KR100968616B1 - 초음파에 의하여 다층 재료 웨브를 결합하는 장치 - Google Patents

초음파에 의하여 다층 재료 웨브를 결합하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제1 초음파 진동자(16, 43, 55)와 적어도 하나의 제1 응답 부재(10, 44, 50) 사이의 제1 간극(15, 42, 54)에서 초음파에 의하여 다층 재료(6, 7)를 결합시키키 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 평평한 제1의 재료(2, 4, 6a)는 제1 공급 장치(12, 14)에 의해, 그리고 평평한 제2의 재료(3a, 3, 6)는 제2 공급 장치(13, 10)에 의해 제1 간극(15, 42, 54)으로 도입된다.
초음파 진동자, 응답기, 간극, 다층 재료, 골판지, 주름 웨브, 덮개 웨브

Description

초음파에 의하여 다층 재료 웨브를 결합하는 장치{DEVICE FOR CONNECTING A MULTILAYERED WEB BY ULTRASOUND}
본 발명은, 초음파 진동자(ultrasonic oscillator)와 이에 대향 배치된 응답 부재 사이에 형성된 간극 내에서 다층 재료 웨브들을 초음파에 노출시켜 서로 결합시키기 위한 장치에 관한 것이다.
독일 특허 제44 39 284 C3호에는, 초음파 진동자와 이에 대향 배치된 응답 부재에 의하여 재료 웨브를 연속적으로 초음파 처리하기 위한 장치가 개시되어 있다. 제조된 재료 웨브는, 개별적으로 간극 내에 공급될 수 있는 다양한 여러 층들이 서로 적층되어 이루어질 수 있다. 간극에서의 초음파의 강도에 따라, 층의 웨브는 서로 결합될 수 있거나 절단될 수 있다. 이 장치에 있어서는, 웨브의 폭에 비하여 결합 작업 구역이 좁다.
또 다른 예로서 독일 특허 제100 27 735 C1호에는, 초음파 진동자와 이에 대향 배치된 응답 부재 사이의 간극 내로, 이미 느슨하게 층상화(層狀化)되어 있는 복층 재료 웨브를 도입하여 초음파 처리하는 장치가 개시되어 있다. 층들 사이의 결합은 상기 웨브의 폭에 비하여 좁은 용접 영역에서 수행된다. 복층 내의 각 층은 용접이 가능하고 가요성이기 때문에, 상기 간극을 통해 각 층의 웨브들을 안내하여, 느슨하게 층상화되어 있는 층들을 서로 용접한다. 이러한 작업에 있어서, 간극 내의 초음파장(ultrasonic field)에서 발생된 열과의 반응에 의해 용융시켜 층들 사이의 결합을 형성시키기 위해서는, 열가소성 층이 필요하다.
본 발명의 목적은, 초음파 작용에 의하여 다층 재료 웨브를 결합하기 위한 장치를 제공하는 것이며, 그러한 초음파 장치의 작용이 다양한 영역에서 활용될 수 있다. 이러한 목적은 청구항 1의 특징에 의해 달성된다.
간단히 말하자면, 청구항 1 또는 종속항들 중 하나에 따른 장치에 의하여, 다음과 같은 분야의 작업이 가능해진다.
- 재료 웨브 층들의 넓은 면적을 연속적 또는 단속적으로 연결하는 작업으로서, 본질적으로 재료 웨브의 전 폭에 걸쳐서 실시하는 연결 작업.
- 열가소성 첨가제를 사용하지 않고 재료 웨브 층들을 결합하는 작업.
- 재료 웨브의 하나 이상의 층을 가공한 후, 동일 설비 즉 설비의 같은 부분을 이용하여 재료 웨브를 결합하는 작업.
- 불연속적이거나 할당된 결합 영역에서 초음파 결합을 이용하는 동안에 에너지 소비를 최적화하는 작업.
- 서로 적층된 섬유 함유 재료 웨브 층들의 인접 경계부(bordering edge)들을 미세-접합(micro-splice)하는 작업.
청구항들 중의 하나에 따른 장치를 이용하여 골판지를 생산함으로써, 다음과 같은 장점들 중 하나 이상을 달성하는 것이 가능하다.
- 골판지 생산 중에 가습량 감소.
- 재료 웨브 층의 결합 시에 열 흡수 감소.
- 이미 결합된 판지의 건조시에 필요한 에너지 감소.
- 접착제와 같은 결합 재료 웨브의 사용량 감소 또는 미사용.
- 골판지 제조기의 설치 크기의 실질적인 감소.
- 특히, 필요한 예열 단계의 생략 또는 단축에 의한 기계의 역행정 신속화.
- 설비 재가동 후에 준비 단계의 생략 및 단축.
청구항 1에 기재된 바와 같은 장치의 경우에, 재료 웨브의 다수의 층들은 제1 초음파 진동자와 이에 대향 배치된 적어도 하나의 제1 응답 부재 사이의 간극에서 초음파에 의하여 서로 결합된다. 평탄한 적어도 하나의 제1 원재료 웨브(source material web)가 제2 원재료 웨브와 함께 각각 제1 공급 장치와 제2 공급 장치에 의하여 제1 간극으로 안내된다. 제1 원재료 웨브와 제2 원재료 웨브는 상기 간극에 직접 이송되거나 간극 내로 도입되어, 다층 결합 공정을 위해 준비되는 것이 바람직하다.
특별한 한 실시예에서는, 도입된 제2 원재료 웨브에 파형 윤곽부를 형성시킨다. 또한 도입된 제1 원재료 웨브 또는 추가된 원재료 웨브에도 그러한 윤곽부를 형성시킬 수도 있다. 본 명세서에서 윤곽화(profiling)라는 용어는, 원재료 웨브가 3차원의 규칙적 또는 불규칙적인 표면 구조를 갖는다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서 제2 재료 웨브의 상부 또는 하부는 평탄하지 않고 융기부와 함몰부가 있는 특징이 있다. 재료 웨브의 이동 경로에 대하여 윤곽부는 종방향 또는 횡방향으로 정렬되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 윤곽부는 직선형, 지그재그형, 또는 파형일 수 있다. 내구성을 갖는 결합 구조체를 제조하기 위해서는, 윤곽화된 원재료 웨브를 파형으로 하거나 주름이 예리하도록 하여야 한다. 이는, 상기 원재료 웨브들이 강성의 경량 구조로 결합될 수 있도록 해 준다.
