KR20240022531A - 크리프 경향이 감소된 흡연 물품을 위한 세그먼트용 필터 재료 - Google Patents

크리프 경향이 감소된 흡연 물품을 위한 세그먼트용 필터 재료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡연 물품용 세그먼트의 제조를 위한 필터 재료에 관한 것이며, 필터 재료는 수력으로 얽혀지고 각각 필터 재료의 질량을 기준으로 최소 50% 및 최대 100%의 셀룰로오스 섬유를 함유하며, 필터 재료는 최소 15g/㎡ 및 최대 60g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖고, ISO 534:2011에 따라 측정되는 필터 재료의 층의 두께는 최소 25㎛ 및 최대 400㎛이며, 필터 재료는 최대 10%의 두께 방향으로의 크리프 경향을 갖고, 크리프 경향은 두께 측정 시작 후 20초 이내에 ISO 534:2011에 따라 측정되는 필터 재료의 5개 층의 두께의 상대적 감소이다.

Description

크리프 경향이 감소된 흡연 물품을 위한 세그먼트용 필터 재료
본 발명은 흡연 물품(smoking article)용 필터 재료, 이 필터 재료로 제조된 흡연 물품용 세그먼트, 및 이 세그먼트로 제조된 흡연 물품에 관한 것으로, 상기 필터 재료는 이로 제조된 세그먼트에 크리프 경향(creep tendency)과 관련하여 유리한 특성을 부여하는 구조를 갖는다.
흡연 물품은 일반적으로, 연이어 배치된 적어도 2개의 막대형(rod-shaped) 세그먼트로 구성된 막대형 물품이다. 하나의 세그먼트는 가열 시 에어로졸을 형성할 수 있는 재료를 함유하고, 적어도 하나의 추가 세그먼트는 에어로졸의 특성에 영향을 미치기 위해 이용되는 재료를 함유한다.
흡연 물품은, 제1 세그먼트가 에어로졸 형성 재료, 특히 연초(tobacco)를 함유하고 필터로서 형성된 추가 세그먼트는 에어로졸을 여과하는 역할을 하는 필터 담배(filter cigarette)일 수 있다. 이 경우, 에어로졸은 에어로졸 형성 재료의 연소를 통해 생성되며, 필터는 에어로졸을 여과하고 필터 담배에 정의된 흡인 저항(draw resistance)을 부여하는 역할을 한다.
또한, 흡연 물품은, 에어로졸 형성 재료가 가열되기만 하고 연소는 되지 않는 이른바 가열식 연초 제품(heated tobacco product)일 수 있다. 그로 인해 에어로졸 내 건강 유해물질의 수와 양이 감소한다. 상기 유형의 흡연 물품은 마찬가지로 적어도 2개의 세그먼트, 더 흔하게는 2개보다 더 많은, 특히 4개의 세그먼트로 구성된다. 하나의 세그먼트는, 전형적으로 연초, 재생 연초(reconstituted tobacco), 또는 다른 방법으로 처리된 연초, 또는 니코틴 및 글리세롤 또는 플로필렌글리콜을 포함하는 에어로졸 형성 재료를 함유한다. 가열식 연초 제품 내의 또 다른 부분적으로 선택적인 세그먼트들은 에어로졸을 전달하거나 에어로졸을 냉각시키거나 에어로졸을 여과하는 역할을 한다.
세그먼트는 대개 랩퍼 재료(wrapper material)로 둘러싸인다. 때때로 종이가 랩퍼 재료로 사용된다.
하기에서는, 명시적으로 언급되지 않거나 문맥에서 직접 달리 제시되지 않는 한, "세그먼트"란, 에어로졸 형성 재료를 함유하는 것이 아니라, 예컨대 에어로졸을 전달하거나 냉각시키거나 여과하는 역할을 하는 흡연 물질의 세그먼트를 의미한다.
종래 기술로부터는 셀룰로오스 아세테이트 또는 폴리락타이드와 같은 중합체로 상기 유형의 세그먼트를 형성하는 것이 공지되어 있다. 셀룰로오스 아세테이트 및 폴리락타이드는 환경에서 매우 서서히 생분해되기 때문에, 업계에서는, 더 잘 생분해될 수 있는 다른 재료로 흡연 물품의 세그먼트를 제조하는 데 관심이 있다. 종래 기술에서는, 종이로부터 흡연 물품용 세그먼트, 특히 필터 세그먼트를 제조하는 것이 공지되어 있다. 상기 유형의 세그먼트는 일반적으로 순조롭게 생분해될 수 있긴 하나 단점도 있다. 예를 들면, 종이 소재의 필터 세그먼트는 일반적으로 높은 여과 효율을 가지므로 건조한 에어로졸을 초래하며, 이는 셀룰로오스 아세테이트 소재의 일반적인 필터 세그먼트를 구비한 담배에 비해 에어로졸의 맛(taste)을 저하시킨다. 또한, 종이 소재의 필터 세그먼트는 셀룰로오스 아세테이트보다 페놀에 대해 더 낮은 여과 효율을 갖는 경우가 많다. 또한, 흡인 저항, 여과 효율 및 경도의 조합과 관련하여 소비자가 수용할 수 있는 세그먼트는 종이로 제조하기가 어려운 것으로 밝혀졌다. 여과 효율을 낮추기 위해, 주로 종이가 덜 사용되며, 세그먼트는 더 부드러워져서 너무 낮은 흡인 저항을 갖는다.
그러므로 업계에서는, 여과 효율, 흡인 저항 또는 생분해성에서 특별한 단점이 발생하지 않으면서, 변형에 대해 유리한 저항성을 갖는 흡연 물품용 세그먼트들을 제조할 수 있게 하는 필터 재료를 제공하는 데 관심이 있다.
본원과 동일한 발명자의 미공개 국제 특허 출원 PCT/EP2019/085125호에는, 본 발명에 따른 필터 재료의 출발점의 역할을 할 수 있는 수력 얽힘형 필터 재료(hydroentangled filter material)가 기술되어 있다.
본 발명의 과제는, 생분해성은 유사하게 우수한 조건에서, 변형 저항성과 관련하여 종래 기술로부터 공지된 세그먼트를 능가하는 세그먼트를 제조할 수 있게 하는 흡연 물품용 필터 재료를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제1항에 따른 필터 재료, 청구항 제27항에 따른 필터 재료의 제조 방법, 청구항 제16항에 따른 흡연 물품용 세그먼트, 청구항 제22항에 따른 상기 세그먼트의 제조 방법, 및 청구항 제23항에 따른 흡연 물품을 통해 해결된다. 바람직한 개선예들은 종속 청구항들에 명시되어 있다.
본원 발명자는, 상기 과제가 필터 재료를 통해 해결될 수 있음을 발견하였으며, 여기서 필터 재료는 수력으로 얽혀지고 각각 필터 재료의 질량을 기준으로 최소 50% 및 최대 100%의 셀룰로오스 섬유를 함유하며, 필터 재료는 최소 15g/㎡ 및 최대 60g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖고, ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 층의 두께는 최소 25㎛ 및 최대 400㎛이며, 필터 재료는 최대 10%의 두께 방향으로의 크리프 경향을 가지며, 크리프 경향은 두께 측정의 시작 후 20초 이내에 ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 5개 층의 두께의 상대적 감소이다.
