KR101738174B1 - 흡연용품용 구성요소를 결합하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

흡연용품의 생산을 위해 2 이상의 다른 구성요소를 결합하는 방법 및 장치가 제공되어 있다. 종래의 절단수단으로 깨끗하게 절단할 수 없는 재료로 만들어진 성분을 하나 이상 포함하는 흡연용품을 제조하는 데 적합하다. 본 발명에 따른 방법은 이동하는 이송경로를 따라 구성요소들의 흐름을 공급하는 단계; 상기 구성요소의 흐름을 둘 이상의 다른 구성요소의 그룹으로 밀집화시키되 각 그룹은 개별적인 담배용품에 대응하고, 그룹내에서 각 구성요소들은 서로 맞닿아 있으며, 구성요소의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에는 미리 정해진 간격을 갖도록 그룹으로 밀집화시키는 단계; 재료의 웹(web of material)으로 구성요소를 감싸는 단계; 및 구성요소 그룹 사이의 각 간격에서 상기 재료의 웹을 절단하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

흡연용품용 구성요소를 결합하는 방법 및 장치{Apparatus and Method for Combining Components for Smoking Articles}
본 발명은 흡연용품용 성분을 결합하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
다수의 성분으로 이루어지는 흡연용품을 생산하기 위한 공정과 장치가 종래에 알려져 있다. 예를들어, 롤링 공정이 사용될 수 있는데, 흡연용품과 성분들이 이동 방향에 대하여 실질적으로 수직으로 정렬된다. 또는 직선 공정이 사용될 수도 있는데, 구성성분들이 이동 방향을 따라 실질적으로 길이방향으로 정렬된다. 어떤 장치에서는 두 공정이 결합되어 사용되는데, 예를들어 결합이 롤링 공정으로 수행될 수 있고, 중합이 직선 공정으로 수행될 수 있다. 그러나, 공지된 장치나 제조공정은, 종래의 칼이나 블레이드와 같은 기계적 절단수단으로 깨끗하게 절단할 수 없는 재료로 만들어진 성분을 포함하는 흡연용품을 제조하는 데는 적당하지 않다.
1. 미국특허 US-A-4,714,082 2. 미국특허 US-A-5,819,751 3. 미국특허 US-A-5,040,551 4. 국제출원 PCT/IB2008/002868
본 발명의 목적은, 종래의 블레이드로 깨끗하게 절단할 수 없는 재료로 만들어진 성분을 하나 이상 포함하는 흡연용품을 제조하는 데 적절한 방법과 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 방법과 장치는, 특히 그러나 절대적이지는 않고, 구성성분 중의 하나가 예컨대 탄소질 열원과 같은 연소성 열원이나 연료요소인 흡연용품을 제조하기에 적절하다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 구성요소(성분)의 하나 이상이 깨끗이 절단되지 않는 흡연용품의 생산을 위한 둘 이상의 서로 다른 구성요소를 결합하기 위한 방법이 제공되어 있는데, 상기 방법은 이동하는 이송경로를 따라 구성요소의 흐름을 공급하는 단계; 상기 구성요소의 흐름을 둘 이상의 다른 구성요소의 그룹으로 밀집화시키되 각 그룹은 개별적인 담배용품에 대응하고, 그룹내에서 각 구성요소들은 서로 맞닿아 있으며, 구성요소의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에는 미리 정해진 간격을 갖도록 그룹으로 밀집화시키는 단계; 재료의 웹(web of material)에 구성요소를 감싸는 단계; 및 구성요소 그룹 사이의 각 공간에서 상기 재료의 웹을 절단하는 단계;를 포함한다.
또 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 구성요소의 하나 이상이 깨끗이 절단되지 않는 흡연용품의 생산을 위한 둘 이상의 서로 다른 구성요소를 결합하기 위한 방법이 제공되어 있는데, 상기 방법은 이동하는 이송경로를 따라 구성요소의 흐름을 공급하는 단계; 상기 구성요소의 흐름을 둘 이상의 다른 구성요소의 그룹으로 밀집화시키되 각 그룹은 개별적인 무팁(un-tipped) 담배용품에 대응하고, 그룹내에서 각 구성요소들은 서로 맞닿아 있으며, 구성요소의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에는 미리 정해진 간격을 갖도록 그룹으로 밀집화시키는 단계; 재료의 웹(web of material)로 구성요소를 감싸는 단계; 및 구성요소 그룹 사이의 각 공간에서 상기 재료의 웹을 절단하는 단계;를 포함한다.
상기 깨끗하게 절단되지 않는 구성요소는 종래의 기계적인 절단수단으로 깨끗하게 절단할 수 없는 구성요소를 말한다. 예를들어, 이런 구성요소는 종래의 블레이드로 절단할 때 부서지거나 바스러지는 경향을 가진 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는 깨끗하게 절단되지 않는 구성요소는 구성요소들의 두 그룹의 사이에 있는 공간부 또는 간격에 인접하게 위치한다. 흡연용품은 끝이 감싸이거나(tipped) 감싸지지 않은 무팁(un-tipped)일 수 있다. 감싸지지 않은 무팁 흡연용품은 흡연용품을 위한 모든 구성요소를 포함하는데, 흡연용품에 대한 성분요소의 모든 형태 및 모든 종류를 포함하고, 다만 마우스피스와 래퍼(wrapper)와 같은 흡연용품의 끝부를 제외한다. 바람직하게는, 상기 깨끗하게 절단되지 않는 구성요소와 끝부는 흡연용품의 양단에 위치한다. 둘 이상의 다른 구성요소들은 깨끗이 절단되지 않는 구성요소에 하나, 둘, 셋, 넷, 다섯이나 그 이상 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 둘 이상의 다른 구성요소들은 깨끗이 절단되지 않는 구성요소에 둘, 셋 또는 네가지 구성요소를 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 둘 이상의 다른 구성요소들은 깨끗이 절단되지 않는 구성요소에 세가지 구성요소, 제1 타입의 구성요소 하나, 그리고 제2 타입의 2개의 구성요소를 포함할 수 있다. 용어 "선두 그룹"과 "꼬리 그룹"은 이동경로 상의 구성요소 그룹의 상대적인 위치를 나타내는 것이지 흡연용품 내의 구성요소의 위치를 나타내는 것이 아니다.
본 발명에 따른 방법과 장치는 다양한 흡연용품을 생산하는 데 유용하게 적용될 수 있는데, 특히 미국특허 US-A-4,714,082, 미국특허 US-A-5,819,751, 미국특허 US-A-5,040,551에 소개된 흡연용품과 같은 가열 흡연용품의 생산에 특히 유용하고, 국제출원 PCT/IB2008/002868에 기술된 흡연용품과 같이 증류기반 흡연용품이나, Premier®와 Eclipse® 라는 브랜드로 알 제이 레이놀드 토바코 컴퍼니에 의해 판매되는 가열식 궐련의 생산에 유용하다.
본 발명에 따른 방법은 다른 구성요소들이 쉽게 대체될 수 있어서 유익한데, 본 발명의 방법은 다른 생산 공정에서 다른 형태의 흡연용품을 생한하는 데 용이하게 적용될 수 있다. 본 방법은 흡연용품을 고속으로 생산할 수 있기 때문에 유용하다. 깨끗하게 절단되지 않는 구성요소를 통해 절단하는 것이 아니라 공간을 두고 재료의 웹을 절단하기 때문에 절단수단을 손상시키는 위험을 피할 수 있다. 탄소성 가열원을 사용하는 경우에 다른 구성요소들이 더러워지거나 까맣게 되는 것을 피할 수 있다는 것을 의미한다.
바람직하게는, 이송경로 상의 구성요소들은 이송경로의 이동방향과 서로에 대해 정렬되는 길이방향 축을 갖는다. 바람직하게는, 이송경로 상의 구성요소들은 흡연용품의 원기둥형 구성요소를 가진다. 흡연용품들 내에서 구성요소들에 손상을 최소화하거나 손상이 없기 때문에 직선형 결합공정이 유리하다.
이동하는 이송경로를 따라 구성요소들의 흐름을 공급하는 단계는 바람직하게는 둘 이상의 다른 구성요소들의 사이에 다른 형태의 둘 이상의 다른 구성요소들을 배치하여, 이송경로 상의 구성요소들이 미리 정해진 순서로 놓이도록 하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에서, 이동하는 이송경로 상의 구성요소들의 순서는 이송경로의 이동방향에 대하여 모두 동일한 방향을 향하는 흡연용품에 상응하게 된다. 즉, 구성요소들은 제1 구성요소, 제2 구성요소, 제3 구성요소, 제1 구성요소, 제2 구성요소, 제3 구성요소, 제1 구성요소, ...로 계속되거나 구성요소들의 적절한 수에 상당하게 계속된다. 예를들어, 구성요소들은 열원과 정렬되고, 그 다음 에어로졸 발생원, 그리고 길다란 확장 체임버, 이런 식으로 정렬된다.
