KR100576190B1 - 단열용기의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단열 특성, 디자인 및 경제적으로 우수한 인스턴트 건조 식품용 단열용기를 제조하기 위한 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 상기 제조 장치는 컵 본체의 외주에 슬리브를 조립하기 위한 것으로서, 블랭크 원지를 원통형으로 말아서 이의 양단을 접합하여 슬리브를 형성하는 슬리브 형성 섹션과, 상기 슬리브를 컵 본체의 외주에 조립하는 조립 섹션을 포함하며, 상기 조립 섹션은, 컵 본체의 측벽에 리브를 형성하는 리브 형성장치와, 리브가 형성된 컵 본체의 측벽에 접착제를 도포하는 접착제 도포장치와, 슬리브 형성 섹션에서 형성된 슬리브를 접착제가 도포되는 컵 본체의 외주에 위치시키는 슬리브 이송 장치를 포함한다.
단열 용기, 수평 리브, 일회용, 페터라인, 슬리브

Description

단열용기의 제조장치 및 제조방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING HEAT-INSULATING CONTAINER}
도 1 의 (A) 내지 도 1 의 (D)는 본 발명의 단열용기의 구조를 도시하는 도면.
도 2의 (A) 및 도 2의 (B)는 본 발명의 단열용기의 컵 본체를 도시하는 저면도.
도 3의 (A) 내지 도 3의 (C)는 본 발명의 단열용기의 수평 리브를 도시하는 단면도.
도 4의 (A) 및 도 4의 (B)는 본 발명의 단열용기에서 수평 리브로 보장되는 단열 공간을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 제조장치로 생산되는 단열용기의 단면도.
도 6은 용기를 생산하는 개략적 공정을 도시하는 도면.
도 7은 도 5의 용기를 생산하는 장치의 평면도.
도 8은 상기 제조장치의 정면도.
도 9는 상기 제조장치의 좌측면도.
도 10은 상기 제조장치에 제공된 주 실링장치 및 이 주변의 구조를 도시하는 확대도.
도 11은 도 8의 선 XI-XI을 따르는 제조장치에 제공된 블랭크 공급장치의 단면도.
도 12는 도 8의 선 XII-XII을 따르는 블랭크 공급장치의 단면도.
도 13은 도 8의 선 XIII-XIII을 따르는 블랭크 공급장치의 단면도.
도 14는 도 8의 선 XIV-XIV을 따르는 블랭크 공급장치의 단면도.
도 15도는 도 8의 선 XV-XV을 따르는 블랭크 공급장치의 단면도.
도 16은 제조장치에 제공된 컬링장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 17은 도 16의 화살표 XVII로 표시되는 한면에서 취한 컬링장치의 구조를 도시하는 도면.
도 18은 제조장치에 제공되는 보조 실링장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 19는 도 18의 화살표 XIX로 지시되는 한면에서 취한 보조 실링장치의 구조를 도시하는 도면.
도 20의 (A) 및 도 20의 (B)는 보조 실링장치의 실링 작용을 도시하는 도면.
도 21은 제조장치에 제공되는 컬링장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 22는 도 21의 화살표 XXII로 지시되는 한면에서 취한 컬링장치의 구조를 도시하는 도면.
도 23은 도 21의 화살표 XXIII로 지시되는 상부에서 취한 컬링장치의 구조를 도시하는 도면.
도 24는 제조장치에서 제공되는 슬리브 배출장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 25는 도 24의 화살표 XXV로 지시되는 한면에서 취한 슬리브 배출장치의 구조를 도시하는 도면.
도 26은 제조장치에 제공되는 컵 본체 공급장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 27은 도 26의 화살표 XXVII로 지시되는 상부에서 취한 컵 본체 공급장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 28은 상기 제조장치에 제공되는 리브 형성장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 29는 도 28의 화살표로 지시되는 한면에서 취한 리브 형성장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 30은 상기 리브 형성장치의 주요부를 도시하는 확대도.
도 31의 (A) 내지 도 31의 (C)는 도 28의 리브 형성장치의 페터 라인으로 리브를 형성하는 방법을 도시하는 도면.
도 32는 상기 제조장치에 제공되는 접착제 도포장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 33은 제조장치에 제공되는 슬리브 이송 장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 34는 도 33의 화살표 XXXIV으로 지시되는 한면에서 취한 슬리브 이송 장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 35는 상기 제조장치에 제공되는 슬리브 피팅장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 36은 도 35의 화살표 XXXVI으로 지시되는 상부에서 취한 슬리브 피팅장치의 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 37의 (A) 내지 도 37의 (C)는 슬리브 피팅장치에 제공되는 지그에 의해서 슬리브와 컵 본체가 서로 정렬되는 공정을 도시하는 도면.
도 38의 (A) 내지 도 38의 (H)는 도 5의 용기의 변경예를 도시하는 도면.
도 39는 주 실링장치 및 보조 실링장치가 하나의 장치에 일체 형성되도록 된 제조장치의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 40 및 도 41은 리브 형성장치의 변경예를 도시하는 도면.
도 42는 리브 형성장치의 다른 변경예를 도시하는 도면.
도 43은 종래의 단열용기의 단면도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 단열용기
2 : 컵 본체
2d : 수평 리브
3 : 슬리브
3a : 컬부
3d : 측벽
본 발명은 끓는 물을 부어서 먹을 수 있는 인스턴트 건조 식품용으로 사용되는 종이 단열용기 및 이 용기의 적어도 일부를 제조하기에 적합한 장치에 관한 것이다.
인스턴트 건조 라면(instant dried Chinese noodle)에 주로 사용되는 종이로 만들어진 단열용기로는, 길이 방향으로 좁게 요부(凹部)와 철부(凸部)가 상호 교호적으로 정렬되도록 처리되는 주름 형상의 단열 부재로 종이컵의 외주면을 둘러싼 용기가 널리 사용되고 있다. 일본 특허 공개 공보 평8-113274호에는, 용기의 외부면에 있는 이의 오목부의 총면적이 감소되고 평면부의 총면적이 증가되도록 이의 단면 형상을 변화시킨 단열용기가 제안되어 있다. 이러한 용기는 실제로 적용되어 왔다.
일본 특허 공개 공보 평4-45216호 및 평8-104372호에는 용기의 외부면에 불규칙부가 형성되지 않도록 단열 부재에 주름 공정 또는 엠보싱 공정을 실시하여서 된 단열용기가 제안되어 있다.
한편, 일본 실용신안 공개 공보 평4-45212호에는, 이중 벽의 컵 본체 사이에 형성된 공간에 의해서 단열 특성을 제공하도록 된 것이 제안되어 있다.
단열 주름부로 둘러싸인 컵 본체를 갖는 상기 용기는 단열 부재의 단면부의 형상과는 상관없이 손에 접촉하지 않는 이의 상부에서조차 필요이상으로 너무 두껍다는 문제점을 가지고 있다. 용기의 외부면이 불규칙하기 때문에 용기에 제공하고 자 하는 고급의 디자인에 제한이 있을 수 있고, 이의 표면상에 인쇄하고자 하는 캐릭터, 패턴 등이 불명료하고 불명확하여 문제가 될 수 있다.
용기의 외양에 관한 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 일본 실용신안 공개 공보 소49-87479호 및 일본 실용실안 공보 평4-45216호에서는 얇은 종이 또는 부가적인 속지로 상기 언급된 용기를 둘러싸도록 제안하였다. 이러한 제안에 따라 제공된 용기는 생산단가가 높아진다는 비경제적인 문제점, 단열용기가 불규칙한 바닥과 좁은 요부 및 철부를 가질 수 있고, 또는 엠보싱부가 바닥에서 보일 수가 있다는 외양의 문제점 및 먼지 또는 액체가 이들 사이의 공간에 들어갈 수 있다는 비위생적인 문제를 가지고 있다.
도 43은 일본 실용신안 공개 공보 평4-45212호에서 제안된 종래의 단열용기(50)의 단면도이다. 단열용기(50)는 저면판(52) 및 외부로 말린 상부(54)를 가진 측벽(53)으로 이루어진 종이 컵 본체(51)를 하단부에 내부로 말린 컬부(56)를 가지는 슬리브(55)에 삽입시켜서, 상기 컵 본체(51)와 슬리브를 이들의 상부 및 하부 접촉부에서 일체로 결합시킴으로써 얻어진다. 단열 공간은 슬리브(55)의 말린 컬부(56)의 두께를 이용하여 형성시킨다.
이러한 단열용기(50)는 특정 단열 부재를 사용하지 않으므로, 단열 부재에 의해 유발되는 단점이 없다. 그러나 용기를 손으로 이의 측벽의 중앙부를 잡는 경우에, 슬리브(55)는 쉽게 내부로 접혀져서 단열 공간 용량이 감소하여, 단열 특성이 저하된다.
또한, 예를 들면 일본 실용실안 공개 공보 소52-97282호 및 일본 특허 공개 공보 평4-201840호에서와 같이 슬리브가 컵 본체의 외주연에 배치되는 용기도 제안되었다. 이들 공보에 개시된 용기는 외부 돌출 리브 및 상기 리브에 결합된 슬리브가 함께 제공된다.
그러나 이러한 구조에서는 리브의 단면이 원형 또는 삼각형 모양으로 형성되기 때문에, 리브의 리지부(ridge portion)만이 슬리브와 접촉되어서 리브와 슬리브 사이의 결합 면적이 감소되어서 결합 강도의 부족이 초래된다. 리브의 위치는 용기의 형태에 따라서 다양하게 변경되기 때문에, 리브의 위치에 따라 접착제가 도포되는 위치를 조절할 필요가 있어서 제조공정에 어려움이 생기게 된다. 특히, 상기 리브가 용기 내에 부어진 액체의 적절한 수위를 지시하는 페터 라인(Peter line)으로 기능한다면, 리브의 위치는 종종 용기 내의 포장된 제품의 종류에 따라 변하며, 따라서 상기 문제가 더욱 심각해진다. 또한 페터 라인이 컵 본체의 말린 컬부에 인접하면, 슬리브와 컵 본체 사이의 거리는 감소하고, 결합 공정 중에 저항력이 증가하여 조립 불량을 초래하게 된다.
또한, 효과적으로 용기를 생산할 수 있는 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 특히, 슬리브의 원료인 시트형 블랭크(blank)를 컬링하는 슬리브 홀더, 예를 들어 맨드릴을 교체하지 않고도 온전하게 슬리브를 형성하는 것이 바람직하다. 슬리브와 컵 본체가 정확하고 효과적으로 조립되는 것이 바람직하다.
또한, 컵 본체의 측벽에 있는 리브를 형성하는 공정을 실시할 수 있는 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 일본 특허 공개 공보 평4-97833호에는, 연장가능한 척(chuck)이 컵 본체에 삽입되어 척이 컵 본체 내의 소정의 위치에서 외향 연장하 여 용기를 외부로 확대하여 리브를 형성하는 리브 형성장치가 개시되어 있다.
그러나 상기 공보에 개시된 장치는 한 번에 컵 본체의 측벽의 전 외주면에 리브를 형성하기 때문에, 리브가 상대적으로 작은 경우에도 웨지 등과 같은 강제 확대 수단(force magnification means)을 사용하여 측벽에 상대적으로 큰 힘을 가해야만 한다. 따라서, 대형 리브를 형성하기가 어렵다. 또한 척이 컵 본체 내에서 구동되기 때문에, 컵 본체 내의 좁은 공간에 척을 구동하는 장치의 일 부분을 위치시킬 필요가 있으므로 장치가 복잡해진다. 컵 본체 내외부에 척을 위치시키는데 장시간이 요구되므로, 리브를 효과적으로 형성하는 것이 어렵다.
본 발명의 목적 중 하나는 상기 언급된 문제들을 해결하기 위한 것으로, 안정된 단열성, 고급의 디자인, 용기의 외부면에 높은 인쇄 자유도 및 낮은 생산 단가를 가진 종이로 제조된 단열용기를 제공하고자 하는 것이다.
상기 설명된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 단열용기는
저면을 가진 컵 본체와, 하단부에 내부로 말린 컬부가 형성된 역 원추형 종이 슬리브를 포함하고, 상기 컵 본체는 내부가 폴리올레핀 수지로 코팅되고, 컵 본체의 상부 개방단에 외부로 말린 컬부가 형성되고, 컵 본체의 측벽에 외부로 돌출되는 적어도 하나의 수평 리브가 형성되고,
상기 컵 본체와 상기 슬리브는 상기 슬리브의 상단이 상기 컵 본체의 외부로 말린 컬부에 인접한 컵 본체의 측벽의 외주면에 결합되고, 상기 슬리브의 내부로 말린 컬부의 내측면이 외주를 따라 상기 컵 본체의 측벽의 하부의 외주면에 결합되 도록 서로 일체형으로 결합된다.
임의의 개수의 수평 리브는 컵 본체의 측벽의 원주 방향으로 전체 원주에 대해서 연속적으로 연장되거나, 단속적으로 연장되는 방식으로 형성된다.
단열 주름 부재가 상기 슬리브의 상기 컵 본체의 측벽의 상부 사이에 배열될 수도 있다.
상기 발명에 따르면, 우수한 디자인, 안정된 단열성, 매끄러운 외부면, 고급의 외양 및 고급의 인쇄 자유도를 가진 종이로 만들어진 단열용기를 제공하는 것이 가능하다.
용기는 측벽에서 구겨짐이 발생하는 것을 방지할 정도로 견고하고 따라서 손으로 용이하게 쥘 수 있어서 인스턴트 건조 식품에 끊는 물을 부어서 먹을 수 있도록 하는 용기에 요구되는 안전성이 개선될 수 있다.
또한, 원료 및 생산 단가의 상승을 막아서 단열용기를 염가로 제공할 수 있다.
본 발명의 단열용기는 종이로 제조되어서 별도로 분리 수거할 필요 없이 쉽게 폐기할 수 있고, 이의 폐기 시 용기의 부피를 감소시키기가 용이해서 우수한 폐기성을 보인다. 용기는 쉽게 재활용된다. 따라서 본 발명은 환경에 부정적 영향을 감소시키는데 기여한다.
본 발명의 또 다른 목적은 슬리브가 컵 본체에 확실하게 결합된 개선된 구조를 가진 단열용기를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서 단열용기는
측벽 및 상기 측벽의 일단에 배치된 바닥부를 가지는 컵 본체와, 상기 측벽에는 이의 원주방향으로 연장된 외향 돌출 리브가 제공되고 상기 측벽의 타단에는 외부로 말린 컬부가 형성되고,
상기 측벽의 외부에 일정한 공간을 두고 배치되고, 상기 컵 본체의 외부로 말린 컬부에 인접하도록 형성된 결합 영역에서 측벽에 결합되는 슬리브를 포함하고,
상기 외향 돌출 리브는 상기 결합 영역으로부터 이격된 영역에만 배치된다.
상기 용기에는, 결합영역에 외부로 돌출된 리브가 없기 때문에 슬리브와 컵 본체의 측벽이 서로 넓게 접촉될 수 있어서 결합 영역의 크기가 증가하므로 슬리브와 컵 본체 사이의 결합강도가 개선된다. 결합 영역은 항상 컵 본체의 개방된 단부의 외주에 형성된 외부로 말린 컬부에 인접하게 배치되어서 접착제가 도포되는 위치는 외부로 돌출된 리브의 위치와 상관없이 변경되지 않는다.
슬리브는 이의 일단에서 상기 측벽의 일단의 외주와 접촉할 수 있는 내부로 말린 컬부가 형성될 수 있다. 상기 컵 본체의 측벽에는 이의 원주방향으로 연장되는 내부 돌출 리브가 형성될 수도 있다. 이 내부 돌출 리브는 결합 영역 내에 포함되어서 결합영역을 감소시키지 않고도 컵 본체의 강도를 개선할 수 있다. 내부 돌출 리브는 컵 본체 내로 제공되는 액체의 적당한 수위를 지시하는 선으로 기능할 수도 있다. 페터 라인으로 작용하는 리브는 결합영역 내에 형성되어서 외부로 말린 컬부에까지 인접할 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따르면 본 발명의 단열용기는
측벽 및 상기 측벽의 일단에 위치한 저면부를 가지는 컵 본체와,
상기 측벽의 외부에 간격을 두고 배치되어 상기 측벽에 결합되는 슬리브를 포함하고,
상기 측벽에는 상기 측벽의 내부로 돌출되어 상기 컵 본체에 채워지는 액체의 적당한 수위를 지시하는 리브가 형성된다.
이 경우, 결합 영역을 페터라인으로 작용하는 리브가 포함되도록 충분할 정도로 넓게 유지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면 단열용기는
타단에 외부로 말린 컬부가 형성된 측벽과 상기 측벽의 일단에 배치된 저면을 갖는 컵 본체와,
상기 측벽의 외부에 공간을 두고 배치되고 상기 컵 본체의 외부로 말린 컬부에 인접하게 형성되도록 결합 영역에서 측벽과 결합되는 슬리브를 포함하고
상기 측벽에는 상기 결합영역 내에 포함하는 내부로 돌출된 리브가 제공된다.
이 경우에, 결합 영역을 내부로 돌출된 리브를 지나서 컵 본체의 저면으로 형성함으로써 충분하게 유지할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 효과적이고 합리적으로 단열용기를 생산할 수 있는 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 단열용기를 제조하도록 컵 본체의 외주에 슬리브를 결합시키는 단열용기 제조장치가 제공되며, 상기 제조장치는
블랭크 원지(blank sheet)를 원통형으로 말아서 이의 양단을 접합하여 슬리브를 형성하는 슬리브 형성 섹션과,
컵 본체의 외주에 슬리브를 결합하는 조립 섹션을 포함하는 것으로
상기 조립 섹션은
용기의 측벽에 리브를 형성하는 리브 형성장치
상기 리브가 형성된 컵 본체의 측벽에 접착제를 도포하는 접착제 도포장치, 및
슬리브 형성 섹션에서 형성된 슬리브를 접착제가 도포된 컵 본체의 외주에 제공하는 슬리브 이송 장치를 포함한다.
