KR20190138778A - 필터 구성요소 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 필터링 물질의 바디 및 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 포함하고 있는 필터 물질의 플러그를 포함하고 있는 필터 구성요소에 관한 것으로, 여기서 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소는 제1 필터링 물질의 바디에 삽입되어 있고, 여기서 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소의 용적과 플러그의 용적 간의 용적 비는 약 0.3 내지 약 0.8로 포함되어 있다.
Description
본 발명은 필터 구성요소에 관한 것이다. 상기 필터 구성요소는 바람직하게는 에어로졸 형성 물품에 사용된다.
필터 구성요소는 상이한 종류와 목적을 가질 수 있다. 이들은 일반적으로 입자 보유에 의해 미립자 상을 변형하거나, 흡착에 의해 기체 상을 변형하거나 이 기구들의 조합에 의해 작용한다.
궐련과 같은, 에어로졸 형성 물품에서, 필터 구성요소는 통상적으로 담배 로드의 일 말단에서 필터 내에 배치된다.
필터 구성요소의 제조는 다양한 성분의 혼합물로 만들어지는 필터 재료에서 출발한다. 궐련 필터 제조용 원료는 일반적으로 셀룰로오스이고, 예를 들어 목재로부터 얻어진다. 셀룰로오스는 그 후 아세틸화되어, 이를 셀룰로오스 아세테이트 또는 축약해서 간단히 "아세테이트"로 불리는 재료로 만들어지고, 용해되고, 토우(tow)로 불리는 번들로 배열된 연속 합성 섬유로 스펀된다. 이러한 토우는 일반적으로 개방되고, 가소성이 부여되고, 성형되고, 일정한 길이로 절단되어 필터로서의 역할을 한다. 가소제는 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 용해시켜 필터 재료가 고형화되고 필터 구성요소가 형성되도록 압력 및 열의 작용에 의해 단일 유닛으로 함께 고착된다. 필터는 보통, 많은 경우에 종이 시트의 스트립을 포함하는, 래핑 재료 내에 래핑된다.
또한, 래핑되지 않은 필터의 제조가 공지되어 있다. 래핑되지 않은 필터의 제조에서, 필터 재료는 형성 유닛에서 원하는 형태로 성형된다. 사용된 재료 및 성형 공정은 심지어 형성 유닛을 충분한 정도로 이탈한 후에도 필터 구성요소가 그의 형상을 유지하는 것으로 구현되어, (이외에도 형상 안정화를 위해 사용되는) 래핑 물질이 생략될 수 있다. 래핑되지 않은 필터의 제조 동안, 형성 유닛 내의 필터 재료 스트림은 압력 및 열을 겪는다. 필요한 열 에너지는, 예를 들어 증기 또는 마이크로웨이브 에너지와 같은 고온 공기에 의해 필터 재료 내로 다양한 방식으로 도입될 수 있다.
셀룰로오스 아세테이트로 만들어진 필터 구성요소의 제조와 관련하여, 문제점은 필터들이 생분해되는 속도로 나타낼 수 있다.
그들이 처분되는 환경 조건에 따라, 셀룰로오스 아세테이트 필터는 실제로 생분해되는 데 1개월 내지 3년 소요될 수 있으며, 이는 쓰레기 문제를 피하기에 충분히 빠르지 않을 수 있다.
셀룰로오스 아세테이트를 예를 들어 압착 종이에 의해 대체하기 위해 아세테이트 토우에 대한 대안적인 재료가 테스트되고 있다. 그러나, 셀룰로오스 아세테이트 대신에 압착 종이를 포함하고 있는 필터 구성요소는 여과 성능의 관점에서 아세테이트 토우에 의해 제조된 필터 구성요소와 비슷하였다.
어떠한 경우에도, 필터 구성요소를 생산하기 위해 셀룰로오스 아세테이트를 교체하기 위한 대안적인 물질의 사용은, 연결된 생산 비용의 증가와 함께, 제조 장치와 공정의 상당한 변형을 요구할 수 있다.
따라서, 증가된 생분해 속도를 갖는 필터 구성요소에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트로 제조된 전통적인 필터 구성요소의 대안을 나타낼 수 있는 필터 구성요소에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 위의 필요성 중 적어도 하나를 충족시킬 수 있다.
본 발명은 제1 필터링 물질의 바디 및 면 섬유를 포함하고 있는 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 포함하고 있는 필터 물질의 플러그를 포함하고 있는 필터 구성요소에 관한 것으로, 여기서 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소는 제1 필터링 물질의 바디에 삽입되어 있고, 여기서 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소의 용적과 플러그의 용적 간의 용적 비는 약 0.3 내지 약 0.8로 포함되어 있다.
본 발명의 필터 구성요소에서, 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소는 제1 필터링 물질을 부분적으로 대체하도록 필터 물질의 플러그 내로 사용된다. 제1 필터링 물질은, 보다 유리하게는 셀룰로오스 아세테이트를 포함하고 있는, 예를 들어, 합성 필터링 물질일 수 있다. 이러한 방식으로, 삽입되어 있는 플러그의 용적과 관련하여 이 같은 30% 내지 80%의 비교적 큰 양으로, 본 발명의 필터 구성요소에 상기 요소가 삽입되는 것은, 필터 요소의 용적당 제1 필터링 물질의 표면적을 증가시키고, 이에 따라 필터 요소의 생분해 속도를 올릴 수도 있다. 동시에, 제2 필터링 물질에 의한 제1 필터링 물질의 부분적 교체는 제조 장치와 공정의 실질적인 변형을 구현하는 것을 필요로 하지 않으며, 이에 따라 생산 비용의 증가를 피할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 필터 구성요소는 에어로졸 형성 물품에 사용된다.
다음에서, 용어 "로드"는 에어로졸 형성 물품의 두 개 이상의 구성요소를 포함하는 실질적으로 원통형, 계란형 또는 타원형 횡단면의 일반적으로 원통형 요소를 나타낸다.
본 발명에 따른 에어로졸 형성 물품은 담배 물질이 연소되어 연기를 형성하는 필터 궐련 또는 다른 흡연 물품의 형태일 수 있다. 본 발명은 담배 재료가 연소되기보다는 가열되어 에어로졸을 형성하는 물품, 및 니코틴-함유 에어로졸이 연소 또는 가열되지 않고 담배 물질, 담배 추출물, 또는 다른 니코틴 공급원으로부터 발생되는 물품을 추가로 포함하고 있다. 에어로졸이 연소없이 형성되거나 연기가 연소에 의해 생성되는 이들 물품은 일반적으로 “에어로졸 형성 물품”으로 불린다. 본 발명에 따른 에어로졸 형성 물품은 조립된 에어로졸 형성 물품 전체이거나, 예를 들어 가열식 흡연 디바이스의 소모성 부품과 같은, 에어로졸을 생성하기 위한 조립된 물품을 제공하기 위해서 하나 이상의 다른 구성요소와 조합되는 에어로졸 형성 물품의 구성요소 전체일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 바와 같은, 에어로졸 형성 물품은 에어로졸 형성 기재가 가열될 때 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 임의의 물품이다. 상기 용어는 전기 가열 요소와 같은 외부 열원에 의해 가열되는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품을 포함하고 있다. 에어로졸 형성 물품은 에어로졸-형성 기재의 연소없이 휘발성 화합물을 방출하는 물품인 불연성 에어로졸 형성 물품일 수 있다. 에어로졸 형성 물품은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되기보다는 가열되도록 의도된 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 형성 물품인, 가열된 에어로졸 형성 물품일 수 있다. 이 용어는 에어로졸 형성 기재 및 일체형 열원, 예를 들어 가연성 열원을 포함하는 물품을 포함하고 있다.