필터 재료는 본 발명에 따라 수력 얽힘(hydroentangling)을 통해 제조된다. 이러한 제조 방법은, 다른 필터 재료들 및 특히 종이류와 구분되고 다른 제조 방법을 통해서는 동일한 방식으로 달성될 수 없는 특유의 특성을 필터 재료에 부여한다. 예를 들면, 강도(strength)가 주로 수소 브릿지(hydrogen bridge)를 통해 구현되고 섬유가 특히 종이의 평면에 배열되는 종이의 경우와 다르게, 수력 얽힘형 필터 재료의 경우 강도는 섬유들의 엉킴을 통해 달성된다. 그 결과로, 상기 필터 재료로 제조된 세그먼트에 흡인 저항과 여과 효율 간의 우수한 관계를 부여하는 매우 다공성인 구조가 형성된다. 그러나 이러한 세그먼트는 특히 다공성 구조로 인해 종종 너무 부드럽다.
본원 발명자는 경도와 관련한 소비자의 인식에서, 세그먼트가 적은 변형만을 수반하는 하중에 반응하는지보다, 오히려 작지만 지속적인 하중이 세그먼트의 크고 지속적인 변형을 야기하지 않는지가 더 중요시된다는 것을 발견하였다. 이는, 흡연 물품의 사용, 특히, 소비자가 담배의 필터 영역을 손가락 사이에 끼우고 이러한 자세를 유지하는 한편, 예컨대 동일한 손으로 제스처를 취하고, 이때 지속적인 압력을 필터 영역에 가하게 되는, 필터 담배의 사용과 관련이 있다. 이 경우, 흡연 물품의 세그먼트는 유의미하게 영구적으로 변형되지 않아야 한다. 이는, 대개 전기로 작동되는 가열 장치에서의 사용으로 인해 필터 담배보다 소비자에 의한 조작을 훨씬 더 많이 요구하는 담배 가열 시스템(tobacco heating system)용 흡연 물품에도 동일하게 적용된다.
흡연 물품 및 이런 흡연 물품의 세그먼트의 경도는 일상적으로 짧지만 높은 하중으로 인한 변형에 근거하여 측정된다. 그러나 본원 발명자의 연구결과에 따르면, 고객의 인식에서, 더 오래 지속되지만 짧은 하중 조건에서의 변형이 더욱 중요하다.
이러한 문제는 바로 수력 얽힘형 필터 재료를 사용할 때 더 빈번하게 발생하는데, 그 이유는 필터 재료의 바람직한 다공성 구조가 지속적인 변형에 대해 적은 저항성을 제공하며, 특히 전형적으로 흡연 물품의 세그먼트 내에서 필터 재료의 크림핑(crimping) 또는 주름 가공(pleating)을 통해 존재하는 것과 같은 필터 재료의 복수의 층은 쉽게 압축되어 지속적으로 변형되기 때문이다. 본원 발명자는, 이러한 문제가, 필터 재료의 섬유의 더 많은 비율이 두께 방향으로 정렬되는 구조를 수력 얽힘형 필터 재료에 부여함으로써 해결된다는 점을 확인하였다. 이 경우, 두께 방향으로 정렬되는 섬유들은 필터 재료의 다공성 구조를 안정화시키고, 지속적이면서 작은 하중 조건에서의 변형에 대해 더 높은 저항성을 허용한다. 이 경우, 두께 방향으로 배열되는 섬유의 비율은, 워터 제트들의 개수 및 압력, 그리고 워터 제트들이 유출되는 노즐들의 형태를 통해 영향을 받을 수 있다.
이러한 방법으로 수득되는 필터 재료의 구조는, 본원 발명자의 연구결과에 따르면, 작지만 지속적인 하중 조건에서 필터 재료가 얼마나 강하게 변형되는지를 묘사하는 두께 방향으로의 크리프 경향을 통해 특성화된다. 크리프 경향은 ISO 534:2011에 따른 두께의 측정으로 결정된다. ISO 534:2011에 따른 두께의 측정 시, 시료는 평평한 받침대 위에 놓이고 원통형 스탬프를 통해 정의된 작은 힘으로 하중을 받는다. 스탬프 표면과 받침대 사이의 이격 간격은 두께이며, 스탬프가 시료 상에 올려진 후에 ISO 534:2011에 따라 측정된다.
이러한 표준화된 측정 방법의 극미한 변화에서 크리프 경향 역시 결정될 수 있다. 이 경우, 시료 재료의 5개 층이 받침대 위에 놓이고 ISO 534:2011에 따른 두께 측정이 시작된다. 5개 층의 두께에 대해 측정 시작 직후 표시되는 값(d0)이 기록되며, 20초 후에 5개 층의 두께에 대한 또 다른 값(d20)이 기록된다. 크리프 경향(C)은 상기 20초 이내에 두께의 상대적 변화이며, 하기 공식을 통해 계산되고 백분율로서 표현될 수 있다.
흡연 물품들에 대한 실험들에서, 10% 미만의 크리프 경향으로도 이미 소비자의 인식에 장점들을 제공하는 것으로 확인되었다. 그와 반대로 통상적인 수력 얽힘형 필터 재료들은 전형적으로 약 15%의 크리프 경향을 나타낸다. 그러므로 본 발명에 따라서 수력 얽힘형 필터 재료는 두께 방향으로의 크리프 경향이 최대 10%가 되도록 제조된다.
본 발명에 따른 필터 재료는 셀룰로오스 섬유를 함유한다. 발명자들의 연구결과에 따르면, 세그먼트로 가공될 수 있도록 필터 재료에 충분한 강도를 부여하기 위해 셀룰로오스 섬유가 필요하다. 필터 재료 내 셀룰로오스 섬유의 분율은 본 발명에 따라 각각 필터 재료의 질량을 기준으로 필터 재료의 질량의 최소 50% 및 최대 100%이며, 바람직하게는 최소 60% 및 최대 100%이며, 매우 바람직하게는 최소 70% 및 최대 95%이다.
셀룰로오스 섬유는 펄프 섬유, 또는 재생 셀룰로오스의 섬유 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
펄프 섬유는 바람직하게 침엽수림, 활엽수림에서, 또는 대마, 아마, 황마, 저마, 케나프, 케이폭(Kapok), 코코넛, 아바카(abaca), 사이잘, 대나무, 목화와 같은 여타의 식물에서, 또는 에스파르토 그라스(esparto grass)로부터 얻어진다. 다양한 소스(source)의 펄프 섬유로 이루어진 혼합물도 수력 얽힘형 필터 재료의 제조를 위해 사용될 수 있다. 펄프 섬유가 침엽수림에서 획득되는 것이 특히 바람직한데, 그 이유는 이러한 섬유가 더 적은 분율로도 필터 재료에 우수한 강도를 부여하기 때문이다.
본 발명에 따른 필터 재료는 재생 셀룰로오스 소재의 섬유를 함유할 수 있다. 바람직하게 재생 셀룰로오스 소재의 섬유의 분율은, 각각 필터 재료의 질량을 기준으로 최소 5% 및 최대 50%이며, 매우 바람직하게는 최소 10% 및 최대 45%이며, 매우 특히 바람직하게는 최소 15% 및 최대 40%이다.
재생 셀룰로오스 소재의 섬유는 바람직하게 적어도 부분적으로, 특히 적어도 70%가 비스코스 섬유(viscos fiber), 모달 섬유(modal fiber), Lyocell® 섬유, Tencel® 섬유 또는 이들의 혼합물로 형성된다. 이러한 섬유는 우수한 생분해성을 가지며, 필터 재료의 강도를 최적화하고 이런 필터 재료로 제조된 흡연 물품용 세그먼트의 여과 효율을 조정하는 데 사용될 수 있다. 이들 섬유는 그 제조 방법으로 인해 천연 자원에서 얻은 펄프 섬유보다 덜 가변적이며, 펄프 섬유만 사용할 때보다 필터 재료로 제조된 세그먼트의 특성이 덜 변동하도록 한다. 그러나 이러한 섬유의 제조는 더 복잡하며, 통상적으로 펄프 섬유보다 더 고가이다.
