KR20160030890A - 소화를 용이하게 하는 흡연 물품 필터 - Google Patents

Abstract

하나의 담배 로드, 하나의 필터 및 상기 담배 로드와 필터를 부착하는 필터 물질을 포함하는, 하나의 흡연 물품이 제공된다. 그 필터는, 흡연 물품의 의 최하측 하류 말단을 한정하고, 하나 이상의 필터 래퍼에 의해 둘러싸인, 여과 물질 필터를 포함한다. 그 여과 물질 플러그는 통기 구역을 포함한다. 상기 티핑 물질 및 상기 필터 래퍼 또는 필터 래퍼들은 흡연 물품의 길이 방향에 대해 직각인 통합 두께(t)를 가지며, 그리고 그 여과 물질 플러그 주위의 흡연 물품은 흡연 물품의 길이 방향에 대해 직각인 직경(D_SA)을 가진다. 그 직경(D_SA) 대 두께(t)의 비율은 약 80보다 적고, 그리고 여과 물질은 흡연 물품의 최하측 하류 말단까지 연장된다.

Description

소화를 용이하게 하는 흡연 물품 필터{SMOKING ARTICLE FILTER FOR EASY EXTINGUISHING}

본 발명은 흡연 물품용 필터 및 필터를 포함하는 흡연 물품에 관한 것이다.

궐련(cigarette)과 같은 가연성 흡연 물품은 일반적으로 담배 로드(rod)를 형성하는 종이 래퍼(paper wrapper)에 의해 둘러싸인 (보통 각초(cut filler) 형태의) 썰은 담배(shredded tobacco)를 포함한다. 궐련은 소비자가 그것의 한 말단에 불을 붙이고 썰은 담배 로드를 태워서 사용한다. 그런 다음 소비자는 궐련의 대향하는 말단(마우스 말단 또는 필터 말단)에서 흡인하여 주류연(mainstream smoke)을 받게 된다. 썰은 담배는 단일 유형의 담배이거나 둘 이상의 유형의 담배의 블렌드일 수 있다.

흡연 물품, 특히 궐련은, 일반적으로 담배 로드 또는 다른 에어로졸 형성 기재와 끝과 끝이 맞닿은(end-to-end) 상태로 정렬된 필터(filter)를 포함한다. 필터는 전형적으로 필터 래퍼에 포장된 셀룰로오스 아세테이트 토우의 플러그를 포함한다. 필터는 일반적으로, 필터 및 담배 로드의 인접 부분의 위에 가로놓인 티핑 종이에 의해, 담배 로드 또는 담배 기재에 부착된다.

주류연을 희석시키기 위해, 필터를 통기시키는(ventilate) 것이 종종 바람직하다. 주류연의 통기(ventilation)는 필터를 따르는 위치 주위로 티핑 종이에 있는 천공들의 줄 또는 줄들에 의해서 달성될 수 있다. 통기가 제공되는 곳으로서, 여하한 통공들도 없는 다공성 필터 래퍼들이 알려져 있다. 그러한 경우에, 통기 수준은, 단지 티핑 종이내의 천공들에 의해 조절될 수 있고, 그리고 티핑 종이는 흡연 물품이 제조되기 전에 사전 천공될 수 있다. 그러나, 다공성 필터 래퍼들은 구조적으로 취약하기 쉽고, 제조하기도 어렵다.

일반적으로, 소비자는, 담배 로드의 연소 구역이 티핑 종이의 끝단에 도달할 때까지 궐련을 피운다. 이 것은, 담배를 끄지 않으면, 담배의 작은 부분(티핑 종이가 담배 로드와 겹치는 곳)이 연소되지 않고 그대로 남아 있어서, 계속 연소할 것임을 의미한다. 그러므로, 소비자는 일반적으로, 필터를 잡고, 궐련의 불붙여진 말단을 재털이의 바닥 또는 다른 단단하고 불에 타지 않는 표면에 눌러서, 궐련의 불을 끈다. 이것은 불붙여진 말단의 구조를 붕괴시키고, 산소가 연소 담배에 도달하는 것을 방해하여, 담배 연소가 빠르게 끝나는 것이 보통이다. 그러나, 궐련의 불을 끄는 과정에서, 소비자의 손가락이 궐련의 불붙여진 말단 또는 재털이에 남아있는 오래된 재와 접촉하거나, 가까이 가게 된다.

그러므로, 흡연 후에 흡연 물품의 불을 끄기 위한, 보다 안전하고 위생적인 방법을 제공하는, 흡연 물품용 필터를 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 하나의 측면에 의해, 하나의 담배 로드; 흡연 물품의 최하측 하류 말단을 한정하고, 하나 이상의 필터 래퍼에 의해 둘러싸인, 여과 물질 필터 플러그를 포함하는 하나의 필터; 및 통기 구역을 포함하고, 담배 로드와 필터를 부착하는 티핑 물질;을 포함하는 흡연 물품이 제공되며, 여기서, 티핑 물질 및 필터 래퍼 또는 필터 래퍼들이 흡연 물품의 길이 방향에 대하여 직각인 통합 두께(t)를 가지고; 여과 물질 플러그 주위의 위치의 흡연 물품이, 흡연 물품의 길이 방향에 대하여 직각인, 직경(D_SA)을 가지며; 그 직경(D_SA) 대 두께(t)의 비율이 악 80보다 적고; 여과 물질이 상기 흡연 물품의 최하측 하류 밀단까지 연장되며; 통기 구역은 상기 티핑 물질을 통하는 천공들을 포함하며, 그리고 통공들은 하나 이상의 필터 래퍼들을 통해 연장된다.

도 1은, 흡연 물품의 네 가지 유형의 다섯 샘플에 대한 압축거리(mm) 대비 압축력(N)의 그래프를 도시한 것이다.

