KR100689583B1

KR100689583B1 - 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100689583B1
Application number: KR1020050057063A
Authority: KR
Inventors: 김영희; 김헌무; 김강수; 윤성환; 안준승; 방윤미
Original assignee: 율촌화학 주식회사
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-03-02
Also published as: KR20070001518A; WO2007001110A1

Abstract

본 발명에서는 젤라틴화된 전분용기용 조성물을 시트화하고 이를 일정한 크기와 질량을 가지도록 정량 절단하기 위한 자동화 및 대량생산공정으로서, 전분용기용 조성물 원료를 제공한 후 상기 원료를 압출하여 시트를 제작하고 상기 시트를 압동롤에 투입하고 롤링을 수행하여 밀도를 균일하게 한 후, 상기 균일한 밀도의 시트를 종방향으로 절단한 후 횡방향으로 절단하며, 나아가, 질량 측정 및 비정량 최종 단위시트 반송을 수행함에 의하여, 특히 생산된 단위 시트 자체의 밀도가 균일하고 단위 시트 간의 질량 차이도 현저히 줄일 수 있는, 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법 및 장치를 제공한다.

전분용기조성물시트, 정량절단, 압동롤, 회전절단칼, 평판절단칼, 질량측정, 반송

Description

전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법 및 장치{Method and apparatus for cutting sheet of composition for starch bowl in fixed quantity}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법의 공정 순서를 나타내는 흐름도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치를 나타내는 개략도이다.

도 3은 도 2의 롤링부를 나타내는 확대 개략도이다.

도 4a는 도 2의 종방향 절단 장치 전측부를 나타내는 확대 개략도이다.

도 4b는 도 2의 종방향 절단 장치 후측부를 나타내는 확대 개략도이다.

도 5는 도 2의 횡방향 절단 장치중 평판 절단칼의 작동 개념을 나타내는 개략도이다.

*주요 도면 부호의 설명*

100:전분용기용 조성물 시트 정량 절단 장치

110:원료 제공부 120:압출기

121:토출구 130:컨베이어 벨트

140:롤링부 141:압동롤

142:사이드판 143:사이드롤

150:종방향 절단부 151:회전 절단칼

152:회전축 153:압동봉

154:가이드 컨베이어 벨트 160:횡방향 절단부

161:평판 절단칼

162:평판 절단칼의 전후 및 상하 이송부

170:최종 단위 시트 질량 측정부

180:비정량 최종 단위 시트 반송부 181:가이드 케이스

182:공기 분사부 183:반송 벨트

S:중간 단위 시트

본 발명은 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법 및 장치에 관한 것으로, 상세하게는 젤라틴화된 전분용기용 조성물을 시트화하고 이를 일정한 크기와 질량을 가지도록 정량 절단하기 위한 자동화 및 대량 생산 공정으로서, 특히 생산된 단위 시트 자체의 밀도가 균일하고 단위 시트 간의 질량 차이도 현저히 줄일 수 있는, 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 종방향 절단이란 전분용기용 조성물의 시트가 컨베이어 벨트를 타고 진행시 시트의 진행 방향과 평행한 방향으로 절단하는 것을 의미하며, 횡방향 절단이란 상기 시트의 진행 방향에 수직인 방향으로 절단하는 것을 의미한 다.

본 발명에 있어서, 중간 단위 시트란 전분용기용 조성물을 압출기로부터 압출하여 시트화한 후 상기 시트를 먼저 종방향으로 절단하고 난 후의 시트를 의미하며, 최종 단위 시트란 상기 중간 단위 시트를 마지막으로 횡방향으로 절단하고 난 후의 직육면체 형상의 단위 시트를 의미한다.

본 발명에 있어서, 롤링이란 전분용기용 조성물의 시트가 컨베이어 벨트를 타고 진행시 압동롤 또는 압동봉에 의하여 눌려지는 것을 의미한다.

전분용기 성형을 위한 조성물은 성형시 발포 공정을 거치기 때문에 그 조성물의 양이 조금만 달라져도 몰드 내의 용기가 제대로 성형되지 못하고 불량으로 처리되는 경우가 많다.

따라서, 젤라틴화된 전분용기용 조성물은 반드시 정량화한 후 이를 성형 몰드로 공급하여야 하며, 정량화된 단위량 간의 질량 차이가 적을수록 전분용기 제작의 성형성과 제품의 품질은 우수하다.

그런데, 종래에는 상기 정량화 과정이 주로 작업자에 의존하여 수작업으로 수행되었다. 즉, 종래에는 작업자가 직접 전분용기 조성물 원료를 반죽하고 이를 단위량으로 분할하는 방식을 취하는 경우가 많았다.

그러나, 이와 같은 수작업 생산에 의하는 경우 단위량 간에 질량 차이는 없었으나, 원료에 이물질의 혼입 가능성이 높았으며, 원료에 공기가 유입되어 밀도도 떨어져 결국 성형 시 불량이 많아진다는 문제점이 있었다. 나아가, 인건비가 소요되므로 결국 최종 제품의 원가를 상승시키는 문제점도 있었다.

