KR100193341B1 - 포장기 - Google Patents

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KR100193341B1
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KR
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packaging
sealing
packaging container
workbench
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스타아크 올로프
드레브포르스 군나
Original Assignee
포스베르크 라스-에케
테트라 라발 홀딩스 앤드 피낭스 소시에떼아노님
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Abstract

우유나 쥬우스 등의 액상 내용물을 위한 포장 용기를 제조하는 포장기를 제공한다. 적층지(積層紙) 또는 적층 플라스틱 재료로 된 예비 성형된 튜우브 형상의 포장 용기 블랭크를 컨베이어(2, 8)를 따라 설치된 밀봉 및 충전 작업대(16, 17, 18)로 공급한다. 각 작업대는 함께 제어되지만 개별적으로 구동되고 교체 가능하기 때문에 융통성이 있는 콤팩트한 포장기가 된다.

Description

포장기
제1도는 주요 부품들이 제거된 포장기의 보호 클래딩과 기타 요소를 제외한 포장기의 주요 부분의 투시도.
제2도는 제1도의 포장기의 골격 구조의 측면도.
제3도는 제1도의 포장기의 골격 구조의 평면도.
제4도는 제1도와 유사하나 포장기의 포장 처리부의 디자인과 배치 관계를 명확히 나타낸 도면.
제5도는 포장용기의 이동과 처리를 나타낸 제1도와 유사한 투시도.
제6도는 포장기의 일부의 단면도(端面圖).
제7도는 본 발명에 의한 포장기를 사용하여 제조되는 포장 용기의 블랭크.
제8a도, 제8b도 및 제8c도는 제7도에 의한 포장 용기 블랭크를 본 발명에 의한 포장기를 사용하여 내용물을 충전한 포장 용기 완제품으로 단계적으로 가공하는 블랭크 가공 투시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 프레임 2 : 메인 컨베이어
8 : 공급 컨베이어 12 : 공급휠
16 : 제1작업대 17 : 제2작업대
18 : 제3작업대 19 : 상승장치
20 : 이동 브리지 29 : 충전기 파이프
30 : 계량 펌프 39, 40 : 밀봉 핀
41 : 예비성형장치 42 : 배출장치
본 발명은 엔들리스 컨베이어(endless conveyor)와 그 아래에 배치된 작업대로 구성된 충전(充塡), 밀봉 포장 용기 제조용 포장기에 관한 것이다.
포장기 분야에 있어서, 예컨대 우유, 쥬우스 등의 액상 내용물을 포장하기 위한 극히 대량의 동일 또는 유사한 포장 용기의 신속한 연속 제조를 위한 고용량의 기계의 수요가 점차 증가하고 있는 경향에 있다. 그러나, 기계의 크기를 제한할 설치 공간을 여전히 필요로 하고 있다. 예를 들자면, 우유같은 것에 대한 고용량 충전기가 최근 개발되고 있으나, 공간상의 이유로 해서 저용량의 노후 기계를 대체할 수 없을 때가 있을 정도의 크기를 가지고 있고, 종래의 두가지 모델과 동일한 공간을 필요로 하고 있다. 더욱이, 용량의 면에서 본다면 속도가 느린 두 대의 기계는 최신의 고용량의 단일 기계와 가끔 비교가 되는데, 또한 상기한 최신의 기계는 크기나 종류가 각기 상이한 포장 용기 또는 상이한 종류의 액상 내용물이 충전되는 포장 용기를 동시에 제조할 경우에 있어서 고도의 융통성을 발휘한다.
현재 시판되고 있으며 사용되고 있는 종래의 포장기는 대다수가 포장기의 매거진(magazine)에 납작한 형태로 공급되는 적층된 플라스틱 코우팅 섬유 재료로 된 일회용 포장물을 제조하고 있다. 포장 용기 블랭크(blank) 하나씩을 매거진으로부터 맨드릴(mandrel)에다 공급하는데 이 맨드릴은 포장 용기 블랭크의 한쪽 끝을 아래로 접어 가열 접착해서 포장 용기의 액체 누설이 되지 않는 바닥부분을 형성할 때 반대면을 백업(back-up)하는 기능을 한다. 이어서, 블랭크를 컨베이어에 보내서 단계적으로 전진 이동시킴으로써 블랭크는 상부성형, 충전 및 밀봉하는 작업대를 통과한 후(가능하면 최종 성형후), 충전되어 밀봉된 포장 용기 형태로 포장기에서 배출된다.
이동 순서에 따른 단계적인 이동은 충전대 작업대와 상부 밀봉 작업대 사이에 위치한 포장 용기를 액상 내용물로 충전하게 된다는 사실로 인해 빈도와 속도에 있어서 제한을 받게 되고, 또한 액상 내용물은 이동 순서가 너무 빠르거나 변동이 심할 경우에는 포장 용기의 위쪽의 개방된 끝 주위로 쏟아지거나 한다. 위에 나온 포장기의 고유한 또 다른 결점은 한가지 종류의 포장 용기만을 제조하는데만 사용되고, 더욱이 단일 크기의 선택된 포장 용기만을 제조하므로 그 용도가 한정되어 있다는 것이다. 포장기의 어떤 부분들을 교체하여 재조립함으로써, 예컨대 상부가 상이한 디자인과 구조를 한 포장 용기를 이론상 제조할 수 있다 하더라도 포장기의 여러 가지 부품들을 상당한 정도로 서로 일체화해야 할 뿐만 아니라, 예컨대 다수의 캠 표면을 가진 하나의 구동축을 통해 공통의 원동기 또는 출력원으로 구동시켜야 하기 때문에 포장기에 대한 철저한 연구없이는 기술적인 적용이 불가능하다.
