KR20220111456A - 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트; 상기 샤프트의 중단부 영역에 형성되는 이너드럼; 상기 이너드럼의 외주면을 따라 안착되도록 내부 중공(中空)부를 갖는 원통형의 아우터드럼; 상기 아우터드럼의 외주면에 형성되고 마스크 원단을 초음파 접착하기 위한 융착돌기부; 상기 아우터드럼의 외주면에 형성되고 상기 융착돌기부에 의해 초음파 접착된 마스크 원단에서 융착 부위의 둘레를 따라 절단하기 위한 커팅블레이드; 및 상기 이너드럼에 상기 아우터드럼을 장착 및 분리하기 위한 홀딩유닛;을 포함함으로써, 하나의 롤러를 이용해 융착 및 커팅 공정을 수행하여 마스크 생산 속도를 대폭 향상시키고, 다양한 크기와 종류별 마스크에 맞는 롤러로 쉽게 교체 사용하여 마스크를 대량 생산할 수 있는 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러에 관한 것이다.

Description

마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러{FUSION AND CUTTING INTEGRATED ROLLER}

본 발명은 롤러 외주면에 융착용 돌기와 커팅용 블레이드를 함께 형성시켜 마스크 제조 시 융착에 따른 접합 및 마스크 형상에 맞게 커팅하는 공정을 동시에 수행할 수 있도록 한 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러에 관한 기술이다.

일반적으로 제지공장, 방직공장, 채석장 등의 작업환경에서의 분진 등의 발생이나 각종 화학공장 및 용접, 도금 등의 금속가공공장의 작업환경에서는 다량의 유독성 기체가 발생된다. 이러한 분진이나 유독가스 등을 작업자가 지속적으로 흡입할 경유 폐 등과 같은 인체의 호흡기 질환이 유발될 수 있을 뿐만 아니라 심할 경우 인체에 치명적이기 때문에 마스크를 착용하여 이러한 유해 환경으로부터 자신의 건강을 보호하고 있다.

또한 미세먼지가 나날이 문제가 되고 있고, 특히 중증급성호흡기증후군의 원인 바이러스로서 전염성이 높은 사스(SARS, Severe Acute Respiratory Syndrome), 메르스(MERS, Middle East Respiratory Syndrome), 코로나19(COVID-19) 등이 기침이나 재채기로 인해 호흡기 비말(飛沫)로 전파되는 것을 차단하고 외부 호흡기 증상자로부터 감염되는 것을 차단할 수 있도록 마스크를 착용하고 있다.

이러한 마스크 제조 시 필터지에 대한 융착 및 커팅을 위한 롤러 또는 이 롤러가 구비된 제조장치에 관한 기술로는,

대한민국 특허등록 제10-0609497호 (2006.07.28.등록, 이하에서는 '문헌 1'이라고 함) 『마스크 제조장치』가 제시되어 있는 바,

문헌 1은 마스크 필터 원단지 공급롤러와; 상기 원단지 공급롤러에 의해 공급되는 마스크 필터지 원단 표면에 초음파 진동을 통해 문양을 형성 및 합지하는 문양성형롤러와; 상기 문양성형롤러에 의해 문양이 성형된 마스크 필터지 원단을 마스크의 상하필터지의 형태로 커팅하는 제1커팅롤러와; 그리고, 상기 커팅롤러와 전면필터지용 원단 공급롤러를 통해 공급되는 상하필터지와 전면필터지를 초음파 진동에 의해 서로 결합 및 마스크 형태로 커팅하는 제2커팅롤러로 구성됨으로써, 마스크 필터지의 재질을 변경하지 않고 저렴한 비용으로 시각적인 제품의 고급화를 도모하고, 제조공정을 단순하게 할 수 있는 마스크 제조장치에 관한 기술이다.

