KR20180059760A - 부류연이 감소된 흡연 물품 - Google Patents

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클레먼트 베쏘
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

흡연 물품(10)은 담배 로드(12)와 담배 로드에 연결된 필터(14)를 포함한다. 필터(14)는 흐름 제한기(24)를 포함한다. 흡연 물품은 흐름 제한기의 필터 하류를 따르는 위치에 통기 구역(18)을 더 포함한다. 담배 로드(12)의 직경은 약 5 mm 내지 약 8.5 mm이고, 담배 로드 내의 담배 포장 밀도는 입방센티미터당 약 180 mg 내지 입방센티미터당 약 280 mg이고, 담배 로드의 길이는 약 15 mm 내지 약 45 mm이다. 또한, 담배 로드(12)는 투명한 재생 셀룰로오스 필름 또는 셀로판으로 만들어진 약 20 Coresta 단위의 공기 투과성을 갖는 래퍼(13)에 의해 둘러싸인다.

Description

부류연이 감소된 흡연 물품
본 발명은 담배 로드 및 필터 요소를 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다.
궐련과 같은 가연성 흡연 물품은 일반적으로 래퍼로 둘러싸여 원통형 담배 로드를 형성하는 (일반적으로 각초 형태인) 세절 담배, 및 래핑된 담배 로드와 단부-대-단부 접경 관계로 축방향으로 정렬된 원통형 필터를 포함한다. 원통형 필터는 일반적으로 종이 플러그 랩에 의해 둘러싸인 여과 재료를 포함한다. 통상적으로, 래핑된 담배 로드 및 필터는 팁 종이의 밴드에 의해 결합된다. 소비자는 궐련의 일 단부에 불을 붙이고, 세절 담배 로드를 태워서 사용한다. 그런 다음 소비자는 궐련의 대향 단부(마우스 단부 또는 필터 단부)에서 흡인하여 주류연을 받아 들인다.
필터부의 마우스 단부에 공동을 갖는 흡연 물품도 제안되어 있다. 또한, 주류연의 흐름을 제한하도록 구성된 요소를 필터부 내에 통합하는 것도 공지되어 있다.
흡연 물품에서, 가연성 기재가 퍼핑과 퍼핑 사이에 지속적으로 태워짐에 따라, (또는 담배가 가열되고, 에어로졸 형성 기재가 퍼핑과 퍼핑 사이에 가열되는 흡연 물품에 있어서) 사용자가 흡연 물품을 퍼핑하지 않을 때 가시적인 부류연을 유도하는 연기가 (또는 에어로졸이) 형성될 수 있다. 이는 지속적으로 타는 흡연 물품이 소비자 주위에 바람직하지 않은 연기 냄새를 방출한다는 점에서 사회적으로 바람직하지 않다.
부류연이 감소된 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 소비자에 대한 만족스러운 RTD 값, 기류 및 CO 레벨을 보장하면서, 동시에 이러한 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 흡연 물품의 제조를 위한 담배 각초의 사용을 감소시킬 수 있는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
따라서, 본 발명은 담배 로드와 상기 담배 로드에 연결된 필터를 포함하는 흡연 물품을 제공한다. 필터는 흐름 제한기를 포함한다. 흡연 물품은 흐름 제한기의 필터 하류를 따르는 위치에 통기 구역을 더 포함한다. 담배 로드의 직경은 약 5 mm 내지 약 8.5 mm이고, 담배 로드 내의 담배 포장 밀도는 입방센티미터당 약 180 mg 내지 입방센티미터당 약 280 mg이고, 담배 로드의 길이는 약 15 mm 내지 약 45 mm이다. 또한, 담배 로드는 약 20 Coresta 단위 미만의 공기 투과도를 갖는 래퍼에 의해 둘러싸인다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시의 목적으로 추가로 설명될 것이며, 첨부 도면 중:
도 1은 본 발명에 따른 흡연 물품을 도시하고;
도 2는 필터와 로드가 래핑되지 않은 도 1의 흡연 물품의 측 단면도를 도시한다.
용어 “상류”와 “하류”는, 소비자가 흡연 물품을 사용하는 동안 흡연 물품을 흡인하는 방향과 관련하여 흡연 물품의 요소들 또는 요소들의 부분들의 상대적인 위치를 설명하기 위해 본원에서 사용된다. 본원에서 설명된 바와 같은 흡연 물품은 하류 단부 및 대향하는 상류 단부를 포함한다. 사용 시, 소비자는 흡연 물품의 하류 단부에서 흡인한다. 마우스 단부로서도 기술되는 하류 단부는 원위 단부로서도 기술될 수 있는 상류 단부의 하류에 있다.
"흡연 물품의 전체 길이"라는 표현은 흡연 물품을 형성하는 다양한 구성 요소의 길이의 합을 지칭하도록 본 명세서 전체에 걸쳐 사용된다. 따라서, “흡연 물품의 전체 길이”라는 표현은 길이 방향으로 측정된 담배 로드의 길이 및 필터의 길이의 합을 실질적으로 지칭하는 것으로 해석되어야 한다. 실제로, “흡연 물품의 전체 길이”는 흡연 물품의 상류 단부와 흡연 물품의 마우스 단부 사이에서 측정될 수도 있다.
