KR20230028420A - 개선된 난연성을 갖는 래퍼 종이 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펄프 섬유 및 1종 이상의 폴리포스페이트를 포함하는, 에어로졸-발생 물품에 사용하기에 적합한 래퍼 종이로서, 여기서 펄프 섬유는 래퍼 종이의 질량의 적어도 55% 및 최대 95%를 구성하며, 폴리포스페이트는 모두 합쳐서 래퍼 종이의 질량에 대해 적어도 5% 및 최대 30%의 농도로 존재하는 것인 래퍼 종이에 관한 것이다. 폴리포스페이트는 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]을 갖는 화합물이며, 여기서 n은 적어도 2 및 최대 100이고, M은 1가 금속 또는 암모늄 (NH4 +)이다.
Description
본 발명은 비교적 내열성이 있어서, 물품의 사용 후에도 여전히 물품의 문제 없는 취급을 보장하기에 충분한 기계적 강도를 가지며, 그로부터 제조된 에어로졸-발생 물품이 흡연 물품처럼 흡연될 수 없도록 하는 난연 효과를 추가적으로 갖는, 에어로졸-발생 물품을 위한 래퍼 종이에 관한 것이다. 본 발명에 따른 래퍼 종이는 공지된 내열성 래퍼 종이와 비교하여 개선된 난연성을 갖는다. 이는 래퍼 종이에서의 높은 함량의 특정한 폴리포스페이트에 의해 달성된다.
에어로졸-발생 물질 뿐만 아니라, 에어로졸-발생 물질을 감싸고 있으며 이로써 전형적으로 원통형의 막대를 형성하는 종이를 포함하는 에어로졸-발생 물품이 선행 기술에 공지되어 있다. 이와 관련하여, 에어로졸-발생 물질은 가열 시 에어로졸을 방출하는 물질이며, 여기서 에어로졸-발생 물질은 가열되기만 할 뿐 연소되지는 않는다. 다수의 경우에, 에어로졸-발생 물품은 또한 에어로졸의 성분을 여과할 수 있는 필터를 포함하며, 이는 필터 래퍼 종이 뿐만 아니라 필터와 에어로졸-발생 물질의 감싸인 막대를 함께 연결하는 추가의 래퍼 종이가 감싸고 있다.
에어로졸-발생 물품의 의도된 사용 동안, 에어로졸-발생 물질은 가열되지만 연소되지는 않는 것이 통상적이다. 이러한 가열은, 예를 들어, 에어로졸-발생 물품이 삽입되어 있는 외부 장치에 의해, 또는 물품의 사용을 위해 점화에 의해 작동되도록 하는, 에어로졸-발생 물품의 한쪽 말단에 부착된 열원에 의해 수행될 수 있다. 에어로졸-발생 물질의 가열 동안 래퍼 종이도 가열되고 열적으로 분해된다. 이로써 래퍼 종이는 가열 장치로부터 에어로졸-발생 물품의 제거 동안 찢어질 정도로 강도를 상실하게 될 수 있다. 이는 소비자가 추가로 청소하는 수고스러움을 요구하며, 따라서 바람직하지 않다. 추가로, 통합된 열원을 갖는 에어로졸-발생 물품의 경우에도, 래퍼 종이가 가열 동안 그의 강도를 상실할 수 있어 열원이 떨어지게 되고 화재의 위험이 발생한다.
게다가, 소비자에 의해 의도치 않게 담배와 동일한 방식으로 에어로졸-발생 물품이 사용되고 에어로졸-발생 물품의 말단에 점화가 시도되어 에어로졸-발생 물질의 연소 또는 훈소 과정이 시작되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 따라서, 에어로졸-발생 물품의 래퍼 종이는 난연 특성을 갖는 것이 요구된다.
이러한 에어로졸-발생 물품을 위한 래퍼 종이가 내열성 또는 난연성을 갖도록 하기 위한 연구는 단지 부분적으로 성공적이었다.
WO 2015/082648에는, 예를 들어, 비교적 적은 펄프 섬유로 이루어지며, 래퍼 종이의 적어도 50%가 탄산칼슘으로 구성되도록 탄산칼슘 및 결합제의 조성물로 코팅된 래퍼 종이가 기재되어 있다. 이러한 래퍼 종이의 단점은, 두꺼운 코팅 때문에, 비교적 취성을 보이며, 래퍼 종이로부터 에어로졸-발생 물품을 제조할 때 많은 분진이 발생한다는 것이다. 게다가, 낮은 펄프 섬유 함량 때문에, 인장 강도가 특별히 높지 않다.
WO 2011/117750에는, 알루미늄 호일과 종이의 라미네이트로 이루어진 래퍼 종이가 기재되어 있다. 알루미늄 호일이 에어로졸-발생 물질과 대향하고 있으며, 이는 종이를 가열의 효과로부터 부분적으로 보호한다. 이러한 래퍼 종이의 단점은 복잡한 제조 공정 및 낮은 생물학적 분해성인데, 경험에 의하면, 사용 후에, 많은 에어로졸-발생 물품이 그대로 환경으로 폐기되기 때문이다.
따라서, 가열 후에도 여전히 충분한 인장 강도를 가지며, 생분해성이고, 특히 효율적인 난연 효과를 갖는 래퍼 종이를 이용가능하게 하는 것에 관심이 있다. 게다가, 에어로졸-발생 물품을 위한 래퍼 종이의 설계는 특히 법적 규제, 독성학 및 에어로졸-발생 물품의 맛에 대한 래퍼 종이의 영향도 고려해야 한다.
본 발명의 목적은 본질적으로 내열성을 가지며 고도의 난연성을 갖고, 강도, 가공성, 생물학적 분해성 및 맛에 대한 영향과 관련하여 유리한 특성을 갖는, 에어로졸-발생 물품을 위한 래퍼 종이를 제공하는 것이다.
본 발명과 관련하여, 에어로졸-발생 물품은 에어로졸-발생 물질 및 에어로졸-발생 물질을 감싸고 있는 래퍼 종이를 포함하는 막대-형상의 물품이며, 여기서 의도된 사용 동안, 에어로졸-발생 물질은 가열되기만 할 뿐 연소되지는 않는다. 전형적인 에어로졸-발생 물질, 예를 들어 연초 물질의 경우에, 모든 경우에 에어로졸-발생 물질이 최대 400℃의 온도로 가열될 때 연소가 일어나지 않는 가열이 발생할 것이다.
상기 목적이 청구항 제1항에 따른 에어로졸-발생 물품을 위한 래퍼 종이, 청구항 제30항에 따른 상기 래퍼 종이를 포함하는 에어로졸-발생 물품, 청구항 제34항에 따른 에어로졸-발생 물품을 위한 이러한 래퍼 종이의 용도 및 청구항 제35항에 따른 본 발명에 따른 래퍼 종이를 제조하는 방법에 의해 달성된다. 추가의 유리한 실시양태가 종속항에서 제공된다.
본 발명자들은 상기 목적이 펄프 섬유 및 1종 이상의 폴리포스페이트를 포함하는, 에어로졸-발생 물품에 사용하기에 적합한 래퍼 종이로서, 여기서 펄프 섬유는 래퍼 종이의 질량의 적어도 55% 및 최대 95%를 구성하며, 폴리포스페이트는 모두 합쳐서 래퍼 종이의 질량에 대해 적어도 5% 및 최대 30%의 농도로 함유되는 것인 래퍼 종이에 의해 달성될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명자들의 발견에 따르면, 래퍼 종이의 높은 강도를 획득하기 위해서는 높은 펄프 섬유 함량이 필요하다. 본 발명에 따른 폴리포스페이트와 같은 첨가제는 펄프 섬유 간의 수소 결합의 형성을 저해하며, 따라서 래퍼 종이의 강도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 우수한 난연 효과를 획득하기 위해서는 때때로 높은 농도의 폴리포스페이트가 필요하므로, 래퍼 종이 내 펄프 섬유의 비율이 높아져야 한다. 따라서, 소수의 추가의 성분만이 래퍼 종이에 함유될 수 있고; 특히, 강도를 더욱 감소시키는 성분은 바람직하지 않다.
