KR20180045410A

KR20180045410A - 담배용 필터의 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR20180045410A
Application number: KR1020160139475A
Authority: KR
Inventors: 박성용; 진윤숙; 이호석; 이기식; 김상진; 윤종국
Original assignee: 태영산업 주식회사
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2018-05-04
Also published as: WO2018080154A1; CN109843091A; KR102022302B1; EP3533349A1; JP2019531098A; JP6813861B2; EP3533349A4; EP3533349B1

Abstract

생산성 및 품질이 개선되도록, 본 발명은 중첩권지를 길이방향으로 연속 공급하는 권지공급부; 상기 공급된 중첩권지가 가압 이송되며 상기 중첩권지의 폭방향 양단부가 상호 연결된 베이스지관이 연속 형성되도록, 상하방향으로 대향 배치된 쌍으로 구비되되 상호 대향되는 표면의 폭방향 프로파일을 따라 상기 중첩권지를 라운드지게 성형하는 성형롤; 및 상기 형성된 베이스지관을 기설정된 간격으로 절단하는 절단부를 포함하는 담배용 필터의 제조장치를 제공한다.

Description

담배용 필터의 제조장치 및 제조방법{apparatus and method for manufacturing cigarette filter}

본 발명은 담배용 필터의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생산성 및 품질이 개선되는 담배용 필터의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 담배는 담뱃잎 등의 연초를 궐련지로 감싸고, 궐련지와 연초를 태워 발생되는 연기를 흡입하는 것으로, 연기 내의 유해성분을 줄이고 연기의 맛을 개선하기 위해 흡입단부에 필터가 구비된다.

상세히, 상기 궐련지(cigarette paper)는 연초 부분을 마는 종이로 마(flax)나 목재펄프로 제조될 수 있으며, 상기 흡입단부는 궐련지로 감싸진 연초의 뒷부분을 의미한다.

여기서, 상기 필터는 아세테이트 토우(acetate tow)가 응집되어 형성된 아세테이트 필터, 아세테이트 필터 내부에 중공이 형성된 중공형 필터, 향기 캡슐이 내장된 캡슐형 필터 등으로 다양하게 구비될 수 있으며, 이들 중 복수가 길이방향으로 연결되어 사용되는 것도 가능하다.

그러나, 종래의 필터는 상기 연초의 끝단에 직접 접촉되도록 구비되므로 연초의 연소시 발생된 열에 의해 필터가 가열되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 상기 필터로부터 불쾌한 향/맛을 가진 유해 연기가 발생되고, 유해성분을 정화하기 위한 필터로부터 오히려 유해물질이 발생되어 흡연자의 건강을 해치게 되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-0848175호

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 생산성 및 품질이 개선되는 담배용 필터의 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 중첩권지를 길이방향으로 연속 공급하는 권지공급부; 상기 공급된 중첩권지가 가압 이송되며 상기 중첩권지의 폭방향 양단부가 상호 연결된 베이스지관이 연속 형성되도록, 상하방향으로 대향 배치된 쌍으로 구비되되 상호 대향되는 표면의 폭방향 프로파일을 따라 상기 중첩권지를 라운드지게 성형하는 성형롤; 및 상기 형성된 베이스지관을 기설정된 간격으로 절단하는 절단부를 포함하는 담배용 필터의 제조장치를 제공한다.

또한, 상기 성형롤은 상기 중첩권지의 이송방향을 따라 다단 배치되되, 다단 배치된 각각의 표면에 대한 폭방향 프로파일 구배율이 상기 중첩권지의 이송방향 후방으로 갈수록 증가되도록 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 권지공급부는 제1권지 및 제2권지가 각각 권취되는 한쌍의 권취롤과, 상기 각 권취롤로부터 인출된 권지에 접착제를 도포하는 글루잉노즐과, 상기 중첩권지의 양단부에 결합여유부가 형성되도록 각각의 폭방향 일단부가 기설정된 결합간격으로 이격되어 정렬된 상기 제1권지 및 제2권지를 중첩 결합하는 정렬결합부를 포함하며, 상기 성형롤 및 상기 절단부 사이에는 상기 결합여유부가 커버되도록 접착제가 도포된 제3권지를 상기 베이스지관의 외주에 길이방향으로 공급하는 권지덧댐부가 구비됨이 바람직하다.

한편, 제1권지 및 제2권지가 상호 대향되도록 인출되되, 상기 각 권지의 대향면 중 일면에 접착제가 도포되는 제1단계; 상기 제1권지 및 상기 제2권지가 중첩 결합되어 중첩권지가 길이방향으로 연속 형성되는 제2단계; 상하방향으로 대향 배치된 쌍을 이루되 상기 중첩권지의 이송방향을 따라 표면의 폭방향 프로파일 구배율이 순차 증가되도록 다단 배치된 성형롤에 의해 상기 중첩권지가 길이방향으로 가압 이송되며 순차적으로 라운드지게 성형됨에 따라 폭방향 양단부가 상호 연결되어 베이스지관이 연속 형성되는 제3단계; 및 상기 베이스지관이 마감 처리되되, 상기 마감 처리된 베이스지관이 기설정된 간격으로 절단되어 지관필터가 제조되는 제4단계를 포함하는 담배용 필터의 제조방법을 제공한다.

