KR20020047309A - 열가소성 펠릿 또는 이와 유사한 것으로 된 비직물구성품과 이 비직물 구성품의 엘리먼트를 직접 형성하는방법 - Google Patents

열가소성 펠릿 또는 이와 유사한 것으로 된 비직물구성품과 이 비직물 구성품의 엘리먼트를 직접 형성하는방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 독창적인 고상 형성처리공정과 이와 관련된 구조물에 관한 것으로, 종래의 펠릿형상으로 된 열가소성 혼합물을 이용하여, 단일한 형성단계에서 개별적인 엘리먼트로 중합체의 단일한 펠릿 또는 브리켓트를 주조함으로써 비직물 구성품의 엘리먼트를 형성한다. 일반적으로 상기 처리공정의 단계들은, a) 성형공동부에 또는 이에 인접하게 펠릿을 위치시키는 단계와; b) 이 펠릿이 상기 성형공동부의 형상에 적합하게 되도록 펠릿을 유연하게 변형시키기 위해서, 펠릿을 성형공동부의 성형면과 접촉시키게 밀어넣는 단계;를 포함한다. 상기 성형공동부는 필요한 엘리먼트를 형성하기 위한 형상을 가지며, 그 부피는 대체로 펠릿의 부피와 동일하다. 상기 밀어넣는 단계 또는 그 작용은 바람직하기로 에너지와 속도를 이용하는데, 이때 펠릿은 대체로 성형공동부의 부피를 채우도록 아주 유연하게 변형된다. 이 처리공정은 특정한 엘리먼트가 예컨대 서로 연결된 판과 리벳을 형성하도록 적당한 절차로 형성되면서 되풀이되어, 최종 생성물이 비직물 구성품으로 된다. 이 독창적인 처리공정으로 형성된 엘리먼트는 임의의 다양한 형상을 가질 수 있고, 2이나 3 또는 그 이상의 엘리먼트로 된 비직물 구성품의 형성을 위해 기본유니트를 형성할 수 있다. 이 독창적인 처리공정은 최종 제품의 형성 전에 시트나 다른 예비형성품으로 펠릿형상으로 된 중합체를 먼저 형성할 필요가 없게 된다.

Description

열가소성 펠릿 또는 이와 유사한 것으로 된 비직물 구성품과 이 비직물 구성품의 엘리먼트를 직접 형성하는 방법 {Direct forming of non-textile fabric elements from thermoplastic pellets or the like}
오늘날, 플라스틱은 모든 유형의 제품에 널리 사용되고 있는 바, 플라스틱이 제품과 함께 특정한 엘리먼트로 형성되고 일체로 되게 하는 처리공정이 신중히 개발되어, 출력된 제품의 크기와 생성된 플락스틱 제품의 성능특성을 전체적으로 극대화시켰다. 전형적으로, 중합체의 처리공정은 일괄적인 구조물(플라스틱 병)이나 큰 물품의 개별적인 엘리먼트(저동력 구동트레인용 기어부재나, 실 또는 합성섬유에 결합되는 열가소성 필라멘트)와 같이 개별적인 제품이나 엘리먼트를 형성하는 데에 이용된다.
종래의 잘 알려진 플라스틱 형성처리공정에는 많은 것들 중에서 사출성형과중공성형 및 압출성형이 포함된다. 이들 형성처리공정은 각각 여러 관련된 부차적인 처리기술을 갖지만, 결국 이들 모두는 적어도 하나의 공통특성에 의지하는데, 즉 플라스틱 개시재료는 필요에 따라 처리공정이 이행되도록 융해된 상태로 변형되어야 한다. 융해된 열가소성 흐름은 플라스틱 펠릿(그리고 아마도 이전 융해처리의 찌꺼기로부터의 "재생품(regrind)")을 분쇄하여 생성된 덩어리를 융해온도까지 열을 가함으로써 발생된다. 이 융해조건은 비교적 복잡한 설비의 이용을 필요로 하며, 처리변수는 성공적인 처리를 위해 정확히 제어되어야 한다. 또한, 이들 형성처리공정은 다소 제한되는데, 형성될 수 있는 제품의 유형에 제한이 있게 된다. 표면성질과, 화학적 저항성, 전기적 성질, 광학적 성질, 융해성, 인장강도, 전단강도, 탄성 및 강성과 같은, 이들 형성처리공정을 이용하여 이루어지는 최종 제품의 재료의 제한요소는 이들 종래의 플라스틱 형성처리공정의 결과로 손상될 수 있다. 또한, 이들 중 일부 형성처리공정은 연속된 처리 전에 융해된 플라스틱으로 나중에 재순환될 수 있는 많은 폐기물질을 생성한다.
상기 제한들은 플라스틱으로 만들어진 바람직한 제품이 비직물 구성품과 같이 유연성이 있고, 내구성이 있으며, 강하고, 쉽게 조립되는 것이 요구될 때 더욱 중요하게 된다. 여기서, 비직물 구성품은 개별적이고 서로 연결된 엘리먼트로 된 전체적으로 유연성 있는 웨브(web)를 의미하는 바, 이 웨브는 많은 직물의 특성을 갖되, 이들 특성을 위해 섬유와 관련된 처리공정에 의존하지 않는다. 체인 메일(chain mail)이 비직물 구성품의 한 예이다.
다른 플라스틱 형성처리공정은 쉘 디벨롭프먼트 컴파니(Shell DevelopmentCompany)의 초가소성 형성법으로 불리우는 고상(solid phase)형성법과, 다우 케미칼 컴파니(Dow Chemical Company)의 "플라스틱 물품의 무폐기물 형성법"이 있다. 상기 고상형성법은 높은 열뒤틀림온도를 갖는 플라스틱 물품과, 초고분자량 중합체를 이용하여 일체로 형성된 표피를 갖춘 확장된 층 또는 다공성 층 및, 둘 이상의 재료로 된 혼합된 구조물 또는 층이 형성된 구조물을 형성하는 데에 사용된다. 또한, 관련된 처리공정이 특히 알루미늄과 같은 금속의 형성에 이용되어, 정확히 형성된 금속의 슬러그에 불려서 만든 알루미늄 형상을 형성하게 된다. 고상형성법이 전체적으로 전술된 형성처리공정의 결점을 극복하는 플라스틱 제품을 생성하는 데에 이용될 수 있는 반면, 고상형성법 자체는 서로 연결된 구조물을 직접 형성하는 데에 이용되지 않았다.
이들 플라스틱 형성처리공정의 다른 단점은 최종 구현품으로 형성된 제품을 일체성형하기 위한 다음 제조단계들이 형성된 제품의 추가적인 조정단계를 포함한다는 것으로, 최종 제품을 조립하기 위한 이 추가적인 조정단계는 인건비와 생산속도에서 비용이 많이 들게 한다.
본 발명은 혼합 중합체의 처리 및 이러한 물품 제조공정에 관한 것으로, 특히 연결된 구조로 된 독특한 형상의 중합체 엘리먼트(element)를 생성하는 방법과 처리공정에 관한 것이다.
도 1a은 본 발명에 의해 제조된 비직물 구성품의 일부를 형성하는 판 엘리먼트의 전면사시도,
도 1b는 본 발명에 의해 제조된 비직물 구성품을 형성하도록 판 엘리먼트를 작동가능하게 연결하는 데에 이용된 리벳의 단면도,
도 2a는 상향판 엘리먼트와 하향판 엘리먼트 및 리벳을 나타내면서, 본 발명의 처리공정에 의해 형성된 비직물 구성품의 일부를 도시한 평면도,
도 2b는 도 2a의 2B-2B선 단면도,
도 2c는 판 엘리먼트가 리벳에 대해 측면으로 확장된 채로 도시된, 도 2b와 유사한 단면도,
도 3은 본 발명의 처리공정에 의해 형성된 비직물 구성품의 일부를 도시한 확대평면도,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 처리공정의 부분을 이루는, 비직물 구성품의 상향 엘리먼트를 만드는 데에 이용된 고상형성법의 단계를 나타내는 단면도,
도 5는 롤러의 외부면에 형성된 다수의 작업면을 나타내면서 롤러의 내부와 외부면 모두에서의 여러 처리단계들을 포함하는, 본 발명의 처리공정을 이행하는 데에 이용된 설비의 한 실시예의 개략도,
도 5a는 이전에 형성된 상향판과, 하향판을 형성하는 데에 이용된 중합체 펠릿을 유지하는 홈을 나타내는, 제 2롤러의 일부 표면을 도시한 도면,
도 5b는 작동가능한 형태에서 판을 유지하도록 리벳을 형성하는 단계 전에 미리 형성된 상향판과 하향판을 나타내는, 제 3롤러의 일부 표면을 도시한 도면,
도 5c는 본 발명의 처리공정에 의해 형성된 비직물 구성품의 일부를 도시한 도면,
도 6은 펠릿을 유지하는 홈과 상향 성형공동부를 포함하는, 제 1롤러의 일부 작업면을 도시한 도면,
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 처리공정의 부분을 이루는, 비직물 구성품의 하향 엘리먼트를 형성하는 고상형성법의 단계를 나타내는 단면도,
도 8a와 도 8b는 본 발명에 따른 처리공정의 부분을 이루는, 비직물 구성품의 리벳 엘리먼트를 형성하는 고상형성법의 단계를 나타내는 단면도,
도 9는 본 발명의 비직물 구성품을 형성하는 데에 이용된 판 엘리먼트의 다른 실시예의 상부 평면도,
도 9a는 판 엘리먼트의 가시가 있는 선단을 나타낸, 도 9의 9A-9A선 단면도,
도 10은 본 발명의 비직물 구성품을 형성하는 데에 이용된 판 엘리먼트의 다른 실시예의 상부 평면도,
도 10a는 판 엘리먼트의 홈이 있는 선단을 나타낸, 도 10의 10A-10A선 단면도,
도 10b는 도 9와 도 10에 도시된 다른 실시예의 가시가 있는 선단을 갖춘 판과 홈이 있는 선단을 갖춘 판의 맞물림을 도시한 단면도,
도 11은 도 9와 도 10에 도시된 다른 실시예의 판 엘리먼트로 이루어진 비직물 구성품의 일부를 도시한 도면,
도 12는 도 9와 도 10에 도시된 다른 실시예의 판 엘리먼트로 이루어진 비직물 구성품의 확장부를 도시한 도면,
도 13은 성형공동부의 일부로 가시가 있는 선단을 갖춘 판 엘리먼트를 이용하여 홈이 있는 선단을 갖춘 도 10의 판 엘리먼트를 형성하는 고상형성법의 단계를 도시한 단면도,
도 14a와 도 14b는 일체로 형성된 리벳 구조물을 병합한, 본 발명의 비직물 구성품을 형성하는 판 구조물의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 15는 리벳머리가 리벳 구조물에 형성되기 전에 도 14에 도시된 판의 실시예에 의해 형성된 비직물 구성품의 사시도,
도 16은 리벳머리가 리벳 구조물에 형성된 후에 도 14에 도시된 판의 실시예에 의해 형성된 비직물 구성품의 사시도,
도 17a 내지 도 17c는 분할 리테이너와 별도의 캡을 이용하여 일체로 형성된리벳 구조물을 병합한, 본 발명의 비직물 구성품을 형성하는 판 구조물의 또 다른 실시예를 도시한 도면,
도 18은 작업이 본 발명의 직접 형성처리공정으로 이행되고서, 각각의 선단을 따라 별도로 형성된 엘리먼트를 함께 융합함으로써 형성된 비직물 구성품의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 19는 본 발명에 따른 처리공정의 주요 단계들을 나타낸 블록선도,
도 20은 본 발명에 따라 제조된 비직물 구성품으로 이루어진 일부 외부면을 갖춘 여행가방의 사시도이다.
여기에 기술된 본 발명은 전술된 중합체 형성처리공정의 단점을 극복하고서, 바람직하기로 종래에 생산된 중합체 펠릿으로부터 고상형성기술을 이용하여 비직물형 구성품으로 서로 연결된 엘리멘트의 성형을 적소에 포함한다. 이 조합은 직접형성법으로 불리운다. 서로 연결된 엘리먼트는 생성된 구성품의 연속적인 웨브 또는다른 형상으로 조립된 위치에서 직접 성형된다. 다른 엘리먼트와 서로 연결된 엘리먼트를 최종조립된 구조물로 형성하는 것은, 엘리먼트를 겹치게 한 후에 배열부와 함께 연결시키기 위해서 겹쳐진 엘리먼트를 배열해야 하는 것과 같은 조립공정에서의 추가적인 조정을 필요로 하지 않게 한다. 따라서, 시간과 노동력 및 폐기물 비용이 현저히 감소되고, 효율이 현저하게 증가된다. 다시, 여기서 사용된 비직물 구성품은 개별적이고 서로 연결된 엘리먼트로 된 전체적으로 유연성 있는 웨브를 의미하는 바, 이 웨브는 많은 직물의 특성을 갖되, 이들 특성을 위해 섬유와 관련된 처리공정에 의존하지 않는다.
독창적인 고상 형성처리공정이 종래의 펠릿형상으로 된 열가소성 혼합물을 이용하여, 단일한 형성단계에서 개별적인 엘리먼트로 중합체의 단일한 펠릿 또는 브리켓트(briquette)를 주조함으로써 비직물 구성품의 엘리먼트를 형성한다. 특정한 비직물 구성품을 형성하는 데에 사용된 엘리먼트는 크게 변화할 수 있는데, 예시를 위해 아래에 상세히 기술된 바와 같이 이 엘리먼트는 함께 연결되는 판과 리벳을 구비한다.
