KR100783311B1 - 초음파 융착에 의한 마스크 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방진 및 방한의 용도로 사용되는 마스크 제조장치에 관한 것으로, 특히 본체의 일측 상측에는 상날개공급부를 구비하고 그 하측에는 하날개공급부를 구비하며, 본체의 타측에는 전기한 상날개와 하날개 및 본체 하부 중앙에 위치한 전면지공급부를 통해 공급되는 전면지를 동시에 합지 성형 및 컷팅할 수 있게 한 제품완성부를 구비하되, 상날개공급부와 하날개공급부에는 각각 분리된 합지성형부와 컷팅부를 이격 형성함으로써,

독립된 합지성형부와 컷팅부를 갖는 상날개공급부와 하날개공급부 및 제품완성부는 합지를 위한 엠보싱 무늬 성형과 제품 절단을 위한 컷팅이 개별적인 초음파 혼에 의해 이루어지므로 단일의 초음파 혼이 갖는 부하를 크게 감소시켜 초음파 혼의 사용수명을 크게 연장시킬 수 있으면서도, 부하 감소에 따라 제품의 이송속도를 향상시킬 수 있어 그 생산속도를 증가시키므로 대량 생산이 가능하여 매우 경제적인 특징을 갖는 초음파 융착에 의한 마스크 제조장치에 대한 것이다.

마스크, 합지롤러, 컷팅롤러, 초음파혼, 상날개공급부, 하날개공급부, 융착

Description

초음파 융착에 의한 마스크 제조장치 {Apparatus for manufacturing mask by ultrasonic fusion}

도 1은 종래의 마스크 제조장치의 개략 설명도

도 2는 본 발명에 따른 마스크 제조장치의 전체 구성도

도 3은 본 발명에 따른 마스크 제조장치의 상날개공급부 작업 공정도

도 4는 본 발명에 따른 마스크 제조장치의 하날개공급부 작업 공정도

도 5는 본 발명에 따른 마스크 제조장치의 전면지공급부 작업 공정도

도 6은 본 발명에 따른 마스크 제조장치의 제품성형부 작업 공정도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 본체

20 : 상날개공급부 21 : 제1합지롤러

22 : 제1합지초음파혼 23 : 제1컷팅롤러

24 : 제1컷팅초음파혼

30 : 하날개공급부 31 : 제2합지롤러

32 : 제2합지초음파혼 33 : 제2컷팅롤러

34 : 제2컷팅초음파혼

40 : 전면지공급부 41 : 제3합지롤러

42 : 제3합지초음파혼 43 : 제3컷팅롤러

44 : 제3컷팅초음파혼

50 : 제품성형부 51 : 제4합지롤러

52 : 제4합지초음파혼 53 : 제4컷팅롤러

54 : 제4컷팅초음파혼

본 발명은 방진 및 방한의 용도로 사용되는 마스크 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상날개와 하날개 및 전면부로 이루어진 마스크에 있어 이들 상날개 및 하날개가 개별적인 성형롤러와 컷팅롤러 및 이들과 대향의 초음파혼을 통과되게 하여 성형 및 컷팅에 따른 부하를 크게 감소시켜 초음파혼의 파손 및 손상을 방지하여 그 사용수명을 크게 연장시킬 수 있으면서도, 엠보싱 무늬 성형 단계와 컷팅 단계를 각기 분리 수행함에 따라 작업속도의 향상을 꾀할 수 있어 보다 고속으로의 대량 생산이 가능한 초음파 융착에 의한 마스크 제조장치에 대한 것이다.

일반적으로 제지공장, 방직공장, 채석장 등의 작업환경에서의 분진 등의 발 생이나 각종 화학공장 및 용접, 도금 등의 금속가공공장의 작업환경에서는 다량의 유독성 기체가 발생된다. 이러한 분진이나 유독가스 등을 작업자가 지속적으로 흡입할 경우 폐 등과 같은 인체의 호흡기 질환이 유발될 수 있을 뿐만 아니라 심할 경우 인체에 치명적이기 때문에 방진마스크를 착용하여 이러한 유해 환경으로부터 자신의 건강을 보호하고 있다.

이와 같은 목적으로 사용되는 방진마스크로는 방독제가 내장된 정화통이 부착된 마스크나, 내측에 필터지가 내장된 제품 등을 사용하기도 하였으나, 이들 제품은 상대적으로 고가일 뿐만 아니라 3~4일 주기로 방독제를 교체하여야 하며, 그 여과율도 기대한 만큼 만족되지 않아 위생을 중요시하는 작업환경에서는 일회용 방진마스크를 사용하는 경우가 빈번하였다.

