KR100335531B1 - 재료의 롤, 재료의 롤을 제조하는 방법 및 상기 방법을 실시하기 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재료의 롤, 특히 패키지를 스트랩하는 열가소성 리본의 롤에 관한 것으로, 상기 재료의 롤은 단부가 중첩에 의해 상호 접합되는 플라스틱 스트립으로 만들어진 중공형 코어를 포함하며, 상기 코어의 상기 감겨질 재료에 면하는 외측 표면은 그 표면 상의 재료의 미끄러짐을 방지하는 성질로 되어 있다. 경제적이고 재활용 가능한 재료의 롤은 플라스틱 스트립이 접착제가 적용된 표면에 재료에 면하는 외부 코어 표면을 형성하는 접착제가 코팅된 포일로 구성된다는 점에서 본 발명에서 만들어진다. 코어에 면하는 제 1 감김 층은 상기 코어에 접착되며, 대개 전체적인 롤은 기계적으로 강하게 만들어지고, 상기 강도는 재료의 롤의 외측부를 팽팽하게 감싸고 접착제가 없거나 접착제가 중화된 돌출된 개봉용 탭(tear-open tab)을 갖춘 접착제가 코팅된 플라스틱 포일에 의해 증진될 수 있다.
Description
본 발명은 첫째로 청구항 1의 전제부에 기술된 재료의 롤에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 리본 롤이라 또한 불리는 재료의 롤에 관한 것으로, 이 재료의 롤은 얇은 횡단면의 열가소성 리본을 지지하고 일반적으로 중공형 코어 상에 크로스로 감겨지는 것에 관한 것인데, 상기 리본은 스트랩핑을 위해 사용된다.
직물 섬유 재료, 단일-섬사(mono-filaments) 등과 같은 것으로 만든 소정 길이의 실, 밴드, 리본 등과 같은 형태인 재료의 롤은 일반적으로 치수적으로 안정한 중공형 코어와 선택적인 슬리브, 또는 완전히 감겨진 재료의 외측부 주위를 둘러싸고 있는 커프(cuff)를 포함한다.
종래의 리본 롤의 경우에, 중공형 코어는 안정성을 보장, 특히 감겨진 재료에 의해 적용되는 반경방향 힘에 또한 저항하도록 비교적 두껍게 만들어진 마분지 튜브로 구성된다. 보통, 중공형 코어 상에 감겨지는 재료의 중공형 코어-측단부는 중공형 코어, 즉 그 표면에 접착제 스트립에 의해 부착된다.
마분지 중공형 코어는 상당한 경제적 이점을 제공한다. 다른 한편으로, 상기 마분지 중공형 코어는 상대적으로 무겁고, 우선, 상당히 부피가 커서 결과적으로 선적 및 저장시 약간의 비용을 수반한다는 단점을 야기한다. 다른 단점 및 중요한 단점은 대개 상기 중공형 코어에 감길 때 사용할 수 없는 재료의 나머지가 남기 때문에 이들의 폐기물 처리에 관한 것이다. 그러므로, 균일 재활용은 마분지로부터 남은 재료를 제거하는 것과 두 가지 폐기물을 분리 처리하는 것을 요구한다.
일반적으로, 열가소성 스트랩핑 리본은 폴리프로필렌(PolyPropylene; PP) 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE)으로 만들어지는데, 이 두 가지 물질은 폐기물 처리가 비교적 문제가 없는 플라스틱이다. 폐기물 처리의 문제에 관하여, 독일 특허 문서 제 U1 93 15 668호에는 재료의 롤이 플라스틱, 특히 폴리프로필렌(PP)의 스트립으로 만들어진 중공형 코어{내부 머프(inner muff)라 불리는 중공형 코어}와 끼워맞춤된 것을 적절히 제안한다. 상기 플라스틱 시트의 두께는 대략 0.5 내지 1 mm, 특히 대략 0.7 mm 가 바람직하다. 중공형 코어는, 원통형 내부 실린더의 절단 단부가 제위치에 고정되어 서로 잘 부착되는 방식으로 특수한 형상의 단부 세그먼트가 슬롯형 개구 내에 소정 사이즈로 절단된 조각(cut-to-size piece) 타단부의 태브의 형태인 하나의 스트립 단부를 삽입하도록 허용하는, 상기 재료의 강성-플렉시블 스트립으로 구성된다.
