KR20120098995A

KR20120098995A - 어플리케이터

Info

Publication number: KR20120098995A
Application number: KR1020127002598A
Authority: KR
Inventors: 개리 팔론; 게르하르트 르 루
Original assignee: 타바코 리서치 앤드 디벨로프먼트 인스티튜트 (프러프라이어테리) 리미티드; 브리티시 아메리칸 토바코 (인베스트먼츠) 리미티드
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-09-06
Also published as: CN102481017A; GB0911260D0; EP2448435B1; BRPI1011673A2; US20120103351A1; EP2448435A1; RU2012103045A; PL2448435T3; JP2012531188A; WO2011000861A1

Abstract

흡연 물품 래핑 재료에 첨가제를 적용하도록 작동가능한 어플리케이터로서, 경로를 따라 래핑 재료를 이송하기 위한 이송 메카니즘 및 첨가물을 혼입하기 위한 기상 유동을 수용하기 위한 입구를 포함하며, 상기 어플리케이터는 이용 중 기상 유동에 혼입되는 첨가물이 래핑 재료를 향하여 전환되도록 한다.

Description

어플리케이터 {APPLICATOR}

본 발명은 흡연 물품 래핑(wrapping) 재료, 예를 들면, 시가레트 필터 플러그랩(plugwrap)에 숯(charcoal)과 같은 첨가제를 적용하기(apply) 위한 어플리케이터에 관한 것이다.

시가레트(cigarette)와 같은 흡연 물품에는 종종 흡연자에 의해 시가레트로부터 흡입되는 연기를 여과하기 위한 필터가 제공된다. 이 같은 필터는 보통 페이퍼 플러그랩으로 감싸여진 아세트산 섬유소 토우(tow)의 플러그를 포함한다.

숯 첨가제를 포함하는 필터를 가지는 시가레트가 제공되는 것이 공지되어 있다. 시가레트를 피울 때, 숯에 의해 소정의 요소들이 연기로부터 제거된다.

아교(glue)로 플러그 랩의 리본을 라이닝(lining)하고 후속적으로 중력 하에서 아교-라이닝된 페이퍼 상으로 숯을 떨어뜨림으로써 필터 플러그랩에 숯을 적용하는 것이 제안되어 있다.

이러한 "중력 피드(feed)" 배치의 단점은 특히 플러그 랩이 고속으로 이송되는 경우 초 당 적용할 수 있는 숯의 양이 제한되어 있다는 것이다.

이러한 시도의 추가 단점은 심지어 아교가 페이퍼 리본 상에 도포될 때 조차 페이퍼의 탄성에 의해, 페이퍼 리본 상에서 숯이 튀어서, 숯 과립체(granule)가 리본 상에 어지럽혀져서 리본 상에 고르지 않게 분포된다는 것이다. 결과적으로, 궁극적인 필터의 여과 특성은 필터에 따라 변화될 수 있다.

본 발명은 흡연 물품 래핑 재료에 숯과 같은 첨가제를 적용하기 위한 하나의 대안적인 시도를 제공한다.

본 명세서에서 사용되는, 용어 "흡연 물품"은 담배(tobacco), 담배 파생물, 확대된 담배, 재구성된 담배 또는 담배 대체물을 기반으로 하든 안 하든 시가레트, 시가 및 시갈리오(cigarillo)와 같은 흡연 제품 및 또한 비연(heat-not-burn) 제품을 포함한다.

흡연 물품은 바람직하게는 흡연 물품 또는 흡연 물품의 일 부분 둘레를 적어도 부분적으로 감싸는 래핑 재료(들)의 하나 또는 둘 이상의 내부 및/또는 외부 레이어(layer)를 포함한다.

흡연 물품은 바람직하게는 시가레트 페이퍼의 형태로 래핑 재료로 감싸여진 담배 로드를 포함한다. 흡연 물품은 필터를 가질 수 있고 필터는 필터 플러그랩 페이퍼와같은 다른 래핑 재료로 감싸질 수 있다. 티핑(tipping) 페이퍼로 알려진, 추가의 래핑 재료는 흡연가능한 재료의 페이퍼로 감싸진 로드 및 페이퍼로 감싸진 필터 둘레를 감싸서 상기 로드 및 필터를 함께 연결하도록 한다.

본 명세서에서 이용된 용어 "흡연 물품 래핑 재료"는 흡연 물품을 감싸기 위해 또는 흡연 물품 필터와 같은 흡연 물품의 성분들을 감싸기 위해 이용된 모든 재료를 포함한다. 따라서, 상기 용어는 예를 들면 다공성 및 비-다공성 필터 플러그랩 재료, 시가레트 페이퍼 및 티핑 페이퍼를 포함한다.

본 발명은 첨가제를 흡연 물품 래핑 재료에 적용하도록 작동 가능한 어플리케이터를 제공하며, 경로를 따라 래핑 재료를 이송하기 위한 이송 메카니즘 및 첨가제를 혼입(entraining)하기 위한 기상 유동을 수용하기 위한 입구를 포함하며, 어플리케이터(applicator)는 이용 중, 기상 유동 내에 혼입되는 첨가제가 래핑 재료를 향하여 전환되도록 구성된다.

