KR20200045536A - 담배 산업 제품의 성형 - Google Patents

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KR20200045536A
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사무엘 휘펜
토마스 브라이스
존 리차드슨
칼 칼주라
게르하르트 르 루스
아놀드 허홀트
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브리티시 아메리칸 토바코 (인베스트먼츠) 리미티드
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Abstract

담배 산업 제품을 성형하기 위한 장치가 설명되어 있으며, 상기 장치는 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키도록 구성된 성형 헤드를 포함한다. 상기 장치는 또한 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키기 위해, 성형 헤드가 담배 산업 제품과 접촉하게 되도록 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시키도록 구성된 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 담배 산업 제품의 종축에 실질적으로 평행한 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 성형 헤드는 담배 산업 제품의 형상을 변경시키기 위해 담배 산업 제품의 제1 종방향 단부면 및/또는 내부면과 접촉하게 될 수 있다. 또한, 담배 산업 제품을 성형하는 대응 방법, 및 상기 방법을 사용하여 형성된 담배 산업 제품이 설명되어 있다.

Description

담배 산업 제품의 성형
본 발명은 담배 산업 제품(tobacco industry product)을 성형하기 위한 장치 및 방법과, 상기 방법에 의해 형성된 담배 산업 제품에 관한 것이다.
시가렛들(cigarettes) 및 다른 흡연 물품들(smoking articles)은 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸(aerosol), 예컨대 시가렛들의 경우에는 연기를 생성한다. 필터는 흡연 물품의 일부로서 제공될 수 있거나, 사용자에 의해 흡연 물품에 부착되거나 결합될 수 있는 별도의 구성요소로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품에 의해 생성된 에어로졸에 향미제(flavourant)를 부가함으로써; 필터들(filters)은 흡연 물품에 의해 생성된 에어로졸의 특성들을 변경시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 담배 산업 제품을 성형하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는, 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키도록 구성된 성형 헤드(shaping head); 및 제1 단부의 형상을 변경시키기 위해, 성형 헤드가 담배 산업 제품의 제1 단부와 접촉하게 되도록 담배 산업 제품의 종축과 실질적으로 평행한 방향으로 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시키도록 구성된 액추에이터(actuator)를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 담배 산업 제품을 성형하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는, 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키도록 구성된 성형 헤드; 및 제1 단부의 형상을 변경시키기 위해, 성형 헤드가 담배 산업 제품의 제1 종방향 단부면 및/또는 내부면과 접촉하게 되도록 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시키도록 구성된 액추에이터를 포함한다.
액추에이터는 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 왕복운동 방식으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
성형 헤드는 모따기된 프로파일(chamfered profile)을 가질 수 있다.
성형 헤드는 형상이 실질적으로 원뿔형, 원통형 또는 반구형일 수 있다.
성형 헤드는 모따기된 프로파일을 갖는 부분 및 형상이 실질적으로 원뿔형, 원통형 또는 반구형인 부분을 가질 수 있다.
성형 헤드는 1 차, 2 차, 3 차, 4 차, 5 차, 6 차, 7 차, 8 차, 또는 무한 회전 대칭을 가질 수 있다.
성형 헤드는 종축을 가질 수 있고, 상기 장치는 성형 헤드의 종축을 중심으로 성형 헤드를 회전시키도록 구성될 수 있다.
상기 장치는 사용 시에 성형 헤드의 종축이 담배 산업 제품의 종축과 정렬되도록 구성될 수 있다.
성형 헤드는 복수의 성형 헤드들 중 하나를 포함할 수 있으며, 제1 단부의 형상을 변경시키기 위해, 각각의 성형 헤드는 담배 산업 제품의 각각의 제1 단부와 접촉하게 되도록 배열되고, 헤드 지지 유닛(head support unit)이 복수의 성형 헤드들을 지지하도록 배열될 수 있다.
복수의 성형 헤드들 및 헤드 지지 유닛은 드럼(drum) 상에 제공될 수 있다. 드럼은 제1 복수의 성형 헤드들 및 제1 헤드 지지 유닛을 포함하는 제1 드럼을 포함할 수 있고, 상기 장치는 제2 복수의 성형 헤드들 및 제2 복수의 성형 헤드들을 지지하도록 배열된 제2 헤드 지지 유닛을 포함하는 제2 드럼을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 드럼들은 기계에서 직렬 또는 병렬로 작동하도록 배열될 수 있다.
드럼은 담배 산업 제품을 파지하도록 각각 배열된 복수의 수용 유닛들을 포함할 수 있다.
상기 장치는 상기 또는 각각의 성형 헤드가 상기 또는 각각의 담배 산업 제품과 접촉하게 되는 동안에 상기 또는 각각의 담배 산업 제품의 제2 단부를 가압하도록 배열된 가압 부재(pushing member)를 포함할 수 있다. 가압 부재는 탄성 변형 가능한 재료로 형성될 수 있다.
상기 장치는 성형 헤드를 가열하도록 배열된 가열 요소를 포함할 수 있다.
성형 헤드는 유도에 의해 가열될 수 있는 재료로 형성될 수 있고, 가열 요소는 유도에 의해 성형 헤드를 가열하도록 배열될 수 있다.
상기 장치는 담배 산업 제품 주위로 적어도 부분적으로 슬리브(sleeve)를 래핑하도록 배열된 래핑 유닛(wrapping unit)을 포함할 수 있다.
상기 장치는 담배 산업 제품을 2 개의 담배 산업 제품들로 분할하도록 배열된 절단 유닛(cutting unit)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 담배 산업 제품을 성형하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 담배 산업 제품을 제공하는 단계; 및 성형 헤드가 담배 산업 제품의 제1 단부와 접촉하게 되도록 담배 산업 제품의 종축과 실질적으로 평행한 방향으로 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시킴으로써 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 담배 산업 제품을 성형하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 담배 산업 제품을 제공하는 단계; 및 성형 헤드가 담배 산업 제품의 제1 종방향 단부면 및/또는 내부면과 접촉하게 되도록 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시킴으로써 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키는 단계를 포함한다.
상기 방법은 성형 헤드의 종축을 중심으로 성형 헤드를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시키는 것은 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 왕복운동 방식으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
담배 산업 제품을 제공하는 단계는 담배 산업 제품을 수용 유닛(receiving unit) 내로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 담배 산업 제품을 수용 유닛에서 파지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 복수의 담배 산업 제품 각각의 제1 단부의 형상을 복수의 성형 헤드들을 사용하여 동시에 변경시키는 단계를 포함할 수 있다. 성형 헤드들은 직렬 또는 병렬 구성으로 배열된 제1 및 제2 드럼들 상에 제공될 수 있다.
상기 방법은 담배 산업 제품 주위로 적어도 부분적으로 슬리브를 래핑하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 또는 각각의 성형 헤드를 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 또는 각각의 담배 산업 제품을 2 개의 담배 산업 제품들로 분할하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기에 제시된 방법을 사용하여 형성된 담배 산업 제품이 제공된다.
이제, 본 발명의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1a는 필터 재료로 형성된 튜브를 포함하고 흡연 물품의 일부를 형성하는 제1 필터 유닛의 측단면도이고;
도 1b는 도 1a의 제1 필터 유닛에 사용된 튜브에 대한 대안으로서 사용하기 위한 외부 모따기된 튜브의 측단면도이며;
도 1c는 도 1a의 필터 재료로 형성된 튜브의 추가의 측단면도이고;
도 1d는 도 1b의 외부 모따기된 튜브의 추가의 측단면도이며;
도 1e는 도 1a의 제1 필터 유닛과 함께 사용하기 위한 필터 인서트의 측단면도이고;
도 2는 필터 재료로 형성된 튜브를 포함하고 별도의 흡연 물품과 함께 사용하기 위한 개별 유닛으로서 제공되는 제2 필터 유닛의 측단면도이며;
도 3a는 리세스를 포함하는 필터 본체를 포함하고 흡연 물품의 일부를 형성하는 제3 필터 유닛의 측단면도이고;
도 3b는 도 3a의 제3 필터 유닛의 단부도이며;
도 3c는 삼각형 형상의 리세스를 갖는 다른 제3 필터 유닛 디자인의 단부도이고;
도 3d는 육각형 형상의 리세스를 갖는 다른 제3 필터 유닛 디자인의 단부도이며;
도 3e는 실질적으로 원뿔 형상의 리세스를 갖는 다른 제3 필터 유닛 디자인의 단부도이고;
도 3ee는 도 3e의 제3 필터 유닛 디자인의 측단면도이며;
도 3f는 절두 원뿔 형태의 제1 부분, 원통 형태의 제2 부분 및 원뿔 형태의 제3 부분을 갖는 리세스를 갖는 다른 제3 필터 유닛 디자인의 단부도이고;
도 3ff는 도 3f의 제3 필터 유닛 디자인의 측단면도이며;
도 3g는 원통 형태의 제1 부분 및 원뿔 형태의 제2 부분을 갖는 리세스를 갖는 다른 제3 필터 유닛 디자인의 단부도이고;
도 3gg는 도 3g의 제3 필터 유닛 디자인의 측단면도이며;
도 3h는 마름모꼴 프리즘 형태의 리세스를 갖는 다른 제3 필터 유닛 디자인의 단부도이고;
도 3hh는 도 3h의 제3 필터 유닛 디자인의 측단면도이며;
도 3i는 대문자 'L' 형태의 리세스를 갖는 다른 제3 필터 유닛 디자인의 단부도이고;
도 3ii는 도 3i의 제3 필터 유닛 디자인의 측단면도이며;
도 3j는 대문자 'Y' 형태의 리세스를 갖는 다른 제3 필터 유닛 디자인의 단부도이고;
도 3jj는 도 3j의 제3 필터 유닛 디자인의 측단면도이며;
도 4는 시트 재료로 형성된 튜브를 포함하고 별도의 흡연 물품과 함께 사용하기 위한 개별 구성요소로서 제공되는 제4 필터 유닛의 측단면도이고;
도 5a 내지 도 5e는 담배 산업 제품을 성형하기 위한 제1 성형 장치의 사시도들이며;
도 5f 및 도 5g는 담배 산업 제품을 성형하기 위한 제2 성형 장치의 사시도들이고;
도 5h는 병렬로 작동하도록 배열된 도 5f 및 도 5g의 2 개의 제2 성형 장치를 포함하는 기계의 측면도이며;
도 6a 내지 도 6o는 도 5a 내지 도 5e 및 도 5f 및 도 5g의 제1 및 제2 장치와 함께 사용하기 위한 각각의 제1 내지 제15 성형 헤드들의 측면도들이고, 이 측면도들은 도 6aa 내지 도 6oo의 각각의 화살표들의 방향으로부터 본 것이고;
도 6aa 내지 도 6oo는 도 6a 내지 도 6o의 각각의 제1 내지 제15 성형 헤드들의 단부도들이며;
도 7은 담배 산업 제품을 성형하는 방법을 예시하는 흐름도이고;
도 8은 담배 산업 제품을 성형하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "담배 산업 제품"은, 시가렛들(cigarettes), 시가릴로들(cigarillos), 시가들(cigars), 파이프들(pipes) 또는 손으로 만 시가렛들(roll-your-own cigarettes)을 위한 담배(담배, 담배 파생품들(tobacco derivatives), 팽화 담배(expanded tobacco), 재생 담배(reconstituted tobacco), 담배 대용품들(tobacco substitutes), 또는 다른 흡연 가능한 재료에 기초하든지 간에)와 같은 연소성 흡연 물품들 및 그 구성요소들, e-시가렛들(e-cigarettes)과 같은 전자 흡연 물품들 및 그 구성요소들, 담배 가열 제품들과 같이 태우지 않고 기재 재료들로부터 화합물들을 방출하는 가열 디바이스들, 및 기재 재료들의 조합으로부터 에어로졸(aerosol)을 발생시키기 위한 하이브리드 시스템들(hybrid systems), 예를 들어, 액체 또는 겔(gel) 또는 고체 기재를 보유하는 하이브리드 시스템들; 및 무에어로졸 니코틴 전달 물품들(aerosol-free nicotine delivery articles) 및 그 구성요소들, 예컨대 로젠지들(lozenges), 껌들(gums), 패치들(patches), 통기성 분말들을 포함하는 물품들 및 스누스(snus) 및 스너프(snuff)와 같은 무연 담배 제품들을 포함하는 흡연 물품들을 포함하는 것으로 의도된다. 상기 물품들의 구성요소들은 흡연 물품들과 같은 제품들에 사용하기 위한 필터 유닛들(filter units), 필터 플러그들(filter plugs), 필터 인서트들(filter inserts) 및 튜브들을 포함한다.
일 실시예에서, 담배 산업 제품은 시가렛, 시가릴로 및 시가로 구성된 그룹으로부터 선택된 연소용 흡연 물품이다.
일 실시예에서, 담배 산업 제품은 불연성(non-combustible) 흡연 물품이다.
일 실시예에서, 담배 산업 제품은 기재 재료를 가열하되 태우지 않음으로써 화합물들을 방출하는 가열 디바이스이다. 기재 재료는, 예를 들어, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다. 일 실시예에서, 가열 디바이스는 담배 가열 디바이스이다.
