KR101664957B1

KR101664957B1 - 튜브형 플라스틱 용기의 용접 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101664957B1
Application number: KR1020127004460A
Authority: KR
Inventors: 게하르드 켈러; 쟈끄 톰아셋
Original assignee: 아이사팩 홀딩 에스에이
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2016-10-11
Also published as: RU2012104842A; RU2524964C2; BR112012002287B1; PL2459360T3; JP2013500878A; EP2459360B1; CN102470607A; CA2767518A1; MX2012000890A; KR20120039032A; US20120193017A1; BR112012002287A2; WO2011012930A1; ES2709499T3; EP2459360A1; CA2767518C; JP5650736B2

Abstract

본 발명은 최소한 다음의 조작공정들을 포함하고 있는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법을 제공하는 것이다:
a. 라미네이트(11)가 감겨지는 권회 조작공정,
b. 상기 라미네이트(11)의 단부들(8,9)이 서로 이웃하여 위치결정되어지는 위치결정 조작공정,
c. 플라스틱의 부드러운 용접 끈(12)이 압출 성형되고, 상기 라미네이트의 단부들(8,9) 위에 부착되는 압출 조작공정,
d. 상기 단부들(8,9)이 상기 용접 끈(12)에 의해 용합되는 융합 조작공정,
e. 용접 영역(10)을 압착하는 압착 조작공정,
f. 상기 용접 영역의 냉각 조작공정.

Description

튜브형 플라스틱 용기의 용접 방법 및 장치{Method and device for sealing tubular plastic packaging, and resulting packaging}

본 발명은 플라스틱 필름을 사용하여 형성하는 유연성 튜브 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부드러운 용접 끈(weld string)의 추가에 의해 단부들이 용접되는 필름을 사용하여 형성되는 유연성 튜브에 관한 것이다.

부드러운 플라스틱 끈의 추가에 의한 용접은 특허 출원 WO 2008/038206 A2에 기술되어 있다. 상기 출원인에 의해 출원된 방법에 있어서는 상기 용접 끈이 압출되고 라미네이트의 각 단부에 용접되며, 그리고 상기 단부들 사이에 결합제로서 기능한다. 상기 용접 끈의 온도는 상기 단부들에 그것의 용접을 보장할만큼 충분하게 높으며, 이에 따라 추가적인 에너지의 투입이 요구되지 않는다. 상기 방법은 상기 용접 끈이 용기의 내면을 형성하는 표면에 적용되기 때문에 튜브들의 미관을 개선하는 장점을 가지고 있다. 또 다른 장점은 일반적으로 사용되는 고주파 용접 장치들과 비교하여 장치가 간소화된다는 것이다.

그러나, 상기 특허 출원 WO 2008/038206 A2에 기술되어 있는 방법과 장치는 생산된 용기와 관련하여 많은 결함을 가지고 있다. 이들 결함들은 용기들의 세가지 용접 결함 형태들의 현상과 관련이 있다. 첫 번째 결함은 미관이며, 그리고 라미네이트의 단부들이 연결되지 않을 때 나타난다. 이 경우에 있어, 용접 끈은 용기의 외부로부터 볼 수 있게 된다. 이 같은 용접 형태의 일례가 도 5에서 보여지고 있다. 상기 라미네이트(11)의 단부들은 연결되지 않았고 그리고 상기 단부들 사이의 공간(14)은 용접 끈(12)에 의해 채워져 있다. 이 같은 용접 형태는 상기 라미네이트(11)가 배리어 층(13)을 포함하고 있을 때 두번째 결함을 가진다. 차단 특성의 유실은 상기 배리어 층(13)의 단절에 기인하여 용접 영역(10)에서 관찰되어진다. 용기의 차단 특성의 유실은 라미네이트의 단부들이 연결되지 않거나 또는 불충분하게 용접될 때 의미 있게 나타난다. 세번째 결함은 기계적인 부분이며, 그리고 상기 단부들이 서로 연결되기는 하였으나 용접되지 않았을 때 나타난다. 도 6에서 보여지고 있는 이 같은 형태의 용접은 선행 기술에서 기재된 장치들로부터 유래되며, 도 1 내지 도 4에서 보여지고 있다. 이러한 경우에 있어, 상기 라미네이트(11)의 맞대기 용접의 낮은 강도를 보상하도록 매우 얇은 용접 끈(12)이 요구된다. 상기 용접 영역(10)은 상기 용접 끈(12)과 상기 라미네이트(11) 사이의 경계면에 의해 형성되는 제1영역(15)과 그리고 상기 라미네이트의 단부들 사이의 경계면에 의해 형성되는 제2영역(16)을 가지고 있다. 상기 종래 기술에서 기술된 방법과 장치들은 상기 경계면(16)을 용접할 수 없는 것으로 나타나고 있다. 상기 용접 끈(12)의 큰 두께는 상기 용접 영역에서 용기의 유연성을 감소시킨다. 상기 라미네이트의 단부들 사이의 용접되지 않은 경계면(16)은 또한 용기의 미관과 차단 특성을 나쁘게 한다. 상기에 언급한 결함들의 존재는 상기 용접 끈에 의해 제공되는 에너지를 사용한 상기 라미네이트 단부들을 부드럽게 하는 데 어려움을 초래한다.

