KR20230100667A - 이형단면 라이오셀 소재, 담배 필터 및 그 제조방법 - Google Patents

이형단면 라이오셀 소재, 담배 필터 및 그 제조방법 Download PDF

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서승동
황영남
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양진철
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하성훈
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Abstract

본 출원은 이형단면 라이오셀 소재, 상기 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터 및 이들의 제조방법에 관한 것이다. 상기 라이오셀 소재 및 이를 포함하는 담배 필터는 종래 셀룰로오스 아세테이트 재료와 필터를 대체하면서, 생분해성이 우수할 뿐 아니라 우수한 필터 제조 공정성 및 우수한 담배 물성(예: 흡인 저항)을 제공한다.

Description

이형단면 라이오셀 소재, 담배 필터 및 그 제조방법{Lyocell material with noncircle cross section, cigarette filter and manufacturing method for thereof}
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2021년 12월 28일자 한국특허출원 제10-2021-0190178호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 출원은 이형단면 라이오셀 소재, 이를 포함하는 담배 필터 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.
담배 필터 소재로는 셀룰로오스 아세테이트 섬유가 주로 사용되어 왔다. 셀룰로오스 아세테이트는 생분해 가능한 물질로 알려져 있으나, 셀룰로오스 아세테이트로 이루어진 담배 필터는 토양 중에 매설된 후에도 1 년 내지 2 년 동안은 그 원형을 유지하며 존재하고, 완전히 생분해 될때까지 상당한 시간이 걸린다. 흡연에 사용된 후 쓰레기로서 회수되어 매립되는 담배 제품뿐 아니라 생활환경에 투기되어 방치되는 담배 제품의 양과 그 독성을 고려하면, 담배 필터의 생분해성을 보다 개선하는 것이 필요하다.
한편, 담배는 연소할 때 발생하는 연기를 흡입하며 즐기는 기호품이므로, 흡연 연기의 농도가 균일할수록 담배의 품질이 우수하다고 평가될 수 있다. 흡연 연기의 농도 균일성과 관련하여 평가될 수 있는 항목 중 하나가 필터의 흡인 저항인데, 흡인 저항은 필터의 여과 효율 증가에 따라 비례하여 증가하는 경향을 보이는 것으로 알려져 있다. 즉, 흡인 저항이 우수한 담배용 필터는 유해물질에 대한 우수한 여과 성능뿐 아니라 우수한 사용자 만족감(품질)을 제공한다고 할 수 있다.
따라서, 종래 셀룰로오스 아세테이트 소재를 대체하면서도, 흡인 저항과 같은 필터의 물성을 종래 기술 대비 동등 수준 이상으로 구현할 수 있는 필터 재료에 대한 개발이 필요하다.
본 출원의 일 목적은 담배 필터용으로 상용화된 셀룰로오스 아세테이트를 대체할 수 있는 라이오셀 소재를 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 목적은 그 제조 과정이 친환경적이고, 폐기시 생분해성이 우수한 담배 필터용 라이오셀 소재를 제공하는 것이다.
본 출원의 또 다른 목적은, 후술하는 이형도 및 폭 비율을 만족하는 것과 같이, 소정 형상 또는 형태를 갖는 이형단면 라이오셀 소재를 제공하는 것이다.
본 출원의 또 다른 목적은 담배 필터용 소재의 특성(예: 흡인 저항)을 충분히 만족하거나 개선할 수 있는 담배 필터용 라이오셀 소재를 제공하는 것이다.
본 출원의 또 다른 목적은, 담배용 라이오셀 필터를 제공하는 것이다.
본 출원의 또 다른 목적은, 라이오셀 필터를 포함하는 담배를 제공하는 것이다.
본 출원의 또 다른 목적은, 상기 라이오셀 소재, 필터 및 담배 제조와 관련한 공정성을 개선하는 것이다.
본 출원의 상기 목적 및 기타 목적은 아래 상세히 설명되는 본 출원 발명에 의해 모두 해결될 수 있다.
본 출원의 구체예에 따르면, 소정 형상의 단면을 갖는(예: 후술하는 이형도 및 폭 비율을 만족) 이형단면 라이오셀 소재, 이를 포함하는 담배 필터 및 이들의 제조방법이 제공된다.
구체적으로, 본 출원의 발명자는 아래 설명되는 것과 같이 소정의 형상과 섬도를 만족하는 이형 단면사가 원형 단면사 대비 높은 비표면적을 제공하는 등의 이유로 우수한 필터 기능(예: 흡인 저항)을 부여할 수 있다는 것을 확인하고, 후술하는 구성의 라이오셀 소재, 이를 포함하는 담배 필터 및 이들의 제조방법을 발명하기에 이르렀다.
이하에서는, 본 출원에 따른 라이오셀 소재, 이를 포함하는 담배 필터 및 이들의 제조방법을 보다 자세히 설명한다.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 소정 형상과 섬도를 만족하는 이형단면 라이오셀 소재의 제조방법에 관한 것이다. 상기 라이오셀 소재는 담배 필터를 제조하는데 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 방법은, 적어도 3개의 돌기를 갖는 이형단면 형성 방사구금을 이용하여 라이오셀 도프를 방사하는 단계; 방사된 라이오셀 도프를 응고시켜 라이오셀 멀티 필라멘트를 얻는 단계; 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 유제처리하는 단계; 및 라이오셀 멀티 필라멘트에 스팀(steam)과 압력이 가해지도록, 상기 유제 처리된 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림프 장치(crimp machine)에 투입하는 크림프 부여 단계를 포함한다. 그리고, 상기 단계를 거쳐 제조된 라이오셀 멀티 필라멘트(예: 유제처리된 라이오셀 멀티 필라멘트)는 총섬도가 15,000 내지 45,000 데니어이고, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트는 그 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어이다.
상기 방법에 따라 제조된 라이오셀 소재는 이형단면을 가질 수 있다. 이형단면이란, 그 단면이 원형이 아니라 다수개의 돌기를 포함하는 형상인 경우를 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서와 같이, 복수의 돌기(예: 3개 이상의 돌기)가 중심부로부터 연장된 형상의 단면을 이형단면이라고 할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 이형단면 라이오셀 소재는 중심부로부터 분지된 돌기를 3 개 이상 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 이형단면 라이오셀 소재는 4 개, 5개 또는 그 이상인 이형돌기가 그 중심부로부터 서로 상이한 방향으로 연장된 단면 형상을 가질 수 있다.
특별히 제한되지 않으나, 돌기가 3개 인 경우에는 Y형 단면을 가질 수 있고, 돌기가 4 개인 경우에는 십자형 단면을 가질 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 방법에 따라 제조된 라이오셀 소재의 이형단면은 소정 이형도 및 폭 비율을 만족한다.
구체적으로, 중심부로부터 연장된 각 돌기는 그 형상과 관련하여 아래 관계식 1로 계산되는 이형도가 0.6 이상이고, 아래 관계식 2로 계산되는 폭 비율이 0.5 내지 2.0 이다.
<관계식 1>
이형도 = L/W
<관계식 2>
폭 비율 = W1/W2
이형도와 관련하여, L은 중심부로부터 연장되는 돌기의 길이, 또는 돌기가 분지된 방향으로 연장된 길이를 의미한다. 구체적으로, L은 돌기의 길이를 의미하는 것으로서 어느 하나의 돌기가 그와 직접 인접한 2개의 돌기와 각각 만나게 되는 2개의 지점을 연결한 돌기 폭에 해당하는 직선의 중앙에서 (길이를 구하고자 하는) 돌기의 말단지점까지의 거리(예: 최장 거리 또는 길이)로 계산될 수 있다.
이형도와 관련하여 W는 돌기의 폭(또는 너비)을 의미한다. 구체적으로, 상기와 같이 정해진 돌기의 길이(L)를 나타내는 선을 기준으로 할 때(즉, 도 1에서 L을 기준선으로 할 때), W는 상기 기준선 길이의 10%에 해당하는 지점의 돌기 폭(W1)과 상기 기준선 길이의 90%에 해당하는 지점의 돌기 폭(W2)의 산술평균 값(W=(W1 + W2)/2)으로 계산된다. 돌기의 폭(W, W1, W2) 길이를 구할 때, 상기 폭(W, W1, W2) 길이를 구하기 위한 직선은 돌기의 길이(L)에 대해 수직일 수 있다.
하나의 예시에서, 이형도를 계산하기 위한 돌기의 길이와 폭은 모노 필라멘트의 이형단면이 갖는 각 돌기에 대하여 길이 및 폭을 계산한 후에 돌기의 개수에 따라 나누어진 산술 평균값일 수 있다.
본 출원의 구체예에서, L은 W 보다 클 수 있다.
상기와 같은 이형단면을 갖는 토우가 담배 필터에 적용되는 경우, 필터 특성(예: 흡인 저항, 필터 원주)을 균일하게 구현할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기와 같이 계산되는 이형단면 라이오셀 소재의 이형도(관계식 1)는 0.7 이상, 0.8 이상, 0.9 이상, 1.0 이상, 1.1 이상, 1.2 이상, 1.3 이상, 1.4 이상, 1.5 이상, 1.6 이상, 1.7 이상, 1.8 이상, 1.9 이상, 2.0 이상, 2.1 이상, 2.2 이상, 2.3 이상, 2.4 이상 또는 2.5 이상일 수 있다. 그리고, 그 상한은 예를 들어, 4.0 이하, 3.5 이하, 구체적으로는 3.0 이하, 2.9 이하, 2.8 이하, 2.7 이하, 2.6 이하, 2.5 이하, 2.4 이하, 2.3 이하, 2.2 이하, 2.1 이하 또는 2.0 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기와 같이 계산되는 라이오셀 소재의 폭 비율(관계식 2)은 0.6 이상, 0.7 이상, 0.8 이상, 0.9 이상, 1.0 이상, 1.1 이상, 1.2 이상, 1.3 이상, 1.4 이상, 1.5 이상, 1.6 이상, 1.7 이상 또는 1.8 이상일 수 있다. 그리고 그 상한은 1.9 이하, 1.8 이하, 1.7 이하, 1.6 이하, 1.5 이하, 1.4 이하, 1.3 이하, 1.2 이하 또는 1.1 이하일 수 있다.
상기 이형도 및 폭 비율을 만족하는 이형단면 섬유는, 원형단면 섬유 또는 상기 이형도 및 폭 비율을 만족하지 못하는 이형단면 섬유를 사용한 경우 보다, 표면적을 증가시켜 담배연기 제거 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 이형도(관계식 1) 및 폭 비율(관계식 2)이 상술한 값보다 작은 경우, 비표면적이 점점 원형 단면적으로 수렴하게 되므로, 충분한 비표면적을 확보할 수 없다. 또한, 상술한 이형도(관계식 1) 및 폭 비율(관계식 2) 값이 상술한 값을 초과하는 경우에는 담배 필터 제조시 동일 또는 유사한 양(예: g)의 필라멘트를 필터 제조시 충진하더라도 이형 단면의 특징인 넓은 비표면적 부여 효과가 줄어들기 때문에, 필터 물성(예: 흡인 저항)을 구현하기 어렵다.
이하에서, 본 출원 구체예에 따른 라이오셀 소재의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
(a) 라이오셀 도프 방사 단계
해당 단계는 적어도 3개의 돌기를 갖는 이형단면 형성 방사구금을 이용하여 라이오셀 방사 도프를 방사하는 단계이다. 방사 도프는 라이오셀 도프, 즉 셀룰로오스(또는 셀룰로오스 펄프) 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-Noxide; NMMO)를 포함할 수 있다.
적어도 3 개의 돌기를 갖는 이형단면을 형성할 수 있는 방사 구금의 종류 또는 설계 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 3 개의 이상의 돌기에 대응하는 형상을 갖는 구금이 사용될 수 있다. 또는 3개 이상의 돌기를 형성할 수 있도록 적어도 3 개의 홀이 인접하여 형성된 단위 홀을 복수 개 갖는 방사 기기가 사용될 수도 있다.
