WO2023204406A1 - 기능성 향상 바인더가 적용된 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품 - Google Patents

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정봉수
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서승동
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정종철
진상우
황영남
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    • A24D3/10—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent of cellulose or cellulose derivatives

Definitions

  • the present invention relates to a filter to which a binder to improve functionality is applied and a smoking article containing the same.
  • Lyocell's main ingredient is cellulose, and unlike cellulose acetate (CA), there are almost no plasticizers that are harmless to the human body. For this reason, filters are manufactured using lyocell, and a binder solution must be used to provide hardness above a certain level.
  • a Lyocell filter is mixed with a previously used binder solution and substances such as triethyl citrate (TEC) and triacetin (TA), layer separation of the solution occurs.
  • TEC triethyl citrate
  • TA triacetin
  • the present invention includes Lyocell fiber, triethyl citrate (TEC) and/or triacetin (TA).
  • TEC triethyl citrate
  • TA triacetin
  • a filter for smoking articles including lyocell tow containing a plurality of lyocell fibers
  • a filter for smoking articles is provided, characterized in that it contains a phenol-related functional material and a binder.
  • a smoking article including a tobacco medium portion and a filter portion
  • Lyocell tow containing the plurality of lyocell fibers, a phenol-related functional material, an amphoteric binder, and alcohol,
  • the phenol-related functional material is at least one selected from the group consisting of triethyl citrate (TEC) and triacetin (TA),
  • the amphoteric binder provides a smoking article, characterized in that at least one selected from the group consisting of a cellulose-based binder and a vinyl-based binder.
  • the phenol-related functional material is at least one selected from the group consisting of triethyl citrate (TEC) and triacetin (TA),
  • the amphoteric binder is at least one selected from the group consisting of a cellulose binder and a vinyl binder,
  • a method for manufacturing a filter for cigarettes wherein the alcohol is propylene glycol (PG).
  • PG propylene glycol
  • a lyocell filter in which fat-soluble substances such as triethyl citrate (TEC) and/or triacetin (TA) are more uniformly mixed, through which , it has the advantage of being able to more effectively remove components such as phenols present in cigarette smoke components during smoking. Additionally, an eco-friendly filter can be produced by using lyocell tow.
  • TEC triethyl citrate
  • TA triacetin
  • FIG. 1 is a diagram showing the schematic configuration of a smoking article according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing a schematic configuration of a smoking article including a wrapper according to an embodiment of the present invention.
  • 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, sequence, or order of the component is not limited by the term.
  • 'smoking articles' may refer to articles that can generate aerosols, such as cigarettes (cigarettes), cigars, etc.
  • Smoking articles may include an aerosol-generating material or an aerosol-forming substrate.
  • smoking articles may include solid materials based on tobacco raw materials, such as leaf tobacco, cut tobacco, reconstituted tobacco, etc.
  • Smoking materials may contain volatile compounds.
  • 'upstream' or 'upstream direction' refers to the direction away from the mouth of the user smoking the smoking article (1)
  • 'downstream' or 'downstream direction' refers to the direction away from the user's mouth smoking the smoking article (1). It means the direction approaching from the corner of .
  • the tobacco material portion 10 is located upstream or in an upstream direction of the filter portion 20 for cigarettes.
  • the smoking article 1 is described as an example of a combustion-type cigarette, but the smoking article 1 is not limited to this, and the smoking article 1 is a heating type used with an aerosol generating device (not shown) such as an electronic cigarette device. This may apply to cigarettes, etc.
  • a filter for smoking articles including lyocell tow containing a plurality of lyocell fibers
  • a filter for smoking articles is provided, characterized in that it contains a binder solution containing a phenol-related functional material and a binder.
  • Phenol-related functional substances correspond to substances that can specifically reduce phenols generated during smoking.
  • they may be triethyl citrate (TEC) or triacetin (TA). , may apply to all of these.