그러므로, 원료인 전분용기용 조성물을 균일하게 정량화하여 성형에 제공할 수 있는 자동화 및 대량 생산 공정이 필요하게 되었다.

한편, 종래에 전분용기용 조성물을 시트로 압출한 후 이를 소정 길이의 낚시줄이나 실을 이용하여 절단하는 방법이 이용된 바 있었다.

그러나, 이와 같은 방법은 절단시 절단 부분의 밀도가 균일하지 않게 되는 등 절단 후의 단위 시트의 전체적인 밀도가 균일하지 못하며, 또한 절단 수단 자체가 쉽게 끊어지고 끊어진 절단 수단이 원료 자체에 혼입되는 등 여러가지 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 전분용기용 조성물을 정량화하여 성형에 제공할 수 있는 자동화 및 대량 생산 방법 및 장치로서, 압출된 시트의 정량 절단이 원활하고 용이하며, 절단된 단위 시트 자체의 전체적인 밀도가 균일하며 또한 단위 시트간의 질량 차이도 현저히 줄어드는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법은, 전분용기용 조성물 원료를 제공하는 단계(S1); 상기 제공된 원료를 압출하여 시트를 제작하는 단계(S2); 상기 시트를 압동롤에 투입하고 롤링을 수행하여 상기 시트의 밀도를 균일하게 하는 단계(S3); 상기 압동롤을 통과한 균일한 밀도의 시트를 종방향으로 절단하여 중간 단위 시트를 제공하는 단계(S4); 및 상기 중간 단위 시트를 횡방향으로 절단하여 최종 단위 시트를 제공하는 단계(S5);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 방법은, 상기 최종 단위 시트의 질량을 측정하여 설정된 기준에 해당하는 경우 다음 공정인 정렬 장치로 이송하는 단계(S6-1); 및 상기 최종 단위 시트의 질량을 측정하여 설정된 기준에 해당하지 않는 경우 상기 압출기로 다시 반송하는 단계(S6-2);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S2 단계는 상기 압출기의 토출구에 슬립성을 부여하도록 테프론 코팅을 수행하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S3 단계는 2~5회 롤링을 수행하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S3 단계는 상기 시트를 구성하는 조성물의 젤라틴화된 정도에 대응하여 상기 압동롤의 갯수를 조절하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S3 단계는 상기 시트를 상기 압동롤에 투입하는 경우 상기 시트의 양 측부의 밀도 편차를 감소시키도록 상기 시트의 양 측부를 사이드 롤로 가이드하여 상기 압동롤에 투입하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S3 단계는 상기 시트를 상기 압동롤에 투입한 경우 상기 시트의 양 측부의 밀도 편차를 감소시키도록 상기 압동롤의 양 측부에 사이드 판을 구비하고 상기 양 측부의 사이드 판 내에서 상기 시트를 롤링하는 것이 바람직히다.

그리고, 상기 S4 단계는 회전 절단칼을 이용하여 상기 시트를 종방향으로 절단하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S4 단계는 상기 시트의 종방향 절단 전 종방향으로 절단될 중 간 단위 시트 수와 동일한 수의 가이드 컨베이어 벨트에 의하여 상기 시트가 가이드되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S4 단계는 상기 시트가 상기 가이드 컨베이어 벨트에 의하여 가이드되는 과정에서 압동봉으로 추가 롤링을 수행하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S4 단계는 상기 회전 절단칼에 점착성을 갖는 전분용기용 조성물이 부착되는 것을 방지하기 위하여 테프론 코팅을 수행하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S5 단계는 평판 절단칼을 이용하여 상기 중간 단위 시트를 횡방향으로 절단하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S5 단계는 상기 평판 절단칼이 수직 하강하여 상기 중간 단위 시트내에 삽입된 상태에서 상기 중간 단위 시트의 이송 속도와 동일한 속도로 소정 간격 이동한 후 수직 상승하고 후송된 후 다시 상기 수직 하강하는 동작을 반복하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S5 단계는 상기 평판 절단칼에 점착성을 갖는 전분용기용 조성물이 부착되는 것을 방지하기 위하여 테프론 코팅을 수행하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S6-1 단계는 최종 단위 시트가 상기 질량 측정 후 설정된 질량 측정 기준에 해당하는 경우, 컨베이어 벨트를 타고 다음 공정인 정렬장치로 이동하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S6-2 단계는 상기 질량 측정 후 설정된 질량 측정 기준에 해당하지 않는 비정량 최종 단위 시트를 공기 분사를 통하여 컨베이어 벨트로부터 퇴출시키고, 퇴출된 비정량 최종 단위 시트를 가이드 케이스를 통과시켜 반송 벨트상으 로 이동시킨 후 상기 반송 벨트를 이용하여 상기 압출기로 다시 이송하는 것이 바람직하다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치는, 전분용기용 조성물 원료를 제공하는 원료 제공부; 상기 원료 제공부로부터 제공된 원료를 시트로 압출하는 압출부; 상기 압출부에서 압출된 시트의 밀도를 균일하게 하기 위한 압동롤을 구비하는 롤링부; 상기 롤링부에서 롤링된 균일한 밀도의 시트를 종방향으로 절단하여 중간 단위 시트를 제공하는 종방향 절단부; 및 상기 중간 단위 시트를 횡방향으로 절단하는 횡방향 절단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 장치는, 상기 최종 단위 시트의 질량을 측정하는 최종 단위 시트 질량 측정부; 및 상기 최종 단위 시트의 질량이 설정된 기준에 해당하지 않는 경우 해당 비정량 최종 단위 시트를 상기 압출부로 다시 반송하는 비정량 최종 단위 시트 반송부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 압출부는 상기 시트를 압출하는 압출기의 토출구가 테프론 코팅된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 롤링부의 상기 압동롤의 갯수는 2~5개인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 롤링부의 상기 압동롤의 갯수는 상기 시트를 구성하는 조성물의 젤라틴화 정도에 대응하여 조절되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 롤링부에는 상기 시트의 양 측부 밀도 편차를 감소시키도록 상기 시트의 양 측부를 가이드하여 상기 압동롤로 투입하는 사이드 롤이 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 롤링부에는 상기 시트의 양 측부의 밀도 편차를 감소시키도록 상기 압동롤의 양 측부에 사이드 판이 더 구비되고, 상기 양 측부의 사이드 판 내에서 상기 시트가 롤링되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 종방향 절단부에는 종방향 절단칼이 회전 절단칼인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 종방향 절단부에는 종방향 절단 전 부분에서 상기 시트를 가이드하고, 절단될 중간 단위 시트 수와 동일한 수로 개설되는 가이드 컨베이어 벨트가 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 종방향 절단부에는 상기 시트가 상기 가이드 컨베이어 벨트에 의하여 가이드되는 과정에서 상기 시트를 롤링하는 압동봉을 더 구비하는 것이 바람직히다.

