WO2024063260A1 - 다공성 흡연물질 래퍼 및 이를 포함하는 흡연물품 - Google Patents

다공성 흡연물질 래퍼 및 이를 포함하는 흡연물품 Download PDF

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WO2024063260A1
WO2024063260A1 PCT/KR2023/008362 KR2023008362W WO2024063260A1 WO 2024063260 A1 WO2024063260 A1 WO 2024063260A1 KR 2023008362 W KR2023008362 W KR 2023008362W WO 2024063260 A1 WO2024063260 A1 WO 2024063260A1
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WO
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smoking
smoking material
micropores
wrapper
porosity
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/008362
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English (en)
French (fr)
Inventor
고원영
정용미
문성민
박창진
김현태
안기진
Original Assignee
주식회사 케이티앤지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a porous smoking material wrapper and a smoking article comprising the same. Specifically, the present invention relates to a smoking material wrapper having micropores formed by separate perforations and a smoking article including the same.
  • the filter may contain activated carbon, flavoring substances, etc., and may be composed of a monofilter or a multifilter.
  • the filter is surrounded by a filter wrapper and connected to the tobacco cut filler by tip paper, where the tip paper may include fine pores.
  • the smoking material wrapper can be manufactured so that target tar and target nicotine can be delivered during smoking through appropriate porosity and combustibility, as well as imparting a unique flavor to the cigarette.
  • various smoking material wrappers are already commercially available, improvements in their functionality are still required.
  • the present inventor completed the present invention after continuous research on smoking material wrappers.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication No. 10-2007-0096027
  • the present invention seeks to provide a smoking material wrapper that can improve functionality when applied to a smoking article by forming micropores through separate perforations in the smoking material wrapper, and a smoking article to which the same is applied.
  • the present invention provides a smoking material wrapper that has micropores and, when divided into three regions at equal intervals from the upstream end based on application to smoking articles, the average porosity is greater in the region closer to the downstream.
  • the micropores have a pore size of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the micropores are formed by a perforation method using plasma.
  • a plurality of the micropores are aligned in the vertical direction based on the application to the smoking article to form one set, and when classified into three regions at equal intervals from the upstream end of the application to the smoking article, , one area contains one or more sets.
  • the distance between adjacent sets is the same upstream and downstream, or is longer upstream than downstream, based on application to smoking articles.
  • porosity in the smoking material wrapper is controlled by the distance between micropores.
  • the porosity in the smoking material wrapper is controlled by the size of the micropores.
  • the average pore size is smaller in the region closer to the downstream.
  • the smoking material wrapper does not exceed a porosity of 1,000 CU at any location.
  • the smoking material wrapper has an average porosity of 300 CU to 700 CU.
  • the porosity of the smoking material wrapper increases as it moves from the upstream end of the smoking article to the downstream, and when the porosity reaches the highest point, it is maintained at the highest point.
  • the porosity of the smoking material wrapper increases in the form of a quadratic or cubic function as it moves from the upstream end of the smoking article to the downstream.
  • the porosity of the smoking material wrapper increases as it moves from the upstream end of the smoking material application to the downstream end and reaches a maximum at 60% to 80% of the length of the smoking material wrapper.
  • the present invention provides a smoking article comprising a smoking material portion, a smoking material wrapper, a filter portion, a filter wrapper, and a tip paper, wherein the smoking material wrapper is the smoking material wrapper described above.
  • the smoking material wrapper according to one embodiment of the present invention basically uses a plasma drilling method to form small-sized micropores, so not only is it difficult to easily confirm the location of the micropores with the naked eye, but visibility is not reduced, so it can be used as a packaging material. Functionality can be maintained as is.
  • the basic dilution rate can be maintained when applied to a smoking article through efficient arrangement of micropores, while minimizing the dilution rate that decreases as the smoking material portion is burned.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a smoking article according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram schematically showing a smoking material wrapper whose porosity is adjusted by adjusting the spacing between sets of micropores aligned in the vertical direction based on application to a smoking article according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram schematically showing a smoking material wrapper whose porosity is adjusted by adjusting the number of micropores in a set of micropores aligned in the vertical direction based on application to a smoking article according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram schematically showing a smoking material wrapper whose porosity is adjusted by adjusting the size of micropores within a set of micropores aligned in the vertical direction based on application to a smoking article according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a graph showing the porosity distribution of smoking material wrappers according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term.
  • a component is described as being “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there is no additional component between each component. It should be understood that may be “connected,” “combined,” or “connected.”
  • smoking article may refer to an article that can generate aerosols, such as cigarettes (cigarettes), cigars, etc.
  • Smoking articles may contain aerosol-generating substances or aerosol-forming substrates.
  • smoking articles may include solid substances based on tobacco raw materials, such as leaf tobacco, cut tobacco, and reconstituted tobacco.
  • Smoking substances may contain volatile compounds.
  • the smoking article may include several segments, each with its own functionality, and these segments may be “... It is displayed as “wealth.”
  • smoking articles may include not only combustible cigarettes, but also heated cigarettes used with aerosol generating devices (not shown) such as electronic cigarette devices.
  • upstream and downstream are terms used to indicate the relative positions of segments constituting the smoking article, based on the direction in which the user draws air using the smoking article.
  • the smoking article includes an upstream end (ie, the part where air enters) and an opposite downstream end (ie, the part where air goes out).
  • upstream end ie, the part where air enters
  • downstream end ie, the part where air goes out
  • the user may bite the downstream end of the smoking article.
  • the downstream end is located downstream of the upstream end, while the term “end” may also be written as “distal”.
  • the present invention provides a smoking material wrapper for use as a component of a smoking article.
  • Figure 1 provides a diagram showing the schematic configuration of a smoking article according to one embodiment of the present invention.
  • the smoking article 100 generally includes a smoking material portion 10 and a filter portion 20, wherein the smoking material portion 10 is surrounded and packaged by a smoking material wrapper 30a, and the filter portion 20 ) is surrounded and packaged by the filter wrapper 30b.
  • the packaged smoking material portion and the filter portion are connected by tip paper (40).
  • the smoking material wrapper (30a) includes micropores added by additional perforation separately from the natural pores basically formed on the paper material, thereby providing improved functionality compared to existing smoking material wrappers.
  • micropores added by additional perforation separately from the natural pores basically formed on the paper material, thereby providing improved functionality compared to existing smoking material wrappers.
  • the micropores are formed by a perforation method using plasma.
  • a perforation method using plasma When forming micropores using the above-described method, micropores with smaller and more uniform sizes can be formed.
  • the smoking material wrapper 30a basically serves to package the smoking material portion 10, it is required not only to be functional in preventing the contents from leaking to the outside, but also to have high aesthetics.
  • Micropores formed by the plasma drilling method may have a pore size of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m, 15 ⁇ m to 50 ⁇ m, and 20 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the micropores have a pore size of 50 ⁇ m or less, the original functionality of the packaging material can be maintained because the visibility of the smoking material wrapper does not significantly increase even if the micropores are formed.
  • the phenomenon of burning and blackening of the paper around the point where the micropores are formed does not occur significantly, so the problem of deterioration of aesthetics due to perforation does not significantly occur.
  • micropores may be formed in various sizes, locations, and numbers. However, even if the same number of micropores is formed, functionality may differ depending on the formation location of the micropores.