그리고, 제1평량의 종이재질로 구비되되 내부에 중공이 형성되도록 라운드지게 성형되어 양단부가 상호 연결된 제1권지부와, 상기 제1평량과 상이한 제2평량의 종이재질로 구비되어 상기 제1권지부의 외주를 감싸도록 중첩 결합되되 양단부가 상기 제1권지부의 양단부 간 연결부분으로부터 기설정된 결합간격으로 이격된 위치에서 상호 연결된 제2권지부를 포함하며, 연초가 충진된 궐련부의 후단부에 결합되는 지관필터; 상기 궐련부로부터 이격 배치되도록 상기 지관필터의 후단부에 연결되는 베이스필터; 및 상기 지관필터 및 상기 베이스필터의 외주를 감싸 상기 궐련부의 후단부에 고정하는 팁페이퍼를 포함하는 담배용 필터를 제공한다.

상기와 같은 해결 수단을 통해서, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 길이방향으로 연속 공급되는 중첩권지를 폭방향 양단부가 연결되도록 라운드지게 성형함에 따라 급지의 중단 없이 관 형태의 베이스지관이 길이방향으로 연속 제조될 수 있으며, 소정의 간격으로 절단된 베이스지관을 통해 궐련부의 연소열 전달을 최소화하여 아세테이트 필터의 가열로 인한 유해물질 생성을 차단할 수 있는 중공형 지관필터가 제공될 수 있다.

둘째, 상기 중첩권지가 성형롤을 다단계로 통과하며 점진적인 누름각 변화에 따라 평탄한 상태에서 원형관 형태로 순차 성형되므로 원주 각 부분이 균일한 경도로 유지되어 진원도가 개선되되, 연속적인 급지 및 성형이 가능하면서도 급격한 형상 변화로 인한 찢어짐이 방지되므로 생산지연이나 불량율이 최소화되어 제품의 생산성 및 품질이 개선될 수 있다.

셋째, 상기 각 권지의 양단부가 결합여유부를 통해 단차 간 중첩 결합으로 연결되므로 지관의 이음새에 대한 밀폐성 및 결합안전성이 개선될 뿐만 아니라, 중첩된 권지 간의 평량 차이로 인해 지관의 경도 및 진원도가 개선될 수 있다.

넷째, 종래의 나선형 와인딩 방식으로 제조된 지관의 절단면에 복수의 이음새가 형성되는 것과 달리, 중첩권지의 폭방향 양단부측 결합여유부가 상호 연결되어 제조된 베이스지관은 절단면에 하나의 이음새가 형성되되 단차 간 중첩으로 이음새 부분이 견고하게 결합되므로 담배에 적용 가능한 길이로 소분되는 경우에도 높은 경도가 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 정렬결합부를 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 성형롤을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 중첩권지를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 중첩권지의 성형 과정을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 베이스지관을 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터가 적용된 담배를 나타낸 단면도.
도 9는 도 8의 V-W 단면을 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치 및 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치를 나타낸 측면도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 정렬결합부를 나타낸 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 성형롤을 나타낸 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 중첩권지를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 중첩권지의 성형 과정을 나타낸 예시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치에서 베이스지관을 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 담배용 필터의 제조장치(100)는 권지공급부(10), 성형롤(20), 그리고 절단부(40)를 포함한다.

여기서, 상기 권지공급부(10)는 중첩권지(d)가 길이방향으로 연속 공급되도록 제조장치(100)의 전단부에 구비되며, 한쌍의 권취롤(10a,10b), 글루잉노즐(10c), 정렬결합부(10d)를 포함하여 구비될 수 있다.

상세히, 상기 중첩권지(d)는 담배용 필터의 직경에 따라 기설정된 기준폭에 대응되는 폭을 갖되, 길이방향으로 연속된 권지를 의미하며, 상기 기준폭은 담배용 필터 외경부의 둘레길이로 설정될 수 있다.

또한, 상기 중첩권지(d)는 하나의 권지로 구비될 수 있고, 하나 이상의 권지가 두께방향으로 중첩 결합되어 구비되는 것도 가능하며, 본 실시예에서는 한쌍의 권지의 중첩 결합되어 구비되는 것을 예로써 설명한다.

상세히, 상기 권취롤(10a,10b)에는 제1권지(a) 및 제2권지(b)가 각각 길이방향으로 권취되며, 상기 권취롤(10a,10b)은 길이방향으로 회전되도록 상기 권지공급부(10)의 전단 및 후방에 각각 배치됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)는 길이방향으로 연속된 형태로 구비되되 상호 상이한 평량을 갖는 종이재질로 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)는 상기 기준폭에 대응되는 폭을 갖도록 구비되되, 원주 형태로 성형시 제1권지(a)의 외주를 감싸는 제2권지(b)가 소정의 여유폭을 더 포함하도록 구비됨이 바람직하다.

즉, 상기 제2권지(b)는 상기 기준폭 이하의 폭을 갖도록 구비되며, 상기 제1권지(a)는 상기 기준폭 미만이되 상기 제2권지(b) 미만의 폭을 갖도록 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 권취롤(10a,10b)로부터 인출된 제1권지(a) 및 제2권지(b)는 복수의 가이드롤러(10f)를 따라 정렬결합부(10d)측으로 이송될 수 있다.

즉, 상기 가이드롤러(10f)는 상기 제1권취롤(10a)로부터 상기 정렬결합부(10d)의 전방을 향하는 경로를 따라 다단으로 구비되되, 상기 제2권취롤(10b)로부터 상기 정렬결합부(10d)의 전방을 향하는 경로를 따라 다단으로 구비될 수 있다.

