KR100792058B1 - 탄소질 열원칩의 제조장치 - Google Patents
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Abstract
압출성형된 탄소질 열원로드를 적정한 경도로 건조시켜 단열재포피장치에 공급할 수 있는 탄소질 열원칩의 제조장치. 압출성형기로부터 연속하여 압출하여 성형된 탄소질 열원로드를 단열재포피장치에 반송하는 반송로를 형성하는 중공파이프를 구비하고, 공기량증폭기를 사용하여 중공파이프의 내부를 통과하여 흐르는 공기류를 형성하여, 공기류로써 탄소질 열원로드를 건조시키면서 반송한다.
탄소질, 열원로드, 시가렛, 담배, 단열재, 포피, 포피장치, 공기량
Description
본 발명은 시가렛(Cigarette) 등의 선단부에 에어로졸(Aerosol) 발생물질과 함께 조립되어 에어로졸 발생물질의 가열에 사용되는 탄소질 열원칩(Heat Source Chip)의 제조장치에 관한 것이다.
시가렛 등의 대체품으로서, 도 9에 도시하는 바와 같이 탄소질 열원칩(1), 담배잎 등의 에어로졸 발생물질(2) 및 마우스피스(Mouthpiece, 필터)(3)를 권지(卷紙, 4)에 시가렛모양으로 감은 끽연(喫煙)물품이 제안되어 있다(예컨대, 일본특개평 6-189733호 공보를 참조). 이 끽연물품은 탄소질 열원칩(1)으로부터 발생하는 열에 의해 에어로졸 발생물질(2)로부터 에어로졸을 발생시켜, 이 에어로졸을 마우스피스(3)를 통하여 흡연하도록 한 것이다.
여기에서, 탄소질 열원칩(1)은 연료인 탄소분말 및 연소조정제(그래파이트, 탄산칼슘, 탄산 나트륨 등)를 결합재(아르긴산 암모늄(Ammonium Alginate), 메틸셀루로스(Methyl Cellulose), 펙틴(Pectin) 등)와 함께 혼련(混練)하고, 이를 압출성형한 탄소질 열원로드(Heat Source Rod, 5)를 유리섬유 등의 단열재(6)로 감싼 것이다(예컨대, 일본특개평 6-7139호 공보를 참조). 또한, 탄소질 열원로드(5)는 예 컨대, 지름이 3∼5mm이고, 도 10에 횡단면으로 도시하는 바와 같이, 그 둘레면에 복수의 홈(7)이 축방향으로 형성되어 있다. 이들의 홈(7)은 탄소질 열원로드(5)에 의해 에어로졸 발생물질(2)이 가열될 때에 공기통로로서 기능하여, 탄소질 열원로드(5)에 소기의 연소특성을 발휘시키는 역할을 한다.
그런데, 압출성형기로부터 압출되는 탄소질 열원로드(5)는 습기가 많은 유연한 성상(性狀)을 가지므로, 통상, 에어포일 컨베이어(Air Foil Conveyor)를 사용하여 탄소질 열원로드(5)의 홈(7)을 찌그러뜨리는 일 없이 단열재 포피(包被)장치로 안내된다. 이 에어포일 컨베이어는 반송로의 바닥부로부터 반송방향 하류측을 향하여 비스듬하게 공기를 분출함으로써, 물품과 반송로의 바닥면과의 접촉을 막는 공기층을 형성하면서, 공기류에 의해 물품을 반송하는 것이다.
그러나, 에어포일 컨베이어를 사용하여 탄소질 열원로드(5), 특히 그 로드(5)의 둘레면의 홈(7)을 찌그러뜨리는 일 없이 단열재포피장치로 반송하였다고 하더라도, 이 단열재포피장치로써 탄소질 열원로드(5)의 둘레면을 단열재(6)로 포피할 때, 도 11에 도시하는 바와 같이 홈(7)이 찌그려지는 일이 있다. 이 경우, 탄소질 열원로드(5) 나아가서는 탄소질 열원칩(1)이 갖는 소기의 연소특성을 유지할 수 없게 되는 등의 불량이 발생한다.
이를 방지하기 위하여는, 예컨대, 에어포일 컨베이어에 의한 반송중에 이 에어포일 컨베이어로부터의 공기류를 이용하여 탄소질 열원로드(5)를 어느 정도의 경도까지 건조시키는 것이 고려된다. 그러나, 에어포일 컨베이어는 반송로를 형성하는 홈의 바닥부로부터 공기를 분출하는 것으로 되어 있으므로, 탄소질 열원로드(5) 중, 반송로에 대치(對峙)하는 쪽만이 치우쳐서 불균일하게 건조하는 문제가 생긴다. 또한, 탄소질 열원로드(5)의 조성을 바꾸거나, 탄소질 열원로드(5)의 압출성형시의 함수량(含水量)을 낮추는 것도 고려되지만, 압출성형 자체가 곤란해지거나, 연소특성이나 흡연 맛이 변화하는 등의 새로운 문제를 초래한다.