에어로졸 형성 물품은 사용자의 마우스를 통해 사용자의 폐 안으로 직접 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 물품일 수 있다. 에어로졸 형성 물품은 궐련과 같은 종래의 흡연 물품과 유사할 수 있으며, 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 물품은 일회용일 수 있다. 에어로졸 형성 물품은 부분적으로 재사용 가능하고, 보충식 또는 교체식 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 물품은 또한 가연성 궐련을 포함할 수 있다. 바람직한 구현예들에서, 에어로졸 형성 물품은 실질적으로 원통형 형상일 수 있다. 에어로졸 형성 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 형성 물품은 길이 및 그 길이에 실질적으로 수직인 원주를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은, 약 30mm 내지 대략 약 100mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 약 5mm 내지 약 12mm의 외경을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 필터 구성요소는 제1 필터링 물질의 바디를 갖는 플러그를 포함하고 있다. 이러한 제1 필터링 물질은 바람직하게는 필터 플러그에 사용되는 “표준” 물질이다. 이러한 제1 필터링 물질 내부에, 상이한 제2 필터링 물질로 제조된 다른 요소가 삽입되어 있다.
바람직하게, 제1 필터링 물질의 바디는 로드 형상을 갖는다.
바디는 연속적인 필터 토우의 로드, 이에 따라 연속 필터 로드, 또는 개별 필터 로드 부위들, 예를 들어 요소가 삽입되는 다른 것에 부착된 복수의 필터 로드일 수 있다. 바람직하게는, 연속 필터 로드가 로드 형성 장치로부터 제공된다.
로드에 삽입된 요소는 연속 요소일 뿐만 아니라 하나가 다른 것에 이어지는 복수의 요소일 수 있다.
요소의 용적과 플러그의 용적 간의 비는 바람직하게는 약 0.3 내지 약 0.8, 바람직하게는 약 0.35 내지 약 0.7, 보다 바람직하게는 약 0.4 내지 약 0.65, 더욱 더 바람직하게는 약 0.45 내지 약 0.65이며, 바람직하게는 약 0.6 또는 약 0.5이다. 플러그의 총 용적의 대부분이 제2 필터링 물질 내에서 실현된다는 사실로 인해, 따라서 제1 필터링 물질의 사용이 제한되고, 필터 요소의 용적당 그의 표면적은 제2 필터링 물질의 요소의 삽입에 의해 증가된다.
플러그의 용적이란, 제1 필터링 물질의 바디 및 제2 필터링 물질의 요소의 합쳐진 용적을 의미한다.
또한, 제2 필터링 물질 내에서 실현된 요소는 에어로졸 형성 물품에 대해 상이한 시각적 외관을 제공하도록 유색일 수 있거나, 사용된 향미에 따라 흡연 경험을 변화시키도록 향미를 가질 수 있다. 이를 위해, 제2 필터링 물질은 흡착 특성을 가질 수 있다.
상기 제1 필터링 물질의 바디 내에서, 상기 적어도 하나의 요소는 임의의 형상을 가질 수 있고 임의의 방향으로 연장될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 요소는 유리하게는 상기 제1 필터링 물질의 바디의 제1 및 제2 축방향 대향 면(axially opposed faces) 사이에서 길이방향으로 연장될 수도 있다. 따라서, 바람직하게는, 바디와 거기에 삽입된 요소는 동일한 길이를 가질 수 있지만, 바디에 대해 더 짧거나 긴 요소도 또한 고려될 수 있다.
바디는 당업계에 공지된 필터 로드일 수 있다. 바디는, 예를 들어 중공 튜브 형태의 중공 필터 로드일 수 있다. 따라서, 제2 필터링 물질 내의 요소는 중공 튜브에 의해 정의된 구멍 내에 삽입되어 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 요소에 의해 정의된 가로방향 치수와 상기 플러그의 대응하는 가로방향 치수 간의 비는 약 0.55 내지 약 0.89로 포함되며, 상기 가로방향 치수는 상기 바디의 상기 제1 및 제2 축방향 대향 면 중 적어도 하나에 실질적으로 수직인 상기 바디의 측부 면에 대하여 가로방향으로 있다. 보다 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 요소에 의해 정의된 가로방향 치수 및 상기 플러그의 대응하는 가로방향 치수 간의 비는 약 0.59 내지 약 0.83, 더욱 더 바람직하게는 약 0.63 내지 약 0.8, 더욱 더 바람직하게는 약 0.67 내지 약 0.77로 포함된다. 즉, 바디 내에 삽입된 요소는 상대적으로 “두껍다”. “원통형” 플러그의 경우, 가로방향 치수는 원통의 직경으로서 고려될 수 있다. 따라서, 고려된 비는 요소의 직경과 플러그의 직경 사이의 비율이다. 플러그의 직경은 요소와 바디가 함께 하는 직경이다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 요소는 제1 필터링 물질의 바디의 측부 면에 실질적으로 평행한 방향으로 연장되어 있다. 본 발명의 필터 구성요소에서, 상기 적어도 하나의 요소가 상기 제1 필터링 물질의 바디의 상기 제1 및 제2 축방향 대향 면 사이에서 길이방향으로 연장될 때, 상기 요소는 상기 바디의 상기 측부 면에 평행할 수도 있고 아닐 수도 있는 방향으로 연장되어 있다. 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 요소는 상기 제1 필터링 물질의 바디의 상기 측부 면에 실질적으로 평행한 방향으로 연장되어서, 흡연 동안 필터 구성요소를 통해 주행하는 공기의 방향으로, 저항은 실질적으로 균일할 수 있다. 바디가 로드 형상을 갖는 경우, 측부 표면은 원통형 맨틀이고 요소는 바디에 의해 한정된 원통의 축을 따라 연장될 수 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 요소는 실질적으로 상기 제1 필터링 물질의 바디의 중심을 통해 연장되어 있다. 이는 공기에 대한 균일한 저항을 초래할 수 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 요소의 적어도 하나의 말단은 상기 제1 필터링 물질의 바디의 대응하는 면과 동일 평면으로 연장되어 있다. 따라서, 바디와 요소는 그들의 말단 상에 기하학적으로 단일한 표면을 형성한다. 따라서, 요소 및 바디의 길이는 바람직하게는 동일하다. 대안적으로, 상기 바디는 중공체이고, 상기 적어도 하나의 요소는 상기 제1 필터링 물질의 바디의 상기 제1 및 제2 축방향 대향 면 중 적어도 하나로부터 돌출한다. 하나의 요소는 바디의 2개의 대향하는 축방향 측부로부터 볼 수 있도록 삽입될 수 있다. 상기 제1 필터링 물질의 바디에는, 제2 필터링 물질의 둘 이상의 요소가 삽입될 수도 있다; 상기 개시된 바와 같이 그들 중 각각은 임의의 형상을 가질 수도 있고, 임의의 방향으로 연장될 수도 있다. 바람직하게, 상기 제1 필터링 물질의 바디 내로, 상기 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소는 하나의 연속 요소이다.
상기 적어도 하나의 요소를 실현하는 데 사용되는 제2 필터링 물질은, 면 섬유에 더하여, 임의의 다른 적절한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다. 바람직하게, 제2 필터링 물질은 면 섬유와 상이한 식물성 섬유를 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 면 섬유와 상이한 식물성 섬유는 종이 섬유, 폴리락트산 섬유 및 이들의 임의의 조합을 포함하고 있다.
바람직하게, 제2 필터링 물질은 제2 필터링 물질의 총 중량에 대해, 약 20중량% 초과, 보다 바람직하게는 약 25중량% 내지 약 95중량%의 면 섬유를 포함하고 있다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 요소는 방적사(yarn)의 형태이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "방적사" 또는 "실"은 직조, 위브, 접착, 꼬임, 땋기 또는 이와 달리 연관된 연속 요소를 형성하도록 함께 꼬이거나 평행하게 놓인 섬유 또는 복수의 섬유를 나타낸다. 방적사는 가닥, 와이어, 스트링, 끈(cord), 노끈(twine), 필라멘트, 브레이드(braid) 또는 로프(rope)를 형성하도록 본원에서 사용될 수도 있다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 요소는 면 방적사(cotton yarn)를 포함하고 있다.
