KR102129111B1 - 마스크 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스크 본체의 양쪽 부위에 한 쌍의 이어밴드들을 연결하여 마스크를 제조하는 장치에 관한 것이다. 마스크 본체 공급유닛은 마스크 본체를 1개씩 Y축 방향을 따라 버퍼 영역으로 투입해서 버퍼 영역에서 X축 방향으로 나란하게 복수 개씩 대기시킨 후 한꺼번에 공급 영역으로 공급한다. 마스크 본체 이송유닛은 마스크 본체 공급유닛으로부터 공급받은 마스크 본체들을 X축 방향을 따라 접합 영역들을 거쳐 배출 영역으로 이송한다. 이어밴드 공급유닛들은 접합 영역마다 이송된 마스크 본체의 양쪽으로 각각 이어밴드를 X축 방향을 따라 공급한다. 이어밴드 절단유닛들은 이어밴드 공급유닛들로부터 각각 공급되는 이어밴드를 설정 길이로 절단한다. 이어밴드 이송유닛들은 이어밴드 절단유닛들에 의해 각각 절단된 이어밴드의 양단을 잡은 상태로 하프 루프로 구부려 해당 마스크 본체의 양쪽 부위로 이송한다. 이어밴드 접합유닛들은 이어밴드 이송유닛들에 의해 각각 이송된 이어밴드의 양단을 해당 마스크 본체의 양쪽 부위에 접합한다.

Description

마스크 제조장치{Apparatus for manufacturing mask}
본 발명은 마스크 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마스크 본체에 이어밴드를 연결하는데 사용되는 장치에 관한 것이다.
현재 온갖 유해물질로 가득한 미세먼지나 황사 등과 같은 대기 오염에 의한 질환이 문제화되고 있다. 미세먼지는 우리 눈에 보이지 않을 정도로 가늘고 작은 먼지 입자로 지름 10㎛ 이하이며, 2.5㎛ 이하인 경우에 초미세먼지라고 부른다. 이러한 미세먼지는 사람의 폐포까지 깊숙하게 침투해 각종 호흡기 질환의 직접적인 원인이 되며 우리 몸의 면역 기능을 떨어뜨린다. 따라서, 유해환경 등으로부터 보호하기 위한 마스크가 많이 사용되고 있는 추세이다.
일반적으로, 마스크는 착용자의 코와 입을 덮는 마스크 본체와, 마스크 본체를 착용자의 안면에 밀착시키도록 착용자의 양쪽 귀에 걸리는 한 쌍의 이어밴드들을 포함하여 구성된다. 이어밴드는 한 쌍씩 마스크의 제조시 설정 길이로 절단된 후 하프 루프(half loop)로 구부러진 상태로 마스크 본체의 양쪽 부위에 각각의 양단이 접합되어 연결된다.
이와 같이, 이어밴드를 한 쌍씩 절단해서 하프 루프로 구부린 후 각 이어밴드의 양단을 마스크 본체의 양쪽 부위에 접합하는 공정들이 수작업으로 이루어지는 경우 작업 효율 및 정확성이 떨어지므로, 전술한 공정들을 자동화하여 작업 효율 및 정확성을 높일 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 과제는 마스크 본체에 한 쌍의 이어밴드들을 연결하는 작업을 자동화하여 작업 효율 및 정확성을 높일 수 있는 마스크 제조장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 마스크 제조장치는 마스크 본체의 양쪽 부위에 한 쌍의 이어밴드들을 연결하여 마스크를 제조하는 장치로서, 베이스 프레임과, 마스크 본체 공급유닛과, 마스크 본체 이송유닛과, 이어밴드 공급유닛들과, 이어밴드 절단유닛들과, 이어밴드 이송유닛들, 및 이어밴드 접합유닛들을 포함한다.
베이스 프레임은 한쪽에 공급 영역이 마련되고, 반대쪽에 배출 영역이 마련되며, 공급 영역과 배출 영역 사이에 X축 방향을 따라 복수의 접합 영역들이 마련된다. 마스크 본체 공급유닛은 마스크 본체를 1개씩 Y축 방향을 따라 버퍼 영역으로 투입해서 버퍼 영역에서 X축 방향으로 나란하게 복수 개씩 대기시킨 후 한꺼번에 공급 영역으로 공급한다. 마스크 본체 이송유닛은 마스크 본체 공급유닛으로부터 공급받은 마스크 본체들을 X축 방향을 따라 접합 영역들을 거쳐 배출 영역으로 이송한다. 이어밴드 공급유닛들은 접합 영역마다 이송된 마스크 본체의 양쪽으로 각각 이어밴드를 X축 방향을 따라 공급한다. 이어밴드 절단유닛들은 이어밴드 공급유닛들로부터 각각 공급되는 이어밴드를 설정 길이로 절단한다. 이어밴드 이송유닛들은 이어밴드 절단유닛들에 의해 각각 절단된 이어밴드의 양단을 잡은 상태로 하프 루프로 구부려 해당 마스크 본체의 양쪽 부위로 이송한다. 이어밴드 접합유닛들은 이어밴드 이송유닛들에 의해 각각 이송된 이어밴드의 양단을 해당 마스크 본체의 양쪽 부위에 접합한다.
본 발명에 따르면, 마스크 본체에 한 쌍의 이어밴드들을 연결하는 작업을 자동화하여 작업 효율 및 정확성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 마스크 본체를 복수 개씩 동시에 이어밴드들과 연결하여 작업 효율을 더욱 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조장치에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마스크 제조장치에 의해 마스크 본체에 이어밴드를 연결하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 마스크 본체 이송유닛의 일부에 대한 정면도이다.
도 4는 도 3에 대한 사시도이다.
도 5는 마스크 본체 공급유닛에 대한 측면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 마스크 본체 공급유닛의 작용 예를 나타낸 평면도이다.
도 7은 이어밴드 공급유닛의 작용 예를 나타낸 정면도이다.
도 8은 이어밴드 절단유닛 및 이어밴드 이송유닛의 작용 예를 나타낸 정면도이다.