위에서 설명한 바로부터 명백히 알 수 있는 것은 고용량, 좁은 설치 공간 및 고도의 융통성 등의 세가지 특성을 겸비한 액상 내용물 포장 용기 제조용 포장기를 개발해야 할 필요가 있다는 점이다. 물론 여러 가지 기타 공지의 인자, 예를 들자면 기계의 총자본비, 유용성, 작동 신뢰성 및 위생 기준에 대한 충족도 등을 고려해야 한다.
본 발명의 한가지 목적은 극히 높은 작업속도를 가지면서 콤팩트(compact)한 외부 칫수를 가지며 좁은 공간에서도 설치할 수 있는 포장기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 극히 융통성이 많고 주요 부품들을 간단하고도 신속히 교체할 수 있으며, 상이한 종류의 말단 밀봉, 뚜껑 또는 말단 벽을 가진 여러 가지 포장 용기를 제조하는데 사용할 수 있는 포장기 골격을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 우유같은 저점도 내용물을 충전하여 밀봉한 포장용기를 신속히 제조하는데 특히 적합한 포장기를 제공함에 있다.
본 발명의 추가적인 목적은 제조된 포장 용기에 상이한 종류의 내용물을 작동하면서 동시에 충전할 수 있는 포장기를 제공함에 있다.
이상과 같은 본 발명의 여러 가지 목적은 두 개 이상의 작업대를 교체할 수 있는 기계 모듀울(module) 형태로 하고, 이들 모듀울 각각을 각기 해당되는 원동기 또는 전원으로 구동시킬 수 있으며, 상이한 모듀울의 원동기를 공통의 제어 유닛(unit)으로 제어하는 특징을 가진 위에 나온 본 발명의 포장기에 의하여 달성할 수 있다.
본 발명의 포장기의 바람직한 한가지 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 아래에 구체적으로 설명한다.
여러 도면으로부터 공지의 방법으로 여러개의 정사각형 앵글로 구성된 프레임(1) 속에서 포장기의 주요 부품들이 어떻게 배치되어 포장기에 포함된 주요부품들을 서로간에 대해 지지하고 고정하고 있는가를 알 수 있다. 도면을 보다 명확히 하기 위해서 프레임 및 이 프레임이 가진 대다수의 기계부품들을 덮고 있는 클래딩 판(cladding plate)과 해치(hatch)를 포함하여 자체 공지인 주위의 모든 기계부품들을 제거하였다. 이러한 상태에서의 본 발명에 의한 포장기는 여러 도면들에 나와 있는 부품들을 포함하여 자체 공지의 전기 및 압축 공기식 장치, 연결 도관, 구동 수단, 가이드 수단, 피복판 형태의 외부 케이싱, 후우드(hood), 해치 및 문으로 구성되어 있다. 그러나, 이들에 대해서는 구체적인 설명이 필요없는데, 그 이유는 이들은 본 발명에 적절한 것이 아니고 포장기의 구성이나 작동 원리에 영향을 미치지 않기 때문이다.
제1도에 나온 프레임(1)에는 포장기의 길이방향으로 연장되며, 일정 간격의 돌출부가 있는 엔들리스(endless) 컨베이어 벨트(3)와 포장 용기 블랭크를 수용하는 격실을 구성하고 그 단면이 상기 격실의 칫수에 상응하는 T자형 캐리어(carrier)(4)를 포함하는 메인(main) 컨베이어(2)를 가지고 있다. 컨베이어 벨트(3)는 두 개의 휠(5,6) 사이에서 수평 이동하는데, 이들 휠중 하나는 휠(5) 위에 위치하여 프레임(1) 내에 고정된 모우터(7)에 의해 구동된다.
메인 컨베이어(2) 바로 아래에는 공급 컨베이어(8)가 있는데, 이것은 휠(9)과 휠(10) 사이에서 수평 이동하며, 이들 휠중 하나는 모우터(11)(제2도 참조)에 의하여 구동된다. 포장기의 거의 중앙에 휠(10)을 구성하고, 공급 컨베이어(8)의 길이는 메인 컨베이어(2)의 길이의 약 절반 정도이다. 또한, 공급 컨베이어(8)에는 제3도와 제5도에 있는 바와 같이 캐리어(4)를 구성하여 포장 용기 하나씩을 수용하는 다수의 격실로 구분되어 있다.
공급 컨베이어의 한쪽 끝에 바로 인접하여 있는 공급휠(12)을 포장기의 공급 말단에 배치하고, 이 휠을 기어 박스와 축(13)을 통해 모우터(11)의 구동축(14)에 구동 연결한다. 공급휠(12)은 다수의 포장 용기 수납 장치를 포함하는데, 이들 장치는 포장 용기 블랭크의 동시 재성형도중 이들 블랭크를 매거진(15)으로부터 공급 컨베이어(8)쪽으로 이동시킨다. 본 발명에 의한 포장기의 이 부분에 대한 것은 유럽 특허 출원 제90311570.7호에 기재되어 있기 때문에 여기서는 설명을 생략한다.