다른 기술로는, 대한민국 특허공개 제10-2010-0022870호 (2010.03.03.공개, 이하에서는 '문헌 2'라고 함) 『마스크 제조장치용 가공롤러』가 제시되어 있는 바,

문헌 2는 양단부에 회전축이 돌출 형성된 원통 형상의 몸체의 외주면중앙부에는 마스크본체용 원단의 양측에 상부커버용 원단과 하부커버용 원단을 초음파 접착하기 위한 초음파접착용 돌기부와 초음파 접착된 마스크본체용 원단과 상ㆍ하부커버용 원단을 마스크 형상대로 커팅하기 위한 형상커팅날부가 형성되고, 상기 몸체의 외주면 양측방에는 상부커버용 원단과 하부커버용 원단의 일측에 각각 일정간격으로 관통 형성되는 이송용 통공에 순차적으로 삽입되어 마스크본체용 원단의 양측에 초음파 접착되는 상부커버용 원단과 하부커버용 원단을 좌우 대칭되게 이송시키게 되는 다수의 이송핀이 각각 설치되도록 구성됨으로써, 마스크 제조 시 상부커버용 원단과 하부커버용 원단이 정확하게 좌우대칭을 이룬 상태로 신속하게 이송되면서 마스크본체용 원단의 양측에 초음파 접착될 수 있게 되어 제품불량을 방지할 수 있게 되는 동시에 생산성을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 마스크 제조장치용 가공롤러에 관한 기술이다.

문헌 1. 대한민국 특허등록 제10-0609497호 (2006.07.28.등록) 문헌 2. 대한민국 특허공개 제10-2010-0022870호 (2010.03.03.공개)

본 발명은 롤러에 융착용 돌기와 커팅용 블레이드를 형성시켜 융착 접합 및 마스크 형상에 대응하여 커팅하는 공정을 동시에 수행할 수 있어 마스크 이송 거리를 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 생산속도를 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러를 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가 본 발명은 소형, 중형, 대형 등의 크기나 종류별 마스크에 대응하는 롤러를 손쉽게 교체할 수 있도록 하여 별도의 생산라인이 아닌 하나의 생산라인에서 다양한 형태의 마스크를 생산할 수 있도록 하는 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러는,

샤프트;

상기 샤프트의 중단부 영역에 형성되는 이너드럼;

상기 이너드럼의 외주면을 따라 안착되도록 내부 중공(中空)부를 갖는 원통형의 아우터드럼;

상기 아우터드럼의 외주면에 형성되고 마스크 원단을 초음파 접착하기 위한 융착돌기부;

상기 아우터드럼의 외주면에 형성되고 상기 융착돌기부에 의해 초음파 접착된 마스크 원단에서 융착 부위의 둘레를 따라 절단하기 위한 커팅블레이드; 및

상기 이너드럼에 상기 아우터드럼을 장착 및 분리하기 위한 홀딩유닛;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러는,

하나의 롤러를 이용해 융착 및 커팅 공정을 수행하여 마스크 생산 속도를 대폭 향상시키고, 다양한 크기와 종류별 마스크에 맞는 롤러로 쉽게 교체 사용하여 마스크를 대량 생산할 수 있는 가장 큰 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러를 나타낸 결합 입체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러를 나타낸 분해 입체 구성도,
도 3은 도 2의 분해 단면 구성도,
도 4는 도 2의 결합 단면 구성도,
도 5는 아우터드럼의 전개 구성도,
도 6은 가이드돌기 및 가이드홈을 보여주기 위한 입체 구성도,
도 7은 아우터드림이 여러 분체드럼으로 이루어진 것을 보여주기 위한 분해 입체 구성도,
도 8은 도 7의 결합 입체 구성도,
도 9 및 도 10은 다른 예의 홀딩수단을 보여주기 위한 단면 구성도,
도 11은 분체스커트 및 분체대응단턱부를 보여주기 위한 입체 구성도.

