KR20080022126A - 필터 튜브 제조공정 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 필터 튜브 제조공정은, 주어진 길이 및 폭의 종이 세그먼트(18)를 순환 종이 공급기로부터 컷팅하는 단계를 갖추어 이루어진다. 다음에, 예컨대 셀룰로즈 아세테이트 토의 고체 필터(14)가 종이 세그먼트 상에 중앙으로 위치된다. 대향된 튜브 형성 롤러(20,22)가 고체 필터의 종단과 맞물리고, 이러한 롤러가 회전함에 따라, 종이 세그먼트가 튜브 형상으로 형성된다. 종이 세그먼트의 중첩 부분이 함께 고정되고, 튜브 형성 롤러가 튜브로부터 물러나게 됨으로써 형성 작업을 완료하게 된다.

Description

필터 튜브 제조공정{FILTER TUBE MAKING}

본 발명은 필터 튜브 제조에 관한 것으로, 특히 튜브 내에 중앙으로 위치된 고체 필터 구성요소를 갖는 튜브를 형성하는 방법에 관한 것이다.

US 3,517,480 및 US 3,603,058은 수직으로 방향지어진 필터 튜브로 과립형 필터 재료를 저장 홉퍼로부터 직접 흘림으로써 복합 궐련 필터를 제조하기 위한 기계를 도시 및 설명하고 있다. 마찬가지로, US 2002/011987A1은 과립형 필터 재료가 퇴적된 공동(cavities)을 갖는 일련의 회전판을 포함하는 복합 궐련 필터를 제조하기 위한 다른 기계를 설명하고 있다. 궁극적으로 공동은 튜브로 과립형 재료의 퇴적을 용이하게 하기 위해 개방 종단 필터 튜브와 정렬된다.

미리 형성된 필터 튜브는 주로 2-업(up)(2중) 궐련 필터를 제조하기 위해 상기한 바와 같이 기계와 함께 이용된다. 각 예에 있어서, 이러한 필터 튜브는 주로 셀룰로즈 아세테이트 토(cellulose acetate tow)와 같은 중앙 고체 필터를 갖는 중공 원통형 튜브를 갖추어 이루어진다. 필터 튜브의 양단이 과립형 재료로 채워지고 고체 필터 세그먼트로 밀봉된 후, 그 각 양단에서 담배 로드와 결합될 때 2-업(2 중) 필터가 제조되어, 궁극적으로 2개의 완전한 궐련을 제조하게 된다. 2개의 고체 필터의 중앙을 통해 각 양단을 컷팅할 때, 각 궐련 필터는 규정된 길이를 갖는다. 미리 형성된 필터 튜브의 길이 및 내부 직경이 정확하게 제어되어, 튜브가 상기한 형태의 수직 필링 기술 및 기계를 이용해서 튜브가 용이하고 정확하게 채워지는 것은 중요하다.

본 발명의 주목적은 고도로 경제적인 방법으로 필터 튜브를 제조하는 공정으로, 여기서 필터 튜브는 정확한 소정의 치수를 갖게 된다.

본 발명의 다른 목적은, 비교적 간단하지만 고속 제조 기술을 이용하는 고도로 효율적인 필터 튜브를 제조하는 공정이다.

본 발명에 따르면, 필터 종이가 공급되어 궁극적으로 제조되어질 필터 튜브의 원주보다 근소하게 더 긴 길이로 잘린다. 잘려진 종이 세그먼트는 하류 방향으로 이송되기 위해 진공판 상에 배치될 수 있다. 고체 필터는 대향된 튜브 형성 롤러 또는 맨드릴이 고체 필터의 대향 종단과 맞물리도록 이동하는 위치에 배치된다. 고체 필터를 사이에 갖는 튜브 형성 롤러가 회전하도록 되어 종이 세그먼트가 고체 필터와 함께 회전하는 튜브 형성 롤러 아래에 위치된다. 롤러 내로부터의 진공은 롤러에 종이 세그먼트를 부착시키게 됨으로써 종이 세그먼트가 롤러 및 고체 필터 주위를 감싼다. 이어서, 종이 세그먼트의 후연(trailing edge)에 미리 인가된 아교 선은 튜브를 밀봉하도록 종이를 중첩시킴으로써 형성 작업을 완료한다. 이어서, 튜브 형성 롤러가 들어감으로써 완성된 튜브를 남기게 된다.

기본적으로, 본 발명에 따른 필터 튜브 제조 공정은 주어진 길이 및 폭의 종이 세그먼트를 제조하는 단계를 갖추어 이루어진다. 고체 필터가 종이 세그먼트 상의 중앙으로 배치되고, 고체 필터는 종이 세그먼트의 폭 보다 더 작은 길이를 갖는다. 대향된 튜브 형성 롤러는 고체 필터의 종단에 대항해서 위치되고, 종이 세그먼트는 튜브 형성 롤러에 부착되는 한편 동시에 튜브 형상으로 종이를 형성하도록 롤러를 회전시킨다. 종이 세그먼트의 중첩 부분은 함께 고정되고, 롤러는 형성된 필터 튜브로부터 물러나게 된다.