발명의 개시
본 발명의 목적은 압출성형한 탄소질 열원로드를 단열재로 감싸서 탄소질 열원칩을 제조할 때, 탄소질 열원로드를 형상 변형하는 일이 없는 적절한 경도로 효과적으로 건조시켜 단열재포피장치에 공급하는 것이 가능한 탄소질 열원칩의 제조장치를 제공하는 데에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 탄소질 열원칩의 제조장치는 둘레면에 축방향으로 뻗는 홈을 갖는 탄소질 열원로드를 압출성형하는 압출성형기와, 이 압출성형기로부터 압출된 탄소질 열원로드의 둘레면을 단열재로 감싸는 단열재포피장치와, 압출성형기로부터 압출된 탄소질 열원로드를 단열재포피장치로 반송하는 반송로의 적어도 일부를 형성하는 중공(中空)파이프와, 중공파이프의 내부를 통과하여 흐르는 공기류를 형성하는 적어도 하나의 공기량증폭기를 구비하고, 그 공기류로써 탄소질 열원로드를 건조시키면서 반송하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 구성된 탄소질 열원칩 제조장치에 따르면, 압출성형기로부터 압출되는 탄소질 열원로드를 중공파이프 안으로 통과하여 흐르는 공기류로써 건조시키면서 반송하므로, 탄소질 열원로드의 둘레면 전체를 균일하고도 효율적으로 건조시킬 수 있다. 따라서, 단열재포피장치에 의해 탄소질 열원로드를 단열재로 감싸서 탄소질 열원칩을 제조할 때, 탄소질 열원로드의 둘레면의 홈이 찌그러져 변형하는 일이 없게 되어, 탄소질 열원칩의 연소특성을 충분히 확보하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에서는 중공파이프로 이루어지는 반송로를 비교적 자유롭게 설정할 수 있다. 특히, 중공파이프를 압출성형기와 단열재포피장치와의 사이에 루프 (Loop)형상으로써 설치할 수 있고, 이에 의해, 탄소질 열원칩의 제조장치를 전체로서 컴팩트(Compact)하게 제조장치의 설치공간을 작게 할 수 있다.
또한, 공기량증폭기를 중공파이프의 입구부 및 중공파이프의 도중에 설치하여도 좋다. 이 경우, 중공파이프의 전 영역에 걸쳐 탄소질 열원로드를 원활하게 반송할 수 있는 압력의 공기류를 형성할 수 있고, 그 공기류에 의해 탄소질 열원로드를 알맞게 건조할 수 있어, 연소특성이 뛰어난 탄소질 열원칩을 제조하는 것이 가능하게 된다.
한편, 공기량증폭기에, 공기의 일부를 방출하여 중공파이프 안의 공기류량을 조정하는 정압(靜壓)조정구멍을 설치하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 압출성형기와 반송로와의 사이에 공간을 마련하여 압출성형기로부터 반송로로 공급되는 탄소질 열원로드에 이완부를 형성하고, 탄소질 열원로드의 이완부 길이가 소정 길이로 되도록 단열재포피장치에서의 포피동작속도(권상(卷上)속도)를 제어수단에 의해 제어하도록 하여도 좋다. 이 경우, 압출성형기로부터의 탄소질 열원로드 압출속도의 변동에 구속되는 일 없이, 탄소질 열원로드의 품질을 안정하게 유지하면서 단열재포피장치에 공급하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 장치는 압출성형기와 반송로와의 사이에 배치되는 접속위치와, 압출성형기와 반송로와의 사이에서 멀어지는 퇴피위치와의 사이에서 이동가능한 가동(可動)반송로와, 압출성형기의 바로 하류측에 있어서 반송로를 향하여 배치된 절단장치를 구비하는 것이어도 좋다. 이 경우, 예컨대 압출성형기의 가동시작 직후로서 탄소질 열원로드의 수분량이나 압출속도가 안정하지 않는 사이는 가동반송로를 퇴피위치로 퇴피시켜 압출성형기로부터 연속하여 압출되는 탄소질 열원로드를 반송로에 공급하는 것이 아니라, 예컨대 회수상자 등으로 배출하도록 하여 둔다. 그 후, 탄소질 열원로드의 수분량이나 압출속도가 안정한 시점에서, 탄소질 열원로드를 절단장치에 의해 압출성형기측에서 절단하여 탄소질 열원로드를 회수상자 등으로 떨어뜨려 넣는다. 다음에, 가동반송로를 압출성형기와 반송로를 접속하는 접속위치에 위치되고, 압출성형기로부터 새롭게 압출된 탄소질 열원로드를 반송로로 안내하고, 이에 의해, 단열재포피장치로의 탄소질 열원로드의 공급을 시작한다. 다음에, 가동반송로를 다시 퇴피시킨다. 더욱 바람직하게는, 단열재포피장치에서의 포피동작속도를 느리게 한다. 이 결과, 자중(自重)에 의해 탄소질 열원로드에 이완부가 생기지만, 이 이완부 길이가 소정 길이로 되도록 단열재포피장치에서의 포피동작속도를 제어한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 탄소질 열원칩의 제조장치의 요부 개략 구성도.
