KR20210024476A - 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹 제조를 위한 캐스팅 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹(1)을 제조하기 위한 캐스팅 기기(101)에 관한 것으로, 상기 캐스팅 기기는 제1 및 제2 대향 벽(12,14)을 포함하는 캐스팅 박스 벽을 갖는 슬러리(2)를 함유하도록 적응된 캐스팅 박스(10); 이동 가능한 지지체 (20); 상기 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹(1)을 형성하기 위해 캐스팅 박스에 함유된 슬러리를 이동 가능한 지지체에서 캐스팅하도록 적응된 캐스팅 블레이드(70); 및 슬러리(2)와 접촉하게 캐스팅 박스(10) 내부에 위치된 바-형 요소(80, 180, 280, 380, 480)를 포함하며, 바-형 요소는 각각 제1 및 제2 대향 벽(12,14)으로부터 제1 및 제2 거리에 위치되어 슬러리(2)가 바-형 요소 주위로 흐를 수 있다.

Description

알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹 제조를 위한 캐스팅 기기

본 발명은 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹 제조를 위한 캐스팅 기기에 관한 것이다.

특히, 알칼로이드 함유 재료는, 예를 들어 궐련 또는 "비연소-가열(heat-not-burn)" 유형의 담배 함유 제품과 같은 에어로졸 발생 물품에 바람직하게 사용되는 균질화된 담배 재료이다.

오늘날, 담배 제품의 제조에서, 담뱃잎 외에 균질화된 담배 재료가 또한 사용된다. 이 균질화된 담배 재료는, 통상적으로, 예를 들어 담배 자루 또는 담배 가루 등과 같은 각초의 제조에 덜 적합한, 담배 식물의 부분으로부터 제조된다. 통상적으로, 담배 가루는 제조 시 담뱃잎을 취급하는 동안 부산물로서 생성된다.

가장 일반적으로 사용되는 균질화된 담배 재료의 형태는 재구성 담배 시트 및 캐스트 리프이다(TCL은 담배의 캐스트 리프의 두문자어이다). 균질화된 담배 재료 시트를 형성하는 공정은 담배 가루와 결합제가 혼합되어 담배 슬러리를 형성하는 단계를 일반적으로 포함한다. 그 다음, 슬러리를 사용하여 담배 웹을 생성하며, 예를 들어 이동하는 금속 벨트 상으로 점성 슬러리를 캐스팅하여 소위 캐스트 리프를 제조한다. 대안적으로, 점도가 낮고 수분 함량이 높은 슬러리는 제지 공정과 유사한 공정에서 재구성 담배를 생성하는 데 사용될 수 있다. 일단 제조되면, 균질화된 담배 웹은 궐련 및 다른 흡연 물품에 적합한 담배 각초를 제조하기 위해 전체 잎담배와 유사한 방식으로 절단될 수 있다. 이러한 균질화된 담배의 제조 공정은, 예를 들어 유럽 특허 EP 0565360에 개시되어 있다.

"비연소-가열(heat-not-burn)" 에어로졸 발생 물품에서, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸을 형성하지만 담배 재료의 연소를 방지하기 위해 비교적 낮은 온도로 가열된다. 또한, 균질화된 담배 재료에 존재하는 담배는 통상적으로 단지 담배이거나, 이러한 "비 연소 가열" 에어로졸 발생 물품의 균질화된 담배 재료에 존재하는 대부분의 담배를 포함한다. 이는 이러한 "비연소-가열" 에어로졸 발생 물품에 의해 생성되는 에어로졸 조성물이 실질적으로 균질화된 담배 재료에만 기초한다는 것을 의미한다. 그러므로, 예를 들어 에어로졸의 맛의 제어를 위해서는, 균질화된 담배 재료의 조성을 잘 제어하는 것이 중요하다.

슬러리의 물리적 특성, 예를 들어 슬러리의 일관성, 점도, 섬유 크기, 입자 크기, 수분 또는 수명의 변화로 인해, 표준 캐스팅 방법 및 기기는 균질화된 담배의 웹의 캐스팅 동안 지지체에 슬러리의 도포 시 의도되지 않은 변화를 초래할 수 있다. 비-최적의 캐스팅 방법 및 기기는 균질화된 담배의 캐스트 웹에 대한 불균질성 및 결함을 초래할 수 있다.

균질화된 담배 웹에서의 불균질성은 에어로졸 발생 물품의 제조를 위한 균질화된 담배 웹의 후속 취급에서 어려움을 초래할 수 있다. 예를 들어, 불균질성은 웹의 제조 동안 또는 웹의 추가 처리 동안 웹의 찢어짐 또는 심지어 웹의 파열을 초래할 수 있다. 이는 결국, 예를 들어 기계 정지를 초래할 수 있다. 또한, 불균일한 담배 웹은 동일한 균질화된 담배 웹으로부터 제조된 에어로졸 발생 물품들 간에 에어로졸 전달에 있어서 의도하지 않은 차이를 유발할 수 있다.

전술한 문제점을 극복하거나 적어도 상당히 감소시키도록 적응되는 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹 제조를 위한 캐스팅 기기가 필요하다.

본 발명은 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹 제조를 위한 캐스팅 기기에 관한 것으로서, 캐스팅 기기는 제1 및 제2 대향 벽을 포함한 캐스팅 박스 벽을 갖고 슬러리를 함유하도록 적응된 캐스팅 박스; 이동 가능한 지지체; 캐스팅 박스에 함유된 슬러리를 이동 가능한 지지체에 캐스팅하여 상기 알칼로이드를 함유하는 재료의 캐스트 웹을 형성하도록 적응되는 캐스팅 블레이드; 및 슬러리와 접촉하게 캐스팅 박스 내에 위치되는 바-형 요소(bar-like element)를 포함하며; 바-형 요소는 각각, 제1 및 제2 대향 벽으로부터 제1 및 제2 거리에 위치되어, 슬러리가 바-형 요소 주위로 흐를 수 있다.

유리하게는, 캐스팅 박스 내부에 위치되고 제1 및 제2 대향 벽으로부터 제1 및 제2 거리에 위치되는 바-형 요소는 슬러리 내의 응집체의 형성을 감소시켜 결과적으로 캐스트 웹 내의 결함의 수를 최소화하게 한다. 슬러리의 아러한 응집체는 캐스팅 박스 내부에서 슬러리의 재순환 부족으로 인해 캐스팅 박스에 형성될 수 있다. 바-형 요소는 캐스팅 박스 내에서 슬러리의 순환 및 재순환을 개선할 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “시트”는 폭과 길이가 그의 두께보다 실질적으로 더 큰 박층 요소를 나타낸다. 시트의 폭은, 바람직하게는 약 10 mm보다 더 크고, 더 바람직하게는 약 20 mm 또는 약 30 mm보다 더 크다. 더욱 더 바람직하게는, 시트의 폭은 약 100 mm 내지 약 300 mm에 포함된다. 연속 “시트”는 본원에서 “웹”이라 불린다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “캐스팅 블레이드”는 길이방향 연장의 주요 부분을 따라 본질적으로 일정한 단면을 가질 수 있는 길이방향으로 형상화된 요소를 나타낸다. 이는 슬러리와 같은, 상기 에지에 의해 영향을 받을 반죽, 점성 또는 액체 유사 재료와 접촉하도록 의도되는 적어도 하나의 에지를 나타낸다. 상기 에지는 날카롭고 나이프-형 에지를 가질 수 있다. 대안적으로, 에지는 직사각형 또는 둥근 형상을 가질 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “이동 가능한 지지체”는 적어도 하나의 방향으로 이동될 수 있는 표면을 포함하는 임의의 수단을 나타낸다. 이동 가능한 지지체는 일 방향으로 중단되지 않는 이송 능력을 제공하도록 폐쇄 루프를 형성할 수 있다. 그러나, 이동 가능한 지지체는 또한 전후방 이동 방식으로 이동될 수 있다. 이동 가능한 지지체는 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다. 이동 가능한 지지체는 본질적으로 편평할 수 있고 구조화된 또는 비구조화된 표면을 나타낼 수 있다. 이동 가능한 지지체는 그의 표면에 개구를 나타내지 않을 수 있거나, 그 위에 증착된 슬러리에 대해 관통될 수 없는 이러한 크기의 오리피스만을 나타낼 수 있다. 이동 가능한 지지체는 시트 유사 이동 가능하고 굽힘 가능한 밴드를 포함할 수 있다. 밴드는 스틸, 구리, 철 합금 및 구리 합금, 또는 고무 재료를 포함하지만 이에 한정되지 않는 금속 재료로 제조될 수 있다. 밴드는 슬러리의 건조 공정을 가속화하기 위해 가열될 수 있도록 내온도성 재료로 제조될 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “슬러리”는 상이한 액체-형, 점성 또는 반죽 재료의 에멀션을 포함할 수 있고 슬러리가 여전히 액체-형, 점성 또는 반죽 거동을 나타내면, 특정 양의 고체 상태 입자를 함유할 수 있는 액체 유사, 점성 또는 반죽 재료를 나타낸다.