작동시에는 메인 컨베이어(2)의 컨베이어 벨트(3)가 시계방향과 반대방향으로 이동한다(제3도 참조). 이동방향에서 본다면 컨베이어 벨트(3)의 첫 번째 부분을 따라 바닥 밀봉부(16')를 가진 제1작업대(16)가 먼저 나와 있으며, 바닥 밀봉부(16')는 컨베이어 벨트(3)의 아래쪽 가장자리 보다 약간 아래쪽에서 프레임(1)에 설치되어 바닥부분을 가공하도록 되어 있는데, 즉 컨베이어 벨트(3)에 있는 격실에 배치된 일군의 포장 용기 블랭크의 아래쪽 끝부분을 순간적으로 가공하도록 되어 있다.
제1작업대(16)뒤의 약간 떨어진 곳에는 컨베이어 벨트(3)의 첫 번째 부분을 따라 제2작업대(17)가 설치되어 있는데, 이 작업대는 제1작업대(16)보다 약간 위쪽에, 보다 정확히 말하자면 컨베이어 벨트(3)의 위쪽 가장자리 보다 약간 위쪽에 위치한 상부 밀봉부(17')를 가지고 있다. 상부 밀봉부(17')는 컨베이어(2)의 격실에 있는 포장 용기 블랭크의 위쪽 끝부분을 가공한다. 휠(6) 뒤쪽에는 컨베이어 벨트(3)의 이동방향으로 컨베이어 벨트의 복귀부분을 따라 추가로 제3작업대(18)가 있는데, 이 작업대(18)는 제2작업대(17)와 동일하며, 제2작업대(17)와 마찬가지로 컨베이어 벨트(3)의 위쪽 가장자리에 위치한 상부 밀봉부(18')를 가지고 있다. 도면에 나와 있는 바와 같이 본 발명에 의한 포장기의 바람직한 실시예에 있어서 제1작업대(16)는 이러한 포장 용기 6개 각각을 포함하는 일군의 포장 용기를 동시에 가공하는 반면, 작업대(17, 18)는 각각 앞서 나온 군에 속하는 포장용기중 3개를 각각 포함하는 부군(sub-group)을 가공한다. 이것은 컨베이어 벨트(3)의 복귀부분을 적절한 방법으로 이용함으로써 포장기를 보다 콤팩트(compact) 하게 할 수 있다는 것을 뜻한다. 포장기의 전반적인 작동원리외에 여기에 관하여 이하 구체적으로 설명한다.
제1작업대(16)는 바닥 밀봉부(16')외에도 하부 컨베이어 또는 공급 컨베이어(8)로부터 캐리어(4)에 의해 형성된 컨베이어 벨트(3)의 격실로 6개의 포장 용기 블랭크를 수직 상방향으로 한꺼번에 이동시키는 이동부(16)를 가지고 있다. 포장 용기가 격실내에 들어가면 제1바닥 밀봉부에서 아래쪽 끝부분이 순간적으로 성형 및 밀봉 처리되는데, 이들 아래쪽 끝부분을 간략하게 하기 위해 이후부터는 포장 용기 바닥끝이라 한다. 공급 컨베이어(8)의 아래쪽 끝을 따라 연장되는 줄(row)에서 서로간에 고정 연결된 일군의 V자형 상승장치(19)를 포함하는 이동 브리지(bridge)(20)에 의해 이동부(16)에서 포장 용기 블랭크를 수직 이동시킨다. 이동부(16)에는 압축 공기식 실린더 또는 모우터 형태의 구동수단(도면에 없음)이 있어서 제5도에 나온 하부 피스톤과 컨베이어 벨트(3)의 아래쪽 가장자리 바로 아래에 상승장치(19)가 줄지어 위치하고 있는 상부 피스톤 사이에서 이동 브리지(20)를 수직으로 왕복 이동시킬 수 있다. 상승장치(19)는 컨베이어(8)가 이동하지 않고 있을 때 공급 컨베이어(8)에 있는 캐리어사이에서 위쪽으로 들어가서 상부 컨베이어 벨트(3)의 캐리어(4) 사이에 있는 격실에다 블랭크를 이동시킨다.
상승장치(19) 각각은 위쪽 가장자리에 V자형 리세스(recess)가 형성된 비교적 얇은 판으로 구성되어 있으며, 상기 V자형 리세스는 포장 용기 블랭크가 이동하는 동안 상승장치(19)와 연동하여 다음에 설명하게 되는 포장 용기 블랭크의 바닥 패널을 예비 성형한다.