  • the content may be 20 to 50% by weight. If it is less than 20% by weight, the phenol reduction effect is weakened, and if it exceeds 50% by weight, the content of the binder solution is reduced. Adhesion may be very low, making it difficult to achieve appropriate filter hardness.
  • the binder included in the filter for smoking articles may be of different types depending on how the filter is manufactured, and may correspond to a hydrophilic binder and/or an amphoteric binder that has both water-soluble and oil-soluble properties.
  • the filter for smoking articles includes a hydrophilic binder
  • the oil-soluble phenol-related functional materials such as TEC and TA cannot be easily mixed with the hydrophilic binder, causing the layers of the solution to separate. This happens. Therefore, in this case, it is preferable to additionally add an emulsifier when manufacturing the filter, and the filter for smoking articles produced accordingly further contains an emulsifier.
  • the type of emulsifier is preferably an emulsifier for food for reasons such as smoker's health and environmental friendliness, and specific examples include monoglyceride, diglyceride, and/or triglyceride. It may apply to
  • the eco-friendly water-soluble solution used to manufacture the lyocell filter and the oil-soluble functional materials related to phenols such as TEC and TA can be homogeneously mixed, through which , Phenol-related functional substances are uniformly dispersed in lyocell tow, enabling effective reduction of components such as phenol present in cigarette smoke components during smoking.
  • amphoteric binders may include cellulose-based binders and/or vinyl-based binders, and specific examples of the cellulose-based binders include hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), ethylcellulose (EC), and methylcellulose. (MC) and carboxymethylcellulose (CMC).
  • specific examples of the vinyl binder include polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), and ethylene vinyl acetate (EVAc). ) may be one or more selected from the group consisting of
  • amphoteric binders it may be more preferable to include a vinyl-based binder, and even more preferably, it may be polyvinylpyrrolidone (PVP).
  • a vinyl-based binder it may be more preferable to include a vinyl-based binder, and even more preferably, it may be polyvinylpyrrolidone (PVP).
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • amphoteric binder When polyvinylpyrrolidone (PVP) is used as an amphoteric binder, compared to other amphoteric binders, the viscosity is lower when mixed with oil-soluble phenol-related functional materials, so the oil-soluble phenol-related functional materials are more uniformly distributed. They can be mixed, and furthermore, when manufacturing filters for smoking articles, there is an effect that a filter in which phenol-related functional materials are uniformly dispersed in lyocell tow can be easily manufactured.
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • alcohol may be further included and mixed to prevent the growth of microorganisms and fungi in the binder solution
  • types of alcohol include polyhydric alcohol and monohydric alcohol such as ethyl alcohol. , or a mixture thereof, and preferably includes propylene glycol (PG) among the polyhydric alcohols.
  • propylene glycol PG
  • PG propylene glycol
  • ethyl alcohol As the monohydric alcohol, 5 to 10% by weight can be used, and when using propylene glycol as the polyhydric alcohol, 20 to 50% by weight can be used.
  • the filter for smoking articles may additionally include a capsule containing fragrance therein, or may additionally contain a moisturizer, etc., depending on the intended use (combustible cigarette, electronic cigarette, etc.) and necessity during manufacture.
  • these flavor-bearing capsules When these flavor-bearing capsules are included, it can provide a variety of flavor experiences and a masking effect of unpleasant odors, thereby improving the smoker's sense of satisfaction, and by including the above-mentioned moisturizer, the amount of atomization can be more effectively increased compared to existing smoking products. there is.
  • a smoking article including a tobacco medium portion and a filter portion
  • Lyocell tow containing the plurality of lyocell fibers, a phenol-related functional material, an amphoteric binder, and alcohol,
  • the phenol-related functional material is at least one selected from the group consisting of triethyl citrate (TEC) and triacetin (TA),
  • the amphoteric binder provides a smoking article, characterized in that at least one selected from the group consisting of a cellulose-based binder and a vinyl-based binder.
  • amphoteric binders and alcohols described herein are substantially the same as the types of amphoteric binders included in the filters for smoking articles described above, and are preferably amphoteric binders of polyvinylpyrrolidone (PVP) and propylene glycol ( It may contain PG) alcohol.
