WO2024162823A1 - 화학적으로 변형되지 않은 라이오셀 섬유를 포함하는 흡연 물품용 필터, 및 이를 포함하는 흡연 물품 - Google Patents

화학적으로 변형되지 않은 라이오셀 섬유를 포함하는 흡연 물품용 필터, 및 이를 포함하는 흡연 물품 Download PDF

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서승동
황영남
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Definitions

  • the present invention relates to a filter for a smoking article comprising lyocell tow having a functional additive dispersed therein.
  • the present invention relates to a filter for a smoking article having excellent biodegradability because lyocell fibers are not chemically modified by the functional additive despite the addition of the functional additive, and to a smoking article comprising the same.
  • a typical cigarette filter contains cellulose acetate tow, which is made by extracting cellulose from wood pulp and acetylating it.
  • cigarette filters are assembled into cigarette products, distributed to consumers, provided for smoking, and ultimately discarded after smoking the cigarette.
  • cigarette filters are also directly discarded as manufacturing residue from cigarette filter manufacturing plants. These cigarette filter wastes are collected as waste and landfilled for processing. In addition, in some cases, cigarette smoke is not collected as waste and is left in the natural environment.
  • a functional additive is added to the tow.
  • a phenol-related functional material or a phenol-reducing material that can specifically reduce phenol substances generated during smoking is added to reduce the phenol smoke component in mainstream smoke.
  • phenol-related functional materials such as polyethylene glycol (PEG), triethyl citrate (TEC), and triacetin (TA) are added to cellulose acetate tow.
  • the need for a filter for smoking articles with excellent biodegradability is increasing as the lyocell fiber is not chemically modified even when functional additives are added to highly biodegradable lyocell tow.
  • a method for accurately analyzing whether the lyocell fiber is not chemically modified despite the application of functional additives is required.
  • the problem to be solved by the present invention relates to a smoking article filter including lyocell tow in which a functional additive is dispersed, and provides a smoking article filter having excellent biodegradability because the lyocell fibers constituting the lyocell tow are not chemically modified by the functional additive despite the addition of the functional additive.
  • a smoking article filter including a smoking article filter comprising lyocell tow in which a functional additive is dispersed, and provides a smoking article including a smoking article filter having excellent biodegradability because the lyocell fibers constituting the lyocell tow are not chemically modified by the functional additive despite the addition of the functional additive.
  • a filter for a smoking article comprises: lyocell tow comprising a plurality of lyocell fibers; and a functional additive dispersed in the lyocell tow, wherein at least some of the plurality of lyocell fibers are not chemically modified by the functional additive, and an FT-IR spectrum of the lyocell tow in which the functional additive is dispersed exhibits a first vibration peak, which is a vibration peak in a range of 1645 cm -1 to 1650 cm -1 .
  • the functional additive comprises a phenol-reducing agent and a phenol-reducing agent, wherein the phenol-reducing agent can comprise at least one of polyethylene glycol (PEG), triethyl citrate (TEC), and triacetin (TA).
  • PEG polyethylene glycol
  • TEC triethyl citrate
  • TA triacetin
  • the FT-IR spectrum of the lyocell tow having the functional additive dispersed therein may further exhibit a second vibrational peak, which is a vibrational peak within the range of 1735 cm -1 to 1745 cm -1 .
  • a parameter is defined as a ratio of the height of the second vibrational peak to the height of the first vibrational peak in an FT-IR spectrum, and the parameter value in the FT-IR spectrum of the lyocell tow having the functional additive dispersed therein may be greater than or equal to the parameter value in the FT-IR spectrum of the cleaned lyocell tow, wherein the cleaned lyocell tow having the functional additive dispersed therein is cleaned using a detergent.
  • a parameter is defined as a ratio of the height of the second vibrational peak to the height of the first vibrational peak in an FT-IR spectrum, and the parameter value in the FT-IR spectrum of the lyocell tow having the functional additive dispersed therein may have a range of 1 to 20.
  • the parameter value in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow may have a value of 1 or less.
  • a filter for a smoking article comprises: lyocell tow comprising a plurality of lyocell fibers; and a functional additive dispersed in the lyocell tow, wherein at least some of the plurality of lyocell fibers are not chemically modified by the functional additive, and an FT-IR spectrum of the lyocell tow in which the functional additive is dispersed exhibits a first vibration peak, which is a vibration peak corresponding to a C-H bond.
  • a parameter is defined as a ratio of the height of the second vibrational peak to the height of the first vibrational peak in an FT-IR spectrum, and the parameter value in the FT-IR spectrum of the lyocell tow having the functional additive dispersed therein may be greater than the parameter value in the FT-IR spectrum of cleaned lyocell tow, wherein the cleaned lyocell tow having the functional additive dispersed therein is washed using a detergent.
  • a smoking article including a smoking material portion, a filter portion, and a wrapper, wherein the filter portion includes lyocell tow including a plurality of lyocell fibers, and a functional additive dispersed in the lyocell tow, wherein at least some of the plurality of lyocell fibers are not chemically modified by the functional additive, and an FT-IR spectrum of the lyocell tow in which the functional additive is dispersed exhibits a first vibration peak, which is a vibration peak in a range of 1645 cm -1 to 1650 cm -1 .
  • a filter for a smoking article and a smoking article including the same can be provided in which a functional additive including a phenol-reducing material having phenol-reducing performance is dispersed in lyocell tow, but the lyocell fiber is not chemically modified by the functional additive, thereby maintaining excellent biodegradability of the lyocell fiber.
  • a functional additive including a phenol-reducing material having phenol-reducing performance is dispersed in lyocell tow, thereby providing a filter for a smoking article having excellent biodegradability and also excellent phenol-reducing performance and a smoking article including the same.
  • the lyocell fiber is not chemically modified when a phenol-reducing substance is added to the lyocell tow.
  • FIG. 1 is a drawing showing a schematic configuration of a smoking article according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow before and after cleaning without any functional additives dispersed therein.
  • Figure 3 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow dispersed with a functional additive including PEG before and after cleaning.
  • Figure 4 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow dispersed with a functional additive including TEC before and after cleaning.
  • Figure 5 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow dispersed with a functional additive including TA before and after cleaning.
  • Figure 6 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow dispersed with functional additives including TA and TEC before and after cleaning.
  • Figure 7 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow dispersed with functional additives including PEG and TEC before and after cleaning.
  • Figure 8 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow dispersed with functional additives including TA and PEG before and after cleaning.
  • Figure 9 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow dispersed with functional additives including TA, TEC and PEG before and after cleaning.
  • Figure 10 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow before and after cleaning without any functional additives dispersed therein.
  • Figure 11 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow dispersed with a functional additive including PEG before and after washing.
  • Figure 12 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow dispersed with a functional additive including TEC before and after washing.
  • Figure 13 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow dispersed with a functional additive including TA before and after washing.
  • Figure 14 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow dispersed with functional additives including TA and TEC before and after washing.
  • Figure 15 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow dispersed with functional additives including PEG and TEC before and after washing.
  • Figure 16 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow dispersed with functional additives including TA and PEG before and after washing.
  • Figure 17 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow dispersed with functional additives including TA, TEC, and PEG before and after washing.
  • Figure 18 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of lyocell tow in which a functional additive including PEG is dispersed.
  • FIG. 19 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow (lyocell tow of FIG. 18) dispersed with a functional additive including PEG, after washing.
  • Figure 20 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of lyocell tow in which functional additives including TEC and PEG are dispersed.
  • FIG. 21 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow (the lyocell tow of FIG. 20) dispersed with a functional additive including TEC and PEG, after washing.
  • Figure 22 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of lyocell tow in which functional additives including TA, TEC, and PEG are dispersed.
  • FIG. 23 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow (the lyocell tow of FIG. 22) dispersed with functional additives including TA, TEC, and PEG, after washing.
  • Figure 24 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of cellulose acetate tow in which a functional additive including PEG is dispersed.
  • FIG. 25 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed cellulose acetate tow (cellulose acetate tow of FIG. 24) in which a functional additive including PEG is dispersed is washed.
  • Figure 26 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of cellulose acetate tow in which functional additives including TEC and PEG are dispersed.
  • FIG. 27 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed cellulose acetate tow (cellulose acetate tow of FIG. 26) dispersed with functional additives including TEC and PEG, after washing.
  • Figure 28 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of cellulose acetate tow in which functional additives including TA, TEC, and PEG are dispersed.
  • FIG. 29 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed cellulose acetate tow (cellulose acetate tow of FIG. 28) dispersed with functional additives including TA, TEC, and PEG, after washing.
  • first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only intended to distinguish the components from other components, and the nature, order, or sequence of the components are not limited by the terms.
  • a component is “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, it should be understood that the component may be directly connected or connected to the other component, but another component may also be “connected,” “coupled,” or “connected” between each component.
  • a "smoking article” may mean any smokeable product or any product capable of providing a smoking experience, whether based on tobacco, a tobacco derivative, expanded tobacco, reconstituted tobacco or a tobacco substitute.
  • smoking articles may include smokeable products such as cigarettes, cigars and cigarillos.
  • smoking material may mean any type of material that can be used in a smoking article.
