KR100897805B1

KR100897805B1 - 판지의 컬링 성형 장치 및 그 판지로 제조되는 포장상자

Info

Publication number: KR100897805B1
Application number: KR1020080128268A
Authority: KR
Inventors: 민권식
Original assignee: (주) 동남사
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2009-05-15

Abstract

본 발명은 판지의 단부를 컬링(curling)하는 컬링 성형 장치에 관한 것으로, 판지(10)를 이송시키는 이송부(20)와; 상기 이송부(20)의 상부에 설치되어 판지(10)의 상부를 누르는 압지부(30) 및; 상기 이송부(20)의 측면에 설치되어 판지(10)의 단부에 컬링부(12)를 형성시키는 직선 형태의 컬링 성형부(40)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 통해 본 발명은 판지의 단부에 컬링부를 용이하게 형성시킬 수 있고, 컬링 성형이 연속적으로 이루어져 작업성 및 생산성을 높일 수 있으며, 상기 컬링 성형 장치를 통해 제조되는 판지를 이용하여 포장상자를 제조함으로써 강성이 우수하여 판지를 절약하면서도 외관이 미려한 고급 포장상자를 제조할 수 있고, 아울러 다각형 형상의 포장상자를 용이하게 제조할 수 있다.

포장상자, 판지, 컬링

Description

판지의 컬링 성형 장치 및 그 판지로 제조되는 포장상자{CURLING APPARATUS OF PASTEBOARD AND PACKING BOX BY THE PASTEBOARD}

본 발명은 판지의 컬링 성형 장치 및 이를 이용하여 제조되는 포장상자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 판지의 단부에 컬링부를 형성하는 컬링 성형부를 간단하게 구성함으로써 작업성 및 생산성을 높일 수 있는 판지의 컬링 성형 장치 및 이를 통해 제조되는 판지를 이용한 포장상자에 관한 것이다.

단면이 원형인 제품에서 제품의 강성을 증가시켜 그 단부가 쉽게 찌그러지지 않도록 하기 위해 그 단부에 컬링 가공을 하게 되는데, 그 하나의 예로서 도 1에 도시된 바와 같이 일회용 종이컵이 있다.

상기 일회용 종이컵의 단부에 컬링 가공을 하는 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 종이컵을 그 크기가 일정하게 설정된 지그마다 하나씩 장착하여 컬링 가공을 하는 구조로 이루어져 있어 작업성이 떨어지고 생산성이 낮으며, 크기가 다른 제품을 생산하는 경우 지그를 새로 제작하여 하는 등의 문제점이 있다.

한편 일반적으로 크기가 비교적 작은 제품인 서적, 화장품, 음식품 등을 비롯한 물품들을 포장할 때에는 도 2에 도시된 바와 같은 함체(110)와 뚜껑(120)으로 된 상자(일명 “싸바리 상자”라 한다) 또는 접이식 상자가 사용되고 있는데, 이와 같이 사각형 형태를 포함한 다각형 형태의 포장상자의 단부를 컬링하는 장치는 아직 개발되어 있지 않는 실정이다.

한편 싸바리 상자(100)와 접이식 상자(40)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 강성이 약해 겉지(130)와 속지(140)를 합지하거나 이중으로 접는 방식으로 제조되어 그 제작이 번거롭고, 이중으로 이루어져 자원낭비가 심하며, 아울러 사각형 이외의 다각형 상자를 제조하기 곤란한 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 포장용으로 사용되는 판지의 단부를 컬링시키는 컬링 성형부를 직선 형태로 구성함으로써 작업성과 생산성을 높일 수 있는 판지의 컬링 성형 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 컬링 성형 장치로 제조되는 판지로 포장상자를 제조함으로써 강성이 우수하여 판지를 절약하면서도 다각형 형태의 고급 포장상자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 컬링 성형 장치는 판지(10)를 이송시키는 이송부(20)와; 상기 이송부(20)의 상부에 설치되어 판지(10)의 상부를 누르는 압지부(30) 및; 상기 이송부(20)의 측면에 설치되어 판지(10)의 단부에 컬링부(12)를 형성시키는 컬링 성형부(40)로 구성된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 포장상자는 함체(70)와 뚜껑(80)으로 구성되되, 상기함체(70)와 뚜껑(80)은 판지(10)로 이루어지고 그 각 단부에는 컬링부(12)가 형성된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 통해 본 발명은 판지의 단부를 컬링시키는 컬링 성형부를 직선 형태로 구성함으로써 컬링부를 용이하게 형성시킬 수 있고, 컬링 성형이 연속적으로 이루어져 작업성과 생산성을 높일 수 있다.

