KR102017452B1

KR102017452B1 - 종이빨대 제조장치

Info

Publication number: KR102017452B1
Application number: KR1020190021440A
Authority: KR
Inventors: 신동범
Original assignee: 주식회사 그린맥스
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2019-09-02

Abstract

본 발명은 원지롤로부터 인출되는 원지를 원통형으로 말아 일직선으로 중첩접합시켜 일정 길이로 절단함으로써 종이빨대가 연속적으로 제조 가능함에 따라 단순 구조로도 생산성이 대폭 증대될 수 있도록 한 종이빨대 제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 종이빨대 제조장치는, 본체와, 본체의 하부 일측에 회전가능하게 거치되고 원지가 롤 형태로 권취되는 원지롤과, 상기 원지롤의 일측에 설치되고 상기 원지롤로부터 인출되는 원지를 일정 폭의 원지스트립으로 절단하는 슬리팅롤러쌍과, 상기 본체의 상부 일측에 설치되고 상기 원지스트립을 각각 원통 형상의 원지튜브로 성형하는 원통성형유닛과, 원통 형상으로 성형된 상기 원지튜브의 중첩부를 가열하여 접합하는 가열접합유닛과, 상기 본체의 상부 타측에 설치되고 중첩부가 접합된 상기 원지튜브를 이송과 동시에 일정길이로 절단하는 절단배출유닛을 포함한다.

Description

종이빨대 제조장치{MANUFACTURING APPARATUS OF PAPER STRAW}

본 발명은 롤 형태로 권취된 원지로부터 종이빨대를 연속적으로 제조하는 종이빨대 제조장치에 관한 것이다.

최근 미세플라스틱으로 인한 환경오염 문제가 대두되면서 일회용 플라스틱 제품의 사용을 줄이고자 하는 시도와 연구가 많이 행해지고 있다.

이러한 기조에 발맞추어, 종래 우유, 주스, 커피 등과 같은 음료의 취식을 위해 사용되던 플라스틱 빨대의 대안으로 스테인리스스틸 빨대, 대나무 빨대, 실리콘 빨대, 종이빨대 등이 각광을 받고 있다. 특히 종이빨대는 다국적 기업인 스타벅스의 시범 도입을 시작으로 그 수요가 날로 증대되고 있다.

한편 종이빨대는 종래의 지관 제조장치의 변형을 통해 제조되고 있는데, 이러한 지관 제조장치 또는 제조방법의 일 예로, 대한민국 특허공개 제 10-1996-0033728호(1996.10.22. 공개)에는 소정폭으로 절단된 원지를 회전코어의 외주면에 나선형으로 적층권취하면서 접착제로 접착시키는 원지권취단계와, 원지로 권취된 초벌지관의 원지와 적층하면서 생긴 단턱부를 벨트그라인더로써 연삭하여 그 초벌지관의 표면을 균일하게 해주는 표면연삭단계와, 상기 초벌지관의 외주면에 양쪽 선단부가 면취된 표면지를 접착권취하는 표면지 권취단계와, 표면지가 접착권취된 지관을 일정시간동안 건조로에 넣어 건조시켜 접착제를 짧은 시간안에 응고시켜 주는 인위건조단계와, 표면지가 권취된 지관을 상,하측 회전롤러 사이에서 회전시키면서 그 외주면에 왁스를 도포해 주는 왁스도포단계와, 왁스가 도포된 지관을 소정직경의 압출다이의 관통구멍을 통하여 압출시켜 지관의 외경을 일정하게 형성시킴과 동시에 표면조도를 향상시켜주는 압출단계와, 압출에 의해 외경치수가 일정하게 형성된 지관을 회전절단기로써 적당한 길이만큼 절단하는 컷팅단계와, 소정길이로 절단된 지관의 양단을 회전지지구로써 폴리싱하여 양단을 매끄럽게 다듬질하는 폴리싱단계로 구성된 지관 제조방법이 개시된다.