필터 재료의 단위 면적당 중량은 본 발명에 따라서 최소 15g/㎡ 및 최대 60g/㎡이며, 바람직하게는 최소 18g/㎡ 및 최대 55g/㎡이며, 매우 바람직하게는 최소 20g/㎡ 및 최대 50g/㎡이다. 단위 면적당 중량은 필터 재료의 인장 강도에 영향을 미치며, 더 높은 단위 면적당 중량은 일반적으로 더 높은 강도로 이어진다. 그러나 단위 면적당 중량은 너무 높지 않아야 하는데, 그 이유는 그러한 경우 필터 재료가 더 이상 고속에서 흡연 물품용 세그먼트로 가공될 수 없기 때문이다. 이러한 정보는 ISO 536:2019에 따라 측정된 단위 면적당 중량과 관련된다.
본 발명에 따라서, 필터 재료는 최대 10%, 바람직하게는 최소 0% 및 최대 9%, 매우 바람직하게는 최소 0% 및 최대 8%, 매우 특히 바람직하게는 최소 1% 및 최대 5%의 두께 방향으로의 크리프 경향을 갖는다. 일반적으로 크리프 경향은 최대한 낮아야 하지만, 필터 재료는 흡연 물품의 세그먼트로 가공되는 동안 변형되므로, 이러한 변형에 대해 너무 큰 저항은 제공되지 않아야 하고 변형된 상태도 유지되어야 한다. 이러한 관점에서 바람직한 간격이 특히 바람직하다. 이 경우, 두께 방향으로의 크리프 경향은, 앞에서 설명한 것처럼, ISO 534:2011에 따라 결정된다.
본 발명에 따른 필터 재료는, 고유 특성(specific characteristics)의 조정을 위해, 알킬 케텐 이량체(AKD), 알케닐 숙신산 무수물(ASA)과 같은 산 무수물, 폴리비닐 알코올, 왁스, 지방산, 전분, 전분 유도체, 카르복시메틸 셀룰로오스, 알기네이트, 키토산, 습강제(wet strength agent), 또는 예컨대 유기 또는 무기 산 또는 염기처럼 pH 값의 설정을 위한 물질들과 같은 첨가제를 함유할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 본 발명에 따른 필터 재료는, 시트르산삼나트륨 또는 시트르산삼칼륨과 같은 시트레이트, 말레이트, 타르트레이트, 아세트산나트륨 또는 아세트산칼륨과 같은 아세테이트, 니트레이트, 숙시네이트, 푸마레이트, 글루코네이트, 글리콜레이트, 락테이트, 옥살레이트, 살리실레이트, α-히드록시카프릴레이트, 포스페이트, 폴리포스페이트, 클로라이드 및 탄산 수소나트륨으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 첨가제 및 이들의 혼합물도 함유할 수 있다.
통상의 기술자는 본인의 경험을 토대로 상기 첨가제의 종류 및 양을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 필터 재료는 셀룰로오스 아세테이트의 여과 효율에 필터 재료의 여과 효율을 더 잘 매칭시키는 또 다른 물질도 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 필터 재료의 한 바람직한 실시형태에서, 필터 재료는, 트리아세틴, 프로필렌글리콜, 소르비톨, 글리세롤, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리비닐알코올 및 트리에틸시트레이트로 구성된 군에서 선택된 물질 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
필터 재료의 한 바람직한 실시형태에서, 셀룰로오스 섬유 중 적어도 일부는 충전재(filler)로 채워지고, 이 충전재는 특히 바람직하게 광물 입자 및 특히 탄산칼슘 입자로 형성된다. 필터 재료의 구조는 매우 다공성이어서 충전재를 파지하기에 적합하지 않으므로, 셀룰로오스 섬유에 충전재를 채워 필터 재료의 구조 내에 상기 셀룰로오스 섬유를 고정시키는 것이 유리하다. 충전재는 필터 재료에 특별한 특성을 부여하는 역할을 할 수 있다.
ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 층의 두께는 최소 25㎛ 및 최대 400㎛이며, 바람직하게는 최소 30㎛ 및 최대 350㎛이며, 매우 바람직하게는 최소 35㎛ 및 최대 300㎛이다. 두께는, 흡연 물품의 세그먼트 내에 포장될 수 있는 필터 재료의 양 및 이와 더불어 세그먼트의 흡인 저항과 여과 효율뿐만 아니라, 더욱이 필터 재료가 흡연 물품용 세그먼트의 제조를 위해 보통 크림핑되거나 주름 가공되기 때문에, 필터 재료의 가공성에도 영향을 미친다. 이러한 공정 단계들의 경우, 너무 두꺼운 두께는 적합하지 않지만, 바람직한 및 매우 바람직한 간격의 두께는 본 발명에 따른 필터 재료가 흡연 물품의 세그먼트로 매우 우수하게 가공될 수 있게 한다.
필터 재료의 기계적 특성은 본 발명에 따른 필터 재료를 흡연 물품의 세그먼트로 가공하는 데 중요하다. ISO 1924-2:2008에 따라 측정된, 횡방향으로의 필터 재료의 폭 관련 인장 강도는 바람직하게 최소 0.05kN/m 및 최대 5kN/m이며, 매우 바람직하게는 최소 0.07kN/m 및 최대 4kN/m이다.
흡연 물품의 세그먼트로 본 발명에 따른 필터 재료를 가공할 때 필터 재료는 보통 신장되거나 진행 방향으로 하중을 받으며, 그에 따라 매우 높은 파단 연신율이 바람직하기 때문에, 필터 재료의 파단 연신율이 중요하다. 따라서 ISO 1924-2:2008에 따라 측정된, 횡방향으로의 필터 재료의 파단 연신율은 바람직하게 최소 0.5% 및 최대 50%이며, 매우 바람직하게는 최소 0.8% 및 최대 40%이다. 파단 연신율은 특히 섬유의 길이에 의해 결정되며, 섬유의 길이가 길수록 파단 연신율이 더 높아지고, 이렇게 해서 파단 연신율은 넓은 범위 내에서 필터 재료의 특유의 요건에 맞게 조정될 수 있다.
인장 강도 및 파단 연신율은, 측정을 위한 시료가 필터 재료에서 채취된 방향에 따라 결정될 수 있다. 필터 재료의 상기 특징들은, 각각 적어도 하나의 방향에서 인장 강도 또는 파단 연신율이 바람직한 또는 매우 바람직한 간격 이내일 때 충족된다.
본 발명에 따른 필터 재료로부터 종래 기술에 공지된 방법으로 본 발명에 따른 흡연 물품용 세그먼트가 제조될 수 있다. 상기 방법은 예컨대 필터 재료를 크림핑하는 단계, 크림핑된 필터 재료로 연속 토우를 형성하는 단계, 연속 토우를 랩퍼 재료로 랩핑하는 단계, 및 랩핑된 토우를 정의된 길이의 개별 막대로 절단하는 단계를 포함한다. 많은 경우에, 그러한 막대의 길이는 차후에 본 발명에 따른 흡연 물품에서 사용되어야 하는 세그먼트의 길이의 정수배이므로, 막대는 흡연 물품의 제조 전 또는 제조 중에 원하는 길이의 세그먼트로 절단된다.
그에 따라, 본 발명은 추가 양태에서 필터 재료 및 랩퍼 재료를 포함하는 흡연 물품용 세그먼트에 관한 것이며, 필터 재료는, 각각 필터 재료의 질량을 기준으로 최소 50% 및 최대 100%의 셀룰로오스 섬유를 함유하고, 필터 재료는 최소 15g/㎡ 및 최대 60g/㎡의 단위 면적당 중량을 가지며, ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 층의 두께는 최소 25㎛ 및 최대 400㎛이며, 필터 재료는 최대 10%의 두께 방향으로의 크리프 경향을 갖고, 크리프 경향은 두께 측정의 시작 후 20초 이내에 ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 5개 층의 두께의 상대적 감소이다.
