KR20130088498A - 필터 내 연기흐름 속도 증가를 통한 연량감 개선 필터 - Google Patents

필터 내 연기흐름 속도 증가를 통한 연량감 개선 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 담배 필터는 흡입되는 담배 연기의 흐름 경로 말단에 형성되고, 특정 성분을 걸러주기 위해 탄소부 또는 아세테이트부 중 적어도 하나를 포함하는 필터 소자 및 상기 필터 소자와 연결되어 담배 연기의 흐름 속도 또는 균일도를 조절하는 연기흐름조절부를 포함하며, 이러한 연기흐름조절부는 생분해성 수지 조성물로 형성될 수 있다.

Description

필터 내 연기흐름 속도 증가를 통한 연량감 개선 필터 {Smoke volume improving cigarette filter tip by increment of smoke stream velocity in filter}
본 발명은 담배 필터에 관한 것으로, 구체적으로 담배 필터 내 담배 연기 흐름을 조절하여 입자 크기 조절 및 담배맛을 향상시키고, 생분해성 특성을 부여한 담배 필터에 관한 것이다.
일반적으로 알려진 것처럼, 흡연 과정에서 발생되는 담배 연기 중에는 타르나 니코틴을 포함하는 인체에 유해한 영향을 주는 물질이 함유되어 있다. 따라서, 연기 중에 함유된 특정 성분을 제거하는 것이 중요하며 이에 담배의 각초부 말단에는 담배 필터가 부착되어 있다.
담배 필터 내부의 담배 연기 흐름을 조절하면 흡연자의 담배맛에 대한 흡연 충족감이나 만족감을 향상시킬 수 있는데, 일반적인 담배 필터는 아세테이트로 구성되어 있어 흡연시 담배 필터 내부의 담배 연기의 흐름을 조절하거나 변경하는 등의 특수한 기능을 부여하는데 어려움이 있다.
또한, 이러한 담배 필터에 플라스틱 성형물을 적용하여 담배 필터 내 연기 흐름을 조절하거나 변경하는 등의 특수한 기능성을 부여하고자 하는 경우, 흡연 후 버려지는 담배 꽁초 등에 포함된 플라스틱 성형물에 의해 심각한 환경문제를 야기할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 필터 내부의 담배 연기 흐름 속도 증가와 균일도를 향상시켜 입자 크기 조절 및 담배맛 향상을 가능하게 하는 담배 필터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 담배 연기 흐름을 조절할 수 있는 필터 성형물을 생분해성 수지 조성물로 형성하여, 환경 문제를 야기하지 않는 담배 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 또 다른 목적은, 생분해성을 저해하지 않으면서 압출 생산에 있어 수축율, 탄성회복율 등의 물성을 개선하여 압출 가공성을 높이면서 경도와 유연성을 확보할 수 있는 생분해성 수지 조성물 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 담배 필터는 흡입되는 담배 연기의 흐름 경로 말단에 형성되고, 특정 성분을 걸러주기 위해 탄소부 또는 아세테이트부 중 적어도 하나를 포함하는 필터 소자 및 상기 필터 소자와 연결되어 담배 연기의 흐름 속도 또는 균일도를 조절하는 연기흐름조절부를 포함한다.
상기 상기 연기흐름조절부는 원통형 몸체와 상기 원통형 몸체의 내부에서 담배필터의 길이방향으로 형성된 리브(rib)를 포함할 수 있다.
상기 리브들은 복수 개로 형성되며, 복수 개의 리브들은 각각 타원 형상으로 상기 몸체의 중앙으로부터 반경방향으로 형성될 수 있다.
또는, 상기 리브는 Y자 형상으로, 상기 몸체의 중앙으로부터 반경방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
상기 담배 필터는 연기흐름조절부의 일 측에 위치하여 내부에 공간을 형성하는 원통형 중공부를 더 포함할 수 있다.
상기 연기흐름조절부는 세균 또는 효소계에 의해 분해될 수 있는 생분해성 수지 조성물로 형성될 수 있으며, 상기 생분해성 수지 조성물은 생분해성 고체 화합물 40 내지 95 중량부에 탄산칼슘 5 내지 60 중량부를 혼합하여 이루어질 수 있다.
