KR20160003282A

KR20160003282A - 담배 시트들을 결합하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160003282A
Application number: KR1020157034711A
Authority: KR
Inventors: 피에르-이브스 진드라트; 알레산드로 메트란골로
Original assignee: 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2016-01-08
Also published as: JP5977902B1; EP2969871B1; US10159275B2; US9833016B2; CN105307517A; LT2969871T; RU2015148608A; US20160286852A1; JP2016531544A; ES2618837T3; SI2969871T1; DK2969871T3; KR101679531B1; EP2969871A1; RS55827B1; PT2969871T; WO2015173275A1; BR112016016385B1; HUE032566T2; RU2015148608A3

Abstract

담배 시트들을 결합하기 위한 장치는, 담배 시트의 제1 보빈을 운반하기 위한 제1 샤프트 및 담배 시트의 제2 보빈을 운반하기 위한 제2 샤프트를 포함하고 있다. 또한 장치는 제1 보빈으로부터의 담배 시트의 말단 부분을 제2 보빈으로부터의 담배 시트의 헤드 부분에 연결하기 위한 스플라이싱 유닛을 포함하고 있다. 스플라이싱 유닛은, 예를 들어 상보적 절삭부들을 제1 보빈과 제2 보빈으로부터의 담배 시트들에 제공하도록 담배 시트를 절삭하기 위한 절삭 장치, 담배 시트들 중 적어도 하나에 물을 공급하기 위한 공급 장치, 및 담배 시트들 상에 힘을 적용하여 스플라이싱된 담배 시트를 생산하기 위한 결합 장치를 더 포함하고 있다.

Description

담배 시트들을 결합하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMBINING TOBACCO SHEETS}

본 발명은, 담배 시트들을 결합하기 위한, 특히 흡연 물품의 제조에 사용하기 위한, 장치 및 방법에 관한 것이다.

담배가 연소되기보다는 증발되는 경우, 열원을 갖는 흡연 물품에 있어서, 담배 시트로부터 담배 플러그가 제조될 수도 있다. 이 시트 물질은 무거우며, 보빈의 크기가 제한된다. 따라서, 높은 생산 속도에서, 수 분마다 또는 심지어 더 자주 새로운 보빈을 장착해야 한다. 이는 시간이 많이 걸리는 공정이며, 생산 속도를 감소시킬 수도 있다. 또한, 담배 시트 가공 라인에서의 일부 가공 단계들은 후속하는 두 개의 담배 시트들을 결합하는 데에 종래의 방법을 허용하지 않는다. 예를 들어, 접착제(glue) 같은 결합 물질은 최종 제품의 맛에 영향을 끼칠 수도 있는 한편, 테이프나 스테이플러로 처리하는 것은 효과적이지 않거나, 추가 물질을 시트에 더 추가하는데, 예를 들어 결합된 시트 물질의 말기(funneling)나 압착이 방해되거나 불가능해지도록 하는 정도로 추가한다.

따라서, 담배 시트를 신뢰성 있게 결합하기 위한 장치 및 방법이 필요하다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 담배 시트들을 결합하기 위한 장치를 제공하고 있다. 상기 장치는 담배 시트의 제1 보빈(bobbin)을 운반하기 위한 제1 샤프트(shaft) 및 담배 시트의 제2 보빈을 운반하기 위한 제2 샤프트를 포함하고 있다. 상기 장치는 제1 보빈으로부터의 담배 시트의 말단 부분을 제2 보빈으로부터의 담배 시트의 헤드 부분에 연결하기 위한 스플라이싱 유닛(splicing unit)을 더 포함하고 있다. 상기 스플라이싱 유닛은 예를 들어 상보적 절삭부(cut)들을 제1 보빈과 제2 보빈으로부터의 담배 시트들에 제공하도록 담배 시트를 절삭하기 위한 절삭 장치(cutting device)를 포함하고 있다. 상기 스플라이싱 유닛은 담배 시트들 중 적어도 하나에 물을 공급하기 위한 공급 장치(dispensing device)를 포함하고 있고, 담배 시트들 상에 힘을 적용하여 스플라이싱된 담배 시트를 생산하기 위한 결합 장치(combining device)를 더 포함하고 있다.

도 1은 스플라이싱 공정의 한 구현예를 도시하는 도이고;
도 2 내지 도 4는, 담배 시트가 정렬되고(도 2), 물이 적용되고(도 3), 담배 시트가 스플라이싱되는(도 4) 스플라이싱 공정의 단계들을 도시하는 도이고;
도 5는 보빈 홀더와 버퍼 유닛을 포함하고 있는 장치의 한 구현예를 도시하는 도이다.

두 개의 샤프트를 제공하여, 담배 시트를 갖는 제1 보빈이 모두 사용되기 전에 담배 시트를 갖는 제2 보빈을 제공할 수도 있다. 또한, 담배 시트들은, 담배 시트가 가공 라인, 예를 들어 압착 유닛(crimping unit) 또는 로드 형성 장치(rod forming device)에 연속적으로 제공되는 동안 서로 단단히 연결될 수도 있다. 이는, 높은 생산 속도의 가공 라인에 있어서, 예를 들어, 보빈을 매우 빈번하게 교체할 필요가 있고 가공 라인이 감속되지 않는 담배 로드 압착 라인에 있어서 특히 바람직할 수 있다.