“Coresta 단위”는, 1.00 kPa의 측정 압력에서 시험 재료의 1 평당센티미터 표면적을 통과하는 공기의 흐름(분당 입방센티미터)에 대응하는 시트 재료의 공기 투과성의 단위이다. 측정 압력은 측정 중 시험 재료의 2개의 면 사이의 압력 차이다. 이와 같이, Coresta 단위에 대응하는 단위는 1.00 kPa에서 평방센티미터당 분당 입방센티미터(cm3min-1 cm-2)이다. 본 발명에 사용하기 위한 시트 재료의 공기 투과성을 결정하기 위한 적절한 방법은 ISO 표준 2965:2009에 설명되어 있다.
시험편에 대한 Coresta 단위(CU)의 공기 투과성은 다음의 식을 이용하여 계산된다.
Figure pct00001
여기서, Q는 시험편을 통과하는 분당 입방센티미터 단위의 측정 기류이고, A는 시험편의 평방센티미터 단위의 표면적이며, d는 시험편의 2개의 표면 사이의 킬로파스칼 단위의 압력 차의 실제 척도이다.
또한, 용어 “실질적으로 공기 불투과성”은 본 명세서 전반에 걸쳐서 로드와 필터로 진입하는 대기를 통해 주류연이 5% 미만으로 희석되게 하는 담배 래퍼를 설명하는데 사용된다. 실질적으로 공기 불투과성 시트 재료는 무공성일 수 있다. 실질적으로 공기 불투과성 시트 재료는 선택적으로 천공을 포함할 수 있다. 실제로, “실질적으로 공기 불투과성인 래퍼”는 20 CU 미만, 바람직하게는 10 CU 미만, 더 바람직하게는 5 CU 미만의 공기 투과성을 갖는다. 일부 바람직한 구현예에서, 실질적으로 공기 불투과성 래퍼의 공기 투과성은 1 CU의 하한을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 짧아진 담배 로드가 형성되어 매우 낮은 기체 투과성을 갖는 래퍼에 의해 둘러싸인다. 이는 공지된 흡연 물품 및 (University of Kentucky, USA의) 기준 궐련인 3R4F와 같은 표준 궐련과는 대비된다. 또한, 흐름 제한 요소를 포함하는 필터가 짧아진 담배 로드에 부착된다. 통기 구역이 흐름 제한기의 하류 위치에서 필터에 제공되어, 소비자가 흡연 물품을 퍼핑할 때 대기가 필터 내로 흡인될 수 있다. 대조적으로, 특히 소비자가 흡연 물품을 퍼핑하지 않을 때, 대기가 비-통기성 담배 로드에 들어가는 것이 상류 단부에서 실질적으로 방지된다.
저-공기 투과성 궐련 래퍼 종이를 사용한 결과로서, 퍼핑 사이에 담배 로드의 지속적이고 연기가 나는 연소가 감소되거나 실질적으로 억제된다. 결과적으로, 현재 시판 중인 흡연 물품에 비해 부류연의 형성이 현저하게 감소된다. 이 구성은, 소비자가 만든 퍼핑 사이의 시간 동안 부류연을 형성하는데 더 적은 양의 담배가 연소되기 때문에, 현재 시판 중인 표준 흡연 물품과 동일한 회수의 퍼핑을 제공할 것으로 예상되는 흡연 물품이 표준 흡연 물품보다 더 적은 양의 담배로 제조될 수 있다는 점에서도 유리하다.
담배 로드가 연소되는 동안 더 적은 양의 대기가 담배 로드에 들어가므로, 생성되는 일산화탄소(CO)의 양은 표준 흡연 물품에 비해 증가할 수 있다. 이 효과에 대처하기 위해, 본 발명의 흡연 물품은 필터 내에서, 하류 통기 구역과 조합된 필터의 관부 내에 흐름 제한기를 제공한다. 흡연 물품의 전체 길이에 대한 담배 로드의 길이를 조정함으로써, 흡연 물품의 흡인에 대한 저항(RTD), CO 및 타르 레벨이 소비자를 만족시키고 법규를 충족시키도록 맞춤화될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
실험이 진행되는 동안, 연속되는 퍼핑 사이에 너무 많은 시간이 경과하는 경우 본 발명에 따른 흡연 물품은 자가-소화되는 흡연 물품에 비견되는 방식으로 작동하는 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 흡연 물품은 계속해서 연기를 피우고 부류연을 생성하는 시중의 표준 흡연 물품과 비교할 때 연소를 멈추는 경향이 있다. 통상적인 흡연 물품이 지속적으로 연소되도록 하기 위해서, 퍼핑 사이의 평균 시간은 약 20초 내지 60초이다. 따라서, 소비자는 통상적인 흡연 물품을 퍼핑하는 것 보다 더 자주 본 발명에 따른 흡연 물품을 퍼핑하는 것을 선택할 수 있다. 이 경우, 소비자는 통상적인 흡연 물품보다 더 짧은 시간에 동일한 회수의 퍼핑, 예컨대 약 8회 내지 9회의 퍼핑을 함으로써 흡연 경험이 빨라지는 결과를 야기하며, 이는 총 약 4분 내지 5분이 될 것으로 추정된다. 소비자가 퍼핑을 자주하지 않는 경우, 본 발명의 흡연 물품에서 연소를 돕는 산소의 결핍이 시작되어 자가-소화가 시작된다. 따라서, 본 발명의 흡연 물품은 재점화되어야 하며, 결과적으로 소비자는 표준 흡연 물품과 본질적으로 동일한 회수의 퍼핑을 하게 될 것이나, 각각의 퍼핑 사이의 간격은 더 길다. 두 경우 모두에서, 퍼핑 사이에 연소가 실질적으로 억제되기 때문에, 부류연의 형성으로 담배가 거의 또는 전혀 낭비되지 않는다. 따라서, 본 발명의 흡연 물품에 있어서 퍼핑 사이에 연소되는 담배의 양은 표준 궐련에 있어서 연소되는 담배의 양이 약 60 mg인데 비해 약 6 mg 내지 약 15 mg이다. 본 발명의 흡연 물품에 있어서 퍼핑 사이에 연소되는 담배의 양은 표준 담배의 약 10% 내지 25%이다.
