KR102479736B1

KR102479736B1 - 평평한 연속 물질을 스플라이싱하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102479736B1
Application number: KR1020177004634A
Authority: KR
Inventors: 마태오 큐멜; 세바스티앙 퐁텐
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2022-12-22
Also published as: US10766728B2; RU2694738C2; EP3206978B1; PL3206978T3; CN107580552B; EP3206978A1; JP2017533155A; WO2016059022A1; RU2017107169A3; BR112017003100A2; US11453566B2; CN107580552A; BR112017003100B1; KR20170067713A; RU2017107169A; US20200377321A1; JP6963499B2; US20170233210A1

Abstract

실질적으로 평평한 연속 물질(10)을 스플라이싱하기 위한 장치 및 방법은 제1 실질적으로 평평한 연속 물질(70) 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질(71)을 스플라이싱 위치로 운반하기 위한 운반 유닛(1)을 포함하고 있다. 운반 유닛은 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 서로 평행하게 운반해서 스플라이싱 위치에서 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 중첩부를 형성하기에 적합하다. 압력 유닛(3)이 스플라이싱 위치에 배열되어 있다. 압력 유닛은 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 중첩부의 적어도 일부에 기계적 임펄스를 인가하여, 제1 실질적으로 평평한 연속 물질을 제2 실질적으로 평평한 연속 물질과 적어도 부분적으로 병합하기에 적합하다.

Description

평평한 연속 물질을 스플라이싱하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for splicing flat continuous material}

본 발명은 실질적으로 평평한 연속 물질을 스플라이싱하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 흡연 물품의 제조에서 사용되는 실질적으로 평평한 연속 물질을 스플라이싱하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

에어로졸 발생 물품 또는 예를 들어 필터 플러그나 담배 플러그와 같은 그의 구성요소는 종이, 담배 또는 플라스틱 웹과 같은 실질적으로 평평한 연속 물질로부터 적어도 부분적으로 제조될 수도 있다. 이들 플러그의 생산을 위해 사용되는 특수 물질로 인해, 가공 라인에서의 일부 가공 단계는 2개의 후속 웹에 대하여 종래의 결합 방법을 허용하지 않는다. 예를 들면, 접착제와 같은 결합 물질은 최종 제품의 맛에 영향을 미칠 수도 있다. 테이프로 붙이거나 스테이플러로 찍는 것은 효과적이지 못하거나, 또는 예를 들어 결합된 웹의 퍼넬링(funneling) 또는 압착 공정 내에서, 기계 막힘으로 이어질 수 있는 추가 물질을 웹에 첨가한다.

따라서, 실질적으로 평평한 연속 물질을 스플라이싱하기 위한 장치 및 방법에 대한 필요가 있다. 특히, 에어로졸 발생 물품 또는 흡연 물품의 생산에서 사용될 수 있는 실질적으로 평평한 연속 물질을 스플라이싱하기 위한 장치 및 방법에 대한 필요가 있다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 실질적으로 평평한 연속 물질을 스플라이싱하기 위한 장치가 제공되어 있다. 상기 장치는 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 스플라이싱 위치로 운반하기 위한 운반 유닛을 포함하고 있다. 상기 운반 유닛은 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 서로 평행하게 운반해서 스플라이싱 위치에서 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 중첩부를 형성하기에 적합하다. 상기 장치는 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 중첩부의 적어도 일부에 기계적 임펄스를 인가하여, 제1 실질적으로 평평한 연속 물질을 제2 실질적으로 평평한 연속 물질과 적어도 부분적으로 병합하여 병합된 실질적으로 평평한 연속 물질을 생성하기에 적합한 스플라이싱 위치에 배열된 압력 유닛을 더 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 장치의 일부 구현예는 중첩부가 스플라이싱 위치 내에 있을 때에 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 운반을 중단하기 위한 운반 제어부를 또한 포함하고 있다. 이에 따라, 스플라이싱은 병합될 제1 및 제2 연속 물질이 정지된 동안에 수행될 수도 있다. 운반 제어부에 의해, 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 추가 운반은, 병합된 실질적으로 평평한 연속 물질이 생성되었을 때에 초기화될 수도 있다. 바람직하게는, 이러한 추가 운반은 속도 프로파일을 제어하여 제어된다. 바람직하게는, 속도는 최종 운반 속도까지 서서히, 바람직하게는 일정하게 상승된다. 속도 프로파일을 제어하여 연속 재료를 과도하게 잡아 당기는 것을 피하거나 최소로 유지하여, 병합된 연속 물질이 찢어질 위험을 피하거나 줄일 수도 있다.

중첩부의 적어도 일부에 대하여 실질적으로 평평한 연속 물질에 인가된 기계적 충격은 2개의 웹 사이에 강력한 연결을 생성한다. 스플라이싱 공정에 의해, 상기 물질은 서로 병합되고, 형태 맞춤(form fit) 또는 화학적 연결 또는 형태 맞춤 및 화학적 연결의 조합을 생성할 수도 있다. 연결은, 예를 들면, 기계적 충격 영역의 적어도 일부에서의 물질의 부분 또는 완전 용융에 의해 생성될 수도 있다.

도 1 내지 도 3은 스플라이싱 전 및 후의 실질적으로 평평한 연속 물질의 2개의 웹의 평면도를 보여주고 있고;
도 4는 기계식 압력 유닛을 보여주고 있고;
도 5는 도 4의 압력 유닛의 해머를 보여주고 있고;
도 6은 본 발명에 따른 장치를 보여주고 있다.

인가된 힘의 양은 평평한 물질의 병합을 달성하기에 적합할 수 있고, 실질적으로 평평한 연속 물질의 기계적 또는 물리적 규격에 따라 변할 수도 있다. 본 발명에 따른 장치의 일부 구현예에 따르면, 압력 유닛은 약 100 뉴톤과 약 600 뉴톤 사이의 범위, 바람직하게는 300 뉴톤 초과, 예를 들어 450 뉴톤의 힘을 갖는 기계적 충격을 인가하기에 적합하다. 또한, 연속 웹에 인가된 압력은 연속 웹과 접촉하게 되는 압력 유닛의 표면적에 따라 달라진다. 바람직하게는, 표면적은 약 1cm²와 약 200cm² 사이, 바람직하게는 약 2cm²와 약 100cm² 사이, 보다 바람직하게는 약 4cm²와 약 50cm² 사이이다.

기계적 충격의 지속 시간은 수백 밀리초의 범위 내일 수도 있다. 바람직하게는, 기계적 충격의 지속 시간은 약 100 밀리초와 약 500 밀리초 사이의 범위, 보다 바람직하게는 200 밀리초와 400 밀리초 사이의 범위, 예를 들어 350 밀리초이다.

시트와 같은 2개의 중첩하는 평평한 물질에 인가된 이들 크기 및 지속 범위의 기계적 충격은 흡연 물품 또는 에어로졸 발생 물품의 제조에서 통상적으로 사용되는 시트들 사이에 안정적이고 견고한 연결을 제공한다. 인가된 기계적 충격은 열을 발생시킬 수도 있다. 이렇게 생성된 열은 실질적으로 평평한 연속 물질을 적어도 부분적으로 용융시키고 이에 따라 스플라이싱 공정을 지원할 수도 있다. 열은 또한 외부 열원으로부터 공급되어 스플라이싱 공정을 지원할 수도 있다. 본 발명에 따른 장치의 일부 구현예에서, 상기 장치는 압력 유닛의 적어도 일부분, 바람직하게는 스플라이싱 시에 물질이 접촉하게 되는 해머 에지 또는 해머 에지의 일부분을 가열하는 가열 유닛을 포함하고 있다.

