KR101792730B1 - 스크류 공급방식을 이용한 충진부를 구비한 포장용기용 자동 포장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포장지의 접착을 통해 내용물이 포장되는 포장용기용 자동 포장장치에 관한 것으로, 포장용기에 공급되어 저장되는 대상물을 정량으로 충진이 가능하게 하면서도 복잡한 구조를 갖지 않아 제작 효율성 증대 및 제작 단가를 저감시킬 수 있도록 내용물 공급수단으로써, 스크류 공급방식을 이용한 충진부를 구비한 포장용기용 자동 포장장치에 관한 것이다.

Description

스크류 공급방식을 이용한 충진부를 구비한 포장용기용 자동 포장장치{PACKING APPARATUS EQUIPED WITH SCREW SUPPLY}

본 발명은 포장지의 접착을 통해 내용물이 포장되는 포장용기용 자동 포장장치에 관한 것으로, 포장용기에 공급되어 저장되는 대상물을 정량으로 충진이 가능하게 하면서도 복잡한 구조를 갖지 않아 제작 효율성 증대 및 제작 단가를 저감시킬 수 있도록 내용물 공급수단으로써, 스크류 공급방식을 이용한 충진부를 구비한 포장용기용 자동 포장장치에 관한 것이다.

일반적으로 작은 부피의 분말 또는 액체 형태의 내용물을 포장 및 보관하기 위해 유리병, 캔, 플라스틱용기와 같은 다양한 형태의 포장용기가 사용되고 있는데, 특히 약재나 커피 믹스, 인스턴트식품 등의 포장에는 필름 등의 포장지로 이루어진 포장용기가 주로 사용되고 있다.

이러한 포장용기는 대표적으로 스틱형 또는 포장용기가 있는데, 이러한 포장용기는 휴대가 간편하고, 포장비용이 비교적 저렴한 장점을 갖고, 내약성, 내화학성 등과 같이 인체에 무해한 포장지를 이용하여 한 번에 저장할 만큼의 내용물을 내부에 담아 외측 삼면 또는 사면을 융착하는 방식으로 접착하여 일정크기를 갖는 포장단위로 포장할 수 있어 각종 제품에 사용되고 있다.

상기한 포장용기를 자동 포장하는 포장장치는 권취롤로부터 포장지가 공급되어, 포장지의 테두리를 접착하고, 내용물을 충진한 후 절단이 이루어져 포장이 완료된다.

즉, 일반적인 포장용기용 자동 포장장치는 롤 형태로 감긴 포장지를 연속하여 공급하는 포장지 공급부와, 상기 포장지 공급부를 통하여 공급되는 포장지의 내부에 공간부를 형성하면서 열융착 등에 의한 방법으로 밀봉하는 접착부와, 상기 접착부에 의하여 포장지를 실링할 때 포장지 내부에 정량의 내용물을 주입할 수 있도록 하는 내용물 충진부와, 상기 내용물이 충진된 포장지의 세로접착면과 가로접착면을 각각 절단하는 커팅부로 구성되어, 포장지의 공급, 접착, 내용물 충진, 커팅이 하나의 장치에서 자동으로 실시되어 개별단위의 포장용기의 포장이 완료된다.

이러한 포장용기용 자동 포장장치에 관한 종래기술로써, 본 발명의 출원인은 등록특허 제10-1521627호(등록일자 2015.05.13.) "스틱형 포장용기 자동 포장장치"를 제안한 바 있다.

상기 등록특허는 중앙에 내용물이 통과될 수 있는 충진홀이 형성된 파이프를 포함하는 것으로, 상기 충진유닛은 내용물 저장부와, 일정량의 내용물이 수용되어 하부로 배출되는 다수의 배출홀을 갖는 회전판을 포함하고, 상기 회전판의 저면에는 회전판의 회전에 의하여 상기 배출홀의 하측 개구부를 자동으로 개폐시키는 개폐레버가 구비되어, 스틱형 포장용기에 자동적으로 정량의 내용물 충진이 가능하게 하면서도 복잡한 구조를 갖지 않아 제작 효율성 증대 및 제작 단가를 저감시킬 수 있다.

또한 상기와 같은 포장용기용 자동 포장장치에 사용되는 포장지는 공급되는 길이방향으로 일정 길이로 절단되어 개별단위의 포장용기가 되도록 포장지에 일정 간격으로 식별마크가 인쇄되어 있다.

즉 포장지가 포장장치를 통과할 때 포장지에 인쇄된 식별마크를 센서가 인식하도록 한다.

센서가 식별마크를 감지하게 되면 포장장치의 작동이 제어되어 원하는 부위를 정확하게 절단할 수 있다.

그러나 종래의 포장용기용 자동 포장장치는 대부분 가로접착면 절단을 위하여 가로 절단롤러를 사용하게 되므로, 가로접착면의 절단 형태가 일(一)자 형으로 이루어져 모서리가 날카로워 사용이 불편하다.

특히 포장용기의 개봉을 쉽게 하기위해 가로접착면을 따라 절취선을 형성할 경우, 모서리 부위의 날카로움이 더해져, 제품 개봉 시 손을 베이는 등의 문제가 빈번하게 발생하고, 식별마크가 그대로 남기 때문에, 디자인적으로도 획일화되어 제품 포장이 단조로워지는 문제점이 있다.

