KR101730677B1

KR101730677B1 - 웨브 인장기, 웨브 슬리터, 및 웨브에 측방향 장력을 인가하는 방법

Info

Publication number: KR101730677B1
Application number: KR1020127011736A
Authority: KR
Inventors: 케빈 비 뉴하우스; 브루스 이 타잇; 테렌스 에이 리
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2017-04-26
Also published as: EP2488431A2; US20150232294A1; CN102548879B; US20120193463A1; US9038879B2; KR20120086708A; JP5785174B2; WO2011046854A2; US9725270B2; WO2011046854A3; CN102548879A; EP2488431A4; JP2013507306A

Abstract

웨브 인장기, 웨브 슬리터, 웨브를 인장하는 방법, 및 웨브를 슬리팅하는 방법이 제공된다. 주름형 에지 닙이 인장기, 슬리터, 및 인장과 슬리팅 방법에서 사용된다. 주름형 에지 닙은 웨브 라인 내에서 현수된 웨브 또는 필름에 웨브 횡단 장력을 제공할 수 있다. 주름형 에지 닙은, 예를 들어 슬리팅된 에지 품질을 개선하기 위해 회전식 전단 슬리터와 관련하여 사용될 수 있다.

Description

웨브 인장기, 웨브 슬리터, 및 웨브에 측방향 장력을 인가하는 방법{A WEB TENSIONER, A WEB SLITTER, AND A METHOD OF APPLYING A LATERAL TENSION TO A WEB}

현재 이용가능한 웨브 라인 내에서 2개의 아이들러 롤(idler roll) 사이에 현수되는 웨브 또는 필름은 이동하는 웨브의 방향으로의 장력을 지지할 수 있지만, 현수된 웨브에 웨브 횡단(crossweb) 장력을 제공하는 적절한 기술은 없다. 웨브 횡단 장력을 제공할 수 없음은 웨브 처리에 있어서 문제를 일으킬 수 있는데, 예를 들어 현재 상업적으로 이용가능한 회전식 전단 슬리팅 나이프 홀더(rotary shear slitting knife holder)는 전단 슬리팅 공정을 위한 웨브 공급을 안정화시키지 못한다. 이는 미세한 입자 파편을 발생시킬 수 있으며 아울러 웨브 파단을 생성 또는 전파할 수 있는 불량한 슬리팅된 에지 품질을 초래할 수 있다.

일 태양에서, 본 발명은, 중앙 부분, 제1 에지 부분, 제1 에지 부분 반대편의 제2 에지 부분, 및 제1 에지 부분과 제2 에지 부분 둘 모두에 수직한 인장 방향을 갖는 인장 평면을 포함하는 웨브 인장기(web tensioner)를 제공한다. 웨브 인장기는 인장 평면의 제1 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제1 주름형 표면(corrugated surface)을 갖는 제1 닙 휠(nip wheel)을 추가로 포함한다. 웨브 인장기는 제1 표면 반대편의 인장 평면의 제2 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제2 주름형 표면을 갖는 제2 닙 휠을 또한 추가로 포함하고, 제1 주름형 표면과 제2 주름형 표면은 적어도 부분적으로 서로 맞물린다.

다른 태양에서, 본 발명은, 중앙 부분, 제1 에지 부분, 제1 에지 부분 반대편의 제2 에지 부분, 및 제1 에지 부분과 제2 에지 부분 둘 모두에 수직한 인장 방향을 갖는 인장 평면을 포함하는 웨브 슬리터(web slitter)를 제공한다. 웨브 슬리터는 인장 평면의 제1 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제1 주름형 표면을 갖는 제1 닙 휠을 추가로 포함한다. 웨브 슬리터는 제1 표면 반대편의 절단 평면의 제2 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제2 주름형 표면을 갖는 제2 닙 휠을 또한 추가로 포함한다. 웨브 슬리터는 중앙 부분을 절단하도록 배치되는 적어도 하나의 절단 장치를 또한 추가로 포함하고, 제1 주름형 표면과 제2 주름형 표면은 적어도 부분적으로 서로 맞물린다.

