KR20190087994A

KR20190087994A - 생산 라인에서 안면 마스크를 제조하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20190087994A
Application number: KR1020187027344A
Authority: KR
Inventors: 조셉 피 웨버; 마크 티 팸퍼린; 앤소니 에스 스펜서; 에릭 씨 스테인도르프; 데이비드 엘 해링턴
Original assignee: 오앤엠 할리야드 인터내셔널 언리미티드 컴퍼니
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2019-07-25
Also published as: KR102022211B1; CA3026560C; CN110062588B; EP3691485A1; JP6691613B2; EP3909454A1; CN110062588A; US20200221795A1; EP3691485B1; JP2019534390A; WO2019070248A1; US10813393B2; CA3026560A1; AU2017403347A1; AU2017403347B2; MX2020004001A

Abstract

생산 라인에서 직물 제품의 웨브로부터 안면 마스크를 제조하기 위한 자동화된 시스템 및 방법이 제공된다. 웨브는 기계 방향을 따라 생산 라인에서 반송된다. 제1 타이는 제1 타이가 기계 방향에 수직인 횡단-기계 방향으로 웨브로부터 연장되도록 타이 부착 스테이션에서 직물 제품의 웨브에 부착된다. 웨브 및 제1 타이는 웨브로부터 분리된 안면 마스크를 형성하기 위해 횡단-기계 방향으로 웨브의 폭을 가로질러 횡단-기계 방향으로 절단 스테이션에서 절단된다.

Description

생산 라인에서 안면 마스크를 제조하는 방법 및 시스템

본 발명은 일반적으로 수술용 안면 마스크와 같은 보호 안면 마스크의 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 생산 라인에서 안면 마스크를 제조하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일회용 여과 안면 마스크 또는 호흡기의 다양한 구성이 알려져 있으며, "안면 마스크", "호흡기", "여과 안면 호흡기", "수술용 안면 마스크" 등 다양한 이름으로 언급될 수 있다. 본 개시내용의 목적상, 이러한 장치는 본 명세서에서 일반적으로 "안면 마스크"로 지칭된다.

자연 재해 또는 다른 재앙적인 이벤트의 시기에 구호 작업자, 구조 인력 및 일반 대중에게 보호 안면 마스크를 제공할 수 있는 능력이 중요하다. 예를 들어 유행병의 경우에, 여과된 호흡을 제공하는 안면 마스크를 사용하는 것은 그러한 이벤트에 대한 대응과 회복의 핵심 측면이다. 이러한 이유로 정부와 기타 지자체는 일반적으로 시급한 응급 용도를 위해 바로 사용할 수 있는 안면 마스크 비축물을 준비해두고 있다. 그러나 안면 마스크는 유효 기간이 정해져 있고 만료 및 보충을 위해 비축물을 지속적으로 모니터링해야 한다. 이를 수행하는 것은 극도로 많은 비용이 든다.

최근에는, 비축물에 의존하지 않고 유행병이나 다른 재해 중에 "필요"에 기초하여 안면 마스크를 대량 생산하는 것이 가능할지 여부에 대한 조사가 시작되었다. 예를 들어, 2013년에 보건 복지부(Department of Health and Human Services)의 질병 예방 대응 본부(Office of the Assistant Secretary for Preparedness and Response)의 BARDA(Biomedical Advanced Research and Development Authority)는 미국에서 유행병 상황 동안 최대 1억 개까지의 안면 마스크가 필요할 것으로 추산하고, 이러한 수요가 비축물을 불필요하게 하기 위해 매일 1.5 내지 2 백만 개의 안면 마스크를 대량 생산함으로써 충족될 수 있는지에 대한 연구를 제안했다. 이는 분당 약 1,500개의 안면 마스크로 해석된다. 현재의 안면 마스크 생산 라인은 기술 및 장비 제한으로 인해 분당 약 100개의 안면 마스크만 생산할 수 있으며, 이는 추산된 목표에 훨씬 미치지 못한다. 따라서 유행병 동안의 "온 디멘드(on demand)" 안면 마스크의 목적이 현실화될 경우, 제조 및 생산 프로세스의 발전이 필요할 것이다.

주름진 안면 마스크의 특정 구성은 직사각형 본체의 대향 에지에 결합된 머리 고정 타이(head fastening tie)를 포함한다. 직사각형 본체를 형성하고 타이를 부착하는 것은 웨브를 직사각형 본체로 절단하고 직사각형 본체를 회전시킨 다음 타이를 부착하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 직물 재료의 웨브는 기계 방향으로 이송될 수 있고, 기계 방향으로 연장되는 주름 또는 절첩부가 형성될 수 있다. 그 다음 직사각형 본체를 형성하기 위해 횡단-기계 방향을 따라 규칙적인 간격으로 웨브를 절단할 수 있다. 그 다음, 각각의 직사각형 본체는 기계 방향에 대해 90도 회전될 수 있고, 이어서 타이가 기계 방향에 대해 직사각형 본체의 좌측 및 우측 에지를 따라 직사각형 본체에 부착될 수 있다. 그러나, 현재 수동 및 자동 제조 방법을 사용하여 직사각형 본체를 회전시키고 타이를 부착하는 것은 상대적으로 느리다. 전술된 처리량으로 안면 마스크를 대량 생산하기 위해서는, 진행 라인(running line)의 높은 생산 속도를 유지하면서 직사각형 본체를 형성하고 타이를 부착하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 이러한 필요성을 해결하고 생산 라인에서 직물 제품의 웨브로부터의 안면 마스크의 고속 제조를 위한 방법 및 관련 시스템을 제공한다.