이밖에 포장용기용 자동 포장장치와 관련된 기술로써, 등록특허 제10-0544956호(등록일자 2006.01.13.), 등록특허 제10-0686898호(등록일자 2007.02.20.), 등록특허 제10-0955487호(등록일자 2010.04.22.), 공개특허 제10-2012-0045939호(공개일자 2012.05.09.) 등이 있다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 충진유닛을 개량하고, 가로절단면의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

정량의 내용물을 보다 신속하고 빠르게 충진하면서도, 그 구조를 간소화할 수 있도록 스크류의 회전 방식의 충진부를 이용해 내용물의 충진량을 조절할 수 있으며,

포장용기의 가로접착면 절단을 위해, 기존의 롤러 절단 방식이 아닌 블록 절단 방식을 채택하여, 포장용기의 모서리를 라운드진 형상으로 R-커팅할 수 있는 포장용기용 자동 포장장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 포장지의 가로접착면 R-커팅 시 커팅 불량이 발생하는 것을 방지하고, 블록 절단 방식이 원활하게 작동할 수 있도록 상기 포장지의 일면을 지지하는 지지블록과, 상기 지지블록에 슬라이딩 결합되며 상기 지지블록 방향으로 상, 하배열된 제1, 제2 수평칼날과, 상기 제1, 제2 수평칼날의 양측 끝단부에서 각각 상, 하측으로 라운드지도록 연결된 제1, 제2 곡면칼날로 이루어지는 칼날부를 갖는 커팅블록을 포함하는 포장용기용 자동 포장장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 개별단위로 포장되는 포장용기의 규격, 특히 세로 방향 길이에 상관없이 모든 제품의 포장이 가능하도록 접착부 및 가로커팅부의 높이를 각각 조절할 수 있는 승강수단을 포함하는 포장용기용 자동 포장장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 스틱형 포장용기의 원형 수용부를 형성할 때 세로접합부 형성 시 길이가 맞지 않는 불량 또는 미포장 상태의 불량품 발생을 방지할 수 있는 포장용기용 자동 포장장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치는

포장지의 접착을 통해 내용물이 포장되는 포장용기용 자동 포장장치에 있어서,

접착되어 있는 포장용기에 내용물을 충진하는 충진부;는

내용물이 저장되는 호퍼와,

상기 호퍼의 배출구에 설치되며 바닥면에 공급구가 천공된 공급부재와, 상기 공급구에서 회전하도록 설치된 스크류로 이루어진 정량 조절수단;을 포함하여 이루어져,

상기 스크류의 회전에 따라 상기 공급구로 배출되는 내용물의 정량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치에서

상기 포장용기의 가로접착면을 절단하는 가로 커팅부;는

포장지의 일면을 지지하는 지지블록과,

상기 지지블록 타측에 배치되어 슬라이드 이동하며, 상, 하 배열된 제1, 제2 수평칼날과, 상기 제1, 제2 수평칼날의 양측 끝단부에서 각각 상, 하측으로 라운드지도록 연결된 제1, 제2 곡면칼날이 상기 지지블록 방향으로 형성되어 있는 칼날부를 갖는 커팅블록을 포함하여,

상기 칼날부가 포장지의 가로접착면을 절단하였을 때 절단된 포장용기의 모서리가 R-커팅되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치에서

포장용기를 접착하는 접착부 및 상기 가로 커팅부는 각각

포장지의 가로접착면 높이와, 상기 가로접착면의 절단 높이를 조절할 수 있는 승강수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치에서

상기 포장용기는 원형 수용부를 갖는 스틱형 포장용기로,

스틱형 포장용기를 성형시키는 성형부;는

상기 충진부로부터 내용물이 주입되는 충진홀을 갖는 파이프와,

상기 파이프를 감싸도록 설치되며, 일측에 상기 파이프에 의해 원형의 수용부를 형성하는 포장지의 양측 단부를 정렬시키는 정렬홈을 구비한 정렬블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치는 스틱형 포장용기 또는 파우치형 포장용기에 상관없이 분말 형태의 내용물 정량 충진을 스크류의 회전을 통해 조절하도록 함으로써, 내용물 충진이 빠르고 정확하게 이루어지며, 이러한 내용물의 정량 조절 구조를 간소화하여 제작이 쉽고, 제조 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치는 종래의 자동 포장장치에서 포장용기의 가로접착면이 단순 일(一)자 형으로 절단되는 것과 다르게, 블록 절단 방식을 도입하여, 포장용기의 모서리가 라운드지도록 하는 R-커팅이 가능해져, 날카로운 모서리로 인한 상해를 예방할 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치는 개별단위로 포장되는 포장용기의 규격, 특히 세로 방향 길이에 상관없이 모든 제품의 포장이 가능하며,

스틱형 포장용기의 원형 수용부를 형성할 때 세로접합부 형성 시 길이가 맞지 않는 불량 또는 미포장 상태의 불량품 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치의 충진부를 개략적으로 도시한 개념도 및 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치의 파우치형 타입을 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치의 파우치형 타입을 도시한 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치에 도입된 가로 커팅부의 사시도.
도 5는 본 발명의 가로 커팅부의 평면도.
도 6은 본 발명의 가로 커팅부의 정면도들.
도 7은 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치의 스틱형 타입을 도시한 일부 사시도.
도 8은 본 발명에 다른 포장용기용 자동 포장장치의 스틱형 타입의 샘플 사진도.
도 9는 파우치형 포장지의 실시예 일부를 도시한 정면도.
도 10은본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치로 절단된 파우치형 포장용기를 도시한 정면도.
도 11은 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치로 절단된 스틱형 포장용기를 도시한 사시도들.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2 및 도 3을 참고하여 특정하면, 가로 커팅부(40)가 위치하는 방향(도면 상 우측)을 정면으로 하여 전, 후를 정하고, 도 3에서 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하되, 설명에 따라 전방과 좌측, 후방과 우측을 각각 혼용하여 설명하며, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

