KR100276131B1 - 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
탄성적으로 압축된 제품을 성형/충전/밀봉 기계내로 공급하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 공급 방법은 한쌍의 컨베이어 벨트(60, 62)의 공급 단부내로 수평으로 압축된 제품을 수납하는 단계와, 압축된 제품을 배출 단부로 연속적으로 이송하는 단계와, 플라스틱 필름에 대한 팽창력을 제품 적층체에 가함이 없이 한쌍의 캔틸레버된 컨베이어 벨트 둘레에 플라스틱 필름을 연속적으로 형성하는 단계와, 폐쇄된 튜브를 형성하고 밀봉하는 단계와, 밀봉이 충분히 강해서 제품 적층체를 압축하여 유지하는 후에만 압축된 제품의 적층체를 폐쇄된 튜브내로 해제하는 단계를 포함한다. 한쌍의 컨베이어 벨트(60, 62)는 강성의 컨베이어 배킹 부재(44, 46)와, 캔틸레버된 단부(48, 50)를 구비하며, 배출 풀리(54, 58)는 각 캔틸레버된 단부에 장착되어 있다. 적어도 하나의 지지봉이 캔틸레버된 단부 근처에서 배킹 부재를 결합하여, 컨베이어 벨트사이의 탄성적으로 압축된 제품의 하나 이상의 적층체의 팽창력에 견딜 수 있다.
Description
성형/충전/밀봉 기계는 본 기술분야에 오래전부터 공지되어 있다. 그러나, 기저귀와 같은 탄성적으로 압축가능한 제품을 압축된 상태로 포장하는데 이러한 기계를 이용할 수 있는 기술은 최근에 개발되었다. 예를 들면, 구스타브슨(Gustavsson)의 미국 특허 제 4,592,193 호에는 한쌍의 수렴 벨트에 의해 제품 위아래에서 제품을 압축하는 장치가 개시되어 있다. 압축된 제품은 압축부를 통해 평행한 컨베이어부내로 인덱스되며, 상기 평행한 컨베이어부는 상하부 벨트에 의해 제품을 압축된 상태로 유지하며 필름 튜브 성형 시스템내로 캔틸레버되어 있다. 필름 튜브 성형 시스템은 평행한 컨베이어 둘레에 위치된다. 필름 튜브 에지는 모여서, 이들이 중첩되는 곳에서 밀봉된다. 필름과 평행한 컨베이어 사이에는 구동 결합력이 제공되어 컨베이어가 인덱스될 때 필름을 전진시킨다. 평행한 컨베이어의 배출 단부에는 필름 튜브를 가로밀봉하고 절단하기 위한 수단이 제공되어 있다. 이 수단 바로 다음에는 배출 컨베이어가 위치되어 있다. 상기 배출 컨베이어부의 목적은 압축된 제품이 새로운 중첩 시일을 가진 필름 튜브내로 해제된 후에 제품을 압축 상태로 유지하는 것이다. 배출 컨베이어부는 시일을 냉각시킬 수 있는 시간을 제공하여, 제품을 압축된 상태로 유지하기에 충분한 강도를 얻을 수 있게 한다. 상술한 구스타브슨(Gustavsson)의 미국 특허 제 4,592,193 호의 시스템은 전체 시스템이 한번에 하나의 제품을 전진시켜 인덱스하기 때문에 속도가 느리다. 또한, 구스타브슨(Gustavsson)의 미국 특허 제 4,592,193 호의 시스템은 제품이 튜브내로 해제된 후에 압축된 제품을 파지하기 위한 개별 배출 컨베이어부가 필요하다.
리(Lee) 등의 미국 특허 제 3,523,628 호에는 일회용 기저귀의 적층체용의 제품 압축 장치가 개시되어 있다. 제품을 압축된 상태로 유지하도록 적층체 둘레에 종이 슬리브 포장기가 배치될 때 적층체를 압축된 상태로 유지하는 한쌍의 이격된 조오(jaw)와 같은 홀더내로 적층체를 배출하는 한쌍의 수렴하는 무단 벨트 사이에서 압축이 이뤄진다. 기저귀 적층체는 연속적인 공정에서 그 본래의 두께의 약 1/2로 압축된다.
다른 공지 기술로는 머캔퍼스(Muckenfuhs) 등의 미국 특허 제 5,022,216 호에 기술된 바와 같은 성형된 레그내로 압축된 기저귀 적층체를 이송하기 위한 방법 및 장치가 있다. 그러나, 이러한 종래 기술은 제품의 적층체가 장전되어 있는 동안에 연속적인 플라스틱 필름을 성형 및 밀봉하는 문제점을 해결하는 것은 없었다.
