KR20220116495A - 흡연 제품 또는 hnb 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스용 필터 재료 및/또는 충전제 재료, 마우스피스 및 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 포함하는 담배 필터, 및 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 제조 방법 - Google Patents

흡연 제품 또는 hnb 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스용 필터 재료 및/또는 충전제 재료, 마우스피스 및 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 포함하는 담배 필터, 및 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 제조 방법 Download PDF

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우베 스카프너
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Abstract

본 발명은 흡연 제품 또는 HNB 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스용 필터 재료 및/또는 충전제 재료에 관한 것으로, 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 적어도 일부가 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 형태인 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 기반으로 한다. 본 발명은 또한 흡연 제품 또는 HNB 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스에 관한 것으로, 마우스피스는 본 발명에 따른 유형의 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 포함한다. 본 발명은 또한 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 포함하는 담배 필터, 및 흡연 제품 또는 HNB 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스용 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

흡연 제품 또는 HNB 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스용 필터 재료 및/또는 충전제 재료, 마우스피스 및 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 포함하는 담배 필터, 및 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 제조 방법
본 발명은 흡연 제품 또는 HNB 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스(mouthpiece)용 필터 재료 및/또는 충전제(filler) 재료, 뿐만 아니라 흡연 물품용의 마우스피스에서 또는 담배 필터에서 또는 HNB 제품용 마우스피스 각각에서의 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 용도에 관한 것이다. 추가 측면에 따르면, 본 발명은 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 의미 내에서 흡연 제품은 전통적인 연초(tobacco) 제품, 특히 담배(cigarette)에 관한 것이지만, 파이프 및 마리화나(marijuana) 제품 뿐만 아니라 소위 HNB(heat-not-burn) 제품, 베이핑(vaping) 제품 및 소위 하이브리드 제품에 관한 것이다.
흡연 제품에 사용하는 마우스피스는 응용 분야에 따라 상이한 기능을 갖는다. 첫째, 마우스피스는, 예를 들어 담배 연기의 흐름에 동반된 입자상 물질과 함께 타르와 같은 응축 물질과 같은 유해 요소를 연기에서 걸러내기 위한 필터 장치의 역할을 할 수 있다. 이 필터링 기능은 특히 전통적인 연초 응용 분야에서 사용된다. 이에 따라 대응하는 마우스피스가 담배 또는 시가릴로(cigarillo)의 내장된 부품으로 형성될 수 있어 담배 또는 시가릴로의 "끝 부분(tip)"을 형성할 수 있다.
교체 가능한 장치는 사용 후 제거될 수 있는 교체 가능한 필터 요소(filter element)와 같은 또 다른 유형의 마우스피스이다. 이러한 마우스피스는 적절한 홀더, 예를 들어 담배 홀더 또는 파이프 마우스피스에 수용된다.
담배의 내장된 부품으로 형성된 하나의 마우스피스는 담배 필터이다. 담배 필터는 담배의 연기내의 응축물 및 가스와 같은 유해 물질의 비율을 억제하기 위한 것이다. 필터는 추가로 많은 비율의 흡연자들에게 연기를 다소 연하게 하거나 더 맛좋게 만든다. 기존의 필터 담배에서, 필터는 필터 포장지(wrap paper)에 싸여 있고 티핑 페이퍼(tipping paper)로 불리는 연초 롤에 연결되어, 대부분의 산업적으로 제조되는 담배에 필터가 제공된다. 스스로 담배를 마는 사람들은 연초 가게에서 필터를 구입할 수 있다.
특히, 흡연자의 호흡기에 도달하기 전에 연초 연기의 물질 수준을 줄이는 데 이미 수많은 유형의 필터 재료가 사용되었다. 그러나 많은 양의 유해 요소를 제거하는 것 외에도, 만족스러운 필터는 필터를 통한 공기 또는 연기의 통과를 바람직하지 않게 방해하여 필터에 과도한 끌림을 필요로 하지 않고 효과적이어야 한다. 그러나 연초 연기 필터에 사용되는 경우, 필터 재료는 자체 향미를 추가하여 연초 연기의 맛을 변하게 하지 않아야 한다.
만족스러운 연초 연기 필터의 제조에 있어서 또 다른 중요한 요소는 필터가 사용되는 흡연 제품의 최종 가격을 과도하게 부풀리지 않도록 필터의 제조가 너무 복잡하지 않아야 한다는 점이다.
그러나, 본 발명은 전술한 전통적인 연초 응용 분야를 위한 필터 재료에 관한 것이 아니라 특히 흡연 제품에 사용되는 마우스피스용 필터 재료 및/또는 충전제 재료에 관한 것이며, 이에 의해 이러한 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 특히 단순한 필터링 기능 이외의 기타 기능을 갖는다.
다른 응용 분야에서는, 마우스피스의 필터링 기능이 실제로 주요 초점이 아니다. 이것은 예를 들어 최근 몇 년 동안 점점 인기를 얻고 있는 태우지 않고 가열하는 제품(heat-not-burn products)("HNB 제품")에 적용된다. 이러한 장치에서, 처리된 연초의 부분은 사용 중에 열원에 의해 가열되지만 태워지지 않는다. 향료, 니코틴, 글리세린 및 물과 같은 휘발성 연초 성분은 기화되어 사용자가 HNB 제품을 통해 흡입하는 공기 중에 동반된다. 방출된 물질이 냉각되면서, 사용자가 흡입하는 에어로졸이 형성된다.
상업적으로 이용 가능한 HNB 제품은 일반적으로 가열 요소를 공급하는 전원 공급부, 및 가공된 연초의 부분으로 구성된 별도의 소모품, 예를 들어 관형(tubular) 셀룰로오스 아세테이트 세그먼트와 같은 지지 요소, 예를 들어 다수의 축의 채널이 있는 실린더에 묶인 권축된(crimped) 폴리락타이드 필름 형태, 뿐만 아니라 입 쪽(mouth side) 필터로, 흐름 방향으로 하류에 배치되는 소위 냉각 요소로 이루어진 장치를 포함한다. HNB 제품이 사용되는 동안 가열 요소가 연초의 부분을 가열하도록 소모성 제품은 사용 전에 장치에 삽입된다.
예를 들어, IQOS/HEETS라고 하는 Philip Morris 제품에서, 연초 부분은 장치의 가열 블레이드(blade)에 의해 관통된다. IQOS/HEETS 제품은 Philip Morris에서 판매하는 관련 소모품 HEETS 제품이 있는 IQOS 장치를 지칭한다. 소모성 HEETS 제품은 연초를 태우는 것 대신 단순히 가열하는 태우지 않고 가열하는 제품이다.
