KR102461613B1 - 마스크 성형롤러 압력 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 원단이 균일하게 포개져서 마스크 형태를 결정하는 패턴성형부 및 융착부에 공급되도록 하되 원단의 두께 및 재질에 따라 성형부의 롤러를 눌러주는 실린더 압력이 자동으로 가변되게 함으로써, 원단의 패턴성형시 또는 원단의 융착시 원단이 들뜨지 않고 정확하게 초음파 접착되도록 한 마스크 성형롤러 압력 조절장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 롤 상태로 말린 다수의 원단이 풀려서 서로 포개진 상태로 노즈밴드성형부, 패턴성형부, 폴딩부, 융착부 및 이어밴드성형부를 차례로 거치면서 마스크가 만들어지도록 하고 또한 상기 패턴성형부 및 융착부의 성형롤러는 일정 압력으로 원단을 눌러서 초음파 융착되도록 한 마스크 성형롤러 조절장치에 있어서, 상기 성형롤러 양측의 롤러축을 유압 또는 공압으로 각각 눌러서 초음파융착기에 근접되도록 하는 한쌍의 실린더가 구비되고; 상기 각 실린더는 각각의 전공레귤레이터를 통하여 압력이 조절되며; 상기 원단의 두께에 따라 상기 전공레귤레이터로 제어신호를 출력하는 제어모듈로 구성된 특징이 있다.

Description

마스크 성형롤러 압력 조절장치{Mask forming roller pressure control device}

본 발명은 마스크 성형롤러 압력 조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 원단이 포개져서 마스크 형태를 결정하는 패턴성형부 및 융착부에 공급되도록 하되 원단의 두께 및 재질에 따라 성형부의 롤러를 눌러주는 실린더 압력이 자동으로 가변되게 함으로써, 원단의 패턴성형시 또는 원단의 융착시 원단이 들뜨지 않고 정확하게 초음파 접착되도록 한 마스크 성형롤러 압력 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 마스크는 분진이 많이 발생되는 작업장에서 사용된다. 그러나 산업화에 따른 환경오염으로 인하여 대기질이 점차 나빠져서 황사나 초미세먼지 등이 빈번히 발생되므로 호흡기 질환을 예방하기 위하여 또는 기저질환이 있는 호흡기환자 등은 필수적으로 마스크를 착용해야 된다.

특히 최근에는 코로나19 등 바이러스가 전세계적으로 폭넓게 퍼지면서 비말감염 예방목적으로 마스크 착용이 의무화 되었다. 따라서 마스크 수요가 폭발적으로 늘어나게 되었는데, 공급이 수요를 따라가지 못하는 실정이다. 더욱이 북미지역이나 유럽에서는 마스크 착용에 대한 거부감이 있었으나, 코로나사태 이후 마스크는 선택이 아닌 필수가 되었다.

마스크 생산설비는 거의 자동화되어 있는데, 다수의 원단이 포개진 상태로 풀려서 이동되는 과정에서 노즈밴드 성형부에서 원단 내부에 노즈밴드가 내장된다. 노즈밴드는 마스크를 코에 밀착시키기 위한 것이며, 이후 패턴성형부로 이동되면 이들 원단이 마스크의 형태대로 초음파 융착된다. 이후 폴딩부에서 패턴된 원단 양쪽을 접어 합지시키면 융착부에서 합지된 부분을 초음파 융착하고, 이후 이어밴드 성형부에서 마스크의 양쪽에 귀걸이용 밴드를 결합시켜 마스크를 완성하였다.

종래 특허 제1597735호는 마스크 생산설비를 제안한 바 있다. 이는 마스크의 다중 필터들이 따로 분리되지 않도록 다수의 전면부재, 다수의 하면부재 및 다수의 상면부재를 각각 초음파 융착한 뒤 폴딩부에서 이들 분리된 전면부재, 하면부재 및 상면부재를 합지하는 것이다.

종래 특허 제1600005호는 마스크의 전면부재, 상면부재 및 하면부재가 일체로 형성되므로 분리 성형후 합지할 때보다 원단 개수가 줄어들어서 마스크 제조에 소요되는 시간이 단축되는 이점이 있다.

그러나 종래 특허들은 패턴성형부 및 융착부에서 원단을 성형롤러로 눌러 초음파 접착시켰는데, 이들 성형롤러는 수동식 핸들의 조작으로 높낮이가 가변되어 원단을 눌러주는 방식이므로 원단의 재질 및 두께가 변할때 마다 작업자가 직접 성형롤러의 높낮이를 조절해야 되는 번거로움이 있었다.