허니(Heaney)의 미국 특허 제 4,722,168 호에는 필름 튜브 성형 및 밀봉 시스템이 개시되어 있다. 필름 튜브는 두개의 에지 부분이 하방으로 연장하는 지느러미형부에 형성된 대체로 장방형 형상으로 형성된다. 지느러미형 휠은 하방으로 연장되며 인접한 쌍의 필름 에지 지느러미형부를 파지한다. 중간쌍의 지느러미형 휠은 가열되어 연속적인 종방향 시일내에서 에지를 함께 밀봉한다. 그러나, 대부분의 다른 성형/충전/밀봉 기계에 있어서, 제품은 탄성적으로 압축되지 않으며, 제품의 적층체가 장전되어 있는 동안에 연속적인 플라스틱 필름을 성형 및 밀봉하는 것과는 관련이 없다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 수납하고 그리고 플라스틱 필름을 연속적으로 형성하고, 최고로 빠른 속도에서 탄성적으로 압축된 제품의 이격된 적층체로 튜브를 충전할 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 튜브 또는 그 시일을 손상시키지 않고 튜브가 형성된 후에 바로 연속적인 플라스틱 필름내로 해제하기 위한 단지 하나의 컨베이어부를 구비한 간단한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탄성적 제품의 적층체가 약 75 파운드 내지 약 200 파운드 범위의 힘하에서 압축될 때 상술한 목적을 성취할 수 있다.
사전압축된 탄성 제품은 연속적으로 형성된 플라스틱 필름 튜브내로 수납되고 이송된다. 플라스틱 필름 튜브는 탄성 제품의 다중의 이격된 적층체 둘레에서 종방향으로 밀봉되고 폐쇄된 지느러미형부이며, 적층체는 밀봉된 튜브내에 캔틸레버된 컨베이어 시스템에 의해 압축되어 유지된다. 컨베이어 시스템은 지느러미형 시일이 제품의 압축을 유지하기에 충분한 강도로 될 때까지 압축된 제품을 튜브내로 해제하지 않는다. 제품은 컨베이어 시스템에 존재한 후에 필름 튜브내에서 약간 탄성적으로 팽창하여 캔틸레버된 컨베이어 시스템에 의해 이전에 차지한 공간을 충전한다.
탄성 제품의 적층체는 압축력의 인가 방향에 실질적으로 수직으로 나란하게 위치된 다수의 제품으로서 규정된다. 또한, 본 명세서에서 규정한 제품의 적층체는 몇개의 나란한 제품의 열을 포함할 수도 있으며, 모든 적층체 열이 서로 접촉하거나 또는 이들이 하나의 번들로서 포장될 때 서로에 충분히 근접하여 위치되는 한 하나의 열은 다른 열의 상부에 위치되거나, 하나의 열이 다른 열의 전방 또는 후방에 놓이게 된다.
본 발명의 일 실시예에서, 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법은 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 한쌍의 컨베이어 벨트의 공급 단부로 수납하는 단계와, 적층체를 한쌍의 컨베이어 벨트의 배출 단부로 연속적으로 이송하는 단계를 포함한다. 한쌍의 컨베이어 벨트는 바람직하게 수평으로 압축되는 상태로 그리고 약 75 파운드 내지 약 200 파운드의 힘하에서 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 이송하도록 배향되어 있다. 또한, 적층체는 연속 이송 단계를 걸쳐 탄성적으로 압축된 제품의 다른 적층체로부터 이격되어 유지된다. 이러한 공간은 밀봉 및 절단 다이가 튜브내의 적층체내의 갭에 후에 들어갈 수 있게 하고, 적층체 사이에 폐쇄된 플라스틱 튜브를 밀봉하고, 적층체를 절단하여 각 적층체에 대해 개별적으로 포장을 할 수 있다.
한편, 플라스틱 필름은 한쌍의 컨베이어 벨트 둘레에 점진적으로 형성되어 폐쇄된 튜브를 형성하며, 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 폐쇄된 튜브상에서 팽창력을 발휘하지 않는 반면에, 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 한쌍의 컨베이어 벨트에 의해 이송된다. 다른 단계에서, 폐쇄된 튜브는 연속적으로 밀봉되어 종방향으로 밀봉된 튜브를 형성한다. 상기 형성 단계 동안에 폐쇄된 튜브상에는 실질적으로 평행하고 외측으로 향한 에지가 형성되며, 이들 에지는 함께 밀봉된 지느러미형부이다. 마지막으로, 본 발명의 방법은 상기 밀봉 단계가 충분히 완료되어 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 종방향으로 밀봉된 튜브내에 압축상태로 유지시킨 후에만 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체가 상기 종방향으로 밀봉된 튜브내로 해제되는 단계를 포함한다. 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 팽창되어, 적층체가 해제될 때 컨베이어 벨트에 의해 차지한 공간을 충전한다. 적층체는, 이 적층체가 종방향으로 밀봉된 튜브에 의해 억제되기 때문에 비압축된 크기보다는 작지만 적층체의 사전 압축된 크기보다는 크게 팽창된다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하기 위한 장치는 프레임과, 이 프레임에 지지된 제 1 공급 풀리를 포함한다. 또한, 프레임에 지지된 제 2 공급 풀리도 포함한다. 제 2 공급 풀리는 실질적으로 제 1 공급 풀리와 평행하다. 제 1 배킹 부재는 프레임에 결합되고, 상기 프레임은 제 1 캔틸레버된 단부와, 이 캔틸레버된 단부에 장착된 제 1 배출 풀리를 구비한다. 제 2 배킹 부재는 프레임에 결합되고, 상기 프레임은 제 2 캔틸레버된 단부와, 이 제 2 캔틸레버된 단부에 장착된 제 2 배출 풀리를 구비한다. 제 2 배출 풀리는 제 1 배출 풀리와 실질적으로 나란하다.
