WO2020009479A1 - 연기 성분 저감 담배 필터, 담배, 그리고 그 제조 방법 - Google Patents

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tobacco
polymer layer
cigarette
polymer
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김수호
양진철
서만석
김종열
오연근
김태훈
윤문수
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주식회사 케이티앤지
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    • A24D3/10—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent of cellulose or cellulose derivatives

Definitions

  • a smoke reducing tobacco filter, a cigarette, and a method of manufacturing the same are provided.
  • Cigarette paper may be made of flax, wood pulp, and the like, which is required to maintain combustibility and taste of tobacco when burned.
  • Cigarette filters may include activated carbon, flavoring materials, and the like, and may consist of monofilters or multiple filters and are surrounded by cigarette filter wrapping paper. Tobacco sheaths and tobacco filters are connected by tipping paper, and the tip paper may include minute holes.
  • tobacco filters use cellulose acetate tow, which is acetylated by extracting cellulose from wood pulp.
  • a plasticizer or a curing agent is used to improve the hardness of the tobacco filter. This is because the hardness of the tobacco filter must be improved to facilitate the production of tobacco filters and cigarettes.
  • the cigarette filter should have a suitable suction resistance to smoke while filtering tar, nicotine, VOC, etc. contained in the cigarette smoke. Therefore, research on a cigarette filter having excellent hardness and workability, but also excellent filtering function and appropriate suction resistance is being conducted on various materials.
  • U.S. Patent No. 4,869,275 relates to "Ultra-high filtration," a bulky tow form entangled into a polymer fiber web such as polypropylene and polyethylene terephthalate by a melt-blown method. Disclosed is a tobacco filter to be formed.
  • the bulky tow-type cigarette filter using such a polymer fiber web has a high TPM filtering function of 70% or more, but has a weak tar and nicotine filtering function, does not have adequate suction resistance, and has low hardness and workability. It is not easy to use to manufacture tobacco.
  • Patent Document 1 US Patent 4,869,275
  • One embodiment of the present invention is to have a high tar and nicotine filtering function with a high TPM filtering function.
  • One embodiment of the present invention is to have a hardness and workability that is easy to manufacture tobacco while having a suitable suction resistance.
  • Cigarette filter includes a polymer sheet that is folded and packed irregularly, and a first filter portion including a first tobacco filter wrap surrounding the polymer sheet, the polymer sheet is a polyolefin or A first polymer layer comprising a polyester, and a second polymer layer comprising a polyolefin, located on the first polymer layer.
  • the first polymer layer may be in contact with each other in a folded state, and the second polymer layer may be in contact with each other in a folded state.
  • the tobacco filter further includes a second filter portion, the second filter portion being connected to the first filter portion and positioned at the bent portion of the cigarette.
  • the second filter portion includes acetate tow and may be surrounded by a second tobacco filter wrap.
  • the polymer sheet has a horizontal length (a) and a vertical length (b), and can be folded irregularly in the direction of the horizontal length (a).
  • Cigarettes includes a tobacco grass, a cigarette paper surrounding the tobacco grass, a tobacco filter connected to the tobacco grass, and a tip paper connecting the tobacco grass and the tobacco filter,
  • the tobacco filter unit includes a polymer sheet that is folded and packed irregularly, and a first filter unit including a first tobacco filter paper surrounding the polymer sheet, wherein the polymer sheet includes a first polymer layer including polyolefin or polyester, And a second polymer layer positioned on the first polymer layer and including the polyolefin.
  • a method of manufacturing a tobacco filter may include preparing a first polymer layer using polyolefin or polyester, and forming a second polymer layer on the first polymer layer using polyolefin to prepare a polymer sheet. Comprising the steps of, the step of folding the polymer sheet irregularly to produce a first filter portion, and wrapping the first filter portion with the first tobacco filter paper.
  • the second polymer layer may be stacked on the first polymer layer by a melt blown process.
  • the polymer sheet may be folded irregularly by a crimping process.
  • One embodiment of the present invention may have a high tar and nicotine filtering function with a high TPM filtering function, and may have hardness and workability that are easy to manufacture tobacco while having a moderate suction resistance.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a cigarette according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a cigarette according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the cigarette of FIG. 2 taken along line II-II.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a sheet constituting a cigarette filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a cigarette according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a cigarette according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a cigarette according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a line II-II cigarette of FIG. 2.
  • Figure 4 is a cross-sectional view taken along
  • Figure 4 is a perspective view showing a sheet constituting a cigarette filter according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a perspective view schematically showing a cigarette according to an embodiment of the present invention.
