KR101585157B1

KR101585157B1 - 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈, 그리고 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리

Info

Publication number: KR101585157B1
Application number: KR1020150091402A
Authority: KR
Inventors: 변우홍
Original assignee: 신우코스텍(주)
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2016-01-14

Abstract

본 발명은 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈, 그리고 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리에 관한 것으로서, 상세하게는 단일의 스테이션에서 용기의 프리폼의 제작, 가열, 인몰드 라벨링 및 용기 성형, 용기의 취출 작업이 이루어질 수 있는 용기 제조 장치에서 신속하고 불량 없는 용기 성형을 할 수 있는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈, 그리고 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 용기의 프리폼이 수용되며 용기의 외부 형상에 대응되는 캐비티가 구비되고 상호 이격되거나 맞닿게 되는 분리 가능한 복수의 용기 금형과; 상기 용기 금형에 부착되어 용기 금형을 이동시키는 복수의 이동 블록과; 상기 이동 블록을 이동시킬 수 있는 구동력을 제공하는 구동 드라이브와; 구동 드라이브와 이동 블록을 연결하여 구동 드라이브의 동력을 이동 블록에 전달하는 구동력 전달부와, 복수의 용기 금형이 맞붙은 경우, 복수의 이동 블록을 관통하게 마련되는 고정바와, 복수의 용기 금형이 맞붙은 경우, 고정바와 결합하여 복수의 용기 금형이 맞붙은 상태를 유지시키는 걸림 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈을 제공한다.

Description

용기 제조 장치용 용기 성형 모듈, 그리고 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리{A container forming module for a container manufacturing apparatus, an in-mold label container forming assembly}

본 발명은 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈, 그리고 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리에 관한 것으로서, 상세하게는 단일의 스테이션에서 용기의 프리폼의 제작, 가열, 인몰드 라벨링 및 용기 성형, 용기의 취출 작업이 이루어질 수 있는 용기 제조 장치에서 신속하고 불량 없는 용기 성형을 할 수 있는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈, 그리고 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리에 관한 것이다.

합성수지제 블로우 성형 용기의 표면에, 가식(加飾), 혹은 상품명이나 설명문의 표시를 달성하는 수단으로서 장식 모양, 상품명, 설명문 등을 인쇄 표시한 라벨을 부착하는 수단이 많이 이용되고 있다.

그리고, 라벨을 부착하는 방법의 하나로서,인몰드 성형용 라벨(이하, 단순히 라벨이라고 한다)을 미리 금형 내에 세트하고, 용기 본체의 성형과 동시에 이 용기 본체의 둘레벽의 표면에 부착하는 인몰드 성형법이 있다.

이 인몰드 성형법은, 용기 본체의 성형과 동시에 라벨의 부착이 달성되고, 전용의 다른 공정에 의한 부착 작업을 필요로 하지 않는 것, 용기 본체의 표면과 라벨과의 사이에 단차가 생기지 않으므로 단차에 의한 외관 형식이나 촉감 저하의 염려가 없는 것, 그리고 블로우 성형 용기에 있어서의 박육화(薄肉化)에 관계없이, 용기 본체에 대한 라벨이 강고하고 안정된 부착을 확실히 얻을 수 있다.

일 예로서, 일본 특허 공개특허공보 2004-136486에는, 라벨, 라벨 부착 블로우 성형품 및 그 제조방법에 관한 발명이 기재되어 있다.

그런데 이와 같은 종래 기술에 따른 인몰드 성형을 하는 경우, 용기의 형체를 갖기 전의 사출물(이하에서는 프리폼(pre-form)이라 한다)를 성형하고, 프리폼 가열, 프리폼 팽창을 통한 용기 성형과 라벨링 및 용기의 취출이 이루어져야 하는데, 이러한 각각의 작업 스테이지를 위한 장치들의 레이아웃(layout)이 차지하는 면적이 매우 넓고, 그 속도도 느리기 때문에 비효율적이라는 문제점이 있었다.

또한, 종래 기술에 의한 인몰드 성형 장치의 경우 유압식으로 설계되기 때문에 오일의 누유 등으로 인하여 작업장이 오염되고, 제작 과정 중에서 용기도 오염될 수 있다는 문제점도 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 용기를 제작하기 위한 모든 작업 스테이지가 하나의 스테이션에서 이루어져서 작업의 효율성을 제고하고, 장치의 레이아웃에 소요되는 설치 면적을 줄일 수 있는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈, 그리고 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명에서는 인몰드 라벨 용기를 성형하는 경우, 용기에 부착되기 전의 라벨의 이동 스트로크를 줄이고, 라벨을 공급하기 위한 장치가 차지하는 공간을 줄일 수 있도록 하였다.

또한, 본 발명에서는 하나의 구동 드라이브를 이용하여 두 개의 금형이 움직일 수 있도록 하여 전력 소모를 줄일 수 있는 발명을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명에서는 두 개의 금형이 붙은 상태에서 공기 주입으로 인하여 용기가 성형되는 경우, 그 금형 사이의 틈이 벌어지지 않도록 강력한 지지력을 제공하여 용기의 불량을 방지하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유압 기계를 사용하지 않고, 전동 모터를 이용하여 용기 제조 장치의 동작 제어를 수행함으로써 작업 환경 및 용기의 위생 상태를 개선할 수 있는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수지 재료를 이용하여 용기의 프리폼(pre-form)의 형체를 형성하는 프리폼 성형모듈과;상기 프리폼 성형 모듈에서 완성된 프리폼에 공기를 주입하여 프리폼을 팽창시켜 용기의 형체를 형성하는 용기 금형을 구비하는 용기 성형 모듈과; 상기 프리폼 성형 모듈과, 상기 용기 성형 모듈 사이에서 회전 이동하면서 상기 프리폼 또는 용기가 장착된 립 플레이트가 거치되는 회전 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치를 제공한다.

상기 용기 성형 모듈에 인접하게 마련되어 용기의 형상에 대응되는 캐비티가 형성된 금형 내부에 프리폼 팽창 전에 라벨을 공급하는 라벨 공급 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 프리폼 제작부에 인접하게 배치되어 상기 프리폼 제작부에서 제작된 프리폼을 가열하는 프리폼 가열 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 회전 테이블은 립 플레이트에 얹혀진 프리폼을 상기 프리폼 제작부에서 상기 프리폼 가열모듈과, 상기 용기 성형 모듈 순으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 용기 성형 모듈와 인접하게 마련되어 성형이 완료된 용기를 외부로 반출하는 용기 반출 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

적어도 상기 프리폼 성형 모듈과 상기 용기 성형 모듈 중 적어도 어느 하나가 위치하는 지지 테이블을 더 포함하되, 상기 회전 테이블은 상기 지지 테이블 내부에 회전 가능하게 장착되고, 상기 회전 테이블에 상기 립 플레이트가 안착되어 지지되는 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전 테이블 외주면에 마련되는 기어부와; 상기 지지 테이블에 마련되어 상기 기어부와 치합되는 구동 기어부와; 상기 구동 기어부를 회전시키는 구동 모터와; 상기 지지 테이블에 마련되어 회전 플레이트의 회전을 선택적으로 억제할 수 있도록 하는 제동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제동부는 액츄에이터와; 상기 엑츄에이터의 동작에 따라서 전후 방향으로 이동하는 이동장치를 포함하고, 상기 회전 플레이트에는 상기 이동장치의 일부가 삽입되어, 상기 이동 장치에 걸려서 상기 회전 플레이트의 회전을 억제하는 제동 블록이 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 제동 블록은 복수개로 마련되어 상기 회전 테이블의 상면 테두리에 상호 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 프리폼 제작부에 인접하게 배치되어 상기 프리폼 제작부에서 제작된 프리폼을 가열하는 프리폼 가열 모듈 및 상기 용기 성형 모듈와 인접하게 마련되어 성형이 완료된 용기를 외부로 반출하는 용기 반출 모듈 및; 상기 사출 모듈과, 상기 프리폼 성형 모듈과, 상기 프리폼 가열 모듈과, 상기 용기 성형 모듈과, 상기 용기 반출 모듈과 상기 회전 테이블을 제어하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 프리폼 성형 모듈에서 프리폼의 성형이 완료되고, 프리폼이 지지된 립 플레이트가 상기 프리폼 성형 모듈에서 분리되어 상기 회전테이블에 안착된 경우, 상기 회전 테이블을 회전시켜서 프리폼이 지지된 립 플레이트를 상기 가열 모듈로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 프리폼 가열 모듈을 작동시켜 상기 립 플레이트에 지지된 프리폼을 가열 하고, 가열 동작이 완료되면, 상기 회전 테이블을 회전시켜서 프리폼이 지지된 립 플레이트를 용기 성형 모듈로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 용기 성형 모듈에 인접하게 마련되어 용기의 형상에 대응되는 캐비티가 형성된 금형 내부에 프리폼 팽창 전에 라벨을 공급하는 라벨 공급 모듈을 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 용기 성형 모듈 및 상기 라벨 공급 모듈을 제어하여, 상기 라벨 공급 모듈에 부착되거나 흡착된 라벨이 용기 성형 모듈의 개방된 용기 금형의 상부 공간에서 용기 금형 캐비티 내부로 공급되게 하고, 라벨이 용기 금형 캐비티 내면에 흡착 또는 부착되도록 제어하고, 라벨이 용기 금형 내면에 흡착 또는 부착되면, 용기 금형을 닫아서 용기 금형 내부에 프리폼이 수용되게 하고, 프리폼 내부에 공기를 공급하여 프리폼이 팽창되면서 라벨이 그 표면에 부착되도록 제어하고, 용기의 성형이 완료되면, 용기 금형을 개방하고, 상기 회전 테이블을 회전시켜서 용기가 지지된 립 플레이트를 용기 반출 모듈로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 용기가 지지된 립 플레이트를 분리시켜서 립 플레이트에 의한 용기의 지지 상태를 해제시키고, 용기 취출 모듈에 의하여 립 플레이트에 의한 지지 상태가 해제된 용기를 집어서 컨베이어 모듈로 이동 시키는 것을 특징으로 한다.

상기 프리폼 성형 모듈은 용기의 프리폼 외부 형상의 캐비티가 형성되는 프리폼 금형과; 상기 프리폼 금형과 연결되며 외부에서 공급된 수지 재료를 프리폼 금형 내부로 안내하는 제1지지부와; 상기 제1지지부의 하부에 마련되고, 상기 프리폼의 내부 공간 형상의 돌출바가 배치되는 제2지지부와; 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 간의 간격을 좁히거나 멀어지게 하여 프리폼 성형을 위한 환경을 제공하거나, 또는 성형된 프리폼을 금형으로부터 분리시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 프리폼 가열 모듈은; 립 플레이트에 지지된 용기의 프리폼을 둘러쌀 수 있도록 마련되며 일측이 개방되는 히터 커버와; 상기 히터 커버 내면에 배열되어 프리폼을 둘러싸는 외부 히터와; 상기 히터 커버를 승강시키거나 상기 히터커버를 회전시키는 히터 커버 구동 유닛과; 상기 프리폼의 온도를 측정하는 온도센서부와; 상기 온도센서부 및 외부 히터와 연결되어 프리폼의 온도에 따라서 외부 히터의 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 프리폼 가열 모듈은 상기 용기의 프리폼이 배치된 립 플레이트의 위치보다 아래 위치에 배치되며 상기 용기의 프리폼 내부 공간으로 삽입되어 용기의 프리폼 내부 공간을 가열하는 내부 히터와; 상기 내부 히터가 지지되는 내부 히터 지지부와; 상기 내부 히터 지지부를 승강 운동 시켜 상기 내부 히터가 용기의 프리폼 내부로 삽입되도록 하거나 또는 외부로 빠져나올 수 있도록 하는 승강 조절 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 프리폼 가열 모듈에 인접하게 배치되어, 가열 대상이 되는 프리폼 단부에 마련되는 돌출부을 제거하는 커팅 모듈을 더 포함하되, 상기 커팅 모듈은;상기 용기의 프리폼의 단부에 마련되는 돌출부를 커팅할 수 있는 커팅부와; 상기 커팅부와 연결되어 커팅부를 작동시키는 커팅 액츄에이터와; 상기 커팅 액츄에이터터가 설치되는 설치 플레이트와; 상기 설치 플레이트를 상기 용기의 프리폼 방향으로 접근시키거나 반대 방향으로 이동시키는 이동 액츄에이터와; 상기 설치 플레이트의 높낮이를 조절하는 승강 조절 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 용기 성형 모듈은; 상기 용기 금형에 연결되어 상기 캐비티 내부에 라벨이 부착되는 라벨을 진공 흡착하여 그 위치를 고정시키는 진공 흡착부와; 상기 용기 금형의 하부에 마련되어 캐비티에 수용된 프리폼 내부에 삽입될 수 있고, 팽창용 공기를 공급하여 프리폼을 팽창시켜 용기를 성형하고, 냉각용 공기를 공급하여 용기를 냉각시키는 공기 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 라벨 공급 모듈은 상기 용기 성형 모듈의 상부에 배치되는 메인 프레임과; 상기 메인 프레임의 일단부에 배치되어 라벨을 보관하는 라벨 보관부와; 상기 메인 프레임을 따라서 전후 방향으로 이동하여 라벨 보관부에 보관된 라벨을 가져오는 라벨 공급부를 포함하되, 상기 라벨 공급부는 상기 라벨 보관부에서 가져온 라벨을 상기 금형부 내부의 캐비티로 제공하도록 상하 방향으로 이동할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 용기 반출 모듈은 용기 취출 모듈을 포함하고, 상기 용기 취출 모듈은;용기에 대해서 전후방 이동 및 회전이 가능한 이동 모듈과; 상기 이동 모듈에 마련되어 이동 모듈이 용기 방향으로 접근하는 경우, 용기를 선택적으로 집거나 집힌 용기를 놓을 수 있는 그립퍼와; 상기 이동모듈을 회전시켜서 그립퍼에 집혀져 있는 용기를 컨베이어 벨트 방향으로 회전시키는 회전 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 용기 반출 모듈은 용기 지지 상태 해제 모듈을 포함하고, 상기 용기 지지 상태 해제 모듈은 상하로 이동하며 립 플레이트 본체에 마련된 분리용 틈새에 삽입되어 립 플레이트를 복수의 부분으로 분리시키고 그 간격을 벌리는 삽입부와;

상기 복수의 플레이트 본체의 단부를 지지하는 지지암과; 상기 삽입부에 의하여 상기 립 플레이트가 분리되는 경우, 용기 내부에 삽입되어 용기를 지지하는 용기 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

용기를 생산하기 위한 장치들의 레이 아웃에 소요되는 면적을 축소할 수 있다.

특히, 프리폼의 성형, 가열, 용기 성형 및 라벨링, 용기의 취출이 하나의 스테이션에서 이루어질 수 있으며, 각 모듈 간의 이동은 회전 테이블에 얹혀진 립 플레이트의 회전 동작에 의하여 이루어질 수 있으므로 각 단계가 보다 신속하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

특히, 본 발명에서는 회전 테이블이 위 아래로 움직이는 것이 아니라, 립 플레이트가 각 스테이지에 맞게 위 아래로 움직이기 때문에, 각 스테이지에서의 모든 과정이 다른 스테이지에서의 과정에 영향받지 않고 독립적으로 구현된다.

한편, 유압 기계가 아닌 전동 기계를 사용하여 작업 환경 및 용기의 위생 상태를 개선할 수 있다.

프리폼 성형 장치의 경우, 토글 방식으로 연결 링크가 접혔다가 펴지되, 펴진 상태에서는 강한 지지력을 제공하여, 프리폼 성형을 위한 사출 재료 주입시 프리폼 금형과 립 플레이트 , 그리고 제2지지부 간에 틈이 벌어지지 않도록 한다.

또한, 프리폼 금형과 립 플레이트가 상호 간에 상하 방향으로 상대운동을 하기 때문에 좌우 방향으로 이동하는 경우보다 현저하게 공간을 절약할 수 있다.

프리폼 금형에는 여러 개의 냉각수 유로가 마련된다. 예를 들어서, 프리폼 금형의 하층, 중층. 상층 영역에 서로 독립된 냉각수 유로가 서로 분리되어 있기 때문에, 프리폼의 상층, 하중, 중층에 대한 냉각이 보다 균일하게 이루어질 수 있다.

즉, 냉각수 유로가 하나밖에 없어서, 이 유로가 프리폼 금형 전체를 따라서 형성되는 경우, 냉각수가 진입하는 영역에서의 냉각 효율과, 냉각수가 빠져나가는 영역에서의 냉각 효율이 현저하게 달라질 수 밖에 없고, 이에 의해서 프리폼의 외면의 냉각 상태가 불균일 해줄 수 있어서 불량률이 높아질 수 있다.

그러나, 본 발명에서는 서로 독립된 냉각수 유로를 제공하기 때문에 그러한 문제점을 해결할 수 있고, 각 층 영역별로 신선한 냉각수를 제공할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 발명은 프리폼 가열 모듈이 있기 때문에, 두꺼운 프리폼이나 정밀한 가열이 필요한 프리폼의 가공성을 높일 수 있다. 특히, 프리폼 가열 모듈 근처에는 커팅 모듈이 존재하는데, 프리폼 생성 과정에서 형성된 프리폼 끝단부의 팁을 제거하여 용기 성형 후 용기의 외면의 완성도를 높일 수 있다.