“알칼로이드 함유 재료”는 하나 이상의 알칼로이드 함유 재료다. 알칼로이드는 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴은, 예를 들어 담배에서 발견될 수 있다.

알칼로이드는 주로 염기성 질소 원자를 함유하는 자연 발생 화학적 화합물의 그룹이다. 이 그룹은 또한 중성 및 심지어 약산성 특성을 갖는 일부 관련 화합물을 포함한다. 유사한 구조의 일부 합성 화합물은 또한 알칼로이드로 지칭된다. 탄소, 수소 및 질소 이외에, 알칼로이드는 또한 산소, 황 및 보다 드물게 염소, 브롬 및 인과 같은 다른 원소를 함유할 수 있다.

알칼로이드는 박테리아, 균류, 식물 및 동물을 포함하는 다양한 유기체에 의해 생산된다. 이들은 산-염기 추출에 의해 이들 유기체의 조 추출물로부터 정제될 수 있다. 카페인, 니코틴, 테오브로민, 아트로핀, 튜보카린은 알칼로이드의 예이다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “균질화된 담배 재료”은 미립자 담배를 응집시켜서 형성된 재료를 나타내며, 이는 알칼로이드 니코틴을 함유한다. 따라서, 알칼로이드 함유 재료는 균질화된 담배 재료일 수 있다.

가장 보편적으로 사용되는 균질화된 담배 재료의 형태는 재구성 담배 시트 및 캐스트 리프이다. 균질화된 담배 재료 시트를 성형하는 공정은 보편적으로 담배 가루와 결합제를 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계를 포함하고 있다. 그 다음, 슬러리를 사용하여 담배 웹을 생성하며, 예를 들어 이동하는 금속 벨트 상으로 점성 슬러리를 캐스팅하여 소위 캐스트 리프를 제조한다. 대안적으로, 점도가 낮고 수분 함량이 높은 슬러리는 제지 공정과 유사한 공정에서 재구성 담배를 생성하는 데 사용될 수 있다.

담배의 시트 재료는 재구성 시트 재료로 지칭될 수 있으며, 담배 조성물을 형성하기 위하여 입자 담배(예를 들어, 재구성 담배) 또는 담배 입자 블렌드, 보습제 및 수성 용매를 사용하여 형성된다. 이러한 담배 조성물은 이어서 캐스팅, 압출, 압연 또는 프레싱되어 담배 조성물로부터 시트 재료를 형성할 수 있다. 담배 시트는 담배 미립자로 종이와 같은 재료를 만드는 데 사용되는 습식 공정을 이용하여 형성되거나 담배 미립자가 결합제 재료와 함께 혼합되고 이동 벨트 상에 캐스팅되어 시트로 형성되는 캐스트 리프 공정을 이용하여 형성될 수 있다.

균질화된 담배 시트는 담배에 더하여, 결합제 및 에어로졸 형성제, 예컨대 구아 및 글리세린을 일반적으로 포함한다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 재료"는 에어로졸을 생성하기 위해 가열될 때 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 재료를 지칭한다. 담배는 다른 화합물과 함께, 에어로졸 형성 재료, 특히 에어로졸 형성제를 포함하는 균질화된 담배의 시트로 분류될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 재료를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 균질화된 담배 시트는 에어로졸 형성 재료로서 사용될 수 있다.

슬러리는 다수의 상이한 구성 요소 또는 성분을 포함할 수 있다. 이들 구성요소는 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 특성에 영향을 미친다. 제1 성분은 예를 들어, 분말 형태의 알칼로이드 함유 재료이다. 이러한 재료는 바람직하게 슬러리 내에 존재하는 담배의 대부분을 함유하는 담배 분말 블렌드(blend)일 수 있다. 담배 분말 블렌드는 균질화된 담배 재료 내의 대부분의 담배의 공급원이므로, 최종 제품에 풍미를 제공한다. 알칼로이드 재료 웹의 인장 강도를 증가시키기 위해, 바람직하게는 강화제로서 작용하는 셀룰로스 섬유를 함유하는 셀룰로스 펄프가 슬러리에 첨가된다. 결합제가 첨가될 수 있다. 에어로졸 형성제가 첨가될 수 있다. 균질화된 시트의 인장 특성을 향상시키고 에어로졸의 형성을 촉진하기 위해, 바람직하게는 결합제 및 에어로졸 형성제가 첨가된다. 또한, 알칼로이드 함유 재료의 웹을 캐스팅하는 데 최적인 특정 점도 및 수분에 도달하기 위해, 슬러리에 물이 첨가될 수 있다. 슬러리는 슬러리를 가능한 한 균질하게 하기 위해 혼합될 수 있다.

그 다음, 슬러리는 미리 정해진 양의 슬러리가 바람직하게 유지되는, 예를 들어 캐스팅 박스 내에 미리 정의된 레벨의 슬러리가 설정되는 캐스팅 박스에 수집될 수 있다. 바람직하게는, 슬러리는 캐스팅 박스에 연속적으로 공급되는 반면에, 슬러리는 알칼로이드 함유 재료의 연속 웹을 형성하기 위해 캐스팅 블레이드에 의해 이동 가능한 지지체에서 캐스팅된다. 이동 가능한 지지체는 캐스트 시트의 연장 방향을 정의하는 방향을 따라 이동하며, 이는 캐스팅 방향으로도 불린다.

캐스팅 박스는, 바람직하게는 박스 형상이며 적어도 제1 벽 및 제2 벽, 바람직하게는 또한 제3 벽 및 제4 벽을 포함한다. 제1 내지 제4 벽은 캐스팅 박스의 측벽으로서 간주될 수 있다. 박스는 상부 측에서 개방될 수 있거나, 리드(lid) 또는 상단 벽을 포함할 수 있다. 또한, 캐스팅 박스는 애퍼처를 갖는 하단 벽을 포함할 수 있거나, 하단에서 개방될 수 있다. 제1 벽과 제2 벽은, 바람직하게는 서로 마주한다. 바람직하게는, 제3 및 제4 벽은 서로 마주한다.

캐스팅 블레이드는, 바람직하게는 캐스팅 방향에 수직으로 배열된다. 재료의 웹은 캐스팅 박스에 존재하는 슬러리를 캐스팅하는 캐스팅 블레이드에 의해 형성된다. 예를 들어, 슬러리는 캐스팅 박스로부터 중력에 의해 떨어지고 캐스팅 블레이드와 접촉하게 된다. 캐스팅 블레이드의 에지는 실제로 이동 가능한 지지체의 상단 표면과 갭을 형성하며 슬러리는 상기 갭에 의해 정의된 애퍼처를 통과한다. 재료의 캐스트 웹 두께는 갭 치수에 의해, 예를 들어 슬러리와 접촉하게 되는 캐스팅 블레이드의 에지와 이동 가능한 지지체의 표면 사이의 거리에 의해 결정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 캐스팅 박스는 그 내부에 위치된 바-형 요소를 포함한다. 바-형 요소는 캐스팅 박스의 2개의 대향 벽, 이 경우에 제1 벽 및 제2 벽과 접촉하지 않는 고체 요소로서 간주될 수 있다. 대향하는 제1 및 제2 벽이란 적어도 부분적으로 서로 대면하는 캐스팅 박스의 2개의 벽(또는 그의 일부분)을 의미한다. 바-형 요소는, 바람직하게는 슬러리 회전 속도가 매우 낮거나 없는 캐스팅 박스의 체적에 위치된다. 바-형 요소는 제1 벽 및 제2 벽과 접촉하지 않고, 즉 제1 벽 및 제2 벽과 바-형 요소 사이에 거리가 있고, 그 거리는 0이 아니어서 슬러리가 바-형 요소 주위로 흐를 수 있다. 슬러리 흐름은 바-형 요소 주위에, 예를 들어 바-형 요소의 외부 표면과 측벽 사이에 있다.

