KR101975549B1 - 종이소재 포장재용 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트폰 등의 전자기기를 수납하여 포장하는데 사용되는 포장재를 종이소재로 제작하여 제조 단가의 절감 및 생산성 향상을 도모하고 친환경적 소재의 사용을 통한 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 종이소재 포장재용 제조장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 종이소재 포장재용 제조장치는, 복수개의 종이소재가 합지되고 전자기기가 끼워지는 수납홈을 구비한 종이소재 포장재용 제조장치에 있어서, 합지된 복수개의 종이소재에 습기를 흡수시킨 후 건조를 하는 히팅 유닛; 종이소재들이 합지된 합지시트를 프레스하여 절단과 타공 및 상기 수납홈을 성형하는 포밍 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

종이소재 포장재용 제조장치{MANUFACTURING APPARATUS FOR PAPER TRAY}

본 발명은 스마트폰 등의 전자기기를 수납하여 포장하는데 사용되는 포장재를 종이소재로 제작하여 제조 단가의 절감 및 생산성 향상을 도모하고 친환경적 소재의 사용을 통한 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 종이소재 포장재용 제조장치에 관한 것이다.

스마트폰 등의 전자기기는 제품 출고 시에 전자기기와 함께 각종 액세서리 및 설명서 등을 포장박스에 동봉하여 포장된다.

이때 전자기기와 나머지 동봉품을 서로 구분하고, 전자기기를 안전하게 수납하여 보호할 수 있도록 포장박스 내에는 전자기기의 사이즈 및 구조에 맞게 형성된 수납홈이 구비되어 나머지 동봉품들과 별개로 포장되어진다.

종래에는 스마트폰 등의 박스 포장을 위해, 포장박스 내에 두꺼운 판지 등을 스마트폰의 모양이나 사이즈 등에 맞게 절곡하여 수납홈을 형성하여 왔다.

이러한 종래의 박스 포장 방식은 수납홈 형성을 위해 많은 판지들을 사용해야 하는데, 스마트폰의 보호를 위해 판지 자체의 두께가 두껍기 때문에, 수납홈 형성을 위한 판지들의 절곡 내지 결합 작업이 어렵기 때문에 포장라인의 자동화를 할 수 없어 생산성이 떨어지며, 수납홈의 구조를 스마트폰과 정확하게 일치하도록 제작할 수가 없어 스마트폰의 보호가 취약해지는 문제점이 있다.

참고로 이와 관련된 종래기술로써, 공개특허 제10-2015-0006670호, 등록특허 제10-1648212호, 공개실용신안 제20-2008-0006651호, 공개실용신안 제20-1999-013269호 등이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

스마트폰 등의 전자기기용 포장재를 종이소재로 제작하되 필요한 강도를 확보하면서 포장재의 수납홈을 전자기기의 사이즈 및 구조에 맞게 일치시켜 전자기기를 더욱 안전하게 보호 내지 포장할 수 있고, 종이소재의 강도 보강 후 수납홈의 성형 및 스크랩 재단 등을 자동화시켜 제조단가의 절감 및 생산성 향상을 도모함과 아울러, 친환경적 종이소재를 통해 환경오염을 방지할 수 있는 종이소재 포장재용 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 종이소재 포장재용 제조장치는,

복수개의 종이소재가 합지되고 전자기기가 끼워지는 수납홈을 구비한 종이소재 포장재용 제조장치에 있어서,

합지된 복수개의 종이소재에 습기를 흡수시킨 후 건조를 하는 히팅 유닛;

종이소재들이 합지된 합지시트를 프레스하여 절단과 타공 및 상기 수납홈을 성형하는 포밍 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 종이소재 포장재용 제조장치에서,

상기 히팅 유닛은,

종이소재들이 이송되는 이송로,

상기 이송로에 고온의 수증기를 배출하는 스팀배출부,

상기 이송로에 합지시트의 건조에 필요한 열을 발생시키는 발열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 종이소재 포장재용 제조장치에서,

상기 포밍 유닛은,

상기 합지시트가 안착되고, 합지시트를 각 공정별 펀치 위치로 순차 이동시키는 이동수단을 구비한 하금형,

상기 하금형의 상부에서 승하강하는 상금형,

상기 상금형 내에서 동시에 승하강하게 설치되되, 합지시트에 정위치 고정홀을 타공하는 제1 타공펀치와, 합지시트의 테두리를 1차 절단하는 제1 재단펀치와, 상기 수납홈을 프레스 성형하는 성형펀치와, 포장재의 노출공을 타공하는 제2 타공펀치와, 포장재의 테두리를 최종 절단하는 제2 재단펀치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 종이소재 포장재용 제조장치에서,