제1 초음파 진동자는 제1 원재료 웨브에 인접하고, 제1 초음파 진동자에 대응하는 응답 부재는 제2 원재료 웨브에 인접하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 초음파 진동자는 제1 원재료 웨브의 표면 근처에 놓인다. 이 때에, 윤곽화된 제1과 제2 원재료 웨브 사이의 결합 영역과 제1 초음파 진동자의 초음파 방출면 사이의 분리 거리는 최소이다.
제2 공급 장치가 제2 원재료 웨브를 위한 한 쌍의 윤곽화 롤을 구비할 경우, 제2 원재료 웨브에 미리 윤곽부가 형성된다는 장점이 있는 하나의 장치 내에서, 제1 및 제2 원재료 웨브들 사이의 결합이 이루어질 수 있다. 한 쌍의 윤곽화 롤은, 예를 들면 제2 원재료 웨브에 전술한 윤곽부를 형성시킨다. 재료 웨브의 길이를 가로지르는 방향을 따라 파형의 윤곽부 형성되어 있는 경우에, 윤곽화 롤은 롤 축과 평행하게 배치된 원주상의 능(ridge)부와 골(valley)부를 구비한다. 이와는 달리, 재료 웨브 상의 윤곽부가 종방향을 따라 형성되어 있는 경우에, 롤의 능부와 골부의 윤곽부는 원주 방향을 따라 형성된다. 한 쌍의 윤곽화 롤이, 예를 들어 골판지의 골심지 제조 라인의 설계에 있어서 공지되어 있는 바와 같은 2개의 능부와 골부 롤들을 구비한다면 특히 바람직하다.
상당히 바람직한 실시예에서는, 한 쌍의 윤곽화 롤들 중에서 하나의 윤곽화 롤이 초음파 진동자에 대한 응답 부재로서의 역할을 한다. 그에 따라, 제2 원재료 웨브는 상기 한 쌍의 윤곽화 롤에 의하여 우선 윤곽화되고, 그 후 윤곽부가 소정 위치에서 제1과 제2 원재료 웨브들 사이의 결합을 강화하게 되는 것이다. 이로 인하여, 제1 초음파 진동자에 대한 별도의 특별한 대응 응답 부재가 필요하지 않게 된다.
제1 윤곽화 롤의 피크들 또는 연장 돌출부들은 제1 초음파 진동자의 초음파면에 가장 가까이 접근한다. 초음파 복사는 주로 초음파 반사면에 의하여 윤곽화 롤로부터 반사되고, 그 윤곽화 롤로 침투하는 초음파는 최소로 된다. 윤곽화 롤의 피크 영역 또는 돌출부에서의 초음파 반사면은, 초음파가 간극 내로 반사되도록 설계되는 것이 바람직하다. 그에 따라, 간극에서의 초음파 충격 압력이 증가된다. 따라서, 제1 초음파 진동자 장치로 향한 음파는 다시 반사되어, 간극 내의 초음파장은 강도가 더욱 증가한다. 그러므로, 간극 내에서 정상파가 형성될 가능성이 증가한다.
제1 초음파 진동자에 대하여 제1 발생기 유닛을 할당하고, 이 발생기 유닛의 전력이 시간에 따라 변화할 수 있도록 함으로써, 현재 또는 그 이후의 결합에 대한 요건과 전력 입력 변조가 상응하도록 조화시킬 수 있다. 전력 인출이 감소될 수 있고, 재료 웨브에 가해지는 열은 그에 상응하게 감소된다. 이러한 방식으로, 예를 들면 재료 웨브들 사이의 이산 결합 영역들이 형성될 수 있다. 재료 웨브들의 전체 면을 결합시키고자 할 경우에는, 상기 이산 결합 영역을 재료 웨브의 폭과 길이에 걸쳐서 전체 면에 분배할 수 있다.
제2 원재료 웨브가 종방향으로 배치된 주기적 윤곽부를 구비할 경우에, 전력 변조 변화의 시간 주기를 제1 발생기 유닛에 의하여 상기 주기적 윤곽부의 시간 주기에 상응하도록 형성시키는 것이 바람직하다. 이는, 간극을 통과하는 재료 웨브의 이동 속도에 맞추어 수행된다. 전력 변조의 펄스 길이 그 자체가 변할 수 있기 때문에, 재료 웨브의 통과 속도의 변화에 의해 펄스 길이를 서로 일치시킬 수 있다. 재료 웨브의 길이가 간극을 통하여 당겨지고 제2 원재료 웨브가 제1 재료 웨브 위에 놓이는 경우에, 처리 장치가 최대 출력을 감소시키는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 출력이 상기 길이에 가해지거나 에너지가 재료 웨브로 이송됨으로써, 사실상 웨브들 사이의 결합이 이루어지는 것이 바람직하다.
전력 변조는 맥놀이(beat)를 야기시켜 수행될 수 있다. 그로 인하여 전력 피크가 발생하지 않고 따라서 초음파 진동자의 과도 주파수를 피할 수 있기 때문에, 초음파 진동자를 위한 재료 웨브 보호 작용을 할 수 있게 된다. 맥놀이는 제1 발생기 유닛 자체로 변조를 하여 얻을 수 있다. 또는, 초음파 진동자를 위한 여기 주파수와 상기 초음파 진동자의 고유 주파수 사이의 변환을 통하여 변조를 달성할 수 있다. 맥놀이의 주파수는 초음파 진동자의 여기 주파수와 고유 주파수 사이의 주파수 차이에 의해 조절될 수 있다. 이러한 방식으로, 재료 웨브가 간극을 통과할 때에, 맥놀이의 펄스 길이를 재료 웨브의 속도에 맞출 수 있다.
바람직한 실시예에서, 제3 공급 장치는 제2 초음파 진동자와 이에 대응하는 적어도 하나의 제2 응답 부재 사이의 제2 간극으로 제3 원재료 웨브를 안내한다. 제2 간극에서 (예를 들면, 결합된 제1 및 제2 원재료 웨브들로 이루어지는) 재료 웨브들은 추가적인 제3의 원재료 웨브에 결합된다. 한 실시예에 있어서는, 제3 원재료 웨브는 제2 원재료 웨브의 표면만을 덮기 위하여 이송될 수 있다. 제2 원재료 웨브가 예를 들어 윤곽화되는 경우에, 윤곽화되지 않은 제3 원재료 웨브를 공급하여 샌드위치 구조체를 형성하는 것이 가능하며, 이러한 구조체는 통상 골판지로 알려져 있다.
제2 초음파 진동자가 제3 원재료 웨브에 가깝게 놓여 있다면 제2 초음파 진동자의 초음파 방출면은 제2 및 제3 원재료 웨브 사이의 접촉 영역에 인접하게 된다. 일부 실시예들에서는, 제2 초음파 진동자와 함께 작동하는 제2 응답 부재는 그 자체가 매끈한 롤이거나 윤곽화 롤이며, 윤곽화 롤일 경우에는 제1 윤곽화 롤의 윤곽에 상응하는 윤곽이 제공되는 것이 바람직하다.
