상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 잎담배와 필터를 궐련지로 말아 궐련을 제조하는 과정에서 멘톨을 첨가하는 담배의 제조방법에 있어서, 총 첨가되는 멘톨 100중량부에 대하여 20∼40중량부는 필터부에 첨가하고, 60∼80중량부는 잎담배에 첨가하는 것을 특징으로 하는 멘톨을 함유하는 담배의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 멘톨을 함유 하는 담배를 제공한다.
이하 본 발명에 따른 멘톨을 함유하는 담배와 그 제조방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 흡연시 주류연에 멘톨이 효과적으로 이행되어 흡연자가 균일한 멘톨 향취를 느낄 수 있도록 함과 동시에 멘톨이 평형에 도달하는 기간을 단축시킬 수 있도록 하기 위하여 잎담배와 필터를 궐련지로 말아 궐련을 제조하는 과정에서 멘톨을 잎담배와 필터에 분산하여 첨가하되, 그 첨가량을 임계적 의미를 갖는 범위로 한정한 것에 그 특징이 있다. 본 발명에서는 궐련을 제조하는 과정에서 총 첨가되는 멘톨 100중량부에 대하여 20∼40중량부는 필터부에 첨가하고, 60∼80중량부는 잎담배에 첨가하였다.
이때, 필터에 첨가되는 멘톨이 20중량부 미만일 경우 멘톨이 평형에 도달할 때까지 장시간이 소요될 뿐만 아니라 저장기간 초기에 연기로 이행되는 멘톨의 양이 크게 떨어져 흡연자가 충분한 멘톨 향취를 느낄 수 없게 되는 문제점이 있다. 또한 필터에 첨가되는 멘톨이 40중량부를 초과할 경우 저장기간 초기에 주류연으로 이행되는 멘톨의 양이 증가하게 되지만 저장기간이 길어짐에 따라 이행율이 크게 감소하여 저장 시간차별에 따른 멘톨의 이행량의 편차가 커 흡연자가 균일한 멘톨향취를 느낄 수 없게 되는 문제점이 있다. 따라서, 궐련에 첨가되는 멘톨은 총 첨가량 100중량부에 대하여 필터에 20∼40중량부, 잎담배에 80∼60중량부 첨가하는 것이 좋다.
멘톨을 잎담배와 필터에 첨가하는 방법은 공지된 방법을 모두 적용할 수 있으며, 예를 들어 멘톨을 알코올 등의 용매에 용해시켜 분무 첨가하거나, 가열하여 융해시키는 방법을 적용할 수 있으며, 이외에 다양한 공지의 방법을 적용할 수 있다. 또한 멘톨의 첨가량은 공지된 범위내에서 첨가될 수 있으며, 본 발명에서는 잎담배 중량비로 7%를 첨가하였다.
상기한 바와 같이 멘톨을 잎담배에 20∼40중량부 및 필터에 60∼80중량부 나누어 첨가하여 담배를 제조하게 되면, 담배 제조 후 필터나 잎담배 부위로 멘톨 성분이 이동하여 평형이 되는데 20일 이상의 저장소요 시간을 가질 필요가 없어 유통상에 소요되는 경비와 시간을 크게 절약할 수가 있어 원가 절감에 기여할 수 있게 된다. 뿐만 아니라 주류연으로 이동되는 멘톨의 이행량이 균일하여 흡연시 흡연자는 균일한 멘톨 향취를 느낄 수 있게 된다.
담배를 제조하기 위하여 사용되는 필터는 공지의 것을 그대로 적용할 수 있으며, 예를 들어 모노아세테이트 필터나; 아세테이트와 탄소복합, 아세테이트와 종이 복합, 아세테이트와 멘톨 함이 함유되는 물질(면직, 폴리에스테르, 스틸렌, 아크릴 등)로 구성되는 이중 복합필터; 또는 아세테이트와 흡착제(활성탄소, 제올라이트, 실리카겔)층이 연결된 후 권관부에 아세테이트 또는 탄소복합, 종이 등의 3층 구조를 가지는 3중 복합필터;를 적용할 수 있다.
