KR19990028605A - 용융 가능한 섬유웨브를 절단하고 동시에 절단가장자리를 열융착하기위한 초음파 장치 - Google Patents

용융 가능한 섬유웨브를 절단하고 동시에 절단가장자리를 열융착하기위한 초음파 장치 Download PDF

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Abstract

절단장치는 쐐기형 날(22)에 의해 모루(14)와 협동작용하는 나이프(12)를 갖고 있다. 나이프(12)는 초음파 발진기(10)에 연결되어있다. 초음파장치를 절단하려는 섬유웨브(6)의 가변두께(D)에 최적 조정하기 위해, 나이프(12)는 날(22)을 따라 변하는 횡단면(a, b, c)을 갖고 있다. 나이프(12) 및/또는 모루(14)는 나이프(12)의 적합한 부분(a, b, c)이 섬유웨브(6)의 특정두께(D)에 사용될수있도록 조정될 수 있다.

Description

용융가능한 섬유웨브를 절단하고 동시에 절단 가장자리를 열융착하기 위한 초음파 장치
모두에 언급한 유형의 초음파장치는 여러 가지로, 예를들면 WO 94/18373, EP-A-0 534 300 DE-A-35 24 400으로부터 알려져있다. 이들 모든 초음파장치에 공통인 것은 이들은 절단하려는 섬유웨브의 개변하는 두께에 조정될 수 없고 따라서 섬유웨브로부터 장식리본을 절단시에 불량 내지는 사용불가한 제품을 제공하게 된다는 점이다.
EP-A-0 532 865는, 절단하기 전에 분리하려는 섬유웨브의 두꺼운 부분을 얇게하기 위해 나이프 앞에 사전 두께 조절기를 설치함으로써 상술한 결점을 제거하고자 하였다. 그러나 사전 두께 조절기를 조절하기가 어렵고 따라서 두께 조절량이 너무 부족하거나 또는 사전 두께 조절기에 의해 섬유웨브가 이미 절단되어버린다는 것이 밝혀졌다.
본 발명은, 청구항 1의 대개념에 의한, 용융가능한 섬유웨브(직물)를 절단하고 동시에 절단 가장자리를 열융착하기 위한 초음파 장치에 관한 것이다.
도 1은 직물 인출장치에 있는 초음파장치의 측면도이고,
도 2는 변동하는 두께관계를 명시하기 위한 장식리본의 도형식 단면도이고,
도 3은 만곡형의 측면을 가진 나이프의 횡단면도이고,
도 4는 직선 측면을 가진 나이프의 횡단면도이고,
도 5는 특정 횡단면을 섬유웨브의 특정 두께에 할당배치하는 것을 보여주는 도면이고,
도 6은 장식리본의 제조를 위한 직기의 약시 측단면도이고,
도 7은 도 6의 직기에 배치된 다수의 초음파장치의 평면도이고,
도 8은 한 초음파발생기에 결합된 다수의 초음파장치도이다.
도면의 부호설명.
2 초음파장치, 4 장식리본, 6 광폭직물, 8 직기, 10 초음파발진기, 12 나이프, 14 모루, 16 방향전환 롤, 18 직물 인출장치, 22 쐐기형 날, 24 날끝, 26 중심축, 28 활대, 30 서비스방향, 32 홀더, 34 각도 부재, 36 인장장치, 38 나사스프링, 40 나사, 42 지지대, 44 봉, 46 나사, 48 아암, 50 축, 52 랙, 54 봉, 56 조정 모터, 58 도선, 60 제어장치, 62 센서, 64 도선, 66 측면, 66a 측면, 68 절단 가장자리, 72 직조구간 형성장치, 74 직조구간, 76 바디, 78 직물 가장자리, 80 광폭 홀더, 82 열 고정장치, 84 드럼, 86 방향전환 롤, 88 권취장치, 90 초음파 발생기, 92 도선.
본발명의 목적은 더 이상의 추가조처를 필요로 함이 없이 상이한 두께들을 가진 직물의 절단이 가능하도록 모두에 언급한 종류의 초음파장치를 완성시키는 것이다.