흡연 물품의 흡연을 시뮬레이션하기 위하여, 흡연 물품은 (예를 들어, 매 60초 마다, 2초 동안 35 ml를 퍼핑하는) ISO 조건하에서 표준 흡연 테스트를 거친다. ISO 테스트 방법에서, 흡연 물품은 통기 구역이 완전히 개방된 상태로 흡연된다.
본 발명에 따른 흡연 물품에 있어서, 본 발명의 흡연 물품 각각에 포장된 담배의 양은 입방센티미터당 약 180 mg 내지 입방센티미터당 약 280 mg, 바람직하게는 입방센티미터당 약 220 mg 내지 입방센티미터당 약 265 mg 범위로 표준 궐련의 담배의 양과 유사하다.
일부 구현예에 있어서, 담배 로드의 직경은 약 5 mm 내지 약 7 mm이고, 담배 로드의 길이는 약 35 mm 내지 약 45 mm이다. 특히 바람직한 구현예에 있어서, 담배 로드의 직경은 약 5.4 mm이고, 담배 로드의 길이는 약 42 mm이다. 이는 전술한 혁신적인 연소 특성을 나타내면서 짧아 진 ‘수퍼 슬림’ 궐련의 시각적 효과를 갖는 흡연 물품을 소비자에게 제공한다는 점에서 특히 바람직하다.
대안적 구현예에 있어서, 담배 로드의 직경은 약 7 mm 내지 약 8 mm이고, 담배 로드의 길이는 약 15 mm 내지 약 25 mm이다. 특히 바람직한 구현예에 있어서, 담배 로드의 직경은 약 7.8 mm이고, 담배 로드의 길이는 약 20 mm이다. 이는 전술한 혁신적인 연소 특성을 나타내면서 짧아 진 ‘표준’ 궐련의 시각적 효과를 갖는 흡연 물품을 소비자에게 제공한다는 점에서 특히 바람직하다.
다른 대안적 구현예에 있어서, 담배 로드의 직경은 약 7.5 mm 내지 약 8.5 mm이고, 담배 로드의 길이는 약 12 mm 내지 약 22 mm이다. 특히 바람직한 구현예에 있어서, 담배 로드의 직경은 약 8.4 mm이고, 담배 로드의 길이는 약 17 mm이다. 이는 전술한 혁신적인 연소 특성을 나타내면서 짧아 진 ‘매그넘(magnum)’ 궐련의 시각적 효과를 갖는 흡연 물품을 소비자에게 제공한다는 점에서 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 흡연 물품에 있어서, 담배 로드는 매우 낮은 공기 투과성, 즉 약 20 CU 미만의 투과성을 갖는 래퍼에 의해 둘러싸인다. 바람직하게는, 래퍼는 약 10 CU 미만의 공기 투과성을 갖는다. 바람직하게는, 래퍼는 약 5 CU 미만의 공기 투과성을 갖는다. 달리 말해, 래퍼는 실질적으로 공기 불투과성인 것이 바람직하다.
바람직한 구현예에서, 래퍼는 (Innovia Films, Wigton, United Kingdom의) 셀로판과 같이 공기와 물에 대해 낮은 투과성을 나타내는 얇고 투명한 재생 셀룰로오스 필름으로 만들어 진다. 셀로판을 사용하는 것은, 바람직하게 낮은 레벨의 공기 투과성을 제공할뿐만 아니라, 연소되는 석탄과 같은 열의 존재 하에서 수축하기 때문에 유리하다. 따라서, 흡연 물품이 점화되고 흡연되면, 셀로판 래퍼는 담배 로드의 상류 단부 주위에서 약간 수축하여 총알 모양을 취한다. 이론에 국한되고자 하는 것은 아니지만, 이는 흡연 물품으로 진입하는 대기가 이용 가능한 투과성 표면적을 더 감소시키고, 결과적으로 불완전 연소 및 부류연을 형성하는 것을 더 저지하는 것으로 이해된다. 또한, 셀로판이 투명하기 때문에, 소비자가 로드 내부의 담배 재료를 볼 수 있는 흡연 물품이 제공될 수 있다.
