KR100496238B1 - 골판지 권취기 및 권취방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골판지에 접착제를 바르고 권취하기까지 자동으로 공정이 이루어질 수 있고, 다양한 직경의 두루마리 지관을 제작할 수 있는 골판지 권취기를 제공하는 것으로, 이에 따른 골판지 권취장치는 골판지에 접착제를 도포하는 호부장치, 상기 골판지를 인도하는 피딩장치, 상기 인도된 골판지를 원하는 직경의 골판지 두루마리 지관으로 권취할 수 있도록 구성된 권취장치, 및 상기 권취장치에 의해 상기 골판지가 상기 골판지 두루마리 지관으로 완전히 권취되면 상기 골판지를 폭 방향으로 커팅하는 커팅장치를 포함한다.

Description

골판지 권취기 및 권취방법{WINDER OF CORRUGATED PAPER AND WINDING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 골판지 권취기 및 권취방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 포장 완충재용 골판지 두루마리 지관을 제작하기 위한 골판지 권취기 및 권취방법에 관한 것이다.

일반적으로 포장 완충재는 제품이 완성된 뒤 물품의 이동이나 보관시 제품에 가해질 수 있는 외부의 충격이나 습기 등의 기후변화로부터 제품을 보호하기 위해 사용된다.

포장 완충재는 가벼워야 하며 가공성 및 완충성이 뛰어나야 운반하고자 하는 물품을 잘 보호할 수 있게 된다. 따라서 최근에 많이 사용하고 있는 것은 저중량이면서 가공성과 완충성이 뛰어난 스티로폼을 제품 포장에 많이 사용하고 있다.

또한 포장 완충재로 복수개의 공기층이 밀접하게 형성된 발포성 비닐포장지가 사용되고 있으며, 이 비닐포장지는 해당 제품을 감싸서 외부로부터의 충격이나 습기로부터 제품을 보호하고 있다.

그러나, 상기 각 포장 완충재는 자연상태로는 잘 분해가 되지 않는 물질로 되어 있기 때문에 최근 들어 점차 관심이 높아지고 있는 추세에서 비환경친화적인 성질로 인하여 각국으로부터 생산 및 사용의 축소를 권고 받고 있는 것이 현실이며, 따라서 상술한 포장 완충재를 대체할 새로운 포장재가 절실히 요구되고 있다.

즉, 상술한 포장 완충재는 합성수지 고유의 특성으로 폐기처리 및 재활용이 곤란하고 제조와 성형단가가 높다는 문제점을 수반하고 있음으로 골판지를 이용한 포장 완충재가 합성수지제 포장 완충재의 문제점을 효율적으로 대체할 방안으로 활용되고 있다.

골판지의 구조는 지(紙)질의 상/하 베이스 시트 사이에 사인 혹은 비-사인형으로 굴곡된 골심지가 내삽되어 일체화된 판지로서 전체적으로 매우 가볍고, 소정의 완충기능을 포함하면서도 환경친화적이며 사용후 재활용이 가능하다는 잇점을 포함하고 있어 상기 합성수지 포장재를 대체할 유력한 방안임에 분명하다.

이러한 골판지를 구체적으로 제조하는 방법과 제조된 포장재의 일례로 국내특허출원 제2001-19672호에서는 골판지의 단일면 또는 적층 시트와 다중 적층으로 충격을 완화시키는 성질을 향상시키고, 적층 시트를 사인형이 아닌 비사인형으로 구겨지거나 또는 기울어진 형상으로 포장재의 최종제품으로 판매된 상태에서 적층 시트가 납작해질 정도로 심하게 구겨지지 않으면서 사인형 적층 시트와 같은 강도를 유지할 수 있도록 하는 골판지의 제조방법 및 골판지 포장재를 제공하고 있다.

그리고 국내특허출원 제2001-38695호에서는 원하는 제품의 특성에 따라 매우 다양한 크기와 두께 폭 그리고 형태를 자유로이 단시간내에 제조할 수 있으며, 뛰어난 완충성과 용이한 가공성으로 곡면이나 모서리 처리가 자유롭고, 외관이 미려하며, 내장된 제품의 안정성을 현저히 배가시킬 수 있도록 구성이 개시되어 있다.

또한 국내특허출원 제1994-28178호에서는 일정한 강도를 보유하는 판지의 표면에 길이방향으로 절개홈을 반복되게 절개한 후 이들 절개부가 상하 방향에 대하여 일정한 높이로 돌출되도록 절곡 가공하고 그 표면에는 형태고정 및 소프트한 표면을 유지시킬 수 있도록 표면 보호용 시이트를 합지하여 고강도의 완충패드를 얻은 다음, 이같은 완충패드를 다시 로울상태로 권취하고, 이들 소정의 형태로 가공하여 줌으로서 포장물에 가해지는 외부로부터의 충격을 효과적으로 흡수함과 동시에 포장된 내용물을 보다 안전하게 보존할 수 있는 완충효과가 증대된 고강도의 충격흡수재 성형장치 및 그 방법을 개시하고 있다.

