KR20170085581A - 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 및 그 제조 방법과 응용 - Google Patents

셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 및 그 제조 방법과 응용 Download PDF

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Abstract

셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 및 그 제조 방법과 응용에 관한 것으로, 담배 유해성을 저감하는 첨가재료 분야에 해당된다. 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 49-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-50wt％의 제2종 입자 및0.5-20wt％의 접착제를 함유하고 있으며; 제조 방법은: 일정한 비율의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자를 선택하거나, 또는 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자만 선택하여, 공기 유동화 과립 형성 방법과 접착제 첨가를 통해, 입자 집합체를 제조하며, 입자 집합체를 사분하여, 필요한 입경 크기의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 획득한다. 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공성 구조, 불 규칙적인 형상, 거친 표면, 요철불평한 물리적 형태를 구비하고 있어, 담배 연기 중의 입상물이거나 하나 또는 여러가지 유해 성분에 대한 필터 효율의 향상에 유리하다.

Description

셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 및 그 제조 방법과 응용 {CELLULOSE ACETATE PARTICLE AGGREGATE, AND PREPARATION METHOD THEREFOR AND APPLICATION THEREOF}
본 발명은 담배 유해성을 절감하는 첨가재료 분야에 속하는 것으로, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 및 그 제조 방법과 응용에 관한 것이다.
흡연과 건강 연구의 심화에 따라, 흡연 안전성을 향상하는 것이 점차적으로 연초 산업의 생존과 발전의 공통적인 목표로 되고 있다. 연구 증명에 의하면, 담배의 타르는 여러 가지 인체에 유해한 성분을 함유하고 있다. 동시에, 국내 연초 산업 연구자들은 호프만 리스트 중의 7가지 유해 성분(일산화탄소(CO), 사이안화수소, 연초 특유의 니트로소아민(NNK), 암모니아, 벤조α피렌, 페놀, 크로톤알데히드)을 선택 사용하여, 담배 주류 연기 유해지수를 구축하였다. 따라서 흡연 안전성 향상에 있어서 포인트는 담배 연기 중에 함유되어 있는 유해 물질인 타르를 감소시키는 동시에 상기 7가지 유해 성분의 방출량을 선택적으로 저하시키는 데 집중되어 있다.
20세기 50년대 셀룰로오스 아세테이트 토우 필터 담배가 출품되었으며, 효과적으로 담배 타르량을 절감시켰다. 각 국 정부가 담배 타르량에 대한 계속적인 절감 요구에 따라, 필터의 필터 성능을 증강시키는 것은 줄곧 연초 산업 연구에서의 포인트로 되었지만, 계속적으로 셀룰로오스 아세테이트 토우 필터의 필터 성능을 향상시키는 데는 한계가 있다.
본 발명의 첫 번째 목적은, 담배 연기의 필터링에 응용하여, 담배 연기 중의 타르, 또는 하나 또는 다수의 유해 물질에 대한 필터 성능을 향상할 수 있는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 응용을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 실현하기 위한, 본 발명의 해결 방안은:
[셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체]
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체로서, 49-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-50wt％의 제2종 입자와 0.5-20wt％의 접착제를 함유한다.
본 발명의 두 번째 방안은: 해당 종류의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 바람직하게 60-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유할 수 있고, 바람직하게 64-99wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 더 함유할 수 있다.
본 발명의 세 번째 방안은: 해당 종류의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 바람직하게 64-89wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 10-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유할 수 도 있고, 바람직하게 64-79wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 20-30wt％의 제2종 입자와 1-15wt％의 접착제를 더 함유할 수 있으며, 더 바람직하게 65-74wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 25-30wt％의 제2종 입자와 1-10wt％의 접착제를 함유할 수 있다.
본 발명의 네 번째 방안은: 해당 종류의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 85-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유한다.
해당 발명의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공 불규칙의 형태를 구현하고 있으며, 표면이 거칠고, 요철불평하다. 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 평균 입경은 150-850μm 범위 내에 있고, 바람직하게 150-650μm 범위 내, 더 바람직하게는 150-425μm 범위내에 있으며; 그 구경은 0.2-25μm의 범위 내에 있고, 바람직하게는 0.4-20μm의 범위 내에 있으며; 그 비표면적은 0.5-10m2/g 범위 내에 있고, 바람직하게는0.7-5m2/g 범위 내에 있으며; 그 부피 밀도는 0.05-0.22g/mL의 범위 내에 있고, 바람직하게는0.07-0.20g/mL의 범위 내에 있다.
여기서, 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm 범위 내에 있으며, 바람직하게는10-70μm 범위 내에 있다.
제2종 입자는 하기 물질：셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 키토산에서 하나 또는 다수를 선택하여 제조된 입자이다.
접착제는 하기 물질：전분, 하이드록시 프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸에틸 셀룰로오스, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 제인, 구아검, 글리세롤트리아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 트리에틸렌글리콜디아세테이트, 알지네이트, 젤라틴, 덱스트린에서 선택되는 하나 또는 다수의 혼합물이다.
[셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의제조 방법]
상기의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법으로서,
일정한 비율의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자, 또는 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자만 선택하는 단계(A);
공기 유동화 과립 형성 방법과 접착제 첨가를 통해 입자 집합체를 제조하는 단계(B);
상기의 입자 집합체를 사분하여, 필요한 입경 크기의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 획득하는 단계(C);를 포함한다.
여기서, 상기의 제조 방법은 사분해낸 입경이 필요한 입경의 범위 상한보다 큰 입자 집합체를 연마한 후, 단계(A)에 사용하는 것을 더 포함한다.
상기의 제조 방법은 사분해낸 입경이 필요한 입경의 범위 하한보다 작은 입자 집합체를 직접 단계(A)에 사용하는 것을 더 포함한다.
상기의 셀룰로오스 아세테이트 입자는 2가지 상이한 방법: 셀룰로오스 아세테이트 플레이크 연마, 또는 알칼리 용액 침전법에 의해 제조될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 플레이크 연마는 건식 연마 또는 습식 연마를 사용할 수 있다.
습식 연마 단계는 다음과 같다: 물을 매질로 셀룰로오스 아세테이트 플레이크를 연마한 후, 획득한 셀룰로오스 아세테이트 입자의 수중에서의 현탁액을, 분무 원심 분리 건조하여 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득한다. 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm일 수 있다.
알칼리 용액 침전법의 단계는 다음과 같다：
(1). 셀룰로오스 아세테이트 (예를 들어 셀룰로오스 디아세테이트 또는 셀룰로오스 트리아세테이트) 를 하나의 유기용제에 용해시켜 일정한 농도의 셀룰로오스 아세테이트 용액을 획득하고;
(2). 250-450rpm의 기계 교반 조건하에, 셀룰로오스 아세테이트의AV치와 용해도가 절감되도록, 셀룰로오스 아세테이트 용액에 NaOH수용액을 적가하여, 셀룰로오스 아세테이트에 침전이 발생하게 하여, 백색의 현탁액을 획득하고;
(3). 계속 일정 시간 교반하여, 현탁액 중 침전된 입자를 경화시키고;
(4). 현탁액을 흡인 여과하여, 흡인 여과해낸 입자를 물로 씻고 분무 원심 분리 건조하여 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득한다.
여기서, 단계(1)중, 셀룰로오스 아세테이트의 결합산 값은40-62％ 범위 내에 있고, 바람직하게 45-60％ 범위내에 있다. 유기용제는 아세톤, 디메틸 술폭시드, 또는 아세톤과 디메틸 술폭시드의 혼합물이다. 만약 유기용제가 아세톤과 디메틸 술폭시드의 혼합물일 경우, 아세톤과 디메틸 술폭시드의 질량비는 (1-4):1 이다. 셀룰로오스 아세테이트 용액 중의 셀룰로오스 아세테이트의 함량은 1-20wt％이다.
단계 (2)에서, NaOH수용액의 농도는 0.05-1.0mol/L이며, 바람직하게는 0.1-1.0mol/L이다. NaOH수용액의 첨가량：NaOH용질의 질량과 셀룰로오스 아세테이트의 질량의 비 (1-50)：100.
