KR102238264B1 - 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러 - Google Patents

안면 마스크의 원단 컷팅 로울러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다양한 이종의 마스크 제조장치의 컷팅 로울러와 호환하여 사용할 수 있고, 칼날의 제조가 용이하며, 손쉽게 칼날만 교환할 수 있는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러에 관한 것이다.

Description

안면 마스크의 원단 컷팅 로울러{FABRIC CUTTING ROLLER FOR FACE MASK}
본 발명은 안면에 착용하는 마스크를 제조함에 있어 마스크용 원단을 동일한 형태로 계속 재단하기 위한 컷팅 로울러(cutting roller)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종의 마스크 제조장치의 컷팅 로울러와 호환하여 사용할 수 있고, 칼날의 제조가 용이하며, 칼날만 손쉽게 교환할 수 있는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러에 관한 것이다.
안면 마스크 제조용 원단을 컷팅하기 위한 로울러에 관한 종래 기술로는, 대한민국 등록특허 10-0783311에 기술된 바와 같이 한 쌍의 로울러사이로 마스크용 필터 원단을 통과시켜 마스크 형태(형상)로 컷팅하고 동시에 초음파 공구 혼 로울러(이하 " 초음파 로울러"라 함)을 통해 절단된 면을 융착하며, 후속적으로 안면 착용용 끈이나 마스크를 안면에 들뜨지 않도록 밀착시키기 위한 와이어와 같은 부속품을 순차적으로 부착하여 완제품 마스크를 제조한다.
이외에도 대한민국 공개특허 10-2010-0022870(마스크 제조장치용 가공 로울러)와, 대한민국 공개특허공보 10-2020-0018151(마스크팩 제조를 위한 마스크 컷팅장치)가 있다.
전술한 공개특허공보 10-2020-0018151는 도 1에 도시된 바와 같이 필터 원단(2)과 커버 원단(2)을 한 쌍의 로울러(컷팅 로울러(10)와 초음파 공구혼 로울러(20)) 사이로 급지하여 합지된 원단을 동시에 컷팅(재단)하고 융착할 수 있는 컷팅 로울러를 제안하고 있다.
도 2 및 도 3은 종래의 컷팅 로울러를 도시한 사시도와, 전술한 양 로울러의 정면도가 도시되어 있는데, 컷팅 로울러(10)는 일반적으로 강철재(steel material)로 제조되고, 초음파 공구혼 로울러(20)는 초음파 진동자와 초음파 공구혼을 포함한다.
컷팅 로울러(10)는 로울러(10)의 양 측단에 위 로울러(10)에 회전력을 제공하는 동력전달수단(도면에는 미도시)과 연동되도록 결합되는 구동축(11)과 몸체(10a)의 외경에 마련되는 칼날(12)을 포함한다.
전술한 컷팅 로울러(10)는 선반 등과 같은 공작기계를 통해 가공하고, 칼날(12)의 내마모성을 강화시킬 목적으로 열처리되는 것이 일반적이다.
전술한 칼날(12)의 첨단은 작고 뾰족하며 예리하게 가공해야 하고 가공한 칼날의 끝을 열처리해야 하는 하지만 이러한 기술은 매우 높은 숙련도를 요구되기 때문에 많은 가공 불량이 발생한다.
불량의 칼날은 모두 폐기시키게 되므로 컷팅 로울러(10)의 모재를 폐기하는 것은 마스크 제조비용(시간적 비용적 낭비)을 상승시키는 문제를 초래한다.
또한, 칼날의 첨단은 손상(뭉개짐, 이 빠짐, 절곡됨, 꺽임 등)되기 쉽고, 원단 컷팅시 쉽게 마모되기 때문에 수시로 컷팅 로울러를 교체해야 하므로 제조비용을 상승시키는 요인이 되고 있다.
한편, 전술한 칼날(12)의 마모 특성을 특수 열처리 기법에 의해 보완하면 어느 정도는 강화시킬 수 있지만, 문제는 칼날(12)을 포함하는 몸체(10a)까지 함께 열처리를 해야 한다는 것이다. 다시 말해서, 보다 큰 면적을 열처리해야 하므로 불리한 열처리 효율과 더 긴 열처리 시간이 요구되는 불리함이 있다.
