KR20220037179A

KR20220037179A - 생분해성이 증진된 흡연물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연물품

Info

Publication number: KR20220037179A
Application number: KR1020200119812A
Authority: KR
Inventors: 김수호; 여운형; 오경환; 황의일
Original assignee: 주식회사 케이티앤지
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2022-03-24
Also published as: KR102450720B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 적어도 하나의 종자가 포함된 생분해성이 증진된 필터 및 이를 포함하는 흡연물품이 제공된다.

Description

생분해성이 증진된 흡연물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연물품{FILTER FOR SMOKING ARTICLES WITH IMPROVED BIODEGRADABILITY AND SMOKING ARTICLES INCLUDING THE SAME}

본 발명은 흡연물품용 생분해성 필터 및 이를 포함하는 흡연물품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 흡연물품용 필터 대비 자연상태에서의 생분해성이 월등히 우수한 친환경 생분해성 필터 및 이를 포함하는 친환경 흡연물품에 관한 것이다.

궐련은 사용자의 흡연 시 흡연물질부로부터 발생되는 에어로졸에 포함된 특정 성분을 필터링하거나 에어로졸을 적정 수준으로 냉각시키는 역할을 수행하는 필터부를 포함하며, 이러한 필터부는 일반적으로 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate)를 주 재료로 구성된다.

한편, 흡연 후 꽁초상태에서의 필터부는 재활용에 어려움이 있으며, 필터부의 주 재료인 상기 셀룰로오스 아세테이트는 자연상태에서 매우 안정한 물질로서 생분해에 오랜 시간이 걸리게 되고, 이를 해소하기 위해 단순히 필터부를 생분해성 물질로 구성 시 필터 고유의 성능확보가 불가능하고 흡연관능특성 또한 열화되는 문제가 있다.

이에, 담배 필터로서의 고유 역할을 충실히 수행함과 동시에 생분해성이 월등히 우수한 친환경 생분해성 필터에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 궐련 필터부의 생분해성을 증진시킴과 동시에 필터의 물리성 및 성능 열화를 방지할 수 있는 흡연물품용 생분해성 필터 및 이를 포함하는 흡연물품을 제공하는데 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 내부에 적어도 하나의 종자(seed)가 포함된 흡연물품용 생분해성 필터가 제공된다.

일부 실시예들에서, 상기 종자는 십자화과(十字花科, Brassicaceae)에 속하는 채소 종자일 수 있다. 일 예로, 상기 채소 종자는 월동춘채(rapeseed) 또는 배추 씨앗일 수 있다.

상기 흡연물품용 생분해성 필터 내에는 상기 종자가 1개 이상 포함될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 흡연물품용 생분해성 필터에는 탄소 입자가 더 포함될 수 있다. 이 때, 상기 종자의 평균 입경은 0.5mm 내지 2.0mm이고, 상기 탄소 입자의 평균 입경과 상기 종자의 평균 입경은 1:1.25 내지 1:10 의 비율을 가질 수 있다.

또한, 상기 종자는 필러 및 바인더를 포함하는 코팅물질이 코팅된 종자일 수도 있다. 상기 코팅물질에는 상기 필러가 50중량% 내지 70중량%, 상기 바인더가 30중량% 내지 50중량% 포함되고, 상기 필러는 지올라이트(zeolite) 45중량% 내지 55중량%, 일라이트(illite) 35중량% 내지 45중량% 및 퍼라이트(pearlite) 5중량% 내지 15중량%를 포함하고, 상기 바인더는 메틸셀룰로오스(methyl cellulose; MC) 20중량% 내지 30중량%, LHPC(Low-substituted Hydroxy Propyl Cellulose) 32.5중량% 내지 42.5중량% 및 Ca-CMC(Calcium-Carboxy Methyl Cellulose) 32.5중량% 내지 42.5중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 내부에 적어도 하나의 종자를 포함하는 제1 필터; 및 상기 제1 필터의 하류에 배치되는 제2 필터;를 포함하는 흡연물품용 생분해성 필터가 제공된다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 필터의 길이는 5mm 내지 25mm 이며, 상기 제2 필터의 길이는 5mm 내지 25mm 일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 필터에는 탄소 입자가 더 포함되고, 상기 제1 필터 내에는 상기 종자가 1개 이상 포함되되 상기 탄소 입자가 필터의 단위길이당 0mg/mm 내지 4mg/mm 포함될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 흡연물질부; 상기 흡연물질부의 하류 말단에 결합되는 필터부; 및 상기 흡연 물질부의 적어도 일부 영역과 상기 필터부를 결합하도록 감싸는 팁페이퍼를 포함하고, 상기 필터부는 내부에 적어도 하나의 종자를 포함하는 생분해성 필터와, 상기 종자가 포함되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 필터를 포함하는 생분해성 필터가 채용된 흡연물품이 제공된다.