BAT("Glo")의 경쟁 제품은 연초를 외부로부터 가열하여 소위 냉각 요소를 튜브로 대체한다. 이러한 장치에서도, 가공된 연초의 부분은 사용 중에 열원에 의해 가열되지만 태워지지 않는다. 향료, 니코틴, 글리세린 및 물과 같은 휘발성 연초 성분은 기화되어 사용자가 HNB 제품을 통해 흡입하는 공기 중에 동반된다. 방출된 물질이 냉각되면서, 사용자가 흡입하는 에어로졸이 형성된다.
이 응용 분야를 위한 공지된 소모성 제품은 가열 요소에 대한 근접성 및 HNB 제품의 사용 중에 생성된 뜨거운 증기로 인해 입 쪽 필터가 상당히 가열될 수 있다는 단점을 갖는다.
소위 하이브리드 제품에서, 에어로졸 발생기는 먼저 기화되고(프로필렌 글리콜, 글리세린); 냉각하면 에어로졸이 생성된다. 이 에어로졸은 가공된 연초의 부분을 통과하여 소비자가 흡입하게 된다. 이러한 응용 분야에서도, 마우스피스는 사용자 측 단부가 사용자에게 불쾌한 정도로 가열되는 것을 보호하는 특별한 기능을 갖는다.
연초를 태우는 기존의 연초 제품과 달리, HNB 제품 소모품의 경우, 연기의 이러한 성분은 실질적으로 더 적은 양으로 발생할 수 있기 때문에 타르와 같은 응축된 성분에 대한 낮은 필터링 효과만을 갖는 냉각 요소 및 입 쪽 필터와 같은 흐름 방향으로 가열된 연초 부분의 하류에 배치된 요소에 대해서 바람직할 수 있다.
따라서 흡연 제품용 마우스피스를 형성하는 데 필요한 재료는 연기의 물리적 특성(온도, 흐름 프로파일 등) 및 화학적 조성에 맞게 조정되어야 하고 특히 적응되어야 한다. 특히 HNB 제품 뿐만 아니라 기존의 담배 필터 모두는 마우스피스 재료의 적절한 선택 및 구성에 의해 조절되거나 각각 충족되어야 하는 다수의 목표 매개변수를 갖는다. 이는 특히 아래에서 간략하게 논의될 다음 목표 매개변수와 관련된다.
ㆍ 흡인 저항(draw resistance)
ㆍ 여과 성능
ㆍ 필터 막대 경도/필트로나 경도(Filtrona hardness)
ㆍ 시각적 외관
ㆍ 생산 비용 효율성
ㆍ 연기 온도
필터 막대 경도는 담배 필터의 중요한 목표 기준이다. 일반적으로 소위 필트로나 경도로 표시된다. 필트로나 경도는 직경 12mm의 원통형 막대의 평평한 앞쪽 끝을 300g의 하중에서 수평으로 위치한 필터 막대 위로 수직으로 눌러 결정된다. 압축된 직경 대 최초 접촉 시 미리 결정된 초기 직경의 비율은 필트로나 경도 백분율을 산출한다.
강조해야 할 점은 필트로나 경도는 필터에서만 측정되지만, 근본적인(원료) 필터 재료에서는 측정되지 않는다는 것이다.
필트로나 경도의 최소 한계는 약 88%이며 시장 요구 사항에 맞춰져 있다. 이에 의해 담배 필터의 필트로나 경도는 바람직하게는 약 88% 내지 95%, 특히 약 90% 내지 93%로 설정될 수 있다.
기존의 담배 필터에서, 필트로나 경도는 필수적으로 주어진 필터 직경에 대한 단위 부피당 섬유 중량에 의해 결정된다. 특히 필라멘트 역가(titer)는 필트로나 경도에 미미한 영향만을 미친다.
경우에 따라, 더 강한 필터 포장지 또는 더 강한 티핑 페이퍼도 더 높은 필트로나 경도를 달성할 것이다. 티핑 페이퍼는 다수의 필터 요소가 함께 연결되거나 필터 요소가 연초 막대에 연결된 페이퍼이다. 그러나 더 강한 필터 포장지나 더 강한 티핑 페이퍼를 사용하여 필트로나 경도를 높이면 이 접근 방식으로 더 높은 비용이 예상될 수 있기 때문에 경제적인 단점을 갖는다.
필터 경도가 흡연 중에 감소하는 소위 "열간 붕괴"가 필트로나 경도와 관련이 있다. 전통적인 담배에서, 이것은 특히 마지막 빠는(puff) 동안 습기가 있는 상태에서 필터가 가열될 때 발생할 수 있다. 이러한 바람직하지 않은 효과는 HNB 제품에서도 발생할 수 있다.
흡연 제품을 사용하는 동안 가능한 한 일정하고 높은 필트로나 경도 외에도, 마우스피스 재료는 미리 정의되거나 정의 가능한 여과 성능을 나타내야 한다. 응축물 또는 타르라고도 하는 응축된 물질(액적, 입자)에 대한 여과 성능은, 응축된 물질이 건강에 해로운 다수의 물질을 포함하기 때문에 HNB 제품 뿐만 아니라 기존 연초 제품과 관련하여 중요하다.
기존 제품에서, 여과 성능(연초 블렌드, 환기 등과 같은 기타 영향 요인과 함께)은 담배의 "전달"(주류 연기 내 연기 구성 성분의 수준)을 조절하기 위해 선택된다. 많은 시장에서, 법적 규정은 "전달"을 상한치로 정한다. 법적 한도 미만에서는, "전달"이 소비자 선호도에 맞게 조정될 수 있다.
HNB 제품에서, 에어로졸은 기존 제품의 경우보다 건강에 부정적인 영향을 미치는 응축된 물질이 훨씬 적다. 그러나 향미 물질 및 니코틴과 같은 더 바람직한 물질이 마찬가지로 응축물에 존재하기 때문에, 여기서 목표는 0으로 떨어지지 않고 가능한 가장 낮은 여과 성능을 선택하는 것이다.
"흡인 저항" 목표 매개변수와 관련하여 주목해야 할 점은 소비자가 연초 제품을 사용할 경우 특정 범위의 흡인 저항을 선호한다는 것이다. 기존 담배에서, 필터("전달" 조절 외에도)는 담배의 흡인 저항을 조절하는 역할을 한다.
그러나 HNB 제품의 경우, HNB 장치의 다른 구성 요소, 특히 연초와 장치의 가열된 부분이 흡인 저항에 이미 높은 기여를 하기 때문에 입 쪽(mouth-side) 필터(마우스피스)에 의해 기여되는 흡인 저항이 가능한 한 낮아야 한다. 낮은 흡인 저항 필터(마우스피스)는 HNB 장치의 다른 구성 요소와 관련하여 자유도를 가져오므로 바람직하다.