  • a cigarette 1 includes a cigarette column portion 10 that is burned by a fire and a cigarette filter portion 20 that filters cigarette smoke. It includes. Tobacco grass 10 may be surrounded by the cigarette paper 19, the cigarette filter 20 may be surrounded by tobacco filter wrap (27, 28, 29). Tobacco sheath 10 and tobacco filter 20 may be connected by tipping paper 31. The perimeter of the cigarette may be between about 10 mm and about 30 mm.
  • the cigarette paper 19 may include a filler, thereby increasing the opacity of the cigarette paper, imparting porosity to the cigarette paper, improving the smoothness and retrogradability of the cigarette paper, and the whiteness of the cigarette paper. Can be increased.
  • fillers include materials such as calcium carbonate, titanium dioxide, magnesium oxide, and the like.
  • the tobacco filter unit 20 may be a multiple filter including two or more filter members.
  • the tobacco filter unit 20 may include a first filter unit 21 and a second filter unit 22.
  • the cigarette filter unit may include a first filter unit 21, a second filter unit 22, and a third filter unit 23.
  • the tobacco filter unit 20 may include an adsorbent, a flavoring agent, and the like.
  • the adsorbent may be activated carbon, or the like
  • the flavourant may be an herbal flavor material, or the like.
  • At least one filter element in the multiple filter may comprise at least one of an adsorbent and a flavoring agent.
  • the first filter part 21 is surrounded by the first tobacco filter paper 28, and may include an adsorbent, a flavoring agent, and the like.
  • the polymer sheet 210 is irregularly folded.
  • the polymer sheet 210 includes a first polymer layer 211 and a second polymer layer 212 positioned on the first polymer layer 211.
  • the first polymer layer 211 may include at least one of polyolefin such as polypropylene and polyester such as polyethylene terephthalate.
  • the basis weight of the first polymer layer 211 may be about 5 GSM to about 20 GSM, when in this range, the adhesion of the second polymer layer 212 and the first polymer layer 211 is Can be improved.
  • the second polymer layer 212 may include polyolefin such as polypropylene.
  • the second polymer layer 212 may be formed on the first polymer layer 211.
  • the second polymer layer 212 may be formed by a melt-blown method.
  • the second polymer layer 212 may be sprayed toward the first polymer layer 211 by a spinning nozzle in a molten state and stacked on the first polymer layer 211.
  • the basis weight of the second polymer layer 212 may be about 10 GSM to about 30 GSM, and when in this range, the adhesion between the second polymer layer 212 and the first polymer layer 211 may be improved. .
  • the basis weight of the second polymer layer 212 may be greater than the basis weight of the first polymer layer 211.
  • the polymer sheet 210 is folded irregularly without a plasticizer.
  • the first polymer layer 211 may contact each other in a folded state, and the second polymer layer 212 may contact each other in a folded state. Since no plasticizer is included, the thermal stability of the tobacco filter can be increased, the process can be simplified, and the cost can be reduced.
  • the polymer sheet 210 may have a horizontal length (a) of about 150-300 mm and a vertical length (b) of about 5-30 mm.
  • the polymer sheet 210 may be folded irregularly in the horizontal length (a) direction.
  • the ratio of the horizontal length a to the diameter of the first filter part 21 in the polymer sheet 210 may be about 20 to about 45.
  • the ratio of the horizontal length (a) to the diameter of the first filter portion 21 is about 20 or more, workability for the manufacture of tobacco may be easy, and the TPM, tar, and nicotine of the first filter portion 21 may be facilitated.
  • the filtering function may be maintained.
  • the ratio of the horizontal length a to the diameter of the first filter portion 21 is about 45 or less, the polymer sheet 210 may be smoothly folded in the crimping process, and the first filter portion 21 may be appropriately suctioned. May have resistance.
  • the horizontal length a of the polymer sheet 210 may be about 160 mm to 360 mm.
  • the horizontal length a may be preset according to the diameter of the first filter part 21.
  • the vertical length b of the polymer sheet 210 may be an integer multiple of the length of the first filter part 21. After the polymer sheet 210 is folded, it may be cut by the length of the first filter part 21.
  • the first filter part 21 includes a plurality of voids 229.
  • the voids 229 are spaces in which the polymer sheet 21 is not folded in the first filter part 21.
  • the user may inhale tobacco smoke through the pores of the pores 229 and the polymer sheet 210.
  • the first filter part 21 may be densely packed because the polymer sheet 210 is irregularly folded by a crimping method.
  • the horizontal length a may be set in advance, and the areas of the plurality of voids 229 may vary.
  • the tobacco filter unit 20 including the first filter unit 21 is high. In addition to TPM filtering, it can have high tar and nicotine filtering capabilities. In addition, due to the dense packing of the polymer sheet 210, the pores, and the pores 229 of the first filter part 21, the cigarette filter part 20 has an appropriate suction resistance, and is easy to manufacture tobacco. It can have hardness and workability.
