KR102347705B1 - 티슈 제품을 천공하기 위한 천공 블레이드 - Google Patents

Abstract

시트 재료를 천공하기 위한 장치가 개시된다. 장치는 티슈 제품 같은 시트 재료를 천공하기 위한 복수의 치형부를 정의하는 천공 블레이드를 포함한다. 각각의 치형부는 한 쌍의 대향하는 측벽들에 의해 정의된다. 치형부는 복수의 오목부들에 의해 천공 블레이드의 에지를 따라 분리되어 있다. 본 발명에 따르면, 측벽들은 블레이드의 길이 방향에 대하여 영-이외(non-zero) 각도를 갖는다. 일 실시예에서, 각각의 오목부는 기울어진 U-형상을 가짐으로써 측벽들의 전부가 평행하게 될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 오목부들은 V-형상을 가짐으로써 인접하는 측벽들이 분기 방향들로 연장될 수 있다. 본 발명에 따라 제조한 천공 블레이드는 재료가 천공될 때 걸림 및 뜯김을 방지한다.

Description

티슈 제품을 천공하기 위한 천공 블레이드{PERFORATION BLADE FOR PERFORATING TISSUE PRODUCTS}

본 발명은 티슈 제품을 천공하기 위한 천공 블레이드에 관한 것이다.

롤형 티슈 제품 및 기타 롤형 종이 또는 부직포 제품은, 통상적으로, 깔끔하면서 손상 없는 방식으로 사용하고자 제품의 원하는 길이를 용이하게 떼어내기 위해 천공된다(“퍼프된다(perfed)”). 티슈 제품에 있어서, 천공은 필요로 하는 시트 개수를 쉽게 제거할 수 있게 한다. 천공은, 일반적으로, 롤 폭에 걸쳐 횡방향 천공 라인으로 제공되며, 롤의 기계 방향으로 균일하게 이격된다. 천공 라인들은, 길이와 간격이 균일한 결합부와 천공부를 교대로 포함한다. 천공부들은 통상적으로 횡방향 배향을 갖는 직사각형 슬릿 또는 둥근 구멍이다.

천공 장치는, 제지 업계에 주지되어 있으며, 거의 모든 욕실 휴지 및 타올 권취기, 및 통상적인 티슈 제조 및 변환 플랜트의 기타 변환 장비에 통합된다. 과거, 종래의 장치들은, 통상적으로, 다수의 천공 블레이드를 보유하는 천공기 롤, 및 고정형 앤빌 헤드를 포함하였다.

변환 공정에서는, 천공 라인들이 변환 장비의 중단 없이 효율적으로 동작하기에 충분한 결합 세기를 갖도록 하는 것과 소비자를 위해 용이하고도 손상 없는 시트 분리를 제공하기에 충분히 낮은 결합 세기를 갖도록 하는 것 간에 균형을 유지해야 한다. 그러나, 이러한 적절한 균형을 달성하고자 하는 노력에도 불구하고, 불량한 분리는, 화장실 휴지 또는 키친 타올 등의 롤형 티슈 제품에 대한 다양한 소비자 불만 사항들의 대상이었다.

전술한 문제점은, 더욱 두껍고 무겁고 여러 겹 티슈 시트들을 천공하려고 할 때 악화되었다. 예를 들어, 더욱 두껍고 무거운 티슈 시트는 깨끗하고 도 효율적으로 천공하기가 더욱 어렵다. 티슈 시트는 천공 블레이드에 의해 잡히는 경향이 있으며 또는 천공 블레이드에 끼이며, 이는 불균일한 천공을 생성하거나 시트 찢김을 야기할 수 있다.

이러한 점을 고려할 때, 티슈 시트, 특히, 더욱 두껍고 무거운 티슈 시티를 천공하는 새로운 방법과 장치가 필요하다.

일반적으로, 본 발명은 티슈 시트 등의 시트 재료를 천공하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 장치는 특정 형상의 치형부(teeth)를 갖는 천공 블레이드(perforation blade)를 포함한다. 특정하게 설계된 천공 블레이드는 시트의 걸림(snagging)과 뜯김(picking)를 방지한다. 특정 이점 중에서, 더욱 상세히 후술하는 바와 같이, 본 발명의 블레이드가, 고정 위치에 설치된 경우에도 제대로 기능하였다는 점이다.

본 발명의 장치는 연속 시트 재료들을 천공한다. 이 장치는 앤빌 및 천공 블레이드를 포함한다. 일 실시예에서, 천공 블레이드는 앤빌을 타격하도록 회전할 수 있다. 그러나, 대체 실시예에서는, 앤빌이 회전하여 천공 블레이드를 타격할 수도 있다. 본 실시예에서, 천공 블레이드는 고정 상태로 유지된다. 천공 블레이드를 장치에서 고정형으로 함으로써, 다양한 장점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 블레이드를 쉽게 교체할 수 있어서, 공정의 정지 시간을 최소화할 수 있다. 대안으로, 고정형 부재에는, 고정형 부재를 다른 천공 패턴으로의 등급 변경을 위해 새로운 블레이드로 돌리는 것만을 필요로 하는 다수의 블레이드들이 설치될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 고정형 블레이드에 의해 시트 재료들을 깨끗하게 효율적으로 천공하는 것은 더욱 어렵다. 그러나, 본 발명의 블레이드 설계는 종래에 발생하였던 문제점들을 극복한다.

