KR20130065643A - 담배 파우치 제품의 형성에 사용하기 위한 액체 분배 시스템 - Google Patents

담배 파우치 제품의 형성에 사용하기 위한 액체 분배 시스템 Download PDF

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드와이트 디. 윌리암스
캐리 롱기스트
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치(110)와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템은 제1 유체 분배 슈(210)를 구비하는데, 이때 제1 유체 분배 슈(210)는 분배되는 액체의 소스부와 유체 연통하도록 배치하기 위한 입구 구멍(226); 입구 구멍(226)과 유체 연통하는 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드(224); 및 파우치 포장된 제품(10)의 외면 상에 액체를 분배하기 위해 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드(224)를 따라 위치되는 복수의 출구 오리피스(222);를 포함하되, 제1 유체 분배 슈(210)는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치(110)의 하류측에 그리고 제품이 장치를 나가는 때에 파우치 포장된 제품(10)의 스트림에 인접하여 위치된다.

Description

담배 파우치 제품의 형성에 사용하기 위한 액체 분배 시스템{LIQUID DISPENSING SYSTEM FOR USE IN THE FORMATION OF A TOBACCO POUCH PRODUCT}
본 발명은 일반적으로 파우치 포장된 제품 및 이들의 형성을 위한 방법과 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 파우치 포장된 제품에 향미제 또는 다른 성분을 적용하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
파우치 포장된 담배 제품은 윗입술 아래에 배치될 담배의 개별적인 부분을 제공한다. 파우치 포장된 제품을 생산하는 동안, 향미제 또는 다른 성분이 포함되게 하려고 할 때에 문제들이 발생할 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 액체 향미제 또는 다른 재료가 담배에 직접적으로 부가되는 경우에, 개개의 파우치를 채우는 데에 사용되는 담배의 흐름 특성이 상당히 바뀌어 제품의 문제들과 가동정지시간으로 이어질 수 있다. 이에 따라, 이러한 문제들을 방지하는 향미제 또는 다른 성분을 공급하기 위한 장치, 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제들을 방지하는 향미제 또는 다른 성분을 공급하기 위한 장치, 시스템 및 방법을 제공하는 데에 있다.
파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템이 제공된다. 이 시스템은 제1 유체 분배 슈를 포함하는데, 이때 제1 유체 분배 슈는 분배되는 액체의 소스부와 유체 연통하도록 배치하기 위한 입구 구멍; 입구 구멍과 유체 연통하는 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드; 및 파우치 포장된 제품의 외면 상에 액체를 분배하기 위해 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드를 따라 위치되는 복수의 출구 오리피스;를 포함하되, 제1 유체 분배 슈는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치의 하류측에 그리고 제품이 장치를 나가는 때에 파우치 포장된 제품의 스트림에 인접하여 위치된다.
또한, 파우치 포장된 제품을 만들기 위한 시스템이 제공된다. 이 시스템은 파우치를 형성하기 위한 웹 재료를 공급하기 위한 수단; 제1 단부, 제2 단부 및 웹 재료의 공급으로부터 파우치 포장된 제품을 형성하기 위한 표면을 제공하는 외면을 갖는 길쭉한 관형 부재를 포함하는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치 장치; 웹을 상기 웹 재료의 공급으로부터 받고 웹을 장치에 대하여 접어 길이방향 에지부를 갖는 파우치를 형성하는 형성 숄더부; 웹이 장치를 따라 당겨지면서 이음부를 형성토록 웹의 길이방향 에지부를 실링하기 위한 널이 형성된 가열된 디스크; 및 분배되는 액체의 소스부와 유체 연통하도록 배치하기 위한 입구 구멍, 입구 구멍과 유체 연통하는 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드, 및 파우치 포장된 제품의 외면 상에 액체를 분배하기 위해 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드를 따라 위치되는 복수의 출구 오리피스를 포함하되, 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치의 하류측에 그리고 제품이 장치를 나가는 때에 파우치 포장된 제품의 스트림에 인접하여 위치되는 제1 유체 분배 슈를 포함하는 액체 분배 시스템을 포함한다.
또한, 파우치 포장된 향미 담배 제품을 형성하는 방법이 제공된다. 이 방법은 파우치 포장된 향미 담배 제품을 형성하는 데에 사용하기 위한 웹을 제공하는 단계; 제1 단부, 제2 단부 및 파우치 포장된 향미 담배 제품을 형성하기 위한 표면을 제공하는 외면을 갖는 길쭉한 관형 부재를 구비한 장치를 사용하여 파우치 포장된 향미 담배 제품을 형성하고 채우는 단계; 및 분배되는 액체의 소스부와 유체 연통하도록 배치하기 위한 입구 구멍, 입구 구멍과 유체 연통하는 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드 및 파우치 포장된 제품의 외면 상에 액체를 분배하기 위해 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드를 따라 위치되는 복수의 출구 오리피스를 포함하되, 장치의 하류측에 그리고 제품이 장치를 나가는 때에 파우치 포장된 제품의 스트림에 인접하여 위치되는 제1 유체 분배 슈를 포함하는 액체 분배 시스템에 하나 이상의 향미제를 포함하는 액체를 제공하는 단계;를 포함한다.
또한, 출구 오리피스들의 배열에 인접한 경로를 따라 물체(object)를 끌어당기는 동안 유체를 출구 오리피스들의 배열과 연통시키는 단계를 포함하되, 물체는 출구 오리피스들의 배열과 협력하여 유체를 그로부터 그리고 물체 상으로 빨아들이고 적어도 부분적으로 물체를 코팅하는 물체를 유체로 코팅하는 방법이 제공된다.
일 형태에서, 물체는 출구 오리피스들의 배열과 협력하여, 그로부터 모세관 또는 심지 작용을 통하여 유체를 빨아들인다.
이와 같은 본 발명에 따른 담배 파우치 제품의 형성에 사용하기 위한 액체 분배 시스템에 의하면, 파우치 포장된 제품을 생산하는 동안, 향미제 또는 다른 성분이 포함되게 하려고 할 때에 발생할 수 있는 문제들을 방지할 수 있다.
여기에서 개시된 형태들은 첨부된 도면들에서 예를 통해 설명되되, 이에 한정되는 것이 아니고, 이때 도면들에서 동일한 도면부호는 유사한 구성요소를 나타내는 것으로, 도면들은 다음과 같다:
도 1은 본 발명에 따라 생산된 파우치 포장된 담배 제품의 일 형태를 나타내고;
도 2는 본 발명에 따라 생산된 선택적인 라이너를 포함하는 파우치 포장된 담배 제품의 일 형태의 단면도를 나타내며;
도 3은 본 발명에 따른 파우치 포장된 담배 제품의 형성을 위한 예시적인 장비를 나타내고;
도 4는 본 발명에 따른 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템을 나타내며;
도 5는 본 발명에 따른 액체 분배 시스템과 함께 사용하기 위한 유체 분배 슈를 나타내고; 그리고
도 6은 관형 형성물로 말려있는 상태로 도시된 파우치 재료의 사시도이다.
이제, 다양한 측면들이 설명을 위해 선택된 특정 형태들을 참조하여 설명될 것이다. 여기에서 개시된 장치, 시스템 및 방법의 사상과 범위는 선택된 형태들로 한정되지 않는 것으로 이해될 것이다. 또한, 여기에서 제공된 도면들은 어떠한 특정 비율 또는 스케일로 그려진 것이 아니고, 많은 변형들이 도시된 형태들에 만들어질 수 있다는 것을 주의해야 한다. 참조가 도 1 내지 6에서 이루어지되, 동일한 도면부호는 전체에 걸쳐 동일한 구성요소를 지정하는 데에 사용된다.
또한, 여기에서 사용되는 바와 같은 1개의 문법형인 "한(a, an)" 및 "그(the)"로 쓰여진 각각의 다음 용어들은, 여기에서 특별히 한정하거나 기재되어 있지 않다면, 또는 문맥이 명백하게 다르게 지시하지 않는다면, 기재된 독립체 또는 물체(object)의 복수를 나타내고 포괄할 수 있다. 예를 들어, 여기에서 사용되는 어구 "장치", "조립체", "메커니즘", "구성요소" 및 "부재"는 또한 복수의 장치들, 복수의 조립체들, 복수의 메커니즘들, 복수의 구성요소들 및 복수의 부재들을 각각 나타내고 포괄할 수 있다.
