KR100658115B1 - 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조 방법 및 그 장치 - Google Patents

스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 종이컵의 일측에 분리가 가능한 스푼을 자동부착하여 내용물을 용이하게 혼합할 수 있는 일회용 종이컵을 자동화된 방법으로 대량 생산가능하도록 하기 위하여 개발된 것으로;
컵의 본체를 구성하는 컵본체원지를 부채꼴 형상으로 재단하는 재단과정과, 재단된 컵본체원지를 원통형의 형상으로 감아 접착하는 포밍과정과, 포밍된 종이컵의 하부에 원형의 밑판을 접착하는 바닥판 형성과정과, 종이컵의 상부의 둘레를 커어링하는 커어링과정을 포함하는 일련의 과정이 연속적으로 이루어지는 일회용 종이컵 제조방법에 있어서;
상기 포밍과정 이전에 원형의 롤타입으로 공급되는 코팅된 스푼원지를 공급하는 공급단계와, 상기 공급된 스푼원지를 일정한 스푼의 형상으로 재단하는 재단단계와, 재단된 스푼을 컵의 본체를 구성하는 컵본체원지에 압착가열하여 접착시키는 접착단계로 구성되는 스푼접착과정이 추가로 형성됨을 특징으로 하는 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조 방법 및;
종이컵의 본체를 이루는 재단된 컵본체원지를 공급하는 공급장치와, 공급된 컵본체원지를 약간의 테이퍼진 원통형상으로 말아 접착하는 포밍장치를 포함하는 일회용 종이컵 제조장치에 있어서; 장치의 몸체 일측에 두루말이 형상으로 감은 코팅된 스푼원지를 장착하는 스푼원지드럼부와, 상기 스푼원지드럼부에서 공급되는 스푼원지의 이송방향 및 장력을 조정하여 공급하는 다수의 이송로울러로 구성되는 스푼원지 공급부와; 상기 스푼원지 공급부로부터 공급된 스푼원지를 소정 형상으로 재단하는 스푼제조부와; 상기 소정 형상으로 재단된 스푼을 컵본체원지의 하단에 압착가열하기 위한 스푼접착히팅부가 추가로 형성됨을 특징으로 하는 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조장치에 관한 것이다.
종이컵, 스푼

Description

스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS MANUFACTURING A PAPER CUP HAVING DISPOSABLE SPOON}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 일회용 종이컵을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제작과정을 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스푼제조부의 구성을 나타낸 분해사시도.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 재단과정
2 : 포밍과정
3 : 바닥판 형성과정
4 : 커어링과정
5 : 스푼접착과정
51 : 공급단계 52 : 재단단계
53 : 절첩선 형성단계 54 : 접착단계
6 : 종이컵
61 : 컵본체원지 62 : 캡
63 : 접착부 64 : 스푼
65 : 절첩선
7 : 몸체
71 : 공급장치 72 : 포밍장치
73 : 스푼공급부
731 : 스푼원지드럼부 732 : 이송로울러
74 : 스푼제조부
741 : 상부금형 742 : 하부금형
743 : 스푼배출홈 744 : 절첩선형성돌출부
745 : 절첩선형성홈부 746 : 펀치
747 : 가이드봉 748 : 분리판
749 : 베어링 750 : 삽입홀
75 : 스푼접착히팅부
8 : 코팅된 스푼원지
본 발명은 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 종이컵의 일측에 탈착가능한 스푼이 부착되는 종이컵을 자동화된 공정으로 용이하게 대량 생산하기 위하여 개발된 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일회용 종이컵은 일상 생활에서 각종 자판기에서 또는 사무실 또는 가정에서도 많이 사용하는 것으로 일회용이 아닌 다른 재질로 만든 컵의 경우 세척 후 다시 사용해야하는 번거로움이 있으나 종이컵의 경우 일회용으로 간편하고 저렴하게 사용이 가능하고 또한 정확한 분리수거에 의하여 재활용 또한 용이한 제품이다.
일반적으로 자판기에서 사용하는 경우에는 물과 내용물이 용이하게 혼합되도록 적당한 압력으로 분사하도록 하여 큰 문제가 없으나 일반 가정이나 사무실에서 커피와 같은 음료를 만들 경우에는 별도의 스푼을 이용하여 분말 또는 액상의 내용물이 용이하게 혼합이 되도록 저어주어야 한다.
