JP2022517157A - チューブフィルター製造装置およびチューブフィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の実施例によれば、一つ以上のフィルタートウが流入して一つ以上のフィルタートウから形成されたチューブ型ロッドが排出されるチューブフィルター外部成形ケースと、チューブ型ロッドの中空を形成するためにチューブフィルター外部成形ケースの内部領域から延びるチューブフィルター成形棒と、チューブフィルター外部成形ケースの内部領域と連通する少なくとも一つのスチームノズルを具備し、スチームノズルを介して一つ以上のフィルタートウにスチームを供給するスチームチャンバーと、を含み、チューブフィルター成形棒は、チューブフィルター成形棒の長さ方向に沿って延びる管路と、管路を介して供給された加香液または保湿液をチューブ型ロッドの中空に伝達するためにチューブフィルター成形棒の下流末端領域に形成された加香ノズルを具備するチューブフィルター製造装置が提供される。

Description

本発明は、チューブフィルター製造装置および方法に関し、より詳細には、中空を介して加香処理および／または保湿処理されたチューブフィルターの製造装置および方法に関する。

巻きタバコから提供されるエアロゾルに香味を付加する技術に関する研究が進められている。例えば、エアロゾルに香味を付加し得るように、巻きタバコを構成するフィルターに香料を噴射したＴＪＮＳ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｊｅｔ Ｎｏｚｚｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ）フィルター等が巻きタバコの製造に活用されている。

一方、従来のようにフィルターの外部面を介してフィルター内部に加香液を添加する場合、フィルターの外部を包む巻紙への香液転移を通した外部汚染等による製造工程上の加香液投入量に限界が存在し、巻きタバコの保存期間が経過するにつれてフィルター内に適用されたメントールが隣接する無加香チューブフィルター等に転移して、喫煙時にメントール移行量が急激に減少する問題が発生することもできる。

本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、喫煙中メントール移行量、ニコチン移行量および霧化量の増大を通じて喫味感を最大化させると同時に、香りの消失率を減少させ、喫煙時の香りの持続性を増大させることができるチューブフィルターの製造装置およびチューブフィルターの製造方法を提供することにある。

本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は、下記の記載から本発明の属する技術分野における通常の技術者に明確に理解され得る。

このような課題を解決するために、本発明の一部の実施例によれば、一つ以上のフィルタートウが流入して前記一つ以上のフィルタートウから形成されたチューブ型ロッドが排出されるチューブフィルター外部成形ケースと、前記チューブ型ロッドの中空を形成するために、前記チューブフィルター外部成形ケースの内部領域から延びるチューブフィルター成形棒と、前記チューブフィルター外部成形ケースの内部領域と連通する少なくとも一つのスチームノズルを具備し、前記スチームノズルを介して前記一つ以上のフィルタートウにスチームを供給するスチームチャンバーと、を含み、前記チューブフィルター成形棒には、前記チューブフィルター成形棒の長さ方向に沿って延びる管路と、前記管路を介して供給された加香液または保湿液を前記チューブ型ロッドの中空に伝達するために、前記チューブフィルター成形棒の下流末端領域に形成された加香ノズルが具備された、喫煙物品用チューブフィルターを製造するためのチューブフィルター製造装置が提供される。

前記加香ノズルは、前記管路を介して供給された加香液または保湿液を前記チューブ型ロッドの内側面のうち下部領域に自由落下させたり、前記管路を介して供給された加香液または保湿液を放射方向に噴出して前記チューブ型ロッドの内側面全体領域に吸収させることができる。

一部の実施例において、前記チューブフィルター成形棒は、成形棒胴体部と、前記成形棒胴体部の下流末端に結合された成形棒チップとを含み、前記成形棒チップには、前記成形棒胴体部に形成された第１管路と流体連通し、且つ前記第１管路の直径より小さいか等しい直径の第２管路が形成され得る。ここで、前記第１管路の直径は、１．５ｍｍ～４ｍｍであり、前記第２管路の直径は、０．８ｍｍ～２．５ｍｍでありうる。一方、前記成形棒チップは、前記成形棒胴体部とねじ結合され得る。

一部の実施例において、前記加香ノズルは、前記スチームノズルから下流方向に１８０ｍｍ～６００ｍｍ離隔することができる。前記スチームチャンバーが複数のスチームノズルを具備する場合、前記加香ノズルは、前記複数のスチームノズルのうち最下流に位置する第１スチームノズルから下流方向に１８０ｍｍ～６００ｍｍ離隔することができる。

一部の実施例において、前記チューブフィルター外部成形ケースの内径は、３ｍｍ～１０ｍｍ、前記チューブフィルター成形棒の外径は、２ｍｍ～４．５ｍｍ、前記チューブフィルター成形棒の内径は、０．８ｍｍ～２ｍｍでありうる。

一方、チューブフィルター製造装置は、前記チューブ型ロッドを直接的にまたは間接的に冷却させる冷却部材をさらに含み、前記冷却部材は、前記スチームノズルと前記加香ノズルとの間に位置し得る。

また、チューブフィルター製造装置は、前記チューブフィルター外部成形ケースから排出される前記チューブ型ロッドを移送する移送部材をさらに含み、前記チューブフィルター成形棒は、前記チューブフィルター外部成形ケースの下流末端よりさらに突出するように延び、前記加香ノズルは、前記移送部材とオーバーラップされる領域に配置され得る。

ここで、前記移送部材は、前記チューブ型ロッドの内部空気および内部水分を前記チューブ型ロッドの外部に排出させるサクションユニットを具備するサクションレールであり、前記加香ノズルは、前記サクションレールの上流末端より前記サクションレールの下流末端にさらに隣接するように配置され得る。