  • upstream or “upstream direction” may mean a direction away from the smoker’s mouth
  • downstream or “downstream direction” may mean a direction toward the smoker’s mouth.
  • longitudinal direction may mean a direction corresponding to the longitudinal axis of the smoking article.
  • FIG. 1 is a drawing showing a schematic configuration of a smoking article according to one embodiment of the present invention.
  • a "smoking article” may mean an article capable of generating an aerosol, such as a cigarette (cigarette), a cigar, etc.
  • the smoking article may include an aerosol generating material or an aerosol forming substrate.
  • the smoking article may include a solid material based on tobacco raw materials, such as leaf tobacco, tobacco ash, or reconstituted tobacco.
  • the smoking material may include a volatile compound.
  • 'upstream' or 'upstream direction' means a direction away from the mouth of a user smoking the smoking article (1)
  • 'downstream' or 'downstream direction' means a direction approaching the mouth of a user smoking the smoking article (1).
  • the smoking material portion (10) is located upstream or in the upstream direction of the filter portion (20, or filter, filter portion for a smoking article) for the smoking article.
  • the smoking article (1) is described as an example of a combustion-type cigarette, but is not limited thereto, and the smoking article (1) may correspond to a heated cigarette, etc. used with an aerosol generating device (not shown) such as an electronic cigarette device.
  • the present invention relates to a filter (20, or filter portion for a smoking article) for a smoking article included in a smoking article (1), and a filter (20) for a smoking article according to one embodiment of the present invention comprises a lyocell tow including a plurality of lyocell fibers, and a functional additive dispersed in the lyocell tow, wherein at least some of the plurality of lyocell fibers may not be chemically modified by the functional additive.
  • the term “not chemically modified” in this specification may mean that, despite the functional additive being added to the lyocell tow, the plurality of lyocell fibers constituting the lyocell tow are not chemically synthesized with the functional additive, chemically bonded with the functional additive, or are not compositionally modified, so that the chemical properties and characteristics of the lyocell fibers are not changed.
  • the chemical properties and characteristics of the lyocell fibers included in the lyocell tow with the functional additive added are identical to the chemical properties and characteristics of the lyocell fibers included in the lyocell tow with the functional additive not added.
  • the lyocell tow included in the filter (20) for a smoking article according to the present invention is composed of a plurality of lyocell fibers corresponding to regenerated cellulose belonging to a natural polymer that is not chemically modified despite the addition of a functional additive, and thus the characteristics of the lyocell fibers having excellent biodegradability are maintained, so that the biodegradability of the filter for a smoking article including the lyocell tow composed of the same can also be excellent.
  • the functional additive may be added onto lyocell fibers in the process of forming lyocell tow, and may be added onto lyocell tow in the process of forming a filter for a smoking article using lyocell tow.
  • the functional additive when the functional additive is added onto lyocell fibers in the process of forming lyocell tow, it may be added by being directly sprayed onto the surface of the lyocell fibers in a spray type.
  • the functional additive when the functional additive is added onto lyocell tow in the process of forming a filter for a smoking article, it may be added by being indirectly sprayed in a brush type.
  • the functional additive may include a phenol-related functional material and an emulsion.
  • the functional additive may include a phenol-related functional material, and the phenol-related functional material may be a phenol-reducing material.
  • the "phenol” may refer to a group of chemical compounds consisting of a hydroxyl group (-OH) directly bonded to an aromatic hydrocarbon functional group, and the phenol group includes phenol, catechol, m+P cresol, and o-cresol.
  • the "phenol-reducing material” may correspond to a material that can specifically reduce at least one of phenol-related materials in smoke generated when smoking, such as phenol, catechol, m+P cresol, and o-cresol.
  • the phenol-reducing material may include at least one of polyethylene glycol (PEG), triethyl citrate (TEC), and triacetin (TA).
  • PEG polyethylene glycol
  • TEC triethyl citrate
  • TA triacetin
  • An FT-IR spectrum of a lyocell tow having a functional additive dispersed therein may exhibit a first vibration peak, which is a vibration peak in a range of at least 1645 cm -1 to 1650 cm -1 .
  • the first vibration peak in the range of 1645 cm -1 to 1650 cm -1 may be a vibration peak corresponding to a carbon-hydrogen (CH) bond.
  • the vibration peak corresponding to the carbon-hydrogen (CH) bond may be a vibration peak corresponding to a lyocell crystal number.
  • the first vibration peak may be a reference value for defining a parameter (PCF) described below.
  • the above FT-IR spectrum can be obtained by the ATR method (total reflection method) using "IN10MX (manufactured by Thermo Fisher Scientific)".
  • the FT-IR spectrum of the lyocell tow having the functional additive dispersed therein may further exhibit a second vibration peak, which is a vibration peak in the range of 1735 cm -1 to 1745 cm -1 .
  • an FT-IR spectrum obtained by analyzing lyocell tow in which the functional additive is dispersed and an FT-IR spectrum obtained by analyzing washed lyocell tow in which the functional additive is dispersed is washed using a detergent may be used.
  • a parameter may be defined as the ratio (H2/H1) of the height of the second vibration peak (H2) to the height (H1) of the first vibration peak appearing in the FT-IR spectrum.
  • the detergent may include, but is not limited to, at least one of HFIP solvent, MeOH, and Hexane.
  • the parameter (PCF) value in the FT-IR spectrum of the lyocell tow having the functional additive dispersed therein may be greater than or equal to the parameter (PCF) value in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow having the functional additive dispersed therein, which is washed using a detergent.
  • the parameter (PCF) value in the FT-IR spectrum of the lyocell tow having the functional additive dispersed therein may be greater than the parameter (PCF) value in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow having the functional additive dispersed therein, which is washed using a detergent.
  • the ratio (H2/H1) of the height of the second vibrational peak to the height (H1) of the first vibrational peak in the FT-IR spectrum of the lyocell tow having the functional additive dispersed therein, i.e. the parameter (PCF) can have a range of 1 or more and 20 or less, or a range of more than 1 and less than 20.
  • the parameter (PCF) value in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow may have a value of 1 or less.
  • FIG. 2 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow before and after cleaning without a functional additive dispersed therein
  • FIG. 3 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow before and after cleaning with a functional additive including PEG dispersed therein
  • FIG. 4 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow before and after cleaning with a functional additive including TEC dispersed therein
  • FIG. 5 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow before and after cleaning with a functional additive including TA dispersed therein
  • FIG. 6 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow before and after cleaning with a functional additive including TA and TEC dispersed therein
  • FIG. 7 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow before and after cleaning with a functional additive including PEG and TEC dispersed therein
  • FIG. 8 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow before and after cleaning with a functional additive including TA and PEG dispersed therein. This graph compares the FT-IR spectra of lyocell tow before and after cleaning
  • FIG. 9 is a graph comparing the FT-IR spectra of lyocell tow in which functional additives including TA, TEC, and PEG are dispersed before and after cleaning.
  • FIG. 10 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow before and after cleaning in which no functional additive is dispersed
  • FIG. 11 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow before and after cleaning in which a functional additive including PEG is dispersed
  • FIG. 12 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow before and after cleaning in which a functional additive including TEC is dispersed
  • FIG. 13 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow before and after cleaning in which a functional additive including TA is dispersed
  • FIG. 10 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow before and after cleaning in which no functional additive is dispersed
  • FIG. 11 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow before and after cleaning in which a functional additive including PEG is dispersed
  • FIG. 14 is a graph comparing the FT-IR spectra of cellulose acetate tow before and after cleaning in which a functional additive including TA and TEC is dispersed
  • FIG. 15 is a graph comparing the FT-IR of cellulose acetate tow before and after cleaning in which a functional additive including PEG and TEC is dispersed.
  • a graph comparing spectra is shown
  • FIG. 16 is a graph comparing FT-IR spectra of cellulose acetate tow having a functional additive including TA and PEG dispersed therein before and after cleaning
  • FIG. 17 is a graph comparing FT-IR spectra of cellulose acetate tow having a functional additive including TA, TEC, and PEG dispersed therein before and after cleaning.
  • FIG. 18 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of lyocell tow in which a functional additive including PEG is dispersed
  • FIG. 19 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow (the lyocell tow of FIG. 18) after washing the functional additive including PEG is dispersed.
  • FIG. 20 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of lyocell tow in which a functional additive including TEC and PEG is dispersed
  • FIG. 21 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow (the lyocell tow of FIG. 20) after washing the functional additive including TEC and PEG dispersed therein.
  • FIG. 22 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of lyocell tow in which functional additives including TA, TEC, and PEG are dispersed
  • FIG. 23 is a graph showing the height of the first vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed lyocell tow (the lyocell tow of FIG. 22) after washing the functional additives including TA, TEC, and PEG are dispersed.
  • FIG. 24 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of cellulose acetate tow in which a functional additive including PEG is dispersed
  • FIG. 25 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed cellulose acetate tow (cellulose acetate tow of FIG. 24) in which a functional additive including PEG is dispersed is washed.
  • FIG. 26 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of cellulose acetate tow in which a functional additive including TEC and PEG is dispersed
  • FIG. 27 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed cellulose acetate tow (cellulose acetate tow of FIG. 26) in which a functional additive including TEC and PEG is dispersed is washed.