상기 제조장치에 따르면, 슬리브 형성 섹션에서 슬리브가 블랭크로부터 형성되는 동안 조립 섹션에서는 컵 본체에 리브가 형성되고 접착제가 도포된다. 이후, 형성된 슬리브는 접착제가 도포된 컵 본체의 외주에 놓여서 서로 결합된다. 용기를 생산하는데 필요한 공정이 2개의 섹션에서 각각 동시에 일어나므로, 용기를 효과적이고 합리적으로 생산할 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 단열용기를 제조하도록 컵 본체의 외주에 슬리브를 결합시키는 단열용기 제조장치가 제공되며, 상기 제조장치는
슬리브를 고정할 수 있는 슬리브 홀더와,
컵 본체를 고정할 수 있는 컵 홀더와,
상기 슬리브 홀더 및 컵 홀더를 각각의 순환 경로를 따라 순환시킬 수 있는 구동장치를 포함하고,
상기 장치는 슬리브 홀더의 순환경로를 따라 슬리브 홀더에서 시트형 블랭크를 말고, 상기 말린 블랭크의 양단을 접합하는 컬링장치 및 상기 슬리브 홀더에서 슬리브를 빼내는 슬리브 배출장치를 구비하고,
상기 장치는 상기 컵 홀더의 순환경로를 따라 컵 홀더에는 컵 본체를 제공하는 컵 본체 공급장치, 상기 컵 홀더에 고정된 컵 본체의 측벽에 리브를 형성하는 리브 형성장치, 리브가 형성된 컵 본체의 측벽에 접착제를 도포하는 접착제 도포장치 및 슬리브 배출장치에 의해 배출된 슬리브를 수용하고 상기 접착제가 도포된 컵 본체의 외주 상에 상기 수용된 슬리브를 위치시키는 슬리브 이송 장치를 구비하고,
상기 구동장치는 슬리브 홀더 상에 있는 슬리브가 슬리브 배출장치에서 운반되는 경우, 접착제가 도포되는 컵 본체가 슬리브 이송 장치에서 운반되는 방법으로 슬리브 홀더 및 홀더를 구동한다.
이 장치에서 블랭크는 슬리브 홀더에서 컬링되어 슬리브로 제조되고, 이 제조된 슬리브는 슬리브 홀더에서 배출되고 슬리브 홀더의 순환 경로를 따라 슬리브 이송 장치로 배출된다. 한편, 상기 리브가 컵 본체에서 형성되고 접착제가 도포된 후에 컵 본체는 컵 홀더 상에 고정되어 슬리브 이송 장치에서 운반된다. 이후, 상기 형성된 슬리브는 접착제가 도포된 컵 본체의 외주 상에 놓여서 함께 결합된다. 용기를 생산하는데 필요한 공정이 2개의 섹션에서 각각 동시에 일어나므로, 용기는 효과적이고 합리적으로 생산될 수 있다.
상기 슬리브의 일단에 컬부를 형성하는 말단 컬링장치는 슬리브 홀더의 순환경로에서 제공될 수 있다.
상기 슬리브 이송 장치에 의해 컵 본체에 놓인 슬리브를 상기 컵 본체 쪽으로 가압하여 상기 컵 본체에 대해서 슬리브를 정렬하는 슬리브 피팅장치가 컵 홀더의 순환 경로에 설치될 수 있다.
상기 장치는 상기 블랭크를 컬링장치에 공급하는 블랭크 공급장치를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 블랭크 공급장치는 블랭크의 말단에 접착제를 도포하는 접착제 도포기를 포함할 수도 있다.
컬링장치에 의해 겹쳐진 블랭크의 양단을 가압하는 실링장치가 상기 슬리브 홀더의 순환 경로에 설치될 수도 있다. 상기 실링장치는 이하 컵 본체와 슬리브 사이에 접합을 촉진하도록 가열기를 구비할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 단열용기의 슬리브를 효과적으로 형성할 수 있는 슬리브 형성 장치를 제공하고자 하는 것으로, 특히 맨드릴에서 블랭크를 컬링하는 작업을 실행하고 나서, 맨드릴을 교환하지 않고 컬링된 블랭크의 말단을 컬링하는 작업을 실행할 수 있는 슬리브 형성 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 시트형 블랭크를 단열용기의 외부 패키지로 사용되는 슬리브로 형성하는 슬리브 형성 장치를 제공한다. 상기 장치는
상기 슬리브의 내부에 끼워지고 슬리브보다 짧게 설정된 본체를 가지는 맨드릴과,
상기 맨드릴에서 접착제가 도포된 블랭크의 일단부가 블랭크의 타단부 아래에 놓이도록 하여 이음선을 형성하는 방법으로 블랭크를 마는 컬링장치와,
상기 맨드릴에서 상기 이음선을 가압하는 주 실링장치와,
한 쌍의 니퍼에 의해서 맨드릴에서 돌출된 이음선의 일단부를 무는 보조 실링장치와,
상기 맨드릴에서 돌출된 블랭크의 돌출부를 맨드릴 쪽으로 가압하여 슬리브의 컬부를 형성하는 말단 컬링장치와,
상기 맨드릴에서 상기 슬리브를 배출하는 슬리브 배출장치를 포함한다.
상기 슬리브 형성 장치에 따르면, 맨드릴에서 컬링된 블랭크의 일부가 맨드릴로부터 돌출되므로 맨드릴에 장착되는 슬리브로 슬리브의 컬부를 형성하는 것이 가능하다. 이음선의 말단부가 보조 실링장치에 의해서 가압될 수 있으므로, 이음선은 확실하게 결합된다.
슬리브 형성 장치는 블랭크의 일단에 접착제를 도포하면서 블랭크를 컬링장치에 공급하는 블랭크 공급장치를 추가로 포함할 수 있다.
슬리브 형성 장치는
예정된 순환경로를 따라 순환할 수 있고 일정한 간격을 두고 순환 경로를 따라 정렬되고 맨드릴을 각각 구비한 맨드릴 부착부를 갖는 컨베이어와,
맨드릴 부착부들 사이의 간격에 해당하는 피치만큼 단속적으로 컨베이어를 이동하여 각각의 맨드릴 부착부에 있는 맨드릴을 상기 순환 경로를 따라 형성된 복수의 스테이션(stations)에 순차적으로 제공하는 구동장치를 추가로 포함하고,
상기 컬링장치, 보조 실링장치, 말단 컬링장치 및 슬리브 배출장치는 상기 컨베이어의 구동에 의해 컬링장치, 보조 실링장치, 말달 컬링장치 및 슬리브 배출 장치의 순서로 맨드릴이 이동되도록 상기 복수의 스테이션에 분포할 수 있다.
주 실링장치는 맨드릴과 함께 순환 경로를 따라 이동될 수 있다.
본 발명의 추가의 태양에 따르면, 시트형 블랭크를 단열용기의 외부 패키지로 사용되는 슬리브로 형성하는 슬리브 형성 장치가 제공되며, 이장치는
소정의 순환 경로를 따라 순활할 수 있는 컨베이어와,
상기 컨베이어의 순환방향을 따라 일정한 간격을 두고 컨베이어 상에 설치된 복수의 맨드릴과,
컨베이어의 순환경로에 따라 형성된 복수의 스테이션에 상기 맨드릴을 순차 이송하도록, 상기 컨베이어를 맨드릴들의 간격에 대응하는 피치만큼 단속적으로 구동하는 구동장치와,
복수의 스테이션에서 선택된 컬링 스테이션으로 상기 블랭크의 일단부에 접착제가 도포된 상태로 상기 블랭크를 공급하는 블랭크 공급장치와,
상기 블랭크의 일단부를 타단부 아래에 위치시켜서 이음선을 형성하는 방식으로 맨드릴에 공급되는 블랭크를 컬링하는 컬링장치와,
상기 블랭크의 양단부를 서로 가압하여 이음선을 형성하는 실링장치와,
복수의 스테이션 중에서 선택되고 각 맨드릴에서 슬리브를 제거하기 위해 순환 방향으로 컬링 스테이션 다음에 위치되는 배출 스테이션에 제공된 슬리브 배출장치를 포함한다.
이 슬리브 형성 장치에 따르면, 컨베이어가 일정량 이동할 때마다 제조된 슬리브를 고정하는 맨드릴은 슬리브 배출장치 내에서 반송된다. 컬링장치의 작업 및 슬리브 배출장치의 작업은 서로 동시에 실행되므로 슬리브는 효과적으로 형성된다.
각각의 맨드릴은 슬리브의 내부에 끼워질 수 있고 슬리브보다 짧은 본체부를 가지고, 실링장치는 블랭크의 이음선을 맨드릴의 각각에 대해서 가압하는 주 실링장치 및 한 쌍의 니퍼로 맨드릴의 각각에서 돌출하는 이음선의 일단부를 무는 보조 실링장치를 포함할 수 있다.
보조 실링장치는 복수의 스테이션에서 선택되고 컬링 스테이션(station)과 배출 스테이션 사이에 위치된 보조 실링 스테이션에 제공된다.
각 맨드릴에서 돌출하는 블랭크의 돌출부에 컬부를 형성하는 말단 컬링장치는 복수의 스테이션 중에서 선택되어 보조 실링 스테이션과 배출 스테이션 사이에 있는 적어도 하나의 말단 컬링 스테이션에 제공된다.
스테이션은 적어도 2개의 말단 컬링 스테이션을 포함할 수 있고 이들 각각은 말단 컬링장치를 구비한다.
슬리브 배출장치는 각 맨드릴에 끼워진 슬리브 위로 각 맨드릴의 축에 대해서 직각인 축을 중심으로 롤러를 회전시킴으로써 가압하여 슬리브를 각각의 맨드릴에서 배출할 수 있다.
상기 컨베이어는 소정의 축에 대해 회전할 수 있는 턴테이블(turn table)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 슬리브와 컵 본체를 효과적으로 정확하게 결합시킬 수 있는 조립장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 단열용기를 제조하도록 컵 본체의 외주에 슬 리브를 결합하는 조립장치가 제공되며, 이 장치는
소정의 순환 경로를 따라 순환할 수 있는 컨베이어와,
상기 컨베이어에 장착되어 컵 본체를 이의 축에 대해서 회전할 수 있는 상태로 지지하는 회전부를 가지는 컵 홀더와,
상기 순환 경로를 따라 형성된 복수의 스테이션에 순차적으로 컵 본체가 공급되도록 상기 컨베이어를 이동시키는 구동장치와,
상기 복수의 스테이션 중에서 선택된 구동 스테이션에 마련되고 상기 구동 스테이션의 컵 홀더의 회전부와 연결되어 컵 홀더를 회전할 수 있는 홀더 구동장치와,
상기 복수의 스테이션 중에서 선택되고 컨베이어의 순환 방향으로 구동 스테이션 다음에 위치하는 도포 스테이션에 마련되고, 컵 본체의 외주에 접착제를 도포할 수 있는 접착제 도포장치와,
상기 복수의 스테이션 중에서 선택되고 순환 방향으로 도포 스테이션 다음에 위치하는 운송 스테이션에 마련되고, 컵 본체에 슬리브를 공급할 수 있는 슬리브 이송 장치를 포함한다.
상기 조립장치에 따르면, 컵 본체를 고정하는 컵 홀더가 홀더 구동장치에 반송되면, 컵 홀더의 회전부가 홀더 구동장치에 의해서 회전 구동된다. 따라서 다양한 공정, 예를 들면 리브와 같은 부재를 컵 본체의 원주 방향으로 연장시키는 공정이 컵 본체를 회전시켜는 것으로 실행될 수 있다. 만약 컵 본체가 이의 관성에 기인하여 이의 회전을 계속하는 동안 접착제 도포장치에 반송된다면, 컵 홀더를 구동 하지 않고 컵 본체의 외주에 접착제를 도포할 수 있다. 따라서, 접착제 도포장치에 컵 홀더를 회전하는 구동수단을 제공할 필요는 없다. 또한 컨베이어에서 컵 홀더를 회전시키는 구동수단을 제공할 필요도 없다. 결과적으로 조립장치의 구조가 단순해진다.
상기 컵 홀더의 회전부는 컵 본체와 동일축의 원반형상의 회전 입력부를 구비할 수 있고, 홀더 구동장치는 회전 출력부 및 상기 회전 출력부를 회전시키기 위한 구동 전원을 포함할 수 있다.
상기 접착제 도포장치는 컵 본체의 외주를 향해서 접착제를 방출하는 노즐을 구비할 수 있다.
상기 컵 홀더는 컵 본체의 측벽의 내부면에 접촉될 수 있는 접촉부(abutment portion)를 구비할 수 있고, 홀더 구동장치는 측벽을 형성하기 위해서 소정의 모델부재를 상기 측벽을 사이에 두고 니핑하면서 접촉부로 프레스 가공할 수 있는 프레스 기구를 포함할 수 있다.
상기 컨베이어는 소정의 축에 대해서 회전할 수 있는 턴테이블을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 단열용기를 제조하기 위해서 슬리브를 컵 본체의 외주에 결합시키는 조립장치가 마련되며, 상기 조립장치는
상기 컵 본체를 상하로 반전시킨 상태로 지지할 수 있는 컵 홀더와,
상기 컵 홀더에 지지된 컵 본체의 외주에 상부로부터 상기 슬리브를 위치시킬 수 있는 슬리브 이송 장치와,
이의 축방향에서 컵 본체에 놓인 슬리브의 말단부를 접촉시킬 수 있는 지그(jig)를 가지고, 상기 지그를 상기 컵 본체에 가압하여 컵 본체와 슬리브를 축방향으로 정렬하는 슬리브 피팅장치를 포함하고,
상기 지그는 슬리브가 반경방향으로 들어가서 컵 본체와 정렬될 수 있도록 슬리브가 상기 지그에 의해서 아래로 가압되기 전에 슬리브와 결합된다.
상기 조립장치에 따르면, 슬리브가 컵 본체에 잘못 정렬되어 놓이면, 슬리브는 정렬장치에 의해서 이의 반경 방향으로 이동되어 컵 본체에 대해서 정렬된다.
상기 정렬장치는 컵 홀더에 있는 컵 본체의 축 주위에 배열된 복수의 핀을 포함할 수 있다.
각각의 핀은 지그의 지그 본체에 의해서 지지될 수 있어서 수직 방향으로 이동가능하고, 각각의 핀의 하단부는 컵 본체의 측벽의 하단에 접촉할 수 있는 경사지거나 둥근 형태로 형성되어 컵 본체의 저면부를 둘러싼다.
본 발명의 또 다른 목적은 컵 본체에 부가되는 힘을 감소시켜 컵 본체의 측벽에 리브를 형성할 수 있고 이의 구조를 단순화할 수 있는 리브 형성장치를 제공하고자 하는 것이다. 바람직하게 리브 형성장치는 컵 본체의 외부에서 실시되는 작업에 의해서 외부로 돌출된 리브를 형성하고 컵 본체에 대해서 내부 및 외부에서 모델과 같은 것을 이동하는 동작을 생략하여 공정의 효율을 향상할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 컵 본체의 측벽의 원주 방향으로 연장된 리브를 형성하기 위한 리브 형성장치는,
측벽을 사이에 두고 서로 대향하여 배치되고, 암형 부재와 마주하는 부분에 돌기가 제공되어 리브의 오목부를 형성하는 수형 부재(male model member) 및 상기 수형 부재와 마주하는 부분에 홈이 제공되어 리브의 볼록부가 형성되는 암형 모델부재(female model member)와,
수형 모델부재 및 암형 모델부재 중 적어도 하나를 컵 본체의 반경 방향으로 상대적으로 접근 및 이격시키는 반경방향 구동장치와,
수형 모델부재 및 암형 모델부재 사이에 측벽이 물려지는 위치를 상기 원주 방향으로 변화시켜서 수형 모델부재 및 암형 모델부재의 적어도 어느 하나와 컵 본체와의 사이에서 상대적인 회전을 부여하는 원주방향 구동장치를 포함한다.
상기 리브 형성장치에 따르면, 컵 본체와 암형 모델부재 또는 수형 모델부재와의 상대적인 회전에 따라서 컵 본체의 원주 방향으로 점진적으로 리브를 형성할 수 있다. 따라서, 한 번에 전체 리브를 형성하는 경우에 비해서, 형성 과정 중에 컵 본체에 가해지는 힘을 감소시킬 수 있다.
리브 형성장치는 컵 본체를 이의 내부에서 지지하면서 축에 대해서 회전가능한 컵 홀더를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 컵 홀더에는 수형 모델부재 또는 암형 모델부재 중 어느 하나가 제공되고, 이 수형 모델부재 또는 암형 모델부재중 다른 하나는 컵 본체의 외주측에 설치되고, 반경방향 구동장치를 컵 본체의 외주측에 배치된 상기 수형 모델부재 또는 암형 모델부재의 다른 하나를 상기 컵 본체의 반경방향으로 구동하고 원주방향 구동장치는 컵 홀더를 회전시킬 수 있다.
컵 본체에 형성된 암형 및 수형 모델부재중 하나는 컵 본체의 측벽의 전체 원주방향으로 연속적으로 형성될 수 있다. 이 경우에, 반경방향으로 컵 본체의 외 주측에 설치된 상기 암형 모델부재 또는 수형 모델부재를 구동하여 컵 본체의 측벽을 니핑하는 것이 가능하며, 이러한 조건하에서 리브는 컵 본체를 회전하여 형성될 수 있다. 컵 본체의 반경방향의 내부측에 있는 모델부재를 구동할 필요는 없고, 컵 본체의 외주측에 있는 모델부재만이 반경방향으로 구동될 수 있다. 따라서 장치의 구조를 단순화 할 수 있다.
