KR101346279B1 - 용기 자동 포장 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용기 자동 포장 장치에 관한 것으로서, 특히 점성이 큰 액상제품을 용기에 마련된 다수의 수용 홈에 주입하고 포장하는 용기 자동 포장 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 다수의 수용 홈이 형성된 포장용기를 주행방향을 따라서 순차적으로 이송시키는 포장용기 이송부; 상기 포장용기 이송부에 상기 포장용기를 공급하는 포장용기 공급부; 상기 포장용기 공급부보다 상기 주행방향 하류에 위치하고 상기 포장용기의 각 수용 홈에 제품을 주입하는 제품 주입기; 상기 제품 주입기보다 상기 주행방향 하류에 위치하고 상기 포장용기에 포장필름을 제공하는 포장필름 공급부; 및 상기 제품 주입기보다 상기 주행방향 하류에 위치하고 상기 포장필름을 상기 포장용기에 접착시키는 포장필름 접착부를 포함하는 용기 자동 포장 장치가 제공된다.

Description

용기 자동 포장 장치 {CONTAINER AUTOMATIC PACKING APPARATUS}
본 발명은 용기 자동 포장 장치에 관한 것으로서, 특히 점성이 큰 액상제품을 용기에 마련된 다수의 수용 홈에 주입하고 포장하는 용기 자동 포장 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액상제품 포장재는 사용자가 일회 이용할 수 있는 일정량을 포장 용기에 주입, 밀봉하여 보관 및 이용을 편리하게 하며, 다량의 액상제품이 저장된 탱크로부터 일정량씩 소량 주입한 후에 포장 용기에 개별 포장하는 방식을 채택하고 있다.
최근 액상 캡슐 커피 또는 액상 프림 등 점성이 큰 액상제품의 이용이 증가하면서, 이를 다수의 수용 홈을 구비하는 포장 용기에 주입하여 신속하고 위생적으로 포장하는 기술이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 액상제품의 주입부터 밀봉까지의 전 과정을 자동으로 수행하는 용기 자동 포장 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 액상제품의 포장이 신속하고 위생적으로 수행하는 용기 자동 포장 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,
다수의 수용 홈이 형성된 포장용기를 주행방향을 따라서 순차적으로 이송시키는 포장용기 이송부; 상기 포장용기 이송부에 상기 포장용기를 공급하는 포장용기 공급부; 상기 포장용기 공급부보다 상기 주행방향 하류에 위치하고 상기 포장용기의 각 수용 홈에 제품을 주입하는 제품 주입기; 상기 제품 주입기보다 상기 주행방향 하류에 위치하고 상기 포장용기에 포장필름을 제공하는 포장필름 공급부; 및 상기 제품 주입기보다 상기 주행방향 하류에 위치하고 상기 포장필름을 상기 포장용기에 접착시키는 포장필름 접착부를 포함하는 용기 자동 포장 장치가 제공된다.
상기 포장용기 이송부는 상기 포장용기가 안착되는 다수의 용기틀 부재를 구비하며, 상기 용기틀 부재에는 상기 포장용기에 형성된 다수의 수용 홈이 각각 삽입되는 안착 홀이 마련될 수 있다.
상기 포장용기 이송부는 상기 다수의 용기틀 부재가 결합되고 순환 주행하는 주행 벨트와, 상기 주행 벨트를 이송시키는 구동부를 더 구비할 수 있다.
상기 용기틀 부재에 형성된 다수의 수용 홈은 주행방향을 따라 정렬된 제1 열과 제2 열로 배치되며, 상기 제품 주입기는 상기 주행방향을 따라 차례대로 배치되는 제1 주입부와 제2 주입부를 구비하며, 상기 제1 주입부는 상기 제1 열의 수용 홈에 대응하여 위치하고, 상기 제2 주입부는 상기 제2 열의 수용 홈의 위치에 대응하여 위치할 수 있다.