도 2는 도 1에 도시하는 제조장치에서 사용되는 공기량증폭기의 기본구성을 나타내는 단면도.
도 3은 반송로를 형성하는 중공파이프에 대한 공기량증폭기의 접속구조를 나타내는 도면.
도 4는 탄소질 열원로드의 착화성(着火性)을 계측하기 위한 시가렛 측정장치의 개략 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 개략 구성도.
도 6은 도 5에 도시하는 탄소질 열원칩 제조장치에서의 탄소질 열원로드의 공급시작 제어에서의 로드배출과정을 나타내는 도면.
도 7은 탄소질 열원로드의 공급시작 제어에서의 로드공급시작과정를 나타내는 도면.
도 8은 탄소질 열원로드의 공급시작 제어후에서의 로드 이완부 길이 제어과정를 나타내는 도면.
도 9는 탄소질 열원로드를 사용한 끽연물품의 구조예를 나타내는 도면.
도 10은 탄소질 열원로드를 단열재로 포피한 탄소질 열원칩의 단면구조를 나타내는 도면.
도 11은 탄소질 열원로드의 둘레면의 홈이 찌그려진 상태를 나타내는 탄소질 열원칩의 단면도.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 탄소질 열원칩의 제조장치에 대하여 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 이 탄소질 열원칩의 제조장치는 탄소질 열원로드(5)를 연속하여 제조하는 압출성형기(10)와, 탄소질 열원로드(5)를 유리섬유 등으로 이루어지는 소정 두께의 단열재(6)로 감싸는 단열재포피장치(20)를 구비한다. 이들의 압출성형기(10) 및 단열재포피장치(20)는 종래부터 잘 알려진 것이므로, 여기에서는 그 상세한 설명을 생략한다.
기본적으로는 탄소질 열원칩의 제조장치는 압출성형기(10)에 의해 연속하여 압출성형되는 습기가 많은 탄소질 열원로드(5)를, 반송롤러(11), 제1 및 제2 에어포일 컨베이어(12, 13)를 통하여 단열재포피장치(20)에 대하여 연속하여 공급하도록 구성되어 있다.
본 발명에 의한 탄소질 열원칩의 제조장치는 상기 제1 에어포일 컨베이어(12)와 제2 에어포일 컨베이어(13)와의 사이에, 예컨대 투명한 아크릴제의 중공파이프(14)를 탄소질 열원로드(5)의 반송로로서 설치함과 아울러, 공기량증폭기(15a, 15b, 15c)를 사용하여 중공파이프(14) 안을 통과하여 흐르는 공기류를 형성하고, 이 공기류에서 탄소질 열원로드(5)를 반송하면서 건조하도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다. 특히, 상기 중공파이프(14)는 평행하게 나란히 설치된 제1 및 제2 에어 포일 컨베이어(12, 13) 사이를 연결하는 소정의 길이의 반송로로서 루프형상으로 설치되어 있다.
그리고, 이 중공파이프(14) 안에 공기류를 형성하는 공기량증폭기는 중공파이프(14)의 입구부에 설치된 주(主)공기량증폭기(제1 공기량증폭기, 15a)와, 그 중공파이프(14)의 도중의 두 곳에 각각 설치된 보조공기증폭기(제2 공기량증폭기, 15b, 15c)를 포함하고 있다. 주공기량증폭기(15a)는 압축공기를 사용하여 그 중공파이프(14)의 입구부에 소정 압력의 공기류를 형성하여 중공파이프(14)의 내부로 통하여 흐르게 하는 역할을 하는 것이고, 또한, 보조공기량증폭기(15b, 15c)는 외부로부터 도입되는 압축공기를 사용하여 공기류의 흐름(압력)을 증폭하는 역할을 한다. 이러한 공기량증폭기(15a, 15b, 15c)를 사용하여 중공파이프(14) 안에 형성되는 공기류에 의해, 제1 에어포일 컨베이어(12)로부터 송출된 탄소질 열원로드(5)가 반송되어 제2 에어포일 컨베이어(13)로 안내된다. 또한, 이 공기류로써 탄소질 열원로드(5)가 제1 에어포일 컨베이어(12)로부터 제2 에어포일 컨베이어(13)로 반송되는 기간에 걸쳐, 그 탄소질 열원로드(5)가 적당한 경도까지 건조된다.