플라스틱의 강성-플렉시블 스트립으로 만들어진 내부 중공형 코어의 상기 디자인은 기계 가공, 특히 스트립 단부의 셰이핑에 관한 기계 가공을 요구한다. 플라스틱 스트립으로부터 머프를 형성하기 위해 보다 더 숙련된 취급을 요구한다. 아직 중공형 코어로 변환되지 않은 채 플라스틱 스트립의 형태로 내부 머프의 선적 및 저장은 사실상 초기에 인용된 기술 상태에 대해 개선되었지만, 심지어 상기 생산기술에서도 공장제조공법 및 특별한 저장은 고가이다.
상기 기술 설명에 근거하여, 본 발명의 목적은 본질적으로 상기 기술에 비해 대체적으로 간단화된 재료의 롤을 제안하는 것이다.
본 발명은 청구항 1의 특징에 의해 상기 문제를 해결하고, 플라스틱 스트립은 접착제가 적용된 표면이 재료에 면하는 중공형 코어의 외측부를 형성하는 접착제가 코팅된 시트로 구성된다는 점에서 특징지어진다.
우선, 중공형 코어가 튜브형 본체, 예컨대 마분지 셀과 같은 튜브형 본체로서 매우 강해야 한다는 것, 즉 독일 특허 문서 제 U1 93 15 668호의 내부 중공형 코어에 관하여, 상기 중공형 코어는 강성/플렉시블 구조이어야 한다는 지금까지의 기본적 개념에서 벗어난 것이 본 발명의 요점이다. 그 대신에, 본 발명은 특히 중공형 코어에 면하는 재료의 표면이 상기 중공형 코어에 제 1 감김 층에 의해 확고하게 접착될 때, 감겨진 재료 그 자체가 재료의 전체 롤에 높은 치수 강도를 줄 수 있다는 통찰력에 근거한다. 상기 통찰력을 사용하여, 본 발명은 놀라운 방법으로 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)과 같은 열가소성 물질의 접착제가 코팅된 시트로부터 중공형 코어를 만드는데, 상기 중공형 코어를 구성하는 상기 시트의 두께는 단지 20 내지 30㎛이다. 상기 방법에서, 단순한 방식으로 중공형 코어 상에 감겨질 시트 및 재료에 사용되는 동일한 플라스틱을 사용하여, 절대적으로 신뢰성이 있는 방식으로 균일한 재료의 폐기물 처리를 보장하는 것은 가능하다. 다른 한편으로, 통상의 압력에 민감한 접착제 박막이 중공형 코어를 형성하는 시트로서 사용될 수 있다. 도식적으로, 포장용 테이프에 사용되는 것과 같은 압력에 민감한 박막이 사용될 수 있다.
이와 같은 점에서, 본 발명은 보기드문 구성의 간단화, 특히 중공형 코어에 관한 간단화로 특징지어진다.
더욱이, 상기 재료가 스트랩핑 공구를 위한 종래의 열가소성 리본인 경우에, 본 발명은 표면이 강도를 위해 보통 볼록하게 만들어진 리본의 바로 그 성질을 이용한다. 리본 롤의 개개의 감김 층의 표면은 따라서 서로 마찰적으로 기대고 있고, 최종 롤은 수평으로 이동/선적될 때라도 분리되지 않을 것이다. 또다시, 본 발명은 재료 외부에서 그 주위를 팽팽하게 감싸는 슬라브와 같이, 재료에 면하는 측면 상에 접착제-코팅된 플라스틱 포일을 갖춘 시트에 의해 추가로 강도를 제공하는데, 이러한 접착제-코팅된 플라스틱 포일은 접착제가 없거나 접착제가 중화된 돌출한 개봉용 탭(tear-open tab)을 갖춘다.