앞서 나온 바와 같이 제1작업대는 이동부외에도 위쪽 컨베이어 벨트(3)의 아래쪽 가장자리 보다 약간 아래에, 즉 컨베이어(2)와 (8)의 앞부분(제6도) 사이의 공간에 위치하는 바닥 밀봉부를 가진다. 더욱 정확히 말하자면 제1작업대(16)는 서로 밀봉하는 기능을 가진 조오(jaw)(21)와 이와 마주보는 반대쪽 조오(counter-jaw)(22)를 포함하는데, 이들 조오(22)는 수평면내에서 밀봉 조오(21)에 대하여 접근, 후퇴하는 방향으로 밀봉 조오(21)와 접합 및 분리한다. 밀봉 조오(21)는 초음파식의 것이므로 하나 이상의 초음파 발생기(23)(제1도, 제3도 및 제5도에 개략적으로 도시되어 있음)에 접속되어 있다. 반대쪽 조오(22)와 마찬가지로 밀봉 조오(21)는 이동가능한 병행장치에 걸쳐 있기 때문에 구동 모우터(24)만을 사용하여 서로 대향하는 방향으로 조오(21) 및 조오(22)가 하나씩 동시에 이동할 수 있어서, 컨베이어벨트(3)의 작용부분에 있는 캐리어(4)에 의해 형성되며 포장 용기 블랭크를 수용하는 격실의 공통적인 길이방향 중심선 바로 아래의 중심위치에서 조오의 서로 마주보는 가공면이 접하게 된다. 따라서, 포장 용기 블랭크의 재료의 중간층을 통해 조오의 가공면이 서로 접하여 위치하게 되는 위에 나온 위치와, 컨베이어 벨트(3)와 격실내에 있는 포장 용기 블랭크가 이동할 수 있도록 조오(21)와 조오(22)가 서로간에 최대한으로 떨어져 있는 제3도에 나온 반대쪽 끝위치 사이에서 구동 모우터(24)에 의하여 조오(21)와 조오(22)가 무리지어 한꺼번에 이동하게 된다.
앞서 설명한 바와 같이 제2작업대(17)와 제3작업대(18)는 근본적으로 서로 동일하며 제1작업대(16)와 유사한 방법으로 구성되어 있는데, 단 작업대(17,18) 각각은 컨베이어 벨트(3)의 이동방향에서 본 제1작업대(16)의 길이의 절반에 불과하다는 점만이 다르다. 따라서, 작업대(17,18) 각각에는 공통적인 브리지에 설치된 3개의 밀봉 조오(25)와 하나의 초음파 발생기(도면에 없음)를 포함한다. 각 작업대(17, 18)의 반대쪽 조오(26)는 밀봉 조오(25)에 대하여 평행하게 구성되어 있으므로 이들 조오(25, 26)는 구동 모우터(28)에 의하여 앞서 나온 능동적인 말단 위치와 수동적인 말단 위치 사이에서 서로간에 대하여 접합과 분리 이동을 반복한다.
각 작업대(17, 18)의 위쪽에는, 각 작업대에 위치하며 컨베이어 벨트(3)의 캐리어(4)에 의해 지지된 포장 용기 블랭크에다 액상 내용물을 공급하는 충전기 파이프(29) 세 개가 배치되어 있다. 이들 충전기 파이프(29)의 위쪽 끝은 계량 펌프(metering pump)(30)에 연결되어 있고, 이들 계량 펌프는 도관(도면에 없음)을 통하여 최종 내용물 공급원, 예컨대 탱크에 연결되어 있다.
각기 상이한 작업대의 밀봉 조오와 반대쪽 조오(21, 25), (22, 26)는 프레임(1)의 모든 부품과 기타를 제거한 포장기의 단면도(端面圖)인 제6도로부터 분명히 알 수 있다. 그리고, 중앙에 위치한 휠(6)의 한쪽 각각에는 캐리어가 있는 컨베이어 벨트(3)를 볼 수 있는데, 컨베이어 벨트 위쪽에는 충전기 파이프(29)를 가진 계량 펌프(30) 두 개가 위치한다. 제6도의 왼쪽 바닥에는 제1작업대(16)의 밀봉부(16')가 나와 있고, 이 밀봉부(16')의 위쪽에는 제2작업대(17)의 밀봉부(17')가 나와 있다. 거울상과 같이 반전된 동일한 작업대의 밀봉부(18')는 휠(6)의 오른쪽에서 겹쳐 정합(整合)된 상태로 배치되어 있다. 제6도에서 밀봉 작업대에 포함된 밀봉 조오와 반대쪽 조오가 서로간에 어떻게 겹쳐 정합되어 있는가를 알 수 있는데, 즉 서로 원활하게 수용하는 프레임부(31)(이들은 밀봉 조오와 초음파 발생기가 직선 이동할 수 있고, 또한 서로 평행 이동할 수 있도록 설계된 것임)는 도면에서 일부만 나와 있다. 위의 설명으로부터 모든 작업대, 예컨대 밀폐 및 밀봉 작업대와 충전 작업대는 그들 고유의 전력과 재료 공급이 되면 어떻게 다른 종류의 모듀울로 교체 가능한 독립된 포장기 모듀울로서 구성되는가를 알 수 있다. 따라서, 예컨대 성형 및 밀봉 작업대 대신 상이한 상부 또는 바닥 디자인과 구조를 가지거나 기타 칫수를 가진 포장 용기를 제조할 수 있는 모듀울로 대체할 수 있다. 서로 작용하는 상이한 작업대를 공통의 제어 유닛으로 동기화(synchronization)할 수 있으나, 이것은 공지 기술이므로 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.
