KR102788108B1 - 흡연 물품을 위한 개선된 관형 요소 - Google Patents

Abstract

흡연 물품의 필터의 제조에서 이용하기 위한 관형 요소가 제공되고, 이와 같은 관형 요소는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질로 이루어진 실질적으로 연속적인 스트립(100, 102)의 감는 제1 및 제2 층을 포함한다. 스트립(100, 102)은 미리 결정된 두께(T) 및 폭(W)을 갖는다. 웹 물질은 활성 가능 중합체로 제1 표면 상에서 코팅되고, 제1 층 내의 웹 물질의 제1 표면은 제2 층 내의 웹 물질의 제1 표면에 대면된다. 관형 요소의 외경은 주어진 길이에 걸쳐 실질적으로 균일하다.

Description

흡연 물품을 위한 개선된 관형 요소

본 발명은 필터 궐련과 같은 흡연 물품의 제조에서의 이용을 위한 관형 요소, 및 하나의 이와 같은 관형 요소를 형성하는 방법에 관한 것이다.

필터 궐련은 통상적으로 페이퍼 래퍼(wrapper)로 둘러싸인 담배 각초(cut filler)의 로드, 및 랩핑된 담배 로드와 단부-대-단부 관계로 정렬되고 티핑 페이퍼(tipping paper)에 의해서 그에 부착된 원통형 필터를 포함한다. 필터는 종종 축방향으로 정렬되어 부착된 둘 이상의 원통형 구성 요소를 포함한다.

예를 들어, 흡수제 또는 풍미 물질을 수용하기 위한 필터의 내부 공동을 정의할 수 있는, 필터의 중공형 세그먼트를 형성하기 위한 관형 요소를 포함하는 몇몇 필터가 공지되어 있다. 예를 들어, 하나의 이와 같은 중공형 세그먼트는 여과 물질의 2개의 필터 세그먼트들 사이에 포함될 수 있다. 또한, 필터의 마우스 단부 공동을 정의하는 관형 요소를 포함하는 필터가 공지되어 있다.

WO 2014/023557는 복수의 감긴 페이퍼 층으로 하나의 이와 같은 관형 요소를 형성하는 방법을 개시한다. 이 방법은 복수의 실질적으로 연속적인 페이퍼 스트립을 중첩 방식으로 원통형 맨드릴 주위로 랩핑하는 단계를 포함한다. 맨드릴 상에 실질적으로 연속적인 튜브를 형성하기 위해 평행한 방식이나 나선형 방식으로 스트립이 랩핑된다. 페이퍼 층이 연속적으로 흡인되어 맨드릴 주위에 랩핑되도록 형성된 튜브는, 예를 들어 고무 벨트를 이용하여 맨드릴을 중심으로 회전될 수 있다. 형성된 튜브는 이어서 맨드릴의 하류에서 요구된 길이로 절단될 수 있다. 관형 요소에서, 인접한 페이퍼 층은 바람직하게, 층들 사이의 수분 전달에 대한 장벽을 제공하는, 중간 접착제 층에 의해 함께 접착된다.

관형 요소의 내경이, 일반적으로 페이퍼 층이 감기는 주위에 원통형 맨드릴의 외경과 실질적으로 정합될 것이기 때문에, 하나의 이와 같은 관형 요소의 내경을 제어하는 것이 용이하지만, 관형 요소의 외경을 제어하는 것은 상당히 더 어려울 수 있다. 일반적으로, 페이퍼 층이 중첩되는 부분은 약간 더 큰 직경을 가질 수 있다. 이는, 관형 요소의 외경의 변동이 관형 요소를 포함하는 필터의 외부 표면의 불규칙적인 마감을 초래할 수 있기 때문에, 바람직하지 않다. 이는 좋지 못한 품질의 표시로서 소비자에게 인식될 수 있다.

또한, 관형 요소의 외경의 변동은, 관형 요소가 흡연 물품의 필터를 형성하기 위해서 하나 이상의 다른 필터 구성 요소와 조합될 때, 문제를 유발할 수 있다. 이는, 조합기 기계가 미리 결정된 직경을 가지는 요소를 취급하고 처리하도록 설계되기 때문이며, 공차가 고려되지만, 관형 요소 외경의 상당한 변형이 관형 요소가 고착되는 것을 유발할 수 있거나, 조합기 기계의 하나의 섹션으로부터 다른 섹션으로 정확하게 전달되지 못하게 할 수 있기 때문이다. 결국, 이는 필터를 형성하는 다양한 구성 요소의 정렬 및 상호 배열에 영향을 미칠 수 있고, 그에 따라 그 성능이 약간 변경될 수 있다. 또한, 종종 조합기 기계를 정지시킬 필요가 있게 될 수 있고, 그에 따라 기계 휴지 시간이 바람직하지 않게 증가된다.