크리프 경향은, 앞에서 설명한 방법에 따라서, 펼쳐 놓인 필터 재료의 면적 및 형태가 적어도 ISO 534:2011에 따른 두께 측정 동안 스탬프의 전체 면적을 덮기에 충분한 점에 한해, 하나 이상의 동일한 유형의 세그먼트에서 채취된 필터 재료에서도 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품용 세그먼트는 본 발명에 따른 필터 재료 및 랩퍼 재료를 포함한다.
본 발명에 따른 세그먼트의 한 바람직한 실시형태에서, 세그먼트는 최소 3㎜ 및 최대 10㎜, 매우 바람직하게는 최소 4㎜ 및 최대 9㎜, 매우 특히 바람직하게는 최소 5㎜ 및 최대 8㎜의 지름을 갖는 원통형이다. 이러한 지름은 흡연 물품 내에서 본 발명에 따른 세그먼트를 사용하는 데 유리하다.
본 발명에 따른 세그먼트의 한 바람직한 실시형태에서, 세그먼트는 최소 4㎜ 및 최대 40㎜, 매우 바람직하게는 최소 6㎜ 및 최대 35㎜, 매우 특히 바람직하게는 최소 10㎜ 및 최대 28㎜의 길이를 갖는다.
세그먼트의 흡인 저항은, 특히 소비자가 흡연 물품의 사용 시, 흡연 물품을 통해 특정 체적 유량을 생성하기 위해 얼마의 압력차(pressure difference)를 가해야 하는지를 결정하며, 그렇기 때문에 흡인 저항은 실질적으로 소비자의 흡연 물품 수용도(acceptance)에 영향을 미친다. 세그먼트의 흡인 저항은 ISO 6565:2015에 따라 측정될 수 있으며, mm 수위계(mmWG) 단위로 명시된다. 매우 좋은 근사에서는 세그먼트의 흡인 저항이 세그먼트의 길이에 비례하므로, 길이에서만 세그먼트와 구분되는 막대에 대해서도 흡인 저항의 측정을 수행할 수 있다. 이를 토대로, 세그먼트의 흡인 저항은 간단하게 계산될 수 있다.
세그먼트의 길이당 세그먼트의 흡인 저항은 바람직하게는 최소 1㎜WG/㎜ 및 최대 12㎜WG/㎜이며, 매우 바람직하게는 최소 2㎜WG/㎜ 및 최대 10㎜WG/㎜이다.
본 발명에 따른 세그먼트의 랩퍼 재료는 바람직하게 종이 또는 필름이다.
본 발명에 따른 세그먼트의 랩퍼 재료는 바람직하게는 최소 20g/㎡ 및 최대 150g/㎡, 매우 바람직하게는 최소 30g/㎡ 및 최대 130g/㎡의 ISO 536:2019에 따른 단위 면적당 중량을 갖는다. 이러한 바람직하거나 매우 바람직한 단위 면적당 중량을 갖는 랩퍼 재료는 이로 랩핑된 본 발명에 따른 세그먼트에 매우 바람직한 경도를 부여하면서, 바람직한 방식으로 본 발명에 따른 필터 재료의 낮은 크리프 경향을 지원한다.
본 발명에 따른 세그먼트로 종래 기술에서 공지된 방법에 따라 본 발명에 따른 흡연 물품을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품은 에어로졸 형성 재료를 함유하는 세그먼트와, 본 발명에 따른 필터 재료 및 랩퍼 재료를 포함하는 세그먼트를 포함한다.
본 발명에 따른 세그먼트의 절단면은 셀룰로오스 아세테이트 소재의 세그먼트의 절단면과 시각적으로 매우 유사하기 때문에, 한 바람직한 실시형태에서는 입 말단에 가장 가까이 위치하는 흡연 물품 세그먼트가 본 발명에 따른 세그먼트이다.
한 바람직한 실시형태에서, 흡연 물품은 필터 담배이고 에어로졸 형성 재료는 연초를 포함한다.
한 바람직한 실시형태에서, 흡연 물품은, 규정에 따른 사용 시 에어로졸 형성 재료가 가열되기만 하고 연소는 되지 않는 흡연 물품이며, 에어로졸 형성 재료는 바람직하게는 연초, 재생 연초, 니코틴, 글리세롤, 프로필렌글리콜로 구성된 군에서 선택된 재료 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 이 경우, 에어로졸 형성 재료는 액체 형태로 존재할 수 있으며, 흡연 물품 내의 적합한 용기(container) 내에 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 필터 재료는, 단계 A 내지 C를 포함하는 본 발명에 따른 하기 방법에 따라 제조될 수 있다.
A - 셀룰로오스 섬유를 포함한 섬유 웹을 공급하는 단계;
B - 수력 얽힘형 섬유 웹을 제조하기 위해, 섬유 웹을 향해 지향된 워터 제트에 의한 섬유 웹의 수력 얽힘 단계; 및
C - 수력 얽힘형 섬유 웹을 건조시키는 단계;
단계 A에서, 셀룰로오스 섬유의 양 또는 분율은, 단계 C에서의 건조 후에 필터 재료가 필터 재료의 질량을 기준으로 최소 50% 및 최대 100%의 셀룰로오스 섬유를 함유하도록, 선택되고,
단계 B에서, 워터 제트의 개수, 워터 제트의 압력, 또는 워터 제트가 배출되는 개구부의 형태는, 단계 C에서의 건조 후에 필터 재료가 최대 10%의 두께 방향으로의 크리프 경향을 갖도록 선택되고, 크리프 경향은 두께 측정의 시작 후 20초 이내에 ISO 534:2011에 따라 측정되는 필터 재료의 5개 층의 두께의 상대적 감소이며,
단계 C에서의 건조 후에 필터 재료는 최소 15g/㎡ 및 최대 60g/㎡의 단위 면적당 중량을 가지고, ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 층의 두께는 최소 25㎛ 및 최대 400㎛이다.
단계 B에서, 섬유 웹을 향해 지향되는 워터 제트들은 셀룰로오스 섬유들의 엉킴을 야기하며, 섬유의 일부분은 두께 방향으로 배열되어 크리프 경향의 감소에 기여한다. 이 경우, "워터 제트의 압력"은, 통상의 기술자에게, 워터 제트의 생성을 위해 예컨대 압력 챔버 내에서 인가되는 압력을 의미한다. 일반적으로, 많은 개수의 워터 제트가 선택되고, 기계 방향으로 최초 1개 내지 3개의 열의 워터 제트에서 비교적 높은 압력이 설정됨으로써, 두께 방향으로 배열된 섬유의 비율이 증가하고 그에 따라 필터 재료의 크리프 경향이 감소될 수 있다. 매우 바람직한 한 실시형태에서, 단계 B에서 워터 제트가 배출되는 노즐들 중 적어도 일부는 노즐 스트립 내에 원형 홀(round holes)로서 형성되고, 노즐 스트립의 두 면 상에서 홀의 지름은 서로 상이하다. 이 실시형태에서는, 노즐 스트립에서 필터 재료로 향해 있는 홀들의 지름이 필터 재료의 반대 방향으로 향해 있는 홀들의 지름보다 더 크며, 필터 재료의 반대 방향으로 향해 있는 홀들의 지름보다 최대 두 배 더 크다. 본원 발명자의 연구결과에 따르면 이러한 노즐 형태는 특히 적합한데, 그 이유는 그에 따라 더 높은 압력과 함께, 두께 방향으로 섬유를 정렬시키는 것에 기여하는 예리한 워터 제트가 생성되기 때문이다.