이러한 가로방향 바-형 요소의 목적은 슬러리의 속도 또는 흐름이 이와는 달리, 즉 바-형 요소 없이 매우 낮거나 거의 없을 수 있는 캐스팅 박스의 구역, 지역 또는 체적에 대한 슬러리의 접근을 억제 또는 제한할 수 있다. 또한, 슬러리 순환 또는 재순환이 매우 낮은 속도로 수렴하는 경향이 있고 슬러리가 응집될 수 있는 캐스팅 박스의 구역, 지역 또는 체적에 대한 접근을 제한하거나 거부하는 데 사용될 수 있다.

제조 동안, 캐스팅 박스의 슬러리는 응집될 수 있어서, "고체", "럼프" 또는 "클러스터"를 생성할 수 있다. 이러한 슬러리의 응집체는 웹의 캐스팅에서의 문제일 수 있다.

그 치수가 캐스팅 블레이드와 이동 가능한 지지체 사이의 갭의 치수 미만인 더 작은 응집체, 즉 슬러리 클러스터가 웹 내에 클러스터를 생성할 수 있다. 웹 내의 클러스터는 비균질 웹을 형성하며, 이는 일관되지 않은 흡연 경험을 초래할 수 있다.

그 치수가 갭의 치수를 초과하는 더 큰 응집체, 즉 슬러리 클러스터는 캐스팅 블레이드 아래로 통과할 수 없어서, 웹을 찢을 수 있는 "슬릿 및 드래거", 예를 들어 장애물을 생성할 수 있다.

이론에 얽매이지 않고, 캐스팅 박스 내부의 슬러리의 순환은 입력 장치로부터 유입 슬러리의 낙하 및 캐스팅 박스의 전방 출구에서 캐스팅 블레이드를 향해 이동하는 이동 벨트의 운동에 의해 구동된다. 슬러리의 높은 점도 및 그의 전체적인 저속으로 인해, 슬러리의 전체 운동은 다소 중심 코어 축을 중심으로 회전하는 박층의 운동으로서 도시될 수 있으며, 층들의 회전 속도는 축을 중심으로 회전하는 다층 고체와 같이, 지시된 코어 축에 가까워지면서 0까지 감소한다. 캐스팅 박스 내부의 슬러리의 이러한 거동은 캐스팅 박스의 중심 코어에 특정 체적을 발생시키며, 이 곳에서 슬러리 부분이 충돌하고 매우 낮은 속도로 서로 접촉하여, 슬러리가 응집하고 응집체를 생성하게 한다. 이러한 구역에서의 바-형 요소의 위치는 저 속도 또는 제로 속도 영역에 대한 접근 금지 때문에 응집체의 형성을 제한할 수 있다.

본 발명에 따른 캐스팅 기기는 단독으로 또는 조합하여 고려되는 다음의 바람직한 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

바람직한 구현예에서, 바-형 요소는 길이방향 축을 정의하고, 바-형 요소의 전체 체적은 그의 길이방향 축을 따라 일정하다. 일정한 체적은 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 가로방향 균질성을 달성하게 한다.

바람직한 구현예에서, 바-형 요소는 축을 중심으로 회전할 수 있다. 바람직하게는, 축은 바-형 요소의 길이방향 축이다. 더 바람직하게는, 바-형 요소는 샤프트이다. 이러한 샤프트는 자유롭게 회전할 수 있거나 그의 길이방향 축에 대하여 회전 구동될 수 있다. 유리하게는, 캐스팅 박스에서 순환 및 재순환하는 슬러리는 바-형 요소를 회전하게 하며; 이러한 방식으로, 바-형 요소의 외부 표면 상의 슬러리 응집 위험이 상당히 감소된다.

바람직한 구현예에서, 이동 가능한 지지체는 캐스팅 방향을 따라 이동하도록 적응된다. 바람직하게는, 바-형 요소는 캐스팅 방향에 실질적으로 수직으로 위치된다. 유리하게는, 바-형 요소는 이동 가능한 지지체의 운동 방향(캐스팅 방향)에 대하여 가로방향으로 위치된다. 바-형 요소의 위치는, 바람직하게는 슬러리가 제한된 속도를 갖는 캐스팅 박스의 체적 내에 있다.

바람직한 구현예에서, 바-형 요소는 외부 표면을 가지고 외부 표면으로부터 돌출하는 복수의 핀(fin)을 포함한다. 바-형 요소는 또한, 그의 외부 표면에, 홈, 교반기 또는 텍스처를 대안적으로 또는 부가적으로 포함할 수 있다. 핀, 홈, 교반기 또는 텍스처는 바-형 요소의 외부 표면과 접촉하게 되는 슬러리의 속도를 증가시킬 수 있다.

바람직하게는, 바-형 요소의 외부 표면 상의 핀 또는 교반기가 구동된다. 더 바람직하게는, 교반기 또는 핀 형상은 에너지가 슬러리의 운동으로 또는 전단 응력으로 변환되도록 선택된다. 슬러리의 운동을 증가시키는 것은 캐스팅 박스 내에서 저속 체적을 추가로 방지할 수 있는 반면에, 슬러리에 전단 응력을 발생시키면 가능한 슬러리 클러스터를 억제하는 데 도움이 될 수 있다. 바람직하게는, 바-형 요소는 분산액 블레이드 교반기를 포함한다.

바람직한 구현예에서, 바-형 요소와 캐스팅 블레이드 사이의 거리는 바-형 요소의 지배적인(dominant) 치수를 따라 실질적으로 일정하다. 지배적인 치수는, 바람직하게는 바-형 요소의 축을 따르는 길이방향 치수에 대응한다. 알칼로이드 함유 재료의 웹의 실질적으로 일정한 두께는 더 쉬운 방식으로 달성될 수 있다.

바람직한 구현예에서, 바-형 요소의 축 및 캐스팅 블레이드의 지배적인 치수는 실질적으로 평행하다. 바람직하게는, 바-형 요소의 축은 실질적으로 수평이고, 즉, 수평면에 놓인다. 유리하게는, 바-형 요소의 중심 축과 캐스팅 블레이드(또한 가로방향 요소임) 사이의 거리는 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 가로방향 균질성을 달성하기 위해 다소 일정하다.

바-형 요소의 길이방향 축은, 바람직하게는 캐스팅 박스의 중심 코어 체적에 위치되며, 이 곳에서 회전 속도는 캐스팅 박스 내부의 바-형 요소가 없는 경우에 최저 값일 것이다. 바-형 요소의 길이방향 축과 캐스팅 블레이드 사이의 다소 일정한 거리를 유지하기 위해, 길이방향 축의 위치는 캐스팅 박스를 따르는 중심 코어 구역의 평균 위치로서 결정된다. 중심 코어 영역 또는 체적의 정확한 위치는 점도를 포함한, 슬러리 특성에 따라 변할 수 있다.

바람직한 구현예에서, 캐스팅 기기는 바-형 요소를 진동시키도록 적응된, 바-형 요소에 연결된 진동기 장치를 포함한다. 진동은 바-형 요소의 외부 표면과 접촉하게 슬러리의 속도를 다시 증가시킬 수 있다. 바람직하게는, 바-형 요소의 외부 표면은 실질적으로 원통형 표면을 포함한다. 또한, 진동은 그렇지 않으면 바-형 요소의 외부 표면 상에 고착될 수 있는 슬러리를 분리하는 것을 도울 수 있다. 진동을 얻기 위한 이러한 기구는, 예를 들어 회전하는 편심 가중치 디스크, 초음파 등을 포함할 수 있다.

