KR20000005849A - 포일재료시일용장치및방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포일 재료 시일용 시일링 장치에 관한 것인데, 상기 장치는 포일 이송 수단 및 시일링 수단을 구비한다. 상기 시일링 수단은, 포일 시일 작동을 수행하기 위한 적어도 하나의 시일링 위치, 시일링 헤드가 시일링 위치로부터 소정의 제 1 거리를 가지는 중간 위치 및, 시일링 헤드가 상기 제 1 거리보다 큰 시일링 위치로부터의 소정의 제 2 거리를 가진 비작동 위치를 가지는 시일링 헤드를 구비한다. 더욱이, 본 발명은 상기 시일링 장치로써 수행될 수 있는 해당 시일링 방법에 관한 것인데, 그 방법에 있어서 시일링 헤드는 포일 재료가 더 이송되는 동안에 포일 재료로부터 제 1 의 거리로 이동하고, 그리고 포일 시일링 작동이 중단되었을때 포일 재료로부터 보다 큰 제 2 거리로 이동한다.

Description

포일 재료 시일용 장치 및 방법{Apparatus for method for sealing foil material}
본 발명은 시일 헤드를 가지는 시일 수단 및 포일 이송 수단을 구비하는 포일재료 시일용 시일 장치 및, 포일 재료 시일용 방법에 관한 것이다.
포일 재료 시일용 시일 장치에 있어서, 2 매 또는 그 이상의 포일은 시일 수단에 공급되어 그곳에서 시일링 헤드의 작용으로 함께 시일되는데, 상기 시일링 헤드는 소정의 장소에서 접합된 포일 위로 하강하여 포일에 열을 전달한다. 본원 명세서에서 시일링 또는 시일 수단이 지칭되는 한, 이것은 포일 재료를 열로 접합시키도록 포일 사이에 접착 재료가 적용되는 열간 접합 공정을 포함한다.
그러한 시일링 공정은 예를 들면 음료용 포일 백과 같은 포일 백의 제조에 사용된다. 두개의 포일 재료는 하나가 다른 것의 위에 놓여져서 포일 백의 측부 포일을 형성한다. 저부 포일은 가장자리 부분에 개재될 수 있다. 포일은 측면 포일 재료가 직접적으로 중첩된 두개의 가장자리에서, 그리고 저부 포일이 선택적으로 위치한 제 3 의 가장자리에서 함께 시일된다. 각 포일 재료의 제 4 가장자리는 포일 백이 채워진 이후에 시일링에 의해서 폐쇄된다. 그러한 포일 백의 예는 도 3에 도시되었는데, 여기에서 용접 봉합부(33)는 상술한 제 1 공정으로 형성되고 그리고 용접 봉합부(34)는 포일 백이 채워진 이후에 형성된다.
자동화된 제조 공장에서 포일 웹(foil web)은 시일 목적으로 제공되는데, 웹은 시일 공정 이후에 개별적인 단위체를 형성하도록 절단된다. 포일 웹은 하나가 다른 것의 위에 배치되어 시일링 헤드의 아래로 안내된다. 헤드가 하강한다. 그러한 작용에 있어서, 수 센티미터인 하강 거리를 이동하여야만 한다. 포일 재료에 가압된 이후에 시일 헤드는 다시 들어올려지고 포일 웹은 하나의 포일 백에 해당하는 거리로 더 이송되는데, 상기 이송은 시일 헤드가 더 이송되었던 포일 재료상으로 다시하강 하기 이전에 이루어진다. 고도의 작업 처리량을 달성하려면, 시간 소모적인 가열 및 냉각 과정을 불필요하게 하도록 시일링 헤드가 항상 고온으로 유지되어야 한다. 따라서, 시일링 작동이 발생하지 않는 작업 상태에서는 포일 재료가 과열되거나 또는 타버리지 않도록 시일링 헤드가 포일 재료로부터 멀리 있어야만 한다. 그러한 거리는 예를 들면 전체 시일링 장치가 고장을 수리하기 위해서 정지되었을 경우에 필요하다.