또한, 전술한 컷팅 로울러의 칼날(12)은 전술한 커버 원단(1)과 필터 원단(2)이 양 로울러 사이를 통과할 때, 주름에 의한 원단 접힘이나 이물질이 붙은 원단이 공급되는 경우, 합지된 원단의 두께가 일시적으로 커지면서 양 로울러사이에 위치된 칼날(12)이 손상(뭉개짐, 비틀어짐, 칼날의 기울어짐, 칼날(12)의 이 빠짐)되기도 한다.
이처럼 컷팅 로울러는 제조과정과 원단 컷팅 과정에서 발생되는 다양한 이유로 수시로 교체해야 하는 문제를 가지고 있다.
또한, 전술한 컷팅 로울러(10)는 특정 마스크 제조장치에 최적화되도록 칼날의 높이와 칼날간의 간격(마스크 형태적 사이즈에 따라)이 차이가 있기 때문에 이종의 마스크 제조장치와는 호환하여 사용하기 어렵다.
또한, 주문자가 요구하는 문구나 기호, 도형 및 상표(이하 마크라 함) 등을 마스크 원단 표면에 인쇄하기 위해서는 해당 마크를 갖춘 초음파 로울러를 새로 제조해야 한다는 것이다.
이 경우, 초음파 로울러는 전술한 마킹를 가공해야 하므로 낭비적인 측면이 있다.
이 처럼 종래의 마스크 원단 컷팅 로울러는 해결해야 할 제반 문제들을 포함하고 있는바, 본 발명자는 전술한 컷팅 로울러에 따른 제반 문제를 해결하기 위한 창안하기에 이르렀고, 괄목한 만한 성과가 있어 이를 본 발명을 통해 제안하고자 한다.
본 발명은 마스크의 원단 컷팅용 로울러의 칼날을 선택적으로 교환할 수 있고, 제조가 용이하며, 또한 컷팅용 로울러의 길이와 칼날의 위치를 가변적으로 조절할 수 있는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구동축의 선택에 따라 마스크 제조장치의 동력전달수단과 연동하도록 결합함으로써 이종의 마스크 제조장치와 호환하여 사용할 수 있는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마스크 원단에 인쇄할 마크를 변경할 경우, 초음파 로울러를 새로 제조할 필요 없이 원하는 마크를 갖춘 스페이서로 교체할 수 있는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러를 제공하려는 것이다.
본 발명의 목적을 구현하기 위한 해결수단으로는,
마스크 제조용 원단 컷팅 로울러에서 마스크 제조장치의 동력전달수단과 연동되는 결합수단을 갖춘 한 쌍의 구동축과;
전술한 양 구동축사이에 배치되는 한 쌍의 칼날과;
전술한 양 칼날사이에 배치되는 스페이서와;
상기 구동축, 칼날, 스페이서를 해체가능하게 체결하기 위한 체결수단을 포함하는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러를 특징으로 한다.
전술한 컷팅 로울러는 탄성이 내재되도록 탄성력을 제공하기 위한 탄성수단을 포함할 수 있다.
전술한 구동축은 각 마스크 제조장치의 동력전달수단과 연동하고 탈부착가능하게 결합할 수 있는 접속수단을 포함할 수 있다.
전술한 양 로울러사이로 공급되는 원단 전체가 같은 속도로 이송되도록 구동축과 일체화된 몸체의 외경에 원뿔이 더 마련될 수 있다.
전술한 칼날은 축선방향으로 배치되는 축공을 갖추고, 칼날의 넓이와 동일한 폭으로 이루어진 몸체와 일체로 구성되어 있고, 칼날의 첨단이 선 또는/및 점 형태로 구성될 수 있다.
상기한 칼날은 외경에 칼날을 가공할 수 있는 최소한의 두께를 지닌 디스크(disk) 형태이거나 칼날의 외경이 반경방향 신축되도록 축선에 대하여 반경방향으로 절결된 절결부가 마련될 수 있다.
전술한 스페이서는 축공을 갖추고, 전술한 양 칼날사이에 위치되는 단일 구성 또는 분할된 복수로 구성될 수 있다.
전술한 체결수단은 구동축, 칼날 및 스페이서의 각 축공에 결합되는 키(key) 부재와, 키 부재의 단부에 체결되는 너트로 구성될 수 있다.
