KR20000035279A - 여과 백의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 액체 여과 백을 제조하는 방법은, 2장의 가요성 열가소성 시이트를 서로에 대해 액체를 여과하도록 배치하고, 소망의 이음부 라인을 따라 중첩되어 있는 시이트를 강제적으로 맞물리게 하는 공구 수단을 사용하여 진동 용접에 의해 상기 시이트들을 서로 소망의 이음부 라인을 따라 용접하는 것을 포함한다.
Description
본 발명은 물 등의 액체를 여과하는 여과 백의 제조에 관한 것이다. 이러한 유형의 백은 각종 산업에 사용되고 있으며, 여과 용도에 적절한 가요성 물질로 된 2장의 시이트를 함께 시이밍(seaming) 가공하여 제조되고 있다.
종래에, 시이밍 가공은 시이트들을 함께 스티칭(stitching) 또는 소잉(sewing) 가공하여 수행되어 왔다. 소잉은 소모품, 즉 실을 사용하므로 물질에 바늘 구멍이 남는데, 이 구멍을 통해 액체가 여과되지 않고 방출될 수 있다. 접착제를 사용하는 것은 너무 느리고, 비용이 많이 들며, 일관되지 않은 결과를 초래한다.
따라서, 보다 신뢰성 있고 저렴하며, 노동력을 최소화하고, 그러면서도 상당히 일관되고 신뢰성 있는 여과 백을 제조할 필요가 있다. 특히, 중요한 것은, 연결부의 누수 방지와, 소모품이 아닌 균일하고도 반복 가능한 결과물의 제공과, 그리고 제조된 백의 유연성 유지이다.
이러한 목적 및 그리고 다른 목적은, 열가소성 물질의 시이트를 소정의 이음부 라인을 따라 함께 진동 용접시켜 백을 형성하는, 용접 공정을 사용한 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명은 액체를 여과하기에 적합한 2장의 열가소성 시이트를 소정의 이음부 라인을 따라 함께 용접시켜 백을 형성하는 여과 백 제조 방법을 개시하고 있는데, 이 방법은 마찰 에너지의 소실에 반응하여, 소망의 이음부 라인에서 열가소성 물질이 용융되도록 하는 왕복 병진 운동을 사용한다. 이러한 운동이 정지하자마자, 용융 물질이 냉각되고 응고되어 용접된 이음부를 형성한다. 이 공정은 시판되고 있는 진동 용접 장치에 의해 수행되는데, 이 장치에는 소망의 이음부 라인을 따라 시이트를 강력하게 결합시키는 적절한 공구 수단이 끼워져 있다.
따라서, 본 발명의 주목적 중의 하나는 개선된 신규한 액체 여과 백의 제조 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 중요한 목적은 소모성 물질을 사용하지 않고 핀 구멍의 발생 없이 비교적 간단한 방식으로 액체 여과 백을 제조하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 중요한 목적은 중첩된 2장의 가요성 시이트를 연결시키는 누수 방지의 용접된 이음부 라인을 제공함으로써 여과 백을 제조하는 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 여과 백을 제조할 2장의 시이트가 서로 적층되어 있는 상태를 도시한 평면도이며,
도 2는 도 1의 측면도이고,
도 3은 소정의 이음부 라인을 따라 2장의 시이트를 함께 용접하는 기구를 부분적으로 도시한 도면이며,
도 4는 완성된 백의 평면도이고,
도 5는 도 4의 선 5-5를 따라 취한 단면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10, 12 : 가요성 시이트
14, 16, 18, 20 : 이음부 라인
22 : 하부 부재
24 : 상부 부재
30, 32 : 공구 수단
34 : 여과 백
본 발명의 추가의 목적 및 다른 목적은 첨부 도면을 참고로 한 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
특히, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 참조 부호 10 과 12는 서로의 위에 적층되어 있고, 물 등의 액체 여과에 적절한 열가소성 물질로 된 2장의 가요성 시이트를 가리킨다. 이 시이트는 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 물질로 제조된 소위 니들 펀치 펠트(needle punch felt)로 구성되는 것이 가장 바람직하다. 함축하거나 한정하지 않는 전형적인 예에 따르면, 각 시이트의 두께는 약 2.3㎜이며, 완성된 백은 길이가 84㎝ 이고, 폭이 26㎝이다. 중첩된 시이트(10, 12)로 여과 백을 제조하기 위하여, 시이트는 백의 측면을 형성하는 라인(16, 18)과 백의 바닥을 형성하는 "V"자형 이음부 라인(20)을 포함한 연속적인 이음부 라인(14)을 따라 서로 용접될 필요가 있다. 선택적인 구조로서, 바닥은 둥글게 될 수 있다.