본 발명의 장치는 제 1 공급 풀리 및 제 1 배출 풀리 둘레를 통과하는 제 1 컨베이어 벨트와, 제 2 공급 풀리 및 제 2 배출 풀리 둘레를 통과하는 제 2 컨베이어 벨트를 더 포함한다. 제 1 배킹 부재는 제 1 공급 풀리와 제 1 배출 풀리 사이의 제 1 컨베이어 벨트내에 지지되어 있고, 제 2 배킹 부재는 제 2 공급 풀리와 제 2 배출 풀리 사이의 제 2 컨베이어 벨트내에 지지되어 있다. 본 장치에는 제 1 및 제 2 캔틸레버된 단부 근처에서 제 1 및 제 2 배킹 부재를 연결하는 적어도 하나의 지지봉을 포함하여, 탄성적으로 압축된 제품의 하나 이상의 적층체의 팽창력하에서 제 1 및 제 2 배킹 부재를 실질적으로 평행하고 직선으로 유지한다. 제 1 및 제 2 배킹 부재는 서로 이격되어, 제 1 및 제 2 컨베이어 벨트가 제 1 및 제 2 배킹 부재에 의해 지지될 때 탄성적으로 압축된 제품의 적층체가 제 1 및 제 2 컨베이어 벨트 사이에 압축되어 유지되게 한다.
구동 시스템은 제 1 및 제 2 컨베이어 벨트중 적어도 하나를 구동시켜, 탄성적으로 압축된 제품이 제 1 및 제 2 공급 풀리로부터 제 1 및 제 2 배출 풀리까지 연속적으로 이송되게 한다. 제 1 및 제 2 컨베이어 벨트와, 벨트 구동 시스템과, 제 1 및 제 2 배킹 부재와, 제 1 및 제 2 공급 및 배출 풀리와, 적어도 하나의 지지봉은 압축 분리 장치를 형성한다.
본 장치는 압축 분리 장치 둘레에 폐쇄된 플라스틱 필름 튜브를 점진적으로 형성하기 위한 플라스틱 필름 풀림 시스템 및 필름 튜브 성형기를 포함한다. 또한, 본 장치는 풀림 시스템으로부터 플라스틱 필름을 연속적으로 당기고, 폐쇄된 플라스틱 필름을 밀봉하여 종방향으로 밀봉된 튜브를 형성하기 위한 수단을 포함한다. 상기 당김 및 밀봉 수단은 압축 분리 장치에 위치되어, 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는, 종방향으로 밀봉된 튜브가 충분히 강해서 탄성적으로 압축된 제품을 압축된 상태로 유지시킨 후에만 압축 분리 장치로부터 종방향으로 밀봉된 튜브내로 해제된다.
본 발명은 성형/충전/밀봉 기계(form/fill/seal machines)에 관한 것이며, 특히 제품이 연속 플라스틱 필름 튜브내로 충전될 때 탄성적으로 압축되게 하는 기계에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 공정이 연속 이동 공정(continuous motion process)으로 이뤄지는 성형 기계 및 성형 방법에 관한 것이다.
도 1은 한쌍의 컨베이어 벨트 및 플라스틱 필름 튜브 성형부가 도시되어 있는 것으로 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 본 발명의 튜브 성형부로 공급하기 위한 장치의 바람직한 실시예의 사시도,
도 2는 필름 튜브가 성형될 때 그 내측에 캔틸레버된 한쌍의 컨베이어 벨트를 도시하는 도 1의 2-2선 측단면도,
도 3은 한쌍의 컨베이어 벨트의 배출 단부를 도시하는 부분 절단 평면도,
도 4는 한쌍의 컨베이어 벨트와 그 배킹 부재(backing member)의 구조를 도시하는 도 2의 4-4선 배면 단면도,
도 5는 시일된 플라스틱 필름 튜브내로 배출된 탄성 제품의 적층체를 도시하는 도 2의 5-5선 배면 단면도.
본 명세서는 본 발명을 특별히 지적하고 명료하게 청구하는 특허청구범위를 포함하지만, 본 발명은 유사한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리키도록 표시된 첨부 도면과 관련하여 취한 바람직한 실시예에 대한 하기 설명으로부터 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.