도 9는 도 8에 있어서, 이어밴드 이송유닛에 의해 이어밴드를 구부리는 과정을 나타낸 사시도이다.
도 10은 이어밴드 접합유닛의 작용 예를 나타낸 사시도이다.
도 11은 이어밴드 절단유닛에 대한 측면도이다.
도 12는 도 11에 대한 정면도이다.
도 13은 이어밴드 접합유닛의 작용 예를 나타낸 측면도이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조장치에 대한 개략적인 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 마스크 제조장치에 의해 마스크 본체에 이어밴드를 연결하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조장치는 마스크 본체(1)의 양쪽 부위에 한 쌍의 이어밴드(2)들을 연결하여 마스크를 제조하는 장치로서, 베이스 프레임(100)과, 마스크 본체 공급유닛(200)과, 마스크 본체 이송유닛(300)과, 이어밴드 공급유닛(400)들과, 이어밴드 절단유닛(500)들과, 이어밴드 이송유닛(600)들, 및 이어밴드 접합유닛(700)들을 포함한다.
베이스 프레임(100)은 한쪽에 공급 영역(110)이 마련되고, 반대쪽에 배출 영역(120)이 마련되며, 공급 영역(110)과 배출 영역(120) 사이에 X축 방향을 따라 복수의 접합 영역(130)들이 마련된다. 접합 영역(130)은 2개로 마련될 수 있다. 이 경우, 2개의 접합 영역(130)들 중 어느 하나는 홀수 번째의 마스크 본체(1)에 대응되게 위치되고, 다른 하나는 짝수 번째의 마스크 본체(1)에 대응되게 위치된다.
물론, 접합 영역(130)은 3개 이상으로 마련되는 것도 가능하므로 예시된 바에 한정되지는 않는다. 베이스 프레임(100)은 마스크 제조 장치를 바닥에 전반적으로 지지할 수 있게 형성된다.
마스크 본체 공급유닛(200)은 마스크 본체(1)를 1개씩 Y축 방향을 따라 버퍼 영역(140)으로 투입해서 버퍼 영역(140)에서 X축 방향으로 나란하게 복수 개씩 대기시킨 후 한꺼번에 공급 영역(110)으로 공급한다.
예컨대, 마스크 본체 공급유닛(200)은 마스크 본체(1)를 X축 방향으로 나란하게 2개씩 대기시킨 후 2개의 마스크 본체(1)들을 한꺼번에 공급 영역(110)으로 공급할 수 있다. 따라서, 마스크 본체 공급유닛(200)은 마스크 본체(1)를 2개씩 간헐적으로 이송시키는 작업에 맞춰 마스크 본체(1)들을 효율적으로 공급할 수 있게 된다.
마스크 본체 이송유닛(300)은 마스크 본체 공급유닛(200)으로부터 공급받은 마스크 본체(1)들을 X축 방향을 따라 접합 영역(130)들을 거쳐 배출 영역(120)으로 이송한다. 마스크 본체 이송유닛(300)은 마스크 본체(1)를 한 쌍의 이어밴드(2)들과 연결하는 시간에 맞춰 마스크 본체(1)를 2개씩 간헐적으로 이송시킬 수 있다.
이어밴드 공급유닛(400)들은 접합 영역(130)마다 이송된 마스크 본체(1)의 양쪽으로 이어밴드(2)를 X축 방향을 따라 공급한다. 이어밴드 공급유닛(400)들은 2쌍으로 이루어져 접합 영역(130)마다 1쌍씩 배치될 수 있다. 각 쌍의 이어밴드 공급유닛(400)들은 해당 접합 영역(130)에서 X축을 기준으로 상호 대칭되게 배치된다.
이어밴드 절단유닛(500)들은 이어밴드 공급유닛(400)들로부터 각각 공급되는 이어밴드(2)를 설정 길이로 절단한다. 이어밴드 절단유닛(500)들은 2쌍으로 이루어져 접합 영역(130)마다 1쌍씩 배치될 수 있다. 각 쌍의 이어밴드 절단유닛(500)들은 해당 접합 영역(130)에서 X축을 기준으로 상호 대칭되게 배치된다.
이어밴드 이송유닛(600)들은 이어밴드 절단유닛(500)들에 의해 각각 절단된 이어밴드(2)의 양단을 잡은 상태로 하프 루프로 구부려 해당 마스크 본체(1)의 양쪽 부위로 이송한다. 이어밴드 이송유닛(600)들은 2쌍으로 이루어져 접합 영역(130)마다 1쌍씩 배치될 수 있다. 각 쌍의 이어밴드 이송유닛(600)들은 해당 접합 영역(130)에서 X축을 기준으로 상호 대칭되게 배치된다.
이어밴드 접합유닛(700)들은 이어밴드 이송유닛(600)들에 의해 각각 이송된 이어밴드(2)의 양단을 해당 마스크 본체(1)의 양쪽 부위에 접합한다. 이어밴드 접합유닛(700)들은 2쌍으로 이루어져 접합 영역(130)마다 1쌍씩 배치될 수 있다. 각 쌍의 이어밴드 접합유닛(700)들은 해당 접합 영역(130)에서 X축을 기준으로 상호 대칭되게 배치된다.
여기서, 배출 영역(120)에 가깝게 위치된 1쌍의 이어밴드 접합유닛(700)들은 홀수 번째의 마스크 본체(1)에 한 쌍의 이어밴드(2)들을 접합하고, 공급 영역(110)에 가깝게 위치된 1쌍의 이어밴드 접합유닛(700)들은 짝수 번째의 마스크 본체(1)에 한 쌍의 이어밴드(2)들을 접합할 수 있다.
마스크 본체 공급유닛(200)과, 마스크 본체 이송유닛(300)과, 이어밴드 공급유닛(400)들과, 이어밴드 절단유닛(500)들과, 이어밴드 이송유닛(600)들, 및 이어밴드 접합유닛(700)들은 마스크 제조장치를 전반적으로 제어하는 컨트롤러(미도시)에 의해 유기적으로 제어됨으로써, 마스크 본체(1)의 양쪽 부위에 한 쌍의 이어밴드(2)들을 연결하는 일련의 과정들을 연속되게 수행할 수 있다. 컨트롤러는 사용자로부터 제어반을 통해 마스크 제조장치의 온/오프 설정 등의 명령을 입력 받아 수행할 수 있다.