이러한 방식으로, 첨가제는 기상 유동 내에 혼입된 첨가제의 속도에 따른 비율로 래핑 재료에 적용할 수 있다. 따라서, 심지어 래핑 재료가 빨리(at speed) 이송되는 경우, 래퍼(wrapper) 상의 첨가제의 높은 로딩(loading)은 적절히 빠른 기상 유동을 생성함으로써 달성될 수 있다.

기상 유동 또는 기상 유동의 상당한 부분이 래퍼 상에 충돌하지 않도록 기상 유동이 지향될 수 있다. 이러한 방식으로 기상 유동이 래핑 재료로부터 첨가제를 실질적으로 날려 버리지 않고, 그렇지 않으면 기상 유동과 래퍼 사이의 충격의 지점에서 발생되는, 난류를 일으키지 않으면서 첨가제가 래핑 재료에 적용될 수 있다. 따라서, 첨가제가 제어된 방식으로 그리고 균일한 분포로 적용할 수 있다.

바람직하게는 래핑 재료는 적용 구역(application region)을 통하여 실질적으로 직선형 경로를 따르며 적용 구역에서 첨가제가 래핑 재료에 적용된다. 또한 바람직하게는, 어플리케이터는 적용 구역을 통하여 래핑 재료에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 적용 구역 내로 기상 유동을 지향하도록 구성된 기상 유동 지향 부재를 가질 수 있다.

본 명세서에서 이용된 바와 같은 용어 "실질적으로 평행한"은 용어 "평행"의 엄격한 기하학적 의미로 제한되는 것으로 의도되지 않으며 대신 유사한 방향, 예를 들면 약간(a few), 또는 이들 사이에서 심지어 10 또는 15도의 각도를 가지는 방향으로 연장하는 방향에 관련되는 것으로 이해되어야 한다.

첨가제가 래퍼 아래로부터 적용할 수 있다. 이러한 방식으로, 첨가제는 중력 하에서 래퍼로부터 튀는 것이 발생하지 않게 되어, 래퍼 상의 첨가제의 개선된 분포를 허용한다.

래핑 재료 상의 첨가제의 균일한 분포는 결과적인 필터가 균일한 필터 특성으로 편리하게 제조하도록 하여 흡연자에게 시가레트 마다 일치하는 흡연 경험을 제공하도록 한다.

바람직하게는 첨가제는 과립 상의 활성 숯과 같은 과립상 첨가제이다.

어플리케이터는 래핑 재료를 정전기적으로 하전(charge)하기 위한 하전 유닛을 더 포함할 수 있어 첨가제를 래핑 재료를 향하여 전환되도록 하는 기상 유동 내에 혼입되는 첨가제 상에 작용하는 정전기력을 제공하도록 한다.

본 발명이 더욱 충분히 이해되도록, 본 발명의 일 실시예는 지금부터 첨부된 도면들을 참조하여 도시된 예에 의해 설명될 것이다.

도 1은 숯 어플리케이터를 보여주며,
도 2는 이송 메카니즘 및 페이퍼 리본이 제거된 숯 어플리케이터의 사시도이며,
도 3은 숯 어플리케이터의 노즐을 사시도 및 절개도로 보여주며,
도 4는 어플리케이터의 분해 사시도이며,
도 5는 어플리케이터의 단면도, 측면도, 평면도를 보여주며,
도 6은 어플리케이터의 중간 챔버를 통한 과립체의 경로를 보여주며,
도 7은 어플리케이터의 적용 챔버에 래핑 재료, 기상 유동 및 숯 첨가제의 경로를 도시한다.

도 1 내지 도 5는 숯 형태의 과립 상의 첨가제를 플러그랩 페이퍼(2)의 리본 형태의 시가레트 래핑 재료에 적용하기 위한 숯 어플리케이터(1)를 보여준다. 도시된 바와 같이, 어플리케이터(1)는 적용 챔버(4)를 통하여 리본(2)을 이송하기 위한 복수의 롤러(3)를 가지는 이송 메카니즘을 포함하는데, 적용 챔버에서 숯 과립체가 리본에 적용된다. 숯이 로딩된 페이퍼(2a)는 필터 로드(rod) 메이커(도시 안됨)에 의해 어플리케이터(1)로부터 수용되는데, 필터 로드 메이커에서 숯이 로딩된 페이퍼가 아세트산 섬유소 토우의 세장형 로드 둘레에 감싸지며, 이는 후속적으로 절단되어 필터 로드 세그먼트를 형성하도록 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 어플리케이터(1)는 압축 공기가 공기 입구(7)를 통하여 수용되고 숯 공급원(도시안됨)으로부터 숯 입구 파이프(8)를 통하여 공기 유동 내로 숯의 과립체를 빨아 들이도록 구성된 벤추리 섹션(6)을 가지는 노즐(5)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 그 안에 혼입된 숯을 가지는 공기는 노즐(5)로부터 중간 챔버(9)를 통하여 숯이 페이퍼(2)에 적용되는 적용 챔버(4) 내로 통과한다.

