KR101643752B1

KR101643752B1 - 스틱형 포장장치

Info

Publication number: KR101643752B1
Application number: KR1020150186716A
Authority: KR
Inventors: 이종구; 이희승; 이경로
Original assignee: (주)투엘바이오
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-07-29

Abstract

스틱형 포장장치가 개시된다. 본 발명은 다양한 종류의 원료를 스틱형 포장체로 포장할 수 있는 스틱형 포장장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 스틱형 포장장치는 수직으로 세워진 가이드 파이프; 띠 형상의 필름이 상기 가이드 파이프 외면을 감싸 원통형 형상으로 변형되는 동시에 상기 필름의 양단의 일부분이 중첩되도록 안내하는 필름 가이드; 상기 필름의 중첩된 부분을 압력과 열을 가하여 융착시키는 수직 열융착기; 상기 수직 열융착기에 의해 융착된 부분을 홀딩하고 하강함으로써 필름 전체를 하강시키는 이송 그립퍼; 상기 이송 그립퍼 하부에 일정간격을 두고 상하 이중으로 설치되고, 상기 필름의 이송방향에 대하여 직각 방향으로 압력과 열을 가하여 융착시키는 상하 수평 열융착기; 상기 상하 수평 열융착기에 의해 융착된 부분을 수평으로 절단하는 커터;를 포함한다.

Description

스틱형 포장장치 {Package apparatus for stick shape}

본 발명은 스틱형 포장장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다양한 종류의 원료를 스틱형 포장체로 포장할 수 있는 스틱형 포장장치에 관한 것이다.

일반적으로, 스틱형 포장장치는 필름을 사용하여 스틱형 포장체를 생산하는 장치를 말하고, 스틱형 포장체는 내부에 내용물을 삽입되고 봉 형상, 즉 스틱 형상으로 포장되는 제품을 말한다.

여기서 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 알루미늄박, 폴리에틸렌(PE) 필름 등을 적층한 라미네이트 필름을 재료로 적용하는 것이 일반적이다.

스틱형 포장체는 내부에 제공되는 내용물은 통상 식품 또는 약품 등의 분말, 덩어리, 액체 등이다.

스틱형 포장장치는 롤 형태의 필름 롤로부터 필름을 연속으로 제공받으면서 필름을 길이방향으로 따라 원통형으로 형상을 만들고 그 양단을 접착한다. 원통형으로 된 필름의 하단부를 접착한 다음, 정량의 내용물을 그 내부에 주입 후, 상단을 밀봉 접착하고 절단하여 하나의 스틱형 포장체 제품을 출하하게 된다.

따라서 종래 기술에 의한 스틱형 포장장치는 필름 공급 유닛, 필름 접합 유닛, 필름 이송 유닛, 내용물 주입 유닛 등이 필수 구성요소라 할 수 있다.

최근 들어, 병의원, 동물병원, 건기식 사업장 등에서 연조엑스제, 환제, 분말 등의 다양한 제형변화를 통해 고객들에게 복용이 편리한 형태의 스틱 형태를 제공하려는 경향이 늘어나고 있으나, 종래 기술에 의한 스틱형 포장장치는 대부분 한 가지 형태의 포장만 가능하도록 제공하고 있어, 다용도 포장이 가능한 포장기가 절실한 상황이다.

종래기술에 의한 스틱형 포장장치는 환제의 경우에는 밸브 통과 시에 점성이 높은 재료인 경우에는 끼임 현상들이 발생되어 필름 쪽으로 환제 등이 하강하지 않을 수 있는 문제점이 있다. 또 기존 스테인리스 스틸 재질로 만든 밸브를 사용하였을 때에는 액체나 분말과 같은 재질은 밸브를 통과할 수도 있으나 환제와 같은 구형의 재질 등은 밸브 닫힘에 의해 부스러지는 형상이 발생할 수 있어 제대로 된 포장이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