설명에 앞서, 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치는

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 포장지(W)의 접착을 통해 내용물이 포장되는 포장용기용 자동 포장장치에 관한 것으로, 포장용기의 형태는 도 9 및 도 10에 도시된 파우치형 포장용기 및 도 11에 도시된 스틱형 포장용기 모두가 될 수 있으며, 포장, 접착 후 포장지(W)의 가로접착면(S1)을 절단하는 방식의 모든 자동 포장장치에 적용될 수 있다.

즉, 포장 용기의 종류가 파우피형 포장용기이거나 스틱형 포장용기이거나, 또는 사용되는 포장지가 전, 후면 한 쌍이거나 하나의 포장지를 접어서 사용하거나 등에 상관없이, 연속하여 이송되는 포장지에 대하여 접착, 포장 후 포장 용기(P)의 가로접착면(S1)을 절단하여 포장용기를 개별단위로 분할 포장하는 방식이면 족하고, 자동 포장장치의 종류, 구체적인 포장 방식, 사용되는 포장지의 종류 등에 제한이 없다.

본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 도 9, 도 10과 같이 한 쌍의 전, 후면 포장지(W)를 사용해 액상의 내용물이 포장되는 파우치형 포장용기를 자동 포장하는 것을 대표하여 도 1 내지 도 6의 파우치형 타입 포장장치를 설명하고, 도 11의 스틱형 포장용기를 대표하여 도 7 및 도 8의 스티형 타입 포장장치의 정렬수단을 설명한다.

이하에서는 본 발명에 따른 스크류 공급부를 구비한 포장용기용 자동 포장장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이(포장지(W)와 파우치형 포장 용기(P)의 구성은 도 9, 도 10 참고.), 본 발명에 따른 포장용기용 자동 포장장치는 크게,

전, 후면 포장지(W)를 공급하는 공급부(10), 포장지를 포장용기로 접착하는 접착부, 포장용기에 내용물을 충진하는 충진부, 포장용기를 절단하는 커팅부를 포함한다.

상기 공급부(10), 접착부(20), 충진부(30), 커팅부(40)가 본체 프레임(1)의 전방에 수직으로 차례로 배치된다.

상기 본체 프레임(1)의 일측에는 상기 공급부(10), 접착부(20), 충진부(30), 커팅부(40)의 작업 속도, 호퍼에 저장된 액체의 일회 토출량, 열융착 시 발열온도, 작동 상태의 표시 등 자동 포장장치를 전체적으로 제어하는 컨트롤러(2)가 구비된다.

포장 용기로 접착되는 포장지(W)는 인체에 무해하면서 열융착 가능하도록 이루어진 합성수지재 필름 또는 알루미늄 필름이 사용될 수 있으며, 이러한 포장지(W)는 롤 형태로 제작(설명의 편의를 위하여 롤 형태의 포장지를 생략하였음.)되어 공급부(10)에 장착된다.

상기 공급부(10)는 롤 형태로 권취된 전, 후면 포장지(W)를 평면으로 인출하여 안내하는 복수개의 가이드롤러(11)를 구비하여, 전, 후면 포장지(W)가 서로 마주보는 형태로 겹쳐서 하부의 접착부(20)로 투입된다.

이때 도 11에 도시된 스틱형 포장용기를 자동 포장하는 경우, 상기 공급부(10)는 하나의 포장지(W)를 성형부로 공급하여 원형 수용부가 형성된 후, 하측의 접착부(20)로 공급된다.

다시 상기 접착부(20)는 포장지들의 세로접착면(S2)을 접착하는 세로 접착부(21)와, 세로접착면(S2)이 접착된 포장지들의 가로접착면(S1)을 접착하는 가로 접착부(22)를 포함한다.

상기 접착부(20)는 상기 가이드롤러(11)에서 이송되는 전, 후면 포장지의 세로접착면(S2)을 열융착으로 접착하는 세로 접착부(21),

상기 세로 접착부(21) 하부에 배치되어 양측 세로접착면(S2)이 접착된 포장지(W)의 가로접착면(S1)을 열융착으로 접착하는 가로 접착부(22)를 포함하는 것으로,

본 명세서의 도면에서는 롤러 형태로 이루어진 세로, 가로 접착부(21)(22)를 대표하여 도시하였다.

상기 세로 접착부(21)는 투입되는 한 쌍의 포장지(W)를 종방향으로 연속적으로 열융착시키고, 상기 가로 접착부(22)는 투입되는 포장지(W)를 횡방향으로 일정간격을 두고 열융착시켜 실링한다.

포장지(W)를 열융착시키기 위해 세로 접착부(21) 및 가로 접착부(22)에는 히터(미도시)가 구비되고, 상기 히터의 발열온도는 상기 컨트롤러(2)에 의해 제어된다.

