KR20200030900A - 담배 시트의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

담배 시트의 제조 장치는 담배 물질을 포함하는 슬러리를 판상의 원소재로 가공하는 가공장치와, 가공장치에서 배출되는 원소재를 연속적으로 이동시키는 이동장치와, 이동장치에 의해 이동하는 원소재의 이동 경로 중에 배치되어 원소재를 가열하는 가열장치와, 원소재를 사이에 두고 회전하도록 배치되어 가열장치에 의해 가열된 원소재에 접촉하며 원소재의 표면을 평탄화하는 복수 개의 롤러들과, 롤러들을 통과한 원소재를 감아서 수거하도록 회전하는 보빈을 포함한다.

Description

담배 시트의 제조 장치 및 제조 방법{APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING TOBACCO SHEET}

실시예들은 담배 시트의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤러들을 이용하여 평탄화 공정을 수행함으로써 전체 표면이 균일하게 평탄화되며 전체 영역의 두께가 균일한 담배 시트를 제조하는 담배 시트의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 담배 제품의 제조에는, 담배 잎 이외에도, 균질화 담배 물질이 사용된다. 이 균질화 담배 물질은 통상적으로 담배 줄기 또는 담배 가루 등과 같이 절단 필러의 제조에 덜 적합한 담배 식물의 부분으로 제조된다. 통상적으로, 담배 가루는 제조 중에 담배 잎을 취급하는 동안 부산물로서 생성된다.

일반적인 균질화 담배 물질의 형태는 재생 담배 시트(reconstituted tobacco sheet) 및 캐스트 리프(cast leaf)이다. 균질화 담배 물질 시트를 형성하는 공정은 담배 가루와 결합제를 혼합하여 슬러리를 형성하고, 슬러리를 사용하여 담배 웹을 생성하며, 움직이는 금속 벨트 상으로 점성 슬러리를 주조하여 캐스트 리프를 제조한다. 대안적으로는, 점도가 낮고 수분 함량이 높은 슬러리를 사용하여 제지 공정과 유사한 공정에서 재구성한 담배를 생산할 수 있다.

점성 슬러리를 주조하여 캐스트 리프를 제조하는 과정에서는 롤러와 금속 벨트를 이용하여 캐스트 리프를 이동시키면서 캐스트 리프에 열을 가하여 건조하는 공정이 실시된다. 그런데 캐스트 리프를 이동시키는 롤러와 금속 벨트 등의 이동 장치의 외측의 가장자리와 측면이 외부로 노출되므로 급격한 열손실이 발생한다. 따라서 캐스트 리프를 건조하는 공정 중에는 이동장치의 열손실로 인하여 캐스트 리프의 중심으로부터 외측 가장자리를 향할수록 높은 온도 경사도가 발생하여 캐스트 리프가 전체적으로 균일하게 건조되지 않는다.

캐스트 리프가 전체적으로 균일하게 건조되지 않는다면 캐스트 리프의 일부 영역에서 부스러기(크러스트)가 발생하여 많은 양의 폐기물이 생성되고 캐스트 리프의 표면이 평탄하지 않게 된다. 캐스트 리프에는 에어로졸 형성제와 보습제 등이 포함되어 있기 때문에 캐스트 리프가 불균일하게 건조되고 캐스트 리프의 표면이 평탄하지 않으면 이동장치에 캐스트 리프가 눌어붙고, 건조된 캐스트 리프를 보빈에 감을 때에는 캐스트 리프가 불균일한 두께를 가지며 불규칙한 층을 이룬다.

실시예들은 표면이 평탄하며 균일한 두께를 갖는 담배 시트를 제조할 수 있는 담배 시트의 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다.

일 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치는 담배 물질을 포함하는 슬러리를 판상의 원소재로 가공하는 가공장치와, 가공장치에서 배출되는 원소재를 연속적으로 이동시키는 이동장치와, 이동장치에 의해 이동하는 원소재의 이동 경로 중에 배치되어 원소재를 가열하는 가열장치와, 원소재를 사이에 두고 회전하도록 배치되어 가열장치에 의해 가열된 원소재에 접촉하며 원소재의 표면을 평탄화하는 복수 개의 롤러들과, 롤러들을 통과한 원소재를 감아서 수거하도록 회전하는 보빈을 포함한다.

