KR20130018802A

KR20130018802A - 고속 파우치 제조장치

Info

Publication number: KR20130018802A
Application number: KR1020127028077A
Authority: KR
Inventors: 마틴 티. 가르트하프너; 드와이트 디. 윌리암스; 제레미 제이. 스트레이트; 데이비드 제이. 웹; 카알 지. 밀러
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2013-02-25
Also published as: US11383861B2; EP2552783B1; US9623988B2; US20210078737A1; US20120023874A1; ECSP12012227A; CA2794641A1; US20180305044A1; KR101934597B1; US20170183110A1; EP2552783A2; PL2552783T3; US11702232B2; DK2552783T3; WO2011117751A2; JP5806729B2; UA112290C2; US10870503B2; US20220315254A1; MX2012011154A

Abstract

본 발명은 담배 또는 다른 입자상, 분말상 또는 고체상 내용물로 충전된 작은 파우치(100)를 극히 높은 생산속도로 생산하기 위한 장치와 방법에 관한 것이다. 그 위에 향신료 필름(14)을 갖는 또는 갖지 않는 무한 웹 기판(12)은 세로방향 이음매(106)를 갖는 튜브(29) 형상으로 형성된다. 튜브(29)는 개별적인 길이로 절단되고, 또 튜브의 행렬은 한쪽 단부(102)에서 접어 폐쇄되고, 충전되며 또 다른 쪽 단부(104)에서 접어 폐쇄되어 파우치 생산을 완료한다. 생산 도중에, 파우치의 접어진 단부(102, 104)에 형성된 이음매들은 서로 평행하고 또 파우치(100)의 세로방향 이음매(106)는 파우치(100)의 측면들의 중간에 위치하고 또 파우치(100)의 접어진 단부(102, 104)에 형성된 이음매에 수직이다.

Description

고속 파우치 제조장치{High speed poucher}

본 발명은 무연담배와 같은 밀봉된 작은 파우치 재료를 생산하기 위한 방법과 장치에 관한 것으로, 특히 시간당 수천 단위의 속도로 파우치를 생산하는 초고속으로 작동하는 파우치 제조방법과 장치에 관한 것이다.

스누스(snus)는 성인 흡연자를 위하여 파우치 형태로 판매되는 무연 (smokeless)담배 제품이다. 여러 예에서, 파우치는 담배와, 스피아민트, 페퍼민트 또는 몇몇 예를 든 방향제와 같은 향신료를 함유한다. 파우치는 사용자의 입 안에 위치하고, 또 구강 내로 향신료 및 담배 액체의 순차적인 배출을 하도록 된다. 개별적인 파우치는 보통 판매 패키지당 6개 이상의 파우치의 양으로 판매된다.

스누스 충전된 파우치의 생산은, 독일 Schloss-Holte 소재의 MediSeal GmbH의 MediSeal기계와 같은 파우칭 기계 및 독일 Lich 소재의 Merz Verpackungs Machinen GmbH에 의해 판매 제공된 기계로 수행된다. 이러한 기계들은 일반적으로 베이스 웹(web)의 리본(ribbon)을 수직으로 지향된 튜브 형태로 접고, 이 튜브 형태가 아래쪽으로 인출(draw)됨에 따라 세로방향 이음매(seam)를 형성하기 위하여 튜브 형태를 따라 밀봉하며, 및 제1(하부)가로방향 이음매를 형성하기 위하여 튜브를 따른 위치에서 가로방향으로 밀봉함으로써 작동된다. 웹은 보통 종이를 포함한다. 웹은 바람직하기에는 폴리프로필렌 또는 이음매의 열적 밀봉을 용이하게 하는 다른 적절한 재료를 포함한다. 담배는 부분적으로 형성된 파우치로 공급되고 또 그 다음에 파우치 구조를 완성하기 위하여 제2(상부)가로방향 이음매가 형성되며, 이는 튜브 형태의 나머지로부터 절단된다. 이러한 작동은 하나 다음에 다른 하나로 각 파우치에 대하여 반복되고, 또 상기 언급된 모든 단계들은 서로 근접되게 수행되어, 가로방향 이음매에 대하여 수직방향의 원하는 세로방향 이음매가 확보된다.

그러나 이러한 기계들은 한번에 하나씩 각 파우치를 만들고, 충전하고 완성하는 속도제한방식이기 때문에, 분당 약 150 내지 350개 파우치의 한정된 생산속도를 갖는다.

또한 그러한 기계들의 작동에 사용된 인출작용은 미끄러짐(slippage)이 일어나기 쉽고, 이는 기계가 길이 및 체적이 변하는 파우치를 생산하도록 야기한다. 그러한 불일치는 제품의 입안에서의 느낌, 맛 및 다른 특성들에 영향을 줄 수 있다.

파우치는 비교적 작고 또 고속 생산은 아주 유익한 방식으로 서로 협력하는 아주 특별한 구성부품들을 요구한다.

본 발명은 이음매들의 원하는 방위와 파우치의 길이 및 체적 및 기타 특성들에 향상된 일관성을 유지하는 성능을 갖고서, 고속 파우치 생산을 할 수 있는 기계와 방법에 대한 것이다.

바람직한 실시예들의 목적들 중의 하나는, 담배와 같은 밀봉된 작은 파우치를 아주 유리하고 또 효율적으로 생산하도록 작동하는 고속 파우치 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 시간당 수천 개의 그러한 파우치를 생산하는 파우치 제조장치를 제공하는 것이다.

바람직한 실시예들의 다른 목적은, 담배와 선택적으로, 향신료와 같은 재료의 밀봉된 작은 파우치를 아주 유익하고 또 효율적인 방식으로 생산하는 방법을 제공하는 것이다.

바람직한 실시예들의 또 다른 목적은, 입상(granular), 분말상 또는 고체상 재료의 밀봉된 작은 파우치를 아주 유익하고 또 효율적인 방식으로 생산하는 고속 파우치 제조장치와 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 종이 기판(substrate)의 무한(endless)의 공급이 하류방향으로 이송되고, 또 동시에 별개의 향신료 필름 또는 스트립의 무한공급이 하류방향으로 이송된다. 향신료 스트립은 단위(unit)길이의 조각들로 절단되고, 또 결국 향신료 스트립의 각 조각은 주행하는 종이기판의 상부(top)위의 위치에서 기판 위의 스트립 사이에 동일한 간격으로 접착된다. 접착제는 종이의 상부 위에서 하나의 에지를 따라 또한 적용된다.

그러면 자신의 하나의 에지 위에 접착제와 그 위에 향신료 스트립 조각이 위치된 종이기판은 가니쳐(garniture)를 매개로 이송되고, 종이기판은 자신의 대향 에지들이 서로 접착되어 무한의 세로방향 이음매를 형성함으로써 무한의 중공형 튜브로 형성된다. 형성된 튜브를 갖는 구조는, 튜브 형상을 지지 및 유지하기 위하여 사용될 수 있다. 그러한 구조는 튜브의 구조적 완전성을 유지하고 또 세로방향 이음매의 밀봉을 향상할 목적을 위하여 튜브의 내부표면을 결합하는 내부 브러시(brush) 또는 내부 롤러 바아(bar)를 포함할 수 있다. 대신에 또는 추가하여, 튜브를 형성하고 또 세로방향 이음매를 밀봉하기 위하여 외부 진공이 적용될 수 있다.

무한의 중공형 튜브의 형성 후, 튜브는 생산되는 개별적인 파우치의 각각의 길이와 동일한 길이로 절단될 수 있다. 각각이 내부에 향신료 스트립을 갖는 개별적인 튜브형상 길이는 하류방향으로 주행하기 위하여 일련의 홈이 있는 이송드럼으로 이송된다. 대신에, 튜브들은 복수의 파우치 생산을 위하여 특정길이로 절단될 수 있고, 또 그런 다음 드럼 상의 하류에 절단, 선별 및 정렬된다.

드럼들 중의 제1드럼에 개별적인 또는 복수의 튜브형상 길이의 일관된 배치는, 각각의 완성형성된 파우치 상에 세로방향 이음매를 적절히 위치 및 지향시키는 것을 보조한다. 그리하여, 세로방향 이음매는 수용홈 또는 드럼 캐비티의 바닥 또는 그 위치의 180°반대(를 향하여 지향된)에 위치될 수 있다. 이러한 방위는 만일 원한다면, 튜브의 단부들의 순차적인 접기(crimp)가, 각기 형성된 파우치의 측면 에지들 사이의 중간 또는 다른 상대위치의 세로방향 이음매로 만들어지는 것을 보장한다.

