KR20160048738A - 담배 필터, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 담배 - Google Patents

담배 필터, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 담배 Download PDF

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조현석
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이경준
장행현
김종열
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김우철
정종철
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Abstract

담배 필터, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 담배가 제공되고, 본 발명의 일 실시예에 따른 담배 필터는 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 포함하고, 복수개의 라이오셀 섬유는 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 제1 라이오셀 섬유의 표면과 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉할 수 있다.

Description

담배 필터, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 담배{CIGARETTE FILTER, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND CIGARETTE CONTAINING THE SAME}
담배 필터, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 담배가 제공된다.
일반적으로 담배를 제조하기 위해서, 먼저 다양한 종류의 잎담배(leaf tobacco)를 원하는 향과 맛이 나도록 배합하여 가공한다. 다음, 가공된 잎담배를 절각하여 담배 각초(cut tobacco leaf)를 제조하고, 궐련지(cigarette paper)로 담배 각초를 말아, 필터 없는 궐련을 제조한다. 다음, 필요에 따라 필터 없는 궐련에 필터를 부착한다.
궐련지는 마(flax), 목재펄프 등으로 제조될 수 있으며, 연소될 때 연소성과 담배의 맛이 유지될 것이 요구된다. 담배 필터는 활성탄, 향미 물질 등을 포함할 수 있으며, 모노필터 또는 다중필터로 이루어질 수 있으며, 담배 필터 권지(cigarette filter wrapping paper)에 의해 둘러싸여 있다. 팁 페이퍼(tipping paper)에 의해 담배 각초부와 담배 필터가 연결되며, 팁페이퍼는 미세한 구멍들을 포함할 수 있다.
일반적인 담배 필터는 목재 펄프로부터 셀룰로오스를 추출하여 아세틸화 시킨 셀룰로오스 아세테이트 토우(tow)를 사용하고 있으며, 최근에는 자연환경 보호와 원가절감을 위하여 친환경 소재로의 대체 소재의 개발이 진행되고 있다.
섬유가닥의 다발체인 토우로 담배 필터를 제조하는 경우, 경화제를 함께 사용하지 않으면 담배 필터가 단단하지 못하여(경도가 낮아), 필터 제조 공정이나 담배 제조공정에서 필터가 드럼에 낄 수 있다. 따라서 일정 수준의 담배 필터의 경도향상이 필요하다. 예를 들어, 필터의 경도 향상방법은 경화제를 사용하는 방법과 가소제를 사용하는 방법이 있다. 경화제를 사용하는 방법은 바인더 성질의 물질을 이용하여 섬유가닥을 접합시켜 필터에 경도(단단하게)를 부여 하는 방법이다. 가소제를 사용하는 방법은 특정 물질을 이용하여 섬유 자체를 부분적으로 용해(플라스틱화)시켜 (셀룰로오스 아세테이트의 경우 TA(Triacetin) 사용) 섬유 간의 접합점을 형성한 후 가소화 시키는 방법이다.
본 발명의 일 실시예는 라이오셀(lyocell)을 포함하는 토우에 적합한 경화제를 통해 담배 필터의 경도를 향상시키기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 담배 필터는 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 포함할 수 있다. 그리고, 복수개의 라이오셀 섬유는 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 제1 라이오셀 섬유의 표면과 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉한다.
경화제는 셀룰로오스 유도체, 비닐계 유도체, 비닐계 에멀젼 수지, 알긴산 나트륨을 포함하는 천연 고분자, 전분, 전분 유도체, 검, 검 유도체 또는 고분자 수지 중 1 이상을 포함할 수 있다.
경화제는 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxylpropyl methyl cellulose, HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydoroxyproyl cellulose, HPC) 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA), 폴리 비닐 아세테이트(polyvinyl aceytate, PVAc) 중 1 이상을 포함할 수 있다.
경화제와 라이오셀 토우의 중량비(경화제 : 라이오셀 토우)는 약 1:20 내지 1:500 일 수 있다.
담배 필터의 경도는 약 80 내지 99 %일 수 있다.