  • the second filter part 22 is surrounded by the second tobacco filter paper 29 and may include an adsorbent, a flavoring agent, and the like.
  • the second filter part 22 may include acetate tow. Referring to FIGS. 2 and 5, the second filter part 22 is located in the bent portion of the cigarette.
  • the third filter part 23 is surrounded by the third tobacco filter paper 27, and may include an adsorbent, a flavoring agent, and the like.
  • the third filter part 23 may include acetate tow. Referring to FIG. 5, the third filter part 23 is positioned between the tobacco leg grass 10 and the first filter part 21.
  • the method of manufacturing a tobacco filter may include preparing a first polymer layer using at least one polyolefin, polyester, or the like, forming a second polymer layer on the first polymer layer using polyolefin, and preparing a polymer sheet. Manufacturing an first filter part by folding the irregularly, and wrapping the first filter part with the first tobacco filter paper.
  • the second polymer layer may be stacked on the polymer layer by a meltblown process.
  • the polymer sheet may be folded irregularly by the crimping process.
  • Polypropylene is used to prepare a first polymer layer having a basis weight of about 14 GSM.
  • a polymer sheet is manufactured by stacking a second polymer layer having a basis weight of about 18 GSM on a first polymer layer by a meltblown process using polypropylene.
  • the thickness of the prepared polymer sheet is about 127 micrometers.
  • the polymer sheet prepared in Example 1 was folded irregularly by a crimping process to prepare a cylindrical first filter part without using a plasticizer.
  • the length of the manufactured first filter part is about 12 mm, the suction resistance is about 57 mmH 2 O, and the hardness is about 88%. Workability of manufacturing the first filter part is good.
  • the second filter part is prepared using TEC as a plasticizer with acetate tow. The length of the manufactured second filter part is about 15 mm, the suction resistance is about 60 mmH 2 O, and the hardness is about 91%.
  • a double cigarette filter is manufactured by combining the manufactured first filter part and the second filter part. The suction resistance of the manufactured double cigarette filter is about 476 mmH 2 O, the hardness is about 93%.
  • the first filter portion is prepared using TEC as a plasticizer with acetate tow.
  • the length of the manufactured first filter part is about 12 mm, the suction resistance is about 57 mmH 2 O, and the hardness is about 91%.
  • the second filter portion is prepared using TEC as a plasticizer with acetate tow.
  • the length of the manufactured second filter part is about 15 mm, the suction resistance is about 60 mmH 2 O, and the hardness is about 91%.
  • a double cigarette filter is manufactured by combining the manufactured first filter part and the second filter part.
  • the suction resistance of the manufactured double cigarette filter is about 465 mmH 2 O, the hardness is about 92%.
  • Tobacco herbaceous part is manufactured using 580 mg of the one blue herb, and a cigarette is manufactured by combining the double tobacco filter of Example 2 and the tobacco herbaceous part.
  • the workability using the double tobacco filter of Example 2 for producing tobacco is good.
  • Tobacco herbaceous part is manufactured using 580 mg of the one blue herb, and a cigarette is prepared by combining the tobacco cigarette herb of the double cigarette filter of Comparative Example 1.
  • the total weight of the tobacco of Example 3 is about 860 mg, circumference is about 25 mm, EPD (encapsulated pressure drop) is about 160 mmWG, VR (ventilation rate) is about 76%.
  • the total weight of the tobacco of Comparative Example 2 is about 860 mg, circumference is about 25 mm, EPD (encapsulated pressure drop) is about 160 mmWG, VR (ventilation rate) is about 76%.
  • TPM, tar, nicotine, and moisture which are smoke components of the tobacco of Example 3, are reduced by about 30% to about 36%, depending on the type of smoke of the tobacco of Comparative Example 2.
  • Table 2 shows the filter removal ability of the tobacco of Example 3 and the tobacco of Comparative Example 2.
  • SRE is the tobacco removal ability of TPM
  • TRE is the tobacco removal ability of tobacco
  • NRE is the nicotine removal ability of tobacco
  • WRE is the moisture removal ability of tobacco.
  • TPM removal ability, tar removal ability, nicotine removal ability of the tobacco of Example 3 is about 10% higher than the tobacco of Comparative Example 2.
  • Table 3 shows the special smoke components of the tobacco of Example 3 and the tobacco of Comparative Example 2.
  • VOCs, phenolic, and ammonia which are special smoke components of the tobacco of Example 3, are reduced by about 15% to about 35%, depending on the type of smoke of the tobacco of Comparative Example 2. Phenolics are related to the particulate components of tobacco smoke.