상기 이동수단은,

상기 하금형의 양 측부에 합지시트의 이송방향으로 결합되는 가이드바,

상기 가이드바 하부에 소정 간격 이격되어, 합지시트의 양 측단부가 삽입되어 안내되는 이송홈을 형성하는 지지블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 종이소재 포장재용 제조장치는,

스마트폰 등의 전자기기 포장을 위해 수납홈을 구비한 포장재를 복수개의 종이소재로 적층하여 제작함으로써, 포장재의 강도를 보강할 수 있고,

합지시트를 전자기기의 사이즈 및 구조와 일치하게 포밍 성형 및 재단함으로써 포장재 자체의 강도와 수납홈 내에서의 전자기기의 움직임 방지를 통해 전자기기를 더욱 안전하게 보호할 수 있고,

종이소재 포장재의 생산 공정을 자동화시켜 제조 단가 절감 및 생산성 향상을 도모하며,

친환경적인 종이소재로 포장재로 제작함으로써 재활용이 가능하여 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 종이소재 포장재의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 종이소재 포장재용 제조장치를 개략적으로 도시한 개념도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따름 상금형과 하금형의 평면도.
도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 시험설비를 부분별로 촬영한 사진도들.

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 종이소재 포장재용 제조장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2를 참고하여 특정하면, 종이소재가 이송되는 방향을 정면으로 하여 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 종이소재 포장재용 제조장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명은 복수개의 종이소재(P)가 합지되고 스마트폰 등의 전자기기(미도시)가 끼워지는 수납홈(T1)을 구비한 종이소재 포장재용 제조장치에 관한 것으로, 크게 합지된 종이소재(P)들을 습식 건조시켜 강도를 보강하는 히팅 유닛(H)과, 합지시트(S2)를 포밍 성형 및 재단하는 포밍 유닛(F)을 포함한다.

상기 히팅 유닛(H)은 적층된 복수개의 종이소재(P)에 습기를 흡수시킨 후 건조를 통해 종이소재(P)들의 강도를 향상시킨다.

구체적으로 상기 히팅 유닛(H)은 이송되는 이송로(11),

상기 이송로(11)에 고온의 수증기를 배출하는 스팀배출부(13),

상기 이송로(11)에 합지시트(S2)의 건조에 필요한 열을 발생시키는 발열부(15)를 구비한 함체(10)를 포함한다.

상기 함체(10)는 전, 후면이 개구되면서 내부에 길이방향으로 상기 이송로(11)가 형성되어 있는 것으로, 이송로(11)의 하부에는 합지된 종이소재(P)들(이하 적층시트(S1)로 통칭함.)의 투입 및 건조 완료된 종이소재(P)들(이하 합지시트(S2)로 통칭함.)의 배출 이송을 위한 다수개의 이송롤러(12)들이 구비된다.

이러한 함체(10) 내부에는 이송로(11)의 전(全) 구간, 특히 적층시트(S1)의 상, 하면에 고온의 수증기(스팀)를 균일하게 분사하여 흡수되도록 다수개의 스팀 배출공(미도시)을 갖는 관 형태의 스팀배출부(13)가 함체(10)의 상, 하벽 내측에 이송로(11)의 길이방향으로 하나 이상 설치된다.

이러한 스팀배출부(13)는 고온의 수증기를 발생시키는 스팀발생기(14)와 배관으로 연결된다.

그리고 상기 발열부(15)는 함체(10) 내부에 고온의 열을 발생시켜 수증기로 젖은 상태의 적층시트(S1)를 건조시킴으로써, 습기가 흡수된 종이소재(P)들의 접착력 향상과 더불어 건조 압착을 통해 소재 자체의 강도를 향상시킨다.

이러한 발열부(15)는 열선 등이 내장(또는 연결)된 플레이트 형상으로 함체(10)의 상하좌우 내측벽을 형성하도록 구비되는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 포밍 유닛(F)은 종이소재(P)들이 합지된 합지시트(S2)를 프레스하여 절단과 타공 및 상기 수납홈(T1)을 성형한다.

도면에서는 히팅 유닛(H)과 포밍 유닛(F) 사이에 이송롤러(12)들이 설치되어 하나의 생산 라인으로 연결된 실시예가 도시되어 있으나, 히팅 유닛(H)과 포밍 유닛(F)을 개별 설치하고 작업자가 수작업으로 히팅 유닛(H)에서 합지시트(S2)를 꺼내어 포밍 유닛(F)에 투입하는 방식도 가능하다.