また、本発明の一部の実施例によれば、少なくとも一つのフィルタートウをチューブ型ロッドの外部形状を定義するチューブフィルター外部成形ケースおよび前記チューブ型ロッドの内部中空を定義するチューブフィルター成形棒を介して前記チューブ型ロッドの形状にガイドする段階と、前記チューブフィルター外部成形ケースの内部と連通するスチームノズルを介して前記少なくとも一つのフィルタートウにスチームを噴射して前記チューブ型ロッドに硬化させる段階と、前記チューブフィルター成形棒の内部管路から供給された加香液または保湿液を前記チューブフィルター成形棒の下流末端に形成された加香ノズルを介して前記チューブ型ロッドの中空に供給する段階と、を含む、チューブフィルターの製造方法が提供される。

チューブフィルターの製造方法は、前記スチームを噴射する段階と前記加香液または保湿液を供給する段階との間で、前記チューブ型ロッドを外部空気と接触させて自然冷却させたり、前記スチームノズルと前記加香ノズルとの間に別途具備された冷却部材により冷却させる段階をさらに含むことができる。

また、チューブフィルターの製造方法は、前記チューブフィルター外部成形ケースから排出される前記チューブ型ロッドを移送すると同時に、前記チューブ型ロッドの内部空気および内部水分を前記チューブ型ロッドの外部に排出させるサクション段階をさらに含み、前記加香液または保湿液は、前記サクション段階が進行される過程内で前記チューブ型ロッドに供給され得る。

一部の実施例において、前記加香液または保湿液は、１ｍｍ当たり０．３ｍｇ～１．０ｍｇの量だけ前記チューブ型ロッドの中空に供給され得る。

本発明の実施例によってチューブフィルターを内部加香処理する場合、従前ＴＪＮＳ加香処理方式に比べてフィルター内にさらに多くの量の最大加香液の適用が可能になる。具体的に、従前ＴＪＮＳ加香処理方式に適用可能な最大加香量が略０．５ｍｇ／ｍｍ～０．８ｍｇ／ｍｍであることを考慮するとき、従前ＴＪＮＳ加香処理方式に比べて約１．２倍～２倍多い最大加香液の適用が可能になる。

また、本発明の実施例による内部加香チューブフィルターの巻きタバコの採用時に巻きタバコ保存期間中に発生するＴＪＮＳフィルターに適用されたメントールの消失率を減少させることができ、これと同時に、刻み部へのメントール転移量を増加させることができて、喫煙中メントール喫味感を増大させることができる。

ひいては、本発明の実施例によるチューブフィルターの内部加香は、チューブフィルターの中空に加香液を自由落下させるので、チューブ中空内香液噴射のための複雑なスプレーノズル等がなく、香液をチューブ内に均一に十分な量で投入させることができ、製造工程の単純化および経済性の確保も可能である。

また、本発明の加香処理方式、加香液処理速度、加香ノズルの直径および加香ノズルとスチームノズルの隔離距離等をチューブフィルターの製造工程に適用すると、高温スチームによる香りの消失を最小化することができる。

図１は、本発明の一部の実施例によるチューブフィルター製造装置を説明するための概略図である。 図２は、図１のＡ領域の部分拡大図である。 図３は、本発明の他の一部の実施例によるチューブフィルター製造装置を説明するための概略図である。 図４は、本発明の他の一部の実施例によるチューブフィルター製造装置を説明するための概略図である。 図５は、本発明の他の一部の実施例によるチューブフィルター製造装置を説明するための概略図である。 図６は、本発明の実施例による喫煙物品用チューブフィルター内部に加香処理が行われる様子を例示的に示す図である。 図７は、チューブフィルター内部の均一加香の有無を確認するためにチューブフィルターを第２領域で切り取りおよび展開した写真である。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述している実施例を参照すると明確になるだろう。しかしながら、本発明は、以下で掲示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現され得、単に本実施例は、本発明の掲示が完全になるようにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によって定義されるのみである。明細書全般において同一の参照符号は、同一の構成要素を指す。

別途の定義がない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術および科学的用語を含む）は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に共通して理解され得る意味として使用され得る。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語は、明白に特に定義されていない限り、理想的にまたは過度に解析されない。

また、本明細書において単数型は、文章において特に言及しない限り、複数型も含まれ得る。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、段階、動作および／または素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。

本明細書で使用される「第１」または「第２」等のように序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するのに使用できるが、前記構成要素は、前記用語により限定されるべきものではない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけで使用される。

明細書全般において、「喫煙物品」は、タバコ（巻きタバコ）、シガレット等のように、エアロゾルを発生させることができる物を意味する。喫煙物品は、エアロゾル発生物質またはエアロゾル形成基質を含むことができる。

また、製造装置に対する説明において「下流」または「下流方向」は、チューブまたはチューブ製造のために供給されるトウが進行される方向を意味し、「上流」または「上流方向」は、その反対方向を意味する。例えば、図１に示されたチューブフィルター製造装置１０００において、チューブ型ロッドＴＦは、チューブフィルター製造装置１０００の上流から下流方向（Ｄ１方向）に吐出され、加香ノズル１３１０は、スチームチャンバー１２００またはスチームノズル１２１０より下流に位置する。

図１は、本発明の一部の実施例によるチューブフィルター製造装置を説明するための概略図であり、図２は、図１のＡ領域の部分拡大図である。図１および図２に示されたチューブフィルター製造装置１０００は、説明の明確化のために各構成が単純化され、誇張されるように表現され、本発明の説明において必須でない構成は省略された。

図１を参照すると、チューブフィルター製造装置１０００は、チューブフィルター外部成形ケース１１００、スチームチャンバー１２００およびチューブフィルター成形棒１３００を含むことができる。

図示してはいないが、チューブフィルター製造装置１０００は、チューブフィルター外部成形ケース１１００内にチューブフィルターを製造するのに使用される素材であるフィルタートウ２個をチューブフィルター成形棒１３００を間に置いて供給するトウ供給部等を含むことができる。

