KR101670849B1

KR101670849B1 - 지관 제조장치

Info

Publication number: KR101670849B1
Application number: KR1020150057056A
Authority: KR
Inventors: 박재순
Original assignee: 박재순
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2016-10-31

Abstract

본 발명은 종이 소재 뿐만 아니라 합성수지가 혼합된 지관을 압출과 인발 방식으로 연속적으로 지관을 생산할 수 있도록 함으로써, 작업성이 향상되고 습기에 강한 내구성을 얻을 수 있도록 그 구조가 개선된 지관의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 지관 제조장치는, 본체(100)에 길이방향으로 배치되며, 일단부측에 분쇄된 합성수지재의 제1재료가 투입되는 제1재료 투입구(210)가 형성되고 타단부측에 분쇄된 종이재의 제2재료가 투입되는 제2재료 투입구(220)가 형성되며, 내부에 상기 제1재료 투입구(210)를 통해 투입되어 용융된 제1재료와 상기 제2재료 투입구(220)를 통해 투입된 제2재료를 이송 및 혼합하도록 나사산을 구비한 이송스크류(250)가 수용되는 공간부를 구비한 케이싱(200)과; 상기 이송스크류(250)에 회전 구동력을 제공하는 구동력 제공수단(300)과; 상기 케이싱(200)의 외측에 마련되며, 외부 전원이 인가됨에 따라 발열되어 케이싱(200)에 투입된 제1재료가 용융되도록 가열하고, 제2재료를 가열하기 위한 가열수단(400)과; 상기 케이싱(200) 내부에 마련되어 용융된 제1재료와 제2재료를 혼합하는 믹싱부(230)와; 상기 케이싱(200)의 단부에 배치되어 케이싱(200)의 내부와 연통되도록 연결되고, 상기 믹싱부(230)에서 혼합된 제1재료와 제2재료를 상기 케이싱(200)을 통해 공급받아 중공을 갖는 지관(10) 형태로 성형하기 위한 금형(500)과; 상기 금형(500)에 마련되며, 상기 케이싱(200)으로부터 공급되어 금형(500)을 통과하는 혼합된 제1재료와 제2재료를 경화시키도록 냉각시키는 냉각수단(600)과; 상기 금형(500)의 외측에 배치되며, 상기 금형(500) 내에 진공 흡입력을 제공하여 상기 냉각수단(600)에 의해 경화된 지관(10)을 외부로 인발하기 위한 인발수단(700); 및 상기 인발수단(700)에 의해 외부로 인발된 지관(10)을 절단하는 절단기(800);로 구성된다.

Description

지관 제조장치{APPARATUS OF PAPER BOBBIN MANUFACTURING}

본 발명은 지관 제조장치에 관한 것으로, 특히 종이 소재 뿐만 아니라 합성수지가 혼합된 지관을 압출과 인발 방식으로 연속적으로 지관을 생산할 수 있도록 함으로써, 작업성이 향상되고 습기에 강한 내구성을 얻을 수 있도록 그 구조가 개선된 지관 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지관은, 지관용 종이를 일정한 길이로 절단하고, 절단된 종이를 한 겹씩 풀을 바르면서 연속적으로 사선 방향으로 여러 겹 감는 것에 의해, 원통 형상으로 제조된다.

이와 같이, 지관은 종이를 여러 겹 감아 제조되기 때문에, 지관의 제조에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

종래의 지관은 종이를 재질로 하고 있으며, 이 지관을 이용하여 포장재 내지 파렛트를 제작할 경우 중량이 가벼워서 운반하기가 용이할 뿐만 아니라, 사용 후 재활용할 수 있어 근래에 심각하게 대두되고 있는 환경오염을 현격하게 줄일 수 있어 그 사용이 증가되고 있는 실정이다.

지관의 제조는 일반적으로 둥근 맨드릴에 종이 테이프를 복수층으로 스파이럴(spiral) 상으로 와인딩해서 통상체를 형성하고, 이 통상체를 맨드릴의 선단에서 연속적으로 풀어내면서 행하여진다.

종래 지관 제조와 관련된 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1337467호 "지관 및 지관의 제조방법"(등록일자 : 2013.11.29)에 개시된 바와 같이, 한 겹의 유연한 재질로 구비되는 중공 원통 형상의 지관을 준비하는 단계; 지관을 에어 샤프트에 삽입하는 단계; 에어 샤프트의 돌기들을 반경 방향 외 측으로 돌출시켜 지관의 내측면을 지지하는 단계; 및 지관이 그 길이 방향을 따라 복수개로 분리되도록 지관을 기설정된 길이로 절단하는 단계를 포함한다.