이때, 본 발명에 따르면 멘톨을 흡수하여 보류율을 높임과 동시에 흡연시 멘톨이 용이하게 탈착되어 주류연으로 이행되도록 하기 위하여 필터에 트리아세틴, 트리에틸렌글리콜디아세테이트 또는 폴리에틸렌글리콜에서 선택되는 필터가소제를 필터 100중량부에 대하여 4∼8중량부 첨가하게 된다.
상기에서 가소제의 첨가량이 필터 100중량부에 대하여 4중량부 미만일 경우 필터에 흡수되는 멘톨의 양이 적어져 주류연으로 이행되는 멘톨의 양이 낮아지게 되며, 그 첨가량이 8중량부를 초과할 경우 멘톨이 섬유속으로 흡수, 흡착하는 현상이 빠르게 일어나 연소시에 충분한 방출효과가 일어나지 않아서 주류연으로의 이행율이 오히려 낮아지게 되는 문제점이 있다.
보다 구체적으로 필터에 첨가되는 가소제의 양이 작을 경우 멘톨의 이행량이 저하되는 이유는 필터로 흡수되는 멘톨의 양이 충분하지 못하여 주류연으로 이행되는 량이 줄어들기 때문이다. 또한 필터에 첨가되는 가소제의 양이 많을 경우 멘톨의 이행량이 저하되는 이유는 멘톨이 필터에 흡수되어 아세테이트 셀룰로오스 섬유소간에 가교현상이 많이 일어나게 되어 셀룰로오스간의 조직을 치밀하게 형성하고, 이로 인해 필터 내부의 멘톨 여과효율이 흡수율보다 떨어지게 되어 많은 양의 멘톨이 섬유소 속에 흡수, 흡착되기 때문이다.
담배를 제조하기 위하여 사용되는 잎담배는 일반적으로 담배제조에 사용되는 다양한 종류의 잎담배를 적용할 수 있으며, 바람직하게는 멘솔과의 친화성이 우수하여 보류성을 증진시킬 수 있는 오리엔트종과 황색종을 사용하는 것이 좋다. 필요에 따라서는 담배 맛을 향상시키기 위하여 담배를 제조하는 과정에서 당류, 향료, 알콜, 보습제와 일부 고형분 물질 등을 추가로 첨가할 수도 있다.
본 발명에 따르면 잎담배에 첨가되는 멘톨의 보류성을 보다 증진시키기 위하여 멘톨성분과 결합성이 좋은 글리세린, 프로필렌글리콜, 솔비톨 등에서 선택되는 보습제를 첨가하게 되며, 상기 보습제는 잎담배 100중량부에 대하여 3∼4.5중량부 첨가하게 된다.
이때, 보습제의 첨가량이 잎담배 100중량부에 대하여 3중량부 미만일 경우 멘톨의 보류성이 저하되어 저장기간에 따라 멘톨이 승화되어 소실됨에 따라 흡연자가 충분한 멘톨 향취를 느낄 수 없게 되는 문제점이 있으며, 그 첨가량이 4.5중량부를 초과할 경우 멘톨의 보류성이 증가하는 이점은 있으나 궐련의 연소과정에서 멘톨이 용이하게 탈리 되어 주류연으로 이행되지 않게 됨에 따라 흡연자가 충분한 멘톨 향취를 느낄 수 없게 되는 문제점이 있다. 따라서 상기 범위 내에서 보습제를 첨가하는 것이 좋다.