하지만 종이컵은 일회용인데 반해 스푼의 경우에는 매번 씻어 주어야지만 청 결함을 유지할 수 있으며 음용하는 사람이 설탕이나 기타의 내용물을 더 섞고 싶을 경우에는 또한 별도의 스푼이 필요하게 된다.
이러한 스푼이 부착되는 종이컵은 실용신안등록출원 제 20-1991-0006170호 " 종이수저가 부착된 일회용 종이컵", 실용신안등록출원 제 20-1998-0012116호 "스푼이 일체로 형성된 일회용 종이컵" 등의 많은 선출원 예에서 여러가지 형상과 방법으로 시도되고 있는 바이다.
하지만 이러한 종이컵 생산공정은 대부분 자동화가 이루어지고 있지 않을 뿐만 아니라, 스푼을 일일이 컵에 수작업으로 부착하였으며, 그 마감면이 청결하지 않거나 스푼이 생산 또는 운반중에 떨어지는 불량률 그리고 스푼을 분리하였을때 분리면이 청결하지 않은 여러가지 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵을 자동화 공정으로 용이하게 대량 생산 할 수 있도록 하는데 있다.
또한 스푼 생산 또는 운반중에 발생하는 불량률을 최소화하도록 견고하게 스푼이 부착되면서 분리가 용이한 일회용 종이컵을 대량 생산하는데 있다.
또 스푼을 분말 또는 액상의 물건을 담을 수 있도록 스푼의 형상으로 용이하게 전환 할 수 있도록 하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 컵의 본체를 구성하는 컵 본체원지를 부채꼴 형상으로 재단하는 재단과정과, 재단된 컵본체원지를 원통형의 형상으로 감아 접착하는 포밍과정과, 포밍된 종이컵의 하부에 원형의 밑판을 접착하는 바닥판 형성과정과, 종이컵의 상부의 둘레를 커어링하는 커어링과정을 포함하는 일련의 과정이 연속적으로 이루어지는 일회용 종이컵 제조방법에 있어서;
상기 포밍과정 이전에 원형의 롤타입으로 공급되는 코팅된 스푼원지를 공급하는 공급단계와, 상기 공급된 스푼원지를 일정한 스푼의 형상으로 재단하는 재단단계와, 재단된 스푼을 컵의 본체를 구성하는 컵본체원지에 압착가열하여 접착시키는 접착단계로 구성되는 스푼접착과정이 추가로 형성됨을 특징으로 하는 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조 방법 및;
종이컵의 본체를 이루는 재단된 컵본체원지를 공급하는 공급장치와, 공급된 컵본체원지를 약간의 테이퍼진 원통형상으로 말아 접착하는 포밍장치를 포함하는 일회용 종이컵 제조장치에 있어서; 장치의 몸체 일측에 두루말이 형상으로 감은 코팅된 스푼원지를 장착하는 스푼원지드럼부와, 상기 스푼원지드럼부에서 공급되는 스푼원지의 이송방향 및 장력을 조정하여 공급하는 다수의 이송로울러로 구성되는 스푼원지 공급부와; 상기 스푼원지 공급부로부터 공급된 스푼원지를 소정 형상으로 재단하는 스푼제조부와; 상기 소정 형상으로 재단된 스푼을 컵본체원지의 하단에 압착가열하기 위한 스푼접착히팅부가 추가로 형성됨을 특징으로 하는 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조장치에 관한 것이다.
이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현 할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 일회용 종이컵을 나타낸 사시도로서, 일반적인 종이컵(6)은 하부로 약간 좁아지는 테이퍼형상을 가진 원통형의 컵본체원지(61)와, 컵의 하부를 막는 원형의 캡(62)으로 구성되며 상기 컵본체원지(61)의 상면은 외측으로 말리도록 커어링(Curring)처리하여 음용할때 입술 또는 혀에 상처를 주지않고 또 코팅되지 않은 절개면이 내용물을 흡수하는 것을 방지하도록 하고 있다.
본 발명에서는 이러한 컵본체원지(61)를 상호 연결하는 접착부(63)가 아닌 일 외측의 하단에 스푼(64)의 하단이 압착가열되어 접착되고, 상기 스푼(64)의 상단은 컵의 상단의 말린 커어링부의 내측으로 소정길이 삽입되도록 하였다.
따라서 평상시에는 스푼(64)의 상하단이 고정되어 운반이나 작은 외력에 떨어지지 않게 되나 사용자는 삽입된 스푼(64)의 상부를 빼어 접착된 하단을 용이하게 분리할 수 있게 된다.