컵 본체의 축에 대해서 평행한 축에 대해서 회전가능한 롤러가 컵 본체의 외주측에 설치된 수형 모델부재 및 암형 모델부재 중 다른 하나로서 제공될 수 있다.
리브 형성장치는 컵 홀더에서 컵 본체가 상승하는 것을 방지하는 억제장치를 추가로 포함할 수 있다.
수형 모델부재가 컵 본체의 내부에 설치되고 암형 모델부재가 컵 본체의 외부에 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 컵 본체의 측벽의 원주 방향으로 연장된 리브를 형성하기 위한 리브 형성장치는,
컵 본체를 이의 내측에서 지지하면서 컵 본체의 중심축에 대해서 회전할 수 있는 컵 홀더와,
상기 컵 홀더를 회전하는 회전 구동장치와,
상기 컵 홀더의 한면에 제공되고 상기 컵 본체의 축에 평행한 축에 대해서 회전가능한 프레스 롤러 및 상기 프레스 롤러를 컵 본체의 반경방향으로 왕복 운동시키는 구동 동력원을 포함하는 프레스 기구를 포함하고,
상기 리브의 볼록면을 형성하기 위한 홈부 및 상기 리브의 오목면을 형성하 기 위한 돌기 중 어느 하나가 상기 프레스 롤러의 외주에 설치되고 상기 지지부의 홈부 및 돌기의 다른 하나가 컵 홀더에 마련되어 상기 프레스 롤러에 제공된 상기 홈부 및 상기 돌기중 하나의 위치와 상기 컵 홀더의 축에 평행한 방향에서 위치가 일치한다.
이 장치에 따르면, 컵 본체를 이의 내측에서 컵 홀더로 지지하고, 이의 외주측에서 프레스 롤러의 홈부와 상기 컵 홀더의 돌기 사이에 상기 측벽을 니핑하도록 상기 측벽을 상기 프레스 롤러로 가압하고 이 상태에서 컵 홀더 및 이에 지지된 컵 본체를 함께 회전시켜서, 원주방향에서 컵 본체의 측벽에 리브를 점진적으로 형성시킨다. 따라서 전체 리브를 한 번에 형성하는 경우와 비교하면 가공 중에 컵 본체에 부가되는 힘을 감소시킬 수 있다. 컵 본체의 내부에서는 상기 컵 본체의 반경 방향으로 구동되는 부재가 없고 프레스 롤러는 반경방향으로만 구동되기 때문에 이 장치의 구조가 단순화될 수 있다. 프레스 롤러는 이의 축에 대해서 회전할 수 있기 때문에, 롤러와 컵 본체의 측벽과의 사이의 마찰을 줄일 수가 있다.
상기 리브 형성장치는 복수의 공정에서 컵 홀더를 운송하는 컨베이어를 추가로 포함할 수 있고, 회전 구동장치 및 프레스 기구는 상기 컨베이어의 운송 경로의 중간 위치에 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 컵 본체의 측벽의 원주 방향으로 연장된 리브를 형성하기 위한 리브 형성 방법은,
리브의 오목면을 형성시키기 위한 돌기 및 리브의 볼록면을 형성시키기 위한 홈부가 서로 대향하여 각각 형성된 수형 모델부재 및 암형 모델부재에 의해서 컵 본체의 측벽의 일부를 니핑하는 단계와,
상기 측벽이 수형 모델부재와 암형 모델부재 사이에 니핑된 위치가 측벽의 원주방향으로 변화하도록 수형 모델부재 또는 암형 모델부재의 적어도 어느 하나와 컵 본체 사이를 상대적으로 회전시키는 단계를 포함한다.
이 방법에 있어서, 상기 언급된 방법에 따라 리브가 컵 본체의 측벽에 이의 원주방향으로 점진적으로 형성된다. 따라서 전체 리브가 일시에 형성된 경우와 비교하면 공정동안 컵 본체에 부가되는 힘을 감소시킬 수가 있다.
상기 방법에서, 컵 본체는 컵 본체의 축에 대해서 회전할 수 있는 컵 홀더에 의해서 이의 내부에서 고정될 수 있고, 컵 홀더는 수형 모델부재 및 암형 모델부재 중 어느 하나를 구비할 수 있고, 수형 모델 부재 및 암형 모델부재의 다른 하나는 수형 모델부재와 암형 모델부재 사이에 측벽을 니핑하도록 이의 외부에서 측벽을 프레스 가공하게 되고, 이러한 조건하에서 컵 홀더가 회전된다.
컵 본체의 저면부는 측벽이 수형 모델부재와 암형 모델부재에 의해서 니핑되는 경우 컵 홀더에 대해서 프레스 가공된다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 태양은 첨부된 도면을 참조로 하여 다음의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.
본 발명을 실시하는 최선예:
본 발명의 바람직한 실시예는 이하 첨부된 도면을 참조로 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1 의 (A) 내지 도 1 의 (D)는 본 발명의 단열용기의 구조를 도시하는 도면이다.
본 발명의 단열용기(1)는 도 1 의 (A)에 도시된 바와 같이 측벽(2a)의 상부에 외부로 말린 컬부(2c)가 형성되고 측벽(2a)의 중간부에서 수평 리브(2d, 2d)가 형성되고 저면부(2b)가 제공된 종이로 제조된 컵 본체(2) 및 상하가 개방되고 하단부에 내부로 말린 컬부(3a)를 가지는 역원추형 종이 슬리브(3)로 구성된다. 슬리브(3)의 상단부는 도 1 의 (C)에 도시된 바와 같이 외부로 말린 컬부(2c)에 인접한 컵 본체(2)의 측벽(2a)의 외주에 접착제에 의해 접착된다. 슬리브(3)의 하단부에 형성된 내부로 말린 컬부(3a)의 내면은 저면을 형성하는 컵 본체(2)의 측벽(2a)의 하단의 외주와 접착제에 의해서 접착된다. 컵 본체(2) 및 슬리브(3)는 이 방법으로 일체형으로 서로 결합되어서 본 발명의 단열용기(1)가 제조된다.
컵 본체(2)의 측벽(2a)에 형성되는 외부로 돌출한 수평 리브(2d,2d)는 컵 본체(2)의 강도를 향상시키고 단열을 위한 공간을 형성하는 기능을 가진다. 단일 수평 리브 또는 3개 이상의 수평 리브가 형성될 수 있다. 수평 리브(2d, 2d)의 위치는 컵 본체(2)의 강도의 균형을 고려하여 결정될 것이다. 페터 라인(X), 즉 도 1 의 (C)에 도시된 바와 같이 컵 본체(2)에 제공되는 끓는 물의 적절한 수위를 지시하는 라인으로 작용될 수 있는 위치에 수평 리브(2d, 2d)중 하나를 형성하는 것이 바람직하다.
도 1 의 (C)에서 도시된 바와 같이 본 발명의 단열용기(1)에서 수평 리브(2d, 2d)가 도 43에 도시된 바와 같은 종래의 단열용기(50)와는 달리 슬리브(3)의 측벽(3b)을 지지하므로, 측벽(3d)의 중간부를 손으로 잡는 경우에도 슬리브(3)의 측벽(3d)이 내부로 굽어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서 단열을 위한 공간의 충분한 용량을 유지하는 것이 가능하므로 우수한 단열성을 달성할 수 있다.
본 발명의 단열용기(1)에서 단열 공간의 수평 거리는 용기(1)의 바닥으로 갈수록 점증적으로 증가하여 충분한 단열성이 용기(1)의 중간부와 이의 바닥사이에서 얻어진다. 그러나 용기(1)의 상단부에서 외부로 말린 컬부(2c)의 인근부는 단열성이 감소된다. 용기(1)의 상부에서 단열성의 감소를 방지하기 위해서, 도 1 의 (D)에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 단열용기(1)의 다른 실시예를 제공할 수 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 다른 실시예의 단열용기(1)는 컵 본체의 상부가 종이로 만들어진 좁은 요부 및 철부가 상호교대로 정렬된 주름잡힌 단열 부재(9)로 둘러싸여 있다. 이 실시예에서 슬리브(3)의 상부는 외부로 말린 컬부(2c)와 인접하여 단열 부재(9)를 통해서 컵 본체의 측벽 (2a)과 결합된다.
도 1 의 (C) 및 1D에서 도시된 본 발명의 단열용기(1)에 수용될 인스턴트 건조 식품으로는, 도 1 의 (C)에서 도시된 용기는 예를 들면 인스턴트 건조 미소 수프, 인스턴트 건조 양식 수프 등을 수용하는 용기와 같이 용기의 거의 절반의 용량이 끓는 물로 채워지는 경우에 적당하다. 또한, 예를 들면 인스턴트 건조 라면이 수용되는 용기와 같이 용기의 거의 전체 용량이 끓는 물로 채워지는 경우에는 도 1 의 (D)에 도시된 용기가 적당하다.
도 2의 (A) 및 2B는 본 발명의 단열용기의 컵 본체를 도시하는 저면도이다.
컵 본체의 중간부에 형성된 각각의 수평 리브(2d, 2d)는 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이 측벽(2a)의 전체 외주에 대해서 연속적으로 연장될 수 있다. 이들 리브(2d, 2d)의 각각은 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이 측벽(2a)의 원주방향으로 단속적으로 연장될 수 있다.
만약 연속적으로 형성된 리브(2d, 2d)와 단속적으로 형성된 리브(2d, 2d)가 숫자상으로 동일하다면, 단속적으로 형성된 리브는 단열 공간을 확장하고 하부와 상부 단열 공간이 각각 연통되도록 하여, 균일한 온도 분포를 유지하도록 가열된 공기가 단열 공간의 전 지역으로 용이하게 이동될 수 있게 한다. 결과적으로 단속적으로 형성된 리브가 슬리브(3)의 측벽(3a)의 휘어짐을 방지하는 기능이 약간 불량하다 할지라도 단열 특성은 향상된다.
수평 리브(2d, 2d)가 복수의 노치(8)를 형성하여 측벽(2a)의 원주방향으로 단속적으로 형성되면, 측벽(2a)의 원주 방향으로 4개 내지 8개의 부분으로 수평리브(2d, 2d)가 분할되고, 노치(8)의 총 길이 대 전체 원주의 길이의 비율이 30% 이하로 유지되는 것이 바람직하다.
도 3의 (A) 내지 도 3의 (C)는 본 발명의 단열용기의 수평 리브를 도시하는 단면도이다.
단열 공간의 확장을 위해서 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이 컵 본체(2)에 형성된 수평 리브(2d)는 예리한 형태를 가진다. 이러한 형태를 가지는 수평 리브(2d)의 형성은 컵 본체(2)에 사용되는 종이의 우수한 가공 특성을 요구한다. 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이 완만한 곡선을 가진 수평 리브(2d)는 사용된 종이 의 가공 특성에 대한 제한 없이 용이하게 형성될 수 있다. 그러나 이 경우, 양 측벽(2a, 3b)의 접촉면적이 증가하고, 단열공간의 용량이 감소하여 단열성이 저하하여 바람직하지 않은 문제를 유발한다.
따라서, 수평 리브(2d)는 도 3의 (A)와 3B에 도시된 단면 형태의 수평 리브(2d)의 조합으로 얻어지는 도 3의 (C)에 도시되는 바와 같은 단면을 가지는 것이 단열성 및 후에 설명하고자 하는 가공 특성의 점에서 가장 바람직하다.
도 4의 (A) 및 4B는 본 발명의 단열용기의 수평 리브로 확보되는 단열 공간을 도시하는 도면이다.
본 발명의 단열용기(1)의 형태에서, 수평 리브(2d, 2d)는 도 4의 (A)에 도시되는 바와 같이 슬리브(3)의 측벽(3d)과 접촉되거나 도 4의 (B)에 도시되는 바와 같이 접촉되지 않을 수 있다.
수평 리브(2d, 2d)가 슬리브(3)의 측벽(3d)과 접촉되지 않는 경우, 슬리브의 측벽이 약간 휘어질 수 있지만, 단열용기(1)의 외부면의 온도가 충분히 낮아서 단열용기(1)는 용기 내로 끓는 물을 부은 후 인스턴트 건조 식품이 침지되는 공정이 완료된 후에도 손으로 쥘 수 있다. 이 이유는 리브(2d)가 측벽(3d)과 접촉되지 않는 조건이 단열 공간을 확장하고 위아래로 공기의 순환이 양 측벽(2a, 3b) 사이에서 용이하게 이루어져서 열의 균일한 분산을 허용하기 때문이다.
본 발명의 단열용기(1)는 200 내지 500 cc의 용량을 가진다. 상기 언급한 범위 내의 용량을 가진 종이 컵 본체(2)는 종래의 종이 컵 성형기에 의해서 형성되 는 경우, 160 g/m2 내지 300 g/m2의 범위내의 평량(basis weight)을 가진 원지를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 컵 본체의 종이의 내부면은 거의 20 내지 80 μm의 함량의 열가소성 수지로 코팅된다. 종이의 내부면은 압출 코팅법(extrusion coating method)을 사용하여 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌 수지, 중밀도 폴리에틸렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 등과 같은 폴리올레핀 수지에 의해서 코팅된다.
이러한 열가소성 수지층은 용기에 수용되는 내용물을 보호하는 기능 외에도 컵 성형성을 개선하고 가열 실링법으로 가열실링되는 커버(도시되지 않음)의 밀봉성을 보장하고 수평 리브(2d)의 우수한 성형성을 제공하는 기능을 부여한다.
슬리브(3)에 사용되는 원지에 대해서는 컬부의 가공성 및 우수한 인쇄 능력이 요구된다. 슬리브(3)에 대해서는 230 g/m2 내지 350 g/m2내의 평량을 가진 코팅된 섬유보드(fiberboard)의 원지 또는 160 g/m2 내지 250 g/m2의 범위 내의 평량을 가진 카드보드(cardboard)의 원지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 하한 이하의 평량에서는 슬리브(3)의 견고성이 현저하게 저하되고 높은 온도에서 슬리브(3)의 심각한 휘어짐이 발생하여 불량한 단열성을 보이게 된다. 상기 상한 이상의 평량에서 슬리브(3)의 견고성은 개선되지만 내부로 말린 컬부(3a)의 성형 특성이 나빠지고 슬리브(3)에 사용되는 원료의 단가가 증가하여 바람직하지 못한 문제를 초래한다.
슬리브(3)에 사용되는 물질에 수지 코팅 처리 또는 수지 함침 처리(resin impregnating process)가 실시되면, 견고성, 내압축성, 붕괴 방지성 등이 개선되어서 용기의 유통 동안 가해지는 외부의 힘으로부터 용기에 수용된 내용물을 보호할 수 있게 된다.
전체에 걸쳐 안정된 단열성뿐 아니고 용기의 휘어짐의 발생을 방지하기에 충분한 견고성을 가진 단열용기는 용기 내에 수용된 인스턴트 건조 식품을 먹기 위해서 끓는 물을 공급하여, 또한 이를 먹기 위해서 손에 쥐게되는 식품 용기로서 요구되는 안정성 및 신뢰성을 향상하기에 충분하다. 이러한 특성은 배리어가 없는(barrier-free) 상품에 요구되는 필수 인자일 뿐 아니라 특히 노인, 신체장애인 및 어린이에게 중요한 요인으로 고려된다.
본 발명에 따르면 단열용기는 종이 제품으로, 분리 폐기할 필요가 없이 쉽게 폐기될 수 있다. 용기가 손으로 쉽게 찌그러트릴 수 있을 정도의 적당한 견고성을 가졌다는 점 때문에 이의 폐기에서 용기의 부피를 줄이기가 용이하다. 본 발명의 용기는 일회용으로 우수할 뿐 아니라 단열 재료로서 발포성 플라스틱을 사용한 종래의 단열용기와 비교하여 환경에 대한 부정적 영향이 적다.
또한, 본 발명의 단열용기(1)의 측벽에 요철이 형성되지 않는다. 즉, 측벽이 매끄러운 외부면을 가진다. 슬리브(3)의 내부로 말린 컬부(3a)는 용기의 저면에 위치하여 완만한 곡률을 보인다. 따라서 단열용기(1)는 컵 모양의 정교한 디자인을 가진다. 용기의 저면부에서 컵 본체(2)의 측벽(2a)과 슬리브(3)의 측벽(3b) 사이에 형성된 공간은 내부로 말린 컬부(3a)로 봉합되어서 먼지 또는 이 물질이 측벽(2a, 3b) 사이에 형성된 공간으로 유입되는 것을 방지하고 컵 본체(2)를 형성하는 원지의 말단에서 물이 흡수되는 것을 방지한다. 본 발명의 단열용기(1)는 위생성을 유지할 수 있다.
슬리브(3)는 인쇄 자유도가 높고, 따라서 오프셋 인쇄, 글라비어 인쇄, 플렉소 그래픽 인쇄 등의 공지의 인쇄법뿐만 아니라 오버코팅법, 스탬핑법, 엠보싱법 등과 같은 인쇄후 가공도 자유롭게 실시할 수 있다, 그 때문에 이러한 인쇄 및 가공특성은 상기 용기의 매끄러운 외부면을 가진 우수한 미적 효과를 제공할 수 있다.