일 실시예에서, 담배 산업 제품은 기재 재료들의 조합을 가열하되 태우지 않음으로써 에어로졸을 발생시키기 위한 하이브리드 시스템이다. 기재 재료들은, 예를 들어, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 고체, 액체 또는 겔을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하이브리드 시스템은 액체 또는 겔 기재 및 고체 기재를 포함한다. 고체 기재는, 예를 들어, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다. 일 실시예에서, 하이브리드 시스템은 액체 또는 겔 기재 및 담배를 포함한다. 본원에 설명된 필터 유닛들은 흡연 물품의 일체형 구성요소 또는 흡연 물품과 별도인 개별 구성요소로서 사용자들에게 제공될 수 있다. 별도로 제공되는 경우, 필터 유닛들 및 흡연 물품들은 별도로 포장되거나, 부품들의 키트(kit)로서 함께 포장될 수 있다.
시가렛들과 같은 흡연 물품들 및 그 포맷들(formats)은 종종 시가렛 길이에 따라 하기와 같이 명명된다: "레귤러(regular)"(전형적으로 68 내지 75 ㎜ 범위, 예를 들어, 약 68 ㎜ 내지 약 72 ㎜ 범위), "숏(short)" 또는 "미니(mini)"(68 ㎜ 이하), "킹-사이즈(king-size)"(전형적으로 75 내지 91 ㎜ 범위, 예를 들어, 약 79 ㎜ 내지 약 88 ㎜ 범위), "롱(long)" 또는 "슈퍼-킹(super-king)"(전형적으로 91 내지 105 ㎜ 범위, 예를 들어, 약 94 ㎜ 내지 약 101 ㎜ 범위) 및 "울트라-롱(ultra-long)"(전형적으로 약 110 ㎜ 내지 약 121 ㎜ 범위).
이들은 또한 시가렛 원주에 따라 하기와 같이 명명된다: "레귤러(regular)"(약 23 내지 25 ㎜), "와이드(wide)"(25 ㎜ 초과), "슬림(slim)"(약 22 내지 23 ㎜), "데미-슬림(demi-slim)"(약 19 내지 22 ㎜), "슈퍼-슬림(super-slim)"(약 16 내지 19 ㎜) 및 "마이크로-슬림(micro-slim)"(약 16 ㎜ 미만). 따라서, 킹-사이즈, 슈퍼-슬림 포맷의 시가렛은 예를 들어, 약 83 ㎜의 길이 및 약 17 ㎜의 원주를 가질 것이다. 레귤러, 킹-사이즈 포맷의 시가렛들은 많은 고객들이 선호하며, 즉 23 내지 25 ㎜의 원주 및 75 내지 91 ㎜의 전체 길이를 갖는다.
각각의 포맷은 상이한 길이들의 필터들을 갖도록 제조될 수 있으며, 보다 작은 필터들이 일반적으로 보다 작은 길이들 및 원주들의 포맷들에 사용된다. 전형적으로, 필터 길이는 숏, 레귤러 포맷들과 연관된 약 15 ㎜ 내지 울트라-롱, 슈퍼-슬림 포맷들과 연관된 30 ㎜일 것이다. 티핑 종이(tipping paper)는 필터보다 긴 길이를 갖고, 예를 들어, 3 내지 10 ㎜ 더 길고, 그에 따라 티핑 종이는 필터를 덮고 담배 로드(tobacco rod)와 중첩되어 필터를 담배 로드에 연결한다.
본원에 설명된 흡연 물품들 및 필터 유닛들은 상기 포맷들 중 임의의 것으로 제조될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
본원에 설명된 임의의 필터 유닛들 또는 다른 필터 구성요소들을 형성하는 필터 재료는 셀룰로오스 아세테이트 섬유 토우(cellulose acetate fibre tow)를 포함할 수 있다. 필터 재료는 또한, 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리락트산(PLA), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리(1-4 부탄디올 석시네이트)(PBS), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)(PBAT), 전분계 재료, 종이, 면, 지방족 폴리에스테르 재료들 및 다당류 중합체들 또는 이들의 조합과 같은, 섬유들을 형성하는데 사용되는 다른 재료들을 사용하여 형성될 수 있다. 필터 재료,는 필터 재료가 셀룰로오스 아세테이트 토우인 트리아세틴과 같은 필터 재료에 적합한 가소제(plasticiser)로 가소화될 수 있거나, 가소화되지 않을 수도 있다. 필터 유닛 또는 다른 필터 구성요소를 제조하는데 사용되는 토우는 'Y'자형 또는 다른 단면, 필라멘트 당 2.5 내지 15 데니어(denier), 예를 들어, 필라멘트 당 3.0 내지 9.0 데니어의 필라멘트 데니어 값들, 및 10,000 내지 50,000, 예를 들어, 15,000 내지 45,000의 총 데니어 값들을 갖는 섬유들과 같은 임의의 적합한 사양을 사용할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어들 "향미(flavour)" 및 "향미제(flavourant)"는, 지역 규제들(local regulations)이 허용하는 경우, 성인 소비자들을 위해 제품에 원하는 맛 또는 향기를 생성하는데 사용될 수 있는 재료들을 지칭한다. 이들은 추출물들(예컨대, 감초, 수국, 일본 흰 껍질 목련 잎(Japanese white bark magnolia leaf), 카모마일(chamomile), 호로파(fenugreek), 정향(clove), 멘톨(menthol), 일본 민트(Japanese mint), 아니스열매(aniseed), 시나몬(cinnamon), 허브(herb), 윈터그린(wintergreen), 체리(cherry), 베리(berry), 복숭아, 사과, 드람뷔(Drambuie), 버번(bourbon), 스카치(scotch), 위스키(whiskey), 스피아민트(spearmint), 페퍼민트(peppermint), 라벤더(lavender), 카다멈(cardamom), 셀러리(celery), 카스카라야(cascarilla), 육두구(nutmeg), 샌달우드(sandalwood), 베르가못(bergamot), 제라늄(geranium), 허니 에센스(honey essence), 로즈 오일(rose oil), 바닐라(vanilla), 레몬 오일(lemon oil), 오렌지 오일(orange oil), 카시아(cassia), 캐러웨이(caraway), 코냑(cognac), 자스민(jasmine), 일랑-일랑(ylang-ylang), 세이지(sage), 회향(fennel), 피망, 생강, 아니스(anise), 고수(coriander), 커피, 또는 멘타 속(genus Mentha)의 임의의 종들로부터의 민트 오일), 향미 증강제들(flavour enhancers), 쓴맛 수용체 부위 차단제들(bitterness receptor site blockers), 감각 수용체 부위 활성화제들(sensorial receptor site activators) 또는 자극제들(stimulators), 당류 및/또는 당 대용물들(예컨대, 수크랄로스(sucralose), 아세설팜 칼륨(acesulfame potassium), 아스파탐(aspartame), 사카린(saccharine), 사이클라메이트들(cyclamates), 락토오스(lactose), 수크로스(sucrose), 글루코스(glucose), 프룩토스(fructose), 소르비톨(sorbitol) 또는 만니톨(mannitol)), 및 목탄(charcoal), 엽록소, 미네랄들, 식물생약들(botanicals) 또는 호흡 청정제들(breath freshening agents)과 같은 다른 물질들 또는 첨가제들을 포함할 수 있다. 이들은 인조, 합성 또는 천연 성분들 또는 이들의 블렌드들일 수 있다. 이들은 임의의 적합한 형태, 예를 들어, 오일, 액체 또는 분말일 수 있다.
본원에 설명된 도면들에서, 유사한 참조 번호들은 동등한 특징부들, 물품들 또는 구성요소들을 예시하는데 사용된다.
도 1a는 본 예에서 필터 재료로 형성된 튜브(2)를 포함하고 흡연 물품(3)의 일부를 형성하는 제1 필터 유닛(1)의 측단면도이다. 흡연 물품(3)은 흡연 시에 사용자의 입에 배치되도록 배열된 마우스 단부(mouth end)(3a) 및 흡연 시에 점화되도록 배열된 점화 단부(lit end)(3b)를 갖는다. 필터 유닛(1)은 티핑 종이(5)에 의해, 에어로졸 발생 재료(4), 본 경우에는 로드 형태의 절단된 담배에 연결된다. 에어로졸 발생 재료(4)는 래퍼(wrapper)(6), 예를 들어, 시가렛 종이로 래핑(wrapping)된다.
튜브(2)는 튜브의 종방향 길이를 따라 취한 단면들에 대해, 본 예에서는 실질적으로 원형의 단면인 내부면 및 외부면을 갖는 벽을 포함한다. 튜브(2)의 내경은 튜브의 벽의 내부면 상의 2 개의 정반대 지점들 사이로 규정되는 한편, 튜브(2)의 외경은 튜브의 벽의 외부면 상의 2 개의 정반대 지점들 사이로 규정된다 . 튜브(2)의 벽은 약 0.5 ㎜ 내지 약 5 ㎜ 범위의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 벽은 약 1 ㎜ 내지 약 4 ㎜, 약 1.0 ㎜ 내지 약 3 ㎜ 또는 약 1.0 ㎜ 내지 약 2 ㎜, 또는 약 1.5 ㎜ 내지 2.5 ㎜, 또는 약 1.3 ㎜의 두께를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 벽은 약 2.2 ㎜의 두께를 갖고, 약 3.0 ㎜의 내경 및 약 23.4 ㎜의 외주를 가질 수 있다. 벽 두께가 튜브(2)의 길이를 따라 변하는 경우, 상기에 제시된 두께 값들은 벽의 최대 두께로서 취해질 수 있다.
튜브(2)는 제1 부분(2a) 및 제2 부분(2b)을 갖는다. 도 1에서, 이들 부분들(2a, 2b)은 튜브(2)의 길이를 따라 종방향으로 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 부분들(2a, 2b)은 파선(X)으로 표시된 튜브 상의 종방향 포지션의 양측에 배열된다. 튜브(2)의 제1 부분(2a)은 흡연 물품(3)의 마우스 단부(3a)에서 가장 먼 튜브(2)의 단부로부터 파선(X)까지 연장되고, 튜브(2)의 제2 부분(2b)은 파선(X)으로부터 흡연 물품의 마우스 단부(3a)까지 연장된다. 튜브(2)의 제1 부분(2a)의 내경은 튜브(2)의 제2 부분(2b)의 내경과 상이하다. 제2 부분(2b)은 필터 유닛의 원위 단부, 특히 본 예에서의 흡연 물품(3)의 마우스 단부(3a)에 있다.
본 예에서, 도 1a에서 화살표(B)로 예시된 제2 부분(2b)의 내경은 화살표(A)로 예시된 제1 부분(2a)의 내경보다 크다. 제1 부분(2a)의 내경(A)은 약 2 ㎜ 내지 약 6 ㎜, 약 3 ㎜ 내지 약 5 ㎜, 또는 약 3 ㎜ 내지 약 4 ㎜의 범위일 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(2a)의 내경은 약 3 ㎜, 약 4 ㎜ 또는 약 5 ㎜일 수 있다. 제2 부분(2b)의 내경(B)은 본 예에서 제2 부분(2b)의 길이를 따라 변한다. 제2 부분(2b)의 최대 내경(B)은 약 2.5 ㎜ 내지 약 8 ㎜, 약 3 ㎜ 내지 약 7 ㎜, 또는 약 4 ㎜ 내지 약 6 ㎜의 범위일 수 있다. 예를 들어, 제2 부분(2b)의 최대 내경(B)은 약 5 ㎜일 수 있다. 특정 실시예에서, 벽은 약 2.2 ㎜의 제1 부분(2a)의 두께 및 약 3 ㎜의 제1 부분의 내경(A)을 가질 수 있고, 제2 부분(2b)의 최대 내경(B)은 약 5.45 ㎜일 수 있는 한편, 튜브(2)는 약 23.4 ㎜의 외주를 갖는다. 대안적인 예들에서, 튜브(2)의 원주는 약 20 ㎜ 내지 약 25 ㎜, 예를 들어, 약 22 ㎜ 내지 약 25 ㎜에서 변할 수 있다. 튜브(2)의 원주는 예를 들어, 약 24.8 ㎜, 약 23.4 ㎜ 또는 약 22 ㎜ 초과일 수 있다.
튜브(2)의 전체 길이는 약 3 ㎜ 내지 약 25 ㎜, 또는 약 5 ㎜ 내지 약 12 ㎜의 범위일 수 있다. 예를 들어, 튜브(2)의 길이는 약 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 ㎜일 수 있다.
제1 부분(2a)의 길이는 약 2 ㎜ 내지 약 25 ㎜, 또는 약 4 ㎜ 내지 약 10 ㎜의 범위일 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(2a)의 길이는 약 4, 5, 6, 7, 8 또는 9 ㎜일 수 있다.
제2 부분(2b)의 길이는 약 0.5 ㎜ 내지 8 ㎜의 범위일 수 있다. 예를 들어, 제2 부분(2b)의 길이는 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 3 ㎜, 약 2 ㎜ 또는 약 1.2 ㎜일 수 있다.
제2 부분(2b)의 내경의 불균일부(non-uniformity)는 흡연 물품의 마우스 단부(3a)에 가장 근접한 튜브(2)의 단부에서 필터 재료를 압입(indenting)함으로써 형성될 수 있다. 필터 재료의 튜브(2)는 흡연 물품(3)의 마우스 단부(3a)에서의 튜브(2)의 단부에 제1 단부면을 갖고, 제1 단부면과는 반대측의 그의 종방향 단부에 제2 단부면을 가질 수 있다. 본 예에서, 제1 및 제2 단부면들은 종축에 수직이지만, 대안적으로는 이들은 종축에 대해 90° 이외의 각도로 있을 수 있다. 필터 재료의 튜브(2)는 상기 제1 및 제2 단부면들 사이에서 연장되는 복수의 연속 섬유들로 형성된다. 예를 들어, 필터 재료는 3 dpf 내지 8 dpf의 필라멘트 당 데니어 및 15,000 내지 40,000 데니어의 총 데니어를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 토우일 수 있다. 일 예에서, 필터 재료는 5 dpf의 필라멘트 당 데니어 및 30,000 데니어의 총 데니어를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 토우를 포함한다. 다른 예에서, 필터 재료는 7 dpf의 필라멘트 당 데니어 및 36,000 또는 33,000 데니어의 총 데니어를 갖는 셀룰로오스 아세테이트 토우를 포함한다. 필터 재료는 12 중량% 내지 25 중량%의 가소제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터 재료는 약 15 중량% 내지 21 중량%의 가소제, 또는 약 17 중량% 내지 18 중량%의 가소제를 포함할 수 있다. 필터 재료의 밀도는 상기 제2 단부면보다 제1 단부면에서 더 크다. 이것은, 예를 들어, 감소된 직경을 갖는 제2 부분(2b)을 형성하기 위한 필터 재료의 압입 또는 다른 압축으로 인한 것이다.