특허 출원 WO 2008/038206 A2에 기술된 그리고 도 1 내지 도 4에서 나타나 있는 방법 및 장치들은 또한 특히 상기 부드러운 용접 끈이 중력의 작용 하에 자연스럽게 하측으로 흐름이 일어나는 사실에 기인한 또 다른 결함들도 가지고 있다. 그에 따라 상기 용접 끈은 먼저 용접 막대의 표면, 또는 적용 가능하다면 그 용접 막대 속에 구축된 구동벨트의 표면과 접촉상태에 진입한다.

도 1에 나타난 장치의 단면을 보여주고 있는 도 2에 있어서, 상기 용접 끈(12)은 상기 라미네이트(11)와 접촉하기 전에 금속 벨트(3) 위에 위치된다. 상기 온도가 비교적 높은 용접 끈의 차가운 금속 표면과의 첫번째 접촉은 상기 방법의 실시에 있어 불리하다. 이것은 용접되기 위하여 상기 라미네이트의 엣지(가장자리)와 접촉하도록 가져가지기 전에 상기 용접 끈의 온도가 낮아지기 때문이다. 이 같은 우발적인 에너지의 손실은 근본적으로 용접의 품질을 저하시킨다.

국제 특허 출원 공개 WO2008/038206 A2

그 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 부드럽게 압출 성형된 용접 끈을 사용하여 얻게 되는 용접 품질을 개선하는 데 목적이 있다. 본 발명의 목적은 또한 특히 상기에서 언급한 결함들을 해소하는 데 있다.

본 발명은 일차로 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법에 관한 것으로, 최소한 다음의 공정들을 포함하고 있다:

● 라미네이트가 감겨지는 권회 조작공정,

● 라미네이트의 가장자리들이 위치결정되어지는 위치결정(배치) 조작공정,

● 플라스틱의 플렉시블한(유연성을 가진, 부드러운) 용접 끈이 압출 조작 성형되고, 상기 라미네이트의 단부들 위에 부착되는 압출 조작공정,

● 상기 단부들이 상기 용접 끈의 수단에 의해 융합되는 융합 조작공정,

● 상기 용접 영역을 두 방향에서 함께 가압하는 압착(압축) 조작공정,

● 상기 용접 영역의 냉각 조작공정.

상기 융합 공정은 본 발명의 핵심인 바, 왜냐하면 상기 라미네이트의 단부들의 표면을 부드럽게(플렉시블하게) 만드는 데 도움을 주기 때문이다. 상기 라미네이트의 단부들의 융합은 상기 용접 끈의 열적 에너지에 기인하여 얻어지며, 그리고 다음과 같은 방법으로 수행된다:

● 상기 용접 끈은 오직 상기 라미네이트의 단부들에만 접촉하며,

● 실행의 지속시간 및 상기 용접 끈의 에너지는 상기 단부들을 부드럽게 하기에 충분하다.

상기 압착(가압,압축) 조작공정은 상기 융합 공정에 이어서 또는 동시에 일어나며, 다음의 조작공정으로 구성된다:

● 상기 라미네이트의 수직축을 따라 상기 용접 끈을 매우 빠르게 압착시키는 것, 및

● 상기 라미네이트의 평면에 평행한 방향으로 상기 라미네이트의 부드러운 단부들을 서로를 향해 함께 가압하는 것.

본 발명의 실시는 상기 용접 끈과 접촉하도록 진입하는 것 같이 상기 장치의 요소들에 평행한 방향으로 상기 용접 끈을 이동시키는 것으로 되는 방법으로 이루어진다. 이 같은 방법에서는 상기 라미네이트와 접촉 속에 가져가지기 전에 용접막대 또는 벨트와 같은 요소들과 상기 용접 끈이 접촉하지 않는다.

본 발명은 용접 끈이 상기 용접 장치, 특히 상기 용접 막대 및 선택적으로 용접 벨트에 평행하게 움직이며, 그래서 상기 용접 끈의 최초 접촉이 상기 라미네이트와 일어나는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하나의 특징은 용접을 실시하기 위해 필요한 모든 에너지가 상기 플라스틱의 부드러운(플렉시블한) 용접 끈으로부터 비롯된다는 사실에 있다.