また、フィルタートウは、チューブフィルター外部成形ケース１１００内に供給される前に、前処理機等を用いてチューブフィルターに製造されるために必要な前処理過程を経ることができる。例えば、ローラーを介してフィルタートウを延伸機に移動させることができ、延伸機は、フィルタートウを延伸処理した後、チューブフィルター外部成形ケース１１００内に供給することもできる。

ひいては、一部の実施例において、チューブフィルター外部成形ケース１１００内にフィルタートウが円滑に流入して下流方向に進めるようにする圧縮空気がチューブフィルター外部成形ケース１１００内に供給され得る。

一方、前記フィルタートウは、チューブ型ロッドＴＦを硬化させて形状を維持させることができるトリアセチン等の可塑剤が混合されたフィルタートウでありうる。本発明のチューブ型ロッドＴＦの製造時に投入される可塑剤の量は、非チューブ型セルロースアセテートフィルターの製造時に投入される可塑剤の量（例えば、略６％～１５％）より多い、略１９％～２４％でありうる。

チューブフィルター製造装置１０００内でフィルタートウは、略５００ＲＰＭ（ｒｏｄ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）～１２００ＲＰＭの速度で移動することができる。１ＲＰＭは、１分当り１Ｒｏｄを通過する速度であり、１Ｒｏｄは、略６０ｍｍ～１４０ｍｍの範囲でありうるが、これに制限されない。

チューブフィルター外部成形ケース１１００の内面は、円筒形状であってもよく、これを通じて、チューブ型ロッドＴＦの外面が成形され得る。すなわち、フィルタートウは、チューブフィルター外部成形ケース１１００の内部で移動し、高温のスチームにより結合硬化して、チューブ型ロッドＴＦに形成され得る。

一方、図示のように、チューブフィルター外部成形ケース１１００の内部には、ボン形状のチューブフィルター成形棒１３００が配置され、これに伴い、チューブ型ロッドＴＦは、内部に中空が形成された円筒形状を有し得る。チューブフィルター製造装置１０００により形成されたチューブ型ロッドＴＦは、切断等の後続工程を通じて個別チューブフィルターに完成され得る。

ここで、チューブフィルター外部成形ケース１１００は、チューブ型ロッドＴＦの外面を定義し、チューブフィルター成形棒１３００は、チューブ型ロッドＴＦの内部中空を定義する役割を行うことができる。

これに伴い、チューブフィルター外部成形ケース１１００の内径は、製造されるチューブフィルターの外径に応じて設定され得、チューブフィルター成形棒１３００の外径は、製造されるチューブフィルターの内径（すなわち、中空のサイズ）に応じて設定され得、チューブフィルター成形棒１３００の内径（すなわち、加香ノズルのサイズ）は、チューブフィルターの中空内への加香均一性の確保および管路目詰まり現象の防止を考慮して加香量に応じて適切に設定され得る。例えば、チューブフィルター外部成形ケース１１００の内径は、略３ｍｍ～１０ｍｍ、チューブフィルター成形棒１３００の外径は、略２ｍｍ～４．５ｍｍ、チューブフィルター成形棒１３００の内径は、略０．８ｍｍ～２ｍｍでありうる。

スチームチャンバー１２００は、チューブフィルター外部成形ケース１１００の内部で移送されるフィルタートウに高温のスチームを供給して、フィルタートウをチューブ型ロッドに結合硬化させる役割を行うことができる。具体的に、フィルタートウに供給される高温のスチームは、フィルタートウに混合された可塑剤を硬化させてチューブ型ロッドの形状を維持させることができる。

スチームチャンバー１２００からのスチームは、チューブフィルター外部成形ケース１１００の内部と連通するスチームノズル１２１０によりフィルタートウに供給され得る。スチームノズル１２１０は、図示のように、チューブフィルター外部成形ケース１１００の上側内部および下側内部それぞれにスチームを供給することができるが、これに制限されない。図示してはいないが、スチームチャンバー１２００には、外部から供給される高温の蒸気をスチームチャンバー１２００内に流入させる蒸気コネクターが形成され得る。

一部の実施例において、スチームノズル１２１０は、フィルタートウに略５０℃～２００℃のスチームを供給することができるが、これに制限されない。

チューブフィルター成形棒１３００の内部には、チューブフィルター成形棒１３００の長さ方向に沿って延びる加香管路１３２０が形成されている。チューブフィルター成形棒１３００の下流末端（すなわち、チューブ型ロッドＴＦの出口側末端）には、チューブ型ロッドＴＦの内部中空に加香液または保湿剤を供給できる加香ノズル１３１０が形成され得る。加香ノズル１３１０は、前記加香管路１３２０を介して供給される加香液または保湿剤をチューブ型ロッドＴＦの内部中空に自由落下させることができる。自由落下した加香液等は、チューブ型ロッドＴＦの内側面ＴＦ＿ＩＳを介してチューブ型ロッドＴＦに吸収および拡散され得る。

一方、本明細書では、説明の明確化および用語の簡略化のために、前記加香液または保湿剤を供給するノズルを加香ノズル１３１０と称するが、加香ノズル１３１０は、メントール等の香液の他にグリセリンおよび／またはプロピレングリコール等の保湿液を供給するノズルであってもよいことはもちろんである。

一部の実施例において、チューブフィルター成形棒１３００は、図２に示されたように、成形棒胴体部１３００ａおよび成形棒チップ１３００ｂが結合された構造を有し得る。例えば、前記成形棒チップ１３００ｂは、成形棒胴体部１３００ａにねじ結合され得、成形棒胴体部１３００ａの内部管路は、成形棒チップ１３００ｂの内部管路に流体連通しつつ連結され得る。この場合、加香ノズル１３１０は、成形棒チップ１３００ｂの下流末端に位置し得る。