전술한 구성의 마스크 제조장치에 의하면, 마스크 본체(1)에 한 쌍의 이어밴드(2)들을 연결하는 작업을 자동화하여 작업 효율 및 정확성을 높일 수 있을 뿐 아니라, 마스크 본체(1)를 복수 개씩 동시에 이어밴드(2)들과 연결하여 작업 효율을 더욱 높일 수 있다.
한편, 도 3은 마스크 본체 이송유닛의 일부에 대한 정면도이다. 도 4는 도 3에 대한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 마스크 본체 이송유닛(300)은 이송 캐리어 기구(310), 및 안내 기구(320)를 포함할 수 있다.
이송 캐리어 기구(310)는 이송 캐리어(311) 및 이송 캐리어 액추에이터(316)를 구비한다. 이송 캐리어(311)는 공급 영역(110)으로 공급된 마스크 본체(1)들을 각 양쪽 부위가 인출된 상태로 개별적으로 상류측에 안착시켜 X축 방향을 따라 배출 영역(120)으로 이송시키도록 공급 영역(110)과 배출 영역(120) 사이를 무한궤도로 주행한다.
이송 캐리어(311)는 이송 블록(312)들과 이송 체인(313)들을 포함할 수 있다. 이송 블록(312)들은 X축 방향을 따라 일정 간격으로 배열된다. 각각의 이송 블록(312)은 한 쌍의 지지벽들을 갖도록 함몰된 형태로 이루어질 수 있다. 지지벽(312a)들은 X축 방향으로 상호 이격되어 배치된다.
이송 블록(312)은 바닥면과 지지벽들에 의해 마스크 본체(1)를 안착시킨 상태로 안정되게 지지할 수 있다. 지지벽들의 안쪽 면들은 인접한 마스크 본체(1)의 부위들과 동일하게 형성되어 마스크 본체(1)를 더욱 안정적으로 지지할 수 있다. 이송 블록(312)은 Y축 방향으로 트인 양쪽 부위들을 통해 마스크 본체(1)의 양쪽 부위를 인출시킬 수 있는 크기로 이루어진다.
이송 체인(313)들은 각각 폐루프 형태로 이루어진다. 이송 체인(313)들은 Y축 방향으로 이격된 상태로 외주를 따라 이송 블록(312)들을 고정해서 지지한다. 이송 체인(313)들은 이송 블록(312)들을 X축 방향으로 무한 궤도로 주행시키도록 이송 캐리어 액추에이터(316)에 의해 무한 궤도로 회전한다. 다른 예로, 이송 체인(313) 대신 이송 벨트가 이용될 수도 있다.
이송 캐리어 액추에이터(316)는 이송 캐리어(311)를 무한궤도로 주행시킨다. 이송 캐리어 액추에이터(316)는 이송 체인(313)들에 결합되는 구동 스프로킷들과, 구동 스프로킷들과 X축 방향으로 각각 이격된 종동 스프로킷들, 및 회전 모터를 포함할 수 있다.
회전 모터가 구동 스프로킷을 회전시키면, 이송 체인(313)은 구동 스프로킷의 회전에 따라 구동 스프로킷과 종동 스프로킷에 걸쳐진 상태로 이동할 수 있게 된다. 이송 캐리어 액추에이터(316)는 이송 캐리어(311)의 상류측이 수평을 유지한 상태로 주행하도록 지지하는 기구를 포함할 수 있다.
안내 기구(320)는 공급 영역(110)으로부터 이송된 마스크 본체(1)들을 상방으로 이탈 방지되게 이송 캐리어(311)와의 사이로 통과시키면서 접합 영역(130)들로 안내한다. 안내 기구(320)는 한 쌍의 수직 안내판들을 포함할 수 있다.
수직 안내판(321)들은 Y축 방향으로 이격된 상태로 X축 방향으로 나란하게 배치된다. 수직 안내판(321)들은 공급 영역(110)과 배출 영역(120) 사이의 중간 영역에 걸쳐 배치될 수 있다. 이 경우, 이송 블록(312)들은 각 지지벽들의 상단들로부터 함몰된 홈들을 가질 수 있다. 수직 안내판(321)들은 이송 블록(312)들의 홈들에 끼워진 상태로 이송 블록(312)들의 주행에 따라 마스크 본체(1)들을 이송 블록(312)들과의 사이로 통과시킴으로써, 마스크 본체(1)들을 상방으로 이탈 방지되게 접합 영역(130)들로 안내할 수 있다.
수직 안내판(321)은 이송 블록(312)과의 사이로 마스크 본체(1)가 원활하게 이송되는 범주에서 마스크 본체(1)를 최대한 누르도록 배치될 수 있다. 수직 안내판(321)은 공급 영역(110)을 향한 단부의 하측 부위가 공급 영역으로 갈수록 상향 경사진 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 마스크 본체(1)는 수직 안내판(321)과 해당 이송 블록(312) 사이로 원활하게 진입할 수 있다.
한편, 도 5는 마스크 본체 공급유닛에 대한 측면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 마스크 본체 공급유닛의 작용 예를 나타낸 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 마스크 본체 공급유닛(200)은 투입 기구(210)와, 버퍼 캐리어 기구(220)와, 공급 기구(230), 및 진입 유도 기구(240)를 포함할 수 있다.
투입 기구(210)는 마스크 본체(1)를 1개씩 Y축 방향을 따라 버퍼 영역(140)으로 투입한다. 투입 기구(210)는 투입대(211)와, 투입 롤러(212)와, 롤러 액추에이터(213), 및 안내 롤러(214)를 포함할 수 있다.
