KR102438326B1 - 마스크 제조 장치 - Google Patents

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KR102438326B1
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Abstract

본 발명은 마스크본체에 적어도 하나의 귀걸이밴드를 부착하여 마스크를 제조하는 마스크 제조 장치에 있어서, 상기 마스크본체의 어느 일측 가장자리에 상기 귀걸이밴드를 초음파 진동을 통해 융착시키는 귀걸이밴드부착장치를 포함하되, 상기 귀걸이밴드부착장치는, 외주면에 배치되어 상기 귀걸이밴드를 홀딩하기 위한 홀딩수단을 가진 롤러와, 상기 홀딩수단에 홀딩된 상기 귀걸이밴드를 상기 마스크본체의 어느 일측 가장자리에 초음파 진동으로 융착시키는 초음파융착장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치를 제공한다.

Description

마스크 제조 장치 {APPARATUS FOR MANUFACTURING MASK}
본 발명은 마스크 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 착용자의 호흡기 전방을 차단하는 마스크본체에 양단 각각에 결합되는 한 쌍의 귀걸이밴드를 부착시키기 위한 마스크 제조 장치에 관한 것이다.
마스크는 보건 위생상 입과 코의 호흡기를 통해 병균이나 먼지 따위가 흡입되거나 비산되는 것을 막기 위해 호흡기를 가리는 물건으로서, 통상 병원이나 유해 작업환경에서 근무하는 종사자들이 착용하여 호흡기를 통해 인체 내로 유해물질이 흡입되는 것을 방지하기 위해 사용되거나, 기온이 낮은 겨울철에 감기에 걸렸을 때 일종의 방한 대용으로 착용하기도 하며, 또한 봄철에 발생되는 황사로부터 착용자를 보호하기 위해 사용된다.
특히 최근에는 사회적으로 문제가 되고 있는 급성호흡기질환인 계절독감, 조류독감, 신종플루, 메르스, 사스, 코로나 등의 감염을 방지하기 위해 마스크의 착용이 권장되고 있다.
마스크는 그 사용목적이나 용도에 따라 다양한 형태로 제조될 수 있는데, 일반적으로 섬유필터를 사용한 마스크(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 착용자의 코나 입 주변을 덮는 마스크본체(10)와, 마스크본체(10)를 지지하기 위해 마스크본체(10) 양단 각각에 결합되는 한 쌍의 귀걸이밴드(11, 12)를 포함할 수 있다.
마스크본체를 제조하는 장치에 대해서는 한국특허등록번호 제10-0783311호 등에서 개시하고 있고, 마스크본체에 귀걸이밴드를 결합하는 장치에 대해서는 한국특허등록번호 제10-1131866호와 제10-2072927호 등에서 개시하고 있다.
구체적으로, 마스크본체(10)는 필터 기능을 갖는 원단지 여러 장을 합지하여 한 장의 필터지로 제조하게 되며, 귀걸이밴드(11, 12)는 롤 형태로 감겨져 있는 것을 소정 길이로 절단하고 절단된 귀걸이밴드(11, 12)의 각 말단부를 마스크본체(10)의 좌측 및/또는 우측 가장자리에 부착하여 제조하게 된다.
그러나 종래 마스크 제조 장치에 따라, 귀걸이밴드(11, 12)를 마스크본체(10)의 어느 일측 가장자리에 결합할 때, 롤 형태로 감겨져 있는 귀걸이밴드(11, 12) 일부를 인출하여 자를 때 인출과정에서 시간이 많이 소요되고, 잘라진 귀걸이밴드(11, 12)를 마스크본체(10)에 부착시킬 때 혼(horn) 등을 포함한 초음파융착장치가 에어실린더에 의해 이송 중의 마스크본체를 따라가기 때문에, 생산속도가 저하되거나 큰 소음이 발생하는 문제가 발생하는 문제가 있다.
따라서, 이와 같은 문제를 해소하기 위한 마스크 제조 장치에 대한 기술을 제시하고자 한다.
