KR100831535B1 - 전기흡연장치와 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 전기흡연장치(21)는 궐련(23)과 전기라이터(25)를 구비하되, 상기 궐련(23)은 장전된 담배로드부(60)와 장전되지 않은 담배로드부(90)를 구획하도록 부분적으로 담배재료(80)로 장전된 튜브형상의 담배매트(66)를 포함하여 이루어지고, 궐련(23)과 라이터(25)는 궐련(23)이 라이터(25)에 수용될 때 라이터(25)의 전기가열부재(37)가 적어도 부분적으로는 장전된 담배로드부(60)의 적어도 일부에 겹치도록 상호 정렬되며, 궐련(23)과 라이터(25)는 궐련(23)이 라이터(25)내에 수용될 때 궐련(23)의 자유단(15)이 차단되도록 상호 정렬되고, 궐련(23)은 장전된 담배로드부(60)를 따른 위치에 천공구역(12,14)을 포함하고 장전되지 않은 담배로드부(90)를 따라서는 천공이 형성되지 않도록 되어 있다.

Description

전기흡연장치와 그 방법 {Electrical smoking system and method}

본 발명은 전기흡연장치와, 이 전기흡연장치의 배출을 증가시키는 방법에 관한 것이다.

종래의 궐련은 말려진 담배로드의 끝에 불을 붙이고, 궐련의 흡입단에서 흡입에 의해 불이 붙은 끝을 통해 공기를 흡입함으로써 소모된다. 종래의 궐련은 담배가 흡입하는 중에 종종 800℃를 초과하는 온도에서 연소되는 동안 연소의 결과로서 연기를 배출한다. 연소열은 담배로부터 다양한 가스연소물과 추출물을 방출한다. 이러한 가스연소물이 궐련을 통해 흡입될 때, 이들은 냉각되고 응축되어 흡연과 관련된 맛과 향을 가진 연기를 형성하게 된다. 종래의 궐련은 흡입 사이의 연기발생 중에 유해한 연기를 발생시킨다. 일단 불이 붙으면 궐련은 완전히 소모되거나 폐기되어야 한다. 종래의 궐련에 다시 불을 붙이는 것은 가능하지만, 대개 주관적인 이유(향미, 향, 냄새)로 예민한 흡연자는 선호하지 않고 있다.

전기흡연장치에서, 흡연자는 즉각적인 반응(흡입시 바로 발생하는 연기배출)과, 흡입에 바람직한 저항(RTD), 흡입과 흡입 그리고 궐련에서 다른 궐련으로의 일 관성과 함께, (FTC 타르수치와 상호 관련이 있는) 배출의 바람직한 값과 같이, 종래의 많은 궐련으로 경험한 방법으로 연기를 배출하는 것이 바람직하다.

공동으로 양도된 미국특허 제 5,388,594호와 동 제 5,692,525호는 전기흡연장치와 궐련을 제조하는 방법에 관한 것으로, 여기서는 참조로만 인용된다. 전자의 특허는 새로운 전동식 라이터와 이 라이터와 상호작용하는 새로운 궐련을 포함하는 전기흡연장치를 설명한다. 라이터의 바람직한 실시예는 궐련의 담배로드부를 미끄럼가능하게 수용하는 형태로 배치된 다수의 구불구불한 금속히터를 내부에 포함한다. 궐련의 바람직한 실시예는 내부에 담배가 장전된 튜브형상의 캐리어와, 이 튜브형상 캐리어의 둘레에 감긴 담배종이, 캐리어의 입술쪽 단부에 부착된 유동 필터플러그 장치 및, 캐리어의 자유(말)단에 부착된 필터플러그를 포함하여 이루어진다. 궐련과 라이터는 궐련이 라이터내에 삽입되고 각 히터가 흡입동작에 의해 작용될 때, 각 히터가 궐련을 수용하는 근방에 있는 궐련 둘레의 지점(이하에서는 "히터영역"이나 "탄화구역"이라 함)에 국한된 탄화가 발생하도록 되어 있으며, 일단 모든 히터가 작용되면 궐련은 폐기된다.

후자의 특허에서, 궐련은 담배플러그를 포함하며, 궐련과 히터고정체는 히터영역(탄화구역)이 적어도 부분적으로 담배로드의 중공부 뿐만 아니라 담배플러그를 덮도록 되어 있다. 이러한 장치는 담배플러그로부터의 맛과 함께 간극에서 열분해의 초기 개시로부터 즉각적인 반응을 제공한다.

실질적으로 3밀리그램 이상의 타르(FTC) 배출수치를 나타내는 상기 설명된 형태의 전기흡연장치를 생산하는 것이 바람직하다. 많은 흡연자는 종래의 많은 궐 련의 선택으로부터 높은 배출수치를 선호하며, 이러한 전기흡연장치의 배출수치를 얻는 것은 흥미로운 일이다.

예컨대, 이미 설명된 전기흡연장치에서 흡입때 마다 소비된 총에너지가 허용가능한 수치로 유지되도록 배터리가 작용되며, 한번의 흡입 동안 히터부재의 너무 많은 전력사용이 점화를 일으켜서 때때로 바람직하지 않은 정도로 연소를 일으킬 수 있다.

히터영역(탄화구역)이 적어도 부분적으로 담배로드의 중공부를 덮고 부분적으로는 담배플러그를 덮는 공동으로 양도된 미국특허 제 5,692,525호의 시스템에서, 점화는 대개 처음에는 담배로드의 중공부 구역에 나타날 것이다. 이러한 발생이 있을 때, 연기는 대개 궐련로드의 담배플러그부의 가열에 의해 발생된 향을 덜 내면서 다른 흡입때 보다 더 뜨거워지기 쉽다. 만일 점화를 피할 수 없다면 흡연경험의 일관성은 해결되어야 한다.

공동으로 양도된 미국특허 제 5,388,594호에서, 담배로드의 흡연부는 바람직하게는 전체가 중공부이며 히터영역은 담배로드의 중공부에 걸쳐 전체가 겹쳐진다. 미국특허 제 5,388,594호의 "완전히 중공인" 장치에서의 완전연소는 연기를 더 뜨겁거나 불쾌한 맛이 나게 한다. 제10칼럼의 36∼51줄에 제안된 구멍을 제공하는 미국특허 제 5,388,594호의 "완전히 중공인" 장치의 배출을 증가시키기 위한 수단을 제공하는 것은 맛과 일관성에 대한 역결과로 완전연소의 위험을 경감시킨다.

종래의 궐련의 흡입저항(RTD)은 초당 17.5ml의 비율로 궐련의 총길이에 걸쳐 공기를 가하는 데에 필요한 압력이다. RTD는 대개 수 인치 또는 밀리미터의 수주로 표현된다. 흡연자는 종래의 궐련을 흡입할 때 너무 적거나 너무 많은 RTD가 흡연의 즐거움을 줄일 수 있다는 예상을 하게 된다. 보통으로 배출되는 종래의 많은 궐련은 일반적으로 대략 100 내지 130mm 수주의 범위내에 있는 RTD를 갖는다.

전기흡연장치에서 바람직한 RTD의 성취는, 미국특허 제 5,388,594호와 동 제 5,692,525호에 도시된 흡연장치에서 공기가 궐련을 통과하여 흡입되기 전에 궐련라이터내의 통로를 통해 먼저 흡입되는 조건과 관련되어 있다. 이런 장치의 궐련의 필터끝단은 바람직하게는 연기가 발생시키는 손실을 최소화하도록 유동필터 및/또는 저입자효율필터로 이루어지고, 이러한 필터는 압력강하를 거의 발생시키지 않으며 큰 RTD를 성취하지 않는다. 결국, 종래의 실시예는 공동으로 양도된 미국특허 제 5,954,979호의 라이터의 공기수용포트에 인접한 환형상의 프릿(frit;다공성 몸체)과 같은 전기흡연장치의 라이터부에서의 RTD(또는 압력강하)의 성취를 포함한다. 압력강하는 임의의 압축크기의 변화로 다양하게 변경되므로, 프릿의 사용이나 라이터 본체의 미세한 유동압축의 다른 형태는 유의하여 제조되어야 하므로, 비용추가와 다른 생산 및 질이 관계된다. 더욱이, 미세한 유동통로는 특히 라이터내에서 막히기 쉬우며 연기는 흡입이 끝난 후 잔존해 있게 된다.

본 발명의 목적은 궐련이 전기라이터와 상호작용하도록 되어 있고 배출과 맛의 정도를 만족시키는 절단된 장전물이나 다른 형태의 절단된 담배를 포함하는 궐련을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 절단된 장전물을 포함하는 한편, 흡입동작과 흡입동작 사이에 배출의 개선된 일관성을 제공하는 전기흡연장치용 궐련을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 라이터에서 궐련을 빼는 동안 궐련이 파손되는 것을 방지하는 전기흡연장치에 이용하도록 된 궐련을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전기라이터와 작용되고, 제조방법의 비용효율성과 생산속도에도 도움이 되는 새로운 궐련을 제공하는 데에 있다.

이러한 목적들은 장전된 담배로드부와 장전되지 않은 담배로드부를 구획하도록, 궐련이 부분적으로 담배재료로 장전된 튜브형상의 담배매트를 포함하여 이루어지는 궐련과 전기라이터를 포함하는 전기흡연장치를 제공하는 본 발명으로 성취된다. 장전된 담배로드부는 궐련의 자유단에 인접하게 위치되어 있다. 라이터는 전기히터부재와, 이 히터부재를 전기적으로 작용시키는 장치를 구비하고, 적어도 부분적으로 궐련을 수용하도록 되어 있다. 또한, 궐련과 라이터는 궐련이 라이터내에 수용될 때 라이터의 전기히터부재가 적어도 부분적으로는 장전된 담배로드부의 적어도 일부에 겹치도록 상호 정렬된다. 또, 궐련과 라이터는 궐련이 라이터내에 수용될 때 궐련의 자유단이 차단되도록 상호 정렬된다. 더욱이, 궐련은 장전된 담배로드부를 따른 위치에 천공구역을 포함하고, 장전되지 않은 담배로드부를 따라서는 천공이 형성되지 않도록 되어 있다.

이러한 배치 등에 의해, 전기흡연장치의 배출(FTC시험방법 당 총미립자물질 (TPM))은 고온의 불쾌한 맛이 나는 연기를 발생시키지 않고 증가될 수 있다. 향상 된 배출은 라이터의 히터부재를 과운전시키지 않고 성취된다. 상승된 배출은 라이터의 배터리에 추가적 적재 없이 그리고 최고온도를 초과하도록 히터부재를 구동시키지 않고 성취된다.

다른 특징은 흡연장치의 흡입에 대한 대다수의 저항이 라이터내의 유동 통로에서 발생하는 적은 부분과 함께 궐련의 측벽을 따라 발생하도록, 라이터와 궐련내의 상호작용 특성을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 특징은 궐련쪽으로 공기를 바람직하게 안내하도록 라이터의 내부를 따라 공기유동 편향판을 제공하는 데에 있다.

위의 특징 외에, 본 발명은 담배로드가 끝단종이에 의해 필터로드에 부착되고 레이저천공장치는 담배로드의 외면에 있는 하나 이상의 구멍을 태워서 뚫는 한편 담배로드는 드럼으로 된 연결조립체내에 있도록 되어 있는 담배로드를 조합장치에서 끝단장치로 이송하도록 되어 있는 드럼으로 된 연결조립체를 포함하는 끝단종이를 매개로 필터로드에 담배로드를 조립하기 전에 담배로드를 천공하는 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 레이저천공장치는 담배로드내의 적어도 하나의 원주방향으로 뻗는 천공열을 태우는 렌즈장치를 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 드럼연결조립체는 외면상에 플루트(flute)를 구비한 드럼과, 축 둘레에 담배로드를 회전시키도록 되어 있는 한편 담배로드가 하나의 플루트에서 인접한 플루트까지 롤링될 때 담배로드내의 적어도 하나의 구멍열을 태워 뚫기 위해 레이저를 보내는 레이저천공장치를 포함한다. 바람직하게는, 레이저천공장치는 레이저로 천공된 담배로드를 형성하기 위해 보내진 레이저로부터의 하나의 빔과 담배로드내의 적어도 2개의 길게 연장된 구멍열을 태워서 뚫는 적어도 2개의 빔을 분리하는 빔분리장치를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 드럼연결조립체는 2합체 담배로드를 운반하도록 크기가 형성된 플루트를 구비하는 적어도 하나의 회전드럼을 구비한다.

본 발명에 따르면, 드럼연결조립체는 2합체 담배로드를 끝단장치로 이송하는 일련의 드럼을 포함하되, 이 드럼들은 캐치드럼, 이송드럼, 경사판드럼, 레이저드럼, 절단드럼 및, 분리드럼을 포함하며, 캐치드럼은 조합장치의 전달장치로부터 2합체 담배로드를 수용하고 이송드럼에 2합체 담배로드를 전달하고, 이송드럼은 2합체 담배로드를 경사판드럼에 전달하며, 경사판드럼은 2합체 담배로드를 정렬하고 정렬된 2합체 담배로드를 레이저드럼에 전달하며, 레이저드럼은 레이저천공장치가 2개의 길이방향으로 이격되어 있는 각 2합체 담배로드의 천공열을 태워서 뚫도록 2합체 담배로드를 위치시키는 한편, 레이저드럼은 2합체 담배로드를 절단드럼에 전달하며, 절단드럼은 2합체 담배로드를 한쌍의 담배로드로 절단하는 한편 담배로드쌍을 이 담배로드쌍이 길이방향으로 이격되어 있는 분리드럼으로 전달하며, 분리드럼은 담배로드를 이 담배로드쌍이 이격되어 있는 담배로드쌍 사이에 2합체 필터로드를 위치시킴으로써 2합체 필터로드와 조합되는 끝단장치의 조립체드럼으로 전달한다.