언급된 파워 범위의 힘은 특히 스플라이싱 시 웹을 파손하지 않으면서 인가될 수도 있다. 그러나, 인가된 최소 또는 최대 기계적 충격은 스플라이싱될 실질적으로 평평한 연속 물질에 따라 달라질 수 있고, 이에 따라, 예를 들어 실질적으로 평평한 연속 물질의 두께 또는 경도에 적합하게 될 수 있음이 당업자에게 명백해진다.

압력 유닛은, 예를 들어 실질적으로 평평한 연속 물질의 웹의 다른 면 상에 해머에 대향하여 배열된 앤빌에 대하여 해머질하는 해머로서 실현될 수도 있다. 압력 유닛은 중첩하는 실질적으로 평평한 연속 물질에 작용하는 한편, 실질적으로 평평한 연속 물질은 바람직하게는 적어도 병합 단계 동안 스플라이싱 위치에 정지해 있다. 정지해 있는 실질적으로 평평한 연속 물질 및 바람직하게는 또한 정지식 압력 유닛(실질적으로 평평한 연속 물질의 이동 방향의 관점에서 정지됨)에 의해, 유리하게는 전단력이 스플라이싱 공정 동안에 회피될 수도 있다. 이는, 특히 상기 물질이 스플라이싱 동작 동안에 운반 방향으로 잡아 당겨질 때, 다른 방법의 전단력은 실질적으로 평평한 연속 물질을 변위 또는 손상시킬 수 있기 때문에 유리하다.

본원에서 사용되는 바와 같이 중첩부는 선행하는 제1 실질적으로 평평한 연속 물질의 말단부 및 후속하는 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 선두부가 중첩하는, 즉 (장치 내의 웹 물질의 배향에 따라) 서로 상하로 겹쳐서 놓이거나 또는 서로 옆으로 중첩하는 방식으로 놓이는 평평한 물질의 일부분이다. 여기서, 연속 물질의 말단부 및 선두부는 그 물질의 운반 방향에 대응하는 길이 방향으로 보인다. 바람직하게는, 스플라이싱될 2개의 연속 물질은 동일한 폭을 갖는다. 바람직하게는, 2개의 연속 물질은 그들의 길이방향 중간 축에 대하여 정렬되어 있다. 바람직한 구현예에서, 중첩부는 개별 물질의 폭과 동일한 폭을 갖는다. 중첩부의 길이방향 연장부는 상기 물질의 확실한 스플라이싱을 보장하도록 미리 정해진다. 바람직하게는, 중첩부의 길이방향 연장부는 스플라이싱될 물질 및 물질의 병합을 수행하는 기계적 충격에 적합하다. 바람직하게는, 중첩부의 길이방향 연장부는 작게 유지된다. 중첩부의 길이방향 연장부는 예를 들어 기계적 충격 시에 물질에 작용하는 해머 에지의 폭(여기서 해머 에지의 폭은 물질의 운반 방향으로 연장됨)보다도 적어도 약 2.5배 클 수도 있다. 이에 따라, 중첩부가 차후에 제품으로부터 제거되는 경우에 폐기물이 최소한으로 유지될 수도 있다.

본 발명에 따른 장치에서, 제1 실질적으로 평평한 연속 물질은, 예를 들어 압착되거나 주름진 무단 로드 또는 압착되거나 주름진 실질적으로 평평한 연속 물질의 무단 로드의 생산에서 사용된다. 실질적으로 평평한 연속 물질, 또는 실질적으로 평평한 연속 물질이 권선되는 보빈이 각각 종단되는 경우, 제2 실질적으로 평평한 연속 물질이 장치에 공급될 수도 있다. 그런 다음, 이 제2 실질적으로 평평한 연속 물질이 운반 유닛에 의해 운반되어 제1 실질적으로 평평한 연속 물질과 중첩하고 스플라이싱 위치로 운반된다. 2개의 실질적으로 평평한 연속 물질을 병합한 후, 실질적으로 평평한 연속 물질의 무단 로드의 생산은 현재 병합된 실질적으로 평평한 연속 물질로 그리고 바람직하게는 중단 없이 동일한 속도로 계속될 수도 있다.

본 발명에 따른 장치에 의하면, 물질이 사용되는 에어로졸 발생기의 맛에 영향을 미칠 수도 있는 첨가제나 추가 물질 없이 강력한 연결을 제공할 수도 있다. 중첩부의 적어도 일부에서, 실질적으로 평평한 물질에 인가된 기계적 충격은 2개의 물질의 병합 및 이에 따라 단일의 실질적으로 평평한 연속 물질의 강도에 실질적으로 대응하는 2개의 실질적으로 평평한 연속 물질 간의 연결을 제공한다.

또한, 시트 가공 라인에서의 스플라이싱 공정에 후속하는 공정들에 대한 영향이 없거나 제한적인 연결을 제공할 수도 있다. 이러한 후속 공정들은, 예를 들어 후속하는 양각 공정 또는 로드 형성 공정일 수도 있다. 본 발명에 따른 장치에 의하면, 가공 라인은 제조되는 제품의 품질을 계속 일정하게 하면서 고속으로 연속적으로 작동할 수도 있다. 또한, 생산 시 발생할 수 있는 임의의 폐기물을 최소한으로 유지할 수도 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이 실질적으로 평평한 연속 물질은 흡연 물품의 제조에서 사용될 수 있는 종이, 담배 또는 플라스틱 웹 또는 금속 호일과 같은 물질의 웹일 수도 있다. 바람직하게는, 실질적으로 평평한 연속 물질은 폴리락트산 또는 담배 시트의 연속 시트이다. 실질적으로 평평한 연속 물질은 전처리될 수도 있다. 전처리는 예를 들어 압착 또는 양각 또는 양쪽 모두일 수도 있다.

본 발명에 따른 장치의 일 측면에 따르면, 압력 유닛은 운반 유닛의 이동 방향에 가로질러서 배열되어 있는 해머 에지를 포함하고 있다. 이동 방향에 가로지르는 방향은 스플라이싱 각도만큼 이동 방향에 수직인 방향으로부터 벗어난다. 스플라이싱 각도는 약 10도와 약 60도 사이, 바람직하게는 약 15도와 약 45도 사이의 범위, 예를 들어 40도일 수도 있다. 즉, 해머 에지는 이동 방향에 수직으로 배열되지 않지만 이러한 정확한 수직 방향에 대하여 약간 기울어진다. 바람직하게는, 해머 에지는 스플라이싱될 실질적으로 평평한 연속 물질 또는 실질적으로 평평한 연속 물질의 중첩부 각각의 적어도 일부 또는 전체 폭에 걸쳐 있는 연장부를 갖는다. 그러나, 해머 에지가 2개의 웹 물질의 확실한 스플라이싱을 보장하도록 연속 물질의 전체 폭에 걸쳐 연속적으로 연장될 필요는 없다. 예를 들면, 해머 에지는 또한 연속 물질의 측면들 각각에 걸쳐 연장되거나 또는 연속 물질의 폭에 걸쳐 불연속 스플라이싱 라인을 제공할 수도 있다.