일반적으로 상기 처리공정의 단계들은, a) 성형공동부에 또는 이에 인접하게 펠릿을 위치시키는 단계와; b) 이 펠릿이 상기 성형공동부의 형상에 적합하게 되도록 펠릿을 유연하게 변형시키기 위해서, 펠릿을 성형공동부의 성형면과 접촉시키게 밀어넣는 단계;를 포함한다. 상기 성형공동부는 필요한 엘리먼트를 형성하기 위한 형상을 가지며, 그 부피는 대체로 펠릿의 부피와 동일하다. 상기 밀어넣는 단계 또는 그 작용은 바람직하기로 에너지와 속도를 이용하는데, 이때 펠릿은 대체로 성형공동부의 부피를 채우도록 아주 유연하게 변형된다. 이 처리공정은 특정한 엘리먼트가 예컨대 서로 연결된 판과 리벳을 형성하도록 적당한 절차로 형성되면서 되풀이되어, 최종 생성물이 비직물 구성품으로 된다.
본 발명의 한 실시예에서, 성형공동부의 배열부가 구비되고, 각 구성품의 엘리먼트용 성형공동부는 한 측면에 이 성형공동부로 통상 개방되어 있는 펠릿수용홈 또는 체임버를 갖춘다. 이 홈의 벽은 망치 또는 타격기의 끝면으로 한정된다. 이 망치 또는 타격기는 펠릿을 수용하는 홈을 노출시키도록 들어간 위치에 있을 수 있고, 상기 망치는 홈을 채우거나 폐쇄시키도록 위치될 수 있어서, 펠릿을 수용하지 않는다. 따라서, 망치를 미리 배치함으로써, 판이나 리벳이 필요하게 되는 성형공동부의 맞은편 홈만이 펠릿을 수용할 수 있게 되어서, 판이나 리벳을 형성하게 된다. 성형공동부는 형성된 엘리먼트를 바람직한 형상으로 형성한다. 펠릿이 펠릿수용홈에 위치되고서 이 홈이 성형공동부와 정렬되면, 상기 망치는 펠릿을 성형공동부내로 밀어넣도록 작동된다. 이 망치는 펠릿이 유연하게 변형되고 대체로 성형공동부의 형상에 적합하게 되도록 충분한 힘으로 작동된다. 이 펠릿은 사용된 펠릿의 유형에 따라 연화상태로 미리 가열될 필요가 있다. 펠릿의 유형 또는 특히 화학적인 구성은 최종 제품의 요구되는 물리적인 특성에 의해 결정된다. 전술된 바와 같이, 여기에 기술된 엘리먼트는 비직물 구성품을 생성하기 위한 판 또는 리벳 엘리먼트이다.
그 후에, 이 처리공정은 최초로 형성된 엘리먼트의 부분이 다음 형성단계를 위해 성형공동부의 일부로 사용되는 방식으로 되풀이될 수 있다.
이 처리공정은 서로 연동하는 일련(바람직하기로 2 또는 3, 가장 바람직하기로는 4개)의 롤러로 우수하게 이행된다. 롤러의 외부 원통형표면은 판형성 성형공동부의 배열부의 한 측면 또는 다른 측면을 형성한다. 성형공동부의 측면들의 이 배열부는 롤러들 사이의 물림부(nip;서로에 평행하게 정렬된 한쌍의 롤러 사이의 접선)에서 함께 생긴다. 롤러의 내부는 원통형의 외부표면에서 성형공동부의 측면들과 정렬되는 체임버를 구비한다. 이들 체임버는 펠릿과, 망치 및 망치구동장치(바람직하기로 전자기 솔레노이드 또는 이와 유사한 것)를 수용한다. 3개의 롤러들 중 제 1 및 제 2롤러는 비직물 구성품을 형성하기 위한 판의 제 1층을 형성하는 데에 필요한 배열부를 성형한다. 제 2 및 제 3롤러는 바람직하기로 상기 제 1층의 판과 작동가능하게 맞물리고 부분적으로 그 위에 겹치는 겹침판의 제 2층을 형성하는 데에 필요한 판의 배열부를 성형한다. 제 3 및 제 4롤러는 판의 겹치는 제 1 및 제 2층에, 그리고 이들을 통해 머리를 갖춘 리벳의 배열부를 직접 성형한다. 이들 조립된 배열부는 이때에 완성될 수 있다. 머리를 갖춘 리벳이 설치될 수 있는데, 즉 리벳의 제 2끝이 판의 층들을 통해 삽입되면서 동시에 머리가 형성될 수 있다. 선택적으로, 비직물 구성품의 형상이 조정될 수 있고, 형성되면서 함께 유지되는 비직물 구성품의 엘리먼트의 자연적인 경향으로 인해 차후에 리벳이 설치될 필요가 있다. 다른 대안으로는, 비직물 구성품인 웨브와 그 형상을 형성하도록 직접 서로 연결된 판의 제 1 및 제 2배열부를 갖추는 단순화된 판형태를 구비한다.
상세히 설명될 방식으로 자동화될 때, 이 직접 형성처리공정은 여러 장점을 제공하는 바, 독창적인 직접 형성처리공정은 엘리먼트가 형성되는 중합체 구성성분에 대한 최적의 처리내력을 제공한다. 각 펠릿은 사출성형이나 압출성형과 같은 종래의 중합체 형성처리공정에 비해 거의 가열하지 않기 때문에 그 처리공정으로부터 열적인 저하가 최소로 또는 있지 않게 된다. 펠릿을 연화점 위에 있되 융해점 아래에 있게 하거나, 반정질 중합체에 대해 결정의 융해점 바로 아래에 있게 하도록 약간 가열할 수 있는 한편, 이 가열은 짧고 이들 및 다른 처리공정에서 전형적인 융해 또는 용해에 필요하면서 상당히 아래에 있는 온도에서 이루어진다. 따라서, 이 가열은 직접 형성된 엘리먼트의 이행특성에 유해하게 영향을 주는 것으로 생각되지 않는다. 물론, 성형시에 고상 또는 아주 유연한 변형으로부터 일어나는 순간가열은 있게 된다. 그러나, 종래의 사출성형이나 압출성형에서 통상 경험했던 열가소성인 융해된 덩어리의 분쇄나 혼합 또는 통합이 없게 되거나, 이들 중합체 펠릿이 사출성형이나 압출성형공정과 관련된 오랜 시간 동안 상승된 온도로 있지 않게 된다.
덧붙여, 펠릿의 부피가 성형공동부의 부피와 대체로 동일하도록 되어 있기 때문에, 직접 형성처리공정으로부터 생기는 상당한 폐기물 또는 다듬질이 없게 된다. 직접 형성처리공정의 출력물은 단지 최종요구되는 형상과 서로 연결된 방위로 제조되고 미리 위치된 비직물 구성품의 엘리먼트이다. 형성된 임의의 펠릿이나 임의의 엘리먼트가 구성품의 형상을 위해 이용될 수 없다면, 이들은 열적 또는 기계적인 저하가 없는 "순수한" 재료로 간주된다. 따라서, 다른 종래의 사출성형된 처리공정의 공급원료에 쉽게 첨가될 수 있거나, 다른 직접 형성처리공정을 위한 펠릿으로 재형성될 수 있다.
추가적으로, 직접 형성처리공정은 아주 신속한 생산사이클시간을 초래한다.이 직접 형성처리공정은 많은 열에너지(예컨대, 단지 임의의 예열 잔여분에 더하여 펠릿의 유연한 변형에 의해 생성된 열)를 생성하거나 필요로 하지 않고, 직접 형성된 엘리멘트는 크기가 매우 작아 덩어리로 인한 열관성을 거의 창출하지 않기 때문에, 몰드의 냉각사이클이 아주 짧게 될 수 있다. 또한, 서로 연결된 관계로 엘리먼트를 직접 형성하는 것은 비직물 구성품의 최종 조립체를 단순화시킨다. 이 엘리먼트들은 이들이 형성되는 대체로 동일한 시간에 서로 연결되도록 조립될 수 있어서, 비직물 구성품의 구조를 형성하기 위한 엘리먼트의 임시보관과 파지 및 위치선정이 생략된다. 또한, 어떤 경우에는, 단지 필요한 엘리먼트가 형성시에 성형되고 결합되기 때문에, 최종 비직물 구성품의 시트가 추가적인 조립 전에 절단이나 전단과 같은 과거의 형성조정단계를 필요로 하지 않게 된다.
더욱이, 인접한 엘리먼트의 부분들이 겹쳐진 판과 부분적으로 또는 완전히 설치된 리벳을 위한 성형공동부의 일부를 형성하기 때문에 인접하고서 서로 연결된 엘리먼트들의 고정은 거의 완벽하게 이루어질 수 있다.
특히, 비직물 구성품의 제조방법에 대한 본 발명의 한 양상은, 제 1엘리먼트를 형성하는 단계와, 이 제 1엘리먼트와 작동가능하게 연결되는 제 2엘리먼트를 형성하는 단계를 포함한다. 더욱 상세하게는, 상기 제 1엘리먼트를 형성하는 단계는 제 1엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하고, 제 2엘리먼트를 형성하는 단계는 제 2엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함한다.
비직물 구성품의 제조와 관련된 본 발명의 다른 형태에 있어서, 이 독창적인 방법은 제 1엘리먼트를 형성하는 단계와, 제 2엘리먼트를 형성하는 단계 및, 제 3엘리먼트를 형성하는 단계를 포함하여, 제 1과 제 2 및 제 3엘리먼트가 서로 작동가능하게 연결된다. 더욱 상세하게는, 각각의 형성하는 단계는 고상형성법을 포함한다.
본 발명의 다른 양상과 관련하여, 특히 3개의 롤러 처리공정에 관련하여, 본 발명은 제 1롤러와, 제 2롤러, 제 3롤러, 제 1 및 제 2롤러 사이의 제 1물림영역, 제 2 및 제 3롤러 사이의 제 2물림영역을 제공하는 단계를 포함한다. 제 1엘리먼트는 제 1물림영역에서 형성되고, 제 2엘리먼트는 제 2물림영역에서 형성되되, 제 2엘리먼트는 제 1엘리먼트와 서로 연결되는 방식으로 형성된다.
본 발명의 다른 양상과 관련하여, 특히 4개의 롤러 처리공정에 관련하여, 본 발명은 제 1롤러와, 제 2롤러, 제 3롤러, 제 4롤러; 제 1 및 제 2롤러 사이의 제 1물림영역, 제 2 및 제 3롤러 사이의 제 2물림영역, 제 3 및 제 4롤러 사이의 제 3물림영역을 제공하는 단계를 포함한다. 그 후에, 제 1엘리먼트는 제 1물림영역에서 형성되고, 제 2엘리먼트는 제 2물림영역에서 형성되되, 제 2엘리먼트는 제 1엘리먼트와 서로 연동되는 방식으로 형성되며, 제 3엘리먼트는 제 3물림영역에서 형성되는데, 이 제 3엘리먼트는 서로 연동하는 제 1 및 제 2엘리먼트를 서로 연결하도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 양상에 있어서, 개별적인 엘리먼트로 된 비직물 구성품은 고상형성법에 의해 제조된 엘리멘트로 만들어진다. 특히 상세하게는, 각 엘리먼트는 단일한 중합체 펠릿으로 만들어지는 크기로 된다.
본 발명의 다른 양상에서는, 개별적인 엘리먼트로 된 비직물 구성품의 형성은 제 1엘리먼트형과 제 2엘리먼트형을 포함하되, 여기서 제 1 및 제 2엘리먼트형은 서로 부착되어 다른 것에 대해 각 엘리먼트의 상대운동을 허용한다.
비직물 구성품을 만드는 데에 이용되는 기본유니트의 구조물과 관련된 본 발명의 다른 양상에서는, 제 1엘리먼트와 제 2엘리먼트 및 이 제 2엘리먼트에 제 1엘리먼트를 부착하는 부착엘리먼트를 구비하여, 제 1과 제 2 및 부착엘리먼트가 서로에 대해 움직일 수 있게 하는 기본유니트를 구비한다.
비직물 구성품을 만드는 데에 이용되는 기본유니트의 구조물과 관련된 본 발명의 다른 양상에서는, 제 1엘리먼트와, 일체로 형성된 부착엘리먼트를 구비하는 제 2엘리먼트 및, 제 1엘리먼트 및 제 2엘리먼트를 함께 연결하면서 제 1 및 제 2엘리먼트를 서로에 대해 움직일 수 있게 하는 부착엘리먼트를 구비하는 기본유니트를 구비한다.
일반적으로, 고상형성법의 이득은 서로 연결된 엘리먼트의 직접형성법의 이득에 누적되는 바, 고상 형성처리공정은 향상된 탄성계수와, 최종 인장항복강도, 고상형성법으로 생긴 저온 및 고온충격강도의 장점을 취함으로써, 범용 열가소성 공급원료를 이용할 수 있다. 이들 이로운 특성은 향상된 이행품질을 갖추면서 훨씬 더 내구성을 갖는 비직물 구성품을 만드는 데에 도움이 된다.
추가적으로, 직접 형성처리공정은 처리된 열가소성 구성성분의 장점을 가질 수도 있는데, 이러한 높은 이행성능의 열가소성 물질은 주로 이러한 재료의 단위 당 높은 비용 때문에 여행가방과 같은 범용의 소비자 제품에 광범위하게 사용하기에는 비현실적으로 되었다. 하지만, 본 발명으로 기대되는 매우 높은 효율(낮은 폐기물율과 짧은 사이클시간 등등) 때문에, 이러한 보다 비싼 재료들이 고려될 수 있다. 또한, 압출성형기에 의한 저하를 방지하기 위해 추가되는 처리공정이 필요하지 않게 된다. 이러한 비용절감은 더욱 비싸게 처리된 중합체 공급원료를 상쇄하는 데에 이용될 수 있다.
