KR20210014139A - 비연소 가열형 흡연 물품용 권지, 비연소 가열형 흡연 물품 및 전기 가열형 흡연 시스템 - Google Patents

비연소 가열형 흡연 물품용 권지, 비연소 가열형 흡연 물품 및 전기 가열형 흡연 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는, 얼룩 발생이 억제된 비연소 가열형 흡연 물품용 권지를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은, 평량이 35 g/㎡ 이상이며, 펄프 여수도가 69°SR 이상이며, 통기도가 20 CU 이하이며, 또한, 불투명도가 85% 이하인, 비연소 가열형 흡연 물품용 권지에 의해 상기 과제를 해결한다.

Description

비연소 가열형 흡연 물품용 권지, 비연소 가열형 흡연 물품 및 전기 가열형 흡연 시스템
본 발명은, 비연소 가열형 흡연 물품용 권지(卷紙), 비연소 가열형 흡연 물품 및 전기 가열형 흡연 시스템에 관한 것이다.
통상의 시가렛을 사용한 흡연은, 살담배로 구성되는 담배 로드의 단부에 점화하고, 시가렛의 마우스피스 단부에서 흡인하여, 공기를 주로 착화 단부를 통하여 흡입함으로써 이루어진다. 그러나, 흡연 시, 시가렛은 800℃를 초과하는 온도에서 연소된다. 이와 같은 고온에서의 연소에 따라 다양한 문제가 발생할 수 있다. 그래서, 통상의 시가렛의 대체로서, 전기 가열을 이용한 비연소 가열형 흡연 물품이 개발되고 있다(특허문헌 1 및 2).
일반적으로, 비연소 가열형 흡연 물품의 가열 온도는, 통상의 시가렛 연소 온도에 비해 낮다. 따라서, 충분하면서 양호한 향끽미(香喫味)를 부여하기 위해, 비연소 가열형 흡연 물품에서는, 통상의 시가렛보다도 담배 로드에 있어서 사용되는 살담배의 양을 많게 할 필요가 있어, 충전 밀도가 높아지는 경향이 있다. 이 때문에, 일반적으로, 비연소 가열형 흡연 물품의 경우, 담배 로드를 감는 권지에는, 통상의 시가렛에서 사용되는 권지보다도 높은 강도가 요구되고 있다.
또한, 비연소 가열형 흡연 물품에서는, 그 가열 온도가 통상의 시가렛 연소 온도보다도 낮기 때문에, 발생하는 연기의 양이 적어, 통상의 시가렛보다도 살담배에 대한 향료 첨가량을 많게 할 필요가 있다.
상기와 같이, 살담배의 충전 밀도가 높고, 또한, 향료 첨가량이 많은 비연소 가열형 흡연 물품에 있어서는, 통상의 시가렛과 비교하여, 권지 표면에 향료가 드러나게 된다(얼룩의 발생)는 과제가 현저했다.
일반적으로, 권지에 얼룩이 발생하는 요인은, 흡연 물품의 장치(藏置) 중에, 흡연 물품용 권지와 살담배가 접촉하는 개소에 있어서, 흡연 물품에 포함되는 물질이 권지측으로 스며나오는 것에 의한 것이라고 생각되고 있다.
특허문헌 3에는, 시가렛을 구성하는, 충전물과 그 외측 권지 사이에, 특정 통기도를 갖는 내측 권지를 배치함으로써, 권지에 대한 얼룩 발생을 억제하고 있다. 이 내측 권지의 평량(坪量)으로서는, 최대라도 30 g/㎡인 것이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 4에는, 셀룰로오스 유도체로 이루어지는 발수제를 권지에 도포하여 건조시킴으로써 제1 층을 형성하고, 그 위에 셀룰로오스 유도체를 도포하여 제2 층을 더 형성시킴으로써, 발수제가 함침되어 이루어지는 권지를 형성함으로써, 권지에 있어서의 얼룩의 발생을 억제하는 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공표공보 2017-506878호 특허문헌 2: 일본 특허공보 제4322936호 특허문헌 3: 일본 특허공개공보 평3-151867호 특허문헌 4: 미국 특허공개 제2004/0159414호 명세서
상기 특허문헌 3에 기재된 발명에서는, 권지로서, 외측 권지와 내측 권지의 2종류의 권지를 사용하는 것이 필수로 되어 있어, 생산성, 비용, 혹은 향끽미를 유지하는 관점에서 문제가 있다.
특허문헌 4에 기재된 발명은, 권지에, 셀룰로오스 유도체와 같은 발수제의 2회 도공을 특징으로 한다. 이러한 물질의 도공은 얼룩 발생의 억제에 효과적이긴 하지만, 충분한 효과를 얻기 위해서는 비교적 많이 도공할 필요가 있어, 향끽미 품질, 연소성, 통기성에 큰 영향을 주므로, 설계 상의 자유도가 손상되는 경우가 있다.
이와 같이, 권지의 얼룩 발생을 억제한다는 관점에서 이용되어 온 선행 기술에 대해서는, 개량의 여지가 있다고 할 수 있으며, 또한, 살담배의 충전 밀도가 높고, 또한, 에어로졸 생성 기재 및 향료의 첨가량이 많은 비연소 가열형 흡연 물품에 있어서는, 선행 기술 이상으로 얼룩의 발생이 억제된 권지, 특히, 비교적 큰 얼룩의 발생이 억제된 권지가 요구된다.
그래서, 본 발명에서는, 얼룩의 발생이 억제된, 특히, 비교적 큰 얼룩의 발생이 억제된 비연소 가열형 흡연 물품용 권지를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 권지의 평량, 펄프 여수도(濾水度), 통기도, 및 불투명도를 특정 범위로 제어함으로써, 얼룩 발생이 억제되는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명의 요지는 이하와 같다.
[1] 평량이 35 g/㎡ 이상이며, 펄프 여수도가 69°SR 이상이며, 통기도가 20 CU 이하이며, 또한, 불투명도가 85% 이하인, 비연소 가열형 흡연 물품용 권지.