본 발명의 목적 및 이점은 다음의 설명에서 설명되거나 설명으로부터 명백해질 수 있거나, 또는 본 발명의 실시를 통해 학습될 수 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 생산 라인에서 직물 제품의 웨브로부터 안면 마스크를 제조하는 자동화된 방법이 제공된다. 이 방법은 기계 방향을 따라 생산 라인에서 직물 제품의 웨브를 반송하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 타이 부착 스테이션에서 기계 방향에 수직인 횡단-기계 방향으로 웨브로부터 연장되는 제1 타이를 직물 제품의 웨브에 부착하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 절단 스테이션에서 웨브로부터 분리된 안면 마스크를 형성하기 위해 횡단-기계 방향의 웨브의 폭을 가로질러 횡단-기계 방향으로 웨브 및 제1 타이를 절단하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 웨브도 안면 마스크도 제1 타이를 부착하기 전에 회전되지 않는다.

특정 실시예에서, 제1 타이를 웨브에 부착하는 단계는 제1 타이를 웨브의 상단면에 대향하는 웨브의 하단면에 부착하는 단계를 포함한다. 방법은 웨브의 상단면에 제2 타이를 부착하여, 제2 타이가 횡단-기계 방향으로 연장되고 제1 타이와 중첩되게 하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제2 타이를 제1 타이에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 제1 타이 및 제2 타이는 초음파 접합을 사용하여 웨브에 부착될 수 있다.

다른 실시예에서, 방법은 기계 방향에 대하여 타이 부착 스테이션의 상류의 웨브 급송 스테이션에서 회전 휠의 원주방향 표면 상으로 웨브를 급송하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 웨브 급송 스테이션에서 회전 휠의 원주방향 표면 상에 웨브를 급송하기 전에 제1 타이 배열 스테이션에서 제1 타이를 회전 휠의 원주방향 표면에 임시 고정하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 제1 타이는 회전 휠과 연계된 흡입 장치에 의해 회전 휠의 원주방향 표면에 임시 고정될 수 있다. 웨브를 회전 휠 상으로 급송하는 단계는 웨브의 하단면이 제1 타이에 접촉하도록 제1 타이의 상단에 웨브를 반송하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제2 타이가 횡단-기계 방향으로 연장되고 제1 타이와 중첩하도록 웨브의 상단면 상에 제2 타이를 배열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 회전 휠과 연계된 흡입 장치를 사용하여 웨브의 상단면 상에 제2 타이를 임시 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 방법은 제1 안면 마스크상의 후단 타이 및 제2 안면 마스크상의 선단 타이를 형성하기 위해 제1 타이의 중심선을 따라 제1 타이를 절단하는 단계를 포함할 수 있다. 절단 스테이션은 기계 방향에 대해 타이 부착 스테이션의 하류에 배치될 수 있어서, 각각의 웨브 및 제1 타이가 웨브의 폭을 가로질러 횡단-기계 방향으로 절단되기 전에 제1 타이가 웨브에 부착된다. 웨브 및 제1 타이를 절단하여 안면 마스크를 형성하는 단계는 안면 마스크가 분당 약 200개의 안면 마스크와 분당 약 700개의 안면 마스크 사이의 속도로 형성되는 속도로 반복적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 생산 라인에서 직물 제품의 웨브로부터 안면 마스크를 제조하기 위한 자동화된 시스템이 제공된다. 시스템은 직물 제품의 웨브가 기계 방향을 따라 반송되는 컨베이어 시스템을 포함한다. 시스템은 또한 제1 타이가 기계 방향에 수직인 횡단-기계 방향으로 웨브로부터 연장되도록 직물 제품의 웨브에 제1 타이를 부착하도록 구성된 타이 부착 스테이션을 포함한다. 시스템은 또한 타이 부착 스테이션에 또는 기계 방향으로 그 하류에 절단 스테이션을 포함하고, 절단 스테이션은 횡단-기계 방향으로 제1 타이의 길이를 따라 웨브 및 제1 타이의 각각을 절단하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 타이 부착 스테이션은 초음파 접합기를 포함할 수 있다.

또한, 일부 실시예에서, 절단 스테이션은 절단 드럼 및 블레이드를 포함할 수 있으며, 절단 드럼은 횡단-기계 방향으로 연장되는 축을 중심으로 회전 가능하게 장착될 수 있다. 블레이드는 회전하는 절단 드럼의 외부 원주방향 표면에 부착되어 횡단-기계 방향으로 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 스테이션은 기계 방향에 대하여 타이 부착 스테이션의 하류에 있을 수 있다.

특정 실시예에서, 컨베이어 시스템은 원주방향 표면을 가지면서 횡단-기계 방향으로 연장되는 축을 중심으로 회전 가능한 회전 휠을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 회전 휠은 회전 휠의 외부 원주방향 표면에 인접하게 배치된 흡입구를 갖는 흡입 장치를 포함할 수 있다. 본원에 사용될 때, "인접한"은 부근에, 근접하게 또는 그 상에 있는 것을 의미한다. 컨베이어 시스템은 회전 휠에 인접하여 위치되면서 웨브 급송 스테이션에서 회전 휠 상에 웨브를 급송하도록 구성된 선형 컨베이어를 더 포함할 수 있다. 타이 부착 스테이션은 기계 방향에 대해 웨브 급송 스테이션의 하류에, 그리고, 회전 휠의 외부 원주방향 표면에 인접하게 배치될 수 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 생산 라인에서 직물 제품의 웨브로부터 안면 마스크를 제조하기 위한 자동화된 시스템이 제공된다. 이 시스템은 직물 제품의 웨브를 기계 방향으로 반송하기 위한 반송 수단을 포함한다. 시스템은 제1 타이가 기계 방향에 수직인 횡단-기계 방향으로 웨브로부터 연장되도록 제1 타이를 직물 제품의 웨브에 부착하기 위한 부착 수단을 포함한다. 이 시스템은 웨브의 폭을 가로질러 그리고 횡단-기계 방향으로 제1 타이의 길이를 따라 웨브 및 제1 타이의 각각을 절단하기 위한 절단 수단을 포함하고, 절단 수단은 부착 수단에 또는 기계 방향으로 그 하류에 배치된다.