2개의 시트를 조합하여, 상기 물질은 2개의 시트가 중첩하는 두꺼운 부분을 얻는다. 또한, 중첩부에 작용하는 기계적 충격에 의해 추가 범프 또는 역방향 범프가 생성될 수도 있다. 범프는 기본적으로 물질이 안내되는 롤러, 예를 들어 구동 롤러 또는 압착 롤러를 위한 속도 범프로서 기능할 수도 있다. 그러나, 실질적으로 평평한 연속 물질의 불규칙한 안내는 물질을 손상시키거나 또는 시트를 운반 방향에 대하여 비스듬히 배열되게 하거나 잡아당기게 할 수도 있다. 불규칙한 압착은 불규칙한 로드 형성으로 이어질 수 있고, 이에 따라 로드 규격의 재현성을 제한할 수도 있다. 해머 에지를 운반 방향에 소정 각도로 배열하고 이에 따라 기계적 충격을 실질적으로 평평한 연속 물질의 이동 방향에 소정 각도로 인가하여, 하류 롤러 또는 롤러 쌍은 실질적으로 평평한 연속 물질 또는 롤러 각각의 전체 폭에 걸쳐서 동일한 순간에 범퍼에 부딪치지 않을 것이다. 통상적으로, 롤러 또는 롤러 쌍은 실질적으로 평평한 연속 물질의 운반 방향에 수직으로 배열되어 있다. 롤러는 이 롤러의 폭에 걸쳐서 분포된 한 장소, 가능하게는 몇몇 장소에서만 범퍼와 부딪칠 것이다. 예를 들면, 해머 에지는 실질적으로 평평한 연속 물질의 일부 또는 전체 폭에 걸쳐 연장되는 선형 에지일 수도 있다. 그런 다음, 해머 에지에 의해 생성된 스플라이싱 라인이 실질적으로 평평한 연속 물질의 폭을 비스듬히 가로질러서 연장될 것이다. 따라서, 실질적으로 평평한 연속 물질을 통과하는 롤러는 스플라이싱 라인의 일 말단과 부딪칠 것이고 이어서 스플라이싱 라인에 걸쳐 원활하게 연속적으로 롤링할 것이다.

해머 에지는 연속 에지로서 구현될 수도 있다. 대안적으로, 해머 에지는 복수의 에지 부분으로서 구현될 수도 있다. 바람직하게는, 이러한 복수의 해머 에지 부분의 에지 부분은 미리 정의된 거리만큼 분리된 라인에 배열되어 있다.

해머 에지는 실질적으로 직사각형의 충격면 또는 실질적으로 직사각형의 충격면들의 조합을 가질 수도 있다. 대안적으로, 충격면은 타원형 또는 삼각형과 같은 다른 형태를 가질 수도 있다. 바람직하게는, 충격면은 예리한 모서리가 없는 형상을 가질 수도 있다. 바람직하게는, 임의의 모서리가 적어도 0.5mm의 반경을 갖는다. 바람직하게는, 삼각형의 선단은 실질적으로 평평한 연속 물질의 중앙에 배열되어 있다. 이에 따라, 2개의 비스듬히 배열된 스플라이싱 라인은 2개의 실질적으로 평평한 연속 물질을 조합할 때에 실질적으로 평평한 연속 물질에서 생성될 수도 있다. 롤러는 처음에 삼각형의 선단과 부딪칠 것이고, 그런 다음 2개의 스플라이싱 라인 위를 연속적으로 롤링할 것이다.

바람직하게는, 해머 에지의 가로 방향과 수직 방향 간의 각도는 작다. 이는, 길이방향 연장부 또는 병합부의 길이, 예를 들어 스플라이싱 라인의 길이방향 연장부를 제한하기 위해 행해질 수도 있다. 병합부의 길이를 제한하여, 중첩부의 길이도 작게 유지될 수도 있다. 이에 따라, 제품으로부터 중첩부가 제거되는 경우에 폐기물을 최소한으로 유지할 수도 있다.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 측면에 따르면, 상기 운반 시스템은 벨트 컨베이어를 포함하고 있다. 실질적으로 평평한 연속 물질은 벨트 컨베이어 상에 배열되고 벨트 컨베이어에 의해 압력 유닛으로 안내되며 압력 유닛을 통해 가공 라인에서 더욱 안내될 수도 있다. 벨트 컨베이어는, 벨트에 흡입력이 인가되는 진공 벨트일 수도 있다. 흡입력은, 예를 들면 벨트에 배열된 개구들에 인가된다. 흡입력은 실질적으로 평평한 연속 물질을 벨트에 대하여 유지하도록 지지할 수도 있다. 이는, 가벼운 물질이 사용될 때 또는 실질적으로 평평한 연속 물질에 작용하는 중력을 보상하기 위해서 특히 유리할 수도 있다. 제2 실질적으로 평평한 연속 물질은 제2 벨트 컨베이어를 통해 스플라이싱 위치에 있거나 스플라이싱 위치의 상류에 있는 제1 실질적으로 평평한 연속 물질로 운반될 수도 있다. 벨트 컨베이어의 재질은 실질적으로 평평한 연속 물질의 운반을 최적화하기에 적합할 수도 있다. 벨트의 재질은, 예를 들면 실질적으로 평평한 연속 물질의 정전기 대전 또는 실질적으로 평평한 연속 물질의 벨트 컨베이어에 대한 부착을 감소시키기에 적합할 수도 있다. 벨트 컨베이어의 벨트는, 예를 들어 폴리우레탄으로 이루어지거나 폴리우레탄을 포함할 수도 있다.

바람직하게는, 스플라이싱될 2개의 연속 물질만이 해머와 압력 유닛의 앤빌 사이에 배열되어 스플라이싱 공정을 최적화한다. 그러나, 예를 들어 컨베이어 벨트와 같은 운반 시스템의 운반 요소가 연속 물질을 운반하기 위해 사용되는 경우, 이러한 컨베이어 벨트는 병합 구역에서도 존재할 수도 있다. 즉, 컨베이어 벨트는 해머와 앤빌 사이에 배열될 수도 있다. 따라서, 컨베이어 벨트의 재질은 기계적 충격에 견디도록 선택된다. 컨베이어 벨트의 연속 운반으로 인해, 기계적 충격이 컨베이어 벨트의 상이한 위치에 인가되어서 기계 마모가 최소한으로 유지될 수 있게 된다.

벨트 컨베이어는 스플라이싱 위치에서의 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 중첩부의 적어도 일부분의 외측에 배열될 수도 있고, 상기 중첩부의 적어도 일부에서 압력 유닛은 기계적 충격을 인가하기에 적합하다. 운반 시스템의 컨베이어 벨트는, 해머 에지로부터 측방향으로 변위되어서, 예를 들어 병합 구역의 외측이 될 수도 있다. 이에 따라, 압력 유닛 또는 이러한 압력 유닛의 하나 또는 수개의 해머 에지는 기계적 충격을 컨베이어 벨트 상에 인가하지 않지만 중첩하는 연속 물질 상에만 인가한다. 컨베이어 벨트는, 예를 들어 2개의 해머 에지 사이에 배열될 수도 있다.