높은 펄프 섬유 함량과 적합하게 선택된 농도의 폴리포스페이트의 조합만이, 그의 높은 초기 강도로 인해, 래퍼 종이로부터 제조된 에어로졸-발생 물품이 어떠한 문제도 없이 가열 장치로부터 제거될 수 있거나 또는 에어로졸-발생 물품에 통합된 열원이 떨어질 수 있는 위험이 없는 높은 인장 강도를 가열 후에도 갖는 래퍼 종이의 제조를 가능하게 한다. 게다가, 난연 효과가 매우 우수하여 에어로졸-발생 물품이 담배처럼 흡연될 수 없다.
래퍼 종이의 성분은 추가적으로 탁월한 생물학적 분해성 및 에어로졸-발생 물품의 제조 동안의 매우 우수한 가공성을 가능하게 한다.
래퍼 종이는 그의 강도를 위해 펄프 섬유를 요구하며, 여기서 펄프 섬유는 래퍼 종이의 질량의 적어도 55% 및 최대 95%를 구성한다. 펄프 섬유와 폴리포스페이트 사이의 훨씬 더 유리한 비를 획득하기 위해 펄프 섬유의 비율은, 각각 래퍼 종이의 질량에 대해, 바람직하게는 적어도 70% 및 최대 90%, 보다 특히 바람직하게는 적어도 75% 및 최대 90%일 수 있다.
펄프 섬유는 바람직하게는 침엽수, 낙엽수, 일년생 식물, 가문비나무, 소나무, 전나무, 너도밤나무, 자작나무, 유칼립투스, 아마, 대마, 황마, 저마, 대나무, 아바카, 사이잘, 양마 및 목화로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 식물로부터 얻어진다. 펄프 섬유는 또한 전체적으로 또는 부분적으로 재생 셀룰로스로부터 생성된 섬유 예컨대 텐셀(Tencel)™ 섬유, 라이오셀(Lyocell)™ 섬유, 비스코스 섬유 또는 모달(Modal)™ 섬유로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 펄프 섬유는 펄프 섬유의 질량에 대해 적어도 25% 및 최대 100%의 비율로 침엽수 유래의 펄프 섬유로 구성되는데, 이는 이들 펄프 섬유가 래퍼 종이에 높은 강도를 제공하기 때문이다.
래퍼 종이는 1종 이상의 폴리포스페이트를 함유하며, 여기서 폴리포스페이트는 모두 합쳐서 래퍼 종이의 질량의 적어도 5% 및 최대 30%를 구성한다. 본 발명자들의 발견에 따르면, 폴리포스페이트는 종이 구조 내의 펄프 섬유를 과도한 산화로부터 보호한다. 게다가, 본 발명자들의 발견에 따르면, 폴리포스페이트는 고도로 흡습성이며, 따라서 종이에 물을 저장할 수 있게 한다. 종이의 가열 시, 물이 먼저 폴리포스페이트로부터 제거되며, 따라서 펄프 섬유의 온도가 제한된다. 가열 과정이 에어로졸-발생 물품의 평상시의 사용 동안 시간에 있어서 제한되며 수분을 초과하지 않기 때문에, 특히 에어로졸-발생 물품에 점화하려고 시도할 때 단지 수초 동안만 지속되기 때문에, 폴리포스페이트에 저장된 물이 난연 효과를 제공하는데 상당한 기여를 한다. 이는 관련 기술분야에 공지된 래퍼 종이에 비해 이점을 초래한다.
폴리포스페이트의 농도가 증가할수록 난연 효과는 증가할 것이지만, 래퍼 종이의 강도는, 특히 가열 후에 감소할 것이다. 따라서, 바람직하게는, 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 비율은 모두 합쳐서 래퍼 종이의 질량의 적어도 8% 및 최대 27%, 특히 래퍼 종이의 질량의 적어도 9% 및 최대 25%이다.
본 발명과 관련하여, 폴리포스페이트는 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]을 갖는 화합물이며, 여기서 n은 적어도 2 및 최대 100이고, M은 1가 금속 또는 암모늄 (NH4 +)이다.
따라서, 상기 정의는 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]을 가지며, n 값이 통상적으로 적어도 2 및 최대 10인 올리고포스페이트로서 공지된 화합물을 또한 포함한다. 게다가, 상기 정의는 본 발명에 따른 범위 또는 바람직한 범위에서 상이한 n 값을 갖거나 또는 상이한 1가 금속 M 또는 암모늄을 갖는 폴리포스페이트의 혼합물, 또는 선형 및 고리형 폴리포스페이트의 혼합물을 또한 포함한다. 보다 큰, 예를 들어 10 초과의 n 값을 갖는 폴리포스페이트의 경우에, 상이한 n 값을 갖는 폴리포스페이트의 혼합물이 존재하는 것으로 예상되며, 이는 또한 본 발명의 범주 내에 포함된다. 이와 관련하여, 상이한 n 값을 갖는 폴리포스페이트의 혼합물은, n의 평균 값이 본 발명에 따른 범위 또는 바람직한 범위 내에 포함된다면, 상기 정의에 포함되며, 여기서 n이 반드시 정수인 것은 아니다.
적어도 3 및 최대 80의 n 값을 갖는 폴리포스페이트가 바람직하고, 특히 바람직하게는 적어도 10 및 최대 35의 n 값을 갖는다.
바람직하게는, 그리고 n의 선택과는 독립적으로, M은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 1가 금속, 또는 암모늄이고, 특히 바람직하게는, 1가 금속은 나트륨이다.
보다 특히 바람직하게는, 폴리포스페이트는 적어도 15 및 최대 30의 n 값을 가지며, 1가 금속 M이 나트륨이다. 특히, 폴리포스페이트는 나트륨 헥사메타포스페이트를 포함한다.
본 발명자들의 발견에 따르면, 폴리포스페이트가 래퍼 종이의 두께에 걸쳐 어떻게 분포되는지를 아는 것이 중요하다. 일반적으로, 우수한 난연 효과는 폴리포스페이트가 래퍼 종이에 실질적으로 균일하게 분포되는 경우에 실제로 획득될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시양태에서, 래퍼 종이는 에어로졸-발생 물질 쪽으로 향해 있거나 또는 그 반대 쪽으로 향해 있는 래퍼 종이의 면에서 래퍼 종이의 다른 쪽 면보다 더 높은 비율의 폴리포스페이트를 함유하도록 설계된다. 바람직하게는, 폴리포스페이트 함량은 래퍼 종이로부터 제조된 에어로졸-발생 물품이 가열되는 래퍼 종이의 면에서 더 높은데, 그 이유는 이러한 면이 보다 높은 열 부하에 노출되기 때문이다. 따라서, 래퍼 종이의 이러한 면에서의 폴리포스페이트 함량이 보다 높을수록 난연 효과에 특히 유리한 기여를 한다. 이러한 방식으로, 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 비율이 난연 효과와 관련된 손실 없이 감소될 수 있고, 그에 따라 래퍼 종이 내 펄프 섬유의 비율이 동일한 평량에서 증가될 수 있으며, 그 결과 전반적으로 래퍼 종이의 강도가 증가된다. 대안적으로, 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 이러한 바람직한 분포 시, 평량이 난연 효과와 관련된 손실 없이 감소될 수 있고, 이는 물질 요구량을 감소시킨다.
하기에서 설명될 것처럼, 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 분포는 제조 공정의 영향을 받을 수 있다.
바람직하게는, 폴리포스페이트는 래퍼 종이의 표면적의 적어도 70%에 걸쳐, 특히 바람직하게는 표면적의 적어도 95%에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포되며, 여기서 이들 면적 내 폴리포스페이트의 비율에서의 변동은 단지 제조법으로 인해 발생하는 것으로, 의도적인 것이 아니다. 이와 관련하여, 이러한 균일한 분포는 두께 방향으로의 분포가 아니라, 표면에 대한 분포를 지칭한다.