일부 실시예에서, 시스템은 원주방향 표면을 갖는 회전 휠과, 제1 타이가 횡단-기계 방향으로 연장되도록 원주방향 표면 상에 제1 타이를 배열하기 위한 제1 타이 배열 수단을 포함할 수 있다.

시스템은 또한 원주방향 표면상의 제1 타이의 상단에서 회전 휠의 원주방향 표면 상에 웨브를 급송하기 위한 웨브 급송 수단을 포함할 수 있다. 시스템은 또한 웨브가 제1 타이와 제2 타이 사이에 배치되도록 웨브의 면 상에 제2 타이를 배열하기 위한 제2 타이 배열 수단을 포함할 수 있다. 웨브 급송 수단은 기계 방향에 대해 제1 타이 배열 수단의 하류에 위치될 수 있다. 제2 타이 배열 수단은 기계 방향에 대해 웨브 급송 수단의 하류에 위치될 수 있다. 부착 수단은 기계 방향에 대해 웨브 급송 수단의 하류에 위치될 수 있다. 절단 수단은 기계 방향에 대해 부착 수단의 하류에 위치될 수 있다.

통상의 숙련자를 대상으로 하는 본 발명의 최선의 모드를 포함하는 본 발명의 완전하고 실시가능한 개시내용은 첨부 도면을 참조로 하여 본 명세서의 나머지 부분에서 보다 구체적으로 설명된다.
도 1은 본 개시내용의 양태에 따른 안면 마스크 제조 시스템의 일 실시예의 측면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 각각 도 1의 섹션 A-A, B-B, C-C 및 D-D를 따른 단면도이다.
도 3은 본 개시내용의 양태에 따른 안면 마스크 제조 시스템의 다른 실시예의 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 일부의 측면도이다.
도 5는 본 개시내용의 양태에 따른 안면 마스크 제조 방법의 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 생산 라인에서 직물 제품의 웨브(12)로부터 안면 마스크(70)를 제조하기 위한 자동화된 시스템(10)의 일 실시예가 도시되어 있다. 시스템(10)은 직물 제품의 웨브가 기계 방향(14)을 따라 반송되는 컨베이어 시스템 또는 컨베이어 수단일 수 있다. 일반적으로, 컨베이어 시스템은 원통형 형상을 갖는 롤러를 포함할 수 있고, 웨브(12)는 그 각각의 원주의 일부 둘레에서 롤러와 접촉할 수 있다. 대안적으로, 컨베이어 시스템은 예를 들어 진공 컨베이어를 포함하는 임의의 적절한 방식의 물품 컨베이어를 포함할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "직물 제품"은 서로 끼워넣어진 개별 섬유 또는 실의 구조를 가지지만, 식별 가능한 반복적인 방식- 일반적으로 "부직포 웨브"라고 불림 -으로는 서로 끼워넣어지는 것은 아닌 웨브를 포함한다. 부직포 웨브는 예를 들어, 멜트블로잉 프로세스(meltblowing process), 스펀본딩 프로세스(spunbonding process) 및 본디드 카디드 웨브 프로세스(bonded carded web process)와 같은 다양한 프로세스에 의해 형성되어 왔다. 용어 "멜트블로운 섬유"는 용융 열가소성 재료를 복수의 미세한 일반적으로 원형의 다이 모세관을 통해 용융 실 또는 필라멘트로서 고속 가스(예를 들어, 공기) 스트림 내로 압출함으로서 형성된 섬유를 의미하며, 고속 가스 스트림은 용융 열가소성 재료의 필라멘트를 감쇠시켜 그 직경을 감소시키고, 이러한 직경은 마이크로섬유 직경이 될 수 있다. 그 후, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 반송되고 수집 표면 상에 침착되어 랜덤하게 분배된 멜트블로운 섬유의 웨브를 형성한다. 용어 "스펀본디드 섬유"는 필라멘트로서의 용융 열가소성 재료를 방사구(spinnerette)의 복수의 미세한, 일반적으로 원형의 모세관으로부터 압출하고, 압출된 필라멘트의 직경이 그후 예를 들어 그 후 압출된 필라멘트의 직경은 예를 들면, 추출 인발(eductive drawing) 또는 기타 잘 공지된 스펀본딩 메커니즘에 의해 급속히 감소됨으로써 형성되는 작은 직경의 섬유를 말한다.

컨베이어 시스템 또는 컨베이어 수단은 원주방향 표면(18)을 가질 수 있고 기계 방향(14)에 수직인 횡단-기계 방향(22)으로 연장되는 축(20)을 중심으로 회전할 수 있는 회전 휠(16)을 포함할 수 있다. 도 1은 측면도이므로, 횡단-기계 방향(22)은 도 1의 관찰 평면(섹션 A-A를 따라 도 2a 참조) 내로 연장된다.