담배 시트를 절삭하게 되면, 결합 대상인, 이전 담배 시트의 정의된 말단 부분과 후속되는 담배 시트의 정의된 헤드 부분을 제공해서, 연속적으로 진행되는 담배 시트를 제공하게 된다. 따라서, 담배 시트들이 결합되는 영역의 측방향 연장부들도 정의되며 그 크기가 제한될 수도 있으며, 이는 중첩 영역들이 제거된다면 폐기물을 감소시킬 수도 있다.

담배 시트들에 대하여 절삭을 연속하여 수행할 수도 있다. 바람직하게는, 절삭은 담배 시트들 모두에 대하여 동시에 수행된다. 절삭 공정을 위해, 시트들은 서로 나란히 배열될 수도 있고 또는 서로 위에 놓일 수도 있다. 바람직하게, 담배 시트들은 담배 시트들의 길이 방향 중심 축을 따라 중심에서 서로 위에 놓이도록 정렬된다. 절삭은, 명확하게 정의된 접촉 영역들을 제공하고 있는 상보적 절삭부들을 제공하고 있으며, 여기서 두 담배 시트가 서로 접촉할 수도 있고 서로 결합될 수도 있다. 이는 담배 시트들 간의 양호한 연결을 더욱 지지한다. 절삭은 또한 각을 가지고 수행할 수도 있다. 이에 의해, 담배 시트의 절삭면이 확대될 수도 있고, 이에 따라 담배 시트들의 연결을 더 지지한다. 또한, 경사진 절삭부들에 의해, 담배 시트들은, 담배 시트들의 중첩 영역에서의 결합된 시트들에 임의의 두께 또는 임의의 상당한 두께를 부가하지 않고서 서로 중첩될 수도 있다. 바람직하게는, 두 담배 시트는 이러한 담배 시트들의 절삭면들만 중첩된다.

담배 시트들 중 적어도 하나에 물을 첨가하여, 담배 시트의 물질을 연화시키고 촉촉하게 한다. 담배 시트의 물질은 자체적으로 소정의 끈끈함을 가질 수도 있지만, 이러한 끈끈함은 물을 첨가하여 향상될 수도 있다. 바람직하게는, 물은 절삭면에만, 바람직하게는 하나의 담배 시트의 절삭면에만 첨가된다. 이에 의해, 첨가된 물은 연결부에 악영향을 끼칠 수도 있는 과도한 물 없이 시트들의 접촉 영역에서의 담배 시트들의 결합 공정을 지지할 수도 있다.

적어도 중첩 영역에서, 담배 시트들에 후속하여 적용되는 힘은, 두 개의 담배 시트들 강력하게 연결한다. 결합 장치는, 시트가 정지되어 있거나 이동 방향을 따라 추가로 이동하는 동안, 결합된 담배 시트에 작용할 수도 있다. 결합 장치는, 예를 들어, 정지형 프레스, 예를 들어, 프레싱 롤러를 포함할 수도 있다. 그러나, 적용되는 힘의 양은, 중첩 영역에서 담배 시트를 얇게 하거나 실질적으로 얇게 하지 않고서 바람직하게는 양호한 연결을 제공하기에 적합하다.

본 발명에 따른 장치에 의하면, 맛에 영향을 끼칠지도 모르는 첨가제나 추가 물질 없이 강력한 연결을 제공할 수도 있다. 또한, 담배 시트 가공 라인에 있어서 스플라이싱 공정에 후속하는 공정들에 영향을 끼치지 않거나 덜 끼치는 연결을 제공할 수도 있다. 이러한 후속 공정들은, 예를 들어, 후속 압착 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.

캐스팅된(cast) 잎담배는, 담배 입자, 섬유 입자, 에어로졸 형성제, 향미, 및 바인더를 포함하는 슬러리로부터 형성되어 있는 재구성된 담배의 형태이다. 담배 입자들은, 원하는 시트 두께와 캐스트 갭에 따라 바람직하게는 약 30 내지 80μm 또는 약 100 내지 250μm의 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, 캐스팅된 잎 대 저 첨가율, 예를 들어, 약 2 내지 15%의 첨가율을 위한 충분한 인장 강도를 생성하기 위한 필요에 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 향미 및/또는 니코틴 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 40-450℃의 고온에서 증발될 수 있는 능력에 기초하여 선택된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 에어로졸(aerosol)이라는 용어는, 고체 또는 액체 입자들 및 기상을 포함하는 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.

바람직하게는, 에어로졸 형성제는, 극성을 갖고, 습윤제로서 기능할 수도 있으며, 이는 캐스팅된 잎담배의 원하는 범위 내에서 습기를 유지하는 데 일조할 수도 있다.