본원에 설명된 필터 유닛들의 '제품내(in-product)' 필터 경도는 보르그발트 H10(Borgwaldt H10) 측정 디바이스 또는 유사한 장치를 사용하여 최종 제품에서 필터 유닛의 마우스 단부로부터 3 ㎜에서 측정될 때의 필터 강성을 지칭한다. 제품내 경도는 필터 세그먼트(filter segment)의 높이 h0과 규정된 하중이 인가된 잔류 높이 h1 사이의 비율로서 규정된다. 그것은 h0의 백분율로 기술된다(따라서 물리적 측정 단위를 갖지 않음).
제품내 경도 = (h0/h1)×100
여기서,
h0 = 초기 높이
h1 = (하중 하에서의)잔류 높이
샘플들은 22 ℃/60 %r.H에서 최소 48 시간 동안 컨디셔닝(conditioning)되었다. 총 20 개의 시편들이 시험된다.
기기 파라미터들은 다음과 같이 설정된다:
하강 속도 : 0.6 ㎜/s
하중 중량 : 150 g
부하 시간 : 5 s
접촉 시간 : 1 s
접촉 중량 : 2 g
하부 하중 바아 : 평탄함(plain)
상부 하중 바아 : R 3 ㎜
보르그발트 H10 측정 디바이스의 사용 시에, 샘플들은 호퍼(hopper) 내에 배치되고, 각각의 개별 샘플이 하중 바아 아래의 첫 번째 측정 포지션에서 h0 및 h1 모두에 대해 측정되도록 시험이 자동으로 수행된다. 다음에, 샘플은 다음 측정 포지션으로 이동되고, 높이들이 다시 측정될 것이다. 제공된 모든 샘플들이 모든 측정 포지션들에서 측정될 때까지 프로세스가 반복된다.
튜브가 시가렛의 마우스-단부 필터 구성요소를 형성한 상태로 상기 프로세스에 따라 측정된 본원에 설명된 튜브들의 경도는 약 85% 내지 95%, 특히 약 88% 내지 94%, 그리고 일 예에서는 약 89%일 수 있다. 제2 부분(2b)의 내경의 불균일부를 형성하기 위해 필터 재료를 압입하는 프로세스는 튜브의 경도를 약 2% 내지 약 10%, 약 2% 내지 약 6% 또는 약 5% 또는 약 6%만큼 증가시킬 수 있다. 튜브가 3 ㎜의 내경, 23.4 ㎜의 외주, 5.0Y30,000의 토우 사양 및 시가렛에의 적용 전의 92%의 기본 로드 경도를 갖는 일 예에서, 경도는 시가렛에 적용되었을 때 84.7%로 측정되었고, 45°, 1.2 ㎜ 깊이의 챔퍼가 튜브의 내부 마우스-단부 에지에 적용되었을 때 89.4%로 측정되었다. 튜브 세그먼트는 길이가 7 ㎜이며, 49 ㎎의 세그먼트 중량(래핑되지 않음) 및 17% 트리아세틴 가소제를 갖는다. 튜브는 제1 및 제2 상류 필터 세그먼트들(예를 들어, 필터 재료, 및 필터 재료의 중앙 부분 내에 매립된 본원에 설명되는 3.0 ㎜ 캡슐을 포함하는 제1 세그먼트와, 제1 세그먼트의 상류에 있고 필터 재료 내에 분산된 활성탄 입자들을 포함하는 제2 세그먼트)과 조합된다. 전체 필터 길이는 약 15 ㎜ 내지 약 30 ㎜, 예를 들어, 약 27 ㎜일 수 있다.
튜브가 3 ㎜의 내경, 23.4 ㎜의 외주, 7.0Y33,000의 토우 사양 및 시가렛에의 적용 전의 94%의 기본 로드 경도를 갖는 다른 예에서, 경도는 시가렛에 적용되었을 때 87.9%로 측정되었고, 45°, 1.2 ㎜ 깊이의 챔퍼가 튜브의 내부 마우스-단부 에지에 적용되었을 때 91.6%로 측정되었다. 튜브 세그먼트는 길이가 7 ㎜이며, 54 ㎎의 세그먼트 중량(래핑되지 않음) 및 17% 트리아세틴 가소제를 갖는다. 튜브는 전술한 바와 같은 제1 및 제2 상류 필터 세그먼트들과 조합된다.
튜브가 3 ㎜의 내경, 23.4 ㎜의 외주, 7.0Y36,000의 토우 사양 및 시가렛에의 적용 전의 96%의 기본 로드 경도를 갖는 다른 예에서, 경도는 시가렛에 적용되었을 때 91.2%로 측정되었고, 45°, 1.2 ㎜ 깊이의 챔퍼가 튜브의 내부 마우스-단부 에지에 적용되었을 때 93.3%로 측정되었다. 튜브 세그먼트는 길이가 7 ㎜이며, 60 ㎎의 세그먼트 중량(래핑되지 않음) 및 18% 트리아세틴 가소제를 갖는다. 튜브는 전술한 바와 같은 제1 및 제2 상류 필터 세그먼트들과 조합된다.
튜브 토우 중량은 예를 들어, 84 ㎜의 기본 로드 길이에 대해 600 내지 800 ㎎, 예를 들어, 700 ㎎ 내지 730 ㎎의 범위일 수 있다.
하기 표 1은 튜브의 내부 마우스-단부 에지에 적용된 45°, 1.2 ㎜ 깊이의 챔퍼에 기초하여 모따기 이전 및 이후의 튜브들에 대한 경도 레벨을 제공한다. 3 개의 시작 튜브 디자인들 각각에 대해 50 개의 샘플들이 시험되었다.
Figure pct00001
대안적으로, 제2 부분(2b)의 내경 불균일부는 튜브(2)의 단부를 절단하여 튜브(2)의 단부로부터 필터 재료를 제거함으로써 형성될 수 있다. 이것은 튜브 경도의 증가보다는 감소를 야기할 수 있다.
본 예에서, 도 1a에 예시된 바와 같이, 제2 부분(2b)의 외경은 제1 부분(2a)의 외경과 동일하다.
본 예에서, 제1 부분(2a) 및 제2 부분(2b) 각각은 제1 단부 및 제2 단부를 갖는다. 제1 부분(2a)의 제2 단부는 제2 부분(2b)의 제1 단부에 인접하고, 제2 부분(2b)의 제1 단부와 실질적으로 동일한 내경을 갖는다.
튜브(2)는 종축(도시되지 않음)을 갖는다. 제1 부분(2a)의 내부면은 튜브(2)의 종축과 실질적으로 평행하다. 제2 부분(2b)의 내부면은 본 예에서 튜브(2)의 종축에 대해 소정 각도로 되도록 모따기되어 있다. 제2 부분(2b)의 내경은 필터 유닛의 원위 단부, 예를 들어, 마우스 단부(3a)로부터의 거리에 따라 감소한다. 튜브(2)의 제2 부분(2b)의 내부면을 따르는 직선과 튜브(2)의 종축 사이의 교차 각도는 90° 이외의 임의의 각도, 예를 들어, 약 10° 내지 약 80°, 또는 약 20 내지 약 70°, 또는 약 30 내지 약 60° 범위의 각도일 수 있다. 예를 들어, 각도는 약 45°일 수 있다.
도 1c는 도 1a의 필터 재료로 형성된 튜브(2)의 다른 측단면도로서, 튜브(2)의 제2 부분(2b)의 내부면을 따르는 직선(Z)과 튜브(2)의 종축(Y) 사이의 교차 각도(θ)를 예시하고 있다. 교차 각도(θ)는 90° 이외의 임의의 각도, 예를 들어, 약 10° 내지 약 80°, 또는 약 20° 내지 약 70°, 또는 약 30° 내지 약 60° 범위의 각도일 수 있다. 예를 들어, 각도는 약 45°일 수 있다.
균일하게 모따기된 내부 에지를 갖는 튜브(2)가 도 1a 및 도 1c를 참조하여 설명되었지만, 다른 튜브 형상들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 튜브(2)의 제2 부분(2b)은 제2 부분(2b)의 길이를 따라 균일한 내경(B)을 가질 수 있고, 따라서 제1 부분(2a)과 제2 부분(2b) 사이의 선(X)으로 도시된 위치에 단차를 형성한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 튜브(2)의 제2 부분(2b)의 내경과 관련하여 설명된 바와 같은 챔퍼 또는 단차는 튜브(2)의 제2 부분(2b)의 외경에 제공될 수 있다.
도 1b는 도 1a의 흡연 물품(3)에 사용된 튜브(2) 대신에 사용될 수 있는 외부 모따기된 튜브(2')를 예시하며, 여기서 챔퍼는 튜브(2')의 외부 에지에 제공되고, 그에 따라 도 1b에 화살표(D)로 예시된 제2 부분(2b')의 외경은 화살표(C)로 예시된 제1 부분(2a')의 외경보다 작다. 도 1d는 도 1b의 외부 모따기된 튜브의 다른 측단면도이다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 튜브(2')는 종축(Y)을 갖는다. 제1 부분(2a')의 외부면은 튜브(2')의 종축(Y)과 실질적으로 평행하다. 제2 부분(2b')의 외부면은 본 예에서 튜브(2')의 종축에 대해 소정 각도로 되도록 모따기되어 있다. 튜브(2')의 제2 부분(2b')의 외부면을 따르는 직선(Z)과 튜브(2')의 종축(Y) 사이의 교차 각도(θ)는 90° 이외의 임의의 각도, 예를 들어, 약 10° 내지 약 80°, 또는 약 20° 내지 약 70°, 또는 약 30° 내지 약 60° 범위의 각도일 수 있다. 예를 들어, 각도는 약 45°일 수 있다.
요약하면, 튜브들(2, 2')은 필터 재료로 형성되고 종축(Y)을 가지며, 튜브(2, 2')의 내부면 또는 외부면의 적어도 일부를 따르는 직선(Z)은 종축(Y)과 90° 이외의 각도로 교차할 것이다. 튜브(2, 2')의 내부면 또는 외부면은 튜브(2, 2')의 종방향 단부면에 인접한다.
직선(Z)은 튜브의 내부면 또는 외부면의 제1 부분을 따르는 제1 직선으로 취해질 수 있으며, 튜브의 내부면 또는 외부면의 제2 부분을 따르는 제2 직선은 종축(Y)과 평행할 수 있다. 예를 들어, 도 1a 및 도 1b의 튜브들(2, 2')의 제1 부분(2a, 2a')의 내부면 및 외부면은 상기 종축으로부터 고정 거리로 연장되고, 따라서 그러한 표면들을 따르는 직선들은 종축과 평행할 것이다.
90° 이외의 각도는 약 20° 내지 약 70°, 및/또는 약 30° 및 약 60°, 및/또는 약 35° 및 약 55°일 수 있고, 그리고/또는 약 45°이다.
다시 도 1a를 참조하면, 본 예에서, 제1 필터 유닛(1)은 슬리브(7)를 더 포함한다. 슬리브(7)는 플러그 랩(plug wrap)과 같은 시트 재료(sheet material)로 형성된다. 대안적인 예들에서, 슬리브(7)는 다른 방식들로, 예를 들어, 플라스틱 또는 다른 재료들로 형성될 수 있다.
제1 필터 유닛(1)은 또한 흡연 물품이 사용자에 의해 흡인될 때 주류(mainstream) 연기 방향으로 튜브(2)의 상류에 배열된 상류 필터 세그먼트(8)를 포함한다. 상류 필터 세그먼트(8)는 종축(도시되지 않음)을 갖는다. 상류 필터 세그먼트(8)는 세그먼트(8)를 둘러싸는 만곡된 외부면(8a), 흡연 물품(3)의 점화 단부(lit end)(3a)에 가장 근접한 제1 종방향 단부면(8a) 및 흡연 물품(3)의 마우스 단부(3a)에 가장 근접한 제2 종방향 단부면(8b)을 갖는다. 종방향 단부면들(8a, 8b)은 상류 필터 세그먼트(8)의 종축에 수직이다. 본 예에서, 튜브(2) 및 상류 필터 세그먼트(8)는 공통 종축을 갖는다.
슬리브(7)는 튜브(2) 및 상류 필터 세그먼트(8) 주위에 래핑된다. 본 예에서, 슬리브(7)와 튜브(2) 및 상류 필터 세그먼트(8) 사이에 접착제가 제공되며, 이러한 방식으로 슬리브(7)는 튜브(2)를 상류 필터 세그먼트(8)에 연결한다.