또한 상기 컬링 성형 장치를 통해 제조되는 판지를 이용하여 포장상자를 제조함으로써 강성이 우수하고 외관이 미려한 포장상자를 제조할 수 있고, 아울러 컬링이 형성된 판지를 이용하여 포장상자를 제조함으로써 판지의 두께를 두껍게 할 필요가 없어 판지의 사용을 절약할 수 있다.

또한 함체 또는 뚜껑의 측면만을 형성하도록 판지를 프레스 성형 전개한 다음 각 단부를 컬링 형성하고 그 상부 또는 하부에 평판지를 부착함으로써 다각형 형태의 포장상자를 용이하게 제작할 수 있고, 아울러 포장상자의 크기가 달라지더라도 동일한 장치를 이용하여 다양한 크기의 포장상자를 제조할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성 및 실시형태를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 컬링 성형 장치의 전체 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 컬링 성형 장치의 컬링 성형부의 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 컬링 성형 장치의 하부틀을 보인 평면도이다. 그리고 도 8은 도 4의 가-가'선, 나-나'선 및 다-다'선 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 컬링 성형 장치를 통해 컬링부를 제조하는 상태 사시도이다.

도 5 내지 도 9를 함께 참조하면 본 발명에 따른 판지의 컬링 성형 장치(A)는 판지(10)를 이송시키는 이송부(20)와, 이송되는 판지(10)의 상부를 누르는 압지부(30) 및 판지(10)의 단부를 컬링시키는 컬링 성형부(40)로 구성된다.

판지(10)는 주로 포장상자용으로 사용되는 0.5∼3㎜의 두껍고 질긴 종이이며, 그 중에서도 특히 유색 바탕에 표면이 매끄러워 주로 고급 칼라상자 제작에 사용되는 마닐라지가 사용되고 그 외 골판지 등 포장상자용으로 사용되는 모든 종이에 적용 가능하다.

이송부(20)는 도 5 및 도 9에서와 같이 판지(10)의 하부에 위치되며 판지(10)를 앞으로 이송시키는 컨베이어(22)로 구성된다.

압지부(30)는 상기 컨베이어(22)의 상부에 설치되며, 컨베이어(22)를 통해 판지(10)를 이송시킬 때 판지(10)의 상부를 눌러 판지(10)의 유동을 방지하는 것으로 판지(10)의 이동 경로를 따라 다수의 롤러(32)를 설치하여 구성된다.

롤러(32)는 도 5에서와 같이 이송부(20)의 상부에 설치된 지지 프레임(36)에 연결된 지지대(34)에 의해 고정 설치되고, 그 개수 및 컨베이어(22)와의 간격은 제조되는 판지의 폭, 두께 및 그 특성에 맞도록 조절하여 설치된다.

컬링 성형부(40)는 상기 이송부(20)의 측면에 설치되며, 판지(10)의 단부에 컬링부(12)를 형성시키는 구성으로, 도 5 내지 도 8에서와 같이 판지(10)의 단부 및 그 하부와 접촉되어 단부에 컬링부(12)를 형성시키는 하부틀(40b)과, 하부틀(40b)의 상부에 설치되어 이동되는 판지(10)의 단부 상부를 지지해주어 판지의 단부의 유동을 방지하여 컬링부(12)의 형성을 보조하는 상부틀(40a)로 구성된다.

하부틀(40b)은 도 6 내지 도 8에서와 같이 판지(10)가 인입되는 인입부(41)에서부터 배출부(42)에 이르기까지 이동되는 판지(10)의 단부 하부를 지지해주는 판지 하부 지지판(43)과, 판지 하부 지지판(43)에 수직되며 판지(10)의 이동방향 내측으로 경사지면서 판지(10) 단부면에 접하는 단턱(44)을 형성한다.

