KR101587905B1 - 스틱제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리 - Google Patents

스틱제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리 Download PDF

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    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
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Abstract

본 발명은 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 필름 피딩부에 공급되는 필름을 이송시키면서 필름 포머에 의해 필름을 두 장으로 겹쳐지도록 폴딩하고, 실링부에 의해 두 장의 겹쳐진 필름의 일측을 길이 방향을 따라 접합하여 스틱형 포장지(4)를 만들고, 상기 스틱형 포장지(4)의 내부에는 내용물(2) 피딩부에서 충진 파이프 어셈블리로 공급되는 내용물(2)을 충전하도록 구성된 스틱 제품 포장기에 있어서, 상기 스틱형 포장지(4)가 외주면을 감싸서 지나가도록 상기 스틱 제품 포장기에 구비된 아웃터 파이프(20); 상기 아웃터 파이프(20)에 내장되어 상기 아웃터 파이프(20)의 내주면과의 사이에 석션 챔버(SC)를 형성하며 내부로는 상기 스틱 제품 포장기의 내용물(2) 피딩부에서 공급되는 내용물(2)이 하강하여 상기 스틱 제품 포장기에 충전되도록 하는 이너 파이프(30); 상기 아웃터 파이프(20)에 연결되어 상기 이너 파이프(30)의 외주면과 상기 아웃터 파이프(20)의 내주면 사이에 확보된 상기 석션 챔버(SC)에 연통된 석션 파이프(26)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스틱제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리{Heater with heat release structure for coil supporter between coil tube}
본 발명은 스틱제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필름 공급부에서 제공되는 두 겹의 필름 내부에 내용물 충진시 파이프 내부의 에어 흐름을 원활하게 하기 위해 이중 구조의 충진 파이프 어셈블리를 제작하여 내용물 낙하 속도를 높임과 함께 내용물 완전 낙하 후 분진을 이중 구조 파이프를 통해 빠른 분진 제거를 실시하여 포장 속도(생산량)의 향상과 제품의 충진 안정성을 높이고 제품의 미려함을 얻을 수 있는 스틱제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에 관한 것이다.
커피를 마실 때에는 커피믹스를 컵에 담고 물을 혼합한 다음 기호에 따라 프림이나 설탕을 섞어주게 되는데, 이처럼 커피믹스와 프림, 설탕을 물에 따로 섞어서 음용하는 경우에는 별도의 스푼을 이용하여 커피믹스와 설탕, 프림 등을 따로 뜨거나 봉투를 이용해 커피믹스와 물을 혼합하므로 사용 관리상의 불편함 등이 생기게 되고, 여행지 등에서는 커피를 마시기 어려운 문제도 생기게 된다.
따라서, 최근에는 커피믹스와 설탕 및 프림이 스틱 포장백(스틱형 비닐 포장백)에 단계적으로 들어 있거나 이들이 혼합된 스틱형 커피가 시중에 판매되고 있어서, 커피를 보다 편리하게 음용할 수 있도록 하면서도 여행지 등에서도 커피를 손쉽고 간편하게 음용할 수 있도록 하는 추세이다. 그리고, 커피 이외에 분말형의 음식물이나 액상 요구르트와 같이 여러 가지 음식물을 스틱 포장백에 담아서 판매하는 스틱 제품이 많이 애용되고 있는 추세이다.
한편, 스틱 제품을 만들기 위해서는 스틱 포장백(스틱형 비닐백)을 만든 다음, 스틱 포장백에 커피 등의 내용물을 담아서 포장하는 스틱 제품 포장기가 이용되고 있는데, 이러한 스틱 제품 포장기는 열접착 가능한 포장지를 일정간격으로 길이방향을 따라 절단하고, 상기 절단된 포장지의 양측면을 측면 접착하여 봉지형태(스틱형 봉지 형태)로 만들며, 상기 봉지 내부에 분말과립, 설탕, 커피, 액체, 점체, 각종 시럽 등의 분말 또는 액체를 일정량 충전한 다음, 일정길이로 단부를 접착함과 아울러 접착된 단부를 절단하도록 하는 포장기계이다.
그런데, 종래의 스틱 제품 포장기는 내용물 낙하 속도가 비교적 느리게 되어서 스틱 제품의 생산성이 저하되는 단점이 있고, 파우더 커피와 같은 제품(내용물)을 스틱형 포장기에 충전하는 과정에서 분진 등의 파티클이 비산되어서 제품의 충진 안전성이 저하되는 단점이 있다. 제품의 충진 안전성이 저하된다는 것은 스틱형 포장지에 내용물이 담긴 상태에서 밀봉을 하는 실링부를 열로 접합하여 형성할 때에 파우더 내용물에서 생기는 분진이 그대로 스틱형 포장지의 두 장의 필름이 열간 실링되어 형성된 실링부에 개재된 상태로 스틱 제품이 생산되기 때문에, 스틱 제품의 불량률이 높아진다는 것을 의미한다. 또한, 기존에는 스틱 제품의 실링부에 파우더 내용물 등의 찌꺼기인 파티클이 스틱 제품의 실링부에 그대로 개재되어 생산되는 만큼 스틱 제품의 미려함이 떨어지고, 이로 인하여 상품성이 저하되는 단점도 있다.