또한 본 발명에서는 상기 스푼(64)이 분말 또는 액상의 내용물을 담을 수 있도록 "Y"의 형태를 가진 절첩선(65)을 형성하여 상기 절첩선(65)을 따라 절첩하였을때 용이하게 내용물을 담을 수 있도록 하였다.
이러한 절첩선(65)은 그 선을 따라 압착하는 작업만으로 다른 부분에 비하여 두께가 얇게 되어 절첩이 용이할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제작과정을 나타낸 개념도로서, 컵의 본체를 구성하는 컵본체원지를 부채꼴 형상으로 재단하는 재단과정(1)과, 재단된 컵본체원지를 원통형의 형상으로 감아 접착하는 포밍과정(2)과, 포밍된 종이컵의 하부에 원형의 밑판을 접착하는 바닥판 형성과정(3)과, 종이컵의 상부의 둘레를 커어링하는 커어링과정(4)을 포함하는 일련의 과정이 연속적으로 이루어지는 일회용 종이컵 제조방법에 있어서;
상기 포밍과정(2) 이전에 원형의 롤타입으로 공급되는 코팅된 스푼원지를 공급하는 공급단계(51)와, 상기 공급된 스푼원지를 일정한 스푼의 형상으로 재단하는 재단단계(52)와, 재단된 스푼의 하부를 컵의 본체를 구성하는 컵본체원지의 외측 하단에 압착가열하여 접착시키는 접착단계(54)로 구성되는 스푼접착과정(5)이 추가로 형성되는 스푼이 자동부착되는 종이컵 제조 공정을 나타내었다.
이러한 상기 스푼접착과정(5)은 포밍된 이후에 실시할 경우 접착면이 커어링(Curring)되어 있고 압착을 위한 지지대의 구성이 복잡하게 되어 본 실시예와 같이 포밍과정(2) 이전의 평면의 형태에서 작업하도록 하는 것이 가장 바람직하며 또한 자동화 장치의 제작 또한 용이하게 되는 것이다.
또한 본 발명에서는 상기 재단단계(52)를 마친 스푼은 용이하게 스푼의 형상으로 절첩될 수 있도록 압착하여 홈을 형성하는 절첩선 형성단계(53)가 추가로 형성되도록 하여 제조된 스푼을 용이하게 절첩하여 오목하게 들어간 면을 스푼의 용도로 활용할 수 있도록 하였다.
또 상술한 바와 같이 본 발명에서는 스푼의 상단은 컵의 상단의 말린 커어링부의 내측으로 소정길이 삽입되도록 하여 평상시에는 스푼의 상하단이 고정되어 운 반이나 작은 외력에 떨어지지 않게 되나 사용자는 삽입된 스푼의 상부를 빼어 접착된 하단을 용이하게 분리할 수 있도록 하기 위하여 상기 커어링과정(4)에서는 접착된 스푼의 상단이 커어링된 내측으로 일부 삽입되도록 함을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 나타낸 측면도로서, 종이컵의 본체를 이루는 재단된 컵본체원지를 공급하는 공급장치(71)와, 공급된 컵본체원지를 약간의 테이퍼진 원통형상으로 말아 접착하는 포밍장치(72)를 포함하는 일회용 종이컵 제조장치를 도시하고 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일회용 종이컵 제조장치에는 장치(7)의 일측에 두루말이 형상으로 감은 코팅된 스푼원지(8)를 장착하는 스푼원지드럼부(731)와, 상기 스푼원지드럼부(731)에서 공급되는 스푼원지의 이송방향 및 장력을 조정하여 공급하는 다수의 이송로울러(732)로 구성되는 스푼원지 공급부(73), 상기 스푼원지 공급부(73)로부터 공급된 스푼원지(8)를 'Y'자 형상의 절첩선을 형성하고 스푼형상으로 재단하는 스푼제조부(74), 스푼형상으로 재단된 스푼을 컵본체원지(61)의 하단에 압착가열하기 위한 스푼접착히팅부(75)를 더 포함한다.
코팅된 스푼원지를 공급하기 위해 공급로에 장착되는 다수의 이송로울러(732)는 코팅된 스푼원지의 이송을 위한 로울러 및 코팅된 스푼원지의 일정량이 안정되게 공급되도록 장력조절을 위한 로울러와 코팅된 스푼원지의 이송방향의 전환을 위한 로울러들이 적절하게 배치되어 있어야 할 것이며 이는 종이컵 뿐만 아니라 각종 생산라인에서 이미 공지된 기술이기에 로울러들의 구성에 대한 상세한 언급은 생략한다.