一方、図２には、成形棒胴体部１３００ａの内部管路の内径および成形棒チップ１３００ｂの内部管路の内径が同じものと図示されたが、これに制限されない。

一部の実施例において、成形棒チップ１３００ｂの内部管路の内径は、成形棒胴体部１３００ａの内部管路の内径より小さくてもよい。すなわち、チューブフィルター成形棒１３００の加香管路１３２０の内径は、成形棒胴体部１３００ａと成形棒チップ１３００ｂとの間の領域でそのサイズが変更され得る。例えば、成形棒胴体部１３００ａの管路内径は、略１．５ｍｍ～４ｍｍであり、成形棒チップ１３００ｂの管路内径（すなわち、加香ノズル１３１０の内径）は、略０．８ｍｍ～２．５ｍｍでありうる。この場合、加香液等の流体フローを円滑にするために、成形棒チップ１３００ｂの管路は、下流側に行くほど内径が次第に小さくなり得る。

一部の実施例において、加香ノズル１３１０は、図示のように、スチームノズル１２１０より下流に配置されるものの、加香ノズル１３１０は、スチームノズル１２１０から略１８０ｍｍ～６００ｍｍ、好ましくは、略３００ｍｍ～６００ｍｍ離隔するように配置され得る。すなわち、加香ノズル１３１０とスチームノズル１２１０の離隔距離Ｌ１は、略１８０ｍｍ～６００ｍｍでありうる。図１に示されたように、複数個のスチームノズルが具備された場合、前記離隔距離は、スチームノズルのうち最下流に位置するスチームノズル（すなわち、スチームノズルのうち加香ノズルに最も近いスチームノズル）を基準とすることができる。

上記のような加香ノズル１３１０とスチームノズル１２１０の離隔距離Ｌ１を有する場合、チューブフィルターの香りの消失率を最小化させることができ、これに関する詳細な説明は後述することとする。

一部の実施例において、加香ノズル１３１０の直径は、０．１ｍｍ～５ｍｍ、好ましくは、０．８ｍｍ～２．５ｍｍでありうる。

一方、加香ノズル１３１０の直径とチューブフィルター成形棒１３００に形成された管路の直径は互いに異なっていてもよい。例えば、前記管路の直径は、４ｍｍであり、加香ノズル１３１０の直径は、前記管路の直径より小さい数値、例えば２ｍｍでありうる。また、製造工程上の必要性に応じて容易に加香ノズル１３１０の直径を調節し得るように、チューブフィルター成形棒１３００には、下流末端にねじ結合方式で結合された成形棒チップを具備することもできる。成形棒チップの長さＬ３は、例えば１０ｍｍ～５０ｍｍであってもよいが、これに制限されない。

一部の実施例において、チューブフィルター成形棒１３００の長さＬ２（ここで、Ｌ２は、チューブフィルター成形棒１３００の下流末端からチューブフィルター外部成形ケース１１００の上流側入口までの離隔距離とも定義される）は、略３００ｍｍ～４００ｍｍでありうる。一方、上記のような長さＬ２を有するチューブフィルター成形棒１３００は、外径が略５ｍｍ以上である棒の内部に加香管路１３２０を先に形成し、チューブフィルター成形棒１３００の外径を略５ｍｍ以上から４．２ｍｍ以下でグラインディングすることによって製造され得る。

一部の実施例において、加香ノズル１３１０は、図１に示されたように、チューブフィルター外部成形ケース１１００の下流末端１１００Ｅより上流に配置され得るが、これに制限されない。一例として、加香ノズル１３１０は、チューブフィルター外部成形ケース１１００の下流末端１１００Ｅと実質的に同一線上に位置し得る。他の例として、加香ノズル１３１０は、図５に示されたように、チューブフィルター外部成形ケース１１００の下流末端より下流に配置されることもできる。

図３は、本発明の他の一部の実施例によるチューブフィルター製造装置のチューブフィルター成形棒を説明するための概略図である。

図３を参照すると、チューブフィルター成形棒２３００は、成形棒胴体部２３００ａおよび成形棒チップ２３００ｂが結合された構造を有し得、前記成形棒チップ２３００ｂには、加香管路１３２０から伝達された香液を放射方向に噴出する加香ノズル２３１０が具備され得る。

一例として、前記加香ノズル２３１０は、香液を一定の圧力でスプレーイングすることができる。この場合、ススプレーイングされた香液は、チューブ型ロッドＴＦの内側面ＴＦ＿ＩＳの全領域で均一に吸収され得る。他の例として、前記加香ノズル２３１０は、香液を放射方向に噴出するものの、噴出した香液は、成形棒チップ２３００ｂの壁面に沿って流れ下り、チューブ型ロッドＴＦの内側面ＴＦ＿ＩＳのうち下部領域に自由落下し得る。この場合、チューブ型ロッドＴＦの内側面ＴＦ＿ＩＳのうち下部領域に吸収された香液は、図２に示された加香ノズル１３１０の場合のように、チューブ型ロッドＴＦの下側領域から上側領域に均一に拡散され得る。

図４は、本発明の他の一部の実施例によるチューブフィルター製造装置を説明するための概略図である。

図４を参照すると、チューブフィルター製造装置３０００は、チューブフィルター外部成形ケース３１００、スチームチャンバー３２００、チューブフィルター成形棒３３００および冷却部材３４００を含むことができる。

チューブフィルター製造装置３０００のチューブフィルター外部成形ケース３１００、スチームチャンバー３２００およびチューブフィルター成形棒３３００それぞれは、図１および図２を参照して説明したチューブフィルター製造装置１０００のチューブフィルター外部成形ケース１１００、スチームチャンバー１２００およびチューブフィルター成形棒１３００それぞれと実質的に同一または類似の構成を有し得、以下では、説明の簡略化のために、図１および図２を参照して説明したチューブフィルター製造装置１０００との差異点のみを中心に説明することとする。