프리폼 가열 램프에서의 히터 커버가 복수개로 마련되고, 회전할 수 있게 마련되어 프리폼 외면을 보다 균일하게 가열할 수 있다.

히터 커버 내면에는 히터의 배치 높이를 조절할 수 있게 여러 개의 히터를 각각 끼울 수 있어서, 프리폼의 크기에 따른 다양한 히팅 영역 조절이 가능하다.

히터는 바람직하게는 할로겐 램프를 사용하는 것이 좋은데, 이에 의하여 프리폼 내 외부의 가열이 신속하게 이루어질 수 있다.

한편, 프리폼 가열 모듈에는 적외선 온도 센서가 장착되는데, 온도 센서의 감지에 의하여 각 프리폼 표면을 보다 균일하게 온도 제어할 수 있다.

그리고 프리폼 가열 모듈에서 히터 커버의 높낮이가 조절되고, 그 아래에 커팅 모듈이 존재하기 때문에, 히팅과, 커팅 과정을 위한 공간이 현저하게 절약될 수 있다.

또한, 인몰드 라벨 용기 제작시, 라벨의 공급이 금형의 측면에서 공급되는 것이 아니라, 금형의 상부에서 하강하는 형태로 공급되기 때문에 라벨 공급 동선이 짧아져서 라벨 공급 사이클이 짧아질 수 있다.

그리고 라벨 공급하기 위한 모듈이 용기 성형 모듈 위에 배치되기 때문에 라벨 공급 모듈을 설치하기 위한 지상의 추가 공간이 필요없다.

한편, 립 플레이트가 프리폼이나 용기의 아래에 위치하기 때문에 뜨거운 열기 상승으로 인한 립 플레이트의 열 변형에 의한 문제점 발생을 방지할 수 있다.

한편, 하나의 구동 드라이브를 이용해서 두 개의 용기 금형을 이격시키거나 맞붙힐 수 있기 때문에 에너지 소모를 줄일 수 있다.

용기 금형이 붙은 상태에서 고정바와 걸림 장치 간의 결합에 의하여 용기 금형이 붙어 있는 상태가 보다 안정적으로 유지될 수 있다는 장점도 있다.

즉, 용기 금형 내부에 프리폼이 있는 상태에서 블로윙 작업이 있는 경우, 고압의 공기에 의해서 용기 금형이 분리되려고 하지만, 고정바와 걸림 장치 간의 걸림 작용에 의해서 용기 금형 간이 벌어지려는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서 용기 반출 모듈은 용기 지지 상태 해제 모듈과, 용기 취출모듈을 갖는데, 용기 지지 상태 해제 모듈에 의해서 립 플레이트에 있는 용기가 쉽게 립 플레이트에서 분리될 수 있다.

특히, 립 플레이트가 분리형으로 된 상태에서 용기 지지 상태를 해제하기 위해서는 양 옆으로 벌어지고, 위로 튀는 것이 방지되어야 하는데, 이는 지지암이 립 플레이트의 분리선 표면을 덮음으로써 가능해진다.

그리고, 용기 지지 상태 해제 모듈에는 첨두부를 갖는 삽입부가 있어서, 삽입부의 상승으로 인하여 용이하게 립 플레이트가 분리될 수 있다.

용기 취출 모듈의 경우, 복수의 용기의 목 부분을 집게 형태로 잡을 수 있는 핑거부가 마련되고, 핑거부 간의 간격이 동시에 조절될 수 있으면서, 핑거부가 장착된 부분이 자유롭게 전후진 및 180도 회전이 가능하다.

따라서, 이에 의해서 립 플레이트에서 이격되는 용기들이 일괄적으로 용기 취출 모듈에 의해서 컨베이어 벨트나 그 밖에 이동 요소(예, 이동 카트) 등으로 신속하게 반출될 수 있다.

도1과 도2는 본 발명의 용기 제조 장치의 사시도이다.
도3은 본 발명에 적용되는 사출 장치의 사시도이다.
도4는 본 발명에 적용되는 프리폼 성형 모듈의 사시도이다.
도5는 본 발명에 적용되는 프리폼 성형 모듈이 후방 사시도이다.
도6은 본 발명에 적용되는 프리폼 성형 모듈의 프리폼 금형과, 제1,2지지부의 사시도 및 정단면도이다.
도7은 본 발명에 적용되는 립 플레이트의 상부 사시도 및 하부 사시도이다.
도8은 본 발명에서 지지 테이블에 설치된 프리폼 성형 모듈 및 회전 테이블, 그리고 제동부의 사시도이다.
도9는 본 발명에 적용되는 제동부 및 제동 블록의 확대 사시도이다.
도10 내지 도17은 본 발명에 의한 프리폼 성형 모듈에 의하여 프리폼이 성형되는 과정을 도시한 사시도 및 정단면도이다.
도18은 본 발명에 적용되는 프리폼 가열 모듈 및 커팅 모듈을 포함하는 프리폼 관리 모듈, 그리고 회전 테이블의 사시도이다.
도19는 본 발명에 적용되는 프리폼 가열 모듈 및 커팅 모듈을 포함하는 프리폼 관리 모듈, 그리고 회전 테이블의 측면도이다.
도20은 본 발명에 적용되는 프리폼 가열 모듈 및 온도 센서, 커팅 모듈의 확대 사시도이다.
도21은 본 발명에 적용되는 립 플레이트와 종래 기술에 적용되는 립 플레이트를 도시한 측면도이다.
도22은 본 발명에 적용되는 커팅 모듈의 사시도이다.
도23는 본 발명에 적용되는 커팅 모듈의 동작 상태를 나타내는 사시도이다.
도24과 도25은 본 발명에 적용되는 용기 성형 모듈과 라벨 공급 모듈의 조립 분해도이다.
도26 및 도27은 본 발명에 의한 용기 성형 모듈에서 용기 금형이 서로 이격된 상태를 도시한 사시도이다.
도28 및 도29는 본 발명에 의한 용기 성형 모듈에서 용기 금형이 서로 맞붙은 상태를 도시한 사시도이다
도30은 본 발명에서 용기 금형이 서로 이격된 경우의 걸림 장치의 상태를 도시한 것이다.
도31은 본 발명에서 용기 금형이 서로 붙은 경우에 걸림 장치의 상태를 도시한 것이다.
도32는 본 발명에 적용되는 용기 성형 모듈의 용기 금형이 분리된 상태에서 용기 금형 캐비티 내면에 라벨이 부착되어 지지되고, 프리폼이 캐비티 사이에 위치한 것을 도시한 부분 사시도이다.
도33는 본 발명에 적용되는 라벨 공급 모듈의 사시도이다.
도34는 본 발명에 적용되는 라벨 공급 모듈에서 라벨 공급암이 하강한 상태를 도시한 사시도이다.
도35는 본 발명에 적용되는 라벨 공급 모듈에서 라벨 수용부로부터 추가적으로 라벨을 가져오기 위해서 제1이동 프레임이 제1이동 가이드의 최선단까지 이동한 상태를 도시한 사시도이다.
도36은 본 발명에 적용되는 라벨 공급 모듈의 라벨 수용부에서 라벨이 라벨 지지부로 이동하는 것을 도시한 사시도이다.
도37 및 도38은 라벨을 용기 금형애 부착하기 전의 준비 상태를 도시한 사시도이다.
도39 및 도40은 라벨을 용기 금형애 부착하는 상태를 도시한 사시도이다.
도41은 라벨을 용기 금형애 부착완료한 상태를 도시한 사시도이다
도42은 본 발명에 적용되는 공기 공급부에 의하여 공기가 공급되기 전의 상태를 나타는 사시도이다.
도43는 본 발명에 적용되는 공기 공급부에 의하여 공기가 공급되는 상태를 나타는 정면도이다.
도44은 본 발명에 적용되는 용기 성형 모듈의 용기 금형 캐비티 내에 프리폼이 위치한 상태를 도시한 투시도이다.
도45는 본 발명에 의한 용기 성형 모듈 및 공기 공급부에 의하여 용기가 성형되는 과정을 도시한 개략도이다.
도46는 본 발명에 의한 용기 취출 모듈 및 용기 지지 상태 해제 모듈을 포함하는 용기 반출 모듈과, 회전 테이블, 용기 반출용 컨베이어 벨트의 사시도이다.
도47은 본 발명에 의한 용기 취출 모듈 및 용기 반출용 컨베이어 벨트의 사시도이다.
도48은 본 발명에 의한 립 플레이트의 하부 사시도 및 립 플레이트를 분리하기 전의 용기 지지 상태 해제 모듈의 사시도이다.
도49은 본 발명에 의한 립 플레이트의 하부 사시도 및 립 플레이트를 분리할때의 용기 지지 상태 해제 모듈의 사시도이다.
도50은 본 발명에 의한 용기 지지 상태 해제 모듈의 동작을 순차적으로 도시한 것이다.
도51는 본 발명에 의한 용기 지지부에 의하여 용기가 지지된 상태를 도시한 사시도이다.
도52 내지 도53은 본 발명에 의한 용기 취출 모듈에 의하여 용기가 지지되는 상태를 도시한 사시도이다.
도54는 본 발명에 의한 용기 취출 모듈에 의하여 용기가 정위치로 서 있는 상태로 컨베이어 벨트로 반출되는 것을 도시한 사시도이다.
도55는 본 발명에 의한 용기 취출 모듈의 동작을 순차적으로 도시한 것이다.
도56은 본 발명에 의하여 제작된 인몰드 라벨 용기의 다양한 예를 도시한 사진이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 알아보도록 하겠다.

도1과 도2에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 인몰드 라벨 용기 제조 장치(1)는 사출장치(100)와, 사출 장치(100)와 연결되어 수지재료를 이용하여 용기의 프리폼(pre-form)을 성형하는 프리폼 성형 모듈(200)과, 프리폼 성형 모듈(200)의 옆에 배치되어 프리폼 성형 모듈에 의하여 성형된 프리폼을 일정 시간 동안 가열을 시키는 프리폼 가열 모듈(300)과, 가열된 프리폼을 팽창시켜서 용기를 성형하는 용기 성형 모듈(400)과, 용기 성형 모듈(400)의 위에 마련되어, 프리폼이 용기로 성형되기 전에 용기 성형 모듈(400)에 마련되는 용기 금형 캐비티 내부에 라벨을 공급하는 라벨 공급 모듈(500)과, 인몰드 라벨이 부착된 용기가 성형된 경우, 이를 외부로 배출하는 용기 반출 모듈(600)을 포함한다.

본 발명에서 프리폼 가열 모듈(300)과 용기 반출 모듈(600), 그리고 라벨 공급 모듈(500)은 용기의 제조 방식이나 라벨의 유무에 따라서 장착되지 않을 수 있거나 장착될 수 있다.

즉, 프리폼에 대한 가열 없이 프리폼 성형 모듈(100)에서 나온 프리폼이 바로 용기 성형 모듈(400)로 이동하여 용기 성형이 이루어질 수 있다.

또한, 용기 반출 모듈(600) 없이 사람이 작업대에서 수작업으로 용기 성형 모듈(400)에서 완성된 용기를 외부로 반출할 수 있다.

또한, 인몰드 라벨 방식으로 할 것이라면 라벨 공급 모듈(500)이 필요하나, 인몰드 라벨 방식이 아닌 경우에는 라벨 공급 모둘(500)이 없어도 무방하다.

프리폼 성형 모듈(200)과, 프리폼 가열 모듈(300)과, 용기 성형 모듈(400)과, 용기 반출 모듈(600)은 각각 지지 테이블(700)에 지지되거나 설치되고, 지지 테이블(700)에는 회전 테이블(800)이 마련된다,

그리고, 이들 구성요소 들은 제어부(미도시)와 연결되어, 제어부의 제어에 의해서 제어된다.

회전 테이블(800)은 지지 테이블(700)의 중심에 회전 가능하게 마련되고, 별도의 구동 장치에 의하여 회전을 한다.

회전 테이블(800)은 프리폼이나 용기를 거꾸로 지지하는 립 플레이트(도7, 참조 900)가 안착되는 구성요소이며, 하나의 립 플레이트(900)가 회전하면서 프리폼 성형 모듈(200)과, 프리폼 가열 모듈(300)과, 용기 성형 모듈(400)과, 용기 반출 모듈(600)를 모두 거치도록 한다.

여기서 회전 테이블(800)은 프리폼 성형 모듈(200)과, 프리폼 가열 모듈(300)과, 용기 성형 모듈(400)과, 용기 반출 모듈(600)에 의하여 둘러싸인다.

그리고 회전 테이블(800)은 프리폼 성형 모듈(200)에서 성형된 프리폼을 프리폼 가열 모듈(300)로 이동시키고, 가열된 프리폼을 용기 성형 모듈(400)로 이동시켜서 용기로 성형되도록 한 뒤에, 인몰드 라벨링 된 용기가 만들어지면, 용기 반출 모듈(600)로 용기를 이송시킨다.

본 발명은 인몰드 라벨 용기 성형이 1개의 스테이션(STATION - 4 스테이지(STAGE) 방식으로 이루어지도록 하는데 있다.

<사출장치>

도3에서 도시한 바와 같이, 사출 장치(100)는 바디 프레임(미도시)과, 바디 프레임(101)에 마련되는 바렐(102)과, 바디프레임에 마련되어 수지 재료가 바렐로 주입되도록 안내하는 주입구(미도시)와, 바렐(102) 주위를 둘러싸는 히터(104)와, 바렐(102)내부에 삽입되는 이송 스크류(105)와, 이송 스크류(105)를 구동시키는 서보 모터(106) 및 서보 모터(106)와 이송 스크류(105)를 연결하는 벨트 및 풀리와 같은 동력 전달부(107)를 포함한다.

한편, 이송 스크류(105)의 축에는 부하 압력 체크 센서(109)가 마련되어 재료의 이송 부하를 측정할 수 있다.

바렐(102)의 배출구(102a) 부분은 프리폼 성형 모듈(200)의 프리폼 금형(도4참조, 201)에 연결되거나 분리될 수 있다.

이를 위해서 사출 장치(100)가 지지되는 사출 장치 지지대(120)에는 안내 레일이나 LM가이드와 같은 사출 장치 가이드 부재(121)가 설치되고, 사출 장치(120)는 그 위에 전후 방향으로 이동할 수 있게 마련된다.

<프리폼 성형 모듈>

도4는 프리롬 성형 모듈(200)의 사시도이다.

도4(a)는 프리폼 성형 모듈(200)의 전체적인 사시도이다. 도4(b)는 프리폼 성형 모듈(200)이 지지 테이블(700)에 설치된 경우의 사시도이다.

도4에서 도시한 바와 같이, 프리폼 성형 모듈(200)은 프리폼 금형(201)이 설치되는 제1지지부(211)와, 프리폼 금형(201)에 삽입되어 프리폼 성형 공간을 만드는 돌출바(212a)가 설치되며 제1지지부(211)와 이격되어 있는 제2지지부(212)를 포함한다.

제2지지부(212)와 프리폼 금형(201) 사이에 립 플레이트(900)가 삽입될 수 있다.

제1지지부(211)는 사출 장치의 바렐(102)의 배출구(102a)와 연결될 수 있다.

제1지지부(211) 내부에는 수지 재료가 이동하며 수지 재료를 프리폼 금형(201)으로 안내하는 안내 유로가 마련된다.

제1지지부(211)의 상부에는 제1연결블록(221)이 마련되고, 제2지지부(212)의 하부에는 제2연결블록(222)이 마련된다.

그리고 제2연결블록(222)의 아래에는 받침대(223)가 마련되어 프리폼 성형 모듈(200)을 지면에 대해서 받치는 역할을 수행한다.

제1연결 블록(221)과 제2연결 블록(222)은 그 간격이 조정될 수 있게 마련되는데, 이는 후술할 구동부(230)의 작동에 의하여 조정될 수 있다.

제1연결 블록(221)과 받침대(223)는 복수 개의 제1가이드 바(241)에 의하여 연결되는데, 제1가이드 바(241)의 상단은 제1연결 블록(221)에 고정설치되고, 제1가이드바(241)의 하단은 받침대(223)에 고정 설치된다.

이에 의하여 제1연결 블록(221)과 받침대(223)간의 간격은 고정된다.

이를 위해서 제1연결 블록(221)과, 받침대(223)에는 제1가이드바(241)와 결합되는 고정부재(221a, 223a)가 마련된다.

이를 위해서 제2 연결 블록(222)에는 제1가이드바(241)가 관통하여 삽입되는 관통부(222a)가 마련된다.

제2연결 블록(222)은 제1가이드바(241)를 따라서 상하 방향으로 움직일 수 있게 마련된다.

바람직하게는 제1가이드바(241)는 4개가 상호 이격되게 설치되어서, 상기 제1연결 블록(221)의 네 테두리와, 받침대(223)의 네 테두리에 설치되고, 제2 연결 블록(222)의 네 테두리를 관통한다.

상기 프리폼 성형 모듈(200) 상부에는 제1연결블록(221)과 제2연결블록(222)간의 상대운동(이격, 근접)을 유발하는 구동부(230)가 마련된다.

구동부(230)의 구체적인 구성은 아래와 같다.