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • It may contain PG
  • the tobacco medium unit typically contains a tobacco material containing nicotine, such as leaf tobacco, and may additionally include excipients such as binders or other additives.
  • the tobacco medium included in the tobacco medium unit of the present invention It can be manufactured in the form of granules containing tobacco substances and excipients.
  • the tobacco material is a material that forms an aerosol-generating substrate, and may be tobacco leaf pieces, tobacco stems, tobacco dust generated during tobacco processing, and/or leaf strips of tobacco leaves.
  • the tobacco leaves may be at least one selected from yellow leaves, burley leaves, orient leaves, cigar leaves, and toast, but are not limited thereto.
  • the filter part of the smoking article according to an embodiment of the present invention may be divided into two or more segments, and may be divided into a first filter part, a second filter part, etc., and regardless of the position where it is placed, one of the two or more segments If it corresponds to a filter for smoking articles according to an embodiment of the present invention, it may be included in the scope of the present invention.
  • the smoking article may include a wrapper surrounding the component parts in addition to the tobacco media portion and the filter portion, and the wrapper may be made of general filter paper.
  • the tipping wrapper that combines the tobacco medium unit and the filter may optionally have one or more perforations formed along the circumferential direction to allow external air to flow in or internal gas to flow out, through which the air dilution rate of the cigarette can be adjusted. It has the effect of being able to implement and control the amount of migration of mainstream smoke components.
  • Lyocell fiber with a single fiber strand of approximately 3.0 denier was used, and Lyocell tow with a tow fiber bundle of approximately 35,000 denier was used.
  • a binder solution which is a mixture of binder, TEC, and solvent, was prepared.
  • the binder solution contains 10% by weight of PVP (Polyvinylpyrrolidone) and 60% by weight of a solvent (mixed solvent of 40% by weight of propylene glycol, 10% by weight of ethanol, and 10% by weight of water) based on the total weight of the binder solution. and was prepared by adding 30% TEC.
  • the prepared binder solution was sprayed on the lyocell tow using a brush spray method.
  • the binder solution was prepared by spraying 10 or 15% by weight based on the weight of lyocell tow.
  • the dried lyocell tow was wrapped with wrapping paper to produce a cigarette filter with an axial length of approximately 108 mm and a circumference of approximately 24.20 mm.
  • the present inventor has used polyvinylpyrrolidone (PVP), one of the vinyl-based binders, hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), one of the cellulose-based binders, and polyester ( The differences in viscosity of polyester by temperature are compared and shown (Table 1).
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • HPMC hydroxypropyl methylcellulose
  • polyester polyester
  • HPMC a cellulose-based binder
  • PVP a vinyl-based binder
  • HPMC is more stable than PVP when dissolved. Due to its high viscosity, it is not uniformly dispersed during the filter manufacturing process, and the tow adheres to the machine roll and dries, resulting in problems such as the tow breaking.
  • PVP has the advantage that it has a lower viscosity compared to HPMC, so problems do not occur in the filter manufacturing process, and the TEC material can be uniformly dispersed in the lyocell tow.
  • polyester has a low viscosity like PVP, but it cannot be mixed uniformly with TEC, a functional material related to phenols, so there is a limitation that it must be uniformly dispersed using a surfactant or emulsifier.
  • TEC a functional material related to phenols
  • a polyester binder solution was prepared by mixing a polyester binder with water, propylene glycol (PG), and ethyl alcohol (EtOH), and a PVP binder solution was prepared by mixing a PVP binder with water, PG, EtOH, and TEC.
  • PG propylene glycol
  • EtOH ethyl alcohol
  • TEC ethyl alcohol
  • layer separation occurs when mixing TEC together, making it difficult to prepare a uniform binder solution.
  • PVP as an amphoteric binder, it mixes well with TEC, making it easy to prepare a binder solution.
  • Cigarettes were manufactured using Lyocell filters to which the above two types of binder solutions were applied, and the phenol smoke components of each cigarette were measured and compared. The results are shown in Table 2 below.