일회용 방진마스크로 필터지의 전면을 수회 절곡 형성한 주름 형태의 전면부와, 필터지의 양측면을 걸이밴드와 함께 초음파 열용착한 경질의 마감부와, 상기 필터지의 상부에 형성되어 자유절곡이 가능한 금속재 와이어가 구비되어, 굴곡이 심한 사용자의 얼굴 윤곽에 알맞도록 금속 와이어를 절곡시켜 밀착되게 함은 물론, 필터지 전면의 주름부를 펼쳐 착용자의 코와 턱하부까지 고르게 밀착시켜 방진효율이 증대되게 한 일회용 방진마스크가 안출된 바 있는 것으로서, 이와 같은 방진마스크는 그 필터지가 대개 부직포로 이루어진다.

이와 같이 필터지로 제작되는 마스크는 통상적으로 사용자의 입을 향하여 위치하고 상,하측으로 각기 전개되는 상날개와 하날개를 갖고, 이들 상날개와 하날개의 상,하단이 융착되는 전면부를 갖고 있는 것으로, 이들 상날개와 하날개 및 전면 부를 공지된 기술에 의해 단부 주면이 초음파 융착되므로 재봉선을 갖지 않는 것이 특징이다.

이러한 마스크를 제조하기 위한 장치로는 도 1의 도시와 같이, 하나 이상의 원단지를 공급하는 마스크 필터 원단지 공급롤러(100)와; 상기 원단지 공급롤러에 의해 공급되는 마스크 필터지 원단 표면에 초음파 진동을 통해 문양을 형성 및 합지하는 문양성형롤러(200)와; 상기 문양성형롤러에 의해 문양이 성형된 마스크 필터지 원단을 마스크의 상하필터지의 형태로 컷팅하는 제1컷팅롤러(300)와; 상기 제1컷팅롤러에 의해 컷팅된 상하필터지와 별도로 공급되는 전면필터지용 원단을 동시에 공급받아 초음파에 의해 이들을 서로 결합 및 마스크 형태로 컷팅하는 제2컷팅롤러(400)를 포함하여 구성되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 마스크 제조장치는 여러 겹으로 된 상날개와 하날개를 동시에 공급받아 이를 엠보싱에 의한 무늬 성형 및 합지가 이루어지게 하면서도 이와 동시에 컷팅작업을 수행하므로 그에 따라 과도한 부하로 인해 하부 초음파 진동혼이 깨지거나 손상되는 원인이 되고 있는 것이다.

즉, 상기한 초음파 진동혼은 충격이나 부하에 매우 민감한 것으로서, 상기와 같이 여러 겹으로 된 상날개와 하날개가 겹쳐 공급된 상태에서 이들을 동시에 합지하거나 컷팅을 하게 되면 초음파 융착에 필요한 간극과 공급되는 부직포 두께 간의 차이가 극심하게 발생하므로 이들 공급되는 상날개 및 하날개의 과도한 두께로 인하여 상기한 초음파 혼에는 무리한 부하가 작용되는 것으로 연속 생산시 초음파 혼 의 상부면에서 슬립되는 공급지의 마찰력에 의해 고가의 초음파 혼이 쉽게 망가지므로 매우 비경제적인 것이다.

특히, 상기한 바와 같이 초음파 혼이 빈번하게 손상됨에 따라 경제적 부담을 감소시키기 위해 그 생산속도를 저하시키는 경우에는 생산성이 떨어지고 대량생산에 부적합하여 매우 비합리적인 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 본체의 일측 상측에는 상날개공급부를 구비하고 그 하측에는 하날개공급부를 구비하며, 본체의 타측에는 전기한 상날개와 하날개 및 본체 하부 중앙에 위치한 전면지공급부를 통해 공급되는 전면지를 동시에 합지 성형 및 컷팅할 수 있게 한 제품완성부를 구비하되, 상날개공급부와 하날개공급부에는 각각 분리된 합지성형부와 컷팅부를 이격 형성함으로써,

독립된 합지성형부와 컷팅부를 갖는 상날개공급부와 하날개공급부 및 제품완성부는 합지를 위한 엠보싱 무늬 성형과 제품 절단을 위한 컷팅이 개별적인 초음파 혼에 의해 이루어지므로 단일의 초음파 혼이 갖는 부하를 크게 감소시켜 초음파 혼의 사용수명을 크게 연장시킬 수 있으면서도, 부하 감소에 따라 제품의 이송속도를 향상시킬 수 있어 그 생산속도를 증가시키므로 대량 생산이 가능하여 매우 경제적인 특징을 갖는 초음파 융착에 의한 마스크 제조장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 마스크 제조장치의 전체 구성도이다.

