KR20230126051A - 부풀성이 향상된 재구성 담배 및 이의 제조방법 - Google Patents

부풀성이 향상된 재구성 담배 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 담배 원료의 입자크기를 조절하여 각초 부풀성을 향상시킬 수 있으며, 또한, 부풀성이 큰 담배 원료의 이용으로 끝빠짐을 감소시킴으로써 제조 품질을 향상시킬 수 있다. 나아가 본 발명의 방법으로 제조된 흡연 물품은 종래의 방법으로 제조된 흡연물품과 관능속성에 유의한 차이가 없으며, 오히려 부풀성이 큰 담배 원료의 사용 시 무화량과 조화미가 증가하는 효과가 있다.

Description

부풀성이 향상된 재구성 담배 및 이의 제조방법{Reconsituted tabacco improved swellability and manufacturing method thereof}
본 발명은 각초의 입자 크기를 조절하여 부풀성이 향상된 재구성 담배를 제조하는 방법 등에 관한 것이다.
흡연 물품에서 발생된 연기 또는 에어로졸은 상류에서 하류로 이동하여 흡연자에게 전달되어 흡연 만족도를 느낄 수 있도록 제조되고 있다. 흡연 물품 개발 분야에 있어서, 담배 함유 매질과 같은 에어로졸 형성 물질을 연소보다는 가열하는 에어로졸 발생 물품이 공지되어 있다. 열원으로부터, 열원과 접촉, 열원의 내부의, 열원의 주위, 또는 열원에 하류에 위치하는 물리적으로 분리된 에어로졸 발생 물질로의 열 전달에 의해 상기 물질에서 에어로졸이 발생하고 흡연 물품을 통해 흡인된 공기에 연행되어 흡연자에 의해 소비된다.
가열식 에어로졸 발생 물품에 이용되는 흠연 물품은 담배 가루, 바인더, 펄프, 및 첨가제 등을 혼합한 슬러리를 펼쳐서 건조하여 제조한 시트를 말아서 제조한 재구성 담배, 소위 판상엽을 에어로졸 발생 물질로 담배 로드에 포함한다. 재구성 담배의 제조에 있어 담배 가루가 기타 첨가제와 혼합하여 펄프에 균일하게 혼합되기 위하여 바인더가 사용되고, 슬러리 공법에 의해 제조되는 시트는 열 전달을 용이하게 하여 에어로졸 발생량을 증가시키기 위하여 각초로 제작하게 된다. 이에 발생하는 제조된 흡연 물품의 담배 로드에서 담배 각초의 누출은 당 분야의 해결해야할 과제로 남아 있다.
KR 10-2017-0023808
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 흡연물품에서 제조 품질 향상을 위한 끝빠짐(각초의 떨어짐)을 감소시키기 위해 흡연물품의 에어로졸 발생 물질, 즉 재구성 담배 제조에 있어 담배 원료의 입자크기를 조절하여 부풀성을 향상시키는 방법을 제공하고, 상기 방법으로 제조된 재구성 담배와 이를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것이다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 담배 원료의 입자크기를 조절하여 각초 부풀성을 향상시킬 수 있으며, 또한, 부풀성이 큰 담배 원료의 이용으로 끝빠짐을 감소시킴으로써 제조 품질을 향상시킬 수 있다. 나아가 본 발명의 방법으로 제조된 흡연 물품은 종래의 방법으로 제조된 흡연물품과 관능속성에 유의한 차이가 없으며, 오히려 부풀성이 큰 담배 원료의 사용 시 무화량과 조화미가 증가하는 효과가 있다.
도 1은 필터 세그먼트를 포함하는 궐련의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 재조합 담배 제조의 일 예의 공정을 도식화한 것이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에서 궐련은 에어로졸을 발생시키는 물품으로서 에어로졸 발생 기재를 포함한다.
도 1은 궐련(100)의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 궐련(100)은 담배 로드(110), 제1필터 세그먼트(120), 제2필터 세그먼트(130), 제3필터 세그먼트(140), 및 래퍼(150)을 포함하고, 직경은 4 내지 9mm 이고, 길이는 45 내지 50 mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 궐련(100)의 구조는 일 예에 불과하며, 일부 구성이 생략될 수 있다. 예를 들어, 궐련(100)에는 제1필터 세그먼트(120), 제2필터 세그먼트(130) 및 제3필터 세그먼트(140) 중 하나 이상이 포함되지 않을 수 있다. 담배 로드(110)는 재구성 담배로 충진되고, 상기 재구성 담배는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 담배 로드(110)의 길이는 약 10 내지 14 mm, 바람직하게는 12mm가 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 담배 로드(110)는 풍미제, 습윤제 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 화합물과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 풍미제는 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제(isosweet), 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.