[2] 물 접촉각이 90°미만인, [1]에 기재된 비연소 가열형 흡연 물품용 권지.
[3] 충전재를 35 중량% 이상 포함하는, [1] 또는 [2]에 기재된 비연소 가열형 흡연 물품용 권지.
[4] 살담배와 에어로졸 생성 기재를 포함하는 충전물과, 그 충전물을 감는 제1 권지로 감겨져 이루어지는 담배 로드부와, 그 담배 로드부와는 반대측의 단부를 구성하는 마우스피스부를 가지며, 상기 담배 로드부와 상기 마우스피스부는, 상기 충전물을 감는 권지와 동일하거나 또는 다른 제2 권지를 사용하여 연결되어 있는 비연소 가열형 흡연 물품으로서, 제1 권지와 제2 권지 중 적어도 한쪽이, [1]~[3] 중 어느 하나에 기재된 권지인, 비연소 가열형 흡연 물품.
[5] 상기 담배 로드부가, 살담배, 및 에어로졸 생성 기재를 함유하는 충전물을 포함하며, 당해 충전물의 밀도가 250 mg/㎤ 이상이며, 당해 충전물 중의 에어로졸 생성 기재의 함유량이 5 중량% 이상인, [4]에 기재된 비연소 가열형 흡연 물품.
[6] 상기 담배 로드부가, 향료를 함유하는 충전물을 포함하고, 당해 향료의 함유량이 10000 ppm 이상인, [4] 또는 [5]에 기재된 비연소 가열형 흡연 물품.
[7] 히터 부재와, 그 히터 부재로부터의 열을 전열하는 전열 부재와, 그 히터 부재의 전력원이 되는 전지 유닛과, 그 히터 부재를 제어하기 위한 제어 유닛을 구비하는 전기 가열형 디바이스와, 그 전열 부재에 접촉하도록 끼워 맞추어지는, [4]~[6] 중 어느 하나에 기재된 비연소 가열형 흡연 물품으로 구성되는, 전기 가열형 흡연 시스템.
본 발명에 의하면, 얼룩의 발생이 억제된, 특히, 비교적 큰 얼룩의 발생이 억제된 비연소 가열형 흡연 물품용 권지를 제공할 수 있다.
도 1은, 비연소 가열형 흡연 물품의 일 양태를 나타내는 개략도이다.
도 2는, 전기 가열형 흡연 시스템의 일 양태를 나타내는 개략도이다.
도 3은, 실시예 1~2 및 비교예 1~5의 비연소 가열형 흡연 물품용 로드에 관련되는 4주간 장치 후의 얼룩의 비율을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는, 본 발명의 실시형태의 일례(대표예)이며, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 사용하여 그 전후에 수치 또는 물성치를 사이에 두고 표현하는 경우, 그 전후의 값을 포함하는 것으로서 사용하기로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 비연소 가열형 흡연 물품에 있어서의 "가열 온도" 및 통상의 시가렛에 있어서의 "연소 온도"의 총칭으로서, "흡연 온도"의 표현을 사용하는 경우도 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 기화된 물질 및 에어로졸화된 물질의 총칭으로서, "연기" 표현을 사용하는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, "얼룩의 발생"이란, 권지 표면에, 육안으로 인식 가능한 정도로 살담배 유래의 성분이나 향료 등이 드러나는 현상을 의미한다.
<비연소 가열형 흡연 물품용 권지>
본 발명의 일 형태인 비연소 가열형 흡연 물품용 권지(이하, "본 발명의 일 형태인 권지"라고 칭하는 경우도 있다)는, 평량이 35 g/㎡ 이상이며, 펄프 여수도가 69°SR 이상이며, 통기도가 20 CU 이하이며, 또한, 불투명도가 85% 이하이다.
본 발명의 일 형태인 권지에 사용되는 기재가 되는 원지(原紙)는, 특별히 한정되지 않고, 재질로서 셀룰로오스 섬유를 사용한 것을 들 수 있다. 그와 같은 셀룰로오스 섬유로서 보다 구체적으로는, 식물 유래인 것, 화학 합성된 것 중 어느 것을 사용해도 되며, 이들의 혼합물이어도 된다. 식물 유래 섬유로는, 아마 섬유나 목재 섬유, 종자 섬유 등의 펄프를 들 수 있으며, 표백되어 있지 않은 유색의 미표백 펄프로 해도 되지만, 희고 청결감이 있는 종이 외관의 시점(視点)에서는, 산화제, 환원제 등의 표백제를 사용하여 표백한 표백 펄프의 사용이 바람직하다.
본 발명의 일 형태인 권지에 사용되는 기재가 되는 원지의 섬유 길이 및 굵기는, 특별히 한정되지 않고, 통상 0.1 mm~5 mm의 길이, 10 μm~60 μm의 굵기를 갖는다.
본 발명의 일 형태인 권지는, 충전재를 포함하고 있어도 되며, 충전재의 종류는 특별히 한정되지 않고, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등의 금속 탄산염, 산화티탄, 산화알루미늄 등의 금속 산화물, 황산바륨, 황산칼슘 등의 금속 황산염, 황화아연 등의 금속 황화물, 석영, 카올린, 탈크, 규조토, 석고 등을 들 수 있으며, 특히, 백색도·불투명도의 향상 및 향끽미에 영향을 미치지 않는 점에서 탄산칼슘을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 이들 충전재는 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 병용해도 된다.
본 발명의 일 형태인 권지 중의 충전재의 배합 비율은, 불투명도를 담보하기 위해, 통상 5 중량% 이상, 바람직하게는 10 중량% 이상, 보다 바람직하게는 30 중량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 35 중량% 이상이며, 또한 통상 60 중량% 이하, 바람직하게는 50 중량% 이하이다. 또한, 예를 들어, 탄산칼슘의 함유량을 구하는 경우, 회분 측정에 의해, 또는, 추출 후, 칼슘 이온을 정량함으로써 구할 수 있다.
또한, 충전재의 평균 입경은, 특별히 한정되지 않고, 통상 3.0 μm~3.5 μm이다.