여기에서 사용되는 각각의 다음 용어들 "포함하다(includes, including)", "갖다(has, having)", "구성되다(comprises, comprising)" 및 이들의 언어학적 또는 문법적 변형어, 파생어 및/또는 활용어는 "포함하다"를 의미하되 이에 한정되는 것은 아니다.
실례가 되는 설명, 예들, 및 첨부된 청구항들에 걸쳐, 변수, 형상, 물체, 또는 치수의 숫자값은 수치 범위 형식의 형태로 기재되거나 설명될 수 있다. 기재된 수치 범위 형식은 여기에서 개시된 형태의 실행을 설명하기 위하여 제공되는 것으로 전적으로 이해되어야 하고, 여기에서 개시된 형태의 범위를 유연성 없이 한정하는 것으로 이해되거나 해석되어서는 안된다.
또한, 수치 범위를 기재하거나 설명하기 위하여, 어구 "약 제1 수치값과 약 제2 수치값 사이의 범위에서"는 어구 "약 제1 수치값으로부터 약 제2 수치값까지의 범위에서"와 동등한 것으로 생각되고 이와 동일한 것을 의미하는 것으로, 따라서 2개의 동등하게 의미하는 어구들은 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
여기에서 개시된 다양한 형태들은 여기에서 특별히 다르게 기재되어 있지 않다면 다음의 설명, 첨부된 도면들, 및 예들에서 제시된 순서 또는 시퀀스 및 숫자의, 단계들 또는 절차들 및 하위 단계들 또는 하위 절차들의, 방법의 형태에 대한 작업 또는 실행의 상세 사항에의 또는 타입, 구성, 구조, 배열, 시스템의 순서와 숫자, 시스템 하부 유닛, 장치, 조립체, 하위 조립체, 메커니즘, 구조물, 구성요소, 요소, 형상, 주변 장비, 유틸리티, 엑세서리, 및 시스템의 형성 재료의 상세 사항에의 적용으로 한정되지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 여기에서 개시된 장치, 시스템 및 방법은 다양한 다른 대안적인 형태에 따라 그리고 다양한 다른 대안적인 방식으로 실행되거나 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서의 전반에 걸쳐 여기에서 사용되는 모든 기술적이고 과학적인 단어, 용어, 및/또는 어구는 여기에서 특별히 다르게 정의되거나 기재되어 있지 않다면 당해 기술분야에서 보통의 기술을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일하거나 유사한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 할 것이다. 본 명세서의 전반에 걸쳐 여기에서 이용되는 어법, 용어법, 및 표시법은 설명을 위한 것으로, 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다.
도 1은 본 발명에 따라 생산된 파우치 포장된 담배 제품(10)을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 파우치 포장된 담배 제품(10)은 길이방향 이음부(seam)(12) 및 횡방향 이음부(14, 16)를 갖고, 이에 대해서는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다. 도 2를 참조하면, 파우치 포장된 담배 제품(10)은 약간의 담배 재료(20)와 웹(web)(22) 사이에 배치된 선택적인 라이너(liner)(18)를 구비한 것으로 도시되어 있다. 선택적인 라이너(18)는 웹(22)을 변색하거나 얼룩지게(stain) 하는 담배 재료(20) 경향을 감소시킨다. 선택적인 라이너(18)는 담배 재료(20)로부터 또는 사용 전에 웹(20)에 도달하는 첨가제로부터 수분에 대한 기회를 감소시킴에 따라 웹(22)이 얼룩지는 것을 감소시킨다. 또한, 이것은 수분 함량 및 담배 재료(20)의 다른 요소가 사용할 때까지 원래의 신선한 상태로 유지되는 것을 가능케 한다.
어떤 적절한 장비가 여기에서 개시되고 도 3 내지 5에서 도시되어 있는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우는 데에 사용하기 위한 액체 분배 시스템 및 장치를 수용할 수 있다면 파우치 포장된 담배 제품(10)을 생산하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 독일의 Lich에 위치한 Verpackungsmaschinen GmbH 회사로부터의 파우치 포장 기계가 이용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 파우치 포장된 담배 제품을 생산하는 데에 사용하기 위한 시스템(100)이 개략적으로 도시되어 있다. 본 시스템(100)은 여기에서 개시된 바와 같이 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우는 데에 사용하기 위한 장치(110)을 포함한다. 작동시, 웹(22)의 리본(ribbon) 및 선택적으로 일회용(disposable) 백킹(16)이 제거된 라이너 필름(18)은 모두 각각 독립된 보빈들(118, 120)로부터 형성 숄더부(shoulder)(122)를 향하여 끌어당겨지는데, 이때 형성 숄더부는 웹(22)과 선택적인 라이너 필름(18)을 장치(110)에 대하여 접어(fold) 파우치 전구체(precursor)(124)를 형성한다.
또한, 도 6을 참조하면, 에지부(24, 26)는 겹쳐지는 관계로 이동되어 관형 형성물(28)이 만들어진다. 도 6은 선택적인 라이너(18)를 사용하고 있는 경우를 도시하고 있는데, 이때 웹(22)과 선택적인 라이너(18)는 선택적인 라이너(18)가 내측 상에 위치되도록 관형 형성물(28)로 접힌다. 이렇게 함에 따라, 길이방향 에지부(24, 26)는 겹쳐지는 웹-투-웹 관계로 이동되고 실링되어 길이방향 이음부(12)를 형성하는데, 이때 이음부는 바람직하게는 예시적인 형태로 약 3mm의 폭으로 형성된다. 도시된 바와 같이, 길이방향 이음부(12)는 본질적으로 라이너 재료가 없어 실링이 견고하다. 또한, 이러한 배열은 길이방향 이음부(12)를 따라 실링 작업을 하는 동안에 라이너 재료의 가열을 최소화하여 길이방향 이음부(12)를 형성하는 동안에 제품의 향미에 대한 영향이 최소화된다. 한 팩의 파우치 포장된 담배(10)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 담배(20)를 관형 형성물(28) 안에 투입하고 위치 A와 B에서 관형 형성물(28)을 실링하고 커팅함에 따라 얻어진다.
또한, 도 3을 참조하면, 가열된 널이 형성된 디스크(125)는 웹(22)이 장치(110)을 따라 끌어당겨지면서 이음부를 프레스하고 가열함에 따라 웹(22)의 겹쳐지는 길이방향 에지부(24, 26)를 실링한다.
형성 숄더부(122) 아래에 위치된 구동 벨트 또는 구동 휠(128)은 웹(22)을 형성 숄더부(122)를 통하여 그 너머로 연속적으로 끌어당긴다. 상측의 한 쌍의 마주하는 가열-실링 부재(112) 및 하측의 한 쌍의 가열-실링 부재(114)는 나이프(126)와 협력하여 반복적으로 실링하고 절단한다. 개개의(discrete) 양의 담배(20)가 실링 부재(112, 114)의 작동과 타이밍을 맞춰 장치(110)를 통하여 공급된다. 횡방향 실링 부재(112, 114) 및 나이프(126) 장치는 실링 부재(112, 114)가 함께 닫히고, 그 위에서 담배(20)가 장치(110)로 공급되는 운동 사이클을 따른다. 다음, 그것들은 서로 대향하는 관계로 함께 아래로 이동하여 최종의 내려가진 위치로 위치되고 그 위에서 나이프(126)가 작동하여 웹(22)을 절단한다. 다음, 장치(110)의 실링 부재는 장치(110) 더 위쪽의 원래의 시작 위치로 후퇴되어 되돌아간다.
담배(20) 일부를 관형 형성물(28) 안에 삽입한 후에, 실링 및 절단 작업을 통해 채워진 파우치(10)를 밀폐하고 바람직하게는 채워질 다음 파우치의 하부 실링을 형성하기 위하여 도 6에 도시된 영역 A에 해당하는 위치에서 이음부(14, 16)를 형성한다. 이음부(14, 16)의 영역에서 절단한 후에, 채워진 파우치(10)는 예를 들어 약 3.5mm의 폭으로 형성될 수 있는 상측의 횡방향 이음부(14)에서 밀폐된다. 따라서, 이음부(14, 16)의 영역에서 절단함에 따라 채워진 파우치(10)의 상측 횡방향 이음부(14)를 채워질 다음 파우치의 하측 이음부(16)로부터 분리한다.
