KR20190056505A - 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 궐련형 전자담배용 필터 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 궐련형 전자담배에서 요구하는 스펙을 충족하는 동시에 흡연 시 연초에서 발생한 증기와 공기가 원활하게 잘 빨릴 수 있는 필터를 제조할 수 있는 장치와 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 실들이 감겨있는 복수 개의 콘; 상기 콘들로부터 인출되는 실들을 안내하는 가이드 장치; 상기 가이드 장치에 의해 안내되는 각 실에 조절된 장력을 인가하는 텐션 장치; 상기 텐션 장치에 의해 장력이 조절된 상태로 상기 가이드 장치에 의해 안내된 실들을 공급받아 정해진 내경과 외경을 가지는 튜브형 직물 필터로 직조하는 직조 장치; 및 상기 직조된 튜브형 직물 필터를 당겨서 직조 장치로부터 배출되도록 하는 인출 장치를 포함하고, 상기 직조 장치는, 튜브형 직물 필터를 직조하기 위한 니들을 가지는 니들 실린더를 포함하며, 상기 니들 실린더에 홀 수 개의 니들이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치, 및 이의 필터 제조 방법이 개시된다.

Description

전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치 및 제조 방법{Apparatus and method for manufacturing electronic cigarette filter}

본 발명은 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 궐련형 전자담배에서 요구되는 스펙을 충족하고 흡연 시 연초에서 발생한 증기와 공기가 잘 빨릴 수 있는 전자담배 전용 궐련의 필터를 제조할 수 있는 장치와 방법에 관한 것이다.

오늘날 잎에 말아서 피우는 엽궐련, 얇은 종이에 말아서 피우는 궐련, 파이프 홀에 연초를 넣고 피우는 파이프 담배와 같이 연초를 불로 태워서 연기를 흡입하는 흡연식 담배가 널리 알려져 있다.

최근에는 니코틴을 함유한 용액을 기화시켜 연기를 생성하는 액상 전자담배가 개발되어 시판되고 있다.

액상 전자담배는 연기에서 니코틴의 양을 조절하여 흡입할 수 있으므로 금연을 원하는 흡연자들에게 금연 보조수단으로 이용될 수 있다.

그러나, 액상 전자담배는 니코틴 액을 보충할 때 액이 손에 묻거나 흘러내리는 등 니코틴 액을 보충하는 것이 매우 번거롭다는 단점이 있다.

또한 보통의 궐련을 피우는 것보다 담배 맛을 느낄 수 없기 때문에 액상 전자담배가 흡연욕구를 완전히 충족시킬 수는 없으며, 무엇보다 주변의 편의점에서 쉽게 구입할 수 있는 일반 연초 담배(즉 궐련)와 달리 허가된 전문점에서만 니코틴 액을 구입해야 하는 불편함이 있다.

전문점에서만 니코틴 액을 구입할 수 있다는 것은 니코틴 액을 모두 다 사용하여 언제 갑자기 니코틴 액이 떨어질지 모르는 상황에서 필요 시 빠르게 니코틴 액을 구입할 수 없음을 의미한다.

따라서, 니코틴 액을 다 사용하고 나면 주변에서 쉽게 이용할 수 있는 편의점과 같은 곳이 아닌 전자담배 전문점에 직접 방문하여 구입해야 하므로 흡연자가 흡연 욕구를 참지 못하고 일반 연초 담배를 임시로 피울 수밖에 없는 상황에 직면할 수 있다.

이에 따라, 최근에는 태우는 방식이 아닌 연초(담뱃잎)를 쪄서 니코틴 증기를 흡입하는 궐련형 전자담배가 개발되어 시판되고 있으며, 궐련형 전자담배는 궐련을 사용하지만 전기가열식 및 증기흡입식이라는 점에서 일반 연초 담배와 액상 전자담배를 섞어놓은 특성을 가지고 있다.

궐련형 전자담배는 불로 태우는 일반 연초 담배와 비슷하게 담뱃잎인 연초를 얇은 종이에 말아놓은 전용 궐련을 사용하고, 연초를 고열로 가열해주는 전용 전기기기를 사용한다.

이러한 궐련형 전자담배는 일반 연초 담배와 마찬가지로 궐련을 사용하지만 연초를 태우는 방식이 아닌 고열로 쪄서 나온 에어로졸을 흡입하는 방식이므로 일반 연초 담배에 비해서는 연기가 적고 연기에 들어있는 물질도 상이하다.

또한 전기가열식이기는 하지만 연초의 니코틴을 흡입하는 방식이므로 액상 전자담배에 비해서는 일반 연초 담배에 가까운 맛과 향을 느낄 수 있고, 무엇보다 전용 궐련을 일반 연초 담배와 마찬가지로 편의점과 같은 보통의 담배 판매점에서 구입할 수 있으므로 니코틴 액을 구입해야 하는 액상 전자담배에 비해 불편함이 적다.

한편, 일반 흡연식 연초 담배에는 연소 시 발생하는 연기의 특정 성분을 제거하고 연기의 맛을 개선하기 위해 필터를 구비하고, 이러한 필터는 보통 흡연자가 연기를 흡입하는 담배의 흡입부에 삽입된다.

일반적인 담배 필터로는 목재 펄프로부터 셀룰로우스를 추출하여 아세틸화 시킨 셀룰로우스 아세테이트 토우(tow)를 사용하고 있다.

또한 담배 필터로서 섬유가 응집된 여과필터, 활성탄 내지 제올라이트 등의 흡착물질이 첨가된 흡착필터가 사용되거나, 향미 물질이 포함된 필터 등이 사용될 수 있고, 섬유 가닥의 다발체인 토우로 담배 필터를 제조하기도 한다.

최근에는 특정 물질을 효과적으로 제거하고 담배 맛을 개선할 수 있는 다양한 소재 및 형태의 필터들이 개발되고 있다.

또한 일반 연초 담배와 마찬가지로 최근 사용이 증가 추세인 궐련형 전자담배에서도 담뱃잎을 종이에 말아놓은 궐련을 사용되고 있으며, 이러한 전자담배용 궐련에서도 필터가 사용되고 있다.

그러나, 궐련형 전자담배의 경우 연초를 고열로 쪄서 발생하는 증기를 흡입하는 방식이므로 불로 태우는 일반 흡연식(연소식) 연초 담배의 연기에 비해서는 흡입할 수 있는 증기의 양이 적다.

따라서, 일반 연초 담배에 사용하고 있는 필터를 그대로 궐련형 전자담배의 필터로 사용한다면 흡연 시 증기의 흡입이 더 어려워지고, 충분한 양의 연기를 흡입하는 느낌을 받을 수 없게 된다.

즉, 담배가 잘 안 빨리는 것은 물론, 충분한 양의 증기를 사용자가 흡입할 수 없기 때문에 담배의 풍미를 느낄 수 없고, 담배를 피우는 느낌을 만족하기 어렵다.

이에 따라, 전자담배의 궐련에 유용한 전용 필터의 개발이 절실하며, 현재 시판되는 전자담배용 궐련의 필터로는 합성수지 재질의 얇은 필름이나 시트를 원통의 궐련지 안에 들어갈 수 있게 여러 번 접어서 모아놓은 형태가 사용되고 있다.

그러나, 종래의 필터의 경우, 제품 형상 및 제조 공정의 특성상 원가가 높은 편이고, 접어놓은 필름이나 시트는 힘을 가하지 않을 경우 곧 펴지거나 팽창하는 성질을 가지므로, 필름이나 시트를 접어놓은 상태 그대로 담배(궐련)의 궐련지 내에 넣거나 궐련지에 의해 감싸지도록 결합하는 것이 쉽지 않다.