이때, 상기 글루잉노즐(10c)은 상기 제2권지(b)가 권취된 제2권취롤(10b)의 전방측 상단에 배치되며, 상기 글루잉노즐(10c)을 통해 상기 제2권취롤(10b)로부터 인출된 제2권지(b)의 상면부에 접착제가 도포될 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 정렬결합부(10d)는 상하 방향으로 대향 배치된 한쌍의 정렬롤러(11,12)로 구비될 수 있다.

상세히, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)는 가이드롤러(10f)를 따라 길이방향으로 인출 및 이송되며, 상기 제2권지(b)의 상면부에 상기 제1권지(a)가 중첩된 상태에서 상기 정렬롤러(11,12) 사이 공간에 물림된다.

이때, 상기 정렬롤러(11,12)가 회전됨에 따라 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)가 상기 각 권취롤(10a,10b)로부터 연속적으로 인출되어 상기 권지공급부(10)의 후방으로 이송될 수 있다.

그리고, 상기 정렬롤러(11,12)를 통과한 제1권지(a) 및 제2권지(b)가 상하방향으로 가압되어 결합될 수 있다.

여기서, 상기 정렬결합부(10d)는 회전구동수단에 의해 회전되되 외주를 따라 정렬홈(11a)이 형성된 하부정렬롤러(11)와, 상기 정렬홈(11a)에 삽입되어 회전되는 상부정렬롤러(12)를 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 정렬홈(11a)의 폭은 상기 제1권지(a) 내지는 상기 제2권지(b)의 폭으로부터 상기 제1권지(a) 및 제2권지(b)의 폭 미만으로 기설정된 결합간격을 포함하는 크기로 구비됨이 바람직하다.

여기서, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 정렬홈(11a)의 폭방향 일단부에 상기 제1권지(a)의 폭방향 일단부가 밀착되도록 배치되되, 상기 정렬홈(11a)의 폭방향 타단부에 상기 제2권지(b)의 폭방향 타단부가 밀착되도록 배치된다.

이에 따라, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)의 폭방향 일단부가 상기 결합간격에 대응되도록 상호 이격되어 정렬되되, 상호 정렬된 상태에서 상하방향으로 가압되어 중첩 결합될 수 있다.

여기서, 상기 정렬홈(11a) 및 상부정렬롤러(12) 간의 간격은 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)의 두께 합에 대응되도록 구비됨이 바람직하며, 상기 하부정렬롤러(11)의 회전방향 및 상기 정렬홈(11a)의 형성방향은 상기 각 권지(a,b)의 길이방향 내지 상기 각 권지(a,b)의 이송방향과 일치됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)가 연속적으로 인출, 정렬, 중첩 결합될 수 있으며, 상기 중첩권지(d)가 길이방향으로 연속 형성되어 상기 권지공급부(10)의 후방으로 공급될 수 있다. 즉, 상기 중첩권지(d)는 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)가 결합된 상태를 의미한다.

그리고, 상기 중첩권지(d)의 폭방향 일단부에는 상기 제2권지(b)의 폭방향 일단부로부터 폭방향 일측으로 돌출된 제1권지(a)에 의해 제1결합여유부(d1)가 형성된다.

또한, 상기 중첩권지(d)의 폭방향 타단부에는 상기 제1권지(a)의 폭방향 타단부로부터 폭방향 타측으로 돌출된 제2권지(b)에 의해 제2결합여유부(d2)가 형성된다.

한편, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 성형롤(20)은 상기 권지공급부(10)의 후방에 배치되되, 상하방향으로 대향 배치된 쌍으로 구비된다. 여기서, 상기 성형롤(20)은 상기 중첩권지(d)가 공급 및 이송되는 방향, 즉 상기 중첩권지(d)의 길이방향을 따라 다단 배치된 복수 쌍으로 구비됨이 바람직하다.

상세히, 하나의 성형롤(20)은 상하방향으로 대향 배치된 하부성형롤러(21)와 상부성형롤러를 포함하여 구비됨이 바람직하며, 상기 중첩권지(d)는 상기 하부성형롤러(21) 및 상부성형롤러 사이를 따라 가압 및 이송될 수 있다.

여기서, 상기 하부성형롤러(21)는 상기 하부정렬롤러(11)와 일체로 회전될 수 있다. 즉, 상기 하부성형롤러(21)의 일측에 구비된 풀리(23)와 상기 하부정렬롤러(11)의 일측에 구비된 풀리(13)가 장력벨트 등에 의해 연결되어 일체로 회전될 수 있다.

그리고, 상기 하부성형롤러(21)의 표면에는 반경방향 내측으로 성형홈부(21a)가 함몰 형성되며, 상기 상부성형롤러는 상기 성형홈부(21a)에 삽입된다.

이때, 상기 상부성형롤러는 상기 중첩권지(d)를 상기 성형홈부(21a)의 표면으로 밀착시키는 부재를 의미하며, 상기 성형홈부(21a) 표면의 폭방향 프로파일에 대응되는 표면 형상을 갖는 롤러부재 내지는 바(bar)부재로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 하부성형롤러(21) 및 상부성형롤러 간 대향되는 표면의 폭방향 프로파일을 따라 상기 중첩권지(d)가 라운드지게 성형된다. 즉, 상기 중첩권지(d)는 상기 하부성형롤러(21) 및 상기 상부성형롤러 사이에서 가압되어 상기 성형홈부(21a)의 표면 형상에 대응되도록 성형될 수 있다.

이때, 상기 하부성형롤러(21) 및 상기 상부성형롤러 간의 대향된 표면 사이의 간격은 제1권지(a) 및 제2권지(b)의 두께 합 이하로 구비됨이 바람직하며, 중첩권지(d)가 롤러 사이에서 압착되어 정확하게 성형될 수 있다.