다른 태양에서, 본 발명은 웨브에 측방향 장력을 가하는 방법을 제공하며, 이 방법은 중앙 부분, 제1 에지 부분, 및 제1 에지 부분 반대편의 제2 에지 부분을 갖는, 웨브 하류(downweb) 방향으로 이동하는 웨브를 현수시키는 단계를 포함한다. 웨브에 측방향 장력을 가하는 방법은 웨브의 제1 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접하게, 제1 축을 갖는 제1 닙 휠의 제1 주름형 표면을 위치시키는 단계를 추가로 포함한다. 웨브에 측방향 장력을 가하는 방법은 웨브의 제2 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접하게, 제1 축에 평행한 제2 축을 갖는 제2 닙 휠의 제2 주름형 표면을 위치시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브에 측방향 장력을 가하는 방법은 웨브의 제1 표면 상에서 제2 에지 부분에 인접하게, 제3 축을 갖는 제3 닙 휠의 제3 주름형 표면을 위치시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브에 측방향 장력을 가하는 방법은 웨브의 제2 표면 상에서 제2 에지 부분에 인접하게, 제3 축에 평행한 제4 축을 갖는 제4 닙 휠의 제4 주름형 표면을 위치시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브에 측방향 장력을 가하는 방법은 제1 닙 휠과 제2 닙 휠 중 적어도 하나를, 제1 닙 휠이 제1 축을 중심으로 회전하도록 그리고 제2 닙 휠이 제2 축을 중심으로 회전하도록 구동시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브에 측방향 장력을 가하는 방법은 제3 닙 휠과 제4 닙 휠 중 적어도 하나를, 제3 닙 휠이 제3 축을 중심으로 회전하도록 그리고 제4 닙 휠이 제4 축을 중심으로 회전하도록 구동시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브에 측방향 장력을 가하는 방법은 제1 주름형 표면을 제2 주름형 표면과, 그리고 제3 주름형 표면을 제4 주름형 표면과 서로 맞물리게 하여, 웨브의 중앙 부분에 측방향 장력을 가하는 단계를 또한 추가로 포함한다.

또 다른 태양에서, 본 발명은 웨브를 슬리팅하는 방법을 제공하며, 이 방법은 중앙 부분, 제1 에지 부분, 및 제1 에지 부분 반대편의 제2 에지 부분을 갖는, 웨브 하류 방향으로 이동하는 웨브를 현수시키는 단계를 포함한다. 웨브를 슬리팅하는 방법은 웨브의 제1 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접하게, 제1 축을 갖는 제1 닙 휠의 제1 주름형 표면을 위치시키는 단계를 추가로 포함한다. 웨브를 슬리팅하는 방법은 웨브의 제2 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접하게, 제1 축에 평행한 제2 축을 갖는 제2 닙 휠의 제2 주름형 표면을 위치시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브를 슬리팅하는 방법은 웨브의 제1 표면 상에서 제2 에지 부분에 인접하게, 제3 축을 갖는 제3 닙 휠의 제3 주름형 표면을 위치시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브를 슬리팅하는 방법은 웨브의 제2 표면 상에서 제2 에지 부분에 인접하게, 제3 축에 평행한 제4 축을 갖는 제4 닙 휠의 제4 주름형 표면을 위치시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브를 슬리팅하는 방법은 제1 닙 휠과 제2 닙 휠 중 적어도 하나를, 제1 닙 휠이 제1 축을 중심으로 회전하도록 그리고 제2 닙 휠이 제2 축을 중심으로 회전하도록 구동시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브를 슬리팅하는 방법은 제3 닙 휠과 제4 닙 휠 중 적어도 하나를, 제3 닙 휠이 제3 축을 중심으로 회전하도록 그리고 제4 닙 휠이 제4 축을 중심으로 회전하도록 구동시키는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브를 슬리팅하는 방법은 제1 주름형 표면을 제2 주름형 표면과, 그리고 제3 주름형 표면을 제4 주름형 표면과 서로 맞물리게 하여, 웨브의 중앙 부분에 측방향 장력을 가하는 단계를 또한 추가로 포함한다. 웨브를 슬리팅하는 방법은 중앙 부분 내에서 웨브를 절단하도록 적어도 하나의 절단 장치를 위치시키는 단계를 또한 추가로 포함한다.

본 명세서 전반에 걸쳐, 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 지시하는 첨부 도면을 참조한다.
<도 1a>
도 1a는 종래 기술의 웨브 라인의 개략적인 사시도.
<도 1b>
도 1b는 종래 기술의 웨브의 개략적인 단면도.
<도 2>
도 2는 웨브 라인의 개략적인 사시도.
<도 3>
도 3은 웨브 인장기의 웨브 하류 단면도.
<도 4a 내지 도 4h>
도 4a 내지 도 4h는 한 쌍의 닙 롤의 개략적인 단면도.
<도 5>
도 5는 웨브 슬리터의 개략적인 사시도.
<도 6>
도 6은 웨브 슬리터의 웨브 하류 단면도.
도면은 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다. 도면에 사용된 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 지칭하기 위한 도면 부호의 사용은 동일한 도면 부호로 표시된 다른 도면의 구성요소를 제한하고자 하는 것이 아님을 이해할 것이다.

본 출원은 현수된 웨브 또는 필름에 웨브 횡단 장력을 제공할 수 있는 주름형 에지 닙(corrugated edge nip)을 설명한다. 주름형 에지 닙은, 예를 들어 슬리팅된 에지 품질을 개선하기 위해 회전식 전단 슬리터와 관련하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 주름형 에지 닙 휠은 몇 가지 기능을 수행할 수 있다. 주름형 에지 닙은 전단 슬리터에 제공되는 웨브를 안정화시키기 위해 전단 슬리팅 나이프에 인접한 웨브의 외측 에지를 닙핑(nip)할 수 있다. 주름형 에지 닙은 또한 에지 트림(trim) 제거, 드래프트(draft), 정전기 등을 포함하는 외력으로부터 슬리팅 지점을 격리시킬 수 있다. 주름형 에지 닙은 또한 웨브 횡단 인장을 제공하고 생성되는 에지 트림(위드(weed))에 구조적 완전성을 부여하여, 에지 트림 제거를 도울 수 있다.