한편, 탄소질 열원로드(5)의 적당한 경도란, 전술한 단열재포피장치(20)에 있어서 탄소질 열원로드(5)를 유리섬유 등으로 이루어지는 단열재(6)로 감쌀 때, 탄소질 열원로드(5)의 둘레면에 설치된 홈(7)이 찌그러져서 변형하는 일이 없는 경도이며, 또한 탄소질 열원로드(5)를 단열재(6)로 감싼 성형물을, 커터(Cutter)를 사용하여 소정 길이씩 절단하여 탄소질 열원칩으로 하는 경우, 그 절단을 방해하는 일이 없는 경도이다. 구체적으로는 이 실시형태에 있어서는, 접힘강도가 200g 정도로서 나타내지는 경도이다.
그런데, 상술한 중공파이프(14) 안에 공기류를 형성하는 공기량증폭기, 예컨 대 주공기량증폭기(15a)는 기본적으로는 예컨대, 도 2에 그 개략적인 단면구조를 도시하는 바와 같이, 입구측에서 출구측을 향하여 테이퍼(Taper)형상으로 확경(擴徑)하는 관로(管路)를 형성한 본체부와, 이 본체부의 내벽을 따라 설치된 슬릿(Slit)를 구비하고, 본체부의 주벽에 설치된 압축공기 도입구로부터 도입되는 압축공기를 상기 슬릿을 통하여 관로 안으로 분출하는 구조를 갖는다. 이 주공기량증폭기(15a)는 상기 슬릿으로부터 분출한 압축공기로, 소량의 압축공기를 동력원으로서 그 출구측에 대량의 공기의 흐름을 유인하고, 또한, 그 본체부의 관로 안에 강력한 진공력을 발생시켜 관로의 입구측으로부터 공기를 흡입하고, 또한 관로의 출구측으로부터는, 증폭한 대량의 공기를 분출하는 것이다. 보조공기량증폭기(15b, 15c)도 마찬가지의 기본구성을 갖고 있다. 덧붙이자면, 이 종류의 공기량증폭기는 예컨대, 산와·엔터프라이즈 주식회사(Sanwa Enterprise Company)에 의해 「라운드·블로우(ROUND BLOW)」라는 상품명으로 제품화되어 있다.
이러한 공기량증폭기(15a∼15c), 특히 보조공기량증폭기(15b, 15c)와 중공파이프(14)와의 접속은 예컨대, 도 3에 보조공기량증폭기(15b)에 대하여 도시하는 바와 같이 공기류의 일부를 방출하여 그 정압을 조정하는 정압조정구멍을 구비한 부착부(Attachment, 16)를 공기량증폭기의 상류측에 개재하여 행하여진다. 본 실시형태에서는, 각 공기량증폭기(15a, 15b, 15c)는 도 3에 도시한 바와 같이 구성되어, 각 공기량증폭기(15a, 15b, 15c)가 각각 형성하는 압력조정된 공기류에 의해, 중공파이프(14)의 입구부로부터 그 출구부를 향하여 전술한 탄소질 열원로드(5)를 연속하여 반송하고, 또한 이 공기류로써 상기 탄소질 열원로드(5)를 그 둘레면으로 부터 균일하게 공기건조하는 것으로 되어 있다.
이렇게 상술한 바와 같이 구성된 탄소질 열원칩의 제조장치에 따르면, 중공파이프(14) 안을, 공기류를 사용하여 습기가 많은 유연한 탄소질 열원로드(5)를 반송할 때, 그 공기류가 탄소질 열원로드(5)의 둘레면에 접하면서 통하여 흐르므로, 탄소질 열원로드(5)는 그 둘레면으로부터 서서히 균일하게 공기 건조된다. 또한, 이 공기류는 탄소질 열원로드(5)의 둘레면을 따라 중공파이프(14) 안을 흐를 뿐이므로 탄소질 열원로드(5)에 대한 건조효율이 높고, 중공파이프(14)가 형성하는 반송로 길이를 길게 하지 않아도, 비교적 짧은 거리로 충분한 건조효과를 기대할 수 있다. 따라서, 단열재포피장치(20)로써 탄소질 열원로드(5)를 단열재(6)로 감쌀 때, 탄소질 열원로드(5)가 찌그려져 변형하지 않을 정도의 경도까지, 간단하게 하여 확실하게 건조시킬 수 있다.
또한 상술한 구성에 따르면, 중공파이프(14)를 루프형상으로 형성할 수 있으므로, 압출성형기(10)와 단열재포피장치(20)와의 거리를 크게 떨어지게 할 필요가 없어, 이들의 압출성형기(10) 및 단열재포피장치(20)를 포함하는 탄소질 열원칩의 제조장치의 설치에 필요로 하는 공간을 컴팩트하게 합칠 수 있는 등의 효과도 발휘된다.