그러나 흡인 저항과 여과 성능은 밀접하게 연결되어 있다. 이것은 종종 다른 매개변수에 부정적인 영향을 미치지만 둘 다 여러 가지 방법으로 감소될 수 있다.
예를 들어, 필터의 길이를 줄여 흡인 저항과 여과 성능을 줄일 수 있다. 그러나 필터 길이가 필터 직경보다 작아지면, 가공성이 문제가 된다. 또한 필터가 짧을수록 냉각 섹션이 짧아져, 열 균형에 문제가 된다.
대안적으로 또는 이에 추가하여, 흡인 저항 및 여과 성능은 체적 함량 및/또는 총 데니어(denier)당 필터 재료의 섬유 중량을 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 그러나 이것은 필트로나 경도를 낮추고 더 이상 최소 경도를 달성할 수 없다는 단점을 갖는다.
대안적으로 또는 이에 추가하여, 필라멘트 역가를 증가시킴으로써 흡인 저항 및 여과 성능을 감소시킬 수 있다. 필터 직경이 일정하고 단위 부피당 섬유 중량이 고정되면, 필라멘트 역가가 증가함에 따라 여과 성능 및 흡인 저항이 감소하는데, 이는 기존 제품에 비해 HNB 제품의 경우 바람직하다. 위에서 언급한 바와 같이, 필트로나 경도는 필라멘트 역가에 따라 미미하게 변하기 때문에 경도에도 부정적인 영향을 미치지 않는다.
"시각적인 외관" 목표 매개변수와 관련하여 주목해야 할 점은 소비자가 입 쪽의 평평한, 흰색 단면적을 갖는 마우스피스를 선호한다는 것이다. 그러나 입 쪽이 튜브 모양으로 된 제품도 있다.
연기 온도와 관련하여 주목해야 할 점은 연기 온도는 오늘날의 기존 제품에서 문제가 되지 않는다는 것이다. 그러나 연기 온도는 상업적인 HNB 제품에서 현저하게 높으며, 일부 소비자에게는 불편할 정도로 높다. 또한, 상업적인 HNB 제품은 초기에 기체 성분의 에어로졸이 형성되도록 기화된 성분을 냉각시키기 위해 냉각이 필요하다.
시중에서 판매되는 HNB 제품에서, 가열 요소로부터 HNB 제품의 입구까지의 거리는 확실히 에어로졸 냉각에 가장 중요한 매개변수이다. 따라서, 예를 들어 연초 부분 및 지지 요소의 하류에 소위 냉각 요소를 배치하는 것이 알려져 있다. 냉각 요소는 권축된(crimped) 폴리락타이드 필름의 형태이거나 판지(cardboard) 튜브의 형태일 수 있으며, 이에 따라 냉각에 추가하여, 이 요소는 연초 부분 및 지지 요소의 하류에 배치되고, 특히 기계적 안정성을 제공하는 스페이서(spacer)의 기능도 수행한다.
마지막으로, 마우스피스 재료는 비용 효율성 목표 매개변수를 충족해야 한다. 가능한 한 가장 낮은 재료 사용량과 가장 낮은 처리 비용으로 생산될 수 있는 적절한 마우스피스 재료가 특히 필요하다.
일반적으로 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로 구성된 기존의 담배 필터가 연기 구성 성분의 최적의 여과를 보장하지만, 이러한 필터 재료는, 이러한 응용 분야에서, 필터 재료 또는 각각의 마우스피스 재료가 기타 기능을 수행해야 하기 때문에, 종종 다른 응용 분야, 특히 HNB 제품 또는 전자 담배(e-cigarette)의 경우 제한된 정도로만 사용될 수 있다.
HNB 제품은 기존의 흡연 제품과 마찬가지로 일반적으로 사용자가 고온에서 흡입된 에어로졸을 취해야 하는 단점이 있다. 이것은 때때로 사용자에게 있어 불쾌하다. 특히 HNB 제품의 경우, 마우스피스 재료는 가능한 가장 낮은 여과 성능으로 에어로졸을 냉각시키는 역할을 한다.
그러나 또한 전통적인 담배, 특히 소위 슬림 또는 초슬림 담배의 경우; 예를 들어 직경이 5.0mm 내지 6.5mm인 작은 담배의 경우, 필터 재료/마우스피스 재료는 킹 사이즈 담배용 필터 재료와 비교하여 감소된 여과 성능, 증가된 냉각 및 개선된 촉각 특성(단단하지만 너무 뻣뻣하지 않은 그립감(grip))을 제공해야 한다. 당연히 킹 사이즈 담배보다 타는 동안 연기/향미가 적다. 향미를 더 이상 감소시키지 않도록 낮은 여과 성능을 추구한다. 필터 재료의 양만 그 정도로 줄이면, 필터 경도가 결국 불충분해질 것이다.
동일한 섬유 밀도에서, 슬림 또는 초슬림 담배용 필터는 일반적으로 바람직하지 않은 킹 사이즈 필터보다 흡인 저항이 훨씬 높다.
HNB 제품과 초슬림 담배 모두, 충분한 필터 경도 뿐만 아니라 타르와 같은 응축성 성분 측면에서 원하는 감소된 여과 성능을 달성하기 위해 총 역가를 유지하면서 필라멘트 역가를 높이는 것이 제안되었다. 그러나 이러한 접근 방식은 이러한 고필라멘트 역가의 섬유 재료가 기존의 방사 기계에서 경제적인 단점을 갖는 단점이 있다. 기존 필터 토우(tow)의 생산에서는, 아세톤 중 약 30% 셀룰로오스-2,5-아세테이트 용액을 방사구(spinneret)를 통해 압축하고, 그 위에 가열된 공기를 불어 넣어 방사실에서 아세톤을 증발시키고, 그런 다음 다수의 필라멘트(1,000 내지 35,000)를 스트립으로 모아서 스터퍼 상자(stuffer box)에서 권축한다. 더 높은 필라멘트 역가의 경우, 필라멘트 당 더 많은 부피의 용매가 증발되어야 하며, 이는 필라멘트 표면적에 대한 필라멘트 단면적의 더 큰 비율로 인해 더 많은 시간이 걸리고 더 느린 방사 속도를 초래한다.
이 문제에 기초하여, 본 발명은 광범위한 흡연 제품 응용 분야에 적합한 재료를 명시하는 과제에 기초한다.