가요성 물질의 스트립을 감는 것에 의해서 관형 요소를 제조하는 방법이 다른 분야로부터 공지되어 있다. 예를 들어, 화장지 및 알루미늄 호일 롤의 판지 코어 튜브를 형성하기 위한, 또는 일회용 용기의 제조를 위한 몇몇 방법이 공지되어 있다. 그러나, 흡연 물품용 필터에서 이용하기 위한 관형 요소의 제조는 취급되는 웹 물질 스트립의 더 작은 폭 및 감소된 두께에 의해서, 관형 요소의 상당히 더 작은 직경에 의해서, 또한 관형 요소의 외경을 상당히 더 미세하게 제어하여야 할 필요성에 의해서, 불가피하게 복잡해진다. 대조적으로, 하나의 관형 요소를 포함하는 다른 소비자 제품의 제조에서, 관형 요소의 외경의 변동은 그렇게 중요하지 않다. 이는, 이와 같은 관형 요소가 통상적으로 릴 또는 보빈을 형성하기 위해서 관형 요소 주위로 감겨야 하는 웹 물질을 위한 코어 지지부로서 의도되기 때문이며, 그에 따라 관형 코어의 외경의 임의의 불규칙성이 릴 또는 보빈의 전체적인 직경 또는 그 시각적 효과에 본질적으로 영향을 미치지 않기 때문이다.

따라서, 흡연 물품의 필터의 제조에서 이용하기 위한 개선된 관형 요소 및 하나의 이와 같은 관형 요소를 형성하는 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 특히, 방법에 의해서 획득되는 관형 요소의 외경의 보다 양호하고 미세한 제어를 가능하게 하고, 이에 따라 물질에 의해서 설정되는 제한 및 흡연 물품의 제조와 통상적으로 연관되고 구성 요소와 관련되는 크기와 완전히 양립될 수 있는 하나의 이와 같은 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 일 양태에 따라, 흡연 물품의 필터 제조에서 이용하기 위한 관형 요소가 제공된다. 관형 요소는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질의 실질적으로 연속적인 스트립으로 감긴 제1 및 제2 층을 포함하고, 스트립은 미리 결정된 두께(T) 및 폭(W)을 갖는다. 웹 물질은 활성 가능 중합체로 제1 표면 상에서 코팅되고, 제1 층 내의 웹 물질의 제1 표면은 제2 층 내의 웹 물질의 제1 표면에 대면된다. 관형 요소의 외경은 주어진 길이에 걸쳐 실질적으로 균일하다.

도 1은 본 발명에 따른 관형 요소의 개략적 측면도를 도시한다;
도 2는 도 1의 관형 요소의 개략적 횡단면도를 도시한다;
도 3은 본 발명에 따른 흡연 물품의 필터의 제조에서 이용하기 위한 관형 요소를 형성하는 방법을 개략적으로 도시한다;
도 4는 원통형 배열로 감기는 본 발명에 따른 관형 요소를 형성하기 위한 웹 물질 스트립 길이의 개략적 사시도이다;
도 5는 본 발명에 따른 관형 요소의 다른 측면도를 도시하며;
도 6은 본 발명에 따른 흡연 물품 필터의 제조에서 이용하기 위한 관형 요소를 형성하는 방법의 단계를 도시하는 흐름도이다.