담배 필터 안의 일반세균 및 진균류의 함량은 200 CFU/g 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 담배 필터의 제조 방법은 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 제조하는 단계, 그리고 경화제를 포함하는 경화제 용액을 토우(tow)에 분무하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 복수개의 라이오셀 섬유는 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 제1 라이오셀 섬유의 표면과 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉한다.
경화제 용액 안의 경화제 함량은 약 3 내지 30 중량 %일 수 있다.
경화제 용액 안의 용매는 물 또는 알코올을 사용할 수 있다.
토우에 분무되는 경화제 용액의 상대적인 양은 경화제가 분무되기 전 토우 중량의 약 5 내지 30 중량 %일 수 있다.
분무하는 단계는 노즐(nozzle) 분무, 브러쉬(brush) 분무 또는 전기 분무 중 어느 하나를 이용하는 것일 수 있다.
경화제 용액은 소포제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 담배는 담배 각초부(cigarette column portion), 그리고 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 포함하는 담배 필터부(cigarette filter portion)를 포함할 수 있다. 그리고, 복수개의 라이오셀 섬유는 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 제1 라이오셀 섬유의 표면과 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 라이오셀을 포함하는 토우 및 이에 적합한 경화제를 포함하거나 이용하여, 담배 필터의 경도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 비교예 1의 라이오셀 토우 섬유의 SEM 촬영사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 4의 라이오셀 토우 섬유의 SEM 촬영사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 5의 라이오셀 토우 섬유의 SEM 촬영사진이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
그러면, 본 발명의 실시예에 따른 담배 필터 및 담배에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 담배(cigarette)(1)는 불에 의해 연소되는 담배 각초부(cigarette column portion)(10)와 담배 연기를 필터링하는 담배 필터부(cigarette filter portion)(20)를 포함한다. 담배 각초부(10)는 궐련지(19)에 의해 둘러 쌓여 있을 수 있으며, 담배 필터부(20)는 담배 필터 권지(28)에 의해 둘러 쌓여 있을 수 있다. 담배 각초부(10)와 담배 필터부(20)는 팁 페이퍼(tipping paper)(29)에 의해 연결될 수 있다. 담배의 둘레는 대략 5 mm 내지 대략 30 mm일 수 있다.
담배 필터부(20)는 제1 필터부(21)를 포함할 수 있다. 제1 필터부(21)는 셀룰로오스 아세테이트 토우, 라이오셀 토우, 종이 등으로 형성될 수 있다. 담배 필터부(20)는 2 개 이상의 필터 부재(filter member)를 포함하는 다중 필터일 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참고하면, 담배 필터부(20)는 제2 필터부(22) 및 제3 필터부(23)를 포함할 수 있다. 이외에도, 담배 필터부(20)는 3 개의 필터 부재, 4 개의 필터 부재를 포함할 수 있다.
담배 필터부(20)에서 적어도 하나 이상의 필터부(21, 22, 23)는 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 라이오셀 섬유는 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 제1 라이오셀 섬유의 표면과 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉하는 형태일 수 있다. 도 4, 5 및 6를 참조하면, 라이오셀 토우 안의 복수개의 라이오셀 섬유를 확인할 수 있고, 도 5 및 6를 참조하면, 라이오셀 토우 안의 복수개의 라이오셀 섬유의 표면이 경화제와 접촉하는 형태를 통하여 상호 접합된 구조를 확인할 수 있다.
이때, 경화제는 셀룰로오스 유도체, 비닐계 유도체, 비닐계 에멀젼 수지, 알긴산 나트륨을 포함하는 천연 고분자, 전분, 전분 유도체, 검, 검 유도체 또는 고분자 수지 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 경화제는 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxylpropyl methyl cellulose, HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydoroxyproyl cellulose, HPC) 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA), 폴리 비닐 아세테이트(polyvinyl aceytate, PVAc) 등을 포함할 수 있으며, 이들 물질을 사용하는 경우, 담배 필터의 경도가 더욱 개선될 수 있다.
담배 필터 안의 경화제와 라이오셀 토우의 중량비(경화제 : 라이오셀 토우)는 약 1:20 내지 1:500일 수 있다. 상기 중량비 범위 내에서, 많은 경화제를 포함함으로써 압력 강하(pressure drop, PD)가 지나치게 커지는 것을 방지하고, 충분히 라이오셀 섬유간 접합점을 생성시켜 적절히 담배 필터의 경도를 향상시킬 수 있다.