  • polymer sheet 211 first polymer layer
  • second polymer layer 229 voids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)

Abstract

담배 필터는 불규칙하게 접혀 패킹(packing)되어 있는 고분자 시트, 그리고 고분자 시트를 둘러 싸고 있는 제1 담배 필터 권지를 포함하는 제1 필터부를 포함하고, 고분자 시트는 폴리올레핀 또는 폴리에스테르를 포함하는 제1 고분자층, 그리고 제1 고분자층 위에 위치하고, 폴리올레핀을 포함하는 제2 고분자층을 포함한다.

Description

연기 성분 저감 담배 필터, 담배, 그리고 그 제조 방법
연기 성분 저감 담배 필터, 담배, 그리고 그 제조 방법이 제공된다.
일반적으로 담배를 제조하기 위해서, 먼저 다양한 종류의 잎담배(leaf tobacco)를 원하는 향과 맛이 나도록 배합하여 가공한다. 다음, 가공된 잎담배를 절각하여 담배 각초(cut tobacco leaf)를 제조하고, 궐련지(cigarette paper)로 담배 각초를 말아, 필터 없는 궐련을 제조한다. 다음으로, 필요에 따라 필터 없는 궐련에 필터를 부착한다.
궐련지는 마(flax), 목재펄프 등으로 제조될 수 있으며, 연소될 때 연소성과 담배의 맛이 유지될 것이 요구된다. 담배 필터는 활성탄, 향미 물질 등을 포함할 수 있으며, 모노필터 또는 다중필터로 이루어질 수 있으며, 담배 필터 권지(cigarette filter wrapping paper)에 의해 둘러싸여 있다. 팁 페이퍼(tipping paper)에 의해 담배 각초부와 담배 필터가 연결되며, 팁페이퍼는 미세한 구멍들을 포함할 수 있다.
일반적으로 담배 필터는 목재 펄프로부터 셀룰로오스를 추출하여 아세틸화 시킨 셀룰로오스 아세테이트 토우(tow)를 사용한다. 아세테이트 토우로 담배 필터를 제조하는 경우, 담배 필터의 경도를 향상시키기 위하여 가소제나 경화제를 사용한다. 담배 필터의 경도를 향상시켜야 원활한 담배 필터 및 궐련의 제조가 가능하기 때문이다. 담배 필터의 경도가 낮은 경우, 담배 필터가 단단하지 않으므로, 담배 필터 또는 담배의 제조 공정에서 담배 필터가 드럼에 낄 수 있다. 또한, 담배 필터는 담배 연기에 포함되어 있는 타르, 니코틴, VOC 등을 필터링하면서도, 흡연하기에 적당한 흡인 저항을 가져야 한다. 따라서, 우수한 경도와 작업성을 가지면서도, 우수한 필터링 기능과 적절한 흡인 저항을 갖는 담배 필터에 대한 연구가 다양한 소재에 대해 진행되고 있다.
미국등록특허 4,869,275는 "Ultra-high filtration"에 대한 것으로, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 고분자 섬유 웹을 멜트 블로운(melt-blown) 방법으로 서로 얽혀있는(entangled) 벌키(bulky)한 토우 형태로 형성하는 담배 필터를 개시하고 있다. 그러나, 이러한 고분자 섬유 웹을 이용한 벌키한 토우 형태의 담배 필터는 70% 이상의 높은 TPM 필터링 기능을 갖지만, 타르와 니코틴 필터링 기능이 약하며, 적당한 흡인 저항을 갖고 있지 않으며, 경도와 작업성이 낮기 때문에, 담배 제조에 이용하기가 용이하지 않다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 미국등록특허 4,869,275
본 발명의 한 실시예는 높은 TPM 필터링 기능과 함께 높은 타르 및 니코틴 필터링 기능을 갖기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예는 적당한 흡인 저항을 가지면서도, 담배의 제조에 용이한 경도와 작업성을 갖기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 담배 필터는 불규칙하게 접혀 패킹(packing)되어 있는 고분자 시트, 그리고 고분자 시트를 둘러 싸고 있는 제1 담배 필터 권지를 포함하는 제1 필터부를 포함하고, 고분자 시트는 폴리올레핀 또는 폴리에스테르를 포함하는 제1 고분자층, 그리고 제1 고분자층 위에 위치하고, 폴리올레핀을 포함하는 제2 고분자층을 포함한다.
제1 고분자층은 접힌 상태로 서로 접촉하며, 그리고 제2 고분자층은 접힌 상태로 서로 접촉할 수 있다.
담배 필터는 제2 필터부를 더 포함하고, 상기 제2 필터부는 제1 필터부에 연결되어 있고, 담배의 구부에 위치한다.