또한, 직접 형성처리공정은 보다 높은 실제온도의 플라스틱을 이용할 수 있게 하기 때문에 이롭다. 종래의 사출성형된 여행가방의 외각체와 같은 어떤 제품에서는, 벽두께가 여행중 일상적인 혹사를 견딜 수도 없게 되어 있다. 이 벽들은 보다 두껍게 만들어져, 융해된 열가소성 물질이 성형동안 이들 영역으로 흐르게 한다. 또한, 일부 벽과 구획부는 물품이 햇볕에 있는 자동차의 폐쇄된 트렁크에서와 같이 평소와 다른 예견된 가열을 받게 될 때 바람직하지 않은 뒤틀림을 방지하도록 특히 두껍게 만들어진다. 이들 두꺼운 구획부는 사출된 플라스틱 물품의 일부가 열복귀온도에 도달하는 것을 차단할 뿐만 아니라, 평소와 다른 고온상태를 지날 때까지 비교적 변질되지 않은 위치에서 물품을 지지하도록 작용한다. 독창적인 처리공정은 이 융해온도의 함정에서 벗어난다. 펠릿의 공급원료가 최종 형상으로 처리하기 위해 융해온도로 내내 보내어질 필요가 없기 때문에 이들 구성성분의 종래 사출성형과 비교될 때 처리온도가 아주 낮게 될 수 있다. 따라서, 높은 융해점의 중합체를 쉽게 사용할 수 있게 함으로써, 독창적인 처리공정은 보다 가볍고 보다 강한 여행가방과 다른 유사한 제품을 만들 수 있다.
펠릿의 공급원료는 이 독창적인 처리공정으로 최종성형되는 동안 아주 끈적이게 될 수 있다. 예컨대, 전형적인 여행가방의 외각체에 관계있는 구성품의 엘리먼트는 "얇은" 구획부를 갖지 않는데, 이를 통해 열가소성 물질이 성형공동부를 채우도록 흘러야 한다. 직접 형성처리공정은 작은 엘리먼트를 형성하는 몰드를 채우는 많은 열가소성 구성성분을 이용하게 하지만, 사출성형된 외각체용 몰드를 채우도록 흐르지 않게 된다.
본 발명의 다른 양상과 특징 및 상세한 설명은 첨부된 청구범위와 도면을 참조로 하여 아래에 상세하게 설명된 바람직한 실시예들에 의해 더욱 완벽하게 이해될 수 있다.
본 발명은 고상형성법의 원리를 이용한다. 고상형성기술의 이용은 "플라스틱의 고상형성(냉간형성)법"이라는 명칭으로, 뉴저지주, 도버, 피카티니 아스날, 플라스틱 테크니컬 이밸류에이션 센터의 보고서 제 R42호에 의해 1972년에 요약되었는데, 이 문서는 그 전체가 여기에 참조로 병합된다. 여기에 기술된 본 발명은 이러한 고상성형기술을 이용하는 미국 특허 제5,906,873호와 동 제5,853,863호(이들 특허는 본 출원과 일치하는 한도까지 여기에 참조로 병합된다)에 기술된 바와 같이 비직물형 구성품으로 서로 연결된 각 엘리멘트를 적소에 성형하는 것을 포한한다. 상기 특허에 기술된 비직물 구성품의 특정한 형상은 본 발명에 의해 제조되는 바람직한 재료인 한편, 유연한 비직물(섬유를 기초로 하지 않는) 구성품을 형성하는 소형의 결합된 플라스틱 유니트로 된 임의의 다른 배열부는 게재된 기술혁신으로부터이롭게 될 것으로 기대된다.
본 발명의 제조공정은 비직물 구성품(NTF)의 조립체에 대하여 여기에 설명된다. 비직물 구성품의 예정된 사용 중 하나는 여행가방 또는 다른 유사한 물품들의 외부면으로서, 내구성이 있고 유연성이 있는 외부면은 여러 유형의 물리적인 혹사를 견디는 것이 요구된다. 이러한 비직물 구성품의 다른 여러 이용도 가능하고 기대된다.
독창적인 제조공정과 생성된 제품이 아래에 기술되는 바, 제품의 한 예가 이를 제조하는 처리공정을 용이하게 이해할 수 있도록 먼저 기술된다. 예시적인 구조의 비직물 구성품은 특정한 방위로 함께 연결된 별도의 판 엘리먼트와 리벳 엘리먼트로 이루어지는 바, 판 엘리먼트(40)의 예가 도 1a에 도시되어 있고, 리벳 엘리먼트(42)의 예가 도 1b에 도시되어 있다. 독창적인 처리공정 동안 이들 별도의 엘리먼트(40,42)에 의해 형성된 비직물 구성품(44)의 예가 도 2에 도시되어 있다.
도 1a의 판 엘리먼트(40)는 "상향"위치로 도시되어 있다. 다음의 판 구조는 비직물 구성품의 형태로 작동되는 것으로 생각되는 많은 것들 중 하나이며, 예로서 설명된다. 상기 판 엘리먼트(40)는 각각 선단(48)을 한정하는 4측면을 가진 전체적으로 정사각형인 본체(46)를 구비한다. 각 선단(48)은 측면의 대부분의 길이로 뻗어 있다. 만곡된 절단부(50)가 기본적으로 본체의 모서리에서 판 엘리먼트(40)의 인접한 측면들 사이에 형성된다. 상기 본체(46)는 상부면(52)과 하부면(54)을 갖춘다. 각 선단(48)은 상부면(52)에서부터 구부려져 하부면(54)에 대해 대략 90도로 뻗는다. 각각 굽어진 선단(48)은 다리부(56)를 형성하고 각 다리부는 그 위에 맞물림 구조물을 한정하게 된다.
이 맞물림 구조물은 편평한 상부벽과 판 엘리먼트의 본체(46)에 직각인 측벽을 갖춘 상부융기부(58)를 구비한다. 이 융기부(58)는 선단(48)과 일치되게 뻗어 있다. 경사진 캠면(60)은 본체의 하부면(54)쪽 아래로 뻗어 있다. 홈(62)이 본체에 형성되어 있고, 융기부(58)에 평행하게 뻗어 있다. 이 홈(62)은 인접한 판 엘리먼트의 맞물림에 대해 아래에 기술될 바와 같이 그 안에 인접한 판 엘리먼트의 상응한 융기부(58)를 수용할 수 있는 크기로 되어 있다. 이 맞물림 구조물은 많은 방식으로 응용될 수 있으며 요구에 따라 작용할 수 있는 바, 이러한 비제한적인 응용은 융기부가 선단보다 길거나 짧게 뻗을 수 있으며, 융기부가 다른 윤곽을 가질 수 있고, 경사진 캠면이 만곡되거나 선형으로 될 수 있으며, 홈이 다른 크기로 되거나 경사진 측벽을 갖출 수 있는 것을 포함한다.
상기 리벳(42)의 전형적인 단면이 도 1b에 도시되어 있는 바, 일반적으로 이 리벳(42)은 디스크 형상의 상부머리(64)와 하부머리(66) 및 이들 사이에 뻗어 있는 축(68)을 갖추며, 이들 머리는 축에 고정되어 있다.
비직물 구성품(44)의 조립된 구조의 단면이 도 2a 내지 도 2c에 도시되어 있는 바, 도 2a는 비직물 구성품(44)의 평면도로서, 3개의 판(40)이 2개의 리벳(42)에 의해 적소에 고정된다. 2개의 바깥쪽 판은 "상향"방위로 있고, 가리워진 중간판은 "하향"위치로 있다. 각 리벳은 그 축(58)이 각각의 인접한 판의 정렬된 절단부(50)를 통해 뻗어 있도록 위치된다. 리벳의 마주보는 머리들(64,66)은 판들(40)의 수직운동(도 2b에 대해)의 범위를 한정한다. 이 위치에서, 인접한판들(40)은 맞물려 있을 때 각각의 맞물림 구조물과 함께 연결되어 있다(도 2b 참조). 간략하게, 맞물린 위치에서 상부("하향")판의 융기부(58)가 하부("상향")판의 홈(62)내에 수용된다. 각 판(40)의 캠면(60)은 서로에 대해 안착되고, 하부판의 융기부(58)는 상부판에 형성된 홈(62)내에 위치된다. 아래에 기술될 바와 같이, 이는 "하향"판이 독창적인 처리공정으로 형성될 때 판들이 있게 될 위치이다. 여러 판이 이러한 방식으로 서로 부착될 수 있는데, 4개의 모든 측면상에 있는 맞물림 구조물은 인접한 판의 상응하는 맞물림 구조물과 맞물리게 된다. 리벳(42)은 판들(40)의 모서리에 있는 절단부(50)를 통해 위치되어, 맞물림 구조물이 맞물린 채로 있게 하고 판들이 분리되지 않게 한다(도 3 참조).
맞물림 구조물은 판들이 서로에 대해 어느 정도의 범위로 이동되게 하고, 비직물 구성품이 구부려지게 한다. 상기 판들(40)이 서로에 대해 더욱 이동할 수 있게 될수록, 비직물 구성품이 더욱 구부려지고(예컨대 더 작은 곡률반경을 갖고서) 유연하게 되며 휠 수 있게 된다. 도시된 바와 같이, 이와 같은 비직물 구성품의 이득은 중요하다. 밑에 있는 표면(70;여행가방의 일부에 있는 구성품과 같은)을 날카로운 충격으로 인한 손상으로부터 보호하고 넓은 표면적에 걸쳐 이들 충격을 분산시키는 단단하고 내구성이 있는 외부면이 제공된다. 더구나, 이 튼튼한 갑옷과 같은 표면은 유연성이 있으며 경량이다.
도 2c는 도 2a와 도 2b에 도시된 비직물 구성품의 실시예를 도시하는 바, 여기서 리벳(42)의 축(68)은 다소 연장될 수 있으며 탄력이 있다. 연장가능한 축에 의해, 구부려지거나 휘거나 측면방향으로 직접 당겨질 때와 같이 비직물 구성품이측면으로 늘어날 때, 서로 맞물린 캠면(60) 또는 경사부는 서로를 타고 오른다. 이는 서로 미끄럼 이동하는 판들을 함께 유지하는 리벳의 축(68)에 인장력이 생기게 하고, 축을 다소 늘어나게 한다. 따라서, 판들(40)은 도 2c에 도시된 바와 같이 이격된 위치에 있게 된다. 차례로, 리벳의 축은 판들에 압축력을 가하게 되고, 캠면(60)의 결합구조로 인해 판들을 서로쪽으로 당기게 되어서, 판들을 늘어나지 않았던 위치쪽으로 이동시키게 된다. 이 압축력 및 인장력의 균형작용은 비직물 구성품이 탄력(측면으로 늘어날 수 있는) 뿐만 아니라 유연성 있는 것으로 보이게 한다. 따라서, 마치 직물처럼 보이고 느끼게 하며 이행되고, 동시에 아주 단단하고 내구성 있는 표면을 제공한다.
다른 판 구조는 비직물 구성품의 형성시 만족스럽게 작동할 것으로 기대된다. 이러한 다른 판 구조의 예들은 도 9 내지 도 18에 도시되어 있는데, 이들 다른 판 구조는 도 1a와, 도 1b, 도 2a 내지 도 2c, 도 3에 도시된 판 구조에 대해 아래에 기술된 것과 유사한 방식으로 만들어지고 조립(직접 형성)된다.
각 판과 리벳은 고상 형성처리공정을 받게 되는 중합체 재료로 만들어진다. 종래의 플라스틱 펠릿은 다른 조건들이 같다면 공급원료의 다른 형상보다 바람직하다. 종래의 플라스틱 펠릿의 사용은 독창적인 처리공정이 아주 자유롭고 경제적으로 응용되게 하며, 재료의 조정을 단순화시키고, 공급원료의 열적 저하를 최소로 할 수 있다. 물론, 초고분자량의 폴리에틸렌(UHDPE)과 같이 선택된 특정한 열가소성 물질이 펠릿형상으로 만들기에 적합하지 않다면, 브리켓트로 하는 것도 조건에 맞는 개시원료이다.
최종 제품의 외부에 위치되는 판을 위한 다른 플라스틱 재료를 이용하는 것이 바람직할 수 있지만, 상부 및 하부판용 재료가 동일하게 될 수 있다. 이는 외부판이 내부판과는 다른 물리적인 조건과 응력(예컨대 마멸 등)을 받을 수 있기 때문에 중요할 수 있다. 따라서, 외부판용 재료는 단지 그 판들을 위해 적어도 내마모성 중합체를 제공하도록 적당히 선택되어야 한다. 다른 특성들 중에서 색상과 조직도 외부판을 형성하는 중합체의 선택에 고려될 수 있다. 또한, 상향판이 하향판을 형성하기 위한 성형공동부의 일부로 사용될 때 처리공정 동안 상향판에 하향판의 임의의 바람직하지 못하거나 불필요한 용접을 방지하는 데에 도움이 되도록, 하향판은 보다 높은 융해점을 갖는 중합체 또는 하향판의 중합체와 상반되는 것으로 형성되어야 한다. 이는 아래에 더욱 상세히 설명된다.
리벳 재료는 다시 판의 재료와 유사한 중합체이거나, 리벳의 기능적인 특색과 처리공정에 대해 특별한 특성을 갖는 다른 중합체일 수 있다.
독창적인 처리공정은 적어도 2개의 롤러 사이에 물림선(접촉선)을 갖는 적어도 2개의 롤러조립체를 구비한 바람직한 제조장치를 참조로 하여 아주 잘 설명된다. 일반적으로, 각 롤러의 외부면은 작업면이고, 선택된 위치에서 이 작업면은 플라스틱 펠릿을 수용한다. 이 플라스틱 펠릿은 일반적으로 받아들여지고, 유지되며, 운반되고, 형성되며, 각 롤러의 작업면으로부터 방출된다. 롤러의 운동은 바람직하기로 다른 설비 및 서로에 대해 정밀한 이동을 위해 컴퓨터 제어된다. 각 롤러는 일반적으로 중공형상이어서, 아래에 기술된 바와 같이 중합체 펠릿을 받아들이고, 유지하며, 형성하고, 처리하기 위한 내부장치를 수용한다.