상기 생분해성 고분자 화합물은 폴리부틸렌숙시네이트(Poly butylene succinate; PBS), 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(Poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT), 폴리유산 (Polylactic acid, PLA) 또는 이들 혼합물일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 생분해성 수지 조성물은 생분해성 고분자 화합물 40~95중량부에 탄산칼슘 5~60 중량부를 혼합하여 이루어지며, 상기 생분해성 고분자 화합물은 폴리부틸렌숙시네이트(Poly butylene succinate; PBS), 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(Poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT) 또는 폴리유산 (Polylactic acid, PLA) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 생분해성 수지 조성물을 이용한 담배 필터 성형물의 제조 방법은, 생분해성 고분자 화합물과 탄산칼슘을 혼합한 혼합물을 제공하는 단계, 상기 혼합물을 130도 내지 90도의 온도에서 용융시키는 단계, 상기 용융된 혼합물을 140도 내지 190도 온도 하에서 금형에 의해 압출 성형하여 담배 필터 성형물로 성형하는 단계 및 상기 담배 필터 성형물을 냉각하는 단계를 포함한다.
이러한 혼합물은 생분해성 고분자 화합물 40~95중량부에 탄산칼슘 5~60 중량부를 혼합하고, 상기 생분해성 고분자 화합물은 폴리부틸렌숙시네이트(Poly butylene succinate; PBS), 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(Poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT) 또는 폴리유산 (Polylactic acid, PLA) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 냉각 단계는 10 내지 25도의 초입부, 15 내지 30도의 중입부 및 15 내지 30도의 말단부로 구성된 냉각장치에 의해 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 혼합물을 제공하는 단계는, 탄산칼슘과 생분해성 수지를 혼합하고 용융 압출하여 펠릿(pellet) 상태로 고형화시켜 칩(chip) 형태로 만드는 단계 및 상기 칩을 생분해성 고분자 화합물과 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 필터 내부에서의 담배 연기의 흐름 속도 증가와 균일도 향상을 통하여 입자 크기 조절 및 담배맛 향상을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 담배 연기 흐름을 조절하는 성형물을 생분해성 수지 조성물로 형성하여 환경 문제를 야기하지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 생분해성 수지 조성물의 생분해성을 저해하지 않으면서 압출 생산에서의 수축율, 탄성회복율 등의 물성을 개선하여 압출 가공성을 높이면서 경도와 유연성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 담배 필터의 구성도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 연기흐름조절부의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 수지 조성물을 이용한 담배 필터 성형물의 제조 방법을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 꽃잎모양의 연기흐름조절부를 구비한 담배 필터와 중공(recess) 담배 필터에 의한 연기 흐름 시뮬레이션 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 꽃잎모양의 연기흐름조절부를 구비한 담배 필터와 'Y'자모양의 연기흐름조절부를 구비한 담배 필터에 의한 연기 흐름 시뮬레이션 결과이다.
도 6은 비교예 1과 시험예 1의 퍼프별 TPM 이행량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 비교예 1과 시험예 1의 퍼프당 빨림성을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 담배 필터(100)의 구성도이다. 이러한 담배 필터(100)는 각초부와 팁페이퍼로 연결되어 담배의 말단에 형성되어 있다.
도 1을 참조하여, 담배 필터(100)는 특정 성분을 걸러주는 필터 소자 및 담배 연기의 흐름 속도 또는 균일도를 조절하는 연기흐름조절부(130)를 포함한다.
필터 소자는 각초부와 연결되고 활성탄을 포함하는 탄소부(110) 및 이러한 탄소부(110)와 연결되고 활성탄을 포함하지 않는 아세테이트부(120)로 구성될 수 있다. 또는, 필터 소자는 탄소부(110) 또는 아세테이트부(120) 중 하나만을 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 필터 소자를 통해서 담배 연기 내의 타르나 니코틴과 같은 특정 성분이 걸러진다.
연기흐름조절부(130)는 수지 성형물로 형성될 수 있으며, 이러한 수지 성형물은 상온에서 고체이거나 상온 이상의 온도에서 고체인 물질로 물리적으로 성형이 가능한 고체로 구성될 수 있다. 또는 이러한 수지 성형물은 상온에서 고체이거나 상온 이상의 온도에서 유체화될 수 있는 물질로 구성될 수 있다.