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  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
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Abstract

본 발명은, 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우, 페놀류 관련 기능성 물질 및 바인더를 포함하는 흡연 물품용 필터 및 이의 제조 방법을 제공하고, 상기 흡연 물품용 필터를 포함하는 흡연 물품을 제공한다.

Description

기능성 향상 바인더가 적용된 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품
본 발명은 기능성 향상 바인더가 적용된 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다.
라이오셀(Lyocell)은 주성분이 셀룰로오스로서, 셀룰로오스 아세테이트(Cellulose acetate; CA)와는 다르게 인체에 무해한 가소제가 거의 존재하지 않는다. 이러한 이유로 라이오셀을 이용해 필터를 제조하며 일정 수준 이상의 경도를 부여하기 위해서는 바인더 용액을 사용해야 한다. 라이오셀 필터를 기존에 사용되는 바인더 용액과 함께 트리에틸시트레이트(Triethyl citrate; TEC) 및 트리아세틴(Triacetin; TA)과 같은 물질을 함께 혼합했을 경우, 용액의 층 분리 현상이 발생한다. 이러한 용액을 사용하게 되면 라이오셀 토우에 바인더 용액과 TEC, TA와 같은 물질을 균일하게 분사할 수 없다는 문제점이 발생한다.
이에, 상기와 같은 기존 기술의 문제점 및/또는 한계점을 극복하기 위하여, 본 발명은, 라이오셀(Lyocell) 섬유에, 트리에틸시트레이트(Triethyl citrate; TEC) 및/또는 트리아세틴(Triacetin; TA)과 같은 물질과, 바인더를 균일(homogeneous)하게 혼합하여 제조한 흡연 물품용 라이오셀 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우를 포함한 흡연 물품용 필터에 있어서,
페놀류 관련 기능성 물질 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터를 제공한다.
일 측에 따르면, 담배 매질부 및 필터부를 포함하는 흡연 물품에 있어서,
상기 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우, 페놀류 관련 기능성 물질, 양쪽성 바인더 및 알코올을 포함하며,
상기 페놀류 관련 기능성 물질은 트리에틸시트레이트(TEC) 및 트리아세틴(TA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고,
상기 양쪽성 바인더는 셀룰로오스계 바인더 및 비닐계 바인더로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품을 제공한다.
또 다른 측면에 따르면, 흡연 물품용 필터의 제조 방법에 있어서,
a) 복수의 라이오셀 섬유 다발을 포함하는 라이오셀 토우를 준비하는 단계;
b) 양쪽성 바인더와 알코올을 혼합한 후, 페놀류 관련 기능성 물질을 혼합하는 단계; 및
c) 상기 혼합된 용액을 상기 라이오셀 토우에 분산시키는 단계;를 포함하며,
상기 페놀류 관련 기능성 물질은 트리에틸시트레이트(TEC) 및 트리아세틴(TA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고,
상기 양쪽성 바인더는 셀룰로오스계 바인더 및 비닐계 바인더로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이며,
상기 알코올은 프로필렌글리콜(PG)인 것을 특징으로 하는, 담배용 필터의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따라, 지용성인 트리에틸시트레이트(Triethyl citrate; TEC) 및/또는 트리아세틴(Triacetin; TA) 등의 물질이 보다 균일하게 혼합된 라이오셀 필터를 제공할 수 있으며, 이를 통해, 흡연 중 담배 연기 성분 내에 존재하는 페놀류 등의 성분을 보다 효과적으로 제거할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 라이오셀 토우를 사용함으로써 친환경 필터를 제작할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡연 물품의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 래퍼를 포함하는 흡연 물품의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
명세서 전체에서 '흡연 물품'은 담배(궐련), 시가 등과 같이, 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물건을 의미할 수 있다. 흡연 물품은 에어로졸 생성 물질 또는 에어로졸 형성 기질을 포함할 수 있다. 또한, 흡연 물품은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 흡연 물질은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 명세서 전체에서 '상류' 또는 '상류 방향' 은 흡연 물품(1)을 흡연하는 사용자의 구부로부터 멀어지는 방향을 의미하고, '하류' 또는 '하류 방향'은 흡연 물품(1)을 흡연하는 사용자의 구부로부터 가까워지는 방향을 의미한다. 예를 들어, 도 1 에 도시된 흡연 물품(1)에 있어서, 담배 물질부(10)는 담배용 필터부(20)의 상류 또는 상류 방향에 위치한다.
