KR100364562B1 - 열가소성 필름의 웹을 접합하는 방법 및 장치 - Google Patents

열가소성 필름의 웹을 접합하는 방법 및 장치 Download PDF

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페레쯔 리차드
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더 프록터 앤드 갬블 캄파니
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Abstract

본 발명은 열가소성 웨브를 적용 장치로 연속적으로 공급하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에서, 열가소성 재료의 제 1 웨브(14) 및 제 2 웨브(22)는 고정 유지되어 라인 작동체내의 상류에서 함께 접착되며, 열가소성 웨브의 하유 세그먼트는 라인 작동체내의 하류에서 적용 장치에 연속적으로 공급된다. 가열 접착 단계는 제 1 웨브와 제 2 웨브 사이에 중첩 영역을 형성하도록 제 1 및 제 2 대향 접착구 클램프(58, 60)를 이동시키고, 웨브를 함께 접착시키도록 중첩 영역에 가열 임펄스를 가함으로서 실행된다.

Description

열가소성 필름의 웹을 접합하는 방법 및 장치
발명의 배경
기술 분야
본 발명은 열가소성 재료의 연속 웹을 공급하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히 탄성중합체 열가소성 필름의 두개 또는 그 이상의 웹을 가열 접합하여 연속 제조 공정의 하류 라인 작업에 공급되는 연속 웹(webbing)을 형성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
배경 기술
열가소성 웹 또는 필름을 연속적으로 공급하도록 웹 또는 필름을 자체적으로 (즉, 접착제 없이) 접합하기 위한 각종 방법 및 장치는 본 기술 분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 열가소성 시트 및 필름을 맞대기 접합하기 위한 각종 방법 및 장치는 죤슨에게 1976년 5월 11일자로 허여된 미국 특허 제 3,956,047 호에 기술되어 있다. 상기 공보에 기술된 바와 같이, 상기 방법은 두개의 롤의 후단부 및 선단부를 수직으로 겹치게 하고, 맞대기 접합시에 두개의 롤의 각도 정열을 확실하게 하도록 충분한 중요 거리상에 상기 단부들의 측방 에지를 정열함으로써 한 롤의 열가소성 필름 또는 시트재의 후단부를 다른 롤의 같은 재료의 선단부에 접합시키는 것을 포함한다. 두개의 부분은 특정 횡단선을 따라 절단되며, 잘려진 부분은 이들 부분이 함께 접합될 수 있도록 충분히 가열된다. 그 후, 가열된 단부는 단일 연속 시트를 형성하도록 부분들의 측방 에지 정열을 유지하면서 함께 이동된다.
또한, 도버엘 등에게 1978년 12월 12일에 허여된 미국 특허 제 4,129,469 호에 기술된 방법에서와 같이 열가소성 필름 또는 웹이 접합될 수 있다. 기술된 방법에서, 열가소성 필름의 웹은 실제로 동일한 선형 속도로 이동되는 두개의 이동 웹을 함께 접합시킴으로서 형성된다. 두개의 이동 웹은 함께 표면대 표면 접합되며, 정전기 전하는 이동 웹의 하나 또는 양쪽상에 가해져서, 웹은 서로 정전기적으로 접합된다.
열가소성 필름의 두개 웹을 함께 접합시키기 위한 다른 방법은 1968년 7월 15일에 피어슨에게 허여된 미국 특허 제 3,700,532 호에 기술되어 있다. 상기 공보에 기술된 방법에 따르면, 두개의 열가소성 필름은 예각으로 경사진 평평한 비평행 표면을 가진 초음파 혼(horn)과 엔빌 사이에 위치된다. 필름은 중첩관계로 경사진 표면상에 적층된다. 열가소성 필름이 일단 중첩되면, 초음파 혼은 적어도 중첩 영역보다 큰 영역을 가진 상부 필름 표면의 일부분과 접촉하여 이동된다. 따라서, 초음파 진동은 열가소성 필름 재료가 연화되도록 혼에 의해 부여되어, 중첩부는 합체되어 단일 필름을 형성한다. 특정 주기의 시간후에, 초음파 진동은 중지되며, 접합된 필름은 열가소성 필름의 연화부가 단단하게 되도록 냉각된다. 다음에, 혼은 철회되고, 접합된 필름은 다음 필름 세트로 교체하기 위해 제거된다.