코팅된 스푼원지(8)를 'Y'자 형상의 절첩선(65)을 형성하고 스푼형상으로 재단하는 스푼제조부(74)는 재단된 컵본체원지를 공급하는 공급장치(71)와 공급된 컵본체원지를 포밍하는 포밍장치(72)의 사이에 위치하는 상부금형(741)과, 상기 상부금형의 저부에서 수직으로 반복 승강운동을 하는 하부금형(742)으로 구성한다.
즉, 스푼제조부(74)는 단위길이로 공급되는 코팅된 스푼원지(8)에 "Y'자 형상의 절첩선을 형성하고, 다시 단위길이로 이동하여 스푼의 형상을 가지도록 절개되어 상기 상부금형(741)에 형성된 스푼배출홈(743)을 통하여 스푼(64)이 배출됨과 동시에 컵본체원지(61)가 상기 스푼배출홈(743)이 있는 위치로 이동하고 상기 상부금형(741)의 상면에 위치하여 상기 컵본체원지(61)와 스푼(64)이 접착위치에 정렬하였을 때, 스푼접착히팅부(75)가 하강하고 가압 및 가열을 하여 포밍작업전에 컵본체원지에 스푼이 부착되게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스푼제조부의 구성을 나타낸 분해사시도로서, 상부금형(741)과 하부금형(742)에는 코팅된 스푼원지(8)가 투입되어 각각 맞물리는 대응면에 각각 절첩선형성돌출부(744)와 절첩선형성홈부(745)가 형성되며, 스푼제조부(74)의 상부금형(741)에는 스푼(64)의 형상으로 이루어진 스푼배출홈(743)이 형성되고, 하부금형(742)에는 상기 스푼배출홈(743)에 맞물려 삽입되면서 공급되는 코팅된 스푼원지(8)를 펀징절단하는 펀치(746)가 구성되며, 상기 하부금형(742)은 상기 상부금형(741)에 부착되는 하나 이상의 가이드봉(747)에 의하여 승 강운동을 하도록 구성된다.
즉, 하부금형(742)이 주기적인 승강운동을 하면서 코팅된 스푼원지(8) 또한 단위 길이로 이송을 하게 되며, 일차 하부금형(742)이 상부금형(741)에 밀착되어 가압할 때, 상기 절첩선형성돌출부(744)와 절첩선형성홈부(745)에 의하여 코팅된 스푼원지(8)에는 절첩선이 형성되며, 그 후 하부금형(742)이 하강하면 코팅된 스푼원지(8) 또한 단위 길이로 이송을 하게 되며 다시 하부금형(742)이 상부금형(741)에 밀착되어 가압할 때 상기 펀치(746)는 스푼배출홈(743)과 맞물리면서 스푼을 절단하여 절단된 스푼이 상부금형의 상면으로 상승되게 된다.
이때 스푼접착히팅부(75)에 의하여 스푼은 열로 코팅부분이 용융되면서 컵본체원지에 결합하여 같이 포밍장치로 이동하게 된다.
또한 본 발명에서는 상기 스푼을 접착하기 위하여 스푼접착히팅부(75)에 의해 발생하는 열이 펀치(746)의 상면에 놓인 스푼의 손잡이부 끝단과 컵본체원지의 하단부를 가열하게 되면 코팅된 스푼원지에서 분리된 스푼이 펀치(746)와 잘분리되지 않는 경우가 발생하게 되며, 이를 해결하기 위하여 상기 하부금형(742)의 펀치(746)의 주위에는 팽창력을 가지고 입설되는 하나 이상의 스프링의 상부 끝단에 고정되어 상기 펀치(746)의 단면에 상응하는 홀에 의하여 펀칭된 스푼(64)이 용이하게 분리될 수 있도록 하는 분리판(748)을 형성하도록 하였다.
또 스푼접착히팅부(75)의 열전달에 의한 펀치(746)의 팽창은 스푼의 절단단면에 영향을 주기때문에 상기 펀치의 제작에는 이러한 열에 의한 장치의 변형을 감 안하여 열팽창계수가 적으며 또한 극소의 팽창에도 양호한 절단면을 얻을 수 있도록 고려하여 설계 제작하여야 한다.
