글리콜산염, 락트산염, 옥살산염, 살리실산염, α-히드록시카프릴산염 및 인산염으로 구성되는 군, 바람직하게는 시트르산 나트륨 및 시트르산 삼칼륨으로 구성되는 군으로부터 선택되는, 하나 이상의 타는 염을 포함하고, 하나 이상의 타는 염의 함량은 특히 바람직하게는 5 중량% 이하이다.

한 실시양태에서, 궐련지는 10 g/m² 내지 60 g/m², 바람직하게는 20 g/m² 내지 35 g/m²의 기본 중량을 가진다.

본 발명의 목적은 추가적으로 본 발명에 따른 궐련지를 포함하고 필터 및 팁핑 종이를 추가적으로 포함하는 필터 궐련에 의해 달성되고, 여기서 팁핑 종이 및 제1 천공된 영역 사이의 거리는 10 mm 미만, 바람직하게는 5 mm 미만이다.

본 발명의 목적은 추가적으로 본 발명에 따른 궐련지의 제조 방법에 의해 달성되고, 상기 방법은 정전기적 천공, 레이저 천공 및/또는 기계적 천공에 의해 적어도 하나의 천공된 영역을 생성하는 천공 단계를 포함한다.

본 방법의 한 실시양태에서, 천공 단계는 궐련 기계 또는 대안으로 궐련 기계로부터 떨어진 장치에서 수행한다.

본 발명의 목적은 추가적으로 본 발명에 따른 궐련지를 제조하기 위한 종이 (원지; base paper)의 사용에 의해, 바람직하게는 본 발명에 따른 방법에 의해 달성되고, 여기서 종이는 0.3 m 내지 5 m 또는 대안으로 9 mm 내지 35 mm의 너비를 가지는 종이 웹(paper web)의 형태로 제공된다.

사용의 한 실시양태에서, 원지의 공기 투과도는 15 CU 미만, 바람직하게는 10 CU 미만이다.

사용의 한 실시양태에서, 원지는 0.35 cm/s 미만, 바람직하게는 0.25 cm/s 미만, 가장 바람직하게는 0.20 cm/s 미만의 확산율을 가진다.

사용의 한 실시양태에서, 원지는 카보네이트 및 산화물로 구성되는 군으로부터 선택된, 바람직하게는 칼슘 카보네이트, 수산화 알루미늄 및 산화 마그네슘으로 구성된 군으로부터 선택된 미네랄 충전제를 포함하고, 하나 이상의 미네랄 충전제의 중량 분율은 특히 바람직하게는 10 % 내지 40 %이다.

사용의 한 실시양태에서, 원지는 시트르산염, 말산염, 타르타르산염, 아세트산염, 질산염, 숙신산염, 푸마르산염, 글루콘산염, 글리콜산염, 락트산염, 옥살산염, 살리실산염, α-히드록시카프릴산염 및 인산염으로 구성되는 군으로부터 선택되는, 바람직하게는 시트르산 나트륨 및 시트르산 삼칼륨으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 타는 염을 포함하고, 하나 이상의 타는 염의 함량은 특히 바람직하게 5 중량% 이하이다.

사용의 한 실시양태는, 원지가 10 g/m² 내지 60 g/m², 바람직하게는 20 g/m² 내지 35 g/m²의 기본 중량을 가진다.

본 발명의 목적은 추가적으로 본 발명에 따른 궐련을 제조하기 위한 본 발명에 따른 궐련지의 사용에 의해 달성된다.

본 발명은 놀랍게도 계속적인 공기 투과도 프로파일을 생성할 필요성이 없으나 대신에 궐련지에 대하여, 비교할 수 있는 좋은 효과를 달성하기 위해 궐련 필터와 인접하게 배치된, 일정한 공기 투과도를 가진 개별 영역을 천공하는 것으로 충분하다는 것을 발견한 사실에 기초한 것이다.

