KR20010024279A - 재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 장치 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재료의 블록(1)으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 방법 및 장치를 개시한다. 블록(1)은 베이스(6)와 상기 베이스(6)로부터 대체로 수직으로 연장된 대체로 수직 중심 축(2)을 갖는 원통형 블록인 것이 바람직하다. 상기 장치는 블록(1)을 회전 가능하게 지지할 수도 있는 회전 가능한 플래튼(20)과, 이동 부분(42)을 규정하는 블록(1)의 부분을 블록의 베이스(6) 근처로 이동시키기 위한 수단(40)을 포함한다. 날(30)이 블록의 중심 축(2)에 대체로 평행하게 위치되고, 상기 날(30)은 블록(1)을 중심 축(2)으로부터 소정 거리로 절단하도록 위치설정된다. 날(30)은 블록(1)의 이동 부분내에서 동작하도록 배치된 부분을 갖는다. 또한, 본 발명의 장치는 플래튼(20)을 회전시키기 위한 회전 수단과, 상기 중심 축(2)으로부터 상기 날(30)의 소정 거리를 직선방향으로 감소시키기 위한 전진 수단을 포함한다.

Description

재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING A CONTINUOUS WEB FROM A BLOCK OF MATERIAL}

1회용 기저귀, 성인용 실금 패드 및 브리프, 생리대류의 월경 제품으로 사용되는 흡수 제품의 개발이 실질적인 상업적 관심의 주제이다. 고성능의 흡수 제품을 제공할 수 있는 능력은 주로 소변 등의 다량의 신체 배설 유체를 취득하고 분포시키며 저장할 수 있는 고 흡수성 코어 또는 구조체의 개발 능력에 좌우된다.

개방 셀형(open-celled) 중합체 포움이 다량의 신체 배설 유체를 취득하고 분포시키며 저장할 수 있는 흡수 재료의 일예이다. 그러한 포움을 수납한 흡수성 물품은 바람직한 습윤 보전성을 지닐 수 있고, 제품의 전체 착용 주기에 걸쳐 적절한 끼워 맞춤을 제공할 수 있으며, 또 사용중에 형상 변화(예를 들면, 제어되지 않은 팽창 또는 융기 형성)를 최소화할 수 있다. 또한, 그러한 포움 구조체를 수납한 흡수성 제품은 상업적 크기로 제조하기가 용이할 수 있다. 예를 들면, 기저귀용 흡수성 코어는 단순히 연속 포움 시트로부터 찍어낼 수 있고, 흡수성 섬유질 웹보다 상당히 큰 완전성 및 균일성을 갖도록 설계될 수 있다. 그러한 포움은 소정의 바람직한 형상으로 준비될 수 있거나, 또는 단일형 기저귀로 균일하게 형성될 수 있다.

기저귀와 같은 고성능 흡수성 제품에 특히 바람직한 흡수성 포움은 High Internal Phase Emulsion(이하, "HIPE"로 언급함)으로 제조되어 왔다. 이에 대한 세부 내용은 본원에 참고로 인용되는 1993년 11월 9일자 허여된 미국 특허 제 5,260,345 호[데스마라이스(DesMarais) 등] 및 1993년 12월 7일자 허여된 미국 특허 제 5,268,224 호에 개시되어 있다. 이러한 흡수성 HIPE 포움이 제공하는 바람직한 유체 처리 특성으로는,

(a) 흡수된 소변 또는 기타 신체 배설 유체를 최초의 접촉 영역으로부터 포움 구조체의 다른 영역내로 운반하여 후속 유체 분출물을 수용할 수 있게 하는 비교적 우수한 위킹(wicking) 및 유체 분산 특성과, (b) 적재 상태, 즉 압축력하에서 비교적 높은 유체 수용량을 갖는 비교적 높은 저장 용량이 있다.

또한, 이러한 HIPE 흡수성 포움은 시트 또는 웹으로 성형되면 충분한 가요성 및 연성을 지님으로써 흡수성 제품의 착용자에게 상당한 정도의 편안함을 제공할 수 있으며, 어떤 것은 후속적으로 흡수된 신체 배설물 유체로 젖을 때까지 비교적 얇게 제조될 수 있다. 이에 대한 설명은 본원에 참고로 인용되는 1992년 9월 15일자 허여된 미국 특허 제 5,147,345 호[영(Young) 등] 및 1994년 6월 7일자 허여된 미국 특허 5,318,554 호에 개시되어 있다. 상기 특허는 멜라민 포름알데히드 포움(예를 들면, 바스프에 의해 제조되는 BASOTECT)과 같은 친수성이고 가요성이며 개방 셀형의 포움일 수 있는 유체 획득/분포 요소와, HIPE계 흡수성 포움인 유체 저장/재 분포 요소를 갖는 흡수성 코어를 개시하고 있다.

일반적으로, HIPE 포움 제조는 고 내상(high internal phase) 유제를 대형 관 또는 통내에서 경화(중합화)시키는 것에 의해 일괄 처리된다. 일단 경화되고 나면, 결과적인 재료의 블록은 물로 채워진 개방 셀형 포움이 된다. 물로 채우는 것은, 유공 구조체를 HIPE를 마련하기 위해 사용된 잔류 액상 물질로 실질적으로 채우는 것을 의미한다. 이러한 잔류 액상 물질(대체로, 전해질, 잔류 유화제 및 중합 기폭제의 수용액)은 통상적으로 약 96-99 중량 %의 경화된 HIPE 포움이다. 경화된 포움 블록은 거의 원통 향상인 것이 바람직하며, 그 형상은 본질적으로 주물인 관 또는 통의 형상에 의해 결정된다. 전형적인 일괄 공정에 있어서, 경화되고 물로 채워진 포움 블록은 대체로 원통 형상이고 직경이 약 40 내지 60 인치이며, 중량은 500 내지 2,000 파운드이다.

흡수성 코어의 일부분으로서 흡수성 제품에 사용하기 위해, 물로 채워진 포움 블록을 비교적 얇은 시트로 형성하고 탈수시킨다. 중합화된 HIPE 포움은 통상적으로 절단하거나 분할하여 약 0.08 내지 약 2.5 ㎝ 범위의 시트 두께를 제공한다. 중합화된 HIPE 포움의 시트가 후속 처리/세척 및 탈수 단계중에 처리하기가 용이하기 때문에, 중합화된 HIPE 포움을 탈수하기 전에 시트 재료로 절단하거나 분할하는 것이 바람직하다.

또한, 연속 웹의 탈수 포움 물질을 형성하고 연속 공정에서 흡수성 코어로 후속 처리하기에 적합한 롤 스톡으로 전환하는 것이 바람직하다. 그러나, 경화된 포움을 절단하거나 분할하는 이러한 방법으로 실질적으로 연속 웹 또는 시트 재료를 절단하는 것은 불가능하다. 경화 후에 물로 채워진 유공 블록의 크기, 중량 및 구조적 완전함으로 인해서, 균일한 두께의 연속 웹을 형성하는 것은 경제적으로 실용성이 없거나 또는 기술적으로 실행가능하지 않다. 예를 들면, 포움 블록의 중량 및 구조적 완전성은 연속 웹 또는 시트를 절단 또는 분할을 포함하는 어떤 후속 가공중에 충분히 지지할 것을 필요로 한다. 그러한 구조는 공지의 분할 또는 절단 기법으로 절단하기에 적합하지 않다.