그리고, 상기 성형롤(20)을 통과한 중첩권지(d)는 라운드지게 성형되며, 상기 중첩권지(d)의 폭방향 양단부가 상호 연결되어 베이스지관(e)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 베이스지관(e)은 상기 중첩권지(d)의 폭방향 양단부가 상호 연결된 상태를 의미한다.

이때, 상기 중첩권지(d)가 상기 성형롤(20)에 의해 길이방향으로 이송되며 폭방향으로 라운드지게 성형됨에 따라, 상기 베이스지관(e)이 연속 형성될 수 있다.

여기서, 상기 하부성형롤(21)의 회전방향과 상기 성형홈부(21a)의 형성방향은 상기 중첩권지(d)의 이송 내지 공급방향인 길이방향과 일치됨이 바람직하다.

이에 따라, 종래에 나선형 와인딩 방식 내지는 길이방향 회전 방식의 지관 제조방법과 달리, 공급되는 중첩권지(d)의 중단 없이 베이스지관(e)이 길이방향으로 연속 제조될 수 있으므로 제품의 생산성이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 성형롤(20)은 상기 중첩권지(d)의 이송방향을 따라 다단으로 배치됨이 바람직하다.

즉, 하나의 성형롤(20)은 상하방향으로 대향되는 쌍으로 구비되며, 상기 중첩권지(d)의 이송방향을 따라 다단으로 복수 쌍의 성형롤(20a,20b,20c,20d,20e,20f,20g)이 배치된다.

이때, 다단 배치된 각 성형롤(20)은 표면, 즉 각 성형홈부(21a,21b,21c,21d,21e,21f,21g)의 표면에 대한 폭방향 프로파일의 구배율이 상기 중첩권지(d)의 이송방향 후방으로 갈수록 증가되도록 구비됨이 바람직하다.

여기서, 구배율은 곡률과 유사한 개념으로, 평면에 가까울수록 구배율이 낮고, 원주에 가까울수록 구배율이 높은 것으로 이해함이 바람직하다.

상세히, 상기 정렬결합부(10d)와 인접한 전방측 성형롤(20a)의 성형홈부(21a)는 평면에 가까운(낮은 구배율) 형태로 구비되며, 상기 정렬결합부(10d)와 멀어진 위치의 성형롤(20g)에는 원형에 가까운(높은 구배율) 폭방향 프로파일을 갖는 성형홈부(21g)가 형성된다.

상세히, 최전방측 제1성형롤(20a)의 성형홈부(21a)는 폭방향 양단부가 소정의 각도로 상향 경사진 형태로 구비되며, 제1성형롤(20a)을 통과한 중첩권지(d)는 폭방향 양단부가 상향 경사진 형태로 성형된다.

그리고, 제1성형롤(20a) 후방의 제2성형롤(20b)의 성형홈부(21b)는 폭방향 양단부가 상향 구배진 형태로 구비되며, 상기 제2성형롤(20b)을 통과한 중첩권지(d)는 폭방향 양단부가 상향 구배진 형태로 성형된다.

또한, 상기 제2성형롤(20b) 후방의 제3성형롤(20c)의 성형홈부(21c)는 폭방향 양단부가 상향 구배지되, 중앙부가 소정의 각도로 하향 절곡된 형태로 구비된다.

그리고, 상기 제3성형롤(20c) 후방의 제4성형롤(20d)의 성형홈부(21d)는 폭방향 양단부가 상향 구배지되, 중앙부가 라운드지게 함몰된 형태로 구비된다.

또한, 제5성형롤(20e), 제6성형롤(20f), 제7성형롤(20g)로 갈수록 중앙부의 함몰 깊이가 순차적으로 증가되되 양단부 사이의 폭이 순차적으로 좁아지며, 상기 제7성형롤(20g)에는 원주에 가까운 폭방향 프로파일을 갖는 성형홈부(21g)가 형성된다.

이때, 상기 중첩권지(d)는 각 성형롤을 통과하며 양단부, 중앙부 등의 폭방향 각 부분이 순차적으로 라운드지게 성형되며, 평탄한 형태에서 점진적으로 원주형으로 성형될 수 있다.

이처럼, 상기 중첩권지(d)가 다단 구비된 성형롤(20)을 통과하며 점진적인 누름각 변화에 따라 평탄한 형태에서 원형관 형태로 성형되므로 원주 각 부분에서 균일한 경도가 유지되어 높은 진원도로 정확하게 성형될 수 있다.

더욱이, 평탄한 형상으로 공급되는 중첩권지(d)와 원주 형태로 성형된 베이스지관(e) 사이에 복수의 성형롤(20)을 통한 완충영역이 형성되므로 연속적인 급지 및 성형이 가능하면서도 급격한 형상 변화로 인한 찢어짐이 방지될 수 있다.

이에 따라, 중첩권지(d)의 찢어짐으로 인한 생산지연, 낮은 진원도로 인한 불량율이 최소화되어 제품의 생산성 및 품질이 개선될 수 있다.

또한, 상기 중첩권지(d)가 상이한 평량을 갖는 한쌍의 권지(a,b)의 중첩 결합으로 형성되므로 베이스지관(e)의 경도가 증가될 수 있으며, 내부 및 외부 권지 간의 경도 차로 인해 베이스지관(e)의 진원도가 더욱 개선될 수 있다.

