KR101424926B1 - 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치 - Google Patents
접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 프레임(30)에 설치된 회전롤러(31)에 감긴 바닥지원단(26)을 풀어 당기는 인출롤러(32);
인출되는 바닥지원단(26)의 폭방향 양단 일부를 각각 접는 절곡가이드(40);
절곡가이드(40)에서 폭방향 양단이 띠상으로 절곡된 양단절곡바닥지(20-1)를 일정 길이마다 절단하여 커팅바닥지(20-2)를 공급하도록 프레임에 설치된 커터부(50);
커팅바닥지(20-2)의 중앙접이선(21)으로 푸셔바를 밀어 접은 종이바닥지(20-3)의 양단면(25,25')을 띠상으로 융착시키는 히터부(80)로 이동시키는 제 1 푸시수단(60);
제 1 푸시수단(60) 및 바닥지 히터부(80)를 통한 접음융착바닥지(20-4)를 다시 주름롤러부(90)를 지난 주름진 바닥지(20-5)로 만들고 이를 별도로 로딩된 하나의 원통형을 접은 컵몸체(10) 내부 바닥 부분으로 이동시키는 제 2푸시수단(70)을 포함하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치이다.
인출되는 바닥지원단(26)의 폭방향 양단 일부를 각각 접는 절곡가이드(40);
절곡가이드(40)에서 폭방향 양단이 띠상으로 절곡된 양단절곡바닥지(20-1)를 일정 길이마다 절단하여 커팅바닥지(20-2)를 공급하도록 프레임에 설치된 커터부(50);
커팅바닥지(20-2)의 중앙접이선(21)으로 푸셔바를 밀어 접은 종이바닥지(20-3)의 양단면(25,25')을 띠상으로 융착시키는 히터부(80)로 이동시키는 제 1 푸시수단(60);
제 1 푸시수단(60) 및 바닥지 히터부(80)를 통한 접음융착바닥지(20-4)를 다시 주름롤러부(90)를 지난 주름진 바닥지(20-5)로 만들고 이를 별도로 로딩된 하나의 원통형을 접은 컵몸체(10) 내부 바닥 부분으로 이동시키는 제 2푸시수단(70)을 포함하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치이다.
Description
본 발명은 접었다가 펼쳐서 기울어짐 없이 세움 가능하고, 내용물이 새는 것을 방지하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치에 관한 것이다.
종이컵은 자동판매기나 사무실 또는 가정이나 야외에서 널리 사용되고 있는 것으로서, 대량 생산이 가능하면서도 취급이 용이하고 자원의 재활용이 가능한 특징을 가지고 있다.
그러나, 상기와 같은 일회용 종이컵은 상부가 넓고 하부가 좁은 보통의 컵 형상을 그대로 갖고 있기 때문에 연속하여 적층 삽입하더라도 본래의 형상이 갖고 있는 부피의 부담은 유지되는 단점을 갖고 있는 것이다.
이를 해결하고자 접이식 종이컵으로 세워 사용 가능한 기술이 국내 특허등록 제 10-1114236호로 알려졌다.
이는 원형의 컵몸체를 직경방향으로 눌러 바닥 부위에 역시 접은 바닥지를 끼워 넣고 융착하여 접이식 종이컵을 제조하게 된다. 이 경우 접은 컵몸체의 바닥부위와 바닥부위에 끼워넣는 바닥지는 컵몸체가 완벽하게 접히기 보다는 자체 접힘 탄성에 의하여 벌어지므로 직경이 상대적으로 줄어들어 바닥지가 쉽게 컵몸체 내부로 들어가지 못하여 작업성이 떨어지고 불량율이 높은 단점이 있다.
본 발명은 이를 해결하고자하는 것으로, 본 발명의 목적은 원통형을 접은 컵몸체의 바닥에 역시 접은 바닥지를 쉽게 끼워 넣을 수 있도록 하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 원통형을 접은 컵몸체의 바닥에 역시 접은 바닥지를 끼워 놓고 융착한 접이식종이컵에서 바닥지의 양단측을 미리 절곡하여 융착한 것을 바닥지로 사용하여 바닥이 새지않는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 커팅한 바닥지를 이중 푸시수단을 사용하여 일차로 접고 융착한 것을 2차로 폭이 줄어들도록 주름지게 하여 컵몸체에 쉽게 삽입하고, 이어 컵몸체와 바닥지를 일체로 융착하는 일련의 공정을 자동화하여 제조가 용이하도록 하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치를 제공하려는 것이다.