단턱(44)면에는 인입부(41)에서는 판지 하부 지지판(43)으로부터 단턱(44)면 내측으로 살짝 만곡지며, 배출부(42)로 갈수록 판지 하부 지지판(43)으로부터 서서히 단턱(44)면의 내측으로 더 만곡져 배출부(42)에서는 반원형상이 되는 컬링 성형홈(45)을 형성한다.

단턱(44)에 형성된 컬링 성형홈(45)을 지나면서 도 9 및 도 10에서처럼 판 지(10)의 단부에 컬링부(12)가 형성된다. 이때 인입부(41)에서 배출부(42)까지 이르는 판지(10)의 이동방향 내측으로 경사진 단턱(44)의 내향각도(θ)가 중요하게 작용되는데, 판지(10)의 두께 및 단부의 길이와 성형조건 등을 고려한 적정한 내향각도(θ)는 1.7∼2.5°이다. 내향각도(θ)가 1.7°보다 작으면 동일한 컬링부(12)를 형성하기 위해서 성형부(40)의 전체길이를 길게 형성해야 하므로 상하부틀(40a, 40b)의 제작비가 많이 들 뿐만 아니라 컬링부(12)를 성형하는 시간이 길어지게 되고, 내향각도(θ)가 2.5°보다 크면 동일한 컬링부(12)를 형성하기 위해서 성형부(40)의 전체길이를 줄일 수 있으나, 컬링이 급격하게 이루어져 컬링부가 찌그러지는 등의 문제점이 있다.

또한 하부틀(40b)에는 판지(10)의 컬링부(12) 형성이 잘 되도록 가열수단을 구비한다. 가열수단은 도 6 및 도 8에서와 같이 컬링 성형홈(45)에 열이 골고루 전달될 수 있도록 그 주위에 판지(10)의 이동방향으로 열선 구비홈(47)을 형성하고, 열선 구비홈(47)에 발열체(52)가 내재된 열선(50)을 구비시킨다.

판지의 재질에 따라 다르나 일반적으로 판지(10)의 단부에 컬링부(12)를 형성할 때 열을 가하지 않게 되면 판지(10)의 조직이 파손되면서 구겨지듯이 컬링 되고, 성형 후에도 그 상태로 유지시키기 힘들게 된다. 이에 하부틀(40b)에 열선(50)을 구비하여 컬링 성형홈(45)에 열을 가해 판지(10)의 단부에 열을 전달시키도록 구성함으로써 컬링 성형홈(45)에 접하는 판지(10)의 단부가 그 열로 인해 조직이 부드러워지면서 컬링이 되므로 온전한 컬링부(12)가 형성되고, 성형 이후에 자연 냉각되면서 컬링부(12)의 형상을 그대로 유지하게 된다.

이때 열선(50)의 발열 온도는 120∼150℃가 적당하다. 온도가 120℃ 이하이면 판지의 조직이 부드러워지기 힘들게 되므로 컬링부(12)가 온전하게 형성되지 못하게 되고, 온도가 150℃ 이상이면 그 온도를 유지하는데 전기가 많이 소모될 뿐만 아니라 판지(10)에 접착되는 필름지가 탈 우려가 생기게 된다.

상부틀(40a)은 하부틀(40b)의 상부에 구비되는 것으로, 도 6 및 도 10에서와 같이 하부틀(40b)의 판지 하부 지지판(43)과 단턱(44)에 의해 형성되는 판지(10)의 단부 이동 공간에 대응되는 판지 상부 지지판(48)을 형성하되 상부틀(40a)의 내측면 상부로 단턱(49)이 형성되도록 한다.

도 10에서와 같이 하부틀(40b)의 상부측으로 상부틀(40a)을 결합하게 되면 하부틀(40b)의 단턱(44)면과 상부틀(40a)의 단턱(49)면이 서로 맞닿게 되고, 하부틀(40b)의 판지 하부 지지판(43)과 상부틀(40a)의 판지 상부 지지판(48)이 판지(10)가 통과되는 두께만큼 간격을 두고 서로 맞닿게 된다. 이러한 판지 상부 지지판(48)과 하부 지지판(43) 사이를 판지(10)가 통과하게 되면 하부틀(40b)의 컬링 성형홈(45)에 의한 컬링부(12)의 성형시 판지(10) 단부측의 유동이 없게 된다.