본 발명에 의한 탄소질 열원칩의 제조장치의 효과를 확인하기 위해, 이하의 실험을 행하였다. 먼저, 조성비(중량％)가 40:50:10인 탄산칼슘, 탄소 및 결합재를 혼련한 것을, 도 1과 같은 구성의 제조장치의 압출성형기(10)에 의해 실온(24℃) 중에서 압출성형하여, 0.7mm 직경의 중심관통구멍을 한 개, 그 주위에 큰 홈을 여섯 개, 작은 홈을 여섯 개 형성한 외경 4.3mm의 봉상(棒狀)의 시료 A(탄소질 열원로드(5))를 얻었다. 그리고, 압출성형 직후의 시료 A를 꺼내, 그 수분(성형시 수분)을 측정하였다. 또한, 압출성형한 시료 A를 압출성형기(10)로부터 제1 에어포일 컨베이어(12), 중공파이프(14) 및 제2 에어포일 컨베이어(13)를 통하여 단열재포피장치(20)를 향하여 반송하면서 공기건조시킨 후에 단열재포피장치(20)의 앞에서 꺼내, 시료A의 접힘강도(경도), 수분(단열재 포피시 수분), 온도(단열재 포피시 온도), 통기저항 및 착화성을 이후 설명하는 바와 같이 측정하였다.
또한, 탄산칼슘, 탄소 및 결합재의 조성비(중량％)가 50:40:10 및 55:35:10인 시료 B, C의 각각에 대하여, 마찬가지의 측정을 하였다. 표 1에 시료 A, B, C에 대한 측정결과를 나타낸다. 또한, 중공파이프(14)를 구비하지 않은 점 이외는 동일구성의 제조장치를 이용하여 시료 A, B, C에 대하여 마찬가지의 측정을 행하여, 표 2에 나타내는 측정결과를 얻었다.
상기한 실험에 있어서, 통기저항은 제조장치로부터 꺼낸 탄소질 열원로드(5)를 72mm의 길이로 절단한 것을 사용하여, 공기류량 17.5mL/초로 측정하였다. 또한 접힘강도(경도)에 대하여는 10mm의 틈을 갖는 받침대 위에 탄소질 열원로드(5)를 걸쳐 놓고, 그 중앙부를 속도 0.883mm/초의 속도로 가압부재에 의해 눌러 내렸을 때의 절곡 최대하중을 접힘강도로서 측정하였다. 또한 착화성에 있어서는, 도 4에 도시하는 바와 같은 시가렛 측정장치의 시가렛 홀더(Holder)에, 탄소질 열원로드(5)를 포함하는 도 9에 도시하는 바와 같은 구조의 끽연물품을 장착한 상태에서, 17.5mL/초로 설정된 피스톤 속도로 적당한 흡인시간에 걸쳐 퍼프(Puff)동작(흡입동작)을 행하였다. 그리고, 1 퍼프째에 탄소질 열원로드(5)에 착화하고, 그 15초후에 1 퍼프째와 같은 조건으로 흡인하였을 때에 탄소질 열원로드(5)의 전체에 불을 붙였을 경우, 그 흡인시간을 착화성으로서 계측하였다.
이 실험예에 나타내진 바와 같이, 본 발명에 의한 제조장치를 사용하여 탄소질 열원칩을 제조하였을 경우에는, 중공파이프를 구비하지 않는 제조장치에 의한 것에 비교하여, 접힘강도(경도)를 1.6∼2배 정도 높게 할 수 있고, 또한 수분량을 약 2중량％ 저하시킬 수 있었다. 덧붙이자면, 본 발명을 채용하지 않았을 경우의 수분저하량은 약 0.3중량％이며, 대부분 건조하지 않았다. 또한 온도에 대하여는, 물의 증발에 의한 냉각효과에 의해 실온 24℃의 환경하에서 16∼19℃ 정도까지 저하시킬 수 있고, 이 온도저하도 탄소질 열원칩의 경도을 증대시키는 요인으로 되고 있다고 생각된다. 그리고 탄소질 열원로드(5)를 단단하게 한 만큼, 단열재(6)로 감쌌을 때의, 로드 둘레면의 홈의 찌그러짐(변형)을 방지하여, 그 통기저항의 저하를 막고 있다는 것을 확인할 수 있었다.