다양한 이유로, 래퍼 종이가 추가의 물질 층, 특히 종이 층에 연결되는 경우에 바람직하다. 이러한 연결을 위해 임의의 종류의 연결이 가능하지만, 접착제 연결에 의한 형성이 바람직하고; 특히, 에어로졸-발생 물품의 제조 동안 래퍼 종이 및 추가의 층이 층층이 위치하고 함께 에어로졸-발생 물질을 감싸도록 래퍼 종이 및 추가의 층을 차례로 적층하고 이들을 함께 권취하는 것으로 충분할 수 있다. 추가의 층은, 의도된 효과에 따라, 래퍼 종이로부터 제조된 에어로졸-발생 물품 상에서 에어로졸-발생 물질 쪽으로 또는 그 반대 쪽으로 향해 있을 수 있도록 래퍼 종이의 양쪽 면 중 어느 하나에 적용될 수 있다.
래퍼 종이가 하나 이상의 종이 층에 또는 실제로 알루미늄 호일, 플라스틱 호일, 재생 셀룰로스 예컨대 수화 셀룰로스로부터 생성된 호일 (셀로판(Cellophane)®)과 같은 다른 물질의 층에 연결되는 경우에, 펄프 섬유 및 폴리포스페이트의 비율에 관한 상기 언급된 요건 및 하기 언급된 모든 추가의 특성은 래퍼 종이 자체에만 적용되며, 명백하게 언급되지 않는 한, 그에 연결된 추가의 층에는 적용되지 않는다.
래퍼 종이를 추가의 층에 연결하는 한 가지 이유는, 예를 들어, 폴리포스페이트가 열 부하 하에 래퍼 종이를 어두운 색상으로 변하게 하기 때문일 수 있다. 이러한 단점은, 본 발명에 따른 래퍼 종이가 에어로졸-발생 물질 쪽으로 향해 있고 추가의 층이 에어로졸-발생 물질의 반대 쪽에 위치하도록 본 발명에 따른 래퍼 종이를 추가의 물질 층에 연결함으로써 극복될 수 있다. 그러면, 이러한 추가의 층이 래퍼 종이를 가려서, 열 부하 하에 외부에서 보이는 색상 변화가 없거나 또는 단지 미미한 색상 변화가 있을 뿐이다.
따라서, 이러한 특히 바람직한 실시양태에서, 래퍼 종이는 추가의 종이 층에 연결되며, 여기서 추가의 종이 층은 펄프 섬유 및 백색 충전제 입자를 포함하고, 백색 충전제 입자는 종이 층의 질량의 적어도 15% 및 최대 45%를 구성한다. 특히 바람직하게는, 백색 충전제 입자는 탄산칼슘 입자이다. 백색 충전제 입자는 종이 층에 백색 색상 및 높은 불투명도를 제공하여, 그 아래에 위치하는 본 발명에 따른 래퍼 종이의 변색이 보이지 않거나 또는 약간만 보이게 한다.
래퍼 종이를 추가의 물질 층에 연결하는 또 다른 이유는, 예를 들어, 래퍼 종이 상의 얼룩의 형성을 방지하기 위해서이다. 에어로졸-발생 물질은 오일, 예를 들어 향미제를 함유할 수 있으며, 이는 보관 동안 또는 가열 시 래퍼 종이에 침투하여 얼룩을 유발한다. 이러한 문제는 래퍼 종이를 추가의 물질 층에 연결함으로써 극복될 수 있다.
따라서, 이러한 특히 바람직한 실시양태에서, 래퍼 종이는 추가의 종이 층에 연결되며, 여기서 추가의 종이 층은 ISO 2965:2019에 따라 측정된, 적어도 5 cm3/(cm2·min·kPa) 및 최대 30000 cm3/(cm2·min·kPa)의 공기 투과도를 갖고, 추가의 종이 층의 평량은 적어도 10 g/m2 및 최대 30 g/m2이다. 추가의 종이 층의 공기 투과도는 다공성 구조의 결과이며, 이는 오일 또는 다른 성분이 종이 층을 통해 전달되는 것을 저해한다.
래퍼 종이를 추가의 물질 층에 연결하는 또 다른 이유는, 예를 들어, 래퍼 종이의 강성을 증가시키기 위해서이다. 에어로졸-발생 물품의 내부에는 공동이 종종 존재하여, 소비자가 에어로졸-발생 물품의 취급 동안 우발적으로 에어로졸-발생 물품을 압축시키고, 그 결과, 예를 들어, 에어로졸-발생 물품이 가열 장치에 더 이상 삽입될 수 없도록 변형될 수 있다. 높은 강성을 갖는 추가의 층에 연결된 래퍼 종이는 이를 방지할 수 있다.
따라서, 이러한 특히 바람직한 실시양태에서, 래퍼 종이는 추가의 종이 층에 연결되며, 여기서 추가의 종이 층은 적어도 30 g/m2 및 최대 100 g/m2인 큰 평량을 갖는데, 이는 높은 굽힘 강성을 또한 유도하기 때문이다.
상기 언급된 또는 또한 다른 이유로 래퍼 종이 상에 제공되는 추가의 층으로서, 그의 우수한 생물학적 분해성 때문에, 일반적으로 종이 층이 바람직하지만, 덜 바람직하게는, 추가의 층이 또한 알루미늄 호일, 플라스틱 호일 또는 재생 셀룰로스 예컨대 수화 셀룰로스로부터 생성된 호일 (셀로판®)에 의해 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 래퍼 종이 또는 상기 언급된 또는 또한 다른 이유로 연결된 추가의 종이 층은 추가의 성분을 함유할 수 있다. 이는, 예를 들어, 충전제 물질, 사이징제, 습윤 강도 증강제, 첨가제, 가공 보조제, 함습제 및 향미제를 포함한다. 통상의 기술자라면 경험에 따라 이들 성분을 선택할 수 있다. 특히, 에어로졸-발생 물품의 사용 동안 형성되는 에어로졸은 높은 수분 함량을 갖기 때문에, 습윤 강도 증강제를 에어로졸-발생 물품에 사용하는 것이 유리할 수 있다. 래퍼 종이는 에어로졸로부터 물의 일부를 흡수할 수 있으며, 그 결과 그의 강도가 감소된다. 이는 습윤 강도 증강제의 사용에 의해 부분적으로 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 래퍼 종이에서 충전제 물질은 래퍼 종이의 변색을 감소시키는데 기여할 수 있다. 그러나, 충전제 물질은 래퍼 종이의 인장 강도를 감소시키므로, 그의 비율이 너무 높지 않아야 한다. 따라서, 바람직하게는, 래퍼 종이 내 충전제 물질의 비율은, 각각 래퍼 종이의 질량에 대해, 적어도 0% 및 최대 45%, 특히 바람직하게는 적어도 0% 및 최대 35%, 보다 특히 바람직하게는 적어도 0% 및 최대 25%이다.
충전제 물질은 바람직하게는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 이산화티타늄, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 카올린, 활석 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특히 바람직한 충전제 물질은 벤토나이트이며, 이는, 폴리포스페이트와 같이, 다량의 물을 흡수할 수 있어, 그 결과 난연성에 추가적으로 기여하기 때문이다. 벤토나이트를 사용함으로써, 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 비율이 난연 효과에 부정적으로 영향을 미치지 않으면서 본 발명에 따른 범위 또는 바람직한 범위의 보다 낮은 범위에 있을 수 있다.
본 발명자들의 발견에 따르면, 심지어 벤토나이트를 단독으로 사용하여 충분한 난연성을 획득하는 것이 가능하므로, 폴리포스페이트를 완전히 생략할 수도 있다.
