KR20140057498A - 중합체 인서트를 포함하는 흡연 물품 필터 - Google Patents

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Abstract

흡연 물품(10)은 1.5 ㎜당 약 100N 미만의 압축률을 갖고 하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 용해성 중합체 물질로 형성된 중합체 인서트(24)를 포함한다. 흡연 물품(10) 내에 중합체 인서트는 하나 이상의 오리피스(38)를 가진 횡 방향의 배리어(28)를 포함하는 흐름 억제 요소의 형태이다.

Description

중합체 인서트를 포함하는 흡연 물품 필터{SMOKING ARTICLE FILTER INCLUDING POLYMERIC INSERT}
본 발명은 용해성 중합체 물질로 형성된 중합체 인서트에 관한 것이고, 이러한 중합체 인서트를 포함하는 필터 및 흡연 물품에 관한 것이다.
필터 궐련은 통상적으로 담배 절단 필러의 포장된 로드 및 포장된 담배 로드를 갖고, 팁 페이퍼에 의해 담배 로드에 접착된 필터를 가진 말단-대-말단 관계로 정렬된 원통형 필터를 포함한다. 종래 필터 궐련에 있어서, 필터는 다공성 플러그 랩으로 포장된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 플러그로 이루어질 수 있다. 또한, 하나 이상의 구조적인 인서트를 포함하는 필터도 알려져 있다. 예를 들면, 흡연 물품의 흡입에 대한 저항(RTD)을 증가시키기 위해서 하나 이상의 흐름 억제 요소를 포함하는 필터를 제공하는 것으로 알려져 있다.
흡연 후에 남은 궐련 꽁초를 보다 용이하게 처리한 후에 분해될 수 있도록 생분해성 물질을 사용하여 궐련에 대한 필터를 생산하는 것이 이전에 제안되어 왔다. 예를 들면, 종래의 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 결합하거나 단독으로 생분해성 열가소성 물질의 섬유를 가진 섬유상 필터 세그먼트를 형성하는 것이 제안되어 왔다.
필터의 처리 후에 필터 전체의 붕괴 및 분해를 촉진시키기 위해서 용이하게 붕괴되거나 분해될 수 있는 흡연 물품의 필터에 대한 인서트를 제공하는 것이 바람직하다. 특히, 매우 다양한 온도의 액체수의 존재 하에서 용이하고 빠르게 붕괴될 수 있는 이러한 인서트를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 인서트가 기존의 장치 및 방법을 사용하여 용이하게 제조되고 흡연 물품 필터에 포함될 경우 바람직하다.
본 발명의 제 1 형태에 의해서, 1.5 ㎜당 약 100 N 미만의 압축률을 갖고 하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 용해성 중합체 물질로 형성된 중합체 인서트를 포함하는 흡연 물품을 제공한다. 압축률은 1.5 ㎜당 약 70 N 미만인 것이 바람직하고, 1.5 ㎜당 약 40 N 미만인 것이 보다 바람직하다. 압축률은 1.5 ㎜당 약 5 N 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 하나의 말단에 필터를 갖는 흡연 물품의 필터 부분의 구조적인 요소와 같이 중합체 인서트는 흡연 물품의 구조적인 요소이다.
중합체 인서트의 압축률은 중합체 인서트를 실질적으로 평평한 지지 표면에 놓고, 평평하고, 분당 100 ㎜의 속도로 움직이는 12 ㎜의 곡선 표면을 갖는 헤드를 사용하여 인서트의 하나의 면에 아래측 방향으로 힘을 적용시키는 압축 테스트로 측정될 수 있다. 이러한 테스트를 수행하기 위한 적절한 장치는 Alluris GmbH의 FMT-310 힘 테스터이다. 중합체 인서트는 압축 테스트를 행하기 전에 22℃의 온도 및 55%의 상대 습도에서 24시간 동안 조정된다. 테스트는 인서트가 1.5 ㎜로 압축될 때까지 지속된다. 이 시점에서의 힘(N)은 압축률이다. 테스트가 1.5 ㎜로 압축을 지속할 수 없을 경우, 힘은 1.5 ㎜로 표준화될 수 있다. 즉, 최대 압축력이 28 N이고, 이 최대 압축으로 압축이 1.4 ㎜인 경우, 압축률에 대해 보고된 값은 1.5 ㎜당 30N(28 N에 1.4를 나누고 1.5를 곱함)일 것이다.
본 발명의 제 2 형태에 의해서, 1.5 ㎜당 약 100 N 미만의 압축률을 갖고 하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 용해성 중합체 물질로 형성된 중합체 인서트를 포함하는 흡연 물품에 대한 필터를 제공한다. 압축률은 1.5 ㎜당 약 5N 이상인 것이 바람직하다. 24시간 동안 교반 없이 22℃에서 물과 함께 밀폐 용기에 인서트를 넣을 경우, 인서트의 구조가 더 이상 보이지 않도록 중합체 인서트가 형상화되고 설정되며, 물의 양은 중합체 인서트의 중량에 약 8배로 용기에 존재한다. 본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 중합체 인서트는 필터의 구조적인 요소이다.
본 발명의 제 3 형태에 의해서, 1.5 ㎜당 약 100 N 미만의 압축률을 갖고 하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 용해성 중합체 물질 및 필터를 둘러싸는 필터 래퍼로 형성된 중합체 인서트를 포함하는 흡연 물품에 대한 필터를 제공한다. 압축률은 1.5 ㎜당 약 5N 이상인 것이 바람직하다. 필터 래퍼는 중합체 인서트를 형성하는 중합체 물질을 사용하여 중합체 인서트의 외부 표면에 용접된다. 필터 래퍼는 플러그 랩일 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 중합체 인서트는 필터의 구조적인 요소이다.
본 발명의 제 4 형태에 의해서, 1.5 ㎜당 약 100 N 미만의 압축률을 갖고 하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 용해성 중합체 물질로 형성된 흡연 물품에 대한 중합체 인서트를 제공한다. 압축률은 1.5 ㎜당 약 5N 이상인 것이 바람직하다. 24시간 동안 교반 없이 22℃에서 물과 함께 밀폐 용기에 인서트를 넣을 경우, 인서트의 구조가 더 이상 보이지 않도록 중합체 인서트가 형상화되고 설정되며, 물의 양은 중합체 인서트의 중량에 약 8배로 용기에 존재한다. 하나의 말단에 필터를 갖는 흡연 물품의 필터 부분의 구조적인 요소와 같이 중합체 인서트는 흡연 물품의 구조적인 요소로서 유용하다.
또한, 본 발명에 의해서, 1.5 ㎜당 약 100 N 미만의 압축률을 갖고 하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 용해성 중합체 물질로 형성된 중합체 인서트를 제공하는 단계, 필터 래퍼를 제공하는 단계, 물의 적용을 통해서 하나 이상의 중합체 인서트 및 필터 래퍼에 습윤시키는 단계; 그리고 필터 주위 및 중합체 인서트와 접촉해서 필터 래퍼로 포장하는 단계를 포함하는 흡연 물품에 대한 필터를 형성하는 방법으로서, 적용되는 물은 중합체 인서트의 외부 표면에 중합체 물질을 적어도 부분적으로 용해시키고, 용해되는 중합체 물질은 중합체 인서트의 외부 표면에 필터 래퍼를 접착시키는 방법을 제공한다. 압축률은 1.5 ㎜당 약 5N 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1은 팁 페이터 및 필터 플러그 랩은 필터의 내부 성분을 드러내기 위해 부분적으로 포장되어 있지 않은 본 발명에 의한 흡연 물품의 투시도를 나타낸다;
도 2는 도 1의 흡연 물품의 필터의 종 방향의 단면을 나타낸다; 그리고
도 3은 본 발명의 대체 실시예에 의한 필터의 종 방향의 단면을 나타낸다.