담배 필터(100)는 그 말단에 연기흐름조절부(130)와 접하는 중공부(140)를 더 포함할 수 있다. 이러한 중공부(130)는 내부에 공간을 형성하도록 구성될 수 있으며, 일정 강도를 가지는 담배 권지에 의해 형성될 수 있다. 중공부(130)에 의해 입과의 접촉감이 향상되고, 시각적 심미감이 증대된다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 연기흐름조절부(130)의 단면을 도시한다.
도 2를 참조하여, 연기흐름조절부(130)는 원통형 몸체(132) 및 리브(rib; 134)를 포함할 수 있으며, 이러한 리브(134)는 원통형 몸체(130)의 내부에서 담배 필터(100)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 원통형 몸체(132)의 내부와 리브(134)들에 의해 형성된 공간은 담배 연기가 이동할 수 있는 통로가 된다. 원통형 몸체(132)는 담배 필터(100)의 길이 방향을 따라 1mm 내지 50mm의 길이로 형성될 수 있다.
도 2(a)를 참조하여, 연기흐름조절부(130)는 꽃잎 모양으로 형성될 수 있다. 원통형 몸체(130)는 연기흐름조절부(130)의 바깥쪽에 형성되고, 실질적으로 담배 필터(100)의 지름과 대응되게 형성될 수 있다. 이러한 원통형 몸체(130)의 안 쪽에 형성된 리브(134)는 타원형으로 형성될 수 있으며, 타원형의 리브(134) 내부에는 공간이 형성될 수 있다.
이러한 리브(134)는 복수 개로 구성되어, 원통형 몸체(132)의 중심으로부터 원통형 몸체(132)의 둘레까지 방사방향으로 연장되게 형성된다. 타원형상의 리브(132)들은 바람직하게 2개 이상, 7개 이하로 구성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 4개로 구성될 수 있다.
또는, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 연기흐름조절부(130)는 'Y'자 모양으로 형성될 수 있다. 즉, 원통형 몸체(130)의 안 쪽에 3개의 리브(134)들이 형성될 수 있으며, 각각의 리브(134)는 원통형 몸체(132)의 중심으로부터 원통형 몸체(132)의 둘레까지 방사방향으로 일직선으로 연장될 수 있다.
또는, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 연기흐름조절부(130)는 원통모양으로 형성될 수 있다. 이 경우에는 원통형 몸체(132)만으로 구성되고, 그 내부에 별도의 리브를 형성하지는 않는다.
본 실시예에서는 꽃잎모양, 'Y'자 모양 및 원통모양의 연기흐름조절부(130)를 설명하고 있으나, 연기흐름조절부(130)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 연기흐름조절부(130)는 삼각형상, 십자형상 등과 같이 그 내부에 담배 연기가 통과할 수 있는 공간을 형성할 수 있는 것이라면 어느 것이든 가능하다 할 것이다.
연기흐름조절부(130)는 세균이나 효소에 의해 분해될 수 있는 생분해성 수지 조성물로 형성될 수 있다.
이러한 생분해성 수지 조성물은 생분해성 고분자 화합물과 탄산칼슘을 일정 비율로 혼합하여 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 생분해성 조성물은 생분해성 고분자 화합물 40 내지 95 중량부에 탄산칼슘 5 내지 60 중량부를 혼합하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 탄산칼슘의 첨가량이 60 중량부를 초과하여 첨가되면 생산도중 제품이 절단되거나, 기계적 강도가 현저히 낮아지고 경도가 너무 높아 압출 생산성이 급격히 저하되는 문제가 있고, 5 중량부 미만으로 첨가되면 생분해성 원료 고유의 수축 및 연성으로 인한 생산성 불량이 개선되지 않는 단점이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 생분해성 고분자 화합물은 중량평균분자량(Mw) 110,000 내지 250,000인 폴리부틸렌숙시네이트(Poly butylene succinate; PBS) 또는 중량평균분자량(Mw) 110,000 내지 200,000인 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(Poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT)를 사용하며, 이들은 각각 하기의 화학구조식 1 및 2의 반복구조를 가진다.
[화학구조식 1]
Figure pat00001
(상기 식에서, n은 1 내지 5이며, m은 상기 중량평균분자량 범위를 만족하는 정수이다.)
