WO2021215649A1 - 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품 - Google Patents

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WO2021215649A1
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smoking
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정봉수
김종열
양진철
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주식회사 케이티앤지
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    • A24D3/022—Applying additives to filter materials with liquid additives, e.g. application of plasticisers

Definitions

  • the present disclosure relates to filters for smoking articles and smoking articles comprising the same.
  • smoking articles e.g. cigarettes
  • flavoring treatment in various ways.
  • An example of a representative flavoring treatment method is the direct addition (e.g. spraying) of a perfume liquid to a smoking material or filter plug constituting a smoking article.
  • the exemplified methods have problems in that there is a limitation in the amount of fragrance added, the intended fragrance is not expressed, or the fragrance expression is sharply reduced during smoking.
  • the method of adding the hyangaek to the filter plug may add a large amount of hyangaek compared to the above-described method, but this also has a limit in the amount of addition.
  • Cellulose acetate fiber which is a typical filter material constituting the filter plug, is usually manufactured by extrusion, because the manufactured fiber does not have a pore structure and cannot accommodate a large amount of perfume.
  • cellulose acetate fibers do not well inhibit the volatilization of the perfume penetrating into the pores due to their structural characteristics.
  • a problem in which the physical properties of the filter e.g. suction resistance, circumference, etc.
  • the filter plug or the wrapper surrounding the smoking material may be wet and contaminated.
  • a technical problem to be solved through some embodiments of the present disclosure is to provide a filter for a smoking article capable of accommodating a large amount of liquid material without excessive change in physical properties, and a smoking article including the same.
  • Another technical problem to be solved through some embodiments of the present disclosure is to provide a filter for a smoking article having improved fragrance expression (scent expression intensity) and a smoking article including the same.
  • Another technical problem to be solved through some embodiments of the present disclosure is to provide a filter for a smoking article capable of continuously maintaining flavor development during smoking, and a smoking article including the same.
  • a filter for a smoking article may include a filter plug including a filter material and a liquid material added to the filter plug.
  • the filter material may be a material having a molecular weight of a hydrophilic group greater than or equal to a molecular weight of a hydrophobic group.
  • the filter material may be composed of a plurality of units, and the molecular weight of the hydrophilic group of the unit may be greater than or equal to the molecular weight of the hydrophobic group.
  • the filter material may comprise a cellulosic material having a bulk of 1.0 cm 3 /g or greater.
  • the filter material may comprise a cellulosic material having a bulk of 2.0 cm 3 /g or greater.
  • the filter material may comprise paper.
  • a ratio between the total area of the filter plug and the area of the filter material may be 2:1 to 20:1.
  • the amount of the liquid material added may be 2.0 mg/mm to 8.0 mg/mm.
  • the liquid material may be hydrophobic.
  • the liquid substance may include medium chain fatty acid triglyceride (MCTG) and a flavoring substance.
  • MCTG medium chain fatty acid triglyceride
  • the liquid substance may include a flavoring substance, and the flavoring substance may be a substance that exists as a crystalline solid at 20°C.
  • the liquid material is a hyangaek containing a flavoring material
  • the flavoring material content of the hyangaek may be 50% by weight or less.
  • the liquid substance may include menthol as a flavoring substance.
  • a material having a molecular weight of a hydrophilic group greater than or equal to a molecular weight of a hydrophobic group may be used as the filter material.
  • a large amount of liquid material e.g. hydrophobic fragrance liquid
  • the degree of swelling is low, so that changes in the physical properties of the filter can be minimized.
  • a cellulosic material having a bulk greater than or equal to a reference value may be applied to the filter. Since the high bulk cellulosic material has a developed pore structure, it is possible to significantly increase the perfusate capacity of the filter. Furthermore, when such a filter is applied to a smoking article, the intensity of flavor expression of the smoking article can be greatly enhanced. In addition, the high bulk cellulosic material suppresses the rapid volatilization of the fragrance liquid (flavor material) through a complex pore structure, thereby improving the fragrance persistence of the smoking article.
  • MCTG medium-chain fatty acid triglyceride
  • the change in the physical properties of the filter due to the addition of the perfume can be further minimized.
  • the problem that the flavoring material is precipitated and crystallized in a supersaturated state to increase the suction resistance of the filter can be prevented.
  • FIG. 1 is an exemplary diagram schematically illustrating a filter for a smoking article according to some embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a cellulosic material that may be referenced in various embodiments of the present disclosure.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of cellulose acetate fiber, which is a type of filter material.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram schematically illustrating a filter for a smoking article according to some other embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram schematically illustrating a smoking article including a filter in accordance with some embodiments of the present disclosure.
  • a “smoking article” means any product capable of smoking or a smoking experience, whether based on tobacco, tobacco derivatives, expanded tobacco, reconstituted tobacco or tobacco substitutes. It may mean any product that can provide
  • smoking articles may include cigarettes, smokeable products such as cigars and cigarillos, smoking replacement products, and the like.
  • upstream or “upstream direction” means a direction away from the smoker's bend
  • downstream or “downstream direction” may mean a direction approaching from the smoker's bend.
  • upstream and downstream may be used to describe the relative positions of the elements constituting the smoking article.
  • the filter part 21 is located downstream or downstream of the smoking material part 22
  • the smoking material part 22 is upstream of the filter part 21 . or located in the upstream direction.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing a filter 1 for a smoking article according to some embodiments of the present disclosure.
  • the filter 1 may include a filter plug 10 and a filter wrapper 11 surrounding the filter plug 10 .
  • the components related to the embodiment of the present disclosure are illustrated in FIG. 1 . Accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains can see that other general-purpose components other than those shown in FIG. 1 may be further included. Hereinafter, each component of the filter 1 will be described.
  • the filter plug 10 may include a filter material and a liquid material.
  • the filter material may comprise one or more materials having a filtering function for smoke and/or aerosols.
  • the filter material may comprise a cellulosic material such as paper.
  • the liquid substance may include, for example, a fragrance liquid in which a fragrance substance is dissolved in a solvent.
  • the filter 1 may be used as a flavoring filter for enhancing the flavor development of the smoking article (e.g. 2 in FIG. 5 ).
  • the liquid substance may include a moisturizing substance consisting of glycerin and/or propylene glycol.
  • the filter 1 may be used as a moisturizing filter for enhancing the atomization amount of the smoking article (e.g.
  • the liquid material may be composed of various types of materials according to the purpose of the filter 1 . Accordingly, the scope of the present disclosure is not limited by the above examples. However, in the following, in order to provide convenience of understanding, it is assumed that the liquid substance is hyangaek and the description is continued.
  • the liquid material may be added to the filter material by spraying or the like.
  • the filter plug 10 may have a cylindrical shape, but the scope of the present disclosure is not limited thereto. If necessary, the filter plug 10 may be manufactured to have a different shape.
  • the filter material may comprise a cellulosic material having a bulk above a reference value.
  • the cellulosic material may be, for example, paper, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the bulk means a value obtained by dividing the thickness by the basis weight, and since a cellulosic material having a high bulk contains many pores therein, it can accommodate a large amount of perfume (ie, a liquid material).
  • the high bulk cellulosic material can suppress the rapid volatilization of the volatile fragrance liquid (or fragrance material) through a complex pore structure, it is possible to improve the fragrance persistence of the filter 1 .
  • the problem of volatilization of the flavoring substances added to the filter 1 before smoking ie during storage
  • it will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3 .
  • FIG. 2 and 3 show cross-sectional photographs of paper and cellulose acetate fibers taken with a scanning electron microscope (SEM), respectively.
  • SEM scanning electron microscope
  • paper having a bulk greater than or equal to a reference value includes a plurality of pores in the Z-axis direction (thickness direction).
  • cellulose acetate fibers do not develop pores in the fiber itself, so the capacity of the hyangaek is small, and the volatilization of hyangaek is not well suppressed.
  • the bulk value of the cellulosic material may vary based on the target porosity (or target perfume capacity) of the cellulosic material, but may preferably be approximately 1 g/cm 3 or greater. More preferably, the bulk of the cellulosic material is approximately 2 g/cm 3 , 2.5 g/cm 3 or 2.5 g/cm 3 . may be more than In this numerical range, the perfume capacity of the cellulosic material can be greatly increased. For the amount of hyangaek, refer to Experimental Example 1.
  • the filter material may be a material having a molecular weight of a hydrophilic group greater than or equal to a molecular weight of a hydrophobic group.
  • the filter material when the filter material is composed of a plurality of units, the filter material is a material in which the molecular weight of the hydrophilic group of the unit is greater than or equal to the molecular weight of the hydrophobic group, or the molecular weight of the hydrophilic groups of all units (eg, the sum of the molecular weights of the hydrophilic groups of individual units) is the molecular weight of the hydrophobic group or greater.