나아가, 본 명세서에서는 흡연 물품(1)의 연소형 궐련인 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 흡연 물품(1)은 전자 담배 기기 등의 에어로졸 생성 장치(미도시)와 함께 사용되는 가열식 궐련 등에 해당할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우를 포함한 흡연 물품용 필터에 있어서,
페놀류 관련 기능성 물질 및 바인더를 함유하는 바인더 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터를 제공한다.
페놀류 관련 기능성 물질은 흡연시 발생하는 페놀류를 특이적으로 감소시킬 수 있는 물질에 해당하는 것으로서, 그 예로서, 트리에틸시트레이트(Triethyl citrate; TEC), 또는 트리아세틴(Triacetin; TA)일 수 있으며, 이들 모두에 해당할 수도 있다.
상기 TEC 또는 TA 가 바인더 용액에 포함될 경우, 그 함량은 20 내지 50 중량% 일 수 있으며, 상기 20 중량% 미만인 경우에는, 페놀류 감소 효과가 약화되며, 50 중량% 를 초과하는 경우에는, 바인더 용액의 접착력이 매우 떨어지는 문제가 발생하여 적절한 필터 경도 구현이 어려울 수 있다.
상기 흡연 물품용 필터에 포함되는 바인더는 필터가 제조되는 방법에 따라 그 종류가 일부 상이할 수 있으며, 친수성 바인더, 및/또는 수용성과 지용성의 성질을 모두 띠는 양쪽성 바인더에 해당할 수 있다.
상기 흡연 물품용 필터가 친수성 바인더를 포함하는 경우에는, 상기 흡연 물품용 필터 제조시, 지용성인 TEC, TA 등과 같은 페놀류 관련 기능성 물질과 친수성 바인더가 쉽게 혼합될 수 없어, 용액의 층이 분리되는 현상이 발생하게 된다. 따라서, 이 경우에는, 필터 제조시에 유화제를 추가적으로 첨가하는 것이 바람직하고, 이에 따라 제조되는 흡연 물품용 필터는 유화제를 더 포함하게 된다.
상기 유화제의 종류로는, 흡연자의 건강 및 친환경성 등을 이유로, 식품용 유화제인 것이 바람직하고, 구체적인 예로서는, 모노글리세라이드(Monoglyceride), 디글리세라이드(Diglyceride), 및/또는 트리글리세라이드(Triglyceride)에 해당할 수 있다.
상기 흡연 물품용 필터가 양쪽성 바인더를 포함하는 경우에는, 라이오셀 필터 제조에 사용되는 친환경 수용성 용액과 지용성인 TEC, TA 등과 같은 페놀류 관련 기능성 물질이 균일(homogeneous)하게 혼합될 수 있으며, 이를 통해, 페놀류 관련 기능성 물질이 라이오셀 토우에 균일하게 분산되어, 흡연 중 담배 연기 성분 내에 존재하는 페놀 등의 성분의 효과적인 저감이 가능하다.
이러한 양쪽성 바인더의 종류로는, 셀룰로오스계 바인더 및/또는 비닐계 바인더를 포함할 수 있으며, 상기 셀룰로오스계 바인더의 구체적인 예로는, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 메틸셀룰로오스(MC) 및 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있고, 상기 비닐계 바인더의 구체적인 예로는, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVAc)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
한편, 상기 양쪽성 바인더의 종류 중에서도, 비닐계 바인더를 포함하는 것이 보다 바람직할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈(PVP)일 수 있다.