바람직한 실시양태에서, 래퍼 종이는 전분 예컨대 옥수수 전분, 감자 전분 또는 타피오카 전분; 전분 유도체 예컨대 카르복시메틸 전분 또는 산화 전분; 셀룰로스 유도체 예컨대 카르복시메틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 뿐만 아니라 그의 염; 폴리사카라이드 예컨대 알기네이트; 폴리비닐 알콜; 폴리비닐 아세테이트; 에틸렌-비닐-아세테이트; 젤라틴; 검 예컨대 아라비아 검, 구아 검, 로커스트 빈 검 또는 트라가칸트 검; 또는 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 코팅 또는 함침된다. 이러한 바람직한 실시양태에서, 이들 물질의 비율은 모두 합쳐서 래퍼 종이의 질량의 적어도 0.1% 및 최대 20%이다. 이러한 바람직한 실시양태는 추가의 이점으로서 오일의 침투에 대한 저항성을 제공한다. 에어로졸-발생 물질은 오일, 예를 들어, 향미제를 함유할 수 있으며, 이는 에어로졸-발생 물품의 보관 또는 사용 동안 래퍼 종이에 침투하여 얼룩을 유도한다. 오일의 침투에 대한 저항성은 TAPPI T559 cm-12에 따라 결정될 수 있으며, KIT 수준으로 지시된다. 이러한 바람직한 실시양태에서, KIT 수준은 적어도 3 및 최대 8이다.
전분 또는 전분 유도체를 사용하는 경우에, 적용 공정의 유형에 따라, 적용될 조성물이 폴리포스페이트와 함께 단일 공정 단계에서 종이에 도입되거나 또는 적용되는 것은 권장되지 않으며, 이는 폴리포스페이트가 적용될 조성물에서 전분 또는 전분 유도체의 응집을 유발할 수 있기 때문이다.
래퍼 종이의 평량은 다양할 수 있으며, 여기서 보다 큰 평량은 일반적으로 또한 보다 높은 인장 강도를 의미한다. 보다 큰 평량을 갖는 래퍼 종이는 또한 보다 큰 강성을 가지며, 가공하기가 더 어려워지고, 물질 요구량이 증가할 것이다. 따라서, 바람직하게는, 본 발명에 따른 래퍼 종이의 평량은 적어도 15 g/m2 및 최대 120 g/m2, 특히 바람직하게는 적어도 20 g/m2 및 최대 80 g/m2이다. 래퍼 종이의 평량은 ISO 536:2019에 따라 결정될 수 있다.
래퍼 종이의 두께는 주로 굽힘 강성 및 래퍼 종이 내에서의 열 전달에 영향을 미친다. 높은 굽힘 강성은 래퍼 종이로부터 제조된 에어로졸-발생 물품이 덜 변형되기 때문에 유리하기도 하지만, 다른 한편으로는 높은 굽힘 강성이 래퍼 종이로 에어로졸-발생 물질을 감쌀 때 복원력으로 인해 문제를 유발할 수 있다. 큰 두께는 래퍼 종이를 통한 열 전달을 지연시키며, 이러한 이유로 일부 에어로졸-발생 물품의 경우에 또한 유리하다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 래퍼 종이의 두께는 적어도 25 μm 및 최대 150 μm, 특히 바람직하게는 적어도 40 μm 및 최대 100 μm이다. 두께는 단일 층에 대해 ISO 534:2011에 따라 결정될 수 있다.
길이 방향으로 측정된, 래퍼 종이의 인장 강도는 적어도 10 N/15 mm 및 최대 100 N/15 mm, 특히 바람직하게는 적어도 20 N/15 mm 및 최대 80 N/15 mm이다. 높은 인장 강도는 높은 펄프 섬유 함량에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 이는 또한 보다 높은 물질 요구량을 의미하므로, 이러한 이유로 특별히 높은 인장 강도를 획득하기를 원하는 것은 이치에 맞지 않다. 바람직한 범위는 문제 없는 가공성과 물질 요구량의 특히 유리한 조합을 가능하게 한다. 인장 강도는 ISO 1924-2:2008에 따라 결정될 수 있다.
에어로졸-발생 물질은 종종 함습제를 함유하므로, 가열 동안 생성된 에어로졸이 비교적 높은 수분 함량을 갖는다. 이러한 수분은 래퍼 종이의 강도를 감소시킬 수 있으므로, 이러한 이유로 래퍼 종이가 또한 상응하는 습윤 강도를 갖는 경우에 유리하다. 따라서, 길이 방향의 습윤 인장 강도는 적어도 1 N/15 mm 및 최대 10 N/15 mm, 특히 바람직하게는 적어도 2 N/15 mm 및 최대 8 N/15 mm이다. 길이 방향의 습윤 인장 강도는 ISO 12625-5:2016에 따라 결정될 수 있다.
래퍼 종이의 공기 투과도는 낮을 수 있다. 낮은 공기 투과도는 종종 펄프 섬유의 보다 집중적인 고해에 의해 획득된다. 이는 또한 강도의 증가에 기여하므로, 바람직하게는, 공기 투과도는 적어도 0 cm3/(cm2·min·kPa) 및 최대 80 cm3/(cm2·min·kPa), 특히 바람직하게는 적어도 0 cm3/(cm2·min·kPa) 및 최대 30 cm3/(cm2·min·kPa)이다. 공기 투과도는 ISO 2965:2019에 따라 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 래퍼 종이가 에어로졸-발생 물품의 외부에서 보인다면, 광학적 특성이 중요할 수 있다. 일반적으로, 높은 불투명도 및 높은 명도가 바람직하다. 이들 특성은 둘 다 본질적으로 래퍼 종이 내 충전제 물질의 유형 및 양의 영향을 받을 수 있다. 바람직하게는, 불투명도는 적어도 40% 및 최대 90%, 특히 바람직하게는 적어도 45% 및 최대 90%이다. 바람직하게는, 명도는 적어도 80% 및 최대 95%, 특히 바람직하게는 적어도 83% 및 최대 90%이다.
본 발명에 따른 래퍼 종이로부터 관련 기술분야에 공지된 방법에 따라 에어로졸-발생 물품이 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 에어로졸-발생 물품은 에어로졸-발생 물질 및 상기 언급된 실시양태 중 어느 하나에 따른 래퍼 종이를 포함하며, 여기서 래퍼 종이가 에어로졸-발생 물질을 감싸고 있다.
에어로졸-발생 물품의 바람직한 실시양태에서, 상기 폴리포스페이트의 비율은 래퍼 종이의 한쪽 면에서 다른 쪽 면보다 더 높고, 보다 높은 비율의 폴리포스페이트를 갖는 면이 에어로졸-발생 물질 쪽으로 또는 그 반대 쪽으로 향해 있다. 따라서, 양쪽 면 중에서 바람직하게 에어로졸-발생 물질과 대향하는 면의 선택은 에어로졸-발생 물질이 가열되는 면에 좌우될 수 있다.
특히 바람직한 실시양태에서, 에어로졸-발생 물품은 가열이 에어로졸-발생 물질로부터, 즉, 내부로부터 비롯되는 전기 가열식 물품이다.
이러한 실시양태에서, 에어로졸-발생 물품이 가열 장치에 삽입될 때, 예를 들어, 열선이 장착된 세라믹 팁이 에어로졸-발생 물질을 관통한다. 그에 따라, 최고 온도가 에어로졸-발생 물품의 내부에서 발생하며, 래퍼 종이는 보다 적은 열 부하를 받게되어, 폴리포스페이트의 비율이 보다 낮게 선택될 수 있으며; 특히, 이러한 실시양태에서 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 비율은 래퍼 종이의 질량의 적어도 5% 및 최대 25%이다.
에어로졸-발생 물품의 추가의 특히 바람직한 실시양태에서, 에어로졸-발생 물품은 가열이 래퍼 종이를 통해 외부에서 기인하는 전기 가열식 물품이다.