독창적인 직접 형성처리공정에 사용된 고상 형성처리공정은 도 4a 내지 도 4c로 설명되는 바, 기본적인 직접 형성단계들이 여기에 기술되어 아래의 전체 처리공정의 설명을 용이하게 한다. 기본적인 처리단계는 인접한 롤러들 사이의 물림부에서 일어난다. 각 롤러표면은 성형공동부(72,74)의 일부를 형성하여, 롤러들 사이의 물림부를 따라 함께 정렬된 위치에 있을 때 완전한 성형공동부(도 4a 참조)를 형성한다. 홈(76)은 성형공동부에 인접하게, 일반적으로 이 성형공동부로부터 방사상의 안쪽에 형성되어서, 직접 형성처리공정의 초기 단계로부터 중합체 펠릿(78)을 수용한다. 중합체 펠릿(78)과 성형공동부의 부피는 전체적으로 동일하다. 액츄에이터(82)에 의해 제어되는 타격기(80)가 홈(76)에 인접하게 위치되어서, 펠릿(78)에 강한 충격을 주고 성형공동부내로 밀어부쳐 성형공동부의 형상을 갖게 한다.
도 4a에서, 롤러(A,B)상에 있는 성형공동부는 물림부를 따라 정렬되어 완전한 성형공동부를 형성한다. 이 성형공동부는 도 1에 도시된 것과 유사한 판(40)을 형성하도록 된 형상을 갖고 있다. 펠릿(78)이 홈(76)에 위치되는데, 타격기의 헤드(84)가 펠릿(78)과 연동된다. 두 공동부(72,74)의 정렬과 거의 동시에, 액츄에이터(82)는 펠릿(78)에 강한 충격을 일으켜 성형공동부내로 밀어부친다(도 4b 참조). 펠릿(78)의 물리적인 특성과 함께, 타격기(80)에 의한 충돌속도와 펠릿의 있을 수 있는 가열상태는 펠릿(78)이 성형공동부내로 들어가게 하고, 변형되게 하며, 성형공동부의 형상에 적합하게 되도록 한다. 타격기(80)의 운동은 이 예에서 성형공동부의 측벽에서 끝나게 되어 이 성형공동부의 일부를 형성한다. 이 단계가 아래에 더욱 상세히 기술된, 펠릿(78)을 판 엘리먼트(40)로 형성하는 고상형성법이다.
롤러(A,B)에 대해 계속 회전하되, 이 예에서 반대방향으로 계속 회전할 때, 판 엘리먼트(40)는 기계적인 고정 또는 진공압착과 같은 임의의 수단에 의해 롤러(B)의 성형공동부에 유지된다(도 4c 참조). 타격기(80)는 필요하면 롤러(A)상에 있는 성형공동부로부터 상기 엘리먼트를 방출시키는 데에 이용될 수 있다. 그 후에, 타격기(80)는 다른 펠릿(78)을 받아들이기 위한 준비로 홈(76)으로 수축한다. 판 엘리먼트(40)는 롤러(B)를 따라 다음 형성위치로 이송된다.
이 처리공정의 기본적인 예에서, 롤러들의 연속적인 운동과 조합된 고상 형성처리공정은 형성 및 이 형성된 부분을 운반하는 매우 이로운 방법을 제공한다. 고속생산 및 제조공정에서 롤러의 사용이 아주 잘 발전되었기에, 정확한 시간에 맞춰 작용하는 형성단계에 필요한 제어시스템이 당해분야에 알려져 있다. 이 처리공정은 폐기물을 거의 생성하지 않으며, 높은 생산율을 갖는다.
특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 여기에 먼저 기술된 실시예는 상당히 큰 3개와 비교적 작은 하나의, 연속적으로 연동하는 롤러들(1,2,3,4)를 구비한다. 각 롤러는 같은 속도로 회전하되, 인접한 롤러와는 반대방향으로 회전한다. 물림영역은 인접한 롤러들 사이의 접촉하는 접선을 따라 형성된다. 직접 형성작업은 각 롤러 사이의 이 물림영역에서 이행되어, 물림영역을 따라 형성된 성형공동부에 엘리먼트의 줄 또는 열을 형성한다. 도 5에서, 롤러들(1,2) 사이와, 롤러들(2,3) 사이 및, 롤러들(3,4) 사이에 물림영역이 있다.
각각의 롤러는 비직물 구성품의 엘리먼트를 이루는 판(40) 또는 리벳(42)을 형성하는 소형 대합조개형 성형공동부의 두 부분 중 하나를 이루는 오목부 또는 공동부를 구비하는 외주면(86)을 갖춘다. 이들 몰드절반부는 함께 다가오면서, 롤러들 사이의 물림부에서 폐쇄되거나 완전한 성형공동부를 형성한 후에, 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 전술된 바와 같이, 펠릿으로부터 흐를 수 있는 열가소성 재료를 받아들이도록 준비한다. 각 롤러는 다른 것들과 상이한데, 롤러내의 내부구조와 오목부 또는 공동부의 형상이 그 롤러에 의해 이행되는 작업에 특유하게 되어 있다. 이들 롤러의 축방향 크기는 실질적인 제한은 없으나, 적어도 만들어질 가장 큰 비직물 구성품의 폭보다 커야 한다. 여행가방인 경우에, 엘리먼트가 형성되고 조립될 수 있는 축방향 크기는 100센티미터의 범위내에 있다.
개략적이고 예시적인 처리공정에서, 엘리먼트 중 하나는 롤러들(1,2) 사이의 물림부에서 "상향"위치로 형성된다. 제 2엘리먼트는 롤러들(2,3) 사이의 물림부에서 "하향"위치로 형성된다. 처리공정 동안 엘리먼트들을 함께 맞물리게 하는 직접 형성처리공정의 일부로서, 이 "하향"엘리먼트는 "상향"엘리먼트와 맞물리게 형성된다. 그 후에, 리벳이 롤러들(3,4) 사이의 물림부에서 형성되어, 맞물린 판 엘리먼트들을 함께 유지한다. 이어서, 비직물 구성품이 롤러들(3,4) 사이의 이탈부(off-feed)에서 완전히 조립된 상태로 처리공정으로부터 빠져나온다.
각 롤러(1,2,3)는 직접 형성처리공정을 용이하게 하는 여러 유사한 단계 또는 형태를 가질 수 있다. 롤러(1)는 이와 관련된 6가지의 기본적인 단계를 갖는다. 제 1단계(88)는 롤러의 내부에서 외벽(86)의 내부면에 장착된 타격기 구조물(80)을 구비한다. 전술된 바와 같이, 이 타격기는 펠릿수용홈(76)과 상호작용하도록 위치되고 제어된다. 각 타격기(80)는 펠릿수용홈(76)에 상응하게 되고, 수축된 위치와완전히 확장된 위치 사이와, 이들 사이의 임의의 위치에서 기동될 수 있다.
상기 타격기(80)는 예컨대 솔레노이드로 작동될 수 있고, 전술된 바와 같이 타격기의 헤드를 위치시키는 성능에 덧붙여 여러 특성을 가져야 한다. 특히, 타격기와 그 솔레노이드(액티베이터(82))는 비교적 작은 공간의 롤러내에 고정되어야 한다. 각 롤러에서 만들어질 판이 4mm의 중심에 적당히 배열되기 때문에 솔레노이드와 그 연결부는 각 실린더의 본체내에 있는 대략 8mm 직경의 원통형 공간보다 적게 차지해야 한다. 이는 도트 매트릭스 및 잉크젯 프린터의 헤드에서 이루어진 소형화의 진보 때문에 쉽게 성취된다. 타격기 구조물(80)을 위한 공간이 실린더내에서 이용가능한 것보다 많이 필요하게 되면, 공동부와 타격기의 연결된 배열부로 이루어진 벨트가 이러한 기구들을 위한 거의 비제한적인 공간을 제공하는 데에 이용될 수 있다.
또한, 타격기의 액티베이터(82)는 펠릿을 물리적으로 변형시키는 데에 충분한, 상당한 속도와 힘으로 타격기의 헤드(84;이에 한정되지 않으나, 이상적으로 펠릿 당 하나의 타격기용 액츄에이터로)를 이동시켜야 한다. 이 타격기의 액티베이터는 서로 맞물린 롤러들이 급속히 회전하여 완성된 비직물 구성품의 형상으로 적당한 흐름을 생성하기 때문에, 거의 동시에 그 성형행정을 완결시켜야 한다. 따라서, 이 성형행정은 성형공동부가 롤러들의 물림부에 정렬되는 비교적 짧은 시간 때문에 매우 짧게 되어야 한다.
결국, 타격기 조립체는 컴퓨터로 작동된 제어신호에 반응하여 다양한 조합체와 배열부로 쉽게 작동되어야 한다. 다시, 그 기술들의 응용이 전술된 바와 같이밝혀진다면, 이들 모든 기구는 도트 매트릭스 프린터와 잉크젯 프린터 및 종래의 이와 유사한 것의 발전을 넘어서 통상의 기술을 가진 사람의 재량에 달려 있다. 이러한 구조가 미국 특허 제5,126,618호에 게재되어 있는데, 그 전체가 여기에 참조로 병합된다.
도 4를 다시 참조하면, 롤러(1)의 타격기(80)는 펠릿(78)을 받아들이지 않아 판을 만들지 않도록 성형공동부의 벽과 같은 높이로 되거나, 판(40)이 성형공동부내에서 형성될 것이라면 그 안에 펠릿을 받아들이도록 홈(76)의 안으로 물러나도록 위치(예컨대 타격기의 헤드(84)가 제어기에 의해 위치된다)된다. 이러한 방식으로, 펠릿은 이 펠릿(78)을 받아들이도록 된 홈(76)에만 위치되어, 비직물 구성품의 예정된 형상으로 형성된다.
제 2단계는 롤러의 외부면(86)에 펠릿(78)을 선택적으로 사용하도록 위치되고 제어되는 펠릿용 호퍼(90)이다. 펠릿(78)은 이들이 요구될 때 홈(76)에 받아들여질 수 있는 방위로 사용된다. 펠릿용 호퍼(90)는 바람직하기로 롤러들(1,2) 사이에 있는 물림부의 바로 하류에 위치된다. 도 5는 호퍼 또는 이와 유사한 것을 도시하고 있는 한편, 각각의 적당한 홈(76)에 펠릿(78)을 위치시키도록 정전기 배치나, 유동상 분배, 또는 진공 침전을 이용하는 것이 더 바람직할 수 있다. 진공을 덧붙인 유동상(물러난 타격기의 헤드에 의해 노출된 홈에 있는 작은 진공채널)은 모든 적당한 홈(76)을 완전히 채우게 한다. 다른 선택사항으로는, 롤러내에서부터 바람직한 홈에 펠릿(78)을 선택적으로 위치시키는 것이다. 펠릿(78)은 수축된 타격기의 헤드(84)의 앞쪽에 위치될 수 있고, 타격기(80)에 의해 홈(76)내로 밀어넣어질 수있다. 이는 롤러의 외부면(86)에 대해 펠릿의 질량분포와 관련된 임의의 문제를 다소 해결하고, 초과된 펠릿(78)을 제거할 필요성을 배제시킨다. 상기 홈(76)은 단지 하나의 펠릿(78)을 받아들일 크기로 될 수 있거나, 여러 펠릿을 받아들일 크기로 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 홈(76)이 밀접하게 하나의 펠릿(78)을 받아들일 수 있는 형상으로 되어 있지만, 홈(76)은 헐렁하게 이 홈(76)에 의해 밀접하게 받아들여지지 않는 하나의 펠릿(78)을 수용하는 형상으로 될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 펠릿(78)은 홈(76)의 측벽에 있는 개구부를 통해 롤러의 내부로부터 홈으로 삽입될 수 있다. 이 개구부는 필요하면 타격기(80)에 의해 선택적으로 차단되어 펠릿이 홈(76)내에 위치되는 것을 방지한다.
제 3단계는 롤러(1;또는 그 각각의 롤러)의 외부면(86)과 연동하여 그들 각각의 홈(76)에 펠릿(78)을 위치시키는 데에 도움을 주는 펠릿배치롤러(92)이다. 이 펠릿배치롤러(92)는 바람직하기로 임의의 고상형성법을 임시로 이행하거나 다르게 펠릿의 형상을 변형시키지 않고서, 각각의 홈(76)내에 펠릿을 부드럽게 밀어부치는 부드러운 외부면를 갖춘다. 이 단계에서, 부드러운 롤러나 이와 유사한 것은 홈(76)과 거의 같은 높이로 넣어진 임의의 펠릿을 밀어부치는데, 이는 펠릿이 각각의 성형공동부내에서 고상성형되거나 불려질 때까지 적소에 남아있게 한다.
제 4단계는 각각의 홈(76)에 적당히 위치되지 않은 초과한 펠릿을 제거하는 펠릿제거부(94)이다. 이 펠릿제거부(94)는 접촉(스크레이퍼와 같은) 또는 비접촉(진공이나 이와 유사한)에 의해 작동할 수 있다. 제거된 펠릿(78)은 재생될 수 있다.
제 5단계는 고상형성단계 전에 펠릿(78)의 선택적인 온도조절을 위해 롤러에 대해 내부 또는 외부에 있는 열원(96)이다. 이 열원(96)은 전기나, 대류, 복사, 또는 이러한 작동을 위해 이용가능하거나 알려진 임의의 다른 가열기술로 될 수 있다. 고상성형을 위해, 최종 형상으로 펠릿(78) 또는 슬러그의 형상을 만드는 많은 에너지는 작동 동안 예비형성품이나 슬러그에서 낭비된 순간적인 팽창력(forging force)에서 나온다. 하지만, 각 펠릿은 최적의 성형이 일어날 수 있도록 불어나기 전에 제어된 온도로 되는 것이 기대된다. 제 5형태는 불어나기 전에 홈에 유지된 펠릿을 데우는 복사히터를 나타낸다. 다른 가열시스템은 실린더 자체의 온도를 제어하는 것 또는 배치 바로 전에 유동상에서 펠릿을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 이 가열단계는 아래에서 더욱 상세히 설명된다.
각 롤러는 바람직하기로 이와 관련된 유사한 형태나 단계들을 갖추어, 그 롤러가 관련된 특정한 고상 형성처리공정을 용이하게 한다. 각 롤러의 형태가 최적의 크기로 된 펠릿을 위한 것일 필요가 없는 한편, 마찬가지로 소결된 브리켓트나 유리된 분말의 사용이 이들 모두를 포함할 수 있다.
