KR19990022402A - 테이프 로울 라이너/탭 부착 장치 및 방법 - Google Patents

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web
winding
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알. 크람 데이비드
린 존슨 디
디. 오그렌 하베이
앤. 잭슨 제퍼리
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스프레이그 로버트 월터
미네소타마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

테이프를 권취하기 위해 표면상에 특정 원주방향 테이프 지지 세그먼트(234)를 구비한 맨드럴 조립체의 사용을 포함하는 무심 로울(15)의 감압성 접착제 테이프를 형성하기 위한 장치(20) 및 방법. 상기 원주방향 테이프 지지 세그먼트(234)는 테이프가 테이프 로울(15)을 형성하도록 맨드럴(55) 둘레에 연속적으로 권취될 때 테이프를 지지하도록 반경방향으로 압축성이면서도 충분히 뻣뻣하며, 맨드럴(55)로부터 권취된 테이프 로울(15)의 축방향 제거를 준비하도록 충분히 유연한 테이프 맞물림면부(246)를 구비한다. 맨드럴(55) 둘레의 감압성 접착제 테이프의 최내측 랩(72)은 접착제 라이너(73)에 의하여 차폐된다. 상기 라이너(73)는 권취에 앞서 미리 테이프에 부착된 라이너/탭 스트립부(123)로부터 형성되며, 테이프는 절단되며, 나머지 라이너/탭(76)은 미리 형성된 무심 테이프 로울(15)의 최외측 단부(75) 상의 단부 탭을 형성한다. 라이너/탭 스트립(123)은 웨브의 제1, 접착제 함유 측면(27)에 인접하게 감압성 접착제 테이프(26)의 전진하는 웨브를 가로질러 가로방향으로 라이너/탭 재료(90)를 전진시킴으로써 부착되며, 웨브(26) 폭의 길이만큼 라이너/탭 재료(90)를 절단하며, 전진하는 웨브(26)의 제1 접착제 함유 측면(27)에 대해 절단된 라이너/탭 스트립(123)의 전단 측면 엣지부(190)를 가압하며 그리고 웨브(26)가 라이너/탭 스트립(123)을 운반할 때 전진하는 웨브(26)에 반발하게 나머지 라이너/탭 스트립(123)을 가압한다.

Description

테이프 로울 라이너/탭 부착 장치 및 방법
웨브 재료의 개별적인 스풀(spool) 또는 로울을 형성하기 위한 많은 공지된 방법 및 장치가 있다. 웨브 재료는 종종 로울 형태의 벌크(bulk)로 공급되는데, 상기 벌크가 풀린 다음 종방향으로 분할되어, 판지 또는 플라스틱으로 제조된 복수개의 미리 정렬되어 있는 심 둘레에 감겨져 개별적인 웨브 재료 스트립이 형성된다. 감압성 접착 테이프의 경우, 예를 들면 심은 종이, 판지 또는 플라스틱으로 형성되는 것이 통상적이다. 서로 다른 폭을 구비한 테이프들을 제공하는 것이 유용하므로, 여러 가지 폭으로된 심들을 준비할 필요가 있다. 테이프 로울 생산 공정 동안 심에 테이프를 권취하는 데에는 또다른 재료의 조작 단계를 필요로 한다(예를 들면, 심 장전). 또한, 테이프 로울 생산 동안, 권취 중의 웨브 재료의 전진하는 스트립과 심은 반드시 정렬되어야 한다. 오정렬에 의해 권취 동안 테이프가 포개질 수 있으며, 또는 심에 테이프가 축방향으로 오프셋되어 권취(심외(off-core) 권취)될 수 있어, 미적 논쟁 및 처리 곤란을 유도할 수 있다.
심을 사용함으로써 재료의 재고와 저장을 위한 사항등이 추가로 나타나게 되어, 결과적으로 테이프 로울 제품의 운송 무게 및 부피가 추가된다. 특히, 테이프 로울의 길이가 짧은 경우에는 심 자체의 비용이 생산 비용중 상당 부분을 차지할 수 있다. 또한, 테이프 공급이 끝난 심의 폐기는 쓰레기 및 환경 문제를 야기할 수 있다. 심이 재생 가능한 재료 또는 복합재로 형성되었을지라도, 심을 재사용 또는 재처리를 위해 수집하기 위하여 사용자는 또다른 조작 단계를 수행하여야 한다. 시간에 대한 소정 조건(예를 들면, 가변성 습도와 온도)하에서, 재료가 서로 다른 심과 이것에 감겨진 테이프 사이의 불연속성에 의해 테이프 로울이 미관상 바람직하지 못한 이랑형상으로 되거나 부풀어오르는 등 변형될 수 있다.
무심 로울의 감압성 접착 테이프는 상기 로울을 권취하기 위한 방법과 함께 발전되어져 왔다. 이러한 방법중 하나가 홀(Hall)등의 미국 특허 제3,770,542호 및 제3,899,075호에 개시되어 있다. 감압성 접착 테이프를 권취하기 위해 직경 방향으로 확장 및 수축 가능한 맨드럴이 사용된다. 테이프는 테이프 전단부의 짧은 접착부 세그먼트를 노출된 채로 남겨두고 맨드럴에 권취되기 시작한다. 테이프의 다음에 오는 접착부 세그먼트는 맨드럴 둘레 잔류 테이프 최내측 랩의, 후면 시트로 덮혀져, 맨드럴에 비접착면을 제공한다. 소정 길이의 테이프가 상기 맨드럴(맨드럴의 팽창 상태에서)에 로울로 감겨진 후, 테이프는 절단되고, 권취는 중단되며 맨드럴은 직경 방향으로 수축된다. 맨드럴과 테이프 사이의 상반되는 방향으로의 회전에 의해 짧은 접착부 지탱(접착제 함유) 전단 엣지 세그먼트가 후면 시이트 상으로 뒤로 접혀져, 테이프 로울의 최내측 랩의 접착부는 전혀 노출되지 않는다. 상기 방법에 의해 무심 로울의 감압성 접착 테이프가 형성되지만, 테이프 로울 생산 동안 인덱싱(indexing) 목적을 위해 장치를 통과하는 웨브 재료의 전진을 주기적으로 정지시킬 필요가 있어, 무심 테이프 제품을 고속으로 연속적으로 제조할 수 없다. 또한, 테이프 로울의 최내측 랩의 접착부를 완전히 제거하기 위하여 테이프 로울을 추가로 처리하여야 한다(로울에 대한 맨드럴의 역회전). 전술한 바와 같이, 상기 방법은 맨드럴의 직경방향 확장 및 수축을 필요로 한다. 가압 팽창 가능한 맨드럴이 개시되어 있는데, 물론 상기 맨드럴은 가압 결합을 필요로하며, 복잡한, 고가의 맨드럴 장치가 요구된다.
본 발명은 무심(無芯) 로울의 감압성(感壓性) 접착 테이프를 형성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 동일한 구조에는 다수의 도면들에 걸쳐 동일한 도면 부호로 도시된, 아래에 설명된 도면을 참조하여 보다 더 상세히 설명된다.
도1은 본 발명의 테이프 로울 권취 장치의 개략도,
도2는 본 발명의 테이프 로울 권취 장치 및 방법에 의해 형성된 완성 테이프의 사시도,
도3은 도1의 선3-3을 따라 절단한 입면도,
도4a 및 도4b는 몇몇 부분들이 분리 및 이탈되어 있는, 도3의 선4-4을 따라 절단한 측면도,
도5a 및 도5b는 몇몇 구성요소가 예시를 목적으로 개략적으로 도시된, 도3의 선5-5을 따라 절단한 단면도,
도6은 테이프 권취를 위해 형성된 구성요소의 배열을 도시한, 본 발명의 테이프 로울 권취 장치의 테이프 권취 섹션의 개략도,
도7은 부분들이 단면으로 도시된, 양분된 본 발명의 권취 맨드럴의 입면도,
도8은 도7의 권취 맨드럴의 일단부의 사시도,
도9는 도7의 선9-9을 따라 절단한 단면도,
도10은 도7의 선10-10을 따라 절단한 단면도,
도11은 테이프가 본 발명의 방법 및 장치로 권취되어 있는 권취 맨드럴 재료의 압축성을 도시한, 도10의 원으로 표시된 부분의 확대도,
도12는 권취된 테이프 로울을 권취 맨드럴로부터 축방향으로 분리시킨, 도7의 원으로 표시된 부분의 확대도,
도13은 무심 테이프 로울의 형성을 시작하도록 전진하는 테이프 스트립을 절단하기 직전의 구성요소의 배열을 도시한 본 발명의 테이프 로울 권취 장치의 테이프 권취 섹션의 개략도,
도14a 내지 도14l은 본 발명의 장치 및 방법으로 권취 맨드럴을 중심으로 전진하는 테이프 스트립을 절단하며 권취를 시작하기 위해 사용되는, 몇몇은 단면도로, 몇몇은 입면도로 도시된, 덮개 조립체의 개략도,
도15는 도14a의 선15-15을 따라 절단한 부분 입면도.
본 발명은 다수의 무심 로울 감압성 접착 테이프를 연속적으로 형성하는 방법과 이를 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 제1 권취 스테이션에 회전하는 제1 권취 맨드럴을 제공하는 단계와, 제1 맨드럴에 직접 맞대어 그 둘레에 감압성 접착 테이프의 전진하는 스트립 전단부를 안내하는 단계와, 그리고 진행 중에 있는 무심 테이프 로울을 형성하기 위해 테이프 자체 및 제1 맨드럴에 연속적으로 테이프를 권취하는 단계를 포함한다. 제1 맨드럴과 진행중에 있는 무심 테이프 로울은 제2 이송 스테이션으로 전진되며, 회전하는 제2 맨드럴은 전진하는 테이프와 맞물리기 위해 제1 권취 스테이션으로 전진한다. 상기 테이프는 제1 및 제2 맨드럴 사이에서 절단되어 테이프가 제1 맨드럴에 감겨진 상태에서 후단 엣지를 형성하며, 후단 엣지가 제1 맨드럴에 권취되어 제1 맨드럴에 완성된 무심 테이프 로울을 형성할 때까지 제2 이송 스테이션에서 제1 맨드럴에 권취된다.
권취 맨드럴 상에서의 테이프의 무심 권취를 용이하게 하기 위하여, 일실시예에서는 권취 맨드럴이 제1 방향 및 제1 속도로 테이프 권취 축선 둘레로 회전한다. 신치(cinch) 로울러 조립체는 제2, 반대 방향으로 회전한다. 신치 로울러 조립체용 지지부는 권취 맨드럴로부터 이격된 제1 위치와 신치 로울러 조립체가 권취 맨드럴과 접촉하기 위해 추진되는 제2 위치 사이에서 권취 맨드럴에 대해 이동 가능하다. 지지부가 상기 제2 위치에 있을 때, 신치 로울러 조립체는 제2 보다 빠른 비율로 회전하며, 테이프의 전진하는 스트립의 전단부는 권취 맨드럴 둘레에 권취된다. 바람직한 실시예에 있어서, 테이프 스트립의 전단부는 권취 맨드럴에 권취되는 테이프 최내측 랩의 접착부를 적어도 일부 차폐시키기에 충분한 라이너를 구비한다. 바람직한 일실시예에 있어서, 지지부가 제2 위치에 있을 때, 지지부는 또한 제2 방향, 제2 보다 빠른 비율로 회전하는 스트랜드(strand) 공급 로울러 조립체를 구비한다.
권취 맨드럴의 일실시예에 있어서, 권취 맨드럴은 회전 축선을 구비한 원통형 샤프트를 포함하며, 샤프트의 적어도 일부는 이위에 권취되는 테이프를 수납하기에 적합한 원주방향 테이프 지지 세그먼트를 구비한다. 원주방향 테이프 지지 세그먼트는 테이프가 권취 맨드럴 둘레에 연속적으로 권취되어 테이프 로울을 형성하기 위하여 샤프트 둘레에 연속적으로 권취됨에 따라 테이프를 지지하도록 반경방향으로 압축성이면서도 충분히 뻣뻣하며, 샤프트로부터 권취된 테이프 로울의 축방향 제거를 준비하기 위하여 충분히 유연한 맞물림면을 구비한다.
다른 실시예에 있어서, 감압성 접착 테이프의 복수개의 무심 테이프 로울을 연속적으로 형성하기 위한 방법은 제1 및 제2 주표면을 구비한 웨브를 종방향으로 전진시키는 단계를 포함하며, 이때에 상기 표면중 하나는 이위에 감압성 접착부를 지탱한다. 라이너/탭은 전진하는 웨브의 접착부 지탱(접착제 함유) 표면 상의 가로방향 폭을 가로질러 도포(부착)된다. 그 후, 전진하는 웨브는 테이프 로울을 형성하기 위해 맨드럴 부재 둘레에 권취되며, 따라서 각각의 테이프 로울 웨브의 최내측 랩은 이위의 접착부를 차폐하기에 충분한 양의 라이너/탭을 포함한다. 바람직하게, 본 발명의 방법은 또한 라이너/탭과 웨브를 두 개의 세그먼트로 가로방향으로 절단하는 단계를 포함하며, 이때에 라이너/탭의 제1 세그먼트는 하나의 테이프 로울을 위한 크기로 형성되며 라이너/탭의 제2 세그먼트는 사전에 권취된 테이프 로울을 위한 웨브의 최외측 단부를 따라 접착부용 차폐부를 형성한다.
전술된 도면이 바람직한 실시예에 대하여 설명하고는 있지만, 본 발명의 다른 실시예들도 논의된 바와 같이, 고려될 수 있다. 본 명세서에는 본 발명의 설명을 위한 것으로 본 발명을 제한하지는 않는 예시적인 실시예들이 기술되어 있다. 다양한 다른 변형예 및 실시예들이 본 발명의 영역 및 정신 내에서 당해 업계의 숙련자에 의해 고안될 수 있다. 도면들은 명료성을 위해 특정 부분들을 확대할 필요가 있는 경우에는 원래의 스케일로 도시되지 않았다.