상기 범위의 하한을 밑돌면 권지가 타기 쉬워지고, 또한, 상한을 웃돌면 권지의 강도가 크게 저하되어 버려, 수천 개/분으로 운전되는 담배의 고속 제조 시에 종이 끊어짐이 빈발하여, 이른바 감아올림 적성이 악화될 수 있다.
본 발명의 일 형태인 권지는, 본원 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서, 원지나 충전재 이외의 여러 가지 보조제를 첨가해도 된다. 보조제로서, 지력 증강제를 첨가해도 되며, 예를 들어, 폴리아크릴아마이드, 카티온전분, 산화전분, CMC, 폴리바이닐알코올 등을 들 수 있으며, 사용하는 경우에는 통상 0.1 중량%~2.0 중량%, 바람직하게는 0.2 중량%~1.0 중량%로 첨가한다. 특히, 산화전분에 대해서는, 극소량 사용함으로써, 통기도가 향상되는 것이 알려져 있다(일본 특허공개공보 2017-218699호).
그 밖에도, 예를 들어, 내수성을 향상시키기 위해, 내수성 향상제를 가질 수 있다. 내수성 향상제에는, 습윤 지력 증강제(WS제) 및 사이즈제가 포함된다. 습윤 지력 증강제의 예를 들면, 우레아폼알데하이드 수지, 멜라민폼알데하이드 수지, 폴리아마이드에피클로르하이드린(PAE) 등이며, 사용하는 경우에는 통상 0.1 중량%~2 중량%로 첨가한다. 또한, 사이즈제의 예를 들어, 로진 비누, 알킬케텐다이머(AKD), 알케닐 무수 석신산(ASA), 비누화도가 90% 이상인 고비누화 폴리바이닐알코올 등이며, 사용하는 경우에는 통상 0.1 중량%~2 중량%로 첨가한다.
통상의 시가렛용 권지의 경우, 권지의 자연 연소 속도에 영향을 미칠 수 있는 통상의 연소 조절제(조연제 등)로서 시트르산알칼리 금속염 등이 사용되지만, 본 발명의 일 형태인 권지의 경우, 권지를 연소시킬 필요가 없기 때문에 연소 조절제를 포함하지 않아도 된다.
본 발명의 일 형태인 권지는, 평량이 35 g/㎡ 이상이며, 바람직하게는 40 g/㎡ 이상이며, 통상 65 g/㎡ 이하, 바람직하게는 50 g/㎡ 이하이다. 평량은, JIS P 8124에 규정되는 방법으로 측정할 수 있다.
상기 범위 내이면, 얼룩 발생을 억제하고, 또한, 적당한 감아올림 적성을 유지할 수 있다.
또한, 권지의 평량은, 충전재의 종류나 함유량을 조정하는 것 등에 의해서 조제할 수 있으며, 예를 들어, 밀도가 높은 충전재를 첨가함으로써 평량을 크게 하고, 또는, 밀도가 낮은 충전재를 첨가함으로써 평량을 작게 할 수 있으며, 또한, 동일한 밀도의 충전재여도 함유량을 증감함으로써 평량을 증감할 수 있다.
본 발명의 일 형태인 권지는, 권지의 펄프 여수도가 69°SR 이상이며, 바람직하게는 72°SR 이상이며, 보다 바람직하게는 75°SR 이상이며, 더욱 바람직하게는 78°SR 이상이며, 또한, 측정 원리 상 100°SR 이하이며, 바람직하게는 95°SR 이하이며, 보다 바람직하게는 90°SR 이하이며, 더욱 바람직하게는 85°SR 이하이다. 또한, JIS P8121-1:2012에 규정되는 쇼퍼리글러법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 펄프 여수도란, 권지의 원료로서 사용하는 펄프의 여수도를 의미한다.
상기 범위 내이면, 얼룩 발생을 억제하고, 또한, 적당한 강도를 유지할 수 있다.
또한, 권지의 펄프 여수도는, 사용하는 펄프의 여수도를 조정함으로써 제어할 수 있으며, 조정 방법으로서 예를 들어, 펄프의 증해(蒸解)나 고해(叩解)의 조건을 변경하는 것을 들 수 있다.
본 발명의 일 형태인 권지는, 통기도가 20 코레스타 단위(CU) 이하이며, 바람직하게는 15 CU 이하이며, 또한, 통상 0 CU 이상, 바람직하게는 1 CU 이상이다. 또한, 통기도란, ISO2965:2009에 준거하여 측정되는 값이며, 종이 양면의 차압(差壓)이 1 kPa일 때에, 1분마다 면적 1 c㎡를 통과하는 기체의 유량(㎤)을 나타내는 것이다. 1 코레스타 단위(1 CU)란, 1 kPa하에 있어서 ㎤/(min·c㎡)로 표시되는 단위이다.
상기 범위 내이면, 얼룩 발생을 억제하고, 또한, 적당한 강성이나 통기성을 유지할 수 있다.
또한, 권지의 통기도는, 펄프의 고해 공정 조건 및 펄프 함유량의 제어, 충전재의 종류나 함유량의 제어, 초지(抄紙) 공정에 있어서의 탈수 속도, 건조 속도, 캘린더 처리 등의 조작 조건에 따라 조정할 수 있다.
본 발명의 일 형태인 권지는, 불투명도가 85% 이하이며, 바람직하게는 83% 이하이며, 또한, 통상 65% 이상이며, 바람직하게는 70% 이상이며, 보다 바람직하게는 75% 이상이며, 더욱 바람직하게는 80% 이상이다. 또한, 불투명도는, ISO2471에 준거하여 측정되는 값이다.
상기 범위 내이면, 얼룩의 수, 특히, 비교적 큰 얼룩의 수를 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 범위의 상한을 초과하면, 권지의 흰색과 얼룩의 황갈색의 콘트라스트에 의한 외관 악화가 두드러지게 되며, 상기 범위의 하한을 밑돌면, 담배 로드 중의 충전물이 비치는 것에 의한 권지 전체의 외관 악화가 발생한다.