그러나 상기와 같은 골판지를 두루마리 지관으로 제작하는 방식들은 첫 번째와 두 번째에 개시된 내용은 수동으로 골판지 두루마리 지관을 만들고, 만든 두루마리 지관을 성형하여 포장 완충재를 제작하는 것으로 골판지에서부터 두루마리 지관을 제작하기까지 수작업을 이용하여 제작하기 때문에 작업속도가 더디고 작업자의 작업공수가 많이 소요되는 문제점을 안고 있다.

그리고 세 번째 개시된 발명은 다양한 직경의 골판지 두루마리 지관을 제작하는데 효과적으로 대응하지 못하고 각 직경에 맞는 맨드릴을 바꿔 끼워야만 다른 직경의 두루마리 지관을 제작할 수 있어 불편함이 있게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 골판지에 접착제를 바르고 권취하기까지 자동으로 공정이 이루어질 수 있는 골판지 권취기를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명은 다양한 직경의 두루마리 지관을 제작할 수 있는 골판지 권취기를 제공하는 데 있다.

아울러, 본 발명은 골판지에 접착제를 바르고 권취하기까지 자동으로 공정이 이루어질 수 있는 골판지 권취방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 다양한 직경의 두루마리 지관을 제작할 수 있는 골판지 권취방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 골판지 권취장치는 골판지에 접착제를 도포하는 호부장치, 상기 골판지를 인도하는 피딩장치, 상기 인도된 골판지를 원하는 직경의 골판지 두루마리 지관으로 권취할 수 있도록 구성된 권취장치, 및 상기 권취장치에 의해 상기 골판지가 상기 골판지 두루마리 지관으로 완전히 권취되면 상기 골판지를 폭 방향으로 커팅하는 커팅장치를 포함한다.

그리고 본 발명의 골판지 권취방법은, 접착제가 도포된 골판지를 권취하여 두루마리 지관으로 제작하는 권취방법에 있어서, 상기 골판지의 권취 전에 상기 골판지의 권취회수를 설정한 후, 상기 골판지가 고정되는 맨드릴의 회전회수를 상기 골판지의 권취회수를 초과하면 상기 맨드릴의 회전을 정지하여 상기 골판지를 권취하는 단계를 포함한다.

그리고, 권취된 상기 골판지의 내경에 따라 상기 맨드릴의 직경이 변화 가능할 수 있다.

또한, 상기 맨드릴의 직경을 변화할 수 있도록 하기 위해서, 상기 맨드릴의 직경을 형성하는 대향되는 두 지지바와 상기 맨드릴의 회전 중심인 회전중심축의 사이에 링크기구를 설치하고, 상기 회전중심축에서 이동 가능한 상기 링크기구에 핀 연결되는 내측 홀더와 외측 홀더를 설치하고, 상기 내측 홀더와 외측 홀더의 거리에 따라 상기 맨드릴의 직경이 달리되도록 하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 골판지 권취기를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 골판지 권취기를 개략적으로 도시한 사시도이다.

권취기는 골판지(CP)에 접착제를 도포하는 호부장치(100)와, 접착제가 도포된 골판지(CP)를 권취장치까지 인도하는 피딩장치(200)와, 원하는 직경의 골판지 두루마리 지관(P)으로 권취할 수 있도록 구성된 권취장치(300)와, 골판지 두루마리 지관(P)으로 완전히 권취되면 골판지(CP)를 폭 방향으로 커팅하는 커팅장치(400)를 포함한다.

이러한 권취기는 복수의 지지대(10a,10b) 사이에 호부장치(100), 피딩장치(200), 권취장치(300) 및 커팅장치(400)가 일체로 구성되어 일괄적인 권취작업이 이루어진다.

먼저 도 3을 참조하여 호부장치(100)에 대해 설명한다.

호부장치(100)는 골판지(CP)의 골정(flute)에 풀을 바르는 역할을 하며, 양단이 두 지지대(10a,10b)에 지지되는 작업롤(12)과 라이더롤(14) 그리고 닥터롤(16)로 구성된다. 작업롤(12)과 라이더롤(14)은 상하로 배치되고, 두 롤의 간격은 라이더롤(14)롤의 위치를 조절하는 핸들러(18)에 의해 가능하다. 이를 위하여 일측의 지지대(10a)에 핸들러(18)가 설치되고, 이 핸들러(18)의 중심축은 라이더롤(14)의 양단에 탄성 연결되며, 핸들러(18)의 회전스크류(18a)는 일측의 지지대(10a) 상측에 설치된 지지블록(20)에 나사 체결된다.

