KR100210182B1 - 방향성 플라스틱 스트랩 제조방법 및 장치와 그에 의해 제조되는 스트랩 - Google Patents

Abstract

패키지 등의 스트래핑과 관련한 이용을 위한 소정의 원하던 두께 및 평탄도를 가지는 플라스틱 스트랩을 만들기 위한 장치 및 방법이 공개되어 있다. 시트 가공물은 한 쌍의 반대의 밀링 및 스트레칭 롤러 사이에 한정된 닙 안으로 유도되며, 이에서 상기 롤러 중 하나는 다른 롤러의 선형 표면 속도보다 더 큰 속도로 회전하고, 이 롤러들은 반대 방향으로 회전한다. 이 롤러 중 하나는 상기 시트 가공물의 표면 중 하나를 효과적으로 제동하며, 상기 롤러 중 다른 하나는 상기 시트 가공물의 표면 중 다른 하나를 효과적으로 가속시키고, 이 시트 가공물이 상기 롤러 사이에 한정된 닙을 통해 통과하여, 이 가공물이 동시에 밀링 및 스트레칭된다. 이 가공물은 상기 측면 에지 부분으로부터 안으로 배열된 측면 부분을 따라 가열되어 오목한 부분 및 범프 과도 지점을 제거하고, 이것은 일반적으로 상기 측면 부분들의 근처에서 현성되며, 또한 부가적으로 상기 시트 가공물의 측면 에지 부분이 가열되어 상기 가열되는, 축방향으로 안으로 측면 부분과 함께 협동하여 이 시트 가공물이 밀링 및 스트레칭된 후, 폭을 넘어 시트 가공물의 평탄도를 유리하게 제어할 수 있다.

Description

방향성 플라스틱 스트랩 제조방법 및 장치와 그에 의해 제조되는 스트랩

제1도는 본 발명의 0-갭 제조 공정에 따라 방향성 플라스틱 스트랩을 만들기 위해 본 발명에 따라 구성된 장치의 부분적인 정면도.

제2도는 제1도의 0-갭 어셈블리를 포함하거나 한정하는 밀링 및 스트레칭 롤러의 간략화된, 확대부분 정면도.

제3도는 제1도의 선 3-3을 따라 취한 도면으로서, 제1도의 0-갭 어셈블리를 한정하는 밀링 및 스트레칭 롤러의 확대 부분 단면도.

제4도는 제1도의 선 3-3에 평행한 방향 또는 선을 따라 취한 도면으로서, 제1도의 0-갭 어셈블리를 한정하는 밀링 및 스트레칭 롤러의 개략 부분 단면도.

제5도는 제1도에 도시된 장치와 비슷하고 본 발명에 따라 구성된 장치의 정면도로서, 시트 가공물이 0-갭 롤러 어셈블리에 들어가기 전에 가열되는 외부 표면 및 상기 0-갭 롤러 어셈블리의 밀링 및 스트레칭 어셈블리 사이에 한정된 닙으로 들어가기 전에 가열된 에지 부분을 갖는, 본 발명의 0-갭 제조 공정에 따른 방향성 플라스틱 스트랩을 만들기 위한 수정 실시예의 도시도.

제6도는 제1도의 0-갭 어셈블리를 포함하여 그에 작동상 연관된 에지 히터를 가지는 밀링 및 스트레칭 롤러를 도시하는 제2도와 유사한 확대 개략 부분 정면도.

제7도는 제1도의 0-갭 어셈블리를 포함하거나 한정하고 작동상 연관되어 있는 본 발명의 스트립 히터를 가지는 밀링 및 스트레칭 롤러를 도시하는 제2도와 유사한 확대 개략 부분 정면도.

제8도는 제3도와 유사한 확대 개략 횡단면도로서, 본 발명의 0-갭 어셈블리를 포함하거나 한정하는 밀링 및 스트레칭 롤러 사이의 닙으로 시트 가공물의 입장 전에 상기 시트 가공물에 대해 본 발명의 스트립 히터와 에지 히터의 상대적인 배열, 위치 또는 배치를 나타내는 도면.

제9도는 본 발명의 0-갭 제조 공정에 따라 만들어지는 방향성 플라스틱 스트랩의 다양한 횡단면 프로화일의 그래프로서, 스트립 히터가 홀로 또는 상기 에지히터와 함께 이용될 때의 본 발명의 스트립 히터의 방향성 시트의 프로화일 크기 또는 두께에 대한 효과를 에지 또는 스트립 히터 둘 다 이용되지 않거나 또는 단지 에지 히터만이 이용될 때의 방향성 시트의 프로화일과 비교하여 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 0-갭 롤러 어셈블리 24 : 공급 어셈블리

30 : 압출 기계 34,36,38,40 : 롤러

[발명의 분야]

본 발명은 방향성 플라스틱 스트랩을 제조하기 위한 방법 및 장치 및, 그에 의해 제조되는 스트랩에 관한 것이고, 특히 플라스틱 시트를 소정의 소요 두께 프로화일을 가지는 스트랩 스톡 재료로 동시에 밀링 및 스트레칭하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

[발명의 배경]

일반적인 종래의 스트레칭 프로세스, 예를 들어 SIGNODE 프로세스에 따르면, 열가소성 재료의 캐스트 시트(cast sheet), 예를 들어 폴리프로필렌이 먼저 크기에 있어서 감소되는, 즉 그 두께 크기가, 반대 방향으로 회전하는 가까이에 있는 한 쌍의 밀링 롤러 또는 실린더를 통해 상기 시트를 밀링함으로써 감소된다. 이 시트의 두께가 감소된 후, 시트가 그의 최종적인 소요 사이즈 또는 두께를 얻기 위해 일련의 오리엔팅 롤러 또는 브라이들(bridle) 어셈블리에 의해 상기 밀링 롤러로부터 당겨져 스트레칭 된다.

스트레칭된 시트 재료의 제조와 관련하여 일반적으로 이용되는 다른 종래 프로세스 또는 방법은 짧은-갭(short-gap) 방법으로서 알려진 프로세스이고 또한 진입 브라이들, 스트레칭 어셈블리 및, 출구 브라이들로 구성된다 이 프로세스에 따라 느린 속도, 가열되는 진입 브라이들 어셈블리는, 소정의 거리만큼 떨어진 한 쌍의 롤러 또는 실린더를 포함하는 스트레칭 어셈블리로 필름 재료의 캐스트 시트를 앞으로 가져간다. 상기 제1롤러가 상기 진입 브라이들과 같은 속도로 회전하는 반면, 상기 제2롤러는 상기 제1롤러의 속도보다 더 큰 속도로 회전하며 또한 상기 출구 브라이들의 회전 속도와 같은 속도로 회전한다. 따라서, 필름은 상기 전체 어셈블리를 통해 통과할 때, 그 최종적인 소요 사이즈 또는 두께로 스트레칭된다.

이들 종래 방법 및 프로세스는 여러 가지 단점을 나타내었다. 예를 들어, 이들 방법 또는 프로세스에 의해 만들어진 스트랩의 속성은 다른 소요 속성에서의 중요한 감소 없이 강도에 있어서 제한된 증가를 제공한다. 또한, 이 시트의 중요한 네킹(necking)은, 상기 시트가 상기 롤러들 사이에 한정된 공간 또는 거리 위에 스트레칭될 때, 발생한다.

미국 특허 출원 번호 07/958,803(미국 특허 제5,387,388호)은 그와 같은 시트의 동시적인 밀링 및 스트레칭을 달성하기 위한 새로운 프로세스 및 장치를 공지하였으로, 전술한 문제가 최소화되지만, 그와 같은 프로세스와 장치를 가지는 다른 기능 상의 문제가 공지되어 있고, 다른 바람직한 속성을 나타냈던 열가소성 재료로 된 동시에 밀링 및 스트레칭되는 시트를 얻기 위해 수정을 요구한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 5,387,388에 서술된 0-갭(zero-gap) 프로세스 및 장치에 따라 열가소성 재료의 동시적인 밀링 및 스트레칭의 제조와 관련하여 공개된 기능상의 문제는, 상기 열가소성 시트가 가공될 준비가 되는, 즉 동시적인 밀링 및 스트레칭될 때, 0-갭 어셈블리의 역회전하는 롤러 사이에 한정된 닙을 통해 유도됨으로써, 상기 열가소성 시트의 반대 표면이 다른 표면 온도값을 나타낸다. 이는, 열가소성 수지가 상기 0-갭 롤러 어셈블리의 제1 또는 상향 롤러 둘레에 루틴(routin)될 때, 상기 열가소성 시트의 내측 표면이, 즉 상기 롤러 어셈블리의 제1 또는 상향 롤러와 직접 접촉하게 배열된 시트의 표면이 제1 또는 상향 롤러에 의해 가열되거나, 또는 그와 같은 표면이 상기 제1 또는 상향 롤러와 직접 접촉하게 배열된 또는 대기에 직접 노출되지 않기 때문에, 대기에 의해 냉각되는 것을 효과적으로 방지하는 표면을 갖는다. 반대로, 열가소성 시트의 외측 표면, 즉 제1 또는 상향 롤러와 직접 접촉하게 배열되지 않은 시트의 표면이 대기에 노출되는 결과로서 효과적으로 냉각된다. 열가소성 시트의 표면들 사이에 그와 같은 온도차는 상기 처리된 시트의 여러 가지 속성, 예를 들어 인장 강도, 용접성 및 관련 특성과, 내스플릿성(split resistance)에 역효과를 가져오는 열가소성 시트 전반에 걸쳐 밀도차를 일으킨다.