그리고, 상기 종방향 절단부에는 상기 회전 절단칼이 점착성을 갖는 전분용기용 조성물이 부착되는 것을 방지하기 위하여 테프론 코팅된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 횡방향 절단부에는 횡방향 절단칼이 평판 절단칼인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 횡방향 절단부에는 상기 평판 절단칼이 수직 하강하여 상기 중간 단위 시트내에 삽입된 상태에서 상기 중간 단위시트의 이송 속도와 동일한 속도로 소정 간격 이동한 후 수직 상승하고 후송된 후 다시 상기 수직 하강하는 동작을 반복하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 횡방향 절단부에는 상기 평판 절단칼이 점착성을 갖는 전분용기용 조성물이 부착되는 것을 방지하기 위하여 테프론 코팅된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 최종 단위 시트 질량 측정부 및 비정량 최종 단위 시트 반송부는, 최종 단위 시트의 질량 측정부; 상기 질량 측정 후 설정된 기준에 해당하지 않는 비정량 최종 단위 시트를 컨베이어 벨트로부터 퇴출시키는 공기 분사부; 공기 분사에 의하여 퇴출된 비정량 최종 단위 시트가 통과하는 가이드 케이스; 및 상기 가이드 케이스를 통과한 비정량 최종 단위 시트를 상기 압출기로 반송하는 반송 벨트가 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법 및 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 젤라틴화된 전분용기용 조성물을 시트화한 다음 그 시트를 압동롤로 롤링함으로써 시트의 양 측부를 포함한 전체 밀도를 균일하게 한 후 종방향 및 횡방향으로 절단하고 나아가 절단된 최종 단위 시트의 질량을 측정하여 소정 기준을 만족하는 경우에만 다음 공정으로 통과시키도록 하는 자동화 및 대량생산공정을 채택하는 것에 의하여, 작업효율과 생산성이 높아지는 것은 물론이고 제공된 단위 시트 자체의 밀도가 균일하고 단위 시트간 질량 차이도 거의 존재하지 않아 성형 시 불량률을 현저히 줄일 수 있게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 우선 전분용기 성형을 위한 전분용기용 조성물 원 료를 제공하고(S1), 상기 제공된 원료를 압출기로 압출하여 시트를 제작한다(S2).

원료 제공시, 전분, 펄프, 각종 첨가제 등의 원료를 저장하고, 상기 전분, 펄프, 각종 첨가제 및 물을 혼합하고 골고루 섞여질 수 있도록 반죽하여 젤라틴화한다. 원료 혼합은 이중 자켓 원료 혼합기에서 수행하며 온도는 70~100℃ 정도로 조절한다.

상기 압출은 원료를 시트화하기 위한 것으로서, 압출기를 통하여 상기 반죽된 젤라틴화된 조성물을 일정한 두께와 폭을 가지는 시트로 형성한다.

이 후, 상기 시트를 압동롤에 투입하고 롤링을 수행하여 상기 시트의 밀도를 균일하게 한다(S3).

시트내 조성물에 공기가 함께 투입된 경우 상기 롤링에 의하여 그 공기를 배출할 수 있으므로 제품의 불량률을 낮출 수 있다. 또한, 시트는 일정한 크기로 잘라질 것이기 때문에 미리 롤링을 수행하여 시트의 두께를 일정하게 하여야 전체 밀도를 균일하게 할 수 있다.