담배 필터의 경도는 필터 경도 측정기 등을 통하여 측정할 수 있다. 또한, 하기의 계산식 1을 이용하여 측정할 수 있다.
[계산식 1]
필터 경도(%)=[D-a]/D*100
D는 필터 직경이고, a는 300g 추로 하강(필터가 눌리는)하는 거리(mm)를 나타낸다.
이에 따르면, 담배 필터의 경도는 약 80 내지 99 %일 수 있다. 상기 경도 범위 내에서, 필터 제조공정 및 담배 제조공정에서 필터가 드럼에 끼이는 문제를 해결할 수 있으며, 일정 수준의 필터 경도의 향상을 통해 필터의 품질을 유지할 수 있다.
또한, 담배 필터 안의 일반세균 및 진균류의 함량은 200 CFU/g 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서, 담배 필터는 일반세균 및 진균류의 함량이 2.0 x 102 CFU/g이하인 담배 필터 관리기준에 충족할 수 있고, 유통과정에서 제품담배의 변질을 막을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 제조하는 단계, 그리고 경화제를 포함하는 경화제 용액을 토우(tow)에 분무하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 복수개의 라이오셀 섬유는 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 제1 라이오셀 섬유의 표면과 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉하는 담배 필터의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 담배 필터의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
먼저, 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 제조하는 단계는 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 토우를 제조하는 단계이다. 이때, 블루밍(blooming)을 통해 토우를 부풀게 하는 단계가 추가로 수행될 수 있다.
다음으로, 라이오셀 섬유에 적합한 경화제를 용매에 혼합하여 경화제 용액을 제조하고, 이를 토우에 분무하는 단계이다. 여기서, 경화제는 셀룰로오스 유도체, 비닐계 유도체, 비닐계 에멀젼 수지, 알긴산 나트륨을 포함하는 천연 고분자, 전분, 전분 유도체, 검, 검 유도체 또는 고분자 수지 등이 될 수 있다. 예를 들어, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxylpropyl methyl cellulose, HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydoroxyproyl cellulose, HPC) 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA), 폴리 비닐 아세테이트(polyvinyl aceytate, PVAc) 등이 될 수 있으며, 이들 물질을 사용하는 경우, 담배 필터의 경도가 더욱 개선될 수 있다. 경화제 용액 안의 경화제 함량은 약 3 내지 30 중량 %일 수 있다. 상기 범위 내에서, 경화제 용액이 적절히 점도를 유지하게 되어 분무가 용이하고, 토우에 첨가하고자 하는 경화제의 양의 조절이 용이할 수 있다. 또한, 경화제 용액 안의 용매는 알코올 또는 물 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 알코올은 메탄올, 에탄올 또는 프로판올일 수 있다.
경화제 용액의 점도는 약 0.1 내지 70 cps일 수 있다. 상기 범위 내에서, 경화제 용액이 적절히 점도를 유지하게 되어 분무가 용이하고, 토우에 첨가하고자 하는 경화제의 양의 조절이 용이할 수 있다.
토우에 분무되는 상기 경화제 용액의 상대적인 양은 경화제가 분무되기 전 토우 중량의 약 5 내지 30 중량 %일 수 있다. 상기 범위 내에서, 필터 제조 작업성에 문제가 없으며, 필터에 적절한 경도를 부여할 수 있다.
경화제 용액은 소포제를 더 포함할 수 있고, 소포제는 경화제 용액 안에서, 거품이 발생되는 것을 막을 수 있다. 소포제의 종류는 제한되지 않으며, 예를 들어, 식품첨가 가능한 소포제를 사용할 수 있다.