에어로졸 형성제는, 폴리올, 글리콜 에테르, 폴리올 에스테르, 에스테르, 및 지방산으로부터 선택될 수도 있으며, 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 형성제는, 결합된 에어로졸 형성제들의 하나 이상의 특성들을 이용하도록 결합될 수도 있다. 예를 들어, 트리아세틴은, 글리세린의 습윤 특성들과 활성 성분들을 전달하는 트리아세틴의 능력을 이용하도록 글리세린 및 물과 결합될 수도 있다.

본 발명의 장치의 일 측면에 따르면, 절삭 장치는 스플라이싱 유닛의 지지면에 대하여 절삭 각(cutting angle)으로 배열되어 있는 절삭 에지를 포함하고 있다. 이는, 담배 시트를 담배 시트에 의해 걸쳐지는 평면에 대하여 비스듬한 각도로 절삭할 수 있게 한다. 담배 시트들은 담배 시트들의 절삭면들과 중첩될 수도 있다. 절삭면들이 서로 정확하게 중첩되면, 중첩되는 담배 시트들의 두께는 단일 담배 시트의 두께보다 크지 않다. 담배 시트들이 서로의 절삭면들과 부분적으로만 중첩되면, 스플라이싱된 담배 시트의 두께는, 중첩된 두 개의 담배 시트의 두께보다 여전히 작다. 중첩을 정확하게 절삭면으로 한정하지 않으면, 스플라이싱된 담배 시트의 두께를 두 배로 하지 않고 중첩 영역이 향상될 수도 있다.

또한, 담배 시트들이 절삭되는 절삭 각을 포함하게 되면, 담배 시트 상의 절삭면이, 담배 시트에 의해 걸쳐지는 평면에 수직인 직선적 절삭부에 비해 확대될 수도 있다. 두 개의 절삭면이 서로 지지하도록 두 개의 절삭된 담배 시트를 정렬하여, 두 개의 담배 시트 간의 접촉 영역을 확대하고 이에 따라 스플라이싱 공정을 지지한다. 이는, 예를 들어, 중첩되지만 단단하게 스플라이싱되지 않은 담배 시트들이 결합 장치 내로 이동되는 경우, 특히 바람직하다.

바람직하게는, 담배 시트는, 수평으로 배열되며, 스플라이싱 유닛의 지지면을 따라 안내된다.

본 발명에 따른 장치의 일부 바람직한 구현예들에서, 절삭 각은, 약 20도 내지 약 50도 범위, 바람직하게는, 약 25도 내지 약 40도 범위, 예를 들어, 30도이다. 이러한 절삭 각은 예를 들어, 절삭 칼에 의해 절삭하기에 편리하다. 또한, 절삭 각은 넓은 절삭면을 제공하며, 이는, 바람직하게는, 단일 담배 시트의 두께에 실질적으로 대응하는 스플라이싱된 담배 시트의 두께를 계속 유지할 수 있게 하여, 넓은 중첩 영역을 가능하게 한다.

본 발명의 장치의 다른 일 측면에 따르면, 결합 장치는, 약 200뉴턴(Newton)을 초과하는 압력, 바람직하게는, 약 250뉴턴을 초과하는 압력을 담배 시트에 적용할 수도 있다. 중첩되는 두 개의 담배 시트에 적용되는 이러한 범위의 힘은, 시트를 손상시키지 않고 또는 중첩 영역에서 담배 시트를 얇게 하지 않거나 실질적으로 얇게 하지 않고 담배 시트들 간에 안정적인 연결을 제공하였다. 본 기술분야의 숙련자에게는, 적용되는 최소한의 힘이, 스플라이싱되는 담배 시트의 속도에도 의존할 수도 있으며 이에 따라 스플라이싱 공정의 속도에 적응될 수도 있다는 점이 자명하다. 결합 장치는, 예를 들어, 결합된 담배 시트들이 통과하게 되는 한 개 또는 두 개의 롤러로서 실현될 수도 있다. 롤러에 의해, 결합된 담배 시트가 가공 방향으로 추가로 이동하는 동안 결합을 수행할 수도 있다. 또한, 롤러에 의해, 결합 공정 동안 전단력이 최소화되거나 제거될 수도 있다.

본 발명의 장치의 또 다른 일 측면에 따르면, 장치는, 제1 샤프트와 제2 샤프트를 포함하는 보빈 홀더(bobbin holder)를 더 포함하며, 보빈 홀더 상의 제1 샤프트와 제2 샤프트는, 제1 샤프트와 제2 샤프트의 위치가 서로 상호 교환가능하도록 이동가능하다. 샤프트들은, 보빈 홀더 상에 이동가능하게 배열되어 있을 수도 있고, 또는 보빈 홀더 상에 고정적으로 배열되어 있을 수도 있다. 후자의 경우에, 보빈 홀더는 이동가능하며, 예를 들어, 회전가능하며, 이때, 제2 보빈은 제1 보빈의 이전 위치에 위치할 수도 있고, 그 반대의 경우도 가능하다. 이에 의해, 담배 시트가 동일한 각도에서 스플라이싱된 후 스플라이싱 유닛을 통해 공급될 수도 있다. 또한, 제1 보빈은, 담배 시트가 계속 공급되고 있는 동안 대체될 수도 있다. 또한, 공급이 계속 진행되는 동안 제1 보빈을 대체하는 신규 보빈으로부터의 담배 시트가 스플라이싱을 위한 위치로 전달될 수도 있다. 보빈 홀더는, 또한, (사용 중인 담배 시트에 스플라이싱될) 새로운 담배 시트를 동일한 방식으로 제공할 수 있게 하여, 보빈 대체 공정의 반복성을 지지할 수도 있다. 예를 들어, 새로운 담배 시트들의 공급 방향은 동일하게 유지될 수도 있고, 또한, 스플라이싱 공정의 속도도 동일하게 유지될 수도 있다. 또한, 새로운 보빈의 장착 위치가 항상 동일하다면, 예를 들어, 사용한 보빈을 제거하고 보빈 홀더에 장착되는 신규 보빈을 리프트하는 그리퍼(gripper)와 리프트에 의해 새로운 보빈의 장착을 자동화하거나 지지할 수도 있다.

