KR102641299B1 - 담배 각초를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

담배 각초는 제1 절단 사양에 따라 절단된 제1 담배 물질을 포함하고 있으며, 여기서 제1 절단 사양은 적어도 소정의 제1 절단 폭 및 제1 절단 길이를 설정한다.

Description

담배 각초를 제조하는 방법

본 발명은 재생 담배(reconstituted tobacco)를 포함하고 있는 담배 각초의 생산 및 본 발명에 따른 각초를 포함하고 있는 담배 로드로부터 형성된 흡연 물품에 관한 것이다.

통상적으로, 흡연 물품용 각초 담배 제품은 타작 공정(threshing process) 동안에 잎의 주맥 부분으로부터 분리되는 담배 잎의 박층 부분으로 대부분 형성된다. 박층이 제거되고 분리된 후에 남아 있는 대부분의 주맥 부분은 사용되지 않는다. 그러나, 일부 담배 주맥을 박층과 함께 각초에 다시 첨가하는 것은 드물지 않다. 예로서, 소정의 압연 두께를 갖고 미리 정해진 폭으로 절단된 절단 압연된 주맥을 포함하고 있는 담배 각초를 제공하는 것이 공지되어 있다. 각초에서 사용하기 위한 담배 주맥의 맛 및 연소 특징을 개선하기 위해서, 주맥에는 종종 하나 이상의 처리 절차가 먼저 실시된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 재생 담배 물질과 박층을 조합하는 것이 공지되어 있다. 재생 담배는 담배 제품의 제조 공정 동안에 생성되는 담배 주맥, 담배 줄기, 잎 찌꺼기, 및 담배 가루와 같은 담배 물질로부터 형성된 것이다. 이러한 담배 물질은, 예를 들어 미세 분말로 분쇄된 다음에 물 및 통상적으로 구아검과 같은 바인더와 혼합되어, 슬러리를 형성할 수 있다. 그런 다음, 이 슬러리가 벨트 컨베이어와 같은 지지 표면 상에 캐스팅되고 건조되어, 지지 표면으로부터 제거되어 보빈에 감길 수 있는 시트(소위 ‘캐스트 리프(cast leaf)’)를 형성한다. 재생 담배 시트의 제조를 위한 대안적인 방법이 당업자에게 또한 공지되어 있다.

통상의 공정에서, 재생 담배 또는 담배 주맥 물질 또는 양쪽 모두는 통상적으로 타작된 담배 박층과 블렌딩되어 컨디셔닝 및 건조와 같은 일련의 처리를 거친다. 이러한 목적으로, 재생 담배 시트(reconstituted tobacco sheet)는 통상, 일반적으로 수 제곱 센티미터의 균일하지 않은 크기를 갖는 무작위 형상의 시트류 조각으로 찢어진다. 이러한 불규칙한 조각은, 담배 박층과 블렌딩되고 절단될 수 있도록, 담배 박층과 그 크기가 비슷하게 의도되어 있다. 특히, 블렌드는 통상적으로 소정의 절단 폭을 갖는 입자로 절단된다. 그러나, 재생 담배 시트가 약간 무작위로 조각나기 때문에, 담배 섬유는 일반적으로 균일한 방향으로 정렬되지 않는다.

재생 담배 물질 내부의 감소된 담배 섬유 길이 때문에, 담배 박층과 동일한 처리에 노출되면 재생 담배를 어느 정도 감성시킬 수 있다. 예로서, 건조 동안, 재생 담배의 수분 함량은 일반적으로 감소되어, 재생 담배 시트를 형성하는 담배 입자의 수축을 초래한다. 또한, 담배 물질 블렌드를 각초로 변환하는데 일반적으로 사용되는 절단 기술은 재생 담배 물질의 약간의 박층 및 압축을 초래할 수 있다. 이 모든 것은 처리된 재생 담배 및 이에 따라 전체로서 담배 각초의 부풀림력(filling power)의 감소를 야기한다.

또한, 재생 담배가 담배 박층과 동일한 처리를 받을 때, 상당한 양의 담배 가루가 형성된다. 이는, 이러한 담배 가루가 수집될 필요가 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 과정의 경제(process economy) 관점에서는, 담배 가루가 어떠한 형태로든 재처리되어 전체 효율을 증가시키는 것이 바람직하다.

따라서, 개선된 부풀림력을 갖는 대안적인 담배 각초를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 동시에, 담배 각초의 부풀림력이 개선되고 담배 가루의 생성이 감소되는, 담배 각초를 제조하기 위한 신규한 공정을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 각초의 일부를 형성하는 재생 담배 물질의 형상, 크기 및 특성을 더욱 양호하게 제어할 수 있게 하는 하나의 이러한 개선된 공정을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 동시에, 담배의 일차 처리에서 사용된 통상의 장치 및 설비에 대한 어떠한 큰 수정을 요구하지 않는 하나의 이러한 공정을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 절단 사양에 따라 절단된 제1 담배 물질을 포함하고 있는 담배 각초가 제공되고 있으며, 상기 제1 절단 사양은 적어도 소정의 제1 절단 폭 및 제1 절단 길이를 설정한다.

도 1 내지 도 12는 본 발명에 따른 담배 각초를 형성하기 위한 담배 물질의 절단된 스트립의 개략적인 평면도를 보여주고;
도 13은 본 발명에 따른 담배 각초를 형성하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1 담배 물질을 제공하는 단계 및 적어도 소정의 제1 절단 폭 및 제1 절단 길이를 설정한 제1 절단 사양에 따라 제1 담배 물질을 절단하는 단계를 포함하고 있는, 담배 각초를 제조하는 방법이 제공되고 있다.