상기 생분해성 필터는 상기 셀룰로오스 아세테이트 필터보다 상류에 위치할 수 있다. 상기 필터부의 적어도 일부 영역은 상기 흡연물품의 흡연 후 3일 내지 30일 이내에 상기 종자의 발아에 의해 와해될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 흡연물품용 생분해성 필터에 의할 경우, 궐련이 꽁초로 외부 토양 등에 버려졌을 때 필터 내 종자가 발아됨으로써 필터의 구조를 와해(瓦解)시켜, 꽁초의 물리적 분해성을 증진시킬 수 있게 된다.

또한, 필터 붕괴에 의해 꽁초가 버려진 외부 환경으로부터의 수분 및 토양 내 유기산 등이 필터 내부로 보다 원활하게 유입될 수 있으며, 이에 따라 안정한 물질인 셀룰로오스 아세테이트가 생분해성 물질인 셀룰로오스로 보다 수월하게 가수분해될 수 있게 된다.

나아가, 본 발명의 실시예들에 따른 흡연물품용 생분해성 필터에 의할 경우 가혹조건에서 궐련이 유통보관 되더라도 꽁초로서 외부환경으로 버려지기 전까지는 종자의 발아를 막되, 꽁초로서 버려진 이후에서는 높은 발아율 및 증가된 생분해성을 가지며, 이와 동시에 흡연 전후 관능특성 또한 우수한 생분해성 필터를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 흡연물품용 생분해성 필터의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 흡연물품용 생분해성 필터가 채용된 흡연물품의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 생분해성 필터 내부에서 종자가 발아된 상태를 촬영한 사진이다.
도 4는 실시예들 및 비교예 각각에 따라 제조된 흡연물품들의 흡연 관능평가 결과를 비교하여 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시의 기술적 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 개시에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

먼저, 본 명세서에서 사용되는 몇몇 용어들에 대하여 명확하게 하기로 한다.

본 명세서에서, "흡연 물품"(smoking article)이란, 담배, 담배 파생물, 팽화처리 담배(expanded tobacco), 재생 담배(reconstituted tobacco) 또는 담배 대용물에 기반하느냐에 상관없이 흡연 가능한 임의의 제품 또는 흡연 체험을 제공할 수 있는 임의의 제품을 의미할 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품은 궐련, 엽궐련(cigar) 및 작은 엽궐련(cigarillo) 등 같은 흡연 가능 제품을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, "흡연 물질"(smoking material)이란, 흡연 물품에 사용될 수 있는 모든 종류의 물질을 의미할 수 있다.

본 명세서에서, "상류"(upstream) 또는 "상류 방향"은 흡연자의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고, "하류"(downstream) 또는 "하류 방향"은 흡연자의 구부로부터 가까워지는 방향을 의미할 수 있다.

본 명세서에서, "길이 방향"(longitudinal direction)은 흡연 물품의 길이 방향 축에 상응하는 방향을 의미할 수 있다.

명세서 전체에서 '흡연물품'은 담배(궐련), 시가 등과 같이, 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물건을 의미할 수 있다. 흡연물품은 에어로졸 발생 물질 또는 에어로졸 형성 기질을 포함할 수 있다. 또한, 흡연물품은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 흡연물질은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다.

이하에서는, 본 개시의 다양한 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 흡연물품용 생분해성 필터의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 생분해성 필터(110)는 연소형 궐련 및/또는 전자담배기기 등의 에어로졸 생성 장치(미도시)와 함께 사용되는 가열식 궐련 등의 필터부로서 채용될 수 있다. 즉, 생분해성 필터(110)는 흡연물품의 하류 영역에 배치되어, 흡연물질부에서 발생한 에어로졸 물질을 사용자가 흡입하기 직전 통과시키는 역할을 수행할 수 있다.

도 1을 참조하면, 흡연물품용 생분해성 필터(110)의 내부에는 적어도 하나의 종자(112s)가 포함될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들면, 도 1에 도시된 것과 같이 생분해성 필터(110)는 제1 필터(112) 및 제2 필터(114)를 포함하는 듀얼 필터일 수 있으며, 상기 종자(112s)는 듀얼 필터 중 상류에 위치하는 제1 필터(112)내에 탄소입자들(112c)과 함께 포함될 수 있다.

다만, 도 1에 도시된 생분해성 필터(110)의 구조는 예시적인 것으로서 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 상기 생분해성 필터(110)는 도시된 것과 달리 제1 필터(112)로만 이루어진 모노 필터일 수도 있다. 다른 예로, 상기 생분해성 필터(110)는 도시된 것과 달리 제1 필터(112)의 상류, 제1 필터(112) 및 제2 필터(114)의 사이 또는 제2 필터(114)의 하류에 하나 이상의 필터가 더 구비된 다중 필터일 수도 있다.

제1 필터(112) 및 제2 필터(114)는 다양한 재질로 형성될 수 있는데, 예를 들면 제1 필터(112) 및 제2 필터(114)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 제1 필터(112) 및 제2 필터(114)의 일부 규격 및 일부 조성은 서로 상이할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 제1 필터(112)는 향료 물질이 가향처리되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 필터이며, 제2 필터(114)는 향료 물질이 가향처리된 필터, 예를 들면 TJNS(transfer jet nozzle system) 필터일 수 있다.