투입대(211)는 버퍼 캐리어 기구(220)로부터 먼 쪽에 입구를 가지며, 버퍼 캐리어 기구(220)에 가까운 쪽에 출구를 갖는다. 투입대(211)는 바닥면 상에 X축 방향으로 이격되어 Y축 방향으로 각각 연장된 수직벽들이 형성됨으로써, Y축 방향으로 나란한 투입 통로를 가질 수 있다.
투입대(211)는 안내 경사판(211a)을 구비할 수 있다. 안내 경사판(211a)은 투입대(211)의 입구를 통해 투입되는 마스크 본체(1)가 안내 롤러(214)의 하측으로 원활하게 이송되도록 안내한다. 안내 경사판(211a)은 마스크 본체(1)의 이송 방향을 따라 하향 경사진 상태로 투입대(211)의 상부 중간을 덮도록 배치될 수 있다.
투입 롤러(212)는 투입대(211)의 입구 쪽에 X축을 중심으로 회전 가능하게 지지된다. 투입 롤러(212)는 롤러 액추에이터(213)에 의해 회전한다. 투입 롤러(212)의 회전 방향은 마스크 본체(1)를 상부에 얹어 투입대(211)의 출구 쪽으로 이송시키도록 설정된다. 롤러 액추에이터(213)는 투입 롤러(212)를 회전시킨다. 롤러 액추에이터(213)는 회전 모터 등을 포함하여 구성될 수 있다.
안내 롤러(214)는 피벗 블록(214a)에 X축을 중심으로 회전 가능하게 지지된다. 피벗 블록(214a)은 투입대(211)의 출구 쪽에 X축을 중심으로 피벗 가능하게 지지된다. 안내 롤러(214)는 투입 롤러(212)에 의해 이송되는 마스크 본체(1)가 투입대(211)의 바닥면과의 사이로 통과할 때 상방으로 피벗 동작하여 마스크 본체(1)의 들뜸을 방지한 상태로 버퍼 영역(140)으로 전달한다. 안내 롤러(214)는 마스크 본체(1)가 투입대(211)의 바닥면과의 사이로 통과한 후 자중에 의해 하방으로 피벗 동작해서 복귀한다.
버퍼 캐리어 기구(220)는 버퍼 캐리어(221) 및 버퍼 캐리어 액추에이터(226)를 구비한다. 버퍼 캐리어(221)는 버퍼 영역(140)으로 투입되는 마스크 본체(1)를 상류측에 안착시킨 상태로 X축 방향을 따라 이동시키면서 복수 개씩 대기시키도록 버퍼 영역(140)을 가로질러 무한궤도로 주행한다.
버퍼 캐리어(221)는 버퍼 블록(222)들과 버퍼 체인(223)들을 포함할 수 있다. 버퍼 블록(222)들은 X축 방향을 따라 일정 간격으로 배열된다. 각각의 버퍼 블록(222)은 한 쌍의 안내벽들을 갖도록 함몰된 형태로 이루어질 수 있다. 안내벽들은 X축 방향으로 상호 이격되어 배치된다.
버퍼 블록(222)은 투입 기구(210)로부터 한쪽 트인 부위를 통해 마스크 본체(1)를 전달받아 바닥면과 안내벽들에 의해 마스크 본체(1)를 지지한 상태로 다른쪽 트인 부위를 통해 공급 기구(230)로 전달할 수 있다. 안내벽의 상단에는 마스크 본체(1)의 상방 이탈을 방지하기 위한 이탈 방지편이 고정될 수 있다. 버퍼 블록(222)은 마스크 본체(1)의 한쪽 부위를 공급 기구로 인출시킬 수 있는 크기로 이루어진다.
버퍼 체인(223)들은 각각 폐루프 형태로 이루어진다. 버퍼 체인(223)들은 Y축 방향으로 이격된 상태로 외주를 따라 버퍼 블록(222)들을 고정해서 지지한다. 버퍼 체인(223)들은 버퍼 블록(222)들을 X축 방향으로 무한 궤도로 주행시키도록 버퍼 캐리어 액추에이터(226)에 의해 무한 궤도로 회전한다.
버퍼 캐리어 액추에이터(226)는 버퍼 캐리어(221)를 무한궤도로 주행시킨다. 버퍼 캐리어 액추에이터(226)는 버퍼 체인(223)들에 결합되는 구동 스프로킷들과, 구동 스프로킷들과 X축 방향으로 각각 이격된 종동 스프로킷들, 및 회전 모터를 포함할 수 있다.
회전 모터가 구동 스프로킷을 회전시키면, 버퍼 체인(223)은 구동 스프로킷의 회전에 따라 구동 스프로킷과 종동 스프로킷에 걸쳐진 상태로 이동할 수 있게 된다. 버퍼 캐리어 액추에이터(226)는 버퍼 캐리어(221)의 상류측이 수평을 유지한 상태로 주행하도록 지지하는 기구를 포함할 수 있다.
공급 기구(230)는 버퍼 영역(140)에 대기하고 있는 마스크 본체(1)들을 한꺼번에 공급 영역(110)으로 공급한다. 공급 기구(230)는 구동 롤러(231)와, 아이들 롤러(232), 및 승강 액추에이터(233)를 포함할 수 있다.
구동 롤러(231)는 X축을 중심으로 회전하도록 양단이 롤러 지지대에 의해 지지된 상태로 회전 액추에이터에 의해 회전 구동될 수 있다. 회전 액추에이터는 회전 모터를 포함할 수 있다. 아이들 롤러(232)는 X축을 중심으로 회전하도록 승강 블록(232a)에 지지될 수 있다.
승강 액추에이터(233)는 승강 블록(232a)을 승강시킴에 따라 아이들 롤러(232)를 구동 롤러(231)에 근접 또는 이격시킨다. 마스크 본체(1)가 구동 롤러(231)의 회전력을 받아 이송될 때, 아이들 롤러(232)는 구동 롤러(231)에 근접하여 마스크 본체(1)에 밀착된 상태로 마스크 본체(1)의 이송력에 의해 구동 롤러(231)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하면서 마스크 본체(1)의 이송을 안내할 수 있다.
