KR0125600B1 - 수지계섬유 직조밴드의 초음파용착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수지계섬유직조밴드의 상호간 접합고정하기 위한 초음파 용착장치에 관한 것으로,

종래의 경우 봉제방식이나 리벳팅방식의 접합이 주종을 이루고 있는데 봉제방식은 작업성이 뒤떨어져 생산성저하를 가져오고, 리벳팅방식은 작업중 리벳표면에 형성된 피막에 손상을 주어 품질불량의 원인이 되고 있으며 양자공히 외관이 미려하지 못한 단점이 있었던 바,

본 발명은 이와같은 종래문제를 해소하고자 초음파용착시 필수적으로 사용되는 상,하부다이중 어느 일측에 또는 상, 하부다이 양측에 용착돌출단부를 다수형성하고, 필요시엔 직조밴드의 분리기구를 병설하여 1회동작으로 용착고정작업이 완료되어 생산성향상을 가져올 수 있고 국부적인 초음파 용착이 이루어져 내구성 및 강도의 향상과 함께 외관이 미려해지고 종래와 같은 품질불량의 문제가 없도록 함으로써 직조밴드를 이용하는 분야, 예를 들면 배낭이나 가방, 각종 포장용기류등에 적절히 경제적으로 활용할 수 있는데 그 특징이 있다.

Description

수지계섬유 직조밴드의 초음파용착장치

제1도는 종래의 접합방식으로서 봉재에 의한 접합예를 보여주는 일부절결사

시도,

제2도는 종래의 접합방식으로서 리벳팅에 의한 접합예를 보여주는 일부절결

사시도,

제3도의 a, b는 종래의 접합방식으로서 일반적인 초음파용착방식을 설명하기 위한 사시도,

제4도는 본 발명인 용착장치의 일례로서 요부정면도,

제5도는 제4도의 측면도,

제6도 및 제7도는 제4도에 도시한 일례의 작동과정을 보여주는 것으로서, 제6도는 용착전 준비상태를 나타내고, 제7도는 밴드의 용착상태를 각각 보여주는 요부정면도,

제8도는 본 발명인 용착장치의 다른 예로서 요부정면도,

제9도는 제8도의 측면도,

제10도는 본 발명인 용착장치의 또 다른 예로서 요부정면도,

제11도는 제10도의 측면도,

제12도는 본 발명인 용착장치의 또 다른 일례로서 하부다이에 별도의 분리 기구가 장착된 실시예를 보여주는 요부정면도,

제13도는 밴드의 용착전 준비상태,

제14도는 밴드의 용착상태,

제15도는 용착된 밴드의 분리상태를 각각 나타내는 일부절단 정면도,

제16도 내지 제22도는 본 발명의 장치에 마련된 용착돌출단부의 다양한 형태를 예시한 평면도,

제23도는 본 발명의 설치예를 도시한 초음파 용착장치의 외관을 보여주는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10. 상부다이20. 하부다이

30. 분리기구32. 분리평판

32a. 통공34,36. 승,하강작동기구

본 발명은 폴리프로필렌과 같은 중합체 수지계 섬유를 직조하여 제작한 밴드형태의 소재에 각종 고리가 기타 부품을 걸어 고정하거나 연결하기 위하여 직조밴드 상호간 접합고정하기 위한 초음파 용착장치에 관한 것이다.

종래에 있어서 상기와 같은 경우 결합고정방식으로서 제1도에 도시한 바와같이 직조밴드(1,1)를 봉제하여 결착하거나 제2도에 도시한 바와같이 리벳팅방식을 채택하고 있는 것이 주종을 이루고 있다. 이와같은 종래의 방식중 봉제방식은 작업성이 떨어져 생산성이 저하되고 인건비의 상승요인이 되어 왔으며 외관이 미려하지 못한 단점이 있고, 또한 리벳팅방식은 작업중에 리벳표면의 페인트 피막이 벗겨지거나 사용중 부식이 발생하여 품질불량의 원인이나 내구성에 악영향을 주는 요인이 되고 있으며, 외관이 미려하지 못한 단점이 있다.