전술한 키 부재의 단면은 구동축, 칼날, 스페이서의 각 축공에 결합되었을 때 헛돌지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
전술한 스페이서는 단일 구성이거나 분할된 복수개의 조합에 의해 구성될 수 있고, 그 원주면에 마스크 원단 표면에 인쇄할 마크를 마련할 수 있다.
본 발명에 따른 컷팅 로울러는, 스페이서를 통해 칼날사이의 간격을 조절할 수 있으므로 다양한 마스크 제조장치의 컷팅 로울러와 호환하여 사용할 수 있고, 또한 칼날만 가공하고 해당 부위만 열처리할 수 있으므로 칼날 제조가 더 용이하며, 또한 칼날을 가공할 때 불량이 발생되더라도 칼날만 폐기하므로 칼날 제조에 따른 비용과 시간을 최소화할 수 있고, 또한 스페이서만 교환하면 원하는 마크를 마스크 원단에 인쇄할 수 있다.
도 1은 마스크 커버 원단과 필터 원단의 합지 예를 도시한 종래의 합지 로울러의 일측면도이다.
도 2는 종래의 마스크 원단 컷팅 로울러를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 컷팅 로울러와 초음파 진동자를 갖춘 초음파 공구혼 로울러를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시한 마스크 제조용 원단 컷팅 로울러에 대한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 컷팅 로울러의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 컷팅 로울러의 조립 예를 도시한 요부단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 컷팅 로울러의 응용 예를 도시한 요부단면도이다.
도 8은 도 4에 도시된 컷팅 로울러 중 스페이서의 다른 실시 예를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 스페이서의 조립 예를 도시한 컷팅 로울러의 요부단면도이다.
도 10a는 본 발명에 따른 칼날의 바람직한 실시 예를 도시한 사시도이다.
도 10a는 도 10a에 도시된 칼날의 변경 예를 도시한 사시도이다.
도 11는 도 4에 도시된 키 부재를 발췌하여 도시한 정면도이다.
도 12는 도 11의 A-A선 단면도이다.
본 명세서에서, 포함한다, 구비한다, 갖추고 있다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 결합되어 있다 또는 장착되어 있다고 기술되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서 중 실시 예에 따른 구성요소에 따른 용어는 단지 예시한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 그 용어로 한정하지 않는다. 또한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념을 보다 용이하게 설명하고 이해되도록 기술한 것일 뿐 예시한 실시 예들을 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 마스크 제조용 원단 컷팅 로울러에 대한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 마스크의 원단 컷팅용 로울러(100)는,
마스크 제조장치의 동력전달수단(도면에는 미도시)과 연동되는 결합수단을 갖춘 한 쌍의 구동축(110)과;
상기 양 구동축(110)사이에 배치되는 한 쌍의 칼날(120)과;
상기 양 칼날(120)사이에 배치되고, 소정의 길이를 갖춘 스페이서(130)와;
상기 구동축(110), 칼날(120), 스페이서(130)들을 합체 또는 해체가능하게 결합하기 위한 체결수단을 포함한다.
전술한 결합수단은 특정 마스크 제조장치의 동력전달수단과 연동되도록 결합시키기 위한 수단을 포괄하는 의미의 용어로서, 일 예로 상기한 동력전달수단이 평기어인 태양기어인 것으로 가정하면, 상기한 태양기어와 맞물리는 유성기어일 수 있다. 따라서, 유성기어를 상기 구동축(110)에 결합하면 마스크 제조장치의 동력전달수단과 연동되도록 결합할 수 있다.
위와 같은 방식으로, 특정 마스크 제조장치의 동력전달수단과 연동하는 결합수단을 구동축(110)에 결합하면 된다.
전술한 구동축(110)은 외경보다 더 크게 단차진 몸체(110a)를 더 포함할 수 있다.
이렇게 하면, 칼날(120)의 몸체(120a) 표면에 접하는 표면적이 증가되어 칼날(120)이 보다 안정되도록 지지할 수 있다.
상기 구동축(110)의 몸체(110a)은 그 외경에 일정간격으로 배치되는 원뿔(도 6, 도면부호 미표기)를 더 포함할 수 있다.