또한, 권지의 불투명도는, 충전재의 함유량을 조정하는 것 등에 의해서 조제할 수 있으며, 통상, 충전재의 함유량의 증가에 의해 불투명도를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 형태인 권지의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 강성, 통기성, 및 제지 시의 조제 용이성의 관점에서, 통상 10 μm 이상이며, 바람직하게는 20 μm 이상이며, 보다 바람직하게는 30 μm 이상이며, 또한, 통상 200 μm 이하이며, 바람직하게는 150 μm 이하이며, 보다 바람직하게는 10 μm 이하이다.
본 발명의 일 형태인 권지 표면의 물 접촉각은, 특별히 한정되지 않지만, 통상 90°미만이며, 바람직하게는 70°미만이며, 보다 바람직하게는 50°미만이며, 더욱 바람직하게는 40°미만이며, 특히 바람직하게는 30°미만이며, 가장 바람직하게는 20°미만이다. 물 접촉각이 작은 것은, 물 접촉각을 높게 하기 위한 표면 처리, 예를 들어 도공제를 부여하지 않아도 되는 것을 나타낸다. 그와 같은 표면 처리를 실시하지 않음으로써, 향끽미에 영향을 주지 않고, 감아올림 적성이 좋은 권지를 적은 공정수로 제조할 수 있다.
권지 표면의 물 접촉각을 상기 범위 내로 하기 위해서는, 권지 표면이 소수성(疏水性)이 아닌 것이 바람직하다. 구체적으로는, 권지 표면에 소수성의 막을 적층하거나, 또는 소수성 용액을 도포하는 등의 처리를 실시하지 않는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는, 예를 들어, 향끽미에 영향을 주지 않는 점에서, 권지 표면과 공유 결합된 지방산 및/또는 지방산 에스터를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 권지의 표면과 공유 결합된 지방산 및/또는 지방산 에스터의 존재의 유무는, 적외 스펙트럼의 측정이나 라만 스펙트럼의 측정 등에 의해 검증할 수 있다.
얼룩 저감의 관점에서는, 물 접촉각을 높게 하는(물 접촉각: 90°이상) 것으로도 유효하지만, 물 접촉각을 높게 하기 위해서는, 특별한 표면 처리, 예를 들어, 친유성(親油性) 도공제를 부여할 필요가 있다. 본 발명의 일 형태인 권지의 물 접촉각은 특정되지 않지만, 특수한 표면 처리를 실시하지 않고, 저접촉각(90°미만)에서도 얼룩 저감 효과를 발현한다.
본 발명의 일 형태인 권지는, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위에서, 표면에 코팅이 되어 있어도 되지만, 코팅 공정의 추가에 의한 생산성의 저하나 비용 증가의 관점에서, 코팅은 되어 있지 않은 쪽이 바람직하다.
본 발명의 일 형태인 권지는, 공지된 어느 방법에 의해 제조할 수 있는데, 예를 들어, 다음과 같은 방법에 의해 제조할 수 있다.
처음에, 펄프를 펄퍼에 투입하여, 펄프를 이해(離解)시킨다. 이어서, 이해된 펄프를 리파이너로 옮겨, 리파이너로 고해한다. 이 고해 조건을 적절히 변경함으로써, 본원 발명의 권지의 펄프 여수도를 조정할 수 있다. 별도로, 충전재로서 예를 들어, 탄산칼슘, 필요에 따라 제조 조제로서 응집제를 준비하고, 이들을 고해한 펄프와 혼합시킨다.
다음으로, 당해 혼합한 펄프를 사용하여 장망(長網) 초지기, 원망(圓網) 초지기, 원단(圓短) 복합 초지기 등에 의한 초지 공정 중에서, 바탕을 정돈하여 균일화하여 권지를 제조한다. 또한, 필요에 따라, 상술한 습윤 지력 증강제를 첨가하여 권지에 내수성을 부여하거나, 칩페이퍼 부위에 사용할 때에는 사이즈제를 첨가하여 권지의 인쇄 상태의 조정을 실시하거나 할 수 있다. 또한, 황산 밴드, 각종 아니온성, 카티온성, 논이온성 혹은, 양쪽성의 수율 향상제, 여수성 향상제, 및 지력 증강제 등의 초지용 내첨 보조제, 그리고, 염료, pH 조정제, 소포제, 피치 컨트롤제, 및 슬라임 컨트롤제 등의 제지용 첨가제를 첨가할 수 있다.
또한, 상기에서 제조된 권지에 대해, 캘린더 롤러를 이용하여 프레스 압력을 가하는 캘린더 가공을 실시해도 된다. 당해 캘린더 가공의 방법이나 조건은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 국제공개공보 제2008/072523호에 기재된 방법이나 조건에 따라 실시할 수 있다. 캘린더 가공에 의해, 권지의 밀도가 높아져, 통기도를 작게 할 수 있다.
<비연소 가열형 흡연 물품>
본 발명의 실시형태에 관련되는 비연소 가열형 흡연 물품으로서, 예를 들어 도 1의 구성을 갖는 것을 들 수 있다.
도 1의 비연소 가열형 흡연 물품(10)은, 충전물(11)과, 충전물(11)을 감는 제1 권지(12)로 구성되는 담배 로드부("담배 로드"라고도 한다)와, 그 담배 로드부는 반대측 단부를 구성하는 마우스피스부(16)을 가지며, 상기 담배 로드부와 상기 마우스피스부는, 상기 충전물을 감는 권지와 동일하거나 또는 다른 제2 권지(13)(도 1에서는 칩페이퍼)을 사용하여 연결되어 있다.
제1 권지 및 제2 권지 중 적어도 한 쪽은, 상기에서 설명한 본 발명의 실시형태에 관련되는 권지이다. 적어도 제1 권지가, 본 발명의 실시형태에 관련되는 권지인 것이 바람직하다. 또한, 제1 권지(12) 및 제2 권지의 양쪽이 상기에서 설명한 본 발명의 실시형태에 관련되는 권지인 것도 바람직하다.
