KR940004799B1 - 이동 박막 웨브상에 체결구 프로필을 고정시키는 방법 및 장치 - Google Patents

이동 박막 웨브상에 체결구 프로필을 고정시키는 방법 및 장치 Download PDF

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이. 베이어 칼톤
제이. 와그너 케빈
엠. 슬레이터 린다
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다우컨슈머 프로덕츠 인코포레이티드
리챠드 고든 워터맨
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Abstract

내용 없음.

Description

이동 박막 웨브상에 체결구 프로필을 고정시키는 방법 및 장치
제1도는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 장치의 사시도.
제2도는 제1도에 도시된 실시예의 개략적인 설명도.
제3도는 본 발명의 대안 실시예에 대한 개략적인 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 웨브 14 : 아이들러 롤
16, 18 : 구동 롤 20 : 압출기
22 : 입구 26 : 다이블록
28 : 출구 30 : 체결구 프로필
본 발명은 체결구 프로필을 이동 박막 웨브에 결합시키는 것에 관한 것이며, 특히 체결구 프로필플 박막 웨브의 표면에 고정시키기 위해 프로필로부터의 열만을 사용하여 미리 형성된 이동 박막 웨브에 뜨거운 체결구 프로필을 압출 및 결합시키는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 재폐쇄 가능한 플라스틱백을 생산하는데 유용하다.
재폐쇄 가능한 체결구를 특징으로 하는 플라스틱 용기는 공지되어 있으며, 소비자 및 산업사회에서 넓게 사용된다. 그와 같은 재폐쇄 가능한 플라스틱 용기가 널리 유행하기 때문에, 그들을 제조하기 위해 다수의 상이한 제조공정 및 장치가 개발되었다. 이들 종래 기술의 제조공정 및 장치 거의 모두에 있어서의 중요한 관심은 체결구 또는 폐쇄 프로필을 용기 벽에 부착시키는 방법이다.
나이토의 미합중국 특허 제Re29,208호에 언급된 바와같은 한가지 시도는 단일 취입 박막 다이를 사용하여 관형 박막과 체결구 소자를 완전히 일체로 형성하는 것이다. 그러나, 베르의 미합중국 특허 제3,848,035호에 의해 지적된 바와같이, 그와같은 일체화 압출 공정은 수행하기가 지극히 어렵다.
수트리나등의 미합중국 특허 제4,263,079호에 의한 다른 기술은 박막 압출 다이에 매우 가까이 체결구 다이를 위치시켜 체결구 및 박막 모두를 공동으로 압출기키는 것이다. 체결구를 박막에 부착시키는 것은 박막이나 체결구가 심하게 냉각되기 전에 발생한다. 그러나,뜨거운 체결구 프로필 아래를 냉각시키기 위해 전형적으로 사용되는 냉각수는 냉각수의 양이 신중하게 제어되지 않는다면 함께 압출된 박막에 바람직하지 못한 주름이 형성되는 결과를 초래한다.
몇몇 종래의 공정은 체결구 프로필을 박막 기판에 고정시키기 위해 국부적인 가영 또는 고온 용해된 접착제를 사용해 왔다. 예로,오스니트의 미합중국 특허 제4,101,355호에는 플라스틱 박막 기관에 미리 형성된 체결구 스트립을 인가시키는 두개의 상이한 방법을 언급하고 있다. 한가지 방법에서, 고온 용해된 접착제는 미리 형성된 체결구 스트립과 이동 플라스틱 박막간에 압출된다. 두 번째 방법은 국한된 영역을 가열하여 상기 스트립은 이동 박막에 접착시키기 위해 전기용접을 사용한다.
다른 기술은 박막을 미리 형성된 체결구 스트립상에 주조하거나 뜨거운 체결구 스트립을 미리 형성된 이도 박막상에 압출시키는 여러가지 방법의 조합들을 사용하고 있다. 예로, 캠프의 미합중국 특허 제4,306,924호는 플라스틱 박막을 미리 가열하여 형성된 체결구 스트립상에 주조하기 위한 공정에 대해 언급한다. 우레하라의 일본국 공개공보 제1424/66호는 체결구 프로필을 압출시키고,체결구 프로필을 체결구가 뜨겁게 유지되는 동안 이동 웨브 또는 시트에 인가시키는 방법을 언급하지만, 시트에 대한 프로필의 접착을 성취하기 위한 어떤 특정 장치나 공정 매개변수도 발표되지 않았고, 게다가 웨브 또는 시트의 온도에 관해서는 전혀 언급하고 있지 않다.