균일한 두께의 연속 웹은 원통형 블록의 원주 둘레를 절단하는 것에 의해 제조될 수도 있다. 그러나, 블록이 그것의 원통형 베이스상에 충분히 지지되어야 한다면, 이러한 기법은 그 말단이 블록의 위 아래에 지지되어야 하는 수직 절단 날을 필요로 하기 때문에 실행 불가능하다. 그러나, 플래튼 또는 플랫폼을 지지할 필요성으로 인해서, 블록 아래에 절단 날의 지지 공간이 존재하지 않는다. 상단에서만 지지된 왕복 절단 날, 예컨대 "사브르 톱(saber saw)"을 사용할 수도 있으나, 그러한 절단 날은 피 절단 재료 아래의 행정 길이와 적어도 동일한 유격이 여전히 필요하다. 따라서, 블록의 크기 및 중량은 연속 웹의 실제적 제조 옵션을 그의 원주 둘레를 분할 또는 절단하는 것을 포함하는 것으로 제한하기 때문에, 종래의 톱을 사용하는 화장판가공(veneering) 또는 절단 등의 종래의 방법에 의한 연속 웹 재료의 기술적으로 실행가능한 가공은 제한된다.

물로 채워진 HIPE 재료의 대체로 원통형 블록으로부터 연속 웹을 절단하고자 하는 경우에 직면하는 추가의 문제점은 웹의 롤 스톡을 형성하기 위한 후속적 웹 처리이다. 물로 채워진 HIPE 포움 웹은 롤 스톡에 감기 전에 탈수되는 것이 바람직하다. 연속 웹의 탈수는 일련의 탈수 닙 롤(nip roll) 사이에서의 압착, 진공 컨베이어를 통합 흡입, 또는 복사 또는 대류 열에 의한 건조를 포함하는 다수의 방법으로 달성될 수도 있다. 그러나, 일반적으로 그러한 웹 가공은, 웹을 일정 속도로 이동시켜 신뢰할만하고 반복가능한 건조 결과를 제공할 것을 필요로 한다. 따라서, 블록이 일정 각속도 보다는 일정 접선속도로 회전할 때, 원통형 블록의 주변으로부터 물로 채워진 HIPE 포움의 연속 웹을 절단 또는 분할하는 것이 바람직하다.

따라서, 단일 블록 재료로부터 연속 웹 재료를 형성할 수 있는 것이 바람직할 것이다.

부가하여, 플래튼 또는 플랫폼상에 지지된 단일 블록으로부터 연속 웹 재료를 형성할 수 있는 것이 바람직할 것이다.

부가하여, 포움 재료의 경화된 블록으로부터 물로 충전된 연속 웹 HIPE 포움 재료를 형성할 수 있는 것이 바람직할 것이다.

또한, 연속 웹 포움 재료를 자동화된 공정으로 형성하여 연속 두께의 웹을 균일한 선 속도로 제조할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.

발명의 요약

본 발명은 재료의 블록으로부터 연속 웹 재료를 형성하기 위한 장치를 포함한다. 재료 블록은 베이스와 상기 베이스로부터 대체로 직각으로 연장된 대체로 수직 중심축을 갖는 원통형 블록인 것이 바람직하다. 상기 장치는 블록을 회전 가능하게 지지할 수도 있는 회전 가능한 플래튼과, 블록의 베이스 근처의 이동 위치를 규정하는 블록의 부분을 이동시키기 위한 수단을 포함한다. 절단 날은 블록의 중심 축에 대체로 평행하게 위치되며, 상기 절단 날은 중심 축으로부터 소정 거리로 블록을 절단하도록 위치설정된다. 절단 날은 블록의 이동 부분 내에서 이동하도록 배치된 부분을 갖는다. 또한, 본 발명의 장치는 플래튼을 회전시키기 위한 회전 수단 뿐만아니라 상기 중심 축으로부터 절단 날의 사전설정된 거리를 직선형으로 감소시키기 위한 전진 수단을 포함한다. 절단 날 및 플래튼을 작동 관계로 조절하여 회전 플래튼이 회전함에 따라 연속 웹을 제조함과 아울러 상기 중심 축으로부터 절단 날의 사전설정된 거리가 연속적으로 감소되도록 하기 위한 제어 수단이 포함된다.

또한, 베이스와 상기 베이스로부터 대체로 직각으로 연장된 대체로 수직 중심 축을 갖는 재료의 블록으로부터 연속 웹 재료를 형성하는 방법이 개시된다. 이 방법은 그것의 베이스에서 베이스 근처의 블록의 일부분을 이동시키는 회전 가능한 플래튼 위에 지지된 블록을 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은 중심 축에 대체로 평행하게 배치된 절단 날을 제공하는 단계와, 블록이 회전 가능한 플래튼 위에서 회전하는 동안 상기 회전 가능한 플래튼을 직선형으로 전진시키는 것에 의해 블록을 절단 날 안으로 안내하여 절단 날이 원통형 블록을 통해 거의 나선형 경로를 절단함에 따라 연속 웹을 제조하도록 하는 단계를 포함한다.

본 발명은 연속 시트 또는 웹 재료의 제조에 관한 것이며, 특히 포움의 단일 블록으로부터의 연속 시트 또는 웹의 제조에 관한 것이다.

본 명세서는 본 발명을 특별하게 강조하고 명확하게 청구하는 청구범위로 종결되지만, 본 발명은 첨부된 도면과 함께 하기의 설명으로부터 보다 잘 이해되리라 생각된다. 도면에 있어서 유사한 참조번호는 동일한 요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 장치의 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 장치의 평면도,

도 3은 도 1에 도시된 장치의 측면도,

도 4는 본 발명의 장치의 나선형 절단 경로를 나타내는 개략도,

도 5는 본 발명의 절단 날 요소의 단면도,

도 6은 본 발명의 절단 날의 다른 실시예의 단면도,

도 7은 본 발명의 절단 날의 또 다른 실시예의 단면도,

도 8은 도 3의 선 8-8을 따라 절단한 본 발명의 절단 날 및 절단 날 안내 조립체의 단면도,

도 9는 본 발명의 절단 날 안내부 요소의 단면도,

도 10은 본 발명의 다른 절단 날 및 절단 날 안내 조립체의 단면도,

도 11은 후단부에 부착된 가요성 비드를 구체화한 절단 날 구조의 단면도,

도 12는 절단 날의 한 측면에 부착된 가요성 비드를 구체화한 절단 날 구조의 단면도,

도 13은 절단 날의 후단부에 부착된 다른 실시예의 가요성 비드를 구체화한 날 구조의 단면도,

도 14는 본 발명의 왕복 톱의 실시예의 사시도,

도 15는 작업시에 이동 슈(displacing shoe)의 부분 단면도.

하기의 설명에서는 주로 중합체 포움 재료의 웹에 관한 본 발명의 방법 및 장치를 설명하지만, 본 발명의 방법 또는 장치는 그러한 재료의 처리에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명의 방법 및 장치는 절단 날로 절단할 수도 있으며 비 포움형 중합체, 목재 또는 치즈와 같은 웹 또는 시트로서 가공되기에 충분한 구조적 완전성을 갖는 임의의 재료의 가공에 유용할 수도 있다.

본 명세서에 사용된 용어 "블록(block)"은 절단하기 전 상태의 절단할 재료를 의미한다. 대체적으로, 본 발명의 배경에서 "블록"이라는 용어는 절단 날로 절단 또는 분할하기에 적합한 임의의 3차원 단일 재료를 의미한다. 블록은 어떤 특정의 형상으로 시작할 필요는 없으며, 원통형 단면을 갖는 블록이 바람직하는 하기의 설명으로부터 이해할 수 있을 것이다. 스크랩을 최소화하고 절단된 웹의 길이를 최대화하기 위해서는 정 원형 형상의 블록이 가장 바람직하다. 후술하는 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예의 배경에서, "블록"이라는 용어는 고 내상 유제를 일괄 공정으로 경화시키는 결과로서 성형되며 때로 "번(bun)"이라 칭하는 고형 포움 HIPE 구조체를 의미하기 위해 사용된다. 그러한 블록은 본원에 참고로 인용되는 1997년 7월 22일자 허여된 데스마라이스의 미국 특허 제 5,650,222 호에 개시된 방법에 따라 제조할 수도 있다.

