KR101729240B1 - 파우치 포장기의 유체 주입 노즐 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파우치 포장장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 스파우트 부착 파우치에 내용물인 유체의 주입 전단계에서 이루어지던 파우치 확장 공정을 배제하고 액체 주입과 함께 파우치 확장을 이루어 포장 랩 타임을 단축시키는 동시에 노즐 세정이 간편하여 내용물이 자주 변경되는 포장기에서 이전 내용물과의 혼입을 방지하고 위생적인 관리를 이루기 위해 스파우트 파우치 공급하는 공급부와, 공급된 파우치를 이송하는 이송 라인과, 상기 이송 라인 상의 파우치에 내용물 주입을 위한 노즐을 갖는 주입부와, 내용물이 주입된 파우치의 스파우트에 캡을 공급하고 밀폐하는 캡핑부를 포함하여 이루어지는 파우치 포장 장치에 있어, 상기 주입부는 스파우트 파우치 이송 방향으로 노즐 조립체(10)를 복수로 구성하여 이루되. 각 노즐 조립체는 하강된 주입위치에서 공급되는 스파우트(40) 내경에 노즐 외경이 밀착되도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

파우치 포장기의 유체 주입 노즐 장치{Fluid injection nozzle device pouch packing machine}

본 발명은 파우치 포장장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 스파우트 부착 파우치에 내용물인 유체의 주입 전단계에서 이루어지던 파우치 확장 공정을 배제하고 액체 주입과 함께 파우치 확장을 이루어 포장 랩 타임을 단축시키는 동시에 노즐 세정이 간편하여 내용물이 자주 변경되는 포장기에서 이전 내용물과의 혼입을 방지하고 위생적인 관리가 가능한 파우치 포장기의 유체 주입 노즐 장치에 관한 것이다.

일반적으로 식품 등에 사용되는 파우치는 액체나 겔 타입의 내용물을 포장하기 위해 합성수지 재로 제작된 것이다.

상기 파우치는 무해한 소재로 이루어지며 외부에는 각종 식품 관련 표기 및 홍보가 인쇄되어 마련된다.

파우치는 1쌍의 필름 소재를 대면시켜 대면한 바깥둘레 면을 열 융착한 타입이 가장 광범위하게 오래전부터 사용되어 왔다.

상기 파우치는 내용물 포장 후 세워 보존할 수 있도록 스탠딩 타입으로 확장 가능하도록 바닥면을 형성하여 사용되기도 한다.

한편, 상기 파우치의 일면에 내용물 유출구를 이루는 스파우트를 장착하여 이 스파우트를 캡으로 개폐 가능하게 하는 스파우트 파우치가 근자 사용 폭이 넓어지고 있다.

이와 같은 스파우트 파우치는 액체 충진 장치에 의해 파우치 용기의 개봉단에 실링된 스파우트를 통해 그 파우치 용기의 수용 공간으로 액체를 충진하며, 스파우트를 밀봉시키기 위한 캡이 결합된다.

상기 스파우트 파우치는 스파우트 구조에 의해 종전의 포장기로는 포장할 수 없어 전용의 포장기가 필요하고, 파우치 자체 제작 원가가 좀 더 높아지는 문제로 인하여 사용의 확장이 곤란하였으나 대량 제작에 의해 파우치 제작 원가 적인 문제는 줄어들었지만 전용의 포장기를 구비하여야 하는 시설 부담으로 인해 중소 규모의 포장물을 처리하여야 하는 업체에서는 채택이 곤란하여 스파우트 파우치 사용을 가로막고 있는 폐해가 있다.

물론 종래에도 스파우트 파우치 포장 장치가 개발되어 있기는 하나 생산 속도가 현저히 떨어지고 무인 운전이 곤란하여 단위 포장 장치로 운영이 어렵다는 한계가 있다.

이러한 단위 포장 장치는 중소 규모의 포장 업체에서는 당연히 필요할 뿐만 아니라 한약과 같이 포장 로트 별로 상이한 액체(약재)를 포장하여야 하는 업체에서는 대형의 전용 포장 설비를 사용할 수 없으며 그 이유는 포장 설비 내에 잔존하는 이전 포장 내용물을 제거(청소)하고 새로운 내용물을 투입하여야 하는 원인에 의한다.