KR 10-1131866 B1 KR 10-2072927 B1
본 발명은, 종래 마스크 제조 장치 대비 마스크 제조 속도를 향상시킬 수 있고, 마스크 제조시 발생하는 소음을 줄일 수 있는 마스크 제조 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 마스크본체에 적어도 하나의 귀걸이밴드를 부착하여 마스크를 제조하는 마스크 제조 장치에 있어서, 상기 마스크본체의 어느 일측 가장자리에 상기 귀걸이밴드를 초음파 진동을 통해 융착시키는 귀걸이밴드부착장치를 포함하되, 상기 귀걸이밴드부착장치는, 외주면에 배치되어 상기 귀걸이밴드를 홀딩시키는 홀딩수단을 가진 롤러와, 상기 홀딩수단에 홀딩된 상기 귀걸이밴드를 상기 마스크본체의 어느 일측 가장자리에 초음파 진동으로 융착시키는 초음파융착장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치를 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 귀걸이밴드를 집어 상기 홀딩수단으로 가져오는 로봇피커를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 초음파융착장치는, 초음파 진동을 이용하여 상기 마스크본체와 상기 홀딩수단에 의해 홀딩된 귀걸이밴드를 융착시키기 위한 혼을 포함하고, 상기 홀딩수단에 의해 홀딩된 상기 귀걸이밴드는, 상기 롤러의 회전에 의해, 상기 혼의 접합면으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 혼은, 그 위치가 고정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 혼은, 상기 롤러의 길이방향과 나란한 방향으로 상기 롤러의 하부에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 홀딩수단은, 상기 롤러의 좌우 양측 각각에 한 쌍씩 마련되어, 상기 롤러의 1회전으로 상기 마스크본체의 양측 가장자리에 한 쌍의 귀걸이밴드를 모두 융착킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 홀딩수단은, 실 형태의 상기 귀걸이밴드를 찔러 고정시키기 위한 적어도 하나의 핀일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 홀딩수단은, 상기 귀걸이밴드를 부착시키기 위한 벨크로 또는 부식면일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 홀딩수단은, 상기 귀걸이밴드를 홀딩하기 위한 집게일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 홀딩수단은, 상기 롤러의 외주면 중 상기 핀 주변, 상기 벨크로 주변, 상기 부식면 주변, 또는 상기 집게 주변에 돌출 형성되어 상기 마스크본체와 상기 귀걸이밴드 간 초음파 진동에 의한 융착부위를 형성하는 제1 융착돌기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 롤러는, 복수의 원단지를 합지하기 위해 외주면에 원주방향을 따라 초음파 진동에 의한 융착부위를 형성하는 제2 융착돌기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 마스크 제조 장치는, 기 마련된 적어도 하나의 원단지를 공급하는 원단공급장치, 상기 원단공급장치에 의해 공급되는 상기 적어도 하나의 원단지를 합지하는 합지장치, 및 상기 합지장치에 의해 성형된 한 장의 필터지로부터 마스크본체의 형태로 컷팅하는 마스크컷팅장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 초음파 진동을 이용하여 제1 및 제2 융착대상물을 융착시키는 혼을 포함한 초음파융착장치에 있어서, 상기 융착 대상이 되는 상기 제1 및 제2 융착대상물이, 롤러와 상기 혼 사이에 형성된 간극으로 인입되어 상호 융착되되, 상기 혼은, 상기 롤러를 향한 접합면은 상기 롤러의 외주면의 형상에 상응하도록 만곡형이되, 상기 롤러의 측면에서 바라본 상기 혼의 종단면은 비대칭일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 장치는, 귀걸이밴드를 홀딩하고 있는 롤러가 회전하여 융착대상물 중 하나인 귀걸이밴드는 초음파융착장치의 혼으로 이동하여, 위치가 고정된 혼이 융착대상물인 마스크본체와 귀걸이밴드를 서로 융착시키기 때문에, 종래 에어실린더의 사용으로 발생하는 소음을 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 장치는, 마스크본체에 귀걸이밴드를 부착하는 과정을 간소화할 수 있기 때문에, 마스크본체에 귀걸이밴드를 부착시키는데 소요시간이 적어 마스크 제조 