일반적으로, 본 발명의 방법에 의해 균일한 두께의 연속 웹을 절단하기 위해서는 대체로 원형 단면의 실린더 형태의 블록이 필요하다. 그러나, 출발대(starting block)는 단면이 비 원형일 수도 있고, 블록의 최초의 둥근 모서리는 재료의 비 연속부, 어쩌면 재생되거나 폐기될 스크랩을 생성할 수도 있다. 전술한 미국 특허 제 5,650,222 호에 따라 대체로 원형 주물로 제조하면, 블록이 대체로 원통형으로 성형되고 결과적으로 스크랩 발생이 최소화된다.

HIPE 포움의 블록을 절단하는 경우, 본 발명의 방법에 의해 경화된 포움의 물로 채워진 블록으로부터 중합체 포움 재료의 거의 연속 웹이 제조된다. "물로 채워진"이란 용어는 유공 구조체가 HIPE를 준비하기 위해 사용된 잔류 액상 물질로 실질적으로 채워진 것을 의미한다. 이러한 잔류 액상 물질(대체로, 전해질, 잔류 유화제, 및 중합 기폭제의 수용액)은 통상적으로 약 96 내지 99 중량%의 경화된 HIPE 포움이다.

물로 채워지면, HIPE 포움의 블록이 비교적 무거워지고 밀도는 물에 가까워지며 비교적 적은 구조용 재료 강도를 갖게 된다. 웹 또는 시트로 경화하기 전에 포움 블록을 탈수시키면 블록을 다루기는 쉬워지지만, 블록의 탈수는 시간이 매우 많이 소모되고 상업적 규모로 실행하기가 불가능하다. 따라서, 연속 웹 또는 시트가 중합체 포움의 물로 채워진 블록으로부터 절단되며, 잔여의 물을 제거하기 위해 추가로 처리된다. 물로 채워진 블록의 중량 및 구조적 완전성은 절단 작업중에 충분한 지지를 필요로 한다. 실제로, 물로 채워진 HIPE 포움의 경우에, 충분한 지지를 위해서는, 도 1 및 도 3을 참조하여 후술하는 바와 같이 블록이 아래로부터 거의 완전히 지지되고, 블록의 중량이 그의 베이스를 가로질러 고르게 분배되도록 하는 것이 요구된다.

연속 웹은 경화된 포움으로부터 절단한 후에 연속 공정으로 탈수되고 롤 스톡으로서 감길 수도 있다. 그에 따라, 롤 스톡 형태의 중합체 포움을 후속 가공, 처리 또는 성형시에 예를 들면 흡수성 코어 재료로 사용할 수도 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 웹은 가공되고 실질적으로 일정한 선형 속도로 롤 스톡상에 감기며, 탈수와 같은 소정의 추가의 가공이 절단 작업과 롤 스톡으로서 감기는 작업 사이에에 수행된다.

도 1은 본 발명의 장치(10)의 일 실시예의 사시도로서, 재료의 블록(1), 예컨대 경화된 HIPE 포움 재료가 본 발명의 방법에 의해 균일한 두께의 웹으로 절단되는 것을 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 블록(1)은 중심 축(2)과 주변 면(3)을 갖는 정 원통형 형상인 것이 바람직하다. 중심 축(2)이 도 1에 도시된 바와 같이 대체로 수직이 되도록 블록(1)이 배향되는 경우, 주변 면(3)은 블록(1)의 대체로 원형의 하부 베이스 섹션(6)과 대체로 원형의 상부 베이스 섹션(8) 사이에 거의 직각방향으로 연장된 원통형 블록(1)의 대체로 수직 측면에 의해 규정된다. "베이스 섹션(base section)"이란 용어는 원통형 블록의 수직 측면에 대체로 직교하는 대체로 평탄한 면을 의미한다. 원통형 실린더의 경우에 있어서, 베이스 섹션은 수직 측면에 거의 직교하는 원형 표면인 것이 바람직하다.

블록(1)이 HIPE 포움인 경우에, 블록은 여전히 경화 온도에 또는 그 부근에 있는 동안 경화 직후에 절단되는 것이 바람직하다. 적절한 경화 온도는 유제(특히, 유화제 계통이 사용됨)의 유상 또는 액상의 단량체 및 기타 구성물과, 사용되는 중합 기폭제의 유형 및 양에 따라 변화될 것이다. 그러나, 적절한 경화 조건은 HIPE를 약 2 시간 내지 약 64 시간, 보다 바람직하게는 약 2 시간 내지 약 48 시간 범위의 주기동안 약 122℉(50℃) 이상, 보다 바람직하게는 약 150℉(65℃) 이상, 가장 바람직하게는 약 175℉(80℃) 이상의 상승된 온도로 유지하는 것을 포함할 것이다. 블록은 실온을 포함하는 경화 온도 이하의 온도에서 경화한 후에 절단될 수도 있다. 어떤 HIPE 포움 조합물에 대해서는 실온 이하의 경화 온도가 성공적이었다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 블록(1)은 플래튼(platen)이라 칭하는 회전 플랫폼상의 대체로 하부 베이스 섹션(6) 위에 얹혀 있다. 플래튼(20)은 대체로 평탄하고 바람직하게는 원형이며, 도 1 및 도 3에 플래튼 축(22)으로 도시된, 원형면에 직교하는 대체로 수직 중심 축을 중심으로 회전 가능하다. 작업 개시시에 최초의 폐기물을 감소시키기 위해서, 블록(1)은 중심 축(2)과 플래튼 축(22)이 웹 절단 이전에 대체로 동축이 되도록 위치설정되는 것이 바람직하다. 블록(1)의 중심 축(2)이 플래튼 축(22)으로부터 오프셋되거나, 또는 블록(1)의 단면이 처음에 원형이 아니면, 양자의 조건이 충족될 때까지는 비 연속 웹이 제조될 수도 있다. 이러한 이유로, 본 발명의 방법으로 절단하는 경우, 제조되는 연속 웹의 길이는 원형 단면의 블록을 구비하는 것에 의해 그리고 절단하기 전에 블록의 중심 축을 플래튼 축과 적절히 정렬하는 것에 의해 최대화된다.

바람직한 실시예에 있어서, 블록(1)은 플래튼(20) 바로 위에 얹혀있지 않으며, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 블록 지지 팰릿(pallet)(23)에 의해 지지된다. 상기 블록 지지 펠릿(23)은 처음에 중합체 포움을 블록으로 형성하기 위해 사용되는 주형의 일부일 수도 있다. 주형의 측면 및 상부(사용되는 경우)를 제거하고 나머지 부분을 포움의 경화된 블록의 지지 펠릿으로서 남길 수도 있다. 펠릿은 목재, 철재 및 성형 플라스틱을 포함하는 적절한 구조용 지지체를 제공하는 것이 가능한 어떠한 적절한 재료로도 제조될 수가 있다.