본 발명 방법의 제1실시예에 따르면, 상기 용접 끈이 상기 위치결정(배치) 조작공정에 앞서 위치된다.

본 발명 방법의 제2실시예에 따르면, 상기 용접 끈이 상기 위치결정 조작공정 중에 위치된다.

본 발명 방법의 제3실시예에 다르면, 상기 용접 끈이 상기 위치결정 조작공정에 뒤이어 위치된다.

상기 용접 끈은 상기 용기의 내면을 형성하는 상기 라미네이트의 표면 또는 외표면을 형성하는 표면 위에 배치될 수 있다. 바람직하기로는, 상기 용접 끈이 내면을 형성하는 표면 위에 놓여지는 것이다.

본 발명은 더 나아가 위에서 정의된 것 같은 방법을 실시하기 위한 장치의 제공에 관한 것이다. 상기 장치는 라미네이트에 의해 둘러싸여지도록 채용된 용접 막대와, 상기 용접 막대의 외표면과 상기 용접 막대 주위에 배치된 라미네이트 사이에 플라스틱으로 된 부드러운 용접 끈을 압출하여 위치시키는 수단을 포함하고 있으며, 상기 장치는 상기 용접 막대가 수직으로 위치되는 것을 특징으로 한다.

상기 용기는 다음과 같이 두 개의 구별되는 부분들을 포함하는 용접 영역을 포함하고 있다:

● 상기 라미네이트의 인접한 단부들 사이의 경계면에 의해 형성되는 제1용접 부분,

● 상기 라미네이트의 하측과 상기 용접 끈 사이의 경계면에 의해 형성되는 제2용접 부분.

상기 용접 부분은 상기 라미네이트 두께의 2배 이하의 전체 두께를 가지고 있으며, 바람직하기는 상기 라미네이트 두께의 1.8배 이하의 두께를 가진다. 상기 용접 영역의 강도는 상기 라미네이트의 강도보다 더 크다.

상기 라미네이트가 복수개의 레이어(층)들을 포함하여 구성될 때, 본 발명은 상기 용접 영역에서 레이어들의 연속성을 개선하는 효과가 있다. 결과적으로, 이들 용기들의 차단 특성(barrier properties)들이 개선되고 그리고 또한 상기 용접 영역의 미관이 개선된다.

본 발명의 대안은 상기 라미네이트의 단부들을 겹쳐서 용접을 실시하는 방법을 사용하는 것으로 이루어진다. 이 경우에 있어, 상기 용접 끈은 겹쳐지기 위한 상기 라미네이트의 단부들의 경계면에 위치된다. 융합 조작공정은 상기 단부들을 부드럽게 하는 데 도움을 준다.

라미네이트의 경우에 있어서, 그의 두께에 있어서, 알루미늄 레이어 또는 종이 레이어 처럼 열의 확산을 감소시키는 레이어(layer)를 포함하고 있으며, 가장자리를 예열시키기 위한 장치, 예를 들면 접촉에 의해 상기 라미네이트의 양측 가장자리의 온도를 상승시키는 효과를 가지며, 그것에 의해 용접 조건들을 개선하고 용이하게 하는 장치를 사용하는 데 있어 장점이 있을 수 있다.

본 발명의 다른 대안에 따르면, 상기 라미네이트의 가장자리들은 비스듬하게 절단되며, 그것은 상기 용접 영역에 있어 상기 라미네이트의 측면 접촉 면적을 증가시키는 효과를 가진다. 그 같은 형상은 또한 용접의 품질과 강도에 영향을 미친다.

본 발명의 또 다른 대안에 따르면, 공동 압출 플라스틱 끈(co-extruded plastic string)(상기 끈의 중심에 차단 재료를 가진)을 사용하는 것으로 이루어지며, 그것은 또한 상기 라미네이트의 가장자리들 사이에 정의되는 영역에 있어 튜브의 외부 환경과 함께 우수한 차단 보호를 보장한다.

본 발명의 융합 조작공정은 라미네이트의 단부들을 융합시킴에 있어 상기 용접 끈의 열적 에너지에 기인하여 발생되며, 이로써 상기 라미네이트의 단부들의 표면을 부드럽게 만드는 데 도움을 주며, 상기 라미네이트 단부들의 용접 끈에 의해 용접된 용접 영역의 강도는 상기 라미네이트의 강도보다 더 크다.

그리고 본 발명은 상기 용접 영역에서 레이어들의 연속성을 개선하는 효과가 있으며, 결과적으로, 이들 용기들의 용접 부위에서의 차단 특성(barrier properties)들이 개선되고 그리고 또한 상기 용접 영역의 미관이 개선되는 효과가 있다.