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 장치의 전체 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀걸이밴드부착장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 귀걸이밴드부착장치의 롤러와 초음파융착장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 롤러와 초음파융착장치의 측면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 외관을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 홀딩수단을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀딩수단에 귀걸이밴드가 부착된 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 초파융착장치를 측면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 장치의 전체 모습을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 장치(100)는, 기 마련된 적어도 하나의 원단지를 공급하는 원단공급장치(110)와, 상기 원단공급장치(110)에 의해 공급되는 상기 적어도 하나의 원단지를 합지하는 합지장치(120)와, 합지장치(110)에 의해 성형된 한 장의 필터지로부터 마스크본체(10)의 형태로 컷팅(cutting)하는 마스크컷팅장치(140)와, 마스크본체(10)의 어느 일측 가장자리에 귀걸이밴드(11, 12)를 초음파 진동을 통해 융착시키는 귀걸이밴드부착장치(130)를 포함하되, 여기서 귀걸이밴드부착장치(130)는 외주면에 배치되어 귀걸이밴드(11, 12)를 홀딩하기 위한 홀딩수단을 가진 롤러(1330)와, 상기 홀딩수단에 홀딩된 귀걸이밴드(11, 12)를 마스크본체(10)의 어느 일측 가장자리에 초음파 진동으로 융착시키는 초음파융착장치(1320)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 장치(100)는, 롤러(1330)를 이용하여 그 외면에 홀딩된 귀걸이밴드(11, 12)를 귀걸이밴드부착장치(130), 구체적으로 혼(1321)의 접합면으로 이동시켜, 마스크본체(10)와 귀걸이밴드(11, 12)를 융착시키기 때문에, 종래 초음파 융착을 위해 에어실린더를 사용하여 지속적으로 그리고 반복이동함으로써 발생하는 소음을 제거할 수 있는 효과가 있고, 또 종래 마스크 제조 장치와 다르게, 마스크본체(10)에 귀걸이밴드(11, 12)를 부착시키기 위한 구성이나 그 과정이 간소화되기 때문에, 마스크본체(10)에 귀걸이밴드(11, 12)를 부착시키는데 소요시간을 줄이고 마스크 제조 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
다만, 도 2에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 마스크 제조 장치가 구현될 수 있음은 물론이다.
이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.
원단공급장치(110)는 기 마련된, 바람직하게는 권취되어 마련된 적어도 하나의 마스크 원단지를 마련하여 공급할 수 있다.
이때, 상기 마스크 원단지는 부직포일 수도 있고, 여러 장일 수도 있으며, 바람직하게는 스폰 본드(spond bond, 폴리프로필렌을 용융/압출하여 굵고 질긴 필라멘트로 방사한 후 강도와 표면 안정성이 최대화되도록 열융착시켜 형성한 장섬유 부직포)와, 멜트 브라운(melt brown, 용융/압출된 폴리프로필렌을 가늘고 부드러운 미세섬유로 절단한 후, 열융착에 의해 포를 형성한 단섬유 부직포)와, 써멀 본드(thermal bond, 저융점의 가소성 합성섬유를 혼합하여 열, 압력, 용제 등으로 착화하거나 녹여서 결합하여 제조하는 단섬유 부직포) 등일 수 있다.
합지장치(120)는 구동모터(미도시) 따위의 구동수단에 의해 롤러가 회전하면서 상기 원단공급장치(110)에 의해 공급된 적어도 하나의 원단지를 합지하여 한 장의 원단(본 명세서에서는 '필터지'라고 통칭하기로 한다)으로 제조할 수 있다.
이때, 상기 합지장치(120)는 여러 장의 마스크 원단지를 합지할 때, 문양을 형성할 수 있다. 이를 위해, 문양성형롤러(미도시)에는 상기 필터지에 형성할 문양이 양각 또는 음각으로 형성되어, 초음파가 문양성형롤러를 통해 상기 필터지에 인가됨으로써 필터지가 가열되어 여러 원단지가 합지될 수 있다.
한편, 마스크컷팅장치(140)는 상기 합지장치(120)에 의해 성형된 한 장의 필터지로부터 마스크본체(10)의 형태로 컷팅(cutting)할 수 있다.