이러한 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 방법은 추가로, 구성요소 그룹들 사이의 각 간격에서 재료의 웹의 절단 단계 후에, 하나 건너 하나씩의 흡연용품을 회전시켜 인접한 흡연용품들이 이동방향에 대하여 반대방향을 향하도록 한다.
다른 실시예에서, 이동하는 이송경로 상의 구성요소들의 순서는 이송경로의 이동방향에 대하여 반대방향으로 향하는 교대로 위치되는 흡연용품에 상응하게 되어 있다. 즉, 구성요소들은 제1 구성요소, 제2 구성요소, 제3 구성요소, 제3 구성요소, 제2 구성요소, 제1 구성요소, 제1 구성요소, ...로 계속되거나 구성요소들의 적절한 수에 상당하게 계속된다. 예를들어, 구성요소들은 열원과 정렬되고, 그 다음 에어로졸 발생원, 그리고 길다란 확장 체임버, 길다란 확장 체임버, 에어로졸 발생원, 열원, 이런 식으로 정렬된다.
하나의 실시예에서, 구성요소들의 흐름을 구성요소들의 그룹으로 밀집화시키는 단계는 둘 이상의 다른 구성요소들의 그룹으로 구성요소들의 흐름을 분리하여, 각 그룹은 개별적인 흡연용품에 상응하도록 분리하는 단계; 구성요소들이 서로 맞닿도록 그룹 내에서 구성요소들을 밀집화시키는 단계; 및 구성요소들의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에 미리 정해진 간격을 배치하는 단계;를 포함한다.
미리 정해진 간격의 크기는 개별적인 흡연용품에 상당하는 구성요소들 그룹 사이에서 요구되는 크기이다. 재료의 웹은 각 간격에서 절단된다. 따라서, 부정확한 간격은 절단수단에 손상을 초래할 수 있기 때문에, 각 간격의 크기는 정확해야 한다. 간격은 충분히 커서 절단수단이 재료의 웹을 절단할 수 있도록 하여야 하되 또 충분히 작아서 재료의 웹의 낭비가 생기지 않도록 한다. 하나의 실시예에서, 미리 정해진 간격은 1mm±0.5mm 즉, 0.5mm에서 1.5mm이다. 더 바람직하게는, 미리 정해진 간격은 0.8mm에서 1.2mm이다.
각 구성요소 그룹이 개별적인 무팁 흡연용품에 상당하면, 본 발명에 따른 방법은 추가로 재료의 웹을 절단하는 단계 후에, 무팁 흡연용품에 팁을 구비하는 단계를 포함하여 팁을 구비하는 흡연용품을 형성하게 된다. 바람직하게는 이 팁은 마우스피스이다. 마우스피스는 셀룰로스 아세테이트 토우(cellulose acetate tow)를 포함한다. 바람직하게는 마우스피스는 원통형이다. 바람직하게는 팁을 형성하는 단계는 무팁 흡연용품에 티핑 페이퍼(tipping paper)로 팁을 고정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 재료의 웹에 구성요소들을 감싸는 단계는 웹지(paper web)에 구성요소들을 감싸는 것을 포함한다. 바람직하게는, 재료의 웹은 미리 적용한 열전도성 부재를 포함하는데, 예컨대, 재료의 웹의 내부를 따라 이격된 알루미뉼 포일 패치를 포함한다. 재료의 웹 상에 미리 적용된 열전도성 부재의 위치는 정확해야 한다. 본 발명의 방법은 추가로 웹이나 열전도성 패치에, 재료의 웹의 계속적인 적용을 위하여 접착영역이나, 접착선 또는 연속 또는 간헐적 접착흐름을 적용하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 재료의 웹에 열전도성 재료의 이격된 패치를 적용하는 것을 포함한다.
본 발명의 방법은 재료의 웹에 구성요소들을 감싸는 단계 전에 접착영역이나, 재료의 웹의 내부에 접착선 또는 연속 또는 간헐적 접착흐름을 적용하는 단계를 포함한다. 이것은 재료의 웹을 하나 이상의 구성요소에 고정될 수 있도록 한다. 이것은 완성된 흡연용품의 일체성의 유지에 도움을 줄 수 있다.
바람직하게는, 구성요소들은 원 또는 타원형 단면을 가진 실질적으로 기둥형으로 되어 있다.
바람직한 실시예에서, 깨끗이 절단되지 않는 구성요소는 열원이다. 각 열원은 탄소를 기반으로 하는 열원이다. 각 열원은 비압축성 열분해 탄소기반 열원이다. 바람직하게는, 열원은 원기둥형이다. 이 경우에, 이송경로 상의 각 열원은 이송경로의 이동방향과 실질적으로 정렬된 종축을 가지는 것이 바람직하다. 열원은 하나 이상의 관통 공기흐름 채널을 구비한다.
바람직하게는, 둘 이상의 다른 구성요소는 하나 이상의 에어로졸 발생부를 구비한다. 각 에어로졸 발생부는 담배잎 재료를 포함한다. 바람직하게는 각 발생부는 원기둥형이다. 이 경우에, 이송경로 상의 각 발생부는 이송경로의 이동방향과 실질적으로 정렬된 종축을 가지는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 둘 이상의 다른 구성요소는 하나 이상의 길다란 확장 체임버를 구비한다. 바람직하게는 각각의 길다란 확장 체임버는 원기둥형이다. 이 경우에, 이송경로 상의 길다란 확장 체임버는 이송경로의 이동방향과 실질적으로 정렬된 종축을 가지는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 각각의 길다란 확장 체임버는 개방단부를 가진 원기둥형의 튜브이다. 이 튜브는 판지를 구비한다.
구성요소들은 추가로 예컨대, 열원과 에어로졸 발생부 사이에 위치할 차단 재료와 같은 다른 구성요소들을 구비한다.
바람직한 실시예에서, 둘 이상의 다른 구성요소들은 깨끗이 절단되지 않는 열원, 에어로졸 발생부와 길다란 확장 체임버를 포함하고, 개별적인 흡연용품에 상응하는 각 그룹은, 깨끗이 절단되지 않는 열원, 하나 이상의 에어로졸 발생부 및 하나 이상의 길다란 확장 체임버 중의 어느 하나를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 흡연용품의 생산을 위하여 둘 이상의 다른 구성요소들을 결합하기 위한 장치를 제공하는데, 하나 이상의 구성요소는 깔끔하게 절단되지 않고, 상기 장치는, 이동하는 이송경로를 따라 구성요소들의 흐름을 공급하기 위한 공급수단; 각 그룹이 개별적인 흡연용품에 상응하도록 하고, 그룹 내에서 구성요소들은 서로 맞닿아 있으며, 구성요소의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에 미리 정해진 이격부를 구비하면서, 둘 이상의 다른 구성요소들의 그룹으로 상기 구성요소들의 흐름을 밀집화하기 위한 밀집화 수단; 재료의 웹에 상기 구성요소들을 감싸기 위한 감싸는 수단; 및 구성요소들 그룹 사이의 각 간격에서 재료의 웹을 절단하는 절단수단을 포함하여 이루어진다.
또, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 흡연용품의 생산을 위하여 둘 이상의 다른 구성요소들을 결합하기 위한 장치를 제공하는데, 하나 이상의 구성요소는 깔끔하게 절단되지 않고, 상기 장치는, 이동하는 이송경로를 따라 구성요소들의 흐름을 공급하기 위한 공급수단; 각 그룹이 개별적인 무팁(un-tipped) 흡연용품에 상응하도록 하고, 그룹 내에서 구성요소들은 서로 맞닿아 있으며, 구성요소의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에 미리 정해진 이격부를 구비하면서, 둘 이상의 다른 구성요소들의 그룹으로 상기 구성요소들의 흐름을 밀집화하기 위한 밀집화 수단; 재료의 웹에 상기 구성요소들을 감싸기 위한 감싸는 수단; 및 구성요소들 그룹 사이의 각 간격에서 재료의 웹을 절단하는 절단수단을 포함하여 이루어진다.
바람직하게는, 이송경로 상의 구성요소들은 이송경로의 이동방향과 그리고 서로에 대해 실질적으로 정렬된 종축을 가진다. 이러한 직선형 결합공정은 각 흡연용품 내에서 성분요소들에 손상을 최소화하거나 방지하기 때문에 유리하다.