제1 필터(112) 및 제2 필터(114) 각각의 길이는 4mm 내지 30mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있으며, 제1 필터(112) 및 제2 필터(114) 각각의 직경은 5m 내지 9mm의 범위 내에서 적절하게 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

일부 실시예들에서, 제1 필터(112) 및 제2 필터(114)는 각각 대략 5mm 내지 25mm의 길이를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 필터(112)의 길이는 대략 5mm 내지 15mm이며, 상기 제2 필터(114)의 길이는 대략 10mm 내지 20mm일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 필터(112)의 길이는 바람직하게 약 11mm 내지 13mm이며, 제2 필터(114)의 길이는 바람직하게 약 14mm 내지 16mm일 수 있다. 제1 필터에 종자(112s) 및 탄소입자들(112c)이 포함된 경우, 상기한 길이범위에 따른 듀얼 필터로 구성되는 것이 필터부 성능 열화를 최소화하고 흡연관능특성을 증진시키는 데에 가장 바람직한 것을 확인하였다.

일부 실시예들에서, 제1 필터(112) 및/또는 제2 필터(114)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수도 있다. 이 경우 제1 필터(112) 및/또는 제2 필터(114)에 포함된 중공의 직경은 2mm 내지 4.5mm의 범위 내에서 적절한 직경이 채용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제1 필터(112) 및/또는 제2 필터(114)는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 혹은 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수도 있다.

제1 필터(112) 및/또는 제2 필터(114)의 제조 시에 가소제의 함량을 조절함으로써 제1 필터(112) 및/또는 제2 필터(114)의 경도가 조정될 수 있다.

가소제로는 트리아세틴(triacetin)이 적용될 수 있으며, 트리아세틴은 제1 및 제2 필터(112, 114)의 총 중량 대비 5~15중량% 포함될 수 있으나, 가소제의 종류 및 함량은 이에 한정되지 않고 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다.

일부 실시예들에서, 제1 필터(112) 첨가된 가소제의 중량%는 제2 필터(114) 첨가된 가소제의 중량%보다 작을 수 있다. 바람직하게는, 제1 필터(112)에는 약 7.0중량% 내지 9.0중량%의 가소제가 첨가되고, 제2 필터(114)에는 약 5.5중량% 내지 7.5중량%의 가소제가 첨가되되, 제1 필터(112) 첨가된 가소제의 중량%는 제2 필터(114) 첨가된 가소제의 중량%보다 작을 수 있다. 이와 같이 가소제 함량이 조절될 경우, 필터의 물리성 및 양산성을 확보함과 동시에 종자의 발아율을 극대화할 수 있게 된다.

한편, 생분해성 필터(110)에 내첨된 상기 종자(112s)는 생분해성 필터(110)가 꽁초 등의 상태로 외부에 버려졌을 때 필터 내에서 발아되어 필터의 구조를 와해시키는 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라 꽁초의 물리적 분해성을 증진시킬 수 있으며, 나아가 외부 환경으로부터의 수분 및 토양 내 유기산 등을 필터 내부로 보다 원활하게 유입시켜 생분해성 필터(110)의 주성분인 셀룰로오스 아세테이트를 생분해성 물질인 셀룰로오스로 가수분해 시킬 수 있게 된다.

상기 종자(112s)는 다양한 종류를 가질 수 있으나, 바람직하게는 필터 내부, 토양매립조건 등 암흑조건에서의 발아력이 강하고, 또한 니코틴 베이스의 유통보관 환경에서 데미지를 입지 않으며, 흡연물품의 연소 또는 가열에 의한 고온 환경에서 종자의 발아(germination)가 트리거링(triggering)되는 종류의 종자인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게, 상기 종자(112s)는 십자화과(十字花科, Brassicaceae)에 속하는 채소 종자일 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 종자(112s)는 월동춘채(rapeseed) 또는 배추 씨앗일 수 있다.

일부 실시예들에서, 제1 필터(112) 내에는 평균 입경이 대략 0.5mm 내지 2.0mm인 종자(112s)가 1개 이상, 바람직하게는 대략 1개 내지 10개, 더욱 바람직하게는 4개 내지 7개 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

한편, 흡연물질부(120)로부터 전달된 니코틴이 함유된 고온의 에어로졸에 의해 종자(112s)가 데미지를 입는 것을 막고, 나아가 종자 발아의 트리거 효과를 더욱 극대화하고자, 일부 실시예들에서의 종자(112s)는 후술할 코팅물질에 의해 코팅된 후 필터에 내첨될 수 있다.