여러 가지 원통형 구조의 좌굴 강도(buckling strength, 挫屈强度)의 분석이 실시되어 왔으나, 이것은 일반적으로 건설 및 항공학 분야의 일이었고, 그 분야에서는 예상 압축 하중이 매우 높다. 또한, 위의 분석은 일반적으로 원통형 쉘(cylindrical shells)을 고려하였고, 원통형 쉘과 상호 작용할 수 있는 물질로 채웠거나 부분적으로 채운 쉘에 대한 분석 작업은 극히 적었다. 이러한 좌굴 강도는 흡연 물품용 필터에 대하여 아직 충분히 평가된 바 없으며, 이와 같은 효과의 모델링이 어렵다는 것은 주지의 사실이다. 그러나, 본 발명의 발명자들은, 주어진 필터 높이의 경우, 표준 필터 궐련에 대한 D_SA:t 비율을 감소시킴으로써, 흡연 물품 필터의 좌굴 강도 또는 임계 하중이 대폭 증가될 수 있다는 것을 관찰하였다. 이것은, 압축 하중에 의해 필터가 좌굴될 가능성을 대폭 감소시키는 한편, 흡연 물품이 소비자에 의해 꺼지도록 해준다.

또한, 필터 플러그의 여과 물질은 흡연 물품의 최하측 말단, 마우스 말단까지 연장된다. 말하자면, 필터의 마우스 말단이 채워져서, 속이 빈, 우묵한 또는 움푹 꺼진 마우스 말단을 만들지 않는다. 이것은, 임계 하중을 더 증가시킬 수 있는, 추가 강도를 제공할 수 있다. 이것은, (여과 물질 플러그의 주위에 말기가 더울 어려울 수 있는) 매우 두꺼운 필터 래퍼 또는 티핑 물질의 필요를 피할 수 있고, 담배를 끄는 동안에 좌굴을 더욱 감소시킨다. 더욱이, 전형적으로 소비자는, 소비자의 손가락이 궐련의 불붙여진 말단 또는 재떨이에 남은 오래된 재와의 접촉 가능성을 최소화하기 위하여, 소화 동안 흡연 물품의 최하측 하류 말단을 잡기 원할 것이다. 상기 여과 물질이 최하측 하류 말단까지 연장되기 때문에, 필터는 마우스 말단에 가해지는 소비자의 반경 방향 힘(radial force) [집게 동작(pincer action)]에 의해 야기되는 붕괴에 저항할 것이다. 이는, 결과적으로, 소화 동안 필터에 대한 안정성 향상을 제공한다.

약 80 보다 적은 직경(D_SA) 대 두께(t)의 비율을 제공함으로써, 그리고 마우스 말단까지 연장되는 여과 물질을 제공함으로써, 흡연 물품의 임계 하중이 증가될 수 있다. 이는 소화 동안 필터의 좌굴 가능성을 감소시켜 소비자의 손가락이 궐련의 불붙여진 말단 또는 재떨이 내에 남아있는 오래된 재와의 접촉할 가능성을 감소시킨다. 이는 또한 소화 과정 동안 소비자가 그 손가락에 화상 입을 가능성을 감소시킨다. 약 80 보다 적은 직경(D_SA) 대 두께(t)의 비율에 대하여, 표준 필터 궐련의 경우에 비해 적어도 두배의 임계 하중이 관찰되었다.

티핑 물질은 필터주위의 위치에 있는 통기 구역을 포함한다. 통기 구역은 이 티핑 물질을 관통하는 천공들을 포함한다. 그 천공들은 필터 래퍼 또는 필터 래퍼들을 통해 연장된다. 상기 천공들이 필터 구조를 약화시키더라도, 소화 과정 동안 필터의 좌굴 가능성을 줄이기에 충분할 만큼 임계 하중을 크게 유지하도록, 통기의 수준과 같은 필터의 특정 물성들이 선택될 수 있다. 그러한 하나의 물성이 하나 이상의 필터 래퍼의 다공성이다.

특히, 하나 이상의 필터 래퍼가 낮은 다공성을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 하나 이상의 필터 래퍼는 약 1000 Coresta 단위 보다 적은, 더 바람직하게는 약 500 Coresta 단위 보다 적은, 가장 바람직하게는 약 100 Coresta 단위 보다 적은 다공성을 갖는다. 그 다공성은 100 Coresta 단위만큼 낮을 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 다공성은 약 1 Coresta 유닛 보다 많을 수 있다. 그러한 낮은 다공성의 필터 래퍼는 필터의 강도를 개선하는데 도움이 되고, 흡연 용품의 임계 하중을 증가시키는데 도움이 될 수 있다. 이는, 천공들이 티핑 종이 및 하나 이상의 필터 래퍼를 통해 연장될 때, 특히 유리할 수 있다.

티핑 물질은 사전 천공된(pre-perforated) 표준 티핑 물질일 수도 있다. 그러나, 티핑 물질은 천공들에 대한 원하는 수, 크기 및 위치에 따라 제조 공정 동안에 (예를 들면, 레이저를 사용하여) 천공되는 것이 바람직하다.

천공들에 의해 제공되는 통기의 양은, 원하는 수준의 통기를 제공하기 위해 그리고 필터에 대하여 원하는 좌굴 강도를 보장하기 위하여, 선택될 수 있다. 약간의 통기는 필요한 반면, 너무 많은 통기는 임계 하중을 원하는 범위 이상으로 낮출 수 있다.

하나의 바람직한 구현예에서, 통기 구역은 주류연의 적어도 약 10% 통기를 제공한다. 대안적으로, 통기 구역은 주류연의 적어도 약 20 % 통기를 제공할 수 있다.

하나의 바람직한 구현예에서, 통기 구역은 주류연의 약 80% 보다 적은 통기를 제공한다. 이러한 통기의 수준을 초과하는 경우, 상기 필터의 임계 하중이 원하는 것보다 낮아질 수 있음이 발견되었다. 대안적으로, 통기 구역은 주류연의 약 70 % 보다 적은 통기를 제공할 수 있다.

천공들의 줄의 수는, 원하는 수준의 통기를 제공하기 위해 그리고 필터에 대하여 충분히 높은 좌굴 강도를 확보하도록, 선택될 수 있다. 하나 또는 둘의 천공들의 줄이 전형적으로 제공된다. 그러나, 일부 구현예에서 천공들의 줄은 7줄까지 제공될 수 있다.