도면, 특히 도 1 내지 도 3을 참조하면, 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 성형/충전/밀봉 기계내로 공급하기 위한 방법 및 장치(일괄적으로 참조부호 10으로 표시함)를 제공하는 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 장치(10)는 프레임(12), 한쌍의 컨베이어 벨트(14), 플라스틱 필름 풀림 시스템(16) 및 필름 튜브 성형기(18)를 포함한다. 한쌍의 컨베이어 벨트(14)는 실질적으로 동일한 길이이며 실질적으로 평행하고 나란한 2개의 벨트이며, 공급 단부(20) 및 배출 단부(22)를 포함한다.
탄성적으로 압축된 제품의 적층체(24)는 수평축을 따라 배향되고, 도시하지 않은 압축 수단에 의해 약 75 파운드 내지 약 200 파운드의 압축력(F)으로 사전 압축된 후에 공급 단부(20)내로 공급된다. 특히, 압축 수단은 적층체(24)를 초과압축한 다음에 적층체(24)가 공급 단부(20)에 수납될 때 상기 압축력(약 75 파운드 내지 약 200 파운드)으로 되도록 압축력을 해제한다. 한쌍의 컨베이어 벨트(14)는 압축력(F)을 실질적으로 일정하게 유지하면서 연속적인 방법으로 공급 단부(20)로부터 배출 단부(22)까지 적층체(24)를 이송한다. 그러나 제품의 적층체가 완전히 탄성이 아니라면 벨트의 압축력(F)은 어느 정도 완화될 수 있다. 본 발명의 제품의 바람직한 적층체로는 접혀진 기저귀 적층체가 있다.
한편, 플라스틱 필름 풀림 시스템(16)은 플라스틱 필름(26)의 웨브를 필름 튜브 성형기(18)로 연속적으로 공급한다. 바람직하게, 필름 튜브 성형기(18)는 고정식 접는 판이다. 적어도 한쌍의 밀봉 휠(30)은 플라스틱 필름(26)을 풀림 시스템(26)으로부터 접는 판상으로 당겨서 폐쇄된 플라스틱 필름 튜브(32)를 형성한다. 필름 튜브 성형기(18)는 플라스틱 필름(26)을 장방형 단면으로 접으며, 상기 플라스틱 필름의 에지(34)는 장방형 단면과 실질적으로 평행하며, 장방형 단면에서 외측으로 접해 있다. 이러한 장방형 단면 및 실질적으로 외측으로 접한 에지(34)는 도 4에 잘 도시되어 있다.
밀봉 휠(30)은 에지(34)를 파지하여, 플라스틱 필름(26)을 당기고 에지(34) 사이로 지느러미형 시일(36)을 삽입한다. 바람직하게, 밀봉 휠(30)은 플라스틱 필름(26)을 에지(34)에서 충분히 연화시키는 온도까지 가열된다. 또한, 밀봉 휠(30)은 에지(34)에서 연화된 플라스틱 필름(26)을 함께 용융시키기에 충분한 압력을 작용시켜 종방향으로 밀봉되고 폐쇄된 튜브(38)를 형성한다. 지느러미형 시일(36)은 공기로 냉각될 수 있거나, 한쌍의 냉각 휠이 밀봉 휠(30)로부터 하류에 위치되어 밀봉 공정의 완료를 용이하게도 할 수 있다. 선택적으로, 세쌍의 휠이 필름(26)을 당기고, 에지(34)를 가열하고 그리고 지느러미형 시일(36)을 냉각할 수 있으며, 각 쌍의 휠은 이전쌍의 휠로부터 하류로 이격되어 있다. 필름 속도가 25m/분 일 경우에, 지느러미형 시일(36)은 냉각이 개시된 후 대략 1초에 길이가 최대가 된다. 시일 경화 시간 동안에, 탄성 제품의 적층체(24)로부터의 팽창력(R)은 종방향으로 밀봉된 튜브(38)로부터 분리된다. 이와 관련해서, 장치(10)의 기능중에는 압축 분리 장치로서의 기능도 있다.
한쌍의 컨베이어 벨트(14)는 밀봉된 튜브(38)내로 캔틸레버되어 있고, 탄성 제품(24)의 적층체는 벨트사이에서 수평으로 압축되어 유지된다. 탄성 제품의 적층체(24)는 지느러미형 시일(36)이 그 전체 길이에 걸쳐 완전히 경화될 때까지 종방향으로 밀봉된 튜브(38)내로 배출되지 않는다. 탄성 제품의 적층체(24)가 배출 단부(22)로부터 밀봉된 튜브(38)내로 해제되면, 팽창력(R)은 밀봉된 튜브(38)에 가해지며, 지느러미형 시일(36)은 팽창력에 견딜 수 있어야 한다. 그러나, 탄성 제품의 적층체(24)의 크기는 한쌍의 컨베이어 벨트(14)에 의해 압축되고 이송될 때 크기(40)로 된다. 이러한 크기(40)는 적층체가 종방향으로 밀봉된 튜브(38)내로 해제될 때의 탄성 제품의 적층체(24)의 크기(42)보다 작다. 즉, 탄성 제품의 적층체(24)는 밀봉된 튜브를 충전하도록 해제될 때 팽창하며, 상기 밀봉된 튜브의 크기는 그내로 캔틸레버된 압축 분리 장치보다 크기가 약간 크다.