주름형 에지 닙은 전단 슬리팅 중에 웨브 안정성 및 에지 품질을 증가시킴으로써 웨브 파단을 감소시킬 수 있다. 안정성 개선은 외측 웨브 에지를 닙핑함으로써 발생되는 웨브 횡단 장력으로부터 생성될 수 있다. 외측 웨브 에지를 닙핑하는 것은 또한 트림 제거 시스템에 의해 생성되는 에지 트림 상의 외력으로부터 슬리팅 지점을 격리시킨다. 에지 트림 상의 외력은 슬리팅된 에지 내에서 미세 파열을 생성하여, 웨브 파단으로 이어질 수 있다. 주름형 닙 휠 설계는 웨브 파단으로 이어지는 힘을 감소시킬 뿐만 아니라, 만곡된 에지 트림을 형성할 수 있어서, 에지 트림 제거를 보조할 수 있는 웨브 하류 구조를 제공한다.

도 1a는 제1 아이들러 롤(120)과 제2 아이들러 롤(130) 사이의 영역(140)에 걸쳐 현수된 웨브(110)를 포함하는 종래 기술의 웨브 라인(100)의 개략적인 사시도이다. 웨브(110)는 웨브 하류 방향(101)으로(즉, "y" 좌표 방향으로) 이동하는 것으로 도시되어 있고, 웨브 상류(upweb) 장력(T_U) 및 웨브 하류 장력(T_D)에 의해 영역(140) 내에서 팽팽하게 유지된다.

도 1b는 도 1a의 영역(140) 내의 단면 A-A'를 통한 종래 기술의 웨브(110)의 개략적인 단면도이다. 도 1b에서, 웨브(110) 내에서 웨브 횡단(즉, "x" 좌표 방향으로의) 장력의 결여를 나타내는, 웨브(110) 내의 약간의 "파형(waviness)" 변형이 도시되어 있다. 영역(140) 내에서 웨브 횡단 장력이 가해지지 않으므로, 웨브(110)는 평면으로부터 변할 수 있고, 예를 들어 나이프 에지(knife edge)(190)의 후속적인 적용은 웨브의 추가의 변형을 일으킬 수 있다. 이러한 파형 또는 변형은 웨브를 정확하고 깨끗하게 절단하기를 시도할 때 문제를 일으킬 수 있는데, 이는 절단 라인이 잘 한정되지 않기 때문이다. 달리 말하면, 절단된 에지는 파편 발생에 의해 들쭉날쭉하게 될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 웨브 라인(200)의 개략적인 사시도이다. 도 2에서, 웨브(210)가 제1 아이들러 롤(220)과 제2 아이들러 롤(230) 사이의 영역(240)에 걸쳐 현수된다. 웨브(210)는 웨브 하류 방향(201)으로(즉, "y" 좌표 방향으로) 이동하는 것으로 도시되어 있고, 웨브 상류 장력(T_U) 및 웨브 하류 장력(T_D)에 의해 부분적으로 영역(240) 내에서 팽팽하게 유지된다.