  • such materials include hydrophilic cellulosic materials. However, the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the hydrophilic cellulosic material may be effective against the hydrophobic perfume, because unlike cellulose acetate fibers, the hydrophilic cellulosic material is not well swollen by the hydrophobic perfume. More specifically, the cellulose acetate fiber (tow) is a material in which cellulose is substituted with an acetyl group, and corresponds to a non-hydrophilic material having a degree of substitution of about 2,45. When a perfume having a similar property (e.g. hydrophobicity) is added to such a material, the material may swell and negatively affect the physical properties of the filter plug 10 (e.g. increase resistance to suction).
  • a perfume having a similar property e.g. hydrophobicity
  • the hydrophilic cellulosic material does not swell well even when a large amount of hydrophobic perfume is added, so that it is possible to prevent changes in the physical properties of the filter plug 10 due to the perfume.
  • the difference in physical properties such as the circumference of the filter plug 10 and suction resistance before and after adding the hyangaek may be insignificant.
  • changes in the physical properties of the filter plug 10 refer to Experimental Examples 2 and 3 further.
  • hydrophilic cellulosic material is paper.
  • the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • at least a portion of the filter plug 10 may be formed by folding or rolling up a sheet of paper, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the perfume added to the filter plug 10 may be composed of a solvent and a flavoring material.
  • the solvent include propylene glycol (hereinafter abbreviated as “PG”) and medium chain fatty acid triglyceride (hereinafter abbreviated as “MCTG”).
  • PG propylene glycol
  • MCTG medium chain fatty acid triglyceride
  • MCTG when the flavoring material is menthol, MCTG can be effective as a solvent.
  • MCTG suppresses the volatilization of menthol, thereby preventing a sharp decrease in the intensity of the expression of menthol flavor during smoking. That is, the problem that the menthol flavor is overexpressed at the beginning of smoking and the menthol flavor is not well expressed after the middle of smoking can be further alleviated.
  • the flavoring substance may include any substance capable of developing a flavor, such as menthol. Accordingly, the scope of the present disclosure is not limited to a particular type of flavoring material.
  • the flavoring material may be a material (e.g. L-menthol) that exists as a crystalline solid at room temperature (e.g. 20 ⁇ 5).
  • the content ratio between the solvent and the flavoring material may be important. This is because when the solvent content is small, the flavoring material is precipitated as a solid in the filter material, so that the suction resistance and hardness of the filter plug 10 may rapidly increase. Because.
  • the preferred content of flavoring material may be approximately 60% by weight or less. More preferably, the content may be approximately 50% by weight or 40% by weight or less. Within this numerical range, it was found that the change in the physical properties of the filter plug 10 was minimized. In this regard, refer to Experimental Examples 2 and 3 below.
  • the amount of the hyangaek added may vary depending on the content (or area) of the cellulosic material in the filter plug 10, but is preferably about 1.0 mg/mm to 9.0 mg/mm or 2.0 mg/mm to 8.0 mg/mm. can do. More preferably, the added amount of hyangaek is approximately 2.0 mg/mm to 7.0 mg/mm, 3.0 mg/mm to 7.0 mg/mm, 3.0 mg/mm to 6.0 mg/mm, or 2.0 mg/mm to 6.0 mg/mm. can Within this numerical range, the scent expression property is increased and the problem of wetting the wrapper is minimized, and the problem that the smoker feels rejection due to excessively strong scent is expressed during smoking can be prevented.
  • the filter plug 10 may further include one or more other filter materials well known in the art.
  • the filter plug 10 may include an adsorbent containing carbon, activated carbon, or the like.
  • an oil resistant film (not shown) having oil resistance may be laminated on the filter wrapper 11 .
  • the oil-resistant film may be, for example, a cellulose film, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the oil-resistant film may be attached with a water-soluble adhesive in order to prevent the adhesive force from being deteriorated by the fragrance liquid having oil properties (ie, the hydrophobic fragrance liquid).
  • the fragrance liquid having an oil characteristic e.g. hydrophobicity
  • the filter 1 may have a double filter structure or a multi-filter structure including the first filter unit 12 and the second filter unit 13 , and a plurality of filters It may further include a cavity (cavity) formed between the parts.
  • a capsule containing a perfume liquid may be disposed in the cavity.
  • the filter 1 described above may be combined with a rod of smoking material to constitute a smoking article.
  • Such smoking articles may be articles that generate smoke and/or aerosol by combustion, and may be articles that are inserted into an electronic device to generate smoke and/or aerosol by electrical heating.
  • an example of a smoking article including the filter 1 will be described.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram schematically illustrating a smoking article 2 according to some embodiments of the present disclosure.
  • the smoking article 2 may include a filter part 21 and a smoking material part 22 .
  • a filter part 21 may be included in the smoking article 2 .
  • a smoking material part 22 may be included in the smoking article 2 .
  • FIG. 5 only components related to the embodiment of the present disclosure are illustrated in FIG. 5 . Accordingly, those skilled in the art to which the present disclosure pertains can see that other general-purpose components other than the components shown in FIG. 5 may be further included.
  • the filter unit 21 may be disposed downstream of the smoking material unit 22 to act as a filter for smoke and/or aerosol generated from the smoking material unit 22 . Smoke and/or aerosol passing through the filter part 21 may be inhaled through the smoker's mouth.
  • the filter unit 21 may correspond to the filter 1 described above.
  • the filter unit 21 may include a filter plug 211 and a filter wrapper 212 surrounding the filter plug 211 . Also, the filter unit 21 may be connected to at least one end of both ends of the smoking material unit 22 .
  • the filter unit 21 and the smoking material unit 22 may have a cylindrical shape and are aligned in the longitudinal axis direction, and the smoking material unit 22 may be located at an upstream end of the filter unit 21 .
  • the filter unit 21 and the smoking material unit 22 may be connected by a tipping wrapper 23 , but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • a gelling aid may be further used as a material for forming the film of the capsule.
  • the gelling aid for example, calcium chloride can be used.
  • a plasticizer may be further used as a material for forming the film of the capsule.
  • the plasticizer glycerin and/or sorbitol may be used.
  • a coloring agent may be further used as a material for forming the film of the capsule.
  • the smoking material part 22 may include a smoking material 221 and a wrapper 222 surrounding the smoking material 221 .
  • Smoking material 221 may generate smoke and/or aerosol as it is heated.
  • the smoking material part 22 may be implemented as a smoking material rod having an elongated cylindrical shape, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the smoking material 221 may include raw tobacco leaf, leaf leaf, or a mixture of leaf tobacco and leaf leaf.
  • the mixture may be filled into the smoking material portion 22 in the form of a sheet or cut filler.
  • smoking material 221 may contain flavoring agents, wetting agents, and/or other additive substances such as acetate compounds.
  • flavoring agents include licorice, sucrose, fructose syrup, isosweet, cocoa, lavender, cinnamon, cardamom, celery, fenugreek, cascarilla, sandalwood, bergamot, geranium, honey essence, rose oil, Vanilla, lemon oil, orange oil, mint oil, cinnamon, caraway, cognac, jasmine, chamomile, menthol, cinnamon, ylang-ylang, sage, spearmint, ginger, coriander or coffee, clove substances (eg clove powder, cloves) extract) and the like.
  • the wetting agent may include glycerin or propylene glycol, and the like.
  • the smoking material 221 is prepared in the form of a slurry by mixing a solvent and various additives after pulverizing the raw tobacco leaf and leaf leaf, and drying the sheet to form a sheet, and then processing the sheet to form a rod and the like. It may comprise reconstituted tobacco material formed in the same piece form.
  • smoking material 221 comprises a plurality of strands of reconstituted tobacco material, one strand being approximately 10 mm to 14 mm long (eg, 12 mm) and approximately 0.8 mm to 1.2 mm wide (eg, For example, 1 mm) and a thickness of approximately 0.08 mm to 0.12 mm (eg, 0.1 mm), but is not limited thereto.
  • the wrapper 222 may be supplemented with glycerin and a supporting agent such as K-citrate and/or NA-citrate to promote complete combustion of the smoking material by catalysis or the like, and further, calcium carbonate, dioxide, or the like.
  • a filler such as titanium or magnesium oxide may be included.
  • the wrapper 222 may have a double wrapping structure.
  • the wrapper 222 may include an inner wrapper that is in contact with the smoking material portion 22 and wraps the smoking material portion 22, and an outer wrapper that is in contact with the inner wrapper and wraps the outside of the inner wrapper.
  • the wrapper 222 may be a low ignition cigarette paper having one or more low ignition resistance (LIP) bands (not shown) formed thereon.