본 발명의 일 측면을 참고하여 설명된 임의의 특징이 본 발명의 임의의 다른 측면에 동일하게 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

공지된 각초와 대조적으로, 본 발명에 따르면, 담배 각초는, 담배 제품에서 사용될 때 담배 각초 내의 최종 절단 폭 및 최종 절단 길이에 대응하는 담배 각초로 끝나는 제1 담배 물질의 입자들의 적어도 절단 폭 및 절단 길이 양쪽 모두를 설정하는 절단 사양에 따라 제1 담배 물질을 절단하여 형성된다.

절단 폭만 아니라 절단 길이도 설정하는 전용 절단 사양에 따라 절단 또는 파쇄 작업을 제1 담배 물질이 받기 때문에, 각초의 임의의 가능한 또 다른 구성요소의 특성과 독립적으로 생성된 각초 입자의 특성을 정확하게 맞출 수 있다. 또한, 제1 절단 사양에 따른 절단 작업 동안에 제1 담배 물질에 부여된 절단 폭 및 절단 길이는 제1 담배 물질에 대해 실시될 수 있는 어떠한 후속 작업에 의해서도 변경되지 않고, 이에 따라 제1 절단 사양에 의해 설정된 제1 절단 폭 및 제1 절단 길이는 제1 담배 물질이 궁극적으로 담배 제품에 사용될 때 각초에 가지는 최종 절단 폭 및 최종 절단 폭에 대응한다. 제1 담배 물질이 절단 또는 파쇄되는 스트립의 크기 및 형상을 미세하게 제어하여, 제1 담배 물질의 특징은 유리하게는 제1 담배 물질이 파쇄된 상태로 임의의 다른 담배 물질과 블렌딩될 때마다 더욱 양호하게 보존될 수 있다. 이는, 전처리된 담배 물질, 예를 들어 재생 담배 시트 물질일 때에 특히 유리하다.

또한, 파쇄된 제1 담배 물질의 부풀림력은 적합한 제1 절단 사양을 선택하여 최대화될 수 있다. 이는, 특히 제1 담배 물질이 적어도 다른 담배 물질과 블렌딩될 때, 전체적으로 각초의 부풀림력을 개선시킨다. 또한, 담배 가루의 형성이 전통적인 제조 방법에 비해 감소된다. 따라서, 담배 가루를 수집하고 재처리할 필요가 상당히 감소되고, 이에 따라 제조 공정의 전체 효율이 유리하게 향상된다.

용어 “절단 사양(cut specificaion)”은 본 명세서 전체에 걸쳐 담배 물질에 절단 작업을 실시하여 얻어진 스트립을 특성화하는 다양한 기하학적 파라미터를 지칭하는데 사용된다. 따라서, 주어진 “절단 사양”에 따라서, 담배 물질은 소정의 절단 폭, 절단 길이, 절단 형상 등을 갖는 스트립으로 절단 또는 파쇄되어야 한다.

본 발명에 따른 각초에 포함시키기 위한 절단된 담배 물질의 스트립의 “절단 길이”는 절단 작업으로부터 생긴 담배 물질의 스트립의 최대 수치, 즉 절단된 스트립 상의 2개의 지점 간의 최대 측정가능 거리를 지칭한다. 현미경으로 절단된 스트립을 볼 때, 일반적으로 절단된 스트립이 이러한 더 긴 길이(즉, 길이 방향)에 걸쳐 연장되는 방향을 관찰할 수 있을 것이다.

표현 “최종 절단 폭” 및 “최종 절단 길이”는 본 명세서에서 담배 제품에 사용되는 담배 각초에서 발견되는 바와 같이 담배 물질의 절단 폭 및 절단 길이를 설명하는데 사용된다. 실제로, 담배 물질이 각초의 하나 이상의 다른 구성요소와 블렌딩될 수 있지만, 절단 사양에 의해 설정된 절단 폭 및 절단 길이는, 담배 물질 단독 또는 담배 물질과 하나 이상의 다른 담배 물질의 블렌드에 수행되는 이들 작업에 상관 없이, 임의의 후속 작업 동안에 어떠한 방식으로도 변경되지 않는다.

예로서, 흡연 물품의 담배 로드에서 - 담배 각초의 구성요소로서 - 사용되는 재생 담배의 시트가 본 발명에 따라 절단 폭 및 절단 길이를 설정한 제1 절단 사양으로 절단되는 경우, 담배 로드 내의 재생 담배의 입자는 절단 사양에 의해 설정된 것과 실질적으로 동일한 (최종) 절단 폭 및 (최종) 절단 길이를 갖는다.

통상적으로, 절단하기 전, 담배 물질은 압연 또는 압출과 같은 다른 기계적 작업을 받을 수 있다. 이론에 구속되고자 하지 않고, 임의의 절단, 압연, 또는 압출 작업 동안, 담배 섬유는 이에 따라 담배 물질의 길이 방향으로서 식별될 수 있는 주어진 방향으로 일반적으로 정렬한다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 각초에 포함시키기 위한 담배 물질의 절단된 스트립의 “절단 길이”는, 길이 방향에 일반적으로 대응하는 섬유의 주 정렬 방향을 따라 측정될 수도 있다. 따라서, 개개의 절단된 스트립의 절단 길이는 현미경 하에서 통상의 측정 장치를 사용하여 정확하게 측정될 수 있다.

본 발명에 따른 각초에 포함시키기 위한 담배 물질의 절단된 스트립의 “절단 폭”은 입자의 길이 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 측정된 절단 작업으로부터 생기는 담배 물질의 스트립의 최대 치수를 지칭한다. 따라서, 개개의 절단된 스트립의 절단 폭은 최대 단면적을 산출하는 스트립의 길이를 따르는 지점에서 취해진다.