그러나, 자동화된 제조 공장에서는 수 센티미터에 이르는 시일링 헤드의 상승 및 하강 운동 거리가 현재 가능한 작업 처리 비율에서 바람직스럽지 못하게 긴 시간이 소요된다.
따라서 본 발명의 목적은 시일링 헤드를 급속하게 상승 및 하강시킬 수 있는 포일 재료 시일용 시일 장치 및 방법을 제공하는 것이며, 그에 의해서 모든 작동 상태에서 포일 재료가 타버리거나 또는 손상될 수 없는 것이 보장된다.
도 1은 본 발명에 따른 포일 시일링 수단의 개략적인 전체 측면도.
도 2a 는 도 1의 상세도이며, 비작동 위치에서 시일링 수단을 도시한다.
도 2b 는 도 1의 상세도이며, 중간 위치에서 시일링 수단을 도시한다.
도 2c 는 도 1의 상세도이며, 시일링 위치에서 시일 수단을 도시한다.
도 3은 시일되어 있는 개방 상태의 포일 백을 도시한다.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
6.8. 공급 롤 10. 12. 장력 장치
24. 시일링 헤드 26. 공압 수단
28. 공압 수단 30. 포일 재료
32. 포일 백 33. 용접부
34. 상부 봉합부 36. 시일링 수단
이러한 목적은 청구 범위 제 1 항의 특징을 구비하는 시일링 장치 및, 청구 범위 제 12 항의 특징을 구비하는 시일링 방법에 의해서 달성된다.
본 발명에 따른 시일링 장치는 적어도 3 개의 작동 위치를 취할 수 있다. 제 1 작동 위치는 포일 시일링 작업을 수행하는 시일링 위치이다. 이러한 작동 상태에서 시일링 헤드는 시일되어야 하는 포일 재료상에 직접적으로 위치하며, 그에 의하여 시일링 헤드의 가열된 표면이 위치하는 부위에서 포일 재료가 가열 및 시일되거나 또는 열간 접합된다. 제 2 작동 상태는 시일링 헤드가 시일링 위치로부터 소정의 제 1 거리를 가지는 중간 위치이다. 포일 재료가 시일되어야할 하나의 단위체에 의해서 더 움직이는 동안에 시일링 헤드는 이러한 중간 위치에 위치하게 된다. 제 3 작동 위치는 정지 위치 또는 비작동 위치이며, 여기에서 시일링 헤드는 제 1 거리보다 큰, 시일링 위치로부터 소정의 제 2 거리를 가진다. 시일링 장치가 과열이나 타버림을 방지하기 위해서 포일 재료를 충분한 속도로 이송시키지 않을때 시일링 헤드는 상기 비작동 위치에 있게 된다.
따라서, 비록 전체 시일링 장치가 고속으로 작동될지라도 시일링 헤드의 승강 운동이 정상 작동중에는 그 어떤 시간 손실로 이르지 않도록, 본 발명의 시일링 장치는 시일링 위치와 중간 위치 사이에서의 짧은 상승 및 하강 작동이 가능하게 한다. 전체 시스템의 고장의 경우 또는 저속의 경우에는 포일 재료가 고온의 시일링 헤드에 의해서 손상을 받지 않도록 시일링 헤드는 포일 재료로부터 보다 먼 거리에 있는 비작동 위치를 취한다.
시일링 위치로부터 비작동 위치의 거리는 시일링 헤드의 가열에 의해서 포일 재료가 타버리는 것과 같은 손상이 상당히 감소하도록 선택될 수 있다. 그러나, 특히 유익한 개선점에 있어서는, 포일 재료가 시일링 헤드의 가열에 의해서 절대로 손상될 수 없도록 비작동 위치와 시일링 위치 사이의 거리가 선택된다. 그에 의해서 시일링 장치의 작동이 느려지거나 또는 중단이 지속되는 것과는 무관하게 포일 재료가 손상을 받지 않을 수 있다.