상용화된 셀룰로오스 아세테이트 필터는 미세 플라스틱 발생의 주 원인으로 지적되고 있다. 그러나, 라이오셀 섬유 제조시 사용되는 아민 옥사이드계 용매는 재활용이 가능하며 폐기 시에도 생분해되는 것과 같이, 라이오셀 재료는 그 생산 공정에서 일체의 오염물질을 발생시키지 않는다. 나아가, 라이오셀 토우는 비교적 짧은 시간 내에 생분해되어 제거되기까지 하므로, 라이오셀은 셀룰로오스 아세테이트 보다 친환경적인 재료이다.
하나의 예시에서, 상기 방사 도프 중 셀룰로오스의 함량은 도프 전체 중량 100 중량%를 기준으로, 5 내지 15 중량% 일 수 있다. 셀룰로오스의 함량이 지나치게 적을 경우, 라이오셀 섬유의 특성을 구현하기 어렵고, 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 용매 상에 용해되기 어렵다. 이를 고려하여, 상기 방사 도프 중 셀룰로오스의 함량은 6 중량% 이상, 7 중량% 이상, 8 중량% 이상, 9 중량% 이상 또는 10 중량% 이상일 수 있고, 그 상한은 예를 들어, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하, 11 중량% 이하, 10 중량% 이하 또는 9 중량% 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 방사 도프는 N-메틸모폴린-N-옥사이드(NMMO) 수용액을 포함할 수 있다. 상기 수용액은 셀룰로오스의 용해 정도 및 공정 온도 등을 고려하여, 예를 들어, N-메틸모폴린-N-옥사이드 80 내지 95 중량비 및 물 5 내지 20 중량비를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 펄프는, 전체 셀룰로오스 100 중량% 대비, 알파-셀룰로오스의 함량이 85 내지 97 중량%인 것일 수 있다.
또한, 본 출원의 구체예에서, 상기 셀룰로오스의 중합도(DPw)는 600 내지 1700 일 수 있다.
방사 구금의 노즐 온도, 구체적으로, 방사 온도는 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있다. 방사 온도에 따라 방사 도프의 점도가 달라지면서 토출이 잘 이루어지지 않을 수 있는 점을 고려하여, 방사 온도는 예를 들어, 100 ℃ 내지 120 ℃, 또는 100 ℃ 내지 110 ℃ 의 온도에서 이루어질 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 방사 단계는 상술힌 모노 필라멘트 및/또는 멀티 필라멘트의 섬도를 만족할 수 있도록 제어된 방사 조건하에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 방사 도프를 방사하는 단계는 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어일 수 있도록 제어된 방사 조건 하에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 방사 도프의 토출량 및 방사 속도 중에서 선택되는 하나 이상의 방사 조건이 적절히 제어되어 라이오셀 소재를 형성하는 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어 범위를 만족하게 될 수 있다. 이때, 필라멘트의 단섬도란, 멀티 필라멘트로부터 분리된 한 올 모노 필라멘트의 섬도를 의미한다. 또한, 경우에 따라서 필라멘트의 가닥수를 조절하는 방식으로 총섬도가 소정 범위로 제어될 수 있다.
구체적으로, 상기 필라멘트의 단섬도는 예를 들어, 7.5 데니어 이하, 7.0 데니어 이하, 6.5 데니어 이하, 6.0 데니어 이하, 5.5 데니어 이하, 5.0 데니어 이하 또는 4.5 데니어 이하 일 수 있다. 그리고, 그 하한은 예를 들어, 2.0 데니어 이상, 2.5 데니어 이상, 3.0 데니어 이상, 3.5 데니어 이상, 4.0 데니어 이상, 5.0 데니어 이상, 5.5 데니어 이상 또는 6.0 데니어 이상일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 것이, 담배 필터의 안정적인 흡인 저항 구현과 공정성 확보에 보다 유리할 수 있다.
방사 구금을 통해 토출된 방사 도프는 후술하는 응고 단계를 거칠 수 있다.
(b) 응고 및 멀티 필라멘트의 수득 단계
해당 단계에서는 방사된 라이오셀 방사 도프가 응고되고, 라이오셀 멀티 필라멘트가 수득될 수 있다.
상기 응고에는 방사도프가 공기 및/또는 응고액과 접촉하는 방식이 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 응고는, 방사된 라이오셀 도프에 냉각 공기를 공급하는 1차 응고 단계; 및 1차 응고된 방사 도프를 응고액에 투입하여 응고시키는 2차 응고 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 응고 방식에 따라, 방사 구금에서 토출된 라이오셀 도프는 방사 구금과 응고조 사이의 공간(에어 갭 구간)에서 1차 응고될 수 있다. 이러한 에어 갭 구간에는 예를 들어, 구금의 안쪽에 위치하는 공냉부로부터 구금의 안쪽에서 바깥쪽으로 냉각 공기가 공급될 수 있다. 그 외에도, 관련분야에서 알려진 소위 에어??칭 방식 또는 수단에 의해 1차 응고가 이루어질 수 있다.
하나의 예시에서, 1차 응고에 사용되는 냉각 공기의 온도 상한은 예를 들어, 15 ℃ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 냉각 공기는 14 ℃ 이하, 13 ℃ 이하, 12 ℃ 이하, 11 ℃ 이하 또는 10 ℃ 이하 온도의 공기일 수 있다. 상기 온도를 초과하는 경우, 공기에 의한 방사 도프 응고가 충분히 되지 않고, 방사 관련 공정성이 좋지 못하다.
상기 냉각 공기의 하한은 방사 공정성 및/또는 필라멘트의 단면 균일성 등을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 냉각 공기의 온도가 4 ℃ 미만인 경우에는 구금의 표면이 식고, 필라멘트의 표면이 불균일해지며, 방사 공정성도 저하한다. 이를 고려할 때, 상기 냉각 공기는 5 ℃ 이상, 6 ℃ 이상, 7 ℃ 이상, 8℃ 이상 또는 9 ℃ 이상일 수 있다.
상기 냉각 공기가 공급되는 정도는 충분한 응고, 방사 공정성, 및 필라멘트의 물성에 대한 영향 등을 고려하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 방사 도프에는 70 내지 300 Nm3/h의 풍량으로 공기가 공급될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 풍량은 100 Nm3/h 이상 또는 150 Nm3/h 이상일 수 있고, 그 풍량의 상한은 예를 들어, 250 Nm3/h 이하 또는 200 Nm3/h 이하일 수 있다.
상기와 같은 1차 응고 후에, 냉각된 방사 도프는 응고액이 담겨 있는 응고조 또는 배스(bath)에 공급될 수 있다(2차 응고). 적절한 응고의 진행을 위해, 상기 응고액의 온도는 예를 들어, 30 ℃ 이하 또는 25 ℃ 이하일 수 있다. 그리고, 상기 응고액의 온도는 10 ℃ 이상, 15 ℃ 이상 또는 20 ℃ 이상일 수 있다. 상기 온도를 유지하는 경우, 응고 속도가 적절히 유지될 수 있다.
상기와 같은 2차 응고를 위한 응고액의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 응고액은 물 및 N-메틸모폴린-N-옥사이드(NMMO) 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
특별히 제한되지는 않으나, 응고액이 물과 NMMO를 포함하는 경우에, 응고액 중 물의 함량은 60 내지 90 중량% 이고, NMMO의 함량은 10 내지 40 중량% 일 수 있다. 또는 상기 응고액은 70 내지 80 중량%의 물 및 20 내지 30 중량%의 NMMO를 포함할 수 있다. 이러한 응고액의 농도는 센서 등을 이용하여 제조 공정 동안 유지되도록 제어될 수 있다.
(c) 수세 단계
필요에 따라, 상술한 응고 및 멀티 필라멘트 단계 이후에 멀티 필라멘트에 대한 수세가 이루어질 수 있다. 이러한 수세에 의해 필라멘트 내 잔존하는 NMMO 및/또는 그 외 불순물이 제거될 수 있다.
수세를 수행하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 견인롤러를 이용하여 응고된 라이오셀 멀티 필라멘트를 수세조로 도입하는 방식으로, 수세가 이루어질 수 있다. 또는, 견인롤러에 의해 다음 단계로 이동하는 과정에서 수세액이 분사되는 방식으로 수세될 수도 있다.
수세액의 성분은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 상기 수세액은 물을 포함할 수 있고, 그 외에 공지된 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
또한, 수세 후 재사용 등을 고려하여, 상기 수세액은 100 ℃ 이하의 온도로 조절되어 사용될 수 있다.
(d) 유제 처리 단계
해당 단계는 필라멘트에 가해지는 마찰을 줄여주고, 후술하는 크림프 부여 단계에서 크림프가 잘 형성될 수 있도록 필라멘트의 표면에 유제를 부여하는 단계이다.
특별히 제한되지 않으나, 유제 처리는 멀티 필라멘트가 유제 속에 완전히 잠길 수 있도록 유제가 채워진 배스(bath)에 멀티 필라멘트를 침지하는 방식으로 이루어질 수 있다. 또는 견인롤러에 의해 다음 단계로 이동하는 과정에서 유제액이 분사되는 방식으로 유제처리가 이루어질 수도 있다.
상기와 같이 유제 처리가 된 후에 멀티 필라멘트에 도포된 유제의 양이 일정할 수 있도록, 유제 처리 단계 전 및/또는 후에 위치한 롤(roll) 등이 멀티 필라멘트의 표면의 유제를 짜내도록 하는 공정이 추가로 이루어질 수도 있다.
하나의 예시에서, 상기 유제 처리는, 유제 처리된 멀티 필라멘트 100 중량%를 기준으로, 유제의 함량이 약 5 중량% 이하일 수 있도록 이루어 질 수 있다. 구체적으로, 유제 처리된 멀티 필라멘트 중 유제의 양은 4 중량% 이하, 3 중량% 이하 또는 2 중량% 이하일 수 있고, 그리고 0.5 중량% 이상, 1 중량% 이상 또는 2 중량% 이상일 수 있다.
사용 가능한 유제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 관련 기술분야에서 알려진 공지의 것이 사용될 수 있다.
경우에 따라서, 상기와 같은 유제 처리 후에는 유제에 대한 건조가 이루어질 수 있다.
본 출원에 관한 구체예예서, 상기 상술한 단계 중 하나 이상은 상술한 모노 필라멘트 및/또는 멀티 필라멘트의 섬도를 만족할 수 있도록 제어된 조건에서 수행될 수 있다. 이때, 필라멘트의 단섬도는 멀티 필라멘트로부터 분리된 한 올 모노 필라멘트의 섬도를 의미한다.
구체적으로, 상기 필라멘트의 단섬도는 예를 들어, 7.5 데니어 이하, 7.0 데니어 이하, 6.5 데니어 이하, 6.0 데니어 이하, 5.5 데니어 이하, 5.0 데니어 이하, 4.5 데니어 이하, 4.0 데니어 이하, 3.5 데니어 이하 또는 3.0 데니어 이하일 수 있다. 그리고, 그 하한은 예를 들어, 2.0 데니어 이상, 2.5 데니어 이상, 3.0 데니어 이상, 3.5 데니어 이상 또는 4.0 데니어 이상일 수 있다. 후술하는 비교예에서 확인되는 것처럼, 필라멘트의 단섬도가 상술한 범위를 벗어나면 담배 필터의 흡인 저항이 크게 낮아질 수 있다.
특별히 제한되지는 않으나, 상술한 섬도 범위를 확보할 수 있도록 제어되는 단계는 상술한 방사 단계일 수 있다. 또는, 상술한 단섬도 범위를 확보할 수 있도록, 상술한 방사, 응고, 수세 및 유제 처리 단계가 모두 제어될 수 있다.
(e) 크림프 부여 단계
크림프 부여 단계는, 유제 처리된 라이오셀 멀티 필라멘트에 스팀과 압력을 가하여 크림프 토우(crimped tow)를 수득할 수 있게 하는 단계로서, 소위 크림핑(crimping) 단계로 호칭될 수 있다.