전술한 0-갭 동시적인 밀링 및 스트레칭 장치와 방법과 관련하여 공개된 다른 문제는 이 열가소성 시트의 처리의 결과로서, 상기 시트의 대향 에지 부분이 두껍게 되거나 또는 다시 말해 이 시트가 그의 폭을 넘어 평탄도(flatness) 또는 일정한 두께를 나타내지 않았다. 그 결과, 상기 처리된 시트가 열가소성 스트래핑으로 처리될 때, 또 다른 프로세싱이 이 시트에서 실행되어 이용 가능한 스트래핑의 소요 두께 크기 특성으로 상기 에지 부분의 두께 크기를 효과적으로 줄일 수 없으면, 상기 두껍게 된 에지 부분이 그와 같은 스트랩을 제조하는데 이용될 수 없다.

따라서, 미국 특허 출원 번호 08/352,721 내에 공지된 발명은 0-갭 어셈블리의 역으로 회전하는 롤러 사이에 한정된 닙을 통해 통과하는 열가소성 시트 가공물의 결과로서 동시에 밀링 및 스트레칭된 방향성 플라스틱 스트랩을 만들기 위한 장치와 방법을 목적으로 하였고, 특히 상기 밀링 및 스트레칭되는 시트의 두껍게 된 에지 부분에 대해 상기 0-갭 동시적인 밀링 및 스트레칭 장치 및 방법의 전술한 단점을 극복하기 위해, 에지 히터가 상기 0-갭 밀링 롤러 사이에 한정된 닙 안으로 상기 시트 가공물의 진입 전에 시트 가공물의 반대편 에지 영역을 따라 배열되었다. 그와 같은 에지 가열은 이 시트의 에지 부분으로부터 안으로 측정된 것처럼, 상기 밀링 및 스트레칭된 시트의 두껍게된 에지 부분의 폭을 줄일 수 있는 것을 찾았으므로, 이용 가능한 시트의 증대된 양이 예전에 버려질 수 밖에 없던 시트의 양의 감소가 동시에 이루어지면서 만들어진다.

전술한 에지 히터의 배치에 의해 상기 스트랩 프로화일과 관련하여 실시되는 부가의 원리 및 그에 대한 효과는 공개되었지만, 그와 같은 에지 히터가 그의 가장 외측 에지 부분에서 상기 시트의 두께 크기를 줄였고, 오목한 부분이 그럼에도 불구하고 상기 시트의 가장 외측 에지 부분에 바로 이웃하는 영역 내에 여전히 존재한다. 상기 오목한 부분이 상기 밀링 및 스트레칭된 시트의 주요 중앙 부분의 두께 크기 특성보다 작은 두께 크기 또는 깊이를 갖는다.

또한, 과도 범프 영역이 시트의 주요 중앙 부분과 오목한 측면 에지 사이 접점에 존재하고, 그와 같은 과도 범프 영역이 시트의 주요 중앙 부분의 두께보다 더 큰 두께 크기를 갖는다.

시트를 동시에 밀링 및 스트레칭을 하여 방향성 플라스틱 시트를 만들기 위한 장치 및 이에 부수하는 방법의 개발의 필요성이 생기고, 이 경우에 상기 제조된 시트가 앞서 언급한 오목한 부분 및 과도 범프 영역을 효과적으로 제거하여 하나의 에지 부분으로부터 반대편 에지 부분으로 전체 폭을 넘어 일정한 두께 크기를 나타낸다.

[발명의 목적]

본 발명의 목적은 방향성 플라스틱 스트랩을 만들기 위한 새로운 그리고 개선된 방법 및 장치와, 이러한 방법 및 장치에 의해 제조되는 방향성 스트랩을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 방향성 플라스틱 스트랩을 만들기 위한 새롭고 개선된 방법 및 장치와, 종래 프로세스 및 장치의 여러 가지 단점 및 문제를 극복하는 그와 같은 방법 및 장치에 의해 만들어지는 방향성 플라스틱 스트랩을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 한 쌍의 0-갭 롤러 사이에 한정된 닙을 통해 하나의 통로로 유도되는 시트 가공물의 결과로서 소정의 두께 크기를 가지는 스트랩 안으로 시트 가공물을 동시에 밀링 및 스트레칭할 수 있는 방향성 플라스틱 스트랩을 만들기 위한 새로운 그리고 개선된 방법과 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 방향성 플라스틱 스트랩을 만들기 위한 방법 및 장치와, 공지된 종래의 방법과 장치에 의해 만들어지는 스트랩과 비교할 때 상당히 증대된 인장 강도와 스플릿 저항성을 가지는 방법과 장치로 만들어지는 방향성 플라스틱 스트랩을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 방향성 스트랩을 만들기 위한 새로운 그리고 개선된 방법 및 장치와, 높은 인장 강도, 높은 스플릿 저항성 및, 개선된 용접 특성을 나타내는 그와 같은 방법 및 장치에 의해 만들어지는 방향성 플라스틱 스트랩을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 방향성 스트랩을 만들기 위한 새로운 그리고 개선된 방법 및 장치와, 그와 같은 방법 및 장치에 의해 만들어지는 방향성 플라스틱 스트랩을 제공하는데 있으며, 이 경우 일정한 밀도 특성이 상기 시트 가공물에 제공되므로, 상기 밀링 및 스트레칭된 스트랩이 개선된 인장 강도, 용접 및, 스플릿 저항특성을 갖는 0-갭 롤러 어셈블리 내에서 만들어진다.

본 발명의 또 다른 목적은 방향성 스트랩을 만들기 위한 새로운 그리고 개선된 방법 및 장치와, 그와 같은 방법 및 장치에 의해 만들어지는 방향성 플라스틱 스트랩을 제공하는데 있으며, 이 경우 개선된 일정한 두께 및 평탄도 특성은, 원래의 시트 가공물 또는 재료에 부여되는 여러 가지 가열 기술의 결과로서 상기 최종 밀링 및 스트레칭된 스트랩에 제공된다.

[발명의 요약]

간단하게 말해서, 상기 및 기타 목적들은, 스트래핑 패키지 등에서의 이용을 위해 소정의 소요 두께를 가지는 방향성 플라스틱 스트랩을 만들기 위한 방법 및 장치의 제공을 통해 본 발명에 따라 달성되며, 이 경우 전술한 소정의 두께를 가지는 스트랩은, 서로에 대해 밀접하게 있는 한 쌍의 롤러 또는 실린더 사이에 한정된 닙을 통해 통과하는 플라스틱 가공물의 결과로서 동시에 밀링 및 스트레칭된다. 상기 닙은 상기 시트 가공물의 원래의 두께 크기보다 작은 공간 크기이며, 또한 롤러는 다른 선형 표면 속도에서 및 반대 방향으로 회전된다.

상기 동시에 밀링 및 스트레칭되는 스트랩의 여러 가지 특성을 개선하기 위해, 이 시트 가공물의 밀도가, 상기 쌍의 밀링 롤러 사이에 한정된 전술한 닙 안으로의 진입 전에, 증대되는 온도 레벨 또는 값, 즉 밀링 롤러 중 제1 및 상향인 하나와 접촉하게 배열되는 시트 가공물의 내측 표면의 값보다 더 큰 온도 레벨 또는 값으로 상기 시트 가공물의 외측 표면을 가열하여 시트 가공물의 두께를 넘어 더 일정하므로, 대기에 상기 시트 가공물의 외측 표면의 노출의 결과로서 상기 시트 가공물의 외측 표면의 냉각에도 불구하고, 내측 및 외측 표면이 동일한 온도 레벨을 및 따라서 동일한 또는 균일한 밀도 값을 나타낸다.

상기 증대된 용적 스트래핑이 그와 같은 시트로부터 만들어지도록 상기 동시적인 밀링 및 스트레칭되는 시트의 평탄도를 개선하기 위해, 에지 히터가 상기 0-갭 밀링 및 스트레칭 롤러 사이에 한정된 닙 안으로 시트 가공물의 진입 전에 시트 가공물의 반대편 에지 영역을 따라 배열된다. 그와 같은 에지 히팅은 상기 시트의 에지 부분으로부터 안으로 측정할 때, 상기 밀링 및 스트레칭되는 시트의 두껍게되는 에지 부분의 폭을 줄일 수 있도록 찾아, 증대된 양의 이용 가능한 시트가 버려져야했던 시트의 감소된 양이 동시에 이루어지며 제조될 수 있다.