이러한 실시양태에서, 모든 열은 래퍼 종이를 통해 에어로졸-발생 물질로 전도되어야 하므로, 래퍼 종이의 열 부하가 보다 높고, 따라서 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 비율이 보다 높게 선택될 수 있으며; 특히, 이러한 실시양태에서 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 비율은 래퍼 종이의 질량의 적어도 10% 및 최대 30%이다.
본 발명에 따른 래퍼 종이는 에어로졸-발생 물품에 유리하게 사용될 수 있으므로, 이러한 이유로 에어로졸-발생 물품에서의 본 발명에 따른 래퍼 종이의 용도가 또한 본 발명의 목적이 된다.
본 발명에 따른 래퍼 종이는 단계 A 내지 G를 포함하며:
A - 펄프 섬유를 수성 현탁액에 현탁시키는 단계,
B - 현탁된 펄프 섬유를 고해 유닛에서 고해하는 단계,
C - 현탁액을 러닝 와이어에 적용하는 단계,
D - 현탁액의 탈수에 의해 섬유 웹을 형성하는 단계,
E - 섬유 웹을 프레싱하는 단계,
F - 섬유 웹을 건조시키는 단계,
G - 래퍼 종이를 권취하는 단계, 여기서
단계 F와 G 사이에, 1종 이상의 폴리포스페이트를 함유하는 적어도 1종의 조성물을 섬유 웹에 적용하고, 섬유 웹을 건조시켜 래퍼 종이를 형성하는 것인 본 발명에 따른 방법에 따라 제조될 수 있으며, 여기서 단계 G로부터의 래퍼 종이는 펄프 섬유 및 1종 이상의 폴리포스페이트를 포함하고, 펄프 섬유는 래퍼 종이의 질량의 적어도 55% 및 최대 95%를 구성하고, 폴리포스페이트는 모두 합쳐서 래퍼 종이의 질량의 적어도 5% 및 최대 30%를 구성한다.
바람직하게는, 폴리포스페이트를 함유하는 조성물을 섬유 웹에 적용하는 단계는 하기 단계 중 하나 또는 이들 중 둘 이상의 조합에 의해 수행된다:
F.1 초지기의 사이즈 프레스에서 폴리포스페이트를 함유하는 조성물을 섬유 웹에 적용하는 단계,
F.2 초지기의 필름 프레스에서 또는 코팅 유닛에서 폴리포스페이트를 함유하는 조성물을 섬유 웹에 단면 적용하는 단계, 및
F.3 인쇄에 의해, 특히 로토-그라비어 인쇄에 의해 또는 분무에 의해 폴리포스페이트를 함유하는 조성물을 섬유 웹에 단면 적용하는 단계.
이와 관련하여, 단계 F.1은 사이즈 프레스에서 수행되며, 그에 따라 섬유 웹이 폴리포스페이트를 함유하는 조성물로 함침된다. 이러한 변형은 용이하게 수행될 수 있다는 이점을 제공한다. 이는 일반적으로 래퍼 종이의 두께에 걸쳐 폴리포스페이트가 실질적으로 균일하게 분포되도록 하므로, 목적하는 효과를 달성하는데 비교적 보다 많은 폴리포스페이트가 필요하다. 그러나, 실제로, 이 단계에서 폴리포스페이트가 섬유 웹, 그리고 결국 래퍼 종이의 두께에 걸쳐 불균일하게 분포되도록 사이즈 프레스의 설정을 조정하는 것이 또한 가능하다.
단계 F.2에 따르면, 폴리포스페이트를 함유하는 조성물이 필름 프레스에서 또는 코팅 유닛에서 섬유 웹의 한쪽 면에 적용된다. 이는 래퍼 종이의 두께에 걸쳐 폴리포스페이트의 불균일한 분포를 초래하며, 래퍼 종이에서의 보다 적은 비율의 폴리포스페이트로 높은 난연 효과가 획득될 수 있다.
단계 F.3에 따르면, 폴리포스페이트를 함유하는 조성물이 인쇄 또는 분무에 의해 섬유 웹의 한쪽 면에 적용되며, 여기서 특히 바람직한 실시양태에서, 조성물은 로토-그라비어 인쇄 유닛에서 섬유 웹의 한쪽 면에 인쇄된다. 이와 관련하여, 섬유 웹은 바람직하게는 단계 F.3 전에 건조되고, 권취되고, 다시 권출된다. 그러면, 권취된 상태의 섬유 웹은 인쇄 또는 분무에 의해 조성물의 적용이 수행되는 추가의 기계로 이송될 수 있다. 단계 F.1 및 F.2는 대체로 래퍼 종이가 제조되는 동일한 초지기 상에서 수행되는 반면, 단계 F.3에 따른 적용은 전형적으로 별도의 기계에서 실시된다.
매우 특히 바람직한 실시양태에서, 단계 F.1 및 F.3이 조합되어, 먼저 단계 F.1에서 섬유 웹이 사이즈 프레스에서 폴리포스페이트를 함유하는 조성물로 함침되고, 단계 F.3에서 폴리포스페이트를 함유하는 추가의 조성물이 로토-그라비어 인쇄 유닛에서 섬유 웹의 한쪽 면에 인쇄된다. 이러한 보다 특히 바람직한 실시양태에서는, 폴리포스페이트가 둘 다 래퍼 종이에 분포되고 래퍼 종이의 한쪽 면에서 보다 높은 농도로 존재하여, 그 결과 난연 효과가 다시 유의하게 증가될 수 있다.
추가의 매우 특히 바람직한 실시양태에서, 단계 F.1 및 F.2가 조합되며, 여기서 단계 F.1은 사이즈 프레스에서 수행되고, 단계 F.2는 코팅 유닛에서 수행된다. 이러한 매우 특히 바람직한 실시양태에서는, 예를 들어, 모든 적용 유닛이 하나의 초지기로 통합될 수 있기 때문에, 래퍼 종이가 특히 효율적으로 제조될 수 있다.
단계 F.1, F.2 또는 F.3 중 어느 단계가 이용되는지에 상관없이, 폴리포스페이트를 함유하는 조성물은 바람직하게는 래퍼 종이의 표면적의 적어도 70%에, 특히 바람직하게는 래퍼 종이의 표면적의 적어도 95%에 적용된다.
단계 F.1, F.2 또는 F.3에서 사용되는 조성물은 폴리포스페이트 및 용매를 함유하며, 여기서 용매는 바람직하게는 물이다. 조성물 내 폴리포스페이트의 양은 다양할 수 있으며, 적용 공정의 유형, 적용량 및 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 목적하는 양에 따라 달라진다. 통상의 기술자라면 이들을 고려하여 적합한 조성을 결정하고 상응하게 적용 공정을 설계할 수 있을 것이다. 방법의 바람직한 실시양태에서, 조성물은 카르복시메틸 셀룰로스를 추가적으로 함유할 수 있으며, 이는 결합제로서 폴리포스페이트를 섬유 웹에 고정시키고, 또한 래퍼 종이의 강도를 증가시킨다. 특히 바람직한 실시양태에서, 조성물은 조성물의 질량에 대해 적어도 0.1% 및 최대 15%의 카르복시메틸 셀룰로스를 함유한다.
매우 특히 바람직한 실시양태에서, 단계 F.1 또는 F.2 중 하나가 수행되고, 이어서 섬유 웹이 건조되고, 권취되고, 다시 권출된 다음에, 단계 F.3이 수행되며, 여기서 단계 F.3 전의 건조되고 권취된 상태의 섬유 웹은 바람직하게는 이러한 건조되고 권취된 상태의 섬유 웹의 질량의 적어도 4% 및 최대 20%의 양으로 폴리포스페이트를 함유한다.
단계 F.1, F.2 및/또는 F.3이 임의의 형태로 조합된다면, 단계 F.1, F.2 및/또는 F.3에서 사용되는 폴리포스페이트를 함유하는 조성물은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다.