국내공개특허 제10-2005-0103859호(2005.11.01 공개) 국내등록특허 제10-1409184호(2014.06.12 등록) 국내공개특허 제10-2008-0014131호(2008.02.13 공개) 국내등록특허 제10-1238311호(2013.02.22 등록)
본 발명의 목적은 발열 코일을 지지하는 나선 코일 지지체와 코일 튜브의 결합 과정에서 코일 튜브의 파손이나 크랙 등이 생기는 것을 방지할 수 있으며, 상기 결합 과정에서 코일 튜브의 파손이나 크랙 등을 방지함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 스틱제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 필름 피딩부에 공급되는 필름(4F)을 이송시키면서 필름 포머에 의해 필름(4F)을 두 장으로 겹쳐지도록 폴딩하고, 실링부에 의해 두 장의 겹쳐진 필름(4F)의 일측을 길이 방향을 따라 접합하여 스틱형 포장지를 만들고, 상기 스틱형 포장지의 내부에는 내용물 피딩부에서 충진 파이프 어셈블리로 공급되는 내용물을 충전하도록 구성된 스틱 제품 포장기에 있어서, 상기 스틱형 포장지가 외주면을 감싸서 지나가도록 상기 스틱 제품 포장기에 구비된 아웃터 파이프; 상기 아웃터 파이프에 내장되어 상기 아웃터 파이프의 내주면과의 사이에 석션 챔버를 형성하며 내부로는 상기 스틱 제품 포장기의 내용물 피딩부에서 공급되는 내용물이 하강하여 상기 스틱 제품 포장기에 충전되도록 하는 이너 파이프; 상기 이너 파이프와 상기 아웃터 파이프 사이에 구비된 석션 챔버;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리가 제공된다.
상기 아웃터 파이프에 연결되어 상기 이너 파이프의 외주면과 상기 아웃터 파이프의 내주면 사이에 확보된 상기 석션 챔버에 연통된 석션 파이프;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 아웃터 파이프에 연결되어 상기 석션 챔버에서 파티클을 석션하는 흡입 에어량을 조절하는 밸브를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 밸브에 연결되어 상기 석션 챔버에서 연결된 석션 파이프 내부의 통로 개폐 정도를 조절하는 셧터;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 이너 파이프의 내부로 내용물이 낙하되어 스틱형 포장기에 충전되는데, 이너 파이프와 아웃터 파이프가 결합된 이중 파이프로 구조로 이루어져서 스틱형 포장지의 내부에 내용물을 충전할 때에 파이프 내부의 에어 흐름이 원활하게 되므로, 내용물의 낙하 속도가 높아져서 스틱형 제품의 생산성이 향상되는 효과가 있고, 스틱형 포장지 내부에 내용물이 충전된 다음에는 이중 구조 파이프를 통해 빠른 분진을 실시하므로, 제품의 충전 안전성을 높이고 스틱형 제품의 미려함을 높이는 효과가 있다.
본 발명은 상기의 효과 이외에 여러 가지 효과가 있으며, 상기한 효과는 본 발명의 주요 효과라고 이해하면 될 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 스틱제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리가 스틱제품 포장기에 장착된 상태를 보여주는 개략적으로 보여주는 정면도
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에 의해 스틱제품 포장기에서 스틱 제품을 포장하는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도
도 3은 본 발명에 의한 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에 스틱제품 포장기로부터 필름(4F)이 공급되어 스틱형 포장지를 형성하면서 스틱형 포장지에 내용물을 충전하는 과정을 개략적으로 보여주는 일측면도
도 4와 도 5는 본 발명에 의한 이중 구조 충진 파이프 어셈블리의 구조와 작동 상태를 보여주는 측단면도
도 6은 본 발명에 의해 파티클을 석션하여 제거하는 원리를 개략적으로 보여주는 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 필름 피딩부에 공급되는 필름(4F)을 이송시키면서 필름 포머에 의해 필름(4F)을 두 장으로 겹쳐지도록 폴딩하고, 실링부에 의해 두 장의 겹쳐진 필름(4F)의 일측을 길이 방향을 따라 접합하여 스틱형 포장지(4)를 만들고, 상기 스틱형 포장지(4)의 내부에는 내용물(2) 피딩부에서 충진 파이프 어셈블리로 공급되는 내용물(2)을 충전하도록 구성된 스틱 제품 포장기에 설치되는 이중 구조 충진 파이프 어셈블리이다.