구체적으로 상기 포밍 유닛(F)은,

상기 합지시트(S2)가 안착되고, 합지시트(S2)를 각 공정별 펀치 위치로 순차 이동시키는 이동수단을 구비한 하금형(20),

상기 하금형(20)의 상부에서 승하강하는 상금형(30),

상기 상금형(30) 내에서 동시에 승하강하게 설치되되, 합지시트(S2)에 정위치 고정홀(Sa)(Sb)을 타공하는 제1 타공펀치(31A)(31B)와, 합지시트(S2)의 테두리를 1차 절단하는 제1 재단펀치(32)(33)와, 상기 수납홈(T1)을 프레스 성형하는 성형펀치(34)(35)와, 포장재(T)의 노출공(T2)을 타공하는 제2 타공펀치(36)와, 포장재(T)의 테두리를 최종 절단하는 제2 재단펀치(37)를 포함한다.

상기 하금형(20)과 상금형(30)은 프레스 성형기(프로그레시브 성형기)의 상, 하부 몰드베이스에 각각 설치되어, 상금형(30)의 승하강을 통해 형개 및 형폐가 이루어진다.

상기 하금형(20)은 합지시트(S2)의 이송방향을 따라 제1 스크랩 배출부(21A)(21B), 제2 스크랩 배출부(32)(33), 포밍 공간부(34)(35), 제3 스크랩 배출부(36), 제품 배출부(37)가 순차 배열되어 있다.

상기 제1 내지 제3 스크랩 배출부(31A)(31B)(32)(33)(36) 및 제품 배출부(37)는 하금형(20)의 상하면을 관통하도록 형성되어, 타공 및 재단에 의해 합지시트(S2)에서 분리된 스크랩 및 제품(포장재(T) 완성품)이 하금형(20) 하부로 배출된다.

이때 도면에 도시되지 않았으나, 하금형(20)의 하부에는 컨베이어가 설치되어 스크랩 및 제품을 포밍 유닛(F)에서 배출되도록 한다.

상기 제1 스크랩 배출부(21A)(21B)는 후술하는 상금형(30)의 제1 타공펀치(31A)(31B)와 대응하는 위치에 원형 또는 사각형 등의 형태로 구비되는 것으로, 포장재(T)의 사이즈나 수납홈(T1) 구조 등에 따라 하나 이상 구비될 수 있으며, 도면에서는 각각 원형 및 직사각형의 제1 스크랩 배출부(21A)(21B)가 합지시트(S2)의 양측 테두리부를 따라 내외측으로 2열 배열되어 있는 것을 확인할 수 있다.

그리고 상기 제2 스크랩 배출부(32)(33)는 후술하는 상금형(30)의 제1 재단펀치(32)(33)와 대응하는 위치에 포장재(T)의 테두리 모양으로 구비되는 것으로, 포장재(T)의 사이즈나 수납홈(T1) 구조 등에 따라 하나 이상 구비될 수 있으며, 도면에서는 포장재(T)의 상하 중심선을 기준으로 포장재(T)의 일측변 테두리가 1차 절단되는 제2 스크랩 배출부(32)와, 포장재(T)의 상하변 테두리가 1차 절단되는 제2 스크랩 배출부(33)를 확인할 수 있다.

상기 포밍 공간부(34)(35)는 하금형(20)의 상면에 하측으로 오목하게 형성되어, 후술하는 성형펀치(34)(35)가 포밍 공간부(34)(35) 내부로 삽입된다.

이러한 포밍 공간부(34)(35)는 후술하는 상금형(30)의 성형펀치(34)(35)와 대응하는 위치에 수납홈(T1)의 모양으로 구비되는 것으로, 포장재(T)의 사이즈나 수납홈(T1) 구조, 수납홈(T1)의 깊이 등에 따라 하나 이상 구비될 수 있으며, 도면에서는 수납홈(T1)의 프레스 성형이 2단계에 걸쳐 이루어지도록 2개의 포밍 공간부(34)(35)를 확인할 수 있다.

이때 포밍 공간부(34)(35)들은 다음 공정으로 갈수록 깊이가 더 깊어지게 형성된다.

상기 제3 스크랩 배출부(36)는 후술하는 상금형(30)의 제2 타공펀치(36)와 대응하는 위치에 구비되는 것으로 그 모양 내지 위치나 개수는 포장재(T)의 노출공(T2)(예를 들어 스마트폰이 카메라 구조물이 끼워져 노출되도록 하는 구멍)에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 도면에서는 스마트폰의 카메라 구조물 삽입을 위한 하나의 제3 스크랩 배출부(36)를 확인할 수 있다.

상기 제품 배출부(37)는 후술하는 상금형(30)의 제2 재단펀치(37)와 대응하는 위치에 포장재(T)의 최종 테두리 모양으로 구비되는 것으로, 포장재(T)의 사이즈 등에 따라 테두리의 최종 재단 작업이 다단계로 이루어지게 하나 이상 구비될 수 있으며, 도면에서는 포장재(T1)의 테두리를 한 번에 재단하도록 한 개의 제품 배출부(37)를 확인할 수 있다.