단계 G 후의 래퍼 종이에서 펄프 섬유는 래퍼 종이의 질량의 적어도 55% 및 최대 95%를 구성한다. 펄프 섬유와 폴리포스페이트 사이의 훨씬 더 유리한 비를 획득하기 위해 펄프 섬유의 비율은, 각각 단계 G 후의 래퍼 종이의 질량에 대해, 적어도 70% 및 최대 90%, 보다 특히 바람직하게는 적어도 75% 및 최대 90%일 수 있다.
단계 A에서의 펄프 섬유는 바람직하게는 침엽수, 낙엽수, 일년생 식물, 가문비나무, 소나무, 전나무, 너도밤나무, 자작나무, 유칼립투스, 아마, 대마, 황마, 대나무, 저마, 아바카, 사이잘, 양마 및 목화로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 식물로부터 얻어진다. 펄프 섬유는 또한 전체적으로 또는 부분적으로 재생 셀룰로스로부터 생성된 섬유 예컨대 텐셀™ 섬유, 라이오셀™ 섬유, 비스코스 섬유 또는 모달™ 섬유일 수 있다.
바람직하게는, 단계 A에서의 펄프 섬유는 펄프 섬유의 질량에 대해 적어도 25% 및 최대 100%의 비율로 침엽수 유래의 펄프 섬유로 구성되는데, 이는 이들 펄프 섬유가 단계 G에서의 래퍼 종이에 높은 강도를 제공하기 때문이다.
단계 G 후의 래퍼 종이는 1종 이상의 폴리포스페이트를 함유하며, 여기서 폴리포스페이트는 모두 합쳐서 래퍼 종이의 질량의 적어도 5% 및 최대 30%를 구성한다. 바람직하게는, 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 비율은 모두 합쳐서 래퍼 종이의 질량의 적어도 8% 및 최대 27%, 보다 특히 바람직하게는 래퍼 종이의 질량의 적어도 9% 및 최대 25%이다.
본 발명에 따른 방법과 관련하여, 폴리포스페이트는 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]을 갖는 화합물이며, 여기서 n은 적어도 2 및 최대 100이고, M은 1가 금속 또는 암모늄 (NH4 +)이다.
따라서, 상기 정의는 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]을 가지며, n 값이 전형적으로 적어도 2 및 최대 10인 올리고포스페이트로서 공지된 화합물을 또한 포함한다. 게다가, 상기 정의는 본 발명에 따른 범위 또는 바람직한 범위 내의 상이한 n 값을 갖거나 또는 상이한 1가 금속 M 또는 암모늄을 갖는 폴리포스페이트의 혼합물, 또는 선형 및 고리형 폴리포스페이트의 혼합물을 또한 포함한다. 보다 큰, 예를 들어 10 초과의 n 값을 갖는 폴리포스페이트의 경우에, 상이한 n 값을 갖는 폴리포스페이트의 혼합물이 존재하는 것으로 예상되며, 이는 또한 본 발명의 범주 내에 포함된다. 이와 관련하여, 상이한 n 값을 갖는 폴리포스페이트의 혼합물은, n의 평균 값이 본 발명에 따른 범위 또는 바람직한 범위 내에 포함된다면, 상기 정의에 포함되며, 여기서 n이 반드시 정수인 것은 아니다.
적어도 3 및 최대 80의 n 값을 갖는 폴리포스페이트가 바람직하고, 특히 바람직하게는 적어도 10 및 최대 35의 n 값을 갖는다.
바람직하게는, 그리고 n의 선택과는 독립적으로, M은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 1가 금속, 또는 암모늄이고; 특히 바람직하게는, 1가 금속은 나트륨이다.
특히 바람직하게는, 폴리포스페이트는 적어도 15 및 최대 30의 n 값을 가지며, 1가 금속 M이 나트륨이다. 특히, 폴리포스페이트는 나트륨 헥사메타포스페이트이다.
바람직한 실시양태에서, 단계 G 후의 래퍼 종이는 상기 언급된 실시양태 중 어느 하나에 따른 래퍼 종이이다.
본 발명에 따른 래퍼 종이의 일부 바람직한 실시양태가 이제부터 기재될 것이다.
본 발명에 따른 래퍼 종이를 위한 원지를 장망식 초지기 상에서 제조하였다. 이를 위해, 펄프 섬유를 물에 현탁시키고 (단계 A), 고해 유닛에서 고해하였다 (단계 B). 이어서, 현탁액을 러닝 와이어에 적용하고 (단계 C), 여기에서 탈수시켜 섬유 웹을 형성하였다 (단계 D). 섬유 웹을 프레싱하여 (단계 E) 이를 추가로 탈수시키고, 가열된 건조 실린더와의 접촉에 의해 건조시켰다 (단계 F). 원지의 평량은 약 30 g/m2였고, 이는 종이 제조에서 일상적인 가공 보조제 및 첨가제를 제외하고는, 펄프 섬유만을 함유하였고 충전제 물질은 함유하지 않았다. 추가의 단계에 의해, 원지로부터 본 발명에 따른 총 6종의 래퍼 종이를 제조하였다. 이들 단계는 또한 원지의 제조 동안 초지기에서 부분적으로 수행되었다.
초지기의 사이즈 프레스에서, 섬유 웹을 양쪽 면의 전체 표면에 걸쳐 물 및 폴리포스페이트 (여기서 n은 23 내지 30이고, 1가 금속 M은 나트륨임)를 포함하는 조성물로 함침시키고 (단계 F.1), 이어서 섬유 웹을 가열된 건조 실린더와의 접촉에 의해 건조시켰다. 마지막으로, 섬유 웹을 권취하였다 (단계 G). 조성물 내 폴리포스페이트의 농도를 다르게 하여 본 발명에 따른 상이한 래퍼 종이를 수득하였다.
추가의 단계에서, 물, 나트륨 폴리포스페이트 및 카르복시메틸 셀룰로스를 포함하는 조성물을 이전에 함침된 래퍼 종이의 한쪽 면의 실질적으로 전체 표면에 걸쳐 로토-그라비어 인쇄 공정에 의해 적용하였다 (단계 F.3). 이때에도, 폴리포스페이트의 농도를 다르게 하여 본 발명에 따른 총 6종의 상이한 래퍼 종이 P1 내지 P6을 수득하였다. 사이즈 프레스에서의 함침 (단계 F.1) 후 및 조성물의 인쇄 (단계 F.3) 후의 폴리포스페이트의 양이 표 1에 제시되어 있다.
표 1
단계 F.1 후에 수득된 래퍼 종이가 이미 본 발명에 따른 실시양태를 나타낸다는 것을 주목하여야 한다.
래퍼 종이의 난연 특성을 시험하기 위해, 종이의 양쪽 면이 불꽃에 둘러싸이도록 종이를 불꽃 속에 경사를 이룬 배치로 유지하였다. 모든 래퍼 종이에 있어서, 종이가 탄화되었지만, 연소 및 자가-유지 훈소 과정은 시작되지 않은 것으로 확인되었다.
에어로졸-발생 물품을 래퍼 종이 P1 내지 P6으로부터 어떠한 문제도 없이 제조하였으므로, 이들 래퍼 종이는 에어로졸-발생 물품에 사용하기에 적합하다. 에어로졸-발생 물품의 맛에 대한 영향은 검출할 수 없었다.
본 발명에 따른 추가의 래퍼 종이를 충전제 물질 없이 펄프 섬유로부터 제조된 20 g/m2의 원지를 사용하여 제조하였으며, 이는 사이즈 프레스에서 양쪽 면의 전체 표면에 걸쳐 물 및 폴리포스페이트를 포함하는 조성물로 함침되어 (단계 F.1), 이후 래퍼 종이의 질량에 대해 8%의 폴리포스페이트를 함유하였다. 래퍼 종이를 라미네이션에 의해 추가의 종이 층에 연결하였다. 추가의 종이 층은 24 g/m2의 평량, 종이 층의 질량에 대해 28%의 충전제 함량 및 75 cm3/(cm2·min·kPa)의 공기 투과도를 가졌다. 이러한 래퍼 종이도 마찬가지로, 우수한 난연 효과가 포착되었다. 에어로졸-발생 물품을 제조하였고, 사용 후에, 외부에 놓인 추가의 종이 층 때문에 래퍼 종이의 변색이 실질적으로 덜 드러난다는 것을 분명히 알 수 있었다.