본 발명의 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리는 아웃터 파이프(20)와, 이 아웃터 파이프(20)에 내장된 이너 파이프(30)와, 아웃터 파이프(20)와 이너 파이프(30) 사이의 석션 챔버(SC)에 연통되도록 아웃터 파이프(20)에 연결된 석션 파이프(26)를 포함한다.
본 발명은 특허등록 제10-1409184호 "스틱제품 포장기"에 채용된다. 상기 특허등록 제10-1409184호 "스틱 제품 포장기"는 포장지 공급 섹터(12)로부터 공급되는 포장지를 폴딩 섹터에 의해 스틱 포장백으로 접어서 만들고, 상기 스틱 포장백의 내부에는 피딩 섹터(14)를 통해 내용물(2)을 공급하여 충전시키고, 상기 스틱 포장백에 내용물(2)이 충전된 다음에는 실링 섹터에 의해 스틱 포장백의 내용물(2)이 빠져나갈 수 있는 부분을 밀봉하여 세퍼레이팅 섹터(16)에 의해 스틱 포장백의 양단부측 실링부를 절단하여 그 배출구(18)로 스틱 제품(4)을 배출하도록 구성된다. 도 3에서는 본 발명에 의한 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에 스틱제품 포장기로부터 필름(4F)이 공급되어 스틱형 포장지(4)를 형성하면서 스틱형 포장지(4)에 내용물(2)을 충전하는 과정을 개략적으로 보여준다. 도 3에서 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리 이외의 다른 구성은 특허등록 제10-1409184호 "스틱제품 포장기"에 구비된 것이다. 예를 들어, 필름 포머(Film former)는 필름(4F)을 서로 마주하도록 두 장의 필름(4F)으로 접어서 본 발명의 충진 파이프 어셈블리의 아웃터 파이프(20) 외주면을 두 장의 필름(4F)이 감싸서 공급되도록 하고, 상기 두 장의 필름(4F)이 지나가는 경로, 다시 말해, 본 발명의 아웃터 파이프(20) 외주면을 따라 지나가는 경로 일측에는 측방 실링부재가 구비되어, 상기 두 장의 필름(4F)의 측면을 열간 실링하여 스틱형 포장지(4)를 만들고, 이러한 스틱형 포장지(4)가 본 발명의 아웃터 파이프(20) 외주면을 감싸면서 아래로 전진하도록 구성된다. 도 3에서 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리 이외의 다른 구성은 특허등록 제10-1409184호 "스틱제품 포장기"에 구비된 것이므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 스틱제품 포장기에는 커피믹스와 같은 파우더 제품을 공급하기 위한 제품 피딩 섹터의 구성인 내용물(2) 공급관이 구비되고, 이 내용물(2) 공급관의 내부에는 제품 피딩 스크류가 구비된다. 피딩 스크류는 스틱 제품 포장기에 지지된 모터의 모터축에 연결되어, 모터축이 회전하면 피팅 스크류가 내용물(2) 공급관 안에서 회전하게 된다. 상기 내용물(2) 공급관과 제품 피딩 스크류는 스틱 제품 포장기에 세워진 상태로 복수개의 열로 구비된다. 이때, 본 발명에서 스틱 제품(4)이라 함은 스틱형 봉지 형태로 만들어진 스틱 포장백 내부에 커피믹스(커피와 설탕 및 프림이 혼합된 것)와 같은 분말형 내용물(2)이나 액상형 내용물(2) 등을 담은 제품을 의미한다.
상기 아웃터 파이프(20)는 스틱 제품 포장기에 지지되어 상기 내용물(2) 공급관의 아래에 세워져서 배치된다. 아웃터 파이프(20)의 상단부가 내용물(2) 공급관의 하단부보다 아래에 배치된다.
상기 아웃터 파이프(20)의 상단부에는 호퍼(36)가 구비된다. 커넥터 블록과 볼트 등의 체결구에 의해 호퍼(36)가 아웃터 파이프(20)의 상단부에 결합된다. 볼트 등의 체결구를 풀어서 커넉터 블록의 한쪽 커넥터 블록편을 들어내면 아웃터 파이프(20)에서 호퍼(36)를 분리할 수도 있다.
상기 아웃터 파이프(20)의 하단부보다 더 아래로 내려온 이너 파이프(30)의 하단부에서 내용물(2)이 나와서 스틱형 포장지(4)로 투입된다.