또한, 가이드봉(747)의 결합부에는 외측면에 다수의 회전하는 볼이 형성되는 베어링(749)이 장착되며, 가이드봉(747)이 상기 하부금형(742)의 삽입홀(750)에 삽입됨으로써 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵을 대량 생산하기 위하여 하부금형(742)이 고속으로 승강을 반복한다. 이와 같이, 가이드봉(747)에 장착된 베어링(749)은 장치가 보다 부드럽고 마찰에 의한 손실을 최소화할 뿐만 아니라, 마찰에 의한 손실이 베어링에만 국한되어 손실에 의한 오차발생시 베어링만의 교체로 이를 해결 할 수 있다.
또한 본 발명의 하부금형의 승강은 여러가지 동력원으로 이루어질 수 있으나 모터에 의한 회전력을 직선 운동으로 전환하여 사용하거나, 유압 또는 공압실린더에 의한 승강운동으로 구현할 수 있으며, 이는 통상의 사용자가 용이하게 안출 할 수 있는 것이므로 이에 국한하지 않는다.
상술한 바와 같이 본 발명은 자동화 공정에 의하여 스푼이 부착되는 일회용 종이컵을 대량 생산할 수 있도록 함으로써 생산 원가를 절감하고 생산량을 증대하는 효과가 있다.
또한 스푼의 상반을 종이컵의 라운드부분에 삽입되도록 제조함으로서 생산 또는 운반중에 스푼이 이탈되거나 또는 절첩되는 등의 불량을 최소화하는 효과가 있다.
또 스푼을 절첩하여 분말 또는 액상의 물건을 용이하게 담을 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 재단된 종이컵의 본체를 이루는 컵본체원지를 공급하는 공급장치(71)와, 공급된 컵본체원지를 약간의 테이퍼진 원통형상으로 말아 접착하는 포밍장치(72)를 포함하는 일회용 종이컵 제조장치에 있어서;
    장치의 몸체(7) 일측에 두루말이 형상으로 감은 코팅된 스푼원지(8)를 장착하는 스푼원지드럼부(731)와, 상기 스푼원지드럼부(731)에서 공급되는 스푼원지의 이송방향 및 장력을 조정하여 공급하는 다수의 이송로울러(732)로 구성되는 스푼원지 공급부(73)와;
    상기 스푼원지 공급부(73)로부터 공급된 스푼원지(8)를 소정 형상으로 재단하는 스푼제조부(74)와;
    상기 소정 형상으로 재단된 스푼을 컵본체원지(61)의 하단에 압착가열하기 위한 스푼접착히팅부(75)가 추가로 형성되며,
    상기 스푼제조부(74)는 부채꼴 형상으로 재단된 컵본체원지를 공급하는 공급장치(71)와 상기 공급장치(71)에 의해 공급된 컵본체원지를 포밍하는 포밍장치(72) 사이에 위치하는 상부금형(741)과, 상기 상부금형(741)의 저부에서 수직으로 반복 승강운동을 하는 하부금형(742)으로 구성된 것을 특징으로 하는 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 상부금형(741)과 하부금형(742)에는 코팅된 스푼원지(8)가 투입되어 각각 맞물리는 대응면에 각각 절첩선형성돌출부(744)와 절첩선형성홈부(745)가 형성되고,
    상기 스푼(64)의 형상으로 이루어진 스푼배출홈(743)이 상기 상부금형(741)에 형성되고, 상기 스푼배출홈(743)에 맞물려 삽입되면서 공급되는 코팅된 스푼원지(8)를 펀징절단하는 펀치(746)가 상기 하부금형(742)에 구성되며,
    상기 하부금형(742)이 상기 상부금형(741)에 부착되는 하나 이상의 가이드봉(747)에 의하여 승강운동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 하부금형(742)의 펀치(746)의 주위에는 팽창력을 가지고 입설되는 하나 이상의 스프링의 상부 끝단에 고정되어 상기 펀치(746)의 단면에 상응하는 홀에 의하여 펀칭된 스푼(64)이 용이하게 분리될 수 있도록 하는 분리판(748)이 형성됨을 특징으로 하는 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 가이드봉(747)의 결합부에는 외측면에 다수의 회전하는 볼이 형성되는 베어링(749)이 장착되며, 가이드봉(747)이 상기 하부금형(742)의 삽입홀(750)에 삽입되어 하부금형(742)이 고속으로 승강을 반복하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스푼이 자동부착되는 일회용 종이컵 제조장치.
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