본 예에서, 흡연 물품(3)의 마우스 단부(3a)에 가장 근접한 튜브(2)의 단부는 흡연 물품(3)의 마우스 단부(3a)에 가장 근접한 슬리브(7)의 단부와 동일 평면 상에 있다(flush with). 그러나, 대안적인 예들에서, 튜브(2)는 흡연 물품(3)의 마우스 단부(3a)에 가장 근접한 슬리브(7)의 단부를 넘어서 연장될 수 있거나, 흡연 물품(3)의 마우스 단부(3a)에 가장 근접한 슬리브(7)의 단부까지는 미치지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 1b의 외부 모따기된 튜브(2')가 도 1a의 튜브(2) 대신에 사용될 때, 슬리브(7)는 튜브(2')의 제1 부분(2a')만을 둘러쌀 수 있고, 티핑(5)은 또한 흡연 물품(3)의 마우스 단부(3a)에 가장 근접한 슬리브(7)의 에지까지 연장될 수 있다. 이러한 방식으로, 흡연 물품(3)에는 마우스 단부(3a)에 외부 모따기된 에지가 제공되어 사용자의 입술들이 배치될 수 있는 매끄러운 표면을 제공하여, 사용자가 흡연 물품을 입에 유지하는 것을 용이하게 한다. 본 예에서, 슬리브(7)는 상류 필터 세그먼트(8)의 외부면을 완전히 둘러싸고 있다.
상류 필터 세그먼트(8)의 길이는 필터 유닛(1)의 원하는 여과 성능에 따라 선택될 수 있으며, 5 ㎜ 내지 25 ㎜, 또는 10 ㎜ 내지 15 ㎜의 범위일 수 있다. 예를 들어, 상류 필터 세그먼트(8)의 길이는 약 12 ㎜일 수 있다.
상류 필터 세그먼트(8)의 외경은 튜브(2)의 외경과 실질적으로 동일할 수 있다. 튜브(2) 및 상류 필터 세그먼트 중 어느 하나 또는 둘 모두는 슬리브(7)가 래핑되는 별도의 플러그 랩(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
튜브(2) 및 상류 필터 세그먼트(8)는 필터 재료, 특히 섬유질 필터 재료로 형성될 수 있다. 튜브(2) 및/또는 상류 필터 세그먼트(8)는 흡연 물품(3)에 의해 발생된 에어로졸, 본 경우에는 연기를 개질하기 위한 첨가제들 또는 작용제들과 같은 물질들을 보유할 수 있다. 예를 들어, 향미제 또는 물과 같은 다른 첨가제를 보유하는 취약성 캡슐(frangible capsule)(도시되지 않음)이 상류 필터 세그먼트(8) 내에 위치될 수 있다. 캡슐은 상류 필터 세그먼트(8) 내의 종방향 중앙 포지션에 위치될 수 있거나, 종방향 중앙 포지션으로부터 오프셋될 수 있다.
캡슐은 액체 중앙부 및 취약성 외부 쉘을 가지며, 외부 쉘은 필터 유닛(1)을 압착함으로써 사용자에 의해 파괴되고, 이에 의해 향미제를 방출할 수 있다. 향미제는 흡연 물품(3)이 사용자에 의해 흡연될 때 흡연 물품(3)에 의해 발생된 에어로졸로 전달된다.
대안적인 예들에서, 제1 필터 유닛(1)은 활성탄의 과립들 또는 다른 흡착제들, 습윤제들, 희석제들 등과 같은, 흡연 물품(3)에 의해 발생된 에어로졸을 변경시키기 위한 첨가제들 또는 작용제들과 같은 대안 물질들을 포함할 수 있다.
흡연 물품(3)은 본원에 설명된 임의의 흡연 물품 포맷들의 시가렛일 수 있다.
도 1e는 도 1a의 필터 유닛과 함께 사용하기 위한 필터 인서트(10)의 측단면도이다. 필터 인서트(10)는 슬리브(12), 본 경우에는 플러그 랩으로 래핑된 셀룰로오스 아세테이트 토우로 형성되는 원통형 요소(11)를 포함한다. 필터 인서트(10)는, 예를 들어, 인서트(10)가 상류 필터 세그먼트(8)의 제2 종방향 단부면(8b)에 접하도록, 흡연 물품(3)의 튜브(2)의 중공 중앙부 내로 사용자에 의해 삽입될 수 있다. 필터 인서트(10)는, 필터 인서트(10)가 튜브(2) 내로 삽입되고 흡연 물품(3)이 흡연될 때 흡연 물품(3)을 통과하는 에어로졸의 특성들을 사용자가 변경할 수 있게 하는 연기 개질(modifying) 물질 또는 첨가제를 포함할 수 있다. 튜브(2)의 제2 부분(2b)의 내부 챔퍼는 튜브(2) 내로의 필터 인서트(10)의 삽입을 용이하게 할 수 있고, 예를 들어, 필터 인서트(10)의 외경이 튜브(2)의 내경(A)과 실질적으로 동일할 수 있게 하며, 그렇지 않으면 튜브 내로의 인서트(10)의 삽입이 어려워질 수 있다.
도 2는 필터 재료로 형성된 튜브(16)를 포함하고 흡연 물품(17)과 함께 사용하기 위한 별도의 유닛(15)으로서 제공되는 개별 제2 필터 유닛(15)의 측단면도이다. 제2 필터 유닛(15)은 사용자에 의해 흡연 물품(17)의 마우스 단부(17a) 상에 부착될 수 있다. 제2 필터 유닛(15)은 흡연 물품(17)에 의해 발생되는 연기와 같은 에어로졸의 하나 이상의 특성들을 변경시키도록 구성된다. 제2 필터 유닛(15)은, 제2 필터 유닛(15)이 흡연 물품(17)에 부착될 때 사용자의 입 내로 삽입되도록 배열된 마우스 단부(16a)를 갖는다.
제2 필터 유닛(15)의 튜브(16)는 일반적으로 도 1a에 예시된 제1 필터 유닛(1)의 튜브(2)와 디자인이 유사하며, 하기에 대안적으로 기술된 경우를 제외하고는 대응하는 특징부들 및 치수들이 적용된다.
튜브(16)는 제1 부분(16a) 및 제2 부분(15b)을 갖는다. 이들 부분들(16a, 16b)은 도 2에서 파선(X)으로 표시된 튜브 상의 종방향 포지션의 튜브(16) 양측의 부분들이다. 튜브(16)의 제1 부분(16a)은 제2 필터 유닛(15)의 마우스 단부(16a)에 가장 근접한 튜브(16)의 단부로부터 파선(X)까지 연장되고, 튜브(16)의 제2 부분(16b)은 파선(X)으로부터 필터 유닛의 마우스 단부(16a)에서 가장 먼 튜브(16)의 에지까지 연장된다. 튜브(16)의 제1 부분(16a)의 내경은 튜브(16)의 제2 부분(16b)의 내경과 상이하다.
본 예에서, 도 2에서 화살표(B)로 예시된 제2 부분(16b)의 내경은 화살표(A)로 예시된 제1 부분(16a)의 내경보다 크다. 제1 부분(16a)의 내경(A)은 약 5 ㎜ 내지 약 10 ㎜, 약 6 ㎜ 내지 약 9 ㎜, 또는 약 6 ㎜ 내지 약 9 ㎜의 범위일 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(16a)의 내경은 약 8 ㎜일 수 있다. 제1 부분의 내경은 흡연 물품(17)의 마우스 단부(17a)의 외경에 대응하도록 선택될 수 있다. 제2 부분(16b)의 내경(B)은 본 예에서 제2 부분(16b)의 길이를 따라 변한다. 제2 부분(16b)의 최대 내경(B)은 약 6 ㎜ 내지 약 12 ㎜, 약 6 ㎜ 내지 약 10 ㎜, 또는 약 8 ㎜ 내지 약 10 ㎜의 범위일 수 있다. 예를 들어, 제2 부분(2b)의 최대 내경(B)은 약 9 ㎜일 수 있다.
본 예에서, 제2 부분(16b)의 외경은 제1 부분(16a)의 외경과 동일하다.
본 예에서, 제2 필터 유닛(15)은 슬리브(18)를 더 포함한다. 슬리브(18)는 플러그 랩과 같은 시트 재료로 형성된다. 대안적인 예들에서, 슬리브(18)는 다른 방식들로, 예를 들어, 플라스틱 또는 다른 재료들로 형성될 수 있다.
제2 필터 유닛(15)은 또한 제2 필터 유닛(15)이 흡연 물품(17)에 부착된 상태로 흡연 물품(17)이 사용자에 의해 흡입될 때 주류 연기 방향으로 튜브(16)의 하류에 배열된 하류 필터 세그먼트(19)를 포함한다. 하류 필터 세그먼트(19)는 종축(도시되지 않음)을 갖는다. 하류 필터 세그먼트(19)는 제2 필터 유닛(15)의 마우스 단부(16a)로부터 가장 먼 종방향 단부면(19a)을 갖는다. 본 예에서, 튜브(16) 및 하류 필터 세그먼트(19)는 공통 종축을 갖는다.
슬리브(18)는 튜브(16) 및 하류 필터 세그먼트(19) 주위에 래핑된다. 본 예에서, 슬리브(18)와 튜브(16) 및 하류 필터 세그먼트(19) 사이에 접착제가 제공되며, 이러한 방식으로 슬리브(18)는 튜브(16)를 하류 필터 세그먼트(19)에 연결한다.
본 예에서, 제2 필터 유닛(15)의 마우스 단부(16a)로부터 가장 먼 튜브(16)의 단부는 제2 필터 유닛(15)의 마우스 단부(16a)로부터 가장 먼 슬리브(18)의 단부를 넘어서 연장된다. 본 예에서, 튜브(16)는 슬리브(18)를 넘어서 0.5 ㎜만큼 연장된다. 그러나, 대안적인 예들에서, 튜브(16)는 제2 필터 유닛(15)의 마우스 단부(16a)로부터 가장 먼 슬리브(18)의 단부를 넘어서 약 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜, 예를 들어, 약 0.5 ㎜ 내지 3 ㎜만큼 연장될 수 있거나, 슬리브(18)의 에지와 동일 평면 상에 있거나 필터 요소(15)의 마우스 단부(16a)로부터 가장 먼 슬리브(18)의 단부까지는 미치지 않을 수 있다. 본 예에서, 슬리브(18)는 하류 필터 세그먼트(19)의 외부면을 완전히 둘러싸고 있다.
하류 필터 세그먼트(19)의 길이는 제2 필터 유닛(15)의 원하는 여과 성능에 따라 선택될 수 있으며, 5 ㎜ 내지 25 ㎜, 또는 10 ㎜ 내지 15 ㎜의 범위일 수 있다. 예를 들어, 하류 필터 세그먼트(19)의 길이는 약 12 ㎜일 수 있다.
하류 필터 세그먼트(19)의 외경은 튜브(16)의 외경과 실질적으로 동일할 수 있다. 튜브(16) 및 하류 필터 세그먼트(19) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 슬리브(18)가 래핑되는 별도의 플러그 랩(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
튜브(16) 및 하류 세그먼트(19)는 본원에 설명된 바와 같이, 필터 재료, 특히 섬유질 필터 재료로 형성될 수 있다. 튜브(16) 및/또는 하류 세그먼트(19)는 흡연 물품(17)에 의해 발생된 에어로졸, 본 경우에는 연기를 개질하기 위한 첨가제들 또는 작용제들과 같은 물질들을 보유할 수 있다. 예를 들어, 본원의 다른 곳에 설명되고 향미제 또는 다른 첨가제를 보유하는 취약성 캡슐(도시되지 않음)이 하류 필터 세그먼트(19) 내에 위치될 수 있다. 캡슐은 하류 필터 세그먼트(19) 내의 종방향 중앙 포지션에 위치될 수 있거나, 종방향 중앙 포지션으로부터 오프셋될 수 있다.
대안적인 예들에서, 제2 필터 유닛(15)은 활성탄의 과립들 또는 다른 흡착제들, 습윤제들, 희석제들 등과 같은, 흡연 물품(17)에 의해 발생된 에어로졸을 변경시키기 위한 첨가제들 또는 작용제들과 같은 대안 물질들을 포함할 수 있다.
흡연 물품(17)은 본원에 설명된 임의의 흡연 물품 포맷들의 통상적인 시가렛일 수 있다.
개별 제2 필터 유닛(15)은 사용자에 의해 흡연 물품(17)에 결합되거나 부착될 수 있다. 본 예에서, 제2 필터 유닛(15)의 튜브(16)는 흡연 물품(17)의 마우스 단부 부분(17a)을 수용하도록 배열되어, 제2 필터 유닛(15)과 흡연 물품(17)이 사용자에 의해 함께 부착되거나 결합될 수 있다. 본 예에서, 흡연 물품(17)의 마우스 단부(17a)는 제2 필터 유닛(15)이 흡연 물품(17)에 연결될 때 종방향 단부면(19a)과 접한다. 사용자는 흡연 물품(17)을 흡연하기 전에 제2 필터 유닛(15)을 흡연 물품(17)에 부착할지 여부를 선택할 수 있고, 이러한 방식으로 흡연 물품(17)의 필터 길이 및 따라서 흡연 물품(17)에 의해 발생된 에어로졸의 여과 레벨뿐만 아니라, 제2 필터 유닛(15)에 의해 수행된 에어로졸의 임의의 다른 변경을 제어할 수 있다.