[화학구조식 2]
Figure pat00002
(상기 식에서, x, y, z는 각각 독립적으로 1 내지 5이며, m은 상기 중량평균분자량 범위를 만족하는 정수이다.)
상기 생분해성 고분자 화합물은 중량평균분자량 (Mw) 30,000 내지 100,000인 폴리유산 (Poly lactic acid, PLA)을 사용할 수 있다. 상기 생분해성 고분자 화합물은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 상기 생분해성 고분자 화합물은 별도의 축중합공정에 의해 제조될 수 있다. 그 예로써, 하기 PBS 수지의 축중합과정을 예시할 수 있다.
<PBS수지의 중합과정>
Figure pat00003
상기 중합과정의 일 예를 설명하면, PBS 수지는 글리콜로서 1,4-butanediol, 디카르복실산으로서는 succinic acid를 사용한다. 이 때 디카르복실산과 글리콜의 몰비는 1:1 내지 1:1.5로 하였으며, 질소기류 중에서 승온을 하고, 200에서 2 내지 3시간 동안 에스테르화 반응 시켜 이론량의 물을 유출시킨 후, 촉매를 넣고 온도를 상승시킨 후, 245℃에서 1 Torr 이하의 고진공 하에서 축중합반응을 진행하며 반응의 종료는 반응기 교반기의 토크(torque)를 관찰하여 반응의 종결시점을 정하게 된다.
균일한 혼합을 위하여, 본 발명의 생분해성 지방족 고분자 화합물에 첨가되는 탄산칼슘은 상기 생분해성 고분자 화합물에 첨가하기 전에 우선 혼합하여 펠렛(pellet)상으로 고형화 시켜 칩(chip)형태로 가공하여 첨가되는 것이 좋다(이하, '탄산칼슘칩'이라 한다).
상기 탄산칼슘칩은, 예를 들어, 탄산칼슘 60~90중량부, 생분해성 수지 10~40중량부를 포함하도록 혼합한 혼합물을 펠렛타이징(pelletizing)하여 고형화 시킨다.
종래의 생분해성 수지들은 친환경 대체 소재로서 적용이 가능하나, 원료 고유의 특성에 따른 생산성 결여 문제로 인하여 그 적용 범위가 매우 제한적이다. 즉, 고온 압출 후 범용수지 대비 50% 이상의 수축이 발생되는 문제로 인하여 다양한 제품에 응용이 어렵고, 수축 후 강제 성형을 유도하여도 최초 수축 상태로 회귀하려는 탄성회복율이 매우 높아 성형의 목적으로 수축된 폭을 확장시켰을 경우에도 최초 수축 상태로 원상 복귀하는 형상을 보여 성형성이 매우 결여되었다. 이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 이러한 생분해성 수지 조성물에 의하면, 압출성, 수축성, 탄성회복율 등의 물성이 개선되어 범용수지에 버금가는 생산성을 확보할 수 있고 경도 및 유연성을 동시에 확보할 수 있다. 이로 인한 생산성 향상으로 담배 필터(100)의 생산 원가의 절감 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 설명되는 본 발명의 압출생산성이 우수한 담배 필터용 생분해성 수지 조성물을 이용하여 연기흐름조절부(130)와 같은 담배 필터 성형물을 제조할 수 있으며, 도 3은 이러한 생분해성 수지 조성물을 이용한 담배 필터 성형물의 제조 방법을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 수지 조성물을 이용한 담배 필터 성형물 제조 방법은, 생분해성 고분자 화합물과 탄산칼슘칩을 준비하고, 앞서 설명한 비율로 포함하는 혼합물을 준비하는 단계(S210), 상기 혼합물을 온도 130℃~190℃ 환경하에 용융시키는 단계(S220), 상기 용융 후, 용융된 용융물을 금형(Dies)으로 공급하여 140℃ 내지 190℃ 조건으로 금형에 통과시켜 압출 성형하여 담배 필터 성형물로 성형하는 단계(S230) 및 상기 압출 성형된 성형물을 냉각하는 단계(S240)를 포함하여 이루어 진다.
여기서, 상기 냉각단계에서의 사용되는 냉각장치의 냉각온도는 초입부 10℃ 내지 25℃, 중입부 15℃ 내지 30℃, 말단부 15℃ 내지 30℃가 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 담배 필터 성형물 제조 방법에서, 상기 혼합물을 준비하는 단계는 탄산칼슘과 생분해성 수지를 일정비율로 혼합한 후, 용융 압출 및 펠렛화 과정을 거쳐 칩(Chip)으로 만드는 단계와 칩을 생분해성 고분자 화합물과 혼합하는 단계로 나누어 질 수 있다.