종래에도 단위 포장 장치가 안출된 바 있으며 턴 테이블 타입의 파우치 이송 부재에 스파우트 파우치를 끼워 공급하면서 1차적으로 밀착된 파우치 내부를 확장하기 위해 외부 공기를 강제 주입하는 것과, 외부 공기 주입으로 확장된 파우치 내부에 스파우트를 통해 내용물을 충진하는 것과, 충진된 파우치의 스파우트에 캡을 밀봉 결합하는 과정을 순차적으로 작동하도록 이루어진 것이다.

대한민국 특허 등록 제10-0538048호 스파우트 파우치 포장 충진장치,

대한민국 특허 등록 제10-1135110호 스파우트 파우치 포장장치 등이 안출되어 있다.

상기 등록 특허들은 주로 대형으로 인라인 설비로써 대형화되는 장치 구성을 이루어 중소형의 단위 포장장치로 적용이 어렵다.

종래 기술에 의하면 중소 규모의 포장 업체가 사용하기 적합하도록 이루어진 단위 포장 장치에서는 상기와 같은 구성을 이루면서 파우치를 턴테이블에 끼워 공급할 때 인력에 의해 공급하는 단점이 있다.

파우치의 내부 공간을 이루는 양면의 포장재가 밀착된 상태이므로 그대로 내용물을 주입하는 경우 내용물 주입에 저항이 발생하고 급격하게 공급하면 외부로 넘치는 문제가 있어 반드시 파우치 확장을 사전에 시켜야하고 이는 포장 능력과 효율을 저하시키는 단점이 된다.

또한 포장 인력이 과도하게 필요하여 경제성이 떨어지고 장치의 포장 랩 타임이 증가되므로 생산성 저하의 단점 등 수많은 문제가 있다.

단위 포장 장치이면서 완전 자동화 공정으로 포장하면서도 랩 타입 단축으로 포장 능력을 향상시키는 장치가 매우 필요한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해소하고자 본 출원인은 선 출원 발명으로써 대한민국 특허 등록 제10-1335986호의 파우치 포장 장치를 제안한 바 있다.

이는 단위 포장 장치에 적합하고 포장 공정을 자동화하기 위해 제안된 것으로 선형 이송과 포장을 이루는 구조를 제안하였다.

반면에 스파우트 밀봉 캡 공급의 불편함과 내용물 주입 이전 단계에서의 파우치를 확장하는 공정을 거치도록 구성되어 랩 타임 축소에 한계가 있었고, 내용물을 충진하는 노즐 부분에 대한 세정이 어렵고 복잡한 구조로 이루어져 이러한 문제를 해결하고자 본 발명이 개시된다.

본 발명은 스파우트 파우치에 내용물을 충진 포장하는 포장기의 시간당 생산성을 높이기 위해 선형 이송 라인에 내용물 주입 노즐을 복수로 형성하여 이루고, 파우치 팽창과 내용물 주입이 동시에 이루어지도록 노즐 구조를 개선하여 생산성 향상에 크게 기여하도록 이루며, 내용물을 주입하는 노즐의 세정을 간편하게 하면서 폐기할 세정수의 유도로를 필요에 따라 조성할 수 있도록 이루어 세정수 비산으로 인한 주변 오염을 방지하도록 이루어진 파우치 포장기의 유체 주입 노즐 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 이루어지는 본 발명은 스파우트 파우치 연속으로 공급하는 공급부와, 공급된 파우치를 이송하는 이송 라인과, 상기 이송 라인 상에 내용물 주입을 위한 노즐을 갖는 주입부와, 내용물이 주입된 파우치의 스파우트에 캡을 공급하고 밀폐하는 캡핑부를 포함하여 이루어지는 파우치 포장 장치에 있어, 상기 주입부 노즐은 하강된 주입위치에서 공급되는 스파우트 내경과 노즐 외경이 밀착되도록 이루고 내용물 주입 압력으로 파우치 확장이 이루어짐과 동시에 주입을 이루도록 구성한다.