제2 필터 유닛(15)은 임의의 적합한 방식으로 흡연 물품(17)에 부착될 수 있다. 이것은 튜브(16)의 내부면과 흡연 물품(17)의 외부면 사이에 간섭 끼워맞춤(interference fit)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 간섭 끼워맞춤은 튜브(16)의 내부면과 흡연 물품(17)의 외부면 사이의 계면에 시일이 형성되어, 통상적으로 흡연 물품(17)의 외부면과 튜브(16)의 내부면 사이의 갭을 통해 흡연 물품(17) 내로 진입하는 가스들(예컨대, 공기)의 유입을 저지하도록 한다. 2 개의 이웃하는 표면들 사이에서 흡연 물품 내로 진입하는 공기의 양은 가변적이고 그리고/또는 원치 않을 수 있다. 따라서, 공기의 유입을 제한하는 것은 흡연 물품(17) 내로 그리고/또는 흡연 물품(17)을 통한 기류의 제어 정도를 제공한다.
튜브(16)는 종축(도시되지 않음)을 갖는다. 제1 부분(16a)의 내부면은 튜브(16)의 종축과 실질적으로 평행하다. 제2 부분(16b)의 내부면은 본 예에서 튜브(16)의 종축에 대해 소정 각도로 되도록 모따기되어 있다. 튜브(16)의 제2 부분(16b)의 내부면을 따르는 직선과 튜브(16)의 종축 사이의 교차 각도는 약 10° 내지 약 80°, 또는 약 20° 내지 약 70°, 또는 약 30° 내지 약 60°의 범위일 수 있다. 예를 들어, 각도는 약 45°일 수 있다.
본 예에서, 제2 필터 유닛(16)의 마우스 단부(16a)로부터 가장 먼 튜브(16)의 에지의 내부 부분은 화살표(B)로 예시된 제2 부분(16b)의 내경이 화살표(A)로 예시된 제1 부분(16a)의 내경보다 크도록 모따기되어 있다. 이러한 배열은 제2 필터 유닛(15)을 흡연 물품(17)에 결합시키기 위해, 사용자가 흡연 물품(17)의 단부(17a)를 튜브(16) 내로 삽입하는 것을 보다 용이하게 한다.
도 3a는 흡연 물품(21)의 일부를 형성하는 제3 필터 유닛(20)의 측단면도이다. 제3 필터 유닛(20)은 필터 재료로 형성된 본체(22)를 포함한다. 흡연 물품(21)은 시트 재료(24), 본 경우에는 시가렛 종이로 래핑된 에어로졸 발생 재료, 본 경우에는 절단된 담배의 로드(23)를 포함한다. 로드(23) 및 제3 필터 유닛(20)은 제3 필터 유닛(20)을 둘러싸고 로드(23)를 부분적으로 둘러싸는 티핑(25)에 의해 연결된다. 흡연 물품(21)은 흡연 시에 사용자의 입에 삽입될 마우스 단부(21a)를 갖는다. 제3 필터 유닛(20)의 본체(22)는 로드(23)로부터 가장 먼 흡연 물품(21)의 마우스 단부(21a)에 가장 근접한 본체(22)의 단부에 있는 단부면(26), 및 단부면(26)에 형성된 리세스(recess)(27)를 갖는다. 리세스(27)는 본체(22)의 중공 함몰부(hollow depression)이다. 리세스(27)는 본체(22) 내로 연장되지만 본체(22)를 완전히 관통하여 연장되지는 않는다. 본 예에서, 본체(22)는 원통형이고, 단부면(26)은 본체(22)의 종방향 단부면이다.
본 예에서, 리세스(27)는 원뿔형 절두체(conical frustum)의 형상을 가지며, 내부 베이스면(27a) 및 내부 측면(27b)을 갖는다. 다른 예들에서, 리세스(27)는 다른 절두체들의 형상을 가질 수 있고, 다수의 측면들을 가질 수 있다. 대안적으로, 리세스는 형상이 원통형, 원뿔형 또는 반구형일 수 있다.
리세스(27)는 압입에 의해 본체(22)의 필터 재료 내에 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 본체(22)의 필터 재료는 리세스(27)의 형성 동안에 압축될 수 있다. 다시 말해서, 리세스(27)의 내부면에 있거나 그에 근접한, 예를 들어, 본체(22)의 제1 종방향 단부면(26)에 있는 필터 재료는 본체(22)의 다른 영역들, 예컨대 제1 종방향 단부면(26)으로부터 가장 먼 본체(22)의 단부 또는 제2 종방향 단부면에서 필터 재료보다 조밀하다. 대안적으로, 리세스(27)는 단부면(26)에서 본체(22)로부터 필터 재료를 제거함으로써 형성될 수 있다. 리세스(27)는, 리세스(27)가 위치된 본체(22)의 특정 부분으로부터 재료의 체적을 감소시킴으로써 본체(22)의 해당 부분으로 연기를 지향시킬 수 있고, 흡연 물품(21)의 마우스 단부(21a)로부터 특정 연기의 형성들을 가능하게 할 수 있다. 리세스(27)의 형성은 필터 재료의 본체(22)의 흡인 저항(resistance to draw)의 순 증가 또는 감소를 야기할 수 있다. 이러한 방식으로, 리세스(27)의 형성은 본체(22)가 형성된 후에 필터 재료의 본체(22)의 흡인 저항을 조정하는데 사용될 수 있다. 리세스(27)의 형상은 흡인 저항을 증가시킬 것인지 감소시킬 것인지의 여부에 영향을 미칠 수 있으며, 보다 깊고 보다 좁은 리세스들은 보다 얕고 보다 넓은 리세스들보다 흡인 저항을 감소시킬 가능성이 더 크다. 흡인 저항은 리세스(27)의 형성에 의해 적어도 5 ㎜WG만큼, 또는 적어도 6, 7, 8 또는 9 ㎜WG만큼 변경될 수 있다. 본원에 제공된 리세스의 예들에서, 리세스는 적어도 10 ㎜WG만큼 흡인 저항을 변경시키도록 배열될 수 있다. 본원에 제공된 리세스의 예들에서, 리세스는 적어도 5 ㎜WG, 또는 적어도 10 ㎜WG만큼 흡인 저항을 감소시키도록 배열될 수 있다.
본체(22)는 본체(22)의 필터 재료 내에 배치된 연기 개질 물질 또는 첨가제(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 연기 개질 물질 또는 첨가제는 본원에 설명된 바와 같은 향미들 또는 다른 첨가제들과 같은 임의의 연기 개질 첨가제일 수 있다.
제3 필터 유닛(20)은 본체(22) 주위에 래핑된 플러그 랩과 같은 슬리브(28)를 더 포함할 수 있다. 본 예에서, 본체(22)는 흡연 물품의 마우스 단부(21a)에서 슬리브(28)의 에지와 동일 평면 상에 있다. 다른 예들에서, 슬리브(28) 및/또는 티핑(25)은 본체(22)의 단부를 넘어서 연장될 수 있다. 그에 따라, 종방향 단부면(26)과 같은 본체(22)의 단부를 넘어서 연장되는 슬리브(28) 및/또는 티핑(25)에 의해 형성된 공간은, 도 1e에 예시된 것과 같은 필터 인서트를 수용하도록 배열될 수 있다.
도 3b는 제3 필터 유닛(20)의 단부도이다.
도 3c는 제3 필터 유닛(20i)에 대한 다른 디자인의 단부도이며, 이 디자인은 본 경우에 내부 베이스면(27a') 및 내부 측면(27b')을 갖는 삼각형 형상의 리세스, 및 종방향 단부면(26')을 갖는다.
도 3d는 제3 필터 유닛(20ii)에 대한 다른 디자인의 단부도이며, 이 디자인은 본 경우에 내부 베이스면(27a") 및 내부 측면(27b")을 갖는 육각형 형상의 리세스, 및 종방향 단부면(26")을 갖는다.
도 3e는 제3 필터 유닛(20iii)에 대한 다른 디자인의 단부도이며, 이러한 디자인은 실질적으로 원뿔 형상의 리세스(27iii)를 갖는다. 도 3ee는 도 3e의 제3 필터 유닛(20iii)의 측단면도이다. 도 3e의 리세스(27iii)는 본체(22iii)의 전체 단부면을 가로질러 실질적으로 연장된다. 리세스(27iii)의 원뿔 형상은 단부면으로부터 리세스 깊이의 약 2/3만큼 연장된 제1 원뿔형 절두체로 형성되고, 다음에 본체(22iii) 내로 마지막 1/3의 깊이로 연장되는 제1 원뿔형 절두체보다 가파른 경사를 갖는 제2 원뿔에 의해 캡핑(capping)되어 있다. 제1 원뿔형 절두체의 경사 각도는 원뿔의 종축에 대해 30° 내지 60°, 본 경우에는 약 45°일 수 있다. 제2 원뿔의 경사 각도는 원뿔의 종축으로부터 20° 내지 40°, 본 경우에는 약 30°일 수 있다. 필터 재료의 본체(22iii)는 본체(22)의 종축에 수직인 선(X)에 대한 반사 대칭 및 종축에 대한 무한 회전 대칭을 갖는다.
도 3f는 제3 필터 유닛(20iv)에 대한 다른 디자인의 단부도이며, 이러한 디자인은 절두 원뿔 형태의 제1 부분, 원통 형태의 제2 부분 및 원뿔 형태의 제3 부분을 갖는 리세스(27iv)를 갖는다. 도 3ff는 도 3f의 제3 필터 유닛(20iv)의 측단면도이다. 제1 부분은 리세스(27iv) 깊이의 약 2/5의 깊이로 연장될 수 있고, 원뿔의 종축으로부터 30° 내지 60°, 본 경우에는 약 45°의 경사 각도를 가질 수 있다. 원통 형태의 제2 부분은 리세스(27iv) 깊이의 약 2/5의 깊이 및 종축 상에 중심설정된 필터 유닛(20iv)의 직경의 약 50%의 직경을 갖는다. 원뿔 형태의 제3 부분은 리세스(27iv) 깊이의 약 1/5의 깊이 및 원뿔의 종축으로부터 45° 내지 75°, 본 경우에는 약 60°의 경사 각도를 갖는다. 필터 재료의 본체(22iv)는 본체(22iv)의 종축에 수직인 선(X)에 대한 반사 대칭 및 종축에 대한 무한 회전 대칭을 갖는다.
도 3g는 제3 필터 유닛(20v)에 대한 다른 디자인의 단부도이며, 이러한 디자인은 원통 형태의 제1 부분 및 원뿔 형태의 제2 부분을 갖는 리세스(27v)를 갖는다. 도 3gg는 도 3g의 제3 필터 유닛(20v)의 측단면도이다. 원통 형태의 제1 부분은 리세스(27v) 깊이의 약 3/5의 깊이 및 종축 상에 중심설정된 필터 유닛(20v)의 직경의 약 70%의 직경을 갖는다. 원뿔 형태의 제2 부분은 리세스(27v) 깊이의 약 2/5의 깊이 및 원뿔의 종축으로부터 30° 내지 60°, 본 경우에는 약 45°의 경사 각도를 갖는다. 필터 재료의 본체(22v)는 본체(22v)의 종축에 수직인 선(X)에 대한 반사 대칭 및 종축에 대한 무한 회전 대칭을 갖는다.
도 3h는 제3 필터 유닛(20vi)에 대한 다른 디자인의 단부도이며, 이러한 디자인은 마름모꼴 프리즘 형태의 리세스(27vi)를 갖는 다. 도 3hh는 도 3h의 제3 필터 유닛(20vi)의 측단면도이다. 필터 재료의 본체(22vi)는 반사 대칭의 선들을 갖지 않는다. 예를 들어, 본체(22vi)의 종축에 수직인 어떠한 선들(X)에 대해서도 반사 대칭은 존재하지 않는다. 본체(22vi)는 종축에 대한 180°의 회전이 본체(22vi)를 그 자체 상으로 다시 매핑한다(maps)는 점에서 종축에 대해 2 차 회전 대칭을 갖는다.
도 3i는 제3 필터 유닛(20vii)에 대한 다른 디자인의 단부도이며, 이러한 디자인은 대문자 'L' 형태의 리세스(27vii)를 갖는다. 도 3ii는 도 3i의 제3 필터 유닛(20vii)의 측단면도이다. 필터 재료의 본체(22vii)는 반사 대칭의 선들을 갖지 않는다. 예를 들어, 본체(22vii)의 종축에 수직인 어떠한 선들(X)에 대해서도 반사 대칭은 존재하지 않는다. 본체(22vii)는 종축에 대한 360°의 회전만이 본체(22vii)를 그 자체 상으로 다시 매핑한다는 점에서 종축에 대해 1 차 회전 대칭을 갖거나 회전 대칭을 갖지 않는다.
도 3j는 제3 필터 유닛(20viii)에 대한 다른 디자인의 단부도이며, 이러한 디자인은 대문자 'Y' 형태의 리세스(27viii)를 갖는다. 도 3jj는 도 3j의 제3 필터 유닛(20viii)의 측단면도이다. 필터 재료의 본체(22viii)는 반사 대칭의 선들을 갖지 않는다. 예를 들어, 본체(22viii)의 종축에 수직인 어떠한 선들(X)에 대해서도 반사 대칭은 존재하지 않는다. 본체(22viii)는 종축에 대한 360°의 회전만이 본체(22viii)를 그 자체 상으로 다시 매핑한다는 점에서 종축에 대해 1 차 회전 대칭을 갖거나 회전 대칭을 갖지 않는다.