라미네이트의 경우에 있어서, 그의 두께 속에 알루미늄 레이어 또는 종이 레이어 처럼 열의 확산을 감소시키는 레이어(layer)를 포함하고 있고, 가장자리를 예열시키기 위한 장치를 포함하는 경우 접촉에 의해 상기 라미네이트의 양측 가장자리의 온도를 상승시키는 효과를 가지며, 그것에 의해 용접 조건들을 개선하고 용접을 용이하게 하는 장치를 사용하는 데 있어 장점을 가져다 준다.

본 발명에 따라 상기 라미네이트의 가장자리들을 비스듬하게 절단하여 용접시키면, 상기 용접 영역에 있어 상기 라미네이트의 측면 접촉 면적을 증가시키는 효과를 가지게 되고, 그 같은 형상은 또한 용접의 품질과 강도를 향상시키도록 하는 영향을 미친다.

용접 끈의 중심에 차단 재료를 가진 공동 압출 플라스틱 끈(co-extruded plastic string)을 사용하는 경우 상기 라미네이트의 가장자리들 사이에 정의되는 영역에 있어 튜브의 외부 환경과 함께 우수한 차단 보호를 보장하는 효과가 있다.

본 발명은 다음의 도면들 속에 나타난 실시예들에 의해 이하에서 좀 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술을 나타낸 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 장치의 측단면도이다.
도 3은 종래 기술에 의한 제2 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 장치의 측단면도이다.
도 5는 종래 기술에서의 제1용접 방법을 보여주는 도면이다.
도 6은 종래 기술에서의 제2용접 방법을 보여주는 도면이다.
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 맞대기 용접 방법을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 방법의 융합 조작공정을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 방법의 압착 조작공정을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 맞대기 용접을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 장치의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 11은 융합 조작공정에 있는 장치의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 12와 도 13은 오버랩에 의한 용접 방법을 보여주는 도면이다.
도 12는 융합 조작공정을 나타낸 도면이다.
도 13은 압착 조작공정을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 의한 오버랩을 가진 용접을 나타낸 도면이다.

본 발명의 방법은 다음 사항에 상기 용접 끈이 가진 에너지를 사용하는 것으로 이루어진다:

● 상기 용접 끈을 상기 라미네이트의 단부들에 용접,

● 상기 라미네이트의 단부들을 서로 용접.

상기 용접 영역은 이 같이 두 개의 별도 부분들을 포함하고 있으며, 제1부분은 상기 용접 끈-라미네이트 경계면에 의해 형성되며, 제2부분은 상기 라미네이트-라미네이트 경계면에 의해 형성된다.

본 발명의 방법은 최소한 다음의 조작공정(단계)들을 포함한다.

● 원통형 바디를 형성하기 위한 라미네이트의 권회 조작공정,

● 상기 라미네이트의 단부들을 위치결정시키는 조작공정,

● 상기 단부들 위에 용접 끈을 압출하고 위치결정시키는 조작공정,

● 상기 용접 끈의 에너지를 사용하여 상기 단부들을 융합시키는 조작공정,

● 용접 영역을 압착하는 조작공정,

● 용접 영역을 냉각시키는 조작공정,

● 원통형의 바디를 동일한 길이의 원통부재로 절단하는 조작공정.