바람직한 구현예에서, 이동 가능한 지지체는 캐스팅 방향을 따라 이동하도록 적응된다.

바람직하게는, 캐스팅 방향에 평행한 횡단면에서의 바-형 요소의 치수는 약 10 mm 내지 약 70 mm에 포함된다. 더 바람직하게는, 이러한 치수는 약 25 mm 내지 약 45 mm에 포함된다. 바람직하게는, 바-형 요소의 이러한 횡단면은 원이고, 이러한 치수는 상기 원의 직경이다. 횡단면은 캐스팅 방향에 평행한 평면을 따라 취해진다. 바람직하게는, 평면은 수직 평면이다.

바람직한 구현예에서, 캐스팅 박스는 주어진 캐스팅 박스 높이를 가지며, 바-형 요소는 캐스팅 박스 높이의 실질적으로 절반인 높이로 캐스팅 박스에 위치된다. 캐스팅 박스의 높이는 수직 축을 따르는 최고 좌표 값으로서 정의된다. 기준 또는 “제로(0)” 지점은 동일한 수직 축을 따르는 캐스팅 박스의 최저 좌표 값으로 간주된다. 일반적으로, 캐스팅 박스의 높이는 측벽들의 높이에 대응하며, 이는 일반적으로 모든 측벽에 대해 동일하다. “제로”는 일반적으로 대략 수평인 캐스팅 박스의 하단닥 벽에 대응한다. 하나 초과의 높이가 있는 경우, 모든 상이한 높이의 평균이 캐스팅 박스의 높이로서 간주된다. 바-형 요소의 높이는 그의 축의 최고 좌표 값으로서 간주되며, 기준 또는 “제로”는 재차 동일한 수직 축을 따르는 캐스팅 박스의 최저 좌표 값이다. 하나 초과의 높이가 있는 경우, 모든 상이한 높이의 평균이 바-형 요소의 높이로서 간주된다.

바람직한 구현예에서, 슬러리는 캐스팅 박스의 후방 또는 상류 측(예를 들어, 캐스팅 박스의 제1 벽)에서 공급되고, 여기서 “상류”는 슬러리 흐름의 방향을 지칭하며, 캐스팅 블레이드는 캐스팅 박스의 전방 또는 하류 측(예를 들어, 캐스팅 박스의 제2 벽)에 위치되며, 바-형 요소는 실질적으로, 캐스팅 블레이드에 더 가까운 캐스팅 박스의 절반, 즉, 전방 또는 하류측(예를 들어 캐스팅 박스의 제2 벽)에 더 가깝게 위치되며, 여기서 “하류”는 슬러리 흐름의 방향을 지칭한다. 바람직하게는, 바-형 요소는 캐스팅 박스의 제1 벽보다 제2 벽에 더 가깝게 수평으로 위치된다. 수직 방향으로, 이는 유리하게는 캐스팅 박스 높이의 중간에 위치된다.

바람직한 구현예에서, 바-형 요소는 코팅을 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 코팅은 변형 가능하다. 코팅은, 바람직하게는 바-형 요소의 내부 몸체를 커버하는 외부 코팅이다. 이러한 내부 몸체는 형상을 약간 변경하거나 진동시킬 수 있는 다양한 기구를 포함할 수 있으므로, 이들 진동은 그렇지 않으면 바-형 요소의 외부 표면에 고착될 수 있는 슬러리를 제거하기 위해 외부 코팅으로 기계적으로 전달된다. 그러한 기구는 예를 들어, 내부 몸체와 외부 코팅 사이에 주입된 펄스화된 압축 공기를 포함할 수 있다.

바람직한 구현예에서, 바-형 요소는 자유롭게 회전 가능하다. 즉, 바-형 요소는 그의 길이방향 회전 축에 대해 자유롭게 회전 가능하다.

대안적인 바람직한 구현예에서, 캐스팅 기기는 바-형 요소를 회전시키는 모터를 포함하며, 즉 바-형 요소는 회전 구동된다. 바-형 요소는 그의 길이방향 회전 축에 대해 전동식으로 회전 운동한다. 이러한 경우, 바-형 요소는 대안적으로, 바-형 요소가 존재하지 않을 경우에 바-형 요소 외경 주위의 구역 또는 체적에 있을 수 있는 슬러리의 회전 속도보다 더 낮거나, 같거나, 더 큰 회전 속도로, 전후방 운동과 같은 두 방향으로 회전할 수 있거나, 슬러리의 회전 방향으로(또는 대향 방향으로) 연속적으로 회전할 수 있다.

바람직하게는, 바-형 요소는 바-형 요소의 중앙 길이방향 축에 대응하는 회전 축 주위에서 회전한다. 유리하게는, 회전 바-형 요소의 외부 표면에서의 슬러리의 응집체는 상당히 감소된다.

바람직하게는, 바-형 요소는 원통 형상이다.

바람직한 구현예에서, 특히 바-형 요소가 자유롭게 회전할 수 있는 경우에, 바-형 요소 자체는 섹터로 분할되고, 각각의 섹터는 독립적으로 회전 가능하다. 이러한 경우, 유리하게는, 바-형 요소의 회전은 하나의 섹터로부터 그의 회전 축을 따라 다른 섹터로 길이방향으로 가변될 수 있다.

바람직한 구현예에서, 캐스팅 박스는 제3 및 제4 대향 벽을 포함하며, 여기서 바-형 요소는 제1 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 단부는 제3 및 제4 벽에 연결되고, 제3 또는 제4 벽에 제1 또는 제2 단부를 연결하는 위치를 변경하도록 적응된 위치 변환기를 더 포함한다.

유리하게는, 위치 변환기는 바-형 요소의 위치를 선택하게 한다. 이러한 방식으로, 캐스팅 박스 내의 슬러리의 유형에 따라서 슬러리 운동에 대한 가장 약한 저항을 생성하는 위치는 바람직하게 선택된다. 따라서, 바-형 요소가 캐스팅 박스에 연결되는 방식은 바-형 요소가 캐스팅 박스 내부에서 이동되게 하여, 바-형 요소의 길이방향 축의 위치가 조정될 수 있다.

바람직한 구현예에 따르면, 바-형 요소는 캐스팅 박스의 제3 및 제4 벽에 고정 부착물을 갖고 유연한 샤프트이며, 따라서 슬러리의 최저 회전 속도를 갖는 체적 또는 구역인, 캐스팅 박스의 “데드 존(dead zone)”에서 바-형 요소의 정확한 위치는 슬러리 운동 자체에 의해 자동적으로 조정될 수 있는데, 이는 이러한 “데드 존”이 슬러리 운동에 대한 가장 약한 저항을 바-형 요소가 생성하는 체적이기 때문이다. 바-형 요소는, 바람직하게는 캐스팅 박스의 측벽에 부착된다. 바람직하게는, 바-형 요소는 캐스팅 박스의 측벽에 직접 고정된다. 더 바람직하게는, 바-형 요소는 각각 그의 제1 및 제2 단부에서 캐스팅 박스의 제3 및 제4 측벽에 직접 고정된다. 바람직하게는, 제1 벽과 제2 벽은 결국, 바람직하게는 캐스팅 방향에 실질적으로 수직인, 캐스팅 블레이드의 가장 긴 지배적인 치수와 평행하다. 제3 및 제4 벽은, 바람직하게는 캐스팅 방향에 평행하다.

대안적인 바람직한 구현예에 따르면, 바-형 요소는 캐스팅 박스의 제3 및 제4 벽에 자유롭게 이동하는 부착물을 갖고 강성 샤프트이며, 따라서 캐스팅 박스의 “데드 존”에서 바-형 요소의 정확한 위치는 슬러리 운동 자체에 의해 자동적으로 조정될 수 있는데, 이는 이러한 “데드 존”이 슬러리 운동에 대한 가장 약한 저항을 바-형 요소가 생성하는 캐스팅 박스의 체적이기 때문이다. 바람직하게는, 자유롭게 이동하는 부착물은 바-형 요소가 제3 및 제4 벽에 가로방향으로 그리고 캐스팅 박스의 전체 중심에 유지되게 한다.