천공들의 위치는, 필터에 대하여 원하는 수준의 통기를 제공하기 위해 그리고 충분히 높은 좌굴 강도를 보장하기 위하여, 선택될 수 있다. 천공들은 필터의 마우스 말단(최하측 하류 말단)으로부터 적어도 9 mm 에 있는 것이 바람직하다. 천공들은 담배 로드로부터 적어도 6 mm 에 있는 것이 바람직하다.

천공들의 크기 및 모양은 또한 필터에 원하는 수준의 통기를 제공하고, 충분히 높은 좌굴 강도를 확보하도록 선택될 수 있다.

용어들 "좌굴 강도" 와 "임계 하중"은, 흡연 물품 필터가 붕괴되거나 좌굴될 곳에 대한 축 방향 압축 하중을 나타내기 위하여 본 명세서에 교체 가능하게 사용된다.

본 명세서에서, 용어 “상류(upstream)” 및 “하류(downstream)”는 주류연이 필터를 통해 흡연 물품의 불붙은 말단(lit end)으로부터 흡인될 때에 주류연의 방향에 대하여 필터 또는 흡연 물품의 요소들 사이의 상대적인 위치를 설명하는 데에 사용된다. 주류연은 길이 방향으로 흡연 물품의 길이에 대략 평행하게 흐른다. 상기 흡연 물품의 가로 방향은 길이 방향에 수직이다.

하나 이상의 필터 래퍼는 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 물질들의 예는, 이들 셀룰로오스 기반 물질, 종이, 판지(cardboard), 레콘(recon), 셀룰로오스 기반 필름, 및 이들의 조합을 포함하나, 그에 한정되지 않는다 하나 이상의 필터 래퍼에는, 제조사 또는 브랜드 로고, 상표, 슬로건 및 다른 소비자 정보 및 표시(indicia)가 인쇄되거나, 양각되거나, 음각되거나 또는 달리 장식될 수도 있다. 그러나, 하나 이상의 필터 래퍼는 종이를 포함하는 것이 바람직하다.

다수의 필터 래퍼들이 가능하기는 하지만, 일반적으로 하나의 필터가 여과 물질 플러그의 주위에 제공된다. 본 발명에 의한 흡연 물품에서의 작은 직경(D_SA) 대 두께(t)의 비율이, 티핑 물질에 의하기보다는, 하나 이상의 필터 래퍼에 의해 주로 제공되는 것이 유리할 것이다. 이는 특히 두꺼운 티핑 물질에 대한 필요성을 방지한다. 이는 통기 구역이 티핑 물질에 간단히 형성될 수 있게 한다. 이는 또한, 담배 로드와 필터를 부착하기 위하여, 티핑 물질이 제조 중에 흡연 물품의 주위에 쉽게 휠 수 있게 해준다.

따라서, 하나 이상의 필터 래퍼는, 필터 래퍼의 기계 방향(machine direction)으로 적어도 약 0.08 N의 휨 강도(bending stiffness)를 갖는 것이 바람직하다.

하나 이상의 필터 래퍼는, 필터 래퍼의 기계 방향으로약 0.2 N 보다 적은 휨 강도를 가질 수 있다. 상기 필터 래퍼의 기계 방향은 바람직하게는 흡연 용품의 가로 방향에 상응한다.

바람직하게, 상기 하나 이상의 필터 래퍼는, 필터 래퍼의 전후 방향(cross direction)으로 적어도 약 0.04 N의 휨 강도를 갖는다.

하나 이상의 필터 래퍼가, 필터 래퍼의 전후 방향으로) 약 0.1 N 보다 적은 휨 강도를 가질 수 있다. 상기 필터 래퍼의 전후 방향은 흡연 용품의 길이 방향에 상응하는 것이 바람직하다.

본 명세서에 사용된 용어 “휨 강도(bending stiffness)”는 물질의 평면에 직각으로 가해진 굽힘 력(bending force)에 대한 물질의 저항도를 말한다. 상기 휨 강도는 국제 표준화 기구(ISO)의 테스트 ISO 5628: 2012 에 의하여 측정될 수 있다:

하나 이상의 필터 래퍼가 제공되는 경우, 하나 이상의 필터 래퍼의 주어진 방향에서의 전체(total) 휨 강도는, 각 필터 래퍼의 통합 휨 강도이다.

이미 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 흡연 물품에서의 작은 직경(D_SA) 대 두께(t)의 비율이, 티핑 물질에 의하기보다는, 하나 이상의 필터 래퍼에 의해 주로 제공되는 것이 유리할 것이다. 따라서, 하나 이상의 필터 래퍼가 약 50 그램/평방 미터(gm^-2) 보다 큰 평량(basis weight)을 가지는 것이 바람직하다. 이것이 원하는 임계 하중을 제공하는 것이 발견되었다. 하나 이상의 필터 래퍼가 약 100 gm^{- 2} 보다 적은 평량을 가지는 것이 바람직하다. 이 값 이상에서 필터의 임계 하중에 최소 이득(minimal gain)이 있음을 알게 되었다. 그러므로, 평량을 대략 이 값으로 제한하는 것이 유리한데, 그 이유는 필터 래퍼의 취급이 더 용이하기 때문이다. 하나 이상의 필터 래퍼가 약 65 gm^-2 와 약 85 gm^-2 사이의 평량을 가지는 것이 더 바람직하다. 하나 이상의 필터 래퍼가 약 70 gm^-2 와 약 80 gm^{- 2}사이의 평량을 가지는 것이 더욱 더 바람직하다. 바람직한 구현예에서, 단일 필터 래퍼가 제공되며, 이 단일 필터 래퍼는 위에서 설정한 평량을 갖는다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 다중 필터 래퍼가 제공될 수 있으며, 다중 필터 래퍼의 통합 평량(combined basis weight)은 위에서 설정한 평량일 수 있다.