본 발명 방법의 핵심적 조작공정들은 도 7과 도 8에 나타나 있다. 도 7은 상기 용접 끈의 에너지의 일부가 용접될 단부들을 부드럽게 하기 위해 상기 라미네이트에 전달되는 융합 조작공정을 보여주고 있다. 부드럽게(플렉시블하게) 압출된 상기 용접 끈(12)은 상기 라미네이트(11)의 단부들과 접촉한다. 상기 용접 끈과 라미네이트 사이의 경계면(15)은 오직 용접될 단부들만을 가열하기 위하여 협소한 면적을 가지고 있다. 상기 융합 조작공정 중에 상기 용접 끈(12)은 단지 상기 라미네이트(11)의 단부들과만 접촉한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 라미네이트(11)의 단부들은 오직 상기 융합 조작공정 중에 상기 용접 끈(12)과만 접촉한다. 융합 조작공정 중에 상기 용접 끈(12)과 상기 라미네이트의 단부들의 외부 접촉이 없음은 본 발명의 중요한 특색이다. 상기 융합 조작공정의 지속시간은 상기 라미네이트의 두께와 온도 및 상기 용접 끈의 질량에 따른다. 상기 융합 조작공정의 지속 시간은 일반적으로 0.1초보다 길며, 그리고 상기 용접 끈의 온도는 상기 라미네이트의 용융점보다 최소한 50℃ 더 높다. 일반적으로 용기의 비용 때문에 용접부의 두께를 감소시키기 위해 상기 용접 끈의 질량을 줄이는 것이 시도되고 있다. 상기 최적의 질량은 상기 용접 끈이 상기 융합 조작공정 중에 상기 용접 두께가 감소되는 것을 포함해야 하는 최소 에너지 및 최종적으로 상기 용접 영역의 특성들 사이에서 결정된다. 이들 인자들은 본 발명의 분야에 숙련된 사람들에 의해 조정될 수 있다. 상기 라미네이트(11)가 다층 라미네이트일 때, 모든 레이어들을 항시 부드럽게 하는 것을 가능하게 하거나 또 유용하게 만들지는 못한다. 이 경우, 상기 용접 영역에 의해 공급된 에너지는 상기 레이어들을 맞대기 용접에 적합하도록 부드럽게 하는 데 사용된다. 일반적으로, 상기 용접 끈을 형성하는 수지는 상기 라미네이트의 용접 레이어들과 마찬가지 타입의 것이다. 상기 라미네이트의 용접 레이어들을 형성하는 수지들과 같거나 또는 그보다 높은 용융점을 가지는 수지를 선택하는 것이 상기 용접 끈(12)을 위해 바람직하다. 예를 들어 상기 고밀도 폴리에틸렌 용접 끈의 사용은 저밀도 폴리에틸렌의 레이어들을 포함하는 라미네이트를 가진 튜브들을 제조하는 데 잇점이 있다. 상기 융합 조작공정은 상기 압착 조작공정에 앞서 또는 그와 동시에 수행할 수 있다.

상기 라미네이트는 상기 용접 끈과 상기 라미네이트의 용접 레이어들 사이에 열 전달을 둔화시키는 레이어들을 그의 두께 속에 포함할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 레이어(층) 또는 종이 레이어는 열전달을 현저하게 감소시키는 것으로 보고되고 있다. 그것은 때때로 상기 라미네이트의 상부면에 근접하여 위치하는 레이어들을 부드럽게 하는 데 곤란을 초래하는바, 왜냐하면 상기 용접 끈이 저면에 위치하기 때문이다. 이런 어려움을 극복하기 위해 상기 용합 조작공정 중에 상기 라미네이트의 외표면에 열원을 추가하는 것이 고려될 있다. 이 경우 상부면을 직접 접촉 또는 고온 공기에 의해 가열하는 것이 바람직하다.

상기 용합 조작공정과 연속하여서 또는 동시에 상기 용접 영역은 압착된다. 도 8에 도시한 압착 조작공정은 다음의 조작공정으로 이루어진다.

● 상기 용접 끈의 두께를 감소시키는 것 및 상기 라미네이트(11)와 상기 용접 영역(12) 사이의 부드러운 경계면(15)을 압착하는 조작공정,

● 단부들 사이의 간격(14)을 감소시키는 것 및 상기 라미네이트(11)의 부드러운 단부들 사이의 경계면(16)을 압착하는 조작공정.

상기 압착 조작공정 중에, 상기 용접 영역(10)은 직각(perpendicular)으로 불리는 방향(도 8의 화살표 19 방향) 및 횡단(trasverse)으로 불리는 방향(도 8의 화살표 20 방향)을 따라 함께 압착된다. 상기 직각 방향은 상기 용접 영역에 의해 형성되는 면에 대하여 직각이다. 횡단으로 불리는 방향은 상기 용접 영역에 의해 형성된 면에 평행하며, 그리고 상기 용접 축에 대하여 직각이다. 직각 방향의 가압력(압착력)(19)은 상기 용접 끈(12)의 두께를 감소시키며, 그리고 상기 용접 끈(12)과 상기 라미네이트(11) 사이의 용접 경계면의 접착력을 증대시킨다. 도 8에 도시한 것과 같이, 상기 직각 방향의 가압력은 상기 라미네이트의 외표면과 접촉하는 외부 압착부재(17) 및 상기 용접 끈과 접촉하는 내부 압착부재(18)에 의하여 제공된다. 이처럼 직각 방향의 압착력(19)은 상기 압착부재(17)(18)들에 의해 발생되며, 그것은 상기 용접 끈의 두께 감소를 유발하며, 또 넓게 펴지도록 하는 원인이 된다. 상기 압착 조작공정은 상기 용접 영역(10)이 냉각되는 것을 피하기 위해 매우 신속하게 이루어져야 하며, 이로써 상기 용접 끈(12)의 부수어짐을 방지할 것이며, 또 상기 용접 끈과 상기 라미네이트 사이의 용접된 경계면(15)이 나쁜 품질을 가지는 것을 방지할 수 있다. 상기 직각 방향의 압착과 함께 또는 압착 전 또는 압착 후에, 상기 용접 영역은 상기 라미네이트에 작용한 횡단 방향 압착력(20)의 효과 아래 횡단 방향으로 압착된다. 상기 횡단 방향 압착력(20)은 라미네이트의 가장자리들을 함께 가져가지게 되며, 용접 경계면(16)에서 상기 라미네이트(11)의 부드러워진 가장자리들을 압착한다. 이 같은 횡단 압착력은 상기 경계면(16)의 접착성을 개선한다. 상기 횡단 압착력(20)은 낮은 세기를 가지며, 상기 경계면(16)에서 상기 라미네이트에 의해 전달된다. 상기 경계면(16)의 압착은 상기 용접 영역의 강도를 실질적으로 증가시키는 효과를 가지고 있으며, 상기 용접 영역에서 상기 라미네이트의 차단 특성의 연속성을 개선한다.