지지 펠릿(23)은 강성 베이스 지지체를 제공하여 절단을 위해 블록(1)을 상승시키고 운반하며 위치설정할 수도 있도록 하는 것에 의해 블록(1)을 취급하는 것을 돕는다. 부가하여, 지지 펠릿은 플래튼(20)을 정렬함으로써 절단하기 전에 블록의 적절한 정렬을 확보하기 위한 수단을 구비할 수도 있다. 예를 들면,지지 펠릿(23)은 플래튼(20)상의 상보형 돌출부와 정합하여 플래튼에 관해 지지 펠릿의 정확한 배치를 확보하기 위한 요부, 홈, 슬롯 등을 구비할 수도 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 지지 펠릿(23)은 대체로 수직 플래튼 축(22)과 동축인 강성 중앙 부재(21)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 강성 중앙 부재(21)는 절단 작업중에 지지 펠릿(23)에 일체식으로 연결되고 블록(1)을 안정시키는 것을 돕는 것이 바람직하다. 강성 중앙 부재(21)는 블록의 회전 구동을 지원하는 것을 포함하여, 블록(1)을 작동 가능한 위치에 고정시키는 것을 돕기 위해 필요에 따라 각종 돌출부를 구비할 수도 있다. 변형예로, 블록(1)은 상부 클램프에 의해 적소에 고정될 수도 있고, 상기 상부 클램프는 블록(1)을 플래튼 축(22)에 대해 적소에 고정시킨다.

바람직한 실시예에 있어서, 플래튼(20)은 직선 슬라이드 베어링(24)상에 장착되고 제어식 직선 구동 기구(26)에 결합된다. 바람직한 실시예에 있어서, 직선 구동 기구(26)는 볼 스크류 기구를 포함한다. 그러나, 다른 직선 슬라이드 또는 롤러 기구도 실행가능하며, 직선 구동 기구는 공압, 수압, 체인 및 스포켓 또는 업계에 공지된 임의의 구동 기구와 같은 소정의 적절한 구동기구일 수도 있는 것으로 생각된다. 하기에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 플래튼(20) 및 블록(1)의 조합된 회전 및 직선 운동에 의해, 블록(1)이 거의 균일한 두께의 시트 또는 웹(50)으로 정밀하게 절단된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 직선으로 이동하는 플래튼(20)에 대해 설명하였지만, 절단 날을 직선운동이 고정된 회전 플래튼으로 직선형으로 이동시키는 것에 의해 동일한 공정을 수행할 수 있다는 것을 주목하여야 한다.

도 1, 2 및 3에 도시된 바와 같이, 절단 날(30)은 중심 축(2)에 대해 대체로 수직으로 그리고 거의 평행하게 배향되어 있다. 일단 절단이 개시되고 블록(1)의 소정의 필요한 곡면처리가 달성되고 나면, 절단 날(30)은 웹 제조 중에 주변 면(3)에 거의 평행하게 남는다. 치형 및 비 치형 왕복 절단 날을 포함하는 많은 상이한 절단 날의 형태가 사용될 수도 있지만, 절단 날(30)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 이가 없는 연속 밴드인 것이 바람직하다. 연속 밴드를 사용한다면, 절단 날(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 3개의 풀리상에 장착되는 것이 바람직하다. 구동 풀리(32)는 마찬가지로 가이드 풀리로도 작용하여, 절단 작업중에 절단 날의 위치로 연속 미세 조정한다.

도 3에 도시된 바와 같은 띠 톱 구조에 있어서, 풀리(32, 34)의 사이즈 및 배치는 중요하지 않으며, 당업자라면 적절히 배치할 수 있다. 그러나, 풀리(36)의 사이즈 및 배치는 도 3에 도시된 바와 같이 중요하다. 풀리(36)는 가능한 한 작게 제조되어, 이하 보다 상세히 설명하는 바와 같이 웹의 폭을 최대로 하는 것이 바람직하다. 작업시에, 풀리(36)는 연속적으로 물로 세척하여 베어링을 냉각시키고 또 파편들을 제거한다. 또한, 물에 의한 세척은 절단 날(30)에 약간의 윤활과 세척을 제공하여, 블록을 통해 상부로 이동하는 경우, 즉 띠 톱이 도 3에 화살표(B) 방향으로 도시된 바와 같이 시계방향으로 이동하는 경우, 매우 양호하게 절단할 수 있다. 이론적으로 제한됨이 없이, 풀리(36)의 물에 의한 세척이 풀리(36)를 절단 파편 없이 유지하는데 보다 효과적이기 때문에, 절단 날을 블록을 통해 상부로 구동시키는 것에 의해 말끔한 절단이 달성될 것으로 생각된다. 또한, 절단 날(30)은 말끔하게 유지되며, 그 결과 매끈하고 말끔한 절단이 이루어진다. 바람직한 실시예에 있어서, 절단 날(30)은 110 내지 160ft/mn의 선속으로 작동하여 약 50 ft/min의 선속으로 이동하는 절단 웹을 제조한다.

"고정(securement)"이란 용어는 절단 날을 대체로 수직 방향으로 그리고 중심 축(2)과 대체로 평행한 관계로 그에 따라 웹 제조중에 주변 면(3)에 평행하게 지지하기에 적합한 물리적 억제를 의미한다. 각종 절단 날의 유형 및 형태는 상이한 유형의 고정을 필요로 한다. 예를 들면, 본 발명에 사용되는 도 14에 도시된 바와 같은 대체로 직선 왕복 절단 날(30)은 스윙 아암 종동부(62) 및 캠(60) 장치에 기계식으로 연결된 상부 고정부(54)와, 하부 고정지지 부재(55)에 연결된 하부 고정부(56)를 필요로 할 것이다.

도 1, 2 및 3으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 작업 플래튼(20)은 플래튼 축(22)을 중심으로 회전함과 동시에 절단 날(30)의 방향으로 직선으로 이동하여 블록(1)을 절단 날(30) 안으로 공급한다. 플래튼(20)의 각각의 회전마다, 직선 구동 기구(26)는 작업자가 소망하는 웹 폭만큼의 사전설정된 거리로 플래튼(20)을 직선방향으로 전진시킨다. 웹의 두께는 플래튼의 회전과 플래튼의 이동(직선 운동)의 관계에 의해 조절되며, 순간 주변 면(3)이 절단되고 웹(50)의 한 측면이 될 때 주변 면(3)과 날(30) 사이의 재료의 두께로서 규정된다. 도 2에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 주변 면(3)이 절단에 의해 제거됨에 따라, 새로운 주변 면(3)이 연속적으로 노출되고, 주변 면(3)은 장치(10)의 작업중에 중심 축(2)에 연속적으로 가까워진다.

일정한 웹 두께를 유지하기 위해서, 플래튼(20)은 그것이 회전함에 따라 연속적으로 직선방향으로 전진하는 것이 바람직하며, 중심 조절기가 플래튼의 이동과 다른 톱 작업을 조화시킨다. 바람직한 것은 아니지만, 변형예로 플래튼(20)은 회전운동만 하고, 예를 들면 직선운동은 하지 않으며, 절단 날(30)은 회전 플래튼(30) 안으로 직선방향으로 전진하는 것을 가정할 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 중요한 제어 변수는 중심 축(20)(및 그에 따른 주변 면(3))과 절단 날(30)간의 상대적 관계이다. 중심 조절기는 작업자가 사전 설정된 소망의 웹 두께 및 작업 속도를 단순히 선택할 수 있도록 프로그래밍가능한 것이 바람직하며, 상기 중심 조절기는 모든 다른 처리 변수를 규정한다. 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 웹을 절단할 때의 절단 날의 경로는 본질적으로는 나선형으로서, 블록의 외부에서 시작하여 내부로 진행한다. 배출(절단) 웹에서의 일정 접선 속도는 나선형 경로를 따라 일정한 선 속도로 절단하는 것에 의해서 유지된다.