두 개의 보빈에 대하여 두 개의 샤프트를 제공하여 장치를 설명하였지만, 보빈 홀더에는, 담배 시트의 한 개 또는 여러 개의 추가 보빈에 대하여 한 개 또는 여러 개의 추가 샤프트를 제공할 수도 있다. 샤프트를 위한 다른 상호교환 메커니즘이 가능하지만, 복수의 샤프트의 위치는, 바람직하게는, 보빈 홀더의 회전시 또는 보빈 홀더 상의 샤프트들을 각각 회전시켜서 서로의 위치로 이동하게 된다.

본 발명에 따른 장치는, 또한, 보빈의 다가오는 말단을 검출하기 위한 센서를 포함하고 있을 수도 있다. 각 신호는 제어 유닛(control unit)에 전달될 수도 있으며, 이에 따라 제어 유닛이 스플라이싱 공정을 개시한다.

본 발명의 장치의 추가 측면에 따르면, 장치는, 스플라이싱된 담배 시트를 건조시키기 위한 건조 유닛(drying unit)을 포함하고 있다. 바람직하게는, 건조는, 적어도 중첩 영역에 또는 담배 시트에 물이 적용된 영역에 제공된다. 건조는, 시트를 결합하기 전에 담배 시트에 공급된 임의의 물을 제거하는 공정을 가속하여 스플라이싱 공정을 지지할 수도 있다. 바람직하게는, 건조 유닛은, 예를 들어, 고온 공기 또는 적외선 가열에 기초하는 히터를 포함하고 있다.

본 발명의 장치의 추가 측면에 따르면, 장치는 스플라이싱 유닛의 하류에 배열된 버퍼 유닛(buffer unit)을 더 포함하고, 버퍼 유닛은 스플라이싱된 담배 시트의 양을 저장하기 위한 것이다. 버퍼 유닛은, 담배 시트의 수송 속도의 변화를 보상할 수도 있다. 이러한 수송 속도의 변화는, 담배 시트의 초기 공급측에서의 가공 라인에서, 스플라이싱 유닛에서, 또는 추가 하류에서, 예를 들어, 압착 또는 로드 형성 공정에서 야기될 수도 있다. 버퍼 유닛에 저장된 담배 시트는, 예를 들어, 스플라이싱 공정을 수행하도록 담배 시트의 공급을 중단해야 하거나 공급 속도를 감소시켜야 하는 경우 속도 변화를 보상한다.

담배 시트의 중첩 영역들은, 예를 들어 흡연 물품의 담배 플러그 등의 제품에 사용될 담배 시트 물질의 명세를 충족하지 못할 수도 있다. 따라서, 중첩 영역(즉, 두 개의 결합된 시트의 연결부)을 포함하는 로드 부분은, 불합격 처리(reject)될 수도 있으며 추가 제품 제조에서 제거될 수도 있다. 이는, 예를 들어, 담배 시트 가공 라인의 더욱 하류에, 예를 들어, 로드가 형성된 후 개별적인 담배 부위들로 절삭되는 위치에 불합격 처리기를 제공하여, 행해질 수도 있다. 중첩 영역들의 식별은, 적절한 제어 또는 감지 수단에 의해, 예를 들어, 광학 검출 시스템에 의해 행해질 수도 있다. 예를 들어, 제어 유닛에서 담배 시트의 중첩 영역의 위치를 검출하고 저장할 수도 있다. 이 위치는, 예를 들어, 스플라이싱 유닛에서, 예를 들어, 연결부가 형성되는 위치일 수도 있다. 이어서, 스플라이싱 유닛으로부터 로드 절삭 위치까지의 거리만큼 이동한 중첩 영역을 함유하는 담배 시트 부분을 제거한다.

본 발명의 추가 측면에 따르면, 담배 시트들을 결합하기 위한 방법을 제공하고 있다. 방법은, 제1 담배 시트와 제2 담배 시트를 제공하는 단계, 및 예를 들어 제1 및 제2 담배 시트에 상보적 절삭부들을 제공하도록 제1 및 제2 담배 시트를 정렬 및 절삭하는 단계를 포함하고 있다. 상기 방법은, 적어도 제1 담배 시트 또는 제2 담배 시트에 물을 공급하는 단계, 및 제1 및 제2 담배 시트의 상보적 절삭부들을 정렬해서 상보적 절삭부들이 서로에 대하여 지지하도록 하는 단계를 더 포함하고 있다. 또한, 상기 방법은, 절삭 영역의 제1 및 제2 담배 시트에 압력을 적용하고 이에 따라 제1 및 제2 담배 시트들을 결합하여 스플라이싱된 담배 시트를 형성하는 단계를 포함하고 있다.