마스크컷팅장치(140)는 문양이 형성된 한 장의 필터지를 연속으로 공급받고, 이를 마스크본체(10)의 형상으로 컷팅하여, 최종적으로 마스크본체(10)를 제조할 수 있다.
상기 마스크컷팅장치(140)와 합지장치(120) 사이에는 상기 필터지 상에 마련된, 컷팅 전의 마스크본체(10)의 적어도 어느 일측 가장자리에 귀걸이밴드(11, 12)를 초음파(또는 초음파 진동)을 이용하여 융착 또는 부착시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀걸이밴드부착장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 귀걸이밴드부착장치의 롤러와 초음파융착장치를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 롤러와 초음파융착장치의 측면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 외관을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 홀딩수단을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 7 도시한 바와 같이, 귀걸이밴드부착장치(130)는 외주면에 배치되어 귀걸이밴드(11, 12)를 홀딩하기 위한 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)을 가진 롤러(1330)와, 상기 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)에 홀딩된 귀걸이밴드(11, 12)를 마스크본체(10)의 적어도 어느 한 측 가장자리에 초음파(또는 초음파 진동)로 융착시키는 초음파융착장치(1320)를 포함할 수 있다.
롤러(1330)는 도면에 도시한 바와 같이, 롤러행거(1340)에 걸려 설치될 수 있다. 롤러(1330)는 대략 원기둥 형태를 가진 것으로, 롤러(1330)의 외주면에는 귀걸이밴드(11, 12)를 홀딩하기 위한 적어도 하나의 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)을 가질 수 있다.
롤러(1330)는 모터 따위와 같은 구동수단(미도시)에 의해 발생한 동력이 적어도 하나의 기어 조합으로 이루어진 동력전달장치(130)를 매개로 회전할 수 있고, 롤러(1330)의 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)에 의해 홀딩된 귀걸이밴드(11, 12)는, 롤러(1330)와 혼(1321) 사이, 구체적으로 상기 합지장치(120)에 의해 합지되어 이송된 필터지 상에 안착하도록 공급될 수 있다.
이때 상기 롤러(1330) 상의 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)에 제공되는 귀걸이밴드(11, 12)는, 상기 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)에 공급되기 이전에 미리 소정 길이로 잘라진 형태를 가질 수도 있고, 이와 다르게 잘라지지 않은 실 형태의 귀걸이밴드가 상기 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)에 홀딩된 이후 컷팅장치(미도시)에 의해 잘라질 수도 있다.
로봇피커(미도시)는 미리 컷팅되어 있거나 그렇지 않은 귀걸이밴드(11, 12)를 집어서 상기 롤러(1330)의 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)에 공급하여 귀걸이밴드(11, 12)를 상기 홀딩수단에 홀딩될 수 있다. 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)에 홀딩된 귀걸이밴드(11, 12)는 롤러(1330)의 회전에 의해 마스크본체(10) 상에 마련될 수 있으며, 초음파융착장치(1320)는 초음파(또는 초음파 진동)으로 귀걸이밴드(11, 12)의 양 말단부를 마스크본체(10)에 부착시킬 수 있다.
여기서 로봇피커는 귀걸이밴드(11, 12)를 집게 따위로 집거나 걸개 따위로 걸어 홀딩수단으로 이동시키는 장치일 수 있고, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
한편, 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)은, 길이를 가진 실 형태의 귀걸이밴드(11, 12)를 롤러(1330)의 외면에 홀딩하기 위한 것으로서, 귀걸이밴드(11, 12)를 홀딩할 수 있는 것이면 그 방법이나 수단을 특별히 한정하지 않으나, 구체적인 본 발명의 일 실시예에 따른 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)은, 도 6 내지 8에 도시한 바와 같이, 가는 실 형태의 귀걸이밴드(11, 12)를 찔러 고정시킬 수 있는 적어도 하나의 핀(pin)(1333a1)을 포함할 수 있고, 이와 달리 통상 귀걸이밴드(11, 12)의 외면을 미세 갈고리로 걸어 고정시킬 수 있는 벨크로(velcro)(1334a1)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 롤러(1330)의 외면에 귀걸이밴드(11, 12)를 홀딩하기 위해, 표면이 거칠게 부식되어 귀걸이밴드(11, 12)의 외면을 부착시킬 수 있는 부식면(미도시)일 수 있다.