소개 및 개요
도1에는 본 발명의 테이프 로울 생산 방법을 수행하기 위한 장치가 도시되어 있다. 기본적으로, 상기 방법은 비교적 폭이 넓으면서 긴 감압성 접착부 웨브 로울에 의한 시작 단계와, 상기 로울을 복수개의 폭이 좁으면서 짧은 감압성 접착 테이프 로울로 처리하는 단계를 포함한다. 이에 따른 하나의 작은 테이프 로울(15)이 도2에 도시되어 있다.
무심 접착부 테이프 로울을 형성하기 위한 테이프 로울 권취 장치(20)가 도1에 개략적으로 도시되어 있다. 본 방법은 웨브 풀림 스테이션(22)에서 시작하는데, 이곳에서 감압성 접착 시트 공급부(25) 또는 웨브 재료(26)가 정렬되어 웨브 재료(26)를 테이프 로울 권취 장치(20)를 통과하는 웨브 재료(26)용 이동 경로로 공급한다. 도시된 바와 같이, 공급부(25)는 대형 로울 형태이다. 본 명세서에서, 용어 시트 및 웨브는 동일하게 간주된다. 용어 길이 및 세로의는 이동 경로를 따라 이루어지는 웨브 재료(26)의 이동 길이와 관련하여 사용되지만, 용어 폭 및 가로의는 웨브 재료(26)의 이동 경로에 직각을 이루는 길이와 관련하여 사용된다. 웨브 이동 경로의 방향은 도1에 도시된 다른 처리 로울러들 및 공급부 로울(25)의 축선에 직각이다.
웨브 재료(26)는 종이, 플라스틱, 필라멘트 테잎, 부직 재료 또는 포일(foil)과 같은 적당한 재료로 형성될 수도 있으며, 제1 및 제2 주표면을 구비한다. 상기 주표면중 하나에는 감압성 접착(점착성) 층(27)이 지탱되어 있으며, 나머지 주 표면은 면제 성격(예를 들면 비접착성 또는 비점착성)을 띤다. 통상적으로, 공급부 로울(25)은 웨브 재료의 접착면이 로울의 축선쪽으로 내측을 향해 그리고 웨브 재료의 비접착면이 외측을 향하는 상태로 권취되어 있다.
처리를 위해, 웨브 재료(26)는 피일 오프(peel-off) 로울러(28) 상에서 공급부 로울(25)로부터 풀리는데, 상기 피일 오프 로울러는 공급부 로울이 풀릴때 공급부 로울(25)의 외주면과 접촉을 유지하도록 공급부 로울(25)의 축선쪽을 향해 그리고 반대쪽을 향해 이동 가능하다. 따라서, 웨브 재료(26)의 비접착면은 피일 오프 로울러(28)(이것은 아이들러(idler) 로울러이다) 상에서 인출된 다음 라이너/탭 도포를 위해 웨브 재료(26)를 정렬하도록 아이들러 위치 설정 로울러(29,30,31) 상으로 인출된다. 도1에 도시된 바와 같이, 웨브 재료(26)의 접착면은 아이들러 로울러(30,31)(이들 로울러들은 면제 피복된 로울러들이다)의 둘레로 인출된다. 변형예에 있어서, 본 명세서에 개시된 하나 이상의 아이들러 로울러는 테이프 로울 권취 장치(20)를 통과하는 웨브 재료(26)의 풀림과 전진을 돕도록 구동될 수도 있다.
전진하는 웨브 재료(26)의 비접착면은 라이너/탭 도포 스테이션(35)의 백업( back-up) 아이들러 로울러(32) 상으로 인출된다. 라이너/탭 도포 스테이션(35)에서, 라이너/탭 도포기(37)는 전진하는 웨브 재료(26)를 가로방향으로 가로질러 라이너/탭을 도포하도록 선택적으로 작동된다. 라이너/탭은 웨브 재료(26)의 접착 층(27)의 특정 선택부를 차폐하는 역할을 한다. 웨브 재료(26)는 상기 라이너/탭 도포 스테이션(35)으로부터 접합 스테이션(39)으로 전진하는데, 이곳에는 접합 테이블(40)이 선회 가능하게 장착되어 웨브 재료 로울을 연속적으로 함께 수동으로 접합하기 위한 표면을 제공한다. 변형예에서는, 웨브 재료 로울을 연속적으로 함께 연결하기 위하여 직결(on-line) 기구 또는 플라잉(flying) 접합 기구가 제공될 수도 있다.
웨브 재료가 이동 경로를 따라 계속 이동함에 따라, 웨브 재료(26)의 비접착면은 아이들러 위치 설정 로울러(42)를 지나쳐 엣지 트림 처리 스테이션(43)을 통과한다. 전진하는 웨브 재료(26)(와 이위의 라이너/탭)의 각각의 측면 엣지는 또다른 처리를 위해 웨브 재료(26)의 폭을 정밀하게 형성하도록 트림 처리된다. 전진하는 웨브 재료(26)의 각각의 측면 엣지를 따라 트림 처리된 웨브 재료(43a)는 엣지 트림 처리 스테이션(43)으로부터 아이들러 로울러(44)를 지나쳐 수집 기구(43b)로 안내된다. 통상적인 테이프 권취 장치의 경우, 수집 기구(43b)는 전진하는 웨브 재료(26)의 각각의 측면으로부터 트림 처리된 재료를 위한 레벨(level) 권취 수집기를 구성할 수도 있다.
또한, 웨브 재료(26)는 아이들러 로울러(44)를 지나쳐 아이들러 로울러(45,46)로 전진된다. 웨브 재료(26)의 비접착면은 아이들러 로울러(45)와 맞물리며, 웨브 재료(26)의 접착면은 아이들러 로울러(44,46)와 맞물리는데 상기 양 로울러는 면제 피복된 로울러이다. 웨브 재료(26)의 접착면은 그후 주구동 로울러(47)(역시 면제 피복된 로울러)와 맞물린다. 주구동 로울러(47)는 공급 로울(25)로부터 테이프 로울 권취 장치(20)를 통과하여 웨브 재료(26)를 전진시키기 위한 주된 견인력 또는 잡아당기는 힘을 제공한다.
웨브 재료(26)는 상기 주구동 로울러(47)로부터 피동형의 홈이 형성된 앤빌(anvil) 로울러(48)(웨브 재료의 비접착면이 로울러(48)를 향하는 상태로)와 이위의 분할 스테이션(49)까지 계속된다. 그후, 웨브 재료(26)는 홈이 형성된 앤빌 로울러(48)와 협력하여 작동하는 복수개의 가로방향으로 이격되게 배치되어 있는 나이프에 의해 분할되어 복수개의 세로방향으로 연장하는 웨브 재료 테이프 스트립(50,51)(도1 참조)을 형성한다. 연장하는 테이프 스트립(50,51)은 가로방향으로 번갈아 각각 제1 상부 테이프 권춰 스테이션(52) 또는 제2 하부 테이프 권취 스테이션(53)으로 안내된다.
각각의 권취 스테이션에서, 전진하는 테이프 스트립은 권취 맨드럴 둘레에 권취된다. 따라서, 복수개의 테이프 로울이 동일한 권취 맨드럴 상에 동시에 형성된다. 상부 권취 스테이션(52)에서는, 권취 맨드럴(55) 상의 각각의 테이프 스트립(50)의 최내측 랩의 최초 권취는 상부 덮개 조립체(56)와 상부 레이-온(lay on) 로울러 및 나이프 조립체(57)를 구비한 절단 및 권취 조립체에 의해 촉진된다. 마찬가지로, 하부 권취 스테이션(53)에서의 권취 맨드럴(60) 둘레로의 각각의 테이프 스트립(51)의 최내측 랩의 최초 권취는 하부 덮개 조립체(61)와 하부 레이-온 로울러 및 나이프 조립체(62)를 구비한 절단 및 권취 조립체에 의해 촉진된다. 각각의 권취 스테이션의 덮개 및 나이프 조립체는 각각의 권취 맨드럴쪽으로 그리고 반대쪽으로 선택적으로 선회하도록 장착된다. 권취 맨드럴(55)의 양 단부는 회전하는 상부 터렛(turret) 조립체(65)에 장착된다. 상부 터렛 조립체(65)는 권취 맨드럴(55)의 각각의 단부와 맞물려져 권취 맨드럴(55)이 상부 권취 스테이션(52)으로 전진되었을 때 권취 맨드럴(55)을 회전 가능하게 구동시키기 위한 대향하는 척(chuck)을 구비한다. 다섯 개의 위치 또는 스테이션이 상부 터렛 조립체(65) 둘레에 형성되는데, 권취 맨드럴 장전 위치(A), 준비 위치(B), 권취 위치(C)(상부 권취 스테이션(52)), 이동 위치(D) 그리고 하역 위치(E)를 포함하는 이곳을 통과하여 테이프 로울 생산 공정 동안 권취 맨드럴(55)이 순환된다. 마찬가지로, 하부 터렛 조립체(70)에도 제2 권취 맨드럴(60)의 각각의 단부와 맞물려져 제2 권취 맨드럴이 하부 권취 스테이션(53)으로 전진되었을 때 권취 맨드럴(60)을 회전 가능하게 구동시키기 위한 대향하는 척이 제공된다. 하부 터렛 조립체(70)도 권취 맨드럴 장전 위치(A), 준비 위치(B), 권취 위치(C)(하부 권취 스테이션(53)), 이동 위치(D) 그리고 하역 위치(E)를 포함하는, 권취 맨드럴(60)을 이동시키기 위한 다섯 개의 위치 또는 스테이션을 구비한다.
복수개의 테이프 스트립이 소정의 테이프 로울 길이로 각각의 권취 맨드럴 둘레에 동시에 권취된 후, 각각의 테이프 스트립은 절단되어 일 권취 맨드럴 상의 테이프 로울 권취는 완료되며, 새로운 테이프 로울 셋트가 새로운 권취 맨드럴 둘레에 권취되기 시작한다. 상기 절단은 덮개 및 나이프 조립체가 권취 스테이션에서 권취 맨드럴에 반발하게 전진되는 동안 달성된다. 각각의 권취 맨드럴이 완전히 권취된 테이프 로울을 수용하게된 각각의 권취 맨드럴은 이것의 각각의 터렛 조립체로부터 분리되며, 맨드럴 상의 테이프 로울은 권취 맨드럴로부터 분리된다.
후술할 바와 같이, 본 발명은 별도의 테이프 로울 심을 사용하지 않는 테이프 로울을 형성하기 위한 독특한 장치 및 방법에 관한 것이다. 테이프 로울은 권취 맨드럴 상에 직접 권취된다. 이를 용이하게 하기 위하여, 전진하는 테이프 스트립을 받아들이도록 정렬된 권취 맨드럴의 각각의 원주방향 세그먼트는 테이프가 권취 맨드럴 둘레에 연속적으로 권취되어 테이프 로울을 형성함에 따라 테이프를 지지하도록 반경방향으로 압축성이면서도 충분히 뻣뻣한 맞물림면을 구비한다. 또한, 각각의 원주방향 세그먼트는 권취 맨드럴의 축선에 무관하게 회전 가능한데, 이러한 회전은 클러치 기구에 의해 제어된다. 또한, 무심 테이프 로울의 권취는 라이너/탭 도포 스테이션에서 웨브 재료에 도포된 라이너/탭 부분의 사용에 의해 향상된다. 상기 라이너/탭 부분은 각각의 테이프 로울의 최내측 랩을 형성하도록 정렬되어, 권취 맨드럴의 원주방향 세그먼트 상의 테이프 맞물림면으로부터 접착 웨브 재료의 최내측 랩을 차폐한다. 테이프 맞물림면은 완성된 테이프 로울이 권취 맨드럴로부터 축방향으로 분리되는 것을 준비할 수 있도록 충분히 유연하다.
본 발명의 방법에 의하여 형성된 바와 같은 무심 로울 감압성 접착 테이프(15)가 도2에 도시되어 있다. 상기 테이프 로울(15)은 분할 스테이션(49)에서 정해진 폭을 구비한 단일 웨브 재료(26) 테이프 스트립으로부터 형성된다. 테이프 로울(15)은 별도의 심을 구비하고 있지 않다. 테이프 로울의 전단 또는 내부 엣지(71)에서 시작하는 테이프 스트립의 최내측 랩(72)의 접착(내부)면은 라이너/탭 도포 스테이션(35)에서 웨브 재료(26)에 도포된 크기의 라이너/탭에 의해 덮혀, 테이프 로울(15)용 라이너(73)를 형성한다. 테이프 로울의 후단 또는 최외측 엣지(74)의 테이프 스트립의 테이프 탭 부분(75)의 접착면도 차폐된다. 상기 접착면은 탭 도포 스테이션(35)에서 웨브 재료(26)에 도포된 라이너/탭 세그먼트(76)에 의하여 차폐된다. 라이너/탭의 나머지 부분은 테이프 로울 권취 장치(20)에서 연속적으로 형성되는 테이프 로울용 라이너를 형성한다. 마찬가지로, 테이프 로울(15)의 라이너(73)로 정해진 라이너/탭 세그먼트는 테이프 로울 권취 장치(20)에서 미리 권취된 테이프 로울의 후단 엣지에 인접하는 탭 부분을 형성한다. 바람직하게, 라이너/탭의 일면 또는 양면에는 시각적으로 인지할 수 있는 표시(77)가 제공되며, 상기 표시(77)는 완성된 테이프 로울(15)(테이프 탭 부분(75)과 최내측 랩(72)의 양쪽에)의 형성되자마자 인지 가능하다.
본 발명의 무심 접착 테이프 로울 권취 방법 및 장치에 관한 상세한 설명이 후술된다. 본 발명은 다양한 변형예의 형태 및 형식을 취하며, 이중 몇몇은 특히 주목할 만하다. 예를 들면, 도1에 도시된 테이프 로울 권취 장치(20)는 웨브 재료(26)의 접착면이 대체로 상향하는 상태로 웨브 재료를 전진시킨다. 몇몇 도포의 경우에는 웨브 재료의 대부분의 접착면이 하향하는 상태로 웨브 재료(26)를 정렬하는 것이 바람직할 수도 있다. 전술한 배치는 예시적인 것으로 이에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 장치 및 방법의 다양한 다른 변형예와 실시예가 본 발명의 원리의 영역 및 정신 내에서 이루어질 수 있으며 당해 업계의 숙련자에 의해 고안될 수 있다.