그리고 상기 이동수단은 상기 하금형(20)의 전후단에 상하로 설치된 이동롤러(29)를 포함한다.

상기 상하 이동롤러(29)는 서로 반대 방향으로 회전하여 롤러들 사이로 진입된 합지시트(S2)를 전방으로 이동시킨다.

아울러 상기 이동수단은,

상기 하금형(20)의 양 측부에 합지시트(S2)의 이송방향으로 결합되는 가이드바(28),

상기 가이드바(28) 하부에 소정 간격 이격되어, 합지시트(S2)의 양 측단부가 삽입되어 안내되는 이송홈(29a)을 형성하는 지지블록(28A)을 포함한다.

상기 가이드바(28)는 하금형(20)의 상면에 돌출되도록 결합되며, 하부에 구비된 지지블록(28A)들과의 사이에 이송홈(29a)을 형성하면서, 이송홈(29a)의 외측단을 밀폐한다.

따라서 하금형(20)의 후방측에 위치한 이동롤러(29)들에 의해 합지시트(S2)가 전방으로 이동되면, 합지시트(S2)의 전단부 양측이 상기 이송홈(29a)으로 끼워져, 합지시트(S2)가 하금형(20)의 상측으로 소정 간격 이격되어 지지된 상태에서 타공, 재단 및 프레스 성형이 이루어지게 하며, 이때 가이드바(28)와 지지블록(28A)이 합지시트(S2)의 이동 방향이 틀어지거나, 또는 합지시트(S2)의 양 측부가 상부로 들리거나 하부로 꺾이는 것을 방지한다.

상기 상금형(30)은 합지시트(S2)의 이송방향을 따라 상기 하금형(20)의 각 구성들과 대응하여 상기 제1 타공펀치(31A)(31B), 제1 재단펀치(32)(33), 성형펀치(34)(35), 제2 타공펀치(36), 제2 재단펀치(37)가 순차 배열되어 있다.

상기 각 펀치(31A)(31B)(32)(33)(34)(35)(36)(37)들은 상금형(30)의 상부에 구비된 프레스 성형기의 가압 플레이트(30A)에 연결되어 상금형(30)과 별개로 승하강되도록 구비되어, 상기 배출부(21A)(21B)(22)(23)(26)(27)들 및 포밍 공간부(34)(35)로 삽입된다.

상기 제1 타공펀치(31A)(31B)는 투입된 합지시트(S2)의 양측 테두리를 따라 고정홀(Sa)(Sb)을 소정 간격 이격하여 타공하며, 제1 타공펀치(31A)(31B)가 제1 스크랩 배출부(21A)(21B)로 삽입되면서 타공 후 합지시트(T1)에서 분리된 스크랩이 배출된다.

이러한 제1 타공펀치(31A)(31B)에 의해 형성된 고정홀(Sa)(Sb)은 상금형(30)의 1차 하강 시 상금형(30)에 구비된 고정핀(38)이 끼워져 합지시트(S2)가 각 공정 위치에서 동일 위치에 정지되도록 한다.

상기 제1 재단펀치(32)(33)는 포장재(T)의 최종 규격보다 큰 사이즈로 포장재(T)의 테두리를 1차 재단하며, 제2 타공펀치(36)가 제2 스크랩 배출부(32)(33)로 삽입되면서 재단 후 합지시트(S2)에서 분리된 스크랩이 배출된다.

상기 성형펀치(34)(35)는 포장재(T)의 수납홈(T1)과 대응하는 모양을 갖는 것으로, 합지시트(S2)의 상면을 하측으로 가압하면서 상기 포밍 공간부(34)(35)로 삽입되어, 합지시트(S2)에 포장재(T)의 수납홈(T1)이 오목하게 성형되도록 한다.

상기 제2 타공펀치(36)는 전자기기의 구조에 따라 노출공(T2)이 필요할 때 합지시트(S2)를 타공하는 것으로, 제2 타공펀치(36)가 제3 스크랩 배출부(36)로 삽입되면서 타공 후 합지시트(S2)에서 분리된 스크랩이 배출되며, 제2 타공펀치(36) 및 이에 대응하는 제3 스크랩 배출부(36)는 전자기기의 세부 구조에 따라 생략될 수 있다.

상기 제2 재단펀치(37)는 포장재(T)의 최종 규격에 맞게 포장재(T)의 테두리를 최종 재단하며, 재단 완료 후 제2 재단펀치(37)가 제품 배출부(37)로 삽입되면서 합지시트(S2)에서 분리된 완제품 포장재(T)가 배출된다.