도 1에 나타내는 양태에서는, 마우스피스부(16)은, 지관부(紙管部)(14) 및 필터부(15)를 구비한다. 또한, 이들을 연결하기 위한 제2 권지로서 칩페이퍼(13)을 구비한다. 또한, 도 1에서는 마우스피스부(16)은 2개의 세그먼트로 구성되어 있지만, 마우스피스부(16)은 단일 세그먼트로 구성되어 있어도 되고, 3개 이상의 세그먼트로 구성되어 있어도 된다. 또한, 마우스피스부를 구성하는 세그먼트는, 지관부와 필터부 양쪽이 포함되도록 구성되어 있어도 되고, 어느 쪽만으로 구성되어 있어도 된다.
상기 담배 로드가 가열됨으로써 발생하는 에어로졸 생성 기재와 담배 향미 성분을 포함하는 증기가, 지관부(14)를 통과함에 따라, 지관 내의 공기와 접촉하여 냉각됨으로써 액화되어 에어로졸이 생성된다.
또한, 비연소 가열형 흡연 물품(10)은, 지관부(14)와, 지관부(14)의 주위를 덮는 제2 권지(13)(칩페이퍼)의 일부에, 외부로부터의 공기를 받아들이기 위한 미소공을 가져도 된다(도시 생략). 그와 같은 미소공이 존재함으로써, 사용 시에 외부로부터 지관부(14)의 내부에 공기가 유입되어, 상기 담배 로드가 가열됨으로써 발생하는 에어로졸 생성 기재와 담배 향미 성분을 포함하는 증기가, 외부로부터의 공기와 접촉하여 온도가 저하됨으로써 액화되어, 에어로졸의 생성이 보다 확실해진다.
지관부(14)는, 예를 들어 판지를 원통상으로 가공한 것을 들 수 있다.
필터부(15)는, 기화 또는 에어로졸화된 물질을 여과나 흡착에 의해 저감할 수 있는 것이면, 그 재료나 구성은, 특별히 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 필터부(15)의 재료로는, 우선, 아세테이트토우, 셀룰로오스, 셀룰로오스에스터, 폴리올레핀을 포함하는 섬유 다발을 충전한 것을 들 수 있다. 또한, 흡착제를 포함하고 있어도 되며, 당해 흡착제의 재료로는, 활성탄; 실리카, 알루미나, 티타니아, 알루미노실리케이트, 제올라이트 등의 금속 산화물; 메소포러스실리카, 실리카겔; 하이드로탈사이트, 세피올라이트 등의 점토 광물; 이온 교환 수지; 및 이들의 표면 개질물이나 겔화물을 들 수 있다.
또한, 필터부(15)의 구성에 대하여, 재료가 전체적으로 조밀해도 되며, 복수의 세그먼트로 분할된 것이어도 되고, 또는, 일부에 축방향의 공동(空洞)을 갖는 튜브상의 구성을 가지고 있어도 되며, 또한, 일부가 냉각 기능을 갖는 지관을 구성하고 있어도 된다. 복수의 세그먼트로 구성되어 있는 경우, 예를 들어 상류측에 중공의 세그먼트를 배치하고, 하류측(사용자의 흡구단측)의 세그먼트로서 흡구 단면이 아세테이트토우로 충전되어 있는 양태를 들 수도 있다. 이와 같은 양태에 의하면, 생성되는 에어로졸의 불필요한 손실을 방지하는 동시에, 비연소 가열형 흡연 물품의 외관을 양호하게 할 수 있다.
또한, 필터의 제조에 있어서, 통기 저항의 조정이나 첨가물(공지된 흡착제나 향료, 향료 유지재 등)의 첨가를 적절히 설계할 수 있다.
제2 권지(13)(칩페이퍼)의 재료는 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 실시형태에 관련되는 권지를 일부 또는 전부에 사용해도 된다. 제2 권지(13)은, 예를 들어 아세트산바이닐계의 풀을 사용하여, 상기 담배 로드, 지관부(14), 필터부(15)의 주위를 감은 후에 고정시키는 양태를 들 수 있다.
담배 로드는, 충전물(11)로서 담배 식물(본원 명세서 중에서는 "살담배"라고도 칭하는 경우도 있다)을 포함하며, 당해 담배 식물의 어디를 사용해도 되며, 라미나(lamina), 중골(中骨), 줄기, 꽃 및 뿌리를 들 수 있다. 특히, 가열하여 미향을 많이 전달하는 관점에서, 라미나를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 미향의 조정을 위해, 담배 품종이나 담배 부위 등 다양한 요소를 블렌드하여 충전할 수 있다.
또한, 상기 충전물(11)의 충전 전의 가공 방법은 다양하지만, 건조시킨 담배를 폭 0.8~1.2 mm로 썬 것을 충전해도 되며, 담배를 평균 입경 20~200 μm 정도로 분쇄하여, 호모게나이즈화한 후에, 시트 가공한 것을 폭 0.8~1.2 mm로 썬 것을 충전해도 되며, 상기 시트 가공한 것을, 썰지 않고 개더 가공하여 로드 내에 충전해도 된다.
충전물 중의 살담배의 함유량은, 양호한 향끽미 부여의 관점에서, 통상 20 중량% 이상이며, 바람직하게는 30 중량% 이상이며, 보다 바람직하게는 40 중량% 이상이며, 또한, 통상 80 중량% 이하이며, 바람직하게는 70 중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 60 중량% 이하이다.
상기 범위는, 통상의 시가렛보다도 흡연 온도가 낮기 때문에, 효율적으로 열을 전달할 필요가 있는 비연소 가열형 흡연 물품에 특유의 범위이며, 통상의 시가렛은, 상기 범위의 하한을 밑도는 것이 일반적이다.
충전물(11)은, 에어로졸 연기를 생성하는 에어로졸 생성 기재를 포함해도 된다. 당해 에어로졸 생성 기재의 종류는, 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로는, 프로필렌글라이콜(PG), 트라이에틸렌글라이콜, 1,3-뷰틸렌글라이콜 및 글리세린 등의 다가 알코올; 글리세롤모노, 다이- 또는 트라이아세테이트 등의 다가 알코올의 에스터; 및 다이메틸도데칸다이오에이트 및 다이메틸테트라데칸다이오에이트 등의 모노, 다이- 또는 폴리카복실산의 지방족 에스터를 들 수 있으며, 흡연 물품의 가열 온도와 융점·비점의 관계나, 원하는 에어로졸의 생성 용이성 등의 점에서, 특히 프로필렌글라이콜(PG) 및 글리세린이 바람직하다.