크림핑을 통해 멀티 필라멘트에 웨이브를 부여하고, 섬유가 벌크한(bulky) 특성을 가질 수 있다. 크림핑은 스터퍼 박스(stuffer box) 및/또는 스팀박스(steam box)를 포함하는 것과 같이 공지된 크림프 장치를 이용하여 수행될 수 있고, 사용 가능한 크림프 장치는 예를 들어, 후술하는 스팀 압력 및 롤 압력을 부여할 수 있는 장치이면 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예시에서, 상기 크림프 부여 단계는 우선 라이오셀 멀티 필라멘트에 스팀을 공급하여 멀티 필라멘트를 예열 및 팽윤시키고, 이어서 멀티 필라멘트를 프레스 롤러로 가압하여 멀티 필라멘트에 주름을 형성하는 방식으로 수행될 수 있다. 이때, 스팀 공급에는 스팀 박스가 사용될 수 있고, 이러한 스팀 박스는 크림프 장치 전단에 위치할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 크림프 부여 단계는 프레스 롤러에 의한 멀티 필라멘트 가압과 스팀 부여가 동시에 이루어지는 방식으로 수행될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 크림프 부여 단계는 우선 라이오셀 멀티 필라멘트에 스팀을 공급하여 멀티 필라멘트를 예열 및 팽윤시키고, 이어서 프레스 롤러에 의한 멀티 필라멘트 가압과 스팀 부여가 동시에 이루어지는 방식으로 수행될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 크림프 부여 단계는 크림프 장치(구체적으로는 프레스 롤러) 투입 전에 투입된 멀티 필라멘트에 0.1 내지 2.0 kgf/cm2의 스팀을 가하면서 수행될 수 있다. 본 출원의 구체예에에서, 0.2 kgf/cm2 이상, 0.3 kgf/cm2 이상, 0.4 kgf/cm2 이상, 0.5 kgf/cm2 이상 또는 0.6 kgf/cm2 이상의 스팀이 스팀 박스(steam box)에 의해 제공될 수 있다. 또한, 1.5 kgf/cm2 이하, 1.4 kgf/cm2 이하, 1.3 kgf/cm2 이하, 1.2 kgf/cm2 이하, 1.1 kgf/cm2 이하 또는 1.0 kgf/cm2 이하의 스팀이 제공될 수 있다. 스팀 공급량 또는 압력이 상술한 범위 미만인 경우 크림프가 원활하게 형성되지 않을 수 있다. 그리고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 필라멘트의 유연성이 높아져 크림프 장치 내에서 필라멘트에 과도한 크림프가 부여되어, 크림프 장치를 통과하지 못할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 크림프 부여단계는 롤러(roller)를 이용하여 크림프 장치에 투입된 멀티 필라멘트에 1.5 내지 4.0 kgf/cm2의 압력을 가하면서 수행될 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 1.6 kgf/cm2 이상, 1.7 kgf/cm2 이상, 1.8 kgf/cm2 이상, 1.9 kgf/cm2 이상, 2.0 kgf/cm2 이상, 2.1 kgf/cm2 이상, 2.2 kgf/cm2 이상, 2.3 kgf/cm2 이상, 2.4 kgf/cm2 이상 또는 2.5 kgf/cm2 이상의 압력이 프레스 롤러(press roller)를 통해 멀티 필라멘트에 가해질 수 있다. 또한, 3.9 kgf/cm2 이하, 3.8 kgf/cm2 이하, 3.7 kgf/cm2 이하, 3.6 kgf/cm2 이하, 3.5 kgf/cm2 이하, 3.4 kgf/cm2 이하, 3.3 kgf/cm2 이하, 3.2 kgf/cm2 이하, 3.1 kgf/cm2 이하, 3.0 kgf/cm2 이하, 2.9 kgf/cm2 이하, 2.8 kgf/cm2 이하, 2.7 kgf/cm2 이하, 2.6 kgf/cm2 이하 또는 2.5 kgf/cm2 이하의 압력이 가해질 수 있다. 롤러의 압력이 상기 범위 미만인 경우 원하는 크림프 수가 충분히 형성되지 않을 수 있다. 그리고, 롤러 압력이 상기 범위를 초과하는 경우에는 누르는 힘이 너무 강하여 필라멘트가 크림프 장치에 원활하게 투입되지 못하거나 스터퍼 박스를 통과하지 못할 수 있다. 상기 압력을 제공하는 프레스 롤러에 의해 멀티 필라멘트에 주름이 형성될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 크림프 부여 단계에는 멀티 필라멘트에 소정 압력을 가하는 닥터 블레이드(doctor blade)가 적용될 수 있다. 닥터 블레이드는 크림퍼 스터퍼 박스 내에 투입된 필라멘트의 체류시간을 조절하여, (토우의 품위 및 필터 성능에 영향을 주는) 크림프 개수 부여에 기여한다. 이러한 닥터 블레이드는 예를 들어, 상술한 롤러에 의해 가압된 후 롤러 가압점에서 배출되는 멀티 필라멘트의 이동경로에 위치할 수 있다.
본 출원의 구체예예서, 상기 크림프 부여 단계는 닥터 블레이드(doctor blade)를 이용하여 크림프 장치의 롤러를 통과한 멀티 필라멘트에 0.1 내지 2.0 kgf/cm2의 압력을 가하면서 수행될 수 있다. 상기 닥터 블레이드는 상술한 롤러에 의해 가압된 후 롤러 가압점에서 배출되는 멀티 필라멘트의 이동경로에 위치할 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 닥터 블레이드에 의해 가해지는 압력은 0.2 kgf/cm2 이상, 0.3 kgf/cm2 이상, 0.4 kgf/cm2 이상, 또는 0.5 kgf/cm2 이상일 수 있다. 또한, 상기 압력의 상한은 예를 들어, 1.5 kgf/cm2 이하, 1.4 kgf/cm2 이하, 1.3 kgf/cm2 이하, 1.2 kgf/cm2 이하, 1.1 kgf/cm2 이하 또는 1.0 kgf/cm2 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 크림프 부여 단계는 120 내지 250 ℃ 범위 온도에서 수행될 수 있다. 온도가 지나치게 낮은 경우 크림프의 형태 안정 효과가 좋지 못하고, 온도가 지나치게 높은 경우에는 스터퍼 박스 내에서 유지분의 농도가 높아지면서 크림프 형성이 어려울 수 있다. 따라서, 상술한 스팀 압력 등을 고려하여, 130 ℃ 이상, 140 ℃ 이상 또는 150 ℃ 이상, 그리고 200 ℃ 이하, 180 ℃ 이하 또는 160 ℃ 이하 범위에서 온도가 적절히 제어될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 크림프 부여 단계는, 아래 식 1로 표현되는 크림프 드래프트 비율을 만족하도록 수행될 수 있다. 크림프 장치에 투입된 필라멘트에 가해지는 압력은 롤러에 의한 것일 수 있다.
<식 1>
1.01 ≤ 크림프 드래프트 비율(crimp draft ratio) ≤ 1.30
상기 식 1에서 크림프 드래프트 비율은 V1/V0로 계산되고, V0는 유제 처리된 멀티 필라멘트가 크림프 장치에 투입되기 전 필라멘트의 이동 속도를 의미하고, V1 은 크림프 장치에서 롤러에 의해 파지된 필라멘트의 통과 속도를 의미한다. 이때, 통과 속도란, 상술한 크림프 부여 단계에 투입(또는 크림프 장치에 투입)되어, 멀티 필라멘트가 상술한 스팀 공정 및/또는 프레스 롤러 공정 사이를 이동하는 속도를 의미할 수 있다.
상기와 같은 조건에서 수행된 방법은, 균일한 크림프를 토우에 부여할 수 있다. 예를 들어, 후술하는 실험에서 확인되는 것처럼, 식 1을 만족하는 조건에서 제조된 실시예의 토우는 산술평균으로 계산된 토우의 크림프 개수 범위의 상한과 하한이 비교예 대비 근접한 것이 확인된다(즉, 토우의 균일성 확보). 그리고, 식 1을 만족하는 조건에서 제조되어 균일하게 형성된 크림프 토우는, 담배 필터로 제조될 시에 섬유 또는 섬유 올의 배열을 고르게 할 수 있다. 그에 따라 후술하는 것과 같은 높은 수준의 흡인 저항을 제공할 수 있다.
또한, 상기 식 1을 만족하는 조건에서 수행된 방법은 양호한 형태의 크림프와 이형도 및 폭 비율을 토우에 부여하는데 유리할 수 있다. 형태가 양호하고, 이형도 및 폭 비율이 상술한 범위를 만족하는 크림프 토우는 흡인 저항을 개선하는데 유리하게 기능한다.
반면에, 식 1의 범위를 만족하지 못하는 경우에는 토우 제조 조건이 적절하지 못하여 토우를 제조할 수 없거나, 토우를 제조할 수 있더라도 제조된 크림프 형태가 불량하고, 토우의 불균일성으로 인해 담배 필터의 제조 공정성이 좋지 못하다. 그 결과, 흡인 저항이 우수한 필터를 제공하기 어렵다.
(f) 기타 단계
크림프 부여 이후에 적절한 후처리가 이루어질 수 있다.
하나의 예시에서, 2차 유제 처리(g)가 추가로 수행될 수 있다. 2차 유제 처리는 토우에 정전기가 발생하는 것을 방지하고, 토우에 유연성을 부여할 수 있다. 2차 유제 처리는 상술한 (d) 유제 처리 단계와 동일하거나 그에 준하여 수행될 수 있다.
하나의 예시에서, 건조 처리(h)가 추가로 이루어질 수 있다. 상기 건조는 예를 들어, 100 내지 130 ℃ 범위의 온도에서 이루어질 수 있다. 건조 처리 방식 또는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지된 기술이 이용될 수 있다. 예를 들어 토우에 열풍을 가하거나 온도가 제어된 룸(room) 내에 토우를 일정 시간 방치하거나 통과시키는 방법 등을 통해서 이루어질 수 있다.
본 출원의 구체예에 따르면, 상기와 같은 크림프 부여 공정을 포함하는 방법에 의해 인치당 20 내지 50 개의 크림프가 형성된 토우가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 크림프의 개수는 25 ea/inch 이상, 30 ea/inch 이상, 35 ea/inch 이상, 40 ea/inch 이상 또는 45 ea/inch 이상일 수 있고, 그 상한은 예를 들어, 45 ea/inch 이하, 40 ea/inch 이하, 35 ea/inch 이하, 30 ea/inch 이하 또는 25 ea/inch 이하일 수 있다. 크림프 개수와 그 균일성은 앞서 설명한 크림핑 단계, 예를 들어 크림프 드래프트 비율 등을 통해 조절될 수 있다. 본 출원의 제법에 따라 제조된 크림프 토우는 상기와 같은 개수의 크림프를 가질뿐 아니라, 상기와 같은 크림프가 균일하게 형성된 것이기 때문에, 담배 필터로 제조될 시에 후술하는 것과 같은 높은 수준의 흡인 저항을 제공할 수 있다.
본 출원에 따르면, 담배 필터 제조와 그 기능 확보에 적절한 섬도의 라이오셀 소재(크림프 토우)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 총 섬도가 15,000 내지 45,000 데니어인 크림프 토우가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 총 섬도의 하한은 예를 들어, 16,000 이상, 17,000 이상, 18,000 이상, 19,000 이상 또는 20,000 이상일 수 있고, 그 상한은 예를 들어, 40,000 이하, 35,000 이하, 30,000 이하 또는 25,000 이하일 수 있다. 총섬도가 상술한 범위를 벗어나는 경우에는, 충분한 양의 필라멘트가 필터 권지에 충진되지 못해 필터 물성(예: 흡인 저항 등)이 열화할 수 있다. 또는, 토우의 총섬도가 상술한 범위를 벗어나는 경우, 필터 권지에 충진되는 양이 너무 많아져 필터 권지가 터지거나 필터에 요구되는 흡인저항 구현을 위한 위한 토우 충진량을 조절하는 것이 어려워질 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 섬도는 필터의 원주 크기에 따라 적절한 수치로 제어될 수 있다.