  • One of the purposes of the present invention is to improve the performance of smoking articles when applying the smoking material wrapper according to one embodiment of the present invention by maximizing functionality even when forming a similar number of micropores.
  • porosity is used to explain the degree to which micropores are formed.
  • Porosity is a physical property commonly used in the technical field to define the characteristics of papers such as smoking material wrappers, and can also be expressed as air permeability.
  • porosity and average porosity are intentionally expressed separately. This is to clarify the fact that when measuring porosity for an area larger than a unit area, there is a large deviation depending on the measurement location.
  • porosity refers to the porosity in a unit area formed around a specific location
  • average porosity means measuring the total air permeability for an area larger than the unit area and dividing it by the unit area. It means calculated porosity.
  • the average porosity is greater in the region closer to the downstream.
  • the direction in which the smoking material wrapper is applied to the smoking article can greatly affect the functionality of the smoking material wrapper. Therefore, even if the smoking material wrapper itself does not have a particular direction before being applied to the smoking article, its position in the smoking material wrapper is distinguished by taking into account the directionality when applied to the smoking article.
  • the smoking material wrapper is classified into three areas at equal intervals from the upstream end based on application to smoking articles, the positional relationship of the three areas can be clearly separated and specified in the concept of upstream and downstream of the smoking article.
  • the area located most upstream among the three areas is viewed as the first area, the area located next upstream is considered the second area, and the area located most downstream is considered the third area, in one embodiment of the present invention, the first area and the third area are The average porosity may become larger as you go from zone 2 to zone 3. Since the third area is the part where a smoking article can remain unburned for the longest time when combusted, forming a large number of micropores in the third area can help improve functionality even if the same number of micropores is formed. there is.
  • micropores do not necessarily have to be formed regularly, but when air flows from upstream to downstream within the smoking article during smoking, the same micropores are applied at a certain distance away from the upstream end of the smoking article. Since they can have similar functionality, it is advantageous to determine the effect of the formation position of the micropores on functionality by applying a plurality of micropores to the smoking article by aligning them in the vertical direction. Additionally, this method of applying micropores can also help improve processability. According to one embodiment of the present invention, a plurality of the micropores are aligned in the vertical direction based on the application to the smoking article to form one set, and when classified into three areas at equal intervals from the upstream end of the application to the smoking article, , one area contains one or more sets.
  • the micropores are aligned in the vertical direction, but if the tendency for the micropores to be aligned in the vertical direction as a whole is recognized even if the center of the micropores deviates from the vertical line by one or two micropore sizes, the vertical direction It can be seen as sorted.
  • the micropores are formed continuously from upstream to downstream.
  • continuous means that the average distance between adjacent micropores is the same or gradually decreases as it progresses from upstream to downstream. For example, if micropores are formed with a certain tendency and no micropores are formed in a specific area, the average distance between adjacent micropores increases significantly. In this case, it is said that micropores were formed continuously. can't see When micropores are applied in sets aligned in the vertical direction based on application to smoking articles, if micropores are formed continuously, the distance between adjacent sets is the same upstream and downstream or longer upstream than downstream based on application to smoking articles. .
  • Porosity in the smoking material wrapper can be adjusted in a variety of ways.
  • 2 to 4 are diagrams schematically showing a smoking material wrapper with micropores formed, through which an exemplary method of controlling porosity in a smoking material wrapper is confirmed.
  • the left direction is the upstream direction
  • the right direction is the downstream direction.
  • each set is composed of micropores (H) of the same size and the same number, and then the micropores are formed by decreasing the distance between the sets as it progresses from upstream to downstream.
  • the smoking material wrapper according to FIG. 2 is classified into three regions at equal intervals from the upstream end based on application to smoking articles, the average porosity is greater in the region closer to the downstream.
  • each set is composed of micropores (H) of the same size, and the distance between each set is maintained as it progresses from upstream to downstream, but the number of micropores constituting each set is gradually increased to form micropores. do.
  • the smoking material wrapper according to FIG. 3 is classified into three regions at equal intervals from the upstream end based on application to smoking articles, the average porosity is greater in the region closer to the downstream.
  • each set is composed of the same number of micropores (H), and then the micropores are formed by simultaneously reducing the size of the micropores and the distance between each set.
  • H micropores
  • the smoking material wrapper according to Figure 4 is classified into three regions at equal intervals from the upstream end based on application to smoking articles, it cannot be clearly defined that the average porosity is larger in the region closer to the downstream, but the size of the micropores is reduced. If the effect of increasing porosity by reducing the distance between each set is greater than decreasing the porosity, the average porosity can increase.
  • the porosity in the smoking material wrapper can be controlled by the distance between micropores and by the size of the micropores. Since increasing the number of micropores ultimately reduces the average distance between micropores, porosity can be seen as controlling the distance between micropores. When high porosity is required in the smoking material wrapper, porosity can be increased by significantly reducing the distance between micropores while reducing the size of the micropores. If the distance between the micropores is reduced while the size of the micropores is above a certain level, the visibility of the smoking material wrapper may increase and its functionality as a packaging material may be reduced. According to one embodiment of the present invention, when the smoking material wrapper is divided into three regions at equal intervals from the upstream end based on application to smoking articles, the average pore size is smaller in the region closer to the downstream.
  • the smoking material wrapper does not exceed a porosity of 1,000 CU at any location.
  • porosity refers to porosity at a specific location, not average porosity. Even if the average porosity is not high, if micropores are densely located near a specific location, the porosity can increase significantly. If the porosity exceeds 1,000 CU at a specific location, not only does visibility at that location increase. Durability may also decrease, which may reduce its functionality as a packaging material.
  • the smoking material wrapper has an average porosity of 300 CU to 700 CU, 350 CU to 650 CU, and 400 CU to 600 CU.
  • the effect of improving functionality such as an increase in dilution rate due to the introduction of micropores, can be realized. If it exceeds the above range, not only will the dilution rate be excessively increased, but the durability of the smoking material portion of the smoking article will be reduced. It can be.
  • functionality may vary depending on the location of the micropores, so the arrangement of the micropores may be important.
  • the porosity of the smoking material wrapper increases as it moves from the upstream end of the smoking article to the downstream, and when the porosity reaches the highest point, it is maintained at the highest point.
  • the micropores are located only downstream, the smoke generated through combustion cannot be immediately diluted with air when the smoking material is burned close to the upstream end, so the air dilution rate at the beginning of smoking may be poor. Therefore, it is necessary to secure a certain level of micropores on the entire surface of the smoking material area, if possible.
  • the highest point can be freely set according to the manufacturer's design, but it may be desirable not to exceed a porosity of 1,000 CU. If the porosity does not reach its peak at the downstream end of the smoking material portion, the smoking material portion may steadily increase.
  • the porosity of the smoking material wrapper increases in the form of a quadratic or cubic function as it moves from the upstream end of the smoking article to the downstream.
  • quadratic or cubic function form means that porosity increases in proportion to the square of the distance or the cube of the distance. Therefore, in the case of a cubic function, even if porosity increases in the form of a cubic function graph, if the inflection point does not occur at the point where the distance is 0, it is not included here.
  • porosity of quadratic or cubic functions increases rapidly with distance and can reach the peak more quickly. Once the peak is reached, porosity no longer increases and remains at the peak.