판지(10)의 컬링시 판지(10)가 전진 이동되면서 컬링 성형홈(45)에 의해 서서히 판지(10)의 상부면측으로 말려 올라가게 되는데, 도 11 및 도 12에서처럼 컬링형상이 그 내측으로 찌그러지지 않고 컬링 성형홈(45)을 따라 유연하게 안내되도록 컬링 성형홈(45)의 내측에 가이드 봉(54)을 형성하게 되면 컬링부(12)의 형성이 더욱 매끄럽게 된다.

이때 가이드 봉(54)은 하부틀(40b)의 컬링 성형홈(45)내에 위치되어야 하지 만, 하부틀(40b) 내에 설치되면 판지(10)의 이동을 방해하게 되므로 컬링 성형홈(45) 내의 위치에 맞도록 상부틀(40a)에 설치함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 판지의 컬링 성형 장치의 작업동작 설명은 하기와 같다.

먼저 상기 판지(10)에 필요한 인쇄를 한 다음 상자 모양이 형성되도록 프레스 작업하여 상자의 전개형상을 완성한다. 그 다음 상자 전개형상을 컬링 성형 장치(A)에 공급한다.

공급시 상자 전개형상의 판지(10) 단부를 성형부(40)의 인입부(41)측 컬링 성형홈(45)에 닿도록 하여 수평하게 공급하면, 판지(10)의 하부에 위치된 이송부(20)인 컨베이어(22)와 판지(10)의 상부에 위치된 압지부(30)인 다수 롤러(32)에 의해 유동 없이 압지되면서 전진 이동된다. 이때, 성형부(40)에서는 열선(50)에 의해 컬링 성형홈(45)으로 열이 전달되고, 판지(10)가 컨베이어(22)와 롤러(32)에 의해 전진 이동되면서 가열된 컬링 성형홈(45)에 의해 판지(10)의 단부가 판지(10)의 상부면쪽으로 서서히 말려지면서 컬링부(12)가 형성된다.

상기와 같이 단부에 컬링부(12)가 형성된 판지(10)는 두께가 두꺼우므로 그 자체로 상자를 이룰 수 있으며, 도 14의 (a)에서와 같이 판지(10)에 골판지(62)를 덧대어 합지하여 형성하게 되면 더 튼튼한 포장상자를 제조할 수 있게 되고, 도 14의 (b)에서처럼 사면체의 측면부에만 컬링부(12)가 형성된 판지(10) 또는 합지된 판지(10)와 골판지(62)를 형성시키고, 그 상부측 또는 하부측 중 하나의 내측면에 평판지(11)를 부착하여 사용하게 되면 판지(10) 또는 합지된 판지(10)와 골판 지(62)의 제작크기를 줄일 수 있게 되어 자원을 절약할 수 있게 되고 제조원가를 줄일 수 있게 될 뿐만 아니라 강성이 더욱 우수하고 포장상자의 본체를 이루는 함체(70) 및 뚜껑(80)의 외관을 더욱 미려하게 할 수 있다.

도 14의 (b)에서처럼 판지(10) 또는 합지된 판지와 골판지의 상부측 또는 하부측 내측면에 평판지(11)를 부착하는 구성을 좀 더 상세히 설명하면, 도 15 및 도 16에서와 같이 포장상자의 각 측면부만 구성되도록 판지(10)를 프레스 가공으로 형성시켜 판지(10)의 상하 양단에 컬링부(12)를 형성시킨 다음 도 15 및 도 16의 각 (b)에서처럼 각형 상자형태를 이룬 다음 평판지(11)를 부착한다.

상기와 같은 방법으로 상자를 제조하게 되면 사각형 이외의 다각형 상자를 쉽게 제조할 수 있게 되는 것이다. 또한 원형의 상자 제조도 가능하다.

이때 본체인 함체(70)와 뚜껑(80)의 구성은 동일하며, 뚜껑(80)을 함체(70)의 두께만큼 크게 제조하면 함체(70)에 뚜껑(80)을 쉽게 덮을 수 있게 된다.