특히, 본 발명은 흡인 저항이 낮고 여과 성능이 낮은 필터 재료를 명시하는 과제를 기반으로 하며, 여기서 필터 재료는 흡연 제품에 사용될 때 가능한 한 일정한 필트로나 경도를 충분히 높게 달성할 수 있고, 그럼에도 불구하고 필터 재료는 특히 경제적으로 생산될 수 있다.
또한 필터 재료는 입 쪽에서 균일하고 흰색이며 평평한 앞쪽 끝부분을 갖는 필터를 생산하는 데 적합해야 한다.
이와 관련하여 필터 재료가 페놀에 대한 선택적 여과 효과를 나타내는 것이 더욱 바람직하다.
필터 재료는 특히 가열된 입자가 함유된 가스를 안정적으로 냉각하여 사용자가 흡연 제품으로부터 흡입하는 가스, 에어로졸 또는 증기의 온도를 낮출 수 있도록 적합해야 한다.
또한, 재료는 특히 슬림 또는 초슬림 담배용 필터 재료로 사용될 경우, 조정 가능한 흡인 저항 및 특히 킹 사이즈 필터와 비교하여 감소되는 흡인 저항이 구현될 수 있도록 적합해야 한다.
이러한 과제 및 기타 과제는 독립 청구항 1의 주제에 의해 해결된다.
따라서, 본 발명은 특히 중공(hollow) 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로서 적어도 부분적으로 형성된 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 기반으로 한 충전제 재료를 포함하는 흡연 제품용 마우스피스를 형성하기 위한 재료에 관한 것이다. 부분적으로 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로 형성된 충전제 재료는, 중공 디자인이 아니고 일반적으로 담배 필터에 사용되는 종래의 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트보다 밀도가 낮고 충전 값이 더 높다. 이러한 충전제 재료를 제공함으로써 마우스피스 및 응용 분야 범위로 달성할 수 있는 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
본원에 사용된 용어 "중공 섬유"는 특히 단면에 하나 이상의 연속적인 중공 공간을 갖는 바람직하게는 원통형 섬유로 이해되어야 한다. 중공 섬유는 바람직하게는 적어도 부분적으로 권축된다. 그러나, 본 발명은 권축된 중공 섬유에 제한되지 않고 대신 권축되지 않은 섬유 또는 이들 각각의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 변형 실시양태에 따르면, 중공 섬유는 다중 루멘(multi-lumen) 중공 섬유로서 적어도 부분적으로 구현된다. 단일 루멘 중공 섬유와 비교할 때, 다중 루멘 중공 섬유는 비틀림 저항성이 훨씬 더 높기 때문에, 재료 압축을 증가시키지 않고도 특히 높은 필트로나 경도를 수득할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "필트로나 경도"는 필트로나 원리에 따라 결정된 필터 경도로 이해되어야 한다. 이 원리는 직경 12mm의 원통형 막대의 평평한 앞쪽 끝부분을 300g의 하중에서 수평으로 위치한 필터 막대 위로 수직으로 눌러 필터 경도를 결정하는 것에 관한 것이다. 압축된 직경 대 최초 접촉 시 미리 결정된 초기 직경의 비율은 필트로나 경도 백분율을 산출한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 중공 형태의 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 적어도 부분적으로 삼각단면(trilobal)을 나타내고; 즉, 팔이 세 개 달린 별 모양의 단면 모양이다. 이러한 단면 형상은 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 가능한 최대 비표면적을 갖도록 하여 원료의 경제적인 사용과 동시에 높은 여과 능력을 가능하게 하는 경우에 매우 적합하다. 대안적으로, 원형 단면의 극미세 필라멘트 다발을 사용하여 원하는 큰 비표면적을 수득하는 것이 가능하다. 그러나, 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트에 대한 기타 단면 형상, 예를 들어 4면 단면 형상도 가능할 수 있다.
본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 경제적이고 단독으로 또는 전통적인 비-중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트와 함께 가공하여 적절한 흡인 저항 및 최적화된 여과 특성을 갖는 필터 막대로 생산할 수 있다.
본 발명에 따른 필터 및/또는 충전제 재료는 적어도 부분적으로 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 형태인 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 기반으로 한 충전제 재료를 포함하기 때문에, 적어도 부분적으로 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 형태의 필터 및/또는 충전제 재료의 필라멘트가 전체 섬유 부피에 비해 작은 외부 표면적을 갖기 때문에 낮은 흡인 저항 및 낮은 여과 성능이 구현될 수 있다. 여기에서 적어도 부분적으로 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 형태의 필터 및/또는 충전제 재료의 필라멘트가 가능한 원형 단면을 나타내는 것이 바람직하다.
이와 관련하여, 필라멘트가 적어도 부분적으로 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 형태이기 때문에 필터 재료 및/또는 충전제 재료에서 특히 높은 필트로나 경도를 구현할 수 있다는 것이 놀랍게도 발견되었다. 사실, 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트(중공 섬유)로부터 적어도 부분적으로 형성된 필터가 단위 부피당 더 낮은 섬유 중량에서 원하는 최소 필트로나 경도를 달성하는 것으로 밝혀졌다.
셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 기반으로 하기 때문에, 본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 균일하고, 흰색이며 입 쪽의 평평한 앞쪽 끝부분을 갖는 필터를 제조하는 데 적합하며, 이에 의해 선택적 페놀 여과 효과도 또한 구현될 수 있다.
흡연 및 건강 관련 다이얼로그(dialogue)의 관점에서, 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 기반으로 하는 필터 및/또는 충전제 재료를 사용하면, 먼저 필터 막대, 특히 특정 보유(retention) 현상에 비해 현저하게 뛰어난 특성을 갖는 담배용 필터 막대를 생산할 수 있다. 따라서 셀룰로오스 아세테이트로 만든 필터는 응축물 및 니코틴보다 훨씬 더 효율적으로 유해한 니트로사민(nitrosamine)과 페놀을 여과한다. 또한 흡연자들은 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트로 만든 필터 막대와 결합된 "아메리칸 블렌드(American Blend)", "독일 블렌드(German Blend)", "버지니아(Virginia)"와 같은 오늘날의 일반적인 연초 블렌드 맛이 가장 좋다고 평가한다. 과소평가되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 필터 막대의 또 다른 장점은 필터 절단면의 광학적 균질성에서 찾을 수 있다.
본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료가 충전제 재료로서 역할을 하는 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로부터 적어도 부분적으로 형성됨으로써, 본 발명의 재료로 제조된 필터 막대에서 다양한 흡인 저항 및 여과 성능이 광범위하게 존재할 수 있다.