공급 영역(110)에는 안내 브래킷(234)이 구비될 수 있다. 안내 브래킷(234)은 버퍼 영역(140)으로부터 이송된 마스크 본체(1)들을 공급 영역(110)의 이송 블록(312)들로 안내한다. 안내 브래킷(234)은 X축을 향한 양쪽 부위와 상부 부위가 막히고 나머지 부위들이 트인 형태로 이루어질 수 있다. 안내 브래킷(234)은 공급 영역(110) 상에 배치되어 베이스 프레임(100)에 고정될 수 있다.
공급 영역(110)에는 스토퍼(235)가 구비될 수 있다. 스토퍼(235)는 마스크 본체(1)들이 공급 영역(110)의 이송 블록(312)들로 공급될 때 공급 방향을 기준으로 마스크 본체(1)들의 각 선단 부위와 맞닿아 정지시킨다. 따라서, 마스크 본체(1)는 양쪽 부위가 해당 이송 블록(312)으로부터 각각 균등하게 인출된 상태로 위치될 수 있다. 스토퍼(235)는 수직판의 형태로 X축 방향과 나란하게 배치되어 베이스 프레임(100) 상에 고정될 수 있다.
진입 유도 기구(240)는 공급 영역(110)으로 공급된 복수 개의 마스크 본체(1)들을 상방으로부터 눌러 이송 캐리어(311)의 주행에 따라 이송 캐리어(311)와 안내 기구(320) 사이로 마스크 본체(1)들이 진입되게 유도한다. 진입 유도 기구(240)는 한 쌍의 수직 유도판(241)들과, 수직 유도판 승강 액추에이터(242)를 포함할 수 있다.
수직 유도판(241)들은 수직 안내판(321)들의 간격과 동일한 간격으로 Y축 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 수직 유도판(241)들은 상승 상태에서 하강하여 공급 영역(110)의 이송 블록(312)들의 홈들에 끼워진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 유도판(241)들은 하강 상태에서 해당 이송 블록(312)들의 마스크 본체(1)들을 눌러 이송 블록(312)들의 주행에 따라 이송 블록(312)들과 수직 안내판(321)들 사이로 마스크 본체(1)들이 진입되게 유도한다.
수직 유도판 승강 액추에이터(242)는 수직 유도판(241)들을 승강시킨다. 수직 유도판 승강 액추에이터(242)는 에어 실린더 등의 리니어 액추에이터를 포함하여 구성될 수 있다. 수직 유도판 승강 액추에이터(242)는 수직 유도판(241)들을 고정 블록(241a)에 상호 고정시킨 상태로 고정 블록(241a)을 에어 실린더 등에 의해 승강시킴에 따라 수직 유도판(241)들을 함께 승강시키도록 구성될 수 있다.
한편, 도 7은 이어밴드 공급유닛의 작용 예를 나타낸 정면도이다.
도 7을 참조하면, 각각의 이어밴드 공급유닛(400)은 고정 그리퍼(410)와, 가동 그리퍼(420)와, 가동 그리퍼 이동기구(430), 및 안내 롤러(440)들을 포함할 수 있다.
고정 그리퍼(410)는 베이스 프레임(100)에 위치 고정된다. 고정 그리퍼(410)는 어느 하나의 그립부재에 다른 그립부재가 에어 실린더 등의 리니어 액추에이터에 의해 수평 방향으로 근접 또는 이격되도록 구성될 수 있다. 고정 그리퍼(410)는 그립부재들이 Y축 방향으로 상호 근접 또는 이격되도록 구성될 수 있다. 따라서, 고정 그리퍼(410)의 그립부재들은 이어밴드(2)를 사이에 두고 상호 근접 또는 이격되도록 동작함에 따라 이어밴드(2)를 파지 또는 해지할 수 있다.
가동 그리퍼(420)는 X축 방향으로 왕복함에 따라 고정 그리퍼(410)에 대해 근접 또는 이격된다. 가동 그리퍼(420)도 고정 그리퍼(410)와 동일하게 구성될 수 있다.
가동 그리퍼 이동기구(430)는 가동 그리퍼(420)를 X축 방향으로 왕복시킨다. 가동 그리퍼 이동기구(430)는 레일(431)과 리니어 액추에이터(432)를 포함할 수 있다. 레일(431)은 Y축 방향으로 이격된 상태로 X축 방향을 따라 길게 연장되어 양단이 베이스 프레임(100)에 고정된다. 레일(431)은 가동 그리퍼(420)의 몸체에 끼워져 가동 그리퍼(420)의 X축 방향 왕복을 안내한다. 리니어 액추에이터(432)는 에어 실린더 등을 포함하여, 가동 그리퍼(420)를 X축 방향으로 왕복시킨다.
안내 롤러(440)들은 이어밴드(2)가 텐션을 갖고 고정 그리퍼(410)로 X축 방향을 따라 공급될 수 있게 이어밴드(2)의 이동을 안내한다. 안내 롤러(440)들은 각각 Y축을 중심으로 회전 가능하게 베이스 프레임(100)에 지지될 수 있다.
이어밴드 공급유닛(400)의 작용 예에 대해 설명하면 다음과 같다. 이어밴드(2)가 안내 롤러(440)들의 안내를 받아 고정 그리퍼(410)를 거치도록 이동한 후, 선단 부위가 고정 그리퍼(410)로부터 가동 그리퍼(410) 쪽으로 인출된 상태로 고정 그리퍼(410)에 파지된다. 이 상태에서, 가동 그리퍼(410)가 가동 그리퍼 이동기구(430)에 의해 고정 그리퍼(410)로 근접 이동해서 이어밴드(2)의 선단 부위를 파지하면, 고정 그리퍼(410)는 이어밴드(2)를 해지한다. 그러면, 가동 그리퍼(420)는 가동 그리퍼 이동기구(430)에 의해 고정 그리퍼(410)로부터 이격 이동해서 이어밴드(2)를 X축 방향을 따라 공급할 수 있게 된다.