이렇게 하면, 원뿔에 의해 양 로울러(컷팅 로울러와 초음파 로울러)사이로 공급될 때 양 구동축(110) 중 일측에서 원단이 더 느리게(또는 빠르게) 이송되는 일이 없이 항시 속도로 이송시킬 수 있고, 또한 컷팅 로울러(100)와 함께 회전되는 원뿔에 의해 양 로울러사이로 공급되어지는 원단 표면에 인장력을 부여함으로써 주름진 원단의 경우 주름이 펴진 상태로 양 로울러사이로 공급되게 할 수 있다.
따라서, 양 로울러사이로 공급되는 양 원단의 두께가 돌발적으로 커지는 일이 없어 그로 인해 칼날(120)이 손상되는 문제를 낮출 수 있다.
전술한 칼날(120)은, 그 몸체(120a)의 외경에 마련되는데, 칼날 몸체(120a)의 폭(컷팅 로울러(100)의 길이방향)은 칼날(120)의 폭에 상응하는 폭으로 최소화할 수 있다.
따라서, 칼날(120)을 열처리 할 때 열처리할 대상 면적이 최소화되므로 열처리 효율을 극대화 할 수 있고, 또한 열처리 작업시간을 크게 단축시킬 수 있다.
역으로 말하면, 칼날(120) 가공과 열처리 공정에서 불량이 발생되더라도 칼날(120) 몸체(120a)만 폐기하면 되므로 비용과 가공 시간의 손실을 최소화할 수 있다.
또한 전술한 칼날(120)는 그 첨단이 도 10a에 도시된 바와 같이 선 또는/및 점 형태로 구성될 수 있다. 또한, 도 10b에 도시된 바와 같이 칼날 몸체(120a)는 표면이 일부가 몸통의 축공과 통해진 절결부(123)가 더 마련될 수 있다.
상기 절결부(123)에 의해 칼날 몸체는 몸체의 반경방향으로 신축될 수 있다.
전술한 스페이서(130)는 양 칼날(120) 사이에 위치되어 컷팅 로울러(100)의 길이를 임의로 조절하기 위한 구성으로서, 양 칼날(120)의 간격을 원하는 간격으로 정확히 맞출 수 있는 단일 구성이거나 복수개로 분할하여 구성될 수 있다.
상기 스페이서(130)의 외경은 칼날(120)의 외경보다 작고, 원주면에는 특정 마크가 마련될 수 있다.
따라서, 양 로울러사이로 공급되는 마스크 원단은 칼날(120)에 의해 특정 마스크 형상으로 절단되고 동시에 그 표면에 마크가 인쇄되므로 초음파 로울러의 표면에는 특정 마크를 갖출 필요가 없다.
이것은 원하는 마크가 새겨진 스페이서(130)를 양 칼날사이에 배치하는 위치에 따라 마크의 인쇄 위치와, 절단된 마스크 원단내에 해당 마크를 인쇄할 수 있다. 그러므로 주문한 마크를 갖춘 초음파 로울러를 별도로 제조할 필요 없이 해당 마크를 갖춘 스페이서를 전술한 컷팅 로울러(도 6 참조)에 조립하면 된다.
전술한 체결수단은 전술한 구동축(110), 칼날(120), 스페이서(130)를 합체 또는 분해하기 위한 수단을 포괄하는 것으로, 바람직한 실시 예로서는 구동축(110), 칼날(120), 스페이서(130)의 각 축공(도면부호 미표기)을 관통되도록 결합되는 키 부재(140)와, 상기 키 부재(140)가 컷팅 로울러(100)로부터 임의로 분리되지 않도록 키 부재(140)의 단부(141, 도 11)에 너트(도면부호 미표기)를 체결하는 것이다. 전술한 구동축(110), 칼날(120), 스페이서(130)의 각 축공은 다각형 단면이고 사이즈는 동일하다.
도 11에 도시된 키 부재(140)는 구동축(110), 칼날(120), 스페이서(130)의 각 축공을 관통할 수 있는 길이이고, 그 단면은 도 12에 도시된 바와 같이 전술한 각 축공속에서 키 부재(140)가 회전되지 않도록 다각형상으로 구성되어 있다. 따라서 키 부재(140)에 의해 컷팅 로울러(100)를 구성하는 요소 전체가 헛도는 일이 없이 함께 회전할 수 있다.