유기용제(예를 들어 아세톤 등)를 회전증발 시키거나 또는 탈이온수를 계속적으로 첨가하는 방법을 통해, 추가적으로 셀룰로오스 아세테이트의 용해도를 더 절감시킬 수 있다.
단계(4)중에서, 최종적으로 획득한 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm일 수 있다.
단계(B)중의 공기 유동화 과립 형성 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다: 접착제를 용제 중에 교반시켜 접착제 분무액(용액일 수 있고, 또는 현탁액일 수 있음)을 배합 제조하고, 공기를 통해 무화 분무를 하며, 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자, 또는, 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자가, 유동층에서 바닥부 진입 공기를 통해 유동화 상태를 유지하도록 하고, 접착제 분무액과 접촉하여 접착을 발생시키고, 건조시켜 입자 집합체를 획득한다.
상기의 제조 방법은 연속적 또는 간헐적일 수 있다. 연속적인 방법으로 제조할 경우, 정상에서 접착제 분무액를 분사할 때, 원료공급구는 연속적으로 끊임없이 과립 형성하는 초기 입자(예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자, 또는 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자)를 제공하며, 과립 형성후의 입자 집합체는 자동적으로 출료구에 의해 배출되며, 사분을 거쳐 필요한 입경의 범위 하한보다 작을 경우 입자 집합체는 원료공급구로 반환되며, 필요한 입경의 범위 하한보다 클 경우, 입자 집합체는 연마를 거친 후 다시 원료공급구로 반환된다. 예를 들어, 독일GLATT회사의 연속적 유동층GF은 이러한 공정요구를 만족할 수 있다.
공기 유동화 과립 형성 방법에 사용되는 용제는 하기 물질: 물, 에탄올, 프로판올, 아세톤에서 선택되는 하나 또는 다수의 혼합물이다. 접착제 분무액 중, 접착제의 함량은 2-15wt％이다.
공기 유동화 과립 형성 방법에서, 무화의 압력은 50-120bar 범위내에 있으며, 접착제 분무액의 분무 유량은 10-30g/min 범위 내에 있고, 바닥부 진입 공기의 공기량은 20-80m3/hr 범위 내에 있으며, 바닥부 진입 공기의 온도는 20-55℃ 범위 내에 있다.
[셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법의 응용]
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 복합 필터 또는 복합 필터 담배의 제조에서의 응용에 있어서,
일정한 양의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체와 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 복합하여 복합 필터를 획득하는 단계(A); 또는,
단계 (A)에서 획득한 복합 필터를 담배에 조인시켜 복합 필터담배로 제조하는 단계(B)를 포함한다.
여기서, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 제조하는 과정에서, 개섬한 토우에 첨가되어 셀룰로오스 디아세테이트 토우가 커버하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 필터 로드를 제조하고, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 필터 로드와 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 복합하여, 복합 필터를 획득한다.
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 2단의 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드 사이의 캐비티에 첨가하여, 3단 복합 필터로 제조할 수 있으며, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 1단의 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드와 1단의 기타 재료로 제조된 필터 로드 사이의 캐비티에 첨가하여, 3단 복합 필터를 더 제조할 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 첨가량은 10-60mg/담배개비이다.
상기 목적을 실현하기 위한, 본 발명의 해결 방안은:
[셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체]
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체로서, 49-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-50wt％의 제2종 입자와 0.5-20wt％의 접착제를 함유한다.
본 발명의 두 번째 방안은: 해당 종류의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 바람직하게 60-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유할 수 있고, 바람직하게 64-99wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 더 함유할 수 있다.
본 발명의 세 번째 방안은: 해당 종류의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 바람직하게 64-89wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 10-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유할 수 도 있고, 바람직하게 64-79wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 20-30wt％의 제2종 입자와 1-15wt％의 접착제를 더 함유할 수 있으며, 더 바람직하게 65-74wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 25-30wt％의 제2종 입자와 1-10wt％의 접착제를 함유할 수 있다.
본 발명의 네 번째 방안은: 해당 종류의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 85-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유한다.
해당 발명의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공 불규칙의 형태를 구현하고 있으며, 표면이 거칠고, 요철불평하다. 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 평균 입경은 150-850μm 범위 내에 있고, 바람직하게 150-650μm 범위 내, 더 바람직하게는 150-425μm 범위내에 있으며; 그 구경은 0.2-25μm의 범위 내에 있고, 바람직하게는 0.4-20μm의 범위 내에 있으며; 그 비표면적은 0.5-10m2/g 범위 내에 있고, 바람직하게는0.7-5m2/g 범위 내에 있으며; 그 부피 밀도는 0.05-0.22g/mL의 범위 내에 있고, 바람직하게는0.07-0.20g/mL의 범위 내에 있다.
여기서, 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm 범위 내에 있으며, 바람직하게는10-70μm 범위 내에 있다.
제2종 입자는 하기 물질：셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 키토산에서 하나 또는 다수를 선택하여 제조된 입자이다.
접착제는 하기 물질：전분, 하이드록시 프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸에틸 셀룰로오스, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 제인, 구아검, 글리세롤트리아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 트리에틸렌글리콜디아세테이트, 알지네이트, 젤라틴, 덱스트린에서 선택되는 하나 또는 다수의 혼합물이다.
[셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의제조 방법]
상기의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법으로서,
일정한 비율의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자, 또는 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자만 선택하는 단계(A);
공기 유동화 과립 형성 방법과 접착제 첨가를 통해 입자 집합체를 제조하는 단계(B);
상기의 입자 집합체를 사분하여, 필요한 입경 크기의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 획득하는 단계(C);를 포함한다.
여기서, 상기의 제조 방법은 사분해낸 입경이 필요한 입경의 범위 상한보다 큰 입자 집합체를 연마한 후, 단계(A)에 사용하는 것을 더 포함한다.
상기의 제조 방법은 사분해낸 입경이 필요한 입경의 범위 하한보다 작은 입자 집합체를 직접 단계(A)에 사용하는 것을 더 포함한다.
상기의 셀룰로오스 아세테이트 입자는 2가지 상이한 방법: 셀룰로오스 아세테이트 플레이크 연마, 또는 알칼리 용액 침전법에 의해 제조될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 플레이크 연마는 건식 연마 또는 습식 연마를 사용할 수 있다.
습식 연마 단계는 다음과 같다: 물을 매질로 셀룰로오스 아세테이트 플레이크를 연마한 후, 획득한 셀룰로오스 아세테이트 입자의 수중에서의 현탁액을, 분무 원심 분리 건조하여 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득한다. 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm일 수 있다.
알칼리 용액 침전법의 단계는 다음과 같다：
(1). 셀룰로오스 아세테이트 (예를 들어 셀룰로오스 디아세테이트 또는 셀룰로오스 트리아세테이트) 를 하나의 유기용제에 용해시켜 일정한 농도의 셀룰로오스 아세테이트 용액을 획득하고;
(2). 250-450rpm의 기계 교반 조건하에, 셀룰로오스 아세테이트의AV치와 용해도가 절감되도록, 셀룰로오스 아세테이트 용액에 NaOH수용액을 적가하여, 셀룰로오스 아세테이트에 침전이 발생하게 하여, 백색의 현탁액을 획득하고;
(3). 계속 일정 시간 교반하여, 현탁액 중 침전된 입자를 경화시키고;
(4). 현탁액을 흡인 여과하여, 흡인 여과해낸 입자를 물로 씻고 분무 원심 분리 건조하여 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득한다.
여기서, 단계(1)중, 셀룰로오스 아세테이트의 결합산 값은40-62％ 범위 내에 있고, 바람직하게 45-60％ 범위내에 있다. 유기용제는 아세톤, 디메틸 술폭시드, 또는 아세톤과 디메틸 술폭시드의 혼합물이다. 만약 유기용제가 아세톤과 디메틸 술폭시드의 혼합물일 경우, 아세톤과 디메틸 술폭시드의 질량비는 (1-4):1 이다. 셀룰로오스 아세테이트 용액 중의 셀룰로오스 아세테이트의 함량은 1-20wt％이다.
단계 (2)에서, NaOH수용액의 농도는 0.05-1.0mol/L이며, 바람직하게는 0.1-1.0mol/L이다. NaOH수용액의 첨가량：NaOH용질의 질량과 셀룰로오스 아세테이트의 질량의 비 (1-50)：100.