특정한 일 실시예에서, 웨브 라인(200)은 "x" 좌표 방향으로(즉, 제1 및 제2 에지 부분(212, 212')에 수직함) 웨브 횡단 장력(T_C)에 의해 표시된 인장 평면을 추가로 포함한다. 인장 평면은 중앙 부분(214), 제1 에지 부분(212), 및 제1 에지 부분(212) 반대편의 제2 에지 부분(212')을 갖는 웨브를 포함한다. 제1 쌍의 닙 휠(250)이 웨브(210)의 제1 에지 부분(212)에 인접하고, 제2 쌍의 닙 휠이 웨브(210)의 제2 에지 부분(212')에 인접한다. 각각의 쌍의 닙 휠(250, 250')은 다른 부분에서 설명되는 바와 같이, 웨브 횡단 장력(T_C)을 제공한다. (도시 안된) 몇몇 경우에, 에지 부분(각각 212 또는 212') 중 하나 상의 단일 쌍의 닙 휠(250 또는 250' 중 어느 하나)이 웨브(210)를 평탄화하기에 충분한 웨브 횡단 장력을 제공할 수 있다. 단일 쌍의 닙 휠로부터의 웨브 횡단 장력은 다른 부분에서 설명되는 바와 같이, 예를 들어 웨브(210)가 x 좌표 방향으로 제1 및 제2 아이들러 롤(220, 230)을 가로질러 활주하는 것이 방지될 수 있을 때, 충분할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 태양에 따른, 도 2의 웨브 라인(200)의 단면 B-B'를 통한 웨브 인장기(300)의 웨브 하류 단면도이다. 웨브 인장기(300)는 중앙 부분(214), 제1 단부 부분(212), 및 제1 단부 부분(212) 반대편의 제2 단부 부분(212')을 포함하는 웨브(210)를 포함한다. 도 3에서, 제1 쌍의 닙 롤(250) 및 제2 쌍의 닙 롤(250)이 각각 제1 및 제2 단부 부분(212, 212')에 인접한 것으로 도시되어 있다. 각각의 제1 및 제2 쌍의 닙 롤(250, 250')은 웨브(210)의 제1 표면(211) 상에서 제1 주름형 표면(252, 252')을 갖는 제1 닙 롤(251, 251')을 포함한다. 각각의 제1 및 제2 쌍의 닙 롤(250, 250')은 웨브(210)의 제2 표면(213) 상에서 제2 주름형 표면(254, 254')을 갖는 제2 닙 롤(256, 256')을 추가로 포함한다. 각각의 제1 닙 롤(251, 251')은 제1 축(253, 253')을 포함하고, 이 축을 중심으로 제1 닙 롤(251, 251')이 회전할 수 있다. 각각의 제2 닙 롤(256, 256')은 제2 축(255, 255')을 포함하고, 이 축을 중심으로 제2 닙 롤(256, 256')이 회전할 수 있다.

특정한 일 실시예에서, 각각의 제1 및 제2 닙 롤(251, 251', 256, 256')은 피구동 닙 롤일 수 있는데, 즉 (도시 안된) 모터와 같은 외부 동력원이 닙 롤의 회전을 일으킨다. 특정한 일 실시예에서, 각각의 제1 축(253, 253') 및 제2 축(255, 255')은 웨브 횡단 장력(T_C) 방향에 평행할 수 있다. 일부 경우에, 제1 및 제2 축(253, 253', 255, 255') 중 하나 이상이 다른 부분에서 설명되는 바와 같이, 웨브 횡단 장력(T_C) 방향에 평행하지 않은 방향으로 배향될 수 있다.

각각의 제1 및 제2 쌍의 닙 롤(250, 250')은 각각 제1 굽힘 영역(260) 및 제2 굽힘 영역(260')에서 적어도 부분적으로 서로 맞물린다. 제1 및 제2 굽힘 영역(260, 260')은 도 3에 도시된 바와 같이, 웨브(210)가 부분적으로 서로 맞물린 쌍의 닙 롤들(250, 250') 사이에서 구불구불한 경로 내에 구속되는 영역이다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 제1 및 제2 굽힘 영역(260, 260') 내의 웨브(210)의 구불구불한 경로는 웨브(210)의 단면 계수(section modulus)를 증가시킬 수 있고, 웨브(210)의 적어도 중앙 부분(214)의 (도 1b에 도시된) "파형"을 감소시키도록 역할할 수 있는 웨브 횡단 장력(T_C)을 제공할 수 있는 것으로 여겨진다. 이러한 방식으로, 웨브(210)의 중앙 부분(214)은 인장 평면 내에서 평평하게 유지될 수 있다.

특정한 일 실시예에서, 제1 및 제2 쌍의 닙 롤(250, 250') 중 적어도 하나가 웨브 횡단 장력(T_C)을 증가시키기 위해, 웨브(210)의 중앙 부분(214)에 의해 한정되는 인장 평면에 대해 일정 각도로 기울어질 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 제1 및 제2 쌍의 닙 롤(250, 250') 중 적어도 하나는 웨브 횡단 장력(T_C)을 증가시키기 위해, 웨브 횡단 장력(T_C) 방향에 대해 일정 각도로("x" 방향에 대해 각도를 이루어) 기울어질 수 있다.

도 4a 내지 도 4h는 한 쌍의 닙 롤의 개략적인 단면도이다. 간략함을 위해, 하기의 설명은 제1 쌍의 닙 롤(250)에 관련될 것이지만; 유사한 설명이 예를 들어 도 3에 도시된 제2 쌍의 닙 롤(250')에 적용됨을 이해하여야 한다.

도 4a는 본 발명의 일 태양에 따른 제1 쌍의 닙 롤(250)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4a에서, 제1 쌍의 닙 롤(250)은 제1 주름형 표면(252)을 포함하는 제1 닙 롤(251), 및 제2 주름형 표면(254)을 포함하는 제2 닙 롤(256)을 포함한다. 각각의 제1 및 제2 주름형 표면(252, 254)은 각각 제1 주기(P₁) 및 제2 주기(P₂)를 갖는 사인파형 주름들을 갖는다. 웨브(210)는 중앙 부분(214) 및 제1 에지 부분(212)을 포함하고, 여기서 제1 에지 부분(212)은 제1 주름형 표면(252)과 제2 주름형 표면(254)을 부분적으로 서로 맞물림으로써 한정된 제1 굽힘 영역(260)을 통해 구불구불한 방식으로 통과한다. 도 4a에서, 주름들의 제1 주기(P₁)와 제2 주기(P₂)는 동일하고, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 정렬되도록, 즉 제1 및 제2 주기(P₁, P₂)가 중첩하도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물린다.