또한 대한민국 특허공개 제10-2013-0003208호(2013.01.09. 공개)에는 하우징 상면에 회전이 가능하도록 수직상으로 설치된 한 쌍의 드럼과, 상기 양쪽 드럼의 하부로 길게 형성된 구동축과, 상기 양쪽 드럼 사이에 공회전 가능하게 수평 설치되며 외면에 종이 띠를 감아서 지관을 성형하는 심관과, 상기 심관에 나선상으로 감아지도록 공급되는 복수의 종이 띠와, 상기 양쪽 드럼 사이에 8 자형으로 연결되며 한쪽 자락이 심관의 외면에 나선상으로 말려진 상태로 심관을 제자리 회전시키는 벨트와, 상기 양쪽 드럼의 구동축 하단에 각각 개별적으로 수직 설치된 전동모터와, 상기 양쪽 구동축 중간에 설치된 체인기어와 중앙부의 공회전 체인기어가 체인으로 연결되고, 양쪽 공회전 체인기어 하단의 기어가 서로 맞물려서 양쪽 드럼을 동일한 속도로 회전되게 하는 동기장치와, 상기 양쪽 전동모터의 전기적신호를 제어 조절하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지관 제작용 스파이럴 와인딩 머신이 개시된다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 지관 제조장치를 이용하여 종이빨대를 제조할 경우에는 도 3(a)와 같이 다수의 종이띠를 나선형으로 감아 종이빨대가 제조되는 구성으로 인해 장치가 복잡할 뿐만 아니라 생산성도 저하되는 문제점이 있었다.

1. 대한민국 특허공개 제 10-1996-0033728호(1996.10.22. 공개) 2. 대한민국 특허공개 제10-2013-0003208호(2013.01.23. 공개)

따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 원지롤로부터 인출되는 원지를 원통형으로 말아 일직선으로 중첩접합시켜 일정 길이로 절단함으로써 종이빨대가 연속적으로 제조 가능함에 따라 단순 구조로도 생산성이 대폭 증대될 수 있도록 한 종이빨대 제조장치를 제공하는 과제를 기초로 한다.

전술한 본 발명의 과제는, 본체와, 본체의 하부 일측에 회전가능하게 거치되고 원지가 롤 형태로 권취되는 원지롤과, 상기 원지롤의 일측에 설치되고 상기 원지롤로부터 인출되는 원지를 일정 폭의 원지스트립으로 절단하는 슬리팅롤러쌍과, 상기 본체의 상부 일측에 설치되고 상기 원지스트립을 각각 원통 형상의 원지튜브로 성형하는 원통성형유닛과, 원통 형상으로 성형된 상기 원지튜브의 중첩부를 가열하여 접합하는 가열접합유닛과, 상기 본체의 상부 타측에 설치되고 중첩부가 접합된 상기 원지튜브를 이송과 동시에 일정길이로 절단하는 절단배출유닛을 포함하는 종이빨대 제조장치를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 원통성형유닛은 상기 본체의 상부 일측에 일직선으로 수평연장되는 성형봉재와, 상기 성형봉재의 하부에 일정간격으로 회전구동 가능하게 설치되어 상기 원지스트립을 이송과 동시에 상기 성형봉재의 외주둘레로 만곡시켜 원통 형상의 원지튜브로 성형하는 성형이송롤러와, 상기 성형봉재의 일측 상부에 설치되고 탄성에 의해 상기 원지튜브의 중첩부를 가압정렬시키는 가압정렬부재를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 가열접합유닛은 상기 성형봉재의 타측 상부에 상기 성형봉재와 평행하게 일직선으로 수평연장되는 히터봉으로 형성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 절단배출유닛은 원통 형상의 상기 원지튜브를 배출방향으로 이송하는 다수의 이송롤러쌍과, 일정시간마다 회전구동되면서 원통 형상의 상기 원지튜브를 일정길이의 종이빨대로 절단하는 절단롤러쌍을 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 원지의 일면에는 방수코팅층이 적층되고 상기 원지의 타면에는 가열 시에 상기 방수코팅층에 접합되는 가열접합코팅층이 적층된다.