유리한 구현예에서, 캐스팅 기기는 캐스팅 박스에 함유되는 슬러리의 양을 조절하도록 적응된 제어 가능한 펌프를 포함한다. 캐스팅 박스 밖으로 흘러 나가는 슬러리의 양은 - 그 중에서도 - 캐스팅 블레이드와 이동 가능한 지지체 사이에 존재하는 갭과 중력에 의해서 제어된다. 캐스팅 박스 내의 슬러리의 양은, 바람직하게는 슬러리의 컬럼에 의해 가해지는 압력이 실질적으로 동일하게 유지되도록 실질적으로 일정하게 유지되는 미리 결정된 레벨을 가진다. 따라서, 단위 시간당 실질적으로 동일한 양의 슬러리가 캐스팅 박스로 흘러나온다. 슬러리의 양을 실질적으로 동일한 레벨로 유지하기 위해, 제어 가능한 펌프가 캐스팅 박스로의 슬러리 흐름을 제어한다. 이와 같은 방식으로, 슬러리의 흐름은, 바람직하게는 캐스팅 박스에 함유되는 슬러리 레벨의 함수로서 조절될 수 있다. 이러한 레벨을 제어하기 위해, 레벨 센서가 캐스팅 박스 내에 또는 근접하여 존재할 수 있다. 유리하게는, 레벨 센서는 상기 캐스팅 박스에 함유되는 상기 슬러리의 높이에 따라 상기 제어 가능한 펌프에 피드백 신호를 전송하도록 적응된다. 바람직하게는, 캐스팅 박스 내의 슬러리의 높이는 캐스팅 박스로부터의 슬러리 유출에 적절한 압력을 갖게 하기 위해, 캐스팅 박스의 하단으로부터 약 50 mm 내지 약 400 mm에 포함된 레벨에 있다. 레벨 센서는 레벨 신호의 함수로서, 펌프를 활성화 또는 비활성화시키거나 펌프로부터 슬러리의 유속을 변화시킬 수 있는 제어 유닛으로 레벨 신호를 전송할 수 있다.

바람직한 구현예에서, 상기 캐스팅 블레이드와 상기 이동 가능한 지지체 사이의 평균 거리는 약 0.1 mm 내지 약 2 mm에 포함되며, 더 바람직하게는 상기 캐스팅 블레이드와 상기 지지체 사이의 평균 거리는 약 0.2 mm 내지 약 1.5 mm에 포함된다. 균질화된 담배 재료의 캐스트 웹의 두께는 완제품의 품질 및 일관성과 관련된다. 두께가 균질하고, 임의의 럼프, 응집체, 섬유 및 거친 입자를 갖지 않는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 캐스팅 시 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 수분은 약 60% 내지 약 80%이다. 바람직하게는, 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 제조 기기는 전술한 상기 캐스팅 기기 및 캐스트 웹을 건조시키는 건조기를 포함한다. 바람직하게는, 기기는 건조 후에 상기 캐스트 웹을 권취하기 위한 권취기를 또한 포함한다. 바람직하게는, 권취 시 상기 캐스트 웹의 수분은 담배 재료 웹의 건조 중량의 약 7% 내지 약 15%이다. 바람직하게는, 권취 시 상기 캐스트 웹의 수분은 캐스트 웹의 건조 중량의 약 8% 내지 약 12%이다.

본 발명은 또한 캐스트 웹의 제조를 위한 캐스팅 기기에 관한 것이며, 상기 캐스팅 기기는 제1 및 제2 대향 벽을 포함하는 캐스팅 박스 벽을 갖고 슬러리를 함유하도록 적응된 캐스팅 박스; 이동 가능한 지지체; 상기 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹을 형성하기 위해 캐스팅 박스에 함유된 슬러리를 이동 가능한 지지체에 캐스팅하도록 적응된 캐스팅 블레이드; 및 슬러리와 접촉하게 캐스팅 박스 내부에 위치된 바-형 요소를 포함하며, 바-형 요소는 각각 제1 및 제2 대향 벽으로부터 제1 및 제2 거리에 위치하여 슬러리가 바-형 요소 주위로 흐를 수 있다.

본 발명의 추가 장점은 첨부된 도면을 비-제한적으로 참조한 본 발명의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다.
- 도 1은 비교 구현예에 따른 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 제조를 위한 캐스팅 기기를 포함한 알칼로이드 함유 재료의 웹의 제조를 위한 기기의 개략적인 단면도이다.
- 도 2는 도 1의 기기의 일부분의 확대된 개략적인 단면도이다.
- 도 3은 본 발명에 따른 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 제조를 위한 캐스팅 기기의 제1 구현예의 개략적인 단면도이다.
- 도 4는 본 발명에 따른 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 제조를 위한 캐스팅 기기의 제2 구현예의 개략적인 단면도이며;
- 도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 제조를 위한 캐스팅 기기의 추가 제4 구현예의 구성요소(바-형 요소)의 사시도이다.

도 1 및 도 2는 비교예에 따른, 알칼로이드 함유 재료, 본 예에서 균질화된 담배 재료의 웹의 제조를 위한 기기(90)를 도시한다.

캐스트 웹은 캐스팅 시트(1)이다.

도 1에서, 기기(90)는 슬러리(2)를 함유하는 캐스팅 박스(10) 및 이동 가능한 지지체(20)를 포함한다. 캐스팅 박스(10)와 관련된 - 캐스팅 블레이드(70)는 균질화된 담배 재료의 캐스트 시트(1)를 형성하기 위해 캐스팅 박스(10)에 함유된 슬러리(2)를 이동 가능한 지지체(20)에 캐스팅한다.

이동 가능한 지지체(20)는, 이러한 예에서, 한 쌍의 대향하는 드럼(21, 22) 주위에 감긴 스틸 벨트를 포함한다. 슬러리는 균질화된 담배 재료의 연속 시트(1)를 생성하는 캐스팅 블레이드(70)를 통해 스틸 벨트(20) -드럼(21)에서- 캐스팅된다.

캐스팅된 슬러리 형성 시트(1)는 화살표(24)에 의해 정의된 캐스팅 방향을 따라 스틸 벨트(20)에 의해 이송된다. 기기(90)는 시트(1)가 점진적으로 가열되고 균질하게 건조되는 가열 유닛(40)을 더 포함할 수 있다. 캐스트 시트(1)가 건조되면, 이는 드럼(22)에서 스틸 벨트(20)로부터 분리되는, 균질화된 담배 재료의 다소 고체인 시트(1)를 형성한다. 스틸 벨트(20)는 드럼(22) 주위로 진행하고 화살표(26)로 도시된 바와 같이 캐스팅 박스(10)로 복귀한다.

제조 동안, 캐스팅 박스(10) 내의 슬러리(2)는 응집될 수 있어서, "고체", "럼프" 또는 "클러스터"를 생성한다.

실제로, 도 2를 참조하면, 본 출원인은 캐스팅 박스(10) 내측의 슬러리(2)의 순환 또는 운동이 캐스팅 박스(10)의 후방에서 입력 장치(60)(슬러리(2)가 제조되는 - 도시되지 않은 - 혼합 탱크에 연결된 보통 수도꼭지와 같은 장치)로부터의 유입 슬러리(2)의 낙하에 의해 구동되는 것을 발견하였다. 예를 들어, 캐스팅 박스(10)는 대향 벽(12, 14)을 포함하고, 슬러리(2)는 벽(12)에 대해 입력 장치(60)로부터 떨어진다(캐스팅 박스(10)의 제1 벽(12)에서 화살표(11) 참조). 낙하는 캐스팅 박스(10)의 하단(화살표(13) 참조)에서 유입 슬러리(2)를 어떻게든 푸시한다. 캐스팅 박스(10)의 전방 출구에서(캐스팅 블레이드(70)가 제2 벽(14) 근처에 위치되는 캐스팅 박스(10)의 제2 벽(14)에서) 캐스팅 블레이드(70)를 향해 가는 이동 스틸 벨트(20)의 운동에 의해서, 슬러리는 캐스팅 박스(10)에서 이동한다.