그로 인해 담배(궐련)의 제조 공정이 어렵고 복잡해질 수 있으며, 이 역시 원가 상승의 요인이 될 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 전자담배용 궐련의 필터 제조 공정, 및 나아가 궐련의 제조 공정을 용이하게 해줄 수 있는 필터 제조 장치와 방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 사용자 흡연 시 증기 및 공기가 원활히 잘 빨릴 수 있는 형상과 치수를 가지는 동시에 담배의 풍미를 잘 느낄 수 있도록 해주는 전자담배용 궐련의 필터를 제조할 수 있는 장치와 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 궐련형 전자담배에 사용되는 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치에 있어서, 실들이 감겨있는 복수 개의 콘; 상기 콘들로부터 인출되는 실들을 안내하는 가이드 장치; 상기 가이드 장치에 의해 안내되는 각 실에 조절된 장력을 인가하는 텐션 장치; 상기 텐션 장치에 의해 장력이 조절된 상태로 상기 가이드 장치에 의해 안내된 실들을 공급받아 정해진 내경과 외경을 가지는 튜브형 직물 필터로 직조하는 직조 장치; 및 상기 직조된 튜브형 직물 필터를 당겨서 직조 장치로부터 배출되도록 하는 인출 장치를 포함하고, 상기 직조 장치는, 튜브형 직물 필터를 직조하기 위한 니들을 가지는 니들 실린더를 포함하며, 상기 니들 실린더에 홀 수 개의 니들이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치를 제공한다.

그리고, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 궐련형 전자담배에 사용되는 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법에 있어서, 실들이 감겨있는 복수 개의 콘들로부터 실들이 인출되어 가이드 장치에 의해 안내되는 단계; 상기 각 콘으로부터 가이드 장치에 의해 안내되는 실들에 텐선 장치가 각각 조절된 장력을 인가하는 단계; 상기 텐션 장치에 의해 장력이 조절된 상태로 상기 가이드 장치에 의해 안내된 실들을 직조 장치에서 공급받아 정해진 내경과 외경을 가지는 튜브형 직물 필터로 직조하는 단계; 및 상기 직조된 튜브형 직물 필터를 인출 장치가 당겨서 직조 장치로부터 배출되도록 하는 단계를 포함하고, 상기 직조 장치는, 튜브형 직물 필터를 직조하기 위한 니들을 가지는 니들 실린더를 포함하며, 상기 니들 실린더로서 홀 수 개의 니들이 설치된 니들 실린더를 사용하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법을 제공한다.

이로써, 본 발명에 따른 전자담배용 궐련의 필터 제조 장치 및 제조 방법에 의하면, 실로 직조하는 방식으로 튜브형 직물 형태의 필터를 제조함으로써, 전자담배 전용 궐련에 사용될 수 있는 필터 및 담배를 제조함에 있어서 종래에 비해 더욱 간단한 공정으로 제조하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명에 따른 필터 제조 장치 및 제조 방법에 의하면, 직조기에서 직물 필터를 직조할 때 사용하는 니들의 수를 개선하여 필터 스펙을 충족시킬 수 있는 개수로 니들을 구비하고, 텐션 장치를 이용하여 직조기에 공급되는 실마다 조절된 최적의 장력을 작용시킴으로써, 전용 궐련에서 요구되는 내경과 외경, 그리고 진원도의 스펙을 모두 충족하는 필터를 제조할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 필터를 예시한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 필터를 예시한 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 의해 제조된 필터를 예시한 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치를 도시한 전체 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치에서 텐션 장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치에서 직조 장치를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치에서 직조 장치의 니들 실린더를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치에서 인출 장치를 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 종이(궐련지)에 담뱃잎을 말아놓은 형태의 궐련에 사용될 수 있는 필터를 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은, 담뱃잎을 불로 태워서 연기를 흡입하는 기존의 일반 흡연식 연초 담배가 아닌, 전기기기로 담뱃잎을 고열로 쪄서 발생하는 증기를 흡입하는 전기가열식 궐련형 전자담배에 사용될 수 있는 전용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상의 궐련형 전자담배는 전용 궐련, 및 이 전용 궐련을 고열로 가열하기 위한 전기기기를 포함하고, 상기 전기기기는 전용 궐련이 결합될 수 있도록 구비된다.

여기서, 전기기기는 내장된 배터리, 및 이 배터리로부터 전력을 공급받아 궐련을 가열하도록 작동하는 가열장치를 포함하며, 상기 가열장치는 전력을 공급받아 열을 발생시키는 발열체를 포함한다.

상기 전용 궐련은 일반 연초 담배(통상의 궐련)와 마찬가지로 담뱃잎을 종이에 말아놓은 형태로 제조되는데, 종이에 담뱃잎(가공 처리된 연초 고형물)이 넣어져 있는 부분인 연초부와, 종이에 필터가 넣어져 있는 부분인 흡입부로 구성된다.

사용 시에는 전용 궐련의 연초부를 전기기기에 끼워서 사용하며, 전기기기에 연초부를 삽입하여 끼우면 전기기기의 발열체가 연초부 내측으로 박혀서 고정된다.

이 상태에서 발열체가 배터리의 전력을 공급받아 발열 작동하면, 발열체의 열에 의해 연초부가 가열되면서 니코틴 증기가 발생하고, 이 니코틴 증기를 흡입부를 통해 흡연자가 흡입할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 필터 제조 장치 및 제조 방법은 전자담배용 궐련에 사용될 수 있는 필터를 제조하기 위한 것으로서, 복수 개의 니들(needle)을 이용하여 여러 가닥의 실을 원형 단면의 튜브 형태로 직조하여서 필터를 제조할 수 있도록 한 것에 주된 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 필터를 예시한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 의해 제조된 필터를 예시한 종단면도이며, 도 3은 본 발명에 의해 제조된 필터를 예시한 횡단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의해 제조되는 필터(1)는 튜브형 직물 형태를 가지는 것으로서, 규정된 외경(DO)과 내경(DI)을 가지는 원형 단면의 중공 튜브 형상으로 제조되고, 특히 실로 직조하여 중공 튜브 형상의 직물로 제조된다.

이러한 튜브형 직물 필터(1)를 궐련형 전자담배에서 궐련에 넣어지는 필터로 사용하였을 때, 흡연자가 연기를 흡입하면 공기와 함께 니코틴 증기가 필터의 중공 내부를 통해 흡입되어 마실 수 있게 된다.

이때, 필터(1)의 외경(DO)뿐만 아니라 흡입되는 증기와 공기의 이동 통로가 되는 필터 중공의 크기, 즉 필터(1)의 내경(DI)은 사용자가 흡입할 때 니코틴 증기와 공기가 잘 빨리느냐, 아니냐를 결정하는 매우 중요한 요소가 된다.

따라서, 전자담배 전용 궐련의 필터로서 튜브형 직물 필터(1)를 사용하였을 때(절단하여 사용함) 흡연자가 만족할만한 흡입감을 느낄 수 있도록 하기 위해서는, 외경(DO)과 내경(DI)에 있어서 정해진 스펙 및 규격을 반드시 만족하도록 필터를 제조해야 한다.

특히, 요구되는 스펙을 만족해야 하지만, 그렇지 않고 내경이 규정된 스펙보다 작은 경우 사용자가 흡입할 때 공기 및 증기의 빨림이 충분치 않아서 잘 안 빨리는 느낌을 받을 수 있고, 결국 스펙을 만족하는 큰 내경을 가지도록 제조하는 것이 바람직하다.