등록특허공보 10-0369583

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포장하려는 내용물이 분말, 덩어리, 액체 등에 상관없이 모두 포장이 가능하고 양과 무게를 모두 조절하여 포장할 수 있는 스틱형 포장장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 수직으로 세워진 가이드 파이프; 상기 가이드 파이프 외면을 감싸 원통형 형상으로 변형되는 동시에 양단의 일부분이 중첩되도록 띠 형상의 필름을 안내하는 필름 가이드; 상기 필름의 중첩된 부분을 압력과 열을 가하여 융착시키는 수직 열융착기; 상기 수직 열융착기에 의해 융착된 부분을 홀딩하고 하강함으로써 필름 전체를 하강시키는 이송 그립퍼; 상기 이송 그립퍼 하부에 일정간격을 두고 상하 이중으로 다이가 형성되고, 상기 필름의 이송방향에 대하여 직각 방향으로 압력과 열을 가하여 융착시키는 상하 수평 열융착기; 상기 상하 수평 열융착기에 의해 융착된 부분을 수평으로 절단하는 커터;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 필름 가이드는 상기 가이드 파이프가 관통하는 원형의 가이드 홀을 구비하고, 상기 가이드 홀에 연통하여 상기 필름의 중첩된 부분이 통과되는 일자형 홀을 구비한다.

바람직하게는, 상기 필름 가이드는 상하로 일정 거리를 두고 적어도 두 개 이상이 구비된다.

바람직하게는, 상기 이송 그립퍼가 일정거리 이상 하강하지 않도록 상기 이송 그립퍼에 의해 눌려 온오프되는 스톱 스위치를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 스톱 스위치는 그 높이를 조절할 수 있도록 프레임에 체결되어, 제품의 단위 길이를 조절할 수 있도록 된다.

바람직하게는, 상기 커터는 상기 상하 수평 열융착기 사이의 중간 위치에 설치된다.

바람직하게는, 상기 필름 가이드 상부에는 상기 필름이 통과하면서 반원 형태로 변형되도록 안내하는 가이드 링을 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 가이드 파이프 상부에서 포장 대상물을 낙하시켜 정량 공급하는 정량 공급기 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 정량 공급기는, 공기압에 의해 개폐되는 핀치밸브; 상기 핀치밸브 내측으로 왕복이동하면서 상기 포장 대상물을 교반하는 교반용 핀; 및 상기 핀이 왕복 운동하도록 구동하는 구동수단;을 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 본 발명에 의한 스틱형 포장장치는 점성있는 원료나 환제 등의 종류에 상관없이 원료를 정량으로 포장할 수 있는 효과가 있다.

(2) 본 발명에 의한 스틱형 포장장치는 요구되는 제품의 용량에 대응하여 제품의 길이를 용이하게 조절할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 스틱형 포장장치에 의해 생산된 제품의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 스틱형 포장장치의 외관 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 스틱형 포장장치의 커버를 제거한 상태의 사시도이다.
도 4는 도 3에서 필름을 제거한 상태의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 스틱형 포장장치에서 필름의 형태 변화를 구성부품과 함께 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 스틱형 포장장치의 배면에서 바라 본 사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 스틱형 포장장치의 일부 구성요소인 가이드 링과 필름 가이드의 사시도이다.
도 8은 본 발명에 의한 스틱형 포장장치의 일부 구성요소인 수직 열융착기의 사시도이다.
도 9는 본 발명에 의한 스틱형 포장장치의 일부 구성요소인 이송 그립퍼의 배면 사시도이다.
도 10은 본 발명에 의한 스틱형 포장장치의 일부 구성요소인 수평 열융착기의 배면 사시도이다.
도 11은 본 발명에 의한 스틱형 포장장치의 일부 구성요소인 수평 열융착기의 전면 사시도이다.
도 12는 도 11에서 일부분을 절개한 상태의 부분 절개 사시도이다.
도 13과 도 14는 본 발명에 의한 스틱형 포장장치의 동작을 설명하기 위한 우측면도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 스틱형 포장장치에 의해 생산된 제품(10)의 일례를 볼 수 있다. 포장이 완성된 제품(10)은 내부에 원료가 포장되어 있고, 포장지(11)는 상술한 바와 같이 필름(1)을 원통형으로 접고 일부를 적층하여 수직 열융착부(12)를 형성하고, 상하단이 역시 상하 수평 열융착부(13,14)가 형성되어 내부가 밀폐된 형태를 가지고 있다. 상기 제품(10)의 길이는 임의로 조절할 수 있음은 물론이나, 열융착하는 구조는 제품 길이 변화와는 상관없이 일정하다. 즉 상기 제품(10)은 봉 형상, 즉 스틱 형상으로 포장되는 제품이고, 필름 포장지(11)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 알루미늄박, 폴리에틸렌(PE) 필름 등을 적층한 라미네이트 필름을 재료로 적용할 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 스틱형 포장장치는 원료 탱크(30), 필름 롤(50), 가이드 파이프(54), 필름 가이드(70,80), 수직 열융착기(90), 이송 그립퍼(100), 상하 수평 열융착기(120), 커터(126), 스톱 스위치(110), 가이드 링(60), 핀치밸브(40), 양조절기(140,150)를 포함한다.