프리폼 성형 모듈(200)의 최상단에는 상부 지지 블록(231)이 마련되고, 상부 지지 블록(231)와 제2 연결블록(222)을 연결하는 제2 가이드 바(242)가 마련된다.

여기서 제2 가이드 바(242)의 상단부는 상부 지지 블록(231)에 고정 설치되고, 제2 가이드바(242)의 하단부는 제2연결블록(222)에 고정 설치된다.

제2 연결 블록(222)과 상부 지지 블록(231)사이에 제1연결 블록(221)이 배치되기 때문에, 제2 가이드바(242)는 제1연결 블록(221)을 관통하게 마련된다.

이러한 구조에서 제2가이드바(242)는 제1연결블록(221)에 대해서 상하 방향으로 상대 이동을 할 수 있고, 그에 따라서 제1연결 블록(221) 및 상부 지지 블록(231)도 제1연결 블록(221)에 대해서 상대 운동을 할 수 있다.

상부 지지 블록(231)의 하부와 제1연결 블록(221)상부는 연결 링크(232)에 의하여 연결된다. 연결 링크(232)는 접히거나 펴질 수 있다.

연결 링크(232)는 2절 링크로 구성되며, 상부 링크(232a)와 하부 링크(232b)로 구성된다.

여기서 연결 링크(232)는 토글 방식으로 구동되며, 연결 링크(232)가 완전하게 펴진 경우에는 아래 방향으로 강한 지지력을 제공함으로써 프리폼 성형을 위한 사출 재료가 강하게 프리폼 금형 내부로 삽입되는 경우, 프리폼 금형과, 립플레이트, 그리고 제2지지부(212) 간에 분리되는 것을 방지한다.

상부 링크(232a)는 상부 지지 블록(231)에 회동 가능하게 설치되고, 하부 링크(232b)의 하단은 제1연결 블록(221)에 회동 가능하게 연결된다.

연결 링크(232)가 최대로 접힌 상태에서는 상부 지지 블록(231)와 제1연결 블록(221)간의 거리가 최소로 이격되고, 연결 링크(232)가 최대한 펼쳐진 상태에서는 상부 지지 블록(231)와 제1연결 블록(221)간의 거리가 최대가 된다.

한편, 상부 지지 블록(231) 일측에는 구동 모터(233)가 마련되고, 상부 지지 블록(231)의 상면에는 풀리와 같은 회전부재(234)가 마련된다.

구동 모터(233)와 회전 부재(234)는 벨트와 같은 동력 전달 수단(235)에 의하여 연결된다.

회전 부재(234)에는 스크류 부재(236)가 연결되며, 스크류 부재(236)는 상부 지지 블록(231)를 관통하여 하방으로 연장된다.

스크류 부재(236)의 나사산에는 스크류 결합 부재(237)가 연결된다.

스크류 결합 부재(237)는 실린더나 기타 입체 형상으로 구현된다.

스크류 부재(236)와 스크류 결합 부재(237)는 볼 스크류의 개별 구성요소로 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 스크류 결합 부재(237) 내부에 여러개의 작은 볼과 볼들이 이동하는 이동 통로가 마련되고, 스크류 부재(236)에 스크류 결합 부재(237)가 결합된 상태에서 스크류 부재(236)가 회전을 하면 스크류 결합 부재(237)에 대해서 스크류 부재(236)의 길이방향을 따라서 상승 운동 또는 하강 운동을 할 수 있다.

그리고 스크류 결합 부재(237)에 대해서 스크류 부재(236)가 상승 운동 또는 하강 운동을 할 때 스크류 결합 부재(237) 내부의 볼들이 이동 통로 및 스크류 부재(236)의 나사산을 타고 이동한다.

즉, 스크류 결합 부재(237)의 높이는 고정되면서, 스크류 부재(236)가 상하 방향으로 이동할 수 있고, 이에 따라서 상부 지지 블록(231)도 상승 또는 하강 운동을 할 수 있다.

스크류 결합 부재(237)의 주위에는 가이드 홀더(238)가 결합된다.

가이드 홀더(238) 및 스크류 결합 부재(237) 주위에는 제3가이드 바(243)가 마련된다

제3가이드 바(243)는 복수개(예, 2개)가 마련되고, 각각의 제3 가이드 바(243)의 상단부는 상부 지지 블록(231)의 전방 하부와 후방 하부에 각각 연결된다.

한편, 제2 가이드바(242)에는 루프 또는 링 형태의 고정대(239)가 마련되는데, 제3 가이드바(243)의 하단부는 고정대(239)에 연결된다.

가이드 홀더(238)에는 연장다리(238a)가 마련되는데, 연장 다리(238a)는 제3가이드바(243)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다.

한편, 가이드 홀더(238)와 연결 링크(238) 사이에는 연결 다리(238b)가 마련된다.

연결 다리(238b)의 일단부는 가이드 홀더(238)에 회동가능하게 마련되고, 타단부는 연결 링크(238)에 회동 가능하게 결합된다.

연결 다리(238b)는 연결 링크(232) 중 상부 링크(232a)에 회동 가능하게 연결된다.

따라서, 스크류 부재(236)의 회전으로 인하여 스크류 결합 부재(237)가 상부 지지 블록(231)과 가까워지면 연결 다리(238b)가 상부 링크(232a)를 잡아당겨서 연결 링크(232)가 접힌다.

이 때, 연장 다리(238a)의 단부는 제3가이드 바(243)에 끼워진 상태이므로, 제3가이드바(243)와 연장 다리(238a)는 상대 운동을 하고, 연장다리(238a)와 제3가이드바(243)의 상단부는 가까워진다.

위 상태에서 다시 스크류 부재(236)가 반대 방향으로 회전하면서, 스크류 결합 부재(237)가 상부 지지 블록(231)과 멀어지면 연결 다리(238b)가 상부 링크(232a)를 밀어서 연결 링크(232)가 펴진다.

이 때, 연장 다리(238a)의 단부는 제3가이드 바(242)에 끼워진 상태이므로, 제3가이드바(242)와 연장 다리(238a)는 상대 운동을 하고, 연장 다리(238a)와 제3가이드바(243)의 하단부는 가까워진다

위와 같은 구조에서 제1연결 블록(221)과 받침대(223) 사이의 거리(D1)과, 상부 지지 블록(231) 및 제2연결 블록(222)간의 거리(D2)는 고정 또는 일정하게 형성된다.

제1연결 블록(221)과 받침대(223)으로 구성되는 하부 어셈블리에 대해서 제2연결 블록(222)과 상부 지지 블록(231)으로 구성되는 상부 어셈블리가 상하 방향으로 상하 운동을 함으로서 제1지지부(211)와 제2지지부(221)가 멀어지거나 가까워질 수 있다.

도4(b)에서 도시한 바와 같이, 프리폼 성형 모듈(200)은 지지 테이블(700)에 설치되되, 프리폼 성형 모듈(200)의 상부는 지지 테이블(700)의 상부에 위치하고, 프리폼 성형 모듈(200)의 하부는 지지 테이블(700)의 하부에 위치한다.

즉, 상부 지지 블록(231)과 제1 연결 블록(221)은 지지 테이블(700)의 위쪽에 배치되고, 받침대(223)와 제2연결 블록(221)은 지지 테이블(700)의 하부에 배치된다.

제1가이드바(241)와 제2 가이드 바(242)는 지지 테이블(700)을 관통하도록 마련된다.

프리폼 성형 모듈(200)의 전방은 회전 테이블(800)을 바라보도록 설치되고, 프리폼 성형 모듈(200)의 후방은 사출 장치(100)를 바라보도록 설치된다.

도5에서 도시한 바와 같이, 제1지지부(211)의 후방 중심에는 유입구(211a)가 돌출되어 마련되며, 유입구(211a)는 사출장치(100)의 배럴의 배출구(102a)와 도킹될 수 있다.

도6(a)와 도6(b)에서 도시한 바와 같이, 제1지지부(211) 내부에는 유입구(211a)와 연결되어 수지 재료를 프리폼 금형으로 안내하는 안내 유로(211b, 211c)가 마련된다.

안내유로(211b, 211c)는 수평 방향으로 길게 형성되는 제1 안내 유로(211b)와, 제1안내 유로(211b)에서 복수개로 분지되는 제2안내 유로(211c)를 포함한다.

제2안내 유로(211c)는 프리폼 금형(201)에 형성되는 프리폼 외부 형상에 대응되는 캐비티(202)에 연통된다.

한편, 제1지지부(211)에는 게이트 밸브(211d)가 마련된다. 게이트 밸브(211d)는 캐비티(202)의 수량 및 제2안내 유로(211c)의 수량에 맞게 배치된다.

케이트 밸브(211d)는 제1안내유로(211b)와 제2안내유로(211c)를 관통하여 배치되고, 게이트 밸브(211d)의 단부는 프리폼 금형(201)의 주입구(201b)를 선택적으로 개폐한다.

게이트 밸브(211d)의 역할은 캐비티(202) 내부에 수지재료가 들어갔을 때 그 내부에 들어간 수지재료가 사출 과정에서 제2안내 유로(211c) 방향으로 새어나오지 않게 하는 역할을 한다.

프리폼 금형(201)의 내부에는 프리폼 외곽 형상에 대응되는 캐비티(202)가 형성되고, 캐비티(202)는 복수개로 각각 이격되게 형성된다.

한편, 케비티(201a) 주위에는 냉각수 유로(205)가 형성된다.

냉각수 유로(205)는 복수개로 마련되고 각각의, 냉각수 유로(205)는 상호 독립되고 분리된다.

하나의 냉각수 유로(205)는 공급 유로(205a)와 토출유로(205b)를 구비한다.

도6(b)에서는 3개의 냉각수 유로(205)가 형성되는 것을 도시하였고, 각각의 3개의 유로는 캐비티(202)의 하부, 중부, 상부를 각각 담당하여, 수지 재료가 보다 효과적으로 냉각될 수 있도록 한다.

만약에 단일의 냉각 유로를 형성한다면, 냉각이 국부적으로 불균일하게 이루어질 수 있기 때문에, 본 발명에서는 냉각수 유로(205)를 몇 개를 두고 상호 분리하였다.

도6(b)는 프리폼 금형(201) 하부의 제1냉각수 유로(205-1), 중부의 제2냉각수 유로(205-2), 상부의 제3냉각수 유로(205-3)를 두었고, 각각의 냉각수 유로(205)는 공급 유로와 배출 유로를 구비한다.

프리폼 금형(201)의 하부에는 개구부(203)가 형성되는데, 개구부(203)는 캐비티와 연통되고, 캐비티의 내경보다 크게 형성된다.

개구부(203)는 립 플레이트(900)에 형성되는 지지 홀더(920)가 삽입되는 부분이다.

지지 홀더(920)는 용기 또는 프리폼의 입구를 잡는 부분이며 이러한 구조에 의해서 립 플레이트(900)에 지지되는 용기 또는 프리폼은 거꾸로 서 있게 된다.

한편 제2지지부(212)에는 돌출바(또는 코어)(212a)가 마련된다.

돌출바(212a)는 립 플레이트(900) 및 지지 홀더(920)를 관통하여 프리폼 금형(201)의 캐비티(202)까지 삽입된다.

돌출바(212a)의 하부에는 지지대(212b)가 마련되어 돌출바(212a)의 직립 안정성을 부여한다.

따라서, 캐비티(202)는 프리폼의 외형을 구현하고, 돌출바(212a)는 프리폼의 내부 공간을 형성한다.

캐비티(202)와 돌출바(212a) 사이의 공간, 그리고 지지 홀더(920) 내부 공간과 돌출바(212a) 사이의 공간에 수지 재료가 충만되고, 이 상태에서 냉각수에 의한 냉각이 이루어지면 프리폼이 형성된다.

캐비티(202)와 돌출바(212a) 사이의 공간에 채워진 부분이 이후 용기의 몸체가 되고, 지지홀더(920) 내부 공간과 돌출바(212a) 사이 공간에 채워진 부분이 이후 용기의 입구가 된다.

도7(a)와 도7(b)는 립 플레이트(900)의 상부 사시도와 하부 사시도를 나타낸 것이다.

립 플레이트(900)는 두 개의 플레이트 본체(910)로 구성된다. 두 개의 플레이트 본체(910)는 평소에는 맞붙어 있다가 그 경계에 외력이 가해지면 분리될 수 있다.

한편, 지지홀더(920)는 립 플레이트(900)의 상면에 돌출되게 마련된다.

지지홀더(920)도 2개로 나뉘어져서 각각의 플레이트 본체(910)에 연결된다.

각각의 플레이트 본체(910)가 맞붙어 있을 때는 두 지지홀더(920)도 붙어있고, 플레이트 본체(910)가 분리되면 지지홀더(920)도 분리된다.

지지홀더(920) 내부에는 상하 방향으로 관통 형성된 관통공(921)이 마련된다. 이 부분으로 제2지지부(212)의 돌출바(212a)가 삽입될 수 있으며, 돌출바(212a)와 관통공(921) 간의 간격부분에 수지 재료가 차면 후일 용기의 입구를 형성한다.

따라서, 관통공(921) 내면에는 용기 입구 외주에 나사산이 형성될 수 있도록 나사산 형상이 형성될 수 있다.

립 플레이트(900) 하면에는 삽입홈(931)이 형성된다. 삽입홈(931)은 두 플레이트 본체의 경계선(932) 상에 형성되는데, 이 부분을 가압하면 두 플레이트 본체(910)가 분리될 수 있다.

립 플레이트의 측면에는 고정바(940)가 배치되고, 고정바(940)의 양 단은 립 플레이트(900) 외측으로 돌출되어 노출된다.

그리고 고정바(940)의 양단에는 걸림턱(941)이 형성된다.

그리고 걸림턱(941)과 립 플레이트(900) 측면 사이에는 코일 스프링 형태의 탄성부재(950)가 배치된다.

따라서, 외력에 의하여 립 플레이트(900)가 분리되어 두 플레이트 본체(910) 및 지지홀더(920)의 부분들이 상호 이격되어 분리되었다가, 그 외력이 사라지면 탄성 부재(950)의 탄성복원력에 의하여 두 플레이트 본체 및 지지홀더(920) 부분들이 서로 붙는 방향으로 이동하여 맞접되는 상태가 된다.

그리고 상기 고정바(940)는 회전 테이블(800)에 마련되는 안착홈(810)의 테두리에 걸쳐지게 됨으로써 상기 립 플레이트(900)가 회전 테이블(800)의 안착홈(810)에 안정적으로 배치될 수 있도록 한다.

<회전 테이블>

도8과 도9에서 도시한 바와 같이, 상기 지지 테이블(700)에는 회전 테이블(800)이 회전 가능하게 설치되는 설치공(701)이 형성된다.

회전 테이블(800)은 원형으로 형성되며, 회전 테이블(800) 내에는 립 플레이트(900)가 안착될 수 있는 안착홈(810)이 마련된다. 안착홈(810)은 위아래로 뚫려 있다.

안착홈(810)은 서로 90도 씩 떨어져 있어서 총 4개로 형성된다.

안착홈(810)이 정위치에 있으면, 안착홈(810)은 프리폼 성형 모듈(200) 아래, 프리폼 가열 모듈(300) 아래, 용기 성형 모듈(400) 아래, 용기 반출 모듈(600) 아래에 각각 배치된다.

안착홈(810)의 내면은 단차 구조로 형성된다.

즉, 제1안착홈(811)과 제2안착홈(812)으로 구성되며, 제1안착홈(811)이 폭이나 길이에 비해서 제2안착홈(812)의 길이나 폭이 짧다.

제2안착홈(811)의 상부 테두리에 립 플레이트(900)의 하면 테두리가 안착되어 립 플레이트(900)가 아래로 빠지는 것을 방지한다

또한, 고정바(940)가 제1안착홈(811)의 상부 테두리에 걸릴 수 있어서 립 플레이트(900)가 보다 안정적으로 안착홈(810)에 배치될 수 있다.

회전 테이블(800)의 외주면에는 기어 치형(820)이 마련된다.

바람직하게는 링 기어가 설치될 수 있다.

지지 테이블(700)에는 회전 테이블(800)의 기어 치형에 치합되는 구동 기어(710)가 마련되고, 구동 기어(710)는 회전 테이블(800) 회전을 위한 동력을 제공하는 구동 모터(미도시)가 연결된다.

한편, 안착홈(810)이 각 정위치에 배치되고, 각 립 플레이트(900)에 지지되는 용기나 용기의 프리폼에 대한 각 모듈에서의 작업이 이루어지는 경우, 작업이 안정적으로 수행될 수 있도록 일시적으로 회전 플레이트(800)가 정지되야 한다.

이를 위해서 제동부(750)가 마련된다.

도9(a)(b)에서 도시한 바와 같이, 제동부(750)는 액츄에이터(751)와, 액츄에이터(751)와 연결되어 전후 방향으로 이동하는 이동장치(752)를 포함한다.

여기 이동 장치(752)는 슬라이딩 바 또는 로드로 마련될 수 있다.

이동 장치(752)에는 걸림 플레이트(753)가 마련되고, 걸림 플레이트(753) 앞에는 걸림블록(754)이 마련되어 이동 장치(752)의 과도한 전진을 방지할 수 있다.