예를 들어, 상기 라이오셀 소재가 (초)슬림형 필터(예: 필터 로드의 원주가 19 mm 이하)에 사용되는 경우, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도는 15,000 내지 25,000 데니어 범위일 수 있다. 구체적으로, 초슬림형 필터에 사용되는 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도는 16,000 데니어 이상, 17,000 데니어 이상, 18,000 데니어 이상, 19,000 데니어 이상, 20,000 데니어 이상, 21,000 데니어 이상, 22,000 데니어 이상, 23,000 데니어 이상 또는 24,000 데니어 이상일 수 있고, 그리고 24,000 데니어 이하, 23,000 데니어 이하, 22,000 데니어 이하, 21,000 데니어 이하, 20,000 데니어 이하, 19,000 데니어 이하, 18,000 데니어 이하, 17,000 데니어 이하, 또는 16,000 데니어 이하일 수 있다. 그리고, 이러한 경우, 라이오셀 모노 필라멘트의 단섬도는 4.5 데니어 이상, 예를 들어, 5.0 데니어 이상, 5.5 데니어 이상, 6.0 데니어 이상, 6.5 데니어 이상, 7.0 데니어 이상 또는 7.5 데니어 이상일 수 있다.
또 다른 예시에서, 상기 라이오셀 소재가 레귤러형 필터(예: 필터 로드의 원주가 19 mm 이상)에 사용되는 경우, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도는 25,000 내지 45,000 데니어 범위일 수 있다. 구체적으로, 레귤러형 필터에 사용되는 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도는 26,000 이상, 27,000 이상, 28,000 이상, 29,000 이상, 30,000 이상, 31,000 이상, 32,000 이상, 33,000 이상, 34,000 이상, 35,000 이상, 36,000 이상, 37,000 이상, 38,000 이상, 39,000 이상, 40,000 이상, 41,000 이상, 42,000 이상, 43,000 이상 또는 44,000 이상일 수 있고, 그리고, 44,000 이하, 43,000 이하, 42,000 이하, 41,000 이하, 40,000 이하, 39,000 이하, 38,000 이하, 37,000 이하, 36,000 이하, 35,000 이하, 34,000 이하, 33,000 이하, 32,000 이하, 31,000 이하, 30,000 이하, 29,000 이하, 28,000 이하, 27,000 이하 또는 26,000 이하일 수 있다. 그리고, 이러한 경우, 라이오셀 모노 필라멘트의 단섬도는 5.0 데니어 이하, 예를 들어, 4.5 데니어 이하, 4.0 데니어 이하, 3.5 데니어 이하, 3.0 데니어 이하, 2.5 데니어 이하 또는 2.0 데니어 이하일 수 있다.
상기와 같이, 본 출원은 상기 범위의 총 섬도, 구체적으로는 레귤러 필터 및 (초)슬림 필터에 적합한 필터 성능을 두루 확보할 수 있는 섬도의 라이오셀 소재를 제공할 수 있다. 토우의 총 섬도는 필라멘트의 단섬도와 크림프 개수에 의해 결정될 수 있는데, 본 출원 방법에서는 상술한 것과 같이 단섬도와 크림프 개수가 제어될 수 있고, 따라서 담배 필터 제조와 그 기능 확보에 적합한 상술한 토우의 총섬도가 확보될 수 있다.
본 출원에 관한 다른 일례에서, 본 출원은 이형단면 라이오셀 소재에 관한 것이다. 상기 이형단면 라이오셀 소재는, 예를 들어, 상술한 이형단면 라이오셀 소재의 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 구체적으로, 상술한 방사, 응고, 수세, 유제 처리 및 크림프 부여 단계를 거쳐 제조된 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 이형단면 라이오셀 소재는 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림핑(crimping)하여 제조된 크림프 토우일 수 있다. 이때, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 이형단면인 모노 필라멘트를 포함하는데, 그 총섬도가 15,000 내지 45,000 데니어이고, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어를 만족한다.
그리고, 상기 모노필라멘트의 이형단면은 적어도 3개의 돌기를 갖고, 상기 돌기는 0.6 이상의 이형도 및 0.5 내지 2.0의 폭 비율을 가질 수 있다. 이들에 관한 구체적인 수치는 상술한 것과 같다. 또한, 상술한 것과 마찬가지로, 이형도 및 폭 비율에 관한 계산은 아래와 같이 할 수 있다.
<관계식 1>
이형도 = L/W
<관계식 2>
폭 비율 = W1/W2
상기 관계식 1 및 2에서 L은 돌기의 길이를 의미하는 것으로, 어느 하나의 돌기가 그와 직접 인접한 2개의 돌기와 각각 만나게 되는 2개의 지점을 연결한 직선의 중앙에서 돌기의 말단 지점까지의 거리로 계산된다. 그리고, W는 돌기의 폭을 의미하는 것으로, 상기 L 길이의 10 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W1)과 90 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W2)의 산술평균으로 계산된다. 구체적인 설명은 상술한 것과 같다.
하나의 예시에서, 상기 라이오셀 소재는 적어도 아래 식 <1>을 만족하는 공정을 거쳐 제조된 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 라이오셀 소재는 아래 식 1로 표현되는 크림프 드래프트 비율을 만족하는 조건에서 크림프가 부여될 수 있도록 크림프 장치(crimp machine)에 투입되어 제조된 크림프 토우이거나 이를 포함하는 것일 수 있다.
<식 1>
1.01 ≤ 크림프 드래프트 비율(crimp draft ratio) ≤ 1.30
단, 상기 식 1에서 크림프 드래프트 비율은 V1/V0로 계산되고, V0는 멀티 필라멘트가 크림프 장치에 투입되기 전 필라멘트의 이동 속도를 의미하고, V1 은 크림프 장치에서 롤러에 의해 파지된 필라멘트의 통과 속도를 의미한다.
하나의 예시에서, 상기 토우는 인치당 20 내지 50 개의 크림프를 가질 수 있다. 구체적인 수치는 상술한 것과 같다.
하나의 예시에서, 상기 토우, 즉 크림프된 라이오셀 멀티 필라멘트는 총 섬도가 15,000 내지 45,000 데니어일 수 있다. 예를 들어, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 총 섬도가 15,000 내지 25,000 데니어이거나, 25,000 내지 45,000 데니어일 수 있다. 구체적인 수치는 상술한 것과 같다.
하나의 예시에서, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트의 단섬도는 1.5 내지 8.0 데니어일 수 있다. 구체적인 수치는 상술한 것과 같다.
상술한 것과 마찬가지로, 본 출원의 구체예에서, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 섬도는 필터의 원주 크기에 따라 적절한 수치로 제어될 수 있다.
예를 들어, 상기 라이오셀 소재가 (초)슬림형 필터(예: 필터 로드의 원주가 19 mm 이하)에 사용되는 경우, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도는 15,000 내지 25,000 데니어 범위일 수 있다. 구체적으로, 초슬림형 필터에 사용되는 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도는 16,000 데니어 이상, 17,000 데니어 이상, 18,000 데니어 이상, 19,000 데니어 이상, 20,000 데니어 이상, 21,000 데니어 이상, 22,000 데니어 이상, 23,000 데니어 이상 또는 24,000 데니어 이상일 수 있고, 그리고 24,000 데니어 이하, 23,000 데니어 이하, 22,000 데니어 이하, 21,000 데니어 이하, 20,000 데니어 이하, 19,000 데니어 이하, 18,000 데니어 이하, 17,000 데니어 이하, 또는 16,000 데니어 이하일 수 있다. 그리고, 이러한 경우, 라이오셀 모노 필라멘트의 단섬도는 4.5 데니어 이상, 예를 들어, 5.0 데니어 이상, 5.5 데니어 이상, 6.0 데니어 이상, 6.5 데니어 이상, 7.0 데니어 이상 또는 7.5 데니어 이상일 수 있다.
또 다른 예시에서, 상기 라이오셀 소재가 레귤러형 필터(예: 필터 로드의 원주가 19 mm 이상)에 사용되는 경우, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도는 25,000 내지 45,000 데니어 범위일 수 있다. 구체적으로, 레귤러형 필터에 사용되는 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도는 26,000 이상, 27,000 이상, 28,000 이상, 29,000 이상, 30,000 이상, 31,000 이상, 32,000 이상, 33,000 이상, 34,000 이상, 35,000 이상, 36,000 이상, 37,000 이상, 38,000 이상, 39,000 이상, 40,000 이상, 41,000 이상, 42,000 이상, 43,000 이상 또는 44,000 이상일 수 있고, 그리고, 44,000 이하, 43,000 이하, 42,000 이하, 41,000 이하, 40,000 이하, 39,000 이하, 38,000 이하, 37,000 이하, 36,000 이하, 35,000 이하, 34,000 이하, 33,000 이하, 32,000 이하, 31,000 이하, 30,000 이하, 29,000 이하, 28,000 이하, 27,000 이하 또는 26,000 이하일 수 있다. 그리고, 이러한 경우, 라이오셀 모노 필라멘트의 단섬도는 5.0 데니어 이하, 예를 들어, 4.5 데니어 이하, 4.0 데니어 이하, 3.5 데니어 이하, 3.0 데니어 이하, 2.5 데니어 이하 또는 2.0 데니어 이하일 수 있다.
이처럼, 본 출원에 따르면, 레귤러 필터 및 초슬림 필터에 적합한 필터 성능을 두루 확보할 수 있도록 총 섬도가 제어된 라이오셀 소재를 제공될 수 있다.
라이오셀 소재에 관한 그 외 설명은, 상기 라이오셀 소재의 제조방법에 관하여 설명한 것과 동일하므로, 이를 생략한다.
본 출원에 관한 또 다른 일례에서, 본 출원은 담배 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 전술한 이형단면 라이오셀 소재의 제조방법을 모두 포함하는 방법일 수 있다.
구체적으로, 상기 방법은, 적어도 3개의 돌기를 갖는 이형단면 형성 방사구금을 이용하여 라이오셀 도프를 방사하는 단계; 방사된 라이오셀 도프를 응고시켜 라이오셀 멀티 필라멘트를 얻는 단계; 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 유제처리하는 단계; 라이오셀 멀티 필라멘트에 스팀(steam)과 압력이 가해지도록, 상기 유제 처리된 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림프 장치(crimp machine)에 투입하는 크림프 부여 단계; 및 크림프가 부여된 토우를 이용하여 필터를 제조하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 담배 필터의 제조방법(구체적으로는 라이오셀 소재 제조 과정)과 관련하여, 상기 단계 중 하나 이상은 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도가 15,000 내지 45,000 데니어이고, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어일 수 있도록 제어된 조건 하에서 수행될 수 있다.
담배 필터의 제조방법과 관련한 각 단계 중 상술한 라이오셀 소재에서 설명한 것과 중복되는 단계에 대해서는, 그 내용이 동일하므로 이를 생략한다.
상기 방법과 관련하여, 필터 제조단계에 사용되는 이형단면 라이오셀 소재는 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림핑(crimping)하여 제조된 크림프 토우일 수 있다. 이때, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 이형단면인 모노 필라멘트를 포함하고, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 총섬도가 15,000 내지 45,000 데니어이며, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어이다. 그리고, 상기 이형단면은 적어도 3개의 돌기를 갖고, 상기 돌기는 0.6 이상의 이형도 및 0.5 내지 2.0의 폭 비율을 가질 수 있다. 이들에 관한 구체적인 수치는 상술한 것과 같다. 또한, 상술한 것과 마찬가지로, 이형도 및 폭 비율에 관한 계산은 아래와 같이 할 수 있다.