또한 궐련의 단면 형상이 원형이고 궐련지(종이) 또한 단면 형상이 원형인 튜브 형상이므로, 궐련지 안에 넣어지는 튜브형 직물 필터(1)는, 납작하게 눌러져 있거나, 단면 형상이 타원 등이어서는 안 되고, 정원(正圓)의 단면 형상을 가져야 한다.

이에 따라, 필터 단면 형상의 진원도(眞圓度)에 대해서도 규정되어 있는 것이 바람직하고, 필터의 진원도가 규정된 값 이상을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에서 필터(1)는 규정된 외경(DO) 및 내경(DI)은 물론 진원도까지 스펙을 모두 충족하도록 제조하는 것이 필요한데, 이때 미리 정해지는 바람직한 필터 스펙으로서, 필터 외경은 4.5mm ~ 7.5mm(4.5Φ ~ 7.5Φ)의 범위를, 필터 내경은 1mm ~ 3mm(1Φ ~ 3Φ)의 범위를 만족하도록 제조하는 것이 바람직하고, 이때 진원도가 90% 이상인 조건으로 스펙이 정해질 수 있다.

상기 진원도는 필터(1) 단면에서 필터 외주의 적어도 한 점 이상에 접하고 반경이 상이한 동심원들 중 서로 간격이 최소인 가상의 두 원을 도시하였을 때 '(작은 원의 반경/큰원의 반경)×100' (%)로 정의될 수 있다.

상기 필터 내경(DO)을 1mm보다 작게 할 경우 흡입되는 가스(공기 및 니코틴 증기를 포함함)의 이동 통로가 되는 필터 내부 중공의 크기가 너무 작으므로 사용자 흡입 시 가스의 빨림이 좋지 않고 흡연 시 느끼고 싶은 충분한 흡입감을 만족시킬 수 없다.

아울러, 필터 내경을 3mm 보다 크게 하는 것은 필터 외경의 크기를 고려할 때 적절하지 않으며, 통상의 궐련 및 궐련지의 직경 사이즈를 고려할 때 필터 외경(DO)의 크기는 상기 범위를 벗어나지 않도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 필터 제조 장치 및 방법은 상기와 같은 외경과 내경, 진원도의 스펙을 충족시키는 필터를 제조할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명자는 이후 설명될 장치 및 방법에 의거하여 필터를 제조할 경우 목표로 하는 외경과 내경, 진원도의 스펙을 충족시킬 수 있음을 실험적으로 확인하여 발명을 완성하였다.

참고로, 복수 개의 니들을 이용하여 여러 가닥의 실을 엮거나 꼬아서(braiding) 끈이나 로프를 만드는 것은 일반적으로 알려져 있다.

그러나, 기존의 끈이나 로프는 원과 같은 특정 단면 형상을 가지는 직물 형태로 제조되기는 하지만, 속이 비어있는 중공의 튜브 형상을 가지지는 않으며, 외경뿐만 아니라 규정된 내경의 중공 튜브형 직물을 제조하는 것에 대해서는 그 제조 장치나 제조 방법이 알려져 있지 않다.

종래기술에 따르면, 복수 개의 니들을 이용하여 여러 가닥의 실을 직조하는 방식으로 원하는 스펙의 외경과 내경, 그리고 진원도를 가지는 튜브형 직물 필터를 제조하는 것이 불가능하다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 제조 장치 및 방법으로서, 전자담배용 궐련의 필터 특성으로 인해 요구되는 상기한 외경 및 내경, 그리고 진원도의 필터를 제조할 수 있는 장치와 방법이 개시된다.

본 발명의 제조 장치 및 방법에 의해서는 정해진 외경과 내경을 가지는 튜브형 직물(도 1 내지 3에 도시된 필터)을 연속으로 길게 직조하여 제조할 수 있는데, 나중에 이를 규정된 길이로 절단하여 사용한다.

즉, 하나의 궐련을 제조함에 있어서, 궐련에 넣어질 수 있는 길이로 튜브형 직물 필터를 우선 절단한 뒤 규격화된 궐련지 내에 넣거나, 궐련지에 튜브형 직물 필터를 넣은 뒤 필요한 길이로 필터와 궐련지를 함께 절단할 수 있다.

이때, 필터(1)는 제조 후 절단을 하더라도 그 형상이나 길이를 유지하도록 제조됨이 바람직하다.

즉, 외경이나 내경, 진원도는 물론 길이에 있어서도 직조 후 원형 그대로를 유지할 수 있는 특성을 가지도록 제조함이 바람직한데, 가늘고 긴 형상이면서 원형의 단면 형상을 가지는 튜브형 직물로서 복원력이나 탄성을 거의 갖지 않도록 제조할 수 있다.

예를 들어 잡아당겼을 때 늘어났다가 줄어드는 직물이 아닌, 길이가 쉽게 늘어나거나 줄어들지 않으면서, 절단하더라도 길이가 줄어들지 않고 원래 길이를 그대로 유지할 수 있는 특성을 가지도록 제조함이 바람직하다.

또한 제조 후 납작하게 눌러주었을 때 납작한 상태를 그대로 유지하도록 필터를 제조할 수 있다.

이는 튜브형 직물 필터(1)를 직조할 때 실의 장력(tension)을 적절히 유지해주는 것으로 달성할 수 있고, 규정된 외경과 내경, 진원도의 스펙을 만족하는 필터를 제조하기 위해 각 콘(111)으로부터 인출되어 가이드 장치(120)를 통해 직조 장치(140)로 공급되는 실들의 장력이 중요하다.

본 발명에서는 직조에 사용되는 상기 실들의 장력을 조절해주기 위해 각 콘(111)으로부터 실이 공급되는 경로마다 해당 실의 장력을 개별적으로 조절해주는 텐션 장치(130)를 구비한다.

이하, 도면을 참조하여 실시예에 따른 제조 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치를 도시한 전체 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치에서 텐션 장치(130)를 도시한 사시도이다.

또한 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치에서 직조 장치(140)를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치에서 직조 장치(140)의 니들 실린더(148)를 도시한 사시도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치에서 인출 장치(160)를 도시한 사시도이다.

도시된 실시예에 따른 필터 제조 장치는 도 1 내지 도 3에 예시한 것과 같은 튜브형(즉 중공형) 직물 필터(절단 전 필터임)(1)를 제조할 수 있는 것으로서, 특히 상기한 외경(DO)과 내경(DI), 진원도 스펙을 만족하는 튜브형 직물 필터(1)를 제조할 수 있는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치는, 직물을 직조하는데 사용되는 실(2)들이 각각 감겨 있는 복수 개의 콘(111), 상기 각 콘(111)으로부터 인출되는 실(2)들을 안내하는 가이드 장치(120), 상기 각 콘(111)으로부터 인출되어 가이드 장치(120)에 의해 안내되는 실(2)들에 조절된 장력을 인가하는 텐션 장치(130), 상기 가이드 장치(120)에 의해 안내되는 실(2)들을 공급받아 튜브형 직물 필터(1)로 직조하여 배출하는 직조 장치(140), 및 상기 직조되는 튜브형 직물 필터(1)를 직조 장치(140)로부터 당겨서 인출하는 인출 장치(160)를 포함한다.

상기 콘(111)들은 지지대(112)의 정해진 각 위치에 회전 가능하게 설치되고, 실(2)들이 감긴 상태로 구비된다.

또한 상기 콘(111)들로부터 인출되는 실(2)들은 가이드 장치(120)를 통해 직조 장치(140)로 안내되어 공급되며, 이때 콘(111)들과 가이드 장치(120) 사이에 위치하도록 텐션 장치(130)가 설치되고, 이때 각각의 콘(111)에 대해서 가이드 장치(120)와의 사이에 텐션 장치(130)가 구비된다.