바람직하게는, 상기 공급수단은 각각의 둘 이상의 다른 구성요소들에 대해 다른 둘 이상의 다른 구성요소들을 사이에 놓이도록 배치되어, 이송경로 상의 구성요소들이 바람직하게 미리 정해진 순서대로 놓이게 되어 있다. 바람직하게는, 상기 공급수단은 각각의 둘 이상의 다른 구성요소들에 대해 다른 둘 이상의 다른 구성요소들을 사이에, 이송경로 상의 정해진 순서에 따라 간격을 가지고 놓이도록 배치되어 있다.
바람직한 실시예에서, 이동하는 이송경로 상의 구성요소들의 순서는 이송경로의 이동방향에 대하여 모두 동일한 방향을 향하는 흡연용품에 상응하게 된다.
위의 바람직한 실시예에서, 상기 장치는 추가로 상기 절단수단 다음에 흡연용품을 하나 건너 번갈아 회전시키기 위한 회전드럼을 구비하여, 인접한 흡연용품들이 이동방향에 대하여 반대 방향으로 향하도록 하게 한다.
다른 바람직한 실시예에서, 이동하는 이송경로의 구성요소들의 순서는 이송경로의 이동방향에 대하여 반대방향으로 향하는 하나 건너의 흡연용품에 상응하게 된다.
바람직하게는, 상기 공급수단은 이동하는 이송경로 위로 구성요소들을 공급하기 위한 하나 이상의 인덱싱 휠(indexing wheel)을 구비한다. 바람직하게는, 각각의 인덱싱 휠은 그 둘레에 다수의 핑거부를 구비한다. 바람직하게는, 핑거부 사이의 간격이 이송경로 상의 구성요소들 사이에 거리를 세팅하게 된다.
하나의 실시예에서, 상기 공급수단은 이송경로의 상류의 공급경로로 각 구성요소를 공급하는 제1, 제2 공급드럼을 구비한다. 바람직하게는, 제1 공급드럼은 그 둘레에 다수의 종방향 홈을 구비한다. 바람직하게는, 제1 공급드럼의 각 홈은 예컨대, 2배, 4배 6배 길이의 구성요소와 같이 몇 배수의 단위 길이를 가진 구성요소를 지지하도록 배치된다. 이 경우에, 바람직하게는 각각의 공급수단은 추가로 제1 공급드럼을 따라 하나 이상의 절단기를 구비하여 상기 제1 공급드럼 상의 상기 배수의 단위길이를 가지는 구성요소가 단위길이의 구성요소로 절단되어 제2 공급드럼으로 넘어가도록 한다. 바람직하게는, 제2 공급드럼은 그 둘레에 다수의 종방향 홈을 구비하는데, 바람직하기는 이 종방향 홈들은 축방향으로 그리고 원주방향으로 이격되어 있어서, 구성요소들이 한번에 하나 이상씩 공급경로로 공급된다. 바람직하게는, 상기 공급수단은 각 제1 공급드럼으로 몇 배수 단위 길이의 구성요소를 공급하기 위한 호퍼를 구비한다.
바람직하게는, 상기 밀집화 수단은, 개별적인 흡연용품에 상응하는 둘 이상의 다른 구성요소들의 그룹으로 구성요소들의 흐름을 구분하기 위한 원주방향으로 이격되어 고정된 핑거부를 가지는 제1 휠; 상기 제1 휠 상에 고정된 핑거부보다 더 가까이 이격되고 원주방향으로 이격된 이동 핑거부를 가지고, 그룹 내에서 구성요소들이 서로 맞닿도록 밀집화시키 위하여 상기 제1 휠의 하류에 배치된 제2 휠; 및 구성요소들의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에 미리 정해진 공간을 세팅하기 위하여, 원주방향으로 이격된 이동 핑거부를 가지고, 상기 제2 휠의 하류에 배치된 제3 휠;을 포함한다.
하나의 실시예에서, 상기 제1, 제2 휠은 실질적으로 동일한 직경을 가진다. 상기 제2 휠 상의 이동 핑거부는, 제1, 제2 휠이 서로 다른 속도로 회전되더라도, 구성요소들을 상기 제1, 제2 휠 사이에 이동되도록 한다. 이것은 바람직하게는 캠에 의하여 제2 휠의 이동 핑거부를 구동함으로써 달성된다.
또, 하나의 실시예에서, 상기 제2 휠과 제3 휠은 다른 직경을 가지고, 제3 휠에서 원주방향으로 이격된 이동 핑거부는 제2 휠에서 원주방향으로 이격된 이동 핑거부보다 좁게 되어 있다. 이것은 구성요소들이 제2 휠에서 제3 휠로 전달될 때, 구성요소들의 그룹들 사이의 간격이 감소되도록 한다. 제3 휠에서의 이동 핑거부는 구성요소 그룹들 사이의 공간의 크기에 있어서 정밀성과 정확성을 가능하게 한다. 이것은 바람직하게는 캠에 의하여 제3 휠에서의 이동 핑거부를 구동함으로써 달성될 수 있다.
상기 재료의 웹은 예컨대, 담배 종이와 같은 종이재질의 웹으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 감싸는 수단에 공급된 재료의 웹은 재료의 웹의 내부를 따라 이격배치된 미리 적용된 열전도성 부재를 포함한다. 본 발명의 장치는 추가로 웹이나 열전도성 재료의 패치에 접착영역 또는 접착선이나 연속적인 또는 간헐적인 접착제 흐름을 도포할 접착수단을 포함하는데, 이는 재료의 웹에 연속적으로 적용하기 위한 것이다. 본 장치는 추가로 재료의 웹의 내부에 열전도성 재료의 이격된 패치를 부착하기 위한 부착수단을 구비한다.
본 장치는, 재료의 웹에 구성요소들을 감싸기 위한 감싸는 수단 앞에 추가로 재료의 웹의 내부에 접착영역 또는 접착선이나 연속적인 또는 간헐적인 접착제 흐름을 도포할 접착수단을 포함한다.
각각의 구성요소들의 그룹이 개별적인 무팁 흡연용품에 상응하면, 본 장치는 흡연용품을 형성하기 위하여, 무팁 흡연용품을 팁을 추가하기 위하여 상기 절단수단의 하류에 팁 부착기(tipper)를 구비한다. 바람직하게는, 상기 팁은 마우스피스이다. 이 마우스피스는 셀룰로즈 아세테이트 토우를 포함한다. 바람직하게는, 이 마우스피스는 원기둥형이다. 바람직하게는 상기 팁 부착기는 티핑 페이퍼로 무팁 흡연용품에 팁을 고정한다. 이 팁 부착기는 어떤 적절한 부착장치도 가능하다. 적절한 팁 부착기의 예는 독일의 Hauni AG에서 제조한 Max-S가 있고, 독일의 Hauni AG에서 제조한 Max-80도 가능하다.
바람직한 실시예에서, 상기 깨끗이 절단되지 않는 구성요소는 열원이다. 각 열원은 탄소기반(carbon-based) 열원이다. 바람직하게는, 열원은 원기둥형이다. 이 경우에, 이송경로 상의 각 열원은 이송경로의 이동방향에 대하여 실질적으로 정렬된 종축을 가지는 것이 바람직하다. 열원은 하나 이상의 관통 공기흐름 채널을 구비한다.
바람직하게는, 둘 이상의 다른 구성요소들은 하나 이상의 에어로졸 발생부를 구비한다. 각각의 에어로졸 발생부는 담배잎 재료를 포함한다. 바람직하게는, 에어로졸 발생부는 원기둥형이다. 이 경우에, 이송경로 상의 각 에어로졸 발생부는 이송경로의 이동방향에 대하여 실질적으로 정렬된 종축을 가지는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 둘 이상의 다른 구성요소들은 하나 이상의 길다란 확장 체임버를 구비한다. 바람직하게는, 각각의 길다란 확장 체임버는 원기둥형이다. 이 경우에, 이송경로 상의 각 길다란 확장 체임버는 이송경로의 이동방향에 대하여 실질적으로 정렬된 종축을 가지는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 각각의 길다란 확장 체임버는 개방단부를 가진 원기둥형의 튜브이다. 이 튜브는 판지를 구비한다.
구성요소들은 추가로 예컨대, 열원과 에어로졸 발생부 사이에 위치할 차단 재료와 같은 다른 구성요소들을 구비한다.
바람직한 실시예에서, 상기 둘 이상의 다른 구성요소들은 깨끗이 절단되지 않는 열원, 에어로졸 발생부와 길다란 확장 체임버를 포함하고, 개별적인 흡연용품에 상응하는 각 그룹은, 깨끗이 절단되지 않는 열원, 하나 이상의 에어로졸 발생부 및 하나 이상의 길다란 확장 체임버 중의 어느 하나를 포함한다.