상기 원료 탱크(30)는 장치의 상단에 프레임(20)에 지지되도록 설치되어 있고, 그 내부에는 포장하고자 하는 원료가 보관되어 있다. 원료는 통상 식품 또는 약품 등의 분말, 덩어리, 액체 등이다.

특히, 여기서는 병의원, 동물병원 등에서 사용할 수 있는 연조엑스제, 환제, 분말 등의 다양한 제형변화를 통해 고객들에게 복용이 편리한 스틱 형태의 제품을 제공하게 된다.

상기 원료 탱크(30)에는 그 상면에 인렛 밸브(inlet valve)(31), 아웃렛 밸브(outlet valve)(32), 그리고 레귤레이터(regulator)가 설치되어 있다. 압축기에서 발생된 고압의 공기는 상기 인렛 밸브(31)를 통하여 상기 원료 탱크(30) 내부로 유입된다. 그 압력에 의해 원료에 일정한 압력이 제공된다. 상기 인렛 밸브(31)와 동일한 유로 내에 상기 레귤레이터를 설치하여 공압수준을 일정하게 유지하게 된다. 상기 아웃렛 밸브(32)는 작업 완료 후, 원료 추가 공급 시 기존에 가해진 공압을 해소하기 위한 밸브이다.

상기 필름 롤(50)은, 도 3을 참고하면, 띠 형태의 필름(1)이 감겨 있는 롤이다. 상기 필름 롤(50)은 회전축(51)에 회전 가능하게 설치되어 있고, 상기 필름 롤(50)의 필름(1)은 회전하면서 롤(50)로부터 풀려 공급된다. 상기 필름 롤(50)의 필름(1)은 텐션 조절과 방향의 안내를 위해 텐션 회전축(52,53) 두 개를 거쳐 상기 가이드 파이프(54) 쪽으로 공급된다. 상기 필름 롤(50)의 회전축(51)은 모터나 기타 구동수단에 의해 구동되는 것이 아니라 일정 텐션 이상으로 필름(1)을 당기면 롤(51)이 아이들 상태이므로 필름(1)이 풀려 공급된다.

상기 가이드 파이프(54)는 수직으로 세워져 그 상태를 유지하도록 프레임(20)에 설치된다. 상기 가이드 파이프(54)는, 도 4를 참고하면, 그 상단이 상기 핀치밸브(40)로부터 하방으로 연장되되, 상기 상하 수평 열융착기(120) 바로 상부까지 연장되어 있다. 상기 가이드 파이프(54)는 상기 필름(1)이 길이 방향을 따라 파이프 형태로 변형되도록 안내하는 역할을 하게 된다.

상기 가이드 파이프(54)는 상기 핀치밸브(40)로부터 하방으로 연장되기 때문에 포장 원료가 그 내부를 관통하여 하강하게 된다. 물론 상기 가이드 파이프(54)의 직경이 충분히 크기 때문에 상기 원료탱크(30)로부터 공급되는 원료가 상기 가이드 파이프(54) 내벽에 접촉될 일은 없다.

상기 가이드 파이프(54)는 상기 핀치밸브(40) 하부의 서포터(55)에 의해 지지되고, 상기 서포터(55)는 프레임(20)에 고정된다. 따라서 상기 가이드 파이프(54)는 수직으로 세워진 상태를 유지한다.

상기 필름 가이드(70,80)는 상기 가이드 파이프(54) 외면을 감싸 원통형 형상으로 변형되는 동시에 양단의 일부분이 중첩되도록 띠 형상의 필름(1)을 안내한다.

상기 필름 가이드(70,80) 상부에는 상기 필름(1)이 통과하면서 반원 형태로 변형되도록 안내하는 가이드 링(60)이 설치되어 있다. 상기 가이드 링(60)은 상기 필름 가이드(70,80)와 가이드 파이프(54) 사이로 필름(1)이 공급되기 전에 상기 필름(1)을 대략 반원 형태로 변형되도록 안내한다. 상기 가이드 링(60)도 프레임에 고정된다.

상기 필름 가이드(70,80)는 상하로 일정 거리를 두고 적어도 두 개가 설치되어 있다. 즉 상부 필름 가이드(70)와 하부 필름 가이드(80)가 높이차를 두고 설치되어 있고, 각각의 필름 가이드(70,80)에 상기 가이드 파이프(54)가 관통하여 통과하도록 설치되어 있다.