본 발명에 따른 장치의 다른 측면에 따르면, 상기 운반 시스템은 기류(gas stream)를 제공하기에 적합한 운반 지지 유닛을 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 기류는 실질적으로 평평한 연속 물질의 이동 방향으로 유도되며, 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 또는 제2 실질적으로 평평한 연속 물질 또는 양쪽의 실질적으로 평평한 연속 물질을 이동 방향으로 안내하기 위해 사용된다. 상기 기류는 또한 실질적으로 평평한 연속 물질, 예를 들어 감열성(heat sensitive)의 실질적으로 평평한 연속 물질을 냉각하기 위해 사용될 수도 있다. 기류는 또한 정전기 대전을 방지하거나 감소시키도록 또는 미리 정전기적으로 대전된 실질적으로 평평한 연속 물질을 방전시키도록 정전기 방지 효과를 가질 수도 있다. 이를 위해, 상기 기류는 예를 들어 물방울 또는 이온화 분자를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 냉각하기 위해 사용되는 기류는 조합 단계 동안 또는 그 후에 적용된다. 따라서, 1개 또는 수개의 노즐이 압력 유닛 옆에 또는 운반 라인을 따라 배열될 수도 있다.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 측면에 따르면, 상기 장치는 실질적으로 평평한 연속 물질을 보관하기 위한 버퍼를 더 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 버퍼는 스플라이싱 위치의 하류에 배열되어 있다. 버퍼를 제공하여, 스플라이싱 공정 동안 실질적으로 평평한 연속 물질의 흐름 중단이 보상될 수도 있다. 이에 따라, 압력 유닛의 하류 공정이 여전히 연속적으로 그리고 바람직하게는 실질적으로 일정한 속도로 수행될 수도 있다. 버퍼에 의해, 예를 들어 스플라이싱 공정의 하류의 중단으로 인한 일시적인 운반 속도 증가 또는 감소가 보상될 수도 있다.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 측면에 따르면, 상기 장치는 실질적으로 평평한 연속 물질을 양각하기 위한 양각 롤러를 포함하고 있다. 바람직하게는, 양각 롤러 세트가 제공되며, 여기서 실질적으로 평평한 연속 물질이 롤러 세트의 2개의 롤러 사이로 안내된다. 바람직하게는, 2개의 롤러 세트가 제공되며, 여기서 1개의 롤러 세트는 실질적으로 평평한 연속 물질의 실질적으로 길이 방향으로 양각 구조를 갖는 실질적으로 평평한 연속 물질을 제공하기 위한 것이고, 다른 롤러 세트는 실질적으로 평평한 연속 물질의 이동 방향에 실질적으로 수직으로 양각 구조를 갖는 실질적으로 평평한 연속 물질을 제공하기 위한 것이다. 따라서, 실질적으로 평평한 연속 물질은 길이방향, 가로방향 또는 와플 구조로 제공될 수도 있다. 바람직하게는, 양각 롤러는 스플라이싱 위치의 하류에 배열되어, 웹 물질을, 예를 들어 로드 형상으로 주름지게 하는 것을 개선하거나 용이하게 하기 위한 양각 구조를 갖는 연속 물질을 제공한다.

양각은 연속 물질의 이미 존재하는 압착 구조에 추가로 제공될 수도 있다.

바람직하게는, 동일 구조를 갖는 롤러 세트가 제공되어 있다. 바람직하게는, 상이한 롤러 세트가 롤러들 사이에 동일한 갭을 두고 제공되어 있다. 양각으로 용이하게 하기 위해 롤러 또는 롤러들의 표면에 물질이 적용될 수도 있다. 예를 들면, 물이 적용되어, 예를 들어 롤러를 통과하는 연속 물질에 의해 일어나는 마찰에 의해, 예를 들어 정전기적으로 대전되려는 경향이 있거나 가열되려는 경향이 있는 담배 시트 또는 실질적으로 평평한 연속 물질의 양각을 용이하게 할 수도 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 실질적으로 평평한 연속 물질을 병합하기 위한 방법이 제공되어 있다. 상기 방법은, 제1 실질적으로 평평한 연속 물질을 제공하고 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 제공하는 단계 및 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 중첩부를 형성하는 중첩 방식으로 정렬하는 단계를 포함하고 있다. 상기 방법은 중첩부에 기계적 충격을 인가하는 단계를 더 포함하고 있다. 이에 따라, 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질이 병합된다. 바람직하게는, 상기 방법은 중첩부가 스플라이싱 위치에 있을 때에 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 운반을 중단해서 연속 물질이 스플라이싱될 때 정지하도록 하는 단계를 또한 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 방법은, 그 다음에 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 스플라이싱한 후에 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 운반을 계속하는 단계를 더 포함하고 있다.

일부 바람직한 구현예에서, 바람직하게는 정지된 중첩부에 기계적 충격을 인가하는 상기 단계는 중첩부의 폭에 걸쳐서 그리고 중첩부의 개별 길이방향 위치 상에 기계적 충격을 인가하는 것을 포함하고 있다.

일부 바람직한 구현예에서, 바람직하게는 정지된 중첩부에 기계적 충격을 인가하는 상기 단계는 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질에 의해 걸쳐 있는 평면에 수직으로 기계적 충격을 인가하는 것을 포함하고 있다. 실질적으로 평평한 연속 물질에 수직으로 인가된 힘은 매우 직접적인 방식의 힘 인가이며 매우 국부적으로 유지될 수도 있다. 이에 따라, 실질적으로 평평한 연속 물질이 효과적으로 병합되는 병합부, 즉 영역이 작게 유지될 수 있기 때문에, 중첩부의 길이는 작게 유지될 수도 있다. 또한, 연속 물질의 평면에 수직으로 수행된 기계적 충격은 기계적 충격을 수행하는 장치, 예를 들어 해머 에지의 이동에 대해서만 1 자유도를 필요로 하는 장점을 갖는다. 또한, 수직의 기계적 충격에 의해 기계적 충격을 수행하는 장치의 회전이 회피될 수 있고, 그렇지 않으면 정지된 또는 이동하는 연속 물질과 조율될 필요가 있을 수도 있다.

유리하게는, 기계적 충격을 인가하는 상기 단계는 운반 시스템의 운반 경로의 외측, 예를 들어 스플라이싱 위치에서의 컨베이어 벨트의 운반 경로의 외측에서 수행된다. 이에 따라, 기계적 충격이 운반 시스템의 컨베이어 벨트 또는 임의의 다른 요소 상에는 작용하지 않지만, 스플라이싱될 물질 상에만 작용한다.

스플라이싱은, 예를 들면, 스플라이싱 위치에서의 운반 시스템의 운반 경로의 2개의 측면 상에, 예를 들어 컨베이어 벨트의 2개의 측면 상에 인가하여 수행될 수도 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 측면에 따르면, 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질에서 보았을 때의 중첩부의 길이는 약 15mm와 약 100mm 사이의 범위, 바람직하게는 약 20mm와 약 80mm 사이의 범위, 예를 들어 40mm이다. 바람직하게는, 중첩부는 실질적으로 평평한 연속 물질의 길이방향 연장부의 관점에서 최소한으로 유지된다. 실질적으로 평평한 연속 물질 내의 중첩부는, 예를 들어 흡연 물품 내의 플러그와 같은 제품에서 사용될 실질적으로 평평한 연속 물질의 규격을 충족시키지 못할 수도 있다. 따라서, 중첩부(즉, 2개의 스플라이싱된 시트의 연결부)를 포함하고 있는 로드부는 불합격 처리(reject)될 수도 있으며 추가 제품 제조에서 제거될 수도 있다. 이는, 예를 들면 시트 가공 라인에서 더욱 하류에 불합격 처리 장치를 제공하여 행해질 수도 있다. 예를 들면, 불합격 처리 장치는 로드가 형성되고 개별적인 로드 형상 요소로 절단된 후에 위치할 수도 있다. 중첩부의 식별은, 적절한 검출 수단에, 예를 들어 광학 검출 시스템에 의해 행해질 수도 있다. 예를 들면, 제어 유닛에서 웹 내의 중첩부의 위치를 검출하고 저장할 수도 있다. 이는, 예를 들면, 연결부가, 예를 들어 압력 유닛에서 형성되는 위치일 수도 있다. 그런 다음, 압력 유닛으로부터, 예를 들어 로드 절단 위치까지의 거리만큼 이동한 중첩부를 포함하고 있는 웹 부분이 제거된다.

본 발명에 따른 방법의 일 측면에 따르면, 상기 방법은 상기 조합 단계를 수행하는 동안 또는 그 후에 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 냉각하는 단계를 더 포함하고 있다.

본 발명에 따른 방법의 다른 측면에 따르면, 상기 방법은 기류를 제공하는 단계 및 기류를 적어도 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 또는 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 이동 방향으로 유도하는 단계를 더 포함하고 있다. 이에 따라, 적어도 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 또는 제2 실질적으로 평평한 연속 물질, 바람직하게는 양쪽의 제1 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질이 기류에 의해 이동 방향으로 안내된다. 운반 기류 또는 이 운반 기류를 위해 사용되는 기체 공급원은 또한 실질적으로 평평한 연속 물질 또는 실질적으로 평평한 연속 물질이 접촉하게 되는 물체를 냉각하기 위해 사용될 수도 있다.