메인 컨베이어의 두 부분 또는 이동 경로에 가공 작업대를 설치하면 서로 중첩된 두 개의 컨베이어를 사용하는 것과 같이 공간이 절약되고 전반적인 디자인과 구조를 콤팩트하게 할 수 있다. 이동, 성형 및 밀봉 작업을 하는 작업대(16)와 충전 및 상부 밀봉 작업대(17, 18)를 구성함으로써 기능이 조합되어 공간 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 의한 포장기를 사용하여 제조되는 포장 용기들은 종래 형식의 것인데, 제7도와 제8도에 각각 나와 있다. 제7도에 나온 형식의 각각의 블랭크로부터 제조되는 튜우브 형상의 정방형 단면을 가진 포장 용기 블랭크 형태의 포장용기를 포장기에 공급한다. 블랭크는 열가소성 플라스틱으로 된 최소한 하나의 외층을 가진 포장재로 구성되어 있으며 서로 평행한 수직 주름선(33)으로 구분되어 있는 서로 측방향으로 위치한 측벽 패널(32) 4개로 구성되어 있다.
블랭크를 튜우브 형상으로 성형한 후 블랭크의 반대쪽 끝에있는 측벽 패널(32)의 자유 가장자리에다 가열 접착해서 연결된 비교적 폭이 좁은 밀봉 패널(34)이 블랭크의 한쪽 끝에 있다. 측벽 패널의 위쪽끝과 아래쪽 끝에는 근본적으로 동일한 상부 패널(35)과 바닥 패널(36)이 각각 다수 구성되어 있는데, 이들 패널에는 정방형 및 삼각형의 폭이 좁은 패널이 교대로 구성되어 있어서 이들을 이용하여 각각 상부 및 바닥 밀봉 패널(37, 38)에 의하여 액체가 누설되지 않도록 자유끝(free end)을 함께 밀봉하는 소위 박공(gable) 상단 밀봉부를 형성한다. 이 경우에 있어서, 포장 용기의 양단에 두 개의 밀봉 핀(sealing fin)(39, 40)이 형성된다. 이들 핀중에서 가장 아래쪽의 것은 바닥 패널(36)을 형성하는 박공 상부를 동시에 압착하여 아래쪽으로 접음으로써 포장용기는 평면 상태의 바닥을 가지게 된다. 포장 용기 블랭크를 본 발명에 의한 포장기로 단계적으로 재성형하는데, 여기에 관해서 구체적으로 설명한다.
본 발명에 의한 포장기가 제8a도에 나온 예비 성형된 포장 용기 블랭크로부터 제8c도에 나온 충전, 밀봉된 포장 용기의 제조를 위해 작동중에 있으면 앞서 나온 바 있는 매거진(15)에 들어 있던 납작한 포장 용기 블랭크가 공급휠(12)에 바로 인접하여 있는 매거진(15)의 배출구 끝에서 배출됨으로써 포장기의 왼쪽으로부터 공급된다(제3도, 제5도). 위에 나온 유럽 특허 출원 제90311570.7호에 상세히 기재되어 있는 바와 같이 공급휠(12)에는 다수의 그립핑 아암(gripping arm)이 있어서, 공급휠(12)이 시계방향의 역방향으로 회전할 때 그립(grip)은 납작한 포장 용기 블랭크 하나를 물어 매거진으로부터 빼낸다. 공급휠(12)의 아암(arm)을 이용하여 포장용기 블랭크 하나씩을 일시에 접어 올리면 공급휠(12)이 올려진 상태에서 반회전함으로써 블랭크는 공급 컨베이어(8)의 개시 말단에 도달하여 각각의 포장 용기 블랭크가 공급 컨베이어(8)의 두 개의 캐리어 사이에 들어가게 된다. 제3도에 명확히 나와 있는 바와 같이 공급휠(12)은 휠(9) 주위를 이동하는 공급 컨베이어(8)의 캐리어에 바로 인접해 있기 때문에 공급 컨베이어(8)의 캐리어는 개방 상태에 있게 되면 결국 캐리어 사이에 포장 용기 블랭크가 하나씩 아주 쉽사리 들어가게 된다. 공급 컨베이어(8)에 있는 포장 용기 블랭크가 개방 상태의 캐리어 사이에 있는 격실로부터 이탈되지 않도록 하기 위해서 종래의 방식으로 공급 컨베이어의 이동 경로를 따라 연장되는 다수의 가이드(guide)가 구성되어 있다.
본 발명에 의한 포장기의 실시예에 있어서, 공급휠(12)은 휠 주변에 약 250°이내의 각도로 위치한 6개의 캐리어를 가지고 있다. 따라서, 공급 휠(12)이 계속 회전하면서 포장 용기 블랭크 6개씩을 일군으로 하여 공급컨베이어(8)의 캐리어 사이에 서로 연속하여 형성된 6개의 격실에다 간헐적으로 이동시킨다. 작동중에 공급 컨베이어(8)도 시계방향으로 이동하므로 공급 컨베이어(8)의 이동이 공급휠(12)의 이동과 동기화되어, 결국 공급 컨베이어는 포장 용기 블랭크가 이동함과 동시에 이동하게 된다. 공급횔(12)이 그 다음 공급 위치로 회전하면 공급 컨베이어(8)는 이에 따라 정지하였다가 다시 신속히 이동하여 그 다음의 일군의 포장 용기 블랭크 6개를 수용할 준비를 한다. 공급 컨베이어는 어떤 가속 및 지연 이동거리를 가져야 하기 때문에 각 격실군 사이에 빈 격실 하나를 가진 상이한 군이 있게 된다.
