KR102643872B1 - 물티슈 제조 장치 - Google Patents

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KR102643872B1
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Abstract

본 발명은 권취된 원단롤에서 원단을 연속으로 인출하여 공급하는 공급부; 상기 원단을 접어 중첩시키는 폴딩부; 중첩된 원단에 세정액을 흡수시키는 침수부; 상기 침수부를 통과한 원단을 티슈 한장 단위로 절단하고, 절단된 티슈를 설정된 매수로 적층하는 원단 절단부; 합성수지 필름 재질의 포장지로 상기 설정된 매수로 적층된 티슈를 밀봉하는 포장부; 및 개폐버를 구비한 뚜껑을 상기 포장지의 티슈 인출 슬릿부분에 부착하는 뚜껑 부착부를 포함하는 물티슈 제조 장치를 제공한다.

Description

물티슈 제조 장치{Apparatus for Manufacturing Wet Tissue}
본 발명은 물티슈 제조 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 물걸레 청소포 용도의 물티슈를 제조하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 물티슈는 천연 섬유 또는 합성 섬유로 이루어지는 부직포나 종이를 포함한다. 예컨대, 물티슈는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 사용한 습윤 강도가 높은 스판레이스(Spunlace) 부직포를 포함한다. 물티슈는 천연 섬유 또는 합성 섬유에 물, 보습제, 계면 활성제, 향료, 방부제, 방미제 등이 함침되어 물기가 함유된 상태로 유지되어 실내뿐만 아니라 야외에서 물수건 대신 사용할 수 있다.
일반적인 용도의 물티슈는 연속으로 뽑아 사용할 수 있도록 티슈의 낱장이 한장씩 엇갈리는 형태로 수십 내지 수백장이 겹쳐 패키징되며, 물걸레 청소포 용도의 물티슈는 낱장이 정해진 매수로 겹침 없이 패키징된다.
대한민국 등록특허 제10-220467호 공고일자 2021년01월19일
본 발명은 물티슈 원단롤의 교체시 발생하는 작업 중단을 방지하도록 연속적인 원단 공급이 가능한 물티슈 제조 장의 제공을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 하나의 실시예에 따른 물티슈 제조 장치는, 권취된 원단롤에서 원단을 연속으로 인출하여 공급하는 공급부; 상기 원단을 접어 중첩시키는 폴딩부; 중첩된 원단에 세정액을 흡수시키는 침수부; 상기 침수부를 통과한 원단을 티슈 한장 단위로 절단하고, 절단된 티슈를 설정된 매수로 적층하는 원단 절단부; 합성수지 필름 재질의 포장지로 상기 설정된 매수로 적층된 티슈를 밀봉하는 포장부; 및 개폐커버를 구비한 뚜껑을 상기 포장지의 티슈 인출 슬릿부분에 부착하는 뚜껑 부착부를 포함한다.
이때, 상기 공급부는, 원단롤을 거치하여 인출하는 제1 거치대; 및 상기 제1 거치대와 동일한 구조의 것으로서 상기 제1 거치대와 마주보는 형태로 배치되는 제2 거치대를 포함하고, 상기 제1 거치대 및 상기 제2 거치대는 어느 하나에 거치된 원단롤이 인출 종료되면, 서로 접하여 인출되는 원단이 연속적으로 공급될 수 있다.
또한, 상기 공급부는, 상기 제1 거치대 및 상기 제2 거치대가 서로 접하여 원단이 연속적으로 공급될 때 신규로 공급되는 원단롤의 정지 관성에 의한 장력에 의해 원단이 늘어나거나 절단되는 것을 방지하는 장력 조절 버퍼를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 장력 조절 버퍼는, 복수개의 롤러를 포함하는 고정 롤러 파트; 및 복수개의 롤러를 포함하며 상기 고정 롤러 파트와 이격되어 배치되는 가동 롤러 파트를 포함하고, 상기 원단은 상기 고정 롤러 파트의 롤러 및 상기 가동 롤러 파트의 롤러에 의해 지그재그 형태로 가이드되어 인출될 수 있다.
아울러, 상기 공급부는, 상기 원단의 인출 속도 및 인출 거리를 측정하는 광학 센서를 더 포함하고, 측정된 값에 기초하여, 현재 인출중인 원단롤이 인출 종료에 인접하면, 상기 가동 롤러 파트를 상기 고정 롤러 파트로부터 이격시켜 원단의 버퍼 거리를 증가시킬 수 있다.
본 발명에 의한 물티슈 제조 장치에 의하면,
첫째, 원단롤을 대기 상태로 제공하며, 원단인출과 동시시에 공급되는 원단에 부착하여 인출시키므로 원단롤 교체에 따른 작업 중단 없이 생산 효율을 높일 수있다.