상기 세로 접착부(21)는 두 개가 한 쌍을 이루며, 회전하는 두 롤러의 접촉 압력에 의해 투입된 포장지(W)를 잡아당겨 그 아래 배치되어 있는 가로 접착부(22)로 공급한다. 이러한 구조(두 개가 한 쌍을 이루는 구조)는 다른 롤러들(21, 22, 51, R))에도 동일하게 적용될 수 있는바, 이하에서는 이들의 설명을 생략한다.

또한 도면에 도시되지 않았으나, 상기 세로 접착부(21)와 가로 접착부(22) 사이, 그리고 상기 가롤 접착롤러(22)와 후술하는 세로 절단롤러(51) 사이,

또는 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 접착부(20)와 가로 커팅부(40) 사이에는 사이드 밀착롤러 및 엔드 밀착롤러와 같은 각종 롤러(R)가 구비되어, 열융착에 의해 실링된 세로접착면(S2) 및 가로접착면(S1)을 가압하여 요철(엠보)을 성형하여, 전, 후면 포장지(W) 상호간의 결속력을 향상시킬 수 있다.

이러한 사이드 밀착롤러 및 엔드 밀착롤러는 그 구조가 상기 세로 접착부(21) 및 가로 접착부(22)에 각각 대응하는 구조로 이루어진다.

상기 세로 접착부(21)와, 가로 접착부(22)를 포함하는 각종 롤러는 컨트롤러(2)에 의해 제어되는 구동수단(모터)과 각종 축 및/또는 기어 등으로 연결되어 동일한 속도로 회전된다.

또한 도면에 도시되지 않았으나, 상기 가로 접착부(22)를 대신하여, 히터가 내장된 한 쌍의 가로 접착블록이 장착되어, 전, 후 슬라이드 이동을 통해 가로접착면(S1)이 열융착되는 것도 가능하다.

이때 스틱형 포장용기(SP)의 경우에도 상기 접착부(20)와 같은 구성을 통해 가로, 세로 접착이 이루어지는 것은 동일하며, 다만 가로, 세로 접착전에 원형 수용부가 성형되는 점과, 세로접착면(S2)이 하나만 형성된다는 점에서 차이가 있고, 이와 관련된 내용은 후에 상세히 설명한다.)

다시 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 충진부(30)는 상기 세로 접착부(21)와, 상기 가로 접착부(22) 사이에 위치하여 실링된 포장 용기(P)의 내부에 내용물을 충진하는 충진노즐(32)을 포함한다.

후술하는 스틱형 포장용기(SP)의 경우 상기 충진노즐(32)은 성형부(70)를 구성하는 파이프가 된다(도 7 참고.).

이때 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 충진노즐(32)은 액체가 저장된 상부 호퍼(31)와 연결되며, 충진노즐(32)과 호퍼 사이에 정량 조절수단(33)이 구비되어 단위별 포장용기에 충진되는 내용물의 양을 조절한다.

본 발명의 정량 조절수단(33)은

상기 호퍼(31)의 배출구(31a)에 설치되며 바닥면에 공급구(34a)가 천공된 공급부재(34)와,

상기 공급구(34a)에서 회전하도록 설치된 스크류(35)로 이루어진다.

상기 스크류(35)의 전체 길이 및 날개(35a)의 외주 직경은 상기 공급구(34a)의 전후 길이 및 좌우 폭에 상응하거나, 또는 공급구(34a)의 내주면에 스크류(35)의 날개(35a)가 수용되는 수용홈이 함몰 형성되어 스크류(35)의 날개(35a) 일부가 공급판에 수용되는 형태로 형성될 수 있다.

상기 스크류(35)의 작동은 컨트롤러(2)에 의해 제어되며, 따라서 컨트롤러(2)를 통해 스크류(35)의 회전 속도 및 시간을 제어하면 스크류(35)의 회전에 따라 상기 공급구(34a)로 배출되는 내용물의 정량을 조절할 수 있다.

즉, 배출구(31a)에서 배출되는 내용물은 공급부재(34)에 쌓이게 되는데, 이 경우 스크류(35)가 회전하지 않게 되면, 스크류(35)의 날개(35a)가 공급구(34a)의 내주면에 접촉되어 공급구(34a)가 폐쇄된 상태가 되어, 공급구(34a)에서 충진노즐(32)로 내용물이 공급되지 않으며,

스크류(35)가 회전하게 되면 스크류(35)의 상부면, 날개(35a)들 사이에 체류된 내용물이 하부로 회전하여 충진노즐(32)로 배출된다.

따라서 스크류(35)의 회전 속도 및 시간을 제어하는 것만으로 충진노즐(32)을 통해 포장용기로 충진되는 내용물의 정량을 정확히 조절할 수 있으며, 이 경우 충진부(30)의 구성을 교체할 필요 없이 스크류(35)의 회전 제어만으로도 포장용기의 용량에 따른 조절이 가능해진다.

또한 이러한 스크류 공급방식을 이용한 충진부(30)를 도입할 경우, 충진부의 구조가 간소화되어 제작이 쉬울 뿐만 아니라, 제조 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

이렇게 본 발명에 따른 포장 용기용 자동 포장장치는 포장지(W)가 연속적으로 이송되는 과정에서, 상기 세로 접착부(21), 가로 접착부(22) 및 각종 롤러들에 의해 2장의 포장지(W)가 포장 용기(P)의 규격에 맞게 가로접착면(S1)과 세로접착면(S2)이 접착된 상태에서 내용물이 충진된 후,

충진부(30) 하부에 구비된 가로 커팅부(40)에서 포장지(W)의 가로접착면(S1)이 절단되어 포장 용기(P)가 분할된다.