일반적으로, 그 전체 형상에 상관 없이, 담배 물질의 임의의 하나의 절단된 스트립 내부에서 실질적으로 직선 방향으로 연장되는 하나 이상의 스트립 부분을 식별할 수 있고, 즉 실질적으로 직사각형의 리본류 형상을 갖는 하나 이상의 스트립 부분을 식별할 수 있다. 용어 “단면 절단 폭(sectional cut width)”은 본 명세서에서 담배 물질의 절단된 스트립의 하나의 이러한 부분의 측면-대-측면(side-to-side) 폭을 설명하는데 사용된다.

예로서, Y 형상 스트립(도 3 참조)에서는, 제1 방향을 따라 연장되는 제1 스트립 부분 및 분기 방향을 따라 제1 스트립 부분으로부터 연장되는 제2 및 제3 스트립 부분을 식별할 수 있고, 이에 따라 그들은 각도를 형성한다. 하나의 이러한 Y 형상 스트립의 절단 폭은 제1 스트립 부분의 축에 의해 정의된 방향에 수직인 방향을 따라 측정되는 바와 같이 제2 및 제3 방향의 말단들 간의 거리에 실질적으로 대응한다. 동일한 Y 형상 스트립 내부에서, 각 스트립 부분의 단면 절단 폭은 그 대신에 각 스트립 부분의 축에 실질적으로 수직인 방향을 따라 측정될 수도 있다. 일부 경우에, 예를 들어 담배 물질의 절단된 스트립이 실질적으로 직사각형인 경우(도 7 및 도 8 참조), 단면 절단 폭 및 스트립 절단 폭은 동일하다. 담배 물질의 절단된 스트립 내부에서, 단면 절단 폭은 모든 스트립 부분에 대해 실질적으로 동일할 수도 있다. 이것이 바람직할 수 있지만, 단면 절단 폭은 또한 스트립 부분마다 서로 다를 수도 있다.

본 발명에 따른 각초에 포함시키기 위한 담배 물질의 절단된 스트립의 “두께”는 절단된 스트립을 형성하는 물질의 일부분의 상부 표면과 하부 표면 간의 거리를 지칭한다. 따라서, 상기 두께는 절단 또는 파쇄 장치에 공급되는 담배 물질(예를 들어, 담배 박층, 또는 담배 주맥 물질, 또는 담배 시트 물질)의 두께에 실질적으로 대응한다. 개개의 절단된 스트립의 두께는 현미경으로 통상의 측정 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 일부 구현예에서, 절단된 스트립을 형성하는 담배 물질의 두께는 실질적으로 일정할 수도 있다. 다른 구현예에서, 절단된 스트립을 형성하는 담배 물질의 두께는 길이 방향을 따라, 길이 방향에 수직인 방향을 따라, 또는 양쪽의 방향을 따라 서로 다를 수도 있다. 개개의 절단된 스트립의 두께는 최대 단면적을 산출하는 절단의 길이 방향을 따르는 지점에서 측정된다.

용어 “사인파형(sinusoidal)”은 실질적으로 사인파의 일부분과 같은 형상의 담배 물질의 절단된 스트립을 설명하는데 사용된다. 실제로, 하나의 이러한 절단된 스트립은 거의 파 형상 또는 지그재그 형상으로서 설명될 수 있다. 따라서, 사인파의 피크 진폭, 피크-대-피크 진폭, 주기(또는 파장)에 대응하는 기하학적 파라미터는 하나의 이러한 절단된 스트립의 형상을 설명하는데 사용될 수도 있다.

본 명세서 전반에 걸쳐서, 표현 “재생 담배 시트”는, 당 기술분야에 공지된 수 가지의 방법 중 하나에 의해 담배 입자로부터 형성된 수성 슬러리 또는 펄프의 압연 또는 캐스팅에 의해 생성될 수 있는, 바람직하게는 실질적으로 균일한 두께를 갖는 웹을 지칭하는데 사용된다. 적합한 부산물은 제조 공정 동안에 생성되는 담배 주맥, 담배 줄기, 잎 찌꺼기, 및 담배 가루를 포함한다. 예로서, 담배 주맥은 미세 분말로 파쇄된 다음에 담배 가루, 구아 검, 및 물과 혼합되어 수성 슬러리를 형성할 수 있다. 이러한 수성 슬러리는 재생 담배 시트를 형성하도록 캐스팅되고 건조될 수 있다. 대안적으로, 적절한 담배 물질을 교반된 탱크에서 물과 혼합하여 펄프를 수득할 수 있다. 이러한 웹은 여분의 물이 웹 밖으로부터 압착되는 프레스 앞으로 계속해서 공급된다. 마지막으로, 압착된 웹이 건조된다.

용어 “부풀림력”은 주어진 중량 또는 질량의 담배 물질이 차지한 공간의 용적을 지칭하는데 사용된다. 담배 물질의 부풀림력이 크면 클수록, 표준 치수의 담배 로드를 채우는데 요구되는 재료의 중량이 더 낮아진다. 부풀림력의 값은 12.5%의 오븐 휘발성의 기준 습도 레벨에서 담배 물질의 실린더 용적(CV)인 수정 실린더 용적(CCV)의 용어로 표현된다. 실린더 용적(CV)은 살담배 및 담배 실린더 컨테이너를 위한 측정 헤드에 끼워지는 Borgwaldt 밀도계 DD60 또는 DD60A를 사용하여 결정될 수 있다.