<관계식 1>
이형도 = L/W
<관계식 2>
폭 비율 = W1/W2
상기 관계식 1 및 2에서 L은 돌기의 길이를 의미하는 것으로, 어느 하나의 돌기가 그와 직접 인접한 2개의 돌기와 각각 만나게 되는 2개의 지점을 연결한 직선의 중앙에서 돌기의 말단 지점까지의 거리로 계산된다. 그리고, W는 돌기의 폭을 의미하는 것으로, 상기 L 길이의 10 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W1)과 90 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W2)의 산술평균으로 계산된다. 구체적인 설명은 상술한 것과 같다.
하나의 예시에서, 상기 크림프 부여 단계는, 아래 식 1로 표현되는 크림프 드래프트 비율을 만족하도록 수행될 수 있다.
<식 1>
1.01 ≤ 크림프 드래프트 비율(crimp draft ratio) ≤ 1.30
상기 식 1에서 크림프 드래프트 비율은 V1/V0로 계산되고, V0는 유제 처리된 멀티 필라멘트가 크림프 장치에 투입되기 전 필라멘트의 이동 속도를 의미하고, V1 은 크림프 장치에서 롤러에 의해 파지된 필라멘트의 통과 속도를 의미한다.
하나의 예시에서, 상기 토우는 인치당 20 내지 50 개의 크림프를 가질 수 있다. 구체적인 설명은 상술한 것과 동일하므로, 이를 생략한다.
크림프 부여 단계 이후에 수행되는 필터를 제조하는 단계는 공지된 방법에 따라 당업자가 적절히 수행할 수 있다. 예를 들어, 토우가 채워진 권지(권취지, 필터지 또는 필터 권지로 호칭될 수 있음)로 로드(rod) 형상을 형성하는 방식으로, 필터가 제조될 수 있다. 또는, 로드 형상을 갖는 토우가 채워진 필터지를, 적절한 길이로 절단하여 필터가 제조될 수 있다.
상기 권지는 상술한 라이오셀 토우(즉, 적어도 유제처리되고, 크림프가 부여된 토우)를 감싸고, 필터 형태(예: 원기둥 또는 원통)를 유지할 수 있는 다공성 종이 또는 비다공성 종이일 수 있다.
하나의 예시에서, 다공성 권지가 사용되는 경우, 상기 권지는 10 내지 50,000 CU(Coresta Unit)의 기공도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 권지의 기공도 하한은 예를 들어, 1000 CU 이상, 5000 CU 이상, 10000 CU 이상, 15000 CU 이상, 20000 CU 이상, 25000 CU 이상, 30000 CU 이상, 35000 CU 이상, 40000 CU 이상 또는 45000 CU 이상이고, 그리고 그 상한은 예를 들어, 45000 CU 이하, 40000 CU 이하, 35000 CU 이하, 30000 CU 이하, 25000 CU 이하, 20000 CU 이하, 15000 CU 이하, 10000 CU 이하 또는 5000 CU 이하일 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 담배 필터는 소정의 형상과 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 필터는 로드(rod) 형상을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 담배 필터는 원기둥과 같은 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 필터는 예를 들어, 10 내지 150 mm 길이를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 필터의 길이는 그 하한이 20 mm 이상, 30 mm 이상, 40 mm 이상, 50 mm 이상, 60 mm 이상, 70 mm 이상, 80 mm 이상, 90 mm 이상, 100 mm 이상, 110 mm 이상, 120 mm 이상, 130 mm 이상, 140 mm 이상 또는 150 mm 이상일 수 있다. 그리고 그 상한은 150 mm 이하, 140 mm 이하, 130 mm 이하, 120 mm 이하, 110 mm 이하, 100 mm 이하, 90 mm 이하, 80 mm 이하, 70 mm 이하, 60 mm 이하, 70 mm 이하, 60 mm 이하, 50 mm 이하, 40 mm 이하, 30 mm 이하 또는 20 mm 이하일 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 길이를 갖는 필터는 그 단면이 원형일 수 있고, 상기 원형 단면의 원주는 10 내지 30 mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 필터의 원주는 그 하한이 15 mm 이상, 20 mm 이상 또는 25 mm 이상일 수 있고, 그리고, 그 상한이 25 mm 이하, 20 mm 이하 또는 15 mm 이하일 수 있다.
특별히 제한되지 않으나, 필터지에 토우를 채우기 전에, 토우에 대한 개섬이나 가소제 처리가 이루어질 수도 있다.
하나의 예시에서, 상기 방법에 따라 제조된 담배 필터는 KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 185 mmH2O 이상을 만족할 수 있다. 구체적으로, 상기 담배 필터의 흡인 저항은 190 mmH2O 이상, 200 mmH2O 이상, 210 mmH2O 이상, 220 mmH2O 이상, 230 mmH2O 이상, 240 mmH2O 이상, 250 mmH2O 이상, 260 mmH2O 이상, 270 mmH2O 이상, 280 mmH2O 이상, 290 mmH2O 이상, 300 mmH2O 이상, 310 mmH2O 이상, 320 mmH2O 이상, 330 mmH2O 이상, 340 mmH2O 이상, 350 mmH2O 이상, 360 mmH2O 이상, 370 mmH2O 이상, 380 mmH2O 이상, 390 mmH2O 이상, 400 mmH2O 이상, 410 mmH2O 이상, 420 mmH2O 이상, 430 mmH2O 이상, 440 mmH2O 이상 또는 450 mmH2O 이상일 수 있다. 그리고, 상기 흡인 저항의 상한은 예를 들어, 920 mmH2O 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 흡인 저항의 상한은 예를 들어, 910 mmH2O 이하, 900 mmH2O 이하, 890 mmH2O 이하, 880 mmH2O 이하, 870 mmH2O 이하, 860 mmH2O 이하, 850 mmH2O 이하, 840 mmH2O 이하, 830 mmH2O 이하, 820 mmH2O 이하, 810 mmH2O 이하, 800 mmH2O 이하, 750 mmH2O 이하, 650 mmH2O 이하, 600 mmH2O 이하, 550 mmH2O 이하, 500 mmH2O 이하, 450 mmH2O 이하, 400 mmH2O 이하, 390 mmH2O 이하, 380 mmH2O 이하, 370 mmH2O 이하, 360 mmH2O 이하, 350 mmH2O 이하, 340 mmH2O 이하, 330 mmH2O 이하, 320 mmH2O 이하, 310 mmH2O 이하, 300 mmH2O 이하, 290 mmH2O 이하, 280 mmH2O 이하, 270 mmH2O 이하, 260 mmH2O 이하, 250 mmH2O 이하, 240 mmH2O 이하, 230 mmH2O 이하, 220 mmH2O 이하, 210 mmH2O 이하 또는 200 mmH2O 이하일 수 있다.
특별히 제한되지 않으나, 흡인 저항은 원주가 10 내지 30 mm 또는 15 내지 27 mm인 필터 로드에 대해서 측정된 것일 수 있다. 담배 필터의 원주는, 토우의 크림프 개수, 토우의 품위(예: 크림프 형상의 균일성) 등에 의해 결정될 수 있고, 흡인 저항은 섬도와 단면 형상 등에 의해 결정될 수 있다.
특별히 제한되지는 않으나, 상기 흡인 저항은 5000 내지 15000 CU의 기공도를 갖는 권지를 포함하고, 그 길이가 60 내지 150 mm 범위인 필터 로드에 대해서 측정된 것일 수 있다.
특별히 제한되지는 않으나, 상기 흡인 저항은 그 무게가 300 내지 1000 mg, 400 내지 900 mg, 500 내지 800 mg 또는 600 내지 700 mg인 로드 형상의 필터에 대해 측정된 것일 수 있다.
한편, 상술한 것과 같이, 본 출원은 상술한 범위의 섬도, 구체적으로는 레귤러 필터 및 (초)슬림 필터에 적합한 필터 성능을 두루 확보할 수 있는 섬도의 라이오셀 소재를 제공할 수 있다. 그리고, 그러한 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터는 소정의 흡인 저항을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 라이오셀 소재가 (초)슬림형 필터(예: 필터 로드의 원주가 19 mm 이하인 경우. 구체적으로 원주의 상한은 예를 들어, 18.5 mm 이하, 18 mm 이하, 17.5 mm 이하, 17 mm 이하, 16.5 mm 이하일 수 있고, 그 하한은 예를 들어, 15.0 mm 이상, 15.5 mm 이상, 16.5 mm 이상, 17.0 mm 이상, 17.5 mm 이상, 18.0 mm 이상 또는 18.5 mm 이상일 수 있음)에 사용되는 경우, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도는 15,000 내지 25,000 데니어 범위일 수 있다. 구체적으로, 초슬림형 필터에 사용되는 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도는 16,000 데니어 이상, 17,000 데니어 이상, 18,000 데니어 이상, 19,000 데니어 이상, 20,000 데니어 이상, 21,000 데니어 이상, 22,000 데니어 이상, 23,000 데니어 이상 또는 24,000 데니어 이상일 수 있고, 그리고 24,000 데니어 이하, 23,000 데니어 이하, 22,000 데니어 이하, 21,000 데니어 이하, 20,000 데니어 이하, 19,000 데니어 이하, 18,000 데니어 이하, 17,000 데니어 이하, 또는 16,000 데니어 이하일 수 있다. 이러한 경우, 라이오셀 모노 필라멘트의 단섬도는 4.5 데니어 이상, 예를 들어, 5.0 데니어 이상, 5.5 데니어 이상, 6.0 데니어 이상, 6.5 데니어 이상, 7.0 데니어 이상 또는 7.5 데니어 이상일 수 있다. 이러한 섬도의 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터는 KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 370 mmH2O 이상일 수 있다. 구체적으로, 담배 필터는 380 mmH2O 이상, 390 mmH2O 이상, 400 mmH2O 이상, 410 mmH2O 이상, 420 mmH2O 이상, 430 mmH2O 이상, 440 mmH2O 이상, 450 mmH2O 이상, 460 mmH2O 이상, 470 mmH2O 이상, 480 mmH2O 이상, 490 mmH2O 이상, 500 mmH2O 이상, 510 mmH2O 이상, 520 mmH2O 이상, 530 mmH2O 이상, 540 mmH2O 이상, 550 mmH2O 이상, 560 mmH2O 이상, 570 mmH2O 이상, 580 mmH2O 이상, 590 mmH2O 이상 또는 600 mmH2O 이상의 흡인저항을 가질 수 있다. 이때, 흡인저항의 상한은 예를 들어, 920 mmH2O 이하, 구체적으로는 900 mmH2O 이하, 850 mmH2O 이하, 800 mmH2O 이하, 750 mmH2O 이하, 700 mmH2O 이하 또는 650 mmH2O 이하일 수 있다.