소정의 이음부 라인(16, 18, 20)을 따라 시이트를 용접하는 것은 1975년 11월 18일자로 숀(Shon) 등에게 허여되고 발명의 명칭이 "마찰 용접 장치(Friction Welding Apparatus)"인 미국 특허 제3,920,504호에 개시된 진동 용접 장치에 의하여 가장 적절하게 수행된다. 이러한 형태의 용접 장치는 코네티컷주 06813 댄버리에 소재하는 브란손 울트라소닉 코포레이숀(Branson Ultrasonic Corporation)을로부터 VW4L 또는 WV6L이라는 모델명으로 판매된다. 이러한 용접 장치는 용접될 공작물 사이에서 일어나는 왕복 병진 운동(진동)을 이용하는데, 이 운동에 의해 마찰열이 발생되어 열가소성 재료를 용융시킨 다음 진동 운동의 정지에 반응하여 열가소성 재료를 응고시키게 된다.
도 3에 도시된 바와 같은 이러한 형태의 마찰을 이용한 진동 용접 장치는 화살표(26)로 도시된 바와 같이 수직 방향으로 이동 가능한 하부 부재(22)와, 화살표(28)로 도시된 바와 같이 종방향으로 이동 가능하며 하부 부재에 대향하게 배치된 상부 부재(24)를 구비한다. 상기 부재들 사이에 공작물을 삽입하기 위하여, 하부 부재(22)는 상부 부재(24)로부터 멀어지게 이동하여 공간이 발생한다. 용접하기 위하여, 가압 수단(도시 생략)은 하부 부재(22)에 힘을 가하여 시이트(10, 12) 사이를 소정의 이음부 라인에서 억지 결합시킬 수 있다. 상부 부재(24)는 왕복 병진 운동을 수행하도록 숀 등에게 허여된 전술한 특허에 개시되어 있는 전자(電磁) 수단에 결합됨으로써 화살표 28 과 같이 종방향으로 이동 가능하다. 이러한 왕복 병진 운동으로 인하여, 시이트 사이의 계면(33)에서 시작하는, 열가소성 재료의 가열 및 용융에 요구되는 마찰이 발생된다.
하부 부재(22)에는 시이트(12)의 노출면과 맞물리는 공구 수단(30)이 설치되고, 상부 부재(24)에는 이음부 라인을 따라 시이트(10)의 노출면과 맞물리도록 공구 수단(32)이 설치되어 있다. 추가로, 명백하게 도시된 바와 같이, 각각의 공구 수단(30, 32)에는 공구 수단이 접촉하는 각각의 시이트와 파지 가능하게 맞물리도록 새김선 또는 톱니 모양 등의 거친 직조된 표면이 마련되어 있다. 공구 수단(30, 32)의 폭은 용접 이음부(14)의 폭과 실질적으로 동일하며, 그 길이는 이음부 라인의 길이와 같다.
