KR20120048004A - 적어도 하나의 웹 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법 - Google Patents

적어도 하나의 웹 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법 Download PDF

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KR20120048004A
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KR1020127005892A
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마르티누스 코넬루스 아드리아누스 반 덴 에이커
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베일러 베헤이르 비. 브이.
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Abstract

길게 연장된 용접 조합(4), 즉 길게 연장된 용접 헤드(1) 및 길게 연장된 앤빌 요소(2)의 조합에 의해 적어도 하나의 웹(8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기에 적합한 장치(10)에서, 용접 조합(4)은 이동 가능하게 배열되고, 용접 조합(4)의 변위를 구현하기 위한 수단(12)이 마련된다. 용접 조합(4)은 장치(10)를 통과하는 웹(8, 9)의 이송 방향(W)에 수직한 방향(C)으로 변위 가능하다. 변위 공정 동안, 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2) 모두의 변위가 정밀하게 제어됨으로써, 용접 조합(4)의 이들 구성 요소의 효과적인 상호 위치가 유지된다. 용접 조합(4)의 변위 가능한 배열로 인해, 처리 대상인 웹들(8, 9)의 폭에 대한 제한이 없다.

Description

적어도 하나의 웹 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법{METHOD FOR PERFORMING AN ULTRASONIC WELDING PROCESS ON AT LEAST ONE WEB}
본 발명은, 길게 연장된 용접 헤드 및 길게 연장된 앤빌 요소의 조합을 포함하는 장치가 적용되고, 웹이 용접 헤드와 앤빌 요소 사이에 배치되고, 용접 헤드와 앤빌 요소가 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 효과적인 상호 위치에 있는 동안 용접 헤드의 초음파 진동 이동이 구현되고, 한편으로 웹 그리고 다른 한편으로 용접 헤드 및 앤빌 요소의 조합의 상대적 이동이 구현되는, 적어도 하나의 웹 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 용접 헤드 및 앤빌 요소의 조합과, 용접 헤드의 초음파 진동 이동을 구현하기 위한 수단을 포함하는, 적어도 하나의 웹 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
상술한 바와 같은 방법과 장치는 공지되어 있다. 예컨대, WO 95/13182는 전기 고주파 제너레이터와, 고주파 전기 에너지를 기계 에너지로 전환하는 트랜스듀서와, 기계적 진동의 진폭을 증폭시키는 증폭기와, 기계적 진동이 왕복 운동의 형태로 용접 헤드에 전달되도록 증폭기에 연결되는 용접 헤드로 구성된 초음파 용접 유닛을 포함하는 초음파 용접 배열을 개시한다. 더불어, 해당 초음파 용접 배열은 그 주연면 상에 돌기 형태의 앤빌들이 소정 패턴으로 배치된 앤빌 롤러와, 앤빌 롤러의 주연부와 용접 헤드의 단부에 의해 한정된 닙(nip) 또는 간극을 통해 서로 연결되도록 웹을 이동시키도록 기능하는 이송 수단을 포함한다.
이런 공지된 초음파 용접 배열의 작업 동안, 웹은 상술한 바와 같이 닙이나 간극을 거쳐 이동하게 되고, 앤빌 롤러는 웹이 이동하는 속도와 일치하는 속도로 회전된다. 더불어, 용접 헤드는 초음파 범위에 속하는 주파수로 웹의 재료 내에서 상하로 이동하게 된다. 기계적 가공 공정인 이와 같은 공정의 결과, 재료 내에는 열이 발생하여 재료를 용융시킨다. 이에 따라, 용접 헤드와 앤빌 롤러 사이에 위치한 재료들은 용융되어 서로 융합된다. 초음파 용접 공정에 의해 연결되기에 적절한 재료로는 폴리프로필렌과 같은 열가소성 재료가 있다.
초음파 용접 공정에서는, 용접 헤드와 앤빌 롤러가 가장 정밀한 방식으로 서로 연동되는 것이 중요한데, 실제 용접 공정은 용접 헤드의 단부와 앤빌 롤러의 앤빌들 사이의 작은 접촉면에서 발생한다. 이런 사실은, 초음파 진동 이동을 수행하도록 구동되어야만 하는 대형의 무거운 용접 헤드를 구비하는 것이 여전히 현실적이지 않다는 사실 외에도, 현실적으로 초음파 용접 장치의 폭을 제한하는 이유 중 하나이다.
헤드 유닛들이 기다란 앤빌 롤러와 결합되고 서로 일렬로 이웃하여 배열되어 있는 다소 분리된 많은 수의 헤드 유닛을 용접 헤드에 설치하여 실험을 수행하였으나, 이들 실험은 단지 고가의 불편한 장치가 이런 방식으로 얻어질 수 있음을 증명할 뿐이었다. 예컨대, 폭이 270 mm인 열 개의 헤드 유닛 또는 폭이 300 mm인 아홉 개의 헤드 유닛이 사용되었다. 실제로, 오늘날 이용되는 초음파 용접 장치는 약 2.70 미터의 최대 폭을 가지며, 초음파 용접 공정은 보다 넓은 폭을 갖는 웹을 처리하는 데 사용될 수 없다. 6, 8, 또는 심지어 10 미터의 폭을 갖는 웹에 초음파 용접 공정을 수행할 필요가 있기 때문에, 폭 제한이 존재한다는 문제가 있다. 본 발명의 목적은 이런 문제를 해결하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 초음파 용접 공정 동안 길게 연장된 용접 헤드 및 길게 연장된 앤빌 요소의 조합이 용접 헤드의 초음파 진동 이동이 발생하는 방향과 다른 방향으로 장치 내에서 이동되고, 이와 동시에 용접 헤드와 앤빌 요소 간의 효과적인 상호 위치가 유지되는 방법을 제공하는 것이다. 즉, 본 발명에 따르면, 용접 헤드와 앤빌 요소가 적절한 초음파 용접 공정을 수행하기 위해 종래의 장치에서와 같이 동일한 상호 위치에서 유지되되, 종래 상황과의 차이는 용접 헤드와 앤빌 요소도 또한 하나의 조합으로서 장치를 통해 이동된다는 사실에 있다. 종래 기술에 따르면, 용접 헤드와 앤빌 요소는 장치 내의 고정 위치에 배치되지만, 이는 본 발명이 적용될 때의 경우가 아니다. 본 발명은 용접 헤드와 앤빌 요소가 장치 내에서 변위될 수 없다는 전통적인 편견을 버리는 성취를 이루었다.
전통적인 편견은 용접 공정의 정확한 구현을 위해 필요한 용접 헤드 및 앤빌 요소의 정밀한 상호 배치가 유지되는 방식으로 길게 연장된 용접 헤드와 길게 연장된 앤빌 요소를 하나의 조합으로서 용접 장치를 통해 이동시키는 것이 현실적으로 불가능하다는 관념에 기초한다. 이런 관념의 주된 이유는 용접 헤드와 앤빌 요소가 처리 대상인 적어도 하나의 웹에 의해 서로 분리된다는 사실이다. 다른 것들 중에서도, 본 발명은 용접 헤드와 앤빌 요소 간의 직접적인 물리적 연결없이 적어도 하나의 웹을 초음파 용접시키는 것이 가능하다는 사고에 기초한다.