  • the porosity of the smoking material wrapper increases as it moves from the upstream end of the application standard to the smoking material downstream, and reaches its highest point at 60% to 80% of the length of the smoking material wrapper. If porosity is maintained at a certain peak compared to reaching the peak too quickly or too late, the rate of dilution reduction can be minimized.
  • micropores As described above, the functionality secured through the formation of micropores can be further highlighted through combination with other components of the smoking article. Except for the technical features for forming micropores, other technical features of smoking articles can be easily combined and used within the range generally known in the relevant technical field.
  • the smoking material portion 10 wrapped by the smoking material wrapper 30a may be filled with a smoking material such as raw leaf tobacco, leaf tobacco, or a mixture of leaf tobacco and leaf tobacco.
  • the processed smoking material may be filled in the smoking material portion 10 in the form of a sheet or a cut candle.
  • the smoking material portion 10 may have a long elongated rod shape, and its length, circumference, and diameter are not particularly limited, but are of a size generally used in the relevant technical field considering the filling amount of the smoking material, the user's preference, etc. can be adjusted.
  • the smoking material portion 10 may include at least one aerosol-generating material selected from the group consisting of glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol.
  • the smoking material portion 10 may contain other additives such as flavoring agents, humectants and/or acetate compounds.
  • the aerosol-generating substances and additive substances may be contained in smoking materials.
  • the filter portion 20 constituting the smoking article 100 is disposed downstream of the smoking material portion 10, just before the user inhales the aerosol material generated from the smoking material portion 10. It acts as a filter to pass through.
  • the filter unit 20 may be formed of various materials.
  • the filter unit 20 may be a cellulose acetate filter.
  • the filter unit 20 may be a cellulose acetate filter without a flavoring agent, or a TJNS (transfer jet nozzle system) filter with a flavoring agent.
  • the filter unit 20 may be a tube-shaped structure including a hollow interior.
  • the filter unit 20 may be manufactured by inserting a structure such as a film or tube made of the same or different material into the interior (eg, hollow).
  • a structure such as a film or tube made of the same or different material into the interior (eg, hollow).
  • the filter unit 20 according to one embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 as a mono filter consisting of a single filter, it is not limited thereto.
  • the filter unit 20 can be provided as a dual filter or triple filter with two acetate filters to increase filter efficiency.
  • the inside of the filter unit 20 may include a crushable capsule (not shown), which has a structure in which the liquid content containing the fragrance is wrapped with a film.
  • the smoking material portion 10 may be packaged by the smoking material portion wrapper 30a described above. Some of the cigarette smoke generated during the combustion process of the general smoking material section 10 is released into the atmosphere through the smoking material section wrapper 30a before passing through the cigarette filter, and the sidestream smoke causes discomfort to second-hand smokers.
  • various attempts to reduce sidestream smoke such as adding fillers such as magnesium oxide, titanium oxide, cerium oxide, aluminum oxide, calcium carbonate, and zirconium carbonate to conventional cigarette paper.
  • fillers such as magnesium oxide, titanium oxide, cerium oxide, aluminum oxide, calcium carbonate, and zirconium carbonate
  • the smoking material wrapper (30a) contains magnesium oxide (MgO and/or Mg(OH) 2 ) and calcium carbonate to reduce sidestream smoke and prevent taste sensation, deterioration of retention, and combustion extinguishment.
  • a filler mixed with (CaCO 3 ) is applied.
  • the filter unit 20 may be packaged by a filter unit wrapper 30b.
  • the filter portion wrapper 30b may be made of oil-resistant wrapping paper, and the inner surface of the filter portion wrapper 30b may further include aluminum foil.
  • the smoking material portion 10 packaged by the smoking material portion wrapper 30a and the filter portion 20 packaged by the filter portion wrapper 30b may be combined and packaged by the tip paper 40.
  • the tip paper 40 may be wrapped around at least a portion of the smoking material portion wrapper 30a (eg, a portion downstream) and the outside of the filter portion wrapper 30b.
  • at least a portion of the smoking material portion 10 and the filter portion 20 may be further wrapped by the tip paper 40 and physically coupled to each other.
  • the tip paper 40 may be made of non-porous wrapping paper that has not been treated with oil resistance, but is not limited thereto.
  • the tip paper 40 may prevent the filter unit 20 from burning by containing a non-combustible material, but is not limited to this.
  • the smoking material wrapper surrounding the smoking material portion of the smoking article manufactured for testing was removed, and micropores of about 30 ⁇ m in size were created in the same type of smoking material wrapper using a plasma drilling device (manufactured by Tann Paper). formed.
  • the micropores were formed so that the average porosity of the smoking material wrapper was 500 CU, and the porosity increased according to a quadratic function as the distance from the upstream end of the application standard for smoking articles increased.
  • the porosity reached 1,000 CU at about 39 mm from the upstream end, and the porosity was maintained at 1,000 CU from then on.
  • a smoking article was manufactured by adhering the smoking material wrapper with micropores to surround the smoking material portion. In the smoking article, the smoking material portion had an axial length of about 51 mm and a circumference of about 23.7 mm.
  • a smoking article was manufactured in the same manner as Example 1, except that the micropores were formed in a different pattern from Example 1. Specifically, in Example 2, the micropores were formed so that the average porosity of the smoking material wrapper was 500 CU, and the porosity increased according to a cubic function as the distance from the upstream end of the application standard for smoking articles increased. The porosity reached 1,000 CU at about 34 mm from the upstream end, and the porosity was maintained at 1,000 CU from then on.
  • a smoking article was manufactured in the same manner as Example 1, except that the micropores were formed in a different pattern from Example 1. Specifically, in Comparative Example 1, the micropores were formed so that the average porosity of the smoking material wrapper was 500 CU, and the porosity was steadily maintained at 500 CU even when moving away from the upstream end of the application standard for smoking articles.
  • a smoking article was manufactured in the same manner as Example 1, except that the micropores were formed in a different pattern from Example 1. Specifically, in Comparative Example 2, the micropores were formed so that the average porosity of the smoking material wrapper was 500 CU, and the porosity increased according to a linear function as the distance from the upstream end of the application standard for smoking articles increased. The porosity reached 1,000 CU at about 51 mm from the upstream end.
  • a smoking article was manufactured in the same manner as Example 1, except that the micropores were formed in a different pattern from Example 1.
  • the micropores were formed so that the average porosity of the smoking material wrapper was 500 CU, and as the distance from the upstream end of the application standard for smoking articles increases, the porosity increases according to a cubic function of a different form from Example 2. It was formed to increase.
  • the cubic function in Comparative Example 3 was adjusted so that the inflection point of the cubic function was about 25.5 m from the upstream end, and the porosity reached 1,000 CU at about 51 mm from the upstream end.
  • a smoking article was manufactured in the same manner as Example 1, except that the micropores were formed in a different pattern from Example 1. Specifically, in Comparative Example 4, the micropores were formed so that the average porosity of the smoking material wrapper was 500 CU, and curves of different patterns were connected based on a point of about 25.5 mm from the upstream end, so that the pores became larger as the distance from the upstream end increased. It was formed to increase the degree. The porosity reached 1,000 CU at about 51 mm from the upstream end.