용접을 수행하기 위하여, 시이트(10, 12)는 부재(22, 24)들 사이에 삽입된다. 하부 부재(22)는 시이트(12)와 맞물게 되며, 하부 부재(22)에는 힘이 가해져서 각각의 시이트는 각각의 부재와 가압 맞물릴 수 있게 된다. 강제적인 맞물림이 지배적일 경우, 상부 부재(24)는 종방향의 왕복 운동(화살표 28 방향)을 받게 되어 시이트의 계면(33)의 평면을 따라 시이트들 사이에서 상대적인 병진 운동을 유발시킨다. 마찰 에너지의 소실에 반응하여, 용융된 열가소성 물질이 생성되어, 상기 운동이 정지함에 따라 용융된 열가소성 물질은 공구 수단, 즉 이음부 라인(16, 18, 20)에 의해 맞물린 영역에서 시이트(10, 12)들 사이의 용접부를 생성하도록 응고된다. 그 다음, 하부 부재(22)는 하강(화살표 26 방향)하여 용접된 시이트가 상기 용접 장치로부터 제거된다. 최종적으로, 과도한 물질은 3변을 따라 용접되고 개방 상부(36)를 구비하는 백(34)(도 4 참조)을 제공하도록 트리밍(trimming) 가공된다. 도 5는 도 4의 선 5-5를 따라 취한 단면도를 도시한 것으로, 도면 부호 38 은 용접된 이음부를 나타낸다.
전술한 물질을 사용하는 전형적인 예에 따르면, 상기 장치는 10 내지 15kN 의 클램핑 작용력, 220Hz 의 진동수, 1.8 내지 2.0mm 의 피이크 대 피이크의 진폭, 4.5 내지 8초의 용접 시간 범위가 되도록 조절된다. 특정의 물질, 백의 사이즈 및 사용된 진동 발생기와 관련한 변수를 최적화하기 위해서는 소정의 실험이 요구된다는 것을 알 수 있다. 전술한 수치는 단지 본 발명의 이해를 돕고 예시할 목적으로 제공된 것이다.
이상 본 발명의 양호한 실시예를 설명 및 예시하였지만, 당업자들은 본 발명의 범위와 정신 내에서 여러 가지의 변형 및 수정이 가능하다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 방법은, 소모성 물질을 사용하지 않고 핀 구멍의 발생 없이 비교적 간단한 방식으로 액체 여과 백을 제조할 수 있게 해준다.
Claims (5)
- 한 쌍의 대향 배치된 부재를 제공하는 단계로, 상기 부재들 중 하나는 다른 부재에 대해 왕복 병진 운동하도록 되어 있고, 상기 각각의 부재에는 상기 부재들 사이에 개재된 가요성 시이트 물질을 이 물질상의 의도된 이음부 부위를 따라 파지 가능하게 맞물리게 하기 위한 직조된 표면을 구비하는 공구 수단이 마련되어 있는, 한 쌍의 부재를 제공하는 단계와,상기 의도된 이음부 부위에서 상기 공구 수단에 의해 상기 시이트의 강제적인 맞물림을 유발하기에 적합한 열가소성 물질로 구성되는 한 쌍의 중첩된 가요성 시이트를 배치하는 단계와,상기 부재 사이의 상대 운동으로 야기되는 시이트의 상대 운동에 의해 발생된 마찰열의 소실에 반응하여, 상기 공구 수단에 의해 맞물린 위치에서 상기 시이트들 사이에 이음부를 형성하기 위해, 상기 공구 수단에 의해 맞물린 시이트 물질에 실질적으로 평행한 평면으로 상기 부재들 중 하나가 다른 하나의 부재에 대해 왕복 병진 운동을 겪게되도록 시간 주기를 제공하는 단계와,상기 이음된 시이트를 상기 부재들 사이에서 제거하는 단계와,상기 이음부를 넘어 연장하는 과도한 시이트 물질을 트리밍 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 백의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 이음부는 연속적인 라인인 것을 특징으로 하는 여과 백의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 시이트는 폴리에스테르 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 백의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 시이트는 폴리프로필렌 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 백의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 이음부 라인은 "V"자형 바닥 이음부 라인에 의해 연결된 한 쌍의 이격된 측면 이음부 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 백을 제공 방법.
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