상기 경화제 용액을 분무하는 단계는 노즐(nozzle) 분무, 브러쉬(brush) 분무 또는 전기 분무 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 담배 각초부(cigarette column portion)(10), 그리고 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 포함하는 담배 필터부(cigarette filter portion)(20)를 포함하고, 복수개의 라이오셀 섬유는 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 제1 라이오셀 섬유의 표면과 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉하는 담배를 제공한다.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
섬유 1 가닥이 약 3.0 데니어(denier)인 라이오셀 섬유를 이용하여, 토우 섬유 다발이 약 35000 데이어(denier)인 라이오셀 토우를 사용한다. 또한, 경화제 용액을 준비한다. 경화제 용액은 경화제와 물을 혼합하여 제조한다. 구체적으로, 하기 표 1의 HPMC(pharamacoat-606, 약 600g)을 물(약 9400g)에 첨가하여 HPMC(pharamacoat-606)가 약 6 중량 %으로 포함된 경화제 용액을 제조한다.
제조된 경화제 용액에 대하여, Brookfield형 RVT, 20rpm, 25 ℃의 조건에서 점도를 측정하고, 그 결과값은 약 45 cps이다.
다음으로, 제조된 경화제 용액을 노즐 분무를 통해 라이오셀 토우에 분무한다. 이때, 분무되는 경화제 용액의 상대적인 중량은 경화제 용액이 분무되기 전의 토우 중량 대비 약 10 중량 %으로 한다.
다음으로, 경화제 용액이 분무된 토우를 권지로 둘러싸서 담배 필터를 제조한 후 건조한다. 이때, 제조된 담배 필터의 축방향 길이는 약 108 mm이고, 흡인저항(pressure drop, PD)은 약 270 mmH20이고, 원주는 약 24.20 mm이고, 권지는 약 24000 CU의 기공도를 가지는 것이다.
제조된 담배 필터 안의 경화제와 라이오셀 토우의 중량비(경화제:라이오셀 토우)는 약 1:166.7 이다.
상기 측정된 라이오셀 토우 섬유의 굵기 및 제조된 담배 필터의 길이, PD, 원주, 권지의 기공도는 하기의 실시예 2 내지 7에서 동일하다.
< 실시예 2>
실시예 1에서, 상기 분무되는 경화제 용액의 상대적인 중량을 경화제가 분무되기 전의 토우 중량 대비 약 14 중량 %으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 담배 필터 및 이를 포함하는 담배를 제조한다.
제조된 담배 필터 안의 경화제와 라이오셀 토우의 중량비(경화제:라이오셀 토우)는 약 1:119 이다.
< 실시예 3>
실시예 1에서, 상기 경화제의 종류를 하기 표 1의 HPC로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 담배 필터 및 이를 포함하는 담배를 제조한다.
이때, 제조된 경화제 용액에 대하여, Brookfield형 RVT, 20rpm, 25 ℃의 조건에서 점도를 측정하고, 그 결과값은 약 55 cps이다.
< 실시예 4>
실시예 2에서, 상기 경화제의 종류를 하기 표 1의 HPC로 대체한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하여 담배 필터 및 이를 포함하는 담배를 제조한다.
< 실시예 5>
실시예 1에서, 상기 경화제 용액은 하기의 조성을 가지는 경화제 용액으로 대체하고, 분무되는 경화제 용액의 상대적인 중량을 경화제가 분무되기 전의 토우 중량 대비 약 13.1 중량 %로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 담배 필터 및 이를 포함하는 담배를 제조한다.
경화제 용액은 경화제, 소포제, 물을 혼합하여 제조한다. 구체적으로, 하기 표 1의 HPMC(pharamacoat-603, 약 1000g), 폼제로 530F(㈜케미드, 약 5g), 그리고 물(약 8995g)을 혼합하여 HPMC(pharamacoat-603)가 약 10 중량 %로 포함된 경화제 용액을 사용한다.
이때, 제조된 경화제 용액에 대하여, Brookfield형 RVT, 20rpm, 25 ℃의 조건에서 점도를 측정하고, 그 결과값은 약 50 cps이다.
제조된 담배 필터 안의 경화제와 라이오셀 토우의 중량비(경화제:라이오셀 토우)는 약 1:76.3 이다.
< 실시예 6>
실시예 1에서, 상기 경화제 용액은 하기의 조성을 가지는 경화제 용액으로 대체하고, 분무되는 경화제 용액의 상대적인 중량을 경화제가 분무되기 전의 토우 중량 대비 약 10.1 중량 %로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 담배 필터 및 이를 포함하는 담배를 제조한다.