유기용제(예를 들어 아세톤 등)를 회전증발 시키거나 또는 탈이온수를 계속적으로 첨가하는 방법을 통해, 추가적으로 셀룰로오스 아세테이트의 용해도를 더 절감시킬 수 있다.
단계(4)중에서, 최종적으로 획득한 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm일 수 있다.
단계(B)중의 공기 유동화 과립 형성 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다: 접착제를 용제 중에 교반시켜 접착제 분무액(용액일 수 있고, 또는 현탁액일 수 있음)을 배합 제조하고, 공기를 통해 무화 분무를 하며, 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자, 또는, 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자가, 유동층에서 바닥부 진입 공기를 통해 유동화 상태를 유지하도록 하고, 접착제 분무액과 접촉하여 접착을 발생시키고, 건조시켜 입자 집합체를 획득한다.
상기의 제조 방법은 연속적 또는 간헐적일 수 있다. 연속적인 방법으로 제조할 경우, 정상에서 접착제 분무액를 분사할 때, 원료공급구는 연속적으로 끊임없이 과립 형성하는 초기 입자(예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자, 또는 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자)를 제공하며, 과립 형성후의 입자 집합체는 자동적으로 출료구에 의해 배출되며, 사분을 거쳐 필요한 입경의 범위 하한보다 작을 경우 입자 집합체는 원료공급구로 반환되며, 필요한 입경의 범위 하한보다 클 경우, 입자 집합체는 연마를 거친 후 다시 원료공급구로 반환된다. 예를 들어, 독일GLATT회사의 연속적 유동층GF은 이러한 공정요구를 만족할 수 있다.
공기 유동화 과립 형성 방법에 사용되는 용제는 하기 물질: 물, 에탄올, 프로판올, 아세톤에서 선택되는 하나 또는 다수의 혼합물이다. 접착제 분무액 중, 접착제의 함량은 2-15wt％이다.
공기 유동화 과립 형성 방법에서, 무화의 압력은 50-120bar 범위내에 있으며, 접착제 분무액의 분무 유량은 10-30g/min 범위 내에 있고, 바닥부 진입 공기의 공기량은 20-80m3/hr 범위 내에 있으며, 바닥부 진입 공기의 온도는 20-55℃ 범위 내에 있다.
[셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법의 응용]
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 복합 필터 또는 복합 필터 담배의 제조에서의 응용에 있어서,
일정한 양의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체와 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 복합하여 복합 필터를 획득하는 단계(A); 또는,
단계 (A)에서 획득한 복합 필터를 담배에 조인시켜 복합 필터담배로 제조하는 단계(B)를 포함한다.
여기서, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 제조하는 과정에서, 개섬한 토우에 첨가되어 셀룰로오스 디아세테이트 토우가 커버하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 필터 로드를 제조하고, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 필터 로드와 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 복합하여, 복합 필터를 획득한다.
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 2단의 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드 사이의 캐비티에 첨가하여, 3단 복합 필터로 제조할 수 있으며, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 1단의 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드와 1단의 기타 재료로 제조된 필터 로드 사이의 캐비티에 첨가하여, 3단 복합 필터를 더 제조할 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 첨가량은 10-60mg/담배개비이다.
본 발명의 실시예에 따른 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의제조 방법에 의한 상기의 셀룰로오스 아세테이트 입자는 2가지 상이한 방법: 셀룰로오스 아세테이트 플레이크 연마, 또는 알칼리 용액 침전법에 의해 제조될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 플레이크 연마는 건식 연마 또는 습식 연마를 사용할 수 있다.
또한, 유기용제(예를 들어 아세톤 등)를 회전증발 시키거나 또는 탈이온수를 계속적으로 첨가하는 방법을 통해, 추가적으로 셀룰로오스 아세테이트의 용해도를 더 절감시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의제조 방법에 의할 경우, 유기용제(예를 들어 아세톤 등)를 회전증발 시키거나 또는 탈이온수를 계속적으로 첨가하는 방법을 통해, 추가적으로 셀룰로오스 아세테이트의 용해도를 더 절감시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예1의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 전자 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예1의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 다른 하나의 전자 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예7의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 전자 현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예8의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 전자 현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예9의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 전자 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예10의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 전자 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 비교예1의 입자의 전자 현미경 사진이다.
도 8은 본 발명의 비교예3의 입자의 전자 현미경 사진이다.
도 9는 본 발명의 비교예3의 입자의 다른 하나의 전자 현미경 사진이다.
본 발명은 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 및 그 제조 방법과 응용을 제공한다.
<셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체>
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체로서, 49-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-50wt％의 제2종 입자와 0.5-20wt％의 접착제를 함유한다.
구체적인 상황에 따라, 해당 종류의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 바람직하게는 60-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유할 수 있고, 바람직하게 64-99wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 더 함유할 수 있으며, 더 바람직하게 85-99wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 1-15wt％의 접착제를 더 함유할 수 있다.
구체적인 상황에 따라, 해당 종류의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 바람직하게 64-89wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 10-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유할 수 있고, 바람직하게 64-79wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 20-30wt％의 제2종 입자와 1-15wt％의 접착제를 더 함유할 수 있으며, 더 바람직하게 65-74wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 25-30wt％의 제2종 입자와 1-10wt％의 접착제를 더 함유할 수 있다.
셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자는 랜덤으로 쌓이고 접착제에 의해 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체로 접착되거나, 또는 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자가 랜덤으로 쌓이고, 접착제에 의해 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체로 접착된다.
[셀룰로오스 아세테이트 입자]
셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm 범위 내에 있으며, 바람직하게10-70μm 범위 내에 있다.
셀룰로오스 아세테이트 입자는 하기 2가지 상이한 방법, 셀룰로오스 아세테이트 플레이크 연마 또는 알칼리 용액 침전법을 통해 제조될 수 있다.
(1)셀룰로오스 아세테이트 플레이크 연마법：
물을 매질로, 셀룰로오스 아세테이트 플레이크에 대해 연마하고, 연마한 셀룰로오스 아세테이트의 수중에서의 현탁액을, 분무 원심 분리 건조하는 것을 통해, 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득한다. 획득한 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm이며, 바람직하게10-70μm이다.
해당 방법에서, 건식 연마와 습식 연마는 모두 가능하다. 습식 연마는 물을 매질로 하여, 바스켓 타입의 연마기로 셀룰로오스 아세테이트 플레이크에 대해 연마한다.
(2)알칼리 용액 침전법：
A. 셀룰로오스 아세테이트를 하나의 유기용제 중에 용해시켜 일정한 농도의 셀룰로오스 아세테이트 용액을 획득하며;
B. 250-450rpm의 기계 교반 조건하에, 셀룰로오스 아세테이트 용액에 NaOH수용액을 적가하여, 셀룰로오스 아세테이트에 침전이 발생하게 하여, 백색의 현탁액을 획득하며;
C. 계속 일정 시간 교반하여, 현탁액 중에서 침전된 입자를 경화시키고;
D.현탁액을 흡인 여과하여, 흡인 여과해낸 입자를 물로 씻고 분무 원심 분리 건조하는 방법을 통해, 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득한다.
여기서，방법 (2)의 단계A에서, 셀룰로오스 아세테이트는 셀룰로오스 디아세테이트 또는 셀룰로오스 트리아세테이트이며, 그 결합산 값은 40-62％이며, 바람직하게 45-60％이다. 유기용제는 아세톤, 디메틸 술폭시드, 또는 아세톤과 디메틸 술폭시드의 혼합물이다. 만약 유기용제가 아세톤와 디메틸 술폭시드의 혼합물일 경우, 아세톤과 디메틸 술폭시드의 질량비는(1-4):1이며, 셀룰로오스 아세테이트 용액 중 셀룰로오스 아세테이트의 함량은 1-20wt％이다.
단계 B와 C에서, NaOH수용액을 적가하는 목적은 셀룰로오스 아세테이트의 결합산 값(AV치)과 용해도를 절감시키기 위한 것이다. NaOH수용액의 농도는 0.05-1.0mol/L이며, 바람직하게 0.1-1.0mol/L이다. NaOH용질의 질량과 셀룰로오스 아세테이트의 질량비는(1-50):100이다.