본 장치는 담배플러그와, 담배매트내의 자유유동 필터플러그 및 연속적인 담배로드를 형성하기 위해 외측 종이포장재를 둘러싸는 수단을 포함하는 조합장치를 더 구비할 수 있는 바, 이 조합장치는 연속적인 담배로드를 2합체 담배로드로 절단하는 절단장치를 포함하고, 레이저천공장치는 천공구멍이 외측 종이포장재와 담배매트를 통해 2합체 담배로드의 담배플러그내로 통과하도록 2합체 담배로드의 위치에서 천공구멍을 태워서 뚫도록 되어 있다. 더욱이, 장치는 한쌍의 천공된 담배로드 사이의 공간에 2합체 필터로드를 위치시킴으로써 천공된 담배로드를 필터로드에 부착하고, 끝단종이가 천공된 담배로드의 일부를 둘러싸도록 2합체 필터로드 둘레에 끝단종이를 둘러싸며, 끝단종이의 단부를 함께 접착하며, 한쌍의 궐련을 생산하도록 2합체 필터로드를 절단하는 수단을 포함하는 끝단장치를 구비할 수 있다. 바람직하게는, 끝단장치는 궐련에 추가 천공구멍을 형성하는 레이저천공스테이션을 포함할 수 있으며, 이 레이저 천공스테이션은 담배로드를 따른 위치에서 적어도 하나의 원주방향으로 뻗는 추가 천공열을 태워서 뚫는 렌즈장치를 포함한다.

또한, 본 발명은 담배로드를 드럼 연결조립체에 공급하되 담배로드가 조합장치에서 끝단장치로 이동되고 끝단종이에 의해 필터로드에 부착되도록 된 단계와, 담배로드의 외면에 있는 하나 이상의 천공구멍을 태워서 뚫도록 레이저천공장치를 작용시킴으로써 천공된 담배로드를 형성하는 한편 담배로드가 드럼연결조립체로 되어 있는 단계를 포함하여 이루어지는 끝단종이를 매개로 필터로드에 담배로드를 조립하기 전에 담배로드를 천공하는 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 고속의 제조장치로 전기라이터와 작용가능하고 절단된 장전물을 포함하는 형태의 궐련을 제조하는 방법을 성취하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전기흡연장치의 라이터로 소모되도록 되어 있는 궐련과, 이를 제조하는 방법을 제공하는 것으로, 궐련이 제조되는 중에 궐련을 용 이하게 파손시키는 힘을 받지 않도록 되어 있다.

본 발명의 다른 목적은 전기라이터로 작동되는 새로운 궐련과, 이 궐련을 제조하는 비용면에서 효율적인 방법을 제공하는 데에 있다.

이러한 목적과 다른 장점은 라이터가 다수의 전기히터를 포함하는 전기로 작동되는 라이터로 작동가능한 궐련을 제공하는 본 발명에 의해 제공되며, 각 히터는 단일 또는 공동으로 히터나 히터들의 작용의 결과로서 히터들에 인접한 궐련의 부분들을 따라 궐련에 열을 가함으로써 담배연기를 생성하도록 되어 있다.

본 발명의 특성에 따르면, 궐련은 튜브형상의 담배웨브를 포함하는 바, 이 튜브형상의 담배웨브의 제 1부분은 바람직하게는 절단된 장전물의 형태로 된 담배로 채워지고, 튜브형상의 담배웨브의 제 2부분은 담배열의 간극을 구획하도록 장전되지 않거나 중공인 부분으로 되어 있다.

더 상세하게는, 상기 설명된 궐련은 바람직하게는 튜브형상의 담배웨브로 형성된 담배로드와 튜브형상의 담배웨브내에 위치된 담배플러그를 포함한다. 담배로드는 히터부재가 담배로드의 자유단과 마주보는 단 사이의 위치에서 담배로드를 따라 위치하도록 전기히터고정체에 의해 미끄럼가능하게 수용되도록 되어 있다. 바람직하게는, 담배의 플러그는 마주보는 단에 인접한 간극을 구획하도록 담배로드의 마주보는 단에서 이격되어 있는 위치에 담배로드의 자유단으로부터 뻗는다.

본 발명의 다른 특성은, 궐련이 일관된 에어로졸 생산을 증진시키도록 자유유동필터에 인접한 자유유동 장전물과 장전물이 없는 로드부를 갖춘 담배로드를 포함하는 전기라이터로 작용되는 궐련을 포함한 장전물을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 이러한 궐련을 제조하는 방법을 제공하는 바, 이 방법은 2합체 담배플러그에 서로 이격되어 번갈아 배치되는 일련의 2합체 중공플러그를 위치시키고, 담배웨브의 연속 플러그를 덮고 연속되는 로드를 생산하도록 둘러싸는 단계와; 결합된 단일의 담배로드 플러그쌍을 형성하도록 연속적인 로드를 절단하는 단계; 사이의 간격을 형성하기 위해 결합된 각 단일의 담배로드 프러그쌍의 부재들을 분리하는 단계; 각 분리된 단일의 담배로드 플러그쌍 사이의 공간에 2합체 필터 끝단 플러그를 위치시키는 단계; 2합체 궐련로드를 형성하도록 인접해 있는 단일의 담배로드 플러그의 인접부와 함께 2합체 필터 끝단 플러그에 둘레에 끝단종이를 둘러싸는 단계; 및, 2합체 궐련을 개개의 궐련으로 절단하는 단계;로 이루어진다.

본 발명의 특징과 장점은 유사한 참조부호가 유사한 부재를 나타내는 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명에 의해 잘 이해될 것이다.

도 1은 전기로 작동되는 라이터에 삽입된 장치의 궐련을 갖춘 본 발명의 실시예에 따른 흡연장치의 사시도이고,

도 2는 도 1의 흡연장치의 사시도로서, 흡연이 끝났을 때 궐련이 라이터에서 빼내어진 도면,

도 3a는 구불구불한 U자형상의 히터부재와 바람직한 공기수용장치의 일부를 포함하는 도 1의 히터고정체의 일부를 상세하게 도시한 일부사시도,

도 3b는 도 3a의 구불구불한 U자형상의 히터부재를 포함하는 바람직한 히터고정체의 측단면도,

도 3c는 히터고정체가 단면으로 도시되어 있는 도 6의 히터고정체에 삽입된 도 4에 도시된 궐련의 측면도,

도 4는 궐련의 소정 부재가 부분적으로 절개되어 있는 도 1에 도시된 궐련의 바람직한 실시예의 상세사시도,

도 5는 도 1과 도 2에 도시된 라이터에 대한 바람직한 제어회로의 개략적인 블록도,

도 6은 궐련의 자유단이 라이터의 정지부와 접촉되는 도 4에 도시된 궐련의 측단면도,

도 7은 이러한 궐련을 제조하는 바람직한 방법에 따라 도 4에 도시된 궐련의 담배로드부를 제조하는 바람직한 공정의 단계와 장치를 나타낸 도면,

도 8a 내지 도 8e는 도 4에 도시된 궐련의 부재가 장치를 통해 진행될 때 각각 도 7의 장치에서 A-A 내지 E-E선에서 본 연속되는 단면도,

도 9는 필터끝단을 도 7의 공정에 따라 생산된 담배로드부에 부착하도록 되어 있는 끝단장치의 개략도,

도 10a와 도 10b는 도 4에 도시된 형태의 궐련을 제조하는 바람직한 방법의 끝단의 작용 동안 상대이동과 궐련부의 위치를 도시한 도면,

도 11은 본 발명에 따라 담배로드의 천공구멍을 연소하는 데에 이용될 수 있는 레이저천공장치의 측면도,

도 12는 도 11에 도시된 장치의 사시도로서 마주보는 측면에서 본 도면,

도 13은 도 11에 도시된 장치 일부의 측면도,

도 14는 도 11에 도시된 장치에 이용될 수 있는 빔분리장치의 측면도,

도 15는 본 발명에 따른 이송장치에 의해 끝단장치에 직접 연결된 조합장치를 나타낸 개략도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예는 바람직하게는 부분적으로 장전된 필터궐련(23)과 재사용가능한 라이터(25)를 포함하는 흡연장치(21)를 제공한다. 궐련(23)은 라이터(25)의 전단부(29)에 개구되어 있는 궐련수용부에 삽입되고 제거되도록 되어 있다. 일단 궐련(23)이 삽입되면 흡연장치(21)는 궐련(23)에 불을 붙이거나 연기가 발생하는 일 없이 종래의 많은 궐련과 동일한 형태로 사용되며, 궐련(23)은 1회 이상의 흡입싸이클 후에 폐기된다. 바람직하게는, 각 궐련(23)은 흡연때 마다 총 8회 이상 흡입(흡입싸이클)되지만, 이용가능한 흡입의 총 횟수 내외로 조정하는 것이 과제이다. 바람직한 실시예에서, 궐련(23)은 이 궐련(23)의 자유단(15)에 인접하게 위치된 천공(12)의 적어도 하나의 주변링과, 선택적으로는 천공(14)의 제 2링을, 그리고 선택적으로는 궐련(23)의 외측 덮개 아래에 형성된 다수의 구멍(16)을 포함한다.

흡연장치의 다른 특징은 공동으로 양도된 미국특허 제 5,388,594호와, 동 제 5,505,214호, 동 제 5,591,368호 및, 동 제 5,499,636호에 설명되어 있으며, 여기 서는 모두 참조로만 이용된다.

라이터(25)는 전방 및 후방의 하우징부(33,35)를 갖춘 하우징(31)을 포함한다. 하나 이상의 배터리(35a)는 후방의 하우징부(35)내에 분리가능하게 위치되며, 전기적으로 절연되는 다수의 가열부재(37;도 3a 내지 도 3c 참조)를 포함하는 히터고정체(39)에 에너지를 공급한다. 가열부재(37)는 궐련수용부(27)의 중간부를 따라 궐련(23)을 미끄럼가능하게 수용하기 위한 전방의 하우징부(33)내에 정렬된다. 히터고정체(39)의 기저부(300)에 위치된 정지부(183)는 궐련수용부(27)의 말단을 한정한다.

전방의 하우징부(33)의 제어회로(41)는 각 흡입싸이클이 실시되는 동안 배터리(35a)와 하나 이상의 가열부재(37) 사이의 통전이 선택적으로 성취되게 한다. 본 발명의 바람직한 실시예는 도 3c를 참조하여 더 상세하게 설명되는 특징을 포함하는 라이터내의 공기를 흡입하고 보내는 데에 영향을 미치는 공기관리장치에 관한 사항을 포함한다.

다시 도 1과 도 2를 참조하면, 라이터하우징(31)의 후방부(35)는 바람직하게는 나사나 스냅끼움부재와 같이 바로 개방되고 폐쇄되도록 되어 있어서, 배터리의 교체가 용이해진다. 바람직하게는, 전류가 공급된 충전장치의 배터리를 재충전하기 위해 전기소켓이나 접점이 제공될 수 있다. 바람직하게는, 전방의 하우징부(33)는 열장이음형(dovetail) 조인트나 소켓으로 후방의 하우징부(35)에 분리가능하게 결합된다.

배터리(35a)는 가열부재(37)에 충분한 전력을 제공하도록 크기가 형성되어 의도한 대로 작용되고, 바람직하게는 교체가능하고 재충전가능한 형태로 이루어지며, 콘덴서와 같은 전원도 적당하다. 바람직한 실시예에서, 전원은 일련으로 연결된 4개의 니켈-카드뮴 배터리셀을 포함하여 이루어지고, 하전되지 않는 총전압은 대략 4.8 내지 5.6볼트의 범위이다. 하지만, 전원의 특징은 흡연장치(21)의 다른 요소의 특징, 특히 가열부재(37)의 특징을 고려하여 선택된다. 여기서 참조로 인용된 공동으로 양도된 미국특허 제 5,144,962호에는, 배터리와 이 배터리로 재충전되는 콘덴서를 포함하는 재충전가능한 배터리원과 전원장치 같은 본 발명의 흡연장치와 관련하여 유용한 형태의 전원이 기술되어 있다.

특히 도 2를 참조하면, 바람직하게는 회로부(41)는 흡연자가 궐련(23)의 흡입을 개시할 때 발생하는 압력의 변화나 공기유량의 변화에 민감한 흡입센서(45)에 의해 작동된다. 흡입센서(45)는 바람직하게는 라이터(25)의 전방 하우징부(33)내에 위치되고, 히터고정체(39)의 측벽부(182)를 통해 뻗는 포트(45a)를 거쳐 궐련(23)에 인접한 히터고정체(39)내의 공간과 연통된다. 흡연장치(21)의 이용에 알맞은 흡입센서(45)는 공동으로 양도된 미국특허 제 5,060,671호와 동 제 5,388,594호에 기술되어 있으며, 여기서는 참조로만 인용된다. 흡입센서(45)는 바람직하게는 모델명이 FSS-02 PG인 후지쿠라사의 제품으로 이루어진다. 다른 적당한 센서는 일리노이즈주, 프리포트, 하니웰 인코포레이티드의 마이크로스위치부에 의해 제조된 모델명이 163PCO1D35인 실리콘센서이다. 열선 풍속측정원리를 이용하는 유동센서장치는, 공기유동의 변화를 감지할 때 가열부재(37) 중 적당한 하나를 작동시키는 데에 유용한 것으로 증명되었다. 일단 흡입센서(45)에 의해 작동되면, 제어회로부(41)는 가열부재(37) 중 적당한 하나에 전류를 보낸다.

표시장치(51)는 라이터(25)의 외부에, 바람직하게는 전방의 하우징부(33)에 위치되고, 궐련(23) 한 대에 남아 있는 흡입수를 나타내게 되며, 표시장치(51)는 바람직하게는 7부분으로 이루어진 액정표시(LCD)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 표시장치(51)는 궐련탐지장치(57)가 히터고정체(39)내의 궐련의 유무를 탐지할 때 숫자 "8"과 관련된 부분적인 영상을 표시한다. 궐련탐지장치(57)는 바람직하게는 히터고정체(39)의 궐련수용부(27)에 인접한 유도코일(1102)과, 코일(1102)을 제어회로부(41)내의 진동회로와 연통시키는 전선(1104)을 포함하여 이루어진다. 궐련(23)은 내부에 코일권선(1102)의 유도에 영향을 미칠 수 있는 포일링(foil ring)이나 이와 유사한 요소를 지지하여, 수용부(27)내에 궐련(23)이 삽입될 때마다 궐련탐지장치(57)가 궐련이 있는지의 신호를 회로부(41)에 보내게 된다. 제어회로부(41)는 표시장치(51)에 번갈아서 신호를 보낸다. 표시장치(51)에서 숫자 "8"의 표시는 각 궐련(23)에 8번의 흡입이 이용가능함을 나타내는데, 즉 어떤 싸이클도 시작되지 않고 어떤 가열부재(37)도 궐련(23)을 가열시키는 데에 작용되지 않았음을 나타낸다. 궐련(23)이 완전히 연소된 후, 표시장치는 숫자 "0"을 나타낸다. 궐련(23)이 라이터(25)에서 제거될 때, 궐련탐지장치(57)는 더 이상 궐련(23)의 유무를 탐지하지 못하게 되고, 표시장치(51)는 꺼지게 된다.