그런데, 압출성형기(10)에 의한 탄소질 열원로드(압출 성형물, 5)의 압출속도는 각종의 요인에 기인하여 변동하는 일을 부인할 수 없다. 이러한 압출성형기(10)로부터의 탄소질 열원로드(5)의 압출속도의 변동은 단열재포피장치(20)로 제조되는 탄소질 열원칩의 품질저하의 원인이 된다. 덧붙이자면, 단열재포피장치(20)에서의 포피동작속도에 비교하여 압출성형기(10)로부터의 탄소질 열원로드(5)의 압출속도가 느리면, 탄소질 열원로드(5)가 가늘게 뻗어지거나 도중에 끊어짐을 발생시키는 원인이 된다. 반대로, 단열재포피장치(20)에서의 포피동작속도에 비교하여 압출성형기(10)로부터의 탄소질 열원로드(5)의 압출속도가 빠르면, 탄소질 열원로드(5)가 그 반송로로부터 밀려나오거나, 전술한 중공파이프(14) 안에서 막힘을 발생시키는 요인이 된다. 그래서, 종래 일반적으로는, 반송로상에서의 탄소질 열원로드(5)의 상태(인장 상태 등)을 육안으로 확인하여, 단열재포피장치(20)에서의 포피동작속도를 수동으로 미세 조정하고 있다. 그러나 그 조정작업이 번거로워,정밀도가 좋은 조정을 행하는 것이 곤란하다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 본 장치에 있어서는 도 5에 그 구성을 도시하는 바와 같이 압출성형기(10)와 제1 에어포일 컨베이어(12)와의 사이에 소정 길이의 공간을 형성하고, 이 공간에 있어서 압출성형기(10)로부터 연속하여 압출되는 탄소질 열원로드(5)에 소정의 이완부를 형성하도록 하고 있다. 그리고 초음파거리 센서 등의 검출기(21)를 이용하여 상기 탄소질 열원로드(5)의 이완부의 길이(이완부 길이)를 검출하고, 이 이완부 길이가 미리 설정한 소정 길이로 되도록 제어기(22)를 통하여 단열재포피장치(20)에서의 포피동작속도를 제어하도록 구성하고 있다.
구체적으로는, 반송롤러(11)의 하류측에는 탄소질 열원로드(5)를 적당히 절단하는 절단장치(23)가 설치되어 있다. 그리고, 예컨대 압출성형기(10)의 운전시작 초기시에 그 압출성형기(10)로 압출성형되는 바와 같은, 단열재포피장치(20)에로 공급하는 데에 적당하지 않는 성상의 탄소질 열원로드(5)는 회수박스(26)로 폐기된다. 그 후, 탄소질 열원로드(5)의 성상이 안정하고, 단열재포피장치(20)에의 공급에 적합한 상태가 된 시점에서, 절단장치(23)를 작동시켜서 그 탄소질 열원로드(5)를 전술한 반송로를 통하여 단열재포피장치(20)에 공급되도록 되어 있다. 그리고 이 절단장치(23)의 출구부에 설치된 반송롤러(25a)와 전술한 제1 에어포일 컨베이어(12)의 입구부에 설치된 반송롤러(25b)와의 사이에 소정 길이의 공간부가 형성되어 있어, 이들의 반송롤러(25a, 25b) 사이에 탄소질 열원로드(5)의 이완부가 그 자중을 이용하여 형성되도록 되어 있다. 검출기(21)는 이러한 공간부의 위쪽에 설치되어 탄소질 열원로드(5)의 이완부 길이를 검출한다.
더 구체적으로는, 상기 공간부에는 도 6에 도시하는 바와 같이 반송롤러(25a, 25b) 사이를 선택적으로 걸쳐놓을 수 있는 제3의 에어포일 컨베이어(가동반송로, 24)가 설치되어 있고, 또한 이 공간부의 아래쪽 위치에는 반송롤러(25a)를 통하여 배출되는 탄소질 열원로드(5)를 받아내는 회수박스(26)가 설치되어 있다. 제3의 에어포일 컨베이어(24)는 통상은 반송롤러(25a, 25b) 사이에서 멀어진 퇴피위치에 위치되고, 반송롤러(25a, 25b) 사이의 공간을 개방하여, 제3의 에어포일 컨베이어(24)에 의한 반송롤러(25a, 25b) 사이의 접속을 해제하도록 되어 있다. 그리고 탄소질 열원로드(5)의 단열재포피장치(20)에의 공급을 시작할 때에만, 도 7에 도시하는 바와 같이 제3의 에어포일 컨베이어(24)는 반송롤러(25a, 25b) 사이를 접속하는 접속위치에 위치되고, 절단장치(23)의 출구부와 제1 에어포일 컨베이어(12)의 입구부를 걸쳐 놓는 것으로 되어 있다.
이렇게 구성된 탄소질 열원칩의 제조장치에 있어서는, 먼저 압출성형기(10)의 운전을 시작한 직후와 같이 탄소질 열원로드(5)의 수분량이나 압출속도가 안정하고 있지 않는 상태에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이 제3의 에어포일 컨베이어(24)를 퇴피위치에 위치되고, 압출성형기(10)로부터 연속하여 압출되는 단열재포피장치(20)에의 공급에 적당하지 않은 성상의 탄소질 열원로드(5)는 회수박스(26)로 배출한다. 이때, 반송롤러(11)의 회전속도 등으로부터 탄소질 열원로드(5)의 압출속도를 검출하여 그 동작의 안정성을 감시한다.