상기 가이드 장치(120)는 콘(111)들의 전방에 위치하도록 지지대(112)에 설치될 수 있고, 지지대(112)에 횡방향으로 길게 고정 설치되는 고정대(121)와, 상기 고정대(121)에 콘(111)마다 하나씩 구비되도록 설치되는 복수 개의 가이드 기구(122)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 각 가이드 기구(122)는 고정대(121)에 고정 설치되는 지지체(123), 상기 지지체(123)에 고정된 고정 프레임(124), 상기 고정 프레임(124)에 회전 가능하게 설치되고 실(2)을 감고 있는 상태로 회전하도록 구비되는 단수 또는 복수 개의 안내 롤러(125)를 포함한다.

이러한 구성에서 콘(111)마다 하나씩의 가이드 기구(122)가 구비되므로 해당 콘(111)에서 인출되는 실(2)이 각각의 가이드 기구(122)를 통과하여 직조 장치(140)로 안내 및 이동된다.

상기 각 가이드 기구(122)에서 안내 롤러(125)는 실(2)을 감고 있는 상태에서 해당 콘(111)으로부터 직조 장치(140)로 연장되는 실의 방향을 설정해주고, 직조 장치(140)로부터 실(2)이 당겨질 때 회전되면서 콘(111)에서 실이 잘 풀리도록 하는 동시에, 정해진 방향으로 직조 장치(140)의 정해진 위치까지 실(2)이 안정적으로 이동되도록 해준다.

그리고, 상기 텐션 장치(130)는 각 콘(111)과 해당 가이드 기구(122) 사이에 위치하도록 지지대(112)에 설치될 수 있다.

상기 텐션 장치(130)는 지지대(112)에 브라켓(131)을 매개로 고정되어 설치되고 콘(111)에서 인출되어 가이드 장치(120)로 연장되는 실이 소정 높이로 통과하도록 된 사각 틀 모양의 지지 프레임(132)과, 상기 지지 프레임(132)의 내측에 상기 실(2)이 통과하는 방향을 따라서 상기 지지 프레임(132)의 전측부와 후측부를 연결하도록 길게 설치되는 연결로드(133)와, 상기 연결로드(133) 및 실이 내측을 통과하도록 설치되고 자중으로 내측을 통과하는 실(2)에 장력을 작용시키는 텐션링(137)을 포함하여 구성된다.

이러한 구성에서 지지 프레임(132)의 후측부에는 제1 실가이드(135)가 일체로 형성되고, 지지 프레임(132)의 전측부에는 제2 실가이드(136)가 일체로 형성되며, 제1 실가이드(135)와 제2 실가이드(136)에는 각각 실(2)이 통과하도록 된 홀(135a, 136a)이 형성된다.

이에 따라, 각 콘(111)에서 인출되는 실(2)은 해당 텐션 장치(130)의 지지 프레임(132)에서 제1 실가이드(135)의 홀(135a)과 제2 실가이드(136)의 홀(136a)을 차례로 통과하여 가이드 장치(120)로 연장되는데, 제1 실가이드(135)의 홀(135a)과 제2 실가이드(136)의 홀(136a)은 실(2)이 지지 프레임(132)에서 일정 높이로 대략 수평으로 통과할 수 있게 상기 지지 프레임(132)을 기준으로 제1 실가이드(135) 및 제2 실가이드(136)에서 동일한 높이에 형성될 수 있다.

이때, 제1 실가이드(135)의 홀(135a)은 각 콘(111)에서 인출되는 실(2)이 지지 프레임(132) 측으로 들어오도록 안내하는 홀이 되고, 제2 실가이드(136)의 홀(136a)은 지지 프레임(132) 상측, 보다 명확히는 연결로드(133) 상측에서 연결로드(133)의 길이방향을 따라 통과한 실(2)이 가이드 장치(120)를 향해 연장되도록 실을 유지 및 지지하는 역할을 하게 된다.

상기 텐션링(137)은 연결로드(133)의 길이방향을 따라서 복수 개가 배열되도록 설치될 수 있고, 이때 텐션링(137)들은 그 내측을 통과하는 실(2)에 의해 지지되는 상태가 되도록 설치된다.

이에 따라, 각 텐션링(137)은 내측을 통과하는 실(2)에 자중에 상응하는 힘만큼 장력을 작용시키게 되는데, 이때 텐션링(137)은 실(2)에 필요한 만큼의 장력을 작용시킬 수 있는 중량으로 구비되어 이용된다.

바람직한 실시예에서 전체 텐션링(137) 중 적어도 일부에는 텐션추(138)가 더 설치될 수 있는데, 이 텐션추(138) 또한 링 형상으로 형성될 수 있고, 상기 텐션추(138)의 설치를 위해 양단부가 벤딩된 형상의 연결고리(139)가 사용될 수 있다.

즉, 연결고리(139)의 벤딩된 일단부를 텐션링(137)의 내측을 통과하도록 걸어준 뒤, 연결고리(139)의 벤딩된 타단부에 텐션추(138)를 걸어주는 것이며, 텐션추(138)의 내측으로 연결고리(139)의 상기 타단부가 통과하도록 걸어준다.

상기 텐션 장치(130)에서 다양한 중량의 텐션추(138)들이 구비될 수 있고, 필요한 중량의 텐션추(138)를 선택하여 사용함으로써 실(2)에 가해지는 장력을 조절할 수 있다.

또는 전체 텐션링(137) 중에 필요한 위치의 텐션링(137)을 선택하여 텐션추(138)를 매달아주거나 텐션추(138)가 설치되는 텐션링(137)의 수를 조절하는 방식 등으로 텐션 장치(130)에서 실(2)에 가해지는 장력을 조절할 수 있게 된다.

특히, 상기와 같이 조절된 장력을 인가함으로써 직조 장치(140)에 공급되는 실(2)을 원하는 수준으로 빳빳하게 해주면 직조된 튜브형 직물 필터(1)의 진원도를 목표 수준에서 유지 및 관리할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 필터 제조 장치는 실들을 직조하여 규정된 외경과 내경, 진원도를 만족하는 튜브형 직물 필터를 제조할 수 있도록 한 것으로, 복수 개의 콘(111)들로부터 텐션 장치(130) 및 가이드 장치(120)를 통해 동시에 공급되는 실(2)들을 직조하여 튜브형 직물로 만들어주는 직조 장치(140)를 포함한다.

일반적으로 여러 가닥의 실들을 엮어주거나 꼬아주는 방식으로 쇼핑백 등에 사용되는 끈이나 로프를 제조하는 장치가 알려져 있으며, 종래의 장치를 그대로 이용할 경우 필터 스펙을 만족하는 튜브형 직물을 직조할 수 없다.

즉, 종래의 장치로 직조할 경우 속이 빈 튜브형 직물이 만들어지지 않고 중공을 갖지 않는 끈이나 로프(내경이 필터 스펙에 비해 너무 작은 것 포함) 정도만 제조가 가능하다.

따라서, 종래의 장치로는 전자담배의 궐련에 사용될 수 있는 필터, 특히 상기한 외경과 내경, 진원도의 스펙을 충족하는 튜브형 직물 필터를 제조할 수 없다.

이에 따라, 본 발명에서는 규정된 외경과 내경, 진원도의 튜브형 직물 필터를 제조할 수 있도록 공지된 장치의 구성 중 일부를 개선하여 구성한 직조 장치(140)가 제시된다.