  • a smoking article was manufactured in the same manner as Example 1, except that the micropores were formed in a different pattern from Example 1. Specifically, in Example 2, the micropores were formed so that the average porosity of the smoking material wrapper was 500 CU, and the porosity increased according to an exponential function as the distance from the upstream end of the application standard for smoking articles increased. The porosity reached 1,000 CU at about 27 mm from the upstream end, and the porosity was maintained at 1,000 CU from then on.
  • the distance along the X axis refers to the distance from the upstream end of the standard applied to smoking articles.
  • a distance of 0m means that it is located at the upstream end when applied to a smoking article
  • a distance of 0.025m means that it is located 25mm away from the upstream end when applied to a smoking article.
  • the average porosity of the smoking material wrapper was adjusted to be the same in Examples and Comparative Examples, the dilution rate varied at each point depending on the pattern of micropores. Minimizing the decrease in dilution rate as smoking progresses may be important in that it can provide a more consistent satisfaction from smoking from the time a smoker starts smoking until the end of smoking. In that respect, when the porosity is increased in the form of a quadratic or cubic function from the upstream end of the smoking material, as in Examples 1 and 2, the decrease in dilution rate can be minimized even if the average porosity is the same.

Abstract

미세기공을 가지고, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공도가 더 큰 흡연물질 래퍼가 제공된다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미세기공은 10㎛ 내지 50㎛의 기공 크기를 가지며, 플라즈마를 이용한 천공 방법에 의해 형성된다. 상기 흡연물질 래퍼는 낮은 시인성 등으로 인해 포장재의 기능성을 그대로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 흡연물품에 적용 시 기본적인 희석률을 유지되면서도 흡연물질부가 연소됨에 따라 저하되는 희석률을 최소화할 수 있다.

Description

다공성 흡연물질 래퍼 및 이를 포함하는 흡연물품
본 발명은 다공성 흡연물질 래퍼 및 이를 포함하는 흡연물품에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 별도의 천공에 의해 형성된 미세기공을 가지는 흡연물질 래퍼 및 이를 포함하는 흡연물품에 관한 것이다.
본 출원은 2022년 9월 21일자 한국 특허 출원 제10-2022-0119033호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용을 본 명세서의 일부로서 포함한다.
일반적으로, 연소를 통해 니코틴을 이행하는 담배와 같은 흡연물품을 제조하기 위해서는 먼저 다양한 종류의 잎담배(leaf tobacco)를 원하는 향과 맛이 나도록 배합하여 가공한다. 가공된 잎담배를 절각하여 담배 각초(cut tobacco leaf)를 제조하고, 흡연물질 래퍼(또는 궐련지)로 담배 각초를 말아, 필터 없는 궐련을 제조한다. 그 다음, 필요에 따라 필터 없는 궐련에 필터를 부착한다.
상기 필터는 활성탄, 향미 물질 등을 포함할 수 있으며, 모노필터 또는 다중필터로 이루어질 수 있다. 상기 필터는 필터 래퍼에 의해 둘러싸여 팁 페이퍼에 의해 담배 각초와 연결되며, 이 때, 팁페이퍼는 미세한 기공들을 포함할 수 있다.
상기 흡연물질 래퍼는 적절한 기공도와 연소성에 의해 흡연 시 목표 타르(target tar) 및 목표 니코틴(target nicotine)이 이행될 수 있도록 제조될 뿐만 아니라, 담배 고유의 끽미가 부여되도록 제조될 수 있다. 다양한 흡연물질 래퍼가 이미 상용화되고 있지만, 그럼에도 여전히 그 기능성에 대해서 개선이 요구되고 있다. 본 발명자는 흡연물질 래퍼에 대한 지속적인 연구 끝에 본 발명을 완성하였다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0096027호
본 발명은 흡연물질 래퍼에 별도의 천공을 통해 미세기공을 형성하여 흡연물품에 적용 시 기능성이 개선할 수 있는 흡연물질 래퍼 및 이를 적용한 흡연물품을 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면,
본 발명은 미세기공을 가지고, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공도가 더 큰 것인 흡연물질 래퍼를 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 미세기공은 10㎛ 내지 50㎛의 기공 크기를 가진다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 미세기공은 플라즈마를 이용한 천공 방법에 의해 형성된다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 미세기공은 복수개가 흡연물품에 적용 기준 수직 방향으로 정렬되어 하나의 세트를 구성하며, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하나의 영역에는 하나 이상의 세트가 포함된다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 인접한 세트 간의 거리는 흡연물품에 적용 기준으로 상류와 하류가 동일하거나 하류보다 상류가 더 길다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 흡연물질 래퍼에서 기공도는 미세기공 간의 거리에 의해 조절된다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 흡연물질 래퍼에서 기공도는 미세기공의 크기에 의해 조절된다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공 크기가 더 작다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 흡연물질 래퍼는 어느 위치에서도 1,000 CU의 기공도를 초과하지 않는다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 흡연물질 래퍼는 300 CU 내지 700 CU의 평균 기공도를 가진다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 기공도가 증가하며, 기공도가 최고점에 도달하면 최고점으로 유지된다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 2차 또는 3차 함수 형태로 기공도가 증가한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 흡연물질 래퍼는 흡연물질에 적용 기준 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 기공도가 증가하다가 흡연물질 래퍼 길이의 60% 내지 80% 지점에서 최고점에 도달한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면,
본 발명은 흡연물질부, 흡연물질 래퍼, 필터부, 필터 래퍼 및 팁페이퍼를 포함하고, 상기 흡연물질 래퍼는 상술한 흡연물질 래퍼인 것인 흡연물품을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 따른 흡연물질 래퍼는 기본적으로 플라즈마 천공 방법을 이용하여 크기가 작은 미세기공을 형성함으로써, 육안으로 미세기공이 형성된 위치를 쉽게 확인할 수 없을 뿐만 아니라 시인성이 저하되지 않아 포장재로서의 기능성을 그대로 유지할 수 있다.
또한, 상기 흡연물질 래퍼는 동일한 수준의 평균 기공도를 적용하더라도 효율적인 미세기공의 배치를 통해 흡연물품에 적용 시 기본적인 희석률을 유지되면서도 흡연물질부가 연소됨에 따라 저하되는 희석률을 최소화할 수 있다.
이에 따라, 흡연을 시작할 때부터 흡연이 끝날 때까지 보다 일관성 있는 흡연 만족감을 흡연자에게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 흡연물품을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따라 흡연물품에 적용 기준 수직 방향으로 정렬된 미세기공 세트 간의 간격을 조절하여 기공도를 조절한 흡연물질 래퍼를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따라 흡연물품에 적용 기준 수직 방향으로 정렬된 미세기공 세트 내 미세기공 수를 조절하여 기공도를 조절한 흡연물질 래퍼를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따라 흡연물품에 적용 기준 수직 방향으로 정렬된 미세기공 세트 내 미세기공 크기를 조절하여 기공도를 조절한 흡연물질 래퍼를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 5에 따른 흡연물질 래퍼의 기공도 분포를 나타낸 그래프이다.