종래 지관의 제조장치와 관련된 다른 선행기술로는 한국 등로실용신안공보 제 20-0296150호 "원통형 지관 제조기를 이용한 다각지관 제조장치"에 개시된 바와 같이, 회전풀리에 감겨진 벨트의 둘레 회전으로 종이테이프가 맨드릴 상에서 나선상으로 이동되고, 상기 맨드릴의 끝단에는 다각 형상을 갖는 금형수단이 회전 가능하도록 장착되며, 상기 금형수단의 후미에는 지지대에 의해 일정높이에 위치하여 회전수단에 의해 회전하는 배출원통이 구비되며, 상기 배출원통의 전면에는 금형수단이 관통하도록 관통홀을 구비한 회전판이 형성되고, 상기 회전판의 양면에는 다각형상의 금형수단 각각의 면을 압박하도록 다수의 압착수단이 구비되는 것이다.

그런데, 기존 지관의 제조방식은 얇은 종이를 감아서 접착제로 복수 겹으로 접착하는 과정에서 작업시간이 오래 걸리고 작업 효율이 저하되어 생산성이 낮아지고 작업 비용이 증가하게 됨과 아울러, 외부 습기에 취약한 단점이 있다.

한국 등록특허공보 제10-1337467호 "지관 및 지관의 제조방법"(등록일자 : 2013.11.29) 한국 등로실용신안공보 제 20-0296150호 "원통형 지관 제조기를 이용한 다각지관 제조장치"

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 종이 소재 뿐만 아니라 합성수지가 혼합된 지관을 압출과 인발 방식으로 연속적으로 지관을 생산할 수 있도록 함으로써, 작업성이 향상되고 습기에 강한 내구성을 얻을 수 있도록 그 구조가 개선된 지관 제조장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 지관 제조장치는 본체에 길이방향으로 배치되며, 일단부측에 분쇄된 합성수지재의 제1재료가 투입되는 제1재료 투입구가 형성되고 타단부측에 분쇄된 종이재의 제2재료가 투입되는 제2재료 투입구가 형성되며, 내부에 상기 제1재료 투입구를 통해 투입되어 용융된 제1재료와 상기 제2재료 투입구를 통해 투입된 제2재료를 이송 및 혼합하도록 나사산을 구비한 이송스크류가 수용되는 공간부를 구비한 케이싱과; 상기 이송스크류에 회전 구동력을 제공하는 구동력 제공수단과; 상기 케이싱의 외측에 마련되며, 외부 전원이 인가됨에 따라 발열되어 케이싱에 투입된 제1재료가 용융되도록 가열하고, 제2재료를 가열하기 위한 가열수단과; 상기 케이싱 내부에 마련되어 용융된 제1재료와 제2재료를 혼합하는 믹싱부와; 상기 케이싱의 단부에 배치되어 케이싱의 내부와 연통되도록 연결되고, 상기 믹싱부에서 혼합된 제1재료와 제2재료를 상기 케이싱을 통해 공급받아 중공을 갖는 지관 형태로 성형하기 위한 금형과; 상기 금형에 마련되며, 상기 케이싱으로부터 공급되어 금형을 통과하는 혼합된 제1재료와 제2재료를 경화시키도록 냉각시키는 냉각수단과; 상기 금형의 외측에 배치되며, 상기 금형 내에 진공 흡입력을 제공하여 상기 냉각수단에 의해 경화된 지관을 외부로 인발하기 위한 인발수단; 및 상기 인발수단에 의해 외부로 인발된 지관을 절단하는 절단기;로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징적인 요소인 상기 제2재료는 목재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이싱은 케이싱의 외측에 힌지 결합되어 개폐 가능하게 형성된 커버가 더 구비되고, 상기 제1,2재료 투입구는 외부와 케이싱 내부를 개폐시키기 위한 도어가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 가열수단은 상기 케이싱의 외주를 감싸는 띠 형태로 형성된 복수의 히터로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 구동력 제공수단은 상기 본체의 일측에 배치되고 외부 전원이 인가됨에 따라 회전 구동되는 구동모터와, 상기 구동모터의 모터축 단부에 배치되어 구동모터의 회전과 연동 회전되는 구동풀리 및 상기 구동풀리와 연동되도록 벨트 연결되고 상기 이송스크류의 단부에 배치되어 상기 이송스크류에 회전 구동력을 전달하는 종동풀리를 구비한 것이다.