CCV의 값을 결정하기 위한 적합한 방법에서, 각초의 샘플이 Borgwaldt 밀도계의 담배 실린더 컨테이너 내에 놓이고 30초 동안 2 kg의 하중을 가했다. 재하 시간(loading time)이 경과한 이후의 샘플 높이가 측정되며 이는 다음 식을 사용하여 실린더 용적으로 변환된다:

여기서, r은 실린더 반경(위에서 나타낸 직경에 대해 3.00 cm)이며, h는 재하 시간이 경과한 이후의 샘플 높이이며, SW는 샘플의 중량이다. 그런 다음, 측정된 CV가 다음의 식을 이용하여, 12.5% 오븐 휘발성의 기준 수분 수준 값(ROV)에서의 CCV의 보정값으로 변환된다:

여기서 OV는 담배 각초 샘플의 실제% 오븐 휘발성이며 f는 수정 계수(나타낸 테스트에 대해 0.4)이다.

담배 물질의 수분 함량은 본원에서 "% 오븐 휘발성"으로 표현되는데, 이것은 물질을 103℃의 오븐 내에서 100분 동안 건조할 때 증발로 인한 각초로부터의 중량 손실 비율을 측정하여 결정된다. 실제로, 각초로부터의 중량 손실의 상당 부분은 습기의 증발에 기인한 것으로 추정된다.

본 발명에 따른 담배 각초는 제1 절단 사양에 따라 절단된 제1 담배 물질을 포함하며, 상기 제1 절단 사양은 적어도 소정의 제1 절단 폭 및 제1 절단 길이를 설정한다.

바람직하게는, 담배 각초는 절단 길이 및 절단 폭 중 적어도 하나에 대해 제1 절단 사양과는 다른 제2 절단 사양에 따라 절단된 제2 담배 물질을 더 포함하고 있다.

바람직한 구현예에서, 제1 담배 물질은 전처리된 담배 물질이다. “전처리된 담배 물질”이란, 본 명세서 전반에 걸쳐서 이와 같이 자연적으로 발생하는 것과 반대로 천연 담배로부터 사람에 의해 생성된 담배 물질을 언급한다. 바람직하게는, 제1 담배 물질은 재생 담배 시트이다.

바람직하게는, 제2 담배 물질은 천연 담배 잎 물질이다. 적합한 천연 담배 잎 물질은 담배 박층, 담배 주맥 물질 및 담배 줄기 물질을 포함하고 있다. 제2 담배 물질로서 사용되는 천연 담배 잎 물질은, 예를 들어 버지니아 담배 잎, 버얼리종 담배 잎, 오리엔트종 담배 잎, 황색종 담배 잎, 또는 이들의 조합을 포함하고 있는, 임의의 유형의 담배 잎을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 제1 담배 물질은 절단 길이가 절단 폭보다 더 큰 스트립으로 파쇄된 것이다.

바람직하게는, 제1 담배 물질은 적어도 약 5mm의 절단 길이를 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 바람직하게는, 제1 담배 물질은 적어도 약 10mm의 절단 길이를 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 더 바람직하게는, 제1 담배 물질은 적어도 약 15 mm의 절단 길이를 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 담배 물질은 바람직하게는 약 60mm 미만의 절단 길이를 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 바람직하게는, 제1 담배 물질은 약 50mm 미만의 절단 길이를 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 더 바람직하게는, 제1 담배 물질은 약 40mm 미만의 절단 길이를 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 바람직한 구현예에서, 제1 담배 물질은 약 5mm 내지 약 60mm의 절단 길이를 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다.

일부 구현예에서, 제1 담배 물질의 절단된 스트립들 간의 절단 길이 분포는 바람직하게는 단일 모드형(unimodal)이다. 다른 구현예에서, 제1 담배 물질의 절단된 스트립들 간의 절단 길이 분포는, 특히 이중모드형(bimodal) 및 삼중모드형(trimodal)을 포함하고 있는, 다중모드형(multimodal)일 수도 있다.

통계상으로, 단일 모드형 분포는 단일 모드를 갖는 분포이다. 이산 확률 분포에서 - 제1 담배 물질의 입자들의 집단 내의 절단 길이 또는 절단 폭 값들의 분포를 갖는 경우와 같이 - 상기 모드는 확률 질량 함수가 그의 최대값을 취하는 값이다. 즉, 본 명세서에서, 단일 모드형 분포의 모드는 담배 물질의 입자들의 집단 내의 절단 폭 또는 절단 길이의 가장 가능성이 높은 값을 식별할 것이다. 실제로, 소정의 절단 길이 또는 절단 폭을 갖는 입자들의 양이 증가하는 절단 길이 또는 절단 폭에 대해 플롯된 경우, 입자들의 양의 차트는 통상적으로 단일의 최대값을 가질 것이다.

분포가 2개 이상의 모드를 갖는 경우에는, 일반적으로 다중모드형이라 지칭된다. 특정 예는 2개 및 3개의 모드를 각각 갖는 이중모드형 및 삼중모드형 분포이다. 바람직하게는, 제1 담배 물질은 적어도 약 0.2mm의 절단 폭을 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 바람직하게는, 제1 담배 물질은 적어도 약 0.25mm의 절단 폭을 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 더 바람직하게는, 제1 담배 물질은 적어도 약 0.3mm의 절단 폭을 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 담배 물질은 바람직하게는 약 1mm 미만의 절단 폭을 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 바람직하게는, 제1 담배 물질은 약 0.95mm 미만의 절단 폭을 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 더 바람직하게는, 제1 담배 물질은 약 0.9mm 미만의 절단 폭을 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다. 바람직한 구현예에서, 제1 담배 물질은 약 0.2mm 내지 약 1mm의 절단 폭을 갖는 스트립으로 파쇄된 것이다.

일부 구현예에서, 제1 담배 물질의 절단된 스트립들 간의 절단 폭 분포는 바람직하게는 단일 모드형이다. 다른 구현예에서, 제1 담배 물질의 절단된 스트립들 간의 절단 폭 분포는, 특히 이중모드형 및 삼중모드형을 포함하는, 다중모드형일 수도 있다.