슬리브(3)의 측벽 및/또는 내부로 말린 컬부(3a)의 표면에 바니시(varnish)의 오버코팅층을 형성하는 것이 가능하므로 이 부분이 젖게되고 더러워지는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 단열용기(1)의 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 종이 컵 성형기에 의해 부채꼴 형상의 블랭크 원지로부터 원추형의 관상 부재를 형성한다. 이후 저면판(2)을 컵 성형기에 제공하고 이를 봉합처리(seaming treatment)하여 저면부를 형성한다. 이후, 관상 부재의 개방된 상단부에 외부로 말린 컬부(3)를 형성하고 이후, 수평 리브(2d, 2d)를 형성하여 컵 본체(2)를 제조한다.
수평 리브(2d, 2d)를 형성하는 단계는 컵 성형기의 온라인 상태 또는 오프라인 상태에서 실행될 수 있다. 더욱 상세하게는, 리브 없는 성형된 컵 본체(2)를 수평 리브(2d, 2d)에 해당하는 홈을 가진 주형의 성형 공동에 넣고, 회전시키고 홈에 해당하는 컵 내측에서 회전 롤러를 확장기로 외부로 향하게 강하게 프레스 가공하면 외부로 돌출된 수평 리브를 형성하는 것이 가능하다.
이 경우에, 롤러가 컵 본체(2)의 전체 외부를 프레스 가공하는 경우, 컵 본체(2)의 전체 외주에 걸쳐서 연속적으로 연장하는 도 2의 (A)의 수평 리브(2d, 2d)를 성형할 수 있다. 롤러가 컵 본체(2)의 원주방향으로 분할된 부만을 프레스 가공하면, 도 2의 (B)에 도시된 컵 본체(2)의 외주 방향으로 각각이 단속적으로 연장된 수평 리브(2d, 2d)를 형성할 수 있다.
수평 리브(2d, 2d)의 형성이 완료된 후 주형의 성형 공동에서 컵 본체(2)를 꺼낸다. 도 3의 (C)에 도시된 바와 같이 수평 리브(2d)가 상부에 완만한 곡선을 형성하는 것이 도 3의 (A)에서 도시된 바와 같은 예리한 형태를 형성하는 것보다 성형 공동에서 컵 본체(2)를 보다 쉽게 꺼낼 수 있게 된다. 따라서 성형성이 우수하게 된다.
수평 리브(2d)는 암형 및 수형 다이를 사용한 연신 공정으로 형성될 수 있다.
한편, 슬리브(3)는 패턴, 로고타입, 캐릭터 등을 카드보드 또는 코팅된 섬유보드의 절삭 시트 또는 롤링 시트에 인쇄하여, 이 시트를 컵 성형기를 사용하여 부채꼴 형상의 블랭크 시트로 형성하여 역원추형의 형성된 본체를 형성하고, 형성된 본체의 하단의 원주 말단을 내부로 말아서 내부로 말린 컬부를 형성하여 제조할 수 있다.
컵 본체(2)를 슬리브(3)내에 넣고 컵 본체(2)와 슬리브(3)의 상부 접촉부와 이의 하부 접촉부를 접착제에 의해 서로 접합시켜서, 본 발명의 단열용기(1)의 제 조를 완료한다. 컵 본체(2)와 슬리브(3)의 하부 접촉부를 접합하는 단계는 경우에 따라서 생략될 수 있다.
따라서, 본 발명의 단열용기(1)는 적층성이 있어서 복수의 용기(30)가 포개져서 사용자에게 공급될 수 있다.
본 발명의 단열용기의 일례는 이하에 설명될 것이다.
본 발명의 단열용기의 샘플은 다음의 방법에 따라서 제조되었다.
컵 본체(2)의 사양
용량 : 400 cc
측벽의 상단부의 내부 지름 : 88 mm
저면부의 외부 지름 : 66 mm
높이 : 90 mm
원료 : 20 μm의 폴리에틸렌 층을 가진 평량 280 g/m2의 원지
수평 리브의 수 : 2
슬리브(3)의 사양
내부로 말린 컬부의 내부 지름 : 66 mm
내부로 말린 컬부의 두께 : 2.5 mm
측벽의 상부 말단의 내부 지름 : 89 mm
높이 : 88.5 mm
원료 : 인쇄층 및 바니시의 오버코팅층을 가진 평량 230
g/m2의 코팅된 섬유보드의 원지
컵 본체(2) 및 슬리브(3)의 상부 및 이의 하부는 아크릴 에멀젼 상의 접착제에 의해 서로 접합되어서 컵 본체(2)와 슬리브(3)가 서로 일체적으로 결합된다.
비교예로서 도 43에서 도시되는 바와 같은 단열용기(50)가 수평 리브(2d)를 가지지 않은 점을 제외하고는 본 발명의 실시예와 동일한 단열용기(50)를 제조하였다.
95℃ 온도의 끓는 물을 240 cc의 양으로 각 샘플에 제공하여 페터 라인까지 끓는 물을 채운다. 2 내지 3분이 경과한 후, 각 샘플의 중간부를 손으로 쥐고 각 샘플의 외부면에서 온도의 감촉을 검사한다. 상기 감촉 검사에서 본 발명의 샘플이 비교예의 샘플보다 단열성이 우수하고 외부 온도가 비교예의 샘플보다 낮다는 사실이 밝혀졌다. 따라서, 본 발명의 샘플을 뜨거운 느낌 없이 손에 쥘 수 있게 된다.
이러한 감촉 감지는 2개의 조건 즉, 샘플을 강하게 쥐는 조건과 느슨하게 쥐는 조건에서 실시되었다. 본 발명의 샘플은 강하게 쥐는 조건하에서 열의 감지가 실질적으로 느슨하게 쥐는 조건에서와 동일하였다. 비교예에서는 샘플을 강하게 쥐는 것이 느슨하게 쥐는 것보다 현저하게 더 뜨거웠다.
다음, 단열용기의 제조장치의 실시예는 이하에서 상세하게 설명될 것이다.
도 5는 본 발명의 제조장치에 의해서 제조되는 단열용기의 실시예를 도시하는 것이고, 도 6은 용기를 생산하는 개략적 공정을 도시한다. 도 5에 도시된 용기(1)는 도 1 의 (C)의 경우와 같은 방식으로 컵 본체(2) 및 슬리브(3)로 구성된다. 컵 본체는 측벽(2a)과 저면부(2b)를 가지는 원추형으로 형성된다. 컵 본체(2)의 상부 개방 말단의 원주 상에서 외부로 말린 컬부( 2c)가 형성되고, 이를 형성한 후, 2개의 리브(2e, 2f)가 측벽(2a)에 형성되어 각각 용기(1)의 원주 방향에서 외부로 돌출된다. 각 리브(2e, 2f)가 컵 본체(2)를 보강하게 되고, 상부 리브(2f)는 끓는 물과 같은 채워지는 물질의 적당한 수위를 지시하는 페터 라인으로 작용한다. 하부 리브(2e)는 상부 리브(2f) 보다 폭이 다소 크다. 리브(2d, 2f)의 돌출 정도는 각각 슬리브(3)의 내부면에서 접촉되지 않을 정도로 결정된다. 컵 본체(2)의 원료는 예를 들면 150 내지 400 g/m2의 평량을 가지는 원지이고, 적어도 컵 본체(2) 내부면이 폴리에틸렌 층과 같은 코팅층으로 코팅되어서 내열성 및 내수성을 향상시킬 수 있다.
슬리브(3)는 용기(1)의 단열성을 향상하기 위해서 제공된다. 도 6에서 명확하게 도시된 바와 같이, 슬리브(3)는 부채꼴 형상의 종이 블랭크(3')를 원추 형상으로 컬링하는 단계, 상기 블랭크 (3')의 양 끝(3c, 3c)을 서로 연결하는 단계 및 이의 하단부에 내부로 말린 컬부(3a)를 형성하는 단계로 이루어진다. 용기(1)는 컵 본체(2)의 소정의 결합영역(도 6의 빗금 그은 영역) 상에 접착제(4)를 도포하는 단계, 컵 본체(2)와 슬리브(3)를 조립하여 슬리브의 상부 말단부(3f)와 컵 본체(2)의 측벽(2a)을 결합시키는 단계로 제조된다. 슬리브(3)의 원료는 예를 들면 150 내지 400 g/m2의 평량의 원지이다. 슬리브는 온수나 냉수에 접촉되는 것이 아니기 때문에, 슬리브는 컵 본체(2)와는 달리 코팅층을 생략할 수도 있다.
다음은 도 7 내지 도 37을 참조하여 용기(1)를 제조하는 장치를 설명한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 제조장치(10)의 구조를 도시하는 것으로, 도 7은 평면도이고, 도 8은 정면도이고, 그리고 도 9는 개략적인 좌측면도이다. 이들 도면에서 도시되는 바와 같이, 제조장치(10)는 슬리브 형성 섹션(20) 및 조립 섹션(30)을 포함한다. 슬리브 형성 섹션(20)에서, 슬리브는 도 6에 도시된 블랭크(3')로 형성되고, 조립 섹션(30)에서 슬리브(3)와 컵 본체(2)는 조립되어 서로 결합된다.
슬리브 형성 섹션(20) 및 조립 섹션(30)에는 각각 턴테이블(21, 31)이 제공된다. 이 테이블(21, 31) 각각은 제조장치(10)의 메인 본체(11)에 의해서 지지되어서 수직축에 대해서 회전가능하게 된다. 메인 본체(11)는 제조장치(10)의 여러 가지 요소가 장착되는 베이스부이다. 본체(11)는 강철 제품 등을 조립하여 구성되고 공장 등에서 바닥(FL)에 대해서 수평으로 설치된다. 메인 본체(11)의 하부에 구동 동력원으로 모터(12)가 제공된다(도 8 및 도 9 참조). 스프로켓(13)은 모터(12)의 출력 샤프트에 장착된다. 스프로켓(13)의 회전은 체인(14)을 통해 스프로켓(15, 16)으로 전달되고 스프로켓(15, 16)의 회전은 각각 전동장치(22, 32)를 통해 테이블(21, 31)로 전달된다. 모터(12)에서 각 턴테이블(21, 31)로의 감속율(speed reduction ratio)은 서로 동일하다. 따라서, 테이블(21, 31)은 서로 동시에 구동된다. 테이블(21, 31)의 이동은 단속적인 것으로 테이블(21, 31)은 각각 반복적으로 회전하고 중지하는 것으로, 1회의 회전각은 45도로 설정된다. 테이블(21, 31)의 회전방향은 도 7에서 각각 반시계 방향으로 설정된다.
전동장치(22)에서, 스프로켓(13)의 회전은 기어박스(22b)내에 내장된 운동 변환기(도시되지 않음)내로 들어가서, 턴테이블(21)의 구동 샤프트(21a)의 회전으로 전환된다. 또한, 전동장치(32)에서 스프로켓(16)의 회전은 스프로켓(16), 샤프트(32a)의 말단에 부착된 스프로켓(32b) 및 체인(32c)과 일체적으로 회전할 수 있는 스프로켓 샤프트(32a)를 통해서 스프로켓(32d)으로 전달된다. 이후, 스프로켓(32d)의 회전은 기어 박스(32f)에 내장된 동작 변환기(도시되지 않음)로 입력되고, 그리고 턴테이블(31)의 구동 샤프트(도시되지 않음)의 회전으로 전환된다. 이러한 전동장치(22, 32)의 세부사항은 각각 변경이 가능하다.
턴테이블(21)의 외주에서, 테이블(21)의 원주방향으로 슬리브 홀더로서 8개의 맨드릴(23…23)이 동일한 각도(45 도) 간격으로 제공된다. 각 맨드릴(23)은 이의 끝으로 갈수록 지름이 감소하는 경사진 외주면을 가지는 본체(23a)가 형성되어 있다. 각 맨드릴(23)의 본체(23a)의 축방향은 턴테이블(21)의 반경방향과 일치한다. 한편, 턴테이블(31)의 외주에도 테이블(31)의 원주방향으로 8개의 컵 홀더(33…33)가 동일한 각(45 도) 간격으로 제공된다. 각 컵 홀더(33)는 컵 본체를 상하로 반전시킨 상태로 컵 본체(2)를 지지한다. 이의 상세한 것은 이후 설명될 것이다.
용기(1)의 제조동안, 턴테이블(21, 31)은 맨드릴(23…23) 및 컵 홀더(33…33)의 정렬각도 피치, 즉 45도씩 회전 구동된다. 따라서 각 맨드릴(23)은 턴테이블(21)의 외주에 설정된 8 단계의 스테이션(A1 내지 A8)에서 순차적으로 정지하고 각 컵 홀더(33)는 턴테이블(31)의 외주에 제공된 8 단계의 스테이션(B1 내지 B8)에서 순차적으로 정지한다. 즉, 맨드릴(23)은 테이블(21)의 외주에 설정된 순환 통로를 따라 순환하고, 컵 홀더(33)는 테이블(31)의 외주에 설정된 순환 통로를 따라 순환한다. 따라서 모터(12), 스프로켓(13), 체인(14), 스프로켓(15, 16), 테이블(21), 전동장치(22), 테이블(31) 및 전동장치(32)의 조합이 슬리브 홀더 및 컵 홀더를 구동하는 장치로 작용한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 슬리브 형성섹션(20)의 A1 스테이션에는 컬링장치(200)가, A3 스테이션에는 보조 실링장치(240)가, A4 및 A5 스테이션에는 말단 컬링장치(260)가, A7 스테이션에는 슬리브 배출장치(280)가 각각 설치되어 있다. 따라서, 컬링장치(200)의 측방에는 블랭크 공급장치(100)가 설치되어 있다. 한편, 조립 섹션(30)의 B1 스테이션에는 컵 본체 공급장치(300)가, B2 및 B3 스테이션에는 리브 형성 장치(320)가, B4 스테이션에는 접착제 공급장치(340)가, B5 스테이션에는 슬리브 수용장치(360)가, B6 스테이션에는 슬리브 피팅장치(380)가 각각 설치되어 있다. 이러한 장치에는 턴테이블(21, 31)이 정지할 때마다 각각 할당되는 작업이 실행된다. 또한, 슬리브 형성섹션(20)에는 각 맨드릴(23)과 연결되는 주 실링장치(220…)가 설치되어 있다. 또한 도 7에는 A2, A8 스테이션에만 주 실링장치(220)가 나타나 있고, 다른 스테이션에 관해서는 주 실링장치(220)의 도시가 생략되어 있다.
도 11 내지 도 15는 블랭크 공급장치(100)를 상세하게 나타내고 있다. 블랭크 공급장치(100)는 도 6에서 도시된 블랭크(3')을 하나씩 A1 스테이션에 공급하도록 설정된다. 도 7 및 도 12 내지 도 15에서 명확하게 도시된 바와 같이, 블랭크 공급장치(100)는 블랭크(3')의 양단부를 하부측에서 지지하면서 안내하는 한 쌍의 레일(101, 101) 및 블랭크(3')의 중간부를 상하로 가압하도록 설정되어서 블랭크(3')가 떨어지거나 밀려 올라가는 것을 방지하는 안내판(102, 103)을 포함한다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 블랭크(3')는 레일(101, 101)에 의해 블랭크(3')의 일단부(3c)와 평행한 방향으로 안내된다. A1 스테이션에는 블랭크(3')의 중심과 맨드릴(23)의 중심축을 수직방향에 대해서 서로 일치시키기 위해서, 레일(101, 101)은 스테이션 A1에 있는 맨드릴(23)의 중심축의 방향으로부터 경사진다.
도 7 및 도 8에서 도시된 바와 같이, 블랭크 공급장치(100)는 레일(101, 101)의 일단부(도 7의 좌측부)에 블랭크(3')를 하나씩 운송하는 블랭크 이송 장치(110), 레일 상에 배치된 블랭크(3')를 운송하는 제1 및 제2의 체인 컨베이어(120, 140)(도 8 참조), 및 레일(101, 101)을 따라 공급된 블랭크(3')의 일단부(3C)에 접착제를 도포하는 접착제 도포기(170)가 설치되어 있다.
도 12에 명확하게 도시된 바와 같이, 블랭크 이송 장치(110)는 수직 방향으로 연장되는 다수의 로드(112…112)를 가지는 블랭크 홀더(111)를 포함한다. 로드(112…112)는 적절한 간격을 두고 블랭크(3')의 외형을 따라 배열된다. 각 로드의 하단부에서 블랭크(3')가 탈락하는 것을 방지하는 확대부(112a)가 제공되어 다수의 블랭크(3')가 확대부(112a…112a) 위로 포개어 쌓이고, 로드(112…112)로 둘러싸인 공간에 수용된다. 블랭크 홀더(111)의 하부에는 블랭크 인출 부재(113)가 설치되어 있다. 상기 블랭크 인출 부재(113)는 본체(11)에 장착된 공압 실린더(114)의 피스톤 로드(114a)와 연결되어서 상하로 이동될 수 있다. 블랭크 인출 부재(113)의 상단부에는 복수의 흡입기(115…115)가 설치된다.
블랭크 인출 부재(113)를 위로 구동하면, 흡입기(115)는 블랭크 홀더(111)의 최하단에 수용된 블랭크(3')와 접촉하게 되고, 이와 동시에 흡입기(115)의 흡착면으로 공기를 흡인하여서 블랭크(3')가 흡입기(115)에 흡착된다. 이후, 블랭크 인출 부재(113)를 아래로 구동하면, 흡입기(115)에 흡착된 블랭크(3')가 확대부(112a)를 지나 이동하고 블랭크 홀더(111) 아래로 연신된다. 블랭크 인출 부재(113)가 더욱 아래로 구동되면, 블랭크(3')의 양단이 레일(101, 101)과 연결되고 이와 동시에 흡입기(114)에서 흡입이 중단되어서 블랭크(3')가 흡입기(115)에서 떨어진다.