상기 목적은 본발명에 따라 청구항 1의 특징에 의해 해결된다. 나이프가 날을 따라 변하는 횡단면을 갖게 하고 그때그때 섬유웨브의 정해진 두께에 적합한 횡단면만이 사용되게 함으로써, 초음파장치는 분리하려는 섬유웨브에 최적하게 조절될 수 있다. 그런데 그런 조절은, 섬유웨브가 전체 길이에 걸쳐 일정한 두께를 가질 때는, 절단하려는 섬유웨브에 대한 기본적 조절일 수 있지만, 특히 장식리본의 경우처럼 상이한 패턴으로 인해 계속하여 두께가 변하는 섬유 웨브의 경우에는 초음파장치의 사용이 훨씬 유리할 수 있다. 그때에는 초음파장치가 각 섬유웨브 부분의 절단하려는 두께를 직접 조절할 수 있다. 그런 조절은 나이프의 전단에 배치된 센서에 의해 행해질 수도 있고 또는 제조하려는 섬유웨브의 패턴마다에 응답할 수 있는 섬유웨브 제조의 제어프로그램에 직접 기초하여 행해질수도있다.
따라서 신규 초음파장치에 의해, 섬유웨브는 극히 얇거나 또는 대단히 두꺼운 섹숀을 가졌는지에 상관없이 문제점 없이 절단될 수 있다. 그래서 갈변도 없고 변색도 없이 쭈글쭈글해지지 않는 절단가장자리가 얻어질 수 있다. 그것은 양호한 강경도에도 불구하고 큰 요굴성 및 유연한 피부친화적 조직을 갖고 있다. 그러나 초음파장치는 가공하려는 섬유 웨브에 대한 양호한 성질을 제공할 뿐 아니라 동시에 특히 나이프와 모루에 관한 독특한 안전성도 개선시킨다. 그리하여 총괄적으로 초음파장치의 이용효과도 개선될 수 있고 전체적으로 개선된 가격-성능관계도 얻어진다.
초음파장치는, 망, 메리야스 또는 직물을 불문하고 각종의 섬유웨브를 절단 및 융착하는데 적합하다. 직물의 전체 길이에 걸쳐 두께가 일정할 때에는 초음파장치는 간단한 방식으로 그때그때 만들려는 섬유웨브의 두께에 조절될 수 있다는 이점이 있다. 그러나 이미 상술한바와 같이, 초음파장치의 특별한 이점은, 길이에 따라 패턴이 계속 변하여 그것에 의해 섬유웨브의 두께 변화가 정해지게 되는 섬유웨브의 제조시에 드러난다. 이 이점은 특히 다수의 장식리본이 먼저 하나의 광폭직물에 나란히 인접하여 직조되고 그런 뒤 그 광폭직물이 개별적 장식리본으로 분할절단되어야하는 경우 얻어진다. 그런데 초음파장치는 섬유웨브를 제조하는 장치와는 상관없이 사용될 수 있지만, 초음파장치가 섬유웨브를 제조하는데 사용되는 장치, 특히 직기에 직접 사용되면 유리하다.
본 발명의 특히 유리한 실시예는 청구항 2 내지 17에 기재되어있다.
먼저 초음파발진기를 모루와 결합되게 하고 나이프에 대해 작용하게 하는 것이 원칙적으로 가능하다. 그러나 나이프를 초음파발진기와 결합하고 모루에 대해 작용하게 하는 것이 유리하다. 그러나 나이프 및 모루에 초음파발진기를 장착하는 것도 전적으로 가능하다.
나이프는 청구항 2에 따라 횡단면에서 보아 곡선형 측면을 가질 수 있으나, 청구항 3에 의한 직선 측면을 가진 양태가 유리하다.
청구항 4에 따라 나이프는 예리한 절단날을 가질 수도 있으나, 청구항 5에 따른 양태가 유리한데 그러면 무딘 절단날은 나이프와 모루의 사용수명을 증진시킬 뿐 아니라 절단자체에도 유리한 성질을 제공하고 그 결과 넓은 절단날에 의해 압착된 용융 섬유재료는 측방향으로 절단 가장자리를 강경하게 하는데 이용될 수 있다.
청구항 6에 의한 양태가 특히 유리한데, 그러면 두꺼운 섬유웨브 부분의 경우 쐐기 각도가 작으면 나이프가 섬유웨브내에 용이하게 침투할 수 있다. 그러나 섬유웨브가 얇을 때는 작은 쐐기각도가 유리한 것으로, 이 작은 각도는 섬유웨브의 신속한 침투성을 섬유웨브의 넓은 지지면과 결합하고 이에 의해 한편으로는 과도하게 신속한 침투가 저지되고 동시에 보다 넓은 가장자리가 융착에 포함될 수 있다. 얇음으로 인한 얇은 섬유웨브의 경우 저하된 융착력이 넓어진 융착가장자리에 의해 보정된다.