단부면에 형성된 리세스를 갖는 본원에 설명된 제3 필터 유닛들(20 및 20i 내지 20viii)은 본원에 설명된 다른 필터 유닛들 및 필터 인서트들의 구성요소들을 형성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 단부면에 형성된 리세스를 갖는 본원에 설명된 제3 필터 유닛들(20 및 20i 내지 20viii)은 도 1a를 참조하여 설명된 제1 필터 유닛(1)의 상류 필터 세그먼트(8)로서, 도 1e를 참조하여 설명된 바와 같은 필터 인서트(10)로서, 또는 도 2를 참조하여 설명된 제2 필터 유닛(15)의 하류 필터 세그먼트(19)로서 사용될 수 있다. 각각의 경우에, 리세스는 제품의 마우스 단부에 대면하도록 배열될 것이다.
필터 유닛이 시가렛의 마우스-단부 필터 구성요소를 형성한 상태로 상기 프로세스에 따라 측정된 바와 같은, 단부면에 형성된 리세스를 갖는 본원에 설명된 제3 필터 유닛들(20, 20i 내지 20viii)의 경도는 약 80% 내지 92%, 특히 약 82% 내지 88%, 및 일부 예들에서는 약 82%, 85% 또는 88%일 수 있다. 리세스를 형성하기 위해 필터 재료를 압입하는 프로세스는, 리세스의 형상에 따라 필터의 경도를 약 2% 내지 약 10%, 약 2% 내지 약 6% ,또는 약 2%, 약 5% 또는 약 6%만큼 증가시킬 수 있다.
단일 리세스가 그 단부면에 형성되는 것으로 설명되었지만, 필터 유닛들에는 하나 초과의 리세스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 단부면에는 동시에 또는 별도의 프로세스 단계들에서 형성된 2 개 내지 12 개의 별도의 리세스들이 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 단부면의 리세스는 단부면 내로의 상이한 깊이들을 갖는 부분들을 포함할 수 있다.
도 4는 시트 재료로 형성된 튜브(31)를 포함하고 도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 별도의 흡연 물품(17)과 함께 사용하기 위한 개별 구성요소로서 제공되는 제4 필터 유닛(30)의 측단면도이다. 제4 필터 유닛(30)은 마우스 단부(30a)를 가지며, 제1 부분(31a) 및 제2 부분(31b)을 갖는 튜브(31)를 포함한다. 제1 부분(31a)의 내경은 제2 부분(31b)의 내경과 상이하다. 제4 필터 유닛(30)은 또한 튜브(31)보다 필터 유닛(30)의 마우스 단부(30a)에 더 근접하게 배열되고 필터 재료로 형성된 하류 필터 플러그(32)를 포함한다. 제4 필터 유닛(30)은 튜브(31)를 부분적으로 둘러싸고 하류 필터 플러그(32)를 둘러싸는 슬리브(33)를 더 포함한다. 본 예의 튜브(31)는 종이, 카드, 판지, 플라스틱 또는 유사한 재료들과 같은 시트 재료로 형성될 수 있다.
제4 필터 유닛(30)은 사용자에 의해 흡연 물품(17)과 같은 다른 담배 산업 제품에 결합되거나 부착될 수 있다. 튜브(31)는 흡연 물품(17)의 일부, 예를 들어, 흡연 물품(17)의 마우스 단부(17a)를 수용하도록 배열되어, 필터 유닛(30)과 흡연 물품(17)은 사용자에 의해 함께 부착되거나 결합될 수 있다. 제4 필터 유닛(30)은 흡연 물품(17)에 의해 발생된 연기와 같은 에어로졸의 하나 이상의 특성들을 변경시키도록 구성된다.
본 예에서, 튜브(31)는 슬리브(33)와 별도인 시트 재료로 형성되어, 튜브(31)가 하류 필터 플러그(32)를 래핑하는데 사용하기에 가능할 수 있는 것보다 강성인 재료로 형성될 수 있게 한다. 제2 부분(31b)의 내경(B)은 제1 부분(31a)의 내경(A)보다 크다. 이러한 배열은 사용자가 제4 필터 유닛(30)을 흡연 물품(17)에 결합하는 것을 보다 용이하게 한다. 본 예에서, 제2 부분(31b)의 외경(B)은 제1 부분(31a)의 외경보다 크다. 이러한 배열은 '확대된 단부'를 갖는 튜브(31)로서 지칭될 수 있다. 도 4의 튜브(31)의 치수들은 도 2를 참조하여 설명된 튜브(16)의 치수들에 대응할 수 있다.
도 4를 참조하여 설명된 시트 재료로 형성된 튜브(31)는 도 1a를 참조하여 설명된 흡연 물품(3)의 마우스 단부에 튜브(2) 대신에 사용될 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 담배 산업 제품(41)을 성형하기 위한 제1 장치(40)의 사시도들이다. 담배 산업 제품(41)은 (예를 들어) 본원에 설명된 흡연 물품, 필터 또는 튜브, 또는 다른 구성요소들일 수 있다. 필터는 개별 필터 유닛일 수 있거나, 흡연 물품의 일부일 수 있다. 튜브는 다른 담배 산업 제품의 일부, 예를 들어, 필터 유닛 또는 흡연 물품일 수 있다. 이들 담배 산업 제품들(41) 중 임의의 것은 종축을 가질 수 있다. 이들 담배 산업 제품들 중 임의의 것은 종방향 단부면을 가질 수 있다. 관형 구성요소들은 또한 튜브의 내부 주위에 내부면을 가질 수 있다. 제1 장치(40)는 예를 들어, 본원에 설명된 제1, 제2 및 제4 필터 유닛들(1, 15, 30)의 튜브들(2, 2', 16, 31) 중 임의의 것, 또는 본원에 설명된 제3 필터 유닛들(20 내지 20viii)의 필터 본체(22 내지 22viii)에 형성된 리세스(27 내지 27viii)를 형성하는데 사용될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 상기 장치(40)는 담배 산업 제품(41)(이 도면에는 도시되지 않음)의 제1 단부의 형상을 변경시키도록 구성된 성형 헤드(42)를 포함한다. 상기 장치(40)는 성형 헤드(42) 및/또는 담배 산업 제품(41)을 이동시키도록 구성된 액추에이터 배열체(actuator arrangement)(43)를 더 포함한다. 액추에이터 배열체(43)는 제1 단부(41a)의 형상을 변경시키기 위해, 성형 헤드(42)가 담배 산업 제품(41)의 제1 단부(41a)와 접촉하게 되도록, 담배 산업 제품(41)의 종축과 실질적으로 평행한 방향으로 성형 헤드(42) 및/또는 담배 산업 제품(41)을 이동시키도록 구성된다.
대안적으로 또는 상기에 부가하여, 액추에이터 배열체(43)는 제1 종방향 단부면 및/또는 내부면의 형상을 변경시키기 위해, 성형 헤드(42)가 담배 산업 제품(41)의 제1 종방향 단부면 및/또는 내부면과 접촉하게 되도록, 성형 헤드(42) 및/또는 담배 산업 제품(41)을 이동시키도록 구성될 수 있다.
일부 예들에서, 수용 유닛은 담배 산업 제품(41)을 수용 및 파지하여 담배 산업 제품(41)이 성형되는 동안에 담배 산업 제품(41)을 제 위치에 유지하도록 배열된다. 이것은 하기에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 클램프와 같은 기계적 수단에 의해 또는 대안적으로 진공 흡입과 같은 수단에 의해 달성될 수 있다.
사용 시에, 성형 헤드(42)가 담배 산업 제품(41)의 제1 단부(41a)와 접촉하게 될 때, 성형 헤드(42)에 의해 담배 산업 제품(41)의 단부(41a)에 가해지는 압력은 담배 산업 제품(41)의 재료를 변형시키고, 이에 의해 담배 산업 제품(41)의 단부의 형상을 변경시킨다. 담배 산업 제품(41)의 단부의 형상을 변경시키는 것은, 예를 들어, 담배 산업 제품(41)의 내경 및/또는 외경을 변경시키는 것뿐만 아니라, 단부(41a)에 압입부를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
액추에이터 배열체(43)는 성형 헤드(42) 및/또는 담배 산업 제품(41)을 왕복운동 방식으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 액추에이터 배열체(43)는 성형 헤드(42) 및/또는 담배 산업 제품(41)이 먼저 서로 접촉되고 그 후에 서로 이격되게 이동되도록 이들을 이동시키도록 구성될 수 있다.
성형 헤드(42)는 형상이 원통형일 수 있다. 본 예에서, 성형 헤드(42)는 형상이 실질적으로 원통형이고, 성형 헤드(42)의 단부는 모따기된 프로파일을 갖는다. 다시 말해서, 성형 헤드(42)는 그것의 측면 및 종방향 단부면에 대해 경사진 표면을 포함한다.
다른 예시적인 배열들에서, 성형 헤드(42)는 형상이 원뿔형일 수 있다. 성형 헤드(42)는 원뿔형 절두체와 같은 절두체의 형상을 가질 수 있다. 성형 헤드(42)는 형상이 반구형일 수 있거나, 비교적 낮은 차수의 회전 대칭을 갖거나 회전 대칭을 갖지 않는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 본원의 도 3c 및 도 3d의 제3 필터 유닛(20' 및 20")을 형성하는 경우, 성형 헤드(42)의 단부는 3 차 회전 대칭을 갖는 삼각형 절두체 형상 또는 6 차 회전 대칭을 갖는 육각형 절두체 형상을 가질 것이다. 성형 헤드(42)는, 예를 들어, 1 차(또한, 본원에서는 회전 대칭을 갖지 않는 것으로 지칭됨), 2 차, 3 차, 4 차, 5 차, 6 차, 7 차, 8 차 또는 무한/연속 회전 대칭을 가질 수 있다.
본 예에서, 성형 헤드(42)는 종축(도시되지 않음)을 갖는다. 상기 장치(40)는, 예를 들어, 무한/연속 회전 대칭을 갖는 성형 헤드(42)의 경우, 성형 헤드(42)를 그의 종축을 중심으로 회전시키도록 구성된다. 성형 헤드(42)가 담배 산업 제품(41)의 단부와 접촉하게 될 때 성형 헤드(42)를 회전시키는 것은, 담배 산업 제품(41)의 단부의 형상의 보다 균등한 변화를 제공하여, 고정된 성형 헤드(42)에 비해 균일한 단부 프로파일을 생성할 수 있다. 본원에 설명된 성형 헤드들(42)은 50 rpm 내지 1000 rpm, 예를 들어, 200 rpm 내지 600 rpm 또는 400 rpm 내지 500 rpm으로 어느 곳에서든 회전될 수 있다.
그러나, 상기 장치(40)는 성형 헤드(42)가 비교적 낮은 차수의 대칭, 예를 들어, 1 차, 2 차, 3 차, 4 차, 5 차, 6 차, 7 차, 8 차의 회전 대칭을 갖는 경우에 성형 헤드(42)가 고정되도록 구성될 수 있다. 필터의 마우스 단부로부터 보이는 필터에 형상을 적용하는 공지된 방법은 보어(bore)로서 중심을 관통하는 해당 형상을 갖는 튜브 필터를 생성하는 것이다. 그러나, 그러한 경우들에서, 표준 시가렛 제조 프로세스는 필터의 축이 통과하는 평면에 대해 적어도 반사 대칭을 갖는 형상을 필요로 하며, 그렇지 않으면 튜브가 상이한 배향들로 사용되는 경우에 형상이 동일하지 않을 것이다. 필터 본체에 직접 적용될 수 있는 성형 헤드(42)의 사용은 이러한 문제를 해결하며, 이는 1 차 회전 대칭을 갖는 형상들이 시가렛 필터들에 균일하게 적용될 수 있다는 것을 의미한다.
본원에 설명된 성형 헤드들은 금속, 예를 들어, 스테인리스강과 같은 재료로 형성될 수 있다. 이 재료는 낮은 마찰 계수(즉, 비점착성) 특성을 갖거나, 낮은 마찰 계수를 갖는 코팅을 가질 수 있다. 본체를 형성하는 재료 및/또는 성형 헤드의 코팅의 마찰 계수는 0.2 미만 또는 0.1 미만일 수 있다. 본체를 형성하는 재료 및/또는 성형 헤드의 코팅은 적어도 350 ℃까지 열적으로 안정적일 수 있다. 본체를 형성하는 재료 및/또는 성형 헤드의 코팅은 하기에서 추가로 설명되는 바와 같이, 유도를 통해 가열 가능할 수 있다.
도 6a 내지 도 6o는 도 5a 내지 도 5d의 제1 장치 또는 도 5e 내지 도 5g의 제2 장치와 함께 사용하기 위한 각각의 제1 내지 제15 성형 헤드들(42, 42i 내지 42xiv)의 측면도들이며, 이 측면도들은 도 6aa 내지 도 6oo의 각각의 화살표들의 방향으로부터 본 것이며, 도 6aa 내지 도 6oo는 도 6a 내지 도 6o의 각각의 제1 내지 제15 성형 헤드들(42, 42i 내지 42xiv)의 단부도들이다.
도 6a 및 도 6aa에 예시된 제1 성형 헤드(42)는 원뿔형 절두체 형상을 포함하고, 도 3a 및 도 3b의 제3 필터 유닛(20)을 형성하는데 사용될 수 있다. 제1 성형 헤드(42)는 리세스를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 스피닝(spinning)하도록 배열된다. 도 6b 및 도 6bb에 예시된 제2 성형 헤드(42i)는 삼면 피라미드 절두체 형상을 포함하고, 도 3c의 제3 필터 유닛(20i)을 형성하는데 사용될 수 있다. 제2 성형 헤드(42i)는 리세스를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 고정된 회전 포지션에 있도록 배열된다. 도 6c 및 도 6cc에 예시된 제3 성형 헤드(42ii)는 육각형 기반 피라미드 절두체 형상을 포함하고, 도 3d의 제3 필터 유닛(20ii)을 형성하는데 사용될 수 있다. 제3 성형 헤드(42ii)는 리세스를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 고정된 회전 포지션에 있도록 배열된다.