필터와 인접한 하나의 개별 천공된 영역이 불충분한 경우, 궐련 연기 수치가 여전히 너무 높아서, 상이한 공기 투과도를 가지는 추가적인 개별 영역이 물론 천공에 의해 제조될 수 있고, 그리고 불이 붙여지는 궐련의 끝부분과 더 가까이에 적당히 위치한다. 두 개의 이런 개별 천공된 영역으로 보통 충분하다.

둘 이상의 개별 천공된 영역 - 이 종이로부터 제조된 궐련의 종방향의 관점 - 이 잇달아 배열되는 경우, 계속해서 바람직하게는 입에 닿는 끝부분, 즉 불을 붙이는 끝 부분의 반대쪽 끝 부분을 향한 방향으로 공기 투과도가 증가하는 경향이 있다. 예를 들어, 입에 닿는 끝부분과 더 가까운 궐련지의 1/2 또는 1/3에서 평균 공기 투과도는 바람직하게는 궐련지의 잔여 부분에서보다 더 크다.

이런 효과의 원인이 완전히 알려지진 않았지만, 다음의 설명이 어떻게 이를 달성하는지 암시를 제공할 수 있다. 스모킹 과정 동안 주위 공기에 대한 음압이 궐련의 입에 닿는 끝부분에 생성되어 궐련을 통한 공기 흐름을 야기하고 흡연자에게로 필터를 통해 연기를 이동시킨다. 이런 음압은 궐련을 따라 감소하여, 글로잉 콘의 바로 앞 지점과 주위 공기 사이에 압력 차가 거의 존재하지 않는다.

따라서, 궐련 필터와 가까이 위치한 개별 천공된 영역이, 스모킹 과정 동안, 즉 비교적 많은 양의 공기가 담배 막대 내로 흘러 들어올 수 있는 동안 주위 공기와 담배 막대 내부 사이의 압력 차가 높은 담배 막대의 영역에 위치한다. 글로잉 콘과 더 가까운 그리고 입에 닿는 끝부분으로부터 더 먼 영역에서, 이런 압력 차는 더 작다. 따라서 이들 영역은 궐련 내로 흘러들어오는 공기 부피에 덜 기여하고, 이런 영역이 천공되어 있지 않은 경우, 즉 낮은 공기 투과도를 가지는 경우, 한 번의 퍼프 동안 궐련 연기 수치 상에 거의 영향을 주지 않는다.

천공된 영역은 성질 상 개별적이고 비천공된 영역과 분명하게 분리되어 있기 때문에, 이들은 광학 셀서로 분명하게 감지될 수 있고 궐련 기계 상에서의 종이 공급 및 절삭 공정을 동시에 하게 하는 것이 어렵지 않아 각 궐련 상에 개별 영역이 필터와 인접한 바람직한 위치에 위치한다.

게다가, 천공된 영역의 각각에서 공기 투과도는 일정하다. 따라서 천공 장치는 단지 종이 웹의 속도에 상응하는 빈도로 스위치를 켜고 끄는 것이 필요하다. 이것은 다음의 계속적인 공기 투과도 프로파일보다 훨씬 쉽다. 또한, 상이한 공기 투과도 (구역 내에서는 일정함)를 가지는 개별 영역의 천공은, 그러나 천공 장치의 천공 힘이, 상기 장치가 스위치를 켜고 끄는 각 시간을 쉽게 조정할 수 있기 때문에 어려움을 야기하지 않는다.

하기에서, 일부 실시예는 바람직한 발명의 효과를 입증할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 궐련지 (1)의 모범적인 실시양태를 가진 궐련의 개괄적인 도시이고, 이는 제1 천공된 영역 (2), 제2 천공된 영역 (3) 및 추가적인 천공된 영역 (4)을 포함한다. 이 도시에서, 궐련지 (1)는 궐련의 담배 기둥 (7)으로부터 부분적으로 펼쳐져 있다. 필터 (6)와 이를 부분적으로 감싸고 있는 팁핑 종이 (5)뿐만 아니라 짧은 쪽 (A)이 또한 도시된다.