아주 상세하게, 도 5는 본 발명의 처리공정을 이행하는 데에 필요한 설비와 예시적인 성형 및 조립공정을 나타내는 도면으로서, 처리된 재료는 도시된 바와 같이 전체적으로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동한다. 도면의 오른쪽 아래에 도시된 제 4롤러는 적당한 공동부를 갖춘 단순한 받침롤러(anvil roller)여서 리벳(42)의 형성 또는 설치에 도움이 될 수 있다.
모든 롤러(가능한 받침롤러(4)는 제외하고)는 열가소성 펠릿(78)을 수용하는수백 개의 작은 홈(76)을 갖춘다. 도 4a 내지 도 4c 및 도 6에 도시된 바와 같이 롤러(1)에는, 각 홈(76)이 (이 예에서) 롤러(1)의 외부면(86)에 형성된 오목부 또는 성형공동부(74)의 중심에 맞춰져 있다(도 6 참조). 각 오목부 또는 성형공동부(74)는 "상향"위치로 판 엘리먼트를 형성하는 데에 필요한 소형의 성형공동부의 대략 절반부이다. 롤러(1)에서, 이들 공동부는 조립된 비직물 구성품에 겹쳐진 판들과 함께 각 판을 느슨하게 연결시키는 데에 이용되는 4개의 "다리부"를 갖춘 판을 형성하도록 형상을 갖고 있다. 일단 형성되면, 이들 판이 롤러(2)로부터 멀리 방사상의 바깥으로 뻗어 있는 다리부를 갖춘 롤러(2)에 진공으로 전달되기 때문에, 롤러들(1,2) 사이의 물림부에서 형성된 판은 "상향"위치로 있게 된다. 이 방위는 롤러들(2,3) 사이의 물림부에서 "하향"형태로 제 2판을 형성하기 위한 준비이다.
도 4a의 측면에서 볼 수 있는 바와 같이, 펠릿수용홈(76)은 바람직하기로 혼합기로부터 작은 열가소성 펠릿(78)을 안정되게 받아들이는 직각의 원형 실린더이다. 타격기의 헤드(84)의 원형표면이 이 홈의 하부 원형끝부를 형성한다. 전술된 바와 같이, 이 타격기의 헤드(84)는 전자기나 압전기식 솔레노이드 또는 이와 유사한 것에 의해 작동된다. 이 솔레노이드는 홈내에 타격기의 헤드(84)의 표면을 훌륭하게 위치시킬 수 있는데, 하나나 둘 또는 그 이상의 펠릿을 위한 공간을 남기게 된다. 또한, 솔레노이드는 개구부에 또는 그 아래에 타격기의 헤드(84)의 표면을 홈(76)에 위치시킬 수 있고, 임의의 펠릿(78)이 그 곳에 위치되는 것을 방지하도록 성형공동부(74)로 뻗어 있을 수 있다. 또한, 타격기는 형성 후에 각각의 그 성형공동부로부터 방금 성형된 판(40) 또는 리벳(42)을 방출하도록 추출핀으로 작동될 수 있다.
처리공정이 시작될 때, 펠릿(78)은 펠릿용 호퍼(90)에 의해 롤러(1)의 표면(86)에 위치된다. 이 펠릿(78)은 펠릿배치롤러(92)에 의해 위치로 보내어진다. 초과된 펠릿(78)은 펠릿제거부(94)에 의해 제거된다. 그 후에, 펠릿은 가열단계(96)에서 가열된 상태로 된다. 이어서, 고상 형성처리공정이 롤러들(1,2) 사이의 물림부에서 일어나게 되어 "상향"판 엘리먼트를 형성한다. 이 단계는 위에서 도 4를 참조로 설명되었다. "상향"판 엘리먼트가 롤러(2)에서 형성되고 남아 있게 되는데, 도 5a에 도시된 바와 같이 이들이 형성되는 대략 동일한 상대위치로 배열된다. 롤러(1)는 모든 단계들을 통해 계속 회전하여, 비직물 구성품의 효율적이고 연속적인 처리공정을 허용한다.
계속하여, 도 5의 롤러(2)에서 처리공정이 계속 진행된다. 롤러(2)는 "하향"엘리먼트를 위한 성형공동부에 형성된 펠릿용 홈(76A)을 갖추는데, 이 홈은 롤러(2)의 표면에 위치되고서 배열된 상향 판 엘리먼트들 사이에 위치된다. "상향"엘리먼트에 대해 롤러(2)의 펠릿용 홈(76A)의 위치를 표시하기 위해서, 도 5a와 도 6의 점선으로 형성된 홈(76A)을 참조한다. 따라서, 펠릿(78)은 "상향"판 엘리먼트(40)의 형성위치들 사이에서 롤러(2)에 위치된다. 펠릿(78)은 바람직하게 위치되고, 초과된 펠릿은 제거되며, 롤러들(2,3) 사이의 물림부에서의 형성처리공정 전에 남아 있는 펠릿은 (롤러(1)에서의 단계와 유사하게) 가열된다.
선택적으로, 펠릿의 위치(90A)와, 위치선정(92A), 초과분의 제거(94A) 및,가열(96A)은 도 5에 도시된 바와 같이 필요하면 롤러들(1,2) 사이의 물림부에서 상향판이 형성되기 전에 롤러(2)의 하부에서 일어날 수 있다. 임의의 롤러의 외부면(86)에서 펠릿의 위치와 위치선정 및 상태와 관련된 각 단계는 고상 형성처리공정을 위해 이롭게 되는 임의의 순서와 위치로 이행될 수 있다.
롤러들(2,3) 사이의 물림부에서, "하향"판 엘리먼트가 고상 형성처리공정에 의해 형성된다(도 7a와 도 7b 참조). 이 형성단계에서, "상향"판 엘리먼트는 아래에 더욱 상세히 기술된 바와 같이 성형공동부의 일부로 작용한다.
도 7a를 참조하면, 펠릿(78A)은 홈(76A) 안에 도시되어 있는데, 타격기의 헤드는 수축위치에 있고, 펠릿(78A)의 뒤끝과 연동된다. 롤러들(2,3)에 부분적으로 형성된 부분적인 성형공동부(98,100)는 각각 롤러들(2,3) 사이의 물림부에서 완전한 성형공동부를 형성하도록 정렬된다(도 7a 참조). "하향"판 엘리먼트를 형성하기 위한 성형공동부는 롤러(2)의 표면과, 롤러(3)의 표면 및, "상향"엘리먼트의 일부에 의해 일부 한정된다. 이 성형공동부의 형성은 "하향"판 엘리먼트가 "상향"판 엘리먼트와 정확히 맞춰지도록 형성되게 하여서, 개별적인 부품들을 별도로 조립할 필요없이 형성하는 동안 서로 맞물린 또는 연결된 구조물을 창출한다.
일단 완전한 성형공동부가 각각 롤러들(2,3)에 있는 성형공동부들(98,100)의 정렬에 의해 형성되면, 타격기(80A)는 성형공동부내로 펠릿(78A)을 밀어부치도록 작동되고, 완전한 성형공동부의 형상에 적합되게 한다(도 7b 참조). 이 고상형성 단계는 전술된 엘리먼트(40)의 실시예의 서로 맞물린 융기부와 슬롯의 형성을 포함한다. 타격기의 헤드(84A)는 도 7b에서 성형공동부의 뒷면의 일부를 형성하는 확장위치로 도시되어 있다.
롤러들(2,3) 사이의 물림부에서 "상향"엘리먼트와 맞물리도록 형성된 "하향" 판 엘리먼트(40A)의 구조는 도 5b에 도시되어 있는 바, 이 구조는 인접한 판 엘리먼트의 4개의 겹쳐진 다리부 사이의 판 엘리먼트(40,40A)의 배열부를 통해 그들 사이에 형성된 작고 전체적으로 원형인 구멍만을 남기게 된다. 이들 원형의 공간은 롤러들(3,4) 사이의 물림부에서 리벳(42)을 위치시키고 성형하는 데에 도움을 준다. 판들(40,40A)의 서로 맞물린 다리부는 바람직한 방식으로 여행가방의 구성의 조건을 충족시키는 형상을 갖는다.
롤러들(2,3)이 이동할 때, 방금 형성된 "하향"판 엘리먼트(40A)와 존재하는 "상향"판 엘리먼트(40)는 롤러(2)로부터 떨어지고, "하향"판 엘리먼트에 진공을 가함으로써 롤러(3)에 부착된다. 겹쳐진 판들은 삽입되거나 삽입되고 설치된 리벳없이도 다음 처리단계로 롤러(3)상에서 운반되도록 적당히 함께 유지될 것이다. 이는 서로 성형된 다리부의 정교한 맞춤이 판데르발스(Vander Wals) 힘을 매개로 서로 지지하기 때문이다.
"하향"판 엘리먼트(40A)를 형성하기 위한 성형공동부의 일부로서 미리 형성된 상향판 엘리먼트(40)의 일부를 이용하는 것이 매우 바람직한데, 이는 별도로 제조되어서 조립될 별도의 판 엘리먼트를 필요로 하지 않고서 서로 맞물린(연결된) 판 엘리먼트가 형성되게 한다. 하향판 엘리먼트(40A)와 상향판 엘리먼트(40)가 별개의 엘리먼트로 남아 있고 이 형성단계 동안 융합된 단일한 엘리먼트로 되지 않는 것이 중요하다. 처리단계 동안 두 판이 함께 융합되지 않도록 하기 위해서, 상향판엘리먼트(40)가 하향판 엘리먼트의 형성 동안 하향판 엘리먼트(40A)와의 영구적인 융합을 저지하는 성질을 포함한 중합체로 형성되는 것이 중요하다. 이들 성질은 하향판 엘리먼트(40A)가 상향판 엘리먼트(40) 보다 낮은 융해온도를 갖는 중합체로 형성되는 것을 포함할 수 있다. 이는 상향 엘리먼트(40)가 충분히 고상이고 연화된 상태가 아닌 온도에서 하향 엘리먼트(40A)가 형성되는 것을 초래한다. 덧붙여, 상향 엘리먼트(40)의 표면특성은 형성 후와 하향판 엘리먼트(40A)의 성형에 사용되기 전에 처리(경화 또는 매끄럽게)되어, 하향판 엘리먼트(40A)에 접착되는 것을 저지하게 한다. 두 판 엘리먼트를 형성하기 위한 중합체의 선택은 이 요구조건을 고려해야 하며, 처리변수들(온도, 속도 등등)도 이 요구조건의 요소이다.
예컨대, 비교적 견고한 여행가방의 패널의 구성과 같은 어떤 비직물 구성품의 용도에서, 미리 형성된 상향판(40)과 방금 형성된 하향판(40A) 사이의 몇몇 상호적인 융해와 비영구적인 융합은 허용될 수 있다. 이러한 상호적인 융해로부터 생성된 때때로 영구적인 용접 접합부로부터 얻어진 추가적인 경도는 차후의 조립단계 또는 통상적인 소비자의 사용 동안 없어지게 된다. 처리속도는 명목상의 속도로 설정되어, 이러한 판 대 판의 용접은 일반적으로 드물게 되어야 한다. 상향판(40)에 남아 있고 이에 전달되거나, 하향판(40A)에서 발생된 느낄 수 있는 초과열량은 여기에 설명된 고상형성기술로 인해 제어될 수 있고 최소로 되어야 한다. 상기 처리공정은 정확하고 충분한 수준으로 제어될 수 있어, 각 엘리먼트를 위한 동일한 유형의 중합체를 사용할 수 있어야 한다.
다시 도 5를 참조하면, 이제 겹쳐진 판들의 배열부는 롤러(3)의 표면(86)으로 나아간다. 롤러(3)의 외부면은 펠릿(78B)을 수용하는 홈(76B)과 부분적인 성형공동부(102)를 형성하는데, 이들 모두는 리벳(42)의 형성단계에 사용된다. 롤러(4)의 외부면은 리벳(42)의 형성을 위한 부분적인 성형공동부(104)를 형성한다. 펠릿용 홈(76B)은 인접한 판 엘리먼트들의 모서리 사이에 남겨진 원형의 공간에 형성된다. 성형공동부(102,104)는 원형인 홈의 선단을 겹치게 하고, 인접한 판 엘리먼트를 함께 유지하기 위해서 상향판 엘리먼트(40)와 하향판 엘리먼트(40A)의 상부면을 연동시킨다.
펠릿의 위치(90)와, 위치선정(92), 초과분의 제거(94) 및, 열처리(96)의 단계는 인접한 상향판 엘리먼트(40)와 하향판 엘리먼트(40A)의 겹쳐진 각각 4개의 다리부들 사이에 남겨진 적당한 원통형 구멍에 리벳을 성형하기 위해 준비하도록 롤러(3)에서 이행된다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 리벳 형성처리공정은 전체로 상향판 엘리먼트(40)와 하향판 엘리먼트(40A)의 형성을 위해 전술한 바와 동일하다. 이 형성단계에서는 처리공정 및 엘리먼트 구조를 위해 롤러들(3,4) 사이의 물림부에서, 롤러는 리벳머리를 형성하도록 그 위에 형성된 부분적인 성형홈(104)만 갖춘다.
상향판 엘리먼트(40)와 하향판 엘리먼트(40A) 모두는 리벳(42)의 축(69)에 상응한 성형공동부의 일부를 형성한다. 성형공동부의 일부로서 상향판 엘리먼트(40)를 사용하는 하향판 엘리먼트(40A)의 형성에 대해 펠릿재료의 품질을 위한 요구조건에 따르면, 리벳(42)을 형성하는 데에 이용된 중합체가 형성단계 동안 또는 그 후에 상향판 엘리먼트(40B)나 하향판 엘리먼트(40A)와 함께 영구적으로 융합되지 않는 것이 중요하다. 다시, 리벳형성용 중합체와 그 재료특성의 선택은이들 특징(예컨대, 판 엘리먼트의 온도와, 리벳형성용 펠릿의 온도 등등)을 고려해야 한다.