도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 체인 컨베이어(120, 140)는 각각 레일(101, 101)을 따라 수용된 2줄의 체인(121, 141)을 포함한다. 체인(121, 141)에 블랭크(3')와 연결될 수 있는 레일(121a, 141a)이 설치되어서 체인(121, 141)에서 블랭크(3')로 공급력을 전달할 수 있다. 도 7 및 도 11에서 도시되는 바와 같이, 제1 체인 컨베이어(120)에 스프로켓 샤프트(123)에 부착되는 스프로켓(122, 122)이 이의 일단에 설치되어서 이들 사이에서 회전가능하게 한다. 스프로켓 샤프트(123)는 본체(11)에 의해서 회전가능하게 지지되고 샤프트(123)의 일단이 클러치(124)를 통해서 스프로켓(125)과 연결된다. 도 7 및 도 8에서 도시된 바와 같이, 스프로켓(125)은 전동장치(131)를 통해 본체(11)에 장착된 모터(130)와 연결된다. 전동장치(131)는 모터(130)의 출력 샤프트에 끼워진 풀리(130a)의 회전을 벨트(132) 및 풀리(133)(도 14 참조)를 통해서 중간축(134)으로 전달시킨다. 전동장치(131)의 세부적인 사양은 다양하게 변경될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제1 체인 컨베이어(120)의 타단에 스프로켓(126)이 설치된다. 각 스프로켓(126)은 스프로켓 샤프트(142)에 장착되어서 샤프트(142)에 대해서 상대 회전가능하고 샤프트(142)는 본체(11)에 의해서 회전가능하게 지지된다(도 7 참조). 따라서, 체인(121, 121)은 스프로켓 샤프트(142)의 회전 여부와는 무관하게 모터(130)의 회전에 따라 이동한다. 체인(121, 121)의 이동에 따라서, 블랭크 운송 유닛(110)에 의해서 레일(101, 101)상에 이송된 블랭크(3')는 제2 체인 컨베이어(140)로 송출된다.
제2 체인 컨베이어(140)는 스프로켓 샤프트(142)에 부착된 스프로켓(143, 143)이 장착되어서 샤프트(142)에 의해서 회전가능하게 된다. 스프로켓 샤프트(142)는 이동장치(150)를 통해 턴테이블(21)의 구동 샤프트(21a)에 연결된다(도 10 참조). 따라서, 체인(141, 141)은 턴테이블(21)의 45도 회전에 따라 예정된 거리를 이동한다. 따라서, 한 장의 블랭크(3')는 맨드릴이 A1 스테이션에 운반되는 동시에 A1 스테이션에 있는 맨드릴(23) 아래로 공급된다. 전동장치(150)는 턴테이블(21)의 구동축(21a)에 장착된 스프로켓(21b)의 회전을 체인(151), 스프로켓(152), 중간축(153), 한 쌍의 베벨 기어(154, 155) 및 중간축(156)을 통해서 블랭크 공급장치(100)의 측면으로 전달하고(도 7 및 도 8), 이어서 중간축(156)의 회전을 한 쌍의 베벨 기어(157, 158), 중간축(159) 및 한 쌍의 베벨 기어(160, 161)를 통해서 스프로켓 샤프트(142)까지 전달한다(도 13 및 도 14 참조). 이동장치(150)의 세부적인 사양은 다양하게 변경될 수 있다.
도 7, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 접착제 도포장치(170)는 용융상태의 접착제가 수용되어 있는 팬(171), 상기 팬(171)에서 접착제를 제공받는 딥롤러(172), 상기 딥롤러(172)와 접촉하는 도포 롤러(173)를 포함한다. 딥롤러(172)는 제1 체인 컨베이어(120)의 중간축(134)과 일체로 회전가능하다. 도포 롤러(173)는 중간축(134)에 대해서 한 쌍의 기어(175, 176) 및 기어축(177)을 통해서 연결된 중간축(134)과 일체로 회전한다. 도포 롤러(173)의 외주는 레일(101, 101)에 의해서 지지되는 블랭크(3')의 일단부(3c)와 접촉한다. 따라서, 제1 체인 컨베이어(120)의 모터(130)가 회전하고 이의 회전과 동시에 딥롤러(172) 및 도포 롤러(173)도 회전하고 팬(171)의 접착제가 딥롤러(172)의 외주에서 도포 롤러(173)의 외주를 통해서 블랭크(3')의 일단부(3c)로 전달된다.
도 16 및 도 17은 컬링장치(200)를 자세히 도시한다. 컬링장치(200)는 블랭크 공급장치(100)에 의해서 A1 스테이션에 공급되는 블랭크(3')를 맨드릴(23)에 컬링하도록 설정되는 것으로 지지부재(201), 그의 지지부재(201)의 수직방향으로 이동 가능한 상태로 본체(11)와 연결하는 직선안내장치(202), 지지부재(201)를 수직방향으로 구동하는 공압 실린더(203), 및 지지부재(201)로 핀(204)을 통해서 회전가능하게 장착되는 한 쌍의 공압 실린더(205, 205)를 포함한다. 상기 직선안내장치(202)는 직선상의 레일(202a)과 이의 레일(202a)을 따라 이동가능한 슬라이드(202b)를 가진 공지의 것이다.
각 공압 실린더(205)의 피스톤 로드(205a)의 말단에는 부착구(206)가 핀(207)을 통해서 회전가능하게 부착되어 있고 이들 부착구(206)는 지지부재(201)에 대해서도 핀(208)을 통해서 회전가능하게 연결되어 있다. 각 부착구(206)에는 블랭크 컬링블록(210)이 설치되어 있다. 블랭크 컬링블록(210)에는 맨드릴(23)의 외주면을 따라 굽은 오목면(210a)이 형성되어 있다.
공압 실린더(205)의 피스톤 로드(205a)의 신축에 따라서 부착구(206)는 핀(207)을 중심으로 일정범위로 회전될 수 있다. 블랭크 공급장치(100)에 의해 블랭크(3')가 A1 정치위치에 이동되면, 도 16에 가상선으로 표시한 바와 같이 피스톤 로드(205a)가 수축한 상태로 유지되어서 부착구(206)가 서로 떨어진다. 이 상태에서 부착구(206)의 상부 블랭크(3')가 반입되면, 공압 실린더(203)에 의해 지지부재(201), 공압 실린더(205) 및 부착구(206) 등이 함께 위로 구동되어, 지지부재(210)에 장착된 블랭크 클램프 블록(211)이 블랭크(3')에 접촉해서 블랭크(3')를 맨드릴(23)에 밀어 넣는다. 이에 의해서, 블랭크(3')의 컬링 공정 중에 맨드릴에 대해서 블랭크(3')를 맨드릴(23)에 밀어 넣는다. 이에 의해서, 블랭크(3')의 컬링 공정 중에 맨드릴에 대해서 블랭크(3')가 손실되거나 편향되는 것이 방지된다. 이후, 도 16에서 실선으로 표시되는 것과 같은 공압 실린더(205)의 피스톤 로드(205a)가 내밀어지면, 이에 반응하여 부착구(206)가 상부로 회전하여 서로 접근한다. 이에 의해서 A1 스테이션에 이동된 블랭크(3')가 블랭크 컬링블록(210)에 부가되어서 맨드릴(23)(도 16 참조)의 외주를 따라 말려서 가압된다. 이때, 블랭크(3')의 양단부(3c, 3c)가 서로 겹쳐져서 이음선(3d)(도 6 참조)을 형성하게 된다. 또한 접착제가 도포되는 말단(3c)이 반대측의 말단(3c)보다도 내측에 있도록 부착구(206, 206)의 작동을 조정하는 것이 필요하다. 예를 들면 핀(207, 207)의 위치를 좌우로 변화시켜서 접착제가 도포된 말단(3c)이 반대측의 말단(3c)보다 먼저 맨드릴(23)에 가압되도록 구성한다.
블랭크(3')의 컬링 공정이 완료된 후, 이어서 턴테이블(21)의 다음 회전을 준비하기 위해서 부착구(206)가 공압 실린더(205)에 의해서 다시 도 16의 가상선으로 지시하는 위치로 구동되고 공압 실린더(203)에 의해서 지지부재(201), 공압 실린더(205) 및 부착구(206) 등이 함께 아래로 구동된다. 턴테이블(21)이 다시 회전해서 다음의 맨드릴(23)이 A1 스테이션으로 운송되고 다른 새로운 블랭크(3')가 A1 스테이션으로 공급되면, 다시 공압 실린더(203)로 지지부재(201) 등이 위로 구동되면서 부착구(206)가 위로 구동되면서 블랭크(3')가 맨드릴(23)에 컬링된다. 또한, 블랭크 컬링블록(210)은 맨드릴(23)의 크기에 따라서 변경 가능하다. 부착구(206)의 높이는 필요에 따라서 공압 실린더(203)에 의해 조정된다.
컬링장치(200)에 의해서 맨드릴(23)에 말려져 있는 블랭크(3')의 이음선(3d)은 주 실링장치(220)에 의해 맨드릴(23)로 가압되고 더욱 가열된다. 도 10에 나타난 바와 같은 주 실링장치(220)는 맨드릴(23)의 위로 배치된 공압 실린더(221) 및 이의 공압 실린더(221)의 가동부(221a)에 부착된 가압블록(222)을 포함한다. 공압 실린더(221)는 브래킷(223)을 통해서 턴테이블(21)에 장착된다. 따라서, 공압 실린더(221) 및 가압블록(222)은 턴테이블(21)의 구동에 따라서 맨드릴(23)과 함께 회전한다.
공압 실린더(221)의 가동부(221a)는 직선방향으로 작동가능한 것이다. 가압 블록(222)은 맨드릴(23)의 외주면을 따라 경사지고, 가압블록의 길이는 맨드릴(23)의 길이와 실질적으로 동일하다. 또한, 가압블록(222)은 가열기(도시되지 않음)를 내장하여 블랭크(3')의 양단부(3c, 3c)의 접촉을 촉진하기 위한 적당한 온도(예를 들면 100℃)로 가열된다.
A1 스테이션의 컬링장치(200)에 의해 맨드릴(23)에 블랭크(3')를 마는 경우, 공압 실린더(221)의 가동부(221a)는 위로 후퇴한 위치로 지지되고 가압블록(222)은 맨드릴(23)의 위쪽으로 떨어진 위치에서 지지된다. 따라서, 컬링장치(200)의 블랭크 컬링블록(210)에 의해서 블랭크(3')가 맨드릴(23)에 컬링된 후, 공압 실린더(221)의 가동부(221a)는 아래로 이동하고 가열된 가압블록(222)이 블랭크(3')의 이음선(3d)으로 가압되어서 블랭크 컬링블록(210)이 맨드릴(23)에서 이탈된다. 따라서, 이음선(3d)은 가압되고 가열되어서 이의 접착이 촉진된다.
가압블록(222)에 의한 가열 및 가압은 맨드릴(23)이 A7 스테이션에 도달할 때까지 지속된다. 맨드릴(23)이 A7 스테이션에 도달한 후, 공압 실린더(221)의 가동부(221a)가 위로 이동하고 가압블록(222)은 맨드릴(23)에서 떨어진다.
A1 스테이션에서, 주 실링장치(220)에 의해 이음선(3d)이 가압되는 블랭크(3')는 턴테이블(21)의 회전에 의해서 A2 스테이션으로 이동하고, 턴테이블(21)의 순차적인 회전에 따라 보조 실링장치(240)(도 7, 도 18 및 도 19 참조)에 이송된다.
보조 실링장치(240)는 맨드릴(23)에서 돌출되는 이음선(3d)의 일단부를 가압하고 가열하여 접착을 촉진하도록 설치되어 있다. 즉, 본 실시예의 제조장치(10) 에는 맨드릴(23)의 본체(23a)가 블랭크(3')보다 짧다. 이러한 설계의 이유는 블랭크(3')를 맨드릴(23)에 의해 컬링시키는 처리와 슬리브(3)의 하단에 컬부(3a)(도 6참조)를 형성하는 처리를 동일한 맨드릴(23)에서 실시할 수 있도록 하기 위함이다. 맨드릴(23)의 본체(23a)의 길이가 블랭크(3')의 길이보다 길거나 같으면, 본체(23a)는 컬링된 블랭크(3')의 말단보다 돌출될 것이므로, 컬부(3a)는 맨드릴(23)에서 블랭크(3')를 빼내서 형성하여야만 한다. 그러나, 맨드릴(23)의 길이가 블랭크(3')의 길이보다 짧으면, 블랭크(3')의 일단부(3e)가 맨드릴(23)에서 돌출되어서 주 실링장치(220)의 가압블록(222)에 의해서 상기 일단부(3e)를 가압하는 것이 불가능하다. 따라서, 돌출부(3e)에서 이음선(3d)을 가압하고 가열하는 경우에만 보조 실링장치(240)가 부가된다.
도 18 및 도 19에 도시되는 바와 같이, 보조 실링장치(240)는 제조장치(10)의 본체(11)에 장착되는 기부(241), 상기 베이스(241)상에 장착되는 공압 실린더(242), 상기 공압 실린더(242)의 가동부(242a)에 부착되는 지지부재(243), 상기 지지부재(243)의 상부에 장착된 공압 실린더(244), 및 상기 공압 실린더(244)의 가동부(도시되지 않음)에 부착되는 한 쌍의 니퍼(245, 245)를 포함한다. 공압 실린더(242)의 가동부(242a)는 화살표 Y로 표시되는 바와 같이 수평방향에서 약간 경사진 방향으로 왕복 운동할 수 있다. 상기 가동부(242a)의 동작방향이 수평선에 대해서 경사진 것은 실질적으로 본체의 중심축에서 본체(23a)의 외주면의 경사방향과 일치한다. 한편, 니퍼(245, 245)는 화살표 Z로 표시되는 수직방향에서 약간 경사진 방향으로 공압 실린더(244)에 의해서 서로 반대로 구동된다. 각 니퍼(245)는 내장되어 있는 가열기(도시되지 않음)에 의해서 적당한 온도로 가열된다. 니퍼(245)의 가열 온도는 주 실링장치(220)의 가압블록(222)의 온도보다 높게 설정된다. 예를 들면 니퍼는 약 180℃까지 가열되지만 가압블록(222)은 약 100℃까지 가열된다.
도 20의 (A) 및 도 20의 (B)에서는, 니퍼(245)의 작동을 도시한다. 턴테이블(21)이 회전하면, 도 18에 도시된 바와 같이 공압 실린더(242)의 가동부(242a)가 후퇴하는 위치이고 각 니퍼(245)는 도 20의 (A)에 도시된 위치에 지지된다. 이때, 니퍼(245, 245) 사이에 블랭크(3')의 이음선(3d)을 수용할 수 있는 공간이 생긴다. 턴테이블(21)이 회전하고 맨드릴(23)이 A2 스테이션에서 A3 스테이션으로 이동한 후, 가동부는 턴테이블(21)로 이동하고 각 니퍼(245)는 블랭크(3')의 이음선(3d)이 서로 겹쳐지는 위치로 이동한다. 이어서, 니퍼(245, 245)는 공압 실린더(244)에 의해서 서로 접근하도록 구동되어서 이음선(3d)이 도 20의 (B)에서 도시된 바와 같이 니퍼(245, 245) 사이에서 니핑된다. 따라서, 이음선(3d)에 제공된 접착제가 가열되어서 이의 접합이 촉진된다. 이음선(3d)이 복수의 니퍼(245, 245)에 의해서 소정의 시간동안 가압되고 가열된 후, 복수의 니퍼(245, 245)는 도 20의 (A)에 도시된 위치로 복귀하여 턴테이블(21)의 다음 회전이 가능하도록 한다.
도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 베이스(241)에 고정부(241a) 및 상기 고정부에 부착된 가동부(241b)가 설치되어서 수직방향으로 블랭크(3')의 이음선(3d)의 위치에 따라서 니퍼(245)의 위치를 조정하도록 수직방향으로 이동할 수 있다. 수직방향으로 연장되는 조정 볼트(246)는 고정부(241a)에 회전가능하게 부착되고 이의 상부는 가동부(241a)에 나사로 결합된다. 만약 고정부(241a)와 가동부(241b)를 연결하는 볼트(247)가 느슨해져서 조정 볼트(246)가 회전되면, 가동부(241b)는 수직방향으로 이동하여 니퍼(245)의 높이가 변경된다.
보조 실링장치(240)에서 처리된 블랭크(3')는 턴테이블(21)의 순차적 회전에 따라 A4 스테이션의 말단 컬링장치(260)로 이동하고, 다시 턴테이블(21)의 회전 순서에 따라 A5 스테이션의 말단 컬링장치(260)로 이동한다. 각 장치(260)는 슬리브(3)의 컬부(3a)(도6 참조)를 형성하도록 제공된 것이다.
도 21 내지 도 23에 도시된 바와 같이, 말단 컬링장치(260)는 제조장치(10)의 본체(11)에 장착된 베이스(261), 상기 베이스(261)에 장착된 공압 실린더(262), 한 쌍의 직선 안내장치(263, 263)를 통해서 상기 베이스(261)의 상단부에 장착되는 가동판(264), 및 상기 가동판(264)의 상부면에 장착된 모터(265)를 포함한다. 공압 실린더(262)의 피스톤 로드(262a)는 A4 또는 A5 스테이션의 맨드릴(23)의 중심축에 평행한 방향으로 이동할 수 있고, 직선 안내장치(263)의 레일(263a)은 피스톤 로드(262a)의 이동방향과 평행한 방향으로 이동한다. 가동판(264)은 슬라이더(263b…263b)에 의해서 지지되고 연결판(266)에 의해서 공압 실린더(262)의 피스톤 로드(262a)와 연결된다.