본 발명의 후술하는 설명에서는 용접 헤드와 앤빌 요소의 조합을 용접 조합으로 지칭한다. 본 발명에 따르는 방법이 적용되는 경우, 용접 조합의 변위가 예측됨에 따라 초음파 용접의 대상인 웹의 치수에 대한 제한이 없이 어떤 영역이라도 적용될 수 있다. 실제로, 용접 조합은 웹이 장치를 통해 이동되는 방향에 수직한 방향으로 이동됨으로써, 용접 조합은 그 경우 기대하는 만큼 큰 치수일 수 있는 웹의 폭을 가로질러 진행할 수 있게 된다. 이는, 용접 헤드와 앤빌 요소가 그 이동 방향과 동일한 방향이 아닌 이동 방향에 수직한 방향으로 웹을 처리하도록 배향됨에 따라, WO 95/13182에 설명된 바와 같은 종래의 상황에서 갖게 될 위치에 대해 1/4만큼 회전됨을 의미한다.
특히, 실제로, 본 발명에 따른 초음파 용접 공정은 다음에 설명하는 양태들을 포함할 수 있다. 초음파 용접 공정의 대상인 적어도 하나의 웹이 용접 헤드와 앤빌 요소 사이에 배치되어 고정된 위치에 유지된다. 그 후, 초음파 용접 공정이 용접 조합에 의해 수행되며, 이때 용접 헤드는 초음파 진동 이동을 하게 되고, 앤빌 요소의 앤빌들에 의해 국부적으로 지지되는 웹의 작은 부분들 상에서 작용한다. 초음파 용접 공정에서, 용접 조합은 용접 조합의 폭과 용접 조합이 변위되는 경로의 길이에 의해 한정된 직사각 형상 정도의 크기를 갖는 웹의 영역 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위해 변위된다. 용접 조합이 해당 경로의 끝에 도달하면, 웹은 용접 조합의 폭에 의해 결정된 거리를 따라 이동하게 된다. 이런 이동이 종료됨과 동시에, 용접 조합은 해당 웹이 이전 단계에서 처리된 부분에 인접한 웹의 새로운 부분 상에 초음파 용접 공정을 수행하도록 구동될 수 있다. 초음파 용접 공정에서, 용접 조합은 이전 단계의 이동 방향에 대해 후방으로 이동한다. 이에 따라, 용접 조합을 전후로 이동시키고, 용접 조합의 폭과 관련된 거리를 따라 서로 대향하는 두 방향으로 수행된 용접 조립체의 이동들 사이에서 웹을 이동시킴으로써, 웹에 대해 진행 중인 초음파 용접 공정이 구현될 수 있다.
초음파 용접 공정 동안 웹이 장치를 통해 이동되는 것도 가능하다. 이 경우, 용접 조합은 웹의 이동에 대응하는 성분을 갖는 이동을 수행할 수 있다. 다시 말해서, 용접 조합은 상술한 바와 같이 웹에 대해 이동될 수 있으며, 이와 동시에 웹과 함께 장치 내에서 이동될 수 있다. 그 경우, 용접 조합이 웹을 가로질러 그 경로의 끝에 도달하면, 용접 조합은 웹이 장치를 통해 이동되는 방향으로 용접 헤드와 앤빌 요소의 폭에 의해 결정된 거리를 따라서 후방으로 변위된다. 초음파 용접 공정에서, 웹의 이동은 계속될 수 있지만, 방금 처리된 웹의 부분에 인접한 웹의 새로운 부분 상에 초음파 용접 공정을 개시하기 위한 목적으로 용접 조합이 변위되는 시간 동안 이런 이동을 일시적으로 중단하는 것 또한 가능하다.
앤빌 요소와 관련하여, 용접 조합의 이런 요소는 롤러를 포함할 수 있는데, 이 롤러는 초음파 용접 공정 및 이에 관련된 용접 조합의 변위 중에 그 종축을 중심으로 회전된다. 용접 헤드와 관련하여, 용접 조합의 이런 요소는 일렬 배열된 적어도 두 개의 헤드 유닛을 포함할 수 있으며, 이때 이들 유닛은 다소 이격되어 있다.
본 발명에 따르는 초음파 용접 방법과 장치는, 웹의 재료가 상술한 바와 같은 용접 헤드 및 앤빌 요소를 이용한 처리의 영향 하에 상호 연결을 달성하기에 적절하다고 가정할 때, 웹의 연결을 필요로 하는 모든 상황에서 이용될 수 있다. 예컨대, 웹은 폴리프로필렌을 포함하는 웹일 수 있지만, 다른 재료도 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 연결 대상인 웹은 두 개의 웹일 수 있으며, 이때 제1 웹은 롤러로부터 인출되는 지지 웹이고, 제2 웹은 지지 웹을 완전히 덮는 방식으로 지지 웹 상에 배치되는 세그먼트들의 형태로 제공된다. 그러나, 본 발명의 범위에 속하는 다양한 변경례가 존재하며, 이때 웹의 수는 둘 이상일 수 있고 웹들은 완전히 중첩되거나 단지 부분적으로만 중첩될 수 있다. 예컨대, 둘 또는 세 개의 지지 웹이 서로 인접하게 배치되되, 세 개의 지지 웹의 전체 폭에 대응하는 길이를 갖는 웹 세그먼트들이 지지 웹을 덮도록 사용된다.
초음파 용접 공정은 웹들을 최종적으로 연결하는 데 사용될 수 있지만, 기대하는 상호 정착이 실질적으로 얻어지는 정도까지 웹들을 상호 연결하는 것을 목적으로 하는 작업을 수행함으로써 웹들의 상호 위치가 우선 고정되고, 적층 공정과 같은 임의의 적절한 공지된 공정일 수 있는 최종 연결 달성을 위한 공정을 웹에 수행하는 공정들에도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 용접 방법 및 장치는 웹의 강화 목적으로 단일 웹, 특히 부직 웹을 처리하는 데 사용되기에 적절하다.
용접 헤드 및 앤빌 요소 모두가 처리 대상인 적어도 하나의 웹에 대해 변위되는 본 발명에 따른 초음파 용접 공정에서, 변위 공정의 고정밀 제어는 현저한 용접 결과를 얻는 데 기여한다. 용접 헤드와 앤빌 요소는 그 사용 중에 웹에 의해 분리되고 웹은 보다 큰 치수를 가질 수 있기 때문에, 많은 실질적인 경우에, 용접 조합의 두 구성 요소에 대한 직접적 물리적 연결은 가능하지 않다. 이런 관점에서, 본 발명은 용접 헤드 및 앤빌 요소의 구동을 위한 서보 기술의 적용을 목적으로 하는 바, 본 발명에 따른 장치에는 선형 모터가 설치될 수 있다. 일반적으로 공지된 바와 같이, 서보 기술은 실제 위치가 측정되어 기대 위치와 비교되는 부(negative)의 피드백 원리에 기초한다. 비교 결과는 실제 위치와 기대 위치 간의 차이이며, 이 정보는 실제 위치를 조절하는 데 이용되며 그 조절은 차이를 줄이는 것을 목적으로 한다.