  • FIG. 28 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of cellulose acetate tow having a functional additive including TA, TEC, and PEG dispersed therein
  • FIG. 29 is a graph showing the height of the third vibration peak and the height of the second vibration peak in the FT-IR spectrum of the washed cellulose acetate tow (cellulose acetate tow of FIG. 28) after washing the cellulose acetate tow having a functional additive including TA, TEC, and PEG dispersed therein.
  • the FT-IR spectrum obtained by analyzing lyocell tow in which a functional additive including a phenol-reducing substance is dispersed and the FT-IR spectrum obtained by analyzing washed lyocell tow in which the functional additive is dispersed and washed with a detergent are used, thereby explaining that there is no chemical change in lyocell fiber due to the phenol-reducing substance included in the functional additive.
  • a filter for smoking articles was manufactured using lyocell tow with 20uL of PEG 600 added to satisfy the conditions of a suction resistance of 405 mmWG, a length of 108 mm, and a circumference of 24.2 mm.
  • a filter for a smoking article was prepared in the same manner as in Example 1, except that TEC was added instead of PEG 600 to the lyocell tow (i.e., 20 uL of TEC).
  • a filter for a smoking article was prepared in the same manner as in Example 1, except that TA was added instead of PEG 600 to the lyocell tow (i.e., TA 20 uL).
  • a filter for a smoking article was manufactured in the same manner as in Example 1, except that instead of PEG 600 in the lyocell tow, the total weight of TA and TEC was 20 uL, and the content was added in a 1:1 ratio (i.e., TA and TEC were each added in 10 uL).
  • Example 5 (Lyocell tow + PEG 600 + TEC)
  • a filter for a smoking article was manufactured in the same manner as in Example 1, except that instead of PEG 600 in the lyocell tow, PEG 600 and TEC were added in a total weight of 20 uL and the content was 1:1.
  • Example 6 (Lyocell tow + PEG 600 + TA)
  • a filter for a smoking article was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the total weight of PEG 600 and TA was 20 uL instead of PEG 600 in the lyocell tow and the content was added in a 1:1 ratio.
  • Example 7 (Lyocell tow + PEG 600 + TA + TEC)
  • a filter for a smoking article was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the total weight of TA, TEC, and PEG 600 was 20 uL instead of PEG 600 in the lyocell tow, and the contents of TA, TEC, and PEG were added in a ratio of 1:1:1.
  • a filter for a smoking article was manufactured in the same manner as in Example 1, except that no functional additive was added to the lyocell tow.
  • the lyocell tow portion was extracted from the smoking article filters of Examples 1 to 7, and the FT-IR spectra (hereinafter referred to as “FT-IR spectra before cleaning”) were measured for the lyocell tow with added functional additives and the lyocell tow of Comparative Example 1 without added functional additives, respectively.
  • FT-IR spectra after cleaning the FT-IR spectra after cleaning
  • the FT-IR spectra (FT-IR spectra before cleaning) for the lyocell tow manufactured in each of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 and the FT-IR spectra (FT-IR spectra after cleaning) for the lyocell tow manufactured in each of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 after cleaning with hexane were compared, and the results are shown in FIGS. 3 to 9 and FIG. 2, respectively.
  • the FT-IR spectra shown at the top in FIGS. 2 to 9 are FT-IR spectra for the lyocell tow before cleaning
  • the FT-IR spectra shown at the bottom in FIGS. 2 to 9 are FT-IR spectra for the lyocell tow after cleaning.
  • the FT-IR spectrum of the lyocell tow before cleaning shows a vibration peak with a significantly higher height at 1738.22 cm -1 located within the range of 1735 cm -1 to 1745 cm -1 compared to the FT-IR spectrum of the lyocell tow before cleaning, shown in the upper part of FIG. 2, and the FT-IR spectrum of the lyocell tow before cleaning, shown in the upper part of FIG. 4, shows a vibration peak with a significantly higher height at 1737.23 cm -1 located within the range of 1735 cm -1 to 1745 cm -1 compared to the FT-IR spectrum of the lyocell tow before cleaning, shown in the upper part of FIG.
  • a filter for a smoking article was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that cellulose acetate tow without any functional additives was used instead of lyocell tow.
  • a filter for smoking articles was manufactured in the same manner as in Comparative Example 2, except that 20 uL of PEG 600 was added to the cellulose acetate tow.
  • a filter for smoking articles was manufactured in the same manner as in Comparative Example 3, except that TEC was added instead of PEG 600 to cellulose acetate tow.
  • a filter for a smoking article was manufactured in the same manner as in Comparative Example 3, except that TA was added instead of PEG 600 to the cellulose acetate tow.
  • a filter for a smoking article was manufactured in the same manner as in Comparative Example 3, except that the total weight of TA and TEC was 20 uL and the content was added in a 1:1 ratio (i.e., TA and TEC were each added in an amount of 10 uL).
  • a filter for smoking articles was manufactured in the same manner as in Comparative Example 3, except that instead of PEG 600, PEG 600 and TEC were added in a total weight of 20 uL and the content was 1:1 to the cellulose acetate tow.
  • a filter for smoking articles was manufactured in the same manner as in Comparative Example 3, except that instead of PEG 600, PEG 600 and TA were added in a total weight of 20 uL and the content was 1:1 to the cellulose acetate tow.
  • a filter for a smoking article was manufactured in the same manner as in Comparative Example 3, except that the total weight of TA, TEC, and PEG 600 was 20 uL instead of PEG 600 in the cellulose acetate tow, and the contents of TA, TEC, and PEG were added in a ratio of 1:1:1.
  • the cellulose acetate tow portion was extracted from the smoking article filters of Comparative Examples 3 to 9, and the FT-IR spectra (hereinafter referred to as “FT-IR spectra before cleaning”) were measured for the cellulose acetate tow to which the functional additive was added and the cellulose acetate tow of Comparative Example 2 to which the functional additive was not added, and the FT-IR spectra (hereinafter referred to as “FT-IR spectra after cleaning”) for the cellulose acetate tow of Comparative Examples 2 to 9 were cleaned using hexane, and the FT-IR spectra (hereinafter referred to as “FT-IR spectra after cleaning”) for the cleaned cellulose acetate tow were
  • the FT-IR spectra (FT-IR spectra before cleaning) for the cellulose acetate tow manufactured in each of Comparative Examples 2 to 9 and the FT-IR spectra (FT-IR spectra after cleaning) for the cellulose acetate tow manufactured in each of Comparative Examples 2 to 9 after cleaning with hexane are compared, and the results are shown in FIGS. 10 to 17, respectively.
  • the FT-IR spectra shown at the top in FIGS. 10 to 17 are FT-IR spectra for the cellulose acetate tow before cleaning, and the FT-IR spectra shown at the bottom in FIGS. 10 to 17 are FT-IR spectra for the cellulose acetate tow after cleaning.
  • the functional additive including at least one of TA, TEC, and PEG is added to the cellulose acetate tow, it can be indirectly confirmed that the cellulose acetate tow is chemically modified by the functional additive and that the functional additive and the cellulose acetate tow are chemically bonded.
  • FT-IR was measured before and after cleaning for lyocell tow having functional additives obtained in Examples 1, 5, and 7 in the same manner as in Experimental Example 1, and each FT-IR spectrum was analyzed to measure the height (H1) of the first vibration peak within the range of 1645 cm -1 to 1650 cm -1 , and the height (H2) of the second vibration peak within the range of 1735 cm -1 to 1745 cm -1 (see FIGS. 18 to 23), and the ratio of the height (H2) of the second vibration peak to the height (H1) of the first vibration peak (H2/H1) was calculated, respectively, and listed in Table 1.
  • FT-IR was measured before and after cleaning for cellulose acetate tows containing functional additives obtained in Comparative Examples 3, 7, and 9 in the same manner as in Experimental Example 1, and each FT-IR spectrum was analyzed to measure the height (H3) of the third vibration peak within the range of 1220 cm -1 to 1230 cm -1 , and the height (H2) of the second vibration peak within the range of 1735 cm -1 to 1745 cm -1 (see FIGS. 24 to 29), and the ratio of the height (H2) of the second vibration peak to the height (H3) of the third vibration peak (H2/H1) was calculated, respectively, and listed in Table 2.
  • the third vibration peak within the range of 1220 cm -1 to 1230 cm -1 may be a vibration peak corresponding to the acetate peak, i.e., a reference value, for defining similar parameters of lyocell tow.
  • the ratio of the height of the second vibration peak (H2) to the height of the first vibration peak (H1) calculated from the FT-IR spectrum of the lyocell tow with the functional additive added before cleaning (H2/H1) is greater than 1, being 1.03, 6.88, and 19.05 in Examples 1, 5, and 7, respectively, and the ratio of the height of the second vibration peak (H2) to the height of the first vibration peak (H1) calculated from the FT-IR spectrum of the lyocell tow with the functional additive added after cleaning (H2/H1) is less than 1, being 0.65, 0.80, and 0.63 in Examples 1, 5, and 7, respectively.
  • the lyocell tow with the functional additive added including at least one or more of PEG, TEC, and TA has the phenol-reducing substance added to the functional additive washed away by washing. That is, it can be indirectly confirmed that, despite the addition of a phenol-reducing substance to lyocell tow, no chemical transformation occurs in the lyocell tow due to the phenol-reducing substance.