제1 담배 물질의 절단된 스트립들 간의 절단 길이(또는 절단 폭) 분포를 갖는 경우와 같이, 이산 확률 분포의 모드는 확률 질량 함수가 최대값을 취하는 값이다. 따라서, 단일 모드형 분포에서, 확률 질량 함수는 하나의 최대값만을 갖고, 이는 절단 길이(또는 절단 폭)의 가장 가능성이 높은 값에 대응한다. 대조적으로, 다중모드형 분포에서, 확률 질량 함수는 다수의 최대값을 갖고, 이는 제1 담배 물질의 절단된 스트립들 중에서 가장 자주 발생하는 절단 길이(또는 절단 폭)의 다수의 값이 존재하는 것을 의미한다. 본 명세서의 문맥에서, 다수의 국부적인 최대값을 갖는 분포는 다중모드형으로서 간주된다. 다중모드형 분포 내의 상이한 모드(또는 피크)는 또한 상이한 빈도를 가질 수 있어, 제1 담배 물질의 절단된 스트립들 중에서, 절단 길이(또는 절단 폭)의 하나의 모드 값은 다른 모드 값보다 더욱 빈번하게 발생할 것이라는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 이중모드형 분포는, 하나의 그룹이 다른 그룹보다 큰, 상이한 평균 절단 길이(또는 절단 폭)를 갖는 두 그룹의 절단된 스트립에 효과적으로 대응할 수 있다. 바람직하게는, 제1 담배 물질은 적어도 약 0.05mm의 두께를 갖는 시트 물질로부터 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 바람직하게는, 제1 담배 물질은 적어도 약 0.1mm의 두께를 갖는 시트 물질로부터 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 더 바람직하게는, 제1 담배 물질은 적어도 약 0.2mm의 두께를 갖는 시트 물질로부터 스트립으로 파쇄된 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 담배 물질은 바람직하게는 약 1mm 미만의 두께를 갖는 시트 물질로부터 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 바람직하게는, 제1 담배 물질은 약 0.95mm 미만의 두께를 갖는 시트 물질로부터 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 더 바람직하게는, 제1 담배 물질은 약 0.85mm 미만의 두께를 갖는 시트 물질로부터 스트립으로 파쇄된 것이다. 바람직한 구현예에서, 제1 담배 물질은 약 0.05mm 내지 약 1mm의 두께를 갖는 시트 물질로부터 스트립으로 파쇄된 것이다. 보다 더 바람직하게는, 제1 담배 물질은 약 0.1mm 내지 약 0.3mm의 두께를 갖는 시트 물질로부터, 가장 바람직하게는 약 0.2mm의 두께를 갖는 시트 물질로부터 스트립으로 파쇄된 것이다.

제1 담배 물질은, 직사각형, 사다리꼴, 사인파형, Y 형상, X 형상 및 V 형상을 포함하는, 임의의 적합한 형상을 갖는 스트립으로 절단될 수도 있다.

도 1 내지 도 12는 본 발명에 따른 각초를 형성하기 위한 담배 물질이 절단될 수 있는 특정 형상의 수 가지 예를 도시한다.

도 1 및 도 2는 사인파형 스트립을 보여주고 있다. 보다 상세하게, 도 1은 지그재그 형상의 스트립을 보여주고, 도 2는 파 형상의 스트립을 보여주고 있다. 절단된 스트립이 지그재그 형상 또는 파 형상인 경우, 스트립 절단 길이를 지그재그 또는 파의 반복 횟수로 나눈 값에 실질적으로 대응하는 절단된 스트립의 파장을 측정할 수 있다. 예를 들면, 도 1의 절단된 스트립에서, 지그재그는 10회 반복된다. 도 2의 절단된 스트립에서는, 파가 6회 반복된다. 바람직하게는, 사인파형 형상의 파장은 약 1mm 내지 약 15mm, 보다 바람직하게는 약 2mm 내지 약 12mm, 보다 더 바람직하게는 4mm 내지 10mm이다.

도 3은 Y 형상의 스트립을 보여주고 있다. 도 4는 별 형상의 스트립을 보여주고 있다. 도 5는 타원 형상의 스트립을 보여주고 있다. 도 6은 생선뼈 형상의 스트립을 보여주고 있는 반면에, 도 7 및 도 8은 직사각형 스트립의 2개의 구현예를 보여주고 있다.

도 9 및 도 11은, 동일한 또는 상이한 형상을 갖는 스트립 구조체가 실질적으로 서로 분기하는, 더욱 복잡한 “하이브리드” 형상을 갖는 스트립의 2개의 예를 보여주고 있다. 특히, 하나의 이러한 스트립은 적어도 제1 스트립 구조체를 포함할 수도 있고, 상기 제1 스트립 구조체는 제1 스트립 구조체와 각도를 형성하는 또 다른 스트립 구조체가 분기하는 분기 노드를 포함하고 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 각초에서, 제1 담배 물질은 적어도 제1, 제2 및 제3 스트립 구조체를 포함하고 있는 절단된 스트립으로 파쇄되며, 상기 제1 스트립 구조체는 제2 스트립 구조체가 분기하는 노드를 포함하고, 상기 제2 스트립 구조체는 제3 스트립 구조체가 분기하는 제2 노드를 포함하고 있다.