대안으로서, 래퍼는 대기가 둘러싸인 담배 로드 내에 진입하는 것을 실질적으로 방지하는데 적합한 임의의 다른 재료로 만들어질 수 있다. 실제로, 래퍼는 공기 투과성에 있어서 셀로판과 실질적으로 비견할만한 다른 특수지로 만들어질 수 있다.
예시적으로, 래퍼는 실질적으로 무공성 종이, 또는 연소 속도를 감소시키기에 적합한 염으로 처리된 종이, 또는 난연제로 충전된 종이로 만들어질 수 있다. 실제로, 래퍼는 베이스 웹, 및 베이스 웹에 (예를 들어 인쇄에 의해) 도포된, 래퍼의 정적 연소 속도를 감소시키기에 적합한 부가 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 래퍼의 정적 연소 속도를 감소시키기에 적합한 알칼리 금속염과 같은 다양한 염이 사용될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 베이스 웹은 다공성과 공기 투과성을 감소시키기에 적합한 부가 재료로 처리될 수 (가령, 인쇄될 수) 있다. 일부 구현예에서, 베이스 웹은 주름방지제를 포함하는 수성 또는 비수성 전분 용액으로 처리될 수 (가령, 인쇄될 수) 있다. 다른 구현예에서, 베이스 웹은 탄산칼슘 (또는 분필) 입자, 전문, 및 주름방지제의 혼합물을 포함하는 수성 또는 비수성 용액으로 처리될 수 (가령, 인쇄될 수) 있다. 바람직한 전분 성분인 타피오카 전분을 갖는 많은 유형의 전분이 사용될 수 있다. 유사하게, 많은 유형의 탄산칼슘 입자가 사용될 수 있다. 다양한 주름방지제는 본원에 설명된 바람직한 특성을 달성하는데 적합하다. 특히, 주름방지제는 글리세린, 프로필렌 글리콜, 및 1,2 프로필렌 글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 따라서, 래퍼의 공기 투과성은 약 20 CU 미만이 되도록 유리하게 맞춤화될 수 있다. 따라서, 이들 래퍼는 유리하게는 본 발명의 목적에 맞게 실질적으로 셀로판으로서 작용한다.
담배 로드는 일반적으로 종이 래퍼에 의해 둘러싸여 있는 담배의 충전물을 포함한다. 담배 로드는 임의의 적합한 유형(들)의 담배 재료나 담배 기재를 임의의 적합한 형태로 포함할 수 있다. 바람직하게, 담배 로드는 황색종(flue-cured) 담배, 버얼리 담배, 메릴랜드 담배, 오리엔탈 담배, 희귀 담배, 전문 담배, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 담배는 담배 박층, 부피 팽창되거나 퍼핑된 담배와 같은 가공된 담배 재료, 컷-롤형(cut-rolled) 또는 컷-퍼프형(cut-puffed) 줄기와 같은 가공된 담배 줄기, 재구성 담배 재료, 이들의 블렌드 등의 형태로 제공된다. 바람직한 구현예에서, 담배는 각초의 형태, 즉, 약 2.5 mm 내지 약 1.2 mm 또는 심지어 약 0.6 mm 범위의 폭으로 절단된 조각이나 가닥의 형태이다. 바람직하게는, 가닥의 길이는 약 6 mm 내지 약 75 mm 범위이다.
바람직하게는, 담배 로드는 흡연 물품의 전체 길이의 약 50% 미만의 길이를 갖는다. 더 바람직하게는, 담배 로드는 흡연 물품의 전체 길이의 약 40% 미만의 길이를 갖는다.
흐름 제한 요소의 존재로 인해, 본 발명에 따른 흡연 물품에서 주류연은 감소된 단면적을 갖는 통로를 통해 흐르도록 전환된다. 따라서, 흐름 제한기는 RTD를 소비자가 허용할 수 있는 레벨로 유리하게 증가시킨다.
본 발명에 따른 흡연 물품의 일부 구현예에서, 필터는 필터의 마우스 단부에 공동을 정의하는 중공관, 및 공동 내에 배치된 흐름 제한기를 포함하는 부분을 포함한다. 다른 구현예에서, 필터는 중공관부 외에도 하나 이상의 추가적인 부분을 포함할 수 있다. 따라서, 흐름 제한 요소는 중공관부에 의해 정의된 공동 내에 배치될 수 있다. 이들 구현예에서, 흐름 제한기는 중공관 주변을 향해 공기와 연기의 흐름을 전환시키고, 공기와 연기의 흐름이 흐름 제한기 둘레로 흐르게 한다.
대안으로서, 흐름 제한 요소는 필터의 여과 재료 부분 내에 배치될 수 있다. 예시로서, 흐름 제한 요소는 여과 재료에 의해 그 전부가 둘러싸여질 수 있다.
흐름 제한기는 고체일 수 있거나, 쉘과 코어를 포함할 수 있다. 코어는 비어 있을 수 있다. 흐름 제한기는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 흐름 제한기는 실질적으로 난형, 타원형, 회전 타원체형, 원통형, 프리즘형 또는 눈물방울형(teardrop-shaped)일 수 있다. 그러나, 바람직한 구현예에서, 흐름 제한기는 실질적으로 구형이다. 구형의 흐름 제한기는 제조가 용이하고, 방사상 대칭이기 때문에 중공관 내에서 그 배향은 중요하지 않다.
