KR20180088374A - 필터 제조 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공 필터 본체를 형성하기 위한 필터 제조 기구(1)에 관한 것이며, 필터 제조 기구는:- 길이 방향의 이송 방향(30)을 따라 필터 물질을 연속적으로 공급하도록 적응되는 공급 경로;- 필터 물질을 중공 로드 형상의 필터 본체로 형성하고 형성된 필터 본체를 전달하도록 적응되고 공급 경로의 종단부에 연결되는 형성 장치(4)로서, 상기 형성 장치가: ■ 필터 물질이 관통되도록 적응되는 관형 형성 요소(8), ■ 관형 형성 요소 내에서 길이 방향으로 연장되고 핀 직경을 갖는 핀(34)을 포함하는, 형성 장치;- 가변 직경의 관통 구멍을 갖는 필터 본체를 얻기 위해 핀의 핀 직경을 변경하도록 적응되는 직경 변경 장치(40)를 포함한다.

Description

필터 제조 기구

본 발명은 중공 필터 또는 중공 필터 구성요소를 제조하는 기구에 관한 것이다. 중공 필터 또는 중공 필터 구성요소는 바람직하게 에어로졸 형성 물품에 사용된다.

필터 로드의 제조는 다양한 성분의 혼합물로 만들어지는 필터 물질에서 출발한다. 궐련 필터 제조용 원료는 일반적으로 셀룰로오스이고, 예를 들어 목재로부터 얻어진다. 셀룰로오스는 그 후 아세틸화되어, 이를 셀룰로오스 아세테이트 또는 축약해서 간단히 "아세테이트"라고 불리는 물질로 만들어지고, 용해되고, 토우(tow)라고 불리는 번들로 배열된 연속 합성 섬유로 스펀된다. 이와 같은 토우는 일반적으로 개방되고, 가소화되고, 성형되고, 일정한 길이로 절단되어 필터로서의 역할을 한다. 가소제는 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 용해시켜 필터 물질이 고형화되고 필터 로드가 형성되도록 압력 및 열의 작용에 의해 단일 유닛으로 함께 고착된다. 필터는 일반적으로, 많은 경우에 종이 스트립을 포함하는 래핑재 내에 래핑된다.

또한, 래핑지에 래핑되지 않은 필터의 제조가 또한 공지되어 있다. 래핑되지 않은 필터 플러그의 제조에서, 필터 물질은 형성 유닛에서 원하는 형태로 성형된다. 사용된 물질 및 성형 공정은 심지어 형성 유닛을 충분한 정도로 이탈한 후에도 필터 로드가 그의 형상을 유지할 정도로 실현되어, (래핑 목적 외에도 형상 안정화를 위해 사용되는)래핑지가 생략될 수 있다. 래핑되지 않은 필터 플러그의 제조 동안, 형성 유닛 내의 필터 물질 스트림은 압력 및 열을 겪는다. 필요한 열 에너지는 예를 들어, 증기 또는 마이크로웨이브 에너지와 같은 고온 공기에 의해 필터 물질로 다양한 방식으로 도입될 수 있다.

또한, 중공 필터, 즉 그 길이 방향 축을 따라 필터를 관통하는 관통 구멍을 포함하는 필터를 제조하는 것이 공지되어 있다. 현재의 공지된 장비에서, 내부 중공 구멍은 형성 유닛에 실질적으로 동축으로 위치되는 핀에 의해 실현된다. 핀의 직경과 위치는 필터 로드 내의 구멍의 내부 중공 직경을 결정한다. 로드의 관통 구멍의 각각의 직경에 대해, 상이한 직경을 갖는 상이한 핀이 필요하다.

따라서, 간단한 구조를 가지며 작동 중에 많은 부품의 변경을 필요로 하지 않는 내부 관통 구멍을 갖는 래핑 또는 래핑되지 않은 필터를 제공할 수 있는 필터 또는 필터 구성요소를 제조하기 위한 기구가 필요하다. 또한 부품 변경은 일반적으로 기구 정지 및 제조 중단을 의미한다.

본 발명은 위의 필요성 중 적어도 하나를 만족시킬 수 있다.

본 발명은 중공 필터 본체를 형성하도록 적응된 필터 제조 기구에 관한 것이며, 필터 제조 기구는: 길이 방향의 이송 방향을 따라 필터 물질을 연속적으로 공급하도록 적응되는 공급 경로; 공급 경로의 종단부에 연결되어 필터 물질을 중공 로드 형상의 필터 본체로 형성하고 중공 로드 형상의 필터 본체를 전달하도록 적응되는 형성 장치를 포함하며; 형성 장치는: 필터 물질이 통과하게 하도록 적응되는 관형 형성 요소, 및 관형 형성 요소 내에서 길이 방향으로 연장되는 핀을 포함하며, 핀은 핀 직경을 가진다. 또한 기구는 가변 직경의 관통 구멍을 갖는 필터 본체를 얻기 위해 핀의 핀 직경을 변화시키도록 적응되는 직경 변경 장치를 포함한다.