이때, 탄산칼슘 60~90중량부, 생분해성 수지 10~40중량부를 포함하도록 혼합하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 담배 필터(100)에 의한 다양한 시험예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 꽃잎모양의 연기흐름조절부를 구비한 담배 필터와 중공(recess) 담배 필터에 의한 연기 흐름 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 구체적으로, 비교예 1은 중공 담배 필터에 의한 연기 흐름 결과는 나타내고, 시험예 1은 본 발명의 실시예에 따른 꽃잎모양의 연기흐름조절부를 구비한 담배 필터에 의한 연기 흐름 결과를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 시험예 1은 비교예 1에 비해 필터 내 연기 유속이 빠르고, 그 분포도 균일함을 알 수 있다. 이로 인해, 시험예 1에 의할 때 담배 연기의 담배맛 강도(impact) 증가 및 빨림성이 향상되고 많은 연기량으로 인해 풍부한 맛 속성과 흡연 만족감이 증가된다.
꽃잎모양의 연기흐름조절부의 부착에 의해 좁은 유로로 연기가 통과함에 따라 연기의 흐름이 불규칙하게 되어 에어로졸 입자의 충돌이 발생하여 연기 중 에어로졸의 응집 효과로 인해 에어로졸 입자의 크기가 증가한다. 이로 인해, 흡연시 담배맛 강도는 더욱 증가될 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 꽃잎모양의 연기흐름조절부를 구비한 담배 필터(시험예 1)와 'Y'자모양의 연기흐름조절부를 구비한 담배 필터(시험예 2)에 의한 연기 흐름 시뮬레이션 결과이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 시험예 2의 유속은 시험예 1의 유속과 비슷하며, 분포도도 균일하게 나타남을 알 수 있다. 다만, 시험예 2에 의하면 시험예 1에 비해 연기 흐름이 직선적으로 일어나 불규칙한 흐름에 의한 에어로졸 응집 현상은 줄어들어 흡연시 담배맛 강도 증진은 조금 덜 발생한다.
이하에서는, 시험예 1과 비교예 1을 비교하여 본 발명의 실시예에 따른 담배 필터(100)의 특징에 대해 자세히 설명한다.
비교예 1과 시험예 1의 세부 사양
아래 표 1과 같이, 시험예 1 및 비교예 1에 대한 필터 설계를 위하여 활성탄이 첨가된 탄소부 및 활성탄이 첨가되지 않은 아세테이트(acetate)부 필터반제품 흡인저항은 720mmH2O로 통일하였고, 탄소부 및 아세테이트부 필터반제품의 길이는 완제품 적용을 위하여 각각 72mm 및 120mm로 설정하였다. 또한, 탄소부 및 아세테이트부의 가소제(Triacetin) 함량은 세그먼트(segment)별 6% 수준으로 설정하였고, 비교예 1과 시험예 1의 탄소부에 적용된 활성탄 함량은 3mg/mm수준으로 설계하여 필터완제품을 제조하였다.
구분 단위 설계 내역
흡인저항 mmH2O AC 720/72mm, A 720/120mm, Total 480/108mm
필터권지 - AC 및 A(일반), 완제(하드권지)
가소제 함량 % 6±2(AC 및 A 공통)
활성탄 함량 mg/mm 3.0
비교예 1과 시험예 1의 궐련 물리성
항목 단위 비교예 1 시험예 1
각초무게 mg/cig 609 610
궐련둘레 mm 24.5 24.5
희석율 % 68(2.1) 67(2.3)
UPD mmH2O 87(3.1) 89(6.8)
EPD mmH2O 182(5.9) 180(10.3)
활성탄 함량 mg/cig 19 18
자연연소성 분,초/3cm 5'24" 5'20"
수분 % 14.0 13.9
표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 2아 시험예 1의 비교 분석을 위한 필터 완제품을 사용하여 제조된 권련시료에 대한 물리성은 큰 차이가 없다.