또한, 증대된 용적 스트래핑이 그와 같은 시트로부터 만들어질 수 있도록, 동시적인 밀링과 스트레칭이 되는 시트의 평탄도를 개선하기 위해, 스트립 히터가 밀링 및 스트레칭 롤러의 세로방향 축을 따라 볼 때 에지 히터에 대해 축방향으로 안으로 배열된다. 이 스트립 히터는 상기 0-갭 밀링 및 스트레칭 롤러 사이에 한정된 닙으로부터 상향으로 또는 이것 전 위치에서 그리고 이 밀링 및 스트레칭 롤러 중 하나로부터 상향으로 배열된다. 이 스트립 히터는 단독으로, 즉 앞서 언급한 에지히터와 관련한 이용 없이 이용될 수 있거나 또는 바람직하게는 상기 스트립 히터가 앞서 언급한 에지 히터와 함께 이용될 수 있거나 또는 이것에 보충적이다. 특히 앞서 언급한 에지 히터와 연계하져, 그와 같은 스트립 히터의 이용은 상기 동시적인 밀링 및 스트레칭되는 시트의 앞서 언급한 오목한 부분을 제거하기 위해, 이와 비슷하게 상기 시트의 오목한 에지 부분과 주요 중앙 부분 사이에 한정된 앞서 언급한 과도 범프 영역의 두께 크기를 줄이기 위해 찾아졌다. 그 결과, 상기 시트는 하나의 측면 에지와 반대편 측면 에지 사이에 뻗어 있는 전체 폭을 넘어 프로화일 또는 일정한 두께 크기를 제공받아, 이용할 수 있는 시트의 증대된 용적 양이 만들어져 소요 플라스틱 스트래칭의 최종적인 생산 또는 제조에 이용된다.

본 발명의 다양한 다른 목적, 특징 및, 부수적인 장점들은, 여러 도면에 걸쳐 같은 도면 부호가 같은 또는 그에 상응하는 부재를 나타내는 첨부한 도면과 관련하여 고려할 때, 하기의 상세한 설명으로부터 전부 이해될 것이다.

[실시예]

이제 도면을 참고로 설명하면, 특히 제1도를 참고로, 얇은 스트랩 스톡 재료 안으로 시트 가공물을 동시에 밀링과 스트레칭하거나 또는 연장시키기 위해, 도면부호 20으로 표시되는 0-갭 롤러 어셈블리가 설명된다. 본 발명은 상기 어셈블리(20)를 통해 유도되는 하나의 시트 가공물만을 도시하여 설명되지만, 하나 이상의 시트 또는 가공물(22)이 동시에 상기 어셈블리(20)를 통해 통과될 수 있음을 알 수 있다. 또한 본 특허 명세서 전반에 걸쳐 이용되는 0-갭이라는 용어는 상기 시트가공물을 밀링 작업하는 단계와 이 시트 가공물을 스트레칭 작업하는 단계 사이에 어떠한 갭이라도 제거하는 원리를 말한다. 다시 말해, 이 시트 가공물의 밀링 작업과 스트레칭 작업의 단계들은 본질적으로 동시에 실시된다. 또한, 제1도에 공개된 것처럼, 상기 0-갭 어셈블리(20)는 프레임 또는 지지부(28)에 위치되거나 또는 장착된 출구 브라이들 어셈블리(26)와 시트 또는 가공물 공급 어셈블리(2B) 사이에 위치된다.

이 공급 어셈블리(24)는 여러 형태들 중 어느 하나를 취할 수 있고, 제1도에 도시된 것처럼, 스톡 재료의 시트 또는 가공물(22)을 압출하기 위한 압출 기계(30)와 진입 브라이들 어셈블리(32)를 포함한다. 이 압출 기계(30)는 적당한 재료, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등으로부터 시트 가공물을 만들어내며, 그리고 이 시트 가공물(22)은 상기 진입 브라이들 어셈블리(32)로 유도되며, 이것은 상기 시트 가공물을 상기 0-갭 롤러 어셈블리 안으로 공급한다. 이 시트 가공물(22)은 진입 브라이들 어셈블리(32)를 통해 통과하는 동안 가열되어 상기 시트 가공물(22)을 포함하는 재료의 가공 성질을 강화할 수 있다.

이 진입 브라이들 어셈블리(32)는 다수의 롤러 또는 실린더(34,36,38,40)를 포함하며, 이것들은 알맞은 수단, 예를 들어 도시되지는 않은 샤프트에 의해 상기 프레임 또는 지지부(28)에 장착될 수 있다. 상기 롤러(34,36,38,40)는 고체(solid) 형태이거나 또는 중공(hollow) 형태가 될 수 있고, 선호되는 실시예에서 제1도에 도시된 것처럼, 상기 롤러(34,36,38,40)는 단지 상기 시트 가공물(22)을 0-갭 어셈블리(20)안으로 적당히 공급하는데 이용되고, 이것들은 이 시트 가공물(22)의 어떠한 스트레칭 작업 또는 밀링 작업에 기여하지 않는다. 제1도에 도시된 것과 다른 수의 롤러가 이용될 수 있고, 상기 롤러(34,36,38,40)는, 상측 열방향(row) 롤러(34,38)와 관련하여 오프셋된 또는 그것 사이에 위치하는 하측 열방향 롤러(36,40)와 함께 수직으로 간격을 가지는 두 개의 열로 배열된다. 또는 롤러(34,38)는 시계 방향으로의 회전을 위해 장착되고, 롤러(36,40)는 시계 반대 방향으로의 회전을 위해 장착되어, 상기 시트 가공물(22)이 상기 진입 브라이들 어셈블리(32)에 감겨있거나 또는 그것을 통해 루트되며, 이 시트 가공물은 상기 롤러(34,36,38,40)의 회전 방향과 관련하여 알맞은 방향 또는 모드로 상기 롤러(34,35,38,40)를 통해 움직인다. 롤러(34,36,38,40) 각각은 적당한 수단, 도시되지 않은, 예를 들어 모터 및 샤프트 구동 어셈블리에 의해 일정한 속도로 회전되고, 이들 롤러(34,36,38,40) 모두는, 하기에서 더 상세하게 설명되는 0-갭 어셈블리(20)의 상측 롤러(42)와 같은 속도 또는 선형 표면 속도로 회전한다.

상기 시트 가공물(22)이 상기 공급 어셈블리(24)를 통해 지나간 후, 이것은 소정의 원하던 두께를 가지는 완성될 시트(22)를 동시적인 밀링 작업과 스트레칭 작업을 하기 위해, 상기 0-갭 어셈블리(20)를 향해 전진한다. 상기 0-갭 어셈블리(20)는 한 쌍의 롤러 또는 실린더(42,44)를 포함하며, 이것은 대향 관계로 회전 가능하게 장착된다. 상기 닙(46)은, 즉, 상기 롤러(42,44) 사이에 한정된 거리, 상기 완성되는 시트(22)의 소요 두께에 따라 변경될 수 있다. 상기 0-갭 롤러(42,44)는 고체 형태 또는 중공 형태가 될 수 있으며, 공지된 어떠한 수단, 도시되지는 않았음, 예를 들어 상기 롤러(42,44)를 통해 상기 가열된 유체를 순환시켜 가열될 수 있어, 시트 재료의 스트레칭 특성을 강화한다. 또한 상기 0-갭 롤러(42,44)가 제1-4도에 도시된 것처럼 평평하거나 또는 여기에 도시되지는 않았지만 앞서의 특허 출원 번호08/352,721에 설명된 것처럼 콘투어를 가지므로, 이것이 상기 0-갭 어셈블리(20)의 롤러(42,44)를 통해 지나갈 때, 시트 가공물(22)의 형상을 변경시킬 수 있다.

제2도에 도시된 것처럼, 상측 롤러(42)는 화살표로 표시된 대로 시계 방향으로 구동되고, 하측 롤러(44)는 화살표로 표시된 대로 시계 반대 방향으로 구동된다. 따라서, 이 시트 가공물(22)은 상측 롤러(42)의 주요 외주 부분에서 루트되고, 이 가공물(22)은 상기 롤러(42,44) 사이에 한정된 닙(46)을 통해 유도되며, 하측 롤러(44)의 주요 외주 부분으로 유도된다. 특히, 상기 시트 가공물(22)이, 상기 롤러(42,44) 각각의 둘레 크기의 절반보다 큰 둘레 연장부 위에 상기 롤러(42,44) 중 각각 하나와 표면 접촉하게 배열되어 있고, 또한 상기 롤러(42,44) 사이에 한정된 닙(46)을 통해 시트 가공물(22)의 특별한 루팅의 결과로, 상기 롤러(42,44)의 외주 표면 주위에, 각각의 롤러(42,44)가 상기 시트 가공물(22)의 반대편 표면 또는 측면과 접촉하게 배열되어 있다.