라이너/탭 도포기
도3 내지 도5에는 라이너/탭 도포 스테이션(35)이 보다 상세히 도시되어 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 라이너/탭 재료 공급 로울(80)은 웨브 재료의 이동 경로의 일측면 엣지에 인접한 스핀들(81)에 회전 가능하게 지지된다. 도4a와 도4b에서, 공급 로울(80)은 라이너/탭 도포기(37)의 다른 구성요소들을 도시하기 위해 스핀들(81)로부터 제거되어 있다.
도3에는 프레임 패널(82,84)에 의해 양 단부가 회전 가능하게 지지되어 있는 아이들러 로울러(31,32)가 도시되어 있다. 스핀들(81)은 웨브 재료의 이동 경로에 교차하게 가로방향으로 연장하는 중앙 프레임 바아(86)에 회전 가능하게 지지된다. 중앙 프레임 바아(86)는 이것의 측면 단부에 인접하게 한 쌍의 하향 연장하는 지지부(87)를 구비하는데, 상기 지지부는 공통의 측면 선회 축선(88)을 따라 프레임 패널(82,84)에 대해 회전 가능하게 장착된다. 라이너/탭 도포기(37)의 다른 움직이는 구성요소들도 중앙 프레임 바아(86)에 의해 지지된다. 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 공기 브레이크(89)가 스핀들(81)에 장착되어 회전 저항을 제공하여, 공급 로울(80)이 갑가기 회전을 시작하며 중단할 때 라이너/탭의 외부 권취부가 헐거워지는 것을 방지한다. 또한, 라이너/탭 재료(90)가 공급 로울(80)에 적절하게 정렬되어 있도록 측면 스풀 스크린 또는 패널(도시하지 않음)이 제공될 수도 있다.
공급 로울(80)은 라이너/탭 재료(90)를 공급 조립체(92)와 절단 조립체(94)와 그리고 벨트 공급 조립체(96)로 공급한다. 라이너/탭 재료(90)는 공급 로울(80)로부터 인출되어 공급 조립체(92)에 의해 웨브 재료(26)의 이동 경로에 대해 가로방향(웨브 재료의 감압성 접착면에 마주하게)으로 공급된다. 공급 조립체(92)는 피동형의 고무-피복된 로울러(98)와 강철 백업 아이들러 로울러(100)를 포함하며, 이 양 로울러는 중앙 프레임 바아(86)에 장착된 로울러 지지부(102)에 회전 가능하게 지지된다. 구동 모터(104)는 기어박스(106)(도3,도4a,도4b 참조)를 통해 체인 스프로켓(108)을 구동시키도록 작동한다. 체인(110)이 피동형 스프로켓(108)과 맞물려져 동력을 체인 스프로켓(112)에 전달하며, 상기 체인 스프로켓은 클러치(113)를 통해 피동형 로울러(98)의 샤프트(114)에 결합된다. 따라서, 모터(104)의 작동에 의해 로울러(98)를 구동시켜(클러치(113)가 맞물려 있을 때) 라이너/탭 재료(90)를 로울러(98,100) 사이의 닙을 통과하여 전진시키며, 절단 스테이션(94)을 가로질러 가로방향으로 벨트 공급 조립체(96)로 라이너/탭 재료(90)를 공급한다.
절단 조립체(94)는 라이너/탭 나이프(116)와, 나이프 작동기(118)와 그리고 절단 지지 테이블(120)을 구비하는데, 이 모두는 나이프 지지부(122)에 의해 중앙 프레임 바아(86)로부터 지지된다(도3 참조). 보통, 라이너/탭 나이프(116)는 나이프 지지 테이블(120)의 위로 후퇴되어 있거나 이격되어 있어, 나이프와 테이블 사이로 라이너/탭 재료(90)가 통과한다. 나이프 작동기(118)의 작동시, 라이너/탭 나이프(116)는 라이너/탭 재료(90)를 통과하여 아래로 구동되는데, 라이너/탭 재료는 절단을 위해 절단 지지 테이블(120)에 의해 지지된다. 절단 지지 테이블(120)은 절단 나이프(116)가 이위를 지나쳐 이동할 수 있도록 그리고 라이너/탭 재료(90)의 완전한 절단을 보장하기 위하여 라이너/탭 나이프(116) 아래에 정렬되는 홈을 구비한다. 따라서, 절단 조립체(94)는 웨브 재료(26)에 도포하기 위한 라이너/탭 재료(90)를 각각의 라이너/탭 세그먼트(123)로 절단한다.
벨트 공급 조립체(96)는 세로방향으로 연장하는 부분을 측면에 구비하도록 정렬된 두 개의 가로방향으로 연장하는 무한(endless) 벨트(124,126)를 포함하며, 상기 벨트(124,126)의 외면은 마주하여 인접한다. 상부 벨트(124)의 단부는 벨트 로울러(128,130)에 의해 지지된다. 하부 벨트(126)의 단부는 벨트 로울러(132,134)에 의해 지지된다. 각각의 무한 벨트의 내면에 길이방향으로 홈이 형성되어 있으며, 벨트 로울러의 외주면은 작동 동안 벨트가 적절하게 정렬되는 것을 보장하기 위하여 짝을 이루는 홈과 릿지(ridge)를 구비한다. 벨트 공급 조립체(96)도 모터(104)에 의해 구동된다. 동력은 기어박스(106)를 통해 체인 스프로켓(136)으로 그리고 체인(138)을 통과하여 체인 스프로켓(140)으로 제공된다. 순서대로, 체인 스프로켓(140)은 벨트 로울러(132)에 결합되어 로울러(132)를 회전시키며 이위에 장착된 벨트(126)를 구동시킨다. 결과적으로, 인접하는 외면을 따라 벨트(126)와 접촉하는 벨트(124)도 잘 구동된다.
하부 무한 벨트(126)용 벨트 로울러(132,134)는 하측 판 구조부(142)(도5a, 도5b 참조)에 회전 가능하게 지지되며, 상기 하측 판 구조부는 중앙 프레임 바아(86)에 고정된 브래킷(144)에 장착된다. 상부 무한 벨트(124)용 벨트 로울러(128,130)는 상측 판 구조부(146)에 회전 가능하게 지지되며, 상기 상측 판 구조부는 측면 선회 축선(148)에 의해 복수개의 직립 이어(ear) 부재(150)에 선회 가능하게 장착되며, 이어 부재는 브래킷(144)에 고정된다. 따라서, 무한 벨트와 이것을 지지하는 구조부 모두 중앙 프레임 바아(86)에 의해 지지되며, 중앙 프레임 바아(86)가 이것의 측면 선회 축선(88) 둘레로 선회될 때, 벨트 공급 조립체(96)도 함께 이동한다.
도5a에 도시된 바와 같이, 무한 벨트(124,126)는 외면(152,154)이 마주하게 정렬된다. 이들 외면들은 맞물려져 이들 사이에, 웨브 재료(26)에 도포하기 위해 준비된 라이너/탭 재료(90)를 받아들인다. 상측 및 하측 판 구조부(146,142)도 사이에 라이너/탭 세그먼트(123)를 보유하도록 정렬된 마주하는 표면(158,160)을 구비한다. 상측 및 하측 판 구조부(146,142)의 마주하는 표면(158,160)은 이 사이를 라이너/탭 재료(90)가 통과할 수 있도록 충분히 이격된다. 도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이, 상측 및 하측 판 구조부(146,142)의 마주하는 표면(158,160)에는 오목부(166,167)가 형성되어 있어 무한 벨트(124,126)를 수용한다. 상측 및 하측 판 구조부(146,142)는 전진하는 웨브 재료(26)의 이동 경로에 교차하게 가로방향으로 적어도 아이들러 지원 로울러(32)의 폭의 길이만큼 연장한다. 상측 및 하측 판 구조부(146,142)는 분리되도록 형성된다. 상측 판 구조부(146)는 선회 축선(148) 둘레로 선회할 수 있으며(화살표(168)로 도시된 바와 같이), 이에 따라 무한 벨트(124,126)의 마주하는 외면(152,154)이 분리된다. 복수개의 가로방향으로 배치된 스프링 요소(169)는 상측 및 하측 판 구조부(146,142) 사이에 배치되어 이러한 분리 동안 상측 판 구조부(146)의 무게를 경감시킨다.
레이-온 로울러(170)는 상측 판 구조부(176)에 장착된 복수개의 이어(172)에 회전 가능하게 지지된다. 따라서, 레이-온 로울러(170)는 중앙 프레임 바아(86)에 대해 선회 축선(148) 둘레로 선회하도록 장착된다. 레이-온 로울러(170)는 전진하는 웨브 재료(26)의 이동 경로에 가로방향으로 교차하게 축방향으로 정렬되며, 전진하는 웨브 재료(26)에 라이너/탭 세그먼트(123)를 침착하기 위해 백업 아이들러(32)와 로울러 닙을 형성하도록 배열된다(도5b 참조).
전술한 바와 같이, 중앙 프레임 바아(86)와 이것에 장착된 모든 구성요소들은 프레임 패널(82,84)에 대해 선회 축선(88) 둘레로 선회 가능하게 지지된다. 이러한 선회 작동(화살표(174)로 도시된)은 장착 브래킷(180)과 같은 적당한 수단에 의해 프레임 패널(84)에 장착된 실린더부(178)를 구비한 삼단(three position)으로된, 이중 작동(double acting) 기압 실린더(176)에 의해 달성된다. 실린더(176)의 연장 가능한 피스톤 로드(182)의 외측 단부는 아암 구조부(184)에 선회 가능하게(선회 축선(183)에 의해) 연결되며, 아암 구조부는 중앙 프레임 바아(86)용 지지부(87)중 하나에 장착된다. 따라서, 실린더부(178)에 대해 피스톤 로드(182)가 선형으로 연장함으로써 중앙 프레임 바아(86)와 이것에 의해 지지된 구성요소들이 선회 축선(88) 둘레로 선회된다(도4a와 도4b에 도시된 바와 같은 시계바늘방향, 또는 도5a와 도5b에 도시된 바와 같은 시계바늘 반대방향). 피스톤 로드(182)가 최대로 연장된 위치에 있을 때(도시하지 않음), 라이너/탭 도포기(37)는 웨브 경로에 웨브가 정렬될 수 있도록 웨브 경로 반대쪽으로 선회된다.
작동시, 라이너/탭 도포 스테이션(35)은 웨브 재료의 이동 경로를 따른 웨브 재료(26)의 전진 동안 라이너/탭 세그먼트(123)를 도포한다. 각각의 라이너/탭 세그먼트(123)는 후술할 바와 같이 웨브 재료(26)에 가로방향으로 배치되도록 정렬된다. 피동형 로울러(98)와 벨트 로울러(132)는 모터(104)의 작동에 의해 회전된다. 따라서, 공급 조립체(192)가 공급 로울(80)로부터 라이너/탭 재료(90)를 잡아 끌어, 절단 조립체(94)를 지나서 벨트 공급 조립체(96)로 안내한다. 라이너/탭 세그먼트(123)의 전단 엣지는 상부 및 하부 무한 벨트(124,126)의 마주하는 외면(152,154)에 의해 맞물려져, 라이너/탭 세그먼트(123)를 웨브 재료(26)의 이동 경로를 가로방향으로 가로질러 안내한다. 라이너/탭 세그먼트(123)의 전단 엣지가 광학 센서(186)에 의해 감지될 때, 나이프 작동기(118)는 절단 지지 테이블(120)을 향해 라이너/탭 나이프(116)를 구동시키도록 신호를 받으며, 따라서 라이너/탭 세그먼트(123)의 후단 엣지를 절단하여 형성하는 한편, 다음번 라이너/탭 세그먼트를 형성하는 라이너/탭 재료(90)의 전단 엣지를 형성한다. 동시에, 클러치(113)가 해제되어 피동형 로울러(98)의 회전이 정지됨에 따라 라이너/탭 재료(90)의 전단 엣지의 전진이 절단 조립체(94)에서 정지된다. 벨트 공급 조립체(96)는 계속 작동되어 라이너/탭 세그먼트의 전단 엣지가 제2 광학 센서(188)에 의해 감지될 때까지 라이너/탭 세그먼트(123)를 가로방향으로 계속 전진시킨다. 센서(188)에 의해 전단 엣지를 감지하면, 모터(104)가 정지되어 벨트 공급 조립체(96)를 정지시킨다. 따라서, 무한 벨트(124,126)는 전진하는 웨브 재료(26)의 감압성 접착면에 도포하기 위한 적소에 라이너/탭 세그먼트(123)를 유지한다.
라이너/탭 세그먼트(123)의 형성 및 배치는 도4a와 도5a에 도시된 바와 같이 라이너/텝 도포기(37)가 준비 또는 이동 위치에 있는 동안에 이루어진다. 상기와 같은 위치에서, 실린더(176)의 로드(182)는 도5a에 가장 잘 도시된 바와 같이 라이너/탭 세그먼트(123)가 전진하는 웨브 재료(26)에 짧은 거리로 이격되기에 충분할 정도로 중앙 프레임 바아(86)와 이위의 구성요소들을 선회 축선(88) 둘레로 선회시키도록 연장된다. 그러나, 라이너/탭 세그먼트(123)의 전단 측면 섹션(190)은 레이-온 로울러(170) 아래로 노출되어 전진하는 웨브 재료(26)의 접착면(27)과 맞물리도록 정렬된다. 상기 맞물림은 실린더(176)가 이것의 로드(182)를 수축시키도록 작동하며 중앙 프레임 바아(86)와 이위의 구성요소들을 선회시켜 라이너/탭 도포기(37)를 도4b와 도5b에 도시된 바와 같은 도포기 위치로 이동시킬 때 발생한다. 상기 위치에서, 라이너/탭 세그먼트(123)의 전단 측면 섹션(190)은 웨브 재료(26)에 맞물려 이것에 부착된다. 레이-온 로울러(170)는 웨브 재료가 라이너/탭 도포기(37)의 밖으로 잡아 당겨짐에 따라 웨브 재료(26)에 반발하게 라이너/탭 세그먼트(123)를 프레스 로울 처리한다. 아이들러 백업 로울러(32)와 레이-온 로울러(170) 사이에 약간의 간섭이 제공되는데, 이것은 하측 판 구조부(142) 반대쪽으로 상측 판 구조부(146)를 선회 축선(148) 둘레로 선회시켜 해결된다(도5b 참조). 전술한 바와 같이, 상측 판 구조부(146)의 이러한 이동 및 지지는 상측 판 구조부(146)와 하측 판 구조부(142) 사이의 스프링(169)에 의해 촉진된다. 또한, 스프링은 무한 벨트(124,126)의 마주하는 외면(152,154)을 분리시켜, 라이너/탭 도포기(37)로부터 후퇴할 수 있도록 라이너/탭 세그먼트(123)를 해방시킨다.