해당 단계에서, 셀룰로오스 아세테이트의 용해도를 더 절감시키도록, 유기용제(예를 들어 아세톤)를 감압회전 증발하거나 또는 계속적으로 현탁액 중에 탈이온수를 첨가하여, 셀룰로오스 아세테이트가 더 잘 침전되도록 함으로써, 필요한 셀룰로오스 아세테이트 현탁액을 획득한다. 감압회전 증발의 온도는 40-60℃이며, 진공도는 260-180mbar이다. 아세톤과 탈이온수의 질량비는(2-1):(1-3)이다.
단계D에서, 최종적으로 획득하는 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm 범위 내에 있으며, 바람직하게 10-70μm 범위 내에 있다.
[제2종 입자]
제2종 입자는 하기 물질: 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 키토산에서 선택되는 하나 또는 다수를 선택하여 제조된 입자이다. 제2종 입자의 평균 입경은 40-50μm이다.
제2종 입자는 구매로 획득할 수 있으며, 또는 상술하는 셀룰로오스 아세테이트 입자의 제조 방법으로 제조할 수 있다.
[접착제]
접착제는 하기 물질: 전분, 하이드록시 프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸에틸 셀룰로오스, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 메틸에틸셀룰로오스, 제인, 구아검, 글리세롤트리아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 트리에틸렌글리콜디아세테이트, 알지네이트, 젤라틴, 덱스트린에서 선택되는 하나 또는 다수의 혼합물이다.
<셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법>
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법은 하기와 같은 단계:
일정한 비율의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자, 또는 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자만 선택하는 단계 (A);
공기 유동화 과립 형성 방법과 접착제 첨가를 통해 접착시켜, 입자 집합체를 제조하도록 하는 단계(B);
단계(B)에서 획득한 입자 집합체를 사분하여, 필요한 입경 크기의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 획득하는 단계(C)를 포함한다.
여기서，단계(A)에서, 선택하는 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm 범위 내에 있으며, 바람직하게 10-70μm 범위 내에 있다.
단계(B)에서, 공기 유동화 과립 형성 방법은 하기와 같은 단계: 접착제를 용제 중에 교반시켜 접착제 분무액(용액일 수 있고, 또는 현탁액일 수 있음)을 배합 제조하고, 공기를 통해 무화 분무를 하며, 상기의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자, 또는, 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자가, 유동층에서 바닥부 진입 공기를 통해 유동화 상태를 유지하도록 하고, 안개상태의 접착제 분무액과 접촉하여 상호사이에 접착을 발생시키고, 건조시켜 입자 집합체를 획득하는 단계를 포함한다. 접착제의 질량은 접착제 분무액 총 질량의2-15％를 차지한다.
공기 유동화 과립 형성 방법에서 사용하는 용제는 하기 물질: 물, 에탄올, 프로판올, 아세톤에서 선택되는 하나 또는 다수의 혼합물이다. 무화의 압력은 50-120bar 범위 내에 있고, 접착제 분무액의 유량은 10-30g/min 범위 내에 있다. 바닥부 진입 공기의 공기량은20-80m3/hr 범위 내에 있고, 바닥부 진입 공기의 온도(진입 공기 온도)는 20-55℃ 범위 내에 있다.
단계(C)에서, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 제조 방법과 생성 메커니즘에 의해 다공 불규칙적인 형태를 나타내고 있으며, 표면이 거칠고, 요철불평하다. 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 입경 범위는 150-850μm이며, 바람직하게 150-650μm이고, 더 바람직하게는 150-425μm이다; 그 비표면적은 0.5-10m2/g이며, 바람직하게 0.7-5m2/g이다. 그 구경은 0.2-25μm이고, 바람직하게 0.4-20μm이다; 그 부피 밀도는0.05-0.22g/mL이며, 바람직하게는0.07-0.20g/mL이다.
상기의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법은 하기와 같은 단계:
D. 단계(C) 에서 사분해낸 입경이 필요한 입경의 범위 상한보다 큰 입자 집합체를 연마한 후, 단계 (A) 에 사용하며, 및/또는,
E.단계(C) 에서 사분해낸, 입경이 필요한 입경의 범위 하한보다 작은 입자 집합체를 직접 단계 (A) 에 사용하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법은 연속적일 수 있으며, 간헐적인 것일 수도 있다.
<셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 응용>
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 응용은：
일정한 양의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체와 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 복합하여, 복합 필터를 획득하는 단계(A); 또는,
단계 (A)에서 획득한 복합 필터를 담배에 조인시켜 복합 필터담배로 제조하는 단계(B)를 포함한다.
여기서，(A)응용 중에서, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를, 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 제조하는 과정에서, 개섬한 토우에 첨가하여 셀룰로오스 디아세테이트 토우가 커버하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 필터 로드를 제조하고, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 필터 로드와 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 복합하여, 복합 필터를 획득한다.
(B)응용 중에서, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 2단의 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드 사이의 캐비티에 첨가하여 3단의 복합 필터로 제조할 수 있으며, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 1단의 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드와 1단의 기타 재료로 제조된 필터 로드 사이의 캐비티에 첨가하여 3단 복합 필터를 제조할 수도 있다. 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 10-60mg/개비에 따른 첨가량으로, 셀룰로오스 디아세테이트 담배 필터 로드와 복합시켜 3단 복합 필터를 획득할 수 있다.
셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체가 다공 불규칙의 형태를 구비하고, 표면이 거칠고 요철불평하며, 일정한 입도 범위, 비표면적, 구경 범위와 부피 밀도를 구비하므로, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 사용할 경우, 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체와 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 사이, 또는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체와 기타 필터 재료 사이에는 대량의 불규칙적인 커널이 형성되므로, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체와 셀룰로오스 아세테이트 필터 로드를 복합시켜 제조되는 복합 필터는 담배중의 타르의 함량을 효과적으로 절감시킬 수 있으며, 담배 연기중의 페놀, 크로톤알데히드, 시안화수소산, 암모니아, 벤조α피렌 및 니트로소아민에 대해 비교적 강한 흡착능력을 구비한다.
이하, 실시예를 결합하여 본 발명에 대해 추가적으로 설명한다.
아래 실시예 중의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 비표면적은 모두 질소 흡착, 멀티 포인트 BET법으로 측정한다. 사용하는 기기는 미국 Micrometric 회사의 ASAP2020전자동 쾌속 비표면적 및 중간기공/미세공 분석기이다.
답배 연기 흡인 실험： 통상적인 분석용 SM450흡연기기에서, 중국 GB/T 19609-2004에 따라 담배 주류 연기중의 총 입상물(TPM) 및 타르에 대해 검측하고; YC/T156-2001에 근거하여, 담배 연기 총 입상에서 니코틴(nicotine)의 측정을 진행하며; YC/T30 비분산 적외선법에 근거하여, 담배 연기 기체상 중의 일산화탄소(CO)의 측정을 진행하고; YC/T255-2008, YC/T254-2008의 고속액체 크로마토그래피 (HPLC)에 각각 근거하여, 페놀 및 크로톤알데히드의 검측을 진행하며; YC/T253-2008연속유동상법에 근거하여, 사이안화수소(HCN)를 검측하고; YC/T 377-2010에 근거하여 ICS5000이온 크로마토그래피를 이용하여 암모니아(NH3)를 검측하며; 니트로소아민 류 (예를 들어, 니트로사민 케톤NNK)는 LC-MS(Agilent1290-6460)를 이용하여 검측하고, 벤조α피렌(B[a]P)은 GB/T 21130-2007전처리 방법에 근거하여 고속액체 크로마토그래피- 자외선법을 이용하여 검측한다. 모든 검측은 적어도 4개 커널의 평행 흡인을 진행하는데, 평행 데이터의 평균 편차는 10％보다 크지 않다.
실시예1：
(1) 결합산 값이 55.50％인 공업 상품화한 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크를 취하고, 물을 매질로 하여, 바스켓 타입 연마기로 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크에 대해 연마하며, 연마 후의 셀룰로오스 디아세테이트의 수중에서의 현탁액을, 분무 원심 분리 건조하여，평균 입경이 50μm이고, 비표면적이 5.2m2/g이며, 부피 밀도가 0.22g/mL인 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 획득한다.