공급 컨베이어(8)가 시계방향으로 간헐적으로 이동하면 공급된 일군의 포장용기 블랭크들이 메인 컨베이어(2)의 오른쪽 부분, 즉 첫 번째 부분(제3도, 제5도) 바로 아래에서 이와 평행하게 이동하는 공급 컨베이어의 이동 경로의 격실부분에다 공급된다. 또한, 메인 컨베이어(2)는 간헐적으로 이동하는데, 각각의 이동거리는 일군의 포장 용기 블랭크들의 길이와 가속 및 지연을 위한 인접한 빈 격실의 길이를 합친 거리에 상응한다. 다음에 설명하는 바와 같이 컨베이어의 각 격실은 나머지 메인 컨베이어(2)의 위치에서 각각의 작업대에서의 작업 위치와 일치하게 되고, 나머지 메인 컨베이어(2)의 위치는 나머지 공급 컨베이어(8)의 위치와 일치하게 되기 때문에 일군의 포장 용기들에 대한 컨베이어의 격실은 서로간에 일치되어, 결국은 컨베이어가 이동하지 않고 있을 때는 공급 컨베이어(8)로부터 메인 컨베이어(2)까지 수직 상방향으로 이동함으로써 포장 용기를 원만하게 이동시킬 수가 있다. 이러한 상황은 작업대(16)에서 진행된다.
공급 컨베이어가 일군의 포장 용기 블랭크들을 작업대(16)에다 이동시키고 나면 이동부(16)는 이동 브리지(20)와 더불어 먼저 작동함으로써 이동 브리지(20)의 V자형 상승장치(19)가 공급 컨베이어(8)의 각각의 격실속에서 각각 상승한다. 이 경우에 있어서, 상승장치(19)는 튜우브 형상의 포장 용기 블랭크의 아래쪽 부분과 접하게 되어 상승장치(19)의 V자형 가장자리는 삼각형 패널 형태의 바닥 패널(36) 및 약간 정도의 수직 주름선이 있고 포장 용기 블랭크 가장자리에 위치한 바닥 밀봉 패널(38)과 접한다. 이러한 구성의 결과로서 공급 컨베이어(8)로부터 메인 컨베이어(2) 쪽으로 포장 용기 블랭크의 바닥 패널(36)의 수직 이동시에 어떠한 예비 성형이 된다. 따라서, 접혀지지 아니한 바닥의 메인 패널(36')이 서로 마주보는 방향으로 변형된다. 그러나, 이와 같은 것은 공지된 포장 용기 제조 방법이므로 여기서 구체적인 설명을 생략한다.
포장 용기 블랭크가 그 끝까지 수직 이동하면 포장 용기 블랭크의 상부 패널 (35)은 포장 용기 블랭크와 접하는 부분이 아래방향으로 향하는 V자형 리세스를 가진 수직 이동하는 예비 성형 장치(41)의 작용을 받아 상기 패널(35)의 삼각형의 상부 패널은 서로 경사진 상부 메인 패널(35')로 예비 성형된다. 바닥 패널과 상부 패널의 예비 성형후 상승장치(19) [예비 성형 장치 (41)도 포함]는 메인 컨베이어(2)의 상부 영역과 공급 컨베이어의 하부 영역으로부터 각각 떨어진 비작동 위치로 복귀하게 되며, 이 경우에 있어서 컨베이어와 포장 용기 블랭크는 자유롭게 이동하게 된다.
작업대(16)의 일군의 포장 용기 블랭크가 공급 컨베이어(8)로부터 메인 컨베이어의 캐리어(4) 사이의 각각 대응한 격실까지 완전히 이동하고 나면 동일한 위치에 있게 되고, 포장 용기 블랭크의 하부의 수평 바닥 밀봉 패널(38)은 캐리어의 말단 가장자리밖에 위치하게 되어 순차로 밀봉 조오(21)와 반대쪽 조오(22)의 가공면과 정합하게 된다. 이렇게 되면 바닥 밀봉부(16')가 작용하게 되어 밀봉 조오(21)와 반대쪽 조오(22)는 서로간에 대하여 마주보는 방향으로 평행 이동함으로써 가공면은 포장 용기 블랭크의 밀봉 패널(38)과 접하여 이들을 동시에 초음파 밀봉하면서 서로 접합시킨다. 삼각형 바닥 패널(앞서 나온 예비 성형시 안쪽으로 접혀졌음)은 서로 경사진 바닥 메인 패널(36') 사이의 안쪽으로 접혀진 서로 마주보는 위치에서 예비 밀봉되어 제8b도의 포장 용기 블랭크의 아래쪽 끝에 나와 있는 바와 같이 박공 상부같은 바닥 형상을 취하게 된다. 완전히 밀봉한 후에는 밀봉 조오(21)와 반대쪽 조오(22)는 제3도에 나온 비작동 위치로 복귀한다. 이렇게 되면 메인 컨베이어(2)는 액체 누설이 없는 바닥 밀봉이 된 포장 용기 블랭크를 그 다음 작업대로 이동시킨다.