상기 용기 자동 포장 장치는 상기 용기틀 부재에 고압의 세척수를 분사하는 용기틀 세척기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 다수의 수용 홈이 형성된 포장용기를 자동으로 이송시키는 이송부와, 액상제품을 포장용기의 수용 홈에 주입하는 주입기와, 액상제품이 주입된 포장용기에 포장필름을 접착시키는 접착기가 구비되므로 다수의 수용 홈이 형성된 포장용기에 대한 주입부터 밀봉까지의 전 과정을 자동으로 수행된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 자동 포장 장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 용기 자동 포장 장치의 배면도이다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 용기틀 부재의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 용기틀 부재에 안착되는 포장 용기의 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 자동 포장 장치가 측면도 및 배면도로서 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 자동 포장 장치(100)는 지지 구조체(110)와, 포장용기 이송부(120)와, 포장용기 공급기(130)와, 포장용기 안착기(140)와, 포장용기 이물질 제거기(150)와, 포장용기 검출기(155)와, 액상제품 주입기(160)와, 포장필름 공급부(163)와, 포장필름 접착부(170)와, 포장필름 위치 보정부(180)와, 절단기(190), 포장용기 세척기(195)를 포함한다. 용기 자동 포장 장치(100)는 액상제품을 주행방향(화살표 방향)을 따라 이송되는 포장용기에 마련된 다수의 수용 홈 각각에 주입하고 포장필름으로 이를 밀봉하여 포장한다. 이제, 용기 자동 포장 장치(100)의 각 구성요소을 구체적으로 설명하여 자동 포장 장치(100)의 구성을 더욱 명확히 한다.
지지 구조체(110)는 자동 포장 장치(100)의 하부에 위치하며 전체 구조를 지지한다. 지지 구조체(110)는 주행방향을 따라서 길게 연장된 형태를 갖는다. 지지 구조체(110)는 지지 구조체(110)의 하단에는 지면과 접촉하는 접촉부(111)가 형성되어서 자동 포장 장치(100)를 안정적으로 받쳐준다. 접촉부(111)는 높이 조절이 가능하다. 지지 구조체(110)의 하단에는 자동 포장 장치(100)의 이동을 위한 바퀴부(112)가 마련된다. 지지 구조체(110)의 주행 반대방향 끝단 앞에는 작업 스테이지(113)가 지면 위에 놓인다. 작업자는 작업 스테이지(113) 위로 올라가서 포장용기 공급기(130)로 포장 용기(도 4의 A)를 공급하게 된다.
포장용기 이송부(120)는 구동부(121)와, 주행부(124)와, 용기틀 부재(126)를 구비한다. 포장용기 이송부(120)는 포장용기가 안착되는 용기틀 부재(126)를 주행방향을 따라서 이송시켜서 일련의 주입 및 밀봉 과정이 이루어지도록 한다.
구동부(121)는 구동기(122)와, 운동전달부(123)를 구비한다. 구동부(121)는 주행부(124)의 주행을 위한 회전력을 제공한다. 구동부(121)는 대체로 지지 구조체(110)의 일측면에 위치한다. 구동기(122)는 전기회전 서보모터로 이루어져서, 용기틀 부재(126)의 정확한 위치 이동을 가능하게 한다. 또한, 구동기(122)는 양방향 이동이 가능하다. 운동전달부(123)는 구동기(122)의 회전을 주행부(124)로 전달한다. 운동전달부(123)는 기어박스 형태로 구성될 수 있다.
주행부(124)는 구동바퀴부(124a)와, 종동바퀴부(124b)와, 주행 벨트(125)를 구비한다. 주행부(124)는 용기틀 부재(126)를 주행방향을 따라서 직선이동시킨다. 본 실시예에서는 주행부(124)가 체인형 이송벨트 구조인 것으로 설명한다.
구동바퀴부(124a)는 구동 회전샤프트(124a1)와, 두 구동바퀴(124a2, 124a3)를 구비한다. 구동바퀴부(124a)는 주행방향 일단부에 위치하며, 지지 구조체(110) 내에서 회전가능하게 장착된다. 구동바퀴부(124a)는 구동부(121)로부터 회전력을 직접 전달받아서 주행부(124)를 주행시킨다. 구동 회전샤프트(124a1)는 주행방향과 직각을 이루면서 수평방향을 따라 연장되도록 배치된다. 구동 회전샤프트(124a1)은 운동전달부(123)와 연결되어서 구동기(122)로부터 회전력을 전달받는다. 두 구동바퀴(124a2, 124a3)는 각각 구동 회전샤프트(124a1)의 양단부에 고정된다. 두 구동바퀴(124a2, 124a3)는 각각 스프로킷(sprocket) 형태로 구성된다.
종동바퀴부(124b)는 종동 회전샤프트(124b1)와, 두 종동바퀴(124b2, 도면에는 하나만 도시됨)를 구비한다. 종동바퀴부(124b)는 주행방향 타단부(구동바퀴부(124a)의 반대편)에 위치하며, 지지 구조체(110) 내에서 회전가능하게 장착된다. 종동 회전샤프트(124b1)는 구동 회전샤프트(124a1)와 평행하게 연장되도록 배치된다. 두 종동바퀴(124b2)는 각각 종동 회전샤프트(124b1)의 양단부에 고정된다. 두 구동바퀴(124b2, 124b3)는 각각 아이들러(idler) 형태로 구성된다. 종동바퀴부(124b)는 주행방향을 따라서 직선이동이 가능하며, 텐션 조절기(124b)에 의해 그 위치가 적절히 고정될 수 있다.