본 발명의 선호되는, 도시된 실시예에 따라, 제1-4도에 도시된 것처럼, 상세히 설명된 것처럼, 상기 0-갭 어셈블리(20)의 밀링 및 스트레칭 롤러(42,44)는 서로에 대해 상-하 배열로 배치되지만, 이 롤러(42,44)는 이와 달리 나란히 배열될 수도 있고, 이 경우 상측 롤러(42)는 하측 롤러(44)의 좌측을 향해 배열되므로, 상기 롤러(42)는 시트 가공물(22)과 접촉하는 제1롤러가 되고, 하측 롤러(44)는 시트 가공물(22)과 접촉하는 제2롤러가 된다. 제2도에서 가장 잘 알 수 있는 것처럼, 상기 롤러(42,44)는 각각 회전 샤프트(52,54)에 장착된다.

제4도를 참고로, 상기 롤러(42,44)를 위한 구동 시스템이 공개되어 있고, 이 롤러(42,44)의 샤프트(52,54)는 베어링(69,68)을 통해 구동력을 받는 샤프트(48,50)에 연결되어 있다. 적당한 구동 수단(56,58)은 예를 들어, 전기 모터, 상기 지지부(28)에 장착되어 상기 롤러(42,44) 각각을 구동 샤프트(60,62) 수단을 통해 구동시키고, 이것은 알맞은 커플링(64,66) 수단에 의해 상기 샤프트(48,50)에 연결되며, 바람직하게는 이 커플링(66)이 유니버셜 커플링을 포함한다. 하측 롤러(44)는 베어링(68,70) 수단을 통해 지지부(28)에 연결되어 있고, 이 커플링(66), 베어링(68,70)은, 하측 롤러(44)가 액츄에이터(72,74)에 의해 상기 지지부(28)에 대해 움직이는 것을 허용한다. 이런 방식으로, 하측 롤러(44)가 고정형 상측 롤러(42)를 향해 또는 그것으로부터 이동될 수 있어 롤러(42,44) 사이에 한정된 닙(46)의 크기를 소요대로 변경할 수 있다. 상기 구동력을 받는 샤프트(48,50) 각각은 그의 분리된 구동 수단(56,58)에 의해 독립적으로 구동되고, 하측 롤러(44)는 상측 롤러(42)의 속도보다 더 큰 속도로 구동된다. 특히, 본 발명의 기술내용에 따라, 하측 롤러(44)는, 고방향성 폴리에스터 시트 제조 방법 및 장치라는 제목의 동일자 출원된 미국 특허 출원 번호 ‥‥‥에 공개되어 있듯이, 상기 시트 가공물(22)이 폴리프로필렌을 포함할 때, 그의 선형 표면 속도가 상측 롤러(42)의 선형 표면 속도보다 7 내지 12배의 범위 내에 있는 것이 바람직한 그런 방식으로 구동되고, 전체 드로잉 및 선형 표면 속도비는 상기 가공물(22)이 폴리에스터, 즉 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함할 때, 6배 더 크다.

그러므로, 전술한 것을 볼 때, 시트 가공물(22)이 0-갭 어셈블리(20)의 상측 및 하측 롤러(42,44) 사이에 한정된 닙(46)을 통해 통과될 때, 상측 롤러(42)가 브레이크로서 효과적으로 동작하며 및 초당 밀(mill) 감소 동작은, 시트 가공물(22)의 하측 표면 위에, 즉, 상측 롤러(42)와 접촉하게 배열된 표면 위에서 브레이크로서 효과적으로 동작하며, 하측 롤러(44)는 이 시트 가공물(22)을 당겨 가속시키고, 이 롤러(44)는 시트 가공물(22)의 상측 표면, 즉 롤러(44)와 접촉하게 배열된 표면 위에서 효과적으로 동작한다. 이 시트 가공물(22)이 롤러(42,44) 사이에 한정된 닙(46)을 통해 가속될 때, 이것은 동시에 밀링되고 스트레칭되어 소정의 두께로 되고, 이것은 사실 롤러(42,44) 사이에 한정된 것처럼 닙(46)의 공간 크기보다 작다. 특히, 완성되는 시트(22)의 두께가 상측 롤러(42)와 하측 롤러(44) 사이에 한정된 선형 표면 속도에 의존하는, 즉 하측 롤러(44)가 상측 롤러(42)에 대해 더 빠르게 회전하면 할수록, 상기 완성되는 시트(22)는 그 만큼 더 얇다. 또한, 스트레칭 작업이 하측 롤러(44)의 표면 속도에 다시 의존하는 롤러(42,44) 사이에 한정된 상기 닙(46)의 전 또는 후에서 발생한다. 따라서, 위에서 언급한 것처럼, 시트 가공물(22)과 관련하여 실시되는 밀링 및 스트레칭 기능 또는 동작 및 시트의 마무리 공정 사이의 0 갭이 존재한다. 그와 같은 동시적인 밀링 및 스트레칭 공정의 결과로, 상기 밀링 단계가 끝난 후에만 시트가 스트레칭되는 종래 프로세스 또는 기술에 따라 스트레칭 방법을 이용하는 시트의 변수와 비교할 때 시트 폭의 네킹(necking)이 적다.

완성되는 시트(22)가 0-갭 어셈블리(20)로부터 나온 후에, 이것은 출구 브라이들 어셈블리(26)를 통해 유도된다. 이 출구 브라이들 어셈블리(26)는 여러 개의 다른 형태 중 어느 하나를 취할 수 있고, 제1도에 도시된 것처럼, 이 어셈블리가, 도시되지 않은 지지부(28) 위에, 예를 들어 샤프트 또는 축과 같은 알맞은 수단에 의해 장착되는 다수의 롤러 또는 실린더(76,78,80,82,84,86)를 포함한다. 이 어셈블리(26) 및, 특히 롤러(76-86)는 이 0-갭 어셈블리(20)로부터 상기 완성되는 시트(22)를 당기는데 이용된다. 상기 롤러(76,78,80,82,84,86)는 고체 형태거나 중공 형태가 될 수 있고, 공지된 것들보다 더 많은 또는 더 적은 롤러가 이용될 수 있다. 이 롤러(76,78,80,82,84,86)는 상기 완성되는 시트(22)의 어떠한 스트레칭에도 기여하지 않으며, 제1도에 도시된 것처럼, 횡방향으로 볼 때 상측 롤러(76,80,84) 사이에 거리를 가지는 하측 열방향 롤러(78,82,84)와 함께 수직으로 거리를 가지는 2개의 열로 배열된다. 상측 롤러(76,80,84) 모두는 시계 방향으로 회전하고, 하측 롤러(78,82,86) 모두는 시계 반대 방향으로 회전하므로, 상기 완성되는 시트(22)는 출구 브라이들 어셈블리(26)를 통해 알맞게 유도될 수 있다. 상기 롤러(76,78,80,82,84,86)는 알맞은 구동 수단, 도시되지는 않았음, 예를 들어 모터 및 샤프트 어셈블리에 의해 일정한 속도 비율로 회전하고, 상기 롤러(76,78,80,82,84,86)의 속도는 상기 선형 표면 속도가 상기 0-갭 어셈블리(20)의 하측 롤러(B4)의 속도와 같도록 된다.

본 발명의 또 다른 원리에 따라, 다른 스트레칭 프로세스와 이를 실행하기 위한 장치는, 예를 들어 짧은 갭 스트레칭 장치, 시스템 또는 어셈블리가 0-갭 어셈블리의 전 또는 후에 이용되어 상기 완성되는 시트(22)의 특성을 강화한다.

본 발명을 포함하는 장치의 특징을 공개할 때, 본 발명에 따른 그리고 그와 같은 장치에 의해 실시되는 방법이 이제 설명된다. 특히, 상기 시트 가공물(22)은 압출 기계(30)로부터 진입 브라이들 어셈블리(32)로 공급되고, 그리고 상기 진입 브라이들 어셈블리(34,36,38,40) 둘레에 감겨 있어, 상기 0-갭 어셈블리(20) 안으로 유도된다. 상기 시트 가공물(22)은 이 0-갭 어셈블리(20)의 상측 롤러(42)에 제공되고, 이 어셈블리(22)의 상측 롤러(42)는 진입 브라이들 롤러(34,36,38,40)의 속도와 같은 선형 표면 속도로 구동된다. 이 시트 가공물(22)이 상기 0-갭 어셈블리(20)에 들어갈 때, 이것은, 이것이 상측 롤러(42)와 하측 롤러(44) 사이에 한정된 닙(46)에 도달할 때까지, 상측 롤러(42)의 외주 표면으로 움직인다. 앞서 언급한 것처럼, 더 빠르게 회전하는 하측 롤러(44)는 닙(46)을 통해 시트 가공물(22)을 당기며, 더 느리게 회전하는 상측 롤러(42)는, 초당 밀 감속 프로세스, 시트 가공물(22)의 하측 표면, 즉 상측 롤러(42)와 접촉하게 배열되어 있는 가공물(22)의 표면에서 브레이크로서 작용한다. 따라서, 이 시트(22)는 롤러(42,44) 사이에 한정된 닙(46)을 통해 가속되며, 또한 그의 완성되는 소정의 두께로까지 동시에 밀링되고 스트레칭되어 그것이 상기 닙(46)을 통해 지나간다. 상기 출구 브라이들 어셈블리(26)는 0-갭 어셈블리(20)의 하측 롤러(44)로부터 상기 완성되는 시트(22)를 당기며, 본 발명의 방법에 따라, 소요대로 처리되는 히트(heat) 및/또는 처리되는 표면으로 될 준비가 된, 공지된 절차에 따라 패키지를 스트레핑할 때의 이용을 위해 소요대로 또는 요구되는 대로 얇은 스트랩으로 슬라이스(slice)되는 방향성의 얇고 평평한 시트(22)의 생산이 달성될 수 있다.