또 다른 예시에서, 상기 라이오셀 소재가 레귤러형 필터(예: 필터 로드의 원주가 19 mm 이상인 경우. 구체적으로 원주의 하한은 예를 들어, 19.5 mm 이상, 20.0 mm 이상, 20.5 mm 이상, 21.0 mm 이상, 21.5 mm 이상, 22.0 mm 이상, 22.5 mm 이상, 23.0 mm 이상, 23.5 mm 이상, 24.0 mm 이상, 24.5 mm 이상, 25 mm 이상, 25.5 mm 이상, 26.0 mm 이상 또는 26.5 mm 이상일 수 있고, 그 상한은 예를 들어 27.0 mm 이하, 26.5 mm 이하, 26.0 mm 이하, 25.5 mm 이하, 25.0 mm 이하, 24.5 mm 이하, 24.0 mm 이하, 23.5 mm 이하, 23.0 mm 이하, 22.5 mm 이하, 22.0 mm 이하, 21.5 mm 이하, 21.0 mm 이하, 20.5 mm 이하, 20.0 mm 이하 또는 19.5 mm 이하일 수 있음)에 사용되는 경우, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도는 25,000 내지 45,000 데니어 범위일 수 있다. 구체적으로, 레귤러형 필터에 사용되는 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도는 26,000 이상, 27,000 이상, 28,000 이상, 29,000 이상, 30,000 이상, 31,000 이상, 32,000 이상, 33,000 이상, 34,000 이상, 35,000 이상, 36,000 이상, 37,000 이상, 38,000 이상, 39,000 이상, 40,000 이상, 41,000 이상, 42,000 이상, 43,000 이상 또는 44,000 이상일 수 있고, 그리고, 44,000 이하, 43,000 이하, 42,000 이하, 41,000 이하, 40,000 이하, 39,000 이하, 38,000 이하, 37,000 이하, 36,000 이하, 35,000 이하, 34,000 이하, 33,000 이하, 32,000 이하, 31,000 이하, 30,000 이하, 29,000 이하, 28,000 이하, 27,000 이하 또는 26,000 이하일 수 있다. 이러한 경우, 라이오셀 모노 필라멘트의 단섬도는 5.0 데니어 이하, 예를 들어, 4.5 데니어 이하, 4.0 데니어 이하, 3.5 데니어 이하, 3.0 데니어 이하, 2.5 데니어 이하 또는 2.0 데니어 이하일 수 있다. 이러한 섬도의 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터는 KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 185 mmH2O 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 담배 필터는 190 mmH2O 이상, 200 mmH2O 이상, 210 mmH2O 이상, 220 mmH2O 이상, 230 mmH2O 이상, 240 mmH2O 이상, 250 mmH2O 이상, 260 mmH2O 이상, 270 mmH2O 이상, 280 mmH2O 이상, 290 mmH2O 이상, 300 mmH2O 이상, 310 mmH2O 이상, 320 mmH2O 이상, 330 mmH2O 이상, 340 mmH2O 이상, 350 mmH2O 이상, 360 mmH2O 이상 또는 370 mmH2O 이상의 흡인저항을 가질 수 있다. 그리고, 그 흡인저항의 상한은 예를 들어, 500 mmH2O 이하, 450 mmH2O 이하 또는 400 mmH2O 이하일 수 있다.
상기와 같은 흡인 저항 수치를 갖는 필터는 사용자 담배 흡연시 연기에 대한 농도 균일성 및 우수한 필터 성능을 제공할 수 있다.
본 출원에 관한 또 다른 일례에서, 본 출원은 담배 필터에 관한 것이다. 상기 담배 필터는 이형단면 라이오셀 소재를 포함하고, 상기 라이오셀 소재는 상술한 것과 동일할 수 있다.
구체적으로, 필터에 포함되는 상기 이형단면 라이오셀 소재는 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림핑(crimping)하여 제조된 크림프 토우일 수 있다. 그리고, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 이형단면 모노 필라멘트를 포함하고, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도가 15,000 내지 45,000 데니어이며, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어이다. 그리고, 상기 모노 필라멘트의 이형단면은 적어도 3개의 돌기를 갖고, 상기 돌기는 0.6 이상의 이형도 및 0.5 내지 2.0의 폭 비율을 가질 수 있다. 이들에 관한 구체적인 수치는 상술한 것과 같다. 또한, 상술한 것과 마찬가지로, 이형도 및 폭 비율에 관한 계산은 아래와 같이 할 수 있다.
<관계식 1>
이형도 = L/W
<관계식 2>
폭 비율 = W1/W2
상기 관계식 1 및 2에서 L은 돌기의 길이를 의미하는 것으로, 어느 하나의 돌기가 그와 직접 인접한 2개의 돌기와 각각 만나게 되는 2개의 지점을 연결한 직선의 중앙에서 돌기의 말단 지점까지의 거리로 계산된다. 그리고, W는 돌기의 폭을 의미하는 것으로, 상기 L 길이의 10 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W1)과 90 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W2)의 산술평균으로 계산된다. 구체적인 설명은 상술한 것과 같다.
하나의 예시에서, 상기 라이오셀 소재는 아래 <식 1>로 표현되는 크림프 드래프트 비율을 만족하는 조건에서 크림프가 부여될 수 있도록 크림프 장치(crimp machine)에 투입되어 제조된 크림프 토우일 수 있다.
<식 1>
1.01 ≤ 크림프 드래프트 비율(crimp draft ratio) ≤ 1.30
단, 상기 식 1에서 크림프 드래프트 비율은 V1/V0로 계산되고, V0는 멀티 필라멘트가 크림프 장치에 투입되기 전 필라멘트의 이동 속도를 의미하고, V1 은 크림프 장치에서 롤러에 의해 파지된 필라멘트의 통과 속도를 의미한다.
하나의 예시에서, 상기 토우는 인치당 20 내지 50 개의 크림프를 가질 수 있다. 구체적인 설명은 상술한 것과 같다.
하나의 예시에서, 상기 담배 필터에 포함되는 라이오셀 소재는, 상술한 라이오셀 소재의 제조방법에 의해 제조된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 방사, 응고, 수세, 유제 처리 및 크림프 부여 단계를 모두 거쳐 제조된 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 담배 필터는 권지를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 담배 필터는 라이오셀 소재; 및 상기 라이오셀 소재를 둘러싸는 권지를 포함할 수 있다. 권지에 관한설명은 상술한 것과 같으므로, 이를 생략한다.
하나의 예시에서, 상기 담배 필터는 KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 185 mmH2O 이상을 만족할 수 있다. 구체적으로, 상기 담배 필터의 흡인 저항은 190 mmH2O 이상, 200 mmH2O 이상, 210 mmH2O 이상, 220 mmH2O 이상, 230 mmH2O 이상, 240 mmH2O 이상, 250 mmH2O 이상, 260 mmH2O 이상, 270 mmH2O 이상, 280 mmH2O 이상, 290 mmH2O 이상, 300 mmH2O 이상, 310 mmH2O 이상, 320 mmH2O 이상, 330 mmH2O 이상, 340 mmH2O 이상, 350 mmH2O 이상, 360 mmH2O 이상, 370 mmH2O 이상, 380 mmH2O 이상, 390 mmH2O 이상, 400 mmH2O 이상, 410 mmH2O 이상, 420 mmH2O 이상, 430 mmH2O 이상, 440 mmH2O 이상 또는 450 mmH2O 이상일 수 있다. 그리고, 상기 흡인 저항의 상한은 예를 들어, 920 mmH2O 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 흡인 저항의 상한은 예를 들어, 910 mmH2O 이하, 900 mmH2O 이하, 890 mmH2O 이하, 880 mmH2O 이하, 870 mmH2O 이하, 860 mmH2O 이하, 850 mmH2O 이하, 840 mmH2O 이하, 830 mmH2O 이하, 820 mmH2O 이하, 810 mmH2O 이하, 800 mmH2O 이하, 750 mmH2O 이하, 650 mmH2O 이하, 600 mmH2O 이하, 550 mmH2O 이하, 500 mmH2O 이하, 450 mmH2O 이하 또는 400 mmH2O 이하, 보다 구체적으로는 390 mmH2O 이하, 380 mmH2O 이하, 370 mmH2O 이하, 360 mmH2O 이하, 350 mmH2O 이하, 340 mmH2O 이하, 330 mmH2O 이하, 320 mmH2O 이하, 310 mmH2O 이하, 300 mmH2O 이하, 290 mmH2O 이하, 280 mmH2O 이하, 270 mmH2O 이하, 260 mmH2O 이하, 250 mmH2O 이하, 240 mmH2O 이하, 230 mmH2O 이하, 220 mmH2O 이하, 210 mmH2O 이하 또는 200 mmH2O 이하일 수 있다.
특별히 제한되지 않으나, 흡인 저항은 원주가 10 내지 30 mm 또는 15 내지 27 mm인 필터 로드에 대해서 측정된 것일 수 있다. 담배 필터의 원주는, 토우의 크림프 개수, 토우의 품위(예: 크림프 형상의 균일성) 등에 의해 결정될 수 있고, 흡인 저항은 섬도와 단면 형상 등에 의해 결정될 수 있다.
특별히 제한되지는 않으나, 상기 흡인 저항은 5000 내지 15000 CU의 기공도를 갖는 권지를 포함하고, 그 길이가 60 내지 150 mm 범위인 필터 로드에 대해서 측정된 것일 수 있다.
특별히 제한되지는 않으나, 상기 흡인 저항은 그 무게가 300 내지 1000 mg, 400 내지 900 mg, 500 내지 800 mg 또는 600 내지 700 mg인 로드 형상의 필터에 대해 측정된 것일 수 있다.
한편, 상술한 것과 같이, 본 출원은 상술한 범위의 섬도, 구체적으로는 레귤러 필터 및 (초)슬림 필터에 적합한 필터 성능을 두루 확보할 수 있는 섬도의 라이오셀 소재를 제공할 수 있다. 그리고, 그러한 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터는 소정의 흡인 저항을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 라이오셀 소재가 (초)슬림형 필터(예: 필터 로드의 원주가 19 mm 이하인 경우. 구체적으로 원주의 상한은 예를 들어, 18.5 mm 이하, 18 mm 이하, 17.5 mm 이하, 17 mm 이하, 16.5 mm 이하일 수 있고, 그 하한은 예를 들어, 15.0 mm 이상, 15.5 mm 이상, 16.5 mm 이상, 17.0 mm 이상, 17.5 mm 이상, 18.0 mm 이상 또는 18.5 mm 이상일 수 있음)에 사용되는 경우, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도는 15,000 내지 25,000 데니어 범위일 수 있다. 구체적으로, 초슬림형 필터에 사용되는 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도는 16,000 데니어 이상, 17,000 데니어 이상, 18,000 데니어 이상, 19,000 데니어 이상, 20,000 데니어 이상, 21,000 데니어 이상, 22,000 데니어 이상, 23,000 데니어 이상 또는 24,000 데니어 이상일 수 있고, 그리고 24,000 데니어 이하, 23,000 데니어 이하, 22,000 데니어 이하, 21,000 데니어 이하, 20,000 데니어 이하, 19,000 데니어 이하, 18,000 데니어 이하, 17,000 데니어 이하, 또는 16,000 데니어 이하일 수 있다. 이러한 경우, 라이오셀 모노 필라멘트의 단섬도는 4.5 데니어 이상, 예를 들어, 5.0 데니어 이상, 5.5 데니어 이상, 6.0 데니어 이상, 6.5 데니어 이상, 7.0 데니어 이상 또는 7.5 데니어 이상일 수 있다. 이러한 섬도의 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터는 KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 370 mmH2O 이상일 수 있다. 구체적으로, 담배 필터는 380 mmH2O 이상, 390 mmH2O 이상, 400 mmH2O 이상, 410 mmH2O 이상, 420 mmH2O 이상, 430 mmH2O 이상, 440 mmH2O 이상, 450 mmH2O 이상, 460 mmH2O 이상, 470 mmH2O 이상, 480 mmH2O 이상, 490 mmH2O 이상, 500 mmH2O 이상, 510 mmH2O 이상, 520 mmH2O 이상, 530 mmH2O 이상, 540 mmH2O 이상, 550 mmH2O 이상, 560 mmH2O 이상, 570 mmH2O 이상, 580 mmH2O 이상, 590 mmH2O 이상 또는 600 mmH2O 이상의 흡인저항을 가질 수 있다. 이때, 흡인저항의 상한은 예를 들어, 920 mmH2O 이하, 구체적으로는 900 mmH2O 이하, 850 mmH2O 이하, 800 mmH2O 이하, 750 mmH2O 이하, 700 mmH2O 이하 또는 650 mmH2O 이하일 수 있다.