상기 방법에 따라 제조된 필터 재료는 흡연 물품용 세그먼트에서 사용하기에 적합해야 한다. 이는, 필터 재료가, 특히 위에서 필터 재료와 관련하여 설명되었고 필터 재료를 대상으로 하는 청구항들에 정의되어 있는 모든 특징을 개별적으로 또는 조합된 형태로 가질 수 있음을 의미한다.
본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 실시형태에서, 단계 A에서 섬유 웹을 공급하는 단계는 다수의 셀룰로오스 섬유를 방적(spinning)하는 단계를 포함하고, 셀룰로오스 섬유는 재생 셀룰로오스의 필라멘트들로 형성되며, 단계 C에서의 건조 후에 필터 재료의 질량의 최소 90%는 재생 셀룰로오스의 필라멘트로 형성된다. 이러한 방법의 매우 바람직한 한 실시형태에서, 재생 셀룰로오스의 필라멘트는 Lyocell® 필라멘트이다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 단계 A에서 섬유 웹을 공급하는 단계는 하기 단계(A1 내지 A4)를 포함한다:
A1 - 셀룰로오스 섬유를 포함하는 수성 현탁액을 제조하는 단계;
A2 - 단계 A의 현탁액을 순환 와이어에 도포하는 단계;
A3 - 섬유 웹을 형성하기 위해 순환 와이어를 통해 현탁액을 탈수하는 단계; 및
A4 - 단계 A3에서의 섬유 웹이 지지 와이어로 옮겨지는 단계.
본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 실시형태에서, 단계 A1에서의 수성 현탁액은 최대 3.0%, 매우 바람직하게는 최대 1.0%, 매우 특히 바람직하게는 0.2%, 특히 최대 0.05%의 고체 함량을 갖는다. 현탁액의 매우 적은 고체 함량은 단계 A3에서 저밀도의 섬유 웹이 형성될 수 있게 하며, 이는 상기 섬유 웹으로 제조된 세그먼트의 여과 효율에 유리하게 작용한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 단계 A2 및 A3의 순환 와이어는 섬유 웹의 진행 방향으로 수평선에 대하여 최소 3° 및 최대 40°의 각도만큼, 매우 바람직하게는 최소 5° 및 최대 30°의 각도만큼, 매우 특히 바람직하게는 최소 15° 및 최대 25°의 각도만큼 상방으로 경사진다.
바람직한 실시형태에서, 상기 방법은, 단계 A3에서의 현탁액의 탈수 단계를 지원하기 위해, 순환 와이어의 두 면 사이에 압력차가 생성되는 단계를 포함하며, 매우 바람직하게는 진공 박스(vaccum boxes) 또는 적합하게 형성된 포일(foils)이 압력차를 생성한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 단계 B에서의 수력 얽힘을 실행하기 위해 복수의 워터 제트가 사용되며, 이들 워터 제트는 섬유 웹의 진행 방향에 대해 횡방향으로 적어도 하나의 열로 배열된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 단계 B에서의 수력 얽힘은 섬유 웹을 향해 지향되는 적어도 4개의 열의 워터 제트를 통해 수행되며, 매우 바람직하게는 섬유 웹의 두 면 각각에 적어도 2개의 열의 워터 제트가 작용한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 상기 방법은, 하나 이상의 첨가제가 섬유 웹 상에 도포되는 추가 단계를 포함한다. 첨가제는 바람직하게 알킬 케텐 이량체(AKD), 알케닐 숙신산 무수물(ASA)과 같은 산 무수물, 폴리비닐 알코올, 왁스, 지방산, 전분, 전분 유도체, 카르복시메틸 셀룰로오스, 알기네이트, 키토산, 습강제, 또는 예컨대 유기 또는 무기 산 또는 염기처럼 pH 값 조절 물질로 구성된 군 및 이들의 혼합물에서 선택된다. 대안적으로 또는 추가로, 시트르산삼나트륨 또는 시트르산삼칼륨과 같은 시트레이트, 말레이트, 타르트레이트, 아세트산나트륨 또는 아세트산칼륨과 같은 아세테이트, 니트레이트, 숙시네이트, 푸마레이트, 글루코네이트, 글리콜레이트, 락테이트, 옥살레이트, 살리실레이트, α-히드록시카프릴레이트, 포스페이트, 폴리포스페이트, 클로라이드 및 탄산 수소나트륨으로 구성된 군 및 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상의 첨가제도 도포될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 하나의 첨가제 또는 첨가제들의 도포는 본 발명에 따른 방법의 단계 B와 단계 C 사이에 수행된다. 본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 하나의 첨가제 또는 첨가제들의 도포는 단계 C 이후에 수행되고, 그에 뒤이어 섬유 웹을 건조시키는 추가 단계가 수행된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 단계 C에서의 건조 단계는 적어도 부분적으로 열풍과의 접촉, 적외선 방사 또는 마이크로파 방사에 의해 수행된다. 가열된 표면과의 직접적인 접촉을 통한 건조도 마찬가지로 가능하지만, 이 경우 수력 얽힘형 필터 재료의 두께가 감소할 수 있으므로 덜 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 재료를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 이용할 수 있는 장치를 도시한 도면이다.
하기에서는 필터 재료, 필터 재료의 제조를 위한 방법, 흡연 물품용 세그먼트 및 흡연 물품의 몇몇 바람직한 실시형태가 설명된다. 또한, 본 발명에 따르지 않는 비교예도 설명된다.
필터 재료의 제조를 위해 도 1에 도시된 장치를 사용하였다.
펄프 섬유 및 재생 셀룰로오스 소재 섬유로 구성된 현탁액(1)을 저장 탱크(2)에 공급하고(단계 A1), 거기서 수평선에 대해 상방으로 경사져 있는 순환 와이어(3) 상으로 펌핑하고(단계 A2), 진공 박스들(9)을 통해 탈수하였으며(단계 A3), 그럼으로써 와이어 상에 섬유 웹(4)이 형성되었고, 이 섬유 웹의 일반적인 이동 방향은 화살표(10)로 표시되어 있다. 섬유 웹(4)은 와이어(3)로부터 제거되어 마찬가지로 순환하는 지지 와이어(5) 상으로 옮겨졌다(단계 A4). 거기서, 섬유를 엉키게 하여 섬유 웹(4)을 부직포로 고형화하기 위해, 장치(6)로부터 섬유 웹(4)의 진행 방향에 대해 횡방향으로 복수의 열로 배치된 워터 제트(11)를 섬유 웹(4) 을 향해 지향시켰다(단계 B). 단계 B에 이어 계속하여, 추가 장치(7)를 통해 워터 제트(12)를 섬유 웹(4)의 다른 쪽 면을 향해서도 지향시켰다. 그런 다음, 필터 재료를 수득하기 위해, 여전히 축축한 부직포를 건조 유닛(8)에 통과시키고 거기서 건조시켰다(단계 C).
실시예
수력 얽힘형 필터 재료의 제조를 위해, 침엽수림에서 유래하는 펄프 섬유와 Lyocell® 섬유로 이루어진 혼합물을 사용했으며, 섬유량은, 완성된 필터 재료가 80%의 펄프 섬유와 20%의 Lyocell® 섬유로 구성되도록 선택하였다. 완성된 필터 재료는 ISO 536:2019에 따른 25g/㎡의 단위 면적당 중량을 가졌다.
제조 공정의 단계 B에서, 먼저 3개 열의 워터 제트(11)(도 1)를 섬유 웹(4)의 제1 면을 향해 지향시킨 다음, 제2 열의 워터 제트(12)(도 1)를 섬유 웹의 제2 면을 향해 지향시켰다. 이때, 처음 3개의 열의 워터 제트의 압력은, 본 발명에 따른 상이한 필터 재료(A, B 및 C)를 수득하기 위해, 약 3MPa와 약 8MPa 사이에서 3개의 단계(저압, 중압, 고압)로 변경하였다.