경화제 용액은 경화제, 물을 혼합하여 제조한다. 구체적으로, 하기 표 1의 PVA(약 1000g)과 물(약 9000g)을 혼합하여 PVA가 약 10 중량 %로 포함된 경화제 용액을 사용한다.
이때, 제조된 경화제 용액에 대하여, Brookfield형 RVT, 20rpm, 25 ℃의 조건에서 점도를 측정하고, 그 결과값은 약 55cps이다.
제조된 담배 필터 안의 경화제와 라이오셀 토우의 중량비(경화제:라이오셀 토우)는 약 1:99 이다.
< 실시예 7>
실시예 6에서, 분무되는 경화제 용액의 상대적인 중량을 경화제 분무되기 전의 토우 중량 대비 약 13.7 중량 %로 한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 수행하여 담배 필터 및 이를 포함하는 담배를 제조한다.
제조된 담배 필터 안의 경화제와 라이오셀 토우의 중량비(경화제:라이오셀 토우)는 약 1:73 이다.
경화제 HPMC
(hydroxypropyl methyl cellulose)		 HPC
(hydroxypropyl cellulose)		 PVA
(polyvinyl alcohol)
상품명 Pharmacoat -606 Pharmacoat-603 PE-05JPS
CAS Number 9004-65-3 9004-65-3 9004-64-2 9002-89-5
Formula C3H8O2.x-CH4O.x-unspecified C3H8O2.x-CH4 O.x-unspecified C3H8O2.x-unspecified (C2H4O)x-
제조사/
공급처		 Shin-etsu Chemical Aldrich Japan Vam & Poval
< 비교예 1>
실시예 1에서, 경화제 용액을 분무하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 담배 필터 및 이를 포함하는 담배를 제조한다.
< 실험예 1>담배 필터 경도 측정
제조된 담배 필터의 경도를 측정하기 위하여, 비교예 1 및 실시예 1 내지 실시예 7에 대하여, 담배 필터 제조 후, 각각 1, 7, 14, 21일(표 2) 그리고, 1, 2, 4, 7일(표 3)의 건조 기간의 경과함에 따른 경도변화를 측정하여 하기의 표 2 및 표 3에 나타내고 있다.
구체적으로, 담배 필터의 경도 측정은 각 담배 필터를 50 본씩 무작위 추출하여 약 22 ℃에서 약 24 시간 동안 조화시키고, 필터 경도 측정기(DHT 200TM, Filtrona사) 및 하기의 계산식 1을 이용하여 측정하였다.
[계산식 1]
필터 경도(%)=[D-a]/D*100
D는 필터 직경이고, a는 300g 추로 하강(필터가 눌리는)하는 거리(mm)를 나타낸다.
내용 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
실온 1일 경과 무게
(mg)		 841 889 949 911 940
원주
(mm)		 24.10 24.08 23.99 24.16 24.07
PD
(mmH20)		 276 260 282 269 285
수분
(%)		 8.33 13.99 17.48 14.19 15.19
경도(%) 83.08 86.54 83.63 75.64 73.05
실온 7일 경과 무게
(mg)		 841 831 859 858 849
원주
(mm)		 24.14 23.94 23.89 24.03 23.94
PD
(mmH20)		 274 240 245 261 249
수분
(%)		 8.49 9.38 9.99 9.54 9.27
경도(%) 84.39 90.22 91.81 88.47 89.32
실온 14일 경과 무게
(mg)		 842 810 840 836 843
원주
(mm)		 24.12 23.88 23.84 23.99 23.90
PD
(mmH20)		 273 230 241 251 256
수분
(%)		 8.39 8.67 8.74 8.66 8.69
경도(%) 83.33 90.87 91.91 88.43 89.78
실온 21일 경과 무게
(mg)		 842 810 831 831 850
원주
(mm)		 24.09 23.88 23.83 24.04 23.94
PD
(mmH20)		 284 237 244 250 267
수분
(%)		 7.89 8.04 8.04 7.98 7.96