바람직하기는, 주어진 길이 및 폭의 종이 세그먼트를 제공하는 단계는 순환 종이 공급기(endless paper supply)로부터 주어진 길이 및 폭의 종이 세그먼트를 제거하는 것을 포함하고, 이러한 제거는 간단한 횡단 컷팅 동작을 갖추어 이루어진다. 종이 세그먼트의 주어진 길이는 필터 튜브의 원주보다 근소하게 더 길고, 따라서 튜브 형성 동안 중첩 부분을 제공하고, 이들 중첩 부분은 부착에 의해 함께 고정될 수 있게 된다.

바람직하기는, 튜브 형성 롤러에 종이 세그먼트를 일시적으로 부착하는 단계는 롤러로부터 종이 세그먼트로 진공을 인가하는 것을 포함한다. 바람직하기는 진공은 튜브 형성 롤러의 다수의 개구를 통해 인가된다.

바람직하기는, 필터 튜브의 중앙으로 위치한 고체 필터는 셀룰로즈 아세테이트 토를 갖추어 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른, 종이 세그먼트가 필터 튜브를 제조하기 위해 잘려지는, 순환 종이 공급기의 상면도,

도 2는 본 발명에 따른, 고체 필터 세그먼트가 잘려진 종이 세그먼트 상에 중앙으로 위치되고 대향된 튜브 형성 롤러가 고체 필터 세그먼트의 종단에 대해 맞물리도록 되는, 다음의 연속되는 단계를 설명하는 상면도,

도 3은 본 발명에 따른, 튜브 형성 롤러가 고체 필터의 종단과 맞물리고 롤러가 잘려진 종이 세그먼트를 튜브 형상으로 형성하도록 회전하게 되는, 다음의 연속되는 단계를 설명하는 상면도,

도 4는 본 발명에 따른, 종이 세그먼트가 튜브로 형성되고 종이 세그먼트의 중첩 길이 에지가 부착에 의해 함께 고정되는, 다음의 연속되는 단계를 설명하는 상면도,

도 5는 본 발명에 따른, 롤러가 형성된 튜브로부터 축 방향으로 제거되는, 튜브 형성 공정의 마지막 연속되는 단계의 상면도,

도 6은 본 발명에 따른, 도 2와 유사하지만, 고체 필터 세그먼트의 종단과 맞물리도록 하는 변형된 튜브 형성 롤러를 설명하는 상면도,

도 7은 도 3과 유사하지만, 도 6의 튜브 형성 롤러를 설명하는 상면도,

도 8은 도 6 및 도 7의 튜브 형성 롤러를 상세하게 설명하는 길이방향 단면도이다.

이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 한편, 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1∼도 5는 완성된 필터 튜브(10)를 제조하는 공정을 연속적으로 설명하는 도면이다. 근본적으로, 필터 튜브는 필터 종이 및 고체 중앙 필터(14)의 원통형 부분(12)을 갖추어 이루어지고, 바람직하기는 셀룰로즈 아세테이트 토(cellulose acetate tow)이다. 필터 튜브(10)는 수직 필링 기술을 이용해서 필터 재료로 채워진 2-업(up)(2중) 궐련 필터를 제조하는데 이용된다. 완성된 필터의 반대 종단은 티핑 종이(tipping papaer)로 담배 로드에 고정되고, 그 중앙을 통해 고체 필터를 컷팅하는 것으로 필터를 갖는 각 2개의 궐련을 제조하게 된다.

도 1은, 예컨대 주어진 길이(ℓ) 및 폭(w)의 종이 세그먼트(18)가 컷팅에 의해 제거되는 필터 종이의 순환 공급기(16; endless supply)를 도식적으로 나타낸 것이다. 잘려진 종이 세그먼트(18)는 고체 필터(14)가 종이 세그먼트 상에 중앙으로 배치된 위치에 하류 방향으로 전달된다. 도면에 나타낸 바와 같이, 고체 필터는 종이 세그먼트의 폭 보다 더 작은 길이를 갖추어 다른 필터 재료가 완성된 필터 튜브(10)의 중공 종단에 놓일 수 있게 된다.

도 3에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 대향된 튜브 형성 롤러(20,22)는 고체 필터(14)의 종단과 정렬됨과 더불어 대항되게 위치된다. 종이 세그먼트(18)는 튜브 형성 롤러(20,22)에 부착되는 한편, 롤러는 양쪽이 동일한 방향으로 동시에 회전하 고, 따라서 종이 세그먼트(18)를 튜브 형상으로 형성한다. 종이 세그먼트(18)의 길이(ℓ)는 완성된 필터 튜브(10)의 원주보다 근소하게 더 길고, 접착제(24)가 종이 세그먼트의 후연에 인가된다. 궁극적으로, 후연은 종이 세그먼트와 중첩되고 접착제에 의해 고정됨으로써, 필터 튜브(10)의 형태를 완료한다. 튜브 형성 롤러(20,22)의 회전이 중단되어, 롤러가 형성된 필터 튜브 내로 물러나게 된다.