예로서, 도 9의 절단된 스트립은 제2 Y 형상 구조체가 분기하는 제1 분기 노드를 포함하고 있는 제1 Y 형상 구조체를 포함하고 있다. 또한, 제2 Y 형상 구조체는 직사각형 구조체가 분기하는 제2 분기 노드를 포함하고 있다. 도 11의 구현예에서, 절단된 스트립은 제2 Y 형상 구조체가 분기하는 제1 분기 노드를 포함하고 있는 제1 Y 형상 구조체를 포함하고 있다. 또한, 제2 Y 형상 구조체는 제3 Y 형상 구조체가 분기하는 제2 분기 노드를 포함하고 있다. 결과적으로, 제3 Y 형상 구조체는 직사각형 구조체가 분기하는 제3 분기 노드를 포함하고 있다. 도 9 및 도 11 양쪽의 구현예에서, 절단된 스트립을 형성하는 모든 구조체 내부의 단면 절단 폭은 실질적으로 일정하다.

도 10 및 도 12는 하나 이상의 V 형상 구조체를 포함하고 있는 절단된 스트립의 2개의 예를 보여주고 있다. 각 V 구조체는 각도를 형성하는 2개의 실질적으로 직선 요소를 포함하고 있다. 도 10의 구현예에서, 2개의 직선 요소는 실질적으로 수직이다. 도 12의 절단된 스트립은 도 1에 도시된 유형의 3개의 V 형상 구조체를 포함하고 있는 것으로 간주될 수 있고, 여기서 인접하는 V 형상 구조체는 각각의 직선 요소의 말단에 의해 연결된다. 도 10 및 도 12 양쪽의 구현예에서, 절단된 스트립을 형성하는 모든 구조체 내부의 단면 절단 폭은 실질적으로 일정하다.

바람직하게는, 각초는 12.5% 오븐 휘발성의 기준 수분값에서 적어도 약 3.5㎤/g의 부풀림력을 갖는다. 보다 바람직하게는, 각초는 12.5% 오븐 휘발성의 기준 수분값에서 적어도 약 4㎤/g의 부풀림력을 갖는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 각초는 바람직하게는 12.5% 오븐 휘발성의 기준 수분값에서 약 8㎤/g 미만의 부풀림력을 갖는다. 보다 바람직하게는, 각초는 12.5% 오븐 휘발성의 기준 수분값에서 약 7㎤/g 미만의 부풀림력을 갖는다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 각초는 12.5% 오븐 휘발성의 기준 수분값에서 약 3.5㎤/g 내지 약 8㎤/g 의 부풀림력을 갖는다.

본 발명에 따른 담배 각초는 다양한 흡연 물품에 혼입될 수 있다. 일부 구현예에서, 본 발명에 따른 방법에 의해 처리된 담배 각초는 필터 궐련(filter cigarette), 가는 엽궐련(cigarillo) 또는 엽궐련(cigar)과 같은 가연성 흡연 물품의 담배 로드에 사용될 수 있다. 대안적으로, 각초는 증류 기반 흡연 물품의 담배 에어로졸 발생 기재, 또는 전기 가열식 흡연 시스템을 제공하는 데 사용될 수도 있다. 대안적으로, 각초는 손으로 말아 피는 제품 또는 스스로 만들어 피는 제품(make-your-own), 혹은 예를 들어 파이프에 사용하기 위한 가루형 담배 제품(loose tobacco product)으로서 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 담배 각초는 제1 담배 물질을 제공하는 단계 및 적어도 소정의 제1 절단 폭 및 제1 절단 길이를 설정하는 제1 절단 사양에 따라 제1 담배 물질을 절단하는 단계를 포함하고 있는 방법에 의해 제조될 수도 있다.

바람직하게는, 상기 방법은 제2 담배 물질을 제공하는 단계 및 제1 담배 물질과는 별도로 그리고 제2 절단 사양에 따라 제2 담배 물질을 절단하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 절단 사양은 절단 길이 및 절단 폭 중 적어도 하나에 대해 제1 절단 사양과는 다르다. 또한, 상기 방법은 바람직하게는 절단된 제1 담배 물질과 절단된 제2 담배 물질을 블렌딩하는 단계를 포함하고 있다. 이는, 제1 담배 물질이 제2 담배 물질과는 별도로 절단되고 이에 따라 제2 담배 물질에 실시되는 동일한 작동 조건 및 처리 단계에 노출될 수 없으므로, 제1 담배 물질이 궁극적으로 각초를 형성하기 위해서 절단된 제2 담배 물질과 파쇄된 상태로 블렌딩될 때에 제1 담배 물질의 특징이 효과적으로 보존될 수 있기 때문에 특히 유리하다.

상기 방법은 제1 담배 물질을 절단하기 전에 제1 담배 물질을 컨디셔닝하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 방법은 제1 담배 물질의 수분 함량을 조절하여 각초의 수분 함량을 제어하는 단계를 포함할 수도 있다. 추가로 또는 대안으로서, 상기 방법은 제2 담배 물질의 수분 함량을 조절하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

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

도 1 내지 도 12는 본 발명에 따른 각초에 포함시키기 위한 제1 담배 물질의 절단된 스트립을 보여주고 있다. 스트립은 제1 절단 사양에 따라 약 0.05mm 내지 약 1mm의 두께를 갖는 재생 담배의 시트로부터 절단되고, 상기 제1 절단 사양은 소정의 제1 절단 폭(CW1) 및 소정의 제1 절단 길이(CL1)를 설정한다. 또한, 제1 절단 사양은 소정의 제1 단면 절단 폭(SCW1)을 더 설정할 수도 있다.