비교예 1과 시험예 1에 대한 일반 연기성분 분석 결과
아래 표 3에 나타난 바와 같이, 일반 연기성분 분석 결과, 비교예 1과 시험예 1에 대한 TPM, 타르 및 니코틴 이행량은 유의한 차이가 없었다.
이와는 다르게 흡연 중 퍼프(puff)수는 시험예 1에서 1퍼프 수준 감소하는 것으로 나타났다. 즉, 시험예 1의 전체 퍼프당 타르 이행량은 비교예 1에 비하여 15.4% 증가하였다.
항목 단위 비교예 1 시험예 1
TPM mg/cig 3.51 3.52
Tar mg/cig 3.01 3.10
Nic mg/cig 0.29 0.30
CO mg/cig 4.20 4.10
PUFF 회 7.80 6.90
Tar/Puff mg/cig 0.39 0.45 (15.4% ↑)
비교예 1과 시험예 1에 대한 특정 연기성분 변화
아래 표 4에 나타난 바와 같이, 비교예 2과 시험예 1에 대한 특정 연기성분(HCN, Carbonyls, VOCs 및 Semi-VOCs 등)의 이행량을 분석한 결과, 양자는 유의한 차이가 없음을 알 수 있다.
시료명 TPM
(mg/cig.)		 Tar
(mg/cig.)		 상대적 연기성분 감소율
<비교예 1 대비 시험예 1>
HCN
[%]		 Carbonylcompounds
[%]		 VOCs [%] Semi-VOCs
[%]
비교예 1 3.51 3.01 100.0 100.0 100.0 100.0
시험예 1 3.52 3.10 99.5 101.2 98.3 97.6
비교예 1과 시험예 1에 대한 생물학적 특성 분석
아래 표 5에 나타난 바와 같이, 비교예 1과 시험예 1에 대한 가스상(gas phase)의 세포기능 영향평가(glutathione 소모량) 및 고체상(TPM base)의 유전기능 영향 평가(TA98 균주 복귀돌연변이 또는 돌연변이 유발성)를 비교 분석한 결과, 양자는 유의한 차이가 없음을 알 수 있다.
시료명 상대적 생물학적 특성
<비교예 1 대비 시험예 1>
Glutathione 소모량
(%, μmol/mg TPM)		 Specific activity
(%, TA98 복귀돌연변이)
비교예 1 100.0 100.0
시험예 1 98.8 99.2
비교예 1과 시험예 1의 연기입자 크기 분석 결과
아래 표 6에 나타난 바와 같이, 시험예 1의 에어로졸 입자 사이즈(size)는 비교예 1에 비해 약 6% 증가하였고, 입자 농도는 약 20% 감소하였다.
즉, 시험예 1에 적용된 필터 담배는 비교예 1에 적용된 필터 담배에 비하여 흡연시 발생되는 TPM 및 타르 등 연기성분은 동일하나 담배맛을 강하게 느낄 수 있다.
분석항목 단위 비교예 1 시험예 1 비고
입자 직경 nm 268 284 동일 조건 선별 :
각초, PD, Vr., 각초중량
입자농도 개/cm3 3.17 x 108 2.57 x 10 8 천공위치 : 12mm(Recess)
19mm(Recess Air-jet)
비교예 1과 시험예 1의 관능 특성 분석 결과
관능특성은 32명의 평가 패널원을 대상으로 실시하였으며, 총 7점 만점을 기준으로 하였다.
아래 표 7에 나타난 바와 같이, 비교예 1과 시험예 1에 대한 흡연시 발현되는 관능 특성을 분석한 결과, 흡연 중 이취미(off-taste), 조화미(balance) 및 뒷맛 깨끗함(after-taste) 등은 유의한 차이가 없었다.
이에 반해, 흡연 중 빨린 연기량(smoke volume) 56%, 담배 맛 강도(impact) 70%, 풍부하고 깊은 맛(pitch) 68% 및 자극성(irritation) 64%가 증가하는 것으로 나타났다.
그러므로, 시험예 1에 의한 필터를 적용한 담배를 흡연할 때, 비교예 1과 동일한 타르량이 이행됨에도 불구하고 담배맛에 관련된 빨린 연기량, 담배 맛 강도, 풍부하고 깊은 맛 및 자극성 등은 강하게 느껴짐을 알 수 있다.