따라서, 본 발명은 인용된 종류의 재료의 롤을 생산하는 간단한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 다음과 같은 단계로 특징지어진다. 즉,
(a) 상기 재료의 롤의 상기 중공형 코어를 형성하기 위하여, 대체적으로 원형의 원통 지지 맨드릴 주위에 포일의 접착제가 코팅된 스트립의 상기 접착제가 코팅된 외측 표면의 반대면이 감겨지는 단계와,
(b) 포일의 스트립은 중첩하는 시트 세그먼트(오버랩 영역)를 접착시킴으로써 상기 지지 맨드릴에 부착되는 단계와,
(c) 감겨질 상기 재료의 시작부가 상기 중공형 코어의 상기 접착제가 코팅된 외측 표면에 부착되는 단계와,
(d) 상기 지지 맨드릴은 상기 재료의 롤이 재료의 바람직한 양에 도달할 때까지 상기 맨드릴의 장축에 대해 회전하도록 설정되는 단계와,
(e) 상기 재료의 롤이 상기 지지 맨드릴로부터 제거되는 단계와,선택적으로 다른 단계(f)가 단계 (e) 이전 또는 이후에 실행될 수 있는데,
(f) 접착성의 압력에 민감한 플라스틱 포일이 상기 재료의 롤의 외측부 주위에 원형의 팽팽한 슬리브로서 부착되는 단계에 의해 특징지어진다.
마지막으로, 본 발명은 상기 방법을 실행하는 장치를 제안하고, 상기 장치에는 실질적으로 회전축에 대해 방사상으로 조절 가능하고, 재료의 롤을 팽창식 맨드릴로부터 빼내기 위해 맨드릴 지름을 감소시키도록 재료의 롤의 다음의 조정으로 수축될 수 있는 세그먼트로 구성된 팽창식 맨드릴의 형태인 지지 맨드릴을 포함한다는 점에서 특징지어진다.
재료를 감을 때, 중공형 코어의 취급에는 단지 간단한 팽창식 맨드릴을 요구한다. 재료의 롤을 처리할 때, 즉, 재료가 다 소비될 때까지 지지하는데 있어서, 다른 특별한 장치는 전혀 사용되지 않는다. 종래의 감김 맨드릴 또는 지지 롤러는 마분지가 중공형 코어 내에서 처리되었을 경우에 종래 재료의 롤의 수단에 의해 사용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 도식적 실시예와 관련하여 아래에 기술된다.
도 1은 완성된 재료의 롤을 도시한 사시도.
도 2는 중공형 코어 상에 재료를 감기 시작할 때 재료의 롤을 도시한 도면.
도 3은 팽창식 맨드릴 상에 지지되는 중공형 코어를 개략적으로 도시한 측면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 롤 11 : 중공형 코어
12 : 재료 13 : 플라스틱 포일
14 : 개봉용 탭(tear-open tab)
19 : 팽창식 맨드릴 20 : 세그먼트
도 1은 도면 번호 10으로 표시된 완성된 재료의 롤을 도시한다. 이 롤은 중공형 코어(11) 및 그 위에 감겨진 재료(12)와, 슬리브 방식으로 감겨진 재료(12)의 외측을 둘러싸며 종단부의 개봉용 탭(a terminal tear-open tab)(14)을 갖추는 플라스틱 포일(13)로 구성되어 있다.
중공형 코어(11)는 접착제로 코팅된 외측 표면(11a)과 끼워맞춤된 원통형으로 감겨진 얇은 플라스틱 스트립의 포일로 구성되어 있다. 외측 플라스틱 포일(13)은 또한 그 내부(13a)에 접착제로 코팅되어 있다. 상기 롤에 면하는 개봉용 탭의 하부 표면(14a)에 개봉용 탭(14)은 접착제 코팅부를 전혀 포함하지 않거나, 그렇지 않으면 그 접착제 코팅부는 중화된다. 접착제 코팅부의 중화는, 예를 들면 플라스틱 포일(13)의 종단부가 두겹으로 접혀서 플라스틱 표면이 서로 접착되어 개봉용 탭(14)을 형성하여 이루어진다. 매우 개략적인 도 1에 관하여 추가로 명심해야할 것은, 압력에 민감한 접착 플라스틱 스트립(13)이 적어도 감겨진 재료(12)의 외측 표면 전체를 항상 감싸도록 적당한 오버랩이 개봉용 탭(14)이 시작되는 부분(15)에 존재해야 한다.