상기 코팅물질은 필러 및 바인더를 포함하며, 상기 필러는 지올라이트(zeolite), 일라이트(illite) 및 퍼라이트(pearlite) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 바인더는 메틸셀룰로오스(methyl cellulose; MC), LHPC(Low-substituted Hydroxy Propyl Cellulose) 및 Ca-CMC(Calcium-Carboxy Methyl Cellulose) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 코팅물질에는 상기 필러가 약 50중량% 내지 70중량%, 상기 바인더가 약 30중량% 내지 50중량% 포함되고, 상기 필러에는 지올라이트가 약 45중량% 내지 55중량%, 일라이트가 약 35중량% 내지 45중량%, 퍼라이트가 약 5중량% 내지 15중량% 포함되며, 상기 바인더에는 상기 MC가 약 20중량% 내지 30중량%, LHPC가 약 32.5중량% 내지 42.5중량%, Ca-CMC가 약 32.5중량% 내지 42.5중량% 포함될 수 있다.

이와 같은 코팅물질을 사용하여 종자(112s)를 코팅할 경우, 니코틴 또는 고온 에어로졸에 의한 종자의 열화를 방지하고, 고온다습한 가혹조건 등에서의 궐련 보관유통 환경에서의 종자 안정성을 더욱 증대시킬 수 있다.

일부 실시예들에서, 종자(112s)가 투입되는 제1 필터(112)에는 탄소입자들(112c)이 함께 투입될 수 있다. 상기 탄소입자들(112c)은 예를 들어 활성탄일 수 있으며, 탄소입자들(112c)은 제1 필터(112) 내에 종자(112s)들과 혼합되어 도 1에 도시된 것과 같이 고르게 배치될 수 있다.

일부 실시예들에서, 제1 필터(112)의 단위 길이(mm)당 약 0.1mg 내지 5mg, 바람직하게는 약 1mg 내지 3mg의 탄소입자들(112c)이 제1 필터(112)에 투입될 수 있다. 제1 필터(112)의 길이가 약 12mm인 경우를 예로 들면, 약 1.2mg 내지 60mg, 바람직하게는 약 12mg 내지 36mg의 탄소입자들(112c)이 제1 필터(112)에 투입될 수 있다.

한편, 상기 탄소입자들(112c)의 평균 입경은 상기 종자(112s)의 평균 입경에 따라 적정 수준으로 설계되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 탄소입자들(112c)의 평균 입경과 종자(112s)들의 평균 입경은 약 1:1.25 내지 약 1:10 의 비율을 가질 수 있다.

상기한 수치범위로 탄소입자들(112c)이 종자(112s)와 함께 제1 필터(112)에 투입될 경우, 제1 필터(112)가 적정한 흡습능력을 가짐에 따라 흡연 시 필터 고유의 역할을 충실히 이행하며 종자 발아에 필요한 수분의 공급 또한 원활해질 수 있게 된다.

일부 실시예들에서, 종자(112s)들은 탄소입자들(112c)과 함께 배합된 후, 제1 필터(112)의 제조시에 필터 토우로 고르게 투입될 수 있다. 구체적으로, 필터 토우가 제1 필터(112)로 형성되는 단계에서, 제1 필터(112)의 내측 중앙부위에 일정량의 종자(112s)가 등속으로 자유낙하될 수 있다. 종자의 자유낙하를 위해서는 로타리 휠(rotary wheel) 방식 또는 컨베이어 벨트 방식 등이 사용될 수 있으나, 제1 필터(112) 내에 종자(112s)와 탄소입자들(112c)을 더욱 고르게 분포시키고, 단위 필터별 투입되는 종자의 개수 편차를 최소화하기 위해서는 컨베이어 벨트에 의한 종자투입이 더욱 바람직하다.

한편, 도시되지 않았으나, 제1 필터(112) 및/또는 제2 필터(114)의 내부에는 향미 캡슐(미도시)이 포함될 수도 있다. 상기 향미 캡슐은 향료를 포함하는 내용액을 피막으로 감싼, 예를 들면 대략 구형의 구조물일 수 있다.

상기 향미 캡슐의 피막을 형성하는 재료는 전분, 겔화제 및/또는 겔화 조제(助劑)를 포함할 수 있다. 향미 캡슐의 내용액에는 멘톨, 식물의 정유(精油) 등의 향료가 포함될 수 있으며, 향료의 용매로서는 예를 들면, 중쇄지방산 트리글리세라이드 등이 이용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 도 1에 도시된 것과 같이 제1 필터(112) 및 제2 필터(114)는 래퍼들(112a, 114a, 116)에 의하여 포장될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 필터(112)는 제1 래퍼(112a)에 의하여 포장되고, 제2 필터(114)는 제2 래퍼(114a)에 의하여 포장되며, 제1 필터(112) 및 제2 필터(114)는 결합 래퍼(116)에 의해 결합 포장될 수 있다.

다만 본 발명이 이에 제한되지 않으며, 상술한 래퍼들(112a, 114a, 116) 중 적어도 일부 래퍼가 생략될 수 있음은 물론이다.

래퍼들(112a, 114a, 116)은 다공성 권지 또는 비다공성 권지로 구성될 수 있으며, 래퍼들(112a, 114a, 116)은 서로 다른 다공도를 가질 수도 있다.