둘째, 장력 조절 버퍼가 원단의 인출 속도와 원단롤 회전 속도 차이에 의한 장력 변화를 커버하므로, 원단 접합 부분이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물티슈 제조 장치의 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 공급부의 실물 사진이다.
도 3은 커팅 유닛 부분의 실물 사진이다.
도 4는 폴딩부의 실물 사진이다.
도 5는 침수부의 실물 사진이다.
도 6은 원단 절단부의 실물 사진이다.
도 7은 포장부의 실물 사진이다.
도 8은 뚜껑 부착부의 실물 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물티슈 제조 장치의 블록도이고, 도 2는 공급부의 실물 사진이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 물티슈 제조 장치(1000)는 공급부(100), 폴딩부(200), 침수부(300), 원단 절단부(400), 포장부(500), 뚜껑 부착부(600) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
공급부(100)는 권취된 원단롤(R)에서 원단(L)을 연속으로 인출하여 공급한다.
폴딩부(200)는 공급부(100)에서 인출되는 원단(L)을 접어 중첩시킨다. 본 발명에서 제조하고자 하는 물티슈(T)는 물걸레 청소포 용도의 것이다. 다음 장이 딸려 나오도록 낱장이 1/2씩 겹쳐진 형태의 것이 아니라 낱장이 차곡차곡 적층된 형태의 것이다. 폴딩부(200)는 원단(L)을 길이 방향을 기준 횡으로 1/2 또는 1/3 씩 두번 접어 중첩시킨다.
침수부(300)는 중첩된 원단에 청소용 세정액(W)를 흡수시킨다. 중첩된 원단(L')이 세정액(W)을 통과하는 방식으로 원단(L')에 청소용 세정액(W)이 흡수된다.
원단 절단부(400)는 침수부(300)를 통과한 원단(L')을 티슈 한장 단위로 절단하고, 절단된 티슈(T)를 설정된 매수로 적층한다. 포장 단위에 따라 20 ~ 30 매 단위로 적층한다.
포장부(500)는 합성 수지 필름 재질의 포장지로 설정된 매수로 적층된 티슈(T')를 밀봉한다.
뚜껑 부착부(600)는 개폐 커버를 구비한 뚜껑(D)를 포장지의 티슈 인출 슬릿 부분에 부착한다. 뚜껑(D)은 티슈(T)에서 세정액(W)에서 수분이 기화되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 사용의 편의성을 위해 구비된다. 티슈 제품의 실시 형태에 따라 뚜껑(D)은 생략하고 접착성 테이프를 티슈 인출 슬릿에 부착하는 방식으로 실시될 수도 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 공급부(100)는 제1 거치대(110), 제2 거치대(120), 장력 조절 버퍼(130), 프레임(F) 및 광학 센서(S)를 포함한다.
도 2a는 사진 촬영 화각의 한계로 인하여 대칭되는 형태로 배치되는 제1 거치대(110) 및 제2 거치대(120)를 각각 촬영한 것이다. 좌측사진이 제1 거치대(110)이고 우측 사진이 제2 거치대(120) 부분이다.
제1 거치대(110)는 원단롤(R)을 거치하여 인출한다. 제1 거치대(110)는 장착축(111), 직경 감지기(112) 및 커팅 유닛(113)을 포함한다. 도시된 실시 형태에서는 2개의 원단롤(R)이 하나의 장착축(111)에 장착된 병렬 공급 형태를 취하고 있으나 간결한 설명을 위해 하나의 원단롤(R)로 가정하여 설명하기로 한다.
장착축(111)은 설정된 속도로 회전하여 원단롤(R)에 권취된 원단(L)을 인출한다. 직경 감지기(112)는 원단롤(R)의 외면에 접하는 형태의 것으로서, 각도 변화에 따라 원단롤(R)의 직경 변화를 감지한다. 원단롤(R)의 직경의 감소에 따라 장착축(111)의 회전속도가 증가하여 원단(L)의 인출 속도는 일정하게 제어된다.
커팅 유닛(113)은 원단롤(R)에서 원단(L)의 인출이 종료되는 시점에 맞추어 원단(L)을 절단한다.
제2 거치대(120)는 제1 거치대(110)와 동일한 구조의 것으로서 제1 거치대(110)와 마주보는 형태로 배치된다. 제2 거치대(120) 또한 동일한 형태의 장착축(121), 직경 감지기(122) 및 커팅 유닛(123)을 포함한다.
본 발명에서 제조하고자 하는 물티슈(T)는 물걸레 청소포 용도의 것으로서, 통상적인 물티슈와 비교하여 두꺼운 부직포 재질의 것이다. 또한, 다음 장이 딸려 나오도록 낱장을 1/2씩 겹쳐 형성하는 것이 아니라, 단일한 원단(L)을 20 ~ 30 매 적층하여 하나의 티슈을 이루므로 원단롤(R)의 소모가 빠르다.