달리 언급되지 않는 한, 중합체 인서트(insert)의 하기 설명은 본 발명의 모든 형태로 적용된다.
본 발명에 의한 중합체 인서트는 담배 물질이 연소되어서 연기를 형성하는 필터 궐련 및 다른 흡연 물품에 사용되는 것이 유리하다. 특히 유리하게는, 본 발명에 의한 인서트는 흡연 물품의 구조적인 요소를 제공한다. 또한, 본 발명에 의한 필터는 담배 물질이 에어로졸을 형성하기 위해 연소되기 보다는 가열되는 흡연 물품에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 필터는 담배 물질, 담배 추출물, 또는 다른 니코틴 근원으로부터 연소 또는 가열 없이 니코틴-함유 에어로졸을 발생시키는 흡연 물품에도 사용될 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 "연기"는 필터 궐련과 같은 가연성 흡연 물품에 의해 생산되는 연기, 및 상술한 유형의 가열 또는 비-가열 흡연 물품과 같은 비-가연성 흡연 물품에 의해 생산되는 에어로졸을 설명하는데 사용된다.
용어 "인서트"는 고체이고, 인서트의 의도된 기능에 따라 규정된 형상 및 구조를 갖는 구조적인 필터 요소를 말한다. 보다 상세하게 후술하는 바와 같이, 본 발명에 의한 인서트 유형의 예로는 중공 튜브 인서트 및 흐름 억제 인서트를 포함한다.
본 발명에 의한 인서트는 수용성 중합체 또는 수용성 중합체의 조합으로 형성된 "용해성" 중합체 물질로 형성된다. 용어 "용해성"은 용제로서 물을 함유한 용액에 중합체 물질을 용해시킬 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 중합체 물질을 형성하기 위해 하나 이상의 수용성 중합체의 사용을 통해서 달성된다. 또한, 용해 속도는 통상적으로 수용성 중합체의 유형, 중합체 물질의 밀도, 및 중합체 인서트의 형상 및 크기, 특히 표면적 및 두께를 포함하는 중합체 인서트의 특성에 따라 결정되지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.
물에 중합체 물질을 용해시키는 제 1 단계에 있어서, 중합체 인서트의 구조가 붕괴되어서 인서트의 형상 및 구조는 사라지게 된다. 이것은 육안으로 보았을 때 보이지 않는 구조 또는 선명도를 갖는 중합체 인서트를 형성하는 형체 없는 덩어리의 물질을 야기시킨다. 24시간 동안 교반 없이 22℃에서 물과 함께 밀폐 용기에 인서트를 넣을 경우, 인서트의 구조가 더 이상 보이지 않도록 중합체 인서트가 형상화되고 설정되며, 물의 양은 중합체 인서트의 중량의 약 8배로 용기에 존재하는 것이 바람직하다. 24시간 동안 교반 없이 22℃에서 물과 함께 밀폐용기에 인서트를 넣을 경우, 인서트의 구조가 더 이상 보이지 않도록 중합체 인서트가 형상화되고 설정되며, 물의 양은 중합체 인서트의 중량에 약 6배로 용기에 존재하는 것이 보다 바람직하다.
물에 중합체 물질을 용해시키는 제 2 단계에 있어서, 중합체 인서트의 구조가 완전히 붕괴된 후에 중합체 인서트를 형성하는 중합체 물질을 물에 완전히 용해시켜서 모든 중합체 물질이 용액 내에 있다. 후술하는 바와 같이, 중합체 인서트의 어느 불용성 성분의 잔사가 남아있을 수 있지만 샘플을 육안으로 보았을 때 보이는 중합체 물질은 없었다.
중합체 인서트는 용해성 중합체를 포함하고, 24시간 동안 교반 없이 22℃에서 물과 함께 밀폐 용기에 인서트를 넣을 경우 인서트가 상기 용해의 제 2 단계를 도달하도록 형상화되고 설정되며, 용기에 존재하는 물의 양은 중합체 인서트의 중량에 약 400배가 바람직하고, 중합체 인서트의 중량에 약 200배가 보다 바람직하며, 중합체 인서트의 중량에 약 100배가 더욱 바람직하다.
중합체 인서트는 전부 용해성 중합체 물질로 형성될 수 있거나, 용해성 중합체 물질이 다른 성분과 결합해서 중합체 인서트를 형성할 수도 있다. 예를 들면, 인서트는 불활성 필러 물질과 같은 불활성 성분을 포함할 수 있다. 중합체 인서트를 형성하는 다른 성분은 수용성이거나 불용성일 수 있다. 물에 불용성인 하나 이상의 성분을 인서트가 포함할 경우, 상술한 테스트 조건 하에서 이들 성분은 중합체 물질의 용해 후 잔사로 남아있을 것이다.
인서트가 액체수, 특히 실온(약 22℃) 부근에 물과 접촉될 때, 본 발명의 중합체 인서트는 빠르게 용해되는 수용성 중합체로 형성된다. 상술한 바와 같이, 중합체 인서트를 형성하는 용해성 중합체 물질은 빗물, 배수 또는 오수 또는 강 또는 하천과 같은 천연수 근원과 같이 환경에 존재하는 물과 접촉해서 용이하게 용해될 것이다.
중합체 인서트가 흡연 물품의 필터에 포함될 경우, 상기 자연적으로 발생하는 조건 하에서 중합체 인서트를 구조적으로 붕괴시키기 위한 능력은 필터를 흡연 후에 폐기시킬 때 필터 전체가 붕괴되거나 분해될 수 있는 속도를 증가시키는 것이 유리하다. 중합체 물질의 용해의 결과로서 중합체 인서트의 구조 손실은 통상적으로 필터를 적어도 부분적으로 붕괴하거나 분해해서 물 또는 가스가 필터의 남아있는 성분에 보다 용이하게 관통할 것이다. 이것은 물, 산소, 일광, 박테리아 또는 그 조합과의 접촉의 결과로서 발생할 수 있고, 필터 전체의 분해를 용이하게 한다. 특히, 중합체 인서트를 포함하는 폐기된 필터의 붕괴의 증가되는 속도는 유리하게 필터가 생분해되는 속도를 증가시킬 것이다.
본 발명에 의한 필터를 폐기시킨 후, 중합체 인서트를 형성하는 중합체 물질의 분해 속도는 통상적으로 인서트와 접촉하는 물의 부피, 물의 온도 및 인서트의 어떤 동작 또는 운동을 포함하는 조건에 따라 결정되지만, 이것에 제한되는 것은 아니다. 일반적으로, 22℃ 이상의 온도에서 중합체 인서트는 상술한 바와 같이 22℃의 테스트 조건 하에서 보다 짧은 시간 안에 용해될 수 있다.
유리하게는, 흡연 물품에 대한 인서트의 상이한 유형을 다양하게 형성할 수 있기 위해서 수용성 중합체를 포함하는 중합체 물질은 다양하게 규정된 형상으로 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 중합체 물질은 구조적인 인서트의 형성에 충분한 경도 및 강성을 제공하기 위해서 유리하게 처리될 수 있다. 냉각, 건조 또는 경화시킴으로써 경화되기 전에 인서트를 형성하기 위해서 용이하게 성형, 압출 또는 주조될 수 있는 중합체 물질을 선택하는 것이 바람직하다. 이것은 인서트의 생산에 유연성을 제공하고, 필요에 따라 비교적 복잡한 형상 및 구조를 가진 인서트의 형성을 가능하게 한다. 본 발명의 중합체 인서트는 어느 추가 성분과 결합해서 중합체 물질의 압출 또는 사출 성형에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
인서트를 제조하고 가능한 한 효율적으로 흡연 물품 필터에 인서트를 놓는 공정을 행하기 위해서, 본 발명의 중합체 인서트는 단일, 하나로 된 인서트로서 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 중합체 인서트는 둘 이상의 연결된 인서트 부분으로 형성될 수 있다.