  • the LIP band may lower the porosity of the wrapper 222, and accordingly, when the combustion of the smoking material 221 reaches the LIP band, the amount of oxygen flowing into the smoking material unit 22 decreases, so that the smoking article 2 that is being burned ) can be digested.
  • the LIP band may be a coating layer formed on the inner and/or outer surface of the wrapper 222 .
  • the filter portion 21 wrapped by the filter wrapper 212 and the smoking material portion 22 wrapped by the wrapper 222 may be joined by the tipping wrapper 23 . That is, the tipping wrapper 23 may be wrapped around at least a portion of the wrapper 222 (eg, a downstream partial region) and the filter wrapper 212 . Meanwhile, the tipping wrapper 23 may contain a non-combustible material to prevent the filter unit 21 from being burned as the smoking material unit 22 is burned.
  • the smoking article 2 according to some embodiments of the present disclosure has been described with reference to FIG. 5 .
  • the intensity of scent expression and scent persistence of the smoking article 2 can be greatly improved as the filter 1 to which the perfume is added is applied.
  • the filter 1 to which the moisturizing material is added when the filter 1 to which the moisturizing material is added is applied, the atomization amount of the smoking article 2 can be increased.
  • a filter rod having a circumference of 23.8 mm and a length of 96 mm was manufactured according to the conditions described in Table 1 below.
  • a wrapper having a basis weight of 21 gsm was used as a wrapper for the filter rod, and the ratio in the plug (%) is the area ratio of the filter material to the total area of the filter plug, and is related to the content of the filter material.
  • paper having a bulk of 2.40 cm 3 /g was used as a filter material.
  • a filter rod having a circumference of 23.8 mm and a length of 96 mm was prepared according to the conditions described in Table 2 below. As in Example 1, a wrapper having a basis weight of 21 gsm was used as a wrapper for the filter rod.
  • Example 3 As shown in Table 3, even when the same amount of filter material is applied, it can be confirmed that the amount of hyangaek in Example 1 is about 6 times higher than in Comparative Example 1. This means that the high bulk cellulosic material with developed pores can hold much more perfume than the cellulose acetate fibers. In addition, in terms of flavor development, it means that a smoking article to which a high bulk cellulosic material is applied is significantly superior to a conventional smoking article (ie, a smoking article to which a cellulose acetate tow is applied).
  • Filter rods were prepared according to the conditions described in Table 4 below. Other conditions (e.g. bulk, filter rod circumference, length, etc.) were the same as in Example 1. In addition, in Examples 2 to 4, PG was used as the solvent of the hyangaek, and in Examples 5 to 8, MCTG was used as the solvent of the hyangaek.
  • a filter rod having the same conditions as in Example 1 (except for the hyangaek condition) was prepared without adding hyangaek.
  • Comparative Example 2 was added as an experimental subject in order to take into account measurement error, and the case in which a cellulose acetate tow-based filter was not added as a comparative example was taken as a comparative example because the same amount of perfume could not be added to the cellulose acetate tow. because it is not suitable for
  • Example 5 Example 6
  • Example 7 Example 8 before addition 23.70 23.70 23.75 23.70 1 day elapsed 23.70 23.70 23.70 23.70 3 days passed 23.72 23.75 23.70 23.70 7 days elapsed 23.71 23.72 23.75 23.70 14 days passed 23.71 23.70 23.76 23.70 degree of change + 0.01 + 0.00 + 0.01 0.0
  • Example 5 Example 6
  • Example 7 Example 8 before addition 176 180 176 176 1 day elapsed 176 178 176 172 3 days passed 176 178 178 176 7 days elapsed 176 179 179 177 14 days passed 175 180 178 182 degree of change - One 0 + 2 + 6
  • the hardness of the filter rod was calculated by applying a load with a weight of about 300 g for a time of about 20 seconds and measuring the front and rear thickness of the filter rod.
  • a known density meter device may be used for such a measurement, but the hardness measurement may be performed in another manner.
  • Experimental results according to this experimental example are shown in Tables 9 and 10.
  • the content ratio of the flavoring substance e.g. the flavoring substance that exists as a crystalline solid at room temperature
  • the solvent constituting the flavoring liquid affects the physical properties of the filter.
  • the content of the flavoring material is 40% by weight, there is hardly any change in the physical properties of the filter.
  • the content of the flavoring material is preferably 70% by weight or less when composing the hyangaek, and the content of the flavoring material is preferably 60% by weight or 50% by weight or less in order to minimize the change in the physical properties of the filter.
  • Filter rods were prepared according to the conditions described in Table 11 below. Other conditions (e.g. bulk, filter rod circumference, length, etc.) were the same as in Example 1.
  • the paper width means the vertical length of the paper.
  • Example 9 6 40 220
  • Example 10 6 40 250
  • Example 11 6 40 280
  • Example 12 6 40 310
  • Table 12 describes the measurement results for the circumference
  • Table 13 describes the measurement results for the suction resistance
  • Example 10 Example 11 Example 12 before addition 23.6 23.7 23.6 23.7 1 day elapsed 23.7 23.8 23.6 23.7 3 days passed 23.7 23.8 23.6 23.7 7 days elapsed 23.7 23.8 23.6 23.7 14 days passed 23.7 23.8 23.6 23.7 degree of change + 0.01 + 0.01 0.0 0.0
  • Sensory evaluation was performed on the intensity and persistence of fragrance expression targeting 30 panelists who had been smoking for 5 years or longer. Specifically, smoking articles were manufactured using the filter rods according to Comparative Example 1 and Examples 5 to 8, and the fragrance intensity according to the number of puffs of the manufactured smoking article was measured. Sensory evaluation was performed based on five grades as follows, and in order to reduce the evaluation error, the average grade of the panels was calculated as the flavor intensity of the smoking article, except for the minimum and maximum grades from the evaluation results.

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Abstract

흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품이 제공된다. 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 필터는 필터 물질을 포함하는 필터 플러그 및 필터 플러그에 첨가된 액상 물질을 포함할 수 있다. 이때, 필터 물질의 친수성기 분자량은 소수성기 분자량보다 크거나 같을 수 있는데, 이러한 경우, 액상 물질 첨가로 인한 필터 물성 변화가 최소화될 수 있다.

Description

흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품
본 개시는 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다.
흡연자의 기호를 충족시키기 위해, 흡연 물품(e.g. 궐련)에는 다양한 방식으로 가향 처리가 수행된다. 대표적인 가향 처리 방식의 예로는 흡연 물품을 구성하는 흡연 물질 또는 필터 플러그에 향액을 직접 첨가(e.g. 분사)하는 것을 들 수 있다. 그러나, 예시된 방식들은 향액 첨가량에 제한이 있거나, 의도된 향이 발현되지 않거나 흡연 중에 향 발현성이 급격히 떨어지는 등의 문제가 있다.
구체적으로, 흡연 물질에 향액을 첨가하는 방식은 향액이 흡연 물질과 상호 응집될 수 있어 다량의 향액을 첨가하기 어렵다. 또한, 흡연 시 높은 가열 온도(또는 연소 온도)로 인해 향액이 변질됨에 따라 의도되지 않은 향이 발현될 수 있다.
다음으로, 필터 플러그에 향액을 첨가하는 방식은 전술한 방식에 비해 많은 양의 향액을 첨가할 수 있으나, 이 역시 첨가량에 한계가 존재한다. 필터 플러그를 구성하는 대표적인 필터 물질인 셀룰로오스 아세테이트 섬유는 보통 압출 방식으로 제조되는데, 이렇게 제조된 섬유는 공극 구조가 발달하지 않아 많은 양의 향액을 수용할 수 없기 때문이다. 뿐만 아니라, 셀룰로오스 아세테이트 섬유는 구조적 특성 상 공극에 침투한 향액의 휘발을 잘 억제하지 못하는데, 이러한 경우 향액 대부분이 흡연 초반에 방출되어 흡연 후반으로 갈수록 향 발현성이 급격하게 떨어질 수 있다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 과량의 향액이 첨가되면, 팽윤 현상으로 인해 필터의 물성(e.g. 흡인 저항, 원주 등)이 변해버리는 문제도 발생할 수 있다.
한편, 어떠한 방식이든 향액이 수용 한계 이상으로 첨가되면, 필터 플러그 또는 흡연 물질을 감싸고 있는 래퍼(wrapper)가 젖어서 오염되는 문제가 발생할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예들을 통해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 과도한 물성 변화 없이 다량의 액상 물질을 수용할 수 있는 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것이다.
본 개시의 몇몇 실시예들을 통해 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 향 발현성(향 발현 강도)이 증진된 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것이다.
본 개시의 몇몇 실시예들을 통해 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 흡연 중에 향 발현성이 지속적으로 유지될 수 있는 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것이다.