또한 상기 하금형(20)은 상면 중앙에 상기 지지블록(28A)과 동일 높이로 돌출된 복수개의 받침블록(21a)(22a)(23a)(26a)을 더 포함한다.

상기 받침블록(21a)(22a)(23a)(26a)은 수납홈(T1)에 대한 포밍 성형을 제외한 나머지 공정 중에 합지시트(S2)의 중앙부위를 지지하여 정확한 위치에서 타공 및 재단이 이루어지도록 한다.

이러한 포밍 유닛(F)은 상기한 이동롤러(29) 외에 공지된 프로그레시브 금형에 사용되는 다양한 방식의 이동수단을 더 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 종이소재 포장재(T)의 제조공정을 단계별로 설명한다.

먼저 종이소재(P)(예를 들어 전지나 판지 등)를 일정 크기로 재단한 후, 재단된 종이소재(P)들의 끝단부를 맞추어서 합지한 후에, 합지된 적층시트(S1)를 상기 히팅유닛의 이송로(11)로 투입한다.

이때 적층시트(S1)의 합지에 사용되는 접착제는 친환경 접착제를 사용한다.

적층시트(S1)가 이송로(11)에 정지하면, 상기 스팀발생기(14)에서 발생된 고온의 수증기가 상기 스팀배출부(14)를 통해 이송로(11) 내로 분사되어, 적층시트(S1)의 종이소재(P)들은 고온의 수증기를 흡수한다.

스팀 분사가 완료되면 상기 발열부(15)가 작동하여 이송로(11) 내부의 온도를 소정의 온도로 상승시켜 적층시트(S1)에 흡수된 습기를 건조시키며, 이때 습기의 건조로 인해 적층시트(S1)의 종이소재(P)들은 서로 접착력이 강화되면서 일정 이상의 두께를 갖도록 건조 압착된다.

이어서 상기 히팅 유닛(H)에서 건조가 완료된 합지시트(S2)는 상기 포밍 유닛(F)으로 투입된다.

상기 포밍 유닛(F)의 이동수단에 의해 합지시트(S2)의 전단부가 일정 거리만큼 이동하면 합지시트(S2)의 이동이 정지되고, 이 상태에서 상금형(30)의 형폐 후 가압 플레이트(30A)의 하강 작동으로 각 펀치(31A)(31B)(32)(33)(34)(35)(36)(37)가 동시에 하강하면서 제1 타공펀치(31A)(31B)에 의해 합지시트(S2)의 양측 테두리부에 고정홀(Sa)(Sb)이 타공되고, 타공 후 분리된 스크랩은 제1 스크랩 배출부(21A)(21B)로 배출된다.

상기 고정홀(Sa)(Sb)의 타공이 완료되면 상금형(30)이 다시 상승 복귀하고, 상기 이동수단에 의해 1차 이동거리와 동일한 거리만큼 합지시트(S2)가 전진 이송된다.

이후 상기 상금형(30)이 다시 하강하는데, 이때 상금형(30)의 고정핀(38)이 상기 고정홀(Sa)(Sb)로 끼워지면서 합지시트(S2)의 위치가 틀어지는 것을 방지하며, 합지시트(S2)의 전단부 양측이 상기 이송홈(29a)으로 끼워져 추후 이동 시 합지시트(S2)의 이동이 가이드바(28)와 지지블록(28A)에 의해 안내된다.

합지시트(S2)의 이동 완료 후 상금형(30)이 재차 형폐된 상태에서, 상기 가압 플레이트(30A)가 다시 하강하여 각 펀치(31A)(31B)(32)(33)(34)(35)(36)(37)가 동시에 하강하면, 제1 재단펀치(32)(33)에 의해 합지시트(S2)의 1차 테두리 재단이 이루어짐과 동시에, 그 후방측에서 제1 타공펀치(31A)(31B)에 의한 고정홀(Sa)(Sb)의 타공이 이루어진다.

이렇게 이동수단에 의해 합지시트(S2)가 일정 거리만큼 순차 이송되면, 합지시트(S2)의 길이방향으로 고정홀(Sa)(Sb)이 일정 거리만큼 이격하여 타공되고, 이에 따라 각 고정홀(Sa)(Sb)에 고정핀(38)이 삽입되면서 합지시트(S2)가 정위치에 정지된 상태에서 상금형(30)의 반복 작동으로 성형펀치(34)(35)에 의한 수납홈(T1)의 포밍 성형, 제2 타공펀치(36)에 의한 노출공(T2)의 타공, 제2 재단펀치(37)에 의한 포장재(T1)의 재단 후 배출이 순차적으로 반복되고,

이에 따라 하나의 합지시트(S2)에 대한 작업이 완료되면, 복수개의 포장재(T)(본 명세서의 구조에 따르면 총 7개)가 제품 배출부(37)를 통해 가공 완료되어 배출된다.