직경(D_SA)은 여과 물질 플러그와 티핑 물질 및 필터 래퍼 또는 래퍼들의 전체 직경이다. 직경(D_SA)은, 여과 물질 플러그 주위의 한 위치에서 측정되기 때문에, 흡연 물품의 필터 부분의 직경으로 생각될 수 있다. 직경(D_SA)은 흡연 물품 및 필터의 길이 방향에 실질적으로 직각으로 측정된다. 직경(D_SA) 대 두께(t) 의 비율이 약 80보다 적은 한, 직경(D_SA)은 임의의 적합한 값을 가질 수 있다. 그러나, 직경(D_SA)이 종래의 흡연 물품과 실질적으로 동일한 것이 편리할 수 있다.

임의의 적합한 흡연 물품 직경(D_SA)이 선택될 수 있다. 그러나, 바람직하게 직경(D_SA)은 약 7.0 mm와 약 8.0 mm 사이이고, 더 바람직하게는 약 7.8 mm 이며, 가장 바람직하게는 약 7.84 mm 이다. 직경(D_SA)은 약 7.0 mm 일 수 있다. 이러한 직경들은 전형적으로 큰 사이즈의 흡연 물품에 해당하며, 그렇게 되면 상기 흡연 물품이 소화됨에 따른 좌굴에 특히 취약하다.

하나의 바람직한 구현예에서, 직경(D_SA) 대 두께(t) 의 비율은 약 50 보다 크다. 만일 D_SA /t > 약 50이면 두께(t)는 여전히 충분히 작아서, 필터 래퍼 또는 필터 래퍼들이 여과 물질 플러그 주위에 간단히 감기거나 휘어질 수 있다.

두께(t)는 티핑 물질과 상기 필터 래퍼 또는 필터 래퍼들의 통합 두께이다. 상기 두께(t)는 흡연 용품 및 필터의 길이 방향에 실질적으로 직각으로 측정된다. 직경(D_SA) 대 두께(t)의 비율이 약 80 보다 적으면, 두께(t)는 임의의 적합한 값을 가질 수 있다. 그러나, 직경(D_SA)이 실질적으로 통상의 흡연 물품과 같은 것이 편리할 수 있으며, 그러한 경우 두께(t)는 통상의 흡연 물품보다 크다.

두께(t)는 약 100 ㎛ 와 약 160 ㎛ 의 사이일 수 있다.

바람직하게는, 필터 래퍼 또는 래퍼들은 흡연 물품의 길이 방향에 대해 직각인 (만일 하나 이상의 래퍼가 제공되면, 통합된) 두께(t₁)를 갖는다. 흡연 물품의 길이 방향에 대해 실질적으로 직각인 티핑 물질의 두께를 t₂라고 지정할 수 있다.

바람직하게는, 필터 래퍼 또는 래퍼들은 흡연 물품의 길이 방향에 대해 직각인 두께(t₁)를 가지며, t₁/t는 약 0.65 보다 크다.

이미 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 흡연 물품에서의 작은 직경(D_SA) 대 두께(t)의 비율이, 티핑 물질에 의하기보다는, 하나 이상의 필터 래퍼에 의해 주로 제공되는 것이 유리할 것이다.

하나 이상의 필터 래퍼의 두께(t₁)는 약 90 μm와 약 120 μm의 사이일 수 있고, 바람직하게는 약 100 μm일 수 있다. 티핑 물질의 두께(t₂)는 약 30 μm와 약 70 μm의 사이일 수 있고, 바람직하게는 약 40 μm일 수 있다.

하나의 바람직한 구현예에서, t₁/t는 약 0.75이다. 예를 들어, 만일 두께(t)가 약 120 μm이면, t₁는 약 90 μm일 수 있고, t₂는 약 30 μm일 수 있다. 다른 바람직한 구현예에서, t₁/t는 약 0.71이다. 예를 들어, 만일 두께(t)가 약 140 μm이면, t₁는 약 100 μm일 수 있고, t₂ 는 약 40 μm일 수 있다.

바람직하게는, 필터는 필터의 길이 방향에 대해 실질적으로 평행인 높이(H)를 갖는다. 그 높이(H)는 여과 물질 플러그를 포함하는, 필터의 전체 높이를 지정한다. 즉, 상기 필터가 여과 물질 플러그에 더하여 하나 이상의 필터 세그먼트를 포함하는 경우, 높이(H)는 모든 필터 세그먼트들과 여과 물질 플러그의 전체 높이이다. 만일 필터가 여과 물질 플러그만을 포함하는 경우, 높이(H)는 여과 물질 플러그만의 높이이다.

바람직하게는, 필터는 약 15mm와 약 40mm 사이의 높이(H)를 가진다. 보다 더 바람직하게는, 필터는 약 18mm와 약 27mm 사이의 높이(H)를 가진다. 한 구현예에서, 필터는 약 27mm의 높이(H)를 가진다. 다른 구현예에서, 필터는 약 21 mm의 높이(H)를 가진다.

여과 물질은 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다. 여과 물질의 유형은, 흡연 중에 원하는 수준의 RTD 및 소화 동안의 원하는 수준의 강도를 제공하기 위하여, 선택될 수 있다. 적절한 물질의 예들은 이에 한정되지는 않지만, 초산 셀룰로오스, 셀룰로오스, 재구성 셀룰로오스, 폴리락트산, 폴리비닐 알코올, 나일론, 폴리하이드록시부티레이트(polyhydroxybutyrate), 전분과 같은 열가소성 물질, 부직포 물질, 길이 방향으로 배향된 화이버 및 랜덤하게 배향된 섬유, 크레이프(crepe), PLA 화이버, 및 그들의 조합을 포함하고 있다. 하나 이상의 물질들이 개방 셀 구조 속에 형성되어 있을 수도 있다. 필터의 전부 또는 일부는 활성탄 또는 다른 흡착제 물질을 포함할 수도 있다. 필터는 접착제 또는 가소제 또는 그들의 조합을 포함하고 있을 수도 있다. 여과 물질은 압축성이 있을 수 있다. 바람직한 구현예에서, 여과 물질은 셀룰로오스 아세테이트를 포함한다.