특히 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로 적어도 부분적으로 구성된 필터 재료가 개선된 열 냉각 효과를 나타내는 것으로 나타났다. 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 충전제 재료로 사용하면 여전히 매우 낮은 여과 효과, 즉, 제거될 현탁된 물질 및 가스에 대한 보유 효과를 수득할 수 있는 것으로 결정되었다. 이 효과는 가스/공기에 잠재적으로 현탁된 물질을 약간만 보유하는 방식으로 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트에 의해 변경되는 세척될 가스 또는 공기의 흐름 또는 표면에 의해 달성되는 것으로 추정된다. 또 다른 이유는 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 사용이 상이한, 특히 유리한 필터 재료 표면 구조를 수득할 수 있기 때문일 수 있다.
본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 또한 가열된 입자 함유 가스(특히 에어로졸)의 특히 조절 가능한 냉각을 가능하게 하여 흡연 제품 또는 HNB 제품의 사용자에 의해 흡입된 가스, 에어로졸 또는 증기의 온도가 목표된 방식으로 감소할 수 있는 장점을 갖는다. 필터 및/또는 충전제 재료에서 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 비율을 변경함으로써, 원하는 냉각 효과를 응용 분야에 맞게 특별히 조정할 수 있다.
본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료에서, 흐름은 필수적으로 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트(= 중공 섬유) 주위에 있고 덜 통과한다는 점에 주목하는 것이 더 중요하다. 따라서 기하학적 고려 사항으로부터, 섬유 대 섬유 거리는 중공 섬유의 루멘(중공부(hollow portion))보다 상당히 더 큰 것이 명백하다. 에어로졸(실질적으로 공기)의 점도는 저항이 가장 적은 경로(즉, 각 개별 필라멘트를 통하지 않고 필라멘트 사이를 흐르는 경우)를 취하는 경우가 있다.
다시 말해서, 필터 및/또는 충전제 재료에서 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 통한 흐름이 없기 때문에 작동 여과 표면은 본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료에서 결코 최대화되지 않는다.
따라서, 특히, 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 설정된 목표 파라미터와 관련하여 본 발명의 필터 및/또는 충전제 재료의 성능에 영향을 미치지 않으면서 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 루멘을 폐쇄하는 꼬임을 가질 수 있다.
이러한 맥락에서 특히 주목해야 할 것은 중공 섬유로 설계된 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 연속적으로 중공일 필요가 없고 오히려 꼬임에 의해 부분적으로 폐쇄될 수도 있다는 점이다. 필라멘트는 또한 이상적인 원형에서 벗어날 수 있다.
본 발명의 실시양태는 한편으로는 지지 재료로서, 다른 한편으로는 냉각 재료로서 작용하는 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 제공한다. 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 동시에 지지 재료로서 작용함으로써, 특히 소형 마우스피스가 구현될 수 있고, 이에 의해 흡연 제품의 치수를 증가시킬 필요가 없다.
예를 들어 필터 재료 및/또는 충전제 재료가 마우스피스의 길이 방향에서 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 및 비-중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 인접 영역을 나타내는 것을 가능하게 할 수 있다. 중공 및 비-중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 혼합물도 가능할 수 있다. 대안적으로 또는 이것에 추가하여, 중공 및 비-중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 층으로 배열된 다음 권축될 수 있다. 이렇게 하면 냉각 재료 역할을 하는 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 가능한 최대 면적이 가능해지며, 이에 따라 입자가 함유된 가스를 더 잘 냉각할 수 있다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료는 특히 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 입자-함유 가스 또는 에어로졸의 흐름 방향에 대해 필수적으로 길이방향으로 배열되는 방식으로 흡연 제품에 도입될 수 있다. 따라서 그렇게 하는 것은 사용자가 마우스피스를 흡입할 때 사용자가 흡입 동작을 힘들거나 불쾌한 것으로 인식하지 않도록 감소된 압력 강하를 생기게 하는 필터 및/또는 충전제 재료를 수득할 수 있다. 입자-함유 가스 또는 에어로졸의 흐름 방향에 대한 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 정렬을 변경함으로써, 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 흡인 저항이 넓은 범위에 걸쳐 변경될 수 있고 각각의 응용 분야에 맞게 조정될 수 있다.
필터 및/또는 충전제 재료에서 중공 및 비-중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 비율을 변경하고/하거나 필터 및/또는 충전제 재료에서 입자-함유 가스 또는 에어로졸의 흐름 방향에 대해 중공 및 비-중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 정렬을 변경하는 것은 냉각 및 여과 성능을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 흡인 저항도 조절할 수 있다.
대안적으로 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로만 구성되는 필터 및/또는 충전제 재료가 제공된다. 필터 및/또는 충전제 재료는 감소된 여과 성능에서 최적의 냉각 효율이 부여된다.
본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 추가 실시양태는 필터 및/또는 충전제 재료가 입자-함유 가스 또는 에어로졸의 흐름 방향으로 마우스피스 앞에 별도의 세그먼트(segment)로서 배열되도록 제공한다. 별도의 세그먼트는 다양한 모양일 수 있다. 바람직한 예로서 원통 형상을 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 통상적인 흡연 제품은 일반적으로 실질적으로 원통형 디자인이다. 따라서 별도의 세그먼트는 또한 입자-함유 가스의 흐름 방향으로 가능한 필터 앞에 배치될 수 있다. 냉각 장치의 역할을 하고 별도의 세그먼트로 형성된 필터 및/또는 충전제 재료는 예를 들어 전체가 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로 구성될 수 있다.
별도의 세그먼트가 예를 들어 종이 또는 하우징 유형으로 만들어진 포장을 포함하여 냉각 재료로 작용하는 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 캡슐화될 수 있도록 하는 것도 가능할 수 있다. 포장 또는 하우징은 각각 사용자의 마우스피스에 의해 생성된 흡입으로 인해 흐르는 입자-함유 가스/에어로졸을 위한 입구 개구 및 출구 개구를 갖는다. 냉각 재료로서 작용하는 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 또한 선택적으로 흡연 제품, 예를 들어 캡슐화된 형태로 각각 부착될 수 있다. 이러한 방식으로 사용자는, 사용자가 필요하다고 생각할 때 입자-함유 가스만 냉각할 수 있는 옵션을 갖는다.
이미 언급된 바와 같이, 특히 본 발명의 필터 재료로부터 형성된 필터 막대의 흡인 저항은 필터 재료에서 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 비율을 변경함으로써 훨씬 더 넓은 범위에 걸쳐 변경될 수 있다.
요약하면, 적어도 부분적으로 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로 구성된 필터 재료를 사용함으로써 흡인 저항 및 여과 성능이 각각의 요구 사항에 맞게 조정될 수 있는 넓은 범위가 있고, 기존의 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트-기반 필터 재료의 경우보다 명확하게 더 유연하게 수행된다고 설명될 수 있다. 또한 냉각 효과를 다양하게 조절할 수 있다.