상기 아웃터 파이프(20)의 내부에는 이너 파이프(30)가 내장된다. 이너 파이프(30)가 아웃터 파이프(20)에 내장되어 스틱제품 포장기에 상하 방향(정확하게는 수직 방향)으로 배치된다. 이때, 상기 이너 파이프(30)는 스페이서에 의해 아웃터 파이프(20)의 내주면에서 일정 간격 이격되도록 배치된다. 따라서, 이너 파이프(30)의 외주면과 아웃터 파이프(20)의 내주면 사이에 석션 챔버(SC)가 확보된다. 한편, 스페이서는 석션 챔버(SC)에 상하로 복수개로 구비될 수도 있는데, 바람직하게 후술하는 석션 파이프(26)의 흡입단보다 더 위쪽의 석션 챔버(SC) 영역에 스페이서가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 석션 파이프(26)의 흡입단보다 더 위쪽의 석션 챔버(SC) 영역에 구비된 스페이서는 아웃터 파이프(20)와 이너 파이프(30) 사이의 석션 챔버(SC)를 막아주어서 석션 챔버(SC)의 내부에서 분진과 같은 파티클이 외부로 세어나오지 않도록 할 수 있다. 한편, 상기 커넥터 블록이 아웃터 파이프(20)와 이너 파이프(30) 사이의 석션 챔버(SC)를 막아주어서 석션 챔버(SC)의 내부에서 분진과 같은 파티클이 외부로 세어나오지 않도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 이너 파이프(30)는 아웃터 파이프(20)의 길이 방향을 따라 하부로 길게 연장되어 있는데, 이너 파이프(30)의 하단부가 아웃터 파이프(20)의 하단부보다 더 아래쪽에 배치되어, 이너 파이프(30)의 하단부를 통해서 나오는 파우더 내용물(2)이 스틱형 포장지(4)에 투입될 때에 분진 등의 파티클이 생기는데, 이러한 분진 등의 파티클을 석션하는 것이 본 발명의 주요 구성이 된다.
상기 이너 파이프(30)의 상단부에는 호퍼(36)의 하단부가 연결된다. 호퍼(36)로부터 하강하는 파우더 제품 등이 이너 파이프(30)의 상단부에서 이너 파이프(30) 내부로 들어와서 이너 파이프(30)의 하단부를 통해 배출되며, 상기 이너 파이프(30)의 하단부에서 나온 제품(파우더 등의 제품)이 스틱형 포장지(4)에 투입될 수 있다.
본 발명은 아웃터 파이프(20)에 연결되어 이너 파이프(30)의 외주면과 아웃터 파이프(20)의 내주면 사이에 확보된 석션 챔버(SC)에 연통된 석션 파이프(26)를 포함한다. 석션 파이프(26)의 흡입단이 아웃터 파이프(20)에 연결되어 상기 석션 챔버(SC)와 연통되어 있다. 석션 파이프(26)는 아웃터 파이프(20)의 길이 방향에서 일정 각도 외측으로 일정 각도 벌어지도록 세워진 상태로 아웃터 파이프(20)에 연결된다. 아웃터 파이프(20)의 측면에서 볼 때에 석션 파이프(26)가 위로 경사지게 세워진 상태로 아웃터 파이프(20)에 연결되어 있다. 또한, 석션 파이프(26)의 배출단에는 집진 파이프(28)가 연결된다.
상기 아웃터 파이프(20)에 이너 파이프(30)가 내장되고, 상기 아웃터 파이프(20) 상단부에 호퍼(36)가 구비되며, 상기 아웃터 파이프(20)에 석션 파이프(26)가 연결된 구조의 충진 파이프 유닛이 스틱제품 포장기에 복수개의 열로 배치되는데, 상기 충진 파이프 유닛의 각각의 석션 파이프(26)의 배출단에 집진 파이프(28)가 연결되어 있다. 집진 파이프(28)는 일자형 관형상으로 이루어지는데, 각각의 집진 파이프(28)의 각 포트가 플렉시블한 튜브 등을 매개로 각각의 충진 파이프 유닛의 석션 파이프(26)에 연결되어 있다. 즉, 집진 파이프(28)가 각 충진 파이프 유닛에 공통으로 연결된 구조이다. 또한, 상기 집진 파이프(28)에는 미도시된 석션 장치(흡입 장치)가 연결되어 있어서, 상기 석션 장치가 흡입력을 작용시키도록 작동되면, 상기 집진 파이프(28)에 연통되어 있는 아웃터 파이프(20)와 이너 파이프(30) 사이의 석션 챔버(SC)에 석션력(흡입력)이 작용하게 된다.
한편, 스틱제품 포장기에 복수개의 열로 구비된 피딩 섹터의 각 내용물(2) 공급관마다 각각의 충진 파이프 유닛이 배치된다.
또한, 상기 석션 파이프(26)에는 밸브가 연결된다. 밸브는 석션 챔버(SC)에서 파티클을 석션하는 흡입 에어량을 조절하기 위한 것이다. 밸브에 연결된 셧터가 석션 파이프(26)의 내부에 구비되는데, 밸브의 작동에 따라 셧터가 개폐됨에 따라 석션 파이프(26) 내부의 통로 개폐 정도가 조절되면, 석션 챔버(SC)에서 파티클을 석션하는 흡입 에어량을 조절할 수 있게 된다.