본 발명의 추가적인 양태에 따라, 흡연 물품의 필터의 제조에서 이용하기 위한 관형 요소를 형성하는 방법이 제공된다. 방법은 미리 결정된 두께(T) 및 폭(W)을 가지는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질로 이루어진 제1 및 제2의 실질적으로 연속적인 스트립을 제공하는 단계를 포함하고, 웹 물질은 제1 표면 상에서 활성 가능 중합체로 코팅된다. 또한, 방법은, 제1 스트립의 코팅된 표면이 제2 스트립의 코팅된 표면에 대면되도록, 실질적으로 연속적인 튜브를 맨드릴 상에 형성하기 위해서, 제1 및 제2 스트립을 원통형 맨드릴 요소 주위에서 중첩 방식으로 감는 단계를 포함한다. 맨드릴 요소 주위로 스트립을 감는 단계는 중첩 스트립을 맨드릴 요소와 슬리브 요소 사이의 간극 내로 맨드릴 요소와 동축적으로 그리고 그를 둘러싸서 도입하는 단계로서, 슬리브 요소는 관형 요소의 외경에 실질적으로 대응하는 내경(D1)을 가지는, 단계; 및 중첩 스트립이 슬리브 요소에 대해서 가압되도록, 중첩 스트립을 압력 하에서 맨드릴 요소를 따라 이동시키는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 웹 물질의 제1 및 제2 스트립 사이에 밀봉부를 형성하기 위해서 활성 가능 중합체를 활성화시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 양태를 참고하여 설명된 임의의 특징이 본 발명의 임의의 다른 양태에 동일하게 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 발명에 따라, 관형 요소는, 적어도 미리 결정된 두께를 가지는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질로 이루어진 제1 및 제2 층으로 형성되고, 미리 결정된 폭을 가지는 스트립으로 절단된다. 흡연 물품의 제조에서 이용하기 위한 공지된 관형 요소와 대조적으로, 웹 물질은 활성 가능 중합체로 일 측면 상에서 코팅된다. 제1 및 제2 층은 코팅된 웹 물질의 감긴 스트립으로 형성되고, 제1 및 제2 층 내의 스트립의 코팅된 표면들은 서로 대면되고, 그에 따라 활성 가능 중합체는 본질적으로 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질의 2개의 층 사이에 포함된다. 관형 요소의 외경은 주어진 길이에 걸쳐 실질적으로 균일하다.

실제로, 본 발명에 따른 방법에서, 서로 대면되는 코팅된 측면을 가지는 웹 물질의 중첩 스트립은 맨드릴 요소와 슬리브 요소 사이에 정의된 간극 내로 맨드릴 요소와 동축적으로 그리고 그를 둘러싸서 도입된다. 슬리브 요소의 내경은 형성하고자 하는 관형 요소의 목표 외경에 대응한다. 웹 물질의 중첩 스트립은 맨드릴 요소를 따라 압력 하에서 진행되고, 그에 따라 중첩 스트립은 슬리브 요소에 대해서 동시에 가압된다. 또한, 활성 가능 접착 중합체 코팅이 활성화되어, 웹 물질의 중첩 스트립을 서로 밀봉한다.

따라서, 본 발명에 따라 관형 요소의 외경을 제어하는 것이 유리하게 용이한데, 이는 관형 요소의 외경이 슬리브 요소의 내경에 실질적으로 대응하기 때문이다. 이론에 구속되기를 원하지 않으면서, 기존 방법과 대조적으로, 관형 요소의 형성 중에 습식 결합제가 웹 물질에 도포되지 않기 때문에, 결합제의 건조 또는 경화 중에 관형 요소의 수축을 초래할 수 있는, 웹 물질의 중첩 스트립의 변형을 용이하게 방지할 수 있는 것으로 이해된다.

동시에, 예를 들어 습식 결합제의 축적으로 인해서 맨드릴 요소와 슬리브 요소 사이의 간극이 막히게 될 가능성이 상당히 적어진다. 이는, 활성 가능 중합체의 층으로 코팅된 웹 물질을 이용함으로써, 예를 들어 도포 동작 중에, 코팅 층의 두께, 코팅 물질의 밀도 등을 제어하는 것에 의해서, 웹 물질의 표면에 걸쳐 도포되는 활성 가능 중합체 코팅의 양을 제어하는 것이 용이하기 때문이다. 따라서, 중첩 스트립을 밀봉하기에, 그리고 관형 요소의 적절한 강성도를 제공하기에 적합한 활성 가능 중합체의 양을 공급하는 것이 훨씬 더 용이하면서, 동시에 감김 동작을 단순화한다.

따라서, 관형 요소가 (예를 들어, 다중-세그먼트 필터의 구성 요소로서) 흡연 물품의 제조를 위해서 이용될 때, 관형 요소의 외경의 변동에 의해서 잠재적으로 유발될 수 있는 품질 문제가 유리하게 방지될 수 있거나 적어도 상당히 감소될 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, "스트립"이라는 용어는 일반적으로 폭보다 상당히 더 긴 길이를 가지는 웹 물질의 일반적으로 세장형의, 좁은 부분을 지칭한다. "폭"이라는 용어는 스트립의 길이방향 축에 실질적으로 수직인 방향인 스트립 범위의 측정치를 지칭하기 위해서 사용된다.