중공 필터 본체, 즉 내측 관통 구멍을 갖는 필터는 형성 장치 내부에 위치된 핀에 의해 본 발명의 기구 내에 형성된다. 중공 필터 본체가 복수의 상이한 제품의 구성요소로서 사용될 수 있기 때문에, 중공 필터가 사용되는 최종 제품에 따라 관통 구멍의 직경을 변경하는 것이 바람직할 수 있다. 바람직하게, 최종 제품은 에어로졸 형성 물품이다. 핀이 그의 직경을 변경하게 하는 직경 변경 장치를 본 발명의 기구에 제공하는 덕분에, 동일한 핀이 상이한 직경의 관통 구멍을 갖는 중공 필터를 제조하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 상이한 직경의 핀으로 핀을 변경하기 위해 제조를 중단하는 것이 방지된다. 상이한 직경의 복수의 핀과 같은 상이한 부품의 제조가 또한 방지된다.

- 도 1은 본 발명에 따른 필터 형성 기구의 개략도이다.
- 도 2는 도 1의 기계의 일 부분의 사시도이다.
- 도 3은 도 1의 기구의 일 부분의 사시도이다.
- 도 4는 도 3의 기구의 일 부분의 요소의 섹션에서의 개략적인 측면도이며; 및
- 도 5는 도 4의 요소의 사시도이다.

중공 필터 본체를 실현하는 데 사용되는 필터 물질은 임의의 적합한 물질 또는 물질들을 포함할 수 있다. 적절한 물질의 예는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스, 재구성 셀룰로오스, 폴리락트산, 폴리비닐 알코올, 나일론, 폴리하이드록시부티레이트(polyhydroxybutyrate), 폴리프로필렌, 종이, 전분과 같은 열가소성 물질, 부직포 물질, 및 그들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 물질은 개방 셀 구조로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 필터 물질은 셀룰로오스 아세테이트 토우를 포함한다.

필터 물질은 최종 필터 세그먼트 내에 또는 필터에 통합된 하나 이상의 추가 요소 내에 추가 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 추가 물질은 필터 세그먼트 또는 추가 필터 요소의 섬유 필터 토우 내에 통합될 수 있다. 예를 들어, 필터 물질은 흡착제 물질을 포함할 수 있다. 용어 “흡착제”는 흡수제, 흡수제, 또는 이들 기능 둘 모두를 수행할 수 있는 물질을 지칭한다. 흡착제 물질은 활성탄을 포함할 수 있다. 흡착제는, 캡슐이 내장되는 필터 세그먼트 내에 포함될 수 있다. 그러나, 보다 바람직하게는, 흡착제는 필터 세그먼트의 상류에 있는 추가 필터 요소 내에 포함된다. 대안으로 또는 추가적으로, 필터 물질은 접착제, 가소제 또는 향미 방출제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

바람직하게, 필터 물질은 결합 성분의 기능을 갖는 가소제를 포함한다. 중공 필터 구성요소에서, 그 구성요소는 필터 플러그의 전체 구조를 약화시키는 관통 구멍을 포함한다. 예를 들어, 필터의 압축에 의한 중공 필터 구성요소의 변형을 방지하기 위해, 중공 필터를 실현하는 물질은 표준 필터 플러그를 형성하는 물질보다 강한 것이 바람직하다. 이와 같은 목적을 위해서, 래핑되지 않은 필터의 제조에 사용되는 것과 유사한 절차가 래핑될 수 있거나 래핑될 수 없는 중공 필터의 제조에 또한 바람직하게 사용된다.

이어서, 본 발명의 기구로 제조된 필터 본체는 부분으로 절단되어 필터 구성요소를 형성할 수 있으며, 따라서 필터 구성요소는 래핑되거나 래핑되지 않을 수 있다.

바람직하게, 중공 필터 본체는 연속 본체이다.

바람직하게, 중공 물질은 필터 토우 물질이다.

본 발명의 기구로 실현되는 필터는 에어로졸 형성 물품에 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 에어로졸 형성 물품은 담배 물질이 연소되어 연기를 형성하는 필터 궐련 또는 다른 흡연 물품의 형태일 수 있다. 본 발명은 담배 물질이 연소되기보다는 가열되어 에어로졸을 형성하는 물품, 및 니코틴 함유 에어로졸이 연소 또는 가열 없이 담배 물질, 담배 추출물, 또는 다른 니코틴 공급원으로부터 발생되는 물품을 추가로 포함한다. 본 발명에 따른 에어로졸 형성 물품은, 조립된 에어로졸 형성 물품 또는, 예를 들어 가열식 흡연 장치의 소모성 부품과 같은, 에어로졸을 생성하기 위한 조립된 물품을 제공하기 위해서 하나 이상의 다른 구성요소와 조합되는 에어로졸 형성 물품의 구성요소 전체일 수 있다.

에어로졸 형성 물품은 사용자의 입을 통해 사용자의 폐 안으로 직접 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 물품일 수 있다. 에어로졸 형성 물품은 궐련과 같은 종래의 흡연 물품과 유사할 수 있으며, 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 물품은 일회용일 수 있다. 에어로졸 형성 물품은 대안으로, 부분적으로 재사용 가능하고 보충 가능하거나 교체 가능한 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다.

필터 제조 기구는 이송 방향을 따라 필터 물질을 이송하기 위한 공급 경로를 포함한다.