캐스팅되지 않은 대부분의 슬러리(2)에 대해서, 입력 구역을 향해 다시 복귀하는 원형 운동(화살표(15) 참조)이 있고, 즉 캐스팅 박스(10) 내측의 슬러리(2)의 재순환이 있다.

슬러리(2)의 높은 점도 및 그의 전체적인 저속으로 인해, 본 출원인은 슬러리(2)의 전체 운동이 다소 중심 코어 축을 중심으로 회전하는 박층의 이동으로서 도시될 수 있음을 발견하였다. 이러한 도시는 각각의 회전에서 슬러리(2)의 작은 부분이 캐스팅되고(즉, 캐스팅 블레이드(70 I) 아래를 통과하는 슬러리만이 캐스팅되고) 새로운 유입 슬러리(2)가 캐스팅 박스(10) 내부에 낙하하는 경우라도 상당히 정확하다.

캐스팅 박스(10) 내측의 슬러리(2)의 이러한 거동은 캐스팅 박스(10)의 중심 코어(즉, 소위 중심 “데드 존(dead zone)”(16))에서 특정 체적을 발생시키며, 여기서 회전 속도는 거의 제로이다. 이러한 데드 존에서, 슬러리 층이 충돌하고 매우 낮은 속도로 서로 접촉하여 슬러리(2)가 응집하고 구속력을 생성한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 제조를 위한 캐스팅 기기의 제1 구현예가 나타나고, 도면 번호(101)로 표시된다.

특히, 캐스팅 기기(101)는 균질화된 담배 재료(1)과 같은 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹을 제조하도록 적응된다.

캐스팅 기기(101)는 슬러리(2)를 함유하는 캐스팅 박스(100) 및 이동 가능한 지지체(20)를 포함하며, 여기서 캐스팅 블레이드(70)는 균질화된 담배 재료의 캐스트 시트(1)를 형성하기 위해 캐스팅 박스(100)에 함유된 슬러리(2)를 이동 가능한 지지체(20) 상에서 캐스팅한다.

캐스팅 박스(100)는 4개의 측벽, 즉 제1 및 제2 대향 벽(12, 14) 그리고 제1 및 제2 대향 벽(12, 14)을 연결하는 제3 및 제4 대향 벽(도 3에 도시되지 않음)을 포함한다. 캐스팅 블레이드(70)는 제2 벽(14)에서 캐스팅 박스(100)와 관련된다.

이동 가능한 지지체(20)는, 예를 들어 드럼 조립체를 포함하는 연속적인 스테인리스 스틸 벨트를 포함한다. 드럼 조립체는 이동 가능한 지지체(20)를 이동시키는 캐스팅 박스(100) 아래에 위치된 메인 드럼(21)을 포함한다. 바람직하게는, 캐스팅 박스(100)는 메인 드럼(21)의 상단에 장착된다.

스테인리스 스틸 벨트는 한 쌍의 대향 드럼(도 3에 메인 드럼(21)이 도시됨) 주위에 감기고 캐스팅 방향(24)을 따라 이동한다. 슬러리는 균질화된 담배 재료의 연속 시트(1)를 생성하는 캐스팅 블레이드(70)를 통해 스틸 벨트(20)에서 -드럼(21)에서- 캐스팅된다. 캐스팅 박스(100)는 하단에 대응하게 개구(17)를 갖고 개구(17)는 캐스팅 박스(100)의 폭을 따라 연장한다. 개구(17)는 드럼(21) 위에 그리고 드럼(21)에 근접하게 위치된다.

유입 슬러리(2)는 캐스팅 박스(100)의 후방에 있는 입력 장치(60), 특히 수도꼭지로부터 캐스팅 박스(100)로 도입되며(제1 벽(12)에 있는 화살표(11) 참조), 여기서 스틸 벨트(20)와 접촉하는 캐스팅 박스(100)의 하단(화살표 13 참조)에서 이러한 유입 슬러리(2)를 "푸시"한다.

버퍼 탱크(도면에서 도시되지 않음)로부터의 슬러리(2)는 보통, 펌프(5)(도 3 및 도 4에서 도면 번호 61로 개략적으로 도시됨)에 의해 캐스팅 박스(100)로 전달된다. 바람직하게는, 펌프는 캐스팅 박스(100)에 도입된 슬러리(2)의 양을 제어하기 위해 유량의 제어부(도면에 도시되지 않음)를 포함한다. 펌프(61)는, 유리하게는 슬러리 전달 시간이 최소 필요 시간으로 유지되는 것을 보장하도록 설계된다. 펌프는 예를 들어 튜브(도면에 도시되지 않음)에 의해서, 캐스팅 박스(10)에 슬러리(2)를 공급하기 위한 입력 장치(60)에 유체 연결된다.

캐스팅 박스(100) 내의 슬러리(2)의 양은, 바람직하게는 슬러리(2)의 컬럼에 의해 가해지는 압력이 실질적으로 동일하게 유지되도록 실질적으로 일정하게 유지되는 미리 결정된 레벨을 가진다. 슬러리(2)의 양을 실질적으로 동일한 레벨로 유지하기 위해, 캐스팅 박스(100)로의 슬러리(2) 흐름을 펌프(61)가 제어한다.

입력 장치(60)는, 바람직하게는 분배기로서의 역할을 하고 캐스팅 박스(10) 내에 슬러리를 분배한다.

스틸 벨트(20)의 운동으로 캐스팅 박스(10)의 전방 출구(18)에서(제2 벽(14)에서) 캐스팅 블레이드(70)를 향하여 슬러리(2)를 전달한다. 캐스팅 블레이드(70)는 스틸 벨트(20) 상에 슬러리(2)의 일부를 캐스팅하는 반면에, 슬러리(2)의 나머지 대부분은 캐스팅되지 않고 캐스팅 박스(100) 내부에서 재순환된다.

캐스팅 블레이드(70)는 슬러리를 캐스팅하기 위해 캐스팅 박스(100)와 관련된다. 캐스팅 블레이드(70)는 그의 길이방향 폭인 지배적인 치수를 가진다. 캐스팅 블레이드(70)는 예를 들어, 실질적으로 직사각형이다.

캐스팅 블레이드(70)는, 바람직하게는 캐스팅 블레이드(70)의 위치의 정밀한 제어를 허용하는 조정 가능한 보드(도면에 도시되지 않음)에 의해 캐스팅 박스(100)에 부착된다.

캐스팅 블레이드(70)와 스틸 벨트(20) 사이에 갭이 존재하고, 그 치수는 - 그 중에서도 - 균질화된 담배 재료의 캐스트 웹의 두께를 결정한다.

캐스팅 기기(101)는 또한 바-형 요소(80)를 포함한다.

바-형 요소(80)는 슬러리(2)와 접촉하게 캐스팅 박스(100) 내부에 위치된다.

바-형 요소(80)는 각각, 제1 및 제2 대향 벽(12 및 14)으로부터 제1 및 제2 거리에 위치되어, 슬러리(2)가 이를 통해 흐를 수 있게 한다.

바-형 요소(80)는 비교 구현예에 따른, 즉 바-형 요소가 없는 (도 2 참조) 캐스팅 박스(100)에서 슬러리 회전 속도가 매우 낮거나 없는 중심 코어 체적에 위치된다. 중심 코어 체적은 도 2의 중앙 “데드 존”(16)에 있는 용적 및 그 주변의 체적에 대응한다. 즉, 바-형 요소는 도 2의 캐스팅 박스(10)의 데드 존(16)을 점유하는 고체 요소이다.

도 3의 비-한정적 예에서, 바-형 요소(80)는 길이방향 회전 축을 정의하고 길이방향 축을 따라 일정한 체적을 갖는 실질적으로 원통형인 샤프트이다. 바람직하게는, 샤프트는 매끄러운 외부 표면을 가진다.

바람직하게는, 캐스팅 방향(24)에 평행하고, 바람직하게는 또한 수직인 평면을 따르는 횡단면에서 바-형 요소(80)의 치수는 약 10 mm 내지 약 70 mm에 포함된다. 더 바람직하게는, 이러한 치수는 약 25 mm 내지 약 45 mm에 포함된다.