본 발명은 제1재료의 투입과 용융 및 제2재료의 혼합 과정을 거쳐 연속적으로 지관을 생산할 수 있으므로, 기존 접착제를 이용한 접착방식의 지관 제조방식에 비해 생산성을 향상시킬 수 있으며, 습기에 강한 합성수지재의 특성상 제품의 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 작업인원을 최소화하여 인건비를 줄일 수 있게 되어 비용을 절감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 지관의 제조방법을 순차적으로 나타낸 플로우챠트.
도 2는 본 발명에 따른 지관의 제조장치를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 본 발명의 사용상태도.

본 발명에 따른 지관의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1재료투입단계(S1), 용융단계(S2), 이송단계(S3), 제2재료투입단계(S4), 압출단계(S5), 성형단계(S6), 인발단계(S7) 및 절단단계(S8)로 구성된다.

제1재료투입단계(S1)는 이송스크류가 수용된 케이싱 일단부측 내부로 일정 크기이하로 분쇄된 수지 재료를 투입하게 된다.

용융단계(S2)는 상기 제1재료투입단계(S1)를 거쳐 케이싱 내로 투입된 수지 재료에 열을 가해 유동이 가능한 용융수지 상태로 용융시키게 된다.

이송단계(S3)는 상기 이송스크류를 구동모터의 회전력으로 회전시켜 상기 용융된 수지를 케이싱의 단부측으로 이송시킨다.

제2재료투입단계(S4)는 상기 케이싱 내에서 이송되는 용융 수지에 종이 재료를 투입하고 수지 재료와 혼합시키는 공정을 수행하게 된다.

압출단계(S5)는 상기 회전되는 이송스크류로 하여금 상기 제2재료투입단계(S4) 후에 혼합된 재료를 케이싱의 단부로 압출시킨다.

성형단계(S6)는 상기 압출된 재료들을 케이싱의 단부에 연통되도록 연결된 금형을 통과시키면서 냉각시켜 중공을 갖는 지관 형태로 성형한다.

인발단계(S7)는 상기 성형된 지관의 단부를 진공 흡입력으로 흡입하여 외부로 인발한다.

절단단계(S8)는 상기 금형의 외측 상부에서 외부로 인발된 지관을 정해진 길이로 절단하게 된다.

상기 지관의 제조방법을 실현하기 위한 본 발명에 따른 지관의 제조장치는, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본체(100)에 길이방향으로 배치되며, 내부에 이송스크류(250)가 수용되는 공간부가 형성되고, 일단부측에 상측으로 개구된 제1재료 투입구(210)가 형성되며, 타단부측에 상측으로 개구된 제2재료 투입구(220)가 형성되는 케이싱(200)과; 상기 이송스크류(250)에 구동모터(310)의 회전 구동력을 제공하는 구동력 제공수단(300)과; 상기 케이싱(200)의 외측에 마련되고 외부 전원이 인가됨에 따라 발열되어 케이싱(200)에 투입된 재료들을 가열하기 위한 가열수단(400)과; 상기 케이싱(200)의 단부에 배치되어 케이싱(200)의 내부와 연통되도록 연결되고 케이싱(200)으로부터 공급된 재료들을 중공을 갖는 지관(10) 형태로 성형하기 위한 금형(500)과; 상기 금형(500)에 마련되어 상기 케이싱(200)으로부터 공급된 용융수지의 재료들을 경화시키도록 냉각시키는 냉각수단(600)과; 상기 금형(500)의 외측에 배치되어 상기 금형(500) 내에 진공 흡입력을 제공하여 상기 냉각수단(600)에 의해 경화된 지관(10)을 외부로 인발하기 위한 인발수단(700)과; 상기 외부로 인발된 지관(10)을 절단하는 절단기(800);로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 케이싱(200)은 본체(100)의 길이방향으로 배치되고, 케이싱(200)의 외측에 힌지 결합되어 개폐 가능한 커버(150)가 마련되는 구조를 갖는다.