또 다른 예시에서, 상기 라이오셀 소재가 레귤러형 필터(예: 필터 로드의 원주가 19 mm 이상인 경우. 구체적으로 원주의 하한은 예를 들어, 19.5 mm 이상, 20.0 mm 이상, 20.5 mm 이상, 21.0 mm 이상, 21.5 mm 이상, 22.0 mm 이상, 22.5 mm 이상, 23.0 mm 이상, 23.5 mm 이상, 24.0 mm 이상, 24.5 mm 이상, 25 mm 이상, 25.5 mm 이상, 26.0 mm 이상 또는 26.5 mm 이상일 수 있고, 그 상한은 예를 들어 27.0 mm 이하, 26.5 mm 이하, 26.0 mm 이하, 25.5 mm 이하, 25.0 mm 이하, 24.5 mm 이하, 24.0 mm 이하, 23.5 mm 이하, 23.0 mm 이하, 22.5 mm 이하, 22.0 mm 이하, 21.5 mm 이하, 21.0 mm 이하, 20.5 mm 이하, 20.0 mm 이하 또는 19.5 mm 이하일 수 있음)에 사용되는 경우, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도는 25,000 내지 45,000 데니어 범위일 수 있다. 구체적으로, 레귤러형 필터에 사용되는 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도는 26,000 이상, 27,000 이상, 28,000 이상, 29,000 이상, 30,000 이상, 31,000 이상, 32,000 이상, 33,000 이상, 34,000 이상, 35,000 이상, 36,000 이상, 37,000 이상, 38,000 이상, 39,000 이상, 40,000 이상, 41,000 이상, 42,000 이상, 43,000 이상 또는 44,000 이상일 수 있고, 그리고, 44,000 이하, 43,000 이하, 42,000 이하, 41,000 이하, 40,000 이하, 39,000 이하, 38,000 이하, 37,000 이하, 36,000 이하, 35,000 이하, 34,000 이하, 33,000 이하, 32,000 이하, 31,000 이하, 30,000 이하, 29,000 이하, 28,000 이하, 27,000 이하 또는 26,000 이하일 수 있다. 이러한 경우, 라이오셀 모노 필라멘트의 단섬도는 5.0 데니어 이하, 예를 들어, 4.5 데니어 이하, 4.0 데니어 이하, 3.5 데니어 이하, 3.0 데니어 이하, 2.5 데니어 이하 또는 2.0 데니어 이하일 수 있다. 이러한 섬도의 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터는 KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 185 mmH2O 이상일 수 있다. 구체적으로, 담배 필터는 190 mmH2O 이상, 200 mmH2O 이상, 210 mmH2O 이상, 220 mmH2O 이상, 230 mmH2O 이상, 240 mmH2O 이상, 250 mmH2O 이상, 260 mmH2O 이상, 270 mmH2O 이상, 280 mmH2O 이상, 290 mmH2O 이상, 300 mmH2O 이상, 310 mmH2O 이상, 320 mmH2O 이상, 330 mmH2O 이상, 340 mmH2O 이상, 350 mmH2O 이상, 360 mmH2O 이상 또는 370 mmH2O 이상의 흡인저항을 가질 수 있다. 이때, 흡인저항의 상한은 예를 들어, 500 mmH2O 이하, 450 mmH2O 이하 또는 400 mmH2O 이하일 수 있다.
상기와 같은 흡인 저항 수치를 갖는 필터는 사용자 담배 흡연시 연기에 대한 농도 균일성 및 우수한 필터 성능을 제공할 수 있다.
본 출원에 따르면, 널리 상용화된 셀룰로오스 아세테이트(CA: Cellulose Acetate)를 대체할 수 있는 담배 필터용 라이오셀 재료 및 이를 포함하는 담배 필터가 제공된다. 구체적으로, 본 출원은 생분해성이 우수할 뿐 아니라, 우수한 필터 제조 공정성 및 우수한 담배 물성(예: 흡인 저항)을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은, 본 발명의 구체예에 따른 이형단면 라이오셀 섬유의 단면 형상, 소정 범위의 이형도 및 폭 비율을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 라이오셀 소재의 단면을 촬영한 광학 이미지이다.
이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
아래 실시예 및 비교예에 기재된 것과 같은 과정을 거처 라이오셀 소재를 제조하였다. 특별히 언급하지 않은 조건은 상술한 설명의 범주내에서 이루어졌다.
실시예 1
중합도(DPw) 820인 알파셀룰로오스 함량 93.9%인 셀룰로오스 펄프를 프로필갈레이트 함량이 0.01 wt%인 NMMO/H2O 용제에 혼합하여, 농도 11 wt%의 담배 필터 토우 제조용 방사 도프를 제조하였다. 그리고, 상기 방사 도프를 Y 형 단면 구현용 방사 노즐에서 방사온도를 110 ℃로 유지하면서, 필라멘트의 단섬도가 3.45 데니어가 되도록 토출량과 방사속도를 조절하고, 방사 도프를 방사하였다.
방사노즐로부터 토출된 필라멘트 상의 방사 도프를 에어갭 구간을 거쳐 응고조 내의 응고액(물 75wt% 및 NMMO 25wt%를 포함하는 농도를 갖고, 약 25℃ 온도인 응고액)에 공급하였다. 이때, 에어갭 구간에서의 냉각공기는 8 ℃ 온도 및 200 N㎥/h 풍량으로 방사 도프를 1차 응고시킨다. 또한, 센서와 굴절계를 사용하여 응고액의 농도를 연속적으로 모니터링 하였다.
그리고, 응고된 라이오셀 필라멘트(Filament)를 수세하였다. 구체적으로, 견인롤러에 필라멘트를 도입하고, 수세장치에서 분사된 수세액으로 필라멘트 내 잔존하는 NMMO를 제거하였다. 그리고, 수세된 필라멘트를 유제농도 2 wt%로 설계된 된 배스(Bath) 내부에 침지하였다.
배스 배출부에 설치된 닙롤(nip roll)로 필라멘트를 약 2kgf/㎠ 압력으로 처리하고, 주름 부여를 위해 크림프 장치(crimp machine)에 투입하였다. 구체적으로, 크림프 부여 비율(크림프 드래프트 비율)을 1.1 배 조건으로 설정하고, 스팀박스에 스팀 압력을 0.5 kgf/㎠ 으로 공급하였으며, 크림프 장치 롤러의 압력은 2.5 kgf/㎠ 로, 조정 블레이드(doctor Blade)의 압력은 0.5 kgf/㎠로 설정하여 토우를 제조하였다. 이때, 크림프 부여 비율은 상술한 것과 같이 계산된다.
제조된 토우에 정전기 방지 및 유연성 부여를 위해 2차 유제 처리를 진행하였고, 처리 직후 120 ℃로 설정된 연속 건조장치를 통과하여 건조된 토우 제품을 수득하였다. 이때, 토우의 총섬도는 표 1에 기재된 것과 같다.
실시예 2
필라멘트의 단섬도가 4.6 데니어로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 담배 필터용 라이오셀 토우를 제조하였다. 토우의 총섬도는 표 1에 기재된 것과 같다.
실시예 3
필라멘트의 단섬도가 5.55 데니어인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 담배 필터용 라이오셀 토우를 제조하였다. 토우의 총섬도는 표 1에 기재된 것과 같다.
실시예 4
필라멘트의 단섬도가 6.98 데니어인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 담배 필터용 라이오셀 토우를 제조하였다. 토우의 총섬도는 표 1에 기재된 것과 같다.
비교예 1
필라멘트의 단섬도가 0.55 데니어인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 담배 필터용 라이오셀 토우를 제조하였다. 토우의 총섬도는 표 1에 기재된 것과 같다.
비교예 2
필라멘트의 단섬도가 1.12 데니어인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 담배 필터용 라이오셀 토우를 제조하였다. 토우의 총섬도는 표 1에 기재된 것과 같다.
비교예 3
필라멘트의 단섬도가 1.43 데니어인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 담배 필터용 라이오셀 토우를 제조하였다. 토우의 총섬도는 표 1에 기재된 것과 같다.
비교예 4
필라멘트의 단섬도가 8.85 데니어인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 담배 필터용 라이오셀 토우를 제조하였다. 토우의 총섬도는 표 1에 기재된 것과 같다.
비교예 5
필라멘트의 단섬도가 9.94 데니어인 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 담배 필터용 라이오셀 토우를 제조하였다. 토우의 총섬도는 표 1에 기재된 것과 같다.
실시예 및 비교예 토우에 대한 평가 또는 측정
아래 항목을 실시예 및 비교예에 대하여 각각 측정 또는 평가하고, 그 결과를 표 1에 기재하였다.
1. 토우 섬도(데니어)
측정하고자 하는 토우를 2 m 샘플로 채취하여, 온도 20℃, 습도 65 %로 항온항습된 룸(Room)에 24시간 방치하고 안정화한다. 안정화된 토우의 한쪽 끝을 고정하고, 반대편 끝에 2 kg 하중의 추를 장착한다. 하중으로 인해 신장된 상태의 토우를 5 초간 유지(안정화)시킨 후, 90 ㎝로 절단(cutting)하여 시료를 수득하고, 시료의 무게를 측정한다(총 섬도). 섬도는 데니어 환산법에 따라, 측정된 무게 × 10000으로 환산된다. 총 섬도에서 필라멘트의 가닥수를 나누면, 단섬도가 계산된다.
2. 크림프 개수
KS K 0326 규격에 따라 측정한다. 구체적으로, 크림프가 손상되지 않은 20 올의 토우 시료를 취하고, 미리 준비한 광택지편(공간거리 25 mm)을 셀룰로이드 4 내지 5% 아세트산아밀 접착제로 단섬유 1 올씩 첨부 길이에 대하여 25±5 % 늘어지도록 첨부한 후 방치하여 접착제를 건조시킨다.
이 시료에 대하여 크림프 시험기를 사용하여 1올씩 1De당 1.96/1000cN(=2mgf)에 상당하는 초하중을 걸어, 25 mm 사이의 크림프 개수를 구하였다. 그리고, 20 올에 대해 측정된 크림프 개수의 상한과 하한을 기재하였다.
3. 돌기의 이형도 측정
소량의 섬유 다발을 샘플링하여 검은솜과 함께 말고 가늘게 만들어 단면을 컷팅할 수 있는 판의 구멍에 끼운 후 면도날로 단면이 밀리지 않도록 커팅하였다. 그리고, 광학현미경 (BX51, Olympus社 제품)을 사용하여 커팅된 단면을 확대 관찰(배율 200 배)하고, 디지털 카메라로 이미지를 저장하였다.
Olympus Soft Imaging Solution 프로그램을 사용하여 섬유의 단면 이미지에서 측정하고자 하는 이형단면사의 L (돌기 길이), W (돌기 폭), 둘레 길이 등을 분석하였다. 이때, L, W 및 이형도는 앞에서 정의된 것과 동일하게 계산되었다.
4. 돌기의 폭 비율 측정
상술한 이형도 측정과 동일한 방법으로 샘플을 준비하고, Olympus Soft Imaging Solution 프로그램을 사용하여 섬유의 단면 이미지에서 측정하고자 하는 기준선 길이(이형도 관련 측정된 길이 L)의 10%에 해당하는 지점의 돌기 폭(W1)과, 단면 중심부로부터 상기 기준선 길이(이형도 관련 측정된 길이 L)의 90%에 해당하는 지점의 돌기 폭(W2)을 측정하여 그 비를 계산하였다.
5. 방사성
방사 도프가 방사구금에서 토출된 이후, 1 시간 마다 방사 구금 표면에서의 절사 발생 여부 및 그 횟수를 기록하였다. 24 시간 동안 발생한 절사 횟수에 따라 아래와 같이 평가하였다.
양호: 24 시간 동안 절사가 발생하지 않은 경우
보통: 24 시간 동안 1 내지 4회 절사 발생
불가: 24 시간 동안 5 회 이상 절사 발생
6. 담배 필터 흡인 저항 및 원주
실시예 및 비교예를 통해 제조된 토우를 이용하여 담배 필터 Rod를 제조하였다(Rod 무게 650 mg). 구체적으로, 실시예 및 비교예예서 제조된 라이오셀 토우를 권지(6,500 CU의 다공성 용지)로 둘러싸고, 축방향 길이가 120 mm이고, 원주가 아래 표와 같은 원기둥 형태의 필터 로드를 제조하였다.
그리고, KS H ISO 6565 규격에 의거하여 흡인 저항 및 원주 측정기를 사용하여 Rod별 흡인 저항을 측정하였다.