변위 가능한 용접 헤드와 앤빌 요소를 포함하는 본 발명에 따른 장치에서, 안내 작업이 두 구성 요소를 직선을 따라 이동시키기 위해 적용될 수 있다. 그러나, 실제로, 이들 이동 간에는 편차가 존재하며, 용접 조합의 구성 요소들을 부정확하게 상호 배치할 위험이 있다. 본 발명에 따르면, 이런 위험을 저감하기 위해, 해당 장치를 처음 사용하기에 앞서 앤빌 요소의 변위의 세부 사항을 측정하여 이들 세부 사항을 메모리에 저장하는 것이 고려된다. 특히, 세부 사항은 직선에 대한 편차일 수 있는데, 이때 길게 연장된 용접 헤드와 길게 연장된 앤빌 요소를 지지하기 위한 구조의 굽힘이 소정 역할을 수행할 수 있다. 그 후, 이들 세부 사항은 용접 헤드의 변위 제어 공정에서 사용될 수 있으며, 용접 헤드의 변위는 직선에 대한 앤빌 요소의 변위와 동일한 오차를 갖는 것이 구현된다. 이 경우, 어떤 상황 하에서도 용접 헤드 및 앤빌 요소의 정확한 상호 위치가 유지되는 것과, 결과적으로, 초음파 용접 공정이 아주 복잡한 제어 수단을 필요로 하지 않고도 가장 정밀한 방식으로 수행될 수 있도록 보장된다. 발명의 범위 내에서, 용접 조합의 구성 요소의 변위를 제어하는 다른 원리를 적용하는 것도 가능하다. 예컨대, 앤빌 요소의 변위는 용접 헤드가 이동할 것으로 보이는 경로와 관련한 저장 데이터에 기초하여 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 웹 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 용접 조합은 초음파 용접 공정 동안 용접 헤드의 초음파 진동 이동 방향과 다른 방향으로 변위된다. 초음파 용접 공정에서, 용접 조합의 두 개의 주된 구성 요소인 용접 헤드와 앤빌 요소는 동일한 효과적인 상호 위치, 즉 용접 헤드와 앤빌 요소가 초음파 용접 공정을 구현하기에 적절한 방식으로 상호 협력하는 것이 가능한 상호 위치에서 유지된다. 완전성을 위해, 용접 헤드와 앤빌 요소가 동일한 효과적인 상호 위치에 유지된다는 사실이, 초음파 용접 공정 동안 용접 헤드와 앤빌 요소의 상호 위치가 변하지 않는 것을 의미하는 것으로 이해되어서는 결코 안 된다. 용접 헤드와 앤빌 요소가 효과적인 상호 위치에 있고 초음파 용접 공정을 수행하도록 작동될 때, 용접 헤드의 초음파 진동에 의해 야기되는 소규모의 변화를 포함하는 용접 헤드와 앤빌 요소의 상호 위치 변화가 발생하는 것이 필수적이다. 더불어, 앤빌 요소는 회전되는 롤러일 수 있지만, 용접 헤드와 앤빌 요소가 초음파 용접 공정을 수행하는 능력이 상술한 각방향 위치의 변화와 무관하기 때문에, 이런 롤러의 각방향 위치 변화는 용접 헤드에 대한 앤빌 요소의 효과적인 상호 위치의 변화를 구성하는 것으로 고려되지 않는다.
본 발명의 범위에 속하는 하나의 실시예(possibility)에 따르면, 용접 조합은 처리 대상인 웹을 가로질러 전후방, 즉 웹의 일측에서 타측으로 이동될 수 있으며, 이때 웹은 용접 공정이 수행되는 시간 동안 제자리에서 유지되고, 웹은 용접 조합의 이동이 역전될 때에 용접 조합의 폭에 관련된 거리만큼 변위됨으로써, 웹의 인접 부분들이 진행 중인 공정에서 처리될 수 있다.
처리 대상인 적어도 하나의 웹을 가로질러 용접 조합을 전후로 이동시킨다는 개념에서는, 용접 공정이 수행되는 시간 동안 웹이 이동되는 것도 가능한데, 이때 용접 조합은 웹의 이동 방향으로 그리고 용접 조합의 이동이 역전되는 때에 용접 조합의 폭에 관련된 거리만큼 후방으로 변위됨으로써, 웹의 인접 부분들이 진행 중인 공정에서 처리될 수 있다.
본 발명의 가장 중요한 장점은 초음파 용접 공정의 대상인 웹의 치수에 대한 제한이 없다는 사실에 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 장치와 종래 기술에 따른 장치 간의 현격한 차이점은, 본 발명에 따른 장치는 해당 웹이 장치를 통과하여 이송되는 방향에 수직한 웹의 치수가 3 미터보다 큰 웹을 이송하기에 적절할 수 있다는 것이다. 본 발명은 3 미터보다 훨씬 큰, 예컨대, 6 미터, 8 미터, 또는 10 미터보다 큰 폭을 갖는 웹 상에 초음파 용접 공정을 수행할 수 있도록 한다. 사실상, 위에서 논의된 바와 같이, 웹의 치수에 대한 제한은 전혀 없다. 용접 헤드 및 앤빌 요소의 폭에 관한 한, 이는 표준 폭일 수 있거나, 또는 표준 폭의 몇 배, 예컨대, 160 mm, 320 mm, 또는 480 mm; 또는 200 mm, 400 mm, 또는 600 mm일 수 있다.
일반적으로, 본 발명에 따른 초음파 용접 장치는, 길게 연장된 용접 헤드 및 길게 연장된 앤빌 요소의 조합과 용접 헤드의 초음파 진동 이동 구현 수단을 포함하는, 적어도 하나의 웹 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치이며, 이때 용접 헤드 및 앤빌 요소의 조합은 장치 내에서 용접 헤드의 초음파 진동 이동을 위한 방향과 다른 방향으로 변위 가능하게 배열되며, 용접 헤드 및 앤빌 요소의 조합의 변위를 상기 다른 방향으로 구현하기 위한 수단이 제공된다.