상기 아웃터 파이프(20)의 하측에는 실링바(42)가 구비된다. 상기 실링바(42)는 스틱형 포장기의 양면 위치에 일정 간격 이격되어 한 쌍으로 배치된다. 한 쌍의 실링바(42)는 미도시된 전후진 작동수단에 연결(예를 들어, 실린더의 피스톤 로드에 연결)되어, 서로 마주하는 위치에서 근접되거나 멀어질 수 있도록 작동된다. 상기 한 쌍의 실링바(42) 사이로 아웃터 파이프(20)의 외주면을 지나온 스틱형 포장지(4)가 통과하게 된다.
상기 아웃터 파이프(20) 내부에 구비된 이너 파이프(30)의 하단부에서 내용물(2)이 나와서 스틱형 포장지(4)에 충진될 때에 상기 한 쌍의 실링바(42)가 아웃터 파이프(20)의 하단부로 내려오는 내용물(2)의 상부 위치에서 상기 스틱형 포장지(4)를 밀봉하게 된다.
상기 한 쌍의 실링바(42)는 서로 마주하는 면에 평탄면(FS)이 구비되고, 상기 평탄면(FS)의 상단부에는 위로 갈수록 바깥 방향으로 점점 벌어지는 경사면(UT)이 구비되고, 상기 평탄면(FS)의 하단부에는 아래로 갈수록 바깥 방향으로 점점 벌어지는 경사면(LT)이 구비된다.
상기한 구성의 본 발명에 의하면, 스틱제품 포장기의 내용물(2) 공급관 안으로 내용물(2)이 들어와서 스크류가 회전하면 상기 내용물(2) 공급관에 연결된 이너 파이프(30)의 내부로 파우더 제품과 같은 내용물(2)이 낙하되어 이너 파이프(30)의 하단부로 나오게 되고, 이너 파이프(30)의 하단부로 내용물(2)이 나온 다음에는 아웃터 파이프(20)의 하부측 내부로 내려오고, 상기 내용물(2)은 아웃터 파이프(20)의 하측 깔데기 관부에 의해 모여져서 스틱 포장기의 내부로 충전된다.
이때, 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리는 내용물(2)의 낙하 속도를 높이고 이중 구조의 파이프 구조에 의해 빠른 분진 제거를 실시해서 포장 속도 향상(제품의 생산성 향상)과 제품의 충전 안전성 및 스틱 제품의 불량률 저감 및 제품의 미려함을 얻을 수 있도록 하는 특징이 있다. 본 발명은 스틱형 포장지(4)에 내용물(2)을 충전하고 스틱형 포장지(4)의 상단부(즉, 내용물(2) 위쪽)을 실링바(42)에 의해 열간 실링(밀봉)하기 이전에 분진을 빠르게 흡입하여 제거한다.
스틱제품 포장기에서는 내용물(2) 공급관에서 내용물(2)이 이너 파이프(30) 내부로 들어와서 낙하하여 이너 파이프(30)의 하단부로 나오게 되고, 이너 파이프(30)의 하단부에서 나오는 내용물(2)이 스틱형 포장지(4) 내부로 충전된다. 스틱형 포장지(4)가 아웃터 파이프(20)의 하단부보다 더 아래로 내려와 있는 부분을 감싸도록 통과되므로, 이너 파이프(30)의 하단부에서 나오는 내용물(2)이 스틱형 포장지(4)에 투입될 수 있다. 한편, 상기 한 쌍의 실링바(42)가 벌어져 있다가 서로 마주하는 방향으로 전진하여 거리가 좁혀짐으로써 아웃터 파이프(20)의 하단부로 나오는 내용물(2)의 양을 줄인다. 이때, 한 쌍의 실링바(42)가 완전히 밀착되지는 않고 일정 거리 벌어진 상태가 되어서, 상기 스틱형 포장지(4)의 상부가 좁혀지도록 두 장의 포장지 시트 사이를 좁힌 상태가 된다.
다음, 상기 아웃터 파이프(20)와 이너 파이프(30) 사이의 석션 챔버(SC)에 연결되어 있는 석션 장치에서 석션력(흡입력)을 작용시키면, 상기 석션 챔버(SC)에 흡입력이 작용되면서 상기 이너 파이프(30)와 아웃터 파이프(20) 사이에서 생기는 분진 등의 파티클을 빠르게 흡입하여 석션 챔버(SC)로부터 집진 파이프(28)로 집진되도록 하고, 상기 집진된 파티클은 석션 장치에 수집된다.
상기 스틱형 포장지(4) 내부로 분말형 커피나 분말형 커피 믹스와 같은 파우더 제품을 충전할 때 생기는 분진 등의 파티클을 석션하여 제거한 다음에는 상기 실링바(42)에 의해 스틱형 포장지(4)의 상단부(즉, 스틱형 포장기에서 내용물(2)이 충전된 부분보다 위쪽 위치)를 밀봉(열간 실링)한다. 그러면, 상기 스틱형 포장지(4)의 밀봉부에 분진 등의 이물질이 끼인 상태로 밀봉되는 경우가 없게 된다.