양쪽성 바인더로서 폴리비닐피롤리돈(PVP)를 사용하는 경우에는, 다른 양쪽성 바인더들에 비해, 지용성인 페놀류 관련 기능성 물질과 혼합시 점도가 낮아, 지용성인 페놀류 관련 기능성 물질들이 더욱 균일하게 잘 혼합될 수 있으며, 나아가, 흡연 물품용 필터 제조시에도, 라이오셀 토우에 페놀류 관련 기능성 물질이 균일하게 분산된 필터를 용이하게 제조할 수 있다는 효과가 있다.
아울러, 상기 바인더와 페놀류 관련 기능성 물질 이외에도, 바인더 용액 내 미생물 및 균류의 증식을 방지하기 위하여, 알코올을 더 포함시켜 혼합할 수 있으며, 상기 알코올의 종류로는 다가 알코올, 에틸 알코올과 같은 1가 알코올, 또는 이들의 혼합물에 해당할 수 있고, 바람직하게는 다가 알코올 중 프로필렌글리콜(PG)을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 프로필렌글리콜(PG)을 사용하는 경우, 프로필렌글리콜(PG)이 이형제 역할을 하여, 필터 설비 롤과 롤에 라이오셀 토우가 접착되어 붙어버리는 현상이 줄어들게 되므로, 필터 제조 공정 효율이 상승하게 된다.
1가 알코올로서 에틸 알코올을 사용하는 경우에는 5 내지 10 중량% 가 사용될 수 있으며, 다가 알코올로서 프로필렌글리콜을 사용하는 경우에는 20 내지 50 중량% 이 사용될 수 있다.
이외에도, 상기 흡연 물품용 필터는 제조시 용도(연소형 궐련, 전자 담배 등) 및 필요에 따라, 내부에 향을 담지한 캡슐을 추가적으로 포함하거나, 보습제 등을 추가로 포함할 수 있다.
이러한 향 담지 캡슐을 포함하는 경우, 다양한 향미 경험, 불쾌취의 마스킹 효과 등을 나타내어, 흡연자로 하여금 만족감을 향상시킬 수 있으며, 상기 보습제를 포함함으로써, 기존 흡연 물품 대비 무화량을 보다 효과적으로 증진시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 담배 매질부 및 필터부를 포함하는 흡연 물품에 있어서,
상기 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우, 페놀류 관련 기능성 물질, 양쪽성 바인더 및 알코올을 포함하며,
상기 페놀류 관련 기능성 물질은 트리에틸시트레이트(TEC) 및 트리아세틴(TA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고,
상기 양쪽성 바인더는 셀룰로오스계 바인더 및 비닐계 바인더로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품을 제공한다.
여기서 기재된, 양쪽성 바인더 및 알코올은, 앞서 기술한 흡연 물품용 필터에 포함되는 양쪽성 바인더의 종류와 실질적으로 동일하며, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈(PVP)의 양쪽성 바인더 및 프로필렌글리콜(PG)의 알코올을 포함하는 것일 수 있다.
한편, 상기 담배 매질부는 통상적으로 잎담배와 같이 니코틴을 포함하는 담배 물질을 포함하며, 바인더나 기타 첨가제 등과 같은 부형제를 추가적으로 포함할 수 있고, 일 예로서, 본 발명의 담배 매질부에 포함되는 담배 매질은 담배 물질 및 부형제 등을 포함하는 과립의 형태로 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서 담배 물질은 에어로졸 발생 기재를 형성하는 물질로, 담배 잎 조각, 담배 줄기, 담배 처리 중 발생된 담배 분진 및/또는 담배 잎의 엽편 스트립일 수 있다. 담배 잎은 황색종, 버어리종, 오리엔트 종, 시가엽 및 토스트 중 선택된 적어도 하나 이상 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡연 물품의 필터부는 2 이상의 세그먼트로 나뉘어, 제1 필터부, 제2 필터부 등으로 분획될 수 있으며, 배치되는 위치에 상관없이, 상기 2 이상의 세그먼트 중 하나가 본 발명의 일 실시예에 따른 흡연 물품용 필터에 해당하는 경우, 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
또한, 흡연 물품에는 담배 매질부 및 필터부 이외에도 상기 구성부를 감싸는 래퍼를 포함할 수 있으며, 상기 래퍼는 일반적인 필터 권지로 제작될 수 있다. 또한, 담배 매질부와 필터를 결합하는 팁핑 래퍼에는, 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출될 수 있도록, 선택적으로 둘레 방향을 따라 하나 이상의 천공이 형성되어 있을 수 있고, 이를 통해, 궐련의 공기 희석율을 구현하고, 주류연 성분의 이행량을 조절할 수 있다는 효과가 있다.