구동력 제공수단(300)은 상기 본체(100)의 일측에 배치되고 외부 전원이 인가됨에 따라 회전 구동되는 구동모터(310)와, 상기 구동모터(310)의 모터축 단부에 배치되어 구동모터(310)의 회전과 연동 회전되는 구동풀리(320)와, 상기 구동풀리(320)와 연동되도록 벨트 연결되고 상기 이송스크류(250)의 단부에 배치되어 상기 이송스크류(250)에 회전 구동력을 전달하는 종동풀리(330)로 구성된다.

상기 가열수단(400)은 케이싱(200)의 외주의 복수 군데를 감싸는 띠 형태로 구성되고, 외부 전원이 인가됨에 따라 자체 발열되어 케이싱(200)측으로 열을 전달하는 복수의 히터로 구성된 것이다.

제1재료는 합성수지재이고, 상기 제2재료는 종이재를 채용한 것으로, 제1,2재료 투입구를 통해 각각 투입 가능하도록 일정 크기 이하의 입도를 갖도록 분쇄된 상태로 투입된다.

상기한 종이재를 케이싱(200)의 타단부에 마련된 제2재료 투입구(220) 측에 투입하는 이유는 가열수단(400)의 히터에 의해 가열되는 케이싱(200)에 선투입할 경우 케이싱(200) 내부로의 이송도중에 타버릴 우려가 있기 때문에, 제2재료 투입구(220)를 통해 출구와 근접된 케이싱(200)의 타단측에 후투입하는 것이 바람직하다.

더 바람직하게는 제2재료는 종이재 외에 외관상 미려함을 부여할 수 있도록 톱밥 등의 목재를 채용할 수 있다.

상기한 제1,2재료 투입구(210,220)에는 외부와 케이싱(200) 내부를 개폐시키기 위한 도어를 별도로 구비할 수 있다.

또한, 금형(500)은 케이싱(200)의 단부로부터 유출된 재료들이 상,하부 금형(500)의 내부를 통과하면서 중공을 갖는 지관(10) 형태로 성형됨과 아울러, 냉각수단(600)에 의해 냉각되어 경화된다.

냉각수단(600)은 금형(500) 내부에 마련된 공급경로를 따라 순환되는 냉각수에 의해 금형(500) 내부에 공급된 재료들을 냉각시켜 경화시키는 기능을 수행하게 된다.

인발수단(700)은 상기 금형(500)의 외측에 마련되고 진공 흡입력을 금형(500)의 내부에 공급하여, 냉각수단(600)에 의해 경화되어 성형된 지관(10)의 단부를 외부로 인발시키는 진공 흡입기를 구비한다.

미설명 부호 "230"은 제2재료 투입구(220)를 통해 케이싱(200) 내부로 투입되는 제2재료와 케이싱(200) 내에서 용융된 제1재료의 혼합을 위해 충분한 용적을 갖도록 마련된 믹싱부(230)를 나타낸 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명은 제1재료 투입구(210)를 통해 케이싱(200)의 내부로 제1재료인 합성수지재를 투입시키고, 히터에 전원을 인가하여 발열함으로써, 발열된 히터로 하여금 케이싱(200)을 가열시켜 케이싱(200) 내에 투입된 합성수지재를 용융시킨 후에, 구동모터(310)를 회전 구동시킨다.

이때, 히터는 케이싱(200)의 외주 둘레를 감싸는 형태로 복수개 구비되어 있으므로, 케이싱(200)의 외측에서 발열되어 케이싱(200)에 열을 전도시켜 케이싱(200) 내의 제1재료를 용융수지 상태로 용융시키게 된다.

상기한 구동모터(310)의 회전 구동시 구동모터(310)의 회전력이 구동풀리와 벨트를 통해 종동풀리에 전달되고, 종동풀리와 연결된 이송스크류(250)가 케이싱(200) 내에서 회전되면서 이송스크류(250)의 나사산을 따라 히터에 의해 용융된 제1재료를 케이싱(200)의 타측으로 이송시키게 된다.

이어서, 제2재료 투입구(220)를 통해 종이재를 케이싱(200)의 내부로 투입하여 믹싱부(230)내에서 융용된 제1재료와 균일하게 혼합되도록 한다.

이후에, 혼합된 상태의 제1,2재료들은 이송스크류(250)에 의해 케이싱(200)의 외부로 압출되어 금형(500) 내부로 공급되고, 금형(500) 내부에 마련된 냉각수단(600)에 의해 경화되면서 금형(500) 내부 구조에 의해 중공을 갖는 지관(10)으로 성형된다.