미국 특허 제6,098,684호는 기계 가공 롤러 및 초음파가 전달되는 대상인 공구 혼(horn)을 포함하는 초음파 기계 가공 유닛을 포함하는 초음파 용접/절단기를 개시한다. 기계 가공 롤러 및 공구 혼은 둘 다 왕복 운동을 수행하도록 조절되는데, 기계 가공 롤러와 공구 혼의 이동 속도는 동일하도록 제어된다. 미국 특허 제6,098,684호에서 공지된 기계와 본 발명에 따른 초음파 용접 장치 간의 중요한 차이는 길게 연장된 형상이 아닌 기계 가공 롤러 및 공구 혼의 형상에 관련된 것이다. 반면에, 기계 가공 롤러는 디스크와 같은 형상이고 공구 혼은 원형 주연부를 갖는다.
본 발명은 상당한 치수를 갖는 웹을 처리하기에 적합한 길게 연장된 용접 조합의 분야에 속하는 반면, 미국 특허 제6,098,684호에서 공지된 용접 조합은 폭이 비교적 작은 웹들을 연결하는 데에만 사용되기에 적절하다. 대형 치수와 길게 연장된 형상은 보다 큰 무게와 지지 구조의 굽힘과 같은 효과를 수반한다. 본 발명은 굽힘이 문제가 되고 표준 캘린더 롤 적용의 원리가 가능하지 않은 이런 치수와 형상의 분야에 속한다.
본 발명에 따른 장치에서는, 웹이 용접 장치를 통해 이송될 방향과 다른 방향으로 용접 조합이 이동 가능한 용접 조합의 배열을 갖는 것이 가능하다. 예컨대, 용접 조합의 이동 방향은 이미 상술한 바와 같이 웹의 이송 방향에 수직할 수 있다. 이런 경우에, 용접 헤드와 앤빌 요소는, 초음파 용접 공정이 용접 장치의 폭을 가로질러 용접 조합을 웹의 일측에서 타측으로 이동시킴으로써 수행될 수 있도록 웹의 이송 방향으로 길게 연장될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 이런 용접 조합의 배향은 종래 초음파 용접 장치의 용접 조합 배향과 다르며, 그 차이점은 1/4 회전이다. 그러나, 용접 조합의 배향이 종래 장치와 동일한 것도 가능하다. 이런 경우, 웹의 전체 폭은 웹의 인접 부분들 상에서 웹의 이송 방향으로 초음파 용접 공정을 수행함으로써 덮히며, 이때 용접 조합은 측방, 즉 용접 조합이 길게 연장된 방향으로 이동 가능하다. 웹의 일 부분이 초음파 용접 공정을 받은 경우, 용접 조합은 측방에 보이는 인접 부분으로 이동되며 초음파 용접 공정은 이 부분에 대해서도 수행될 수 있다. 초음파 용접 공정에서, 용접 조합은 웹의 이송 방향으로 이동될 수 있지만, 종래 장치의 경우와 같이, 초음파 용접 공정 동안 단지 웹만이 이동되고 용접 조합은 제자리에 유지되는 것도 가능하다.
물론, 용접 장치에서 용접 조합의 이동 방향이 웹의 이송 방향에 수직한 성분을 갖는 것도 가능하다. 이 경우, 용접 장치에서 용접 조합의 이동 방향의 다른 성분은, 특히 웹이 초음파 용접 공정 동안 이동되는 경우, 웹의 이송 방향일 수 있다.
이하, 도면을 참조로 다음의 상세한 설명에서 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 하며, 이들 도면에서 동일한 도면 부호는 동일 또는 유사한 부분을 지시한다.
도 1은 초음파 용접 공정을 예시하는 도면으로서, 초음파 용접 공정을 받게 되는 두 개의 웹의 일부뿐만 아니라 본 공정에서 사용되는 용접 헤드와 앤빌 롤러를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 구성요소들과 본 발명에 따른 장치에 의해 처리될 웹들의 부분을 도시하는 개략도로서, 장치의 용접 조합과 웹의 이동에 대한 제1 실시예(possibility)를 예시한다.
도 3은 장치 내에서 용접 조합의 서로 다른 두 위치를 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 구성요소들과 본 발명에 따른 장치에 의해 처리될 웹들의 부분을 도시하는 개략도로서, 장치의 용접 조합과 웹의 이동에 대한 제2 실시예(possibility)를 예시한다.
도 5는 본 발명에 따른 장치의 용접 헤드의 바닥부를 도시하는 개략도이다.
도 6 용접 헤드와, 앤빌 롤러와, 용접 헤드 및 앤빌 롤러 사이에 배치된 두 개의 웹의 일부를 도시한 도 1과 상이한 개략도이다.
도 1 및 도 6은 연결 대상인 웹(3) 상에 초음파 용접 공정을 수행하는 데 적합한 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2)를 개략적으로 도시한다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2) 모두는 길게 연장된 형상을 가지며, 이때 용접 헤드(1)와 앤빌 롤러(2)는 동일한 폭을 가질 수 있다. 이하, 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2)의 조합을 용접 조합(4)이라고 지칭한다. 초음파 용접 기술 자체는 공지된 것이며, 따라서 본 명세서에서는 간단히 설명한다.
도시된 실시예에서, 용접 헤드(1)는 서로 밀접한 방식으로 배열된 많은 헤드 유닛(1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g)을 포함한다. 용접 헤드(1)와 앤빌 롤러(2)는 보다 큰 치수를 가질 수 있는데, 이때 용접 헤드(1)와 앤빌 롤러(2)를 지지하기 위한 구조는 보다 중형일 것이 요구된다. 예컨대, 하나의 헤드 유닛1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g)은 160 mm의 폭을 가질 수 있는데, 이 경우 용접 헤드(1)와 앤빌 롤러의 전체 폭은 1,120 mm이다. 본 발명은 상술한 폭보다 훨씬 큰 치수를 갖는 웹들(3)을 처리하기 위해 보다 대형이고 무거운 구성요소를 사용할 수 있도록 한다.
용접 헤드(1)와 앤빌 롤러(2)는 그 사이에 협폭 간극(5)이 존재하도록 서로에 대해 배치된다. 초음파 용접 공정을 받게 될 웹들(3)은 이런 간극(5) 내에, 즉 용접 헤드(1)와 앤빌 롤러(2) 사이에 배치된다. 용접 헤드(1)는 용접 혼이라고도 하는데, 웹들(3)의 재료에서 상하로 이동되도록 구성되는 반면, 앤빌 롤러(2)는 용접 헤드(1)가 그 사이의 웹들(3)의 작은 부분과 맞닿도록 앤빌로서 작용하도록 되어 있는 적절한 돌기 패턴(6)을 포함한다. 용접 헤드(1)는 소정 초음파 주파수로 용접 헤드(1)를 상하 이동시키도록 구성되는 수단(미도시)에 의해 구동된다.
종래의 초음파 용접 장치에서, 용접 조합(4)의 배열은 고정된다. 작동 중에, 용접 헤드(1)는 상술한 바와 같이 초음파 주파수로 상하 이동되며, 앤빌 롤러(2)는 회전되고 웹들(3)은 간극(5)을 거쳐 이동된다. 앤빌 롤러(2)의 회전 속도 및 웹들(3)의 진행 속도는 웹들(3)과 앤빌 롤러(2) 사이에 미끄럼이 발생하지 않게 하는 방식으로 서로에 대해 맞춰진다. 이런 배열에서, 용접 조합(4)의 폭이 적어도 처리 대상인 웹들(3)의 폭 정도로 클 필요가 있다는 것은 자명할 것이다.