흐름 제한기는 공기 불투과성 재료를 포함하는 것이 바람직하다. “공기 불투과성 재료”의 표현은 본 명세서 전반에 걸쳐서 물질의 간극 또는 기공을 통해 유체, 특히 공기 및 연기의 통과를 허용하지 않는 재료를 의미하도록 사용된다. 흐름 제한기가 공기 및 연기에 대해 불투과성인 재료를 포함하는 경우, 필터를 통해서 흡인된 공기 및 연기는 흐름 제한기 주위 및 단면이 감소된 통로를 통해서 흐르도록 강제된다.
중공관부는 외경과 내경을 갖는다. 일부 구현예에서, 흐름 제한기의 적어도 하나의 단면 치수는 흐름 제한기가 중공관과 맞물려 중공관 내에 유지되도록 중공관의 내경보다 큰 것이 바람직하다. 흐름 제한기가 실질적으로 구형일 때, 흐름 제한기의 적어도 하나의 단면 치수는 구형 흐름 제한기의 직경이다.
중공관 내의 흐름 제한기의 중심의 길이 방향 위치는 RTD의 레벨을 조정하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 흐름 제한기의 중심의 길이 방향 위치는 필터의 마우스 단부로부터 적어도 약 6 mm에 있을 수 있다. 이 맥락에서, 흐름 제한기의 “중심(centre)”은 필터의 하류 단부에 가장 가깝게 배치된 흐름 제한기의 일부와 필터의 상류 단부에 가장 가깝게 배치된 흐름 제한기 일부 사이의 중간 점을 지칭한다.
다른 구현예에서, 흐름 제한기는 중공관부를 가로질러 연장되는 횡 방향 배리어를 포함하고, 적어도 하나의 오리피스가 주류연이 통과하도록 횡 방향 배리어 내에 제공된다. 따라서, 주류연은 감소된 단면적을 갖는 통로를 통해 흐르도록 전환되고, RTD는 이에 따라 소비자가 허용할 수 있는 레벨로 증가된다.
바람직하게는, 흐름 제한기는 제1 상류 일체형 관형부; 제1 관형부와 외경이 실질적으로 동일한 제2 하류 일체형 관형부; 및 제1 및 제2 관형부 사이에 위치된 제2 중앙 일체형 관형부를 포함하며, 제3 관형부는 제1 및 제2 관형부에 비해 감소된 외경을 갖는다. 적어도 하나의 오리피스를 갖는 횡 방향 배리어는 제1 관형부의 내주에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제1 상류 공동과 제2 관형부의 내주에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제2 하류 공동의 사이에 배치된다. 더 바람직하게는, 횡 방향 배리어는 제3 중앙 일체형 관형부를 가로질러 연장된다.
흐름 제한기는 적어도 약 150 mm H2O (약 1470 Pa), 바람직하게는 적어도 약 200 mm H2O (약 1960 Pa), 더욱 더 바람직하게는 적어도 약 250 mm H2O (약 2450 Pa)의 RTD를 발생시킬 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 흐름 제한기는 약 500 mm H2O (약 4900 Pa) 미만, 바람직하게는 적어도 약 400 mm H2O (약 3920 Pa) 미만, 더욱 더 바람직하게는 약 350 mm H2O (약 3430 Pa) 미만의 RTD를 발생시킬 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 흐름 제한기는 약 150 mm H2O (약 1470 Pa) 내지 약 400 mm H2O(약 3920 Pa)의 RTD를 발생시킬 수 있다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 흐름 제한기는 약 325 mm H2O(약 3185 Pa)의 RTD를 발생시킨다.
흐름 제한기에 의해 발생된 RTD는, 통기가 차단된 상태에서 필터부를 통과하는 공기의 용적 유량을 17.5 ml/s로 일정하게 유지하기 위해, 제한기를 갖는 중공관을 포함하는 필터부의 출력 단부에 ISO 3402에 규정된 바와 같은 시험 조건 하에서 인가되어야 하는 부압으로서 평가될 수 있다. 본 출원의 맥락에서, 필터가 제한기를 갖는 중공관이 포함된 필터부 이외에 임의의 필터부들을 포함하는 경우, 그들은 측정을 실시하기 전에 제거된다.
바람직하게는, 중공관부의 벽 두께는 적어도 약 90 ㎛이다. 더 바람직하게는, 중공관부의 벽 두께는 적어도 약 100 ㎛이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 중공관부의 벽 두께는 약 140 ㎛ 미만이다. 바람직하게는, 중공관부의 벽 두께는 약 130 ㎛ 미만이다. 일부 바람직한 구현예에서, 중공관부의 벽 두께는 약 90 ㎛ 내지 약 140 ㎛, 바람직하게는 약 100 ㎛ 내지 약 130 ㎛이다.