상기 적어도 하나의 요소를 실현하는 데 사용되는 상기 물질 또는 물질들은 이를 형성하기 위해 직조, 위브, 접착, 꼬임, 땋기 또는 이와 달리 연관될 수 있다.
바람직하게, 제2 필터링 물질의 요소는 약 40% 내지 약 60%로 포함된 경도를 갖는다. 보다 바람직하게는, 요소의 경도는 약 45% 내지 약 55%로 포함된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용된 용어 “경도”는 변형에 대한 저항을 나타낸다. 경도는 일반적으로 백분율로 표현된다. 하기에서, 본 발명에 따른 경도를 계산하는 방법에 대한 설명이 주어져 있다. WO2015/124242 및 WO 2015/007400은 본 발명에 따른 경도를 측정하는 가능한 방법을 기술한다. 도 1은 하중(F)을 인가하기 전의 궐련(101) 및 하중(F)을 인가하는 동안의 동일한 궐련(103)을 보여주고 있다. 하중(F)을 인가하기 전의 궐련(101)은 직경(Ds)을 갖는다. 설정 시간 동안 설정 하중을 인가한 후의 (그러나 하중이 여전히 적용된 상태에서) 궐련(103)은 (감소된) 직경 (Dd)을 갖는다. 함몰부는 d = Ds - Dd이다. 도 1을 참조하면, 경도가 아래와 같이 주어진다:
경도(%) = 
* 100%
이때, Ds는 원래의 (눌리지 않은) 궐련 직경이고, Dd는 설정 시간 동안 설정 하중을 인가한 후의 눌려진 직경이다. 물질이 단단할수록, 경도는 100%에 더 가까워진다.
아래에 상세히 후술하는 바와 같이, 그리고 당 기술분야에 일반적으로 알려진 바와 같이, 흡연 물품의 한 부분(예를 들어 필터)의 경도를 측정하기 위하여, 흡연 물품은 한 평면에 평행하게 정렬되어야 하고, 시험될 각 흡연 물품의 동일한 부분은 설정 시간 동안 설정 하중을 받게 하여야 한다. 이 시험은 궐련 및 궐련 수용기를 위한 측정 헤드와 끼워맞춤되는, 공지된 DD60A 밀도계 장치(독일 Heinr. Borgwaldt GmBh에 의해 제조 및 시판중임)를 사용하여 수행되며, 이는 궐련용 측정 헤드 및 궐련 수용기가 장착되어 있다.
하중은 모든 흡연 물품의 직경을 한번에 가로질러 연장되는 2 개의 하중 인가 원통형 로드를 사용하여 인가된다. 이 시험은, 이 측정기구를 위한 표준시험 방법에 따라, 흡연 물품과 하중 인가 원통형 로드 사이에 20개의 접촉점이 발생하도록 실시되어야 한다. 일부 경우에, 시험될 필터는, 각 흡연 물품이 2 개의 하중 인가 로드와 접촉하도록 하여, 10개의 흡연 물품 만으로 20개의 접촉점을 형성하도록 하기에 충분한 길이를 가질 수도 있다 (왜냐하면, 두 로드사이에 뻗어 있기에 충분한 길이를 같기 때문임). 다른 경우에, 필터가 이를 달성하기에 너무 짧으면, 아래에 더 설명하는 바와 같이, 각 흡연 물품이 2 개의 하중 인가 로드 중의 하나와만 접촉하여 20개의 접촉점을 형성하도록, 20개의 흡연 물품이 사용되어야 한다.
흡연 물품을 지지하기 위하여, 그리고 각각의 하중 인가 원통형 로드에 의해 인가되는 하중에 반작용하기 위하여, 2 개의 추가 고정 원통형 로드가 흡연 물품 아래에 배치된다. 이러한 배치구조는 아래에서 더 자세하게 설명되며, 도 2 내지 4에 도시되어 있다.
이러한 장치의 표준 조작 절차를 위하여, 2kg의 전 하중이 20초의 시간 동안 인가된다. 20초 경과 후에 (하중은 흡연 물품에 계속 인가된 상태임), 하중 인가 원통형 로드에 눌려진 두께가 측정되어, 위의 방정식으로 경도를 계산하는데 사용된다. 온도는 22℃± 2℃ 범위 내로 유지된다. 위에 설명한 시험을 DD60A 시험이라고 한다. DD60A 시험 및 해당 장치는 아래에서 도 2 내지 4와 관련하여 더 상세하게 설명한다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 흡연 물품 필터 부분의 경도는 흡연 물품이 흡연될 때와 흡연되지 않을 때에 있어서 크게 다르지 않다. 그러나, 필터 경도를 측정하는 표준 방법은 흡연 물품이 흡연되지 않을 때이다. 상기에 개시된 것과 동일한 측정 원리는 제1 필터링 물질 및 본 발명의 필터 구성요소의 제2 필터링 물질의 경도를 결정하기 위해 적용될 수 있다.
중공 필터 본체를 실현하는 데 사용되는 필터 물질은 임의의 적합한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다. 바람직하게, 제1 필터링 물질은 합성 필터링 물질을 포함하고 있다. 보다 바람직하게는, 합성 필터링 물질은 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스, 재구성 셀룰로오스, 폴리락트산, 폴리비닐 알코올, 나일론, 폴리하이드록시부티레이트, 폴리프로필렌, 종이, 전분과 같은 열가소성 물질, 부직포 물질 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 하나 이상의 물질은 개방 셀 구조로 형성될 수 있다. 바람직하게, 제1 필터링 물질은 셀룰로오스 아세테이트를 포함하고 있는 합성 필터링 물질을 포함하고 있다.
제1 필터링 물질은 임의의 적합한 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 제1 필터링 물질은 폴리락트산을 포함하는 물질의 주름진 시트를 포함할 수도 있다. 그러나, 바람직하게는 제1 필터링 물질은 적어도 부분적으로 폴리락트산으로 형성되어 있는 복수의 섬유를 포함하고 있다. 그것들은 에어로졸이 통과할 수 있는 구불구불한 통로를 제공할 수 있으므로 섬유는 필터링 물질의 특히 효과적인 형태이다. 또한, 에어로졸 형성 물품이 사용 후 폐기되는 경우, 섬유가 분해하고, 다른 구조보다 더욱 쉽게 분산해서, 따라서 마우스피스 또는 에어로졸 형성 물품의 분해 특성을 개선하는 데 도움이 될 수도 있다.
바람직하게는, 섬유는 서로에게 실질적으로 연결되어 있지 않다. 즉, 바람직하게는 아무런 첨가제도 섬유를 함께 결합하기 위한 바디에 포함되어 있지 않다. 이는 에어로졸 형성 물품이 사용 후에 폐기되는 경우 섬유가 분해하고 분산할 수 있는 속도를 개선하는데 도움이 될 수 있다.
바람직하게는, 제1 필터링 물질은 폴리락트산과 적어도 하나의 다른 중합체를 포함하는 배합물이다. 추가 중합체 또는 중합체들은 제1 필터링 물질에 추가 특성을 제공할 수도 있다. 예를 들면, 부가적인 중합체는 제1 필터링 물질에 추가적인 인장 강도 및 탄성 특성을 제공할 수 있다. 제1 필터링 물질이 상이한 중합체들의 배합물로 이루어진 복수의 섬유를 포함하고 있는 경우, 이는 일반적으로 셀룰로오스 아세테이트 필터의 제조에 사용되는 것과 동일한 기계 상에서, 일반적으로 셀룰로오스 아세테이트 필터의 제조와 관련된 속도로, 필적할 만한 폐기물 비율 및 작동 효율을 가지면서, 섬유가 가공될 수 있게 할 수 있다.