한편, 도 8은 이어밴드 절단유닛 및 이어밴드 이송유닛의 작용 예를 나타낸 정면도이다. 도 9는 도 8에 있어서, 이어밴드 이송유닛에 의해 이어밴드를 구부리는 과정을 나타낸 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 각각의 이어밴드 이송유닛(600)은 한 쌍의 핑거(610)들, 및 핑거 구동기구(620)를 포함할 수 있다. 핑거(610)들은 상호 대칭을 이루게 배치된다. 각각의 핑거(610)는 어느 하나의 핑거부재에 다른 핑거부재가 에어 실린더 등의 리니어 액추에이터에 의해 수평 방향으로 근접 또는 이격되도록 구성될 수 있다. 핑거(610)는 펼쳐진 상태에서 핑거부재들이 Y축 방향으로 상호 근접 또는 이격되도록 구성될 수 있다.
따라서, 핑거부재들은 이어밴드(2)를 사이에 두고 상호 근접 또는 이격되도록 동작함에 따라 이어밴드(2)를 파지 또는 해지할 수 있다. 핑거 구동기구(620)는 핑거 회동 액추에이터(621)와, 핑거 승강 액추에이터(622)를 포함할 수 있다.
핑거 회동 액추에이터(621)는 핑거(610)들을 수직축을 중심으로 정,역 방향으로 회동시켜 펼치거나 접을 수 있게 한다. 핑거(610)들은 일직선으로 놓인 이어밴드(2)를 핑거 회동 액추에이터(621)에 의해 상호 펼쳐진 상태에서 파지하며, 이어밴드 절단유닛(500)에 의한 이어밴드(2)의 절단 후 핑거 회동 액추에이터(621)에 의해 접힘에 따라 절단 상태의 이어밴드(2)를 하프 루프로 구부려 이어밴드(2)의 양단을 마스크 본체(1)의 접합 위치로 이송한다.
핑거 회동 액추에이터(621)는 회전 모터와 기어세트를 포함하여 구성될 수 있다. 기어세트는 회전 모터의 회전력을 제공받아 핑거(610)들을 연계해서 동시에 회동시킴에 따라 펼치거나 접을 수 있게 구성될 수 있다.
핑거 승강 액추에이터(622)는 핑거(610)들을 승강시킨다. 핑거(610)들은 핑거 승강 액추에이터(622)에 의해 상승 상태에서 하강하여 이어밴드(2)를 파지한 후, 핑거 승강 액추에이터(622)에 의해 다시 상승할 수 있게 된다.
이러한 이어밴드 이송유닛(600)의 작용 예에 대해 설명하면 다음과 같다. 핑거(610)들은 핑거 승강 액추에이터(622)와 핑거 회동 액추에이터(621)에 의해 대기 위치에서 상승한 상태로 펼쳐져 대기한다. 이 상태에서, 핑거(610)들은 핑거 승강 액추에이터(622)에 의해 하강하여 이어밴드(2)를 파지한 후 다시 상승한다. 이와 동시에, 핑거(610)들은 핑거 회동 액추에이터(621)에 접혀 절단 상태의 이어밴드(2)를 하프 루프로 구부려 이어밴드(2)의 양단을 마스크 본체(1)의 접합 부위에 대응시킨 후, 핑거 승강 액추에이터(622)에 의해 하강하여 이어밴드(2)의 양단을 마스크 본체(2)의 접합 부위에 밀착시킨다.
한편, 도 10은 이어밴드 접합유닛의 작용 예를 나타낸 사시도이다.
도 10을 참조하면, 각각의 이어밴드 접합유닛(700)은 초음파 발진기(710), 및 가압 기구(720)를 포함할 수 있다.
초음파 발진기(710)는 접합 영역(130)으로 이송된 마스크 본체(1)의 한쪽 부위를 상면에 얹은 상태로 초음파 에너지를 발진한다.
가압 기구(720)는 초음파 발진기(710)의 상면에 마스크 본체(1)의 한쪽 부위가 얹어진 상태에서 절단된 이어밴드(2)의 양단을 마스크 본체(1)의 한쪽 부위에 가압하여 가압력과 초음파 발진기의 초음파 에너지에 의해 접합시킨다.
즉, 이어밴드(2)의 양단이 가압 기구(720)에 의해 마스크 본체(1)의 한쪽 부위에 가압되어 접촉된 상태에서, 초음파 발진기(710)의 초음파 진동이 이어밴드(2)의 양단과 마스크 본체(1) 간의 접촉 부위에 가해지면, 초음파 진동에 의한 발열로 접촉 부위가 용융되면서 접합부를 형성하게 된다. 따라서, 이어밴드(2)의 양단이 마스크 본체(1)에 접합될 수 있다.
가압 기구(720)는 한 쌍의 가압봉(721)들과 가압봉 액추에이터(726)를 포함할 수 있다. 가압봉(721)들은 상승 상태에서 하강하여 이어밴드(2)의 양단을 각각 가압한다. 가압봉 액추에이터(726)는 에어 실린더 등의 리니어 액추에이터를 포함하여 가압봉(721)들을 승강시킬 수 있다. 가압봉 액추에이터(726)는 가압봉(721)들을 고정 블록(721a)에 상호 고정시킨 상태로 고정 블록(721a)을 에어 실린더 등에 의해 승강시킴에 따라 가압봉(721)들을 함께 승강시키도록 구성될 수 있다.
한편, 도 11은 이어밴드 절단유닛에 대한 측면도이다. 도 12는 도 11에 대한 정면도이다. 도 13은 이어밴드 접합유닛의 작용 예를 나타낸 측면도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 이어밴드 절단유닛(500)은 가위(510)와, 리니어 액추에이터(520)와, 슬라이더(530)와, 한 쌍의 링크부재(540)들, 및 안내 블록(580)을 포함할 수 있다.
가위(510)는 한 쌍의 가위편(511)들을 구비한다. 한 쌍의 가위편(511)들은 한쪽 부위에 가위날(511a)이 형성되고 반대쪽 부위에 가위다리(511b)가 각각 형성되어 중간 부위끼리 가위 힌지축(512)으로 결합된다. 가위(510)는 YZ 수직면 상에서 가위날(511a)들이 하측을 향한 상태로 힌지 결합축(512)이 X축 방향에 따른 수평 방향으로 배치됨으로써, 가위날(511a)들 사이로 X축 방향으로 공급되는 이어밴드(2)를 절단한다.