도 1의 재료의 롤(10)에 대한 상당한 기계적 강도는 한편으로 중공형 코어에 견고하게 접착되는, 중공형 코어에 인접한 재료(12)의 제 1 감김 층에서 생긴다. 강도를 향상시키는 다른 방법은 플라스틱 스트립(13)으로 최종 재료(12)를 팽팽하게 에워 쌓음으로써 이행된다. 원형-원통형 표면상에 놓여있을 때 조차에도 또한, 선적하는 동안 흔들릴 때라도, 상기 롤은 충분한 강도를 가지고 있어서 형상의 찌그러짐(shape degradation)을 초래하지 않는다.
도 2는 외측(16a) 상에 접착제가 코팅되고 중공형 코어(11)를 형성하도록 감겨진 플라스틱 포일(16)을 개략적으로 도시한다. 중첩한 종단부 세그먼트는 도 2에서 생략되어 있지만, 아래에 더 기술된 도 3에는 도면 번호 17로 표시된 오버랩 영역을 개략적으로 도시한다.
도 2에 표시된 바와 같이, 재료(12)의 제 1 감김 겹침층(ply), 이 경우에 얇은 직사각형 횡단면의 플라스틱 리본이 접착 표면(16a) 상에 직접 부착된다. 본 경우에서, 감김은 중공형 코어의 중앙에서 시작해서 도 2에 도시된 좌측에서 먼저 종료하는 반면에, 다음 감김은 중공형 코어의 우측 단부까지 수행된다(이것은 소위 횡단 감기(cross-winding)라 한다). 접착 표면(16a)을 따라, 제 1 감김 겹침층의 제 1 절반부 및 제 2 감김 겹침층의 제 2 절반부가 따라서 접착층과 접촉하는 겹침 재료를 형성한다. 그 후, 감겨진 재료가 허용할 수 없는 변형을 입지 않도록, 상대적으로 낮은 인장력, 즉 감김 응력으로 감김이 종료된다.
도 3의 실시예에서, 방사방향으로 대체적으로 조절 가능한 4개의 세그먼트(20)를 포함하는 팽창식 맨드릴(19)은 중공형 코어(11)에 불안정한 플라스틱 포일(16)을 감기 위해 사용된다. 이들 세그먼트가 실선과 화살표로 표시된 세그먼트의 외측부에 있을 때, 압력에 민감한 포일(pressure-sensitive foil)(16)은 대략 원형 실린더로서 기술되는 팽창된 세그먼트의 외측 표면에 그 접착 측면(16a)이 바깥족을 향하도록 감겨지며, 상호간에 접촉한 포일 단부는 중첩 영역(17)에서 함께 접착된다.
상기 시점에서 도 2에 관하여 기술된 감기 절차가 개시될 수 있고, 그 절차가 종료된 후 세그먼트(20)가 감김 장치로부터 마무리된 재료의 롤을 손쉽게 제거하도록 하기 위해 팽창식 맨드릴(19)의 중심을 향해 수축될 수 있으며, 또는 그 후에 도 1에 관하여 논의된 외측 슬리브(13)로 감싸질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예와 적용이 상세하게 기술되어 있지만, 본 발명의 추가 변형 및 개조가 당업자에게 발생할 것이라는 것은 자명하다. 그러나, 상기 변형 및 개조는 본 발명의 사상 및 범주 내에 있다는 것은 명백하게 이해될 것이다
Claims (12)
- 재료의 롤(10), 특히 패키지 상에 스트랩을 붙이는 스트랩 재료(12)의 롤로서, 단부가 상호 중첩한 방식(17)으로 연결되는 가요성(flexible) 플라스틱 스트립(16)으로 만들어진 중공형 코어(11)와, 외측 표면에 감겨질 상기 재료(12)에 면하고 상기 외측 표면에서 미끄럼을 방지하는 성질로 이루어진 상기 중공형 코어(11)의 외측 표면을 포함하는, 상기 롤(10)에 있어서,상기 플라스틱 스트립(16)은 접착제가 부착된 표면(16a)이 상기 재료(12)에 면하고 상기 중공형 코어(11)의 외측 표면을 구성하는 접착제로 코팅된 포일로 구성되는 것을 특징으로 하는 재료의 롤.