한 실시예에서는, 초음파 반사면의 사발형 오목부 및/또는 상기 "능부" 즉 윤곽화 롤의 초음파 반사면의 돌출부는 상기 초음파 반사면의 재료보다 초음파 반사율이 더 작은 물질로 충진된다. 그에 따라, 초음파는 그 간극으로부터 재료 웨브를 투과한 후 주로 상기 충진 물질 뒤에 있는 초음파 반사면으로부터 반사된다. 상기 사발형 오목부를 충진함으로써 평탄면 또는 외측으로 솟아오른 볼록면을 형성하며, 따라서 사발형 오목부에는 오염 물질이 축적되지 않는다. 반대로, 반사면 상의 충진에 의해, 융기부 또는 돌출부가 윤곽화되어 직접 대향하고 있는 롤의 윤곽부에 대응함으로써, 반사가 강화된다.
또 다른 실시예에 따른 장치는, 제1 또는 제2 간극의 폭을 변화시키기 위한 제1 또는 제2 이동 유닛을 구비한다. 이러한 방식으로, 간극은 다양한 재료 웨브 두께에 적합화될 수 있다. 또한, 제1 및/또는 제2 초음파 진동자의 맥놀이 주파수를 선정하여 정상파 즉 공진을 형성할 수 있도록, 간극 폭을 조절할 수 있다. 공진 조건 즉 정상파는, 일정한 간극 내에서 상기 맥놀이 주파수의 변화에 의해 형성될 수 있다. 공진이 일어나는 경우에, 압력 마디 구역에서의 음파 압력이 최대이고, 이 때에 상기 압력 마디 구역에서의 공기 또는 재료 웨브 이동이 또한 최대이다. 간극 폭 및/또는 여기 주파수의 변화에 의해, 상기 압력마디의 위치가 이동된다. 압력 마디가 결합면의 영역에 재배치될 경우에, 그 시점에서 가장 큰 재료 이동이 발생한다.
또 다른 실시예에서, 제1 또는 제2 작동 간극은 적어도 다층 웨브의 전폭에 걸쳐서 연장된다. 제1 및/또는 제2 초음파 진동자는 재분할되고 다수의 초음파 맥놀이를 가지기 때문에, 개별 초음파 맥놀이 또는 초음파 맥놀이 그룹의 개폐 전환에 의해, 간극 폭을 재료 웨브의 폭에 적응시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 재료 웨브의 적어도 2개의 층들은 전체 연속면으로 결합될 수 있거나, 재분할된 불연속 구역으로 될 수 있다.
또 다른 실시예에서는 제1, 제2 및/또는 제3 원재료 웨브들에 효과가 있는 층형성 장치에 의하여 액체가 도포되거나 추가 피막으로서 제공될 수 있다. 이러한 액체 도포는, 예를 들면 재료 웨브의 표면을 따라서 회전하는 롤 또는 분사기 등에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로 재료 웨브들 사이의 서로 결합될 영역에 그와 같이 액체를 도포하는 것이면 충분하다. 액체 도포의 예로서, 수성 피막은 윤곽화된 제2 원재료 웨브의 능부들에 부착될 수 있다. 능부들은 제1과 또는 제2 원재료 웨브와 함께 그 간극에서 결합되어야 한다.
또 다른 실시예에서는, 또 다른 원재료 웨브를 윤곽화하기 위한 보조적인 한 쌍의 윤곽화 롤을 구비하는 보조 장치가 제공된다. 윤곽화된 제2 원재료 웨브 외에 또 다른 윤곽화된 원재료 웨브가 보조 초음파 진동자와 이에 대응하는 응답 부재 사이의 또 다른 간극으로 도입된다. 이러한 방식으로, 적어도 2개의 윤곽화된 원재료 웨브들을 구비한 다층 재료 웨브를 제공할 수 있다. 이러한 보조적인 개별적 입력 웨브들의 윤곽부는 웨브의 종방향을 횡단하도록 설계되어 이송되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 2층의 주름 웨브를 구비한 골판지를 제조하는 것이 가능하다.
전술한 장치는, 여러 장점들 중에서도 골판지 제조에 특히 적합하다. 종이 웨브를 서로 결합시키기 위하여 결합 재료를 사용하지 않아도 되며, 특히 접착제를 필요로 하지 않는다. 그러나, 필요한 경우에 최소량의 적절한 접착제 사용이 배제되는 것은 아니다.
또한, 전술한 장치는 섬유 입자를 함유하는 재료 웨브들 사이의 결합을 형성시키는 데 적합하다. 이러한 재료 웨브들의 예로는, 종이 웨브 등이 있다. 서로 결합될 원재료 웨브들이 열가소성 부재일 필요가 없거나 특히 열가소성 플라스틱 재료를 포함할 필요가 없으며, 접착제를 도포할 필요할 필요도 없다. 따라서 재료 웨브의 내구성이 개선되고/되거나 재생 사용의 가치가 높아진다.
섬유 입자들이 함유된 재료 웨브의 경우에, 다음의 결합 작용들이 단독으로 또는 다른 비율로 조합되어 활성화될 수 있다.
- 원재료 웨브의 섬유 입자와 또 다른 재료 웨브의 섬유 입자의 미세 접합이 일어난다. 초음파장에서의 기계적인 이동에 의해 미세 접합이 진행될 때에, 입자들은 원래의 밀착 상태로부터 이완되고, 바로 인접하여 있고 마찬가지로 이완되어 있는 다른 섬유 입자들과 함께 새로운 결합을 형성한다.
- 재료 웨브 내의 유체 또는 재료 웨브 상의 유리 상태의 유체는 미립화되고, 제한된 침습 영역에서 원재료 웨브의 기계적 분해에 영향을 미치며, 따라서 분해 영역 그 자체가 재형성될 수 있다.
- 결합 재료 웨브는 열 작용에 의하여 원재료 웨브를 (예를 들면, 물의 침습에 의해) 분리시키고, 그 후 서로 인접한 2개의 원재료 웨브들 사이에 새로운 결합이 재형성되어 재료 웨브가 경화 또는 "양생"된다.