또는, 선택적인 라이너(18)가 이용되는 경우에는, 적층된 웹과 필름 라이너가 하나의 보빈으로부터 앞서 설명된 장비의 형성 숄더부(122)로 당겨질 수 있다. 이러한 형성 및 제조 방법은 미국공개특허 제2007/0012328호에 상세하게 설명되어 있으며, 그 내용은 개시하고 있는 모든 것에 대하여 전체로서 포함된다.
담배가 파우치 포장될 제품인 경우, 향미제를 포함하여 다양한 다른 구성요소들을 포함하는 것이 종종 요구된다. 이러한 구성요소들을 파우치 포장된 제품을 형성하기 전에 담배와 혼합하는 것은 알려져 있다. 그러나, 많은 향미제의 속성으로 인해, 담배의 유동성(flowability)과 관련된 문제를 피하기 위하여 향미제를 별도로 추가하는 것이 바람직할 것이다.
이제 도 3 내지 5를 참조하여, 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치(110)와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템(200)의 일 형태가 설명될 것이다. 액체 분배 시스템(200)은 제1 유체 분배 슈(210)를 포함하는데, 이때 제1 유체 분배 슈(210)는 분배될 액체 소스부(미도시)와 유체 연통토록 배치하기 위한 입구 구멍(226)을 포함한다. 입구 구멍(226)은 도 4에 도시된 바와 같이 파이프(202)에 의해 분배될 액체의 소스부에 연결될 수 있다.
또한, 제1 유체 분배 슈(210)는 입구 구멍(226)과 유체 연통하는 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드(224)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 각각의 액체 분배 매니폴드(224)는 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드(224)를 따라 위치된 복수의 출구 오리피스(222)를 포함한다. 일 형태에서, 복수의 출구 오리피스(222)는 액체 분배 매니폴드(224)를 따라 길이방향으로 위치되어 출구 오리피스(222)의 라인(220)을 형성할 수 있다. 일 형태에서, 복수의 액체 분배 매니폴드(224)는 각각이 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 정렬되도록 제공된다.
일 형태에서, 충분한 액체 향미제가 흐르도록 하기 위하여, 각각의 액체 분배 매니폴드(224)는 각각이 약 0.2mm의 직경을 갖는 적어도 4개의 출구 오리피스를 포함할 수 있다. 다른 형태에서, 각각의 액체 분배 매니폴드(224)는 각각이 약 0.2mm의 직경을 갖는 적어도 6개의 출구 오리피스를 포함한다. 또 다른 형태에서, 각각의 액체 분배 매니폴드(224)는 각각이 약 0.2mm의 직경을 갖는 적어도 8개의 출구 오리피스를 포함한다. 출구 오리피스들은 그것들을 가로질러 당겨짐에 따라 모세관 또는 심지(wicking) 작용에 영향을 미치도록 크기가 형성된다.
다시 도 3을 참조하면, 액체를 파우치 포장된 제품(10)의 외면 상에 분배하기 위하여, 제1 유체 분배 슈(210)는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치(110)의 하류측에 그리고 제품들이 장치(110)를 나가는 때에 파우치 포장된 제품(10)의 스트림에 인접하여 위치될 수 있다. 다른 바람직한 형태에서, 나이프(126)는 실링 부재(112, 114)로부터 수직방향 아래로 이격된 고정된 위치에 재위치되어, 후자의 것(latter)은 다른 하나로부터 절단되지 않는 것을 제외하고는 파우치의 스트링을 생산하는 것이 허용된다. 또한, 제1 유체 분배 슈(210)가 재위치된 나이프(126)의 상류측에 위치되어, 파우치 포장된 제품들의 스트링(string)이 절단하기 전에 코팅될 수 있다.
도 3 내지 5를 참조하면, 제1 유체 분배 슈(320)는 내부에 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드(224)를 형성하기 위한 블록(228)을 더 포함할 수 있다. 블록(228)은 어떠한 적절한 크기 또는 형태로 형성될 수 있지만, 일 형태에서, 블록(228)은 직사각형으로 구성된다. 선택적으로, 블록(228)은 트랙(track) 부재(230)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드(224)는 장치(110)를 나가는 파우치 포장된 제품(10)의 흐름에 실질적으로 수직하도록 블록(228) 내부에 위치될 수 있다. 일 형태에서, 고체 블록(228)이 사용되되, 각각의 액체 분배 매니폴드(224)는 블록(228)을 관통하여 횡방향으로 구멍을 뚫고 나스 또는 플러그를 사용하여 구멍의 단부들을 덮음(cap)에 따라 형성된다. 마찬가지로, 입구 구멍(226)은 각각의 액체 분배 매니폴드(224)와 연통토록 길이방향으로 적어도 부분적으로 뚫려 형성될 수 있다. 다시 말해, 입구 구멍(226)은 나사 또는 플러그를 사용하여 하측 단부에서 덮여질 수 있다.
일 형태에서, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 액체 분배 시스템(200)은 제2 유체 분배 슈(224)를 포함하는데, 이때 제2 유체 분배 슈(224)는 제1 유체 분배 슈(224)에 실질적으로 평행하게 위치되고 제1 유체 분배 슈로부터 이격되어 파우치 포장된 제품들(10)의 스트림이 그들 사이를 지나가는 것을 허용하고 그들의 적어도 2개의 측면들 상에서 분배된 액체를 받게 된다.
도 4를 참조하면, 액체 분배 시스템(200)은 제1 및 제2 유체 분배 슈(210)를 그에 장착하기 위한 브래킷 부재(206)를 또한 포함할 수 있다. 또한, 브래킷 부재(206)는 액체 분배 시스템(200)을 고정하여 위치시키기 위한 플레이트(204)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 유체 분배 슈(210)는 제1 유체 분배 슈(210)에 이격된 관계로 실질적으로 평행하게 위치되어 파우치 포장된 제품들(10)의 스트림이 그들 사이에 지나가는 것을 허용하고 분배된 액체를 그들의 적어도 2개의 측면 상에서 받게 된다(도 2 참조).
제1 및 제2 유체 분배 슈(210)는 한 쌍의 상측의 위치용 포스트(208)와 한 쌍의 하측의 위치용 포스트(214)에 의해 브래킷 부재(206)로부터 떨어져 설치될(set-off) 수 있다. 상측 장착용 바(216)는 제1 및 제2 유체 분배 슈(210)를 위한 장착 면을 제공하는 것으로 상측 위치용 포스트들(208)을 연결한다. 마찬가지로, 하측 장착용 바(218)는 제1 및 제2 유체 분배 슈(210)를 위한 장착 면을 제공하는 것으로 하측 장착용 포스트들(214)을 연결한다.
다시 말해, 더 바람직한 형태에서, 각각의 유체 분배 슈(210)는 파우치 포장된 제품들을 형성하고 채우기 위한 장치(110)의 나이프(126)의 상류측에 위치되어, 파우치 포장된 제품들이 절단에 앞서 코팅되도록 한다. 2개의 슈(210)가 이용되는 경우, 한 쌍의 트랙 부재(230)는 절단되지 않은 파우치 포장된 제품들이 지나갈 수 있는 트랙을 형성하는 데에 도움이 된다. 바람직하게는, 유체 분배 슈(210)의 적당한 간격을 통하여, 절단되지 않은 파우치 포장된 제품들이 출구 오리피스들의 배열과 협력하여 유체를 모세관 또는 심지 작용을 통해 빨아들일 것이다.
설명된 바와 같이, 여기에서 개시된 파우치 포장된 제품의 형성 및 충전에서 사용하기 위한 장치(110)는 이러한 문제들을 해결한다. 작업시, 하나 이상의 향미제와 아로마를 포함하는 액체가 액체 분배 시스템(200)으로 공급되고 복수의 출구 오리피스(222)를 통하여 계량되어(meter), 파우치 포장된 제품(10)의 외면 상에 하나 이상의 향미제의 적어도 부분적인 코팅을 제공할 수 있다.
