KR101459748B1 - 플라스틱 용기의 리밍 성형장치 - Google Patents

플라스틱 용기의 리밍 성형장치 Download PDF

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이윤일
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Abstract

본 발명은 피 포장물을 담을 수 있는 용기의 가장자리를 리밍 성형할 수 있도록 함으로써, 용기의 가장자리 예리한 부분을 제거하여 사용자의 손이 베이는 안전사고를 예방할 수 있으며 포장과정에서 비닐랩이 찢어지는 현상을 최소화할 수 있도록 한다.
본 발명 플라스틱 용기의 리밍 성형장치는 미리 선 성형된 용기(10)의 상측에 승강되도록 배치되고 하강동작시 상기 용기(10)의 가장자리(12)가 용기(10)의 중심측으로 오므라들도록 상기 용기(10)의 가장자리(12)부위에 열을 가하기 위한 예열기(100)와, 상기 예열기(100)와 근접된 위치에 승강가능하게 배치되고 하강동작시 상기 예열기(100)에 의해 예열된 용기(10)의 가장자리(12)를 가압하여 리밍 성형하기 위한 성형기(200)를 구비하고, 상기 성형기(200)는 상기 용기(10)가 안착되는 하부 금형(300)과, 상기 하부 금형(300)의 상측에 마련되어 유압 또는 공압에 의해 동작되는 가압실린더(210)와, 상기 가압실린더(210)의 로드부재 단부에 연결되어 승강 동작되는 승강플레이트(220) 및 상기 승강플레이트(220)의 하측에 마련되고 하측면 테두리가 상기 용기(10)의 가장자리(12)와 접촉되는 상부 금형(230)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

플라스틱 용기의 리밍 성형장치{APPARATUS FOR RIMMING MOULDING PLASTIC CONTAINER}
본 발명은 플라스틱 용기의 리밍 성형장치에 관한 것으로, 특히 육류 등의 식품을 담을 수 있도록 상측이 개구된 트레이 등의 플라스틱 용기를 성형하는 과정에서 용기의 가장자리 부위를 간편한 방식으로 리밍 성형함으로써, 용기의 가장자리 부위 접촉시 손이 베이거나, 포장공정시 비닐랩이 찢어지는 것을 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 플라스틱 용기의 리밍 성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 종래에 골판지로 만든 포장박스가 포장용기로서 많이 사용되고 있으나, 이와 같은 골판지 포장박스는 내수성이나 내약품성, 내구성 또는 강도가 부족하고, 특히 물에 젖거나 습기를 머금으면 그 강도가 취약해져서 그 형태를 유지할 수 없는 문제점이 있다.
한편, 종래에 액체와 같은 유동성 내용물을 담기 위한 주석이나 기타금속재캔이 사용되고 있으나, 이러한 금속재 캔은 제작코스트가 높으며, 내용물과의 접촉에 의해 캔이 부식되거나 내용물이 변질될 가능성이 높다.
또한 종래에 다양한 형태의 플라스틱 포장용기가 사출성형 등의 방식으로 제작되고 있다.
종래 용기는 식품을 투입하도록 상부가 개구된 용기와, 용기의 상부 테두리에 결합되어 용기를 밀폐시키기 위한 뚜껑으로 구성된다.
그런데, 기존 플라스틱 용기는 뚜껑이 있는 것과 없는 것으로 구분되며, 그중 뚜껑이 없는 것은 용기 내에 식품 등의 피 포장물을 안착시킨 후에 용기의 상부 테두리에 랩을 씌워서 포장용기로 사용하고 있다.
기존 플라스틱 용기와 관련된 선행기술로는 한국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0307755호 "플라스틱 용기의 정렬 및 고정틀" (등록일자 : 2003.03.05)에 나타난 바와 같이, 상부측이 원형의 단면으로 형성된 표준화된 플라스틱 용기가 형성되고, 상기 플라스틱 용기의 상부측에 삽입, 고정될 수 있게 형성된 다수의 고정구가 X축, Y축으로 상호 연결되게 형성되며, 고정구의 외측면에 형성된 지지대가 본체틀에 각각 일체로 연결되게 형성됨으로써, 본체틀의 내부에 X축, Y축으로 다수의 고정구가 상호 연결되게 형성되고, 상기 고정구에 형성된 지지대는 상기 본체틀에 일체로 연결되며, 상기 고정구는 하부측으로 상부측이 원형의 단면을 형성한 플라스틱의 용기가 삽입될 수 있게 내측판과 외측판이 상호 연결되게 형성되어 상기 플라스틱 용기의 상부측으로 고정구가 각각 삽입되게 본체틀이 구비되어 각각의 용기들이 본체틀에 고정됨으로써, 다수의 플라스틱 용기를 수직으로 간편하면서도 안정적으로 적재할 수 있도록 한 것이다.