본 발명에서 담배 로드(110)에 충진되는 재구성 담배는 담배 각초들로 충전될 수 있다. 여기에서, 담배 각초들은 담배 시트를 잘게 분쇄함으로써 생성될 수 있다.
다른 예로서, 담배 로드(110)는 재구성 담배 시트가 세절된 복수의 담배 가닥들로 충전될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(110)는 복수의 담배 가닥들이 서로 같은 방향(평행)으로 또는 무작위로 합쳐져서 형성될 수 있다. 하나의 담배 가닥은 가로 길이가 0.9 mm, 세로 길이가 12mm, 두께(높이)가 0.2 mm인 직육면체 형상으로 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
담배 로드(110)가 재구성 담배 시트로 충전되는 것과 비교하여, 상술한 담배 가닥들로 충전된 담배 로드(110)는 더 많은 양의 에어로졸이 발생될 수 있다. 동일한 공간에 충전되는 것을 가정하면, 담배 시트에 비하여, 담배 가닥들이 더 넓은 표면적을 보장한다. 넓은 표면적은 에어로졸 생성 물질이 외부 공기와 접촉하는 기회가 더 많음을 의미한다. 따라서, 담배 로드(110)가 담배 가닥들로 충전될 경우, 담배 시트로 충전된 것에 비하여 더 많은 에어로졸이 생성될 수 있다.
또한, 궐련(100)을 홀더(미도시)에서 분리할 때, 담배 가닥들로 충전된 담배 로드(110)가 담배 시트로 충전된 것에 비하여 보다 더 용이하게 분리될 수 있다. 담배 시트에 비교하여, 담배 가닥들이 히터(200)와 접촉하여 생성되는 마찰력이 더 작다. 따라서, 담배 로드(110)가 담배 가닥들로 충전될 경우, 담배 시트로 충전된 것에 비하여 홀더로부터 더 용이하게 분리될 수 있다.
또 다른 예로서, 담배 로드(110)는 풍미제(즉, 가향 물질) 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 풍미제는 감초, 자당, 과당 시럽, 이소감미제 (isosweet), 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.
제1필터 세그먼트(120)은 담배 로드(110)의 하류에 위치하고, 상류가 담배 로드(110)의하류와 접경할 수 있다. 제1필터 세그먼트(120)는 담배 로드(110)에 대한 지지부재로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 히터(200) 내에 궐련(100)을 삽입할 때 제1필터 세그먼트(120)은 담배 로드(110)의 하류 이동을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 제1필터 세그먼트(120)은 담배 로드(110)에서 형성된 에어로졸의 통로 역할을 수행할수 있다. 제1필터 세그먼트 (120)는 내부에 중공(120H)을 포함하는 튜브 형태일 수 있다. 중공(120H)이 에어로졸에 대한 채널로 기능할 수 있다. 또한, 제1필터 세그먼트(120)에 포함된 튜브형 구조물의 상류 말단은 제2필터 세그먼트 (130)에 포함된 튜브형 구조물의 하류 말단과 접경할 수 있다. 따라서, 담배 로드(110)에서 형성된 에어로졸은 중공(120H, 130H)을 통해 제3필터 세그먼트(140) 방향 (즉, 하류 방향)으로 이동될 수 있다.
제1필터 세그먼트(120)은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 또한, 제1필터 세그먼트(120)는 멘톨 등의 가향 물질이 첨가된 가향 필터일 수 있다. 예를 들어, 가향 필터에는 멘톨 약 60 ~ 80중량% 및 프로필렌 글리콜이 약 20 ~ 40 wt%로 이루어진 가향액이 첨가될 수 있다. 이때, 가향액의 첨가량은 약 1 내지 10mg, 바람직하게, 1 내지 7mg일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1필터 세그먼트(120)는 글리세린(Glycerin) 및/또는 프로필렌 글리콜 등의 보습 물질이 첨가된(즉, 보습처리된) 필터일 수도 있다.