スチームチャンバー３２００のスチームノズル３２１０とチューブフィルター成形棒３３００の加香ノズル３３１０との間には、スチームにより加熱されたチューブ型ロッドＴＦを冷却させるための冷却部材３４００が具備され得る。

冷却部材３４００により、チューブ型ロッドＴＦは、加香液の吸収および拡散に最適化した温度および硬度を有し得、冷却部材３４００が具備されることによって、加香ノズル３３１０とスチームノズル３２１０の最適な離隔距離Ｌ１を狭めることができ、これに伴い、チューブフィルター製造装置３０００のサイズを減少させ、冷却時間を短縮させて、工程効率性をさらに最大化することができる。

一部の実施例において、スチームノズル３２１０とチューブフィルター成形棒３３００の加香ノズル３３１０との間に冷却部材３４００が具備された場合、加香ノズル３３１０とスチームノズル３２１０の離隔距離Ｌ１は、略１８０ｍｍ～３００ｍｍでありうる。

一方、冷却部材３４００は、図４に示されたように、チューブフィルター外部成形ケース１１００を冷却することによって、チューブ型ロッドＴＦを間接的に冷却することができるが、これとは異なって、チューブフィルター外部成形ケース１１００の内部に冷たい空気を供給するなどチューブ型ロッドＴＦを直接的に冷却することもできる。冷却部材３４００の冷却方式は、空冷式（ａｉｒ ｃｏｏｌｉｎｇ）または水冷式（ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ）でありうるが、これに制限されない。

図５は、本発明のさらに他の一部の実施例によるチューブフィルター製造装置を説明するための概略図である。

図５を参照すると、チューブフィルター製造装置４０００は、チューブフィルター外部成形ケース４１００、スチームチャンバー４２００、チューブフィルター成形棒４３００および移送部材４５００を含むことができる。

チューブフィルター製造装置４０００のチューブフィルター外部成形ケース４１００、スチームチャンバー４２００およびチューブフィルター成形棒４３００それぞれは、図１および図２を参照して説明したチューブフィルター製造装置１０００のチューブフィルター外部成形ケース１１００、スチームチャンバー１２００およびチューブフィルター成形棒１３００それぞれと実質的に同一または類似の構成を有し得、以下では、説明の簡略化のために、図１および図２を参照して説明したチューブフィルター製造装置１０００との差異点のみを中心に説明することとする。

チューブフィルター成形棒４３００は、チューブフィルター外部成形ケース４１００の下流末端４１００Ｅより突出するように延びることができる。すなわち、チューブフィルター成形棒４３００の加香ノズル４３１０は、チューブフィルター外部成形ケース４１００の下流末端４１００Ｅより下流に配置され得る。言い換えれば、加香ノズル４３１０による加香液の投入は、チューブ型ロッドＴＦが外部成形ケース４１００から排出された後、移送部材４５００により移送される過程で行われ得る。

一部の実施例において、チューブ型ロッドＴＦは、移送部材４５００により移送される過程で外部空気により自然冷却され得る。

他の一部の実施例において、移送部材４５００は、チューブ型ロッドＴＦを冷却させる冷却ユニット（不図示）を具備することができる。一例として、前記冷却ユニットは、チューブ型ロッドＴＦ内水分および空気を吸い込むサクション（ｓｕｃｔｉｏｎ）ユニットでありうる。すなわち、前記移送部材４５００は、チューブ型ロッドＴＦを冷却させながら移送するためのサクションレールでありうる。

移送部材４５００がサクションレールである場合、サクションレールは、チューブ型ロッドＴＦの長さ方向（すなわち、チューブ型ロッドＴＦの進行方向Ｄ１）に略１００ｍｍ～１，０００ｍｍ延長（Ｌ２）し得る。

この場合、加香ノズル４３１０による加香処理は、サクションレールによるサクション工程と共に行われ得る。ここで、「サクション工程と加香処理が共に行われる」という意味は、広く解され得る。すなわち、加香ノズル４３１０による加香処理は、サクションレールによるサクション工程が進行される途中に、サクション工程が始まった直後に、サクション工程が始まると同時に、またはサクション工程が始まる前に行われ得る。

好ましくは、加香ノズル４３１０による加香処理は、サクションレールによるサクション工程が約７０％～９０％、好ましくは、約７５％～８５％）進行された時点で行われ得る。すなわち、加香ノズル４３１０は、サクションレール（すなわち、移送部材４５００）の上流末端より下流末端にさらに隣接するように配置され得る。サクションレールの長さＬ２が約５００ｍｍである場合を例に取ると、加香ノズル４３１０は、サクションレールの上流末端から略３５０ｍｍ～４５０ｍｍ（例えば、約４００ｍｍ）離隔し、下流末端から略５０ｍｍ～１５０ｍｍ（例えば、約１００ｍｍ）離隔する位置に配置され得る。

この場合、加香液落下前のサクション工程は、チューブ型ロッドＴＦを移送すると同時に、チューブ型ロッドＴＦを冷却させる役割を、加香液落下後のサクション工程は、チューブ型ロッドＴＦを移送すると同時に、投入された加香液がチューブ型ロッドＴＦの内部領域にさらに均一に拡散させる役割を行うことができる。

図示していないが、上記した実施例それぞれによるチューブフィルター製造装置により製造された内部加香チューブフィルターは、燃焼型巻きタバコまたはエアロゾル生成装置等に挿入および加熱されて、エアロゾルを生成する非燃焼型巻きタバコの一構成要素として使用され得る。

一部の実施例において、前記内部加香チューブフィルターは、燃焼型巻きタバコのフィルター部に含まれ得る。具体的な例として、前記フィルター部がモノフィルターである場合、フィルター部は、前記内部加香チューブフィルターから構成され得、前記フィルター部が２つ以上の多重フィルターからなる場合、前記多重フィルターのうち少なくとも一つは、前記内部加香チューブフィルターから構成され得る。