필터의 제조에 추가로 사용되는 필터 본체에, 바람직하게 가소제를 포함하는 필터 물질을 성형하기 위해서, 공급 경로의 종단부에 연결되고 필터 물질을 로드 형상의 필터 본체로 형성하고 형성된 연속 필터 본체를 전달하도록 적응되는 형성 장치가 사용된다. 형성 장치는 관형 형성 요소를 포함하며 관형 형성 요소는 필터 물질이 관형 형성 요소를 통과하게 하여 필터 물질이 연속 필터 본체로 형성되게 한다. 관형 형성 요소의 내벽은 바람직하게, 연속 필터 본체의 외부 표면을 정의하고, 그 중에서도 그의 직경을 결정한다. 관형 형성 요소의 내벽은 필터 물질을 로드로 “압축한다”.

유리하게, 관형 형성 요소는 길이 방향 축을 갖고 관형 형성 요소의 입구를 관형 형성 요소의 출구에 연결하는, 실질적으로 원통형 횡단면의 내부 채널을 정의한다. 공급 경로는 바람직하게 관형 형성 요소의 입구에서 종결된다.

또한, 관형 형성 요소는 핀을 그의 내부에 수용한다. 핀은 바람직하게, 관형 형성 요소에 의해 정의되는 채널에 동축으로 위치하는 것, 즉 채널 및 핀이 동일한 길이 방향 축을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게, 핀은 실질적으로 로드 형상이며 핀은 실질적으로 원통형인 외부 표면을 정의한다. 이와 같은 방식으로, 관형 형성 요소의 내부 표면이 필터 물질에 대해 가압될 뿐만 아니라, 핀의 외부 표면이 관형 형성 요소 내에서 이동하는 필터 물질에 대한 가이드를 또한 형성한다. 따라서, 필터 물질은 관형 형성 요소의 채널의 내부 표면과 핀의 외부 표면 사이에서 압축될 때 슬리브를 형성한다. 형성 장치를 빠져나가는 필터 본체의 외경은 관형 형성 요소의 채널의 내경의 함수인 반면에, 필터 본체의 관통 구멍의 직경은 핀의 직경의 함수이다.

또한, 필터의 제조 기구는 핀의 핀 직경을 변경하도록 적응되어, 가변 직경의 관통 구멍을 갖는 필터 본체를 얻는 직경 변경 장치를 포함한다. 직경 변경 장치는 핀의 직경을 수정하도록 적응되어서, 필터 물질이 관형 형성 요소의 내부에서 이동할 때 채널의 내부 표면과 핀의 외부 표면 사이의 거리가 변할 수 있으며 따라서 필터 본체에 의해 형성되는 슬리브 벽의 두께가 또한 변화될 수 있다. 따라서, 내부 관통 구멍의 상이한 직경을 갖는 필터 본체가 형성될 수 있다. 바람직하게, 필터 본체의 외경은 일정하게 유지되고, 관통 구멍의 내경만이 변경된다. 핀의 직경 변화는 제조를 중단하지 않고 상이한 직경의 추가 핀과 같은 추가 요소를 필요로 하지 않고 발생할 수 있다. 직경의 변화는 예를 들어, 상이한 최종 제품을 위한 필터가 요구될 때 본 발명의 기구에서 발생할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “로드”는 실질적으로 원형, 계란형 또는 타원형 횡단면을 갖는 전반적으로 원통형 요소를 지칭하는 데 사용된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "직경"은 기구 또는 필터 물질 또는 필터 본체의 구성 요소 또는 구성 요소의 부분의 최대 횡방향 치수를 의미한다.

핀 직경은 바람직하게, 약 1 mm 내지 약 5 mm, 보다 바람직하게 약 2 mm 내지 약 4 mm에서 변할 수 있다.

바람직하게, 직경 변경 장치는 핀에 연결되고 핀 직경을 하기 위해 핀 온도를 변경하도록 적응되는 열 발생기를 포함한다. 핀 온도를 변경하도록 적응되는 열 발생기는 열팽창에 의해 핀의 직경을 변경할 수 있다. 열 팽창은 열 전달을 통해 온도 변화에 반응하여 부피가 변화하는 물질의 성향이다. 온도 변화에 의해 나누어진 팽창 정도는 물질의 열 팽창 계수라고 불리며 일반적으로 온도에 따라 변한다. 따라서, 핀의 팽창량 또는 수축량, 그리고 그에 따른 직경의 변화는 핀을 실현하는 물질을 알거나 선택하면 결정되거나 선택될 수 있다. 주어진 온도 변화에 대해서 주어진 직경 변화가 주어진다.

보다 바람직하게, 핀은 금속을 포함하는 물질로 형성된다. 공지된 바와 같이, 금속은 다소 큰 열 팽창 계수를 가지며, 따라서 금속으로 만들어진 핀은 상대적으로 “좁은” 온도 범위에 대해 비교적 넓은 범위의 값으로 그의 직경을 변경할 수 있다. 너무 높은 온도는 관형 요소를 횡단하는 동안 핀과 접촉하는 필터 물질을 손상시킬 수 있으며, 따라서 무시할 수 있는 방식으로 필터 물질에만 영향을 미치는 핀의 온도가 바람직하다.