롤러들은 원소재의 이동 방향을 따라 상류에서부터 하류를 향하는 방향으로 차례로 배치되는 적어도 두 개의 롤러군을 포함할 수 있다.

롤러군 중 상류측 롤러군에 포함된 롤러들의 일부와 하류측의 롤러군에 포함된 롤러들의 일부는 서로 접촉하도록 배치될 수 있다.

담배 시트의 제조 장치는 원소재를 사이에 두고 마주보는 롤러들의 사이의 간격을 조정하는 간격 조정장치를 더 포함할 수 있다.

담배 시트의 제조 장치는 롤러들의 적어도 일부의 온도를 조절하는 온도 조절장치를 더 포함할 수 있다.

담배 시트의 제조 장치는 원소재의 표면을 향하여 롤러들을 탄성적으로 지지하도록 롤러들에 압력을 가하는 가압수단을 더 포함할 수 있다.

다른 실시예에 관한 담배 시트의 제조 방법은 담배 물질을 포함하는 슬러리를 준비하는 단계와, 슬러리를 판상의 원소재로 가공하는 단계와, 가공된 원소재를 연속적으로 이동시키며 가열하는 단계와, 원소재에 접촉하며 회전하도록 배치된 복수 개의 롤러들의 사이로 원소재를 통과시켜 원소재의 표면을 평탄화하는 단계와, 롤러들을 통과한 원소재를 보빈에 감아 수거하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 담배 시트의 제조 장치 및 제조 방법에 의하면, 연속적으로 이동하는 원소재가 가열장치에 의해 가열된 이후에 롤러들을 통과하며 평탄화 공정을 거침으로써 원소재의 전체 표면이 균일하게 평탄화됨과 아울러 원소재의 전체 영역의 두께가 균일하게 유지될 수 있다.

또한 가열장치에 의해 가열된 원소재가 롤러들을 통과하는 동안 원소재의 표면에 접촉하는 롤러들에 의해 원소재가 냉각되는 냉각 속도가 원소재의 전체 영역에 걸쳐 균일하게 이루어질 수 있다.

이와 같이 롤러들에 의해 원소재의 표면이 평탄하게 됨으로써 원소재의 길이 방향에서의 두께 편차가 크게 감소하므로 균일한 두께를 갖는 담배 시트를 제조할 수 있으며, 롤러들에 의해 평탄하게 된 담배 시트의 균일한 두께를 고려하여 담배 시트를 보빈에 감는 속도를 증가시킬 수 있으므로 생산 속도가 향상된다.

도 1은 일 실시예에 관한 담배 시트의 제조 방법의 단계들을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 2는 일 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 구성요소들을 개략적으로 도시한 설명도이다.
도 3은 도 2에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 일부 구성요소를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 다른 일부 구성요소를 도시한 사시도이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 담배 시트의 제조 방법의 단계들을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 일부 구성요소들을 개략적으로 도시한 설명도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 일부 구성요소들을 개략적으로 도시한 설명도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.

본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 다양한 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

실시예에서, 균질화 담배 물질은 담배 물질의 입자들의 응집에 의해 형성된 임의의 담배 물질을 포함하기 위해 사용된다. 균질화 담배 물질의 시트 또는 웹은 담배 잎몸(leaf lamina) 및 담배 잎자루(leaf stem) 중 하나 또는 양쪽 모두를 연마하거나 그렇지 않으면 분쇄하여 얻어진 미립자 담배를 응집시켜서 형성된다. 또한, 균질화 담배 물질은 담배의 처리, 취급 및 배송 중에 형성된 담배 가루, 담배 미분 및 기타 미립자 담배 부산물 중 하나 이상의 미량을 포함할 수 있다.