하나 이상의 인서트의 외부 표면은 중합체 인서트가 포함되는 필터의 외부 형상을 제공하는 것이 바람직하다.
중합체 인서트는 흡연 물품 필터 내의 인서트의 의도된 기능에 따라 상이한 형태로 다양하게 취할 수 있다. 중합체 인서트는 하나 이상의 내부 구멍을 규정하는 하나 이상의 관형(tubular) 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 특정 바람직한 구현예에 있어서, 중합체 인서트는 튜브형이다. 튜브 내의 내부 공간은 비워둘 수 있거나 여과 물질, 풍미 물질 또는 흡수 물질과 같은 물질로 적어도 부분적으로 채울 수 있는 구멍을 필터 내에 제공한다.
다른 바람직한 구현예에 있어서, 중합체 인서트는 필터를 통해 주류 연기의 흐름을 제한함으로써 필터의 흡입에 대한 저항(RTD)을 증가시키는 흐름 억제 요소이다. 흐름 억제 요소는 횡 방향의 배리어(barrier)를 통해 연기에 대해 제한된 통로를 제공하는 하나 이상의 오리피스를 포함하는 하나 이상의 횡 방향의 배리어를 포함하는 것이 바람직하다. 용어 "횡 방향"은 중합체 인서트가 포함되는 필터의 종 방향에 대해서 실질적으로 수직적으로 위치된 성분을 말한다.
흐름 억제 요소는 횡 방향의 배리어의 하나의 면에 하나 이상의 관형 부분을 추가 포함하고, 여기서 관형 부분은 횡 방향의 배리어와 인접한 상류 또는 하류 구멍을 제공하는 것이 바람직하다.
흐름 억제 요소는 횡 방향의 배리어에 인접한 상류 및 하류 구멍을 제공하는 횡 방향의 배리어의 양면에 관형 부분을 포함하는 것이 특히 바람직하다. 횡 방향의 배리어의 어느 하나의 면에 관형 부분은 실질적으로 동일한 크기 및 형상을 가져서 횡 방향의 배리어에 대해서 대칭성을 갖는 흐름 억제 요소를 제공한다. 또한, 횡 방향의 배리어의 어느 하나의 면에 관형 부분은 서로 상이한 크기 또는 형상을 가져서 횡 방향의 배리어에 대해서 대칭성인 흐름 억제 요소를 제공한다. 예를 들면, 관형 부분은 어느 조합으로 상이한 길이, 상이한 외부 직경, 상이한 내부 직경, 상이한 벽 두께를 가질 수 있다.
특정 바람직한 구현예에 있어서, 두 개의 일체형 관형 부분은 횡 방향의 배리어의 하나의 면에 제공된다. 횡 방향의 배리어와 인접한 제 1 일체형 관형 부분은 제 2 일체형 관형 부분의 외부 직경과 비교해서 감소된 외부 직경을 갖는 것이 바람직하다. 이 배열은 인서트의 외부 표면 주위에 환형(annular) 채널을 제공하고, 이것은 인서트에 환기를 제공하는데 사용되는 것이 바람직하다. 두 개의 일체형 관형 부분은 횡 방향의 배리어의 상류 또는 하류에 제공될 수 있다. 단일 관형 부분은 두 개의 일체형 관형 부분에 대해서 횡 방향의 배리어의 반대 면에 제공되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 구현예에 있어서, 두 개의 일체형 관형 부분은 횡 방향의 배리어의 하류에 제공되고, 단일 관형 부분은 횡 방향의 배리어의 상류에 제공된다.
다른 대체 구현예에 있어서, 중합체 인서트는 필터에 포함되는 물질을 함유하기 위해 개조된 용기 또는 통이다. 용기 또는 통은 흡연 중에 주류 연기에 방출되는 풍미 물질을 함유하는 것이 바람직하다. 용기 또는 통은 연기가 풍미제를 갖고 인서트를 통과하게 하기 위해서 하나 또는 양 말단에 구멍을 가질 수 있다.
중합체 인서트 내에 함유되는 어느 풍미제에 대체 또는 그 이외에, 중합체 인서트는 흡연 중에 인서트로부터 방출되는 많은 풍미제 중 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 인서트는 열, 습기 또는 둘 다에 노출시 방출되는 풍미제를 포함할 수 있다. 하나 이상의 풍미제는 중합체 인서트를 형성하는 중합체 물질 내에 포함될 수 있거나, 하나 이상의 풍미제는 인서트의 표면에 적용될 수 있다.
중합체 인서트의 벽은 바람직하게는 약 2.0 ㎜ 미만, 보다 바람직하게는 약 1.0 ㎜ 미만, 및 가장 바람직하게는 약 0.7 ㎜ 미만의 두께를 갖는다. 중합체 인서트의 벽은 바람직하게는 약 2.0 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 약 0.7 ㎜ 이하의 두께를 갖는다. 몇몇 구현예에 있어서, 벽 두께는 바람직하게는 약 0.2 ㎜ 내지 약 2.0 ㎜, 보다 바람직하게는 약 0.5 ㎜ 내지 약 0.7 ㎜이다. 어느 횡 방향의 배리어 또는 인서트의 다른 구조를 포함하는 인서트를 형성하는 벽 두께는 인서트의 종 방향의 단면으로 측정될 수 있다.
중합체 인서트를 형성하는 중합체 물질의 용해 속도 및 중합체 인서트의 구조의 붕괴 속도는 유리하게 중합체 인서트의 벽 두께의 감소를 통해서 감소될 수 있다는 것을 발견하였다.
중합체 인서트의 길이는 약 10 ㎜ 내지 약 20 ㎜가 바람직하고, 약 12 ㎜ 내지 약 14 ㎜가 보다 바람직하다. 중합체 인서트가 하나 이상의 관형 부분을 포함할 경우, 각 부분의 길이는 적어도 3 ㎜가 바람직하고, 적어도 4 ㎜가 보다 바람직하다. 중합체 인서트의 외부 직경은 약 6 ㎜ 내지 약 9 ㎜가 바람직하고, 약 7 ㎜ 내지 약 8.5 ㎜가 보다 바람직하며, 표준 크기의 궐련에 대해서 약 7.2 ㎜ 내지 7.9 ㎜ 또는 감소된 직경의 궐련에 대해서 약 6.6 ㎜ 내지 약 7.6 ㎜가 가장 바람직하다.
본 발명의 중합체 인서트를 형성하는 용해성 중합체 물질은 하나 이상의 수용성 중합체를 포함한다. 수용성 중합체는 중합체 인서트를 형성하고 경화에 충분한 강성을 제공하기 위해 용이하게 처리될 수 있는 수용성 열가소성이다. 바람직한 수용성 열가소성 중합체는 중합체 인서트, 또는 본 기술분야에 공지된 모든 중합체, 또는 하나 이상의 다른 용해성 중합체를 함유하는 혼합물을 형성하기 위해 각각 사용될 수 있는 전분 및 폴리비닐 알콜(PVA)을 포함한다.
용해성 중합체 물질은 하나 이상의 생분해성 중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 유럽 표준 EN13432에 서술된 수성 호기성의 생분해성 테스트(Sturm test)에 규정된 대로 바람직한 중합체는 완전하게 생분해성이다. 중합체 인서트 내에 중합체 물질을 용해시킨 후, 생분해성 중합체는 자연적, 생물학적 공정에 의해 유리하게 분해될 수 있다. 중합체 물질의 용해는 생분해성 중합체를 유리하게 분산시켜서 중합체를 짧은 기간 내에 보다 용이하게 생분해시킨다. 바람직한 수용성 중합체, 전분 및 폴리비닐 알콜은 모두 완전하게 생분해성이다.