이를 위하여 본원발명은 프레임에 설치된 회전롤러에 감긴 바닥지원단을 풀어 당기는 인출롤러;
인출되는 바닥지원단의 폭방향 양단 일부를 각각 접는 절곡가이드;
절곡가이드에서 폭방향 양단이 띠상으로 절곡된 양단절곡바닥지를 일정 길이마다 절단하여 커팅바닥지를 공급하도록 프레임에 설치된 커터부;
커팅바닥지의 중앙접이선으로 푸셔를 밀어 접은 종이바닥지의 양단면을 띠상으로 융착시키는 바닥지 히터부로 이동시키는 제 1 푸시수단;
제 1 푸시수단 및 바닥지 히터부를 통한 접음융착바닥지를 다시 주름롤러부를 지난 주름진 바닥지로 만들고 이를 별도로 로딩된 하나의 원통형을 접은 컵몸체 내부 바닥 부분으로 이동시키는 제 2푸시수단을 포함하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치를 제공한다.
본 발명은 원통형을 접은 컵몸체의 바닥에 역시 접은 바닥지를 쉽게 끼워 넣을 수 있도록 하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치를 제공한다.
본 발명은 원통형을 접은 컵몸체의 바닥에 역시 접은 바닥지를 끼워 놓고 융착한 접이식종이컵에서 바닥지를 양단측을 미리 절곡하여 융착한 것을 사용하여 바닥이 새지않는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치를 제공한다.
본 발명은 커팅한 바닥지를 이중 푸시수단을 사용하여 일차로 접고 융착한 것을 폭이 줄어들도록 주름지게 하여 컵몸체에 삽입하고, 이어 컵몸체와 바닥지를 일체로 융착하는 일련의 공정을 자동화하여 제조 가능토록 하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 접이식 종이컵의 접이 상태 사시도,
도 2는 본 발명의 접이식 종이컵의 확장 상태 저면사시도,
도 3은 본 발명의 접이식 종이컵의 분리 사시도,
도 4는 본 발명의 접이식 종이컵에 대한 전개도,
도 5a는 본 발명의 바닥지원단을 압착한 태를 보인 압착바닥지 사시도,
도 5b는 본 발명의 압착바닥지의 폭방향 양단을 접은 양단절곡바닥지 사시도,
도 5c는 본 발명의 커팅바닥지 사시도,
도 5d는 본 발명의 접은바닥지 사시도,
도 6은 본 발명의 접음융착 바닥지 사시도,
도 7은 본 발명의 컵몸체의 만곡바닥이 수평을 이루는 원리를 보이는 도면,
도 8은 본 발명의 압입부가 눌러지지 않은 상태의 요부 확대도,
도 9는 본 발명의 압입부가 눌리워진 상태의 요부 확대도,
도 10은 본 발명의 정면도,
도 11은 도 10의 절곡가이드 단면도,
도 12는 도 10의 주름롤러부의 평면도,
도 13은 도 12의 측면도,
도 14는 본 발명의 제어 타임차트이다.
도 2는 본 발명의 접이식 종이컵의 확장 상태 저면사시도,
도 3은 본 발명의 접이식 종이컵의 분리 사시도,
도 4는 본 발명의 접이식 종이컵에 대한 전개도,
도 5a는 본 발명의 바닥지원단을 압착한 태를 보인 압착바닥지 사시도,
도 5b는 본 발명의 압착바닥지의 폭방향 양단을 접은 양단절곡바닥지 사시도,
도 5c는 본 발명의 커팅바닥지 사시도,
도 5d는 본 발명의 접은바닥지 사시도,
도 6은 본 발명의 접음융착 바닥지 사시도,
도 7은 본 발명의 컵몸체의 만곡바닥이 수평을 이루는 원리를 보이는 도면,
도 8은 본 발명의 압입부가 눌러지지 않은 상태의 요부 확대도,
도 9는 본 발명의 압입부가 눌리워진 상태의 요부 확대도,
도 10은 본 발명의 정면도,
도 11은 도 10의 절곡가이드 단면도,
도 12는 도 10의 주름롤러부의 평면도,
도 13은 도 12의 측면도,
도 14는 본 발명의 제어 타임차트이다.
이하 본원발명의 실시예를 설명하기 전에 도 1 내지 도 9의 도면을 참조하여 컵몸체(10)와 이와 결합하는 바닥지(20)의 관계를 상세히 설명한다.