프레임체로 된 본체(10)의 일측 상부에는 상날개공급부(20)를 형성하고, 본체(10)의 일측 하부에는 하날개공급부(30)를 형성하며, 본체(10)의 하부 중앙에는 전면지공급부(40)를 형성하고, 본체(10)의 타측 상부에는 제품성형부(50)를 각각 형성하되,

상날개공급부(20)에는, 대향의 제1합지롤러(21)와 제1합지초음파혼(22)을 형성하고, 그 일측에는 제1컷팅롤러(23)와 제1컷팅초음파혼(24)을 대향 형성하며,

하날개공급부(30)에는, 대향의 제2합지롤러(31)와 제2합지초음파혼(32)을 형성하고, 그 일측에는 제2컷팅롤러(33)와 제2컷팅초음파혼(34)을 대향 형성하며,

전면지공급부(40)에는, 대향의 제3합지롤러(41)와 제3합지초음파혼(42)을 형성하고, 그 일측에는 제3컷팅롤러(43)와 제3컷팅초음파혼(44)을 대향 형성하며,

제품성형부(50)에는, 대향의 제4합지롤러(51)와 제4합지초음파혼(52)을 형성하고, 그 일측에는 제4컷팅롤러(53)와 제4컷팅초음파혼(54)을 각각 대향 형성하여 구성한 것이다.

이상과 같은 구성에 의한 본 발명 초음파 융착에 의한 마스크 제조장치의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시와 같이 본 발명 마스크 제조장치는 일측으로부터 연속공급되는 여러 장의 부직포를 겹쳐 융착 및 컷팅하여 제작하는 것으로서, 제조장치의 본체(10)는 프레임체로 된 골격구조를 갖고 있으며 그 본체(10)의 일측 상부에는 상날개공급부(20)가 형성되어 있고 그 하측에는 하날개공급부(30)가 형성되어 있으며, 본체(10)의 중간 하부에는 전면지공급부(40)를 갖고, 본체(10)의 상부 타측에는 제품성형부(50)가 각각 형성되어 있는 것이다.

여기서 상기한 상날개공급부(20)에는 여러 겹으로 된 부직포가 롤러에 의해 동시에 공급되는 것인데, 이와 같이 공급되는 부직포는 도 3의 도시와 같이 제1합지롤러(21) 및 제1합지초음파혼(22)의 사이를 통과하면서 다양한 형태의 엠보싱 무늬에 의해 합지되는 것이다.

즉, 상기 제1합지롤러(21)의 표면에는 주지한 종래의 기술과 마찬가지로 마스크를 형성하기 위한 상날개의 형상 내에 포함되는 융착돌기가 돌출 형성되어 있고 제1합지초음파혼(22)은 상기 제1합지롤러(21)와 대향방향으로 극소의 간격을 갖고 이격형성되어 있으므로, 상기한 부직포가 그 사이를 통과하게 되면 제1합지롤러(21)의 융착돌기와 초음파혼의 영향에 의해 그 융착돌기의 형상과 동일한 엠보싱 융착무늬를 형성하게 된다.

이때의 부직포는 상기 초음파혼의 무수한 떨림으로부터 열이 발생하여 상기 융착돌기와의 대향면이 용융되면서 여러겹의 부직포가 서로 융착상태가 되는 것이다.

이와 같은 엠보싱 무늬에 의해 용착되어진 부직포는 이동하여 제1컷팅롤 러(23) 및 제1컷팅초음파혼(24)의 사이로 진입하게 되는데, 상기 제1컷팅롤러(23)는 회전을 함과 동시에 그 표면에 마스크의 상날개와 동일한 형상의 컷팅돌조가 형성되어 있으므로 하부 제1컷팅초음파혼(24)과 제1컷팅롤러(23)가 서로 대향 회전하게 되면 그 컷팅돌조에 의해 진입된 부직포를 원하는 형상 즉 상날개의 형상으로 절단하게 되는 것이다.

이때의 상날개는 공급되는 부직포로부터 완전히 분리 컷팅되는 것이 아니라, 상날개와 하날개의 대향부분인 일측만이 컷팅되므로 연속적인 이동을 통해 상기 제품성형부(50)를 향해 이동하게 된다.

또한, 상기와 같은 상날개를 형성하기 위한 여러겹의 부직포와 마찬가지로 하날개공급부(30)에서도 여러 겹의 부직포가 공급되는 것이며, 도 4의 도시와 같이 제2합지롤러(31) 및 제2합지초음파혼(32)에 의해 하날개의 형상 내에서 엠보싱 무늬를 통해 합지가 이루어지고, 제2컷팅롤러(33) 및 제2컷팅초음파혼(34)에 의해 하날개의 일측부가 컷팅되는 과정을 갖는 것이며, 컷팅된 부직포는 상기와 같이 제품성형부(50)를 향해 연속적으로 이동하게 된다.