균질화 담배 물질은 담배 입자를 응집시키는데 도움이 되도록 하나 이상의 내인성 결합제, 하나 이상의 외인성 결합제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 균질화 담배 물질은 담배 및 비담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 가향제, 충전제, 수성 및 비수성 용매, 및 이들의 조합을 포함하는 기타 첨가제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

가열식 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재로서 균질화 담배를 사용하고자 할 경우, 균질화 담배는 건조 중량 기준으로 약 5% 초과의 에어로졸 형성제 함량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 바람직하게는, 가열 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 균질화 담배는 건조 중량 기준으로 약 5% 내지 약 30% 사이의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 관한 담배 시트의 제조 방법의 단계들을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 단계 100에서, 담배 재료를 선택한다. 담배 재료는 하나 이상의 담배 유형의 담배를 선택하는 것으로, 예를 들면, 배합물 내 담배 총량의 건조 중량 기준으로 적어도 약 30%의 밝은 담배를 선택하고, 배합물 내 담배 총량의 건조 중량 기준으로 약 0% 내지 약 40%의 어두운 담배를 선택하고, 배합물 내 담배 총량의 건조 중량 기준으로 약 0% 내지 약 40%의 향기 담배를 선택할 수 있다. 여기서, 담배 재료를 밝은 담배, 어두운 담배 및 향기 담배를 선택하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 다양한 유형의 담배를 조합하여 선택할 수 있음은 물론이다.

밝은 담배는 일반적으로 크고 밝은 색의 잎이 달린 담배이다. 밝은 담배는 연도 경화된(flue cured) 담배에 사용된다. 밝은 담배는 잎의 건조 중량을 기준으로 약 2.5% 내지 약 20%의 환원당 함량과 잎의 건조 중량을 기준으로 약 0.12% 미만의 총 암모니아 함량을 가진 담배이다. 여기서, 환원당은 예컨대 포도당 또는 과당을 포함하고, 총 암모니아는 예컨대 암모니아 및 암모니아 염을 포함한다.

어두운 담배는 일반적으로 크고 짙은 색의 잎이 달린 담배이다. 어두운 담배는 공기 경화된 담배에 사용된다. 또한, 어두운 담배는 발효될 수 있다. 츄잉, 스너프, 시가 및 파이프 배합물 용으로 주로 사용되는 담배도 이 분류에 포함된다.

방향족 담배는 흔히 작고 밝은 색의 잎이 달린 담배이다. 방향족 담배는 방향족 함량이 높은, 예컨대, 정유의 함량이 높은 기타 담배에 사용된다.

배합물은 소위 필러 담배를 포함할 수 있다. 필러 담배는 특정 담배 유형이 아니지만, 배합물에 사용된 다른 담배 유형을 보완하기 위해 주로 사용되며 최종 제품에 특정 특성의 향기 방향을 유도하지 않는 담배 유형을 포함한다. 필러 담배는 다른 담배 유형의 줄기, 주맥 또는 잎자루일 수 있다.

단계 101에서, 담배 물질을 분쇄한다. 다양한 담배 유형은 일반적으로 잎몸과 줄기로부터 얻을 수 있다. 균질화 담배 물질용 슬러리를 제조하기 위해, 선택된 담배 유형은 적절한 담배 크기, 슬러리를 형성하기에 적합한 담배 크기를 달성하기 위해 분쇄되어야 한다. 예를 들면, 분쇄된 담배 크기는 대략 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 평균 크기를 갖는 담배 분말일 수 있다. 이 평균 크기의 담배 분말을 사용하여 얻어진 슬러리는 부드럽고 균일하다. 일반적으로 담배 분말(tobacco powder)이라는 용어는, 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 평균 크기를 갖는 담배를 나타내는 것을 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

단계 102에서, 슬러리를 제조한다. 슬러리 제조 단계는 에어로졸 형성제 및 결합제의 사전 혼합 용액을 슬러리 혼합 탱크로 이송하고, 펄프를 슬러리 혼합 탱크로 이송하는 것을 포함한다. 또한, 슬러리 준비를 위해, 펄프 및 구아(글리세롤 현탁액)를 가진 슬러리 혼합 탱크에 담배 분말 배합물을 투여할 수 있다. 여기서, 슬러리의 균일성 및 균질성을 보장하기 위해 고 전단 혼합기(high shear mixer)로 슬러리를 가공할 수 있다. 또한, 물을 슬러리에 첨가하여 원하는 점도 및 수분을 얻는다.