충전물 중의 에어로졸 생성 기재의 함유량은, 양호한 향끽미 부여의 관점에서, 통상 5 중량% 이상이며, 바람직하게는 10 중량% 이상이며, 또한, 통상 60 중량% 이하이며, 바람직하게는 40 중량% 이하이다.
충전물(11)은, 향료를 포함하고 있어도 된다. 당해 향료의 종류는, 특별히 한정되지 않고, 양호한 향끽미 부여의 관점에서, 아세트아니솔, 아세토페논, 아세틸피라진, 2-아세틸싸이아졸, 알팔파 추출물, 아밀알코올, 뷰티르산아밀, 트랜스- 아네톨, 스타아니스유, 사과 과즙, 페루발삼유, 밀랍 앱솔루트, 벤즈알데하이드, 벤조인레지노이드, 벤질알코올, 벤조산벤질, 페닐아세트산벤질, 프로피온산벤질, 2,3-뷰테인다이온, 2-뷰탄올, 뷰티르산뷰틸, 뷰티르산, 캐러멜, 카다몬유, 카로브 앱솔루트, β-카로틴, 당근 주스, L-카르본, β-카리오필렌, 카시아수피유, 시더우드유, 셀러리시드유, 카모밀유, 신남알데하이드, 계피산, 신나밀알코올, 계피산신나밀, 시트로넬라유, DL-시트로넬롤, 클라리세이지 추출물, 코코아, 커피, 코냑유, 고수유, 큐민알데하이드, 다바나유, δ-데카락톤, γ-데카락톤, 데케인산, 딜허브유, 3,4-다이메틸-1,2-사이클로펜탄다이온, 4,5-다이메틸-3-하이드록시-2,5-다이하이드로푸란-2-온, 3,7-다이메틸-6-옥텐산, 2,3-다이메틸피라진, 2,5-다이메틸피라진, 2,6-다이메틸피라진, 2-메틸뷰티르산에틸, 아세트산에틸, 뷰티르산에틸, 헥세인산에틸, 아이소발레르산에틸, 락트산에틸, 라우르산에틸, 레불린산에틸, 에틸말톨, 옥테인산에틸, 올레산에틸, 팔미트산에틸, 페닐아세트산에틸, 프로피온산에틸, 스테아르산에틸, 발레르산에틸, 에틸바닐린, 에틸바닐린글루코시드, 2-에틸-3,(5 또는 6)-다이메틸피라진, 5-에틸-3-하이드록시-4-메틸-2(5H)-푸라논, 2-에틸-3-메틸피라진, 유칼립톨, 호로파 앱솔루트, 제네 앱솔루트, 용담근 인퓨전, 게라니올, 아세트산게라닐, 포도 과즙, 과이어콜, 구아바 추출물, γ-헵타락톤, γ-헥사락톤, 헥세인산, 시스-3-헥센-1-올, 아세트산헥실, 헥실알코올, 페닐아세트산헥실, 봉밀, 4-하이드록시-3-펜텐산락톤, 4-하이드록시-4-(3-하이드록시-1-뷰테닐)-3,5,5-트라이메틸-2-사이클로헥센-1-온, 4-(파라-하이드록시페닐)-2-뷰탄온, 4-하이드록시운데칸산나트륨, 임모르텔 앱솔루트, β-이오논, 아세트산아이소아밀, 뷰티르산아이소아밀, 페닐아세트산아이소아밀, 아세트산아이소뷰틸, 페닐아세트산아이소뷰틸, 쟈스민 앱솔루트, 콜라너트 팅크, 라브다넘유, 레몬테르펜리스유, 감초 추출물, 리날로올, 아세트산리나릴, 러비지근유, 말톨, 메이플시럽, 멘솔, 멘톤, 아세트산L-멘틸, 파라메톡시벤즈알데하이드, 메틸-2-피롤릴케톤, 안트라닐산메틸, 페닐아세트산메틸, 살리실산메틸, 4'-메틸아세토페논, 메틸사이클로펜테놀론, 3-메틸발레르산, 미모사 앱솔루트, 당밀, 미리스트산, 네롤, 네롤리돌, γ-노나락톤, 육두구유, δ-옥타락톤, 옥타날, 옥테인산, 오렌지플라워유, 오렌지유, 오리스근유, 팔미트산, ω-펜타데카락톤, 페퍼민트유, 페티그레인파라과이유, 페네틸알코올, 페닐아세트산페네틸, 페닐아세트산, 피페로날, 플럼 추출물, 프로페닐구아에톨, 아세트산프로필, 3-프로필리덴프탈리드, 프룬 과즙, 피루브산, 건포도 추출물, 로즈유, 럼주, 세이지유, 샌달우드유, 스피어민트유, 스티락스 앱솔루트, 마리골드유, 티디스틸레이트, α-테르피네올, 아세트산테르피닐, 5,6,7,8-테트라하이드로퀴녹살린, 1,5,5,9-테트라메틸-13-옥사사이클로(8.3.0.0(4.9))트라이데칸, 2,3,5,6-테트라메틸피라진, 티미유, 토마토 추출물, 2-트라이데칸온, 시트르산트라이에틸, 4-(2,6,6-트라이메틸-1-사이클로헥세닐)2-뷰텐-4-온, 2,6,6-트라이메틸-2-사이클로헥센-1,4-다이온, 4-(2,6,6-트라이메틸-1,3-사이클로헥사디에닐)2-뷰텐-4-온, 2,3,5-트라이메틸피라진, γ-운데카락톤, γ-발레로락톤, 바닐라 추출물, 바닐린, 베라톨알데하이드, 바이올렛리프 앱솔루트를 들 수 있으며, 특히 바람직하게는 멘솔이다. 또한, 이들 충전재는 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 병용해도 된다.