중간 챔버(9) 및 적용 챔버(4)는 공기 및 숯의 유동이 적용 챔버(4)로 들어갈 때 리본의 운동의 방향에 대해 실질적으로 평행하게 지향된다. 이러한 방식으로, 공기 유동은 리본 상에 직접 충돌하지 않으며, 그렇지 않으면 페이퍼로부터 숯을 날려 버려서 충돌(impact) 지점 둘레에 난류를 일으키는 경향이 있다.

숯의 유동은 숯과 페이퍼 사이에 정전기력에 의해 적용 챔버(4) 내의 공기의 유동으로부터 분리된다. 어플리케이터(1)는 페이퍼가 적용 챔버(4)를 통과할 때 페이퍼(2)를 하전하기 위한 정전기 하전 유닛(10)을 가진다. 이러한 방식으로, 적용 챔버(4)로 유입되는 공기의 유동 내에 혼입되는 숯이 리본(2)의 하부를 향하여 정전기적으로 끌리는데, 리본의 하부에서 숯이 리본의 하부면(11)으로 적용되는 접착제로 접착된다.

따라서, 숯은 페이퍼 리본(2) 아래로부터 적용되며 리본의 하부면(11)에 부착된다. 이러한 방식으로 숯은 리본 상에 중력 하에서 튀는 것이 유발되지 않으며 숯의 균일한 분포가 리본의 길이를 따라 얻어질 수 있다. 따라서, 각각의 결과적인 시가레트의 필터 내에 포함되는 숯 로딩된 페이퍼의 세그먼트가 매우 유사한 숯의 양 및 분포를 가지게 된다. 따라서, 균일한 흡연 경험이 시가레트 마다 최종 소비자에게 제공될 수 있다.

도 4는 어플리케이터(1)의 분해 사시도를 보여주며 그 중에서도 노즐(5)의 부품들을 보여준다. 도시된 바와 같이, 노즐(5)은 벤추리 섹션(6), 노즐 상부(12), 노즐 바닥부(13) 및 숯 입구 파이프(8)를 포함한다. 입구 파이프(8)는 바람직하게는 약 4 mm의 내경을 가진다. 벤추리 섹션(6)은 공기 입구(7), 원통형 바디(14) 및 칼라(15)를 포함하며, 칼라는 노즐 상부(11)와 바닥부(12) 사이의 적소에 홀딩된다. 보어 홀(16)은 벤추리 섹션(6)을 통하여 길이 방향으로 연장하고 칼라(15) 내에서 테이퍼진다. 벤추리의 목부는 바람직하게는 약 6 mm의 직경을 가진다. 숯 입구 파이프(8)는 칼라의 주변에 제공되는 홀(도시 안됨)에서 벤추리 섹션과 만나며, 이 홀은 칼라(15)를 통하여 테이퍼진 보어의 측부로 리드된다. 이용 중, 입구(7)는 압축 공기의 소스로 연결되고, 압축 공기의 소스는 보어(16)를 통과하고 칼라(15) 내의 테이퍼진 구역 내에 제한되는 공기 유동을 발생하여, 공기 압력이 벤추리 효과에 의해 테이퍼진 구역 내에서 강하를 하도록 한다. 테이퍼진 섹션 내의 감소된 압력은 숯 입구 파이프(8)를 통하여 벤추리 섹션(6) 내로 숯이 흡입되도록 하여, 벤추리 섹션 내에서 숯이 보어 홀(16)을 통과하는 공기의 유동 내로 스위핑된다. 이러한 방식으로, 숯은 벤추리 섹션(6)으로부터 배출되는 공기 유동 내에 혼입된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 노즐 상부(12) 및 바닥부(13)가 볼트(17)들을 이용하여 함께 고정되며 그 안에 그루브들(12a, 13a)을 가지며 조립될 때 그루브들은 수용 포트를 형성하며, 수용 포트 내에서 벤추리 섹션(6)의 칼라(15)가 적소에 홀딩된다. 노즐 상부(12) 및 바닥부(13)는 또한 노즐 상부 및 바닥부를 통과하여 연장하는 공동-말단(co-terminus) 세장형 그루브들(18, 19)를 가지는데, 상기 그루브들은 공기 및 숯의 유동을 위한 채널(20)을 함께 형성하는데, 이 채널은 벤추리 섹션(6)의 출구로부터 노즐(5)의 출구로 측방향으로 확대된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 벤추리 섹션 내의 노즐(5) 및 채널(20)은 수평에 대해 일정한 각도, 바람직하게는 약 5°로 배치된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 중간 챔버(9)는 그루브(22)들을 가지는 제 1 및 제 2 측방향 섹션들(21a, 21b)을 포함하는데, 조립될 때 그루브(22)들이 노즐(5)을 위한 수용 포트(23)를 형성한다. 섹션들(21a, 21b)은 또한 각각 세장형 그루브들(24a, 24b)을 가지는데 세장형 그루브들이 노즐로부터 적용 챔버(4)로 공기 및 숯의 유동을 위한 채널(25)을 형성한다.