유도 궐련탐지장치(57)의 작용 및 상세사항은 공동으로 양도된 미국특허 제 5,902,501호에 설명되어 있는 바, 이는 여기서 참조로만 인용된다. 다른 탐지장치는 텍사스주 75006, 캐롤톤, 1215 웨스트 크로스비 로드의 옵텍스 테크놀로지 인코포레이티드사에 의해 제조된 OPR5005 라이트 센서형과 같은 궐련탐지장치(57) 중 하나 대신에 이용될 수 있다.

남아 있는 흡입 숫자를 표시하기 위한 다른 방법으로, 탐지장치의 표시는 장치가 능동 또는 수동(온상태 또는 오프상태)인지를 나타내도록 구성될 수 있다.

상기 설명된 궐련탐지장치(57)를 이용하는 수 개의 가능한 대안 중 하나로서 궐련(23)의 유무를 탐지하기 위해 스위치(도시되지 않음)가 제공될 수 있으며, 예컨대 표시장치(51)가 숫자 "8" 등을 표시하도록 새로운 궐련이 라이터(25)내로 삽입될 때 회로부(41)를 리셋하기 위해 리셋버튼(도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 본 발명의 흡연장치(21)에 이용되는 전원, 회로부, 흡입센서, 표시장치는 공동으로 양도된 미국특허 제 5,060,671호와 동 제 5,388,594호 및 동 제 5,591,368호에 설명되어 있으며, 이들은 모두 참조로만 인용된다.

도 3a와 도 3b를 참조하면, 라이터(25)의 전방 하우징부(33)는 가열부재(37)가 궐련(23)을 미끄럼가능하게 수용하는 실질적으로 원통형인 히터고정체(39)를 둘러싼다. 히터고정체(39)는 가열부재(37)가 새로 삽입된 각각의 궐련(23)을 따라 대략 동일한 위치에서 궐련(23)의 옆에 위치되도록 가열부재(37)에 고정되게 삽입된 궐련(23)을 지지하도록 되어 있다. 바람직한 실시예에서, 히터고정체(39)는 궐련수용부(27)의 대칭축 둘레에 동심으로 배치되는 서로 평행한 8개의 히터부재(37)를 포함한다. 각 가열부재(37)가 완전히 삽입된 궐련(23)에 지지되는(또는 열적으로 연통되는) 위치는 가열영역 또는 탄화구역(42)이 된다. 바람직한 실시예에서, 탄화구역은 궐련(23)의 자유단(15)에서 대략 9mm 떨어진 곳에서 시작하여 대략 14mm 연장될 수 있다. 물론, 이러한 관계는 다른 라이터와 궐련에서는 변경될 수 있다. 예컨대 다른 모델에서, 탄화구역(42)은 궐련(23)의 자유단으로부터 12mm 내지 23mm 연장된다.

또 도 3c를 참조하면, 궐련에서 궐련으로 각 궐련(23)에 대한 가열부재(37)의 일관된 위치를 확실하게 하기 위해, 히터고정체(39)는 궐련(23)의 자유단(15)이 라이터(25)의 궐련수용부(27)내로 삽입되는 동안 추진되는 컵형상의 정지부(183)를 갖춘 기저부(300)를 구비한다. 정지부(183)의 컵형상은 공기가 자유단(15)을 통해 흡입될 수는 없지만, 단지 궐련(23)의 측벽을 따라 대신 흡입되도록 궐련(23)을 완전히 삽입했을 때 궐련(23)의 자유단(15)을 막도록 되어 있다.

다시 도 3a와 도 3b를 참조하면, 가열부재(37)는 더 바람직하게는 구불구불한 U자형상의 가열부재(37)로 형성되어 있으며, 각 가열부재(37)는 단부(54:끝)에 인접한 적어도 제 1 및 제 2의 구불구불하고 길게 연장된 부재(53a,53b)를 포함하고, 단부(54)는 궐련수용부(27)의 개구(55)에 인접하게 위치된다. 각 가열부재(37)의 마주보는 단(56a,56b)은 제어장치(41)에 의해 선택적으로 설치된 전원(35a)의 마주보는 극에 전기적으로 접속된다. 더 상세하게는, 각 히터고정체(39)를 통과하는 전기 통로는 각각 터미널핀(104)을 통과하여 접속되고, 핀(104)과 구불구불한 부재(53a) 중 하나의 자유단부(56a) 사이의 접속부(121)는 적어도 단부(54)의 일부를 통과하여 다른 구불구불한 부재(53b)와 단부(56b)까지 접속된다. 바람직하게는, 일체로 형성된 공동의 접속링(110)은 길게 연장된 부재(53b)의 모든 단부(56b) 중 공동의 전기접속부를 제공한다. 바람직한 실시예에서, 링(110)은 이 링(110)과 핀(105) 사이의 접속부(123)를 통해 전원(35a)의 양극(또는 공동부)에 접속된다. 히터고정체(39)의 전기접속의 구성과 설치에 대한 다른 상세사항은 공동으로 양도된 미국특허 제 5,060,671호와 동 제 5,388,594호 및 동 제 5,591,368호에 도시되고 설명되어 있으며, 이들은 참조로만 인용된다.

히터부(53a,53b,54)는 히터블레이드(120)로 되어 있다.

히터고정체(39)의 다른 바람직한 형상은 공동으로 양도된 미국특허 제 5,591,368호에 설명되어 있고 공동으로 양도된 미국특허 제 5,388,594호에 설명되어 있는 각각 "단일의 구불구불한" 가열부재인 직선의 구불구불한 가열부재(37)의 형태로 된 가열부재를 포함하며, 이들 특허는 여기서는 전부 참조로만 인용된다.

라이터(25)의 일부로 작동가능한 다른 히터고정체(39)는 공동으로 양도된 미국특허 제 5,665,262호와 공동으로 양도된 미국특허 제 5,498,855호에 설명된 것들을 포함하며, 이들 특허는 여기서는 전부 참조로만 인용된다.

바람직하게는, 가열부재(37)는 궐련(23)의 원주 둘레의 이격된 위치에서 바람직하게는 궐련(23)을 8번 가열하도록 회로부(41)의 제어하에 전원(35a)에 의해 개별적으로 전원이 가해진다. 가열은 궐련(23)으로부터 8번의 흡입을 가능하게 하며, 이는 종래의 많은 궐련의 흡연에 의해 공동으로 성취된다. 하나 이상 또는 모든 흡입 동안 하나 이상의 히터를 동시에 작동시키는 것이 바람직할 수 있다.

도 4를 참조하면, 궐련(23)은 바람직하게는 본 명세서에서 전부 참조로만 인용된 공동으로 양도된 미국특허 제 5,499,636호에 설명되어 있는 실시예를 따라 구성된다.

도 3a와 도 3b 및 도 3c를 참조하면, 바람직하게는 흡입센서(45)는 포트(45a)를 통해 히터고정체(39)의 내부와 연통된다. 바람직하게는, 포트(45a)는 히터고정체(39)의 기저부(300)에 인접하게 위치된다. 이러한 위치는 히터고정체(39)의 본체를 통해 거기에 이르는 포트(45a)와 인접한 통로가 파편에 의해 막히게 되거나 연기를 응축하게 되는 위험을 최소화시킨다.

히터고정체(39)는 적어도 부분적으로는 천공된 고리부(1204)와 수용부(27)의 몸체에 의해 한정되는 다기관(1202)과 연통되는 공기출입포트(1200)를 포함한다. 고리부(1204)는 바람직하게는 공기가 공기출입포트(1200)와 다기관(1202)을 통해 라이터내로 흡입될 때 최소압력강하에 영향을 미치는 대략 0.029인치의 직경을 갖는 4개의 구멍(1206)을 포함한다. 구멍(1206)의 크기와 갯수는 변경될 수 있지만 삽입된 궐련(23)을 흡입할 때 공기가 라이터에 들어갈 때 유도되는 충분한 압력강하를 제공하도록 되어 있으며, 흡입센서(45)는 흡입의 초기상태를 인식하도록 작용된다. 바람직한 실시예에서, 고리부(1204)의 구멍(1206)은 대략 25mm 수주의 RTD에 5mm를 더하거나 뺀 값을 유도한다. 고리부(1204)에서 유도된 압력강하의 범위는 압력센서로 구현된 궐련탐지장치(57)에 의해 탐지가능한 압력강하의 범위내에 있도록 선택되어야 하지만, 바람직한 나머지 RTD(흡입저항)가 궐련(23)에 의해 영향받도록 최소화된다. 바람직한 실시예에서, 4 내지 5인치 수주의 총 RTD(100 내지 130mm의 수주)가 바람직하며 대략 25mm로 고리부(1204)에 형성된다. 이에 따라, 궐련(23)의 RTD는 바람직하게는 라이터(25)에 삽입될 때 대략 75 내지 105mm 수주의 RTD 범위내에 있으며, 유도된 라이터(25)의 압력강하는 대략 25mm의 수주를 나타낸다. 본 발명에 따른 궐련 RTD의 조정은 궐련(23)의 장전부(88)에서 천공(12 또는 14)의 설비, 갯수 및 범위의 조정을 포함한다.

바람직하게는, 수용부(27)에 인접하게 위치되는 고리부(1204)의 구멍(1206)은 이 구멍(1206)을 막기 쉬운 파편과 응축물에서 떨어져 위치된다.

흡입을 개시할 때 라이터내로 흡입되는 공기는 히터고정체(39)의 기저부(300)쪽으로 실질적인 길이방향(축)의 속도요소를 갖는 궐련의 옆으로 들어간다. 기저부(300)에 인접한 유동편향판이나 환형상의 공기강하부(1210)는 삽입된 궐련(23)쪽의 뒤로 들어가는 공기흐름의 적어도 일부를 안내함으로써 시스템(21)의 연기배출을 향상시킨다. 이론에 의존하지 않으면, 공기강하부(1210)가 궐련(23)을 지지하는 천공(12)의 구역쪽으로 공기흐름을 안내하기 쉬워진다. 바람직하게는 환형상의 공기강하부(1210)는 완전히 삽입된 궐련(23)에 상대적으로 위치되어, 공기강하부(1210)가 천공(12)의 궐련(23)을 따라 일반적인 위치를 한정하게 된다.

공기강하부(1210)의 작용은 이 강하부가 금속으로 이루어지거나, 히터고정체(39)의 모든 몸체부가 스테인리스강과 같은 금속으로 이루어지고, 또는 히터고정체(39)의 적어도 일부가 삽입된 궐련(23)에 인접하게 배치되면 향상된다. 이러한 설비는 TPM(FTC)의 배출을 1mg 증가시킬 수 있다.

궐련(23)은 담배로드(60)와, 끝단종이(64)와 함께 접합되는 필터끝단(62)을 구비한다.

궐련(23)의 담배로드(60)는 바람직하게는 단부 중 하나의 자유유동필터(74)와 다른 단부의 담배플러그(80) 둘레에 튜브형상(원통형상)으로 접혀지는 담배웨브 나 매트(66)를 포함한다. 다르게는, 셀룰로오스 아세테이트로 된 플러그가 담배플러그(80) 대신 사용될 수 있다. 담배플러그(80)의 길이방향(축) 범위는 부분적으로 장전된 궐련(23)의 담배장전부(88)를 한정한다.

포장재 띠(71)는 담배웨브(66) 둘레에 밀접하게 말려지고, 종래의 많은 궐련의 형성에 일반적인 길이방향의 시임을 따라 함께 지지된다. 포장재 띠(71)는 자유유동 필터(74)와 담배플러그(80) 둘레에 감긴 상태로 담배웨브(66)를 보유한다.

담배웨브(66) 자체는 바람직하게는 기저웨브(68)와, 이 기저웨브(68)의 내면을 따라 위치된 담배재료(70)의 층을 포함하여 이루어진다. 담배로드(60)의 끝단에서, 포장재 띠(71)와 담배웨브(66)는 튜브형상의 자유유동 필터플러그(74) 둘레에 감긴다. 바람직하게는, 담배플러그(80)는 담배웨브(66)와 별도로 구성되며, 바람직하게는 플러그웨브(84)내에 싸이거나 이 웨브(84)에 의해 보유되는 비교적 짧은 절단된 장전담배의 열을 구비한다.

일반적인 문제로서, 담배플러그(80)의 길이는 바람직하게는 담배로드(60)의 총길이에 대해 조정되어 간극(90)이 자유유동필터(74)와 담배플러그(80) 사이의 담배로드(60)를 따라 형성된다. 간극(90)은 담배로드(60)의 장전되지 않은 부분에 대응되며, 담배로드(60)의 자유유동필터(74)를 통해 끝단(62)과 즉시 유체연통된다.

끝단(62)은 바람직하게는 담배로드(60)에 인접하게 위치된 자유유동 필터(92)와, 담배로드(60)로부터 끝단(62)의 말단에 있는 입술쪽 필터플러그(94)를 구비한다. 바람직하게는, 자유유동필터(92)는 튜브형상이며 매우 적은 압력강하로 공기를 전달한다. 하지만 표준 형상의 다른 저효율필터가 대신 이용될 수 있다. 자 유유동필터(92)의 내경은 바람직하게는 2 내지 6mm 사이이며, 바람직하게는 담배로드(60)의 자유유동필터(74)보다 크다.

입술쪽 필터플러그(94)는 외형을 위해 그리고 바람직하게는 약 15 내지 25%의 효율을 갖는 저효율필터를 구비하는 것이 바람직함에도 불구하고 입술쪽 필터플러그(94)가 끝단(62)의 자유단을 폐쇄하여 여과에 약간 영향을 미치게 된다.