본 발명의 하나의 카테고리의 실시예에 관련된 특징은 다른 카테고리의 실시예에 대해서도 적용가능하다.
종래의 블레이드로 깨끗하게 절단할 수 없는 재료로 만들어진 구성요소를 하나 이상 포함하는 흡연용품을 제조하는 데 적절한 방법과 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 증류기반 흡연용품을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 실시예에 대한 개념적인 사시도이다.
도 3은 진공벨트 위에 정렬된 구성요소들의 제1 예이다.
도 4는 진공벨트 위에 정렬된 구성요소들의 제2 예이다.
도 5는 도 2의 밀집화 수단의 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 6은 열전도성 부재를 웹지에 적용하는 데 사용되는 장치의 한 예을 나타내는 개념도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 장치와 방법에 대한 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 이는 절대적인 것이 아니면 단지 실시예로서만 설명한다. 본 발명의 장치는, 예컨대 도 1에 보인 흡연용품과 같은 증류기반 흡연용품의 제조 과정에 사용될 수 있다. 도 1에서, 흡연용품(101)은 깨끗이 절단되지 않는 가연성 열원(103), 에어로졸 발생부(105), 2 개의 길다란 확장 체임버(107a, 107b) 및 마우스피스(109)를 축방향으로 맞닿게 정렬되도록 구비하고 이들은 바깥에서 감싸는 외부 래퍼지(111)로 둘러 감겨진다. 이 실시예에서, 깨끗이 절단되지 않는 열원(103)은 원기둥형이고, 열원(103)을 통해 종방향으로 이어지는 중앙 공기흐름 채널(113)을 구비한다. 에어로졸 발생부(105)는 상기 열원(103)의 바로 하류에 위치하고, 이 실시예에서는, 균일화된 담배재료(117)의 원기둥형 마개를 포함하는데, 사출된 담배재료의 종방향으로 정렬된 필라멘트로 이루어져 있다. 이 실시예에서는 알루미늄 포일(foil)로 이루어진 열전도성 부재(121)는 상기 깨끗이 절단되지 않는 열원(103)의 후방을 둘러싸면서 접촉하고 있고, 에어로졸 발생부(105)의 전방에 닿아 있다. 상기 길다란 확장 체임버(107a, 107b)는 상기 에어로졸 발생부(105)의 하류에 위치하고, 이 실시예에서는, 판지(123)로 된 원통형의 끝이 개구된 튜브를 포함한다. 상기 마우스피스(109)는 상기 길다란 확장 체임버(107a, 107b)의 하류에 위치하고, 이 실시예에서는, 셀룰로즈 아세테이트 토우(125)로 된 원기둥형 플러그를 구비한다. 이 실시예에서, 외부 래퍼지(111)는 그 둘레에 구멍(129)을 구비하고, 열전도성 부재(121)의 바로 상류에 위치한다. 흡연용품(101)은 티핑 종이(131)에 의해 둘레가 감싸진다.
도 1은 특히 증류기반 흡연용품의 한 실시예를 나타낸다. 그러나, 다양한 변형실시가 가능하다. 예를들어, 필요한 경우 하나 이상의 다음과 같은 변형실시가 가능할 것이다. 열원은 추가의 또는 다르게 배치된 공기흐름 채널을 구비할 수도 있다. 상기 에어로졸 발생부는 어떠한 적절한 재료라도 포함할 수 있다. 추가의 에어로졸 발생부는 예컨대, 다른 담배재료나 향미재를 포함하도록 할 수 있다. 차단부재가 열원과 에어로졸 발생부 사이에 구비될 수 있다. 두 개의 짧은 확장 체임버 대신에 하나의 긴 확장 체임버를 구비할 수도 있다. 다른 적절한 마우스피스를 구비하거나 마우스피스가 완전히 생략될 수도 있다. 티핑 종이도 생략될 수도 있다. 상기 구멍(129)도 생략되거나 열전도성 부재에 인접하게 배치되어 소비자가 구멍을 통해 알루미늄 포일을 볼 수 있도록 할 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 실시예에 대한 개념적인 사시도이다. 도 2는 무팁 흡연용품의 생산을 위한 다수의 구성요소들을 결합하기 위한 장치의 실시예를 나타낸다. 여기서 구성요소는 열원, 에어로졸 발생부, 확장 체임버 등 상기 흡연용품을 구성하는 구성요소를 지칭한다. 도 2의 실시예는, 도 1에 관련하여 앞에서 설명한 흡연용품과 같은, 종래의 기계적인 절단수단으로 깨끗이 절단되지 않는 구성요소를 구비하는 흡연용품의 생산을 위해 사용된다. 도 2의 실시예에서, 각 흡연용품은 깨끗이 절단되지 않는 열원(203), 에어로졸 발생부(205), 2 개의 길다란 확장 체임버(207) 및 마우스피스(도시 안됨)를 포함한다. 도 2에 보인 장치는, 무팁 흡연용품을 형성하기 위하여, 깨끗이 절단되지 않는 열원(203),에어로졸 발생부(205), 길다란 확장 체임버(207)를 결합하기 위하여 배치되어 있는데, 무팁 흡연용품에 선택적으로 티핑 종이를 이용하여 마우스피스를 부착하여 완성된 흡연용품을 형성할 수 있다.
도 2에서, 장치(201)는 열원(203)을 공급하기 위한 제1 공급수단(203a), 에어로졸 발생부(205)를 공급하기 위한 제2 공급수단(205a) 및 상기 확장 체임버(207)를 공급하기 위한 제3 공급수단(207a)을 구비한다. 도 2의 실시예에서, 제1 공급수단(203a)은 진동 통(203b), 벨트(203e) 및 인덱싱 휠(203f)을 구비한다. 도 2의 실시예에서, 제2 공급수단(205a)은 호퍼(205b), 주 공급드럼(205c), 보조 공급드럼(205d), 진공벨트(205e) 및 제2 인덱싱 휠(205f)를 구비한다. 도 2의 실시예에서, 제3 공급수단(207a)은 호퍼(207b), 주 공급드럼(207c), 보조 공급드럼(207d), 진공벨트(207e) 및 인덱싱 휠(207f)를 구비한다. 본 장치(201)는 추가로 진공벨트(209)와, 구성요소들의 흐름을 구성요소들의 그룹으로 밀집화하기 위한 휠(211, 213, 215) 형태의 밀집화 수단(210), 웹 종이 공급부(219)와 벨트(221)을 사용하는 마무리 영역(217) 및 블레이드(223) 형태의 절단수단을 구비한다. 또 휠(211, 213, 215)을 포함하는 밀집화 수단(210)의 자세한 사항은 도 5에 보이고 있다.
도 2에 보인 장치의 일반적인 작동은 다음과 같다. 열원(203)은 진동 통(203b)로부터 벨트(203e)로 도입되고, 인덱싱 휠(203f)를 통해 진공벨트(209)로 전해진다. 에어로졸 발생부(205)는 호퍼(205b)로부터 도입되고, 주 공급드럼(205c)와 보조 공급드럼(205d)를 통해 진공벨트(205e)로 전해지고, 인덱싱 휠(205f)를 통해 진공벨트(209)로 전달된다. 비슷하게 확장 체임버(207)는 호퍼(207b)로부터 도입되고, 주 공급드럼(207c)와 보조 공급드럼(207d)를 통해 진공벨트(207e)로 전해지고, 인덱싱 휠(207f)를 통해 진공벨트(209)로 전달된다. 다양한 구성요소(203, 205, 207)들이 적절한 간격과 속도로 도입되어 이들의 길이방향 축이 서로에 대해 그리고 필요한 순서에 따라 진공벨트(209)의 이동방향과 실질적으로 축방향으로 정렬된다. 구성요소들의 공급은 도 3과 도 4를 참고로 하여 자세히 설명될 것이다.
다양한 구성요소들이 순서대로 진공벨트(209)를 따라 통과하여 밀집화 수단(210)으로 들어가게 된다. 밀집화 수단(210)의 기능은 구성요소들의 흐름을 구성요소들 그룹으로 밀집화시키는 것인데, 각 그룹은 개별적인 흡연용품에 대응하게 되어 그룹내의 구성요소들은 서로 맞닿게 되고 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에는 미리 정해진 간격의 공간이 부여된다. 추가로 밀집화 수단은 각 공간의 위치를 확실히 하여 상기 블레이드가 구성요소들의 그룹 사이의 공간에서 재료의 웹을 절단할 수 있도록 한다. 밀집화 수단(210)은 도 5를 참조하여 자세히 설명할 것이다.