제2 센서(188)가 무한 벨트(124,126) 사이에 라이너/탭 재료가 없음을 감지하면, 실린더(176)는 로드(182)를 연장시키도록 작동하며 중앙 프레임 바아(86)와 이위의 구성요소들을 도4a와 도5a에 도시된 바와 같은 준비 또는 이동 위치로 복귀시킨다. 그러나, 실린더(176)가 단지 제2 센서(188)에 의해 라이너/탭 재료가 없음을 감지하는 것에 응답하여서만 로드(182)를 연장시키도록 작동되는 것은 아니다. 또한, 실린더(176)의 작동은 전진하는 웨브 재료(26)에 라이너/탭 세그먼트(123)의 도포를 시작하는 로드(182)의 수축 주기의 예정된 시간 지연의 완료에 좌우된다. 시간 지연 및 제2 센서(188)로부터 라이너 탭 재료 없음 신호가 있은 후, 모터(104)가 작동되어 클러치(113)가 맞물려져, 전진하는 웨브 재료(26)의 가로방향 도포를 위해 적소에 다음번 라이너/탭 세그먼트를 배치하는데 필요한 단계를 시작한다.
따라서, 본 발명의 라이너/탭 도포기(37)는 이동하는 웨브의 접착부 지텡면에 차폐부를 도포하기 위한 효율적인 공급 및 안내 안(案)을 제공한다. 이와 관련하여, 본 발명의 라이너/탭 도포 안은, 무심 감압성 접착 테이프 로울의 형성과 관련되어 도시되어 있긴 하지만, 심을 구비한 테이프 로울의 형성과 관련하여 사용될 수 있다.
웨브 분할 스테이션
테이프 로울 권취 장치(20)의 작동 동안, 라이너/탭 세그먼트(123)가 부착되어 있는 웨브 재료(26)는 라이너/탭 도포 스테이션(35)으로부터 제1 측면 엣지 분할 스테이션(43)으로 이동한다. 제1 분할 스테이션(43)에서는 전진하는 웨브 재료(26)의 측면 엣지에 인접하게 배치된 한 쌍의 나이프가 또다른 처리를 위해 웨브 재료(26)의 폭을 정확하게 형성하도록 웨브 재료(26)(와 이위의 라이너/탭 세그먼트)의 엣지 스트립을 절단한다. 전술한 바와 같이, 웨브 재료(26)로부터 트림 처리된 재료는 적당한 수집 기구(43b)에 의해 수집된다. 웨브 재료(26)가 주구동 로울러(47)를 통과함에 따라, 웨브 재료의 진행 상황이 주구동 로울러(47)에 결합된 길이 인코더(202)(encoder)에 의해 추적된다. 따라서, 길이 인코더(202)는 웨브 재료(26)가 이것의 이동 경로를 따라 전진되는 길이등의 기록을 제공한다.
웨브 재료는 주구동 로울러(47)로부터 앤빌 로울러(48)로 전진하는데, 앤빌 로울로는 이것의 폭을 따라 나란히 연장하는 복수개의 원주방향 홈을 구비한다. 주구동 로울러(47)와 앤빌 로울러(48)는 이러한 유형의 테이프 분할 및 권취 기계에서는 통상적인 공통의 구동 모터(도시하지 않음)에 의해 구동된다. 주구동 로울러(47)는 전진하는 웨브 재료용 선속도를 형성하도록 구동되며, 앤빌 로울러(48)는 구동 로울러(47)보다 약간 빠르게 구동된다.
앤빌 로울러(48) 상에서, 웨브 재료(26)는 상기 홈이 형성된 앤빌 로울러(48)와 협력하여 작동하는 분할 스테이션(49)을 통과한다. 분할 스테이션(49)은 웨브 재료(26)의 이동 경로의 폭을 가로질러 가로방향으로 배치된 복수개의 나이프(203)를 포함한다. 각각의 나이프(203)는 앤빌 로울러(48)의 원주방향 홈중 하나에서 부분적으로 연장한다. 따라서, 웨브 재료(26)가 분할 스테이션(49)을 통과하여 전진함에 따라, 각각의 나이프(203)가 웨브 재료를 종방향으로 복수개의 테이프 스트립(50,51)으로 절단한다(도6 참조). 인접한 나이프(203) 사이의 간격은 나이프에 의해 절단되는 테이프 스트립의 폭을 규정하므로, 나이프(203)는 균일하게 이격되는 것이 바람직하다.
테이프 스트립(50,51)이 분할 스테이션(49)에서 분할됨에 따라, 웨브 재료(26)를 가로방향으로 가로질러 연장하는 라이너/탭 세그먼트(123)도 나이프(203)를 통과함에 따라 분할된다. 따라서, 라이너/탭 스트립(204)이 형성되며(테이프 스트립(50)에 부착됨으로써), 라이너/탭 스트립(205)이 형성된다(테이프 스트립(51)에 부착됨으로써)(도13 참조). 그후, 테이프 스트립(50,51)은 앤빌 로울러(48)로부터 상부 및 하부 터렛 조립체(65,70)로 안내된다. 테이프 분할기에서는 테이프 스트립이 번갈아 각각의 터렛 조립체로 안내되는 것이 통상적이다.
무심 테이프 로울 권취
1. 터렛 조립체
테이프 스트립(50)은 앤빌 로울러(48)로부터 상부 터렛 조립체(65)의 제1 권취 스테이션(52)으로 안내된다. 권취 맨드럴(55a)은 제1 권취 스테이션(52)에서 회전 가능하게 구동되어 테이프 스트립(50)이 도6에 도시된 바와 같이 이위에 권취된다. 마찬가지로, 테이프 스트립(51)은 앤빌 로울러(48)로부터 안내되어 하부 터렛 조립체(70)의 제2 권취 스테이션(53)에서 회전 가능하게 구동되는 권취 맨드럴(60a)에 권취된다. 따라서, 테이프 스트립(50,51)은 각각의 터렛 조립체에서 개별적으로 회전하는 권취 맨드럴에 동시에 권취되어 이위에 테이프 로울(15)을 형성한다.
터렛 조립체는 감압성 접착 테이프 제조 산업에서 통상적으로 사용되는 관절식(articulated) 터렛 조립체인 것이 바람직하다. 적당한 관절식 터렛 조립체로 독일의 자겐버그 게엠베하(Jagenburg GmbH)의 KampfRSA-450 터렛이 있다. 본 명세서에 개시된 관절식 터렛 조립체에 있어서, 각각의 터렛 조립체는 한 쌍의 이격된 터렛 헤드(64,69)(각각의 터렛 조립체에 대해 도면에는 하나씩만 도시되어 있음)로 구성되며, 이들 사이에는 권취 맨드럴(55,60)이 회전을 위해 장착되어 지지된다. 통상적으로, 터렛 조립체는 터렛 헤드를 인덱스 하기(indexing) 위한, 즉 터렛 헤드를 회전시켜 각각의 터렛 조립체 둘레의 다양한 위치중 하나로 권취 맨드럴을 이송하기 위한 구동체(도시하지 않음)를 내포한다. 각각의 터렛 조립체는 두 쌍 이상의 권취 맨드럴 척을 구비하며, 각각의 한 쌍의 척은 권취 맨드럴에 독립적으로 맞물려져 권취 맨드럴을 독립적으로 회전 가능하게 구동시킨다. 또한, 이탈리아의 게지 앤드 아노니 에스피에이(Ghezzi Annoni SpA)의 RS240 터렛과 같은 고정식 터렛 조립체가 본 발명에 사용될 수 있다.
권취 맨드럴은 터렛 조립체 상에 사용되기 위해서 장전 램프(ramp)(206)에 의해 배치된다. 본 발명에 사용하기 위해 도시되어 참조된 바와 같은 관절식 터렛 조립체에 있어서, 터렛 조립체의 한 쌍의 권취 맨드럴 척의 각각은 개별적인 구동 모터를 구비하므로 척은 터렛 조립체 둘레 각각의 위치에 독립적으로 인덱스된다. 한 쌍의 빈 척이 위치(A)에서(장전 램프(206)로부터 벗어나) 권취 맨드럴의 단부와 맞물린다. 그후, 척은 위치(B)로 전진되어, 테이프 권취용 준비 위치에 권취 맨드럴을 배치한다. 그후, 척은 위치(C)로 보다 더 전진되어 이곳에 테이프 스트립을 맞물리게 하여 권취한다. 권취가 거의 완료되면, 한 쌍의 척은 위치(D)로 인덱스되어 척 사이에서의 권취 맨드럴 권취 공정을 완료한다. 마지막으로, 척은 위치(E)로 전진되며, 이곳에서 척은 권취 맨드럴로부터 해제되어, 하역 램프(208)를 통해 터렛 조립체를 배출한다. 각각의 터렛 조립체(65,70) 둘레의 권취 맨드럴 스테이션의 위치는 서로 다르지만, 기능적인 양상은 동일하므로, 권취 맨드럴 장전 위치(A)와, 권취 맨드럴 준비 위치(B)와, 권취 맨드럴 권취 위치(C)(권취 스테이션)와, 권취 맨드럴 이동 위치(D) 그리고 권취 맨드럴 하역 위치(E)를 통과하여 이동한다. 모든 권취 맨드럴의 각각의 척은 각각 복수개의 클러치 수단을 통해서 일 구동 모터에 의해 또는 별도의 독립적으로 제어되는 구동 모터에 의해 각각 하나씩 구동될 수도 있다(구동 모터는 도시하지 않음).
2. 권취 맨드럴
본 발명의 독특한 구조의 캘리퍼(caliper) 보상 권취 맨드럴이 도7 내지 도12에 도시되어 있다. 예를 들면, 권취 맨드럴(55)은 단부(212,214)를 갖춘 중앙 원통형 샤프트(210)를 구비한다. 적어도 하나의 단부(212)는 척 맞물림 단부(216)를 구비하며, 이것은 이위에 배치되는 유사한 형상의 오목부 또는 결합부(220)를 구비한 척(218)과 결합하도록 형성된다. 단부(216)는 네모형으로 형성될 수도 있으며(도8에 도시된 바와 같이), 또는 척의 결합부와 관련하여 작동하는 키형(keyed)부 또는 테이퍼형 원뿔과 같은 다른 회전 가능한 결합 형상을 구비할 수도 있다. 원통형 샤프트(210)의 다른 단부(214)에 인접하는 척(222)도 샤프트(210)와 맞물린다. 척(218,222)은 상부 터렛 조립체(65)에 장전 및 하역될 수 있도록 샤프트(210)로부터 선택적으로 축방향으로 이동 가능하다. 그러나, 도7에 도시된 바와 같이 맞물려 있을 때, 척(218,222)은 척과 샤프트가 결합되어 회전할 수 있도록 원통형 샤프트(210)와 꽉 맞물린다.
단부 정지 슬리브(224)가 원통형 샤프트(210)의 일단부에 인접하게 샤프트에 고정된다. 일실시예에 있어서, 단부 정지 슬리브(224)는 핀(226)에 의해 원통형 샤프트(210)에 확고하게 고정되므로, 샤프트(210)에서의 축방향 이동 또는 회전 이동이 제한된다. 변형예에 있어서, 단부 정지 슬리브(224)의 위치는 원통형 샤프트(210)를 따라 가변적이다. 압축 스프링(228)은 도7과 도8에 도시된 바와 같이, 단부 정지 슬리브(224)에 인접하게 이것의 환형 표면 단부(230)에 접하여 샤프트(210) 둘레에 장착된다. 복수개의 스페이서(spacer) 관(232)과 심 관(234)이 원통형 샤프트(210)의 길이방향으로 번갈아 정렬된다. 스페이서 관(232)중 하나는 이것의 표면이 압축 스프링(228)에 접하는 상태로 압축 스프링(228)에 인접하게 배치된다. 각각의 스페이서 관(232)의 내경은 원통형 샤프트(210)의 외경보다 약간 크다. 도9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 스페이서 관(232)은 원통형 샤프트(210)의 보어(239) 내를 연장하는 핀(238) 상에 정렬된다. 각각의 스페이서 관(232)은 이것의 내면을 따라 축방향 홈(240)을 구비하고 있어 이것의 내부에 핀(238)의 헤드(242)를 수납한다. 따라서, 스페이서 관(232)은 샤프트(210)에 대해 축방향으로 이동할 수 있지만, 핀(238) 때문에 샤프트(210)에 대한 회전 이동은 방지된다.
심 관(234)은 도7과 도8에 도시된 바와 같이 인접하는 각각의 한 쌍의 스페이서 관(232) 사이로 샤프트(210) 상에 정렬되며, 이위에 무심 테이프 로울을 형성하는데 재사용하도록 적용된다. 각각의 심 관(234)은 원통형 슬리브(244)에서 형성된다(도7,도10,도11 참조). 슬리브(244)는 델러웨어주, 윌밍톤의 이.아이. 뒤 폰 드 네모어스 앤드 컴패니, 인코포레이티드(E.I.du Pont de Nemours and Company,Inc.)에 의하여 상업화된 DELRINTM과 같은 마찰이 적은, 내구성 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 슬리브(244)의 내경은 원통형 샤프트(210)의 외경보다 약간 크다. 따라서, 슬리브(224)는 샤프트(210)에 대해 축방향으로 이동할 수 있으면서도 회전 가능하며, 스페이서 관(232)에 의해서만 억제된다.