또한, 상기 롤러(1330)의 외면에 귀걸이밴드(11, 12)를 홀딩하기 위해, 귀걸이밴드(11, 12)를 집어 고정할 수 있는 집게(미도시)일 수 있다. 이때, 집게는 롤러(1330)의 회전에 따라 오므라들거나 벌어지는 행정을 반복할 수 있고 이에 따라 귀걸이밴드(11, 12)를 필요에 따라 집거나 놓을 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
물론, 상기 핀(1333a1), 벨크로(1334a1), 부식면, 그리고 집게 등 중 선택된 어느 하나이거나, 이들의 조합일 수도 있다.
도 6 내지 8에 도시한 바와 같이, 상기 홀딩수단은, 귀걸이밴드(11, 12)가 직접적으로 부착 또는 고정되는 핀(1333a1), 벨크로(1334a1), 부식면 또는 집게 이외에, 그 주변에는 혼(1321)과 마주한 위치에 돌출형성된 적어도 하나의 제1 융착돌기(1333a2, 1334a2)를 포함할 수 있다.
제1 융착돌기(1333a2, 1334a2)는 마스크본체(10)와 귀걸이밴드(11, 12) 간 초음파 융착부위에 대응하는 것으로, 롤러(1330)의 외주면에 돌출형성된 적어도 하나의 돌기를 포함하는 것으로, 혼(1321)에 의해 발생하는 초음파(또는 초음파 진동)와 마주하여 응력이 집중되도록 함으로써, 제1 융착돌기(1333a2, 1334a2)와 혼(1321) 사이에 개재된 피융착물들이 서로 융착되도록 한다.
이때, 전술한 바와 같이, 마스크본체(10) 상에 귀걸이밴드(11, 12)가 위치를 이탈하지 않고 제조 불량률을 낮추기 위해, 제1 융착돌기(1333a2, 1334a2)는 핀(1333a1) 또는 벨크로(1334a1)의 주변에 위치하는 것이 바람직하다.
한편, 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)은, 상기 롤러(1330)의 양측 단부 각각에 한 쌍씩 대략 마스크본체(10)의 너비만큼 마련된 것이 바람직하다.
즉, 하나의 귀걸이밴드(11, 12) 양단을 부착하거나 고정하기 위한 한 쌍의 홀딩수단(1333a, 1334a)이 롤러(1330)의 일측 단부에 마련되고, 또 다른 한 쌍의 홀딩수단(1333b, 1334b)이 또 다른 하나의 귀걸이밴드(11, 12) 양단을 부착하거나 고정시키기 위해 롤러(1330)의 타측 단부에 마련될 수 있다.
이때 롤러(1330)의 일 단부, 각각에 마련된 한 쌍의 홀딩수단은, 마스크본체(10) 상의 초음파 융착부위에 따라 위치하는 것으로, 롤러(1330)의 일 원주방향을 따라 나란하게 배치될 수도 있고, 도 6 및 7에 도시한 바와 같이, 일 원주방향 상에 배치되지 않을 수도 있다.
이렇게, 롤러(1330)의 양측 단부 각각에 한 쌍씩 홀딩수단(1333a, 1333b, 1334a, 1334b)이 마련됨에 따라, 두 개의 귀걸이밴드(11, 12)가 롤러(1330)의 양측에 동시에 부착될 수 있고, 롤러(1330)의 1회 회전만으로 두 개의 귀걸이밴드(11, 12) 모두가 마스크본체(10)에 부착되기 때문에, 한 번의 공정으로 마스크본체(10)에 귀걸이밴드(11, 12)를 융착시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 상기 롤러(1330)는 도 4에 도시한 바와 같이, 원주방향을 따라 돌출 형성된 다수의 제2 융착돌기(1331, 1332)를 포함할 수 있다.