  • the ratio of the height of the second vibration peak (H2) to the height of the third vibration peak (H3) calculated from the FT-IR spectrum of the cellulose acetate tow with the functional additive added before cleaning (H2/H3) is less than 1, which is 0.57, 0.59, and 0.69 in Comparative Examples 3, 7, and 9, respectively
  • the ratio of the height of the second vibration peak (H2) to the height of the third vibration peak (H3) calculated from the FT-IR spectrum of the cellulose acetate tow with the functional additive added after cleaning (H2/H3) is 2.67, 0.61, and 0.53 in Comparative Examples 3, 7, and 9, respectively, which is less than or greater than 1.
  • the cellulose acetate tow to which the functional additive including at least one of PEG, TEC, and TA is added substantially maintains the binding relationship between the phenol-reducing material added to the functional additive by cleaning and the cellulose acetate tow. That is, when the phenol-reducing material is added to the cellulose acetate tow, it can be indirectly confirmed that a chemical transformation occurs in the cellulose acetate tow by the phenol-reducing material because it is not cleaned by the cleaning agent.
  • FIG. 1 provides a drawing showing a schematic configuration of a smoking article according to one specific example of the present invention.
  • the smoking article (100) includes a smoking material portion (10) and a filter portion (20), and the filter for smoking articles described above can be applied to the filter portion (20) of the smoking article (100).
  • the smoking material portion (10) is located upstream compared to the filter portion (20).
  • the above smoking material portion (10) can be filled with a smoking material such as raw leaf tobacco, sheet tobacco, or a mixture of leaf tobacco and sheet tobacco.
  • the processed smoking material can be filled in the smoking material portion (10) in a sheet form or a piece of paper.
  • the smoking material portion (10) can have an elongated rod form, and its length, circumference, and diameter are not particularly limited, but can be adjusted to a size generally used in the relevant technical field in consideration of the amount of smoking material filled, the user's preference, etc.
  • the smoking material portion (10) can include at least one aerosol-generating material among glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol.
  • the smoking material portion (10) can contain other additives such as a flavoring agent, a humectant, and/or an acetate compound.
  • the aerosol-generating material and the additives can be contained in the smoking material.
  • the filter unit (20) is arranged downstream of the smoking material unit (10) and functions as a filter through which aerosol material generated from the smoking material unit (10) passes immediately before the user inhales it.
  • the filter unit (20) can be manufactured from various materials or shapes.
  • the filter unit (20) according to one specific example of the present invention basically includes the above-described smoking article filter including lyocell tow including a plurality of lyocell fibers and triethyl citrate (TEC) dispersed on the lyocell tow.
  • the smoking article filter including lyocell tow and triethyl citrate (TEC) can replace all or part of the filter unit (20) of an existing smoking article, and when replacing part of it, a previously used filter material can be used together.
  • Existing filter materials for example, a cellulose acetate filter, a paper filter, a hollow tube filter, etc. can be used.
  • the filter unit (20) is illustrated as a mono filter consisting of a single filter, but is not limited thereto.
  • the filter unit (20) may be provided as a dual filter or triple filter having two or more filters to increase filter efficiency.
  • one of the plurality of filters may be a filter including lyocell tow including the lyocell fiber of the present invention and triethyl citrate (TEC) dispersed in the lyocell tow (hereinafter, “Lyocell filter”), and another filter among the plurality of filters may be a cellulose acetate filter and/or a paper filter.
  • the length of the lyocell filter of the present invention may be 25% to 50% of the total length of the filter unit (20).
  • the smoking article (100) may further include a hollow tube structure, which is a tube-shaped structure including a hollow space inside.
  • the hollow tube structure may be placed downstream of a filter section (20) including a lyocell filter.
  • the hollow tube structure may have perforations formed therein, but is not limited thereto.
  • the hollow tube structure may not have perforations formed therein.
  • the perforations may be formed at a position 10 mm to 15 mm upstream from the downstream end of the smoking article (100).
  • the exterior of the above smoking material portion (10) and filter portion (20) can be wrapped by a wrapper (30a or 30b).
  • the above smoking material portion (10) may be wrapped by a smoking material portion wrapper (30a). Some of the cigarette smoke generated during the combustion process of a typical smoking material portion (10) is released into the atmosphere through the smoking material portion wrapper (30a) before passing through the filter portion (20), and the side smoke causes discomfort to passive smokers.
  • Various attempts have been made to reduce such side 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) may be applied with a filler mixed with magnesium oxide (MgO and/or Mg(OH) 2 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ) to reduce side smoke while preventing smoke taste, burn-off, and burn-out.
  • MgO and/or Mg(OH) 2 magnesium oxide
  • CaCO 3 calcium carbonate
  • the above filter part (20) can be wrapped by a filter part wrapper (30b).
  • the filter part wrapper (30b) can be made of a paper having oil resistance, and the inner surface of the filter part wrapper (30b) may further include aluminum foil.
  • the filter part wrapper (30b) can have a basis weight of 90 mg -2 or less, but is not limited thereto.
  • the smoking material portion (10) wrapped by the smoking material portion wrapper (30a) and the filter portion (20) wrapped by the filter portion wrapper (30b) can be combined and wrapped by the tip paper (40).
  • the tip paper (40) can be wrapped around at least a portion (for example, a downstream portion) of the smoking material portion wrapper (30a) and the periphery of the filter portion wrapper (30b) as illustrated in FIG. 1.
  • at least a portion of the smoking material portion (10) and the filter portion (20) can be further wrapped and physically combined by the tip paper (40).
  • the tip paper (40) can be made of nonporous paper that has not been oil-resistant treated, but is not limited thereto.
  • the tip paper (40) can prevent the filter portion (20) from burning by including a non-combustible material, but is not limited thereto.

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Abstract

화학적으로 변형되지 않은 라이오셀 섬유를 포함하는 흡연 물품용 필터, 및 이를 포함하는 흡연 물품을 제공한다. 상기 화학적으로 변형되지 않은 라이오셀 섬유를 포함하는 흡연 물품용 필터는 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우, 및 상기 라이오셀 토우에 분산된 기능성 첨가제를 포함하되, 상기 복수개의 라이오셀 섬유 중 적어도 일부는 상기 기능성 첨가제에 의해 화학적으로 변형(chemically modified)되지 않고, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼은 1645 cm-1 내지 1650 cm-1 범위 내의 진동 피크(vibration peak)인 제1 진동 피크가 나타난다.

Description

화학적으로 변형되지 않은 라이오셀 섬유를 포함하는 흡연 물품용 필터, 및 이를 포함하는 흡연 물품
본 발명은 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우를 포함하는 흡연 물품용 필터에 관한 것으로, 상기 기능성 첨가제가 첨가됨에도 불구하고 상기 기능성 첨가제에 의해 라이오셀 섬유가 화학적으로 변형되지 않아 생분해도가 우수한 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다.
일반적인 담배 필터는 목재 펄프로부터 셀룰로오스를 추출하여 아세틸화 시킨 셀룰로오스 아세테이트 토우(tow)를 포함하고 있다. 또한, 담배 필터는 담배 제품으로 조립되어 소비자에게 유통되고, 끽연에 제공되며, 최종적으로 담배의 흡연 후 폐기된다. 또한, 담배 필터는 담배 필터 제조 공장으로부터 제조잔사로서 직접 폐기되는 것도 있다. 이들 담배필터 폐기물은 쓰레기로서 회수되고, 그 처리를 위하여 매립된다. 또한, 담배의 흡연은 경우에 따라서는 쓰레기로서 회수되지 않고 자연 환경 중에 방치되는 경우도 있다.
이에, 최근에는 자연환경 보호와 원가절감을 위하여 셀룰로오스 아세테이트 토우를 친환경 소재로 대체하는 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트와 달리 셀룰로오스 자체를 섬유화 시킨 라이오셀(lyocell) 섬유를 이용한 토우의 개발이 진행되고 있다.
흡연 물품용 필터를 제조함에 있어서 필터 성능을 향상시키기 위하여 토우 상에 기능성 첨가제를 첨가하고 있다. 예를 들어, 흡연 물품용 필터를 제조함에 있어서 흡연 시 발생하는 페놀류 물질을 특이적으로 감소시킬 수 있는 페놀류 관련 기능성 물질(또는, 페놀류 저감 물질)을 첨가하여, 주류연에서 페놀 연기 성분을 저감하고 있다. 종래에는 페놀류 관련 기능성 물질로서, 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate; TEC), 및 트리아세틴(triacetin; TA) 등이 셀룰로오스 아세테이트 토우에 첨가되는 것이 공지되어 있다. 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate; TEC)으로 이루어진 페놀류 관련 기능성 물질 이 소수성인 셀룰로오스 아세테이트에 첨가되는 경우, 페놀류 관련 기능성 물질은 셀룰로오스 아세테이트 섬유에 대하여 가소제 기능을 함께 수행하여 소수성인 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 상호 결합시켜 생분해도를 저하시키는 문제점이 있다.