반경방향으로 압축 가능한 재료층(246)이 각각의 슬리브(244)의 원주 둘레에 장착된다. 이 재료층(246)은 미네소타 세인트루이스 폴(Minnesota St.Paul)의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니(Minnesota Mining and Manufacturing Company)에 의해 제조된 감압성 접착 후면을 구비한, 제70-0704-2795-3번의 SCOTCHMATETM고리형 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 도8에 도시된 바와 같이, 상기 재료의 접착 후면은 슬리브(244)의 외주면 둘레에 나선형으로 권취되어 부착되는 것이 바람직하다. 상기 SCOTCHMATETM재료는 복수개의 직립 스템(248)을 지지하는 기부층 또는 편물(247)로 형성된다. 각각의 스템은 권취 맨드럴 샤프트(210)로부터 대체로 외측으로 연장하며 최외측 단부에 고리형 부분을 구비한 미세한 중합체 필라멘트로서 형성된다. 스템(248)의 반경방향 방위가 도7과 도8과 도12에 도시된 바와 같이 일정하지 않긴 하지만, 압축성 재료층(246)의 스템(248)의 최외측 단부의 높이는 대체로 같으며, 심 관(234) 외주면의 저면 영역을 형성한다. 심 관의 외주면 둘레에 테이프 스트립이 도포되어 권취되며, 각각의 테이프 스트립의 최내측 랩이 심 관의 외주면에 조여질 때, 압축성 재료층(246)은 충분한 마찰을 제공하여 권취 동안 테이프 스트립과 스템(248) 사이에 미끄럼이 전혀 없도록 한다. 테이프 스트립은 압축성 재료층(246)에 직접 도포된다. 테이프 로울이 후술할 바와 같은 본 발명의 방법에 의하여 형성될 때, 압축성 재료층(246)과 맞물리는 테이프 스트립(50)(또는 51) 상에는 접착부가 없는 것이 바람직하며, 오히려 개별적인 라이너/탭 스트립(204)(또는 205)이 압축성 재료층(246)과 맞물려 이둘레에 권취된 테이프 로울(15)의 최내측 랩(72)을 형성한다. 이와 같이, 최내측 랩(72)은 테이프 로울(15)용 라이너(73)를 형성한다(도2 참조).
전술한 바와 같이, 스페이서 관(232)과 심 관(234)이 중앙 원통형 샤프트(210)를 따라 전술한 방식으로 번갈아 위치한다. 권취 맨드럴 샤프트(210)의 다른 단부(214)에는 제2 단부 정지 슬리브(250)가 샤프트(210) 상에 고정되며 핀(252)이 이것에 고정된다. 도7에 도시된 바와 같이, 정지 슬리브(250)의 내부 환형 단부면(254)은 인접한 심 관(234)의 환형 단부면(256)에 인접한다. 단부 정지부(224,250)는 압축시 압축 스프링(228)을 배치하도록 권취 맨드럴 샤프트(210)에 배치되어, 스페이서 관(232)과 심 관(234)을 향해 축방향 압축력을 인가한다. 따라서, 샤프트(210) 둘레를 회전하는 심 관(234)은 상기와 같이 배열됨으로써 회전이 완전히 저지된다. 회전 금지 정도는 압축 스프링(228)에 의하여 야기되는 힘을 포함하는 다수의 가변적인 기능에 따르며, 테이프 권취 동안 일정한 토오크를 한정한다.
도7에 도시된 바와 같이, 각각의 심 관(234)의 폭은 테이프 로울(15)을 형성하기 위한 테이프 스트립을 받아들이기에 충분하게 형성된다. 심 관(234) 사이의 간격은 스페이서 관(232)의 폭에 따라 결정된다. 그러나, 테이프 스트립이 앤빌 로울러(48)로부터 권취 맨드럴(55)로 번갈아 공급되기 때문에, 권취 맨드럴(55)에 도달하는 테이프 스트립의 인접한 엣지들 사이의 간격은 각각의 테이프 스트립의 폭과 동일한 것이 바람직하다(나이프(203)가 동일한 간격으로 이격될 때).
도7 내지 도12에 도시된 권취 맨드럴은 상부 터렛 조립체(65)에 사용하기 위한 권취 맨드럴(55)이다. 전술한 바와 같이, 번갈아서(양쪽으로) 테이프 스트립(51)은 하부 터렛 조립체(70)의 권취 맨드럴(60)에 권취되며, 테이프 스트립(50)은 상부 터렛 조립체(65)의 권취 맨드럴(55)에 권취된다. 이점을 고려하여, 상부 터렛 조립체(54)에 사용된 권취 맨드럴은, 스페이서 관과 심 관의 간격이 각각의 권취 맨드럴의 가로방향 폭을 따라 반대로 되어 있는 것을 제외하고는, 하부 터렛 조립체(70)에 사용된 권취 맨드럴과 기능적으로 동일함을 알 수 있다.
동일한 권취 맨드럴을 사용하여 폭이 다른 테이프 로울을 제조할 수 있다(심지어 동시에). 상기 폭은 가장 작은 폭(일테이프로울/심 관)의 몇배가 될 수 있다. 따라서, 테이프 로울은 분할 스테이션(49)의 나이프(203)의 측면 간격을 재조정함으로써 두 개의 심 관과 하나의 스페이서 관 사이(또는 세 개의 심 관과 두 개의 스페이서 관 사이 등)에 걸쳐 권취 맨드럴에 형성될 수 있다. 변형예에 있어서, 정렬된 스페이서 관과 심 관의 폭(즉, 간격)이 상이한 서로 다른 권취 맨드럴이 분할 스테이션(49)의 상이한 나이프의 간격에 따라 사용될 수 있다.
따라서, 각각의 권취 맨드럴은 테이프 권취용 축방향 기부로서 작용한다. 테이프 스트립이 권취 맨드럴 둘레를 전진함에 따라, 테이프 스트립은 압축성 재료층(246)과 맞물린다. 특히, 테이프의 접착면이 권취 맨드럴 권취 축선에 마주하게 권취될 때, 라이너(73)(도2와 도11 참조)는 스템(248)의 최외측 단부와 맞물리는데, 그 이유는 라이너(73)가 각각의 테이프 로울(15)의 최내측 랩(72)을 형성하기 때문이다. 총괄하여, 스템(248)은 최내측 랩(72)이 이위에 배치될 때 평평해지지 않도록 충분히 뻣뻣하면서도, 최내측 랩(72)이 심 관(234) 둘레에 팽팽해질 때(즉, 조여질 때) 총직경을 감소시키며(반경방향으로 압축하며) 약간 휘어질만큼 충분히 탄성적이어서, 테이프 스트립의 또다른 랩을 심 관 둘레에 접착시켜 유지한다. 스템(248)은 휘어져 심 관(234) 둘레에 대체로 동형으로 압축되어, 각각의 테이프 로울(15)용 내경을 형성한다. 스템(248)의 휨과 압축은 도12에 도시되어 있다. 테이프 로울(15)의 최내측 랩(72) 아래 스템(248)의 세그먼트(257)는 압축시 샤프트(210) 둘레로 휘는 것으로 도시되어 있다. 동일한 심 관(234)의 스템(248)중 테이프에 권취되지 않은 섹션(258)은 압축되지 않은 것으로 도시되어 있다.
다른 재료가 권취 맨드럴 상의 압축성이면서 탄성적인 재료를 형성하는데 적당할 수도 있다. 이러한 재료로는 예를 들면, 미네소타 세인트루이스 폴의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니의 BRUSHLONTM과 같은 강모 구조 또는 소정의 탄성 및 압축 특성을 갖춘 루프형(loopy) 재료를 포함할 수도 있다. 상기 목적에 적당한 다른 재료로는 강철 겹판 스프링과, (캘리포니아(California)주 버뱅크(Burbank)의 빌리어 엔지니어링(Vlier Engineering)에 의하여 제조된) VLIERTM핀과 같은 복수개의 스프링 장전된 장치와, (뉴 햄프셔(New Hampshire)주 맨체스터(Manchester)의 벨크로 유에스에이 인코포레이티드(Velcro USA,Inc.에 의해 제조된) 강철 VELCROTM재료와, 윤활성 발포 재료, 또는 전술한 재료들을 약간 가공한 조성물을 포함하며, 이것은 비배타적이다. 소정의 반경방향 압축성을 제공하면서도, 이것의 내경을 형성하기 위해 이것의 둘레에 권취된 테이프 재료를 유지할만큼 충분히 뻣뻣하며 그리고 권취 맨드럴로부터 완성된 테이프 로울을 축방향으로 제거하는 것을 준비할 수 있을 만큼 충분히 마찰이 적은 재료라면 어느 것이나 적당하다. 또한, 상기 재료는 테이프 권취 공정 동안 압축된 후 다시 원래 형태로 돌아갈 만큼 충분히 탄성적이다.
바람직하게, 권취 맨드럴 둘레 심 관의 회전율(즉, 테이프 권취 토오크)을 제어하기 위한 인장기 클러치 기구는 스프링(228)의 압축을 변화시킴으로써 제어될 수 있다. 이렇게 함으로써, 단부 정지 칼라(224)는 샤프트(210)를 따라 적당한 위치에 선택적으로 고정될 수 있으며(칼라(224)와 샤프트(210) 사이의 협력적인 나사체결에 의해) 또는 스프링(228)상의 압축을 변화시키기 위하여 스페이서 심(shim)이 단부 정지 칼라(224)와 스프링(228) 사이에 추가될 수 있다. 변형예에 있어서, 스프링(228) 대신에, 축방향 클러치 압력이 요크(yoke)(터렛 조립체에 인접하여 지지되는)에 의하여 스페이서 관(232)에 발휘될 수도 있는데, 상기 요크는 적당한 작동기에 의하여 작동되며, 권취 맨드럴의 최외측 스페이서 관의 반경방향으로 배치된 표면(236)과 맞물리도록 이동하며 그리고 권취 맨드럴이 회전할 때 권취 맨드럴에 축방향 압력을 가한다.
다른 변형예의 권취 맨드럴 인장 구조에는 권취 맨드럴의 각각의 단부(권취 맨드럴 샤프트의 고정된 단부 정지부 내)에 인접하게 압축 스프링이 구비된다. 제3 고정 정지부가 샤프트 중점에 인접하게 샤프트상에 고정되며, 따라서 두 개의 별도의 압축 스프링에 의해 권취 맨드럴의 각각의 절반부에 대한 축방향 압축(과 토오크)을 분리한다.
또한, 기계적으로 작동 가능한 권취 맨드럴이 본 발명의 장치 및 방법에 작용될 수도 있다. 예를 들면, 캘리퍼 보상(권취되는 각각의 테이프 로울의 독립적인 회전 성능)과 권취 동안 테이프를 지지하며 권취 맨드럴로부터 완성된 테이프 로울을 제거하는 것을 준비하기 위한 수단을 제공하는한, 정반대로 접어질 수 있는/팽창 가능한 권취 맨드럴 또는 버튼 바아도 가능하다.
3. 절단 및 권취 조립체
권취 맨드럴 상의 초기 무심 권취와 각각의 터렛 조립체의 연속적인 권취 맨드럴들 사이에서의 테이프의 절단은 권취 스테이션에서 권취 맨드럴과 맞물리게 선회하는 한 쌍의 협력적인 조립체를 포함하는 테이프 절단 및 권취 조립체에 의해 촉진된다. 따라서, 권취 맨드럴이 테이프 절단 및 권취 조립체와 상호 작용하기 위해 적절하게 정렬되도록 터렛 조립체가 권취 스테이션에 권취 맨드럴을 정확하게 배치하는 것이 필수적이다. 도6과 도13에 도시된 바와 같이, 상부 터렛 조립체(65)의 권취 스테이션(52)의 경우, 절단 및 권취 조립체는 상부 레이-온 로울러 및 나이프 조립체(57)와 상부 덮개 조립체(56)에 의해 형성된다. 상부 덮개 조립체(56)는 측면 선회 축선(268)을 따라 선회 가능하게 장착된 아암(266)에 의해 지지되는 덮개 프레임(264)을 포함한다. 상부 나이프 조립체(57)는 측면 선회 축선(268)을 따라 선회하기 위해 정렬된 아암(272)에 의해 지지되는 나이프 프레임(270)을 구비한다. 마찬가지로, 하부 터렛 조립체(70)의 권취 스테이션(53)은 레이-온 로울러 및 나이프 조립체(62)와 하부 덮개 조립체(61)에 의해 형성된 절단 및 권취 조립체를 구비한다. 하부 덮개 조립체(61)는 측면 선회 축선(282)을 따라 선회 가능하게 장착된 아암(280)에 의해 지지되는 덮개 프레임(278)을 구비한다. 하부 나이프 조립체(62)는 측면 선회 축선(282)을 따라 선회 가능하게 장착된 아암(286)에 의해 지지되는 나이프 프레임(284)을 구비한다.
터렛 조립체를 다시 참조하면(도6과 도13 참조), 권취 맨드럴 둘레 테이프 스트립의 포장(wrapping)은 각각의 권취 스테이션에서 시작되며, 대부분의 권취도 권취 스테이션에서 이루어진다. 권취 맨드럴(55a) 상의 테이프 스트립(50)의 권취가 권취 맨드럴 권취 스테이션(52)(위치(C))에서 거의 완료될 때, 빈 권취 맨드럴(55b)은 상부 터렛 조립체(65)에 의해 준비 위치(B)(도6 참조)로 전진된다. 마찬가지로, 권취 맨드럴(60a)은 하부 터렛 조립체(70)의 권취 스테이션(53)(위치(C))에서 테이프 스트립(51)을 동시에 권취한다. 권취 맨드럴(60a) 상의 권취가 거의 완료될 때, 빈 권취 맨드럴(60b)은 준비 위치(B)로 전진된다.
덮개 및 나이프 조립체는 가로 방향으로 연장되어 권취 맨드럴과, 각각의 권취 스테이션에서 권취 맨드럴에 권취된 테이프 스트립과 맞물린다. 권취 동안(도6에 도시된 바와 같은), 덮개 및 나이프 조립체는 각각의 권취 맨드럴 반대쪽으로 선회되어 터렛 조립체 둘레(특히 위치(A)에서 위치(B)까지)로 빈 권취 맨드럴을 인덱스한다. 그러나, 권취 맨드럴(도6의 권취 맨드럴(55a,60a)과 같은) 상의 권취가 거의 완료될 때, 위치(C)의 터렛 조립체 척은 인덱스되며 권취 맨드럴(55a,60a)은 각각의 터렛 조립체의 위치(D)로 이동된다(도13에 도시된 바와 같이). 위치(D)의 권취 맨드럴(55a,60a)은 계속 회전되어 이위에 테이프 스트립을 권취하며, 빈 권취 맨드럴(55b,60b)은 전진하는 테이프 스트립과 맞물리기 위해 각각의 터렛 조립체의 위치(B)로부터 권취 스테이션(위치(C))으로 이동된다. 이와 같은 권취 맨드럴 전진 순서는 도6과 도13에 도시되어 있다. 이러한 권취 맨드럴 인덱스가 이루어짐에 따라, 덮개 및 나이프 조립체는 권취 스테이션의 각각의 빈 권취 맨드럴을 향해 선회된다. 이러한 선회는 길이 인코더(202)에 의하여 감지되는 바와 같은 다량의 웨브 재료(26)가 전진 작용에 따라 시작된다.