원칙적으로 청구항 7에 따라 직선날끝을 가진 나이프를 사용할 수 있는데, 그 때에는 섬유웨브가 걸림 없이 미끄럼 이동되는 것을 보장하기 위해 모루를 볼록하게 형성하는 것이 유리하다. 나이프의 여러 영역들이 사용될수있도록하기 위해 나이프가 날끝의 방향에서 모루에 상대하여 왕복이동될수 있게 하거나 또는 나이프는 정지해있고 모루가 날끝을 따라 왕복이동되게 할 수 있다. 청구항 8에 의한 양태가 유리한데, 그 경우에는 모루는 위치불변적으로 구성될 수도 있으나 청구항 9에 따라 유리하게도 회전가능한 원통으로 형성하여 이 원통이 그 위로 안내되는 섬유웨브에 의해 회전되게 할 수도 있다. 그런 모루는, 작용력이 큰 면적, 즉 원통의 둘레 면적 위로 분포되고 그럼으로써 모루의 사용수명이 현격히 연장되는 이점이 있다. 그 위에 이 해법은 섬유웨브를 소중히 다룰 수 있게 하는데, 그 이유는 이 섬유웨브는 절단 및 융착중에 정지해 있는 면에 마찰하지 않아도 되기 때문이다.
이미 상술한바와 같이 나이프 및/또는 모루에 초음파발진기가 설치될 수 있다. 따라서 청구항 10에 의한 양태가 합목적적일 수 있다. 초음파발진기의 유리한 양태는 청구항 11에 기재되어있다.
청구항 12는 특히 유리한 초음파장치의 양태를 기재하고 있다. 다수의 초음파장치가 동시에 이용될 수도 있어, 특히 청구항 13에 의한 형상이 유리한데, 그 이유는 봉을 따라서 다수의 초음파장치가 배치되어 동시에 제어될 수 있다.
청구항 14는 주행하는 섬유웨브의 변하는 두께에 나이프를 조절적합시키기 위해 이미 상술한 대책을 기술하고있다.
초음파장치의 특히 유리한 사용은 청구항 15에 기재되어있고 특히 위에서 명기한바와 같이 광폭직물로부터 장식리본을 제조하는 직기에 사용한다. 광폭 섬유웨브가 바디에 의해 안내되어 위치해있는 광폭홀더와 직물인출장치 사이의 영역에 있어 직기 상에서 절단함에 의해, 가능한 최대의 절단정밀도가 얻어진다. 그런데 청구항 16에 따라 초음파장치를, 제조하려는 장식리본에 있어 절단가장자리의 절단과 융착시에 발생된 응력을 보정하는 열고정장치 앞에서 직기에 배치하면, 특히 유리한 결과가 얻어질 수 있다. 청구항 17에 따라 초음파장치를 직물인출장치 전단위치에 배치하는 것이 합목적적이다.
본 발명의 대상의 실시예를 이하 도면에 따라 상세히 설명하겠다.
도 1 내지 8은 직기(8)상에서 광폭직물(6)로부터 장식리본(4)을 제조하는 것과 관련하여 초음파장치(2)를 보여주고 있다.