본 명세서에서 사용된, "두께"라는 용어는 관형 요소를 형성하기 위해서 스트립이 절단되는 웹 물질의 2개의 대향 표면들 사이에서 측정된 최소 거리를 지칭한다. 실제로, 주어진 위치에서의 거리는 웹 물질의 대향 표면에 국소적으로 수직인 방향을 따라 측정된다. 관형 요소의 두께는 중첩 스트립의 두께와 중첩 스트립들 사이의 활성화된 접착제의 두께의 합에 실질적으로 대응할 것이다. 따라서, 관형 요소의 두께는, 예를 들어 관형 요소의 길이방향 축을 따라서, 절대적으로 일정하지 않을 수 있다.

본 명세서에서, "활성 가능한"이라는 용어는, 웹 물질과 같은 기재의 표면에 걸쳐 코팅을 형성하기 위해서 도포되고, 다른 비-점착적 구성 요소에 고착될 수 없도록 경화되는 중합체 물질을 설명하기 위해서 사용된다. 활성 가능 중합체는 다른 구성 요소에 대한 부착을 위한 점착적 상태가 되기 위해서 에너지의 공급을 요구한다.

"실질적으로 균일한"이라는 표현은 파라미터의 최댓값 및 최솟값이 파라미터의 평균값으로부터 얼마나 많이 벗어나는지를 설명하기 위해서 사용된다. 예로서, "실질적으로 균일한"이라는 표현은 관형 요소의 길이에 걸쳐 측정된 바와 같은 파라미터의 최댓값 및 최솟값이 관형 요소의 동일한 길이에 걸친 파라미터의 평균값으로부터 얼마나 많이 벗어나는지를 설명하기 위해서 이용될 수 있다. 본 명세서에서, "실질적으로 균일한"이라는 표현은, 본 발명에 따른 관형 요소의 주어진 길이에 걸쳐, 관형 요소의 "최소 외경" 및 "최대 외경"이, 관형 요소의 동일한 길이에 걸쳐 계산된 외경의 산술적인 평균으로부터 약 10% 미만만큼, 바람직하게 약 5% 미만만큼, 보다 더 바람직하게 약 1% 미만만큼, 그리고 가장 바람직하게 약 0.5% 미만만큼 벗어난다는 것을 의미하기 위해서 사용된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 외경은 4개의 균일하게 산개된 측정 지점(A 내지 D)에서 관형 요소의 주어진 길이에 걸쳐 측정된다. 인접한 측정 지점들은 관형 요소의 길이방향 축을 따라서 15 밀리미터 이격된다. 측정 지점(A 내지 D)의 각각의 하나에서, 관형 요소의 외경은, 도 2에서 숫자 1 내지 4에 의해서 설명되는 바와 같이, 관형 요소의 외주 주위로 대략적으로 균일하게 이격된 4개의 각 위치(angular position)에서 측정된다. 관형 요소의 "산술적인 평균" 외경은 결과적인 16개의 측정치를 기초로 계산된다. 취해진 16개의 측정치 중에서 가장 큰 외경은 "최대 외경"으로 간주된다. 취해진 16개의 측정치 중에서 가장 작은 외경은 "최소 외경"으로 간주된다. 감김 후에 그리고 24시간 동안 20 및 60% 상대 습도에서 관형 요소를 컨디셔닝한 후에 2주가 경과하였을 때 측정이 수행되었다.

예를 들어, 본 발명에 따른 관형 요소는, 최대 외경이 6.66 밀리미터이고 최소 외경이 6.62 밀리미터인, 6.64 밀리미터의 평균 외경을 가질 수 있다.

일반적으로, 본 발명에 따른 관형 요소는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질로 이루어진 실질적으로 연속적인 스트립으로 권취된 제1 및 제2 층을 적어도 포함한다. 스트립은 미리 결정된 두께(T) 및 폭(W)을 가지며, 웹 물질은 활성 가능 중합체로 제1 표면 상에 코팅된다. 제1 층 내의 웹 물질의 제1 표면이 제2 층 내의 웹 물질의 제1 표면과 대면되도록, 스트립이 감긴다. 관형 요소의 외경은 주어진 길이에 걸쳐 실질적으로 균일하다.

셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질은 바람직하게 페이퍼 물질이다. 일부 구현예에서, 실질적으로 연속적인 스트립의 제1 및 제2 층은 나선형으로 감긴다. 대안적인 구현예에서, 실질적으로 연속적인 스트립의 제1 및 제2 층은 평행하게 감긴다.

웹 물질의 두께(T)는 바람직하게 적어도 약 50 마이크로미터이다. 더 바람직하게, 웹 물질의 두께(T)는 적어도 약 70 마이크로미터이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 웹 물질의 두께(T)는 바람직하게 약 300 마이크로미터 미만이다. 더 바람직하게, 웹 물질의 두께(T)는 약 150 마이크로미터 미만이다. 제1 및 제2 스트립 둘 모두가 동일한 두께 또는 상이한 두께를 가질 수 있다.

일부 바람직한 구현예에서, 웹 물질의 두께(T)는 약 50 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터일 수 있다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 웹 물질의 두께(T)는 약 100 마이크로미터이다.

웹 물질의 스트립의 폭(W)은 바람직하게 적어도 약 2.5 밀리미터이다. 더 바람직하게는, 스트립의 폭(W)은 적어도 5 밀리미터이다. 보다 더 바람직하게, 스트립의 폭(W)은 적어도 7 밀리미터이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 웹 물질의 스트립의 폭(W)은 바람직하게 약 20 밀리미터 미만이다. 더 바람직하게, 스트립의 폭(W)은 약 15 밀리미터 미만이다. 보다 더 바람직하게는, 스트립의 폭(W)은 약 10 밀리미터 미만이다. 제1 및 제2 스트립 둘 모두가 동일한 폭 또는 상이한 폭을 가질 수 있다.

일부 바람직한 구현예에서, 스트립의 폭은 약 2.5 밀리미터 내지 약 20 밀리미터일 수 있다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 스트립의 폭은 약 8 밀리미터일 수 있다.

도 4는 원통형 배열로 감긴 웹 물질의 스트립을 도시한다. 당업자는, 본 발명에 따른 관형 요소의 스트립의 폭(W), 외경(D), 피치(P) 및 나선 각도(α)가 관련되어 있다는 것을 주목할 것이다. 이와 같은 기하학적 상호관계의 일 예가 도 5에 더 구체적으로 도시되어 있다. 일반적으로, 스트립의 폭(W), 피치(P) 및 나선 각도(α)는 관형 요소의 목표 외경(D)의 기능에 따라 선택된다. 이론에 구속되기를 원하지 않으면서, 더 큰 나선 각도(α)는 더 일관되고 덜 민감한 프로세스를 제공할 것으로 이해된다.

바람직하게, 본 발명에 따른 관형 요소에서, 나선 각도(α)는 적어도 약 40도이다. 더 바람직하게, 나선 각도(α)는 적어도 약 44도이다. 보다 더 바람직하게, 나선 각도(α)는 적어도 약 48도이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 본 발명에 따른 관형 요소에서, 나선 각도(α)는 바람직하게 약 60도 미만이다. 더 바람직하게는, 나선 각도(α)는 약 56도 미만이다. 보다 더 바람직하게, 나선 각도(α)는 약 52도 미만이다.

일부 바람직한 구현예에서, 나선 각도(α)는 약 40도 내지 약 60도이다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 나선 각도(α)는 약 50도이다.

활성 가능 중합체는 바람직하게 열-활성 가능 중합체이다. 더 바람직하게, 활성 가능 중합체는 폴리에틸렌(PE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소성이다.

활성 가능 중합체의 활성화 온도는 바람직하게 적어도 약 50, 더 바람직하게 적어도 약 80, 보다 더 바람직하게 적어도 약 100이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 활성 가능 중합체의 활성화 온도는 바람직하게 약 200 미만, 더 바람직하게 약 150 미만, 보다 더 바람직하게 약 120 미만이다. 일부 바람직한 구현예에서, 활성 가능 중합체의 활성화 온도는 약 50 내지 약 200이다. 일부 특히 바람직한 구현예에서, 활성 가능 중합체의 활성화 온도는 약 100 내지 약 120이다.