나선형 경로를 따르는 일정 속도는 2개의 축의 이동, 즉 플래튼(20)의 회전운동 및 직선운동을 동시에 조절하는 위치 루프에 의해 달성되는 것이 바람직하다. 절단 날과 블록의 회전 중심 사이의 거리는 직선 축에 의해 조절되는 반면, 회전 축은 절단되는 블록의 주변의 접선 속도를 포함하는 접선방향 운동을 통제한다. 이러한 통제는 회전 중심과 절단 날 사이의 출발 거리로부터 출발 반경(SR)까지 플래튼(20)을 먼저 이동시키는 것에 의해 달성되는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 출발 반경(SR)은 소정의 원통형 블록에 대한 최대 반경이다. 비 원형 블록의 경우에, 출발 반경은 중심 축(2)과 블록의 외측 연부 또는 모서리 사이의 최대 거리일 것이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 블록이 "만곡처리"되어 단면이 대체로 원형이 될 때까지는 연속 웹이 제조되지 않을 것이다.

나선형 절단은 출발 반경(SR)으로부터 최종 반경(ER)까지 계속된다. 최종 반경(ER)은 폐기물을 최소화시키기에 실용적인 바와 같이 강성 중심 부재(21) 근처에 위치하는 것이 전형적이다. "목표"거리는 접선방향 웹 속도가 절단 작업을 통해 일정하게 남아있도록 하기 위해 소정의 시간 간격으로 횡단하여야 하는 나선형 절단 경로를 따라 계산되는 거리이다. 바람직한 실시예에 있어서, 위치 목표는 2msec의 고정된 시간 간격으로 갱신된다.

바람직한 실시예에 있어서, 목표거리(TD)는 고정된 시간 증가량내에서 나선형 경로를 따라 이동하는 거리로서 다음의 수학식 1로 규정된다.

TD(in) = [웹 선 속도(ft/min) x 12(ft/min)/60sec/min] x 시간 간격(sec.)

나선형 경로를 횡단하는 총 목표 거리(TD)는 축적된 작동 합계(ATD)로서 계산되며, 하기의 수학식 2에서 회전 플래튼의 목표 위치(각진 축)((θ)(라디안)) 및 절단 날까지의 반경(직선 축)(r(인치))을 결정하기 위해 사용된다.

r = sqrt[SR(in)²- A(in) x ATD(in)]

θ= [SR(in) - r(in)/Bin)]

여기서, 상수 A 및 B는 소망의 절단 두께(th)에 의해 결정되며 다음의 수학식 2에 의해 계산된다.

A = th(in)/π

B = th(in)/2π

따라서, 상기 수학식들로부터 알 수 있는 바와 같이, 조절기는 작업자로부터의 입력으로서의 웹 선 속도와 절단 두께를 취하며, 위치 루프를 이용하여 2개의 이동 축을통제함으로서 나선형 경로를 따르는 일정한 접선 속도를 확보하며 그에 따라 추가의 가공을 위해 멀리 운반될 때 절단 웹에서 일정 선 속도를 확보한다.

회전축과 절단 반경(플래튼의 직선 이동)을 조절하는 축 양자의 속도는 시간에 따라 일정하게 변화되어, 절단 웹의 선 속도가 소정의 선 속도로 유지되도록 확보한다. 이러한 속도 변화는 나선형 절단의 기하학적 절단에 기인하며, 블록의 반경의 감소와 더불어 각 속도 및 직선방향 전진 양자가 비 선형으로 증가하는 것을 필요로 한다. 따라서, 각 회전 속도 및 직선 전진 속도는 절단 거리와 관계되어 선형이지 않으며 양자는 절단 거리에 따라 실제로 증가되어 접선방향 속도가 일정하게 유지된다.

전술한 바와 같이, 물로 채워진 전형적인 중합체 포움 블록의 중량 및 강도와 같은 물리적 특성으로 인하여, 블록(1)은 웹 절단 공정중에 항상 플래튼(20)에 의해 그의 베이스상에 지지되어야 한다. 거의 균일한 웹 두께를 생성하기 위해서, 절단 날(30)은 상부 고정부(54) 및 하부 고정부(56) 양자에 의해 고정되는 것이 바람직하다. 그러나, 플래튼(20)이 직선방향으로 계속 전진함에 따라 하부 고정부(56)가 플래튼(20) 위와 블록(1)의 아래에 머물러야 하기 때문에 이것은 구조적인 어려움을 나타낸다. 하부 고정부로 고정되지 않더라도, 절단 날의 단부가 연장되는 블록 아래의 유격이 존재하여야 한다. 이러한 기술적인 어려움은, 소정 량의 블록 재료를 이동시켜 하부 절단 날 고정부(56)의 영역에 블록(1)의 이동 부분(65)를 형성하며 그에 따라 하부 절단 날 고정부(56)가 이동 부분(65)에서 플래튼(20) 위와 블록(1) 아래에서 움직이도록 하는 것에 의해 해결된다.

바람직한 실시예에 있어서, 이동 부분(65)은 도 1, 2 및 3에 도시된 그루버(groover)(40)에 의해 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 직경이 대략 4인치(10.2㎝)인 24개의 이가 달린 밀링 커터를 그루버로서 이용한다. 그루버(40)는 회전함에 따라 블록(1)으로부터 소정량의 재료를 제거하는 것에 의해 연속적으로 이동하고 하부 베이스(6) 근처의 블록 자체에 홈 또는 노치를 형성함으로써, 블록과 플래튼 사이에 홈(42)을 형성한다. 홈(42)은 필요한 이동 부분(65)를 형성하며, 하부 고정부, 예를 들면 하부 아이들러 풀리(36)가 필요한 만큼 클 수도 있는 공간에서 작동하는 것을 가능하게 한다.

그루버(40)는 소정의 적절한 수단(도시 않됨)에 부착되어 그것에 의해 구동된다. 바람직한 실시예에 있어서, 그루버(40)는 그것을 베이스(6) 근처의 블록(1) 안으로 가압하는 탄성 하중 아암 부착 수단을 포함하는 조립체의 일부이다. 그루버(40)에 의해 제거되는 재료의 양, 즉 홈(42)의 깊이를 조정하기 위해, 그루버(40)는 적어도 하나의 조정가능한 아이들러 롤러에 부착되는 것이 바람직하며, 상기 아이들러 롤러는 블록이 플래튼(20) 위에서 회전함에 따라 이동 부분(65)의 주변 면(3) 위에서 서서히 좌우요동운동 한다. 탄성 하중 아암 부착 수단 및 아이들러 롤러는, 그루버가 블록(1)에 대해 일정 위치에 유지되어 일정한 홈 깊이가 유지되도록 한다.

홈(42)은 적당하게 실행 가능하다면 작은 것이 바람직하다. 홈(42)의 높이 뿐만아니라 깊이는 최소인 것이 바람직하다. 홈(42)의 불필요한 높이는 완성된 웹 재료로서 사용될 수 있는 재료를 제거하는 것에 의해 완성된 웹의 폭을 제한한다. 홈(42)의 깊이가 초과되면, 홈 위의 블록의 외팔보 부분이 너무 커져서 부러짐으로 인한 구조적 손상 또는 파손이 발생될 수도 있다. 이것은 특히 절단된 블록이 물로 채워진 HIPE 포움인 경우에 실제로 발생된다. HIPE 포움은 대체로 충분히 지지된 상태로 머물러야 하기 때문에, 외팔보 효과가 외팔보 부분의 파손에 이르기 전에 홈(42)의 깊이가 도달할 수도 있는 한계가 존재한다. 높이가 대략 24 인치(60.96㎝)인 블록, 즉 폭이 24 인치인 웹으로 절단될 수 있는 블록의 경우에, 1 인치 미만의 홈 깊이가 바람직하다.