프레임(12)은 바닥에 장착된 프레임이며, 바람직하게 강관(tubular steel)으로 제조된다. 제 1 배킹 부재(44) 및 제 2 배킹 부재(46)는 프레임(12)에 수평으로 장착된다. 배킹 부재(44, 46)는 평행하고 프레임(12)으로부터 부분적으로 캔틸레버되어 있으며, 각기 제 1 캔틸레버 단부(48) 및 제 2 캔틸레버 단부(50)를 갖고 있다. 제 1 배킹 부재(44)는 그 일 단부에 장착된 제 1 공급 풀리(52)와, 제 1 캔틸레버 단부(48)에 장착된 제 1 배출 풀리(54)를 갖고 있다. 유사하게, 제 2 배킹 부재(46)는 그 일 단부에 장착된 제 2 공급 풀리(56)와, 제 2 캔틸레버 단부(50)에 장착된 제 2 배출 풀리(58)를 갖고 있다. 제 1 공급 풀리(52)와 제 1 배출 풀리(54) 사이에는 제 1 배킹 부재(44)를 둘러싸는 제 1 컨베이어 벨트(60)가 결합되어 있다. 제 2 공급 풀리(56)와 제 2 배출 풀리(58) 사이에는 제 2 배킹 부재(46)를 둘러싸는 제 2 컨베이어 벨트(62)가 결합되어 있다. 적어도 하나의 구동 모터 및 속도 제어 시스템(64)은 프레임(12)에 장착되어 벨트(60, 62)중 적어도 하나를 구동한다.
제 1 및 제 2 배킹 부재(44, 46)는 서로를 향해 있는 플랜지를 구비한 채널형 부재이다. 배킹 부재(44, 46) 사이에는 어느 정도의 공간이 있어서, 벨트(60, 62)가 이 배킹 부재 사이에 설치될 수 있다. 각 배킹 부재의 상부 플랜지 및 하부 플랜지를 가로질러 적어도 하나의 지지봉(66)이 연결되어 있으며, 상기 지지봉(66)은 벨트(60, 62) 사이를 통과하는 탄성 제품의 적층체의 압축력에 대해 채널이 견딜 수 있도록 작용한다. 벨트 인장기 및 구동 풀리는 작동할 때 항상 벨트(60, 62)가 팽팽하게 유지되게 한다. 구동 풀리 및 인장 풀리는 프레임(12)에 장착되어 벨트(60, 62)가 배킹 부재의 전체 측면 길이를 따라 배킹 부재(44, 46)에 장착되게 하며, 상기 배킹 부재는 이 배킹 부재가 캔틸레버되어 있는 대향 측면을 따라 서로를 향해 있다. 배킹 부재 및 벨트와, 지지봉의 이러한 구성은 장방형 튜브 압축 분리 장치를 형성한다. 바람직하게, 지지봉은 채널 플랜지내로 오목하게 되어 있어서 압축 분리 장치의 단면적을 최소화한다.
플라스틱 필름 풀림 시스템(16)은 프레임(12)에서 이격되어 프레임(12)상에 장착되어 있다. 필름 튜브 성형기(18)는 프레임(12)에 장착되어, 배킹 부재(44, 46) 및 벨트(60, 62)와, 지지봉(66)으로 형성된 장방형 튜브 압축 분리 장치를 밀접하게 둘러싸며, 바람직하게 상기 필름 튜브 성형기(18)는 종래의 접는 판이다. 따라서, 플라스틱 필름은 풀림 시스템(16)으로부터 당겨지고 튜브 성형기(18) 둘레로 당겨져서, 폐쇄된 플라스틱 필름 튜브(32)를 형성하며, 상기 튜브(32)의 단면은 압축 분리 장치의 바로 외측의 바로 외측에서는 장방형이다.
종래 기술의 장치보다 우수한 본 발명의 주 장점은, 지느러미형 시일이 완전히 경화될 때까지 고압축력이 플라스틱 필름 튜브로부터 분리되어 있다는 것이다. 지느러미형 시일은 랩 시일(lap seal)을 제조하는 것보다 빨리 제조할 수 있는데, 그 이유는 열이 플라스틱 필름내로 이동되어 필름의 양 측면으로부터 제거될 수 있기 때문이다. 다른 주요한 장점은 본 발명이 75적층체/분의 고속의 연속 이동 공정에서 필름 튜브내로 적층체를 장전할 수 있다는 것이다. 이것은 적층체가 캔틸레버된 압축 분리 장치에서 이격되어 적층체 사이에서의 튜브 가로 밀봉 및 절단이 튜브 성형 및 충전 작동으로부터 하류에서 독립적으로 이뤄지기 때문이다.