상기 롤링 횟수는 조성물이 젤라틴화가 통상 수행되는 범위로서 이루어지는 경우(수분함량이 30 내지 80중량%) 2~5회 정도를 수행하는 것이 바람직하다. 1회 수행시 전체 시트의 밀도가 고르지 못하며, 또한, 5회 초과시에는 원료정량절단장치의 공정라인이 길어지면서 공기에 노출되어 있는 시간이 연장되므로 젤라틴화된 조성물의 수분함량율이 지나치게 떨어지는 현상이 일어나 전분용기 제조시 성형성이 떨어지는 현상이 생긴다. 이와 같이, 2~5회 정도 롤링 시행시 절단된 단위 시트간 질량 편차가 일어나지 않아 대량 생산의 경우에도 문제가 없고 성형에 있어서도 문제가 없으며, 특히, 하기 실시예로부터 확인할 수 있듯이, 3회 이상 실시하면 특히 고른 밀도를 보장할 수 있다.

다음으로, 상기 압동롤을 통과한 균일한 밀도의 시트를 종방향으로 절단하여 중간 단위 시트를 제공한다(S4).

종방향 절단시 회전 절단칼을 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는, 평판의 절단칼을 사용하는 경우 절단칼과 젤라틴화된 조성물의 시트간의 접촉면이 많거나 접촉 시간이 길어 절단 후 불리하게 되기 때문이다. 또한, 종방향 절단시 평판 절단칼을 사용하는 경우 특히 젤라틴화된 조성물이 절단칼로부터 매끄럽게 떼어지지 못하여 절단칼에 일부 조성물이 부착되는 등 절단이 순조롭게 이루어지지 못하거나 절단된 시트간의 질량 편차가 크므로 평판 절단칼의 사용은 종방향 절단에는 적합하지 않다. 따라서, 본 발명의 정량 절단 방법에서는 종방향 절단시 회전 절단칼을 사용하는 것이 특히 우수하다.

다음으로, 상기 종방향으로 절단된 균일한 밀도의 중간 단위 시트를 횡방향으로 절단하여 최종 단위 시트를 제공한다(S5).

컨베이어 벨트를 타고 오면서 종방향으로 잘려진 중간 단위시트를 원하는 전후 길이로 절단하기 위하여 횡방향 절단을 수행한다. 이때, 횡방향 절단시에는 절단칼로서 시트 폭 크기의 얇은 평판 절단칼을 사용한다. 그 이유는 절단 방향이 공정 진행 방향과 수직이므로 칼날 자체가 회전 또는 운동하지 않아야 하기 때문이다. 만일 횡방향 절단시 회전 절단칼을 사용하면 시트를 이동시키는 컨베이어 벨트 를 멈춘 후 절단하고 다시 가동시켜야 하는 것이므로 논-스톱(non-stop) 공정 및 대량 생산에 효과적이지 않다.

한편, 상기 평판 절단칼은 중간 단위 시트를 절단하기 위하여 수직 하강되고 중간 단위 시트를 절단하면서 중간 단위시트내에 삽입된 채로 컨베이어 벨트의 속도와 동일한 속도로 절단을 원하는 길이만큼 소정 간격 이송된 후, 수직 상승하고 후송되어 다시 상기 수직 하강되는 동작을 반복하는 방식으로 횡방향 절단을 수행한다. 이때, 상기 평판 절단칼이 상기 중간 단위 시트내에 삽입된 상태에서 상기 평판 절단칼의 이송 속도와 상기 컨베이어 벨트의 속도를 동일하게 하는 것이 중요하며, 한편 절단을 원하는 길이가 긴 경우에는 후송되는 평판 절단칼의 속도를 빨리 하고, 절단을 원하는 길이가 짧은 경우에는 후송되는 평판 절단칼의 속도를 늦추어 준다.

이 후, 상기 종방향 및 횡방향으로 절단된 균일한 밀도의 최종 단위 시트의 질량을 측정하여 설정된 기준에 해당하는 경우에는 최종 단위 시트를 상기 정렬 장치로 이송하고(S6-1), 설정된 기준에 해당하지 않는 경우에는 최종 단위 시트를 상기 압출기로 다시 반송하도록 한다(S6-2).

공정 라인을 따라 개개의 최종 단위시트가 이송되어 오면 질량 측정 센서와 같은 질량 측정부에 의하여 질량을 측정하고, 측정된 질량이 사전 설정한 정량 미만 또는 초과가 될 경우에는 공기 분사기 등의 퇴출 장치를 이용하여 비정량 최종 단위 시트가 다음 공정으로 가지 않도록 비정량 최종 단위 시트를 컨베이어 벨트로부터 퇴출시킨다. 컨베이어 벨트로부터 퇴출된 비정량 최종 단위 시트는 반송되는 데, 이때, 상기 비정량 최종 단위 시트가 가이드 케이스로 보내지면, 상기 비정량 최종 단위 시트는 상기 가이드 케이스를 통과하여 반송 벨트상으로 이송되고, 상기 반송 벨트를 타고 다시 처음 공정인 압출부로 반송된다. 이와 같이 질량 측정부 및 비정량 최종 단위 시트 반송부를 구비하게 되면 최종 성형시 불량률을 더욱 감소시킬 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치(100)는 전분용기용 조성물 원료를 제공하는 원료 제공부(110)를 구비하고, 상기 원료 제공부(110)로부터 원료를 공급받아 압출하여 시트로 제작하는 압출부(120)를 구비한다. 상기 압출부(140)는 그 출구(head) 부분에 토출구(121)가 형성되며, 상기 토출구(121)의 슬립(slip)성 부족 시 젤라틴화된 조성물의 시트가 불균일하게 토출되므로, 슬립성을 부여하기 위하여 토출구(121) 부분에 테프론 코팅을 수행한다.