원단롤(R)의 재장착을 위해 장치의 가동을 중단하는 것은 생산 효율성을 저해하므로, 본 발명에서 제1 거치대(110) 및 제2 거치대(120)는 어느 하나에 거치된 원단롤이 인출 종료되면, 서로 접하여 인출되는 원단(L)이 연속적으로 공급되도록 한다.
구체적으로는 제1 거치대(110)의 커팅 유닛(113)과 제2 거치대(120)의 커팅 유닛(123)이 어느 한쪽에서 공급중인 원단롤(R)의 종료 시점에 맞추어 순간적으로 접하여, 원단(L) 공급이 연속되도록 한다.
여기서 접한다는 것은 공급 대기중인 원단롤의 시작 부분을 공급이 완료된 원단롤의 커팅된 단부에 물리적인 형태로 붙이는 것을 의미한다.
제1 거치대(110)에서 원단이 공급되는 기준으로, 설명하면 직경 감지기(112) 또는 광학 센서(S)에 의해 장착축(111)에 장착된 원단롤(R)의 원단 공급 종료가 감지되면, 커팅 유닛(113)의 동작하여 원단(L)의 커팅이 이루어진다.
광학 센서(S)를 통해 원단(L)의 인출 거리를 누적 측정하여, 원단 공급 종료를 예측할 수 있다.
원단(L)은 원단롤(R)의 심지에 붙어 있으므로, 인출이 완전히 종료되기 전에 커팅 유닛(113)의 동작하여 원단(L)을 공급 방향에 대해 수직(즉, 회전축에 평행)한 형태로 커팅한다. 커팅이 수행됨과 동시에 반대편 커팅 유닛(123)에 대기 상태로 거치된 원단(L2)의 시작 부분이 커팅이 이루어진 단부에 부착된다.
구체적으로는 커팅 유닛(123)의 회전 밀대(123a)에 얹힘 상태로 거치된 원단(L2)의 시작부분이 회전 밀대(123a)의 회전(즉, 화살표 방향)에 현재 공급이 완료되어 절단된 원단(L)의 단부에 부착된다. 따라서, 제2 거치대(120)에 장착된 원단롤(R2)로부터 원단이 연속으로 공급될 수 있다.
원단의 부착의 가장 단순한 실시 형태로는 원단(L2)의 시작 부분에 양면 접착 테이를 붙여놓는 방식으로 수행될 수 있다. 필요에 따라서는, 순간적인 열 융착 방식을 사용하여 원단의 접합을 수행할 수도 있다.
제1 거치대(110)의 커팅 유닛(113)과 제2 거치대(120)의 커팅 유닛(123)이 접하여 원단이 접합이 수행됨과 동시에 제2 거치대(120)의 장착축(121)에 회전 신호가 인가되어, 제2 거치대(120)로부터 원단(L)의 공급이 연속된다.
원단이 접합된 위치는 제어부(미도시)에 기록되어 해당 접합된 부분이 포함된 티슈가 포장부(500)에 진입하기 전에 이송 컨베이어(미도시)에서 선택적으로 탈락시키는 방식으로 불완전한 제품이 포장되어 출하되는 것을 방지할 수 있다.
장력 조절 버퍼(130)는 제1 거치대(110) 및 제2 거치대(120)가 서로 접하여 원단이 연속적으로 공급될 때 신규로 공급되는 원단롤(R2)의 정지 관성에 의한 장력에 의해 원단이 늘어나거나 절단되는 것을 방지한다. 원단(L2)의 접합 부분이 장력에 의해 끊어지는 것을 방지할 수 있다.
제2 거치대(120)에 장착된 원단롤(R2)은 공급 초기에는 정지된 상태이므로 정상 공급 속도로 가속될 때 까지는 원단(L)에 초과 장력이 인가된다.
장력 조절 버퍼(130)는 장착축(121)이 정삭 속도로 회전될 때 까지 원단(L)에 인가되는 장력을 분산시키는 역할을 한다.
장력 조절 버퍼(130)는 고정 롤러 파트(131), 가동 롤러 파트(132) 및 가이드 롤러 파트(133)를 포함한다.
고정 롤러 파트(131)는 복수개의 롤러를 포함한다. 복수개의 롤러는 도시 기준 수평 방향으로 일정 간격으로 배치된다.
가동 롤러 파트(132)는 복수개의 롤러를 포함하며 고정 롤러 파트(131)와 이격되어 배치된다. 도시 기준으로, 가동 롤러 파트(132)는 고정 롤러 파트(131)의 하측에 위치한다.