가위(510)는 일반적으로 널리 사용되는 일반 가위로 이루어질 수 있다. 즉, 가위(510)는 사용자에 의한 조작시 가위다리(511b)들에 사용자의 손가락을 끼워서 걸 수 있는 형태의 홀을 각각 갖는다. 가위(510)가 비교적 저가의 일반 가위로 이루어지게 되면, 수리 또는 교체에 따른 비용을 절감할 수 있다.
리니어 액추에이터(520)는 Z축 방향에 따른 상하 방향으로 선형력을 발생시킨다. 리니어 액추에이터(520)는 고정 몸체(521)에 대해 가동 로드(522)가 상하 방향으로 선형 동작하도록 구성된다. 리니어 액추에이터(520)는 에어 실린더 등으로 이루어질 수 있다.
슬라이더(530)는 리니어 액추에이터(520)의 하측에 배치되어 리니어 액추에이터(520)의 가동 로드(522)가 승강함에 따라 Z축 방향을 따라 승강한다. 슬라이더(530)는 가동 로드(522)의 하측에 배치되어 가동 로드(522)에 볼팅될 수 있다.
한 쌍의 링크부재(540)들은 X축 방향을 중심으로 회동 가능하게 링크핀(541)으로 하단끼리 결합된 상태로 슬라이더(530)에 결합되며, 상단들이 가위다리(511b)들에 각각 대응된다. 각각의 링크부재(540)는 일정 폭을 가지며 양단이 라운딩된 형태로 이루어질 수 있다.
링크부재(540)들은 각 하측 부위에 결합편(542)을 갖는다. 결합편(542)은 링크부재(540)들의 상호 마주하는 하측 면들이 각각 일정 두께로 절개되어 형성될 수 있다. 결합편(542)들은 서로 맞닿은 상태에서 링크부재(540)들을 동일 면상에 배치할 수 있게 형성된다.
링크부재(540)들은 상단들에 한 쌍의 제1 지지기구(560)들에 의해 베어링(550)들을 각각 장착할 수 있다. 베어링(550)들은 링크부재(540)들 간의 회동을 안정적으로 지지할 수 있게 한다.
제1 지지기구(560)들은 가위다리(511b)들을 베어링(550)들과 함께 링크부재(540)들의 상단들에 각각 지지한다. 각각의 제1 지지기구(560)는 링형 인서트(561)와, 인서트 와셔(562)와, 부싱(563)과, 볼트(564), 및 너트(565)를 포함할 수 있다.
링형 인서트(561)는 가위다리(511b)와 링크부재(540) 사이에 배치되어 가위다리(511b)의 홀에 끼워진 상태로 가위다리(511b)의 홀 주변에 지지된다. 인서트 와셔(562)는 가위다리(511b)를 사이에 두고 링형 인서트(561)의 반대쪽에 배치되어 가위다리(511b)의 홀 주변에 지지된다.
부싱(563)은 인서트 와셔(562)와 링형 인서트(561)에 끼워진 상태로 인서트 와셔(562)의 홀 주변에 지지된다. 볼트(564)는 베어링(550)과 링크부재(540)와 부싱(563)을 관통하여 나사 부위가 인출된 상태로 헤드 부위가 베어링(550)의 홀 주변에 지지된다. 베어링(550)과 링크부재(540) 사이에는 추가 와셔(566)가 배치될 수 있다. 너트(565)는 부싱(563)의 홀 주변에 배치되어 볼트(564)의 나사 부위와 결합됨에 따라 가위다리(511a)를 베어링(550)과 함께 링크부재(540)의 상단에 지지한다.
제2 지지기구(570)는 링크핀(541)과 연계하여 가위 힌지축(512)의 주변 부위를 링크부재(540)들의 하단들에 지지한다. 제2 지지기구(570)는 가위 힌지축(512)의 주변 부위를 압박하도록 상호 볼팅되는 제1 압력 조절판(571)과 제2 압력 조절판(572)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 압력 조절판(571)은 링크핀(541)과 볼팅된다.
안내 블록(580)은 고정 브래킷(586)을 매개로 리니어 액추에이터(520)에 고정된다. 안내 블록(580)은 슬라이더용 안내홈(581)과 한 쌍의 링크부재용 안내홈(582)들을 포함한다. 슬라이더용 안내홈(581)은 슬라이더(530)를 끼워서 슬라이더(530)의 승강을 안내한다. 슬라이더용 안내홈(581)은 적어도 하측 부위가 슬라이더(530)와 헐거운 끼워맞춤(movable fit)되도록 형성되어 슬라이더(530)의 승강 동작을 원활하게 할 수 있다.
슬라이더용 안내홈(581)은 개구 쪽에 슬라이더(530)를 X축 방향으로 이탈 방지하는 턱이 형성될 수 있다. 슬라이더(530)는 슬라이더용 안내홈(581)의 개구 턱에 대응되는 부위가 함몰된 형태로 이루어질 수 있다.
한 쌍의 링크부재용 안내홈(582)들은 베어링(550)들을 각각 끼워서 슬라이더(530)의 하강에 따라 가위다리(511b)들을 상호 근접시키도록 링크부재(540)들의 회동을 안내함으로써, 가위날(511a)들이 상호 교차하여 이어밴드(2)를 절단시킬 수 있게 한다.