바람직하게는 제1 필터링 물질은, 적어도 약 70중량%의 폴리락트산, 보다 바람직하게는 적어도 약 80중량%의 폴리락트산, 및 보다 바람직하게는 약 85중량%의 폴리락트산을 포함하고 있다.
바람직하게, 상기 제1 필터링 물질의 바디는 약 40% 내지 약 60%, 보다 바람직하게는 약 45% 내지 약 55%의 경도를 갖는다.
필터 구성요소는 추가 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 추가 물질은 제1 필터링 물질 내에 또는 필터 물질의 플러그의 추가 구성요소에 포함될 수 있다. 예를 들어, 필터 구성요소는 수착제 물질을 포함할 수 있다. 용어 “수착제”는 흡착제, 흡수제 또는 이들 기능 모두를 수행할 수 있는 물질을 지칭한다. 수착제 물질은 활성탄을 포함할 수 있다. 수착제는 제1 필터링 물질 또는 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소에 포함될 수 있다. 그러나, 더 바람직하게는, 수착제는 본 발명의 필터 구성요소의 상류 또는 하류에 있는 추가 필터 구성요소에 통합된다.
바람직하게는, 상기 필터 구성요소는 래핑 물질을 포함하고, 여기서 필터 물질의 플러그는 래핑 물질에 의해 겉포장되어 있다. 보다 바람직하게는, 래핑 물질은 적어도 하나의 페이퍼 시트를 포함하고 있다. 필터 물질의 플러그를 겉포장하고 있는 래핑 물질은 생산 후에 필터 구성요소의 형상 안정화의 기능을 갖는다.
바람직하게, 제1 필터링 물질은 적어도 하나의 가소제를 포함하고 있다. 가소제는 바람직하게는 결합 성분의 기능을 갖는다. 래핑되지 않은 필터 요소에서, 필터 물질의 래핑지에 의한 구속 작용이 없다는 사실로 인해, 필터 물질의 밀도 또는 강성은 표준 래핑 필터 요소에서보다 높을 필요가 있다. 따라서, 필터 물질의 플러그는, 로드와 같은 형상으로 성형될 때, 임의의 추가 외부 물질의 도움 없이, 실질적으로 일정한 직경을 갖는 명확한 형상을 유지할 필요가 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 필터 구성요소는 적어도 하나의 접착제, 적어도 하나의 향미 방출제, 적어도 하나의 염료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 필터링 이외의 상이한 기능은 본 발명의 필터 구성요소를 사용하여 얻어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 필터 구성요소는 약 75% 내지 약 92%, 보다 바람직하게는 약 80%의 경도를 갖는다.
본 발명의 필터 구성요소는 단독으로 사용될 수 있거나, 궐련과 같은 에어로졸 형성 물품 용 필터 내에서, 동일하거나 상이할 수 있는, 다른 필터 구성요소와 연관될 수 있다.
본 발명의 필터 구성요소는 한 구현예에서 길이가 대략 7mm일 수 있지만, 대략 5mm 내지 대략 20mm의 길이를 가질 수도 있다.
본 발명의 필터 요소는 에어로졸 형성 물품에 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 형성 물품은 담배 물질이 연소되어 연기를 형성하는 필터 궐련 또는 다른 흡연 물품의 형태일 수 있다. 본 발명은 담배 재료가 연소되기보다는 가열되어 에어로졸을 형성하는 물품, 및 니코틴-함유 에어로졸이 연소 또는 가열되지 않고 담배 물질, 담배 추출물, 또는 다른 니코틴 공급원으로부터 발생되는 물품을 추가로 포함하고 있다. 에어로졸이 연소없이 형성되거나 연기가 연소에 의해 생성되는 이들 물품은 일반적으로 “에어로졸 형성 물품”으로 불린다. 본 발명에 따른 에어로졸 형성 물품은 조립된 에어로졸 형성 물품 전체이거나, 예를 들어 가열식 흡연 디바이스의 소모성 부품과 같은, 에어로졸을 생성하기 위한 조립된 물품을 제공하기 위해서 하나 이상의 다른 구성요소와 조합되는 에어로졸 형성 물품의 구성요소 전체일 수 있다.
또한 필터 구성요소를 제조하기 위한 장치가 본원에 개시되어 있으며, 상기 장치는 하기를 포함하고 있다:
- 제1 길이방향 이송 방향을 따라 제1 필터링 물질의 적어도 하나의 층을 연속적으로 공급하도록 구성되어 있는 제1 공급 경로;
- 바람직하게는 상기 제1 길이방향과 교차하고 있는, 제2 길이방향 이송 방향을 따라 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 실(thread)을 포함하고 있는 적어도 하나의 가닥(strand)을 연속적으로 공급하도록 구성되어 있는 제2 공급 경로;
- 상기 제1 공급 경로의 종단 말단 및 대응하는 상기 제2 공급 경로의 종단 말단에 연결된, 정렬 요소로, 여기서 상기 정렬 요소는 상기 적어도 하나의 층 및 상기 적어도 하나의 가닥을 수집하도록 구성되어 있고 적어도 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 통합하고 있는 제1 필터링 물질의 시스를 포함하고 있는 필터 물질의 로드를 형성하도록 하는 방식으로 상기 적어도 하나의 층이 상기 적어도 하나의 가닥을 통합하게 할 수 있도록 구성되어 있다;
- 상기 정렬 장치에 대한 하류에 있는 지점에 위치하는 형성 장치로, 여기서 상기 형성 장치는, 상기 적어도 하나의 요소가 제1 필터링 물질의 바디에 삽입되고 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소의 용적과 플러그의 용적 간의 용적 비가 약 0.3 내지 약 0.8로 포함되도록 하는 방식으로, 제1 필터링 물질의 바디와 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 포함하고 있는 필터 물질의 플러그로 필터 물질의 로드를 형성하도록 구성되어 있다.
이와 같은 장치의 장점은 상기 필터 구성요소를 참조하여 이미 개략적으로 설명되어 있으며, 여기에서 반복되지 않는다.
상기 제1 및/또는 제2 공급 경로의 상류에서, 상기 장치는 바람직하게는 상기 제1 필터링 물질의 적어도 하나의 층 및/또는 상기 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 실을 포함하고 있는 적어도 하나의 가닥을 인출하도록 구성되어 있는 적어도 하나의 공급 수단을 포함하고 있다.
바람직하게는, 제1 공급 경로 및/또는 제2 공급 경로는 하나 이상의 롤 쌍을 포함하고 있으며, 이들은 상기 적어도 하나의 층 및/또는 상기 적어도 하나의 실이 통과할 수 있게 하도록 구성되어 있다.
바람직하게는, 제1 공급 경로 및 제2 공급 경로는 정렬 요소의 입구에서 교차하고 있다. 바람직하게는, 장치는 상기 적어도 하나의 층 및/또는 상기 적어도 하나의 실을 상기 정렬 장치에 함께 수송하도록 구성되어 있는 하나 이상의 롤을 포함하고 있다.
바람직하게는, 정렬 장치는 상기 적어도 하나의 가닥을 통합시키기 위해서 이를 상기 적어도 하나의 층에 의해 씌워지도록(sheathed) 하는 방식으로 상기 적어도 하나의 층 및 상기 적어도 하나의 가닥이 통과할 수 있게 하도록 구성되어 있는, 바람직하게는 실질적으로 환형 또는 타원형의 단면을 갖는, 수집 요소를 포함하고 있다.