본 발명의 방법의 일 측면에 따르면, 제1 및 제2 담배 시트를 절삭하는 단계는, 약 20도 내지 약 50도 범위, 바람직하게는, 약 25도 내지 약 40도 범위의 절삭 각, 예를 들어, 30도의 절삭 각에서 담배 시트를 절삭하는 단계를 포함하고 있다.

상기 방법의 여러 측면들과 장점들은 본 발명에 따른 장치에 관하여 설명하였다. 따라서, 이를 반복하지는 않는다.

본 발명의 방법의 추가 측면에 따르면, 상기 방법은, 압력을 적용하는 단계를 수행하기 전에 4mm 초과, 바람직하게는 6mm 초과, 예를 들어, 8mm만큼 제1 및 제2 담배 시트를 중첩하는 단계를 더 포함하고 있다. 바람직하게는, 이러한 중첩은 상보적 절삭부들의 완전한 중첩 또는 부분적 중첩까지인 절삭 영역으로 한정된다. 이에 의해, 두 개의 담배 시트의 두께는, 한 개의 담배 시트의 두께 이하로 되거나 실질적으로 이하로 되며, 절삭 영역 밖의 섹션에서 서로 덧씌워지는 양측 담배 시트의 두께 미만이다.

본 발명의 방법의 다른 일 측면에 따르면, 물을 공급하는 단계는, 더 아래쪽에 있는 담배 시트에만, 바람직하게는, 상기 더 아래쪽에 있는 담배 시트의 절삭면에만 물을 적용하는 단계를 포함하고 있다. 적용되는 물의 양은, 최소한으로 유지될 수도 있으며, 연결부를 형성할 필요가 있는 위치로 한정될 수도 있다. 또한, 물은 중력을 이용하여 적용될 수도 있다. 또한, 하측에 있는 담배 시트에 적용되는 물은, 시트에서 떨어져 흐르거나 시트로부터 떨어져 뚝뚝 흐르는 경향이 없다.

바람직하게는, 담배 시트들은, 서로 위에 놓여 있는 동안 담배 시트를 공급하여 가공되고 스플라이싱된다. 따라서, 두 개의 담배 시트 중 임의의 것을 재배열하지 않고 절삭, 물 공급, 및 결합을 수행할 수도 있다. 이러한 구현예들 중 일부에 있어서, 절삭 후에, 압력을 적용하는 단계를 수행하기 전에 제1 담배 시트의 절삭된 폐기 말단 부분을 제거하고 제2 담배 시트의 절삭된 폐기 헤드 부분을 제거한다. 두 개의 덧씌어진(overlying) 담배 시트들의 절삭시, '대체될(to-be-replaced)' 담배 시트의 폐기 말단 부분과 '신규(fresh)' 담배 시트의 폐기 헤드 부분을 절삭한다. 이러한 폐기 절삭 부분들을 제거하면, 결합될 두 담배 시트의 말단 부분과 헤드 부분의 두 개의 절삭 영역들에 힘을 적용하는 것을 용이하게 한다. 또한, 폐기 부분들을 제거하여, 헤드 부분과 말단 부분이 자동으로 나란히 배열될 수도 있어서, 임의의 추가 정렬이 필요 없다.

본 발명의 방법의 또 다른 일 측면에 따르면, 방법은, 제2 담배 시트를 갖는 제2 보빈의 위치를 제1 담배 시트를 갖는 제1 보빈의 위치로 변경하고, 제1 담배 시트와 제2 담배 시트들을 결합한 후 반대로 변경하는 단계, 제1 보빈을 추가 보빈으로 대체하는 단계, 및 제2 담배 시트와 결합하도록 상기 추가 보빈으로부터 담배 시트를 제공하는 단계를 더 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 위치를 변경하는 단계는, 동일한 방향으로, 바람직하게는 보빈의 회전에 의해 수행된다.

본 발명의 방법의 추가 측면에 따르면, 상기 방법은 결합된 담배 시트를 스플라이싱된 담배 시트를 압착하기 위한 압착 장치에 도입하는 단계를 더 포함하고 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 장치와 방법은, 열원과 담배 플러그를 포함하고 있는 흡연 물품 같은 흡연 물품의 제조에 사용되며, 여기서 담배는 연소되기보다는 증발되는 것이다.

최소한의 중첩과 적용되는 힘은, 결합된 담배 시트가 가공되어야 하는 속도 및 이에 따라 스플라이싱 공정의 속도에 따라 달라질 수도 있다는 점은, 본 기술분야의 숙련자에게 자명하다.