제2 융착돌기(1331, 1332)는 상기 제1 융착돌기(1333a2, 1334a2)와 마찬가지로 롤러(1330)의 외주면에 돌출형성되어, 혼(1321)에 의해 발생하는 초음파(또는 초음파 진동)와 마주하여 응력이 집중되도록 함으로써, 복수의 원단지를 제2 융착돌기(1331, 1332)에 의한 초음파 융착부위로 합지될 수 있도록 할 수 있다.
구체적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 융착돌기(1331, 1332)가 롤러(1330)의 양측 단부(마스크본체(10)의 양측 가장자리에 상응하는 부분)에 원주방향을 따라 돌출형성되어, 롤러(1330)의 회전으로 마스크본체(10)에 귀걸이밴드(11, 12)를 융착시킴과 동시에, 복수의 원단지를 합지시킬 수 있기 때문에, 복수의 원단지를 합지하기 위한 복수의 융착공정 중 한 공정을 생략할 수도 있다.
한편, 상기 초음파융착장치(1320)는, 10kHz 이상의 고주파인 초음파를 이용하여, 종방향 또는 횡방향의 초음파 진동을 가하여, 열가소성 소재를 접합할 수 있다. 이를 위하여, 초음파융착장치(1320)는 초음파 발진기(generator), 초음파 진동자(transducer), 부스터(booster) 및 혼(horn)(1321)을 포함할 수 있고, 초음파 발진기는 고주파 전류로 변환시켜 초음파 진동자에 공급하고, 초음파 진동자는 통상 피에조(piezo) 재료를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시킬 수 있다. 진동자는 다수의 원판을 적층시키고 볼트로 압력을 가한 BLT(Bolt clamped Langevin-type Transducer)를 사용할 수 있다. BLT의 출력단에서 발생하는 초음파의 진폭은 열가소성 소재를 융착시키기 위해 진폭을 증가시켜야 하며, 이를 위하여 BLT 출력면에 부스터와 혼을 순차적으로 부착시킬 수 있다. 여기서 부스터는 BLT와 혼의 중간에 위치하며, BLT의 진폭을 증폭시킬 수 있다.
미설명 도면부호 1323a, 1323b는 냉각팬으로 팬의 회전에 의해 초음파융착장치(1320)에서 발생하는 열을 냉각시키기 위한 수단으로, 발열에 의해 상기 초음파융착장치(1320)가 비정상적으로 동작하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 혼(1321)은 롤러(1330)의 길이방향과 나란하게 롤러(1330)를 항햐여 배치되되, 혼(1321)을 이용하여 마스크본체(10)에 귀걸이밴드(11, 12)를 융착시킬 때 이송되지 않고 그 위치가 고정될 수 있으며, 마스크 제조 장치(100)의 복잡도를 개선하고 혼(1321)의 교체 등과 같은 초음파융착장치(1320)의 유지보수를 용이하게 하기 위해, 혼(1321)은 롤러(1330)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
한편, 도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 초음파융착장치를 측면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
초음파융착장치(1320)는, 롤러(210)와 혼(220)을 포함할 수 있고, 상기 롤러(210)와 혼(220) 사이에 개재된 융착대상물, 즉 제1 및 제2 융착대상물은 상기 혼(220)을 통한 초음파 진동에 의해 상호 융착될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 및 제2 융착대상물은 마스크본체(10)와 귀걸이밴드(11, 12)일 수 있다.
이때, 상기 혼(220)의 출력면(또는 접합면(221))은 대향한 롤러(210)의 외주면의 형상에 상응하도록 만곡형일 수 있으며, 이때 상기 접합면(221)의 길이, 즉 상기 접합면(221)과 롤러(210)의 외주면이 대향하는 길이가 짧은 경우에는 적어도 두 융착대상물 간에 초음파 진동에 의한 접합력이 떨어질 수 있는 문제가 있다(도 6(a) 참조).