본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 흡연 물품용 필터는, 필터 물질을 포함하는 필터 플러그 및 상기 필터 플러그에 첨가된 액상 물질을 포함할 수 있다. 이때, 상기 필터 물질은 친수성기 분자량이 소수성기 분자량보다 크거나 같은 물질일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 필터 물질은 복수의 단위체로 구성되고, 상기 단위체의 친수성기 분자량은 소수성기 분자량보다 크거나 같을 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 필터 물질은 벌크(bulk)가 1.0cm3/g 이상인 셀룰로오스 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 필터 물질은 벌크(bulk)가 2.0cm3/g 이상인 셀룰로오스 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 필터 물질은 종이를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 필터 플러그의 전체 면적과 상기 필터 물질의 면적 비는 2:1 내지 20:1일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 필터 플러그의 전체 면적과 상기 셀룰로오스 물질의 면적 비가 10:1일 때, 상기 액상 물질의 첨가량은 2.0mg/mm 내지 8.0mg/mm일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 액상 물질은 소수성일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 액상 물질은 중쇄지방산트리글리세라이드(MCTG)와 가향 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 액상 물질은 가향 물질을 포함하고, 가향 물질은 20℃에서 결정성 고체로 존재하는 물질일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 액상 물질은 가향 물질을 포함하는 향액이고, 상기 향액의 가향 물질 함량은 50중량% 이하일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 액상 물질은 가향 물질로서 멘톨을 포함할 수 있다.
상술한 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 친수성기 분자량이 소수성기 분자량보다 크거나 같은 물질이 필터 물질로 이용될 수 있다. 이러한 경우, 다량의 액상 물질(e.g. 소수성 향액)이 첨가되더라도 팽윤(swelling) 정도가 낮아 필터의 물성 변화가 최소화될 수 있다.
또한, 벌크(bulk)가 기준치 이상인 셀룰로오스 물질이 필터에 적용될 수 있다. 벌크가 높은 셀룰로오스 물질은 발달된 공극 구조를 갖기 때문에, 필터의 향액 수용량을 크게 증대시킬 수 있다. 나아가, 이러한 필터가 흡연 물품에 적용됨에 따라 흡연 물품의 향 발현 강도가 크게 증진될 수 있다. 뿐만 아니라, 벌크가 높은 셀룰로오스 물질은 복잡한 공극 구조를 통해 향액(가향 물질)의 급격한 휘산을 억제함으로써, 흡연 물품의 향 지속성도 함께 향상시킬 수 있다.
또한, 중쇄지방산트리글리세라이드(MCTG)를 향액의 용매로 이용함으로써, 소수성의 향액(가향 물질)의 휘산이 더욱 잘 억제될 수 있다. 이는 흡연 초반에 대부분의 향이 발현되는 것을 방지함으로써 흡연 물품의 향 지속성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 가향 물질과 용매를 적정량의 비율로 구성함에 따라, 향액 첨가로 인해 필터의 물성이 변화하는 것이 더욱 최소화될 수 있다. 이를테면, 가향 물질이 과포화 상태에서 침전 및 결정화되어 필터의 흡인 저항을 증가시키는 문제가 방지될 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 흡연 물품용 필터를 개략적으로 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에서 참조될 수 있는 셀룰로오스 물질의 단면도이다.
도 3은 필터 물질의 일종인 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 단면도이다.
도 4은 본 개시의 다른 몇몇 실시예들에 따른 흡연 물품용 필터를 개략적으로 나타내는 예시적인 도면이다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 필터를 포함하는 흡연 물품을 개략적으로 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6은 향 발현 강도 및 향 지속성에 관한 관능 평가 결과를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시의 기술적 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 개시에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
먼저, 본 명세서에서 사용되는 몇몇 용어들에 대하여 명확하게 하기로 한다.
본 명세서에서, "흡연 물품"(smoking article)이란, 담배, 담배 파생물, 팽화처리 담배(expanded tobacco), 재생 담배(reconstituted tobacco) 또는 담배 대용물에 기반하느냐에 상관 없이 흡연 가능한 임의의 제품 또는 흡연 체험을 제공할 수 있는 임의의 제품을 의미할 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품은 궐련, 엽궐련(cigar) 및 작은 엽궐련(cigarillo) 등 같은 흡연 가능 제품, 흡연 대체 제품 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "흡연 물질"(smoking material)이란, 연기(smoke) 및/또는 에어로졸(aerosol)을 발생시키거나 흡연에 이용되는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 흡연 물질은 담배 물질을 포함할 수 있다. 담배 물질은 예를 들어 담배 잎 조각, 담배 줄기 또는 이들로부터 가공된 물질 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적인 예로써, 담배 물질은 분쇄된 담배의 잎, 분쇄된 재구성 담배, 팽화각초, 팽화주맥 및 판상엽 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "상류"(upstream) 또는 "상류 방향"은 흡연자의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고, "하류"(downstream) 또는 "하류 방향"은 흡연자의 구부로부터 가까워지는 방향을 의미할 수 있다. 상류 및 하류라는 용어는 흡연 물품을 구성하는 요소들의 상대적 위치를 설명하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 예시된 흡연 물품(2)에서, 필터부(21)는 흡연 물질부(22)의 하류 또는 하류 방향에 위치하고, 흡연 물질부(22)는 필터부(21)의 상류 또는 상류 방향에 위치한다.
이하에서는, 본 개시의 다양한 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 흡연 물품용 필터(1)를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 필터(1)는 필터 플러그(10) 및 이를 감싸고 있는 필터 래퍼(11)를 포함할 수 있다. 다만, 도 1에는 본 개시의 실시예와 관련 있는 구성 요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 개시가 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다. 이하, 필터(1)의 각 구성요소에 대하여 설명하도록 한다.
필터 플러그(10)는 필터 물질과 액상 물질을 포함할 수 있다. 필터 물질은 연기 및/또는 에어로졸에 대한 여과 기능을 구비한 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터 물질은 종이와 같은 셀룰로오스 물질을 포함할 수 있다. 액상 물질은 예를 들어 가향 물질을 용매에 녹인 향액을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 필터(1)는 흡연 물품(e.g. 도 5의 2)의 향 발현성을 증진시키기 위한 가향 필터로 이용될 수 있다. 다른 예로서, 액상 물질은 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜로 이루어진 보습 물질을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 필터(1)는 흡연 물품(e.g. 도 5의 2)의 무화량 등을 증진시키기 위한 보습 필터로 이용될 수 있다. 이외에도, 액상 물질은 필터(1)의 용도에 따라 다양한 종류의 물질들로 구성될 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는 상기 예시들에 의해 한정되지 않는다. 다만, 이하에서는, 이해의 편의를 제공하기 위해, 액상 물질이 향액인 것을 가정하여 설명을 이어가도록 한다. 액상 물질은 분사 등의 방식으로 필터 물질에 첨가될 수 있다.
필터 플러그(10)는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라, 필터 플러그(10)는 다른 형상을 갖도록 제조될 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 필터 물질은 기준치 이상의 벌크(bulk)를 갖는 셀룰로오스 물질을 포함할 수 있다. 셀룰로오스 물질은 예를 들어 종이(paper)일 수 있으나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 벌크는 두께를 평량으로 나눈 값을 의미하는데, 벌크가 높은 셀룰로오스 물질은 내부에 많은 공극을 포함하기 때문에 다량의 향액(즉, 액상 물질)을 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, 필터(1)의 향 지속성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 필터(1)에 첨가된 가향 물질이 흡연 전에(즉, 보관 중에) 휘발되는 문제도 방지될 수 있다. 보다 이해의 편의를 제공하기 위해 도 2 및 도 3을 참조하여 부연 설명한다.
도 2 및 도 3은 각각 SEM(Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 종이와 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 단면 사진을 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기준치 이상의 벌크를 갖는 종이는 Z축 방향(두께 방향)으로 다수의 공극을 포함하게 된다. 이에 반해, 셀룰로오스 아세테이트 섬유(도 3 참조)는 섬유 자체에 공극이 발달하지 않아 향액의 수용량이 적을 뿐만 아니라 향액의 휘산도 잘 억제하지 못한다.
셀룰로오스 물질의 벌크 수치는 셀룰로오스 물질의 목표 공극도(또는 목표 향액 수용량)에 기초하여 변경될 수 있을 것이나, 대략 1g/cm3 이상이 되는 것이 바람직할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 셀룰로오스 물질의 벌크는 대략 2g/cm3, 2.5g/cm3 또는 2.5g/cm3 이상일 수 있다. 이러한 수치 범위에서, 셀룰로오스 물질의 향액 수용량이 크게 증대될 수 있다. 향액 수용량에 관하여서는 실험예 1을 더 참조하도록 한다.