주류연을 흡연자에게 적정 수준 전달함과 동시에, 물리적 와해가 발생하기 전 상태의 필터 내 종자로의 수분 및 영양소 공급을 충실히 함으로써 종자의 발아율을 더욱 극대화를 위해, 바람직하게는 제1 래퍼(112a) 및 결합 래퍼(116)는 내유(耐油) 처리가 되지 않은 권지이며, 제1 래퍼(112a) 및 결합 래퍼(116)의 다공도는 CORESTA(Cooperation Center for Scientific Research Relative to Tobacco) 단위로 대략 15,000CU 내지 20,000CU일 수 있다.

한편, 제2 래퍼(114a)는 내유성(耐油性)을 갖는 권지로 제작될 수 있으며, 일부 실시예들에서의 제2 래퍼(114a)의 안쪽 면에는 알루미늄 호일이 더 포함될 수도 있다.

상술한 생분해성 필터(110)는 도 2에 도시된 것처럼 흡연물질부(120)의 하류에 배치되어, 흡연물질부(120)에서 발생한 에어로졸 물질을 사용자가 흡입하기 직전 통과하는 필터로서의 역할을 수행하게 되며, 이하에서는 생분해성 필터(110)를 포함하는 흡연물품(100)의 구조를 예시적으로 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 생분해성 필터가 채용된 흡연물품의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

도 2에 있어서, 도 1에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면, 흡연물품(100)은 생분해성 필터(110), 흡연물질부(120) 및 팁페이퍼(130)를 포함할 수 있으며, 흡연물질부(120)는 흡연물질 래퍼(120a)에 의해 포장될 수 있다.

흡연물질부(120)는 길게 연장된 로드 형태를 가질 수 있고 그 길이, 둘레 및 직경은 다양할 수 있다.

흡연 물질부(120)는 에어로졸 발생 물질을 함유할 수 있다. 일 예로, 흡연 물질부(120)는 잎담배, 판상엽, 토스트엽 및 팽화주맥 등이 배합된 담배 시트 또는 담배 가닥들로 채워질 수 있다.

또한, 흡연물질부(120)에는 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나의 에어로졸 발생 물질이 추가적으로 첨가될 수 있다.

또한, 흡연물질부(120)는 풍미제, 습윤제 및/또는 아세테이트 화합물과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 풍미제는 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제, 코코아, 라벤더, 시나몬, 카르다몸, 셀러리, 호로파, 카스카릴라, 백단, 베르가못, 제라늄, 벌꿀 에센스, 장미 오일, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일, 민트 오일, 계피, 케러웨이, 코냑, 자스민, 카모마일, 멘톨, 계피, 일랑일랑, 샐비어, 스피어민트, 생강, 고수 또는 커피 등을 포함할 수 있다. 또한, 습윤제는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜 등을 포함할 수 있다.

흡연물질부(120)는 흡연물질 래퍼(120a)에 의하여 포장될 수 있다. 상기 흡연물질 래퍼(120a)에는 글리세린과 촉매 작용 등에 의해 흡연 물질의 완전 연소를 촉진시키기 위한 K-citrate 및/또는 NA-citrate 등의 조연제가 첨가될 수 있으며, 나아가 탄산칼슘, 이산화티탄, 산화마그네슘 등의 충진제(filler)가 포함될 수도 있다.

일부 실시예들에서, 흡연물질 래퍼(120a)는 이중 권지 구조를 가질 수도 있다. 구체적으로, 흡연물질 래퍼(120a)는 흡연물질부(120)에 접하며 흡연물질부(120)를 감싸는 이너 래퍼(inner wrapper) 및 상기 이너 래퍼와 접하며 상기 이너 래퍼의 외부를 감싸는 아우터 래퍼(outer wrapper)를 포함할 수 있다.

나아가, 흡연물질 래퍼(120a)는 하나 이상의 저발화성(Low Ignition Propensity, LIP) 밴드(미도시)가 형성된 저발화성 궐련지일 수도 있다.

생분해성 필터(110) 및 흡연물질부(120)는 팁페이퍼(130)에 의해 결합 포장될 수 있다. 상기 팁페이퍼(130)는 불연성 물질을 포함하여 흡연물질부(120)의 연소에 따라 필터부(110) 또한 연소되는 현상을 방지할 수 있다.

이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

비교예 1

실시예를 위하여 시험용으로 제조된, 필터부가 약 27mm의 셀룰로오스 아세테이트(CA) 필터로 구성된 궐련을 준비하였다.

비교예 2

비교예 1과 동일한 궐련의 필터부를 제거하고, 약 12mm의 탄소필터(필터부 상류) 및 약 15mm의 CA필터(필터부 하류)로 구성된 필터부를 결합하여 궐련을 제조하였다. 탄소필터로는 내부에 활성탄이 약 24mg 고르게 투입된 CA필터가 사용되었다.

비교예 3

활성탄이 약 48mg 투입된 CA필터를 탄소필터로 사용한 점을 제외하고, 비교예 2와 동일한 궐련을 제조하였다.