본 발명에 따르면, 천공 블레이드는, 길이방향 축선을 따른 길이를 가지고 에지를 따라 종단되는 블레이드 부재를 포함한다. 에지는, 시트 재료와 접촉하여 천공을 형성하도록 구성된 복수의 치형부를 정의한다. 각각의 치형부는, 시트 재료와의 하나 보다 많은 점 접촉을 생성하기 위한 폭을 갖는 시트 접촉면을 포함한다. 각각의 치형부는, 시트 접촉면의 대향측들 상에 위치하는 두 개의 대향 측벽을 포함할 수 있다.

치형부들은 천공 블레이드의 에지를 따라 이격되며 오목부들에 의해 분리된다. 각각의 오목부는 인접하는 두 개의 치형부의 두 개의 측벽에 의해 경계지어진다. 각각의 오목부는, 블레이드 부재의 에지를 따른 폭 및 경계를 이루는 측벽들을 따라 연장되는 깊이를 갖는다. 본 발명에 따르면, 각각의 오목부 내의 각각의 측벽은 길이방향 축선에 대하여 영-이외(non-zero) 각도를 이룬다.

일 실시예에서, 예를 들어, 영-이외 각도들은 길이방향 축선에 대하여 모두 등가이다. 측벽들 모두는 동일한 방향으로 연장될 수 있고 서로 평행할 수 있다. 대체 실시예에서, 측벽들은 분기 방향들로 연장될 수 있다. 예를 들어, 측벽들의 제1 그룹은 제1 방향으로 연장될 수 있고 서로 평행할 수 있다. 측벽들의 제2 그룹은 다른 방향으로 연장될 수 있고 서로 평행할 수 있다. 일 실시예에서, 오목부들은 V-형상을 갖는다.

일 실시예에서, 측벽들의 영-이외 각도는 약 2° 내지 약 40° 일 수 있고, 예를 들어, 약 5° 내지 약 20° 일 수 있다. 천공 블레이드 상의 모든 오목부들은 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 또한, 모든 치형부는 균일한 천공부들을 형성하도록 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 각각의 치형부는 두 개의 대향 측벽에 의해 분리되는 한 쌍의 대향 면들을 포함한다. 대향 면들 중 적어도 하나는, 오목부의 일부를 따라 연장되고 천공 블레이드의 에지에서 종단되는 챔퍼(chamfer)를 포함한다.

본 발명의 다른 특징 및 측면은 하기에서 보다 상세히 논의된다.

본 발명을, 첨부 도면을 참조하여 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 완전하게 설명한다.
도 1은 복수의 이격된 천공 라인들을 포함하는 본 발명에 따라 제조된 나선형으로 권취된 제품의 사시도이고;
도 2는 여러 겹과 이격된 천공 라인들을 포함하는 본 발명에 따른 또 다른 제품의 사시도이고;
도 3은 본 발명에 따라 시트 재료를 천공하기 위한 장치의 일 실시예의 사시도이고;
도 4는 본 발명에 따른 천공 블레이드의 일 실시예의 사시도이고;
도 5는 본 발명에 따라 제조된 천공 블레이드의 또 다른 일 실시예의 사시도이고;
도 6은 본 발명에 따라 제조된 천공 블레이드의 또 다른 일 실시예의 사시도이고; 그리고
도 7은 본 발명에 따라 제조된 천공 블레이드의 또 다른 일 실시예의 사시도이다.
본 명세서와 도면에서 참조 문자를 반복 사용하는 것은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부 또는 요소를 나타내려는 것이다.

통상의 기술자라면, 본 설명이 예시적인 실시예들을 설명하는 것일 뿐이며 본 발명의 더욱 넓은 측면들을 한정하려는 것이 아니라는 점을 이해할 것이다.

일반적으로, 본 발명은 시트 재료를 천공하기 위한 장치 및 시트 재료를 천공하기 위한 공정에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 특별하게 설계된 천공 블레이드에 관한 것이다. 천공 블레이드는 복수의 치형부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 각각의 치형부는 적어도 하나의 각진 측벽을 포함한다.

과거에, 천공 블레이드는, 통상적으로, 곧은 측벽들을 갖는 치형부들을 포함하였다. 그러나, 본 발명에 따라 교시된 바와 같은 각진 측벽들은 다양한 장점들과 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 천공 블레이드는, 시트 재료를 종래의 천공 블레이드보다 더 깨끗하게 효율적으로 천공하는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 천공 블레이드는, 또한, 천공 공정 동안 시트 재료의 걸림 또는 뜯김을 억제하거나 방지한다. 결국, 시트의 걸림과 뜯김이 덜하므로, 천공 공정에서는 더욱 빨라진 속도에서 세기 열화 또는 변동이 덜할 수 있다.