몇몇 실시예들에서, 필터 물질은 친수성기 분자량이 소수성기 분자량보다 크거나 같은 물질일 수 있다. 예를 들어, 필터 물질이 복수의 단위체로 구성되는 경우, 상기 필터 물질은 단위체의 친수성기 분자량이 소수성기 분자량 이상인 물질 또는 전체 단위체의 친수성기 분자량(e.g. 개별 단위체의 친수성기 분자량의 합)이 소수성기 분자량 이상인 물질일 수 있다. 이러한 물질의 예로는 친수성의 셀룰로오스 물질을 들 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
친수성의 셀룰로오스 물질은 소수성의 향액에 대해 효과적일 수 있는데, 이는 셀룰로오스 아세테이트 섬유와는 달리 친수성의 셀룰로오스 물질은 소수성 향액에 의해 잘 팽윤(swelling)되지 않기 때문이다. 보다 구체적으로, 셀룰로오스 아세테이트 섬유(토우)는 셀룰로오스를 아세틸기로 치환한 물질이자, 치환도가 약 2,45인 비친수성 소재에 해당한다. 이러한 소재에 유사한 성질(e.g.소수성)을 갖는 향액이 첨가되는 경우, 소재가 팽윤되어 필터 플러그(10)의 물성에 부정적인 영향(e.g. 흡인 저항 증가)을 미칠 수 있다. 그러나, 친수성의 셀룰로오스 물질은 다량의 소수성 향액이 첨가되더라도 잘 팽윤되지 않아 향액으로 인해 필터 플러그(10)의 물성이 변화되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 향액 첨가 전후로 필터 플러그(10)의 원주, 흡인 저항 등의 물성 차이가 미미할 수 있다. 필터 플러그(10)의 물성 변화에 관하여서는 실험예 2 및 3을 더 참조하도록 한다.
친수성 셀룰로오스 물질의 예로는 종이를 들 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 실시예들에서, 필터 플러그(10)의 적어도 일부는 시트(sheet) 형태의 종이를 접거나 둘둘 말아 뭉침으로써 형성될 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 필터 플러그(10)의 전체 면적과 셀룰로오스 물질의 면적 간의 비율은 대략 2:1 내지 20:1인 것이 바람직할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 비율은 대략 2:1 내지 10:1, 2:1 내지 9:1, 2:1 내지 8:1 또는 3:1 내지 7:1일 수 있다. 또는, 상기 비율은 대략 2:1 내지 7:1, 3:1 내지 6:1, 2:1 내지 5:1 또는 3:1 내지 5:1일 수 있다. 이러한 면적 비는 필터 플러그(10) 내의 셀룰로오스 물질의 함량과 연관되는데, 셀룰로오스 물질의 함량이 지나치게 적은 경우 향액의 수용량이 감소할 수 있다. 반대로, 함량이 지나치게 많은 경우에는 다른 물질의 함량이 줄어들어 필터(1)의 성능이 감소할 수 있다. 따라서, 필터 플러그(10)의 전체 면적과 셀룰로오스 물질의 면적비가 상술한 수치 범위에 속하는 것이 바람직할 수 있다.
필터 플러그(10)에 첨가되는 향액은 용매와 가향 물질로 구성될 수 있다. 용매의 예로는 프로필렌글리콜(propylene glycol; 이하 "PG"로 약칭함), 중쇄지방산트리글리세라이드(medium chain fatty acid triglyceride; 이하 "MCTG"로 약칭함)을 들 수 있다. 그러나, 본 개시의 범위가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다. PG는 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 한층 완화될 수 있다.
가향 물질은 멘톨 등과 같이 향이 발현될 수 있는 임의의 물질을 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는 특정 종류의 가향 물질에 한정되지 않는다.
몇몇 실시예들에서, 가향 물질은 상온(e.g. 20±5)에서 결정성 고체로 존재하는 물질(e.g. L-멘톨)일 수 있다. 이러한 경우, 용매와 가향 물질 간의 함량비가 중요할 수 있는데, 이는 용매의 함량이 적은 경우 가향 물질이 필터 물질 내에 고체상으로 침전되어 필터 플러그(10)의 흡인 저항과 경도 등이 급격하게 증가할 수 있기 때문이다. 본 실시예에서, 가향 물질의 바람직한 함량은 대략 60중량% 이하일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 함량은 대략 50중량% 또는 40중량% 이하일 수 있다. 이러한 수치 범위 내에서, 필터 플러그(10)의 물성 변화가 최소화되는 것으로 나타났는데, 이와 관련하여서는 아래의 실험예 2 및 3을 참조하도록 한다.
한편, 향액의 첨가량은 필터 플러그(10) 내 셀룰로오스 물질의 함량(또는 면적)에 따라 달라질 수 있을 것이나, 대략 1.0mg/mm 내지 9.0mg/mm 또는 2.0mg/mm 내지 8.0mg/mm인 것이 바람직할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 향액의 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.
한편, 몇몇 실시예들에서, 필터 플러그(10)는 당해 기술 분야에서 널리 알려진 하나 이상의 다른 필터 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터 플러그(10)는 탄소를 포함하는 흡착제, 활성탄 등을 포함할 수 있다.
다음으로, 필터 래퍼(11)는 필터 플러그(10)를 감싸고 있는 래퍼를 의미할 수 있다. 필터 래퍼(11)는 적절한 평량을 갖는 종이로 제조될 수 있을 것이나, 필터 래퍼(11)의 평량, 소재 등은 달라질 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 필터 래퍼(11)에는 내유성을 구비한 내유 필름(미도시)이 합지될 수 있다. 여기서, 내유 필름은 예를 들어 셀룰로오스 필름이 될 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 오일 특성을 갖는 향액(즉, 소수성 향액)에 의해 접착력이 떨어지는 것을 방지하기 위해 내유 필름은 수용성 접착제에 의해 부착될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 오일 특성(e.g. 소수성)을 갖는 향액이 과량 첨가되더라도 필터 래퍼(11) 또는 이를 감싸고 있는 팁 페이퍼(미도시)가 오염되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 지금까지 설명한 필터(1) 또는 필터 플러그(10)의 구조, 직경, 길이 등의 물리적 사양은 적용되는 흡연 물품을 고려하여 다양하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 필터(1)는 제1 필터부(12)와 제2 필터부(13)를 포함하는 이중 필터 구조 또는 다중 필터 구조를 가질 수 있고, 복수의 필터부 사이에 형성되는 캐비티(cavity)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 흡연 물품의 향 발현성을 더욱 증대시키기 위해, 캐비티에는 향액이 함유된 캡슐이 배치될 수도 있다. 필터(1)가 다중 필터 구조를 갖는 경우, 복수의 필터부 중 하나 이상의 필터부는 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 기반하여 제조될 수 있다. 그렇게 함으로써, 필터(1)의 향 발현성이 증진됨과 동시에 높은 필터 성능도 확보될 수 있다.
지금까지 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 흡연 물품용 필터(1)에 대하여 설명하였다. 상술한 바에 따르면, 벌크가 기준치 이상인 셀룰로오스 물질을 적용함으로써 필터 플러그(10)의 향액 수용량(즉, 액상 수용량)이 크게 증대될 수 있다. 또한, 벌크가 높은 셀룰로오스 물질은 복잡한 공극 구조를 통해 향액(가향 물질)의 급격한 휘산을 억제할 수 있기 때문에, 필터(1)의 향 지속성도 함께 향상될 수 있다.
상술한 필터(1)는 흡연 물질 로드(rod)와 결합되어 흡연 물품을 구성할 수 있다. 이러한 흡연 물품은 연소에 의해 연기 및/또는 에어로졸을 발생시키는 물품일 수 있고, 전자 디바이스(device)에 삽입되어 전기적 가열에 의해 연기 및/또는 에어로졸을 발생시키는 물품일 수도 있다. 이하에서는, 필터(1)를 포함하는 흡연 물품의 예에 대하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 흡연 물품(2)을 개략적으로 나타내는 예시적인 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 흡연 물품(2)은 필터부(21)와 흡연 물질부(22)를 포함할 수 있다. 다만, 도 5에는 본 개시의 실시예와 관련 있는 구성 요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 개시가 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
필터부(21)는 흡연 물질부(22)의 하류에 배치되어 흡연 물질부(22)에서 발생한 연기 및/또는 에어로졸의 필터로 작용할 수 있다. 필터부(21)를 통과한 연기 및/또는 에어로졸은 흡연자의 구부를 통해 흡입될 수 있다. 필터부(21)는 앞서 서술한 필터(1)에 대응될 수 있다.