보다 바람직하게, 핀은 강, 훨씬 더 바람직하게 침탄강으로 형성된다. 필터 기계의 핀은 관형 형성 요소 내부로 필터 물질의 통행으로 인해 연속적인 마모 및 마찰을 겪는다. 이는 주어진 제조 시간 후에 핀을 변경할 필요성을 야기할 수 있다. 따라서, 내마모성인 물질로 핀을 실현하는 것이 바람직하다. 강은 이들 물질 중 하나이다. 또한, 침탄은 금속을 더 강하게 만들 의도로 숯 또는 일산화탄소와 같은 탄소 함유 물질의 존재 하에 금속을 가열할 때 철 또는 강이 유리된 탄소를 흡수하는 열 처리 공정이다. 핀의 저항은 침탄강으로 만들어진 핀을 사용하여 더 개선될 수 있으며 마모된 핀을 변경하기 위한 제조 중단 횟수가 줄어들 수 있다.

바람직하게, 핀은 필터 물질과 접촉하도록 적응되는 외부 표면을 정의하며, 직경 변경 장치는 핀의 외부 표면으로부터 반경 방향을 따라 수축 가능하거나 연장 가능하도록 적응되는 적어도 두 개의 돌출부를 포함한다. 보다 바람직하게, 직경 변경 장치는 적어도 3 개의 돌출부를 포함한다. 핀의 직경을 변경하기 위해서, 핀은 보어 마이크로미터(bore micrometer)와 같은 마이크로미터로 분석될 수 있다. 핀은 관형 형성 요소 내에 정의된 채널의 내부 표면을 향하여 핀 자체의 외부 표면으로부터 돌출하는, 서로 각도 방향을 따라 이격된 적어도 2 개의 돌출부를 포함할 수 있다. 돌출부의 반경 방향 높이를 변경하면 통과하는 필터 물질에 의해 느껴지는 핀의 직경이 변경된다. 바람직하게, 돌출부의 수는 적어도 3 개이므로, 돌출부는 일정한 거리에서 전체 핀 주위에 각도 방향을 따라 이격될 수 있다.

반경 방향으로 수축 가능하거나 확장 가능하다는 것은 돌출부가 그들의 길이를 변경하여, 핀의 길이 방향 축에서 출발하여 핀에 대해 수직 방향으로 연장되는 선을 따라 길이를 증가 또는 감소시킬 수 있음을 의미한다.

보다 바람직하게, 직경 형성 장치는 마이크로미터 스크류를 포함하며, 돌출부 중 적어도 하나가 마이크로미터 스크류에 의해 수축 가능하거나 연장 가능하도록 적응된다. 이런 방식으로, 핀의 직경은 정확하게 변경될 수 있다.

필터 제조 기구는 유리하게, 관형 형성 요소의 입구의 상류에 배열되고 가소제를 분출하여 가소제를 필터 물질에 첨가하도록 적응되는 가소제 첨가 유닛을 더 포함한다. 변형 없이 또는 제한된 변형으로 그의 형상을 유지하는 실질적으로 강성 필터 본체를 얻기 위해서, 필터 섬유를 함께 결합시키도록 가소제가 필터 물질에 도입될 수 있다. 필터 본체가 중공형이지만 필터 본체가 매우 쉽게 변형되지 않고 바람직하게 로드형 형상을 유지하도록 필터 본체를 강성으로 하고 실질적으로 일정한 형상으로 하기 위해서, 관형 형성 요소를 통과하는 필터 물질을 가열하도록 적응되는 열원이 또한 제공될 수 있음으로써, 필터 물질 내에 존재하는 가소제와 같은 결합 물질이 필터 물질의 섬유 사이에 결합을 제공한다. 가소제는 물질의 소성 또는 유동성을 증가시키는 첨가제이다. 열원은 바람직하게, 수증기 공급원과 같은 증기 공급원이며, 이는 관형 형성 요소 내부에 증기를 분무하거나 다른 방법으로 주입한다.

바람직하게, 필터 제조 기구는 필터 물질이 관형 형성 요소를 통과하는 동안 필터 물질을 가열하도록 적응되는 열 처리 섹션을 포함한다. 보다 바람직하게, 열 처리 섹션은 증기를 필터 물질로 공급하기 위해 관형 형성 요소에 유체 연결되는 증기 발생기를 포함한다. 열 전달은 가소제를 토우의 필터 섬유에 결합하는 데 사용된다. 열원으로서, 고온 공기 또는 전기 가열된 와이어 또는 증기 또는 마이크로웨이브가 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 과열 증기 또는 수증기가 특히 적합한 것으로 밝혀졌다. 과열 증기의 상대적으로 높은 열 용량으로 인해 과열 증기가 특히 효과적인 열 전달이다. 관형 형성 요소 내의 필터 물질 스트림에 가해지는 압력과 열의 조합 작용에 의해, 필터 물질의 적어도 부분적인 고형화가 얻어져 로드형 필터 본체를 실현한다. 열원으로서 공정 유체를 가하기 위해서, 개방된 입구 포트가 예를 들어, 처리 유체를 도입하기 위한 관형 형성 요소에 제공된다.