본 발명의 작동 변수, 즉 한쌍의 컨베이어 벨트(14) 사이에 필요한 압축력과, 컨베이어 벨트(60, 62)상의 탄성 제품의 적층체의 풋프린트(footprint)와, 가로 밀봉을 위해 필요한 적층체의 간격과, 장치(10)의 소망하는 작동 속도 등이 정밀하게 평형을 이룬다. 압축력은 벨트와 그 배킹 부재사이의 마찰력을 결정한다. 작동 속도는 벨트 사이에 필요한 적층체의 개수를 결정해서 지느러미형 시일에 필요한 압축 분리 시간 동안 경화시킬 수 있다. 벨트 사이의 많은 적층체는 마찰력을 증가시킨다. 벨트내의 장력은 마찰력의 함수이다. 벨트는 고작동 장력을 수반하도록 하는 반면에 소경의 배출 풀리 둘레에서 구부러지기에 충분히 얇게 설계되며, 상기 풀리는 사전압축된 적층체 크기(40)와 팽창된 적층체 크기(42) 사이의 차이를 최소화하는데 필요한 것이다. 따라서, 얇은 벨트 및 소경 배출 풀리와, 얇은 벽으로된 경강 채널 배킹 부재와, 채널상의 저마찰 경질 크롬 도금과, 채널사이의 얇은 강제 지지봉은 본 발명의 설계에서 최적의 크기로 될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 주 구성요소의 구조는 다음과 같다. 탄성적으로 압축된 기저귀의 수평 적층체는 나란한 열로 배열된 26개의 기저귀를 포함하며, 압축 분리 장치에서 이송되는 동안에 폭이 162㎜이며, 높이는 115㎜이고 길이는 210㎜이다. 필름 튜브내로 해제될 때, 압축된 폭은 240㎜로 증가되며, 플라스틱 필름 튜브상에서 약 25파운드의 팽창력(R)을 발생한다.
플라스틱 필름 튜브는 적층된 플리프로필렌 및 폴리에틸렌 필름 적층체로서 두께가 0.04㎜이고 폭이 673㎜로 제조된다. 튜브는 단면이 실질적으로 장방형으로 형성되며, 폭이 216㎜이고 높이가 135㎜이다.
한쌍의 컨베이어 벨트(60, 62)는 각각 108㎜의 높이와, 가장 근접한 측면 사이에서 162㎜의 공간과, 1.9m의 이송 길이를 갖고 있으며, 상기 1.9m의 길이중 1.4m의 길이는 캔틸레버되어 있다. 각 벨트는 두께가 1.5㎜이며, 플리에스터 및 우레탄으로 제조된다. 이러한 벨트는 미국 캔터키주 에랑거 소재의 에프. 엔. 시파드 코포레이션(F. N. Sheppard Co.)이 모델번호 2Wl-2El로 판매하는 벨트일 수 있다. 각 벨트는 고온가황처리된 핑거 접합부 및 접지 에지를 갖고 있다. 벨트는 폴리에스터 코어 및 화이트 우레탄 상부 피복재를 갖고 있다. 이들 벨트는 얇고 가요성이지만, 인치폭당 90파운드의 작동 인장강도를 갖고 있다. 동적 벨트 인장기가 제공되는데, 그 이유는 얼마나 많은 탄성 제품의 적층체가 한번에 이송되는 것에 따라서 벨트 하중이 크게 변화할 수 있기 때문이다. 벨트 인장은 벨트가 전혀 늘어지지 않을 정도로 충분히 높게 유지된다.
바람직하게, 플라스틱 필름의 롤용의 풀림 시스템은 캔틸레버된 한쌍의 컨베이어 벨트상에 중심설정된다. 접는 판은 한쌍의 컨베이어 벨트의 캔틸레버된 단부의 상류에서 1.33㎜에 위치된다. 필름은 적층체가 공급되는 속도와 실질적으로 동일한 25m/분의 속도에서 연속적으로 공급된다. 적층체 사이에는 약 140㎜의 공간이 있다. 풀림 시스템으로부터 필름을 당기는 것은 직경이 114㎜인 세쌍의 당김 휠, 가열 휠 및 냉각 휠에 의해 성취되는 것이 바람직하다. 밀봉 휠은 340℉에서 가열되며, 냉각 휠은 70℉로 유지된다. 튜브로부터 외측으로 13㎜ 연장하는 최종의 지느러미형 시일은 휠 사이에서 10파운드의 힘하에서 형성된다. 밀봉 휠을 빠져나온 후 1초의 냉각 시간후에 종방향으로 밀봉된 튜브내에 압축된 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 유지할 수 있도록 밀봉이 충분히 완료되어 있다.