본 발명의 이중 구조 충전 파이프 어셈블리를 이용하여 스틱제품 포장기에서 스틱형 제품을 생산하는 과정을 정리하면, 내용물(2) 공급관에서 이너 파이프(30) 내부로 내용물(2) 공급,이너 파이프(30) 하단부에서 내용물(2)이 나와서 아웃터 파이프(20)의 하단부측 내부로 투입, 상기 아웃터 파이프(20)의 하단부에서 스틱형 포장기의 내부로 내용물(2) 충전, 상기 아웃터 파이프(20)에서 내용물(2) 배출 중지, 한 쌍의 실링바(42)를 1차 전진시켜서 스틱형 포장지(4)를 좁혀서 예비 실링부 형성, 상기 아웃터 파이프(20)와 이너 파이프(30) 사이에 확보된 석션 챔버(SC)에서 분진 등의 파티클 흡입(석션), 상기 한 쌍의 실링바(42)를 2차로 전진시켜서 스틱형 포장지(4)의 상단부를 밀봉(열간 실링)하여 실링부 형성, 상기 스틱형 포장지(4)의 실링부 상단을 컷터에 의해 절단하여 스틱형 제품 개별화하는 과정을 반복하여 스틱형 제품을 대량으로 생산하게 된다.
상기와 같이 스틱형 제품을 생산하기 위해 활용되는 본 발명의 이중 구조 충전 파이프 어셈블리의 효과는 다음과 같다.
이너 파이프(30)의 내부로 내용물(2)이 낙하되어 스틱형 포장기에 충전되는데, 이너 파이프(30)와 아웃터 파이프(20)가 결합된 이중 파이프로 구조로 이루어져서 스틱형 포장지(4)의 내부에 내용물(2)을 충전할 때에 파이프 내부의 에어 흐름이 원활하게 되므로, 내용물(2)의 낙하 속도가 높아져서 스틱형 제품의 생산성이 향상된다. 파우더 제품 등의 포장 속도를 높여서 제품의 생산성이 향상되는 것이다.
내용물(2)의 완전 낙하, 다시 말해, 스틱형 포장지(4) 내부에 내용물(2)이 충전된 다음에는 이중 구조 파이프를 통해 빠른 분진을 실시하므로, 제품의 충전 안전성을 높이고 스틱형 제품의 미려함을 높이는 효과가 있다. 상기와 같이, 내용물(2)이 스틱형 포장지(4) 내부에 충전된 다음에는 이너 파이프(30)와 아웃터 파이프(20) 사이의 석션 챔버(SC)로 분진 등의 파티클을 빠르게 석션(흡입)하므로 파우더 등의 내용물(2)이 스틱제품의 실링부에 끼어서 그대로 포장되는 경우가 없으므로, 제품의 포장 안정성을 높이는 효과가 있고 나아가 스틱형 제품의 실링부가 지저분해져서 제품이 상품성이 떨어지거나 제품 불량이 나오는 경우를 방지한다.
상기 아웃터 파이프(20)와 이너 파이프(30) 사이의 석션 챔버(SC)에 연결된 석션 파이프(26)에는 밸브에 의해 개폐되는 셧터가 구비되어, 스틱형 포장기에 충전(포장)되는 제품 종류에 따라 석션 에어 압력을 조절하므로, 제품별로 대응하여 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
<실시예 1>
내용물(2) : 커피믹스
포장제품 사이즈 : 폭 35mm × 길이 160mm
아웃터 파이프(20) 사이즈 : 반지름 Ø21mm × 두께 1.2mm
이너 파이프(30) 사이즈 : 반지름 Ø16mm × 두께 1.4mm
사이즈가 폭 35mm × 길이 160mm인 스틱형 커피믹스(스틱 제품)를 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리를 사용하여 포장하니 기존의 일반 충진 파이프보다 약 30％ 정도의 포장 능력이 개선되었다. 기존에 일반 충진 파이프는 각 열을 기준으로 생산량이 30개/min인 것에 비하여 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에서는 각 열을 기준으로 생산량이 40개/min이다. 30개/min은 분당 스틱 제품이 30개가 생산된다는 것이고 40개/min은 분당 스틱 제품이 40개가 생산된다는 것이며, 각 열 기준이라 함은 상기 스틱 제품 포장기에 복수개의 열로 기존의 일반 충진 파이프와 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리가 설치된다는 것을 의미한다.
<실시예 2>
내용물(2) : 커피, 프림, 설탕
포장제품 사이즈 : 폭 25mm × 길이 150mm
아웃터 파이프(20) 사이즈 : 반지름 Ø15mm × 두께 1mm
이너 파이프(30) 사이즈 : 반지름 Ø12mm × 두께 1mm
사이즈가 폭 25mm × 길이 150mm인 커피, 프림, 설탕 내용물(2)을 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에 의해 포장하여 스틱 제품을 생산하니 기존의 일반 충진 파이프보다 약 25％ 정도의 포장 능력이 개선되었다. 기존에 일반 충진 파이프는 각 열을 기준으로 생산량이 29개/min인 것에 비하여 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에서는 각 열을 기준으로 생산량이 36개/min이다.