중공관은 임의의 적합한 재료(들)을 포함할 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 중공관은 바람직한 레벨의 RTD를 제공하도록 선택된 필터 재료를 포함할 수 있다. 적합한 재료의 예는 초산 셀룰로오스, 셀룰로오스, 재구성 셀룰로오스, 폴리락트산, 폴리비닐 알코올, 나일론, 폴리하이드록시부티레이트, 개방 셀 발포체(open cell foam)로 형성된 전분과 같은 열가소성 재료, 및 이들의 조합을 포함하되, 이들로 한정되지 않는다. 필터의 전부 또는 일부는 활성탄을 포함할 수 있다. 필터는 흐름 제한기가 중공관 내에 유지되도록 돕기 위한 접착제나 가소제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이는 제조가 진행되는 동안 흐름 제한기를 중공관에 삽입하는데 도움을 줄 수도 있다. 필터 재료는 흐름 제한기가 중공관 내에 삽입될 수 있도록 압축될 수 있다.
바람직하게는, 중공관의 필터 재료는 낮은 미립자 효율을 가진다. 바람직하게는, 중공관은 약 1.5 dpf (denier per filament) 내지 약 12.0 dpf의 섬유를 포함한다. 바람직한 구현예에서, 중공관은 대략 3.3 dpf의 중간 직경 섬유를 포함한다. 바람직하게는, 중공관은 약 15000 td (total denier) 내지 약 50000 td의 섬유를 포함한다. 바람직한 구현예에서, 중공관은 대략 44000 td의 중간 직경 섬유를 포함한다.
대안으로서, 중공관은 바람직하게는 종이 재료로 형성될 수 있다. 더 바람직하게는, 중공관부는 복수의 중첩하는 종이층, 예컨대 복수의 평행하게 권취된 종이층 또는 복수의 나선형으로 권취된 종이층 등으로 형성된다. 중공관부를 복수의 중첩하는 종이층으로 형성하면 함몰이나 변형에 대한 내성을 강화하는데 도움이 될 수 있다.
바람직하게, 중공관부는 적어도 2개의 종이층을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 중공관부는 바람직하게는 11개 미만의 종이층을 포함한다.
복수의 권취된 종이층으로 관 부위를 형성하기 위한 예시적인 방법은 원통형 맨드럴(mandrel)을 중심으로 복수의 실질적으로 연속적인 종이 스트립을 중첩 방식으로 래핑하는 단계를 포함한다. 맨드럴 상에 실질적으로 연속적인 관을 형성하기 위해 스트립은 평행 방식이나 나선형 방식으로 래핑된다. 형성된 관이 예를 들어 고무 벨트를 사용해 맨드럴을 중심으로 회전됨으로써, 종이층이 연속적으로 인출되어 맨드럴 주위에 래핑될 수 있다. 형성된 관은 이어서 맨드럴의 하류에서 필요한 길이로 절단될 수 있다.
필터는 중공관이 포함된 부분을 둘러싸는 필터 래퍼를 더 포함할 수 있다. 필터 래퍼는 내력과 구조적 강성을 중공관에 제공한다. 이는 흐름 제한기가 중공관에 삽입될 때 중공관이 변형되거나 손상될 가능성을 감소시킨다. 이는 또한 흐름 제한기가 중공관 내부에 배치되는 영역 주위의 외부 표면 상에서 변형될 가능성을 감소시킨다. 바람직하게는, 필터가 하나 이상의 추가 필터 요소를 포함하는 경우, 중공관 및 하나 이상의 추가 필터 요소는 필터 래퍼로 겉포장(overwrap)된다.
필터 래퍼는 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 필터 래퍼는 강도가 증가된 플러그 랩으로, 예를 들어 딱딱한 종이나 판지를 포함한다. 딱딱한 종이 또는 판지는 바람직하게는 평방미터당 약 60 g을 초과하는 평량을 가진다. 딱딱한 필터 래퍼는 높은 구조적 강성을 제공한다. 필터 래퍼는 하나 이상의 접착제 라인을 포함하는 이음매를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이음매는 2개의 접착제 라인을 포함한다. 이는 흐름 제한기가 중공관 내에 삽입될 때 필터 래퍼가 찢어질(split open) 가능성을 감소시킨다. 하나의 접착제 라인은 고온 용융 접착제를 포함할 수 있다. 하나의 접착제 라인은 폴리비닐 알코올을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 필터는 적어도 약 15 mm의 길이를 갖는다. 더욱 더 바람직하게는, 필터는 적어도 약 18 mm의 길이를 갖는다. 대안적으로 또는 부가적으로, 필터는 바람직하게는 약 40 mm 미만, 더욱 더 바람직하게는 약 35 mm 미만의 길이를 갖는다. 일 구현예에서, 필터는 약 27 mm의 길이를 갖는다. 필터가 중공관부 이외의 부가적 구성 요소를 포함하지 않는 경우, 필터의 길이는 중공관부의 길이와 일치한다.
본 발명에 따른 흡연 물품에 있어서, 통기 구역은 흐름 제한기의 필터 하류를 따르는 위치에 제공된다. 공동을 정의하는 중공관부를 포함하는 구현예에서, 통기 구역은 공동과 연통한다. 통기는 흐름 제한기와 함께 원하는 레벨의 RTD를 발생시킨다. 바람직하게는, 통기 구역은 중공관부를 관통하여 제공된 천공들로 이루어진 적어도 하나의 원주상 열을 포함한다. 일부 바람직한 구현예에서, 통기 구역은 중공관부를 관통하여 제공된 천공들로 이루어진 두개의 원주상 열을 포함한다. 예를 들어, 천공들은 흡연 물품이 제조되는 동안 일괄 형성될 수 있다. 바람직하게는, 천공들로 이루어진 각각의 원주상 열은 8개 내지 30개의 천공을 포함한다.