메인 컨베이어의 이동방향에서 본 그 다음 작업대는 두 개의 충전 및 상부 밀봉 작업대(17, 18)인데, 이들은 앞서 나온 바와 같이 서로 동일하다. 두 개의 작업대(17, 18) 직각은 작업대(16)에서 보내진 일군의 포장 용기들의 절반을 처리하는데, 즉 본 실시예에서는 일군에 포함된 6개의 포장 용기들을 다시 두 개의 군으로 나누어 이동방향에서 본 첫 번째 군의 세 개의 포장 용기는 충전 및 상부 밀봉 작업대(18)로 보내지는 반면, 나머지 세 개의 포장 용기는 충전 및 상부 밀봉 작업대(17)로 보내어진다. 물론 이러한 공정은 메인 컨베이어(2)의 동일한 이동시에 발생하지 않지만 순차로 공급된 다수의 포장 용기군들은 메인 컨베이어(2)의 이동 경로쪽으로 간헐적으로 항상 이동하게 된다. 메인 컨베이어(2)에 의하여 충전 및 상부 밀봉 작업대(17) [또는 작업대(18)]에 도달하는 세 개의 포장 용기는 컨베이어(2)가 계량 펌프(30)의 충전기 파이프(29) 바로 아래에서 정지하면 파이프(29) 바로 아래에 도달하고, 상승장치(도면에 없음)에 의하여 세 개의 포장 용기가 수직 상방향으로 이동하여 상부 개방끝이 충전기 파이프 주위를 포위한 다음 충전이 시작됨으로써 충전기 파이프(29)의 하부끝을 통해 일정량의 계량된 내용물이 흘러 나와 포장 용기속으로 들어가며, 이와 동시에 이들은 충전 사이클과 동일한 속도로 다시 하강하므로 불필요하게 엎질러지거나 밖으로 흘러 나가는 일이 없고 거품도 발생하지 않는다. 충전기 파이프 주위에 포장 용기를 이동시킨 후 충전 사이클과 동일한 속도로 하강시키는 방법은 그 자체 공지이고 여러 가지 종류의 포장기에서 채용되고 있다.
충전 사이클이 끝나면 세 개의 포장 용기는 T자형 캐리어(4)에 의하여 형성된 메인 컨베이어(2)의 리세스속으로 다시 들어가는데, 보다 정확히 말하자면 포장 용기의 상부 패널(35)이 컨베이어(2)의 상부 가장자리위로 연장되는 수직 위치로 이동하게 된다. 이 위치에서 소요량까지 충전된 포장 용기의 위쪽 끝을 밀봉함과 동시에 상부 패널을 접는다. 이러한 밀봉처리는 충전 및 상부 밀봉 작업대에 위치한 밀봉 조오 및 반대쪽 조오(25, 26)가 구동 모우터(28)에 의하여 서로 마주보면서 평행하게 이동함으로써 상부 메인 패널(35') 두 개를 삼각형의 안쪽으로 접혀진 패널의 양쪽으로 서로간에 대하여 짜부러지게 한 다음, 밀봉 조오(25)의 가공면이 반대쪽 조오(26)와 더불어 상부 패널(35)의 상부 밀봉 패널(37)과 차례로 접하도록하여 이 패널을 초음파 밀봉 처리함으로써 액체 누설이 없는 상부 밀봉부를 형성하도록 하면서 실행된다. 이어서, 밀봉 조오(25)와 반대쪽 조오(26)는 평행 이동하여 서로간에 떨어져서 예컨대 제4도에 있는 바와 같은 나머지 위치로 돌아온다. 메인 컨베이어(2)가 간헐적으로 이동하면 소요의 양만큼의 내용물이 충전되어 완전히 밀봉된 포장 용기를 제2차 충전 및 상부 밀봉 작업대(18) 뒤에 있는 영역으로 이송한다. 포장 용기의 바닥 끝에 돌출해 있는 바닥 밀봉 핀(fin)(40)의 최종적인 접기 처리를 하여 포장물의 바닥 형상을 제8b도의 것으로부터 제8c도에 있는 완전히 평평한 바닥으로 변화시키기 위해 메인 컨베이어(2)의 이동시에 핀(40)을 메인 컨베이어의 길이 방향에 대한 각도로 이동하는 가이드와 접하도록 하는데, 이 가이드는 메인 컨베이어의 바로 아래에 위치하여 밀봉 핀(40)에 점차로 작용함으로써 밀봉 핀을 한쪽으로 접어 제친다. 이어서, 추가의 가이드 또는 왕복식 가압 및 밀봉장치(41)를 사용하여 박공 상부 형상의 바닥부를 가열 밀봉함으로써 상이한 부분이 소요의 평판상태로 함께 접착된 평판상 바닥부 형태로 재성형한다. 그 다음에는 포장 용기 완제품을 배출장치(42)에 의하면 메인 컨베이어의 격실로부터 분리하는데, 이 배출장치(42)는 포장 용기 상부에 작용하는 공기 압축식 또는 전기식으로 구동되는 장치에 의해 포장 용기를 축방향 아래쪽으로 이동시켜 엔들리스 컨베이어 벨트(43)위에서 똑바로 선채로 이동시킨다.
작업 및 가공대 각각(관련된 전원 또는 공기 압축원 포함)은 독립된 모듀울을 형성하므로 그 수와 기능을 광범위하게 달리할 수도 있다. 이렇게 함으로써 컨베이어의 두 부분을 효율적으로 이용할 수 있는 콤팩트한 포장기가 된다. 물론, 상이한 곳에 공급 컨베이어와 메인 컨베이어로 구분하여 설치하여도 콤팩트하게 된다. 충전기 및 밀봉 작업대를 포함한 두 개의 작업대(17, 18)의 디자인과 구조도 포장 용기의 상부가 충전 작업후에 즉시 액체 누설이 없도록 밀봉되기 때문에 포장기의 작업 속도를 증가시키게 된다.