도 6은 채널(25)을 더욱 상세하게 보여준다. 채널(25)의 입구 구역(25a) 및 중앙 구역(25b)에서, 채널은 노즐의 채널(20)에 대해 평행하게, 즉: 수평선에 대해 약 5°의 각도로 배열된다. 그러나, 출구 구역(25c)에서, 채널(25)은 만곡되어 수평하게 되어 공기 및 숯의 유동이 적용 챔버(4) 내로의 입구 상에 수평하게 지향되도록 한다.

공기의 유동에 의해 운반되는 과립체들이 노즐(5)을 통하여 그리고 중간 챔버(9)의 입구 구역(25a) 및 중앙 구역(25b)을 통하여 이동할 때, 더 미세한 입자들은 공기 스트림의 중앙 내에서 이동하는 경향이 있으며, 반면 더 무거운 입자들이 공기 스트림의 바닥에 더 근접하게 이동하는 경향이 있다. 과립체들의 이러한 분포가 도 6에 도시되며, 도 6에서 두꺼운 라인(26)은 무겁고/조악한 입자들의 경로를 도시하며, 반면 더 얇은 라인(27)은 가볍고/미세한 입자들의 경로를 도시한다. 도시된 바와 같이, 중간 섹션(9)의 입구 구역(25a) 및 중앙 구역(25b)에서, 무겁고/조악한 입자들의 경로(26)는 가볍고/미세한 입자들(27)의 경로 아래에 있다.

도시된 바와 같이, 출구 구역(25c)에서 채널은 만곡되고 수평하게 된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 섹션(25c)을 통하여 이동하는 가볍고/미세한 입자들은 대략적으로 공기 스트림의 중앙에 머무르고, 반면 무겁고/조악한 입자들은 자신들의 관성에 의해, 편향되기 전에 더 긴 시간 동안 운동의 원래 라인을 유지한다. 따라서, 출구 구역(25c) 내의 채널(25)의 각도에서의 변화는 적용 챔버(4) 내로의 무겁고/조악한 입자들의 유동과 가볍고/미세한 입자들의 유동 사이의 개선된 축방향 정렬을 초래한다. 따라서, 무겁고 가벼운 입자들의 더 향상된 혼합은 적용 챔버(4)의 입구에 제공되며, 이는 페이퍼(2) 상의 숯의 균일한 분포를 얻는데 도움이 된다.

중간 챔버(9)의 채널(25)은 구역(25c) 내에서 측방향으로 넓어져서, 챔버(9)를 떠나기 전에 공기유동의 속도가 감소되도록 한다. 이는 적용 챔버(4)로의 입구 상의 난류를 방지하는데 도움이 된다.

도 4의 분해도를 다시 참조하면, 적용 챔버(4)는 바디(28) 및 커버판(29)을 포함하며, 적용 챔버는 페이퍼 리본(2)을 위한 가이드로서 기능한다. 도시된 바와 같이, 바디(28)는 바디를 통과하여 연장하는 직사각형 단면을 가지는 채널(30)을 가진다. 커버판(29)은 볼트들(31)을 이용하여 바디(28) 및 중간 챔버(9)로 볼트 결합된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이용 중 리본(2)은 커버 판(29) 아래 그리고 바디(28) 위로 통과하여 그 사이로 이송된다. 리본(2)은 커버 판(29)의 하부면에 대해 평행한 적용 챔버(4)를 통하여 경로를 따라 이동한다. 리본(2)에는 적용 챔버(4)를 통하여 이송되기 전에 리본의 하부면에 접착제가 제공된다. 바람직하게는, 접착제가 리본(2)의 폭의 약 50%에 걸쳐 도포된다.

도 5를 참조하면, 공기 및 숯의 유동은 리본(2)의 경로에 대해 평행한 방향으로 중간 챔버(9)의 출구를 통하여 적용 챔버(4) 내로 지향된다. 중간 챔버(9)의 출구는 리본 경로를 포함하는 평면 바로 아래 배치된다. 공기의 유동은 리본(2)의 경로에 대해 평행하게 이 경로 아래 경로를 따라 채널(30)을 통과한다. 따라서, 공기의 유동은 래퍼 상으로 직접적으로 충돌하지 않으며, 그렇지 않으면 공기 유동의 지점에서 공기유동 내의 난류를 초래한다. 숯 과립체를 운반하는 공기유동 내의 난류는 리본(2) 상의 숯의 균일한 분배를 달성하는 것을 더 어렵게 만들고 따라서 바람직하지 않다.

페이퍼(2)의 하부면과 공기의 유동 사이의 갭은 공기 흐름이 채널을 통과할 때 공기유동의 주변 내의 공기 유동이 페이퍼의 하부와 접촉될 수 있도록 충분히 작을 수 있다. 결과적으로, 비록 공기의 유동이 래퍼를 향하여 지향되지 않지만, 공기 유동이 적용 챔버를 통과할 때 공기 유동의 작은 퍼센티지, 예를 들면, 1 내지 5%는 페이퍼(2)와 사실 접촉할 수 있으며, 공기 유동의 나머지는 페이퍼(2)와 접촉 없이 챔버(6)를 통과한다.