바람직한 구현예에서, 상기 수집 요소는 상기 적어도 하나의 가닥이 상기 적어도 하나의 층에 의해 동축으로 씌워지도록 하는 방식으로 상기 제1 공급 경로 및 상기 제2 공급 경로와 협력하도록 구성되어 있다. 이러한 방식으로, 결과적인 필터 구성요소에서, 상기 바디의 제1 및 제2 축방향 대향 면 사이에서 길이방향으로 연장되도록 하는 방식으로 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소가 제1 필터링 물질의 바디에 통합된다.
바람직하게, 상기 수집 요소는 상기 적어도 하나의 가닥이 상기 층에 의해 균일하게 씌워지도록 하는 방식으로 상기 제1 공급 경로 및 상기 제2 공급 경로와 협력하도록 구성되어 있다. 이와 같은 방식으로, 결과적인 제1 필터 물질의 바디에서 상기 적어도 하나의 요소가 실질적으로 상기 바디의 중심을 통해 연장되어 있다.
바람직하게는, 형성 장치는, 상기 적어도 하나의 요소가 제1 필터링 물질의 바디에 삽입되고 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소의 용적과 플러그의 용적 간의 비가 약 0.35 내지 약 0.7, 더욱 바람직하게는 약 0.4 내지 약 0.65, 더욱 더 바람직하게는 약 0.45 내지 약 0.65이고, 바람직하게는 약 0.6 또는 약 0.5가 되도록 하는 방식으로, 필터 물질의 로드를 제1 필터링 물질의 바디와 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 포함하고 있는 필터 물질의 플러그로 형성하도록 구성되어 있다.
바람직하게는, 형성 장치는 상기 형성 요소의 입구를 그의 출구에 연결시키는 길이방향 축을 따라, 바람직하게는 실질적으로 원형 단면의 내부 채널을 정의하고 있는 내부 벽면을 포함하고 있으며, 상기 내부 채널은 상기 제1 필터링 물질의 바디의 측부 면을 정의하도록 하는 방식으로 상기 필터 물질의 로드가 통과할 수 있게 하도록 구성되어 있다.
필터 물질의 플러그의 측부 면을 정의하고 있는 형성 장치의 내부 벽면에 의해 정의된 내부 채널은 바람직하게는, 무엇보다도, 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소에 의해 정의된 가로방향 치수와 제1 필터링 물질의 바디의 대응하는 가로방향 치수 간의 비를 판정하고 있으며, 상기 가로방향 치수는 상기 측부 면에 대하여 가로방향으로 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 내부 채널은 약 0.55 내지 약 0.89, 더욱 바람직하게는 약 0.59 내지 약 0.83, 더욱 더 바람직하게는 약 0.63 내지 약 0.8, 더욱 더 바람직하게는 약 0.67 내지 약 0.77로 포함되는 상기 적어도 하나의 요소에 의해 정의된 가로방향 치수와 상기 플러그의 대응하는 가로방향 치수 간의 비를 판정하도록 구성되어 있다.
상기 형성 장치는 바람직하게는 상기 내부 채널에 유리하게 연결되어 있는, 열처리 섹션을 포함하고, 상기 내부 채널을 통과하면서 필터 물질의 로드를 가열하고 이를 상기 필터 물질의 플러그로 형성하도록 구성되어 있다.
상기 열처리 섹션은 임의의 열 발생 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들면 유리하게는 상기 내부 채널을 통과하는 동안 증기를 필터 물질의 로드에 공급하기 위해 상기 내부 채널에 유체 연결되어 있는 증기 발생기를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 증기 발생기에 의해 필터 물질의 로드로 방출된 열에 의해, 상기 로드가 가열되어 필터 물질의 플러그로 형성된다.
상기 열처리 섹션의 하류에서, 형성 장치는 바람직하게는 필터 물질의 플러그를 냉각하도록 구성되어 있는, 냉각 섹션을 포함하고 있다.
바람직하게는, 상기 열처리 섹션의 하류에서, 상기 형성 장치는, 상기 성형 장치의 입구를 이의 출구에 연결시키는 길이방향 축을 따라 상기 내부 채널에 의해 정의되어 있으므로, 상기 플러그가 제1 및 제2 축방향 대향 면을 가지며, 그 중 적어도 하나가 합성 필터링 물질의 바디의 측부 면에 실질적으로 수직이 되도록 하는 방식으로 상기 필터 물질의 플러그를 절단하도록 구성되어 있는 절단 스테이션을 포함하고 있다.
바람직하게는, 상기 절단 스테이션은 상기 적어도 하나의 요소가 상기 제1 필터링 물질의 바디의 대응하는 면과 동일 평면으로 연장되도록 하는 방식으로 필터 물질의 플러그를 절단하도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 상기 절단 스테이션은 상기 적어도 하나의 요소가 상기 제1 필터링 물질의 바디의 상기 제1 및 제2 축방향 대향 면 중 적어도 하나로부터 돌출하도록 하는 방식으로 상기 필터 물질의 플러그를 절단하도록 구성되어 있다.
장치는 추가 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 장치는 부압을 발생시키기 위한 하나 이상의 흡입 개구를 포함해서, 상기 층 및 상기 가닥으로 하여금 상기 정렬 장치 쪽으로 이동하게 하고 상기 필터 물질의 로드를 상기 성형 장치로 이동시킬 수도 있다. 이러한 방식으로, 적어도 주어진 시간 동안 층, 가닥 및 로드에 속도 또는 가속이 부여될 수 있다.
바람직하게, 장치는, 장치 내로 이동하는 물체의 속도를 측정하도록 구성되어 있는 센서 시스템에 바람직하게 연결되어 있는 적어도 하나의 속도 조절 수단을 포함하고 있다. 바람직하게, 이러한 속도 조절 수단은, 상기 가닥 및 제1 필터링 물질의 층의 정렬 장치로의 공급 속도를 상호 조절하도록 구성되어 있다. 이러한 방식으로, 제1 길이방향 이송 방향을 따라 제1 필터링 물질의 적어도 하나의 층을 연속적으로 공급하도록 구성되어 있는 제1 공급 경로와 제2 길이방향 이송 방향을 따라 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 가닥을 연속적으로 공급하도록 구성되어 있는 제2 공급 경로는 상기 층이 상기 가닥을 통합하도록 하는 방식으로 정렬 장치와 협력하도록 구성되어 있다.
바람직하게, 상기 장치는 필터 구성요소 또는 그의 구성요소들에 첨가될 수 있는 하나 이상의 첨가제를 투여하도록 구성되어 있는 하나 이상의 투여 스테이션을 포함하고 있다. 예를 들어, 본 발명의 장치는 상기 형성 장치의 상류에 있는 가소제 투여 스테이션을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 가소제를 투여하여 상기 가소제를 제1 필터링 물질에 첨가하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 상기 가소제는 제1 필터링 물질로 사용되는 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 용해시켜서 이들이 단일 유닛에 함께 붙을 수도 있다.
바람직하게는, 상기 장치는 적어도 하나의 향미 방출제를 투여해서 상기 향미 방출제를 필터 물질에 첨가하도록 구성되어 있는, 향미 방출제 투여 스테이션을, 바람직하게는 형성 장치 상류에 또는 함께, 포함하고 있다.
바람직하게는, 상기 장치는 적어도 하나의 염료를 투여해서 상기 염료를 필터 물질에 첨가하도록 구성되어 있는, 염료 투여 스테이션을, 바람직하게는 형성 장치 상류에 또는 함께, 포함하고 있다.
바람직하게는, 상기 장치는 래핑 물질을 필터 물질의 로드 위로 래핑하도록 구성되어 있는, 래핑 스테이션을, 바람직하게는 상기 정렬 장치 내에 또는 하류에, 포함하고 있다.