적절히 홈이 형성되고 경사진 드럼을 포함하는 일련의 드럼은, 개별적인 튜브들을 하나의 홈이 형성된 드럼으로부터 다음 드럼으로 자신의 주행경로의 끝에서 수직방향으로 위치시킨다.

결국, 중공형상 튜브들은 수직 회전축을 갖는 처리(processing)휠의 외부 홈 상에 위치된다. 각 튜브는, 자신의 세로방향 이음매가 수용홈의 바닥에 또는 그 위치의 180°반대로 휠의 홈들 중의 하나에 위치된다. 처리휠의 바로 아래의 한쌍의 접기롤러는 각 튜브의 하부단부를 접고 또 그리하여 밀봉적으로 폐쇄하는 역할을 한다. 각 접기롤러는 바람직하기에는 수직 회전축을 갖고 또 양쪽 축은 처리휠의 반경 상에 위치된다. 각 파우치의 세로방향 이음매가 상기 설명된 바와 같이 위치되면, 만일 원한다면, 하부 접기는 각각 형성된 파우치의 측면들 사이의 중간의 세로방향 이음매로 일관되게 형성될 수 있다.

각 튜브의 폐쇄된 하부 단부를 접어준 후, 처리휠의 회전은 튜브를 충전스테이션으로 이송하여, 담배 또는 다른 내용물이 튜브 내로 공급되게 한다.

제2접기롤러 쌍은 각 튜브의 폐쇄된 상부를 접기 위하여 처리휠 위에 위치된다. 제2접기롤러의 각각의 수직축은 처리휠의 반경을 따라 위치되어 상부 주름이, 형성되는 각 파우치의 측면들 사이의 중간의 세로방향 이음매를 갖는 하부 주름에 평행한 것을 보장한다.

그 다음, 파우치들은 처리휠로부터 제거되고 품질관리를 위해 검사되며 또 수송을 위해 포장된다.

상기 언급된 것에 추가하여 바람직한 실시예들의 신규한 특징 및 이점들은, 첨부한 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 당업자들에게 명확해질 것이고, 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 부품을 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 고속 파우치 제조장치의 사시도이다.
도 2는, 도 1의 파우치 제조장치를 이용하여 파우치 형성의 여러 단계를 도시하는 개략도이다.
도 3은, 구조적인 완전성을 유지하기 위하여, 형성된 튜브 내에서 구조적인 브러시를 갖는 종이기판으로부터 중공형상 튜브를 형성하는 것을 도시하는 단면도이다.
도 3a는, 도 3과 유사하나, 브러시 대신에 동일한 기능을 수행하는 내부 롤러 바아를 도시하는 도면이다.
도 4는, 튜브 내의 브러시를 설명하기 위하여 자신의 부위들이 절개된 튜브의 성형을 나타낸 측면도이다.
도 4a는, 도 4와 유사하나, 종이튜브의 완전성을 유지하기 위한 내부 롤러 바아를 도시하는 도면이다.
도 5는, 도 1의 실시예에서 원하는 이음매 방위를 유지하면서 절단된 튜브형상 부재들을 제1드럼 상으로 이송하는 것을 도시하는 상세 개략도이다.
도 5a는, 도 5에 도시된 이송작동의 추가적인 상세 단면도이다.
도 6은, 스트립들이 조각으로 절단됨이 없이 연속적인 종이기판에 적용된 연속적인 향신료 스트립을 도시하는 변형 실시예이다.
도 7은, 도 6에서 형성된 바와 같이 그 위에 연속적인 향신료 필름 또는 스트립을 갖는 연속적인 종이기판의 평면도이다.
도 8은, 도 9의 실시예에서 원하는 이음매 방위를 달성하면서 절단된 튜브형상 부재들을 제1드럼 상으로 이송하는 것을 도시하는 개략 단면도이다.
도 9는, 도 1과 많은 관점에서 유사한 본 발명의 다른 실시예의 개략도로서, 파우치들이 그 내부에 임의의 향신료 스트립이 없이 생산된다.
도 10은, 도 1의 기계의 일부를 도시하는 확대 개략도로서, 이격된 향신료 필름 또는 스트립 조각들이 무한 종이기판 상에 위치된다.
도 11은, 완성된 파우치 제품의 평면도이다.
도 12는, 기판 상에 이격된 향신료 필름 또는 스트립 조각들을 갖는 무한 종이기판의 평면도이다.
도 13은, 담배를 충전하기 전에 각각 형성된 튜브의 하부단부를 밀봉적으로 폐쇄하기 위한 하부 접기롤러를 설명하는, 단면으로 도시된 부위들을 갖는 개략도이다.
도 14는, 튜브를 담배로 충전하기 위한 호퍼와 진동 팬 피이더의 측면도이다.
도 15는, 도 14의 호퍼와 진동 팬 피이더의 평면도이다.
도 16 - 18은, 담배를 하부단부에서 접어져 폐쇄된 튜브 내로 전달하기 위한 구조의 여러 측면도, 평면도 및 단면도들을 도시한다.
도 19는, 담배를 충전한 후 각 튜브의 상부단부를 밀봉적으로 폐쇄하기 위한 상부 접기롤러를 설명하는, 단면으로 도시된 부위들을 갖는 개략도이다.

도면에 도시된 본 발명의 몇몇 바람직한 실시예들에 대하여, 분당 1,300 내지 1,700 개별적인 파우치를 생산하는 능력을 갖는 고속 파우처 또는 파우치 제조 기계(10)가 구비되고, 각 파우치는 바람직하기에는 미리 정해진 부위의 담배와 적절한 향신료, 만일 원한다면 그리고 선택적으로 양쪽 모두 여기에 참조로 통합된 미국 공개특허출원 US 2007/0261707A1 과 US 2007/0012328A1에 기재된 바와 같은 가용성 향신료 필름 또는 스트립을 포함한다.

도 11을 참조하면, 바람직한 실시예에서 형성된 제품은, 바람직하기에는 서로 평행한 가로방향 이음매(102, 104)를 따라 밀봉된 접어진 단부 부위를 갖는 파우치(100)이다. 세로방향 이음매(106)는 접어진 단부들 사이로 연장하고, 또 바람직하기에는 가로방향 이음매(102, 104)에 수직관계로, 파우치의 측면들에 평행하다. 바람직하기에는, 세로방향 이음매(106)는, 비록 그 상대적인 위치가 다른 측면보다 한쪽 측면에 더 가까이 선택될 수 있지만, 파우치의 측면들 사이 중간에 위치된다. 각 파우치(100)는 미리 정해진 길이 "L"을 갖는다.

도 1, 2 및 9를 참조하면, 미리 정해진 단위길이(L)의 개별적인 파우치(100)를 생산할 수 있는 고속 파우치 제조 기계(10, 10')의 실시예들이 제공된다. 각 기계(10, 10')는, 제1섹션(A, A')과 이송섹션 또는 기구(B, B'), 드럼섹션(C, C') 및 접기 및 충전섹션(D, D')를 포함한다. 제1섹션(A, A')은, 베이스 웹(12)의 연속적인 리본으로부터 단부가 개방된 복수의 단위 튜브형상 부재(101)를 반복적으로 생산하고, 각 튜브형상 부재(101)는 주어진 방위에 세로방향 이음매(106)를 갖고 또 바람직하기에는 앞서 언급된 복수의 미리 정해진 단위길이(L)의 길이를 갖는다. 이송섹션 또는 기구(B, B')는, 섹션(A, A')의 산출물을 드럼섹션(C, C')의 제1드럼(202)상으로 이송하고, 상술된 세로방향 이음매(106)의 방위는 제1드럼에 대하여 반경방향 관계이며, 이 방위는 드럼섹션(C, C')의 후속 드럼들을 따라 유지된다(드럼섹션(C, C')은 또한 상기 언급된 튜브형상 부재(101)들의 각 조각들을 미리 정해진 길이(L)의 하나의 세워진(one-up) 튜브형상 부재(101')들의 행렬(procession)로 절단, 선별 및 정렬한다). 접기 및 충전섹션(D, D')은 하나의 세워진 튜브형상 부재(101')들의 행렬이 섹션(D, D')를 통하여 이동되는 동안에 각 하나의 세워진 튜브형상 부재(101')를 부분적으로 폐쇄, 충전 및 완전히 폐쇄하여 파우치(100)를 형성한다.