본 기술분야에 있어서의 좀더 최근의 공정은 상기 소자를 영구히 함께 결합시키기 위해 체결구 및 박막 모두를 가열시킬 필요성이 있다는 것을 시사하고 있다. 예로,노구찌의 미합중국 특허 제3,904,468호는 체결구 스트립이 가열된 박막상으로 새로 압출되어 닙롤에 의해 박막내로 압축되는 방법을 설명한다. 고또의 미합중국 특허 제3,462,332호는 뜨거운 체결구 스트립을 새로 주조된 뜨거운 박막상으로 압출시킨다. 다까하시의 미합중국 특허 제4,279,677호는 새로 압출된 체결구 프로필을 미리 가열된 박막 웨브에 결합시키는 방법을 설명한다. 마지막으로,헤링톤의 미합중국 특허 제4,419,159호는 체결구를 가열된 이동 박막 웨브상으로 압출시킨다.
그러나, 이들 종래 기술 모두는 체결구 스트립의 비틀림 또는 왜곡, 체결구의 위치 설정 체결구 및/또는 웨브의 예열 필도성과 같은 제조상의 문제점을 가지며, 또는 제조 속도 및 효율의 감소나 그렇지 않으면 제조 비용의 증가와 같은 다른 문제들도 갖는다. 따라서, 종래기술에서는 압출된 체결구 프로필을 이동 박막웨브에 소정시키기 위한 개선된 공정 및 장치가 필요하다.
본 발명은 플라스틱 체결구 프로필을 이동 플라스틱 박막웨브에 고정시키기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은 또한 프로필을 시트 재료에 인가시키는데 사용된다. 본 발명에 사용된 바와 같이, 플라스틱 체결구 프로필은 수형 또는 리브 프로필과 암형 또는 홈 프로필을 포함하는데, 이들은 함께 압출될 때 종래 기술에서 처럼 재폐쇄 가능한 플라스틱 용기상에 봉입을 형성하게 된다. 그러므로 본 발명은 리브 또는 홈 체결구 프로필을, 또는 임의 로 리브 및 홈 체결구 프로필을 동시에 이동 플라스틱 박막 웨브에 고정시킨다. 본 말명의 한 개념에 따라, 미리 형성된 박막 웨브는 결합 영역을 통해 한 주기를 이동하게 된다. 체결구 프로필은 결합 영역에 인접하여 압출되며, 결합 영역내의 이동 웨브에 집중되게 안내된다. 결합 영역에서, 대기온도로 존재하는 박막 웨브는 절연되어, 열이 압출된 뜨거운 체결구 프로필로부터 신속하게 빠져나가지 않도록 한다. 이와같은 방법으로, 체결구 프로필로부터의 열만이 박막 웨브의 표면을 용해시켜 상기 프로필을 웨브에 고정시키는데 사용된다.
본 발명의 실행에 사용되는 결합 영역은 한쌍의 롤간에 갭을 포함하는데, 상기 롤을 거쳐 박막 웨브가 이동을 하게 된다(즉, 웨브가 제 1롤과 접촉하지 못하는 점으로부터 웨브가 제 2롤과 접촉을 다시하는 점까지의 한쌍의 롤간의 영역을 이동한다). 대기온도에서의 공기는 체결구 프로필에 결합된 웨브측과 반대측상의 이동 웨브뒤에서 유지된다. 놀랍게도, 대기 공기가 이동 웨브를 절연시켜 주어 압출된 뜨거운 체결구 프로필이 웨브의 표면을 충분히 가열하여 웨브가 프로필에 용해되도록 해준다는 것이 발견되었다. 본 기술 분야의 선행 공정들은 체결구 프로필만으로부터의 열이 프로필과 웨브의 안정된 결합을 이루기에는 불충분하다고 생각하여 가열된 웨브(주조나 압출 단계후 바로 또는 미리 가열시켜)를 사용하였다. 사실, 프로필 및 웨브가 표준 비절연 금속 롤 표면 또는 다른 비절연 표면상에 결합된다는 것은 비절연 표면이 열 싱크로 작용하여 프로필로부터 너무 빨리 열을 빼앗기 때문에 안정된 결합을 야기시키는데 비효율 적이라고 생각된다.