모터의 출력 샤프트(265a)에는 어댑터(267)가 장착되어서 함께 회전가능하게 되며, 원반상 다이(268)가 볼트(269…269)를 사용하여 상기 어댑터(267)의 말단 표면에 착탈가능하게 장착된다. 다이(268)는 출력 샤프트(265a)와 동축이고 이의 말단면에는 컬부(3a)를 형성하는 홈(268a)이 형성되어서 축선의 둘레를 둘러싸도록 설치된다. 이들 다이(268) 및 출력 샤프트(265a)는 맨드릴(23)과 동축이다.
다이(268)는 공압 실린더(262)의 피스톤 로드(262a)의 이동에 따라서 맨드릴의 중심축의 방향으로 이동한다. 턴테이블(21)이 회전하면 공압 실린더(262)의 피스톤 로드(262a)가 수축되고 다이는 도 21에 도시된 바와 같이 블랭크(3')의 돌출부(3e)에서 이격된 위치에서 유지된다. 턴테이블(21)이 회전하거나 하지 않거나 상관없이 모터(265)는 구동된다.
턴테이블(21)이 정지하면, 공압 실린더(262)의 피스톤 로드(262a)가 맨드릴(23)측에 이동하여 다이(268)가 이의 축에 대해서 회전하여 블랭크(3')의 돌출부(3e)에 접촉한다. 이때, 돌출부(3e)는 다이(268)의 홈(268a)에 삽입되고 홈(268a)의 윤곽을 따라 내부로 컬링된다. 다이(268)가 소정의 시간동안 블랭크(3')에 접촉되고 나서 공압 실린더(262)의 피스톤 로드(262a)가 후퇴하고 다이(268)가 도 21에 도시된 위치로 복귀한다. 맨드릴(23)이 A4 및 A5 스테이션에서 이동될 때마다, 다이(268, 268)가 앞뒤로 반복하여 구동되어서 슬리브(3)의 돌출부(3e)에 컬부(3a)를 형성하게 된다.
A4 스테이션에서 컬부(3a)는 중간까지 형성되고 A5 스테이션에서 완전히 형성된다. 컬부(3a)가 2단계로 형성되는 이유는 강제로 가공하지 않고 커다란 컬부(3a)를 형성할 수 있기 때문이다. A4, A5 스테이션에서 상기 다이(268)의 이동량 및 홈(268a)의 윤곽은 서로 다르다.
따라서 슬리브(3)는 A1 내지 A6 정지단계에 걸쳐 가공되어서 제조된다. 준비된 슬리브(3)는 A7 스테이션에서 슬리브 배출장치(280)에 의해 조립섹션(30)으로 이송된다.
도 24 및 도 25에 도시되는 바와 같이, 슬리브 배출장치(280)는 상기 제조장치(10)의 본체(11)에 고정된 지지부재(281), 상기 지지부재(281)에 직선 안내장치(282)를 통해서 장착된 모터 베이스(283), 상기 지지부재(281)에 장착된 공압 실린더(284), 상기 모터 베이스(283)의 상단부에 장착된 모터(285), 및 상기 모터(285)의 출력 샤프트(285a)에 장착된 롤러(286)를 포함한다. 직선 안내장치(282)에는 수직으로 연장되는 레일(282a)이 설치되고 상기 모터 베이스(283)는 상기 직선 안내장치(282)의 슬라이더(284)와 연결된다. 공압 실린더(284)에는 모터 베이스(283)의 하단부에 연결된 가동부(284a)가 제공되고, 따라서 모터 베이스(283)는 공압 실린더(284)의 가동부(284a)의 이동에 따라 수직방향으로 이동할 수 있다. 모터(285)의 출력 샤프트(285a)는 A7 스테이션에서 맨드릴(23)의 축방향에 수직방향으로 연장된다.
턴테이블(21)이 회전되는 동안, 공압 실린더(284)의 가동부(284a)가 아래로 후퇴하고, 롤러(286)는 맨드릴(23)에서 이탈하여 이동한다. 모터(285)의 출력 샤프트(285a)는 맨드릴(23)이 회전하던지 하지 않던지 도 25에서 화살표 CCW로 표시된 바와 같이 반시계방향으로 회전한다. 턴테이블(21)이 회전하고 맨드릴(23)위에 있는 슬리브(3)가 A7 스테이션으로 이동된 후, 가압블록(222)은 상기 언급된 바와 같이 맨드릴(23)에서 이탈하여 이동하고 공압 실린더(284)의 가동부(284a)는 상부로 구동되어서 도 25에서 가상선으로 도시되는 바와 같이 맨드릴(23)의 슬리브(3)를 롤러(286)의 외주면으로 가압한다. 따라서 슬리브(3)는 롤러(286)의 회전에 따라서 맨드릴(23)에서 제거되고 화살표 F로 지시되는 조립섹션(30)으로 배출된다. 배출된 슬리브(3)는 슬리브 이송 장치(360)에 수용된다. 이에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다. 롤러(286)가 소정의 시간동안 상승된 위치로 유지된 후, 공압 실린더(284)의 가동부(284a)는 도 25의 실선으로 지시되는 위치로 복귀하여 턴테이블(21)이 다음 회전을 하도록 한다.
도 26 및 도 27은 컵 본체 공급장치(300)를 상세하게 도시한다. 상기 컵 본체 공급장치(300)는 B1 스테이션의 컵 홀더(33)에 대해서 컵 본체(2)를 반전된 자세로 운송하기 위해 제공되고, 상기 B1 스테이션 위에 배치된 제조장치(10)의 본체(11)에 의해서 수평으로 지지되는 기부판(301) 및 이의 위에 평행하게 부착되는 모터 베이스(302)를 포함한다. 기판(301)에는 B1 정치위치에 있는 컵 홀더(33)의 축과 동축인 관통 구멍(303)이 형성되어 있고 이 관통 구멍(303)의 내부지름은 컵 본체의 컬부(2c)에 있는 외부지름보다 크게 설정되어 있다. 관통 구멍(303)의 가장자리에는 6개의 로드(304…304)가 관통 구멍(303)의 원주방향으로 등간격으로 설치되어있다(도 9 참조). 이들 로드(304)가 둘러싼 공간에는 복수의 컵 본체(2)가 위, 아래가 반전되어서 수직방향으로 포개어져 있다. 또한, 이 공간에 포개져 수용된 컵 본체(2)는 리브(2e, 2f) 이외의 모든 요소가 임의로 형성될 수 있다.
기판(301)에는 6개의 풀리(305a, 305b…305f)가 설치되어 있다. 하나의 풀리(305a)는 모터 베이스(302)에 부착된 모터(306)의 출력 샤프트(306a)에 일체로 회전가능하게 부착된다. 다른 5개의 풀리(305b…305f)는 기판(301)에 의해서 회전가능하게 지지된 풀리 축(307)에 일체로 회전가능하게 부착되어져 있다. 각 풀리(305a∼305f) 사이에는 모터(306)의 출력 샤프트(306a)의 회전에 의해서 각 풀리(305a∼305f)가 일체로 회전될 수 있도록 벨트(308)가 연결되어 있다. 모터(306)에 부착되는 풀리(305a)에 인접한 2개의 풀리(305b, 305f)와 풀리(305a)에 대해서 관통 구멍(303)을 통해서 반대측에 위치한 풀리(305d)는 풀리 축(307)을 통해서 롤러(309…309)와 각각 연결되고 있다. 롤러(309)의 외주면에는 나선형의 홈(309a)이 설치되어 있다.
롤러(309)의 외주부는 관통 구멍(303) 외주연보다도 반경방향 내측으로 약간 돌출되어 있고, 로드(304)들 사이에 수용된 복수의 컵 본체(2)는 롤러(309)에 의해서 하부로부터 지지된다. 모터(306)의 출력 샤프트(306a)가 소정방향으로 구동되면, 가장 아래에 위치한 컵 본체(2)의 컬부(2c)가 롤러(309)의 홈(309a)에 연결되어서 롤러(309)의 회전에 따라 아래로 공급된다. 이에 의해서, 하나의 컵 본체(2)가 로드(304) 사이의 공간에서 배출되어서 컵 홀더(33)에 수용된다. 턴테이블(31)이 45도 회전할 때마다, 롤러(309)가 소정 각도로 반복 구동되어 컵 본체(2)를 B1 스테이션에 운송된 컵 홀더(33)에 공급하게 된다.
컵 홀더(33)에 수용된 컵 본체(2)는 턴테이블(31)의 순차적인 회전에 의해서 B2 스테이션에 있는 리브형성장치(320)로 이동하고 턴테이블(31)의 순차적인 회전으로 B3 스테이션의 리브형성장치(320)로 더욱 이동한다.
도 28 및 도 29는 리브 형성장치(320)를 상세하게 도시한다. 각 리브형성장치(320)는 컵 홀더(33)와 협동하여 리브(2f 또는 2e)를 형성한다. 도30에 도시된 바와 같이, 컵 홀더(33)는 턴테이블(31)의 외주에 장착된 수직방향으로 연장되는 지지 샤프트(40), 상기 지지 샤프트(40)를 상기 턴테이블(31) 고정하기 위해 상기 지지 샤프트(40)의 나사부(40a)에 고정된 너트(41), 베어링(42A, 42B)을 통해 상기 지지 샤프트(40)의 외주에 회전가능하게 장착되는 회전 실린더(43), 상기 회전 실린더(43)의 외주에 동일한 축을 가지도록 고정된 스페이서(44), 모델 부재(45, 46) 및 캡(47)을 포함한다. 상기 회전 실린더(43)의 하단부에는 회전 입력부로 상기 지지 샤프트(40)와 동축인 구동휠(43a)이 제공된다. 상기 스페이서(44), 상기 모델부재(45, 46) 및 상기 캡(47)은 상기 회전 실린더(43)에서 착탈가능하고, 특히 상기 모델부재(45, 46)는 각각 고정 나사(48, 49)를 사용하여 회전 실린더(43)와 연결되어서 일체로 회전가능하게 된다.
모델부재(45, 46)는 각각 리브(2f, 2e)를 형성하기 위해서 제공되어 이의 외주에는 플랜지(45a, 46a)가 형성된다. 각 플랜지(45a, 46a)는 접촉부(abutment portion)로 작용하고, 회전 실린더(43)와 동축이고, 이의 각 외주부는 이 섹션 내에서 둥근 형태로 형성된다. 캡(47)에는 컵 본체의 내부에서 컵 본체(2)의 저면부(2b)를 지지하기 위해서 저면지지부(47a)를 이의 상단부에 형성한다. 저면부(2b)가 저면지지부(47a)와 접촉되면, 플랜지(45a, 46a)가 리브(2f, 2e)가 각각 형성될 위치에서 측벽(2a)의 내부면과 거의 접촉된다. 따라서 플랜지(45a, 46a)의 각각의 외주는 접촉부로서 작용한다. 플랜지(45a, 46a)의 각각의 두께, 즉, 도 30에서 수직방향의 치수는 각각 리브(2f, 2e)의 폭에 따라 조정된다. 플랜지(45a, 46a)의 높이는 스페이서(44)의 두께를 변경하여 조정할 수 있다. 리브의 폭이 컵 본체(2)의 형태에 따라 변경되면, 리브의 여러 가지 형태에 해당하는 형태의 복수 모델부재를 준비하는 것이 바람직하며, 여기서, 모델부재중 한 종류는 회전 실린더(43)에 설치될 수 있다.
도28 및 도 29에 도시된 바와 같이, 리브형성장치(320)에는 컵 본체(2) 및 컵 홀더(33)를 회전시키는 회전 구동기구(321), 회전하면서 컵 본체(2)를 모델부재(45, 46)로 프레스 가공하여 리브(2e, 2f)를 형성하는 프레스 기구(330) 및 가공중 컵 본체(2)가 위로 이동하는 것을 방지하는 억제 기구(restraining mechanism)(336)가 제공된다.
상기 회전 구동기구(321)는 제조장치(10)의 본체(11)에 장착된 4개의 로드(322…322), 상기 로드(322)의 상단부에 장착된 모터 베이스(323) 및 모터 베이스(323)에 장착된 모터(324)를 포함한다. 모터(324)에는 위로 돌출하는 출력 샤프트(324a)가 장착되고 여기에 구동휠(325)이 샤프트(324a)에 장착된다. 컵 홀더(33)가 턴테이블(31)의 회전에 의해서 B2 또는 B3 스테이션에 이동되면, 구동휠(325)이 컵 홀더(33)의 피동휠(43a)과 접촉되어 모터(324)의 출력 샤프트(324a)의 회전에 따라 회전 실린더(43)를 회전시킨다. 턴테이블(31)이 회전하면, 피동휠(43a)은 구동휠(325)에서 떨어져서 휠들(325, 43a) 사이에서 회전 전달은 끓어지게 된다. 따라서 턴테이블(31)이 소정 각도(45도) 회전한 후에 정지하면, 다음의 컵 홀더(33)의 피동휠(43a)과 구동휠(325)이 접촉하여 양자간의 회전전달이 가능하게 된다.
도30에 상세하게 도시된 바와 같이, 프레스 기구(330)는 모터 베이스(323)에서 수직방향으로 연신되는 4개의 로드(331…331), 상기 로드(331)에 내장되는 브래킷(332), 상기 브래킷(332)에 장착되는 구동원인 공압 실린더(333), 상기 공압 실린더(333)의 피스톤 로드(333a)에 부착되는 홀더(334), 및 베어링(334a, 334a)을 통해 상기 컵 홀더(334)의 샤프트부(334a)에 회전가능하게 장착되는 프레스 롤러(335)를 포함한다. 상기 롤러(335)의 외부 원주면은 컵 본체(2)의 측벽(2a)을 따라 경사지게 경사지는 면으로 형성되고(도 6 참조), 이의 섹션에서 일반적으로 반원형상을 가지는 홈(335a)을 구비한다. B2 스테이션에서는 프레스 롤러(335)의 홈(335a)의 형상이 플랜지(45a)의 외주에 대해서 상보적이고, B3에 있는 프레스 롤러(335)의 홈(335a)의 형상은 플랜지(46a)의 외주에 대해서 상보적이다.
상기 브래킷(332)에는 이의 높이가 로드(331)를 따라 조정가능한 방식으로 로드에 장착된다. B2 스테이션에서 브래킷(332)의 위치는 프레스 롤러(335)의 홈(335a)과 플랜지(45a)를 동일한 높이에 위치시키도록 조정되고, B3 스테이션에서 브래킷(332)의 위치는 프레스 롤러(335)의 홈(335a)과 플랜지(46a)가 동일한 높이가 되는 위치로 조정된다.
억제장치(336)는 상기 로드(331)의 상단에 장착된 브래킷(337), 아래로 배열되도록 상기 브래킷(337)의 말단부에 장착된 구동 동력인 공압 실린더(338), 및 베어링(339)을 통해서 공압 실린더(338)의 피스톤 로드(338a)에 회전가능하게 연결되는 억제판(339)을 포함한다. 공압 실린더(338)의 피스톤 로드(338a)가 아래로 이동하면, 유지판(339)은 컵 본체(2)의 저면부(2b)와 접촉하여 리브(2f, 2e)를 형성하는 공정동안 컵 본체(2)가 밀려 올라가는 것을 방지하게 된다.
B2 스테이션에서 리브 형성장치(320)의 작동은 다음과 같다. 소정의 각으로 회전한 후 턴테이블(31)이 정지하고 컵 본체(2)가 B2 스테이션에 공급되면, 구동휠(325)과 컵 홀더(33)의 휠(43a)이 서로 접촉하여서 컵 홀더(33)의 회전 실린더(43)와 컵 본체(2)는 컵 홀더(33)의 축 둘레로 회전 구동된다. 이러한 조건하에서, 억제장치(336)의 공압 실린더(338)가 작동하여 유지판(339)이 컵 본체(2)의 저면부와 접촉되는 동시에 피스톤 로드(333a)가 도 31의 (A)의 화살표에서 표시된 것처럼 측벽(2a)을 향해 프레스 롤러(335)를 이동시키도록 돌출된다. 결과적으로, 프레스 롤러(335)는 측벽(2a)에 접촉되고 측벽(2a)은 도 31의 (B)에서 도시되는 바와 같이 내부로 프레스 가공된다. 따라서, 측벽(2a)이 홈(335a)과 플랜지(45a) 사이에 샌드위치 되어서 측벽(2a)은 탄성적으로 변형되어서 페터 라인으로 작용하는 리브(2f)를 형성하게 된다. 이때, 컵 본체(2)와 플랜지(45a)가 회전되기 때문에, 프레스 롤러(335)와 측벽(2a)이 서로 접촉하는 위치는 결과적으로 이의 회전에 따라서 변경되어서 리브(2f)는 컵 본체(2)의 원주 방향으로 점진적으로 형성된다. 따라서, 한 번에 전체 리브를 형성하는 경우와 비교하여, 컵 본체(2)에 리브를 형성하는데 필요한 힘을 줄일 수 있다. 또한, 롤러(335)는 컵 본체(2)의 회전에 따라 축에 대해서 회전하기 때문에 롤러(335)와 측벽(2a) 사이의 마찰을 감소하여 리브의 제조 중에 컵 본체(2)에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있다.
프레스 롤러(335)가 1회 이상 컵 본체(2) 둘레를 회전한 후, 피스톤 로드(333a)는 도 31의 (C)에서 도시되는 바와 같이 측벽(2a)에서 프레스 롤러(335)를 분리하도록 후퇴된다. 홈(335a)과 플랜지(45a) 사이에 샌드위치 되는 부분을 제외한 측벽(2a)은 이의 탄성에 의해서 원래의 형태로 복귀하여 페터라인으로 작용 하는 리브(2b)가 컵 본체(2)의 전체 둘레에서 측벽으로부터 외부로 돌출된다. 억제장치(336)의 억제판(339)은 프레스 롤러(335)의 탈착 이동과 동시에 위로 당겨진다. 따라서, 프레스 기구(330)는 반경방향 구동장치로서 작용하고, 프레스 롤러(335)는 암형 모델부재로 작동하고, 각 플랜지(45a, 46a)는 수형 모델부재로 작용하고 억제 기구(33)는 억제장치로 작용한다.