내면이 코팅된 코팅종이로 이루어진 컵몸체(10)의 양측 중앙부에 서로 이격된 접이선(11)(11') 양측으로 대칭의 절곡선(12)(12')을 형성하되, 상기 절곡선(12)(12')을 통해 압입부(13)(13')가 형성되고, 컵몸체(10)의 내측 하부에 횡방향의 중앙접이선(21)에 의해 접혀지고 바닥지베이스층(20a) 외표면이 바닥지코팅층(20b)으로 코팅된 코팅종이로 된 바닥지(20)를 융착 형성하되,
접이선(11)(11') 대응 중앙접이선(21) 부위에서 접이선(11)(11') 사이의 중앙으로 갈수록 아래로 만곡되게 만곡띠(20c) 상태로 도 7과 같이 융착하고,
바닥지(20)는 중앙접이선(21)에 의한 길이방향 양단면(25)(25')을 도 5b와 같이 일정 폭의 띠상으로 접은 것을 도 5c와 같이 절단하고 도 5d와 같이 중앙접이선으로 접은 다음 도 6과 같이 바닥지코팅층(20b)을 내면에서 상호 융착한다.
상기, 접이선(11)(11') 사이의 컵몸체(10) 바닥은 접이선(11)(11')대응 하단에서 접이선(11)(11') 사이의 중앙으로 갈수록 위로 만곡된 만곡바닥(17)을 이루도록 절단한다. 도 4에 보인 절단선(c) 부위를 바닥지(20)와 융착 후 절단하면 도 7의 만곡바닥(17)을 이룬다.
상기, 접은 상태에서 접이선(11)(11') 사이의 중앙 만곡바닥(17) 높이는 펼친상태의 접이선(11)(11')하단의 들린 높이와 일치하도록 구성(도7의 실선 상태)한다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 제조장치 및 제어 파형도로,
프레임(30)에 설치된 회전롤러(31)에 감긴 바닥지원단(26)을 풀어 당기는 인출롤러(32);
인출되는 바닥지원단(26)의 폭방향 양단 일부를 각각 띠상으로 접는 절곡가이드(40);
절곡가이드(40)에서 폭방향 양단이 띠상으로 절곡된 도 5b에 보인 양단절곡바닥지(20-1)를 일정 길이마다 절단하여 도 5c와 같은 커팅바닥지(20-2)를 공급하도록 프레임에 설치된 커터부(50);
커팅바닥지(20-2)의 중앙접이선(21)으로 푸셔바를 밀어 접은 종이바닥지(20-3) 양단면(25,25')을 띠상으로 융착시키는 히터부(80)로 이동시키는 제 1 푸시수단(60);
제 1 푸시수단(60) 및 바닥지히터부(80)를 통한 접음융착바닥지(20-4)를 다시 주름롤러부(90)를 지난 주름진 바닥지(20-5)를 로딩된 하나의 원통형을 접은 컵몸체(10) 내부 바닥 부분으로 이동시키는 제 2푸시수단(70)을 포함하여 구성한다.
상기, 절곡가이드(40)는 프레임(30)에 고정바(45)를 개재하여 고정된 슬릿체(41)와,
슬릿체(41)의 입구에서 바닥지원단(26)의 폭방향 양단을 각각 접도록 테이퍼진 테이퍼접음부(42)와,
양 테이퍼접음부(42)를 지나 접은상태로 통과토록 안내하는 원단이송공(43)을 포함하여 구성한다.
상기, 절곡가이드(40) 전단에 바닥지원단(26)에 중앙접이선(21) 및 양측절곡선(22,22')을 이루도록 프레임(30)에 양단이 지지되는 압착롤러(36,37)를 부가한 다.
상기, 제 1푸시수단(60)은 프레임(30)에 고정된 레일을 따라 길이방향으로 이동 가능한 제 1 실린더본체(61)와,
제 1 실린더본체(61)에서 신축작용하는 제 1실린더로드(62)와,
제 1실린더로드(62)에 설치되며 선단에 일조의 이격된 포크(63)를 가진 푸셔(64)로 이루어지며;
제 2푸시수단(70)은 제 2실린더본체(71)와,
제 2실린더본체(71)에서 신축작용하는 제 2실린더로드(72)와,
제 2실린더로드(72)와 제 1실린더본체(61)를 이어주어 제 2실린더로드(72)에 제 1실린더본체(61)가 연동하도록 하는 연결로드(73)로 이루어진다.
상기, 주름롤러부(90)는 포크(63)와,
포크(63)에 개방부가 끼워진 접음융착바닥지(20-4)가 함께 삽입 가능한 상하이격공간(93)을 두고 설치된 상하부롤러(91,92);
상하부롤러(91,92)의 포크(63) 사이 공간부에 상기 상하이격공간(93)만큼 교대로 연속돌출하여 통과하는 접음융착바닥지(20-4)의 폭이 줄어들도록 주름지게하는 주름돌륜(94,95); 및
상기 상하부롤러(91,92)를 지지하며 프레임(30)에 고정하는 롤러브라켓(96)을 포함하여 구성한다.