도 13은 본 발명에 따른 담배 각초의 제조를 위한 장치(30)를 보여주고 있다. 두께(T)를 갖는 재생 담배의 웹(32)은 보빈(34)으로부터 풀려 파쇄 장치(36)에 공급된다. 파쇄 장치는 제1 절단 사양에 따라 재생 담배를 절단하도록 구성되고, 이에 따라 절단 폭 및 절단 길이 모두는 미리 결정된다. 절단된 스트립은, 파쇄 장치(36) 아래에 배열되고 절단된 스트립이 파쇄 장치로부터 떨어지는 수집 표면을 정의하는 컨베이어 벨트(38) 상에 적하된다. 재생 담배의 웹이 보빈으로부터 풀림에 따라 재생 담배의 웹을 인장시키기 위해 추가 수단(T)이 제공될 수도 있다. 또한, 장치(30)는 파쇄 장치(36)의 상류에서 재생 담배의 웹의 수분 함량을 검출하기 위한 센서(40)를 포함할 수도 있다. 또한, 장치(30)는 재생 담배의 웹이 파쇄 장치(36)에 공급되는 속도 및 컨베이어 벨트(38)의 속도를 조절하는데 적합한 대량 흐름(mass flow) 컨트롤러(42, 44)를 포함할 수도 있다. 존재하는 경우, 센서(40) 및 대량 흐름 컨트롤러(42, 44)는 장치의 동작을 제어하도록 구성된 제어 유닛(46)과 동작 가능하게 연결된다. 특히, 제어 유닛(46)은 재생 담배의 웹이 파쇄 장치(36)에 공급되는 속도의 변화를 고려하여 컨베이어 벨트(38)로의 속도를 조절하여, 컨베이어 벨트 상의 절단된 스트립의 임의의 바람직하지 않은 축적을 방지한다. 그런 다음, 절단된 스트립은, 제2 담배 물질의 절단된 스트립의 절단 폭 및 절단 길이 중 적어도 하나가 제1 담배 물질의 절단된 스트립의 절단 폭 및 절단 길이 중 대응하는 것과 상이하도록, 제2 절단 사양에 따라 절단된 제2 담배 물질과 블렌딩되는 추가 스테이션(미도시)으로 진행된다.

실시예 1 - 기본 절단 사양

부풀림력과 같은 담배 각초 입자의 핵심 파라미터에 대한 상이한 형상 및 절단 사양의 영향을 평가하기 위해서 실험을 수행하였다.

제1 단계에서, 소정의 형상 및 절단 사양에 따라 재생 담배의 시트(평량: 약 150g/㎡)로부터 절단된 담배 입자를 각각 포함하고 있는 순수한 샘플에 대해 12.5% 오븐 휘발성의 기준 수분값에서 CCV를 측정하였다. 다음의 표 1은 시험된 다양한 절단 사양을 열거한다. 각 샘플에 대해, 그 형상을 도시하는 대응하는 도면에 대하여 언급된다. 각 도면에서, CL1은 입자의 절단 길이를 나타내고, CW1은 입자의 전체 폭을 나타내며, SCW1은 입자의 절단 폭을 나타낸다. 도 7 및 도 8의 직사각형 형상에 대해, 입자의 전체 폭은 입자의 절단 폭과 일치한다.

아래의 표 2는 각 샘플에 대해 12.5% 오븐 휘발성의 기준 수분값에서 측정된 CCV의 값(㎤로 표현됨)을 열거한다. 각 측정이 수행되기 전에, 다양한 절단 사양에 따라 절단된 담배 입자를 24 시간 동안 조절실(conditioned room) 안에 보관하였다. 각 사양에 대해 20g의 5개 샘플에 대한 CCV를 측정하였다. 각 사양에 대해, 3회의 CCV 측정(CCV1, CCV2 및 CCV3)을 5개의 샘플에 대해 수행한 다음에, 전체 평균을 계산하여 사양의 유효 CCV로서 추정하였다. 측정의 반복 사이에, 개개의 가닥을 풂으로써 샘플을 준비하여, 이전의 측정 동안에 발생한 임의의 압축이 차후에 측정된 CCV에 대해 가능한 한 적은 영향을 미치게 하였다.

실시예 2 - 하이브리드 절단 사양

최고 CCV 값은 절단 사양 번호 3에 대해 얻어졌고, 이는 Y 형상을 갖는 입자에 실질적으로 대응한다. 그러나, 입자가 절단 사양 번호 3에 따라 재생 담배의 동일한 시트로부터 생성될 때에는, 담배 물질의 상당 부분이 낭비된 것으로 밝혀졌다. 따라서, 2개의 추가 하이브리드 절단 사양이 시험되었다. 이들은 각각 도 9 및 도 10에 도시된 형상에 대응하며, 다음의 표 3에 열거된 CCV의 값이 측정되었다.

이들 결과에 기초하여, 절단 사양 번호 10은 최고 CCV를 갖는 것으로, 그리고 이에 따라 흡연 물품의 제조를 위한 각초에서 사용하기 위해 가장 유망한 것으로 확인되었다.

실시예 3 - 흡연 물품

제3 실험에서, 절단 사양 번호 10은 궐련 제조 공정에 의해 비롯된 응력에 대한 입자의 내성을 개선하기 위해서 약간 수정되었다. 특히, 궐련 제조 공정 동안 담배 입자가 높은 장력 및 마찰에 노출되어 절단 사양 번호 10에 따라 제조된 입자를 파괴할 수 있게 할 우려가 있다. 이는 V 형상에서 나오고 전술한 CCV 측정에 의해 나타낸 이점을 감소시킬 수 있다.

따라서, 담배 입자는, 절단 폭(SCW1)이 0.9mm이고, 절단 길이(CL1)가 4.94mm이며, 전체 폭(CW1)이 12.50mm인, 도 12에 도시된 절단 사양에 따라 동일한 재생 담배의 시트로부터 제조되었다. 하나의 이러한 입자가 중앙 V 형상 부분의 위치에서 파괴되면, 입자의 2개의 결과로 생긴 부분은 여전히 효과적으로 V 형상일 것이다.