본 발명에 따른 추가의 래퍼 종이를 30 g/m2의 원지를 사용하여 제조하였으며, 여기서 원지는 펄프 섬유를 함유하였고, 또한 충전제 물질로서 원지의 질량에 대해 약 34%의 양으로 벤토나이트를 함유하였다. 이 원지를 사이즈 프레스에서 양쪽 면의 전체 표면에 걸쳐 물 및 폴리포스페이트를 포함하는 조성물로 함침시켰고 (단계 F.1), 이는 이후 약 5%의 폴리포스페이트를 함유하였다. 낮은 폴리포스페이트 함량에도 불구하고, 우수한 난연 효과가 포착될 수 있었다. 본 발명자들은 벤토나이트의 높은 수분 함량이 난연 효과에 기여하는 것으로 추정하였다.
에어로졸-발생 물품을 본 발명에 따른 상기 래퍼 종이로부터 제조하였고, 보다 낮은 폴리포스페이트 함량으로 인해, 래퍼 종이의 변색이 덜 나타나는 것으로 확인되었다.
따라서, 본 발명에 따른 래퍼 종이는 에어로졸-발생 물품에 사용하기에 매우 적합하며, 우수한 생물학적 분해성과 함께, 선행 기술의 비교가능한 래퍼 종이보다 더 우수한 특성의 조합으로 난연 효과를 갖는다.
Claims (51)
- 펄프 섬유 및 1종 이상의 폴리포스페이트를 포함하는, 에어로졸-발생 물품에 사용하기에 적합한 래퍼 종이로서, 여기서 펄프 섬유는 래퍼 종이의 질량의 적어도 55% 및 최대 95%를 구성하며, 폴리포스페이트는 모두 합쳐서 래퍼 종이의 질량에 대해 적어도 5% 및 최대 30%의 농도로 함유되고, 여기서 폴리포스페이트는 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]을 갖는 화합물이며, 여기서 n은 적어도 2 및 최대 100이고, M은 1가 금속 또는 암모늄 (NH4 +)인 래퍼 종이.
- 제1항에 있어서, 펄프 섬유의 비율이, 각각 래퍼 종이의 질량에 대해, 적어도 70% 및 최대 90%, 바람직하게는 적어도 75% 및 최대 90%인 래퍼 종이.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 펄프 섬유가 전체적으로 또는 부분적으로 침엽수, 낙엽수, 일년생 식물, 가문비나무, 소나무, 전나무, 너도밤나무, 자작나무, 유칼립투스, 아마, 대마, 황마, 저마, 대나무, 아바카, 사이잘, 양마 및 목화로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 식물로부터 얻어지는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 펄프 섬유가 전체적으로 또는 부분적으로 재생 셀룰로스 유래의 섬유, 특히 텐셀(Tencel)™ 섬유, 라이오셀(Lyocell)™ 섬유, 비스코스 섬유, 또는 모달(Modal)™ 섬유로 구성되는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 펄프 섬유가 펄프 섬유의 질량에 대해 적어도 25% 및 최대 100%의 비율로 침엽수로부터 얻어지는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 래퍼 종이 내 폴리포스페이트의 비율이 래퍼 종이의 질량의 적어도 8% 및 최대 27%, 바람직하게는 적어도 9% 및 최대 25%인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리포스페이트의 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]에서의 n 값이 적어도 3 및 최대 80, 바람직하게는 적어도 10 및 최대 35인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리포스페이트의 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]에서의 1가 금속 M이 리튬, 나트륨 및 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리포스페이트의 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]에서의 n 값이 적어도 15 및 최대 30이고, 1가 금속 M이 나트륨인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리포스페이트가 나트륨 헥사메타포스페이트를 포함하는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 의도된 사용 동안 에어로졸-발생 물질 쪽으로 또는 그 반대 쪽으로 향해 있는 래퍼 종이의 면이 래퍼 종이의 다른 쪽 면보다 더 높은 비율의 폴리포스페이트를 함유하는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리포스페이트가 래퍼 종이의 표면적의 적어도 70%, 바람직하게는 적어도 90%에 걸쳐 적어도 실질적으로 균일하게 분포되는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 래퍼 종이가 추가의 물질 층에, 특히 접착에 의해 연결되는 것인 래퍼 종이.
- 제13항에 있어서, 추가의 물질 층이 알루미늄 호일, 플라스틱 호일, 재생 셀룰로스로부터 생성된 호일 또는 수화 셀룰로스로부터 생성된 호일의 층인 래퍼 종이.
- 제13항에 있어서, 추가의 층이 종이 층인 래퍼 종이.
- 제15항에 있어서, 종이 층이 펄프 섬유 및 백색 충전제 입자를 포함하며, 백색 충전제 입자가 종이 층의 질량의 적어도 15% 및 최대 45%를 구성하고, 종이 층이 의도된 사용 동안 에어로졸-발생 물질의 반대 쪽으로 향해 있는 것인 래퍼 종이.
- 제15항에 있어서, 종이 층이 ISO 2965:2019에 따라 측정된, 적어도 5 cm3/(cm2·min·kPa) 및 최대 30000 cm3/(cm2·min·kPa)의 공기 투과도를 갖고, 종이 층의 평량이 적어도 10 g/m2 및 최대 30 g/m2인 래퍼 종이.
- 제15항에 있어서, 종이 층이 적어도 30 g/m2 및 최대 100 g/m2의 평량을 갖는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 충전제 물질, 사이징제, 습윤 강도 증강제, 첨가제, 가공 보조제, 함습제 및 향미제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 추가의 성분을 추가로 포함하는 래퍼 종이.
- 제19항에 있어서, 충전제 물질의 비율이, 각각 래퍼 종이의 질량에 대해, 적어도 0% 및 최대 45%, 바람직하게는 적어도 0% 및 최대 35%, 특히 바람직하게는 적어도 0% 및 최대 25%인 래퍼 종이.
- 제19항 또는 제20항에 있어서, 충전제 물질이 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 이산화티타늄, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 카올린, 활석, 벤토나이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 래퍼 종이가 전분 예컨대 옥수수 전분, 감자 전분 또는 타피오카 전분; 전분 유도체 예컨대 카르복시메틸 전분 또는 산화 전분; 셀룰로스 유도체 예컨대 카르복시메틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 뿐만 아니라 그의 염; 폴리사카라이드 예컨대 알기네이트; 폴리비닐 알콜; 폴리비닐 아세테이트; 에틸렌-비닐-아세테이트; 젤라틴; 검 예컨대 아라비아 검, 구아 검, 로커스트 빈 검 또는 트라가칸트 검; 또는 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 코팅 또는 함침되는 것인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, TAPPI T559 cm-12에 따라 결정된, 적어도 3 및 최대 8의 KIT 수준을 갖는 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 평량이 적어도 15 g/m2 및 최대 120 g/m2, 바람직하게는 적어도 20 g/m2 및 최대 80 g/m2인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 두께가 적어도 25 μm 및 최대 150 μm, 바람직하게는 적어도 40 μm 및 최대 100 μm인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 길이 방향의 인장 강도가 적어도 10 N/15 mm 및 최대 100 N/15 mm, 바람직하게는 적어도 20 N/15 mm 및 최대 80 N/15 mm인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, ISO 12625-5:2016에 따른 길이 방향의 습윤 인장 강도가 적어도 1 N/15 mm 및 최대 10 N/15 mm, 바람직하게는 적어도 2 N/15 mm 및 최대 8 N/15 mm인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, ISO 2965:2019에 따른 공기 투과도가 적어도 0 cm3/(cm2·min·kPa) 및 최대 80 cm3/(cm2·min·kPa), 바람직하게는 적어도 0 cm3/(cm2·min·kPa) 및 최대 30 cm3/(cm2·min·kPa)인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 불투명도가 적어도 40% 및 최대 90%, 바람직하게는 적어도 45% 및 최대 80%이고/거나, 명도가 적어도 80% 및 최대 95%, 바람직하게는 적어도 83% 및 최대 90%인 래퍼 종이.