골판지 제조에 있어서는, 종이 웨브 결합에 접착제가 불필요하다는 점이 밝혀졌다. 소량의 습기를 도포하여 종이 웨브들 사이의 고정 능력을 향상시킬지라도, 결합 이전에 물을 도포할 필요가 필요는 없다. 종래의 골판지 제조 방법과 비교하면, 건조 작업은 결합 설비의 이후의 작업이 되어야 한다. 본 발명에서는 건조기 부분의 생략이 가능하거나, 사실상 크기를 감소시킬 수 있다. 인접한 종이 웨브들의 섬유들 미세 접합에 의하여, 본 발명에 따라 제조된 골판지의 습기 안정성이 사실상 개선된다. 접착제를 포함하는 종래의 골판지와 비교하면, 본 발명의 종이 웨브는 높은 습도 하에서 장시간 노출된 후에 분리가 일어난다.
도 1은 모듈형 골판지 제조기의 개략적 단면도이다.
도 2a와 도 2b는 제3 종이 층을 위한 결합 유닛의 실시예이다.
도 3은 제2 실시예 따른 골판지 제조기의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 초음파 방출면과 반사면의 실시예이다.
도 5a와 5b는 초음파 반사면을 위한 삽입부이다.
도 6은 작동하는 골판지 제조기에 할당되는 전력 변조의 시간 다이어그램이다.
도 7a와 도 7b는 종이 웨브를 횡단하는 방향으로의 초음파 진동자의 배열에 대한 2개의 실시예이다.
도 8a와 도 8b는 도 7a와 7b의 배열로부터 발생하는 결합 패턴이다.
도 1은 모듈형 골판지 제조기(1)의 단면도를 나타낸다. 도 1에는 3개의 모듈, 즉 골판지 제조기(1)의 모듈 A, B 및 C가 나타나 있다. 모듈 A에서 제1 덮개 웨브(2)가 제1 주름 웨브(3)에 결합된다. 모듈 B에서 이미 결합된 웨브(2, 3)들에 제2 덮개 웨브(4)가 결합된다. 모듈 C에서, 모듈 B로부터 나오는 단층 골판지(6) 위에 제2 주름 웨브(5)가 결합된다. 이후에 제2 주름 웨브(5) 위에 제3 덮개 웨브를 추가하는 모듈 D(도 1에는 미도시)를 배치하여, 덮개 웨브가 3개인 2층 골판지(7)를 제조할 수도 있다. 모듈 A에서 한 쌍의 치차형 롤(10, 11)들이 종이 웨브(3a)로부터 제1 주름 웨브(3)를 제조한다. 제1 주름 웨브(3)는 웨브 방향을 가로질러 윤곽화된다. 모듈 C에서는 또 다른 한 쌍의 치차형 롤(50, 51)들이 종이 웨브(5a)로부터 제2 주름 판지 웨브(5)를 제조한다. 2층 골판지(7)를 제조하는 경우에는, 웨브의 길이 방향으로의 제2 주름 판지 웨브(5)의 요철화 즉 윤곽화 공정을 조정하여, 주름 판지 웨브(3, 5)들의 윤곽부를 교차시킨다. 도 1 내의 아래에서 위로 향한 화살표는 주름 판지 웨브의 작업 방향을 나타낸다. 종이 웨브 또는 덮개 웨브와 접촉하는 롤들은 웨브의 이동 속도에 (거의) 상응하는 원주 속도로 회전한다.
종이 웨브(2, 3a, 4, 5a)들은 개개의 순서에 따라 종이 공급 롤(12, 13, 40, 52)들로부터 공급된다. 모듈 A에서 제1 종이 공급 롤에서 이송되는 덮개 웨브(2)는 방향 변화 롤(14)에 의해 방향이 전환되어 제1 치차형 롤(10)과 제1 초음파 진동자(16) 사이의 제1 간극(15)으로 들어간다. 선택적으로 제1 종이 공급 롤(12)과 제1 간극(15) 사이에, 더 바람직하기로는 제1 방향 변화 롤(14)과 제1 종이 공급 롤(12) 사이에 접착 롤(17)이 배치될 수 있다. 접착 롤(17)은 도포 롤, 압력 롤 및 접착제 용기를 구비하고, 상기 도포 롤은 접착제 용기를 통해 회전할 수 있다. 접착제는 제1 덮개 웨브(2)를 가로질러 도포된다. 선택적으로 한 쌍의 치차형 롤(10, 11)들과 제2 종이 공급 롤(13) 사이에, 종이 웨브(3a)에 얇은 수성막을 분배하는 도포 장치 또는 가습기(18)가 배치될 수 있다. 제1 간극(15)과 제1 종이 공급 롤(12) 사이에도 접착 롤(17) 대신에 가습기(18)가 제공될 수 있다. 종이 웨브(3a, 2)들을 가습하기 위한 이와 같은 가습기(18) 이외에도 또 다른 가습기가 제공될 수 있다.
모듈 A에서 초음파 진동자(16)는 배선(19)에 의해 초음파 발생기(20)에 연결된다. 초음파는 초음파 진동자(16)에 의해 제1 간극(15)에 인접한 면으로부터 제1 간극으로 방출된다. 방출된 초음파는 제1 간극(15)의 건너편에 있는 치차형 롤(10)의 외면에 충돌한다.
도 7a는 치차형 롤(10)에 대향하는 위치에 있는 초음파 진동자(16)를 개략적으로 나타낸다. 초음파 진동자(16)는 서로 이웃하여 위치한 다수의 진동부(16a ~ 16d)들로 조립된다. 진동부의 방출면들은 길이 방향으로 정렬되어 있고 롤 축에 평행하게 형성되어 있다. 진동부(16a ~ 16d)들 각각은 배선(19a ~ 19d)들에 의해 초음파 발생기(20)의 전력 구동기(20a ~ 20d)에 연결된다. 초음파 발생기(20)는 전력 구동기의 위상, 진폭 및 주파수가 동일하도록 작동될 수 있다. 그러나 위상, 전력, 진폭 및 주파수는, 진동부(16a ~16d)들 각각의 작동을 최적화하기 위하여 전력 구동기에 따라 부분적으로 다를 수 있다. 이 실시예에서 출력의 값이 일정하도록 조절되는 경우에는, 제1 간극(15)에서 공진을 일으키는 주파수가 최적화된다. 골판지, 즉 덮개 웨브 및/또는 주름 웨브가 실제로 통과하는 영역에서 초음파 출력을 얻기 위한 목적만을 위하여, 하나 이상의 진동부(16a ~16d)들은 활성화 또는 비활성화될 수 있다. 이와 같은 개폐 전환에 의하여, 필요한 골판지 폭에 적합하도록 활성 간극 길이가 조절된다. 그에 따라, 이하에서 설명하는 초음파 진동자(43, 70, 71)들이 구성되어 작동될 수 있다.