본 발명에서 직조 장치(140)는 케이스(141), 상기 케이스(141) 상측에 설치되는 합사대(142), 상기 케이스(141) 전면에 설치되는 직조기(144), 상기 합사대(142)와 직조기(144) 사이에 설치되는 정렬 플레이트(143), 및 상기 직조기(144)의 작동을 조작 및 제어하기 위한 제어부(145)를 포함한다.

이러한 구성에서 콘(111)들로부터 인출되는 전체 실(2)들이 합사대(142)를 통과하는 동안 정해진 가닥 수만큼씩 합사된 후 정렬 플레이트(143)를 거쳐 직조기(144)로 공급된다.

상기 합사대(142)는 전, 후방으로 설치되는 제1 합사대(142a)와 제2 합사대(142b)로 구성될 수 있고, 상기 제1 합사대(142a) 및 제2 합사대(142b)에는 각각 합사되는 실(2)들이 통과하도록 된 동일한 개수의 홀(142a', 142b')들이 형성된다.

이에 따라, 콘(111)들로부터 인출되는 실(2)들은 텐션 장치(130) 및 가이드 장치(120)를 거친 뒤 제1 합사대(142a) 및 제2 합사대(142b)의 홀(142a', 142b')들을 차례로 통과하게 되는데, 제1 합사대(142a)의 각 홀(142a')마다 정해진 개수의 콘(111)들로부터 인출된 몇 가닥의 실(2)들이 함께 통과하여 합사되고, 이어 제1 합사대(142a)의 홀(142a')들을 통과한 합사된 실(2)들이 제2 합사대(142b)의 대응되는 홀(142b')들을 통과한 뒤 정렬 플레이트(143)로 향하게 된다.

상기 제1 합사대(142a)의 홀(142a')들과 제2 합사대(142b)의 홀(142b')들은 대략 같은 높이에 형성될 수 있고, 이에 합사된 실(2)들이 제1 합사대(142a)의 홀(142a')에서 제2 합사대(142b)의 홀(142b')까지 수평으로 연장될 수 있다.

상기 정렬 플레이트(143)는 케이스(141) 상측에 수평으로 배치되도록 설치되고, 원형으로 배열된 복수 개의 홀(143a)들을 가진다.

이에 따라, 상기 제2 합사대(142b)의 홀(142b')들을 통과하여 나온 합사된 실(2)들이 정렬 플레이트(143)의 홀(143a)을 하나씩 통과하여 직조기(144)로 공급되고, 이때 정렬 플레이트(143)의 홀(143a)을 통과한 실(2)들은 원형으로 배열된 상태로 직조기(144)에 공급된다.

상기 직조기(144)는 케이스(141) 전면의 지지체(147)에 회전 가능하게 결합 및 설치되어 회전 작동하는 회전 실린더(146), 상기 케이스(141) 전면에 회전 실린더(146) 하측으로 설치되는 니들 실린더(148), 상기 니들 실린더(148)에 결합된 상태에서 상하로 작동하여 니들 실린더(148)에 구비된 니들(needle, 바늘)(149)을 동시에 상하 이동시키는 니들 구동부(150), 및 상기 케이스(141) 내부에 설치되어 회전 실린더(146)와 니들 구동부(150)의 작동을 위한 동력을 제공하는 구동기구(미도시)를 포함한다.

이러한 구성에서 상기 회전 실린더(146)의 회전과 동시에 상기 니들(149)이 니들 구동부(150)에 의해 상하로 반복 이동되면서 회전 실린더(146)를 통과하는 실(2)들을 튜브형 직물 필터(2)로 직조하게 된다.

상기 회전 실린더(146)는 원형으로 배열된 실(2)들을 니들 실린더(148)에서 상승한 니들(149)에 의해 직조될 수 있게 공급하고 회전시켜주는 구성부로서, 중공의 튜브 형상으로 구비된다.

상기 회전 실린더(146)는 케이스(141) 전면에 상하로 길게 설치되며, 구동기구가 제공하는 동력을 동력전달기구(152)를 통해 전달받아 지지체(147)에서 정회전과 역회전을 교대로 반복하도록 되어 있다.

상기 구동기구는 케이스(141) 내부에 설치되어 직조기(144)의 작동을 위한 동력을 제공하는 기구로서, 제어부(145)에 의해 제어되도록 구비된다.

상기 구동기구는 정방향 회전력과 역방향 회전력을 발생시켜 동력전달기구(152)를 통해 회전 실린더(146)에 제공하며, 제어부(145)에 의해 구동이 제어되는 모터(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 동력전달기구(152)는 모터 구동 시 회전력을 전달받아 정방향과 역방향으로 회전되는 풀리(152a), 및 상기 풀리(152a)와 회전 실린더(146)의 사이에 연결되는 벨트(152b)를 포함할 수 있다.

상기 회전 실린더(146)의 중공 내부에는 정렬 플레이트(143)에 의해 원형으로 배열된 상태로 연장되는 실(2)들이 통과하도록 되어 있으며, 회전 실린더(146)의 하단부에는 실(2)의 개수만큼의 정렬편(153)이 설치된다.

상기 각 정렬편(153)에는 합사된 실(2)이 통과하는 홀(153a)들이 형성되고, 각 정렬편(153)의 홀(153a)들을 통과한 실(2)은 회전 실린더(146)와 함께 회전될 때 니들 실린더(148)에서 상하로 승강 이동하는 니들(149)에 의해 튜브형 직물로 직조된다.

요컨대, 각 콘(111)에서 인출되어 텐션 장치(130)와 가이드 장치(120)를 개별로 통과한 전체 실(2)들이 합사대(142)에서 정해진 가닥만큼씩 합사된 후 정렬 플레이트(143)로 공급되고, 합사된 실(2)들이 정렬 플레이트(143)에 의해 원형으로 배열된 상태로 회전 실린더(146)의 중공 내부를 통과한 뒤 각각 회전 실린더(146)의 각 정렬편(153)에 형성된 홀(153a)들을 통과한다.

일례로서, 총 54개의 콘(111)에서 각각 인출된 실(2)들이 텐션 장치(130)와 가이드 장치(120)를 개별로 통과하고, 이어 합사대(142)에서 6가닥씩 합사되어 총 9가닥의 실로 정렬 플레이트(143)에 공급될 수 있다.

또는 총 27개의 콘(111)에서 각각 인출된 실(2)들이 텐션 장치(130)와 가이드 장치(120)를 개별로 통과하고, 이어 합사대(142)에서 3가닥씩 합사되어 총 9가닥의 실로 정렬 플레이트(143)에 공급될 수 있다.

이때, 일례로, 필터(1)를 제조하는데 사용되는 실, 즉 각 콘(111)에 권취된 뒤 공급되어 튜브형 직물을 직조하는데 사용되는 실(2)로는 900 데니어(denier)(900D)의 실이 사용될 수 있다.

이어 정렬 플레이트(143)에서 합사된 총 9가닥의 실(2)들이 정렬 플레이트(143)를 통과하면서 원형으로 배열되고, 원형으로 배열된 총 9가닥의 실(2)들이 회전 실린더(146)의 중공 내부를 통과한 뒤 각각 정렬편(153)의 홀(153a)들을 통과한다.

상기와 같이 실(2)들이 통과하는 동안 회전 실린더(146)는 정회전과 역회전을 교대로 반복하고, 이때 각 정렬편(153)을 지나는 실(2)들이, 니들 실린더(148)에서 상승한 니들(149)에 의해 걸린 후, 다시 하강하는 니들(149)에 의해 당겨지면서, 튜브형 직물(필터, 1)로의 직조가 이루어진다.