그리고 작업롤(12)과 닥터롤(16)은 수평방향으로 인접하게 배치되고, 두 롤의 회전에 따라 접착제가 롤면을 따라 타고 회전하게 된다. 이때 롤면을 따라 부착된 접착제의 양은 두 롤의 간격에 따라 조절된다.

두 롤의 간격 조절은 핸들러(18)를 이용하여 닥터롤(16)을 상하방향으로 위치 조절함으로써 가능한데, 이를 위하여 핸들러(22)에 회전스크류(22a)을 연결하고, 이 회전축의 끝단이 닥터롤(16)의 양단에 탄성 연결되도록 한다.

호부장치(100)는 그 하부에 접착제를 채운 저장통(24)이 설치되며, 이 저장통(24)은 베이스 상에 설치되는 승하강기구(26)에 의해 승하강되어 높이 조절이 가능하다.

승하강기구(26)는 복수의 지지대(10a,10b)를 가로질러 베이스(28)에 설치되는 스크류(30)와, 이 스크류(30)에 일측이 나사 체결되는 링크(32)와, 스크류(30)를 회전시키는 손잡이(34)로 구성된다.

링크(32)는 2개의 프레임을 'X'자 모양으로 핀 연결하고, 일측의 프레임(32a)을 스크류(30)에 나사체결하고, 타측의 프레임(32b)을 베이스(28) 상에 힌지 연결하는 구성이다.

이러한 승하강기구(26)는 손잡이(34)를 돌려 스크류(30)를 회전시킴으로써 링크(32)가 힌지 고정된 타측을 기준으로 일측이 스크류(30)를 따라 이동하면서 저장통(24)의 높낮이를 조절하게 된다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 피딩장치(200)는 일측의 지지대(10a) 외측면에 설치되어 유압공급라인에 의해 작동되는 랙실린더(36)와, 랙실린더(36)의 로드에 설치되고 일측면에 랙기어가 형성된 랙로드(38)와, 랙로드(38)에 치합되고 일측의 지지대(10a)에 설치되는 복수의 피니언 기어(40)와, 복수의 피니언 기어(40) 중 내측 피니언 기어(40b)에 치합되는 복수의 아암(42)과, 복수의 아암(42)의 끝단에 각각 설치되는 파지부를 포함한다.

여기서 복수의 피니언 기어(40)는 일측의 지지대(10a) 양측에 배치되고, 두 피니언 기어(40a,40b)는 축을 통해 상호 연결된다.

두 피니언 기어 중에서 일측의 지지대(10a) 외측에 위치한 외측 피니언 기어(40b)는 상기한 랙로드(38)의 랙기어에 치합되고, 일측의 지지대(10a) 내측에 위치한 내측 피니언 기어(40a)는 아암(42)에 치합된다.

아암(42)은 그 하면에 상기한 외측 피니언 기어(40b)에 치합되는 기어가 형성되고, 그 끝단에 파지부가 설치된다.

파지부는 아암(42)의 끝단에 설치되는 파지실린더(44)와, 이 파지실린더(44)의 로드 끝에 고정되는 상부파지탭(46)과, 이 상부파지탭(46)에 대응하여 상부파지탭(46)의 하부에 위치하고 아암(42)의 끝단에 고정되는 하부파지탭(48)으로 구성된다.

이러한 파지부는 파지실린더(44)의 작동에 따라 상부파지탭(46)과 하부파지탭(48)이 골판지(CP)의 전단 양 가장자리를 파지하고 랙실린더(36)의 작동에 따라 전진하여 후술하는 권취장치까지 이동하게 된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 권취장치(300)는 권취모터(50)의 작동에 따라 회전하는 회전중심축(52)과, 이 회전중심축(52)에 설치되어 맨드릴 기능하는 링크기구(54)와, 상기한 파지부에 의해 이동된 골판지(CP)를 클램프하는 클램퍼(56)와, 링크기구(54)를 작동시키는 실린더(58)로 구성된다.

여기서 회전중심축(52)은 타측의 지지대(10b)에 고정되고, 타측의 지지대(10b) 외측에 설치된 권취모터(50)의 회전축과 벨트를 통해 연결되어 권취모터(50)의 회전에 따라 회전하게 된다.

회전중심축(52)은 그 중간 부분에서 주로 이동하는 복수의 내측 홀더(60)와, 회전중심축(52)의 끝부분과 타측 지지대(10b)에 근접한 위치에서 이동하는 복수의 외측 홀더(62)가 결합된다.

그리고 회전중심축(52)은 내측 홀더(60)와 외측 홀더(62) 사이에 후술하는 링크기구의 미세 작동을 위한 실린더가 설치된다.