모듈 B에서 제2 덮개 웨브(4)는 이송 중에 제2 방향 변화 롤(41)에 의해 방향이 전환되어, 제1 덮개 웨브(2)와 제1 주름 웨브(3)로 이루어진 이미 결합된 웨브로 향하게 된다. 이 웨브들은 제2 초음파 진동자(43)와 반사체 라인(reflector line)(44) 사이의 제2 간극(42) 내로 도입되어 결합된다. 제2 초음파 진동자(43)는 제2 초음파 발생기(45)에 의하여 활성화되고, 제1 초음파 진동자(16)에 상당하도록 설계될 수 있다. 제2 간극(42)에서 제2 덮개 웨브(4)는 주름 웨브(3)와 접촉하게 되며 서로 접촉하는 영역을 따라 결합하게 된다.
이격 거리 센서(46)가 제1 주름 웨브(3)의 능부와 골부를 감지하여 그 신호를 제2 초음파 발생기(45)로 전송한다. 이에 의하여, 상기 능부과 골부의 연속 정도와 위치에 의존하는 시간 관련 전력 변조가 수행될 수 있다. 이 감지 구역에서의 주름 판지 웨브의 전진 속도에 의하여, 시간 경과 중에 제2 초음파 진동자(43)로부터 초음파의 최대 출력이 나올 수 있고, 따라서 제1 주름 웨브(3)와 제2 덮개 웨브(4) 사이의 층간 접촉 영역에서 최대 순간 출력을 가할 수 있게 된다. 선택적으로, 모듈 A에서의 가습기(18) 또는 접착제 도포기에 상당하는 가습기(47) 또는 접착제 도포기를 제3 종이 공급 롤(40)과 제2 간극(42) 사이에 설치할 수 있다.
그 후, 단층 골판지는 동일한 속도로 모듈 C로 이송되어 제3 간극(54)으로 들어간다. 제2 주름 웨브(5)가 이 제3 간극(54)에 공급된다. 웨브(5)는 제3 및 제4의 윤곽화 롤(50, 51)들의 공동 작용에 의해 제조된다. 제3 간극(54)의 한 면은 컴퓨터에 의해 조종되는 초음파 진동자(55)에 접하고, 다른 면은 제3 윤곽화 롤(50)에 접한다. 컴퓨터에 의해 조종되는 초음파 진동자(55)는 초음파 발생기(56)에 의해 활성화된다. 이 제3 간극(54)에서 제2 주름 웨브(5)와 제2 덮개 웨브(4)가 서로 결합되어, 2층 골판지(7)가 제조된다.
도 7b는 컴퓨터에 의해 조종되는 초음파 진동자(55)의 개략적인 상면 사시도를 나타낸다. 컴퓨터에 의해 조종되는 초음파 진동자(55)는 진동자부(55a ~ 55n)들로 조립된다. 방출부(55a ~ 55n)들 각각의 방출면들은 롤의 일부 원주 상방에서 길이 방향으로 정렬되도록 설계된다. 또한, 방출면들은 롤의 반경에 간극의 폭을 더 한 정도의 반경으로 만곡된다. 방출부의 상기 방출면들의 폭은 제3 치차형 롤(50)의 여러 능부들에 걸친 폭만큼의 크기일 수 있다. 치차형 롤(50)의 각 능부에 하나의 진동부가 제공될 수도 있다. 또한, 하나의 진동부가 다수의 능부 폭들의 거리에 걸쳐서 연장되도록 제공될 수 있다. 도 7a의 유닛에 도시된 바와 같이, 도 7b의 각 진동부(55a ~ 55n)들의 그룹은 위상, 주파수 및 출력이 동일하도록 서로 동시에 구동될 수 있다. 다른 방안으로서, 도 7a를 참조하여 설명한 바와 같이, 진동부들 각각은 개별적으로 최적화될 수 있다.
도 2a와 도 2b는 모듈 B의 실시예를 나타낸다. 특별한 설명이 없는 한, 모듈 B에 도 1에서의 모듈 B와 동일한 요소들이 제공된다. 도 2a의 경우에, 제2 초음파 진동자(43)와 방향 변화 롤(41) 사이에 제2 간극(42a)이 형성되어 있다. 이 경우에는 반사체 라인(44)이 설치되어 있지 않다. 제2 선형 초음파 진동자(43)의 출력이 다시 동기화될 수 있기 때문에, 덮개 웨브(4)가 제1 주름 웨브(3)와 접촉할 때에 최대 출력이 제공된다.
도 2b에 도시한 바와 같은 실시예의 경우에는, 반사체 라인(44) 대신에, 제1 주름 웨브(3)의 능부 패턴에 상응하는 능부가 배열되어 있는 치차형 롤(48)이 설치된다. 제1 주름 웨브(3)가 제2 덮개 웨브(4) 위에 놓이기 때문에, 치차형 롤(48)은 제1 주름 웨브(3)의 통과와 더불어 동기화되며, 따라서 치차형 롤(48)의 돌출부는 제2 간극(42b)의 간극면으로서 작용한다. 치차형 롤(48)은, 도 2a의 방향 변화 롤(41) 대신에 그 기능을 수행할 수도 있다.
도 3은 통합된 골판지 제조 장치(60)의 실시예를 나타낸다. 제1 덮개 웨브(61)는 제1 종이 공급 롤(62)로부터 제1 방향 변화 롤(67)로 이송된다. 제2 덮개 웨브(63)는 제2 종이 공급 롤(64)로부터 제2 방향 변화 롤(68)로 이송된다. 동시에 한 쌍의 치차형 롤(66)에 의해 제1 주름 웨브(65)가 종이 웨브(65a)로부터 제조된다. 종이 웨브(65a)는 제3 종이 공급 롤(73)에 의하여 상기 한 쌍의 치차형 롤(66)로 이송된다. 3개의 웨브(61, 65, 63)들은, 대향하여 인접한 2개의 선형 초음파 진동자(70, 71)들 사이 형성된 간극(69) 내에서 서로 결합된다. 선형 초음파 진동자(70, 71)들은 초음파 발생기(72)에 의해 구동된다. 선형 초음파 진동자(70, 71)들은 본질적으로 도 7a에 도시되어 있는 선형 초음파 진동자에 상당하도록 설계될 수 있다. 서로 대향되어 있는 초음파 진동자(70, 71)들은, 웨브(61, 63)와 함께 이송되는 제1 주름 웨브(65)에 반(半)파형 교차 패턴을 형성시키도록 설치된다. 이 경우에, 제1 주름 웨브(65)가 제2 선형 초음파 진동자(71)의 초음파 생성면 영역에서 제2 덮개 웨브(63) 위에 놓일 때에, 제1 주름 웨브(65)는 제1 선형 초음파 진동자(70)의 초음파 방출면의 초음파 생성면 영역에서 제1 덮개 웨브(61) 위에 놓인다. 선형 초음파 진동자(70, 71)들 중의 하나의 초음파에 의하여 다른 하나가 여기되어 진동하도록, 선형 초음파 진동자들을 피동적으로 작동시키는 것도 가능하다.