상기 필름 가이드(70,80)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 파이프(54)가 관통하는 원형의 가이드 홀(70a,80a)을 구비하고, 상기 가이드 홀(70a,80a)에 연통하여 상기 필름(1)의 중첩된 부분이 통과되는 일자형 홀(70b,80b)을 구비한다.

상기 필름 가이드(70,80)는 상기 가이드 홀(70a,80a)과 일자형 홀(70b,80b)이 두 개로 나뉘도록 두 개의 부품이 조립되어 이루어진다. 즉 두 개의 부품들이 볼트로 결합되도록 구성된 것이다.

상기 필름 가이드(70,80)는 상기 가이드 홀(70a,80a)로 상기 가이드 파이프(54)가 통과하게 되기 때문에 상기 가이드 홀(70a,80a)과 상기 가이드 파이프(54) 사이에 공간이 생기고 이 공간으로 필름(1)이 지나가면서 길이 방향을 따라 파이프 형태로 변형되는 것이다. 물론 상기 일자형 홀(70b,80b)에는 상기 필름(1)의 중첩된 부분이 통과하도록 되어 있다. 따라서 상기 중첩된 부분은 상기 제품의 수직 열융착부(12)가 되는 것이다.

상기 필름 가이드(70,80)는 수직으로 상하 두 개의 필름 가이드(70,80)가 설치됨으로써 안정적으로 상기 필름(1)의 변형이 이루어지고 유지되는 것이다.

상기 필름 가이드(70,80)도 물론 상기 프레임(20)에 고정된다.

상기 수직 열융착기(90)는 상기 필름(1)의 중첩된 부분을 압력과 열을 가하여 융착시킨다. 상기 수직 열융착기(90)는, 도 8을 참고하면, 상기 필름(1)의 중첩된 부분을 압력을 가하여 물게 되는 다이(die)(93)를 구비한다. 상기 수직 열융착기(90)는 상기 다이(93)를 수평 방향으로 이동시키는 수평 실린더(91)를 구비하고 있다. 따라서 상기 수평 실린더(91)의 동작에 의해 상기 다이(93)가 상기 필름(1)의 중첩된 부분에 압력을 가하여 물게 된다. 상기 수직 열융착기(90)는 히터(92)를 포함한다. 상기 히터(92)는 상기 다이(93) 부근에 삽입되는 형태로 조립되고, 전기를 공급받아 열을 발생시키고 상기 다이(93)까지 열을 전달하게 된다.

상기 수직 열융착기(90)의 다이(93)가 상기 필름(1)의 중첩된 부분을 일정시간 물고 있게 되면 그 압력과 열에 의해 상기 필름(1)의 중첩된 부분이 열융착되어 접착된다.

물론, 상기 수직 열융착기(90)는 상기 프레임(20)에 고정되어 지지된다.

상기 이송 그립퍼(100)는 상기 수직 열융착기(90)에 의해 융착된 부분을 홀딩하고 하강함으로써 필름(1) 전체를 하강시키게 된다.

상기 이송 그립퍼(100)는 상기 필름(1)이 중첩된 부분이 상기 수직 열융착기(90)에 의해 융착되어 파이프 형태로 변형된 상태에서 상기 중첩된 부분을 잡고 하강하게 된다. 상기 이송 그립퍼(100)는 상기 필름(1)을 잡고 일정길이 하강한 다음 다시 원위치로 복귀되는 작업을 반복하고 상기 이송 그립퍼(100)가 복귀하는 동안에 상기 이송 그립퍼(100) 하부에서는 제품 상하단을 열융착하는 동시에 절단하게 되기 때문에 결국 상기 이송 그립퍼(100)의 왕복 운동하는 행정길이가 제품 길이를 결정하게 된다.

상기 이송 그립퍼(100)는, 도 9를 참고하면, 수평방향으로 이송되면서 상기 필름(1)의 열융착된 부분을 홀딩하게 되는 그립 블록(101)을 포함한다. 상기 그립 블록(101)은 수평 실린더(102)에 의해 수평방향으로 구동된다. 상기 수평 실린더(102)는 베이스 패널(105)에 고정되고, 상기 베이스 패널(105)은 수직 레일(103)의 안내에 따라 승강할 수 있도록 된다. 상기 베이스 패널(105)의 승강은 상기 수직 실린더(104)의 구동에 의해 이루어진다.