여과 물질은 임의의 적합한 필라멘트 당 데니어(dpf) 와 총 데니어(td)를 가질 수 있다. 일반적으로, 선택된 여과 물질은, 종래의 흡연 물품의 여과 물질과 비슷한 필라멘트 당 데니어, 총 데니어 및 총 밀도(total density)를 가질 수 있다.

티핑 물질은 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다. 적합한 물질들의 예는, 셀룰로오스계 물질, 종이, 판지, 레콘, 셀룰로오스 기반 필름 및 이들의 조합을 포함하나, 그에 한정되지 않는다. 티핑 물질에는, 제조사 또는 브랜드 로고, 상표, 슬로건 및 다른 소비자 정보 및 표시(indicia)가 인쇄되거나, 양각되거나, 음각되거나 또는 달리 장식되어 있을 수도 있다. 그러나, 티핑 물질은 종이를 포함하는 것이 바람직하다.

흡연 물품은, 도 1과 관련하여 아래에서 설정되는 흡연되지 않은 흡연물품의 테스트(Test A 라 함)를 받게 될 때, 바람직하게는 적어도 약 30 뉴턴, 더 바람직하게는 적어도 약 40 뉴턴의 임계 하중을 갖는 필터부(filter section)를 갖는다. 흡연 물품은, 도 1과 관련하여 아래에서 설정되는 흡연되지 않은 흡연물품의 테스트(Test A 라 함)를 받게 될 때. 바람직하게는 적어도 약 80 뉴턴, 더 바람직하게는 적어도 약 60 뉴턴의 임계 하중을 갖는 필터부를 갖는다.

바람직하게는, 필터는 필터의 전체 길이를 따라 연장되는 여과 물질을 포함한다. 바람직하게는, 이것은 단일 세그먼트 필터의 형태이다. 말하자면, 바람직하게는, 필터 내 필터 세그먼트만이 여과물질 플러그이다. 바람직하게는, 여과 물질 플러그의 상류 또는 하류에 추가적인 필터 세그먼트가 제공되지 않는다.

대안적으로, 필터 플러그의 여과 물질이 흡연 물품의 마우스 말단까지 연장되는 한, 필터는 여과 물질의 플러그의 하류에 하나 이상의 추가 필터 요소를 포함할 수 있다. 사용될 수도 있는 예시적인 필터 구조체들로는 이에 한정되지는 않지만, 단일 필터, 이중 필터, 삼중 필터, 단일 혹은 다중 공동 필터, 및 이들의 조합을 포함하고 있다.

만일 필터가 복수의 필터 세그먼트들을 포함하는 복수 요소 필터(multi component filter)를 포함하는 경우, 하나 이상의 필터 래퍼는 필터 세그먼트들의 하나, 일부 또는 전부를 둘러쌀 수 있다. 바람직하게, 각 필터 세그먼트는 각각의 필터 래퍼 포함하고, 전체 필터는 추가의 필터 래퍼에 의해 둘러싸인다.

만일 필터가 복수의 필터 세그먼트들을 포함하는 복수 요소 필터를 포함하는 경우, 티핑 물질은 모든 필터 세그먼트들과 담배 로드의 인접부를 함께 둘러쌀 수 있다. 대안적으로, 티핑 물질은 필터의 일부만을 담배 로드의 인접부와 함께 둘러쌀 수 있다.

담배 로드는, 임의의 적합한 형태로, 담배 물질이나 담배 기재의 임의의 적합한 유형이나 유형들을 포함할 수 있다.

본 발명의 두 번째 측면에 의해, 흡연 물품용 필터가 제공되며, 그 필터는, 필터의 최하측 하류 말단을 한정하는 하나의 여과 물질 플러그; 그 여과 물질 플러그를 둘러싸는 하나 이상의 필터 래퍼를 포함하며; 여기서 하나 이상의 필터 래퍼가 필터의 길이 방향에 대해 직각인 통합 래퍼 두께(t₁)를 갖고; 필터가 필터의 길이 방향에 대해 직각인 직경(D_F)을 가지며; 필터 직경(D_F) 대 래퍼 두께(t₁)의 비율이 약 135 보다 적으며; 여과 물질이 필터의 최하측 하류 말단까지 연장되고; 그리고 그 필터는 하나 이상의 필터 래퍼를 통해 연장되는 천공들을 포함한다.

약 135보다 적은 필터 직경(D_F) 대 래퍼 두께(t₁)의 비율을 제공하고, 필터 마우스 말단까지 연장되는 여과 물질을 제공함으로써, 흡연 물품 필터의 임계 하중이 증가될 수 있다. 이렇게 하면, 소화 동안 필터 좌굴의 가능성을 감소시키고, 결과적으로, 소비자의 손가락이 궐련의 불붙은 말단 또는 재떨이 내에 남아있는 오래된 재와의 접촉할 가능성을 감소시킨다. 135의 D_F:t₁ 비율은, 100의 D_SA:t 비율에 해당하며, 여기서 필터 직경(D_SA) = 7.84 mm이고, 티핑 물질 두께(t₂) = 40 μm이다.

본 발명의 첫 번째 측면에 관하여 이미 논의된 바와 같이, 하나 이상의 필터는 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다.

하나의 바람직한 구현예에서, 하나 이상의 필터 래퍼는, 필터 래퍼의 기계 방향에 대하여 적어도 약 0.08 N의 휨 강도를 갖는다. 하나 이상의 필터 래퍼는, 필터 래퍼의 기계 방향에 대하여 약 0.2 N 보다 적은 휨 강도를 가질 수 있다. 필터 래퍼의 기계 방향은 바람직하게는 필터의 가로 방향에 해당한다.

하나의 바람직한 구현예에서, 하나 이상의 필터 래퍼는, 필터 래퍼의 전후 방향에 대하여 적어도 약 0.04 N의 휨 강도를 갖는다. 하나 이상의 필터 래퍼는, 필터 래퍼의 전후 방향에 대하여 약 0.1 N 보다 작은 휨 강도를 가질 수 있다. 필터 래퍼의 전후 방향은 바람직하게는 필터의 길이 방향에 해당한다.