초음파장치(2)는 초음파발진기(10)를 갖고있고, 이 발진기의 전단에는 나이프(12)가 배치되어있으며, 이 나이프는 현재의 예에서는 직물 인출장치(18)의 제 1방향전환 롤(16)로 구성되어있는 모루(14)와 협동작용한다. 나이프(12)는 점차 가늘어지는 횡단면(a, b, c)을 가진 쐐기형 날(22)을 포함하고 있다. 날 가장자리(24)는 원호형으로 형성되어있고 중심축(26) 주위에 반경(R)을 가진 원호를 형성한다. 초음파발진기(10)는 그 나이프(12)와 활대(28)에 배치되어있고, 활대는 서비스방향(30)으로 홀더(32)내에서 이동안내된다. 홀더는 인장장치(36)가 배치된 각도부재(34)를 갖고있으며, 그 인장장치는 현 실시예에서는 나사(40)에 의해 탄력이 조절될 수 있는 나사스프링(38)으로 구성되어있다. 나사 대신에 다른 수단, 특히 공기압식 수단을 설치하여, 나이프(12)가 모루(14)에 탄압되게 할수도 있다. 홀더는 지지대(42)를 통하여 봉(44)에 배치되어 나사(46)에 의해 고정되어있다. 도 7에 의하면 다수의 초음파장치(2)가 배치될 수도 있는 봉(44)은 아암(48)의 단부에 고정되어있고 아암들은 다시 축(50)을 통해 랙(52)에 선회가능하게 수장되어있다. 배치는 축(50)이 중심축(26)과 합치하도록 되어있고 따라서 필요로하는 중심축 주위의 선회운동이 보장될 수 있다. 초음파장치(2)의 선동을 위해, 도선(58)을 통해 제어장치(60)와 결합된 조정모터(56)가 봉(54)을 통해 연결되어있다. 이 제어장치(60)는, 장식리본의 제조를 위한 제어프로그램에 따라서 또는 센서(62)에 의해 도선(64)을 통해 공급되는 주사된 광폭직물(6)의 두께신호에 따라 조정모터를 제어한다.
나이프(12)는 이미 상기한 것 처럼 쐐기형 횡단면을 갖고있는데, 그 측면(66)은 도 4에 따라 직선일수도있고 또는 도 3에 따라 만곡된 측면(66a)일수도 있다. 날 끝(24)은 본 실시예에서는 예리하지않고 바람직하게는 무디게 형성되어있으며 폭(x)을 갖고있고 이 폭은 바람직하게는 날끝의 전체길이에 걸쳐 일정하다. 그리고 나이프(12)는 날끝의 전체 길이에 걸쳐 변하는 횡단면(a, b, c)을 갖고있으며, 그 쐐기각도(α)는 바람직하게는 0°와 160°사이에서 변한다. 도 1, 2 및 5로부터 알수있는 것 처럼, 광폭직물(6) 또는 장식리본(4)의 특정 두께 (D1 내지 D3)에는 특정 쐐기각도(α1 내지 α3)가 할당되고, 상세하게는 광폭직물(6)의 얇은 섹숀(A)에서는 나이프는 상대적으로 큰 쐐기각도(α1)를 가진 위치(a)를 취한다. 광폭직물(6)의 영역(B와 C)의 증가하는 두께(D2, D3)와 더불어 쐐기각도는 α2로부터 α3로 감소하고 그리하여 쐐기각도는 직물이 더 두꺼워질수록 그 만큼 작아진다. 절단에 의해 장식리본(4)에는 절단가장자리(68)가 생긴다.
특히 도 6은 통상적 구조의 직기에 배치된 초음파장치(2)를 보여준다. 날실들(70)은 직조구간형성장치(72)를 통하여 패턴에 맞게 직조구간(74)으로 벌어진다. 상세히 표시되지 않은 방식으로 씨실은 직조구간(74)내에 도입되어 바디(76)에 의해 직물가장자리(76)에 압접된다. 제조된 광폭직물은 광폭홀더(80)를 지나 직물인출장치(18)에 이동된다. 직물인출장치의 제 1 방향전환 롤(18)은 초음파장치(2)를 위한 모루(14)역할도 동시에 하는데, 그것에 의해 유입하는 광폭직물(6)은 개별의 장식리본들(4)로 절단분리된다. 장식리본들(4)은 직물인출장치(18)의 드럼(84) 주위에 안내되고, 드럼에는 열고정장치(82)가 설치되어있어 절단 및 열융착과정으로 인해 내부응력이 부하되어있어 아직 종방향으로 긴장되어있는 장식리본은 잔류응력이 제거될수있다. 장식리본은 드럼(84) 이후에는 추가의 방향전환롤(86)을 통하여 권취장치(88)에 공급된다.
도 8에 따라 다수의 초음파발진기(2)는 한 공통의 초음파 발생기(90)에 의해 도선(92)을 통해 구동될 수 있다.