강철 튜브로 제조된 프레임은 제 1 공급 풀리 및 제 2 공급 풀리를 지지하며, 상기 제 1 및 제 2 공급 풀리는 서로에 대해 실질적으로 평행하다. 제 1 및 제 2 배킹 부재는 프레임에 캔틸레버된 강철 채널이다. 배킹 부재는 길이가 1.8m이다. 각 채널은 컨베이어 벨트가 걸리도록 외측상에 1.6㎜의 홈이 있어서, 컨베이어 벨트가 필름 튜브에 대해 마찰되는 것을 방지하며, 또한 9.5㎜의 웨브 단면 두께를 갖고 있다. 각 채널은 저마찰 벨트 활주면을 제공하도록 경질 크롬 도금되어 있다. 폴리에스터 내부 벨트 표면을 구비한 경질 크롬의 운동 마찰 계수는 약 0.16이다. 다른 채널 표면 피복재는 보다 낮은 마찰 계수를 가질 수 있지만, 이들은 고가이며 내구성이 약하다.
탄성적으로 압축된 제품의 5개 적층체가 5hp 벨트 구동 모터에 의해 약 25m/분의 속도로 한번에 연속적으로 이송된다.
제 1 및 제 2 배출 풀리는 한쌍의 컨베이어 벨트의 캔틸레버된 단부에 위치된다. 각 배출 풀리는 108㎜의 길이와, 튜브내로 해제된 후에 탄성적으로 압축된 제품의 적층체의 팽창을 감소시키도록 최소화된 9.5㎜의 직경을 갖고 있다. 적어도 하나의 지지봉은 제 1 및 제 2 캔틸레버된 단부 근처에서 제 1 및 제 2 배킹 부재를 연결하여 제 1 및 제 2 배킹 부재가 실질적으로 평행하고 견고하게 유지되게 한다. 전형적인 지지봉의 치수는 157㎜ 길이 × 25㎜ 폭 × 15㎜ 두께이며, 지지봉은 강철로 제조된다. 바람직하게, 컨베이어 벨트사이의 고압축력에 견딜 수 있도록 6개 또는 8개의 지지봉이 사용된다.
본 발명의 특정 실시예가 도시 및 기술되었지만, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 다른 변경 및 변형이 이루어질 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서 첨부된 청구범위에서는 본 발명의 범위에 속하는 그러한 모든 변경 및 변형을 포함하도록 의도된다.
Claims (10)
- 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법에 있어서,① 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 한쌍의 컨베이어 벨트의 공급 단부내로 수납하는 단계와,② 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 한쌍의 컨베이어 벨트의 배출 단부로 연속적으로 이송하는 단계와,③ 상기 한쌍의 컨베이어 벨트 둘레에 플라스틱 필름을 점진적으로 형성하여 폐쇄된 튜브를 형성하는 단계로서, 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 상기 폐쇄된 튜브상에서는 팽창력을 발휘하지 않는 반면에, 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 상기 한쌍의 컨베이어 벨트에 의해 이송되는, 상기 형성 단계와,④ 상기 폐쇄된 튜브를 연속적으로 밀봉하여 종방향으로 밀봉된 튜브를 형성하는 단계와,⑤ 상기 밀봉 단계가 완료되어 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 상기 종방향으로 밀봉된 튜브내에 압축시켜 유지시킨 후에만 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 상기 종방향으로 밀봉된 튜브내로 해제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
- 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법에 있어서,① 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 한쌍의 컨베이어 벨트의 공급 단부내로 수납하는 단계로서, 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 75 파운드 내지 125 파운드의 힘하에서 상기 한쌍의 컨베이어 벨트 사이에서 수평방향으로 압축되어 있으며, 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 탄성적으로 압축된 제품의 다른 적층체로부터 이격되어 있는, 상기 수납 단계와,② 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 한쌍의 컨베이어 벨트의 배출 단부로 연속적으로 이송하는 단계로서, 75 파운드 내지 125 파운드의 상기 힘은 상기 연속적으로 이송하는 단계에 걸쳐 유지되는, 상기 이송 단계와,③ 상기 한쌍의 컨베이어 벨트 둘레에 플라스틱 필름을 점진적으로 형성하고 밀봉하여 종방향으로 밀봉된 폐쇄된 튜브를 형성하는 단계로서, 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 상기 종방향으로 밀봉된 폐쇄된 튜브상에서는 팽창력을 발휘하지 않는 반면에, 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 상기 한쌍의 컨베이어 벨트에 의해 이송되는, 상기 형성 단계와,④ 상기 밀봉 단계가 완료되어 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 상기 종방향으로 밀봉된 폐쇄된 튜브내에 압축시켜 유지시킨 후에만 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 