이 때 포장지(W)가 길이방향을 따라 하나의 개별단위로 이루어진 포장 용기(P)가 연속된 형태가 아닌, 도 9와 같이, 좌우 방향으로 복수개의 포장 용기가 연결되어 있는 경우, 상기 충진부(30) 상부 또는 하부에는 접착된 포장지(W)의 세로접착면(S2)들을 절단하는 세로 절단롤러(51)로 구성된 세로 커팅부(50)가 더 배치될 수 있으며, 이 경우, 상기 세로 접착부(21)는 수평방향으로 연속 배열된 포장지(W)의 너비 및 수에 맞게 롤러들의 간격 및 개수가 달라질 수 있다.

이러한 포장 용기용 자동 포장장치와 관련된 구체 구성은 본 발명의 출원인의 등록실용신안 제20-0436295호(등록일자 2007.07.16.) "사이드2차냉각엠보롤러를 구비한 액체 사면 포장기", 등록특허 제10-1521627호(등록일자 2015.05.13.) "스틱형 포장용기(SP) 자동 포장장치"등과 같이, 공지된 기술로써, 포장될 내용물, 포장지의 종류 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

다음으로 연속적으로 이송되는 포장지(W)가 접착된 가로접착면(S1)을 절단하는 가로 커팅부(40)는 본체 프레임(1)의 최하부에 설치되는 것으로,

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이,

상기 포장지(W)의 일면(후면)을 지지하는 지지블록(41)과,

상기 지지블록(41) 타측에 배치되어 슬라이드 이동하며, 상기 지지블록(41) 방향으로, 상, 하 배열된 제1, 제2 수평칼날(44a, 44b)과, 상기 제1, 제2 수평칼날(44a, 44b)의 양측 끝단부에서 각각 상, 하측으로 라운드지도록 연결된 제1, 제2 곡면칼날(44c, 44d)로 이루어지는 칼날부(44)를 갖는 커팅블록(43)을 포함한다.

상기 지지블록(41)과 상기 커팅블록(43)은 상기 충진부(30)(또는 세로 커팅부(50)) 하부에 위치하는 승강수단(60)에 결합되며, 가로 커팅부(40)의 센서(미도시)가 포장지(W)의 식별마크를 인식하면 상기 롤러들의 회전이 멈춘 상태에서 실린더와 연결된 커팅블록(43)이 후방으로 슬라이드 이동하여 칼날부(44)가 포장지(W)의 가로접착면(S1)을 절단하는데,

커팅블록(43)의 제1, 제2 수평칼날(44a, 44b)과 제1, 제2 곡면칼날(44c, 44d)의 형상에 의해 가로접착면(S1)의 양측 모서리는 상, 하부가 라운드진 형태로 R-커팅된다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 수평칼날(44a)과 제1 곡면칼날(44c)은 가로접착면(S1)을 기준으로 상부 포장 용기(P1)의 하단을 "

" 형상으로 절단하고,

제2 수평칼날(44b)과 제2 곡면칼날(44d)은 가로접착면(S1)을 기준으로 하부 포장 용기(P2)의 상단을 "

" 형상으로 절단한다.

따라서 본 발명의 커팅블록(43)에 의해 절단되는 포장지(W)의 스크랩(S)은 "

" 형상으로 배출되고, 이러한 가로 커팅부(40)의 R-커팅이 반복적으로 이루어지면 분할된 포장 용기(P)의 모든 모서리는 라운드진 형태로 절단된다.

다시 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가로 커팅부(40)의 커팅 동작의 안정성을 위하여,

상기 지지블록(41)은 수평방향으로 관통 형성되어 상기 커팅블록(43)이 삽입되는 안내홀(42)을 갖고,

상기 커팅블록(43)은, 양측단에서 전방으로 연장 연결된 한 쌍의 가이드부(43A)와, 상기 가이드부(43A)들의 전단부 사이를 연결하는 연결부(43B)를 포함하여 이루어져, 수직방향으로 관통 형성되어 포장지(W)가 통과되는 통과홀(45)이 형성되고, 상기 통과홀(45)의 내부면 중 상기 지지블록(41)과 반대 방향 내부면(즉, 통과홀의 전방측 내부면) 둘레의 끝단부를 따라 상기 칼날부(44)가 형성되어 있다.

상기 지지블록(41)의 안내홀(42)은 상기 커팅블록(43)의 길이방향 수직 단면 형상에 상응하도록 관통 형성된 것으로, 상기 연결부(43B)가 상기 안내홀(42)을 통과하도록 상기 한 쌍의 가이드부(43A)가 상기 안내홀(42)에 끼워진 상태에서 상기 커팅블록(43)의 슬라이드 이동을 안내한다.

그리고 상기 커팅블록(43)의 통과홀(45)은 상기 가로 접착부(20)(또는 세로 커팅부(50))에서 공급되는 포장지(W)가 통과되는 것으로, 포장지(W)가 상기 통과홀(45)을 통과할 때 포장지(W)의 후면(즉 후면 포장지의 외부면)은 상기 지지블록(41)의 전면에 지지된 상태로 통과홀(45)을 통과한다.

그리고 통과홀(45)의 칼날부(44) 높이에 포장지(W)의 가로접착면(S1)이 진입하여 정지하면, 실린더(48)의 작동에 의해 커팅블록(43)이 상기 지지블록(41) 방향으로 슬라이드 이동하여, 가로접착면(S1)이 절단되어 상, 하부의 포장 용기(P)가 각각 분할된다.