한편, 절연된 롤이나 다름 표면이 사용되는 경우, 본 발명의 공정에 따른 결합이 수행될 수 있다. 다시, 절연된 롤 또는 표면의 사용은 압출된 뜨거운 체결구 프로필이 이동 웨브의 표면을 충분히 가열시켜 웨브가 상기 프로필에 용해되도록 허용한다. 본 발명의 실시는 미리 형성된 박막 웨브의 사용을 허용하며, 프로필과 웨브의 결합을 수행시키기 위해 상기 박막 웨브가 미리 가열되어야 한다는 필요성을 감소시킨다. 실제적으로, 몇몇의 경우에는, 결합전에 프로필이나 박막 웨브를 냉각시키는 것이 바람직하다. 그러므로, 매우 두꺼운 기저부 프로필이 압출될때 상기 기저부는 원하는 것보다 더 많은 남은 열을 휴대할 것이다. 그와같은 경우, 본 발명의 절연 특성과 관련되어 냉각 작업을 사용할 수가 있어, 소정의 결합 온도를 성취하게 된다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명할 것이다.
본 발명의 장치에 대한 한 실시예인 제1도 및 제2도에 대해, 미리 형성된 연속 박막 웨브(10)는 풀기 (12)로부터 취해진다. 풀기 롤(12)은 예를들어 벨트(11) 및 샤프트(13)를 통해 풀기 롤(12)에 접속된 구동수단(D)에 의해 이루어지는 장력 제어를 갖는다. 이는 웨브가 장치를 통과할 때 웨브(10)에 대해 적당한 장력을 제공한다.
그후, 웨브(10)는 아이들러 롤(14)를 지나 구동 롤(16,18)상으로 향한다. 비록 롤(18)이 후술하는 바와같이 선택적으로 냉각될 수 있다해도 보통 롤(16,18)은 대기온도로 존재한다.
제1도에 도시된 바와 같이, 종래의 나사 압출기(20)는 입구(22)를 통해 플라스틱 수지를 공급한다. 압출기내에서 용해처리가 이루어진 후, 용해된 플라스틱 수지는 파이프(24)를 통해 체결구 다이블록(26)으로 이동된다. 비록 한 개의 다이블록이 도시되었지만, 다수의 체결구 프로필이 동시에 웨브상으로 압출되도록 웨브(10)의 폭을 따라 이격된 다수의 다이블록이 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 유사하게, 체결구 다이블록(26)은 그의 출구(28)로부터 웨브(10)상으로 리브 소자나 홈 소자를 압출시키도록 구성된다.
간단함과 이해를 쉽게 하도록 하기위해, 다이블록(26)으로부터 압출된 체결구 프로필은 도면번호 30으로 표시된다. 상기 체결구 프로필(30)은 리브나 홈 소자라는 점이 이해될 것이다. 도시된 바와같이, 프로필(30)은 웨브(10)가 롤(16)의 표면을 막 떠나는 점에서 웨브(10)에 집중적으로 안내된다. 참조번호 32로 표시된 상기 결합 영역은 롤(16,18)간의 갭내에 존재한다. 이와같은 방법으로, 프로필(30)과 웨브(10)와의 결합은 웨브(10)가 아래에 놓인 롤과 접촉되지 않거나 또는 순간적으로 접 촉되는 영역(32)에서 발생한다. 아래에 상세히 언급될 것처럼, 압출기(20) 및 다이블록(26)은 프로필이 웨브(10)에 집중적으로 이동될 때 압출된 프로필의 장력을 더 좋게 하기 위해 수직으로부터 작은 각도만큼 편이된다.
압출된 뜨거운 프로필로부터 웨브를 통해 아래에 놓인 비절연 롤 표면으로 열전달이 발생되므로써, 프로필은 너무 빨리 냉각되어 웨브에 고정될 수 없게 된다는 점이 알려져 있다. 놀랍게도, 가열된 프로필과 웨브가 대기로 둘러싸이거나 절연된 표면과 접촉되므로써 박막을 절연시켜주는 영역에서 함께 결합된다면, 압출된 프로필로부터의 남은 열은 웨브의 표면을 용융시켜, 프로필을 웨브에 고정시키는데 충분하다는 것이 알려져 있다.