특히 유익한 구현예는 열 차폐부를 구비하는데, 상기 열 차폐부는 비작동 위치에서 가열 시일링 헤드와 포일 재료 사이에서 움직인다. 특히 온도에 민감한 포일 재료에 대해서, 그러한 부가적인 차폐부에 의해서 포일 재료가 시일링 헤드의 열에 의해서 손상되지 않는 것이 보장된다. 그러한 열 차폐부는 예를 들면 추축 회전 가능한 차폐부 플레이트를 구비할 수 있다.
시일링 위치로부터의 비작동 위치의 거리에 대한 바람직스러운 값은 수 센티미터의 범위내에 있다. 이러한 거리는 실질적으로 사용되는 포일 재료의 유형, 시일링 온도 및, 사용되는 시일링 공구의 기하에 달려있다. 바람직스럽게는 수 밀리미터의 거리가 중간 위치로부터의 시일링 위치의 거리로서 선택된다. 그러한 짧은 거리는 짧은 상승 궤적에 기인한 높은 작업 처리량을 보장한다.
시일링 헤드는 다양한 방법으로, 예를 들면 전자기 장치 또는 대응 스핀들 기어에 의해서 운동할 수 있다. 시일링 헤드는 제 1 의 공압 수단의 보조로써 중간 위치와 시일링 위치 사이에서 용이하게 운동할 수 있다. 극복되어야만 하는 짧은 거리 때문에, 공압 수단은 단지 매우 작은 양의 압축 공기만을 필요로 한다. 제 2 의 공압 수단은 제 1 의 공압 수단과 함께 시일링 헤드를 비작동 위치로 움직이는데 사용될 수 있다.
시일링 헤드 및 그에 관련된 구동부의 운동은 예를 들면 기계적으로 개시될 수 있다. 시일링 헤드가 중간 위치에 있는 동안에 그것의 보조로써 이송 수단이 포일 재료를 더욱 이송시키도록 하는 제어 유니트로써 신뢰성 있는 실행이 이루어진다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 바람직한 구현예를 참고하여 상세하게 설명될 것이다.
이후에 여기에서 설명될 구현예는 음료용 포일 백과 같은 포일 백 제조용 시일 장치에 관한 것이다. 그러한 음료용 포일 백은 도 3에 도시되어 있다. 포일 백(32)은 두개의 측면 포일과 직립용 베이스로서 형성된 저부 포일을 구비한다. 적절한 재료는 예를 들면 라미네이트된 알루미늄 포일이다. 측면 포일과 저부 포일은 용접부(33)를 따라서 함께 시일된다. 이와는 달리, 열간 접합 작용이 수행될 수 있다. 상부 봉합부(34)는 포일 백이 채워진 이후에 다른 공정 단게에서 제조된다.
도 1은 포일 백을 위해서 사용되는 본 발명의 시일링 장치에 대한 개략적인 측면도이다. 도면 번호 6 및 8은 각각 포일 재료를 공급하는 공급 롤을 표시한다. 도면 번호 10 과 12는 각각의 장력 장치를 도시하는데 이것은 포일 재료(2,4)의 충분한 장력을 보장한다. 도면 번호 14 및 16은 편향 롤을 표시하는 반면에, 도면 번호 18은 시일된 포일 재료(30)의 취출 수단을 표시한다. 그러한 취출 수단은 예를 들면 피구동 롤러에 의해서 형성되는데, 상기 피구동 롤러는 포일 재료를 마찰에 의한 쥠으로 더 이송시킨다. 도면 번호 36은 시일링 헤드(24)상에 작용하는 제 1 의 공압 수단(26)과, 제 1 의 공압 수단에 작용하는 제 2 의 공압 수단(28)을 구비하는 시일링 장치를 표시한다. 공압 수단(26)에 의해서 개시되는 시일링 헤드(24)의 운동은 화살표(25)로 표시되는 반면에, 공압 수단(28)에 의해 개시되는 제 1 공압 수단(26)의 운동은 화살표(27)에 의해서 표시된다. 제어 유니트(38)는 공압 수단(26,28) 및, 취출 롤러(18)의 운동을 제어한다. 시일된 포일 재료(30)의 운동은 화살표(22)로 표시된다.