상기 그립 블록(101)은 상기 수평 실린더(102)와 상기 수직 실린더(104)의 동작에 의해 상하좌우로 이동이 가능해지는 것이다. 따라서 상기 이송 그립퍼(100)는 상기 필름(1)을 잡고 일정길이 하강시킨 다음 원위치로 다시 돌아와 동일한 작업을 반복할 수 있게 된다.

상기 스톱 스위치(110)는 상기 이송 그립퍼(100)가 일정거리 이상 하강하지 않도록 상기 이송 그립퍼(100)에 의해 눌리거나 이격되면서 온/오프된다. 도 9를 참고하면 상기 베이스 플레이트(105)가 일정길이 이상 하강하면 상기 스톱 스위치(110)를 누르게 된다. 상기 스톱 스위치(110)가 눌리면 상기 수직 실린더(104)의 동작이 멈추도록 제어된다.

상기 스톱 스위치(110)는 그 높이를 조절할 수 있도록 되어 있다. 즉 프레임(20)에 상기 스톱 스위치(110)가 조립 볼트(111)에 조립되되, 그 높이를 조절하여 상기 스톱 스위치(110)를 고정할 수 있도록 되어 있는 것이다.

따라서 상기 스톱 스위치(110)의 높이를 조절하게 되면 상기 이송 그립퍼(100)의 행정길이가 조절되어, 결국 상기 제품(1)의 길이를 결정하게 된다.

이때, 상기 스톱 스위치(110) 대신에 적외선 센서 등의 다른 센서를 적용할 수 있음은 물론이다.

상기 상하 수평 열융착기(120), 도 10 내지 도 12를 참고하면, 상기 이송 그립퍼(100) 하부에 일정간격을 두고 상하 이중으로 다이가 형성되고, 상기 필름(1)의 이송방향에 대하여 직각 방향으로 압력과 열을 가하여 융착시키는 작업을 수행한다.

상기 상하 수평 열융착기(120)는 베이스 플레이트(121), 두 개의 다이(122,124), 가이드(123), 실린더(125,127), 그리고 히터(128)를 포함한다.

상기 베이스 플레이트(121)는 프레임(20)에 고정되어 다른 구성요소들을 지지하는 역할을 담당한다. 상기 두 개의 다이(122,124)는 중간에 간격을 두고 상하부로 나뉜 형태로 형성된다. 상기 다이(122,124)는 서로 수평방향으로 마주 보도록 설치되어 있다. 따라서 두 개의 다이(122,124)가 서로 압착하면서 상기 필름(1)을 수평방향으로 열융착하게 된다. 한쪽의 고정 다이(122)는 프레임(20)에 고정되고, 다른 쪽의 프레스 다이(124)는 상기 가이드(123)를 따라 수평으로 이동하면서 상기 반대편의 고정 다이(122)와 함께 상기 필름(1)을 압착하게 된다. 상기 가이드(123)는 상기 베이스 플레이트(121)와 프레임(20) 사이에 설치되어 상기 프레스 다이(124)의 수평 이동을 안내하게 된다. 상기 실린더(125)는 상기 베이스 플레이트(121)에 의해 지지되고, 상기 프레스 다이(124)를 상기 가이드(123)를 따라 직선 이송되도록 구동한다. 상기 히터(128)는, 도 12를 참고하면, 상기 고정 다이(122)에 삽입되어 상기 고정 다이(122)에 열전달하도록 구성되어 있다.

상기 상하 수평 열융착기(120)는 상기 실린더(125)의 구동에 의해 상기 프레스 다이(124)가 상기 가이드(123)를 타고 상기 고정 다이(122)로 이동하여 밀착한다. 이때 상기 고정 다이(122)는 히터(128)에 의해 가열된 상태이기 때문에 상기 프레스 다이(124)와 함께 상기 필름(1)을 압착하면서 열융착하게 된다.

한편, 도면에 도시되어 있지는 않지만 상기 다이들(122,124)의 압착면 후방에 히터(128)와 마찬가지로 펠티어 소자를 삽입하여 순간적으로 압착면의 온도를 하강시키도록 구성할 수도 있다. 이렇게 펠티어 소자를 이용하여 순간적으로 융착부위의 온도를 하강시키는 이유는 상기 상하 수평 열융착기(120)에 의해 제품의 상하 수평 융착부(13,14)를 형성할 때, 상기 상하 수평 융착부(13,14) 중에 어느 한 부분의 융착이 제대로 이루어지지 않는 불량 발생을 방지하기 위함이다. 이렇게 펠티어 소자를 사용하는 경우에는, 상기 상하 수평 열융착기(120)에 의해 상하 수평 융착부(13,14)가 형성될 때 열융착에 의해 그 부분이 녹아 융착이 이루어지는 동시에 펠티어 소자의 냉각 작용에 온도가 하강하면서 견고하게 융착이 완성된다. 즉 녹은 상태에서 외부 환경 요인에 의해 융착된 부위가 서로 이탈될 수 있으나, 녹은 상태에서 바로 냉각이 이루어지면 융착된 부위가 서로 이탈될 염려가 없어지는 것이다.