주행 벨트(125)는 2개가 구비된다. 본 실시예에서는 주행 벨트(125)가 체인형 벨트인 것으로 설명한다. 각 주행 벨트(125)는 같은 측에 위치하는 구동바퀴(124a2, 124a3)와 종동바퀴(124b2)를 연결한다. 주행 벨트(125)에는 일정 간격을 두고 위치하는 용기틀 결합부(125a)가 마련된다. 용기틀 결합부(125a)는 브래킷 형태로 이루어진다.
용기틀 부재(126)는 포장용기(도 4의 A)를 안착시켜서 포장용기(A)을 안정적으로 주행방향을 따라서 이송시킨다. 용기틀 부재(126)는 두 주행 벨트(125)에 주행 벨트(125)의 연장방향을 따라서 다수 개가 일렬로 결합된다. 도 3에는 용기틀 부재(126)가 사시도로서 도시되어 있다. 모든 용기틀 부재(126)는 동일한 구성으로 이루어진다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 용기틀 부재(126)는 두 주행 벨트(125)의 사이를 가로지르도록 길게 연장되는 바아(bar) 형상으로서, 길이방향 양단에는 각각 벨트 결합용 구멍(128)이 마련된다. 벨트 결합용 구멍(128)을 통해 주행 벨트(125)에 마련된 용기틀 결합부(125a)와 볼트-너트와 같은 체결 수단으로 결합된다. 용기틀 부재(126)에는 20개의 안착 홀(127)이 마련된다. 안착 홀(127)은 주행방향을 따라 2개, 주행방향에 직각인 방향을 따라 10개의 2×10의 형태로 배치된다. 도 4에는 용기틀 부재(126)에 안착되는 포장용기(A)가 사시도로서 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 포장 용기(A)에는 20개의 수용 홈(a)이 2×10 형태로 배치되어 있다. 용기틀 부재(126)에 마련된 20개 안착 홀(127)은 포장 용기(A)에 마련된 20개 수용 홈(a)과 각각 일대일로 대응하여 안착될 수 있도록 그 위치와 크기가 결정된다.
포장용기 공급기(130)는 포장용기 이송부(120)의 상부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 포장용기 공급기(130)는 주행방향 상류 측 끝단부에 위치한다. 포장용기 공급기(130)는 포장용기 공급기(130)의 아래에 위치하는 용기틀 부재(126)에 포장 용기(도 4의 A)를 올려 놓는다. 포장 용기(도 4의 A)는 작업자에 의해 포장용기 공급기(130)로 제공된다.
포장용기 안착기(140)는 포장용기 이송부(120)의 상부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 포장용기 안착부(130)는 포장용기 공급기(130)보다 주행방향 하류에 위치한다. 포장용기 안착기(140)는 포장용기 안착기(140)의 아래에 위치하는 용기틀 부재(126) 위에 올려진 포장 용기(도 4의 A)를 가압하여 포장 용기를 용기틀 부재(126)에 안착시킨다.
포장용기 이물질 제거기(150)는 포장용기 이송부(120)의 상부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 포장용기 이물질 제거기(150)는 포장용기 안착기(140)보다 주행방향 하류에 위치한다. 포장용기 이물질 제거기(150)는 포장용기 이물질 제거기(150)의 아래에 위치하는 포장 용기에 부착된 이물질을 제거한다. 본 실시예에서는 포장용기 이물질 제거기(150)가 이오나이저(ionizer)를 사용하는 것으로 설명한다.
포장용기 검출기(155)는 포장용기 이송부(120)의 상부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 포장용기 검출기(155)는 포장용기 이물질 제거기(150)보다 주행방향 하류에 위치한다. 포장용기 검출기(155)는 용기틀 부재(126)에서 포장 용기의 존재 유무를 판단한다. 포장용기가 없는 것으로 판단된 경우에는 해당 용기틀 부재(126)에서 액상제품의 주입이 이루어지지 않도록 제어신호를 출력한다.