도 2는 바람직한 효과를 달성하기 위한 궐련지의 특정 천공 패턴을 보여준다. 이 패턴은 기계로 만드는 궐련의 통상적인 제조 방법으로부터 얻어진다. 도 2에서, 숫자로 표기한 포장지의 천공 영역은 도 1의 그 부분에 상응한다. 궐련을 제조할 때, 처음에 끝없는 담배 막대를 형성하고 이어서 궐련의 담배 막대의 두 배 길이로 측정되는 조각으로 선 (B)을 따라 절삭한다. 궐련 제조 방법의 이어지는 단계에서, 이들 담배 막대의 두 배 길이 부분은 선 (C)을 따라 두 조각으로 절삭하고 축 방향으로 떨어져서 두 배 길이의 필터 팁을 그 사이에 위치시킬 수 있다. 전체 두 배 길이의 필터 및 필터와 인접한 담배 막대의 일부 영역을 부착하고 두 배 너비의 팁핑 종이로 감싼다. 그런 후에, 두 배 길이 필터로 연결된 두 배의 궐련을, 필터의 중간 부분을 관통하는 마지막 절삭에 의해 두 개의 궐련으로 절삭한다. 궐련지 상에서 천공에 의해 제조되는 패턴은 또한 다른 궐련 제조 방법에 채택될 수 있다.

실시예 1

실시예의 시작 지점은 다음의 사양을 가지는 궐련지이다:

기본 중량 28 g/m²

충전제 분율 종이 질량의 21 %

충전제 백악

타는 염 분율 1 %

타는 염 시트르산 칼륨

공기 투과도 6 CU

확산율 0.2 cm/s (CO₂에 대하여)

확산율은 종이의 확산 상수 [cm²/s]를 종이의 두께 [cm]로 나눈 것이다. 이것은 이동 계수이고 종이 두께에 독립적으로 주어진 농도 차에서 종이를 통한 가스 흐름을 설명한다. 확산율은 예를 들어, 소딤(Sodim) 사의 CO₂ 확산율 미터(CO₂ diffusivity meter)로 측정할 수 있다.

물론, 천공 전에 공기 투과도가 상응하게 낮다면, 즉 통상적으로 약 15 CU 미만이거나, 또는 확산 상수가 이로부터 제조된 궐련의 자기-소화를 보증하도록 약 0.35 cm/s 미만이라면, 예를 들어 상이한 기본 중량, 상이한 충전제 및 충전제 분율, 상이한 타는 염 및 상이한 타는 염 분율을 가지는 다른 궐련지로도 동등한 좋은 결과가 또한 달성될 수 있다.

이 궐련지에 이어서 정전기적으로 전체 표면에 대해 천공하였고, 50 CU, 100 CU, 150 CU 및 200 CU의 공기 투과도가 달성되었다.

추가적인 종이 샘플을 같은 궐련지로부터 제조했고, 여기서 전체 표면 대신에 개별 영역을 천공했다. 이들 영역은 밴드로 설계하여, 천공된 영역이 전체적으로 원주 방향으로 궐련을 에워싸는 소정의 너비를 가지게 했다. 종이는 하나 또는 두 개의 밴드를 갖추었으나, 왜 더 많은 밴드가 또한 제공될 수 없는지에 대한 이유는 없다. 이들 종이의 사양은 표 1에 열거한다.

* 거리는 팁핑 종이의 전단부(front edge)로부터 개별 천공된 영역의 시작부까지의 공간이다.

** 비교 공기 투과도는 개별 영역의 천공된 궐련지로 시험 궐련 상에 같은 궐련 연기 수치를 제공하는, 전체 표면에 대해 천공된 궐련지의 공기 투과도이다.

다음의 사양을 가지는 궐련을 모든 종이로부터 제조했다:

궐련 길이 84 mm

필터 길이 20 mm

팁핑 종이의 길이 24 mm

담배 막대의 길이 64 mm

가시적인 담배 막대 길이 60 mm

직경 7.8 mm

담배 중량 650 mg

담배 블렌드 아메리칸 블렌드(American Blend)

필터 통풍의 정도 15 %

이들 사양은 단지 본보기일 뿐인 것으로 이해되고, 본 발명은 물론 비슷한 성과로 임의의 다른 궐련 디자인에 적용할 수 있다.