도 2a 는 시일링 수단(36)이 비작동 위치에 있는 것을 도시하는 상세도이다. 포일 재료로부터 시일링 헤드(24)의 거리는 x 로 표시되어 있다. 부호 A 및 B 는 각각 제 2 공압 수단(28)으로부터의 제 1 공압 수단(26)의 거리 및, 제 1 공압 수단(26)으로부터의 시일링 헤드(24)의 거리를 표시한다.
도 2b 는 동일한 시일링 장치를 중간 위치에서 도시한다. 시일링 헤드(24)의 거리는 y 로 표시되며, 상기 y 는 상기 x 보다 작다. 부호 C 는 제 2 공압 수단(28)으로부터의 제 1 공압 수단(26)의 거리를 표시하는데, x 가 y 보다 큰 것과 동일한 크기로 C 는 A 보다 크다.
도 2c 는 동일한 시일링 수단을 시일링 위치에서 도시한다. 시일링 헤드(24)는 포일 재료상에 직접적으로 위치한다. 포일 재료(2,4) 및, 시일된 포일 재료(30)는 각각 지지부(20)상에 위치한다. 공압 수단(26)으로부터 시일링 헤드(24)의 거리는 D 인데, 상기 D 는 시일링 헤드(24)가 중간 위치 또는 비작동 위치에서 제 1 공압 수단(26)으로부터 이격된 거리인 B 보다 크다.
본 발명의 방법은 본 발명에 따른 시일링 장치의 개시된 구현예의 작동과 관련하여 설명될 것이다. 포일 재료(2,4)는 공급 롤(6,8)로부터 풀리며, 예를 들면 여기에서 중요하지 않은, 스프링 편향된 장력 장치(10,12)에 의한 방식으로 유지된다. 편향 롤(14,16)은 포일 재료를 결합시킨다. 시일되어야하는 포일 재료(2,4)는 취출 롤러(18)의 보조를 받아서 간헐적으로 움직인다. 한번의 주기 동안에 도달되어야 하는 거리는 포일 백(32)의 폭에 해당한다. 포일 재료(2,4) 및, 시일된 포일 재료(30)가 각각 방향(22)으로 움직이는 동안에, 시일링 헤드(24)는 포일 재료(도2b)로부터 거리(y)에 위치한다 (도 2b 참조). 취출 롤러(18)의 움직임이 제어 유니트(38)에 의해서 정지되자마자, 제어 유니트(38)는 신호를 제 1 의 공압 수단(38)으로 전달하여, 상기 공압 수단(26)으로부터의 시일링 헤드(24)의 거리(B)는 거리(D)로 증가한다 (도 2c 참조). 시일링 헤드(24)는 이제 시일되어야 하는 포일 재료(2,4)와 직접적으로 접촉하여 상기 포일 재료를 지지부(20)에 대하여 가압한다. 헤드는 공지된 방식으로 제공되는데, 이것은 필요한 용접부를 따라서 포일 재료의 시일링을 수행하는 충분히 가열된 부분을 가진다. 이러한 용접부는 나중에 포일 백의 예에서 측면 가장자리와 저부 가장자리(33)를 형성하게 된다 (도 3).