다시 도 4를 참조하면, 바람직하게는 부분적으로 장전된 궐련(23)은 궐련(23)의 담배로드부의 자유단(15)에 인접한 위치에 적어도 하나의 천공(12)행을 구비한다. 바람직하게는, 이 천공(12)행은 12개의 구멍으로 이루어지며, 하우니사의 모델명이 500-1인 온라인 레이저천공장치를 이용하여 400 마이크로초 펄스에서 슬릿(17;천공구멍)으로 형성될 수 있다. 각 천공(12)행의 천공구멍(17)은 바람직하게는 담배매트(66)와 플러그웨브(84)를 통과하여 외측의 포장재 띠(71)를 통해 뻗는다.

도 2를 참조하면, 천공(12)행은 바람직하게는 탄화구역(42)의 단부(42a)에 또는 그에 인접하게 위치된다. 이러한 위치는 담배플러그(80)내로 가열된 공기의 유입을 증진시키고 배출(TPM-FTC)이 향상되도록 흡입싸이클 동안의 열분해 때 다른 추가적인 효과를 발생시킨다.

배출을 더 향상시키기 위해, 이미 설명된 것과 같은 천공구멍(17)을 갖춘 추가 천공(14)행이 바람직하게는 히터 탄화구역(42)에 의해 또는 궐련(23)의 자유단(15)에 인접한 겹친 위치나 적어도 부분적으로 겹친 위치에서 담배로드(60)의 장전부(88)를 따른 위치에 형성될 수 있다. 후자의 다른 실시예에서, 제 2천공(14)열은 궐련(23)의 자유단(15)에서 대략 4mm 떨어져서 형성되며, 천공(12 또는 14)열 중 하나 또는 둘 모두는 천공구멍(17)의 단일열 또는 2중열을 형성할 수 있다.

천공구멍(17)의 갯수와 범위는 2개의 보완되는 점에 따라 결정된다. 상기 설명된 것과 같은 추가 천공(12,14)열은 궐련(23)의 배출을 향상시킨다. 하지만, 각 추가 천공(12,14)열은 궐련(23)의 측벽을 따라 RTD를 감소시킨다. 바람직하게는, 전기흡연장치(21)의 총 RTD는 흡연자에게 대략 4 내지 5인치(대략 100 내지 130mm의 수주)나 80 내지 130mm 수주에서 얻은 것과 대략 동일한 흡입저항을 제공해야 한다.

가열부재(37)에 대한 23.8줄의 총 에너지 입력에서, 궐련의 자유단(15)에서 12mm 떨어진 위치에서 2중의 천공(12)열(각각 12개의 구멍을 가진 2중열)을 지지하는 궐련(23)은 실질적으로 TPM(FTC)의 배출을 3밀리그램으로 만들 수 있다. 다른 배출은 천공(14)의 제 2열에 추가되어 얻어질 수 있다.

하지만, 천공구멍(17)의 각각의 추가열은 전체 장치(21)에 대해 100mm의 수주 또는 그보다 높게 유지되는 RTD를 낮춘다. 주어진 궐련(23)에 대해서, 추가 배출은 바람직하지만 RTD수치는 하한계 부근에 있고, 추가 배출은 매트(66) 자체에 위치된 원주방향으로 이격된 다수의 구멍(16)에 의해 얻어질 수 있다. 바람직하게는, 매트구멍(16)은 각각 직경이 대략 1mm이고 바람직하게는 갯수가 6개여서, 매트재료(66)의 필요한 인장강도가 유지되어 기계제조작업을 유지할 수 있다. 바람직하게는, 이들 구멍은 여기서는 전체가 참조로만 인용되는 미국특허 제 5,666,976호에 설명된 것과 같이, 궐련제조공정에서 매트의 이송경로를 따라 위치되는 도 7에 도시된 마주보는 펀치와 다이로 이루어진 롤러조립체(240)에 의해 형성된다.

예컨대 바람직한 실시예에서, 매트구멍(16)은 바람직하게는 구멍펀칭부재를 지지하는 마주보는 롤러를 이용하여 생산된다. 매트의 이송경로를 따라 위치된 디스크나 무한벨트장치와 같은 다른 장치가 대신 이용될 수 있는 바, 디스크나 무한벨트는 이 디스크나 무한벨트의 이동에 의해 대략 매트의 이송속도를 유지하는 다중의 구멍펀칭다이를 포함한다.

바람직하게는, 매트(66)의 구멍(16)은 외측 포장재 띠(71)에 의해 덮인다. 바람직하게는, 임의의 천공(12,14)열은 이들이 덮이지 않도록 매트구멍(16)열의 위치에서 떨어져 위치된다. 바람직한 실시예에서, 매트구멍(16)은 궐련(23)의 자유단(15)으로부터 대략 7mm 지점에 위치되고, 2중의 천공(12)열은 궐련(23)의 단부(15)에서 대략 12mm되는 지점에 형성되며, 이렇게 배치됨으로써 궐련은 6mg의 TPM(FTC) 또는 그 이상의 TPM을 성취한다.

바람직하게는, 매트구멍(16)은 각각의 추가 천공(17)열에 의해 얻은 것과 동일한 RTD의 감소범위 없이 궐련(23)에 대한 추가 배출을 도모할 수 있다. 이에 따라, RTD에 대한 미소한 효과로 배출을 조정하거나 증가시키는 데에 이용되는 매트구멍(16)을 갖춘 궐련(23)에 대한 바람직한 배출을 근사화시키도록 천공(12,14)열을 이용할 수 있다.

종래의 많은 궐련은 130mm의 수주에 대해 대략 80mm의 흡입저항(RTD)을 나타낸다. 궐련 없이 테스트하였을 때 본 발명에 따른 전기흡연장치의 라이터는 대략 20 내지 30mm 수주의 RTD를 나타낸다. 여기서 설명된 레이저천공과 매트구멍을 구비하는 본 발명에 따른 궐련 자체(전기흡연장치의 라이터의 외부)가 흡입될 때는 대략 20 내지 30mm 수주의 RTD를 나타내지만, 삽입될 때 전기흡연장치(라이터와 완전히 삽입된 궐련)는 대략 50 내지 75mm 수주의 RTD를 발생시킨다. 표 1은 천공이나 매트구멍이 없는 궐련과, 단지 매트구멍만 갖춘 궐련 및, 매트구멍과 2중의 레이저천공열을 갖춘 궐련에 대한 RTD측정의 결과를 나타낸다. 궐련은 24 내지 25mm의 원주를 갖는, 궐련의 단부로부터 7mm 거리에 있는 6개로 이루어진 단일의 매트구멍(7)열과 약 1mm 이격된 열을 갖춘 궐련의 단부로부터 약 12mm 위치에 있는 각 열의 12개의 구멍으로 이루어진 2중의 천공열로 이루어진다.

시도	원주(mm)	RTD-OE(mm)	RTD-BE(mm)
1	24.58	32	875
2	24.53	35	551
3	24.57	30	57

- 원주 및 RTD값은 각 시도 동안 테스트된 25개의 궐련으로 얻어진 결과의 평균이다.

OE : 주위에 개방된 궐련의 담배단을 갖춘 흡연장치에서 테스트된 궐련의 RTD

BE : 궐련단에 끼워진 컵에 의해 막힌 궐련의 담배단을 갖춘 흡연장치에서 테스트된 궐련의 RTD

천공이나 구멍이 형성되지 않은 궐련에 천공(17)과 매트구멍(16)의 다양한 조합체를 갖춘 궐련의 다양한 특성을 비교하기 위해, 24 내지 25mm의 원주를 갖는 테스트 궐련이 표 2에 나타내어진 특성을 갖게 된다.

제어궐련은 천공과 매트구멍이 없으며, 테스트궐련(1 내지 7)은 궐련의 담배단으로부터 12mm 떨어져 위치된 레이저천공 및/또는 궐련의 담배단으로부터 7mm 떨어져 위치된 매트구멍을 포함한다.

레이저천공을 갖춘 테스트궐련은 궐련 둘레에 원주방향으로 뻗는 균등하게 이격된 레이저절단 슬릿의 단일열이나, 열이 대략 1mm 떨어져 위치되는 2중의 레이저천공열을 포함한다.

매트구멍을 갖춘 테스트궐련은 궐련 둘레에 원주방향으로 이격된 1mm의 직경을 갖는 6개의 균등하게 이격된 매트구멍으로 이루어진 단일열을 포함한다.

테스트결과에서 볼 수 있는 바와 같이, 샘플은 12개의 레이저구멍으로 된 2중열과 최대 TPM을 갖는 담배연기가 채워진 6개의 1mm 직경으로 된 매트구멍을 구비한다. 테스트에서, 전기흡연장치는 패드와 타르, 니코틴 및 물에 축적되는 연기의 일부를 측정하는 종래의 궐련흡연장치에 장착되었다. 테스트 동안, 궐련흡연장치는 2초의 흡입이 총 8번의 흡입에 대해 매 60초마다 실시되는 FTC 흡연조건하에서 실시되었다.

도 2와 도 5를 참조하면, 라이터(25)의 전기제어회로부(41)는 바람직하게는 마이크로 제어장치나 집적회로(또는 "ASIC")를 구비하는 논리회로(195)를 포함한다. 또한, 제어회로는 라이터(25)의 궐련수용부(27)내의 궐련(23)의 삽입을 탐지하는 궐련탐지장치(57)와, 삽입된 궐련(23)에 대한 흡입을 탐지하는 흡입센서(45), 궐련에 남은 흡입수를 표시하는 LCD표시장치(51), 전원(35a) 및 시간조절회로망(197)을 포함한다.

설명		TPM mg/cig.	타르 mg/cig.	니코틴 mg/cig	물 mg/cig
제어		5.24	2.18	0.15	2.91
1	6개의 레이저천공의 단일열	5.67	2.36	0.18	3.12
2	12개의 레이저천공의 단일열	5.25	2.15	0.17	2.92
3	1열당 6개의 레이저천공의 2중열	5.28	2.08	0.15	2.73
4	1열당 12개의 레이저천공의 2중열	5.57	2.06	0.17	3.34
5	6개의 레이저천공과 6개의 매트구멍의 단일열	5.41	2.25	0.18	2.97
6	12개의 레이저천공과 6개의 매트구멍의 2중열	6.44	2.39	0.19	3.86
7	단지 6개의 매트구멍	5.56	2.07	0.16	3.33

논리회로(195)는 여기에 설명된 기능을 나타낼 수 있는 임의의 종래의 회로로 이루어질 수 있으며, (예컨대 캘리포니아주, 서니베일, 액텔 코포레이션사의 ACTEL A1280A FPGA PQFP 160형과 같은) 필드 프로그래머블 게이트어레이나 마이크로 제어장치는 다른 요소에 의해 수행된 아날로그 기능을 갖춘 디지털논리 기능을 수행하도록 프로그램될 수 있다. ASIC 또는 마이크로 제어장치는 하나의 요소에 아날로그와 디지털 기능 모두를 수행할 수 있다. 본 발명의 제어회로(41)와 논리회로(195)와 유사한 제어회로부와 논리회로부의 특성은 예컨대 공동으로 양도된 미국특허 제 5,388,594호와, 동 제 5,505,214호, 동 제 5,591,368호 및, 동 제 5,499,636호에 기술되어 있으며, 이들 모두는 여기서 전체가 참조로만 인용된다. 다른 상세사항은 계류중이며 공동으로 양도된 미국특허 제 6,040,560호에 기술되어 있으며, 이도 여기서 참조로만 인용된다.

바람직한 실시예에서, 8개의 개별적인 가열부재(37)는 전원(35a)의 양극에, 그리고 대응되는 필드효과 트랜지스터(FET) 히터스위치(201∼208)를 통해 접지되도록 접속된다. 히터스위치(201∼208) 각각은 논리회로(195)에 의해 동력 싸이클의 수행 동안 각각 터미널(211∼218)을 통해 논리회로(195)의 제어하에서 켜질 것이다. 논리회로(195)는 히터고정체(39)의 대응되는 가열부재(37)를 활성화 및 비활성화시키도록 히터스위치(201∼208)의 특정한 하나를 활성화 및 비활성화시키는 신호를 보낸다.

논리회로(195)는 소정의 총 싸이클 기간(T_total)에 따라 각 가열부재(37)의 활성 및 비활성을 간단히 수행하도록, 그리고 각 상이 각각의 총 싸이클 기간을 자체의 소정의 시간(t_phase)을 갖는 소정 갯수의 상으로 간단히 나누도록 시간조절 회로(197)와 상호작용한다. 바람직한 실시예에서, 총 싸이클 기간(T_total)은 (흡연자가 보통 궐련을 흡입하는 동안 2초에 한계치를 더한 값보다 작아지도록) 1.6초로 선택되며, 총 싸이클 기간(T_total)은 바람직하게는 2개의 상으로 분리되며, 제 1상은 1.0초의 소정의 기간(t_{phase 1})을 가지며 제 2상은 0.6초의 소정의 기간(t_{phase 2})을 갖는다. 총 싸이클 기간(T_total), 상의 총 갯수 및, 각각의 상의 기간은 제어회로(41)내에 형성되는 각각의 가열부재(37)와 궐련(23)의 인접부 사이의 바람직한 열적 상호작용(열적 프로파일이나 열적분포도)을 간단히 복제하는 동력 싸이클을 수행하기 위한 용량에 따라 해결되는 매개변수이다. 또한, 일단 바람직한 열적분포도가 형성되면, 소정의 매개변수(바람직하게는 각 상에서의 필수싸이클)는 상기 설명된 배터리 방전싸이클에 포함된 전압(v_in)의 범위에 걸쳐 모든 전력 싸이클과 함께 소정의 열적분포도를 간단하게 복제하도록 제어회로(41)에 의해 동적으로 조정된다.

흡입센서(45)는 흡연자의 활동(즉, 충분히 지속된 기간에 걸쳐 압력이나 공기유동의 연속적인 강하)을 나타내는 논리회로(195)에 신호를 공급한다. 논리회로(195)는 흡입센서(45)로부터의 잘못된 신호에 대한 반응으로 가열부재의 의외의 활성화를 피하도록 궐련에 대한 적은 공기압 변화와 많은 지속적 흡입을 비교하는 디바운싱 루틴(debouncing routine)을 포함한다. 흡입센서(45)는 작업 증폭장치를 구동하는 데에 이용되는 액주저항 압력센서나 광학 플랩센서를 포함할 수 있으며, 증폭장치의 출력은 논리신호를 논리회로(195)에 번갈아 공급하는 데에 이용된다. 흡연장치와 관련되어 이용되는 흡입센서는 일리노이즈주, 프리포트, 하니웰 인코포레이티드사의 마이크로스위치부에 의해 제조된 모델명 163PC01D35의 실리콘센서나, 캘리포니아주, 프레몬트, 루카스-노바의 NPH-5-02.5G NOVA센서나, 캘리포니아주, 서니베일, 센심 인코포레이티드사의 SLP004D형 센서를 포함한다.