한편, 회전 테이블(800)에는 이동 장치의 단부가 삽입될 수 있는 제동 블록(830)이 마련된다. 제동 블록(830)에는 삽입공(831)이 마련된다.

따라서, 이동 장치(752)가 제동 블록(830)의 삽입공(831)에 삽입되면, 회전 테이블(800)의 회전이 억제되어 각 립 플레이트(900)에 지지되는 용기나 프리폼에 대한 각 모듈들의 작업이 안정적으로 수행된다.

제동 블록(830)은 회전 테이블(800)의 상면 테두리에 배치되며, 회전 테이블(800)의 복수의 위치에 각각 이격되어 설치된다.

작업 스테이지의 수에 맞게 제동 블록(830)과 안착홈(810)이 설치되는 것이 바람직하다.

따라서 하나의 제동부(750)와 복수의 제동블록(830)을 이용하여 회전 테이블(800)에 의하여 립 플레이트(900)가 움직이고 각 스테이지에서 작업을 할 때, 립 플레이트(900)가 해당 작업위치에 안정적으로 위치할 수 있다.

<프리폼 성형 과정>

도10 내지 도15에서는 프리폼(PF) 성형이 되는 과정을 도시하였다.

도10과 도11에서 도시한 바와 같이, 스크류 결합부재(237)가 스크류 부재(236)의 최상단에 위치하고, 가이드 홀더(238)도 제3가이드 바(243)의 최상단에 위치한 상태에서는 연결 링크(232)가 최대한 접힌 상태가 된다.

이 상태에서는 제1연결 블록(221)과 상부 지지 블록(231)이 최대한 가까운 상태가 된다.

그리고 제2연결 블록(도4참조, 222) 및 제2지지부(도4참조, 212)는 회전 테이블(800) 아래에 현저하게 이격되어 위치하여 있다.

이 경우에 립 플레이트(900)는 비어있는 채로 안착홈(810)에 지지되어 있다.

도11에서 도시한 바와 같이, 회전 테이블(800)에 배치된 립 플레이트(900)의 위에는 프리폼 금형(201)이 이격되어 배치된다. 프리폼 금형(201)은 제1 지지부(211)에 의하여 지지된다.

그리고, 립플레이트(900)의 아래에는 돌출바(212a)가 장착된 베이스부(212b) 및 베이스부(212b)를 지지하는 제2지지부(212)가 이격되게 위치한다.

이 상태에서 도12에서 도시한 바와 같이, 상부 지지 블록(231)에 마련되는 구동 모터(233)가 동작하여, 회전 부재(234)가 회전하고, 이에 의하여 스크류 부재(236)가 제1방향(예,위에서 봤을 때 시계 반대 방향)으로 회전한다.

스크류 부재(236)의 회전에 의하여 스크류 부재(236)와 스크류 결합 부재(237)간의 상대 이동 운동이 일어난다.

스크류 결합 부재(237)의 실제 높이는 일정하게 유지되기 때문에, 상대적으로 스크류 결합부재(237)에 대해서 스크류 부재(237)가 위로 올라가고, 이에 의해 상부 지지 블록(231)도 위로 올라간다.

상부 지지 블록(231)이 올라가면 상부 지지 블록(231)과 제1연결 블록(221) 간의 간격이 벌어지고, 연결 링크(232)는 도10의 경우보다 펴지게 된다.

한편, 상부 지지 블록(231)과 제2연결 블록(222)은 제2가이드바(242)에 의하여 연결되어 있기 때문에, 상부 지지 블록(231)이 상승하면 제2 연결 블록(222)도 상승한다.

이 경우, 도13에서 도시한 바와 같이, 제2지지부(212)와 제2지지부(212)에 마련되는 돌출바(212a)도 립 플레이트(900) 방향으로 올라가고, 돌출바(212a)가 립 플레이트(900)의 지지 홀더(920)를 관통하여 회전 테이블(800) 위로 노출된다.

이때까지도 아직 립 플레이트(900)는 안착홈(810)에 안착된 상태를 유지한다.

도14와 같이, 이 상태에서 스크류 부재(236)가 제1방향으로 더 회전하면, 상부 지지 블록(231)은 더 상승하고, 연결 링크(232)는 최대한 펴진다.

이 경우, 도15에서 도시한 바와 같이, 그리고, 제2연결블록(222), 제2지지부(212), 돌출바(212a)는 더 위로 상승하고, 립 플레이트(900)가 제2지지부(212)의 베이스 부(212b) 위에 얹혀져서 제2지지부(212)와 같이 상승한다.

그리고, 돌출바(212a)는 립 플레이트(900)의 지지 홀더(920) 내부의 관통공 (921)위로 더 솟아올라서 프리폼 금형 캐비티(202)에 완전하게 삽입된다.

립 플레이트(900)는 프리폼 금형(201) 하부를 완전하게 밀폐하고, 립 플레이트 (900)하부는 베이스부(212b)에 의하여 막힌다.

그리고 립 플레이트(900)의 지지 홀더(920)는 캐비티(202)의 개구부(203)에 삽입된다.

따라서, 캐비티(202)와, 돌출바(212a)와, 지지홀더(920)의 관통공(921)에 의하여 구획된 공간이 형성되고, 이 공간이 프리폼(PF)을 형성하기 위한 공간이 된다.

이 상태에서 수지 재료가 제1지지부(211)의 제1,2 안내 유로(211b, 211c)를 거쳐서 각 캐비티(202)로 유입된다.

수지 재료 주입시 강력한 주입 압력에 의하여 프리폼 금형(201)과 립 플레이트 사이가 벌어질 수 있으나, 연결 링크(232)가 완전하게 펴저서 아래로 힘을 가하고, 제2지지부(212) 및 제2연결 블록(221)이 상부로 힘을 가하기 때문에, 프리폼 금형(201)과 립 플레이트(900) 사이가 벌어지는 것을 방지할 수 있다.

각 캐비티(202)가 수지 재료로 충만되면, 게이트 밸브(211d)가 캐비티(202)의 주입구를 막아서 수지 재료의 누출을 방지한다.

이 상태에서 냉각수 유로(205)로 냉각수가 유입되면 캐비티(202) 내부의 수지 재료가 경화되어 프리폼(PF)을 형성한다.

상술한 바와 같이 냉각수 유로(205)는 복층 구조로 형성되고, 각 냉각수 유로(205)는 분리되어 독립적이기 때문에, 캐비티(202) 상/중/하부를 독립적으로 냉각한다.

따라서 캐비티(202)의 모든 영역에 있어서 균일한 냉각이 가능하다.

냉각에 필요한 시간이 경과하면, 도16 및 도17에서 도시한 바와 같이, 회전부재(234)가 제2방향(제1방향의 역방향)으로 회전한다.

이에 의하여 스크류 부재(236)는 스크류 결합 부재(237)에 대해서 상대적으로 하강운동을 한다.

그리고 상부 지지 블록(231)도 하강운동을 한다.

따라서, , 상부 지지 블록(231)과 연결된 제2연결블록(222), 제2지지부(212), 돌출바(212a)는 하강 운동을 하고, 이에 따라서 립 플레이트(900)도 제2지지부(212)의 베이스부(212b)에 얹혀진 상태로 하강을 한다.

다만, 립 플레이트(900)에는 프리폼(PF)이 지지되어 있다.

특히 프리폼(PF)의 입구부가 립 플레이트(900)의 지지 홀더(920)의 관통공(921)에 삽입되어 있다.

립 플레이트(900)는 하강하다가 안착홈(810)에 걸려서 안착홈(810)에 안착된다.

그리고, 상부 지지 블록(231)과 연결된 제2연결블록(222), 제2지지부(212), 돌출바(212a)는 회전 테이블(800) 아래로 하강한다.

프리폼 성형 모듈(200)에 의하여 성형된 프리폼(PF)은 용기 형성을 위한 성형 작업 이전에, 용이한 팽창을 위하여 표면 가열이 되어야 한다.

이를 위해서 프리폼 가열 모듈(300)로 프리폼(PF)이 이동해야 하고, 회전 테이블(800)은 회전하여 프리폼(PF)이 지지되는 립 플레이트(900)를 프리폼 가열 모듈(300)로 이동시킨다.

< 프리폼 가열 모듈 및 커팅 모듈 >

도18는 프리폼 가열 모듈(300) 및 커팅 모듈(1300)을 도시한 것이다. 여기서 프리폼 가열 모듈(300)과 커팅 모듈(1300)을 합하여 프리폼 관리 모듈이라고도 할 수 있다.

즉, 용기 성형 이전에 용이한 용기의 성형이 이루어질 수 있도록 프리폼(PF)을 가열하고, 그 외부에 있는 불필요한 부분을 커팅하는 등 프리폼(PF)에 대한 관리를 하기 때문이다.

프리폼 가열 모듈(300)의 구성은 다음과 같다.

지지 테이블(700) 상면에 배치되고 회전 테이블(800) 일측에 마련되는 지지 프레임(301)과, 지지 프레임(301)에 상하방향으로 이동 할 수 있게 마련되는 설치 프레임(302)을 포함한다.

지지 프레임(301)에는 수직 가이드 축(303)이 마련되고, 설치 프레임(302)은 수직 가이드 축(303)에 상하 이동할 수 있게 마련된다.

설치 프레임(302)에는 이동부재(305)가 연결되고, 이동 부재(305)는 수직 가이드 축(303)에 스크류 결합된다.

그리고 이동 부재(305)가 가이드 축(303)을 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있도록 이동 부재(305)가 연결된 설치 프레임(302)에는 상하 운동을 유발하는 액츄에이터(304)가 마련된다.

액츄에이터(304)는 이동 부재(305) 내부에 있는 스크류 결합 부재(미도시)와 연결된다.

따라서 액츄에이터(304)의 동작에 의하여 이동부재(305) 내부에 있는 스크류 결합 부재들이 회전하고, 이에 의하여 이동 부재(305) 및 설치 프레임(302) 자체가 상하 이동할 수 있다.

한편, 설치 프레임(302)에는 상부 히팅 유닛(310)이 설치된다.

상부 히팅 유닛(310)은 외주면 일부가 절개되어 그 내부가 노출되는 히터 커버(311)와, 히터 커버(311) 내부에 내주면을 따라서 설치되는 외부 히터(312)를 포함한다.

외부 히터(312)는 프리폼(PF)의 외부를 가열한다.

여기서 외부 히터(312)는 할로겐 램프로 구성될 수 있다.

외부 히터(312)의 설치를 위해서 히터 커버(311) 내부에 히터 홀더(313)가 설치된다.

히터 커버(311) 내부 공간은 프리폼(PF)을 둘러쌀 수 있는 공간을 형성한다.

외부 히터(312)는 여러 개로 구성되어 히터 커버(311) 내부의 높이 방향을 따라서 설치될 수 있으며, 이는 프리폼(PF)의 크기에 따라 달라질 수 있다.

히터 커버(311)는 회전할 수 있게 마련되는데, 이를 위해서 설치 프레임(302)에는 회전 장치(320)가 마련된다.

회전 장치(320)는 설치 프레임(302)에 마련되는 회전 모터(321)와, 히터 커버(311)에 마련되는 회전축(322)과, 회전축(322) 외주면에 연결되는 기어나, 스프로킷이나 풀리와 같은 회전부재(323)와, 회전 모터(321)와 회전부재(323)를 연결하는 체인이나 로프와 같은 동력 전달부재(324)를 포함한다.

상부 히팅 유닛(310)은 복수개로 마련되는데, 이는 하나의 립 플레이트(900)에 최대한 수용할 수 있는 프리폼(PF)의 갯수에 대응된다.

각 상부 히팅 유닛(310)에는 각각 회전 부재(323)가 마련되고, 각각의 회전부재(323)는 체인이나 벨트와 같은 하나의 동력 전달 부재(324)에 의하여 연결되는 것이 바람직하다.

따라서, 회전 모터(321)가 동작하면, 모든 상부 히팅 유닛(310)이 회전하는 것이 바람직하다.

상부 히팅 유닛(310)이 회전하는 이유는 히터 커버(311)가 절개되어 개구부(311a)를 형성하기 때문에 정지되어 있으면 개구부(311a)를 바라보는 프리폼 (PF)부분은 가열되지 않기 때문이다.

따라서, 모든 프리폼(PF)이 외주면을 균일하게 가열하기 위해서 회전 가열을 한다.

개구부(311a)를 두는 이유는 히터 커버(311) 내부의 온도가 너무 높아지는 것을 방지하기 위함이다. 이에 의하여 과도한 열에 의한 프리폼(PF)의 손상을 방지할 수 있다.

지지 테이블(700)에는 프리폼(PF)의 표면 온도를 측정할 수 있는 온도 센서(330)가 마련된다.

온도 센서(330)는 예를 들어 적외선 센서와 같이 비접촉식으로 프리폼(PF)의 표면온도를 측정할 수 있는 센서가 되는 것이 바람직하다.

따라서 온도 센서(330)는 적외선을 방사하고, 적외선은 프리폼(PF)의 표면에 닿아서 표면 온도를 측정한다.

프리폼(PF)이 지지된 립 플레이트(900)가 프리폼 가열 모듈 아래로 용이하게 올 수 있도록 설치 프레임(302) 및 히팅 유닛(310)은 최대한 회전 테이블(800)로부터 상방으로 이격되는 것이 바람직하다.

한편, 지지 프레임(301) 하부에는 커팅 모듈(1300)이 마련된다.

커팅 모듈(1300)은 프리폼(PF)이 끝에 형성된 불필요한 꼭지(PF1)나 돌출부를 커팅하여 제거하기 위한 구성요소이다.

프리폼(PF)의 끝에 꼭지(PF1)나 돌출부가 형성되는 이유는 프리폼 금형 캐비티(202)의 주입구 때문이다.

이 부분은 용기 형성을 위한 팽창과정시 장애물이 되는 필요없는 부분이므로 제거하는 것이 바람직하다.

커팅 모듈(1300)에 대해서는 자세하게 후술하겠다.

도19에서 도시한 바와 같이, 회전 테이블(800) 아래에는 하부 히팅 유닛(340)이 마련된다.

하부 히팅 유닛(340)은 회전 테이블(800) 하부에 마련되어, 프리폼(PF)가 배치된 위치보다 낮게 배치되는 내부 히터(341)를 포함한다.

내부 히터(341)는 가느다란 봉 형태로 마련되는 것이 바람직한데, 이는 립 플레이트(900)를 관통하여 프리폼(PF) 내부로 삽입되어 프리폼(PF) 내부를 가열하기 위함이다.

따라서 외부 히터(341)는 프리폼(PF)의 외면을 가열하고, 내부 히터(341)는 프리폼의 내부 공간을 가열하여 내외면 모두 균일하게 가열될 수 있고, 팽창 작업시 균일한 두께를 가지고 팽창될 수 있다.

내부 히터(312)는 그 아래의 내부 히터 지지부(342)에 의하여 지지되고, 내부 히터 지지부(342)는 승강 조절 장치(343)에 의해서 위 아래로 움직인다.

승강 조절 장치(343)에 의하여 내부 히터(341)가 프리폼(PF) 내부로 삽입되거나 프리폼(PF) 외부로 빠져나올 수 있다.

도20에서 도시한 바와 같이 온도 센서(330)는 복수개로 마련된다.

일 예로, 온도 센서(330)는 4개로 마련되고, 2개는 커팅 모듈(1300) 일측에, 2개는 커팅 모듈(1300) 타측에 배치된다.

각각의 온도 센서(330)는 각각의 히터 커버(311) 내에 수용되어 있는 프리폼(PF)을 향하도록 배치되어 각각의 프리폼(PF)의 온도를 측정한다.

도18과 같은 상태에서 프리폼(PF)이 가열을 위한 정위치에 오면, 상부 히팅 유닛(310)이 하강하고, 이에 의하여 프리폼(PF)들이 각각의 히터 커버(311)에 의하여 둘러싸인다.

프리폼(PF)의 구역별 온도를 측정하여, 일부 구역의 온도가 낮으면 해당 위치에 대응되는 외부 히터(312)의 동작을 제어하여 원하는 표면 온도가 되도록 한다.

도21은 본 발명에 의한 프리폼(PF)의 가열 상태와 종래 기술에 의한 프리폼(PF)의 가열상태를 도시한 것이다.

도21(a)에서 도시한 바와 같이, 립 플레이트(900)는 프리폼(PF) 보다 아래에 위치한다.

따라서, 프리폼(PF)이 가열되면 뜨거운 공기가 위로 올라간다.

그러나, 립 플레이트(900)가 프리폼(PF)보다 아래에 있기 때문에 위로 올라가는 뜨거운 공기에 의하여 영향을 받지 않는다.

그러나, 종래 기술의 경우 21(b)에서 도시한 바와 같이, 립 플레이트(1900)가 프리폼(PF)의 상부에 배치되어 있기 때문에 가열에 의하여 뜨거운 공기가 립 플레이트(1900)에 전달된다.

이에 의하여 립 플레이트(1900)가 열 변형될 수 있어서 그 내구성이 훼손될 수 있다.

종래 기술의 경우, 립 플레이트(1900)의 내구성이 훼손되면 립 플레이트(1900)의 수명이 단축되고, 립 플레이트(1900)에 의한 용기나 프리폼의 지지 기능도 훼손될 수 있다.