이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러는,

크게 샤프트(10), 이너드럼(20), 아우터드럼(30), 융착돌기부(40), 커팅블레이드(50) 및 홀딩유닛(60)으로 이루어진다.

각 구성에 대해 살펴보면,

상기 샤프트(10)는

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,

원통형 구조로 이루어져, 롤링 장치에 축 결합되며 외부 동력에 의해 회전하게 된다.

상기 이너드럼(20)은

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,

상기 샤프트(10)의 중단부 영역에 형성되는 것으로, 상기 샤프트(10)의 중단부에 일체로 형성되며 상기 샤프트(10) 보다 큰 직경의 원통형 구조로 이루어진다.

상기 아우터드럼(30)은

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,

상기 이너드럼(20)의 외주면을 따라 안착되도록 내부 중공(中空)부(31)를 갖는 원통형 구조로 이루어진다.

이때 상기 아우터드럼(30)이 상기 이너드럼(20)에 상기 홀딩유닛(60)을 통해서 장착될 수 있도록 상기 아우터드럼(30)은 상기 이너드럼(20) 보다 짧은 길이를 갖는다.

상기 융착돌기부(40)는

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이,

상기 아우터드럼(30)의 외주면에 형성되고 마스크 원단을 초음파 접착하기 위한 것으로,

마스크를 이루는 여러 겹의 원단 테두리를 접합하기 위해 이의 테두리에 대응되는 형태로 상기 아우터드럼(30)의 외주면을 따라 다수의 사각 돌기 형태로 이루어진다.

결국 상기 융착돌기부(40)는 마스크의 종류 및 크기에 따라 그 배열은 물론, 배열 수량 또한 변경될 수 있는 것이다.

상기 커팅블레이드(50)는

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이,

상기 아우터드럼(30)의 외주면에 형성되고 상기 융착돌기부(40)에 의해 초음파 접착된 마스크 원단에서 융착 부위의 둘레를 따라 절단하기 위한 것으로,

단부가 첨단(尖端) 형상을 갖는 칼날 구조로 이루어진다.

결국 상기 융착돌기부(40)에 의해 마스크 원단을 초음파 접착하고, 이와 동시에 상기 커팅블레이드(50)에 의해 마스크 원단을 절단함으로써, 융착과 커팅 공정을 각기 수행하는 기존 제조장치보다 마스크의 이동 거리는 물론, 융착 및 커팅 공정 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 것이다.

상기 홀딩유닛(60)은

도 2 내지 도 4, 도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이,

상기 이너드럼(20)에 상기 아우터드럼(30)을 장착 및 분리하기 위한 것으로,

상기 아우터드럼(30)의 양단부 외주면 각각에 형성되는 환형(環形)의 단턱부(61),

상기 샤프트(10)에 삽입되는 중앙 삽입공(621a)을 갖고 상기 이너드럼(20)의 단부 외벽에 지지되는 디스크(621), 상기 디스크(621)의 외주면을 따라 수평 절곡되어 상기 이너드럼(20)의 단부 외주면을 감싸는 환형의 스커트(622) 및 상기 스커트(622) 단부 둘레를 따라 수평 연장되어 상기 단턱부(61)에 삽입 안착되는 환형의 대응단턱부(623)를 갖는 한 쌍의 홀딩캡(62), 그리고

상기 각 홀딩캡(62)의 디스크(621)를 지나 상기 이너드럼(20)에 체결되는 홀딩볼트(63)

를 포함하여 이루어진다.

결국 도 4에서와 같이, 상기 샤프트(10)의 일측에 하나의 홀딩캡(62)을 끼워 홀딩볼트(63)로 고정한 후 상기 이너드럼(20)에 상기 아우터드럼(30)을 끼우되, 상기 단턱부(61)와 상기 대응단턱부(623)가 상호 암수 결합되게 다른 하나의 홀딩캡(62)을 끼워 홀딩볼트(63)로 고정함으로써, 상기 아우터드럼(30)을 견고하게 장착 고정할 수 있다.