시스템(10)은 또한 제1 타이 소스(28)로부터 회전 휠(16)로 제1 타이(26)를 반송하도록 구성된 제1 선형 컨베이어(26)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 선형 컨베이어(24)는 일련의 균일하게 이격된 제1 타이(26)를 제1 타이 소스(28)로부터 회전 휠(16)로 반송하도록 구성될 수 있다. 도 2a는 도 1의 섹션 A-A를 따른 도면을 도시한다. 도 2a를 참조하면, 제1 타이(26)는 제1 선형 컨베이어(24) 상에서 기계 방향(14)으로 균등하게 이격될 수 있다.

도 1을 참조하면, 시스템(10)은 또한 제1 타이(26)가 횡단-기계 방향(22)(도 2a 참조)으로 연장되도록 원주방향 표면(18) 상에 제1 타이(26)를 배열하기 위한 제1 타이 배열 수단(30)을 포함할 수 있다. 제1 타이 배열 수단(30)은 제1 타이 배열 스테이션(31)에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 타이 배열 수단(30)은 제1 선형 컨베이어(24) 및 회전 휠(16) 둘 모두에 인접하여 배치된 롤러를 포함하여 롤러가 제1 타이(26)를 회전 휠(16)의 표면 상에 가압하도록 할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 타이 배열 수단(30)은 제1 선형 컨베이어(24)로부터 제1 타이(26)를 픽업하여 이를 회전 휠(16)의 원주방향 표면(18) 상에 배치하도록 구성된 로봇 아암(도 4에 도시된 것과 유사함)을 포함할 수 있다.

회전 휠(16)은 원주방향 표면 상에 제1 타이(26)를 임시 고정하기 위한 임시 고정 수단(32)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 휠(16)은 회전 휠(16)의 외부 원주방향 표면(18)에 인접하게 배치된 흡입구를 갖는 흡입 장치(34)를 포함할 수 있다. 진공은 펌프와 같은 진공 소스와 유체적으로 연결된 제어/흡입 라인을 통해 흡입 장치(34)에 야기될 수 있다. 회전 휠(16)은 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 흡입 장치(34)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 휠(16)은 외부 원주방향 표면(18) 주위에 균등 이격된 배열로 배치된 흡입 장치(34)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 임시 고정 수단(32)은 원주방향 표면(18) 상에 제1 타이(26)를 임시 고정하기 위해 클립, 로봇 아암, 접착성 표면 및/또는 임의의 다른 적절한 수단을 포함할 수 있다.

컨베이어 시스템(10)은 웨브 급송 스테이션(38)에서 회전 휠(16)의 원주방향 표면(18) 상으로 웨브(12)를 반송하도록 구성된 웨브 급송 수단(36)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨브 급송 수단(36)은 웨브(12)의 하단면(40)이 제1 타이(26)와 접촉하도록 제1 타이(26)의 상단에 웨브(12)를 반송할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨베이어 시스템은 회전 휠(16)에 인접하여 위치되고 웨브 급송 스테이션(38)에서 회전 휠(16) 상에 웨브(12)를 급송하도록 구성된 제2 선형 컨베이어(42)를 포함할 수 있다. 웨브 급송 수단(36)은 회전 휠(16) 및 제2 선형 컨베이어(42) 둘 모두에 인접하게 배치된 롤러를 포함할 수 있다. 도 2b는 도 1의 섹션 B-B를 따른 단면도를 도시한다. 웨브 급송 수단(36)은 명료성을 위해 생략되었다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 웨브 급송 스테이션(38)에서, 웨브(12)는 웨브(12)의 하단면(40)이 제1 타이(26)와 접촉하고 제1 타이(26)가 웨브(12)와 회전 휠(16)의 외부 원주방향 표면(18) 사이에 있도록 제1 타이(26)의 상단에 반송된다. 웨브(12) 및 제1 타이(26)는 회전 휠(16)의 원주방향 표면(18)의 일부 주위를 이동할 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 실시예를 참조할 때, 기계 방향(14)은 웨브(12)가 이동하는 방향에 관련될 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 회전 휠(16)의 원주방향 표면(18)을 따라, 기계 방향(14)은 원주방향 표면(18)에 접한다. 그러나, 제1 선형 컨베이어(24)를 따라, 기계 방향(14)은 웨브가 그 위에서 반송되는 특정 선형 컨베이어의 표면에 평행하다. 유사하게 횡단-기계 방향(22)은 기계 방향(14)에 수직이다. 도 1이 측면도이므로, 횡단-기계 방향(22)은 도 1의 관찰 평면 내로 연장된다(도 2a 참조).

도 1을 참조하면, 컨베이어 시스템은 제2 타이(46)를 제2 타이 소스(48)로부터 회전 휠(16)로 반송하도록 구성된 제3 선형 컨베이어(44)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 선형 컨베이어(42)는 일련의 균등하게 이격된 제2 타이(46)를 제2 타이 소스(48)로부터 회전 휠(16)로 반송하도록 구성될 수 있다. 또한, 시스템(10)은 제2 타이 배열 스테이션(51)에서 제2 타이(46)를 원주방향 표면(18) 상에 배열하기 위한 제2 타이 배열 수단(50)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 타이 배열 수단(50)은 제2 타이(46)가 횡단-기계 방향(22)으로 연장되고 및/또는 제1 타이(26)와 중첩되도록 웨브(12)의 상단면(52) 상에 제2 타이(46)를 배열할 수 있다(도 2c 참조).