충전물 중의 향료의 함유량은, 양호한 향끽미 부여의 관점에서, 통상 10000 ppm 이상이며, 바람직하게는 20000 ppm 이상이며, 보다 바람직하게는 25000 ppm 이상이며, 또한, 통상 50000 ppm 이하이며, 바람직하게는 40000 ppm 이하이며, 보다 바람직하게는 33000 ppm 이하이다.
상기 범위는, 통상의 시가렛보다도 흡연 온도가 낮기 때문에, 발생하는 연기의 양이 적은 비연소 가열형 흡연 물품에 특유의 범위이며, 통상의 시가렛은, 상기 범위의 하한을 밑도는 것이 일반적이다.
충전물(11)의 충전 밀도는, 특별히 한정되지 않고, 양호한 향끽미 부여의 관점에서, 통상 250 mg/㎤ 이상이며, 바람직하게는 290 mg/㎤ 이상이며, 또한, 통상 520 mg/㎤ 이하이며, 바람직하게는 420 mg/㎤ 이하이다.
상기 범위는, 통상의 시가렛보다도 흡연 온도가 낮기 때문에, 충전물(11)의 양을 많게 할 필요가 있는 비연소 가열형 흡연 물품에 특유의 범위이며, 통상의 시가렛은, 상기 범위의 하한을 밑도는 것이 일반적이다.
담배 로드 중의 충전물(11)의 함유량의 범위는, 원주 22 mm, 길이 20 mm인 담배 로드의 경우, 200~400 mg/로드를 들 수 있으며, 250~320 mg/로드가 바람직하다. 충전물(11)의 수분 함유량은 10~15 중량%를 들 수 있으며, 11~13 중량%인 것이 바람직하다. 이와 같은 수분 함유량이면, 담배 로드의 제조 시의 감아올림 적성을 양호하게 한다.
<전기 가열형 흡연 시스템>
전기 가열형 흡연 시스템의 일 양태를 도 2에 도시한다. 전기 가열형 흡연 시스템(30)은, 전기 가열형 디바이스(20)의 내부에 배치된, 히터(24)에 접하는 전열 부재(25)에, 상기에서 설명한 비연소 가열형 흡연 물품(10)이 접촉하도록 끼워 장착되어 사용된다.
전기 가열형 디바이스(20)은, 예를 들어 수지성 몸체(23)의 내부에, 전지 유닛(21)과 제어 유닛(22)를 갖는다.
상기와 같이 비연소 가열형 흡연 물품(10)은, 충전물(11)과, 충전물(11)을 감는 제1 권지(12)로 구성되는 담배 로드부와, 그 담배 로드부와는 반대측 단부를 구성하는 마우스피스부(16)을 가지며, 상기 담배 로드부와 상기 마우스피스부는, 상기 충전물(11)을 감는 권지와 동일하거나 또는 다른 제2 권지를 사용하여 연결되어 있다. 비연소 가열형 흡연 물품(10)을 전기 가열형 디바이스에 끼워 장착하면, 그 담배 로드의 외주면과, 그 담배 로드와 지관부(14)를 접속하는 제2 권지(칩페이퍼(13))으로 구성되는 외주면의 일부가, 전기 가열형 디바이스(20)의 내부의 전열 부재(25)와 접촉한다.
전기 가열형 디바이스(20)의 내부의 히터(24)는, 제어 유닛(22)에 의한 제어에 의해 발열한다. 그 열이 전열 부재(25)를 통하여 비연소 가열형 흡연 물품(10)의 담배 로드에 전달됨으로써, 담배 로드의 충전물(11)에 포함되는 에어로졸 생성 기재와 향미 성분이 함께 휘발된다.
히터(24)에 의한 가열에 의해, 상기 담배 로드는 대략 150~250℃까지 가열된다.
가열에 의해 발생하는 에어로졸 생성 기재와 향미 성분을 포함하는 증기는, 상기에서 설명한 메커니즘에 의해 지관부(14)의 내부에서 에어로졸화되어, 비연소 가열형 흡연 물품(10)의 필터부(15)를 통하여 사용자의 구강 내에 도달한다.
실시예
본 발명을 실시예에 의해서 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 초월하지 않는 한, 이하의 실시예의 기재에 한정되는 것은 아니다.
<권지의 제작>
[실시예 1]
펄프(목재)를 쇼퍼리글러법으로 69°SR로 고해하고, 고해한 펄프에, 탄산칼슘(탄산Ca)를 표 1에 나타내는 함유량이 되도록 첨가했다. 얻어진 지료(紙料)를 사용하여, 장망식 통형 초지기에 의해 권지를 조제하였다. 이 권지를, 26.5 mm 폭×3000m의 두루마리로 하여, 표 1에 나타내는 물성을 갖는 실시예 1의 권지를 얻었다. 실시예 2는 26.5 mm 폭으로 재단하기 전에, 캘린더 가공기로 고압 처리(처리 온도 40℃, 선압 50 kg, 속도 200 m/min, 금속 코튼을 물린 9단 닙)를 실시했다. 비교예 1 내지 5는, 표 1에 나타내는 각각의 고해도, 평량, 충전재가 되도록 고해기의 전압, 초지기의 헤더 높이, 충전재 비례 배합 설정을 변경함으로써 제작하여, 실시예 1, 2와 동일하게 26.5 mm 폭의 두루마리를 얻었다.
<권지의 평가>
표 1에 나타내는 권지의 물성은, 하기에 따라 평가했다.
(평량)
권지의 평량은, JIS P8124에 규정되는 방법에 따라 평가했다.
(펄프 여수도)
권지 원료의 펄프 여수도는, JIS P8121-1:2012에 규정되는 쇼퍼리글러법에 의해 평가했다.
(통기도)
권지의 통기도는, ISO2965:2009에 규정되는 방법에 의해, CERULEANA사 제 PPM1000을 이용하여 측정하였다.
(탄산Ca)
권지의 탄산칼슘 함유량은, 평량과 회분의 곱에 의해 평가했다. 당해 회분은, JIS P8003에 규정되는 방법에 의해 평가했다.