전술한 장치와 프로세스에 의해, 하기의 표에 언급되는 여러 가지 데이터를 이용해 도시한 것처럼, 공지된 종래의 장치와 프로세스에 따라 제조될 수 있는 것들보다 더 양호한 품질이 형성된다:

상기 표로부터 알 수 있는 것처럼, 0-갭 방법에 의해 더 강하고 더 높은 퍼센티지 용접(percentage weld) 및 더 높은 인장 강도를 나타내는 스트래핑이 형성된다. 더욱이, 상기 스트래핑의 스플릿팅(spliting)이 제거되어, 높은 인장 강도를 달성하는 반면, 공지된 또는 종래의 제조 기술 및 프로세스에 따라, 상기 인장 강도가 증대될 때, 증대된 스플릿팅이 발생하고 용접 강도의 퍼센트가 감소된다. 또한, 상기 0-갭 프로세스에 따라 만들어지는 스트래핑의 인장 강도가 종래 방식으로 만들어지는 스트래핑의 인장 강도의 약 1.47배이기 때문에, 본 발명의 그와 같은 스트래핑의 연신율이 종래 스트래핑의 약 1/2배이고, 더 나은 크리프(creep) 실행이 달성된다. 그와 같은 결과는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 재료 스트랩과 관련하여 여러 가지의 판매 장점을 나타낸다. 특히, 상기 스트래핑의 브레이크강도는 상기 스트래핑의 이용 또는 특별한 적용과 관련하여 제어 팩터가 되며, 이 재료의 더 높은 인장 강도는 현재 이용되는 재료 또는 스트래핑의 약 70%만을 포함하는 스트랩의 대체 또는 이용을 허용한다. 이와 유사하게, 강도가 제어 팩터, 특성, 특성이 되면, 본 발명에 따라 만들어지는 스트래핑은 스트래핑 기계의 가이드 츄트에서 밀려짐으로써 스트래핑 기계 안에 제공될 수 있다. 또한, 상기 스트래핑의 용접 강도가 제어 팩터 또는 특성이 되면, 현재 또는 전에 이용된 원재료의 1/2보다 적은 양을 포함하는 스트래핑이 등가의 조인트 강도를 형성한다.

본 발명의 프로세스로부터 결과하는 여러 가지 특성은 다양한 적용과 관련하여 이용될 수 있는 스트래핑에 가변적인 디자인을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 프로세스에 의해 만들어지는 스트래핑이 그레인(grain)을 넘어 더 강한 본드(bond)를 나타내며, 이 그레인을 넘어 상기 스트랩을 찢는 것이 상대적으로 쉽다. 더욱이, 본 발명의 0-갭 프로세스에 의해 만들어지는 스트랩은 종래 스트래핑을 특징으로 하는 것처럼, 구조적인 얇은 층 형성을 나타내지 않는다. 본 발명의 스트랩이 구조적인 얇은 층 형성을 나타내지 않기 때문에, 더 높은 용접 강도가 얻어진다. 앞서 언급한 것처럼, 프리스트레치 단계(pre-stretch step)가 진입 브라이들 어셈블리와 0-갭 어셈블리 사이에서 실행되면, 또는 포스트-스트레치(post-stretch) 단계가 0-갭 어셈블리와 출구 브라이들 어셈블리 사이에서 실행되면, 동일한 전체 특성이 제1-4도의 시스템 및 프로세스와 관련하여 설명되는 본 발명의 실시예에 따라 달성된다. 그러나, 프리스트레치 프로세스 단계가 상기 시트 가공물(22) 위에서 실시되면, 높은 인장 모듈러스가 달성되는 반면, 포스트-스트레치 프로세스 단계가 상기 마무리된 시트(22) 위에서 실시되면, 이 시트를 포함하는 재료는 미소 섬유 형성(fibrillation)의 경향을 더 크게 갖는다.

제1도의 장치 또는 시스템을 참고로, 상기 시트 가공물(22)이 진입 브라이들 어셈블리(32)를 통해 유도될 때와, 가공물(22)이 0-갭 어셈블리(20)상측 밀링 및 스트레칭 롤러(42)에 접근할 때, 시트 가공물(22)의 상측 또는 외측 표면, 즉 0-갭 어셈블리(20)의 상측 롤러(42)의 둘레 표면과 접촉하게 배열되지 않는 표면은, 이 시트가공물(22)의 상측 또는 외측 표면이 대기에 직접 노출되는 사실을 볼 때, 0-갭 어셈블리(20)의 상측 롤러(42)의 둘레 표면과 접촉하게 배열되는 시트 가공물(22)의 하측 또는 내측 표면보다 더 빠른 비율로 냉각된다. 상기 표면의 그와 같은 불균일한 또는 동일하지 않은 냉각의 결과로서 또는 상기 시트 가공물(22)의 언급한 표면들 사이에 온도차의 전개의 결과로서, 이 시트 가공물(22)은 그의 두께 전체에 걸쳐 밀도 차를 보여주는 반면, 그와 같은 밀도 차가 상기 시트 가공물의 특성 또는 속성에 역으로 작용한다. 결과적으로, 그와 같은 문제를 해결하기 위해, 개선된 시스템 또는 장치가 도면 부호 100으로 표시한 것처럼, 개발되어 제5도에 도시되어 있다.