이하, 구체예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 구체예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 구체예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 구체예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 구체예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 구체예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 구체예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서, 용어 “흡연물품”은 담배(궐련), 시가 등과 같이, 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물건을 의미할 수 있다. 흡연물품은 에어로졸 발생 물질 또는 에어로졸 형성 기질을 포함할 수 있다. 또한, 흡연물품은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 흡연물질은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 흡연물품은 각각의 기능성을 가진 몇 개의 세그먼트를 포함할 수 있고, 이러한 세그먼트는 “… 부”로 표시된다. 본 명세서에서 흡연물품은 연소형 궐련뿐만 아니라, 전자담배기기 등의 에어로졸 생성 장치(미도시)와 함께 사용되는 가열식 궐련 등일 수 있다.
본 명세서에서, 용어 “상류” 및 “하류”는 사용자가 흡연물품을 사용하여 공기를 흡인하는 방향을 기준으로 하여, 흡연물품을 구성하는 세그먼트들의 상대적인 위치를 나타내기 위해 사용된 용어이다. 흡연물품은 상류 단부(즉, 공기가 들어오는 부분) 및 이에 대향하는 하류 단부(즉, 공기가 나가는 부분)를 포함한다. 흡연물품 사용시 사용자는 흡연물품의 하류 단부를 물 수 있다. 하류 단부는 상류 단부의 하류에 위치하며, 한편 용어 “단부”는 또한 “말단”으로 기술될 수 있다.
본 발명은 흡연물품의 일 구성으로 사용되는 흡연물질 래퍼를 제공한다. 참조를 위해, 도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 흡연물품의 개략적인 구성을 도시한 도면을 제공한다. 상기 흡연물품(100)은 일반적으로 흡연물질부(10)와 필터부(20)를 포함하고, 상기 흡연물질부(10)는 흡연물질 래퍼(30a)에 의해 둘러싸여 포장되고, 상기 필터부(20)는 필터 래퍼(30b)에 의해 둘러싸여 포장된다. 포장된 흡연물질부와 필터부는 팁페이퍼(40)에 의해 연결된다.
본 발명의 일 구체예에 따른 흡연물질 래퍼(30a)는 종이 재료 상 기본적으로 형성되는 자연 기공과는 별개로 추가적인 천공에 의해 부가된 미세기공을 포함함으로써, 기존 흡연물질 래퍼에 비해 개선된 기능성을 가진다. 상기 자연 기공의 경우, 10㎛ 미만의 기공 크기를 가지는데, 미세기공은 10㎛ 이상의 기공을 가지기 때문에, 자연적으로 발생된 기공과 인위적으로 천공에 의해 부가된 미세기공은 육안 등을 통해서도 명확히 구분이 된다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미세기공은 플라즈마를 이용한 천공 방법에 의해 형성된다. 상술한 방법으로 미세기공을 형성 시 보다 작고 균일한 크기를 가진 미세기공을 형성할 수 있다. 상기 흡연물질 래퍼(30a)는 기본적으로 흡연물질부(10)를 포장하는 역할을 하기 때문에, 내용물이 외부로 유출되지 않는 기능성 뿐만 아니라 그 자체로서 심미성 또한 높을 것이 요구된다. 플라즈마 천공 방법에 의해 형성된 미세기공은 10㎛ 내지 50㎛, 15㎛ 내지 50㎛, 20㎛ 내지 50㎛의 기공 크기를 가질 수 있다. 미세기공이 50㎛ 이하의 기공 크기를 가지는 경우, 미세기공이 형성되더라도 흡연물질 래퍼의 시인성이 현저하게 높아지지 않기 때문에 포장재 본연의 기능성이 유지될 수 있다. 또한, 플라즈마 천공 방법의 경우, 미세기공이 형성된 지점 주변에 종이가 타서 검어지는 현상이 크게 발생하지 않아 천공으로 인해 심미성이 저하되는 문제도 크게 발생하지 않는다.
상기 흡연물질 래퍼(30a)에서 미세기공은 다양한 크기, 위치, 개수 등으로 형성될 수 있으나, 동일한 개수의 미세기공을 형성하더라도 미세기공의 형성 위치 등에 따라서 기능성이 차이가 날 수 있다. 본 발명의 목적 중 하나는 비슷한 개수의 미세기공을 형성하더라도 기능성을 최대한 높여 본 발명의 일 구체예에 따른 흡연물질 래퍼를 적용 시 흡연물품의 성능을 높이는데 있다.
본 명세서에서 미세기공이 형성된 정도를 설명하기 위해, 기공도를 활용한다. 기공도는 흡연물질 래퍼와 같은 종이의 특성을 정의하기 위해 해당 기술분야에서 일반적으로 사용되는 물성으로서, 공기의 투과도로도 표현될 수 있다. 상기 기공도는 종이의 양 측면 사이의 압력차에 기인하는 공기 유동에 대한 종이의 투과도를 의미하고, 이는 단위 시간, 단위 면적, 및 압력차에 대해 종이를 통해 유동하는 공기의 체적을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 기공도는 cm3/(min·cm2·kPa)와 같은 단위로 표현될 수 있고, 이러한 단위는 코레스타 단위(CORESTA Unit, CU)로 표현되기도 하며, 여기서 1 CU = 1cm3/(min·cm2·kPa)이다. 본 명세서에서는 기공도와 평균 기공도는 의도적으로 분리하여 표현하고 있는데, 이는 단위 면적보다 큰 면적에 대하여 기공도를 측정할 때 측정 위치에 따라서 편차가 크기 때문에, 이를 명확히 하기 위함이다. 구체적으로, 본 명세서에서 기공도는 특정 위치에서 이를 중심으로 형성된 단위 면적에서의 기공도를 의미하고, 평균 기공도는 단위 면적보다 큰 면적에 대해서 전체 공기 투과 정도를 측정한 후, 단위 면적으로 나누어 계산된 기공도를 의미한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공도가 더 크다. 흡연물질 래퍼에서 미세기공이 대칭적으로 형성되지 않는 이상 흡연물질 래퍼가 흡연물품에 적용되는 방향은 흡연물질 래퍼의 기능성에 크게 영향을 줄 수 있다. 따라서, 흡연물질 래퍼가 흡연물품에 적용되기 전에 그 자체로서는 특별한 방향성이 없다고 하더라도, 흡연물품에 적용될 때의 방향성을 고려하여 흡연물질 래퍼에서의 위치를 구분한다. 흡연물질 래퍼를 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류하면, 3개의 영역의 위치 관계는 흡연물품의 상류와 하류의 개념으로 명확하게 분리하고 특정할 수 있다. 3개의 영역 중 가장 상류에 위치한 영역을 제1 영역, 그 다음으로 상류에 위치한 영역을 제2 영역, 가장 하류에 위치한 영역을 제3 영역으로 본다면, 본 발명의 일 구체예에서는 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역의 순서로 갈수록 평균 기공도가 더 클 수 있다. 제3 영역은 흡연물품이 연소될 때 가장 오랫동안 연소되지 않고 유지될 수 있는 부분이기 때문에, 동일한 개수의 미세기공을 형성하더라도 제3 영역에 다수의 미세기공을 형성하는 것이 기능성 향상에 도움이 될 수 있다.