이러한 필터 재료로부터 ISO 534:2011에 따라서 두께 방향으로의 크리프 경향을 결정하였다. 이 경우, 각각의 필터 재료의 5개 층을 겹쳐 놓고 ISO 534:2011에 따라 두께 측정을 시작하였다. 5개 층의 두께의 제1 측정값(d0)을 검출하고, 제1 값의 20초 후에 5개 층의 두께의 추가 값(d20)을 기록하였다. 이를 토대로, 하기 공식에 따라 두께 방향으로의 크리프 경향(C)을 결정하였다.
3개의 필터 재료 각각에 대해 측정을 3회 반복하였다. 마찬가지로, ISO 534:2011에 따라 개별 층의 두께(d)는 10개 측정치의 평균값으로 결정하였다.
결과는 표 3에 나와 있으며, 여기서 d는 개별 층의 두께이고, d0은 측정 개시 시점에서 5개 층의 두께이고, d20은 측정 시작 20초 후 5개 층의 두께이며, C는 크리프 경향이다.
필터 재료 압력 d [㎛] d0 [㎛] d20 [㎛] C [%]
A 고압
273		 1345 1317 2.08
A 고압 1387 1347 2.88
A 고압 1365 1321 3.22
B 중압
240		 1185 1138 3.97
B 중압 1230 1179 4.15
B 중압 1255 1197 4.61
C 저압
204		 1067 1016 4.78
C 저압 1007 953 5.36
C 저압 1000 942 5.80
표 1의 값들은, 크리프 경향의 결정이 충분한 반복성을 나타내고 그에 따라 신뢰성 있는 측정 방법임을 보여준다. 또한, 워터 제트의 압력이 감소함에 따라 필터 재료의 크리프 경향은 증가한다는 점도 확인할 수 있다.
비교예 Z
본 발명에 따르지 않는 필터 재료의 제조를 위해, 실시예 A 내지 C에서와 동일한 섬유 혼합물을 사용하였다. 그러나 단계 B에서는 하나의 열의 워터 제트만 선택하였고 압력은 실시예 C에서보다 더 낮게 선택한 반면, 단위 면적당 중량은 변함없이 25g/㎡에서 유지하였다.
본 발명에 따르지 않는 필터 재료(Z)를 위해, 본 발명에 따른 필터 재료 A 내지 C의 경우와 동일한 측정을 수행하였고, 그 결과는 표 2에 명시되어 있으며, 여기서 기호들의 의미는 표 1과 동일하다.
필터 재료 d [㎛] d0 [㎛] d20 [㎛] C [%]
Z
186		 947 838 11.51
Z 903 787 12.85
Z 934 796 14.78
여기서는, 본 발명에 따르지 않는 필터 재료를 위해 선택된 더 적은 개수의 워터 제트와, 더 낮지만 매우 일반적인 워터 제트의 압력은, 본 발명에 따른 실시예 A 내지 C의 경우에서보다 훨씬 더 높은 두께 방향으로의 크리프 경향을 야기한다는 점이 확인된다.
또한, 일련의 실시예 A, B, C 및 Z에서, 워터 제트의 압력이 감소함에 따라 개별 층의 두께도 감소한다는 점도 확인된다. 이는, 비교예 Z에서보다, 본 발명에 따른 실시예 A 내지 C에서 더 큰 비율의 섬유가 두께 방향으로 배열됨을 시사한다.
세그먼트 및 흡연 물품의 제조
실시예 A 내지 C 및 비교예 Z의 각각의 필터 재료로부터 100㎜의 길이 및 7.85㎜의 지름을 가지며 종이로 랩핑된 필터 막대(filter rods)를 제조하였다. 이때, 필터 재료의 웹 폭과 필터 제조 시의 기계 설정은,420±10㎜WG의 흡인 저항이 도출되도록 선택하였다. 필터 막대로부터 20㎜ 길이의 세그먼트들을 절단하고 ,이들로부터 필터 환기(filter ventilation) 없이 83㎜ 길이의 아메리칸 블렌드(American Blend) 담배를 제조하였다. 담배의 평균 중량은 925.8㎎이었다.
ISO 3308:2012에 명시된 방법에 따라 담배를 흡연하였고, 담배당 니코틴이 없는 건조 응축물(dry condensate)의 양을 측정하였다. 담배의 필터 세그먼트를 채취하고 각각의 필터 세그먼트 내에 포함된 니코틴 없는 건조 응축물의 양도 마찬가지로 측정하였고, 이를 토대로 여과 효율을 백분율로 계산하였다. 여기서 여과 효율은, 필터 세그먼트 내로 유입된 니코틴 없는 건조 응축물이 어느 정도의 비율로 필터 내에서 유지되는지를 나타낸다. 그러므로 여과 효율은 필터 재료의 특성 외에 필터 세그먼트의 길이 및 지름에도 좌우된다.
필터 막대의 경도는 Borgwaldt KC 사의 측정 장비 DD60A로 측정하였다. 이때, 필터 막대에는 시험체(test body)에 의해 정의된 힘의 하중을 가했으며, 그 변형을 측정하여 변형되지 않은 상태에 대한 백분율로 표현하였다.
필터 막대의 흡인 저항(PD), 니코틴 없는 건조 응축물에 대한 여과 효율(FE) 및 필터 세그먼트의 경도(HD)는 표 3에 본 발명에 따른 실시예 A 내지 C 및 비교예 Z에 대해 명시되어 있다.
PD FE HD
예 mmWG % %
A 420 56.3 80
B 418 56.9 80
C 425 53.5 78
Z 420 72.0 76
표 3에서는, 필터 재료 A 내지 C로 이루어진 본 발명에 따른 세그먼트뿐만 아니라 본 발명에 따르지 않는 필터 재료 Z로 이루어진 세그먼트도 유사한 흡인 저항, 여과 효율 및 경도를 가짐으로써 본 발명에 따른 세그먼트도 흡연 물품용 세그먼트에 대한 일반 요건을 잘 충족할 수 있다는 점이 확인된다.
특히, 일반적으로 짧지만 높은 하중으로 측정되는 세그먼트의 경도의 경우에는 유의미한 차이를 볼 수 없다. 그러나 세그먼트로부터 제조된 흡연 물품을 실험적으로 흡연했을 때에는, 소비자가 필터 세그먼트를 손가락 사이에 더 오래 끼우고 있을 경우에 필터 세그먼트가 얼마나 변형되는지에 대해 인지 가능한 차이가 확인되었다. 세그먼트의 이러한 주관적인 평가에서, 본 발명에 따른 필터 재료 및 이로 제조된 세그먼트에 대해 분명한 장점이 확인되었다.
다시 말해, 본 발명에 따른 필터 재료로부터, 흡인 저항, 여과 효율 및 경도와 관련한 특성은 일반적인 세그먼트에 상응하나 크리프 경향과 관련해서는 추가적인 장점을 가짐에 따라, 예컨대 종이 소재의 필터 재료보다 셀룰로오스 아세테이트 소재의 세그먼트에 전체적으로 더 가까운 세그먼트가 제조될 수 있는 점이 확인된다. 생분해성과 관련해서는, 본 발명에 따른 필터 재료 및 이로 제조된 세그먼트가 셀룰로오스 아세테이트 소재의 종래의 세그먼트보다 훨씬 더 우수하다.