또한, 절단 사양 번호 9도 약간 수정되었다. CCV 측정이 V 형상 입자에서 나오는 부풀림력 관점에서 이점이 있음을 나타내는 것으로 보여졌기 때문에, 입자는, 절단 폭(SCW1)이 0.9mm이고, 절단 길이(CL1)가 17.60mm이며, 전체 폭(CW1)이 6.08mm인, 도 11에 도시된 절단 사양에 따라 재생 담배의 시트로부터 제조되었다. 90도의 각도는 본질적으로 도 6의 형상과 상당히 유사한 형상으로 이어질 것이라는 점에서, 바람직하지 않은 것으로 간주되므로, "V" 요소에 대해 60도의 각도가 선택되었다.

도 11 및 도 12의 사양에 따라 절단된 담배 입자를 사용하여 담배 각초로부터 담배 로드가 제조되었다. 특히, 85 중량%의 천연 담배 입자 및 도 11 및 도 12의 사양에 따라 각각 절단된 15 중량%의 재생 담배 입자를 포함한 블렌드의 제1 커플이 사용되었다. 또한, 70 중량%의 천연 담배 입자 및 도 11 및 도 12의 사양에 따라 각각 절단된 30 중량%의 재생 담배 입자를 포함한 블렌드의 제2 커플이 사용되었다.

CW1: 제1 절단 폭
CL1: 제1 절단 길이
SCW1: 제1 단면 절단 폭
T: 두께
30: 장치
32: 재생 담배의 웹
34: 보빈
36: 파쇄 장치
38: 컨베이어 벨트
40: 센서
42,44: 컨트롤러
46: 제어 유닛

Claims (21)

1. 제1 절단 사양에 따라 스트립들로 절단된 제1 담배 물질을 포함하고, 여기서 상기 제1 절단 사양은 담배 제품에서 사용될 때 담배 각초 내의 최종 절단 폭 및 최종 절단 길이에 대응하는 적어도 소정의 제1 절단 폭 및 제1 절단 길이를 설정하는 것이며, 상기 제1 담배 물질의 절단된 스트립들 간의 절단 길이 분포는 이산 확률 분포의 적어도 이중 모드형 분포인, 담배 각초.
2. 제1항에 있어서, 절단 길이 및 절단 폭 중 적어도 하나에 대해 상기 제1 절단 사양과는 다른 제2 절단 사양에 따라 절단된 제2 담배 물질을 더 포함하는, 담배 각초.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 전처리된 담배 물질인, 담배 각초.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 재생 담배 시트인, 담배 각초.
5. 제2항에 있어서, 상기 제2 담배 물질은 천연 담배 잎 물질인, 담배 각초.
6. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 5mm 내지 60mm의 절단 길이를 갖는 스트립으로 파쇄된 것인, 담배 각초.
7. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 담배 물질의 절단된 스트립들 간의 절단 길이 분포는 이산 확률 분포의 삼중 모드형 분포인, 담배 각초.
8. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 0.2mm 내지 1mm의 절단 폭을 갖는 스트립으로 파쇄된 것인, 담배 각초.
9. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 0.05mm 내지 1mm의 두께를 갖는 시트 물질로부터 스트립으로 파쇄된 것인, 담배 각초.
10. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 사인파형 형상을 갖는 스트립으로 파쇄된 것이고, 여기서 상기 사인파형 형상의 파장은 1mm 내지 15mm인, 담배 각초.
11. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 제1 스트립 구조체와 각도를 형성하는 추가 스트립 구조체가 분기하는 분기 노드를 포함하는 적어도 제1 스트립 구조체를 각각 포함하는 스트립으로 파쇄된 것인, 담배 각초.
12. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 적어도 제1, 제2 및 제3 스트립 구조체를 각각 포함하는 스트립으로 파쇄된 것이고, 여기서 상기 제1 스트립 구조체는 상기 제2 스트립 구조체가 분기하는 노드를 포함하되, 상기 제2 스트립 구조체는 상기 제3 스트립 구조체가 분기하는 제2 노드를 포함하는, 담배 각초.
13. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 12.5% 오븐 휘발성의 기준 수분값에서 적어도 3.5㎤/g의 부풀림력을 갖는, 담배 각초.
14. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 담배 각초의 로드를 포함하는 흡연 물품.
15. 담배 각초를 제조하는 방법으로,
    제1 담배 물질을 제공하는 단계; 및
    적어도 소정의 제1 절단 폭 및 제1 절단 길이를 설정한 제1 절단 사양에 따라 상기 제1 담배 물질을 스트립들로 절단하되, 상기 제1 담배 물질의 절단된 스트립들 간의 절단 길이 분포는 이산 확률 분포의 적어도 이중 모드형 분포인, 단계를 포함하는 방법.
16. 제15항에 있어서,
    제2 담배 물질을 제공하는 단계;
    상기 제1 담배 물질과는 별도로 그리고 제2 절단 사양에 따라 상기 제2 담배 물질을 절단하는 단계로, 상기 제2 절단 사양은 절단 길이 및 절단 폭 중 적어도 하나에 대해 상기 제1 절단 사양과는 다른 것인, 단계; 및
    상기 절단된 제1 담배 물질과 상기 절단된 제2 담배 물질을 블렌딩하는 단계를 포함하는, 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 전처리된 담배 물질인, 방법.
18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 제1 담배 물질은 재생 담배 시트인, 방법.
19. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 제1 담배 물질을 절단하기 전에 상기 제1 담배 물질을 컨디셔닝하는 단계를 더 포함하는, 방법.
20. 제18항에 있어서, 상기 제1 담배 물질의 수분 함량을 조절하여 상기 각초의 수분 함량을 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
21. 제16항에 있어서, 상기 제2 담배 물질의 수분 함량을 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.