언급된 바와 같이, 몇몇의 경우에서, 압출된 프로필내에는 열이 남는 것이 상당히 바람직하다. 이는 매우 두꺼운 기저부와 더큰 양의 압출 재료를 갖거나 또는, 1984년 8월1일 공고된 유럽특하출원 제0,114,373호에 언급된 바와같은 결합 리브를 갖는 프로필에서 발생할 것이다. 너무 많은 열이 존재할 때, 절연된 결합 영역에 결합되기 전에 프로필로부터의 약간의 열을 제거하기 위해 냉각 소자가 사용된다.
웨브(10)와 프로필(30)과의 결합 후, 조립체는 롤(18)을 거쳐 아이들러 롤(34), 구동닙 롤(40,42)을 지나 장력 제어 와인더(도시되지 않음)로 이동한다. 롤(18)은 대기온도로 유지되거나, 필요에 따라서는 임의로 프로필 조립체를 냉각시키기 위해 냉각될 수 있다. 부가적으로, 롤(16,18)간의 갭내나 롤(18)상의 프로필 및 웨브 조립체상에 냉각수를 뿌리기 위해 필요에 따라 물 제트(44)가 위치된다.
본 발명의 대안 실시예가 제 3 도에 도시되는데, 여기에서 동일한 소자는 동일한 참조번화로 표시된다.
웨브(10) 및 프로필(30)은 절연층(17)이 위치하는 롤(16)상에 함께 결합된다. 절연층(17)은 프로필(30) 및 웨브(10)로부터 롤(16)로의 신속한 열전달을 방지하는 임의의 적당한 재료일 수있다. 예로, 층(17)은 폴리테트라플루오로 에틸렌층으로 이루어진다. 층(17)의 두께는 웨브(10)에 대한 그리고 웨브(10)를 통한 열전달의 속도를 어느정도 제어하기 위해 변화될수 있다.
제3도에 도시된 바와같이, 압출기(20) 및 다이블록(26)은 각도 θ만큼 수직으로부터 편이된다. 상기 각도 θ는 약 0˚ 및 35˚사이에서 변화될수 있으며, 프로필(30)과 웨브(10)가 롤(16)의 층(17)과 접촉하는 시간의 양에 영항을 미친다. 다이블록 출구(28)의 위치를 조정하므로써, 각도 θ의 변화는 프로필이 웨브(10)상으로 모여들 때 프로필 아래로 공기가 트래핑 되는 것을 제거해 준다는 것이 발견되었다. 부가적으로, 다이블록(26) 및 출구(28)를 편이시키므로써, 프로필(30)이 웨브(10)상으로 끌러당겨질 때 프로필의 장력이 더 양호하게 제어된다.다이블록(26)이 웨브(10)에 수직으로 존재하는 것처럼 도시는 되었지만, 이는 본 발명의 영역내에서 본 발명의 장치의 소자들 사이의 상대적인 공간 관계를 재배열시키기 위한 것이다. 그러나, 다이블록과 웨브의 상대적인 위치설정은 압출된 프로필이 이동 웨브에 집중적으로 안내되도록 이루어져야만 한다.
압출된 체결구 프로필로부터의 열을 웨브의 표면을 용해시키기 위해 사용하는 것이 바람직하기 때문에, 다이블록(26) 및 출구(28)는 전형적으로 프로필이 웨브에 결합되는 점으로부터 약4.0 내지 7.0inch(10.2내지 17.8cm)에만 위치된다.
본 발명의 실행에 사용된 플라스틱 수지는 바람직하게 박막 웨브 및 체결구 프로필용 모두 폴리에틸렌이다. 부가적으로, 박막 웨브는 적층으로된 외부 표면층 중의 하나가 폴리에틸렌인 이상 다수의 상이한 플라스틱층으로된 적층일 수도 있다. 전형적으로, 박막 웨브의 두께는 1.0 내지 5.0mils(0.025 내지 0.127mm)이 될 것이다.
압출기내의 용해 온도는 일반적으로 182˚와 216℃ 사이에 존재하며, 전형적으로는 약 204℃이다. 프로필 및 웨브의 라인 속도는 일반적으로 분당 100 내지 370ft(30.5 내지112.8m) 사이이며, 전형적으로는 분당 약 150ft(45.7m)이다.