도 6d, 도 6dd, 도 6e, 도 6ee에 예시된 제4 및 제5 성형 헤드들(42iii, 42iv)은 실질적으로 원뿔 형상이며, 도 3e 및 도 3ee를 참조하여 설명된 리세스(27iii)의 형상에 대응하고 리세스(27iii)를 형성하는데 사용될 수 있다. 제4 성형 헤드(42iii)는 제5 성형 헤드(42iv)보다 가파른 경사 각도를 갖는 성형 헤드(42iii)의 단부에서 보다 좁은 제2 원뿔을 갖는다. 제4 및 제5 성형 헤드들(42iii, 42iv) 각각은 그들의 종축에 수직인 임의의 선에 대한 반사 대칭 및 종축에 대한 무한 회전 대칭을 갖는다. 제4 및 제5 성형 헤드들(42iii, 42iv)은 튜브의 내경에 리세스 또는 불균일부를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 회전하도록 배열된다.
도 6f, 도 6ff, 도 6g 및 도 6gg에 예시된 제6 및 제7 성형 헤드들(42v, 42vi)은 도 3f 및 도 3ff를 참조하여 설명된 리세스(27iv)의 형상에 대응하고 리세스(27iv)를 형성하는데 사용될 수 있다. 제6 성형 헤드(42v)의 원통 형태의 제2 부분은 제7 성형 헤드(42vi)의 대응 부분보다 짧으며, 이는 제7 성형 헤드(42vi)가 제6 성형 헤드보다 필터 재료 내로 더 연장될 수 있다는 것을 의미한다. 제7 성형 헤드(42vi)는, 예를 들어, 5 ㎜ 내지 15 ㎜, 6 ㎜ 내지 10 ㎜, 또는 약 8 ㎜만큼 필터 유닛 내로 연장되도록 배열될 수 있는 반면, 제6 성형 헤드(42v)는 3 ㎜ 내지 8 ㎜, 3 ㎜ 내지 6 ㎜, 또는 약 5 ㎜만큼 필터 유닛 내로 연장되도록 배열될 수 있다. 제6 및 제7 성형 헤드들(42v, 42vi) 각각은 그들의 종축에 수직인 임의의 선에 대한 반사 대칭 및 종축에 대한 무한 회전 대칭을 갖는다. 제6 및 제7 성형 헤드들(42v, 42vi)은 튜브의 내경에 리세스 또는 불균일부를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 회전하도록 배열된다.
도 6h 및 도 6hh에 예시된 제8 성형 헤드(42vii)는 둥근 머리(round-headed) 원통에 대응하는 형상을 갖는다. 제8 성형 헤드(42vii)는 그의 종축에 수직인 임의의 선에 대한 반사 대칭 및 종축에 대한 무한 회전 대칭을 갖는다. 제8 성형 헤드(42vii)는 튜브의 내경에 리세스 또는 불균일부를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 회전하도록 배열된다.
도 6i 및 도 6ii에 예시된 제9 성형 헤드(42viii)는 도 3g 및 도 3gg를 참조하여 설명된 리세스(27v)의 형상에 대응하고 리세스(27v)를 형성하는데 사용될 수 있다. 제9 성형 헤드(42viii)는 그의 종축에 수직인 임의의 선에 대한 반사 대칭 및 종축에 대한 무한 회전 대칭을 갖는다. 제9 성형 헤드(42viii)는 튜브의 내경에 리세스 또는 불균일부를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 회전하도록 배열된다.
도 6j, 도 6jj, 도 6k, 도 6kk, 도 6l, 도 6ll에 예시된 제10, 제11 및 제12 성형 헤드들(42ix, 42x, 42xi) 각각은 원뿔 형상을 갖는다. 각각의 경우에 원뿔의 경사 각도는 원뿔의 종축으로부터 20° 내지 40°일 수 있다. 제10 성형 헤드(42ix)는 성형 헤드의 원통형 부분으로부터 연장되는 원뿔 형상을 가지며, 그에 따라 이러한 성형 헤드에 의해 형성된 리세스 형상은 깊이가 증가함에 따라 원뿔 형상으로 이어지는 원통형 형상을 가질 것이다. 제11 성형 헤드(42x)는 그의 전체 깊이가 원뿔로서 성형된 리세스를 형성하는데 사용될 수 있는 원뿔 형상을 갖는다. 제12 성형 헤드(42xi)는 그의 단부에 담배 산업 제품에 대면하도록 배열된 원뿔 형상을 갖고, 이어서 원통형 부분 및 다음에 절두 원뿔 형상을 갖는다. 절두 원뿔의 경사 각도는 원뿔의 종축으로부터 40° 내지 60°, 본 예에서는 약 50°일 수 있다. 제10, 제11 및 제12 성형 헤드들(42ix, 42x, 42xi)은 그들의 종축에 수직인 임의의 선에 대한 반사 대칭 및 종축에 대한 무한 회전 대칭을 가지며, 튜브의 내경에 리세스 또는 불균일부를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 회전하도록 배열된다.
도 6m 및 도 6mm에 예시된 제13 성형 헤드(42xii)는 도 3h 및 도 3hh를 참조하여 설명된 리세스(27vi)의 형상에 대응하고 리세스(27vi)를 형성하는데 사용될 수 있다. 제13 성형 헤드(42xii)는 성형 헤드(42xii)의 종축에 대해 반사 대칭의 선들을 갖지 않으며, 2 차 회전 대칭을 갖는다. 제13 성형 헤드(42xii)는 리세스를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 고정된 회전 포지션에 있도록 배열된다.
도 6n 및 도 6nn에 예시된 제14 성형 헤드(42xiii)는 도 3i 및 도 3ii를 참조하여 설명된 리세스(27vii)의 형상에 대응하고 리세스(27vii)를 형성하는데 사용될 수 있다. 제14 성형 헤드(42xiii)는 성형 헤드(42xiii)의 종축에 대해 반사 대칭의 선들을 갖지 않고, 1 차 회전 대칭을 갖는다. 제14 성형 헤드(42xiii)는 리세스를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 고정된 회전 포지션에 있도록 배열된다.
도 6o 및 도 6oo에 예시된 제15 성형 헤드(42xiv)는 도 3j 및 도 3jj를 참조하여 설명된 리세스(27viii)의 형상에 대응하고 리세스(27viii)를 형성하는데 사용될 수 있다. 제15 성형 헤드(42xiv)는 성형 헤드(42xiv)의 종축에 대해 반사 대칭의 선들을 갖지 않고, 1 차 회전 대칭을 갖는다. 제15 성형 헤드(42xiv)는 리세스를 형성하기 위해 필터 재료의 본체와 접촉하게 될 때 고정된 회전 포지션에 있도록 배열된다.
상기 장치(40)는 사용 시에 성형 헤드(42)의 종축과 담배 산업 제품(41)의 종축이 정렬되도록 구성될 수 있다. 그러한 배열에서, 성형 헤드(42) 및 담배 산업 제품(41)은 공통 종축을 갖는다고 할 수 있다.
도 5a 내지 도 5e의 제1 장치(40)를 다시 참조하면, 본 예에서, 상기 장치(40)는, 성형 헤드(42)가 담배 산업 제품의 단부(41)와 접촉하게 하기 위해 성형 헤드(42)에 대해 담배 산업 제품(41)을 이동시키도록 배열된 드럼(43)을 포함한다.
본 예에서, 드럼(43)은, 필터가 담배 로드들 사이에 배치될 수 있고 다음에 로드들 및 필터가 티핑 종이로 래핑될 수 있도록 제1 및 제2 담배 로드들을 분리하기 위해 시가렛 제조에 사용되는 공지된 분리기 드럼에 대한 변형예로서 제공된다. 드럼(43)은 드럼(43) 주위에 원주방향으로 이격되도록 배열된 복수의 성형 헤드들(42)을 지지하는 헤드 지지 유닛(44)을 포함하도록 변형된다. 성형 헤드들(42) 각각의 종축은 드럼(43)의 회전축과 평행하다. 드럼(43)은 복수의 이동 플레이트들(45)을 포함하며, 이동 플레이트들(45) 각각에는, 본 예에서는 플루트들(flutes)(46)의 형태인 제1 및 제2 제품 수용 유닛들 또는 영역들(46)이 제공된다. 각각의 플루트(46)는 담배 산업 제품(41)을 수용하도록 배열되고, 일반적으로 담배 산업 제품(41)이 내부에 안착될 수 있는, 플레이트(45)에 형성된 세장형 홈(elongate groove)으로서 성형된다. 담배 산업 제품들(41)은, 종래의 분리기 및 유사한 드럼들에 공지된 바와 같이, 플루트들(46)의 베이스에 형성된 개구들을 통한 흡입에 의해 플루트들(46) 내에 유지된다.
본 예에서, 이동 플레이트들(45)은 담배 산업 제품(41)이 성형 헤드들(42)과 접촉하게 하기 위해 헤드 지지 부재(44)에 의해 유지된 성형 헤드들(42)을 향해 그리고 성형 헤드들(42)로부터 멀리 왕복운동 방식으로 이동한다. 대안적인 예시적 배열에서, 상기 장치(40)는, 성형 헤드들(42)이 담배 산업 제품(41)의 단부와 접촉하게 하기 위해, 플레이트들(45) 및 헤드 지지 유닛(44) 모두가 사용 시에 이동하도록 배열되거나, 헤드 지지 유닛(44)만이 이동하도록 구성될 수 있다. 플루트들(46) 내에 유지될 때 각각의 담배 산업 제품(41)의 종축을 따라 추가적인 힘을 제공하기 위해, 가압 부재들(50)이 제공된다. 본 예에서, 이들은 로드들(50b)의 단부 상에 실리콘 캡들(silicon caps)(50a)을 포함한다. 캡들(50a)은 각각의 담배 산업 제품(41)의 제2 단부(41b)의 일부를 수용한다. 배럴 캠 배열체(barrel cam arrangement)(49)는 담배 산업 제품들(41)을 성형 헤드들(42)을 향해 그리고 성형 헤드들(42)로부터 멀리 종방향으로 이동시키기 위해, 플레이트들(45)의 이동에 대응하는 왕복운동 방식으로 가압 부재들(50)을 이동시키는데 사용된다. 대안적으로, 가압 부재들(50)은 이동하기보다는 고정될 수 있거나, 경사-플레이트형 배열체(swash-plate type arrangement)가 담배 산업 제품들(41)을 성형될 단부와 반대측 단부로부터 종방향으로 가압하는데 사용될 수 있다. 주어진 성형 헤드(42)와 담배 산업 제품 사이의 접촉 시간은 50 ms 내지 1 s, 예를 들어, 100 ms 내지 300 ms, 또는 150 ms 내지 200 ms일 수 있다.
상기 장치(41)는 성형 헤드들(42)을 가열하도록 배열된 가열 요소(47)를 더 포함할 수 있다. 가열 요소는 드럼(43)의 외주부의 약 120° 주위로 연장된다. 성형 헤드들(42)이 담배 산업 제품(41)의 단부와의 접촉 직전에 또는 접촉 동안에 가열될 때, 열이 담배 산업 제품(41)의 재료를 변형시킬 수 있으며, 이는 담배 산업 제품(41)의 단부의 형상을 변경시키는 것을 돕는다. 가열 요소(47)는 유도 코일(induction coil)일 수 있다. 대안적으로, 성형 헤드(42)는 열풍 시스템(hot air system) 또는 직접 열전쌍(direct thermocouple)에 의해 가열될 수 있다. 성형 헤드들(42)은 270 ℃ 내지 320 ℃로, 295 ℃의 바람직한 온도로 가열될 수 있다. 유도 가열을 위해, 성형 헤드들(42)은 1.26 x 10-4 H/m(예를 들어, 니켈) 내지 2.26 x 10-3 H/m(예를 들어, 스테인리스강) 범위의 자기 투자율, 및/또는 100 내지 1800의 상대 투자율을 갖도록 배열될 수 있다. 성형 헤드들(42)의 전기 저항은 6.85 x 10-8 Ωm(예를 들어, 니켈) 내지 15 x 10-8 Ωm(예를 들어, 강철)의 범위일 수 있다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 기어 메커니즘(gearing mechanism)(48)은 본 예에서 맨드릴들(mandrels)의 형태로 성형 헤드들(42)을 회전시키는데 사용될 수 있다. 각각의 맨드릴(42)은 헤드 지지 유닛(44) 내로 연장되고 헤드 지지 유닛(44)에 의해 지지되는 베이스 샤프트(base shaft)(42a) 내로 연장된다. 특히, 헤드 지지 유닛(44)은 각각의 맨드릴(42)의 베이스 샤프트(42a)를 지지하여 베이스 샤프트(42a)가 회전할 수 있게 하는 제1 및 제2 베어링들(44a, 44b)을 포함한다. 각각의 맨드릴 베이스 샤프트(42a)는 또한 맨드릴 구동 코그(mandrel driving cog)(48a)에 연결되고 맨드릴 구동 코그(48a)를 통해 회전되도록(turned) 배열되고, 맨드릴 구동 코그(48a)는 결국 드럼(43)의 주변부 주위로 연장되고 헤드 지지 유닛(44)에 대하여 고정된 고정 코그(48b)와 맞물린다. 헤드 지지 유닛(44)을 포함하여, 드럼(43)의 외부 부분들이 회전할 때, 이것은 맨드릴 구동 코그(48a)의 치형부가 고정 코그(48b)와 맞물리므로 각각의 맨드릴(42)에 대한 맨드릴 구동 코그(48a)가 회전하게 하고, 이것은 맨드릴(42)을 회전시킨다. 맨드릴들(42) 대 드럼(43)의 회전 속도의 비는 2:1 내지 12:1, 예를 들어, 5:1 내지 10:1, 및 일 예에서는 10:1일 수 있다. 성형 헤드들(42)을 회전시키기 위한 다른 배열체들, 예컨대 하나 이상의 헤드들(42)을 회전시키기 위한 별도의 모터 배열체가 또한 사용될 수 있다. 맨드릴 구동 코그들(48a)은 회전하는 맨드릴들(42)보다는 고정된 맨드릴들(42)을 제공하기 위해 맨드릴들(42)의 맨드릴 베이스 샤프트들(42a)로부터 제거될 수 있다.