(2) 250그램의 상기 분무 건조한 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 전분을 접착제로, 물을 매질(용제에 상당함)로 하여, 4wt％의 전분을 함유하는 접착제 분무액(즉, 접착제의 질량은 접착제와 용제 총 질량의 4％를 차지함)을 배합하고, 무화 압력：60bar; 분무액 유량:20g/min; 공기 진입 공기량:40m3/h; 진입 공기 온도:50℃의 유동화 조건에 따라, 정상에서 분무하는 방식으로 320그램의 접착제 분무액를 인가한다. 접착제 인가 완료 후，공기 진입 온도가 60℃이고, 진입 공기량이 30m3/h인 조건에서 15분 동안 유지한다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품(즉 입자 집합체)에 대해 사분하여, 150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공, 표면이 거친, 요철불평한, 불규칙적인 형태(도 1과 도 2 참조)를 가지며, 구경 분포는 2-10μm이며, 비표면적은 3.2m2/g이고, 부피 밀도는 0.12g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 복합 필터의 첨가 재료로, 60mg/cig의 첨가량(즉 담배 개비당60mg)으로, 담배 근접 입부 및 각연초부가 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간이 과립인 복합 필터 로드를 제조하며, 임의의 개질 재료도 첨가하지 않은 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 1과 표 2에 표시되어 있다.
표 1：다공 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항(draw resistance)，kPa TPM,mg Tar,mg Nicotine,mg
비교 샘플 1.20 8.95 7.68 0.64
입자 집합체 함유 샘플 1.25 6.24 5.50 0.45
하강 폭，％ 30.3 28.4 29.7
표 2：개비당 담배의 통상적인 연기 분석 결과
유해 물질 CO HCN NNK NH3 B[a]P 페놀 크로톤알데히드 유해지수
단위 mg ㎍ ng ㎍ ng ㎍ ㎍
Xi(2009 Ave) 14.20 146.30 5.50 8.10 10.90 17.40 18.60 10.00
비교 샘플 8.94 83.06 5.49 5.08 5.41 12.03 16.06 6.97
입자 집합체를 함유하는 샘플 8.51 63.17 4.73 4.08 4.01 6.70 12.59 5.46
실시예2：
(1) 실시예1과 동일한 방법에 따라, 평균 입경이 50μm이고, 비표면적이 5.2m2/g이며, 부피 밀도가 0.22g/mL이고, 결합산 값이 55.50％인 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 제조한다.
(2) 220그램의 상기 분무 건조한 셀룰로오스 디아세테이트 입자 및110그램의 미세 결정 셀룰로오스 분말(평균 입경은 50μm)을 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 공기 온도가 50℃이고, 진입 공기 유량이 40m3/h인 조건에서 2분 동안 유지하여, 셀룰로오스 디아세테이트와 미세 결정 셀룰로오스가 균일하게 혼합되도록 한다. 전분을 접착제로, 물을 매질로 하여, 4wt％의 전분을 함유하는 접착제 분무액으로 배합하고, 무화 압력:60bar이고; 분무액 유량：20g/min; 공기 진입 공기량：40m3/h; 진입 공기 온도: 50℃의 유동화 조건에 따라, 정상에서 분무하는 방식으로 770그램의 접착제 분무액을 인가한다. 접착제 인가 완료 후, 공기 진입 온도가 60℃, 진입 공기량이 30m3/h인 조건에서 15분 동안 유지한다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여，150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 입자는 다공, 표면이 거친, 요철불평한, 불규칙적인 형태를 가지며, 구경 분포는2-15μm이고, 비표면적은 3.6m2/g이며, 부피 밀도는0.13 g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간에 60mg의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 3에 표시되어 있다.
표 3：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg
비교 샘플 1.18 15.21
입자 집합체를 함유하는 샘플 1.20 12.17
하강 폭，％ 20.0
실시예3：
(1) 결합산 값이 55.50％인 공업 상품화한 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크를 취하여, 물을 매질로하여, 바스켓 타입의 연마기기로 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크에 대해 연마하고, 연마 후의 셀룰로오스 디아세테이트의 수중에서의 현탁액을 분무 원심 분리 건조하여, 평균 입경이 20μm이고, 비표면적이 5.6m2/g이며, 부피 밀도가 0.23m2/g인 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 획득한다.
(2) 250그램의 상기 분무 건조한 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 전분을 접착제로, 물을 매질로 하여, 4wt％의 전분을 함유하는 접착제 분무액을 배합하고, 무화 압력：60bar； 분무액 유량：20g/min；공기 진입 공기량：40m3/h；진입 공기 온도：50℃의 유동화 조건에 따라，정상에서 분무하는 방식으로 310그램의 접착제 분무액을 인가한다. 접착제 인가 완료 후, 공기 진입 온도가 60℃이고, 진입 공기량30m3/h인 조건에서 15분 동안 유지한다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여，150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공, 표면이 거친, 요철불평한, 불규칙적인 형태를 가지며, 구경 분포는 0.5-5μm이고, 비표면적은 2.6m2/g이며, 부피 밀도는 0.18g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간에 30mg의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 4에 표시되어 있다.
표 4：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg Tar,mg Nicotine,mg CO, mg
비교 샘플 1.20 9.11 7.77 0.65 9.14
입자 집합체를 함유하는 샘플 1.30 7.94 6.69 0.58 8.92
하강 폭，％ 12.8 13.9 10.8 2.4
실시예4：
(1) 결합산 값이 55.50％인 공업 상품화한 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크를 취하여, 건식 연마기로 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크에 대해 연마하여, 평균 입경이50μm이고, 비표면적이 5.1m2/g이며, 부피 밀도가 0.20g/mL인 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 획득한다.
(2) 250그램의 상기 분무 건조한 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 전분을 접착제로, 물을 매질로 하여, 4wt％의 전분을 함유하는 접착제 분무액을 배합하고, 무화 압력：60bar； 분무액 유량：20g/min；공기 진입 공기량：40m3/h；진입 공기 온도：50℃의 유동화 조건에 따라，정상에서 분무하는 방식으로 429그램의 접착제 분무액을 인가한다. 접착제 인가 완료 후, 공기 진입 온도가 60℃이고, 진입 공기량30m3/h인 조건에서 15분 동안 유지한다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여，150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공, 표면이 거친, 요철불평한, 불규칙적인 형태를 가지며，구경 분포는 2-15μm이고, 비표면적은 1.9m2/g이며, 부피 밀도0.11g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간에 60mg의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 5에 표시되어 있다.
표 5：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg Tar,mg Nicotine,mg CO, mg
비교 샘플 1.18 8.82 7.56 0.63 8.78
입자 집합체를 함유하는 샘플 1.20 6.52 5.82 0.50 8.46
하강 폭，％ 26.1 23.0 20.6 3.6
실시예5：
(1) 결합산 값이 55.50％인 공업 상품화한 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크를 취하여, 냉동 건식 연마기로 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크에 대해 연마하여, 평균 입경이 51μm이고, 비표면적이 5.1m2/g이며, 부피 밀도가 0.19g/mL인 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 획득한다.
(2) 250그램의 상기 분무 건조한 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 전분을 접착제로, 물을 매질로 하여, 4wt％의 전분을 함유하는 접착제 분무액을 배합하고, 무화 압력:60bar； 분무액 유량：20g/min；공기 진입 공기량：40m3/h；진입 공기 온도：50℃의 유동화 조건에 따라, 정상에서 분무하는 방식으로 365그램의 접착제 분무액을 인가한다. 접착제 인가 완료 후, 공기 진입 온도가 60℃이고, 진입 공기량이 30m3/h인 조건에서 15분 동안 유지한다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여，150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공, 표면이 거친, 요철불평한, 불규칙적인 형태를 가지며，구경 분포는 2-20μm이고, 비표면적은 2.5m2/g이며, 부피 밀도는 0.15g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간에 60mg의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 6에 표시되어 있다.
표 6：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg
비교 샘플 1.20 8.85
입자 집합체를 함유하는 샘플 1.20 7.66
하강 폭，％ 13.5
실시예6：
(1) 결합산 값이 55.50％인 공업 상품화한 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크를 취하여, 물을 매질로 하여, 바스켓 타입의 연마기로 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크에 대해 연마하고, 연마 후의 셀룰로오스 디아세테이트의 수중에서의 현탁액을 분무 원심 분리 건조하여, 평균 입경이 50μm이고, 비표면적이 5.2m2/g이며, 부피 밀도가 0.22g/mL인 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 획득한다.