물론 종래에도 수지제시이트 또는 판재나 기타 평면형태의 소재를 상호 부착하는 경우 열융착방식 또는 초음파 용착방식을 채택하고는 있는데, 먼저 열용착방식은 국내실용신안공보 제86-2701호 또는 일본공개특허공보 평5-51864호에 개시된 바와같이 원주상에 요철면을 갖는 가열로울로 또는 승하강하는 가압부에 의해 소재를 열용착하도록 이루어져 유연성을 갖는 연질재인 직포 또는 스폰지상에 열에 녹는 수지필름재를 용착하는 것으로 이는 저압의 용착압력으로 광폭의 소재를 단시간에 용착가능하게 되지만 동일의 경질소재로 두께가 두꺼운(예를들면 밸트등) 재질의 용착은 곤란하게 된다.

이에 반해 초음파용착방식은 제3도에 도시한 바와같이 상,하부접합다이(5,7)의 형태가 평면이 상호 마주하는 구조로 이루어져 두꺼운 동일의 경질소재 용착을 제공하게 되나 이 경우 소재의 전부위에 걸쳐 용착고정이 되면서 열경화되어 취약부로 존재하게 되므로 외력에 의해 손쉽게 부스러지게 되고 접합부위가 절단되어 결국 사용상의 견고성이 제공되지 못하는 문제점을 내포하게 된다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해소하고자 연구개발되었는데, 두꺼운 동일의 경질소재를 용착가능하게 되는 초음파용착방식을 채택하되 상부 또는 하부,상,하부동시에 용착돌출단부를 형성하여 단순히 1회의 상하동작으로 취약부분없이 접합고정이 가능하고 용착이 이루어진후 효과적으로 직조밴드를 분리시킬 수 있도록 하므로 생산성의 향상을 크게 가져올 수 있고, 내구성 및 강도를 향상시키면서 외관도 미려하게 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 제반문제점을 달성하고자 하부고정다이의 상부로서 승하강이 이루어지는 램에 상부다이를 설치하여 이루어지는 초음파용착장치에 있어서 상,하부다이중 어느 일측이나 아니면 상하부다이 양측에 다수의 용착돌출단부를 형성하되 이 용착돌출단부가 형성된 다이에는 다이의 높이와 다른 수평위치에서 분리평판이 용착돌출단부를 경유 승하강이 이루어지는 분리기구를 설치하여 이루어지는 초음파용착장치를 제공한다.

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세하 살펴보고자 한다.

우선 제4, 5 및 제8, 9도에 도시한 실시예를 토대로하여 본 발명의 바람직한 장치에 대하여 살펴보기로 한다.

본 발명인 초음파 용착장치는 제4도 및 제5도에 도시한 실시예의 경우 상,하부다이(10,20)중 하부다이(20)에 다수의 용착돌출단부(22)를 형성하여 이루어진 실시예를 보여주고 제8도 및 제9도에 도시한 실시예의 경우엔, 상,하부다이(10,20)중 상부다이(10)에 다수의 용착돌출단부(12)를 형성하여 이루어진 실시예를 보여준다.

또한 제10도 및 제11도에 도시한 바와같이 상,하부다이(10,20) 모두에 다수의 용착돌출단부(12)(22)를 각각 형성하여 이룰수도 있다.

게다가 제12도에 도시한 실시예의 경우 하부다이(20) 상부에 다수의 용착돌출단부(22)가 끼워질 수 있도록 형성된 분리평판(32)과 분리평판(32)의 양측에 분리평판(32)의 승하강을 조절하는 공압실린더와 같은 승,하강작동기구(34,36)를 각각 설치하여 이루어지는 분리기구(30)가 장착된 예를 보여준다.

이때 분리평판(32)에 있어서 통공(32a)의 깊이 즉, 분리평판(32)의 두께는 상기 용착돌출단부(22) 높이보다 작게 형성하여야만 작동시 용착돌출단부(22)의 기능을 제대로 수행할 수 있게 된다.