실린더(58)에 연결된 링크기구(54)를 도 7을 참조하여 살펴보면, 링크기구(54)는 복수의 외측 홀더(62) 각각에 핀 연결되는 다수의 제1 링크(64)와, 복수의 내측 홀더(60)에 핀 연결되는 다수의 제2 링크(66)와, 각각의 제2 링크(66) 및 각각의 제1 링크(64)에 동시에 핀 연결되는 제3 링크(68)와, 실린더(58)의 몸체가 회전중심축(52)에 힌지 고정되고 상기 제3 링크(68)와 제2 링크(66)의 연결점(이하 제1 연결점)에 실린더(58)의 피스톤 로드가 핀 연결되는 실린더(58)와, 제1 링크(64)와 제3 링크(68)의 두 연결점(이하 제2 연결점)을 잇는 다수의 지지바(70)를 포함한다.

이러한 링크기구(54)는 제2 링크(66)와 제3 링크(68)의 길이가 제1 링크 길이의 반이며, 회전중심축(52)에 힌지 고정되는 지점(이하 고정점)에서부터 내측 홀더(60)와 외측 홀더(62)에 이르는 길이가 동일하다.

따라서 상기와 같은 링크기구(54)는 권취할 골판지(CP)의 내경에 따라 다수의 지지바(70)의 위치를 결정할 때에는 도 7에 도시한 바와 같이, 고정점을 기준으로 내측 홀더(60)와 외측 홀더(62)를 회전중심축(52)에서 이동하여 위치를 조정한다.

그리고 권취가 종료된 골판지 두루마리 지관(P)을 빼낼 때에는 두루마리 지관(P)보다 작은 직경으로 다수의 지지바(70)를 이동해야 하는 데, 이때 도 8에 도시한 바와 같이 실린더(58)를 축소(또는 확장)하여 다수의 지지바(70)에 의한 직경을 줄이게 한다.

한편, 권취장치(300)는 회전중심축(52)에 클램프(56)가 설치되어 상기한 파지부에 의해 이동된 골판지(CP)를 잡게 된다.

클램프(56)는 회전중심축(52)에 고정되는 클램프실린더(72)와, 이 클램프실린더 로드의 끝에 고정된 집게탭(74)과, 집게탭(74)에 대응되고 회전중심축(52)에 고정되는 받침탭(76)으로 구성된다. 이 클램프(56)는 클램프실린더(72)의 몸체에 연결된 에어공급라인에 의해 형성된 에어압에 의해 작동하게 된다.

상술한 바와 같은 권취장치(300)가 회전할 때 회전수를 검출하거나 회전속도를 줄이기 위해서 멈춤부(78)를 설치하게 된다.

멈춤부(78)는 회전중심축(52)에 고정되는 멈춤판(80)과, 타측의 지지대(10b) 상부에 고정되고 멈춤판(80)의 상부에 배치되는 감지센서(80b)와, 멈춤판(80)의 회전을 감소시키는 브레이커(84)로 이루어진다.

여기서 멈춤판(80)에는 감지홈(80a)이 형성되어 상기한 감지센서(80b)에 대응하게 되고, 감지센서(80b)는 감지홈(80a)을 감지하여 그 신호를 주기적으로 후술하는 제어부로 보내게 된다.

브레이커(84)는 타측의 지지대(10b)에 고정되는 멈춤실린더(84a)와, 이 멈춤실린더(84a)에 고정된 브레이크 패드(84b)로 이루어진다.

전술한 권취장치(300)를 이용한 골판지(CP)의 권취가 종료되면 커팅이 이루어져야 한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 커팅장치(400)는 복수의 지지대(40) 상단에 설치된 케이스(86)와, 이 케이스(86)의 내부에 설치된 이동레일(88)과, 모터(90)의 작동에 따라 이동레일(88)에서 왕복이동하는 커터(92)와, 커터(92)의 하부에 위치하고 상기 복수의 지지대(40)에 양단이 고정되는 커터 가이드(94)로 구성된다.

여기서 케이스(40)의 내부에는 모터의 작동에 따라 벨트를 회동시키기 위해서 케이스의 양측에 구동풀리(96a)와 종동풀리(96b)를 설치하는 데, 구동풀리(96a)는 모터(90)의 회전축에 연결된다.

이 구성에 의해 회동하는 벨트의 움직임에 따라 이동레일(88)에서 커터(92)가 이동해야 하므로 커터가 설치된 이동수직바는 상기 벨트에 고정되고 이동레일(88)에 지지되도록 설치된다.

커터(92)의 커터날은 커터 가이드(94)에 횡방향으로 형성된 커터홈에 삽입된 채로 이동하게 된다.

이러한 커터날의 좌우측 이동을 제한하기 위해서 이동수직바에 감지탭(92a)을 설치하고, 복수의 지지대 각각에 근접센서(98a,98b)를 설치하여 감지탭(92a)과 대응되도록 한다.

상술한 바와 같은 호부장치(100), 피딩장치(200), 권취장치(300) 및 커팅장치(400)는 제어부에 연결되어 제어부(500)에 의해 조정이 이루어진다.