他の一部の実施例において、前記内部加香チューブフィルターは、非燃焼型巻きタバコの一構成要素でありうる。具体的に、前記内部加香チューブフィルターは、非燃焼型巻きタバコがエアロゾル生成装置に挿入される過程で喫煙物質部の内部物質が下流方向に押される現象を防止する支持構造体と、エアロゾル生成装置が喫煙物質部を加熱することによって生成されたエアロゾルを冷却させる冷却構造体と、喫煙物質部の内部物質が巻きタバコの外部に離脱するのを防止するために、喫煙物質部の上流で喫煙物質部に接する前段プラグと、のうち少なくとも一つ以上の構成として採用され得る。

以下、実施例と比較例を通じて本発明の構成およびそれによる効果をより詳細に説明する。しかしながら、本実施例は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。

後述する実験例に対するより明確な理解のために、以下では、図６および図７を相互参照して説明することとする。

図６は、本発明の実施例による喫煙物品用チューブフィルター内部に加香処理が行われる様子を例示的に示す図であり、図７は、チューブフィルター内部の均一加香の有無を確認するために、チューブフィルターを第２領域で切取および展開した写真である。

図６に示されたチューブ型ロッドＴＦと、チューブ型ロッドＴＦ内部の中空ＴＦ＿Ｈの形成およびチューブフィルター成形棒１３００の形状、構造およびサイズ等は、説明の明確化のために単純化して図示されたので、これに制限されないことはもちろんである。

また、図６に示されたチューブ型ロッドＴＦは、説明の明確化のために２つの領域、すなわちチューブ型ロッド下段の第１領域ＴＦ１およびチューブ型ロッド上段の第２領域ＴＦ２に区画して図示したが、前記第１および第２領域が物理的に区画されるのではないことはもちろんである。前記チューブ型ロッドＴＦは、単位チューブフィルターに切断される前の状態を意味し得、必要に応じてチューブ型ロッドおよびチューブフィルターを用語的に混用して説明することとする。

実施例１
チューブフィルター成形棒を用いて、チューブ型ロッドの内部（すなわち、中空ＴＦ＿Ｈ）にメントール約７０重量％およびＰＧ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）約３０重量％を含む加香液を用いて加香処理を進行し、肉眼による均一加香の評価のために有色の色素が加香液に少量添加された。

外径が約７．２ｍｍであり、内径が約２．５ｍｍであるチューブ型ロッドが製造され、チューブ型ロッドがチューブフィルター形成装置で長さ方向Ｄ１に移動したのにしたがってチューブ型ロッドに投入される１ｍｍ当たりの加香量は約０．１ｍｇであり、使用された加香ノズルの直径は約１．０ｍｍである。

図示してはいないが、上述したように、チューブ型ロッドには、前記加香液が投入される前に、スチームノズルにより高温高圧のスチームが噴射され得、加香ノズルは、スチームノズルから長さ方向Ｄ１に約５００ｍｍ離隔するように配置された。加香液は、加香ノズルから自由落下して、チューブ型ロッドの第１領域ＴＦ１に吸収された。

実施例２
チューブ型ロッドに投入される１ｍｍ当たりの加香量が約０．３ｍｇである点を除いて、実施例１と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

実施例３
直径が約１．３ｍｍである加香ノズルを使用し、チューブ型ロッドに投入される１ｍｍ当たりの加香量が約１．２ｍｇである点を除いては、実施例１と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

実施例４
チューブ型ロッドに投入される１ｍｍ当たりの加香量が約１．５ｍｇである点を除いて実施例３と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

実験例１：チューブフィルター内部の均一加香のための加香量の設定
チューブフィルター内均一加香の有無を評価するために、上述した実施例１～４のように加香量を調節して製造されたチューブ型ロッドの評価を行った。

図７は、チューブフィルター内部の均一加香の有無を確認するために、チューブ型ロッドを第１領域ＴＦ１（より具体的に、自由落下により加香液が直接的に投入される下段部領域）で切り取りおよび展開した写真であり、表１は、実施例１～４による均一加香の有無に対する結果を示す。

表１および図７の（ａ）に示されたように、１ｍｍ当たりの加香量が０．１ｍｇである実施例１のチューブ型ロッドでは、Ｄ１方向での香りの途切れが発生し、これに伴い、チューブ型ロッド内に長さ方向に均一な加香が行われなかったことを確認することができた。図７の（ｂ）に示されたように、実施例２のチューブ型ロッドでは、香りの途切れが発生せず、図７の（ｃ）に示された実施例３のチューブ型ロッドでは、香りの途切れが発生しなかったと共に、加香液がチューブ型ロッド内にさらに均一に処理されたことを確認することができる。実施例４のチューブ型ロッドも、均一加香処理されたことを確認したが、内部加香された加香液がチューブ型ロッドの外側面まで過度に拡散されたのにしたがって、チューブ型ロッドの外部に加香液が流れ下りる現象が発生した。これに伴い、１ｍｍ当たりの加香量が約０．３ｍｇ～１．２ｍｇ、好ましくは、０．５ｍｇ～０．９ｍｇである場合、加香特性に優れていることを確認することができた。

一方、実施例として言及されてはいないが、加香ノズル１３１０の直径が０．７ｍｍであり、１ｍｍ当たりの加香量が約０．３ｍｇ～１．２ｍｇである実験では、メントール結晶化の発生によるノズル目詰まり問題が発生し、これに伴い、当該実験結果は、前記表１から除外された。また、加香ノズル１３１０の直径が１．３ｍｍであり、１ｍｍ当たりの加香量が約０．１ｍｇ～０．７ｍｇである実験では、加香液の表面張力による不規則的な加香液落下現象が発生して、これも、前記表１から除外された。