제1필터 세그먼트(120)의 외경은 약 3 내지 10mm, 바람직하게는 7mm일 수 있고, 그 길이는 약 8 내지 12 mm, 바람직하게는 10 mm가 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한, 제1필터 세그먼트 내부에 중공(120H)이 형성된 경우, 중공(120H)의 직경은 2 내지 4.5 mm의 범위에서 적절하게 채용될 수 있으나, 바람직하게는 2.5 내지 3.4mm, 더욱 바람직하게는 4.2mm일 수 있다.
제1필터 세그먼트(120)는 지지 역할을 위해 적절한 경도(또는 내구성)를 갖도록 제조되는 것이 바람직할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제1필터 세그먼트(120)의 제조 시, 가소제의 첨가량을 조절함으로써 제1필터 세그먼트(120)의 경도가 조정될 수 있다. 또한, 제1필터 세그먼트(120)의 내경이 커질수록(즉, 제1필터 세그먼트(120)의 두께가 얇아질수록) 첨가되는 가소제의 함량은 증가될 수도 있다. 다른 몇몇 실시예들 에서, 제1필터 세그먼트(120)는 내부(즉, 중공 120H)에 동일 혹은 이형 소재의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수도 있다
제2필터 세그먼트(130)은 히터(200)가 담배 로드(110)을 가열함으로써 생성된 에어로졸을 냉각시킨다. 제2필터 세그먼트(130)은 내부에 중공(130H)이 형성된 튜브형 구조물을 포함할 수 있고, 고온의 에어로졸이 중공(130H)을 통과하며 냉각될 수 있다. 따라서, 사용자는 적당한 온도로 냉각된 에어로졸을 흡입할 수 있다.
제2필터 세그먼트(130)의 길이는 약 12 내지 16 mm, 14mm가 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제2필터 세그먼트(130)은 폴리락트산 또는 지관(紙管)으로 제작될 수 있다. 제2필터 세그먼트(130)은 단위 면적 당 표면적(즉, 에어로졸과 접촉하는 표면적)을 늘리기 위하여 다양한 형태들로 제작될 수 있다. 또한, 종이 소재는 다공도가 낮거나 비다공성의 소재일 수 있다. 예를 들어, 종이 소재의 벌크는 약 1.5cm3/g 또는 1.0cm3/g 이하이며, 바람직하게는 0.8cm3/g 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 벌크는 두께를 평량으로 나눈 값을 의미하는데, 저벌크의 종이 소재는 일반적으로 공극 구조가 발달하지 않아 낮은 다공도를 가질 수 있다. 또한, 종이 소재는 가향 물질을 거의 흡수하지 않기 때문에, 보관 기간 동안 제3필터 세그먼트(140)의 가향 물질이 제2필터 세그먼트(130)로 전이되는 것을 최소화할 수 있다. 그리고, 종이 소재의 튜브형 구조물은 상대적으로 큰 내경(D2)을 갖기 때문에 제2필터 세그먼트(130)와 제1필터 세그먼트(120)와의 내경(또는 중공의 단면적) 차이를 용이하게 극대화할 수 있는데, 이로 인해 궐련(100) 내부에서의 기류 확산 효과가 증대될 수 있다. 기류 확산 효과의 증대는 제2필터 세그먼트(130)의 냉각 효과와 궐련(100)의 향 발현성 및 무화량을 증진시킬 수 있다.
한편, 제2필터 세그먼트(130)의 내경(D2)(또는 중공(130H)의 평균 단면적)은 제1필터 세그먼트(120)의 내경(D1)(또는 중공(120H)의 평균 단면적)보다 클 수 있다. 이러한 경우, 제1필터 세그먼트(120)의 중공(120H)으로부터 제2필터 세그먼트(130)의 중공(130H)으로 이동하는 주류연(기류)이 급격하게 확산되고, 확산된 주류연은 하류 방향으로의 편향성이 감소됨에 따라 천공(160)을 통해 유입되는 외부 공기와의 접촉 면적 및 시간을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 주류연에 대한 냉각 효과가 향상될 수 있으며, 에어로졸에 원활하게 형성되어 무화량도 증대될 수 있다. 나아가, 담배 로드(110) 및 제1필터 세그먼트(120)에 함유된 가향 물질이 제2필터 세그먼트(130)을 통해 그대로 이행되고, 주류연과 제3필터 세그먼트(140)와의 접촉 면적 또한 증가하여 가향 물질의 이행량이 증대될 수 있다. 또한, 기류 이동이 원활해져 무화 량의 균일성도 담보될 수 있게 된다.