제2 필터부는 아세테이트 토우를 포함하고, 그리고 제2 담배 필터 권지에 의해 둘러 쌓여 있을 수 있다.
고분자 시트는 가로 길이(a)와 세로 길이(b)를 가지며, 가로 길이(a)의 방향으로 불규칙하게 접힐 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 담배는 담배 각초부, 담배 각초부를 둘러 싸고 있는 궐련지, 담배 각초부에 연결되어 있는 담배 필터부, 그리고 담배 각초부와 담배 필터부를 연결하는 팁 페이퍼를 포함하고, 담배 필터부는 불규칙하게 접혀 패킹되어 있는 고분자 시트, 그리고 고분자 시트를 둘러 싸고 있는 제1 담배 필터 권지를 포함하는 제1 필터부를 포함하고, 고분자 시트는 폴리올레핀 또는 폴리에스테르를 포함하는 제1 고분자층, 그리고 제1 고분자층 위에 위치하고, 폴리올레핀을 포함하는 제2 고분자층을 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 담배 필터의 제조 방법은 폴리올레핀 또는 폴리에스테르를 이용하여 제1 고분자층을 제조하는 단계, 폴리올레핀을 이용하여 제1 고분자층 위에 제2 고분자층을 형성하여 고분자 시트를 제조하는 단계, 고분자 시트를 불규칙하게 접어 제1 필터부를 제조하는 단계, 그리고 제1 필터부를 제1 담배 필터 권지로 감싸는 단계를 포함한다.
제2 고분자층은 멜트블로운(melt blown) 공정에 의해 제1 고분자층 위에 적층될 수 있다.
고분자 시트는 크림핑(crimping) 공정에 의해 불규칙하게 접힐 수 있다.
본 발명의 한 실시예는 높은 TPM 필터링 기능과 함께 높은 타르 및 니코틴 필터링 기능을 가질 수 있으며, 적당한 흡인 저항을 가지면서, 담배의 제조에 용이한 경도와 작업성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 담배를 II-II 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 담배 필터를 구성하는 시트를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그러면, 본 발명의 실시예에 따른 연기 성분 저감 담배 필터 및 담배에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 담배를 II-II 선을 따라 자른 단면도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 담배 필터를 구성하는 시트를 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 담배를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 담배(cigarette)(1)는 불에 의해 연소되는 담배 각초부(cigarette column portion)(10)와 담배 연기를 필터링하는 담배 필터부(cigarette filter portion)(20)를 포함한다. 담배 각초부(10)는 궐련지(19)에 의해 둘러 쌓여 있을 수 있으며, 담배 필터부(20)는 담배 필터 권지(27, 28, 29)에 의해 둘러 쌓여 있을 수 있다. 담배 각초부(10)와 담배 필터부(20)는 팁 페이퍼(tipping paper)(31)에 의해 연결될 수 있다. 담배의 둘레는 대략 10 mm 내지 대략 30 mm일 수 있다.
궐련지(19)는 충진제(filler)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 궐련지의 불투명도를 높일 수 있으며 궐련지에 기공도를 부여할 수 있으며, 궐련지의 평활도 및 회고결성이 개선될 수 있으며, 궐련지의 백색도가 증가될 수 있다. 예를 들어, 충진제는 탄산칼슘, 이산화티탄, 산화마그네슘 등의 물질이 있다.
담배 필터부(20)는 2 개 이상의 필터 부재(filter member)를 포함하는 다중 필터일 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참고하면, 담배 필터부(20)는 제1 필터부(21) 및 제2 필터부(22)를 포함할 수 있다. 도 5를 참고하면, 담배 필터부는 제1 필터부(21), 제2 필터부(22), 그리고 제3 필터부(23)를 포함할 수 있다.
또한, 담배 필터부(20)는 흡착제, 향미제 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡착제는 활성탄 등일 수 있으며, 향미제는 허브 향 물질 등일 수 있다. 다중 필터에서 1 개 이상의 필터 부재는 흡착제와 향미제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 제1 필터부(21)는 제1 담배 필터 권지(28)에 의해 둘러 쌓여 있으며, 흡착제, 향미제 등을 포함할 수 있다. 제1 필터부(21)는 고분자 시트(210)가 불규칙하게 접혀 있다. 고분자 시트(210)는 제1 고분자층(211), 그리고 제1 고분자층(211) 위에 위치하는 제2 고분자층(212)을 포함한다.
제1 고분자층(211)은 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 등을 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 고분자층(211)의 평량은 약 5 GSM 내지 약 20 GSM일 수 있으며, 이러한 범위에 있을 때, 제2 고분자층(212)과 제1 고분자층(211)의 접착성이 개선될 수 있다.