상기 장치는 바람직하게는 제3 길이방향 이송 방향을 따라 래핑 물질을 래핑 스테이션에 공급하도록 구성되어 있는 제3 공급 경로를 포함하고 있다. 제3 공급 경로는 바람직하게는 래핑 물질을 래핑 스테이션에 함께 수송하도록 구성되어 있는, 하나 이상의 롤을 포함하고 있다.
상기 제3 공급 경로의 상류에서, 상기 장치는 바람직하게는 상기 래핑 물질이 시트 형태일 때, 이를 인출하기 위한 보빈을 포함하고 있다.
또한, 필터 구성요소를 제조하기 위한 방법이 본원에 개시되어 있으며, 상기 방법은:
i.
제1 필터링 물질의 적어도 하나의 층을 제공하는 단계;
ii.
제2 필터링 물질의 적어도 하나의 가닥을 제공하는 단계;
iii.
상기 적어도 하나의 층과 상기 적어도 하나의 가닥을 수집하는 단계;
iv.
제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 통합하고 있는 제1 필터링 물질의 시스를 포함하고 있는 필터 물질의 로드를 형성하도록 하는 방식으로 상기 적어도 하나의 가닥을 상기 적어도 하나의 층 내로 통합시키는 단계;
v.
상기 적어도 하나의 요소가 제1 필터링 물질의 바디에 삽입되고 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소의 용적과 플러그의 용적 간의 비가 약 0.3 내지 약 0.8이 되도록 하는 방식으로, 필터 물질의 로드를 제1 필터링 물질의 바디와 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 포함하고 있는 필터 물질의 플러그로 형성하는 단계를 포함하고 있다.
이 방법의 장점은 상기 필터 구성요소를 참조하여 이미 개략적으로 설명되어 있으며, 여기에서 반복되지 않는다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 가닥을 통합시키기 위해서, 본 발명의 공정의 단계 iv에서, 상기 가닥은 상기 적어도 하나의 층에 의해 씌워진다. 상기 둘러싸는 것은 바람직하게는 상기 적어도 하나의 가닥이 상기 적어도 하나의 층에 의해 동축으로 씌워지도록 하는 방식으로 수행된다. 이러한 방식으로, 결과적인 필터 구성요소에서, 상기 바디의 제1 및 제2 축방향 대향 면 사이에서 길이방향으로 연장되도록 하는 방식으로 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소가 제1 필터링 물질의 바디에 통합된다.
바람직하게는, 본 발명의 단계 iv에서, 상기 적어도 하나의 가닥은 상기 적어도 하나의 층에 의해 균일하게 씌워진다. 이러한 방식으로, 결과적인 상기 제1 필터링 물질의 상기 바디에서 상기 적어도 하나의 요소가 실질적으로 상기 제1 필터링 물질의 바디의 중심을 통해 연장되어 있다.
바람직하게는, 본 발명의 공정은 필터 구성요소에 첨가될 수 있는 하나 이상의 첨가제의 투여를 포함하고 있다. 예를 들어, 형성하는 단계는 적어도 하나의 가소제를 제1 필터링 물질에 첨가하는 단계를 포함하고 있다. 상기에 개시된 바와 같이, 가소제는 래핑되지 않은 필터 요소에 특히 적합한, 접합 성분의 기능을 가지며, 언급한 바와 같이, 필터 물질 상의 래핑 종이에 의한 억제 작용이 없다는 사실로 인해 필터 물질의 밀도 또는 강성이 표준 래핑된 필터에서보다 높을 필요가 있다.
본 발명의 공정은 바람직하게는 적어도 하나의 수착 물질, 바람직하게는 활성탄을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다. 수착제는 예를 들어 제1 필터링 물질 또는 제2 필터링 물질에 첨가될 수 있다.
필터 구성요소의 원하는 특성 및 특징에 따라, 본 발명의 공정은 바람직하게는 적어도 하나의 향미 방출제를 제1 필터링 물질에 첨가하고/하거나 적어도 하나의 염료를 제1 필터링 물질에 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 공정의 상기 단계 v는 상기 적어도 하나의 요소가 제1 필터링 물질의 바디에 삽입되고 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소의 용적과 플러그의 용적 간의 비가 약 0.35 내지 약 0.7, 더욱 바람직하게는 약 0.4 내지 약 0.65, 더욱 더 바람직하게는 약 0.45 내지 약 0.65이고, 바람직하게는 약 0.6 또는 약 0.5가 되도록 하는 방식으로, 상기 필터 물질의 로드를 제1 필터링 물질의 바디와 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 포함하고 있는 필터 물질의 플러그로 형성하는 단계를 포함하고 있다.
본 발명의 공정의 상기 단계 v 동안, 제1 필터링 물질의 바디의 측부 면은 바람직하게는, 예를 들어 단계 iv에서 얻어진 로드를, 그 내부 벽면에 의해 성형 장치의 입구를 이의 출구에 연결시키는 길이방향 축을 따라 정의되어 있는, 바람직하게는 실질적으로 원형 단면을 갖는, 내부 벽면을 통과시켜서 정의된다.
상기 측부 면을 정의할 때, 본 발명의 방법에 의해 상기 적어도 하나의 요소에 의해 정의된 가로방향 치수와 상기 제1 필터링 물질의 바디의 대응하는 가로방향 치수 간의 비를 결정하는 것이 가능하며, 상기 가로방향 치수는 상기 바디의 측부 면에 대하여 가로방향으로 되어 있다. 바람직하게는, 본 발명의 공정에서, 상기 단계 v는 약 0.55 내지 약 0.89, 더욱 바람직하게는 약 0.59 내지 약 0.83, 더욱 더 바람직하게는 약 0.63 내지 약 0.8, 더욱 더 바람직하게는 약 0.67 내지 약 0.77로 포함되는 상기 적어도 하나의 요소에 의해 정의된 가로방향 치수와 상기 플러그의 대응하는 가로방향 치수 간의 비를 판정하는 단계를 포함하고 있다.
본 발명의 단계 v는 바람직하게는 단계 iv에서 형성된 로드를 가열하여 상기 필터 물질의 플러그를 형성하는 단계를 포함하고 있다.
상기 열처리는 임의의 공지된 열 발생 요소에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어 유리하게는 증기 발생기에 의해 필터 물질의 로드에 증기를 공급하여 수댕될 수 있다. 증기를 위해 필터 물질의 로드로 방출된 열에 의해, 상기 로드가 가열되어 필터 물질의 플러그로 형성된다.
상기 열처리 후에, 본 발명에 따른 공정은 바람직하게는 필터 구성요소를 원하는 최종 형태로 가져오기 위해 하나 이상의 추가 처리를 포함하고 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 공정은 바람직하게는 필터 물질의 플러그를 냉각하는 단계를 포함하고 있다.
바람직하게는, 상기 열처리 단계 v에 대한 하류에서, 상기 플러그가 제1 및 제2 축방향 대향 면을 갖도록 하는 방식으로 상기 필터 물질의 플러그를 절단하는 단계를 포함하고 있으며, 여기서 상기 제1 및 제2 축방향 대향 면 중 적어도 하나는 상기 바디의 측부 면에 실질적으로 수직이다.
바람직하게는, 상기 절단은 상기 적어도 하나의 요소가 상기 제1 필터링 물질의 바디의 대응하는 면과 동일 평면 상에 연장되도록 하는 방식으로 상기 필터 물질의 플러그를 절단한다.
바람직하게는, 상기 절단은 상기 적어도 하나의 요소가 상기 제1 필터링 물질의 바디의 상기 제1 및 제2 축방향 대향 면 중 적어도 하나로부터 돌출하도록 하는 방식으로 상기 필터 물질의 플러그를 절단한다.
