KR20040005849A - 보강 웨브를 생산하기 위한 절단 및 적층 장치 - Google Patents

Abstract

웨브 재료의 부분들을 선택적으로 보강하도록, 절단 및 적층 장치는 필요한 보강 스트립들을 효율적으로 생산하여 상기 웨브에 적층시킨다. 상기 보강 스트립들을 효율적으로 정확하게 생산하도록, 상당히 큰 보강 웨브 재료로부터 필요한 보강 스트립들을 정확한 방식으로 절단할 수 있는 횡방향 웨브 절단 장치가 사용된다. 일단 절단되면, 보유 및 배치 장치가 보강 스트립상으로 배치되어 그 보강 스트립을 1차 웨브 재료에 인접하도록 적절하게 위치시키게 된다. 그 후, 분리형 적층장치가 상기 보강 스트립을 웨브의 원하는 위치에 부착시킬 수 있다.

Description

보강 웨브를 생산하기 위한 절단 및 적층 장치{CUTTING AND LAMINATING APPARATUS FOR PRODUCING REINFORCED WEB}

여러 가지 타입으로 제조하기 위해 현재 다수의 웨브-베이스(web-based) 공정들이 존재하고 있다. 이 공정들 중 각각에서, 더 처리되거나 또는 조작되기 위한 웨브 포맷의 여러 시스템들에 벌크 원 재료가 공급된다. 이들 벌크 재료 공급은 종종 웨브를 형성하도록 적절하게 풀려질 수 있는 매우 큰 롤들의 형태를 취한다. 구체적으로, 상기 재료는 풀려져서 웨브를 형성하는 처리 장치로 공급된다. 포장 산업에서, 이들 웨브는 종종 백, 용기, 또는 다른 봉입부로 형성되는 플라스틱의 형태를 취할 수 있다. 예컨대, 상기 공급 웨브는 현재의 제품 둘레에 감겨져서, 그 특정 제품을 완전하게 봉입하도록 3개 또는 4개의 에지들에서 밀봉된다.

웨브 제조 공정은 통상 실현될 수 있는 효율 및 고속으로 인해 매우 바람직하다. 예컨대, 처리 로울러 및 구동 로울러를 포함하는 여러 가지 로울러를 이용하여 웨브 재료를 소망하는 경로를 따라 이동시키는 것이 매우 용이하다. 유사하게, 직선형 절단기 및 밀봉 장치들이 이 제조 공정들에 매우 용이하게 조합될 수 있다. 이 작동들은 "직선형"으로 실행되기 때문에, 매우 신속하게 행해질 수 있다. 그러나, 잘 알려진 바와 같이, 웨브에 대해 횡방향으로 행해지는 작동들은 덜 용이하게 행해지며 더 복잡하다.

이들 웨브 베이스 공정에서, 사용되는 실제의 재료는 가능한 작용들의 가능성 및 억제성을 지시하게 될 것이다. 이상적으로, 웨브 재료는 가요성이 있고 비교적 강성이다. 따라서, 그 재료는 파손 또는 절단의 두려움없이 여러 가지 로울러 및 여러 가지 제조 장치들을 통해 당겨지게 될 수 있다. 역으로, 그 재료가 너무 단단하다면, 제조 공정을 통해 용이하게 이동될 수 없고, 용이하게 조작될 수 없다. 비교적 무겁거나 또는 경질의 재료가 어떤 방식으로든 반드시 절단 또는 전단되어야 할 때 다른 복잡함이 발생된다. 구체적으로, 이러한 더욱 경질의 재료의 정밀한 절단, 특히 웨브에 대해 횡방향으로 절단하고자 할 때 어려움이 따르게 된다. 또한, 꽤 넓은 웨브를 처리할 때, 상기한 횡방향 절단은 더욱 길어지게 되고, 상당한 어려움을 수반하게 된다. 현재의 절단 메카니즘은 긴 횡방향 웨브 절단을 정밀하게 실현할 수 없다.

웨브 베이스 제조 공정의 다른 어려움은 웨브의 일정 부분을 보강할 필요가 있다는 것이다. 특히, 웨브의 일 부분에서만 실행되는 후속 작동들 때문에, 웨브의 일정 부분만을 보강하는 것이 바람직하게 될 수 있다. 예컨대, 재료의 여러 층들이 함께 결합되는 밀봉 영역을 보강하는 것이 바람직하게 될 수 있다. 그러나, 웨브의일 부분만의 보강은 위치 정합 및 정렬의 복잡함을 초래하게 된다. 잘 이해될 수 있는 바와 같이, 이러한 보강 작동은 웨브에 대해 횡방향으로 위치되어야 할 때 특히 어렵게 된다. 또한, 통상적으로 사용되는 보강 재료의 작은 스트립들은 종종 처리하기가 어렵게 된다.

소정 위치에서 웨브를 보강하기 위한 한 가지 접근 방법은 미리 형성된 보강 재료의 롤을 사용하여 적절한 위치들에 부착하는 것이다. 이 보강 재료의 롤은 이 목적을 위한 형태로 되어 있고 통상적으로 실제의 웨브 자체보다 훨씬 작다. 예컨대, 통상의 일 예에서 약 2 내지 4피트 폭의 웨브를 필요로 하지만, 단 1인치 폭의 보강 스트립을 요구할 수도 있다. 보강 재료의 롤을 한정하여 구입할 때, 이 롤들은 원하는 좁은 폭으로 생산된다. 이로써 미리 정한 크기의 보강 재료를 사용함에 의해 다소간의 제조 효율성을 제공하지만, 그 과정에 고유하게 부가적인 비용이 추가된다. 이들 미리 제조된 "좁은" 보강 재료의 롤들은 필연적으로 더 큰 벌크 포맷에서 구입된 유사한 제품보다 더 비싸게 된다. 따라서, 더 큰 벌크 재료를 사용하는 더 경제적인 비용의 제조 방법을 이용함이 바람직하게 된다. 이는 보강 재료 자체가 무겁고, 더 비싼 제품의 경우에 특히 유익하다.