제2 고분자층(212)은 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 제2 고분자층(212)은 제1 고분자층(211) 위에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 고분자층(212)은 멜트 블로운(melt-blown) 방법에 의해 형성될 수 있다. 제2 고분자층(212)은 용융된 상태로 방사 노즐에 의해 제1 고분자층(211)을 향해 분사되어, 제1 고분자층(211) 위에 적층될 수 있다. 제2 고분자층(212)의 평량은 약 10 GSM 내지 약 30 GSM일 수 있으며, 이러한 범위에 있을 때, 제2 고분자층(212)과 제1 고분자층(211)의 접착성이 개선될 수 있다. 제2 고분자층(212)의 평량은 제1 고분자층(211)의 평량보다 클 수 있다.
고분자 시트(210)는 가소제 없이 불규칙하게 접혀 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 것처럼, 제1 고분자층(211)이 접힌 상태로 서로 접촉할 수 있으며, 제2 고분자층(212)이 접힌 상태로 서로 접촉할 수 있다. 가소제가 포함되지 않으므로, 담배 필터의 열적 안정성이 증대될 수 있고, 공정이 단순화될 수 있고, 비용이 절감될 수 있다. 고분자 시트(210)의 크기는 가로 길이(a)는 약 150-300 mm이고, 세로 길이(b)는 약 5~30 mm일 수 있다. 고분자 시트(210)는 가로 길이(a) 방향으로 불규칙하게 접힐 수 있다.
고분자 시트(210)에서 제1 필터부(21)의 직경에 대한 가로 길이(a)의 비율은 약 20 내지 약 45일 수 있다. 제1 필터부(21)의 직경에 대한 가로 길이(a)의 비율이 약 20 이상인 경우, 담배의 제조에 대한 작업성이 용이할 수 있으며, 제1 필터부(21)의 TPM, 타르, 니코틴 등의 필터링 기능이 유지될 수 있다. 제1 필터부(21)의 직경에 대한 가로 길이(a)의 비율이 약 45 이하인 경우, 고분자 시트(210)가 크림핑 공정에서 원활하게 접힐 수 있으며, 제1 필터부(21)가 적당한 흡인 저항을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 필터부(21)의 직경이 약 8 mm인 경우, 고분자 시트(210)의 가로 길이(a)는 약 160 mm 내지 360 mm일 수 있다. 제1 필터부(21)의 직경에 따라 가로 길이(a)가 미리 설정될 수 있다.
고분자 시트(210)의 세로 길이(b)는 제1 필터부(21)의 길이의 정수 배수일 수 있다. 고분자 시트(210)가 접힌 후, 제1 필터부(21)의 길이만큼 절단될 수 있다.
도 3을 참고하면, 제1 필터부(21)는 복수개의 공극(229)을 포함한다. 공극(229)은 제1 필터부(21) 안에서 고분자 시트(21)가 접히지 않은 공간이다. 공극(229)과 고분자 시트(210)의 기공을 통하여 사용자가 담배 연기를 흡입할 수 있다.
예를 들어, 제1 필터부(21)는 고분자 시트(210)가 크림핑(crimping) 방법에 의해 불규칙하게 접혀 조밀하게 패킹(packing)될 수 있다.
고분자 시트(210)가 패킹되는 정도에 따라, 가로 길이(a)가 미리 설정될 수도 있으며, 복수개의 공극(229)의 면적이 변할 수 있다.
제1 고분자층(211) 및 제2 고분자층(212)을 포함하는 고분자 시트(210)가 불규칙하게 접혀 패킹되어 있기 때문에, 제1 필터부(21)를 포함하는 담배 필터부(20)는 높은 TPM 필터링 기능과 함께 높은 타르 및 니코틴 필터링 기능을 가질 수 있다. 또한, 고분자 시트(210)의 조밀한 패킹, 기공, 그리고 제1 필터부(21)의 공극(229)으로 인하여, 담배 필터부(20)는 적당한 흡인 저항을 가지면서도, 담배의 제조에 용이한 경도와 작업성을 가질 수 있다.
제2 필터부(22)는 제2 담배 필터 권지(29)에 의해 둘러 쌓여 있으며, 흡착제, 향미제 등을 포함할 수 있다. 제2 필터부(22)는 아세테이트 토우를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 5를 참고하면, 제2 필터부(22)는 담배의 구부에 위치한다.
제3 필터부(23)는 제3 담배 필터 권지(27)에 의해 둘러 쌓여 있으며, 흡착제, 향미제 등을 포함할 수 있다. 제3 필터부(23)는 아세테이트 토우를 포함할 수 있다. 도 5를 참고하면, 제3 필터부(23)는 담배 각초부(10)와 제1 필터부(21)의 사이에 위치한다.