용해성 중합체 물질은 중합체 인서트를 형성하기 위해 하나 이상의 첨가제, 불활성 성분과 결합될 수 있다. 중합체 물질은 유기 또는 무기 필러 물질과 결합되는 것이 바람직하다. 적절한 무기 필러 물질은 탄산 칼슘 또는 이산화 티탄을 포함한다. 대체 또는 그 이외에, 중합체 물질은 담배 물질과 결합될 수 있다. 다른 추가 성분은, 예를 들면 안료, 표백제, 착색제 또는 풍미제를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 추가 성분은 수용성 또는 수불용성일 수 있다. 추가 성분이 수불용성일 경우, 성분은 중합체 물질의 용해 후에 잔사로 남아 있을 것이다. 추가 성분은 불활성, 자연적 또는 생분해성 제품인 것이 바람직하다.
용해성 중합체 물질은 약 310 M㎩(메가파스칼) 미만의 굽힘 탄성률(flexural modulus)을 갖는 것이 바람직하다. 굽힘 탄성률은 20 M㎩ 이상인 것이 바람직하다. 용해성 중합체 물질은 약 50 M㎩ 미만의 굽힘 변형을 갖는 것이 보다 바람직하다. 굽힘 변형은 약 10 M㎩ 이상인 것이 바람직하다. 특정 중합체 물질에 굽힘 탄성률 및 굽힘 변형을 측정하기 위해서, 길이 80 ㎜, 폭 10 ㎜ 및 두께 5 ㎜를 갖는 중합체 물질의 시트를 형성한다. 물질의 시트는 ISO 178:2003에 취해진 테스트 절차에 따라 테스트된다.
분해성 중합체 물질은 약 80 미만의 쇼어 D 경도를 갖는 것이 바람직하다. 쇼어 D 경도는 약 10 이상인 것이 바람직하다. 쇼어 D 경도를 측정하게 위해서, 길이 80 ㎜, 폭 10 ㎜ 및 두께 5 ㎜를 갖는 중합체 물질의 시트를 형성한다. 시트는 ASTM D-2240에 취해진 테스트 절차에 따라 테스트된다.
중합체 인서트는 압축률의 정도를 나타내어서 중합체 인서트가 비교적 낮게 적용되는 힘의 결과로서 압축될 것이다. 이것은 인서트의 구조의 압축률, 중합체 물질의 압축률, 또는 둘 다로부터 야기될 수 있다. 적용되는 압축력이 제거된 후에 중합체 인서트는 원래의 크기 및 형상을 향해서 되돌아가는 것이 바람직하다.
본 발명의 중합체 인서트는 1.5 ㎜ 압축 당 약 100 N 미만의 최대 압축력, 1.5 ㎜ 압축 당 약 70 N 미만의 최대 압축력이 보다 바람직하고 1.5 ㎜ 압축 당 약 40 N 미만의 최대 압축력이 더욱 바람직하다. 압축률은 1.5 ㎜당 약 5 N 이상인 것이 바람직하다.
중합체 인서트의 압축률의 정도는 종래의 필터 결합 및 궐련 제조 장비를 사용하여 중합체 인서트를 포함하는 필터의 제조를 용이하게 하기 때문에 유리하다. 특히, 필터를 포장하는 공정 단계 중에 중합체 인서트의 압축은 포장 중에 필터를 다루는 궐련 기기의 능력을 유리하게 개선시킨다.
상술한 대로 중합체 인서트를 포함하는 본 발명에 의한 필터는 하나 이상의 필터 세그먼트를 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 필터는 중합체 인서트의 적어도 하나의 면에 섬유상 필터 세그먼트를 포함한다. 예를 들면, 하나 이상의 섬유상 필터 세그먼트는 필터를 통해서 주류 연기의 흐름 방향으로 중합체 인서트의 상류에 제공될 수 있다. 대체 또는 그 이외에, 하나 이상의 섬유상 필터 세그먼트는 중합체 인서트의 하류에 제공될 수 있다. 하나 이상의 섬유상 필터 세그먼트는 필터가 하나 이상의 상류 섬유상 필터 세그먼트 및 하나 이상의 하류 섬유상 필터 세그먼트를 포함하도록 중합체 인서트의 모든 면에 제공되는 것이 바람직하다. 각각의 섬유상 필터 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트 토우 또는 또 다른 적절한 섬유상 여과 물질의 플러그인 것이 바람직하다.
각각의 섬유상 필터 세그먼트의 길이는 약 5 ㎜ 내지 약 12 ㎜가 바람직하고, 약 6 ㎜ 내지 약 8 ㎜가 보다 바람직하다. 섬유상 필터 세그먼트를 형성하는 섬유는 실질적으로 섬유상 필터 세그먼트를 따라 종 방향으로 정렬되거나, 섬유가 무작위로 배향될 수 있다.
추가 필터 세그먼트 중 하나 이상은 필터를 통해 흡입된 주류 연기로부터 하나 이상의 가스상 성분을 제거할 수 있는 하나 이상의 흡착제를 포함할 수 있다. 하나 이상의 흡착제는 활성 탄소, 활성 알루미늄, 제올라이트, 세피올라이트, 분자 체 및 실리카겔로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 대체 또는 그 이외에, 추가 필터 세그먼트 중 하나 이상은 흡연 중에 흡연자에게 전달되는 풍미제를 향상시키기 위해서 하나 이상의 풍미제, 바람직하게는 하나 이상의 액체 풍미제를 포함할 수 있다.
하나 이상의 추가 필터 세그먼트가 존재할 경우, 중합체 인서트는 플러그 랩의 밴드에 의해 둘러싸이는 것이 바람직하다. 플러그 랩은 실질적으로 공기 투과성 또는 실질적으로 공기 불투과성일 수 있다.
플러그 랩의 밴드는 중합체 인서트의 적어도 일부는 외부 표면 둘레에 접착되는 것이 바람직하다. 중합체 인서트의 외부 표면에 실질적으로 공기 밀봉을 고정하기 위해서 플러그 랩은 중합체 인서트의 외부 표면 둘레에 접착되는 것이 바람직하다. 이것은 유리하게 주류 연기가 인서트를 통해 강제로 투입되도록 중합체 인서트의 외측 주변에 주류 연기의 누출을 방지한다. 이 배열은 중합체 인서트가 필터의 RTD를 증가시키기 위한 흐름 억제 요소일 경우, 특히 효과적일 수 있다.
플러그 랩의 밴드는 적절한 접착제를 사용하여 중합체 인서트에 접착될 수 있다. 대체적으로, 본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 플러그 랩은 중합체 인서트를 형성하는 중합체 물질을 사용하여 중합체 인서트의 외부 표면에 용접된다.
용어 "용접"은 적용된 접착제의 부재 하에 물질 사이의 계면에서 물질의 결합의 결과로서 발생되는 중합체 인서트 및 주위의 래퍼(wrapper) 사이에 밀봉을 나타내기 위해 본 발명의 문맥에서 사용되는 것이다. 중합체 인서트의 표면에 플러그 랩의 용접은 플러그 랩의 습윤 또는 중합체 인서트의 습윤, 또는 둘 다를 통해서 달성된다. 물이 중합체 인서트를 접촉할 때, 중합체 인서트의 표면에 중합체 물질이 적어도 부분적으로 용해된다. 플러그 랩이 중합체 인서트 주위를 포장한 후에 용해되는 중합체 물질은 플러그 랩의 내부 표면에 접착된다. 몇몇 구현예에 있어서, 포장된 인서트는 건조 공정의 대상이다.
플러그 랩이 페이퍼 물질 또는 비교적 다른 다공성 물질로 형성될 경우, 용해되는 중합체 물질은 플러그 랩의 표면에 다공질 구조로 흐른다. 이것은 플러그 랩의 물질을 가진 중합체 인서트의 표면에서 중합체 물질의 병합 또는 결합 또는 혼합의 결과이다. 용해되는 중합체 물질을 건조시킬 경우, 중합체 인서트의 표면층은 응고되어서 중합체 인서트의 표면 및 플러그 랩 사이에 결합을 제공한다.