이제 도 1과 10을 참조하면, 섹션(A)의 작동에서, 웹(12)의 무한 공급은 속도(V1)로 하류방향으로 이송된다. 웹은 일반적으로 종이를 포함하고, 그리고 바람직하기에는 이음매들의 열적 밀봉을 촉진하기 위하여 폴리프로필렌 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 동시에, 향신료 필름 또는 스트립(14)의 연속적인 리본(또는 무한 공급)은 약간 낮은 속도(V2)로 하류방향으로 이송되고, 이 속도(V2)는 향신료 필름(14)의 리본의 경로를 따라 코르크 롤러의 상류에 위치된 계량롤러(17)의 사이즈(직경)에 의해 결정된다. 접착제는 도포기(18)에 의하여 향신료 필름에 적용된다. 향신료 필름은 나이프 드럼(19)과 코르크 드럼(16)사이의 부위로 공급되어, 필름(14)은 단위길이의 조각(20)으로 절단되고 또 크르크 드럼 상에 보유지지된다. 코르크 드럼은 속도(V1)과 같은 표면속도(V3)를 갖고, 또 속도 V2와 V3의 차이는 코르크 드럼 상에서 향신료 필름(14)의 절단된 조각(20)들 사이에 미리 정해진 간격을 생성한다. 향신료 필름의 무한 공급의 느린 속도(V2)와 코르크 드럼의 약간 높은 표면속도는 원하는 간격을 독특하게 생성한다. 이격된 향신료 스트립 조각(20)들은 주행하는 종이기판 상에 접착되거나 또는 그렇지 않으면 제위치에 고정된다. 바람직하기에는, 점착제 또는 다른 접착제(25)는 도포기(26) 또는 다른 적절한 기구에 의하여 종이의 한쪽 에지(27)를 따라 또한 적용된다. 코르크 드럼(16)의 표면에 향신료 필름의 절단된 조각(20)들을 고정하는 것을 돕기 위하여 코르크 드럼(16)의 내부의 진공 체임버(23)에 진공(21)이 가해질 수 있다. 진공(21)은 도 10에 도시된 바와 같이, 종이의 상부에 향신료 필름(14)의 조각(20)들을 고정하는 것을 돕기 위하여 종이기판(12)의 하부에 또한 공급될 수 있다.

도 2와 10을 참조하면, 한쪽 에지(27)를 따라 접착제와 향신료 필름의 조각(20)들을 갖는 종이기판은, 가니쳐(28)를 통해 이송되어, 종이기판은 연속적인 중공형 튜브(29)로 형성되고 또 종이의 대향하는 에지 부위들은 서로 접착되어, 도 2에 도시된 바와 같은 세로방향 이음매(106)를 형성한다. 세로방향 이음매(106)는 완성된 파우치(100)에 나타나는 세로방향 이음매(106)가 된다. 내부 브러시(30)는 중공형 종이튜브를 형성 및 지지하는 데에 이용될 수 있고, 이는 만일 향신료 필름(14)이 튜브(29) 내에 포함된다면 생략될 수 있다. 대신에, 그러한 목적을 위하여 내부 롤러 바아(32)가 사용될 수 있다. 이러한 관점들은 도 3, 3a, 4 및 4a를 참조하여 추가로 후술된다. 외부 진공이 튜브형성을 촉진하기 위하여 적용될 수 있고, 또 몇몇 예에서, 특히 연속적인 향신료 필름(14)이 웹(12)과 결합되면 임의의 내부 지지구조없이 외부진공이 사용될 있고, 이는 단지 웹(임의의 향신료 필름이 없이)/만을 포함하는 튜브형상 구조보다 덜 붕괴되기 쉽다.

연속적인 종이튜브(29)의 성형은, 가니쳐(28)를 통하여 웹(12)을 인출하기 위하여 독일 Hamburg 소재의 Hauni Korber의 KDF-2의 무한 다공성 벨트 드라이브 또는 유사한 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 가니쳐(28)는, 접어진 표면들과 궐련제조기에서 담배로드 제조기에 사용된 가니쳐에 사용된 것과 유사한 접착제 도포기를 갖고 또 형상 유지를 보장하기 위하여 가니쳐에서 접혀진 웹의 외부에 진공을 적용하기위한 포트들을 포함할 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 연속적인 중공형 튜브(29)를 형성한 후, 튜브는 개별적인 파우치(100)의 길이(즉, 하나의 세워진 길이)와 같은 길이를 갖는 튜브 형상 부재(101) 또는 더욱 바람직하기에는 복수개(즉, 길이(L)의 2개, 4개, 6개 또는 그 이상으로 세워진)로 커터(34)에 의해 절단될 수 있다. 하나의 세워진 길이로의 절단은 섹션(C, C')의 필요성을 피할 수 있고 또 섹션(B, B')이 기계(10)의 섹션(D, D')으로 직접 공급되는 것을 허용하며, 하나의 세워진 부재는 이송하기 어렵고 또 종종 넘어진다. 그러므로 커터(34)에서 복수 단위길이의 튜브형상 부재(101)를 생성하고 또 기계(10, 10')의 섹션(A, A')으로부터 섹션(B, B')을 통해 튜브형상 부재(101)를 이송하는 것이 작동적으로 유리하다.

일단 이송되면, 복수의 단위길이의 튜브형상 부재(101)는, 포켓 또는 홈이 형성된 휠-대-휠 진공이송기술을 이용하여 섹션(C, C')의 일련의 홈이 형성된 드럼(36)을 따라 하류방향으로 이동된다. 바람직하기에는, 드럼 또는 휠 섹션 중에는 튜브형상 부재(101)의 조각들을 절단, 선별 및 정렬하는 섹션들이 포함되어, 기계(10, 10')의 섹션(C, C')의 단부에는 하나의 세워진 개방된 단부의 튜브형상 부재(101')의 행렬이 형성된다. 예컨대 도 2를 참조하면, 2개의 세워진 튜브형상 부재(101)는 섹션(C, C')의 제1드럼(202)상으로 이송될 수 있고 또 참조부호 204, 206 및 206로 각각 나타낸 바와같이, 순차적으로 절단(작업물을 복수 조각으로 절단한다), 선별(서로에 대하여 절단된 조각들을 원주상으로 배치한다) 및 정렬(배치된 조각들을 서로 정렬된 열로 모은다)하는 드럼섹션들을 통해 안내된다. 4개의 세워진 튜브형상 부재(101)는 이러한 동작들의 추가적인 반복을 필요로 하고 또 8개의 세워진 튜브형상 부재는 더 이상의 반복을 필요로 한다는 것을 알 수 있다.

기계(10, 10')의 실시예의 섹션(C, C')은 경사진 드럼 또는 휠(46)을 더 포함할 수 있는바, 이는 하나의 세워진 튜브형상 부재(101')의 행렬을 일반적으로 수평한 배열로부터 일반적으로 수직인 배열로 회전시켜, 하나의 세워진 튜브형상 부재(101')의 행렬이 섹션(D, D')을 통해 이동됨에 따라 수행되는 충전 및 접기작동에 기여한다.

도 1, 2 및 9의 섹션(B, B')를 다시 참조하면, 섹션(C, C')의 제1드럼(202)상으로 복수 단위길이 튜브형상 부재(101)의 이송 및 배치가 수행되어, 세로방향 이음매(106)는 마침내 각각의 수용 홈 또는 캐비티에서 드럼(202)의 반경에 대하여 반경방향 바깥쪽으로(또는 그 방향의 180°반대, 즉 반경방향 안쪽으로) 정렬된다. 이러한 반경방향 관계는 섹션(C, C')에서 드럼-대-드럼 이송을 통해 유지되고 또 섹션(D, D')에서 하나의 세워진 튜브형상 부재(101')의 단부들의 순차적인 접기 및 밀봉작동이 세로방향 이음매(106)에 대하여 원하는 수직관계로 가로방향 이음매(102, 104)를 만드는 것을 보장하고 또 세로방향 이음매(106)가 바람직하기에는 형성된 파우치(100)의 측면 에지들 사이의 중간에 일관되게 위치되는 것을 보장한다. 튜브형상 종이부재들이 한쪽 드럼에서 다음 드럼으로 지나감에 따라, 이들의 반경방향 방위는 반경방향 바깥쪽으로부터 반경방향 안쪽으로 드럼에서 드럼으로 교번하고, 이는 "반경방향의 관계를 유지하는"의 의미가 된다는 것을 이해하여야 한다. 더구나, 반경방향 관계는 상기에서 논의된 바람직한 0°와 180°반경방향 관계 대신에, 선택된 각도를 포함할 수 있다.