단계 103에서, 슬러리를 주조한다. 균질화 담배 웹을 형성하기 위해, 슬러리 제조 단계에 따라 형성된 슬러리를 주조 단계에서 주조한다. 이러한 주조 단계는 슬러리를 주조 스테이션으로 운반하고, 슬러리를 지지체 상에 균질하고 균일한 막 두께를 갖는 웹으로 주조하는 것을 의미한다.

단계 104에서, 주조 웹을 건조한다. 균질화 캐스트 웹은 예컨대 무단(endless) 스테인리스 스틸 벨트 건조기에서의 주조 웹의 균일하고 온화한 건조를 할 수 있다. 예를 들면, 무단 스테인리스 스틸 벨트 건조기는 개별적으로 제어 가능한 구역을 포함할 수 있고, 건조 단계는 각각의 건조 구역에서의 주조 잎 온도를 모니터링하여 각 건조 구역에서의 온화한 건조 프로파일을 보장하고, 균질화 캐스트 웹이 형성되는 지지체를 가열할 수도 있다.

단계 105에서, 주조 웹을 권취한다. 목표 수분 함량으로 건조된 균질화 담배 웹은 권취 단계에서 권취된다. 예를 들면, 단일의 마스터 보빈(master bobbin)을 형성할 수 있다. 마스터 보빈은 슬릿 형성 및 작은 보빈 형성 공정으로 더 작은 보빈의 제조를 수행하는데 사용될 수 있다. 그 다음, 더 작은 보빈은 에어로졸 발생 물품의 제조에 사용될 수 있다.

도 2는 일 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 구성요소들을 개략적으로 도시한 설명도이다.

도 2에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치는 담배 물질을 포함하는 슬러리(7)를 판상의 원소재(8)로 가공하는 가공장치(10)와, 가공장치(10)에서 배출되는 원소재(8)를 연속적으로 이동시키는 이동장치(20)와, 이동장치(20)에 의해 이동하는 원소재(8)의 이동 경로 중에 배치되어 원소재(8)를 가열하는 가열장치(90)와, 원소재(8)를 사이에 두고 회전하도록 배치되어 가열장치(90)에 의해 가열된 원소재(8)에 접촉하며 원소재(8)의 표면을 평탄화하는 복수 개의 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)과, 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)을 통과한 원소재(8)를 감아서 수거하기 위하여 회전하는 보빈(40)을 포함한다.

이하에서 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)이 '접촉한다'는 것은 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 표면이 직접적으로 접촉하는 것을 의미하는 것은 아니며, 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 사이에 통과하는 원소재(8)를 사이에 두고 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)이 기계적으로 서로 힘을 가하며 지지한 상태에서 회전하는 배치 구조를 의미한다.

가공장치(10)는 담배 물질을 포함하는 슬러리(7)를 판상의 원소재(8)로 가공하는 기능을 수행한다. 가공장치(10)에는 공급펌프(11)가 연결된다. 공급펌프(11)는 저장소(13)에 저장된 담배 물질을 포함한 원료인 슬러리(7)를 가공장치(10)에 연속적으로 공급하는 기능을 수행한다.

가공장치(10)는 배출 노즐(14)을 통해 판상의 원소재(8)를 연속적으로 배출한다. 도 2에 도시된 가공장치(10)의 구성 및 작동방식은 예시적인 것이며, 도 2에서 가공장치(10)는 슬러리(7)를 압출방식으로 가공한다. 그러나 실시예는 가공장치(10)의 구체적인 구성과 작동방식에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어 가공장치(10)에는 3차원 인쇄방법을 이용한 프린팅 방식, 롤러를 이용한 전사방식, 분사노즐을 이용한 분사방식 등 여러 가지 다양한 방식이 이용될 수 있다.

이동장치(20)는 가공장치(10)의 배출 노즐(14)에 대응하는 위치에 설치되어 판상의 원소재(8)를 연속적으로 이동시키는 기능을 수행한다. 이동장치(20)는 회전하는 이동롤러들(21, 23)과, 이동롤러들(21, 23)에 연결되어 연속적으로 회전하는 벨트(22)를 포함한다.

가공장치(10)에서 가공된 판상의 원소재(8)는 이동장치(20)의 벨트(22)에 의해 지지되며 벨트(22)에 의해 직선적으로 연속적으로 이동한다.