이 장치(100)는 제1도의 실시예의 진입 브라이들 어셈블리(32)와 비슷한 진입 브라이들 어셈블리(132)를 포함하며, 이와 유사하게, 제1도의 실시예의 0-갭 어셈블리(20)와 비슷하며 또한 상측 및 하측 밀링 및 스트레칭 롤러(142,144)를 포함하는 0-갭 어셈블리(120)가 공개되어 있다. 이 진입 브라이들 어셈블리(132)는 롤러(134,136,138,140,141)를 포함하며, 이 모두는 약 129℃(265°F)의 동작 온도로 가열된다. 0-갭 어셈블리(120)의 상측 롤러(142)는 약 143℃(290°F)의 온도로 가열되고, 0-갭 어셈블리(120)의 하측 롤러(144)는 121℃(250°F)의 온도로 가열된다. 본 발명의 이 실시예에 따라, 이 시트 가공물(122)의 외측 표면, 즉 0-갭 어셈블리(120)의 상측 롤러(142)의 둘레 표면과 직접 접촉하게 배열되지 않은 시트 가공물의 표면을, 0-갭 어셈블리(120)의 상측 롤러(142)의 둘레 표면에 직접 접촉하게 배열되는 시트 가공물(122)의 내측 표면의 온도 레벨과 같은 온도 레벨로 유지하기 위해, 부가의 가열받는 롤러(143)가 상기 0-갭 어셈블리(120)의 상측 롤러(142)와 진입 브라이들 어셈블리(132)의 마지막 롤러(141) 사이에 삽입된다. 이 롤러(143)는 약 280°F의 동작온도로 가열되어, 따라서, 진입 브라이들 어셈블리(132)로 들어가기 전 위치에, 즉 제1진입 브라이들 어셈블리 롤러(134)로부터 즉각적으로 위로 가는 위치에 상기 시트 가공물(122)의 표면 온도가 약 18.3℃(65°F)가 되고, 상기 진입 브라이들 어셈블리(132)로부터 즉시 아래로 오는 위치에 또는 다시 말해 진입 브라이들 어셈블리 롤러(141)와 부가의 가열 받는 롤러(143) 사이에 삽입되는 위치에서 시트 가공물(122)의 표면 온도가 약 103.9℃ (219°F)가 되고, 이 시트 가공물(122)은 상기 가열받는 진입 브라이들 어셈블리 롤러(134,136,138,140,141)에 의해 가열되었다. 상기 부가의 가열받는 롤러(143)의 외측의 둘레 표면에 상기 시트 가공물(122)의 또 다른 루팅의 결과로서, 상기 시트 가공물(122)의 외측 표면, 즉 0-갭 어셈블리(120)의 상측 롤러(142)와 직접 접촉하게 배열되지 않는 시트 가공물(122)의 표면이 가열되므로, 상기 부가의 가열받는 롤러(143)와 상측 롤러(142) 사이에 삽입되는 위치에, 이 시트 가공물의 외측 표면 온도가 약 116℃(242°F)가 된다. 이는, 상기 부가의 가열받는 롤러(143)에 의해 직접 가열받지 않는 시트 가공물(122)의 내측 또는 반대편 표면의 온도보다 야간 더 크지만, 이 시트 가공물(122)의 내측 표면이 0-갭 어셈블리(120)의 상측 롤러(142)와 접촉할 때, 그와 같은 내측 표면이 가열된다. 부가적으로, 이 시트 가공물(122)의 외측 표면은, 그와 같은 표면이 상기 0-갭 어셈블리(120)의 가열받는 상측 롤러(142)와 접촉하게 배열되지 않는다는 사실과 그와 같은 표면이 대기에 노출되는 사실 때문에 냉각되고, 그 결과, 상기 0-갭 어셈블리(120)의 상측 및 하측 롤러(142,144) 사이에 한정된 닙(146)으로부터 즉시 위로 오는 위치에, 상기 시트 가공물(122)의 양 표면들이 약 113℃(236°F)가 되는 동일한 온도를 갖는다. 이런 방식으로, 상기 시트 가공물(122)을 포함하는 재료의 밀도는 이 시트 가공물(122)의 두께 크기를 넘어 일정하므로, 최적의 특성은, 0-갭 어셈블리 롤러(142와 144) 사이에 한정된 닙(146)을 통해 통과하는 결과로서 동시에 밀링되고 스트레칭되는 상기 완성되는 시트(122)에서 달성된다. 또한, 상기 롤러(142와 144) 사이에 한정된 닙(146)으로부터 벗어나는 상기 완성되는 시트(122)의 외측 표면이, 즉 하측 롤러(144)와 접촉하게 배열되지 않는 상기 완성되는 시트(122)의 표면이 약 143℃(290°F)의 온도를 가지며, 이 시트는 상기 0-갭 어셈블리(120) 내에서 동일물의 가공 때문에 그의 온도에서 엄청난 증가를 가지며 상기 0-갭 어셈블리(120) 내에서 동시적인 밀링 및 스트레칭을 받는다. 이 0-갭 어셈블리(120)의 하측 롤러(144)의 외측 둘레 표면에서 루틴된 후, 상기 완성되는 시트(122)는 연장된 패키징 스트랩 안으로 처리하기 위해, 아래 방향으로 유도되고, 이 위치에서, 상기 시트(122)가 약 136℃(277°F)의 표면 온도를 나타낼 수 있다.

상기 부가의 가열받는 롤러(143)의 제공의 중요성은, 이 시트 가공물(122)의 내측 표면에 대해 상기 시트 가공물(122)의 외측 표면을 오버히트 하며, 그와 같은 오버히팅은, 상기가 0-갭 어셈블리(120)의 가열받는 상측 롤러(142)와 접촉하게 배열될 때, 상기 시트 가공물(122)의 내측 표면처럼 상기 시트 가공물(122)의 외측 표면이 가열되지 않는 사실 및, 상기 시트 가공물(122)의 외측 표면이 냉각을 받으며, 내측 표면은 냉각을 받지 않는다는 사실을, 상기 시트 가공물의 외측 표면이 대기에 노출되는 반면, 이 시트 가공물의 내측 표면은 상기 0-갭 어셈블리(120)의 상측 롤러(142)의 외측 표면과 표면 접촉하기 때문에 대기에 노출되지 않는다는 사실로 인해, 보상한다. 이들 팩터의 견지에서, 그러므로 양 표면들은 0-갭 어셈블리 롤러(142,144) 사이에 한정된 닙(146)으로부터 즉시 위로 오는 지점에서 동일한 표면 온도를 나타내어, 개선된 밀도가 상기 시트 가공물(122)의 두께 전반에 걸쳐 프로화일 및, 그와 같은 일정한 밀도 프로화일에 따르는 또는 이로부터 벗어나는 특성이 달성될 수 있다.

계속해서, 상기 시트 가공물(122)의 프로세싱 동안, 즉 전술한 그의 밀링 및 스트레칭에 의해, 시트 가공물(122)의 측면 에지 부분이 시트 가공물(122)의 중앙에 위치한 부분보다 더 두껍다. 이에 대한 이유는 상기 시트 가공물(122)이 세로 방향으로 연장되어 있을 때, 그의 폭과 두께 크기가 원래의, 가공되지 않은, 캐스트(Csst)시트 가공물(122)의 폭과 두께에 대하여 감소될 수 있다. 또한, 이 시트 가공물(122)의 다른 영역은 서로에 대해 다르게 작용하므로, 이 시트 가공물(122)의 에지 영역들의 두께 크기와 시트 가공물(122)의 중앙 영역의 두께 크기에서 차이를 야기시킨다. 예를 들어, 상기 시트 가공물(11)이 그의 폭 두께를 넘어 동일하게 작은 크기로 분할되었다면, 상기 중앙 영역들은 그의 반대편 측면 위에 이웃하는 영역에 의해 횡방향으로 제한되는 반면, 이 시트 가공물(122)의 에지 영역 내에 그와 같은 영역들이 횡방향으로 또는 그의 한 측면 위에 제한되는데, 이 반대편 측면이 빈 에지 또는 측면을 포함한다. 더 작은 방식으로, 이 시트 가공물의 상측 및 하측 표면들은 제한되지 않으며, 이것은 이 시트 가공물의 중앙 및 에지 영역들에 대해 충실하다. 그 결과, 이 시트 가공물이 연장될 때, 이 시트 가공물의 중앙 영역이 중앙 영역들 위에 강요되는 부가의 횡방향 제한 때문에 에지 영역들 만큼 폭에 있어서 감소된다. 그러나, 특정 영역의 용적이 재구성되거나 또는 재배열될지라도, 각각의 영역들이 그의 원래의 용적 값을 유지하기 위해, 이 중앙 영역의 두께 크기는 에지 부분의 두께 크기보다 더 크게 감소되며, 이와 달리, 이 에지 영역의 두께 크기는 시트가공물의 중앙 영역의 두께 크기보다 더 크다. 본 발명과 관련하여 이용되는 이 시트 가공물이 상기 0-갭 어셈블리(120) 내에서 밀링되고 스트레칭된 후 약 61cm(24인치)의 폭 크기를 가지며, 더 두꺼운 에지 부분이 약 3.81cm(1.5 인치)의 폭 또는 횡방향 크기에 대해 상기 방향성 또는 완성되는 시트(122)의 반대편 측면에서 발생한다.

본 발명의 한 목적에 따라, 상기 완성되는 방향성 시트(122)의 두껍게 된 측면 에지 영역의 폭 방향 크기를 효과적으로 줄일 수 있고, 이 시트 가공물(122)의 측면 에지 부분이 0-갭 어셈블리 롤러(142,144) 사이에 한정된 닙(146) 안으로 상기 시트가공물의 진입 전에 가열되었다면, 상기 완성되는 방향성 시트(122)의 두껍게 된 측면 에지 부분의 횡방향 크기는 엄청나게 감소되어 상기 완성되는 방향성 시트(122)의 증대된 용적은 원하던 평탄도 또는 일정한 두께를 가지므로 얻어질 수 있다. 특히, 상기 완성되는 방향성 시트(122)의 두껍게 된 측면 에지 부분의 횡방향 크기가 앞서 언급한 3.81cm(1.5인치)로부터 약 1.27cm(0.5인치)로 감소될 수 있다. 상기 완성되는 방향성 시트(122)의 두껍게된 측면 에지 부분의 횡방향 크기의 감소는 정돈이 잘 안되어 상기 완성되는 방향성 시트(122)로부터 제거되며 및 큰 용적의 완성되는 방향성 시트(122)로 되며, 이것은 스트래핑 재료로 처리될 수 있다.

간단히 말해, 가장 잘 이해되는 것처럼, 0-갭 어셈블리 롤러(142,144) 사이에 한정된 닙 영역(146) 안으로의 진입 전에 상기 시트 가공물의 측면 에지 영역의 전술한 가열로 상기 완성되는 방향성 시트(122)의 두껍게된 측면 에지 영역의 횡방향 크기의 감소가 이루어지고, 이것은 상기 시트 가공물(122) 내에서, 인장력 또는 하중이 상기 시트 가공물의 중앙 영역 쪽으로 안으로 작용하며, 인장 하중에 견디는 능력은 온도의 기능이 된다. 그 결과, 당신이 이 시트 가공물의 측면 에지 부분을 가열할 때, 이 인장력 하중에 대한 저항성은 그 영역 내에서 감소되어 그와 같은 외측 또는 측면 에지 영역이, 측면 에지 부분 내에서 미리 가열되지 않은 비슷하게 완성된 방향성 시트(122)와 비교할 때보다, 상기 완성되는 방향성 시트(122)의 전체 폭에서의 증가에 어느 정도 상응하는 증가로 더 얇게된다.