<실시예 3>
내용물(2) : 유산균
포장제품 사이즈 : 폭 25mm × 길이 110mm
아웃터 파이프(20) 사이즈 : 반지름 Ø15mm × 두께 1mm
이너 파이프(30) 사이즈 : 반지름 Ø12mm × 두께 1mm
내용물(2) : 곡물차
포장제품 사이즈 : 폭 44mm × 길이 170mm
아웃터 파이프(20) 사이즈 : 반지름 Ø27mm × 두께 1mm
이너 파이프(30) 사이즈 : 반지름 Ø23mm × 두께 1mm
본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에 의해 포장하여 스틱 제품을 생산하니 기존의 일반 충진 파이프보다 약 20％ 정도의 포장 능력이 개선되었다. 유산균의 경우, 기존에 일반 충진 파이프는 각 열을 기준으로 생산량이 35개/min인 것에 비하여 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에서는 각 열을 기준으로 생산량이 42개/min이다. 곡물차인 경우, 기존에 일반 충진 파이프는 각 열을 기준으로 생산량이 24개/min인 것에 비하여 본 발명의 이중 구조 충진 파이프 어셈블리에서는 각 열을 기준으로 생산량이 28개/min이다.
본 발명은 스틱형 포장지(4)에 충전되는 제품별로 석션 에어 압력을 조절하므로, 파티클만을 석션하고 스틱형 포장지(4)에 충전되기 위한 실제 내용물(2)은 석션 작용이 방지되므로, 실제 파우더 내용물(2)까지 석션하는 경우가 없게 된다. 석션 에어 압력을 조절한 상태에서 한번씩 석션하고 그 다음에 내용물(2)을 스틱형 포장지(4)에 충전되도록 하는데, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 석션 파이프(26)측에서 진공 장치에 의한 진공압과 같은 흡입력(Q)이 작용하여 석션할 때에 임계점인 오버 슛트(overshoot) 이상의 힘으로 석션하여 이너 파이프(30)와 아웃터 파이프(20) 사이의 석션 챔버(SC)와 석션 파이프(26)를 통해 파티클만 집진 파이프(28)로 수집되는 반면, 스틱형 포장지(4)에 충전되는 내용물(2)은 임계점인 오버 슈트 이하의 힘으로 석션되어 상기 석션 챔버(SC)에서 약간 위로 올라오다가 석션 파이프(26)까지는 도달되지 않으므로, 파티클만 빨리 흡입하여 제거하고 스틱형 포장지(4)에 충전되기 위한 내용물(2)은 온전하게 스틱형 포장지(4)로 투입되어 포장될 수 있게 된다. 상기 석션 에어 압력을 오버 슛트 임계점을 기준으로 조절하여 파티클만 석션하여 제거하고 내용물(2)은 그대로 스틱형 포장지(4)에 투입될 수 있도록 구성한 것이 중요하다.
아웃터 파이프(20)의 상단부에는 내용물(2) 피딩 호퍼(36)가 더 구비되어 있어서, 내용물(2)을 이너 파이프(30) 내부로 공급할 때에 내용물(2)이 밖으로 세어 나가는 경우를 방지할 수 있다. 내용물(2)이 유실되어 낭비되는 경우가 방지되는 것이다.