이와같이 구성한 본원발명의 제조과정은 도 10의 회전롤러(31)에 감긴 바닥지원단(26)을 인출모터(M1) 및 공급모터(M2)의 구동(도 14의 하이레벨로 표기한 파형 구간 동안)에 의한 인출롤러(32)의 인장력으로 공급하고, 압착롤러(36,37)를 거치면서 도 5a와 같은 압착바닥지(20-0)를 얻는다. 이어 절곡가이드(40)를 거치면서 양단면(25,25')이 테이퍼접음부(43)를 거치면서 바닥지(20) 양단면(25,25')을 띠상으로 도 5b와 같이 접은 양단절곡바닥지(20-1)를 얻는다. 이어 커터부(50)에서 도 14의 커팅신호(CU1) 형태로 커팅 구동신호를 받으면 도 5c와 같이 커팅하여 커팅바닥지(20-2)를 이루게 한 다음, 제 1푸시수단(60)의 구동타임(도 14의 펄스(Cy1) 구간 동안)에 의하여 신장함으로써 도 5d와 같이 중앙접이선(21)을 접은 접은바닥지(20-3)를 만든 다음, 바닥지히터부(80)로 양단면(25,25')을 띠상으로 히팅구간(도 14의 펄스(Heater1)구간)동안 융착시킨다. 이어 제 2푸시수단(70)의 제 2실린더로드(72)를 신장시켜(도 14의 펄스(Cy2)구간) 포크(63)가 접음융착바닥지(20-4)를 주름롤러부(90)의 도 13에 보인 상하이격공간(93)을 통과하면서 포크(63) 사이에 있는 주름돌륜(94,95)에 의한 누름 주름작용으로 상대적으로 접음융착바닥지(20-4)는 폭이 줄어든 주름진 바닥지(20-5) 상태에서, 대기하고 있던 컵몸체(10) 내부의 바닥부위로 저항 없이 쉽게 이송하고 복귀한다. 복귀시 주름진 바닥지(20-5)는 남고 포크(63)만 복귀력에 의하여 초기 상태로 자체복원력에 의하여 주름이 펴지게 된다.
상기 컵몸체(10)는 도 4와 같이 컵몸체를 이루는 폭 및 두께의 시트용지를 장방향으로 절단하고 접이선(11)(11') 및 절곡선(12,12')에 의한 압입부(13)를 이루도록 누름홈 형태로 프레스 작업하고 중앙을 접어 테두리 부분이 겹치도록 하여 테두리를 상호융착(융착수단의 도시는 생략 함))시켜 접은 종이컵 형태의 컵몸체(10)를 별도로 성형한다(도 1에서 바닥지(20)가 융착되지 않은 상태).
상기에서 도 6과 같이 양측 양단면(25,25')을 접어 테두리를 상호 융착시킨 접음융착바닥지(20-4)의 중앙접이선(21) 부분이 선단으로 오도록 하여 컵몸체(10) 아래 내부에 삽입시킨 상태(바닥지(20)의 양측은 접혀서 바닥지코팅층(20b)으로 융착되고, 중앙접이선(21)의 접은 양측외면은 바닥지코팅층(20b) 이 노출된 상태임)에서, 컵몸체히터부(100)를 구동시키면 실린더로드(102)가 도 14의 구동펄스 구간동안 하강하여 실린더로드(102) 전단에 있는 컵몸체히터(101)가 작동(구동 펄스(Heater2)구간동안 구동)하여 만곡띠(20c) 형태로 컵몸체(10) 내면의 컵몸체코팅층(10b)과 바닥지코팅층(20a)을 도 1과 같이 융착시킨다(히터 상승 및 하강용 실린더 작동 파형의 도시는 생략 함). 융착은 고주파나 초음파 융착을 예시할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
물론 다음 도 1 및 도 7에 보인 바와 같이 컵몸체(10)와 융착된 바닥지(20)를 함께 만곡띠(20c)를 이루도록 융착한 것의 바닥면이 만곡바닥(17)을 이루도록 별도의 도시하지 않은 커터에 의하여 절단한다.