상기 미세기공은 반드시 규칙적으로 형성될 필요는 없으나, 흡연 시 흡연물품 내에 상류에서 하류 방향으로 공기의 흐름이 발생할 때 흡연물품의 상류 말단을 기준으로 특정 거리가 떨어진 위치에 동일한 미세기공을 적용하는 경우 유사한 기능성을 가질 수 있어, 흡연물품에 적용 기준 수직 방향으로 정렬하여 복수개의 미세기공을 적용하면 미세기공의 형성 위치가 기능성에 미치는 영향을 파악하기 유리하다. 또한, 이러한 미세기공 적용 방식은 공정성 향상에도 도움이 될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미세기공은 복수개가 흡연물품에 적용 기준 수직 방향으로 정렬되어 하나의 세트를 구성하며, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하나의 영역에는 하나 이상의 세트가 포함된다. 여기서, 미세기공이 수직 방향으로 정렬된다는 것은 엄격하게 해석될 수도 있으나, 미세기공의 중심이 수직 방향의 선으로부터 미세기공의 한 두개의 크기만큼 벗어나더라도 전체적으로 수직 방향으로 정렬된 경향성이 인정된다면 수직 방향으로 정렬된 것으로 볼 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미세기공은 상류에서 하류 방향으로 연속적으로 형성된다. 여기서, 연속적이라는 의미는 상류에서 하류 방향으로 진행됨에 있어서 인접한 미세기공들 간의 평균 거리가 동일하거나 점점 줄어드는 것을 의미한다. 예를 들어, 미세기공이 일정한 경향성을 가지고 형성되다가 어떤 특정 영역에서 미세기공이 형성되지 않는다면, 이에 의해 인접한 미세기공들 간의 평균 거리가 현저하게 증가하게 되며, 이러한 경우는 미세기공이 연속적으로 형성되었다고 볼 수 없다. 미세기공이 흡연물품에 적용 기준 수직 방향으로 정렬된 세트 형태로 적용되는 경우, 미세기공이 연속적으로 형성되면, 인접한 세트 간의 거리는 흡연물품에 적용 기준으로 상류와 하류가 동일하거나 하류보다 상류가 더 길다.
상기 흡연물질 래퍼에서 기공도는 다양한 방식으로 조절될 수 있다. 도 2 내지 도 4는 미세기공이 형성된 흡연물질 래퍼를 개략적으로 나타낸 도면이며, 이를 통해 예시적으로 흡연물질 래퍼에서 기공도를 조절하는 방법이 확인된다. 참고적으로, 도 2 내지 도 4에서 좌측 방향은 상류 방향이며, 우측 방향은 하류 방향이다.
도 2에서는 각 세트를 동일한 크기, 동일한 개수의 미세기공(H)으로 구성한 후 상류에서 하류 방향으로 진행됨에 따라 세트 간의 거리를 줄여가는 방식으로 미세기공이 형성된다. 도 2에 따른 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공도가 더 크다.
도 3에서는 각 세트를 동일한 크기의 미세기공(H)으로 구성하고 상류에서 하류 방향으로 진행됨에 따라 각 세트 간의 거리는 유지하되 각 세트를 구성하는 미세기공의 개수를 점차 늘려가는 방식으로 미세기공이 형성된다. 도 3에 따른 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공도가 더 크다.
도 4에서는 각 세트를 동일한 개수의 미세기공(H)으로 구성한 후 미세기공의 크기와 각 세트 간의 거리를 동시에 줄여가는 방식으로 미세기공이 형성된다. 도 4에 따른 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류하더라도 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공도가 더 크다고 명확하게 규정할 수는 없으나, 미세기공의 크기가 줄어들어 기공도가 감소하는 것보다 각 세트 간의 거리가 줄어들어 기공도가 커지는 효과가 크다면 평균 기공도는 커질 수 있다.
도 2 내지 도 4에서 확인되는 바와 같이, 상기 흡연물질 래퍼에서 기공도는 미세기공 간의 거리에 의해 조절될 수 있고, 미세기공의 크기에 의해 조절될 수 있다. 미세기공의 개수를 늘리는 것은 결국 미세기공 간의 평균 거리가 줄어드는 것이기 때문에, 미세기공 간의 거리에 의해 기공도를 조절하는 것으로 볼 수 있다. 상기 흡연물질 래퍼에서 높은 기공도가 요구되는 경우, 미세기공의 크기를 줄이면서도 미세기공 간의 거리를 현저하게 줄여 기공도를 높일 수도 있다. 미세기공의 크기가 일정 수준 이상인 상태에서 미세기공 간의 거리만 줄이는 경우, 흡연물질 래퍼의 시인성이 높아져서 포장재로서의 기능성이 저하될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공 크기가 더 작다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 흡연물질 래퍼는 어느 위치에서도 1,000 CU의 기공도를 초과하지 않는다. 여기서 기공도는 평균 기공도가 아닌 특정 위치에서의 기공도를 의미한다. 평균 기공도가 높지 않더라도 미세기공이 특정 위치 근처에 밀집하여 위치하는 경우, 기공도가 현저하게 높아질 수 있는데, 특정 위치에서 1,000 CU의 기공도를 초과하는 경우, 그 위치에서의 시인성이 높아질 뿐만 아니라 내구성도 떨어질 수 있어 포장재로서의 기능성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 흡연물질 래퍼는 300 CU 내지 700 CU, 350 CU 내지 650 CU, 400 CU 내지 600 CU의 평균 기공도를 가진다. 상기 범위 내에서 미세기공 도입에 따른 희석률 증가 등의 기능성 향상의 효과가 발현될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우, 희석률이 지나치게 증가할 뿐만 아니라 흡연물품의 흡연물질부 부분의 내구성이 저하될 수 있다. 상술한 바와 같이, 동일한 평균 기공도를 가지더라도 미세기공의 위치에 따라 기능성이 달라질 수 있기 때문에, 미세기공의 배치 등이 중요할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 기공도가 증가하며, 기공도가 최고점에 도달하면 최고점으로 유지된다. 흡연물질에 적용 기준 상류 말단에 가깝게 미세기공을 형성하는 경우, 연소에 의해 빠르게 미세기공이 소멸될 수 있다는 점에서 미세기공은 되도록 하류에 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 미세기공을 하류에만 위치시키는 경우, 흡연물질이 상류 말단에 가까운 위치에서 연소될 때 연소를 통해 발생한 연기가 바로 공기와 희석될 수 없어 흡연 초반의 공기 희석률이 좋지 않을 수 있다. 따라서, 되도록이면 흡연물질부 전면에 있어서 미세기공이 일정 수준 확보될 필요가 있다. 이러한 점을 고려하여, 미세기공 형성에 따른 기능성을 최대한 확보하기 위해서는 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 기공도를 증가시키고, 기공도가 최고점에 도달하면 기공도를 최고점으로 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 여기서, 최고점은 제작자의 설계에 따라 자유롭게 설정될 수 있지만, 1,000 CU의 기공도는 넘지 않는 것이 바람직할 수 있다. 흡연물질부의 하류 말단까지 기공도가 최고점에 도달하지 않은 경우, 흡연물질부는 꾸준하게 증가할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 2차 또는 3차 함수 형태로 기공도가 증가한다. 여기서, 2차 또는 3차 함수 형태라는 것은 기공도가 거리의 제곱 또는 거리의 세제곱에 비례하여 증가한다는 것을 의미한다. 따라서, 3차 함수 형태의 경우, 3차 함수 그래프 형태로 기공도가 증가하더라도 거리가 0인 지점에 변곡점이 오지 않는 경우에는 여기에 포함되지 않는다. 1차 함수와 달리, 2차 함수나 3차 함수는 거리에 따라 기공도가 빠르게 증가하여 최고점에 보다 빠르게 도달할 수 있으며, 최고점에 도달하면 기공도는 더 이상 증가하지 않고, 최고점으로 유지된다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 흡연물질 래퍼는 흡연물질에 적용 기준 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 기공도가 증가하다가 흡연물질 래퍼 길이의 60% 내지 80% 지점에서 최고점에 도달한다. 기공도가 최고점에 너무 빨리 도달하거나 최고점에 너무 늦게 도달하는 것에 비해 일정 수준 최고점에서 유지하는 경우, 희석률 감소율을 최소화할 수 있다.