연속 절단 날, 즉 띠 톱의 실시예에 있어서, 하부 아이들러 풀리(36)는 하부 고정부(56)로서 기능하고, 또 완성된 웹에서 재료의 폭을 최대화할 수 있는 사이즈인 것이 바람직하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 풀리(32, 34)에 비해서 아이들러 풀리(36)는 더 작으며 홈(42)내에서 적어도 부분적으로 작동될 수도 있는 사이즈로 되어 있다. 블록(1)의 반경이 감소되고 그리고 플래튼(20)이 절단 날(30)을 향해 직선방향으로 이동함에 따라 홈(42)은 일정 깊이에 머무르며, 그에 따라 풀리(36)는 절단 작업중에 홈(42) 내부에 적어도 부분적으로 머무르고, 홈과 거의 일정한 공간 관계로 머무른다.

절단 날(30)에 사용되는 특정 재료에 따라, 풀리의 직경이 매우 작으면 절단 날의 수명은 허용불가능할 정도로 짧아질 수도 있으므로, 절단 날의 수명과 아이들러 풀리의 사이즈간의 구조적인 조정이 존재한다. 앞서 언급한 바와 같이, 아이들러 풀리의 사이즈가 증가되면 큰 홈이 필요하게 되어, 웹으로 절단하기에 유용한 블록의 양이 감소된다. 따라서, 적어도 소정의 블록 높이에 대해 절단 날의 수명과 웹의 폭간의 상호관련된 구조적 조정이 존재한다. 웹의 폭과 절단 날의 수명간의 허용가능한 조정은 직경이 대략 1인치인 하부 아이들러 풀리(36)를 사용하는 것에 의해 달성될 수도 있다. 특히, 바람직한 아이들러 풀리는 미국 일리노이주 다우너스 그로브 소재의 Rexnord Corporation으로부터 구입가능한 Rex Duralon 베어링과 같은 Duralon 부싱과 함께 McMaster-Carr로부터 구입가능한 Kel-F CTFE로 이루어진다. 바람직한 실시예에 있어서, 풀리 및 베어링은 물로 윤활된 경화된 스텐레스강 샤프트상에 지지된다. 물에 의한 윤활은 베어링 샤프트를 청결하게 유지시키고 또 고속 절단 작업중에 베어링의 냉각을 돕는다.

또한, 절단 날의 수명은 날의 구조에 의해 결정된다. 왕복형 "사브르" 톱날 또는 연속 날로 HIPE 포움 블록을 절단하는 실시예에 대해서, 스텐레스 강재 칼날(30), 즉 이가 없는 날이 만족스럽게 수행되며, 이가 달린 날보다 바람직하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 연속 띠톱 구조와 함께 사용되는 날(30)은 약 1인치의 폭(W)과, 약 0.005 인치(0.0127㎝)의 두께(T)와, 단일 베벨 선단부(33)와, 15°내지 45°각도의 절단부를 갖는 것이 바람직하다. 왕복형 톱에 사용하기에 적합한 날은 유사한 치수를 갖지만 두께는 약 0.027 인치(0.068㎝)이다. 날의 수명은 날의 전단부(33)를 도 6 또는 7에 도시된 바와 같은 둔각으로 절단하는 것에 의해 연장될 수도 있다. 도 6 또는 도 7의 형태에 있어서, 날의 전단부(33)는 랜드 영역(L)을 형성하도록 무디게 되어 있다. 랜드 영역(L)을 갖는 날은 도 5에 도시된 바와 같이 랜드 영역이 없는 날보다 더 오래 작동되어 고 품질의 절단을 제공한다. 이론적으로 제한됨이 없이, 랜드 영역(L)을 갖는 날은 전단부상의 부식 및 마모 효과로 인하여 장기간 사용될 것으로 생각된다. 도 5에 도시된 바와 같은 예리한 전단부는 완성된 웹에서 허용가능한 고 품질의 절단품을 생성하지 않는 "들쭉날쭉한" 연부를 형성하는 불규칙적인 방식으로 부식 및 마모되는 경향이 있다.

불규칙적인 두께를 갖는 웹을 제조하는 것을 돕기 위해서, 날 안내부(67)를 사용하여 날(30)을 안내하고 보강하는 것이 바람직하다. 날 안내부(67)는 날을 수직으로 추적하는 것을 도와서 절단된 웹의 두께가 웹의 폭을 가로질러 일정하게 되도록 설계되어 있다. 그것은 적절한 경도를 지녀야 하며, 날의 주변에 충분히 꽉 끼워맞춤되어 블록이 날 안으로 공급됨에 따라 날이 블록의 측면방향 힘과 연부에 작용하는 힘에 견딜 수 있도록 하고 또 날이 절단 경로에서 빗나가거나 "벗어나거나" "유동하는" 것을 방지하여야 한다. 그러나, 날 안내부가 날을 방해하거나 구속하여 날이 그의 의도하는 이동에서 기능하는 것을 저해하거나 방해하지 않도록 확보하는 주의를 기울여야 한다.

연속 띠톱의 바람직한 날 안내부가 도 8에 도시되어 있다. 상기 도면은 도 3의 8-8선을 따라 날 안내부 및 날을 단면도로 도시한 것이다. 도시된 실시예에 있어서, 날 안내부(67)는 얇고 비교적 강한 시트 재료, 예컨대 단련된 스프링 강으로 제조된 2개의 안내 부재(80)를 구비한다. 이 안내 부재는 날(30)의 전단부(33)로 절단 할 때 웹을 방해하지 않을 정도로 충분히 얇은 스텐레스 강인 것이 바람직하다. 안내 부재(80)에 바람직한 두께는 0.025 내지 0.030 인치(0.063 내지 0.076 ㎝)이며 가장 바람직한 두께는 0.027 인치(0.068 ㎝)이다. 안내 부재(80)는 연결 수단(도시 안됨)으로 안내 부재 지지부(82)에 부착되며, 상기 연결 수단은 날 안내 스페이서(84)에 부착되고 그것에 의해 이격되어 있다. 원추형 구멍과 그라운드 리벳으로 리벳 결합하는 것이 안내 부재(80)를 안내 부재 지지부(82)에 연결하는 일반적인 바람직한 방법이다. 안내 부재 지지부(82)중 하나 또는 양자에 홈을 형성하여 도 11 내지 도 13과 관련하여 이하 설명하는 바와 같이 가요성 비드(31)를 따르는 공간을 제공할 수도 있다.

안내 부재(80)는 날(30)과 최소의 접촉을 이루도록 날(30)에 대해 미소 각도로 장착되는 것이 바람직하다. 최소의 접촉은 실행 가능하다면 날의 전단부(33) 근처에서 이루어져야 한다. 날(30)과 최소의 접촉을 달성하는 바람직한 한 방법은 도 9에 도시된 바와 같이 특수하게 제조된 안내 부재 지지부(82)에 안내 부재(80)를 장착하는 것이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 날을 향한 표면(86)은 안내 부재 장착면(87)과 평행하지 않으며, 실제로 각도(α)로 형성되어 있다. 작업시에, 날을 향한 표면(86)은 날(30)에 대체로 평행하게 되어 장착 표면(87)과 장착된 안내 부재(80)가 날(30)과 예각을 형성하도록 한다. 안내 부재(80)(도 9에는 도시 않됨)가 전단부(33) 근처에 거의 닿는 각도로 날(30)에 접근하는 것을 확보하가 위해서는 이 각도(α)가 약 1°인 것이 바람직한 것으로 발견하였다. 부가하여, 절단된 웹이 날 안내부(67)와 충돌하지 않도록 하기 위해서, 안내 부재 지지부(86)에 전단 테이퍼가 형성되어 있다. 예를 들면, 도 9에 있어서, 표면(85)은 표면(87)에 대해 각도(β)로 형성되어 있다. 절단된 웹이 블록로부터 제거됨에 따라 날 안내부(67)가 절단된 웹과 충돌하지 않도록 하기 위해서는, 상기 각도(β)가 약 15°인 것이 바람직한 것으로 발견하였다.