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

도 1에서, 제1 및 제2 담배 시트(3, 4)는 각 보빈(30, 40)으로부터 스플라이싱 유닛(2)으로 공급된다. 제1 담배 시트(4)가 사용 중에 있으며, 스플라이싱 유닛(2)을 통해 실질적으로 직선 방향으로 지나가고 있다. 이 시트는, 더욱 하류에 배열된 담배 시트 가공 유닛들(미도시함)에 더 전달된다. 이러한 가공 유닛들은, 예를 들어, 압착 유닛 또는 로드 형성 유닛일 수도 있다. 보빈(40) 상의 담배 시트(4)가 모두 사용되기 전에, 제2 보빈(30)으로부터의 담배 시트(3)가 안내 도르래(22)를 통해 안내되고 스플라이싱 유닛(2)으로 공급된다(여기서는 사용 중인 담배 시트(4)의 아래로부터 공급된다). 양측 담배 시트(3, 4)는 서로의 최상부 위에 배열되며 스플라이싱 유닛의 지지면(21) 상에 정렬된다. 이어서, 담배 시트들은 절삭 칼(20)에 의해 절삭 각 α 하에서 절삭된다. 상기 절삭에 의해, 제1 담배 시트(3)의 명확하게 정의된 말단 부분과 제2 담배 시트(4)의 명확하게 정의된 헤드 부분이 제공된다. 폐기 말단 부분과 폐기 헤드 부분은, 담배 시트들(3, 4)을 절삭한 후에 제거될 수도 있다. 절삭은 반드시 정렬된 담배 시트들과 함께 수행될 필요는 없지만, 스플라이싱 공정은 그래야 한다. 이어서, 도 2 내지 도 4에서 볼 수 있듯이, 절삭된 담배 시트들(3, 4)은, 해당 절삭면들(42, 32)이 서로 위에 놓이도록 서로 정렬된다. 도 2 내지 도 4에서의 절삭 방향은 도 1에서의 절삭 칼(20)의 절삭 방향과는 반대로 되어 있지만, 스플라이싱 공정에서는 절삭 방향이 동일하다. 절삭 각 α은 모든 도면에서 약 30도이다.

공급 유닛(23)에 의해, 더 아래쪽에 놓인 담배 시트(4)(다른 절삭 방향 때문에 도 1에서는 담배 시트(3)) 상으로 물이 공급되고, 도 3에 도시한 바와 같이, 절삭면(42) 상에만 공급된다. 하나의 담배 시트에만 적용된 얇은 수층(water layer; 230)에 의해, 물은 적어도 절삭면들(32, 42)의 영역에서 담배 시트들(3, 4)의 물질을 연화시켜서, 중첩 영역(35)에서의 시트들(3, 4)의 양호한 상호 연결을 지지할 수도 있다. 그러나, 물의 양은, 담배 시트들을 해체하지 않을 정도로 적으며, 이러한 해체는 결합부의 형성을 복잡하게 하거나 막을 수도 있다.

이어서, 덧씌워지고 젖은 담배 시트들(3, 4)은 압축 롤러(24)를 통해 안내된다. 상기 시트들은, 압축 롤러들 사이를 통과하면서 압축되며, 이는 두 개의 절삭 면(42, 32)과 두 개의 담배 시트(3, 4)를 서로 단단히 고정시킨다. 도 4에 도시한 바와 같이 짧지만 단단한 연결부(430)가 형성된다. 결합부 형성을 지지하기 위해서, 가열 유닛(25), 예를 들어, 고온 공기 공급원 또는 열 방사원이 압축 롤러들(24)에 인접하여 하류에 배열되어 있다. 가열에 의해서, 상기 연결부는, 방금 스플라이싱된 담배 시트(43)가 더욱 하류에 배열된 가공 유닛들에 계속 제공될 수도 있도록 빠르게 건조된다. 스플라이싱을 위한 첨가제가 사용되지 않고 중첩 영역(35)의 크기에 의존하기 때문에, 스플라이싱된 시트가 상당히 두꺼워지거나 얇아지는 일이 없으며, 연결부(430)를 포함한 스플라이싱된 담배 시트가 완전하게 사용될 수도 있다. 그러나, 연결부(430)를 갖는 중첩 영역(35)은 또한 이후 단계에서 제거되어서 동일한 제품 명세를 보장할 수도 있다.

본 발명에 따른 스플라이싱 공정에 의해, 담배 시트들(3, 4)의 스플라이싱은 빠르고 단단하게 수행되어서, 담배 시트 처리 라인이 바람직하게는 일정한 고속에서, 예를 들어, 최대 200m/s에서 연속적으로 작동될 수도 있다. 고속 연속 작업 속도를 더 지지하기 위해, 스플라이싱 공정은 자동 보빈 변경기를 제공하여 더욱 자동화될 수도 있다.

도 5에서, 회전식 보빈 홀더(1)는, 두 개의 담배 시트(3, 4)를 스플라이싱하기 위한 스플라이싱 유닛(2)의 상류에 배열되어 있다. 보빈 홀더(1)에는, 두 개의 담배 시트(3, 4)를 운반하기 위한 두 개의 보빈(30, 40)이 제공되어 있다. 담배 시트(3)는 보빈(30)으로부터 스플라이싱 유닛(2)에 그리고 이를 통해 연속적으로 제공된다.