이러한 플라스틱 용기를 제조하기 위한 제조장치와 관련된 선행기술로는 한국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0319476호 "일회용 조리용기 제조장치" (등록일자 : 2003.06.30)에 나타난 바와 같이, 프레임에 회전가능하게 설치되어 용기성형홈을 구비하는 하형, 상기 하형을 회전시키는 모터, 하형의 상부에 설치되어 용기성형홈 내로 삽입되는 상형, 상형을 지지하는 상형홀더, 상형을 승강시키는 승강실린더, 하형의 일측에 설치되어 성형된 조리용기의 상부 테두리를 일정하게 절단하는 절단부재, 하형의 타측에 설치되어 조리용기의 가장자리에 컬링을 형성하는 컬링부재를 포함하여 구성된다.
그런데, 기존 용기는 테두리 부위가 금형과의 탈형을 위해 상측으로 갈수록 외측을 향해 경사진 각도로 성형하는 것이 바람직하며, 이러한 구조의 용기는 테두리로 갈수록 두께가 얇아지는 형태로 형성되어 사용자의 손이 접촉될 경우 비닐랩을 씌우는 과정에서 비닐랩이 찢어지거나 사용자의 손이 베일 우려가 있다.
이를 방지하기 위해 용기의 가장자리를 컬링 가공하는 공정이 요구되며, 상기한 컬링가공은 트리밍 가공을 마친 용기의 끝 부분에 테두리를 형성하는 과정을 말하는 것으로서, 이는 제품의 강도를 높여주고, 또 끝 부분의 예리한 부분을 제거하여 제품에 안정성을 제공하기 위하여 행하여 지는 공정이다.
그런데, 앞서 설명한 바와 같이 용기는 금형과의 탈형을 위해 테두리가 경사진 각도로 성형됨에 따라 일반 프레스기로는 컬링 가공시 균일한 압력이 전달되지 않아 부위별로 다른 압력이 전달되어 불량율이 높을 뿐만 아니라, 특히 사각형상의 용기의 경우, 용기의 가장자리 구조상 일반 프레스기에서는 압착력의 불균형으로 인해 사각 용기의 컬링 작업이 매우 어렵거나 불가능하였다.
한국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0307755호 "플라스틱 용기의 정렬 및 고정틀" (등록일자 : 2003.03.05) 한국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0319476호 "일회용 조리용기 제조장치" (등록일자 : 2003.06.30)
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 플라스틱 용기의 가장자리 부위를 간편한 방식으로 리밍 성형할 수 있도록 그 구조가 개선된 플라스틱 용기의 리밍 성형장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 플라스틱 용기의 성형과정에서 용기의 형태에 관계없이 가장자리 성형이 이루어지도록 함으로써, 불량률을 최소화하면서 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 플라스틱 용기의 리밍 성형장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 미리 선 성형된 용기의 상측에 승강되도록 배치되고 하강동작시 상기 용기의 가장자리가 용기의 중심측으로 오므라들도록 상기 용기의 가장자리부위에 열을 가하기 위한 예열기와,
상기 예열기와 근접된 위치에 승강가능하게 배치되고 하강동작시 상기 예열기에 의해 예열된 용기의 가장자리를 가압하여 리밍 성형하기 위한 성형기를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 예열기는 상기 용기의 상측에 마련되는 승강실린더와, 상기 승강실린더의 로드부재 단부에 연결되어 승강 동작되고 중앙에 상기 용기가 통과되는 중공이 형성되는 예열기 몸체과, 상기 예열기 몸체의 중공 내측에 배치되고 외부 전원이 인가됨에 따라 발열하여 상기 용기의 가장자리 부위를 가열하기 위한 예열히터를 구비한다.
상기 중공은 상기 용기의 외주면 둘레와 동일한 형태로 형성되어서, 상기 예열기 몸체의 하강동작시 상기 예열히터가 상기 용기의 외주 둘레를 따라 동일 간격으로 배치된다.