즉, 고경도의 제1권지(a) 외주에 저경도의 제2권지(b)가 중첩 결합됨에 따라 두 권지(a,b)의 경도 차에 의해 제2권지(b)가 반경방향 외측으로 가압되어 외주 및 내주가 평탄화된 고품질의 베이스지관(e)이 제조될 수 있다.

한편, 상기 중첩권지(d)가 상기 성형롤(20)을 통과하여 라운드지게 성형되면, 상기 중첩권지(d)의 폭방향 양단부에 구비된 결합여유부(d1,d2)가 상호 중첩 결합되며 베이스지관(e)이 형성될 수 있다.

즉, 상기 중첩권지(d)의 일단부에 단차지게 돌출된 제1결합여유부(d1)의 상면부에 상기 중첩권지(d)의 타단부에 단차지게 돌출된 제2결합여유부(d2)가 중첩되며 중첩권지(d)의 폭방향 양단부가 상호 연결될 수 있다.

이와 같은, 단차 간 중첩 결합을 통해 상기 베이스지관(e)의 양단부가 견고하게 결합될 수 있으며, 상기 베이스지관(e)의 이음새 부분에 대한 밀폐성이 개선될 수 있다.

또한, 상기 절단부(40)는 상기 성형롤(20)의 후방에 배치되되, 상기 형성된 베이스지관(e)을 기설정된 간격으로 절단하며, 상기 베이스지관(e)이 절단되어 지관필터가 제조될 수 있다.

이때, 상기 지관필터는 궐련부 및 아세테이트 재질의 베이스필터 사이에 배치되어 궐련부의 연소시 베이스필터를 향한 열전달을 감소시킬 수 있으며, 베이스필터의 가열로 인한 유해물질 생성을 최소화하는 효과를 제공한다.

여기서, 상기 베이스지관(e)이 절단되는 간격은 하나의 담배에 적용될 수 있는 크기로 설정됨이 바람직하나 개별 담배 제조사의 요구에 따라 상이하게 설정되는 것도 가능하다.

이때, 상기 베이스지관(e)은 상기 중첩권지(d)의 폭방향 양단부가 연결되어 형성되므로, 상기 베이스지관(e)이 절단된 절단면에는 하나의 이음새가 형성된다.

즉, 종래의 나선형 와인딩 방식으로 제조된 지관의 절단면에 복수의 이음새가 경사형으로 넓게 형성되는 것과 달리, 상기 지관필터의 절단면에 하나의 이음새가 형성된다.

더욱이, 상기 결합여유부(d1,d2)에 의한 단차 간 중첩을 통해 상기 지관필터의 이음새 부분이 견고하게 결합되므로 담배에 적용 가능한 길이로 소분되는 경우에도 높은 경도가 유지될 수 있다.

그리고, 상기 성형롤(20) 및 상기 절단부(40) 사이에는 상기 결합여유부(d1,d2)가 커버되도록 접착제가 도포된 제3권지(c)를 상기 베이스지관(e)의 외주에 길이방향으로 공급하는 권지덧댐부(50)가 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 권지덧댐부(50)는 제3권지(c)가 권취되는 제3권취롤(50a)과, 상기 제3권취롤(50a)로부터 인출된 제3권지(c)의 일면에 접착제를 도포하는 글루잉노즐(50b)과, 상기 베이스지관(e)의 외주에 상기 제3권지(c)를 밀착 공급하는 엔트리유닛(50c)을 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 제3권지(c)는 상기 지관필터의 직경에 대응되도록 기설정된 기준폭을 가지되 길이방향으로 연속된 종이재질로 구비되며, 상기 제3권취롤(50a)에 길이방향으로 권취된다.

즉, 상기 제3권지(c)는 상기 제1권지(a) 또는 상기 제2권지(b)의 폭으로부터 소정의 여유폭을 더 포함하여 구비되며, 상기 베이스지관(e)의 외주를 감싸도록 결합될 수 있다.

이때, 상기 엔트리유닛(50c)의 내부에는 중공형 성형홀이 구비된다. 즉, 상기 성형홀의 내주를 따라 상기 제3권지(c)가 배치된 상태에서, 상기 성형롤(20)로부터 배출된 베이스지관(e)이 상기 성형롤로 삽입되면, 상기 베이스지관(e)의 외주를 따라 상기 제3권지(c)가 덧댐되며 이송될 수 있다.

여기서, 상기 제3권지(c)는 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)보다 낮은 평량의 종이재질로 구비됨이 바람직하다.

이처럼, 상기 베이스지관(e)의 외주에 상기 제3권지(c)가 덧댐됨에 따라 상기 베이스지관(e)의 경도가 증가될 수 있으며, 상기 결합여유부(d1,d2) 간의 이음새 부분이 더욱 안정적으로 밀폐될 수 있다.

이때, 상기 엔트리유닛(50c)의 후방에는 마감부(30)가 구비됨이 더욱 바람직하다. 상세히, 상기 마감부(30)는 지관필터의 외경에 대응되는 내경을 갖는 포밍틀(30a)과 상기 접착제가 경화되도록 상기 베이스지관(e)을 가열하는 가열챔버(30b)를 포함함이 바람직하다.

즉, 상기 성형롤(20)로부터 배출된 베이스지관(e)은 상기 제3권지(c)가 덧댐된 상태에서 상기 포밍틀(30a)의 내부로 삽입된다. 이때, 상기 베이스지관(e)은 상기 포밍틀(30a)의 내주에 밀착되며 정확한 원형관 형태로 형상이 정렬될 수 있다.

그리고, 상기 가열챔버(30b)는 포밍틀(30a)과 동일하게 상기 베이스지관(e)의 외경에 대응되는 내경을 갖되, 소정의 온도로 가열될 수 있다.