그러나, 채널로 들어가는 공기 유동 내의 공기의 상당한 퍼센티지가 리본(2) 상에 충돌하지 않으며 대신 래퍼와 접촉하지 않고 챔버(4)를 통과하도록 공기 유동이 지향된다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "상당한 퍼센티지"는 예를 들면, 99%, 95%, 90%, 80% 및 75%의 퍼센티지를 포함한다. 대안적으로, 적용 챔버로 들어가는 공기 유동 모두는 페이퍼 상에 충돌하지 않으면서 채널을 통과할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 정전기 하전(charging) 유닛(10)은 적용 챔버(4) 위에 장착되고 리본(2)으로 정전기 전하를 제공하도록 구성된다. 페이퍼 및 다른 재료들을 하전하기 위한 정전기 유닛은 자체적으로 널리 알려져 있으며 여기서 상세하게 설명되지 않는다. 다양한 방식의 페이퍼 하전은 본 기술분야의 기술자에게 명백하게 된다. 예를 들면, 정전기 전하는 커버 부분(29)을 경유하여 페이퍼로 전달될 수 있으며, 페이퍼가 이송될 때 커버 부분으로 페이퍼가 순간적인 접촉(glancing contact)을 할 수 있다. 대안적으로, 페이퍼가 적용 챔버(4)로 들어가지 전에 페이퍼가 예비-하전될 수 있다. 편의를 위해, 비록 음의 전하(charge)가 대안적으로 제공될 수 있지만 정전기 하전 유닛이 리본(2)에 양의 전하를 제공하는 것을 후속하는 것으로 가정될 것이다.

양으로 하전된 리본(2)은 적용 챔버(4)를 통과하는 바로 옆의 공기 유동 내에 혼입된 숯 과립체 내에 전기 분극(electric polarisation)을 유도한다. 즉 하전된 리본은 과립체 내에 음의 전하가 과립체 내의 양의 전하 및 페이퍼에 약간 더 근접하게 위치되어 페이퍼로부터 약간 더 이격되어 위치되도록 한다. 따라서, 비록 과립체의 전체 전기 전하가 중성으로 남아 있지만, 양으로 하전된 리본(2)에 의한 음의 전하 상의 쿨롱 인력은 양의 전하 상의 쿨롱 반발력 보다 커서 순 인력이 리본(2)을 향하여 과립체 상에 가해지도록 한다.

따라서, 정전기력은 리본(2)을 향하여 과립체를 끌어당기는 공기의 유동 내에 혼입되는 숯 과립체 상에 작용한다. 적용 챔버(4)를 통한 리본의 경로(32), 공기유동(33)의 경로라인 및 숯(34)의 경로가 도 7에 도시된다. 도시된 바와 같이, 공기 유동(33)의 방향은 리본의 경로(32)에 대해 평행하다. 숯의 경로는 적용 챔버(4)의 입구에서 리본 경로(32)에 대해 평행하고 공기유동 경로라인과 초기에 일치하다. 그러나, 숯이 적용 챔버(4)를 통과할 때, 숯이 만곡된 경로를 따라 정전기적으로 편향시켜 리본(2)의 하부를 향하여 전환되며, 리본의 하부에서 숯이 그 위에 도포되는 접착제로 부착된다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 어플리케이터(1)는 페이퍼(2)와 접촉되지 않거나 페이퍼로 부착되지 않는 적용 챔버(4)를 통과하는 과잉 숯을 수용하기 위한 배출 섹션(35)을 가진다. 배출부(35)는 공기 채널의 횡단면적이 배출부 안에서 증가되도록 구성되어 공기가 배출 관통 출구(36)를 떠나기 전에 공기 및 숯의 속도를 감소시키도록 한다. 도 3의 분해 사시도에 도시된 바와 같이, 배출부(35)는 서로 그리고 적용 챔버(4)에 부착된 제 1 및 제 2 부분(35a, 35b)을 포함한다.

어플리케이터(1)의 배치, 예를 들면, 노즐(6)의 공기 채널, 중간 섹션(9) 및 적용 챔버(4)의 치수 및 노즐(6) 내로의 공기 유동의 속도는 적용 챔버(4)를 통하여 공기의 원활한(smooth) 층류 유동을 보장하도록 선택되어, 리본(2) 상의 숯의 균일한 분배를 달성하는데 도움이 된다. 아래의 표 1은 도 5에 도시된 어플리케이터의 기준 지점(A, B, C 및 D)에서 채널의 횡단면적 및 공기의 속도를 설명한다.