탄소질 열원로드(5)의 성상이 단열재포피장치(20)에의 공급에 적합하게 되어 안정하였을 때 단열재포피장치(20)의 운전을 시작한다. 그리고, 도 6에 도시하는 바와 같이 절단장치(23)을 작동시킨다. 이때, 탄소질 열원로드(5)는 회수박스(26)로 배출중이고, 탄소질 열원로드(5)의, 절단장치(23)보다 하류측의 부분은 회수박스(26)로 배출된다. 절단장치(23)가 작동한 직후, 도 7에 도시하는 바와 같이 제3의 에어포일 컨베이어(24)를 접속위치에 위치되고, 절단장치(23)의 출구부와 제1 에어포일 컨베이어(12)의 입구부와의 사이를 걸쳐 놓는다. 따라서, 절단장치(23)의 작동시에 절단장치(23)의 상류측에 있었던 탄소질 열원로드(5)가 제3의 에어포일 컨베이어(24)를 통하여 제1 에어포일 컨베이어(12)로 안내되어, 이 제1 에어포일 컨베이어(12)를 통하여 전술한 중공파이프(14)에 공급된다. 또한, 이 탄소질 열원로드(5)에 계속되어 절단장치(23)의 작동 후에 압출성형기(10)로부터 새롭게 압출된 탄소질 열원로드(5)도 마찬가지로 중공파이프(14)에 공급된다. 그리고, 탄소질 열원로드(5)은 중공파이프(14)로부터 제2 에어 포일 콘베이어(13)를 통하여 단열재포피장치(20)로 안내된다. 이때, 반송롤러(11)의 회전속도로부터 탄소질 열원로드(5)의 압출속도를 검출하고, 이렇게 검출한 압출속도에 근거하여, 제어기(22)를 통하여 단열재포피장치(20)에서의 포피속도를 제어한다. 또한 전술한 검출기(21)는 제3의 에어포일 컨베이어(24) 위의 탄소질 열원로드(5)를 그 제3의 에어포일 컨베이어(24)과 함께 검출하고 있고, 이를 이완부가 형성되어 있지 않은 상태라고 인식한다. 그리고 검출기(21)는 이 상태에 있어서는 단열재포피장치(20)에서의 포피동작속도를 느리게 하기 위해 제어신호를 발생한다.
상기의 탄소질 열원로드(5)의 공급시작 제어에 대하여는, 적당한 제어수단,예컨대 제어기(22)에 의해, 압출성형기(10)의 동작상태를 감시하거나 탄소질 열원로드(5)의 성상이 안정할 때까지의 시간을 예상하여, 적당한 액츄에이터(도시 생략)를 제어하고, 이에 의해 제3의 에어포일 컨베이어(24)를 퇴피위치 또는 접속위치에 선택적으로 위치 결정하면 좋다.
그런데, 성상이 안정한 탄소질 열원로드(5)의 선단부가 단열재포피장치(20)에 도달하면, 이 타이밍과 거의 동시에 도 8에 도시하는 바와 같이 제3의 에어포일 컨베이어(24)를 퇴피위치에 위치하여 둔다. 이에 의해, 탄소질 열원로드(5)는 제3의 에어포일 컨베이어(24) 위로 지지되는 일 없이, 반송롤러(25a, 25b) 사이에 걸쳐진 상태로 된다. 그러나, 이 상태에 있어서는, 전술한 바와 같이 단열재포피장치(20)에서의 포피동작속도가 늦어지도록 제어되고 있으므로, 압출성형기(10)에 의한 탄소질 열원로드(5)의 압출속도와의 차이에 의해, 반송롤러(25a, 25b) 사이에 서 탄소질 열원로드(5)가 점점 느슨해진다. 그리고 탄소질 열원로드(5)는 그 자중에 의해 도 8에 도시하는 바와 같이 U자 모양으로 이완부를 형성하고, 검출기(21)는 이 이완부 길이를 검출한다.
제어기(22)는 상기 탄소질 열원로드(5)의 이완부 길이가 소정의 길이로 되면, 단열재포피장치(20)에서의 포피동작속도를 빨리 하고, 그 이후는 상기 이완부 길이가 소정의 길이로 되도록 상기 포피동작속도를 제어한다. 이 제어에 의해 탄소질 열원로드(5)의 이완부에 의해 압출성형기(10)의 압출속도의 변동을 흡수하면서, 그 압출속도에 따라 단열재포피장치(20)에서의 포피동작속도가 조정되게 되므로, 압출성형기(10)의 동작에 동기(同期)하여 단열재포피장치(20)에 의한 탄소질 열원칩의 제조가 안정적으로 행하여지게 된다.