적합한 향미제 및 아로마는 담배, 연기, 멘톨, 민트(예를 들어 페퍼민드와 스피어민드), 초콜릿, 감초, 귤 및 다른 과일 향, 감마 옥타락톤(octalactone), 바닐린, 에틸 바닐린, 호흡 청정기 향, 계피, 살리실산 메틸, 리날로올(linalool), 베르가못 오일, 제라늄 오일, 레몬 오일 및 생강 오일과 같은 향신료 향과 같은 어떠한 자연의 또는 합성의 향이나 아로마를 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 적절한 향미제 및 아로마는 산, 알코올, 에스테르, 알데히드, 케톤, 피라진, 이들의 화합물 또는 혼합물 및 이와 동종의 것으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 향미 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적절한 향미 화합물은 페닐아세트산, 솔라논(solanone), 메가스티그마트리에논(megastigmatrienone), 2-헵타논(heptanone), 벤질 알코올(benzylalcohol), 시스 3-헥세닐 아세테이트, 발레르 산, 발레르 알데히드, 에스테르, 테르펜(terpene), 세스퀴테르펜(sesquiterpene), 누트카톤(nootkatone), 말톨(maltol), 다마스켄온(damascenone), 피라진(pyrazine), 락톤, 아네톨(anethole), 이소-발레르 산, 또는 이들의 혼합물 및 기타 동종의 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.
예시적인 첨가되는 자연의 및 인공의 향미제는 페퍼민트, 스피어민트, 노루발풀(wintergreen), 멘톨, 계피, 초콜릿, 바닐린, 감초, 정향나무, 백단, 제라늄, 장미 오일, 바닐라, 레몬 오일, 카시아, 회향, 생강, 에틸아세테이트, 아세트산이소아밀, 프로필이소부티레이트(propylisobutyrate), 이소부틸부티레이트, 에틸부티레이트, 에틸발레레이트(ethylvalerate), 벤질포메이트(benzylformate), 리모넨, 시멘, 피넨, 리날로올(linalool), 게라니올(geraniol), 시트로넬롤(citronellol), 시트랄(citral), 오렌지 오일, 고수(coriander) 오일, 보르네올, 과일 추출물, 및 이와 같은 것을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히 바람직한 첨가되는 향미제 및 아로마 약제(agent)는 커피, 차, 카카오, 및 민트의 본질적인 오일 및/또는 진액이다.
액체는 선택적으로 자연적인 감미료와 인공적인 감미료를 모두 포함할 수 있다. 선호되는 감미료는 단당류, 이당류 및 다당류(예를 들어, 크실로오스, 리보오스, 수크로오스, 말토오스, 과당, 포도당, 말토오스 및 마노스)와 같은 수용성 감미료를 포함한다. 감미료에 더하여 또는 이의 대안으로, 액체는 아세트산, 아디프산, 구연산, 젖산, 말산, 숙신산, 타르타르산성, 및 이들의 혼합물과 같은 산패제(souring agent)를 포함 할 수 있다.
일 형태에서, 액체는 물의 점도와 거의 동일한 점도를 갖는다.
인정될 수 있는 바와 같이, 다양한 재료가 파우치 포장된 제품(10)을 형성하고 충전하기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템(200)의 제조에 유용하다. 일 형태에서, 각각의 액체 분배 매니폴드(224)는 스테인레스 스틸로 형성된다. 다른 형태에서, 스테인레스 스틸은 316 스테인리스 스틸이다.
담배를 장치(110)에 공급하는 것에 대하여, 도 3 및 6을 참조하면, 상측 및 하측 실링 부재(112, 114)가 관형 형성물(28) 위에서 밀폐된 후에 담배(20)의 계량된 부분이 공기를 매개로 장치(110) 안으로 불어넣어질 수 있다. 선택적으로, 길이방향 이음부(12)는 관형 형성물(28)을 따라 겹쳐진 길이방향 에지부(24, 26)의 폭보다 좁게 만들어진다. 이렇게 함에 따라, 웹 재료가 이음부(12)를 따라 실링되지 않은 상태로 남아 있고, 이에 따라 공기 투과성으로 형성된다. 길이방향 이음부(12)를 따른 공기 투과성 웹 부분은 공기가 투과성 웹을 통과하는 것을 가능케 하여 장치(110) 안으로의 담배 공급 작업 동안 담배의 역류를 방지한다.
사실상, 이음부(12 및/또는 16)를 따라 겹쳐지는 재료는 이음부(12 및/또는 16)를 구성하는 실링된 부분의 폭보다 선택적으로 더 크게 형성되어 이러한 이음부를 따라 일부 재료가 실링되지 않은 상태로 남아있게 되고 이에 따라 공기 투과성이 된다. 선택적으로, 이음부들(12, 14, 16) 중 하나 이상은 적어도 하나의 공기 투과성 부분을 포함한다.
이음부(12 및/또는 16)를 따른 공기 투과성 부분 및/또는 횡방향 존(zone)(79)은 그 자체로 공기가 다공성 웹을 통과하는 것을 가능케 하여 담배 공급 작업 동안 담배의 역류를 방지한다.
파우치 포장된 담배 제품을 제조하기 위한 시스템이 상기에서 설명되었지만, 독일의 함부르크에 위치한 Hauni Manufacturing사의 KDF 기계와 같은 다른 시스템들이 사용될 수 있는데, 이에 따르면 상기에서 설명한 바와 같은 형성 숄더부(122)를 사용하는 대신에 부품(garniture)이 웹 재료의 연속적인 스트립을 개개의 담배 파우치 제품(10)을 형성하기 위하여 가열 실링(heat seal)되고 담배가 채워지는 관형 형성물로 접는 데에 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 또 다른 시스템으로 독일의 33758 Schloss-Holte, Flurstrasse 65에 위치한 MediSeal GmbH사의 것이 있다. 또한, 미국특허 제4,703,765호를 참조가능한데, 이때 이 문헌의 개시내용은 여기에서 설명된 파우치를 제조토록 만들어질 수 있는 다른 기계의 상세한 사항들을 위한 참조로서 포함된다.
다른 형태에서, 파우치 포장된 향미 담배 제품을 형성하는 방법이 제공된다. 본 방법은 파우치 포장된 향미 담배 제품을 형성하는 데에 사용하기 위해 웹을 제공하는 단계; 제1 단부, 제2 단부 및 파우치 포장된 향미 담배 제품을 형성하기 위한 표면을 제공하는 길쭉한 관형 부재의 외면을 갖는 길쭉한 관형 부재를 구비한 장치를 사용하여 파우치 포장된 향미 담배 제품을 형성하고 채우는 단계; 및 분배될 액체의 소스부와 유체 연통토록 배치하기 위한 입구; 입구 구멍과 유체 연통하는 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드; 및 파우치 포장된 제품의 외면 상에 액체를 분배하기 위한 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드를 따라 위치된 복수의 출구 오리피스를 포함하되 장치의 하류에 그리고 제품이 장치를 나가는 때에 파우치 포장된 제품들의 스트림에 인접하여 위치되는 제1 유체 분배 슈를 포함하는 액체 분배 시스템에 하나 이상의 향미제를 포함하는 액체를 제공하는 단계를 포함한다.
예시적인 담배 재료(20)는 절단되고 갈린 담배로 만들어질 수 있고 첨가제 및/또는 습윤제(humectant)를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 적절한 종류의 담배 재료의 예로서 황색종(flue-cured) 담배, 벌리(Burley) 담배, 메릴랜드(Maryland) 담배, 동양 담배, 희귀(rare) 담배, 전문(specialty) 담배, 재구성된(reconstituted) 담배, 이들의 혼합 및 동종의 것을 포함할 수 있되, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 담배 재료(20)는 살균된다. 또는, 담배 재료(20)는 발효될 수 있다.
담배 재료(20)는 담배 박편, 볼륨 확장되거나 퍼프된(puffed) 담배 또는 갈린 담배와 같은 처리된 담배 재료, 잘려 말리거나(cut-rolled) 잘려 퍼프된(cut-puffed) 줄기와 같은 처리된 담배 줄기, 재구성된 담배 재료, 이들의 혼합물 및 이와 동종물의 단편 및/또는 입자를 포함하여 어떤 적절한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 유전적으로 변형된 담배도 사용될 수 있다.
추가적으로, 담배 재료는 상추(lettuce), 목화(cotton), 아마(flax), 사탕무우(beet) 섬유, 셀룰로오스 섬유, 이들의 조합 및 이와 동종의 것들의 입자 또는 조각과 같은 야채 또는 식물 섬유 또는 입자를 보충되는 양으로 포함할 수 있다.