물론 전술한 분리기구(30)의 경우 제4도 및 제5도에 도시한 실시예에 적용한 일례만을 도시하고 있으나, 제8도 및 제9도 또는 제10도 및 제11도에 도시한 실시예에도 적절히 설치하여 활용할 수 있다.

또한, 본 발명인 자치에 있어서 상부다이(10) 또는 하부다이(20)에 형성되게 되는 용착돌출단부(12)(22)의 경우 제16도 내지 제20도에 도시한 바와같이 평면상에서 볼 때 4각형, 3각형, 원형, 타원형, 6각형 등의 기하학적 형태로 형성하거나 제21도 및 제22도에 도시한 바와같이 +자형태 등의 비기하학적형태로 형성할 수도 있고, 제16도 내지 제18도에 도시한 바와같이 복열로 형성하거나 제19도 내지 제22도에 도시한 바와같이 단열로 형성할 수도 있다. 즉 용착돌출단부(12)(22)의 경우 어떠한 형태 열 또는 불규칙배열등등으로도 가능하여 필요에 따라 적절히 응용하여 제작활용이 가능하다.

미설명 부호로서 40은 전체용착장치, 42는 용착장치(40)의 상부램, 44는 용착장치(40)의 하부테이블을 각각 나타낸다.

다음은 전술한 바와같이 이루어진 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 살펴보기로 한다.

우선 본 발명에 사용되는 상,하부다이(10,20)는 제23도에 도시한 바와같이 용착장치(40)의 상부램(42)과 하부테이블(44)에 각각 고정설치하여 사용하게 되는데, 제4도 및 제5도 제8도 및 제9도, 제10도 및 제11도에 도시한 각실시예에 있어서 상호작동관계는 유사하므로 대표적으로 제6도 및 제7도에 도시한 작동상 태도를 예로하여 설명하기로 한다.

즉, 제6도에 도시한 바와같이 상,하부다이(10,20) 사이로서 하부다이(20)의 상부에 용착하고자 하는 수지계섬유직조밴드(1,1)의 용착부위를 위치시키고 상부램(42)을 하강시키면 상부금형(10)이 하강하면서 직조밴드(1,1)를 가압 밀착시키고 초음파용착이 이루어지게 되면 제7도에 도시한 바와같이 용착돌출단부(22)의 상부면이 위치하는 부위만 용착이 이루어지게 된다.

또한 제12도에 도시한 실시예에 있어서는 제13도 내지 제15도에 도시한 바와 같이, 우선 상,하부다이(10,20)의 사이로서 하부다이(20)의 상부에 위치한 분리평판(32)의 상부에 수지계섬유직조밴드(1,1)의 용착부위를 위치시키고 상부램(42)에 의하여 상부다이(10)를 하강시켜 분리평판(32)은 통공(32a)이 용착돌출단부(22)를 통과하강하고 통공(32a)을 경유 상부로 돌출된 하부다이(20)의 용착돌출단부(22)의 상부에 직조밴드(1,1)가 가압밀착된 상태에서 초음파 용착이 이루어지게 되면 제14도에 도시한 바와같이 용착돌출단부(22)의 상부면이 위치한 부위만 용착이 이루어지게 된다. 다음 상부램(42)을 이용 상부다이(10)를 상승시킨 상태에서 공압실린더와 같은 승,하강작동기구(34,36)를 작동시켜 분리평판(32)을 상승시키면 용착돌출단부(22)에 끼워져 있던 직조밴드(1,1)는 하부다이(20)의 용착돌출단부(22)를 빠져나와 제15도에 도시한 바와같이 용착장치(40)로부터 분리될 수 있는 상태에 있게 된다.