기준 지점	횡단면적(㎟)	공기 속도(m/sec)
A	28.27	36.5
B	86	12
C	110	9.38
D	121	8.5

숯이 어플리케이터(1)에 의해 리본(2)에 적용되면, 숯이 로딩된(loaded) 리본(2a)은 초산 섬유소 토우의 세장형 로드 둘레에 리본을 감싸도록 구성된, 필터 로드(rod) 메이커(도시안됨)에 의해 어플리케이터(1)로부터 수용되며, 이 세장형 로드는 후속적으로 절단되어 필터 로드 세그먼트들을 형성하도록 한다. 필터 로드 메이커는 자체적으로 알려져 있어 본 명세서에서 상세하게 설명되지 않는다. 페이퍼(2)가 어플리케이터(1)를 통하여 이송되는 속도는 로드가 제조되는 속도와 동기화되는데, 로드가 제조되는 속도는 예를 들면 분당 50 내지 500 로드 미터의 범위 및/또는 분당 125 내지 4000개의 필터 로드의 범위 내 일 수 있다. 그러나 바람직하게는, 로드는 분당 400 내지 500 로드 미터의 속도로 및/또는 분당 1000 내지 4000 개의 필터의 범위 내에서 제조된다. 페이퍼는 초당 0.83 내지 8.33 미터 사이의 속도로 그리고 바람직하게는 초당 약 2.5 내지 8.3 미터의 속도로 이송될 수 있다.

바람직하게는, 비록 더 낮거나 더 높은 유량이 또한 예상되지만, 숯은 초당 약 150 내지 약 160 그램의 속도로 적용 챔버(4) 내로 통과한다. 노즐(5) 내로의 숯의 유동의 속도 및 이에 따른 적용 챔버(4) 내로 숯의 유동의 속도를 제어하도록 입구 파이프(8) 앞에 위치된 계량 장치(도시안됨)를 가질 수 있다. 더 높은 유량은 예를 들면 더 큰 벤추리 직경 및 더 큰 입구 튜브를 이용하여 달성될 수 있다.

표 2는 상이한 기계 속도로 이론적인(계산) 로드 값을 설정된다. 용어 "로드(load)"는 감싸는 재료의 단위 길이 당 적용된 숫의 질량을 지칭한다.

기계 속도 (Meter/Minute)	숯 로드 (Grams/Meter)
50	94.80
100	47.40
150	31.60
200	23.70
250	18.96
300	15.80
350	13.54
400	11.85
450	10.53
500	9.48

이러한 계산에서, 숯이 초당 158 그램의 속도로 입구 파이프(8) 내로 유동하는 것으로 가정한다. 아교(glue)는 리본 폭의 50%에 걸쳐 도포되고 적용 챔버(4)에 들어가는 숯의 50%는 결과로서 페이퍼 상에 증착되는 것으로 가정한다. 물론 이러한 가정은 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 실제로 로드는 계산된 값과 상이할 수 있으며 그 중에서도 이용된 접착제의 양 및 타입에 종속하게 된다. 그러나, 표는 리본(2)의 더 빠른 속도에 의해 더 높은 기계 속도로 로딩되는 감소된 숯의 일반적인 경향을 설명한다. 이용 중, 기계 속도는 목표 숯 로드가 페이퍼 상에 달성되도록 설정될 수 있다.

저속에서, 페이퍼 상에 형성된 숯의 레이어가 숯이 아교에 접착되는 것을 방지하는 것을 시작하기에 충분한 두께가 되는 포화 작용(saturation effect)에 의해 로드가 또한 도 2에서 도시된 것 보다 적을 수 있다. 숯의 레이어가 약 2.5 mm 두께일 때, 추가의 숯이 페이퍼에 부착되지 않게 되는 것으로 평가된다. 이러한 이유 때문에, 실제 숯 로드는 약 200 미터/분 아래의 기계 속도에 대해 거의 일정하게 남아 있을 수 있다.

어플리케이터(1)가 고 밀도 및 고 속도로 숯이 리본(2)에 적용될 수 있으며, 반면 리본을 따라 숯의 균일한 분배를 유지하는 것이 전술된 것으로부터 인정될 것이다. 따라서, 숯이 로딩된 플러그랩으로 감싸여진 시가레트 필터 로드는 고속으로 제조될 수 있고 필터 로드 마다 균일한 특성을 가질 수 있다.

바람직하게는, 어플리케이터(1)에 이용된 숯 과립체는 30 내지 70 US 메시(mesh)의 메시 크기를 가진다. 그러나, 과립체는 12 내지 80 US 메시의 메시 크기를 가질 수 있다.

과립체는 예를 들면 약 0.18 mm 내지 약 1.68 mm의 크기의 범위를 가질 수 있고 바람직하게는 0.21 mm 내지 0.60 mm의 범위를 가질 수 있다.

숯은 식물(vegetable) 기반, 예를 들면 코코넛 껍질 기반일 수 있다. 예시적인 파라미터 값 및 코코넛 기반 숯 재료를 위한 파라미터 값 및 범위는 아래 표 3에서 제공된다:

파라미터	값
재 함량	2 내지 4%
겉보기 용적 밀도	0.46 내지 0.60 gms/cc
입자 크기 분포	30 내지 70 US mesh
먼지	<5mg/25cc
활성도 CTC	59% 내지69%
활성도 N-부탄	23.0% 내지 27.0%
볼 판 경도(Ball pan hardness)	>97%

다수의 변형 및 변화는 본 기술 분야의 기술자에게 명백하다. 예를 들면, 숯 대신, 첨가제가 대안적으로 또는 부가하여 다른 탄소질의 재료 또는 예를 들면 촉매 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 그러나, 첨가제는 탄소를 포함한다. 그러나, 첨가제는 대안적으로(또는 부가하여) 예를 들면, 풍미 첨가제, 담배 먼지 입자 또는 재구성 담배, 또는 멘톨 크리스탈(menthol crystal)과 같은 크리스탈을 포함할 수 있다.