모든 궐련 샘플의 점화 성향은 우선 ASTM E2187-04b에 따라 시험했다. ASTM E2187-04b에 따르면, 각 궐련지에 대하여 40 개의 궐련을 시험했고 모든 샘플의 시험된 궐련의 90 % 이상이 자기-소화했으며, 여기서, 샘플들 사이에 통계적으로 중요한 차이점이 발견되지는 않았다.

추가적으로 DIN ISO 4387에 나타나는 방법에 의해 궐련을 피웠다. 이 방법으로, 2 초에 35 cm³의 부피를 매 분 훈소 궐련의 입에 닿는 끝부분에서 뽑아낸다. 이런 35 cm³의 뽑아냄을 퍼프라 부른다. 표준에 의해 정의된 최소 길이 미만으로 궐련을 피울 때까지 이 절차를 반복한다. 연기가 유리 섬유 필터를 통해 뽑아내어지고, 이것을 나중에 화학적으로 분석한다. 이로부터, 니코틴이 없는 건조 축합물 ("타르") 및 니코틴을 측정하고 보통 궐련 당 mg의 단위로 제공한다.

기계 스모킹을 보그발트(Borgwaldt) RM20 유형의 스모킹 기계로 수행했으나, 이것은 개조되어, 궐련의 모든 퍼프가 상이한 유리 섬유 필터를 통과했고, 각 퍼프의 궐련 연기 수치가 분석 후에 결정될 수 있었다. 각 종이 샘플로부터 20 개의 궐련을 이와 같은 방식으로 기계-스모킹 했다.

처음 퍼프에서 궐련에 불이 붙기 때문에, 처음 퍼프는 궐련 연기 수치에 대해서 제외되고 고려 사항에서 배제될 것이다. 또한 표준화된 기계 스모킹 동안에, 궐련이 퍼프 동안 상기 설명한 최소 길이 미만으로 작아지기 때문에 마지막 퍼프를 완전히 수행할 수 없을 수도 있다. 이런 퍼프 ("부분적인 퍼프")는 전체 퍼프의 분율로 기록된다. 따라서 간단히 나타내기 위해, 마지막 퍼프는 또한 고려 사항에서 배제한다.

일반적으로, 퍼프와 퍼프 사이에는 궐련 연기 수치의 단조로운 증가가 있다. 퍼프와 퍼프 사이의 궐련 연기 수치의 불균일성을 설명하기 위해, 궐련의 두 번째 퍼프와 끝에서 두 번째 퍼프 사이의 니코틴이 없는 축합물 ("타르")의 비율을 계산한다. 이 비율은 표 2에 열거한다. 이 비율이 높을수록, 퍼프와 퍼프 사이의 궐련 연기 수치 증가가 강하다는 것이고, 퍼프 프로파일이 더욱 불균일하다는 것이다.

*** 상대값은 전체 표면에 대해 천공된 궐련지 및 표 1에서 제공되는 공기 투과도를 가지는 궐련에 대해 끝에서 두 번째 및 두 번째 퍼프 사이의 타르 비율이다.

모든 샘플은 퍼프 프로파일의 균일성에서의 개선을 보이고, 여기서 통상적으로 약 5 % 내지 20 %의 관찰되는 타르 비율의 감소가 달성되었다.