도 8a는 홈안에 있는 펠릿과, 이 펠릿의 뒤끝과 연동하게 수축위치에 있는 타격기를 도시한다. 롤러들(3,4)이 그들 사이의 물림부에서 만날 때, 안전한 성형공동부가 형성된다. 거의 동시에, 타격기는 펠릿이 성형홈에서 변형되어 성형홈의 형상에 적합하게 되도록 작동된다(도 8b 참조). 다시, 최종형성된 실시예의 리벳은 판 엘리먼트 중 어느 것과 융합되지 않는다. 이 리벳은 판들이 서로로부터 떨어져 이동할 수 있는 거리를 제한함으로써, 서로 맞물린 판 엘리먼트들이 분리되지 않게 한다. 서로에 대한 판들의 측면운동이 각각의 판 엘리먼트에 형성된 다리부의 맞물림에 의해 제어된다. 이상적으로, 리벳에 사용된 중합체는 약간의 탄력을 허용하여, 전술된 바와 같이 판들이 보다 크게 측면으로 이동할 수 있게 한다. 여기에 기술된 순간적인 직접 형성처리공정으로 생산될 때, 완전히 형성되고 서로 맞물린 비직물 구성품의 재료가 도 2a 내지 도 2c와 도 3 및 도 5c에 도시되어 있다.
최종 제품이 롤러들(3,4) 사이에서 나오게 되고, 이어서 여행가방과 같은 물품의 외부면으로 사용된다. 완성된 비직물 구성품은 사용 또는 최종 조립에 용이하게 롤러(3)에서 벗어나 두루마리형상을 하게 된다. 도 5c는 완성된 구성품의 작은 부분을 도시한 평면도이다.
다른 장치가 비직물 구성품의 시트재료의 제조를 용이하게 하는 데에 이용될 수 있다. 예컨대, 롤러가 어떤 이유로 불편하게 되면, 연속벨트나 연속링크벨트가 이러한 처리기술을 위해 적당할 것으로 생각된다. 연속벨트나 링크벨트의 사용은필요하면 타격기 구조물을 위한 더 큰 공간과, 몰드절반부가 성형작업을 위해 정렬된 채로 남아 있는 증가된 시간을 제공하는 이득을 갖는다.
또한, 여기에 설명된 독창적인 처리공정에 사용된 롤러가 원통형으로 될 필요는 없다. 롤러를 가로질러 길이방향으로 뻗은 짧고 편평한 단면으로 이루어진 롤러가 이롭거나, 임의의 다른 유형의 분할된 롤러 구조가 바람직하다. 따라서, 여기의 "롤러"라는 용어의 사용은 비교적 연속적인 처리를 허용하며, 연속밸트와 분할된 롤러 및 이와 유사한 구조를 포함하는 구조물을 나타낸다.
또한, 표면의 단계들과 롤러 및 타격기의 작동과, 롤러의 간격 또는 상대운동을 포함한 임의의 다른 관련된 변수를 포함하는 본 발명에 따른 직접 형성처리공정은 마이크로프로세서와 관련 소프트웨어를 갖춘 컴퓨터("제어시스템")에 의해 제어된다. 이 제어시스템은 시중에서 구입가능한 처리제어시스템으로 가능할 것으로 생각된다.
다른 여러 유형의 중합체가 독창적인 직접 형성처리공정을 위해 사용될 수 있는 바, 예컨대 ABS, HDPE, PP, UHMWPE, PC가 비직물 구성품을 직접 형성하는 순간적인 처리공정에 이용하기 위한 적당한 중합체로 생각된다. 독창적인 처리공정의 고상형성단계 동안, 펠릿은 특정한 중합체의 연화점 이상과 융해점 이하의 온도로 가열된다. 고상형성처리 동안 이 온도가 단지 펠릿의 물리적인 변형으로 얻어지지 않는 정도까지는, 전술된 바와 같이 외부의 열원에 의해 공급될 수 있다. 모던 플라스틱의 1985년 12월호 "고상형성법으로 부품성능이 향상되다"라는 기사는 전체로 여기에 참조로 병합된다. 이 독창적인 처리공정에 요구되는 특징과 특성을 충족시키는 임의의 중합체가 알맞다.
여기에 기술된 독창적인 처리공정에 의해 직접 형성될 수 있는 비직물 구성품의 다른 실시예가 도 9 내지 도 14에 도시되어 있다. 이 실시예는 유연성 있는 비직물 구성품을 형성하도록 조립될 수 있는 비교적 견고한 엘리먼트(110,112)의 형태를 포함한다. 가시가 있는 엘리먼트(110;바람직하기로 4개의 선단을 따라 머리가 있거나, 가시가 있거나, 맞물리는 끝부)와 소켓이 있는 엘리먼트(112;상응하는 4개의 선단 중 적어도 하나를 따른, 상응하는 함입부나 수용부 또는 소켓)가 있다. 이들 엘리먼트는 타일과 같은 형태로 서로 기계적으로 연결되어 있다. 서로 연결된 가시와 소켓은 서로에 대해 선회할 수 있고 다소 미끄러질 수 있는 기계적인 연결부로 작용하여, 배열된 가시가 있는 엘리먼트와 소켓이 있는 엘리먼트 사이에서 전체로 유연성 있는 연결부를 제공한다. 이들 엘리먼트는 전체적으로 편평한데, 각 엘리먼트의 대부분의 표면을 구성하는 중앙의 웨브부(114)를 갖추어 전체로 판형태를 형성한다. 이 웨브부는 전술된 바와 같이 소켓이나 가시가 있는 선단에 의해 한정된 선단으로 뻗어 있다.
전술된 비직물 구성품의 엘리먼트와 달리, 이 발명은 엘리먼트를 함께 유지하는 제 2의 머리가 있는 엘리먼트(예컨대, 리벳)를 필요로 하지 않는다. 또, 전술된 실시예와 달리, 이들 엘리먼트는 단지 서로에 안착되어 있고 겹쳐져 걸려 있는 판들이 너무 멀리 분리되면서 떨어지지 않도록 리벳 엘리먼트에 의존하기 보다는, 서로에 직접 연결된다.
도 9는 전체적인 평면도이고, 도 9a는 가시가 있는 엘리먼트(110)의 단면도이며, 도 10과 도 10a는 소켓이 있는 엘리먼트(112)의 유사한 평면도와 단면형상을 도시한다. 도 11은 2개의 가시가 있는 판(110)과 중앙에 위치된 소켓이 있는 판(112)이 연결된 셋트의 단면도이다. 도 12는 바둑판 무늬를 형성하는 가시가 있는 엘리먼트(110)와 소켓이 있는 엘리먼트(112)를 갖춘, 본 발명에 따른 엘리먼트들의 배열부를 도시한다. 도 13은 롤러들(2,3) 사이의 물림부에서 형성되는 이 실시예를 도시한다.
도 9와 도 10에서, 엘리먼트는 전체적으로 정사각형의 형상(직사각형, 삼각형 등과 같은 다른 형상이 가능하지만)을 하고 있다. 이들 판의 각 선단을 따라 다르게 한정된 기계적인 상호연결부가 성형된다. 도 9에 도시된 바와 같이 가시가 있는 판(110)에서, 모두 4개의 선단은 가시(116)를 형성하는 가늘고 긴 확장부를 구비하는데, 이 확장부는 날카롭게 한정된 선단을 배개로 판의 웨브부에 연결된다. 설명될 바와 같이 이 선단은, 판이 인장력 또는 굽힘력을 받게 될 때 가시(116;에컨대 도 10의 판의 상응한 형상을 갖는 소켓에 안착되면)가 빠지게 되는 것을 방지한다. 바람직하기로, 이 가시가 있는 판은 온도가 조절된 예비형성품으로부터, 가장 바람직하기로는 반응물 또는 중합체가 혼합된 펠릿으로부터 직접 고상형성의 온도에서 형성된다. 이 직접 형성처리공정은 위에 기술되어 있다. 따라서, 각 판과 가시 및 소켓부의 상세한 설명은 얼마 안된다.
도 10을 참조하면, 판 엘리먼트(112)의 각 선단을 따라 소켓(118)이, 고상형성법 또는 성형작업으로 판의 중앙 웨브부에 일체로 연결되는 2개의 대칭이면서 내부로 향한 걸림부(120)로 형성된다. 도 10a는 이 소켓부(118)가 가시부(116)를 헐렁하게 수용하는 크기로 되어 있는지를 도시하되, 서로 맞물린 걸림부(120)는 이동가능하게 서로 연결된 부분의 빠짐을 방지한다. 도 10a에 도시된 약간의 각도로 기울어짐은 특히 각 판 엘리먼트가 비교적 작은 크기로 만들어질 때 전체 비직물 구성품의 상당한 유연성을 초래할 수 있다. 특히, 판과 같은 각 엘리먼트의 주요 크기는 예컨대 3과 5밀리미터 사이로 최대 크기를 가질 수 있다.
도 11은 일련의 번갈아 있는, 가시가 있는 판(110)과 소켓이 있는 판(112)으로 된 비직물 구성품이 조립될 수 있는 방법을 도시하고 있다. 전체로 도 12는 이들 선택적인 판의 형성이 바둑판 무늬로 조립될 수 있는 방법을 도시하고 있다. 각각의 두 형태에서, 선단 모서리의 공통부는 특정한 방식으로 중지되어, 인접한 판들의 상응하는 부분들이 겹쳐지지 않고, 구부림이 필요하면 조립된 제품의 구부림을 방지하거나 방해하지 않는다. 특히 가시가 있는 판(110)은 각 모서리에, 가시가 있는 헤드가 그 선단에 대해 직각으로 축을 따라 선회하면서(이 선회작용에 대해서는 도 10a를 다시 참조)겹쳐지거나 간섭하는 기회를 효과적으로 제거하는 삼각형의 만입부를 갖춘다. 도 10에 도시된 소켓이 있는 판(112)은 상기 영역에서 소켓부 또는 헤드가 소켓인 부분의 대부분을 제거한 모서리에서 제거된 대각선의 삼각형상부를 갖춘다. 도 12는 비스듬히 인접한 소켓이 있는 판의 이들 대각선의 절단부가 다양한 인장 및 구부림의 정도로 함께 맞춰지는 방법을 도시하고 있다. 이들 절단부에도 불구하고, 비직물 구성품의 평면을 통해 개구부 또는 통로를 구성하는, 조립된 비직물 구성품의 매우 제한된 영역이 있다. 대부분의 용도에서, 개구부의 존재는 이 개구부가 비교적 작고, 구성품이 극도로 굽혀지거나 구부려지지 않으면 인접한 표면이 이들 개구부를 폐쇄시키기 때문에 이행성능에 문제점을 일으키지 않는다.
바람직한 처리공정에서, 가시가 있는 판(110;도 9 참조)의 배열부는 처음 기술된 실시예에 대해 위에서 개요를 설명한 바와 같이 롤러들(1,2) 사이의 물림부에서 형성된다. 따라서, 형성된 이들 판은 롤러(2)로 전달되고, 펠릿(122)은 소켓이 있는 판(112)을 형성하는 준비로 롤러(2)의 선택된 홈(124)에 위치된다. 도 13은 상기 판(112)을 형성하는 액츄에이터(124)와 타격기(126)가 상기 판(112)의 형성을 시작하기 바로 전에, 소켓이 있는 판(112)용 몰드가 형성된 물림부에서 롤러들(2,3)을 통한 단면을 도시한다. 성형공동부의 주요부는 롤러의 외부면의 정렬된 표면에 있는 상응하는 오목부의 만입부로 형성된다. 이미 형성된 가시가 있는 판의 두 선단은 성형공동부내로 돌출하여, 이들 선단 자체가 성형공동부의 표면의 일부를 형성한다. 물론, 도 9에는 도시된 쌍에 직각으로 배열된 다른 쌍의 가시가 있는 판은 도시되어 있지 않은데, 이들은 이 성형공동부에 걸려 있는 상응하는 쌍의 가시가 있는 선단을 갖춘다. 따라서, 4개의 가시가 있는 선단과, 물림부에 정렬된 롤러들의 성형면 및, 최소한의 타격기의 앞면(128)은, 펠릿(122)을 몰드내로 유연하게 적합시키도록 밀어부치면 각 소켓이 있는 판(112)과 이 소켓이 있는 판으로 생성된 배열부를 형성하는 성형공동부를 구성한다. 이러한 방식으로, 겹쳐진(또는 더욱 정확하게는 번갈아 끼워지고 끼워진) 가시가 있는 판(110)과 소켓이 있는 판(112)의 배열부는 강하고 단단하면서, 사용된 견고한 재료에 대해 유연성이 있는 비직물 구성품의 형상을 형성한다. 비직물 구성품의 이 실시예를 위한 본 발명의직접 형성처리공정은 앞서 기술된 실시예를 위한 3개의 처리단계와 비교할 때, 단지 2개의 처리단계(3개의 롤러와 2개의 물림영역)를 필요로 한다.