특히 두 홀딩캡(62) 중 하나의 홀딩캡(62)만을 분리한 후 상기 이너드럼(20)로부터 상기 아우터드럼(30)의 분리가 가능하여 상기 아우터드럼(30)에 대한 교체 및 수리가 용이하다.

예를 들어, 소형 마스크 제조 시 이에 맞게 상기 융착돌기부(40)와 커팅블레이드(50)가 배열된 아우터드럼(30)을 사용하다가 대형 마스크 제조 시에 상기 이너드럼(20)로부터 소형 마스크용 아우터드럼(30)을 쉽게 분리 제거한 후 대형 마스크에 맞게 상기 융착돌기부(40)와 커팅블레이드(50)가 배열된 대형 마스크용 아우터드럼(30)으로 쉽게 교체 장착이 가능한 것이다.

그리고 도 6에서와 같이, 상기 홀딩유닛(60)에는 상기 단턱부(61)에 돌출되게 형성되는 가이드돌기(64)와, 상기 홀딩캡(62)의 스커트(622)에 요입되게 형성되어 상기 가이드돌기(64)와 암수 결합되는 가이드홈(65)이 더 구비되는데, 상기 이너드럼(20)에 상기 아우터드럼(30)을 끼울 때에 상기 아우터드럼(30)에 대한 정위치 설정이 용이하고, 또한 상기 이너드럼(20)에서 상기 아우터드럼(30)이 헛돌게 되는 것을 방지할 수 있다.

아울러 본 발명에서는 상기 가이드돌기(64)와 상기 가이드홈(65)이 각각 1개씩 구비된 것으로 도시되어 있기는 하나, 이에 한정하지 않고 돌기나 홈의 크기, 아우터드럼의 직경 등을 고려하여 그 수량을 늘리거나 배치 구조를 변경할 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8에서와 같이 상기 아우터드럼(30) 및 이에 형성된 상기 단턱부(61) 각각은 상기 아우터드럼(30)의 중심을 기준으로 분반(分班)된 둘 이상의 분체드럼(30A)과 분체단턱부(61A)로 이루어지고, 상기 각 분체단턱부(61A) 중 하나의 분체단턱부(61A)에 상기 가이드돌기(64)가 형성된다.

본 발명에서는 상기 아우터드럼(30)이 세 개의 분체드럼(30A)으로, 상기 단턱부(61)가 세 개의 분체단턱부(61A)로 분반됨으로써, 파손 등으로 인해 상기 아우터드럼(30) 교체 요구 시 파손된 부위를 갖는 분체드럼(30A)만을 교체할 수 있어 유지보수비용을 대폭 줄일 수 있다.

아울러 상기 샤프트(10)를 지지하는 롤링장치로부터 상기 샤프트(10)를 분리하지 않고도 상기 이너드럼(20)에서 상기 아우터드럼(30)의 분리가 가능한 것이다. 다시 말해, 상기 이너드럼(20)의 길이방향으로 상기 아우터드럼(30)을 잡아당겨 빼는 방식이 아니라 상기 이너드럼(30)의 외주면에서 방사상 방향으로 상기 세 개의 분체드럼(30A)을 분리함에 따라 상기 샤프트(10)에 대핸 해체 작업 없이 아우터드럼(30)의 분리가 가능한 것이다.

한편, 도 9 내지 도 11에서와 같이 상기 홀딩캡(62)의 스커트(622)와 대응단턱부(623)는 상기 홀딩캡(62)의 중심을 기준으로 분반(分班)되되 사이사이 이격되어 등간격으로 배치되는 둘 이상의 분체스커트(622A)와 분체대응단턱부(623A)로 이루어진다.