추가 비용에 더하여, 상기 좁은 웨브를 사용하는 횡방향 웨브 보강을 포함하는 경우, 그 공정은 느리게 된다. 보강 재료는 웨브에 대해 직선이 아닌, 횡방향으로 이동되어야 한다. 모든 웨브 제조에서, 모든 작동들을 웨브와 함께 이동시키며 행하는 것이 매우 바람직하다.

벌크 보강 재료를 사용함에 따른 바람직한 특성은 분명하며, 이는 상기에 개략적으로 설명한 바와 같이, 더 중요한 절단 및 조작 작동을 도입하게 되는데 있다. 현재의 장치는 벌크 웨브 재료로부터 필요한 보강 스트립을 효율적으로 생산할 수 없다.

본 발명은 연속적인 웨브 재료를 이용하는 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 예컨대, 본 발명은 가요성 포장 재료의 부분들을 보강하도록 이용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 후속 처리 장치 및 공정으로 공급될 수 있는 웨브의 부분들을 보강하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도1은 절단 및 적층 장치의 개략적인 사시도,

도2는 실제 절단 장치, 및 밀봉 장치를 나타낸 상세한 사시도,

도3은 횡방향 웨브 절단장치 및 스트립 처리 매니폴드를 나타낸 측단면도,

도4는 상기 절단 및 적층 장치의 주요 부품들의 사시도,

도5a 내지 5e는 절단 날을 그의 행정 중의 여러 위치들에서 나타낸 부분 단면도,

도6은 스트립 처리 매니폴드를 나타낸 단면도,

도7은 스트립 처리 매니폴드를 나타낸 다른 단면도, 및

도8은 본 발명의 절단 및 적층 장치의 작동 단계들을 나타낸 플로우챠트이다.

웨브의 선택된 부분을 보강하기 위한 효율적이고 경제적인 방법을 제공하도록, 본 발명은 1차 웨브의 부분들을 선택적으로 보강하기 위해 보강 재료의 큰 포맷의 공급을 이용하는 메카니즘을 제공한다. 이러한 보강을 실현하도록, 본 발명은 1차 웨브 처리 시스템, 2차 웨브 처리 시스템, 횡방향 웨브 절단장치, 스트립 처리 시스템 및 적층 장치를 포함한다. 1차 웨브 처리 시스템은 후의 작동에서 보강되어질, 포장 재료의 주 웨브, 또는 1차 웨브를 처리한다.

이러한 보강을 제공하도록, 2차 웨브에서 보강 스트립이 생산되어 1차 웨브에 적층된다. 특히, 2차 공급 웨브는 2차 웨브를 소정 폭의 보강 스트립들로 절단하는 횡방향 웨브 절단장치로 보강 재료를 공급한다. 이어서, 이 보강 재료의 스트립은 보강 스트립을 1차 웨브에 부착되는 소정의 위치로 이동시키는 처리 메카니즘에 공급된다. 그 후, 상기 적층 장치는 보강 스트립을 부착하도록 사용된다.

횡방향 웨브 절단장치의 복잡한 작용을 실현하도록, 본 발명의 횡방향 웨브 절단장치는 독특한 형태로 되어 있다. 상기 횡방향 웨브 절단장치는 단일 지점 절단 작용을 개시하기 위해 캠 종동부 구조 및 방사상 날을 포함한다. 상기 캠 종동부, 및 모든 연관 구동 장치들은 소정의 흔들림 운동을 통해 상기 날을 이동시킨다. 흔들림 운동 시에 날의 방사상 절단 에지를 사용함에 의해, 어떠한 특정 시점에서 날의 단일의 점만이 실제로 절단을 하게 된다. 이 형태는 보강 재료를 원하는 보강 스트립들로 절단하는 정밀한 횡방향 웨브 절단을 가능하게 한다.

1차 웨브를 적절하게 보강하도록, 상기 처리 메카니즘은 보강 스트립을 집어 올려서 원하는 위치로 이동시키는 진공 매니폴드 구조를 포함한다. 일 특정 예에서, 이 보강 스트립은 1차 웨브에 비해 비교적 좁고 소형이다. 따라서, 이 스트립의 이동 및 처리는 복잡하다. 이는 정밀도가 필요하게 되는 경우 특히 그러하다. 진공 매니폴드는 부착된 위치 정합 장치를 통해 보강 스트립을 정확하게 잡아서 이동시킬 수 있다. 다음에, 상기 위치 정합 장치는 상기 매니폴드를 적층 장치에 인접한 소망하는 위치로 이동시키게 된다. 그 후, 보강 스트립의 적층이 용이하게 실시될 수 있다.

본 발명의 목적은 소정 위치들에서 1차 웨브를 보강하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 보강 재료를 원하는 크기의 보강 스트립들로 절단할 수 있는 횡방향 웨브 절단장치를 제공하는 것이다. 상기 횡방향 웨브 절단장치는 벌크 공급 웨브로부터 보강 스트립들을 제조하며 보강 스트립의 크기 및 형태를 재어하여 정밀하게 절단하게 된다.