상기 방법의 또 다른 측면들과 장점들은 본 발명에 따른 장치에 관하여 이미 설명되었기에 반복되지 않을 것이다.

본 발명에 따른 방법의 다른 측면에 따르면, 상기 방법은 기계적 충격을 인가하기 전에 다음의 추가 단계들: 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 절단해서, 예를 들어 에지 절단부(edge cut), 바람직하게는 실질적으로 상보적인 에지 절단부를 갖는 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 제공하는 단계, 및 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질의 에지 절단부를 정렬시켜서 에지 절단부가 서로 중첩하도록 하는 단계를 포함하고 있다. 상보적인 에지 절단부의 경우, 에지 절단부가 중첩할 때에 서로 평행하게 정렬되어 있다.

상기 방법은 2개의 물질을 중첩하기 전에 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 또는 제2 실질적으로 평평한 연속 물질에 액체, 바람직하게는 물을 분배하는 추가 단계를 포함할 수도 있다.

실질적으로 평평한 연속 물질을 절단하는 단계는 스플라이싱될 선행하는 실질적으로 평평한 연속 물질의 미리 정해진 말단부 및 후속하는 실질적으로 평평한 연속 물질의 미리 정해진 선두부를 제공하여 계속 진행하는 실질적으로 평평한 연속 물질을 제공한다. 따라서, 실질적으로 평평한 연속 물질이 병합되는 중첩부, 및 병합부의 길이방향 연장부도 더욱 정밀하게 정의될 수도 있다. 특히, 길이방향 연장부는, 중첩부가 제거되는 경우에 폐기물을 감소시킬 수 있는 크기로 제한될 수도 있다.

기계적 충격은, 이 기계적 충격이 인가되는, 중첩부 또는 중첩부의 적어도 해당 부분의 두께를 감소시킬 수도 있다. 두께 감소는 중첩부의 약 10% 내지 약 30%의 범위 내일 수도 있다. 예를 들면, 각각이 약 50㎛의 두께를 갖는 폴리락트산의 2개의 시트를 중첩할 때, 병합부의 두께는 약 80㎛의 범위 내일 수도 있다.

실질적으로 평평한 연속 물질의 절단은 후속 방식으로 수행될 수도 있다. 상기 절단은 양쪽의 실질적으로 평평한 연속 물질에 대해 동시에 수행될 수도 있다. 상기 절단은 동일 또는 개별 절단 유닛에서 수행될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 절단은, 2개의 웹의 중첩이 절단 단계 후에 그리고 바람직하게는 2개의 연속 시트를 서로 평행하게 정렬한 후에 수행되도록, 분리된 절단 유닛에서 수행된다. 따라서, 절단 유닛 또는 절단 유닛들의 배열에 따라, 실질적으로 평평한 연속 물질은 서로 옆으로 배열될 수 있거나 또는 절단될 때에 미리 서로 위에 놓일 수도 있다. 중첩할 때, 바람직하게는, 실질적으로 평평한 연속 물질은 실질적으로 평평한 연속 물질의 길이방향 중심축을 따라 중심 맞춤 방식으로 서로 위에 놓이도록 정렬되어 있다. 상기 절단은 에지 절단부 및 분명하게 정의된 말단부 및 선두부를 제공한다. 이에 따라, 중첩부도 분명하게 정의될 수 있고, 특히 상보적인 절단부에 의해 규칙적이거나 대칭인 중첩부가 형성될 수도 있다.

바람직하게는, 상기 절단은 소정 각도로, 바람직하게는 스플라이싱 각도 또는 해머 에지의 각도에 각각 대응하는 절단 각도로 수행된다. 이를 위해, 1개 또는 2개의 칼 또는 절단 에지가 연속 물질의 이동 방향에 가로지르는 방향으로 배열되어 있다. 바람직하게는, 1개 또는 2개의 칼 또는 절단 에지가 연속 시트 물질의 이동 방향에 수직인 방향에 소정 각도로 배열되어 있다. 여기서, 이동 방향에 가로지르는 방향은 이동 방향에 수직인 방향으로부터 약 10도와 약 60도 사이, 바람직하게는 약 15도와 약 45도 사이의 범위, 예를 들어 40도만큼 벗어난다. 즉, 절단 에지 또는 에지들은 이동 방향에 수직으로 배열되지 않지만 정확한 수직 방향에 대하여 약간 비스듬히 배열되어 있다.

실질적으로 평평한 연속 물질들 중 적어도 하나에 액체, 바람직하게는 물을 첨가하는 것은 실질적으로 평평한 연속 물질의 재질을 촉촉하게 하고 연화시킬 수도 있다. 실질적으로 평평한 연속 물질, 특히 담배 시트의 재질은 자체적으로 소정의 끈끈함을 가질 수도 있지만, 이러한 끈끈함은 물을 첨가하여 향상될 수도 있다. 바람직하게는, 액체 또는 물은 하나의 실질적으로 평평한 연속 물질에만 첨가된다. 이에 따라, 첨가된 물은 연결에 부정적 영향을 미칠 수도 있는 과도한 물 없이 실질적으로 평평한 연속 물질의 접촉 영역에서 실질적으로 평평한 연속 물질의 스플라이싱 공정을 지원할 수도 있다. 바람직하게는, 액체로서, 최종 제품에서 발생될 수 있는 에어로졸에 영향을 미치지 않는 유체가 사용된다. 스플라이싱 공정을 지원하는데 사용하기에 적절한 물 이외의 액체는, 예를 들어 알코올과 같은 휘발성 물질일 수도 있다.

바람직하게는, 절단 위치는 스플라이싱 위치의 상류에 위치한다. 바람직하게는, 실질적으로 평평한 연속 물질에 물을 분배하기 위한 물 분배기는 제1 또는 제2 실질적으로 평평한 연속 물질을 절단하기 위한 칼의 위치에 배열되어 있다.

바람직하게는, 제1 실질적으로 평평한 연속 물질 및 제2 실질적으로 평평한 연속 물질은 폴리락트산(PLA) 시트 또는 담배 시트이다.

폴리락트산 시트는 약 10㎛와 약 250㎛ 사이, 바람직하게는 약 50㎛의 두께를 가질 수도 있다. 폴리락트산 시트는 약 80℃ 범위의 낮은 용융 온도를 갖는다. 바람직하게는, 용융 온도는 스플라이싱 시에 도달된다.

담배 시트는 담배 잎, 담배 립 조각, 재구성 담배, 균질화 담배, 압출 담배, 팽화 담배 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 담배 시트는 캐스팅된 잎담배이다. 캐스팅된(cast) 잎담배는, 담배 입자, 섬유 입자, 에어로졸 형성제, 향미, 및 바인더를 포함한 슬러리로부터 형성되어 있는 재구성 담배의 형태이다. 담배 입자들은, 원하는 시트 두께와 캐스트 갭에 따라 바람직하게는 약 30㎛ 내지 80㎛ 또는 약 100㎛ 내지 250㎛의 순으로 입자 크기를 갖는 담배 가루의 형태일 수도 있다. 섬유 입자들은, 담배 줄기 재료, 대, 또는 기타 담배 식물 소재, 및 기타 셀룰로오스계 섬유, 예컨대, 리그닌 함량이 적은 목질 섬유를 포함하고 있을 수도 있다. 섬유 입자들은 낮은 함유율, 예를 들면 대략 2%와 15% 사이의 함유율에 비해 캐스팅된 잎을 위한 충분한 인장 강도를 생성하도록 요구에 따라 선택될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 식물 섬유 등의 섬유들을 전술한 섬유들과 함께 또는 대안으로 삼 및 대나무와 함께 사용할 수도 있다.