여기서, 제2필터 세그먼트(130)로서 내경(D2)이 외경 대비 약 90% 내지 95%인 지관을 적용 시 제1필터 세그먼트(120)의 내경(D1)과 제2필터 세그먼트(130)의 내경(D2) 차이를 극대화할 수 있으며, 이에 따라 주류연 확산 효과 및 그에 따른 주류연 냉각 효과도 더욱 극대화될 수 있다. 일 예로서, 냉각 효과의 극대화, 무화량 및 니코틴 이행량 증대 등을 전반적으로 고려할 때, 제1필터 세그먼트(120)와 제2필터 세그먼트(130)의 내 경비는 약 1:1. 내지 1:3.5이 될 수 있다. 바람직하게, 상기 내경비는 약 1:1.5 내 지 1:3.5 또는 1:1.5 내지 1:3이 될 수 있다. 구체적인 예로서, 제1필터 세그먼트(120)의 내경이 2.5mm인 경우 제2필터 세그먼트(130)의 내경은 3.75mm 내지 7.5mm, 바람직하게는 5mm 내지 7.5mm, 보다 바람직하게는 6mm 내지 7mm가 될 수 있다.
제2필터 세그먼트(130)를 구성하는 종이 소재의 평량은 150gsm 내지 190gsm일 수 있다. 이러한 평량 범위 내에서, 제2필터 세그먼트(130)의 강성 및 내구성이 확보되고 제조 시의 작업성 또한 개선될 수 있다. 구체적으로, 평량이 150gsm 이하 인 경우에는 제2필터 세그먼트(130)에 대한 적절한 강성이 확보되기 어려우며, 평량이 190gsm 이상인 경우에는 튜브형 구조물을 절단하는 나이프가 손상되거나 절단이 빠르게 이루어지지 않아 작업성이 떨어질 수 있다.
종이 소재의 중공 튜브 구조물(또는 제2필터 세그먼트 130)은 복수의 나선지를 적층하는 형태로 제조될 수 있다. 이러한 제조 방식을 통해 구조물의 강성 및 내구성이 개선되고, 기밀성이 향상될 수 있다. 또한, 기밀성이 향상됨에 따라 제2필터 세그먼트(130)로 가향 물질이 전이되는 것이 더욱 최소화될 수 있다.
일 예로서, 제2필터 세그먼트(130)에는 온라인(on-line) 천공 방식으로 앞서 언급한 복수의 천공(160)이 형성될 수 있다. 즉, 천공(160)을 통해 제2필터 세그먼트(130) 또는 튜브형 구조물의 내부와 외부가 유체연통될 수 있다. 여기서, 온라인 천공 방식은 래퍼(150)와 제2필터 세그먼트(130)를 함께 관통하여 천공(160)를 형성하는 방식을 의미할 수 있다. 흡연 시, 외부 공기는 복수의 천공(160)을 통해 제2필터 세그먼트(130)의 중공(130H)으로 유입 후 주류연과 희석되어 제3필터 세그먼트(140)로 이동할 수 있다. 복수의 천공(160)은 흡연 시 제3필터 세그먼트(140)의 표면 온도 및 흡연자에게 전달되는 주류연의 온도를 낮추는 역할을 수행할 수 있다.
복수의 천공(160)의 형성 조건(예를 들면 천공 방식, 개수 및 크기 등)에 의해 제2필터 세그먼트(130)의 공기희석률이 달라지게 된다. 또한, 공기희석률이 높아질수록(예를 들어, 천공 개수가 많을수록) 궐련(100)의 표면 온도 및 주류연 온도가 더 하향될 수 있으나, 적정치를 초과할 경우 흡연 시 헛빨림 현상이 발생되거나 무화량이 감소될 수 있다. 따라서, 궐련(100)의 구조 및 고유 특성에 따라 공기희석률이 적정하게 조절될 필요가 있다. 여기서, 상기 공기희석률은 최종 주류연의 총 부피와 최종 주류연 내에 제2필터 세그먼트(130)를 통 해 유입된 외부공기의 부피의 비(ratio)를 의미할 수 있다.