토우
단섬도		 방사성 크림프
개수
(ea/inch)		 토우
총섬도		 이형도
(관계식1)		 폭 비율
(관계식2)		 필터
흡인저항
(mmH2O)		 원주
(mm)
실시예 1 3.45 양호 34-38 35400 1.51 1.54 305 24.2(regular)
실시예 2 4.6 양호 30-34 30700 2.08 1.36 220 24.4(regular)
실시예 3 5.55 양호 28-32 23000 2.23 1.22 410 18.8(slim)
실시예 4 6.98 양호 30-34 19700 2.53 1.12 520 16.6(super slim)
비교예 1 0.55 불량(연속제조 불가) - - 0.38 2.16 측정불가(토우 제조불가) -
비교예 2 1.12 양호 40-48 46500 1.05 2.54 170 23.6(regular)
비교예 3 1.43 양호 38-42 45500 1.16 2.47 160 23.8(regular)
비교예 4 8.55 양호 22-30 14800 2.72 2.38 360 17.1(super slim)
비교예 5 9.94 양호 18-28 13400 2.84 2.16 340 17.0(super slim)
표 1에서 확인되는 것과 같이, 본 출원의 구체예에 따른 실시예는 토우가 소정 형상과 소정 범위의 섬도를 만족하고, 개선된 흡인 저항을 제공할 수 있음이 확인된다.
그러나, 비교예 1의 경우에는 방사 조건이 적절치 않아 토우를 제조하지 못하였고, 필터의 성능(흡인저항도)도 확인하지 못하였다. 그리고, 이형단면의 형태 및 섬도가 실시예와 상이한 비교예 2 내지 5의 경우에는, 레귤러 필터(원주 크기 약 23 - 24.5 mm)인 경우와 (초)슬림 필터(원주 크기 약 16 - 19 mm)인 경우 모두에 있어서, 대응하는 원주 크기를 갖는 실시예 보다 낮은 흡인저항을 제공하고 있음이 확인되었다.

Claims (20)

  1. 적어도 3개의 돌기를 갖는 이형단면을 형성할 수 있는 방사구금을 이용하여 라이오셀 도프를 방사하는 단계;
    방사된 라이오셀 도프를 응고시켜 라이오셀 멀티 필라멘트를 얻는 단계;
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 유제처리하는 단계; 및
    라이오셀 멀티 필라멘트에 스팀(steam)과 압력이 가해지도록, 상기 유제 처리된 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림프 장치(crimp machine)에 투입하는 크림프 부여 단계를 포함하고,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 이형단면인 모노 필라멘트를 포함하며,
    상기 이형단면은 적어도 3개의 돌기를 갖고,
    상기 돌기는 아래 관계식 1로 계산되는 이형도가 0.6 이상이고, 그리고 아래 관계식 2로 계산되는 폭 비율이 0.5 내지 2.0 이며,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도가 15,000 내지 45,000 데니어이고, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어인,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재의 제조방법:
    <관계식 1>
    이형도 = L/W
    <관계식 2>
    폭 비율 = W1/W2
    (단, 상기 관계식 1 및 2에서 L은 돌기의 길이를 의미하는 것으로, 어느 하나의 돌기가 그와 직접 인접한 2개의 돌기와 각각 만나게 되는 2개의 지점을 연결한 직선의 중앙에서 돌기의 말단 지점까지의 거리로 계산된다. 그리고, W는 돌기의 폭을 의미하는 것으로, 상기 L 길이의 10 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W1)과 90 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W2)의 산술평균으로 계산된다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 크림프 부여 단계에서는 라이오셀 멀티 필라멘트에 롤러에 의한 압력이 가해지고,
    상기 크림프 부여 단계는 아래 식 1로 표현되는 크림프 드래프트 비율을 만족하도록 수행되는,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재의 제조방법:
    <식 1>
    1.01 ≤ 크림프 드래프트 비율(crimp draft ratio) ≤ 1.30
    (단, 상기 식 1에서 크림프 드래프트 비율은 V1/V0로 계산되고, V0는 유제 처리된 멀티 필라멘트가 크림프 장치에 투입되기 전 필라멘트의 이동 속도를 의미하고, V1 은 크림프 장치에서 롤러에 의해 파지된 필라멘트의 통과 속도를 의미한다.)
  3. 제 1 항에 있어서,
    인치당 20 내지 50 개의 크림프가 형성된 토우를 제공하는,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도가 15,000 내지 25,000 데니어인,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도가 25,000 내지 45,000 데니어인,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재의 제조방법.
  6. 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림핑(crimping)하여 제조된 크림프 토우이고,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도가 15,000 내지 45,000 데니어이며,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어이고,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 이형단면인 모노 필라멘트를 포함하고,
    상기 이형단면은 적어도 3개의 돌기를 갖고,
    상기 돌기는 아래 관계식 1로 계산되는 0.6 이상의 이형도 및 아래 관계식 2로 계산되는 0.5 내지 2.0의 폭 비율을 갖는,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재:
    <관계식 1>
    이형도 = L/W
    <관계식 2>
    폭 비율 = W1/W2
    (단, 관계식 1 및 2에서 L은 돌기의 길이를 의미하는 것으로, 어느 하나의 돌기가 그와 직접 인접한 2개의 돌기와 각각 만나게 되는 2개의 지점을 연결한 직선의 중앙에서 돌기의 말단 지점까지의 거리로 계산된다. 그리고, W는 돌기의 폭을 의미하는 것으로, 상기 L 길이의 10 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W1)과 90 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W2)의 산술평균으로 계산된다.)
  7. 제 6 항에 있어서,
    아래 식 1로 표현되는 크림프 드래프트 비율을 만족하는 조건에서 크림프가 부여될 수 있도록 크림프 장치(crimp machine)에 투입되어 제조되는,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재:
    <식 1>
    1.01 ≤ 크림프 드래프트 비율(crimp draft ratio) ≤ 1.30
    (단, 상기 식 1에서 크림프 드래프트 비율은 V1/V0로 계산되고, V0는 멀티 필라멘트가 크림프 장치에 투입되기 전 필라멘트의 이동 속도를 의미하고, V1 은 크림프 장치에서 롤러에 의해 파지된 필라멘트의 통과 속도를 의미한다.)
  8. 제 6 항에 있어서,
    인치당 20 내지 50 개의 크림프를 갖는,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도가 15,000 내지 25,000 데니어인,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도가 25,000 내지 45,000 데니어인,
    담배 필터용 이형단면 라이오셀 소재.
  11. 적어도 3개의 돌기를 갖는 이형단면을 형성할 수 있는 방사구금을 이용하여 라이오셀 도프를 방사하는 단계;
    방사된 라이오셀 도프를 응고시켜 라이오셀 멀티 필라멘트를 얻는 단계;
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 유제처리하는 단계;
    라이오셀 멀티 필라멘트에 스팀(steam)과 압력이 가해지도록, 상기 유제 처리된 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림프 장치(crimp machine)에 투입하는 크림프 부여 단계; 및
    크림프가 부여된 토우를 이용하여 필터를 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 이형단면인 모노 필라멘트를 포함하며,
    상기 이형단면은 적어도 3개의 돌기를 갖고,
    상기 돌기는 아래 관계식 1로 계산되는 이형도가 0.6 이상이고, 그리고 아래 관계식 2로 계산되는 폭 비율이 0.5 내지 2.0 이며,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도가 15,000 내지 45,000 데니어이고, 상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어인,
    이형단면 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터의 제조방법:
    <관계식 1>
    이형도 = L/W
    <관계식 2>
    폭 비율 = W1/W2
    (단, 관계식 1 및 2에서 L은 돌기의 길이를 의미하는 것으로, 어느 하나의 돌기가 그와 직접 인접한 2개의 돌기와 각각 만나게 되는 2개의 지점을 연결한 직선의 중앙에서 돌기의 말단 지점까지의 거리로 계산된다. 그리고, W는 돌기의 폭을 의미하는 것으로, 상기 L 길이의 10 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W1)과 90 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W2)의 산술평균으로 계산된다.)
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 크림프 부여 단계에서는 라이오셀 멀티 필라멘트에 롤러에 의한 압력이 가해지고,
    상기 크림프 부여 단계는 아래 식 1로 표현되는 크림프 드래프트 비율을 만족하도록 수행되는,
    이형단면 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터의 제조방법:
    <식 1>
    1.01 ≤ 크림프 드래프트 비율(crimp draft ratio) ≤ 1.30
    (단, 상기 식 1에서 크림프 드래프트 비율은 V1/V0로 계산되고, V0는 유제 처리된 멀티 필라멘트가 크림프 장치에 투입되기 전 필라멘트의 이동 속도를 의미하고, V1 은 크림프 장치에서 롤러에 의해 파지된 필라멘트의 통과 속도를 의미한다.)
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 토우는 인치당 20 내지 50 개의 크림프를 갖는,
    이형단면 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터의 제조방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도가 15,000 내지 25,000 데니어이고,
    KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 370 mmH2O 이상인 담배 필터를 제공하는,
    담배 필터의 제조방법(단, 흡인 저항은 원주가 19 mm 이하인 필터에 대하여 측정된 것이다).
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도가 25,000 내지 45,000 데니어이고,
    KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 185 mmH2O 이상인 담배 필터를 제공하는,
    담배 필터의 제조방법(단, 흡인 저항은 원주가 19 mm 이상인 필터에 대하여 측정된 것이다).
  16. 이형단면 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터이고,
    상기 이형단면 라이오셀 소재는 라이오셀 멀티 필라멘트를 크림핑(crimping)하여 제조된 크림프 토우이며,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총섬도가 15,000 내지 45,000 데니어이고,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트를 이루는 모노 필라멘트의 단섬도가 1.5 내지 8.0 데니어이며,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트는 이형단면인 모노 필라멘트를 포함하고,
    상기 이형단면은 적어도 3개의 돌기를 가지며,
    상기 돌기는 아래 관계식 1로 계산되는 0.6 이상의 이형도 및 아래 관계식 2로 계산되는 0.5 내지 2.0의 폭 비율을 갖는,
    이형단면 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터:
    <관계식 1>
    이형도 = L/W
    <관계식 2>
    폭 비율 = W1/W2
    (단, 관계식 1 및 2에서 L은 돌기의 길이를 의미하는 것으로, 어느 하나의 돌기가 그와 직접 인접한 2개의 돌기와 각각 만나게 되는 2개의 지점을 연결한 직선의 중앙에서 돌기의 말단 지점까지의 거리로 계산된다. 그리고, W는 돌기의 폭을 의미하는 것으로, 상기 L 길이의 10 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W1)과 90 %에 해당하는 지점에서의 돌기 폭(W2)의 산술평균으로 계산된다.)
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 라이오셀 소재는 아래 식 1로 표현되는 크림프 드래프트 비율을 만족하는 조건에서 크림프가 부여될 수 있도록 크림프 장치(crimp machine)에 투입되어 제조되는,
    이형단면 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터:
    <식 1>
    1.01 ≤ 크림프 드래프트 비율(crimp draft ratio) ≤ 1.30
    (단, 상기 식 1에서 크림프 드래프트 비율은 V1/V0로 계산되고, V0는 멀티 필라멘트가 크림프 장치에 투입되기 전 필라멘트의 이동 속도를 의미하고, V1 은 크림프 장치에서 롤러에 의해 파지된 필라멘트의 통과 속도를 의미한다.)
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 크림프 토우는 인치당 20 내지 50 개의 크림프를 갖는,
    이형단면 라이오셀 소재를 포함하는 담배 필터.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도가 15,000 내지 25,000 데니어이고,
    상기 담배 필터는 KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 370 mmH2O 이상인,
    담배 필터(단, 흡인 저항은 원주가 19 mm 이하인 필터에 대하여 측정된 것이다).
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 라이오셀 멀티 필라멘트의 총 섬도가 25,000 내지 45,000 데니어이고,
    상기 담배 필터는 KS H ISO 6565에 따라 측정된 흡인 저항이 185 mmH2O 이상인,
    담배 필터(단, 흡인 저항은 원주가 19 mm 이상인 필터 로드를 제조하였을 때 측정된 것이다).
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