실시예 2: 샘플 A 및 B

우선, 천공된 영역이 이제, 스모킹 과정 동안 주위 공기 압력과 담배 막대 내부 압력의 차이가, 글로잉 콘과 더 가까이 위치한 구역에서보다 높은 구역에 위치하기 때문에, 필터와 가까운 개별 영역에서 천공의 농도가 공기 투과도를 감소 시킴을 알 수 있다. 전체 표면에 대해 천공된 종이가 60 mm의 길이에 대하여 50 CU의 공기 투과도를 가지는 반면에, 샘플 A는 이 길이의 겨우 1/10, 즉 6 mm에 대해서만 천공되어 있다. 궐련 내에 같은 공기 흐름을 흘리기 위해서는, 공기 투과도는 10 배 높을 필요가, 즉 500 CU일 필요가 있을 것이라 예상되었다. 놀랍게도, 단지 160 CU가 같은 궐련 연기 수치를 달성하기에 충분한 것을 발견할 수 있다. 퍼프 프로파일의 균일성에 관하여, 타르 비율이 1.42에서 1.23으로 약 13 %의 개선이 달성된다.

더 높은 공기 투과도 (샘플 B)에서는, 이 효과가 더욱 더 두드러진다. 이 경우에 역시, 200 × 60/6 = 2000 CU의 공칭 값 대신에 650 CU의 공기 투과도로 충분하다.

실시예 3: 샘플 C-F

궐련지가 하나의 개별 영역 대신에 두 개의 개별 영역으로 천공되는 경우에, 이어서 전체 표면에 대하여 천공된 궐련지를 가진 궐련에 필적할 만한 궐련 연기 수치가 심지어 더 낮은 공기 투과도로 달성될 수 있다. 천공된 표면 영역이 이제 단지 하나의 천공된 영역과 비교하여 두 배의 크기이므로 이것은 명백하다. 이론적으로, 샘플 C의 공기 투과도는 그 양의 반으로, 즉 80 CU로 선택될 수 있다. 그러나, 제2 천공된 영역은 입에 닿는 끝부분으로부터 더 멀리에 위치하고 따라서 압력차가 더 이상 크지 않은 구역에 있다. 게다가, 스모킹 과정 동안 그것은 소비된다. 따라서 이것의 기여는 더 작고 이런 이유로 샘플 C의 두 영역 모두 전체 표면에 대해 천공된 50 CU의 종이를 가진 궐련과 비슷한 궐련 연기 수치를 얻기 위해 120 CU로 천공될 필요가 있다. 이들 고려 사항은 샘플 D, E 및 F의 더 높은 공기 투과도에 적절히 적용한다.

타르 수치의 비율에 관하여, 이 개선은 단지 하나의 천공된 영역을 가진 것에서와 같이 뚜렷하게 구별되지 않는다고 할지라도, 전체 표면에 대한 천공과 비교하여 약 10 % 내지 20 %의 뚜렷한 개선이 발견될 수 있다.

더 낮은 공기 투과도 때문에, 더 낮은 힘 및 더 높은 속도에서 천공을 수행하는 것이 가능하고, 따라서 이런 장점은 퍼프 프로파일의 균일성의 감소된 개선과 비교 검토되어야 한다.

실시예 4: 샘플 A, G 및 H

샘플 A, G 및 H는 오직 팁핑 종이의 전단부로부터 천공된 영역의 거리에서 차이가 있다. 샘플 A의 경우에 그것은 1 mm이고, 샘플 G의 경우에, 3 mm이고, 마지막으로 샘플 H의 경우에 5 mm이다. 전체 표면에 대해 천공된 종이와 비교하여 퍼프 프로파일의 균일성에서 개선이 달성되는 것이 발견되었으나, 이 개선의 정도는 제1 천공된 영역이 팁핑 종이의 전단부로부터 멀어질수록 빠르게 감소한다. 더욱 구체적으로, 개선은 13 %로부터, 3 mm에서 약 8 %로, 5 mm 거리에서 단지 5 %로 감소한다. 따라서 이 거리를 적어도 10 mm보다 작게 및 바람직하게는 5 mm보다 작게 유지하는 것이 바람직하다.