이 경우 상, 하부 포장 용기(P)가 분할 절단되면서 발생한 스크랩(S)은 칼날부(44)의 가압으로 지지블록(41)의 후방으로 배출, 낙하되고, 절단된 포장 용기(P)는 통과홀(45) 하부로 배출, 낙하된다.

이때, 상기 제1, 제2 수평칼날(44a, 44b)과, 제1, 제2 곡면칼날(44c, 44d)이 포장지(W)에 동시에 접촉되어 절단될 경우, 스크랩(S)이 지지블록(41)에 지지되지 못하여 포장지(W)가 상기 안내홀(42)로 말려 들어가면서 접혀, 재단할 본래의 모양으로 절단되지 않거나, 절단이 이루어지지 않을 수 있으므로,

상기 커팅블록(43)의 칼날부(44)는 양측 제1, 제2 곡면칼날(44c, 44d)에서 제1, 제2 수평칼날(44a, 44b) 중앙을 향해 절단 반대 방향으로 함몰 형성된 함몰칼날부(44A)를 포함하고,

상기 지지블록(41)은 상기 제1, 제2 곡면칼날(44c, 44d)이 삽입되는 상기 안내홀(42)의 양측단에서 중앙을 향해 절단 방향으로 함몰 형성된 함몰지지면(42A)을 포함하여,

실링된 포장 용기(P)의 가로접착면(S1)의 양측 모서리에서부터 중앙을 향해 절단이 이루어지도록 한다.

즉, 함몰칼날부(44A)와, 함몰지지면(42A)으로 인해 제1, 제2 곡면칼날(44c, 44d)이 가로접착면(S1)의 양측단에 선(先) 접촉된 후 제1, 제2 수평칼날(44a, 44b)의 중앙이 가로접착면(S1)의 중앙부위에 후(後) 접촉되는 형태로 절단(흡사 가위를 이용하는 것과 같이)이 이루어져, 포장지(W)가 접혀서 말리는 것을 방지하고, 절단이 보다 용이하게 이루어지도록 한다.

특히, 본 명세서의 도면과 같이, 좌우 방향으로 포장 용기(P)가 연속하여 배열되어 있는 포장지의 경우, 칼날부(44)와 포장지(W)가 접촉되는 길이가 길어질 수밖에 없어, 스크랩(S) 중앙 부위의 절단이 용이하지 않을 수 있으므로, 커팅블록(43)의 각 제1, 제2 곡면칼날(44c, 44d) 부위가 상기 안내홀(42)의 양측단에 먼저 접촉되면서 절단이 이루어지도록 함으로써, 좌우로 연속 배열된 포장 용기(P)별로 각각 좌우 양측단에서 중앙으로 이어지는 절단이 실시되어 절단이 용이하도록 한다.

한편 이러한 구성의 가로 커팅부(40)는 포장지(W)의 가로접착면(S1)의 절단 높이를 조절할 수 있는 승강수단(60)을 더 포함한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 승강수단(60)은

전동모터(M)에 의해 회전하는 승강봉(64)을 구비한 승강프레임(61),

상기 승강봉(64)의 나사산(64a)에 나사 결합되어, 승강봉(64)의 양방향 회전에 따라 승하강되며, 상기 가로 커팅부(40)가 결합되는 결합부(69A, 69B)를 포함하는 승강부재(65)로 구성된다.

상기 승강프레임(61)은 본체 프레임(1) 후방에 설치되는 것으로, 상, 하 고정판(62) 양측에 입설된 가이드봉(63)과, 상기 가이드봉(63) 중앙에 입설된 승강봉(64)을 포함하고,

상, 하 고정판(62) 중 어느 하나에 결합된 전동모터(M)와, 상기 승강봉(64)이 각종 축 및/또는 기어로 연결되어 승강봉(64)이 양방향 회전한다.

상기 승강부재(65)는 상기 승강봉(64)의 나사산(64a)에 대응하는 대응나사부(미지칭)가 상하 관통 형성되어 승강봉(64)의 양방향 회전에 따라 승하강되는 것으로,

양측 고정판(미지칭)들 사이에 결합되어 승하강되는 지지판(68)과, 상기 지지판(68) 상부에 결합되며 지지블록 결합부(69A)와 실린더 결합부(69B)가 마련된 결합판(69)으로 구성된다.

고정편들 사이에 지지판(68)과, 결합판(69)을 따로 구비한 이유는 포장지(W)의 좌우 폭, 좌우 배열된 포장 용기의 수 등 포장지(W)의 규격에 따라 가로 커팅부(40), 즉 지지블록(41)과, 커팅블록(43)을 교체 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

이는 가로 커팅부(40)를 제외한 다른 구성은 각종 롤러 타입으로 형성되어 각각의 회전축에서 고정키 등을 통해 롤러들의 위치를 조절, 고정할 수 있는데 반하여, 본 발명의 가로 커팅부(40)는 블록 타입으로 이루어져 포장지(W)의 사양에 따라 별도 제작이 필요한 것에 기인한다.

이러한 구성의 승강수단(60)을 통해 본 발명의 가로 커팅부(40)의 높이를 달리하여, 포장 용기(P)의 규격에 맞게 조절하여 사용할 수 있다.