예를 들어, 제2 타이 배열 수단(50)은 제3 선형 컨베이어(44) 및 회전 휠(16) 둘 모두에 인접하여 배치된 롤러를 포함하여 롤러가 제2 타이(46)를 회전 휠(16)의 원주방향 표면(18) 상으로 가압하도록 할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 타이 배열 수단(50)은 제3 선형 컨베이어(44)로부터 제2 타이(46)를 픽업하고 회전 휠(16)의 원주방향 표면(18) 상에 제2 타이(46)를 배치시키도록 구성된 로봇 아암(도 4 참조)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 타이 배열 수단(50)은 제2 타이(46)가 제1 타이(26)의 일부와 중첩하거나, 일부 실시예에서는 제1 타이(26) 모두와 중첩하도록 웨브(12)의 상단면(52) 상에 제2 타이(46)를 배열하도록 구성될 수 있다.

도 2c는 도 1의 섹션 C-C를 따른 도면을 도시한다. 도 2c는 제1 타이(26)와 제2 타이(46) 사이에 배치된 웨브(12)를 도시한다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 제2 타이(46)는 제1 타이(26)의 상단에 있을 수 있는 웨브(12)의 상단면(52) 상에 위치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 타이(26)는 임시 고정 수단(32)을 사용하여 회전 휠(16)의 원주방향 표면(18)에 임시 고정될 수 있다. 명확성을 위해 도 2c에서 임시 고정 수단(32)(도 1에 도시되고 이하 설명됨)은 생략되어 있다. 일부 실시예에서, 제1 타이(26) 및 제2 타이(46)는 기계 방향(14) 및 횡단-기계 방향(22)의 각각에서 중첩될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제1 타이(26)는 기계 방향(14)으로 제1 타이(26)의 폭(47)의 대부분을 가로질러 제2 타이(46)와 중첩될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 타이(46)는 제1 타이(26)의 폭(47)과 거의 동일한 폭(49)을 가질 수 있고, 기계 방향(14)에서의 제1 및 제2 타이(26, 46)의 에지는 실질적으로 정렬될 수 있다. 유사하게, 제1 타이(26)는 제1 및 제2 타이(26, 46)의 횡단-기계 방향에서의 단부가 실질적으로 정렬되고, 제2 타이(46)가 제1 타이(26)를 덮도록 제2 타이(46)의 길이(55)와 대략 동일한 길이(53)를 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 제1 및 제2 타이(26, 46)는 완전히 중첩되지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제1 및 제2 타이(26, 46)는 도 2c에 도시된 바와 같이 기계 방향(14)으로 제1 타이(26)의 폭(47)의 절반 미만에 걸쳐 중첩될 수 있다. 유사하게, 일부 실시예에서, 제1 및 제2 타이(26, 46)의 단부는 도 2c에 도시된 바와 같이 횡단-기계 방향(22)으로 오프셋될 수 있다.

도 1을 참조하면, 시스템은 또한 타이 부착 스테이션(54)에서 타이 부착 수단(56)을 포함할 수 있다. 타이 부착 수단(56)은 회전 휠(16)의 외부 원주방향 표면(18)에 인접하여 그리고 기계 방향(14)에 대해 웨브 급송 스테이션(38)의 하류에 배치될 수 있다. 타이 부착 수단(56)은 제1 타이(26)가 도 2c에 도시된 바와 같이 기계 방향(14)에 수직인 횡단-기계 방향(22)으로 웨브(12)로부터 연장되도록 제1 타이(26)를 웨브(12)에 부착하도록 구성될 수 있다. 타이 부착 수단(56)은 또한 제1 타이(26)를 제2 타이(46)에 부착하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 타이 부착 수단(56)은 초음파 접합기를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 타이 부착 수단(56)은 임의의 적절한 기술을 사용하여 제1 타이(26)를 웨브(12) 및/또는 제2 타이(46)에 부착하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 타이 부착 수단(56)은 직물을 함께 용융 또는 스티칭할 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 타이 부착 수단(56)은 직물들 사이에 접착제를 도포 및/또는 경화할 수 있다.

시스템은 또한 절단 수단(60)을 포함하는 절단 스테이션(58)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 수단(60)은 제4 선형 컨베이어(57)에 인접하여 배치될 수 있고, 회전 휠(16)은 타이 부착 수단(56)이 타이(26, 46)를 부착한 후에 웨브(12)를 제4 선형 컨베이어(57) 상으로 반송할 수 있다. 다른 실시예에서, 절단 스테이션(58)은 회전 휠(16)에 인접하게 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 수단(60) 및 절단 스테이션(58)은 기계 방향(14)에서 타이 부착 스테이션(54)에 또는 그 하류에 위치될 수 있다.

절단 수단(60)은 횡단-기계 방향(22)(도 2d 참조)으로 제1 타이(26)의 길이(53)를 따라 웨브(12) 및 제1 타이(26) 각각을 절단하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 수단(60)은 횡단-기계 방향(22)(도 2d 참조)으로 제2 타이(46)의 길이(55)를 따라 웨브(12) 및 제2 타이(46) 각각을 절단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 절단 수단(60)은 절단 드럼(62) 및 블레이드(64)를 포함할 수 있다. 절단 드럼(62)은 횡단-기계 방향(22)으로 연장되는 축을 중심으로 회전 가능하게 장착될 수 있다. 블레이드(64)는 블레이드의 길이가 횡단-기계 방향(22)으로 연장되도록 회전 절단 드럼의 외부 표면에 부착될 수 있다. 웨브(12)가 절단 스테이션(58)을 통과함에 따라, 절단 드럼(62)은 웨브(12)의 속도와 관련된 속도로 회전하여 절단 드럼(62)이 횡단-기계 방향(22)으로 제1 타이(26)의 길이(53)를 따라 웨브(12) 및 제1 타이(26) 각각을 절단하게 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 절단 드럼(62)은 횡단-기계 방향(22)으로 제2 타이(46)의 길이(55)를 따라 웨브(12) 및 제2 타이(46) 각각을 절단할 수 있다.