리브(2f)가 형성된 컵 본체(2)는 턴테이블(31)의 순차적인 회전에 의해서 B3 스테이션에 공급된다. B3 스테이션에서는 프레스 기구(330) 및 억제 기구(336)가 상기 언급된 방법으로 측벽(2a)에 리브(2e)를 형성하도록 구동된다. 측벽(2a)에 대해서 프레스 롤러(335) 및 플랜지(46a)의 작동은 도 31의 (A) 내지 도 31의 (C)에 도시된 것과 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
리브(2e)가 형성된 컵 본체(2)가 B4 스테이션에 있는 접착제 도포장치(340)(도 7 참조)에 이동된다. 컵 본체(2)가 B3 스테이션에서 B4 스테이션으로 이동하는 동안 휠(43a)은 구동휠(325)과 이격되고 이들 사이의 회전력 전달은 중단된다. 그러나 회전 실린더(43)는 이의 관성에 의해서 B4 스테이션에 있는 동안 이의 회전을 지속한다.
도 32에 도시된 바와 같이, 접착제 도포장치(340)에는 측벽(2a)을 향해서 접착제(4)를 분사할 수 있는 노즐 건(341)(도 6 참조)에 제공된다. 컵 본체(2)가 턴테이블(31)에 의해서 B4 스테이션에 공급될 때마다 노즐 건(341)은 소정의 시간동안 접착제(4)를 토출한다. B4 스테이션에서 컵 본체(2)의 회전에 기인하여 노즐 건(341)에서 토출된 접착제(4)는 컵 본체(2)의 결합영역(도 6 참조)에 균일하게 공급된다.
B4 스테이션에서 접착제(4)가 도포된 컵 본체(2)는 B5 스테이션에 설치된 슬리브 이송 장치(360)에 공급된다. 도 33 및 도 34는 상기 장치(360)를 상세하게 도시한다. 슬리브 이송 장치(360)는 슬리브 형성 섹션(20)에서 배출된 슬리브(3)를 수용하고 컵 본체(2)에 운송하도록 제공된다. 장치(360)는 제조장치(10)의 본체(11)에 장착된 지지부재(361), 수평축에 대해서 회전가능하도록 상기 지지부재(361)에 의해 지지되는 구동 샤프트(362), 및 상기 구동 샤프트(362)의 일단에 부착되는 인덱스 테이블(363)을 포함한다. 상기 구동 샤프트(363)가 한 쌍의 베벨 기어(364, 365)를 통해서 중간 샤프트(153)에 연결되어서 턴테이블(21)에서 블랭크 공급장치(100)로 회전을 전달한다. 턴테이블(21, 31)이 45도 회전하면, 구동 샤프트(362)와 인덱스 테이블(363)은 도 33에서 화살표 CCW로 지시되는 바와 같이 반시계방향으로 90도 회전가능하게 구동된다.
인덱스 테이블(363)에는 4개의 지지판(366…366)이 이의 외주에 제공된다. 각 지지판(366)에는 슬리브(3)가 끼워지는 관통 구멍(366a)이 제공된다. 상기 관통 구멍(366a)이 축은 인덱스 테이블(363)의 반경방향으로 연장되고 관통 구멍(366a)은 인덱스 테이블(363)의 중심을 향해서 관통 구멍의 지름이 점차적으로 감소하는 방식으로 가늘어진다.
인덱스 테이블(363)이 90도 회전할 때마다, 각 지지판(366)은 인덱스 테이블(363)의 주변을 90도 이동하여 각 지지판(366)은 C1 내지 C4 스테이션에 순차적으로 정지한다. C1 내지 C4 스테이션은 인덱스 테이블(363)의 오른편, 상단, 왼편, 하단에 배치된다. C1 스테이션에는 인덱스 테이블(336)의 관통 구멍(366a)이 슬리브 형성 섹션(20)의 A7 스테이션에 위치한 맨드릴(23)과 동축이 되도록 배열되고, C4 스테이션에서는 관통 구멍(366a)이 B5 스테이션의 컵 홀더(33)와 동축이 되도록 배열된다. 따라서, A7 스테이션에 있는 롤러(286; 도 5)에 의해서 맨드릴(23)로부터 배출된 슬리브(3)가 C1 스테이션에서 지지판(366)의 관통 구멍(366a)으로 삽입된다. 또한, C4 스테이션으로 운반된 슬리브(3)는 지지판(366)에서 지지판(366) 아래에 있는 컵 홀더(33)로 하강하여 컵 본체(2)의 외주에 제공된다.
도 34에서 명확하게 도시되는 바와 같이, 인덱스 테이블(363)의 인근에는 공압 실린더(371, 374)가 제공된다. 하나의 공압 실린더(371)는 복수의 로드(369…369) 및 브래킷(370)을 통하여 본체(11)의 의해서 지지되고, 다른 하나의 공압 실린더(374)는 보조 브래킷(373)을 통해서 브래킷(370)에 의해서 지지된다. 공압 실린더(371, 374)는 가동부(371a, 374a)를 가지고, 이들 각각은 아래로 돌출될 수 있어서 가압판(372, 375)이 각각 가동부(371a, 374a)에 각각 부착된다. 인덱스 테이블(363)이 90도 회전할 때마다, 각 가동부(371a, 374a)는 적어도 1회 하방 구동되어서 C2, C4 스테이션에서 슬리브(3)를 아래로 가압한다. 따라서, C2 스테이션에서 슬리브(3)는 지지판(366)의 관통 구멍(366a) 내로 가압되어서 슬리브(3)를 관통 구멍(366a)의 중심축에 정렬시키고 C4 스테이션에서 슬리브(3)는 관통 구멍(366a)에서 확실하게 방출된다.
슬리브(3) 내에 있는 컵 본체(2)는 턴테이블(31)의 순차적인 회전으로 B6 스테이션에 있는 슬리브 피팅장치(380)에 공급된다. 도 35 및 도 36에서 이 슬리브 피팅장치(380)를 상세하게 도시하고 있다.
슬리브 피팅장치(380)는 본체(11)에 장착된 컬럼(381), 상기 컬럼(381)의 상단에 장착된 브래킷(382), 상기 브래킷(382)의 말단부에 매달린 공압 실린더(383), 및 상기 공압 실린더(383)의 피스톤 로드(383a)에 지지로드(384)를 통해서 연결되는 피팅 지그(385)를 포함한다.
도 37의 (A)에서 상세하게 도시되는 바와 같이, 피팅 지그(385)는 접시형 지그 본체(386) 및 상기 지그 본체(386)의 중심축 둘레에 정렬되는 6개의 핀(387…387)을 포함한다. 이 핀들(387)의 조합은 배열장치로서 작용한다. 지그 본체(386)는 B6 스테이션의 컵 홀더(33)와 동축이 되도록 고정된다. 지그 본체(386)는 이의 하단부에 오목부(386a)가 형성되고, 상기 오목부(386a)의 외주에는 경사면(386b) 및 계단부(386c)가 형성된다. 핀(387)은 수직방향으로 이동가능하게 지그 본체(386)에 부착된다. 각 핀(387)의 상단부에는 핀(387)이 상기 지그 본체(386)에서 떨어지는 것을 방지하기 위해서 링(388)이 제공되고, 핀(387)에는 핀(387)이 지그 본체(386)를 통해서 상부로 배출되는 것을 방지하기 위해서 플랜지(387a)가 형성된다. 핀(387)의 하단부에는 경사부(387b)가 형성되어 있다. 경사부(387b)를 형성하는 대신 상기 핀(387)의 하단을 둥글게 하는 것도 가능하다.
턴테이블(21)이 회전하는 동안, 지그본체(386)는 도 35에 도시되는 바와 같이 공압 실린더(383) 위의 위치에 유지된다. 이때, 핀(387)은 그들의 중량에 의해서 도 37의 (A)에 도시되는 바와 같이 하강된 위치를 유지하고, 이의 경사부(387b)는 지그 본체(386)에서 하방으로 돌출된다. 슬리브(3)로 둘러싸인 컵 본체(2)가 턴테이블(31)에 의해서 B5 스테이션에서 B6 스테이션으로 공급된 후, 지그 본체(385)는 공압 실린더(383)에 의해서 적어도 1회 수직방향으로 왕복 구동된다. 따라서, 만약 슬리브(3)가 도 37의 (A)에서 도시되는 바와 같이 잘못 배열되어 컵 본체에 수용되면, 핀(387)의 경사부(387b)는 지그(385)의 하강이동에 따라서 이의 내부의 컬부(3a)에 접촉하여, 상기 컬부(3a)가 핀에 의해서 반경방향으로 이동되어서 슬리브(3)와 컵 본체(2)를 정확하게 정렬시킨다.
지그(385)가 소정의 위치로 하강하는 경우, 경사부(387a)는 이의 하단부(도 37의 상단)에서 측벽(2a)의 내부면에 접촉한다. 이러한 조건하에서, 지그(385)가 더욱 아래로 구동되면, 핀(387)은 측벽(2a)의 저항에 의해서 측벽(2a) 내주로 이동할 수 없고 따라서 핀(387)은 상대적으로 지그 본체(386)에 대해서 상부로 이동한다. 한편, 슬리브(3)의 컬부(3a)는 지그 본체(386)의 경사면(386b)에 접촉하여 배열되고 계단부(386c)에 의해서 아래로 가압된다. 결과적으로 슬리브(3)의 상단부(3f)의 내부면이 결합영역(BD)(도 6 참조)에 접촉하여 슬리브(3)와 컵 본체(2)는 확실하게 결합된다.
도 37의 (C)에서 도시하는 위치로 하강된 고정 지그(385)는 공압 실린더(383)에 의해서 다시 올려져서 턴테이블(31)의 순차적 회전을 위한 준비를 한다. 고정 지그(385)를 올리기 시작하면, 핀들(387)은 측벽(2a)의 하단부에 단순하게 접촉하고 측벽(2a)의 내부면으로 눌려서 삽입되지는 않는다. 따라서 컵 본체가 컵 홀더(33)에서 핀(387)과 함께 밀려 올라갈 염려는 없다.
따라서 슬리브(3)와 컵 본체(2)는 상기 공정으로 끼워맞춰지고, 용기(1)의 생산이 완료된다. 제조된 용기(1)는 턴테이블(31)의 순차적인 회전에 따라서 B7 스테이션에 공급되고, 다음 회전에 의해서 B8 스테이션에 공급된다. 도 7에서 도시되는 바와 같이, 덕트(50)는 B8 스테이션에서 컵 홀더(33) 상에 제공된다. 용기(1)에는 컵 홀더(33)의 상단부에 제공된 구멍(도시되지 않음)에서 송풍되는 압축공기에 의해서 덕트(50)내로 운송된다.
본 발명은 상기 실시예에 의해서 한정되는 것이 아니고, 다양한 수정이 적용될 수 있다. 예를 들면, 용기(1)는 도 38의 (A) 내지 38H에서 도시되는 바와 같이 수정될 수 있다. 도 38의 (A)는 도 5의 컵에서 페터라인으로 작용하는 리브(2f)가 없는 실시예를 도시하고, 도 38의 (B)는 리브(2e)가 내부로 돌출되는 도 38의 (A)의 실시예의 수정된 실시예를 도시하고, 도 38의 (C)는 도 5의 컵에서 리브(2e)가 없는 실시예를 도시하고, 도 38의 (D)는 도 38의 (C)도 38의 (C)(2f)가 내부로 돌출하는 수정된 실시예를 도시하고 있다. 또한 도 38의 (E)는 도 5에서 페터라인으로 작용하는 리브(2f)가 내부로 돌출하는 수정된 실시예를 도시하고, 도 38의 (F)는 도 5에서의 리브(2e)가 내부로 돌출하는 수정된 실시예를 도시하고, 그리고 도 38의 (G)는 복수의 리브(2f,2e)가 내부로 돌출하는 실시예를 도시한다. 또한, 도 38의 (H)는 결합영역 BD가 도 5의 결합영역으로 연장되어 페터라인으로 작용하는 리브(2f)를 포함하는 실시예를 도시한다. 페터 라인은 컵 본체(2)의 컬부(2c)에 인접하여 위치될 수 있다. 이 경우, 페터 라인으로 작용하는 리브(2f)를 포함하지 않도록 결합영역(BD)을 유지하는 것이 곤란하다. 도 3H의 배열이 이 경우에 효과적이다. 도 38의 (D) 및 38G의 경우에 페터라인을 포함하도록 결합영역(BD)을 설 정할 수 있다.
상기 실시예에서는 슬리브 형성섹션(20)의 A6 스테이션 및 조립 섹션(30)의 B7 스테이션에서 공정이 실행되지 않는다. 그러나 필요에 따라서 A6 및 B7 스테이션에서 적당한 공정이 실행될 수 있다. 예를 들면, B7 스테이션에서 용기(1)를 확인하고, B8 스테이션에서 결함이 있는 용기를 결함이 없는 용기로부터 분리하는 공정을 실행하는 것이 바람직하다. 스테이션의 수는 변동될 수 있다. 예를 들면, 슬리브(3)의 컬부(3a)는 일 단계로 완전하게 형성될 수 있다면, 말단 컬링장치(260)의 하나가 생략될 수 있고 슬리브 형성섹션(20)에서 스테이션의 수는 감소될 수 있다. 만약 리브(2e, 2f)가 공통 스테이션에서 형성된다면, 조립 섹션(30)에서 스테이션의 수를 감소시킬 수 있다. 반대로, 용기(1)를 제조하는 또 다른 필수 공정을 추가하도록 스테이션의 수를 증가시키는 것도 가능하다. 슬리브(3) 및 컵 본체(2)를 슬리브 이송 장치(360)에 제공하는 것이 동시에 이루어지는 한, 인덱스 각, 즉 턴테이블(21, 31)의 구동 각에 일치시킬 필요는 없다.
상기 실시예에서, 턴테이블(21)은 슬리브의 컨베이어로 작용하고, 슬리브 형성섹션(20)은 슬리브 형성 장치로 작용한다. 슬리브의 컨베이어는 턴테이블(31)에 제한되지 않고 일정한 경로를 따라 맨드릴을 순환시킬 수 있는 구조로 다양하게 변경될 수 있다. 슬리브 형성 장치는 조립장치와 일체화된 실시예로 제한되는 것은 아니다. 슬리브 형성섹션(20) 및 조립 섹션(30)은 서로 독립적인 장치로 구성된다. 컬부(3a)가 슬리브(3)에 필수적이지 않다면, 슬리브(3)의 길이와 동일하거나 더 긴 길이로 맨드릴(23)의 본체(23a)를 연장할 수 있으므로, 보조 실링장치(240)를 제거할 수 있다. 주 실링장치(220)와 보조 실링장치(240)는 도 39D서 도시되는 바와 같이 함께 일체 형성될 수도 있다. 도 39의 장치(220)에는, 가압블록(222)이 블랭크(3')의 이음선(3d)의 길이 이상의 길이로 형성된다. 가압블록(222)이 이음선(3d)을 가압하면, 결합 지지체(224)가 도 20의 니퍼(245)를 구동하는 것과 유사한 기구에 의해 구동될 수 있다.
상기 실시예에서, 턴테이블(31)은 컵 본체를 위한 컨베이어로 작용하고, 조립 섹션(30)은 조립장치로 작용하고 회전 구동장치(321)는 컵 홀더 구동장치로 작동한다. 컵 본체를 위한 컨베이어는 턴테이블에 제한되지 않고, 일정한 경로를 따라 컵 홀더를 순환할 수 있는 구조로 다양하게 변경될 수 있다. 조립장치는 슬리브 형성 장치와 일체 형성된 실시예로 제한되는 것은 아니다. 다양한 리브(2e, 2f)의 가공 외에 다양한 공정이 컵 홀더 구동장치에 의해서 제공된 컵 본체의 회전을 이용하여 실행될 수 있다.
도 40 및 도 41은 다양한 리브 형성장치(320)를 도시한다. 이들 도면에서, 도 28 내지 도 30에 해당하는 요소는 본 명세서에서 사용된 바와 동일한 참조번호로 나타냈다. 도 40 및 도 41에 도시된 장치(320A, 320B)는 프레스 기구(330)의 수직위치를 제외하고 서로 동일하다. 즉, 도 40의 기구(330)는 리브(2f)를 형성하기 위해 설치되고, 도 41의 기구(330)는 리브(2e)를 형성하기 위해서 설치된 것이다. 지지 샤프트(40)는 턴테이블(31)에 베어링(42)을 통해서 회전가능하게 설치된다. 플랜지(45a, 46a) 및 저면지지부(47a)는 지지 샤프트(40)에 일체적으로 형성된다.
도 42는 다른 다양한 리브 형성장치(320)를 도시한다. 도 42에서는 2개의 프레스 롤러(335, 335)가 컵 본체의 반경방향에서 반대측에 설치되어 롤러(335)에서 컵 본체(2)로 가압력의 균형을 맞추어서 컵 본체(2)의 편향 또는 일탈을 방지한다.