상기 성형기는 상기 용기가 안착되는 하부 금형과, 상기 하부 금형의 상측에 마련되어 유압 또는 공압에 의해 동작되는 가압실린더와, 상기 가압실린더의 로드부재 단부에 연결되어 승강 동작되는 승강플레이트 및 상기 승강플레이트의 하측에 마련되고 하측면 테두리가 상기 용기의 가장자리와 접촉되는 상부 금형을 구비한다.
상기 하부 금형은 상부에 피 포장물이 담겨지는 용기의 수용부가 하측을 향하도록 뒤집혀진 상태로 상기 용기의 가장자리부위가 안착되도록 복수단의 단턱진 단턱부를 구비한 것이다.
상기 성형기는 상기 상부금형에 연동되도록 연결되고, 상기 상부금형의 하강시 연동되어 상기 용기의 일측면을 눌러서 지지하는 지지판을 더 구비한다.
본 발명은 선 성형된 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 예열기(100)로 예열하여 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 변형시킨 후에 상부 금형(230)으로 변형된 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 가압하여 리밍 성형함으로써, 트레이 용기(10)의 가장자리(12) 부위가 겹쳐지게 성형되어 예리한 용기(10)의 가장자리(12)부위가 컬링상태로 리밍 성형되므로 사용시 사용자의 손이 베이거나 비닐 랩을 씌울때 비닐랩의 찢어짐 현상을 예방할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 예열히터(130)를 이용한 예열기(100)를 구비하여 용기(10) 가장자리(12)의 리밍 성형 전에 용기 가장자리(12)가 예각의 경사각을 갖도록 변형시킴으로써, 용기 가장자리(12)의 리밍 성형시 불량품 발생을 억제시킬 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 용기의 리밍 성형장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명 예열기를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 사용상태도.
도 4는 본 발명 예열기에 의해 예열 처리된 용기를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명 성형기를 나타낸 사시도.
도 6은 도 5의 사용상태도.
도 7은 일반적인 선 성형된 용기를 나타낸 사시도.
도 8은 도 7의 단면도.
본 발명은 피 포장물을 담을 수 있는 용기의 가장자리를 리밍 성형할 수 있도록 함으로써, 용기의 가장자리 예리한 부분을 제거하도록 리밍(rimming) 성형하여 사용자의 손이 베이는 안전사고를 예방할 수 있으며 비닐랩이 찢어지는 현상을 최소화할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 플라스틱 용기의 리밍 성형장치는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 미리 선 성형된 용기(10)의 가장자리(12)부위에 열을 가하여 용기(10)의 가장자리(12) 부위가 예각의 경사각을 갖도록 예열하는 예열기(100)와, 예열된 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 가압하여 가장자리(12) 부위가 겹쳐지도록 리밍 성형하기 위한 성형기(200)로 대별된다.
미리 성형된 용기(10)는 용기(10)가 공지의 사출 성형을 거쳐 미리 성형된 트레이 용기로서, 식품을 담을 수 있는 수용부(11)가 하측을 향하도록 뒤집은 상태로 예열기(100) 내에 공급하게 된다.
또한, 선 성형된 용기(10)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 프레스 사출 작업시 금형과의 탈형이 용이하도록 가장자리 부위가 뒤집은 상태에서 둔각의 경사각을 갖도록 성형된다.
예열기(100)는 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 균일한 온도의 열을 전달할 수 있도록 용기(10)가 수용되는 중공(121)이 형성된 예열기 몸체(120)를 가지며, 중공(121)의 내주면에 외부 전원이 인가됨에 따라 발열되는 예열히터(130)가 마련되어 있다.
예열히터(130)는 300~500℃의 온도로 가열되고, 예열기 몸체(120)의 하강동작시 예열히터(130)가 용기(10)의 가장자리(12)로부터 5~15cm의 간격으로 이격된 위치에서 발열됨에 따라 예열히터(130)의 열이 공기를 통해 용기(10)의 가장자리(12)측으로 전달되어 가열된다.
예열히터(130)의 히팅온도는 용기(10)와의 간격 및 용기(10)의 종류에 따라 가변될 수 있으며, 플라스틱 용기(10)의 소재 특성상 300℃ 미만일 경우 용기(10)의 가장자리(12)가 예열되는 데 많은 시간이 소요되는 단점이 있으며, 500℃를 초과할 경우 용기(10)의 가장자리(12) 부위가 녹아버릴 우려가 있다.