경도(%) 82.54 90.39 92.14 88.92 90.45
내용 비교예1 실시예5 실시예6 실시예7
실온 1일 경과 무게
(mg)		 832 963 912 927
원주
(mm)		 23.44 23.57 23.45 23.49
PD
(mmH20)		 248 277 245 245
수분
(%)		 9.21 14.23 14.92 15.10
경도(%) 75.9 83.8 77.6 77.2
실온 2일 경과 무게
(mg)		 820 929 885 918
원주
(mm)		 23.41 23.53 23.46 23.48
PD
(mmH20)		 236 258 229 236
수분
(%)		 8.38 12.23 13.50 14.44
경도(%) 77.06 85.61 80.04 81.67
실온 4일 경과 무게
(mg)		 812 895 841 845
원주
(mm)		 23.39 23.43 23.32 23.36
PD
(mmH20)		 239 257 223 221
수분
(%)		 8.04 9.74 9.97 10.07
경도(%) 75.30 87.14 86.43 87.85
실온 7일 경과 무게
(mg)		 809 867 817 821
원주
(mm)		 23.38 23.38 23.26 23.25
PD
(mmH20)		 244 254 224 225
수분
(%)		 7.87 8.21 8.31 7.70
경도(%) 75.49 92.79 90.01 91.20
표 2 및 3을 참조하면, 실험결과, 비교예 1은 건조기간에 따른 물리성의 변화가 없는 것을 알 수 있다. 필터 수분은 건조 기간 2주 후에 평형수분에 도달하는 것으로 나타난다. 필터 경도는 건조 기간 1주 후 실시예 1 내지 4에서 약 88 %이상으로 나타나고, 실시예 5 내지 실시예 7에서 약 90 % 이상으로 나타난다.
< 실험예 2> 필터 내 미생물 분석
제조된 담배 필터 내의 미생물의 함량을 분석하기 위하여, 비교예 1 및 실시예 1 내지 4에 대하여, 하기와 같은 실험을 수행한다.
제조된 비교예 1 및 실시예 1 내지 4의 필터를 실온의 실험실 환경에서 1개월 동안 저장한 후, 미생물 함량(colony-forming unit/g, CFU/g)을 분석하여, 이를 하기의 표 4에 나타내고 있다.
시료명 총균수(CFU*/g)　
일반세균 진균류 대장균
비교예 1 0　 30　 불검출
실시예 1 0　 7　 불검출
실시예 2 0　 10　 불검출
실시예 3 0　 40　 불검출
실시예 4 0　 8　 불검출
표 4를 참조하면, 실험결과, 비교예 1 및 실시예 1 내지 4에서 모두 필터 관리 기준인 일반세균 및 진균류가 2.0 x 102CFU/g 이하에 만족하는 것으로 나타난다.
< 실험예 3> SEM 분석
제조된 담배 필터 안의 토우 섬유간 구조를 SEM(1000 배율)을 이용하여 촬영하고, 그 결과를 도 4 내지 6에 나타내고 있다.
도 4는 비교예 1의 SEM 촬영사진이고, 도 5는 실시예 5의 SEM 촬영사진이고, 도 6은 실시예 7의 SEM 촬영사진이다.
관찰결과, 비교예 1에 비하여, 실시예 5 및 실시예 7의 토우 섬유는 섬유 가닥 간에 접합이 이루어진 것을 확인할 수 있다.
결과적으로, 이를 통해 담배 필터의 경도가 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 담배 10: 담배 각초부
11: 담배 각초 19: 궐련지
20: 담배 필터부 21: 제1 필터부
22: 제2 필터부 23: 제3 필터부
28: 담배 필터 권지 29: 팁 페이퍼

Claims (20)

  1. 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 포함하고,
    상기 복수개의 라이오셀 섬유는 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 상기 제1 라이오셀 섬유의 표면과 상기 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉하는 담배 필터.
  2. 제1항에서,
    상기 경화제는 셀룰로오스 유도체, 비닐계 유도체, 비닐계 에멀젼 수지, 알긴산 나트륨을 포함하는 천연 고분자, 전분, 전분 유도체, 검, 검 유도체 또는 고분자 수지 중 1 이상을 포함하는 담배 필터.