도 4b는 본 발명의 일 태양에 따른 제1 쌍의 닙 롤(250)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4b에 도시된 각각의 요소(210 내지 260)는 전술된, 도 4a에 도시된 동일한 도면 부호의 요소(210 내지 260)에 대응한다. 도 4b에서, 주름들의 제1 주기(P₁)와 제2 주기(P₂)는 동일하고, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 오정렬되도록, 즉 제1 및 제2 주기(P₁, P₂)가 주기 오프셋(P_O)만큼 변위되도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물린다. 특정한 일 실시예에서, 주기 오프셋(P_O)은 다른 부분에서 설명되는 웨브 횡단 장력(T_C)을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 주기 오프셋(P_O)은 제1 닙 롤(251)이 도 4b에 도시된 바와 같이 웨브 중앙 부분(214)에 더 가깝도록 위치될 수 있거나, 주기 오프셋(P_O)은 제2 닙 롤(256)이 웨브 중앙 부분(214)에 더 가깝도록 위치될 수 있다(도시 안됨).

도 4c는 본 발명의 일 태양에 따른 제1 쌍의 닙 롤(250)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4b에 도시된 각각의 요소(210 내지 260)는 전술된, 도 4a에 도시된 동일한 도면 부호의 요소(210 내지 260)에 대응한다. 도 4b에서, 주름들의 제1 주기(P₁)와 제2 주기(P₂)는 동일하고, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 오정렬되도록, 즉 제1 및 제2 주기(P₁, P₂)가 도 4b에 도시된 실시예와 유사하게 변위되도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물린다. 도 4c에 도시된 특정한 일 실시예에서, 제1 및 제2 주기(P₁, P₂)는 웨브(210)가 핀치 지점(262)에서 핀치되도록 변위된다. 핀치 지점(262)은 다른 부분에서 설명되는 웨브 횡단 장력(T_C)을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 핀치 지점(262)은 굽힘 영역(260) 내의 임의의 위치에 원하는 대로 위치될 수 있다.

도 4d는 본 발명의 일 태양에 따른 제1 쌍의 닙 롤(250)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4d에서, 제1 쌍의 닙 롤(250)은 제1 주름형 표면(252)을 포함하는 제1 닙 롤(251), 및 제2 주름형 표면(254)을 포함하는 제2 닙 롤(256)을 포함한다. 각각의 제1 및 제2 주름형 표면(252, 254)은 각각 제1 주기(P₁) 및 제2 주기(P₂)를 갖는 사다리꼴 주름들을 갖는다. 웨브(210)는 중앙 부분(214) 및 제1 에지 부분(212)을 포함하고, 여기서 제1 에지 부분(212)은 제1 주름형 표면(252)과 제2 주름형 표면(254)을 부분적으로 서로 맞물림으로써 한정된 제1 굽힘 영역(260)을 통해 구불구불한 방식으로 통과한다. 도 4d에서, 주름들의 제1 주기(P₁)와 제2 주기(P₂)는 동일하고, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 정렬되도록, 즉 제1 및 제2 주기(P₁, P₂)가 중첩하도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물린다. 특정한 일 실시예에서, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 예를 들어 도 4b 내지 도 4c에 도시된 것과 유사한 방식으로 오정렬되도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물릴 수 있다.

도 4e는 본 발명의 일 태양에 따른 제1 쌍의 닙 롤(250)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4e에 도시된 각각의 요소(210 내지 260)는 전술된, 도 4d에 도시된 동일한 도면 부호의 요소(210 내지 260)에 대응한다. 도 4e에서, 주름들의 제1 주기(P₁)와 제2 주기(P₂)는 동일하지 않고, 제1 주름형 표면(252)은 주름들의 일부분이 정렬되도록 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물린다. 특정한 일 실시예에서, 제1 주름형 표면(252)은 주름들의 일부분이 예를 들어 도 4b 내지 도 4c에 도시된 것과 유사한 방식으로 오정렬되도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물릴 수 있다.