제1 보빈(30)은 거의 다 사용되었고, 그동안 스플라이싱 유닛(2)으로부터 멀어지도록 보빈 홀더에 의해 (화살표로 표시한) 반시계 방향으로 회전되었다. 동일한 회전 동작 시에, 제2 보빈(40)은 스플라이싱 유닛(4)에 더 가까워지도록 이동되었다. 제2 보빈(40)으로부터의 담배 시트(4)는 안내 도르래(22)를 통해 스플라이싱 유닛으로 안내되며, 여기서 스플라이싱이 수행될 수도 있다. 스플라이싱 유닛에서의 절삭 후에, 이어서 절삭되어 나간 제1 담배 시트(3)는 보빈 홀더(1)로부터의 보빈(30)과 함께 제거될 수도 있다. 이 보빈은 새로운 보빈으로 대체될 수도 있다. 보빈(40)이 모두 사용되자마자, 공정이 재개될 수도 있다.

이 공정에 의해, 사용 중인 담배 시트와 함께 스플라이싱될 새로운 보빈 상의 담배 시트를 위해 새로운 보빈이 제공되며 준비되는 한편, 담배 시트가 담배 가공 라인으로 연속적으로 제공된다.

스플라이싱 유닛(2)의 하류에는, 두 개의 가속 롤러(5)의 형태로 된 가속 유닛이 배열되어 있다. 스플라이싱 유닛(2)을 통해 전달되는 담배 시트는 가속 유닛(5)에 의해 가속되거나 감속될 수도 있다. 담배 시트는, 담배 시트의 연속적인 속도를 보장하기 위해서 두 개의 가속 롤러(5) 사이를 통과할 때 연속적으로 가속될 수도 있다. 바람직하게는, 스플라이싱 공정을 위해, 담배 시트는 가속 롤러(5)에 의해 감속 또는 정지될 수도 있다. 스플라이싱 공정 후에, 스플라이싱된 담배 시트는 공정 속도로 다시 가속될 수도 있다. 버퍼 유닛(6)은 가속 유닛(5)의 더 하류에 배열되어 있다. 버퍼 유닛(6)은 일련의 아이들러 도르래들(idler pulleys)이며, 여기서 담배 시트가 주위로 안내되어 담배 시트의 루프들을 형성한다. 아이들러 도르래들 중 일부는, 심지어 스플라이싱 유닛(2) 또는 보빈(30, 40)으로부터의 공급이 차단되거나 감소될 때조차, 하류 방향으로 담배 시트 물질을 더 제공할 수 있도록, 예를 들어, 담배 시트 루프를 확대하거나 더 축소하도록 이동가능하게 배열되어 있다.

버퍼 유닛(6)의 하류에는, 당김 유닛(7)이 버퍼 유닛으로부터 담배 시트를 당겨서, 바람직하게는 일정한 속도로 담배 시트를 더 하류에 배열된 담배 시트 가공 유닛들에 전달한다.

보빈 홀더는, 바람직하게는 새로운 담배 시트가 위로부터 제공될 수도 있도록 회전한다. 이는, 함께 결합될 사용 중인 담배 시트의 상부면 상에서의 새로운 담배 시트의 위치설정을 간략화한다.

기계식 댄서 및 도르래 롤들(10, 11)의 배열이 보빈 홀더(1) 상에 제공되어 있다. 이들은 각 보빈들(30, 40)의 각각의 옆에 배열되어 있다. 담배 시트들(30, 40)은, 스플라이싱 유닛으로 공급되기 전에 롤들(10, 11) 위로 안내된다. 기계식 댄서 및 도르래(10, 11)를 제공하여, 담배 시트의 안내를 제어할 수 있고, 또한, 담배 시트를 일정하게 조일 수도 있다. 이는, 크거나 불규칙한 인열력이나 인장력 발생시 갈라지거나 파괴되는 경향이 있는 담배 시트에서 특히 바람직하다. 본질적으로, 상기 롤들은 보빈 홀더 상에서의 보빈 회전시 가변적인 인장력을 보상한다.

상기 장치와 공정은, 담배 시트 처리 라인으로의 담배 시트 송급을 자동화한다. 이는, 새로운 보빈을 제공할 수 있게 할 뿐만 아니라 한편으론 담배 시트가 담배 가공 라인에 연속적으로 제공된다. 이는, 또한, 두 개의 담배 시트를 스플라이싱할 수 있게 하면서 담배 시트가 담배 가공 라인에 연속적으로 제공될 수도 있다. 이를 통해, 예를 들어, 담배 로드 압착 라인의 생산 속도를 일정하고 높은 수준으로 유지할 수도 있다.