스틱형 포장지(4)에 내용물(2)이 충전된 다음에는 스틱제품 포장지의 내용물(2) 공급관으로 내용물(2)을 공급하는 작동이 멈추었다가 서로 마주하도록 배치된 한 쌍의 실링바(42)가 근접하여 스틱형 포장지(4)의 두 장의 마주하는 필름(4F) 사이의 간격을 좁혀서 스틱형 포장지(4)에 실링부(밀봉부)를 형성하는데, 상기 실링바(42)는 평탄면(FS)에 의해서 스틱형 포장기의 서로 마주하는 두 장의 필름(4F)을 안정적으로 열간 실링하여 스틱 제품에 실링부를 형성하는 한편, 상기 평탄면(FS)의 상단부와 하단부에 밖으로 경사진 경사면(UT,LT)이 구비되 있어서, 상기 경사면(UT,LT)에 의해 스틱형 포장지(4)의 두 장의 필름(4F)이 무리 없이 좁혀지도록 가이드되는 효과가 있고, 한 쌍의 실링바(42)에 의해 스틱형 포장지(4)의 두 장의 필름(4F)을 좁혀줄 때에 상기 경사면(UT,LT)로 인하여 스틱형 포장지(4)의 필름(4F)이 찢어지는 경우가 방지되므로, 스틱제품의 불량을 방지하는 효과도 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
20. 아웃터 파이프 26. 석션 파이프
30. 이너 파이프 36. 호퍼
42. 실링바

Claims (10)

  1. 필름 피딩부에 공급되는 필름(4F)을 이송시키면서 필름 포머에 의해 필름(4F)을 두 장으로 겹쳐지도록 폴딩하고, 실링부에 의해 두 장의 겹쳐진 필름(4F)의 일측을 길이 방향을 따라 접합하여 스틱형 포장지(4)를 만들고, 상기 스틱형 포장지(4)의 내부에는 내용물(2) 피딩부에서 충진 파이프 어셈블리로 공급되는 내용물(2)을 충전하도록 구성된 스틱 제품 포장기에 있어서,
    상기 스틱형 포장지(4)가 외주면을 감싸서 지나가도록 상기 스틱 제품 포장기에 구비된 아웃터 파이프(20);
    상기 아웃터 파이프(20)에 내장되어 상기 아웃터 파이프(20)의 내주면과의 사이에 석션 챔버(SC)를 형성하며 내부로는 상기 스틱 제품 포장기의 내용물(2) 피딩부에서 공급되는 내용물(2)이 하강하여 상기 스틱 제품 포장기에 충전되도록 하는 이너 파이프(30);
    상기 이너 파이프(30)와 상기 아웃터 파이프(20) 사이에 구비된 석션 챔버(SC);를 포함하고,
    상기 아웃터 파이프(20)의 하단부보다 상기 이너 파이프(30)의 하단부가 더 아래로 내려와서 상기 이너 파이프(30)의 하단부로 나오는 내용물(2)이 상기 스틱형 포장지(4)로 투입되고,
    상기 아웃터 파이프(20)의 하측에 배치된 한 쌍의 실링바(42)를 더 포함하여 구성되며, 상기 아웃터 파이프(20) 내부에 구비된 상기 이너 파이프(30)의 하단부에서 내용물(2)이 나와서 상기 스틱형 포장지(4)에 충진된 다음, 상기 실링바(42)가 상기 내용물(2)의 상부 위치에서 상기 스틱형 포장지(4)를 밀봉하며,
    상기 한 쌍의 실링바(42)는 서로 마주하는 면에 평탄면(FS)이 구비되고, 상기 평탄면(FS)의 상단부에는 위로 갈수록 바깥 방향으로 점점 벌어지는 경사면(UT)이 구비되고, 상기 평탄면(FS)의 하단부에는 아래로 갈수록 바깥 방향으로 점점 벌어지는 경사면(LT)이 구비되어,
    상기 한 쌍의 실링바(42)에 의해 스틱형 포장지(4)의 두 장의 필름(4F)을 좁혀줄 때에, 상기 평탄면(FS)에 의해서 스틱형 포장기(4)의 서로 마주하는 두 장의 필름(4F)을 안정적으로 열간 실링하여 스틱 제품에 실링부를 형성하고, 상기 경사면(LT,UT)으로 인하여 스틱형 포장지(4)의 필름(4F)이 찢어지는 경우가 방지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아웃터 파이프(20)에 연결되어 상기 이너 파이프(30)의 외주면과 상기 아웃터 파이프(20)의 내주면 사이에 확보된 상기 석션 챔버(SC)에 연통된 석션 파이프(26);를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아웃터 파이프(20)에 연결되어 상기 석션 챔버(SC)에서 파티클을 석션하는 흡입 에어량을 조절하는 밸브를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 밸브에 연결되어 상기 석션 챔버(SC)에서 연결된 석션 파이프(26) 내부의 통로 개폐 정도를 조절하는 셧터;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 석션 파이프(26)에 연결된 집진 파이프(28)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아웃터 파이프(20)의 내주면과 상기 이너 파이프(30)의 외주면 사이에 석션 챔버(SC)가 형성되고, 상기 아웃터 파이프(20)에는 상기 석션 챔버(SC)와 연통된 석션 파이프(26)가 구비되고, 상기 석션 파이프(26)에는 석션 장치가 연결되도록 구성되고,
    상기 실링바(42)는 상기 스틱형 포장기의 양면 위치에 일정 간격 이격되어 한 쌍으로 배치되며,
    상기 이너 파이프(30)의 하단부에서 내용물(2)이 나와서 상기 스틱형 포장지(4)에 채워진 상태에서 상기 석션 장치에 의해 상기 석션 챔버(SC)로부터 파티클을 석션한 다음 상기 한 쌍의 실링바(42)가 근접하여 상기 내용물(2)의 상부 위치에서 상기 스틱형 포장지(4)를 밀봉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 아웃터 파이프(20)의 상단부에는 내용물(2) 피딩 호퍼(36)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 내용물(2) 피딩 호퍼(36)는 내부에 내용물(2) 공급관의 하단부가 들어오도록 스틱 제품 포장기에 장착된 것을 특징으로 하는 스틱 제품 포장기용 이중 구조 충진 파이프 어셈블리.
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