특히 작업자 마다 핸들의 돌림량이 서로 다르기 때문에 원단을 과하게 누르거나 또는 덜 누르면 다수의 원단이 포개진 상태에서 항상 일정한 접착이 이뤄지지 않으므로 마스크 품질을 일관성있게 관리하는데 어려움이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 원단이 균일하게 포개져서 마스크 형태를 결정하는 패턴성형부 및 융착부에 공급되도록 하되 원단의 두께 및 재질에 따라 성형부의 롤러를 눌러주는 실린더 압력이 자동으로 가변되게 함으로써, 원단의 패턴성형시 또는 폴딩된 원단의 융착시 원단이 들뜨지 않고 정확하게 초음파 접착되고, 또한 정해진 값에 따라 성형롤러가 눌러지므로 마스크 성형 품질을 높일 수 있는 마스크 성형롤러 압력 조절장치를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 롤 상태로 말린 다수의 원단이 풀려서 서로 포개진 상태로 노즈밴드성형부, 패턴성형부, 폴딩부, 융착부 및 이어밴드성형부를 차례로 거치면서 마스크가 만들어지도록 하고 또한 상기 패턴성형부 및 융착부의 성형롤러는 일정 압력으로 원단을 눌러서 초음파 융착되도록 한 마스크 성형롤러 조절장치에 있어서, 상기 성형롤러 양측의 롤러축을 유압 또는 공압으로 각각 눌러서 초음파융착기에 근접되도록 하는 한쌍의 실린더가 구비되고; 상기 각 실린더는 각각의 전공레귤레이터를 통하여 압력이 조절되며; 상기 원단의 두께에 따라 상기 전공레귤레이터로 제어신호를 출력하는 제어모듈로 구성된 특징이 있다.

본 발명에 따르면 성형롤러가 롤러 양측에 구비된 실린더로 가압되는데, 이들 실린더는 전공레귤레이터를 통하여 정해진 압력으로 성형롤러를 누르기 때문에 원단의 두께 및 재질이 변하더라도 원단의 성형시 불량이 줄어든다.

또한 수동으로 핸들을 돌려서 성형롤러의 압력을 조절할 때는 작업자 마다 핸들을 돌리는 량이 서로 다르기 때문에 성형롤러의 가압력에 미세한 차이가 있으며, 마스크 수요가 폭발적으로 늘어나면서 원단 수급이 원활하지 못하므로 사용하지 않은 새로운 원단이 설비에 투입되면 성형롤러의 가압력을 새롭게 새팅하는데 시간이 많이 소요되었다. 그러나 본 발명 한 실시예는 원단의 두께값에 따라 전공레귤레이터를 통하여 상기 실린더로 정해진 압력이 자동 공급되므로 제품의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 마스크 생산설비의 개념도
도 2는 본 발명 한 실시예의 성형롤러 조절장치 사시도
도 3은 본 발명 한 실시예의 성형롤러 조절장치의 개념도

도 1 내지 도 3에서 본 발명 한 실시예가 적용된 마스크 생산설비는 다수의 원단(W)이 상하 및 좌우측으로 프레임에 구비되고, 이들 원단(W)은 받침부(1), 노즈밴드성형부(2), 패턴성형부(3), 폴딩부(4), 융착부(5) 및 이어밴드성형부(6)를 거쳐 최종적으로 마스크로 생산된다. 상기 받침부(1)는 원단들이 펼쳐진 상태에서 이동되도록 안내하고, 또한 원단을 교체할 때 원단과 원단을 잇는 작업대 역할도 하는 부분이고, 상기 노즈밴드성형부(2)는 와이어처럼 연속된 노즈밴드(N)가 원단(W)들 사이에 매립되도록 하는 부분이고, 상기 패턴성형부(3)는 전면부, 상면부 및 하면부로 마스크가 구획되도록 초음파융착으로 패턴을 형성하는 부분이며, 폴딩부(4)는 원단에 형성된 패턴을 양측에서 접어 합지하는 부분이고, 융착부(5)는 합지된 원단을 초음파로 융착하여 성형하는 부분이고, 최종적으로 이어밴드성형부(6)에서 귀걸이용 밴드가 부착된다.

본 발명 한 실시예는 마스크의 전면부, 상면부 및 하면부가 하나의 원단에서 만들어지도록 하기 위하여 상기 패턴성형부(3) 및 융착부(5)에는 성형롤러(10)가 구비된다. 상기 성형롤러(10)는 하부에 초음파융착기(50)가 구비되어서 다수의 원단(W)이 성형롤러(10)를 지나는 동안 롤러에 형성된 성형돌기(11)들에 의해 원단(W)들이 마스크 형태대로 초음파 융착된다.

최근에는 마스크 수요가 폭발적으로 늘면서 원단 수급이 불안정하여서 기존에 사용하던 원단을 구하지 못할 경우 원단의 재질 및 두께가 다른 원단을 사용해야 되는데, 이때 성형롤러(10)와 초음파융착기(50) 사이 간격을 조정해야 된다.