따라서, 이러한 탄소질 열원로드(5)의 이완부를 이용하면서 단열재포피장치(20)에서의 포피동작속도를 제어하므로, 전술한 중공파이프(14)를 사용한 탄소질 열원로드(5)의 알맞은 건조효과와 함께 품질이 안정한 탄소질 열원칩을 효율적으로 제조하는 것이 가능하게 된다. 또한 이러한 제어에 따르면, 압출성형기(10)의 압출속도를 검출하여 단열재포피장치(20)의 포피동작속도를 직접 제어하는 경우에 비교하여, 탄소질 열원로드(5)의 성상에 따른 최적 제어를 용이하게 실현할 수 있는 등의 효과도 발휘된다.
한편, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 여기에서는 세 개의 공기량증폭기(15)를 사용하여 중공파이프(14) 안에 공기류를 형성하였지만, 중공파이프(14)의 반송로 길이에 따라 공기량증폭기(15)의 설치개수를 설정하면 충분하다. 또한 그 반송속도에 대하여는, 공기류량 등을 조정하여 설정하도록 하면 좋다. 그 이외, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 변형하여 실시할 수 있다.
Claims (10)
- 둘레면에 축방향으로 뻗는 홈을 갖는 탄소질 열원로드를 압출성형하는 압출성형기와, 이 압출성형기로부터 압출된 탄소질 열원로드의 둘레면을 단열재로 감싸는 단열재포피장치를 구비한 탄소질 열원칩의 제조장치에 있어서,상기 압출성형기에 의해 연속하여 압출성형된 탄소질 열원로드를 상기 압출성형기로부터 상기 단열재포피장치로 반송하는 반송로의 적어도 일부를 형성하는 중공(中空)파이프와,중공파이프의 내부를 통과하여 흐르는 공기류를 형성하는 적어도 하나의 공기량증폭기를 구비하고,그 공기류로써 탄소질 열원로드를 건조시키면서 반송하는 것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
- 제1항에 있어서,상기 중공파이프를 상기 압출성형기와 상기 단열재포피장치와의 사이에 루프 모양을 이루어 설치한 것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
- 제1항에 있어서,상기 압출성형기로부터 압출된 탄소질 열원로드를 상기 중공파이프에 송출하는 제1 에어포일 컨베이어와, 상기 탄소질 열원로드를 상기 중공파이프로부터 상기 단열재포피장치에 공급하는 제2 에어포일 컨베이어를 상기 반송로에 구비한 것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
- 제3항에 있어서,상기 중공파이프를 상기 제1 에어포일 컨베이어와 상기 제2 에어포일 컨베이어와의 사이에 루프를 이루어 설치한 것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
- 제1항에 있어서,상기 적어도 하나의 공기량증폭기는 상기 중공파이프의 입구부에 설치되는 것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
- 제1항에 있어서,상기 적어도 하나의 공기량증폭기는 상기 중공파이프의 도중에 설치되것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
- 제1항에 있어서,상기 적어도 하나의 공기량증폭기는 상기 중공파이프의 입구부에 설치되어 그 중공파이프의 내부에 공기류를 생기하는 제1 공기량증폭기와, 상기 중공파이프의 도중에 설치되어 그 중공파이프를 통과하여 흐르는 공기류를 증대시키는 제2 공기량증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
- 제1항에 있어서,상기 적어도 하나의 공기량증폭기는 공기의 일부를 방출하여 상기 중공파이프내의 공기류량을 조정하는 정압조정구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
- 제1항에 있어서,상기 압출성형기와 상기 반송로와의 사이에 공간을 마련하여 상기 압출성형기로부터 상기 반송로에 공급되는 상기 탄소질 열원로드에 이완부를 형성하도록 상기 단열재포피장치에서의 포피동작속도를 제어수단에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
- 제1항에 있어서,상기 압출성형기와 상기 반송로와의 사이에 배치되는 접속위치와 상기 압출성형기와 상기 반송로와의 사이에서 멀어지는 퇴피위치와의 사이에서 이동가능한 가동반송로와, 상기 압출성형기의 바로 하류측에 있어서 상기 반송로를 향하여 배치된 절단장치를 구비하고,상기 압출성형기로부터 연속하여 압출되는 탄소질 열원로드의 수분량 및 압출속도가 상기 단열재포피장치에서의 포피동작에 적합하도록 하는 것으로 안정할 때까지는 상기 가동반송로를 상기 퇴피위치에 위치되고, 상기 탄소질 열원로드의 수분량 및 압출속도가 안정한 후에 상기 절단장치에 의해 상기 탄소질 열원로드를 절단하고, 이어서, 상기 가동반송로를 상기 접속위치에 위치되고, 상기 단열재포피장치에의 상기 탄소질 열원로드의 공급을 시작하는 것을 특징으로 하는 탄소질 열원칩의 제조장치.
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