제어부(500)는 전술한 모든 실린더에 작동을 위해 연결된 유압공급라인에 제어밸브를 설치하고, 그 제어밸브를 제어함으로써 실린더의 작동유무를 결정하게 된다. 그리고 모터와 그밖의 센서들과도 연결되어 전달된 입력 신호에 따라 모터의 작동과 멈춤이 가능하도록 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 골판지 권취기는 다음과 같은 작용을 나타낸다.

먼저 호부장치(100)를 통해 골판지(CP)에 접착제가 도포된다. 이를 설명하면, 작업롤(12)과 라이더롤(14) 그리고 닥터롤(16)이 회전하고, 골판지(CP)는 작업롤(12)과 라이더롤(14) 사이로 진입하게 된다.

이때 작업롤(12)의 표면을 타고 저장통(24)에 채워진 접착제가 골판지(CP) 쪽을 향하게 되고, 접착제는 작업롤(12)과 닥터롤(16) 사이의 간격에 따라 작업롤(12)의 표면에 부착되어 회전되는 양이 결정된다.

골정에 접착제가 도포된 골판지(CP)는 작업롤(12)과 라이더롤(14)을 통과하고, 통과된 골판지(CP)는 상부로 인출되어 접착제가 도포된 면이 상부를 향하게 된다.

이러한 골판지(CP)는 일시 정지한 상태에서 피딩장치(200)에 의해 권취장치(300)를 향하게 되는 데, 이때 랙실린더(36)의 랙로드(38)는 최대로 확장된 상태를 유지하고 있고, 아암은 랙로드(38)의 위치에 의해 호부장치(100) 쪽으로 최대한 후진된 상태이다.

이 상태에서 파지실린더(44)가 작동하여 상부파지탭(46)과 하부파지탭(48)이 골판지(CP)의 전단 양 가장자리를 파지하게 된다.

파지된 상태에서 랙실린더(36)의 축소 작동에 따라 랙로드(38)가 축소하면 외측 피니언 기어(40b)와 내측 피니언 기어(40a)가 동시에 회전하게 되고, 후진해 있던 아암(42)이 전진하게 된다.

아암(42)이 권취장치(300)까지 전진하고 멈추면, 클램프실린더(72)의 축소작동에 따라 집게탭(74)과 받침탭(76)이 파지부에 이어 골판지(CP)를 파지하게 된다. 그리고 랙실린더(36)의 확장 작동에 따라 아암은 다시 후진하게 된다

클램프(56)가 골판지(CP)를 파지한 상태에서 권취모터(50)가 작동하여 회전중심축(52)을 회전시키면 권취가 시작되는 데, 이때 정해진 두루마리 지관(P)의 내경에 맞게 다수의 지지바(70)에 의한 내경을 결정하기 위해서 내측 홀더(60)와 외측 홀더(62)를 회전중심축(52)에서 적당하게 이동하여 다수의 지지바 위치를 조정하고, 다시 회전중심축(52)에 내측 홀더(60)와 외측 홀더(62)를 고정한다.

이 상태에서 회전중심축(52)의 회전이 진행되어 권취를 시작하고, 권취가 진행되는 동안 멈춤판(80)의 감지홈(80a)을 감지한 감지센서(80b)의 신호는 제어부(500)로 전달되며, 제어부(500)에서는 회전중심축(52)의 회전수를 파악하여 두루마리 지관(P)의 권취 두께를 제어하게 된다.

권취가 종료되어 권취모터(50)의 작동을 멈춘다. 그리고 브레이커(84)의 멈춤실린더(84a)를 확장하여 브레이크 패드(84b)가 멈춤판(80)의 외측면에 접촉되어 마찰을 발생시킴으로써 멈춤판(80)을 정지시킨다. 이에 따라 회전중심축(52)도 정지하게 된다.

회전중심축(52)이 정지하면, 커팅장치(400)의 모터(90)를 작동하여 감지탭(92a)이 타측의 근접센서(98b)에 감지될 때까지 이동하여 골판지(CP)를 절단한다.

골판지(CP)가 절단되면, 2차로 회전중심축(52)을 회전시켜 골판지(CP)의 커팅이 종료되면 커팅된 골판지(CP)의 후단부는 아직 권취되지 않은 상태이므로 2차 권취를 실시하여 골판지(CP)의 후단부가 두루마리 지관에 마저 부착되도록 한다. 2차 권취시 회전되고 있는 회전중심축(52)은 전술한 브레이커(84)를 이용하여 정지시킨다.

그리고 나서, 실린더(58)를 축소하여 고정점과 제1 연결점 및 제2 연결점을 중심으로 모든 링크(64,66,68)와 다수의 지지바(70)가 미세하게 회동하면서 두루마리 지관(P)의 내경보다 다수의 지지바(70)에 의한 직경이 작게 되도록 하여 다수의 지지바(70)에서 권취된 두루마리 지관(P)이 용이하게 빠질 수 있도록 한다.