궐련탐지장치(57)는 궐련수용부(27)에 위치되고, 라이터(25)의 궐련(23)의 삽입을 나타내는 논리회로(195)에 신호를 공급한다. 선택적으로, 제 2센서는 궐련이 수용부(27)내에 완전히 삽입되는지를 결정하도록 정지부(183)에 인접하게 위치될 수 있다.

에너지를 보존하기 위해, 흡입센서(45)와 궐련탐지장치(57)는 낮은 필수싸이클(예컨대 약 2 내지 10%의 필수싸이클)에서 싸이클이 실시되고 종료되는 것이 바람직하다. 예컨대, 흡입센서(45)는 매 10ms 동안 1ms씩 켜지는 것이 바람직하다. 만일, 예컨대 흡입센서(45)가 4개의 연속펄스 동안(즉 40ms 기간 이상) 궐련에 대한 흡입의 압력강하나 공기유동을 감지한다면, 흡입센서는 터미널(221)을 통해 논리회로(195)에 신호를 보낸다. 그 다음, 논리회로(195)는 FET 히터스위치(201∼208) 중 적당한 하나를 켜기 위해 터미널(211∼218) 중 적당한 하나를 통해 신호를 보낸다.

이와 유사하게, 궐련탐지장치(57)는 바람직하게는 매 10ms 동안 1ms씩 켜진다. 만일, 예컨대 궐련탐지장치(57)가 라이터(25)내의 궐련(23)의 유무를 나타내는 4개의 연속반사된 펄스를 탐지하면, 광센서는 터미널(223)을 통해 논리회로(195)에 신호를 보낸다. 그 다음, 논리회로(195)는 흡입센서를 켜도록 터미널(225)을 통해 흡입센서(45)에 신호를 보낸다. 또, 논리회로(195)는 켜기 위해 터미널(227)을 통해 표시장치(51)에 신호를 보낸다. 상기 설명된 조절기술은 흡입센서(45)와 궐련탐지장치(57)에 의해 요구된 시간평균전류를 감소시키며, 이에 따라 전원의 수명을 연장시킨다.

논리회로(195)는 바람직하게는 적어도 2개의 데이터베이스나 순람(loo-up)표(302,304)을 포함하는 프로그래머블 롬(301;read-only memory, 읽기전용메모리)을 포함하고, 선택적으로는 제 3의 데이터베이스(306;순람표)와 가능하게는 제 4의 순람표(307)를 포함한다. 각 순람표(302,304;선택적으로는 306,307)은 즉각적인 동력 싸이클의 각각의 상의 실시에 이용되도록 (제 1상에 대해 'dc₁', 그 리고 제 2상에 대해 'dc₂') 배터리전압(v_in)을 나타내는 신호를 필수싸이클을 나타내는 신호로 변환한다. 제 3 및 제 4 순람표(306,307)는 유사하게 작용한다.

동력 싸이클의 개시 때, 논리회로는 배터리전압(v_in)을 나타내는 신호를 받은 다음, 동력 싸이클의 제 1상의 개시를 위해 필수싸이클(dc₁)을 형성하도록 제 1순람표(302)에 즉각적인 읽기(v_in)를 참조한다. 제 1상은 시간조절회로망(197)이 제 1상(t_{phase 1})의 소정의 기간이 경과함을 나타내는 신호를 보낼 때까지 연속되어, 논리회로(195)가 참조(v_in)와 제 2순람표(304)을 참조하고 제 2상의 개시를 위해 필수싸이클(dc₂)을 형성하게 된다. 제 2상은 시간조절회로망(197)이 제 2상(t_{phase 2})의 소정의 기간이 경과함을 나타내는 신호를 보낼 때까지 연속되어, 시간조절회로망(197)이 터미널(229)에서 논리회로(195)에 정지신호를 보내게 된다. 선택적으로는, 논리회로(195)는 제 3상을 개시할 수 있고 제 3의 필수싸이클(dc₃)을 형성할 수 있으며, 정지신호는 제 3상(t_{phase 3})의 소정의 기간이 경과할 때까지 생성되지 않을 것이다. 유사한 상황이 선택적으로는 제 4상(t_{phase 4})으로 성취될 수 있으며, 본 발명은 추가적인 상으로도 실시될 수 있다.

본 발명은 각 상의 실제 전체를 통해 적용되도록 필수싸이클을 형성하기 위해 각 상의 개시부에 순람표에 대한 참조를 제한함으로써 실시될 수 있음에도 불구하고, 제어회로가 각 상을 통해 진행할 때 배터리전압의 변동에 반응하여 필수싸이클을 위한 값을 동적으로 조정하도록, 상세하고 바람직한 실시예는 각각의 순람표(302,304,306,307)와 함께 연속적으로 v_in을 참조하도록 형성된 논리회로(195)를 갖게 된다. 이러한 장치는 바람직한 열적분포도의 더 상세한 반복을 제공한다.

공동으로 양도된 미국특허 제 5,388,594호와, 동 제 5,505,214호, 동 제 5,591,368호, 동 제 5,499,636호 및, 동 제 5,372,148호에 설명된 것과 같은 다른 시간조절회로 구성과 논리회로도 사용될 수 있으며, 상기 특허들은 여기서 전체가 참조로만 인용된다.

동작하는 동안, 궐련(23)은 라이터(25)에 삽입되고 궐련의 유무는 궐련탐지장치(57)에 의해 탐지된다. 궐련탐지장치(57)는 터미널(223)을 통해 논리회로(195)에 신호를 보낸다. 논리회로(195)는 전원(35a)이 장전되는 지의 여부나 즉각적인 전압이 허용가능한 최소의 전압(v_{in min}) 이하에 있는 지의 여부를 확인한다. 만일 라이터(25)내에 궐련(23)을 삽입한 후, 논리회로(195)가 전원(35a)의 전압이 최소의 전압(v_{in min}) 이하로 매우 낮아진 것을 탐지하면, 표시장치(51)는 깜빡거리고 라이터의 다른 동작은 전원(35a)이 재장전되거나 회복될 때까지 중지될 것이다. 전원(35a)의 전압은 가열부재(37)의 점화 동안 감시되고, 가열부재(37)의 점화는 만일 전압이 예정값 이하로 떨어지면 차단된다.

만일 전원(35a)이 장전되고 전압이 충분하면, 논리회로(195)는 흡연자가 궐련(23)을 흡입하는 지의 여부를 결정하도록 터미널(225)을 통해 흡입센서(45)에 신 호를 보낸다. 동시에, 논리회로(195)는 LCD가 숫자 8을 나타내어 8번의 흡입이 이용가능함을 나타내도록 터미널(227)을 통해 표시장치(51)에 신호를 보낸다.

논리회로(195)가 지속된 압력강하나 공기유동이 탐지되는 흡입센서(45)로부터 터미널(221)을 통해 신호를 보낼 때, 논리회로(195)는 시간조절회로망을 활성화시키도록 터미널(231)을 통해 시간조절회로망(197)에 신호를 보낸 다음, 상기 설명된 방식으로 상에 의해 작용을 시작한다. 또한, 논리회로(195)는 다운카운트 루틴(downcount routine)에 의해 8개의 가열부재 중 하나가 가열될 지를 결정하며, 적당한 터미널(211∼218)을 통해 FET 히터스위치(201∼208) 중 적당한 하나를 온시키도록 신호를 보낸다.

시간조절회로망(197)이 터미널(229)을 통해 타이머가 동작을 정지하는 것을 나타내는 논리회로(195)에 신호를 보낼 때, 특정한 온상태의 FET스위치(201∼208)가 오프상태로 되며, 이에 의해 특정한 가열부재(37)로부터 동력을 차단하게 된다. 또한, 논리회로(195)는 다운카운트를 하며, 표시장치가 한번의 흡입을 뺀 흡입이 남아 있는 (예컨대 첫 흡입 후에 7인) 것을 나타내도록 터미널(227)을 통해 표시장치(51)에 신호를 보내며, 논리회로(195)는 FET 히터스위치(201∼208) 중 다른 소정의 하나를 온시켜서, 가열부재의 다른 소정의 하나에 동력을 공급하게 된다. 공정은 궐련(23)에 대해 남아 있는 더 이상의 흡입이 없다는 의미인 표시장치(51)가 0을 나타낼 때까지 반복될 것이다. 궐련(23)이 라이터(25)로부터 제거될 때, 궐련탐지장치(57)는 궐련이 없음을 나타내게 되며 논리회로(195)는 재설정된다.

참조로 인용되는 미국특허 제 5,505,214호와 동 제 5,388,594호 및 동 제 5,372,148호에 설명된 다른 특징은 상기 설명된 특징 대신에 또는 거기에 추가하여 제어회로부(41)에 부가될 수 있다. 예컨대, 바람직하게는 다양한 작동불가능한 특징이 제공될 수 있다. 작동불가능한 특징 중의 한 형태는 전원(35a)이 회복될 수 있도록 연속적인 흡입이 매우 가까이에서 발생하는 것을 방지하도록 시간조절회로도(도시되지 않음)를 포함한다. 다른 작동불가능한 특징은 만일 인가되지 않은 제품이 히터고정체(39)에 삽입되면 가열부재(37)를 작동시키지 않는 수단을 포함한다. 예컨대, 궐련(23)은 가열부재(37)에 전압이 가해지기 전에 라이터(25)가 인식해야 하는 확인특성을 갖출 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 궐련(23)은 끝단종이(64)와 함께 접합되는 담배로드(60)와 필터끝단(62)을 포함하여 이루어진다. 궐련의 제조 동안 천공구멍(263)은 담배로드(60)의 외면의 하나 이상의 위치에 형성될 수 있다.

부분장전된 장전궐련(23)은 바람직하게는 많은 종래의 궐련과 같이 흡연장치(21)가 흡연자에게 친숙한 입의 느낌을 제공하도록 대략 직경이 7.5mm 내지 8.5mm 사이에 있는 길이방향을 따라 본질적으로 일정한 직경을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 궐련(23)은 전체 길이가 대략 62mm이고, 이에 의해 궐련의 포장에서 종래의 포장기계의 사용을 용이하게 된다. 흡입필터(94)와 자유유동 필터(92)의 조합된 길이는 바람직하게는 30mm이다. 끝단 종이는 바람직하게는 담배로드(60)에 대해 대략 6mm 뻗는다. 담배로드(60)의 총길이는 바람직하게는 32mm이며, 다른 크기와 길이 및 직경은 바람직한 실시예에서 재인용된 것들로 대신 선택될 수 있다.

궐련(23)의 담배로드(60)는 바람직하게는 튜브형상(원통형상)의 형태로 접히는 담배웨브나 매트(66)를 포함한다.

포장재 띠(71)는 담배웨브(66)를 밀접하게 둘러싸고, 많은 종래의 궐련의 구성에서 공통인 길이방향의 시임을 따라 함께 고정된다. 포장재 띠(71)는 자유유동 필터(74)와 담배플러그(80) 둘레에 감긴 조건으로 담배웨브(66)를 보유한다.

바람직하게는, 궐련 포장재 띠(71)는 많은 종래의 궐련의 외형과 느낌을 주도록 담배웨브(66) 둘레에 밀접하게 감긴다. 포장재 띠(71)가 궐련종이의 표준형태일 때, 바람직하게는 (예컨대 1.0 킬로파스칼의 압력강하에서 1분에 1 cm²의 재료를 통과하는 cm³으로 측정된 공기량으로 한정된) 대략 20 내지 50 코레스타의 아마지(flax paper)와, 대략 23 내지 35 g/m² 그리고 더 바람직하게는 약 23 내지 30 g/m² 의 기본중량과, 중량의 대략 23 내지 35% 그리고 더 바람직하게는 중량의 28 내지 33%의 장전물하중(바람직하게는 탄산칼슘) 특성을 갖는 약 30 내지 45 코레스타로 이루어질 때 우수한 맛이 나는 흡연이 성취된다.

담배웨브(66) 자체는 바람직하게는 기저웨브(68)와 이 기저웨브(68)의 내면`을 따라 위치된 담배재료(70)의 층을 포함하여 이루어진다. 담배로드(60)의 끝단(72)에서, 포장재 띠(71)와 함께 담배웨브(66)는 관형상의 자유유동 필터플러그(74) 둘레에 감긴다. (또한 휘슬-쓰루(whistle through) 플러그로 당업계에 알려진) 자유유동 필터(74)는 구조적인 한정을 제공하고 담배로드(60)의 끝단(72)에 지지하며, 에어로졸이 최소 압력강하로 담배로드(60)의 내부로부터 흡입되게 한다. 또한, 자유유동 필터(74)는 궐련(23)을 흡입하는 동안 에어로졸의 형성을 증진시키도록 되어 있는 담배로드(60)의 끝단(72)에서 유동압축부로 작용한다. 자유유동 필터는 원통형상의 필터플러그를 포함하는 저효율 필터의 다른 형상과 형태가 적당함에도 불구하고, 바람직하게는 장비의 취급을 용이하게 하기 위해 길이가 적어도 7mm이며, 바람직하게는 환형상으로 이루어진다.

담배로드(60)의 자유단(78)에서, 포장재 띠(71)와 함께 담배웨브(66)는 원통형상의 담배플러그(80) 둘레에 감긴다. 바람직하게는, 담배플러그(80)는 담배웨브(66)로부터 분리가능하게 형성되며, 플러그웨브(84)내에 감기는 또는 이 웨브(84)에 의해 보유되는 절단된 장전담배의 비교적 짧은 칼럼을 구비한다.