생분해성이 높은 라이오셀 토우에 기능성 첨가제를 첨가하여도 라이오셀 섬유가 화학적으로 변형되지 않아 생분해성이 우수한 흡연 물품용 필터의 필요성이 대두되고 있다. 아울러, 기능성 첨가제가 적용됨에도 불구하고 라이오셀 섬유가 화학적으로 변형되지 않았는지 여부를 정확하게 분석할 수 있는 방법이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 흡연 물품용 필터에 있어서, 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우를 포함하는 흡연 물품용 필터에 관한 것으로, 상기 기능성 첨가제가 첨가됨에도 불구하고 상기 기능성 첨가제에 의해 라이오셀 토우를 구성하는 라이오셀 섬유가 화학적으로 변형되지 않아 생분해도가 우수한 흡연 물품용 필터를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 흡연 물품용 필터에 있어서, 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우를 포함하는 흡연 물품용 필터를 포함하는 흡연 물품에 관한 것으로, 상기 기능성 첨가제가 첨가됨에도 불구하고 상기 기능성 첨가제에 의해 라이오셀 토우를 구성하는 라이오셀 섬유가 화학적으로 변형되지 않아 생분해도가 우수한 흡연 물품용 필터를 포함하는 흡연 물품을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 흡연 물품용 필터는 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우; 및 상기 라이오셀 토우에 분산된 기능성 첨가제를 포함하되, 상기 복수개의 라이오셀 섬유 중 적어도 일부는 상기 기능성 첨가제에 의해 화학적으로 변형(chemically modified)되지 않고, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼은 1645 cm-1 내지 1650 cm-1 범위 내의 진동 피크(vibration peak)인 제1 진동 피크가 나타난다.
몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제는 유제 및 페놀류 저감 물질을 포함하되, 상기 페놀류 저감 물질은 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate; TEC), 및 트리아세틴(triacetin; TA) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼은 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내의 진동 피크인 제2 진동 피크가 더 나타날 수 있다.
몇몇 실시예에서, FT-IR 스펙트럼에서 상기 제1 진동 피크의 높이에 대한 상기 제2 진동 피트의 높이의 비율로 파라미터(PCF)가 정의되고, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼에서 파라미터 값은 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 파라미터 값보다 크거나 같을 수 있다.
몇몇 실시예에서, FT-IR 스펙트럼에서 상기 제1 진동 피크의 높이에 대한 상기 제2 진동 피트의 높이의 비율로 파라미터(PCF)가 정의되고, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼에서 파라미터 값은 1 이상 20 이하의 범위를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 후, 상기 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼에서 파라미터 값은 1 이하의 값을 가질 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 흡연 물품용 필터는 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우; 및 상기 라이오셀 토우에 분산된 기능성 첨가제를 포함하되, 상기 복수개의 라이오셀 섬유 중 적어도 일부는 상기 기능성 첨가제에 의해 화학적으로 변형(chemically modified)되지 않고, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼은 C-H 결합에 해당하는 진동 피크(vibration peak)인 제1 진동 피크가 나타난다.
몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼은 C=O 결합에 해당하는 진동 피크(vibration peak)인 제2 진동 피크가 더 나타날 수 있다.
몇몇 실시예에서, FT-IR 스펙트럼에서 상기 제1 진동 피크의 높이에 대한 상기 제2 진동 피트의 높이의 비율로 파라미터(PCF)가 정의되고, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼에서 파라미터 값은, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 파라미터 값보다 클 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 흡연물질부, 필터부, 및 래퍼를 포함하는 흡연 물품에 있어서, 상기 필터부는 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우, 및 상기 라이오셀 토우에 분산된 기능성 첨가제를 포함하되, 상기 복수개의 라이오셀 섬유 중 적어도 일부는 상기 기능성 첨가제에 의해 화학적으로 변형(chemically modified)되지 않고, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼은 1645 cm-1 내지 1650 cm-1 범위 내의 진동 피크(vibration peak)인 제1 진동 피크가 나타난다.
일 실시예에 따른 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품에 따르면, 페놀류 저감 성능을 가지는 페놀류 저감 물질을 포함하는 기능성 첨가제가 라이오셀 토우에 분산됨에도 불구하고 기능성 첨가제에 의해 라이오셀 섬유가 화학적으로 변형되지 않아 라이오셀 섬유의 우수한 생분해성을 유지할 수 있는 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품을 제공할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품에 따르면, 페놀류 저감 성능을 가지는 페놀류 저감 물질을 포함하는 기능성 첨가제가 라이오셀 토우에 분산됨으로써 생분해성이 우수하며 페놀 저감 성능 또한 우수한 흡연 물품용 필터 및 이를 포함하는 흡연 물품을 제공할 수 있다.
아울러, 라이오셀 토우 상에 페놀류 저감 물질이 첨가되는 경우, 라이오셀 섬유가 화학적으로 변형되지 않음을 FT-IR 분석법을 이용하여 명확하게 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡연 물품의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 기능성 첨가제가 분산되지 않은 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 3은 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 4는 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 5는 TA를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 6은 TA 및 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 7은 PEG 및 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 8은 TA 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 9은 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 10은 기능성 첨가제가 분산되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 11은 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 12는 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 13은 TA를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 14는 TA 및 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 15는 PEG 및 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 16은 TA 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 17은 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 18은 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 19는 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우(도 18의 라이오셀 토우)를 세정하고, 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 20은 TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 21은 TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우(도 20의 라이오셀 토우)를 세정하고, 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 22는 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 23은 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우(도 22의 라이오셀 토우)를 세정하고, 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 24는 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 25는 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우(도 24의 셀룰로오스 아세테이트 토우)를 세정하고, 세정된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 26은 TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 27은 TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우(도 26의 셀룰로오스 아세테이트 토우)를 세정하고, 세정된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 28은 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 29는 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우(도 28의 셀룰로오스 아세테이트 토우)를 세정하고, 세정된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
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 상관없이 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 제품을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "흡연 물질"(smoking material)이란, 흡연 물품에 사용될 수 있는 모든 종류의 물질을 의미할 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.
본 명세서에서, "길이 방향"(longitudinal direction)은 흡연 물품의 길이 방향 축에 상응하는 방향을 의미할 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 다양한 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡연 물품의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
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. 흡연물질은 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 1에 도시된 흡연 물품(1)에 있어서, 흡연 물질부(10)는 흡연 물품용 필터부(20, 또는 흡연 물품용 필터, 필터부)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 발명은 흡연 물품(1)에 포함되는 흡연 물품용 필터(20, 또는 흡연 물품용 필터부)의에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡연 물품용 필터(20)는 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우, 및 상기 라이오셀 토우에 분산된 기능성 첨가제를 포함하되, 상기 복수개의 라이오셀 섬유 중 적어도 일부는 상기 기능성 첨가제에 의하여 화학적으로 변형(chemically modified)되지 않을 수 있다.
본 명세서에서 '화학적으로 변형(chemically modified)되지 않는다'는 의미는 기능성 첨가제가 라이오셀 토우에 첨가됨에도 불구하고 라이오셀 토우를 구성하는 복수개의 라이오셀 섬유가 상기 기능성 첨가제와 화학적으로 합성되지 않거나 화학적으로 결합되지 않거나 조성 변형되지 않아 라이오셀 섬유의 화학적 성질 및 특성이 변화되지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, 기능성 첨가제가 첨가된 라이오셀 토우에 포함된 라이오셀 섬유의 화학적 성질 및 특성과 기능성 첨가제가 첨가되지 않은 라이오셀 토우에 포함된 라이오셀 섬유의 화학적 성질 및 특성이 상호 동일한 것을 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품용 필터(20)에 포함되는 라이오셀 토우는 기능성 첨가제가 첨가됨에도 불구하고 화학적으로 변형되지 않은 천연 중합체에 속하는 재생 셀룰로오스에 해당되는 복수개의 라이오셀 섬유로 구성됨에 따라, 생분해성이 우수한 특징을 가지는 라이오셀 섬유의 특성이 유지되어 이로 구성된 라이오셀 토우를 포함하는 흡연 물품용 필터의 생분해성 또한 우수할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제는 라이오셀 토우를 형성하는 공정에서 라이오셀 섬유 상에 첨가될 수도 있고, 라이오셀 토우를 이용하여 흡연 물품용 필터를 형성하는 공정에서 라이오셀 토우 상에 첨가될 수도 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 기능성 첨가제가 라이오셀 토우를 형성하는 공정에서 라이오셀 섬유 상에 첨가되는 경우에는 라이오셀 섬유의 표면 상에 스프레이 타입(spray type)으로 직접 분사되어 첨가될 수 있다. 또한, 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 기능성 첨가제가 흡연 물품용 필터를 형성하는 공정에서 라이오셀 토우 상에 첨가되는 경우에는 브러쉬 타입(brush type)으로 간접 분사되어 첨가될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제는 페놀류 관련 기능성 물질 및 유제를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제는 페놀류 관련 기능성 물질을 포함할 수 있고, 상기 페놀류 관련 기능성 물질은 페놀류 저감 물질일 수 있다. 상기 "페놀"은 방향족 탄화수소 작용기에 직접 결합된 히드록실기 (-OH)로 구성된 화학 화합물의 집단을 지칭할 수 있고, 페놀기는 페놀, 카테콜, m+P 크레졸 및 o-크레졸을 포함한다. 상기 “페놀류 저감 물질”은 흡연 시 발생하는 연기 중의 페놀류 물질, 예컨대 페놀, 카테콜, m+P 크레졸, o-크레졸 중 적어도 하나를 특이적으로 감소시킬 수 있는 물질에 해당하는 것일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 페놀류 저감 물질은 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate; TEC), 및 트리아세틴(triacetin; TA) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼은 적어도 1645 cm-1 내지 1650 cm-1 범위 내의 진동 피크(vibration peak)인 제1 진동 피크가 나타날 수 있다. 상기 FT-IR 스페트럼에서 1645 cm-1 내지 1650 cm-1 범위 내의 제1 진동 피크는 탄소-수소(C-H) 결합에 해당되는 진동 피크일 수 있다. 상기 탄소-수소(C-H) 결합에 해당되는 진동 피크는 라이오셀 결정수에 해당하는 진동 피크일 수 있다. 이에 따라 제1 진동 피크는 후술하는 파라미터(PCF)를 정의하기 위한 기준값일 수 있다.