전술한 바와 같이 하여 제조된 본 발명에 따른 담배는 궐련내 멘톨이 평형에 도달될 때까지 소요되는 시간을 단축시킬 수 있어 담배의 제조 후 저장 및 유통상에 있어 시간과 비용 절감을 유도할 수 있을 뿐만 아니라 끽연시 흡연자가 충분하고 균일한 멘톨 향취를 느낄 수 있게 된다. 또한 멘톨의 보류성을 크게 증진시켜 담배의 저장수명을 길게 하고 품질을 높일 수 있게 된다.
이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
담배 1본당 125mg의 모노아세테이트필터에 가소제인 트리아세틴을 필터중량 에 대하여 8중량%가 되게 흡수시키고, 이와는 별도로 건조된 잎담배 680mg에 담배중량에 대하여 4중량%가 되게 보습제 글리세린을 1차가향 첨가시 분무하여 흡수시켰다. 5mg의 멘톨을 에틸알코올에 용해시켜 각각 하기 표 1에 나타낸 비율로 상기에서 제조한 필터와 잎담배에 분무 함유시킨 후 이를 궐련으로 제조하였다. 이때, 잎담배는 황색종 40%, 버어리종 20%, 오리엔트 10%, 판상엽 10%, 팽화각초 15% 및 팽화주맥 5%를 혼합한 것을 사용하였다. 이렇게 제조된 궐련을 하기에 명시된 방법으로 멘톨의 이행량과 전이량을 측정하고 그 백분율을 하기 표 1에 나타내었다.
- 포갑내 재료품의 멘솔 함량 분석(전이량)
시료중의 멘톨 함량은 A.O.A.C(1990) 방법을 응용한 각초 10g, 필터와 권지 20개피, 은박지 8매 및 포갑지 4매를 250ml 삼각 플라스크에 각각 넣고 내부표준물질(internal standard)인 아네톨(anethole)을 메탄올(methanol)에 0.5 mg/ml 되도록 조제한 용액 150ml를 가한 후, 2시간 동안 진탕한 후 상등액을 기체 크로마토그래피(gas chromatography)법으로 정량하였다. 분석에 사용한 G.C는 Hewlett Packard(5890.II)를 사용하였으며, 분리관은 DB-bwax fused silica capillary column(60m × 0.25mm ID), 운반기체인 질소의 유속은 1ml/min, 주입구 및 검출기(F.I.D) 온도는 250℃, 분리관 온도는 100℃에서 3분간 유지한 후 4℃/min로 230℃까지 상승시키는 조건으로 시료용액 1㎕를 자동주입기(H.P 7673 series autoinjector)를 이용하여 미분배모드(splitless mode)로 주입하였다.
- 연기 중 함량(이행량)
연기 중으로 이행된 멘톨 함량은 궐련 20본을 담배연기분석장치(smoking machine; Heinr Borgwaldt Co.)으로 흡연시켜 얻은 전연기응축물을 캠브리지필터로 포집한 후 250ml 삼각 플라스크에 넣고 내부표준물질(internal standard)인 아네톨(anethole)을 0.5mg/ml 되게 조제한 메탄올(menthol) 용액 100ml에 가한 후, 실온에서 24시간 방치하고 상등액을 기체 크로마토그래피(gas chromatography)법으로 정량하였다. 분석에 사용한 G.C의 분리관은 S.P.B-5 fused silica capillary column(30m ×0.53mm ID), 운반기체인 질소의 유속은 0.9 ml/min, 주입구 및 검출기(F.I.D) 온도는 250℃, 분리관 온도는 120℃에서 등온하는 조건으로 시료용액 2㎕를 주입기에 미분배모드(splitless mode)로 주입하였다.