上述した結果を通じて、チューブフィルター内部に適用される１ｍｍ当たりの加香量が０．３ｍｇ～１．０ｍｇである場合において、均一加香特性に最も優れ、より好ましくは、直径が０．８ｍｍ～１．１ｍｍである加香ノズル１３１０を使用して０．３ｍｇ～０．７ｍｇの範囲の１ｍｍ当たりの加香量を適用するか、直径が１．２ｍｍ～１．４ｍｍである加香ノズル１３１０を使用して０．７ｍｇ～１．０ｍｇの範囲の１ｍｍ当たりの加香量を適用することが、メントール結晶化の発生イシュー解消および均一加香性の確保に最も有利であることが確認された。

実施例５
１ｍｍ当たりの加香量が約０．６ｍｇである点を除いて実施例１と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。製造されたチューブ型ロッドを約４８時間の間保管した後、チューブフィルターの第１領域ＴＦ１および第２領域ＴＦ２を物理的に切断した。

実験例２：チューブフィルター内部の加香拡散の評価
チューブフィルター内加香拡散の有無を確認するために、実施例５ぞれでの切断されたチューブ領域に含まれたメントール含量を分析して、表２に示した。

表２に示されたように、チューブ型ロッドに投入された総メントール量に対して約９６％水準のメントールがチューブ型ロッド内に残存することを確認することができ、これに伴い、加香処理工程での香液の消失量およびチューブ型ロッドの製造後に保管期間中の香液の消失量が非常に軽微な水準（４％未満）であることを確認することができる。また、チューブの下部領域である第１領域ＴＦ１内メントール残存量（約５２．５％）とチューブの上部領域である第２領域ＴＦ２内メントール残存量（約４７．５％）は、大きな差異がなく、これを通じて、第１領域ＴＦ１の中空に投入された加香液に含まれたメントールが第１領域ＴＦ１に、すなわちチューブフィルター全体に均一に拡散されたことを確認することができた。

比較例１
加香ノズルがスチームノズルから約２００ｍｍ離隔するように配置された点を除いて、実施例５と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

比較例２
加香ノズルがスチームノズルから約８００ｍｍ離隔するように配置された点を除いて、実施例５と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

比較例３
長さ２００ｍｍのサクションレールを使用するものの、加香ノズルがサクションレールの下流末端から約１００ｍｍ離隔するように配置された点を除いて、実施例５と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

実施例６
長さ５００ｍｍのサクションレールを使用するものの、加香ノズルがサクションレールの下流末端から約１００ｍｍ離隔するように配置された点を除いて、比較例３と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

実施例７
加香ノズルがサクションレールの下流末端から約２５０ｍｍ離隔するように配置された点を除いて、実施例６と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

比較例４
加香ノズルがサクションレールの下流末端から約４００ｍｍ離隔するように配置された点を除いて、実施例６と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

比較例５
長さ１，０００ｍｍのサクションレールを使用するものの、加香ノズルがサクションレールの下流末端から約６００ｍｍ離隔するように配置された点を除いて、比較例４と同じ条件でチューブ型ロッドを製造した。

実験例３：加香条件別の香りの消失の評価
チューブフィルター内部の加香工程条件による香りの消失の程度を確認するために、チューブフィルターの製造時に投入されたメントール量と製造が完了したチューブフィルターに含有されたメントール量を分析して、表３に示した。

表３を参照すると、内部加香方式を採用するとき、比較例および実施例は、いずれも全般的にチューブフィルターの成形および製造工程に必須的に伴う高温スチームによる香りの消失が大きくないことを確認することができた。ただし、加香工程において同じ量（３３．６ｍｇ／８０ｍｍ）のメントールが投入されたにもかかわらず、加香ノズルとスチームノズルの隔離距離、サクションレールの長さ、サクションレールと加香ノズルの相対的位置関係によって実施例および比較例間にメントール残存量において有意な差異が示されることを確認することができる。

具体的に、比較例１、２および実施例５の結果をみると、加香ノズルとスチームノズルの隔離距離が約３００ｍｍ～６００ｍｍである場合、香りの消失特性に最も優れていることを確認することができ、特に比較例２の場合、相当に大きい数値の香りの消失率（約１９．６％）が示されたが、これは、スチーム噴射後に香液噴射位置が必要以上で遠ざかると、加香ノズルまでチューブが移送される間に、香りの投入および拡散に最適化したものよりさらに多くチューブ硬化が行われたためであると推測される。

比較例３～５および実施例６と７の結果をみると、一般的に加香処理時にサクションレールが共に使用される場合、香りの残存量が増大することを確認することができる。特に、サクションレールの長さが約３００ｍｍ～７００ｍｍであり、加香ノズルがサクションレールの下流側または中間領域に位置する場合（実施例６または実施例７）、香りの消失特性に最も優れることを確認することができる。サクションレールの長さが基準値未達である場合（比較例３）、サクション処理による有意な効果が示されなく、サクションレールの長さが基準値を超過し、サクションレールの上流側で加香処理時（比較例５）に、比較例２と類似した理由で香りの消失特性に不利であることが分かる。

実験例４：加香条件別のチューブフィルターの物理性の評価
加香条件別のチューブフィルターの物理性の変化を検討するために、上述した実施例5～7のチューブ型ロッドに対する重量、円周、内径、真円度および硬度を分析して、表４に示した。

表４に示されたように、実施例５～７のチューブ型フィルターは、いずれも、加香条件による物理性の大きな差異なく、すべての量産規格基準に符合することを確認した。

本実施例と関連した技術分野における通常の知識を有するは、上記した記載の本質的な特性を逸脱しない範囲で変形された形態で具現され得ることを理解することができる。したがって、開示された方法は、限定的な観点でなく、説明的な観点で考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述した説明でなく、特許請求範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差異点は、本発明に含まれたものと解すべきである。