상기 FT-IR 스펙트럼은 "IN10MX(Thermo Fisher Scientific사 제조)"를 사용하여 ATR법(전반사법)에 따라 얻을 값일 수 있다.
일 실시예에 따른 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼은 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내의 진동 피크(vibration peak)인 제2 진동 피크가 더 나타날 수 있다. 상기 FT-IR 스페트럼에서 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위인 제2 진동 피크는 탄소=산소(C=O) 결합에 해당되는 진동 피크일 수 있다.
일 실시예에서, 기능성 첨가제에 포함된 페놀류 저감 물질이 라이오셀 토우에 첨가되어 상기 페놀류 저감 물질에 의해 라이오셀 토우를 구성하는 복수개의 라이오셀 섬유가 화학적으로 변형하였는지 여부를 분석하기 위하여 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우를 FT-IR 분석하여 얻은 FT-IR 스펙트럼과 상기 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 세정된 라이오셀 토우를 FT-IR 분석하여 얻은 FT-IR 스펙트럼을 이용할 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 라이오셀 섬유가 페놀류 저감 물질에 의해 화학적으로 변형되었는 지 여부를 분석하기 위하여 FT-IR 스펙트럼에서 나타나는 제1 진동 피크의 높이(H1)에 대한 제2 진동 피크(H2)의 비(H2/H1)로 파라미터(PCF)를 정의할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 세정제는 HFIP 용매, MeOH, Hexane 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼에서 파라미터(PCF) 값은 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 파라미터(PCF) 값보다 크거나 같을 수 있다.
다른 몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼에서 파라미터(PCF) 값은 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 파라미터(PCF) 값보다 클 수 있다.
몇몇 실시예에서, 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼에 나타난 제1 진동 피크의 높이(H1)에 대한 제2 진동 피크의 높이(H2)의 비(H2/H1), 즉 파라미터(PCF)는 1 이상 20 이하의 범위, 또는 1 초과 20 미만의 범위를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 후, 상기 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼에서 파라미터(PCF) 값은 1 이하의 값을 가질 수 있다.
도 2는 기능성 첨가제가 분산되지 않은 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 3은 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이며, 도 4는 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 5는 TA를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이며, 도 6은 TA 및 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 7은 PEG 및 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이며, 도 8은 TA 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 9은 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
또한, 도 10은 기능성 첨가제가 분산되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 11은 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이며, 도 12는 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 13은 TA를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이며, 도 14는 TA 및 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 15는 PEG 및 TEC를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이며, 도 16은 TA 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 17은 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 18은 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이고, 도 19는 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우(도 18의 라이오셀 토우)를 세정하고, 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 20은 TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이고, 도 21은 TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우(도 20의 라이오셀 토우)를 세정하고, 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 22는 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이고, 도 23은 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우(도 22의 라이오셀 토우)를 세정하고, 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제1 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 24는 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이고, 도 25는 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우(도 24의 셀룰로오스 아세테이트 토우)를 세정하고, 세정된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 26은 TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이고, 도 27은 TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우(도 26의 셀룰로오스 아세테이트 토우)를 세정하고, 세정된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 28은 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이고, 도 29는 TA, TEC 및 PEG를 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우(도 28의 셀룰로오스 아세테이트 토우)를 세정하고, 세정된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 제3 진동 피크의 높이 및 제2 진동 피크의 높이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
이하, 도 2 내지 도 29를 참조하여, 페놀류 저감 물질을 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우를 FT-IR 분석하여 얻은 FT-IR 스펙트럼과 상기 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 세정된 라이오셀 토우를 FT-IR 분석하여 얻은 FT-IR 스펙트럼을 이용하여 기능성 첨가제에 포함되는 페놀류 저감 물질에 의하여 라이오셀 섬유에 화학적 변화가 없음을 설명하고자 한다.
실시예 1 (라이오셀 토우+PEG 600)
PEG 600 20uL을 첨가한 라이오셀 토우를 이용하여 흡인 저항이 405mmWG, 길이가 108mm, 둘레가 24.2mm 조건을 만족하도록 제조된 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
실시예 2 (라이오셀 토우+TEC)
라이오셀 토우에 PEG 600 대신 TEC를 첨가(즉, TEC 20uL)하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
실시예 3 (라이오셀 토우+TA)
라이오셀 토우에 PEG 600 대신 TA를 첨가(즉, TA 20uL)하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
실시예 4 (라이오셀 토우+TA+TEC)
라이오셀 토우에 PEG 600 대신 TA와 TEC의 총 중량이 20uL이되, 함량이 1:1로 첨가(즉, TA와 TEC를 각 10uL로 첨가)하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
실시예 5 (라이오셀 토우+PEG 600+TEC)
라이오셀 토우에 PEG 600 대신 PEG 600와 TEC의 총 중량이 20uL이되, 함량이 1:1로 첨가되는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
실시예 6 (라이오셀 토우+PEG 600+TA)
라이오셀 토우에 PEG 600 대신 PEG 600과 TA의 총 중량이 20uL이되, 함량이 1:1로 첨가되는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
실시예 7 (라이오셀 토우+PEG 600+TA+TEC)
라이오셀 토우에 PEG 600 대신 TA, TEC, PEG 600의 총 중량이 20uL이되, TA, TEC, PEG의 함량이 1:1:1로 첨가되는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
비교예 1 (라이오셀 토우)
라이오셀 토우에 기능성 첨가제를 첨가하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
<실험예 1> 페놀류 저감 물질을 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우의 세정 전/세정 후의 FT-IR 스펙트럼 비교 분석
푸리에 변환 적외선 분광계로서 IN10MX(Thermo Fisher Scientific사 제조)를 이용하여 측정 범위 400cm-1 내지 4000cm-1, 적산 횟수 32회, ATR법(전반사법)의 측정 조건 하에서, 상기 실시예 1 내지 7의 흡연 물품용 필터에서 라이오셀 토우 부분을 각각 추출하여 기능성 첨가제가 첨가된 라이오셀 토우, 및 비교예 1의 기능성 첨가제가 첨가되지 않은 라이오셀 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼(이하, '세정 전 FT-IR 스펙트럼'이라 함)을 각각 측정하고, 상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1의 라이오셀 토우를 Hexane을 이용하여 세정하고, 세정된 라이오셀 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼(이하, '세정 후 FT-IR 스펙트럼'이라 함)을 각각 측정하였다.
구체적으로, 각 실시예 1 내지 7, 및 비교예 1에서 제조된 라이오셀 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼(세정 전 FT-IR 스펙트럼)과 각 실시예 1 내지 7, 및 비교예 1에서 제조된 라이오셀 토우를 Hexane로 세정한 후, 세정된 라이오셀 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼(세정 후 FT-IR 스펙트럼)을 비교하여 도 3 내지 도 9, 및 도 2에 각각 나타내었다. 도 2 내지 도 9에서 상단에 도시된 FT-IR 스펙트럼은 세정 전 라이오셀 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼이고, 도 2 내지 도 9에서 하단에 도시된 FT-IR 스펙트럼은 세정 후 라이오셀 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼이다.
도 2 내지 도 9의 각 상단에서 도시하고 있는 각 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼을 비교하면, TEC, PEG, 또는 TA 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제가 첨가된 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼(도 3 내지 도 9의 상단)은 기능성 첨가제가 첨가되지 않은 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스페트럼(도 2의 상단) 대비 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내에 위치하는 진동 피크(vibration peak)의 높이가 현저하게 커지는 것을 확인할 수 있다.
예를 들어, 도 3의 상단에 도시된 PEG가 첨가된 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼은 도 2의 상단에 도시된 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼 대비 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내에 위치하는 1738.22 cm-1에서 높이가 현저히 높은 진동 피크가 나타나고, 도 4의 상단에 도시된 TEC가 첨가된 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼은 도 2의 상단에 도시된 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼 대비 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내에 위치하는 1737.23 cm-1에서 높이가 현저히 높은 진동 피크가 나타나며, 도 5의 상단에 도시된 TA가 첨가된 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼은 도 2의 상단에 도시된 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼 대비 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내에 위치하는 1739.56 cm-1에서 높이가 현저히 높은 진동 피크가 나타나는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 라이오셀 토우에 TA, TEC, 또는 PEG 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제를 첨가하는 경우 탄소=산소(C=O) 결합에 해당되는 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내에 위치하는 진동 피크의 높이가 커지며, 상기 기능성 첨가제에 포함될 수 있는 TA, TEC, 또는 PEG 중 적어도 하나 이상에 탄소=산소(C=O) 결합이 존재함을 확인할 수 있다.