열가소성 필름을 함께 접합하기 위한 이러한 종래 기술 장치 및 방법이 자체적으로 접합된 열가소성 필름과 관련된 문제점에 역점을 두고 다룬 반면에, 이들 장치 및 방법은 본 발명의 정도까지 또는 본 발명의 방식으로 문제를 다루고 있지않다. 예를 들면, 본 발명의 영역을 한정함이 없이, 공지된 종래 기술은 라인 작업의 열가소성 필름 상류의 본래 웹에 열가소성 필름의 제 2 웹을 동시에 접합하면서, 고속의 연속 제조 공정의 하류 라인 작업으로 탄성중합체 필름의 일정한 공급체를 공급하는 문제점에 역점을 두지 못했다. 이해할 수 있는 바와 같이, 정지 또는 감속없이 라인 작업을 연속적으로 작동시키기 위한 이러한 성능은 제조 효율을 크게 한다.
발명의 개요
본 발명은 일 실시예에 따르면 연속 열가소성 웹을 형성하도록 두개의 열가소성 웹을 가열 접합시키는 동시에 하류 라인 작업으로 열가소성 웹을 공급하는 것을 계속함으로서 하류 라인 작업에 열가소성 재료의 웹을 연속적으로 공급하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 한쌍의 가열 접합 클램프 사이에서 그리고 라인 작업내의 상류에 위치된 제로속도 풀림 장치의 각종 요소를 통해 인장하에서 열가소성 재료의 제 1 웹을 공급하는 단계를 포함한다. 또한, 열가소성 재료의 제 2 웹은 가열 접합 클램프 사이로 그 선단부가 연장하도록 위치된다. 낮은 제 1 웹 상태의 검출시에, 가열 접합 클램프와 제로 속도 풀림 장치 사이에 위치된 한쌍의 인장 클램프는 열가소성 재료의 제 1 웹이 가열 접합될 부분내에 슬랙(slack)을 형성하도록 고정 유지되게 폐쇄된다. 따라서, 가열 접합 클램프는 이들 사이에 중첩부를 형성하도록 제 1 웹과 제 2 웹의 선단부가 접촉하게 폐쇄된다. 다음에, 이들 사이를 자체적으로 접합하도록 중첩 영역의 일부분을 용융시키도록 열이 가해진다. 이후에 열은 제거되며, 용융된 열가소성 재료는 고형 상태로 다시 냉각된다. 고형 접합이형성되면, 열가소성 재료의 제 1 웹의 후단부가 절단된다. 다음에, 가열 접합 클램프는 열가소성 재료의 접합된 제 2 웹이 라인 작업내의 하류로 전진할 수 있도록 개방된다. 상술한 가열 접합 작동과 동시에, 제로속도 풀림 장치상에 보유된 제 1 웹의 세그먼트는 하류 라인 작업에 공급된다. 따라서, 본 발명의 방법은 하류 라인 작업으로 열가소성 재료의 웹을 연속적으로 공급할 수 있어서, 가열 접합 공정이 완료된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열가소성 웹을 하류 라인 작업에 연속적으로 공급하기 위한 상술한 방법을 실시하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 웹중 하나가 소모될 때 열가소성 재료의 제 1 및 제 2 웹을 함께 접합하기 위한 가열 접합 장치를 포함한다. 가열 접합 장치에 의해 제 1 및 제 2 열가소성 웹의 중첩부에 열 및 압력을 가함으로써, 웹은 접착제, 결합제 등이 없이 함께 열적으로 접합 또는 가열 접합된다, 가열 접합 장치는 이에 대해 열가소성 웹을 위치시키기 위한 수단을 구비한 한쌍의 이동 클램프를 포함한다. 또한, 클램프는 열가소성 웹을 가열하기 위한 수단을 구비한 평평한 보조면을 포함한다. 또한, 가열 접합 장치는 가열 접합이 이루어진 후에 열가소성 웹이 소모된 롤을 절단하기 위한 수단을 포함한다. 가열 접합 장치의 하류에는, 장치가 라인 작업을 연속적으로 작동시키도록 하는 장식띠를 포함하며, 가열 접합 작동은 완료된다. 장식띠는 롤러를 구비한 보조 한쌍의 피봇 가능한 랙을 포함하며, 열가소성 웹은 상기 롤러상에 위치된다. 열가소성 웹이 다음 제조 공정에 의해 더 하류로 인출될 때, 랙은 다른 웹을 연속 공급하도록 서로의 방향으로 피봇되도록 강제된다. 본 발명의 장치는 하류 라인작업으로 열가소성 웹을 연속적으로 공급하도록 작동하며, 상류 가열 접합 단계는 완료된다. 일단 가열 접합 단계가 완료되면, 열가소성 웹의 상류 공급체는 재작동하며, 장식띠의 랙은 정상 위치로 다시 피봇됨으로써, 다음 가열 접합 단계를 위해 장식띠를 재공급한다.