압출된 시트는 압동롤(141)을 구비한 롤링부(140)로 보내지고, 상기 롤링부(140)를 통과한 시트는 컨베이어 벨트(130)를 통하여 회전축(152)에 장착된 복수개의 회전 절단칼(151)을 구비하는 종방향 절단부(150)로 이송된다. 상기 종방향 절단부(150)를 거친 중간 단위 시트는 전후 및 상하 이송 장치(162)에 의하여 움직이는 평판 절단칼(161)을 구비하는 횡방향 절단부(160)로 이송된다. 상기 횡방향 절단부(160)를 거친 최종 단위 시트는 질량 측정부(170)에서 질량 측정 후, 공기 분 사부(182), 가이드 케이스(181) 및 반송 벨트(183)를 구비하는 비정량 최종 단위 시트 반송부(180)로 이송된다.

도 3은 도 2의 압동롤에 의한 롤링부를 나타내는 확대 개략도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 롤링부(140)에는 시트의 양 측부 밀도 편차를 감소시키도록 상기 시트의 양 측부를 가이드하는 사이드 롤(143)을 압동롤(141)의 전에 설치한다. 상기 사이드 롤(143)은 측면에서 시트의 양측부를 가이드하면서 롤링하여 시트 양측부의 밀도 편차를 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 압동롤(141)의 양측부에는 시트의 양 측부 밀도 편차를 감소시키도록 사이드 판(142)을 구비한다. 이에 따라 상기 시트가 상기 사이드 판(142)내에서 롤링되므로 상기 사이드 판(142)과 맞닿는 시트의 양측부의 밀도 편차는 감소된다.

상기 압동롤(141)의 표면은 질량 편차를 주지 않도록 무늬가 없어야 하며, 예컨대, 엠보싱 롤의 경우에는 질량 편차가 발생할 수 밖에 없다.

한편, 상기 롤링 수(또는 압동롤의 갯수)는 앞서 설명한 바와 같이 젤라틴화된 조성물의 수분 함량이 30 내지 80중량%인 경우 2~5회인 것이 바람직하며, 이를 위하여 압동롤 2~5개를 설치하는 것이 바람직하다.

도 4a는 도 2의 회전 절단칼을 구비하는 종방향 절단 장치의 전측부를 나타내는 확대 개략도이고, 도 4b는 그 후측부를 나타내는 확대 개략도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종방향 절단 장치(150)에서는 종방향 즉, 시트 진행 방향으로 시트를 절단하여 원하는 폭을 얻는다. 이러한 종방향 절단 장치(150) 에는 회전 절단칼(151)이 회전축(152)에 복수개 장착되는데, 이때. 잘라질 시트의 갯수와 폭에 대응하도록 그 회전 절단칼(151)의 갯수 및 상호간의 간격을 조절한다.

나아가, 종방향 절단 장치(150)에서는 시트가 절단되면서 발생하는 시트의 울렁거림이 없도록 종방향 절단전에 가이드 컨베이어 벨트(154)가 설치된다. 상기 가이드 컨베이어 벨트(154)의 수는 종방향으로 잘려질 중간 단위시트의 갯수에 대응하며, 따라서 시트가 종방향으로 잘려질 갯수 만큼 가이드 컨베이어 벨트(154)가 필요하다. 또한, 상기 가이드 컨베이어 벨트(154)의 폭 크기는 종방향으로 잘려질 중간 단위 시트의 폭 크기보다 약간 좁게 한다. 즉, 중간 단위 시트의 울렁거림을 최대한 방지하도록 가이드 컨베이어 벨트(154)의 폭 크기를 중간 단위 시트의 폭 크기에 근접시켜야 하지만, 양자의 폭 크기가 동일한 경우 가이드 컨베이어 벨트(154) 간에 서로 마찰이 발생할 수 있기 때문에, 상기 마찰이 발생하지 않도록 가이드 컨베이어 벨트(154)의 폭 크기를 중간 단위 시트의 폭 크기보다 약간 좁게 하도록 한다.

그리고, 상기 가이드 컨베이어 벨트(154)의 진행 중에 상기 시트를 추가로 롤링할 수 있도록 소형의 압동롤인 압동봉(153)이 개설된다.

한편, 회전 절단칼(151)의 재료로는 스테인리스강(STS)을 사용하고, 특히 조성물과의 이형성을 주기 위하여 그 스테인리스 강에 테프론 코팅을 수행하는 것이 바람직하다.