또한, 습윤제는 담배 재료(20)에 첨가되어 파우치 포장된 담배 제품에서의 수분 레벨을 유지하는 것을 도울 수 있다. 담배 재료와 함께 사용될 수 있는 습윤제의 예로서 글리세롤과 프로필렌 글리콜을 포함한다. 또한, 제품의 수분 활성이 습윤제의 포함에 따라 감소되어 미생물의 증식을 위한 기회를 감소시킬 수 있으므로, 습윤제가 보존 효과를 위해 제공될 수 있는 것을 주의한다. 또한, 습윤제는 더 건조된 담배 구성요소에 더 높은 수분 느낌을 제공하기 위하여 사용될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 파우치 포장된 담배 제품(10)은 웹(22) 및 선택적인 라이너(18)를 포함하는 안감이 받쳐진 파우치 재료를 선택적으로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 웹(22)은 티백 타입의 재료와 같은 셀룰로오스 섬유로 구성된다. 또한, 선택적인 라이너(18)와 함께 사용하기 위하여 다른 웹 재료가 요구될 수 있다. 바람직하게는, 다른 웹 재료는 중성의(neutral) 또는 유쾌한 맛이나 향기를 갖는다. 바람직하게는, 내오염성(stain resistance), 물 투과성 및/또는 다공성, 및/또는 물 불용성의 요구되는 속성을 갖는 웹 재료가 선택된다. 가열 실링성을 증진시키기 위하여 웹은 폴리프로필렌 또는 다른 가열-실링가능한 재료의 섬유 또는 코팅을 포함할 수 있다.
또한, 웹 재료용으로 사용되는 재료는 제조 작업, 보관 및 사용 동안에 웹의 파손의 발생을 감소시키기 위하여 근량(basis weight) 및/또는 습윤 강도(wet strength)에 대하여 소정 레벨을 갖도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 웹은 최종 사용 요구사항에 따라 5-10g/㎡, 10-15g/㎡, 15-20g/㎡, 또는 20-25g/㎡(그램/제곱미터)와 같이 약 5g/㎡에서 약 25g/㎡의 근량 및/또는 최종 사용 요구사항에 따라 15-30N/m, 30-45N/m, 45-60N/m, 또는 60-75 N/m(뉴톤/미터)와 같이 약 15N/m에서 약 75N/m의 가로방향의 습인장 강도(wet tensile cross-direction(CD) strength)를 갖도록 제공될 수 있는데, 이때 요구사항은 웹을 유지하기에 충분할 수 있는 것을 말한다. 하나의 예시적인 웹은 68N/m의 가로방향의 습인장 강도와 약 16.5g/㎡의 근량을 가진 티백 재료이다.
일 형태에서, 물 투과성, 물 불용성, 다공성, 내오염성 폴리머 멤브레인이 향미가 웹(22)을 통과하여 스며들 수 있도록 하기 위하여 웹으로 사용될 수 있다.
또한, 웹(22)을 통과하는 원하는 레벨의 용해도를 얻기 위하여 웹(22)의 두께가 변경될 수 있다는 것을 주의한다. 마찬가지로, 선택적인 라이너(18)의 두께도 선택적인 라이너(18)를 통과하는 원하는 레벨의 용해도를 얻기 위하여 변경될 수 있다.
도 2 및 5를 참조하면, 선택적인 라이너(18)는 담배 재료(20)와 웹(22) 사이에서 파우치 포장된 담배 제품(10) 안에 제공될 수 있다. 여기에서 사용되는 바와 같이 용어 "라이너(liner)" 및 "라이너 재료"는 담배 성분(20)으로부터 웹 재료(22)로의 수분 이동을 감소시키기 위해 그리고/또는 웹 재료(22)가 더럽혀지는 것을 감소시키기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 재료 시트, 레이어 또는 코팅을 포함한다.
일 형태에서, 선택적인 라이너(18)는 담배 재료(20)에 면하는 웹(20)의 내측 상의 별도의 시트, 레이어 또는 코팅으로 포함된다. 이와 같이, 선택적인 라이너(18)는 단지 몇 마이크론의 두께를 가진 얇은 필름 시트, 레이어 또는 코팅일 수 있거나 약 1센티미터까지의 두께를 가진 더 두꺼운 시트, 레이어 또는 코팅일 수 있다.
바람직하게는, 선택적인 라이너(18)는 파우치 포장된 담배 제품(10)을 입 안에 넣은 때에 용해되되 일부 형태에서는 선택적인 라이너(18)는 단지 부분적으로 용해된다. 바람직하게는, 파우치 포장된 담배 제품(10)은 파우치 포장된 담배 제품(20)의 소비자에 의해 즉각적이고 지속적인 입 감각 즐거움을 제공한다.
바람직하게는, 선택적인 라이너(18)는 담배 재료(20)의 담배 첨가제에 용해될 수 없어 첨가제가 선택적인 라이너(18)가 용해되는 것을 야기하지 않고서 담배 재료에 첨가될 수 있다. 이러한 배열에 의해 웹의 손상에 대항하는 선택적인 라이너(18)의 효과가 유지된다.
또한, 선택적인 라이너(18)는 필요하다면 입 안에 놓여졌을 때 선택적인 라이너(18)의 느린 속도의 용해를 제공하기 위하여 세미(semi) 수용성으로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 선택적인 라이너(18)는 그 자체로 향미제 또는 향 증진제(enhancer)의 운반체(carrier)로서 사용될 수 있되, 선택적인 라이너(18)는 빠른 향미 방출(즉, 높은 수용성) 또는 시간 지속적인 향미 방출(즉, 빠른 향미 방출 라이너에 비해 낮은 수용성)을 제공할 수 있다. 또한, 선택적인 라이너(18)는 추가의 향미 재료를 선택적으로 포함할 수 있다. 따라서, 소정 레벨의 수용성을 가진 선택적인 라이너(18)를 사용함에 따라, 파우치 포장된 담배 제품에 빠른 또는 시간 지속적인 향미 방출 및 웹의 최소화된 손상이 제공될 수 있다.
선택적인 라이너(18)는 향미가 처리되지 않은 상태에서 사용될 수 있지만, 추가의 향미제는 상기에서 설명된 바와 같이 선택적인 라이너(18)에 포함될 수 있다. 향미제가 선택적인 라이너(18)에 포함되는 경우, 선택적인 라이너(18)는 상기에서 언급한 바와 같이 빠른 향미 방출(즉, 즉간적이거나 몇 초)을 제공하거나 시간이 길게 지속되는 향미 방출(즉, 몇 분까지 연장되고 지속적인 효과를 발생시키기 위하여 물에서 늦춰진 또는 점진적인 용해의 속성을 가짐)을 제공토록 선택될 수 있다.
빠른 향미 방출을 제공하기 위하여, 높은 수용성의 선택적인 라이너가 사용될 수 있다. 파우치 포장된 담배 제품(10)에 높은 수용성 재료를 이용함에 따라, 타액이 선택적인 라이너(18)을 빠르게 용해시켜 그 안에서 향미를 빠르게 방출할 수 있어, 낮은 수분 레벨에서 높은 수분 함량의 파우치 포장된 담베 제품과 유사하게 향미 및 입 느낌을 제공한다. 또한, 다른 재료들이 선택적인 라이너(18)의 빠른 용해를 늦추기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 옥수수 제인과 같은 첨가제가 글루칸(glucan) 라이너에 첨가되어 글루칸의 수용성을 조절하여(즉, 감소시켜) 물에서의 글루칸의 용해 속도를 늦추거나 느리게 할 수 있다.
셀룰로오스 재료, 고무(gum), 폴리머, 녹말, 단백질, 및 이들의 조합물과 같은 어떠한 수용성 물질이 사용될 수 있지만, 바람직하게는 선택적인 라이너(18)는 높은 수용성, 빠른 용해, 및 입 느낌을 즐겁게 하는 것 때문에 글루칸으로 만들어진다. 적절한 글루칸의 예로서 풀루란(pullulan)과 엘시난(elsinan)을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다.
셀룰로오스 재료의 예로는 카르복시메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 히드록시메틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 히드록시프로필메틸 셀룰로오스, 히드록시메틸프로필 셀룰로오스, 및 이들의 조합을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다.