- 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 래퍼 종이 및 에어로졸-발생 물질을 포함하며, 여기서 래퍼 종이가 에어로졸-발생 물질을 감싸고 있는 것인 에어로졸-발생 물품.
- 제30항에 있어서, 래퍼 종이의 한쪽 면에서의 폴리포스페이트의 비율이 다른 쪽 면보다 더 높고, 보다 높은 비율의 폴리포스페이트를 갖는 면이 에어로졸-발생 물질 쪽으로 또는 그 반대 쪽으로 향해 있는 것인 에어로졸-발생 물품.
- 제30항 또는 제31항에 있어서, 에어로졸-발생 물품이 전기 가열식 에어로졸-발생 물품이며, 상기 에어로졸-발생 물품의 물질이 그의 의도된 사용 동안 내부로부터 가열되고, 래퍼 종이가 래퍼 종이의 질량에 대해 적어도 5% 및 최대 25%의 양으로 폴리포스페이트를 함유하는 것인 에어로졸-발생 물품.
- 제30항 또는 제31항에 있어서, 에어로졸-발생 물품이 전기 가열식 에어로졸-발생 물품이며, 상기 에어로졸-발생 물품의 에어로졸-발생 물질이 그의 의도된 사용 동안 외부로부터 가열되고, 래퍼 종이가 래퍼 종이의 질량에 대해 적어도 10% 및 최대 30%의 양으로 폴리포스페이트를 함유하는 것인 에어로졸-발생 물품.
- 에어로졸-발생 물품에서의 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 래퍼 종이의 용도.
- 에어로졸-발생 물품을 위한 래퍼 종이를 제조하는 방법으로서, 단계 A 내지 G를 포함하며:
A - 펄프 섬유를 수성 현탁액에 현탁시키는 단계,
B - 현탁된 펄프 섬유를 고해 유닛에서 고해하는 단계,
C - 현탁액을 러닝 와이어에 적용하는 단계,
D - 현탁액의 탈수에 의해 섬유 웹을 형성하는 단계,
E - 섬유 웹을 프레싱하는 단계,
F - 섬유 웹을 건조시키는 단계,
G - 래퍼 종이를 권취하는 단계, 여기서
단계 F와 G 사이에, 1종 이상의 폴리포스페이트를 함유하는 적어도 1종의 조성물을 섬유 웹에 적용하고, 섬유 웹을 건조시켜 래퍼 종이를 형성하고,
여기서 단계 G로부터의 래퍼 종이는 펄프 섬유 및 1종 이상의 폴리포스페이트를 포함하고, 펄프 섬유는 래퍼 종이의 질량의 적어도 55% 및 최대 95%를 구성하고, 폴리포스페이트는 래퍼 종이의 질량의 적어도 5% 및 최대 30%를 구성하고, 여기서 폴리포스페이트는 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]을 갖는 화합물이며, 여기서 n은 적어도 2 및 최대 100이고, M은 1가 금속 또는 암모늄 (NH4 +)인
방법. - 제35항에 있어서, 폴리포스페이트를 함유하는 조성물을 섬유 웹에 적용하는 단계가 하기 단계 중 하나 또는 이들 중 둘 이상의 조합에 의해 수행되는 것인 방법:
F.1 초지기의 사이즈 프레스에서 폴리포스페이트를 함유하는 조성물을 섬유 웹에 적용하는 단계,
F.2 초지기의 필름 프레스에서 또는 코팅 유닛에서 폴리포스페이트를 함유하는 조성물을 섬유 웹에 단면 적용하는 단계, 및
F.3 인쇄, 특히 로토-그라비어 인쇄, 또는 분무에 의해 폴리포스페이트를 함유하는 조성물을 섬유 웹에 단면 적용하는 단계. - 제36항에 있어서, 섬유 웹이 단계 F.3 전에 건조되고, 권취되고, 다시 권출되는 것인 방법.
- 제36항 또는 제37항에 있어서, 단계 F.1 및 F.2 중 하나가 수행되고, 이어서 섬유 웹이 건조되고, 권취되고, 다시 권출된 다음에, 단계 F.3이 수행되며, 여기서 단계 F.3 전의 건조되고 권취된 상태의 섬유 웹은 바람직하게는 이러한 건조되고 권취된 상태의 섬유 웹의 질량의 적어도 4% 및 최대 20%의 양으로 폴리포스페이트를 함유하는 것인 방법.
- 제36항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 F.1, F.2 또는 F.3 중 어느 단계 또는 단계들이 사용되는지에 상관없이, 폴리포스페이트를 함유하는 조성물이 래퍼 종이의 표면적의 적어도 70%에, 바람직하게는 래퍼 종이의 표면적의 적어도 95%에 적용되는 것인 방법.
- 제36항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 F.1, F.2 또는 F.3 중 하나 이상에서 사용되는 조성물이 폴리포스페이트 및 용매를 함유하며, 여기서 용매는 바람직하게는 물로 구성되는 것인 방법.
- 제36항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 F.1, F.2 또는 F.3 중 하나에서 사용되는 조성물이 조성물의 질량에 대해 적어도 0.1% 및 최대 15%의 양으로 카르복시메틸 셀룰로스를 함유하는 것인 방법.
- 제36항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 F.1, F.2 및 F.3 중 적어도 두 단계가 수행되고, 이들 적어도 두 단계에서 적용되는 폴리포스페이트를 함유하는 조성물이 상이한 것인 방법.
- 제35항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 G 후의 래퍼 종이 내 펄프 섬유의 비율이, 각각 단계 G 후의 래퍼 종이의 질량에 대해, 적어도 70% 및 최대 90%, 바람직하게는 적어도 75% 및 최대 90%인 방법.
- 제35항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 A에서 사용되는 펄프 섬유가 전체적으로 또는 부분적으로 침엽수, 낙엽수, 일년생 식물, 가문비나무, 소나무, 전나무, 너도밤나무, 자작나무, 유칼립투스, 아마, 대마, 황마, 대나무, 저마, 아바카, 사이잘, 양마 및 목화로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 식물로부터 얻어지고/거나, 단계 A에서 사용되는 펄프 섬유가 전체적으로 또는 부분적으로 재생 셀룰로스 유래의 섬유, 특히 텐셀™ 섬유, 라이오셀™ 섬유, 비스코스 섬유 또는 모달™ 섬유로 구성되는 것인 방법.
- 제35항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 A에서 사용되는 펄프 섬유가 펄프 섬유의 질량에 대해 적어도 25% 및 최대 100%의 비율로 침엽수로부터 얻어지는 것인 방법.
- 제35항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 G 후의 래퍼 종이가 래퍼 종이의 질량의 적어도 8% 및 최대 27%, 바람직하게는 적어도 9% 및 최대 25%의 비율로 폴리포스페이트를 함유하는 것인 방법.
- 제35항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리포스페이트의 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]에서의 n 값이 적어도 3 및 최대 80, 바람직하게는 적어도 10 및 최대 35인 방법.
- 제35항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리포스페이트의 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]에서의 1가 금속 M이 리튬, 나트륨 및 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
- 제35항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리포스페이트의 분자식 Mn+2PnO3n+1 또는 Mn[H2PnO3n+1]에서의 n 값이 적어도 15 및 최대 30이고, 1가 금속 M이 나트륨인 방법.
- 제35항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리포스페이트가 나트륨 헥사메타포스페이트를 포함하는 것인 방법.
- 제35항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 G 후의 래퍼 종이가 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 래퍼 종이인 방법.
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