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
1) 라이오셀 필터의 제조 방법
섬유 1 가닥이 약 3.0 데니어인 라이오셀 섬유를 이용하여, 토우 섬유 다발이 약 35000 데니어인 라이오셀 토우를 사용하였다. 또한, 바인더와 TEC 그리고 용매의 혼합물인 바인더 용액을 제조하였다. 구체적으로, 상기 바인더 용액은 바인더 용액 전체 중량을 기준으로 10 중량%의 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 60 중량%의 용매(40 중량%의 프로필렌 글리콜과 10 중량%의 에탄올, 10 중량%의 물의 혼합 용매)와 30% TEC에 첨가하여 제조되었다. 제조된 바인더 용액을 브러쉬 방식의 분무를 통해 라이오셀 토우에 분무하였다. 상기 바인더 용액을 라이오셀 토우의 중량을 기준으로 10 or 15 중량%를 분무하여 제조하였다. 건조된 라이오셀 토우를 권지로 둘러싸서 축방향 길이가 약 108mm이고, 원주가 약 24.20mm인 담배 필터를 제조하였다.
2) 바인더의 종류에 따른 점도 차이
본 발명자는 본 발명의 일 실시예에 따른 비닐(Vinyl)계 바인더 중 하나인 폴리비닐피롤리돈(PVP), 셀룰로오스계 바인더 중 하나인 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(Hydroxypropyl methylcellulose; HPMC) 및 폴리에스테르(Polyester)의 온도별 점도상의 차이를 비교하여 나타내었다(표 1).
바인더 농도(%) 점도(cP)
25℃ 40℃
HPMC 10 400 180
PVP 10 30 10 이하
Polyester 10 10 이하 5 이하
셀룰로오스계 바인더인 HPMC 와 비닐계 바인더인 PVP 는 모두 양쪽성 바인더에 해당하는 것으로서, 상기 바인더들은 모두 지용성인 TEC와 혼합될 수 있지만, 상기 표 1 에 나타낸 바와 같이, HPMC는 PVP에 비해, 용해시 점도가 높아 필터 제조 공정에서 균일하게 분산되지 않으며, 기기 롤에 토우가 접착되어 말리게 되고, 그 결과 토우가 끊어지는 등의 문제점이 발생하게 된다. 이에 반해, PVP의 경우 HPMC 대비 점도가 낮아 필터 제조 공정상 문제점이 발생하지 않으며, TEC 물질이 균일하게 라이오셀 토우에 분산될 수 있다는 장점이 있다.
한편, 폴리에스테르(Polyester)는 PVP 와 마찬가지로 낮은 점도를 가지나, 페놀류 관련 기능성 물질인 TEC와 균일한 혼합이 불가하여, 계면활성제 또는 유화제를 사용하여 균일 분산시켜야 하는 한계점이 있으며, 상기 계면활성제 또는 유화제를 사용하는 경우(계면활성제 또는 유화제를 포함하는 폴리에스테르 바인더 용액에 TEC를 분산시키는 경우)에는 오히려 점도가 증가하는 단점이 있다.