본 발명은 특히 마우스피스 또는 필터가 각각 필수적으로 길이방향의 무한 필라멘트의 가닥(strand) 형태인 일반적인 셀룰로오스 아세테이트로부터 형성될 수 있도록 하며, 여기서 무한 필라멘트는 바람직하게는 개별 필라멘트의 짧은 섹션이 가닥의 대부분의 길이방향과 비교하여 평행하지 않은 수렴 및 발산 방향으로 불규칙하게 배열되도록 권축된다.
본 발명에 따른 필터 재료의 하나의 가능한 실시양태에서, 필터 재료의 표면 구조는 특히 권축된 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 사용에 의해 변경될 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 권축 지수는 바람직하게는 10% 내지 60%, 특히 20% 내지 50%이다.
권축 지수 Ix는 권축 강도의 척도이다. 필터 토우의 권축 지수는 인장 시험(힘/변형률 관계)에 의해 결정된다. 그것은 시험 하중 하에서 늘어난(stretched) 길이 L2에서 초기 길이를 뺀 길이 대 예압하에서의 초기 길이 L1의 비율로 정의된다.
Figure pct00001
따라서 시험 하중은 25N이고 예압은 2.5N이다. 클램핑(clamping) 길이는 250mm이다. 함부르크에 있는 Borgwaldt GmbH사의 G02 장치에서 300mm/min의 일정한 변형률로 인장 시험에서 권축 지수를 결정한다. 측정당 10개의 개별 측정 값이 기록된다. 테스트는 20℃의 표준 기후와 60% 상대 습도에서 수행된다.
본 발명의 필터 재료는 바람직하게는 스터퍼 박스(stuffer box)에서 권축된 무한 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트, 특히 셀룰로오스-2,5-아세테이트 필라멘트로 구성된 필터 토우 형태이다. 필터 토우를 생산하기 위해, 아세톤에 약 30%셀룰로오스-2,5-아세테이트 용액을 특수 방사구를 통해 압축하고, 가열된 공기를 그 위에 불어 방적 챔버에서 아세톤을 증발시키고, 다수의 필라멘트(1,000 내지 35,000)는 그런 다음 스트립으로 모아지고 스터퍼 상자에 권축 된다. 그런 다음 제품을 건조시키고, 저장 용기에 채우고 최종적으로 300 내지 600kg 무게의 뭉치(bale)로 압축한다.
중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 스테이플(staple) 섬유를 방사하도록 설계된 방사구는 방사 용액을 방사하는 데 사용된다.
필터 토우 뭉치가 필터 또는 담배 제조업체로 이송된 후, 필터 토우는 뭉치에서 제거되고 예를 들어 간행된 공보 US 5,460,590 A에 기술된 바와 같이 필터 막대 기계에서 필터 막대로 처리된다. 필터 토우는 필라멘트를 결합하는 역할을 하는 첨가제가 제공된 스트레칭 장치에서 늘어나며, 그 다음 3차원 로빙(roving)을 형성한 후, 입구 깔때기를 통해 포맷(formatting) 장치로 공급되어 교차 축 방향으로 압축되고, 종이에 포장되어 필터 막대의 최종 길이로 절단된다.
필라멘트를 결합하기 위해 적용되는 첨가제는, 예를 들어, 적용된 후 필라멘트의 표면을 잠시 가용화시키는 글리세롤 트리아세테이트(트리아세틴)와 같은 셀룰로오스 아세테이트용 고비점 용매일 수 있다. 두 개의 필라멘트가 닿는 곳마다, 초과 첨가제가 섬유 표면으로 이동하여 이전의 액체 방울이 고형화됨에 따라 영구적인 결합 지점이 때때로 발생한다. 경화제의 전술한 이동으로 인해, 1시간 미만의 저장 기간 후에 기계적으로 강한, 3차원 가교된 필터 막대가 수득되며, 상기 필터 막대는 "공간 필터"라고도 하며 전형적으로 20mg/ml 내지 90mg/ml, 바람직하게는 30 내지 70mg/ml, 더욱 바람직하게는 40 내지 60mg/ml의 낮은 패킹 밀도를 갖는다. 경도로 인해, 이 필터 막대는 최신 담배 기계에서 어려움 없이 고속으로 가공될 수 있다.
시험에 따르면 필터 재료에 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 사용하면 길이, 직경, 흡인 저항 및 필라멘트 역가와 같은 사양을 유지하면서 공간 필터의 여과 성능을 줄이고 냉각 효율이 증가할 수 있다.
이에 따라 여과 재료에서 중공 섬유(중공-형상 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트)의 비율을 증가시킴으로써, 냉각 효율의 증가 및 여과 성능의 감소에도 불구하고 필라멘트 역가를 증가시키지 않고 흡인 저항을 요구되는 낮은 범위로 유지할 수 있다.
본 발명의 필터 재료의 구현에 따라, 특히 필터 재료에서 중공-형상(중공) 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 백분율이 20 내지 100%, 바람직하게는 40 내지 100%, 보다 바람직하게는 - 응용 분야에 따라 - 70 내지 100%로 제공된다.
특히, 여과 재료의 중공부는 바람직하게는 25 내지 90%, 바람직하게는 50 내지 80%이다. 이 중공부는 한편으로는 여과 성능에 결정적인 기여를 하고 다른 한편으로는 흡인 저항을 줄이는 데 결정적인 기여를 하는데, 이는 필터 재료에 적절한 비율의 중공 섬유가 있기 때문에 가능하지만 폐쇄 필라멘트로는 구현할 수 없다. 따라서 중공부는 섬유의 "총" 단면적에 대한 필터 재료의 "중공" 면적의 비율에 해당한다.
이러한 맥락에서 주목해야 할 것은 본 발명의 필터 재료가 특히 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 필라멘트 직경이 10 내지 30㎛ 범위의 필라멘트 직경을 갖는 기타 (합성) 중공 섬유의 필라멘트 직경보다 상당히 큰 것을 특징으로 한다는 것이다. 이에 반해, 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 필라멘트 직경은 30 내지 150㎛(외경), 바람직하게는 50 내지 120㎛(외경), 보다 바람직하게는 60 내지 100㎛(외경)의 범위이다. 이러한 방식으로 중공부는 증가될 수 있고 따라서 본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 특정 여과 성능은 상당히 감소되는 동시에 본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 냉각 효율은 증가된다.
본 발명은 또한 전술한 유형의 필터 재료로 제조된 담배 필터에 관한 것이다.