실시예 5: 샘플 A, J, K 및 N 및 B

샘플 A, J, K 및 N은 우선 천공된 영역의 너비에서 차이가 있다. 또한, 비슷한 궐련 연기 수치를 얻기 위해 공기 투과도를 적절히 조정하였다. 너비 6 mm의 샘플 A는 160 CU를 가지고, 너비 7 mm의 샘플 J는 약 140 CU를 가지고, 너비 9 mm의 샘플 K는 단지 110 CU를 가지고, 마지막으로 너비 20 mm의 샘플 N은 단지 80 CU를 가진다.

7 %로부터 14 %로 퍼프 프로파일의 균일성에서의 개선이 달성될 수 있었다.이것은 너비의 영향이 더 작다는 것을 보여준다. 또한 개선이 달성되려면, 천공된 영역이 20 mm 초과의 너비를 가질 수 있다고 추정할 수 있다. 이 데이터를 기초로, 천공된 영역의 최대 너비는 약 25 mm로 선택될 것이다.

최소 너비는 종이의 인장 강도를 많이 손상시키지 않는 그런 좁은 구역에서 천공 장치에 의해 달성될 수 있는 최대 공기 투과도에 의해 제한된다. 샘플 B의 경우, 시작 지점에서 6 mm의 너비에 대해 650 CU를 가지고, 이어서 2 mm 너비의 영역은 같은 결과를 얻기 위해서는 명목상 1950 CU로 천공되어야 한다. 이는 이미 그런 작은 영역에서 달성하기 어려운 매우 높은 공기 투과도이고, 이것이 천공된 영역의 너비가 2 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 4 mm 내지 12 mm 및 더욱 바람직하게는 5 mm 내지 9 mm이어야 하는 이유이다.

실시예 6: 샘플 A, E, L 및 M

마지막으로, 샘플 L 및 M은 두 개의 천공된 영역의 공기 투과도가 같을 필요가 없다는 것을 보여준다. 이전의 결과를 기초로, 입에 닿는 끝부분과 더 가까이 위치한 영역을 더 강하게 천공하는 것이 유리해 보인다. 샘플 L 및 M에 대하여, 제1 영역의 공기 투과도는 제2 영역의 공기 투과도의 약 150 %이다.

약 13 % (샘플 L)에서, 타르 수치의 비율에서 달성된 개선은 샘플 A의 천공된 영역을 가진 종이와 필적할 만하다.

그러나 샘플 E 및 M에서와 같이 더 높은 공기 투과도에서는, -11.6 %에서, 두 영역에서 같은 수준의 천공을 사용한 것 (샘플 E, 370 CU)이, 타르 비율에 있어서 -15 %의 변화를 가지는, 동등하지 않게 천공된 종이를 가진 샘플 M (410 CU/270 CU)보다 더 나쁜 결과를 제공한다.

이들 결과로부터, 임의의 경우에서, 제2 영역이 제1 영역보다 더욱 더 천공된 것이 유리하지 않다는 것을 추정할 수 있다. 기술적으로 편리하고 궐련 연기 수치를 조정할 수 있는 한, 제2 영역이 덜 천공되는 것을 추구한다.

비슷하게, 다수의 천공된 영역에 대하여, 입에 닿는 끝부분으로부터 글로잉 콘까지 보자면, 각 영역은 그 앞부분보다 덜 천공되어야 한다는 것이 사실이다.

또한 상이한 너비를 가지는 영역을 제공해야 할 어떤 이유도 없다. 비슷하게, 천공된 영역의 위치는 또한 다양할 수 있다.

전반적으로, 본 발명의 많은 추가적인 변화가 가능하고, 여기 실시예는 단지 본 발명의 원리를 도시하는 것이고 한정하려는 의도가 아니다.