유리하게, 필터 제조 기구는 중공형 로드 형상 필터 본체를 냉각시키기 위해 형성 장치의 하류에 위치되는 냉각 섹션을 포함한다. 형성 장치에서, 열은 가소제 존재로 인해 필터 물질을 결합시키기 위해 연속 필터 본체로 전달된다. 필터 형성 공정을 가속화하기 위해서, 필터 본체로부터의 열은 추가 처리되기 쉬운 최종 필터 본체를 얻기 위해 가능한 한 빨리 방산될 필요가 있다. 필터 본체를 가능한 한 빨리 냉각시키기 위해서, 냉각 섹션이 제공된다. 냉각은 또한 필터 본체의 표면 품질을 개선한다. 형성 장치의 하류에 있는 중공 필터 본체의 냉각은 실온, 예를 들어 약 0.4 bar 내지 약 1 bar의 압력 범위, 보다 바람직하게 약 0.5 bar에서의 공기 유동으로 수행될 수 있다.

바람직하게, 필터 제조 기구는 중공 필터 본체를 래핑 시트 내에 래핑하기 위해 형성 장치의 하류에 위치되는 래핑 섹션을 포함한다. 유리하게, 형성 장치를 빠져나가는 중공 필터 본체는 직경 측정 기구에 의해 검사된 그의 직경이 추가로 변경될 수 없거나 매우 제한된 양만 변경될 수 있도록, 래핑지와 같은 래핑 시트로 래핑된다.

보다 바람직하게, 래핑 섹션은 중공 필터 본체 주위의 래핑 시트를 폐쇄하도록 래핑 시트 상에 접착제를 분배하기 위한 접착제 노즐을 포함한다.

유리하게, 필터 제조 기구는 래핑된 중공 필터 본체를 가열하기 위해 래핑 섹션의 하류에 위치되는 가열 섹션을 포함한다. 가열 섹션은 바람직하게, 래핑 시트 상에 접착제를 분배하는 접착제 노즐의 하류 위치에 제공된다. 접착제는 바람직하게, 필터 본체 주위의 래핑 시트를 단단히 폐쇄하기 위해 사용되어 다시 "재개방"되지 않게 된다. 바람직하게, 래핑 시트의 상이한 부분을 정확하게 함께 연결하기 위해 열을 필요로 하는 저온 접착제가 사용된다. 저온 접착제는 일반적으로 수성 용액이다. 접착 고형물은 보통 끓임으로써 물에 용해된다. 결합은 거의 모든 물이 기재로의 침투 또는 흡수를 통해 손실될 때, 예를 들어 가열에 의해 형성된다.

유리하게, 형성 장치는 테이퍼 부분을 포함하며, 테이퍼 부분은 길이 방향의 이송 방향을 따라 감소하는 그의 내경을 가진다. 테이퍼 부분은 필터 물질을 압축하여 로드가 관형 형성 요소의 내벽의 압력에 의해 형성될 수 있게 한다.

바람직하게, 핀은 필터 토우 물질과 접촉하도록 적응되는 외부 표면을 정의하며, 핀은 핀의 외부 표면 상에 비점착성 코팅을 포함한다. 관형 형성 요소에 있을 때 필터 물질의 안내 표면인 핀의 외부 표면 상에 비점착성 코팅을 사용함으로써, 필터 로드의 제조 동안 필터 물질 스트림의 마찰 저항이 상당히 감소된다.

유리하게, 핀은 실질적으로 원통형 외부 표면을 정의한다. 이런 방식으로, 필터 본체 내의 원통형 구멍이 형성될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시의 목적으로 추가로 설명될 것이며, 첨부 도면 중:

도 1은 예를 들어, 에어로졸 발생 물품(도면에 도시되지 않음)에서 필터 또는 필터 구성요소로서 사용될 중공 필터 본체의 제조를 위한 기구를 도시한다.

기구(1)는 필터 물질, 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 또는 필터 토우와 같은 이송 또는 공급 방향(30)(도면에서 화살표로 표시됨)을 따라 이송하기 위한 이송 장치(3)를 포함한다. 필터 토우는 번들(도시되지 않음)로부터 취할 수 있다. 묶음으로부터의 인출 후에, 상이한 압축 공기 노즐(또한, 도시되지 않음)로부터의 압축 공기에 의해 필터 토우 물질이 느슨해지고 균질화될 수 있다.

또한, 기구(1)는 트리아세틴과 같은 경화 유체 또는 가소제로 습윤된 필터 물질의 연속 스트림 또는 스트립을 형성하도록 적응되는 입구 유닛(2)을 포함한다. 필터 물질은 이송 장치(3)에 의해 입구 유닛(2)으로 공급된다. 가소제로 필터 물질을 습윤시키는 것은 도면에 도시되지 않았으나 당업계에 공지된 가소제 유닛에서 일어난다. 가소제 유닛은 입구 유닛(2)의 상류에 위치된다.