멘톨 첨가비율(%) |
이행량(%), 전이량(%) |
저장시간 |
2(일) |
15(일) |
30(일) |
60(일) |
90(일) |
120(일) |
180(일) |
필터 100 |
주류연 |
36 |
31 |
24 |
21 |
19 |
19 |
17 |
잎담배 |
9.2 |
22.7 |
36.4 |
39.5 |
41.1 |
43.8 |
45.3 |
필터 5/ 잎담배 95 |
주류연 |
16 |
18 |
19 |
17 |
16 |
15 |
12 |
필터 |
8.5 |
19.3 |
26.6 |
30.4 |
33.7 |
35.1 |
36.8 |
필터 10/ 잎담배 90 |
주류연 |
17 |
19 |
20 |
18 |
17 |
16 |
13 |
필터 |
12.9 |
21.2 |
28.5 |
32.6 |
35.4 |
38.5 |
39.2 |
필터 15/ 잎담배 85 |
주류연 |
18 |
20 |
21 |
19 |
18 |
17 |
14 |
필터 |
16.2 |
23.7 |
29.4 |
34.5 |
37.2 |
39.8 |
41.5 |
필터 25/ 잎담배 75 |
주류연 |
24 |
22 |
22 |
20 |
19 |
18 |
15 |
필터 |
25.7 |
28.6 |
31.2 |
34.9 |
37.7 |
40.4 |
41.8 |
필터 35/ 잎담배 65 |
주류연 |
29 |
26 |
23 |
21 |
19 |
18 |
16 |
필터 |
35.2 |
36.7 |
38.0 |
39.4 |
40.8 |
41.3 |
42.5 |
필터 40/ 잎담배 60 |
주류연 |
30 |
32 |
33 |
28 |
19 |
18 |
16 |
필터 |
40.1 |
42.1 |
43.5 |
45.6 |
47.3 |
48.5 |
49.8 |
필터 45/ 잎담배 55 |
주류연 |
32 |
33 |
35 |
29 |
20 |
19 |
17 |
필터 |
45.6 |
46.1 |
46.8 |
48.0 |
49.2 |
50.7 |
51.1 |
잎담배 100 |
주류연 |
14 |
17 |
18 |
15 |
14 |
13 |
12 |
필터 |
7.7 |
18.1 |
21.6 |
28.4 |
32.6 |
34.2 |
40.6 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이 멘톨을 필터에만 첨가한 경우가 멘톨을 잎담배에만 첨가한 경우보다 연기로 이행되는 멘톨량이 약 2배정도 많았으며, 필터에만 첨가시 2일 경과 후 전체 첨가량의 39%가 연기로 이행되었으며, 저장기간이 길어질수록 효율은 낮아져 60일 후에는 그 효율이 46%정도 감소한 21%가 연기로 이행됨을 확인할 수 있다. 또, 필터에만 첨가한 경우 멘톨의 전이량을 살펴보면 2일째에는 9.2%, 60일 후에는 많은 량의 멘톨이 전이되어 증가되는 경향을 나타냄을 알 수 있다.
한편, 잎담배 부위에만 멘톨을 첨가한 경우 주류연으로의 이행량은 2일째 12%이고, 저장기간 30일에서 60일 사이에서는 18∼15%로 이행량이 매우 낮음을 알 수 있다. 또한 필터로 이동된 멘톨량은 2일째에서 7.7%이고, 30일에서 21.6%로서 멘톨 전이량이 저장기간에 따라 계속적으로 증가됨을 알 수 있다.
반면 본 발명의 범위 내에서 멘톨을 첨가하여 멘톨 담배를 제조한 경우, 즉 멘톨을 필터부에 20∼40중량%, 잎담배에 40∼80중량% 첨가한 경우 흡연시 주류연으로의 멘톨 이행량이 일정하고 균일하게 나타남을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 멘톨의 전이 평형을 고려하였을 때에도 가장 효율적인 것을 상기 표 1에서 확인할 수 있다.