날의 전체의 형상에 부가하여, 안내부는 날/날 안내부의 폭 및 두께의 유효 증가를 최소화하도록 설계되어야만 한다. 특히, 날의 안내 두께를 최소화하는 것은 블록과 날이 서로 거의 직각으로 동작하는 것을 가능하게 함으로써 절단 작업을 돕는다. 예를 들면, 도 8에 있어서, 블록(1)은 점선으로 표시되어 있다. 날 안내부(67)의 구조로 인하여, 블록(1)은 날(30)과 거의 직각으로 직선방향으로 전진하지 않는다. 그 대신에, 블록(1)은 블록의 곡률이 날 안내부를 청결하게 하는 소정 각도(θ)로 전진한다. 약 54 인치(137 ㎝) 까지의 원통형 블록의 직경에 대해, 블록의 원주의 곡률 반경은 날(30) 안으로의 직선방향 전진 각도(θ)가 도 8에 도시된 바와 같이 약 6°인 것을 필요로 하는 것으로 발견하였다. 웹이 절단되고 블록의 직경이 감소됨에 따라, 이 각도는 감소될 수도 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 날 안내부의 형태, 날의 폭 및 두께, 출발 블록의 총 직경에 의존하여 필요에 따라 더 크거나 더 작은 각도를 사용할 수도 있다.

절단 작업중에 날 안내부(67)와 블록(1)간의 가능한 충돌을 최소화하기 위해 연속 날에 사용하는 하나의 바람직한 날 안내부의 변형예가 도 10에 단면도로 도시되어 있다. 도 10에 도시된 날 안내부의 형태는 낮은 윤곽의 날 안내부(88)를 사용하는 것에 의해 날의 블록 측면상의 날 안내부의 두께를 최소화한다. 낮은 윤곽의 안내부(88)는 안내부의 블록 측면상의 안내 부재와 안내 부재 지지부를 대체한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 낮은 윤곽의 안내 부재(88)에 날(30)과의 접촉을 최소화 하기 위한 입(89)이 형성되는 것이 바람직하다. 낮은 윤곽의 안내부(88)는 스텐레스 강과 같은 안내 부재 지지부(82)와 유사한 재료로 제조되는 것이 바람직하다.

연속 날 형태에서 날의 안내 및 추적을 추가로 돕기 위해서, 각종 날 구조의 수정을 이용할 수도 있다. 바람직한 날 안내부에 관하여 도 8 및 도 10에 도시된 하나의 선택 사항은 적절한 중합체 재료의 가요성 비드(31)를 날(30)에 성형하는 것이다. 선택된 중합체 재료는 날 만큼 오래 지속되기에 충분한 가요성 및 내구성을 가져야만 한다. 이러한 목적으로 바람직한 중합체는 바람직하게는 30 내지 60 쇼어 A 듀로미터(durometer)를 갖는 폴리우레탄이다. 풀리, 예컨대 도 3의 풀리(32, 34, 36)는 가요성 비드(31)를 수용하도록 형성된 홈(도시 않됨)을 구비함으로써 안내부로서 작용하고 그에 따라 날(30)을 추적하도록 강요할 수도 있다. 날(30)은 가요성 비드(31)를 각 풀리상의 홈안에 확고히 배치하는 것에 의해 풀리에서 "유동"하거나 아니면 풀리상에서 표류하는 것이 방지된다.

가요성 비드(31)는 다수의 상이한 형상 및 구조로 형성될 수도 있고, 도 11 내지 도 13에 도시된 가요성 비드는 한정이 아닌 설명의 의도이다. 비드는 중합체를 금속에 성형하거나 고착시기 위한 기술 분야에 공지된 임의의 방법에 의해 날에 성형 및/또는 고착될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 도 11에 도시된 바와 같은 비드는 날(30)의 후단부상에 성형되는 것이 바람직하다. 그러한 구조에 있어서, 비드(31)는 풀리내의 대응 홈에서 작동하도록 설계된 0.060 내지 0.090 인치의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 도 12에 도시된 바와 같은 보다 바람직한 실시예에 있어서, 가요성 비드(31)는 본질적으로는 날(30)의 풀리 측면에 접합된 중합체 벨트이며, 이것은 마찬가지로 풀리내의 대응 홈내에서 작동한다. 도 12에 도시된 일반적 구조에 있어서, 비드는 총 두께(날에서의 높이)가 약 0.030 인치인 것이 바람직하다. 또 다른 변형예에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이 중합체 재료의 2개의 벨트를 날(30)의 후단부상에 함께 부착시킬 수 있다. 모든 경우에 있어서, 풀리 및 날 안내부내의 대응 홈들은 날의 적절한 추적을 확보할 것이다.

본 발명의 변형 실시예는 왕복형 톱 구조체(68)를 포함하는 바, 그것의 주요 구성 요소가 도 14에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 바람직한 왕복 톱 구조체(68)는 캠(60)을 구동시키는 모터(64)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 모터는 소망의 캠 RPM 출력을 제공하기 위해 적절한 기어박스에 연결될 수도 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 모터(64) 및 관련된 전동장치는 가변 RPM 출력을 허용한다. 캠(60)은 레버 아암(62)을 조작하는 캠 종동기를 구동시키며, 상기 레버 아암은 날(30)의 왕복 운동을 제공하도록 기계식으로 연결된다. 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에 있어서, 탄성 하중 바이어스가 레버 아암(62)에 작용하여 캠(60) 위에서 캠 종동기의 연속 좌우 요동 접촉을 확보한다. 모터 및 캠의 RPM에 의존하여 레버 아암(62)상의 필요한 탄성력을 조정하기 위해 스크류(63)를 조정하는 것을 포함할 수도 있다.

도 14에 도시된 욍복형 톱 구조체에 있어서, 날(30)은 핀과 홀 또는 상부 고정부(54)의 핀과 슬롯에 의해 지지된다. 날(30)은 그의 하단부에 홈이 형성되어 핀과 슬롯의 하부 고정부(56)를 형성한다. 날 안내부(67)는 날(30)을 보강하고 지지하는 것을 돕기 위해 사용될 수도 있으며, 날 안내부는 상부 및 하부 고정부에서 유사하게 지지된다. 그러나, 바람직한 왕복형 날의 두께가 증가되면 도 8 내지 도 10과 관련하여 전술한 바와 같이 날 안내부를 비교적 복잡하게 하는 필요성이 감소된다. 왕복형 날 안내부의 적절한 구조는 그들의 왕복형 톱의 라인용으로 Bosch, Inc.가 제조하는 것과 같은 표준형 안내부를 포함한다.

도 14에 도시된 왕복형 톱 구조체를 사용하는 경우, 그루버(40)를 사용하여 하부 고정부(56)를 수용하기 위한 홈을 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 이동 부분(65)를 성형하는 다른 방법은 하부 고정부(56)에 부착된 이동 슈(66)를 사용하는 것이다. 도 15에 부분 단면도로 도시된 바와 같이, 이동 슈(66)는 절단 작업 이전에 그리고 그중에 절단될 블록의 일부분을 들어올리기 위한 쐐기부로서 작용한다. 이동 슈(66)는 날(30)의 하단부를 이동 부분에서 상 하부로 이동시키는 것을 허용하도록 설계되며, 하부 고정부(56)(도 15에는 도시 않됨)의 일부분을 형성한다. 이동 슈를 사용하는 경우, 그루버 또는 소정의 다른 방법을 사용하는 것에 의해 홈(42)을 형성할 필요가 없다.