비제한적인 실시양태에 따르면, 열가소성 셀룰로오스 에스테르 섬유 재료 또는 비열가소성 셀룰로오스 에스테르 중 어느 하나의 경우, 수용성 접착제를 사용하여 본 발명에 따른 필터를 제조할 수 있다. 열가소성 셀룰로오스 에스테르 섬유 재료의 첫 번째 경우에는 두 가지 경우를 구분할 수 있다. 첫 번째 경우에, 섬유 재료는 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트와 같은 천연 열가소성 셀룰로오스 에스테르로부터 생산된다. 여기서 필터 토우를 본 발명의 필터로 가공하기 위해 추가 조치가 필요하지 않다. 예를 들어, 셀룰로오스-2,5-아세테이트와 같은 비열가소성 베이스 폴리머의 경우, 적절한 가소제를 첨가하여 동일한 것을 열가소성해야 한다.
본 발명의 필터를 생산하기 위해, 필터 토우가 뭉치에서 당겨지고, 공압(pneumatically)으로 펼쳐져 공간 필터에 대한 통상적인 방법에 따라 늘어난다.
본 발명의 교시의 맥락 내에서, 아세테이트 중량은 필터 길이 mm당 최대 5mg 및 필터 길이 mm당 적어도 약 2mg일 수 있고, 특히 필터 길이 mm당 약 3 내지 4mg이다. 필터 길이 mm당 최대값인 5mg을 초과하면, 그런 제품은 충분히 경제적이지 않다. 바람직하게는, 필터 길이 mm당 약 2mg의 최소값이 유지된다. 종래 기술에 따르면, 이 값에 미치지 못하면 원하는 최소 88% 담배 필터 경도를 더 이상 유지할 수 없게 된다.
본 발명의 교시의 맥락 내에서, 흡인 저항은 필터 길이 mm당 최대 2 mm daPa 및 필터 길이 mm당 적어도 약 0.1 daPa일 수 있고, 특히 필터 길이 mm당 0.2 daPa 내지 1 daPa이다. 필터 길이 mm당 0.3 daPa 내지 0.7 daPa의 흡인 저항이 특히 바람직하다. 필터 길이 mm당 0.3 daPa의 최소값을 유지하는 것이 바람직하다. 종래 기술에 따르면, 이 값에 미치지 못하면 원하는 최소 88% 담배 필터 경도를 더 이상 유지할 수 없게 된다.
본 발명에 필수적인 몇 가지 측면은 아래에 요약되어 있다:
제1 측면에 따르면, 본 발명은 흡연 제품 또는 HNB 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스용 필터 재료 및/또는 충전제 재료에 관한 것으로, 여기서 필터 및/또는 충전제 재료는 중공 및/또는 관형 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로서 적어도 부분적으로 형성되는 셀룰로오스 아세테이트 기반 필라멘트이다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 중공 및 특히 권축된 무한 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 및/또는 중공 및 특히 권축된 및 절단된 무한 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 포함한다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 권축 지수는 10% 내지 60%, 특히 20% 내지 50%이다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 열가소성 셀룰로오스 재료로부터 형성되고, 여기서, 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 가소제가 혼입되어 있으면 균일한 분포로 동일한 것을 함유하고/하거나 수용성 접착제가 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 표면에 존재한다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 가소제가 사용될 경우, 가소제 함량은 1% 내지 40%이다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 가소제가 사용되는 경우, 트리아세틴, 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트 및/또는 시트르산 디에틸 에스테르가 동일하다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 5 내지 30 데니어(denier), 바람직하게는 10 내지 25 데니어, 보다 바람직하게는 15 내지 20 데니어의 섬도(fineness)를 갖는다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 필터 및/또는 충전제 재료의 총 역가는 4,000 내지 40,000 데니어, 바람직하게는 6,000 내지 30,000 데니어이다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 중공부는 - 필터 및/또는 충전제 재료의 섬유에 직교하는 섹션과 관련하여 - 25% 내지 90%, 바람직하게는 50% 내지 80%의 양이다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태의 변형에 따르면, 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 필라멘트 직경은 30 내지 150㎛(외경), 바람직하게는 50 내지 120㎛(외경), 보다 바람직하게는 60 내지100㎛(외경)의 범위이다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 질량 분율은 20 내지 100%, 바람직하게는 50 내지 100%, 보다 바람직하게는 70 내지 100%이다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 불규칙한 배열로 서로 이격되어 있고, 이에 의해 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 가교되고, 이에 의해 연결 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 서로 꼬이거나 얽히게 된다.
필터 재료 및/또는 충전제 재료의 일 실시양태 변형에 따르면, 결합제, 특히 유기 또는 무기 결합제가 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 결합하기 위해 추가로 제공된다.
추가 측면에 따르면, 본 발명은 흡연 제품 또는 HNB 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스에 관한 것으로, 마우스피스는 전술한 본 발명 유형의 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 포함한다.
추가 측면에 따르면, 본 발명은 전술한 본 발명 유형의 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 갖는 담배 필터 또는 담배 필터 요소에 관한 것이다.
담배 필터 또는 담배 필터 요소 각각의 실시양태 변형에 따르면, 다음 특징들 중 적어도 하나의 특징이 구현된다:
ㆍ 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 섬유 밀도는 10 내지 70kg/m3, 바람직하게는 20 내지 70kg/m3, 더욱 바람직하게는 40 내지 60kg/m3이고;
ㆍ 담배 필터 또는 담배 필터 요소는 적어도 88%의 필트로나 경도, 바람직하게는 88% 내지 95%의 필트로나 경도, 보다 바람직하게는 90% 내지 93%의 필트로나 경도를 가지며;
ㆍ 담배 필터 또는 담배 필터 요소는 필터 길이 mm당 적어도 0.1daPa의 흡인 저항, 바람직하게는 필터 길이 mm당 0.2daPa 내지 1.0daPa의 흡인 저항, 보다 바람직하게는 필터 길이 mm당 0.3daPa 내지 0.7daPa의 흡인 저항을 갖고;
ㆍ 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 가소제를 포함하고, 여기서 가소제 함량은 1% 내지 40%이다.
담배 필터/담배 필터 요소의 실시양태 변형에 따르면, 특히 캡슐형 또는 캡슐 같은 향미 방출 요소가 필터 재료 및/또는 충전제 재료에 추가로 포함된다.
담배 필터/담배 필터 요소의 실시양태 변형에 따르면, 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트에 추가하여, 담배 필터 또는 담배 필터 요소는 각각 또한 고체 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 포함한다.
추가 측면에 따르면, 본 발명은 흡연 제품 또는 HNB 제품에서의 본 발명의 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 용도에 관한 것이다.