상기와 같이 직조되는 튜브형 직물은 후술하는 인출 장치(160)에 의해 당겨지면서 니들 실린더(148)의 중공 내부를 통과한 뒤 인출 장치(160)로 이동하여 배출되고, 이후 배출된 튜브형 직물(필터, 1)이 정해진 길이로 절단되어 궐련의 필터로 사용된다.

상기 니들 실린더(148) 역시 회전 실린더(146)와 마찬가지로 상하로 길게 배치되도록 설치되고, 니들 실린더(148)의 외주면에는 각각 니들(바늘)(149)이 삽입될 수 있는 니들 홈(148a)이 상하 길이방향을 따라 가늘고 길게 형성된다.

상기 복수 개의 니들 홈(148a)은 니들 실린더(148)의 외주면에서 원주방향을 따라 정해진 일정 간격을 두고 배치되도록 복수 개가 형성되는데, 이러한 복수 개의 각 니들 홈(148a)에 니들(149)이 하나씩 각각 삽입된 상태로 결합된다.

이에 따라, 복수 개의 니들(149)은 니들 실린더(148)의 외주면에서 원주방향을 따라 정해진 일정 간격을 두고 원형으로 배열되도록 위치된다.

또한 니들 구동부(150)는 케이스(141) 전면에 고정 설치되는 플레이트형 고정 블록(154), 상기 고정 블록(154)의 상측에 배치되고 고정 블록(154) 상면에 상하로 길게 수직 설치된 안내로드(154a)를 매개로 하여 결합되는 플레이트형 가동 블록(155), 및 상기 니들 실린더(148)를 감싸도록 니들 실린더(148) 외측에 배치되고 상기 가동 블록(155) 상면에 고정되는 원통형의 구동 실린더(156)를 포함한다.

이에 더하여, 니들 구동부(150)는 상기 구동기구로부터 제공되는 회전력을 직선 이동력, 즉 가동 블록(155)을 상하로 이동시키는 힘으로 변환시켜주는 커넥팅 로드(157)를 더 포함할 수 있다.

이때, 커넥팅 로드(157)의 일단부는 구동기구에서 회전력이 출력되는 회전체(158)의 축에 베어링을 매개로 하여 결합되고, 커넥팅 로드(157)의 타단부는 상기 가동 블록(155)에 설치된 축에 베어링을 매개로 하여 결합된다.

결국, 구동기구에서 모터의 회전력이 케이스(141) 외측의 회전체(158)에 전달되어 상기 회전체(158)가 회전되면, 커넥팅 로드(157)가 상하로 이동되면서 가동 블록(155)을 당기고 밀어준다.

상기와 같이 커넥팅 로드(157)가 가동 블록(155)을 당기고 밀어줌에 따라 가동 블록(155)이 고정 블록(154)의 상측에서 상기 안내로드(154a)에 의해 안내됨과 동시에 상하로 이동된다.

이때, 가동 블록(155)에 결합되어 있는 구동 실린더(156) 역시 니들 실린더(148)의 외주면을 따라 상하로 슬라이드 이동하고, 상기 각 니들(149)의 하단부가 구동 실린더(156)에 결합되어 있으므로 구동 실린더(156)의 상하 이동 시에 니들(149) 역시 상하로 이동하게 된다.

이와 같은 니들(149) 이동 시 복수 개의 니들 전체가 동시에 상하로 함께 이동하며, 니들(149)이 각각 니들 실린더(148)의 해당 니들 홈(148a)에 삽입된 상태로 상기 니들 홈(148a)을 따라 상하로 슬라이드 이동한다.

상기 복수 개의 니들(149)은 해당 니들 홈(148a)에 각각 삽입된 상태에서 구동 실린더(156)의 내측을 상하로 길게 통과하도록 배치되는데, 이때 각 니들(149)의 하단부가 구동 실린더(156)의 하단부에 일체로 움직일 수 있게 결합되어 있으므로, 가동 블록(155)과 구동 실린더(156)가 상하로 이동할 때 니들(149) 또한 니들 실린더(148)에서 상하로 이동하게 된다.

본 발명에서 실들이 원형으로 배열 및 정렬된 상태로 회전 실린더(146)를 통과하는 동안 회전되는 동시에 복수 개의 니들(149)이 상하 왕복 이동되어 직조가 이루어지는 방식 및 그 원리는 종래의 끈이나 로프 직조 시와 비교하여 차이가 없으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 필터 제조 장치 및 방법에서는 니들 실린더(148)에 배치되어 이용되는 니들(149)의 수가 홀수 개인 점에 특징이 있다.

상기 니들(149)의 수를 홀수 개로 하는 것, 즉 홀수 침을 적용하는 것은 목표로 하는 내경과 외경, 진원도 스펙을 모두 만족하는 튜브형 직물 필터(1)를 제조할 수 있기 때문이다.

당 업계에서는 니들의 수를 짝수 개로 하여(짝수 침 적용) 튜브형이 아닌, 즉 내부 중공을 갖지 않는 끈이나 로프를 제조하는 것이 알려져 있고, 홀수 침(홀수 개의 니들)의 이용은 알려지거나 실제 적용된 바가 전혀 없다.

그러나, 일반적인 끈이나 로프는 내경과 외경, 진원도의 스펙을 고려할 필요가 전혀 없으므로 짝수 침의 이용이 가능하지만, 본 발명에서 원하는 내경을 갖는 튜브형 직물 필터를 직조하기 위해서는 홀수 침(홀수 개의 니들)을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서와 같은 스펙을 만족하지 않는 일반적인 끈이나 로프, 특히 중공을 갖지 않거나 내경 스펙을 만족하지 않는 일반적인 끈이나 로프를 제조함에 있어서는 외경(굵기)에 맞춰서 12침이나 14침 등 짝수 개의 니들을 이용하여 제조하는 것이 가능하다.

그러나, 이와 같은 12침, 14침 등의 짝수 침을 적용할 경우에는 특히 목표로 하는 내경 및 진원도 수준을 만족하는 튜브형 직물 필터(1)를 제조할 수 없다.

본 발명에서 바람직하게는 900 데니어(900D)의 폴리유산(PLA, Poly Lactic Acid) 실(2)을 사용하여 필터(1)를 제조할 수 있고, 바람직하게는 8침에서 10침 중 하나, 더욱 바람직하게는 홀수 침인 9침, 즉 9개의 니들(149)을 이용하여 튜브형 직물 필터(1)를 직조하는 것이 좋다.

여기서, 10침보다 많은 니들을 이용할 경우 외경이 너무 커져 목표로 하는 외경 스펙을 만족할 수 없고, 8침보다 적은 니들을 이용할 경우 직조된 튜브형 직물 필터의 외경은 목표로 하는 스펙 수준을 만족할 수 있지만 내경이 너무 작아져서 목표로 하는 내경 스펙을 만족할 수 없다.

따라서, 목표로 하는 스펙을 충족시키기 위해 8침에서 10침 중 하나를 이용할 수 있고, 직조된 필터(1)의 내경에 있어서 스펙을 충족시키기 위해 홀수 침인 9침을 이용하는 것이 더욱 바람직하다.

니들의 수를 본 발명에서 제시하는 개수와 다르게 하거나, 직조 장치(140)에 공급되는 실(2)에 상기의 텐션 장치(130)를 이용하여 적절한 장력을 인가해주지 않으면, 내경은 물론 진원도까지 목표로 하는 스펙 수준을 충족시킬 수 없다.

상기와 같이 바람직하게는 8에서 10침 중 하나, 더욱 바람직하게는 짝수 침이 아닌 홀수 침, 즉 9침을 사용할 경우 직조되는 필터(1)의 내경을 원하는 수준으로 형성할 수 있고, 목표로 하는 내경 스펙을 충족시킬 수 있다.