이때, 예열히터(130)의 히팅동작시 균일한 가열온도가 용기(10)의 가장자리(12) 둘레 전체에 골고루 전달되도록 각 가장자리(12) 둘레 전체에 동일한 간격으로 예열히터(130)가 배치되는 것이 바람직하다. 이를 위해 예열기 몸체(120)의 중공(121)은 용기(10)의 형상과 대응되는 형상으로 형성된다.
즉, 중공(121)은 선 성형된 용기(10)의 가장자리(12) 형상과 대응되는 구조로 형성된다. 일 예로 직사각형 용기(10)의 경우 중공(121)도 직사각형 구조로 형성된다.
예열히터(130)는 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 감쌀 수 있도록 중공(121)의 내주면에 배치되며, 일체형 또는 균일한 간격으로 다수개가 배치될 수 있다.
또한, 예열기(100)는 용기(10)의 상측에서 중공(121) 내에 용기(10)가 수용되도록 예열기 몸체(120)의 상측에 로드부재를 매개로 승강 가능한 승강실린더(110)가 구비된다.
승강실린더(110)는 예열기 몸체(120)의 상부에 고정되어 로드부재의 승강 동작으로 예열기 몸체(120)를 승강시켜 중공(121) 내에 용기(10)가 위치하도록 하강시키거나, 용기(10)와 예열기 몸체(120)를 분리시키는 기능을 수행하게 된다.
그리고, 성형기(200)는 예열 처리된 용기(10)의 상측에서 용기(10)의 가장자리(12) 부위만을 눌러 가압할 수 있도록 상,하부 금형(230)(300)이 마련되어 있다.
하부 금형(300)은 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 지지하도록 테두리 부위에 단턱진 단턱부(310)가 형성된 구조를 갖는다.
또한, 하부 금형(300)은 예열기(100)의 하측에 마련되어 용기(10)가 안착될 수 있다.
예열기(100)와 성형기(200)에 용기(10)를 공급하는 것은 작업자가 수작업으로 용기(10)를 배치시키거나, 별도의 공급 이송장치를 이용하여 자동으로 연속 공급할 수도 있다.
상부 금형(230)은 상기 하부 금형(300)의 단턱부(310)와 대향되는 위치에 상기 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 가압할 수 있는 프레임 형태로 구성된다.
상기 성형기(200)는 유압 또는 공압에 의해 동작되는 가압실린더(210)와, 상기 가압실린더(210)의 로드부재 단부에 연결되어 승강 동작되는 승강플레이트(220)와, 상기 승강플레이트(220)의 하측에 마련되고 하측면 테두리가 상기 용기(10)의 가장자리(12)와 접촉되는 상부 금형(230)으로 구성된다.
상부 금형(230)은 수직으로 관통되도록 결합되고 외주면에 스프링부재가 권회되어 상,하 승강동작을 가이드하는 가이드봉(235)이 마련되어 있다.
또한, 성형기(200)는 상기 상부 금형(230)에 연동되도록 연결되고, 상기 상부 금형(230)의 하강시 연동되어 상기 용기(10)의 일측면을 눌러서 지지하는 지지판(240)을 더 구비한다.
지지판(240)은 상부 금형(230)과 연결된 받침판(250)을 매개로 연동되는 구조를 가지며, 지지판(240)과 상부 금형(230)은 체결볼트(242)에 의해 서로 연동되게 연결되고 체결볼트(242)의 외주면에 완충기능을 갖는 스프링(244)이 권회된 연결구조를 갖는다.
이러한 구성을 갖는 본 발명은 용기(10)의 선 성형시 식품을 담을 수 있는 수용부(11)가 하측을 향하도록 뒤집으면, 용기(10)의 가장자리(12) 단부가 용기(10)의 중심에 대해 둔각의 경사각을 갖도록 형성된다.
이렇게 선 성형된 용기(10)는 뒤집은 상태에서 예열기(100)의 하측으로 공급한 후에, 승강실린더(110)를 하강동작시켜 예열기 몸체(120)를 하강시키면, 예열 프레임의 중공(121) 내에 용기(10)가 수용된다.
이후에, 예열히터(130)에 전원을 인가하면, 예열히터(130)가 발열되고 발열된 열이 공기를 통해 용기(10)의 가장자리(12) 부위에 전달된다.