그리하여 본 발명인 용착장치의 경우 수지계섬유조직밴드(1,1)의 용착을 위한 부위중 다수의 용착돌기단부(12,22)가 위치하는 부분, 즉 전체부위중 국부적인 위치에만 입체적인 초음파용착이 이루어지고, 용착장치(40)로부터 용착된 직조밴드(1,1)의 분리가 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

다음은 전술한 본 발명의 용착장치에 의해 용착된 소재와 종래방식인 제3도의 ab의 용착장치에 의해 용착된 소재의 용착정도를 측정한 결과를 비교하여 살펴보기로 한다.

먼저, 용착하고자 하는 수지계섬유직조밴드를 두께 2mm, 폭 38mm로 제작하여 본 발명의 용착장치에 의해 초음파용착방식(출력 : 2500W, 주파수 15KHz, 입력공압 7Kg, 최대가압력 218Kg)으로 용착한 측정결과를 표 1에 나타내었다.

표 1에서 나타나 있는 바와같이 본 발명의 다이에 형성된 용착돌출단부에 의해 용착후 0.3초가 경과되면 완전용착이 이루어지고 0.8초가 넘어가면 용착부위가 늘어붙게 됨을 알 수 있다.

또한 상기 실시예와 동일한 소재로 동일한 조건하에서 종래방식인 제3도a의 용착장치에 의해 상하다이(5)(7)에 의한 평면으로 용착한 측정결과를 표 2에 나타내었다.

즉, 표 2에 나타나 있는 바와같이 상,하다이의 평면에 의해 용착후 0.6초가 경과되어도 밴드는 용착되지 않고 오히려 끝부분이 뜯겨져 나가게 되며 0.6초가 넘어가면 양면이 녹아 얇아지면서 늘어붙게 됨을 알 수 있다.

또한 상기 실시예와 동일한 소재로 동일한 조건하에서 종래방식인 제3도 b의 용착장치에 의해 상금형(5)과 하금형(7)상의 돌출부(7a)에 의한 일자면으로 용착측정결과를 표 3에 나타내었다.

즉, 표 3에 나타나 있는 바와같이 하금형(7)의 돌출부(7a)에 의해 용착후 0.5초가 경과되어도 밴드는 용착되지 않고 0.7초가 넘어가면 용착부위가 끈어지면서 늘어붙게 됨을 알 수 있다.

따라서 본 발명의 용착장치에 의한 용착방법이 용착시간을 단축하게 됨은 물론 용착부위의 손상없이 견고하게 용착되는 우수함을 알 수 있습니다.

이상에서 살펴본 바와같이 본 발명의 장치는, 상,하부다이(10,20)중 어느 일측이나 아니면 상,하부다이(10,20)의 양측에 다수의 용착돌출단부(12)(22)를 형성하되, 상,하다이(10,20)중 어느 적정위치에 다이(10,20)의 높이와 다른 수평위치에서 분리평판(32)이 용착돌출단부(12,22)를 경유 승하강이 이루어지는 분리기구(30)를 설치하여 이루어지므로, 생산성의 향상을 가져올 수 있고, 직조밴드(1,1)의 용착부위가 국부적으로 연속 형성되므로 용착부위전체가 열경화가 되지 않아 취약의 염려가 없으며 빠른시간내에 용착완료되고 용착부위의 손상없이 내구성과 강도를 향상시키게 되는 등의 우수한 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 하부고정다이의 상부로서 승하강이 이루어지는 램에 상부다이를 설치하여 상,하부다이 사이에 용착하고자 하는 소재를 위치시키고 상부다이를 하강시켜 용착이 이루어지는 초음파용착장치에 있어서,

   상,하부다이중 어느 일측에 다수의 용착돌출단부를 형성하되 상기 용착돌출단부가 형성된 다이에는 다이의 높이와 다른 수평위치에서 상기 용착돌출단부가 끼워질 수 있도록 다수의 통공이 형성된 분리평판과 분리평판의 양측에 승하강을 조절하는 승,하강작동기구를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지계섬유 직조밴드의 초음파용착장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 용착돌출단부는 상,하부다이의 양측에 대향되게 각각 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지계섬유 직조밴드의 초음파용착장치.