밀집화 수단(210) 다음에, 구성요소들은 마무리 영역(217)에서 웹 종이로 감싸여진다. 웹 종이 공급부(219)는 적절히 이격되어 미리 적용된 열전도성 부재(도 1의 121로 나타낸 것처럼 알루미늄 포일 패치의 형태로 가능함)를 구비할 수 있는데, 도 6을 참조하여 더 설명될 것이다. 일단 구성요소들이 웹 종이 공급부(219)로부터 공급된 웹 종이로 감싸여지고 나면, 웹 종이는 적절한 지점에서, 블레이드(223)에서 절단된다.
에어로졸 발생부와 확장 체임버의 공급은 더 설명될 것이다. 도 2를 참고로 하면, 공급드럼(205c, 205d)은 에어로졸 발생부(205)를 호퍼(205b)로부터 진공벨트(205e)로 공급하는 데 사용된다. 공급드럼(207c, 207d)는 확장 체임버(207)를 호퍼(207b)로부터 진공벨트(207e)로 공급하는 데 사용된다.
에어로졸 발생부(205)를 위한 주 공급드럼(205c)은 그 원주에 회전축과 나란한 다수의 종방향 홈(도시 안함)을 구비한다. 이 실시예에서, 주 공급드럼(205c)는 시계방향으로 회전한다. 보조 공급드럼(205d)도 그 원주에 회전축과 나란한 다수의 종방향 홈(도시 안함)을 구비한다. 그러나, 보조 공급드럼 (205d)의 각각의 홈은 공급드럼 길이의 단지 6분의 1 부분만큼 이어지고 단일 길이의 에어로졸 발생부를 수용하도록 배치된다. 보조 공급드럼(205d)의 홈은 드럼의 원주 둘레로 서로에 대해 이격되어 있다. 주 공급드럼(205c)을 따라, 5개의 절단 블레이드(도시 안됨)가 구비되어 있는데, 주 공급드럼(205c) 위에서 6배수 에어로졸 발생부의 길이를 단위 길이의 에어로졸 발생부로 절단하여 보조드럼(205d)로 보낸다. 이 실시예에서, 보조드럼(205d)은 반시계 방향으로 회전하고, 단위 길이의 에어로졸 발생부(205)를 진공벨트(205e) 위로 개별적으로 놓는다. 진공벨트(205e)는 구성요소들의 적절한 위치를 확보하도록 하는 고정 핑거부를 구비한다.
확장 체임버(207)를 공급하기 위한 주 공급드럼(207c)은 그 원주 둘레에 회전축에 나란한 다수의 종방향 홈(도시 안됨)을 구비한다. 이 실시예에서, 조 공급드럼(207c)는 시계방향으로 회전한다. 주 공급드럼(207c)은 4배수 길이의 확장 체임버를 수용하도록 배치된다. 보조 공급드럼(207d)도 원주 둘레에 다수의 종방향 홈(도시 안됨)을 구비한다. 그러나, 보조 공급드럼(207d)의 각각의 홈은 이 드럼의 길이의 절반만큼만을 따라 이어지고, 2 개의 단위 길이 확장 체임버를 수용하도록 배치된다. 보조 공급드럼(207d)의 홈은 이 드럼의 원주 둘레에서 서로에 대하여 이격되어 있다. 주 공급드럼(207c)를 따라, 3 개의 회전하는 절단 블레이드(도시 안됨)가 구비되어 있고, 이 절단 블레이드는 주 공급드럼 위에서 4배수 길이의 확장 체임버를 단위 길이 확장 체임버로 절단하여 보조 공급드럼(207d)로 보낸다. 이 실시예에서,보조 공급드럼(207d)은 반시계방향으로 회전한다. 그리고, 각각의 완성된 흡연용품에 2 개의 확장 체임버를 공급하기 위하여 2 개의 단위 길이 확장 체임버는 진공벨트(207e) 위로 함께 놓여진다. 진공벨트는 구성요소들의 정확한 위치를 확보하기 위하여 고정 핑거부를 구비한다.
전형적으로, 흡착이 드럼들에서 구성요소들을 유지하는 데 사용되고, 드럼들 사이의 구성요소들을 이송하기 위하여 공지의 이송 기술이 사용된다. 그러나, 다른 구조도 사용될 수 있다. 도 2의 실시예에서, 주 공급드럼(205c)은 42 개의 종방향 홈을 구비하고, 보조 공급드럼(205d)은 72 개의 이격된 홈을 구비한다. 도 2의 실시예에서, 주 공급드럼(207c)는 42 개의 종방향 홈을 구비하고 보조 공급드럼(207d)는 24 개의 이격된 종방향 홈을 구비한다. 물론, 다른 개수의 홈이 가능하고, 홈이 드럼 주위로 균일하게 이격될 수도 있고 아닐 수도 있다.
진공벨트(205e)와 진공벨트(209) 사이에, 인덱싱 휠(205f)가 구비된다. 이 인덱싱 휠(205f)은 회전하고 에어로졸 발생부(205)를 진공벨트(209) 위로 공급한다. 이 실시예에서, 인덱싱 휠(205f) 위에 4 개의 고정 핑거부(도시 안됨)가 있고, 이 인덱싱 휠은 에어로졸 발생부를 서로 분리시킨다. 이 실시예에서, 인덱싱 휠(205f)은 에어로졸 발생부가 진공벨트(209) 위에 전달될 때 에어로졸 발생부 사이의 거리를 결정한다. 진공벨트(205e)의 속도는 인덱싱 휠(205f)의 회전속도와 진공벨트(209)의 속도와 협동하도록 정해진다.
진공벨트(207e)와 진공벨트(209) 사이에, 인덱싱 휠(207f)가 구비된다. 이 인덱싱 휠(207f)은 회전하고 한번에 두개의 확장 체임버를 진공벨트(209) 위로 공급한다. 이 실시예에서, 인덱싱 휠(207f) 위에 4 개의 고정 핑거부(도시 안됨)가 있고, 이 인덱싱 휠은 확장 체임버를 두개씩의 그룹으로 분리시킨다. 즉, 고정 핑거부는 매 2개의 확장 체임버 뒤에 위치한다. 이 실시예에서, 인덱싱 휠(207f)은 확장 체임버가 진공벨트(209) 위에 전달될 때 확장 체임버 사이의 거리를 결정한다. 진공벨트(207e)의 속도는 인덱싱 휠(207f)의 회전속도와 진공벨트(209)의 속도와 협동하도록 정해진다.
열원의 공급에 대하여 추가로 설명한다. 도 2를 다시 참조하면, 진동 통이 벨트(203e) 위로 (미리 절단된) 열원을 공급하는 데 사용된다.
진공벨트(203e)와 진공벨트(209) 사이에, 인덱싱 휠(203f)가 구비된다. 이 인덱싱 휠(203f)은 회전하고 열원을 진공벨트(209) 위로 공급한다. 이 실시예에서, 인덱싱 휠(203f) 위에 4 개의 고정 핑거부(도시 안됨)가 있다.
진공벨트(209) 위의 여러가지 구성요소들의 바람직한 간격과 순서 및 인덱싱 휠(203f) 위의 고정 핑거부의 수는 최종적인 흡연용품의 구조에 좌우되고, 또 제조에 관련된 차후의 공정에도 좌우된다. 어떤 배치구조에서 (예컨대 다음에 설명될 도 3을 참고), 구성요소들 사이의 규칙적인 간격이 요구될 것이다. 즉, 하나의 구성요소와 다음 구성요소 사이의 동일한 간격이 항상 필요할 것이다. 이것은 인덱싱 휠(203f, 205f, 207f)에 의해 결정된다. 특히, 도 3에 보인 구조를 위하여, 인덱싱 휠(203f) 위에 4 개의 고정 핑거부가 구비된다. 인덱싱 휠(203f)는 진공벨트(203e)로부터 연속적인 공급으로 진공벨트(209) 위로 제어된 수의 열원을 이송한다. 도 3의 구조를 위해, 한번에 하나의 열원이 진공벨트(209) 위로 제공되고, 열원들 사이의 간격은 균등하다.
그러나 다른 구조(예컨대, 아래에서 기술될 도 4 참조)에서는, 구성요소들 사이에 불균일한 간격이 요구된다. 즉, 하나의 구성요소와 다음 구성요소 사이의 간격은 항상 동일하지 않다. 바람직한 구조에서, 동일한 형태의 구성요소들 사이의 2 개의 다른 간격이 사용되어, 제1 구성요소와 제2 구성요소 사이에 제1 간격이, 제2 구성요소와 제3 구성요소 사이에 제2 간격이, 제3 구성요소와 제4 구성요소 사이에 제1 간격이, 제5 구성요소와 제6 구성요소 사이에 제2 간격이 반복되어 사용된다. 또 이것은 인덱싱 휠(203f, 205f, 207f)에 의해 결정된다. 특히, 도 4에 보인 구조를 위하여, 6개의 고정된 핑거부가 인덱싱 휠(203f) 위에 구비된다. 인덱싱 휠(203f)은 진공벨트(203)로부터 연속적인 공급으로 진공벨트(209) 위로 제어된 수의 열원을 이송한다. 도 4의 구조를 위하여, 한번에 2 개의 열원이 진공벨트(209) 위로 제공된다. 각 열원쌍 사이의 간격은 인덱싱 휠(203f)과 진공벨트(209) 사이의 속도의 차이로 발생된다. 진공벨트(209)의 속도는 인덱싱 휠(203f)의 접선속도보다 3배 높다. 이것은 각 열원쌍 사이에 열원 길이 2배의 길이와 동일한 간격을 만든다.