본 발명의 첫 번째 측면과 관련하여 이미 논의된 바와 같이, 하나 이상의 필터 래퍼의 주어진 방향에서의 총 휨 강도는, 각 필터 래퍼의 통합 휨 강도이다.

바람직하게는, 하나 이상의 필터 래퍼가 약 50 그램/ 평방 미터(gm^-2) 보다 큰 평량을 갖는다. 바람직하게는, 하나 이상의 필터 래퍼가 약 100 gm^{- 2} 보다 큰 평량을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 하나 이상의 필터 래퍼가 약 65 gm^-2 과 약 85 gm^-2 사이의 평량을 갖는다. 더욱 더 바람직하게는, 하나 이상의 필터 래퍼가 약 70 gm^-2 과 약 80 gm^-2 사이의 평량을 갖는다. 바람직한 구현예에서, 단일 필터 래퍼가 제공되며, 이 단일 필터 래퍼는 위에서 설정한 평량을 갖는다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 다중 필터 래퍼가 제공될 수 있으며, 상기 다중 필터 래퍼의 통합 평량은 위에서 설정한 평량일 수 있다.

필터 직경(D_F)은 필터 래퍼 또는 필터 래퍼들과 여과 물질 플러그의 전체 직경이다. 흡연 물품의 직경(D_SA)은 티핑 물질을 더한 필터의 직경(D_F)을 포함한다. 필터 직경(D_F)은 필터의 길이 방향에 실질적으로 직각으로 측정된다. 필터 직경(DF) 대 래퍼 두께(t₁)의 비율이 약 135보다 적은 한, 필터 직경(D_F)은 임의의 적합한 값을 가질 수 있다. 그러나, 필터 직경(D_F)이 종래의 흡연 물품과 실질적으로 동일한 것이 편리할 것이다.

하나의 바람직한 구현예에서, 필터 직경(D_F) 대 래퍼 두께(t₁)의 비율은 약 70보다 크다.

하나 이상의 필터 래퍼의 두께(t₁)는 약 90 μm와 약 120 μm의 사이일 수 있다.

바람직하게는, 필터는 필터의 길이 방향에 대해 실질적으로 평행인 높이(H)를 갖는다. 위의 높이(H)는 여과 물질 플러그를 포함하는 필터의 전체 높이를 나타낸다. 즉, 만일 필터가 여과 물질 플러그에 더하여 하나 이상의 필터 세그먼트를 포함할 경우, 높이(H)는 모든 필터 세그먼트들과 여과 물질 플러그의 전체 높이이다. 만일 필터가 여과 물질 플러그만을 포함할 경우, 높이(H)는 여과 물질 플러그만의 높이이다.

바람직하게는, 필터는 약 15mm와 약 40mm 사이의 높이(H)를 가진다. 보다 더 바람직하게는, 필터는 약 18mm와 약 27mm 사이의 높이(H)를 가진다. 한 구현예에서, 필터는 약 27mm의 높이(H)를 가진다. 다른 구현예에서, 필터는 약 21mm의 높이(H)를 가진다.

본 발명의 첫 번째 측면에 관하여 이미 논의된 바와 같이, 여과 물질은 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수도 있다. 필터 물질은 임의의 적합한 필라멘트 당 데니어(dpf) 및 총 데니어(td)를 가질 수 있다.

바람직하게는, 필터가 필터의 전체 길이를 따라 연장되는 여과 물질을 포함한다. 바람직하게, 이것은 단일 세그먼트 필터의 형태이다. 다시 말해, 바람직하게는, 필터 내에 필터 세그먼트만이 여과물질 플러그다. 바람직하게는, 여과 물질 플러그의 상류 또는 하류에 추가적인 필터 세그먼트가 제공되지 않는다.

대안적으로, 필터 플러그의 여과 물질이, 흡연 물품의 마우스 말단까지 연장되는 한, 필터는 여과 물질 플러그의 상류에 하나 이상의 추가 필터 요소를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 필터는 필터 궐련 및 담배 물질이 연소되어 연기를 형성하는 다른 흡연 물품에서 유리하게 사용될 수도 있다.

세 번째 측면에 따르면, 본 발명은, 흡연 물품의 소화 동안에 좌굴 가능성을 감소시키기 위한 흡연 물품에 대한 필터의 용도 또는 필터의 이용 방법에 관한 것으로서, 그 필터는: 흡연 물품의 최하측 하류 말단을 구획하는 여과 물질 플러그; 및 그 여과 물질의 플러그를 둘러싸는 하나 이상의 필터 래퍼를 포함하며; 여기서, 그 하나 이상의 필터 래퍼는 필터의 길이 방향에 직각인 통합 래퍼 두께(t₁)를 가지고; 필터는 필터의 길이 방향에 직각인 직경(D_F)을 가지며; 래퍼 두께(t₁)에 대한 필터 직경(D_F)의 비율은 약 135 보다 적고; 여과 물질은 흡연 물품의 최하측 하류 말단까지 연장되고; 필터는 하나 이상의 필터 래퍼를 통하여 연장되는 천공들을 포함한다.

본 발명의 하나의 측면에 관하여 설명된 특징들과 이점들은 또한 본 발명의 다른 측면에 적용될 수도 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이며, 첨부 도면 중;

본 발명의 발명자들은, 통기가 없이는, 흡연 물품 필터들이 좌굴할 수 없다는 것을 알게 되었다. 필터들은 압축력이 증가함에 따라 그 크기가 안정적으로 단순 감소될 수도 있다. 그러나, 통기가 제공되면, 필터의 구조가 약화될 수 있다. 유감스럽게도, 이러한 약화된 필터의 구조는 소화 동안 좌굴할 수 있다. 이것은 소비자들의 손가락이 궐련의 불붙는 말단 또는 재떨이에 남아있는 오래된 재와 접촉, 또는 가까워질 수 있음을 의미하는 것일 수 있다.