1: 보빈 홀더
2: 스플라이싱 유닛
3, 4: 담배 시트
5: 가속 유닛
6: 버퍼 유닛
7: 당김 유닛
10, 11: 도르래 롤
30, 40: 보빈
20: 절삭 칼
21: 지지면
22: 도르래
23: 공급 유닛
24: 압축 롤러
25: 가열 유닛
32, 42: 절삭면
35: 중첩 영역
43: 담배 시트
430: 연결부

Claims

담배 시트들을 결합하기 위한 장치로,
- 담배 시트의 제1 보빈을 운반하기 위한 제1 샤프트 및 담배 시트의 제2 보빈을 운반하기 위한 제2 샤프트;
- 상기 제1 보빈으로부터의 담배 시트의 말단 부분을 상기 제2 보빈으로부터의 담배 시트의 헤드 부분에 연결하기 위한 스플라이싱 유닛을 포함하고, 여기서 상기 스플라이싱 유닛은,
- 상보적 절삭부들을 상기 제1 보빈과 상기 제2 보빈으로부터의 담배 시트들에 제공하도록 상기 담배 시트를 절삭하기 위한 절삭 장치,
- 상기 담배 시트들 중 적어도 하나에 물을 공급하기 위한 공급 장치, 및
- 상기 담배 시트들 상에 힘을 적용하여 스플라이싱된 담배 시트를 생산하기 위한 결합 장치를 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 절삭 장치는 상기 스플라이싱 유닛의 지지면에 대하여 절삭 각으로 배열된 절삭 에지를 포함하는, 담배 시트들을 결합하기 위한 장치.
제2항에 있어서, 상기 절삭 각은 약 20도 내지 약 50도 범위, 바람직하게는 약 25도 내지 약 40도 범위, 예를 들어, 30도인, 담배 시트들을 결합하기 위한 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 장치는 약 200뉴턴을 초과하는 압력, 바람직하게는 약 250뉴턴을 초과하는 압력을 상기 담배 시트에 적용할 수 있는, 담배 시트들을 결합하기 위한 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트를 포함하는 보빈 홀더를 더 포함하고, 여기서 상기 보빈 홀더 상의 상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트는 상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트의 위치가 서로 상호 교환가능하도록 이동가능한, 담배 시트들을 결합하기 위한 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스플라이싱된 담배 시트를 건조시키기 위한 건조 유닛을 더 포함하는, 담배 시트들을 결합하기 위한 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스플라이싱 유닛의 하류에 배열된 버퍼 유닛을 더 포함하되, 상기 버퍼 유닛은 스플라이싱된 담배 시트의 양을 저장하기 위한 것인, 담배 시트들을 결합하기 위한 장치.
담배 시트들을 결합하기 위한 방법으로,
- 제1 담배 시트와 제2 담배 시트를 제공하는 단계;
- 상기 제1 및 상기 제2 담배 시트에 상보적 절삭부들을 제공하도록 상기 제1 및 상기 제2 담배 시트를 정렬 및 절삭하는 단계;
- 적어도 상기 제1 담배 시트 또는 상기 제2 담배 시트에 물을 공급하는 단계;
- 상기 제1 및 상기 제2 담배 시트의 상보적 절삭부들을 정렬해서 상기 상보적 절삭부들이 서로에 대하여 지지하도록 하는 단계, 및
- 절삭 영역의 상기 제1 및 상기 제2 담배 시트에 압력을 적용해서 상기 제1 및 상기 제2 담배 시트들을 결합하고 스플라이싱된 담배 시트를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
제8항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 담배 시트를 절삭하는 단계는, 약 20도 내지 약 50도 범위, 바람직하게는 약 25도 내지 약 40도 범위의 절삭 각에서, 예를 들어, 30도의 절삭 각에서 상기 담배 시트를 절삭하는 단계를 포함하는, 담배 시트들을 결합하기 위한 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 압력을 적용하는 단계를 수행하기 전에 4mm 초과, 바람직하게는 6mm 초과, 예를 들어, 8mm 만큼 상기 제1 및 상기 제2 담배 시트를 중첩시키는 단계를 더 포함하는, 담배 시트들을 결합하기 위한 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물을 공급하는 단계는, 더 아래쪽에 있는 담배 시트에만, 바람직하게는 상기 더 아래쪽에 있는 담배 시트의 절삭면에만 물을 적용하는 단계를 포함하는, 담배 시트들을 결합하기 위한 방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력을 적용하는 단계를 수행하기 전에 상기 제1 담배 시트의 절삭된 폐기 말단 부분을 제거하고 상기 제2 담배 시트의 절삭된 폐기 헤드 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는, 담배 시트들을 결합하기 위한 방법.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 제2 담배 시트를 갖는 제2 보빈의 위치를 상기 제1 담배 시트를 갖는 제1 보빈의 위치로 변경하고 상기 제1 담배 시트와 상기 제2 담배 시트들을 결합한 후 반대로 변경하는 단계;
- 상기 제1 보빈을 추가 보빈으로 대체하는 단계; 및
- 상기 제2 담배 시트와 결합하도록 상기 추가 보빈으로부터 담배 시트를 제공하는 단계를 더 포함하는, 담배 시트들을 결합하기 위한 방법.
제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합된 담배 시트를 상기 스플라이싱된 담배 시트를 압착하기 위한 압착 장치에 도입하는 단계를 더 포함하는, 방법.
흡연 물품을 제조함에 있어서, 제1항 내지 7항 중 어느 한 항의 장치 및 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법의 사용.