액상제품 주입기(160)는 포장용기 이송부(120)의 상부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 액상제품 주입기(160)는 포장용기 검출기(155)보다 주행방향 하류에 위치한다. 액상제품 주입기(160)는 포장 용기(도 4의 A)에 형성된 수용 홈(a)에 액상제품을 정해진 양만큼 주입한다. 액상제품 주입기(160)는 저장탱크(163)과, 제1 주입부(161)와, 제2 주입부(162)를 구비한다. 저장탱크(163)에는 주입대상 액상제품이 저장된다. 제1 주입부(161)와 제2 주입부(162)는 저장탱크(163)를 사이에 두고 주행방향 상류와 하류에 각각 배치된다. 제1 주입부(161)는 저장탱크(163)에 저장된 액상제품을 포장 용기(도 4의 A)에서 앞선 제1 열에 위치하는 10개의 수용 홈(a1)에 정해진 일정량 만큼 주입한다. 제2 주입부(162)는 저장탱크9163)에 저장된 액상제품을 포장 용기(도 4의 A)에서 뒤의 제2 열에 위치하는 10개의 수용 홈(a2)에 정해진 일정량 만큼 주입한다.
포장필름 공급부(163)는 포장용기 이송부(120)의 상부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 포장필름 공급부(163)는 액상제품 주입기(160)보다 주행방향 하류에 위치한다. 포장필름 공급부(163)에는 권취된 포장필름(F)이 거치되어서 포장필름 접착부(170)로 공급된다. 포장필름(F)에 의해 포장 용기(도 4의 A)가 밀봉된다.
포장필름 접착부(170)는 포장용기 이송부(120)의 상부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 포장필름 접착부(170)는 포장필름 공급부(163)보다 주행방향 하류에 위치한다. 포장필름 접착부(170)는 주행방향을 따라서 차례대로 배치되는 제1 접착기(170a)와 제2 접착기(170b)를 구비한다. 제1 접착기(170a)는 포장필름(F)을 포장 용기 위에서 1차 열접착시킨다. 제2 접착기(170b)는 포장필름(F)을 포장 용기 위에서 2차 열접착시킨다. 1차 및 2차 두 차례에 걸친 열접착에 의하여 포장 용기(도 4의 A)는 포장필름(F)에 의하여 밀봉된다.
포장필름 위치 보정부(180)는 포장용기 이송부(120)의 상부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 포장필름 접착부(180)는 주행방향을 따라서 제1 접착기(170a)와 제2 접착기(170b)의 사이에 위치한다. 포장필름 위치 보정부(180)는 포장필름(F)에 형성된 아이마크(eye-mark)를 이용하여 포장필름의 위치를 보정한다.
절단기(190)는 포장용기 이송부(120)의 상부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 절단기(190)는 주행방향을 따라서 포장필름 접착부(170)보다 하류에 위치한다. 절단기(190)는 밀봉과정 후에 연속된 두 포장용기 사이에 이어진 포장필름(F)을 절단한다.
포장용기 세척기(195)는 포장용기 이송부(120)의 하부에 위치하도록 지지 구조체(110)에 설치된다. 포장용기 세척기(195)는 용기틀 부재(126)에 고압의 세척수를 분사하여 용기틀 부재(126)를 세척한다.
이제, 도면을 참조하여 상기 실시예의 작용을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 작업자에 의해 포장용기 공급기(130)에 포장 용기(도 4의 A)가 채워진 상태에서, 용기 자동 포장 장치(100)가 작동을 시작하게 된다. 먼저, 다수의 용기틀 부재(126)가 정지한 상태에서 포장용기 공급기(130) 내의 포장 용기(도 4의 A)가 용기틀 부재(126)의 위에 올려진다. 이때, 포장 용기(도 4의 A)에 형성된 각 수용 홈(도 4의 a)은 용기틀 부재(126)에 형성된 안착 홀(127)에 맞춰서 삽입된다. 다음, 용기틀 부재(126)가 포장용기 이송부(120)에 의해 주행방향을 따라 일정거리 이동한 후 정지한다. 이때, 이동거리는 선행하는 용기틀 부재(126)에 대응하는 곳에 위치하도록 설정된다. 이와 같은 방식으로 다수의 용기틀 부재(126)에는 포장 용기(도 4의 A)가 차례대로 올려진다.
포장 용기(A)가 올려진 용기틀 부재(126)가 포장용기 안착기(140)에 위치하면, 포장용기 안착기(140)는 포장 용기(A)를 가압하여 포장용기(A)를 용기틀 부재(126)에 안착시킨다.
포장용기 안착기(140)를 지난 용기틀 부재(126)가 포장용기 이물질 제거기(150)에 위치하면, 용기틀 부재(126)에 안착된 포장 용기(A)에 부착된 이물질이 제거된다.
포장용기 이물질 제거기(150)를 지난 용기틀 부재(126)가 포장용기 검출기(155)에 위치하면, 용기틀 부재(126)에서 포장 용기(A)의 존재 유무가 확인된다.