제1 거치대(110) 또는 제2 거치대(120)로부터 인출되는 원단(L)은 가이드 롤러 파트(133)에서 상측 방향으로 인출 방향이 전환되어 고정 롤러 파트(131)의 첫번째 롤러로 인입되고 가동 롤러 파트(132)의 롤러와 고정 롤러 파트(131)의 롤러를 지그재그 형태로 왕복하는 형태로 진행하여 폴딩부(200) 측으로 공급된다.
가동 롤러 파트(132)는 프레임(F)을 따라 상하 방향으로 가동되도록 배치된다. 즉, 가동 롤러 파트(132)는 고정 롤러 파트(131)에 대해 필요에 따라 거리조절될 수 있다.
원단(L)이 가동 롤러 파트(132)와 고정 롤러 파트(131) 사이를 지그재그 형태로 왕복하는 거리 만큼이 원단 인출속도 변화를 커버한다.
광학 센서(S)는 원단(L)의 인출 속도 및 인출 거리를 측정한다. 도시된 실시형태에서 광학 센서(S)는 원단(L)의 표면에 레이져를 투사하고 반사광을 측정하여 원단(L)의 인출 속도 및 인출 거리를 측정한다. 광학 센서(S)는 옵티컬 마우스의 동작 원리와 유사하다.
센서(S)에서 측정된 값에 기초하여, 현재 인출중인 원단롤이 인출 종료에 인접하면, 가동 롤러 파트(132)를 고정 롤러 파트(131)로부터 이격시켜 원단의 버퍼 거리를 증가시킨다.
앞서 설명한 바와 같이, 커팅 유닛(123)에 대기 상태로 거치된 원단(L2)의 시작 부분이 커팅이 이루어진 단부에 부착되어 제2 거치대(120)에 장착된 원단롤(R2)로부터 원단이 연속으로 공급된다.
이때, 관성에 의해 원단롤(R2)의 회전 속도가 설정된 속도에 바로 도달할 수 없다. 원단롤(R2)이 설정된 속도로 회전할 때 까지 가동 롤러 파트(132)가 고정 롤러 파트(131)에 근접하면서 지그재그 형태로 수납된 원단(L)이 인출되어, 원단(L)에 급격한 장력이 인가되는 것을 방지할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1000 : 물티슈 제조 장치
100 : 공급부
200 : 폴딩부
300 : 침수부
400 : 원단 절단부
500 : 포장부
600 : 뚜껑 부착부

Claims (5)

  1. 권취된 원단롤에서 원단을 연속으로 인출하여 공급하는 공급부;
    상기 원단을 접어 중첩시키는 폴딩부;
    중첩된 원단에 세정액을 흡수시키는 침수부;
    상기 침수부를 통과한 원단을 티슈 한장 단위로 절단하고, 절단된 티슈를 설정된 매수로 적층하는 원단 절단부;
    합성수지 필름 재질의 포장지로 상기 설정된 매수로 적층된 티슈를 밀봉하는 포장부; 및
    개폐커버를 구비한 뚜껑을 상기 포장지의 티슈 인출 슬릿부분에 부착하는 뚜껑 부착부를 포함하고,
    상기 공급부는,
    원단롤을 거치하여 인출하는 제1 거치대; 및
    상기 제1 거치대와 동일한 구조의 것으로서 상기 제1 거치대와 마주보는 형태로 배치되는 제2 거치대를 포함하고,
    상기 제1 거치대 및 상기 제2 거치대는 어느 하나에 거치된 원단롤이 인출 종료되면, 서로 접하여 인출되는 원단 연속적으로 공급되도록 하고,
    상기 공급부는,
    상기 제1 거치대 및 상기 제2 거치대가 서로 접하여 원단이 연속적으로 공급될 때 신규로 공급되는 원단롤의 정지 관성에 의한 장력에 의해 원단이 늘어나거나 절단되는 것을 방지하는 장력 조절 버퍼를 더 포함하고,
    상기 장력 조절 버퍼는,
    복수개의 롤러를 포함하는 고정 롤러 파트; 및
    복수개의 롤러를 포함하며 상기 고정 롤러 파트와 이격되어 배치되는 가동 롤러 파트를 포함하고,
    상기 원단은 상기 고정 롤러 파트의 롤러 및 상기 가동 롤러 파트의 롤러에 의해 지그재그 형태로 가이드되어 인출되고,
    상기 공급부는,
    상기 원단의 인출 속도 및 인출 거리를 측정하는 광학 센서를 더 포함하고,
    측정된 값에 기초하여, 현재 인출중인 원단롤이 인출 종료에 인접하면, 상기 가동 롤러 파트를 상기 고정 롤러 파트로부터 이격시켜 원단의 버퍼 거리를 증가시키는 것을 특징으로 하는 물티슈 제조 장치.
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