추가 측면에 따르면, 본 발명은 흡연 제품 또는 HNB 제품에 사용하기 위한 마우스피스용 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 여기서 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 바람직하게는 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 스테이플 섬유로 구성되며, 여기서 아세톤 중 적어도 53%의 아세틸 값을 갖는 셀룰로오스 아세테이트 용액이 다수의 개구를 갖는 방사구를 통해 압축되고, 이에 의해 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 이어서 필요에 따라 셀룰로오스 아세테이트 스테이플 섬유로 절단하고, 이로써 수득된 다수의 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 스테이플 섬유를 적용 가능한 경우 잠재적으로 권축되는 필터 토우로 모으고, 여기서 셀룰로오스 아세테이트 용액이 가압되는 방사구는 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 방사되도록 설계된다.

Claims (23)

  1. 흡연 제품 또는 HNB 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스(mouthpiece)용 필터 재료 및/또는 충전제(filler) 재료에 관한 것으로서, 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 중공(hollow) 및/또는 관형(tubular) 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트로서 적어도 부분적으로 형성되는 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 기반으로 하는, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 중공 및 특히 권축된(crimped) 무한 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 및/또는 중공 및 특히 권축된 및 절단된 무한 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 포함하는, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 권축 지수가 10% 내지 60%, 특히 20% 내지 50%인 것인, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 열가소성 셀룰로오스 재료로부터 형성되고, 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 가소제가 혼입되면, 균일한 분포로 동일한 것을 함유하고/하거나, 수용성 접착제가 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 표면에 존재하는, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 가소제가 사용되는 경우, 상기 가소제 함량은 1% 내지 40%인 것인, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가소제가 사용되는 경우, 트리아세틴, 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트 및/또는 시트르산 디에틸 에스테르가 동일한 것인, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 5 내지 30 데니어(denier), 바람직하게는 10 내지 25 데니어, 및 보다 바람직하게는 15 내지 20 데니어의 섬도(fineness)를 갖는 것인, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 총 역가(titer)는 4,000 내지 40,000 데니어, 및 바람직하게는 6,000 내지 30,000 데니어인, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 중공부는 - 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 섬유에 직교하는 섹션과 관련하여 - 25% 내지 90%, 및 바람직하게는 50% 내지 80%의 양인, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 필라멘트 직경은 30 내지 150㎛(외경), 및 바람직하게는 50 내지 120㎛(외경), 및 보다 바람직하게는 60 내지 100㎛(외경)의 범위인, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트의 질량 분율은 20 내지 100%, 바람직하게는 50 내지 100%, 및 보다 바람직하게는 70 내지 100%인, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 불규칙한 배열로 서로 이격되어 있고, 여기서 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트는 가교되고, 이에 의해 연결되는 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 서로 꼬이고/꼬이거나 얽히게 되는, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제, 특히 유기 또는 무기 결합제가 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 결합하기 위해 추가로 제공되는, 필터 재료 및/또는 충전제 재료.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 포함하는, 흡연 제품 또는 HNB 제품과 함께 사용하기 위한 마우스피스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 섬유 밀도는 10 내지 70kg/m3, 및 바람직하게는 20 내지 70kg/m3, 및 더욱 바람직하게는 40 내지 60kg/m3이고/이거나; 담배 필터 또는 담배 필터 요소(filter element)는 적어도 88%의 필트로나 경도(Filtrona hardness), 및 바람직하게는 88% 내지 95%의 필트로나 경도, 및 보다 바람직하게는 90% 내지 93%의 필트로나 경도를 가지고/가지거나; 상기 담배 필터 또는 담배 필터 요소는 필터 길이 mm당 적어도 0.1daPa의 흡인 저항, 및 바람직하게는 필터 길이 mm당 0.2daPa 내지 1.0daPa의 흡인 저항, 및 보다 바람직하게는 필터 길이 mm당 0.3daPa 내지 0.7daPa의 흡인 저항을 갖고/갖거나; 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 가소제를 포함하고, 여기서 상기 가소제 함량은 1% 내지 40%인, 마우스피스.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 특히 캡슐형 또는 캡슐 같은 향미 방출 요소가 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료에 추가로 혼입되는, 마우스피스.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트에 추가하여, 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료가 또한 고체 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 포함하는, 마우스피스.
  18. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 포함하는 담배 필터 또는 담배 필터 요소(filter element).
  19. 제18항에 있어서, 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 섬유 밀도가 10 내지 70kg/m3, 및 바람직하게는 20 내지 70kg/m3, 및 더욱 바람직하게는 40 내지 60kg/m3이고/이거나;
    상기 담배 필터 또는 담배 필터 요소가 적어도 88%의 필트로나 경도, 및 바람직하게는 88% 내지 95%의 필트로나 경도, 및 보다 바람직하게는 90% 내지 93%의 필트로나 경도를 가지고/가지거나;
    상기 담배 필터 또는 담배 필터 요소가 필터 길이 mm당 적어도 0.1daPa의 흡인 저항, 및 바람직하게는 필터 길이 mm당 0.2daPa 내지 1.0daPa의 흡인 저항, 및 보다 바람직하게는 필터 길이 mm당 0.3daPa 내지 0.7daPa의 흡인 저항을 갖고/갖거나:
    상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료는 가소제를 포함하고, 이에 의해 상기 가소제 함량은 1% 내지 40%인, 담배 필터 또는 담배 필터 요소.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 특히 캡슐형 또는 캡슐 같은 향미 방출 요소가 상기 필터 재료 및/또는 충전제 재료에 추가로 혼입되는, 담배 필터 또는 담배 필터 요소.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트에 추가하여, 상기 담배 필터 또는 담배 필터 요소가 각각 또한 고체 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 포함하는, 담배 필터 또는 담배 필터 요소.
  22. 흡연 제품 또는 HNB 제품에서의 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 필터 재료 및/또는 충전제 재료의 용도.
  23. 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 스테이플(staple) 섬유로 구성되는, 흡연 제품 또는 HNB 제품 특히, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 필터 재료 및/또는 충전제 재료에 사용하기 위한 마우스피스용 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 아세톤 중 적어도 53%의 아세틸 값을 갖는 셀룰로오스 아세테이트 용액이 다수의 개구를 갖는 방사구를 통해 압축되고, 상기 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트를 이어서 필요에 따라 셀룰로오스 아세테이트 스테이플 섬유로 절단하고, 이로써 수득된 다수의 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 스테이플 섬유를 적용 가능한 경우 잠재적으로 권축된 필터 토우로 모으고, 여기서 셀룰로오스 아세테이트 용액이 가압되는 방사구는 중공 셀룰로오스 아세테이트 필라멘트가 방사되도록 설계되는, 필터 재료 및/또는 충전제 재료를 제조하는 방법.
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