수용성 고무의 예로는 아라비아 고무, 잔탄 고무, 트래거캔스(tragacanth), 아카시아, 카라기난(carrageenan), 구아(guar) 고무, 로커스트빈검(locust bean gum), 펙틴, 알긴산염, 및 이들의 조합을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 폴리머의 예로는 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴릭 산, 폴리비닐 피롤리돈(pyrrolidone), 폴리(메트)아크릴산염, 폴리(메트)공중합체, 덱스트린, 덱스트(dextran), 키틴, 키토산(chitosin), 폴리덱스트로오스(polydextrose), 과당, 및 이들의 조합을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다.
녹말의 예로는 타피오카, 쌀, 옥수수, 감자, 밀, 및 이들의 조합을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다.
단백질의 예로는 젤라틴, 제인, 글루텐, 콩 단백질, 분리 콩 단백질, 유청 단백질, 분리 유청 단백질, 카세인, 레빈, 콜라겐, 및 이들의 조합을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다.
선택적인 라이너(18)에 의해 더 긴 향미 방출을 원한다면, 상기에서 설명된 빠르게 용해되는 선택적인 라이너 외의 선택적인 라이너가 선택될 수 있다. 또는 대안으로서, 더 두꺼운 레이어의 선택적인 라이너(18)가 사용되어 선택적인 라이너의 완전한 용해와 이와 관련된 향미제의 방출에 대한 시간 길이를 연장할 수 있다. 또는 다른 대안으로서, 더 긴 유기 체인 재료 또는 다른 약제가 상기에서 설명된 빠르게 용해되는 선택적인 라이너에 첨가되어 용해성을 낮출 수 있다. 따라서, 선택적인 라이너(18)의 수용성은 증가되거나 감소될 수 있고 선택적인 라이너가 없는 파우치 포장된 담배 제품에 비하여 담배 재료(20)로부터의 수분 손실 또는 증발 양을 감소시킴에 따라 파우치 포장된 담배 제품(10)의 담배 재료(20)에서의 수분 함량에 대한 제어를 제공할 수 있다.
또한, 다중 레이어로 형성된 선택적인 라이너가 담배 재료(20)와 웹(22) 사이에 제공될 수 있다. 다중 레이어로 형성된 선택적인 라이너를 제공함에 따라, 선택적인 라이너의 기능성이 단일 레이어로 형성된 선택적인 라이너의 기능성에 비해 향상될 수 있다. 예를 들어, 1레벨 이상의 수용성은 원한다면 다양한 레이어의 다중 레이어로 형성된 선택적인 라이너 내부에서 사용될 수 있다. 다중 레이어로 형성된 선택적인 라이너는 선택적인 라이너로부터 원하는 속성에 따라 2개, 3개, 4개, 또는 그 이상의 레이어들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 선택적인 라이너(18)는 담배 재료(20)와 웹(22) 사이에 2개의 레이어, 즉 외부의 선택적인 라이너와 내부의 선택적인 라이너로써 제공될 수 있다. 외부의 선택적인 라이너(웹(22)에 인접함)에 즉각적인 처음의 맛 지각(즉, 높은 수용성 레벨)이 제공될 수 있고, 한편 내부의 선택적인 라이너(담배 재료(20)에 인접함)는 내습성(즉, 외부의 선택적인 라이너보다 낮은 수용성 레벨을 가짐)으로 만들어질 수 있다.
외부의 선택적인 라이너는 타액이 상기한 바와 같은 예시적인 단일의 선택적인 라이너(18)와 유사하게 외부의 선택적인 라이너를 용해할 수 있도록 높은 수용성의 선택적인 라이너를 포함할 수 있다. 이에 따라, 외부의 선택적인 라이너의 예들로 펙틴과 같은 다당류를 포함한다.
한편, 내부의 선택적인 라이너는 사용하는 동안에 내습성이 일정하게 유지될 수 있도록 물 및/또는 공기에 대해 투과성이면서 불수용성(water-insoluble)일 수 있는 내습성 재료를 포함할 수 있다. 내부의 선택적인 라이너를 위해 사용될 수 있는 재료의 예로서 천공된 레이어 또는 느슨하게 엮인(bound) 섬유 또는 왁스의 비직조 시트, 폴리머, 셸락(shellac), 옥수수 제인, 셀룰로오스 재료, 및/또는 이들의 조합물로 만들어질 수 있는 어떠한 다공성의 불수용성의 웹, 시트 또는 선택적인 라이너를 포함한다.
예시적인 왁스는 카르나우바 왁스, 칸데리라 왁스, 쌀겨(rice-bran) 왁스, 및/또는 파라핀 및/또는 폴리에틸렌의 왁스를 포함하되, 왁스 코팅은 우수한 수분성의 선택적인 라이너를 제공할 수 있다.
예시적인 폴리머는 불수용성, 또는 시간-방출 또는 느린 수용성 속성을 가진(즉, 지속적인 효과를 발생시키기 위하여 물에서의 늦춰진 또는 점진적인 용해의 속성을 가진) 폴리비닐 아세테이트(PVA), 및/또는 캐러멜이 된 설탕과 같은 다당류를 포함한다.
선택적인 라이너들을 조합하여 사용함에 따라, 담배 재료의 수분 함량은 담배 재료(20)로부터의 수분 방출에 저항하는 내부의 선택적인 라이너에 의해 조절될 수 있고, 한편 향미는 외부의 선택적인 라이너로부터 방출될 수 있다. 또한, 내부의 선택적인 라이너는 2단계의 향미 방출이 제공될 수 있도록 용해가능하면서 향미처리될 수 있는 것으로, 이때 외부의 선택적인 라이너는 내부의 선택적인 라이너가 용해되기 전에 제1 단계로서 향미를 방출하고 이어서 제2 단계의 향미를 방출 할 수 있어, 이에 따라 2단계 이상의 향미 방출이 필요한 경우 얻어질 수 있다.
선택적인 라이너는 어떠한 적절한 기술에 의해 웹을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 선택적인 라이너 재료의 스트립이 웹 재료의 스트립과 함께 공급될 수 있고 이러한 스트립들은 접착제 또는 선택적인 라이너 재료의 끈끈함을 이용하고 스트립들을 함께 프레스함에 따라 서로 선택적으로 결합될 수 있다. 또는, 선택적인 라이너 재료는 웹 상에 코팅될 수 있다. 다중 코팅의 경우, 다중 레이어로 형성된 라이너의 각각의 코팅은 동일하거나 다른 선택적인 라이너일 수 있는 것으로 바람직하게는 다음 코팅을 적용하기 전에 건조된다. 예를 들어, 다중 코팅(예를 들어, 5개의 코팅)은 10mg에서 200mg, 20mg에서 100mg, 예를 들어 45mg/파우치포장된담배제품과 같이 손상되지 않은 및/또는 향미 전달 목표를 달성하기에 효과적인 전체 코팅 무게를 제공하기 위하여 그라비어 인쇄(아래의 더 상세한 설명을 참조)에 의해 적용될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 코팅 레이어는 다음의 코팅 레이어의 적용에 앞서 건조된다. 유연성을 부가하고 파우치 포장된 담배 제품에서의 수분 레벨을 유지하면서 보호하게 위하여, 예를 들어 프로필렌 글리콜과 같은 하나 이상의 습윤제가 코팅된 웹의 선택적인 라이너 재료에 포함될 수 있다.
바람직하게는, 코팅된 선택적인 라이너의 건조는 평온한(gentle) 건조, 예를 들어 낮은 온도(예를 들어, 주위온도보다 약간 높은 바람직하게는 약 65℃(약 150℉) 이하, 더 바람직하게는 40℃-65℃(100℉-150℉))에서의 그리고 더 높은 온도(예를 들어, 150℃-175℃(300℉-350℉))의 건조에서 사용되는 것보다 더 낮은 속도와 더 긴 상주(resident) 시간에서의 공기 건조에 의해 수행된다.
다른 형태에서, 선택적인 라이너(18)의 내습성(즉, 수용성)은 파우치 포장된 담배 제품(10)에 원하는 수분 레벨을 제공하기 위하여 담배 재료(20)의 수분 함량의 함수(function)로서 조절될 수 있다. 예를 들어, 선택적인 라이너(18)는 파우치 포장된 담배 제품 안의 담배 재료가 약 5%에서 약 65% 사이에서 담배의 소정 수분 함량을 유지하는 것을 가능케 하는 습윤제를 포함할 수 있다.