일련의 드럼(36)은 한쪽 드럼에서 다음 드럼으로의 자신의 주행 경로의 끝에서 개별적인 튜브(101')를 수직인 방위로 위치시키는 경사진 드럼(46)을 포함한다.

도 1, 9, 13 및 14를 참조하면, 하나의 세워진 튜브형상 부재(101')는, 기계(10, 10')의 섹션(D, D')에서 수직인 회전축을 가질 수 있는 연속적으로 회전하는 처리휠(48)의 외부 상으로 섹션(C, C')의 최종 드럼을 매개로 안내되고, 이러한 배치는 세로방향 이음매(106)의 상기 언급된 반경방향 관계의 유지를 포함한다. 튜브들이 처리휠(48)위에 배치됨에 따라, 처리휠의 바로 아래의 한쌍의 접기롤러 (50, 50')는 각각의 세워진 튜브형상 부재(101')의 하부 단부를 접어주고 그리하여 밀봉적으로 폐쇄하여 하부의 가로방향 이음매(102)를 형성한다. 각 접기롤러는 바람직하기에는 수직인 회전축을 갖고 또 양쪽 축은 휠의 반경을 따라 위치된다. 세로방향 이음매(106)가 휠(48)상의 홈에 반경방향으로 위치되면, 형성된 파우치의 측면들 사이의 중간에 원하는 수직관계로 세로방향 이음매(106)가 형성된다. 다른 폐쇄 및 밀봉기구가 접기롤러 대신에 또는 그와 협동하여 이용될 수 있다.

튜브의 하부 단부를 접어 폐쇄한 후, 처리휠(48)의 계속된 회전은, 부분적으로 폐쇄된 하나의 세워진 튜브형상 부재(101')를 충전 스테이션(300)으로 이송하여 담배(56)또는 다른 내용물이 튜브형상 부재(101')내로 공급되게 한다. 바람직하기에는, 호퍼(58)와 진동팬 피이더(60)가 담배(56) 또는 다른 내용물 충전작동을 수행하는 역할을 한다. 내용물 공급 및 충전장치는 미국특허 제5,221,247호 및 제5,542,901호에 또한 기재되고, 양쪽 특허는 그 전체로서 참조로 통합된다. 충전방법 및 장치는 미국특허 제5,875,824호에 기재되고, 이는 그 전체로서 참조로 통합된다.

다음, 도 15와 19를 참조하면, 처리휠(48)위에 이격된 한쌍의 제2접기롤러(70, 72)는 각각의 하나의 세워진 튜브형상 부재(101')의 상부 단부 또는 상부를 접어주고 밀봉하여 상부의 가로방향 이음매(104)를 형성하는 역할을 한다. 양쪽 접기롤러의 수직축들은 바람직하기에는 처리휠의 반경을 따라 위치(상호 정렬되어)되고 그리하여 상부의 이음매(104)가 하부의 이음매(102)에 평행하고 또 세로방향 이음매(106)이 측면 사이의 중간에 위치하는 것을 보장한다.

도 15를 참조하면, 바람직하기에는, 충전 스테이션(300)은 검사 및 공급제어 시스템(400)을 포함하는바, 이는 내용물(예컨대, 담배)의 공급이 완료되는 곳과 상부의 접기롤러(70, 72)의 중간에서 하나의 세워진 튜브형상 부재(101')의 행렬의 경로를 따른 위치의 센서(402)와, 프로세서(404), 공급속도 제어기(406) 및 거절(reject)스테이션(408)을 포함한다. 센서(402)는 충전된 튜브형상 부재(101')들이 접기롤러(70, 72)를 향하여 진행함에 따라 이들 부재(101)들의 각각(또는 대표적인 개수)에서 내용물의 레벨를 지시하는 신호를 발생한다. 공급속도 제어기(406)는 센서(402)에 의해 발생된 신호에 응답하여 내용물의 공급속도를 증가 또는 감소하기 위하여, 진동 팬(60) 상에서 담배(56)의 진동 및/또는 깊이를 조정하도록 작동한다. 프로세서(404)는 시스템(센서(402), 공급속도 제어기(406) 및 거절 스테이션(408))의 작동부재들 사이의 신호를 처리 및 연결하도록 프로그램된다. 이러한 시스템(400)은 파우치 내용물의 레벨 또는 체적(또는 충전된 체적)이 미리 정해진 값을 향하도록(프로세서(404)내에 입력된 제품사양을 향하도록)작동하고, 프로세서(404)는 검출된 동향(trend)에 응답하여 또 역작용으로 공급속도 제어기(406)의 작동을 조정하며, 그리하여 충전작동이 실시간 및 온 라인상으로 정확하게 유지될 수 있다. 만일 간헐적인 또는 다른 사건들이 특정된 충전체적 또는 레벨로부터 큰 이탈을 유발하면, 프로세서는 처리휠(48)로부터 사양을 벗어난 제품을 제거하기 위하여 거절 스테이션(408)을 작동하도록 프로그램될 수 있다. 거절 스테이션(408)은, 거절될 수 있는 제품을 지지하는 휠(48)의 홈에서의 진공유지를 극복하는 충분한 힘을 갖는 공기의 펄스를 휠(48)에 대하여 반경방향 바깥으로 지향하는 제어가능한 공기제트(jet)를 포함할 수 있다. 기계적인 핀 또는 다른 수단이 거절 스테이션(408)에 추가로 또는 대신에 사용될 수 있다.

바람직하기에는, 거절 스테이션(408)은 상부 접기롤러(70, 72)의 (앞쪽)의 상류에 위치되어, 거절된 제품이 검사 및 내용물 회수를 촉진하기 위하여 단부가 개방되고 또 잔류한다. 회수된 내용물은 호퍼(58)로 복귀될 수 있고, 그리하여 폐기물을 피하고 또 내용물 회수에서 처리단계를 최소화한다.

선택적으로, 거절 스테이션(408)은 상부 접기롤러(70, 72)의 하류에 위치될 수 있어, 완전히 폐쇄된(완성된)파우치(100)에 대하여 제품의 거절이 수행되고 또 내용물이 흩어지고 또 충전스테이션의 청결함을 손상시키지 않도록 한다. 이러한 접근은 만일 내용물이 특히 미세하거나 아니면 흩어지기 쉽다면 바람직할 수 있다.

검사 및 제어시스템은 바람직하기에는, 처리휠(48) 또는 후속 휠(드럼)상에서 계속 이동하는 완성된 파우치(100)의 행렬의 경로를 따라 위치된 하나 이상의 최종 검사스테이션 또는 센서(409)를 더 포함할 수 있고, 그리하여 검사가 순서적으로 완전한 방식으로 수행될 수 있다. 예컨대, 처리휠(48)상에 잔류하면서 상부 접기롤러(70, 72)의 하류로 이동함에 따라 이들 완성된 파우치(도는 그들의 선택된 개수)의 각각의 기계적인 시각검사를 수행하는 것이 유리하다. 그러한 구성은 검사를 촉진하기 위하여 반복적으로 또 순서적으로 일관된 방식으로 해당 검사를 위하여 세로방향 및 가로방향 이음매(105, 104 및 102)를 센서(409)에 제공한다. 검사를 완료하기 위하여, 완성된 파우치(100)는 다른 검사스테이션 또는 센서(409')를 갖는 다른 드럼으로 이송되어, 완성된 파우치(100)의 다른 측면이 검사를 위해 제공된다.

일단 상기 언급된 공정들이 완료되면, 파우치(100)들은 처리휠(48) 또는 후속 휠로부터 제거되고, 선택적으로 품질제어를 위해 추가로 검사되고 또 포장된다.각기 완성된 파우치는 바람직하기에는 미리 정해진 부분의 담배와 선택적으로 향신료 필름을 포함한다. 기계(10, 10')는 담배가 아닌, 예컨대 입자상, 분말상 또는 고체상 내용물과 같은 다른 형태의 내용물을 갖는 파우치를 만들고 또 충전할 수 있다.

계속해서, 도 1과 2는 고속 파우처(10)를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한다. 기본적으로, 파우처(10)는 튜브 형성섹션(A), 튜브 이송섹션(B), 튜브 절단, 선별 및 정렬섹션(C) 및 튜브 접기, 충전 및 폐쇄섹션(D)를 포함하는 4개 섹션을 갖는다.