도 4f는 본 발명의 일 태양에 따른 제1 쌍의 닙 롤(250)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4f에서, 제1 쌍의 닙 롤(250)은 제1 주름형 표면(252)을 포함하는 제1 닙 롤(251), 및 제2 주름형 표면(254)을 포함하는 제2 닙 롤(256)을 포함한다. 각각의 제1 및 제2 주름형 표면(252, 254)은 각각 제1 주기(P₁) 및 제2 주기(P₂)를 갖는 상이한 형상의 주름들을 갖는다. 웨브(210)는 중앙 부분(214) 및 제1 에지 부분(212)을 포함하고, 여기서 제1 에지 부분(212)은 제1 주름형 표면(252)과 제2 주름형 표면(254)을 부분적으로 서로 맞물림으로써 한정된 제1 굽힘 영역(260)을 통해 구불구불한 방식으로 통과한다. 도 4f에서, 주름들의 제1 주기(P₁)와 제2 주기(P₂)는 동일하고, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 정렬되도록, 즉 제1 및 제2 주기(P₁, P₂)가 중첩하도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물린다. 특정한 일 실시예에서, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 예를 들어 도 4b 내지 도 4c에 도시된 것과 유사한 방식으로 오정렬되도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물릴 수 있다.

도 4g는 본 발명의 일 태양에 따른 제1 쌍의 닙 롤(250)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4g에서, 제1 쌍의 닙 롤(250)은 제1 주름형 표면(252)을 포함하는 제1 닙 롤(251), 및 제2 주름형 표면(254)을 포함하는 제2 닙 롤(256)을 포함한다. 각각의 제1 및 제2 주름형 표면(252, 254)은 단일 주름을 갖는다. 웨브(210)는 중앙 부분(214) 및 제1 에지 부분(212)을 포함하고, 여기서 제1 에지 부분(212)은 제1 주름형 표면(252)과 제2 주름형 표면(254)을 부분적으로 서로 맞물림으로써 한정된 제1 굽힘 영역(260)을 통해 구불구불한 방식으로 통과한다. 도 4g에서, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 정렬되도록 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물린다. 특정한 일 실시예에서, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 예를 들어 도 4b 내지 도 4c에 도시된 것과 유사한 방식으로 오정렬되도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물릴 수 있다.

도 4h는 본 발명의 일 태양에 따른 제1 쌍의 닙 롤(250)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4g에서, 제1 쌍의 닙 롤(250)은 제1 주름형 표면(252)을 포함하는 제1 닙 롤(251), 및 제2 주름형 표면(254)을 포함하는 제2 닙 롤(256)을 포함한다. 각각의 제1 및 제2 주름형 표면(252, 254)은 각각 제1 주기(P₁) 및 제2 주기(P₂)를 갖는, 예를 들어 사인파형, 사다리꼴, 상이한 형상 등의 다수의 주름들을 갖는다. 웨브(210)는 중앙 부분(214) 및 제1 에지 부분(212)을 포함하고, 여기서 제1 에지 부분(212)은 제1 주름형 표면(252)과 제2 주름형 표면(254)을 부분적으로 서로 맞물림으로써 한정된 제1 굽힘 영역(260)을 통해 구불구불한 방식으로 통과한다. 도 4h에서, 제1 주름형 표면(252)은 각각의 주름들이 정렬되도록, 즉 제1 및 제2 주기(P₁, P₂)가 중첩하도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물린다. 특정한 일 실시예에서, 제1 주름형 표면(252)은 주름들이 예를 들어 도 4b 내지 도 4c에 도시된 것과 유사한 방식으로 오정렬되도록, 제2 주름형 표면(254)과 서로 맞물릴 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 태양에 따른 웨브 슬리터(500)의 개략적인 사시도이다. 웨브 슬리터(500)는 웨브 하류 방향(501)으로 이동하는, 중앙 부분(214), 제1 에지 부분(212), 및 제2 에지 부분(212')을 갖는 웨브(210)를 포함한다. 웨브(210)는 제1 아이들러 롤(520) 및 제2 아이들러 롤(530) 위로 통과하고, 웨브 상류 장력(T_U), 웨브 하류 장력(T_D), 및 웨브 횡단 장력(T_C) 사이의 장력 차이에 의해 팽팽하게 유지된다. 장력 차이(T_D-T_U)는 웨브가 웨브 하류 방향(501)으로 이동하므로 양의 장력이고, T_D는 T_U보다 커야 한다.

웨브 슬리터(500)는 제1 에지 부분(212)에 인접하게 배치된 제1 쌍의 주름형 닙 롤(250) 및 제2 에지 부분(212')에 인접하게 배치된 제2 쌍의 주름형 닙 롤(250')을 추가로 포함한다. 특정한 일 실시예에서, 제1 슬리터(590) 및 제2 슬리터(590')는 각각 제1 및 제2 절단 라인(518, 518') 상에 배치된다. 제1 및 제2 절단 라인(518, 518')은 각각 중앙 부분(214)으로부터 제1 및 제2 에지 부분(212, 212')을 분리하고, 제1 및 제2 슬리터(590, 590')는 웨브(210)를 제1 및 제2 절단 라인(518, 518')을 따라 제1 위드(516), 중앙 부분(214), 및 제2 위드(516')로 절단한다.