10;컵몸체 11,11';접이선 12,12';절곡선 13,13';압입부 15;굽힘선 17;만곡바닥 20;바닥지 20a;바닥지베이스층 20b;바닥지코팅층 20c;만곡띠 20-0;압입바닥지 20-1;양단바닥절곡지 20-2;커팅바닥지 20-3;접은바닥지 20-4;접음융착바닥지 21;중앙접이선 22,22';양측절곡선 25,25';양단면 26;바닥지원단 30;프레임 31;회전롤러 32;인출롤러 35;공급롤러 40;절곡가이드 41;슬릿체 42;테이퍼접음부 43;원단이송공 50;커터부 51;실린더 52;실린더로드 53;커터 60;제 1푸시수단 61;제 1실린더본체 62;제 1실린더본체로드 63;포크 64;푸셔 70;제 2푸시수단 71;제 2실린더본체 72;제 2실린더로드 73;연결로드 80;바닥지히터부 81;바닥지히터 82;실린더로드 83;실린더본체 84;히터받침 90;주름롤러부 91;상부롤러 92;하부롤러 93;상하이격공간 94,95;주름돌륜 96;롤러브라켓 100;컵몸체히터부 101;컵몸채히터 102;실린더로드 103;실린더본체 104;히터받침 M1;인출모터 M2;공급모터
Claims (5)
- 프레임(30)에 설치된 회전롤러(31)에 감긴 바닥지원단(26)을 풀어 당기는 인출롤러(32);
인출되는 바닥지원단(26)의 폭방향 양단 일부를 각각 접는 절곡가이드(40);
절곡가이드(40)에서 폭방향 양단이 띠상으로 절곡된 양단절곡바닥지(20-1)를 일정 길이마다 절단하여 커팅바닥지(20-2)를 공급하도록 프레임에 설치된 커터부(50);
커팅바닥지(20-2)의 중앙접이선(21)으로 푸셔바를 밀어 접은 종이바닥지(20-3)의 양단면(25,25')을 띠상으로 융착시키는 히터부(80)로 이동시키는 제 1 푸시수단(60); 및
제 1 푸시수단(60) 및 바닥지 히터부(80)를 통한 접음융착바닥지(20-4)를 다시 주름롤러부(90)를 지난 주름진 바닥지(20-5)로 만들고, 이를 별도로 로딩된 하나의 원통형을 접은 컵몸체(10) 내부 바닥 부분으로 이동시키는 제 2푸시수단(70)을 포함하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치.
- 제 1항에 있어서, 절곡가이드(40)는 프레임(30)에 고정바(45)를 개재하여 고정된 슬릿체(41)와,
슬릿체(41)의 입구에서 바닥지원단(26)의 폭방향 양단을 각각 띠상으로 접도록 테이퍼진 테이퍼접음부(42)와,
양 테이퍼접음부(42)를 지나 접은상태로 통과토록 안내하는 원단이송공(43)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치.
- 제 2항에 있어서, 절곡가이드(40) 전단에 바닥지원단(26)에 중앙접이선(21) 및 양측절곡선(22,22')을 이루도록 프레임(30)에 양단이 지지되는 압착롤러(36,37)를 부가한 것을 특징으로 하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치.
- 제 1항에 있어서, 제 1푸시수단(60)은 프레임(30)에 고정된 레일을 따라 길이방향으로 이동 가능한 제 1 실린더본체(61)와,
제 1 실린더본체(61)에서 신축작용하는 제 1실린더로드(62)와,
제 1실린더로드(62)에 설치되며 선단에 일조의 이격된 포크(63)를 가진 푸셔(64)로 이루어지며;
제 2푸시수단(70)은 제 2실린더본체(71)와,
제 2실린더본체(71)에서 신축작용하는 제 2실린더로드(72)와,
제 2실린더로드(72)와 제 1실린더본체(61)를 이어주어 제 2실린더로드(72)에 제 1실린더본체(61)가 연동하도록 하는 연결로드(73)로 이루어진 것을 특징으로 하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치. - 제 1항에 있어서, 주름롤러부(90)는 포크(63)와,
포크(63)에 개방부가 끼워진 접음융착바닥지(20-4)가 함께 삽입 가능한 상하이격공간(93)을 두고 설치된 상하부롤러(91,92);
상하부롤러(91,92)의 포크(63) 사이 공간부에 상기 상하이격공간(93)만큼 교대로 연속돌출하여 통과하는 접음융착바닥지(20-4)의 폭이 줄어들도록 주름지게하는 주름돌륜(94,95); 및
상기 상하부롤러(91,92)를 지지하며 프레임(30)에 고정하는 롤러브라켓(96)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치.
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KR1020130031298A KR101424926B1 (ko) | 2013-03-25 | 2013-03-25 | 접이식종이컵의 컵 바닥을 컵몸체에 결합하는 장치 |
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