캐스팅된 잎담배를 형성하는 슬러리에 에어로졸 형성제(aerosol former)가 첨가될 수도 있다. 기능적으로, 에어로졸 형성제는 캐스팅된 잎담배가 담배 제품에서 사용되며 에어로졸 형성제가 증발 온도를 초과하여 가열되는 경우 에어로졸의 니코틴 또는 향미 또는 니코틴과 향미 모두의 전달을 용이하게 하는 온도 범위 내에서 증발될 수 있어야 한다. 에어로졸 형성제는, 바람직하게는 실온에서 또는 대략 실온에서 캐스팅된 잎담배에 있어서 화학적으로 안정적이며 본질적으로 정지된 상태를 유지하지만 예를 들어 40℃ 내지 450℃의 고온에서 증발될 수 있는 능력에 기초하여 선택된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 에어로졸(aerosol)이라는 용어는, 고체 또는 액체 입자들 및 기상을 포함하고 있는 콜로이드를 가리킨다. 에어로졸은, 고체 입자들과 기상으로 이루어진 고체 에어로졸 또는 액체 입자들과 기상으로 이루어진 액체 에어로졸일 수도 있다. 에어로졸은 기상의 고체 입자와 액체 입자 모두를 포함하고 있을 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 가스와 증기 모두는 기체로 간주한다.

담배 시트는 건조 중량 기준으로 약 5% 내지 약 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수도 있다. 바람직한 구현예에서, 담배 시트는 건조 중량 기준으로 대략 20%의 에어로졸 형성제 함량을 갖는다.

바람직하게는, 에어로졸 형성제는, 극성을 갖고, 습윤제로서 기능할 수도 있으며, 이는 캐스팅된 잎담배의 원하는 범위 내에서 습기를 유지하는 데 일조할 수도 있다. 바람직하게는, 캐스팅된 잎담배 내의 습윤제 함량은 15% 내지 35% 범위이다.

에어로졸 형성제는, 폴리올, 글리콜 에테르, 폴리올 에스테르, 에스테르, 지방산 및 일가 알코올, 예컨대 멘톨로부터 선택될 수도 있으며, 프로필렌 글리콜과 같은 다가 알코올; 글리세린, 에리트리톨, 1,3-부틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 트리에틸 시트레이트, 프로필렌 카르보네이트, 에틸 라우레이트, 트리아세틴, 메소-에리트리톨, 디아세틴 혼합물, 디에틸 수베레이트, 트리에틸 시트레이트, 벤질 벤조에이트, 벤질 페닐 아세테이트, 에틸 바닐레이트, 트리부티린, 라우릴 아세테이트, 라우르산, 미리스트산, 및 프로필렌 글리콜인 화합물들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.

하나 이상의 에어로졸 형성제가 결합되어, 결합된 에어로졸 형성제의 하나 이상의 특성을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 트리아세틴은, 글리세린의 습윤 특성들과 활성 성분들을 전달하는 트리아세틴의 능력을 이용하도록 글리세린 및 물과 결합될 수도 있다.

캐스팅된 담배 잎 또는 기타 담배 시트는 바람직하게는 압착되거나, 주름지거나 또는 접힌 다음 로드 모양의 세그먼트를 형성한다. 캐스팅된 잎 물질은 점착성이 있고 소성 변형이 일어나는 경향이 있다. 압력이 이러한 캐스팅된 잎 세그먼트 상에 가해지면, 세그먼트는 예정된, 예를 들어 원형 형상으로부터 비가역적으로 이탈하는 경향이 있다.

그러나, 또한 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리비닐클로라이드 (PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 초산 셀룰로오스 (CA) 및 알루미늄 호일 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 시트 물질과 같은, 기타 시트 물질은 본 발명에 따른 방법으로 스플라이싱될 수도 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 실질적으로 평평한 연속 물질은 약 150mm와 약 250mm 사이의 폭을 갖는다.

본 발명은 다음과 같은 도면들에 의해 도시되어 있는 구현예들과 관련하여 자세히 설명된다.

도 1 내지 도 3에는 스플라이싱 공정이 도시되어 있다. 제1 연속 평면 물질 웹(70) 및 후속하는 제2 연속 평면 물질 웹(71)이 운반 방향(100)을 따라 운반된다. 양쪽의 웹(70, 71)은 동일한 폭을 갖고 그들의 길이방향 중간 축을 따라 정렬되어 있다. 제1 웹의 말단부 및 제2 웹의 선두부는 서로 상보적인 형태를 갖는 미리 정의된 에지 절단부(700)를 제공하도록 절단되어 있다. 칼(미도시함)은, 웹이 이 웹의 폭에 또는 운반 방향(100)에 수직인 방향(101)에 대하여 소정 각도(102)로 절단되도록 배열되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 그런 다음, 웹(70, 71)이 중첩되어 중첩부(701)를 형성한다. 비스듬히 절단된 웹으로 인해, 중첩부(701)는 평행육면체를 형성한다. 웹이 절단되는 각도(102)는 중첩부의 크기에 영향을 미친다. 특히, 중첩부의 길이방향 연장부(702)는 작은 절단 각도(102)로 작게 유지될 수도 있다. 절단 각도는 약 10도와 약 60도 사이, 바람직하게는 약 15도와 약 45도 사이의 범위, 예를 들어 40도일 수도 있다. 중첩부의 길이방향 연장부(102)는 바람직하게는 10mm와 100mm의 범위, 예를 들어 40mm 내지 80mm의 범위 내이다.

도 3에서, 2개의 웹은 중첩부를 부분적으로 병합하여 스플라이싱되어 있다. 2개의 웹의 연결은 웹(70, 71)의 2개의 측면 상에 배열된 2개의 평행육면체의 형태로 병합부(703)에 의해 형성된다. 2개의 부분이 웹의 측면 에지로 연장되지만 2개의 부분 사이에 공간을 남긴다. 웹의 전체 폭을 연속적으로 병합하는 연속 병합부(703)가 확실한 스플라이싱을 위해 반드시 필요한 것은 아닌 것으로 보여진다. 또한, 병합된 부분들 사이의 공간에는, 컨베이어 벨트(10), 예를 들어 웹을 운반하기 위한 진공 벨트가 웹 아래에 배열되고, 그 벨트는 점선으로 표시되어 있다. 병합부(703)는 앤빌에 대하여 충격을 가하는 2개의 해머에 의해 웹 상에 기계적 충격을 인가하여 생성되고, 여기서 해머들 사이에 배열된 컨베이어 벨트 상에는 기계적 충격이 인가되지 않는다. 해머는 웹의 폭에 걸쳐서 연장되도록 배열되지만, 또한 운반 방향(100)에 수직인 방향(101)에 대하여 소정 각도로 배열되어 있다. 도시된 구현예에서, 절단 각도(102) 및 스플라이싱 각도는 실질적으로 동일하다. 스플라이싱 각도는 또한 절단 각도와 다를 수도 있고, 약 10도 약 60도 사이, 바람직하게는 약 15도와 약 45도 사이의 범위, 예를 들어 40도일 수도 있다.