몇몇 구현예에 있어서, 중합체 인서트의 표면에 대한 플러그 랩의 용접은 중합체 인서트 및 플러그 랩 사이의 공기 또는 연기의 누출을 실질적으로 방지하는 플러그 랩 및 중합체 인서트 사이에 특히 효과적인 공기 밀봉을 제공한다. 특정 경우에 있어서, 중합체 인서트의 외부 표면에 대한 플러그 랩의 용접은 중합체 인서트 또는 플러그 랩에 적용된 별도의 접착제의 사용으로 가능한 것보다 고등의 일체형 밀봉을 제공하는 것이 유리하다.
또한, 본 발명에 의한 필터의 생산 중에 중합체 인서트 및 플러그 랩 사이에서 접착제 역할을 하는 중합체 인서트의 중합체 물질의 능력은 플러그 랩에 적용되는 추가 접착제에 대한 요구를 잠재적으로 없앤다. 용해되는 중합체 물질은 필요에 따라 겹이음을 형성하는 플러그 랩의 접합선을 따라서 겹쳐지는 영역을 따라 스스로 플러그 랩을 밀봉하기 위한 접착제의 역할도 한다. 그러나, 특정 경우에 있어서, 겹이음을 만드는데 스스로 플러그 랩을 밀봉하기 위해서 접착제의 종 방향의 스트립은 플러그 랩의 가장자리에 적용될 수 있다.
필터가 중합체 인서트 중 어느 하나의 면에 하나 이상의 필터 세그먼트를 포함할 경우, 플러그 랩은 적어도 필터 세그먼트의 외부 둘레의 표면 부분에 접착되는 것이 바람직하다. 필터 세그먼트의 외부 둘레의 표면에 플러그 랩을 접착시키기 위해서 적절한 접착제는 플러그 랩의 내부 표면에 적용되는 것이 바람직하다. 접착제는 플러그 랩의 내부 표면에 연달아 또는 간간이 적용될 수 있다. 필터 주위를 적어도 도중에 연장하고 플러그 랩에 필터 세그먼트를 고정하는 이격된 스트립으로 접착제를 플러그 랩에 적용할 수 있다. 접착제의 스트립은 플러그 랩의 시트 길이를 따라 고르게 이격될 수 있다. 접착제의 스트립 위치는 필터 내에 필터 세그먼트의 위치에 상응되기 위해서 표시될 수 있다. 접착제는 플러그 랩을 따라서 연달아 또는 간간이 중 어느 하나로 종 방향의 스트립으로 배치될 수 있다. 어느 경우에 있어서, 접착제는 인서트에 상응해서 플러그 랩의 부분에 접착제 없이, 또는 실질적으로 접착제 없이 플러그 랩에 놓여질 수 있다.
본 발명에 의한 필터의 플러그 랩은 페이퍼 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 플러그 랩은 ㎡당 약 40 g 내지 ㎡당 약 130 g의 근량을 가질 수 있다. 보다 특히, 플러그 랩은 ㎡당 약 40 g 내지 ㎡당 약 60 g의 비교적 낮은 근량을 가질 수 있고, 또는 ㎡당 약 60 g 내지 ㎡당 약 130 g의 비교적 높은 기본 질량을 가질 수 있다.
그러나, 플러그 랩은 대체적으로 플라스틱 물질, 예를 들면 투명한 플라스틱 물질로 형성될 수 있다. 플라스틱 물질의 근량은 ㎡당 약 40 g 내지 ㎡당 약 70 g이고, 플라스틱 물질은 약 25 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 몇몇 구현예에 있어서, 플러그 랩은 실질적으로, 예를 들면 약 20 코레스타 단위 미만, 보다 바람직하게는 약 10 코레스타 단위 미만의 공극률을 갖는 비-다공성일 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 플러그 랩은, 예를 들면 약 20 코레스타 단위 이상, 보다 바람직하게는 약 100 코레스타 단위, 및 가장 바람직하게는 약 1000 코레스타 단위 이상의 공극률을 갖는 다공성일 수 있다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 상술한 바와 같이 흡연성 물질의 로드 및 중합체 인서트를 포함하는 필터를 포함하는 것이 바람직하다. 흡연성 물질의 로드는 래퍼로 둘러싸인 담배를 포함하는 것이 바람직하고, 래퍼로 둘러싸인 담배 절단 필러가 보다 바람직하다.
본 발명에 의한 흡연 물품에 있어서, 중합체 인서트를 포함하는 필터는 실질적으로 불투과성 팁 페이퍼의 밴드에 의해 흡연성 물질의 로드에 접착되는 것이 바람직하다. 하나 이상의 절취선 둘레의 줄을 포함하는 환기 존(zone)은 필터를 따르는 위치에 제공되는 것이 바람직하다. 플러그 랩이 팁 페이퍼로 제공될 뿐만 아니라 실질적으로 공기 불투과성일 경우, 절취선은 하층 플러그 랩을 통해서 제공되는 것이 바람직하다. 플러그 랩이 실질적으로 공기 불투과성일 경우, 절취선은 팁 페이퍼로 제공되고, 필요에 따라 하층 플러그 랩에 제공되는 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 필터 및 흡연 물품의 흡입에 대한 저항(RTD)은 플러그 랩의 공극률뿐만 아니라 환기 존에 제공되는 환기의 수준과 위치를 다양화함으로써 조정될 수 있다.
환기 존은 필터 내의 중합체 인서트의 전체 또는 일부가 상류에 제공될 수 있다. 대체 또는 그 이외에, 환기 존은 중합체 인서트의 일부 중 모두가 하류에 제공될 수 있다. 환기 존은, 예를 들면 횡 방향의 배리어의 상류 또는 하류에 중합체 인서트를 따르는 횡 방향의 배리어의 상류 또는 하류일 수 있다. 중합체 인서트가 적어도 부분적으로 구멍을 규정하는 하나 이상의 관형 부분을 포함할 경우, 구멍 안에 환기 존으로부터 공기를 통과시키기 위해서, 환기 존은 하나의 관형 부분 위에 가로놓이고, 공급은, 예를 들면 인서트를 통하는 하나 이상의 갭 또는 구멍에 의해 이루어진다. 이것은 관형 부분에 의해 형성된 구멍 내에 환기 존을 통해서 들어가는 공기와 함께 주류 연기의 혼합을 가능하게 한다.
횡 방향의 배리어의 하류에 두 개의 일체형 관형 부분을 포함하는 특히 바람직한 구현예에 있어서, 환기 존은 횡 방향의 배리어와 인접해서 제 1 관형 부분 위에 가로놓이는 것이 바람직하다. 흡연 중에 환기 공기가 흡입되는 관형 부분의 주위에 환형 챔버를 제공하기 위해서 제 1 관형 부분은 필터의 전반적인 직경과 비교해서 감소된 외부 직경을 갖는다.
본 발명에 의한 필터는 바람직하게는 약 250 ㎜ WG(수위계) 내지 약 500 ㎜ WG, 보다 바람직하게는 약 275 ㎜ WG 내지 약 400 ㎜ WG, 가장 바람직하게는 약 300 ㎜ WG 내지 약 400 ㎜ WG의 전반적인 RTD를 갖고, 여기서 RTD는 차단된 모든 환기로 측정된다. 본 발명에 의한 흡연 물품은 바람직하게 적어도 약 30 ㎜ WG, 보다 바람직하게 적어도 약 40 ㎜ WG의 전반적인 RTD를 갖고, 여기서 RTD는 흡연 전에 차단된 모든 환기로 측정된다.