Claims

궐련지로서, 이로부터 제조되는 궐련에 자기-소화(self-extinguishing) 성질을 제공하고, 여기서 궐련지가 하나 이상의 개별 영역 (2)을 포함하며, 이 영역이 천공된 것이고 천공된 영역 외의 공기 투과도보다 더 큰 공기 투과도를 가지는 것을 특징으로 하는 궐련지 (1).
제1항에 있어서, 천공된 영역 (2) 내의 공기 투과도가 전체 천공된 영역에 걸쳐 일정한 것인 궐련지.
제1항 또는 제2항에 있어서, 천공된 영역 (2) 내의 공기 투과도가 50 CU 내지 2000 CU, 바람직하게는 100 CU 내지 1000 CU인 궐련지.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 천공된 영역 (2)의 너비가 2 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 4 mm 내지 12 mm 및 더욱 바람직하게는 5 mm 내지 9 mm인 궐련지.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 최종 궐련에서 필터 (6)와 직면하는 짧은 쪽 (A)을 추가로 포함하고, 여기서 천공된 영역 (2)이 짧은 쪽 (A)과 인접한 궐련지 길이의 1/3 이내이고, 바람직하게는 짧은 쪽 (A)과 인접한 궐련지 길이의 1/4 이내, 더욱 바람직하게는 짧은 쪽 (A)과 인접한 궐련지 길이의 1/5 이내인 궐련지.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 최종 궐련의 필터 (6)와 직면하는 짧은 쪽 (A)을 추가로 포함하고, 짧은 쪽 (A)과 인접한 궐련지 길이의 1/2 또는 1/3 이내에서 평균 공기 투과도가 궐련지의 나머지 부분의 평균 공기 투과도보다 더 큰 것인 궐련지.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 제2 개별 영역 (3)을 포함하고, 이것이 천공된 것이고, 비천공된 영역에 의해 제1 천공된 영역 (2)과 떨어져 있는 것인 궐련지.
제7항에 있어서, 제2 천공된 영역 (3)이 제1 천공된 영역보다 짧은 쪽 (A)으로부터 더 멀리에 위치하는 것인 궐련지.
제7항 또는 제8항에 있어서, 제2 천공된 영역 (3) 내의 공기 투과도가 제1 천공된 영역 (2) 내의 공기 투과도보다 더 낮은 것인 궐련지.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 추가적인 개별 영역 (4)을 포함하고, 이것이 천공된 것이고 하나 이상의 비천공된 영역에 의해 제1 천공된 영역 (2)으로부터 및 제2 천공된 영역 (3)으로부터 떨어져 있는 것인 궐련지.
제10항에 있어서, 추가적인 천공된 영역 (4)이 제1 천공된 영역 (2) 및 제2 천공된 영역 (3)보다 짧은 쪽 (A)으로부터 더 멀리 위치하는 것인 궐련지.
제10항 또는 제11항에 있어서, 추가적인 천공된 영역 (4) 내의 공기 투과도가 제1 천공된 영역 (2) 및 제2 천공된 영역 (3) 내의 공기 투과도보다 더 낮은 것인 궐련지.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 천공된 영역 외의 공기 투과도가 15 CU 미만, 바람직하게는 10 CU 미만인 궐련지.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 0.35 cm/s 미만, 바람직하게는 0.25 cm/s 미만, 및 더욱 바람직하게는 0.20 cm/s 미만의 평균 CO₂ 확산율을 가지는 궐련지.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 궐련지 (1)를 포함하고, 필터 (6) 및 팁핑 종이(tipping paper) (5)를 추가로 포함하며, 여기서 팁핑 종이 (5)와 제1 천공된 영역 (2) 사이의 거리가 10 mm 미만, 바람직하게는 5 mm 미만인 궐련.
정전기적 천공, 레이저 천공 및/또는 기계적 천공에 의해 하나 이상의 천공된 영역을 생성하기 위한 천공 단계를 포함하는, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 궐련지를 제조하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 천공 단계가 궐련 기계 상에서 또는 궐련 기계와 떨어진 장치에서 수행되는 것인 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 궐련지를, 바람직하게는 제15항 또는 제16항에 따른 방법에 의해 제조하기 위한, 0.3 m 내지 5 m 또는 9 mm 내지 35 mm의 너비를 가지는 종이 웹의 형태로 제공되는 종이의 용도.
제15항에 따른 궐련을 제조하기 위한, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 궐련지의 용도.