그리고, 회전 절단칼의 속도는 시트를 이동시키는 컨베이어 벨트와 같은 속 도로 회전하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 컨베이어 벨트와 속도가 낮거나 높은 경우에는 시트를 구성하는 젤라틴화된 조성물이 절단칼에 달라붙는 현상이 발생하기 때문이다.

도 5는 도 2의 횡방향 절단부의 평판 절단칼의 작동 개념을 나타내는 확대 개략도이다.

컨베이어 벨트를 타고 오면서 종방향으로 잘려진 중간 단위 시트(S)는 횡방향 절단부에서 원하는 전후 길이로 절단되어지는데, 이때, 평판 절단칼(161)이 중간 단위 시트(S)에 수직 하강하여 삽입된 후 공정 진행 방향으로 컨베이어 벨트의 속도와 동일하게 움직인다. 그리고 절단하는 길이 만큼 절단칼(161)이 이동한 시점에서 수직 상위로 절단칼(161)이 상승하며 원하는 길이만큼 시트 진행 방향의 반대방향으로 이동하고, 다시 상기 수직 하강 동작을 반복하게 된다.

상기 절단칼(161)이 후송되는 경우 절단 길이가 길다면 후송 방향으로 칼날을 이동하는 속도를 빨리 하고, 절단 길이를 짧게 하는 경우는 그 속도를 늦춰주는 방법으로 수행한다.

상기 평판 절단칼(161)의 재료 역시 회전 절단칼(151)과 같이 스테인리스강(STS)을 사용하고, 이에 중간 단위 시트(S)내의 조성물과의 이형성을 주기 위하여 테프론 코팅을 수행한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예와 실험예를 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고 단지 하기 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것이다.

[실험예 - 롤링에 따른 중량 편차 측정 실험]

본 실험예에서는 압동롤을 사용한 경우(실시예1 : 롤링 3회, 실시예2 : 롤링 2회, 실시예3 : 롤링 1회)와 사용하지 않은 경우(비교예 : 롤링 0회)의 시트의 질량 편차를 측정하여 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단을 위한 자동화 및 대량생산 과정에서 롤링의 영향을 알아 보았다.

비교예 및 실시예들에서 시트는 전체 종방향 및 횡방향으로 절단되기 전 전체 시트의 출발 질량이 동일한 것을 사용하였다.

비교예의 경우 롤링이 수행되지 않았으므로 횡방향 절단은 3횡으로만 절단되었던 반면, 실시예1 및 실시예2의 경우 롤링이 수행되어 더 얇아졌으므로 횡방향 절단은 4횡으로 절단되었다.

한편, 실시예3의 경우 롤링이 1회 밖에 수행되지 않아 완전한 4횡 절단을 수행할 수는 없었으며 4번째 횡의 크기는 상대적으로 작았다.

한편, 종방향 절단의 경우 회전 절단칼 8개를 이용하여 총 7열을 절단하였고, 실험 오차를 줄이기 위하여 1열의 질량 편차는 측정하지 않았다.

다음 표 1은 비교예의 중량 편차 측정 결과를 나타낸다.

구분	2열	3열	4열	5열	6열	7열	횡간 중량 편차 (최대)
1횡	88.00g	85.40g	81.90g	81.30g	84.40g	84.40g	6.70g
2횡	89.40g	87.25g	84.50g	82.25g	83.55g	84.10g	6.75g
3횡	88.50g	87.35g	85.40g	84.80g	86.75g	86.50g	3.70g
열간 중량 편차 (최대)	1.40g	1.95g	3.50g	3.50g	3.20g	2.40g

다음 표 2는 실시예1의 중량 편차 측정 결과를 나타낸다.

구분	2열	3열	4열	5열	6열	7열	횡간 중량 편차 (최대)
1횡	58.7g	58.85g	58.90g	58.75g	59.15g	58.65g	0.50g
2횡	59.00g	59.15g	59.30g	59.10g	59.25g	58.90g	0.40g
3횡	59.15g	59.35g	59.25g	59.05g	59.25g	59.05g	0.30g
4횡	58.95g	59.10g	58.95g	59.05g	59.15g	58.75g	0.40g
열간 중량 편차 (최대)	0.40g	0.50g	0.40g	0.35g	0.10g	0.40g

다음 표 3은 실시예2의 중량 편차 측정 결과를 나타낸다.

구분	2열	3열	4열	5열	6열	7열	횡간 중량 편차 (최대)
1횡	59.70g	59.35g	57.95g	58.25g	58.65g	59.20g	1.75g
2횡	59.60g	59.10g	58.65g	58.75g	59.70g	60.30g	1.65g
3횡	59.50g	59.30g	58.40g	58.20g	58.70g	59.15g	1.30g
4횡	59.80g	58.85g	58.40g	57.95g	58.80g	59.25g	1.85g
열간 중량 편차 (최대)	0.30g	0.50g	0.70g	0.80g	1.05g	1.15g

다음 표 4는 실시예3의 중량 편차 측정 결과를 나타낸다.