여기서, 상기 접착제는 열경화성으로 구비되며, 상기 가열챔버(30b)로 유입된 베이스지관(e)은 원형관 형태로 정렬된 상태에서 접착제의 경화에 따라 형상이 고정될 수 있다.

이때, 상기 베이스지관(e)은 상기 마감부(30)를 통해 마감처리된 상태에서 상기 절단부(40)로 이송되어 절단될 수 있다.

한편, 상기 절단부(40)의 후방에는 필터배출부(60)가 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 필터배출부(60)는 픽업드럼(60a), 리젝트에어건(60b), 비전카메라(60c), 판별장치(60d), 수용부(60e)를 포함하여 구비될 수 있다.

상세히, 상기 픽업드럼(60a)의 외주에는 상기 절단된 지관필터가 각각 픽업되는 복수의 픽업홈이 형성되며, 상기 각 픽업홈을 통해 상기 절단된 지관필터가 하나씩 픽업되어 회전 이송될 수 있다.

이때, 상기 픽업홈 중 하나의 일측에는 상기 지관필터의 단면 이미지를 촬상하는 비전카메라(60c)가 구비되며, 상기 비전카메라(60c)를 통해 촬상된 단면 이미지는 상기 판별장치(60d)로 전송된다.

여기서, 상기 판별장치(60d)는 촬상된 단면 이미지로부터 지관필터의 중공부 위치 등을 측정하여 불량 여부를 판별할 수 있다.

그리고, 상기 판별장치(60d)의 판별 결과에 따라 상기 리젝트에어건(60b)이 작동되어 불량인 지관필터가 픽업홈의 외부로 배출되고, 상기 리젝트에어건(60b)에 의해 배출되지 않은 양품의 지관필터는 상기 수용부(60e)에 수집될 수 있다.

이에 따라, 상기 제조된 지관필터의 양품 여부가 자동으로 판별되고, 불량인 지관필터가 자동으로 제거되므로 추가적인 검사 공정 내지 인력 소모가 최소화되어 제품의 생산성이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

도 7에서 보는 바와 같이, 상기 담배용 필터의 제조방법은 다음과 같은 과정으로 이루어진다.

먼저, 도 1 내지 도 7를 참조하면, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)가 각 권취롤(10a,10b)로부터 길이방향으로 인출되되, 상기 각 권지(a,b)의 대향면 중 일면에 접착제가 도포된다(s10).

즉, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)는 상하 방향으로 대향되도록 배치되되, 각 권지(a)의 대향 배치시 마주보는 면인 제1권지(a)의 하면부 또는 제2권지(b)의 상면부 중 일면에 상기 접착제가 도포됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)는 상기 중첩권지(d)의 경도 증가를 위해 상호 상이한 평량을 갖도록 선택됨이 바람직하며, 상기 제1권지(a)의 평량은 상기 제2권지(b)보다 높도록 선택됨이 바람직하다.

또한, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)는 하나가 다른 하나를 감싸도록 기설정된 여유폭을 갖되 각각이 상기 지관필터의 직경에 따라 기설정된 기준폭 미만의 폭을 갖도록 선택됨이 바람직하다.

즉, 상기 제2권지(b)는 상기 기준폭 이하의 폭을 갖도록 구비되되, 상기 제1권지(a)는 상기 기준폭 미만이되 상기 제2권지(b) 미만의 폭을 갖도록 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)가 중첩 결합되어 중첩권지(d)가 길이방향으로 연속 형성된다(s20).

상세히, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)는 폭방향 일단부가 기설정된 결합간격으로 상호 이격되도록 정렬된다. 그리고, 상기 정렬된 제1권지(a) 및 제2권지(b)의 대향면이 밀착되도록 상하방향으로 가압되면, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)가 결합되어 중첩권지(d)가 형성된다.

이때, 상기 중첩권지(d)의 양단부에는 상기 결합간격에 대응되도록 미중첩된 결합여유부(d1,d2)가 형성된다.

그리고, 상하방향으로 대향 배치된 쌍을 이루되 상기 중첩권지의 이송방향을 따라 표면의 폭방향 프로파일 구배율이 순차 증가되도록 다단 배치된 성형롤(20)에 의해 상기 중첩권지(d)가 길이방향으로 가압 이송되며 순차적으로 라운드지게 성형된다(s30).

그리고, 상기 중첩권지(d)의 폭방향 양단부측 상기 결합여유부(d1,d2)가 상호 연결되어 베이스지관(e)이 연속 형성될 수 있다.

이처럼, 상기 중첩권지(d)가 다단 구비된 성형롤(20)을 통과하며 점진적인 누름각 변화에 따라 평탄한 형태에서 원형관 형태로 성형되므로 원주 각 부분에서 균일한 경도가 유지되어 상기 베이스지관(e)이 높은 진원도를 갖도록 정확하게 성형될 수 있다.

더욱이, 평탄한 형상으로 공급되는 중첩권지(d)와 원주 형태로 성형된 베이스지관(e) 사이에 복수의 성형롤(20)을 통한 완충영역이 형성되므로 급격한 형상 변화로 인한 찢어짐 없이 중첩권지(d)의 공급 및 성형 과정이 연속적으로 이루어질 수 있으며, 중첩권지(d)의 찢어짐으로 인한 생산지연이나 낮은 진원도로 인한 불량율이 최소화되어 제품의 생산성 및 품질이 개선될 수 있다.