한편, 표면 온도 및 주류연 온도를 적정 수준으로 유지함과 동시에 무화량을 증대시키기 위해, 제2필터 세그먼트(130)의 공기희석률이 약 5% 내지 40%, 바람직하게는 10% 내지 30%, 보다 바람직하게는 15% 내지 25%가 되도 록 복수의 천공(160)이 형성될 수 있다. 참고로, 복수의 종이층이 나선형으로 적층된 구조로 제조된 무천공의 제2필터 세그먼트(130)는 실질적으로 0%의 공기희석률을 가질 수 있다.
복수의 천공(160)은 1열 10홀로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.
제3필터 세그먼트(140)는 사용자의 구부와 접촉되는 마우스피스이자 상류로부터 전달된 에어로졸을 사용자에게 최종적으로 전달하는 필터 역할을 수행한다. 제3필터 세그먼트(140)는 제2필터 세그먼트(130)의 하류에 위치하고 상류가 제2필터 세그먼트(130)의 하류와 접경할 수 있으며, 궐련(100)의 하류 말단을 형성한다.
제3필터 세그먼트(140)은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 예를 들어, 제3필터 세그먼트(140)는 중공을 포함하는 리세스 필터로 제작될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제3필터 세그먼트(140)의 길이는 약 10 내지 14 mm, 바람직하게는12mm가 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 제3필터 세그먼트 (140)는 기준치 이상의 벌크를 갖는 셀룰로오스 물질을 필터 소재로 이용하여 제작될 수 있다. 셀룰로오스 물질은 예를 들어 종이(paper)일 수 있으나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 앞서 언급한 바와 같이, 벌크는 두께를 평량으로 나눈 값을 의미하는데, 벌크가 높은 셀룰로오스 물질은 내부에 많은 공극을 포함하기 때문에 다량의 향액을 수용할 수 있다. 뿐만 아니라, 벌크가 높은 셀룰로오스 물질은 복잡한 공극 구조를 통해 휘발성 향액(또는 가향 물질)의 급격한 휘산을 억제할 수 있기 때문에, 가향 물질의 전이를 방지하고 흡연 시 궐련(100)의 향 지속성 또한 향상시킬 수 있다. 셀룰로오스 물질의 벌크 수치는 셀룰로오스 물 질의 목표 공극도(또는 목표 향액 수용량)에 기초하여 변경될 수 있을 것이나, 약 1cm3/g 이상이 되는 것이 바람직할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 셀룰로오스 물질의 벌크는 대략 1.5cm3/g, 2cm3/g, 또는 2.5cm3/g 이상일 수 있다. 이러한 수치 범위에 서, 셀룰로오스 물질의 공극 구조가 발달하고 그에 따라 향액 수용량도 크게 증대될 수 있다.
또한, 제3필터 세그먼트(140)은 가향 물질을 추가로 포함할 수 있다. 가향 물질을 첨가하는 방식은 다양할 수 있다. 예를 들어, 가향 물질이 함유된 향액을 필터에 직접 분사하는 방식(e.g. TJNS 필터), 향액을 캡슐에 담아 투입하는 방식, 향액이 도포된 별도의 섬유가 제3필터 세그먼트(140)의 내부에 삽입되는 방식 등이 될 수 있을 것이나, 이에 제한되지 않는다. 첨가되는 가향 물질은 상온(e.g. 20 ±5)에서 결정성 고체로 존재하는 물질(e.g. L-멘톨)일 수 있다. 이러한 경우, 용 매와 가향 물질 간의 함량비가 중요할 수 있는데, 이는 용매의 함량이 적은 경우 가향 물질이 셀룰로오스 물질 내에 고체상으로 침전되어 제3필터 세그먼트(140)의 흡인 저항과 경도 등이 급격하게 증가할 수 있기 때문이다. 가향 물질의 바람직한 함량은 대략 60중량% 이하일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 함량은 대략 50중량% 또는 40중량% 이하일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 제3필터 세그먼트의 물성 변화가 최소화될 수 있다.