또한, 도 3 내지 도 9의 상단과 하단에 도시하고 있는 FT-IR 스펙트럼을 상호 대비하면, 각 도면 상단에서 도시하고 있는 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼 대비 각 도면 하단에서 도시하고 있는 라이오셀 토우의 세정 후 FT-IR 스펙트럼에는 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내에 위치하는 진동 피크가 측정되지 않거나 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼 대비 현저히 작은 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, TA, TEC, PEG 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제가 첨가된 라이오셀 토우를 세정하는 경우, 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위에서 측정되는 탄소=산소(C=O) 결합이 감소 또는 제거되는 것을 확인할 수 있다. 즉, TA, TEC, PEG 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제가 라이오셀 토우의 세정에 의해 세정되어 제거되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, TA, TEC, PEG 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제가 라이오셀 토우에 첨가됨에도 불구하고 상기 기능성 첨가제에 의해 라이오셀 토우에 화학적 변형이 발생하지 않음을 간접적으로 확인할 수 있다.
비교예 2 (셀룰로오스 아세테이트 토우)
라이오셀 토우 대신 기능성 첨가제가 첨가되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 토우를 이용하여 제조하는 것을 제외하고 비교예 1과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
비교예 3 (셀룰로오스 아세테이트 토우+PEG 600)
셀룰로오스 아세테이트 토우에 PEG 600을 20uL을 첨가한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
비교예 4 (셀룰로오스 아세테이트 토우+TEC)
셀룰로오스 아세테이트 토우에 PEG 600 대신 TEC를 첨가하는 것을 비교예 3과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
비교예 5(셀룰로오스 아세테이트 토우+TA)
셀룰로오스 아세테이트 토우에 PEG 600 대신 TA를 첨가하는 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
비교예 6 (셀룰로오스 아세테이트 토우+TA+TEC)
셀룰로오스 아세테이트 토우에 TA와 TEC의 총 중량이 20uL이되, 함량이 1:1로 첨가(즉, TA와 TEC를 각 10uL로 첨가)하는 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
비교예 7 (셀룰로오스 아세테이트 토우+PEG 600+TEC)
셀룰로오스 아세테이트 토우에 PEG 600 대신 PEG 600와 TEC의 총 중량이 20uL이되, 함량이 1:1로 첨가되는 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
비교예 8 (셀룰로오스 아세테이트 토우+PEG 600+TA)
셀룰로오스 아세테이트 토우에 PEG 600 대신 PEG 600과 TA의 총 중량이 20uL이되, 함량이 1:1로 첨가되는 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
비교예 9 (셀룰로오스 아세테이트 토우+PEG 600+TA+TEC)
셀룰로오스 아세테이트 토우에 PEG 600 대신 TA, TEC, PEG 600의 총 중량이 20uL이되, TA, TEC, PEG의 함량이 1:1:1로 첨가되는 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 흡연 물품용 필터를 제조하였다.
<실험예 2> 페놀류 저감 물질을 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전/세정 후의 FT-IR 스펙트럼 비교 분석
푸리에 변환 적외선 분광계로서 IN10MX(Thermo Fisher Scientific사 제조)를 이용하여 측정 범위 400cm-1 내지 4000cm-1, 적산 횟수 32회, ATR법(전반사법)의 측정 조건 하에서, 상기 비교예 3 내지 9의 흡연 물품용 필터에서 셀룰로오스 아세테이트 토우 부분을 각각 추출하여 기능성 첨가제가 첨가된 셀룰로오스 아세테이트 토우, 및 비교예 2의 기능성 첨가제가 첨가되지 않은 셀룰로오스 아세테이트 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼(이하, '세정 전 FT-IR 스펙트럼'이라 함)을 각각 측정하고, 상기 비교예 2 내지 9의 셀룰로오스 아세테이트 토우를 Hexane을 이용하여 세정하고, 세정된 셀룰로오스 아세테이트 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼(이하, '세정 후 FT-IR 스펙트럼'이라 함)을 각각 측정하였다.
구체적으로, 각 비교예 2 내지 9에서 제조된 셀룰로오스 아세테이트 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼(세정 전 FT-IR 스펙트럼)과 각 비교예 2 내지 9에서 제조된 셀룰로오스 아세테이트 토우를 Hexane로 세정한 후, 세정된 셀룰로오스 아세테이트 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼(세정 후 FT-IR 스펙트럼)을 비교하여 도 10 내지 도 17에 각각 나타내었다. 도 10 내지 도 17에서 상단에 도시된 FT-IR 스펙트럼은 세정 전 셀룰로오스 아세테이트 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼이고, 도 10 내지 도 17에서 하단에 도시된 FT-IR 스펙트럼은 세정 후 셀룰로오스 아세테이트 토우에 대한 FT-IR 스펙트럼이다.
도 11 내지 도 17의 상단과 하단에 도시하고 있는 FT-IR 스펙트럼을 상호 대비하면, 각 도면 상단에서 도시하고 있는 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼 대비 각 도면 하단에서 도시하고 있는 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 후 FT-IR 스펙트럼에는 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내에 위치하는 진동 피크가 대체로 유사하게 측정되는 것을 확인할 수 있다. 아울러, 셀룰로오스 아세테이트 토우의 경우 세정 전과 세정 후의 FT-IR 스펙트럼이 대체로 유사한 진동 피크 범위에서 진동 피크를 가지를 것을 확인할 수 있다.
따라서, TA, TEC, PEG 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제가 첨가된 라이오셀 토우를 세정하는 경우, 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위에서 측정되는 탄소=산소(C=O) 결합이 유지되는 것을 확인할 수 있다. 즉, TA, TEC, PEG 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제가 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정에 의해 세정되지 않고 셀룰로오스 아세테이트에 잔류하는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, TA, TEC, PEG 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제가 셀룰로오스 아세테이트 토우에 첨가되는 경우 상기 기능성 첨가제에 의해 셀룰로오스 아세테이트 토우에 화학적 변형이 발생되어 기능성 첨가제와 셀룰로오스 아세테이트 토우가 화학적 결합이 이루어졌음을 간접적으로 확인할 수 있다.
<실험예 3> 페놀류 저감 물질을 포함하는 기능성 첨가제가 분산된 라이오셀 토우 및 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전/세정 후의 FT-IR 스펙트럼 분석
도 18 내지 도 23을 참조하여, 상기 실시예 1, 실시예 5, 실시예 7에서 얻어진 기능성 첨가제가 첨가된 라이오셀 토우에 대하여 실험예 1과 동일한 방법으로 세정 전 및 세정 후의 FT-IR을 측정하고, 각 FT-IR 스펙트럼을 분석하여 1645 cm-1 내지 1650 cm-1 범위 내의 제1 진동 피크의 높이(H1)를 측정하고, 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내의 제2 진동 피크의 높이(H2)를 측정(도 18 내지 도 23 참조)하고, 제1 진동 피크의 높이(H1)에 대한 제2 진동 피크의 높이(H2)의 비(H2/H1)를 각각 산출하여 표 1에 기재하였다.
또한, 도 24 내지 도 29를 참조하여, 비교예 3, 비교예 7, 비교예 9에서 얻어진 기능성 첨가제가 첨가된 셀룰로오스 아세테이트 토우에 대하여, 실험예 1과 동일한 방법으로 세정 전 및 세정 후의 FT-IR을 측정하고, 각 FT-IR 스펙트럼을 분석하여 1220 cm-1 내지 1230 cm-1 범위 내의 제3 진동 피크의 높이(H3)를 측정하고, 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내의 제2 진동 피크의 높이(H2)를 측정(도 24 내지 도 29 참조)하고, 제3 진동 피크의 높이(H3)에 대한 제2 진동 피크의 높이(H2)의 비(H2/H1)를 각각 산출하여 표 2에 기재하였다. 한편, 1220 cm-1 내지 1230 cm-1 범위 내의 제3 진동 피크는 라이오셀 토우의 파라미터와 유사하게 정의하기 위한 아세테이트 피크에 해당되는 진동 피크, 즉 기준값일 수 있다.
세정 전 세정 후
H1 H2 H2/H1 H1 H2 H2/H1
실시예1 0.33 0.34 1.03 0.26 0.17 0.65
실시예5 0.24 1.65 6.88 0.35 0.28 0.80
실시예7 0.19 3.62 19.05 0.36 0.24 0.63
세정 전 세정 후
H3 H2 H2/H3 H3 H2 H2/H3
비교예3 2.17 1.23 0.57 3.11 8.22 2.64
비교예7 3.07 1.82 0.59 4.72 2.87 0.61
비교예9 6.55 4.57 0.69 4.40 2.35 0.53
표 1을 참조하면, 기능성 첨가제를 첨가한 라이오셀 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼에서 산출된 제1 진동 피크의 높이(H1)에 대한 제2 진동 피크의 높이(H2)의 비(H2/H1)는 실시예 1, 실시예 5, 실시예 7에서 각각 1.03, 6.88, 19.05로 1보다 크고, 기능성 첨가제를 첨가한 라이오셀 토우의 세정 후 FT-IR 스펙트럼에서 산출된 제1 진동 피크의 높이(H1)에 대한 제2 진동 피크의 높이(H2)의 비(H2/H1)는 실시예 1, 실시예 5, 실시예 7에서 각각 0.65, 0.80, 0.63으로 1보다 작은 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, PEG, TEC, TA 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제가 첨가된 라이오셀 토우는 세정에 의해 기능성 첨가제에 첨가되는 페놀류 저감 물질이 세정되어 제거되는 것을 간접적으로 확인할 수 있다. 즉, 페놀류 저감 물질이 라이오셀 토우에 첨가됨에도 불구하고 상기 페놀류 저감 물질에 의해 라이오셀 토우에 화학적 변형이 발생하지 않음을 간접적으로 확인할 수 있다.