본 발명은 이러한 일련의 반복 공정을 통해 얇은 두께의 종이소재(P)들을 일정 이상의 강도를 가지면서 일정 이하의 두께로 압착 건조시켜 합지시트(S2)를 생산하고, 이러한 합지시트(S2)에 수납홈(T1)(및 노출공(T2))을 성형하여 포장재(T)의 자동 생산이 가능해지며,

이러한 포장재(T)는 판지의 절곡이나 결합 등이 필요 없이 바로 포장박스 내에 끼워서 전자기기를 수납, 포장할 수 있게 함으로써, 생산 공정의 자동화를 통한 제조 단가의 절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 친환경적인 종이소재(P)들을 습기를 이용해 압착 건조시켜 단단한 포장재를 생산하고, 이를 통해 포장재(T)의 재활용이 가능하므로 환경오염 방지에 일조할 수 있다.

나아가 본 발명에 따른 포장재(T)는 수납홈(T1)(및 노출공(T2))의 모양 내지 구조 등 수납될 전자기기에 맞춤 성형되므로, 포장재(T) 자체의 강도 향상과 더불어 수납홈(T1) 내의 전자기기가 움직이지 않게 고정할 수 있어, 전자기기를 더욱 안전하게 보호할 수 있게 한다.

한편 상기 금형(20)(30)은 형폐 후 가압 플레이트(30A)에 의해 펀치들이 프레스를 실시하는데, 이때 합지시트(S2)의 강도 보강으로 인해 프레스에 대한 반작용으로 상금형(30)이 밀리면서 후퇴할 경우 정확한 펀치 가공이 이루어지지 않는다.

이에 대부분의 프레스 성형기는 형폐 시 형폐 완료 압력을 추가로 세팅(증압)하여 상금형(30)의 밀림을 방지하고 있다.

그러나 상술한 바와 같이, 본 발명은 종이소재(P)들을 습기로 압착 건조시켜 강도 보강이 이루어지는 바, 펀치 작동에 고압의 압력을 필요로 하게 되며, 특히 펀치의 개수가 증가될 경우 필요한 압력이 더욱 고압으로 형성되기 때문에, 프레스 성형기의 가용 압력(ton)이 커져야만 고압의 프레스 압력에도 밀리지 않는 형폐력을 확보할 수 있다.

이때 프레스 성형기의 가용 압력이 클수록, 프레스 성형기의 단가가 높아지는 바, 포장재 제조업체는 그만큼 설비의 투자비용이 증가하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 프레스 성형기의 가용 압력을 펀치 가공에 필요한 적정 톤수로 사용하면서도, 프레스 시 고압에 의해 상금형(30)이 밀리는 것을 방지할 수 있는 밀림방지수단을 도입하였다.

이하에서는 도 10을 참고하여 본 발명의 밀림 방지수단을 설명한다.

먼저 일반적으로 상금형(30) 및 하금형(20)은 각각 서로 대응하도록 돌출 및 오목 형성되어 형폐 시 끼움 결합되어 금형의 형개 및 형폐를 가이드하는 가이드봉(G) 및 가이드홀(GH)을 포함한다.

상기 가이드봉(G)은 상금형(30)의 하면 모서리부에 총 4개소 설치되고, 상기 가이드홀(GH)은 각 가이드봉(G)에 대응하여 하금형(20)의 상면 모서리부에 총 4개소 설치되어, 형개 및 형폐 시 가이드봉(G)과 가이드홀(GH)의 암수 결합으로 금형의 이동을 안내함과 동시에, 프레스 시 상, 하금형(20)(30)의 흔들림을 방지한다.

본 발명의 밀림 방지수단은, 금형들의 형폐 시 상기한 가이드봉(G) 및 가이드홀(GH)의 암수 결합 구조를 더욱 강하게 유지하여, 프레스 성형기의 형폐력이 작더라도 상금형(30)의 밀림을 방지할 수 있도록 하는 것으로,

상금형(30)의 결합공에 나사 결합되어 양방향 회전을 통해 승하강 가능하게 결합되는 몸통부(GA)가 상단부에 연결되되, 몸통부(GA)의 외경이 가이드봉(G)보다 크게 형성되고, 외주면에 일방향으로 형성된 나선홈(Ga)을 구비한 가이드봉(G),

상기 가이드홀(GH)의 내주면에서 돌출되어, 형개 및 형폐 시 상기 나선홈(Ga)에 슬라이딩 결합되면서 상기 가이드봉(G)을 회전시키는 가압돌기(Gb),