도 10에 상세히 도시된 바와 같이, 제1실시예에서 튜브 형성섹션(A)은 적절한 컨베이어 수단(도시 안 됨)에 의해 대표속도(V1)로 하류방향으로 이송된 종이기판(12)의 무한 공급을 포함한다. 동시에, 향신료 필름 또는 스트립(14)의 무한 공급은 피동 코르크 표면의 드럼(16)에 의해 약간 낮은 속도(V2)로 하류방향으로 또한 이송된다. 향신료 스트립이 코르크 드럼으로 이송됨에 따라 도포기(18)에 의하여 향신료 스트립의 표면에 접착제가 적용된다. 향신료 스트립은 스트립(14)과 드럼(16)의 접속부위에서, 예컨대 왕복동 나이프 블레이드 또는 나이프 드럼(19)과 같은 임의의 통상적인 절단부재에 의하여 단위길이의 조각(20)으로 절단된다. 또 속도 V2와 V3의 차이는 코르크 드럼 상에서 향신료 스트립의 절단된 조각(20)들 사이에 미리 정해진 간격(24)을 생성한다. 향신료 스트립의 무한 공급의 느린 속도(V2)와 코르크 드럼의 약간 높은 표면속도는 원하는 간격(24)을 독특하게 생성한다. 이격된 향신료 스트립 조각(20)들은 도 12에 도시된 바와 같이 주행하는 종이기판 상의 위치에 접착된다. 또 다른 도포기(26)로부터의 접착제(25)는 종이기판의 한쪽 에지(27)를 따라 또한 적용된다. 상기에서 설명된 바와 같이, 진공은 코르크 드럼과 종이기판(12)에 향신료 필름의 절단된 조각(20)들을 고정지지하는 것을 보조한다.

에지(27)를 따른 접착제(25)와 향신료 스트립(20)을 제 위치에 갖는 종이기판(12)은 가니쳐(28)를 통해 이송되어, 종이기판은 무한 중공형 튜브(29)로 형성되고, 또 종이의 대향하는 에지 부위들이 서로 접착되어 세로방향 이음매(106)를 형성한다.

튜브 형성을 위한 가니쳐(28)의 몇몇 실시예는, 도 3과 4에 도시된 바와 같은 내부 브러시(30) 또는 도 3a와 4a에 도시된 바와 같은 내부 롤러바아(32)를 포함하는 가니쳐를 포함하여 이용될 수 있다. 기본적으로 그 위에 이격된 향신료 필름 조각(20)을 갖는 종이기판(12)은 공기침투성 무한벨트에 의해 가니쳐(28)를 통해 인출되고 또 튜브형태로 감겨진다. 상술된 바와 같이, 그러한 목적을 위하여 임의의 적절한 가니쳐 구조가 이용될 수 있다. 내부 브러시(30)는 가니쳐에 의하여 형성된 튜브를 지지 및 유지하고 또 탄탄한 세로방향 이음매(106)를 보조하는 역할을 한다.

마찬가지로, 도 3a와 4a에 도시된 바와 같이, 내부 롤러바아(32)는 종이기판의 튜브형상을 유지하는 동일한 결과를 가져온다. 롤러들은 형성된 중공형 튜브(29)의 반경과 동일한 굴곡진 반경을 갖고서 최적의 튜브 성형을 보장한다. 튜브(29)의 형성을 보조하기 위하여 가니쳐 내에 진공 공간(plenum)이 이용될 수 있다. 웹으로부터 단독으로(향신료 필름이 없이)종이튜브를 형성할 때, 가니쳐의 브러시 및/또는 롤러는 종이의 붕괴하는 성향을 저지한다. 향신료 필름이 포함되면 그러한 수단은 필요없는바, 왜냐하면 웹과 필름구조는 붕괴성향이 더 적기 때문이다. 가니쳐를 따른 하나 이상의 지점에서 진공은 가하는 것은, 향신료 필름의 공기 비침투성 성질 때문에 웹과 필름구조의 접기작동을 촉진하는데에 효과적이다.

도 1에 도시된 실시예에서, 커터(34)는 무한(endless)튜브(29)를 미리 정해진 길이(101)로 절단하기 위하여 위치된다. 예로써, 각각 절단된 튜브(101)는 2개의 파우치(100)를 형성하기에 충분한 길이일 수 있다. 소위 2개의 세워진 튜브의ㅡ각각의 길이는 이송섹션(B)에서, 각각이 하나의 파우치(100)를 형성하기 위한 하나의 세워진 길이(101')로 튜브(101)를 절단, 선별 및 정렬하는 대부분 홈이 형성된 일련의 드럼(36)으로 이송된다. 처음에 2개의 세워진 튜브(101)는 2개의 개별적인 길이(101')를 만들기 위하여 반으로 절단되고, 또 그러면 길이(101')는 앞서 기재된 바와 같이 선별되고 또 정렬된다.

도 1, 5 및 5a를 참조하면, 도 1의 실시예에서 일련의 드럼(36)중의 제1드럼(202)으로 절단된 튜브(101)의 이송은, 바람직하기에는 각 홈(604)이 드럼(202)의 12시 회전위치에 도달함에 따라 홈(604)에 커터(34)의 산출물을 반복적으로 수용하는 캐처(catcher)드럼(202)으로 수행된다.

캐처드럼의 구성은 각 홈(604)을 따라 일관되게 각 튜브형상 부재(101)를 정지 및 일치시키기 위하여 각 홈(604)에서 작동적이다. 바람직하기에는, 하나 이상의 진공구동되는 회전롤러(602)들이 홈(604)으로 튜브형상 부재들의 이동을 돕는다. 바람직하기에는, 롤러(602) 또는 롤러들의 원주를 따른 이격된 위치에서의 진공포트(623)들은 튜브형상 부재(101)의 제위치로의 이동을 촉진한다. 바람직하기에는 일단 여기서, 하나 이상의 진공포트(609)가 이음매(106)의 원하는 방위로 각 홈(604)에 부재(101)를 보유지지하기 위하여 진공을 적용한다.

도 5a를 또한 참조하면, 캐처드럼은 튜브형상 부재(101)를 제위치로의 안내를 돕기 위하여 드럼(202)의 12시 회전위치에 원주방향 원호상 레일 또는 카너드(canard: 608)를 포함할 수 있다. 드럼(202)은 고정된 내부 진공공간(610)을 포함하고, 이는 12시 위치로부터 다음 드럼(295)의 이송위치로 원주방향으로 연장한다. 진공원(612)으로부터의 진공은 드럼(202)의 홈이 형성된 회전체(611)가 회전함에 따라 진공포트(609)를 통하여 연결된다.

제1드럼(202) 상으로 튜브형상 길이(101)의 일관된 배치는 중요한바, 세로방향 이음매(106)는 드럼(202)의 외부에서 튜브를 수용하는 캐비티 중의 하나의 바닥에 그 위치에 대해 180°반대관계로 교대로 위치되어야 한다. 이는 개별적인 튜브 길이의 단부들의 접기가, 도 11에 도시된 바와 같이 형성된 파우치의 측면 에지들 사이의 중간의 바람직한 위치에서 세로방향 이음매를 만드는 것을 보장하기 위하여 필요하다.

도 8과 9를 참조하면, 기계(10')를 포함한 기계(10)의 변형 실시예에서 섹션(B')에서 복수 단위의 튜브형상 부재(101)의 이송은, 아암(armiture: 704)의 단부에서 진공작동된 그라퍼 바아(702)를 갖는 Hauni Protos SE 80 "스파이더(Spider)" (또는 다른 모델)와 같은 Hauni Transfer Spider 92를 이용하여 수행된다. 아암(704)들은 스파이더의 디스크(706)의 회전을 매개로 모두 회전가능하고 또 각 아암(704)은 디스크(706)에 대해 회전가능하다. 스파이더는 커터(34)(도 8에서 X로 표기된 바와 같이)에서 튜브형상 부재를 집어올리도록 섹션(A')의 하류에 위치된다. 커터(34)에 인접하면, 진공의 적용으로 그리퍼(106)는 3시 위치에서 튜브형상 부재(101)를 파지하고 또 수용드럼(202')(도 8에 Y로 표기된)의 3시 위치에 인접한 배분위치로 이동시키며. 그 다음 타원형 경로를 따라 위치(X)로 복귀한다. 배분위치에서, 진공이 차단되고 또 튜브형상 부재(101)는 해제되고 또 진공의 적용으로 드럼(202')에 의해 집어올려진다. 이러한 실시예에서, 튜브형상 부재(101)는 드럼(202')의 반경과 원하는 정렬 대신에 드럼(202')의 반경에 소정각도로 이음매(106)와 처음으로 방향설정된다.