함침 유닛 후에, 이송 장치(3)는 함침된 필터 토우 물질을 바람직하게 원추형 요소(54)(도 3 참조)를 포함하는 입구 유닛(2)으로 이송한다. 입구 유닛(2)에서, 필터 토우 물질은 압축 공기를 겪는다. 이와 같은 절차는 입구 유닛 자체의 길이 방향을 따라 실현되는 입구 유닛(2)의 내부 채널(41)을 따라 밀리는 필터 토우 물질의 균질화를 유발할 수 있다. 내부 채널(41)은 바람직하게 원통형이며, 바람직하게 이송 방향(30)에 평행한 길이 방향 축을 정의한다.

입구 유닛(2)의 하류에서, 기구는 입구 유닛(2)에 직렬로 배열되고 필터 물질의 유동 또는 스트립을 수용하고 필터 물질에 존재하는 경화 물질이 반응하여 필터 물질을 축방향으로 연속적인 경질의 중공 로드 필터 본체로 변형되게 하도록 적응되는 로드 형성 유닛(4)을 포함한다.

바람직하게, 로드 형성 유닛(4)을 빠져나가는 중공 필터 본체는 래핑되지 않은 아세테이트 필터(NWA 필터)이다. 로드 형성 유닛(4) 내에서 성형 후에 로드 필터 본체의 팽창을 방지하기 위해서, 표준 필터와 같은 그러한 래핑지의 존재 없이 로드 형성 유닛(4) 내부에서 필터 물질은 그의 성형 동안 이미 충분한 커다란 안정성을 가지므로 필터 물질은 래핑지 없이 사용 및 처리된다.

이와 같은 필터링 등급의 제조는 특히 인발 성형(pultrusion) 절차에서 이루어진다. 이와 같은 절차 도중에 필터 물질 스트림은 로드 형성 유닛(4)을 통과한다.

로드 형성 유닛(4)은 경화 물질로 포화된 필터 물질을 예를 들어, 이송 장치(3)의 이송 방향인 도 4에 도시된 이송 방향(30)을 따라 수용하고, 필터 물질을 십자형으로 성형하여 이를 습윤된, 전반적으로 원통형 필터 본체로 변형시키고 필터 본체를 언급한 화살표의 공급 방향으로 기구(1)의 추가 구성 요소로 전진시키도록 적응되는, 도 4의 확대도에 도시된 관형 형성 요소(8)를 포함한다.

관형 형성 요소(8)는 필터 물질이 통과할 수 있는 관통 구멍(20)을 정의한다. 바람직하게, 관통 구멍(20)은 실질적으로 원통형 로드형 형상의 연속적인 물질 스트립을 형성하도록 필터 물질을 압축하는 내부 표면(21)을 포함한다. 또한, 바람직하게 관형 요소(8)는 관형 요소(8)의 내부에 증기를 방출할 수 있는 하나 이상의 노즐(11)을 포함하는 증기 발생기(9)를 포함한다. 증기는 필터 물질에 존재하는 가소제를 경화시켜 이를 실질적으로 경질 필터 로드 또는 본체로 변형시킬 수 있다.

기구(1)는 중공의 필터 본체, 즉 원하는 크기, 예를 들어 원하는 직경의 관통 구멍을 갖는 필터 본체의 제조를 위해 적응된다. 이와 같은 목적을 위해, 안내 핀(34)은 입구 유닛(2) 및 로드 형성 유닛(4)의 내부에 위치된다. 이와 같은 안내 핀(34)은 이송 방향(30)으로 연장된다. 환언하면, 핀(34)은 본질적으로 이송 방향(30)과 실질적으로 평행한 길이 방향 연장 방향을 정의한다. 바람직하게, 핀(34)은 도 3에 도시된 바와 같이, 입구 유닛(2)의 채널(41) 및 관형 요소(8)의 관통 구멍(20)과 동축이다. 안내 핀(34)은 핀의 이송 방향(30) 또는 축에 수직인 횡단면의 직경을 정의한다. 직경은 필터 본체의 관통 구멍의 원하는 크기에 따라 선택된다.

바람직하게, 핀(34)은 바람직하게 원통형인 외부 표면(36)을 가지며, 이는 비점착성 코팅으로 코팅된다. 코팅은 플라스틱 또는 세라믹 코팅일 수 있다. 바람직하게, 핀(34)은 강과 같은 금속으로 실현될 수 있고 표면 처리될 수 있다.

안내 핀(34)은 바람직하게, 제1 섹션(51) 및 제2 섹션(53)을 포함한다. 안내 핀(34)의 제1 섹션(51)은 입구 유닛(2) 내에서 연장된다. 안내 핀(34)의 제2 섹션(53)은 로드 형성 유닛(4) 내에서 연장된다. 제1 및 제2 섹션(51, 53)은 서로 연결되는 하나이며, 특히 이들은 동일한 길이 방향 축을 따라 존재한다. 바람직하게, 핀(34)은 실질적으로 원통형인 외부 표면을 정의한다.

따라서, 이송 방향(30)으로 측정된 안내 핀(34)의 길이는 동일한 방향으로 측정된 입구 유닛(2) 및 로드 형성 유닛(40)의 내부의 길이보다 길다.

바람직하게, 필터 물질은 가압 유체 발생기(도면에 도시되지 않음)에 의해 생성된 유체 제트, 예를 들어 가압 공기 제트에 의해 화살표(30)를 따라 관형 요소(8) 내부로 밀린다.