본 발명의 또 다른 목적은 보강 재료의 벌크 원료로부터 보강 스트립들을 형성하는 것이다. 이 보강 재료는 보강 스트립의 효율적이고 경제적인 형성을 위하여 2차 웨브 포맷에서 공급될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 횡방향 웨브 절단장치를 이용하여 보강 스트립들을 형성하고, 그 보강 스트립들을 1차 웨브에 인접하게 적절하게 배치하고, 1차 웨브에 그 보강 스트립들을 부착시키는 것이다. 따라서, 1차 웨브는 또 다른 작동들을 용이하게 실시할 수 있도록 소정 위치들에서 보강된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 웨브 베이스 제조 작동에 사용되는 제조 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 장치 및 방법은 다른 제조 공정으로 공급될 수 있는 1차 웨브 재료를 보강하도록 제공된다. 예컨대, 보강된 웨브는 백 또는 다른 재료를 포함하여 보유하는 다른 용기 등의 다른 제품들을 생산하도록 사용될 수 있다. 대부분의 통상적인 환경에서, 본 발명의 장치 및 시스템은 더 큰 제조공정의 부분적인 구성부로서 다른 공정에 사용되는 웨브 재료를 보강하는 단계를 실현하게 될 것이다.

이제 도1 및 도4를 참조하면, 본 발명의 절단 및 적층 장치(10)를 개략적으로 나타내고 있다. 상기 절단 및 적층 장치에는 1차 공급 웨브(12) 및 2차 공급 웨브(14)가 제공된다. 이 실시예에서, 상기 1차 공급 웨브는 보강된 후에 후속 제조 공정으로 공급될 재료를 포함한다. 2차 공급 웨브는 1차 공급 웨브를 보강하도록 사용될 재료를 포함한다. 예컨대, 1차 공급 웨브(12)는 배향된 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 금속화되고 배향된 폴리프로필렌, 또는 다른 표준 포장 재료의 커다란 롤을 포함한다. 유사하게, 2차 공급 웨브는 라벨 막, 보호 막, 블리스터(blister) 형성 재료, 점착 재료, 개봉 띠(tear strip) 재료, 또는 다른 막 또는 재료를 포함하게 된다. 이와 다르게, 2차 공급 웨브(14)는, 특수한 용도의 필요에 따라, 1차 공급 웨브와 동일한 것(동일하거나 또는 다른 치수)을 포함할 수 있다.

1차 공급 웨브(12)에서의 재료는 고정 공급 버퍼로서 작동하는 일련의 댄서 로울러(16)를 통해 공급된다. 또한, 이 로울러들은 1차 공급 웨브(12)에서의 재료를 조작 및 직선화하는데 도움을 제공한다. 다음, 상기 1차 공급 웨브는 웨브의 적절한 정렬 및 위치를 확인하도록 위치 정합부(18)로 향하여 통과한다. 다음에, 상기 1차 웨브는 위쪽의 적층 장치(20)로 향한다. 후술하는 바와 같이, 적층 장치(20)는 상기 1차 웨브에 대해 적절한 위치 및 회수로 보강 스트립을 얇게 적층하도록 작동하게 된다.

상기 웨브의 이러한 이동은 1차 웨브의 전체 이동을 제어하는 1차 공급 로울러(24)에 의해 제어된다. 1차 공급 로울러(24)는 1차 웨브의 어떠한 이동도 정확하게 제어하기 위해 핀치 로울러(26)와 협력하여 작동하는 서보 제어형 로울러이다. 1차 공급 로울러의 하류에 출력 버퍼(28)가 있으며, 본 명세서에서는 한 쌍의 로울러로 도시되어 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 2차 공급 웨브(14)는 웨브 보강 재료를 공급한다. 구체적으로, 2차 공급 웨브에서의 재료는 먼저 공급 버퍼로서 작동하는 일련의 댄서 로울러(32)를 통해 공급된다. 상기 재료는 상기 댄서 로울러(32)로부터 2차 웨브의 이동을 제어하도록 2차 핀치 로울러(36)와 함께 작동하는 2차 공급 로울러(34)에 제공된다. 2차 공급 로울러(34)는 보강 스트립을 형성하도록 애플리케이터 헤드(50)와 함께 작동하는 횡방향 웨브 절단장치(40)로 2차 웨브(14)의 적절한 부분을 배향시킨다. 후술하는 바와 같이, 2차 공급 로울러(34)는 2차 웨브(14)을 횡방향 웨브 절단장치(40)에 인접하게 배치하여 보강 스트립이 2차 웨브(14)에서 절단될 수 있게 한다. 그 후, 횡방향 웨브 절단장치(40)는 2차 웨브(14)에서 보강 스트립을 절단하도록 작용하게 된다. 상기 애플리케이터 헤드(50)는 상기 횡방향 웨브 절단장치(40)에 인접하여 적절하게 정렬되어 보강 스트립을 적절하게 보유하여 재위치시킬 수 있도록 한다. 구체적으로, 상기 애플리케이터 헤드(50)는 보강 스트립을 1차 웨브(12) 및 적층 장치(20)에 인접한 위치로 이동시키게 된다. 그 후, 적층 장치(20)는 1차 웨브에 대해 보강 스트립을 적절한 위치에서 적층시킬 수 있게 된다.

도1에 도시된 여러 가지 부품들 중 대부분은 상기 절단 및 적층 장치(10)의 적절한 작동을 보장하도록 정합된 제어를 필요로 한다. 예컨대, 1차 공급 로울러(24) 및 2차 공급 로울러(34)는 둘다 1차 웨브 및 2차 웨브를 (각각) 배치하도록 적절하게 제어되어 그 재료들 상에서 적절한 작동이 실행될 수 있어야 한다. 또한, 횡방향 웨브 절단장치(40)는 원하는 절단/전단을 제공하도록 적절하게 제어되어야 한다. 유사하게, 애플리케이터 헤드(50), 적층 장치(20) 및 다른 부품들도 이러한 중앙 제어를 필요로 한다. 따라서, 제어부(30)는 상기 절단 및 적층 장치(10)의 모든 필요한 부품들에 결합되어 그의 작동을 포괄적으로 제어한다. 당업자들에게 명백한 바와 같이, 제어부(30)는 각각의 특정 장치에 결합되는 전용 제어기, 또는 각각 자체의 부품들상에 있는 여러 가지 개별 장치 제어기에 결합되는 중앙 제어기 형태로 될 수 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 일 실시예의 애플리케이터 헤드(50)는 4개의 분리된 매니폴드 헤드(52)를 포함하고, 그들 각각은 보강 스트립을 보유하여 위치시킬 수 있다. 상기 특정 실시예에서, 애플리케이터 헤드(50)는 보강 스트립을 그의 절단 위치에서 밀봉 위치로 이동시키도록 약 90°회전된다. 후술하는 바와 같이, 여러 가지 장비 레이아웃 및 프로세스의 필요에 따라, 이러한 배열에 대한 다른 구성도 가능하다. 예컨대, 다른 수의 매니폴드 헤드들이 사용되거나, 또는 비회전 이동 경로가 이어질 수 있다.