그리고 상기 홀딩유닛(60)에는 상기 디스크(621) 내부에 자유 회전케 배치되는 회전체(661), 상기 회전체(661)에 연결되어 상기 각 분체대응단턱부(623A)에 체결되는 나선부(662), 상기 나선부(662)에 연결되어 외부로 노출되는 헤드(663)를 갖는 조작로드(66)가 더 구비된다.

결국 도 10에서와 같이, 상기 조작로드(66)의 헤드(663)를 회전시키게 되면 상기 분체대응단턱부(623A)가 전진하거나 후퇴하는 직선 동작을 하게 되며, 후퇴 시에는 상기 분체단턱부(61A)로부터 상기 분체대응단턱부(623A)가 벗어나게 된다.

이러한 구조를 통해 상기 아우터드럼(30)의 장착 및 분리 구조를 살펴보면, 장착 시에는 상기 이너드럼(20)에 한 쌍의 홀딩캡(62)을 장착한 상태에서 상기 조작로드(66)를 이용해 상기 각 분체대응단턱부(623A)를 후퇴시켜 상기 세 개의 분체드럼(30A)이 진입할 수 있는 공간 크기를 만든 후 일측의 홀딩캡(62)에 구비된 각 분체대응단턱부(623A) 내로 상기 세 개의 분체드럼(30A)의 일측 대응단턱부(61A)를 삽입시켜 임시 고정하고, 타측의 홀딩캡(62)에 마련된 조작로드(66)를 이용해 상기 각 분체대응단턱부(623A)를 전진시켜 상기 세 개의 분체드럼(30A)의 타측 대응단턱부(61A)와 상호 암수 결합하면서 상기 세 개의 분체드럼(30A)을 견고하게 고정한다. 분리 시에는 이상의 장착 순서를 역순으로 수행한다.

따라서 세 개의 분체대응단턱부(623A) 각각에 대한 진퇴 동작이 가능함에 따라 교체 요구되는 분체드럼(30A)에 해당하는 분체대응단턱부(623A)를 동작시켜 교체할 수 있기에 상기 홀딩캡(62) 전체에 대한 분리 과정 없이도 쉽게 교체 가능한 것이다.

그리고 도 9 및 도 10에서와 같이, 상기 각 분체대응단턱부(623A)에는 상기 조작로드(66)의 헤드(663)를 보호하는 커버(67)가 구비되는데, 상기 커버(67)는 상기 헤드(663)를 외부 요소로부터 보호하여 이물질 유입을 방지함은 물론, 안전사고로부터 작업자를 보호할 수 있는 기능을 수행한다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 샤프트
20 : 이너드럼
30 : 아우터드럼
31 : 중공부
30A : 분체드럼
40 : 융착돌기부
50 : 커팅블레이드
60 : 홀딩유닛
61 : 단턱부
61A : 분체단턱부
62 : 홀딩캡
621 : 디스크
621a : 삽입공
622 : 스커트
622A : 분체스커트
623 : 대응단턱부
623A : 분체대응단턱부
63 : 홀딩볼트
64 : 가이드돌기
65 : 가이드홈
66 : 조작로드
661 : 회전체
662 : 나선부
663 : 헤드
67 : 커버

Claims (1)

1. 샤프트(10);
   상기 샤프트(10)의 중단부 영역에 형성되는 이너드럼(20);
   상기 이너드럼(20)의 외주면을 따라 안착되도록 내부 중공(中空)부(31)를 갖는 원통형의 아우터드럼(30);
   상기 아우터드럼(30)의 외주면에 형성되고 마스크 원단을 초음파 접착하기 위한 융착돌기부(40);
   상기 아우터드럼(30)의 외주면에 형성되고 상기 융착돌기부(40)에 의해 초음파 접착된 마스크 원단에서 융착 부위의 둘레를 따라 절단하기 위한 커팅블레이드(50); 및
   상기 이너드럼(20)에 상기 아우터드럼(30)을 장착 및 분리하기 위한 홀딩유닛(60);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조용 융착 및 커팅 일체형 롤러.

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