<실시예 2>
담배 1본당 125mg의 모노아세테이트필터에 가소제인 트리아세틴을 필터중량에 대하여 하기 표2에 나타낸 비율이 되도록 흡수시키고, 이와는 별도로 건조된 잎담배 680mg에 담배중량에 대하여 4중량%가 되게 보습제 글리세린을 1차가향 첨가시 분무하여 흡수시켰다. 5mg의 멘톨을 에틸알코올에 용해시켜 상기에서 제조한 잎담배에 분무 함유시킨 후 이를 궐련으로 제조하였다. 이때, 잎담배는 황색종 40%, 버 어리종 20%, 오리엔트 10%, 판상엽 10%, 팽화각초 15% 및 팽화주맥 5%를 혼합한 것을 사용하였다. 제조 궐련에 사용된 필터는 모노 아세테이트 토우(3.3/35,000 denier) 흡인저항 300mmH2O(96mm, 500mg)를 4등분하여 24mm 필터와 권관부를 연결 부착하여 궐련길이 84mm, 원주 24.5mm 시험담배를 제조하였고, 팁페이퍼(tip paper)는 무천공, 궐련지는 45C.U를 사용하였다.
이렇게 제조된 궐련을 상기 실시예1과 동일한 방법으로 이행량과 전이량을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
트리아세틴 첨가량(중량%) |
저장시간에 따른 주류연 이행량(mg) |
3개월 후 필터 전이량(%) |
30일 |
60일 |
90일 |
0 |
0.51 |
0.49 |
0.47 |
6.9 |
2 |
0.53 |
0.50 |
0.48 |
17.5 |
4 |
0.54 |
0.51 |
0.49 |
22.7 |
6 |
0.58 |
0.55 |
0.52 |
29.1 |
8 |
0.53 |
0.49 |
0.48 |
40.2 |
9 |
0.50 |
0.47 |
0.46 |
40.6 |
11 |
0.48 |
0.44 |
0.39 |
45.4 |
상기 표 2에서 보는 바와 같이 필터의 가소제로 사용된 트리아세틴의 첨가량에 대하여 잎담배에서 주류연으로 이행되는 멘톨의 양을 측정한 결과, 담배 제조 후 1개월이 경과한 때에는 트리아세틴을 필터 100중량부에 대하여 4중량부와 6중량부 첨가한 경우가 트리아세틴을 첨가하지 않은 경우에 비하여 보다 많은 멘톨이 주류연으로 이행되었음을 확인할 수 있으며, 트리아세틴을 8중량부 첨가한 경우에는 트리아세틴을 4중량부 또는 6중량부 첨가한 경우에 비하여 오히려 멘톨의 이행량이 저하되었음을 확인할 수 있다.
<실시예 3>
담배 1본당 125mg의 모노아세테이트필터에 가소제인 트리아세틴 9mg을 분무 방법으로 흡수시키고, 이와는 별도로 건조된 잎담배 680mg에 글리세린과 프로필렌 글리콜 및 솔비톨을 각각 1.3:1.3:0.4의 비율로 혼합한 보습제를 잎담배 100중량부에 대하여 하기 표 3에 나타낸 비율이 되도록 조절하여 1차 가향시 분무 방법으로 함유시켰다. 5mg의 멘톨을 상기 잎담배에 2차 가향(top casing)에 사용되는 향과 함께 에틸알콜에 용해시켜 분무 방법으로 함유시킨 후 이를 궐련으로 제조하였다. 이때, 잎담배는 황색종 40%, 버어리종 20%, 오리엔트 10%, 판상엽 10%, 팽화각초 15% 및 팽화주맥 5%를 혼합한 것을 사용하였다.
상기와 같이 하여 제조된 궐련을 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 주류연으로의 이행량을 측정하고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
보습제(중량부 %) |
주류연 이행량(%) |
2.5 |
21 |
3.0 |
22 |
3.5 |
24 |
4.0 |
23 |
4.5 |
22 |
5.0 |
|
상기 표 3에서 보는 바와 같이 보습제 농도를 잎담배 100중량부에 대하여 3.0∼4.5중량부 첨가한 경우 멘톨 성분이 주류연으로 이행되는 량이 우수함을 확인할 수 있다.