이동장치(20)에 의해 이동하는 원소재(8)의 이동 경로 중에는 원소재를 가열하기 위한 가열장치(90)가 배치된다. 가열장치(90)는 가공장치(10)를 향하는 상류측에 배치된 제1 가열장치(91)와, 하류측에 배치된 제2 가열장치(92)를 포함한다.

가열장치(90)는 전열선에 의해 열을 발생하여 주변의 공기나 벨트(22)를 가열하거나, 내부에 흐르는 고온의 유체가 주변의 공기와 열을 교환함으로써 주변의 공기를 가열하는 등의 다양한 방식의 가열 수단을 이용하여 구현될 수 있다.

또한 가열장치(90)는 이동장치(20)의 벨트(22)의 연장 방향을 따라 두 개가 배치되었으나, 실시예는 이러한 가열장치(90)의 배치 방식에 의해 제한되는 것은 아니며 가열장치(90)의 개수와 배치 방식 등은 다양하게 변형될 수 있다.

가열장치(90)의 하류에는 원소재(8)의 표면을 평탄화하는 기능을 수행하는 복수 개의 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)이 배치된다. 이동장치(20)에 의해 이동하는 원소재(8)는 중간롤러(29)를 거쳐 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)을 통과하며 평탄화 공정을 거친다.

평탄화 공정은 원소재(8)가 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)을 통과하는 동안 원소재(8)의 표면이 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)에 의해 전체적으로 균일하게 가압됨으로써 원소재(8)의 표면이 균일하게 편평하게 펴지는 공정이다.

롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)은 원소재(8)의 이동 방향을 따라 상류에서부터 하류를 향하는 방향으로 차례로 배치되는 적어도 두 개의 롤러군(31, 32)을 포함한다. 롤러군(31, 32)은 상류측의 제1 롤러군(31)과 하류측의 제2 롤러군(32)을 포함한다. 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 직경은 이동장치(20)의 이동롤러들(21, 23)의 직경보다 작을 수 있다.

롤러군(31, 32)의 각각은 원소재(8)를 사이에 두고 배치되며 원소재(8)에 접촉하며 회전하는 제1 롤러들(31a, 32a)과 제2 롤러들(31b, 32b)을 포함한다.

롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)을 통과하며 평탄화 공정을 거친 원소재(8)는 회전하는 보빈(40)에 의해 감김으로써 보빈(40)에 의해 수거된다.

도 3은 도 2에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 일부 구성요소를 도시한 사시도이다.

원소재(8)가 이동장치(20)의 이동롤러(23)에 의해 회전하는 벨트(22)에 의해 지지되며 이동하는 동안 이동롤러(23)와 벨트(22)의 외측에 대응하는 원소재(8)의 가장자리 영역(8p)이 외부로 노출되므로 급격한 열손실이 발생한다. 따라서 원소재(8)의 중심 영역(8c)으로부터 외측의 가장자리 영역(8p)을 향할수록 높은 온도 경사도가 발생하여 원소재(8)가 전체적으로 균일하게 건조되지 않는다. 이와 같이 원소재(8)가 전체적으로 균일하게 건조되지 않는다면 원소재(8)의 일부 영역에서 부스러기(크러스트)가 발생하고 원소재(8)의 불균일하게 건조된 부분이 이동롤러(23)나 벨트(22)에 달라붙을 수 있다.

도 4는 도 2에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 다른 일부 구성요소를 도시한 사시도이다.

이동장치(20)에 의해 연속적으로 이동하는 원소재(8)는 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 상류측의 제1 롤러군(31)과 하류측의 제2 롤러군(32)을 차례로 통과하며 원소재(8)의 전체적인 두께가 균일하게 펴지는 평탄화 공정을 거친다.

롤러들(31a, 31b, 32a, 32b) 중 제1 롤러군(31)에 포함된 제2 롤러(31b)와 제2 롤러군(32)에 포함된 제1 롤러(32a)는 서로 겹치도록 배치된다. 제1 롤러군(31)과 제2 롤러군(32)의 이와 같은 배치구조는 Z배치법에 해당하며, 이러한 Z배치법에 의해 제1 롤러군(31)과 제2 롤러군(32)이 협력하여 원소재(8)의 표면의 전체 영역을 효과적으로 편평하게 만들 수 있다.

롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 각각은 원소재(8)의 표면에 직접 접촉하므로 가열장치(90)에 의해 가열된 원소재(8)를 냉각할 수 있다. 4개의 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)이 원소재(8)의 표면에 접촉함으로써 원소재(8)의 표면의 전체 영역에서의 열을 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)이 고르게 분산시키며 원소재(8)를 효과적으로 냉각할 수 있다.

롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 냉각 성능 및 원소재(8)의 표면을 가압하는 성능을 향상시키기 위하여, 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 각각의 표면에 돌기나 홈을 배치할 수 있다. 돌기는 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 표면에서 돌출하는 반구형상 또는 원호형상의 단면을 갖는 곡면형상을 가질 수 있다. 홈은 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 표면에서 오목하게 들어가며 반구형상 또는 원호형상의 단면을 갖는 곡면형상을 가질 수 있다.

상술한 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치에 의하면 이동장치(20)에 의해 연속적으로 이동하는 원소재(8)가 가열장치(90)에 의해 가열된 이후에 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)을 통과하며 평탄화 공정을 거침으로써 원소재(8)의 전체 표면이 균일하게 평탄화됨과 아울러 원소재(8)의 길이 방향(즉 원소재의 공급 방향)을 따라 원소재(8)의 전체 영역의 두께가 균일하게 유지될 수 있다.

도 5는 다른 실시예에 관한 담배 시트의 제조 방법의 단계들을 개략적으로 도시한 순서도이다.

도 5에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 방법은 담배 물질을 포함하는 슬러리를 준비하는 단계(S100)와, 슬러리를 판상의 원소재로 가공하는 단계(S110)와, 판상의 원소재를 연속적으로 이동시키는 단계(S120)와, 연속적으로 이동하는 판상의 원소재를 가열하는 단계(S130)와, 원소재에 접촉하며 회전하도록 배치된 복수 개의 롤러들의 사이로 원소재를 통과시킴으로써 원소재의 표면을 평탄화하는 단계(S140)와, 롤러들을 통과한 원소재를 보빈에 감아서 수거하는 단계(S150)를 포함한다.

상술한 실시예에 관한 담배 시트의 제조 방법의 각 단계들은 도 2에 도시된 담배 시트의 제조 장치에 의해 실행될 수 있으며, 연속적으로 이동하는 원소재가 가열 단계(S130)에 의해 가열된 이후에 롤러들을 통과하며 평탄화 공정을 거침으로써 원소재의 전체 표면이 균일하게 평탄화됨과 아울러 원소재의 길이 방향(즉 원소재의 공급 방향)을 따라 원소재의 두께가 균일하게 유지될 수 있다.

도 6은 또 다른 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 일부 구성요소들을 개략적으로 도시한 설명도이다.

도 6에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치에서는 도 2에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치에서 원소재를 마주보고 회전하도록 배치된 제1 롤러군(31)의 제1 롤러(31a)와 제2 롤러(32b)에 간격 조정장치(50)가 설치되었다.

간격 조정장치(50)는 서로 마주보는 제1 롤러(31a)와 제2 롤러(32b)의 사이의 간격(t)을 조정하는 기능을 수행하는 장치이다. 간격 조정장치(50)는 제어기(70)와 전기적으로 연결되어 제어기(70)에서 전달되는 제어 신호에 의해 길이가 신축하는 실린더(51)를 포함한다.

간격 조정장치(50)는 예를 들어 전기 리니어 모터(electric linear motor)나, 유압 액추에이터나, 공압 액추에이터나, 모터와 볼 베어링과 스플라인을 포함하는 회전-직선 운동 변환장치 등의 기계장치에 의해 구현될 수 있다.

도 6에서 간격 조정장치(50)는 제1 롤러(31a)와 제2 롤러(32b)의 모두를 이동시킴으로써 제1 롤러(31a)와 제2 롤러(32b)의 사이의 간격(t)을 조정한다. 그러나 실시예는 도 6에 도시된 간격 조정장치(50)의 구체적인 구성에 의해 제한되는 것은 아니므로 제1 롤러(31a)와 제2 롤러(32b)의 일부에만 간격 조정장치(50)가 설치되어 제1 롤러(31a)와 제2 롤러(32b)의 어느 하나만 이동하여 간격(t)이 조정될 수 있다.