도 4는, 예를 들어 가압 공기 공급원과 같은, 2개의 해머(31) 및 구동 수단(32)을 갖는 압력 유닛(3)을 보여주고 있다. 구동 수단(32)은 피스톤(30)을 구동시키며, 피스톤은 해머를 구동시킨다. 따라서, 피스톤은, 2개의 해머(31)가 장착되는 확대 헤드부(300)를 포함하고 있다. 해머들(31)은 스플라이싱될 평면 물질에 작용시키기 위한 길이방향 해머면(310)을 각각 포함하고 있다. 해머들(31)은 2개의 해머면(310)이 동일한 가상선 상에 놓이도록 배열되어 있다. 해머들(31)은 이 가상선 상에서 서로로부터 이격되어 있다. 해머들(31)은 해머들을 댐핑하기 위한 2개의 스프링 와셔(313)를 각각 포함하거나 벨로즈를 포함하고 있다. 각 해머는 해머(31)를 가열 또는 냉각하거나 가열 및 냉각하기 위한 외부 연결부(312)를 구비한다. 압력 유닛은 피스톤(30)의 확대 헤드부(300)와의 기계 연결부 내에 길이방향 안내 수단(24)을 더 포함하고 있다. 안내 수단(24)은 해머질 작업 시, 즉 해머(31)를 통해 웹 물질 상에 기계적 충격을 인가할 때에 피스톤(30)을 안내한다. 안내 수단은 해머(31) 상에 균형 있는 힘 분배를 지원하고 해머의 의도하지 않은 회전을 방지할 수도 있다. 압력 유닛(34)은 지지부(35)를 통해 장치에 장착되어 있다.

스플라이싱될 웹의 운반 방향은 화살표(100)를 통해 표시되어 있다. 해머(31)의 위치는 운반 방향(100)에 대하여 비스듬하고, 운반 방향에 수직인 방향에 대하여 절단 각도(102)에 대응하는 스플라이싱 각도로 비스듬하다. 피스톤(30)은 회전에 대하여 고정되지만, 바람직하게는 이 회전 위치는 변할 수도 있다. 따라서, 피스톤(30)은 그의 길이방향 축 주위로 회전되어 해머(31)의 위치를 변화시킬 수 있고, 즉 스플라이싱 각도를 변화시킬 수도 있다.

도 5에는 도 4의 압력 유닛의 2개의 해머(31) 중 하나가 도시되어 있다. 해머(31)는 스플라이싱될 웹 물질 상에 작용하는 해머면을 갖는 해머 에지(310)를 갖는다. 해머(31)는 가열 또는 냉각 연결부를 해머에 연결하기 위한 개구부(311)를 또한 포함하고 있다. 이러한 가열 연결부는, 예를 들어 가열 또는 냉각 유체를 해머의 내부 안으로 또는 그 내부를 통해 도입하기 위한 전기 연결부 또는 튜브 연결부일 수도 있다. 해머에 대한 예시적인 값은, 중량이 120g이고; 크기가 105×18×35mm이며; 해머면의 폭이 6mm일 수도 있다.

바람직하게는, 실질적으로 평평한 해머 에지(310)가 웹 물질을 병합하기 위해 사용된다. 예를 들면, 낮은 용융 온도를 갖는, 즉 기계적 충격 시에 도달되거나 초과되는 용융 온도를 갖는 얇은 물질에 대해, 평면 프로파일이 스플라이싱하기 위해 사용되는 것이 바람직할 수도 있다. 물질의 용융은 강력한 병합부를 생성하기에 충분할 수도 있다. 따라서, 평평한 해머면은 병합부(703)에서 물질을 약화시키는 경향이 있는 구멍 또는 얇은 지점을 생성할 위험 없이 2개의 웹 사이에 확실한 연결부의 형성을 보장한다.

그러나, 스플라이싱될 웹 물질, 예를 들어 웹 당 200㎛보다도 두꺼운, 예를 들어 더 두꺼운 물질에 따라, 또한 구조화된 해머면이 사용될 수도 있다. 구조화된 해머면은, 예를 들어 3차원 톱니형 프로파일을 포함하거나, 또는 피라미드 형상의 돌출부의 격자 구조일 수도 있다. 상기 구조는 하나의 웹의 물질을 제2 웹의 물질 내에 병합하는 것을 지원할 수도 있다.

도 6은, 각각이 예를 들어 종이 또는 플라스틱의 웹, 금속 호일 또는 담배 웹과 같은 실질적으로 평평한 연속 물질을 운반하기 위한 2개의 운반 벨트(10)를 포함하고 있는 운반 유닛(1)을 보여주고 있다. 운반 벨트(10)는 절단 유닛(2)을 통과하고, 이어서 편향 롤러(12)를 통해 안내되어 압력 유닛(3)을 통해 그리고 압력 유닛(3)의 하류에 배열된 양각 롤러(5)를 통해 서로 평행하게 유도된다. 구동 롤러(11) 위에서, 컨베이어 벨트는 재차 편향 롤러(12)를 통해 안내되어서, 연속적인 벨트 루프를 형성할 수도 있다.

절단 유닛들(2)은 절단 유닛(12) 아래의 컨베이어 벨트 상에 운반된 연속 웹을 절단하기 위한 칼(20)을 보유하는 칼 홀더를 각각 포함하고 있다. 절단 유닛들(2)은, 각각이 절단 영역 내의 웹에 또는 예를 들어 도 1 내지 도 3과 관련하여 상기에서 보여주고 설명한 바와 같이 장래의 중첩부(701)의 일부인 웹 부분 상에 물을 공급하기 위한 물 분배기(21)를 또한 구비한다. 물 분배기는 예를 들어 노즐을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 물이 하나의 웹, 바람직하게는 장래에 하부에 놓이는 웹 위에만 분배되거나 분무되어서, 하나의 물 분배기는 선택사항일 수 있거나 또는 한번에 하나의 물 분배기만이 활성화될 수 있게 된다.

압력 유닛(3)은 피스톤의 원위 말단에 배열된 1개 또는 수개의 해머(31)를 포함하고 있는 피스톤(30)을 작동시키기 위한 액추에이터(32)를 포함하고 있다. 앤빌(33)이 피스톤(30) 및 해머(31)와 대향하여 배열되어 있다. 운반 벨트(10)를 통해 운반된 웹은 해머(31)와 앤빌(33) 사이에 위치한 스플라이싱 위치(36)를 통해 평행하게 안내된다. 스플라이싱 위치(36)에서, 웹을 확실하게 스플라이싱하기 위해 필요한 중첩부를 갖도록 웹이 배열되어 있다. 그런 다음, 압력 유닛(3)은 앤빌(33)에 대한 해머(31)로부터의 타격과 같은 기계적 임펄스를 인가하도록 작동되고, 여기서 중첩부가 해머와 앤빌 사이에 배열되어 있다. 이에 따라, 2개의 웹은 함께 병합되고, 더욱 하류에서 양각 롤러(5) 사이를 통과하면서, 소정의 구조, 예를 들어 양각 구조, 압착 구조 또는 접지 구조를 구비할 수도 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 웹은 압력 유닛(3) 내로 그리고 압력 유닛(3)을 통해 수직으로 하방으로 운반된다. 이에 따라, 웹의 운반 및 중첩이 중력에 의해 지지된다. 병합되고 양각된 연속 웹은 장치 밖으로 수직으로 더욱 운반되는 한편, 벨트(10)가 구동 롤러(11)에 의해 뒤로 안내되어 사용시 실제로 웹 물질의 다가오는 말단에 스플라이싱될 추가 웹 물질을 공급한다.

제어 유닛(4)은 압력 유닛(3) 및 구동 롤러(11)를 제어하고 작동시키기 위해 제공되어 있다. 바람직하게는, 웹은 스플라이싱되는 동안에 정지하고 있다. 따라서, 제어 유닛(4)을 통해 구동 롤러(11)가 스플라이싱 공정 동안 컨베이어 벨트(10)를 감속시키거나 정지시킨다. 스플라이싱 공정 후, 적어도 하나의 컨베이어 벨트(10)가 개시되어 현재 스플라이싱된 웹의 운반을 계속한다. 바람직하게는, 이것은 최종 속도에 도달될 때까지 벨트 또는 벨트들의 속도를 천천히 상승시켜서 행해진다.