상술한 가향 물질이 가향액의 형태로 첨가되는 경우, 용매는 프로필렌 글리콜 또는 중쇄지방산트리글리세라이드(medium chain fatty acid triglyceride; 이하 "MCTG"로 약칭함)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다. 프로필렌 글리콜은 극성(또는 친수성) 용매이기 때문에 가향 물질이 극성(또는 친수성)인 경우에 효과적일 수 있고, MCTG는 비극성(또는 소수성) 용매이기 때문에 가향 물질이 비극성(또는 소수성)인 경우에 효과적일 수 있다. 비극성의 MCTG는 비극성의 가향 물질을 잘 용해시킬 수 있고, 휘발성을 갖는 가향 물질의 휘산도 잘 억제할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 가향 물질이 멘톨인 경우, MCTG가 용매로서 효과적일 수 있다. 이러한 경우, MCTG가 멘톨의 휘산을 억제하여 흡연 중에 멘톨향의 발현 강도가 급격하게 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 흡연 초반에 멘톨향이 과발현되고 흡연 중반 이후 멘톨향이 잘 발현되지 않는 문제가 경감될 수 있다.
또한, 가향액의 첨가량은 제3필터 세그먼트(140) 내의 셀룰로오스 물질의 함량(또는 면적)에 따라 달라질 수 있을 것이나, 대략 1.0mg/mm 내지 9.0mg/mm 인 것이 바람직할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 가향액의 첨가량은 대략 2.0mg/mm 내지 7.0mg/mm, 3.0mg/mm 내지 7.0mg/mm, 3.0mg/mm 내지 6.0mg/mm 또는 2.0mg/mm 내지 6.0mg/mm일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 향 발현성이 증가하고 래퍼가 젖는 문제가 최소화되며, 흡연 시 지나치게 강한 향이 발현되어 흡연자가 오히려 거부감을 느끼는 문제가 방지될 수 있다.
담배 로드(110) 및 제1필터 세그먼트(120)은 래퍼(150)에 의하여 포장될 수 있다. 예를 들어, 래퍼 (150)는 내유성을 갖는 종이류 포장재로 제작될 수 있다. 래퍼(150)의 두께는 약 40um 내지 80um이고 기공도는 약 5CU 내지 50CU일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도시되어 있지는 않으나, 담배 로드(110), 제1필터 세그먼트(120), 제2필터 세그먼트(130) 및 제3필터 세그먼트(140) 중 적어도 하나는 래퍼(150)에 의해 포장되기 전 별개의 래퍼로 각각 포장될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(110)는 담배 로드 래퍼(미도시)에 의하여 포장되고, 제1필터 세그먼트(120), 제2필터 세그먼트(130) 및 제3필터 세그먼트(140) 각각은 제1필터 래퍼(미도시), 제2 필터 래퍼(미도시) 및 제3필터 래퍼(미도시) 각각에 의하여 포장될 수 있다. 그러나, 궐련(100) 및 이의 구성요소를 래핑하는 방식은 달라질 수도 있다.
상기 래퍼들은 각각이 감싸는 영역에 따라 상이한 물성을 가질 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(110)를 감싸는 담배 로드 래퍼의 두께는 약 61um이고 기공도는 약 15CU일 수 있고, 제1필터 세그먼트(120)를 감싸는 제1필터 래퍼의 두께는 약 63um이고 기공도는 약 15CU일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 담배 로드 래퍼 및/또는 상기 제1필터 래퍼의 안쪽 면에는 알루미늄 포일이 더 포함될 수도 있다. 또한, 제2필터 세그먼트(130)를 감싸는 제2필터 래퍼 및 제3필터 세그먼트(140)를 감싸는 제3필터 래퍼는 하드 권지로 제작될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2필터 래퍼의 두께는 약 158um이고 기공도는 약 33CU일 수 있고, 상기 제3 필터 래퍼의 두께는 약 155um이고 기공도는 약 46CU일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
래퍼(150)는 종이류 포장재의 일 표면 또는 양 표면에 소정의 물질이 도포(또는, 코팅)됨으로써 생성될 수 있다. 여기에서, 소정의 물질의 예로서는 실리콘이 해당될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 실리콘은 온도에 따른 변화가 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성, 또는 전기 절 연성 등의 특성을 갖는다. 다만, 실리콘이 아니더라도, 상술한 특성들을 갖는 물질이라면 제한 없이 래퍼 (150)에 도포(또는, 코팅)될 수 있다.