본 발명의 처리공정을 이용하여 비직물 구성품을 형성하는 연결가능한 엘리먼트의 다른 실시예는 도 14a와 도 14b, 도 15 및, 도 16에 도시되어 있는 바, 도 14a 및 도 14b는 고상 형성처리공정에 의해 만들어진 연결가능한 엘리먼트(130)의 상부 및 하부 사시도로서, 이 구조는 도 1 내지 도 3으로 여기에 기술된 제 1실시예와 유사하지만, 대응하여 맞물리는 판 엘리먼트의 선단(132)에 캠면이 없으며, 리벳(134)이 판 엘리먼트와 일체로 형성되어 있다. 곧은 선단(132)은 엘리먼트가 측면으로 이동하지 않도록 서로 맞물린다. 이 실시예에서는, 단지 하나의 엘리먼트(130)의 형상이 필요하고, 전술된 바와 같이 직접 형성처리공정을 이용하여 "상향"(도 14b 참조) 및 "하향"(도 14a 참조)의 방위로 서로 연결될 수 있다. 일체로 형성된 리벳(132)을 갖춘 판 엘리먼트(130)는 단일한 고상 형성처리단계(적당한 성형공동부의 형상을 가지며, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 처리단계와 비슷한)로 형성된다. 다음 처리단계에서, 반대로 방위를 갖는 판 엘리먼트(130)가 형성된다. 도 15를 참조하면, 서로 연결된 "상향"판 엘리먼트(130A) 및 "하향"판 엘리먼트(130B)의 배열부가 서로 연결된 판들 사이에서 위로 뻗은 일체로 형성된 리벳(134A)과 함께 도시되어 있다. 이 배열부는 전체 3개의 형성단계 중 2단계의 생성물이다. 이 비직물 구성품의 형상은 연속된 고상형성단계를 통해 뻗어 있는 리벳축(134A,134B)을 리벳머리로 형성하는 제 3형성단계에 의해 완성된다. 이는 다른 고상 형성처리공정에 대해 전술된 것과 유사한, 리벳머리를 형성하는 타격기의 충격하에서 축의 간단한 압축을 필요로 한다.
도 16은 상기 엘리먼트(130A,130B)로 만들어진 완성된 비직물 구성품을 도시한다. 다시 도 14b를 참조하면, 판 엘리먼트의 각 4개의 다리부(136)는 반대로 위치된 판 엘리먼트의 상보적인 형상을 갖는 선단과 맞물리는 상승된 단부(138)를 한정하는 선단을 갖춘다. 선단을 따르는 단부(138)의 융기부는 리벳(134)이 완전히 형성될 때, 판 엘리먼트(130A,130B)를 서로 연결하여 유지하는 기계적인 맞물림을 창출한다. 절단부(140)는 2개의 판 엘리먼트를 함께 유지하는 리벳(134)의 축(142)을 받아들이도록, 각 판 엘리먼트의 모서리에 형성된다. 이 실시예의 유연성 정도는 제 1실시예와 유사하고, 리벳축의 길이(와 확장성)에 다소 관계가 있다.
도 14a 및 도 14b에 도시된 구조와 유사하게, 다른 실시예가 도 17a 내지 도 17c에 도시되어 있다. 이 실시예의 판 엘리먼트는 도 14a 및 도 14b와 동일하지만, 이 실시예의 리벳축(144)은 이 리벳축(144)의 각 별개의 부분에 경사진 반원형상의 걸쇠부(146)를 갖춘 분할 리테이너를 형성한다. 경사진 반원형상의 걸쇠부는 리벳머리(150)에 있는 일치된 형상의 홈에 맞춰져, 축의 끝에 있는 부착위치에 리벳을 고정시킨다(도 17c 참조). 따라서, 리벳머리는 축의 끝에 고정되고, 리벳머리에 있는 홈으로부터 걸쇠부를 분리하기 위해 분할 리테이너의 측벽(148)을 압축하지 않고서는 제거하기가 매우 어렵게 된다. 도 17a 및 도 17b에 도시된 다른 실시예가 분할 리테이너의 형상을 갖는 특별한 형상의 성형공동부에 의해 고상 형성처리공정으로 형성된다.
직접 형성처리공정은 위에서와 유사하게 형성된 서로 연결된 판 엘리먼트에서 다른 유형의 비직물 구성품을 생성하는 데에 이용될 수 있다. 이 특성은 형성처리공정이 그들 각각의 선단(154)을 따라 별도로 형성된 엘리먼트(152)를 융합하도록 되어 있다는 것이다. 따라서, 별도로 형성된 엘리먼트(152)는 전술된 바와 같이 형성처리공정에 의해 함께 융합되고, 이들은 융합된 영역에 또는 인접하게 굽혀짐으로써 서로에 대해 이동한다. 융합된 선단(154)은 전체적으로 도 9 내지 도 12에 도시된 이전 실시예의 가시와 소켓의 맞물림부와 같은 영역을 따라 형성된다. 이 실시예에서, 제 1셋트의 판은 제 1과 제 2롤러 사이의 물림부에서 형성되고, 제 2셋트의 판이 형성되어 제 2와 제 3롤러 사이의 물림부에서 제 1셋트와 융합된다. 온도와 형성힘 및 이 실시예를 위한 직접 형성처리공정의 다른 물리적인 변수들은 별도로 형성된 엘리먼트를 서로 맞물려 유지하되, 직물형의 운동을 제공하도록 서로에 대해 굽혀질 수 있게 하는 데에 충분한 융합된 영역을 창출하도록 주의깊게 통합되어야 한다. 융합된 선단은 바람직하기로 다소 겹쳐져서 각 인접한 선단을 따라 엘리먼트를 융합하는 영역을 형성한다. 구멍(156)이 엘리먼트들 사이의 모서리에 형성되어 추가적인 유연성을 제공할 수 있다.
본 출원의 직접 형성처리공정은 다른 많은 용도를 위한 비직물 구성품의 생산에 이용될 수 있다. 예컨대, 여행가방의 제조에서 본 발명에 따른 직접 형성처리공정의 응용이 도 18에 도시되어 있는 바, 이 처리공정은 4개의 주요 단계; 즉 펠릿선택(400)과, 직접 형성처리공정(500), 펠릿재생(600), 여행가방 조립(700)을 갖는 흐름순서도 형식으로 도시되어 있다. 도 19의 공정흐름은 전술된 처리설비와 함께 이용되는 한편, 흐름순서도의 독창적인 직접 형성처리공정이 동일하거나 유사한작업을 이행할 수 있는 다른 설비와 함께 이용될 수도 있다. 도 19의 흐름순서도의 제 1단계는 펠릿을 공급하는 단계(402)이다. 바람직한 펠릿의 크기와 형상 및 재료가 직접 형성처리공정을 위해 제공되어야 한다. 제 1결정블록(404)은 펠릿의 크기와 형상 및 재료가 형성처리공정과 일치하는 것을 확인한다. 그렇지 않으면, 결정블록은 펠릿을 공급하는 단계로 되돌아가서 다시 시작하게 된다. 또한, 펠릿은 예컨대 최종 제품의 다른 부분을 형성하도록 이때에 통상적인 중합체 처리를 위해 이용될 수 있다. 긍정적("예")이면, 처리공정은 직접 형성처리공정(500)의 시작으로 이어진다.
직접 형성처리공정의 제 1단계(500)는 작업면에 펠릿을 놓는 단계(502)이다. 이 단계에서, 전술된 바와 같이 펠릿은 고상형성단계를 위한 준비로 작업면에 놓인다. 위의 예에서, 작업면은 롤러의 표면이다. 이때, 펠릿은 전술된 바와 같이 호퍼의 사용 또는 유동상의 사용과 같은 임의의 방식으로 작업면에 놓이고, 바람직하기로 작업면에 있는 성형공동부에 인접하게 형성된 홈에 위치된다. 다음 단계(504)는 필요하면 작업면에서 펠릿의 위치선정을 조정하는 것이다. 이 단계는 작업면에 놓일 때 모든 펠릿이 작업면에 형성된 성형공동부에 인접한 홈에 적당히 위치될 수 있다면 선택적이다. 하지만, 초과 펠릿이 있거나, 펠릿이 홈에 적당히 위치되지 않으면, 펠릿의 위치선정을 조정하는 단계는 임의의 문제점을 수정하는 데에 도움이 된다. 전술된 바와 같이, 펠릿의 위치선정을 조정하는 단계가 부드러운 롤러 또는 이 단계에 알맞은 다른 유형의 장치에 이루어질 수 있다. 다음 단계(506)는 작업면에서 초과 펠릿을 제거하는 것이다. 펠릿이 작업면에 놓이고 필요하여 조정된 후에, 초과 펠릿은 작업면에서 제거되어 이들이 고상형성단계와 간섭되지 않아야 한다. 이는 스크레이퍼 구조물이나, 진공기술, 또는 작업면에서 불필요한 펠릿을 적당히 제거하는 임의의 다른 작업에 의해 이루어질 수 있다.
펠릿에 열을 가하는 단계(508)에서 고상 형성처리공정이 실제로 시작된다. 펠릿에 열을 가하는 것은, 단지 성형공동부내에서 펠릿의 고상형성에 의해 발생된 열이 펠릿에 필요한 열을 충분히 발생시키지 못하면 필요하게 된다. 다시 말하면, 타격기의 충격으로 인해 그 형상에서 성형공동부의 형상으로 변형됨으로써 발생된 열이 충분하지 않으면, 전술한 바와 같이 열의 공급이 필요하게 된다. 펠릿이 가열되어야 하는 궁극적인 온도는 펠릿을 형성하는 특정한 중합체의 연화점 이상이되, 융해점 이하이다. 펠릿의 열처리가 이행된 후에, 실제적인 고상형성단계가 단계(510)에서 이행된다. 고상형성단계는 위에서 아주 상세히 설명되어 있고, 위의 설명을 되풀이하자면, 여기에 기술된 바와 같이 롤러나, 사용가능할 때 다른 유형의 고상형성 구조물을 이용하여 이행될 수 있다. 여기서, 한가지 중요한 것은 고상형성법의 생성물이 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 연결가능한 엘리먼트이다. "상향"판과 "하향"판 및 리벳과 같은 연결가능한 엘리먼트는 연속적으로 각각 형성되어, 최종 제품이 비직물 구성품을 형성하는 서로 연결된 엘리먼트들의 집합으로 된다. 전술된 바와 같이, 예시적인 처리공정에서 형성되는 제 1엘리먼트는 제 1과 제 2롤러 사이의 물림부에서 향성된 "상향"판이다. 다음 단계는 이전의 단계들을 되풀이하여, 비직물 구성품의 패널을 형성하는 데에 필요한 특정한 순서로 서로 연결된 엘리먼트를 형성하는 것으로, 이 단계는 512로 표시되어 있다. 이단계(512)는 앞서 기술된 형성단계들이 연결가능한 엘리먼트에서 비직물 구성품의 패널을 형성하도록 충분한 횟수로 되풀이되는 것을 필요로 한다. 전술된 특정한 처리공정에서, 이 처리공정은 "상향"판과, 이어서 "하향"판 및, 그 후에 두 판을 함께 유지하는 리벳을 형성하도록 3번 이행될 필요가 있다. 전술된 제 2실시예에서는, 이 처리공정이 가시가 있는 끝을 갖춘 패널과 이어서 이 가시가 있는 끝을 수용하는 패널을 형성하도록(전술된 바와 같이 이 실시예에서는 리벳과 같은 추가적인 제 3부품이 필요하지 않다) 2번 되풀이된다.
단계(512)후에, 흐름순서도는 펠릿재생단계(600)를 시작한다. 제 1단계는 비직물 구성품의 패널이 만족스러운가를 조회하는 결정블록(602)이다. "아니오"이면 이 단계(604)에서, 불량한 비직물 구성품의 패널이 최종 제품을 위한 통상적으로 성형된 부품을 형성하거나, 단계(402)에 놓기 위한 펠릿으로 재형성되는 데에 이용되도록 순수한 재생품으로 전환된다. 비직물 구성품의 패널이 적합하면, 다음 단계(606)에서 비직물 구성품의 패널의 후처리가 일어난다. 이 후처리는 광택처리나, 절단, 굽힘, 또는 최종 제품에 사용되는 비직물 구성품의 패널을 준비하는 데에 필요한 다른 작업을 포함할 수 있다. 단계(606)후에, 결정블록(608)은 비직물 구성품이 초기 후처리 후에도 여전히 좋은지를 조회한다. 어떤 이유로 비직물 구성품의 패널이 단계(606)에서 치명적으로 손상되었으면, 결정블록(608)에 대한 답은 "아니오"이고, 손상되었으나 부분적으로 처리된 비직물 구성품의 패널은 다시 단계(604)에서 순수한 재생품을 만드는 데에 이용된다. 비직물 구성품의 패널이 초기 후처리 단계(606)후에 만족스러우면, 비직물 구성품의 패널은 비직물 구성품의패널의 최종 처리(702)로 보내어진다. 최종적인 두 단계는 여행가방 조립단계(700)에 있다. 표면의 추가적인 다듬질과 비직물 구성품을 최종 조립체를 위해 준비하게 하는 추가적인 처리를 포함할 수 있는 비직물 구성품의 패널의 최종 처리후에, 흐름순서도는 단계(704)로 이동한다. 단계(704)에서, 최종 제품과 함께 비직물 구성품의 패널의 조립이 이행된다. 예컨대, 비직물 구성품의 패널은 도 20에 도시된 바와 같은 여행가방의 외부면의 적어도 일부가 되도록 종래의 재봉 또는 리벳고정기술을 이용하여 다른 여행가방의 부분에 부착된다. 여행가방은 단계들(404,604)에서 발생된 폐기물 펠릿으로부터의 순수한 재생품으로 형성될 수 있다.
상기 흐름순서도는 본 발명의 직접 형성처리공정으로 이행될 수 있는 특정한 생산처리공정의 한 유형의 예이다. 본래, 흐름순서도는 포괄적인 제 4작업단계(700)의 최종적인 두 단계들(702,704)을 응용함으로써 특정한 제품유형으로 특수하게 될 수 있다. 예컨대, 비직물 구성품의 사용은 재봉 또는 다른 접합기술을 이용하여 그 선단에서 서로 결합될 수 있고, 3차원 형상의 생성물이 여행가방의 새시를 이루도록 프레임이나 바퀴조립체에 부착될 수 있다. 선택적으로, 비직물 구성품은 자동차의 내부장식품이나 다른 제품을 위해 이용될 수 있다.
본 발명이 어느 정도 특별하게 기술되었지만, 본 명세서는 예시적인 것으로 세세한 구조의 변형이 첨부된 청구범위로 한정된 본 발명의 정신으로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다.