제1 및 제2 쌍의 주름형 닙 롤(250, 250')은 본 출원의 다른 부분에서 설명된 임의의 주름형 닙 롤을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 쌍의 주름형 닙 롤(250, 250')은 다른 부분에서 설명되는 바와 같이, 웨브 횡단 장력(T_C) 방향에 대해 제1 및 제2 각도(θ, θ')로 각도를 이루거나 기울어질 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 제1 및 제2 각도(θ, θ')는 약 0도 내지 약 20도, 약 0도 내지 약 10도, 또는 약 0도 내지 약 5도의 범위일 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 태양에 따른 웨브 슬리터(600)의 웨브 하류 단면도이다. 도 6은 도 3에 도시된 웨브 인장기(300)와 유사한 방식으로 웨브 횡단 장력(T_C) 방향을 통한 단면을 도시한다. 도 6에 도시된 각각의 요소(210 내지 260)는 전술된, 도 3에 도시된 동일한 도면 부호의 요소(210 내지 260)에 대응한다.

웨브 슬리터(600)는 웨브(210)의 제1 에지 부분(212)과 중앙 부분(214) 사이에서 웨브(210)와 교차하여 절단하도록 배치된 제1 슬리터(690)를 포함한다. 웨브 슬리터(600)는 또한 웨브(210)의 제2 에지 부분(212)과 중앙 부분(214) 사이에서 웨브(210)와 교차하여 절단하도록 배치된 제2 슬리터(690')를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 슬리터(690, 690') 중 하나 또는 둘 모두가 사용될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 제1 및 제2 슬리터(690, 690') 둘 모두가 사용될 수 있고, 예를 들어 나이프 에지, 회전식 슬리터, 레이저(laser) 슬리터, 워터젯(waterjet) 슬리터, 에어젯(airjet) 슬리터 등, 또는 이들의 조합을 포함하여, 당업자에게 공지되어 있다.

특정한 일 실시예에서, 제1 및 제2 슬리터(690, 690') 중 적어도 하나는, 일례가 도 6에 도시되어 있는 한 쌍의 원형 피구동 나이프(예를 들어, 회전식 슬리터)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 슬리터(690, 690')는 각각 제1 원형 피구동 나이프(692, 692') 및 제2 원형 피구동 나이프(694, 694')를 포함한다. 원형 피구동 나이프 슬리터는 당업자에게 주지되어 있다.

간략함을 위해, 하기의 설명은 제1 쌍의 닙 롤(250)에 관련될 것이지만; 유사한 설명이 도 6에 도시된 제2 쌍의 닙 롤(250')에 적용됨을 이해하여야 한다. 특정한 일 실시예에서, 제1 및 제2 닙 롤(251, 256) 및 제1 및 제2 피구동 나이프(692, 694)는 구동, 즉 제1 및 제2 모터(696, 698)에 의해 구동될 수 있다. (도시 안된) 특정한 일 실시예에서, 단일 모터가 닙 롤 및 피구동 나이프 둘 모두의 상대 속도를 제어하기 위한 적절한 기어 감속으로, 제1 및 제2 닙 롤(251, 256) 및 제1 및 제2 피구동 나이프(692, 694)를 구동하도록 사용될 수 있다. 모터(들) 및 (사용되는 경우) 기어 장치(gearing)는 제2 쌍의 닙 롤(250')에 대해 도시된 바와 같이 중앙 웨브 부분(214)에 더 가깝게 배치될 수 있거나, 이들은 제1 쌍의 닙 롤(250)에 대해 도시된 바와 같이 웨브(210)의 외측으로 연장하여 배치될 수 있다.

달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 숫자는 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기재되는 수치 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하여 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다.

본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 공보는, 이들이 본 발명과 직접 모순될 수 있는 경우를 제외하고는, 본 발명에 전체적으로 참고로 본 명세서에서 명백히 포함된다. 특정 실시예가 본 명세서에 예시되고 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 도시되고 설명된 특정 실시예를 대신할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 특정 실시예의 임의의 변형 또는 수정을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 오직 특허청구범위 및 그의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims

중앙 부분, 제1 에지 부분, 및 제1 에지 부분 반대편의 제2 에지 부분을 갖는 웨브에, 제1 에지 부분과 제2 에지 부분 둘 모두에 수직인 인장 방향으로 장력을 인가하기 위한 웨브 인장기(web tensioner)로서,
웨브의 제1 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제1 주름형 표면(corrugated surface) - 제1 주름형 표면은 인장 방향으로 제1 주기를 가짐 - 을 갖는 제1 닙 휠(nip wheel); 및
제1 표면 반대편의 웨브의 제2 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제2 주름형 표면 - 제2 주름형 표면은 인장 방향으로 제2 주기를 갖고, 제2 주기는 주기 오프셋만큼 제1 주기에 대해 인장 방향으로 변위되어 있음 - 을 갖는 제2 닙 휠
을 포함하고,
제1 주름형 표면과 제2 주름형 표면은 부분적으로 서로 맞물리고, 주기 오프셋은 장력을 조정하도록 이용할 수 있는, 웨브 인장기.
제1항에 있어서,
웨브의 제1 표면 상에서 제2 에지 부분에 인접한 제3 주름형 표면을 갖는 제3 닙 휠; 및
제1 표면 반대편의 웨브의 제2 표면 상에서 제2 에지 부분에 인접한 제4 주름형 표면을 갖는 제4 닙 휠
을 더 포함하고,
제3 주름형 표면과 제4 주름형 표면은 부분적으로 서로 맞물리는, 웨브 인장기.
중앙 부분, 제1 에지 부분, 및 제1 에지 부분 반대편의 제2 에지 부분을 갖는 웨브를 절단하기 위한 웨브 슬리터(web slitter)로서,
제1 에지 부분과 제2 에지 부분 둘 모두에 수직인 인장 방향으로 웨브에 장력을 인가하기 위한 장치를 구비하고,
상기 장치는
웨브의 제1 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제1 주름형 표면 - 제1 주름형 표면은 인장 방향으로 제1 주기를 가짐 - 을 갖는 제1 닙 휠;
제1 표면 반대편의 웨브의 제2 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제2 주름형 표면 - 제2 주름형 표면은 인장 방향으로 제2 주기를 갖고, 제2 주기는 주기 오프셋만큼 제1 주기에 대해 인장 방향으로 변위되어 있음 - 을 갖는 제2 닙 휠; 및
중앙 부분을 절단하도록 배치된 적어도 하나의 절단 장치
를 포함하고,
제1 주름형 표면과 제2 주름형 표면은 부분적으로 서로 맞물리고, 주기 오프셋은 장력을 조정하도록 이용할 수 있는, 웨브 슬리터.
웨브에 측방향 장력을 인가하는 방법으로서,
중앙 부분, 제1 에지 부분, 및 제1 에지 부분 반대편의 제2 에지 부분을 갖는, 웨브 하류(downweb) 방향으로 이동하는 웨브를 현수시키는 단계;
웨브의 제1 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접하게, 제1 축을 갖는 제1 닙 휠의 제1 주름형 표면 - 제1 주름형 표면은 인장 방향으로 제1 주기를 가짐 - 을 위치시키는 단계;
웨브의 제2 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접하게, 제1 축에 평행한 제2 축을 갖는 제2 닙 휠의 제2 주름형 표면 - 제2 주름형 표면은 인장 방향으로 제2 주기를 갖고, 제2 주기는 주기 오프셋만큼 제1 주기에 대해 인장 방향으로 변위되어 있음 - 을 위치시키는 단계;
웨브의 제1 표면 상에서 제2 에지 부분에 인접하게, 제3 축을 갖는 제3 닙 휠의 제3 주름형 표면을 위치시키는 단계;
웨브의 제2 표면 상에서 제2 에지 부분에 인접하게, 제3 축에 평행한 제4 축을 갖는 제4 닙 휠의 제4 주름형 표면을 위치시키는 단계;
제1 닙 휠과 제2 닙 휠 중 적어도 하나를, 제1 닙 휠이 제1 축을 중심으로 회전하도록 그리고 제2 닙 휠이 제2 축을 중심으로 회전하도록 구동시키는 단계;
제3 닙 휠과 제4 닙 휠 중 적어도 하나를, 제3 닙 휠이 제3 축을 중심으로 회전하도록 그리고 제4 닙 휠이 제4 축을 중심으로 회전하도록 구동시키는 단계;
제1 주름형 표면을 제2 주름형 표면과, 그리고 제3 주름형 표면을 제4 주름형 표면과 부분적으로 서로 맞물리게 하여, 웨브의 중앙 부분에 측방향 장력을 인가하는 단계; 및
측방향 장력을 조정하도록 주기 오프셋을 조정하는 단계
를 포함하는, 웨브에 측방향 장력을 인가하는 방법.
중앙 부분, 제1 에지 부분, 및 제1 에지 부분 반대편의 제2 에지 부분을 갖는 웨브를 절단하기 웨브 슬리터로서,
제1 에지 부분과 제2 에지 부분 둘 모두에 수직인 인장 방향으로 웨브에 장력을 인가하기 위한 장치를 구비하고,
상기 장치는
중앙 부분을 절단하도록 배치된 적어도 하나의 절단 장치;
제1 에지 부분과 절단 장치 사이에 정렬되고, 웨브의 제1 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제1 주름형 표면을 갖는 제1 닙 휠 - 제1 축은 제1 표면에 수직인 방향으로부터 볼 때 인장 방향에 대하여 각도를 이룸 -; 및
제1 축에 평행한 제2 축 및 제1 표면의 반대편의 웨브의 제2 표면 상에서 제1 에지 부분에 인접한 제2 주름형 표면을 갖는 제2 닙 휠
을 포함하고,
제1 주름형 표면과 제2 주름형 표면은 부분적으로 서로 맞물리는, 웨브 슬리터.
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