두루마리 지관(P)을 빼낸 후에는 다시 전술한 과정을 반복하여 두루마리 지관(P)을 제조하게 된다.

도 10은 본 발명에 따른 골판지 권취과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명에 따른 골판지 권취방법은 골판지에 접착제를 도포하고, 접착제가 도포된 골판지를 피딩하고, 피딩된 골판지를 권취할 두루마리 지관의 내경에 맞게 맨드릴의 내경을 조정한 후 설정된 권취회수를 초과할 때까기만 권취하고, 두루마리 지관으로 권취되면 골판지를 커팅하고, 다음 두루마리 지관을 재권취하는 과정으로 이루어진다.

이러한 과정을 단계별로 설명하면서 도 2 및 도 3을 참조하여 관련된 권취기의 구성요소를 부가적으로 설명한다.

먼저 골판지에 접착제를 도포하는 단계(510)는, 평평한 상태로 이송되는 골판지에 접착제를 도포하는 단계로서, 흔히 골판지는 시트의 일측면에 코러게이트 형상으로 시트가 부착되고 접착제를 코러게이트의 골정에 도포하게 된다.

이러한 접착제 도포작업 시 작업롤(12)과 라이더롤(14)의 간격과, 작업롤(12)과 닥터롤(16)의 간격은 핸들러(18,22)에 의해 조절이 가능하다. 여기서 작업롤(12)과 라이더롤(14)의 간격은 골판지(CP)의 두께에 따라 조절을 해야 하며, 작업롤(12)과 닥터롤(16)의 간격은 골정에 도포되는 접착제의 양에 따라 달리된다.

작업롤(12)과 닥터롤(16)의 간격이 다름으로 해서 작업롤(12)이 회전할 때 작업롤(12)의 표면을 따라 회전하게 되는 접착제는 닥터롤(16)과 작업롤(12)의 간격에 의해 그 양이 한정되고, 한정된 접착제가 골판지(CP)의 골정에 도포되는 것이다.

다음으로, 접착제가 도포된 골판지를 피딩하는 단계(520)는, 접착제가 도포된 골판지(CP)를 권취가 진행되는 권취장치까지 골판지를 피딩하게 위한 작업이 진행된다.

피딩작업은 통상 호부장치와 일체로 설치된 권취기에서 이루어지며, 이러한 피딩작업을 위해 설치된 피딩장치는 일측의 지지대(10a) 외측면에 설치된 랙실린더(36)의 로드를 확장하고 축소함에 따라 랙로드(38)에 형성된 기어와 치합 연결된 아암(42)이 전후측으로 이동하면서 골판지를 피딩하게 된다.

골판지의 피딩은 파지부에 의해 실시되는 데, 파지부는 파지실린더(44)의 작동에 따라 상부파지탭(46)과 하부파지탭(48)이 골판지(CP)의 전단 양 가장자리를 파지하고 랙실린더(36)의 작동에 따라 전진하여 후술하는 권취장치까지 이동하게 된다.

다음으로, 피딩된 골판지를 권취하는 단계(530)는 피딩된 골판지를 맨드릴에 고정한 상태에서 회전하여 권취하게 되는 데, 본 발명의 특징에 따라 설정된 권취회수를 초과하자마자 맨드릴의 회전을 정지하여 정해진 권취회수에 맞게 권취가 이루어진 두루마지 지관을 얻도록 한다.

이때 맨드릴의 직경은 본 발명의 다른 특징에 따라 별도의 맨드릴을 구비하지 않고서도 조정이 가능하며, 이러한 작업이 가능하도록 하는 권취장치는 권취모터(50)의 작동에 따라 회전하는 회전중심축(52)에 설치되어 맨드릴 기능을 하는 링크기구(54)와, 회전중심축(52)에 설치되어 상기한 파지부에 의해 이동된 골판지(CP)를 클램프하는 클램퍼(56)와, 회전중심축(52)에 설치되는 링크기구(54)를 작동시키는 실린더(58)에 의해 진행된다.

상술한 바와 같은 권취장치(300)가 회전할 때 회전수를 검출하거나 회전속도를 줄이는 것은 멈춤부(78)에 의해 실시된다.

이와 같은 권취장치는 이용하여 전 단계에서 피딩된 골판지를 권취하게 되며, 감지홈(80a)을 감지센서(82)로 감지하여 회전중심축(52)의 회전속도와 회전수를 검출함으로써 골판지의 권취회수를 설정한 회수에 대응하도록 회전을 제어할 수 있게 된다.

다음으로, 두루마리 지관으로 권취가 종료된 골판지를 커팅하는 단계(540)는, 골판지가 두루마리 지관으로 권취된 상태로 브레이커(84)에 의해 맨드릴이 정지하면 커터가 골판지의 일측에서 타측으로 이동하면서 골판지를 커팅하게 된다.