유리하게, 기구(1)는 중공 로드 필터를 래핑지(90)로 래핑하기 위한 래핑 유닛(6)을 더 포함한다. 또한, 기구는 로드 형성 유닛(4) 및 래핑 유닛(6)의 하류에 배열되고 중공 필터 로드를 필터 세그먼트(도시되지 않음)로 십자형으로 절단하도록 적응되는, 절단 유닛(7), 보통 공지된 유형의 회전 절단 헤드를 포함할 수 있다. 필터 본체가 절단되는 유닛의 원하는 길이는 예를 들어, 측정 기구(또한 도시되지 않음)의 도움으로 얻어진다. 절단 유닛은 다음 공정 단계에서 이용 가능하게 되거나 버퍼된다(buffered).

래핑 유닛(6), 이송 장치(3) 및 절단 유닛(7)은 당업계에 공지되어 있고 이하에서 더 상세히 설명되지 않는다.

또한, 기구(1)는 직경 변경 장치(40)를 포함한다. 도 1 및 도 3에 개략적으로 도시된 직경 변경 장치는 핀(34)의 직경을 변경하기 위해 핀(34)에 연결된다. 직경 변경 장치(40)는 핀의 온도를 변경하기 위해서 열 발생기를 포함할 수 있다. 도 5에서, 핀(34) 및 직경 변경 장치(40)의 상이한 구현예가 도시된다. 핀(34)은 그의 외부 표면(36)을 이탈하여 각도 방향을 따라 이격된 복수의 돌출부(35)를 포함한다. 돌출부는 직경 변경 장치의 도움으로 반경 방향으로 팽창되거나 수축될 수 있다. 돌출부(35)의 길이는 핀(34)의 직경을 정의한다.

기구(1)는 또한 중앙 제어 유닛(100)을 포함할 수 있다. 중앙 유닛(100)은 로드 형성 유닛(4)에 명령하도록 적응된다. 바람직하게, 중앙 유닛(100)은 증기 발생기(9) 및 가압 유체 발생기(도면에는 보이지 않음)에 명령한다. 중앙 유닛 (100)은 증기 발생기에 의해 생성된 증기의 압력, 및 대안으로 또는 부가적으로 필터 물질을 관형 형성 요소(8) 내로 미는 유체의 압력을 변화시키도록 적응된다. 중앙 제어 유닛(100)은 또한 핀(34)의 직경을 적절히 변경하기 위해 직경 변경 장치(40)에 명령하도록 적응된다.

기구(1)의 기능은 다음과 같다. 제조될 원하는 필터 본체의 사양에 따라, 직경 조절 기구가 조절되어, 예를 들어 핀(34)의 원하는 직경을 부여하고, 핀(34)이 원하는 입력 직경에 도달한다. 필터 토우는 이송 방향(30)을 따라 이송되고 가소제가 필터 토우에 첨가된다. 그 후 압축 공기에 의해서, 필터 토우가 입구 유닛(2), 특히 원추형 요소 내에 삽입되며, 여기서 필터 토우가 핀(34) 주위에 성형되며, 즉 핀(34) 외부 표면과 채널(41)의 내부 표면 사이에서 압축된다. 전술한 바와 같이, 필터 토우는 이송 방향(30)을 따라, 바람직하게 채널(41)의 축에 평행하게 압축 공기에 의해 입구 유닛(2)의 내부를 따라 이송되고, 동시에 균질화된다. 이와 같은 목적을 위해, 입구 유닛(2)은 나타내지 않은 압축 공기 포트를 포함할 수 있다. 필터 토우는 압축 공기의 영향 하에서 핀(34) 주위에 균일하게 스스로 분포된다. 입구 유닛(2)의 출구(36)에서, 필터 물질 스트림이 나오고, 이는 핀(34)을 둘러싼다.

필터 물질 스트림은 슬리브형 채널이 관통 구멍(20)의 내부 표면(21)과 핀(34)의 외부 표면 사이에 정의되는 관형 형성 요소(8)로 진입한다. 채널은 마찬가지로 본질적으로 이송 방향(30)으로 연장된다. 관형 형성 요소의 채널 내부에서, 노즐(11)은 에너지원으로서의 역할을 하는 증기 발생기(9)로부터 증기와 같은 유체를 도입한다. 특히 고온 공기 또는 과열 증기가 공정 유체로서 사용된다. 관형 형성 요소(8)로부터 존재하는 필터 물질 스트림(22)은 공정 유체에 의해 이송되는 보온 효과에 의해 고형화되어, 래핑되지 않은 중공 관형 본체가 제조된다. 중공 필터 본체는 아마도, 추가로 설명되지는 않지만 현장에서 표준으로 고려되는 래핑 유닛에서 추가의 래핑 단계를 또한 거칠 수 있다.

중공 필터 본체의 성형은 한편으로 관형 형성 요소(8)의 관통 구멍(20)의 내부 표면(21)의 효과에 의해 다른 한편으로 안내 핀(34)의 제 2 섹션(53)의 대향 외부 표면(36)의 효과에 의해 이루어진다. 이들 2 개의 표면(21, 36)은 필터 물질 스트림을 위한 안내 표면으로서 작용하고 필터 물질의 성형을 위한 포맷 채널을 함께 형성한다.