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른, 혼(220)의 접합면(221)은 롤러(210)의 측면에서 바라본 종단면이 비대칭으로서, 적어도 어느 한 단부가 롤러(210)의 외주면을 따라 상방으로 연장형되어, 어느 일측에서 인입된 융착대상물이 타측으로 인출될 때 인입높이와 다른 높이의 인출부를 통해 인출되도록 하여, 혼(220)의 접합면(221)과 이와 대향하는 롤러(210)의 외주면 간에 융착대상물이 이동하는 길이를 길게하여, 초음파 진동에 의한 접합력을 향상시키도록 하는 것이 바람직하다(도 6(b) 참조).
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 마스크 10: 마스크본체
11, 12: 귀걸이밴드 100: 마스크 제조 장치
110: 원단공급장치 120: 합지장치
130: 귀걸이밴드부착장치 140: 마스크컷팅장치
1310: 받침대 1320: 초음파융착장치
1321: 혼 1322: 초음파발생부
1323a, 1323b: 냉각팬 1330: 롤러
1331, 1332: 제2 융착돌기 1333a, 1333b, 1334a, 1334b: 홀딩수단
1333a1: 핀 1334a1: 벨크로
1333a2, 1334a2: 제1 융착돌기 1340: 롤러행거
1350: 동력전달장치 210: 롤러
220: 혼 221: 접합면

Claims (11)

  1. 마스크본체에 적어도 하나의 귀걸이밴드를 부착하여 마스크를 제조하는 마스크 제조 장치에 있어서,
    상기 마스크본체의 어느 일측 가장자리에 상기 귀걸이밴드를 초음파 진동을 통해 융착시키는 귀걸이밴드부착장치;
    를 포함하고,
    상기 귀걸이밴드부착장치는, 외주면에 배치되어 상기 귀걸이밴드를 홀딩하기 위한 홀딩수단을 가진 롤러와, 상기 홀딩수단에 의해 홀딩된 상기 귀걸이밴드를 상기 마스크본체의 어느 일측 가장자리에 초음파 진동으로 융착시키는 초음파융착장치를 포함하며,
    초음파 진동을 이용하여 상기 마스크본체와 상기 홀딩수단에 의해 홀딩된 귀걸이밴드를 융착시키기 위한 혼을 포함하고,
    상기 홀딩수단에 의해 홀딩된 상기 귀걸이밴드는, 상기 롤러의 회전에 의해, 상기 롤러와 상기 혼 사이에 형성된 간극으로 인입되어 상기 마스크본체와 상호 융착되되,
    상기 혼의 상기 롤러를 향한 접합면은 상기 롤러의 외주면의 형상에 상응하도록 만곡형이되, 상기 롤러의 측면에서 바라본 상기 혼의 종단면은 비대칭인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 귀걸이밴드를 집어 상기 홀딩수단으로 가져오는 로봇피커;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼은, 상기 롤러의 길이방향과 나란한 방향으로 상기 롤러의 하부에 고정 위치하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀딩수단은, 상기 롤러의 좌우 양측 각각에 한 쌍씩 마련되어,
    상기 롤러의 1회전으로 상기 마스크본체의 양측 가장자리에 한 쌍의 귀걸이밴드를 모두 융착시키는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀딩수단은, 실 형태의 상기 귀걸이밴드를 찔러 고정시키기 위한 적어도 하나의 핀인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀딩수단은, 상기 귀걸이밴드를 부착시키기 위한 벨크로이거나, 또는 부식 가공되어 거칠게 형성된 부식면인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀딩수단은, 상기 귀걸이밴드를 홀딩하기 위한 집게인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 홀딩수단은, 상기 롤러의 외주면 중 상기 핀 주변에 돌출 형성되어 상기 마스크본체와 상기 귀걸이밴드 간 초음파 융착부위를 형성하는 제1 융착돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 제조 장치는,
    기 마련된 적어도 하나의 원단지를 공급하는 원단공급장치;
    상기 원단공급장치에 의해 공급되는 상기 적어도 하나의 원단지를 합지하는 합지장치; 및
    상기 합지장치에 의해 성형된 한 장의 필터지로부터 마스크본체의 형태로 컷팅하는 마스크컷팅장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 장치.
  11. 삭제
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