- 제 1항에 있어서, 상기 중공형 코어(11)의 상기 포일(16)은 폴리프로필렌(PolyPropylene; PP), 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등과 같은 열가소성 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 재료의 롤.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중공형 코어(11)의 상기 포일(16)은 상기 외측 표면상에 감겨져 있는 것과 동일한 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 재료의 롤.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중공형 코어(11)의 상기 포일(16)은 대략 20 내지 40㎛ 두께인 것을 특징으로 하는 재료의 롤.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중공형 코어(11)는 포장 테이프 등과 같은 통상의 압력에 민감한 포일(pressure-sensitive foil)인 것을 특징으로 하는 재료의 롤.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중공형 코어(11)는 폴리프로필렌(PP)으로 만들어진 통상의 압력에 민감한 플라스틱 포일(16)의 형태를 하는 것을 특징으로 하는 재료의 롤.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 접착층(16a)은 상기 외측 표면에 부착되는 상기 재료(12)가 상기 재료(12)로 전사되는 접착제 입자 없이 다시 상기 외측 표면으로부터 떨어질 수 있는 성질로 되어 있는 것을 특징으로 하는 재료의 롤.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 접착제가 코팅된 플라스틱 시트(13)는 상기 감겨진 재료(12)의 외측부를 팽팽하게 감싸고 있는 슬리브로서 기능하는 것을 특징으로 하는 재료의 롤.
- 제 8항에 있어서, 상기 슬리브는 접착제가 없거나 그 접착제가 중화되는 돌출 개봉 탭(tear-open tab)(14)을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 재료의 롤.
- 제 1항 또는 제 2항에 기재된 중공형 코어(11)와 끼워맞춤된 재료의 롤을 만들기 위한 방법으로서,(a) 상기 재료(10)의 롤의 상기 중공형 코어(11)를 형성하기 위하여, 접착제가 코팅된 포일의 스트립(16)은 대체적으로 원형의 원통 지지 맨드릴(19) 주위에 상기 접착제가 코팅된 표면(16a)에 대향하는 상기 외측 표면에 의해 감겨지는 단계와,(b) 상기 포일의 스트립(16)은 중첩하는 포일 세그먼트{오버랩 영역(17)}를 접착시킴으로써 상기 지지 맨드릴(19)에 부착되는 단계와,(c) 감겨질 상기 재료(12)의 시작부(18)가 상기 중공형 코어(11)의 상기 접착제가 코팅된 외측 표면(16a)에 부착되는 단계와,(d) 상기 지지 맨드릴(19)은 상기 재료의 롤(10)이 재료의 바람직한 양에 도달할 때까지 상기 맨드릴의 장축에 대해 회전하도록 설정되는 단계와,(e) 상기 재료의 롤이 상기 지지 맨드릴(19)로부터 제거되는 단계를포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 10항에 있어서,(f) 압력에 민감한 플라스틱 포일(13)이 상기 재료의 롤(10)의 외측부 주위에 슬리브의 형태로 팽팽하게 부착되는 단계를 더 포함하며, 상기 (f) 단계는 제 10항의 (e)단계의 이전 또는 이후에 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 10항에 기재된 방법을 실행하는 장치에 있어서,상기 장치의 상기 지지 맨드릴은 상기 맨드릴의 회전축에 대체적으로 방사방향으로 조절될 수 있고, 상기 재료의 롤(10)을 완성했을 때 팽창식 맨드릴(19)로부터 상기 재료의 롤(10)을 방출시키기 위하여 지름-감소 방식으로 수축되는 세그먼트(20)를 포함하는 팽창식 맨드릴(19)인것을 특징으로 하는 장치.
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