실시예 1

비교예 1과 동일한 궐련의 필터부를 제거하고, 약 12mm의 진피-종자필터(필터부 상류) 및 약 15mm의 CA필터(필터부 하류)로 구성된 필터부를 결합하여 궐련을 제조하였다. 진피-종자필터로는 내부에 5개의 월동춘채 종자와 약 24mg의 진피(陳皮)가 고르게 투입된 CA필터가 사용되었다.

실시예 2

약 12mm의 탄소-종자필터가 상류필터로 사용된 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 궐련을 제조하였다. 탄소-종자필터로는 내부에 15개의 월동춘채 종자와 약 24mg의 활성탄이 고르게 투입된 CA필터가 사용되었다.

실시예 3

탄소-종자필터의 내부에 5개의 월동춘채 종자와 약 24mg의 활성탄이 고르게 투입된 점을 제외하고, 실시예 2와 동일한 궐련을 제조하였다.

실시예 4

약 12mm의 탄소-코팅종자필터가 상류필터로 사용된 점을 제외하고, 실시예 3과 동일한 궐련을 제조하였다. 탄소-코팅종자필터로는 내부에 5개의 코팅된 월동춘채 종자와 약 24mg의 활성탄이 고르게 투입된 CA필터가 사용되었으며, 종자의 코팅은 필러 약 1중량부와 바인더 약 0.7중량부를 물을 용매로 혼합 후 종자에 분사하여 수행되었고, 필러는 지올라이트, 일라이트 및 퍼라이트를 약 5:4:1의 비율로 혼합하여 준비하였고, 바인더는 MC, LHPC 및 Ca-CMC를 약 2:3:3의 비율로 혼합하여 준비하였다.

한편, 종자의 종류별 발아성능과 흡연성능 평가를 위해 월동춘채 및 배추 종자 외에 크로바 종자, 유칼립투스 종자, 도금양 종자, 목련 종자, 후추 종자, 마 종자, 판다누스 종자, 포도 종자, 참나무 종자, 백합 종자, 진달래 종자, 단향 종자, 미나리 종자, 쥐손이풀 종자, 페퍼민트 종자, 자스민 종자 및 카모마일 종자 등 약 60여종의 종자를 사용하여 시험용 궐련을 제조하였으나, 상기한 종자들은 후술할 발아시험에서 발아율이 0% 이거나 50% 이하의 낮은 발아율을 나타내어 별개의 비교예들 또는 실시예들로 나타내지 않았다.

실험예 1: 필터의 물리성 평가

비교예들 및 실시예들별 필터의 물리성 검토를 위해, 상류필터, 하류필터 및 필터 전체에 대한 흡인저항 및 둘레를 분석하여 표 1에 나타내었다.

구분	필터 전체		제1 필터(상류필터)		제2 필터(하류필터)
	흡인저항	둘레	흡인저항	둘레	흡인저항	둘레
	mmWG	mm	mmWG	mm	mmWG	mm
비교예 1	91.5	24.1	103.2	23.7	83.5	23.7
비교예 2	97.5	24.1	108.7	23.6	83.5	23.7
비교예 3	115.8	24.1	123.5	23.6	83.5	23.7
실시예 1	98.3	24.1	110.8	23.6	83.5	23.7
실시예 2	111.5	24.1	120.7	23.7	83.5	23.7
실시예 3	100.1	24.1	113.4	23.6	83.5	23.7
실시예 4	101.6	24.1	111.3	23.6	83.5	23.7

표 1에 나타난 바와 같이, 필터로의 종자, 탄소 및/또는 진피 투입(이하, 종자 투입)은 대체적으로 필터의 물리성에 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다. 다만, 탄소입자가 필터의 단위 길이(mm)당 3mg을 초과하여 투입된 비교예 3 (활성탄 48mg 투입)과, 종자가 15개 투입된 실시예 2의 경우 흡인저항이 상당히 증가하였고, 필터의 에어로졸 필터링 성능 또한 일부 열화된 것으로 분석되어, 궐련 제조에 다소 부적합한 것으로 판단되었다.

실험예 2: 연기성분 분석

제조 후 약 4주가 경과된 비교예 및 실시예별 궐련들의 흡연 중 주류연의 연기성분을 분석하여 표 2에 나타냈다. 성분분석을 위한 연기 포집은 시료별 3회씩 반복 실시되었으며, 3회씩의 포집결과에 대한 평균값에 기초한 성분분석 결과를 나타냈다. 궐련들은 온도가 대략 20℃이며, 습도가 대략 62.5%인 흡연실에서 자동흡연장치를 이용하여 HC(Health Canada) 흡연조건에 따라 테스트되었다.

구분	TPM	Tar	Nicotine	CO	CO2	Puff No.	수분
비교예 1	1.14	0.9	0.11	1.2	6.6	8.4	0.12
비교예 2	1.29	1.0	0.09	1.1	6.2	8.1	0.17
실시예 1	1.14	0.9	0.09	1.1	6.1	8.2	0.15
실시예 3	1.21	1.0	0.09	1.1	6.1	8.2	0.18
실시예 4	1.22	1.0	0.09	1.1	6.3	8.3	0.15

표 2에 나타난 것과 같이, 필터 내 종자 삽입에 따른 일반 연기성분 및 증기상 성분 변화는 없는 것으로 나타났으며, 이에 따라 비교예 2 및 실시예 1,3,4 각각의 필터 성능은 비교예 1의 필터 대비 열화되지 않은 것으로 판단되었다.