일 실시예에서, 각각의 치형부는, 인접하는 두 개의 측벽에 의해 형성되는 V-형상 오목 영역에 의해 분리될 수 있다. 본 실시예에서, 각각의 치형부는, 치형부가 시트 재료를 침투할 때 팽창되는 폭을 갖는다. 치형부의 팽창 폭은, 시트 재료가 블레이드의 오목 영역 내에 잡히는 것을 또한 방지하면서 시트 재료에 천공을 형성한다.

더욱 상세히 후술하는 바와 같이, 본 발명의 천공 블레이드는, 천공 블레이드가 고정형으로 유지되며 이동하는 앤빌과의 타격을 행하는 시스템에서 사용하는 데 특히 적합하다. 본 발명에 따른 천공 블레이드의 설계는, 블레이드가 더욱 두껍고 무거운 평량을 갖는 시트 재료를 포함하는 시트 재료들을 천공하면서 고정 위치에서 사용될 수 있게 한다는 것을 알게 되었다.

본 발명에 따라 천공될 수 있는 시트 재료는 구체적인 응용분야에 따라 가변될 수 있다. 티슈 제품은 단층을 가질 수 있고 또는 다층 구성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 시트 재료는 티슈 제품을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 천공될 수 있는 티슈 제품은, 화장지, 욕실 휴지, 종이 타올, 와이퍼 등을 포함한다.

일 실시예에서, 시트 재료는 펄프 섬유를 함유할 수도 있다. 펄프 섬유는 천연 셀룰로오스 섬유 소스, 예컨대 연질목 섬유, 경질목 섬유, 비-목질 섬유, 및 이들의 혼합물 등을 포함한다. 일반적으로, 펄프 섬유는 적어도 약 50중량%, 예컨대 적어도 약 60중량%, 예컨대 적어도 약 70중량%, 예컨대 적어도 약 80중량%, 예컨대 적어도 약 90중량%, 예컨대 심지어 100중량%의 양으로 시트 재료에 존재할 수 있다. 펄프 섬유 외에, 시트 재료는 합성 섬유와 같은 기타 적절한 섬유를 함유할 수도 있다. 합성 섬유는 고분자 섬유, 예컨대 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 폴리프로필렌 섬유와 같은 폴리올레핀 섬유를 포함한다.

티슈 제품을 천공할 때, 시트 재료는 비교적 높은 벌크를 가질 수 있다. 예를 들면, 시트 재료의 벌크는 약 3cc/g 초과, 예컨대 약 5cc/g 초과, 예컨대 약 7cc/g 초과, 예컨대 약 9cc/g 초과일 수 있다. 일반적으로, 벌크는 약 20cc/g 미만, 예컨대 약 15cc/g 미만이다.

특히 티슈 제품을 천공할 때, 시트 재료의 평량은 일반적으로 약 8gsm 초과, 예컨대, 약 10gsm 초과, 예컨대, 약 12gsm 초과일 수 있다. 평량은 일반적으로 약 150gsm 미만, 예컨대, 약 140gsm 미만, 예컨대, 약 130gsm 미만, 예컨대, 약 120gsm 미만, 예컨대 약 110gsm 미만, 예컨대, 약 100gsm 미만, 예컨대 약 90gsm 미만이다. 본 발명은 보다 두꺼운 시트 재료와 보다 무거운 시트 재료를 천공하는 데에 특히 적합하다. 이와 관련하여, 본 발명은 약 20gsm 초과, 예컨대, 약 25gsm 초과, 예컨대, 약 30gsm 초과의 평량을 가지는 티슈 제품을 천공하는 데에 적합하다. 일 실시예에서, 예를 들어, 시트 재료는 약 20gsm 내지 약 100gsm, 예컨대, 약 20gsm 내지 약 90gsm의 평량을 가질 수 있다. 여러 겹 티슈 제품을 천공하는 경우, 평량은 서로 다른 겹의 평량을 함께 가산함으로써 산출할 수 있다.

시트 재료가 형성되는 방식은, 다양할 수 있으며, 일반적으로, 본 발명에서 핵심 사항은 아니다. 예를 들어, 시트 재료는, 티슈 제품으로 이루어지는 경우 습식 레이(wet lay) 공정을 통해 형성될 수 있다. 습식 레이 공정에서, 섬유 지료(fiber furnish)는 물과 결합하여 수성 현탁액을 형성한다. 이어서, 수성 현탁액을 와이어 또는 펠트 상에 확산시킨 후 건조하여 웹을 형성한다. 일 실시예에서, 티슈 웹은 크레이핑 면에 부착될 수 있고 크레이핑 웹을 형성하도록 그 크레이핑 면에 크레이핑될 수 있다. 대안으로, 언크레이핑 통기성 건조 웹 등의 언크레이핑 웹을 형성할 수도 있다.