필터 또는 흡연 물품의 RTD는 압력 '㎜ WG' 또는 '수위계의 ㎜'의 단위로 여기에서 표시되고, ISO 6565:2002에 따라 측정된다.
본 발명에 의한 흡연 물품의 전반적인 길이는 약 70 ㎜ 내지 약 128 ㎜가 바람직하고, 약 84 ㎜가 보다 바람직하다.
본 발명에 의한 필터 및 흡연 물품의 외부 직경은 약 5 ㎜ 내지 8.5 ㎜가 바람직하고, 약 7.9 ㎜가 보다 바람직하다.
본 발명에 의한 필터의 전반적인 길이는 약 18 ㎜ 내지 약 36 ㎜가 바람직하고, 약 27 ㎜가 보다 바람직하다.
상술한 바와 같이 중합체 인서트는 유리하게 흡연 물품의 상이한 유형으로 다양하게 포함될 수 있다. 예를 들면, 중합체 인서트는 흡연 중에 연소되는 담배 절단 필러 또는 다른 흡연성 물질의 로드를 갖는 필터 궐련과 같은 가연성 흡연 물품에 포함될 수 있다.
또한, 중합체 인서트는 물질이 에어로졸을 형성하기 위해 연소되기 보다는 가열되는 상술한 유형의 가열되는 흡연 물품에 포함될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 의한 중합체 인서트는 가연성 열원의 하류에 가연성 열원 및 에어로졸-발생 요소를 포함하는 WO-A-2009/022232에 개시된 것과 같은 가연성 열원을 포함하는 가열되는 흡연 물품에 포함될 수 있다. 본 발명에 의한 중합체 인서트는, 예를 들면 전기 저항 가열 요소와 같은 화학적 열원 또는 전기적 열원인 비-가연성 열원을 포함하는 가열되는 흡연 물품에 포함될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 중합체 인서트는 WO-A-2008/121610 및 WO-A-2010/107613에 기재된 것과 같이 연소 없이 그리고 가열 없이 담배 물질 또는 다른 니코틴 근원으로부터 니코틴-함유 에어로졸을 형성하는 흡연 물품에 포함될 수 있다.
본 발명에 의한 흡연 물품은 하나 이상의 풍미제로 코팅된 내부 라이너를 가진 용기, 예를 들면 소프트 팩 또는 힌지 리드 팩에 포장될 수 있다.
본 발명에 의해서, 상술한 바와 같이 본 발명에 의한 필터를 형성하기 위한 방법을 더 제공한다. 방법은: 하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 용해성 중합체 물질로 형성된 중합체 인서트를 제공하는 단계; 필터 래퍼를 제공하는 단계; 물의 적용을 통해서 필터 래퍼의 하나 이상의 중합체 인서트 및 내부 표면을 습윤시키는 단계; 그리고 필터 주위 및 중합체 인서트와 접촉해서 플러그 랩을 포장하는 단계를 포함한다. 물은 중합체 인서트의 외부 표면에 중합체 물질을 적어도 부분적으로 용해시키고, 용해되는 중합체 물질은 중합체 인서트의 외부 표면에 플러그 랩을 접착시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 방법에 의해 생산된 필터는 몇몇 구현예에 있어서 플러그 랩 및 중합체 인서트 사이의 공기 밀봉을 제공하는 인서트를 형성하는 중합체 물질을 사용하여 중합체 인서트의 외부 표면에 융착되는 필터 래퍼를 포함한다. 상술한 바와 같이, 필터에 적용된 필터 래퍼는 플러그 랩이다.
본 발명의 바람직한 방법에 있어서, 중합체 인서트를 포함하는 필터가 연속적으로 형성된다. 중합체 인서트 및 어느 추가 필터 세그먼트를 포함하는 필터의 연속적인 배열을 제공하고, 필터의 연속적인 배열은 필터 래퍼의 연속적인 시트로 포장된다. 연속적으로 포장된 필터 로드를 절단한 다음, 이어서 조립된 흡연 물품을 제공하기 위해서 공지된 공정으로 포장된 담배 로드와 결합된 2개(2배) 또는 4개(4배) 필터에 대한 모든 성분을 갖는 각각의 필터, 또는 필터 로드를 형성하는 것이 바람직하다.
섬유상 필터 세그먼트와 같은 하나 이상의 추가 필터 세그먼트와 결합해서 중합체 인서트를 포함하는 필터를 형성하는데 상기 방법이 사용될 경우, 중합체 인서트 및 필터 세그먼트는 필터의 연속적인 배열을 적절한 순서대로 정렬되고 배열되는 것이 바람직하다. 이 단계는 유리하게 장치 및 기술을 만드는 종래의 필터를 사용해서 행해질 수 있다.
중합체 인서트가 길이에 따라 비대칭인 경우, 정확한 방향이 생산된 필터 모두에서 달성될 수 있도록 중합체 인서트의 방향을 교대로 할 필요가 있다. 예를 들면, 공정이 2배 또는 4배의 필터 로드를 형성할 경우, 두 개의 흡연 물품을 형성하기 위해 절단되기 전에 각각의 말단에서 포장된 담배 로드와 결합한 연속적인 중합체 인서트의 방향을 교대로 할 필요가 있다. 대체 공정에 있어서, 모두 동일한 방향으로 면하도록 연속적인 인서트를 배열하는 것이 가능하다.
표면에 중합체 물질을 적어도 부분적으로 용해시키기 위해 중합체 인서트의 외부 표면의 습윤은, 예를 들면 필터 래퍼가 적용되기 전에 중합체 인서트를 분무하거나 침지시킴으로써 중합체 인서트의 외부 표면에 직접적으로 물을 적용시킴으로써 행해질 수 있다. 대체 또는 그 이외에, 중합체 인서트의 표면은 중합체 인서트와 접촉하는 필터 래퍼의 내부 표면에 물을 적용시킴으로써 간접적으로 습윤될 수 있다. 필터 래퍼의 습윤은 침지, 분무, 롤링 또는 프린팅, 예를 들면 그라비어 프린팅 롤러를 포함하는 어느 적절한 기술을 사용하여 행해질 수 있지만, 이것에 제한되는 것은 아니다. 필터 래퍼의 표면은 전체 표면에 걸쳐서 연속적으로 습윤될 수 있거나, 물은 필터 내에 중합체 인서트의 위치와 일치하는 특정 위치에서 적용될 수 있다.
플러그 랩은 중합체 인서트와 접촉하고 있기 때문에 중합체 인서트의 표면에 중합체 물질을 물이 용해하도록 하나 이상의 중합체 인서트 및 플러그 랩에 대해서 물을 적용시킨 후에 중합체 인서트 주위를 필터 래퍼로 포장하는 것이 바람직하다. 중합체 인서트의 외부 표면에 대해서 필터 래퍼를 접착시키기 위해 용해되는 중합체 물질은 접착제 역할을 한다. 필터 래퍼가 중합체 인서트 주위를 포장하기 때문에 용해되는 중합체 물질은 중합체 인서트의 표면을 가로질러 분무되어서 필터 래퍼의 표면층을 관통한다.
대체 또는 그 이외에, 필터 래퍼가 중합체 인서트 주위를 포장한 후에 물은 중합체 인서트의 래퍼 및 외부 표면에 적용될 수 있다.
용해되는 중합체 물질은 중합체 인서트의 표면으로부터 물을 탈출시키기 때문에 다시 건조되고 응고되어서 필터 래퍼 및 중합체 인서트 사이에 결합을 형성한다. 중합체 인서트의 표면에 대해서 필터 래퍼의 필수적인 용접을 달성하기 위해 요구되는 물의 양은 비교적 작고, 건조는 조립된 필터의 연속 공정 중에 자연적으로 발생할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 본 발명의 방법은 건조 단계를 더 포함할 수 있고, 여기서 중합체 물질의 건조는 하나 이상의 열, 공기 또는 감압의 적용을 통해서 가속화된다.