바람직하게는, 바-형 요소(80)의 길이방향 축과 캐스팅 블레이드(70)의 지배적인 치수는 실질적으로 평행하다. 결과적으로, 바-형 요소(80)는 캐스팅 방향(24)에 실질적으로 수직으로 위치된다.

바-형 요소(80)는 캐스팅 박스(100)의 제3 및 제4 벽에 고정 부착물(도시되지 않음)을 가질 수 있고, - 이러한 경우 - 가요성이며, 따라서 슬러리(2)의 최저 회전 속도를 갖는 캐스팅 박스의 구역에서 바-형 요소(80)의 정확한 위치가 슬러리 운동 자체에 의해 자동적으로 조정될 수 있다.

대신에, 바-형 요소(80)가 강성이면, 바-형 요소(80)는 캐스팅 박스(100)의 제3 벽 및 제4 벽에 자유롭게 이동하는 부착물을 가진다. 이들 자유롭게 이동하는 부착물들(도시되지 않음)은 슬러리(2)의 최저 회전 속도를 갖는 캐스팅 박스의 구역에서 바-형 요소(80)의 정확한 위치가 슬러리 이동 자체에 의해 자동적으로 조정되도록, 바-형 요소(80)를 가로방향으로 그리고 캐스팅 박스(100)의 전체 중심에 유지한다.

전술한 고정 부착물과 자유롭게 이동하는 부착물이 바-형 요소(80)의 대향 단부에 제공된다.

캐스팅 박스(100)의 슬러리의 유형에 따라서 슬러리 운동에 대해 가장 약한 저항을 생성하는 바-형 요소(80)의 위치를 선택하기 위해, 바-형 요소(80)의 대향 단부와 캐스팅 박스(100)의 각각의 제3 및 제4 벽 사이에 위치 변환기(또한 도시되지 않음)가 제공될 수 있으며, 이는 제3 또는 제4 벽에 대한 바-형 요소 단부의 연결 위치를 변경하도록 적응된다.

바-형 요소(80)는 그의 길이방향 회전 축에 대해 정적이거나 자유롭게 회전 가능하거나 회전 구동될 수 있으며, 이는 바-형 요소(80)의 중앙 길이방향 축과 일치한다.

특히, 바-형 요소(80)가 길이방향 회전 축에 대해 자유롭게 회전할 수 있는 경우에, 바-형 요소(80)는 섹터(도면에서 보이지 않음)로 분할될 수 있고, 각각의 섹터는 독립적으로 회전 가능하다.

바-형 요소(80)가 길이방향 회전 축에 대하여 회전 구동되는 경우에, 캐스팅 기기(101)는 바-형 요소(80)를 회전시키기 위해 모터(도면에서 보이지 않음)를 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 캐스팅 박스(100)는 주어진 캐스팅 박스 높이를 가지며, 바-형 요소(80)는 캐스팅 박스 높이의 실질적으로 절반인 높이로 캐스팅 박스(100) 내에 위치된다.

슬러리(2)는 캐스팅 박스(100)의 후방 또는 상류 측에(캐스팅 박스(100)의 제1 벽(12)에 가깝게) 위치되는 입력 장치(60)에 공급되고 캐스팅 블레이드(70)는 캐스팅 박스(100)의 전방 또는 하류 측에(캐스팅 박스(100)의 제2 벽(14)에 가깝게) 위치된다. 캐스팅 방향(24)을 따라, 바-형 요소(80)는 제1 벽(12)과 제2 벽(14) 사이의 캐스팅 박스(100)의 중간에 실질적으로 위치된다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 제조를 위한 캐스팅 기기의 제2 구현예가 나타나고 도면 부호(102)로 표시된다.

도 4의 캐스팅 기기(102)는 바-형 요소(80)가 캐스팅 박스(100) 내에서 상이한 위치를 가진다는 점에서 도 3의 캐스팅 기기(101)와 구별된다. 도 4의 캐스팅 기기(102)의 모든 나머지 구성요소 및 부분들은 도 3의 캐스팅 기기(101)의 것과 동일하다. 도 3 및 도 4의 본 발명의 대응하는 구성요소 및 부분에 대해 동일한 참조 번호가 사용되며, 간결함을 위해 관련 설명은 반복되지 않는다.

도 3의 바-형 요소(80)처럼, 도 4의 바-형 요소(80)는 캐스팅 박스 높이의 실질적으로 절반인 높이로 캐스팅 박스(100)에 위치된다.

캐스팅 방향(24)을 따라서, 도 4의 바-형 요소(80)는 캐스팅 블레이드(70)에 가까운 실질적으로 캐스팅 박스(100)의 절반에 위치된다. 바람직하게는, 바-형 요소는 캐스팅 박스(100)의 제1 벽(12)보다 제2 벽(14)에 가깝게 수평으로 위치된다.

도 4에서, 2개의 교차 파선(dashed line)(7, 8)이 표시된다. 2개의 파선(7, 8)은 각각 수평이고 수직이고, 지점(9)에서 교차한다. 수평 파선(7)은 캐스팅 박스 높이의 실질적으로 절반인 높이로 캐스팅 박스(100) 내에 위치된다. 수직 파선(8)은 캐스팅 박스(100)의 중간 부분에 실질적으로 위치되며, 즉, 선(8)과 제1 벽(12) 사이의 거리는 선(8)과 벽(14) 사이의 거리와 동일하다. 지점(9)은 도 3의 구현예에서의 바-형 요소(80)의 축의 위치에 대응한다. 상이하게, 도 4의 구현예에서의 바-형 요소(80)의 축은 수평 파선(7)에 그리고 수직 파선(8)과 제2 벽(14) 사이에 위치된다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 캐스팅 기기(101 및 102)에 위치될 바-형 요소의 추가의 제4 구현예가 참조 번호(180, 280, 380, 480)로 나타내고 표시된다.

도 3 및 도 4의 구현예에서, 바-형 요소(80)는 실질적으로 원통형인 샤프트이다. 바람직하게는, 샤프트는 매끄러운 외부 표면을 가진다.

도 5 내지 도 8의 구현예에 따르면, 바-형 요소(180, 280, 380, 480)는 각각의 외부 표면(182, 282, 382, 482)을 가지며, 이들 외부 표면(182, 282, 382, 482) 각각은 핀 및/또는 홈 및/또는 텍스처를 포함한다. 외부 표면(182, 282, 382, 482)은 실질적으로 원통형인 형상을 가진다.

도 5의 바-형 요소(180)는 외부 표면(182)으로부터 돌출하는 연속 나선형 핀(184)을 포함한다. 연속 나선형 핀(184)은 바-형 요소(180)의 길이방향 축(181)과 일치하는 축을 가진다.

도 6의 바-형 요소(280)는 외부 표면(282)에 형성된 복수의 홈(284)을 포함한다. 홈(284)은 바-형 요소(280)의 길이방향 축(281)에 평행하게 정렬된다.

도 7의 바-형 요소(380)는 외부 표면(382)으로부터 돌출하는 복수의 핀(384)을 포함한다. 핀(384)은 엇갈려 있고 바-형 요소(380)의 길이방향 축(381)에 대하여 실질적으로 동일한 경사를 가진다.

도 8의 바-형 요소(480)는 외부 표면(482)으로부터 돌출하는 복수의 핀(484, 486)을 포함한다. 핀(484, 486)은 엇갈려 있고 바-형 요소(480)의 길이방향 축(481)에 대하여 실질적으로 2개의 각각 상이한 경사를 가진다.

다른 구현예(도시되지 않음)에 따르면, 도 3 및 도 4의 바-형 요소(80)는 그의 실질적으로 원통형인 외부 표면 상에 전동식 핀 및/또는 교반기를 가질 수 있다. 이러한 구현예에 따르면, 핀 또는 교반기의 형상은 그들의 에너지가 슬러리(2)의 운동 또는 전단 응력으로 변환되도록 선택된다. 슬러리(2)의 운동을 증가시키는 것은 저속 구역을 훨씬 더 많이 방지하면서, (예를 들어, 분산 블레이드 교반기를 사용함으로써) 슬러리(2) 내에 전단 응력을 생성하면 슬러리(2)의 가능한 클러스터를 억제하는 데 도움이 될 것이다.