이제 도2 및 도3을 참조하면, 횡방향 웨브 절단장치(40), 애플리케이터 헤드(50) 및 여러 가지 부품들의 구성을 더 상세하게 나타내고 있다.

횡방향 웨브 절단장치(40)는 통상적으로 상기 절단 및 적층 장치(10)의 프레임에 부착될 수 있는 장착 블록(42)을 포함한다. 또한, 횡방향 웨브 절단장치는 절단 날(44) 및 웨브 지지부(46)를 포함한다. 또한, 절단 날(44)을 지지하여 이동을 용이하게 하도록 설계된 활주 판(48)이 포함된다. 웨브 지지부(46)는 2차 웨브(14)의 필요한 절단을 실행하도록 절단 날(44)과 함께 작동하는 날 지지부(47)를 포함한다.

도시된 바와 같이, 횡방향 웨브 절단장치(40)는 애플리케이터 헤드(50)에 인접하게 배치된다. 구체적으로, 횡방향 웨브 절단장치(40)는 웨브 지지부(46) 바로 위 및 장착 블록(42) 아래에 형성되는 재료 공급 갭(54)을 가진다. 2차 웨브(14)는 그 갭(54)을 통과하여 절단을 위해 적절하게 배치된다. 상기 재료가 갭(54)을 통해 연장함에 따라, 애플리케이터의 매니폴드(52)위로 직접 통과한다. 이로써 애플리케이터의 매니폴드(52)가 절단 공정 중에 2차 웨브(14)의 연장부를 고정할 수 있게 된다.

보강 스트립이 절단될 때 그 보강 스트립을 제 위치에 보유하도록 되어 있는 고정 클램프(60)는 상기 애플리케이터의 메니폴드(52)와 함께 작동한다. 특히 도3을 참조하면, 적층 스트립(64)은 절단 후에 고정 클램프(60)와 애플리케이터 매니폴드(52)에 의해 제 위치에 보유되어 있는 상태로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 애플리케이터 매니폴드(52)는 회전 블록(51)의 유사한 진공 쳄버(58)에 유체소통되게 결합되는 복수의 내부 진공 쳄버(56)를 포함한다. 또한, 각각의 상기 진공 쳄버들은 애플리케이터 매니폴드(52)의 상부 표면에 보강 스트립(64)을 고정시키도록 함께 작동한다. 이러한 진공 신호 구조를 제어하도록 여러 가지 진공 제어부들(도시 안됨)이 사용된다.

도2를 참조하면, 고정 클램프(60) 및 관련된 메카니즘이 더 상세하게 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 고정 클램프(60)는 보강 스트립(64)의 공급 및 보유를 행하도록 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동 가능하다. 고정 클램프(60)는 중앙 축(70)을 중심으로 회전 가능한 회전 블록(68)에 부착된 기다란 탭의 형태로 제공된다. 작용 탭(72)은 고정 클램프(60)의 반대 방향으로 연장한다. 상기 작용 탭(72)의 일 단부에 탭 작용 실린더(74)가 부착되어 있다. 작용 실린더(74)의 대향 단부는 고정 프레임(76)에 부착된다. 또한, 이 고정 프레임(76)은 상기 절단 및 적층 장치의 프레임에 확고하게 부착된다. 작동 시에, 작용 실린더(74)는, 고정 클램프(60)의 연관된 이동을 야기하는, 복수의 위치들 사이에서 이동 가능하다. 상기 구성에서, 고정 클램프(60)는 공급 갭을 통해 공급될 2차 웨브(14)가 애플리케이터 매니폴드(52) 위로 연장할 수 있도록 고정 위치 및 공급 위치 사이에서 이동될 수 있다.

고정 클램프(60)는 절단 전에 2차 웨브(14)의 연장부를 적절하게 보유하고, 또한 보강 스트립을 2차 웨브에서 절단된 후, 고정시키도록 애플리케이터 헤드(50)와 함께 작동한다. 2차 웨브가 횡방향 웨브 절단장치(40)를 통해 공급될 때, 애플리케이터 매니폴드(52)의 최상부 위로 연장된다. 절단 전에, 탭 작용 실린더(74)는 고정 탭(60)이 (도2에 도시된 바와 같이) 하방으로 이동하여 2차 웨브(14)가 애플리케이터 매니폴드(52)의 상부면에 대해 압축되도록 작용된다. 동시에, 상기 애플리케이터 매니폴드(52)내에 진공 신호가 발생되어, 2차 웨브(14)을 애플리케이터 매니폴드(52)와 접촉하도록 끌어당기게 된다. 상기 구성에서, 그 후에 횡방향 웨브 절단장치(40)는 절단 날(44)과 날 지지부(47)가 2차 웨브(14)의 일부를 절단하도록 작용되어 보강 스트립(64)을 형성하게 된다. 이 방식으로 보강 스트립(64)과 2차 웨브(14)를 고정 또는 포획함에 의해, 횡방향 웨브 절단장치(40)에 의해 정확한 절단이 실현될 수 있다.