본 발명에 따른 종이빨대 제조장치에 의하면, 다수의 종이띠를 나선형으로 감아 종이빨대가 제조되는 종래의 구조에서 탈피하여 원지롤로부터 인출되는 원지를 원통형으로 말아 일직선으로 중첩접합시켜 일정 길이로 절단함으로써 종이빨대가 연속적으로 제조 가능함에 따라 단순 구조로도 생산성이 대폭 증대될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종이빨대 제조장치의 전체구조도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 종이빨대 제조장치에 있어서, 원통성형유닛 및 가열접합유닛의 상세구조도.
도 3 (a)는 특허문헌 2의 도 1에 도시된 나선형 중첩부로 된 종이빨대, (b)는 본 발명의 실시예에 따른 일직선 중첩부를 갖는 종이빨대.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종이빨대 제조장치의 전체구조도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 종이빨대 제조장치(1)는 도 1에 도시되는 바와 같이, 본체(10)와, 본체(10)의 하부 일측에 회전가능하게 거치되고 원지(A)가 롤 형태로 권취되는 원지롤(20)과, 원지롤(20)의 일측에 설치되고 원지롤(20)로부터 인출되는 원지(A)를 일정 폭의 원지스트립(B)으로 절단하는 슬리팅롤러쌍(30)과, 본체(10)의 상부 일측에 설치되고 원지스트립(B)을 각각 원통 형상의 원지튜브(C)로 성형하는 원통성형유닛(40)과, 원통 형상으로 성형된 원지튜브(C)의 중첩부를 가열하여 접합하는 가열접합유닛(50)과, 본체(10)의 상부 타측에 설치되고 중첩부가 접합된 원지튜브(C)를 이송과 동시에 일정길이로 절단하는 절단배출유닛(60)을 포함한다.

여기서, 본체(10)는 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종이빨대 제조장치의 프레임을 형성하는 것으로, 차후에 설명될 원지롤(20), 슬리팅롤러쌍(30), 원통성형유닛(40), 가열접합유닛(50) 및 절단배출유닛(60)의 설치대를 형성함과 동시에 이들의 작동을 위한 구동모터 및 이들의 제어를 위한 컨트롤러의 설치프레암을 형성한다.

전술한 본체(10)의 하부 일측에는 원지롤(20)이 회전가능하게 거치된다. 원지롤(20)은 종이빨대(3)의 제조를 위해 사용되는 원지(A)가 롤 형태로 권취된 것으로, 원통 심재가 구비된 롤 형태로 본체(10)의 하부 일측에 교체장착된다.

이러한 원지롤(20)은 광폭의 판지가 롤 형성로 권취된 판지롤로부터 판지를 인출시킴과 동시에 판지의 일면에 방수코팅층을 전체적으로 코팅하고 판지의 타면에 가열접합코팅층을 전체적으로 코팅한 후, 종이빨대(3)의 제조에 적합한 폭으로 슬리팅한 원지(A)를 다시 롤 형태로 권취하는 공정을 통해 사전에 미리 제조된다.

전술한 본체(10) 상에서 원지롤(20)의 일측에는 슬리팅롤러쌍(30)이 설치된다. 슬리팅롤러쌍(30)은 원지롤(20)로부터 인출되는 원지(A)가 일정 폭의 원지스트립(B)으로 배출되도록 원지(A)의 양 가장자리를 절단하는 구성부재이다.

슬리팅롤러쌍(30)은 하부롤러에 대해 외주면에 절단날이 형성된 상부롤러가 가압밀착된 상태로 회전구동되면서 상,하부롤러 사이로 유입되는 원지(A)의 양 가장자리를 절단하는 공지 구조의 슬리팅롤러쌍으로 형성 가능하다.

원지(A)의 이송방향을 기준으로 슬리팅롤러쌍(30)의 상류에는 원지(A)를 슬리팅롤러쌍(30)으로 안내하는 가이드롤러쌍(31)이 설치되고, 원지스트립(B)의 이송방향을 기준으로 슬리팅롤러쌍(30)의 하류에는 원지스트립(B)을 원통성형유닛(40)으로 안내하는 다수의 텐션롤(33)이 설치된다.