압출된 프로필의 형상은 본 기술분야에서 사용되는 전형적인 리브 및/또는 홈 프로필이다. 본 발명의 실행에 사용되는 체결구 프로필은 박막 웨브의 표면은 용해시키기에 충분한 열을 제공하도록 충분한 두께로된 기저부를 가져야만 한다. 실제상, 압출시 약 50 내지 60mils(1.27 내지 2.5mm)의 두께를 갖는 리브 및 홈 소자는 프로필과 박막 웨브의 안정된 결합을 초래할 수 있기에 충분한 두께가 되도록 결정된다. 프로필이 이동 박막 웨브에 고정될 때 발생하는 다음 압출 흐름, 수축 및 몇몇 프로필의 끌어당김 등으로 인해 0.015 내지 0.020inch(0.38 내지 5.1mm)의 최종 체결구 기저부 두께를 초래한다.
[실시예]
지퍼 프로필이 다음과 같이 압출되어 아래에 놓인 박막 웨브에 고정되었다. 지퍼 프로필은 낮은 밀도의 폴리에틸렌으로부터 형성되었고, 에가머시너리 코포레이션으로부터 상업적으로 얻을 수 있
Figure kpo00001
inch(6.35cm) 압출기로부터 압출되었다.
새로 압출된 지퍼 프로필로부터의 열이 세개의 층을 적층 박막에 프로필을 용해시키는데 이용되었다. 박막 적층은 0.0015inch(0.038mm) 두께인 고밀도 폴리에틸렌층, 0.0003inch(0.0076mm) 두께인 수정된 폴리에틸렌 접착층 및 0.0004inch(0.0102mm) 두께의 나일론-6층으로 이루어져 있다. 지퍼 프로필은 박막 적층의 고밀도 폴리에틸렌면에 용해되어졌다. 박막 적층 웨브는 분당 150ft(45.7m)의 라인 속도를 가졌다.
압출기는 끌어내릴 수 있는 거리, 즉 압출기 출구로부터 지퍼 프로필이 박막 웨브에 결합되는 점까지의 거리가 6.0inch(15.24cm)로 되도록 위치되었다.압출기의 출구는 수직으로부터 9.5°(각도 θ)편이 되었다. 상기 공정에 의해 지퍼 프로필이 박막 적층에 고정되는 조립체를 초래한다.
몇몇 특정한 실시예 및 상세한 설명이 본 발명을 예시할 목적으로 도시되었지만, 본 기술분야에 숙련된 사람은 첨부된 청구범위에 한정된 본 발명의 벗어남이 없이 본문에 기술된 방법 및 장치에 다양한 변화를 가할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (9)

  1. 체결구 프로필을 압출해주는 단계와, 대기온도에 있는 미리 형성된 이동 웨브에 집중적으로 상기 프로필을 안내해 주는 단계로 이루어지는 이동 플라스틱 박막 웨브에 플라스틱 체결구 프로필을 고정시키는 방법에 있어서, 박막 웨브가 절연되는 영역에서 상기 프로필과 박막 웨브를 함께 결합시키는 단계와, 체결구 프로필로부터의 열만을 사용하여 박막 웨브의 표면을 용해시켜 상기 프로필을 웨브에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 박막 웨브상에 체결구 프로필을 고정시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 프로필 및 박막 웨브가 절연 롤 상에 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 프로필이 웨브와 결합될때 프로필상에 장력을 제공하기 위해 프로필을 웨브의 이동방향으로부터 편이시킨 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 프로필 및 박막 웨브는 대기공기가 박막 웨브를 절연시키는 영역에서 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 웨브 및 프로필이 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 웨브가 폴리에틸렌으로 형성된 프로필과 직접 접촉하는 층을 갖는 다수의 적층인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 플라스틱 체결구 프로필을 이동 플라스틱 박막 웨브상에 고정시키기 위한 장치에 있어서, 박막의 웨브를 이동시키는 수단과, 이동 웨브에 인접하게 위치하여 체결구 프로필을 압출해주는 수단과, 프로필로부터의 열이 박막 웨브의 표면을 용융시키기에 충분한 시간 동안 이동 웨브를 절연시켜 프로필을 웨브에 고정시키도록 작용하는 대기 온도를 갖는 공기가 프로필과 결합하는 표면과 반대의 이동 웨브 표면과 접촉하는 결합 영역내에서 이동 웨브에 집중적으로 프로필을 안내해주는 수단과, 결합 영역으로부터 하류측의 웨브에 고정된 프로필을 냉각해주는 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 박막 웨브상에 체결구 프로필을 고정시키는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 결합 영역이 이동 웨브가 주행하는 한쌍의 롤간의 갭내에 존재하는 것을 특징으로 하는장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 프로필 냉각수단이 냉각수 제트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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