마지막으로, 골판지를 2차로 권취하는 단계(550)는, 골판지의 커팅이 종료되면 커팅된 골판지의 후단부는 아직 권취되지 않은 상태이므로 2차 권취를 실시하여 골판지의 후단부가 두루마리 지관에 마저 부착되도록 한다.

상술한 바와 같은 단계들이 진행되기 위해서는 호부장치(100), 피딩장치(200), 권취장치(300) 및 커팅장치(400)에 연결되는 제어부(500)가 구비되고, 제어부는 전술한 모든 장치들의 작동을 제어한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 골판지에 접착제를 바르고 권취하기까지 자동으로 공정이 이루어지게 되어 두루마리 지관을 제작하는 시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시키게 된다.

또한 별도의 맨드릴을 교체하지 않고 내측 홀더와 외측 홀더의 위치를 변경하는 것만으로도 다양한 내경을 가진 두루마리 지관을 제작할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 골판지 권취기를 도시한 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 골판지 권취기를 개략적으로 도시한 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 골판지 권취기의 호부장치를 도시한 측면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 골판지 권취기의 피딩장치를 도시한 사시도이고,

도 5는 피딩장치의 작동을 설명하기 위해 도시한 측면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 골판지 권취기의 권취장치를 도시한 사시도이고,

도 7은 권취장치의 링크기구를 설명하기 위해 도시한 정면도이고,

도 8은 링크기구의 미세 작동을 설명하기 위해 도시한 개념도이고,

도 9는 본 발명에 따른 골판지 권취기의 커팅장치를 도시한 정면도이고,

도 10은 본 발명에 따른 골판지 권취과정을 도시한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 호부장치 200 : 피딩장치

300 : 권취장치 400 : 커팅장치

500 : 제어부

Claims (24)

1. 골판지에 접착제를 도포하는 호부장치;

   상기 골판지를 인도하는 피딩장치;