본 발명에 따르면, 용접 조합(4)은 이동 가능하게 배열된다. 본 발명의 범위에 속하는 구현 가능한 실시예(possibility)에 따르면, 용접 조합(4)이 이동 가능한 방향은 용접 헤드(1)의 초음파 진동 이동 방향과 앤빌 롤러(2)의 종축(7)이 연장되는 방향 모두에 수직한 방향이다. 어느 경우든, 용접 조합(4)은 초음파 용접 공정을 수행하기 위해 웹의 전체 영역을 가로질러 제한없이 이동하도록 제조될 수 있으며, 이 영역은 어떤 크기라도 가질 수 있다.
이하, 도 2에 기초하여 본 발명이 실시되는 방식을 설명한다. 예시적으로, 도 2는 서로 인접한 세 개의 웹들(8)과, 이들 웹(3)을 가로질러 배치되고 초음파 용접에 의해 이들 세 개의 웹(8)에 연결되는 많은 웹 세그먼트들(9)과, 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치(10)의 다양한 구성 요소를 개략적으로 도시한다. 이하, 본 장치(10)를 용접 장치(10)로 지칭한다. 웹들(8)이 용접 장치(10)를 통해 인접한 방식으로 그리고 그 종방향으로 이송되는 방향은 도 2에서 화살표 W로 지시된다. 웹들(8) 각각의 폭은 예컨대 2 미터의 크기일 수 있지만, 다른 치수도 본 발명의 범위에 속한다는 사실이 바뀌지 않음은 물론이다. 어느 경우든, 도시된 실시예에서, 웹 세그먼트들(9)의 길이는 세 개의 웹들(8)의 전체 폭과 동일한다. 더불어, 도 2에서는 세 개의 웹들(8)의 모서리가 점선으로 지시되어 있다.
용접 장치(10)는 용접 조합(4)과, 해당 용접 조합(4) 및 그 밖의 구성요소의 작업을 제어하기 위한 마이크로컨트롤러와 같은 제어 수단(11)을 포함한다. 물론, 도 2에는 용접 조합(4)의 용접 헤드(1)만이 도시되어 있다. 용접 조합(4)의 변위 수단(12)으로 전송되는 제어 수단(11)의 제어 신호는 점선 화살표에 의해 개략적으로 도시되어 있다.
용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2)는 모두 용접 장치(10)를 통과하는 웹들(8)의 이송 방향(W)에 수직한 방향으로 용접 장치(10) 내에 변위 가능하게 배열된다. 도 2에서, 용접 조합(4)의 구성 요소들이 변위 가능한 방향은 화살표 C에 의해 지시된다. 완전성을 위해, 이 방향(C)은 용접 헤드(1)가 용접 장치(10)의 작동 중에 진동하는 방향에 수직하기도 하다. 이하, 용접 조합(4)이 용접 장치(10) 내에서 이동 가능한 방식을 도 3에 기초하여 추가로 설명하기로 하며, 도 3은 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2)의 제1 위치를 연속선으로 그리고 제2 위치를 점선으로 도시하고 있으며 이동 방향(C)도 도시하고 있다. 도 3은 용접 헤드(1)와 앤빌 롤러(2)가 연결 대상인 웹들(3)을 따라서 동일한 이동을 수행한다는 사실을 자명하게 도시한다.
본 발명에 따른 용접 장치(10)의 유용한 실시예에서는, 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)을 가로질러 변위하는 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2)를 안내하기 위해 가이드(13)가 마련된다. 용접 대상인 재료가 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2) 사이에 배치된다는 사실에서, 가이드(13)가 용접 장치(10)의 일측에서만 연장될 것이 요구되며, 이때 일측에서 타측으로 가로지르는 가이드(13)를 위한 지지체를 갖는 것은 가능하지 않은데, 이는 이런 지지체가 용접 대상인 재료의 경로에 있을 수 있기 때문이다. 가이드(13)는 비교적 긴 모양이고, 그 길이는 수 미터일 수 있다. 따라서, 가이드(13)가 강성이고 정밀도가 높다는 것이 중요하다. 결국, 가이드(13)의 제조 공정은 상이한 공정이며, 일측에서 해당 가이드(13) 내에서 이루어지는 용접 헤드(1)의 변위와 타측에서 해당 가이드(13) 내에서 이루어지는 앤빌 롤러(2)의 변위를 조율하는 공정은, 후술하는 바와 같이, 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2)의 가장 정밀한 상호 배치를 보장하는 데 유용하다. 우선, 용접 장치(10)가 적용된 경우, 웹들(8)과 그 위에 배치된 웹 세그먼트들(9)을 초음파 접합하는 공정이 수행되는 방식을 설명한다.
웹들(8)과 그 위에 배치된 웹 세그먼트들(9)을 초음파 접합하는 공정은 연속적으로 반복되는 여러 단계로 수행될 수 있다. 용접 장치(10)의 작동 동안에 용접 헤드(1)는 초음파 주파수로 진동하도록 구동된다. 제1 단계에서, 용접 조합(4)은 용접 장치(10)의 일측에서 용접 장치(10)의 타측으로 변위되며, 이때 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)의 제1 영역이 덮혀져서 초음파 용접 공정을 받게 된다. 웹들(8)의 이송 방향(W)으로 이 영역의 크기는 용접 조합(4)의 폭에 의해 결정된다. 용접 조합(4)의 변위 동안, 앤빌 롤러(2)는 그 종축(7)을 중심으로 회전하도록 구동된다. 더불어, 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)들은 고정 위치에서 유지되는데, 적절한 수단(미도시)이 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)을 보유하는 데 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 웹 및 웹 세그먼트를 유지하는 방법에 관한 내용인 출원인 명의의 EP 1 719 609 및 EP 2 039 493를 참조한다.
제2 단계에서, 용접 조합(4)이 타측에 도달함과 동시에, 웹들(8)과 그 위에 배치된 웹 세그먼트들(9)은 용접 조합(4)의 폭에 의해서 결정된 제한된 거리만큼 용접 장치(10)를 통해 추가로 이동된다. 그 지점에서, 새로운 영역이 초음파 용접 공정을 진행하기 위한 위치에 놓인다.
제3 단계에서, 용접 조합(4)은 다시 변위되어, 이전 용접 공정을 위한 초기 위치로 지정될 수 있는 위치로 뒤로 이동된다. 용접 공정에서, 이전 영역에 인접한 새로운 영역에서, 웹들(8)과 적어도 하나의 웹 세그먼트(9)의 접합이 구현된다.