필터부(21)는 필터 플러그(211)와 이를 감싸고 있는 필터 래퍼(212)를 포함할 수 있다. 또한, 필터부(21)는 흡연 물질부(22)의 양단부 중 적어도 하나의 단부와 연결될 수 있다. 예를 들어, 필터부(21)와 흡연 물질부(22)는 원기둥의 형상을 갖고 길이 축 방향으로 정렬되며, 필터부(21)의 상류 단부에 흡연 물질부(22)가 위치할 수 있다. 필터부(21)와 흡연 물질부(22)는 티핑 래퍼(tipping wrapper; 23)에 의해 연결될 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 필터부(21)가 단일 필터로 이루어진 것을 예시하고 있으나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 필터부(21)는 다중 필터로 이루어질 수도 있고, 다중 필터 사이에 형성된 캐비티를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 흡연 물품(2)의 향미 또는 풍미를 더욱 증진시키기 위해 필터부(21)의 내부에는 향액이 함유된 캡슐(미도시)이 포함될 수 있다. 캡슐은 예를 들어 캐비티 내에 위치할 수 있다. 캡슐은 향액을 피막으로 감싼 구조일 수 있고, 예를 들면, 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있다. 캡슐의 피막을 형성하는 재료는 천연소재, 전분 및/또는 겔화제일 수 있다. 예를 들어, 천연소재의 피막의 경우 한천, 펙틴, 소디움 알지네이트 및 글리세린 등으로 조성될 수 있다. 겔화제로서는 젤란 검이나 젤라틴이 사용될 수 있다. 또한, 캡슐의 피막을 형성하는 재료로서 겔화 조제가 더 이용될 수도 있다. 겔화 조제로서는, 예를 들어 염화 칼슘이 사용될 수 있다. 또한, 캡슐의 피막을 형성하는 재료로서 가소제가 더 이용될 수도 있다. 여기에서, 가소제로서는 글리세린 및/또는 소르비톨이 이용될 수 있다. 또한, 캡슐의 피막을 형성하는 재료로서 착색료가 더 이용될 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 필터 래퍼(212)의 안쪽 면에는 내유 필름 또는 알루미늄 호일이 부착되어 있을 수도 있다.
다음으로, 흡연 물질부(22)는 흡연 물질(221)과 이를 감싸고 있는 래퍼(222)를 포함할 수 있다. 흡연 물질(221)은 가열됨에 따라 연기 및/또는 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 흡연 물질부(22)는 세장형의 원기둥 형상을 갖는 흡연 물질 로드로 구현될 수 있을 것이나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
몇몇 실시예들에서, 흡연 물질(221)은 원료 잎담배, 판상엽 또는 잎담배와 판상엽이 배합된 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 혼합물은 시트 형태 또는 각초 형태로 흡연 물질부(22)에 충전될 수 있다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 흡연 물질(221)은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나의 에어로졸 발생 물질을 포함할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 흡연 물질(221)은 풍미제, 습윤제 및/또는 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, 클로브(clove) 물질(e.g. 클로브 분말, 클로브 추출물) 등을 포함할 수 있다. 또한, 습윤제는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜 등을 포함할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 흡연 물질(221)은 원료 잎담배 및 판상엽을 분쇄한 후 용매 및 다양한 첨가물을 혼합하여 슬러리 형태로 제조하고 건조시켜 시트를 형성한 후, 이러한 시트를 가공하여 막대 등과 같은 조각 형태로 형성된 재구성 담배 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 흡연 물질(221)는 복수 개의 재구성 담배 물질 가닥들을 포함하고, 이러한 가닥 1개는 길이가 대략 10mm 내지 14mm (예를 들면, 12mm), 폭이 대략 0.8mm 내지 1.2mm (예를 들면, 1mm) 및 두께가 대략 0.08mm 내지 0.12mm (예를 들면, 0.1mm)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예들에서, 래퍼(222)에는 글리세린과, 촉매 작용 등에 의해 흡연 물질의 완전 연소를 촉진시키기 위한 K-citrate 및/또는 NA-citrate 등의 조연제가 첨가될 수 있으며, 나아가 탄산칼슘, 이산화티탄, 산화마그네슘 등의 충진제(filler)가 포함될 수도 있다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 래퍼(222)는 이중 래핑 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 래퍼(222)는 흡연 물질부(22)에 접하며 흡연 물질부(22)를 감싸는 이너 래퍼(inner wrapper) 및 이너 래퍼와 접하며 이너 래퍼의 외부를 감싸는 아우터 래퍼(outer wrapper)를 포함할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예들에서, 래퍼(222)는 하나 이상의 저발화성(Low Ignition Propensity, LIP) 밴드(미도시)가 형성된 저발화성 궐련지일 수 있다. LIP 밴드는 래퍼(222)의 기공도를 낮출 수 있으며, 이에 따라 흡연 물질(221)의 연소가 LIP 밴드에 도달하면 흡연 물질부(22)로 유입되는 산소량이 감소하여, 연소 중이던 흡연 물품(2)이 소화될 수 있다. 여기서, LIP 밴드는 래퍼(222)의 내측 및/또는 외측 면에 형성되는 코팅층일 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 필터 래퍼(212)에 의해 포장된 필터부(21) 및 래퍼(222)에 의해 포장된 흡연 물질부(22)는 티핑 래퍼(23)에 의해 결합될 수 있다. 즉, 티핑 래퍼(23)는 래퍼(222)의 적어도 일부분(예를 들어, 하류 일부 영역) 및 필터 래퍼(212)의 외곽에 둘러질 수 있다. 한편, 티핑 래퍼(23)는 불연성 물질을 포함하여 흡연 물질부(22)의 연소에 따라 필터부(21) 또한 연소되는 현상을 방지할 수도 있다.
지금까지 도 5를 참조하여 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 흡연 물품(2)에 대하여 설명하였다. 흡연 물품(2)의 향 발현 강도와 향 지속성은 향액이 첨가된 필터(1)가 적용됨에 따라 크게 향상될 수 있는데, 이와 관련하여서는 실험예 4를 참조하도록 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 보습 물질이 첨가된 필터(1)가 적용되는 경우에는, 흡연 물품(2)의 무화량이 증대될 수 있다.
이하에서는, 실시예와 비교예를 통하여 전술한 필터(1)의 구성 및 효과에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이하의 실시예들은 전술한 필터(1)의 일부 예시에 불과할 뿐이므로, 본 개시의 범위가 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기의 표 1에 기재된 조건에 따라 원주 23.8mm와 길이 96mm의 필터 로드를 제작하였다. 필터 로드의 래퍼로는 평량이 21gsm인 래퍼를 이용하였고, 플러그 내 비율(%)은 필터 플러그의 전체 면적에 대한 필터 물질의 면적 비율로서, 필터 물질의 함량과 관계된다. 또한, 필터 물질로 벌크가 2.40cm3/g인 종이를 이용하였다.
구분 내용 비고
필터 물질 종이 벌크: 2.40cm3/g매트릭스 구조
플러그 내 비율(%) 10 -
용매 MCTG 소수성
가향 물질 멘톨 -
비교예 1
하기의 표 2에 기재된 조건에 따라 원주 23.8mm와 길이 96mm의 필터 로드를 제조하였다. 실시예 1과 동일하게, 필터 로드의 래퍼로 평량이 21gsm인 래퍼를 이용하였다.
구분 내용 비고
필터 물질 셀룰로오스 아세테이트 토우 3.0Y35,000 데니어
플러그 내 비율(%) 10 -
용매 PG 친수성
가향 물질 멘톨 -
실험예1: 향액의 최대 수용량(첨가량) 비교
실시예 1 및 비교예 1에 따른 필터 로드에 대해 향액의 최대 수용량(e.g. 단위 mm당 최대 첨가량)을 측정하는 실험을 진행하였다. 향액의 최대 수용량은 필터 로드의 래퍼가 젖었는지 여부를 기준으로 측정되었고, 래퍼가 젖었는지 여부는 육안 관찰을 통해 판별하였다. 본 실험예에 대한 결과는 하기의 표 3에 기재되어 있다.
구분 비교예 1 실시예 1
최대 첨가량(mg/mm) 1.0 6.0
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 동일한 함량의 필터 물질을 적용하더라도 실시예 1의 향액 수용량이 비교예 1보다 대략 6배 가량 높은 것을 확인할 수 있다. 이는 공극이 발달한 고벌크의 셀룰로오스 물질이 셀룰로오스 아세테이트 섬유보다 훨씬 더 많은 향액을 수용할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 향 발현성 측면에서, 고벌크의 셀룰로오스 물질이 적용된 흡연 물품이 기존의 흡연 물품(즉, 셀룰로오스 아세테이트 토우가 적용된 흡연 물품)보다 월등하게 우수하다는 것을 의미한다.