전술한 본체(10)의 상부 일측에는 원통성형유닛(40) 및 가열접합유닛(50)이 설치된다. 도 2에는 이러한 원통성형유닛 및 가열접합유닛의 상세구조가 도시된다.

원통성형유닛(40)은 슬리팅롤러쌍(30)을 통해 배출되는 원지스트립(B)을 각각 원통 형상의 원지튜브(C)로 성형하는 것으로, 도 2에 도시되는 바와 같이, 본체(10)의 상부 일측에 일직선으로 수평연장되는 성형봉재(41)와, 성형봉재(41)의 하부에 일정간격으로 회전구동 가능하게 설치되어 원지스트립(B)을 이송과 동시에 성형봉재(41)의 외주둘레로 만곡시켜 원통 형상의 원지튜브(C)로 성형하는 성형이송롤러(43)와, 성형봉재(41)의 일측 상부에 설치되고 탄성에 의해 원지튜브(C)의 중첩부를 가압정렬시키는 가압정렬부재(45)를 포함한다.

성형봉재(41)는 본체(10)의 일측 상단에 고정설치되는 지지부재(41a)에 지지고정된다. 또한 성형이송롤러(43)는 외주 둘레에 반원형 횡단면을 가지는 성형홈(43a)이 형성된다. 또한 가압정렬부재(45)는 지지부재(41a)의 일측면에 일단이 접합고정되고 타단은 성형봉재(41)의 상측에 접하도록 구부려져 탄성을 발휘한다.

전술한 본체(10)의 상부 일측에는 가열접합유닛(50)이 설치된다. 가열접합유닛(50)은 원통 형상으로 성형된 원지튜브(C)의 중첩부를 가열하여 접합하는 것으로, 도 2에 도시되는 바와 같이, 성형봉재(41)의 타측 상부에 성형봉재(41)와 평행하게 일직선으로 수평연장되는 히터봉으로 형성 가능하다.

히터봉으로 형성되는 가열접합유닛(50)은 원지(A)의 두께에 따라 상하방향으로 위치조절 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

또한 원지튜브(C)의 이송방향을 기준으로 가열접합유닛(50)의 직하류에는 성형봉재(41)를 둘러쌈에 따라 성형봉재(41)와의 사이공간에 원지튜브(C)가 관통가능한 링형 관통공을 형성하는 가이드부재(51)가 구비된다.

본체(10)의 상부 타측에는 절단배출유닛(60)이 설치된다. 절단배출유닛(60)은 중첩부가 접합된 원지튜브(C)를 이송과 동시에 일정길이로 절단하여 종이빨대(3) 형태로 배출되도록 하는 구성부재이다.

절단배출유닛(60)은 회전구동에 의해 원통 형상의 원지튜브(C)를 배출방향으로 이송하는 다수의 이송롤러쌍(61)과, 일정시간마다 회전구동되면서 원통 형상의 원지튜브(C)를 일정길이의 종이빨대(3)로 절단하는 절단롤러쌍(63)을 포함한다.

이송롤러쌍(61)은 외주 둘레에 반원형 횡단면을 가지는 파지홈(61a) 상,하부 이송롤러로 형성 가능하다. 이송롤러쌍(61)은 원통 형상의 원지튜브(C)를 이송하는 강제이송력을 발위하는 것으로, 종이빨대(3)의 실제 생산속도를 결정한다.

절단롤러쌍(63)은 외주 둘레에 반원형 횡단면을 가지는 지지홈이 형성되고 이 지지홈 내에 대응위치에 절단날이 형성되는 상,하부 절단롤러로 형성 가능하다.