새로운 영역이 완전히 커버되면, 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)을 제한된 거리만큼 이동시키고 뒤이어 용접 조합(4)을 일측에서 타측으로 주행시키는 공정이 다시 개시되어 연속적으로 반복된다. 따라서, 본 실시예에서, 초음파 접합 공정은, 용접 장치(10)를 통과하는 웹들(8)의 이송 방향(W)에 수직한 일 방향(C)으로 용접 조합(4)을 교대로 이동시키고, 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)을 소정 길이만큼 변위시켜 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)의 새로운 영역을 용접 조합(4)의 범위 내로 가져감으로써 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9) 전체에 대해 수행된다. 용접 공정에서, 용접 조합(4)은 전후로 이동하는 반면, 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)이 용접 장치(10)를 통해서 오직 전진한다.
앤빌 롤러(2)의 앤빌들(6)은 원하는 국부 가열 효과를 구현하기 위해 상대적으로 작을 필요가 있고, 용접 헤드(1)의 단부는 소정 방식으로 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)을 거쳐 앤빌들(6)을 가격할 필요가 있기 때문에, 초음파 용접 공정은 해당 공정 동안 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2)의 상호 배치가 정밀한 경우 양호한 접합 결과를 산출한다. 대체로, 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2) 모두의 변위에 대해 정밀한 제어를 하는 것이 가장 바람직하며, 이때 주로 이들의 상호 위치가 정밀하게 유지되어야 한다.
본 발명의 범위 내에는, 웹들(8) 및 웹 세그먼트들(9)의 일측 상에서 용접 헤드(1)의 변위를 제어하고 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)의 타측 상에서 앤빌 롤러(2)의 변위를 제어하는 다양한 방식이 존재한다. 바람직한 양식에 따르면, 서보 기술이 적용되며, 선형 모터와 같은 적절한 수단이 다양한 구성 요소를 구동시키기 위한 목적으로 사용된다. 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2) 중 하나가 용접 헤드(1) 및 앤빌 롤러(2) 중 다른 것의 변위를 뒤따르도록 하는 수단을 취하는 것 또한 유리한 양식이다. 예컨대, 앤빌 롤러(2)의 변위가 정밀하게 측정되는데, 이때 가상의 완전한 직선에 대한 편차가 확인된다. 용접 장치(10)에 앤빌 롤러(2)의 변위 및 관련 오차에 관련된 데이터를 저장하는 메모리(14)가 설치된 경우, 제어 수단(11)은 용접 헤드(1)의 변위를 제어할 때에 이들 데이터를 이용할 수 있게 된다. 따라서, 용접 헤드(1)의 변위가 직선에 대한 앤빌 롤러(2)의 변위와 동일한 오차를 특징으로 할 수 있도록 함으로써, 용접 헤드(1)와 앤빌 롤러(2)의 정확한 상호 위치가 변위 공정에 걸쳐 유지되는 것이 가능하다.
도 4는 초음파 용접 공정 동안 웹들(8)과 용접 조합(4)의 이동을 위한 대안적인 양식을 예시한다. 이 양식에 따르면, 웹들(8)은 고정 위치에서 유지되지 않고, 대신에 웹들(8)의 이송 방향(W)으로 이동된다.
제1 단계에서, 용접 조합(4)이 용접 장치(10)의 일측에서 용접 장치(10)의 타측으로 소정 방향(C')으로 변위됨과 동시에, 웹들(8)의 이송 방향(W)으로 웹들(8)과 함께 이동되며, 이때 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)의 제1 영역이 덮혀져서 초음파 용접 공정을 받게 된다. 따라서, 용접 조합(4)의 이동은 두 가지 성분, 즉 웹들(8)의 이송 방향(W)의 성분과 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)을 곧장 가로질러 소정 방향(C')으로 용접 장치(10)의 일측에서 타측으로 이동하는 성분을 갖는다. 따라서, 용접 장치(10) 내에서 용접 조합의 최종 이동 방향(R)은 웹들(8)의 이송 방향(W) 및 용접 장치(10)의 일측에서 타측으로 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)을 곧장 가로지르는 이동 방향(C') 사이에 있게 되며, 이로써 용접 조합(4)이 웹들(8)의 이동을 따라서 전방 뿐만 아니라 측방으로도 이동되기 때문에, 최종 방향(R)은 용접 장치(10)에서 경사 방향으로 나타날 수 있다.
용접 장치(10)의 일측에서 타측으로 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)을 가로지르는 이동 방향(C')으로 용접 조합(4)을 변위시키기 위한 변위 수단(12) 외에도, 가이드(13)에 대해, 웹들(8)의 이송 방향(W)으로 가이드(13)를 변위시키기 위한 변위 수단(15)이 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 더불어, 가이드(13)에서 용접 조합(4)의 변위 수단(12)으로 전송되는 제어 수단(11)의 제어 신호와 같이, 이들 추가의 변위 수단(15)으로 전송되는 제어 수단(11)의 제어 신호는 점선 화살표에 의해 개략적으로 도시된다.
제2 단계에서, 용접 조합(4)은, 타측에 도달함과 동시에, 용접 조합(4)의 폭에 의해서 결정되는 제한된 길이를 따라 웹들(8)의 이송 방향(W)으로 후방 이동하게 된다. 그 지점에서, 용접 조합(4)은 웹들(8)과 웹 세그먼트들(9)의 새로운 영역에 대해 초음파 용접 공정을 하기 위한 위치에 있다. 용접 조합(4)이 상술한 바와 같이 후방 이동을 수행하는 시간 동안, 웹들(8)은 그 이동을 계속할 수 있지만, 용접 조합(4)이 초음파 용접 공정의 후속 행정을 수행하기 위한 새로운 위치에 도달할 때까지 이런 이동이 일시적으로 중단되는 것도 가능하다.
제3 단계에서, 용접 조합(4)은 다시 변위되는데, 이 변위는 역방향으로 발생한다. 용접 조합(4)이 다시 타측에 도달하면, 제4 단계가 수행되는데, 이 동안 웹들(8)의 이송 방향(W)으로 용접 조합을 후방 이동시키는 상술한 공정이 다시 수행됨으로써, 용접 조합(4)은 초음파 용접 공정의 후속 행정을 수행하기 위한 위치에 있게 된다. 용접 조합(4)의 이동은 원하는 길이의 웹들(8)과 원하는 수만큼 웹 세그먼트들(9)을 접합시키는 데 필요한 길이만큼 반복될 뿐만 아니라 웹들(8)을 따라 이동하는 동안 용접 장치(10)의 일측에서 타측으로 전후로 이동하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 용접 장치(10)에서 사용하기 위한 용접 헤드(1)의 가능한 실시예의 바닥 부분을 도시한 도면이다. 종래의 용접 장치(10)에서는 용접 헤드(1)가 연결 대상인 웹들(3, 8, 9)을 가로질러 변위되지 않으며, 용접 헤드(1)에 대해 웹들(3, 8, 9)이 단지 일측으로부터만, 즉 웹들(3, 8, 9)이 공급되는 측면으로부터 접근한다. 많은 경우, 앤빌 롤러(2)와 대면하는 용접 헤드(1)의 표면에는 용접 헤드(1)의 초음파 이동 방향에 대해 수직한 위치로부터 어느 정도 벗어난 위치가 마련되는데, 이때 해당 표면의 가장 높은 모서리는 웹들(3, 8, 9)이 접근하는 용접 헤드(1)의 측면에 존재한다.