(2) 250그램의 상기 분무 건조한 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 카르복시 메틸 셀룰로오스을 접착제로, 물을 매질로 하여, 0.5wt％의 접착제를 함유하는 접착제 분무액을 배합하고, 무화 압력:60bar; 분무액 유량：20g/min; 공기 진입 공기량：40m3/h；진입 공기 온도：50℃의 유동화 조건에 따라，정상에서 분무하는 방식으로 487그램의 접착제 분무액을 인가한다. 접착제 인가 완료 후, 공기 진입 온도는 60℃이고, 진입 공기량은 30m3/h인 조건에서 15분 동안 유지한다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여，150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공, 표면이 거친, 요철불평한, 불규칙적인 형태를 가지며，구경 분포는 2-15μm이고, 비표면적은 4.1m2/g이며, 부피 밀도는 0.11g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간에 60mg의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 7 에 표시되어 있다.
표 7：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg
비교 샘플 1.20 8.86
입자 집합체를 함유하는 샘플 1.22 6.65
하강 폭，％ 26.5
실시예7：
(1) 결합산 값이 55.50％인 공업 상품화한 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크를 취하여, 아세톤을 용제로 하여, 7.5wt％의 균일한 셀룰로오스 디아세테이트아세톤 용액을 획득하고, 기계 교반(250-450rpm) 작용하에, 용액에 0.2mol/L(즉 [M])의 NaOH수용액(NaOH의 질량은 셀룰로오스 디아세테이트의 질량의 5.1％)을 적가한다. 알칼리 용액의 첨가에 따라, 용액 중의 셀룰로오스 아세테이트는 침전이 발생되며, 다음 적정량의 탈이온수를 첨가하여 셀룰로오스 아세테이트 입자의 침전 경화를 촉진시키며, 약 2h 지속적으로 교반한 후, 흡인 여과하고, 탈이온수로 세정 및 분무 건조하여 백색의 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득하며, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 20μm이며, 결합산 값(AV치)은 49.9％이고, 비표면적은 3.9m3/g이며, 평균 구경(BJH흡착)은 8.6nm이고, 부피 밀도는 0.37g/mL이다.
(2) 250그램의 상기 알칼리 용액을 침전하여 획득한 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 전분을 접착제로, 물을 매질로 하여, 4wt％의 전분을 함유하는 현탁액을 배합하고, 무화 압력：60bar； 분무액 유량：17g/min；공기 진입 공기량：55m3/h；진입 공기 온도：55℃의 유동화 조건에 따라，정상에서 분무 유동화하여 과립을 형성하는데, 접착제 분무액의 용량은 900g이고, 접착제의 용량은 셀룰로오스 디아세테이트 입자 질량의14.4％(즉 전분의 질량은 36g)이다. 접착제 인가 완료 후, 공기 진입 온도는 60℃이고, 진입 공기량은 30m3/h인 조건에서 15분 동안 유지한다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여，150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 구형 과립의, 접착제 접착을 거쳐 형성된 다공, 표면이 거친, 요철불평한, 불규칙적인 형태를 가지는 입자 집합체(도 3을 참조)이며, 비표면적은 1.3m2/g이고, 평균 구경(BJH흡착)은 10.3nm이며, 부피 밀도는 0.17g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간에 60mg의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 8과 표 9 에 표시되어 있다.
표 8：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체(60mg/cig)를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg Tar,mg Nicotine,mg CO, mg
비교 샘플 1.20 8.99 7.34 0.65 9.42
입자 집합체를 함유하는 샘플 1.16 6.36 5.09 0.44 9.61
하강 폭，％ 29.3 30.6 31.5 -2.0
표 9：개비당 담배의 주류 연기 중의 연기 성분 분석 결과
유해 물질 CO 페놀 크로톤알데히드 HCN NNK B[a]P NH3 유해지수
H*
단위 mg ㎍ ㎍ ㎍ ng ng ㎍
Xi(2009 Ave) 14.2 17.4 18.6 146.3 5.5 10.9 8.1 10.0
비교 샘플 9.4 9.9 18.5 83.5 6.3 5.5 4.3 7.1
입자 집합체를 함유하는 샘플 9.6 6.5 16.5 64.8 4.2 4.5 3.5 5.7
실시예8：
(1) 결합산 값은 55.50％의 공업 상품화한 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크 취하여, 아세톤을 용제로 하여, 10.0wt％의 균일한 셀룰로오스 디아세테이트 아세톤 용액을 획득하고, 기계 교반(250-450rpm) 작용하에, 용액에 0.2mol/L(즉 [M])의 NaOH수용액(NaOH 질량은 셀룰로오스 디아세테이트의 질량의 5.5％)을 적가한다. 알칼리 용액의 첨가에 따라, 용액 중의 셀룰로오스 아세테이트는 침전이 발생되며, 다음 적당량의 탈이온수를 첨가하여 셀룰로오스 아세테이트 입자의 침전 경화를 촉진시키며, 약 2h 지속적으로 교반한 후, 흡인 여과하고, 탈이온수로 세정 및 분무 건조하여 백색의 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득하며, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자는 평균 입경이 45μm이고, 결합산 값은 48.6％이며, 비표면적은 2.6m3/g이고, 평균 구경(BJH흡착)은 17.4nm이며, 부피 밀도는 0.38g/mL이다.
(2) 250그램의 상기 알칼리 용액을 침전하여 획득한 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스를 접착제로, 물을 매질로 하여, 3％의 접착제를 함유하는 현탁액(즉 접착제의 질량은 현탁액 총 질량의 3％를 차지한다.)을 배합하고, 무화 압력：60bar； 분무액 유량：20g/min；공기 진입 공기량：50m3/h；진입 공기 온도：50℃의 유동화 조건에 따라,정상에서 분무 유동화하여 과립을 형성하는 데, 접착제 분무액의 용량은225g이며, 접착제의 질량은 셀룰로오스 디아세테이트 입자의 질량의 2.7％(즉 접착제의 질량은 6.75g)이다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여，150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 구형 과립의 접착제의 접착을 거쳐 형성되는 다공, 표면이 거친, 요철불평한, 불규직적인 형태를 가지는 입자 집합체(도 4를 참조)이며, 비표면적은 0.72m2/g이고, 부피 밀도0.18g/mL이다. 일부분의 150-425μm의 집합체를 여과망으로 다시 사분하여, 분포 구간이 150-300μm과 300-425μm인 샘플을 획득하였으며, 상응하는 부피 밀도는 각각 0.18g/mL과 0.15g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간에 55mg의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 10에 표시되어 있다.
표 10：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체(55mg/cig)를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg Tar,mg Nicotine,mg 페놀, ㎍
비교 샘플 1.18 15.19 11.68 0.97 14.44
입자 집합체를 함유하는 샘플
(150-425㎍)		 1.16 12.02 9.54 0.75 10.10
하강 폭，％ 20.8 18.3 22.5 30.1
입자 집합체를 함유하는 샘플
(150-300㎍)		 1.18 12.45 / / 8.58
하강 폭，％ 18.0 43.6
입자 집합체를 함유하는 샘플
(300-425㎍)		 1.13 14.72 / / 12.47
하강 폭，％ 3.1 13.6
실시예9：
(1) 결합산 값이 61.20％인 공업 상품화한 셀룰로오스 트리아세테이트 플레이크300g을 취하여, 아세톤/디메틸 술폭시드(아세톤와 디메틸 술폭시드의 질량비는4:1)를 용제로 하여, 10.1wt％의 균일한 셀룰로오스 트리아세테이트 균일상 용액3000g를 획득하고, 기계 교반(250-450rpm)작용하에, 용액에 7.2gNaOH를 함유하는 물/아세톤용액860g(아세톤과 물의 질량비는5：1，NaOH의 질량은 셀룰로오스 디아세테이트의 질량의2.4％)을 적가한다. 다음 2300g 탈이온수를 첨가하여 셀룰로오스 아세테이트 입자를 침전 경화되게 하고, 약 4h 지속적으로 교반한 후, 흡인 여과하고, 탈이온수 세정과 분무 건조하여, 백색의 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득하고, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 40μm이며, 결합산 값은 59.5％이고, 비표면적은 11.1m3/g이며, 평균 구경(BJH흡착)은 18.2nm이고, 부피 밀도는 0.36g/mL이다.