상기 커터(126)는 상기 상하 수평 열융착기(120)에 의해 융착된 부분을 수평으로 커팅한다. 상기 커터(126)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 상하 수평 열융착기(120)의 다이(122,124)의 중간 위치에 설치된다. 상기 커터(126)는 프레임(20)에 고정된 실린더(127)에 의해 전후진되면서 상기 필름(1)을 수평방향으로 커팅하게 된다. 즉 상기 필름(1)이 상기 다이(122,124)들에 의해 압착된 상태로 고정되면 상기 커터(126)가 전진하면서 상기 필름(1)을 커팅하게 된다. 상기 커터(126)의 동작에 의해 상기 제품(1)의 하나의 단위로 생산되어 배출된다.

상기 핀치밸브(40)는, 도 15에 도시되어 있다. 상기 핀치밸브(40)는 상하로 원료가 통과될 수 있도록 상하 통로(40a,40b)를 갖는 원통형의 몸체(41)로 이루어지고, 상기 몸체(41) 내부에 상하 방향을 따라 플렉시블한 튜브(42)가 고정되고, 상기 튜브(42)에 의해 상기 몸체(41)는 내외측 공간으로 구분된다. 즉 상기 튜브(42)는 상기 몸체(41)의 내부에 상하단이 고정되어 내측의 원료가 통과하는 공급공간과 외측의 공압이 출입하는 공압공간(41a)으로 구분하고, 탄성 재질로 이루어진다. 상기 몸체(41)에 형성된 공압 홀(41b)에 공압장치가 연결되어 상기 공압공간(41a)의 공압을 제어함으로써 밸브(40)를 온오프시킨다. 즉 상기 공압 홀(41b)로 공압이 공급되면 상기 튜브(42)가 내측 방향으로 팽창하면서 중앙의 공급로를 폐쇄시키고, 공압이 제거되면 상기 튜브(42)가 원래대로 탄성적으로 돌아와 공급로가 개방됨으로써 상기 핀치밸브(40)가 온/오프된다. 상기 핀치밸브(40)는 상기 튜브(42)가 플렉시블한 재질로 이루어져 있기 때문에 원료가 환제 등, 부스러지기 쉬운 재질인 경우에 일반적인 밸브에 비해 매우 유리하다. 즉 다른 밸브에 비해 환제가 부스러지는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

상기 핀치밸브(40)는, 도 17을 참고하면, 상부에 설치된 교반 핀(141)을 포함할 수 있다. 상기 핀치밸브(40)가 개방된 경우에 상기 교반 핀(141)이 상기 공급밸브(40)의 튜브(42) 내부로 상하 왕복 이동하게 된다. 이러한 교반 핀(141)의 교반 운동은 상기 원료의 점성이 높은 경우에 이점이 있다. 즉 점성이 높은 원료가 상기 튜브(42)에 들러붙어 공급로를 막게 되는 경우를 예방할 수 있게 된다. 물론 상기 교반 핀(141)을 왕복이동 구동하기 위한 구동수단이 설치되어야 한다. 실린더나 스텝 모터 등의 구동수단을 사용하여 적절히 구현할 수 있다.

상기 양조절기(140,150)는, 도 16을 참고하면, 상하로 설치된 두 개의 핀치밸브(40) 사이에 설치되어 있다. 상기 양조절기(140,150)는 실린더형 컨테이너(140) 내부에 오링을 구비한 피스톤(150)이 삽입되되, 그 높이를 조절함으로써 상기 실린더형 컨테이너(140) 내부 체적을 조절하게 되고, 그에 따라 포장되는 양을 조절할 수 있게 되는 것이다.