바람직하게는, 담배플러그(80)는 (바람직하게는 혼합된) 절단된 장전물이 이송벨트상의 담배의 연속로드내에 형성되고, 길이방향의 시임을 따라 부착되고 열로 밀봉된 플러그웨브(84)의 연속리본으로 포집된 공기로 되어 있는 종래의 궐련로드 제조기계에 형성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 플러그웨브(84)는 장전물이 거의 없는, (각각 0.5중량% 이하의 값에서) 번짐방지재나 점화첨가제 및 바람직하게는 번짐방지재가 거의 없는 셀룰로오스 웨브로 형성된다. 바람직하게는, 담배플러그웨브(84)는 15g/m², 더 바람직하게는 약 13g/m² 이하의 낮은 기본중량을 갖는다. 담배플러그웨브(84)는 바람직하게는 약 20,000 내지 35,000 코레스타의 범위에서, 그리고 더 바람직하게는 약 25,000 내지 35,000 코레스타의 범위에서 높은 투과율을 가지며, 바람직하게는 연질의 목재섬유펄프나 마닐라삼(abaca)형의 셀룰로오스 또는 다른 긴 섬유질의 펄프로 형성된다. 이러한 종이는 독일, 건스백, D-76584, 포스트파크 1155, 파피에르파브릭 슐러 회쉿 게엠베하의 제품으로 이용가능하며, 플러그프장재(84)로 이용하는 데에 알맞은 다른 종이는 2.5중량%의 값에서 추가 카르복실메틸 셀룰로오스가 첨가된 프랑스 에임펠레의 드모딧사의 TW 2000 종이이다.

담배로드 제조기계는 대략 0.17 내지 0.30 g/cc, 더 바람직하게는 적어도 0.20 내지 0.30 g/cc 범위이며 가장 바람직하게는 약 0.24 내지 0.28 g/cc 사이의 담배로드밀도를 제공하도록 작용된다. 상승된 밀도는 담배로드(60)의 자유단(78)에서 늘어진 단부를 없애는 데에 바람직하다. 하지만, 로드의 낮은 밀도는 담배열(82)이 에어로졸의 많은 비율과 연기에 대한 향을 내게 할 것이다. 이에 따라, (담배열(82)의 낮은 로드밀도를 선호하는) 에어로졸 배출과 (로드밀도의 상승된 범위를 선호하는) 늘어진 단부를 회피 사이에 균형이 이뤄져야 한다.

담배열(82)은 바람직하게는 선택적으로 종래의 궐련의 향을 포함하는 재구성된 담배와 다른 혼합요소와 함께 밝은 잎담배와 동양담배로 이루어진 혼합물을 포함하는 산업상 전형적인 담배혼합물의 절단된 장전물로 이루어진다. 하지만, 바람직한 실시예에서, 담배열(82)의 절단된 장전물은 재구성된 담배를 포함하지 않거나 향을 없앤 후에, 미국시장에 대해 대략 45:30:25의 비율로 밝은 잎담배와 동양담배로 된 혼합물로 이루어진다. 선택적으로는, 팽창된 담배요소는 로드밀도를 조정하도록 혼합물에 포함될 수 있으며 향은 추가될 수 있다.

상기 설명된 것과 같이 형성된 연속적인 담배로드는 담배플러그(80)에 대한 소정의 플러그 길이에 따라 절단된다. 이 길이는 바람직하게는 기계취급을 용이하게 하도록 적어도 7mm이지만, 길이는 약 7mm 에서 25mm까지, 또는 특히 도 7을 참조하여 아래의 설명에서 명료해지는 선호하는 궐련디자인에 따라 변경가능하다.

일반적인 문제로서, 담배플러그(80)의 길이는 바람직하게는 간극(91)이 자유유동 필터(74)와 담배플러그(80) 사이의 담배로드(60)를 따라 형성되도록 담배로드(60)의 총길이에 대해 조정된다. 간극(91)은 담배로드(60)의 장전되지 않은 부분에 대응되고, 담배로드(60)의 자유유동 필터(74)를 통해 끝단(62)과 즉각적으로 유체연통된다.

특히 도 6을 참조하면, 담배플러그(80)의 길이와 담배로드(60)를 따른 상대위치는 가열부재(37)의 특징과 관련하여 선택된다. 궐련이 라이터(25)내의 정지부(183)에 대해 적당히 위치될 때, 각 가열부재(37)의 일부는 담배로드(60)의 구역을 따라 담배로드(60)와 접촉할 것이다. 이 접촉구역은 히터영역(95)으로 나타내어진다. (도 6의 2중 점선으로 도시된) 히터영역(95)은 궐련구조 자체의 일부는 아니지만, 가열부재(37)가 궐련(23)의 흡연 동안 작동가능한 가열온도에 도달하도록 예상되는 담배로드(60)의 구역을 나타낸다. 가열부재(37)는 히터고정체의 측벽부(182)로부터 고정된 거리(96)에 있으므로, 히터영역(95)은 라이터(25)내로 완전히 삽입되는 모든 궐련(23)에 대해 담배로드(60)의 자유단으로부터 동일한 소정거리(96)에 있는 담배로드(60)를 따라 위치한다.

바람직하게는, 담배플러그(80)의 길이와, 히터영역(95)의 길이 및, 히터영역(95)과 정지부(183) 사이의 거리는 히터영역(95)이 담배플러그(80)를 넘어 뻗고 간극(91)의 일부를 거리(98)에 의해 겹쳐지게 하도록 선택된다. 또한, 히터영역(95)이 간극(91;담배로드(60)의 장전되지 않은 부분)에 겹치는 거리(98)는 히터-간극 중복부(98)로 나타내어진다. 히터영역(95)의 나머지 부분이 담배플러그(80)에 겹치는 거리는 히터-장전물 중복부(99)로 나타내어진다.

끝단(62)은 바람직하게는 담배로드(60)에 인접하게 위치된 자유유동 필터(92)와, 담배로드(60)로부터 끝단(62)의 말단에 있는 흡입필터플러그(94)를 구비한다. 바람직하게는 자유유동 필터(92)는 관형상이며 매우 적은 압력강하로 공기를 전달한다. 하지만, 표준형상의 다른 저효율 필터가 대신 이용될 수 있으며, 자유유동 필터(92)에 대한 내경은 바람직하게는 2 내지 6mm 사이에 있으며, 바람직하게는 담배로드(60)의 자유유동 필터(74)의 내경보다 크다.

흡입필터플러그(94)는 흡입필터플러그(94)가 바람직하게는 약 15 내지 25%의 효율을 갖는 저효율필로로 이루어지는 것이 바람직함에도 불구하고, 형상을 위해 그리고 바람직하게는 일부 투과에 영향을 주도록 끝단(62)의 자유단을 차단한다.

자유유동 필터(92)와 흡입필터플러그(94)는 바람직하게는 플러그포장재(101)와 함께 조합된 플러그로 함께 접합된다. 플러그포장재(101)는 바람직하게는 다공성의 저중량 플러그포장재이며, 이는 궐련제조에 관해 당업계에서 편리하게 이용가능하다. 조합된 플러그는 궐련산업에서 표준이며 편리하게 사용되는 사양의 끝단종이(64)에 의해 담배로드(60)에 부착된다. 끝단종이(64)는 코르크나 흰색 또는 장식적인 선호사항이 제안될 때 임의의 다른 색으로 될 수 있다.

바람직하게는, 바람직한 실시예에 따라 구성된 궐련(23)은 대략 62mm의 전체 길이를 가지며, 그 중 30mm는 끝단(62)의 조합된 플러그를 구비한다. 이에 따라, 담배로드(60)는 길이가 32mm이며, 바람직하게는 담배로드(60)의 자유유동 필터(74)는 길이가 적어도 7mm이며, 자유유동 필터(74)와 담배플러그(80) 사이의 간극(91)은 바람직하게는 길이가 적어도 7mm이다. 바람직한 실시예에서, 히터영역(95)은 길이가 대략 12mm이며 히터영역(95) 중 9mm가 담배플러그(80)에 겹쳐지면서 3mm의 히터-간극포장재(98)를 형성하도록 위치된다.

간극(91)의 길이와, 담배플러그(80)의 길이 및, 천공구멍(263)의 분포는 제조를 용이하게 하도록 그리고 중요하게는 맛과 흡입 및 배출을 포함하는 궐련(23)의 흡연특성을 조정하도록 조정될 수 있다. 구멍(263)의 형태와, 간극(91)의 길이 및, 히터-장전물포장재(그리고 히터-간극포장재)의 양도 즉각적인 반응을 조정하고, (궐련 사이에서 뿐만 아니라 흡입 대 흡입에 기초하여) 배출의 일관성을 증진시키며, 히터에 또는 그 둘레에서 에어로졸의 응축을 조절하도록 될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 간극(91;담배로드(60)의 장전재가 없는 부분)은 히터영역(95)과 자유유동 필터(74) 사이의 적당한 틈새를 제공하도록 대략 7mm 뻗는다. 히터영역(95)이 흡연하는 동안 자유유동 필터(74)를 가열하지 않도록 여유가 형성된다. 예컨대 만일 제조간극이 허용되면 다른 길이도 적당하며, 간극(91)은 담배로드(60)를 따라 연장된 장전재가 없는 부분을 형성하도록 7mm 미만으로 잘 연장된 대략 4mm 이하 또는 다른 극한값으로 짧아질 수 있다. 장전재가 없는 부분(간극(91))에 대한 길이의 바람직한 범위는 대략 4 내지 18mm 그리고 더 바람직하게는 5 내지 12mm이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 궐련(23)을 제조하는 바람직한 방법은 바람직하게는 2합체 형성으로 그리고 플러그웨브(84)로 싸인 다중의 담배플러그(80)로 이루어진 플러그의 생산으로 개시될 수 있다.

2합체 담배플러그(80)에 대한 참조는 만일 2개로 분리되면 바람직한 2개의 완전한 궐련(23)의 담배플러그(80)를 형성하게 된다. 더욱이, 만일 2개로 분리되면, 2합체 끝단플러그(62)는 각각이 바람직한 실시예의 부분적으로 장전된 궐련(23)과 관련되어 설명된 자유유동 필터(92)와 흡입필터(94) 및 플러그웨브(84)를 포함하여 이루어진 한쌍의 끝단(62)을 구비할 것이다. 다른 예로서, 만일 절단된다면 2합체 담배로드(60)는 2개의 완전한 담배로드(60)를 형성할 것이다.

도 7을 참조하면, 2합체 담배로드(60)의 생산은 2합체 담배플러그(80)의 형성과 12합체 자유유동 필터플러그(74)의 공급을 성취함으로써 개시된다.

바람직하게는, 담배플러그(80)는 절단된 장전물(바람직하게는 혼합됨)이 이송벨트상의 담배의 연속된 로드내에 형성되고 플러그웨브(84)의 연속리본으로 포장된 다음 그 길이방향의 시임을 따라 접착되고 열로 밀봉되는 (몰린스마크 9 담배로드제조기계와 같은) 종래의 궐련로드제조기계(122)에 형성된다. 그 다음, 담배로드제조기(122)의 출력물은 커터(124)에서 절단되고 몰린스 2중작용 플러그-튜브 조합장치와 같은 조합기계의 제 1호퍼(128)에 대한 적당한 장치(126)에 의해 전달된다. 전달장치(126)는 4합체 담배플러그(80)를 갖춘 제 1호퍼(128)를 적재하기 위해 HCF(독일 Hauni Maschinenau AG사의 장전물 제품) 트레이 장전물이나 균등하게 적절한 다른 장치를 포함할 수 있다. 다른 적당한 플러그 전달장치는 유량컨베이어나 공압튜브 또는 이와 유사한 것으로 이용될 수 있다.

유사하게는, 12합체 자유유동 필터플러그(74)는 베르거 등에 의한 미국특허 제 3,637,447호의 특히 4번째 세로단에서 설명된 것과 같은 튜브형상의 필터로드제조기(130)로부터 연속적인 방식으로 생산된다. 로드제조기(130)로부터 튜브형상의 필터재료의 연속로드는 커터(132)에서 12합체 자유유동 필터플러그(74)로 절단되고, 이미 설명된 다른 전달장치가 대신 사용될 수 있음에도 불구하고 바람직하게는 HCF 트레이 장전물을 포함하여 이루어진 적당한 전달장치(136)를 매개로 몰린스의 2중작용 플러그-튜브 조합장치(DAPTC)의 제 2호퍼에 전달된다.

제 2호퍼(134)로부터의 12합체 자유유동 필터플러그(74)는 6개의 2합체 자유유동 필터플러그(74)로 절단되고, 제 1호퍼(128)로부터의 4합체 담배플러그는 2개의 2합체 담배플러그(80)로 절단된다. 이들 2합체 담배플러그(80)와 2합체 자유유동 필터플러그(74)는 컨베이어(140)가 장식벨트(142)를 안내할 때 서로에 대한 관계를 변경하여 위치된다. 이러한 기계작용은 DAPTC 조합장치의 선단에 형성될 수 있다. 2합체 담배플러그(80)와 2합체 자유유동 필터플러그(74) 사이의 공간은 생산되는 궐련(23)의 담배로드(60)에 바람직한 간극(91)의 바람직한 양과 같게 조정된다.

대부분의 몰린스 DAPTC 조합장치에서, 컨베이어(140)상의 2합체 플러그 사이의 이 공간(91)은 압축벨트(141)와 장식벨트(142)가 2합체 자유유동 필터플러그(74)와 2합체 담배플러그(80)를 수용하는 위치나 그 둘레에 위치된 콜레 이터/스페이서로 간단히 조정된다. 2합체 플러그(74)와 2합체 담배플러그(80)의 적당한 위치를 보장하는 다른 적당한 장치는 조합플러그의 분야에 있는 일반 숙련자에게는 매우 자명할 것이다.

장식벨트(142)가 위로 이동할 때, 담배웨브(66)의 연속리본은 일련의 오목부와 일반적인 장력제어롤러(146)를 통해 보빈(144)으로부터 감기고, 최종롤러(150)에 도달하기에 앞서서 접착제도포장치(148)를 지나는 바, 이는 장식벨트(142)의 경로쪽으로 담배웨브(66)의 리본을 안내한다.

마찬가지로, 포장재 띠(71)의 연속리본은 다수의 접착제도포장치(156)를 거친 다음 장식벨트(142)의 경로쪽으로 그리고 장식벨트(142)와 담배웨브(66) 사이에서 포장재 띠(71)의 리본을 안내하는 최종롤러(158) 둘레에서 오목부와 일반적인 포장재 띠(71)의 장력을 조정하는 장치를 통해 보빈(144)으로부터 감긴다.