Claims (40)

  1. 흡연 물품을 위한 세그먼트의 제조를 위한 필터 재료에 있어서,
    상기 필터 재료는 수력으로 얽혀지고 각각 필터 재료의 질량을 기준으로 최소 50% 및 최대 100%의 셀룰로오스 섬유를 함유하며,
    상기 필터 재료는 최소 15g/㎡ 및 최대 60g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖고, ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 층의 두께는 최소 25㎛ 및 최대 400㎛이며, 상기 필터 재료는 최대 10%의 두께 방향으로의 크리프 경향을 갖고, 크리프 경향은 두께 측정 시작 후 20초 이내에 ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 5개 층의 두께의 상대적 감소인, 필터 재료.
  2. 제1항에 있어서, 필터 재료 내 셀룰로오스 섬유의 분율은, 각각 상기 수력 얽힘형 부직포의 질량을 기준으로 최소 60% 및 최대 100%이며, 바람직하게는 최소 70% 및 최대 95%인, 필터 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유는 펄프 섬유, 재생 셀룰로오스의 섬유, 또는 이들의 혼합물로 형성되는, 필터 재료.
  4. 제3항에 있어서, 상기 펄프 섬유는 침엽수 또는 침엽수림, 활엽수 또는 활엽수림, 또는 여타의 식물, 특히 대마, 아마, 황마, 저마, 케나프, 케이폭, 코코넛, 아바카(abacα), 사이잘, 대나무, 목화에서, 또는 에스파르토 그라스(esparto grass)로부터 얻어지거나; 이러한 다양한 소스의 펄프 섬유로 이루어진 혼합물로 형성되는, 필터 재료.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 재생 셀룰로오스 섬유의 비율은, 각각 수력 얽힘형 부직포의 질량을 기준으로 최소 5% 및 최대 50%이며, 바람직하게는 최소 10% 및 최대 45%이며, 매우 바람직하게는 최소 15% 및 최대 40%인, 필터 재료.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재생 셀룰로오스 섬유는 적어도 부분적으로, 특히 최소 70%가 비스코스 섬유, 모달 섬유, Lyocell®섬유, 텐셀®섬유 또는 이들의 혼합물로 형성되는, 필터 재료.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 재료의 단위 면적당 중량은 최소 18g/㎡ 및 최대 55g/㎡이며, 바람직하게는 최소 20g/㎡ 및 최대 50g/㎡인, 필터 재료.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 재료는 0% 및 최대 9%, 매우 바람직하게는 최소 0% 및 최대 8%, 매우 특히 바람직하게는 최소 1% 및 최대 5%의 두께 방향으로의 크리프 경향을 갖는, 필터 재료.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 재료는, 알킬 케텐 이량체(AKD), 산 무수물, 특히 알케닐 숙신산 무수물(ASA), 폴리비닐 알코올, 왁스, 지방산, 전분, 전분 유도체, 카르복시메틸 셀룰로오스, 알기네이트, 키토산, 습강제, 또는 pH 값 조절 물질, 특히 유기 또는 무기 산 또는 염기로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제 또는 상기 첨가제 중 둘 이상의 혼합물을 함유하는, 필터 재료.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 재료는, 시트레이트, 특히 시트르산삼나트륨 또는 시트르산삼칼륨, 말레이트, 타르트레이트, 아세테이트, 특히 아세트산나트륨 또는 아세트산칼륨, 니트레이트, 숙시네이트, 푸마레이트, 글루코네이트, 글리콜레이트, 락테이트, 옥살레이트, 살리실레이트, α-히드록시카프릴레이트, 포스페이트, 폴리포스페이트, 클로라이드 및 탄산 수소나트륨으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제, 또는 이들 첨가제 중 둘 이상의 혼합물을 함유하는, 필터 재료.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 재료는, 트리아세틴, 프로필렌글리콜, 소르비톨, 글리세롤, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리비닐알코올 및 트리에틸시트레이트로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 물질, 또는 이들 물질 중 둘 이상의 혼합물을 함유하는, 필터 재료.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유 중 적어도 일부는 충전재가 채워져 있고, 이 충전재는 바람직하게 광물 입자, 특히 탄산칼슘 입자로 형성된, 필터 재료.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, ISO 534:2011에 따라 측정된 상기 필터 재료의 층의 두께는 최소 30㎛ 및 최대 350㎛이며, 바람직하게는 최소 35㎛ 및 최대 300㎛인, 필터 재료.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, ISO 1924-2:2008에 따라 측정된, 상기 필터 재료의 기계 방향 또는 횡방향으로의 폭 관련 인장 강도는 최소 0.05kN/m 및 최대 5kN/m이며, 매우 바람직하게는 최소 0.07kN/m 및 최대 4kN/m인, 필터 재료.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, ISO 1924-2:2008에 따라 측정되는, 상기 필터 재료의 기계 방향 또는 횡방향으로의 파단 연신율은 최소 0.5% 및 최대 50%이며, 바람직하게는 최소 0.8% 및 최대 40%인, 필터 재료.
  16. 필터 재료 및 랩퍼 재료를 포함하는 흡연 물품용 세그먼트이며, 상기 필터 재료는 각각 필터 재료의 질량을 기준으로 최소 50% 및 최대 100%의 셀룰로오스 섬유를 함유하고,
    상기 필터 재료는 최소 15g/㎡ 및 최대 60g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖고, ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 층의 두께는 최소 25㎛ 및 최대 400㎛이며, 상기 필터 재료는 최대 10%의 두께 방향으로의 크리프 경향을 갖고, 크리프 경향은 두께 측정 시작 후 20초 이내에 ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 5개 층의 두께의 상대적 감소인, 흡연 물품용 세그먼트.
  17. 제16항에 있어서, 상기 필터 재료는 제2항 내지 제15항에 정의되어 있는 추가 특징 중 하나 이상을 갖는, 흡연 물품용 세그먼트.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 세그먼트는 최소 3㎜ 및 최대 10㎜, 바람직하게는 최소 4㎜ 및 최대 9㎜, 및 매우 바람직하게는 최소 5㎜ 및 최대 8㎜의 지름을 갖는 원통형이고, 그리고/또는 상기 세그먼트는 최소 4㎜ 및 최대 40㎜, 바람직하게는 최소 6㎜ 및 최대 35㎜, 및 매우 바람직하게는 최소 10㎜ 및 최대 28㎜의 길이를 갖는, 흡연 물품용 세그먼트.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세그먼트의 길이당 ISO 6565:2015에 따른 세그먼트의 흡인 저항은 최소 1㎜WG/㎜ 및 최대 12㎜WG/㎜이고, 바람직하게는 최소 2㎜WG/㎜ 및 최대 10㎜WG/㎜인, 흡연 물품용 세그먼트.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세그먼트의 랩퍼 재료는 종이 또는 필름으로 형성되는, 흡연 물품용 세그먼트.
  21. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세그먼트의 랩퍼 재료는 최소 20g/㎡ 및 최대 150g/㎡, 바람직하게는 최소 30g/㎡ 및 최대 130g/㎡의 ISO 536:2019에 따른 단위 면적당 중량을 갖는, 흡연 물품용 세그먼트.
  22. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 세그먼트의 제조 방법에 있어서, 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 수력 얽힘형 부직포가 크림핑되거나 주름 가공되고, 바람직하게는 크림핑되거나 주름 가공된 수력 얽힘형 부직포로 형성되고, 크림핑되거나 주름 가공된 수력 얽힘형 부직포로 이루어진 상기 토우는 랩퍼 재료로 랩핑되고, 랩핑된 토우는 정의된 길이의 개별 막대로 절단되는, 세그먼트의 제조 방법.
  23. 에어로졸 형성 재료를 함유하는 세그먼트 및 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 세그먼트를 포함하는 흡연 물품이며,
    제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 상기 세그먼트는 바람직하게 입 말단에 가장 가까이 위치하는 흡연 물품 세그먼트를 형성하는, 흡연 물품.