또한 예를 들어 도 2에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치에 포함된 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 모두에 간격 조정장치가 설치되거나, 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b) 중 일부에만 간격 조정장치가 설치되어 마주보는 롤러들(31a, 31b, 32a, 32b)의 사이의 간격이 조정될 수 있다.

도 6에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치에서는 롤러들(31a, 31b)에 온도 조절장치(60)가 설치된다. 온도 조절장치(60)는 제어기(70)에 전기적으로 연결되어 제어기(70)로부터 인가되는 제어 신호에 의해 롤러들(31a, 31b)에 설치된 온도 조절요소(61)를 제어한다.

온도 조절요소(61)는 전기가 인가되면 열을 발생시키는 전열 코일일 수 있으며, 롤러들(31a, 31b)의 상류의 가열장치보다 낮은 온도의 범위로 롤러들(31a, 31b)을 가열하여 롤러들(31a, 31b)의 사이를 통과하는 원소재를 냉각하거나 가열장치보다 높거나 유사한 온도의 범위로 롤러들(31a, 31b)을 가열하여 롤러들(31a, 31b)의 사이를 통과하는 원소재를 더 가열할 수 있다.

실시예들은 온도 조절요소(61)의 구체적인 구성에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어 온도 조절요소(61)는 열매체가 내부에 통과하는 열전달관에 의해 구현될 수 있다.

도 6에 나타난 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치에서는 롤러들(31a, 31b)의 각각에 가압수단(80)이 설치될 수 있다. 가압수단(80)은 예를 들어 압축 스프링에 의해 구현됨으로써 원소재의 표면을 향하여 롤러들(31a, 31b)을 탄성적으로 지지하도록 롤러들(31a, 31b)에 압력을 부여하는 기능을 수행한다.

실시예들은 도 6에 도시된 가압수단(80)에 의해 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 가압수단(80)은 유압이나 공압을 이용한 완충기나, 제어기(70)에 의해 제어됨으로써 롤러들(31a, 31b)을 가압하는 가압 압력을 변경할 수 있는 유압 또는 공압 액추에이터 등에 의해 구현될 수 있다.

또한 제어기(70)는 롤러들(31a, 31b)을 회전시키는 롤러 구동모터를 제어함으로써 롤러들(31a, 31b)의 회전속도를 제어할 수 있다.

제어기(70)가 롤러들(31a, 31b)의 회전속도를 제어하거나, 롤러들(31a, 31b)이 시트의 표면을 가압하는 압력을 제어하거나, 또는 롤러들(31a, 31b)의 사이의 간격을 조절함으로써 시트가 130um 내지 350um 의 두께와, 160g/m2 내지 350 g/m2의 평량을 갖게 할 수 있다.

또한 보빈에 감긴 시트가 에어로졸 형성제 및 습윤제에 의해 적정량 이상의 수분을 함유하고 있을 경우에는 롤러들(31a, 31b)의 표면온도를 섭씨 80도 내지 270도의 온도로 가열하여 시트가 6% 내지 14% 의 수분함량을 갖게 할 수 있다.

도 7은 또 다른 실시예에 관한 담배 시트의 제조 장치의 일부 구성요소들을 개략적으로 도시한 설명도이다.

도 7은 원소재(8)를 사이에 두고 회전하도록 배치된 복수 개의 롤러들(131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b)을 도시한다. 롤러들(131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b)은 원소재(8)의 이동 방향을 따라 상류에서부터 하류를 향하는 방향으로 차례로 배치된 제1 롤러군(131), 제2 롤러군(132), 및 제3 롤러군(133)을 포함한다.

제1 롤러군(131)에 포함된 롤러들 중 일부 롤러(131b)와 제2 롤러군(132)에 포함된 롤러들 중 일부 롤러(132a)는 서로 접촉하며 회전하도록 배치된다. 또한 제2 롤러군(132)에 포함된 롤러들 중 일부 롤러(132b)와 제3 롤러군(133)에 포함된 롤러들 중 일부 롤러(133a)는 서로 접촉하며 회전하도록 배치된다.