이는 시험예 1에 의한 필터 적용시, 동일한 타르 수준으로 흡연자에게 더 많은 흡연 충족감 또는 만족감을 주는 것을 의미하며, 비교예 1에 비해 담배를 덜 피우게 하는 효과를 나타냄을 알 수 있다.
항목 일반 Recess RAJ 제품
흡연중 이취미 2.3 2.4
빨린 연기량 3.4 5.3
담배맛 강도 3.3 5.6
풍부하고 깊은 맛 3.4 5.7
자극성 2.8 4.6
조화미 3.6 3.9
뒷맛 깨끗함 3.0 3.3
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 담배 필터
110 : 탄소부
120 : 아세테이트부
130 : 연기흐름조절부
140 : 중공부

Claims (14)

  1. 흡입되는 담배 연기의 흐름 경로 말단에 형성되는 담배 필터에 있어서,
    특정 성분을 걸러주기 위해 탄소부 또는 아세테이트부 중 적어도 하나를 포함하는 필터 소자; 및
    상기 필터 소자와 연결되어, 담배 연기의 흐름 속도 또는 균일도를 조절하는 연기흐름조절부;
    를 포함하는 담배 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연기흐름조절부는 원통형 몸체와 상기 원통형 몸체의 내부에서 담배 필터의 길이방향으로 형성된 리브(rib)를 포함하는 담배 필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 리브들은 복수 개로 형성되며, 복수 개의 리브들은 각각 타원 형상으로 상기 몸체의 중앙으로부터 반경방향으로 형성된 담배 필터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 리브는 Y자 형상으로, 상기 몸체의 중앙으로부터 반경방향으로 연장되는 담배 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연기흐름조절부의 일 측에서, 내부에 공간을 형성하는 원통형 중공부를 더 포함하는 담배 필터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연기흐름조절부는 세균 또는 효소에 의해 분해될 수 있는 생분해성 수지 조성물로 형성되는 담배 필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 생분해성 수지 조성물은 생분해성 고체 화합물 40 내지 95 중량부에 탄산칼슘 5 내지 60 중량부를 혼합하여 이루어지는 담배 필터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자 화합물은 폴리부틸렌숙시네이트(Poly butylene succinate; PBS), 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(Poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT) 또는 폴리유산 (Polylactic acid, PLA) 중 적어도 하나를 포함하는 담배 필터.
  9. 생분해성 고분자 화합물 40~95중량부에 탄산칼슘 5~60 중량부를 혼합하여 이루어진 생분해성 수지 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자 화합물은 폴리부틸렌숙시네이트(Poly butylene succinate; PBS), 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(Poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT) 또는 폴리유산 (Polylactic acid, PLA) 중 적어도 하나를 포함하는 생분해성 수지 조성물.
  11. 생분해성 수지 조성물에 의해 형성된 담배 필터 성형물 제조 방법에 있어서,
    생분해성 고분자 화합물과 탄산칼슘을 혼합한 혼합물을 제공하는 단계;
    상기 혼합물을 130도 내지 90도의 온도에서 용융시키는 단계;
    상기 용융된 혼합물을 140도 내지 190도 온도 하에서 금형에 의해 압출 성형하여 담배 필터 성형물로 성형하는 단계; 및
    상기 담배 필터 성형물을 냉각하는 단계;
    를 포함하는 담배 필터 성형물 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 혼합물은 생분해성 고분자 화합물 40~95중량부에 탄산칼슘 5~60 중량부를 혼합하고, 상기 생분해성 고분자 화합물은 폴리부틸렌숙시네이트(Poly butylene succinate; PBS), 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(Poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT) 또는 폴리유산 (Polylactic acid, PLA) 중 적어도 하나를 포함하는 담배 필터 성형물 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 냉각 단계는 10 내지 25도의 초입부, 15 내지 30도의 중입부 및 15 내지 30도의 말단부로 구성된 냉각장치에 의해 이루어지는 담배 필터 성형물 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 혼합물을 제공하는 단계는,
    탄산칼슘과 생분해성 수지를 혼합하고 용융 압출하여 펠릿(pellet) 상태로 고형화시켜 칩(chip) 형태로 만드는 단계; 및
    상기 칩을 생분해성 고분자 화합물과 혼합하는 단계;
    를 포함하는 담배 필터 성형물 제조 방법.
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