웹을 블록으로부터 절단한 후에, 그것은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 진공 제거 유닛(72)에 의해 추가로 처리하기 위해 끌어당겨진다. 바람직한 진공 제거 유닛(72)은 공기 투과성 무한 벨트(70)를 포함하며, 그것은 진공 박스 둘레를 감싸고, 그리고 벨트의 선 속도가 일정하고 또 블록의 주변 면의 접선 속도와 거의 동일함으로써 일단 절단되면 웹의 선 속도와 거의 동일하게 되도록 구동된다. 진공은 웹을 무한 벨트(70)에 대해 충분히 팽팽하게 끌어당기는 흡인을 야기시켜, 상기 벨트(70)가, 웹이 형성됨에 따라 웹을 블록에서 멀리 운반하는 본질적으로는 수직 컨베이어가 되게 한다.

진공 제거 유닛(72)은 독립적으로 조정 가능한 진공 레벨을 각각 갖는 3개의 섹션을 포함하는 것이 바람직하다. 날에 의해 절단된 후에, 웹은 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 진공 섹션(75)에 의해 날로부터 멀리 끌어당겨진다. 제 1 진공 섹션(75)은 웹을 절단할 때 웹의 과도한 주름, 절곡 또는 인열을 초래함이 없이 웹을 날로부터 멀리 끌어당기기에 충분한 레벨의 진공을 갖는다. 이상적으로, 진공 제거 유닛(72)과 진공 레벨의 제 1 진공 섹션(75)의 기단부는 시스템을 "자체 스레딩(self-threading)"이 되는 것을 허용한다. 다시 말하면, 일단 날(30)이 연속 웹을 절단하기 시작하면, 후단부가 제 1 진공 섹션(75)에 부착되고 그것에 의해 전적으로 통제되며, 그 다음 웹은 연속 형태로 추가의 처리를 위해 운반된다.

제 2 진공 섹션(77)은 회전 블록의 접선방향 회전 속도와 거의 동일한 속도로 포움 웹을 직선방향으로 끌어당기기에 충분한 레벨의 진공을 갖는다. 상기 제 2 진공 섹션(77)은 주로 운반 섹션이다. 즉, 그의 본래 목적은 웹을 웹 방향으로 일정 속도로 끌어당기는 것이다.

물로 충전된 HIPE 포움 블록으로부터 절단된 웹은 자체적으로 물로 충전되어, 진공 섹션(79)은 웹을 소정 정도, 바람직하게는 약 50%로 탈수시키기에 충분한 진공을 갖는다. 진공 섹션(79)의 주요 목적은 바람직한 웹 형성 장치에서 사용되는 일련의 탈수 단계에서 상당량의 물을 제거하는 것이다. 소망하거나 필요하다면, 소망의 물리적 특성을 갖는 웹을 제조하기 위해 추가의 탈수 및 세척/탈수 단계를 이용할 수도 있다.

그 다음, 웹은 필요에 따라 추가의 처리를 위해 운반될 수도 있다. 예를 들면, HIPE 포움의 경우에, 웹은 필요에 따라 탈수되거나, 롤상에 롤 스톡으로서 구르거나 또는 상이한 두께로 압축될 수도 있다. 추가의 탈수 진공 슈 뿐만아니라 복사열 건조와 같은 업계에 공지된 각종 건조 방법을 사용할 수도 있다.

본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어남이 없이 각종 다른 변화 및 수정이 이루어질 수 있음을 명확히 이해할 것이다. 따라서, 전술한 설명은 본 발명의 범위내에 속하는 그러한 모든 변화 및 수정예를 첨부된 특허 청구범위 내에 포함시키고자 의도하는 바이다.

Claims (10)

1. 재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 장치로서, 상기 블록은 개방 셀형 포움의 원통형 블록이고, 베이스와 상기 베이스로부터 대체로 직각으로 연장된 중심 축을 갖는, 장치에 있어서,

   (a) 상기 블록을 회전 가능하게 지지하는 회전 가능한 플래튼과,

   (b) 상기 블록의 일부분을 이동시켜 이동된 부분이 상기 블록의 베이스 근처에 형성되게 하는 이동 수단으로서, 밀링 커터인 이동 수단과,

   (c) 상기 블록의 중심 축에 대체로 평행하게 위치되는 날로서, 상기 블록을 상기 중심 축으로부터 소정 거리로 절단하도록 배치되며, 상기 이동된 부분내에 작동 가능하게 배치된 부분을 갖는 상기 날과,

   (d) 상기 플래튼을 회전시키기 위한 회전 수단과,

   (e) 상기 중심 축으로부터 상기 날의 소정 거리를 직선방향으로 감소시키기 위한 전진 수단과,

   (f) 회전 플래튼이 회전하면서 상기 중심 축으로부터의 날의 소정 거리가 연속적으로 감소됨에 따라 상기 연속 웹이 제조되도록 상기 날과 상기 플래튼을 동작 관계로 조절하는 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는

   재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 재료의 블록은 HIPE 포움이며, 보다 바람직하게는 물로 충전된 HIPE 포움인 것을 특징으로 하는

   재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 날은 연속 띠 톱날, 바람직하게는 이 없는 연속 띠 톱날을 포함하는 것을 특징으로 하는

   재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 날은 부착된 중합체 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는

   재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 장치.
5. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상부 고정부 및 하부 고정부를 더 포함하며, 상기 상부 고정부는 상기 블록 위에 위치되고 상기 하부 고정부는 상기 이동 부분내에 적어도 부분적으로 동작 가능하게 배치되어, 상기 상부 고정부 및 상기 하부 고정부가 상기 날을 상기 블록의 중심 축에 평행하게 하는 것을 특징으로 하는

   재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 장치.
6. 베이스와 상기 베이스로부터 대체로 직각으로 연장된 중심 축을 갖는 재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 방법에 있어서,

   (a) 회전 가능한 플래튼상에 그의 베이스가 지지된 상기 블록을 제공하는 단계와,

   (b) 바람직하게는 밀링 커터를 사용하여 상기 블록의 일부분을 상기 베이스 근처로 이동시키는 단계와,

   (c) 상기 중심 축에 대체로 평행하게 배치되고 상기 중심 축으로부터 소정 거리에 위치되는 절단 날을 제공하는 단계와,

   (d) 상기 회전 가능한 플래튼을 직선방향으로 전진시키는 것에 의해 상기 소정 거리를 직선방향으로 감소시키면서 상기 회전 가능한 플래튼을 회전시켜 상기 절단 날이 상기 원통형 블록을 통해 실질적으로 나선형 경로를 절단함에 따라 상기 연속 웹을 제조하는 단계를 포함하는

   재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 회전 가능한 플래튼과 상기 절단 날을 조절하여 상기 웹이 거의 균일한 두께가 되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는

   재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 조절 단계는 상기 회전 가능한 플래튼의 목표 위치를 결정하는 상기 나선형 경로를 따른 시간 종속 목표 거리와 출발 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는

   재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 방법.
9. 제 6 항, 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 회전 가능한 플랫폼의 목표 거리는 회전 성분과 직선 성분 양자를 포함하는 것을 특징으로 하는

   재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 방법.
10. 베이스와 상기 베이스로부터 대체로 직각으로 연장된 대체로 수직 중심 축을 갖는 재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 방법에 있어서,

    (a) 회전 가능한 플래튼상에 그의 베이스가 지지된 상기 블록을 제공하는 단계와,

    (b) 상기 블록의 일부분을 상기 베이스 근처로 이동시키는 단계와,

    (c) 상기 중심 축에 대체로 평행하게 배치된 절단 날을 제공하는 단계와,

    (d) 상기 블록을 상기 회전 가능한 플래튼 위에서 회전하는 동안 상기 회전 가능한 플래튼을 직선방향으로 전진시켜 상기 절단 날이 상기 원통형 블록으로 통해 거의 나선형 경로를 절단함에 따라 상기 연속 웹을 일정한 선 속도로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

    재료의 블록으로부터 재료의 연속 웹을 형성하는 방법.