제5도를 참고로 하면, 본 발명의 사상에 따라, 전술한 설명에 따라, 상기 장치 또는 시스템(100)은 상기 상측 및 하측 0-갭 어셈블리 롤러(142,144) 사이에 한정된 닙(146)으로의 진입 전에 상기 시트 가공물(12)의 에지 부분을 예비 가열하는데 채택된 복사 적외선 히터를 이용하였다. 특히, 한 쌍의 히터(188)는 상기 0-갭 어셈블리 롤러(142)에 대해 효과적으로 배열되어 180°의 둘레 크기에 대해 동일물을 에워싸며, 이 히터(188)는 상기 롤러(142)의 축을 따라 축방향으로 배열되어 상기 시트 가공물(122)의 반대로 배열된 에지 부분에 대해 최적으로 위치한다. 각각의 히터(188)는 약 6.35cm(2.5인치) 폭을 가지며 또한 2500와트의 전력으로 240 VAC에서 작동된다. 또한 구조상으로 선형인 제2의 한 쌍의 히터(190)는 0-갭 어셈블리(120)를 향해 상기 시트 가공물(122)의 이동 방향으로 볼 때, 상기 히터(188)의 상측방향 단부와 연결된다. 이들 히터(190)는 6.35cm(2.5인치) 폭을 가지지만, 이것들은 240 VAC 에서 1900와트의 전력을 발생시키기만 하면 된다. 또한, 부가의 옵션 또는 대안으로서 상기 시트 가공물(122)은 히터가 180°의 둘레 크기 위에 상측 진입 브라이들 어셈블리 롤러(138)를 에워싸는 활형상의 구조물을 가진다는 점에서, 상기 히터(188)에 비슷한 부가의 히터(192)의 배치를 통해 상기 진입 브라이들 어셈블리(132) 내에서 초기에 예비 가열될 수 있지만, 그와 같은 히터(192)는 240 VAC에서 1500와트를 발생시킬 뿐이고, 상기 히터(192)는 이 히터(188)의 폭과 같은 폭이다. 또한 상기 에지 히터(188,190)는 제6도에 도시되어 있다.

앞서 언급한 것처럼, 전술한 에지 히터(188,190)는 사실 가장 외측의 에지부분에서 상기 시트 가공물(122)의 두께 크기를 줄일 때의 기계였고, 이 스트랩 프로화일과 관련하여 실행되는 부가의 원리 및 또한 전술한 에지 히터의 배열에 의한 이것에 대한 효과는, 오목 부분이 상기 시트의 가장 외측 에지 부분에 이웃하는 영역 내에 존재하는 것을 나타낸다. 이 오목 부분은 상기 밀링 및 스트레칭되는 시트의 주요 중앙 부분의 두께 크기 특성보다 어느 정도 작은 깊이 또는 두께를 가지며, 과도 범프 영역(transitional bump region)이 오목한 측면 에지 부분과 상기 시트의 주요 중앙 부분 사이 접점에 존재한다. 이 과도적인 범프 영역은 시트의 주요 중앙부분의 두께 보다 더 큰 두께 크기를 갖는다.

그 결과, 방향성 플라스틱 스트랩의 생산에 부수적인 개발에 따라, 특히 본 발명의 원리에 따라, 부가의 히터는, 에지 히터(188)가 되는 것과 같은 방식으로 상기 시트 가공물(122)에 대해 배열되지만, 상기 히터(188)로부터 축방향으로 안으로 배열되어, 상기 시트 가공물의 (122)의 주요 중앙 부분을 향해 배열되며, 특히, 상기 과도적인 범프 영역에 상응하는 시트 가공물(122)을 따라 축방향 위치에 배열되며, 후자의 영역 및 오목한 부분이 효과적으로 제거되거나 또는 감소되므로, 상기 밀링 그리고 스트레칭되는 시트(122)의 두께 프로화일이 전체 폭 크기를 넘어 일정할 수 있다.

특히, 제9도를 참고로 하면, 횡단면이 11.43cm(4.5인치)의 폭 크기를 가지는 밀링 그리고 스트레칭되는 시트 가공물과 관련하여 도시되어 있다. 파일럿(pilot) 가공물과 관련하여 도시된 그래프 데이터는 전술한 것처럼 24인치의 폭을 가지는 실제의 생산 시트 가공물과 관련하여 복제되는 유사한 데이터 및 프로화일을 반영한다. 그러므로, 본 발명의 전술한 에지 히터도 그리고 부가의 스트립 히터도 이용될 수 없을 때, 밀링 및 스트레칭되는 시트 가공물의 프로화일을 나타내는 그래프 A에서 알 수 있는 것처럼, 이 시트 가공물 프로화일은 시트 가공물의 양측 에지 부분에서 오목한 부분을 포함하며, 또한 이 오목한 부분은 한 쌍의 횡방향으로 거리를 가지는 범프 과도 지점(At)의 수단을 통해 시트 가공물의 주요 중앙 부분과 연결되어있다. 상기 범프 과도 지점(At)은 밀링된 그리고 스트레칭된 파일럿 시트 가공물의 폭을 따라 3.18cm(1.25인치) 및 8.26cm(3.25인치) 지점에서 생기고, 따라서 본 발명에 따라, 스트립 히터(194)는, 제7-9도에 도시된 것처럼, 상기 에지 히터(188)의 배치와 비슷하게, 0-갭 어셈블리(120)의 진입 롤러(142) 둘레에, 그러나 상기 범프 과도 지점(At)의 축방향 위치에 상응하는 시트 가공물(122)의 축방향 길이를 따라 축방향 위치에 즉, 이 에지 히터(188)로부터 축방향 안으로 배열된다. 이 히터(194)는 180°의 활형 또는 둘레 크기 위에 상측 0-갭 어셈블리 롤러(142)를 에워싸며, 또한 상기 에지 히터(188)에 비슷한 복사의 적외선 히터를 포함할 수 있다. 또한 이 히터(194)는 적당한 조절 수단(196)에 의해 상기 시트 가공물(112)에 대해 조절 가능하게 배열될 수 있어, 상기 시트 가공물(122)에 그와 같은 히터(194)의 효과를 소요대로 또는 최적으로 변경할 수 있다. 이 히터(194)의 축방향 크기는 알맞게 변경될 수 있고, 또한 그와 같은 거리 및 축방향 길이 변경이 상기 가공물의 가열되는 영역의 폭 또는 축방향 길이에 영향을 미치므로, 상기 적외선 복사는 시트 가공물에 대한 증대된 또는 감소된 분배 효과를 가지며 또한 특히 범프 과도적인 지점(At) 또는 영역과 관련하여 그러하다. 그래프 B, C 및 D는 제9도에서, 1.59cm(0.625인치), 2.54cm(1인치) 및 3.81cm(1.5인치)의 길이를 가지는 히터(194)가 이용될 때, 상기 밀링된 그리고 스트레칭 시트 가공물의 다양한 두께 프로화일에 상응하는 데이터를 보여주고 있다. 또한, 그래프 비교 목적을 위해, 상기 스트립 히터(194)의 효과는 그래프 프로화일의 우측 측면에 도시되었고, 이 시트 가공물의 프로화일은 훨씬 더 평평한 것으로 간주되어, 범프 과도 지점 및 오목한 부분이 제거되거나 감소되었다. 이런 현상에 대한 이유는 과도 범프 영역의 가열로 인한 것이고, 내부의 힘에 대한 그와 같은 영역의 약화는 상기 가공물 내에 존재하고 오이엔테이션 프로세스의 결과로서 작용하며, 그 결과, 이 과도 범프 지점은 그의 두께 크기에서의 감소를 나타내며 그와 같은 과도 범프 영역에 이웃하여 바로 배열된 가공물의 일부분이 그들의 두께 크기에서 상응하는 강화를 갖는다. 또한 시트 가공물에서 받는 롤러 힘은 상기 시트 가공물의 폭을 넘어 그와 같은 두께 감소 및 강화 특성에서 중요한 역할을 한다. 제9도의 그래프의 좌측 비교에서 이 스트립 히터(194)의 효과는 도시되어 있지 않은데 상기 범프 과도 지점 및 오목 부분의 존재를 나타내고 있다. 또한, 제9도의 그래프의 좌측면으로부터 알 수 있는 것처럼, 그래프 E는, 상기 에지 히터(188,190)만이 이용될 때, 일반적인 시트 가공물 프로화일을 나타낸다. 알 수 있는 것처럼, 상기 두께 크기가 감소되고, 이 시트 프로화일은 범프 과도 지점 및 오목한 부분을 나타낸다. 또한, 그래프 ES는, 상기 양 에지 및 스트립 히터가 이용될 때 일반적인 시트 가공물 프로화일을 나타낸다. 알 수 있는 것처럼, 상기 범프 과도 지점이 효과적으로 제거되며, 상기 에지 부분에서 이 두께 크기는 감소된다.