다른 형태에서, 담배 재료(20)의 성분(들)의 수분 활성은 매칭(match)될 수 있는데, 이때 수분 활성은 동일 조건하에서 순수한 물의 수증기압에 대한 상기 성분의 수증기압의 비율을 나타내는 것으로 분수(fraction)로 표현된다. 즉, 웹 재료(22), 향미 성분, 및 담배 재료(20)의 수분 활성을 매칭시킴에 따라, 웹 재료(22), 향미 성분, 및 담배 재료(20) 사이에서의 수분 이동이 제한될 수 있다. 따라서, 수분 활성을 매칭 또는 조절함에 따라, 선택적인 라이너(18)는 단독으로 향미 방출을 제공하기 위하여 사용될 수 있고, 이때 웹의 손상은 더 측정할 필요없이 감소될 수 있다.
예시적인 선택적인 라이너(18)는 상기에서 열거된 것들을 포함하여 풀루란, 단백질 필름, 또는 합성 폴리머를 포함하는 다당류와 같은 식품 등급 재료를 포함한다. 한편, 생체에 적합하고 웹의 손상을 감소시키는 어떠한 선택적인 라이너도 사용될 수 있다는 것을 주의한다. 선택적인 라이너용으로 사용될 수 있는 필름은 여기에서 전체가 참조로서 포함되는 국제공개특허 제2004/009445호 및 제2004/052335호에 제시된 바와 같은 인디아나 포티지의 MonoSol사에 의해 제조된 필름을 포함한다.
웹 상에서의 선택적인 라이너의 코팅을 용이하게 하기 위하여, 선택적인 라이너는 슬러리 형태일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 선택적인 라이너 재료(예를 들어, 선택적인 라이너를 형성하는 데에 사용되는 재료의 슬러리)는 웹을 제조하는 동안에 웹에 적용될 수 있다. 캡슐화된 향미제는 선택적인 라이너로부터의 향미 방출을 연장하기 위하여 선택적인 라이너 안에 포함될 수 있다.
일 형태에서, 선택적인 라이너(18)는 파우치 포장된 담배 제품(10)을 조립하기 전에 적절한 코팅 프로세스 예를 들어 키스 코팅, 슬롯 코팅, 스프레잉(spraying) 또는 그라비어 인쇄에 의해 웹 위에 코팅된다. 웹 재료(22) 상에의 선택적인 라이너(18)의 코팅은 웹의 원하는 레벨의 반투명성(translucency)에 대한 향상된 제어와 유지를 가능케 한다. 또는, 파우치 포장된 담배 제품의 색깔은 표백제 또는 이와 동종의 것과 같은 적절한 색깔 첨가제를 선택적인 라이너(18)에 포함시킴에 따라 제어될 수 있다. 따라서, 선택적인 라이너(18)를 위한 첨가제의 적절한 선택을 통하여, 파우치 포장된 담배 제품의 불투명함(opaqueness), 백색(whiteness) 및/또는 색깔이 제어될 수 있다.
키스 코팅은 회전하는 롤러들을 사용하여 표면에 코팅을 적용시키는 것을 포함한다. 인접한 롤러들 사이의 닙(nip)에서의 유체 유동 및 롤러들의 상대적인 속도는 코팅 두께를 조절한다. 리버스 롤(reverse-roll) 코팅에서, 도포용 롤러(applicator roller)는 바람직하게는 웹(22)의 리본에 반대하여(against) 회전하고 선택적인 라이너 재료의 슬러리는 바람직하게는 2개의 롤러 사이의 닙에서 형성된다.
슬롯 코팅은 넓은 범위의 점도를 가진 슬러리에 대해 사용될 수 있다. 슬롯 코팅에서, 선택적인 라이너 재료의 슬러리는 슬롯 다이에 대하여 이동하는 웹(22)의 리본에 단일 레이어 적용을 제공하기 위하여 슬롯 다이를 통과토록 안내된다. 선택적인 라이너 재료의 슬러리는 예를 들어 양변위 펌프(positive displacement pump)와 같은 계량 장치에 의해 다이로 공급된다. 코팅 두께는 웹의 속도와 슬러리의 유량에 따른다.
그라비어 인쇄는 얇은 정확한 코팅을 제공하고 고속 적용이 가능하다. 그라비어 인쇄에서, 조각된 패턴을 가진 롤러는 선택적인 라이너 재료의 슬러리를 수용하고 있는 저장소에서 회전한다. 선택적인 라이너 재료의 슬러리는 조각된 패턴으로 모이고 선택적인 라이너 재료의 초과된 표면 슬러리는 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해 롤러로부터 제거된다. 선택적인 라이너 재료의 슬러리는 롤러로부터 웹(22)의 리본으로 이동된다.
선택적인 라이너(18)는 향기, 착색제, 충전제, 증점안정제(thickening agent), 가소제(plasticizer), 계면활성제, 안정제, 산화방지제, 방부제, 광택제 및 이와 동종의 것을 포함하는 선택적인 성분을 포함할 수 있되, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 선택적인 라이너(18)는 안료(예를 들어, 착색제)를 포함할 수 있다.
충전제가 선택적인 라이너(18)에 포함될 수 있다. 예시적인 충전제는 셀룰로오스, 티타늄 산화물, 마그네슘 규산염(예를 들어, 활석), 알루미늄 규산염, 탄산 마그네슘, 탄산 칼슘(예를 들어, 석회석), 인산 칼슘, 황산 칼슘, 산화 아연, 알루미늄 산화물, 및 이들의 혼합물을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 탄산염과 인산염이 추가될 수 있다.
또한, 녹말 및/또는 셀룰로오스 에테르가 선택적인 라이너(18)에 포함될 수 있는데, 이때 녹말 및/또는 셀룰로오스 에테르는 증점안정제 또는 결착제(binding agent)로 기능할 수 있다. 또한, 폴리비닐 피롤리돈과 폴리비닐 알코올과 같은 폴리머 및 잔탄 고무와 아라비아 고무와 아카시아 고무와 같은 고무가 증점안정제로 사용될 수 있다. 일반적으로, 선택적인 라이너(18)을 형성하는 폴리머의 평균 분자량을 증가시킴에 따라 선택적인 라이너(18)의 강성은 증가될 수 있고 용해 속도(즉, 수분에 노출된 때의 용해)는 감소될 수 있다. 따라서, 증점안정제를 부가함에 따라 선택적인 라이너(18)의 계수(modulus)(즉, 강성)은 증가될 수 있고, 한편 건조하는 동안 또는 건조한 후(예를 들어, 보관하는 동안) 선택적인 라이너(18)의 컬링(curling) 또는 벤딩(bending) 경향은 감소될 수 있다.
또한, 가소제가 선택적인 라이너(18)의 강성과 선택적인 라이너(18)를 형성하는 녹은 폴리머의 점도를 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 예시적인 가소제는 모노아세틴, 다이아세틴, 트리아세틴, 폴리에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜과 같은 글리콜, 글리세린과 소르비톨과 같은 다가(polyhydric) 알코올, 미네랄 오일, 식물성 오일, 및 글리세롤 트리아세테이트와 같은 글리세롤과 글리세롤 에스테르를 포함한다.
또한, 계면활성제가 선택적인 라이너(18)에 포함될 수 있다. 적합한 계면활성제는 지방산, 락틸레이트(lactylate), 플루로닉 산, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르, 라타놀(latanol), 및 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate)의 모노 및 디글리세리드(diglycerides)를 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 안정제가 선택적인 라이너(18)에 포함될 수 있다. 예시적인 안정제로는 구아 고무, 잔탄 고무, 로커스트빈고무, 및 카라기난과 같은 고무가 있다.
또한, 예시적인 선택적인 라이너(18)는 항산화제 및/또는 방부제를 선택적으로 포함할 수 있다. 예시적인 항산화제는 아스코르브 산, 비타민 E 및 소듐 피로황산염(pyrosulfate)을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다. 예시적인 방부제는 아세트산, 벤조산, 구연산, 젖산, 말산, 소르브산 및 타르타르산을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니다.
선택적인 라이너(18)는 반투명 또는 실질적으로 불투명할 수 있다.