도 9는 본 발명의 맞대기 용접 방법을 보여주고 있다. 상기 용접 영역(10)은 다음과 같은 두 개의 구별되는 용접 영역을 가지고 있다:

● 상기 용접 끈(12) 및 상기 라미네이트(11)의 하부 사이의 경계면(15),

● 상기 라미네이트의 단부들 사이의 경계면(16).

종래 기술에서 기재된 방법들과 장치들에서 얻어진 용접 결과들과 비교하여, 상기 라미네이트(11)의 단부들 사이의 경계면(16)은 용접된다. 그 결과, 용기의 특성이 다음과 같이 개선된다:

● 상기 용접 영역에서 차단의 연속성 및 기계적 특성의 향상 ,

● 얇은 용접 두께.

종래 기술의 용접과 비교하여, 상기 용접의 두께(21)가 감소될 수 있다. 본 발명에 따른 용접 두께(21)는 상기 라미네이트 두께의 2배보다 작다는 장점을 가진다. 바람직하기로, 이 두께는 상기 라미네이트 두께의 1.8배 이하이다.

도 10은 본 발명에 따른 장치를 나타내고 있다. 라미네이트(11)의 스트립의 전체 외주를 성형다이(4)를 관통하여 상부에서 하부로 잡아당겨 전진하는 용접 막대(1)의 포위에 의해 튜브가 연속으로 형성된다. PE 또는 PP(또는 다른 물질)로 된 라미네이트(11)(단일 또는 다층)는 그때 상기 튜브 내에 부드럽게 압출된 플라스틱 용접 끈(12)을 위치시킴으로써 세로로 용접된다. 도10에 도시된 것처럼, 용접 막대(1)는 수직으로 배치된다. 이러한 방법에 있어, 상기 용접 끈(12)은 또한 수직으로 이동하며, 상기 용접 막대(1)와는 접촉하지 않고 상기 라미네이트(11)에 직접 접촉한다.

상기 장치는 본 발명 방법의 융합 조작공정을 수행하기 위한 융합 영역으로 불리는 영역(22)을 포함하고 있다. 상기 영역(22)의 길이는 라미네이트의 두께 및 상기 라미네이트의 이동 속도에 따라 결정된다. 상기 융합 영역(22)에 있어, 상기 라미네이트의 단부들 및 상기 부드러운 용접 끈(12)은 서로 접촉을 유지한다. 상기 용접 끈(12)과 상기 라미네이트의 단부들은 융합 영역(22)에 있어 장치의 부재들과 어떤 접촉도 가지고 있지 않다.