이에 반하여, 표 2를 참조하면 기능성 첨가제를 첨가한 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 전 FT-IR 스펙트럼에서 산출된 제3 진동 피크의 높이(H3)에 대한 제2 진동 피크의 높이(H2)의 비(H2/H3)는 비교예 3, 비교예 7, 및 비교예 9에서 각각 0.57, 0.59, 0.69로 1보다 작고, 기능성 첨가제를 첨가한 셀룰로오스 아세테이트 토우의 세정 후 FT-IR 스펙트럼에서 산출된 제3 진동 피크의 높이(H3)에 대한 제2 진동 피크의 높이(H2)의 비(H2/H3)는 비교예 3, 비교예 7, 및 비교예 9에서 각각 2.67, 0.61, 0.53으로 1보다 작거나 큰 것을 확인할 수 있다. 아울러, 세정 전 제3 진동 피크의 높이(H3)에 대한 제2 진동 피크의 높이(H2)의 비(H2/H3)와 세정 후 제3 진동 피크의 높이(H3)에 대한 제2 진동 피크의 높이(H2)의 비(H2/H3)의 차이가 크지 않은 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, PEG, TEC, TA 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기능성 첨가제가 첨가된 셀룰로오스 아세테이트 토우는 세정에 의해 기능성 첨가제에 첨가되는 페놀류 저감 물질과 셀룰로오스 아세테이트 토우 사이의 결합 관계가 실질적으로 유지된다는 것을 간접적으로 확인할 수 있다. 즉, 페놀류 저감 물질이 셀룰로오스 아세테이트 토우에 첨가되는 경우, 세정제에 의해 세정되지 않는 바 상기 페놀류 저감 물질에 의해 셀룰로오스 아세테이트 토우에 화학적 변형이 발생한다는 것임을 간접적으로 확인할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 흡연 물품용 필터는 흡연 물품에 적용될 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 흡연 물품의 개략적인 구성을 도시한 도면을 제공한다. 상기 흡연 물품(100)은 흡연물질부(10) 및 필터부(20)를 포함하고, 상술한 흡연 물품용 필터는 흡연 물품(100)의 필터부(20)에 적용될 수 있다. 상기 흡연 물품(100)에서 흡연물질부(10)는 필터부(20)에 비해 상류에 위치한다.
상기 흡연물질부(10)는 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)는 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.
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 재질 또는 형태로 제조될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따른 필터부(20)는 기본적으로 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우 및 상기 라이오셀 토우 상에 분산된 트리에틸 시트레이트(TEC)를 포함하는 상술한 흡연 물품용 필터를 포함한다. 상기 라이오셀 토우 및 트리에틸 시트레이트(TEC)를 포함하는 흡연 물품용 필터는 기존 흡연 물품의 필터부(20) 전체 또는 일부를 대체할 수 있고, 일부를 대체하는 경우, 기존에 사용하였던 필터 소재를 함께 사용할 수 있다. 기존의 필터 소재는 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트 필터, 종이 필터, 중공 튜브 필터 등이 사용될 수 있다.
도 1에서는 필터부(20)가 단일 필터로 이루어진 모노 필터로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 필터부(20)는 필터 효율을 높이기 위해 2개 이상의 필터를 구비한 듀얼 필터 또는 삼중 필터 등으로 마련될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 필터부(20)가 듀얼 필터 또는 삼중 필터 등으로 마련되는 경우, 복수의 필터 중 어느 하나의 필터는 본 발명의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우 및 라이오셀 토우에 분산된 트리에틸 시트레이트(TEC)를 포함하는 필터(이하, 라이오셀 필터)가 적용되고, 복수의 필터 중 다른 필터는 셀룰로오스 아세테이트 필터 및/또는 종이 필터가 적용될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 라이오셀 필터의 길이는 필터부(20)의 전체 길이 대비 25% 내지 50%의 길이를 가질 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 흡연 물품(100)은 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태의 구조물인 중공형 튜브 구조물을 더 포함할 수도 있다. 상기 중공형 튜브 구조물은 라이오셀 필터를 포함하는 필터부(20)의 하류에 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 중공형 튜브 구조물에는 천공이 형성되어 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 중공형 튜브 구조물에는 천공이 형성되지 않을 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 중공형 튜브 구조물에 천공이 형성되어 있는 경우, 상기 천공은 흡연 물품(100)의 하류 말단으로부터 상류 방향으로 10 mm 내지 15mm 떨어진 위치에 형성될 수 있다.
상기 흡연물질부(10) 및 필터부(20)의 외부는 래퍼(30a 또는 30b)에 의해 포장될 수 있다.
상기 흡연물질부(10)는 흡연물질부 래퍼(30a)에 의하여 포장될 수 있다. 일반적인 흡연물질부(10)의 연소 과정에서 발생되는 담배연기 중 일부는 필터부(20)를 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. 몇몇 실시예에서, 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 적용될 수 있다.
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. 상술한 바와 같이, 필터부 래퍼(30b)는 90mg-2 이하의 평량을 가질 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
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.
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 (10)

  1. 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우; 및
    상기 라이오셀 토우에 분산된 기능성 첨가제를 포함하되,
    상기 복수개의 라이오셀 섬유 중 적어도 일부는 상기 기능성 첨가제에 의해 화학적으로 변형(chemically modified)되지 않고,
    상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼은 1645 cm-1 내지 1650 cm-1 범위 내의 진동 피크(vibration peak)인 제1 진동 피크가 나타나는,
    흡연 물품용 필터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기능성 첨가제는 유제 및 페놀류 저감 물질을 포함하되,
    상기 페놀류 저감 물질은 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate; TEC), 및 트리아세틴(triacetin; TA) 중 적어도 하나 이상을 포함하는,
    흡연 물품용 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼은 1735 cm-1 내지 1745 cm-1 범위 내의 진동 피크인 제2 진동 피크가 더 나타나는,
    흡연 물품용 필터.
  4. 제3 항에 있어서,
    FT-IR 스펙트럼에서 상기 제1 진동 피크의 높이에 대한 상기 제2 진동 피트의 높이의 비율로 파라미터(PCF)가 정의되고,
    상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼에서 파라미터 값은 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 파라미터 값보다 크거나 같은,
    흡연 물품용 필터.
  5. 제3 항에 있어서,
    FT-IR 스펙트럼에서 상기 제1 진동 피크의 높이에 대한 상기 제2 진동 피트의 높이의 비율로 파라미터(PCF)가 정의되고,
    상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼에서 파라미터 값은 1 이상 20 이하의 범위를 가지는,
    흡연 물품용 필터.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 후, 상기 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼에서 파라미터 값은 1 이하의 값을 가지는,
    흡연 물품용 필터.
  7. 복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우; 및
    상기 라이오셀 토우에 분산된 기능성 첨가제를 포함하되,
    상기 복수개의 라이오셀 섬유 중 적어도 일부는 상기 기능성 첨가제에 의해 화학적으로 변형(chemically modified)되지 않고,
    상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼은 C-H 결합에 해당하는 진동 피크(vibration peak)인 제1 진동 피크가 나타나는,
    흡연 물품용 필터.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼은 C=O 결합에 해당하는 진동 피크(vibration peak)인 제2 진동 피크가 더 나타나는,
    흡연 물품용 필터.
  9. 제8 항에 있어서,
    FT-IR 스펙트럼에서 상기 제1 진동 피크의 높이에 대한 상기 제2 진동 피트의 높이의 비율로 파라미터(PCF)가 정의되고,
    상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 상기 FT-IR 스페트럼에서 파라미터 값은, 상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우를 세정제를 이용하여 세정한 세정된 라이오셀 토우의 FT-IR 스펙트럼에서 파라미터 값보다 큰,
    흡연 물품용 필터.
  10. 흡연물질부, 필터부, 및 래퍼를 포함하는 흡연 물품에 있어서,
    상기 필터부는,
    복수개의 라이오셀 섬유를 포함하는 라이오셀 토우, 및
    상기 라이오셀 토우에 분산된 기능성 첨가제를 포함하되,
    상기 복수개의 라이오셀 섬유 중 적어도 일부는 상기 기능성 첨가제에 의해 화학적으로 변형(chemically modified)되지 않고,
    상기 기능성 첨가제가 분산된 상기 라이오셀 토우의 FT-IR 스페트럼은 1645 cm-1 내지 1650 cm-1 범위 내의 진동 피크(vibration peak)인 제1 진동 피크가 나타나는,
    흡연 물품.
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