실험예 3: 종자의 발아 실험

실시예별 종자 발아율 확인을 위해, 실시예별/조건별 50개의 시료를 약 4주간 각각의 조건 하에서 방치 후 발아된 시료의 개수 및 발아율을 카운팅하여 표 3에 나타내었다. 도 3은 생분해성 필터 내부에서 종자가 발아된 상태를 촬영한 사진이다.

한편, 상술한 것처럼 유칼립투스 종자, 자스민 종자 등 발아되지 않거나 낮은 발아율을 가지는 다른 종자들은 별도의 실시예 및 비교예로 나타내지 않았다.

구분	발아된 시료 개수 (발아율)
	2주 경과				4주 경과
	흡연 전		흡연 후		흡연 전		흡연 후
	지표면	매립	지표면	매립	지표면	매립	지표면	매립
실시예 1	8 (16%)	5 (10%)	0 (0%)	2 (4%)	19 (38%)	21 (42%)	30 (60%)	28 (56%)
실시예 3	8 (16%)	24 (48%)	16 (32%)	34 (68%)	27 (54%)	35 (70%)	45 (90%)	41 (82%)
실시예 4	8 (16%)	23 (46%)	20 (40%)	36 (72%)	25 (50%)	34 (68%)	47 (94%)	46 (92%)

표 3에 나타난 것과 같이, 진피가 투입된 실시예 1의 경우 일부 조건에서 발아율이 50%를 초과하였으나, 초기(2주) 발아율이 상당히 미미하며 4주 후 발아율 또한 실시예 3 또는 4 대비 눈에 띄게 낮은 것을 확인할 수 있었다.

실시예 3 및 4의 경우 4주 경과 후에는 다른 조건 불문하고 발아율이 50%를 넘었으며, 특히 흡연 후 4주가 경과된 경우에는 대략 90% 내외의 매우 우수한 발아성능이 나타나, 실시예 3 및 4 모두 필터의 생분해성 증진에 매우 적합한 것을 확인하였다.

특히, 코팅종자가 사용된 실시예 4의 경우 비코팅 종자가 사용된 실시예 3 대비 흡연 전 방치시에는 약소하게 낮은 발아율을 나타내고 흡연 후 방치시에는 약소하게 높은 발아율을 나타내는 점에서, 코팅에 의해 흡연 전 종자 안정성이 증대되고 흡연 후 종자발아 트리거링 효과가 더욱 증진되었음을 알 수 있었다.

실험예 4: 생분해성 평가

발아성능이 우수한 실시예 3 및 4의 생분해성 증진 정도의 수치화 분석을 위해, 비교예 및 실시예별 CA(Cellulose Acetate)의 아세틸기 치환도(Degree of Substitution)를 분석하여 표 4에 나타내었다.

구분				치환도(DS)	생분해도 증가율(%)
No.	토양	흡연여부	기간
비교예 1	지표면	흡연전	0일	2.44	-
			7주	2.44	0
비교예 2	지표면	흡연전	0일	1.96	-
			7주	1.94	1.0
실시예 3	지표면	흡연전	0일	1.96	-
			7주	1.60	18.4
		흡연후		1.62	17.3
	매립	흡연전		1.70	13.2
		흡연후		1.68	14.2
실시예 4	지표면	흡연전	0일	2.02	-
			7주	1.61	20.3
		흡연후		1.58	21.8
	매립	흡연전		1.59	21.3
		흡연후		1.55	23.3

표 4에 나타난 것과 같이, 실시예 3 및 4 모두에서 비교예 1 및 2 대비 압도적인 생분해도 증가율이 나타남을 확인할 수 있다.

각 실시예의 토양조건별 결과를 살표보면, 지표면 조건에서의 생분해도 증가율이 매립 조건에서의 생분해도 증가율보다 약소하게 우수한 것을 확인할 수 있으며, 이는 지표면 조건에서 매립조건 보다 필터 구조 붕괴가 많이 일어나고 수분 및 외부 유기산 등 가수분해 촉진 물질의 유입이 원활하기 때문인 것으로 추정되었다. 흡연여부는 생분해도 증가율 측면에서 두드러지는 경향이 나타나지 않았으며, 발아율 시험에서 살펴본 것과 유사하게 생분해도 증가율 또한 코팅종자에서 비코팅 종자 대비 약소하게 우수한 결과가 나타난 것을 알 수 있다.