링크부재용 안내홈(582)들은 슬라이더용 안내홈(581)을 기준으로 대칭을 이루며, 각각 하측으로 갈수록 슬라이더용 안내홈(581)에 가까워지는 형태로 경사져 형성된다. 링크부재용 안내홈(582)은 베어링(550)과 헐거운 끼워맞춤되도록 형성될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100..베이스 프레임
200..마스크 본체 공급유닛
300..마스크 본체 이송유닛
400..이어밴드 공급유닛
500..이어밴드 절단유닛
600..이어밴드 이송유닛
700..이어밴드 접합유닛

Claims (4)

  1. 마스크 본체의 양쪽 부위에 한 쌍의 이어밴드들을 연결하여 마스크를 제조하는 장치로서,
    한쪽에 공급 영역이 마련되고, 반대쪽에 배출 영역이 마련되며, 상기 공급 영역과 배출 영역 사이에 X축 방향을 따라 복수의 접합 영역들이 마련된 베이스 프레임;
    마스크 본체를 1개씩 Y축 방향을 따라 버퍼 영역으로 투입해서 상기 버퍼 영역에서 X축 방향으로 나란하게 복수 개씩 대기시킨 후 한꺼번에 상기 공급 영역으로 공급하는 마스크 본체 공급유닛;
    상기 마스크 본체 공급유닛으로부터 공급받은 마스크 본체들을 X축 방향을 따라 상기 접합 영역들을 거쳐 상기 배출 영역으로 이송하는 마스크 본체 이송유닛;
    상기 접합 영역마다 이송된 마스크 본체의 양쪽으로 각각 이어밴드를 X축 방향을 따라 공급하는 이어밴드 공급유닛들;
    상기 이어밴드 공급유닛들로부터 각각 공급되는 이어밴드를 설정 길이로 절단하는 이어밴드 절단유닛들;
    상기 이어밴드 절단유닛들에 의해 각각 절단된 이어밴드의 양단을 잡은 상태로 하프 루프로 구부려 해당 마스크 본체의 양쪽 부위로 이송하는 이어밴드 이송유닛들; 및
    상기 이어밴드 이송유닛들에 의해 각각 이송된 이어밴드의 양단을 해당 마스크 본체의 양쪽 부위에 접합하는 이어밴드 접합유닛들;을 포함하며,
    상기 마스크 본체 공급유닛은,
    마스크 본체를 1개씩 Y축 방향을 따라 버퍼 영역으로 투입하는 투입 기구;
    상기 버퍼 영역으로 투입되는 마스크 본체를 상류측에 안착시킨 상태로 X축 방향을 따라 이동시키면서 복수 개씩 대기시키도록 상기 버퍼 영역을 가로질러 무한궤도로 주행하는 버퍼 캐리어와, 상기 버퍼 캐리어를 무한궤도로 주행시키는 버퍼 캐리어 액추에이터를 구비하는 버퍼 캐리어 기구; 및
    상기 버퍼 영역에 대기하고 있는 마스크 본체들을 한꺼번에 상기 공급 영역으로 공급하는 것으로, X축을 중심으로 회전하도록 양단이 롤러 지지대에 의해 지지된 상태로 회전 액추에이터에 의해 회전 구동되는 구동 롤러와, X축을 중심으로 회전하도록 승강 블록에 지지되어 상기 구동 롤러와의 사이로 마스크 본체를 통과시키는 아이들 롤러, 및 상기 승강 블록을 승강시킴에 따라 상기 아이들 롤러를 상기 구동 롤러에 근접 또는 이격시키는 승강 액추에이터를 구비하는 공급 기구;를 포함하며,
    상기 각각의 이어밴드 공급유닛은,
    상기 베이스 프레임에 위치 고정된 상태로 이어밴드를 파지 또는 해지하도록 동작하는 고정 그리퍼와, X축 방향으로 상기 고정 그리퍼에 대해 근접 이동해서 상기 고정 그리퍼에 파지된 이어밴드의 선단 부위를 파지한 후 상기 고정 그리퍼가 이어밴드를 해지하면 X축 방향으로 상기 고정 그리퍼에 대해 이격 이동해서 파지 상태의 이어밴드를 X축 방향을 따라 공급하는 가동 그리퍼, 및 상기 가동 그리퍼를 X축 방향으로 왕복시키는 가동 그리퍼 이동기구를 포함하며;
    상기 각각의 이어밴드 이송유닛은,
    상호 펼쳐진 상태에서 하강하여 일직선 상태의 이어밴드를 파지한 후 상승함과 동시에 상호 접힘에 따라 절단 상태의 이어밴드를 하프 루프로 구부려 이어밴드의 양단을 마스크 본체의 접합 위치로 이송하는 한 쌍의 핑거들과, 상기 핑거들을 수직축을 중심으로 정,역 방향으로 회동시킴에 따라 펼치거나 접을 수 있게 하는 핑거 회동 액추에이터, 및 상기 핑거들을 승강시키는 핑거 승강 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스크 본체 이송유닛은,
    상기 공급 영역으로 공급된 마스크 본체들을 각 양쪽 부위가 인출된 상태로 개별적으로 상류측에 안착시켜 X축 방향을 따라 상기 배출 영역으로 이송시키도록 상기 공급 영역과 배출 영역 사이를 무한궤도로 주행하는 이송 캐리어와, 상기 이송 캐리어를 무한궤도로 주행시키는 이송 캐리어 액추에이터를 구비하는 이송 캐리어 기구, 및
    상기 공급 영역으로부터 이송된 마스크 본체들을 상방으로 이탈 방지되게 상기 이송 캐리어와의 사이로 통과시키면서 상기 접합 영역들로 안내하는 안내 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마스크 본체 공급유닛은,
    상기 공급 영역으로 공급된 복수 개의 마스크 본체들을 상방으로부터 눌러 상기 이송 캐리어의 주행에 따라 상기 이송 캐리어와 안내 기구 사이로 마스크 본체들이 진입되게 유도하는 진입 유도 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 이어밴드 접합유닛은,
    상기 접합 영역으로 이송된 마스크 본체의 한쪽 부위를 상면에 얹은 상태로 초음파 에너지를 발진하는 초음파 발진기, 및
    상기 초음파 발진기의 상면에 마스크 본체의 한쪽 부위가 얹어진 상태에서 절단된 이어밴드의 양단을 마스크 본체의 한쪽 부위에 가압하여 가압력과 상기 초음파 발진기의 초음파 에너지에 의해 접합시키는 가압 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조장치.
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