상술한 바와 같이, 필터 구성요소는 필터 물질의 플러그를 겉포장하고 있는, 바람직하게는 적어도 하나의 종이 시트를 포함하고 있는, 래핑 물질을 포함할 수 있으며, 이는 필터 구성요소가 형성 유닛을 떠난 후에도 필터 구성요소의 형상 안정화 기능을 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 공정은 래핑 물질을 필터 물질의 로드 위로 래핑하는 단계를 포함하고 있으며, 상기 래핑 물질은 바람직하게는 적어도 하나의 종이 시트를 포함하고 있다.
본 발명의 특정 구현예들은 단지 예시로서, 첨부된 도면들을 참조하여 더 설명될 것이다:
- 도 1은 본 발명에서 사용되는 경도를 측정하기 위한 방법을 도시한 것이고;
- 도 2는 제1 구성에서, 필터 또는 흡연 물품의 경도를 판정하기 위한 장치의 사시도이고;
- 도 3은 제1 구성에서, 도 2의 장치의 측면도이고;
- 도 4는 제2 구성에서, 도 2 및 도 3의 장치의 측면도이고;
- 도 5는 본 발명에 따른 필터 구성요소의 사시도이고
- 도 6은 본 발명에 따른 필터 구성요소의 길이방향 섹션이고;
- 도 7은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 측방향 단면도이다;
- 도 1은 본 발명에서 사용되는 경도를 측정하기 위한 방법을 도시한 것이고;
- 도 2는 제1 구성에서, 필터 또는 흡연 물품의 경도를 판정하기 위한 장치의 사시도이고;
- 도 3은 제1 구성에서, 도 2의 장치의 측면도이고;
- 도 4는 제2 구성에서, 도 2 및 도 3의 장치의 측면도이고;
- 도 5는 본 발명에 따른 필터 구성요소의 사시도이고
- 도 6은 본 발명에 따른 필터 구성요소의 길이방향 섹션이고;
- 도 7은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 측방향 단면도이다;
도 2, 3 및 4는 도 1에 도시된 원리에 따라 작동하는, 본 발명의 흡연 물품 필터 요소의 경도를 시험하기 위한 장치를 도시하고 있다.
도 2는, DD60A 밀도계 장치와 같은, 흡연 물품의 필터의 경도를 판정하기 위한, 장치(4)의 사시도이다. 위의 장치는, 지지 플레이트(30) 위에 위치한 2개의 평행한 하중 인가 로드(load applying rods)(24)를 포함하고 있다. 지지 플레이트(30)는 평행하고, 간격을 두고 떨어져 있는 2개의 벽면(12)을 포함하고 있으며, 각각의 벽면(12)은 균일하게 간격을 둔 10개의 오목부(recess)를 가지고 있다. 상기 오목부는, 시험 중에 흡연 물품들(10)이 서로 접촉하는 것을 방지하도록 배열된다.
도 2로부터 알 수 있듯이, 동일하게 디자인된 10개의 흡연 물품들(10)이 한 평면에 평행하게 정렬되어, 밑에 있는 원통형 로드(14) 위에 놓여진다. 그 흡연 물품들(10)이, 흡연 물품들을 고정하기 위해 위의 벽(12)의 해당 오목부들 사이에, 뻗어 있다. 밑에 있는 원통형 로드(14)는 벽(12)에 평행하게 뻗어 있다. 각각의 흡연 물품(10)은 2개 지점에서 밑에 있는 로드(14)에 접하여, 시험할 흡연 물품과 밑에 있는 로드(14) 사이에 20개의 접촉점을 만든다.
흡연 물품 필터의 경도를 시험하기 위하여, 흡연 물품은, 시험할 필터 부분이 밑에 있는 로드(14)와 접촉하도록, 자리잡아야 한다. 만일 필터가 너무 짧아서, 시험할 필터 부분이 양쪽 로드를 모두 접촉하지 못하거나 시험할 필터 부분의 끝에 매우 가깝게 양쪽 로드를 접촉하면, 도 3에 도시된 것과 같이, 등을 맞댄 구성인 20 개비의 궐련을 사용하여, 필터 부분이 로드와 접촉하도록 할 수 있음이 이해될 것이다.
도시되어 있듯이. DD60A 시험의 개념은, 밑에 있는 로드들이 시험 샘플 물질을 20개 접촉점에서 접촉하는 것이다. 만일 필터가 밑에 있는 로드를 가로질러 연장될 만큼 충분히 길면, 10개 샘플로 20개 접촉점을 만들 수 있다(도 2에 도시된 바와 같음). 만일, 필터가 충분히 길지 않으면, 도 3에 도시되어 있듯이, 20개 샘플로 20개 접촉점을 만들 수 있다.
도 3에서 알 수 있듯이, 담배 로드의 부분들이 각각의 흡연 물품(10)에서 제거되고, 각각의 흡연 물품(10)의 필터 부분이 각각의 원통형 로드(14)에 받쳐져 있다. 현재의 경우, 마우스 말단 세그먼트의 경도가 시험되고 있고, 그에 따라 로드(14)위에 받쳐져 있는 것은 필터의 이 부분이며, 마우스 말단 세그먼트는 로드(14)위에 대략 중심을 두고 있다. 만일 필요하다면, 원통형 로드(14)에서 떨어져 뻗어 있는 흡연 물품 끝 부분을, 밑에 있는 지지 수단에 의해 지지하여, 흡연 물품의 회전(pivoting)을 방지할 수 있다.
장치가 도 3에 제1 구성으로 도시되어 있는데, 2개의 하중 인가 원통형 로드(24)가 위로 들어 올려져서, 흡연 물품(10)과 접촉되지 않고 있다. 흡연 물품의 경도를 시험하기 위해, 하중 인가 원통형 로드(24)가 제2 구성으로 하강되어, 도 4에 도시된 것과 같이, 흡연 물품(10)과 접촉하게 된다. 흡연 물품(10)과 접촉해 있을 때, 하중 인가 로드(24)는 20초에 걸쳐 흡연 물품(10)들의 20개 접촉 점을 통해 총 2kg의 하중을 전해준다. 20초가 경과한 후에(그리고, 흡연 물품에 하중이 가해진 상태로), 흡연 물품에 대한 하중 인가 원통형 로드(24)에 의한 눌림 두께(depression)가 측정되어, 경도를 계산하는데 사용된다.
상술한 바와 같이, 상기 측정은 본 발명의 필터 구성요소, 플러그, 바디 및 요소에 적용된다.
도 5 및 도 6에서, 본 발명에 따라 구현된 필터 구성요소(100)가 도시되어 있다.
필터 구성요소(100)는 제1 필터링 물질의 바디(120) 및 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소(130)를 포함하고 있는 필터 물질의 플러그(110)를 포함하고 있다.
바디(120)는 제1 및 제2 측방향 대향 제1 및 제2 면(140, 150)을 포함하고 있으며, 중공형인데, 즉 관통 홀(161)이 제1 및 제2 면(140, 150)에 형성된 제1 및 제2 구멍(141, 151)을 정의하고 있다. 바디(120)는 바람직하게 원통형이고, 아세테이트 토우와 같은 합성 물질로 형성되어 있다. 또한, 바디(120)는, 상기 바디(120)의 상기 제1 및 제2 축방향 대향 면(140, 150) 중 적어도 하나에 수직인, 원통형 외부 표면, 또는 맨틀(160)을 정의한다.
플러그(110)는 바람직하게는 바디(120)에 의해 정의된 원통의 축이기도 한, 길이방향 축(170)을 정의한다.