필터 주위를 필터 래퍼로 포장하기 전에, 접착제의 스트립은 필터 래퍼의 가장자리를 따라서 내부 표면에 적용되는 것이 바람직하다. 접착제는 필터 래퍼의 접합선을 따라서 플러그 랩의 반대편 가장자리와 함께 겹쳐지는 가장자리에 적용된다. 추가 밀봉은 접합선을 따라서 래퍼의 자유변이 필터를 향하여 평평하게 유지되고 표면으로부터 돌출되지 않도록 필터 래퍼를 스스로 고정시키기 위해서 제공된다.
상술한 바와 같이, 필터가 하나 이상의 추가 필터 세그먼트를 포함할 경우 필터 세그먼트 주위 그 자리에서 필터 래퍼를 고정하고 추가 필터 세그먼트가 필터 래퍼 내에서 슬라이드되지 않도록 확실히 하기 위해서 추가 접착제는 종 방향의 스트립의 필터 래퍼 또는 필터 래퍼의 전체 폭에 적용될 수 있다.
접착제는 추가 필터 세그먼트에 상응하는 필터 래퍼의 부분에 선택적으로 적용될 수 있고, 또는 접착제는 필터 래퍼를 따라서 연속적으로 적용될 수 있다. 대체 또는 그 이외에, 접착제는 필터 세그먼트의 표면에 적용될 수 있다.
도 1에 나타낸 흡연 물품(10)은 원통형 담배 로드(12) 및 필터(14)를 포함한다. 담배 로드(12)는 페이퍼 래퍼(16)에 의해 둘러싸인 담배 절단 필러의 플러그를 포함한다. 필터(14)는 필터(14) 및 담배 로드(12)의 인접한 부분을 둘러싸는 팁 페이퍼(18)의 밴드에 의해 담배 로드(12)에 접착된다.
필터(14)는 담배 로드(12)에 인접해서 접해 있는 제 1 필러 세그먼트(20), 흡연 물품(10)의 구강 쪽의 제 2 필터 세그먼트(22) 및 제 1 필터 세그먼트(20) 및 제 2 필터 세그먼트(22) 사이에 배치된 하나로 된, 사출 성형된 흐름 억제 요소(24)를 포함한다. 제 1 필터 세그먼트(20) 및 제 2 필터 세그먼트(22)는 각각 셀룰로오스 아세테이트 토우의 플러그로 형성된다. 제 1 필터 세그먼트(20) 및 제 2 필터 세그먼트(22)는 작은 거리로 흐름 억제 요소(24)의 반대되는 말단으로부터 이격되어 있다. 제 1 필터 세그먼트(20)와 제 2 필터 세그먼트(22) 및 흐름 억제 요소(24)는 플러그 랩(26)의 밴드에 의해 둘러싸인다.
흐름 억제 요소(24)는 무기 필러 물질과 혼합된 폴리비닐 알콜로 형성되고, 흐름 억제 요소(24)를 형성하기 위해 사출 성형된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 흐름 억제 요소(24)는 중앙의 횡 방향의 배리어(28), 배리어(28)의 하류 면으로부터 연장되는 일체형의 하류 관형 부분(30) 및 배리어(28)의 상류 면으로부터 연장되는 일체형의 상류 관형 부분(32)을 포함한다.
하류 관형 부분(30)의 내주면은 횡 방향의 배리어(28)와 인접한 하류 구멍(34)을 규정하고, 여기서 하류 구멍(34)은 횡 방향의 배리어(28) 및 제 2 필터 세그먼트(22) 사이의 공간에 필수적이다. 상류 관형 부분(32)의 내주면은 마찬가지로 반대 면에 횡 방향의 배리어(28)와 인접한 상류 구멍(36)을 규정하고, 여기서 하류 구멍(34)은 횡 방향의 배리어(28) 및 제 1 필터 세그먼트(20) 사이의 공간에 필수적이다. 관형 부분(30,32)은 서로 동일한 길이를 갖고 필터(14)의 외부 직경에 실질적으로 상응하는 외부 직경을 갖는다. 흐름 억제 요소(24)는 횡 방향의 배리어(28)에 대하여 실질적으로 대칭적이다.
횡 방향의 배리어(28)는 필터(14)의 외부 직경과 실질적으로 상응하는 외부 직경을 갖는 원형 디스크의 형상이다. 원형 디스크는 하류 구멍(34) 및 상류 구멍(36) 사이의 통로를 제공하는 단일의 중앙 오리피스(38)를 포함한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 횡 방향의 배리어(28), 하류 관형 부분(30) 및 상류 관형 부분(32)의 외부 둘레의 가장자리는 흐름 억제 요소(24) 전체로서 외부 면이 실질적으로 원통형인 것이 필수적이다. 횡 방향의 배리어(28) 및 관형 부분(30,21)의 벽은 0.5 ㎜ 내지 0.7 ㎜의 두께를 갖는다.
플러그 랩(26)은 흐름 억제 요소(24)의 표면에 폴리비닐 알콜을 사용하여 흐름 억제 요소(24)의 외부 면에 융합된다. 상술한 바와 같이, 표면에 폴리비닐 알콜을 적어도 부분적으로 용해시키기 위해서 흐름 억제 요소(24)의 외부 면에 플러그 랩(26)의 융합은 흐름 억제 요소(24)의 표면의 습윤을 통해서 달성된다. 플러그 랩(16)은 적절한 접착제를 사용하여 제 1 필터 세그먼트(20) 및 제 2 필터 세그먼트(22)의 외부 면에 접착된다. 또한, 겹이음을 만드는 접합선을 따라 그 자리에 플러그 랩(16)을 튼튼히 하기 위해서 접착제의 스트립은 플러그 랩(16)의 가장자리에 내부 면을 따라서 제공된다.
절취선(40) 둘레의 줄은 팁 페이퍼(18)의 밴드 및 플러그 랩(26)의 밴드를 통해서 제공된다. 절취선(40)은 흐름 억제 요소(24) 및 제 2 필터 세그먼트(22) 사이의 공간을 덮는 필터(14)를 따르는 자리에 위치된다. 사용시, 환기 공기가 횡 방향의 배리어(28)의 중앙 오리피스(38)를 통해서 흡입되는 주류 연기와 혼합될 경우 흐름 억제 요소(24) 및 제 2 필터 세그먼트(22) 사이의 필터의 공간으로 절취선(40)을 통해서 흡입된다.
도 3에 나타낸 필터(114)는 상술한 필터(14)의 구성과 유사하지만, 제 1 필터 세그먼트(20) 및 제 2 필터 세그먼트(22) 사이에 대체 가능한 흐름 억제 요소(124)를 포함하고 있다. 흐름 억제 요소(124)는 상술한 바와 같이 중앙의 횡 방향의 배리어(128), 제 1 일체형 하류 관형 부분(130), 제 2 일체형 하류 관형 부분(131) 및 상류 일체형 관형 부분(132)을 포함한다. 횡 방향의 배리어(128)는 하류 방향으로 오목하다.