장식부(160)를 통과하는 동안, 담배웨브(66)의 연속리본과 포장재 띠(71)는 담배로드부(164)를 생산하기 위해 DAPTC기계의 절단헤드에서 절단되는 연속로드(162)를 생산하도록 이격된 2합체 담배플러그(80)와 2합체 자유유동 필터플러그(74) 둘레에서 접힌다. 절단헤드(166)는 마주보는 단에 1합체 담배플러그(80)를 구비한 2합체 담배로드(164)를, 그리고 공간(91)에 의해 담배플러그(80)로부터 분리된 2합체 자유유동필터(74)를 생산하도록 모든 다른 2합체 담배플러그(80)를 절단하기 위해 정렬된다. 2합체 담배로드(164)는 조합기계의 생산물로부터 단위길이의 담배로드를 형성하도록 2합체 담배로드를 반으로 절단하고 끝단장치의 조합드럼에 절단된 담배로드를 전달하는 드럼연결조립체(220)로 전달된다.

본 발명에 따른 장치는 끝단장치의 호퍼에 절단된 담배로드를 적재할 필요가 없으며, 이에 의해 이러한 호퍼장치를 통해 이송하는 동안 담배로드에 발생할 수 있는 손상을 최소화시킨다. 예컨대 공동소유의 미국특허 제 5,666,976호는 4합체 담배로드가 트레이 장전물에 전달된 다음, 4합체 담배로드가 이 4합체 담배로드의 절단에 영향을 미치는 일련의 드럼을 통해 이송되는 끝단장치의 호퍼로, 그리고 나서 1합체 담배로드내로 전달되는 장치에 관해 설명하고 있다. 본 발명에 따른 장치는 담배로드가 제조되는 조합장치의 생산물이 드럼연결조립체에 의해 끝단장치에 직접 연결되므로, 호퍼가 담배로드를 수용할 필요를 없애준다.

도 7에 도시된 DAPTC기계는 드럼연결조립체(220)에 의해 궐련 끝단장치(200;도 9참조)에 단단히 연결된다. 드럼연결조립체는 임의의 적당한 장치내의 다수의 드럼으로 이루어질 수 있다. 담배로드의 선택적인 레이저천공을 허용하는 바람직한 실시예는 도 9에 도시되어 있다. DAPTC기계와 끝단장치(200) 사이의 이러한 접속은 신속하고 효율적인 방법으로 DAPTC에서 끝단장치(200)까지 DAPTC로부터의 완만한 변화를 허용한다.

도 7의 장식부(160)를 다시 참조하고, 도 8a 내지 도 8e를 참조하면, 담배로드(60)의 다양한 요소가 장식부(160)를 통과할 때, 접는 단계의 진행은 담배매트(66)의 연속리본과 2합체 플러그(80,74)가 번갈아 배치되는 연속체 둘레에 포장재띠(71)의 연속리본을 둘러싼다.

도 8a를 참조하면, 장식벨트(142)에 도달할 때, 플러그(74,80)와 담배웨브(66) 및 포장재 띠(71)는 서로에 대해 그리고 압축벨트(141)에 의한 장식벨트(142)에 대해 추진된다. 접착제(172)의 연속비드는 접착제도포장치(148)에 의해 도포될 때 담배웨브(66)의 연속리본의 중앙구역에 또는 그 둘레에 위치된다. 접착제(172)의 이 비드는 2합체 담배플러그(80)와 2합체 자유유동 필터플러그(74)를 담배웨브(66)의 리본에 고정한다.

마찬가지로, 접착제도포장치는 접착제의 주기적인 비드를 배치하는 데에 이용될 수 있으며, 또는 복수의 접착제도포장치(156)가 장식부(160)에서 담배웨브(66)의 연속리본과 접촉되는 포장재 띠(71)의 연속리본의 측면(180)에 접착제(174,176,178)의 연속비드를 배치하는 데에 이용될 수 있다. 이들 접착제(174,176,178)의 박판 비드는 담배웨브(66)와 포장재 띠(71)가 장식부(160)의 2합체 플러그(80,74) 둘레에서 접힐 때 서로에 대해 약간 미끄러질 수 있도록 장식부(160)내로 들어가기 전에 조정되게 하지는 않는다. 적어도 일부 제공에 대한 이 가정은 재료의 파손과 틈의 발생을 피하게 한다.

도 8b와 도 8c를 참조하면, 장식부(160)는 2합체 플러그(74,80) 둘레의 포장재 때(71)의 연속리본과 함께 담배웨브(66)의 연속리본을 연속하여 접는다. 담배웨브(66)와 포장재 띠(71)의 상대위치는 플러그(74,80)의 일측을 따라 포장재 띠(71)의 가장자리부(182)가 담배웨브(66)의 인접한 가장자리를 약간 지나, 바람직하게는 약 1mm 정도 뻗도록 서로로부터 약간 벗어나 있는 한편, 플러그(74,80)의 마주보는 측면을 따라 포장재 띠(71)의 가장자리부(184)는 담배웨브(66)의 인접한 가장자리를 지나 적어도 수 mm 뻗는다. 이러한 가정은 가장자리부(184)가 시임(189)을 형성하기 위해 도 8e에 도시된 플러그(74,80) 위 아래로 완전히 접히기 전에, 도 8d에 도시된 접찹제도포장치(186)에 의해 가장자리부(184)를 따라 접착제의 비드의 도포에 대해 허용된다.

담배웨브(66)는 그렇게 접혀지고, 그 폭은 시임(188)에서 그 자체에 대해 포장되지 않도록 선택된다. 바람직하게는, 어떠한 접착제도 담배로드(60)의 구조에 접착제의 도포를 최소화하도록 담배웨브(66)의 시임이나 그 둘레에 도포되지 않게 된다.

또한, 장식부(160)에서 2합체 플러그(74,80)의 단면형성에 대해 4시, 6시, 8시 위치에서 박판으로 된 접착비드(174,176,178)를 위치시키는 데에 효과적이다.

모든 접착비드(174,176,178,172,190)에 대한 바람직한 접착제는 국립전분에서 얻을 수 있는 액체 전분접착제이다. 접착제(190)의 비드는 완전히 접힌 조건의 담배웨브(66)를 지지하는 데에 충분히 강하다.

바람직한 실시예에 따르면, 조합장치의 생산물은 도 10a와 도 10b와 관련하여 설명된 방식으로 작동되도록 수정되는 하우니맥스와 같은 궐련끝단장치(200)의 입구에서 드럼연결조립체(220)의 캐치드럼(222)에 직접 연결되는 2합체 담배로드플러그(164)이다. 수정된 하우니맥스의 바람직한 구조가 도 9에 도시되어 있다. 하지만, 다른 끝단장치 등도 아래에서 설명되는 궐련제조의 단계를 수행하기 위해 배치될 수 있다.

도 9와 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 끝단장치(200)의 호퍼(192)는 조합동작(194;도 10a참조)의 생산물인 4합체 끝단플러그(62)를 수용하는 바, 튜브형상의 필터로드 제조장치(196)로부터의 2합체 자유유동플러그(92)와 KDF-2와 같은 다른 필터로드 제조장치(198)로부터의 2합체 흡입필터플러그(94)는 플러그웨브(84)와 함께 조합되어 상기 4합체 끝단플러그(62;4개의 부분으로 절단될 때 각각 자유유동필터(92)와 흡입필터(94) 및 플러그웨브(84)으로 이루어진 4개의 끝단플러그(62)을 구비하는 플러그)를 생산하게 된다. 4합체 끝단플러그(62)는 적당한 전달장치에 의해 끝단장치(200)의 호퍼(192)로 전달된다.

궐련(23)을 생산하는 바람직한 방법의 다른 단계의 설명은, 동일한 구조의 장치(200)의 드럼과 상호관련이 있는 구조를 견디는 점선을 포함하는 도 9와 도 10a 및 도 10b에 도시된 장치(200)의 기계적 경로를 따른 각각의 드럼스테이션을 상호참조하면서, 도 10a 내지 도 10b에 도시된 궐련요소의 상대이동과 위치를 참조하여 설명될 것이다.

2합체 담배로드부(164)는 조합장치에서 드럼연결조립체(220)로 직접 전달된다. 도 9에 도시된 실시예에서, 2합체 담배로드는 드럼연결조립체의 캐치드럼(222)에 전달된다. 드럼연결조립체의 드럼은 담배로드를 수용하는 플루트와, 흡입을 매개로 담배로드를 지지하는 데에 바람직한 드럼의 회전위치에서 플루트에 진공을 가하는 진공장치를 포함한다. 진공은 인접한 드럼에 전달하기 위해 담배로드를 전달하는 데에 바람직한 드럼의 회전위치에서 종료된다. 하나의 드럼에서 다른 드럼으로 담배로드의 전달을 용이하게 하기 위해, 드럼은 반대방향으로 회전하고, 즉 하나의 드럼의 시계방향으로 회전하는 담배로드는 이 담배로드가 시계방향 등으로 회전하는 드럼에 의해 선택된 후 반시계방향으로 회전하는 인접한 드럼에 의해 선택된다.

도 9에 도시된 것과 같이, 캐치드럼(222)으로부터 담배로드(60)를 수용하기 위한 다음 부재는 담배로드를 다음 요소에 전달하는 전달드럼(224)이다. 전달드럼(224)은 주 목적은 담배로드(164)를 다음 요소로 적절히 전달되게 하는 것이다. 전달드럼의 다른 목적은 담배로드의 바람직한 전달은 다양한 드럼의 회전에 의해 성취될 수 있으므로 담배로드를 적당히 통과시키는 것이다. 예컨대 도 9의 드럼(232)은 현재 시계반대방향으로 회전하고 있다.

그 다음, 담배로드는 경사판드럼(226)에 전달된다. 경사판드럼(226)의 주목적은 담배로드가 다음 요소로 전달되기 전에 담배로드를 중앙에 위치시키고 담배로드를 적당히 정렬하는 것이다. 그 결과, 담배로드는 담배로드상의 천공을 형성하는 데에 이용될 수 있는 레이저드럼(228)에 전달된다. 레이저드럼(228)은 원주방향으로 또는 길이방향으로 천공을 형성하기 위해 사용자에게 요구된 대로 조정될 수 있지만, 바람직한 방법에서 천공은 원주방향으로 위치된다. 임의의 형태의 레이저장치는 천공을 형성하는 목적을 성취할 수 있도록 사용될 수 있다. 하지만, 천공은 다른 적당한 기술에 의해 제거되거나 형성될 수 있다.

레이저드럼(228) 둘레를 통과한 후에 담배로드는 절단드럼(230)에 전달되며, 담배로드는 절단장치(도시되지 않음)에 의해 절단된다. 바람직한 장치에서, 담배로드는 절단드럼(230)과는 반대방향으로 회전하는 절단장치에 의해 절단된다. 바람직하게는, 절단장치는 담배로드를 64mm의 2합체 담배로드에서 32mm의 2개의 담배로드(60,60')로 절반으로 절단한다.

사용자에 의해 요구된 길이로 담배로드(60,60')가 절단된 후에, 담배로드(60,60')는 분리드럼(232)으로 전달된다. 분리드럼(232)의 주목적은 2개의 담배로드(60,60') 사이에 공간을 형성하도록 2개의 담배로드(60,60')를 분리하는 것으로, 2개의 끝단플러그(62)가 2개의 담배로드(60,60') 사이에 위치될 수 있다.

끝단플러그는 다음과 같이 담배플러그와 조합된다. 우선, 호퍼(192)로부터 4합체 끝단플러그(62)는 제 3의 절단드럼(242)에 전달되고 2개의 2합체 끝단플러그(240,240')로 절단된다. 각 2합체 끝단플러그(240)는 일단에 1합체 자유유동필터(92)를, 그리고 2합체 끝단플러그(240)의 다른 단에 중앙에 위치된 2합체 흡입필터(94)와 다른 1합체 자유유동필터(92)를 구비한다.

그 다음, 2개의 2합체 끝단플러그(240,240')는 분류드럼(244)에서 분류되고, 정렬드럼(246)에서 정렬된다. 정렬된 2합체 끝단플러그(240,240') 분리된 담배플러그(60,60')의 쌍 사이에서 중앙으로 2합체 끝단플러그(240,240')를 위치시키도록 조립드럼(238)의 중앙부에 가속드럼(248)을 통해 전달된다. 이 동작의 끝에서, 조립드럼(238)의 각 플루트상에는 2합체 끝단플러그의 자유유동필터(92)의 자유단이 담배로드(60')의 분리된 쌍의 자유유동필터(74)에 면하게 된다.

다음으로, 조립드럼(238)에 위치된 상기 설명된 요소는 외측레일이 담배로드(60,60')의 관련된 쌍을 그 사이에 위치된 각각의 2합체 끝단플러그(240)와 인접하게 미는 경사판드럼(250)에 전달된다. 한편, 끝단종이의 연속리본은 보빈(254)으로부터 흡입되고, 접착제접착제도포장치(255)를 통해 안내되며, 절단장치(257)에서 2중 확장부(256)를 통해 안내되며, 절단장치(257)에서 2중의 넓은 부분으로 분리된다. 일단 궐련요소가 경사판에 의해 위치되면, 끝단종이(64)의 2중의 넓은 부분의 가장자리부는 각각의 2합체 끝단플러그(240)와 담배로드(60)쌍의 인접한 부분에 부착되어, 2합체 궐련로드(252)를 형성하도록 이들 요소의 연결을 개시하게 된다. 끝단동작은 2합체 궐련로드(252) 둘레에 끝단장치(200)의 2중 확장부(256)를 감은 롤드럼(260)상에서 연속된다. 2합체 궐련로드(252)는 드럼(261)으로 전달되고, 다수의 천공은 2합체 궐련로드(252)상에 선택적으로 형성된다. 바람직한 실시예에서, 천공(263)은 레이저시스템에 의해 형성된다. 천공(263)은 궐련로드(252) 둘레에 원주방향으로 형성되고, 바람직하게는 4 내지 20mm 예컨대 천공이 담배플러그(80)내로 뻗도록 궐련의 자유단(15)으로부터 4 내지 12mm까지 위치된다. 그 다음, 로드(252)는 각 로드(252)로부터 한쌍의 궐련(23,23')을 생산하도록 최종 절단드럼(262)에서 2개로 절단된다. 회전드럼(264)에서, 궐련(23) 중 하나는 다른 궐련(23')과 함께 회전되어 정렬된다.