본 발명에 따라 천공된 티슈 웹의 일 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 티슈 웹(10)은, 자신 위로 권취되어서 나선형으로 권취된 롤(12)을 형성하게 된다. 본 발명에 따르면, 티슈 웹(10)은 균등하게 이격된 횡방향 천공 라인들(14)을 포함한다. 천공 라인들(14)은 티슈 시트(10)의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 천공은 세기가 감소된 라인을 생성하며, 이는 소정의 크기의 개별적인 시트들의 분리와 찢김을 촉진한다. 천공 라인들(14)은, 천공 또는 퍼프(perfs; 18)에 의해 이격된 개별적인 결합된 길이(16)들로 이루어진다. 도 1에 도시한 바와 같이, 퍼프들(18)은 폭을 갖는다. 일반적으로, 결합된 길이들(16)은 퍼프들(18)보다 짧은 폭을 갖는다. 통상적으로, 결합된 영역은 전체 폭의 10% 내지 40%이다. 통상적인 결합 폭은, 0.010”내지 0.050”일 수 있으며, 이때, 원하는 패턴, 결합 영역, 및 원하는 세기에 따라 절단 영역이 0.050”내지 0.200”일 수 있다.

도 2를 참조해 보면, 본 발명에 따른 천공된 시트 재료의 또 다른 일 실시예가 도시되어 있다. 유사한 참조 번호들은 유사한 요소들을 가리키는 데 사용되었다.

도 2에 도시한 바와 같이, 시트 재료(10)는 균등하게 이격된 횡방향 천공 라인들(14)을 포함한다. 시트 재료(10)는 욕실 휴지 등의 티슈 제품을 포함할 수 있다. 도 2에 도시한 실시예에서, 시트 재료(10)는 재료의 여러 겹을 포함한다. 구체적으로, 시트 재료(10)는 제2 겹(22)에 적층된 제1 겹(20)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 시트 재료(10)는, 두 개보다 많은 겹을 포함할 수 있는데, 예컨대, 약 2개 내지 약 5개의 겹, 약 2개 내지 약 3개의 겹을 포함할 수 있다. 겹들이 서로에 대하여 움직이는 경향이 있으므로, 여러 겹 제품을 천공하는 것이 다소 어려울 수 있다. 또한, 여러 겹 제품들은, 통상적으로, 더욱 두꺼우며, 한 겹 제품보다 무거운 평량을 갖는다.

도 3을 참조해 보면, 본 발명에 따라 시트 재료를 천공하는 데 사용될 수 있는 장치(30)의 일 실시예가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 장치(30)는, 앤빌 롤(32)의 원주 주위에 균등한 간격으로 배열된 복수의 앤빌(34)을 포함하는 롤(32)을 포함한다. 각각의 앤빌은 나선 각(helix angle)으로 장착될 수 있다. 나선 각은 블레이드 접촉을 단일 지점으로 제한해서 진동을 제거할 수 있다. 통상적인 나선 각은 약 2° 내지 약 10°, 예컨대, 약 4° 내지 약 7°일 수 있다.

장치는, 본 발명에 따른 천공 블레이드(40)를 보유하기 위한 블레이드 헤드(36)를 더 포함한다. 블레이드(40)는 복수의 치형부(42)를 정의하는 에지를 포함한다. 천공 블레이드(40)는 앤빌 롤에 인접하게 배치됨으로써 앤빌 롤(32)이 회전할 때 치형부들(42)이 앤빌들(34)의 이동 경로를 간섭하게 된다. 이러한 간섭 범위는 약 0.003인치 내지 약 0.02인치, 예컨대, 약 0.005인치 내지 약 0.01인치 일 수 있다.

시트 재료(10)는 천공 블레이드(40)와 앤빌 롤(32) 사이에서 반송된다. 시트 재료(10)가 블레이드 헤드(36)와 앤빌 롤(32) 사이를 통과할 때, 앤빌들(34) 중 하나가 천공 블레이드(40)를 타격하여 시트 재료(10)에 천공 라인(14)을 형성한다. 앤빌 롤(32) 상의 앤빌들(34)의 간격 및 시트 재료(10)가 반송될 때 앤빌 롤(32)이 시트 재료(10)에 대하여 회전하는 속도는, 횡방향 천공 라인들(14) 간의 거리를 결정한다.

일 실시예에서, 앤빌들(34)은 천공 블레이드(40)의 치형부들(42)과 접촉하는 경사면을 포함한다. 앤빌(34)이 천공 블레이드(40)와 접함에 따라, 치형부와 앤빌 간의 충격 힘이, 앤빌이 천공 블레이드를 지나갈 때까지 증가한다. 앤빌이 천공 블레이드를 지나 이동할 때, 치형부 상의 에지가 천공을 시트 재료(10)에 형성한다. 이 공정 동안, 천공 블레이드(40)는, 이동하는 앤빌을 타격하고, 앤빌이 블레이드를 지나 회전할 때 편향된다. 롤 블레이드는, 통상적으로, 롤 표면에 대하여 45도 각도로 장착되는 한편, 고정형 블레이드는 약 60도보다 약간 큰 각도로 장착된다.