제 1 하류 관형 부분(130)은 횡 방향의 배리어(128)의 하류 면으로부터 연장되어 있고, 필터의 전체 직경과 비교해서 감소된 외부 직경을 갖는다. 제 2 하류 관형 부분(131)은 제 1 하류 관형 부분(130)의 하류 말단으로부터 연장되어 있고, 제 1 필터 세그먼트(20)와 인접한다. 상류 관형 부분(132)은 횡 방향의 배리어(128)의 상류 면으로부터 연장되어 있고, 제 2 필터 세그먼트(22)와 인접한다. 제 2 하류 관형 부분(131) 및 상류 관형 부분(133) 모두는 필터(114)의 직경과 실질적으로 동일한 외부 직경을 갖는다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 어느 하나의 면의 관형 부분과 비교해서 제 1 하류 관형 부분(130)의 감소된 외부 직경으로 인해, 플러그 랩(126)의 내부 면은 제 1 하류 관형 부분(130)의 둘레의 외부 면으로부터 이격되어 있다. 플러그 랩(126) 및 제 1 하류 관형 부분(130)의 외부 면 사이의 환형 공간은 환기 챔버를 형성하고 있다. 하나 이상의 절취선(140) 둘레의 줄은 환기 챔버(136)를 덮는 플러그 랩(126) 및 티핑 페이터(18)를 통해서 제공된다. 인서트의 제 1 하류 관형 부분(130)의 벽을 통하는 구멍(138)이 주류 연기와 혼합될 경우, 환기는 절취선(140) 및 제 1 하류 관형 부분(130) 및 제 2 하류 관형 부분(131)에 의해 규정된 하류 구멍(134)으로 환기 챔버(136)를 통해서 흡입되는 것을 가능하게 한다.
필터(12),(114)는 상술한 방법을 사용하여 구성된다. 제 1 필터 세그먼트(20) 및 제 2 필터 세그먼트(22)와 그 사이에 배열된 흐름 억제 요소(24,124)의 연속적인 배열을 우선 제공한다. 또한, 플러그 랩 물질의 연속적인 시트도 제공되고, 플러그 랩의 내면은 종래의 프린팅 공정에서 그라비어 롤러를 사용하여 물로 코팅된다. 플러그 랩의 습윤된 시트는 필터 세그먼트의 배열 주위를 포장하고 종 방향의 접합선을 따라 고정된다. 연속적으로 포장된 필터 로드를 절단한 다음, 1배, 2배 또는 4배로 포장된 필터를 제공하고, 포장된 필터는 포장된 담배 로드와 결합해서 필터 주위에 팁 페이퍼의 밴드를 접착시킴으로써 담배 로드에 접착된다. 이 단계는 공지의 필터 궐련의 제조 중에 담배 로드에 필터를 접착시키기 위해 고용된 기존의 기계를 사용하여 행해질 수 있다.
흡연 후, 담배 로드의 필터(14),(114) 및 남아있는 어느 일부는 통상적으로 폐기될 것이다. 물에 필터(14),(114)를 노출할 시, 물은 흐름 억제 요소(24),(124)를 형성하는 폴리비닐 알콜이 흐름 억제 요소(24),(124)의 구조를 붕괴하도록 용해시키기 시작할 것이다. 결국, 흐름 억제 요소(24),(124) 내에 폴리비닐 알콜은 완전히 용해될 것이고, 용해된 폴리비닐 알콜은 필터(14),(114)로부터 멀어져서 서서히 생분해될 것이다. 흐름 억제 요소(24,124)가 용해된 후, 플러그 랩(26),(126) 및 팁 페이터(18)는 내측으로 붕괴될 것이고, 필터(14),(114)의 나머지는 내면 및 외면으로부터 모두 서서히 분해될 것이다. 상술한 바와 같이, 흐름 억제 요소(24),(124)의 용해는 필터 전체가 붕괴되는 속도를 증가시킬 것이다.
10: 흡연 물품 12: 원통형 담배 로드
14, 114: 필터 16: 페이퍼 래퍼
18: 팁 페이터 20: 제 1 필터 세그먼트
22: 제 2 필터 세그먼트 24: 흐름 억제 요소
26, 126: 플러그 랩 28, 128: 횡 방향의 배리어
30: 하류 관형 부분 32, 132: 상류 관형 부분
34, 134: 하류 구멍 36: 상류 구멍
38: 중앙 오리피스 40, 140: 절취선
130: 제 1 하류 관형 부분 131: 제 2 하류 관형 부분
136: 환기 챔버 138: 구멍

Claims (15)

1.5 ㎜당 약 100 N 미만의 압축률을 갖고, 하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 용해성 중합체 물질로 형성된 중합체 인서트(insert)를 포함하는 흡연 물품.
제 1 항에 있어서, 24시간 동안 교반 없이 22℃에서 물과 함께 밀폐 용기에 인서트를 넣을 경우, 인서트의 구조가 더 이상 보이지 않도록 중합체 인서트가 형상화되고 설정되며, 물의 양은 중합체 인서트의 중량의 약 8배로 용기에 존재하는 흡연 물품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중합체 인서트는 하나 이상의 구멍(cavities)을 규정하는 하나 이상의 관형(tubular) 부분을 포함하는 흡연 물품.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 인서트는 하나 이상의 오리피스를 갖는 하나 이상의 횡 방향의 배리어(barrier)를 포함하는 흐름 억제 요소인 흡연 물품.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 인서트의 용해성 중합체 물질은 하나 이상의 수용성, 생분해성 중합체를 포함하는 흡연 물품.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 인서트의 용해성 중합체 물질은 전분 및 폴리비닐 알콜의 하나 이상을 포함하는 흡연 물품.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 인서트는 풍미 물질을 포함하는 흡연 물품.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 인서트의 벽 두께는 0.2 ㎜ 내지 2.0 ㎜인 흡연 물품.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 인서트는 약 310 M㎩ 미만의 굽힘 탄성률(flexural modulus)을 갖는 흡연 물품.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 인서트는 용기의 적어도 일부에서 형성되고, 여기서 용기는 풍미 물질을 함유하고 있는 흡연 물품.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 흡연 물품은 중합체 인서트를 포함하는 필터를 포함하고, 필터는 필터 래퍼로 둘러싸여 있으며, 필터 래퍼는 중합체 인서트를 형성하는 중합체 물질을 사용해서 중합체 인서트의 외부 표면에 융합되는 흡연 물품.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 흡연 물품이 중합체 인서트를 포함하는 필터를 포함하고, 필터는 중합체 인서트의 상류에 여과 물질의 플러그, 바람직하게는 중합체 인서트의 상류 및 하류 모두에 여과 물질의 플러그를 더 포함하는 흡연 물품.
하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 1.5 ㎜당 약 100 N 미만의 압축률의 용해성 중합체 물질로 형성된 중합체 인서트를 포함하는, 흡연 물품의 필터로서, 24시간 동안 교반 없이 22℃에서 물과 함께 밀폐 용기에 인서트를 넣을 경우, 인서트의 구조가 더 이상 보이지 않도록 중합체 인서트가 형상화되고 설정되며, 물의 양은 중합체 인서트의 중량의 약 8배로 용기에 존재하는 필터.
하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 1.5 ㎜당 약 100 N 미만의 압축률의 용해성 중합체 물질로 형성된 흡연 물품의 중합체 인서트로서, 24시간 동안 교반 없이 22℃에서 물과 함께 밀폐 용기에 인서트를 넣을 경우, 인서트의 구조가 더 이상 보이지 않도록 중합체 인서트가 형상화되고 설정되며, 물의 양은 중합체 인서트의 중량의 약 8배로 용기에 존재하는 인서트.
흡연 물품의 필터를 형성하는 방법으로, 상기 방법은
하나 이상의 수용성 중합체를 포함하는 용해성 중합체 물질로 형성된 1.5 ㎜당 약 100 N 미만의 중합체 인서트의 압축률을 제공하는 단계;
필터 래퍼를 제공하는 단계;
물의 적용을 통해서 하나 이상의 중합체 인서트 및 필터 래퍼에 습윤시키는 단계; 그리고
필터 주위 및 중합체 인서트와 접촉해서 필터 래퍼로 포장하는 단계를 포함하는 방법으로서,
적용되는 물은 중합체 인서트의 외부 표면에 중합체 물질을 적어도 부분적으로 용해시키고, 용해되는 중합체 물질은 중합체 인서트의 외부 표면에 필터 래퍼를 접착시키는 방법.
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