이제 도5를 참조하면, 절단 날(44)의 이동을 나타내는 복수의 위치들이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 절단 날(44)은 한 쌍의 캠 종동 핀(140)을 통해 활주 판(48)에 대해 고정되어 있다. 상기 캠 종동 핀(140)은 일정 간격을 유지하도록 주 프레임(146)에 부착되어 있다. 상기 캠 핀(140)과 프레임(146)은 절단 행정 중에 소정 경로를 따르게 된다. 상기 주 프레임(146)은 한 쌍의 푸시 로드(162)를 포함하는 캠 작용기(160)에 의해 상기 소정 경로를 통해 이동된다. 푸시 로드(162)가 연장됨에 의해 주 프레임(146)과 캠 핀(140)이 측방으로 이동하게 된다. 도시되어 있는 바와 같이, 절단 날(44)에 한 쌍의 안내 트랙(150)이 제공되어 절단 날의 운동을 지시하게 된다. 캠 종동부 메카니즘과 관련하여 잘 알려져 있는 바와 같이, 캠 종동 핀(140)의 이동에 의해 절단 날(44)의 제어된 이동이 야기된다. 이 특정 실시예에서, 절단 날(44)은 2차 웨브(14)의 보강 재료를 효율적으로 절단하도록 일반적으로 흔들림 형태의 운동을 진행하게 된다.

또한, 도5에는 캠 종동 핀(140)이 측방으로 이동될 때 상기 날의 측방으로의 이동을 방지하도록 설계된 다른 캠 프레임(152)이 도시되어 있다. 상기 캠프레임(152)은 일반적으로 수직으로(날 지지부(47)에 수직한 것은 아님) 배향하는 캠 트랙(154)을 포함한다. 블레이드 캠 종동부(156)는 캠 트랙(154)과 함께 작동한다. 블레이드 캠 종동부(156)는 절단 날(44)에 부착되며 따라서 그 날과 함께 이동한다. 도시된 바와 같이, 블레이드 캠 종동부(156)는, 주 캠 종동 핀(140)이 그들의 경로를 따라 이동함에 따라, 캠 트랙(154)을 따르게 된다. 또한, 블래이드 캠 종동부(156)는 상기 날의 측방으로의 이동을 방지하며 그의 소망하는 운동을 통해 절단 날(44)을 조작하게 된다.

절단 날(44)의 이동은 도5a-5e를 참조하여 순차로 보여질 수 있다. 도시된 바와 같이, 절단 날(44)과 프레임(146)은 도5a에서 그들 이동의 일단에 있다. 도5c에서, 프레임(146)은 그의 완전한 이동 거리의 절반 정도로 이동하였으며, 따라서 절단 날을 중앙 위치에 이동시킨 것이다. 최종으로, 도5e는 절단 날(44)과 프레임(146)이 그들의 이동 범위의 끝까지 이동 완료되었음을 나타낸다.

절단 날(44)의 "흔들림" 운동을 이용하여, 본 발명의 횡방향 웨브 절단장치(40)는 2차 웨브를 복수의 보강 스트립들로 정확하고 효율적으로 절단할 수 있게 된다. 이는 특히 용이하게 절단되지 않는 무거운 중량의 재료를 횡방향 웨브 절단장치에 대해 사용할 때 효과적이다. 종종 이러한 무거운 중량의 재료의 정밀한 절단에서는 문제가 발생된다. 본 발명의 횡방향 웨브 절단장치는 상기한 흔들림 형태의 절단 날 운동을 포함함에 의해 그 문제들을 해소할 수 있다.

이러한 흔들림 운동의 상기한 바람직한 특성에 더하여, 날의 이동이 정밀하게 제어된다. 도1, 2, 3 및 4에 도시된 바와 같이, 횡방향 웨브 절단장치(40)는 애플리케이터 헤드(50)에 근접하여 배치된다. 따라서, 절단 날(44)의 실제의 이동은 애플리케이터 헤드(50)의 적절한 이동을 허용하도록 조심스럽게 제어되어야 한다. 특히, 절단 날(44)은 애플리케이터 헤드(50)와의 간섭을 피하도록 날 지지부(47) 아래로 먼 거리로는 이동할 수 없다. 도5a-5e에 도시된 바와 같이, 절단 날(44)은 임의의 시점에서 날 지지부(47) 아래로 조금만 연장된다. 구체적으로, 절단 날(44)이 날 지지부(47) 아래로 연장되는 실제 거리는 매우 조심스럽게 제어되며 애플리케이터 헤드(50)와의 간섭을 피하도록 최소한으로 유지된다. 이 관계를 제어함에 의해, 어떠한 관련 부품들의 설계에 있어서 창조적인 융통성이 부여된다.

도6 및 도7을 참조하면, 애플리케이터 헤드(50)의 더 상세한 단면도가 도시되어 있다. 구체적으로, 도6은 단부 단면도이고 도7은 측단면도이다. 상기한 바와 같이, 한 쌍의 애플리케이터 매니폴드(52)는 애플리케이터 헤드(50)의 적절한 보유 및 위치 정합 기능을 실현하도록 중앙 회전 블록(51)에 부착된다. 상기 회전 블록(51)은 보강 스트립의 이동을 수용하도록 중앙 축(80)을 중심으로 회전 가능하다. 상기 횡방향 웨브 절단장치(40) 및 적층 장치(20)는 애플리케이터 헤드(50)에 대해 적절하게 배치되어 그러한 180°회전 이동을 수용한다. 도7을 참조하면, 회전 축(80)이 필요시에 애플리케이터 헤드(50)를 적절하게 이동시키도록 사용되는 축 구동부(82)에 부착되어 있음을 알 수 있다. 상기 구동부는 부착된 회전 축(80)의 각 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 서보 제어형 구동 모터를 포함한다.