따라서, 전술한 내용에 따라 그리고 특히 본 발명의 원리와 관련하여 개발된 제조 기술 및 장치에 따라 상기 완성되는 밀링 및 스트레칭되는 시트 가공물이 전체 폭 크기를 넘어 평탄도의 개선된 균일성을 나타내어 증대된 용적의 열가소성 스트래핑이 만들어질 수 있고 또는 이것으로부터 이탈하여 그와 같은 제조를 더욱 비용-효과적인 것으로 간주한다.

본 발명의 많은 수정 및 변경이 상기 원리의 관점에서 가능하다. 그러므로 첨부된 청구항의 범위 내에서, 본 발명은 특히 여기에 설명된 것과 달리 실시될 수 있다.

Claims (26)

1. 소정 방향으로 관통 이동하는 시트 가공물을 동시에 밀링 및 스트레칭하는 장치로서, 그 사이에 닙이 형성되는 한 쌍의 대향 롤러로서 이 롤러를 통해 상기 시트가공물이 한번 통과할 때 밀링과 스트레칭이 동시에 이루어지는 대향 롤러와, 상기 시트 가공물을 대향 롤러 사이에 형성된 닙 내에서 동시에 밀링 및 스트레칭 하기 위하여 상기 대향 롤러를 서로 반대 방향으로 충분히 다른 선형의 표면속도로 구동시키는 구동 수단과, 상기 시트 가공물의 대향 측부를 상기 대향 롤러 쌍 사이에 형성된 닙의 상류에서 가열하고 또한 상기 시트 가공물의 대향 측부 에지부로부터 소정 거리 이격되어 있는 시트 가공물의 폭을 가로지는 축방향 위치에서 가열하여, 상기 시트 가공물의 대향 측부 에지부로부터 소정 거리 이격된 축방향 위치의 근방에 형성되는 시트 가공물의 주요 중심부와 일체의 오목부와 이들 오목부 사이에 형성되는 범프 변이 지점을 제거함으로써, 상기 동시에 밀링 및 스트레칭된 시트 가공물이 상기 대향롤러 쌍 사이에 형성된 닙을 통과한 후에 상기 동시에 밀링 및 스트레칭된 시트 가공물의 폭을 가로질러 이 시트 가공물의 평탄도를 증가시키는 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가열 수단은 복수의 적외선 복사 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가열 수단은 상기 대향 롤러 쌍 중 시트 가공물이 장치를 통과하는 방향으로 볼 때 상류에 위치하는 제1상류 롤러를 부분적으로 에워싸는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 복수의 적외선 복사 히터 각각은 1.59-3.81cm 범위의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 동시에 밀링 및 스트레칭되는 시트 가공물의 폭에 걸쳐 평탄도를 얻기 위해 상기 시트 가공물의 대향 측부를 가열하는 수단과 협력하도록, 상기 대향 롤러 쌍 사이에 형성된 닙의 상류 위치에서 상기 시트 가공물의 대향 측부 에지부를 가열하기 위한 부가의 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 부가의 가열 수단은 복수의 적외선 복사 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 가열 수단이 위치하는, 상기 시트 가공물의 대향 측부 에지부로부터의 소정 거리는 3.18cm(1.25인치)인 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 시트 가공물은 폴리프로필렌으로 제조되는 것을 특징으로 사는 밀링 및 스트레칭 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 시트 가공물은 폴리에스터로 제조되는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 폴리에스터는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 장치.
11. 소정 방향으로 이동하는 시트 가공물을 동시에 밀링 및 스트레칭하는 방법으로서, 그 사이에 닙을 형성하여 상기 시트 가공물이 닙을 한번 통과할 때 가공물을 동시에 밀링 및 스트레칭하는 한 쌍의 대향 롤러를 제공하는 단계와, 상기 시트 가공물을 대향 롤러 사이에 형성된 닙 내에서 동시에 밀링 및 스트레칭 하기 위하여 상기 대향 롤러를 서로 반대 방향으로 충분히 다른 선형의 표면속도로 구동시키는 단계와, 상기 시트 가공물의 대향 측부를 상기 대향 롤러 쌍 사이에 형성된 닙의 상류에서 가열하고 또한 상기 시트 가공물의 대향 측부 에지부로부터 축방향 내측으로 소정 거리 이격되어 있는 시트 가공물의 폭을 가로지는 위치에서 가열하여, 상기 시트 가공물의 대향 측부 에지부로부터 소정 거리 이격된 축방향 위치의 근방에 형성되는 시트 가공물의 주요 중심부와 일체의 오목부와 이들 오목부 사이에 형성된 범프 변이 지점을 제거함으로써, 상기 동시에 밀링 및 스트레칭된 시트 가공물이 상기 대향 롤러 쌍 사이에 형성된 닙을 통과한 후에 상기 동시에 밀링 및 스트레칭된 시트 가공물의 폭을 가로질러 이 시트 가공물의 평탄도를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 대향 롤러 쌍 중 하류측의 롤러 쌍은 상류측 롤러 쌍보다 7 내지 12배 더 빠른 선형 표면 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 시트 가공물의 대향 측부의 가열은 적외선 복사 가열의 이용을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 동시에 밀링 및 스트레칭되는 시트 가공물의 폭에 걸쳐 평탄도를 얻기 위해 상기 시트 가공물의 대향 측부를 가열하는 수단과 협력하도록, 상기 대향 롤러 쌍 사이에 형성된 닙의 상류 위치에서 상기 시트 가공물의 대향 측부 에지부를 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 시트 가공물의 대향 측부 에지부의 가열은 적외선 복사 가열의 이용을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
16. 제11항에 있어서, 상기 시트 가공물의 가열이 실시되는, 상기 시트 가공물의 대향 측부 에지부로부터 축방향 내측으로의 소정 거리는 3.18cm(1.25인치)인 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
17. 제11항에 있어서, 상기 시트 가공물은 폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
18. 제11항에 있어서, 상기 시트 가공물은 폴리에스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 폴리에스터는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
20. 제11항에 있어서, 상기 대향 롤러 쌍 중 하류측의 롤러 쌍은 상류측 롤러 쌍 보다 7 내지 12배 빠른 선형 표면 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 밀링 및 스트레칭 방법.
21. 소정의 본래 두께를 갖는 고체 재료 시트로 제조는 플라스틱 스트랩으로서, 상호 이격되어 그 사이에 닙(이 닙은 고체 재료 시트의 소정의 본래 두께보다 작은 소정의 공간 치수를 가짐)을 형성하고 상이한 선형의 표면속도로 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 대향 롤러 중 제1롤러의 제1원주부와 결합하여 상기 닙을 통과함으로써 동시에 밀링 및 스트레칭되며 상기 대향 롤러 중 제2롤러의 제2원주부와 결합하는 고체 재료 시트와, 상기 고체 재료 시트의 대향 측부 에지부로부터 소정 거리 이격된 축방향 위치의 근방에 형성되는 고체 재료 시트의 주요 중심부와 일체의 오목부와 이들 오목부 사이에 형성된 범프 변이 지점을 제거하여, 상기 동시에 밀링 및 스트레칭된 고체재료 시트가 상기 대향 롤러 쌍 사이에 형성된 닙을 통과한 후에 상기 동시에 밀링 및 스트레칭된 고체 재료 시트의 폭을 가로질러 이 고체 재료 시트의 평탄도가 증가되도록, 상기 대향 롤러 쌍 사이에 형성된 닙의 상류와, 상기 고체 재료 시트의 대향 측부 에지부로부터 축방향 내측으로 소정 거리 이격되어 있는 고체 재료 시트의 폭을 가로지는 위치에 배치되는 상기 고체 재료 시트의 가열된 대향 측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 스트랩.
22. 제21항에 있어서, 상기 고체 재료 시트의 대향 측부 에지부 역시 가열되며, 또한 대향 측부 에지부는 고체 재료 시트의 가열된 대향 측부와 협력하여 상기 동시에 밀링 및 스트레칭된 고체 재료 시트의 폭에 걸쳐서 평탄도를 얻도록 상기 대향 롤러 쌍 사이에 형성된 닙의 상류에 배치되고 가열되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 스트랩.
23. 제21항에 있어서, 상기 고체 재료 시트의 상기 대향 측부 에지부로부터의 소정 거리는 3.18cm(1.25인치)인 것을 특징으로 하는 플라스틱 스트랩.
24. 제21항에 있어서, 상기 고체 재료 시트는 폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 스트랩.
25. 제21항에 있어서, 상기 고체 재료 시트는 폴리에스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 스트랩.
26. 제25항에 있어서, 상기 폴리에스터는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 스트랩.