도13에서, 덮개 조립체는 앤빌 로울러(48)로부터 권취 맨드럴(55a,60a)의 권취 테이프 로울까지 전진하는 테이프 스트립과 맞물리도록 충분히 전진되는 것으로 도시되어 있으며, 나이프 조립체는 전진하는 테이프 스트립의 라이너/탭 스트립의 존재가 감지될 때 전진하는 테이프 스트립과 권취 맨드럴을 덮도록 준비된다. 상기와 같은 감지는 각각의 덮개 조립체(56,61)에 장착된 센서(288,290)와 같은 광학 센서에 의하여 수행된다. 따라서, 예를 들면 라이너/탭 스트립(204)의 전단 엣지가 센서(288)에 의하여 감지될 때, 상부 덮개 및 나이프 조립체(56,57)는 함께 선회되어 전진하는 스트립(50)의 인접한 부분들과 빈 권취 맨드럴(55b)을 완전히 덮는다. 센서(290)도 유사한 방식으로 작동하여 하부 덮개 및 나이프 조립체(61,62)의 마지막 선회를 함께 멈추게 하기 위해 라이너/탭 스트립(205)의 전단 엣지를 감지한다.
권취 맨드럴 둘레 테이프 절단 및 권취 순서는 도14a 내지 도14l에 도시되어 있다. 상기 도면들과 본 기술 내용은 상부 덮개 및 나이프 조립체(56,57)와 이의 작동에 대한 것이다. 방향 외에는, 하부 덮개 및 나이프 조립체(61,62)의 작동도 조립체의 구조가 동일하므로 기능적으로 동일하다.
상부 덮개 조립체(56)는 스트랜드 공급 로울(292)과 신치 로울러(294)를 구비한다(도14a). 스트랜드 공급 로울러(292)의 원주면은 복수개의 가로방향으로 이격된 실리콘 고무 O-링(296)에 의하여 형성된다. 마찬가지로, 신치 로울러(294)의 원주면은 복수개의 가로방향으로 이격된 실리콘 고무 O-링(298)에 의하여 형성된다. 스트랜드 공급 및 신치 로울러(292,294)는 덮개 프레임(264)에 의해 회전 가능하게 지지되며 권취 맨드럴(55b)의 회전에 반대방향으로 회전하도록 구동된다. 각각의 덮개 조립체의 스트랜드 공급 및 신치 로울러는 덮개 프레임(264)에 의해 수용되는 공통의 모터(도시하지 않음)에 의하여 회전 가능하게 구동된다. 도14a와 도15에 도시된 바와 같이, 복수개의 스트랜드 가이드 핑거(finger)(300)는 상부 덮개 조립체(56)에 교차하게 가로방향으로 이격된다. 각각의 스트랜드 가이드 핑거(300)는 스트랜드 공급 로울러(292)의 인접한 O-링(296) 사이에 연장되며, 마찬가지로 신치 로울러(294)의 인접한 O-링(298) 사이에 연장된다. 각각의 스트랜드 공급 가이드(300)의 기부(302)는 덮개 프레임(264)에 장착되며, 기부(302)와 스트랜드 공급 로울러(292) 사이의 제1 다리부(303)와, 스트랜드 공급 로울러(292)와 신치 로울러(294) 사이의 제2 다리부(304)를 구비한다(도15 참조). 각각의 스트랜드 공급 가이드(300)는 신치 로울러(294)로부터 대체로 외측으로 연장하는 말단 핑거부(306)를 구비한다. 스트랜드 공급 가이드(300)의 말단부는 도14b에 도시된 바와 같이 빈 권취 맨드럴(55b)을 덮도록 형성된다.
후미 권취기 조립체(308)가 덮개 조립체(56) 상에 수용된다. 후미 권취기 조립체(308)는 선회 축선(312)에서 덮개 프레임(264)에 선회 가능하게 장착된 아암(310)을 포함한다. 아암(310)의 상단부는 가압 실린더와 같은 선형 작동기(314)에 선회 가능하게 연결되는데, 상기 가압 실린더의 단부는 덮개 프레임(264)에 고정된 지지부(316)에 선회 가능하게 장착된다. 작동기(314)의 연장 가능한 로드(318)는 연장되어 후미 권취기 조립체(308)의 아암(310)의 상단부에 선회 가능하게 결합된다. 아암(310)의 하단부에는 테이프 스트립(50)과 맞물리기에 적합한 가로방향으로 연장하는 앵커(anchor) 플레이트(320)가 구비된다. 레이-다운(lay-down) 로울러(322)도 복수개의 지지부(324)에 의해 아암(310)의 하단부에 인접하여 선회 가능하게 장착된다.
상부 레이-온 로울러와 나이프 조립체(57)는 테이프 스트립 이동 경로를 가로방향으로 가로질러 연장하며 면제 피복된 제1 및 제2 레이-온 아이들러 로울러(326,328)를 구비한다. 제2 레이-온 아이들러 로울러(328)는 지지부(330)에 의해 나이프 프레임(270)에 회전 가능하게 장착된다. 제1 레이-온 아이들러 로울러(326)는 측면 선회 축선(334)에 의해 지지부(330)에 선회 가능하게 장착된 지지 아암(332)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 지지 아암(332)과 제1 레이-온 아이들러 로울러(326)는 스프링(326)과 같은 적당한 편향 수단에 의해 나이프 프레임(270) 반대쪽으로 편향된다.
가로방향으로 연장하는 테이프 나이프 칼날(338)은 제1 레이-온 아이들러 로울러(326)에 인접한 나이프 프레임(270)에 장착된다. 가로방향으로 연장하는 테이프 턱외판(tuck plate)(340)는 테이프 나이프 칼날(338)과 제1 레이-온 아이들러 로울러(326) 사이에서 테이프 나이프 칼날(338)에 인접하게 장착된다. 가로방향으로 연장하는 테이프 핀 이음(pinning) 바아(342)도 테이프 나이프 칼날(338)에 인접한 나이프 프레임(270)에 의해 지지된다. 테이프 핀 이음 바아(342)는 스프링(344)과 같은 적당한 편향 수단에 의해 나이프 프레임(270) 반대쪽으로 편향된다.
4. 절단 및 권취 작동
도13에는 빈 권취 맨드럴(55b)을 완전히 덮기 이전의 상부 덮개 및 나이프 조립체(56,57)가 도시되어 있다. 이것은 도14b에 보다 상세히 도시되어 있다. 절단 및 권취 조립체의 작동 동안, 복수개의 테이프 스트립이 단일 권취 맨드럴에서 동시에 처리될 수 있다. 그러나, 도시의 명료성을 위하여, 아래의 설명은 단일 테이프 스트립의 처리에 관한 것이다.
라이너/탭 스트립(204)의 전단 엣지(350)를 감지하자마자, 덮개 및 나이프 조립체(56,57)는 도14a 내지 도14e에 순서대로 도시된 바와 같이, 빈 권취 맨드럴(55b) 둘레로 함께 선회된다. 도14a에서, 덮개 조립체(56)와 나이프 조립체(57)는 빈 권취 맨드럴(55b)에 접근하는 것으로 도시되어 있으며, 전진하는 테이프 스트립(50)과 순간적으로 접촉한다. 도14b에서, 덮개 조립체(56)는 회전하는 빈 권취 맨드럴(55b)과 접촉하는 것으로 도시되어 있으며, 이 상태에서 덮개 조립체의 레이-다운 로울러(322)(면제 피복된 로울러)가 전진하는 테이프 스트립(50)과 맞물려 이것을 권취 맨드럴(55b) 반대쪽으로 민다. 이에 따라 테이프 스트립(50)의 접착부가 권취 맨드럴(55b)의 압축성 재료층(246) 상에서 불필요하게 이동하는 것이 방지된다. 도14c에서, 덮개 조립체(56)와 나이프 조립체(57)는 테이프를 절단하기 위해 우선 테이프 스트립(50)과 접촉하는 것으로 도시되어 있다. 특히, 테이프 스트립(50)의 접착면(27)은 덮개 조립체(56)의 아암(310)의 앵커 플레이트(320)에 접촉되어 부착되며, 테이프 스트립(50)의 반대쪽 면은 나이프 조립체의 테이프 핀 이음 바아(342)에 접촉한다. 동시에, 제1 레이-온 아이들러 로울러(326)는 회전하는 권취 맨드럴(55b) 반대쪽 테이프 스트립(50)과 맞물린다.
덮개 및 나이프 조립체(56,57)가 권취 맨드럴(55b) 둘레에서 하나로 계속 합병됨에 따라, 스프링(336,334)은 각각의 제1 레이-온 아이들러 로울러(326)와 테이프 핀 이음 바아(342)에 반발하는 압력을 야기한다. 이에 따라 테이프 스트립(50)의 세그먼트(352)가 절단을 위해 이들 사이에 고정된다. 도14c와 도14d에 도시된 바와 같이, 테이프 스트립 세그먼트(352)(위에 라이너/탭 세그먼트(204)의 전단부를 수용하고 있는)는 테이프 나이프 칼날(338)과 맞물려질 때 탄력적으로 유지된다. 도14e에 도시된 바와 같이, 덮개 조립체 및 나이프 조립체(56,57)가 권취 맨드럴(55b)을 덮도록 완전히 결합될 때, 테이프 나이프 칼날(338)이 테이프 스트립(50)의 세그먼트(352)를 절단한다. 스프링(336)은 압축시, 권취 맨드럴(55b)을 향해 제1 레이-온 아이들러 로울러(326)를 추진한다. 스프링(344)도 압축시 앵커 플레이트(320)를 향해 테이프 핀 이음 바아(342)를 추진한다. 이제 테이프 스트립(50)은 두 개의 테이프 스트립(50a,50b)으로 형성되며(도14e 참조), 이때 테이프 스트립(50a)은 권취 맨드럴(55a) 둘레에 거의 완전히 권취되어 있으며, 테이프 스트립(50b)은 권취 맨드럴(55b) 둘레에 막 권취되기 시작한다.
상기 절단 공정 동안, 앵커 플레이트(320)와 테이프 핀 이음 바아(342)는 테이프 스트립(50a)의 접착부 지탱 부분을 라이너/탭 스트립(204) 바로 위에 고정하도록 협력한다. 따라서, 테이프 나이프 칼날(338)이 라이너/탭 스트립(204)을 절단할 때, 테이프 스트립(50a)의 후단부에 위치한 라이너/탭 스트립(204)의 세그먼트(76)는 권취 맨드럴(55a)에 권취된다. 도2를 다시 참조하면, 상기 세그먼트(76)는 테이프 스트립의 후단부의 접착부를 차폐하여, 테이프 탭 부분(75)을 형성한다. 나머지 라이너/탭 스트립(204)은 권취 맨드럴(55b) 둘레에 권취되어, 형성될 다음번 테이프 로울(15)의 최내측 랩(72)을 형성하며 다음번 테이프 로울의 라이더(73)러 계속된다(도2 참조). 또한, 상기 라이너(73)를 절단하여 최내측 랩(72)의 전단 엣지(71)를 형성하며, 이것은 권취 맨드럴(55b) 둘레로 안내된다.
테이프 스트립(50a)이 앵커 플레이트(320)와 테이프 핀 이음 바아(342) 사이에 유지되는 동안(예를 들면 도14c 내지 도14h 참조)에는 항상, 제1 권취 맨드럴(55a)은 계속 회전되어, 테이프 스트립(50a)을 테이프 로울(15)과 덮개 및 나이프 조립체(56,57) 사이에 탄력적으로 배치한다. 도14a 내지 도14k의 권취 맨드럴(55a)은 상부 터렛 조립체(65)의 위치(D)에 있으며, 이 위치에 있는 권취 맨드럴(55a)의 권취 맨드럴 샤프트(210)가 계속 회전하는 동안, 테이프 로울(15)이 둘레에 권취되어 있는 심 관(234) 은 권취 맨드럴(55a)의 샤프트(210)에 미끄럼 회전 가능하게 권취되어 테이프 로울(15)을 도14c 내지 도14h에 도시된 위치에 유지한다.
권취 맨드럴(55b) 둘레 테이프 로울의 최내측 랩의 실제 권취는 도14d 내지 도14g에 순서대로 도시되어 있다. 도14e에 도시된 바와 같이, 테이프 턱외판(340)은 형성될 다음번 테이프 로울의 막 절단된 전단부(엣지(71))를 스트랜드 공급 로울러(292)의 O-링(296)과 권취 맨드럴(55b)에 의해 형성된 닙을 향해 위쪽으로 추진한다. 스트랜드 공급 가이드(300)의 제1 다리부(303)는 상기 닙으로 전단부를 안내하는 것을 돕는다. 도14f에서, 전단 엣지(71)는 스트랜드 공급 로울러(292)의 O-링(296)과 권취 맨드럴(55b) 사이 닙에 도시되어 있다. 스트랜드 공급 가이드(300)의 제2 다리부는 신치 로울러(294)의 O-링(298)과 권취 맨드럴(55b) 사이 닙으로 전단 엣지(71)를 공급하는 것을 돕는다. 도14g에서, 전단 엣지(71)는 권취 맨드럴(55b)과 신치 로울러(294)의 O-링(298) 사이 닙을 통과한다. 스트랜드 공급 가이드(300)의 말단 핑거부(306)는 최내측 랩(라이너(73))의 후단부를 향해 아래로 전단 엣지(71)를 안내하는 것을 도우며 테이프 스트립(50b)의 접착면이 이 뒤를 따른다. 제2 레이-온 로울러(328)는 테이프 스트립(50b)을 권취 맨드럴(55b) 둘레에 가장 크게 접촉시킬 수 있는 호 형태로 추진하도록 정렬되어, 말단 핑거부(306)에 가능한 한 밀접하게 최내측 랩상의 전진하는 테이프 스트립(50b)을 중첩한다. 마지막으로, 도14h에서는, 전단 엣지(71)가 최내측 랩(라이너(73)에 의하여 형성된)의 후단부에 의해 포장되기 시작하는 것으로 도시되어 있다. 권취가 계속됨에 따라, 테이프 스트립(50b)의 접착면(27)은 라이너(73)와 접촉하며, 제1 레이온 로울러(326)(나이프 프레임(270)을 향해 밀어지지만 자유롭게 계속 회전 가능한)에 의해 라이너에 대향하게 추진되어 권취 맨드럴(55b) 둘레에 부착되어 고정된다.