캐스팅 기기(101 또는 102)의 기능은 다음과 같다. 바람직하게는, 담배 분말과 다른 성분을 혼합하고 조합하여 형성된 슬러리(2)는 버퍼 탱크(도시되지 않음)로부터 캐스팅 박스(100) 내부의 캐스팅 기기(101)로 전달된다.

캐스팅 박스(100) 내부에서, 임의의 바-형 요소(80 - 180 - 280 - 380 - 480)의 존재로 인해 슬러리의 속도가 매우 느린 “데드 존”이 존재하지 않는다. 슬러리에 의해 점유된 캐스팅 박스의 실질적으로 임의의 체적에서, 후자는 0과 상이한 속도로 이동한다. 균질하고 균일한 필름 두께의 웹(1)으로 슬러리(2)를 캐스팅하는 단계는 이동 가능한 지지체(20), 예를 들어 스테인리스 스틸 벨트(7)에서 수행된다. 캐스팅 단계는 혼합 탱크로부터 캐스팅 박스(100)로 슬러리(2)를 전달하는 단계를 포함한다. 또한, 캐스팅 단계는, 바람직하게는 캐스팅 박스(100)에서의 슬러리의 레벨, 캐스팅 박스(100) 내부의 슬러리의 수분, 및 슬러리(2)의 밀도를 적합한 센서에 의해 모니터링하는 단계를 포함한다.

균질화된 담배 재료의 웹(1)의 두께 및 캐스팅 직후에 핵 게이지에 의해 제어된 질량은, 바람직하게는 슬러리 측정 장치를 사용하여 모니터링되고 피드백 제어된다. 캐스팅은 이동 가능한 지지체(20)와의 갭, 또한 피드백 제어될 수 있는 갭을 형성하는 캐스팅 블레이드(70)에 의해서 수행된다.

또한, 캐스팅 기기(101, 102)는 캐스트 시트의 제조를 위한 더 큰 기기의 일부일 수 있다. 이러한 기기(도시되지 않음)에서, 캐스트 웹(1)은 건조 기기에 의해 건조 단계를 겪는다. 건조 기기는 복수의 개별 건조 구역을 포함한다. 바람직하게는, 각각의 건조 구역은 지지체의 하단 측부를 가열하고 이동 가능한 지지체(20) 위의 공기를 가열하는 스팀을 포함하고, 바람직하게는 또한 조절 가능한 배기 공기 제어부를 포함한다. 건조 기기(3) 내에서, 균질화된 담배 웹(1)은 지지체(20) 상에서 원하는 최종 수분으로 건조된다.

건조 단계는, 바람직하게는, 개별적으로 제어 가능한 구역을 갖는 무한 스테인리스 스틸 벨트 건조기에서 캐스트 웹(1)의 균일하고 온화한 건조 단계를 포함한다. 건조 동안, 각각의 건조 구역에서 온화한 건조 프로파일을 보장하기 위해 각각의 건조 구역에서 캐스트 웹(1) 온도의 모니터링 단계가 바람직하게 수행된다. 캐스트 웹(1)은 하단 및 상단 공기 건조로부터 가열하는 스팀 팬을 갖는 스틸 벨트(20) 상의 원하는 최종 수분으로 건조된다. 매 건조 구역에는 스팀 흐름 및 압력 제어부가 구비되고, 공기 온도 및 기류는 원하는 건조 프로파일을 제공하도록 완전히 조정 가능하고, 제품 체류 시간이 준수되는 것을 보장한다.

바람직하게는, 캐스팅 단계 및 건조 단계의 종료 시, 균질화된 담배 웹이 지지체(20)로부터 제거된다. 건조 단계 이후에 캐스트 웹(1)을 적절한 수분 함량으로 닥터링하는 것이 바람직하게 수행된다. 바람직하게는, 캐스트 웹은 웹(1)의 수분 함량을 추가로 제거하여 수분 목표치 또는 사양에 도달하기 위해 보조 건조 공정을 겪는다. 바람직하게는, 이러한 제2 건조 단계에서, 캐스트 웹(1)은 와이어 상에 놓여서, 수분이 웹(1)의 모든 표면으로부터 용이하게 제거될 수 있다. 건조 단계 후에, 캐스트 웹(1)은 예를 들어, 단일 마스터 보빈을 형성하기 위해 권취 단계에서 하나 이상의 보빈에 감기는 것이 바람직하다. 이어서, 이와 같은 마스터 보빈은 슬리팅(slitting)에 의한 소형 보빈의 제조 및 소형 보빈 형성 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이어서, 소형 보빈은 에어로졸 발생 물품(도시되지 않음)의 제조에 사용될 수 있다.

Claims (14)

1. 알칼로이드 함유 재료의 캐스트 웹의 제조를 위한 캐스팅 기기로서, 상기 캐스팅 기기는
   o 제1 및 제2 대향 벽을 포함하는 캐스팅 박스 벽을 갖고 슬러리를 함유하도록 적응된 캐스팅 박스;
   o 이동 가능한 지지체;
   o 상기 캐스팅 박스에 함유된 슬러리를 상기 이동 가능한 지지체에서 캐스팅하여 상기 알칼로이드 함유 재료의 상기 캐스트 웹을 형성하도록 적응된 캐스팅 블레이드; 및
   o 상기 슬러리와 접촉하게 상기 캐스팅 박스 내부에 위치된 바-형 요소(bar-like element)를 포함하며, 상기 바-형 요소는 각각 상기 제1 및 제2 대향 벽으로부터 제1 및 제2 거리에 위치되어, 상기 슬러리가 상기 바-형 요소 주위로 흐를 수 있는, 캐스팅 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 바-형 요소는 축 주위에서 회전 가능한, 캐스팅 기기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동 가능한 지지체는 캐스팅 방향을 따라서 이동하도록 적응되고, 상기 바-형 요소는 상기 캐스팅 방향에 실질적으로 수직으로 위치되는, 캐스팅 기기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바-형 요소는 외부 표면을 가지고 상기 외부 표면으로부터 돌출하는 복수의 핀(fin)을 포함하는, 캐스팅 기기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바-형 요소와 상기 캐스팅 블레이드 사이의 거리는 상기 바-형 요소의 지배적인(dominant) 치수를 따라 실질적으로 일정한, 캐스팅 기기.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바-형 요소의 축과 상기 캐스팅 블레이드의 지배적인 치수는 실질적으로 평행한, 캐스팅 기기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바-형 요소를 진동시키도록 적응된, 상기 바-형 요소에 연결된 진동기 장치를 포함하는, 캐스팅 기기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 가능한 지지체는 캐스팅 방향을 따라 이동하도록 적응되고, 상기 캐스팅 방향에 평행한 횡단면에서의 바-형 요소의 치수는 약 10 mm 내지 약 70 mm에 포함되는, 캐스팅 기기.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐스팅 박스는 주어진 캐스팅 박스 높이를 가지고, 상기 바-형 요소는 상기 캐스팅 박스 높이의 실질적으로 절반인 높이로 상기 캐스팅 박스 내에 위치되는, 캐스팅 기기.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바-형 요소는 코팅을 포함하는, 캐스팅 기기.
11. 제2항에 종속될 때 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바-형 요소는 자유롭게 회전 가능한, 캐스팅 기기.
12. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바-형 요소를 회전시키는 모터를 포함하는, 캐스팅 기기.
13. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바-형 요소는 섹터로 분할되고, 각각의 섹터는 독립적으로 회전 가능한, 캐스팅 기기.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐스팅 박스는 제3 및 제4 대향 벽을 포함하고, 상기 바-형 요소는 제1 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 단부는 제3 및 제4 벽에 연결되고, 상기 제3 또는 제4 벽에 대한 제1 또는 제2 단부의 연결 위치를 변경하도록 적응된 위치 변환기를 더 포함하는, 캐스팅 기기.

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