한편 도면에 도시되지 않았으나, 상기한 구성의 승강수단(60)은 상술한 가로 접착부(22)에도 동일하게 적용되어, 포장지(W)의 가로접착면(S1)의 높이를 조절할 수 있다.

즉, 가로 접착부(22)가 상대적으로 상승하게 되면, 가로접착면(S1)의 높이가 높아지면서, 가로접착면(S1)과 충진노즐(31) 사이의 길이, 즉 세로접합면(S2)의 길이가 짧아져 포장용기의 전체 용량이 줄게 되고,

가로 접착부(22)가 상대적으로 하강하게 되면, 가로접착면(S1)의 높이가 낮아지면서, 세로접합면(S2)의 길이가 길어져 포장용기의 전체 용량이 늘어나게 되는데,

따라서 본 발명은 포장용기의 규격(용량), 즉 인쇄된 포장지의 길이에 맞게 상기 가로접착면의 높이를 다르게 설정할 수 있으므로, 다양한 종류의 포장용기를 자동 포장할 수 있으며, 이 경우 조절되는 내용물의 정량은 상술한 스크류(35) 공급방식을 통해 쉽게 조절할 수 있음은 물론이다.

다음으로 본 발명에 따른 포장용기 자동 포장장치는 상기한 바와 같이, 도 11에 도시된 스틱형 포장용기(SP)를 포장하는 장치에도 동일하게 적용될 수 있는데, 이 경우 상기한 구성에서 포장지를 말아서, 원형 수용부(SP1)를 갖는 스틱형 포장용기(SP)로 성형하는 성형부(70)가 더 구비된다는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성은 대동소이하다.

이하에서는 본 발명의 특징만을 설명하기 위해, 도 7 및 도 8을 참고하여 스틱형 포장용기(SP) 성형을 위한 성형부(70)만을 설명하고, 나머지 공지된 구성의 설명은 생략(등록특허 제10-1521627호 등 참고.)한다.

이송되는 포장지를 스틱형 포장용기(SP)로 성형하는 성형부(70)는

포장지(W)가 수직방향으로 이송되면서 외주면에 감겨, 포장지가 원형 수용부(SP1)를 형성하도록 하는 파이프(71) 및

상기 파이프(71)의 하측 일부가 내장되어 상기 원형 수용부(SP1)가 형성된 포장지의 외면을 감싸는 베이스로드(72)를 포함한다.

상기 파이프(71)는 성형부(70)의 기능과, 충진노즐(32)의 기능을 동시에 갖는 것으로, 포장지가 파이프(71)에 감기도록 강제되어 원형 수용부(SP1)가 형성되고, 파이프(71)의 수직방향을 따라 관통 형성된 충진홀(미도시)은 상부의 충진부(30), 즉 상기 정량 조절수단(33)의 공급구(34a)와 연결되어, 상기 베이스로드(72) 하부에서 접착된 스틱형 포장용기(SP)의 원형 수용부(SP1)에 내용물을 충진한다.

상기 베이스로드(72)는 길이방향을 따라 포장지의 양측 단부가 접히도록 하는 가이드홈(72a)이 형성되며, 상기 가이드홈(72a)을 통과하는 포장지의 양측 단부는 접힘판(73b)에 의하여 일측으로 접혀 상기 베이스로드(72)의 외면에 접촉하고,

이 상태에서 베이스로드(72) 외측에 구비된 세로 접착부(21)가 가이드홈(72a)으로 노출된 포장지의 양측 단부를 가압하면서 열 접착하여 세로접착면(S2)이 형성된다.

이때 상기 포장지가 베이스로드(72)의 가이드홈(72a)에 진입할 때 포장지의 양측 단부가 벌어지게 되면, 포장지의 접착이 불가능해진다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 상기 파이프(71)를 감싸도록 설치되며, 일측에 상기 파이프(71)의 외주면에 감기는 포장지의 양측 단부를 정렬시키는 정렬홈(73a)을 구비한 정렬블록(73)을 포함한다.

상기 정렬블록(73)은 몸체부(73A)와, 상기 몸체부(73A)의 일측에서 분기된 한 쌍의 안내부(73B)로 구성되며, 상기 안내부(73B) 사이에 정렬홈(73a)이 형성된다.

이렇게 베이스로드(72)의 초입부에 상기 정렬블록(73)을 설치하게 되면, 파이프(71)의 외주면에 감기면서 원형 수용부(SP1)를 형성하는 포장지의 양측 단부는 상기 정렬홈(73a)에 의해 서로 접하면서 정렬된 후, 상기 가이드홈(72a)으로 안정적으로 진입할 수 있다.

또 상기 정렬홈(73a)을 구성하도록 서로 마주보는 양 안내부(73B)의 내주면 중 어는 하나 또는 이들 모두에는 안내홈(73b)이 구비되어, 포장지가 파이프(71)의 외주면에 보다 자연스럽게 감기면서 포장지의 양측단부가 상기 가이드홈(72a)으로 안내될 수 있다.