특히, 흐름 제한기가 중공관 둘레를 향해 공기와 연기의 흐름을 전환하여 공기와 연기가 흐름 제한기 주위로 흐르도록 중공관 내에 배치되는 구현예에서, 천공으로 이루어진 적어도 하나의 원주상 열은 흐름 제한기의 중심으로부터 적어도 약 1 mm 하류에 있는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 천공으로 이루어진 적어도 하나의 원주상 열은 흐름 제한기의 중심으로부터 적어도 약 3 mm 하류에 있다. 가장 바람직하게는, 통기 구역은 통기 공기가 흐름 제한기의 하류에서 중공관 내에 정의된 공동 내에 도입되도록 흐름 제한기의 하류에 마련된다. 이는 천공들을 통해 흡인된 주위 공기 및 필터를 통해 흐르는 공기 및 연기 혼합물의 최적으로 혼합되게 한다.
대응하는 방식으로, 흐름 제한기가 중공관을 가로질러 연장하는 횡 방향 배리어를 포함하는 구현예에서, 천공으로 이루어진 적어도 하나의 원주상 열은 횡 방향 배리어로부터 적어도 약 1 mm 하류에 있다. 보다 바람직하게는, 천공으로 이루어진 적어도 하나의 원주상 열은 횡 방향 배리어로부터 적어도 약 3 mm 하류에 있다. 가장 바람직하게는, 통기 구역은 통기 공기가 횡 방향 배리어의 하류에서 중공관 내에 정의된 공동 내에 도입되도록 횡 방향 배리어의 하류에 마련된다.
바람직하게는, 통기 구역은 필터의 마우스 단부로부터 적어도 약 2 mm 상류에 위치한다. 더 바람직하게는, 통기 구역은 필터의 마우스 단부로부터 적어도 약 5 mm 상류에 위치한다. 이는, 소비자가 자신의 입술로 흡연 물품을 물고 있을 때 소비자에 의해 통기 구역이 막힐 가능성을 유리하게 줄인다. 바람직하게는, 통기 구역은 필터의 마우스 단부로부터 적어도 약 10 mm 상류에 위치한다.
추가적으로, 또는 대안으로서, 통기 구역은 필터의 마우스 단부로부터 약 20 mm 미만 상류에 위치하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 통기 구역은 필터의 마우스 단부로부터 약 15 mm 미만 상류에 위치하는 것이 바람직하다. 일부 바람직한 구현예에서, 통기 구역은 필터의 마우스 단부로부터 약 2 mm 내지 약 20 mm 상류에 위치하는 것이 바람직하다. 일부 더 바람직한 구현예에서, 통기 구역은 필터의 마우스 단부로부터 약 10 mm 내지 약 15 mm 상류에 위치하는 것이 바람직하다. 이는 통기 공기 및 주류연이 흡연 물품의 마우스 단부에 도달하기 전에 혼합되도록 적절한 길이의 중공관을 제공한다.
담배 로드에 필터를 연결하기 위해, 흡연 물품은 필터와 담배 로드의 적어도 일부를 둘러싸는 티핑 래퍼의 밴드를 포함할 수 있다. 티핑 래퍼는 평방미터당 약 70 g 미만, 바람직하게는 약 50 g 미만의 평량을 가진 종이를 포함할 수 있다. 티핑 래퍼는 바람직하게는 평방미터당 약 20 g을 초과하는 평량을 갖는다. 따라서, 티핑 래퍼는 추가적인 내력과 구조적 강성을 필터에 제공할 수 있고, 흐름 제한기가 필터 재료의 중공관 내에 배치되는 위치에서 필터의 외부 표면이 변형될 가능성을 감소시킬 수 있다.
티핑 래퍼는 중공관부 내의 천공과 실질적으로 정렬하여 위치되는, 티핑 래퍼를 관통하는 천공을 포함하는 통기 구역을 포함할 수 있다. 티핑 래퍼는 사전 천공된 표준 티핑 래퍼일 수 있다. 대안적으로, 티핑 래퍼는 원하는 천공의 수, 크기 및 위치에 따라 제조 공정 동안에 (예를 들어, 레이저를 사용하여) 천공될 수 있다.
전술한 흡연 물품은 표준 제조 장비를 사용하여 조립될 수 있다. 흐름 제한기는, 예를 들어 로터리-다이 공정(rotary-die process)과 같은 고속의 연속 공정을 사용하여 정규 공정 밖에서 제조될 수 있다. 중공관 내부에 흐름 제한기를 삽입하기 위해 물체 삽입 기계가 사용될 수 있다. 담배 로드와 같은 흡연 물품의 다른 부분들은 표준 제조 장비를 사용하는 표준 공정에 따라 제조될 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 흡연 물품(10)을 도시하고 있다. 흡연 물품(10)은 일 단부에서 축 방향으로 정렬된 필터(14)에 부착된 담배 각초의 로드(12)를 포함한다. 담배 로드(12)는 셀로판으로 만들어지고 약 20 mm의 길이를 갖는 래퍼(13)에 의해 둘러싸여진다(도 2 참조). 담배 로드(12)의 직경은 약 7.8 mm이다. 담배 로드(12) 내의 담배의 포장 밀도는 입방센티미터당 약 265 mg이다. 티핑 종이(16)의 밴드는 필터(14)와 래핑된 담배 로드(12)의 일부를 둘러싸며, 필터(14)와 로드(12)를 함께 결합시킨다.