필요한 접합부를 따라서 시일링 작업이 수행된 이후에, 미리 결정될 수 있는 필요 시간 주기로, 제어 유니트(38)는 다시 시일링 헤드(24)를 들어올리도록 제 1 의 공압 수단(26)에 신호를 전달하며, 따라서 공압 수단(26)으로부터 시일링 헤드(24)의 거리는 다시 B 가 된다. 다음에 시일링 헤드(24)는 중간 위치에 있게 된다. 동시에, 제어 유니트(38)는 신호를 취출 롤러(18)에 전달하여 포일 재료를 하나의 단위체씩, 예를 들면 포일 백(32)의 폭 만큼씩 더 움직이게 한다. 이러한 운동이 완료된 이후에는 제어 유니트(38)가 정지 신호를 취출 롤러(18)에 전달하고 신호를 공압 수단(26)에 전달하여 공압 수단(26)으로부터의 시일링 헤드(24)의 거리를 B 로부터 D 로 다시 증가시킨다. 이러한 공정을 반복하는데 있어서, 시일링 헤드(24)는 단지 수 밀리미터인 짧은 거리로 움직일 필요가 있기 때문에, 높은 작업 처리율을 가능하게 하는 단속적인(intermittent) 작업을 획득할 수 있다. 더욱이, 극복되어야만 하는 작은 거리(y)는 공압 수단(26)을 작동시키기 위해서 소량의 압축 공기만을필요로 한다.
다양한 이유 때문에 전체적인 시일링 장치의 단속적인 작동을 중단시킬 필요가 있을 수 있다. 그러한 중단은 예를 들면 보수 작업, 작동 점검 또는 고장 수리를 하는 동안에 필요하다. 그러한 기간 동안에는 시일링 헤드(24)의 가열이 항상 중지되어야할 필요가 있는 것은 아니다. 시일링 헤드의 재가열은 다량의 에너지를 필요로 하고 그리고 오랜 시간을 필요로 하기 때문에, 에너지 절약 및 시간 절약의 면에서 바람직스럽지 못하다. 그러나, 포일 이송 수단이 정지 상태일 경우에, 포일 재료는 뜨거운 시일링 헤드에 의해서 과열될 위험성이 있다.
포일 재료에 대한 손상의 가능성을 회피하도록, 제어 유니트(38)는 전체적인 시일링 장치의 작동이 중단될때 신호를 제 2 공압 수단(28)에 전달하게 될 것이다. 그러한 신호는 작업자가 포일 재료의 이송을 정지시켰을때 직접적으로 발생되거나, 또는 포일 이송이 소정의 기간동안 정지되었을때 자동적으로 발생될 수 있다.
제 2 의 공압 수단(28)으로 보내진 신호는 제 2 공압 수단(28)으로부터의 제 1 공압 수단(26)의 거리(C)를 거리(A)로 감소시키기 시작한다 (도 2a 참조). 포일 재료(2,4,30)로부터의 시일링 헤드(24)의 거리(x)는 각각 그에 의해서 예를 들면 수 센티미터로 증가한다. 결과적으로, 시일링 헤드(24)의 가열에 의해서 포일 재료가 손상되는 것이 배제된다.
특히 온도에 민감한 포일 재료가 처리되는 경우에, 포일 재료를 시일링 헤드(24)의 열에 대하여 보호하도록, 제 2 공압 수단(28)이 작동하는 것과 동시에 시일링 헤드와 포일 재료 사이에서 회전하는 차폐 플레이트를 더 제공할 수 있다.시일링 헤드(24)가 비작동 위치로부터 다시 하강할때, 차폐 플레이트는 동시에 그에 이탈되게 추축 회전한다.
본 발명의 구현예에서 포일 재료(2,4)는 포일 백(32)의 측면 포일을 형성하는데 사용된다. 명확성을 위해서, 도 1 및 도 2는 저부 포일의 포일 재료를 위한 제 3 공급 수단을 도시하지 않았으며, 상기 저부 포일은 포일 재료(2,4)의 사이에 배치되고 시일링 수단(36)에 의해서 동시에 시일된다.
상기 설명된 구현예에서 처리된 포일 백의 형상으로부터 이탈하여, 본 발명의 장치는 부가적인 저부 포일이 없이 측부 포일이 직접적으로 서로에게 시일되는 포일 백을 처리하는데도 사용될 수 있다. 그러한 경우에는 포일 재료용의 제 3 공급 수단이 필요하지 않다.
포일을 서로에 대하여 직접적으로 시일하는 장치가 설명된다. 해당 접착제의 선택시에, 시일링 수단(36)으로 가열 접합 또는 가열 시일링 작업도 가능하다.