스플라이싱 설정의 예시적인 구현예는 다음과 같다.

물질: 50㎛±5㎛의 두께를 갖는 2개의 폴리락트산 웹; 40도의 절단 각도로 절단된, 비스듬히 절단된 웹이 약 80mm의 중첩부의 길이방향 연장부를 갖도록 중첩하게 되고;

압력 유닛: 50mm의 단면 및 20cm²의 피스톤 표면을 갖는 피스톤(30)에 2.4바 기압이 인가되고; 약 6cm²의 해머 에지 표면을 각각 갖는 2개의 해머(31)가 약 100℃로 가열되고; 450 뉴톤의 힘 및 350 밀리초의 지속기간을 갖는 기계적 임펄스가 중첩하는 PLA 웹에 인가된다.

도면들에 도시된 바와 같이 구현예들은 2개의 해머를 포함하지만, 본 발명의 범주를 이탈하지 않으면서 이 설정의 변경이 예상될 수도 있다. 예를 들면, 1개 또는 3개의 해머가 제공될 수 있는 반면, 1개, 2개 또는 그 이상의 컨베이어 벨트가 병합 구역의 외측으로 안내된다. 예를 들면, 컨베이어 벨트는 해머(들) 위치의 외측의 관점에서 측방향으로 변위될 수 있을 뿐만 아니라, 인접하는 해머들 사이에 배열될 수도 있다.

1: 운반 유닛
2: 절단 유닛
3: 압력 유닛
4: 제어 유닛
5: 양각 롤러
10: 컨베이어 벨트
11: 구동 롤러
12: 편향 롤러
20: 칼
21: 물 분배기
24: 안내 수단
30: 피스톤
31: 해머
32: 구동 수단
33: 앤빌
34: 압력 유닛
35: 지지부
36: 위치
70: 제1 연속 평면 물질 웹
71: 제2 연속 평면 물질 웹
100: 운반 방향, 화살표
101: 방향
102: 각도
300: 헤드부
310: 해머면
311: 개구부
312: 외부 연결부
313: 스프링 와셔
700: 에지 절단부
701: 중첩부
702: 연장부
703: 병합부

Claims

평평한 연속 물질을 스플라이싱하기 위한 장치로, 상기 장치는
- 제1 평평한 연속 물질 및 제2 평평한 연속 물질을 스플라이싱 위치로 운반하기 위한 운반 유닛으로, 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질을 서로 평행하게 운반해서 상기 스플라이싱 위치에서 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질의 중첩부를 형성하도록 구성된, 운반 유닛;
- 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질의 상기 중첩부의 적어도 일부에 100 밀리초와 500 밀리초 사이의 지속 시간의 기계적 충격을 인가하여, 상기 제1 평평한 연속 물질을 상기 제2 평평한 연속 물질과 적어도 부분적으로 병합하도록 구성된 상기 스플라이싱 위치에 배열된 압력 유닛을 포함하고, 상기 운반 유닛은 벨트 컨베이어를 포함하고, 상기 벨트 컨베이어는 상기 스플라이싱 위치에서의 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질의 중첩부의 적어도 일부분의 외측에 배열되어 있고, 상기 중첩부의 적어도 일부에서 압력 유닛은 기계적 충격을 인가하도록 구성되고,
상기 운반 유닛은 컨베이어 벨트를 포함하고, 상기 압력 유닛은 적어도 해머 에지를 포함하고, 상기 컨베이어 벨트는, 상기 해머 에지로부터 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질의 폭의 방향으로 변위되어서 병합 구역의 외측에 있게 되는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 중첩부가 상기 스플라이싱 위치 내에 있을 때에 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질의 운반을 중단하고, 병합된 평평한 연속 물질이 생성되었을 때에 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질의 운반을 계속하기 위한 운반 제어부를 더 포함하는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력 유닛은 상기 운반 유닛의 이동 방향에 가로질러서 배열되어 있는 해머 에지를 포함하고, 상기 이동 방향에 가로지르는 방향은 상기 이동 방향에 수직인 방향으로부터 10도와 60도 사이의 범위인 스플라이싱 각도만큼 벗어나는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력 유닛은 100 뉴톤과 600 뉴톤 사이의 범위의 힘을 갖는 기계적 충격을 인가하도록 구성된, 장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 컨베이어 벨트는 2개의 해머 에지 사이에 배열되어 있는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 운반 유닛은 기류를 제공하도록 구성된 운반 지지 유닛을 포함하는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 평평한 연속 물질을 보관하기 위한 버퍼를 더 포함하되, 상기 버퍼는 상기 스플라이싱 위치의 하류에 배열되어 있는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 평평한 연속 물질을 양각하기 위한 양각 롤러를 포함하는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력 유닛의 적어도 일부분을 가열하도록 구성된 가열 유닛을 포함하는, 장치.
평평한 연속 물질을 스플라이싱하기 위한 방법으로, 상기 방법은
- 제1 평평한 연속 물질을 제공하고 제2 평평한 연속 물질을 제공하는 단계;
- 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질을 중첩부를 형성하는 중첩 방식으로 정렬하는 단계, 및
- 상기 중첩부에 100 밀리초와 500 밀리초 사이의 지속 시간의 기계적 충격을 인가해서, 상기 제1 평평한 연속 물질을 상기 제2 평평한 연속 물질과 스플라이싱 위치에서 병합시키는 단계를 포함하고, 기계적 충격을 인가하는 상기 단계는 운반 시스템의 운반 경로의 외측에서 수행되고,
상기 운반 시스템은 벨트 컨베이어를 포함하고, 상기 벨트 컨베이어는 상기 스플라이싱 위치에서 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질의 중첩부의 적어도 일부분의 외측에 배열되어 있고, 상기 중첩부의 적어도 일부에서 기계적 충격이 인가되는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 중첩부에 기계적 충격을 인가하는 상기 단계는 상기 중첩부의 폭에 걸쳐서 그리고 상기 중첩부의 개별 길이방향 위치 상에 상기 기계적 충격을 인가하는 것을 포함하는, 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 중첩부에 기계적 충격을 인가하는 상기 단계는 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질에 의해 걸쳐 있는 평면에 수직으로 상기 기계적 충격을 인가하는 것을 포함하는, 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 기계적 충격을 인가하는 상기 단계는 상기 스플라이싱 위치에서의 상기 벨트 컨베이어의 2개의 측면 상에 상기 기계적 충격을 인가하는 것을 포함하는, 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 중첩부의 길이는 15mm와 50mm 사이의 범위인, 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 병합시키는 단계를 수행하는 동안 또는 이후에 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질을 냉각하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 방법은 상기 기계적 충격을 인가하기 전에 다음의 추가 단계들:
- 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질을 절단해서, 에지 절단부를 갖는 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질을 제공하는 단계;
- 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질의 상기 에지 절단부를 정렬시켜서 상기 에지 절단부가 서로 중첩하도록 하는 단계,를 포함하는, 방법.
제17항에 있어서, 적어도 상기 제1 평평한 연속 물질 또는 상기 제2 평평한 연속 물질에 액체를 분배하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 기류를 제공하는 단계 및 상기 기류를 적어도 상기 제1 평평한 연속 물질 또는 상기 제2 평평한 연속 물질의 이동 방향으로 유도해서, 적어도 상기 제1 평평한 연속 물질 또는 상기 제2 평평한 연속 물질을 이동 방향으로 안내하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 평평한 연속 물질 및 상기 제2 평평한 연속 물질은 폴리락트산 시트 또는 담배 시트 중 어느 하나인, 방법.
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