이때, 상기 중첩권지의 양단부측 결합여유부(d1,d2)가 상호 중첩 결합되면, 상기 결합된 결합여유부(d1,d2)의 외면을 따라 제3권지(c)가 덧댐될 수 있다.

상세히, 상기 제3권지(c)는 상기 제2권지(b)보다 낮은 평량을 갖도록 선택됨이 바람직하다. 이때, 상기 제3권지(c)는 상기 지관필터의 직경에 따라 기설정된 기준폭을 갖도록 선택되고, 상기 제2권지(b)는 상기 제3권지(c) 미만의 폭을 갖고, 상기 제1권지(a)는 상기 제2권지(b) 미만의 폭을 갖도록 구비됨 바람직하다.

이처럼, 상기 중첩권지(d)가 상이한 평량을 갖는 한쌍의 권지(a,b)의 중첩 결합으로 형성되므로 베이스지관(e)의 경도가 증가될 수 있으며, 내부 및 외부 권지 간의 경도 차로 인해 베이스지관(e)의 진원도가 더욱 개선될 수 있다.

이와 함께, 상기 베이스지관(e)의 양단부가 한쌍의 결합여유부(d1,d2)의 중첩에 따라 연결되며, 상기 결합여유부(d1,d2) 간 연결부분이 제3권지에 의해 덧댐된다. 이에 따라, 상기 베이스지관(e)의 경도가 증가되되, 베이스지관(e)의 내부 중공으로부터 반경방향으로의 밀폐성이 현저히 개선될 수 있다.

마지막으로, 상기 베이스지관(e)이 마감부(30)에 의해 마감 처리되되, 상기 마감 처리된 베이스지관(e)이 기설정된 간격으로 절단되어 지관필터가 제조된다(s40).

이처럼, 종래의 나선형 와인딩 방식으로 제조된 지관의 절단면에 복수의 이음새가 형성되는 것과 달리, 상기 중첩권지(d)의 폭방향 양단부가 연결되어 제조된 베이스지관(e)은 절단면에 하나의 이음새가 형성되되 상기 결합여유부(d1,d2)를 통한 단차 간 중첩으로 이음새 부분이 견고하게 결합되므로 담배에 적용 가능한 길이로 소분되면서도 높은 경도가 유지될 수 있다.

한편, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 담배용 필터가 적용된 담배를 나타낸 단면도이며, 도 9는 도 8의 V-W 단면을 나타낸 단면도이다.

도 8 내지 도 9에서 보는 바와 같이, 상기 담배용 필터(200)는 지관필터(220), 베이스필터(230), 그리고 팁페이퍼(240)를 포함한다.

여기서, 상기 지관필터(220)는 제1권지부(220a)와 제2권지부(220b)를 포함하여 구비됨이 바람직하다. 상세히, 상기 제1권지부(220a)는 제1권지(a)에 의해 형성된 지관필터(220)의 내주측을 의미하며, 상기 제2권지부(220b)는 제2권지(b)에 의해 형성된 지관필터(220)의 외주측을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.

한편, 상기 제1권지부(220a)는 내부에 중공(221)이 형성되도록 라운드지게 성형된 제1권지(a)의 폭방향 양단부가 상호 연결됨에 따라 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1권지(a)는 제1평량의 종이재질로 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제2권지부(220b)는 상기 제1평량과 상이한 제2평량의 종이재질로 구비된 제2권지부(b)에 의해 상기 제1권지부(220a)의 외주를 감싸도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제2평량은 제1평량 미만으로 구비됨이 바람직하다.

이에 따라, 비교적 높은 경도로 구비된 제1권지부(220a)의 외곽에 비교적 낮은 경도로 구비된 제2권지부(220b)가 중첩 결합되며 각 권지부(220a,220b) 간 경도 차에 의해 원주형태가 균일하게 유지될 수 있으며, 지관필터(220)의 전체적인 경도가 개선될 수 있다.

이때, 상기 제2권지부(220b)는 상기 제2권지(b)가 상기 제1권지부(220a)의 외주를 감싸도록 중첩 결합되되, 상기 제2권지(b)의 폭방향 양단부가 상호 연결됨에 따라 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제2권지부(220b)의 둘레방향 양단부는 상기 제1권지부(220a)의 둘레방향 양단부 간 연결부분으로 기설정된 결합간격으로 이격된 위치에서 상호 연결된다.

상세히, 상기 제1권지(a) 및 상기 제2권지(b)는 각각의 폭방향 일단부가 기설정된 결합간격으로 상호 이격되도록 정렬된 상태에서 중첩 결합된다.

즉, 상기 제2권지(b)의 폭방향 일단부로부터 일측으로 돌출된 제1권지(a)의 폭방향 일단부에 대응되는 제1결합여유부(d1), 상기 제1권지(a)의 폭방향 타단부로부터 폭방향 타측으로 돌출된 제2권지(b)의 폭방향 타단부에 대응되는 제2결합여유부(d2)가 상호 중첩되어 결합될 수 있다.

이에 따라, 상기 제1권지부(220a)의 둘레방향 양단부 간 연결부분(d3) 및 상기 제2권지부(220b)의 둘레방향 양단부 간 연결부분(d4)이 상호 엇갈림 배치될 수 있으며, 상기 지관필터(220)의 중공(221)으로부터 반경방향을 향한 밀폐성이 현저히 개선될 수 있다.

더욱이, 종래에 권지를 나선형으로 복수회 권취하는 것과 달리, 상이한 평량으로 구비된 두겹의 권지를 폭방향으로 감아 양단부를 연결하는 것만으로 충분한 경도의 지관이 제조될 수 있다.