본원의 설명은 본 발명을 형성하는 요지를 특별히 지적하고 독특하게 청구하는 특허청구범위를 포함하며, 본 발명은 첨부 도면과 관련해서 취한 하기의 설명으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
제 1 도는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 유용한 장치의 부분 사시도이다.
제 2 도는 제 1 도에 도시한 가열 접합 장치의 측면도이다.
제 3 도는 제 2 도에 도시한 가열 접합 장치로서 두개의 열가소성 필름을 가열 접합하기 바로 전의 개략적인 측면도이다.
제 4 도는 제 3 도와 유사한 도면으로서, 두개의 열가소성 필름의 가열 접합을 도시하는 개략적인 측면도이다.
제 5 도는 제 3 도 및 제 4 도와 유사한 도면으로서, 가열 접합된 열가소성 필름을 배출하는 것을 도시하는 개략적인 측면도.
제 6 도는 두개의 열가소성 필름을 가열 접합시키기 위한 다양한 단계와 관련된 싸이클 시간의 예시적인 도표이다.
제 1 도를 참조하면, 본 발명의 새로운 방법을 실행하기에 유용한 열적 접합장치(10)의 사시도가 도시되어 있다. 가장 기본적인 의미에서, 열적 접합 장치(10)의 주 콤포넌트는, 열가소성 필름 또는 웹(14)의 제 1 롤(12)과; 제 1 롤(12)을 제어가능하게 풀리게 하기 위한 제 1 피동 수단(16)과; 제 1 롤(12)의 낮은 롤 상태를 검출하기 위한 제 1 검출기 수단(18)과; 열가소성 필름 또는 웹(22)의 제 2 롤(20)과; 제 2 롤(20)을 제어가능하게 풀리게 하기 위한 제 2 피동 수단(24)과; 제 2 롤(20)의 낮은 롤 상태를 검출하기 위한 제 2 검출기 수단(26)과; 제 1 웹(14) 및 제 2 웹(22)의 부분이 그 사이에 배치되어 제 1 웹(14) 및 제 2 웹(22)의 중첩부상에 소정의 고정 압력을 발휘하는 제 1 클램프 수단(30)과, 가열 접합시키기 위해 열가소성 웹을 위치설정시키기 위한 위치설정 수단(34)과, 제 1 웹(14)과 제 2 웹(22) 사이에 열적으로 접합된 시임을 형성하도록 제 1 웹(14) 및 제 2 웹(22)의 중첩한 고정부에 열을 가하기 위한 가열기 수단(36)과, 접합된 시임상의 제 1 웹(14)을 절단하기 위한 절단 수단(38)을 구비한 가열 접합 장치(28)와; 가열기 수단(36)에 의해 중첩부에 가해진 열의 정도 및 기간을 제어하기 위한 온도 제어 수단(40)과; 제 1 클램프 수단(30)내에 배치된 제 1 웹(14)의 부분상에서 발생된 인장력을 제어하기 위한 제 2 클램프 수단(42)과; 가열기 수단(36)으로부터 열적으로 접합된 시임을 배출하기 위한 리트랙터 수단(44)과; 가열 접합 장치(28)의 작동동안에 고속 라인 작업의 다음 일련 장치(도시하지 않음)로 진행하는 제 1 웹(14)의 공급을 제 2 클램프 수단(42)의 하류에 유지하기 위한 공급 수단(46)과; 공급 수단(46)으로부터 라인 작업에서 다음 일련 장치까지 전달된 제 1 웹(14)의 세그먼트상에 소정의 인장력을 유지하기 위한 인장 수단(48)을 포함한다. 도시하지는 않았지만, 장치(10)는 완전 자동 라인 작업내에서 사용하기에 특히 적당하다. 이와 같이, 프로그램 가능한 제어기와 같은 중앙 제어 장치는, 장치(10)의 각종 콤포넌트, 즉 제 1 피동 수단(16), 제 2 피동 수단(24), 제 1 클램프 수단(30), 위치설정 수단(34), 절단 수단(38), 온도 제어 수단(40), 제 2 클램프 수단(42), 리트랙터 수단(44) 및 인장 수단(48)과 같은 콤포넌트의 작동을 제어하는데 사용될 수 있다.
특정 하류 장치가 도시되지는 않았지만, 장치(10)에 의해 여기에 공급된 열가소성 재료의 연속 웹은 일회용 흡수성 제품과 같은 다양한 제품을 제조하는데 사용하기 위해 적층 장치, 절단 장치, 전환 작업 등으로 전진될 수 있음을 알 수 있다. 명료함을 위해, 본 발명의 방법 및 장치는 Exxon 500 탄성중합체 필름과 같은 탄성중합체 열가소성 필름 또는 웹의 가열 접합을 하기에 특히 유용하며, 연장된 시간 주기에 걸쳐 롤상에 저장될 경우 탄성중합체 필름을 그 자체에 적층하여 유지하는 안티블로킹(anti-blocking) 성분을 구비한다. 따라서, 이러한 성분은 종래의 접합 또는 테이프 접착 기술을 이용하는 것을 억제하며, 이에 의해 본 발명의 새로운 방법 및 장치의 개발 및 응용을 용이하게 한다.