그러나, 앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 발명자들은, 필터 높이가 주어진 경우, 표준 필터 권련에 대하여 D_SA:t의 비율을 감소시킴으로써 흡연 물품 필터의 임계 하중 또는 좌굴 강도가 크게 증가될 수 있다는 것을 관찰하였다. 이것은 흡연 물품이 압축 하중하에서 필터의 좌굴 가능성을 크게 감소시키면서 소비자에 의해 소화될 수 있게 한다.

D_SA:t와 임계 하중 사이의 관계를 Alluris GmbH & Co KG, Freiburg, Germany로부터 입수한 포스 게이지(force gauge)를 사용하여 테스트했다. 먼저 담배 로드와 담배 로드를 둘러싸는 티핑 종이의 상류부를 제거하고, 그 다음에, 미리 정해진 밀리미터(mm) 거리만큼 특정 압축 속도(mm min^-1)로 필터를 압축하기 위해 필요한 힘을 뉴톤(N) 단위로 인가하여, 흡연되지 않은 필터를 테스트했다. 먼저 연소되지 않은 담배와 필터의 상류의 티핑 종이를 제거하고, 그 다음에, 미리 정해진 밀리미터(mm) 거리만큼, 특정 압축 속도(mm min^-1)로 필터를 압축하기 위해 필요한 힘을 뉴톤(N) 단위로 인가하여, 흡연된 필터를 테스트했다. (이 경우, 100 mm min^{- 1})의 압축 속도로 압축한) 압축력 및 압축거리의 값들을 기록하였다.

도 1은, 흡연 물품의 네 가지 유형의 다섯 샘플에 대한 압축거리(mm) 대비 압축력(N)의 그래프이다. (상술한 장치를 이용하여) 테스트된 (흡연되지 않은)흡연 물품 필터의 네 가지 유형은 아래와 같다;

ㆍ필터 유형 A: 두께(t)에 대한 직경(D_SA)의 비율이 약 98인 궐련 필터[(D_SA = 7.84 mm, t = 80 μm(t₁ = 40 μm, t₂ = 40 μm)]. 필터 높이(H)는 27 mm이며, 필터 래퍼의 평량은 약 26 gm^-2이다. 이 필터들에 대한 데이터가 점선으로 도시되어 있다.

ㆍ필터 유형 B: 두께(t)에 대한 직경(D_SA)의 비율이 약 56이고 [D_SA = 7.84 mm, t = 140 μm(t₁ = 100 μm, t₂ = 40 μm)], 80% 의 통기를 갖는, 본 발명에 따른 필터들. 필터 높이(H)는 27 mm이며, 필터 래퍼의 평량은 약 78 gm^-2이다. 이 필터들에 대한 데이터가 두꺼운 실선으로 도시되어 있다.

ㆍ필터 유형 C: 두께(t)에 대한 직경(D_SA)의 비율이 약 56이고 [(D_SA = 7.84 mm, t = 140 μm(t₁ = 100 μm, t₂ = 40 μm)), 10%의 통기를 갖는 본 발명에 따른 필터들. 필터 높이(H)는 27 mm이며, 필터 래퍼의 평량은 약 78 gm^-2이다. 이 필터들을 위한 데이터가 가느다란 실선으로 도시되어 있다.

ㆍ필터 유형 D: 두께(t)에 대한 직경(D_SA)의 바율이 약 44인 궐련 필터[(D_SA = 7.84 mm, t = 180 μm(t₁ = 140 μm, t₂ = 40 μm)). 필터 높이(H)는 27 mm이며, 필터 래퍼의 평량은 약 110 gm^-2이다. 이 필터들을 위한 데이터가 파선으로 도시되어 있다.

필터 유형 D에 대한 파선으로부터 가장 명확하게 보이는 바와 같이, 압축 거리가 증가함에 따라, 특정 지점에서, 요구되는 압축력이 갑자기 감소한다. 이것이 좌굴의 순간이다. 그렇게 하여, 좌굴 지점에 도달된 최대 압축력은 임계 하중에 상응한다.

필터 유형 A의 다섯 샘플(점선)의 경우, 다섯 샘플들에 대하여, 평균 임계 하중이 22.46 N 인 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 필터들의 다섯 샘플 들은, 80% 통기에서, (필터 유형 B, 두꺼운 실선)에서, 평균 임계 하중이 45.94 N 인 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 필터들의 다섯 샘플들은, 10% 통기에서, (필터 유형 C, 가느다란 실선, 평균 임계 하중이 52.92 N 인 것으로 밝혀졌다. 필터 유형 D(파선)의 다섯 샘플들의 경우, 평균 임계 하중은 85.22 N 인 것으로 밝혀졌다. 따라서, 도 1은, D_SA/t의　비율이 (98에서 56으로, 다시 44로)감소함에 따라, 필터의 임계 하중이 증가하는 것을 보여준다. 이는 결국 좌굴 가능성을 감소시킨다. 본 발명에 따른 필터들은, 상대적으로 취급이 용이한 필터 래퍼들을 여전히 이용하면서도, 충분히 높은 임계하중 간의 균형을 나타낸다.

흥미롭게도, 발명자들은, 흡연 후에 필터 유형 C(두께(t)에 대한 직경(D_SA)의 비율이 약 56이고, 10%의 통기를 갖는 본 발명에 따른 필터)에 대한 임계 하중의 근사값이 20 N 정도이거나 약간 큰 정도인 것을, 또한 알게 되었다. 흡연 물품의 흡연 단계를 시뮬레이션 하기 위하여, 흡연 물품은 ISO 4387:2000에서 규정한 ISO 조건(60 초에 한 번 발생하여, 각각 2초 동안 지속되는 35 ml의 퍼프들)하에서 표준 흡연 테스트를 받게 된다. ISO 테스트 방법에서, 흡연 물품은 통기 구역 완전히 개방된(uncovered) 상태로 흡연된다. 이러한 임계 하중 값은, 소화 과정에서 소비자에 의하여 가해진 힘이 대략 이 값까지 이를 수 있기 때문에, 이로울 수 있다. 따라서, 이는 상대적으로 취급이 용이한 필터 래퍼들을 여전히 사용하면서도, 충분히 높은 임계 하중 사이에 특히 이로운 균형을 나타낼 수 있다.