포일 이송이 중단되는 경우만이 아니라도 도 2a 에 따른 비작동 위치가 취해지도록 제어 유니트(38)가 구성될 수 있다. 오히려, 취출 롤러(18)를 위해서 선택된 낮은 속도에서 재료가 더 이송하는 동안에 시일링 헤드(24)는 중간 위치를 취하지 않고 도 2a 에 도시된 비작동 위치를 취하도록 디자인될 수도 있다. 이러한 목적을 위해서, 제어 유니트에는 입력 수단이 제공될 수 있으며, 입력 수단을 이용하여 작업자는 도 2b 에 따른 중간 위치에 있을 경우에만 최소 속도를 설정할 수 있으며, 포일이 더 이송되고 있는 동안 취해지는 도 2a 에 따른 비작동 위치에서는 그러지 아니하다.
상기에 설명된 구현예의 시일링 수단(36)은 두개가 직렬로 연결된 공압 수단에 의해서 시일링 헤드의 다양한 위치를 이룰 수 있다. 더욱이 두개의 상이한 위치를 가진 단일 공압 수단으로도 동일한 작업을 수행하는 것이 마찬가지로 가능하다.

Claims (12)

  1. 시일되어야할 포일 재료 공급용 포일 이송 수단(16,18) 및,
    i. 포일 시일링 작업 수행을 위한 시일링 위치,
    ii. 시일링 헤드(24)가 시일링 위치로부터의 제 1 의 소정 거리(y)를 가지는 중간 위치 및,
    iii. 시일링 헤드(24)가 제 1 거리(y)보다 큰 시일링 위치로부터의 제 2 의 소정 거리(x)를 가지는 비작동 위치와 같은 상기의 적어도 3 개 작업 위치를 취할 수 있는 시일링 헤드(24)를 가진 시일링 수단(36)을 구비하고,
    특히 포일 백 제조를 위한 포일 재료 시일용 시일 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 포일 재료(2,4,30)가 시일링 헤드(24)의 열에 의해서 손상될 수 없도록 상기 제 2 거리(x)가 충분히 큰 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  3. 제 1 항 및 제 2 항의 어느 한 항에 있어서, 시일링 헤드(24)와 포일 재료(2,4,30) 사이의 비작동 위치로 움직일 수 있는 열 차폐부를 특징으로 하는 시일링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 열 차폐부는 추축 회전 가능한 차폐 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항들중 어느 한 항에 있어서, 제 2 거리(x)는 수 센티미터인 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항의 어느 한 항에 있어서, 제 1 거리(y)는 수 밀리미터인 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서, 시일되어야할 포일(2,4)이 더 이송될때 중간 위치가 취해지는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항의 어느 한 항에 있어서, 시일링 장치의 작동이 중단될때 비작동 위치가 취해지는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서, 시일링 헤드(24)가 시일링 위치와 중간 위치 사이에서 움직일 수 있게 하는 제 1 공압 수단(28)을 특징으로 하는 시일링 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항의 어느 한 항에 있어서, 시일링 헤드(24) 및 제 1 공압 수단(26)이 중간 위치와 비작동 위치 사이에서 움직일 수 있게하는 제 2 공압 수단(28)을 특징으로 하는 시일링 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항의 어느 한 항에 있어서, 시일링 헤드(24)가 중간 위치에 있는 동안 시일되어야 하는 포일 재료(2,4)를 더 이송시키는 이송 수단(6,18) 작동용 제어 유니트(38)를 특징으로 하는 시일링 장치.
  12. 시일링 헤드(24)가 포일 재료를 시일하도록 포일 재료(2,4)상으로 내려지고, 포일 재료가 더 이송되는 동안에 시일링 헤드(24)가 포일 재료로부터 제 1 거리(y)로 이동하고, 그리고 포일 시일링 작동이 중단될때 시일링 헤드(24)가 포일 재료로부터 보다 큰 제 2 거리(x)로 이동하는, 특히 포일 백이 제조될때 포일 재료(2,4)를 시일하는 시일링 방법.
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