그러면, 담배 필터의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
담배 필터의 제조 방법은 폴리올레핀, 폴리에스테르 등을 하나 이상 이용하여 제1 고분자층을 제조하는 단계, 폴리올레핀을 이용하여 제1 고분자층 위에 제2 고분자층을 형성하여 고분자 시트를 제조하는 단계, 고분자 시트를 불규칙하게 접어 제1 필터부를 제조하는 단계, 그리고 제1 필터부를 제1 담배 필터 권지로 감싸는 단계를 포함한다.
제2 고분자층은 멜트블로운 공정에 의해 고분자층 위에 적층될 수 있다.
고분자 시트는 크림핑 공정에 의해 불규칙하게 접힐 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
고분자 시트의 제조
실시예 1
폴리프로필렌을 이용하여 평량 약 14 GSM의 제1 고분자층을 제조한다. 제1 고분자층 위에 폴리프로필렌을 이용하여 평량 약 18 GSM의 제2 고분자층을 멜트블로운 공정으로 적층하여 고분자 시트를 제조한다. 제조된 고분자 시트의 두께는 약 127 마이크로미터이다.
담배 필터부의 제조
실시예 2
실시예 1에서 제조된 고분자 시트를 크림핑 공정으로 불규칙하게 접어, 가소제의 사용 없이 원통형의 제1 필터부를 제조한다. 제조된 제1 필터부의 길이는 약 12 mm, 흡인 저항은 약 57 mmH2O, 경도는 약 88 %이다. 제1 필터부를 제조하는 작업성은 양호하다. 제2 필터부는 아세테이트 토우로 가소제로 TEC를 사용하여 제조한다. 제조된 제2 필터부의 길이는 약 15 mm, 흡인 저항은 약 60 mmH2O, 경도는 약 91 %이다. 제조된 제1 필터부와 제2 필터부를 결합하여 이중 담배 필터를 제조한다. 제조된 이중 담배 필터의 흡인 저항은 약 476 mmH2O, 경도는 약 93 %이다.
비교예 1
제1 필터부는 아세테이트 토우로 가소제로 TEC를 사용하여 제조한다. 제조된 제1 필터부의 길이는 약 12 mm, 흡인 저항은 약 57 mmH2O, 경도는 약 91 %이다. 제2 필터부는 아세테이트 토우로 가소제로 TEC를 사용하여 제조한다. 제조된 제2 필터부의 길이는 약 15 mm, 흡인 저항은 약 60 mmH2O, 경도는 약 91 %이다. 제조된 제1 필터부와 제2 필터부를 결합하여 이중 담배 필터를 제조한다. 제조된 이중 담배 필터의 흡인 저항은 약 465 mmH2O, 경도는 약 92 %이다.
담배 필터의 물리성
실시예 2에서 제조된 이중 담배 필터와 비교예 1에서 제조된 이중 담배 필터의 경도를 비교하면, 실시예 2의 이중 담배 필터가 비교예 1의 이중 담배 필터보다 좀 더 높은 값을 가지므로, 필터를 제조하는 작업성이 더 우수하다.
담배의 제조
실시예 3
더원블루의 각초를 580 mg 사용하여 담배 각초부를 제조하고, 실시예 2의 이중 담배 필터와 담배 각초부를 결합하여 담배를 제조한다. 실시예 2의 이중 담배 필터를 담배의 제조에 이용하는 작업성은 양호하다.
비교예 2
더원블루의 각초를 580 mg 사용하여 담배 각초부를 제조하고, 비교예 1의 이중 담배 필터와 담배 각초부를 결합하여 담배를 제조한다.
담배의 물리성
실시예 3의 담배의 총 중량은 약 860 mg, 둘레는 약 25 mm, EPD(encapsulated pressure drop)는 약 160 mmWG, VR(ventilation rate)은 약 76%이다.
비교예 2의 담배의 총 중량은 약 860 mg, 둘레는 약 25 mm, EPD(encapsulated pressure drop)는 약 160 mmWG, VR(ventilation rate)은 약 76%이다.
담배의 연기 성분 및 필터링
실시예 3의 담배와 비교예 2의 담배의 일반 연기 성분을 표 1에 나타낸다.
TPM(mg/cig.) Tar(mg/cig.) Nicotine(mg/cig.) CO(mg/cig.) Puff No.(회) 수분(mg/cig.)
실시예 3 1.52 1.30 0.11 2.4 8.5 0.12
비교예 2 2.36 2.01 0.16 2.5 8.4 0.19
감소율(%) 35.4 35.7 30.8 - - 35.9
표 1을 참고하면, 실시예 3의 담배의 연기 성분인 TPM, 타르, 니코틴, 수분은 비교예 2의 담배의 연기 성분보다 종류에 따라 약 30 % 내지 약 36 % 감소한다.