상술한 바와 같이, 미세기공 형성을 통해서 확보된 기능성은 흡연물품의 다른 구성과의 조합을 통해 더 부각될 수 있다. 미세기공 형성에 대한 기술적 특징을 제외한 흡연물품에 있어서 다른 기술적 특징은 해당 기술분야에서 일반적으로 알려진 범위 내에서 용이하게 조합하여 사용할 수 있다.
상기 흡연물질 래퍼(30a)에 의해 포장되는 흡연물질부(10)은 원료 잎담배, 판상엽 또는 잎담배와 판상엽이 배합된 혼합물과 같은 흡연물질로 충전될 수 있다. 가공된 흡연물질은 시트 형태 또는 각초 형태로 흡연물질부(10)에 충전될 수 있다. 상기 흡연물질부(10)은 길게 연장된 로드 형태를 가질 수 있고, 그 길이, 둘레 및 직경은 특별히 한정되는 것은 아니나 흡연물질의 충전량, 사용자의 기호 등을 고려한 해당 기술분야에서 일반적으로 사용되는 크기로 조절될 수 있다. 상기 흡연물질부(10)는 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. 상기 흡연물질부(10)는 풍미제, 습윤제 및/또는 아세테이트 화합물과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 상기 에어로졸 발생 물질 및 첨가 물질은 흡연물질에 함유될 수 있다.
상기 흡연물질부(10) 외에 흡연물품(100)을 구성하는 필터부(20)는　흡연물질부(10)의 하류에 배치되어, 흡연물질부(10)에서 발생한 에어로졸 물질을 사용자가 흡입하기 직전 통과하는 필터로서의 역할을 수행하게 된다. 상기 필터부(20)는 다양한 재질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 필터부(20)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 상기 필터부(20)는 향료 물질이 가향처리되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수도, 향료 물질이 가향처리된 TJNS(transfer jet nozzle system) 필터일 수도 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 필터부(20)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물일 수도 있다. 상기 필터부(20)는 내부(예를 들어, 중공)에 동일 또는 이형의 재질의 필름, 튜브 등의 구조물을 삽입하여 제조될 수도 있다. 본 발명의 일 구체예에 따른 필터부(20)는 단일 필터로 이루어진 모노 필터인 것으로 도 1에서 도시되었으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 필터부(20)는 필터 효율을 높이기 위해 2개의 아세테이트 필터를 구비한 듀얼 필터 또는 삼중 필터 등으로 마련될 수 있음은 당연하다. 또한, 도시되지 않았지만, 필터부(20)의 내부에는 향료를 포함하는 내용액을 피막으로 감싼 구조의 파쇄가능한 캡슐(미도시)이 포함될 수도 있다.
상기 흡연물질부(10)는 상술한 흡연물질부 래퍼(30a)에 의하여 포장될 수 있다. 일반적인 흡연물질부(10)의 연소 과정에서 발생되는 담배연기 중 일부는 담배 필터를 통과하기 전에 흡연물질부 래퍼(30a)를 통해 대기 중으로 방출되게 되며, 부류연은 간접흡연자들에게 불쾌감을 주게 된다. 이러한 부류연 저감을 위한 종래 궐련지에 산화 마그네슘, 산화 티탄, 산화 세륨, 산화 알루미늄, 탄산칼슘, 탄산 지르코늄 등의 충전재를 넣는 등 다양한 시도가 있어 왔으나, 단순히 이러한 충전재를 적용하여 부류연을 저감 시 끽미감이 저하되거나 연소꺼짐, 회고결성 저하 등이 발생하여, 충전재에 들어가는 물질의 적절한 조합을 통해 상기한 문제점을 해결하기에 어려움이 있어 왔다. 본 발명의 일 구체예에 따른 흡연물질부 래퍼(30a)는 부류연을 저감시킴과 동시에 끽미감, 회고결성 저하 및 연소꺼짐을 방지하고자 마그네슘 산화물(MgO 및/또는 Mg(OH)2) 및 탄산칼슘(CaCO3)이 혼합된 충전제가 적용된다.
상기 필터부(20)는 필터부 래퍼(30b)에 의하여 포장될 수 있다. 필터부 래퍼(30b)는 내유성을 갖는 권지로 제작될 수 있으며, 필터부 래퍼(30b)의 안쪽 면에는 알루미늄 호일이 더 포함될 수도 있다.
상기 흡연물질부 래퍼(30a)에 의해 포장된 흡연물질부(10) 및 필터부 래퍼(30b)에 의해 포장된 필터부(20)는 팁페이퍼(40)에 의해 결합 포장될 수 있다. 상기 팁페이퍼(40)는 도 1에서 도시된 것과 같이 흡연물질부 래퍼(30a)의 적어도 일부분(예를 들어, 하류 일부 영역) 및 필터부 래퍼(30b)의 외곽에 둘러질 수 있다. 다시 말해, 흡연물질부(10)의 적어도 일부분 및 필터부(20)는 팁페이퍼(40)에 의해 더 포장되며 물리적으로 결합될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 팁페이퍼(40)는 내유 처리가 되지 않은 비다공성 권지로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 상기 팁페이퍼(40)는 불연성 물질을 포함함으로써 필터부(20)가 연소되는 현상을 방지할 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
실시예를 위하여 시험용으로 제조된 흡연물품의 흡연물질부를 둘러싸고 있는 흡연물질 래퍼를 제거하고, 동일한 종류의 흡연물질 래퍼에 플라즈마 천공 장치(Tann papier 사 제품)를 이용하여 약 30㎛ 크기의 미세기공을 형성하였다. 상기 미세기공은 흡연물질 래퍼의 평균 기공도가 500 CU가 되도록 형성하였고, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 멀어질수록 2차 함수에 준하여 기공도가 늘어나도록 형성하였다. 상류 말단으로부터 약 39mm 지점에서 기공도는 1,000 CU에 도달하였고, 그 이후부터는 1,000 CU로 기공도를 유지하였다. 미세기공이 형성된 흡연물질 래퍼를 다시 흡연물질부를 둘러싸도록 접착하여 흡연물품을 제조하였다. 상기 흡연물품에서 흡연물질부는 축방향 길이가 약 51mm이고, 원주가 약 23.7mm였다.