서로 근접하게 배치되어 있는 웨브(61, 63, 65)들은 간극(69) 내에서 서로 결합되며, 통합된 주름 기계 모듈(60)의 구조적 크기를 상당히 소형화할 수 있도록 해 준다. 또한, 제1 덮개 웨브(61), 제2 덮개 웨브(63), 및/또는 제1 주름 웨브(65)의 단면 또는 양면에 습기나 접착제를 도포하는 것이 가능하다. 이를 실행하기 위하여, 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 가습기 및/또는 접착제 도포기를 도 3의 주름 기계 모듈에 배치할 수 있다. 모듈 C, B, D 또는 모듈 B, D 순서로 또 다른 모듈들이 포함될 수 있다.
도 4a는 간극 폭이 H인 제1 간극(15)의 제1 치차형 롤(10)과 제1 선형 초음파 진동자(16)의 전단부의 단면을 확대하여 나타낸 도면이다. 선형 초음파 진동자(16)의 초음파 방출면의 전방 표면은 사발형 또는 내측으로 오목한 형상이며, 보다 바람직하기로는 포물면형이거나 부분적으로 구형인 오목부로서 형성될 수 있기 때문에, 초음파 방출은 제1 치차형 롤의 면 방향으로 집중된다. 상기 사발형의 오목부는 종이 웨브를 가로지르는 방향(즉, 도면의 지면에 수직인 방향)으로 정렬된다. 도 4b는, 치형부(tooth)(21)의 상부가 평탄화되어 있는 제1 치차형 롤(10)의 실시예를 나타낸다. 이 평탄화 부위는 사발형, 포물면형, 또는 구형으로 설계될 수도 있다.
도 4c는 도 3의 선형 초음파 진동자(70, 71)들이 대향 배치되어 있는 부분을 확대하여 다소 자세히 나타낸 도면이다. 간극(69)의 경계면들은 매끈하며, 사발형, 포물면형 또는 부분적으로 구형이다. 깊이는 선형 초음파 진동자의 폭, 즉 진동부의 폭에 걸쳐서 도면에 수직인 방향이다. 주파수를 변화시키거나 간극의 폭 "h"를 변화시킴으로써, 간극(69) 내에 정상파를 형성시키는 것이 가능하다. 정상파는 반파장(半波長) 또는 반파장의 배수로 측정이 가능하다. 선형 초음파 진동자(71)는, 전술한 바와 같이, 주로 선형 초음파 진동자로부터 방출된 음파를 반사하고 필요에 따라 그 자체가 여기되어 진동 또는 공진할 수 있다는 점에서, 피동 방식으로 설계될 수 있다.
도 5a는 도 1의 모듈 B의 반사체 라인(44)의 상세도를 나타낸다. 간극에 인접한 반사체 라인(44)의 면은 마찬가지로 오목부로 설계된다. 상기 오목부는 마찬가지로 사발형, 포물면형 또는 부분적 구형일 수 있다. 오목부가 오염되는 것을 방지하기 위하여, 공기/재료 웨브의 경계면 영역에서 상당히 작은 초음파 반사율을 나타내는 물질로 오목부(441)를 채우는 것이 바람직하다. 그에 따라, 간극에 충돌하는 초음파의 대부분이 상기 재료 웨브를 투과하여 오목부(441) 내에 도달하며, 우선 상기 오목부(441)의 만곡면으로부터 반사된다. 따라서, 강한 초음파 복사의 후방 반사가 달성된다. 도 5b는 도 4b의 능부 선단의 확대 단면을 나타내며, 이 도면에서는 원래의 치형부의 정상부(21)에 상기 오목부(441)를 채운 충진재와 같은 물질로 이루어진 연장부(211)가 형성되어 있다.
도 6은 시간이 흐름에 따라 초음파 발생기(20, 45 및/또는 72)에 의해 전력이 소모되는 과정을 보여준다. 재료 웨브가 간극(15, 42, 42a, 42b, 54 및/또는 69)을 통하여 당겨지는 동안에 재료 웨브들 중의 하나가 다른 하나와 결합될 때에, 전력이 최대로 소모된다. 이와 같은 과정은, 도 6에서 제1 덮개 웨브(2) 또는 제2 덮개 웨브(4) 상에 놓이는 제1 주름 웨브(3)에 의하여, 명확히 이해될 수 있다. 도 6의 상측의 시간 다이어그램은 임펄스(impulse) 형태의 전력 I를 나타내며, 하측의 시간 다이어그램은 맥놀이 형태의 진동 진폭 A의 시간-의존성 변조를 나타낸다. 이와 관련하여 펄스 길이 P는 r/v와 같으며, 여기서 v는 주름 판지의 이송 속도이고 r은 제1 주름 판지 웨브(3)의 그리드 치수이다.
도 8a는, 도 7a의 배열을 이용하여 도 6에 따라 시간 관련 전력 변조를 실시하였을 경우의 골판지의 표면 부분을 나타낸다. 골판지 표면에는, 진동부(16a ~ 16d)들의 횡방향 배치에 의하여 서로 분리되어 있는 연결 구역(80)들이 관찰된다. 웨브 길이 방향으로, 연결 구역(80)들 사이의 거리는 그리드 치수 r의 거리에 상응한다.
도 8b는, 일례로 도 5b의 배열을 이용하였을 경우에 형성된 연결선을 나타낸다. 연결선(81)들 사이의 분리 거리는 제2 주름 웨브(5)의 그리드 치수, 즉 진동부(55a ~ 55b)들의 분리 거리에 상응한다. 컴퓨터에 의해 조종되는 초음파 유닛(55)에 전력을 연속적으로 공급하는 경우에는 연결선(81)이 연속적이고, 전력 변조의 경우에는 연결선이 부분적으로 중단된다.
초음파 연결 모듈들만에 기초하여 골판지 제조기를 설계할 필요가 있는 것은 아니다. 모듈 A, B, C, 또는 D 중 하나 이상을 하나 이상의 종래 모듈로 대체할 수 있다. 또한, 도 3에 도시되어 있는 장치에, 종래 모듈들 중 하나 이상 또는 모듈 B, C 및/또는 C를 추가하는 것도 가능하다. 종래 모듈로서, 이송 롤, 스플라이서(splicer), 예열기, 웨브 안내기, 접착제 도포 장치, 가열기 및 접착제 경화 장치, 및/또는 절단기 및 접지기(folding machinery)와 같은 작업 설비들을 예로 들 수 있다.