바람직하기는, 종이 세그먼트(18)를 튜브 형성 롤러(20,22)에 부착하는 단계는 롤러 내부로부터 종이 세그먼트 상으로 진공을 인가하는 것을 포함한다. 진공은 각 튜브 형성 롤러의 다수의 개구(26)를 통해 인가된다.

도 6∼도 8은 이하 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 롤러의 직경 확장 및 수축을 허용하는 길이방향 슬롯(34)을 각각 갖춘 변형된 튜브 형성 롤러(30,32)를 나타낸다. 근본적으로, 각 롤러는 형성된 튜브의 원하는 직경(D₁) 보다 근소하게 더 작은 완화된 직경(D₂)을 갖는다. 그러나, 내부 매카니즘(36)은 롤러(18)에 대해 종이 기질(18)을 롤링시키기 이전에 형성된 튜브의 원하는 직경으로 각 롤러의 직경을 확장한다. 튜브 형성 후, 내부 매카니즘(36)은 형성된 종이 튜브로부터 롤러를 제거할 수 있는 완화된 근소하게 더 작은 전체 형상으로 각 롤러를 되돌리도록 한다.

기본적인 형태에 있어서, 각 롤러(30,32)와 관련된 내부 매카니즘(36)은 그 내부 종단에서 테이퍼진 부분(40)을 갖는 연결봉(38; drawbar)을 포함한다. 각 롤러는 중공이고, 예컨대 스프링 스틸과 같은 탄력성 재료로 만들어지며, 각 롤러는 연결봉(38)의 테이퍼진 부분(36)을 수용하도록 구성 및 배열된다. 도 8에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 테이퍼진 부분(36)은 연결봉이 롤러로부터 물러나게 될 때 롤러의 개방 종단과 맞물리고, 롤러에 대한 연결봉의 연속된 이동은 롤러가 근소하게 확장되도록 함으로써 형성되어질 튜브의 원하는 직경(D₁)으로 롤러 직경(D₂)을 증가시킨다. 그 후, 롤러(30,32)는 도 1∼도 4에 도시된 구조와 관련하여 상기와 동일한 방법으로 동작하게 된다. 진공은 길이방향 슬롯(34)을 통해 종이 세그먼트(18)로 공급될 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 당업자가 이해할 수 있음은 물론이다. 예컨대, 롤러(20,22)에 대해 종이를 부착하도록 종이 세그먼트(18)의 내부 표면에 진공을 인가하는 대신, 종이 세그먼트의 외측 상의 물리적 구조가 회전함에 따라 튜브 형성 롤러에 대항해서 종이를 유지하는데 이용될 수도 있다.

Claims (8)

1. 주어진 길이 및 폭의 종이 세그먼트를 제공하는 단계와;

   종이 세그먼트 상의, 종이 세그먼트의 폭 보다 더 작은 길이를 갖춘, 고체 필터를 중앙으로 배치하는 단계;

   고체 필터의 종단에 대항해서 대향된 튜브 형성 롤러를 위치시키는 단계;

   튜브 형성 롤러에 종이 세그먼트를 부착시키는 한편 동시에 롤러를 회전시킴으로써 종이 세그먼트를 튜브 형상으로 형성하는 단계;

   종이 세그먼트의 중첩 부분을 함께 고정시키는 단계 및;

   형성된 필터 튜브 내로부터 롤러를 물러나게 하는 단계를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 필터 튜브 제조공정.
2. 제1항에 있어서, 주어진 길이 및 폭의 종이 세그먼트를 제공하는 단계가, 주어진 길이 및 폭의 종이 세그먼트를 순환 종이 공급기로부터 제거하는 단계를 포함하고, 주어진 길이가 제조되어지는 필터 튜브의 직경보다 근소하게 더 긴 것을 특징으로 하는 필터 튜브 제조공정.
3. 제2항에 있어서, 주어진 길이 및 폭의 종이 세그먼트가 컷팅에 의해 순환 종 이 공급기로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 필터 튜브 제조공정.
4. 제1항에 있어서, 종이 세그먼트의 주어진 길이가 제조되어지는 필터 튜브의 원주보다 근소하게 더 긴 것을 특징으로 하는 필터 튜브 제조공정.
5. 제1항에 있어서, 튜브 형성 롤러에 종이 세그먼트를 부착시키는 단계가, 롤러로부터 종이 세그먼트 상으로 진공을 인가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 튜브 제조공정.
6. 제1항에 있어서, 형성된 필터 튜브로부터 롤러를 물러나게 하는 단계가, 형성된 튜브 내로부터 롤러를 물러나게 하기 이전에 각 롤러의 직경을 근소하게 감소시키는 전단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 튜브 제조공정.
7. 제5항에 있어서, 롤러로부터 종이 세그먼트 상으로 진공을 인가하는 단계가, 튜브 형성 롤러의 다수의 개구를 통해 진공을 인가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 튜브 제조공정.
8. 제1항에 있어서, 고체 필터가 셀룰로즈 아세테이트 토를 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 필터 튜브 제조공정.

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