본 발명에 따른 용접 장치(10)에서는, 초음파 용접 공정 동안 용접 헤드(1)가 웹들(3, 8, 9)에 접근하는데, 이 접근은 도 2 및 도 4에 기초해서 설명된 바와 같이 용접 조합(4)이 전후 이동을 수행하는 경우 용접 헤드(1)의 두 모서리 중 어느 하나에 발생할 수 있다. 이런 사실에서 볼 때, 앤빌 롤러(2)와 대면하는 용접 헤드(1)의 표면(20)은 각각 용접 헤드(1)의 초음파 진동 이동 방향에 대해 소정 각도를 이루는 두 개의 모서리부(21, 22)를 가질 수 있다. 특히, 모서리부(21, 22)는 서로 대향하는 방향으로 보이는 바와 같이 유사한 각도(α, β)로 배향됨으로써, 용접 헤드(1)가 웹들(3, 8, 9)에 접근하는 방식은 용접 헤드(1)의 모든 이동에 대해 동일하게 되는데, 이는 용접 장치(10)의 일측에서 타측으로 전후로 이동하는 것이다. 일반적으로, 용접 헤드(1)의 표면(20)은 도 5에 도시된 실시예의 경우와 같이 경면 대칭 외양을 가질 수 있다.
기술분야의 당업자에게, 본 발명은 상술한 실시예에 제한되지 않으며, 다양한 실시예와 변경이 첨부된 특허청구의 범위에 정의된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 가능하다는 것이 자명할 것이다.
당연히, 본 발명에 따른 용접 장치(10)는 위에서 설명한 것들보다 더 많은 구성요소와 특징들을 가질 수 있으며, 특히, 용접 장치(10) 통해서 웹들(8) 및 그 위에 배치된 웹 세그먼트들(9)을 안내하기 위한 수단과, 예컨대 DE 4439284호에서 공지된 것인, 용접 공정 동안 그리고/또는 사전에 용접 헤드(1)와 앤빌 롤러(2) 사이의 간극(5)의 크기를 조절하기 위한 수단과 같이, 종래의 용접 장치들로부터 공지된 구성요소와 특징들을 가질 수 있다. 그러나, 이런 구성요소와 특징들의 설명은 본 발명에 직접 관련되지 않기에 생략한다.
적어도 두 개의 웹들(3, 8, 9)을 연결하기 위한 본 발명의 용도와 관련하여, 이들 웹은 초음파 용접을 통해 연결되기에 적절한 모든 유형일 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 용접 장치(10)에 의해 처리될 웹들(3, 8, 9)은 포일(foil), 부직재(nonwovens), UD(일방향) 시트, 및 크로스플라이(crossply) 시트일 수 있으며, 이때 원하는 그리고 유용한 모든 조합이 이루어질 수 있다. 특히, 종래의 초음파 용접 장치에서는 부직재의 대형 시트를 연결하는 것이 가능하지 않기 때문에, 본 발명은 초음파 기술을 이용하여 부직재를 용접하는 분야에서 해법을 제공한다.
위에서는, 길게 연장된 용접 조합(4), 즉 길게 연장된 용접 헤드(1) 및 길게 연장된 앤빌 요소(2)의 조합에 의해 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기에 적합한 장치(10)를 개시하였다. 장치(10)에서, 용접 조합(4)은 이동 가능하게 배열되고, 용접 조합(4)의 변위를 구현하기 위한 수단이 마련된다. 실현 가능한 실시예에 따르면, 용접 조합(4)은 장치(10)를 통한 웹(3, 8, 9)의 이송 방향(W)에 수직한 방향(C, C')으로 변위 가능하다. 변위 공정 동안, 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2) 모두의 변위가 정밀하게 제어됨으로써, 용접 조합(4)의 이들 구성 요소의 효과적인 상호 위치가 유지된다. 용접 조합(4)의 변위 가능한 배열이 갖는 중요한 장점은 처리 대상인 웹들(3, 8, 9)의 폭에 대한 제한이 없다는 것이다.
1: 용접 헤드 2: 앤빌 요소
3, 8, 9: 웹 4: 용접 조합
5: 간극 10: 용접 장치

Claims (24)

  1. 길게 연장된 용접 헤드(1) 및 길게 연장된 앤빌 요소(2)의 조합(4)을 포함하는 장치(10)가 적용되고, 웹(3, 8, 9)이 용접 헤드(1)와 앤빌 요소(2) 사이에 배치되고, 용접 헤드(1)와 앤빌 요소(2)가 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 효과적인 상호 위치에 있는 동안 용접 헤드(1)의 초음파 진동 이동이 구현되고, 한편으로 웹(3, 8, 9) 그리고 다른 한편으로 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)의 상대적 이동이 구현되는, 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법으로서,
    상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)은, 초음파 용접 공정 동안, 용접 헤드(1)의 초음파 진동 이동이 발생하는 방향과 다른 방향(C, R)으로 상기 장치(10) 내에서 이동되며, 이와 동시에 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2) 간의 효과적인 상호 위치가 유지되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 초음파 용접 공정 동안 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)이 상기 웹(3, 8, 9)에 대해 이동되는 방향(C, C')은 상기 웹(3, 8, 9)이 상기 장치(10)를 통과하여 이송되는 방향(W)에서 벗어나는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 초음파 용접 공정 동안 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)이 상기 웹(3, 8, 9)에 대해 이동되는 상기 방향(C, C')은 상기 웹(3, 8, 9)이 상기 장치(10)를 통과하여 이송되는 방향(W)에 수직한 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹(3, 8, 9)은 초음파 용접 공정 및 이에 관련된 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)의 이동 동안 상기 장치(10)를 통해서 이동되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹(3, 8, 9)은 초음파 용접 공정 및 이에 관련된 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)의 이동 동안 상기 장치(10) 내의 고정된 위치에 유지되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)은 상기 웹(3, 8, 9)의 일측 모서리에서 타측 모서리로 연속적으로 전후로 이동되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)은, 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)이 상기 웹(3, 8, 9)의 일측 모서리에 위치하고 상기 웹(3, 8, 9)에 대한 이동이 역전될 때, 상기 웹(3, 8, 9)이 상기 장치(10)를 통해서 이송되는 방향(W)으로 상기 용접 헤드(1)와 상기 앤빌 요소(2)의 폭에 관련된 거리를 따라 연속적으로 변위되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 웹(3, 8, 9)은, 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합이 상기 웹(3, 8, 9)의 일측 모서리에 위치하고 상기 웹(3, 8, 9)에 대한 이동이 역전될 때, 상기 용접 헤드(1)와 상기 앤빌 요소(2)의 폭에 관련된 거리를 따라 연속적으로 변위되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 앤빌 요소(2)는 초음파 용접 공정 및 이에 관련된 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)의 이동 동안 그 종축(7)을 중심으로 회전되는 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 헤드(1)가 상기 앤빌 요소(2)의 이동을 정밀하게 뒤따라서 이동하도록 만들기 위해, 앤빌 롤러(2)의 변위, 바람직하게는 완전한 직선에 대한 편차에 관련된 데이터가 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)을 후속 변위시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)의 이동은 서보 기술에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 적용된 상기 적어도 하나의 웹(3, 8, 9)은 포일, 부직재, UD(일방향) 시트, 크로스플라이 시트 및/또는, 적어도 두 개의 웹(3, 8, 9)인 경우, 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 방법.