  3. 제1항에서,
    상기 경화제는 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxylpropyl methyl cellulose, HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydoroxyproyl cellulose, HPC) 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA), 폴리 비닐 아세테이트(polyvinyl aceytate, PVAc) 중 1 이상을 포함하는 담배 필터.
  4. 제2항 또는 제3항에서,
    상기 담배 필터 안의 상기 경화제와 상기 라이오셀 토우의 중량비(경화제 : 라이오셀 토우)는 1:20 내지 1:500 인 담배 필터.
  5. 제1항에서,
    상기 담배 필터의 경도는 80 내지 99 %인 담배 필터.
  6. 제1항에서,
    상기 담배 필터 안의 일반세균 및 진균류의 함량은 200 CFU/g 이하인 담배 필터.
  7. 복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 제조하는 단계, 그리고
    경화제를 포함하는 경화제 용액을 상기 토우(tow)에 분무하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수개의 라이오셀 섬유는 상기 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 상기 제1 라이오셀 섬유의 표면과 상기 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉하는 담배 필터의 제조방법.
  8. 제7항에서,
    상기 경화제는 셀룰로오스 유도체, 비닐계 유도체, 비닐계 에멀젼 수지, 알긴산 나트륨을 포함하는 천연 고분자, 전분, 전분 유도체, 검, 검 유도체 또는 고분자 수지 중 1 이상을 포함하는 담배 필터의 제조방법.
  9. 제7항에서,
    상기 경화제는 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxylpropyl methyl cellulose, HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydoroxyproyl cellulose, HPC) 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA), 폴리 비닐 아세테이트(polyvinyl aceytate, PVAc) 중 1 이상을 포함하는 담배 필터의 제조방법.
  10. 제7항에서,
    상기 경화제 용액 안의 경화제 함량은 3 내지 30 중량 %인 담배 필터의 제조방법.
  11. 제7항에서,
    상기 경화제 용액 안의 용매는 물 또는 알코올을 포함하는 것인 담배 필터의 제조방법.
  12. 제7항에서,
    토우에 분무되는 상기 경화제 용액의 상대적인 양은 경화제가 분무되기 전 토우 중량의 5 내지 30 중량 %인 담배 필터의 제조방법.
  13. 제7항에서,
    상기 분무하는 단계는 노즐(nozzle) 분무, 브러쉬(brush) 분무 또는 전기 분무 중 어느 하나를 이용하는 것인 담배 필터의 제조방법.
  14. 제7항에서,
    상기 경화제 용액은 소포제를 더 포함하는 것인 담배 필터의 제조방법.
  15. 담배 각초부(cigarette column portion), 그리고
    복수개의 라이오셀(lyocell) 섬유를 포함하는 라이오셀 토우(tow)를 포함하는 담배 필터부(cigarette filter portion),
    를 포함하고,
    상기 복수개의 라이오셀 섬유는 경화제에 의해 서로 연결되어 있는 제1 라이오셀 섬유 및 제2 라이오셀 섬유를 포함하며, 상기 제1 라이오셀 섬유의 표면과 상기 제2 라이오셀 섬유의 표면은 각각 경화제와 접촉하는 담배.
  16. 제15항에서,
    상기 경화제는 셀룰로오스 유도체, 비닐계 유도체, 비닐계 에멀젼 수지, 알긴산 나트륨을 포함하는 천연 고분자, 전분, 전분 유도체, 검, 검 유도체 또는 고분자 수지 중 1 이상을 포함하는 담배.
  17. 제15항에서,
    상기 경화제는 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxylpropyl methyl cellulose, HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydoroxyproyl cellulose, HPC) 또는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA), 폴리 비닐 아세테이트(polyvinyl aceytate, PVAc) 중 1 이상을 포함하는 담배.
  18. 제16항 또는 제17항에서,
    상기 담배 필터 안의 상기 경화제와 상기 라이오셀 토우의 중량비(경화제 : 라이오셀 토우)는 1:20 내지 1:500인 담배.
  19. 제15항에서,
    상기 담배 필터의 경도는 80 내지 99 %인 담배.
  20. 제15항에서,
    상기 담배 필터 안의 일반세균 및 진균류의 함량은 200 CFU/g 이하인 담배.
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