본 발명에 따른 관형 요소는, 제1 스트립의 코팅된 표면이 제2 스트립의 코팅된 표면과 대면되도록, 실질적으로 연속적인 튜브를 맨드릴 상에 형성하기 위해서, 미리 결정된 두께(T) 및 폭(W)을 가지는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질의 제1 및 제2의 실질적으로 연속적인 스트립을 원통형 맨드릴 요소 주위로 감는 것에 의해서 형성될 수 있고, 웹 물질은 제1 표면 상에서 활성 가능 중합체로 코팅된다.

본 발명에 따른 방법에서, 맨드릴 요소 주위로 스트립을 감는 단계는 중첩 스트립을 맨드릴 요소와 슬리브 요소 사이의 간극 내로 맨드릴 요소와 동축적으로 그리고 그를 둘러싸서 도입하는 단계로서, 슬리브 요소는 관형 요소의 외경에 실질적으로 대응하는 내경(D)을 가지는, 단계; 및 중첩 스트립이 슬리브 요소에 대해서 가압되도록, 중첩 스트립을 압력 하에서 맨드릴 요소를 따라 이동시키는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 방법에서, 웹 물질의 제1 및 제2 스트립 사이에 밀봉부를 형성하기 위해서 활성 가능 중합체가 활성화된다.

바람직하게, 활성 가능 중합체는 열-활성 가능 중합체이고, 활성 가능 중합체를 활성화시키는 단계는, 중첩 스트립이 맨드릴 요소를 따라서 진행될 때, 중첩 스트립에 열을 공급하는 단계를 포함한다. 일 대안예로서, 방법은 초음파 진동 다이를 슬리브 요소로서 제공하는 단계를 더 포함할 수 있고, 활성 가능 중합체를 활성화시키는 단계는 초음파 진동 다이에 동력을 공급하는 단계를 포함한다.

일부 구현예에서, 방법은, 실질적으로 연속적인 튜브를 맨드릴 상에 형성하기 위해서, 활성 가능 중합체로 제1 표면 상에서 코팅된 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질의 적어도 하나의 추가적인 스트립을 원통형 맨드릴 요소 그리고 제1 및 제2 스트립 주위에 감는 단계를 포함한다. 더 구체적으로, 적어도 하나의 추가적인 스트립은, 코팅된 제1 표면이 제2 스트립의 코팅되지 않은 제2 표면에 대면되는 상태로, 제1 스트립 및 제2 스트립 주위로 감긴다. 이는, 그에 따라 웹 물질의 층 및 접착 중합체의 층이 관형 요소의 방사 방향을 따라 관형 요소 내에서 유리하게 교번된다 점에서 유리하다. 동시에, 웹 물질 스트립의 코팅되지 않은 표면은 맨드릴 요소와 대면된다. 따라서, 활성 가능 중합체가 활성화될 때, 형성되는 실질적으로 연속적인 튜브가 맨드릴 요소에 고착될 수 있는 가능성이 유리하게 최소화된다.

바람직하게, 방법은, 미리-코팅된 웹 물질의 스트립이 맨들릴 주위로 연속적으로 당겨지고 랩핑되도록, 맨드릴 주위에 형성되는 실질적으로 연속적인 튜브를 회전시키는 단계를 더 포함한다.

또한, 방법은 바람직하게, 맨드릴 요소의 하류 위치에서 실질적으로 연속적인 관형 요소를 통해 절단하는 것에 의해서, 실질적으로 연속적인 관형 요소를 미리 결정된 길이(L)를 가지는 관형 세그먼트로 절단하는 단계를 포함한다.

본 발명은 첨부된 도면의 도시를 참고하여 단지 예로서 추가로 설명될 것이다:

약 200 마이크로미터의 두께(T) 및 약 5 밀리미터의 폭(W)을 가지는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질(예를 들어, 페이퍼)의 제1 및 제2의 실질적으로 연속적인 스트립(100, 102)이 도 3에 도시되어 있다. 스트립(100, 102)은 얇은 폴리에틸렌의 층으로 제1 표면 상에서 코팅된다. 스트립이 비-점착적 기재에 고착되지 않도록, 그리고 열-활성 가능하도록 폴리에틸렌 코팅 스트립(100, 102)을 경화시킨다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스트립(100, 102)은, 맨드릴 상에 실질적으로 연속적인 튜브(106)를 형성하기 위해서, 원통형인 맨드릴 요소(104) 주위로 중첩 방식으로 감긴다. 제1 스트립(100)의 LDPE-코팅된 표면은 제2 스트립(102)의 LDPE-코팅된 표면과 대면된다. 중첩 스트립(100, 102)이 맨드릴 요소(104) 주위에 감김에 따라, 중첩 스트립은 맨드릴 요소(104)와 슬리브 요소(110) 사이에 정의된 간극(108) 내로 맨드릴 요소(104)와 동축으로 그리고 그를 둘러싸면서 도입된다. 슬리브 요소(110)는 약 8 밀리미터의 내경(D)을 갖는다. 중첩 스트립(100, 102)은 맨드릴 요소(104)를 따라 압력 하에서 이동되고, 그에 따라 스트립(100, 102)은 슬리브 요소(110)에 대해서 가압된다. 이는, 맨드릴 요소(104)와 웹 물질의 중첩 스트립(100, 102) 사이의 간극을 넓히기 위해서, 맨드릴 요소(104)의 표면으로부터 형성되는 관형 요소 내로 가압 공기의 유동을 공급하는 것에 의해서 달성될 수 있다. 이는 실질적으로 반경방향으로 지향된 화살표에 의해서 도 3에서 예시된다.

동시에, LDPE 코팅된 스트립(100, 102)은, 웹 물질의 제1 및 제2 스트립(100, 102) 사이에 밀봉부를 형성하기 위해서, 슬리브 요소(110)에 열을 공급하는 것에 의해서 활성화된다. 실질적으로 연속적인 관(106)은 슬리브 요소(110)의 하류 위치에서 관형 세그먼트로 절단될 수 있다.

통상적인 프로세스에서, 도 6의 흐름도에 의해서 예시되는 바와 같이, 방법은 각각의 릴로부터 스트립을 푸는 단계(200) 및 전술한 감김/랩핑 프로세스(204)를 위한 준비에서 스트립을 정렬시키는 단계(202)를 더 포함할 수 있다. 감김/랩핑 프로세스(204) 및 형성되는 관형 요소를 맨드릴 요소를 따라 진행시키는 단계(206)는, 열이 활성 가능 중합체에 공급되는 동안(단계(208)) 수행된다. 이는, 냉각 단계(210) 및 형성된 연속적인 관형 요소를 미리 결정된 길이를 가지는 관형 세그먼트로 절단하는 단계(212)가 후속된다.

이하의 표 1은 본 발명의 관형 요소에 대한 스트립의 폭(W), 외경(D), 피치(P) 및 나선 각도(α)의 일부 바람직한 조합을 열거한다.

비교예

관형 요소(실시예 A)는 전술한 바와 같이 활성 가능 중합체로서 폴리에틸렌으로 코팅된 셀룰로오스-섬유-기반 웹의 스트립으로 제조되었다.

관형 요소의 외경은 Keyence에 의해서 공급되는 레이저 정밀 측정기 LS-7030M를 이용하여 전술한 과정에 따라 측정되었다. 정밀 측정기는, +/- 2 마이크로미터의 정확도를 가지는, 0.3 내지 30 밀리미터의 측정 범위를 갖는다.

2개의 독립적인 공급원으로부터 상업적으로 입수할 수 있는 관형 요소(실시예 B1 및 실시예 B2)를 또한 테스트하였다. 실시예 B1 및 실시예 B2는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 및 습식 접착제로서의 폴리(비닐 아세테이트)를 이용하여 제조되었다.

관형 요소의 외경의 측정 결과를 이하의 표 2에서 확인할 수 있을 것이다.

100, 102: 스트립
104: 맨드릴 요소
106: 연속적인 튜브
108: 간극
110: 슬리브 요소
200: 스트립을 푸는 단계
202: 스트렙을 정렬시키는 단계
204: 감김/랩핑 프로세스
206: 맨드릴 요소에 따라 진행시키는 단계
208: 열이 활성 가능 중합체에 공급되는 동안
210: 냉각 단계
212: 절단하는 단계
W: 폭
L: 길이
T: 두께
D: 외경
P: 피치
α: 나선 각도

Claims (15)