구분	2열	3열	4열	5열	6열	7열	횡간 중량 편차 (최대)
1횡	65.30g	63.70g	66.50g	64.85g	65.15g	66.55g	2.85g
2횡	67.50g	66.65g	66.20g	66.50g	68.50g	68.20g	2.30g
3횡	66.70g	66.40g	65.25g	65.05g	66.65g	64.95g	1.75g
열간 중량 편차 (최대)	2.20g	2.95g	1.25g	1.65g	3.35g	3.25g
4횡*	42.40g	42.45g	40.60g	40.90g	42.10g	40.85g

* : "4횡"으로 명칭을 부여하였으나 상기 1~3횡과 비교하여 크기가 상대적으로 작았다. 즉, 일정한 양으로 절단을 하였으므로 롤링시 비교예의 시트(3횡)보다는 긴 시트가 되었지만 이에 따라 질량이 채워지지 않는 불량 시트가 발생하게 되었다.

상기 표 1 내지 4로부터 알 수 있듯이, 압동롤로 2회 이상 롤링을 수행하는 경우부터 중량 편차가 크게 감소하게 되었으며, 특히 롤링 횟수가 3회로 많아지는 경우 중량편차가 현저히 줄어들었다. 그러나, 1회의 경우 중량 편차의 감소 정도는 크지 않음을 알 수 있었다.

즉, 비교예의 경우 횡간 ±2.86g(평균/2)의 중량 편차가 발생하였다. 한편, 열간 ±1.33g(평균/2)의 중량 편차가 발생하였다.

반면, 실시예1의 경우 횡간 ±0.20g(평균/2)의 중량 편차가 발생하였고, 열간 ±0.18g(평균/2)의 중량 편차가 발생하였으며, 실시예2의 경우 횡간 ±0.82g(평균/2)의 중량 편차가 발생하였고, 열간 ±0.38g(평균/2)의 중량 편차가 발생하였다.

그러나, 실시예3의 경우, 3횡에 대하여 횡간 및 열간 중량 편차를 측정한 경우에, 횡간 ±1.22g(평균/2)의 중량 편차가 발생하였고, 열간 ±1.15g(평균/2)의 중량 편차가 발생하였다.

결론적으로, 압동롤로 롤링을 수행한 경우 중량 편차가 줄어드는 것을 알 수 있었으며, 롤링을 2회 이상 실시한 경우부터 중량 편차 감소 정도가 커지고, 특히 3회 이상인 경우 중량 편차가 더욱 현저히 줄어들어 밀도 균일성이 매우 향상됨을 확인할 수 있었다.

본 실시예1, 실시예2, 실시예3 및 비교예를 통하여 알 수 있듯이, 롤링을 전혀 실시하지 않는 경우와 대비하여 롤링을 실시하는 경우(특히 3회 이상 실시하는 경우)에 단위시트의 중량 편차가 현저히 줄어들어 대량생산이 가능하면서도 중량 편차에 의한 불량을 크게 줄일 수 있음을 알 수 있었다.

본 발명의 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법 및 장치에 따르면, 전분용기용 조성물을 정량화하여 성형에 제공시 자동화 및 대량화 생산을 가능하게 하면서도, 압출된 시트의 정량 절단이 원활하고 용이하고, 절단된 단위시트의 전체적인 밀도가 균일하며 또한 단위시트간의 질량 차이도 거의 존재하지 않아 결국 성형시 불량을 현저히 줄일 수 있는 효과를 달성한다.

또한, 본 발명은 최종 단위 시트를 질량 측정함으로써, 설정된 질량 기준에 해당하지 않을 경우, 비정량 최종 단위 시트를 처음 공정인 압출부로 반송하여 불량을 더 감소시키고 원가 상승 요인을 제거할 수 있는 효과를 달성한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능 하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims

젤라틴화된 전분용기용 조성물 원료를 제공하는 단계(S1);

상기 제공된 젤라틴화된 조성물 원료를 압출하여 시트를 제작하는 단계(S2);

상기 젤라틴화된 조성물 원료의 압출 시트의 밀도를 균일하게 하기 위하여 상기 시트를 압동롤에 투입하고 롤링을 수행하는 단계(S3);

상기 압동롤을 통과한 균일한 밀도의 시트를 종방향으로 절단하여 중간 단위시트를 제공하는 단계(S4); 및

상기 중간 단위 시트를 횡방향으로 절단하여 최종 단위 시트를 제공하는 단계(S5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 방법은,

상기 최종 단위 시트의 질량을 측정하여 설정된 질량 기준에 해당할 경우 다음 공정인 정렬 장치로 이송시키는 단계(S6-1);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 방법은,

상기 최종 단위 시트의 질량이 설정된 질량 기준에 해당하지 않는 경우 상기 압출기로 다시 반송하는 단계(S6-2);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전분용기 용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 S2 단계는,

상기 압출기의 토출구에 슬립성을 부여하도록 테프론 코팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 S3 단계는,

상기 젤라틴화된 조성물 원료의 수분 함량이 30 내지 80중량%인 경우 2~5회 롤링을 수행하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
삭제
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 S3 단계는,

상기 시트를 상기 압동롤에 투입하는 경우 상기 시트의 양 측부의 밀도 편차를 감소시키도록 상기 시트의 양 측부를 사이드 롤로 가이드하여 상기 압동롤에 투입하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 S3 단계는,