본 발명의 재구성 담배 시트는 담배 원료를 미세 입자로 분쇄하고 바인더, 펄프, 및 첨가제등을 혼합하여 슬러리 형태로 제작한 후 슬러리를 판상형으로 펼쳐서 건조시킴에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 슬러리에는 담배 원료, 즉 각초가 5 내지 80% 첨가될 수 있다. 담배 원료는 담배 잎 조각, 담배 줄기, 또는 담배 잎의 주요 옆편 스트립일 수 있다.
본 발명의 재구성 담배 시트 제조에 있어 담배 원료의 분쇄는 원료의 입자 크기가 26 내지 100 ㎛, 바람직하게 30 내지 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 30 내지 40 ㎛가 되도록 수행되는 것일 수 있으며, 나아가, 상기 입자상 담배 원료 입자의 입도 분포에서 입자 크기가 80㎛ 이하의 입자의 비율이 70 내지 99% 일 수 있으며, 바람직하게는 80 내지 99%, 더욱 바람직하게는 90 내지 99%일 수 있다.
본 발명에서 입자 크기는 담배 원료 부피 대부분을 차지하는 미세입자의 크기는 부피 모멘트 평균(Volume moment mean)을 의미한다.
또한, 본 발명은 부풀성이 큰 재조합 담배 제조에 있어 상기 입도 크기 및 분포 범위 내의 입자상 담배 원료와 바인더, 펄프, 첨가제, 및 물 등을 혼합하여 슬러리 판상엽을 구성하고, 상기 판상엽의 두께(㎛)/평량(g/m2)의 비율(ratio)는 1.05 내지 2.50일 수 있다.
본 발명의 재구성 담배 시트 제조에 있어 상기 담배 원료는 부풀성이 큰 원료, 예를 들어 시가엽 또는 버어리(Burley) 종의 원료를 이용할 수 있고, 상기 부풀성이 큰 담배 원료는 원료의 특성에 따라 그 함량을 달리할 수 있으나 총 담배 원료의 건조 중량 기준으로 5 내지 80 wt%, 바람직하게는 30 내지 80 wt%, 더욱 바람직하게는 30 내지 50 wt% 포함될 수 있다.
본 발명은 부풀성이 큰 재조합 담배 제조에 있어 담배 원료의 종류, 혼합 비율, 및 입자상 담배 원료의 입자 크기를 조절하여 슬리러 판상엽의 동일 두께 하에서 부풀성을 증가시키고 평량을 하향시킬 수 있으며, 나아가 슬러리 판상엽 두께/평량의 비율을 조절하여 담배 로드 제조 시 담배 로드의 총 중량을 감소시키며 재구성 담배의 끝빠짐도 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명자들은 담배 원료의 입자 크기와 원료의 종류를 달리하여 담배 로드를 제작하고 그 무게, 끝빠짐 정도를 확인하였다.
보다 구체적으로, 입자 크기에 따른 부풀성과 담배 로드의 무게 변화를 확인하기 위하여 비교예 1은 시판 중인 담배에 적용되는 방법으로 각초의 크기를 조절하고, 슬러리 판상엽 두께/평량의 비율이 1.14가 되도록 하여 담배 로드를 제작하였다. 실시예 1은 상기 비교예 1의 담배 원료와 동일한 원료를 이용하되 입자 크기만을 달리하여 담배 로드를 제작하였다.
또한, 담배 원료 종류에 따른 부풀성과 담배 로드 무게 변화를 확인하기 위하여, 시가엽이 40% 함유된 담배 원료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2의 담배 로드를 제작하였다.
한편, 슬러리 판상엽 두께/평량의 비율에 따른 담배 로드의 무게 및 끝빠짐의 변화를 확인하기 위하여 슬러리 판상엽 두께/평량의 비율 및 담배로드 무게가
다른 것을 제외하고 비교예 2와 동일한 방법으로 실시예 2의 담배 로드를 제작하였다.
각각의 실험에서 입자상 담배 원료의 크기에 따른 부풀성을 측정하였으며, 제작된 담배 로드의 무게 및 끝빠짐을 측정하였고, 그 결과는 하기 표 1과 같다.