그러나, 본 발명과 같이 립 플레이트(900)가 프리폼(PF)의 하부에 있으면 종래 기술에 보다 열에 의한 변형이 방지될 수 있다는 장점이 있다.

도22는 커팅 모듈(1300)을 도시한 것이다.

커팅 모듈(1300)은 프리폼(PF)의 꼭지 또는 돌출부에 접근하여 잘라낼 수 있는 커팅부(1310)와, 커팅부(1310)를 동작시켜 커팅 동작을 수행하게 하는 커팅 액츄에이터(1320)와, 커팅 액츄에이터(1320)가 설치되는 설치 플레이트(1330)를 포함한다.

한편, 설치 플레이트(1330)는 프리폼(PF)에 접근하거나 멀리 떨어질 수 있는데, 이는 설치 플레이트(1330)와 연결된 이동 액츄에이터(1340)의 동작에 의하여 운동할 수 있는 것이다.

한편, 설치 플레이트(1330) 및 이동 액츄에이터(1340)는 상하 방향을 이동할 수 있는데 이는 승강 조절 장치(1350)에 의하여 조절된다.

설치 플레이트(1330)는 커팅 모듈 프레임(1360)에 설치되는데, 커팅 모듈 프레임(1360)의 양측면에는 수직 레일(1361)이 마련되고, 수직 레일(1361)에는 설치 플레이트(1330)와 연결되는 수직 이동 블록(1331)이 배치되어 상하 방향으로 이동을 가이드한다.

한편, 설치 플레이트(1330)에는 수평 레일(1332)도 마련되고, 수평 레일(1332)에는 설치 플레이트(1330)의 하면에 마련되는 수평 이동 블록(1334)이 배치되어, 이동 액츄에이터(1340)의 움직임에 따라서 설치 플레이트(1330)를 프리폼(PF) 방향으로 전진시키거나 후퇴 시킬 수 있다.

커팅 모듈(1300)의 승강 조절 장치(1350)는 수동으로 회전시켜서 높낮이를 조절하거나, 아니면 모터에 의하여 동작하여 높낮이를 조절할 수 있다.

도23에서 도시한 바와 같이, 커팅 모듈(1300)이 프리폼(PF)에 접근한 상태에서 커팅부(1310)는 프리폼(PF)의 꼭지 또는 돌출부를 감싸고, 커팅 액츄에이터(1320)가 동작하면, 커팅부(1310)가 교차되면서 꼭지 또는 돌출부가 프리폼(PF)으로부터 분리된다.

분리된 꼭지 또는 돌출부는 커팅부(1310)에 인접하게 마련되는 흡입 호스(1370)에 빨려들어가서 외부로 배출된다.

흡입 호스(1370)의 단부에는 진공 흡입 장치(미도시)가 마련되어 분리된 조작을 흡입한다.

여기서 커팅 모듈(1300)에 의한 공정은 가열 공정이 이루어지기 전에 이루어지거나, 가열 공정 이후에 이루어질 수 있다.

그리고 원활한 작업 진행을 위해서 상부 히팅 유닛(310)이 위로 올라간 상태에서 이루어지는 것이 바람직하다.

< 용기 성형 모듈 및 라벨 공급 모듈 >

프리폼 가열 모듈(300) 및 커팅 모듈(1300)를 거쳐서 불필요한 부분이 제거되고 가열된 프리폼(PF)은 회전 테이블(700)에 의하여 인몰드 라벨링 및 용기 성형을 위한 스테이지로 움직인다.

도24과 도25에서 도시한 바와 같이, 용기 성형 모듈(400) 위에 마련되는 배치공간(423)에 라벨 공급 모듈(500)이 배치된다.

여기서 용기 성형 모듈(400)과 라벨 공급 모듈(500)을 통칭하여 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리라고 할 수 있다.

도24 내지 도27에서 도시한 바와 같이, 용기 성형 모듈(400)의 구성을 보면, 최종적으로 완성되어야할 용기의 외관 형태에 대응되는 형상을 갖는 캐비티(411)를 갖는 용기 금형(410)을 갖는다.

용기 금형(410)은 두 부분으로 분리될 수 있다.

용기 성형 모듈(400)은 하우징 프레임(420)이 그 뼈대를 구성한다. 그리고 하우징 프레임(420)의 측면에는 측면 플레이트(425)가 마련된다.

용기 금형(410)은 제1용기 금형(410a)과, 제2용기 금형(410b)로 구분된다.

각각의 용기 금형 후방에는 이동 블록(430)이 마련된다.

제1용기 금형(410a)의 후방에는 제1 이동 블록(430a)이 마련되고, 제2 용기 금형(410b)의 후방에는 제2 이동 블록(430b)이 마련된다.

한편, 제1 이동 블록(430a)의 후방에는 제1 이동 블록(430a)의 후방을 지지하는 지지 블록(427)이 마련된다.

하우징 프레임(420)의 옆에는 구동 드라이브(428)가 마련된다.

본 발명의 특징 중 하나는 하나의 구동 드라이브(428)를 이용하여 두 개의 용기 금형(410)을 서로 붙이거나 이격시킬 수 있다는 점이다.

종래 기술에서는 두 개의 금형을 이격시키거나 붙이기 위해서는 각각의 금형을 움직이는 구동 드라이브가 두 개가 있어야 되지만, 본 발명에서는 하나의 구동 드라이브(428)만 가지고도 두 개의 용기 금형(410)을 동시에 움직일 수 있다.

위 구동 메커니즘은 아래와 같은 특이한 구동력 전달 구조에 의해서 구현된다.

구동 드라이브(428)에는 하우징 프레임(420)을 폭 방향으로 관통하는 회전축(428a)이 마련된다.

회전축(428a)에는 캠 플레이트 형태의 회동부(428b)가 마련된다.

그리고 회동부(428b)의 양 단에는 두 개의 연결 링크(429)가 마련되고, 이 연결 링크(429)는 연결 플레이트(431)에 의해서 두 개의 이동 블록(430a, 430b)과 각각 연결된다.

구체적으로 보면, 회동부(428b)의 일단에는 'ㄷ' 자 형태의 제1 연결 링크(429a)가 회동 가능하게 연결된다.

그리고, 제1 연결 링크(429a)는 'ㄴ'자 형태의 제1 연결 플레이트(431a)에 회동 가능하게 연결된다.

그리고 제1 연결 플레이트(431a)은 제1 이동 블록(430a)에 연결된다.

한편, 회동부(428b)의 타단에는 'ㄷ' 자 형태의 제2 연결 링크(429b)가 회동 가능하게 연결된다.

그리고, 제2 연결 링크(429b)는 'ㄱ'자 형태의 제2 연결 플레이트(431b)에 회동 가능하게 연결된다.

그리고 제2 연결 플레이트(431b)은 제2 이동 블록(430b)에 연결된다.

제1연결 링크(429a)는 회동하면서 제1 연결 플레이트(431a) 및 회동부(429)와 간섭되는 것을 방지하면서도, 그 연결 상태 및 동력 전달 상태가 보다 안정적으로 확보될 수 있도록 상호 이격된 두 겹으로 구성된 구조로 되는 것이 바람직하다.

그리고 제2연결 링크(429b)도 회동하면서 제2연결 플레이트(431b) 및 회동부(429)와 간섭되는 것을 방지하면서도, 그 연결 상태 및 동력 전달 상태가 보다 안정적으로 확보될 수 있도록 상호 이격된 두 겹으로 구성된 구조로 되는 것이 바람직하다.

즉, 제1연결링크(429a)를 구성하는 하나의 플레이트는 회동부(429) 및 제1연결 플레이트(431a)의 일면에 결합되고, 다른 하나의 플레이트는 타면에 결합된다.

그리고, 제2 연결링크(429a)를 구성하는 하나의 플레이트는 회동부(429) 및 제2연결 플레이트(431b)의 일면에 결합되고 다른 하나의 플레이트는 타면에 결합된다.

이에 의해서 제1연결 링크(429a) 및 제2 연결 링크(429b)가 회동부(429)에 의한 회동 운동시 제1연결 플레이트(431a)(또는 제2 연결 플레이트(431b))와 중첩될 수 있으면서도 간섭으로 인한 충돌이 되는 것은 방지될 수 있다.

하우징 프레임(420)의 상면에는 제2연결 링크(429b)의 이동 공간을 확보하기 위한 홈부(420a)가 마련된다.

그리고, 하우징 프레임(420)의 하부에는 제1 이동 블록(430a)의 이동을 안내하는 제1 안내 레일(432a)이 마련된다.

또한, 하우징 프레임(420)의 상부에는 제2 이동 블록(430b)의 이동을 안내하는 제2 안내 레일(432b)이 마련된다.

제1 이동 블록(430a)에는 고정바(433)가 관통되는 형태로 배치된다.

고정바(433)의 일단부는 지지 블록(427)에 고정되고 제1 이동 블록(430a) 방향으로 연장되어 제1 이동 블록(430a)의 네 코너 부분을 관통한다.

관통하여 돌출된 고정바(433)의 타단부에는 복수의 요철 또는 단차 형태로 이루어진 제1걸림부(433a)가 마련된다.

위에서 언급한 연결 구성요소(회동부, 연결 링크, 연결 플레이트, 고정바, 안내레일)는 하우징 프레임(420)의 양 측면에 배치된다.

제2 이동 블록(430b)의 네 코너에는 고정바(433)이 삽입되어 관통할 수 있는 삽입공(430b-1)이 마련된다.

제2 이동 블록(430b)의 후방에는 고정바(433)가 삽입공(430b-1)을 관통하여 제1걸림부(433b)가 노출된 경우, 제1 걸림부(433b)와 결합되는 걸림 장치(450)가 마련된다.

걸림 장치(450)와 제1 걸림부(433b)가 결합되는 경우에는 제1 용기 금형(410a)과 제2 용기 금형(410b)가 서로 맞붙어 있는 상태를 유지할 때이다.

이 경우, 제1용기 금형(410a)와 제2 용기 금형(410b) 내부에 프리폼이 들어간 상태에서 용기 성형을 위해서 외부에서 공기가 유입되는데, 이 경우, 용기 금형 간에 틈이 벌어지지 않도록 걸림 장치(450)가 제1 걸림부(433a)와 결합된다.

두 개의 용기 금형(410a, 410b)이 닫히는 과정은 다음과 같다.

도26 및 도 27에서는 제1,2 용기 금형(410a, 410b) 간에 간격이 벌어진 상태를 도시하였고, 도28 내지 도29에서는 제1,2 용기 금형(410a, 410b)이 붙어서 닫힌 상태를 도시하였다.

도26과 도27에서와 같이 제1,2 용기 금형(410a, 410b)간에 간격이 벌어진 상태에서, 구동 드라이브(428)이 동작을 하면, 회동부(429)가 회동을 회동을 한다.

회동부(429)의 회전에 의해서 제1연결 링크부(429a)는 A-1방향(하강 방향)으로 회동 운동을 하고, 제2 연결 링크부(429b)는 A-2방향(상승 방향)으로 회동 운동을 수행한다.

A-1 방향 운동에 의하여 제1 연결 플레이트(431a)는 제2 용기 금형(410b) 방향(B-1 방향)을 향하여 움직이고, 제1 연결 플레이트(431a)에 연결된 제1 이동 블록(430a) 및 제1 이동 블록(430a)에 연결된 제1 용기 금형(410a)는 제2 용기 금형(410b) 방향으로 움직인다.

한편, A-2 방향 운동에 의하여 제2 연결 플레이트(431b)는 제1 용기 금형(410a) 방향(B-2 방향)을 향하여 움직이고, 제2 연결 플레이트(431b)에 연결된 제2 이동 블록(430b) 및 제2 이동 블록(430b)에 연결된 제2 용기 금형(410b)는 제1 용기 금형(410a) 방향으로 움직인다.

이에 의하여 제1용기 금형(410a)과 제2 용기 금형(410b)가 맞붙고, 그 사이에 캐비티(411)가 원통 형태로 형성된다.

그리고, 이 상태에서 제1이동 블록(430a)의 후방에 있는 지지 블록(427)이 제1 이동 블록(430a) 방향으로 움직이고, 지지 블록(427)에 고정되어 있던 고정바(433)가 전진하면서 제2 이동 블록(430b)에 있는 관통공(430b-1)를 관통한다.

지지 블록(427) 과 구동 드라이브(428) 사이에는 구동 드라이브(428)의 회전운동을 지지 블록(472)의 전진 운동 또는 후진 운동으로 변환하는 래크 및 피니언으로 구성되는 구동력 전달 요소들이 배치된다.

고정바(433)의 단부에 있던 제1걸림부(433a)는 걸림 장치(450)에 마련되는 제2 걸림부(451d, 452d)와 결합된다.

도30에서 도시한 바와 같이, 제2 이동 블록의 뒤에는 잠금 장치가 마련된다

상술한 바와 같이 잠금 장치는 제1,2 용기 금형(410a, 410b)이 맞붙은 경우, 그 상태가 안정적으로 유지될 수 있게, 고정바(433)의 단부에 있는 제1걸림부(433a)와 결착되어 고정바(433)가 이탈되는 것을 방지한다.

걸림 장치(450)의 구체적인 구성은 다음과 같다.

상향으로 오목하게 형성되는 복수의 제1걸림홈(451a)이 형성되는 상부 걸림대(451)과, 상부 걸림대(451)와 부분적으로 겹쳐지게 마련되며, 하향으로 오목하게 형성되는 복수의 제2 걸림홈(452a)가 형성되는 하부 걸림대(452)를 포함한다.

상부 걸림대(451) 및 하부 걸림대(452)는 후술하는 액츄에이터(460)의 동작에 의하여 그 간격이 조절된다.

이에 의해서 제1걸림홈(451a)과 제2걸림홈(452a)가 이격되거나 붙어서 제1걸럼부(433a)에 선택적으로 걸릴 수 있게 된다.

상부 걸림대(451)는 제1 상부 걸림대(4511) 및 이와 하방으로 이격되어 있는 제2 상부 걸림대(4512), 그리고 이들을 연결하는 연결대(4513)를 포함한다.

하부 걸림대(452)는 제1 하부 걸림대(4521) 및 이와 하방으로 이격되어 있는 제2 하부 걸림대(4522), 그리고 이들을 연결하는 연결대(4523)를 포함한다

제1상부 걸림대(4511)는 제1 하부 걸림대(4521)와 붙거나 이격되도록 상하 방향으로 마주보게 배치된다.

또한, 제2상부 걸림대(4512)는 제2 하부 걸림대(4522)와 붙거나 이격되도록 상하 방향으로 마주보게 배치된다.

상부 걸림대(451) 및 하부 걸림대(452)를 상하 방향으로 가로지르는 안내 로드(454)가 마련된다.

안내 로드(454)는 상부 걸림대(451)과 하부 걸림대(452)가 상대적인 상하 운동을 하는 경우, 그 상하 운동을 안내하는 역할을 한다.

안내 로드(454)는 상부 걸림대(451) 및 하부 걸림대(452)에 마련되는 제1수용홈(451b)과, 제2수용홈(452b)에 배치된다.

제2 이동 블록(430b)의 후방에는 고정대(4300)가 마련되고, 고정대(4300)에는 액츄에이터(460)가 고정된다.

액츄에이터(460)에는 작동바(461)가 마련된다.

작동바(461)는 액츄에이터(460)의 동작에 따라서 액츄에이터(461) 외측으로 길게 뻗어나가거나 내측으로 이동하여 숨겨질 수 있다.

액츄에이터(460)는 제1하부 걸림대(4521) 및 제2 상부 걸림대(4512)의 외부에 배치되는 이동 플레이트(470)와 연결된다.

이를 구체적으로 보면 작동바(461)의 단부가, 이동 플레이트(470)에 마련되는 연결유닛(471)에 연결되어 있다.

따라서, 액츄에이터(460)의 동작에 따라서 작동바(461)가 외측으로 뻗어나가면 이에 따라서 이동 플레이트(470)가 본 도면에서 왼쪽으로 이동할 수 있다.

그 상태에서 작동바(461)가 액츄에이터(460) 내부로 들어가면 이동 플레이트(470)가 본 도면에서 우측으로 이동할 수 있다.

이동 플레이트(470)의 후면에는 일정 영역이 경사지게 형성되는 안내홈(472)이 마련된다.

안내홈(472)는 상향 안내홈(472a)과 하향 안내홈(472b)으로 구성된다.

그리고 상향 안내홈(472a)과 하향 안내홈(472b)은 좌우 방향으로 복수 개로 구성될 수 있다.

상향 안내홈(472a)과 하향 안내홈(472b)간의 간격은 일측에서 타측으로 갈수록 그 간격이 넓어지게 형성된다.

한편, 제1하부 걸림대(4521)에는 상향 안내홈(472a)에 끼워지며, 상향 안내홈(472a)과 상대적인 위치 변화가 발생할 수 있는 제1삽입부(452c)가 마련된다.

한편, 제2상부 걸림대(4512)에는 하향 안내홈(472b)에 끼워지며, 하향 안내홈(472b)과 상대적인 위치 변화가 발생할 수 있는 제2 삽입부(451c)가 마련된다.

한편, 제1 걸림홈(451a)과 제2 걸림홈(452a)의 내면에는 고정바(433)에 마련되는 제1 걸림부(433a)에 걸릴 수 있는 요철부 형태의 제2 걸림부(451d, 452d)가 마련된다.