실시예 2
미세기공을 실시예 1과 다른 패턴으로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연물품을 제조하였다. 구체적으로, 실시예 2에서 미세기공은 흡연물질 래퍼의 평균 기공도가 500 CU가 되도록 형성하였고, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 멀어질수록 3차 함수에 준하여 기공도가 늘어나도록 형성하였다. 상류 말단으로부터 약 34mm 지점에서 기공도는 1,000 CU에 도달하였고, 그 이후부터는 1,000 CU로 기공도를 유지하였다.
비교예 1
미세기공을 실시예 1과 다른 패턴으로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연물품을 제조하였다. 구체적으로, 비교예 1에서 미세기공은 흡연물질 래퍼의 평균 기공도가 500 CU가 되도록 형성하였고, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 멀어져도 기공도는 500 CU로 꾸준하게 유지하였다.
비교예 2
미세기공을 실시예 1과 다른 패턴으로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연물품을 제조하였다. 구체적으로, 비교예 2에서 미세기공은 흡연물질 래퍼의 평균 기공도가 500 CU가 되도록 형성하였고, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 멀어질수록 1차 함수에 준하여 기공도가 늘어나도록 형성하였다. 상류 말단으로부터 약 51mm 지점에서 기공도는 1,000 CU에 도달하였다.
비교예 3
미세기공을 실시예 1과 다른 패턴으로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연물품을 제조하였다. 구체적으로, 비교예 3에서 미세기공은 흡연물질 래퍼의 평균 기공도가 500 CU가 되도록 형성하였고, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 멀어질수록 실시예 2와 다른 형태의 3차 함수에 준하여 기공도가 늘어나도록 형성하였다. 비교예 3에서의 3차 함수는 실시예 2와 달리 3차 함수의 변곡점이 상류 말단으로부터 약 25.5m 지점에 오도록 조절되었고, 상류 말단으로부터 약 51mm 지점에서 기공도는 1,000 CU에 도달하였다.
비교예 4
미세기공을 실시예 1과 다른 패턴으로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연물품을 제조하였다. 구체적으로, 비교예 4에서 미세기공은 흡연물질 래퍼의 평균 기공도가 500 CU가 되도록 형성하였고, 상류 말단으로부터 약 25.5mm 지점을 기준으로 서로 다른 패턴의 곡선을 연결하여 상류 말단으로부터 멀어질수록 기공도가 늘어나도록 형성하였다. 상류 말단으로부터 약 51mm 지점에서 기공도는 1,000 CU에 도달하였다.
비교예 5
미세기공을 실시예 1과 다른 패턴으로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연물품을 제조하였다. 구체적으로, 실시예 2에서 미세기공은 흡연물질 래퍼의 평균 기공도가 500 CU가 되도록 형성하였고, 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 멀어질수록 지수 함수에 준하여 기공도가 늘어나도록 형성하였다. 상류 말단으로부터 약 27mm 지점에서 기공도는 1,000 CU에 도달하였고, 그 이후부터는 1,000 CU로 기공도를 유지하였다.
실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 5에 따른 흡연물질 래퍼의 구체적인 기공도 분포는 하기 도 5에 나타내었다. 상기 도 5에서 X 축의 거리는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 거리를 의미한다. 예를 들면, 거리가 0m라는 것은 흡연물품에 적용 시 상류 말단에 위치하는 것을 의미하고, 거리가 0.025m라는 것은 흡연물품에 적용 시 상류 말단으로부터 25mm 떨어진 곳이 위치하는 것을 의미한다.
실험예
실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 각각의 흡연물품을 궐련 물리성 측정기(Kardien 사의 Cigarette Quality Tester)를 이용하여 물리성을 분석하였다. 물리성 분석은 흡연물질부가 각각 51mm(3/3 지점), 34mm(2/3 지점), 17mm(1/3 지점)가 남았을 때 수행되었다. 물리성 분석은 미세기공을 형성하지 않았을 때를 기준으로 전체 성분의 희석률을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
희석률 희석률의 변화
(3/3 지점 → 3/1 지점)
51mm
(3/3 지점)		 34mm
(2/3 지점)		 17mm
(1/3 지점)		 감소량 감소율
실시예 1 71.33% 55.53% 24.34% 46.99% 65.9%
실시예 2 71.59% 56.43% 24.44% 47.15% 65.9%
비교예 1 63.64% 40.61% 13.64% 50.00% 78.6%
비교예 2 70.14% 52.36% 22.19% 47.95% 68.4%
비교예 3 68.13% 47.87% 19.54% 48.58% 71.3%
비교예 4 71.37% 55.65% 23.59% 47.78% 66.9%
비교예 5 81.53% 57.11% 24.44% 57.09% 70.0%
상기 표 1에 따르면, 실시예 및 비교예에서 흡연물질 래퍼의 평균 기공도를 동일하게 조절하였음에도 미세기공의 패턴에 따라 각 지점에서 희석률이 달라진다. 흡연의 진행에 따른 희석률의 감소를 최소화하는 것은 흡연자가 흡연을 시작할 때부터 흡연이 끝날 때까지 보다 일관성 있는 흡연 만족감을 제공할 수 있다는 점에서 중요할 수 있다. 그러한 측면에서, 실시예 1 및 2와 같이, 흡연물질의 상류 말단부부터 2차 또는 3차 함수의 형태로 기공도를 늘리는 경우 동일한 평균 기공도를 갖더라도 희석률의 감소를 최소화할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
[부호의 설명]
10: 흡연물질부
20: 필터부
30a: 흡연물질 래퍼
30b: 필터 래퍼
40: 팁페이퍼
100: 흡연물품
H: 미세기공

Claims (14)

  1. 미세기공을 가지고,
    흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공도가 더 큰 것인 흡연물질 래퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세기공은 10㎛ 내지 50㎛의 기공 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세기공은 플라즈마를 이용한 천공 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세기공은 복수개가 흡연물품에 적용 기준 수직 방향으로 정렬되어 하나의 세트를 구성하며,
    흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하나의 영역에는 하나 이상의 세트가 포함되는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  5. 청구항 4에 있어서,
    인접한 세트 간의 거리는 흡연물품에 적용 기준으로 상류와 하류가 동일하거나 하류보다 상류가 더 긴 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡연물질 래퍼에서 기공도는 미세기공 간의 거리에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡연물질 래퍼에서 기공도는 미세기공의 크기에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 동일한 간격으로 3개의 영역으로 분류할 때, 하류에 가까운 영역일수록 평균 기공 크기가 더 작은 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡연물질 래퍼는 어느 위치에서도 1,000 CU의 기공도를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡연물질 래퍼는 300 CU 내지 700 CU의 평균 기공도를 가지는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 기공도가 증가하며, 기공도가 최고점에 도달하면 최고점으로 유지되는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 흡연물질 래퍼는 흡연물품에 적용 기준 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 2차 또는 3차 함수 형태로 기공도가 증가하는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 흡연물질 래퍼는 흡연물질에 적용 기준 상류 말단으로부터 하류로 이동함에 따라 기공도가 증가하다가 흡연물질 래퍼 길이의 60% 내지 80% 지점에서 최고점에 도달하는 것을 특징으로 하는 흡연물질 래퍼.
  14. 흡연물질부, 흡연물질 래퍼, 필터부, 필터 래퍼 및 팁페이퍼를 포함하고, 상기 흡연물질 래퍼는 청구항 1에 따른 흡연물질 래퍼인 것인 흡연물품.
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