상기 스파우트 내경 단부와 노즐 외경의 밀착은 적어도 그 틈새로 외기 유통이 이루어지지 아니하는 정도로 유지하게 하고 밀착의 용이성과 스파우트의 내경 변경 수용하기 위해 노즐 외경에 테이퍼 면을 형성하여 이루어진다.

상기 노즐은 노즐 경 내부로 주입 내용물이 유입되고 노즐 유출공을 개폐하는 로드에 의하여 내용물 주입과 차단이 이루어지는 것에 의한다.

상기 노즐의 직 하부에는 슬라이드 신축 관재로 이루어지고 세정 낙수를 수집 유도하는 배출관을 구성하여 노즐 세정시에는 신장시켜 노즐 직하부에 배치하고 비 사용시에는 중첩 축소시켜 보관하도록 이루어지는 것에 의한다.

이상의 본 발명에 의하면 파우치 팽창과 내용물 주입이 동시에 이루어지도록 노즐 구조를 개선하여 종래와 같이 밀착된 상태의 파우치 내부를 확장하는 선행 작업시간과 구동 메커니즘을 생략하므로 장치가 간결하고 포장 생산성 향상에 크게 기여하는 효과가 있고, 내용물을 주입하는 노즐의 세정을 간편하게 하면서 폐기할 세정수의 유도로를 필요에 신축 구조로 조성할 수 있도록 이루어 세정수 비산으로 인한 주변 오염을 방지하는 효과와 함께 파우치 이송 라인에 노즐을 복수로 구성하여 고 효율의 장치를 이루어 생산성 증대의 효과를 갖는 등 매우 우수한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 일 예로서의 포장 장치를 도시한 정면 상태 구성도.
도 2a는 본 발명의 측면 상태로써 세정수 유도관이 신장된 상태의 구성도.
도 2b는 본 발명의 측면 상태로써 세정수 유도관이 수축된 상태의 구성도.
도 3은 본 발명의 정면 상태 구성도.
도 4는 본 발명의 단면 상태 구성도.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 기술 내용을 살펴보기로 한다.

첨부 도면의 도시와 같이 본 발명은 스파우트 파우치 공급하는 공급부와, 공급된 파우치를 이송하는 이송 라인과, 상기 이송 라인 상의 파우치에 내용물 주입을 위한 노즐을 갖는 주입부와, 내용물이 주입된 파우치의 스파우트에 캡을 공급하고 밀폐하는 캡핑부를 포함하여 이루어지는 파우치 포장 장치에 있어, 상기 주입부 는 스파우트 파우치 이송 방향으로 노즐 조립체(10)를 복수로 구성하여 이루되. 각 노즐 조립체는 하강된 주입위치에서 공급되는 스파우트(40) 내경에 노즐 외경이 밀착되도록 이루어진다.

상기 노즐 조립체(10)는 내용물 주입 압력으로 파우치(P) 확장이 이루어짐과 동시에 주입을 이루도록 구성한다.

상기 노즐 조립체(10)는 중공의 T형 부재(11)를 형성하고 T형 부재의 수직 연통공 상부에는 로드공(12a)을 천공한 밀폐캡(12)을 압입하여 이루고, 하부에는 노즐(13)을 체결하여 이루며 T형 부재의 수평 연통공에는 주입 내용물을 유입하는 유도관(14)을 체결하여 이루되, 상기 노즐(13) 내경을 개폐하는 로드(15)를 상기 로드공(12a)으로 부터 관통 결합하여 이루어진다.

상기 노즐(13)은 최 하단부에 노즐공(13a)을 형성하되 노즐공 외부 몸체에는 사면(13b)을 형성하여 이루어진다.

상기 로드(15)는 상기 노즐공(13a)을 개폐하도록 노즐공 직경보다 크고 노즐 내경보다는 작은 직경으로 이루며, 로드(15)와 노즐(13) 내경 사이에는 내용물 유동이 이루어지는 공극(13c)을 마련하여 이루어진다.

상기 로드(15) 상부에는 나사부(15a)를 형성하여 체결용 너트(16)로써 본체(1) 프레임에 결합 구성한다.

상기 노즐 조립체(10)는 Z축 실린더(2)에 결합하여 승강하도록 이루어진다.