상기 성형롤러(10)는 양측 롤러축(12)이 축받이(13)에 회전 가능하게 베어링을 통하여 구비되고, 상기 각 축받이(13)는 한쌍의 수직 레일(20)에 끼워져 승강된다. 그리고 상기 각 레일(20) 상단에는 유압식 또는 공압식 실린더(30)가 구비되며, 상기 실린더(30)의 로드(31)는 상기 축받이(13)와 연결되어서 축받이(13)를 일정압력으로 눌러준다. 또한 각 축받이(13) 밑면에는 스프링(32)이 구비되어서 축받이(13)를 탄성적으로 받쳐준다.

상기 각 실린더(30)는 전공레귤레이터(electropneumatic regulator)(40)를 통하여 압력이 조절된다. 상기 전공레귤레이터(40)는 제어모듈(41)의 전기적 신호에 따라 유압 또는 공압을 상기 실린더(30)에 일정하게 공급하는 역할을 한다. 즉 제어모듈(41)에서 전기적 신호를 주면 전공레귤레이터(40)의 입력단에 전압을 가하고, 미리 설정된 전공레귤레이터(40)의 입력 전압 대비 출력 압력으로 공압 또는 유압을 실린더(30)에 공급한다.

상기 실린더(30) 압력이 스프링(32) 보다 크면 상기 성형롤러(10)가 하강되어 초음파융착기(50)와 근접되는 방식으로써, 원단(W)의 두께 및 재질에 따라 상기 실린더(30)의 성형압력이 제어모듈(41)에 의해 수치적으로 제어된다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예는 종래 핸들을 돌려서 성형롤러를 승강시킬 때 보다 성형압력이 수치적으로 제어되므로 원단의 재질 및 두께 변화에 능동적으로 대응할 수 있으며, 작업자 마다 동일한 성형압력으로 성형롤러(10)가 제어되므로 제품의 품질을 높일 수 있다.

상기 성형롤러(10)는 양쪽 롤러축(12)이 축받이(13)를 통하여 한쌍의 레일(20)에 수직으로 이동가능하게 구비되고, 상기 축받이(13)는 실린더(30)의 로드(31)와 연결된다. 따라서 실린더(30)로 일정 압력이 공급되면 상기 성형롤러(10)가 초음파융착기(50) 쪽으로 가압된다.

다수의 원단(W)은 서로 포개져 상기 성형롤러(10)를 통과하는데, 이때 성형돌기(11)들에 의해 원단(W)이 초음파융착되어 패턴이 형성된다. 상기 실린더(30)는 성형롤러(10)의 양측에서 롤러축(12)를 눌러주는데, 전공레귤레이터(40)를 통하여 유압 또는 공압이 설정된 값으로 공급된다.

제어모듈(41)에서 원단의 두께 및 재질에 따라 설정값을 입력하면 상기 전공레귤레이터(40)의 입력단에 전압을 가하고, 미리 설정된 전공레귤레이터(40)의 입력 전압 대비 출력 압력으로 공압 또는 유압이 실린더(30)에 공급된다. 따라서 상기 성형롤러(10)는 일정 압력으로 원단(W)들을 눌러주므로 재질 및 두께에 따라 정확한 성형이 가능해진다.

10 : 성형롤러 11 : 성형돌기
12 : 롤러축 13 : 축받이
20 : 레일 30 : 실린더
31 : 로드 32 : 스프링
40 : 전공레귤레이터 41 : 제어모듈
50 : 초음파융착기

Claims (3)

1. 롤 상태로 말린 다수의 원단이 풀려서 서로 포개진 상태로 노즈밴드성형부, 패턴성형부, 폴딩부, 융착부 및 이어밴드성형부를 차례로 거치면서 마스크가 만들어지도록 하고 또한 상기 패턴성형부 및 융착부의 성형롤러는 일정 압력으로 원단을 눌러서 초음파 융착되도록 한 마스크 성형롤러 압력 조절장치에 있어서,
   상기 성형롤러 양측의 롤러축을 유압 또는 공압으로 각각 눌러서 상기 성형롤러가 초음파융착기에 근접되도록 가압하는 한쌍의 실린더가 구비되고, 상기 각 실린더는 각각의 전공레귤레이터를 통하여 압력이 조절되며, 상기 원단의 두께에 따라 상기 전공레귤레이터로 제어신호를 출력하는 제어모듈이 구비되고;
   상기 성형롤러 양측의 롤러축은 각각의 축받이를 통하여 회전가능하게 지지되고, 상기 각 축받이는 레일을 따라 수직으로 승강되며, 상기 각 레일의 상단에는 상기 실린더가 구비되어서 상기 실린더의 로드가 상기 축받이와 연결되고, 상기 각 축받이는 스프링을 통하여 탄성적으로 지탱되며;
   상기 제어모듈에서 전기적 신호를 주면 상기 전공레귤레이터의 입력단에 전압을 가하고, 미리 설정된 전공레귤레이터의 입력 전압 대비 출력 압력으로 공압 또는 유압이 상기 실린더에 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 마스크 성형롤러 압력 조절장치.
2. 삭제
3. 삭제

Images