상기 시트를 상기 압동롤에 투입한 경우 상기 시트의 양 측부의 밀도 편차를 감소시키도록 상기 압동롤의 양 측부에 사이드 판을 구비하고 상기 양 측부의 사이드 판 내에서 상기 시트를 롤링하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 S4 단계는,

회전 절단칼을 이용하여 상기 시트를 종방향으로 절단하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 S4 단계는,

상기 시트의 종방향 절단 전 종방향으로 절단될 중간 단위 시트 수와 동일한 수의 가이드 컨베이어 벨트에 의하여 상기 시트가 가이드되도록 하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 S4 단계는,

상기 시트가 상기 가이드 컨베이어 벨트에 의하여 가이드되는 과정에서 압동봉으로 추가 롤링을 수행하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 S4 단계는,

상기 회전 절단칼에 테프론 코팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 S5 단계는,

평판 절단칼을 이용하여 상기 중간 단위 시트를 횡방향으로 절단하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 S5 단계는,

상기 평판 절단칼이 수직 하강하여 상기 중간 단위 시트내에 삽입된 상태에서 상기 중간 단위시트의 이송 속도와 동일한 속도로 소정 간격 이동한 후 수직 상승하고 후송된 후 다시 상기 수직 하강하는 동작을 반복하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 S5 단계는,

상기 평판 절단칼에 테프론 코팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 S6 단계는,

상기 질량 측정후 설정된 기준에 해당하지 않는 비정량 최종 단위 시트를 공기 분사를 통하여 컨베이어 벨트로부터 퇴출시키고, 퇴출된 비정량 최종 단위 시트 를 가이드 케이스를 통과시켜 반송 벨트상으로 이송시킨 후 상기 반송 벨트를 이용하여 상기 압출기로 다시 이송시키는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 방법.
전분용기용 조성물 원료를 제공하는 원료 제공부;

상기 원료 제공부로부터 제공된 원료를 시트로 압출하는 압출부;

상기 압출부에서 압출된 시트의 밀도를 균일하게 하기 위한 압동롤을 구비하는 롤링부;

상기 롤링부에서 롤링된 균일한 밀도의 시트를 종방향으로 절단하여 중간 단위 시트를 제공하는 종방향 절단부;

상기 중간 단위 시트를 횡방향으로 절단하는 횡방향 절단부; 및

상기 최종 단위 시트의 질량을 측정하는 최종 단위 시트 질량 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 최종 단위 시트 질량 측정부는,

상기 최종 단위 시트의 질량을 측정하여 설정된 질량 기준에 해당하는지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 장치는,

상기 최종 단위 시트의 질량을 측정하고 설정된 기준에 해당하지 않는 경우 해당 비정량 최종 단위 시트를 상기 압출부로 다시 반송하는 비정량 최종 단위 시트 반송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출부는,

상기 시트를 압출하는 압출기의 토출구가 테프론 코팅된 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 조성물 원료의 수분 함량이 30 내지 80중량%인 경우 상기 롤링부의 상기 압동롤의 갯수는 2~5개인 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
삭제
제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 롤링부에는 상기 시트의 양 측부 밀도 편차를 감소시키도록 상기 시트의 양 측부를 가이드하여 상기 압동롤로 투입하는 사이드 롤이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 롤링부에는 상기 시트의 양 측부의 밀도 편차를 감소시키도록 상기 압동롤의 양 측부에 사이드 판이 더 구비되고, 상기 양 측부의 사이드 판 내에서 상기 시트가 롤링되는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 종방향 절단부에는 종방향 절단칼이 회전 절단칼인 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 종방향 절단부에는 종방향 절단 전 부분에서 상기 시트를 가이드하고, 절단될 중간 단위시트 수와 동일한 수로 개설되는 가이드 컨베이어 벨트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 종방향 절단부에는 상기 시트가 상기 가이드 컨베이어 벨트에 의하여 가이드되는 과정에서 상기 시트를 롤링하는 압동봉을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 종방향 절단부에는 상기 회전 절단칼이 테프론 코팅된 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 횡방향 절단부에는 횡방향 절단칼이 평판 절단칼인 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 횡방향 절단부에는 상기 평판 절단칼이 수직 하강하여 상기 중간 단위 시트내에 삽입된 상태에서 상기 중간 단위시트의 이송 속도와 동일한 속도로 소정 간격 이동한 후 수직 상승하고 후송된 후 다시 상기 수직 하강하는 동작을 반복하는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 횡방향 절단부에는 상기 평판 절단칼이 테프론 코팅된 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 비정량 최종 단위 시트 반송부는,

질량 측정 후 설정된 기준에 해당하지 않는 비정량 최종 단위 시트를 컨베이어 벨트로부터 퇴출시키는 공기 분사부;

공기 분사에 의하여 퇴출된 비정량 최종 단위 시트가 통과하는 가이드 케이스; 및

상기 가이드 케이스를 통과한 비정량 최종 단위 시트를 상기 압출기로 반송하는 반송 벨트로 구성되는 것을 특징으로 하는 전분용기용 조성물 시트의 정량 절단 장치.