한편, 인출 장치(160)는 직조기(144)로부터 직조되어서 나오는 직물 필터(1)를 당겨주어서 직조기(144)로부터 직물 필터가 원활히 배출되도록 해주는 장치로서, 직조된 직물 필터(1)가 니들 실린더(148)의 중공 내부를 통해 인출 장치(160)를 거친 후 외부로 최종 배출된다.

이를 위해, 고정 블록(154)과 가동 블록(155)에는 각각 니들 실린더(148)의 중공 내부와 연통되는 배출홀(도시하지 않음)이 형성된다.

결국, 직조기(144) 출구 측에 위치되는 인출 장치(160)에서 직물 필터(1)를 당겨주면, 직조된 뒤 니들 실린더(148)의 중공 내부를 통과한 직물 필터(1)가 고정 블록(154)의 배출홀과 가동 블록(155)의 배출홀을 차례로 지난 후 인출 장치(160)로 이동하게 된다.

상기 인출 장치(160)는 고정 블록(154) 및 가동 블록(155)의 배출홀을 차례로 통과한 직물 필터(1)가 감겨 있게 되는 복수 개의 이송 롤러(161,162)들을 포함한다.

상기 이송 롤러(161,162)들은 지지케이스(166)에 회전 가능하게 설치되며, 모터(미도시)를 포함하는 구동기구(미도시)로부터 회전력을 제공받아 회전 작동될 수 있고, 상기 직조기(144)로부터 배출되는 직물 필터(1)를 감고 있는 상태에서 회전되면서 직물 필터를 당겨주는 동시에 이동시킨다.

상기 인출 장치(160)는 회전력을 제공받아 회전되는 복수 개의 이송 롤러(161,162)와 더불어, 상기 이송 롤러(161,162)들 사이에 위치하여 직물 필터(1)를 안내하고 직물 필터(1)의 이송 경로를 설정해주는 가이드체(163)를 더 포함할 수 있다.

상기 이송 롤러는 주연부 전체에 직물 필터(1)가 한바퀴 감겨져 회전되는 회전식 이송 롤러(161), 그리고 양측의 두 롤러 사이에 직물 필터(1)가 통과되도록 하여 회전 시 양측 사이를 통과하는 직물 필터를 살짝 가압한 상태로 밀어내주는 가압식 이송 롤러(162)를 포함할 수 있다.

이때, 직물 필터(1)가 세게 눌리면서 단면 형상이 변화하거나 진원도가 달라지는 현상이 발생하지 않도록 이송 롤러(161,162) 전체 또는 적어도 그 일부에서 직물 필터가 접촉하는 주연부에는 직물 필터(1)의 적어도 일부가 삽입될 수 있는 안착홈(164)이 형성된다.

상기 안착홈(164)은 이송 롤러(161,162) 전체 또는 적어도 일부의 주연부를 따라(즉 원주방향을 따라) 길게 형성되며, 그 내측면에 직물 필터(1)의 외주면이 고르게 접촉할 수 있는 형상으로 형성된다.

이에 이송 롤러(162)가 회전될 때 직물 필터(1)는 적어도 일부가 안착홈(164)에 삽입된 상태로 이송 및 통과하게 되며, 이에 직물 필터(1)의 단면 형상이 니들 실린더(148)에서 직조된 형상으로 최대한 유지될 수 있게 된다.

상기와 같은 안착홈은 이송 롤러(161,162)뿐만 아니라 가이드체(163)에도 마찬가지로 동일하게 형성되며, 이로써 직조기(144)에서 배출되는 직물 필터(1)가 이송 롤러(161,162) 및 가이드체(163)의 회전 시 각 롤러의 안착홈(164,165)에 삽입된 상태로 이송 및 인출된다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 담배 필터 제조 장치 및 제조 방법에 대해 상세히 설명하였으며, 상기한 제조 장치 및 제조 방법에 의하면, 실로 직조하는 방식으로 튜브형 직물 형태의 필터를 제조함으로써, 전자담배 전용 궐련에 사용될 수 있는 필터 및 담배를 제조함에 있어 종래에 비해 더욱 간단한 공정으로 제조하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명에 따른 필터 제조 장치 및 제조 방법에 의하면, 직조기(144)에서 직물 필터를 직조할 때 사용하는 니들의 수를 개선하여 필터 스펙을 충족시킬 수 있는 개수로 니들을 구비하고, 텐션 장치(130)를 이용하여 직조기(144)에 공급되는 실마다 조절된 최적의 장력을 작용시킴으로써, 전용 궐련에서 요구되는 내경과 외경, 그리고 진원도의 스펙을 모두 충족하는 필터를 제조할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 튜브형 직물 필터 2 : 실
DI : 내경 DO : 외경
111 : 콘 112 : 지지대
120 : 가이드 장치 121 : 고정대
122 : 가이드 기구 123 : 지지체
124 : 고정 프레임 125 : 안내 롤러
130 : 텐션 장치 131 : 브라켓
132 : 지지 프레임 133 : 연결로드
135 : 제1 실가이드 135a : 홀
136 : 제2 실가이드 136a : 홀
137 : 텐션링 138 : 텐션추
139 : 연결고리 140 : 직조 장치
141 : 케이스 142 : 합사대
142a : 제1 합사대 142a' : 홀
142b : 제2 합사대 142b' : 홀
143 : 정렬 플레이트 143a : 홀
144 : 직조기 145 : 제어부
146 : 회전 실린더 147 : 지지체
148 : 니들 실린더 148a : 니들 홈
149 : 니들 150 : 니들 구동부
152 : 동력전달기구 152a : 풀리
152b : 벨트 153 : 정렬편
153a : 홀 154 : 고정 블록
154a : 안내로드 155 : 가동 블록
156 : 구동 실린더 157 : 커넥팅 로드
158 : 회전체 160 : 인출 장치
161, 162 : 이송 롤러 163 : 가이드체
164 : 안착홈 165 : 안착홈
166 : 지지케이스

Claims (21)