실시예에 따라 절단배출유닛(60)은 원통 형상의 원지튜브(C)를 배출방향으로 이송하는 다수의 이송롤러쌍(61)과, 최외측의 이송롤러쌍(61)에 인접되게 설치되어 일정시간마다 하향이동되는 절단블레이드로 형성될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 종이빨대 제조장치(1)를 사용할 경우에, 원지롤(20)로부터 인출된 원지(A)는 슬리팅롤러쌍(30)에 의해 일정 폭의 원지스트립(B)의 형태로 원통성형유닛(40)으로 이송되고, 원통성형유닛(40)에서 성형봉재(41)와 성형이송롤러(43)에 의해 원통 형상의 원지튜브(C)로 성형된 후 그 중첩부가 가열접합유닛(50)에 의해 가열접합되며, 절단배출유닛(60)에 의해 이송과 동시에 일정 길이의 종이빨대(3)로 절단되어 배출된다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 종이빨대 제조장치(1)의 경우에는 다수의 종이띠를 나선형으로 감아 종이빨대가 제조되는 종래의 구조에서 탈피하여, 원지롤(20)로부터 인출되는 원지(A)를 원통형으로 말아 일직선으로 중첩접합시켜(도 3(b) 참조) 일정 길이로 절단함으로써 종이빨대(3)가 연속적으로 제조 가능함에 따라 단순한 구조로도 종이빨대(3)의 생산성을 대폭 증대시킬 수 있다.

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술 된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.

1 : 종이빨대 제조장치, 3 : 종이빨대, A : 원지
B : 원지스트립, C : 원지튜브, 10 : 본체
20 : 원지롤, 30 : 슬리팅롤러쌍, 31 : 가이드롤러쌍
33 : 텐션롤, 40 : 원통성형유닛, 41 : 성형봉재
41a : 지지부재, 43 : 성형이송롤러, 43a : 성형홈
45 : 가압정렬부재, 50 : 가열접합유닛, 51 : 가이드부재
60 : 절단배출유닛, 61 : 이송롤러쌍, 61a : 파지홈
63 : 절단롤러쌍

Claims

본체(10);
본체(10)의 하부 일측에 회전가능하게 거치되고 원지(A)가 롤 형태로 권취되는 종이 재질의 원지롤(20);
상기 원지롤(20)의 일측에 설치되고 상기 원지롤(20)로부터 인출되는 원지(A)를 일정 폭의 원지스트립(B)으로 절단하는 슬리팅롤러쌍(30);
상기 본체(10)의 상부 일측에 설치되고 상기 원지스트립(B)을 각각 원통 형상의 원지튜브(C)로 성형하는 원통성형유닛(40);
원통 형상으로 성형된 상기 원지튜브(C)의 일직선 구조의 중첩부를 가열하여 접합하는 가열접합유닛(50); 및
상기 본체(10)의 상부 타측에 설치되고 중첩부가 접합된 상기 원지튜브(C)를 이송과 동시에 일정길이로 절단하는 절단배출유닛(60)을 포함하며,
상기 원통성형유닛(40)은 상기 본체(10)의 상부 일측에 일직선으로 수평연장되는 성형봉재(41)와, 상기 성형봉재(41)의 하부에 일정간격으로 회전구동 가능하게 설치되어 상기 원지스트립(B)을 이송과 동시에 상기 성형봉재(41)의 외주둘레로 만곡시켜 원통 형상의 원지튜브(C)로 성형할 수 있도록 외주 둘레에 반원형 횡단면을 가지는 성형홈(43a)를 구비한 성형이송롤러(43)와, 상기 성형봉재(41)의 일측 상부에 설치되고 탄성에 의해 상기 원지튜브(C)의 일직선 구조의 중첩부를 가압정렬시키는 가압정렬부재(45)를 포함하는 종이빨대 제조장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 가열접합유닛(50)은 상기 성형봉재(41)의 타측 상부에 상기 성형봉재(41)와 평행하게 일직선으로 수평연장되는 히터봉으로 형성되는 것을 특징으로 하는 종이빨대 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 절단배출유닛(60)은 원통 형상의 상기 원지튜브(C)를 배출방향으로 이송하는 다수의 이송롤러쌍(61)과, 일정시간마다 회전구동되면서 원통 형상의 상기 원지튜브(C)를 일정길이의 종이빨대로 절단하는 절단롤러쌍(63)을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이빨대 제조장치.
청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 원지(A)의 일면에는 방수코팅층이 적층되고 상기 원지(A)의 타면에는 가열 시에 상기 방수코팅층에 접합되는 가열접합코팅층이 적층되는 것을 특징으로 하는 종이빨대 제조장치.