제 1 도를 계속 참조하여 장치(10)의 각종 요소를 보다 상세하게 설명한다. 고속 라인 작업의 개시시에, 제 1 롤(12)은 소정의 선형 속도에서 제 1 웹(14)을 공급하기 위한 제 1 피동 수단(16)에 의해 풀려진다. 도시한 실시예에서, 제 1 피동 수단(16)은 피동 풀림 벨트(54)와, 비교적 "팽팽한(taut)" 상태에서 제 1 웹(14)을 유지하는 한쌍의 이격된 롤러(56A, 56B)를 포함한다. 풀림 벨트(54) 및제 1 웹(14)의 피동 속도는 다양하게 제어된다. 또한, 제 1 웹(14)은 제 1 롤러(56A)를 거쳐서, 제 1 클램프 수단(30)의 접합구 클램프(58, 60) 사이에 형성된 개구와, 그리고 제 2 클램프 수단(42)의 인장 클램프(62, 64) 사이에 형성된 개구를 관통해 공급된다. 또한, 제 2 클램프 수단(42)의 하류의 제 1 웹(14)의 세그먼트는 공급 수단(46)으로 유도된 다수의 인장 롤러(66)를 지나 공급된다.
상술하고 이후에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 공급 수단(46)은 가열 접합 공정중에 하류 장치에 공급하기에 충분한 소정 길이의 제 1 웹(14)을 그 위에 저장하기에 적합하다. 양호한 실시예에서, 공급 수단(46)은 제로 속도의 풀림 장치이며, 한쌍의 이격된 피봇가능한 랙(68, 70)을 포함하며, 상기 랙의 각각은 이로부터 연장한 다수의 비피동(non-driven) 롤러를 구비한다. 제 1 웹(14)은 교대로 연속하는 형태로 랙(68, 70)의 각각의 각종 롤러상에 루프되어 있으며, 이에 의해 "장식띠(festoon)"를 형성한다. 보다 상세하게는, 제 1 웹(14)은 제 1 랙(68)으로부터 연장한 제 1 롤러(72A)상으로 및 다음에 제 2 랙(70)으로부터 연장한 제 1 보조 롤러(74A)상으로 루프된다. 여기서부터, 열가소성 웹(14)은 제 1 랙(68)으로부터 연장한 제 2 롤러(72)상으로 루프되고, 다음에 제 2 랙(70)으로부터 연장한 제 2 보조 롤러(74B)상으로 후퇴된다. 도시한 바와 같이, 열가소성 웹의 이러한 연속 배열은 제 1 및 제 2 랙(68, 70)으로부터 연장한 다수의 보조 롤러상으로 각기 계속된다. 제 1 웹(14)이 제 2 랙(70)의 최종 롤러상에 루프되면, 이 제 1 웹(14)은 인장 수단(48)의 일부분을 형성하고, 제 1 웹이 하류로 전달되는 웹내에 소정의 인장력을 형성하도록 전진되는 선형 속도를 약간 감소시키기 위해 작동 가능한 피동 S-랩(S-wrap) 롤러 장치(76)를 지나 통과한다. 여기서부터, 제 1 웹(14)은 제 1 웹(14)이 다음 하류 장치(도시하지 않음)로 통과하는 인장력을 제어하기 위해 제공된 인장력 조정 장치(80)로부터 연장한 롤러(78)상으로 통과한다. 인장력 조정 장치(80)는 대향 단부에서 롤러(74)와 함께 피봇 이동시키기 위해 한 단부에서 지지된 댄서 플레이트(82)를 포함한다.
제 1 롤(12)의 열가소성 웹(14)이 하류 장치(도시하지 않음)에 공급되도록 전진되는 동안에, 제 2 열가소성 웹(22)의 선단부(84)는 제 1 웹(14)에 가열 접합될 의도로 접합구 클램프(58, 60) 사이의 개구내에 위치된다. 도시한 바와 같이, 열가소성 웹(22)의 제 2 롤(20)은 피동 풀림 벨트(86)에 의해 제어가능하게 풀려질 수 있으며, 제 2 웹(22)은 한세트의 롤러(88A, 88B)를 지나 가열 접합 장치(28)의 접합구 클램프(58, 60) 사이에 제공된 개구내로 연장한다. 양호하게, 제 2 웹(22)의 선단부(84)는 접합구 클램프(58, 60)의 바닥 에지 아래로 약간 연장한다.