포맷 채널은 실질적으로 맨틀(mantel)또는 슬리브로서 성형된다. 선택된 핀 직경은 필터 본체의 관통 구멍의 치수, 즉 채널의 "두께”를 정의한다. 바람직하게, 내부 표면 (21)의 치수는 일정하게 유지되며, 외부 표면 (36)의 치수만이 변경된다.

유리하게, 상이한 중공 필터 본체, 예를 들어 그의 관통 구멍의 상이한 직경을 갖는 중공 필터 본체가 요구될 때, 직경 변경 장치(40)에 작용하는 핀(34)의 직경이 변경된다. 예를 들어, 핀의 온도가 변경될 수 있거나 돌출부(35)의 연장이 변경될 수 있으며, 새로운 직경이 설정될 수 있다. 핀의 직경이 입구 유닛(2) 및 로드 형성 유닛(4)에서 새로운 핀 직경 및 따라서 새로운 중공 필터 본체로 변경된 후에 기구(1)로 진입하는 필터 물질이 제조된다.

1: 기구
2: 입구 유닛
3: 이송 장치
4: 로드 형성 유닛
6: 래핑 유닛
7: 절단 유닛
8: 관형 형성 요소
9: 증기 발생기
11: 노즐
20: 관통 구멍
21: 내부 표면
22: 필터 물질 스트림
30: 공급 방향
34: 안내 핀
35: 돌출부
36: 외부 표면
40: 로드 형성 유닛
41: 내부 채널
51: 제1 섹션
53: 제2 섹션
90: 래핑지
100: 중앙 제어 유닛

Claims (15)

1. 중공 필터 본체를 형성하도록 적응되는 필터 제조 기구로서:
   - 길이 방향의 이송 방향을 따라 필터 물질을 연속적으로 공급하도록 적응되는 공급 경로;
   - 필터 물질을 중공 로드 형상의 필터 본체로 형성하며 중공 로드 형상으로 형성된 필터 본체를 전달하도록 적응되고 공급 경로의 종단부에 연결되는 형성 장치로서, 상기 형성 장치가:
   ■ 필터 물질이 관통되도록 적응되는 관형 형성 요소,
   ■ 관형 형성 요소 내에서 길이 방향으로 연장되고 핀 직경을 갖는 핀을 포함하는, 형성 장치;
   - 가변 직경의 관통 구멍을 갖는 중공 로드 형상의 필터 본체를 얻기 위해 핀의 핀 직경을 변경하도록 적응되는 직경 변경 장치를 포함하는, 필터 제조 기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 직경 변경 장치는 핀에 열적으로 연결되고 핀 직경을 변경하기 위해 핀 온도를 변경하도록 적응되는 열 발생기를 포함하는, 필터 제조 기구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 핀은 금속을 포함하는 물질로 형성되는, 필터 제조 기구.
4. 제3항에 있어서, 상기 핀은 강으로 형성되는, 필터 제조 기구.
5. 제4항에 있어서, 상기 핀은 침탄강으로 형성되는, 필터 제조 기구.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핀은 필터 물질과 접촉하도록 적응되는 외부 표면을 정의하며, 상기 직경 변경 장치는 외부 표면의 반경 방향을 따라 수축 가능하거나 연장 가능하도록 적응되는 적어도 두 개의 돌출부를 포함하는, 필터 제조 기구.
7. 제6항에 있어서, 상기 직경 변경 장치는 적어도 3 개의 돌출부를 포함하는, 필터 제조 기구.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 직경 형성 장치는 마이크로미터 스크류를 포함하며 상기 돌출부 중 적어도 하나는 마이크로 스크류에 의해 수축 가능하거나 연장 가능하도록 적응되는, 필터 제조 기구.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서:
   - 상기 관형 형성 요소의 입구 상류에 배열되고 가소제를 분출시켜 가소제를 필터 물질에 첨가하도록 적응되는 가소제 첨가 유닛을 포함하는, 필터 제조 기구.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서:
    - 상기 필터 물질이 관형 형성 요소를 통과하는 동안 필터 물질을 가열하도록 적응되는 열 처리 섹션을 포함하는, 필터 제조 기구.
11. 제10항에 있어서, 상기 열 처리 섹션은 증기를 필터 물질로 공급하기 위해 관형 형성 요소에 유체 연결되는 증기 발생기를 포함하는, 필터 제조 기구.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서:
    - 상기 중공 로드 형상의 필터 본체를 냉각하기 위해 형성 장치 하류에 위치되는 냉각 섹션을 포함하는, 필터 제조 기구.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형성 장치는 테이퍼 부분을 포함하며, 상기 테이퍼 부분은 길이 방향 이송 방향을 따라 감소하는 그의 내경을 가지는, 필터 제조 기구.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핀은 필터 토우 물질과 접촉하도록 적응되는 외부 표면을 정의하며, 상기 핀은 핀의 외부 표면에 비점착성 코팅을 포함하는, 필터 제조 기구.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핀은 실질적으로 원통형 외부 표면을 정의하는, 필터 제조 기구.

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