애플리케이터 헤드(50)의 대향 단부에는 회전 블록 진공 쳄버(58)에 작동적으로 결합된 진공 신호 공급 매니폴드(90)가 배치되어 있다. 따라서, 적절한 진공신호가 진공 신호 공급 매니폴드(90)에 도입된 후 애플리케이터 헤드(50)에 전송될 수 있다. 명백하게도, 상기 진공 신호 공급 매니폴드(90)에 적절한 밸브 및 진공 공급원이 용이하게 부착될 수 있다. 그 후, 상기 진공 신호는 진공 커플링(92)을 통해 회전 블록 진공 쳄버(58)로 통과되며, 또한 애플리케이터 헤드(50)가 회전할 수 있도록 허용한다.

상기한 바와 같이, 보강 스트립(64)은 적절한 위치에서 1차 웨브(12)에 부착되어야 한다. 이 부착을 실현하도록, 적층 장치(20)가 사용된다. 도2에 도시된 바와 같이, 적층 장치(20)는 일체 성형된 가열 요소(102)를 가진 적층 헤드(100)를 포함한다. 상기 가열 요소(102)는 보강 스트립(64)을 1차 웨브(12)에 가열 밀봉하도록 충분한 열을 제공한다. 적층 헤드(100)는 장착부(104)에 부착되고 상기 장착부는 적층 실린더(110)의 피스톤에 부착된다. 적층 실린더(110)를 작용시킴에 의해 적층 헤드(100)를 상방으로 이동시키며, 이에 따라 1차 웨브(12)와 접촉하게 된다. 그 후, 가열 요소(102)를 통해 열이 가해져서 원하는 가열 밀봉을 실현한다.

이제 도8을 참조하면, 절단 및 적층 장치(10)의 전체적인 작동을 설명하는 플로우챠트가 도시된다. 초기에 이 시스템은 상류의 장치로부터 공급 요구가 요청될 때까지 대기한다. 단계 120에서는 출력 버퍼에서 공급 필요성을 감지하여 시스템이 그의 사이클을 개시하도록 한다. 다음에, 시스템이 복수의 옵션들을 동시에 실행한다. 먼저, 단계 122에서는 백 재료 또는 1차 웨브가 어떤 길이로 전진한다. 동시에, 보강 재료, 또는 2차 웨브 재료도 소정 길이로 전진한다. 이 소정 길이만큼 전진한 후, 2차 웨브를 파지하여 절단함에 의해 보강 스트립이 형성되는 절단공정이 실행된다. 다음, 이 보강 스트립이 애플리케이터 헤드(50)를 통해 소정의 밀봉 위치로 이동한다. 이 지점에서, 1차 웨브와 보강 스트립이 적절하게 정렬되어 보강 영역을 형성한다. 따라서, 단계 130에서는 보강 스트립이 1차 웨브에 부착 또는 적층된다. 이 적층 단계에 뒤이어, 1차 웨브는 출력 버퍼링 단으로 전진한다. 다시, 상기 시스템은 출력 버퍼에서의 필요성에 관련된 다른 신호를 기다리는 대기 상태로 복귀한다. 자연적으로, 상기 각 단계들은 여러 가지 장치내의 여러 부품들의 정합을 필요로 한다. 그러나, 일반적인 작동은 일관적으로 될 것이다.

상기 플로우챠트는 상기 절단 및 적층 장치를 통해 이송되는 단일 스트립의 처리에 관한 것이다. 상기한 설명으로부터 상기 절단 및 적층 장치는 단일 보강 스트립을 절단함과 동시에 보강 스트립을 1차 웨브에 적층할 수 있음을 분명하게 알 수 있다. 또한, 재료는 종종 여러 가지 작용들 사이에서 적절한 량으로 공급 및 철회되어진다. 예컨대, 절단된 스트립은 횡방향 웨브 절단장치(40)에 인접한 영역으로부터 적층 장치(20)에 인접한 영역으로 이송되는 한편, 1차 공급 웨브(12) 및 2차 공급 웨브(14)에서의 재료는 다음 작동을 위해 적절하게 공급되어 위치하게 된다.

상기한 바와 같이, 횡방향 웨브 절단장치(40)는 보강 스트립들을 매우 정확하고 반복적으로 생산하게 된다. 따라서, 보강된 영역들 자체는 아주 양호하게 제어된다. 또한, 애플리케이터 헤드(50)의 위치를 제어하기 위한 정밀 제어 모터(82)와 함께, 1차 웨브(12)를 이동하기 위한 매우 정밀한 구동 로울러(24)를 이용함에 의해, 보강 스트립들의 매우 정확한 배치를 얻을 수 있게 된다. 이로써 계속되는보강 스트립들 사이에서 재현 가능한 피치 간격을 얻을 수 있게 된다.

당업자들은 본 발명이 본 발명의 정신 및 중심 역할을 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 실시될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 상기한 설명에서는 예시적인 실시예들만을 개시한 것이며, 본 발명의 범위 내에 있는 다른 변형들이 실행될 수 있음을 이해하기 바란다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 특정 실시예들로 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 특허청구의 범위에 기재된 사항들이 본 발명의 범위 및 내용을 나타내고 있다.

Claims (37)

1차 공급 웨브를 소정 길이 전진시키기 위해 상기 1차 공급 웨브와 함께 작동하는 1차 공급 메카니즘;

2차 웨브를 소정 길이 전진시키기 위한 2차 공급 메카니즘;

상기 2차 웨브의 소정 거리를 수용하도록 상기 2차 공급 메카니즘에서 하류에 위치하며, 상기 2차 웨브 재료에 수직하게 위치하며 상기 2차 웨브에서 보강 스트립이 절단되도록 하는 절단 운동을 통해 이동 가능한 절단 날을 포함하는 횡방향 웨브 절단 장치;

상기 보강 스트립을 수용하여 상기 기초 1차 웨브에 인접한 밀봉 위치로 보강 스트립을 이동시키도록 상기 절단 장치에 인접하게 배치된 처리 구동부; 및