더욱이, 필터 플러그랩 재료의 리본 대신, 첨가제가 다른 흡연 물품 래핑 재료, 예를 들면 시가레트 페이퍼에 적용될 수 있다. 이에 적용되는 첨가제를 가지는 시가레트 페이퍼는 일 예에서 시가레트 메이커(필터 로드 메이커가 아닌)에 의해 어플리케이터로부터 수용될 수 있으며, 시가레트 메이커는 담배의 로드 둘레의 시가레트 페이퍼를 감싸서 시가레트를 제조하도록 구성된다.

여전히 또한, 비록 기상 유동이 공기의 유동으로서 앞에서 설명되었지만, 소정의 적절한 가스, 예를 들면 산소 또는 질소가 이용될 수 있다.

또한, 비록 정전기 하전 유닛은 첨가제와 리본 사이에 정전기력을 제공하기 위해 리본을 하전하는 것으로서 설명되었지만, 대안적으로 또는 부가하여 첨가제가 정전기력을 제공하기 위해 하전될 수 있다. 대안적으로 또는 부가하여, 어플리케이터(1)의 다른 요소가 정전기력을 제공하도록 또는 정전기력에 기여하도록 하전될 수 있는데, 이 정전기력은 첨가제가 래핑 재료를 향하여 전환되도록 한다.

또한, 적용 구역을 통해 래핑 재료의 경로에 대해 평행하게 기상 유동을 전환하는 대신, 기상 유동은 래핑 재료를 향하여 또는 대안적으로 래핑 재료로부터 떨어져 소정의 각도로 지향될 수 있다.

전술된 바와 같이, 어플리케이터는 이용 중, 힘이 기상 유동 내에 혼입된 첨가제에 작용하여 상기 첨가제가 래핑 재료를 향하여 전환하도록 한다. 그러나, 용어 "향하여 전환된(diverted towards)"은 전환되기 전에 첨가제가 래핑 재료를 향하여 이동하지 않는 것을 내포하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 실제로, 선택적으로, 첨가제는 상기 힘에 의해 전환되기 전에 기상 유동에 의해 래핑 재료를 향하여 운반되어 첨가제가 전환되지 않는 경우보다 첨가제가 래핑 재료로 더 짧은 경로를 취하도록 한다.

다수의 다른 변형 및 변화가 아래 청구범위의 범위 내에 있는 본 기술분야의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims

첨가제를 흡연 물품 래핑 재료에 적용(apply)하도록 작동가능한 어플리케이터(applicator)로서,
경로를 따라 상기 래핑 재료를 이송하기 위한 이송 메카니즘; 및
상기 래핑 재료에 적용되도록 첨가제를 혼입(entrain)하기 위한 기상 유동을 수용하기 위한 입구를 포함하며,
상기 어플레케이터는 이용 중 상기 기상 유동 내에 혼입된 첨가제가 상기 래핑 재료를 향하여 전환되도록 구성되는,
어플리케이터.
제 1 항에 있어서,
상기 기상 유동 또는 상기 기상 유동의 상당한 부분이 래퍼 상에 충돌하지 않도록 상기 기상 유동이 지향되는,
어플리케이터.
제 2 항에 있어서,
상기 첨가제가 상기 래핑 재료에 적용되는 적용 구역을 더 포함하며, 상기 래핑 재료는 상기 적용 구역을 통하여 실질적인 직선형 경로를 따르는,
어플리케이터.
제 3 항에 있어서,
상기 적용 구역을 통한 상기 래핑 재료의 경로에 대해 실질적으로 평행한 방향을 따라 상기 적용 구역 내로 상기 기상 유동을 지향하도록 구성되는 기상 유동 지향 부재(directing member)를 더 포함하는,
어플리케이터.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 래핑 재료는 상기 적용 구역을 통하여 대체적인 수평 경로를 따라 이송되는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 첨가제는 상기 래핑 재료 아래로부터 적용되는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
이용 중 상기 기상 유동 내에 혼입하는 첨가제 상에 정전기력이 작용하여, 상기 첨가제가 상기 래핑 재료를 향해 전환되도록 하는,
어플리케이터.
제 7 항에 있어서,
상기 래핑 재료를 정전기적으로 하전하기 위한 하전 유닛(charging unit)을 더 포함하는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 래핑 재료는 필터 플러그랩 페이퍼인,
어플리케이터.
필터 로드(rod) 메이커와 조합된 제 9항에 따른 장치로서,
상기 필터 로드 메이커는 어플리케이터로부터 첨가제가 적용된 필터 플러그랩 페이퍼를 수용하며 흡연 물품의 제조에 이용하기 위한 필터 로드를 제조하고, 각각의 필터 로드는 필터 플러그랩 페이퍼로 감싸여진 필터 플러그를 포함하며, 상기 플러그랩 페이퍼에는 첨가제가 부착되는,
장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 래핑 재료는 시가레트 페이퍼인,
어플리케이터.
흡연 물품 메이커와 조합된 제 11 항에서 청구된 어플리케이터로서,
상기 흡연 물품 메이커는 상기 어플리케이터로부터 첨가제가 적용된 시가레트 페이퍼를 수용하여 흡연 물품들을 제조하고, 각각의 흡연 물품은 시가레트 페이퍼로 감싸여진 담배 로드(tobacco rod)를 포함하고, 상기 시가레트 페이퍼에는 첨가제가 부착되는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 첨가제는 과립상 첨가제인,
어플리케이터.
제 13 항에 있어서,
상기 과립상 첨가제는 숯을 포함하는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 첨가제는 더 무거운 첨가제 입자 및 더 가벼운 첨가제 입자를 포함하며,
그 안에 혼입된 입자들을 가지는 기상 유동을 위한 채널로서, 더 무거운 입자 및 더 가벼운 입자의 유동이, 상기 첨가제를 상기 래핑 재료에 적용하기 전, 서로를 향하게 하도록 구성되는, 채널을 더 포함하는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 채널은:
수평선과 제 1 각도를 형성하는 제 1의 실질적인 직선형 채널 부분;
수평선과 제 2 각도를 형성하는 제 2의 실질적인 직선형 채널 부분으로서, 상기 제 2 각도가 상기 제 1 각도 보다 작은, 제 2의 실질적인 직선형 채널 부분을 포함하며,
상기 제 1 채널 부분으로부터 나오는 첨가제는 상기 제 2 채널 부분을 적어도 부분적으로 통과하고, 상기 첨가제가 상기 제 1 채널 부분으로부터 나온 후 상기 더 무거운 입자 및 더 가벼운 입자의 유동이 서로를 향하게 되는,
어플리케이터.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 채널과 상기 제 2 채널 부분 사이의 곡선형 채널 부분을 더 포함하며, 상기 더 무거운 입자 및 더 가벼운 입자의 유동이 상기 곡선형 채널 부분에서 서로를 향하게 되는,
어플리케이터.
제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
더 무거운 입자 및 더 가벼운 입자의 유동들은 상기 제 2 채널 부분에서 서로를 향하게 되는,
어플리케이터.
제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 더 무거운 입자 및 더 가벼운 입자의 유동들은 서로를 향하게 되어 상기 래핑 재료로의 첨가제의 적용 전에 상기 채널 내에서 실질적으로 축방향으로 정렬되도록 하는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
그 안에 첨가제가 혼입된 상기 기상 유동을 위한 채널을 포함하며, 상기 채널은 상기 페이퍼로 상기 첨가제의 도입 전에 넓어져서 상기 래핑 재료로의 적용 전에 상기 첨가제의 속도를 감소시키도록 하는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 첨가제는 약 0.18 mm 내지 약 1.68 mm의 크기들을 가지는 숯 입자를 포함하는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페이퍼는 초당 0.8 내지 8.3 미터의 속도로 이송되는,
어플리케이터.
제 22 항에 있어서,
상기 페이퍼는 초당 약 2.5 내지 8.3 미터의 속도로 이송되는,
어플리케이터.
제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기상 유동은 8.5 m/s 내지 36.5 m/s의 속도를 가지는,
어플리케이터.
첨가제를 흡연 물품 래핑 재료에 적용하는 방법으로서,
상기 래핑 재료를 경로를 따라 이송하는 단계;
첨가제를 혼입하기 위해 기상 유동을 수용하는 단계;
상기 기상 유동 내에 혼입되는 첨가제를 상기 래핑 재료를 향하여 전환하는 단계를 포함하는,
첨가제를 흡연 물품 래핑 재료에 적용하는 방법.
제 25 항에 있어서,
상기 기상 유동 또는 상기 기상 유동의 상당한 부분이 상기 래퍼 상에 충돌하지 않도록 상기 기상 유동이 지향되는,
첨가제를 흡연 물품 래핑 재료에 적용하는 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 래핑 재료는 적용 구역을 통하여 실질적인 직선형 경로를 따르며, 상기 적용 구역 내에서 상기 첨가제가 상기 래핑 재료에 적용되는,
첨가제를 흡연 물품 래핑 재료에 적용하는 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 적용 구역을 통한 상기 래핑 재료의 경로에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 상기 기상 유동이 상기 적용 구역 내로 지향되는,
첨가제를 흡연 물품 래핑 재료에 적용하는 방법.
제 25 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 첨가제는 상기 래핑 재료 아래로부터 적용되는,
첨가제를 흡연 물품 래핑 재료에 적용하는 방법.
제 25 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기상 유동 내에 혼입된 첨가제 상에 정전기력이 작용하여, 상기 첨가제가 상기 래핑 재료를 향해 전환되도록 하는,
첨가제를 흡연 물품 래핑 재료에 적용하는 방법.