상기 노즐 조립체(10)의 직 하부에는 세정수 유도관(20)을 형성하고 유도관의 종단은 본체(1)에 마련한 배수구(30)에 상부에 위치하도록 구성한다.

상기 세정수 유도관(20)은 대경의 배출관(21)과 이 배출관 내경에 끼워 결합한 소경의 배출관(22)으로 이루어 상호 슬라이드 신축하도록 이루고 소경의 배출관(22) 상부에는 파지부(23)를 결합하여 이루고 슬라이더(24)를 고정한 링(25)을 대경의 배출관(21) 외경에 체결 고정하여 이루며 상기 슬라이더(24)는 본체(1)에 관통 결합하여 이루어진다.

상기 노즐은 노즐 경 내부로 주입 내용물이 유입되고 노즐 유출공을 개폐하는 로드에 의하여 내용물 주입과 차단이 이루어지도록 구성된다.

상기 노즐의 직 하부에는 슬라이드 신축 관재로 이루어진 세정 낙수를 수집 유도하는 배출관을 구성하여 노즐 세정시에는 신장시켜 노즐 직하부에 배치하고 비 사용시에는 중첩 축소시켜 보관하도록 구성된다.

상술한 바와 같은 구성을 이루는 본 발명의 제 작용을 이하 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다

본 발명인 파우치 포장기의 유체 주입 노즐 장치가 적용된 포장기는 자동 포장을 위해 우선적으로 다음의 사항들이 준비된다.

먼저 충진하고자하는 내용물을 용기(8)에 채우는 것과, 다수의 스파우트 파우치(P)를 연속적으로 공급하는 것과, 상기 스파우트에 결합될 캡을 캡 정렬 공급기(3)에 다수 쏟아 부어 마련하고 전원과 공압을 연결하여 준비한다.

준비가 완료되면 1단계씩 테스트 운전이 가능한데 이는 미 도시하고 미 설명된 제어장치에 의하여 이루어진다.

테스트 과정에서 캡 정렬 공급기(3)는 회전하면서 캡을 일방향으로 정렬 이송하고 캡핑 위치까지 유도되어 채워지며 준비된다.

이송되는 파우치(P)는 이송 가이드 판(42)의 좌우 이송에 따라 선형으로 1단계씩 이송된다(도 1 도시상 좌에서 우로 이송됨).

매 이송 위치마다 파우치 표면에 마킹, 내용물 주입, 캡씌우기 및 캡 잠금 과정이 연속적으로 이루어진다.

이때 내용물 주입 단계에서 본 발명의 노즐 조립체(10)는 Z축 실린더(2) 구동으로 하강하여 노즐(13) 단부의 노즐공(13a)이 스파우트(40)에 끼워지면서 사면(13b)이 스파우트 내경부를 밀폐하도록 상기 Z축 실린더(2) 하강 구동이 이루어진다.

상기 실린더는 공압 구동을 이루며 사면(13b)과 스파우트(40) 내경이 밀착되면 공압으로 밀착 상태를 유지하게 한다.

상기 실린더 구동이 종료되면 미도시된 통상의 정량펌프가 내용물을 가압 이송하고 이 내용물은 유도관(14)을 통해 T형부재(11)를 경유 공극(13c)에 채워지면서 하강한 노즐 조립체(10)와 그 내경을 폐쇄하던 본체(1)에 고정한 로드(15) 사이에 간극이 벌어지면서 노즐공(13a)을 통한 내용물의 주입이 이루어진다.

이때, 상기 노즐(13)의 사면(13b)이 스파우트(40) 내경을 폐쇄하는 것에 의하여 내용물이 곧바로 주입되더라도 파우치(P)의 확장이 동시에 일어나고 내용물 역류없이 충진이 이루어진다.

따라서 종래와 같이 밀착 상태의 파우치를 내용물 주입 전단계에서 인위적으로 확장하여 벌려주는 공정이 배제될 수 있다.

내용물의 정량 주입이 종료된 후에 상기 Z축 실린더(2)의 역구동으로 노즐 조립체(10)는 상승하고 로드(15) 단부는 노즐공(13a)를 폐쇄하는 것에 의하여 내용물 유출은 차단된다.