1. 흡연 물품의 필터 제조에서 이용하기 위한 관형 요소로서, 상기 관형 요소는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질로 이루어진 실질적으로 연속적인 스트립의 감긴 제1 및 제2 층을 포함하고, 상기 스트립은 미리 결정된 두께(T) 및 폭(W)을 가지며, 상기 웹 물질은 열-활성 가능 중합체로 제1 표면 상에서 코팅되고, 상기 열-활성 가능 중합체의 활성화 온도는 80도 내지 200도이고, 상기 제1 층 내의 웹 물질의 제1 표면은 상기 제2 층 내의 웹 물질의 제1 표면에 대면되고, 관형 요소의 주어진 길이에 걸쳐, 상기 관형 요소의 최소 외경 및 상기 관형 요소의 최대 외경이, 상기 관형 요소의 주어진 길이에 걸쳐 계산된 외경의 산술적인 평균으로부터 10% 미만만큼 벗어나는, 관형 요소.
2. 제1항에 있어서, 상기 실질적으로 연속적인 스트립의 제1 및 제2 층이 나선형으로 감기는, 관형 요소.
3. 제1항에 있어서, 상기 실질적으로 연속적인 스트립의 제1 및 제2 층이 평행하게 감기는, 관형 요소.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹 물질의 두께(T)가 적어도 50 마이크로미터인, 관형 요소.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹 물질의 두께(T)는 300 마이크로미터 미만인, 관형 요소.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹 물질의 스트립의 폭(W)은 2.5 밀리미터 내지 20 밀리미터인, 관형 요소.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 요소의 외경은 8 밀리미터 미만인, 관형 요소.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열-활성 가능 중합체는 폴리에틸렌(PE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소성인, 관형 요소.
9. 흡연 물품의 필터 제조에서 이용하기 위한 관형 요소를 형성하는 방법으로서:
   미리 결정된 두께(T) 및 폭(W)을 가지는 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질로 이루어진 제1 및 제2의 실질적으로 연속적인 스트립을 제공하는 단계로서, 상기 웹 물질은 제1 표면 상에서 열-활성 가능 중합체로 코팅되고, 상기 열-활성 가능 중합체의 활성화 온도는 80도 내지 200도인, 단계;
   상기 제1 스트립의 코팅된 표면이 상기 제2 스트립의 코팅된 표면에 대면되도록, 실질적으로 연속적인 튜브를 맨드릴 상에 형성하기 위해서, 중첩 방식으로 상기 제1 및 제2 스트립을 원통형 맨드릴 요소 주위로 감는 단계로서; 상기 맨드릴 요소 주위로 스트립을 감는 단계는 중첩 스트립을 상기 맨드릴 요소와 슬리브 요소 사이의 간극 내로 상기 맨드릴 요소와 동축적으로 그리고 그를 둘러싸서 도입하는 단계로서, 상기 슬리브 요소는 상기 관형 요소의 외경에 실질적으로 대응하는 내경(D)을 가지는, 단계; 및 중첩 스트립이 상기 슬리브 요소에 대해서 가압되도록, 중첩 스트립을 압력 하에서 상기 맨드릴 요소를 따라 이동시키는 단계를 포함하는, 맨드릴 요소 주위로 스트립을 감는 단계; 및
   상기 웹 물질의 제1 및 제2 스트립 사이에 밀봉부를 형성하기 위해서 상기 열-활성 가능 중합체를 활성화시키는 단계를 포함하고,
   관형 요소의 주어진 길이에 걸쳐, 상기 관형 요소의 최소 외경 및 상기 관형 요소의 최대 외경이, 상기 관형 요소의 주어진 길이에 걸쳐 계산된 외경의 산술적인 평균으로부터 10% 미만만큼 벗어나는, 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 열-활성 가능 중합체를 활성화시키는 단계는, 상기 중첩 스트립이 맨드릴 요소를 따라서 진행될 때, 상기 중첩 스트립에 열을 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 방법은 초음파 진동 다이를 슬리브 요소로서 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 열-활성 가능 중합체를 활성화시키는 단계는 상기 초음파 진동 다이에 동력을 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브 요소의 내경(D)은 8 mm 미만인, 방법.
13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브 요소의 내경(D)은 적어도 4 mm인, 방법.
14. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 연속적인 튜브를 맨드릴 상에 형성하기 위해서, 열-활성 가능 중합체로 제1 표면 상에서 코팅된 셀룰로오스-섬유-기반의 웹 물질의 적어도 하나의 추가적인 스트립을 원통형 맨드릴 요소 그리고 제1 및 제2 스트립 주위에 감는 단계를 포함하고, 상기 적어도 하나의 추가적인 스트립의 제1 표면은 상기 제2 스트립의 제2 표면에 대면되는, 방법.
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