포장용기 검출기(155)를 지난 용기틀 부재(126)가 제1 주입부(161)에 위치하면, 포장 용기(A)의 선행하는 제1 열에 위치하는 10개의 수용 홈(a1)에 액상제품이 주입된다. 제1 주입부(161)를 지난 용기틀 부재(126)가 제2 주입부(162)에 위치하면, 포장 용기(A)의 후행하는 제2 열에 위치하는 10개의 수용 홈(a2)에 액상제품이 주입된다.
용기틀 부재(126)는 액상제품 주입기(160)를 통과한 후 포장필름 공급부(163)를 지나서 제1 접착기(170a)에 위치한다. 제1 접착기(170a)에 의해 포장 용기(A)에 포장필름(F)이 1차 열접착된다. 용기틀 부재(126)가 제1 접착기(170a)를 지난 후에는 제2 접착기(170b)에 위치하여, 포장 용기(A)에 포장필름(F)이 2차 열접착된다. 1차 열접착과 2차 열접착을 거치면서 포장 용기(A)는 포장필름(F)에 의해 밀봉된다. 밀봉 과정 후 이웃한 두 포장 용기(A)에 이어져서 접착된 포장필름(F)은 절단기(190)에 의해 절단된다.
절단기(190)에 의한 절단 과정 후 포장 용기(A)는 용기틀 부재(126)로부터 분리된다. 이후, 용기틀 부재(126)에 대한 세척이 용기틀 세척기(195)에 의해 수행되고, 다시 포장용기 공급기(130)를 통과하여 포장 용기에 대한 제품 주입 및 밀봉 과정을 거치게 된다.
상기 실시예에서는 용기 자동 포장 장치가 액상 제품을 포장하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 액상이 아닌 고상, 고상과 액상이 혼합된 제품 등 다른 형태의 제품을 포장하는 것도 포함하는 것이다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 용기 자동 포장 장치 110 : 지지 구조체
120 : 포장용기 이송부 121 : 구동부
122 : 구동기 123 : 운동전달부
124 : 주행부 124a : 구동바퀴부
124b : 종동바퀴부 125 : 주행 벨트
126 : 용기틀 부재 130 : 포장용기 공급기
140 : 포장용기 안착기 150 : 포장용기 이물질 제거기
155 : 포장용기 검출기 160 : 액상제품 주입기
161 : 제1 주입부 162 : 제2 주입부
163 : 포장필름 공급부 170 : 포장필름 접착부
180 : 포장필름 위치 보정부 190 : 절단기
195 : 용기틀 세척기

Claims (5)

  1. 다수의 수용 홈이 형성된 포장용기를 주행방향을 따라서 순차적으로 이송시키는 포장용기 이송부;
    상기 포장용기 이송부에 상기 포장용기를 공급하는 포장용기 공급부;
    상기 포장용기 공급부보다 상기 주행방향 하류에 위치하고 상기 포장용기의 각 수용 홈에 제품을 주입하는 제품 주입기;
    상기 제품 주입기보다 상기 주행방향 하류에 위치하고 상기 포장용기에 포장필름을 제공하는 포장필름 공급부; 및
    상기 제품 주입기보다 상기 주행방향 하류에 위치하고 상기 포장필름을 상기 포장용기에 접착시키는 포장필름 접착부를 포함하며, 상기 포장용기 이송부는 상기 포장용기가 안착되는 다수의 용기틀 부재를 구비하며, 상기 용기틀 부재에는 상기 포장용기에 형성된 다수의 수용 홈이 각각 삽입되는 안착 홀이 마련되는 것을 특징으로 하는 용기 자동 포장 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 포장용기 이송부는 상기 다수의 용기틀 부재가 결합되고 순환 주행하는 주행 벨트와, 상기 주행 벨트를 이송시키는 구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용기 자동 포장 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 용기틀 부재에 형성된 다수의 수용 홈은 주행방향을 따라 정렬된 제1 열과 제2 열로 배치되며, 상기 제품 주입기는 상기 주행방향을 따라 차례대로 배치되는 제1 주입부와 제2 주입부를 구비하며, 상기 제1 주입부는 상기 제1 열의 수용 홈에 대응하여 위치하고, 상기 제2 주입부는 상기 제2 열의 수용 홈의 위치에 대응하여 위치하는 것을 특징으로 하는 용기 자동 포장 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 용기틀 부재에 고압의 세척수를 분사하는 용기틀 세척기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 자동 포장 장치.
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KR101482913B1 (ko) * 2014-09-23 2015-01-16 김호태 커피캡슐 포장용기 실링장치

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