도 3에 도시한 실시예에서, 앤빌들(34)은 회전하여 천공 블레이드(40)를 타격한다. 그러나, 대체 실시예에서는, 복수의 천공 블레이드가, 회전하는 롤 상에 장착되어 고정형 앤빌을 타격할 수 있다. 많은 응용분야에 있어서, 천공 공정 동안 천공 블레이드가 고정 상태로 남아 있게 함으로써, 천공 공정 동안 시트 재료의 걸림과 찢김에 관련된 문제점들을 겪지 않고 균일한 천공 라인들을 형성하는 데 어려움이 발생한다. 그러나, 본 발명은, 고정형 블레이드 시스템에서 효율적으로 기능할 뿐만 아니라 블레이드에 대한 시트 재료의 걸림을 최소화하면서 더욱 두껍고 무거운 재료에 균일한 천공 라인들을 형성할 수도 있는, 특별하게 설계된 블레이드에 관한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같은 고정형 시스템에서 천공 블레이드를 사용하는 능력을 갖춤으로써, 다양한 장점들과 이점들을 제공한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 다수의 블레이드들은, 회전 롤 상의 다수의 블레이드들을 변경해야 하는 경우와 비교할 때 빠르고도 용이한 등급 변경을 위해 블레이드 헤드(36) 상에 설치될 수 있다.

일반적으로, 본 발명에 따른 천공 블레이드는, 적어도 하나의, 바림직하게는 두 개의 각진 측벽을 갖는 치형부를 포함한다. 본 발명에 따라 제조된 천공 블레이드의 일 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 천공 블레이드(40)는 길이방향 축선(L)을 따른 길이를 갖는 블레이드 부재를 포함한다. 천공 블레이드(40)의 길이는 에지(44)를 따라 종단된다. 에지(44)는 복수의 치형부(42)를 한정한다. 각각의 치형부(42)는 시트 재료와 접촉하도록 에지(44)를 따른 폭을 갖는다. 각각의 치형부(42)의 폭은, 천공 공정 동안 대응하는 천공을 시트 재료에 형성한다. 일반적으로, 각각의 치형부는 시트 재료와의 하나 보다 많은 점 접촉을 형성하기 위한 폭을 갖는다. 결국, 시트 재료에 형성되는 천공들은, 또한, 천공 라인을 따른 폭을 갖는다.

도 4에 도시한 바와 같이, 각각의 치형부(42)는 두 개의 대향 측벽(46)에 의해 경계지어진다. 예를 들어, 치형부(42A)는 측벽들(46A)을 포함하는 한편, 치형부(42B)는 측벽들(46B)을 포함한다. 인접하는 치형부로부터의 두 개의 측벽은 오목부(50)를 형성한다. 오목부들(50)은, 천공 라인을 따라 천공들을 분리하는 시트 재료 내에 결합부를 형성한다.

본 발명에 따르면, 측벽들(46)은 길이방향 축선(L)에 관하여 영-이외 각도를 형성한다. 도 4에 도시한 실시예에서, 오목부들(50)은 V-형상을 갖는다. 이러한 점에서, 에지(44)를 따라 하나 걸러 이격된 측벽은 제1 방향을 따라 평행하다. 나머지 측벽들은 다른 제2 방향을 따라 평행하다.

도 4에 도시한 실시예에서, 각각의 오목부(50)는 깊이를 갖는다. 각각의 오목부(50)는 아치형 섹션(52)에서 종단된다. 아치형 섹션(52)은 대체로 U-형상을 갖는다. 아치형 섹션(52)으로부터, 각각의 측벽(46)은, 천공 블레이드(40)의 에지(44)에 대한 길이방향 축선(L)에 대해 일정하고 연속적인 영-이외 각도를 갖는다.

도 4에 도시한 바와 같은 블레이드 설계는, 특히 티슈 시트 등의 더욱 두껍고 무거운 시트 재료를 천공할 때, 블레이드에 대하여 시트 재료의 걸림과 뜯김이 발생하는 문제점들을 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 도 4에 도시한 실시예에서, 각각의 치형부(42)는, 치형부가 시트 재료를 관통할 때 팽창 폭을 갖는다. 이러한 점에서, 시트 재료에 형성된 천공들의 크기는, 치형부와의 초기 접촉 동안의 제1 폭으로부터 각각의 치형부가 시트 재료 내로 얼마나 많이 들어 갔는지에 의존하는 최종 폭으로 팽창된다. 각각의 치형부의 팽창 폭은 시트 재료가 블레이드의 오목부들 내에 붙잡히는 것을 방지한다.