상술한 바와 같은 복수 개의 롤러들(131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b)의 배치 구조는 Z배치법에 해당하며, 이러한 Z배치법에 의해 제1 롤러군(131)과 제2 롤러군(132)과 제3 롤러군(133)이 서로 협력하여 원소재(8)의 표면의 전체 영역을 효과적으로 평평하게 만들 수 있다.

본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

7: 슬러리 29: 중간롤러
8p: 가장자리 영역 91: 제1 가열장치
8: 원소재 40: 보빈
8c: 중심 영역 50: 간격 조정장치
10: 가공장치 51: 실린더
11: 공급펌프 60: 온도 조절장치
13: 저장소 61: 온도 조절요소
14: 배출 노즐 92: 제2 가열장치
20: 이동장치 70: 제어기
21, 23: 이동롤러들 80: 가압수단
22: 벨트 90: 가열장치
31, 32, 131, 132, 133: 롤러군
31a, 31b, 32a, 32b, 131a, 131b, 132a, 132b, 133a, 133b: 롤러들

Claims (12)

1. 담배 물질을 포함하는 슬러리를 판상의 원소재로 가공하는 가공장치;
   상기 가공장치에서 배출되는 상기 원소재를 연속적으로 이동시키는 이동장치;
   상기 이동장치에 의해 이동하는 상기 원소재의 이동 경로 중에 배치되어 상기 원소재를 가열하는 가열장치;
   상기 원소재를 사이에 두고 회전하도록 배치되어 상기 가열장치에 의해 가열된 상기 원소재에 접촉하며 상기 원소재의 표면을 평탄화하는 복수 개의 롤러들; 및
   상기 롤러들을 통과한 상기 원소재를 감아서 수거하도록 회전하는 보빈;을 포함하는, 담배 시트의 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 롤러들은 상기 원소재의 이동 방향을 따라 상류에서부터 하류를 향하는 방향으로 차례로 배치되는 적어도 두 개의 롤러군을 포함하는, 담배 시트의 제조 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 롤러군 중 상류측 롤러군에 포함된 상기 롤러들의 일부와 하류측의 롤러군에 포함된 상기 롤러들의 일부는 서로 접촉하도록 배치된, 담배 시트의 제조 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 원소재를 사이에 두고 마주보는 상기 롤러들의 사이의 간격을 조정하는 간격 조정장치를 더 포함하는, 담배 시트의 제조 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 롤러들의 적어도 일부의 온도를 조절하는 온도 조절장치를 더 포함하는, 담배 시트의 제조 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 원소재의 상기 표면을 향하여 상기 롤러들을 탄성적으로 지지하도록 상기 롤러들에 압력을 가하는 가압수단을 더 포함하는, 담배 시트의 제조 장치.
7. 담배 물질을 포함하는 슬러리를 준비하는 단계;
   상기 슬러리를 판상의 원소재로 가공하는 단계;
   가공된 상기 원소재를 연속적으로 이동시키며 가열하는 단계;
   상기 원소재에 접촉하며 회전하도록 배치된 복수 개의 롤러들의 사이로 상기 원소재를 통과시켜 상기 원소재의 표면을 평탄화하는 단계; 및
   상기 롤러들을 통과한 상기 원소재를 보빈에 감아 수거하는 단계;를 포함하는, 담배 시트의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 롤러들은 상기 원소재의 이동 방향을 따라 상류에서부터 하류를 향하는 방향으로 차례로 배치되는 적어도 두 개의 롤러군을 포함하는, 담배 시트의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 롤러군 중 상류측 롤러군에 포함된 상기 롤러들의 일부와 하류측의 롤러군에 포함된 상기 롤러들의 일부는 서로 접촉하도록 배치된, 담배 시트의 제조 방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 원소재를 사이에 두고 마주보는 상기 롤러들의 사이의 간격을 조정하는 단계를 더 포함하는, 담배 시트의 제조 방법.
11. 제7항에 있어서,
    상기 롤러들의 적어도 일부의 온도를 조절하는 단계를 더 포함하는, 담배 시트의 제조 방법.
12. 제7항에 있어서,
    상기 원소재의 상기 표면을 향하여 상기 롤러들을 탄성적으로 지지하도록 상기 롤러들에 압력을 가하는 단계를 더 포함하는, 담배 시트의 제조 방법.

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