그 다음, 끝단장치(200)로부터 생산된 궐련(23)의 연속흐름은 포장기계(266)와 판지기계(268)로, 최종적으로 제조설비로부터 선박에 대한 케이스포장기계(270)로 안내된다.

임의의 형태의 천공장치는 필터로드에 부착되기 전에 또는 담배로드가 필터로드에 부착된 후에 담배로드를 천공하는 데에 이용될 수 있다. 바람직한 천공장치는 상업적으로 이용가능한 많은 형태의 레이저천공장치이다. 도 11은 독일 함부르크에 위치한 하우니 머시넨바우 아게의 상품인 하우니 500 레이저천공장치의 일부의 사시도를 나타낸다. 본 발명에 따르면, 레이저장치는 조합장치와 끝단장치 사이에 위치된 드럼연결조립체(220)내의 위치에서 담배로드의 천공구멍을 점화시키는 데에 이용될 수 있다. 더욱이, 다른 하우니 500 레이저장치는 끝단장치의 출구 근처의 위치에서 완전한 궐련의 담배로드의 천공구멍을 연소시키는 데에 이용될 수 있다.

도 11에 도시된 것과 같이, 레이저천공장치(298)는 레이저천공드럼(228)과 담배로드(또는 레이저천공장치가 끝단장치내에 위치되는 경우의 완전한 궐련)를 지지하는 플루트(302), 플루트의 제 1부분에서 플루트의 제 2부분까지 로드/궐련을 말도록 플루트(304)내에 위치된 로드와 궐련을 맞물리게 하는 롤링캠(304;도 13참조) 및, 레이저빔을 담배로드와 궐련사의 2개 위치를 천공하는 2개의 빔으로 나누는 레이저빔 안내장치(306)를 포함한다. 드럼연결장치(220;또는 완전한 궐련의 담배로드)를 통과한 2합체 담배로드의 천공구멍을 점화시키는 바람직한 위치는 담배플러그(80)가 위치되는 담배로드의 단부에서 4 내지 20mm에 위치된 영역이다. 도 6을 참조하면, 형성된 천공구멍(263)은 담배로드 외측 포장재 띠(71)와, 담배매트(66), 담배플러그(80)를 둘러싸는 플러그웨브(84)를 통과하고 담배플러그(80)내까지 형성될 것이다.

도 12는 도 11에 도시된 장치의 사시도로서, 도 11의 반대쪽에서 본 도면이다. 도 12에 도시된 것과 같이, 레이저빔 안내장치(306)는 다수의 빔이 개별적인 담배로드(164)에 집중되는 초점장치(308)를 포함한다. 초점장치(308)의 다른 사항은 도 13과 도 14에 도시되어 있다. 도 13에 도시된 것과 같이, 초점장치는 담배로드가 롤링캠(304)에 의해 플루트(302)의 표면을 따라 축 둘레에서 회전될 때 담배로드(164)에 초점이 맞은 레이저빔(310)을 안내한다. 레이저(도시되지 않음)는 다 음의 담배로드가 빔에 의한 천공에 알맞은 위치에 있을 때까지 빔이 꺼진 후에 플루트내의 담배로드의 회전 동안 진동하는 빔을 전달하도록 프로그램되는 제어장치(도시되지 않음)에 의해 작동된다. 도 14는 레이저(도시되지 않음)로부터의 빔(312)을 나타내며, 제 1미러(314)는 제 1렌즈(316)에 빔(312)의 일부를 굴절시키고, 제 2미러(318)는 제 2렌즈(320)에 빔(312)의 제 2부분을 굴절시킨다. 그 결과, 도 14에 도시된 빔 분리장치는 자유단 부근의 위치에서 2합체 담배로드(164)에 한쌍의 빔을 안내한다.

레이저장치는 담배로드의 임의의 바람직한 천공구멍을 형성하도록 조정될 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 레이저는 각 담배로드의 외면에 약 0.06mm의 폭을 갖는 12개 내지 24개의 구멍을 점화하도록 프로그램된다. 구멍은 담배로드의 원주 둘레로 뻗는 단일 또는 다중의 줄에, 그리고 레이저펄스폭의 길이(레이저가 펄스싸이클의 '온'부분에 있는 시간량)에 따라 형성될 수 있으며, 원주방향의 구멍의 길이는 이에 따라 변경될 수 있다. 더욱이, 줄은 담배로드를 따른 길이방향으로 이격된 위치에 형성될 수 있으며, 예컨대 천공줄은 담배로드의 단부로부터 약 4mm 위치에 형성될 수 있으며, 다른 천공줄은 단부로부터 약 7 내지 12mm의 위치에 형성될 수 있다. 또한, 초점이 담배로드내에 있도록 빔의 초점을 맞춤으로써, 한쌍의 인접한 구멍이 레이저의 각 펄스 동안 담배로드내에 점화될 수 있는데, 즉 이 방법으로 초점이 형성된 단일빔이 담배로드 둘레에 뻗는 천공의 2중열을 형성할 수 있다.

작동 매개변수에 있어서, 레이저장치는 담배로드의 바깥층을 관통하고 구멍 의 바람직한 형태를 제공할 수 있는 한편, 담배로드는 분 당 400개 이상의 로드/궐련을 생산할 수 있는 속도로 드럼연결조립체를 통해 이송된다. 예로서, 1000㎲의 펄스 지속시간을 갖는 300와트의 레이저는 분 당 5000개의 궐련을 생산하는 데에 충분한 속도로 드럼연결조립체를 통해 이동하는 2합체 담배로드의 단일 또는 2중 천공열을 얻기 위해 200 내지 400㎲(레이저가 펄스 지속시간 동안 온되어 있는 시간량)의 펄스폭으로 작동될 수 있다. 이러한 장치에서, 각 열에 12개의 천공을 갖춘 24개 천공의 2중열은 400㎲의 펄스폭을 이용하여 얻어질 수 있다. 하지만, 사용된 실제 동력조정은 특정 레이저장치와 그와 관련된 조정수단에 의존할 것이다.

도 15는 조합장치(400;DAPTC)와, 연결부(402), 제 1레이저천공 스테이션(404), 끝단장치(406;MAX S), 제 2레이저천공 스테이션(408) 및, 가공이 끝난 궐련을 이송하고 적재하며 포장하는 이송장치(410)의 개략적인 배치도를 나타낸다. 도시된 것과 같이, DAPTC 400은 담배로드가 끝단장치의 필터로드에 부착되는 방향에 수직한 방향으로 담배로드를 운반한다.

본 발명은 본 발명의 정신이나 본질적인 특징을 벗어나지 않고 사용되는 다른 실시예나 공정으로 실시될 수 있다. 예컨대 절단 및 분리공정은 다른 다중의 플러그를 절단하기 위해 재형성될 수 있다. 상세한 설명이 바람직한 소정의 기계를 구체화하고 있지만, 이러한 사실에 친숙한 당업계의 일반적인 숙련자는 기술된 공정을 실시하는 다른 기계를 선택할 수 있다. 또한, 소정의 플러그구조는 장전된 중앙부를 구비할 수 있는 튜브형상의 플러그를 대체하여 변경될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 다양한 바람직한 실시예에 따라 도시되고 설명되는 한편, 청구범위에 설 명되어 있는 본 발명을 벗어나지 않고 변경예와 변형예를 통해 실시될 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (59)

1. 장전된 담배로드부와 장전되지 않은 담배로드부를 구획하도록 담배재료가 장전된 튜브형상의 담배매트를 구비하되, 상기 장전된 담배로드부가 궐련의 자유단에 인접하게 위치되는 궐련과;

   전기가열부재와 이 가열부재를 전기로 작동시키는 장치를 구비하고, 상기 궐련을 일부분이라도 수용하도록 된 라이터;를 구비하고,

   상기 궐련과 라이터는 상기 궐련이 라이터내에 수용될 때 상기 라이터의 전기가열부재가 상기 장전된 담배로드부의 일부에 겹쳐지도록 상호 정렬되며, 상기 궐련과 라이터는 상기 궐련이 라이터내에 수용될 때 상기 궐련의 자유단이 차단되도록 상호 정렬되고, 상기 궐련은 상기 장전된 담배로드부를 따른 제 1위치에서 천공구역을 포함하며, 상기 궐련은 상기 장전되지 않은 담배로드부를 따라서는 천공이 형성되지 않도록 되어 있는 전기흡연장치.
2. 담배로드와 이 담배로드의 끝단부에 부착된 필터끝단을 구비하되, 상기 담배로드는 장전된 담배로드부와 장전되지 않은 담배로드부를 구획하도록 담배재료가 장전되고, 상기 장전된 담배로드부가 궐련의 자유단에 인접하게 위치되는 튜브형상의 담배매트를 구비하고, 상기 궐련이 상기 장전된 담배로드부를 따른 제 1위치에 천공구역을 구비하며, 상기 궐련이 상기 장전되지 않은 담배로드부를 따라서는 천공이 형성되지 않도록 되어 있는 전기흡연장치의 궐련.
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28. 담배매트의 리본을 따라 담배플러그와 필터부재를 반복적으로 정렬하는 단계와;

    마주보는 롤러를 갖춘 매트재료로 된 리본을 따르는 이격된 위치에 하나의 구멍열을 뚫는 단계; 및,

    상기 매트와, 반복적으로 정렬된 담배플러그와 필터부재 둘레의 포장재, 담배플러그, 필터부재 및, 담배플러그와 필터부재 사이의 공동부를 한정하는 포장재의 내면을 둘러싸되, 매트구멍열이 단지 담배플러그와 겹치게 배치되는 단계;를 포함하여 이루어진 제2항에 따른 궐련을 제조하는 방법.
29. 조합장치에서 끝단장치로 끝단종이에 의해 필터로드에 부착되는 담배로드를 이송하도록 된 드럼연결조립체와;

    담배로드의 외면에 있는 하나 이상의 구멍을 태워서 뚫는 한편, 상기 담배로드가 상기 드럼연결조립체내에 배치되도록 되어 있는 레이저천공장치;를 구비하는, 제28항의 권련 제조방법에 적합한, 끝단종이를 매개로 필터로드에 담배로드를 조립하기 전에, 담배로드를 천공하는 장치.
30. 제 29항에 있어서, 상기 레이저천공장치는 담배로드내의 적어도 하나의 원주방향으로 뻗는 천공열을 태워서 뚫는 렌즈장치를 포함하는 담배로드를 천공하는 장치.
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36. 제 29항에 있어서, 상기 장치는 끝단장치를 더 포함하되, 이 끝단장치는 한쌍의 천공된 담배로드 사이의 공간에 2합체 필터로드를 위치시킴으로써 천공된 담배로드를 필터로드에 부착하고, 끝단종이가 천공된 담배로드의 일부를 둘러싸도록 2합체 필터로드 둘레에 끝단종이를 둘러싸며, 끝단종이의 단들을 함께 접착하며, 한쌍의 궐련을 생산하도록 2합체 필터로드를 절단하는 수단을 포함하는 담배로드를 천공하는 장치.
37. 제 36항에 있어서, 상기 끝단장치는 궐련에 추가 천공구멍을 형성하는 레이저천공스테이션을 포함하고, 상기 레이저천공스테이션은 담배로드내의 적어도 하나의 원주방향으로 뻗는 추가 천공열을 태워서 뚫는 렌즈장치를 포함하는 담배로드를 천공하는 장치.
38. 담배로드가 조합장치에서 끝단장치로 이동되고 끝단종이에 의해 필터로드에 부착되는, 담배로드를 드럼연결조립체에 공급하는 단계와;

    담배로드가 상기 드럼연결조립체 있는 동안, 레이저천공장치를 작동시킴으로써 담배로드의 외면에 있는 하나 이상의 천공구멍을 태우도록 천공된 담배로드를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진, 제2항에 따른 궐련의 제조에 적합한, 끝단종이를 매개로 필터로드에 담배로드를 조립하기 전에 담배로드를 천공하는 방법.
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48. 연속적인 담배로드가 이격된 2합체 담배플러그와 2합체 중공플러그를 위치시키고, 연속적인 담배로드가 2합체 담배로드로 절단된 후에 상기 이격된 플러그 둘레에 담배웨브와 포장재를 서로 번갈아 배치하고 이들을 둘러쌈으로써 형성되는 조합장치와;

    2합체 담배로드가 끝단종이에 의해 필터로드에 부착되는 끝단장치; 및,

    상기 조합장치를 끝단장치에 직접 연결하고, 상기 조합장치에서 끝단장치로 2합체 담배로드의 이송을 허용하는 이송장치;를 구비하는 제2항에 따른 궐련을 제조하는 장치.
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55. 서로 이격되어 번갈아 배치되고 담배웨브를 둘러싸는 2합체 담배플러그와 2합체 중공플러그를 위치시키고, 상기 이격된 플러그 둘레에 둘러쌈으로써 조합장치의 연속적인 담배로드를 형성하는 단계와; 상기 연속된 담배로드를 조합장치의 외측부에서 2개의 담배로드로 절단하되, 상기 2합체 담배로드가 그 마주보는 단부에 2개의 1합체 담배플러그와 상기 1합체 담배플러그 사이에 위치된 2합체 중공플러그 중 하나를 구비하는 단계;를 포함하여 이루어진, 제2항에 따른 궐련의 담배로드부를 제조하는 방법.
56. 제 55항에 있어서, 상기 조합장치에서 끝단장치로 2합체 담배로드를 이송하기 위해 이송장치를 이용하는 단계와, 2합체 담배로드를 단위길이의 담배로드로 절단하기 위해 이송장치를 이용하는 단계, 2합체 담배로드를 단위길이로 절단하기 전에 2합체 담배로드를 정렬하기 위해 이송장치를 이용하는 단계 및, 단위길이의 절단된 담배로드를 이격시키기 위해 이송장치를 이용하는 단계를 더 포함하여 이루어진 궐련의 담배로드부를 제조하는 방법.
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