이와 같이 포장상자 본체의 각 단부에 컬링부(12)가 형성되면 함체(70)에 물품 유입시 물품이 단부측에 닿더라도 찍히지 않고 원형의 컬링부(12) 표면을 따라 자연스레 미끄러지게 되므로 함체(70)가 쉽게 손상되지 않게 되고, 뚜껑(80)으로 함체(70)를 덮을 때에도 뚜껑(80)에 형성된 컬링부(12)의 내측과 함체(70)에 형성된 컬링부(12)의 외측이 서로 미끌리면서 자연스럽게 덮이게 되므로 사용성 또한 우수하다.

도 1은 종래 종이컵의 컬링 성형 장치를 나타낸 정면도,

도 2는 종래 싸바리 상자의 사시도,

도 3은 종래 싸바리 상자의 전개 상태 평면도,

도 4는 종래 접이식 상자의 전개 상태 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 컬링 성형 장치의 전체 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 컬링 성형 장치의 컬링 성형부의 분해 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 컬링 성형 장치의 하부틀을 보인 평면도,

도 8은 도 4의 가-가'선, 나-나'선 및 다-다'선 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 컬링 성형 장치를 통해 컬링부를 제조하는 상태 사시도,

도 10은 본 발명의 컬링 성형부에서 겉지인 판지와 속지인 골판지가 합지된 상태에서 판지에 컬링부가 형성되는 순서를 나타내는 측단면도,

도 11은 본 발명의 컬링 성형부 내측에 가이드 봉이 구비된 상태의 사시도,

도 12는 본 발명의 가이드 봉의 안내에 의해 판지에 컬링부가 형성되는 상태를 나타내는 측단면도,

도 13은 본 발명에 따른 컬링 성형 장치에 의해 컬링부가 형성된 포장상자의 사시도,

도 14는 도 12의 라-라'선 단면도,

도 15는 본 발명의 포장상자 전개도 및 조립 사시도,

도 16는 본 발명의 다각형 구조의 포장상자 전개도 및 조립 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A: 컬링 성형 장치 10: 판지

12: 컬링부 20: 이송부

22: 컨베이어 30: 압지부

32: 롤러 34: 지지대

36: 지지프레임 40: 컬링 성형부

40a: 상부틀 40b: 하부틀

41: 인입부 42: 배출부

43: 판지 하부 지지판 44,49: 단턱

45: 성형홈 47: 열선 구비홈

48: 판지 상부 지지판 50: 열선

52: 발열체 54: 가이드 봉

62: 골판지 70: 함체

80: 뚜껑

Claims

판지(10)를 이송시키는 이송부(20)와, 상기 이송부(20)의 상부에 설치되어 판지(10)의 상부를 누르는 압지부(30) 및 상기 이송부(20)의 측면에 설치되어 판지(10)의 단부에 컬링부(12)를 형성시키는 직선 형태의 컬링 성형부(40)로 구성되는 컬링 성형 장치에 있어서,

상기 컬링 성형부(40)는 하부틀(40b)과 상부틀(40a)로 이루어지되,

하부틀(40b)에는 판지(10)가 인입되는 인입부(41)에서부터 배출부(42)에 이르기까지 이동되는 판지(10)의 단부측 하부를 지지해주는 판지 하부 지지판(43)과, 판지 하부 지지판(43)에 수직되며 판지(10)의 이동방향 내측으로 경사진 단턱(44)을 형성하되, 단턱(44)면에는 인입부(41)에서부터 배출부(42)에 이르기까지 만곡 형상이 서서히 커지도록 컬링 성형홈(45)이 형성되고,

상부틀(40a)에는 상기 판지 하부 지지판(43)의 단턱(44)에 접하는 단턱(49)이 형성된 판지 상부 지지판(48)이 형성되는 것을 특징으로 하는 판지의 컬링 성형 장치.
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청구항 1에 있어서,

상기 하부틀(40b)의 내측 경사진 단턱(44)의 내향각도(θ)는 1.7∼2.5°인 것을 특징으로 하는 판지의 컬링 성형 장치.
청구항 1 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 컬링 성형부(40)에 가열수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 판지의 컬링 성형 장치.
청구항 4에 있어서,

가열수단은 열선(50)이고, 열선(50)의 발열 온도는 120∼150℃인 것을 특징으로 하는 판지의 컬링 성형 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 컬링 성형홈(45) 내측에 가이드 봉(54)을 구비한 것을 특징으로 하는 판지의 컬링 성형 장치.
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