도 1은 또한 통기의 수준에 따른 임계 하중의 차이가 있다는 것을 보여준다. 본 발명에 따른 필터의 두 유형이 (상술한 장치를 사용하여), 하나는 10% 통기 상태로, 다른 하나는 80% 통기 상태로 테스트되었다. 이미 언급된 바와 같이, 10% 통기를 갖는 본원 발명에 따른 필터의 경우, 평균 임계 하중은 52.92 N 인 것으로 밝혀졌다. 80% 통기를 갖는 본 발명에 따른 필터의 경우, 평균 임계 하중은 45.94 N 인 것으로 밝혀졌다. 따라서, 임계 하중은 통기 수준의 증가에 따라 감소한다.

그리하여, 본원 발명에 따른 상기 흡연 물품 및 필터들은; 소화 동안의 좌굴 가능성의 감소; 충분히 높은 임계 하중을 가지면서도 상대적으로 취급하기 용이하도록 충분히 얇은 필터 플러그 랩; 및 소화 동안에 소비자에 의하여 전형적으로 가해진 힘의 상한선에 상응할 수 있는 소화 동안의 임계 하중을 제공한다.

Claims (15)

1. 흡연 물품으로
   하나의 담배 로드;
   상기 담배 로드의 최하측 하류 말단을 한정하고, 하나 이상의 필터 래퍼에 의해 둘러싸인, 여과 물질 필터를 포함하는 하나의 필터; 및
   통기 구역을 포함하고, 상기 담배 로드와 필터를 부착하는 티핑 물질;을 포함하고;
   여기서, 상기 티핑 물질 및 상기 필터 래퍼 또는 필터 래퍼들이 흡연 물품의 길이 방향에 대하여 직각인 통합 두께(t)를 가지고;
   상기 여과 물질 플러그 주위의 위치의 상기 흡연 물품이, 상기 흡연 물품의 길이 방향에 대하여 직각인, 직경(D_SA)을 가지며,
   상기 직경(D_SA) 대 두께(t)의 비율이 악 80보다 적고;
   상기 여과 물질이 상기 흡연 물품의 최하측 하류 말단까지 연장되며;
   상기 통기 구역은 상기 티핑 물질을 통하는 천공들을 포함하며; 그리고,
   상기 통공은 상기 하나 이상의 필터 래퍼들을 통해 연장되는, 흡연 물품.
2. 제1항에 있어서, 상기 통기 구역이 약 10% 와 약 80% 사이의 주류연의 통기를 제공하는, 흡연 물품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 래퍼들이 약 1000 Coresta 단위보다 적은 다공성을 가지는, 흡연 물품.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 래퍼들이 약 50 그램/평방 미터와 약 100 그램/평방 미터 사이의 평량을 가지는, 흡연 물품.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직경 (D_SA) 대 두께(t) 의 비율이 약 50보다 큰, 흡연 물품.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 래퍼들이 상기 흡연 물품의 길이 방향에 대해 실질적으로 직각인 두께(t₁)를 가지며, t₁/t는 약 0.65 보다 큰, 흡연 물품.
7. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 티핑 물질 및 하나 이상의 필터 래퍼들이 약 100 μm와 약160 μm 사이의 통합 두께(t)를 가지는, 흡연 물품.
8. 제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 래퍼들이 약 90 μm와 약120 μm 사이의 통합 두께(t₁)를 가지는, 흡연 물품.
9. 제1항 내지 제8항의 어느 한 항에 있어서, 테스트 A를 받을 때, 적어도 약 30 뉴톤의 임계 하중을 갖는 필터 섹션을 가지는, 흡연 물품.
10. 흡연 물품용 필터로,
    상기 필터의 최하측 하류 말단을 한정하는 하나의 여과 물질 필터 플러그;
    상기 여과 물질 필터 플러그를 둘러싸는 하나 이상의 필터 래퍼; 를 포함하고;
    여기서, 상기 하나 이상의 필터 래퍼들이 상기 필터의 길이 방향에 대해 직각인 통합 래퍼 두께(t₁)를 가지며;
    상기 필터가 필터의 길이 방향에 대해 직각인 직경(D_F)를 갖고;
    상기 필터 직경(D_F) 대 래퍼 두께(t₁)의 비율이 약 135보다 적으며;
    상기 여과 물질이 상기 필터의 최하측 하류 말단까지 연장되고; 그리고
    상기 필터가 상기 하나 이상의 필터 래퍼들을 통해 연장되는 통공들을 포함하는, 흡연 물품용 필터.
11. 제10항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 래퍼들이 약 1000 Coresta 단위보다 적은 다공성을 가지는, 흡연 물품용 필터.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 래퍼들이 약 500 Coresta 단위보다 적은 다공성을 가지는, 흡연 물품용 필터.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 래퍼들이 약 50 그램/평방 미터와 약 100 그램/평방 미터 사이의 평량을 가지는, 흡연 물품용 필터.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 직경(D_F) 대 래퍼 두께(t₁)의 비율이 악 70보다 큰, 흡연 물품용 필터.
15. 흡연 물품을 끄는 동안에 휘어질 가능성을 감소시키기 위한 흡연 물품에 있어서의 필터의 용도로서, 상기 필터가;
    상기 흡연 물품의 최하측 하류 말단을 한정하는 하나의 여과 물질 필터 플러그;
    상기 여과 물질 필터 플러그를 둘러싸는 하나 이상의 필터 래퍼;를 포함하고;
    상기 하나 이상의 필터 래퍼들이 상기 필터의 길이 방향에 대해 직각인 통합 래퍼 두께(t₁)를 가지며;
    상기 필터가 필터의 길이 방향에 대해 직각인 두께 (D_F)를 갖고;
    상기 필터 직경(D_F) 대 래퍼 두께(t₁)의 비율이 약 135보다 적으며;
    상기 여과 물질이 상기 흡연 물품의 최하측 하류 밀단까지 연장되고
    상기 필터가 상기 하나 이상의 필터 래퍼들을 통해 연장되는 통공들을 포함하는, 흡연 물품의 필터에 있어서의 용도.

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