제1용기 금형(410a)과 제2 용기 금형(410b) 간의 이격 또는 부착 상태에 따른 걸림 장치(450)의 동작에 대해서 설명한다.

제1용기 금형(410a)과 제2 용기 금형(410b) 간에 최대한 이격되어 있는 경우에는 상부 걸림대(451)와 하부 걸림대(452)가 상호 이격되어 있다. 따라서 제1 걸림홈(451a)과 제2 걸림홈(452a)도 이격되어 있다.

이 상태에서 제1하부 걸림대(4521)와 제2상부 걸림대(4512) 간의 간격은 최소가 된다.

그리고, 제1삽입부(452c)는 상향 안내홈(472a)의 일단부(본 도면에서 좌측단부)에 배치되고, 제2삽입부(451c)는 하향 안내홈(472b)의 일단부(본 도면에서 좌측단부)에 배치되어 있다.

도31에서 도시한 바와 같이, 제1용기 금형(410a)과 제2용기 금형(410b) 가 닫혀 지면, 지지 블록(427)에 고정되고 그 일단부가 제1이동 블록(430a)에 대해서 돌출되어 있는 고정바(433)가 지지 블록(427)의 이동으로 인하여, 제2 이동 블록(430b)에 있는 관통공(430b-1)를 관통한다.

그리고, 그 단부에 있는 제1걸림부(433a)는 걸림장치의 제1걸림홈(451a)과 제2 걸림홈(452a) 사이에 배치된다.

이 상태에서 액츄에이터(460)가 동작하여 작동바(461)가 일측방향(좌측방향)으로 연장되어 뻗는다.

이에 의하여 이동 플레이트(470)가 일측 방향(좌측 방향)으로 이동한다.

이동 플레이트(470)의 이동에 따라서 이동 플레이트(470)에 형성된 상향 안내홈(472a) 및 하향 안내홈(472b)도 일측 방향(좌측 방향)으로 이동한다.

상향 안내홈(472a) 및 하향 안내홈(472b)에 끼워져 있는 제1삽입부(452c) 및 제2삽입부(451c)는 각각 상부 지지대(451)와 하부 지지대(452)에 고정되어 있기 때문에 수평 방향으로 움직이지는 않는다.

다만, 일측 방향(좌측 방향)으로 움직이는 상향 안내홈(472a) 및 하향 안내홈(472b) 내에서의 상대적인 위치가 변화된다.

상향 안내홈(472a)에 끼워진 제1삽입부(452c)는 상향 안내홈(472a)의 안내에 의하여 위로 올라가고, 하향 안내홈(472b)에 끼워진 제2삽입부(451c)는 하향 안내홈(472b)의 안내에 의하여 아래로 내려간다.

따라서, 전체적으로 상부 지지대(451)는 하강 이동하고, 하부 지지대(452)는 상승 이동한다.

이에 의하여 제1상부 지지대(4511)은 제1 하부 지지대(4521)과 맞붙게 되고, 제2 상부 지지대(4512)는 제2 하부 지지대(4522)와 맞붙게 된다.

그리고, 제1걸림홈(451a)과 제2 걸림홈(452a)가 만나서 원형 구멍을 형성하고, 관통공(433)의 제1걸림부(433a)를 둘러싼다.

상술하였다시피, 제1걸림홈(451a)의 내주면과, 제2걸림홈(452a)의 내주면에는 요철부 형상의 제2걸림부(451d, 452d)가 형성되고, 이는 제1걸림부(433a)와 맞물리는 형상으로 구현된다.

이러한 맞물림에 의해서 걸림 장치(450)에 걸린 고정바(433)가 이탈되거나 이동하는 것이 방지된다.

지지 블록(427)이 제1이동 블록(430a)의 후방을 지지하고 있는 상태이므로, 고정바(433)가 이동하지 못하면, 지지블록(427)도 이동할 수 없고, 그에 따라서 제1이동 블록(430a)도 이동할 수 없다.

따라서, 걸림 장치(450) 와 지지 블록(433) 사이에 있는 제1,2이동 블록(430a, 430b), 그리고, 제1,2이동 블록(430a, 430b) 사이에서 닫혀져 있는 제1,2용기 금형(410a, 410b) 의 폐쇄된 배치상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

추후에 용기 성형이 완료되고, 제1,2 용기 금형(410a, 410b) 사이가 벌어지기 위해서는 액츄에이터(460)의 동작에 의해서 작동바(461)가 타측 방향(우측 방향)으로 이동하여 이동 플레이트(470)를 잡아당기면 된다.

그러면, 상향 안내홈(472a)의 최상단에 있던 제1삽입부(452c)가 하향 이동하고, 하향 안내홈(472b)의 최하단에 있던 제2삽입부(451c)가 상향 이동한다.

이에 의하여 상부 걸림대(451)와 하부 걸림대(452) 간의 간격이 벌어지고, 제1걸림부(433a)와 제2걸림부(451d, 452d) 간의 걸림이 해제된다.

이 상태에서 구동 드라이브(428)가 동작하여, 제1이동 블록(430a)과 제2 이동 블록(430b) 간의 간격을 벌어지게 하고, 이에 따라서 제1 용기 금형(410a)과, 제2 용기 금형(410b) 의 간격이 벌어진다.

도32에서 도시한 바와 같이, 회전 테이블(800)에 의하여 움직이는 립 플레이트(900)는 가열된 프리폼(PF)을 지지한 상태로 분리된 용기 금형(410) 사이에 위치한다.

분리된 용기 금형 캐비티(411) 사이에 프리폼이 위치할 수 있다.

한편, 용기 금형(410) 상부에는 캐비티(411)의 상부를 폐쇄하는 상부 폐쇄부(460)가 설치된다.

상부 폐쇄부(460)의 하면의 형상은 최종적으로 제작될 용기의 바닥면에 대응되는 형상이 된다.

본 발명에서 용기 금형(410)의 캐비티(411) 상부와 하부는 개방되어 있는데, 개방된 상부를 막기 위해서 상부 폐쇄부(460)가 마련되는 것이다.

한편, 용기 금형(410)의 캐비티(411) 하부는 립 플레이트(900) 및 립플레이트(900)의 지지 홀더(920)에 의하여 폐쇄된다.

용기 금형(410)의 캐비티(411)에는 진공 흡착부(미도시)가 마련되는데, 진공 흡착부는 후술할 라벨 공급 모듈(500)에 의하여 라벨(L)이 캐비티(411) 내부로 공급되는 경우, 라벨(L)을 흡착하여, 라벨(L)이 캐비티(411) 내면에 고정될 수 있도록 하는 역할을 한다.

도24과 도25에서 도시한 바와 같이 용기 성형 모듈(400)의 하우징 프레임(420)에는 라벨 공급 모듈(500)이 배치될 수 있는 배치 공간(423)이 형성된다.

배치 공간(423)에 라벨 공급 모듈(500)이 설치되면 라벨 공급 모듈(500)과 용기 성형 모듈(400)은 상호 교차도 되는 방향으로 배치된다,

도33와 도34에서 도시한 바와 같이, 라벨 공급 모듈(500)은 메인 프레임(501)과, 메인 프레임(501) 내부에 수평 방향을 따라서 마련되는 제1 이동 가이드부(510)와, 제1 이동 가이드부(510)에 마련되어 제1이동 가이드부(510)를 따라서 수평방향 또는 전후 방향으로 이동할 수 있는 제1이동 유닛(511)을 포함한다.

제1 이동 유닛(511)은 프레임 형태로 마련되고, 제1 이동 유닛(511)과 메인 프레임(501)은 전기선이나 통신선을 수용하면서 자유롭게 절곡될 수 있는 제1 보호구(512)에 의하여 연결된다.

따라서, 제1 이동 유닛(511)이 제1이동 가이드부(510)를 따라서 수평 이동을 하는 경우에도, 제1보호구(512)가 절곡되면서 제1이동 유닛(511)을 따라가면서 전선이나 통신선을 보호할 수 있다.

제1 이동 가이드부(510)에 뒤에는 제1 이동 액츄에이터(513)가 마련되고, 이는 제1 이동 유닛(511)과 연결되어 제1 이동 유닛(511)을 이동 시킨다.

한편, 제1 이동 유닛(511)에는 수직 방향으로 형성되는 제2 이동 가이드부(520)가 설치된다.

제2 이동 가이드부(520)에는 제2이동 가이드부(520)를 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있는 제2 이동 유닛(521)이 마련된다.

제2 이동 유닛(521)도 프레임 형태로 마련되고, 제1 이동 유닛(511)과 제2이동 유닛(521)은 전기선이나 통신선을 수용하면서 자유롭게 절곡될 수 있는 제2 보호구(522)에 의하여 연결된다.

따라서, 제2 이동 유닛(521)이 제2이동 가이드부(520)를 따라서 상하 운동 이동을 하는 경우에도, 제2보호구(522)가 절곡되면서 제2이동 유닛(521)을 따라가면서 전선이나 통신선을 보호할 수 있다.

제2 이동 가이드부(520)에는 제2 이동 액츄에이터(523)가 마련되고, 이는 제2 이동 유닛(521)과 연결되어 제2 이동 유닛(521)을 상하 방향으로 이동 시킨다.

제2 이동 유닛(521)에는 수직 방향으로 배치되는 라벨 공급 암(530)이 마련된다.

라벨 공급 암(530)은 암 프레임(531)과, 암 프레임(531)의 하단부에 마련되어 라벨을 흡착하거나 부착하여 지지하는 라벨 지지부(532)를 포함한다.

라벨 공급 암(530)은 제2 이동 유닛(521)의 양 옆에 상호 이격되어 배치된다.

라벨 지지부(532)에는 복수의 흡착부(533) 또는 부착부가 마련되는데, 바람직하게는 진공 흡착 방식으로 라벨을 지지한다.

흡착부(533) 또는 부착부의 간의 좌우 간격은 용기 금형(410) 사이 간격에 대응된다.

즉 각 흡착부(533) 또는 부착부는 용기 캐비티(411) 내면을 바라볼 수 있는 것이 바람직하다.

한편, 메인 프레임(501)의 단부에는 라벨 보관부(540)가 마련된다.

도35에서 도시한 바와 같이, 제1 이동 유닛(511)은 제1 이동 가이드부(510)를 따라서 전진하여 라벨 보관부(540)까지 이동할 수 있다.

이 상태에서 제2 이동 유닛(521)이 최대한 위로 올라온 상태에서 라벨 공급암(530)의 라벨 지지부(532)는 라벨 보관부(540)를 향하게 배치된다.

여기서 라벨 지지부(532)에 마련되는 흡착부(533)에 진공 흡입력이 형성되면, 라벨 보관부(540)에 있는 라벨이 흡착부(533)에 이동하여 부착된다.

도36에서 도시한 바와 같이, 라벨 보관부(540)는 라벨이 보관되는 보관 프레임(541)과, 보관 프레임(541)에 마련되어 라벨이 빠져나갈 수 있는 개구부를 형성하는 배출공(542)과, 보관 프레임(541) 내부에 이동 가능하게 마련되어 보관 프레임(541) 내부에 수용된 라벨을 배출공(542) 방향으로 밀어주는 푸시 장치(543)를 포함한다.

푸시 장치(543)가 직선운동을 할 수 있도록 보관 프레임(541) 내부에는 가이드부(544)가 마련되고, 푸시 장치(543)는 가이드부(544)에 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.

한편 푸시 장치(544)는 라벨을 보다 효과적으로 밀 수 있도록 푸시 플레이트(544a)를 구비한다.

따라서, 푸시 플레이트(544a)와 배출공(542) 사이에 라벨이 수용되고, 푸시 플레이트(544a)가 라벨 번들(bundle)을 배출공(542) 방향으로 미는 상태에서, 라벨 지지부(532)의 흡착부(533)에서 진공 흡입 압력이 발생하면, 라벨 보관부(540)에 있던 라벨(L)이 흡착부(533)로 이동할 수 있다.

푸시 장치(544)가 라벨(L)을 밀 수 있도록 푸시 장치(544)와 연결된 연결선(546)과, 연결선(546)의 단부에 연결된 무게추(545)가 더 포함된다.

연결선(546)은 푸시 장치(544)의 전방에 연결되어 배출공(542)까지 연장되었다가 그 아래로 꺾여서 푸시 장치(543)의 뒤 쪽에 배치되는 도르래(547)까지 연결된다.

도르래(547)는 하부 도르래(547a)과 상부 도르래(547b)로 구성되며, 이들은 지지 브라켓(548)에 의하여 지지된다.

하부 도르래(547a)를 지나는 연결선(546)은 상부 도르래(547b)를 지나서 무게추(545)까지 연결된다.

무게추(545)가 중력에 의하여 하강하려고 하면, 연결선(546)은 푸시 장치(543)을 배출공(543) 방향으로 잡아당기며, 이에 의하여 라벨(L)이 배출공 방향(543)으로 이동할 수 있다.

라벨(L)을 용기 성형 모듈(400)의 용기 금형 캐비티(411)에 공급하기 위한 과정은 다음과 같다.

도33와 같이 제1이동 유닛(511)이 최대한 후퇴하고, 제2이동 유닛(521)이 최대한 위로 올라온 상태에서 제1이동 유닛(511)이 제1이동 가이드(510)를 따라서 라벨 보관부(540)를 향하여 전진 이동하면 도35과 같은 상태가 된다.

이 상태에서 흡착부(533)에 진공 흡착 상태를 형성하면 라벨 보관부(540)에 있던 라벨이 흡착부(533)로 이동하여 안정적으로 부착된다(도36(a) 참조).

라벨의 흡착이 완료되면, 제1이동 유닛(511)은 후퇴하여 도37와 같은 상태로 돌아간다.

도38에서는 라벨 부착 모듈(500)에서 흡착부(533)만 도시하였고, 그 외의 구성은 생략하였다. 여기서 흡착부(533)에 라벨(L)이 부착된 상태이며, 라벨(L)을 제1,2 용기 금형(410a, 410b)의 캐비티(411) 내부에 부착하기 위한 준비 상태를 도시하였다.

이를 위해서 제1,2용기 금형(410a, 410b) 사이가 이격된 상태를 유지하고, 그 사이에 립 플레이트(900)가 위치한다. 그리고 립 플레?츠(900)에는 프리폼(미도시)가 위치한다.

이 상태에서 도39 및 도40과 같이 제2 이동 유닛(521)이 제2이동 가이드(520)를 따라서 하강한다.

이 경우, 라벨 공급암(530)이 하강하고, 특히 라벨 공급암(530)의 하단에 있는 라벨 지지부(532)가 용기 금형(410)의 캐비티 내면에 대향되게 된다.

즉, 도39 및 도40과 같이 각 라벨 지지부(532)는 서로 분리되어 있는 각 용기 금형(410)의 캐비티(411) 내면을 바라보게 된다.

여기서 라벨 지지부(532) 간의 간격 또는 암 프레임(531) 간의 좌우 간격은 분리된 용기 금형(410)의 최대 분리 간격에 대응되게 마련되는 것이 바람직하다.

종래 다른 기술에 의하면 라벨 지지부에서 다시 흡착부가 돌출되어 라벨을 캐비티 내면까지 이동시켰으나, 본 발명은 하강 그 자체로 라벨을 캐비티(411) 내면에 근접하게 위치시킬 수 있다.

그리고 라벨(L)을 캐비티(411) 내면에 부착시킨 경우에, 라벨 지지부(532)의 흡착부(533)에는 더 이상 라벨이 남아 있지 않다.

이 상태에서 라벨 지지부(532)는 도41과 같이 용기 금형(410) 위로 상승한다.

그리고, 라벨이 부착되고 서로 떨어진 제1,2용기 금형(410a, 410b)는 프리폼(PF)을 수용할 수 있도록 서로 부착되어 캐비티(411)를 폐쇄시킨다.

제1,2용기 금형(410a, 410b) 간의 이동 및 폐쇄 과정은 위에서 상세하게 서술하였으므로 더 이상 구체적인 설명은 생략한다.

도32 에서 도시한 바와 같이, 용기 금형(410) 아래에는 프리폼(PF)에 공기를 공급하여 프리폼(PF)을 팽창시키기 위한 공기를 공급하는 공기 공급부(1400)가 마련된다.

용기 금형 아래에 회전 테이블(800)이 배치되고, 회전 테이블(800)에 배치되어 프리폼(PF)을 지지하고 있는 립 플레이트(900)가 용기 금형(410) 사이 공간의 아래에 위치한다.

회전 테이블(800) 아래에는 공기 공급부(1400)가 마련된다

도42에서 도시한 바와 같이, 공기 공급부(1400)는 대롱 또는 관 또는 스트로우 형태로 마련되며 그 외주면에 복수의 공기 배출이 되는 공기 공급관(1401)을 포함한다.

공기 공급관(1401)은 공급관 지지 블록(1402)에 의하여 지지되고, 지지 블록(1402) 하부에는 마련되는 지지 블록 받침대(1403)가 배치된다.

한편 공기 공급부(1400)는 공기 공급관(1401)이 관통하며 공기 공급관(1401)의 상하 이동을 가이드하는 제1상부 가이드 블록(1411)과, 제1상부 가이드 블록(1411)의 상부에 마련되는 제2 상부 가이드 블록(1412)을 더 포함한다.