권취 맨드럴(55b)과 이것의 둘레의 스트랜드 공급 가이드(300)에 의해 형성된 경로로의 라이너(73)의 전단부(71)의 공급을 촉진하기 위하여, 일 변형예의 제1 레이-온 아이들러 로울러(326)는 권취 맨드럴(55b)의 회전비보다 빠르며 선속도보다 빠른 비율로 구동된다. 이에 따라 피동형 레이-온 로울러(326) 반대쪽으로 그리고 회전하는 권취 맨드럴(55b) 둘레 스트랜드 공급 가이드(300)에 의해 형성된 이동 경로를 향해 전단부(71)를 안내한다.
스트랜드 공급 및 신치 로울러(292,294)는 권취 맨드럴(55b)의 회전비와 선속도보다 매우 빠른 원주방향 속도로 회전하도록 구동된다. 따라서, 라이너(73)가 스트랜드 공급 및 신치 로울러(292,294)와 맞물릴 때, 이들 로울러와 권취 맨드럴(55b) 사이 닙에서 보다 팽팽해지며 테이프 스트립(50b)의 선속도로 잡아당겨진다. 스트랜드 공급 및 신치 로울러(292,294)의 증가된 회전비도 라이너(73)의 후단 엣지 아래로 권취 맨드럴(55b) 둘레, 스트랜드 공급 및 신치 로울러(292,294) 반대쪽으로 전단부(71)를 안내한다. 스트랜드 공급 로울러(292)는 원-웨이(one-way) 클러치를 통해 구동되어 신치 로울러(294)에 의해 초과 회전된다.
최내측 랩(라이너(73))이 심 관(234) 둘레에 권취됨에 따라 증가된 장력이 재료층(도11 및 도12에 도시된 바와 같이 스템(248)의 휨을 통해)을 압축하여, 최내측 랩의 내경을 형성한다. 재료층(246)은 최내측 랩의 테이프가 팽팽하게 권취 맨드럴(55b) 둘레에 권취됨으로써 재료층의 외면(스탬(248))에 접하여 가해지는 전단 응력을 받아 압축 가능하다. 따라서, 최내측 랩은 권취 맨드럴(55b) 둘레에서 소정의 위치로 팽팽하게 잡아당겨지거나 조여지며, 이러한 팽팽함은 테이프 스트립(50b)의 접착부가 최내측 랩 둘레에 포장되어 적소에 최내측 랩을 고정할 때에도 유지된다(바람직하게, 라이너(73)의 길이는 조여진 최내측 랩의 원주길이보다 약간 길다). 스트랜드 공급 로울러(292)와 조임 로울로(294)와 권취 맨드럴(55b)이 작동하여 최내측 랩을 짧은 시간에 권취 맨드럴(55b) 둘레에 조인다. 전진하는 테이프 스트립(50b)의 접착부(27)가 권취 라이너(73)와 접촉하자마자, 증가된 잡아당김이 중단되어, 권취 맨드럴(55b) 둘레 테이프 스트립(50b)의 간섭 끼워맞춤을 형성한다. 심 관(234)은 상기 공정 동안 권취 맨드럴 샤프트(210)에 대해 회전 가능하게 미끄러질 수도 있다. 결과적으로, 테이프 스트립의 최내측 랩, 특히 라이너/탭 재료(라이너(73))에 의하여 덮혀진 테이프 스트립의 전단부는 이위의 접착부 수용 테이프 스트립의 연속적인 권취에 의해 비교적 팽팽하게 권취된다. 또다른 공정 동안, 테이프 로울(15)은 심 관(234)에 대해 회전 가능하게 미끄러지지 않지만, 심 관(234)은 권취 맨드럴 샤프트(210)에 대해 회전 가능하게 미끄러질 수도 있다(실제로는 이와 같이 설계된다).
권취 맨드럴(55b) 둘레 테이프 스트립(50b)의 일차 랩이 완성된 후(도14h), 덮개 조립체(56)와 나이프 조립체(57)는 선회 축선(268) 둘레로 선회되어 권취 맨드럴(55b)로부터 맞물림이 풀어져 분리된다. 도14i에 도시된 바와 같이, 덮개 및 나이프 조립체(56,57)가 앵커 플레이트(320)와 테이프 핀 이음 바아(342)를 해제하도록 충분히 풀어지면, 권취 맨드럴(55a)의 회전에 의해 테이프 스트립(50a)에 가해지는 장력이 아암(310)을 잡아당긴다. 아암(310)은 선회 축선(312) 둘레로 선회하며, 따라서 로드(318)가 실린더(314)로 수축되는 동안 권취 맨드럴(55a)을 향해 선회된다. 권취 맨드럴(55a)로 이어지는 테이프 스트립(50a)은 도14i에 도시된 바와 같이 초기에 앵커 플레이트(320)에 부착된채로 남는다. 권취 맨드럴(55a)은 계속 회전하며, 테이프 스트립(50a)이 덮개 조립체(56)를 더 이상 잡고 있지 않기 때문에, 나머지 테이프 스트립(50a)은 권취 맨드럴(55a)에 테이프 로울(15)을 권취하기 시작하며 권취 맨드럴(55a)을 향해 아암(310)을 잡아당긴다. 따라서, 권취 맨드럴(55a)의 테이프 로울(15) 아래 심 관(234)은 권취 맨드럴(55a)의 테이프 로울(15)이 다시 권취 맨드럴(55a)과 회전하기 시작할 때 느리게 회전되어 미끄러진다. 결국, 앵커 플레이트(320)의 각도 방향 및 나머지 테이프 스트립(50a)으로 인해 도14j에 도시된 바와 같이 테이프 스트립(50)의 접착면(27)은 앵커 플레이트(320)로부터 벗겨진다. 마지막으로, 아암(310)은 테이프 로울이 회전함에 따라 레이-다운 로울러(322)가 테이프 로울(15)의 외주면과 맞물리는 위치로 잡아당겨져, 테이프 로울의 최외측 층 위에 문질러지거나 구르게된다. 실린더(314)에 의해 아암이 상기 위치에 순간적으로 머무른 다음 실린더는 로드(318)를 연장하도록 작동하며 아암(310)을 덮개 프레임(264)의 적소에서 뒤로 선회시킨다. 덮개 조립체(56)는 아암(310)이 후방 외부로 선회됨에 따라(도시된 바와 같이), 또는 덮개 조립체(56)가 권취 맨드럴(55b) 반대쪽으로 선회되는 동안 아암(310)이 이동함에 따라, 권취 맨드럴(55b)에 순간적으로 머무를 수도 있다.
덮개 및 나이프 조립체(56,57)는 상부 터렛 조립체(65)에 의해 형성된 권취 맨드럴 경로로부터 완전히 수축될 때까지 권취 맨드럴(55b) 반대쪽으로 계속 선회된다. 동시에, 권취 맨드럴(55b)의 회전비는 가속되어 이위의 테이프 스트립(50b)의 급속한 권취를 달성한다. 권취 맨드럴(55b)은 전진하는 웨브 재료(26)의 선속도보다 빠른 비율로 회전된다. 따라서, 권취 맨드럴이 회전하여 초기 랩 권취 동안 덮개 조립체(56)에 의해 테이프 스트립(55b)에 가해지는 것보다 작은, 권취 동안의 장력이 테이프 스트립(55b)에 가해진다. 각각의 캘리퍼 보상 심 관(234)에 가해진 토오크는 독립적으로 회전 가능한 심 관(234)의 압축 스프링(228)의 힘에 의해 적당해져, 일정해진다.
도14l에는 상부 나이프 조립체(57)에 수용된 권취 맨드럴 안정 조립체(354)가 도시되어 있다. 권취 맨드럴 안정기 조립체(354)는 명료성을 위하여 다른 도면들에는 도시되어 있지 않다. 권취 맨드럴 안정기 조립체(354)는 측면 피봇 축선(356)에서 나이프 조립체(57)에 선회 가능하게 장착된 안정기 핑거(355)를 포함한다. 안정기 핑거(355)의 하단부(357)는 선형 작동기(359)의 연장 가능한 로드(358)에 선회 가능하게 결합된다. 선형 작동기(359)는 지지부(361)에 의해 나이프 프레임(270)에 선회 가능하게 장착된 실린더부(360)를 구비한다. 안정기 핑거(355)의 상단부(362)에는 스페이서 관중 바람직하게는 회전하는 권취 맨드럴(55b)의 중점에 인접하는 스페이서 관(232)과 맞물리기에 적합한 소켓(363)이 형성된다. 안정기 핑거(355)의 측면 폭은 권취 맨드럴(55b)에 권취되는 테이프 스트립(50b)의 폭보다 작으므로, 안정기 핑거(355)는 권취 맨드럴(55b)에 권취되는 인접한 테이프 스트립(50b) 사이로 연장한다. 하나 이상의 안정기 핑거(355)가 권취 맨드럴의 회전 강도와 폭에 따라, 권취 맨드럴에 제공될 수도 있다.
테이프 권취 동안의 권취 맨드럴(55b)의 회전비가 소정의 높은 비율에 있을 때, 안정기 핑거(355)는 회전하는 권취 맨드럴(55b)의 척들 사이의 바람직하지 못한 진동을 방지하도록 작동한다. 작동기(359)는 보통은 이것의 아암이 수축된채로 배치되어, 안정기 핑거(355)는 도14l에 가상선으로 도시된 바와 같은 위치에 있게 된다. 인접한 권취 맨드럴(55b)로부터 상부 덮개 조립체(56)를 후퇴시키면(최내측 랩이 형성 및 고정된 후), 선형 작동기(359)는 로드(358)를 연장시키도록 작동되어 도14l에 도시된 바와 같이 회전하는 권취 맨드럴(55b)과 맞물리도록 안정기 핑거(355)를 선회시킨다. 테이프 로울(15)이 권취 맨드럴(55b)에 거의 완전히 권취되며(진행 중에 있는(in-process) 테이프 로울) 권취 맨드럴(55b)이 상부 터렛 조립체(65)의 다음 위치(D)로 인덱스될 때, 안정기 핑거(355)는 후퇴되어 준비 위치(B)로부터 권취 위치(C)로 빈 권취 맨드럴을 인덱스한다.
권취 맨드럴(55b)에 테이프 스트립을 권취하는 동안, 테이프 권취 및 절단 구성요소들은 도6에 도시된 위치에 배치된다. 덮개 조립체(56)가 도6에 도시된 위치로 복귀된 후, 위치(A)의 빈 권취 맨드럴은 순서를 새롭게 시작하도록 준비 위치(B)로 인덱스된다. 스트랜드 공급 및 신치 로울러는 덮개 조립체(56)가 도6의 준비 위치에 있을 때 구동되지 않는다. 그러나, 덮개 조립체(56)가 권취 맨드럴(55b)을 향해 선회하자마자, 권취 맨드럴에 지탱된 스트랜드 공급 및 신치 로울러용 구동 모터가 작동된다. 마찬가지로, 모터는 덮개 조립체가 권취 맨드럴(55b) 반대쪽으로 선회를 시작하지마자 작동이 중단된다.
복수개의 완성된 테이프 로울(15)을 수용하고 있는 권취 맨드럴(55a)은 더 이상 회전 가능하게 구동되지 않으며, 이것의 척들은 상부 터렛 조립체(65)의 이동 위치(D)로부터 하역 위치(E)로 인덱스된다. 권취 맨드럴이 이위에 완성된 테이프 로울(15)을 구비한채로 이것의 터렛 조립체의 척으로부터 분리된 후, 테이프 로울은 권취 맨드럴의 축방향으로 따라 미끄러짐으로써 귄취 맨드럴로부터 추출된다(도12에 화살표(365)의 방향으로). 유연성 스템(248)이 휘어져 권취 맨드럴 샤프트(210)에 대해 테이프 로울(15)을 축방향으로 이동시켜, 테이프 로울(15)이 통과된 후, 스템은 원래의 직립 위치에 있게 된다(도12의 스템(248)의 섹션(258)에 의하여 도시된 바와 같이).
도14a 내지 도14l에 도시된 바와 같은 순서는 매우 빠르게 일어난다. 테이프 스트립(50)은 중단 없이 전진되어 도14a 내지 도14l에 도시된 절단 및 초기 권취 작동을 수행한다. 테이프 스트립(50)은 권취 속도보다는 느린 속도로 전진하지만, 완전히 정지할 필요는 없으며 테이프 스트립은 다시 전진되기 시작한다.
방법 제어
전술한 바와 같이, 소정의 무심 테이프 로울 권취를 달성하기 위해서는 수많은 모터와 작동기가 정확하게 제어되어야 한다. 시스템 제어는 마이크로프로세서에 의해 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 마이크로프로세서는 모터의 작동과 속도를 제어하기 위해 다양한 모터에 작동 가능하게 연결되며 작동기의 조작을 제어하기 위해 다양한 작동기에 작동 가능하게 연결된다. 예를 들면, 탭 도포기(37)의 경우, 상기 프로세서는 광학 센서(186,188)로부터 수납되는 신호를 기초로 모터(104)를 작동시킨다. 마찬가지로, 탭 도포기(37)의 나이프 작동기(118)도 광학 센서(186,188)로부터 수납되는 신호를 기초로 프로세서에 의해 작동되며, 클러치(113)와 유압 실린더(176)에서도 마찬가지다. 유사하게, 프로세서는 장치를 통과하여 웨브 재료를 전진시키기 위한 모터와, 터렛 조립체용 모터와, 권취 맨드럴을 회전시키기 위한 모터와 그리고 덮개 조립체 상의 모터를 제어한다. 전술한 센서와 길이 인코더 외에도, 당해 업계의 숙련자라면 상기 유형의 시스템의 상기와 같은 조립체의 작동 및 조화와 복잡성을 제어하기 위하여 통상적인 다른 센서가 제공될 수도 있음을 알 수 있을 것이다.