일반적으로, 각각의 측벽의 각도는 동일하거나 다를 수 있다. 일 실시예에서, 모든 각도들은 길이방향 축선(L)에 대하여 동일한 측정값을 갖지만, 측벽들의 제1 그룹은 측벽들의 제2 세트로부터 분기 방향으로 연장된다. 측벽들의 각도는 일반적으로 약 2°보다 크고, 예컨대, 약 5°보다 크고, 예컨대, 약 7°보다 크고, 예컨대, 약 10°보다 크고, 예컨대, 약 12°보다 크고, 예컨대, 약 15°보다 크다. 각도는, 일반적으로, 약 60° 미만이고, 예컨대, 약 40° 미만이고, 예컨대, 약 35° 미만이고, 예컨대, 약 30° 미만이고, 예컨대, 약 25° 미만이다.

천공 블레이드(40)의 에지(44)를 따라, 각각의 치형부(42)의 폭은 약 0.050”내지 약 0.200”일 수 있는 한편, 각각의 오목부의 폭은 약 0.010”내지 약 0.050”일 수 있다.

도 5를 참조해 보면, 본 발명에 따른 천공 블레이드(140)의 또 다른 일 실시예가 도시되어 있다. 천공 블레이드(140)는 복수의 치형부(142)를 포함한다. 각각의 치형부(142)는 대향하는 측벽들(146)을 한정한다. 각각의 치형부(142)는 오목부(150)에 의해 분리된다. 각각의 오목부(150)는 깊이를 가지고 아치형 섹션(152)에서 종단된다.

치형부들(142)의 측벽들(146)은 길이방향 축선(L)과 영-이외 각도를 형성한다. 도 5에 도시한 실시예에서, 측벽들의 전부 또는 실질적으로 전부는 서로 평행하다. 이러한 식으로, 각각의 오목부(150)는 “기울어진(slanted)”U-형상을 갖는다. 다시 말하면, 도 5에 도시한 실시예에서, 측벽들(146) 모두는, 도 4에 도시한 실시예에 도시한 바와 같은 엇각과는 대조되는 공통 각도를 형성한다.

도 5에 도시한 실시예에서, 측벽들은, 일반적으로, 절단 동작의 각도와 실질적으로 일치하는 각도를 갖는다. 이러한 식으로, 치형부들(142)은, 웹의 걸림이나 뜯김을 최소화하면서 시트 재료에 천공을 형성한다. 구체적으로, 절단 동작의 각도를 일치시킴으로써, 웹이 블레이드의 오목부 내로 옆으로 가압되는 것을 방지하고 이에 따라 걸림을 최소화한다.

일반적으로, 천공 블레이드(140)의 측벽들(146)은, 도 4에 대하여 전술한 각도와 대략 유사한, 길이방향 축선(L)과의 각도를 형성할 수 있다. 예를 들어, 각각의 측벽은, 약 2°보다 큰, 예컨대, 약 5°보다 큰, 예컨대, 약 7°보다 큰, 예컨대, 약 10°보다 큰, 예컨대, 약 12°보다 큰, 예컨대, 약 15°보다 큰, 길이방향 축선(L)과의 일정하고 연속적인 각도를 형성할 수 있다. 각도는, 일반적으로, 약 60° 미만이고, 예컨대, 약 40° 미만이고, 예컨대, 약 30° 미만이고, 예컨대, 약 20° 미만이다.

도 5에 도시한 실시예에서, 각각의 치형부(142)는, 일반적으로, 약 0.050”내지 약 0.200”의 폭을 가질 수 있다. 에지(144)를 따른 각각의 오목부(150)는 약 0.010”내지 약 0.050”의 폭을 가질 수 있다. 각각의 오목부는 약 0.040”내지 약 0.100”의 깊이를 가질 수 있다.

도 6을 참조해 보면, 본 발명에 따라 제조된 천공 블레이드의 또 다른 일 실시예가 도시되어 있다. 도 6에 도시한 천공 블레이드는 도 5에 도시한 천공 블레이드와 유사하다. 또한, 유사한 참조 번호들은 유사한 요소들을 나타내는 데 사용되었다.

도 6에 도시한 바와 같은 천공 블레이드(140)는 오목부들(150)에 의해 분리된 복수의 치형부(142)를 포함한다. 각각의 오목부(150)는 인접하는 치형부들(142)의 일부인 두 개의 대향 측벽들(146)에 의해 정의된다. 측벽들은, 모두 대략 평행하며, 길이방향 축선(L)과의 영-이외 각도를 형성한다.

도 6에 도시한 실시예에서, 각각의 치형부(142)는 한 쌍의 대향하는 면들(156, 158)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 면(154)은 챔퍼(chamfer; 160)를 포함한다. 챔퍼(160)는, 오목부들(150)의 일부를 따라 연장되며 천공 블레이드(140)의 에지(144)에서 종단된다. 챔퍼(160)는 경사면(beveled face)을 형성한다. 챔퍼(150)는, 각각의 치형부(142)의, 시트 재료를 천공하도록 대응하는 앤빌과 접촉하는 측의 면(154) 상에 위치한다. 챔퍼(160)는, 또한, 천공 공정 동안 시트 재료와의 걸림을 방지한다.