종래의 포장기에 있어서 충전 작업과 밀봉 작업은 각 작업대 사이의 수평 이동 거리를 두고 독립된 작업대에서 하고 있고, 포장 용기의 내용물을 엎질르지 않도록 하기 위해서 이 거리를 느리면서도 균일한 속도로 포장 용기를 이동시켜야만 하였다. 위에서 설명한 포장 용기는 해당되는 포장기에서의 성형, 충전 및 밀봉 작업에 적합하지만 기타 종류의 용기를 제조할 수도 있는 것은 물론이다. 포장기를 모듀울식 시스템으로 함으로써, 예를 들자면 상부 밀봉 또는 바닥 밀봉을 여러 가지 상이한 방법으로 쉽사리 실시할 수 있다. 예를 들자면 블랭크의 한쪽끝 또는 양쪽 끝을 각각 상부 패널과 바닥 패널로 하는 대신 임의의 구조 또는 형상의 바닥과 상부를 별도로 가공하여 구성하여도 좋은데, 예컨대 내용물을 부을 수 있는 주둥이와 다시 닫을 수 있는 구조를 한 조립식 상부를 별도로 만들어 포장용기에 부착 가공하여도 좋다.
본 발명은 위에 나온 설명과 도면에 도시된 바에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 취지와 특허청구의 범위에서 벗어나지 않는 한 여러 가지 변경을 가할 수도 있다.

Claims (10)

  1. 엔들리스 수평컨베이어와 이 컨베이어를 따라 배치된 두 개 이상의 작업대를 포함하는 충전 및 밀봉된 포장용기 제조용 포장기에서, 상기 작업대(16, 17, 18)는 교체 가능한 기계모듀울 형태이며 상기 각각은 결합된 모터(24, 28) 수단에 의하여 구동 가능하는데 여러 모듀울의 모터들은 공통제어유닛으로 제어되는 충전 및 밀봉된 포장용기 제조용 포장기에 있어서, 상기 엔들리스컨베이어(2)는 메인컨베이어를 구성하고, 바로 밑에서 공급 컨베이어(8)는 부분적으로 평행하게 연장되어 있으며 결합된 이동 및 바닥 밀봉 작업대(16)는 컨베이어(2, 8)의 서로 평행한 부분에 위치하여 컨베이어 사이에서 포장용기 블랭크를 이동시키면서 포장용기 블랭크를 충전 및 상부 밀봉하는 작업대(17, 18)에 도달하기전에 포장용기 블랭크를 끝 부분 밀봉을 하는 것을 특징으로 하는 충전 및 밀봉된 포장용기 제조용 포장기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨베이어(2)는 상기 이동 및 바닥 밀봉 작업대가 이 컨베이어(2)를 따라 동시에 설치되어 일군의 포장 용기 블랭크들을 가공하는 첫 번째 부분을 가지며, 상기 충전 및 상부 밀봉 작업대(17)는 동일한 컨베이어의 부분을 따라 설치되어 상기 군에 포함된 포장 용기들의 일부를 충전하고 밀봉하며, 포장기에는 상기 컨베이어(2)의 두 번째 부분을 따라 상기 군에 포함된 나머지 포장 용기 블랭크들을 충전하고 밀봉하는 재충전 및 상부 밀봉 2작업대(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장기.
  3. 제2항에 있어서, 두 개의 충전 및 상부 밀봉 작업대(17, 18) 각각의 포장용기 처리수가 나머지 작업대의 포장용기 처리수의 절반인 것을 특징으로 하는 포장기.
  4. 제1항, 또는 제2항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1작업대(16)의 이동부분에는 포장 용기 블랭크의 한쪽 끝에 대해 동시 성형 작용을 하면서 공급 컨베이어(8)로부터 메인 컨베이어(2)쪽으로 상기 블랭크를 이동시키도록 배치된 왕복식의 상승장치(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장기.
  5. 제4항에 있어서, 메인 컨베이어(2)와 공급 컨베이어(8)에는 다수의 격실들이 각각 구성되어 있음을 특징으로 하는 포장기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1작업대(16)의 바닥밀봉부가 컨베이어(2, 8)의 평행부분 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 포장기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1작업대(16)의 바닥 밀봉부가 메인 컨베이어(2)의 바로 밑에 위치하여 설치되어 메인 컨베이어(2)의 각 격실 바깥쪽으로 연장되는 포장 용기 블랭크의 끝 부분을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 포장기.
  8. 제6항에 있어서, 제2작업대(17, 18)가 컨베이어(2) 위쪽에 위치하여 설치되어 포장 용기에 내용물이 충전된 후 포장 용기 블랭크의 반대쪽 끝을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 포장기.
  9. 제8항에 있어서, 제2작업대(17, 18)의 밀봉 및 충전부가 컨베이어(2)를 따라 동일한 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 포장기.
  10. 제9항에 있어서, 제2작업대(17, 18)의 충전부는 포장 용기 밀봉부 장치 위쪽에 위치하는 충전기파이프(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장기.
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