실험예 5: 관능평가

실시예들 및 비교예들 각각의 흡연전 이취미, 흡연중 이취미, 흡연중 자극성, 흡연중 무화량, 끽미강도, 목넘김 부드러움, 뒷맛 깔끔함 및 흡연 후 전반적인 만족도에 대한 관능 평가를 실시하였다. 관능 특성 평가는 실시예들에 따라 제조된 궐련들 각각을 이용하여 15명의 평가 패널원을 대상으로 실시하였으며, 총 7점 만점을 기준으로 하였다. 도 4는 실시예들 및 비교예 각각에 따라 제조된 궐련들의 흡연 관능평가 결과를 비교하여 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 탄소-종자가 투입된 실시예 3 및 탄소-코팅종자가 투입된 실시예 4의 관능특성은 대체적으로 비교예 1과 큰 차이를 나타내지 않아, 종자투입유무가 관능특성에 미치는 영향력이 크지 않음을 확인할 수 있었다.

구체적으로, 실시예 3의 경우 비교예 1 대비 흡연중 이취미가 약소하게 증가하였지만, 이와 달리 실시예 4의 경우 미약하게나마 이취미/자극성 개선 효과도 가지는 것으로 나타났다. 끽미강도 및 뒷맛 깔끔함 특성의 경우, 실시예 3 및 4 모두에서 비교예 1 대비 개선된 것을 확인할 수 있다.

즉, 실시예 3 및 4 모두 비교예 1 대비 약소하게나마 우수한 관능특성을 가짐을 확인할 수 있었다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 개시가 다른 구체적인 형태로도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시에 의해 정의되는 기술적 사상의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 흡연물품 120: 흡연 물질부
120a: 흡연물질 래퍼 112: 제1 필터
112a: 제1 래퍼 112c: 탄소입자들
112s: 종자 114: 제2 필터
114a: 제2 래퍼 116: 결합 래퍼
130: 팁페이퍼

Claims

흡연물품용 필터로서,
내부에 적어도 하나의 종자(seed)를 포함하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
제1 항에 있어서,
상기 종자는 십자화과(十字花科, Brassicaceae)에 속하는 채소 종자인 것을 특징으로 하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
제2 항에 있어서,
상기 채소 종자는 월동춘채(rapeseed) 또는 배추 씨앗인 것을 특징으로 하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
제1 항에 있어서,
상기 흡연물품용 생분해성 필터 내에는 상기 종자가 1개 이상 포함된 것을 특징으로 하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
제1 항에 있어서,
상기 흡연물품용 생분해성 필터에는 탄소 입자가 더 포함된 것을 특징으로 하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
제5 항에 있어서,
상기 종자의 평균 입경은 0.5mm 내지 2.0mm이고,
상기 탄소 입자의 평균 입경과 상기 종자의 평균 입경은 1:1.25 내지 1:10 의 비율을 가지는 것을 특징으로 하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
제1 항에 있어서,
상기 종자는 필러 및 바인더를 포함하는 코팅물질이 코팅된 종자인 것을 특징으로 하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
제7 항에 있어서,
상기 코팅물질에는 상기 필러가 50중량% 내지 70중량%, 상기 바인더가 30중량% 내지 50중량% 포함되고,
상기 필러는 지올라이트(zeolite) 45중량% 내지 55중량%, 일라이트(illite) 35중량% 내지 45중량% 및 퍼라이트(pearlite) 5중량% 내지 15중량%를 포함하고,
상기 바인더는 메틸셀룰로오스(methyl cellulose; MC) 20중량% 내지 30중량%, LHPC(Low-substituted Hydroxy Propyl Cellulose) 32.5중량% 내지 42.5중량% 및 Ca-CMC(Calcium-Carboxy Methyl Cellulose) 32.5중량% 내지 42.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
흡연물품용 필터로서,
내부에 적어도 하나의 종자를 포함하는 제1 필터; 및
상기 제1 필터의 하류에 배치되는 제2 필터;를 포함하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
제9 항에 있어서,
상기 제1 필터의 길이는 5mm 내지 25mm이며, 상기 제2 필터의 길이는 5mm 내지 25mm인 것을 특징으로 하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
제9 항에 있어서,
상기 제1 필터에는 탄소 입자가 더 포함되고,
상기 제1 필터 내에는 상기 종자가 1개 이상 포함되되 상기 탄소 입자가 필터의 단위길이당 0mg/mm 내지 4mg/mm 포함되는 것을 특징으로 하는, 흡연물품용 생분해성 필터.
흡연물질부;
상기 흡연물질부의 하류 말단에 결합되는 필터부; 및
상기 흡연 물질부의 적어도 일부 영역과 상기 필터부를 결합하도록 감싸는 팁페이퍼를 포함하고,
상기 필터부는 내부에 적어도 하나의 종자를 포함하는 생분해성 필터와, 상기 종자가 포함되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생분해성 필터가 채용된 흡연물품.
제12 항에 있어서,
상기 생분해성 필터는 상기 셀룰로오스 아세테이트 필터보다 상류에 위치하는 것을 특징으로 하는, 생분해성 필터가 채용된 흡연물품.
제12 항에 있어서,
상기 필터부의 적어도 일부 영역은 상기 흡연물품의 흡연 후 3일 내지 30일 이내에 상기 종자의 발아에 의해 와해되는 것을 특징으로 하는, 생분해성 필터가 채용된 흡연물품.