챔퍼(160)는 각각의 치형부(142)의 면(152)을 따라 경사 각도를 형성한다. 그 각도는 블레이드(140)의 에지(144)로 연장된다. 챔퍼는, 일반적으로, 약 3° 보다 큰, 예컨대, 약 5°보다 큰, 예컨대, 약 7° 보다 큰 각도를 가질 수 있다. 챔퍼는, 일반적으로, 약 20° 미만, 예컨대, 약 15° 미만, 예컨대, 약 12° 미만의 각도를 갖는다.

도 6에서, 챔퍼(160)는 도 5에 도시한 바와 같은 천공 블레이드(140) 내로 형성된다. 동일한 또는 유사한 챔퍼가 도 4에 도시한 바와 같은 천공 블레이드(40)내로 형성될 수도 있다는 점을 이해하도록 한다.

도 7을 참조해 보면, 본 발명에 따라 제조된 천공 블레이드의 또 다른 일 실시예가 도시되어 있다. 유사한 참조 번호들은 유사한 요소들을 나타내도록 사용되었다.

도 7에 도시한 바와 같은 천공 블레이드(140)는 오목부들(150)에 의해 분리된 복수의 치형부(142)를 포함한다. 각각의 오목부(150)는 인접하는 치형부들(142)의 일부인 두 개의 대향 측벽들(146)에 의해 정의된다. 도 7에 도시한 실시예에서, 각각의 오목부는 길이방향 축선(L)에 관하여 곧은 측벽에 대향하는 기울어진 측벽을 포함한다. 구체적으로, 한 측벽은 길이방향 축선과의 영-이외 각도를 형성하는 한편, 다른 한 측벽은 길이방향 축선과의 제로 각도를 형성한다.

도 5에 도시한 실시예와 유사하게, 각각의 오목부의 측벽들 중 하나는, 일반적으로, 절단 동작의 각도와 실질적으로 일치하는 각도를 갖는다. 이러한 식으로, 치형부들(142)은, 웹의 걸림이나 뜯김을 최소화하면서 시트 재료에 천공을 형성한다.

도 7에 도시한 기울어진 측벽들은, 모두 서로 평행할 수 있고, 도 5에 관하여 전술한 각도와 유사한, 길이방향 축선(L)과의 각도를 형성할 수 있다.

본 발명에 따라 제조되는 천공 블레이드는 다양한 재료들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 천공 블레이드는 경화철로 제조될 수 있다. 각각의 천공 블레이드는, 일반적으로 천공되는 시트 재료의 폭과 동일하거나 그 폭보다 큰 폭을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 천공 블레이드는, 약 70인치 초과, 예컨대, 약 80인치 초과, 예컨대, 약 90인치 초과의 폭을 가질 수 있다. 천공 블레이드의 폭은, 일반적으로, 약 200인치 미만, 예컨대, 약 160인치 미만, 예컨대, 약 140인치 미만, 예컨대, 약 120인치 미만이다. 그러나, 천공 블레이드의 치수는, 천공되는 재료의 유형 및 블레이드가 설치되는 가공 라인의 치수를 포함하는 다양한 인자들에 의존한다.

통상의 기술자라면, 청구범위에 더욱 구체적으로 기재되어 있는 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고서 본 발명의 이러한 예들 및 기타 수정예들과 변형예들을 실시할 수 있다. 또한, 다양한 실시예들의 측면들을 전체적으로 또는 부분적으로 상호 교환할 수 있다는 점을 이해하기 바란다. 게다가, 통상의 기술자라면, 위 설명은, 예를 든 것일 뿐이며, 이러한 청구범위에 더 설명되어 있는 본 발명을 한정하려는 것이 아님을 인식할 것이다.

Claims (20)