상기 결합공의 내주면에서 돌출되되, 상기 가이드봉(G)의 외주면 사이에 소정 간격 이격된 인출구(30b)를 형성하는 단턱부(30a),

상기 가이드봉(G)의 외주면에 끼워져 상기 단턱부(30a)와 상기 몸통부(GA) 사이에 고정되되, 내부에 공기가 충진된 에어셀(40S)을 구비하고 소정의 탄성력을 갖는 가요성 소재로 이루어진 억지 끼움부재(40)를 포함하여,

형폐 시 상기 가압돌기(Gb)에 의해 상기 가이드봉(G)이 인출된 후, 형폐가 완료되면 상기 몸통부(GA)에 의해 상기 억지 끼움부재(40)가 눌리면서 압착되어, 억지 끼움부재(40)의 내측단이 팽창되면서 형성된 밀착부(40a)가 상기 인출구(30b)로 인출되어 상기 가이드홀(GH)의 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 가이드봉(G)은 몸통부(GA)의 외주면에 상기 결합공의 내주면에 나사 결합되는 나사산을 구비하여, 가이드봉(G)이 일방향 회전할 때(즉, 풀어질 때) 전진하여 상금형(30)에서 인출되고, 가이드봉(G)이 타방향으로 회전할 때(즉, 조여질 때) 후진하여 상금형(30)으로 인입된다.

이때 상기 가이드봉(G)의 외경은 상기 몸통부(GA)의 외경(즉 결합공의 내경)보다 작게 형성되어, 결합공의 개구부를 폐쇄하고 있는 상기 단턱부(30a)와 소정 간격 이격되면서, 단턱부(30a)의 내측 단부와 가이드봉(G)의 외주면 사이에 상기 인출구(30b)가 형성된다.

그리고 상기 가압돌기(Gb)는 상기 나선홈(Ga)의 하측 끝단부에 대응하는 위치에 맞춰지도록 가이드홀(GH)의 내주면에서 돌출된다.

또한 상기 억지 끼움부재(40)는 가이드봉(G)의 외주면, 보다 엄밀하게는 몸통부(GA)의 하단부에 끼워져, 단턱부(30a)의 상부면과 몸통부(GA)의 하부면 사이에 고정되어 있으며, 가이드봉(G)이 상금형(30) 내부로 인입(상승)되었을 때 억지 끼움부재(40)의 비압착 상태가 유지되어, 억지 끼움부재(40)가 가이드봉(G)의 외주면으로 노출되지 않아 가이드봉(G)과 가이드홀(GH)의 마찰이 발생하지 않는다.

따라서 형폐 시 가이드봉(G)이 가이드홀(GH)에 끼워질 때, 가압돌기(Gb)가 나선홈(Ga)에 슬라이딩 결합되어, 가압돌기(Gb)가 가이드봉(G)을 일방향(시계 반대방향)으로 밀어서 회전시켜 가이드봉(G)이 상금형(30) 외부로 인출된다.

그리고 가이드봉(G)이 가이드홀(GH)에 삽입이 완료되면서, 가이드봉(G)의 인출이 최종적으로 마무리되고,

이렇게 형폐 완료를 통한 가이드봉(G)의 인출이 완료되면 인출되던 몸통부(GA)가 단턱부(30a)에 고정된 억지 끼움부재(40)를 눌러서 압착시키며, 이때 에어셀(40S) 내의 공기가 단턱부(30a)에 감싸지지 않은 내측단으로 몰리면서 해당부위(밀착부(40a))가 팽창되며, 팽창된 밀착부(40a)는 상기 인출구(30b)로 빠져 나오면서 가이드봉(G)의 외주면을 감싸는 형태로 가이드홀(GH)의 내주면에 밀착되어, 밀착부(40a)에 의해 가이드봉(G)이 가이드홀(GH)에 억지 끼움되도록 하여, 프레스 압력의 반작용으로 가이드봉(G)이 가이드홀(GH)에서 빠지는 것을 방지함으로써, 상금형(30)이 밀려서 들리는 것을 방지한다.

또한 형개 시에는, 상기 가압돌기(Gb)에 의해 상기 가이드봉(G)이 타방향으로 회전하면서 상금형(30) 내부로 인입되고, 이에 따라 억지 끼움부재(40)에 대한 몸통부(GA)의 가압이 해소되면서, 억지 끼움부재(40)는 자체의 탄성력에 의해 원상 복귀되어 밀착부(40a)가 인출구(30b)를 통해 상금형(30) 내부로 다시 들어오면서 가이드홀(GH)과의 밀착이 해제된다.