흡연 물품(10)은 필터(14)를 따르는 한 위치에 통기 구역(18)을 더 포함한다. 도 1에는 보이지 않지만, 흐름 제한기가 필터(14) 내에 배치된다. 필터(14)는 약 27 mm의 길이를 갖는다.
더 상세하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 필터(14)는 필터(14)의 마우스 단부에 공동(22)을 정의하는 중공관부(20)를 포함한다. 흐름 제한기(24)는 공동(22) 내에 배치된다. 통기 구역(18)은 흐름 제한기(24)의 하류에 위치된다.
도 2의 구현예에서, 중공관부(20)는 필터 재료로 만들어 진다. 흐름 제한기(24)는 실질적으로 구형인 비드로서 제공된다. 비드(24)의 직경은 중공관부(20)의 내경보다 약간 크므로, 비드(24)가 비드(24)에 인접한 필터 재료를 약간 왜곡시키고, 비드(24)는 마찰에 의해 중공관부(20) 내에 유지된다.
10: 흡연 물품
12: 담배 각초의 로드
13: 래퍼
14: 필터
16: 티핑 종이
18: 통기 구역
20: 중공관부
22: 공동
24: 흐름 제한기, 비드

Claims (13)

  1. 담배 로드와 상기 담배 로드에 연결된 필터를 포함하는 흡연 물품으로서, 상기 필터는 흐름 제한기를 포함하고, 상기 흡연 물품은 상기 필터를 따라 상기 흐름 제한기의 하류 단부에 있는 위치에 통기 구역을 더 포함하고,
    여기서 상기 담배 로드의 직경은 약 5 mm 내지 약 8.5 mm이고, 상기 담배 로드 내의 담배 포장 밀도는 입방센티미터당 약 180 mg 내지 입방센티미터당 약 280 mg이고, 상기 담배 로드의 길이는 약 15 mm 내지 약 45 mm이고,
    상기 담배 로드는 약 20 Coresta 단위 미만의 공기 투과도를 갖는 래퍼에 의해 둘러싸이고,
    상기 래퍼는 투명한 재생 셀룰로오스 필름 또는 셀로판으로 만들어진 것인, 흡연 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 담배 로드의 직경은 약 5 mm 내지 약 7 mm이고, 상기 담배 로드의 길이는 약 35 mm 내지 약 45 mm인, 흡연 물품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 담배 로드의 직경은 약 7 mm 내지 약 8 mm이고, 상기 담배 로드의 길이는 약 15 mm 내지 약 25 mm인, 흡연 물품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 담배 로드의 직경은 약 7.5 mm 내지 약 8.5 mm이고, 상기 담배 로드의 길이는 약 12 mm 내지 약 22 mm인, 흡연 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 래퍼는 실질적으로 공기 투과성인, 흡연 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 래퍼는 베이스 웹 및 상기 베이스 웹에 도포된 부가 재료의 하나 이상의 층을 포함하고, 상기 부가 재료는 래퍼의 정적 연소 속도를 감소시키는, 흡연 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 자가-소화까지의 평균 시간은 약 20초 내지 약 60초인, 흡연 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터는 마우스 단부에 공동을 형성하는 중공관부를 포함하되, 상기 흐름 제한기는 상기 공동에 배치되고, 상기 통기 구역은 상기 공동과 연통하는, 흡연 물품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흐름 제한기는 약 150 mm H2O (약 1470 Pa) 내지 약 500 mm H2O (약 4900 Pa)의 RTD를 발생시키도록 구성된, 흡연 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공관부는 외경과 내경을 가지고, 상기 흐름 제한기의 적어도 하나의 단면 치수는 상기 흐름 제한기가 상기 중공관과 맞물려 중공관에 유지되도록 상기 중공관의 내경보다 큰, 흡연 물품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 흐름 제한기는 실질적으로 구형이고, 상기 흐름 제한기의 상기 적어도 하나의 단면 치수는 상기 구형 흐름 제한기의 직경인, 흡연 물품.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흐름 제한기는 상기 중공관부를 가로질러 연장되는 횡 방향 배리어를 포함하고, 주류연이 통과하도록 적어도 하나의 오리피스가 상기 횡 방향 배리어 내에 제공되는, 흡연 물품.
  13. 제12항에 있어서, 제1 상류 일체형 관형부; 상기 제1 관형부와 실질적으로 동일한 외경을 갖는 제2 하류 일체형 관형부; 상기 제1 및 제2 관형부 사이에 위치되고, 제1 및 제2 관형부에 비해 감소된 외경을 갖는 제3 관형부를 포함하되, 상기 횡 방향 배리어는 상기 제1 관형부의 내주에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제1 상류 공동과 상기 제2 관형부의 내주에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제2 하류 공동의 사이에 제공된, 흡연 물품.
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