일반적으로, 접합구 클램프(58, 60)는 제 1 웹(14)이 제 2 웹(22)에 또는 선택적으로 제 2 웹(22)이 제 1 웹(14)에 가열 접합될 수 있도록 거울상(mirror-imaged) 유닛이다. 접합구 클램프(60)는 가열기 수단(36)상의 한점에서 열가소성 웹(14)을 선택적으로 절단하기 위한 절단 수단(38)을 지지하는 상부의 수평 표면(90)과, 열가소성 웹(14)을 위치설정하기 위한 스프링 장전 플레이트(92)의 형태인 수단(34)과, 고정 엔빌(94)과, 수평면(90)에 가로지르는 평면(96)을 포함한다. 가열기 수단(36)은 평면(96)을 가로질러 적어도 부분적으로, 양호하게는 완전히 연장하여 있다. 양호하게, 가열기 수단(36)은 니켈-크롬 밴드와 같은 금속성 밴드(98)를 포함하며, 이 밴드를 통해 전기적으로 유도된 가열 임펄스는 열가소성 웹에 선택적으로 가해진 다음 접합구 클램프(58, 60)를 밀폐한다. 설명한 바와 같이, 가열기 수단(36)에 의해 발생된 가열 펄스의 크기 및 기간은 평면(96)을 가열시키기 위해 온도 제어 수단(40)에 의해 제어되어 접합될 열가소성 웹(14, 22)의 중첩부를 용융시킨다. 평면(96)의 나머지는 가열 접합이 이루어진 후에 열가소성 웹을 해제하는데 도움을 주는 테플론과 같은 조성물로 양호하게 피복된다. 선택적으로, 접합후에 열가소성 재료를 해제하는 것을 도움을 주도록 평면(96)에 비접합제를 흡수시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 접합구 클램프(58)는 접합구 클램프(60)와 디자인, 운동 및 작동에 있어서 유사하다. 따라서, 프라임 부호를 사용한 동일한 참조부호는 접합구 클램프(58)와 동일한 특징부를 가리키는 것으로 사용한다.
이제 제 2 도 내지 제 5도를 참조하면, 낮은 롤 상태를 검출하는 것과 함께 제 1 및 제 2 웹(14, 22)을 각각 가열 접합하기 위한 작동의 시퀀스를 보다 상세하게 설명한다. 하기의 방법이 제 2 웹(22)의 선단부(84)를 제 1 웹(14)에 접합하는 것과 관련해서 기술하였지만, 연속 접합 작동시에 새로운 제 1 롤(12)의 선단부는 제 2 웹(22)에 접합된다. 제 2 도를 참조하면, 열가소성 웹(14)의 제 1 롤(12)이 하류로 공급될 때까지의 가열 접합 단계를 실행하기 전에 제 1 및 제 2 열가소성 웹(14, 22)의 위치를 도시하기 위해 부분적으로 그리고 다소 개략적으로 도시한 측면도가 제 2 도에 도시되어 있다. 그러나, 제 1 열가소성 웹(14)의 연속 공급시에, 제 1 롤(12)은 모두 소모하게 된다. 열가소성 웹(14)의 제 1 롤(12)이 실제로 모두 소모될 때, 제 1 검출기 수단(18)은 제 1 롤(12)의 낮은 롤 상태를 나타내도록 전기 신호를 발생시킨다. 일반적으로, 신호는 장치(10)의 피동 성분의 대부분(모두는 아님)을 제어하도록 양호하게 제공되는 중앙 전자 제어기(도시하지 않음)에 의해 수신된다. 제 1 검출기 수단(18)에 의해 발생되는 낮은 롤 상태 신호에 반응하여, 제 2 클램프 수단(42)은 인장 클램프(62, 64)를 폐쇄하기 위해 작동된다. 동시에, 제 1 풀림 벨트(54)의 속도는 제 1 롤(12)로부터의 제 1 웹(14)의 전방 전진을 순간적으로 차단하도록 감속된다, 이것은 접합구 클램프(58, 60) 사이에 형성된 개구내에 위치된 제 1 웹(14)의 부분상에서 발휘되는 제로 인장 로딩(즉, 느슨한 웹)에서 이루어진다. 특히, 제 2 클램프 수단(42)은 제 3 도에서 제 1 웹(14)을 고정하기 위해 전진되어 도시되어 있다. 이와 같이, 인장 클램프(62, 64)는 이를 통한 웹(14)의 연속 전진을 억제하도록 함께 고정된다. 동시에 또는 바로 다음에, 접합구 클램프(58, 60)는 가열 접합 작동을 실행하기 위한 준비로서 작동기 수단(32)의 제어 작동시에 폐쇄된 위치쪽으로 전진한다. 접합구 클램프(58, 60)가 전진되면, 스프링 장전 플레이트(92, 92')는 가열 접합 및 웹 절단 단계를 실행하기 전에 엔빌(94) 사이에서 제 1 및 제 2 열가소성 웹의 일부를 포착한다.