상기 종방향으로 밀봉된 폐쇄된 튜브내로 해제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체가 상기 종방향으로 밀봉된 튜브내로 해제될 때 사전압축된 크기보다 큰 크기로 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 팽창시키도록 하는 단계를 더 포함하는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 한쌍의 컨베이어 벨트는 수평방향으로 압축된 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 이송하도록 배향되어 있는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 상기 연속적으로 이송하는 단계에 걸쳐서 탄성적으로 압축된 제품의 다른 적층체로부터 이격되어 유지되는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 한쌍의 컨베이어 벨트에 의해 연속적으로 이송되는 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 75 파운드 내지 125 파운드의 힘하에서 압축되어 유지되는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
- 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하기 위한 장치에 있어서,① 프레임과,② 상기 프레임에 지지된 제 1 공급 풀리와,③ 상기 프레임에 지지되어 있고 상기 제 1 공급 풀리와 평행한 제 2 공급 풀리와,④ 상기 프레임에 연결되어 있고, 제 1 캔틸레버된 단부와, 상기 제 1 캔틸레버된 단부에 장착된 제 1 배출 풀리를 구비한 제 1 배킹 부재(a first backing member)와,⑤ 상기 프레임에 연결되어 있고, 제 2 캔틸레버된 단부와, 상기 제 2 캔틸레버된 단부에 장착된 제 2 배출 풀리를 구비하며, 상기 제 1 배출 풀리와 평행한 제 2 배킹 부재와,⑥ 상기 제 1 공급 풀리와 상기 제 1 배출 풀리 둘레를 통과하며, 상기 제 1 공급 풀리와 상기 제 1 배출 풀리 사이에서 상기 제 1 컨베이어 벨트내에 지지되어 있는 제 1 컨베이어 벨트와,⑦ 상기 제 2 공급 풀리와 상기 제 2 배출 풀리 둘레를 통과하며, 상기 제 2 공급 풀리와 상기 제 2 배출 풀리 사이에서 상기 제 2 컨베이어 벨트내에 지지되어 있는 제 2 컨베이어 벨트와,⑧ 상기 제 1 및 제 2 배킹 부재를 실질적으로 평행하고 견고하게 유지하도록 상기 제 1 및 제 2 캔틸레버된 단부 근처에서 상기 제 1 및 제 2 배킹 부재를 연결하는 적어도 하나의 지지봉(tie bar)으로서, 상기 제 1 및 제 2 배킹 부재는 이격되어, 상기 제 1 및 제 2 컨베이어 벨트가 상기 제 1 및 제 2 배킹 부재에 의해 지지될 때 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체가 상기 제 1 및 제 2 컨베이어 벨트 사이에서 압축되어 유지되도록 하는, 상기 지지봉과,⑨ 상기 제 1 및 제 2 컨베이어 벨트중 적어도 하나를 구동시켜 상기 탄성적으로 압축된 제품이 상기 제 1 및 제 2 공급 풀리로부터 상기 제 1 및 제 2 배출 풀리까지 연속적으로 이송되게 하는 구동 시스템으로서, 상기 제 1 및 제 1 컨베이어 벨트와, 상기 제 1 및 제 2 배킹 부재와, 상기 적어도 하나의 지지봉은 압축 분리 장치를 규정하는, 상기 구동 시스템과,⑩ 플라스틱 필름 풀림 시스템과, 상기 압축 분리 장치 둘레에서 상기 필름 풀림 시스템으로부터 폐쇄된 플라스틱 필름 튜브내로 플라스틱 필름을 점진적으로 형성하기 위한 필름 튜브 성형기와,⑪ 상기 플라스틱 필름을 상기 필름 튜브 성형기상으로 연속적으로 당기고 그리고 종방향으로 밀봉된 튜브를 형성하도록 상기 폐쇄된 필름 튜브를 밀봉하기 위한 수단으로서, 상기 밀봉 수단은 상기 종방향으로 밀봉된 튜브가 강해져서 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 압축상태로 유지시킨 후에만 상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체가 상기 압축 분리 장치로부터 상기 종방향으로 밀봉된 튜브내로 해제하도록 상기 압축 분리 장치에 대해 위치되는 상기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 폐쇄된 플라스틱 필름 튜브는 평행한 외측으로 향한 에지를 구비하며, 연속적으로 밀봉하기 위한 상기 수단은 상기 평행한 외측으로 향한 에지를 밀봉하여 지느러미형 시일을 형성하는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 상기 제 1 및 제 2 컨베이어 벨트 사이에 압축되어 있는 동안에 탄성적으로 압축된 제품의 다른 적층체에서 이격되어 유지되는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,상기 탄성적으로 압축된 제품의 적층체는 상기 제 1 및 제 2 컨베이어 벨트 사이에서 연속적으로 이송되는 반면에, 75 파운드 내지 125 파운드의 힘하에서 압축되어 유지되는탄성적으로 압축된 제품의 적층체를 플라스틱 필름 튜브내로 공급하는 방법.
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