  13. 길게 연장된 용접 헤드(1) 및 길게 연장된 앤빌 요소(2)의 조합(4)과 용접 헤드(1)의 초음파 진동 이동을 구현하기 위한 수단을 포함하는, 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치(10)로서,
    상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합은 용접 헤드(1)의 초음파 진동 이동을 위한 방향과 다른 방향(C, R)으로 상기 장치(10) 내에서 변위 가능하게 배열되며, 상기 다른 방향(C, R)으로 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)의 변위를 구현하기 위한 수단(12, 15)이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)이 변위 가능한 방향(C, R)은 초음파 용접 공정의 대상인 웹(3, 8, 9)이 상기 장치(10)를 통해 이송 가능한 방향(W)에서 벗어나는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)이 변위 가능한 방향(C)은 초음파 용접 공정의 대상인 웹(3, 8, 9)이 상기 장치(10)를 통해 이송 가능한 방향(W)에 수직한 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)이 변위 가능한 상기 방향(R)은 초음파 용접 공정의 대상인 웹(3, 8, 9)이 상기 장치(10)를 통해 이송 가능한 방향(W)에 수직한 성분(C')을 갖는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변위 수단(12)을 통해 상기 용접 헤드(1) 및 앤빌 요소(2)의 조합(4)이 왕복 이동을 하도록 하는 제어부(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 앤빌 롤러(2)의 변위, 바람직하게는 완전한 직선에 대한 편차에 관련된 데이터를 저장하는 메모리(14)를 포함하며, 상기 제어부(11)는 상기 용접 헤드(1)의 이동을 상기 앤빌 요소(2)의 이동에 정밀하게 추종시키기 위해 상기 변위 수단(12)을 제어하기 위한 목적으로 상기 메모리(14)에 접근해서 상기 저장 데이터를 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변위 수단(12, 15)은 선형 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  20. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 앤빌 요소(2)는 그 종축을 중심으로 배열된 롤러를 포함하며, 상기 앤빌 롤러(2)를 그 종축(7)을 중심으로 회전시키기 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  21. 제13항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹(3, 8, 9)이 상기 장치(10)를 통해 이송 가능한 방향(W)에 수직한 치수가 3 미터보다 큰 적어도 하나의 웹(3, 8, 9)을 이송하기에 적절한 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  22. 제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 앤빌 롤러(2)와 대면하는 상기 용접 헤드(1)의 표면(20)은 상기 용접 헤드(1)의 초음파 이동 방향에 대해 각각 소정 각도(α, β)를 이루는 두 개의 모서리부(21, 22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  23. 제22항에 있어서, 서로 대향하는 방향에서 볼 때, 상기 모서리부(21, 22) 중 하나의 각도(α, β)는 상기 모서리부(21, 22) 중 다른 모서리의 각도(α, β)와 동일한 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 앤빌 롤러(2)와 대면하는 상기 용접 헤드(1)의 표면(20)은 경면 대칭 외양을 갖는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 웹(3, 8, 9) 상에 초음파 용접 공정을 수행하기 위한 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220117577A (ko) * 2021-02-17 2022-08-24 염봄식 초음파 융착장치

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5990568B2 (ja) * 2011-08-24 2016-09-14 ユニ・チャーム株式会社 超音波シール装置、及び超音波シール方法
US10259165B2 (en) 2015-04-01 2019-04-16 Aurizon Ultrasonics, LLC Apparatus for fabricating an elastic nonwoven material
JP7050768B2 (ja) 2016-09-30 2022-04-08 デューケイン アイエーエス エルエルシー 弾性不織材料を製造するための装置
DE102017104615A1 (de) * 2017-03-06 2018-09-06 Auto-Kabel Management Gmbh Ultraschallschweißvorrichtung und Verfahren zum Ultraschallschweißen
US11298775B2 (en) 2018-05-24 2022-04-12 Honda Motor Co., Ltd. Continuous ultrasonic additive manufacturing
JP2022528511A (ja) 2019-03-22 2022-06-14 デューケイン アイエーエス エルエルシー 弾性不織布材料を製造するための装置
CN116787666B (zh) * 2023-08-03 2024-03-19 绍兴市辰星聚氨酯有限公司 一种聚氨酯板材的成型设备及其加工方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1466124A (ko) * 1965-03-22 1900-01-01
FR2285975A1 (fr) * 1974-09-26 1976-04-23 Mortreux Bernard Appareil pour le soudage aux ultrasons de plusieurs feuilles et le complexe ainsi obtenu
US4146416A (en) * 1977-11-14 1979-03-27 Crompton & Knowles Corporation Apparatus for vibration welding of material
JPS62225323A (ja) * 1986-03-27 1987-10-03 Yuuwa Sangyo Kk 超音波接着装置
CA2048150A1 (en) * 1990-09-14 1992-03-15 Karl V. Thomsen High frequency welding of thermoplastic belts
SE501002C2 (sv) 1993-11-09 1994-10-17 Moelnlycke Ab Förfarande och anordning för ultraljudsvetsning vid höga löphastigheter hos materialbanorna
DE4439284C3 (de) 1994-10-19 2000-04-20 Herrmann Ultraschalltechnik Vorrichtung und Verfahren zum fortlaufenden Ultraschallbearbeiten einer Materialbahn
US5660679A (en) * 1995-01-31 1997-08-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Rotary sealing system
JP3204196B2 (ja) * 1997-03-31 2001-09-04 ブラザー工業株式会社 超音波溶着溶断装置
DE10338732A1 (de) * 2003-08-22 2005-03-24 Giesecke & Devrient Gmbh Kartenförmiger Mehrschichtverbund
EP1711332A1 (de) * 2004-02-07 2006-10-18 Jentschmann AG Zürich Ultraschall-schweissvorrichtung
NL1028977C2 (nl) 2005-05-04 2006-11-07 Beiler Beheer Bv Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een samengestelde baan op basis van ten minste twee banen.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220117577A (ko) * 2021-02-17 2022-08-24 염봄식 초음파 융착장치

Also Published As

Publication number Publication date
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