도 10에서는 상금형(30)에 가이드봉(G)이 구비되고 하금형(20)에 가이드홀(GH)이 구비된 실시예가 도시되어 있으나, 반대로 구성하는 것도 가능함은 물론이다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 종이소재 포장재용 제조장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

T : 포장재 T1 : 수납홈
T2 : 노출공 S1 : 적층시트
S2 : 합지시트 P : 종이소재
H : 히팅 유닛 F : 포밍 유닛
10 : 함체 11 : 이송로
12 : 이송롤러 13 : 스팀배출부
14 : 스팀발생기 15 : 발열부
20 : 하금형 21A, 21B, 22, 23, 26 : 스크랩 배출부
24, 25 : 포밍 공간부 27 : 제품배출부
28 : 가이드바 29 : 이동롤러
30 : 상금형 31A, 31B, 32, 34, 35, 36, 37 : 펀치
38 : 고정핀

Claims (4)

1. 복수개의 종이소재(P)가 합지되고 전자기기가 끼워지는 수납홈(T1)을 구비한 종이소재 포장재용 제조장치에 있어서,
   합지된 복수개의 종이소재(P)에 습기를 흡수시킨 후 건조를 하는 히팅 유닛(H);
   종이소재(P)들이 합지된 합지시트(S2)를 프레스하여 절단과 타공 및 상기 수납홈(T1)을 성형하는 포밍 유닛(F);을 포함하고,
   
   상기 포밍 유닛(F)은,
   상기 합지시트(S2)가 안착되고, 합지시트(S2)를 각 공정별 펀치 위치로 순차 이동시키는 이동수단을 구비한 하금형(20),
   상기 하금형(20)의 상부에서 승하강하는 상금형(30),
   상기 상금형(30) 내에서 동시에 승하강하게 설치되되, 합지시트(S2)에 정위치 고정홀(Sa)(Sb)을 타공하는 제1 타공펀치(31A)(31B)와, 합지시트(S2)의 테두리를 1차 절단하는 제1 재단펀치(32)(33)와, 상기 수납홈(T1)을 프레스 성형하는 성형펀치(34)(35)와, 포장재(T1)의 노출공(T2)을 타공하는 제2 타공펀치(36)와, 포장재(T1)의 테두리를 최종 절단하는 제2 재단펀치(37)를 포함하고,
   
   상금형(30) 및 하금형(20)은 각각 서로 대응하도록 돌출 및 오목 형성되어 형폐 시 끼움 결합되어 금형의 형개 및 형폐를 가이드하는 가이드봉(G) 및 가이드홀(GH)을 포함하고,
   프레스 시 고압에 의해 상금형(30)이 밀리는 것을 방지할 수 있는 밀림방지수단을 더 포함하되,
   상기 밀림 방지수단은,
   상금형(30)의 결합공에 나사 결합되어 양방향 회전을 통해 승하강 가능하게 결합되는 몸통부(GA)가 상단부에 연결되되, 몸통부(GA)의 외경이 가이드봉(G)보다 크게 형성되고, 외주면에 일방향으로 형성된 나선홈(Ga)을 구비한 가이드봉(G),
   상기 가이드홀(GH)의 내주면에서 돌출되어, 형개 및 형폐 시 상기 나선홈(Ga)에 슬라이딩 결합되면서 상기 가이드봉(G)을 회전시키는 가압돌기(Gb),
   상기 결합공의 내주면에서 돌출되되, 상기 가이드봉(G)의 외주면 사이에 소정 간격 이격된 인출구(30b)를 형성하는 단턱부(30a),
   상기 가이드봉(G)의 외주면에 끼워져 상기 단턱부(30a)와 상기 몸통부(GA) 사이에 고정되되, 내부에 공기가 충진된 에어셀(40S)을 구비하고 소정의 탄성력을 갖는 가요성 소재로 이루어진 억지 끼움부재(40)를 포함하여,
   형폐 시 상기 가압돌기(Gb)에 의해 상기 가이드봉(G)이 인출된 후, 형폐가 완료되면 상기 몸통부(GA)에 의해 상기 억지 끼움부재(40)가 눌리면서 압착되어, 억지 끼움부재(40)의 내측단이 팽창되면서 형성된 밀착부(40a)가 상기 인출구(30b)로 인출되어 상기 가이드홀(GH)의 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 종이소재 포장재용 제조장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 히팅 유닛(H)은,
   종이소재(P)들이 이송되는 이송로(11),
   상기 이송로(11)에 고온의 수증기를 배출하는 스팀배출부(13),
   상기 이송로(11)에 합지시트(S2)의 건조에 필요한 열을 발생시키는 발열부(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이소재 포장재용 제조장치.
   
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동수단은,
   상기 하금형(20)의 양 측부에 합지시트(S2)의 이송방향으로 결합되는 가이드바(28),
   상기 가이드바(28) 하부에 소정 간격 이격되어, 합지시트(S2)의 양 측단부가 삽입되어 안내되는 이송홈(29a)을 형성하는 지지블록(28A)을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이소재 포장재용 제조장치.
   

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