이와 함께, 제조된 지관 전단 및 후단의 절단면에 하나의 이음새가 형성되되, 상기 결합여유부(d1,d2)에 의해 이음새 부분이 단차를 이루며 중첩 결합되므로 담배에 적용 가능한 길이로 소분된 지관필터(220)가 높은 경도를 유지할 수 있다.

물론, 상기 지관필터(220)의 외주에는 제3권지가 중첩 결합되어 제3권지부가 더 형성되는 것도 가능하다.

그리고, 상기 지관필터(220)는 연초가 충진된 궐련부(210)의 후단부에 결합되되, 상기 베이스필터(230)는 상기 궐련부(210)로부터 이격 배치되도록 상기 지관필터(220)의 후단부에 연결된다.

여기서, 상기 베이스필터(230)는 아세테이트 토우(acetate tow)가 응집되어 형성된 아세테이트 필터, 아세테이트 필터 내부에 중공이 형성된 중공형 필터, 향기 캡슐이 내장된 캡슐형 필터 등으로 다양하게 구비될 수 있으며, 이들 중 복수가 길이방향으로 연결된 복합필터를 포함하는 개념으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 팁페이퍼(240)는 상기 지관필터(220) 및 상기 베이스필터(230)의 외주를 감싸 상기 궐련부(210)의 후단부에 고정한다.

이때, 상기 팁페이터(240)는 복수의 기공이 형성된 얇은 종이재질로 구비되며, 상기 궐련부(210)의 후단부, 상기 지관필터(220) 및 베이스필터(230)의 외주를 일체로 감싸도록 결합된다.

이처럼, 상기 궐련부(210) 및 상기 베이스필터(230) 사이에 중공형태의 지관필터(220)가 배치되므로, 상기 궐련부(210)의 연소열이 상기 베이스필터(230)로 직접 전달되는 것을 차단하여, 베이스필터(230)의 가열 및 연소에 따른 유해물질의 생성이 차단될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

100: 담배용 필터 제조장치 10: 권지공급부
20: 성형롤 30: 마감부
40: 절단부 50: 권지덧댐부
60: 필터배출부

Claims

중첩권지를 길이방향으로 연속 공급하는 권지공급부;
상기 공급된 중첩권지가 가압 이송되며 상기 중첩권지의 폭방향 양단부가 상호 연결된 베이스지관이 연속 형성되도록, 상하방향으로 대향 배치된 쌍으로 구비되되 상호 대향되는 표면의 폭방향 프로파일을 따라 상기 중첩권지를 라운드지게 성형하는 성형롤; 및
상기 형성된 베이스지관을 기설정된 간격으로 절단하는 절단부를 포함하는 담배용 필터의 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 성형롤은 상기 중첩권지의 이송방향을 따라 다단 배치되되, 다단 배치된 각각의 표면에 대한 폭방향 프로파일 구배율이 상기 중첩권지의 이송방향 후방으로 갈수록 증가되도록 구비됨을 특징으로 하는 담배용 필터의 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 권지공급부는
제1권지 및 제2권지가 각각 권취되는 한쌍의 권취롤과,
상기 각 권취롤로부터 인출된 권지에 접착제를 도포하는 글루잉노즐과,
상기 중첩권지의 양단부에 결합여유부가 형성되도록 각각의 폭방향 일단부가 기설정된 결합간격으로 이격되어 정렬된 상기 제1권지 및 제2권지를 중첩 결합하는 정렬결합부를 포함하며,
상기 성형롤 및 상기 절단부 사이에는 상기 결합여유부가 커버되도록 접착제가 도포된 제3권지를 상기 베이스지관의 외주에 길이방향으로 공급하는 권지덧댐부가 구비됨을 특징으로 하는 담배용 필터의 제조장치.
제1권지 및 제2권지가 상호 대향되도록 인출되되, 상기 각 권지의 대향면 중 일면에 접착제가 도포되는 제1단계;
상기 제1권지 및 상기 제2권지가 중첩 결합되어 중첩권지가 길이방향으로 연속 형성되는 제2단계;
상하방향으로 대향 배치된 쌍을 이루되 상기 중첩권지의 이송방향을 따라 표면의 폭방향 프로파일 구배율이 순차 증가되도록 다단 배치된 성형롤에 의해 상기 중첩권지가 길이방향으로 가압 이송되며 순차적으로 라운드지게 성형됨에 따라 폭방향 양단부가 상호 연결되어 베이스지관이 연속 형성되는 제3단계; 및
상기 베이스지관이 마감 처리되되, 상기 마감 처리된 베이스지관이 기설정된 간격으로 절단되어 지관필터가 제조되는 제4단계를 포함하는 담배용 필터의 제조방법.
제1평량의 종이재질로 구비되되 내부에 중공이 형성되도록 라운드지게 성형되어 양단부가 상호 연결된 제1권지부와, 상기 제1평량과 상이한 제2평량의 종이재질로 구비되어 상기 제1권지부의 외주를 감싸도록 중첩 결합되되 양단부가 상기 제1권지부의 양단부 간 연결부분으로부터 기설정된 결합간격으로 이격된 위치에서 상호 연결된 제2권지부를 포함하며, 연초가 충진된 궐련부의 후단부에 결합되는 지관필터;
상기 궐련부로부터 이격 배치되도록 상기 지관필터의 후단부에 연결되는 베이스필터; 및
상기 지관필터 및 상기 베이스필터의 외주를 감싸 상기 궐련부의 후단부에 고정하는 팁페이퍼를 포함하는 담배용 필터.