1. 궐련형 전자담배에 사용되는 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치에 있어서,
   실들이 감겨있는 복수 개의 콘;
   상기 콘들로부터 인출되는 실들을 안내하는 가이드 장치;
   상기 가이드 장치에 의해 안내되는 각 실에 조절된 장력을 인가하는 텐션 장치;
   상기 텐션 장치에 의해 장력이 조절된 상태로 상기 가이드 장치에 의해 안내된 실들을 공급받아 정해진 내경과 외경을 가지는 튜브형 직물 필터로 직조하는 직조 장치; 및
   상기 직조된 튜브형 직물 필터를 당겨서 직조 장치로부터 배출되도록 하는 인출 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 직조 장치는
   케이스;
   상기 케이스에 설치되어 콘들로부터 인출된 전체 실들을 정해진 가닥 수만큼씩 합사하는 합사대;
   상기 케이스에 설치되고 상기 합사된 실들을 상기 니들 실린더를 이용하여 튜브형 직물 필터로 직조하는 직조기; 및
   상기 합사대와 직조기 사이에 설치되어 합사대에서 합사된 실들을 원형으로 배열되도록 정렬하여 직조기에 공급하는 정렬 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 직조기는
   상기 케이스에 회전 가능하게 설치되어 회전 작동하고 상기 정렬 플레이트에 의해 정렬된 실들을 공급받아 회전시키는 회전 실린더;
   상기 케이스에 상기 회전 실린더 하측으로 설치되는 니들 실린더;
   상기 니들 실린더에 결합된 상태에서 상하로 작동하여 니들 실린더에 구비된 니들을 동시에 상하로 반복 이동시키는 니들 구동부; 및
   상기 케이스 내부에 설치되어 회전 실린더와 니들 구동부의 작동을 위한 동력을 제공하는 구동기구를 포함하고,
   상기 회전 실린더의 회전과 동시에 상기 니들이 니들 구동부에 의해 상하로 반복 이동되면서 회전 실린더를 통과하는 실들을 튜브형 직물 필터로 직조하도록 된 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 합사대는 전, 후방으로 설치되는 제1 합사대와 제2 합사대로 구성되고,
   상기 제1 합사대 및 제2 합사대에는 각각 합사된 실들이 통과하는 홀들이 형성되며,
   상기 제1 합사대의 홀과 제2 합사대의 홀을 차례로 통과한 실들이 상기 정렬 플레이트의 홀들을 통과하도록 되어 있고,
   상기 정렬 플레이트에 상기 실들이 통과하는 홀들이 원형으로 배열되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 직조 장치는 튜브형 직물 필터를 직조하기 위한 니들을 가지는 니들 실린더를 포함하고, 상기 니들 실린더는 8 ~ 10 개의 니들이 설치된 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 직조 장치는 4.5mm ~ 7.5mm의 외경과 1mm ~ 3mm의 내경을 가지는 튜브형 직물 필터를 직조하도록 된 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 직조 장치는,
   튜브형 직물 필터의 단면에서 필터 외주의 적어도 한 점 이상에 접하고 반경이 상이한 동심원들 중 서로 간격이 최소인 가상의 두 원에 대하여 '(작은 원의 반경/큰 원의 반경)×100' (%)를 진원도라 정의하였을 때,
   상기 진원도가 적어도 90% 이상인 튜브형 직물 필터를 직조하도록 된 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 텐션 장치는
   상기 콘이 설치된 지지대에 브라켓을 매개로 고정되어 설치되고 각 콘에서 인출되어 가이드 장치로 연장되는 실이 소정 높이로 통과하도록 된 사각 틀 모양의 지지 프레임;
   상기 지지 프레임의 내측에 상기 실이 통과하는 방향을 따라서 상기 지지 프레임의 전측부와 후측부를 연결하도록 길게 설치되는 연결로드; 및
   상기 연결로드와 실이 내측을 통과하도록 설치되고 자중으로 내측을 통과하는 실에 장력을 작용시키는 텐션링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 지지 프레임의 후측부와 전측부에 각각 제1 실가이드와 제2 실가이드가 일체로 형성되고,
   상기 제1 실가이드와 상기 제2 실가이드에는 각각 실이 통과하도록 된 홀이 형성되며,
   상기 제1 실가이드의 홀과 제2 실가이드의 홀은 실이 지지 프레임에서 일정 높이로 수평으로 통과할 수 있게 상기 지지 프레임을 기준으로 동일한 높이에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
   
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 텐션 장치는 텐션링에 연결고리를 통해 매달리도록 설치되는 텐션추를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 텐션 장치는 연결로드의 길이방향을 따라 배열되는 복수 개의 텐션링을 포함하고, 상기 복수 개의 텐션링들이 내측을 통과하는 실에 의해 지지된 상태에서 선택된 텐션링에 상기 텐션추가 설치되는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
    
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 인출 장치는 직물 필터를 이송하는 이송 롤러를 포함하고, 상기 이송 롤러에서 직물 필터가 접촉하는 주연부에는 직물 필터의 적어도 일부가 삽입될 수 있는 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 장치.
    
13. 궐련형 전자담배에 사용되는 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    실들이 감겨있는 복수 개의 콘들로부터 실들이 인출되어 가이드 장치에 의해 안내되는 단계;
    상기 각 콘으로부터 가이드 장치에 의해 안내되는 실들에 텐선 장치가 각각 조절된 장력을 인가하는 단계;
    상기 텐션 장치에 의해 장력이 조절된 상태로 상기 가이드 장치에 의해 안내된 실들을 직조 장치에서 공급받아 정해진 내경과 외경을 가지는 튜브형 직물 필터로 직조하는 단계; 및
    상기 직조된 튜브형 직물 필터를 인출 장치가 당겨서 직조 장치로부터 배출되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 직조 장치는
    케이스;
    상기 케이스에 설치되어 콘들로부터 인출된 전체 실들을 정해진 가닥 수만큼씩 합사하는 합사대;
    상기 케이스에 설치되고 상기 합사된 실들을 상기 니들 실린더를 이용하여 튜브형 직물 필터로 직조하는 직조기; 및
    상기 합사대와 직조기 사이에 설치되어 합사대에서 합사된 실들을 원형으로 배열되도록 정렬하여 직조기에 공급하는 정렬 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법.
    
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 직조기는
    상기 케이스에 회전 가능하게 설치되어 회전 작동하고 상기 정렬 플레이트에 의해 정렬된 실들을 공급받아 회전시키는 회전 실린더;
    상기 케이스에 상기 회전 실린더 하측으로 설치되는 니들 실린더;
    상기 니들 실린더에 결합된 상태에서 상하로 작동하여 니들 실린더에 구비된 니들을 동시에 상하로 반복 이동시키는 니들 구동부; 및
    상기 케이스 내부에 설치되어 회전 실린더와 니들 구동부의 작동을 위한 동력을 제공하는 구동기구를 포함하고,
    상기 회전 실린더의 회전과 동시에 상기 니들이 니들 구동부에 의해 상하로 반복 이동되면서 회전 실린더를 통과하는 실들을 튜브형 직물 필터로 직조하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법.
    
16. 청구항 13에 있어서,
    상기 직조 장치는 튜브형 직물 필터를 직조하기 위한 니들을 가지는 니들 실린더를 포함하고, 상기 니들 실린더는 8 ~ 10 개의 니들이 설치된 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법.
    
17. 청구항 13에 있어서,
    상기 튜브형 직물 튜브는 4.5mm ~ 7.5mm의 외경과 1mm ~ 3mm의 내경을 가지도록 제조하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법.
    
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 튜브형 직물 필터의 단면에서 필터 외주의 적어도 한 점 이상에 접하고 반경이 상이한 동심원들 중 서로 간격이 최소인 가상의 두 원에 대하여 '(작은 원의 반경/큰 원의 반경)×100' (%)를 진원도라 정의하였을 때, 직조되는 튜브형 직물 필터의 진원도가 적어도 90% 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법.
    
19. 청구항 13에 있어서,
    상기 텐션 장치는
    상기 콘이 설치된 지지대에 브라켓을 매개로 고정되어 설치되고 각 콘에서 인출되어 가이드 장치로 연장되는 실이 소정 높이로 통과하도록 된 사각 틀 모양의 지지 프레임;
    상기 지지 프레임의 내측에 상기 실이 통과하는 방향을 따라서 상기 지지 프레임의 전측부와 후측부를 연결하도록 길게 설치되는 연결로드; 및
    상기 연결로드와 실이 내측을 통과하도록 설치되고 자중으로 내측을 통과하는 실에 장력을 작용시키는 텐션링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법.
    
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 텐션 장치의 텐션링에 연결고리를 이용하여 텐션추를 추가로 설치하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법.
    
21. 청구항 20에 있어서,
    상기 텐션 장치에서 연결로드의 길이방향을 따라 배열되는 복수 개의 텐션링을 사용하고,
    상기 복수 개의 텐션링들이 내측을 통과하는 실에 의해 지지된 상태에서, 선택된 텐션링에 정해진 중량을 가지는 상기 텐션추를 설치하는 것을 특징으로 하는 전자담배용 궐련의 필터를 제조하기 위한 방법.

Images