Claims (17)

  1. 나이프(12)에 의해 용융성 섬유웨브(6)를 절단하고 동시에 절단가장자리를 융착하기 위한 초음파장치로서, 나이프는 쐐기형 날(22, 22a)에 의해 모루(14)와 협동작용하고 나이프 또는 모루는 초음파발진기(10)와 결합되어있는 초음파장치에 있어서, 나이프(12)는 날(22, 22a)을 따라 변하는 횡단면(a, b, c)을 갖고있으며, 나이프(12) 및/또는 모루(14)는, 그때 그때 섬유웨브(6)의 특정 두께(D, D1, D2, D3)에 적합한 횡단면(a, b, c)이 이용될수 있도록, 조절될수 있는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  2. 제 1항에 있어서, 날(22a)은 횡단면에서 볼 때 만곡형 측면(66a)을 가진 것을 특징으로하는 초음파장치.
  3. 제 1항에 있어서, 날(22a)은 횡단면에서 볼 때 직선 측면(66a)을 가진 것을 특징으로하는 초음파장치.
  4. 제 1항 내지 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 날(22, 22a)은 예리한 날끝을 가진 것을 특징으로하는 초음파장치.
  5. 제 1항 내지 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 나이프(22, 22a)는, 바람직하게는 날끝(24)의 전체 길이에 걸쳐 일정한, 폭(x)의 무딘(뭉텅한) 날끝(24)을 가진 것을 특징으로하는 초음파장치.
  6. 제 1항 내지 5항중의 어느 한항에 있어서, 바람직하게는 0° 내지 160°인 쐐기각도(α, α1, α2, α3)는 두꺼운 섬유웨브부분(B, C)에 대한 날(22, 22a)에서는 보다크고 얇은 섬유웨브 부분(A, B)에 대한 날에서는 보다작은 것을 특징으로 하는 초음파장치.
  7. 제 1항 내지 6항중의 어느 한항에 있어서, 나이프는 직선 날끝을 갖고있고 융기된 모루와 협동작용하며 그들은 날끝을 따라 서로 상대적으로 왕복이동될수있는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  8. 제 1항 내지 6항중의 어느 한항에 있어서, 나이프(12)는 적어도 한 원호에 대응하는 만곡된 날끝(24)을 갖고있고 나이프(12)는 원호의 중심축(26) 주위로 회전가능하게 배치되어있는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  9. 제 1항 내지 8항중의 어느 한항에 있어서, 모루(14)는 회전가능한 원통(16)으로 구성되어있고 그 원통 위로 섬유웨브(6)가 안내되는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  10. 제 1항 내지 9항중의 어느 한항에 있어서, 모루에는 초음파발진기가 배치되어있는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  11. 제 1항 내지 10항중의 어느 한항에 있어서, 초음파발진기(10)는 15 내지 100 kHz로 진동하고 바람직하게는 자기적 또는 압전적 변환기로 구성되어있는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  12. 제 1항 내지 11항중의 어느 한항에 있어서, 초음파장치(10)는 나이프(12)와 함께 서비스 방향으로 모루(14)쪽으로 이동가능한 활대(28)에 의해 홀더(32)에 배치되어있고, 조절가능한 인장장치(36), 바람직하게는 나사스프링(38)에 의해 모루(14)쪽으로 인장될 수 있는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  13. 제 1항 내지 12항중의 어느 한항에 있어서, 홀더(12)는 중심축(26) 주위로 선회가능하게 배치된 봉(44)에 고정되어있는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  14. 제 1항 내지 13항중의 어느 한항에 있어서, 나이프(12)와 모루(14) 사이의 상대적 위치를 조절하기 위한 조정모터(56)가 구비되어있고, 조정모터는 제어장치(60)와 결합되어있는데, 제어장치는 섬유웨브(6)를 감지(주사)하는 센서(62) 또는 섬유웨브(6)의 제조를 위한 제어프로그램에 따라 조정모터(56)를 제어하는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  15. 제 1항 내지 14항중의 어느 한항에 있어서, 초음파장치는 광폭직물(6)로부터장식리본(4)을 제조하는 직기(8)에 배치되어있는데, 광폭직물(6)을 절단분리하기 위해 직조된 각 장식리본(4) 사이에 초음파장치(2)가 배치되는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  16. 제 15항에 있어서, 초음파장치가 직기(8)의 열고정장치(82) 전방에 배치되어있는 것을 특징으로하는 초음파장치.
  17. 제 15항 또는 16항에 있어서, 초음파장치가 직기(8)의 직물인출장치(18) 전방에 배치되어있는 것을 특징으로하는 초음파장치.
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