도 3은 진공벨트(209) 위에 구성요소들의 가능한 하나의 순서를 나타낸다. 구성요소들은 단순히 완성된 무팁 흡연용품에 위치될 순서로 놓인다. 즉, 열원(203), 에어로졸 발생부(205), 그 다음 확장 체임버(207), 그 다음 다른 열원(203), 그 다음 다른 에어로졸 발생부(205), 그 다음 확장 체임버(207) 등등의 순서로 놓여진다. 이것은 제1 공급수단(203a)으로부터 각 열원 사이에 동일한 간격이라는 것을 의미하고 (앞에서 설명한 바와 같이),제2 공급수단(205a)으로부터 각 에어로졸 방생부 사이의 동일한 간격, 제3 공급수단(207a)으로부터 각 확장 체임버 쌍 사이의 동일한 간격이라는 것을 의미한다. 도 3에서 가위 표시는 웹 종이가 블레이드(223)에서 또는 그 하류에서 절단된다는 것을 나타낸다. 도 3에서, 동일한 형태의 구성요소들 사이의 간격은 301로 나타낸다.
도 3에 보인 순서는 열전도성 부재의 길이와 위치에 유연성을 허용하기 때문에 유리하고, 또 정확성도 향상시킬 수 있다. 그러나, 기존의 제조공정 중에, 전형적으로, 2 배수 길이의 담배로드가 형성된 다음, 2 개로 절단되며, 상기 2 배수 길이의 로드 사이에 2 배수 길이의 필터 마우스피스가 삽입되고 2 배수 길이의 티핑 종이도 적용된다. 도 3의 구조에서 이러한 것을 허용하기 위하여, 회전드럼이 밀집화 수단의 하류에 팁 부착기 앞에 구비될 수 있다. 이 회전드럼은 무팁 흡연용품의 연속 라인에서 교대로 즉 하나 건너씩 무팁 흡연용품을 회전시켜, 기존의 공정에서처럼, 2 배수 길이의 무팁 흡연용품들 사이에 2 배수 길이의 마우스피스가 삽입되도록 한다.
도 4는 진공벨트(209) 위의 구성요소들에 대한 다른 가능한 순서를 보여준다. 구성요소들은 한번에 2 개의 흡연용품을 생성하도록 순서지워지는데, 하나는 앞으로 향하고 하나는 뒤로 향한다. 즉, 열원(203), 그 다음 에어로졸 발생부(205), 그 다음 확장 체임버(207), 그 다음 추가의 확장 체임버(207), 그 다음 다른 에어로졸 발생부(205), 그 다음 다른 열원(203), 그 다음 제3의 열원, 이하 계속 이렇게 반복된다. 이러한 배치구조는 회전드럼을 사용할 필요가 없이 기존의 티핑 공정에 사용될 수 있어서 유리하다. 도 4에서 불균일 간격을 얻기 위하여, 공급수단(203a, 205a, 207a)의 인덱싱 휠(203f, 205f, 205f)이 동일한 형태의 구성요소들 사이에 2 개의 다른 간격을 가지는 구성요소들을 진공벨트(209)에 공급하기 위하여 배치된다. 열원들 사이의 제1 간격은 번호 401로 나타내었다. 열원들 사이의 제2 간격은 번호 403 나타내었다. (동일한 형태의 다른 구성요소들 사이에는 상응하는 간격(번호표시 안함)이 있다.) 제1 간격(401)은 하나의 2 배수 길이 무팁 흡연용품 내에서 열원들 사이의 간격이다. 제2 간격(403)은 인접한 2 배수 길이 무팁 흡연용품 내에서 열원들 사이의 간격이다. 진공벨트(209)는 밀집화 수단(210)를 향하여 구성요소들을 원하는 위치로 이동시킨다. 진공벨트(210) 아래로부터 흡착이 적용되어 구성요소들이 벨트에 달라붙게 도운다.
도 5는 도 2의 밀집화 수단(210)의 실시예를 나타낸다. 도 5에서, 구성요소들은 진공벨트(209) 위의 위치(501)에서 밀집화 수단으로 들어가고, 벨트(221) 위의 위치(503)에서 밀집화 수단을 나간다. 도 5에서, 구성요소들은 도 4의 순서로 나타나는데, 즉, 한번에 2 개의 무팁 흡연용품을, 하나는 앞을 향하고 하나는 뒤를 향하도록 생성하도록 되어 있다. 그러나, 어떤 적절한 구성요소 순서도 가능하다.
이 실시예에서, 밀집화 수단(210)은 3 개의 휠(211, 213, 215)를 구비한다. 제1 휠(211)은 다수의 구성요소들을 구성요소들 그룹으로 분리하는 데 사용된다. 이 실시예에서, 제1 휠(211)은 6 개의 고정되고 원주방향으로 이격된 핑거부(505a)를 구비하고, 시계방향으로 회전하도록 배치된다. 제2 휠(213)은 각 그룹 내에서 구성요소들을 밀집화시키는 데 사용된다. 이 실시예에서, 제2 휠(213)은 8 개의 원주방향으로 이격되고 이동가능한 두꺼운 핑거부(507a)를 구비하고, 반시계방향으로 회전하도록 배치된다. 각각의 이동가능하고 두꺼운 핑거부(507a)은, 휠(213)에 고정되기 보다는, 캠(507b)에 의해 구동되어 각각의 두꺼운 핑거부(507a)의 휠(213)에 대한 이동이 가능해진다. 제3 휠(215)은 각 구성요소들의 그룹 사이에 간격을 결정한다. 이 실시예에서, 이 실시예에서, 제3 휠(215)은 8 개의 원주방향으로 이격되고 이동가능한 얇은 핑거부(509a)를 구비하고, 시계방향으로 회전하도록 배치된다. 각 무팁 흡연용품 사이의 바람직한 간격은 상응하는 크기를 가진 이동가능한 얇은 핑거부를 구비함으로써, 또는 밀집화 수단(210)과 벨트(221) 사이의 속도비를 조절함으로써 얻어진다. 각각의 이동가능한 얇은 핑거부(509a)는, 휠(215)에 고정되기보다는 캠(509b)에 의해 구동되어, 각각의 얇은 핑거부(509a)의 휠(215)에 대한 이동이 가능하도록 되어 있다.
구성요소들은 진공벨트(209) 위의 위치(501)에서 밀집화 수단(210)으로 공급된다. 구성요소들은 안내부(511)에 의해 휠(211) 상으로 안내되고, 시계방향으로 휠(211)에 의해 화살표 방향으로 이송된다. 각각의 고정된 핑거부(505)는 하나의 무팁 흡연용품과 그 다음 흡연용품의 구성요소들 사이에 위치되고, 각각의 무팁 흡연용품은 구성요소들 그룹을 포함한다. 구성요소들이 진공벨트(209) 위에서 상당히 잘 이격되어 있기 때문에 휠(211) 상에서도 상당히 잘 이격되어 유지된다.
제1 휠(211)과 제2 휠(213) 사이의 맞닿는 접속부에서, 구성요소들이 제2 휠(213)로 전달되고, 화살표로 보인 바와 같이 반시계방향으로 회전하기 시작한다. 구성요소들은 안내부(513)에 의해 휠(209)로 안내된다. 각각의 이동가능한 두꺼운 핑거부(507a)는 고정 핑거부(505a)의 위치에 닿게 되고 하나의 무팁 흡연용품과 다음의 무팁 흡연용품의 구성요소들의 사이에 위치한다. 휠(213)이 8 개의 이동 핑거부(507a)를 가지는 반면, 휠(211)이 7 개의 고정 핑거부(505a)를 가지기 때문에, 휠(211)에서 휠(213)으로 성공적인 구성요소들의 전달을 위하여 두 휠은 서로 다른 속도로 회전하여야 한다. 이것은 두 휠이 동일한 직경을 가지기 때문인데, 8 개의 흡연용품 로드에 상응하는 휠(213)의 완전한 1 회전마다, 휠(211)은 1 회전과 7분의 1 회전을 하여야 한다. 접속부에서 이런 속도의 차이를 수용하기 위하여, 이동 핑거부(507a)는 휠(213)에 고정되어 있다기보다는 캠(507b)에 의하여 구동된다. 캠의 구동에 의해 접속부에서 휠(213)에 대하여 이동시킴으로써 이동 핑거부(507a)가 고정 핑거부(505a)와 동일한 속도로 이동하는 것을 가능하게 한다. 그 다음, 구성요소들이 전달되고 나면, 캠(507b)은 이동 핑거부(507a)를 휠(213)과 동일한 속도로 회전하도록 복귀시킨다. 휠(213)에는 이동 핑거부 사이에 8 개의 간격이 있기 때문에, 휠(213)에서 구성요소들 그룹 내의 구성요소들은 휠(211)에서보다 더 가까이 밀집된다.