(불투명도)
불투명도는, 백색도·불투명도 측정기(제조자: 무라카미 색채 기술 연구소, 형번: WMS-1)를 이용하여, ISO2471에 준거하여 측정한 값이다. 불투명도란, 산출식: 단일 시트 시감(視感) 반사율 계수(R0)/고유 시감 반사율 계수(R∞)×100(%)에 의해 산출된 값이다. 이 산출식의 고유 시감 반사율 계수(R∞)는, 규정 반사율계와 광원을 이용하여 유효 파장 457 nm, 반치폭 44 nm가 되는 분광 조건에서 측정했을 때의 백색도의 고유 반사율 계수이다.
<로드의 제작>
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1~5의 권지를, 고속 권상기(捲上機)로 감아올렸다. 살담배는 미리 향료 2 g/100g, 에어로졸 생성 기재(글리세린) 40/100g을 살담배에 혼합한 것을 사용했다. 1개당 살담배 중량은 0.8g, 감기 원주는 24.5 mm, 감기 길이는 68 mm로 하였다. 감아올린 담배 로드는 각 수준별로 200개씩 플라스틱 밀폐 용기에 넣어 보관했다. 또한, 감아올린 직후의 담배 로드의 표면에는 얼룩의 발생이 없는 것을 확인하였다.
<얼룩의 평가>
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1~5를 이용하여 제작한 상기 로드를 넣은 밀폐 용기를, 온도 22℃, 상대 습도 60%의 환경하에서, 4주간 장치한 후, 용기로부터 담배 로드를 꺼내어, 권지 표면에 발생되어 있는 얼룩의 수를 육안으로 평가하였다. 당해 평가에 있어서, 얼룩의 최대 직경(L)이, 0.9 mm≤L<2.7 mm를 충족하는 것(작은 얼룩)과, 2.7 mm≤L을 충족하는 것(큰 얼룩)을, 각각 구별하여 계측을 실시하였다. 이 평가 결과를 표 1 및 도 3에 나타낸다. 또한, 대소 얼룩이 혼재되어 있는 권지에 대해서는 대(大)로 하여 세었다.
본 평가에 있어서, 얼룩의 단위란, 다른 얼룩과 독립되어 있는지의 여부에 관계없이, 타원(원형을 포함한다)에 근사할 수 있는 각각의 얼룩이다. 또한, 얼룩의 발생 정도는 200개 검사한 것 중에서의 얼룩 발생 갯수와 대소무, 각 레벨의 발생 비율%로 나타냈다.
<물 접촉각의 평가>
상기 실시예 1~2, 및 비교예 1~5의 권지에 대하여, 시판되는 접촉각 측정 장치를 사용하여, JIS R 3257:1999에 준거하여, 하기의 조건으로 측정을 실시했다. 측정 결과는, 어느 실시예 및 비교예에 있어서도, 물 접촉각이 35°미만이었다.
[물 접촉각 측정 조건]
측정 장치: 전자동 접촉각계 DMC-MC3(쿄와 계면화학 주식회사 제)
측정 분위기: 22℃, 60%RH
측정 액체: 증류수
측정 시간: 착적(着滴) 100 ms 후
액량: 2.5 μl
해석법: θ/2법에 의해 각도를 측정
Figure pct00001
표 1로부터, 본 발명의 일 형태인 권지를 사용한 실시예 1, 2는, 그렇지 않은 비교예 1~5와 비교하여, 얼룩의 수, 특히 큰 얼룩의 수가 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로는, 실시예 1 및 2와 비교예 1~4의 비교로부터 얼룩에 미치는 평량, 펄프 여수도 및 통기도의 영향을 알 수 있고, 실시예 1 및 2와 비교예 5의 비교로부터 얼룩에 미치는 불투명도의 영향을 알 수 있다.
10: 비연소 가열형 흡연 물품
11: 충전물
12: 제1 권지
13: 제2 권지(칩페이퍼)
14: 지관부
15: 필터부
16: 마우스피스부
20: 전기 가열형 디바이스
21: 전지 유닛
22: 제어 유닛
23: 몸체
24: 히터
25: 전열 부재
30: 전기 가열형 흡연 시스템

Claims (7)

  1. 평량이 35 g/㎡ 이상이며, 펄프 여수도가 69°SR 이상이며, 통기도가 20 CU 이하이며, 또한, 불투명도가 85% 이하인, 비연소 가열형 흡연 물품용 권지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    물 접촉각이 90°미만인, 비연소 가열형 흡연 물품용 권지.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    충전재를 35 중량% 이상 포함하는, 비연소 가열형 흡연 물품용 권지.
  4. 살담배와 에어로졸 생성 기재를 포함하는 충전물과, 그 충전물을 감는 제1 권지로 감겨져 이루어지는 담배 로드부와, 그 담배 로드부와는 반대측의 단부를 구성하는 마우스피스부를 가지며, 상기 담배 로드부와 상기 마우스피스부는, 상기 충전물을 감는 권지와 동일하거나 또는 다른 제2 권지를 사용하여 연결되어 있는 비연소 가열형 흡연 물품으로서, 제1 권지와 제2 권지 중 적어도 한쪽이, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 권지인, 비연소 가열형 흡연 물품.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 담배 로드부가, 살담배, 및 에어로졸 생성 기재를 함유하는 충전물을 포함하며, 당해 충전물의 밀도가 250 mg/㎤ 이상이며, 당해 충전물 중의 에어로졸 생성 기재의 함유량이 5 중량% 이상인, 비연소 가열형 흡연 물품.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 담배 로드부가, 향료를 함유하는 충전물을 포함하고, 당해 향료의 함유량이 10000 ppm 이상인, 비연소 가열형 흡연 물품.
  7. 히터 부재와, 그 히터 부재로부터의 열을 전열하는 전열 부재와, 그 히터 부재의 전력원이 되는 전지 유닛과, 그 히터 부재를 제어하기 위한 제어 유닛을 구비하는 전기 가열형 디바이스와, 그 전열 부재에 접촉하도록 끼워 맞추어지는, 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 비연소 가열형 흡연 물품으로 구성되는, 전기 가열형 흡연 시스템.
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