Claims (49)

  1. 제1 초음파 진동자(16)와 적어도 하나의 제1 응답 부재 사이의 제1 간극(15)에서 초음파 방출을 이용하여 다층 재료 웨브를 결합하기 위하여,
    - 섬유를 포함하는 적어도 하나의 평평한 제1 원재료 웨브(2)를 공급하기 위한 제1 공급 장치와, 섬유를 포함하는 평평한 제2 원재료 웨브(3a)를 공급하기 위한 제2 공급 장치를 구비하고,
    - 제2 공급 장치는, 평평한 제2 원재료 웨브(3a)를 윤곽화하여 윤곽화된 제2 원재료 웨브(3)를 제1 간극(15) 내로 공급하기 위한 한 쌍의 윤곽화 롤(10, 11)을 포함하고,
    - 제1 초음파 진동자(16)는 제1 원재료 웨브(2)에 인접하게 배치되고, 제1 응답 부재는 윤곽화된 제2 원재료 웨브(3)에 인접하게 배치되어 있는
    다층 재료 웨브 결합 장치에 있어서,
    - 제1 공급 장치와 제2 공급 장치 중 하나 또는 모두에는, 제1 및 제2 원재료 웨브(2, 3, 3a) 중 하나 또는 모두에 수분을 도포하기 위한 도포 장치가 배치되고,
    - 제1 원재료 웨브(2) 및 윤곽화된 제2 원재료 웨브(3)에는 제1 초음파 진동자(16)가 작용하여, 원재료 웨브(2, 3)들을 함께 접착시키는 개입 물질 없이 원재료 웨브(2, 3)들의 인접 경계부들이 섬유들의 미세 접합에 의해 함께 결합되도록 하기 위한 전력이 선정되어 있고,
    - 제2 원재료 웨브(3)를 제1 원재료 웨브(2)에 결합하여 내구성 경량 구조체를 형성시키는 초음파 진동자(16)로 전력이 공급되도록, 제1 초음파 진동자(16)에는 발생기 유닛(20)이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    다층 재료 웨브는 골판지인 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    한 쌍의 윤곽화 롤(10, 11)들의 각 롤은 윤곽화되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    한 쌍의 윤곽화 롤(10, 11)들 중의 제1 윤곽화 롤(10)이 응답 부재로서 작용하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 윤곽화 롤(10)의 돌출부 또는 피크(21)가 초음파 반사면 또는 이에 상당하는 코팅부를 구비하며, 상기 반사면은 초음파 방출을 제1 초음파 진동자(16)로 적어도 부분적으로 반사하도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    제1 초음파 진동자(16)는 제1 발생기 유닛(20)에 접속되고, 상기 제1 발생기 유닛의 시간 기반의 가변 전력이 상기 제1 초음파 진동자(16)로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    전력 변조의 펄스 길이(P)가, 윤곽화 롤(10)에 의하여, 간극(15) 내의 제2 원재료 웨브(3)의 윤곽 변조의 펄스 길이(r) 및 간극 폭 변화(H) 중 하나 또는 모두와 동기화되는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    윤곽화된 제2 원재료 웨브(3)가 제1 원재료 웨브(2) 상에 놓이는 시점, 및 제1 윤곽화 롤(10)의 피크가 제1 초음파 진동자(16)와 인접하여 대향하는 시점 중 하나 또는 두 시점 모두에, 제1 발생기 유닛(20)이 최대 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    제1 초음파 진동자(16)가 제1 발생기 유닛(20)에 의하여 초음파 방출 상태로 여기될 수 있으며, 초음파 방출은 펄스 길이(P) 및 간극 폭 변화(H) 중 하나 또는 모두를 갖는 맥놀이에 중첩되는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    제1 초음파 진동자로부터 원재료 웨브들의 이동 방향으로 하류측 위치에 배치된 제2 초음파 진동자(43, 55)와, 이에 대향 배치된 제2 응답 부재와, 제3 원재료 웨브(4, 5)를 공급하기 위한 제3 공급 장치를 또한 포함하며,
    제2 초음파 진동자(43, 55)와 제2 응답 부재 사이에 형성된 제2 간극 내에서, 원재료 웨브(2, 3)들은 제3 원재료 웨브(4, 5)와 결합되는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    제2 초음파 진동자(43)는 제3 원재료 웨브(4)에 바로 인접하도록 배치되어 있고, 제2 초음파 진동자에 대향하는 제2 응답 부재는 제1 원재료 웨브(2)와 인접하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    대향 배치된 상기 제2 응답 부재는 적어도 하나의 초음파 반사면을 구비하며, 상기 반사면은 초음파 복사를 제2 초음파 진동자(43, 55)로 적어도 부분적으로 다시 반사하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    웨브의 종방향 및 횡방향 중 하나 또는 모두의 방향으로 형성된 적어도 하나의 초음파 반사면은 사발형의 오목부 형상인 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 사발형의 오목부(441, 211)는 초음파 반사면의 재료보다 초음파 반사율이 작은 물질로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    대향 배치된 상기 제2 응답 부재는 윤곽화된 제3 롤인 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    제3 롤(48)의 윤곽 분리 거리가 윤곽화된 제2 원재료 웨브(3) 및 제1 윤곽화 롤(10) 중 하나 또는 모두의 윤곽 분리 거리와 일치하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    제2 원재료 웨브(3)가 제3 원재료 웨브(4)와 접촉하는 순간에 제3 롤(48)의 피크가 제1 원재료 웨브(1)와 접촉하도록, 제3 롤(48)의 회전속도가 원재료 웨브의 속도와 동기화되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  21. 제13항에 있어서,
    제2 초음파 진동자(43, 55)가 제2 발생기(45, 56)에 연결되고, 그에 따라 시간 기반의 가변 전력이 상기 제2 초음파 진동자(43, 55)로 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    윤곽화된 제2 원재료 웨브(3)가 제3 원재료 웨브(4)와 접촉할 때에, 제2 발생기(45, 56)가 최대 출력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    제2 초음파 진동자(43, 55)가 제2 발생기(45, 56)에 의하여 초음파 방출 상태로 여기될 수 있으며, 초음파 방출은 펄스 길이(P) 및 간극 폭 변화(H) 중 하나 또는 모두를 가진 맥놀이에 중첩되는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  24. 제21항에 있어서,
    제2 원재료 웨브(3)가 제2 간극(42, 54)으로 진입하기 전에 제2 원재료 웨브의 윤곽을 측정하기 위한 거리 센서(46)와, 제2 발생기(45, 56)에 의해 시간에 따라 변조된 출력을 동기화시키기 위한 동기화 장치를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  25. 제13항에 있어서,