Claims (50)

  1. 제 1엘리먼트를 형성하는 단계와;
    이 제 1엘리먼트와 작동가능하게 연결된 제 2엘리먼트를 형성하는 단계;를 포함하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 1엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 2엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 1엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하고;
    상기 제 2엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 2엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하는; 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 이 펠릿이 상기 성형공동부의 형상에 적합하게 되도록 펠릿을 유연하게 변형시키기 위해서, 펠릿을 성형공동부의 성형면과 접촉시키게 밀어넣는 단계;
    상기 제 1엘리먼트를 형성하는 단계는, 제 1성형공동부에 중합체 펠릿을 위치시키는 단계와, 이 제 1성형공동부의 형상에 적합하게 제 1성형공동부의 중합체 펠릿을 밀어넣는 단계를 포함하고;
    상기 제 2엘리먼트를 형성하는 단계는, 제 2성형공동부에 중합체 펠릿을 위치시키는 단계와, 이 제 2성형공동부의 형상에 적합하고 상기 제 1엘리먼트와 작동가능하게 연결되도록 상기 제 2성형공동부의 중합체 펠릿을 밀어넣는 단계를 포함하는; 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트가 상기 제 2성형공동부의 일부를 형성하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 2엘리먼트가 상기 제 1엘리먼트에 대해 적어도 부분적으로 형성되는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트를 형성하는 단계는 성형단계를 포함하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  9. 제 1엘리먼트를 형성하는 단계와;
    제 2엘리먼트를 형성하는 단계; 및,
    상기 제 1 및 제 2엘리먼트와 서로 작동가능하게 연결되도록 제 3엘리먼트를형성하는 단계;를 포함하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 1엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 제 2엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 2엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 제 3엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 3엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 1엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하고;
    상기 제 2엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 2엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하며;
    상기 제 3엘리먼트를 형성하는 단계는 이 제 3엘리먼트를 고상으로 형성하는 단계를 포함하는; 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트를 형성하는 단계는, 제 1성형공동부에 중합체 펠릿을 위치시키는 단계와, 이 제 1성형공동부의 형상에 적합하게 제 1성형공동부의 중합체 펠릿을 밀어넣는 단계를 포함하고;
    상기 제 2엘리먼트를 형성하는 단계는, 제 2성형공동부에 중합체 펠릿을 위치시키는 단계와, 이 제 2성형공동부의 형상에 적합하게 제 2성형공동부의 중합체 펠릿을 밀어넣는 단계를 포함하며;
    상기 제 3엘리먼트를 형성하는 단계는, 제 3성형공동부에 중합체 펠릿을 위치시키는 단계와, 이 제 3성형공동부의 형상에 적합하고 상기 제 1 및 제 2엘리먼트와 작동가능하게 연결되도록 상기 제 3성형공동부의 중합체 펠릿을 밀어넣는 단계를 포함하는; 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트가 상기 제 2성형공동부의 일부를 형성하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 제 2엘리먼트가 상기 제 3성형공동부의 일부를 형성하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트와 제 2엘리먼트가 상기 제 3성형공동부의 일부를 형성하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  18. 제 14항에 있어서, 상기 제 2엘리먼트가 상기 제 1엘리먼트에 대해 적어도 부분적으로 형성되는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  19. 제 9항에 있어서, 상기 제 3엘리먼트가 상기 제 1엘리먼트에 대해 적어도 부분적으로 형성되는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  20. 제 9항에 있어서, 상기 제 3엘리먼트가 상기 제 1 및 제 2엘리먼트에 대해 적어도 부분적으로 형성되는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  21. 고상형성법으로 제조된 엘리먼트를 포함하여 이루어진 개별적인 엘리먼트로 된 비직물 구성품.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 각 엘리먼트는 단일한 중합체 펠릿으로 제조되도록 크기가 형성되는 비직물 구성품.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 각 엘리먼트는 적어도 단일한 펠릿으로 제조되도록 크기가 형성되는 비직물 구성품.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 각 엘리먼트는 다수의 펠릿으로 제조되도록 크기가 형성되는 비직물 구성품.
  25. 적어도 하나의 별도 수용부를 구비하는 제 1엘리먼트형과;
    제 2엘리먼트형;을 포함하여 이루어지고,
    상기 제 1 및 제 2엘리먼트형이 서로에 대해 각 엘리먼트의 상대운동을 허용하도록 상기 별도 수용부 중 적어도 하나와 맞물리는 제 2엘리먼트형에 의해 서로 부착되는 개별적인 엘리먼트로 된 비직물 구성품.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트형은 적어도 하나의 소켓을 형성하는 본체를 구획하고;
    상기 제 2엘리먼트형은 적어도 하나의 맞물림부를 형성하는 본체를 구획하며;
    상기 맞물림부는 상기 제 1 및 제 2엘리먼트형을 함께 부착하도록 상기 소켓내에 수용되는; 비직물 구성품.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 적어도 하나의 소켓은 상기 적어도 하나의 맞물림부를 수용하도록 내부로 돌출되는 부분을 구획하는 비직물 구성품.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 적어도 하나의 맞물림부는 상기 적어도 하나의 소켓단내에 단단하게 수용되도록 가시가 형성된 비직물 구성품.
  29. 제 26항에 있어서, 상기 적어도 하나의 소켓은 내부로 돌출되는 부분을 구획하고;
    상기 적어도 하나의 맞물림부는 가시가 형성되어 있으며;
    상기 내부로 돌출되는 부분은 상기 제 1 및 제 2엘리먼트를 함께 부착하도록 상기 가시가 있는 단에 단단하게 맞물리는 비직물 구성품.
  30. 제 26항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트형은 각 선단이 하나의 소켓을 형성하는 다수의 선단을 구비하고;
    상기 제 2엘리먼트형은 각 선단이 하나의 맞물림부를 형성하는 다수의 선단을 갖추며;
    배열부는 인접한 상기 제 1엘리먼트형의 선단의 소켓단내의 상기 제 2엘리먼트형의 선단의 맞물림부를 수용하여 부착된 제 1 및 제 2엘리먼트로 번갈아 형성되는; 비직물 구성품.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2엘리먼트형이 직사각형상인 비직물 구성품.
  32. 제 31항에 있어서, 각도가 그 사이에서 더 많은 상대운동을 허용하도록 상기 각각의 제 1 및 제 2엘리먼트형의 인접한 선단 사이에 형성되는 비직물 구성품.
  33. 제 1엘리먼트와;
    제 2엘리먼트; 및,
    상기 제 1엘리먼트를 제 2엘리먼트에 부착하는 부착엘리먼트;를 포함하여 이루어지고, 상기 제 1과 제 2 및 부착엘리먼트가 서로에 대해 이동할 수 있도록 된 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트는 평판이고;
    상기 제 2엘리먼트는 상기 제 1평판에 대해 거꾸로 형성된 평판이며;
    상기 부착엘리먼트는 리벳인; 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 제 2엘리먼트는 상기 제 1엘리먼트와 동일한 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2엘리먼트는 서로 벗어나게 방향이 설정되는 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  37. 제 34항에 있어서, 다수의 상기 제 1평판과 제 2평판이 비직물 구성품을 형성하도록 하나의 배열부에 함께 부착되는 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  38. 제 34항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2엘리먼트는, 각각 상부면과, 하부면및, 4개의 측면을 구비하되, 상기 각 측면이 각각의 측면의 대부분의 길이로 뻗어 있는 선단을 구획하도록 된 본체와, 이 본체의 인접한 측면 사이에 형성된 절단부 및, 각 선단의 하부면상에 형성된 맞물림부를 포함하여 이루어지고;
    상기 리벳은, 마주보는 선단을 구비한 축과, 이 축의 각 선단상에 형성된 머리를 포함하여 이루어지며;
    상기 제 1 및 제 2엘리먼트가 서로 인접하지만 벗어나 있는 하부면과, 접촉이 유지되게 하는 상기 각 제 1 및 제 2엘리먼트 중 하나의 선단의 상기 맞물림표면, 서로 정렬되는 상기 각 제 1 및 제 2엘리먼트의 절단부 중 하나 및, 상기 정렬된 절단부를 통과하여 위치된 리벳축과 함께 위치되는 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 각 제 1 및 제 2엘리먼트의 하부면상에 형성된 상기 맞물림부는, 상기 본체에 수직한 평평한 상부벽과 측벽을 구비하고 상기 평판의 선단과 일치되게 뻗는 상부융기부와, 이 융기부에서 상기 본체의 하부면까지 뻗는 경사면 및, 상기 경사면과 상기 하부면의 공통부 근처의 본체에 형성된 홈을 포함하는 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  40. 제 1엘리먼트와;
    일체로 형성된 부착엘리먼트를 포함하는 제 2엘리먼트;를 포함하여 이루어지고, 상기 부착엘리먼트가 상기 제 1 및 제 2엘리먼트를 함께 연결하고 상기 제 1및 제 2엘리먼트를 서로에 관해 이동하게 하는 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  41. 제 40항에 있어서, 상기 부착엘리먼트가 리벳축인 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2엘리먼트가 상기 리벳축상에 형성된 리벳캡에 의해 함께 지지되는 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  43. 제 41항에 있어서, 상기 리벳축은 분할 리테이너이고;
    상기 제 1 및 제 2엘리먼트는 상기 분할 리테이너의 단부에 수용된 리벳캡에 의해 함께 지지되는; 비직물 구성품을 직접 형성하는 데에 이용되는 엘리먼트유니트.
  44. 제 1롤러와, 제 2롤러, 제 3롤러 및, 제 1 및 제 2롤러 사이의 제 1물림영역, 제 2 및 제 3롤러 사이의 제 2물림영역을 제공하는 단계와;
    상기 제 1물림영역에 적어도 하나의 제 1엘리먼트를 형성하는 단계 및;
    상기 제 2물림영역에 적어도 하나의 제 2엘리먼트를 형성하고, 이 제 2엘리먼트가 상기 제 1엘리먼트와 서로 연결되는 방식으로 형성되는 단계;를 포함하여이루어진 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  45. 제 44항에 있어서, 상기 제 1롤러상에 형성된 부분 성형공동부에 제 1중합체 펠릿을 놓는 단계와;
    제 1의 완전한 성형공동부를 형성하도록 상기 제 1물림영역의 상기 제 1롤러상에 상기 부분 성형공동부를 갖춘 상기 제 2롤러상에 부분 성형공동부를 정렬하는 단계;
    상기 제 1엘리먼트를 형성하도록 상기 제 1물림영역의 상기 완전한 성형공동부에 상기 중합체 펠릿을 고상으로 형성하는 단계;
    상기 제 2롤러상에 형성된 부분 성형공동부에 제 2중합체 펠릿을 놓는 단계;
    제 2의 완전한 성형공동부를 형성하도록 상기 제 2물림영역의 상기 제 2롤러상에 상기 부분 성형공동부를 갖춘 상기 제 3롤러상에 부분 성형공동부를 정렬하는 단계;
    상기 제 1엘리먼트와 서로 연결되는 방식으로 상기 제 2엘리먼트를 형성하도록 상기 제 2물림영역의 상기 완전한 성형공동부에 상기 제 2중합체 펠릿을 고상으로 형성하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  46. 제 45항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트가 상기 제 2의 완전한 성형공동부의 일부를 형성하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  47. 제 1롤러와, 제 2롤러, 제 3롤러, 제 4롤러, 제 1 및 제 2롤러 사이의 제 1물림영역, 제 2 및 제 3롤러 사이의 제 2물림영역 및, 제 3 및 제 4롤러 사이의 제 3물림영역을 제공하는 단계와,
    상기 제 1물림영역에 적어도 하나의 제 1엘리먼트를 형성하는 단계;
    상기 제 2물림영역에 적어도 하나의 제 2엘리먼트를 형성하고, 이 제 2엘리먼트가 상기 제 1엘리먼트와 서로 맞물리는 방식으로 형성되는 단계; 및,
    상기 제 3물림영역에 적어도 하나의 제 3엘리먼트를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 제 3엘리먼트가 서로 맞물리는 상기 제 1 및 제 2엘리먼트를 서로 연결하도록 형성되는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  48. 제 47항에 있어서, 상기 제 1롤러상에 형성된 부분 성형공동부에 제 1중합체 펠릿을 놓는 단계와;
    제 1의 완전한 성형공동부를 형성하도록 상기 제 1물림영역의 상기 제 1롤러상에 상기 부분 성형공동부를 갖춘 상기 제 2롤러상에 부분 성형공동부를 정렬하는 단계;
    상기 제 1엘리먼트를 형성하도록 상기 제 1물림영역의 상기 완전한 성형공동부에 상기 중합체 펠릿을 고상으로 형성하는 단계;
    상기 제 2롤러상에 형성된 부분 성형공동부에 제 2중합체 펠릿을 놓는 단계;
    제 2의 완전한 성형공동부를 형성하도록 상기 제 2물림영역의 상기 제 2롤러상에 상기 부분 성형공동부를 갖춘 상기 제 3롤러상에 부분 성형공동부를 정렬하는단계;
    상기 제 1엘리먼트와 서로 맞물리는 방식으로 상기 제 2엘리먼트를 형성하도록 상기 제 2물림영역의 상기 완전한 성형공동부에 상기 중합체 펠릿을 고상으로 형성하는 단계;
    상기 제 3롤러상에 형성된 부분 성형공동부에 제 3중합체 펠릿을 놓는 단계;
    제 3의 완전한 성형공동부를 형성하도록 상기 제 3물림영역의 상기 제 3롤러상에 상기 부분 성형공동부를 갖춘 상기 제 4롤러상에 부분 성형공동부를 정렬하는 단계; 및,
    상기 제 1 및 제 2엘리먼트를 서로 연결하여 상기 제 3엘리먼트를 형성하도록 상기 제 3물림영역의 상기 완전한 성형공동부에 상기 중합체 펠릿을 고상으로 형성하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  49. 제 48항에 있어서, 상기 제 1엘리먼트가 상기 제 2의 완전한 성형공동부의 일부를 형성하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
  50. 제 48항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2엘리먼트가 상기 제 3의 완전한 성형공동부의 일부를 형성하는 비직물 구성품을 제조하는 방법.
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