도 2d는 도 1의 섹션 D-D를 따른 도면을 도시한다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 절단 수단(60)은 웨브(12) 및 제1 타이(26)를 절단하여 안면 마스크(70)를 형성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제1 타이(26)는 횡단-기계 방향(22)으로 연장되는 중심선(72)을 가질 수 있고, 절단 수단(60)은 제1 타이(26)의 중심선(72)을 따라 웨브(12) 및 제1 타이(26) 각각을 절단하도록 구성될 수 있다. 웨브(12) 및 제1 타이(26)를 절단하는 것은 안면 마스크(70) 중 하나에 후단 타이(74)를 형성하고 인접한 안면 마스크(70) 상에 선단 타이(76)를 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 수단(60)은 또한 제2 타이(46)의 일부가 선단 타이(76)와 연관되고 제2 타이(46)의 일부가 후단 타이(74)와 연관되도록 제2 타이(46)를 절단하도록 구성될 수 있다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 이는 각각의 안면 마스크(70)가 각각의 선단 타이(76) 및 각각의 후단 타이(74)를 가질 수 있게 한다.

도 1을 참조하면, 절단 수단(60)이 웨브(12) 및 제1 타이(26)를 절단하여 웨브(12)로부터 분리된 안면 마스크(70)를 형성한 후, 안면 마스크(70)는 추가 가공 및/또는 포장될 수 있다. 예를 들어, 안면 마스크(70)는 용기(78) 내에 수집될 수 있다. 다른 실시예에서, 추가적인 포장 단계는 안면 마스크(70)가 패키지 또는 운송을 위해 용기(78) 내에 투입되거나 배열되기 전에 완료될 수 있다.

도 1을 참조하면, 일부 실시예에서, 웨브 급송 수단(36)은 기계 방향(14)에 대해 제1 타이 배열 수단(30)의 하류에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 타이 배열 수단(50)은 기계 방향(14)에 대하여 웨브 급송 수단(36)의 하류에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 타이 부착 수단(56)은 기계 방향(14)에 대해 웨브 급송 수단(36)의 하류에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 수단(60)은 기계 방향(14)에 대하여 타이 부착 수단(56)의 하류에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 스테이션(58)은 기계 방향(14)에 대해 타이 부착 스테이션(54)의 하류에 위치될 수 있어서, 웨브(12) 및 제1 타이(26) 각각이 횡단-기계 방향(22)에서 웨브(12)의 폭을 가로질러 절단되기 전에 제1 타이(26)가 웨브(12)에 부착된다.

일부 실시예에서, 시스템(100)은 회전 휠(16)을 포함하지 않을 수 있다. 도 3을 참조하면, 시스템(100)은 제1 타이 배열 스테이션(31), 웨브 급송 스테이션(38), 제2 타이 배열 스테이션(51), 타이 부착 스테이션(54) 및/또는 절단 스테이션(58)을 유사하게 포함할 수 있다. 다양한 스테이션은 일반적으로 전술한 바와 같은 각각의 수단으로 구성될 수 있다. 그러나, 이 실시예에서, 다양한 스테이션은 메인 컨베이어(80) 또는 일련의 컨베이어를 따라 배열될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 타이 배열 스테이션(31)은 제1 타이(26)를 배열하기 위한 제1 타이 배열 수단(30)을 유사하게 포함할 수 있다. 제1 타이 배열 수단(30)은 예를 들어 컨베이어의 표면 상에 제1 타이를 배열하도록 구성된 롤러 또는 로봇 아암일 수 있다. 제1 타이 배열 수단(30)은 도 1에 도시된 실시예에서 설명한 제1 타이 배열 수단(30)과 유사하게 기능할 수 있다. 웨브 급송 스테이션(38)은 웨브(12)를 제1 타이(26) 상단의 메인 컨베이어(80) 상으로 급송하도록 구성된 웨브 급송 수단(36)을 포함할 수 있다. 웨브 급송 수단(36)은 도 1에 도시된 실시예에서 설명된 웨브 급송 수단(36)과 유사하게 기능할 수 있다. 제2 타이 배열 스테이션(51)은 제2 타이(46)를 웨브(12) 및 제2 선형 컨베이어(42)의 상단에 배열하도록 구성된 제2 타이 배열 수단(50)을 포함할 수 있다. 제2 타이 배열 수단(50)은 도 1에 도시된 실시예에서 설명한 제2 타이 배열 수단(50)과 유사하게 기능할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명된 도 2a 내지 도 2d는 각각 도 1의 섹션 A-A, B-B, C-C 및 D-D를 따른 단면도를 유사하게 나타낼 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 실시예에서, 웨브(12), 제1 타이(26), 및 제2 타이(46)가 그 위에 도시되어 있는 지지 구조체(예를 들어, 도 2a의 제1 선형 컨베이어, 도 2b의 외부 원주방향 표면 등) 각각이 대신하여 메인 컨베이어(80)에 대응할 것이다.