본 발명의 장치는 압착 조작공정을 수행하기 위한 소위 압착 영역이라 불리우는 영역(23)을 포함하고 있다. 상기 영역(23)은 상기 압착 조작공정이 짧은 시간이어야 하기 때문에 짧다. 상기 영역(23)에 있어, 상기 용접 영역은 직각으로 불리는 방향에 따라서 및 횡단으로 불리는 방향을 따라 함께 가압된다. 상기 용접 영역(12)을 가압하는 상기 직각 방향의 압착은 도 10에서 나타나 있는 것처럼 넓게 펴지도록 하는 원인이 된다. 상기 용접 영역은 상기 라미네이트의 외표면에 압력을 가하는 베어링 패드(5)와 상기 용접 끈에 압력을 가하는 사이징 다이(2) 사이에서 가압된다. 상기 압착 영역(23)은 짧으며, 그래서 상기 압착 조작공정은 짧은 시간에 이루어진다. 도 10에서 보여진 것들보다 다른 많은 압착 수단들이 사용될 수 있다. 수지들이 상기 용접 끈(12)을 형성할 때, 또는 상기 라미네이트의 외표면이 압착 기구 위에 놓여질 때 가압 롤의 사용에 잇점이 있을 수 있다. 압착 기구들은 바람직하기는 냉각된다. 다른 방안은 상기 라미네이트와 같은 속도로 이동하는 벨트를 사용하는 것이며, 압착 시점에 상기 용접 영역과 접촉하는 것이다. 이 방안은 상기 압착 및 냉각 조작공정 중에 상기 용접 영역과 기구들 사이에 마찰을 피하도록 하는 데 도움을 준다. 몇몇 장치들은 용접의 외표면 또는 내표면 위에 배치되는 단일 벨트를 사용한다. 어떤 장치들은 상기 용접 영역의 어느 한쪽 사이드에 배치되어, 압착 조작공정 시점에만 단지 상기 영역과 접촉하는 2개의 벨트를 가지고 있다. 도 10에 나타난 장치는 또한 상기 부드러운 라미네이트 단부들을 가압하는 횡단 압착력을 가한다. 상기 압착 영역에 성형다이(4)에 의해 가해지는 횡단 압착력은 그의 기하학적 형상이 상기 라미네이트의 단부들을 부드럽게 가압하는 효과를 가지고 있다. 바람직하게는 상기 압착 영역에 있어, 상기 성형다이(4)의 직경은 상기 라미네이트(11)의 외표면에 의해 형성된 원통형 바디의 직경보다 약간 작다.

상기 장치는 냉각 조작공정을 수행하기 위한 소위 냉각 영역으로 불리는 영역(24)을 포함하고 있다. 이 영역에 있어, 상기 용접은 베어링 패드(5)와 사이징 다이(2) 사이에서 냉각된다. 상기 냉각 영역에 있어, 부재들이 또한 제조된 튜브들의 곡면도를 개선하도록 추가될 있다. 상기 냉각 영역(24)의 길이는 가열된 영역이 국지적이기 때문에 일반적으로는 작다. 상기 냉각 영역(24)의 길이는 상기 라미네이트의 두께에 따라, 상기 용접 끈의 두께에 따라서 및 상기 라미네이트의 이동 속도에 따라 조정된다.

도 11은 융합 영역(22)에서의 장치의 단면 형상을 보여주고 있다. 도 11은 상기 부드러운 용접 끈(12)이 단지 상기 라미네이트(11)의 단부들과 접촉할 뿐이라는 것을 보여주고 있다. 상기 용접 끈(12)은 용접 막대(1) 및 성형다이(4)와는 접촉하지 않는다. 상기 장치의 수직 배치는 원통형 바디의 제조 중에 또는 시작 중 및 공정을 마치는 중에 기구들과 상기 용접 끈(12)이 접촉하는 것을 피하도록 하는 데 특히 적합하다.

도 12 내지 도 14는 상기 라미네이트의 단부들이 오버랩을 가지고 용접되는 본 발명의 일 일시예를 보여주고 있다.

도 12는 융합이라 부른 조작공정의 시점에서의 방법을 보여주고 있다. 상기 융합 조작공정 중에, 상기 용접 끈(12)은 상기 라미네이트(11)의 오버랩핑된(겹쳐진) 단부들 사이에 위치된다. 상기 용접 끈(12)의 에너지의 일부는 그들을 부드럽게 하도록 상기 단부들로 전달된다.

도 13은 압착력(19)이 상기 라미네이트의 표면에 수직하게 가해지는 동안에 일어나는 압착 조작공정을 보여주고 있다. 이 압착력은 상기 용접 끈(12)의 두께를 감소시키고 그리고 상기 라미네이트(11)의 단부들을 덮는 효과를 가지고 있다.

도 14는 본 발명에 따라 실시된 오버랩 용접 결과를 보여주고 있다. 상기 용접 영역(10)은 상기 라미네이트 두께의 2배 이하의 두께를 가지고 있으며, 바람직하기로는 상기 라미네이트(11) 두께의 1.8배 이하이다. 상기 용접 끈(12)은 상기 용접된 가장자리에서 상기 라미네이트의 가장자리를 커버한다.

부드럽게 동시-압출된 용접 끈(그 용접 끈의 중심에서 차단 재료를 가진)의 사용은 상기 용접 영역에서의 차단 보호 특성을 개선하는 데 도움을 준다.