원하는 정렬을 달성하기 위하여, 본 실시예의 드럼(202')은 "후방정지(backstop)"표면(41)을 포함하는 원주방향으로 넓은 홈(40)과, 후방정지(표면(41)에 대하여 분배된 튜브형상 부재(101)를 말아주는 롤러 바아(42)를 포함하고서, 도 8에 Z로 표기된 바와 같이 원하는 반경방향 관계가 얻어진다.

비록 섹션(B')의 스파이더가 섹션(A', C')에 경사진 관계로 도시되지만, 스파이더의 디스크(706)의 회전축이 드럼(202')의 회전축에 90°관계가 되도록 섹션(A')과 정렬된다.

Hauni Protos SE 80 "스파이더"의 사용은 내부 향신료 필름을 갖는 파우치의 생산에 특히 유용하다.

도 8의 복수의 튜브(101)는 튜브의 상부에 세로방향 이음매를 나타내고 또 진공이송에 의해 제1드럼(202')으로 이송되면 세로방향 이음매의 위치가 도시된 바와 같이 된다. 그러나 드럼(202')이 회전함에 따라 롤러 바아(42)는 튜브(101)를 결합하여 드럼(202')의 외부에서 수용 캐비티(40)내에서 튜브를 회전시킨다. 캐비티는 도시된 바와 같이 세로방향 이음매가 드럼(202')의 반경 상에 위치되는 최대위치로 튜브(101)의 회전을 허용하도록 되어 있다.

섹션(C')에서, 복수의 튜브(101)들은 상술된 바와 같이 그 섹션에서 절단, 선별 및 홈 형성된 드럼에 의하여 정렬된다. 궁극적으로 하나의 파우치(100)의 생산을 위한 하나의 튜브(101')는, 한쪽의 홈 형성된 드럼으로부터 섹션(C')의 다음 드럼까지의 주행경로의 끝에서 수직인 방위로 개별적인 튜브(37)를 위치시키는 경사진 드럼(46)에 의하여 이송된다.

도 1과 13-15에 도시된 바와 같이, 섹션(D, D')에서 각각의 개별적인 중공형 튜브(101')는 수직 회전축을 갖는 회전하는 처리휠(48)의 외부(원주)상에 배치된다. 튜브들이 휠 위에 놓여지면, 처리휠(48)의 바로 아래의 고정된 위치의 한쌍의 접기롤러(50, 52)는 각 튜브의 하부단부를 접고 또 그리하여 밀봉적으로 폐쇄하는 역할을 한다. 각각의 접기롤러(50, 52)는 바람직하기에는 수직 회전축을 갖고 또 양쪽 축은 처리휠(48)의 반경 상에 위치된다. 세로방향 이음매(106)가 상기 설명된 바와 같이 위치되면, 하부의 가로방향 이음매(102)는 형성된 파우치(100) 측면들 사이의 중간에 위치된 세로방향 이음매(106)와 또 세로방향 이음매(106)에 수직관계로 가로방향 이음매(102)가 형성된다.

튜브(101')의 하부단부의 폐쇄 후, 처리휠(48)의 계속된 회전은, 튜브를 충전 스테이션으로 이송하여 담배(56)또는 다른 내용물이 튜브 내로 공급된다. 충전스테이션에서 호퍼(58)와 진동팬 피이더(60)는 담배 충전작동을 수행하는 역할을 한다. 공급속도는 진동하는 팬(60)상에서 담배(56)의 깊이와 진동을 변화함으로써 제어될 수 있다.

도 14-18을 참조하면, 처리휠(48)은 휠의 원주 둘레에 포켓(62)과 같은 일련의 깔대기(funnel)를 갖는다. 각 포켓(62)의 상부는 잘려진 원형섹터의 형상을 갖고, 또 각 포켓의 바닥은 둥근 구멍(64)이다. 각 포켓에서 구멍은 바람직하기에는 튜브(101')의 개방된 단부 바로 위에 위치된다. 포켓(62)의 벽은 튜브(101')내로의 담배(56)의 흐름을 촉진하도록 지향된다. 포켓(62)의 바닥은 튜브(101')의 개방된 단부 내에 끼워지는 연장부(66)를 포함할 수 있다. 포켓의 내부 및 외부벽은 진동 팬 피이더(60)의 배출물을 포획하는 홈통(trough)을 형성하기 위하여 연장할 수 있다. 인접한 포켓(62)사이의 벽(68)들은 날카로운 에지를 형성하여, 포켓내로 낙하하는 모든 담배 또는 다른 내용물이 포켓을 매개로 튜브(101')로 흐르도록 된다. 배출작동은 수직일 수 있거나 또는 경사질 수 있다

각 포켓(62)이, 진동 팬 피이더(60)d에 의해 분배된 담배 또는 다른 내용물의 "낙하(waterfall)"를 통해 이동함에 따라, 담배는 각 포켓의 바닥 개구부(64, 68)아래에 위치된 튜브(101')내로 포켓을 통해 흐른다. 담배흐름은 유동 및 배출형상 모두 일정하고, 또 처리휠(48)의 각 포켓(62)는 사이즈 및 형상이 동일하며, 또 휠의 회전속도는 일정하기 때문에, 각 포켓(62)에 의하여 포획된 담배의 양은 일정하다. 그 결과, 각 튜브(101')내로 투입되는 담배 또는 다른 내용물의 양은 일정하다. 또한 여러 구성부품의 사이즈 및 담배 흐름 속도는, 모든 담배가 포켓으로부터 처리휠(48)의 전체 회전보다 적은 회전에서 튜브(101')로 공급되고, 또 회전의 나머지는 튜브를 접고 폐쇄하기, 상기 언급된 바와 같은 검사, 및 사양을 벗어난 파우치의 거절, 기타 품질제어 수단, 파우치(100)의 하역 및 처리휠(48)상으로 빈 튜브(101')의 투입을 위하여 이용될 수 있도록 된다.

제2의 접기롤러(70, 72)쌍은 각 튜브(101')의 상부를 접어 폐쇄하고 또 밀봉하여 상부의 제2가로방향 이음매(104)를 형성하기 위하여 처리휠(48)위에 이격된 고정위치에 설치된다. 제1접기롤러(50, 52)쌍과 마찬가지로, 바람직하기에는 제2 접기롤러의 각각의 수직축은 처리휠(48)의 반경을 따라 위치되어, 상부의 가로방향 이음매(104)가 하부의 가로방향 이음매(102)와 평행하고 또 세로방향 이음매(106)가 완성된 파우치(100)의 측면들 사이의 중간에 위치되며 또 상부의 가로방향 이음매가 세로방향 이음매(106)에 원하는 수직관계로 되는 것을 보장한다. 접기롤러는 튜브(101')의 가로방향 이음매를 따른 밀봉을 증가하기 위하여 가열될 수 있다. 또한, 원한다면 폐쇄를 향상하기 위하여 튜브의 내부 개방된 에지에 접착제가 적용될 수 있다. 이러한 특징들은 하부 주름을 형성하기 위하여 또한 사용될 수 있다.

형성된 파우치(100)는 처리휠(48)로부터 제거되고, 상술된 바와 같이 품질제어를 위해 검사되며, 수송을 위해 포장된다. 각각의 완성된 파우치(100)는 바람직하기에는 담배(56)와 선택적으로 가용성 향신료 필름(20)을 포함한다.

도 6과 7은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 도시하는바, 무한 향신료 필름(14)은, 도 10에 도시된 바와 같이 향신료 스트립이 개별적인 조각으로 절단됨이 없이 연속적인 종이기판(12)을 따라 배치된다. 선택적으로 도포기(80)에 의하여 종이기판의 상부에 접착제가 적용되고, 또 무한 향신료 필름(14)은 기판과 향신료 스트립이 하류방향으로 이동함에 따라 체임버(82)를 매개로 적용된 진공으로 종이기판 상의 위치에 접착된다. 바람직하기에는, 종이(12)의 리본은 향신료 필름(14)의 폭보다 더 큰 폭을 갖고, 또 종이와 향신료 필름은 서로 정렬되어 상술된 바와 같이 가니쳐(28)에 의해 종이 스트립이 튜브형태로 말려짐에 따라 세로방향 이음매(106)의 형성을 촉진하기 위하여 종이기판(12)의 세로방향 에지(84)는 향신료 필름이 없게 된다. 가니쳐는 튜브를 형성하기 위하여 사용되고, 또 상기 기재된 것 또는 당해 기술분야에 잘 알려진 다른 것과 같은 임의의 공지된 가니쳐 또는 다른 접기장치가 그러한 목적을 위하여 이용될 수 있다. 일단 튜브가 형성되면, 최종 파우치 형성까지의 나머지 하류의 작동들은 도 1과 9의 파우처(10, 10')와 관련하여 상기 기재된 것과 유사할 수 있다.