(2) 250그램의 상기 알칼리 용액을 침전하여 획득한 셀룰로오스 아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 하이드록시 프로필메틸 셀룰로오스를 접착제로, 물을 매질로, 3％의 접착제를 함유하는 현탁액을 배합하고, 무화 압력：60bar； 분무액 유량：20g/min；공기 진입 공기량：45m3/h；진입 공기 온도：50℃의 유동화 조건에 따라, 정상에서 분무 유동화하여 과립을 형성하는 데, 접착제 용액의 용량은 342g이고, 접착제 질량은 셀룰로오스 디아세테이트 입자의 질량의 4.1％(즉 접착제의 질량은10.25g)이다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여，150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 셀룰로오스 아세테이트 입자의, 접착제 접착을 거쳐 형성된 다공, 표명이 거친, 요철불평한, 불규칙적인 형태를 구비하는 입자 집합체(도 5를 참조)이고, 비표면적은 3.4m2/g이며, 부피 밀도는 0.18g/mL이다. 일부분의 150-425μm의 집합체를 여과망으로 다시 사분하여, 분포 구간이150-300μm과 300-425μm인 샘플을 획득하였으며, 상응하는 부피 밀도는 각각 0.19g/mL와 0.16g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이며, 중간에 55mg셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 11에 표시되어 있다.
표 11：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체(55mg/cig)를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg Tar,mg Nicotine,mg Phenol, ㎍
비교 샘플 1.18 14.50 11.68 0.97 14.44
입자 집합체를 함유하는 샘플
(150-425㎍)		 1.16 12.33 9.54 0.75 9.34
하강 폭，％ 15.0 18.3 22.5 35.3
입자 집합체를 함유하는 샘플
(150-300㎍)		 1.20 11.76 / / 9.08
하강 폭，％ 18.9 37.1
입자 집합체를 함유하는 샘플
(300-425㎍)		 1.12 13.11 / / 11.58
하강 폭，％ 9.6 19.8
실시예10：
(1) 270g의 냉동 연마 처리한 셀룰로오스 아세테이트 입자 (평균 입경은51μm)를 취하여, 10wt％아세톤/수용액 중에 분산 침지시키고, 다음 27g50％ NaOH용액(NaOH의 질량은 셀룰로오스 아세테이트 입자의 질량의5.0％)을 첨가하여, 약 2h 교반 침지 처리한 후, 흡인 여과하고, 물로 세정, 분무건조하여 결합산 값이 49.5％인 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득한다.
(2) 250그램의 상기 분무 건조한 셀룰로오스 아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 하이드록시 프로필메틸 셀룰로오스와 트리에틸 시트레이트를 접착제로, 물을 매질로 하여, 2.9％ 하이드록시 프로필메틸 셀룰로오스, 3.3％ 트리에틸 시트레이트를 함유하는 접착제 분무액을 배합하고, 무화 압력:60bar； 분무액 유량：20g/min；공기 진입 공기량：45m3/h；진입 공기 온도：50℃의 유동화 조건에 따라, 정상에서 분무하여 182그램의 접착제 분무액을 인가한다. 접착제 용량은 셀룰로오스 디아세테이트 입자 질량의 2.1％(즉 접착제의 질량은5.28g)이다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여，150-425μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득하고, 부피 밀도는 0.19g/mL이다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공, 표면이 거친, 요철불평, 불규칙적인 형태를 가진다(도 6을 참조).
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간에 60mg의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 12에 표시되어 있다：
표 12：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체(60mg/cig)를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg phenol,㎍
비교 샘플 1.18 15.06 14.49
입자 집합체를 함유하는 샘플 1.22 12.59 10.41
하강 폭，％ 16.4 28.2
실시예11
(1) 결합산 값이 55.50％인 공업 상품화한 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크를 취하여, 물을 매질로, 바스켓 타입 연마기로 셀룰로오스 디아세테이트 플레이크에 대해 연마하고, 연마 후의 셀룰로오스 디아세테이트와 물의 현탁액을 분무 원심 분리 건조하여, 평균 입경이 50μm, 비표면적이 5.2m2/g인, 부피 밀도가 0.22g/mL인 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 획득한다.
(2) 250그램의 상기 분무 건조한 셀룰로오스 디아세테이트 입자를 계량하여, 분무 유동층에 위치시키고, 에틸 셀룰로오스를 접착제로, 무수 에탄올을 매질로 하여, 4.5％의 접착제를 함유하는 접착제 분무액을 배합하고, 무화 압력:60bar； 분무액 유량：25g/min；공기 진입 공기량：40m3/h；진입 공기 온도：50℃의 유동화 조건에 따라，정상에서 분무하는 방식으로 447그램의 접착제 분무액(즉 접착제의 질량은 20.115g)을 인가한다. 접착제 용량은 셀룰로오스 디아세테이트 입자 질량의 8.05％이다. 접착제 인가 완료 후, 공기 진입 온도가 60℃이고, 진입 공기량30m3/h인 조건에서 10분 동안 유지한다.
(3) 과립 형성 완료된 후, 과립 형성 완제품에 대해 사분하여, 150-850μm의 샘플(즉 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체)을 획득한다. 전자 현미경 분석을 거쳐, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 다공, 표면이 거친, 요철불평한, 불규칙적인 형태를 가지며，구경 분포는 1-15μm이고, 비표면적은 3.9m2/g이며, 부피 밀도는 0.09g/mL이다.
상기 제조한 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 필터 재료로 하여, 담배의 복합 필터를 제조하는 데：근접 담배 입부 및 각연초부는 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간에 60mg 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 첨가한다. 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 팁의 담배를 비교 샘플로 하여, 표준 흡인 조건에 따라 흡연기기에서 담배의 흡인 실험을 진행하고, 상응하는 테스트 표준에 따라, 담배 주류 연기 중의 성분에 대해 테스트하여, 결과는 표 13에 표시되어 있다. 일부분의 150-850μm의 집합체를 여과망으로 다시 사분하여, 분포 구간이 150-425μm, 425-850μm인 샘플을 획득하며, 상응하는 부피 밀도는 각각0.07g/mL과 0.09g/mL이다.
표 13：셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체를 함유하는 담배 샘플 성능 평가표
흡인 저항，kPa TPM,mg
비교 샘플 1.18 14.73
입자 집합체를 함유하는 샘플(150-425㎛) 1.22 11.36
하강 폭，％ 22.9
입자 집합체를 함유하는 샘플(150-850㎛) 1.19 11.29
하강 폭，％ 23.4
입자 집합체를 함유하는 샘플(425-850㎛) 1.20 12.11
하강 폭，％ 17.8
비교예：
현재 담배의 흡인 저항 제어 범위는 1.0-1.2kPa이고, 흡인 저항이 상기 발명의 다공 셀룰로오스 디아세테이트 입자 집합체를 첨가한 담배와 대체적으로 일치한 것을 보장하는 전제하에, 하기 몇 가지 입자의 담배 연기에 대한 필터 성능에 대해 비교 실험을 진행하였다. 실험결과는 표 14에 표시되어 있다.
비교예1：
침전 입자에 있어, 입경 범위는 150-425μm이다. 해당 침전 입자는, 전자 현미경 스캔 분석을 거쳐 발견한 바, 입자 표면은 그물 모양의 다공구조(도 7을 참조)이며, 구경은 대부분이 0.1-0.3μm이고, 부피 밀도는 0.29m2/g이다. BET분석 비표면적은 높게 45.2m2/g에 달한다.
비교예2：
셀룰로오스 디아세테이트 플레이크를 직접적으로 기계 분쇄, 사분하여 150-425μm의 입자를 획득하며, 해당 입자 비표면적은 4.5m2/g이고, 부피 밀도는 0.23m2/g이다.
비교예3：
이중 에멀전법(W/O/W)을 이용하여 제조된 입자에 있어서, 입경 범위는150-425μm이며, 비표면적은 18.3m2/g이고, 부피 밀도는 0.32m2/g으로, 전자 현미경 스캔 분석을 거쳐 발견한 바에 따르면, 입자 표면은 다공의 구조를 가지고 있으며, 구경은 0.2-1.5μm에 있다(도 8과 도 9를 참조).