더불어, 도 16을 참고하면, 상기 핀치밸브(40)의 외면에는 편심된 진동 캠(170)이 밀착한 상태로 설치되어 있고, 상기 진동 캠(170)은 구동모터(160)에 의해 구동된다. 따라서 진동 캠(170)이 진동하면 상기 핀치밸브(40)를 진동시켜 튜브(42)에 들러붙을 수 있는 원료를 진동에 의해 떼어내게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 의한 스틱형 포장장치의 동작을 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 포장 대상물인 원료는 상기 원료탱크(30)에 작업자가 공급한다. 상기 원료탱크(30)의 압력은 원료의 종류에 따라 결정하고, 그 압력은 상기 인렛 밸브(31)와 아웃렛 밸브(32)를 통해 조절한다.

작업자는 필름 롤(50)로부터 필름(1)을 풀어 상기 가이드 링(60)을 통과하도록 한 다음, 상기 필름 가이드(70,80)를 모두 통과하도록 한다.

이때, 상기 필름(1)은 상기 필름 가이드(70,80)와 상기 가이드 파이프(54) 사이를 경유하여 결국에는 원통형으로 변형되고, 수직 중첩부를 갖게 된다. 이 상태에서 원료를 공급하지 않고 스틱형 포장장치를 구동한다.

상기 스틱형 포장장치 구동에 의해 배출되는 제품의 포장이 제대로 이루어지면 원료를 공급하기 시작한다.

상기 핀치밸브(40) 중에 상부의 핀치밸브(40)가 개방되고, 하부의 핀치밸브(40)는 폐쇄된 상태를 유지하도록 공압이 조절된다. 원료는 상기 상부 핀치밸브(40)와 실린더형 컨테이너(140)를 통과하여 상기 하부 핀치밸브(40)까지 하강한다. 이때 피스톤(150)의 높이에 따라 양이 조절되는 것은 상술한 바와 같다.

상기 상부 핀치밸브(40)는 폐쇄되고, 하부 핀치밸브(40)가 개방된다. 그러면 상기 상하부 핀치밸브(40) 사이에 있던 연료는 하강한다.

상기 원료는 가이드 파이프(54) 내부를 통과하여 하강한 다음, 하부 수평 융착부(14)가 형성된 필름 하단부까지 이동한다.

일정시간이 흘러 정량의 원료가 필름 하단부에 축적된다. 이때 상기 밸브(40)의 공압 홀(41b)에 공압이 제공되어 상기 튜브(42)가 내측으로 팽창되어 서로 반대편과 접촉하여 들러붙음으로써 공급공간을 폐쇄하게 된다. 이러한 상태가 도 13에 도시되어 있다.

상기 필름(1)이 이동하지 않을 때, 상기 수직 열융착기(90)가 가동되어 상기 수직 융착부(90)를 형성하게 된다. 즉, 상기 수평 실린더(91)의 동작에 의해 상기 다이(93)가 수평으로 이동하여 상기 필름(1)의 중첩된 부분을 압착한다. 이때 상기 다이(93)는 달구어진 상태이기 때문에 상기 필름(1)은 압력과 열에 의해 서로 융착된다. 이러한 동작에 의해 상기 필름(1)은 수직 중첩부(12)를 갖는 원통형 형태로 변형된다.

상기 수직 열융착기(90)는 상기 필름(1)이 멈춘 상태에서 작업을 계속 진행하여 하강하는 필름(1)이 원통형으로 변형되도록 한다.

상기 필름(1)은 상기 이송 그립퍼(100)에 의해 아래로 이동한다. 상기 수평 실린더(102)에 의해 상기 그립 블록(101)이 중앙으로 이동하여 상기 필름(1)의 수직 융착부(12)를 잡는다. 상기 융착부(12)를 홀딩한 상태에서 상기 수직 실린더(104)가 하강한다. 이때 상기 수직 실린더(104)는 상기 스톱 스위치(110)가 눌려 온되면 동작을 멈춘다. 따라서 상기 그립 블록(101)은 하강을 멈추게 된다. 상기 그립 블록(101)이 하강을 멈추면 상기 수평 실린더(102)가 동작하여 상기 그립 블록(101)이 원상태로 벌어지게 하는 동시에 상기 수직 실린더(104)도 상기 그립 블록(101)이 원상태로 복귀하도록 상승시킨다. 이러한 동작을 반복함으로써 상기 필름(1)을 연속적으로 하강시킨다.

이때, 상기 스톱 스위치(110)를 높이를 조절하여 배출되는 제품의 길이를 결정할 수 있음은 물론이다.

상기 필름(1)이 하강하여 정량의 원료가 공급된 하단부가 상기 상하 수평 열융착기(120)를 통과하여 도 14에 도시된 상태와 같은 높이에 이르게 된다.