섹션(C, C')에서 튜브 조각을 절단, 선별 및 정렬하는 필요을 피하기 위하여 각 파우치의 길이와 같은 튜브를 생산하도록 임의의 실시예가 수정될 수 있음을 알아야 한다. 다른 섹션들은 상기 기재된 것들과 유사하다.

또한, 상기 언급된 섹션(A, A')은 튜브형상 압출공정 등으로부터 복수 단위의 튜브형상 부재(101')를 형성하도록 되고, 셀룰로오스 슬러리 또는 다른 적절한 재료가 다이를 통해 압출된 다음 절단되는 것을 알 수 있다. 그러한 경우, 튜브형상 부재(101')에 세로방향 이음매가 없을 수 있다.

접기 및 재료 충전섹션은 바람직하기에는 그 기능의 수행을 촉진하기 위하여 일련의 드럼 또는 휠을 포함할 수 있다. 회전하는 드럼 또는 휠을 따르는 대신에, 선형적인 방식을 따른 위치에서 접기, 충전, 폐쇄 및 선택적으로 검사기능을 수행하는 것이 가능하다. 섹션(C, C')에 대해서도 마찬가지이다.

조각(20)이던 또는 연속적이던 향신료 필름(14)은, 담배 또는 그 첨가물로부터의 수분이, 만일 있다면, 사용하기 전에 종이에 도달할 기회를 감소시킴으로써 종이(12)를 변색(얼룩)시키는 담배(56) 또는 다른 내용물의 성향을 감소시키는 내부 라이너로서 역할하기도 한다. 향신료 필름(14)은 또한 담배의 수분함량 및 다른 특성들이 실제 사용하기까지 원래(신선한)조건으로 유지되는 것을 허용한다.

상기 설명의 변경 및 수정이 당업자들에게는 명백할 것이다. 그러한 변경 및 수정은 여기에 첨부된 특허청구범위의 영역 및 범위 내인 것으로 생각되어야 한다.