제2상부 가이드 블록(1412)의 상부에는 립 플레이트(900)의 지지 홀더(920)의 관통공(921) 하부에 삽입되며 공기 공급관(1401)이 관통하도록 하고, 공기 공급관(1401)이 지지 홀더(920)의 관통공(921)을 관통하여 안정적으로 프리폼(PF) 내부로 진입할 수 있도록 하는 삽입 가이드부(1413)가 마련된다.

지지 블록 받침대(1403)의 아래에는 베이스 프레임(1421)이 마련되고, 베이스 프레임(1421)에는 공급관 지지 블록(1402)과 지지 블록 받침대(1403)를 승하강 시킬 수 있는 제1승강 액츄에이터(1422)가 마련된다.

베이스 프레임(1421)은 승강 가이드 블록(1423)의 하부에 고정된다.

베이스 프레임(1421)과 제2상부 가이드 블록(1421) 사이에는 승강 가이드바(1431)가 마련된다.

승강 가이드바(1431)는 공급관 지지 블록(1402)과, 지지 블록 받침대(1403)가 베이스 프레임(1421)과 제2상부 가이드 블록(1412) 사이에서 승강 운동을 하는 경우 이를 가이드 하는 역할을 한다.

승강 가이드바(1431)가 스크류 부재로 되고, 승강 가이드 바(1431)에 결합된 공급관 지지 블록(1402)과, 지지 블록 받침대(1403)가 일종의 스크류 결합 부재가 되어 승강 가이드바(1431)의 회전에 의하여 공급관 지지 블록(1402)과, 지지 블록 받침대(1403)가 상하 운동을 할 수 있는 것도 생각할 수 있다.

한편, 공급관 지지 블록(1402)과, 지지 블록 받침대(1403)가 안정적으로 상하 이동을 할 수 있도록 승강 가이드 블록(1423)에는 상하 방향으로 안내 레일(1432)이 배치되고, 공급관 지지 블록(1402)과, 지지 블록 받침대(1403)에는 안내 레일(1432)에 결합되어 슬라이드 이동을 할 수 있는 이동 블럭(1433)이 마련된다.

한편, 승강 가이드 블록(1423)의 양 옆에는 제2승강 액츄에이터(1440)를 지지하는 사이드 프레임(1441)이 마련된다.

제2승강 액츄에이터(1440)는 사이드 프레임(1441)과 제2상부 가이드 블록(1412) 사이에 마련되어, 제2상부 가이드 블록(1412)을 위로 들어올리거나 내리는 역할을 수행한다.

한편, 사이드 프레임(1441)에는 위로 연장되는 가이드 바(1442)가 마련된다

사이드 프레임(1441)에 마련되는 가이드 바(1442)는 제2상부 가이드 블록(1423)을 관통하도록 배치된다.

제2 상부 가이드 블록(1412)의 양 옆에는 가이드 파이프(1443)가 마련되는데, 사이드 프레임(1441)의 가이드 바(1442)가 이 가이드 파이프(1443)를 통과하도록 배치된다.

도42와 같이, 공기 공급관(1401)이 립 플레이트(900)의 지지 홀더(920) 및 프리폼(PF) 내부에 진입하기 전에는 공급관 지지 블록(1402)과 지지 블록 받침대(1403)는 베이스 프레임(1421) 바로 위에 위치한다.

즉, 승강 가이드 바(1431)의 최하단에 위치한다.

그리고, 제2액츄에이터(1440)도 동작하지 않아서, 제1,2상부 가이드 블록(1411, 1412)도 가장 낮은 자리에 위치한다.

이에 의해서 제1상부 가이드 블록(1411)과 립 플레이트(900)의 하면은 상호 이격되어 있다.

도43에서 도시한 바와 같이, 제1액츄에이터(1422)의 동작에 의하여 공급관 지지 블록(1402) 및 지지 블록 받침대(1403)가 위로 상승하고, 아울러 제2액츄에이터(1440)의 동작에 의하여 제1,2상부 가이드 블록(1411, 1412)이 위로 상승한다.

이 경우 제1상부 가이드 블록(1411)의 상면은 립 플레이트(900)의 하면에 부착된다.

공기 공급관(1401)은 제1,2상부 가이드 블록(1411. 1412)을 관통하고, 립 플레이트(900)의 지지 홀더(920)를 관통하여 최대한 위로 노출된다.

이렇게 노출된 공기 공급관(1401)이 프리폼 내부 공간에 진입하는 것이다.

도43와 같은 공기 공급부(1400)의 배치상태는 상호 이격된 금형(410)에 라벨(L)이 부착된 상태에서, 용기 금형(410)이 맞붙고, 금형(410)의 캐비티(411) 상부가 상부 폐쇄부(460)에 의하여 폐쇄된 상태(도41참조)에서 이루어진다.

용기 금형(410)이 맞붙고, 상부 폐쇄부(460)와, 립 플레이트(900) 및 지지 홀더(900)에 의하여 캐비티(411)가 폐쇄된 개략적인 상태가 도44에서 나타난다.

도44에서 프리폼(PF)은 지지홀더(920)에 거꾸로 지지된 상태에서 캐비티(411) 내부에 수용되어 있다.

이 상태에서 공기 공급부(1400)의 승강 동작 및 공기 공급 기능에 의하여 프리폼(PF)이 용기(C)로 형성되는 과정이 도45에 나타난다.

도45(a) 에서 도45(d)과 같이 공기 공급관(1401)은 지지 홀더(920)를 관통하기 시작하면서 공기 공급 장치(미도시)에서 공급되는 공기를 배출하고, 서서히 위로 올라간다,.

이에 의해서 가열 상태에 있는 프리폼(PF)은 그 부피가 팽창하고, 종국적으로 도45(d)와 같이 최종적인 용기의 형상으로 변한다.

이 과정에서 사용되는 공기는 가열된 공기가 되는 것이 바람직하다.

한편, 도45(d) 형태가 되었을 때, 가열된 용기(C)는 용기 금형 캐비티(411) 내면에 부착되어 고정된 라벨과 접촉하고, 라벨의 내면 표면이 녹으면서 가열된 용기(C) 표면에 부착된다. 즉 인몰드 라벨링 된다.

도45(a) 내지 도45(d)에서 사용되는 공기의 압력(P1)과, 도45(d)의 후공정에서 사용되는 공기의 압력(P2)은 달라지는 것이 바람직하며, P1이 P2보다 큰 것이 바람직하다.

즉, 45(d) 상태와 같이 P1의 압력을 가지는 가열된 공기에 의하여 용기 성형이 완료된 경우에는 용기에 대한 냉각이 필요하다.

따라서, 도45(d)와 같이, 공기 공급관(1401)을 통해서 냉각된 공기가 P2의 압력을 가진 채로 유입되어 용기를 냉각시키고, 그 형태가 변하지 않고 유지되게 한다.

이러한 과정을 거쳐서 용기 성형이 완료되면, 성형된 용기(C)를 외부로 배출하는 과정을 거쳐야 한다.

성형이 완료된 용기는 립 플레이트(900)의 지지 홀더(920)에 거꾸로 지지된 상태로 회전 테이블(800)의 회전에 의하여 용기 반출 모듈로 이송된다.

< 용기 반출 모듈 >

도46와 같이, 용기 반출 모듈(600)은 용기(C)와 립 플레이트(900)를 분리시켜서 그 지지 상태를 해제시키는 용기 지지 상태 해제 모듈(650) 또는 분리 모듈과, 분리된 용기를 잡아서 외부로 취출하는 용기 취출 모듈(610)을 포함한다.

용기 지지 상태 해제 모듈(650)은 회전 테이블(800)의 하부에 배치된다.

용기 취출 모듈(610)은 지지 테이블(700)에 배치되고, 회전 테이블(800) 옆에 배치된다.

한편, 회전 테이블(800)의 안착홈(810)의 양 옆에는 관통홀(813)이 마련된다.

관통홀(813)은 용기 지지 상태 해제 모듈(650)에 마련되는 지지암(661)이 관통하여 립 플레이트(900)의 양 옆을 잡아서 지지하기 위해서 마련된다.

한편, 도46도와 도47에서 도시한 바와 같이, 용기 취출 모듈(610)의 옆에는 용기 반출용 컨베이어 벨트(780)가 마련된다.

용기 취출 모듈(610)의 구성을 간단히 보면, 용기에 대해서 전후방 이동 및 회전 이동이 가능한 이동 모듈(620)과, 이동 모듈(620)에 마련되어 선택적으로 용기를 잡을 수 있는 그리퍼(630)와, 이동 모듈(620)을 회전시켜서 그리퍼(630)에 의하여 잡힌 용기를 컨베이어 벨트 방향으로 회전시키는 회전 액츄에이터(640)를 포함한다.

여기서 그리퍼(630)는 복수 개로 마련되고, 각각의 그리퍼(630) 한 쌍의 스틱(631)로 구성된다. 그리퍼(630)는 그 간격이 조절될 수 있다.

따라서 그리퍼(630)의 간격이 좁아지면, 그리퍼(630)가 용기(c)의 목 부분을 잡을 수 있고, 그리퍼(630) 간의 간격이 벌어지면 그러한 홀딩 상태가 해제되는 것이다.

도48에서 도시한 바와 같이, 용기(생략)가 지지된 립 플레이트(900)가 용기 지지 상태 해제 지지 모듈(650) 위에 위치한다.

용기 지지 상태 해제 모듈(650)의 구성은 아래와 같다.

베이스 프레임(651)과 베이스 프레임(651)의 측면에 상방으로 연장되게 형성되는 삽입부(652)와, 베이스 프레임(651)을 들어올리거나 내리는 승강 액츄에이터(653)를 포함한다.

삽입부(652)는 그 상단부가 첨두 형태로 마련되는 것이 바람직하다.

삽입부(652)의 상단부는 립 플레이트(900)의 하면에 마련되는 분리 안내홈(931)에 삽입되어 립 플레이트(900)를 분리시키고, 이에 의하여 립 플레이트(900)에 의한 용기의 지지 상태를 해제할 수 있다.

베이스 프레임(651)의 아래에는 하부 고정 프레임(654)이 마련되고, 하부 고정 프레임(654) 아래에 승강 액츄에이터(653)가 배치된다.

삽입부(652)의 외측에는 승강 블록(660)이 마련되고, 승강 블록(660)에는 지지암(661)이 회동 가능하게 결합된다.

지지암(661)의 상단부는 'ㄱ' 자 형태로 절곡되어 있어서, 나중에 립 플레이트(900)가 분리되는 때에 립 플레이트(900)가 폭 방향으로 안정적을 분리될 수 있게 립 플레이트(900)의 측면 상부 테두리를 지지해주는 역할을 한다.

승강 블록(660)의 상부에는 스토퍼 블록(662)이 마련되며, 스토퍼 블록(662)은 상기 승강 블록(660)의 상승 운동을 제한하는 역할을 한다.

한편, 지지암(661)의 내면에는 부분적으로 볼록하게 형성된 볼록부(미도시)가 형성되는데,

지지암(661)이 상승하되, 볼록부(미도시)가 스토퍼 블록(662)를 만나는 경우, 지지암(661)의 상단부가 외측으로 경사지게 배치된다. 그러다가 지지암(661)이 상승하여 볼록부가 스토퍼 블록(662)를 통과하면, 지지암(661)의 상단부가 내측으로 이동하고, 지지암(661)이 직립할 수 있다.

이와 같이 볼록부와 스토퍼 블록(662)간의 상호 관계에 의해서 지지암(661)이 상승하면서 그 상단부가 외측으로 기울어졌다가 내측으로 이동하는 것은 립 플레이트(900)의 외부 테두리를 덮을 수 있는 동작을 하기 위함이다.

한편,하부 고정 프레임(654)의 측부와 스토퍼 블럭(662) 사이에는 가이드 바(671)가 마련되고, 가이드 바(671)에는 승강 블록(660)이 장착되어 가이드 바(671)를 따라서 수직 운동을 할 수 있다.

한편, 가이드 바(671) 옆에는 가이드 핀(672)이 마련되는데, 가이드 핀(672)은 베이스 프레임(651)의 양 측단부에 상부로 연장되게 마련되고, 가이드 핀(672)의 단부에는 걸림턱 역할을 하는 헤드부(672a)가 마련된다.

가이드 핀(672)은 승강 블록(660)의 양 측단부를 관통하게 배치된다.

한편, 베이스 프레임(651)의 위에는 용기 지지부(680)가 마련된다.

용기 지지부(680)의 역할은 립 플레이트(900)가 분리되어 더 이상 용기를 지지하지 못하는 경우, 용기의 입구에 삽입되어 용기를 대신 지지하는 역할을 하는 것이다.

용기 지지부(680)의 구성을 보면, 용기 지지봉(681)과, 용기 지지봉(681)의 상단부에 마련되어 용기의 입구에 삽입되는 삽입편(682)과, 용기 지지봉(681)의 하부에 마련되고 용기 지지봉(681)을 지지하는 지지봉 지지대(683)와, 지지봉 지지대(683)의 측면에 배치되는 이동 프레임(684)과, 이동 프레임(684)에 스크류 체결되는 스크류 부재(685)와, 이동 프레임(684)의 후면에 배치되는 가이드 블럭(686)과, 가이드 블록(686)이 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 이동하도록 마련되는 가이드 레일(687)을 포함한다.

여기서, 소정의 구동 액츄에이터가 스크류 부재(685)를 회전시키면, 이동 프레임(684)이 상하 방향으로 움직이고, 이에 의하여 지지봉 지지대(683) 및 용기 지지봉(681)이 상하 방향으로 움직인다.

도49를 참조하여, 립 플레이트(900)의 용기(미도시)에 대한 지지상태를 해제하는 과정을 설명한다.

승강 액츄에이터(653)에 의하여 베이스 프레임(651)이 상승하면, 삽입부(652)와 삽입부(652)에 연결되는 승강 블록(660)도 상승한다.

삽입부(652)가 상승하는 동시에, 승강 블록(652)도 상승할 때, 지지암(661)의 상단부가 바깥쪽으로 경사지게 배치되었다가 안쪽으로 이동하면서 립 플레이트(900)의 측면 상부를 덮어서 지지한다.

이 상태에서 삽입부(652)의 상단부가 립 플레이트(900)의 분리 안내홈(931)을 가압하면, 립 플레이트(900)의 각 플레이트 본체(910)는 좌우 방향으로 이격되어 분리된다.

지지암(661)의 절곡된 부분이 립플레이트(900)의 상면 테두리를 눌러서 지지하기 때문에, 플레이트 본체(910)는 분리되면서 위로 올라가지 않고, 양 옆으로만 움직일 수 있다.

각 플레이트 본체(910)가 분리되면, 각 플레이트 본체(910)에 배치된 지지 홀더(920)의 부분들도 상호 이격 분리된다.

용기의 입구가 지지홀더(920)에 의하여 홀딩되는 형태로 지지되었는데, 지지 홀더(920)가 분리되면서 더 이상 용기가 지지 홀더(920)에 의하여 지지 되지 않는다.

대신 용기 지지봉(681)이 상승하면서 용기 지지봉(681)의 단부가 용기의 입구에 삽입되어 끼워진다.

도50은 도48 및 도49에서 설명한 용기 지지 상태 해제 모듈(650)에 의하여 립 플레이트(900)가 분리되기 전, 분리된 후, 그리고 다시 결합되는 상태를 일목요연하게 정리한 것이다.

도50(a)는 도48과 동일하고, 도50(b)는 도49와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

도50(c)의 경우, 승강 액츄에이터(653)의 하강 동작이 일어나면, 지지암(661)이 벌어지면서, 립 플레이트(900)와 떨어지게 된다.

아울러, 립 플레이트(900)를 하면을 가압하여 립 플레이트(900)를 벌어지게 했던 삽입부(652)도 립 플레이트(900)의 하면으로부터 이격된다.

상술한 바와 같이 립 플레이트(900)의 돌출부에는 탄성부재가 있기 때문에 삽입부(652)가 립 플레이트(900)로부터 떨어지면 분리되어 있던 립 플레이트(900)가 다시 모아진 상태가 된다.

이러한 립 플레이트(900)는 다시 프리폼 성형 모듈 방향으로 이동하여, 성형된 프리폼을 지지하는데 재사용된다.

도51에서 도시한 바와 같이. 용기 지지봉(681)이 용기에 끼워진 상태에서 용기를 들어올린 후, 용기 취출 모듈(650) 중 그리퍼(630)의 스틱(631) 간의 간격이 벌어진 상태에서 용기(C)를 향해서 그리퍼(630)가 접근한다.

스틱(631)의 내면에는 용기(C) 목부분의 외주면에 대응되는 홈(631a)이 형성된다.

따라서 스틱(631)의 간격이 좁혀지면 홈(631a)에 용기(C) 목부분이 위치하여 안정적으로 잡혀질 수 있다.

도52에서 도시한 바와 같이, 용기 취출 모듈(650)의 그리퍼(620)를 용기 방향으로 움직이는 이동 모듈(620)에 의해서 그리퍼(620)가 용기 방향으로 움직인다.