일부 실시예에서, 시스템(10) 또는 시스템(100)은 타이 제조 프로세스의 성능을 모니터링하고 제어하도록 구성된 제어기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 제어기는 다양한 컴퓨터 구현 기능을 수행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서(들) 및 관련 메모리 장치를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "프로세서"는 컴퓨터에 포함되는 것으로 본 기술분야에서 언급되는 집적 회로를 의미 할뿐만 아니라 제어기, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 컴퓨터, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC), 애플리케이션 특정 집적 회로 및 기타 프로그램 가능한 회로도 포함한다. 또한, 각각의 제어기의 메모리 장치(들)는 일반적으로 컴퓨터 판독 가능 매체(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM)), 컴퓨터 판독 가능 비휘발성 매체(예를 들어, 플래시 메모리), CD-ROM(compact disc-read only memory), 자기-광학 디스크(MOD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 및/또는 다른 적절한 메모리 소자들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 메모리 소자(들)을 포함할 수 있다. 이러한 메모리 장치(들)는 일반적으로 프로세서(들)에 의해 구현되는 경우 다양한 컴퓨터 구현 기능을 수행하도록 각 제어기를 구성하는 적절한 컴퓨터 판독 가능 명령어를 저장하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 제어기는 제1 선형 컨베이어(24), 제1 타이 배열 수단(30), 제2 선형 컨베이어(42), 회전 휠(16), 웨브 급송 수단(36), 제3 선형 컨베이어(44), 제2 타이 배열 수단(50), 타이 부착 스테이션(54), 제2 타이 배열 수단(56) 또는 절단 스테이션(58) 중 적어도 하나의 속도 또는 성능을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제어기는 제2 타이 배열 수단(50)의 작동을 제어하여 제2 타이 배열 수단(50)이 제2 타이(46)를 전술한 바와 같이 제1 타이(26)와 중첩되도록 정렬시키게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 일 실시예에서, 제2 타이 배열 수단(50)은 제1 타이(26)의 위치를 감지하도록 구성된 센서(82)(예를 들어, 카메라와 같은 시각 센서)를 포함할 수 있다. 제어기는 센서(82)와 통신 가능하게 연결될 수 있고, 센서(82)로부터 수신된 신호에 기초하여 제2 타이 배열 수단(50)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제2 타이 배열 수단(50)은 롤러일 수 있고, 제어기는 센서(82)로부터 수신된 신호에 기초하여 롤러 및 제3 선형 컨베이어(44) 중 하나 이상의 속도를 제어하여 제2 타이(46)가 도 1에 도시된 시스템(10)의 실시예를 참조하여 상술한 바와 같이, 제1 타이(26)와 완전히 중첩하거나, 제1 타이(26)와 부분적으로 중첩하거나 임의의 다른 원하는 구성으로 웨브(12) 상에 배치되게 할 수 있다.

도 4를 참조하면, 다른 실시예에서, 제2 타이 배열 수단(50)은 로봇 아암(84)을 포함할 수 있으며, 제어기는 센서(82)로부터 수신된 신호에 기초하여 로봇 아암(84)의 움직임을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 로봇 아암(84)과 관련된 하나 이상의 서보 또는 작동기와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 로봇 아암(84)은 로봇 아암(84)이 제2 타이(46) 중 하나를 픽업할 수 있는 제1 위치(86)(점선으로 도시됨)와 로봇 아암(84)이 제1 타이(26) 및 웨브(12)의 상단에, 그리고, 원주방향 표면(18) 상에 제2 타이(46)를 배치하는 제2 위치(88) 사이에서 이동 가능할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 컨베이어(24, 42, 44, 57)가 "선형" 컨베이어로 언급되었지만 컨베이어의 임의의 적절한 구성이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 선형 컨베이어(24, 42, 44, 57) 중 하나 이상은 회전 휠(16)과 유사한 회전 컨베이어일 수 있으며, 유사하게 안면 마스크(70)의 다양한 컴포넌트를 회전 컨베이어의 각각의 원주방향 표면(18)에 고정하기 위한 흡입 장치(34)를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 시스템(10) 또는 시스템(100)은 제2 타이 배열 수단(50), 제2 타이 배열 스테이션(51) 및/또는 제2 타이(46)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 이러한 실시예에서, 시스템(10)은 웨브(12)의 단지 한쪽에만 타이를 부착하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 시스템(10)은 웨브(12)의 하단면(40)에만 타이를 부착하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 시스템은 웨브(12)의 하단면(40)에 어떠한 타이도 부착하지 않고 웨브(12)의 상단면(52)에만 타이를 부착하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 실시예에서, 제1 타이 배열 수단(30)은 제1 타이(26)가 웨브(12)의 상단면(52)을 따라 배열되고 부착되도록 웨브 급송 수단(36)의 하류에 배치될 수 있다. 통상의 숙련자는 본 명세서의 개시내용에 기초하여 또 다른 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다.

도 5를 참조하면, 생산 라인에서 직물 제품의 웨브로부터 안면 마스크를 제조하는 자동화된 방법(200)이다. 전술한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 자동화된 방법(200)은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 도 5는 도시 및 설명을 위해 특정 순서로 수행되는 단계를 도시하고 있지만, 방법(200)은 임의의 특정 순서 또는 배열로 제한되지 않는다. 본 명세서에 제공된 개시내용을 사용하여 통상의 숙련자는 방법(200)의 다양한 단계들이 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 다양한 방식으로 생략, 재배열, 조합 및/또는 적응될 수 있음을 이해할 것이다.

방법(200)은 기계 방향(14)을 따라 생산 라인에서 직물 제품의 웨브(12)를 반송하는 단계(202)를 포함할 수 있다. 방법(200)은 또한 타이 부착 스테이션(54)에서, 기계 방향(14)에 수직인 횡단-기계 방향(22)으로 웨브(12)로부터 연장되는 제1 타이(26)를 직물 제품의 웨브(12)에 부착하는 단계(204)를 포함할 수 있다. 방법(200)은 또한 절단 스테이션(58)에서 웨브(12)로부터 분리된 안면 마스크(70)를 형성하기 위해 횡단-기계 방향(22)의 웨브(12)의 폭을 가로질러 횡단-기계 방향(22)으로 웨브(12) 및 제1 타이(26)를 절단하는 단계(206)를 포함한다. 일부 실시예에서, 웨브(12)도 안면 마스크(70)도 제1 타이(26)를 부착하기 전에 회전되지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 부착 단계(204)는 절단 단계(206) 전에 수행될 수 있다.