  24. 제23항에 있어서, 상기 흡연 물품은 필터 담배이며, 상기 에어로졸 형성 재료는 연초이거나 이 연초를 함유하는, 흡연 물품.
  25. 제23항에 있어서, 상기 흡연 물품은, 규정에 따른 사용 시 에어로졸 형성 재료가 가열되기만 하고 연소는 되지 않는 흡연 물품이며, 상기 에어로졸 형성 재료는 바람직하게 연초, 재생 연초, 니코틴, 글리세롤, 프로필렌글리콜로 구성된 군 또는 이들의 혼합물에서 선택된 재료를 포함하는, 흡연 물품.
  26. 제25항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 재료는 액체 형태로 존재하고 흡연 물품 내 대응 용기 내에 위치하는, 흡연 물품.
  27. 필터 재료의 제조 방법이며, 이 방법은 다음 단계:
    A - 셀룰로오스 섬유를 포함한 섬유 웹을 공급하는 단계;
    B - 수력 얽힘형 섬유 웹을 제조하기 위해, 섬유 웹을 향해 지향된 워터 제트에 의한 섬유 웹의 수력 얽힘 단계; 및
    C - 상기 수력 얽힘형 섬유 웹을 건조시키는 단계;를 포함하며,
    단계 A에서, 셀룰로오스 섬유의 양 또는 비율은, 단계 C에서의 건조 후에 상기 필터 재료가 이 필터 재료의 질량을 기준으로 최소 50% 및 최대 100%의 셀룰로오스 섬유를 함유하도록 선택되며,
    단계 B에서, 워터 제트의 개수, 워터 제트의 압력, 또는 워터 제트가 배출되는 개구부의 형태는, 단계 C에서의 건조 후에 상기 필터 재료가 최대 10%의 두께 방향으로의 크리프 경향을 갖도록 선택되고, 크리프 경향은 두께 측정 시작 후 20초 이내에 ISO 534:2011에 따라 측정된 필터 재료의 5개 층의 두께의 상대적 감소이며,
    단계 C에서의 건조 후에 상기 필터 재료는 최소 15g/㎡ 및 최대 60g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖고, ISO 534:2011에 따라 측정된 상기 필터 재료의 층의 두께는 최소 25㎛ 및 최대 400㎛인, 필터 재료의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서, 단계 B에서 상기 워터 제트가 배출되는 노즐들 중 적어도 일부는 노즐 스트립 내에 원형 홀로서 형성되고, 노즐 스트립에서 상기 필터 재료로 향해 있는 홀들의 지름이 필터 재료의 반대 방향으로 향해 있는 홀들의 지름보다 더 크며, 필터 재료의 반대 방향으로 향해 있는 홀들의 지름보다 최대 두 배 더 큰, 필터 재료의 제조 방법.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 제조 방법에 따라 제조된 필터 재료는 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 필터 재료인, 필터 재료의 제조 방법.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 A에서 섬유 웹을 공급하는 단계는 다수의 셀룰로오스 섬유를 방적하는 방적 단계를 포함하고, 상기 셀룰로오스 섬유는 재생 셀룰로오스의 필라멘트들로 형성되며, 단계 C에서의 건조 후에 필터 재료의 질량의 최소 90%는 재생 셀룰로오스의 필라멘트로 형성되고, 상기 재생 셀룰로오스의 필라멘트는 Lyocell® 필라멘트인, 필터 재료의 제조 방법.
  31. 제27항 내지 제30항에 있어서, 단계 A에서 섬유 웹을 공급하는 단계는 하기 단계 A1 내지 A4:
    A1 - 셀룰로오스 섬유를 포함하는 수성 현탁액을 제조하는 단계;
    A2 - 단계 A에서의 현탁액을 순환 와이어 상에 도포하는 단계; 및
    A3 - 섬유 웹을 형성하기 위해 순환 와이어를 통해 현탁액을 탈수하는 단계; 및
    A4 - 단계 A3에서의 섬유 웹이 지지 와이어 상으로 옮겨지는 단계;를 포함하는, 필터 재료의 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서, 단계 A1에서의 상기 수성 현탁액은 최대 3.0%, 매우 바람직하게는 최대 1.0%, 매우 특히 바람직하게는 최대 0.2% 및 특히 최대 0.05%의 고체 함량을 갖는, 필터 재료의 제조 방법.
  33. 제31항 또는 제32항에 있어서, 단계 A2 및 A3에서의 순환 와이어는 섬유 웹의 기계 방향으로 수평선에 대해 상방으로 최소 3° 및 최대 40°의 각도만큼 경사지며, 바람직하게는 상방으로 최소 5° 및 최대 30°의 각도만큼, 매우 바람직하게는 최소 15° 및 최대 25°의 각도만큼 경사지는, 필터 재료의 제조 방법.
  34. 제31항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 방법은 단계 A3에서의 현탁액의 탈수 단계를 지원하기 위해 순환 와이어의 두 면 사이에 압력차가 생성되는 단계를 더 포함하며, 상기 압력차는 매우 바람직하게 진공 박스 또는 적합하게 형성된 포일에 의해 생성되는, 필터 재료의 제조 방법.
  35. 제27항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 B에서의 수력 얽힘을 실행하기 위해 복수의 워터 제트가 사용되며, 이들 워터 제트는 섬유 웹의 진행 방향에 대해 횡방향으로 적어도 하나의 열로 배치되는, 필터 재료의 제조 방법.
  36. 제35항에 있어서, 단계 B에서의 수력 얽힘은 섬유 웹을 향해 지향되는 적어도 4개의 열의 워터 제트를 통해 수행되며, 바람직하게는 섬유 웹의 두 면 각각에 적어도 2개의 열의 워터 제트가 작용하는, 필터 재료의 제조 방법.
  37. 제27항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 방법은, 하나 이상의 첨가제가 상기 섬유 웹 상에 도포되는 추가 단계를 포함하며, 상기 하나 이상의 첨가제는 알킬 케텐 이량체(AKD), 산 무수물, 특히 알케닐 숙신산 무수물(ASA), 폴리비닐 알코올, 왁스, 지방산, 전분, 전분 유도체, 카르복시메틸 셀룰로오스, 알기네이트, 키토산, 습강제, 또는 pH 값 조절 물질, 특히 유기 또는 무기 산 또는 염기로 구성된 군 또는 이들의 혼합물에서 선택되는, 필터 재료의 제조 방법.
  38. 제27항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 방법은, 하나 이상의 첨가제가 상기 섬유 웹 상에 도포되는 추가 단계를 포함하고, 상기 하나 이상의 첨가제는 시트레이트, 특히 시트르산삼나트륨 또는 시트르산삼칼륨, 말레이트, 타르트레이트, 아세테이트, 특히 아세트산나트륨 또는 아세트산칼륨, 니트레이트, 숙시네이트, 푸마레이트, 글루코네이트, 글리콜레이트, 락테이트, 옥살레이트, 살리실레이트, α-히드록시카프릴레이트, 포스페이트, 폴리포스페이트, 클로라이드 및 탄산 수소나트륨으로 구성된 군 또는 이들의 혼합물에서 선택되는, 필터 재료의 제조 방법.
  39. 제27항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나의 첨가제 또는 복수의 첨가제는 단계 B와 단계 C 사이에 도포되거나, 또는 단계 C 이후에 도포되고, 그에 뒤이어 섬유 웹을 건조시키는 추가 단계가 수행되는, 필터 재료의 제조 방법.
  40. 제27항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 C에서의 건조 단계는 적어도 부분적으로 열풍과의 접촉, 적외선 방사 또는 마이크로파 방사에 의해 수행되는, 필터 재료의 제조 방법.
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