상기 금형(500)의 외측에 마련된 진공 흡입기는 금형(500)의 내부로 진공 흡입력을 제공하여 금형(500)의 내부에서 성형된 지관(10)의 단부를 외측으로 인발한 후에, 일정 길이로 인발된 지관(10)을 절단기(800)로 절단한다.

이로 인해 본 발명은 제1재료의 투입과 용융 및 제2재료의 혼합 과정을 거쳐 연속적으로 지관(10)을 생산할 수 있으므로, 기존 접착제를 이용한 접착방식의 지관(10) 제조방식에 비해 생산성을 향상시킬 수 있으며, 습기에 강한 합성수지재의 특성상 제품의 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 작업인원을 최소화하여 인건비를 줄일 수 있게 되어 비용을 절감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

10 : 지관 100 : 본체
150 : 커버 200 : 케이싱
210 : 제1재료 투입구 220 : 제2재료 투입구
230 : 믹싱부 250 : 이송스크류
300 : 구동력 제공수단 310 : 구동모터
320 : 구동풀리 330 : 종동풀리
400 : 가열수단 500 : 금형
600 : 냉각수단 700 : 인발수단
800 : 절단기

Claims

본체(100)에 길이방향으로 배치되며, 일단부측에 분쇄된 합성수지재의 제1재료가 투입되는 제1재료 투입구(210)가 형성되고 타단부측에 분쇄된 종이재의 제2재료가 투입되는 제2재료 투입구(220)가 형성되며, 내부에 상기 제1재료 투입구(210)를 통해 투입되어 용융된 제1재료와 상기 제2재료 투입구(220)를 통해 투입된 제2재료를 이송 및 혼합하도록 나사산을 구비한 이송스크류(250)가 수용되는 공간부를 구비한 케이싱(200)과;
상기 이송스크류(250)에 회전 구동력을 제공하는 구동력 제공수단(300)과;
상기 케이싱(200)의 외측에 마련되며, 외부 전원이 인가됨에 따라 발열되어 케이싱(200)에 투입된 제1재료가 용융되도록 가열하고, 제2재료를 가열하기 위한 가열수단(400)과;
상기 케이싱(200) 내부에 마련되어 용융된 제1재료와 제2재료를 혼합하는 믹싱부(230)와;
상기 케이싱(200)의 단부에 배치되어 케이싱(200)의 내부와 연통되도록 연결되고, 상기 믹싱부(230)에서 혼합된 제1재료와 제2재료를 상기 케이싱(200)을 통해 공급받아 중공을 갖는 지관(10) 형태로 성형하기 위한 금형(500)과;
상기 금형(500)에 마련되며, 상기 케이싱(200)으로부터 공급되어 금형(500)을 통과하는 혼합된 제1재료와 제2재료를 경화시키도록 냉각시키는 냉각수단(600)과;
상기 금형(500)의 외측에 배치되며, 상기 금형(500) 내에 진공 흡입력을 제공하여 상기 냉각수단(600)에 의해 경화된 지관(10)을 외부로 인발하기 위한 인발수단(700); 및
상기 인발수단(700)에 의해 외부로 인발된 지관(10)을 절단하는 절단기(800);로 구성된 것을 특징으로 하는 지관의 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2재료는 목재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지관의 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 케이싱(200)은 케이싱(200)의 외측에 힌지 결합되어 개폐 가능하게 형성된 커버(150)가 더 구비되고, 상기 제1,2재료 투입구(210,220)는 외부와 케이싱(200) 내부를 개폐시키기 위한 도어가 더 구비된 것을 특징으로 하는 지관의 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가열수단(400)은 상기 케이싱(200)의 외주를 감싸는 띠 형태로 형성된 복수의 히터로 구성된 것을 특징으로 하는 지관의 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 구동력 제공수단(300)은 상기 본체(100)의 일측에 배치되고 외부 전원이 인가됨에 따라 회전 구동되는 구동모터(310)와, 상기 구동모터(310)의 모터축 단부에 배치되어 구동모터(310)의 회전과 연동 회전되는 구동풀리(320) 및 상기 구동풀리(320)와 연동되도록 벨트 연결되고 상기 이송스크류(250)의 단부에 배치되어 상기 이송스크류(250)에 회전 구동력을 전달하는 종동풀리(330)로 구성된 것을 특징으로 하는 지관의 제조장치.