방법(200)은 안면 마스크가 분당 최소 200개의 안면 마스크의 속도로 제조되는 그러한 속도로 수행될 수 있다. 보다 상세하게는, 웨브 및 제1 타이를 절단하여 안면 마스크를 형성하는 단계는 분당 약 200 안면 마스크와 분당 약 700 안면 마스크 사이의 속도로 안면 마스크가 형성되도록 하는 속도로 반복적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 방법(200)은 안면 마스크가 분당 약 300개의 안면 마스크와 분당 약 600개의 안면 마스크 사이의 속도로, 그리고, 일부 실시예에서는 분당 약 400개의 안면 마스크와 분당 약 500개의 안면 마스크 사이의 속도로 형성되도록 수행될 수 있다.

특히 도시되고 상술된 자료는 제한적인 의미가 아니며, 대신, 본 주제의 다양한 예시적 구현예를 도시하고 교시하는 역할을 한다. 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같이, 본 발명의 범위는 통상의 숙련자가 안출할 수 있는 이런 변형 및 수정과 함께 본 명세서에서 설명된 다양한 특징들의 조합 및 하위 조합 모두를 포함한다.

Claims

생산 라인에서 직물 제품의 웨브로부터 안면 마스크를 제조하는 자동화된 방법이며,
생산 라인에서 기계 방향을 따라 직물 제품의 웨브를 반송하는 단계;
타이 부착 스테이션에서, 기계 방향에 수직인 횡단-기계 방향으로 웨브로부터 연장되는 제1 타이를 직물 제품의 웨브에 부착하는 단계; 및
절단 스테이션에서, 웨브로부터 분리된 안면 마스크를 형성하도록 횡단-기계 방향의 웨브의 폭을 가로질러 횡단-기계 방향으로 웨브 및 제1 타이를 절단하는 단계
를 포함하는, 자동화된 방법.
제1항에 있어서, 절단 스테이션은 기계 방향에 대해 타이 부착 스테이션의 하류에 배치되는, 자동화된 방법.
제1항에 있어서, 웨브도 안면 마스크도 제1 타이를 부착하기 전에 회전되지 않는, 자동화된 방법.
제1항에 있어서, 제1 타이를 웨브에 부착하는 단계는 웨브의 상단면에 대향하는 웨브의 하단면에 제1 타이를 부착하는 단계를 포함하는, 자동화된 방법.
제4항에 있어서, 제2 타이가 횡단-기계 방향으로 연장되고 제1 타이와 중첩되도록 웨브의 상단면에 제2 타이를 부착하는 단계를 더 포함하는, 자동화된 방법.
제5항에 있어서, 제1 타이를 웨브에 부착하는 단계는 제1 타이를 웨브에 초음파 접합시키는 단계를 포함하고, 제2 타이를 웨브에 부착하는 단계는 제2 타이를 웨브에 초음파 접합시키는 단계를 포함하는, 자동화된 방법.
제4항에 있어서, 제2 타이를 제1 타이에 부착하는 단계를 더 포함하는, 자동화된 방법.
제1항에 있어서, 웨브를, 기계 방향에 대해 타이 부착 스테이션의 상류의 웨브 급송 스테이션에서 회전 휠의 원주방향 표면 상으로 급송하는 단계를 더 포함하는, 자동화된 방법.
제8항에 있어서, 웨브 급송 스테이션에서 회전 휠의 원주방향 표면 상에 웨브를 급송하기 전에 제1 타이 배열 스테이션에서 제1 타이를 회전 휠의 원주방향 표면에 임시 고정하는 단계를 더 포함하는, 자동화된 방법.
제9항에 있어서, 제1 타이는 회전 휠과 연계된 섹션 장치에 의해 회전 휠의 원주방향 표면에 임시 고정되는, 자동화된 방법.
제9항에 있어서, 웨브를 회전 휠 상으로 급송하는 단계는 웨브의 하단면이 제1 타이에 접촉하도록 제1 타이의 상단에 웨브를 반송하는 단계를 포함하는, 자동화된 방법.
제11항에 있어서, 제2 타이가 횡단-기계 방향으로 연장되고 제1 타이와 중첩되도록 웨브의 상단면 상에 제2 타이를 배열하는 단계를 더 포함하는, 자동화된 방법.
제11항에 있어서, 회전 휠과 연계된 흡입 장치를 사용하여 웨브의 상단면 상에 제2 타이를 임시 고정하는 단계를 더 포함하는, 자동화된 방법.
제1항에 있어서, 웨브 및 제1 타이의 각각을 절단하는 단계는 제1 타이의 중심선을 따라 제1 타이를 절단하여 제1 안면 마스크 상에 후단 타이를 형성하고 제2 안면 마스크 상에 선단 타이를 형성하는 단계를 포함하는, 자동화된 방법.
제1항에 있어서, 절단 스테이션은 웨브 및 제1 타이의 각각이 횡단-기계 방향으로 웨브의 폭을 가로질러 절단되기 전에 제1 타이가 웨브에 부착되도록 기계 방향에 대해 타이 부착 스테이션의 하류에 배치되는, 자동화된 방법.
제1항에 있어서, 안면 마스크를 형성하도록 웨브 및 제1 타이를 절단하는 단계는 분당 약 200 안면 마스크 및 분당 약 700 안면 마스크 사이의 속도로 안면 마스크가 형성되는 속도로 반복적으로 수행되는, 자동화된 방법.