실링은 예를 들어 접착제와 같은 어떠한 적절한 실링 방법에 의해 또는 상호(mutual) 실링에 의해 수행될 수 있다. 상호 실링은 열적(thermal) 또는 소닉(sonic)적일 수 있다. 바람직하게는, 실링은 상기한 바와 같이, 열적 실링에 의해 수행된다. 특히, 열적 실링은 가열된 디스크와 같은 아치형 철제(arcuate iron)(히터)를 사용하여 수행될 수 있다. 아치형 철제는 바람직하게는 폴리프로필렌을 예를 들어 폴리프로필렌 섬유 또는 폴리프로필렌 필름 형태로 포함하는 웹의 일 측면과 결합하고, 웹의 제1 측면을 웹의 제2 측면에 반대하여 그리고 다른 대향의(opposed) 철제 또는 가열되지 않은 표면에 반대하여 가압할 것이다.
본 발명은 많은 예시적인 형태들 및 구현물과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 오히려 본 청구항들의 범위 내에 속하는 다양한 변형례들과 동등한 장치들을 포함한다.
10 ... 파우치 포장된 담배 제품 12 ... 길이방향 이음부
14, 16 ... 횡방향 이음부 18 ... 선택적인 라이너
20 ... 담배 재료 22 ... 웹
112, 114 ... 실링 부재 118, 120 ... 보빈
122 ... 형성 숄더부 210 ... 유체 분배 슈

Claims (24)

  1. 분배되는 액체의 소스부와 유체 연통하도록 배치하기 위한 입구 구멍;
    상기 입구 구멍과 유체 연통하는 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드; 및
    파우치 포장된 제품의 외면 상에 액체를 분배하기 위해 상기 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드를 따라 위치되는 복수의 출구 오리피스;
    를 포함하고, 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치의 하류측에 그리고 제품이 장치를 나가는 때에 파우치 포장된 제품의 스트림에 인접하여 위치되는 제1 유체 분배 슈;
    를 구비한 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 유체 분재 슈는 내부에 상기 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드를 형성하기 위한 블록을 포함하는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 유체 분배 슈의 블록은 직사각형으로 구성되는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드는 상기 장치를 나가는 파우치 포장된 제품의 스트림에 실질적으로 수직하도록 상기 블록 내부에 형성되는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 제2 유체 분배 슈를 더 포함하되, 상기 제2 유체 분배 슈는 상기 제1 유체 분배 슈에 실질적으로 평행하고 그로부터 이격되어 위치되어 파우치 포장된 제품의 스트림이 그들 사이를 통과하고 그들의 적어도 2개의 측면 상에서 분배되는 액채를 받는 것을 가능케 하는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 각각이 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 정렬되는 복수의 액체 분배 매니폴드를 더 포함하는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 각각의 액체 분배 매니폴드는 각각이 약 0.2mm의 직경을 갖는 적어도 4개의 출구 오리피스를 포함하는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 각각의 액체 분배 매니폴드는 각각이 약 0.2mm의 직경을 갖는 적어도 6개의 출구 오리피스를 포함하는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 각각의 액체 분배 매니폴드는 각각이 약 0.2mm의 직경을 갖는 적어도 8개의 출구 오리피스를 포함하는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 유체 분배 슈를 장착하기 위한 브래킷 부재를 더 포함하되, 상기 제2 유체 분배 슈는 상기 제1 유체 분배 슈에 실질적으로 평행하고 그로부터 이격되어 위치되어 파우치 포장된 제품의 스트림이 그들 사이를 통과하고 그들의 적어도 2개의 측면 상에서 분배되는 액채를 받는 것을 가능케 하는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 액체 분배 시스템.
  11. 파우치를 형성하기 위한 웹 재료를 공급하기 위한 수단;
    제1 단부, 제2 단부 및 웹 재료의 공급으로부터 파우치 포장된 제품을 형성하기 위한 표면을 제공하는 외면을 갖는 길쭉한 관형 부재를 포함하는 파우치 포장된 제품을 형성하고 채우기 위한 장치;
    웹을 상기 웹 재료의 공급으로부터 받고 웹을 상기 장치에 대하여 접어 길이방향 에지부를 갖는 파우치를 형성하는 형성 숄더부;
    웹이 상기 장치를 따라 당겨지면서 이음부를 형성토록 웹의 길이방향 에지부를 실링하기 위한 널이 형성된 가열된 디스크; 및
    제1항 내지 제10장 어느 한 항에 따른 액체 분배 시스템;
    을 포함하는 파우치 포장된 제품을 만들기 위한 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 형성 숄더부 아래에 위치되어 웹을 상기 형성 숄더부를 통하여 연속적으로 당기는 구동 벨트 또는 구동 휠을 더 포함하는 파우치 포장된 제품을 만들기 위한 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 나이프와 협력하여 파우치 포장된 제품을 반복적으로 실링하고 절단하는 상측의 한 쌍의 마주하는 가열-실링 부재 및 하측의 한 쌍의 가열-실링 부재들 더 포함하는 파우치 포장된 제품을 만들기 위한 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 개개의 양의 담배가 상기 가열-실링 부재의 작동과 타이밍을 맞춰 상기 장치의 길쭉한 내부 관형 부재를 통하여 공급되는 파우치 포장된 제품을 만들기 위한 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 가열-실링 부재와 나이프는 상기 가열-실링 부재가 함께 닫히고 담배가 상기 장치의 길쭉한 내부 관형 부재 안으로 공급되는 운동 사이클을 따르는 파우치 포장된 제품을 만들기 위한 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 담배의 계량된 부분은 상측 가열-실링 부재가 닫힌 후에 공기를 매개로 상기 장치의 길쭉한 관형 부재 안으로 불어넣어지는 파우치 포장된 제품을 만들기 위한 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 하나 이상의 향미제를 포함하는 액체가 상기 액체 분배 시스템에 공급되어 하나 이상의 향미제의 적어도 부분적인 코팅을 제공하는 파우치 포장된 제품을 만들기 위한 시스템.
  18. 파우치 포장된 향미 제품을 형성하는 데에 사용하기 위한 웹을 제공하는 단계;
    제1 단부, 제2 단부 및 파우치 포장된 향미 제품을 형성하기 위한 표면을 제공하는 외면을 갖는 길쭉한 관형 부재를 구비한 장치를 사용하여 파우치 포장된 향미 제품을 형성하고 채우는 단계; 및
    (i) 분배되는 액체의 소스부와 유체 연통하도록 배치하기 위한 입구 구멍; (ii) 입구 구멍과 유체 연통하는 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드; 및 (iii) 파우치 포장된 제품의 외면 상에 액체를 분배하기 위해 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드를 따라 위치되는 복수의 출구 오리피스;를 포함하되, 상기 장치의 하류측에 그리고 제품이 장치를 나가는 때에 파우치 포장된 제품의 스트림에 인접하여 위치되는 제1 유체 분배 슈;를 구비한 액체 분배 시스템에 하나 이상의 향미제를 포함하는 액체를 제공하는 단계;
    를 포함하는 파우치 포장된 향미 제품을 형성하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 액체 분배 시스템은 제2 유체 분배 슈를 더 포함하되, 상기 제2 유체 분배 슈는 상기 제1 유체 분배 슈에 실질적으로 평행하고 그로부터 이격되어 위치되어 파우치 포장된 제품의 스트림이 그들 사이를 통과하고 그들의 적어도 2개의 측면 상에서 분배되는 액채를 받는 것을 가능케 하는 파우치 포장된 향미 제품을 형성하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 웹의 겹쳐지는 부분을 실링하는 단계를 더 포함하는 파우치 포장된 향미 제품을 형성하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 웹으로부터 파우치 포장된 향미 제품을 절단하는 단계는 더 포함하는 파우치 포장된 향미 제품을 형성하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 적어도 하나의 액체 분배 매니폴드는 각각이 약 0.2mm의 직경을 갖는 적어도 8개의 출구 오리피스를 포함하는 파우치 포장된 향미 제품을 형성하는 방법.
  23. 출구 오리피스들의 배열에 인접한 경로를 따라 물체를 끌어당기는 동안 유체를 출구 오리피스들의 배열과 연통시키는 단계를 포함하되, 물체는 출구 오리피스들의 배열과 협력하여 유체를 그로부터 그리고 물체 상으로 빨아들이고 적어도 부분적으로 물체를 코팅하는 물체를 유체로 코팅하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 물체는 출구 오리피스들의 배열과 협력하여 그로부터 모세관 또는 심지 작용을 통하여 유체를 빨아들이는 물체를 유체로 코팅하는 방법.
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