그 다음 구성요소들은 휘(213)에 의하여 화살표로 보인 바와 같이, 반시계방향으로 이송된다. 앞에서 언급한 바와 같이, 각각의 이동가능한 두꺼운 핑거부(507a)는 하나의 무팁 흡연용품과 다음의 무팁 흡연용품의 구성요소들의 사이에 위치한다.
제2 휠(213)과 제3 휠(215) 사이의 접속부에서, 구성요소들은 제3 휠(215)로 전달되고 화살표처럼, 시계방향으로 회전하기 시작한다. 구성요소들은 안내부(513)에 의해 휠(209)로 안내된다. 각각의 이동가능한 두꺼운 핑거부(509a)는 고정 핑거부(507a)의 위치에 닿게 되고 하나의 무팁 흡연용품과 다음의 무팁 흡연용품의 구성요소들의 사이에 위치한다. 휠(213)과 같이 휠(215)이 8 개의 이동 핑거부(509a)를 가지기 때문에, 휠(213, 215)들은 그 사이의 접속부에서 대략 동일한 속도로 움직인다. 그러나, 이동 핑거부(509a)가 이동 핑거부(507a)보다 얇기 때문에 하나의 무팁 흡연용품과 다음의 무팁 흡연용품의 구성요소들의 사이에 작은 이격(separaton)을 발생한다. 이를 달성하기 위하여, 휠(213)은 휠(215)와 약간 다른 직경을 가진다. 이동 핑거부(509a)는 휠(215)에 대하여 아주 많은 이동을 요구하지 않지만, 그럼에도 불구하고 이동 핑거부(509a)는 휠(215)에 고정되어 있기 보다는 캠(509b)에 의하여 구동된다. 이것은 이동 핑거부(509a)가 휠(213)과 휠(215) 사이의 접속부에서 휠(215)에 대하여 움직일 수 있도록 하고, 구성요소들을 밀집화시키기 위하여 필요하다. 더욱이, 캠구조는 벨트(221) 위에서, 서로에 대해 구성요소들을 밀집화시키기 위하여 구성요소들의 이송속도를 조절하는 것도 가능하게 한다.
그런 다음 구성요소들은 화살표로 보인 바와 같이 휠(215)에 의하여 시계방향으로 이송된다. 이 단계에서, 구성요소 그룹들 사이의 분리(이동 핑거부(509a)에 의해 선택적으로 정해짐)가 원하는 간격이 되어, 구성요소들이 벨트(221) 위의 위치(503)에서 밀집화 수단(210)을 나갈 때, 구성요소들은 마무리 영역(217)에서 웹 종이로 감싸지게 된다. 앞에서 언급한 바와 같이, 밀집화 수단(210)의 하루에 있는 블레이드(223)는 무팁 흡연용품들 사이의 각각의 간격에서 웹 종이를 정확히 절단하게 된다. 그리하여, 구성요소들의 각 그룹 사이의 간격의 크기는 정확하게 할 필요가 있다. 이것은 도 1의 흡연용품에서 특히 중요한데, 예를들어 열원은 절단하기 어려운 경향이 있기 때문이다. 따라서 부정확한 간격은 블레이드가 열원을 절단하도록 놓이게 하여 블레이드를 손상할 우려가 있다. 하나의 실시예에서, 구성요소 그룹들 사이의 간격은 1mm±0.5mm 즉, 0.5mm에서 1.5mm이다. 더 바람직하게는, 0.8mm에서 1.2mm이다.
구성요소들은 공지의 진공 전달기술을 사용하여 흡착에 의하여 각 휠에 달라붙게 되고 휠들 사이에 전달된다. 그러나 다른 기술도 사용가능하다.
도 5에서, 휠(213, 215)들은 8 개의 이동 핑거부를 가진 것으로 되어 있는데, 8 개의 흡연용품 로드를 위한 8 개의 구성요소 그룹을 수용할 수 있게 되어 있으나, 하나 이상의 어떠한 수의 이동 핑거부도 가능하다. 휠(211)은 7 개의 고정 핑거부를 구비한 것으로 되어 7 개의 흡연용품 로드를 위한 7 개의 구성요소 그룹을 수용할 수 있도록 되어 있으나, 하나 이상의 어떠한 수의 고정 핑거부도 가능하다. 중요한 것은 제1 휠(211)이 제2 휠(213) 보다 작은 수의 구성요소 그룹을 수용하도록 되어 있어서, 구성요소들이 제1 휠에서 제2 휠로 전달될 때 밀집화되는 것이다.
마무리 영역(217)에서, 적절히 이격된 구성요소들은 웹 종이 공급부(219)로부터 공급된 종이로 감싸지게 된다. 이것은 종래의 방식대로 수행된다. 구성요소들이 벨트를 따라 종이 공급부(219)로부터 온 종이 위로 이동할 때, 채널은 더욱 원기둥형으로 되어 구성요소들 둘레로 종이가 감싸게 된다.
도 1의 실시예를 참고하면, 각 증류기반 흡연용품은 알루미늄 포일로 이루어질 수 있는 열전도성 부재(121)를 구비한다. 바람직하게는, 알루미늄 포일은 종이 공급부(219)로 공급되기 전에 웹 종이(111)에 미리 적용될 수 있고 구성요소들을 감싸게 된다. 이격된 알루미늄 포일 패치를 웹 종이에 적용하는 것은 유럽특허출원 EP08250842.5에 기술된 것과 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. 이런 장치의 한 실시예는 도 6에 나타나 있다.
도 6은 알루미늄 포일 패치 형태의 이격된 열전도성 부재를 웹 종이에 적용하는 데 사용된 장치의 한 실시예에 대한 개념적인 도면을 나타낸다. 이 장치(601)는 후방판(603), 알루미늄 포일 공급 보빈(607)로부터 공급되는 알루미늄 포일 도입부(605), 알루미늄 포일을 공급하는 이동롤러(609) 및 고정롤러(611), 접착제 도포기(613), 패치 절단드럼(615), 종이 도입부(617), 종이 도입롤러(619), 패치 전달드럼(621) 및 웹 종이 인출부(623)를 포함한다. 이 실시예에서, 상기 장치는 추가로 천공드럼(625)과 추가의 접착제 도포기(627)를 구비한다. 도 6에서, 두꺼운 선은 알루미늄 포일을 나타내고, 얇은 선은 웹 종이를 나타내며, 이격된 두꺼운 부분을 구비하는 얇은 선은 알루미늄 포일 패치가 부착된 웹 종이를 나타낸다.
알루미늄 포일은 공급보빈(607)로부터 도입부(605)로 공급된다. 그리고, 알루미늄 포일은 이동롤러(609) 둘레로 공급되는데, 이것은 화살표로 나타낸 바와 같이 아래 위로 이동할 수 있어서 알루미늄 포일에서 장력을 조절하게 된다. 그리고, 알루미늄 포일은 화살표 방향으로 공급되어 고정롤러(611)를 통해 추가의 이동롤러(609)로 공급된다. 이동롤러(609)들은 패치 절단드럼(615)과 패치 전달드럼(621)에서 필요한 속도에 따라 들어오는 포일의 속도를 결정하게 된다. 이동롤로(609) 다음에, 접착제 도포기(613)가 포일에 접착영역, 접착선, 연속 또는 간헐적인 접착제 흐름을 도포하게 된다. 그리고, 접착제가 도포된 알루미늄 포일의 패치는 패치 절단드럼(615)과 패치 전달드럼(621)을 향해 진행된다. 바람직하게는, 패치 전달드럼에서 입구에서 흡착이 작용하는 것이 좋고, 패치 전달드럼의 출구에서 공기방출이 작용되는 것이 좋다. 접착제가 적용된 알루미늄 포일이 패치 절단드럼(615)과 패치 전달드럼(621) 사이를 지나갈 때, 포일일 개별적인 알루미늄 패치로 절단된다. 개별적인 패치(접착제쪽이 바깥)는 패치 전달드럼(621) 둘레로 시계방향으로 지나간다. 웹 종이는 종이 도입롤러(619)로 공급된다. 종이가 패치 전달드럼(621)에서개별적인 알루미늄 패치와 접촉할 때, 알루미늄 패치가 종이에 부착된다. 접착제는 가열기(도시 안됨)에 의해 건조된다.