    제1 및 제2 초음파 진동자들이 서로 인접하여 배치되어 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  26. 제1항에 있어서,
    제1 간극의 폭(H, h)을 조절하기 위한 제1 이동 장치를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  27. 제1항에 있어서,
    제1 간극의 폭(H, h)은, 적어도 일시적으로 초음파 방출을 위하여 제1 간극(15)에서 공진이 일어나도록 선정되는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  28. 제26항에 있어서,
    제1 간극의 폭(H, h)은 간극(15)에서의 초음파 파장의 ¼(λ/4)의 배수인 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  29. 제13항에 있어서,
    제1 및 제2 간극(15, 42, 54) 중 하나 또는 모두는 전체 웨브 폭에 걸쳐서 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    제1 및 제2 원재료 웨브(2, 3)들은, 제1 초음파 진동자(16)에 의하여 또는 제1 및 제2 원재료 웨브(2, 3)들로 이루어진 적어도 2층의 원재료 웨브들에 작용하는 제2 초음파 진동자(43, 55)에 의하여 제3 원재료 웨브(4)에 결합될 수 있으며, 상기 웨브의 결합부는 전체 영역에서 연속적이나 전체 재료 웨브 영역에 걸쳐서 분배된 불연속적 재분할 부분(80, 81)들일 수 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  31. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 원재료 웨브(2, 3, 3a, 4) 중 하나 이상에 물과 같은 액체 또는 물을 함유하는 액체를 도포하기 위하여, 제1 및 제2 공급 장치들 중 하나 이상에 도포 장치가 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  32. 삭제
  33. 제1항에 있어서,
    제1 원재료 웨브(2)는 덮개 웨브이고, 제2 원재료 웨브(3)는 윤곽화된 웨브인 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  34. 섬유를 포함하는 적어도 하나의 평평한 제1 원재료 웨브(2)와 섬유를 포함하는 평평한 제2 원재료 웨브(3a)를 준비하는 단계와,
    골판지 제조를 위하여, 제1항 또는 제2항에 기재된 다층 재료 웨브 결합 장치를 사용하여 제1 원재료 웨브(2)와 제2 원재료 웨브(3a)를 결합시키는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치 사용 방법.
  35. 삭제
  36. 제34항에 있어서,
    제1 및 제2 원재료 웨브들이 섬유 입자들을 함유하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치 사용 방법.
  37. 삭제
  38. 섬유를 포함하는 적어도 하나의 평평한 제1 원재료 웨브(2)와
    섬유를 포함하는 평평한 제2 원재료 웨브(3a)를 윤곽화하여 얻은 윤곽화된 제2 원재료 웨브(3)를
    초음파 진동자(16)의 제1 간극(15)으로 공급하여, 초음파에 의해 다층 재료 웨브를 결합하는 다층 재료 웨브 결합 방법에 있어서,
    - 제1 및 제2 원재료 웨브(2, 3, 3a) 중 하나 또는 모두에 수분을 도포하고,
    - 초음파 진동자(16)에는 발생기 유닛(20)에 의해 전력이 공급되고, 이에 따라 윤곽화된 제2 원재료 웨브(3)는 제1 원재료 웨브(2)와 결합되어 내구성의 경량 구조체를 형성하고,
    - 섬유를 포함하는 원재료 웨브(2, 3)들에 초음파 진동자(16)가 작용하여, 원재료 웨브(2, 3)를 함께 접착시키는 개입 물질 없이, 원재료 웨브(2, 3)들의 인접 경계부들이 섬유들의 미세 접합에 의해 서로 결합되도록, 상기 전력을 선정하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 방법.
  39. 제38항에 있어서,
    윤곽화된 제2 원재료 웨브(3)를 제2 초음파 진동자(43, 55)에 의해 제3 원재료 웨브(4)와 결합시키는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 방법.
  40. 제38항에 있어서,
    제1 및 제2 원재료 웨브(2; 3)들 중 하나 또는 모두의 원재료 웨브로서, 종이를 사용하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 방법.
  41. 제18항에 있어서,
    제2 초음파 진동자(43, 55)가 제2 발생기(45, 56)에 연결되고, 그에 따라 시간 기반의 가변 전력이 상기 제2 초음파 진동자(43, 55)로 전달될 수 있고,
    윤곽화된 제2 원재료 웨브(3)가 제3 원재료 웨브(4)와 접촉하는 시점, 및 윤곽화된 제3 롤(48)의 돌출부(21) 또는 피크가 제2 초음파 진동자(43)와 대면하는 시점 중 하나 또는 두 시점 모두에, 제2 발생기(45, 56)가 최대 출력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  42. 제13항에 있어서,
    제1 및 제2 간극 중 하나 또는 모두의 폭을 조절하기 위한 제1 및 제2 이동 장치 중 하나 또는 모두를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  43. 제13항에 있어서,
    제1 및 제2 간극 중 하나 또는 모두의 폭은, 적어도 일시적으로 초음파 방출을 위하여 제1 및 제2 간극(15, 42, 54) 중 하나 또는 모두에서 공진이 일어나도록 선정되는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  44. 제42항에 있어서,
    제1 및 제2 간극 중 하나 또는 모두의 폭은 간극(15, 42, 54)에서의 초음파 파장의 ¼(λ/4)의 배수인 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  45. 제1항에 있어서,
    제1 간극(15)은 전체 웨브 폭에 걸쳐서 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  46. 제13항에 있어서,
    제1, 제2 및 제3 원재료 웨브(2, 3, 3a, 4) 중 하나 이상의 원재료 웨브에 물과 같은 액체 또는 물을 함유하는 액체를 도포하기 위하여, 제1, 제2 및 제3 공급 장치들 중 하나 이상의 공급 장치에 도포 장치가 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  47. 제13항에 있어서,
    제1 및 제3 원재료 웨브 중 하나 또는 모두는 각각 덮개 웨브이고, 제2 원재료 웨브들은 각각 윤곽화된 웨브인 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  48. 제47항에 있어서,
    제1, 제2 및 제3 원재료 웨브들은 골판지 제조를 위한 종이 웨브들인 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 장치.
  49. 제39항에 있어서,
    제1, 제2 및 제3 원재료 웨브(2; 3; 4)들 중 하나 이상의 원재료 웨브로서, 종이를 사용하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 다층 재료 웨브 결합 방법.
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