제 4 도를 참조하면, 접합구 클램프(58, 60)는 제 1 및 제 2 웹(14, 22)의 중첩부를 각각 포착하고 그 위에 소정의 고정 압력을 형성하도록 폐쇄되어 도시되어 있다. 따라서, 가열기 수단(36)은 중첩부를 가열시키기 위해 온도 제어 수단(40)에 의해 작동되어, 제 1 및 제 2 웹(14, 22)을 함께 용융시킨다. 상기 가열 임펄스는 예비설정 시간 주기 동안에 유지되며, 접합구 클램프(58, 60)는 부가적인 시간 주기 동안에 폐쇄되어 유지된다. 보다 상세하게, 일단 가열 임펄스가 종료되면, 접합구 클램프(58, 60)는 폐쇄되어, 접합된 열가소성 웹이 용융 상태에서 경화 또는 응고 상태로 냉각 및 변형되도록 한다. 중첩하는 웹을 보다 급속하게 용융시킬 필요가 있다면 가열기 수단(36')이 가열기 수단(36)과 동시에 작동할 수 있다.
상술한 접합 작동과 동시에, 제 1 열가소성 웹(14)은 절단기 수단(38)에 의해 중첩된 접합부의 상방에서 절단된다. 특히, 절단기 수단(38)은 열가소성 재료의 제 1 웹(14)을 절단하기 위해 엔빌(94)상으로 전진된 후퇴가능한 나이프(100)를 포함한다. 접합된 열가소성 웹이 폐쇄된 접합구 클램프(58, 60)내에서 냉각되는 반면에, 인장 클램프(62, 64)는 해제된다. 그러나, 접합구 클램프(58, 60)가 접합된 열가소성 웹을 배출하도록 개방되는 것과 동시에, 리트랙터 수단(44)은, 접합된 열가소성 웹이 이에 적층되는 경우에 가열기 수단(36)으로부터 접합된 열가소성 웹을 멀리 당기도록 접합구 클램프(58, 60) 아래에서 새로 접합된 열가소성 웹을 결합하기 위해 작동된다. 리트랙터 수단(44)은 이로부터 연장한 U자형 바아(104)를 구비한 후퇴가능한 샤프트(102)를 포함한다. 제 5 도에 도시된 바와 같이, U자형 바아는 열가소성 웹을 선택적으로 결합하는 제 1 및 제 2 아암을 포함한다. 따라서, 제 2 풀림 벨트(86)는 라인 작업내의 하류로 열가소성 웹(22)의 제 2 롤(20)을 공급하기 전에 작동된다.
제 6 도를 참조하면, 강하고 확실한 접합을 제공하는 것으로 알려진 가열 접합 작동을 위한 양호한 싸이클 시간이 예시적인 도표로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 접합 싸이클은 약 3.5 초 동안 지속되며, 6개의 주 작동 시퀀스를 포함한다. 시간 바아(110)로 표시한 바와 같이 제 1 시퀀스는, 인장 클램프(62, 64)가 약 3.0 초 동안 폐쇄 위치내에 유지되는 것을 나타낸다. 시간 바아(112)는 제 1 구동 수단(16)의 풀림 벨트(54)의 속도가 접합구 클램프(58, 60) 사이의 제 1 웹의 비인장 또는 "느슨해진" 세그먼트를 형성하도록 감속됨을 나타낸다. 제 3 시간 바아(114)는 풀림 벨트(54)가 감속된 후, 접합구 클램프(58, 60)의 폐쇄를 도시한 것이다. 따라서, 시간 바아(116)로 표시한 바와 같이 열이 가해진다. 도시한 바와 같이, 접합구 클램프(58, 60)는 가열 펄스의 종료후에 1.5 초 이상 폐쇄되어 잔류 한다. 다음에, 리트랙터 수단(44)은 접합구 클램프(58, 60)의 개방 바로 전에 시간 바아(118)에서 작동될 수 있게 도시되어 있다. 마지막으로, 시간 바아(120)는 제 2 롤(20)을 하류로 공급하기 위한 풀림 벨트(86)의 속도 증가를 도시한 것이다.