Claims (15)

1. 喫煙物品用チューブフィルターを製造するためのチューブフィルター製造装置において、
   一つ以上のフィルタートウが流入して前記一つ以上のフィルタートウから形成されたチューブ型ロッドが排出されるチューブフィルター外部成形ケースと、
   前記チューブ型ロッドの中空を形成するために、前記チューブフィルター外部成形ケースの内部領域から延びるチューブフィルター成形棒と、
   前記チューブフィルター外部成形ケースの内部領域と連通する少なくとも一つのスチームノズルを具備し、前記スチームノズルを介して前記一つ以上のフィルタートウにスチームを供給するスチームチャンバーと、を含み、
   前記チューブフィルター成形棒には、前記チューブフィルター成形棒の長さ方向に沿って延びる管路と、前記管路を介して供給された加香液または保湿液を前記チューブ型ロッドの中空に伝達するために前記チューブフィルター成形棒の下流末端領域に形成された加香ノズルが具備される、チューブフィルター製造装置。
2. 前記加香ノズルは、前記管路を介して供給された加香液または保湿液を前記チューブ型ロッドの内側面のうち下部領域に自由落下させたり、前記管路を介して供給された加香液または保湿液を放射方向に噴出して前記チューブ型ロッドの内側面の全体領域に吸収させる、請求項１に記載のチューブフィルター製造装置。
3. 前記チューブフィルター成形棒は、成形棒胴体部と、前記成形棒胴体部の下流末端に結合された成形棒チップとを含み、
   前記成形棒チップには、前記成形棒胴体部に形成された第１管路と流体連通し、且つ前記第１管路の直径より小さいか等しい直径の第２管路が形成される、請求項１または２に記載のチューブフィルター製造装置。
4. 前記第１管路の直径は、１．５ｍｍ～４ｍｍであり、前記第２管路の直径は、０．８ｍｍ～２．５ｍｍである、請求項３に記載のチューブフィルター製造装置。
5. 前記成形棒チップは、前記成形棒胴体部とねじ結合される、請求項４に記載のチューブフィルター製造装置。
6. 前記加香ノズルは、前記スチームノズルから下流方向に１８０ｍｍ～６００ｍｍ離隔する、請求項１から５のいずれか一項に記載のチューブフィルター製造装置。
7. 前記スチームチャンバーは、複数のスチームノズルを具備し、
   前記加香ノズルは、前記複数のスチームノズルのうち最下流に位置する第１スチームノズルから下流方向に１８０ｍｍ～６００ｍｍ離隔する、請求項１から５のいずれか一項に記載のチューブフィルター製造装置。
8. 前記チューブフィルター外部成形ケースの内径は、３ｍｍ～１０ｍｍ、前記チューブフィルター成形棒の外径は、２ｍｍ～４．５ｍｍ、前記チューブフィルター成形棒の内径は、０．８ｍｍ～２ｍｍである、請求項１から７のいずれか一項に記載のチューブフィルター製造装置。
9. 前記チューブ型ロッドを直接的にまたは間接的に冷却させる冷却部材をさらに含み、
   前記冷却部材は、前記スチームノズルと前記加香ノズルとの間に位置する、請求項１から８のいずれか一項に記載のチューブフィルター製造装置。
10. 前記チューブフィルター外部成形ケースから排出される前記チューブ型ロッドを移送する移送部材をさらに含み、
    前記チューブフィルター成形棒は、前記チューブフィルター外部成形ケースの下流末端よりさらに突出するように延び、
    前記加香ノズルは、前記移送部材とオーバーラップされる領域に配置される、請求項１から９のいずれか一項に記載のチューブフィルター製造装置。
11. 前記移送部材は、前記チューブ型ロッドの内部空気および内部水分を前記チューブ型ロッドの外部に排出させるサクションユニットを具備するサクションレールであり、
    前記加香ノズルは、前記サクションレールの上流末端より前記サクションレールの下流末端にさらに隣接するように配置される、請求項１０に記載のチューブフィルター製造装置。
12. 喫煙物品用チューブフィルターの製造方法において、
    少なくとも一つのフィルタートウを、チューブ型ロッドの外部形状を定義するチューブフィルター外部成形ケースおよび前記チューブ型ロッドの内部中空を定義するチューブフィルター成形棒を介して前記チューブ型ロッドの形状にガイドする段階と、
    前記チューブフィルター外部成形ケースの内部と連通するスチームノズルを介して前記少なくとも一つのフィルタートウにスチームを噴射して前記チューブ型ロッドに硬化させる段階と、
    前記チューブフィルター成形棒の内部管路から供給された加香液または保湿液を前記チューブフィルター成形棒の下流末端に形成された加香ノズルを介して前記チューブ型ロッドの中空に供給する段階と、を含む、チューブフィルターの製造方法。
13. 前記スチームを噴射する段階と前記加香液または保湿液を供給する段階との間で、前記チューブ型ロッドを外部空気と接触させて自然冷却させたり、前記スチームノズルと前記加香ノズルとの間に別途具備された冷却部材により冷却させる段階をさらに含む、請求項１２に記載のチューブフィルターの製造方法。
14. 前記チューブフィルター外部成形ケースから排出される前記チューブ型ロッドを移送すると同時に、前記チューブ型ロッドの内部空気および内部水分を前記チューブ型ロッドの外部に排出させるサクション段階をさらに含み、
    前記加香液または保湿液は、前記サクション段階が進行される過程内で前記チューブ型ロッドに供給される、請求項１２または１３に記載のチューブフィルターの製造方法。
15. 前記加香液または保湿液は、１ｍｍ当たり０．３ｍｇ～１．０ｍｇの量だけ前記チューブ型ロッドの中空に供給される、請求項１２から１４のいずれか一項に記載のチューブフィルターの製造方法。

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