홈(335a)이 플랜지(45a 또는 46a)의 외주에 형성되고, 홈(335a)에 상보적인 돌출부가 롤러(335)의 외주면에 형성되면, 도 38의 (B) 및 도 38의 (D) 내지 도 38의 (H)에 도시되는 바와 같이 내부로 리브(2f 또는 2e)가 돌출될 수 있다. 컵 본체(2)의 공간이 충분하다면, 컵 본체(2)의 외부에 모델부재를 배치하고 컵 본체(2) 내부에 프레스 롤러(335)를 배치하는 것이 가능하다. 이 경우, 컵 본체(2) 외부에 배치된 모델부재에 홈에 상보적인 돌출부를 형성하고 롤러(335)에 홈(335a)을 형성함으로써 내부에 돌출하는 리브를 가공할 수 있다. 한편, 외부로 돌출하는 리브는 롤러(335)에 있는 홈(335a)에 상보적인 돌기를 형성하고 컵 본체(2)의 외부에 배치된 모델부재에 홈(335a)을 형성함으로써 가공할 수 있다.
본 발명의 리브 형성장치는 리브를 가진 다양한 용기에 적용될 수 있다. 본 발명의 장치에 의해서 형성된 리브는 용기를 둘러싸는 것에 제한되지 않고, 도 2의 (B)에 도시되는 바와 같이 이의 원주방향을 따라 부분적으로 연장되는 리브도 본 발명의 장치에 의해서 형성될 수 있다. 이러한 부분적 리브는 예를 들면 롤러(335)가 컵 본체(2)의 주위를 상대적으로 회전하는 동안 컵 본체(2)에서 롤러(335)를 단속적으로 분리시켜서 형성된다.
본 발명에 따르면 단열용기는 인스턴트 건조 식품 등을 시판하기 위한 용기로 사용될 수 있다. 제조장치, 슬리브 형성 장치, 조립장치, 리브 형성장치 및 본 발명의 방법은 다양한 용기를 제조하는 데 사용될 수 있다.

Claims (37)

  1. 컵 본체의 외주에 슬리브를 결합하는 단열용기 제조장치에 있어서,
    블랭크 시트를 원통형으로 컬링하여 양 단부를 접합함으로써 슬리브를 형성하는 슬리브 형성 섹션과,
    상기 슬리브를 컵 본체의 외주에 결합하는 조립 섹션을 포함하며,
    상기 슬리브 형성 섹션은,
    상기 블랭크 시트를 그 위에서 컬링하는 슬리브 홀더와,
    상기 슬리브 홀더 상의 블랭크 시크의 양 단부를 밀봉하는 슬리브 장치와,
    상기 슬리브 홀더로부터 돌출된 슬리브의 단부를 컬링하는 말단 컬링 장치를 포함하고,
    상기 조립 섹션은,
    컵 본체의 측벽에 리브를 형성하는 리브 형성 장치와,
    리브가 형성된 컵 본체의 측벽에 접착제를 도포하는 접착제 도포 장치와,
    상기 슬리브 형성 섹션에서 형성된 슬리브를 접착제가 도포된 컵 본체의 외주에 위치시키는 슬리브 이송 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열용기 제조장치.
  2. 컵 본체의 외주에 슬리브를 조립하기 위한 단열용기 제조장치에 있어서,
    슬리브를 고정할 수 있는 슬리브 홀더와,
    컵 본체를 고정할 수 있는 컵 홀더와,
    상기 슬리브 홀더 및 컵 홀더를 일정 순환 경로를 따라 순환시킬 수 있는 구동장치를 포함하며,
    상기 제조장치에는 슬리브 홀더에서 시트형 블랭크를 컬링하여 이 컬링된 블랭크의 양단을 서로 접합하는 컬링장치 및 슬리브 홀더에서 슬리브를 빼내는 슬리브 배출장치가 슬리브 홀더의 순환경로를 따라 설치되고,
    상기 제조장치에는 컵 본체를 컵 홀더에 공급하는 컵 본체 공급장치, 상기 컵 홀더에 공급된 컵 본체의 측벽에 리브를 형성하는 리브 형성장치, 상기 리브가 형성된 컵 본체의 측벽에 접착제를 도포하는 접착제 도포장치 및 슬리브 배출장치에 의해 배출된 슬리브를 수용하여 슬리브를 상기 접착제가 도포되는 컵 본체의 외주에 위치시키는 슬리브 이송 장치가 설치되며,
    상기 구동장치는 상기 슬리브 홀더 상에 있는 슬리브가 슬리브 배출장치로 이송될 때 접착제가 도포된 컵 본체를 슬리브 이송 장치에 이송시키는 방법으로 슬리브 홀더 및 컵 홀더를 구동하는 것을 특징으로 하는 단열용기 제조장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 슬리브 홀더의 순환 경로에는 슬리브의 일단에 컬부를 형성하는 말단 컬링장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 단열용기 제조장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 컵 홀더의 순환 경로에는 슬리브 이송 장치에 의해서 컵 본체에 공급되는 슬리브를 컵 본체에 대하여 정렬 상태로 가압하는 슬리브 피팅장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 단열용기 제조장치.
  5. 제2항에 있어서, 블랭크를 컬링장치에 공급하는 블랭크 공급장치를 더 포함하고, 상기 블랭크 공급장치는 블랭크의 일단에 접착제를 도포하는 접착제 도포기를 구비한 것을 특징으로 하는 단열용기 제조장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 슬리브 홀더의 순환경로에는 컬링장치에 의해서 겹쳐 진 블랭크의 양단을 서로 가압하는 실링장치가 제공된 것을 특징으로 하는 단열용기 제조장치.
  7. 시트형 블랭크를 단열용기의 외부 패키지로서 사용되는 슬리브로 형성하는 슬리브 형성 장치에 있어서,
    슬리브의 내부에 끼워질 수 있고 상기 슬리브보다 짧은 본체를 가지는 맨드릴과,
    접착제가 도포되는 블랭크의 일단부가 블랭크의 타단부 아래에 놓이도록 하여 이음선을 형성하는 방식으로 블랭크를 맨드릴 상에서 컬링하는 컬링장치와,
    상기 이음선을 맨드릴에 대해서 가압하는 주 실링장치와,
    한 쌍의 니퍼에 의해서 맨드릴에서 돌출된 이음선의 일단부를 무는 보조 실링장치와,
    상기 맨드릴에서 돌출된 블랭크의 돌출부를 맨드릴을 향해서 가압하여 슬리브의 컬부를 형성하는 말단 컬링 장치와,
    상기 슬리브를 맨드릴에서 제거하는 슬리브 배출장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 블랭크의 일단에 접착제를 도포하고 상기 블랭크를 상기 컬링장치에 공급하는 블랭크 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  9. 제7항에 있어서, 예정된 순환경로를 따라 순환할 수 있고, 일정한 간격을 두고 순환 경로를 따라 정렬되고 각각 맨드릴을 구비한 맨드릴 부착구를 갖는 컨베이어와,
    상기 맨드릴 부착구들 사이의 간격에 해당하는 피치만큼 단속적으로 컨베이어를 이동하여 각각의 맨드릴 부착구에 있는 맨드릴을 상기 순환 경로를 따라 한정된 복수의 스테이션에 순차적으로 공급하는 구동장치를 더 포함하고,
    상기 복수의 스테이션에 컬링장치, 보조 실링장치, 말단 컬링장치 및 슬리브 배출장치가 설치되어, 상기 컨베이어의 이동에 따라서 맨드릴이 컬링장치, 보조 실링장치, 말단 컬링장치 및 슬리브 배출장치에 이 순서대로 공급되는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주 실링장치가 맨드릴과 함께 상기 순환경로를 따라 이동가능한 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  11. 시트형 블랭크를 단열용기의 외부 패키지로서 사용되는 슬리브로 형성하는 슬리브 형성 장치에 있어서,
    소정의 순환 경로를 따라 순환할 수 있는 컨베이어와,
    상기 컨베이어의 순환방향으로 사이에 일정한 간격을 두고 컨베이어 상에 배열되는 복수의 맨드릴과,
    상기 순환경로를 따라 설정되는 스테이션들에 각각의 맨드릴이 순차적으로 정지하도록 맨드릴들 사이의 간격에 해당하는 피치만큼 단속적으로 컨베이어를 이동시키는 구동장치와,
    블랭크의 일단부에 접착제를 도포하는 접착제 도포기를 갖고, 스테이션들로부터 선택된 컬링 스테이션으로 블랭크를 공급하는 블랭크 공급장치와,
    상기 블랭크의 일단부가 타단부 아래에 위치되어 이음선을 형성하는 방식으로 각각의 맨드릴에 공급되는 블랭크를 컬링하는 컬링장치와,
    이음선을 형성한 블랭크의 양단부를 서로 가압하는 실링장치와,
    슬리브의 하단에 컬부를 형성하는 말단 컬링장치와,
    각 맨드릴에서 슬리브를 제거하기 위해 상기 스테이션들로부터 선택되고 순환방향으로 컬링 스테이션 다음에 위치한 배출 스테이션에 제공되는 슬리브 배출장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 각각의 맨드릴이 슬리브의 내부에 끼워질 수 있고 슬리브보다 짧은 본체부를 갖고, 상기 실링장치가 블랭크의 이음선을 맨드릴 각각에 대해서 가압하는 주 실링장치 및 한 쌍의 니퍼로 맨드릴 각각에서 돌출하는 이음선의 일단부를 무는 보조 실링장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 보조 실링장치가 복수의 스테이션 중에서 선택되고 컬링 스테이션와 배출 스테이션 사이에 위치한 보조 실링 스테이션에 제공되는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 말단 컬링장치는 각 맨드릴에서 돌출하는 블랭크의 돌출부에 컬부를 형성하고, 복수의 스테이션 중에서 선택되고 보조 실링 스테이션과 배출 스테이션 사이에 위치한 적어도 하나의 말단 컬링 스테이션에 제공되는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 스테이션들은 말단 컬링장치가 각각 제공되는 적어도 2개의 말단 컬링 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  16. 제7항 또는 제11항에 있어서, 상기 슬리브 배출장치가 각 맨드릴에 끼워진 슬리브에 각 맨드릴의 축에 대해서 직각 방향으로 롤러를 가압하여 회전시켜 슬리브를 맨드릴에서 제거하는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  17. 제9항 또는 제11항에 있어서, 상기 컨베이어가 소정의 축에 대해 회전할 수 있는 턴테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 형성 장치.
  18. 단열용기를 제조하도록 컵 본체의 외주 상에 슬리브를 조립하는 조립장치에 있어서,
    소정의 순환 경로를 따라 순환할 수 있는 컨베이어와,
    상기 컨베이어에 장착되어 컵 본체를 이의 축에 대해서 회전시킬 수 있는 상태로 지지하는 회전부를 가지는 컵 홀더와,
    상기 순환 경로를 따라 설정된 복수의 스테이션에 순차적으로 컵 본체가 공급되도록 상기 컨베이어를 이동시키는 구동장치와,
    상기 복수의 스테이션 중에서 구동 스테이션에 마련되고, 상기 컵 홀더의 회전부와 연결되어 컵 홀더를 회전시킬 수 있는 홀더 구동장치와,
    상기 복수의 스테이션 중에서 컨베이어와 순환 방향으로 구동 스테이션 다음에 위치하는 접착제 도포 스테이션에 마련되고, 컵 본체의 외주에 접착제를 도포할 수 있는 접착제 도포장치와,
    상기 복수의 스테이션 중에서 순환 방향으로 접착제 도포 스테이션 다음에 위치하는 운송 스테이션에 마련되고, 컵 본체에 슬리브를 공급할 수 있는 슬리브 이송 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열용기 조립장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 컵 본체의 회전부에 컵 본체와 동축인 원반상 회전 입력부가 제공되고, 상기 컵 홀더 구동장치가 회전출력부 및 상기 회전출력부의 회전을 위한 구동 동력원을 포함하는 것을 특징으로 하는 단열용기 조립장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 접착제 도포장치에 컵 본체의 외주를 향해서 접착제를 방출하는 노즐이 제공되는 것을 특징으로 하는 단열용기 조립장치.
  21. 제18항에 있어서, 상기 컵 홀더에는 컵 본체의 측벽의 내부면에 접촉될 수 있는 접촉부가 제공되고, 상기 홀더 구동장치는 측벽을 형성하기 위해서 소정의 모델부재와 접촉부 사이에 상기 측벽을 두고 니핑하면서 프레스 가공할 수 있는 프레스 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열용기 조립장치.
  22. 제18항에 있어서, 상기 컨베이어가 소정의 축에 대해서 회전할 수 있는 턴테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 단열용기 조립장치.
  23. 단열용기를 제조하도록 컵 본체의 외주 상에 슬리브를 조립하는 조립장치에 있어서,
    컵 본체를 상하로 반전시킨 상태로 지지할 수 있는 컵 홀더와,
    상기 컵 홀더에 지지된 컵 본체의 외주에 상부로부터 상기 슬리브를 공급할 수 있는 슬리브 이송 장치와,
    이의 축방향에서 컵 본체에 공급된 슬리브의 말단부를 접촉시킬 수 있는 지그를 가지고, 상기 지그를 컵 본체에 가압하여 컵 본체와 슬리브를 축방향으로 정렬하는 슬리브 피팅장치를 포함하며,
    상기 지그는 슬리브가 지그에 의해서 아래로 가압되어 슬리브가 반경방향으로 들어가기 전에 상기 슬리브와 결합하여 컵 본체에 대해서 정렬될 수 있는 정렬장치를 구비한 것을 특징으로 하는 단열용기 조립장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 정렬장치가 컵 홀더에 있는 컵 본체의 축 주위에 배열된 복수의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 단열용기 조립장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 각각의 핀이 지그의 지그 본체에 의해서 지지될 수 있어서 수직 방향으로 이동가능하고, 상기 각각의 핀의 하단부는 컵 본체의 측벽의 하단에 접촉할 수 있는 경사지거나 둥근 형태로 형성되어 컵 본체의 저면부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 단열용기 조립장치.
  26. 제1항 또는 제2항에 있어서, 컵 본체의 측벽에 이 측벽의 주연 방향으로 연장되는 리브를 형성하는 리브 형성 장치는,
    수형 모델 부재와 암형 모델 부재 중 하나는 컵 본체 안에 배치되고 다른 하나는 컵 본체 밖에 배치되어 측벽을 사이에 두고 서로 대향하고, 암형 부재와 마주하는 부분에 돌기가 제공되어 리브의 오목부를 형성하는 수형 부재 및 상기 수형 부재와 마주하는 부분에 홈이 제공되어 리브의 볼록부를 형성하는 암형 모델부재와,
    수형 모델부재 및 암형 모델부재 중 적어도 하나를 컵 본체의 반경 방향으로 상대적으로 접근 및 이격되게 이동시키는 반경방향 구동수단과,
    수형 모델부재 및 암형 모델 부재 사이에 측벽이 물려지는 위치를 상기 원주 방향으로 변화시키도록 수형 모델부재 및 암형 모델부재의 적어도 어느 하나와 컵 본체와의 사이에 상대적인 회전을 일으키는 원주방향 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 용기 제조 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 리브 형성 장치는 컵 본체를 이의 내부에서 지지하면서 축에 대해서 회전가능한 컵 홀더를 더 포함하고,
    상기 컵 홀더에는 수형 모델 부재 또는 암형 모델 부재 중 어느 하나가 제공되고, 이 수형 모델 부재 또는 암형 모델 부재중 다른 하나는 컵 본체의 외주측에 설치되고, 반경 방향 구동 장치는 컵 본체의 외주측에 배치된 상기 수형 모델 부재 또는 암형 모델 부재의 다른 하나를 상기 컵 본체의 반경방향으로 이동시키고, 상기 원주 방향 구동 장치는 컵 홀더를 회전시키는 것을 특징으로 하는 단열 용기 제조 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 컵 본체에 마련된 암형 및 수형 모델 부재중 하나가 상기 컵 본체의 측벽의 전체 원주 방향으로 연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 단열 용기 제조 장치.
  29. 제27항에 있어서, 상기 컵 본체의 중심축에 평행한 축에 대해서 회전가능한 롤러가 컵 본체의 외주에 설치된 암형 모델 부재 및 수형 모델 부재중 다른 하나로서 제공되는 것을 특징으로 하는 단열 용기 제조 장치.
  30. 제27항에 있어서, 상기 리브 형성 장치는 컵 본체가 컵 홀더에서 상승되는 것을 방지하는 억제 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 용기 제조 장치.
  31. 제26항에 있어서, 상기 수형 모델 부재가 컵 본체의 내부에 설치되고 상기 암형 모델 부재가 컵 본체의 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 단열 용기 제조 장치.
  32. 제1항 또는 제2항에 있어서, 컵 본체의 측벽에 이 측벽의 주연 방향으로 연장되는 리브를 형성하는 리브 형성 장치는,
    컵 본체를 이의 내측에서 지지하면서 컵 본체의 중심축에 대해서 회전가능한 컵 홀더와,
    상기 컵 홀더를 회전시키는 회전 구동 장치와,
    상기 컵 홀더의 한면에 제공되고 컵 본체의 축에 평행한 축에 대해서 회전가능한 프레스 롤러 및 상기 프레스 롤러를 컵 본체의 반경 방향으로 왕복 운동시키는 구동 동력원을 갖는 프레스 기구를 포함하며,
    상기 리브의 볼록면을 형성하기 위한 홈부 및 리브의 오목면을 형성하기 위한 돌기 중 어느 하나가 상기 프레스 롤러의 외주에 마련되고 상기 홈부 및 돌기의 다른 하나가 상기 컵 홀더의 중심축의 평행한 방향에서 상기 프레스 롤러에 제공된 상기 홈부 및 돌기중 하나의 위치와 일치하게 컵 홀더에 마련된 것을 특징으로 하는 단열 용기 제조 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 리브 형성 장치는 복수의 공정을 통해서 상기 컵 홀더를 운송하는 컨베이어를 더 포함하고, 상기 회전 구동 장치 및 프레스 기구가 컨베이어의 운송경로의 중간위치들에 마련된 것을 특징으로 하는 단열 용기 제조 장치.
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