3) 폴리에스테르(Polyester) 바인더 및 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone; PVP) 바인더 용액의 제조 및 적용 필터 효과 확인
폴리에스테르 바인더와 물, 프로필렌글리콜(PG), 에틸 알코올(EtOH)를 함께 혼합하여 폴리에스테르 바인더 용액을 제조하였으며, PVP 바인더와 물, PG, EtOH 및 TEC 를 함께 혼합하여 PVP 바인더 용액을 제조하였다. 폴리에스테르의 경우, TEC 를 함께 혼합할 경우 층분리가 발생하므로 균일한 바인더 용액을 제조하기 힘들지만, PVP 의 경우 양쪽성 바인더로서 TEC 와 혼합이 잘 되므로 쉽게 바인더 용액을 제조할 수 있다.
상기 두 종류의 바인더 용액이 적용된 라이오셀 필터를 사용하여 궐련을 제조하고, 각 궐련의 페놀(Phenol) 연기성분을 측정하여 비교하였으며, 그 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.
필터 페놀 (㎍/cig)
라이오셀 필터
(Polyester 바인더 용액)		 4.6
라이오셀 필터
(PVP 바인더 용액)		 3.1
상기 표 2 에 나타낸 바와 같이, Polyester 바인더 용액을 라이오셀 필터에 적용한 경우에 비해, PVP 바인더 용액을 라이오셀 필터에 적용하였을 경우, 페놀 성분 저감 효과가 약 30% 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우를 포함한 흡연 물품용 필터에 있어서,
    페놀류 관련 기능성 물질 및 바인더를 함유하는 바인더 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 용액은 페놀류 관련 기능성 물질을 20 내지 50 중량% 를 포함하는, 흡연 물품용 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 페놀류 관련 기능성 물질은 트리에틸시트레이트(Triethyl citrate; TEC) 및 트리아세틴(Triacetin; TA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 친수성 바인더 및 양쪽성 바인더로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 폴리에스테르(Polyester) 및 전분계로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 친수성 바인더이며,
    상기 흡연 물품용 필터는 유화제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유화제는 모노글리세라이드(Monoglyceride), 디글리세라이드(Diglyceride) 및 트리글리세라이드(Triglyceride)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 셀룰로오스계 바인더 및 비닐계 바인더로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 양쪽성 바인더이며,
    상기 셀룰로오스계 바인더는 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 메틸셀룰로오스(MC) 및 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고,
    상기 비닐계 바인더는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVAc)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVAc)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 비닐계 바인더인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 폴리비닐피롤리돈(PVP)인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  10. 제4항에 있어서,
    흡연 물품용 필터는 알코올을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 알코올은 프로필렌글리콜(PG)인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품용 필터.
  12. 담배 매질부 및 필터부를 포함하는 흡연 물품에 있어서,
    상기 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우, 페놀류 관련 기능성 물질, 양쪽성 바인더 및 알코올을 포함하며,
    상기 페놀류 관련 기능성 물질은 트리에틸시트레이트(TEC) 및 트리아세틴(TA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고,
    상기 양쪽성 바인더는 셀룰로오스계 바인더 및 비닐계 바인더로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 양쪽성 바인더는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVAc)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 비닐계 바인더인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 양쪽성 바인더는 폴리비닐피롤리돈(PVP)인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 알코올은 프로필렌글리콜(PG)인 것을 특징으로 하는, 흡연 물품.
  16. 흡연 물품용 필터의 제조 방법에 있어서,
    a) 복수의 라이오셀 섬유 다발을 포함하는 라이오셀 토우를 준비하는 단계;
    b) 양쪽성 바인더와 알코올을 혼합한 후, 페놀류 관련 기능성 물질을 혼합하는 단계; 및
    c) 상기 혼합된 용액을 상기 라이오셀 토우에 분산시키는 단계;를 포함하며,
    상기 페놀류 관련 기능성 물질은 트리에틸시트레이트(TEC) 및 트리아세틴(TA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고,
    상기 양쪽성 바인더는 셀룰로오스계 바인더 및 비닐계 바인더로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이며,
    상기 알코올은 프로필렌글리콜(PG)인 것을 특징으로 하는, 담배용 필터의 제조 방법.
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