또한, 전면지공급부(40)를 통해 공급되는 부직포는 도 5의 도시와 같이 제3합지롤러(41) 및 제3합지초음파혼(42)에 의해 전면지의 형상 내에서 엠보싱 무늬를 통해 합지가 이루어지고, 제3컷팅롤러(43) 및 제3컷팅초음파혼(44)에 의해 전면지에 형성하고자 하는 통공이나 흡,배기공 등을 컷팅하는 과정을 갖는 것이며, 컷팅된 부직포는 상기와 같이 제품성형부(50)를 향해 연속적으로 이동하게 된다.

이와 같이 각각 개별적인 합지부와 컷팅부를 통과한 상날개 및 하날개, 전면 지는 제품성형부(50)에 이르러 마스크의 형태대로 합지가 이루어지는 것이며, 이와 같은 합지 상태에서 이들 상날개 및 하날개, 전면지의 테두리 부분을 초음파 융착하여 이들을 결합시키게 된다.

즉, 도 6의 도시와 같이 제4합지롤러(51) 및 제4합지초음파혼(52)을 통과하는 각 부속지는 이들의 중첩 상태에서 그 테두리부에 다양한 형태 및 모양을 갖도록 융착선 또는 융착무늬를 형성하는 것이며, 엠보싱 융착이 종료되면 그 일측의 제4컷팅롤러(53)와 제4컷팅초음파혼(54)으로 진입하여 그 컷팅롤러(53)에 의해 겹쳐진 상태의 부속지가 동시에 절단되어 최종적으로 마스크의 형상을 갖게 된다.

이와 같이 융착된 상태의 마스크는 후공정에 의해 양단에 걸이밴드 및 밴드결속구 등을 고정하여 완성하면 되는 것이다.

따라서, 종래와는 달리 각각의 합지롤러 및 컷팅롤러를 통해 상날개 및 하날개, 전면지의 융착과 컷팅 작업을 분리시켜 이들이 갖는 초음파혼의 부하를 크게 감소시키는 것이며, 초음파혼에 가해지는 부하가 크게 감소함에 따라 고가의 초음파혼 사용수명이 크게 연장되는 것이며, 부하감소를 통해 작업속도를 향상시킬 수 있어 보다 대량으로의 생산이 가능한 것이다.

이상과 같은 본 발명 초음파 융착에 의한 마스크 제조장치는, 독립된 합지성형부와 컷팅부를 갖는 상날개공급부와 하날개공급부 및 제품완성부는 합지를 위한 엠보싱 무늬 성형과 제품 절단을 위한 컷팅이 개별적인 초음파 혼에 의해 이루어지 므로 단일의 초음파 혼이 갖는 부하를 크게 감소시켜 초음파 혼의 사용수명을 크게 연장시킬 수 있으면서도, 부하 감소에 따라 제품의 이송속도를 향상시킬 수 있어 그 생산속도를 증가시키므로 대량 생산이 가능하여 매우 경제적인 것이다.

Claims (1)

1. 프레임체로 된 본체(10)의 일측 상부에는 상날개공급부(20)를 형성하고, 본체(10)의 일측 하부에는 하날개공급부(30)를 형성하며, 본체(10)의 하부 중앙에는 전면지공급부(40)를 형성하고, 본체(10)의 타측 상부에는 제품성형부(50)를 각각 형성하되,

   상날개공급부(20)에는, 대향의 제1합지롤러(21)와 제1합지초음파혼(22)을 형성하고, 그 일측에는 제1컷팅롤러(23)와 제1컷팅초음파혼(24)을 대향 형성하며,

   하날개공급부(30)에는, 대향의 제2합지롤러(31)와 제2합지초음파혼(32)을 형성하고, 그 일측에는 제2컷팅롤러(33)와 제2컷팅초음파혼(34)을 대향 형성하며,

   전면지공급부(40)에는, 대향의 제3합지롤러(41)와 제3합지초음파혼(42)을 형성하고, 그 일측에는 제3컷팅롤러(43)와 제3컷팅초음파혼(44)을 대향 형성하며,

   제품성형부(50)에는, 대향의 제4합지롤러(51)와 제4합지초음파혼(52)을 형성하고, 그 일측에는 제4컷팅롤러(53)와 제4컷팅초음파혼(54)을 각각 대향 형성하여 구성함을 특징으로 하는 초음파 융착에 의한 마스크 제조장치.

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