구 분 각 초 담배 로드 스 틱 (흡연 물품) 슬러리 판상엽 두께/평량 비율
입자크기
(um)
부풀성
(cc/g)
무게
(㎎)
끝빠짐
(㎎/cm2)
매질무게
(㎎)
니코틴
(㎎/stick)
글리세린
(㎎/stick)
일 반 비교예1 24.6 2.28 1,560 2.95 260 0.78 4.51 1.14
실시예1 33.8 2.58 1,500
(△4%)
2.59 250 0.77 4.26 1.20
시 가 비교예2 25.2 2.40 1,560 0.76 260 0.52 4.25 1.23
실시예2 34.3 2.68 1,380
(△13%)
2.16 230 0.52 4.52 1.27
한편, 비교예 대비 담배 원료의 입자 크기를 조절하여 각초 부풀성이 증가된 각초(실시예)를 적용함에 따라 담배 로드의 총중량을 감소시킨 흡연물품이 소비자에게 전달되는 맛에 영향을 미치는지 여부를 확인하기 위하여 관능평가를 실시하였다. 제작된 흡연 물품을 관능평가 패널 100 명을 대상으로 블라인드 테스트를 실시하였으며, 7점 척도법에 따라 점수를 매기어 그 평균값을 하기 표 2에 나타내었다.
평가 방법은 일반적으로 주요 맛 속성인 무화량 및 끽미강도와 자극성, 조화미 등을 추가로 평가하였다.
구 분 무화량 끽미강도 자극성 이취미 조화미
일 반 비교예 : 실시예 3.8 : 3.7 3.4 : 3.4 3.3 : 3.3 2.4 : 2.6 3.6 : 3.8
시 가 4.5 : 4.8* 3.5 : 3.4 3.9 : 3.3* 3.8 : 3.4 4.5 : 5.0*
상기 표 2의 결과로부터 실시예 1은 담배 원료의 입자 크기 조절에 따라 부풀성이 향상되어 흡연 물품 제작에 이용되는 에어로졸 발생 물질이 보다 적게 포함됨에도 불구하고, 무화량, 끽미강도, 자극성, 이취미, 및 조화미에서 비교예 1과 유의한 차이 없는 관능속성을 나타내었다. 나아가, 실시예 2는 무화량, 자극성, 및 조화미 속성에서 비교예 2보다 더 긍정적으로 평가되었다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
궐련(100)
담배 로드(110)
제1필터 세그먼트(120)
제2필터 세그먼트(130)
제3필터 세그먼트(140)
래퍼(150)

Claims (10)

  1. 재구성 담배 제조용 조성물로서,
    상기 조성물은 입상 담배 원료를 포함하고,
    상기 입상 담배 원료의 입자 크기는 26 내지 100 ㎛이고,
    상기 입상 담배 원료에서 입자 크기가 80㎛ 이하의 입자의 비율이 70 내지 99%인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입상 담배 원료는 시가엽 및/또는 버어리 종 유래의 잎 및/또는 줄기를 총 입상 담배 원료의 건조 중량을 기준으로 5 내지 80 wt% 포함하는 것인, 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 바인더를 추가로 포함하는 것인, 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 가열식 에어로졸 발생 물품용 재조합 담배 제조 용도인 것인, 조성물.
  5. (1) 담배 원료를 26 내지 100 ㎛ 크기의 입상으로 분쇄하는 단계;
    (2) 상기 입상 담배 원료를 바인더, 펄프, 및 물과 혼합하여 슬러리 형태로 제작하는 단계; 및
    (3) 상기 슬러리 형태의 혼합물을 두께(㎛)와 평량(g/m2)의 비율이 1.05 내지 2.50가 되도록 펼쳐서 건조시키는 단계;를 포함하는 재구성 담배 제조방법으로서,
    상기 (1) 단계 이후의 입상 담배 원료는 입자 크기가 80㎛ 이하의 입자의 비율이 70 내지 99%인, 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (1) 단계의 담배 원료는 시가엽 및/또는 버어리 종 유래의 잎 및/또는 줄기를 총 입상 담배 원료의 건조 중량을 기준으로 5 내지 80 wt% 포함하는 것인, 제조방법.
  7. 제5항의 방법으로 제조된 재구성 담배.
  8. 제7항의 재구성 담배를 포함하는 흡연 물품.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 흡연 물품은 시트 형태의 재구성 담배를 포함하는 것인, 흡연 물품.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 흡연 물품은 재구성 담배 시트가 세절된 복수의 담배 가닥으로 포함하는 것인, 흡연 물품.
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