대안적인 예시적 배열에서, 상기 장치(40)는 전술한 성형 헤드(42)와 실질적으로 동일하고 담배 산업 제품(41)의 제2 단부의 형상을 변경시키도록 배열된 제2 성형 헤드(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 이러한 배열에서, 상기 장치(40)는 담배 산업 제품의 양 단부들을 동시에 또는 순차적으로 성형할 수 있다.
도 5f 및 도 5g는 담배 산업 제품을 성형하기 위한 제2 장치(52)의 사시도들이다. 제2 장치(52)는 제1 장치(40)의 가열 요소(47) 대신에 연장된 가열 요소(57)가 제공되는 것을 제외하고는 제1 장치(40)와 동일하다. 연장된 가열 요소(57)는 제2 장치(52)의 드럼(43)의 외주부 주위로 약 270°만큼 연장되며, 그렇지 않으면 제1 장치(40)의 드럼과 동일하다. 대안적인 배열들에서, 연장된 가열 요소는 드럼(43)의 주변부 주위로 약 180° 내지 약 300°, 또는 약 240° 내지 약 280°만큼 연장될 수 있다. 드럼 주위로 270°만큼 연장되는 가열 요소는 맨드릴들(42)이 드럼(43) 주위로 회전되는 시간의 절반 초과 동안 맨드릴들(42)이 가열될 수 있어, 맨드릴들(42)이 보다 높은 온도에 도달할 수 있게 한다는 것을 의미한다. 맨드릴들(42)은 또한, 도 5g에 예시된 바와 같이, 각각의 맨드릴이 담배 산업 제품(41)과 접촉하는 대부분의 시간 기간 또는 모든 시간 기간 동안 가열된다.
도 5h는 병렬로 작동하도록 배열된 도 5f 및 도 5g의 2 개의 제2 장치(52)(각각 52a, 52b로 표시됨)를 포함하는 기계(59)의 측면도이다. 하기에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 담배 산업 제품들을 기존의 시가렛 제조 기계 또는 그러한 제품을 보유하는 호퍼(hopper)로부터 2 개의 성형 장치(52a, 52b) 상으로 이송하기 위한 일련의 드럼들이 제공된다. 담배 산업 제품들, 예를 들어, 시가렛들은 본 예에서는 도 5h에 예시된 측면에서 볼 때 시계방향으로 회전하는 공급 드럼(60)에서 수용되고, 제1 및 제2 분할 드럼들(61a, 61b)로 전달된다. 제1 분할 드럼(61a)은 공급 드럼으로부터 제품들을 수용하고 제2 분할 드럼(61b)의 플루트들(61b')의 피치(pitch)의 2 배로 이격된 플루트들(61a')를 가지며, 하나 걸러 담배 산업 제품은 제1 분할 드럼(61a)으로부터 제2 분할 드럼(61b) 상으로 이송되고, 그에 따라 드럼들(61a, 61b) 둘 모두가 동일한 수의 담배 산업 제품들을 순차적으로 다음 드럼들로 동일한 속도로 전달한다.
각각의 제1 및 제2 분할 드럼들(61a, 61b) 이후에, 제품들은 각각의 제1 및 제2 이송 드럼들(62a, 62b)로 전달되며, 제1 및 제2 이송 드럼들(62a, 62b)은 도 5f 및 도 5g를 참조하여 설명된 바와 같은 제2 성형 장치(52a, 52b)의 각각의 제1 및 제2 설비들 상으로 담배 산업 제품들을 각각 이송한다. 제1 및 제2 검사 드럼들(63a, 63b)은 각각의 제1 및 제2 성형 장치(52a, 52b)로부터 담배 산업 제품들을 수용하고, 제2 성형 장치(52a, 52b)에 의해 형성된 형상의 임의의 변형들 또는 존재할 수 있는 임의의 다른 변형들 또는 이상들에 대해 담배 산업 제품들을 검사하기 위해 하나 이상의 카메라들(도시되지 않음)의 배열체를 가질 수 있다. 검사 드럼들(63a, 63b)로부터, 제품들은 임의의 결함 제품들이 제품들의 흐름으로부터 제거될 수 있는 제1 및 제2 제거 드럼들(rejection drums)(64a, 64b)로 전달된다. 제1 및 제2 재조합 드럼들(65a, 65b)은 각각의 제1 및 제2 제거 드럼들(64a, 64b)로부터 제품들을 수용하고, 이들을 일련의 제1, 제2 및 제3 출력 드럼들(66a, 66b, 66c) 상으로 전달한다. 이들은 제품들을 출력 컨베이어 벨트 시스템(67) 상으로 전달하고, 출력 컨베이어 벨트 시스템(67)으로부터, 제품들이 포장 기계 또는 추가 호퍼에 직접 공급될 수 있다.
병렬로 작동하는 성형 장치(52a, 52b)의 제1 및 제2 설비들을 구비하는 것은, 동일한 속도로 작동하는 단일 설비에 비하여 기계의 처리량(throughput)이 배가될 수 있게 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 성형 장치(52a, 52b)의 설비들은 직렬 배열로 작동하여, 예를 들어, 개별 성형 장치(52a, 52b) 각각을 통해 담배 산업 제품의 제1 단부에 상이한 형상들을 적용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 장치(52a)의 제1 설비는 5 ㎜ 깊이를 갖는 리세스를 형성할 수 있고, 상기 장치(52b)의 제2 설비는 리세스를 8 ㎜의 깊이로 연장시킬 수 있다.
본원에는, 담배 산업 제품을 성형하는 방법이 또한 제시되어 있다. 상기 방법은, 도 7에 도시되어 있으며, 담배 산업 제품을 제공하는 단계(S101); 및 성형 헤드가 담배 산업 제품의 제1 단부와 접촉하게 되도록 담배 산업 제품의 종축과 실질적으로 평행한 방향으로 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시킴으로써 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키는 단계(S102)를 포함한다.
본원에는, 담배 산업 제품을 성형하는 추가의 방법이 또한 제시되어 있다. 상기 방법은, 도 8에 도시되어 있으며, 담배 산업 제품을 제공하는 단계(S201); 및 성형 헤드가 담배 산업 제품의 제1 종방향 단부면 및/또는 내부면과 접촉하게 되도록 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시킴으로써 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키는 단계(S202)를 포함한다.
다양한 쟁점들을 해결하고 당해 기술을 진전시키기 위하여, 본 개시의 전체는 청구된 발명(들)이 실시될 수 있고, 우수한 흡연 물품들 및 이를 위한 필터 유닛들을 제공할 수 있는 다양한 실시예들을 예시로서 보여준다. 본 개시의 장점들 및 특징들은 실시예들의 대표적인 샘플에 불과하고, 여기에만 국한되거나 그리고/또는 배타적인 것은 아니다. 이러한 장점들 및 특징들은 청구된 특징들을 이해하는 것을 돕기 위해 그리고 교시하기 위해 단지 제시된다. 본 개시의 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시에 대한 제한들로서, 또는 청구항들의 균등물들에 대한 제한들로서 고려되지 않아야 하고, 본 개시의 범위 및/또는 사상으로부터 이탈하지 않으면서 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변형들이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 실시예들은 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 다양한 조합들을 적절하게 포함할 수 있거나, 이들로 구성될 수 있거나, 이들을 필수 구성으로 포함(consist essentially of)할 수 있다. 또한, 본 개시는 현재 청구되지 않지만 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함한다.

Claims (26)

  1. 담배 산업 제품(tobacco industry product)을 성형하기 위한 장치로서,
    상기 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키도록 구성된 성형 헤드(shaping head); 및
    상기 제1 단부의 형상을 변경시키기 위해, 상기 성형 헤드가 상기 담배 산업 제품의 제1 단부와 접촉하게 되도록 상기 담배 산업 제품의 종축과 실질적으로 평행한 방향으로 상기 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시키도록 구성된 액추에이터(actuator)를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  2. 담배 산업 제품을 성형하기 위한 장치로서,
    상기 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키도록 구성된 성형 헤드; 및
    상기 제1 단부의 형상을 변경시키기 위해, 상기 성형 헤드가 상기 담배 산업 제품의 제1 종방향 단부면 및/또는 내부면과 접촉하게 되도록 상기 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 이동시키도록 구성된 액추에이터를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 왕복운동 방식으로 이동시키도록 구성되는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 헤드는 모따기된 프로파일(chamfered profile)을 갖는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 헤드는 형상이 실질적으로 원뿔형, 원통형 또는 반구형인,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  6. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 헤드는 모따기된 프로파일을 갖는 부분 및 형상이 실질적으로 원뿔형, 원통형 또는 반구형인 부분을 갖는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 헤드는 1 차, 2 차, 3 차, 4 차, 5 차, 6 차, 7 차, 8 차, 또는 무한 회전 대칭(infinite rotational symmetry)을 갖는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 헤드는 종축을 갖고, 상기 장치는 상기 성형 헤드의 종축을 중심으로 상기 성형 헤드를 회전시키도록 구성되는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 장치는 사용 시에 상기 성형 헤드의 종축이 상기 담배 산업 제품의 종축과 정렬되도록 구성되는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 헤드는 복수의 성형 헤드들 중 하나를 포함하며, 상기 제1 단부의 형상을 변경시키기 위해, 각각의 성형 헤드는 담배 산업 제품의 각각의 제1 단부와 접촉하게 되도록 배열되고, 헤드 지지 유닛(head support unit)이 상기 복수의 성형 헤드들을 지지하도록 배열되는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 성형 헤드들 및 헤드 지지 유닛은 드럼(drum) 상에 제공되는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 드럼은 제1 복수의 성형 헤드들 및 제1 헤드 지지 유닛을 포함하는 제1 드럼을 포함하고, 상기 장치는 제2 복수의 성형 헤드들 및 상기 제2 복수의 성형 헤드들을 지지하도록 배열된 제2 헤드 지지 유닛을 포함하는 제2 드럼을 포함하며, 상기 제1 및 제2 드럼들은 기계에서 직렬 또는 병렬로 작동하도록 배열되는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  13. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 드럼은 담배 산업 제품을 파지하도록 각각 배열된 복수의 수용 유닛들을 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 또는 각각의 성형 헤드가 상기 또는 각각의 담배 산업 제품과 접촉하게 되는 동안에 상기 또는 각각의 담배 산업 제품의 제2 단부를 가압하도록 배열된 가압 부재(pushing member)를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 가압 부재는 탄성 변형 가능한 재료로 형성되는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 헤드를 가열하도록 배열된 가열 요소를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 성형 헤드는 유도에 의해 가열될 수 있는 재료로 형성되고, 상기 가열 요소는 유도에 의해 상기 성형 헤드를 가열하도록 배열되는,
    담배 산업 제품의 성형 장치.
  18. 담배 산업 제품을 성형하는 방법으로서,
    상기 담배 산업 제품을 제공하는 단계; 및
    성형 헤드가 상기 담배 산업 제품의 제1 단부와 접촉하게 되도록 상기 담배 산업 제품의 종축과 실질적으로 평행한 방향으로 상기 성형 헤드 및/또는 상기 담배 산업 제품을 이동시킴으로써 상기 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키는 단계를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 방법.
  19. 담배 산업 제품을 성형하는 방법으로서,
    상기 담배 산업 제품을 제공하는 단계; 및
    성형 헤드가 상기 담배 산업 제품의 제1 종방향 단부면 및/또는 내부면과 접촉하게 되도록 상기 성형 헤드 및/또는 상기 담배 산업 제품을 이동시킴으로써 상기 담배 산업 제품의 제1 단부의 형상을 변경시키는 단계를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 방법.
  20. 제18 항 또는 제19 항에 있어서,
    상기 성형 헤드의 종축을 중심으로 상기 성형 헤드를 회전시키는 단계를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 방법.
  21. 제18 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 헤드 및/또는 상기 담배 산업 제품을 이동시키는 것은, 상기 성형 헤드 및/또는 담배 산업 제품을 왕복운동 방식으로 이동시키는 것을 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 방법.
  22. 제18 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담배 산업 제품을 제공하는 단계는 상기 담배 산업 제품을 수용 유닛(receiving unit) 내로 삽입하는 단계 및 상기 담배 산업 제품을 상기 수용 유닛에서 파지하는 단계를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 방법.
  23. 제18 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 담배 산업 제품 각각의 제1 단부의 형상을 복수의 성형 헤드들을 사용하여 동시에 변경시키는 단계를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 방법.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 성형 헤드들은 직렬 또는 병렬 구성으로 배열된 제1 및 제2 드럼들 상에 제공되는,
    담배 산업 제품의 성형 방법.
  25. 제18 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 또는 각각의 성형 헤드를 가열하는 단계를 포함하는,
    담배 산업 제품의 성형 방법.
  26. 제18 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 형성되는,
    담배 산업 제품.
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