실시예 3의 담배와 비교예 2의 담배의 필터 제거능을 표 2에 나타낸다.
SRE(%) TRE(%) NRE(%) WRE(%) Puff No.(회)
실시예 3 77.0 76.2 63.4 30.7 6.8
비교예 2 67.7 62.2 52.3 39.5 6.5
SRE는 담배의 TPM 제거능이며, TRE는 담배의 타르 제거능이며, NRE는 담배의 니코틴 제거능이며, WRE는 담배의 수분 제거능이다. 표 2를 참고하면, 실시예 3의 담배의 TPM 제거능, 타르 제거능, 니코틴 제거능은 비교예 2의 담배보다 약 10% 정도 높다.
실시예 3의 담배와 비교예 2의 담배의 특수 연기 성분을 표 3에 나타낸다.
VOCs(㎍/cig.) Phenolic(㎍/cig.) Ammonia(mg/cig.)
실시예 3 111.04 33.58 1.29
비교예 2 130.08 51.24 1.86
감소율(%) 14.6 34.5 30.6
표 3을 참고하면, 실시예 3의 담배의 특수 연기 성분인 VOCs, 페놀릭, 암모니아는 비교예 2의 담배의 연기 성분보다 종류에 따라 약 15 % 내지 약 35 % 감소한다. 페놀릭은 담배 연기의 입자상 성분과 관련이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
[부호의 설명]
1: 담배 10: 담배 각초부
20: 담배 필터부 21: 제1 필터부
22: 제2 필터부 23: 제3 필터부
210: 고분자 시트 211: 제1 고분자층
212: 제2 고분자층 229: 공극

Claims (9)

  1. 불규칙하게 접혀 패킹(packing)되어 있는 고분자 시트, 그리고
    상기 고분자 시트를 둘러 싸고 있는 제1 담배 필터 권지
    를 포함하는 제1 필터부를 포함하고,
    상기 고분자 시트는,
    폴리올레핀 또는 폴리에스테르를 포함하는 제1 고분자층, 그리고
    상기 제1 고분자층 위에 위치하고, 폴리올레핀을 포함하는 제2 고분자층을 포함하는 담배 필터.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 고분자층은 접힌 상태로 서로 접촉하며, 그리고 상기 제2 고분자층은 접힌 상태로 서로 접촉하는 담배 필터.
  3. 제2항에서,
    상기 담배 필터는 제2 필터부를 더 포함하고,
    상기 제2 필터부는 제1 필터부에 연결되어 있고, 담배의 구부에 위치하는 담배 필터.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 필터부는 아세테이트 토우를 포함하고, 그리고 제2 담배 필터 권지에 의해 둘러 쌓여 있는 담배 필터.
  5. 제1항에서,
    상기 고분자 시트는 가로 길이(a)와 세로 길이(b)를 가지며, 가로 길이(a)의 방향으로 불규칙하게 접히는 담배 필터.
  6. 담배 각초부,
    상기 담배 각초부를 둘러 싸고 있는 궐련지,
    상기 담배 각초부에 연결되어 있는 담배 필터부, 그리고
    상기 담배 각초부와 상기 담배 필터부를 연결하는 팁 페이퍼
    를 포함하고,
    상기 담배 필터부는,
    불규칙하게 접혀 패킹되어 있는 고분자 시트, 그리고
    상기 고분자 시트를 둘러 싸고 있는 제1 담배 필터 권지
    를 포함하는 제1 필터부를 포함하고,
    상기 고분자 시트는,
    폴리올레핀 또는 폴리에스테르를 포함하는 제1 고분자층, 그리고
    상기 제1 고분자층 위에 위치하고, 폴리올레핀을 포함하는 제2 고분자층을 포함하는 담배.
  7. 폴리올레핀 또는 폴리에스테르를 이용하여 제1 고분자층을 제조하는 단계,
    폴리올레핀을 이용하여 상기 제1 고분자층 위에 제2 고분자층을 형성하여 고분자 시트를 제조하는 단계,
    상기 고분자 시트를 불규칙하게 접어 제1 필터부를 제조하는 단계, 그리고
    상기 제1 필터부를 제1 담배 필터 권지로 감싸는 단계
    를 포함하는 담배 필터의 제조 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 고분자층은 멜트블로운(melt blown) 공정에 의해 상기 제1 고분자층 위에 적층되는 담배 필터의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 고분자 시트는 크림핑(crimping) 공정에 의해 불규칙하게 접히는 담배 필터의 제조 방법.
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