적어도 하나의 요소(130)가 바디(120)의 관통 구멍(161)에 삽입되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 적어도 하나의 요소(130)는 바람직하게는 제1 및 제2 축방향 대향 면(140, 150) 사이에서 길이방향으로 연장되어 있다. 또한, 바람직하게는, 요소(130)는 축(170)과 일치하는, 길이방향 축을 정의한다. 도면들에서, 요소(130)는 관통 구멍(161)을 완전히 채우고 있으며, 즉, 요소(130) 삽입 후에 구멍(161)에는 사실상 빈 공간이 없다. 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 요소(130)는 맨틀(160)에 실질적으로 평행한 방향으로 연장되어 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 구성요소(130)는, 상기 바디(120)의 대응하는 제1 및 제2 면(140, 150)과 동일 평면 상에 있는 제1 및 제2 말단(180, 190)을 포함하고 있다.
요소(130)는 면 방적사(cotton yarn)이다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 필터 구성요소(100)에서, 즉, 상기 적어도 하나의 요소(130)에 의해 정의된, 축(170)에 수직인 평면에서의 가로방향 치수와, 상기 플러그의 가로방향 치수 사이의 비는 약 0.67 내지 약 0.77로 포함된다. 가로방향 치수가 취해지는 평면은 바디(120)의 면(140, 150) 중 하나에 평행하며, 도 6에 대시 1점 쇄선(171)으로서 도시되어 있다.
적어도 하나의 요소(130)의 용적과 플러그(110)의 용적 간의 용적 비는 약 0.6 또는 0.5이다.
도 7은 본 발명의 필터 구성요소(100)를 제조하기에 적합한 장치(200)를 도시하고 있다.
장치(200)는 제1 길이방향 이송 방향(203)을 따라 제1 필터링 물질의 적어도 하나의 층(202)을 연속적으로 공급하도록 구성되어 있는 제1 공급 경로(201) 및 제2 길이방향 이송 방향(206)을 따라 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 실을 포함하고 있는 적어도 하나의 가닥(205)을 연속적으로 공급하도록 구성되어 있으며 상기 제1 공급 경로(201)와 교차하고 있는 제2 공급 경로(204)를 포함하고 있다.
상기 제2 공급 경로(205)에 대한 상류에서, 장치(200)는 바람직하게는 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 실을 포함하고 있는 상기 적어도 하나의 가닥(205)을 인출하도록 구성되어 있는 공급 장치(205’)를 포함하고 있다.
장치(200)는, 상기 제1 공급 경로(201)의 종단 말단(207) 및 대응하는 상기 제2 공급 경로(204)의 종단 말단(208)에 연결된, 정렬 요소(209)를 포함하고 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 공급 경로(201)는 바람직하게는 상기 적어도 하나의 층(202)이 통과할 수 있게 하도록 구성되어 있는 3쌍의 롤(218, 219 및 220), 및 상기 적어도 하나의 층(202)을 정렬 장치(209)에 함께 수송하도록 구성되어 있는 하나 이상의 롤(221)을 포함하고 있다.
상기 정렬 요소(209)는 상기 적어도 하나의 층(202) 및 상기 적어도 하나의 가닥(205)을 수집하도록 구성되어 있고 적어도 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 통합하고 있는 제1 필터링 물질의 시스를 포함하고 있는 필터 물질의 로드(210)를 형성하도록 하는 방식으로 상기 적어도 하나의 층(202)이 상기 적어도 하나의 가닥(205)을 통합하게 할 수 있도록 구성되어 있다.
도 7에 도시된 장치(200)는, 필터 물질의 로드(210) 위로 래핑 물질을 래핑하도록 구성되어 있는, 상기 정렬 장치(209)에 포함된 래핑 스테이션(211)을 더 포함하고 있다. 도 7에서, 시트(212)의 형태인 상기 래핑 물질은 보빈(213)에 의해 인출되고 제3 길이방향 이송 방향(215)을 따라 제3 공급 경로(214)를 통해 래핑 스테이션(211)에 공급된다. 도 7에 도시된 제3 공급 경로(214)는 상기 시트(212)를 래핑 스테이션(211)에 함께 수송하도록 구성되어 있는 한 쌍의 롤(222)을 포함하고 있다.
상기 정렬 장치(209)에 대한 하류에 위치된 한 지점에서, 장치(200)는 형성 장치(216)를 포함하고 있으며, 여기서 상기 형성 장치(216)는, 상기 적어도 하나의 요소(130)가 제1 필터링 물질의 바디(120)에 삽입되고 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소(130)의 용적과 플러그(110)의 용적 간의 용적 비가 약 0.6 또는 0.5이 되도록 하는 방식으로, 제1 필터링 물질의 바디(120)와 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소(130)를 포함하고 있는 필터 물질의 플러그(110)로 필터 물질의 로드(210)를 형성하도록 구성되어 있다.
도 7에 도시된 형성 장치(216)는 또한 상기 필터 물질의 플러그(110)를 절단하도록 구성되어 있는 절단 스테이션(217)(도 7에 상세하게 표현되지 않음)을 포함하고 있다.
Claims (22)
- 제1 필터링 물질의 바디 및 면 섬유를 포함하는 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소를 포함하는 필터 물질의 플러그를 포함하는 필터 구성요소로서, 상기 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소는 상기 제1 필터링 물질의 바디에 삽입되어 있고, 상기 제2 필터링 물질의 적어도 하나의 요소의 용적과 상기 플러그의 용적 간의 용적 비는 약 0.3 내지 약 0.8로 포함되는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 필터링 물질은 합성 필터링 물질을 포함하는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 요소는 상기 제1 필터링 물질의 바디의 제1 및 제2 축방향 대향 면 사이에서 길이방향으로 연장되어 있는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 요소에 의해 정의된 가로방향 치수와 상기 플러그의 대응하는 가로방향 치수 간의 비는 약 0.55 내지 약 0.89로 포함되며, 상기 가로방향 치수는 상기 바디의 상기 제1 및 제2 축방향 대향 면 중 적어도 하나에 실질적으로 수직인 상기 바디의 측부 면에 대하여 가로방향으로 있는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 요소는 제1 필터링 물질의 바디의 측부 면에 실질적으로 평행한 방향으로 연장되어 있는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 요소는 실질적으로 상기 제1 필터링 물질의 바디의 중심을 통해 연장되어 있는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 요소의 적어도 하나의 말단은 상기 제1 필터링 물질의 바디의 대응하는 면과 동일 평면으로 연장되어 있는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터링 물질의 바디는 중공체이고, 상기 적어도 하나의 요소는 상기 제1 필터링 물질의 바디의 제1 및 제2 축방향 대향 면 중 적어도 하나로부터 돌출하는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 요소는 하나의 연속 요소인 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 필터링 물질은 면 섬유와 상이한 식물성 섬유를 포함하는 것인, 필터 구성요소.
- 제10항에 있어서, 상기 면 섬유와 상이한 식물성 섬유는 종이 섬유, 폴리락트산 섬유 및 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제2항에 종속하는 경우, 상기 합성 필터링 물질은 셀룰로오스 아세테이트를 포함하는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터링 물질은 적어도 하나의 가소제를 포함하는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 구성요소는 래핑 물질을 포함하고, 상기 필터 물질의 플러그는 상기 래핑 물질에 의해 겉포장되어 있는 것인, 필터 구성요소.
- 제14항에 있어서, 상기 래핑 물질은 적어도 하나의 종이 시트를 포함하는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 구성요소는 적어도 하나의 향미 방출제를 포함하는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터링 물질의 바디는 약 40% 내지 약 60%로 포함된 경도를 갖는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 필터링 물질의 요소는 약 40% 내지 약 60%로 포함된 경도를 갖는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 구성요소는 적어도 하나의 염료를 포함하는 것인, 필터 구성요소.
- 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 구성요소는 약 75% 내지 약 82%의 경도를 갖는 것인, 필터 구성요소.
- 에어로졸 발생 물품용 필터로서, 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 필터 구성요소를 포함하는, 필터.
- 에어로졸 발생 물품으로서, 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 필터 구성요소를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
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