이상으로 본 발명을 설명함에 있어, 포장지(W)의 구체적인 열융착 방식, 각 롤러들의 연동 제어, 이를 위한 컨트롤러(2) 등과 관련된 구성은 종래의 자동 포장장치에 사용될 수 있는 공지된 기술로써 본 발명의 본질적인 특징과는 연관성이 적으므로 상세한 설명을 생략하며, 특히 본 발명은 상술한 바와 같이, 포장 용기(P)의 종류나 포장지(W)의 재질, 개수 등에 따라 가로 커팅부(40) 이전 또는 이후의 세부 과정이나 구성이 달라질 수 있는 것으로, 이로 인해 본 발명의 권리 해석이 제한되어서는 안 될 것이다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 자동 포장장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

P, P1, P2 : 포장 용기 W : 포장지
S1 : 가로절단면 S2 : 세로절단면
S : 스크랩 C : 컨트롤러
M : 모터
10 : 공급부 11 : 가이드롤러
20 : 접착부 21 : 세로 접착부
22 : 가로 접착부 30 : 충진부
31 : 호퍼 31a : 배출구
32 : 충진노즐 33 : 정량 조절수단
34 : 공급부재 34a : 공급구
35 : 스크류 40 : 가로 커팅부
41 : 지지블록 42 : 안내홀
42A : 함몰지지면 43 : 커팅블록
44 : 칼날부 44a, 44b : 수평칼날
44c, 44d : 곡면칼날 44A : 함몰칼날부
45 : 통과홀 48 : 실린더
50 : 세로 커팅부 51 : 세로 절단롤러
60 : 승강수단 61 : 승강프레임
62 : 고정판 63 : 가이드봉
64 : 승강봉 64a : 나사산
65 : 승강부재 68 : 지지판
69 : 결합판 69A : 지지블록 결합부
69A : 실린더 결합부 70 : 성형부
71 : 파이프 72 : 베이스로드
73 : 정렬블록 73a : 정렬홈

Claims (4)

1. 포장지(W)의 접착을 통해 내용물이 포장되는 포장용기용 자동 포장장치에 있어서,
   접착되어 있는 포장용기에 내용물을 충진하는 충진부(30);는
   내용물이 저장되는 호퍼(31)와,
   상기 호퍼(31)의 배출구(31a)에 설치되며 바닥면에 공급구(34a)가 천공된 공급부재(34)와, 상기 공급구(34a)에서 회전하도록 설치된 스크류(35)로 이루어진 정량 조절수단(33);을 포함하여 이루어져,
   상기 스크류(35)의 회전에 따라 상기 공급구(34a)로 배출되는 내용물의 정량을 조절할 수 있고,
   상기 포장용기의 가로접착면을 절단하는 가로 커팅부(40);는
   포장지(W)의 일면을 지지하는 지지블록(41)과,
   상기 지지블록(41) 타측에 배치되어 슬라이드 이동하며, 상, 하 배열된 제1, 제2 수평칼날(44a, 44b)과, 상기 제1, 제2 수평칼날(44a, 44b)의 양측 끝단부에서 각각 상, 하측으로 라운드지도록 연결된 제1, 제2 곡면칼날(44c, 44d)이 상기 지지블록(41) 방향으로 형성되어 있는 칼날부(44)를 갖는 커팅블록(43)을 포함하여,
   상기 칼날부(44)가 포장지(W)의 가로접착면을 절단하였을 때 절단된 포장용기의 모서리가 R-커팅되되,
   
   상기 커팅블록(43)은, 양측단에서 전방으로 연장 연결된 한 쌍의 가이드부(43A)와, 상기 가이드부(43A)들의 전단부 사이를 연결하는 연결부(43B)를 포함하여 이루어져, 수직방향으로 관통 형성되어 포장지(W)가 통과되는 통과홀(45)이 형성되어, 상기 통과홀(45)의 내부면 중 상기 지지블록(41)과 반대 방향 내부면 둘레의 끝단부를 따라 상기 칼날부(44)가 형성되어 있으며,
   상기 지지블록(41)은 상기 커팅블록(43)의 길이방향 수직 단면 형상에 상응하도록 수평방향으로 관통 형성된 안내홀(42)을 구비하여,
   상기 연결부(43B)가 상기 안내홀(42)을 통과하도록 상기 한 쌍의 가이드부(43A)가 상기 안내홀(42)에 끼워진 상태에서 상기 커팅블록(43)의 슬라이드 이동을 안내하는 것을 특징으로 하는 포장용기용 자동 포장장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 커팅블록(43)의 칼날부(44)는 양측 제1, 제2 곡면칼날(44c, 44d)에서 제1, 제2 수평칼날(44a, 44b) 중앙을 향해 절단 반대 방향으로 함몰 형성된 함몰칼날부(44A)를 포함하고,
   상기 지지블록(41)은, 상기 안내홀(42)의 양측단에서 중앙을 향해 절단 방향으로 함몰 형성된 함몰지지면(42A)을 포함하여 이루어져,
   포장 용기의 가로접착면의 양측 모서리에서부터 중앙을 향해 절단이 이루어지는 것을 특징으로 하는 포장용기용 자동 포장장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   포장용기를 접착하는 접착부(20) 및 상기 가로 커팅부(40)는 각각
   포장지(W)의 가로접착면 높이와, 상기 가로접착면의 절단 높이를 조절할 수 있는 승강수단(60);을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용기용 자동 포장장치.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포장용기는 원형 수용부를 갖는 스틱형 포장용기로,
   스틱형 포장용기를 성형시키는 성형부(70);는
   상기 충진부(30)로부터 내용물이 주입되는 충진홀을 갖는 파이프(71)와,
   상기 파이프(71)를 감싸도록 설치되며, 일측에 상기 파이프(71)에 의해 원형의 수용부를 형성하는 포장지(W)의 양측 단부를 정렬시키는 정렬홈(73a)을 구비한 정렬블록(73)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용기용 자동 포장장치.

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