실시예 2 내지 8
하기의 표 4에 기재된 조건에 따라 필터 로드를 제조하였다. 다른 조건(e.g. 벌크, 필터 로드의 원주, 길이 등)은 실시예 1과 동일하게 하였다. 또한, 실시예 2 내지 4의 경우 향액의 용매로 PG를 사용하고, 실시예 5 내지 8의 경우 향액의 용매로 MCTG를 사용하였다.
구분 향액 첨가량(mg/mm) 가향 물질 함량(중량%)
실시예 2 2 70
실시예 3 3 70
실시예 4 4 70
실시예 5 2 40
실시예 6 3 40
실시예 7 4 40
실시예 8 6 40
비교예 2
향액을 첨가하지 않고 실시예 1과 동일한 조건(향액 조건 제외)을 갖는 필터 로드를 제조하였다.
실험예2: 가향 물질 함량에 따른 필터의 물성 변화 비교
앞서 언급한 바와 같이, 용매 대비 가향 물질의 함량이 지나치게 많으면 가향 물질이 다시 고체상으로 침전되어 필터의 물성을 변화시킬 수 있다. 따라서, 가향 물질의 함량을 적절하게 조절할 필요가 있는데, 이를 알아보기 위해 실시예 2 내지 8과 비교예 2에 따른 필터 로드에 대한 물성(e.g. 원주, 흡인 저항, 경도) 변화를 측정하였다.
참고로, 비교예 2는 측정 오차를 고려하기 위해 실험 대상으로 추가한 것이고, 셀룰로오스 아세테이트 토우 기반 필터를 비교예로 추가하지 않은 것은 셀룰로오스 아세테이트 토우에는 동일한 양의 향액을 첨가할 수 없어 비교예로 들기에 적합하지 않기 때문이다.
실험예2-1: 원주에 대한 물성 변화 비교
필터 로드의 원주 길이에 대한 변화 정도를 측정하는 실험을 진행하였다. 실험의 정확성을 위해, 향액이 필터의 물성에 더 이상 영향을 미치지 않는 시점(약 14일이 경과된 시점)까지 대기하고, 해당 시점과 향액을 첨가하기 전 시점과의 물성 차이를 측정하였다. 이에 대한 실험 결과는 표 5 및 표 6에 기재되어 있다.
구분 비교예 2 실시예 2 실시예 3 실시예 4
첨가 전 23.75 23.65 23.76 23.70
1일 경과 23.74 23.75 23.93 23.89
3일 경과 23.74 23.75 23.95 23.91
7일 경과 23.76 23.76 24.00 23.93
14일 경과 23.76 23.78 23.97 23.99
변화 정도 + 0.01 + 0.13 + 0.23 + 0.29
구분 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
첨가 전 23.70 23.70 23.75 23.70
1일 경과 23.70 23.70 23.70 23.70
3일 경과 23.72 23.75 23.70 23.70
7일 경과 23.71 23.72 23.75 23.70
14일 경과 23.71 23.70 23.76 23.70
변화 정도 + 0.01 + 0.00 + 0.01 0.0
표 5 및 표 6을 참고하면, 가향 물질의 함량이 40중량%인 경우(실시예 5 내지 8)에는 향액 첨가량이 증가하더라도 필터 로드의 원주가 거의 변화하지 않는 것을 확인할 수 있다. 가령, 가향 물질의 함량이 40중량%이고 향액의 첨가량은 6mg/mm인 경우(실시예 8)에도, 필터 로드의 원주는 향액 첨가 전후로 차이가 없는 것으로 나타났다. 이는 친수성의 셀룰로오스 물질을 필터 소재로 이용하는 경우, 향액에 의한 팽윤 현상이 거의 일어나지 않는다는 것을 보여주는 것으로 판단된다.
반면, 가향 물질의 함량이 70중량%인 경우(실시예 2 내지 4)에는 향액 첨가량이 증가함에 따라 필터 로드의 원주 변화도 커지는 것으로 나타났다. 다만, 이는 팽윤 현상으로 인한 것이라기 보다는 가향 물질이 필터 물질 사이사이에 고체상으로 침전됨에 따라 나타나는 현상인 것으로 판단된다.
실험예 2-2: 흡인 저항에 대한 물성 변화 비교
필터 로드의 흡인 저항에 대한 변화 정도를 측정하는 실험을 진행하였다. 실험 방법은 앞선 실험예와 동일한 방식으로 수행되었고, 실험 결과는 표 7 및 표 8에 기재되어 있다.
구분 비교예 2 실시예 2 실시예 3 실시예 4
첨가 전 176 180 176 182
1일 경과 172 211 282 240
3일 경과 176 239 328 344
7일 경과 177 204 279 298
14일 경과 182 251 277 307
변화 정도 + 6 + 71 + 101 + 125
구분 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
첨가 전 176 180 176 176
1일 경과 176 178 176 172
3일 경과 176 178 178 176
7일 경과 176 179 179 177
14일 경과 175 180 178 182
변화 정도 - 1 0 + 2 + 6
표 7 및 표 8을 참고하면, 가향 물질의 함량이 40중량%인 경우(실시예 5 내지 8)에는 향액 첨가량이 증가하더라도 필터 로드의 흡인 저항이 거의 변화하지 않는 것을 확인할 수 있다. 가령, 가향 물질의 함량이 40중량%이고 향액의 첨가량은 6mg/mm인 경우(실시예 8)에도, 필터 로드의 흡인 저항은 향액 첨가 전후로 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 이는 셀룰로오스 물질의 향액 수용량이 우수하고, 용매와 가향 물질의 함량비가 적절하여 가향 물질이 상온에서도 액상(즉, 용해된 상태)을 유지하고 있기 때문인 것으로 판단된다.
이에 반해, 가향 물질의 함량이 70중량%인 경우(실시예 2 내지 4)에는 향액 첨가량이 증가함에 따라 필터 로드의 흡인 저항도 점차 증가하는 것으로 나타났다. 이는 고함량의 가향 물질이 필터 물질 사이사이에 고체상으로 침전됨에 따라 나타나는 현상으로 판단된다.
실험예 2-3: 경도에 대한 물성 변화 비교
필터 로드의 경도에 대한 변화 정도를 측정하는 실험을 진행하였다. 전반적인 실험 방법은 앞선 실험예와 동일한 방식으로 수행되었고, 필터 로드의 경도는 하기의 수학식 1에 의거하여 측정되었다.
하기의 수학식 1은 필터 로드의 변경 저항을 백분율(%)로 구하는 수식인데, 하기의 수학식 1에서 D는 하중(F)이 인가되기 전 로드(즉, 눌리지 않은 상태의 로드)의 두께(e.g. 직경)를 의미하고, DF는 하중이 인가된 후 로드(즉, 눌린 상태의 로드)의 두께를 의미한다. 하기 수학식 1에 따르면, 로드가 단단할수록(즉, 눌림 정도가 작을수록) 경도는 100%에 더 가까워지게 된다.
Figure PCTKR2021002806-appb-M000001
필터 로드의 경도는 약 20초의 시간 동안 약 300g의 추로 하중을 주고, 필터 로드의 전후 두께를 측정함으로써 산출되었다. 참고로, 이 같은 측정을 위해 공지된 덴시미터 디바이스가 이용될 수 있을 것이나, 경도 측정은 다른 방식으로 수행되더라도 무방하다. 본 실험예에 따른 실험 결과는 표 9 및 표 10에 기재되어 있다.
구분 비교예 2 실시예 2 실시예 3 실시예 4
첨가 전 91.8 87.9 89.6 89.2
1일 경과 91.6 90.5 92.7 91.2
3일 경과 91.3 90.7 92.8 91.5
7일 경과 91.5 90.5 94.2 92.3
14일 경과 91.7 90.7 93.0 93.1
변화 정도 - 0.1 + 2.1 + 3.4 + 3.9
구분 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
첨가 전 91.4 91.5 91.0 91.1
1일 경과 91.6 91.6 91.2 91.2
3일 경과 91.3 91.3 91.2 91.3
7일 경과 91.5 91.5 91.3 91.2
14일 경과 91.3 91.5 91.1 91.1
변화 정도 - 0.1 0.0 + 0.1 0.0
표 9 및 표 10을 참고하면, 가향 물질의 함량이 40중량%인 경우(실시예 5 내지 8)에는 향액 첨가량이 증가하더라도 필터 로드의 경도가 거의 변화하지 않는 것을 확인할 수 있다. 이는 용매와 가향 물질의 함량비가 적절하여 가향 물질이 상온에서도 액상(즉, 용해된 상태)을 유지하고 있기 때문인 것으로 판단된다.