키 부재(140)는 도 7에 도시된 바와 같이 양 칼날(120)이 서로 근접되는 방향으로 작용하는 탄성이 내재되도록 양 단부에 탄성수단(S1)이 더 결합될 수 있다.
이렇게 하면, 불량 원단(이물질이 붙음)이 양 로울러 사이로 공급되었을 때 즉, 앞서 설명한 것처럼 일시적으로 원단 두께가 커지거나 이물질이 있는 경우, 칼날(120)은 탄성수단(S1, 스프링)의 탄성을 극복하면서 컷팅 로울러(100)의 축선방향으로 미세하게 이동하면서 칼날(120)에 작용하는 압력을 상쇄시키고, 내재된 탄성에 의해 칼날은 바로 원위치로 복귀될 수 있다. 이러한 칼날의 작용에 의해 칼날(120) 끝이 뭉개지거나 칼날(120)이 측방향으로 꺽이거나 절곡되는 문제를 예방할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예로서, 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 컷팅 로울러(100)를 이등분하고, 커플링 부재(133)의 내경에 분할된 양 스페이서(130)를 나선 결합할 수도 있다. 도 7에서 미설명 도면 부호 134는 중공부이다.
이 경우, 도 7에 도시된 것처럼 분할된 양 스페이서(130) 사이에서 분할된 양 키 부재(140)단부에 너트(도면부호 미표기)로 체결하고, 그 곳에 전술한 탄성수단(S1)을 결합해도 된다.
한편, 전술한 양 스페이서(130)는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이 양 스페이서(130)사이에 스프링(S2)을 설치할 수도 있다.
이렇게 하면, 양 스페이서(130)는 스프링(S2)의 탄성에 의해 키 부재(140)를 따라 운동할 수 있다.
또한 전술한 양 스페이서(130)는 서로 접하는 표면에 가이드 공(132)과 가이드 핀(131)을 대칭되도록 더 마련될 수 있다.
이렇게 하면, 양 스페이서(130)가 키 부재(140)의 축선방향으로 운동할 때 가이드 공(132)과 가이드 핀(131)에 의해 외경이 편차없이 확장(또는 단축)될 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속한 기술분야에 통상의 지식을 가진 사람이면, 본 발명을 기초로 다양한 응용 예나 변경 예를 실시할 수 있는 것이나, 이러한 응용예나 변경예는 본 발명자가 의도하는 진정한 의미의 기술적 사상과 청구범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 컷팅 로울러
110: 구동축
110a: 구동축 몸체
120: 칼날
120a: 칼날 몸체
123: 절결부
130: 스페이서
140: 키 부재
141: 너트

Claims (10)

  1. 안면 마스크용 원단 컷팅 로울러에 있어서,
    마스크 제조장치의 동력전달수단과 연동되는 결합수단을 갖춘 한 쌍의 구동축과;
    상기 양 구동축사이에 배치되는 칼날들과;
    분할된 스페이서가 상기 양 칼날사이에 배치되되, 상기 분할된 양 스페이서 사이에 스프링이 결합되는 스페이서와;
    상기 구동축, 칼날 및 스페이서를 분해가능하게 결합하기 위한 체결수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결수단은 상기 구동축, 칼날, 스페이서의 축공을 관통되도록 체결되는 키 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 그 원주면에 마크가 마련되는 것을 특징으로 하는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동축의 몸체는 그 외경에 일정간격으로 이격된 원뿔이 더 마련된 것을 특징으로 하는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 키 부재는 단부에 탄성수단이 더 결합되는 것을 특징으로 하는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러.
  8. 제 2 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 키 부재는 분할되고, 양 스페이서사이에서 분리되지 않도록 체결된 것을 특징으로 하는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 서로 접하는 표면에 가이드 공과 가이드 핀이 대칭되게 마련된 것을 특징으로 하는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 칼날의 폭은 칼날 몸체의 폭과 동일하게 구성된 것을 특징으로 하는 안면 마스크의 원단 컷팅 로울러.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980057134U (ko) * 1997-01-30 1998-10-15 박병모 버티칼 블라인드용 직물부재 절단기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980057134U (ko) * 1997-01-30 1998-10-15 박병모 버티칼 블라인드용 직물부재 절단기

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