이로 인해, 용기(10)의 가장자리(12) 부위는 용기(10)의 중심에 대해 예각의 경사각(θ1)을 갖도록 오므라들게 된다.
이어서, 용기(10)를 성형기(200)의 하측으로 이송시키고, 성형기(200)의 가압실린더(210)를 하강 동작시켜 상부 금형(230)의 하측면이 하부 금형(300)에 안착된 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 가압함에 따라, 예각으로 경사진 용기(10)의 가장자리(12) 단부가 상부 금형(230)과 하부 금형(300) 사이에서 가압성형되어 컬링상태로 겹쳐지게 된다.
이후에 용기(10)는 가장자리(12) 부위가 2층으로 겹쳐지게 됨에 따라 단부의 날카로운 부분이 컬링상태로 리밍 성형되므로 사용시 사용자의 손이 베이거나 비닐 랩을 씌울때 비닐랩의 찢어짐을 예방할 수 있는 이점을 갖는다.
또한, 본 발명은 중공(121)을 용기(10)의 형태와 대응되게 형성시킴으로써, 용기(10)의 형태에 관계없이 용기(10)의 가장자리부위를 성형할 수 있도록 함과 아울러, 용기의 성형과정시 발생되는 불량률을 최소화하면서 생산성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
10 : 용기 11 : 수용부
12 : 가장자리 100 : 예열기
110 : 승강실린더 120 : 예열기 몸체
121 : 중공 130 : 예열히터
200 : 성형기 210 : 가압실린더
220 : 승강플레이트 230 : 상부 금형
235 : 가이드봉 240 : 지지판
242 : 체결볼트 244 : 스프링
250 ; 받침판 300 : 하부 금형
310 : 단턱부

Claims (6)

  1. 미리 선 성형된 용기(10)의 상측에 승강되도록 배치되고 하강동작시 상기 용기(10)의 가장자리(12)가 용기(10)의 중심측으로 오므라들도록 상기 용기(10)의 가장자리(12)부위에 열을 가하기 위한 예열기(100)와,
    상기 예열기(100)와 근접된 위치에 승강가능하게 배치되고 하강동작시 상기 예열기(100)에 의해 예열된 용기(10)의 가장자리(12)를 가압하여 리밍 성형하기 위한 성형기(200)를 구비하고,
    상기 성형기(200)는 상기 용기(10)가 안착되는 하부 금형(300)과, 상기 하부 금형(300)의 상측에 마련되어 유압 또는 공압에 의해 동작되는 가압실린더(210)와, 상기 가압실린더(210)의 로드부재 단부에 연결되어 승강 동작되는 승강플레이트(220) 및 상기 승강플레이트(220)의 하측에 마련되고 하측면 테두리가 상기 용기(10)의 가장자리(12)와 접촉되는 상부 금형(230)으로 구성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 용기의 리밍 성형장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 예열기(100)는 상기 용기(10)의 상측에 마련되는 승강실린더(110)와,
    상기 승강실린더(110)의 로드부재 단부에 연결되어 승강 동작되고 중앙에 상기 용기(10)가 통과되는 중공(121)이 형성되는 예열기 몸체(120) 및,
    상기 예열기 몸체(120)의 중공(121) 내측에 배치되고 외부 전원이 인가됨에 따라 발열하여 상기 용기(10)의 가장자리(12) 부위를 가열하기 위한 예열히터(130)를 구비한 것을 특징으로 하는 플라스틱 용기의 리밍 성형장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 중공(121)은 상기 용기(10)의 외주면 둘레와 동일한 형태로 형성되어서, 상기 예열기 몸체(120)의 하강동작시 상기 예열히터(130)가 상기 용기(10)의 외주 둘레를 따라 동일 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 용기의 리밍 성형장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 금형(300)은 상부에 피 포장물이 담겨지는 용기(10)의 수용부(11)가 하측을 향하도록 뒤집혀진 상태로 상기 용기(10)의 가장자리부위가 안착되도록 복수단의 단턱진 단턱부(310)를 구비한 것을 특징으로 하는 플라스틱 용기의 리밍 성형장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 성형기(200)는 상기 상부 금형(230)에 연동되도록 연결되고, 상기 상부 금형(230)의 하강시 연동되어 상기 용기(10)의 일측면을 눌러서 지지하는 지지판(240)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 플라스틱 용기의 리밍 성형장치.
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