상기 장치는 알루미늄 패치가, 필요한 경우(예컨대, 도 4에 보인 구성요소의 순서를 위해), 웹 종이에 균일하게 않게 분포하는 것도 가능하게 한다. 이 경우에, 전자적 구동제어나 기계적인 캠(도시 안됨)이 들어오는 웹의 속도를 변경하여 패치 전달드럼(621)이 알루미늄 패치를 2 가지 다른 간격으로 웹 종이에 공급하도록 한다.
숙련자에게는 이해될 것이지만, 웹 종이에서 알루미늄 패치의 위치는 중요한데, 이것은 궁극적인 흡연용품에서 열원과 에어로졸 발생부에 대하여 열전도성 부재의 위치에 영향을 주기 때문이다. 이것은 흡연용품의 열전도성 속성에 큰 영향을 주게 되어, 에어로졸 발생부에서 도달하는 온도에 영향을 주게 되며, 결국 흡연자의 흡연경험에도 영향을 주게 된다. 열원이 웹 종이의 포장으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 알루미늄 패치는, 예컨대 접착제 도포기(627)로부터의 접착제를 통해, 선택적으로 열원에 고정될 수도 있다.
천공드럼(625)은, 완성된 흡연용품(도 1 참고)에서 구멍(129)을 형성하기 위하여, 웹 종이에 구명을 형성하는 데 사용된다. 이 구멍은 다르게는 사용자에게 열원으로부터 웹 종이의 일부를 박피하도록 할 수도 있다. 이것은, 흡연용품에 점화하였을 때, 종이가 타지 않게 한다. 도 1에서의 구멍은 흡연용품의 원주 둘레를 따라 연장되도록 보여진다. 이 구멍은 다르게는 흡연용품의 길이방향으로 연장될 수도 있다. 또 다르게는 상기 구멍은 하류쪽 팁 부착기에 추가될 수도 있다.
도입부(617)나 접착제 도포기(627) 영역에 추가의 장치가 프린팅이나 다른 마크를 웹 종이에 적용하기 위하여 공급될 수도 있다.
도 2를 다시 참조하면, 마무리 영역(217)을 나가는 웹 종이는 블레이드(223)에 의하여 절단된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 블레이드(223)는 구성요소들 그룹들 사이의 간격에서 웹 종이를 절단한다. 절단 후에, 마우스피스가 티핑 종이에 의하여 각각의 무팁 흡연용품에 적용된다. 무팁 흡연용품에 팁(마우스피스)을 부착하는 것은 다른 어떤 적절한 티핑 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 2에 보인 장치에서, 우선 구성요소들이 움직이는 진공벨트(209)를 따라 흐름으로 공급된다. 그리고, 밀집화 수단(210)에서, 구성요소들의 흐름이 구성요소들 그룹으로 밀집화되고, 각 그룹은 개별적인 무팁 흡연용품에 상응하게 된다. 그룹 내에서 구성요소들은 서로 맞닿게 되고, 구성요소들의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에 미리 정해진 간격이 부여된다. 그리고, 마무리 영역(217)에서 구성요소들은 재료의 웹으로 감싸진다. 결국, 재료의 웹은 구성요소들의 그룹들 사이의 간격에서 절단된다.
201: 결합장치 203: 열원
205: 에어로졸 발생부 207: 확장 체임버
209: 진공벨트 210: 밀집화 수단

Claims (10)

  1. 이동하는 이송경로를 따라 흡연용품의 구성요소들의 흐름을 공급하는 단계;
    상기 구성요소의 흐름을 둘 이상의 다른 구성요소의 그룹으로 밀집화시키되 각 그룹은 개별적인 담배용품에 대응하고, 그룹내에서 각 구성요소들은 서로 맞닿아 있으며, 구성요소의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에는 미리 정해진 간격을 갖도록 그룹으로 밀집화시키는 단계;
    상기 구성요소를 재료의 웹(web of material)에 감싸는 단계; 및
    상기 구성요소 그룹 사이의 각 간격에서 상기 재료의 웹을 절단하는 단계;를 포함하는, 흡연용품의 생산을 위해 2 이상의 다른 구성요소를 결합하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 이송경로 상의 구성요소들은 이송경로의 이동방향과 서로에 대해 정렬되는 길이방향 축을 갖는, 흡연용품의 생산을 위해 2 이상의 다른 구성요소를 결합하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동하는 이송경로 상의 구성요소들의 순서는 이송경로의 이동방향에 대하여 모두 동일한 방향을 향하는 흡연용품에 상응하게 되어 있는, 흡연용품의 생산을 위해 2 이상의 다른 구성요소를 결합하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구성요소 그룹들 사이의 각 간격에서 재료의 웹의 절단 단계 후에, 하나 건너 하나씩의 흡연용품을 회전시켜 인접한 흡연용품들이 이동방향에 대하여 반대방향을 향하도록 하는, 흡연용품의 생산을 위해 2 이상의 다른 구성요소를 결합하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동하는 이송경로 상의 구성요소들의 순서는 이송경로의 이동방향에 대하여 하나 건너씩 반대방향을 향하는 흡연용품에 상응하게 되어 있는, 흡연용품의 생산을 위해 2 이상의 다른 구성요소를 결합하는 방법.
  6. 흡연용품의 생산을 위하여 둘 이상의 다른 구성요소들을 결합하기 위한 장치로서, 하나 이상의 구성요소는 깔끔하게 절단되지 않는 구성요소가 포함되어 있는 장치에서,
    이동하는 이송경로를 따라 구성요소들의 흐름을 공급하기 위한 공급수단(203a, 205a, 207a);
    각 그룹이 개별적인 흡연용품에 상응하도록 하고, 그룹 내에서 구성요소들은 서로 맞닿아 있으며, 구성요소의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에 미리 정해진 이격부를 구비하면서, 둘 이상의 다른 구성요소들의 그룹으로 상기 구성요소들의 흐름을 밀집화하기 위한 밀집화 수단(210);
    재료의 웹에 상기 구성요소들을 감싸기 위한 감싸는 수단(217); 및
    구성요소들 그룹 사이의 각 간격에서 재료의 웹을 절단하는 절단수단(223):을 포함하여 이루어지는, 흡연용품의 생산을 위하여 둘 이상의 다른 구성요소들을 결합하기 위한 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이동하는 이송경로 상의 구성요소들의 순서는 이송경로의 이동방향에 대하여 모두 동일한 방향을 향하는 흡연용품에 상응하도록 된, 흡연용품의 생산을 위하여 둘 이상의 다른 구성요소들을 결합하기 위한 장치.
  8. 제7항에 있어서, 추가로 상기 절단수단(223) 다음에 흡연용품을 하나 건너 번갈아 회전시키기 위한 회전드럼을 구비하여, 인접한 흡연용품들이 이동방향에 대하여 반대 방향으로 향하도록 하는, 흡연용품의 생산을 위하여 둘 이상의 다른 구성요소들을 결합하기 위한 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 이동하는 이송경로 상의 구성요소들의 순서는 이송경로의 이동방향에 대하여 반대방향으로 향하는 하나 건너의 흡연용품에 상응하도록 된, 흡연용품의 생산을 위하여 둘 이상의 다른 구성요소들을 결합하기 위한 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 밀집화 수단은, 개별적인 흡연용품에 상응하는 둘 이상의 다른 구성요소들의 그룹으로 구성요소들의 흐름을 구분하기 위한 원주방향으로 이격되어 고정된 핑거부(505a)를 가지는 제1 휠(211);
    상기 제1 휠 상에 고정된 핑거부보다 더 가까이 이격되고 원주방향으로 이격된 이동 핑거부(507a)를 가지고, 그룹 내에서 구성요소들이 서로 맞닿도록 밀집화시키 위하여 상기 제1 휠의 하류에 배치된 제2 휠(213); 및
    구성요소들의 선두 그룹과 꼬리 그룹 사이에 미리 정해진 공간을 세팅하기 위하여, 원주방향으로 이격된 이동 핑거부(509a)를 가지고, 상기 제2 휠의 하류에 배치된 제3 휠(215);을 포함하여 이루어지는, 흡연용품의 생산을 위하여 둘 이상의 다른 구성요소들을 결합하기 위한 장치.
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