상기 기초 웨브 재료에 보강 스트립을 밀봉시키기 위한 처리 매니폴드에 인접하게 배치된 적층 장치를 포함하는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제1항에 있어서, 상기 횡방향 웨브 절단 장치는 상기 절단 날에 수직하게 배치된 날 지지부를 더 포함하며 상기 절단 날과 날 지지부는 보강 스트립을 절단하도록 함께 절단 관계로 되어 있는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제1항에 있어서, 상기 1차 공급 메카니즘은 소정 량의 1차 웨브를 공급하도록 제어되어 구동되는 1차 공급 로울러인 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제1항에 있어서, 상기 2차 공급 메카니즘은 소정 량의 2차 웨브를 공급하도록 제어되어 구동되는 2차 공급 로울러인 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제1항에 있어서, 상기 1차 웨브는 배향된 폴리프로필렌인 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제1항에 있어서, 상기 1차 웨브는 금속화되고 배향된 폴리프로필렌인 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제1항에 있어서, 상기 처리 장치는 보강 스트립을 고정하도록 진공 신호를 이용하는 진공 애플리케이터 매니폴드인 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제1항에 있어서, 상기 처리 장치는 보강 스트립을 고정하도록 진공 신호를 이용하는 복수의 애플리케이터 매니폴드를 포함하는 공급 웨브 재료에 보강 영역을제공하기 위한 적층 장치.

제8항에 있어서, 상기 복수의 애플리케이터 매니폴드는 회전 블록에 부착되며, 상기 회전 블록은 복수의 애플리케이터 매니폴드를 적절하게 위치시키도록 중앙 축을 중심으로 회전 가능한 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제1항에 있어서, 상기 횡방향 웨브 절단장치 및 처리 장치에 인접하게 배치된 고정 클램프를 더 포함하며, 상기 고정 클램프는 상기 보강 스트립을 절단하기 전에 상기 2차 웨브를 처리 장치에 대해 고정시키는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제10항에 있어서, 상기 고정 클램프는 공급 위치와 고정 위치 사이에서 이동 가능한 고정 탭을 포함하고, 상기 고정 탭은 그 고정 탭이 공급 위치에 있을 때 상기 2차 웨브가 상기 고정 클램프 및 처리 장치 사이로 공급되도록 하는 반면에 상기 고정 탭은 그 고정 탭이 고정 위치에 있을 때 2차 웨브를 고정 메카니즘에 대해 고정시키도록 하는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제1항에 있어서, 상기 절단 날은 구부려져 있고 상기 절단 운동은 흔들림 운동인 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제12항에 있어서, 상기 절단 날은 상기 흔들림 운동을 일으키도록 복수의 캠 종동부와 함께 작동하는 복수의 캠 트랙을 포함하는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제13항에 있어서, 적어도 하나의 상기 캠 종동부는 캠 종동부 프레임에 부착되며, 상기 캠 종동부 프레임의 운동은 절단 작용을 발생시키는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제14항에 있어서, 상기 캠 종동부 프레임은 선형 경로를 따라 이동되는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제2항에 있어서, 상기 절단 날은 절단 운동이 흔들림 운동으로 되도록 복수의 캠 종동부와 함께 작동하는 복수의 캠 트랙을 포함하며, 상기 복수의 캠 종동부는 상기 절단 날에 부착되어 흔들림 운동을 발생시키도록 상기 날 지지부에 부착된 캠 트랙과 함께 작동하는 캠 핀을 포함하는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제16항에 있어서, 상기 절단 날은 캠 종동부 프레임에 부착된 복수의 캠 종동부와 함께 작동하는 복수의 캠 트랙을 포함하며, 상기 캠 종동부 프레임의 이동에 의해 절단 운동이 발생되는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제17항에 있어서, 캠 프레임 작용기는 캠 종동부 프레임을 이동시켜서 흔들림 운동을 발생시키는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

제2항에 있어서, 상기 절단 날은 언제든지 상기 날 지지부 아래의 소정 길이 만큼만 연장되는 공급 웨브 재료에 보강 영역을 제공하기 위한 적층 장치.

공급 웨브에 수직하고 웨브 방향에 수직하게 배치되어, 적어도 하나의 캠 트랙을 갖는 절단 날;

공급 웨브와 평행하고 웨브 방향에 수직하게 배치된 날 지지부; 및

적어도 하나의 캠 핀을 갖는 날 작용기로서, 상기 적어도 하나의 캠 핀은 상기 날 작용기가 작용될 때 상기 날을 절단 운동을 통해 이동시키도록 상기 적어도 하나의 캠 트랙과 함께 작동하며, 상기 날 지지부와 절단 날은 상기 절단 날이 그의 절단 운동을 통해 이동할 때 재료의 소정 스트립을 절단하도록 서로 절단 관계로 배치되는 날 작용기를 포함하는, 웨브 방향으로 이동하는 공급 웨브에서 재료의 소정 스트립들을 정확하게 절단하기 위한 횡방향 웨브 절단 장치.

제20항에 있어서, 상기 날 지지부에 부착된 캠 프레임 및 상기 절단 날의 운동을 제어하도록 상기 절단 날에 부착된 캠 핀을 더 포함하는 횡방향 웨브 절단 장치.

제20항에 있어서, 상기 절단 날은 언제든지 상기 날 지지부 아래의 소정 길이 만큼만 연장되는 횡방향 웨브 절단 장치.

제20항에 있어서, 상기 절단 날은 구부려져 있고 상기 절단 운동은 흔들림 운동인 횡방향 웨브 절단 장치.

제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 캠 트랙은 제1 캠 트랙 및 제2 캠 트랙을 포함하고, 상기 적어도 하나의 캠 핀은 제1 캠 핀 및 제2 캠 핀을 포함하며, 상기 제1 캠 핀 및 제2 캠 핀은 모두 상기 작용기에 의해 소정 경로를 따라 이동 가능하고 상기 제1 캠 핀 및 제2 캠 핀의 상기 소정 경로를 따른 이동에 의해 상기 날이 그의 절단 운동을 통해 이동하게 되는 횡방향 웨브 절단 장치.