이때, 도 10을 참고하면, 상기 필름(1)의 하강이 멈춘 상태에서, 상기 프레스 다이(124)가 상기 실린더(125)의 동작에 의해 가이드(123)를 타고 상기 고정 다이(122)로 이동되어 필름(1)을 압착한다. 이때 상기 다이(122)는 히터(128)에 의해 달구어진 상태이기 때문에 압착한 부분을 열융착하게 된다. 이와 동시에 상기 펠티어 소자의 동작에 의해 융착된 부분이 냉각되면서 견고하게 접착되도록 한다.

그 상태에서, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 커터(126)에 의해 상기 필름(1)은 절단된다. 즉 제품이 포장되어 배출된다. 이때 상기 다이(122,124)에 의해 융착된 부분 중에 상측의 융착부는 제품의 하단 수평 융착부(14)를, 하측의 융착부는 제품의 상단 수평 융착부(13)를 구성하게 된다.

상술한 작업을 반복함으로써, 스틱형 제품의 포장을 연속적으로 진행한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1 : 필름 10 : 제품
11 : 포장지 12 : 수직 융착부
13, 14 : 수평 융착부 20 : 프레임
30 : 원료탱크 31 : 인렛 밸브
32 : 아웃렛 밸브 40 : 핀치밸브
41 : 몸체 42 : 튜브
50 : 필름 롤 54 : 가이드 파이프
60 : 가이드 링 70, 80 : 필름 가이드
90 : 수직 열 융착기 91 : 실린더
92 : 히터 93 : 다이
100 : 이송 그립퍼 101 : 그립 블록
102 수평 실린더 103 : 레일
104 : 수직 실린더 110 : 스톱 스위치
111 : 고정볼트 120 : 상하 수평 열 융착기
122 : 고정 다이 123 : 가이드
124 : 프레스 다이 125, 127 : 실린더
128 : 히터 126 : 커터

Claims

수직으로 세워진 가이드 파이프;
띠 형상의 필름이 상기 가이드 파이프 외면을 감싸 원통형 형상으로 변형되는 동시에 상기 필름의 양단의 일부분이 중첩되도록 안내하는 필름 가이드;
상기 필름의 중첩된 부분을 압력과 열을 가하여 융착시키는 수직 열융착기;
상기 수직 열융착기에 의해 융착된 부분을 홀딩하고 하강함으로써 필름 전체를 하강시키는 이송 그립퍼;
상기 이송 그립퍼 하부에 일정간격을 두고 상하 이중으로 다이가 형성되고, 상기 필름의 이송방향에 대하여 직각 방향으로 압력과 열을 가하여 융착시키는 상하 수평 열융착기;
상기 상하 수평 열융착기에 의해 융착된 부분을 수평으로 절단하는 커터;
상기 가이드 파이프 상부에서 포장 대상물을 낙하시켜 공급량을 조절하기 위한 원료 공급밸브;
를 포함하고,
상기 원료 공급밸브는,
상기 포장 대상물인 원료가 통과하는 몸체;
상기 몸체의 내부에 상하단이 고정되어 내측의 원료가 통과하는 공급공간과 외측의 공압이 출입하는 공압공간으로 구분하는 탄성 재질로 이루어진 튜브;
상기 튜브 내측으로 왕복이동하면서 상기 원료를 교반하는 교반용 핀; 및
상기 핀이 왕복 운동하도록 구동하는 구동수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스틱형 포장장치.
제1항에 있어서,
상기 필름 가이드는 상기 가이드 파이프가 관통하는 원형의 가이드 홀을 구비하고, 상기 가이드 홀에 연통하여 상기 필름의 중첩된 부분이 통과되는 일자형 홀을 구비한 것을 특징으로 하는 스틱형 포장장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 필름 가이드는 상하로 일정 거리를 두고 적어도 두 개 이상이 구비된 것을 특징으로 하는 스틱형 포장장치.
제1항에 있어서,
상기 이송 그립퍼가 일정거리 이상 하강하지 않도록 상기 이송 그립퍼에 의해 눌려 온오프되는 스톱 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스틱형 포장장치.
제4항에 있어서,
상기 스톱 스위치는 그 높이를 조절할 수 있도록 프레임에 체결되어, 제품의 단위 길이를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 스틱형 포장장치.
제1항에 있어서,
상기 커터는 상기 상하 수평 열융착기 사이의 중간 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 스틱형 포장장치.
제1항에 있어서,
상기 필름 가이드 상부에는 상기 필름이 통과하면서 반원 형태로 변형되도록 안내하는 가이드 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스틱형 포장장치.
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