비교예4：
본 발명 실시예1의 제1단계에서 제조한 입자는: 평균 입경은 50μm이고, 비표면적은 5.2m2/g이며, 부피 밀도는 0.22g/mL이다. 60mg/cig로 해당 입자를 첨가하여 담배 입 근접부 및 각연초부가 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간은 과립인 복합 필터 로드를 제조해내며, 해당 담배 필터 로드가 조인된 담배 흡인 저항이 5.4kPa이다. 흡인 저항이 현재 담배 흡인 저항의 제어 범위보다 훨씬 높기에, 해당 입자는 상용적인 가치가 없다.
비교예5：
본 발명 실시예8의 제1단계에서 제조된 입자는: 평균 입경이 30μm， 비표면적은 2.6m2/g이며, 부피 밀도는 0.38g/mL이다. 60mg/cig 으로 해당 입자를 첨가하여 담배 입 근접부 및 각연초부가 셀룰로오스 디아세테이트 토우이고, 중간은 과립인 복합 필터 로드를 제조해내며, 해당 복합 필터 로드가 조인된 담배 흡인 저항은 9.43kPa이다. 흡인 저항이 현재 담배 흡인 저항의 제어 범위보다 훨씬 높기에, 해당 입자는 상용적인 가치가 없다.
표 14의 결과에 의해 나타난 바, 본 발명의 다공 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 함유하는 필터 로드가 연기 총 입상물에 대한 필터 효율은 비교예1, 2, 3 입자의 필터 로드보다 훨씬 높다.
표 14：상이한 입자를 함유하는 담배 샘플의 연기 필터 성능 평가 비교표
흡인 저항，kPa TPM,mg Tar,mg Nicotine,
mg
비교 샘플 1.20 8.95 7.68 0.64
입자 집합체를 함유하는 샘플(실예1) 1.25 6.24 5.50 0.45
하강 폭，％ 30.3 28.4 29.7
비교예의 제1종 입자 1.23 8.87 7.54 0.66
하강 폭，％ 0.89 1.8 -3.1
비교 샘플 1.18 8.84 7.58 0.60
비교예의 제2종 입자 1.20 8.13 7.12 0.56
하강 폭，％ 8.7 6.1 6.7
비교 샘플 1.18 8.92 7.72 0.65
비교예의 제3종 입자 1.18 8.56 7.39 0.62
4.0 4.3 4.6
상기의 실시예에 대한 서술은, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들이 본 발명을 용이하게 이해하고 사용하도록 하기 위한 것이다. 본 분야의 숙련된 기술자들은 용이하게 이러한 실시예에 대해 다양하게 수정 가능하며, 창조적인 노력이 필요없이, 여기서 설명한 일반적 원리를 기타 실시예에 응용할 수 있는 것은 자명한 것이다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 당업자들이 본 발명의 시사에 따라, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 진행한 개선 및 수정은 모두 본 발명의 보호범위 내에 있는 있다.

Claims (27)

  1. 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체로서,
    49-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-50wt％의 제2종 입자와 0.5-20wt％의 접착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 60-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 0-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 64-89wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자, 10-35wt％의 제2종 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체는 85-99.5wt％의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 0.5-15wt％의 접착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2종 입자는 하기 물질: 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 메틸에틸 셀룰로오스, 키토산에서 하나 또는 다수를 선택하여 제조된 입자인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 결합산 값은 40-62％ 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 하기 물질: 전분, 하이드록시 프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸에틸 셀룰로오스, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 메틸에틸 셀룰로오스, 제인, 구아검, 글리세롤트리아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 트리에틸렌글리콜디아세테이트, 알지네이트, 젤라틴, 덱스트린에서 선택되는 하나 또는 다수의 혼합물인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자의 평균 입경은 5-80μm 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 평균 입경은150-850μm 범위 내; 또는, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 구경은0.2-25μm의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 비표면적은0.5-10m2/g 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 부피 밀도는0.05-0.22g/mL의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조 방법에 있어서,
    일정한 비율의 셀룰로오스 아세테이트 입자와 제2종 입자, 또는 단지 셀룰로오스 아세테이트 입자만 선택하는 단계(A);
    공기 유동화 과립 형성 방법과 접착제 첨가를 통해 입자 집합체를 제조하는 단계(B);
    상기 입자 집합체를 사분하여, 필요한 입경 크기의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 획득하는 단계(C);를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 사분해낸 입경이 상기 필요한 입경의 범위 상한보다 큰 입자 집합체를 연마한 후, 단계(A)에 사용하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서, 사분해낸 입경이 상기 필요한 입경의 범위 하한보다 작은 입자 집합체를 직접 단계(A)에 사용하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  15. 제12항에 있어서, 해당 제조 방법은 연속적 또는 간헐적인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자는, 물을 매질로 하여, 셀룰로오스 아세테이트 플레이크를 연마하고, 다음 획득한 셀룰로오스 아세테이트 입자의 수중에서의 현탁액을, 분무 원심 분리 건조하는 방법을 통해 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자는：
    셀룰로오스 아세테이트를 하나의 유기용제에 용해시켜 일정한 농도의 셀룰로오스 아세테이트 용액을 획득하고;
    250-450rpm의 기계 교반 조건하에, 상기 셀룰로오스 아세테이트 용액에 NaOH수용액을 적가하여, 셀룰로오스 아세테이트에 침전이 발생하게 하여, 백색의 현탁액을 획득하며;
    계속 일정 시간 교반하여, 상기 현탁액 중에서 침전된 입자를 경화시키고;
    상기 현탁액을 흡인 여과하여, 흡인 여과해낸 입자를 물로 씻고 분무 원심 분리 건조하는 방법을 통해, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자를 획득하며;
    상기 유기용제는 아세톤 또는 아세톤과 디메틸 술폭시드의 혼합물이며; 상기 셀룰로오스 아세테이트의 결합산 값은 40-62％ 범위 내에 있고; NaOH수용액의 농도는0.05-1.0mol/L인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트의 결합산 값은45-60％ 범위 내에 있으며, NaOH수용액의 농도는0.1-1.0mol/L 인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  19. 제12항에 있어서, 상기 공기 유동화 과립 형성 방법은:
    상기 접착제를 용제 중에 교반시켜 접착제 분무액를 배합 제조하고, 공기를 통해 무화 분무를 하며, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자와 상기 제2종 입자, 또는, 단지 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자가, 유동층에서 바닥부 진입 공기를 통해 유동화 상태를 유지하도록 하고, 상기 접착제 분무액과 접촉하여 접착을 발생시키고, 건조시켜 상기 입자 집합체를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 용제는 하기 물질: 물, 에탄올, 프로판올, 아세톤에서 선택되는 하나 또는 다수의 혼합물인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 무화 압력은50-120bar 범위 내에 있고, 상기 접착제 분무액의 분무 유량은10-30g/min 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  22. 제19항에 있어서, 바닥부 진입 공기의 공기량은20-80m3/hr 범위 내에 있고, 바닥부 진입 공기의 온도는 20-55℃ 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 제조방법.
  23. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 복합 필터 또는 복합 필터 담배의 제조에서의 응용.
  24. 제23항에 있어서,
    일정한 양의 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체와 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 복합하여, 복합 필터를 획득하는 단계(A); 또는,
    단계 (A)에서 획득한 복합 필터를 담배에 조인시켜 복합 필터담배로 제조하는 단계(B);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 응용.
  25. 제23항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를, 상기 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 제조하는 과정에서, 개섬한 토우에 첨가하여 셀룰로오스 디아세테이트 토우가 커버하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 필터 로드를 제조하고, 해당 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체 필터 로드와 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드를 복합하여, 상기 복합 필터를 획득하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 응용.
  26. 제23항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 2단의 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드사이의 캐비티에 첨가하여 3단의 복합 필터로 제조하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 응용.
  27. 제23항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체를 1단의 셀룰로오스 디아세테이트 토우 필터 로드와 1단의 기타 재료로 제조된 필터 로드사이의 캐비티에 첨가하여 3단 복합 필터를 제조하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 입자 집합체의 응용.
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