이에 반해, 가향 물질의 함량이 70중량%인 경우(실시예 2 내지 4)에는 향액 첨가량이 증가함에 따라 필터 로드의 경도도 점차 증가하는 것으로 나타났다. 이는 고함량의 가향 물질이 고체상으로 필터 물질 사이사이에 침전됨에 따라 나타나는 현상으로 판단된다.
실험예 2에 따른 실험 결과를 정리해보면, 향액을 구성하는 가향 물질(e.g. 상온에서 결정성 고체로 존재하는 가향 물질)과 용매의 함량비가 필터의 물성에 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 또한, 가향 물질의 함량이 40중량%인 경우에는 필터의 물성 변화가 거의 나타나지 않으며, 가향 물질의 함량이 70중량%인 경우에는 향액 첨가량이 증가함에 따라 필터의 물성 변화가 점점 더 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이로서, 향액을 구성할 때 가향 물질의 함량이 70중량% 이하가 되는 것이 바람직하고, 필터의 물성 변화를 최소화하기 위해서는 가향 물질의 함량이 60중량% 또는 50중량% 이하가 되는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
실시예 9 내지 12
하기의 표 11에 기재된 조건에 따라 필터 로드를 제조하였다. 다른 조건(e.g. 벌크, 필터 로드의 원주, 길이 등)은 실시예 1과 동일하게 하였다. 표 11에서, 지폭은 종이의 세로 길이를 의미한다. 가령, 실시예 9에 따른 필터 로드는 96mm(=필터 로드의 가로 길이)*220mm의 종이를 필터 물질로 이용하여 제조되었다.
구분 향액 첨가량(mg/mm) 가향 물질 함량(중량%) 지폭(mm)
실시예 9 6 40 220
실시예 10 6 40 250
실시예 11 6 40 280
실시예 12 6 40 310
실험예 3: 필터 물질의 지폭(paper width)에 따른 물성 변화 비교 실험
향액 첨가량이 6mg/mm이고 가향 물질의 함량이 40중량%인 필터 로드에 대한 심층 실험을 진행하였다. 구체적으로, 동일한 향액 조건에서 필터 물질의 지폭(즉, 함량)이 달라지더라도 필터의 주요 물성(원주, 흡인 저항)이 그대로 유지되는지에 관한 실험을 진행하였으며, 실험 방법은 앞선 실험예와 동일한 방식으로 수행되었다.
본 실험예에 따른 실험 결과는 하기의 표 12 및 표 13에 기재되어 있다. 하기의 표 12에는 원주에 대한 측정 결과가 기재되어 있고, 표 13에는 흡인 저항에 대한 측정 결과가 기재되어 있다.
구분 실시예 9 실시예 10 실시예 11 실시예 12
첨가 전 23.6 23.7 23.6 23.7
1일 경과 23.7 23.8 23.6 23.7
3일 경과 23.7 23.8 23.6 23.7
7일 경과 23.7 23.8 23.6 23.7
14일 경과 23.7 23.8 23.6 23.7
변화 정도 + 0.01 + 0.01 0.0 0.0
구분 실시예 9 실시예 10 실시예 11 실시예 12
첨가 전 137 212 327 476
1일 경과 136 223 343 480
3일 경과 136 223 342 479
7일 경과 136 222 339 471
14일 경과 136 224 344 482
변화 정도 - 1 + 12 + 17 + 6
표 12 및 표 13를 참조하면, 가향 물질의 함량이 40중량%인 경우에는 필터 물질의 지폭 증가(즉, 필터 물질의 함량 증가)가 필터 로드의 물성(원주, 흡인 저항) 변화에 거의 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있다. 다만, 지폭이 증가하면, 필터 로드의 필터 성능과 향액 수용량이 증가함과 동시에 기본 흡인 저항도 증가하므로, 이러한 요소들을 종합적으로 고려하여 적절하게 지폭을 조절할 필요가 있다.
실험예 4: 향 발현 강도 및 향 지속성에 관한 관능 평가
흡연 기간이 5년 이상인 30명의 패널을 대상으로 향 발현 강도 및 지속성에 관한 관능 평가를 수행하였다. 구체적으로, 비교예 1과 실시예 5 내지 8에 따른 필터 로드를 이용하여 흡연 물품을 제조하고, 제조된 흡연 물품에 대하여 퍼프 회차에 따른 향 강도를 측정하였다. 아래와 같이 5개의 등급을 기준으로 관능 평가를 수행하였고, 평가 오차를 줄이기 위해 평가 결과에서 최소 및 최대 등급을 제외하고 패널들의 평균 등급을 해당 흡연 물품의 향 강도로 산정하였다.
5: 강함
4: 약간 강함
3: 보통
2: 약간 약함
1: 약함
본 실험예에 따른 결과는 도 6에 도시되어 있는데, 도 6의 그래프에서 x축은 퍼프 회차를 의미하고, y축은 향 강도를 의미한다.
도 6을 참조하면, 비교예 1에 따른 흡연 물품의 경우 흡연 후반으로 갈수록 향 발현 강도가 급격하게 떨어지는 것을 확인할 수 있는데, 이는 가향 물질의 휘산을 억제하지 못하는 셀룰로오스 아세테이트 토우의 구조적 특성 때문인 것으로 판단된다.
반면에, 실시예 5 내지 8에 따른 흡연 물품의 경우에는 향 발현 강도가 급격하게 떨어지지 않고, 일정 수준 이상의 향이 지속적으로 발현되는 것을 확인할 수 있다. 이는 고벌크의 셀룰로오스 물질과 MCTG가 가향 물질의 휘산을 억제하는 작용을 하기 때문인 것으로 판단된다.
특히, 실시예 7 및 8에 따른 흡연 물품에서는 강도 등급 3 이상의 향이 지속적으로 발현되는 것으로 나타났는데, 이는 향액 첨가량이 다른 흡연 물품에 비해 많기 때문인 것으로 판단된다.
이상의 결과를 종합하면, 셀룰로오스 물질에 적절한 함량비를 갖는 향액을 첨가하면, 필터의 물성에 영향을 미치지 않으면서 셀룰로오스 아세테이트 토우 기반 흡연 물품에 비해 향 발현성 및 향 지속성이 월등하게 뛰어난 흡연 물품이 제조될 수 있음을 알 수 있다.
지금까지 다양한 실시예와 비교예를 통하여 본 개시의 실시예들에 따른 필터(1)의 구성 및 효과에 대하여 상세하게 설명하였다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 개시가 다른 구체적인 형태로도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시에 의해 정의되는 기술적 사상의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 필터 물질을 포함하는 필터 플러그; 및
    상기 필터 플러그에 첨가된 액상 물질을 포함하고,
    상기 필터 물질은 친수성기 분자량이 소수성기 분자량보다 크거나 같은 물질인,
    흡연 물품용 필터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 필터 물질은 복수의 단위체로 구성되고,
    상기 단위체의 친수성기 분자량은 소수성기 분자량보다 크거나 같은,
    흡연 물품용 필터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 필터 물질은 벌크(bulk)가 1.0cm3/g 이상인 셀룰로오스 물질을 포함하는,
    흡연 물품용 필터.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 필터 물질은 벌크(bulk)가 2.0cm3/g 이상인 셀룰로오스 물질을 포함하는,
    흡연 물품용 필터.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 필터 물질은 종이를 포함하는,
    흡연 물품용 필터.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 필터 플러그의 전체 면적과 상기 필터 물질의 면적 비는 2:1 내지 20:1인,
    흡연 물품용 필터.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 필터 플러그의 전체 면적과 상기 필터 물질의 면적 비가 10:1일 때, 상기 액상 물질의 첨가량은 2.0mg/mm 내지 8.0mg/mm인,
    흡연 물품용 필터.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 액상 물질은 소수성인,
    흡연 물품용 필터.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 액상 물질은 중쇄지방산트리글리세라이드(MCTG)와 가향 물질을 포함하는,
    흡연 물품용 필터.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 액상 물질은 가향 물질을 포함하고,
    상기 가향 물질은 20℃에서 결정성 고체로 존재하는 물질인,
    흡연 물품용 필터.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 액상 물질은 가향 물질을 포함하는 향액이고,
    상기 향액의 가향 물질 함량은 50중량% 이하인,
    흡연 물품용 필터.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 액상 물질은 가향 물질로서 멘톨을 포함하는,
    흡연 물품용 필터.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 액상 물질이 첨가된 필터 플러그와 상기 액상 물질 첨가 전의 필터 플러그와의 원주 차이는 상기 액상 물질 첨가 전의 필터 플러그 원주의 10% 이하인,
    흡연 물품용 필터.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 액상 물질이 첨가된 필터 플러그와 상기 액상 물질 첨가 전의 필터 플러그와의 흡인 저항 차이는 상기 액상 물질 첨가 전의 필터 플러그 흡인 저항의 15% 이하인,
    흡연 물품용 필터.
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