1. 연속 시트 재료를 천공하기 위한 장치로,
   앤빌; 및
   시트 재료를 천공하기 위해 상기 앤빌을 타격하는 천공 블레이드를 포함하되, 상기 천공 블레이드는 길이방향 축선을 따라 길이를 가지고 에지를 따라 종단되는 블레이드 부재를 포함하고, 상기 에지는 시트 재료와 접촉하여 천공을 형성하도록 구성된 복수의 치형부를 정의하고, 각각의 치형부는 시트 재료와의 하나보다 많은 점 접촉을 생성해서 천공 라인을 시트 재료 내로 형성하기 위한 폭을 갖는 시트 접촉면을 포함하고, 상기 치형부는 상기 에지를 따라 이격되며 오목부들에 의해 분리되어 있고, 각각의 오목부는 인접하는 두 개의 치형부의 두 개의 측벽에 의해 경계지어지고, 각각의 오목부는 상기 블레이드 부재의 에지를 따른 폭 및 상기 경계를 이루는 측벽들을 따라 연장되는 깊이를 가지고, 여기서 각각의 오목부 내의 적어도 하나의 측벽은 상기 길이방향 축선에 대하여 영-이외(non-zero) 각도를 이루고, 여기서 상기 적어도 하나의 측벽은 상기 천공 블레이드의 에지에 대한 길이방향 축선에 대하여 일정하고 연속적인 영-이외 각도를 가지며, 상기 영-이외 각도는 2°내지 40°이고, 각각의 치형부의 시트 접촉면은 0.05 인치 내지 0.2 인치의 폭을 갖는, 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 앤빌은 상기 천공 블레이드를 타격하기 위해 이동하는, 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 천공 블레이드는 상기 앤빌을 타격할 때 고정 상태로 유지되는, 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 앤빌은 회전하고 상기 천공 블레이드는 고정 상태로 남아 있고, 상기 앤빌은 회전하여 상기 천공 블레이드를 타격하는, 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 측벽들에 의해 형성된 영-이외 각도들은 상기 길이방향 축선에 대하여 등가인, 장치.
6. 제1항에 있어서, 각각의 오목부 내의 각각의 측벽은 상기 길이방향 축선에 대하여 영-이외(non-zero) 각도를 이루고 상기 측벽들은 평행한 관계로 연장되어 있는, 장치.
7. 제1항에 있어서, 각각의 오목부 내의 각각의 측벽은 상기 길이방향 축선에 대하여 영-이외(non-zero) 각도를 이루고 상기 측벽들은 분기 방향들로 연장되어 있되, 측벽들의 제1 그룹은 제1 방향을 따라 평행하고 측벽들의 제2 그룹은 제2 및 다른 방향을 따라 평행한, 장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 측벽들은 평행한 관계로 연장되어 있는, 장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 측벽들은 분기 방향들로 연장되어 있되, 측벽들의 제1 그룹은 제1 방향을 따라 평행하고 측벽들의 제2 그룹은 제2 및 다른 방향을 따라 평행한, 장치.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서, 상기 오목부들의 각각은 V-형상을 갖는, 장치.
12. 제1항에 있어서, 각각의 오목부는 아치형 부분을 포함하는 U-형상에서 종단되는 깊이를 가지는, 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 치형부의 시트 접촉면들은 동일한 폭을 가지는, 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 오목부들은 동일한 치수를 가지는, 장치.
15. 제1항에 있어서, 각각의 치형부는 상기 두 개의 대향 측벽들에 의해 분리된 한 쌍의 대향하는 면들을 포함하되, 상기 면들 중 적어도 하나는 상기 오목부의 일부를 따라 연장되고 상기 천공 블레이드의 에지에서 종단되는 챔퍼를 포함하는, 장치.
16. 시트 재료를 천공하기 위한 공정으로,
    앤빌과 천공 블레이드 사이에 시트 재료를 송급하는 단계를 포함하되, 상기 천공 블레이드와 상기 앤빌은 대응하는 천공 라인을 상기 시트 재료에 형성하기 위해 주기적으로 서로 타격하고, 상기 천공 블레이드는 길이방향 축선을 따라 길이를 가지고 에지를 따라 종단되는 블레이드 부재를 포함하고, 상기 에지는 시트 재료와 접촉하여 천공을 형성하도록 구성된 복수의 치형부를 정의하고, 각각의 치형부는 시트 재료와의 하나보다 많은 점 접촉을 생성해서 천공 라인을 시트 재료 내로 형성하기 위한 폭을 갖는 시트 접촉면을 포함하고, 상기 치형부는 상기 에지를 따라 이격되며 오목부들에 의해 분리되어 있고, 각각의 오목부는 인접하는 두 개의 치형부의 두 개의 측벽에 의해 경계지어지고, 각각의 오목부는 상기 블레이드 부재의 에지를 따른 폭 및 상기 경계를 이루는 측벽들을 따라 연장되는 깊이를 가지고, 여기서 각각의 오목부 내의 각각의 측벽은 상기 길이방향 축선에 대하여 영-이외(non-zero) 각도를 이루고, 여기서 상기 적어도 하나의 측벽은 상기 천공 블레이드의 에지에 대한 길이방향 축선에 대하여 일정하고 연속적인 영-이외 각도를 가지며, 상기 영-이외 각도는 2°내지 40°이고, 각각의 치형부의 시트 접촉면은 0.05 인치 내지 0.2 인치의 폭을 갖는, 공정.
17. 제16항에 있어서, 상기 측벽들에 의해 형성된 영-이외 각도들은 상기 길이방향 축선에 대하여 등가인, 공정.
18. 제16항에 있어서, 상기 측벽들은 평행한 관계로 연장되어 있는, 공정.
19. 제16항에 있어서, 상기 측벽들은 분기 방향들로 연장되어 있되, 측벽들의 제1 그룹은 제1 방향을 따라 평행하고 측벽들의 제2 그룹은 제2 및 다른 방향을 따라 평행하고, 각각의 오목부는 V-형상을 가지는, 공정.
20. 제16항에 있어서, 상기 시트 재료는 티슈 제품을 포함하되, 상기 티슈 제품은 30gsm 내지 100gsm의 평량을 가지는, 공정.

Images