이동 모듈(620)은 구동 모터와 연결되는 주동 기어(621)와, 주동 기어(621)와 맞물리는 종동기어(622)와, 주동 기어(621)에 연결되는 제1링크(623)과, 제1링크(623)와 회동 가능하게 연결되고, 종동기어(622)의 회전축에 회동 가능하게 연결되며 그리퍼(630)가 위치하는 이동 플레이트(625)가 위치하는 이동 플레이트(625)에 연결되는 제2링크(624)를 포함한다.

제1링크(623)는 주동 기어(621)에 고정되는 것이 바람직하고, 종동 기어(622)의 회전 축에는 회전 가능하게 배치된다.

그리고, 제2링크(624)는 이동 플레이트(625) 및 종동 기어(622)의 회전축에 회동 가능하게 연결된다.

따라서, 도51의 상태에서 주동기어(621)가 시계 방향으로 회전을 하면, 제1링크(623)도 시계 방향으로 회전을 한다.

이에 의해서 종동 기어(622)의 위치가 주동 기어(621)의 외주면을 따라서 시계 방향으로 이동한다.

이에 의해서 접혀 있던 제1링크(623)과, 제2링크(624)가 펼쳐지고, 이에 따라서 이동 플레이트(625)가 용기 방향으로 이동 한다.

그리퍼(630)의 홈(631c)이 용기의 목 부분에 위치한 경우, 그리퍼(630)의 폭이 좁아지면서 용기가 그리퍼(630)에 의하여 잡혀진다.

여기서 그리퍼(630)의 폭을 좁히는 구조는 각 그리퍼(630)를 구성하는 한 쌍의 스틱(631) 중 어느 하나의 스틱들을 고정시킨 상태에서 다른 스틱들을 일괄적으로 움직일 수 있는 구성(벨트 또는 래크) 및 이 구성을 구동시키는 구동모터에 의해서 구현될 수 있다.

이 상태에서 그리퍼(630)에 의해서 용기(C)가 지지된 상태에서, 용기 지지봉(681)은 아래로 하강한다.

그리고 용기(C)를 잡고 있는 그리퍼(630)를 포함하는 이동장치(620)는 후퇴를 한다.

후퇴는 도52에서 나타난 펼쳐지는 작용의 역방향이면 된다.

즉, 도52의 상태에서 주동기어(621)가 반시계 방향으로 회전을 하면, 제1링크(623)도 반시계 방향으로 회전을 한다.

이에 의해서 종동 기어(622)의 위치가 주동 기어(621)의 외주면을 따라서 반시계 방향으로 이동한다.

이에 의해서 펼쳐져 있던 제1링크(623)과, 제2링크(624)가 접혀 지고, 이에 따라서 이동 플레이트(625)가 후퇴한다.

이 상태에서 도53에서 도시한 바와 같이, 회전 액츄에이터(640)가 동작을 하면, 그리퍼(630)가 뒤쪽으로 회전을 하고, 도54에서 도시한 바와 같이 그리퍼(630)에 의하여 꺼꾸로 서있던 용기(C)가 똑바로 서면서 컨베이어 벨트(750)에 놓여서 외부로 반출될 수 있다.

도55(a)는 그리퍼(630)의 간격이 벌어진 상태에서 그리퍼(630)가 최후방에 위치한 상태를 도시한 것이다(용기를 잡기 전 상태)

도55(b)는 그리퍼(630)가 이동 모듈에 의하여 전진하여, 최전방에 위치함으로써 용기의 목 부근에 위치하고, 이 상태에서 간격을 좁하여 용기의 목 부분을 잡은 상태를 도시한 것이다(용기를 잡은 상태)

도55 ( c)는 그리퍼(630)가 용기를 잡은 상태에서 후퇴하고, 뒤로 180도 젖혀져진 상태를 도시한 것이다. 즉, 용기를 컨베이어 벨트에 놓기 직전의 상태를 도시한 것이다.

도 55(d)는 그리퍼(630)의 간격이 벌어지면서 더 이상 용기를 잡을 수 없는 상태가 된 것을 도시한 것이며, 이 경우, 용기는 컨베이어 벨트를 타고 외부로 반출된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 프리폼 성형부(200)에서 성형된 프리폼(PF)이 립 플레이트(900)에 지지되는데, 이때 프리폼(PF)은 종래 기술과 같이 입구가 위를 향하여 배치되는 것이 아니라, 아래를 향하고, 립 플레이트(900)는 프리폼(PF)의 위에 배치되는 것이 아니라 아래에 배치된다.

이렇게 립 플레이트(900)에 의해서 지지되는 프리폼(PF)는 회전 테이블(800)에 의하여 프리폼 가열 모듈(300)로 이동하여, 용기 성형 온도에 맞게 가열되는 한편, 불필요한 부분은 커팅 모듈(1300)에 의하여 제거된다.

한편, 프리폼 가열 모듈(300)에 의하여 프리폼(PF)의 외면과 내부가 모두 가열되기 때문에 가열이 프리폼(PF) 전체적으로 균일하게 이루어진다.

그리고 지속적으로 프리폼(PF)의 표면 온도를 측정하여, 온도의 분포를 인지하고 이를 통해서 가열을 제어하므로 가열의 균일성이 보다 확실하게 확보된다.

한편, 가열이 완료된 이후에 프리폼(PF)은 회전 테이블(800)에 의하여 용기 성형 모듈(400)로 이동한다.

여기서 프리폼(PF)이 용기로 성형되기 전에, 라벨 공급 모듈(500)이 수직 방향으로 금형(410)에 라벨(L)을 공급하고, 이후, 프리폼(PF)이 금형(410) 내부에 수용된 상태에서 공기 공급부(1400)에 의하여 프리폼(PF)이 팽창하여 라벨(L)과 붙으면서 용기의 형상으로 변한다.

한편, 용기 형성시, 팽창을 위한 열풍 뿐만 아니라 냉각을 위한 냉각공기도 공급하기 때문에 용기가 신속하게 냉각될 수 있다.

인몰드 라벨을 붙인 용기 성형이 완료되면 용기 반출 모듈(600) 방향으로 이동하여 용기 지지 상태 해제 모듈(610)에 의하여 립 플레이트(900)와 용기(C)가 분리된다.

그리고, 분리된 용기(C)는 용기 지지부(680)에 의하여 임시적으로 지지되다가, 용기 취출 모듈(600)에 의하여 취출되어 외부로 반출된다.

그리고 위 과정이 지속적으로 반복되어 인몰드 라벨 용기를 계속적으로 만들어낼 수 있으며, 도56에는 위 과정을 거쳐서 만들어진 인몰드 라벨 용기가 개시된다.

다만, 본 발명은 인몰드 라벨 용기에만 적용되는 것은 아니며, 인몰드 라벨 용기가 아닌 일반적인 용기 제작에도 적용될 수 있음은 물론이다.

100: 사출장치 200: 프리폼 성형모듈
400: 용기성형모듈 500: 라벨 공급 모듈
610: 용기 지지 상태 해제 모듈
650: 용기 취출 모듈
700: 지지 테이블 800: 회전 테이블
900: 립 플레이트
1300: 커팅 모듈
1400: 공기 공급부

Claims

용기의 프리폼이 수용되며 용기의 외부 형상에 대응되는 캐비티가 구비되고 상호 이격되거나 맞닿게 되는 분리 가능한 복수의 용기 금형과;
상기 용기 금형에 부착되어 용기 금형을 이동시키는 복수의 이동 블록과;
상기 이동 블록을 이동시킬 수 있는 구동력을 제공하는 구동 드라이브와;
구동 드라이브와 이동 블록을 연결하여 구동 드라이브의 동력을 이동 블록에 전달하는 구동력 전달부와,
복수의 용기 금형이 맞붙은 경우, 복수의 이동 블록을 관통하게 마련되는 고정바와,
복수의 용기 금형이 맞붙은 경우, 고정바와 결합하여 복수의 용기 금형이 맞붙은 상태를 유지시키는 걸림 장치를 포함하되,
용기 금형은 제1용기 금형과, 제2용기 금형을 포함하고,
이동 블록은 제1용기 금형의 후방에 결합되는 제1 이동 블록과, 제2 용기 금형의 후방에 결합되는 제2 이동 블록을 포함하고,
구동력 전달부는 구동 드라이브의 회전축에 배치된 회동부와;
회동부 양단에 회동 가능하게 마련되는 제1,2 연결 링크와;
각각 제1,2연결 링크와 연결되고, 제1,2 이동 블록과 연결되는 제1,2연결 플레이트를 더 포함하되,
회동부의 회전으로 인하여 제1,2연결 링크가 회동부 주위에 모이는 경우, 제1,2 용기 금형이 맞붙고, 제1,2 연결 링크가 회동부 외측 방향으로 분산되는 경우 제1,2 용기 금형이 분리되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1이동 블록 후방에는 제1 이동 블록의 후방을 선택적으로 지지하며 고정바가 설치되는 지지 블록이 마련되고,
용기 금형과, 이동 블록과, 지지 블록은 외관을 형성하는 하우징 프레임 내부에서 슬라이드 이동 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
삭제
제2항에 있어서,
상기 고정바는 제1 이동 블록을 관통하도록 마련되고,
제1,2용기 금형이 맞붙는 경우, 제2 이동 블록을 선택적으로 관통하도록 마련되되,
상기 걸림 장치는 제1,2이동 블록을 관통한 고정바의 단부와 선택적으로 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
제1항에 있어서,
상기 걸림 장치는
상향으로 오목하게 형성되는 복수의 제1걸림홈이 형성된 상부 걸림대와;
하향으로 오목하게 형성되는 복수의 제2걸림홈이 형성된 하부 걸림대와;
상기 상부 걸림대와 상기 하부 걸림대 간의 간격을 조절하여 제1,2걸림홈이 모아지도록 할 수 있는 구동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
제5항에 있어서,
상기 구동 장치는;
돌출되는 길이가 변할 수 있는 작동바를 구비한 액츄에이터와,
작동바와 연결되어 작동바의 동작에 따라서 움직이는 이동 플레이트와;
이동 플레이트에 형성되는 상향 안내홈 및 하향 안내홈을 포함하되,
상기 상향 안내홈에는 하부 걸림대에 고정된 제1삽입부가 삽입되고, 상기 하향 안내홈에는 상부 걸림대에 고정된 제2 삽입부가 삽입되어, 이동 플레이트의 동작에 따라서 상기 상부 걸림대와 상기 하부 걸림대 간의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
제5항에 있어서,
상기 고정바의 단부 표면에 요철 형태로 형성되는 제1 걸림부와;
상기 제1,2걸림홈의 내면에 요철 형태로 형성되고, 제1걸림부와 맞물릴 수 있는 제2걸림부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
제1항에 있어서,
상기 용기 금형은 상부와 하부가 개방되게 마련되되,
상기 용기 금형의 상부 개방부는 용기의 바닥면 형상에 대응되는 형상을 갖는 상부 폐쇄부에 의하여 폐쇄되고,
상기 용기 금형의 하부 개방부는 용기 프리폼이 지지되는 립 플레이트에 의하여 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
제1항에 있어서,
상기 용기 금형의 하부에 마련되어 캐비티에 수용된 프리폼 내부에 공기를 공급하여 프리폼을 팽창시켜 용기를 형성시키는 공기 공급부를 포함하되,
상기 공기 공급부는;
상기 용기 금형의 하부에 승강 가능하게 마련되며 상기 용기 프리폼 입구를 관통하여 용기 프리폼 내부에 공기를 공급하는 공기 공급관과;
상기 공급관에 공기를 공급하는 공기 공급 장치와;
상기 용기 금형의 하부에 승강 가능하게 마련되고, 상기 용기 프리폼과 상기 공기 공급관 사이에 마련되고, 공기 공급관이 관통하게 마련되어 공기 공급관의 승강 이동을 안내하고, 용기 프리폼이 지지되는 립 플레이트의 하면과 결합되는 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
제9항에 있어서,
상기 공기 공급관의 표면에는 다수의 공기 배출홀이 마련되고,
상기 공기 공급관은 위로 상승하면서 용기 프리폼 내부로 공기를 배출하여 프리폼을 팽창시키도록 마련되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
제9항에 있어서,
상기 공기 공급장치는 용기 프리폼이 팽창 완료되어 용기 성형이 완료된 경우에는 상기 공기 공급관을 통하여 용기 내부에 냉각용 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치용 용기 성형 모듈.
용기의 프리폼이 수용되며 용기의 외부 형상에 대응되는 캐비티가 구비되고 상호 이되거나 맞닿게 되는 분리 가능한 복수의 용기 금형 및 복수의 용기 금형이 서로 맞닿거나 이격되게 하는 구동 메커니즘 을 구비하는 용기 성형 모듈과;
상기 용기 금형 상부에 마련되고, 상기 용기 금형부의 상부 공간과 상기 용기 금형 내부 사이에서 승강 동작하면서 상기 용기 금형 캐비티 내부에 라벨을 공급하는 라벨 공급 모듈을 포함하되,
용기 성형 모듈은
용기의 프리폼이 수용되며 용기의 외부 형상에 대응되는 캐비티가 구비되고 상호 이격되거나 맞닿게 되는 분리 가능한 복수의 용기 금형과;
상기 용기 금형에 부착되어 용기 금형을 이동시키는 복수의 이동 블록과;
상기 이동 블록을 이동시킬 수 있는 구동력을 제공하는 구동 드라이브와;
구동 드라이브와 이동 블록을 연결하여 구동 드라이브의 동력을 이동 블록에 전달하는 구동력 전달부와,
복수의 용기 금형이 맞붙은 경우, 복수의 이동 블록을 관통하게 마련되는 고정바와,
복수의 용기 금형이 맞붙은 경우, 고정바와 결합하여 복수의 용기 금형이 맞붙은 상태를 유지시키는 걸림 장치를 포함하되,
용기 금형은 제1용기 금형과, 제2용기 금형을 포함하고,
구동력 전달부는 구동 드라이브의 회전축에 배치된 회동부와;
회동부 양단에 회동 가능하게 마련되는 제1,2 연결 링크와;
각각 제1,2연결 링크와 연결되고, 제1,2 이동 블록과 연결되는 제1,2연결 플레이트를 더 포함하되,
회동부의 회전으로 인하여 제1,2연결 링크가 회동부 주위에 모이는 경우, 제1,2 용기 금형이 맞붙고, 제1,2 연결 링크가 회동부 외측 방향으로 분산되는 경우 제1,2 용기 금형이 분리되는 것을 특징으로 하는 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리.
제12항에 있어서,
상기 용기 금형이 맞닿은 경우 그 상태를 유지시키는 걸림 메커니즘을 더 포함하되,
상기 걸림 메커니즘은;
복수의 용기 금형이 맞붙은 경우, 복수의 이동 블록을 관통하게 마련되는 고정바와,
복수의 용기 금형이 맞붙은 경우, 고정바와 결합하여 복수의 용기 금형이 맞붙은 상태를 유지시키는 걸림 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리.
제12항에 있어서,
상기 라벨 공급 모듈은
상기 용기 성형 모듈의 상부에 배치되는 메인 프레임과;
상기 메인 프레임의 일단부에 배치되어 라벨을 보관하는 라벨 보관부와;
상기 메인 프레임을 따라서 전후 방향으로 이동하여 라벨 보관부에 보관된 라벨을 가져오는 라벨 공급부를 포함하되,
상기 라벨 공급 모듈은 상기 라벨 보관부에서 가져온 라벨을 상기 금형부 내부의 캐비티로 제공하도록 상하 방향으로 이동하는 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리.
제14항에 있어서,
라벨 공급부를 수평 방향으로 가이드 하는 제1 이동 가이드부와,
상기 라벨 공급부가 제1 이동 가이드부를 따라 이동하도록 구동력을 제공하는 제1 이동 액츄에이터와,
라벨 공급부를 수직 방향으로 가이드하는 제2 이동 가이드부와;
상기 라벨 공급부가 제2 이동 가이드부를 따라 이동하도록 구동력을 제공하는 제2이동 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리.
제14항에 있어서,
상기 라벨 공급 암을 상하 방향으로 이동시켜서 라벨을 용기 금형 캐비티 내부 까지 공급할 수 있는 승강 장치를 더 포함하되,
상기 라벨 공급 암은 승강 장치와 연결되는 암 프레임과;
암 프레임의 하단에 마련되고 라벨이 흡착되거나 부착되어 라벨이 지지될 수 있는 라벨 지지부를 포함하되,
상기 암 프레임과 라벨 지지부는 복수개로 마련되어 상호 이격되고,
상기 라벨 지지부의 간격은 상기 용기 금형이 분리되어 최대로 이격 상태로 된 경우의 간격에 대응되는 것을 특징으로 하는 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리.
제14항에 있어서,
상기 라벨 보관부는 라벨이 보관되며, 라벨이 배출되는 배출공을 구비하는 보관 프레임과;
상기 보관 프레임에 대해서 이동 가능하게 마련되며 보관된 라벨이 상기 라벨 공급암에 부착 또는 흡착될 수 있도록 라벨을 배출공 방향으로 밀어주는 푸시 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리.
제17항에 있어서,
상기 푸시장치와 연결되는 연결선과,
상기 연결선의 단부에 연결되는 무게추와;
무게추의 하강 운동을 푸시 장치의 전진 이동으로 변환시키는 도르래를 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 라벨 용기 성형 어셈블리