1 : 용접 막대
2 : 사이징 다이(높이 조정 가능)
3 : 내부 벨트(금속)
4 : 형상 다이
5 : 베어링 패드
6 : 외부 벨트
7 : 압출기 헤드
8 : 라미네이트의 제1가장자리
9 : 라미네이트의 제2가장자리
10 : 용접 영역
11 : 라미네이트
12 : 압출된 플라스틱의 부드러운(플렉시블한) 용접 끈
13 : 배리어(차단) 레이어
14 : 간격
15 : 끈-라미네이트 경계면
16 : 라미네이트-라미네이트 경계면
17 : 외부 압착 부재
18 : 내부 압착부재
19 : 라미네이트 표면에 대해 직각인 압착력
20 : 라미네이트 표면에 대해 평행한 압착력
21 : 용접 영역의 두께
22 : 융합 영역
23 : 압착 영역
24 : 냉각 영역

Claims

적어도 다음의 조작공정들:
a. 라미네이트(11)가 감겨지는 권회 조작공정,
b. 상기 라미네이트(11)의 단부(8,9)들이 서로 이웃하여 위치결정되어지는 위치결정 조작공정,
c. 유연성을 가진 플라스틱의 용접 끈(12)이 상기 라미네이트 단부(8,9)들 위에 압출되고 부착되는 압출 조작공정,
d. 상기 단부들(8,9)이 상기 용접 끈(12)에 의해 융합되는 융합 조작공정,
e. 용접 영역(10)을 압착하는 압착 조작공정,
f. 상기 용접 영역을 냉각하는 냉각 조작공정을 포함하고 있는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법에 있어서,
상기 압출 조작공정 중에 일단 압출된 상기 용접 끈(12)의 첫번째 접촉이 직접 상기 라미네이트(11)와 이루어지도록 하기 위해 상기 용접 끈(12)이 상기 라미네이트(11)를 지지하는 장치 부재에 평행한 방향으로 이동하는 것 및 상기 용접 끈(12)이 중력 방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 단부들(8,9)이 서로 맞대도록 위치결정되는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 단부들(8,9)이 서로 겹쳐지게 상하로 위치결정되는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 융합 조작공정 중에 상기 용접 끈(12)은 오직 상기 단부(8,9)들 하고만 접촉하는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 융합 조작공정의 지속시간은 0.1초보다 긴 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 융합 조작공정은 상기 용접 끈을 사용하여서 및 제2 가열원에 의해 공동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압착 조작공정 중에 상기 용접 영역(10)은 상기 용접 영역에 의해 형성되는 면에 대하여 직각 방향 및 평행한 방향을 따라 함께 가압되는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압착 조작공정 중에 상기 용접 끈(12)은 펴지며, 또한 상기 용접 영역(10)의 두께가 감소되는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압착 조작공정 중에 상기 단부들(8,9)은 서로에 대해 가압되는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 끈(12)은 상기 위치 결정 조작공정 중에 부착되는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 끈(12)은 상기 위치결정 조작공정에 뒤이어 부착되는 것을 특징으로 하는 튜브형 플라스틱 용기를 용접하기 위한 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의해 정의된 것과 같은 방법에 의해 얻어진 원통형 용기.
제14항에 있어서, 상기 용접 영역의 용접된 부위의 두께는 상기 라미네이트(11) 두께의 2배 미만인 것을 특징으로 하는 원통형 용기.
라미네이트(11)에 의해 포위되도록 마련된 용접 막대(1)와, 상기 용접 막대(1)의 외부 표면과 상기 용접 막대(1) 둘레에 배치되는 라미네이트(11) 사이에 플렉시블하게 된 플라스틱의 용접 끈(12)을 압출하여 위치시키는 수단(7)을 포함하며, 청구항 1 내지 청구항 3항 중 어느 한 항에 정의된 것과 같은 방법을 실행하기 위한 장치로서, 상기 용접 막대가 중력 방향을 따라 수직으로 위치결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서, 상기 용접 막대(1) 위에 위치된 예열된 컨베이어 벨트(3)를 더 포함하고 있으며, 상기 플렉시블하게 압출된 용접 끈(12)이 상기 컨베이어 벨트(3)와 상기 용접 막대(1)를 둘러싼 라미네이트(11) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서, 외부 구동 벨트(6), 및 상기 외부 구동 벨트(6)와 상기 용접 막대(1) 사이에 위치결정되는 라미네이트(11) 및 플렉시블하게 압출된 플라스틱의 용접 끈(12) 위에, 상기 용접 막대(1)의 방향으로 압력을 가하도록 위치결정된 조정 가능한 베어링 패드(5)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서, 상기 플렉시블하게 된 플라스틱의 용접 끈(12)을 압출하고 위치결정하기 위한 상기 수단(7)이 상기 용접 막대(1)의 상부면의 일측으로 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서, 상기 플렉시블하게 된 플라스틱의 용접 끈(12)을 압출하고 위치결정하기 위한 상기 수단(7)이 상기 용접 막대(1)의 하부면의 일측으로 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.