Claims

미리 정해진 파우치 길이을 갖는 충전된 파우치를 생산하기 위한 파우치 제조장치로서,
웹 공급원;과
웹의 에지부위를 겹쳐서 세로방향 이음매를 형성하여 웹을 중공형 무한 튜브로 형성하도록 작동하는 가니쳐;
상기 파우치 길이에 대응하는 길이 및 양쪽 단부를 갖는 개별적인 튜브를 생산하기 위하여 작동하는 커터;
경로를 따라 상기 개별적인 튜브의 행렬을 만들고 또 이동시키도록 작동하는 일련의 이송드럼;
상기 일련의 이송드럼의 수용 부위 상으로 상기 커터의 산출물을 이송하기 위하여 작동하는 이송섹션;
상기 경로를 따른 제1위치에서 개방된 단부의 파우치 구조의 행렬을 만들기 위하여 각각의 개별적인 튜브의 한쪽 단부를 접어 폐쇄하기 위하여 작동하는 제1폐쇄기구;
상기 경로를 따른 제2위치에서 개방된 단부의 충전된 파우치구조의 행렬을 만들기 위하여 상기 개방된 단부의 파우치 구조의 각각에 미리 정해진 양의 재료를 투입하기 위한 충전섹션;
상기 경로를 따른 제3위치에서 완성된 파우치의 행렬을 만들기 위하여 상기 개방된 단부의 충전된 파우치 구조의 각각의 다른쪽 단부를 접어 폐쇄하기 위하여 작동하는 제2폐쇄기구; 및
상기 충전섹션의 일관된 동작을 유지하기 위하여 작동하는 센서 및 제어기;를 포함하고,
상기 이송기구 및 일련의 이송드럼이 완성된 파우치의 대향하는 측면 사이에 상기 세로방향 이음매의 일정한 위치를 유지하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 커터는 중공형 튜브를 복수 길이의 튜브형상 부재로 처음으로 절단하도록 작동하고, 상기 커터는 상기 복수 길이의 튜브형상 부재를 개별적인 파우치 길이로 절단하고 또 이들을 개별적인 튜브 행렬로 정렬하기 위하여, 상기 일련의 이송드럼을 따른 위치에서 절단, 선별 및 정렬드럼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제2항에 있어서, 상기 이송섹션은, 커터에 인접한 위치로부터 상기 일련의 이송드럼의 제1드럼의 홈 위로 복수 길이의 튜브형상 부재를 반복적으로 이송하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제3항에 있어서, 상기 이송섹션은 복수의 회전하는 아암을 포함하고, 각 아암은 상기 인접한 위치에서 복수 길이의 튜브형상 부재를 반복적으로 집어올리고 또 상기 부재를 제1드럼의 홈 위로 배치하도록 구성되며 또 배열된 그리퍼부재에 연결된 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 가니쳐 앞에, 웹에 필름을 적용하기 위하여 작동하는 필름 적용기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제5항에 있어서, 상기 향신료 필름 적용기는, 상기 가니쳐 앞에서 웹에 이격된 필름 조각을 적용하고, 또 각 향신료 필름 조각은 개별적인 파우치 길이와 관련된 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제6항에 있어서, 상기 향신료 필름 적용기는 무한 필름을 회전하는 수용드럼 위로 배분하여 필름이 개별적인 조각으로 절단되고, 또 수용드럼은 무한 필름보다 약간 더 빠른 표면속도로 회전하여, 필름 조각이 웹에 적용되기 전에 수용드럼 상에서 이격되는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 일련의 이송드럼은, 상기 충전섹션 앞에 개별적인 튜브의 행렬의 수직방위를 만들기 위하여 경사진 이송드럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 가니쳐는 브러시와 협동하고, 이 브러시는 상기 가니쳐에 인접한 웹의 내부부위에 지지를 제공하기 위하여 작동하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 가니쳐는 롤러와 협동하고, 이 롤러는 상기 가니쳐에 인접한 웹의 내부부위에 지지를 제공하기 위하여 작동하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 가니쳐는 진공과 협동하고, 이 진공은 상기 가니쳐에 인접한 웹의 내부부위에 지지를 제공하기 위하여 작동하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 이송섹션은, 캐처드럼의 홈 위로 튜브형상 부재를 세로방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제12항에 있어서, 상기 이송섹션은, 캐처드럼의 홈 위로 튜브형상 부재를 이동시키는 것을 돕기 위하여 진공이 가해진 회전하는 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제12항에 있어서, 상기 캐처드럼은, 튜브형상 부재를 미리 정해진 원하는 반경방향 방위로 회전시키기 위하여 고정된 원호상 레일에 대하여 회전하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제4항에 있어서, 상기 제1드럼은 후방정지 표면을 갖는 넓은 홈을 포함하고, 고정된 롤러바아와 협동하는 상기 제1드럼은 이송된 튜브형상 부재를 원하는 반경방향의 방위로 반복적으로 회전시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 센서는 충전섹션의 제2위치 뒤에 상기 경로를 따라 위치되고 또 내용물의 레벨을 나타내는 신호를 발생하도록 작동되며, 상기 제어기는 상기 센서의 신호에 응답하여 충전섹션의 작동을 조정하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제16항에 있어서, 상기 파우치 제조장치는, 충전섹션의 제2위치 뒤에 상기 경로를 따라 위치되고 또 상기 행렬로부터 완성된 파우치를 제거하기 위하여 작동하는 거절섹션을 더 포함하고, 상기 제어기는 수용할 수 없는 충전작동을 나타내는 상기 센서의 신호에 응답하여 상기 거절섹션의 작동하기 위하여 프로그램된 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제17항에 있어서, 상기 거절섹션은 상기 제2폐쇄기구의 제3위치 앞에 위치된 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제17항에 있어서, 상기 거절섹션은 상기 제2폐쇄기구의 제3위치 뒤에 위치된 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제17항에 있어서, 상기 제어기 및 추가적인 기준에 따라 완성된 파우치를 검사 및 거절하기 위한 검사섹션과 협동하는 제2센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 충전섹션은 상기 제어기의 제어를 받는 진동 팬 피이더를 포함하고, 충전섹션은 개방된 단부의 파우치의 행렬 위에 위치되고 또 함께 이동하는 일련의 깔대기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 가니쳐는, 이 가니쳐에서 웹의 튜브형상 웹 형태를 유지하기 위하여 진공원과 협동하는 것을 특징으로 하는 고속 파우치 제조장치.
입자상, 분말상 또는 고체상 내용물을 함유하는 충전된 파우치의 고속 생산을 위한 방법으로서,
무한 종이기판으로부터 이 종이의 대향하는 에지부위를 서로 밀봉하여 세로방향 이음매를 형성하여 무한 중공형 종이튜브를 형성하는 단계; 와
종이튜브를 대향하는 단부를 갖는 개별적인 길이의 튜브로 절단하는 단계;
각각 개별적인 파우치 길이의 튜브의 한쪽 단부를 접어 폐쇄하는 단계;
각각 접어 폐쇄된 개별적인 파우치 길이의 튜브를 내용물로 충전하는 단계;
완성된 파우치를 형성하기 위하여 충전된 개별적인 파우치 길이의 튜브의 다른쪽 단부를 접어 폐쇄하는 단계; 및
완성된 파우치의 접어진 단부들이 서로 평행하고 또 세로방향 이음매가 형성된 파우치의 대향하는 측면들 사이의 중간에 위치된 접어진 단부들 사이로 연장하도록 하기 위하여, 파우치 형성작동을 통하여 접어진 단부 및 세로방향 이음매의 방위를 유지하는 단계;를 포함하는 파우치의 고속 생산방법.
제23항에 있어서, 상기 절단단계는 중공형 무한 튜브를 복수길이의 튜브형상 부재로 처음으로 절단하고, 이들 튜브형상 부재는 순차적으로 개별적인 파우치 길이로 절단되는 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
제24항에 있어서, 상기 복수길이의 튜브형상 부재를 수용하고 또 이들을 일련의 홈이 형성된 드럼 상으로 하류방향으로 이송하기 위한 이송단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
제25항에 있어서, 상기 종이튜브의 세로방향 이음매는, 튜브가 이송되는 드럼에 대하여 반경방향으로 바깥쪽으로 또는 안쪽으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
제23항에 있어서, 상기 입자상, 분말상 또는 고체상 내용물은 담배인 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
제27항에 있어서, 상기 종이기판을 무한 중공형 종이튜브로 형성하기 전에 향신료 필름을 종이기판상으로 적용하기 위한 향신료 필름 공급단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
제28항에 있어서, 상기 향신료 필름 공급단계는, 무한 중공형 종이튜브로 형성 이전에 이격된 향신료 필름 조각들을 종이기판 상으로 적용하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
제23항에 있어서, 상기 종이기판은 무한 중공형 튜브로 수평으로 형성되고, 또 수직위치인 개별적인 파우치 길이에 접기 및 충전단계가 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
제22항에 있어서, 상기 중공형 종이튜브의 형성 또는 밀봉작동 중의 적어도 하나는, 가니쳐와 협동하는 내부 브러시, 내부 롤러 또는 외부 진공 중의 적어도 하나에 의하여 촉진되는 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
복수 단위길이를 갖는 튜브형상 부재를 반복적으로 만드는 단계: 와
복수 단위 튜브형상 부재를 제1휠의 수용부 상으로 반복적으로 이송하되, 이 이송은 제1휠의 회전축에 대하여 튜브형상 부재의 미리 정해진 방위를 형성하는 작동을 포함하는 단계:
휠-대-휠 작동에서 반경방향 관계를 유지하면서 복수 단위 튜브형상 부재의 조각들을 절단, 선별 및 정렬하는 휠-대-휠 작동을 이용하여, 휠-대-휠 이송된 복수 단위 튜브형상 부재를 하나의 세워진 튜브형상 부재의 행렬로 순차적으로 변환하는 단계; 및
하나의 세워진 튜브형상 부재를 부분적으로 폐쇄, 충전 및 완전히 폐쇄하는스테이션들을 포함하는 경로를 따라 하나의 세워진 튜브형상 부재의 행렬을 이동시킴으로써, 하나의 세워진 튜브형상 부재의 행렬을 완성된 파우치 제품으로 변환하는 단계;를 포함하는 파우치의 고속 생산방법.
제32항에 있어서, 상기 변환단계는, 충전된 또는 완전히 폐쇄된 하나의 세워진 튜브형상 부재를 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
제33항에 있어서, 상기 변환단계는, 수용할 수 없는 검사된 튜브형상 부재를 거절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.
원하는 하나의 세워진 길이와, 가로방향 이음매 및 세로방향 이음매를 갖고서 세로방향 이음매가 가로방향 이음매에 수직인 관계인, 입자상, 분말상 또는 고체상 내용물이 충전된 파우치 제품의 고속 생산방법으로서,
복수의 원하는 하나의 세워진 길이의 파우치 제품과 동일한 미리 정해진 길이를 갖는 개방된 단부의 튜브형상 부재를 반복적으로 형성하는 단계;와,
형성된 튜브형상 부재로부터 지향된, 개방된 단부의 하나의 세워진 튜브형상 부재의 행렬을 만들되, 각각의 하나의 세워진 튜브형상 부재는 원하는 하나의 세워진 길이를 갖도록 하는 단계;
방위를 유지하면서 제1접기 작동을 통해 반경방향으로 지향된 하나의 세워진 튜브형상 부재의 행렬을 이동시킴으로써 부분적으로 형성된, 지향된 파우치를 형성하되, 상기 제1접기 작동은 각각의 하나의 세워진 튜브형상 부재의 제1단부를 폐쇄 및 밀봉하여, 각각 부분적으로 형성된 파우치의 세로방향 이음매에 수직관계로 제1가로방향 이음매가 형성되도록 하는 단계;
방위를 유지하면서 충전작동을 통해 부분적으로 형성된, 반경방향으로 지향된 파우치의 행렬을 이동시킴으로써 부분적으로 형성된, 지향된 파우치의 행렬을 충전하고, 상기 충전작동은 부분적으로 형성된, 반경방향으로 지향된 파우치의 제2단부를 통해 미리 정해진 양의 입자상, 분말상 또는 고체상 내용물을 공급하는 것을 포함하도록 하는 단계; 및
방위를 유지하면서 제2접기 작동을 통해 충전된, 부분적으로 형성된, 반경방향으로 지향된 파우치의 행렬을 이동시킴으로써 완성된 파우치를 만들되, 제2접기 작동은 각각의 반경방향으로 지향된 파우치의 제2단부를 폐쇄 및 밀봉하여, 각각 완성된 파우치의 세로방향 이음매에 수직관계로 제2가로방향 이음매가 형성되도록 하는 단계;를 포함하고서,
상기 반복적으로 형성하는 단계는,
접기 및 밀봉작동을 통해 웹의 리본을 인출하고, 웹의 리본은 연속적인 튜브형태를 따라 세로방향 이음매를 형성하기 위하여 겹치는 에지부위들을 따라 밀봉되고 또 튜브형태로 접혀지게 하는 단계; 와
튜브형태를 미리 정해진 길이의 개별적인 튜브형상 부재로 반복적으로 절단하도록 된 커터를 매개로 튜브형태를 안내하되, 각각 형성된 튜브형상 부재를 따른 세로방향 이음매는 제1방위를 갖도록 하는 단계;를 포함하고,
상기 지향된, 개방된 단부의 하나의 세워진 튜브형상 부재의 행렬을 만드는 단계는,
튜브형상 부재의 행렬을 개시하기 위하여 각각의 형성된 튜브형상 부재를 홈이 형성된 회전하는 드럼 상으로 연속하여 이송하되, 상기 이송은 각각 이송된 튜브형상 부재의 세로방향 이음매가 드럼에 대하여 미리 정해진 반경방향 관계가 되도록 이송중인 각 튜브형상 부재의 방위를 조정하는 것을 포함하는 단계;와
드럼 대 드럼 이송의 과정에서 드럼에 대한 미리 정해진 반경방향 관계를 유지하면서, 드럼 대 드럼 이송과 함께 튜브형상 부재에 대해 절단, 선별 및 정렬작동을 수행함으로써 이송된 반경방향으로 지향된 튜브형상 부재의 행렬을 반경방향으로 지향된 하나의 세워진 튜브형상 부재의 행렬로 변환하는 단계;를 포함하는 파우치 제품의 고속 생산방법.
제33항에 있어서, 상기 입자상, 분말상 또는 고체상 내용물은 담배인 것을 특징으로 하는 파우치의 고속 생산방법.