예제
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 웨브 재료의 공급 로울의 폭은 보통 60inch이다. 테이프는 미네소타주 세인트 포올의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니에 의하여 제조된 두께가 0.002inch(0.005cm)인 TARTAN 상표 제371번인 상자 밀봉 테이프의 시작 공급 로울 재료로 형성된다. 본 명세서에 도시된 바와 같은 장치를 통한 공정 후, 테이프 로울이 형성되는데, 각각의 완성된 테이프 로울의 폭은 48mm이며 길이는 약 100meter이다. 완성된 테이프 로울의 내경은 25mm이며 외경은 약 3.25inch이다. 테이프 권취(예를 들면 도6 참조)용 선속도는 예를 들면, 500ft/min일 수도 있으며, 이때에 절단 및 권취 시작을 위한 감속된 선속도는 약 3ft/min이다. 권취 동안, 권취 맨드럴은 웨브 재료 전진 속도보다 5-10％ 빠르게 회전된다. 또한, 권취 동안의 권취 맨드럴 회전비는 웨브 속도를 약간 초과하기 위하여, 프로세서에 의해 제어되는 바와 같이, 권취 맨드럴에 권취된 테이프 로울의 외경에 좌우된다. 상기 직경은 권취 동안 웨브 재료에 가해지는 장력과 웨브 재료의 두께에 좌우된다. 초기 웨브 장력(테이프 로울용 권취 연속 시작에서)은 2/3 내지 3/4 lb/in2폭으로, 테이프 로울은 권취 맨드럴에 일정한 토오크 모드(mode)로 권취된다. 상기 실시예에 있어서, 권취 맨드럴의 심 관은 분류 번호70-0704-2795-3인 미네소타주 세인트 포올의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니에 의하여 제조된 감압성 후면 고리형 재료 SCOTCHMATETM에 의하여 덮혀지며, 각각의 DELRINTM심 관의 외경은 0.875inch이다. 스트랜드 공급 및 신치 로울러는 최내측 랩의 권취 동안 웨브 재료 전진 속도의 3 내지 5배로 회전된다. 상기 실시예의 테이프 로울의 제조에 있어서, 테이프는 단일 접착면을 구비하며 이 접착면이 권취 맨드럴 축선에 마주하게 권취된다. 종이 라이너/탭의 두께는 0.003inch이며 길이는 웨브 재료의 이동 경로를 따라 3.75inch이다. 일단 절단되면, 라이너/탭의 약 3.25inch는 테이프 로울용 라이너를 형성하며, 나머지 라이너/탭은 사전에 형성된 테이프 로울의 최외측 단부에 테이프 탭 부분을 형성한다.
본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 기술되어 있지만, 당해 업계의 숙련자라면 본 발명의 정신 및 영역을 벗어나지 않고서도 수정이 이루어질 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 영역은 본 명세서에 기재된 장치 및 방법으로만 제한되는 것은 아니며, 청구범위 및 이의 동등물의 언어에 의하여 기재된 장치 및 방법에 의해 제한된다.
예를 들면, 권취 맨드럴의 심 관의 압축 가능한 유연성 재료층이 동심적인 권취 기술 보다는 레벨 권취 기술을 사용하여 감압성 접착 테이프의 무심 로울을 형성하는 것을 촉진하도록 사용될 수도 있다. 상기의 경우, 권취되는 테이프 스트립의 접착부 라이너는 레벨 권취 공정의 제1 단계에서 접착부를 차폐하도록 충분히 길며, 상기 레벨 권취 공정에 따라 테이프 로울의 최내측 나선형 랩을 형성한다.
또한, 테이프 로울에는 테이프 탭 부분이 형성되지 않을 수 있다. 상기의 경우, 절단 및 권취 조립체는 전진하는 테이프 스트립을 라이너/탭의 전단 측면 엣지에서 절단하도록 제어되어, 완성된 테이프 로울의 최외측 랩과 엣지와 같은 절단될 테이프 스트립의 후단 엣지에는 라이너/탭 재료가 배치되지 않는다. 따라서, 테이프 로울의 라이너를 형성하는데 사용되는 모든 라이너/탭은 권취 맨드럴에 권취된다.
다른 실시예에 있어서, 권취 맨드럴에 권취되는 테이프 로울의 전단 엣지의 작은 측면 스트립은 이것이 권취 맨드럴 둘레에 권취됨에 따라 자체로 뒤로 휘어진다. 지나치게 휘어진 측면 스트립이 권취 맨드럴 둘레에 권취됨에 따라, 스트립은 우선 전진하는 테이프 스트립의 접착부와 맞물린다. 따라서, 전단 엣지 자체는 노출되지 않고, 형성되는 테이프 로울의 제1 및 제2 최내측 사이에 중첩되어 고정된다. 따라서, 상기 장치는 전단 엣지의 아래에 겹쳐진 부분이 부착되지 않아 테이프 로울로부터 부주의하게 벗겨져 붙잡힐 가능성을 감소시킨다.
접착부가 테이프 권취부의 내측에 권취되어 있는, 일 접착면을 구비한 감압성 테이프에 대해 전술되어 있지만, 본 명세서에 개시된 본 발명은 반대 형상(접착면이 외측을 향하고 있는)으로 권취된 무심 테이프 로울을 형성하는데 응용할 수도 있을 뿐만 아니라, 양면 감압성 접착 테이프 및 무심 감압성 접착 테이프 이동 재료를 형성하는데 응용할 수도 있다. 접착면이 권취 맨드럴 권취 축선의 반대쪽을 향하는 무심 테이프 로울의 권취에는 몇몇 다른 방법이 고려될 수 있다. 예를 들면, 라이너가 상기와 같은 테이프의 최내측 랩 상에 접착부를 차폐할 때, 테이프의 접착부는 권취 맨드럴 둘레에 제3 테이프 랩이 시작될 때까지 이것의 연속적인 권취부와 맞물린다. 따라서, 접착부를 사용하여 권취 맨드럴 둘레에 테이프를 조이기 위하여 권취 맨드럴 둘레에 두 개의 초기 랩을 권취함에 따라 테이프를 팽팽하게 유지할 필요가 있다. 이러한 관점에서, 절단 및 권취 조립체의 로울러와 O-링은, 이것들이 테이프의 접착부 지탱면과 접촉하기 때문에, 적당한 재료(즉, 실리콘 고무)로 형성되거나 면제 피복될 필요가 있다. 접착부가 테이프의 반대쪽 측면에도 있으므로, 후미 권취기 조립체(308)는 다시 형성되어야만 하는데, 그 이유는 앵커 플레이트 뿐만 아니라 핀 이음 바아(342)에도 절단된 테이프가 부착되지 않기 때문이다. 또한, 완성된 테이프 로울의 최외측 랩의 외면에는 접착부가 없기 때문에, 라이너/탭의 길이는 테이프 탭 부분에 사전에 형성된 라이너/탭의 세그먼트가 완성된 테이프 로울의 최외측 랩 둘레 전체에 연장할만큼 충분히 길도록 연장될 수도 있어, 완성된 테이프 로울위의 노출된 접착부를 차폐한다. 감압성 접착 테이프의 접착면에는 접착부가 권취 맨드럴과 맞물리는 것을 방지하도록 최내측 랩상에 라이너를 필요로 하지 않는데, 테이프의 비접착면이 권취 맨드럴을 향하고 있기 때문이다. 따라서, 최내측 랩에는 라이너가 전혀 제공되지 않으며, 권취 맨드럴 둘레를 포장함으로써 제2 랩에 의한 접착이 시작된다. 라이너/탭이 제공된다면, 라이너/탭의 후단 측면 엣지가 절단 및 권취 조립체에 의해 절단될 수도 있으며 완성된 테이프 로울의 최외측 랩만을 차폐하는 최내측 랩용 라이너로서 사용된다.

Claims (11)

  1. 횡방향으로 이동하는 웨브에 라이너/탭 스트립을 부착하기 위한 방법으로,
    제1 측면에 감압성 접착제를 구비한 웨브를 종방향으로 전진시키는 단계와;
    라이너/탭 스트립 공급부를 제공하는 단계와;
    공급부로부터의 라이너/탭 스트립을 종방향으로 전진하는 웨브를 가로질러 가로방향으로 웨브의 제1의 접착제 함유 측면에 인접하게 전진시키는 단계와;
    라이너/탭 스트립을 웨브의 가로폭과 근사한 길이로 절단하는 단계와;
    절단된 라이너/탭 스트립을 웨브에 부착하기 위하여 절단된 라이너/탭 스트립의 전단 측면 엣지부를 전진하는 웨브의 제1 접착제 함유 측면에 대해 가압하는 단계와; 그리고
    웨브가 라이너/탭 스트립을 종방향으로 운반함에 따라 절단된 라이너/탭 스트립의 나머지를 전진하는 웨브 재료에 대해 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 방법.
  2. 제1항에 있어서, 웨브가 라이너/탭 스트립의 공급부를 지나쳐 전진함에 따라 상기 전진 단계와 상기 절단 단계와 그리고 상기 양 가압 단계를 주기적으로 반복하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 방법.
  3. 종방향으로 이동하는 웨브의 접착제 함유 측면에, 가로방향으로 배치된 라이너/탭 스트립을 부착하기 위한 장치로,
    라이너/탭 재료의 공급부와;
    라이너/탭 재료용 절단기와;
    라이너/탭 재료를 절단기로 전진시키기 위한 로울러 드라이브와;
    절단기에 의해 절단된 라이너/탭 재료의 절단 섹션을, 절단기에서, 웨브의 접착제 함유 측면으로부터 이격되고 종방향으로 이동하는 웨브를 가로질러 가로방향으로 정렬된 위치로, 전진시키기 위한 콘베이어와; 그리고
    종방향으로 이동하는 웨브의 접착제 함유 측면에 대해 라이너/탭 재료의 절단 섹션을 가압하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 콘베이어는 한 쌍의 마주하는 무한(endless) 벨트로, 상기 벨트들은 종방향으로 전진하는 웨브에 인접하게 가로방향으로 배치되어 있어 이들 사이에서 라이너/탭 재료의 절단 섹션을 전진시키기에 적합한 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  5. 제3항에 있어서, 라이너/탭 재료의 절단 섹션의 측면 전단 엣지는 콘베이어를 따라 노출되며, 가압 수단은 측면 전단 엣지가 웨브의 접착제 함유 측면과 맞물릴 때까지 종방향으로 이동하는 웨브를 향해 콘베이어를 이동시키기 위한 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가압 수단은 라이너/탭 재료가 종방향으로 전진하는 웨브 재료에 대해 가압될 때 라이너/탭 재료의 절단 섹션의 전단 측면 엣지와 맞물리기 위한 레이-온(lay-on) 로울러를 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  7. 복수개의 무심 로울 감압성 접착제 테이프를 연속적으로 형성하기 위한 방법으로,
    표면중 하나에 감압성 접착제를 함유하고 있는, 제1 및 제2 주표면을 구비한 웨브를 종방향으로 전진시키는 단계와;
    전진하는 웨브의 가로방향 폭을 가로질러 웨브의 접착제 함유 표면에 라이너/탭을 부착하는 단계와;
    테이프 로울을 형성하도록 맨드럴 부재 둘레에 전진하는 웨브를 권취하는 단계로, 상기 각각의 테이프 로울용 웨브의 최내측 랩이 노출된 어떠한 접착제를 차폐하기에 충분할 정도의 라이너/탭을 포함하도록한, 권취 단계와; 그리고
    하나의 테이프 로울에 대해 상기 충분한 정도의 라이너/탭을 형성하는 제1 라이너/탭 세그먼트와, 미리 권취된 테이프 로울용 웨브의 최외측 단부를 따라 접착제용 차폐부를 형성하는 제2 라이너/탭 세그먼트로 라이너/탭과 웨브를 가로방향으로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 무심 테이프 로울을 형성하도록 맨드럴 상에 직접 각각의 웨브를 권취하는 단계와; 그리고
    테이프가 맨드럴에 감겨질 때 테이프를 지지하도록 맨드럴의 축선에 대해 반경방향으로 압축성이면서도 충분히 뻣뻣하며, 맨드럴로부터 무심 테이프 로울의 축방향 분리를 준비하도록 충분히 유연한, 테이프 맞물림면 부분으로부터 맨드럴의 원주방향 외측 테이프 지지면의 일부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 라이너/탭은 제1 측면과 제2 측면을 구비하며,
    상기 라이너/탭의 제2 측면에 인지 가능한 표시를 제공하는 단계와; 그리고
    테이프 로울이 맨드럴로부터 분리될 때 라이너/탭의 표시가 인지될 수 있도록 라이너/탭의 제1 측면을 웨브의 제1 측면에 마주하는 상태로 웨브에 라이너/탭을 부착하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 감압성 접착제 테이프의 제1 로울의 후단 엣지와, 감압성 접착 테이프의 제2의 연속적으로 형성되는 로울의 전단 엣지를 차폐하기 위한 라이너/탭으로,
    테이프 자체에 권춰되기 전에 감압성 접착제 테이프의 길이부의 접착제 측면에 부착되는 단일 차폐 시트로, 테이프와 이것에 부착된 시트는 개별적인 제1 및 제2 세그먼트로 가로방향으로 절단되는데, 상기 제1 세그먼트 상의 시트부는 테이프의 제1 로울의 최외측 단부용 차폐부를 형성하며 상기 제2 세그먼트 상의 시트부는 테이프의 별도의 제2 로울의 제1 랩용 차폐부를 형성하는, 단일 차폐 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이너/탭.
  11. 제10항에 있어서, 테이프는 축선 둘레에서 테이프 자체에 권취되며, 테이프의 접착제 측면이 축선을 향하는 것을 특징으로 하는 라이너/탭.
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