상술한 바와 같이, 상술한 가열 접합 작동이 라인 작업에서 상류로 유도되는 동안에, 열가소성 웹(14)의 하류 부분은 연속 라인 작업으로 공급될 수 있도록 계속된다. 따라서, 공급 수단(46) 및 인장 수단(48)은 열가소성 웹을 하류로 공급하도록 함께 협동적으로 작동하며, 중첩 영역은 라인 작업내의 상류로 가열 접합 장치(28)내에서 함께 가열 접합된다, 더우기, 제 1 열가소성 웹(14)의 하류 세그먼트가 전진할 때, 댄서 플레이트(82)는 저항하여 상방으로 피봇된다. 인장 조정 장치(80)는 본 기술 분야에서 "댄서"라고 하며, 스프링 장전될 수 있거나 피봇 이동의 방향에 대향하여 유압식으로 바이어스된다. 또한, 제 1 열가소성 웹(14)의 하류 세그먼트는 대부분의 저항으로 S-랩 장치(76)를 통해 견인된다. 열가소성 웹상에 견인이 댄서 플레이트(82)로 하여금 최대 범위로 피봇되게 할 때, 다음에 공급수단(46)상에 저장되고 루프된 열가소성 웹을 이용한다. 초기에, 제 1 랙(68)은 제 2 랙(70)의 방향에서 한 단부를 따라 하방으로 피봇되게 한다. 그 이상의 열가소성 웹(14)이 전진될 때, 제 2 랙(70)은 제 1 랙(68)의 방향에서 타단부를 따라 상방으로 피봇되도록 강제된다. 따라서, 제 1 및 제 2 랙(68, 70)은 실제로 평행한 위치로 피봇식으로 회전되며, 이에 의해 제 1 랙과 제 2 랙 사이의 영역을 순간적으로 감소시키며, 가열 접합 작동은 라인 작업내의 상류로 실행된다. 새로이 접합된 열가소성 웹(22)이 가열 접합 작동의 완료 다음에 라인 작업으로 공급되기 시작할 때, 제 1 및 제 2 랙(68, 70)은 초기의 다소 경사진 위치로 점차 복귀되며, 댄서 플레이트(82)는 정상 위치로 하방 피봇된다.
장치(10)를 통해 공급되는 웹이 없는 것을 나타내는 상태를 검출하기 위해서, 제 3 검출기 수단(121)은 가열 접합 장치(28)와 공급 수단(46) 사이에 제공된다. 따라서, 장치(10)에는 적당한 교정 단계가 취해지도록 결함 상태를 하류 라인 작업에 신호를 보내기 위한 수단이 제공된다. 더우기, 가열 접합은 하류에서 쉽게 검출될 수 있으며, 이에 의해 열가소성 웹의 가열 접합부를 구비한 최종 제품은 식별 및 배출된다.
상술한 설명으로부터 본 기술 분야에 숙련된 자들이라면, 열가소성 재료의 제 1 및 제 2 웹(14, 22)은, 낮은 롤 양이 검출될 때는 언제난 상술한 방법내의 선택적 형태에서 라인 작업으로 부가될 수 있어서, 라인이 연속적으로 작동될 수 있게 한다. 또한, 본 발명의 방법 및 장치는 제 1 및 제 2 열가소성 웹을 기준으로 설명하였지만, 열가소성 웹의 다중 롤은 라인 작동을 유지하기 위한 시간에는 함께가열 접합될 수 있다. 더우기, 제 1 및 제 2 웹은 제 1 및 제 2 웹이 열적 접합 상태에 적합하는 한 동일한 재료로 제조될 필요는 없다. 본 발명의 기술에 따른 라인 작업을 연속적으로 작동시킬 수 있는 능력으로 인해, 최소 제조 비가동 시간 동안에 고품질 제품을 제조할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 도시 및 설명되었지만, 본 발명의 정신 및 영역을 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 이뤄질 수 있음은 본 기술 분야에 숙련된 자들에게는 자명하다. 따라서, 본 발명의 영역내에 있는 이러한 모든 변경 및 수정은 첨부한 특허청구범위에 의해 커버하고자 한다.

Claims (9)

  1. 열가소성 필름의 제 1 및 제 2 웹(14, 22)중 적어도 하나는 초기에 인장력을 받는 상태로 열가소성 필름의 제 1 및 제 2 웹을 접합하는 방법으로서,
    (a) 초기에 인장력을 받는 열가소성 재료의 제 1 웹(14)을 제공하는 단계와,
    (b) 열가소성 재료의 제 2 웹(22)을 제공하는 단계와,
    (c) 상기 제 2 웹의 일부분이 상기 제 1 웹의 일부분과 부분적으로 중첩되도록 열가소성 재료의 상기 제 2 웹의 일부분을 열가소성 재료의 상기 제 1 웹과 접촉시켜서 중첩 영역을 형성하도록 하는 단계와,
    (d) 상기 웹을 서로 접합하도록 상기 중첩 영역에 열을 가하는 단계를 포함하는, 열가소성 필름의 웹을 접합하는 방법에 있어서,
    (e) 상기 접합을 제공하도록 상기 중첩 영역이 가열되는 동안, 열가소성 재료의 상기 제 1 웹(14)상의 인장력을 순간적으로 감소시키도록 열가소성 재료의 상기 제 1 웹(14)내에 슬랙(slack)을 형성하는 단계와,
    (f) 상기 중첩 영역에서 상기 제 1 및 제 2 웹(14, 22) 사이의 접합을 실행하는 동시에 또는 그 후에 상기 중첩 영역의 바로 위에서 열가소성 재료의 상기 제 1 웹(14)을 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 필름의 웹을 접합하는 방법.