이러한 내용물 주입은 주입 압력을 고려하여 과도하게 설정할 수 없는 제한이 있는바 본 발명에서와 같이 노즐을 복수로 형성하면 주입 시간을 단축하게 되므로 포장 효율 증대 작용을 한다.

물론 포장재로 선택될 스파우트의 높이와 내경을 고려하여 노즐 종단의 위치는 조정이 가능하고 로드(15)를 체결한 너트(16)로써 로드 높이 또한 맞추어 조정할 수 있도록 이루어져 있다.

상기와 같이 스파우트(40) 내경과 노즐(13) 외경의 사면(13c)을 통한 밀폐 작용에 의해 파우치 확장 공정이 배제되는 것은 물론 밀폐 압력에 의해 노즐 주입 압력을 좀 더 높게 형성할 수 있게되어 내용물 주입 시간이 단축되는 작용을 이룬다.

상기와 같이 포장을 마치고 포장기의 오염을 제거하기 위한 세정 또는 한약재, 음료 등과 같이 포장 내용물 변경에 따른 포장기 내부 라인의 세정을 쉽고 편리하게 할 수 있도록 노즐 직 하부에는 세정수 유도관(20)이 마련되어 있다.

세정수 유도관은 비 사용시 파우치 이송 경로를 피해 본체(1) 벽면에 밀착된 상태로 보관(도 2b 참조)하고 세정 시기에는 파지부(23)를 잡고 당기면 슬라이더(24)로 지지되면서 인출되고 파지부(23)을 상승시키는 것에 의해 소경 배출관(22)이 대경 배출관(21)로부터 신장되고 노즐 직 하부에 임시 고정을 이룬다.

임시 고정은 파지부(23)에 부착한 자석에 의해 일시적인 고정 상태가 된다.

세정수 유도관(20)이 노즐 직하부에 신장 고정되면 노즐을 하강시키고 세정수를 용기(8)에 채워 정량 펌프를 구동하여 세정수 배출을 이루면서 라인 세정을 이루는데 이때 세정수가 노즐을 경유 배출되는데 세정된 물은 소, 대경 배출관(22, 21)을 경유하여 배수구(30)로 낙하 배수된다.

배수구(30)에 취수된 세정수는 별도의 파이프 라인으로 본체(1) 외부로 배출된다.

10 : 노즐 조립체 11 : T형 부재
12 : 밀폐캡 13 : 노즐
13a : 노즐공 13b : 사면
13c : 공극 14 : 유도관
15 : 로드 15a : 나사부
16 : 너트 20 : 세정수 유도관
21 : 대경 배출관 22 : 소경 배출관
23 : 파지부 24 : 슬라이더
25 : 링 30 : 배수구

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 스파우트 파우치 공급하는 공급부와, 공급된 파우치를 이송하는 이송 라인과, 상기 이송 라인 상의 파우치에 내용물 주입을 위한 노즐을 갖는 주입부와, 내용물이 주입된 파우치의 스파우트에 캡을 공급하고 밀폐하는 캡핑부를 포함하여 이루어지고, 주입부의 노즐 조립체(10)는 내용물을 유입하는 유도관(14)을 갖는 중공의 T형 부재(11)와 노즐(13)을 체결하여 이루며 노즐(13)에는 내경을 개폐하는 로드(15)를 결합하여 이루어지는 파우치 포장 장치에 있어,
   노즐 조립체(10)의 로드(15) 상부는 나사부(15a)를 형성하여 체결용 너트(16)로써 본체(1) 프레임에 결합 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치 포장기의 유체 주입 노즐 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 노즐 조립체(10)의 직 하부에는 대경의 배출관(21)과 이 배출관 내경에 끼워 결합한 소경의 배출관(22)으로 이루어 상호 슬라이드 신축하도록 이루고 소경의 배출관(22) 상부에는 파지부(23)를 결합하여 이루고 슬라이더(24)를 고정한 링(25)을 대경의 배출관(21) 외경에 체결 고정하되 상기 슬라이더(24)는 본체(1)에 관통 결합하여 이루어진 세정수 유도관(20)을 형성하고 유도관의 종단은 본체(1)의 배수구(30) 상부에 위치하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치 포장기의 유체 주입 노즐 장치.
5. 삭제

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