제21항에 있어서, 상기 캠 프레임은 상기 절단 날에 부착된 캠 핀과 함께 작동하는 캠 트랙 프레임을 포함하고, 상기 절단 운동은 상기 제1 캠 트랙, 제2 캠 트랙 및 캠 트랙 프레임의 구성에 의해 제어되는 흔들림 운동인 횡방향 웨브 절단 장치.

(a) 1차 웨브 재료를 공급하는 단계;

(b) 상기 1차 웨브에 부착되는 보강 재료를 구성하는 2차 웨브 재료를 공급하는 단계;

(c) 상기 2차 웨브의 이동 방향에 수직한 방향으로 2차 웨브의 스트립을 절단하는 횡방향 웨브 절단 단계;

(d) 상기 절단된 스트립이 1차 웨브의 이동 방향에 수직하게 되도록 상기 2차 웨브의 절단된 스트립을 1차 웨브에 인접하게 배치하는 단계; 및

(e) 상기 절단된 스트립을 1차 웨브에 부착하는 단계를 포함하는 재료로 보강된 웨브 생산 방법.

제25항에 있어서, 상기 절단된 스트립을 부착하는 단계는 상기 절단된 스트립을 1차 웨브에 가열 적층하는 단계를 포함하는 재료로 보강된 웨브 생산 방법.

제27항에 있어서, 상기 횡방향 웨브 절단 단계는 상기 2차 웨브 재료를 횡방향 웨브 절단 장치내의 소정 위치로 공급하여, 2차 웨브 재료를 소정 위치에 고정시키고, 절단 날을 소정의 절단 날 운동을 통해 이동시키도록 작용되는 단계를 포함하는 재료로 보강된 웨브 생산 방법.

제28항에 있어서, 상기 소정의 절단 날 운동은 흔들림 운동인 재료로 보강된 웨브 생산 방법.

제29항에 있어서, 상기 절단 날 작용 단계는 상기 절단 날이 그의 흔들림 운동을 통해 이동하도록 상기 절단 날과 함께 작동하는 복수의 캠 핀을 소정 경로를 통해 이동시키는 단계를 포함하는 재료로 보강된 웨브 생산 방법.

제30항에 있어서, 상기 절단 날 작용 단계는 캠 핀을 캠 트랙을 따라 움직이도록 이동시키는 단계를 포함하도록 상기 캠 핀들이 상기 절단 날의 복수의 캠 트랙과 함께 작동하는 재료로 보강된 웨브 생산 방법.

제26항에 있어서, 상기 절단된 스트립 배치 단계는 절단된 스트립을 배치 장치에 고정시키고 상기 배치 장치를 1차 웨브에 인접한 위치로 이동시키는 단계를 포함하는 재료로 보강된 웨브 생산 방법.

제32항에 있어서, 상기 절단된 스트립 고정 단계는 상기 배치 장치내에 진공 신호를 형성하여, 상기 배치 장치와 절단된 스트립 사이에 진공 밀봉부를 형성하는 단계를 포함하는 재료로 보강된 웨브 생산 방법.

소정 방식으로 1차 웨브를 이동시키도록 1차 웨브에 결합되는 1차 공급 급송 로울러;

소정 방식으로 2차 웨브를 이동시키도록 2차 웨브에 결합되는 2차 공급 급송로울러;

절단 날 및 날 지지부를 가지며, 상기 절단 날과 날 지지부 사이의 절단 위치에 2차 공급 웨브를 수용하도록 배치되고, 상기 2차 웨브로부터 보강 스트립이 절단되도록 상기 2차 공급 웨브가 절단 위치에 배치된 후에 상기 절단 날을 절단 운동을 통해 이동시키는 날 작용기를 더 포함하는 횡방향 웨브 절단 장치;

상기 횡방향 웨브 절단 장치에 인접한 절단 위치에 배치된 애플리케이터 매니폴드를 가지며 상기 2차 웨브가 절단 위치에 있을 때 2차 웨브가 상기 애플리케이터 매니폴드의 고정 표면에 인접하게 연장하며, 상기 애플리케이터 매니폴드는 상기 고정 표면에 복수의 진공 구멍들을 구비함으로써 상기 2차 웨브가 절단 위치에 있을 때 2차 웨브와 고정 표면 사이에 진공 밀봉부를 형성하게 되며, 절단 위치와 배출 위치 사이에서 이동 가능함으로써 보강 스트립의 부착 위치로의 이동을 가능하게 하는 가동 애플리케이터; 및

상기 1차 웨브 및 애플리케이터 배출 위치에 인접하게 배치되는 부착장치로서, 상기 보강 스트립은 상기 애플리케이터와 함께 작동하는 부착 장치에 의해 보강 위치에서 1차 웨브에 부착될 수 있는 부착 장치를 포함하는 소정 위치에 보강부를 갖는 웨브 포맷에 공급될 재료를 생산하는 장치.

제34항에 있어서, 상기 부착 장치는 가열 밀봉을 통해 보강 스트립을 부착시키는 가열 요소를 갖는 적층 장치인 소정 위치에 보강부를 갖는 웨브 포맷에 공급될 재료를 생산하는 장치.

제34항에 있어서, 상기 절단 운동은 흔들림 운동인 소정 위치에 보강부를 갖는 웨브 포맷에 공급될 재료를 생산하는 장치.

제36항에 있어서, 상기 흔들림 운동은 상기 절단 날의 복수의 캠 트랙 및 상기 날 작용기에 결합된 복수의 캠 핀에 의해 형성되는 소정 위치에 보강부를 갖는 웨브 포맷에 공급될 재료를 생산하는 장치.