  2. 열가소성 필름의 웹(14, 22)중 적어도 하나는 초기에 인장력을 받는 상태로열가소성 필름의 2개 웹(14, 22)을 서로 접합하는 장치(10)로서,
    열가소성 재료의 제 1 웹(14)을 공급하기 위한 수단과;
    열가소성 재료의 제 2 웹(22)을 공급하기 위한 수단과;
    재료의 상기 제 1 웹(14)을 하류 라인 작업으로 공급하기 위한 수단(46)과;
    중첩 영역을 형성하도록 열가소성 재료의 상기 제 1 및 제 2 웹(14, 22)의 부분을 중첩 관계로 위치설정하기 위한 수단과;
    상기 중첩 영역에서 상기 제 1 및 제 2 웹(14, 22) 사이를 접합시키기 위해 상기 중첩 영역을 가열하기 위한 수단(36, 36')과;
    상기 접합된 중첩 영역이 냉각된 후에 열가소성 재료의 상기 제 2 웹상의 인장력을 증가시키기 위한 수단을 포함하는, 열가소성 필름의 웹을 접합하는 장치(10)에 있어서,
    상기 접합을 제공하도록 상기 중첩 영역이 가열되는 동안, 상기 제 1 웹(14)상의 인장력을 순간적으로 감소시키도록 열가소성 재료의 상기 제 1 웹(14)내에 슬랙을 형성하기 위한 수단과,
    상기 중첩 영역에서 상기 제 1 및 제 2 웹(14, 22) 사이의 접합을 실행하는 동시에 또는 그 후에 상기 중첩 영역의 바로 위에서 열가소성 재료의 상기 제 1 웹(14)을 절단하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 필름의 웹을 접합하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    열가소성 재료의 상기 제 1 웹상의 인장력을 감소시키기 위한 상기 수단이 상기 제 1 웹(14)에 슬랙을 제공하도록 선택적으로 폐쇄가능한 제 1 및 제 2 클램프(62, 64)를 포함하는
    열가소성 필름의 웹을 접합하는 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    중첩 관계인 열가소성 재료의 상기 제 1 및 제 2 웹(14, 22)의 부분을 위치설정하기 위한 상기 수단이 상기 중첩 영역을 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 웹(14, 22)을 포획하도록 선택적으로 폐쇄가능한 제 1 및 제 2 접합구 클램프(58, 60)를 포함하는
    열가소성 필름의 웹을 접합하는 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 열가소성 재료의 제 1 및 제 2 웹의 중첩 영역을 가열하기 위한 수단이 상기 접합구 클램프(58, 60)중 적어도 하나상에 위치된 가열 요소(36, 36')를 포함하는
    열가소성 필름의 웹을 접합하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가열 요소(36, 36')에 의해 발생되는 가열 펄스의 온도 및 기간을 제어하기 위한 수단(40, 40')을 더 포함하는
    열가소성 필름의 웹을 접합하는 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 중첩부보다 상류에서 열가소성 재료의 상기 제 1 웹(14)을 선택적으로 절단하기 위한 수단(38, 38')을 더 포함하는
    열가소성 필름의 웹을 접합하는 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 접합 장치(10)의 하류 위치에 있는 라인 작업내의 적용 장치에 상기 열가소성 재료를 동시에 공급하기 위한 수단(46)을 더 포함하는
    열가소성 필름의 웹을 접합하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적용 장치에 열가소성 재료를 동시에 공급하기 위한 상기 수단(46)이 제 1 및 제 2 피봇가능한 랙(68, 70)을 구비하는 장식띠(festoon)를 더 포함하며, 각 랙은 다수의 연장하는 롤러(72, 74)를 구비하며, 열가소성 재료의 상기 제 1 웹의 하류 세그먼트는 교호식 롤러(72, 74)상에 감길 수 있도록 상기 장식띠상에 저장되는
    열가소성 필름의 웹을 접합하는 장치.
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