   상기 인도된 골판지를 원하는 직경의 골판지 두루마리 지관으로 권취할 수 있도록 구성된 권취장치; 및

   상기 권취장치에 의해 상기 골판지가 상기 골판지 두루마리 지관으로 완전히 권취되면 상기 골판지를 폭 방향으로 커팅하는 커팅장치를 포함하는 골판지 권취기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 호부장치, 피딩장치, 권취장치 및 커팅장치는 수직으로 세워진 복수의 지지대에 설치되는 골판지 권취기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 호부장치는, 양단이 상기 복수의 지지대에 지지되는 라이더롤과 작업롤이 상하로 배치되어 상기 골판지가 통과하고, 상기 작업롤의 인접한 위치에 닥터롤을 설치하며, 상기 작업롤과 닥터롤 담겨지는 접착제가 채워진 저장통을 설치하는 골판지 권취기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 저장통을 상하방향으로 승하강하기 위해서, 상기 저장통의 하부에서 상기 복수의 지지대를 가로질러 설치되는 베이스와, 상기 베이스에 설치되는 스크류와, 이 스크류에 일측이 나사 체결되고 타측이 상기 베이스에 고정되며 상기 저장통의 하부에 고정되는 링크와, 상기 스크류를 회전시키는 손잡이로 구성되는 승하강기구를 더 포함하는 골판지 권취기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 링크는 2개의 프레임을 'X'자 모양으로 핀 연결하고, 일측의 프레임을 상기 스크류에 나사체결하고, 타측의 프레임을 상기 베이스 상에 힌지 연결한 채로 상기 저장통에 고정되는 골판지 권취기.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 지지대 중에서 일측의 지지대에 상기 라이더롤을 상하로 위치 조절하는 핸들러를 설치하는 골판지 권취기.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 피딩장치는, 상기 복수의 지지대 중에서 일측의 지지대 외측면에 설치되는 랙실린더와, 상기 랙실린더의 로드에 설치되고 일측면에 랙기어가 형성된 랙로드와, 상기 랙로드에 치합되고 상기 일측의 지지대에 설치되는 복수의 피니언 기어와, 상기 복수의 피니언 기어 중 내측 피니언 기어에 치합되는 복수의 아암과, 상기 복수의 아암의 끝단에 각각 설치되는 파지부로 구성되는 골판지 권취기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 피니언 기어는 일측의 지지대 양측에 배치되고, 상기 복수의 피니언 기어는 축을 통해 상호 연결되며, 상기 복수의 피니언 기어 중에서 일측의 지지대 외측에 위치한 외측 피니언 기어는 상기한 랙로드의 랙기어에 치합되고, 일측의 지지대 내측에 위치한 내측 피니언 기어는 상기 아암에 치합되는 골판지 권취기.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 파지부는, 상기 아암의 끝단에 설치되는 파지실린더와, 상기 파지실린더의 로드 끝에 고정되는 상부파지탭과, 상기 상부 파지탭에 대응하여 상부 파지탭의 하부에 위치하고 상기 아암의 끝단에 고정되는 하부파지탭으로 구성되는 골판지 권취기.
10. 제 2 항에 있어서, 상기 권취장치는, 상기 복수의 지지대 중에서 타측의 지지대에 설치되는 권취모터와, 상기 권취모터의 작동에 따라 회전하는 회전중심축과, 상기 회전중심축에 설치되어 맨드릴 기능하는 링크기구와, 상기 골판지를 클램프하는 클램퍼와, 상기 링크기구를 작동시키는 실린더로 구성되는 골판지 권취기.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 링크기구는 상기 회전중심축의 중간 부분에서 이동하는 복수의 내측 홀더와, 상기 회전중심축의 끝부분과 타측 지지대에 근접한 위치에서 이동하는 복수의 외측 홀더에 결합되는 골판지 권취기.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 링크기구는 상기 복수의 외측 홀더 각각에 핀 연결되는 다수의 제1 링크와, 상기 복수의 내측 홀더에 핀 연결되는 다수의 제2 링크와, 상기 다수의 제2 링크 및 제1 링크의 각각에 동시에 핀 연결되는 제3 링크와, 자체의 몸체가 상기 회전중심축에 힌지 고정되고 상기 제3 링크와 제2 링크의 연결점에 상기 자체의 피스톤 로드가 핀 연결되는 실린더와, 상기 제1 링크와 제3 링크의 두 연결점을 잇는 다수의 지지바를 포함하는 골판지 권취기.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제2 링크와 제3 링크의 길이가 제1 링크 길이의 반인 골판지 권취기.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 회전중심축에 힌지 고정되는 지점에서부터 내측 홀더와 외측 홀더에 이르는 길이가 동일한 골판지 권취기.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 클램프는, 상기 회전중심축에 고정되는 클램프실린더와, 상기 클램프실린더 로드의 끝에 고정된 집게탭과, 상기 집게탭에 대응되고 상기 회전중심축에 고정되는 받침탭으로 구성되는 골판지 권취기.
16. 제 10 항에 있어서, 상기 클램프는, 상기 회전중심축에 고정되고 외측면에 감지홈이 형성되는 멈춤판과, 상기 타측의 지지대 상부에 고정되고 상기 감지홈을 감지하는 감지센서와, 상기 멈춤판의 회전을 감소시키는 브레이커로 구성된 멈춤부를 더 포함하는 골판지 권취기.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 브레이커는, 상기 타측의 지지대에 고정되는 멈춤실린더와, 상기 멈춤실린더에 고정되고 상기 멈춤판의 외측면에 선택적으로 접촉되는 브레이크 패드로 이루어지는 골판지 권취기.
18. 제 2 항에 있어서, 상기 커팅장치는, 상기 복수의 지지대 상단에 설치된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치된 이동레일과, 모터의 작동에 따라 상기 이동레일에서 왕복이동하는 커터와, 상기 커터의 하부에 위치하고 상기 복수의 지지대에 양단이 걸쳐 설치되는 커터 가이드로 구성되는 골판지 권취기.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 모터의 작동에 따라 벨트를 회동시키기 위해서 상기 케이스의 양측에 벨트에 연결되는 구동풀리와 종동풀리를 설치하고, 상기 구동풀리는 모터의 회전축에 연결되는 골판지 권취기.
20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 커터의 좌우측 이동을 제한하기 위해서 상기 커터에 감지탭을 설치하고, 상기 복수의 지지대 각각에 상기 감지탭에 대응하는 근접센서를 설치하는 골판지 권취기.
21. 제 2 항에 있어서, 상기 호부장치, 피딩장치, 커팅장치 및 권취장치에 연결되어 상기 장치들의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 골판지 권취기.
22. 접착제가 도포된 골판지를 권취하여 두루마리 지관으로 제작하는 권취방법에 있어서,

    상기 골판지의 권취 전에 상기 골판지의 권취회수를 설정한 후, 상기 골판지가 고정되는 맨드릴의 회전회수를 상기 골판지의 권취회수를 초과하면 상기 맨드릴의 회전을 정지하여 상기 골판지를 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 골판지 권취방법.
23. 제 22 항에 있어서, 권취된 상기 골판지의 내경에 따라 상기 맨드릴의 직경이 변화 가능한 것을 특징으로 하는 골판지 권취방법.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 맨드릴의 직경을 변화할 수 있도록 하기 위해서, 상기 맨드릴의 직경을 형성하는 대향되는 두 지지바와 상기 맨드릴의 회전 중심인 회전중심축의 사이에 링크기구를 설치하고, 상기 회전중심축에서 이동 가능한 상기 링크기구에 핀 연결되는 내측 홀더와 외측 홀더를 설치하고,

    상기 내측 홀더와 외측 홀더의 거리에 따라 상기 맨드릴의 직경이 변화하는 것을 특징으로 하는 골판지 권취방법.