KR102190728B1 - 카톤박스 포장시스템 및 카톤박스 포장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명의 카톤박스 포장시스템은, 종이재질로 접혀진 상태의 복수개의 내부포장재가 적재되는 매거진과; 상기 내부포장재를 제품수용공간이 형성된 입체적인 형상으로 성형하는 복수개의 성형지그가 구비된 성형지그부와; 상면에 상기 성형지그부에서 성형된 내부포장재가 적재되는 복수개의 단위가이드가 구비되며, 일정 경로를 따라 이동되는 포장재이송부와; 상기 매거진의 최선단에 위치된 내부포장재를 분리한 후, 상기 복수개의 성형지그 각각에 상기 내부포장재를 배치하고, 상기 내부포장재를 상기 성형지그의 내부로 가압하여 상기 내부포장재가 성형되게 하는 포장재분리이송부와; 상기 성형지그에 수용된 성형된 내부포장재를 들어올린 후, 상기 단위가이드에 적재하는 픽업플레이스부를 포함하며, 상기 각각의 내부포장재는 상면과 배면이 서로 맞닿게 접혀진 상태로 준비되고, 상기 상면에는 좌우로 두 쌍의 사이드가이드홈이 형성되고, 상기 배면에는 양쪽 가운데 영역에 한 쌍의 센터가이드홈이 형성되며, 상기 성형지그는, 제1컨베이어에 결합되는 베이스판과; 상기 베이스판의 좌우에 상기 두 쌍의 사이드가이홈에 대응되게 돌출형성되는 측면삽입돌기와; 상기 두 쌍의 사이드가이홈의 사이에 돌출형성되어 상기 센터가이드홈에 삽입되어 상면과 하면이 일정 높이 이격되게 하는 센터삽입돌기와; 상기 측면삽입돌기의 외측에 돌출되게 구비되어 상기 내부포장재에 수직한 측벽이 형성되도록 지지하는 외곽지지돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카톤박스 포장시스템 및 카톤박스 포장방법{CARTON BOX PACKING SYSTEM AND CARTON BOX PACKING METHOD}

본 발명은 카톤박스 포장시스템 및 카톤박스 포장방법에 관한 것으로서, 보다 자세히는 카톤박스 내부에 제품을 충격으로부터 보호하는 종이로 만든 내부포장재를 성형하여 삽입한 후 제품을 수용하는 카톤박스 포장시스템 및 카톤박스 포장방법에 관한 것이다.

제품을 포장하기 위해 다양한 카톤박스가 사용된다. 종래 카톤박스에 제품을 수용할 때, 제품의 보관과 운반 중에 제품이 충격으로부터 손상되는 것을 방지하기 위해 완충부재가 함께 수용된다.

종래 완충부재는 에어캡이나 비닐 등이 많이 사용되었다. 그러나, 최근에 비닐 사용을 자제하게 되면서 에어캡을 대체하여 제품을 충격으로부터 안전하게 보관할 수 있도록 종이를 이용한 다양한 내부포장재가 개발되고 있다.

공개특허 제10-2010-0074597호 "블리스터 포장용 카톤 성형장치"

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 종이재질의 내부포장재를 성형하여 제품을 수용하고 카톤박스에 삽입한 후 포장하는 카톤박스 포장시스템 및 카톤박스 포장방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 접혀진 내부포장재를 입체적인 형상으로 빠르게 성형하고, 성형된 입체적인 형상이 카톤박스에 수용될 때까지 유지될 수 있는 카톤박스 포장시스템 및 카톤박스 포장방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 카톤박스 포장시스템에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 카톤박스 포장시스템은, 종이재질로 접혀진 상태의 복수개의 내부포장재가 적재되는 매거진과; 상기 내부포장재를 제품수용공간이 형성된 입체적인 형상으로 성형하는 복수개의 성형지그가 구비된 성형지그부와; 상면에 상기 성형지그부에서 성형된 내부포장재가 적재되는 복수개의 단위가이드가 구비되며, 일정 경로를 따라 이동되는 포장재이송부와; 상기 매거진의 최선단에 위치된 내부포장재를 분리한 후, 상기 복수개의 성형지그 각각에 상기 내부포장재를 배치하고, 상기 내부포장재를 상기 성형지그의 내부로 가압하여 상기 내부포장재가 성형되게 하는 포장재분리이송부와; 상기 성형지그에 수용된 성형된 내부포장재를 들어올린 후, 상기 단위가이드에 적재하는 픽업플레이스부를 포함하며, 상기 각각의 내부포장재는 상면과 배면이 서로 맞닿게 접혀진 상태로 준비되고, 상기 상면에는 좌우로 두 쌍의 사이드가이드홈이 형성되고, 상기 배면에는 양쪽 가운데 영역에 한 쌍의 센터가이드홈이 형성되며, 상기 성형지그는, 제1컨베이어에 결합되는 베이스판과; 상기 베이스판의 좌우에 상기 두 쌍의 사이드가이홈에 대응되게 돌출형성되는 측면삽입돌기와; 상기 두 쌍의 사이드가이홈의 사이에 돌출형성되어 상기 센터가이드홈에 삽입되어 상면과 하면이 일정 높이 이격되게 하는 센터삽입돌기와; 상기 측면삽입돌기의 외측에 돌출되게 구비되어 상기 내부포장재에 수직한 측벽이 형성되도록 지지하는 외곽지지돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 포장재분리이송부는 복수개의 성형지그로 각각의 내부포장재를 이송하는 복수개의 단위분리가압유닛을 포함하며, 상기 단위분리가압유닛은 각각, 상기 내부포장재의 제품수용공간에 대응되는 영역에 구비되어 진공압에 의해 내부포장재를 흡착하는 제1석션부재와; 상기 제1석션부재의 상하에 구비되어 상기 제1석션부재가 상기 성형지그에 상기 내부포장재를 안착시킬 때, 상기 내부포장재를 상기 성형지그의 하부로 가압하여 상기 내부포장재가 성형되게 하는 푸셔를 포함하며, 상기 푸셔는, 일정길이로 돌출되게 구비되어 상기 복수개의 측면삽입돌기 사이로 삽입되며 상기 내부포장재에 상면으로부터 하부로 함몰형성된 제품수용공간이 성형되게 하는 센터가압푸셔와; 상기 센터가압푸셔의 양쪽에 상기 센터가압푸셔 보다 낮은 높이로 수평하게 구비되는 사이드가압푸셔를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 픽업플레이스부는 상기 복수개의 성형지그에 수용된 내부포장재를 들어올려 이동시키는 복수개의 단위픽업유닛을 포함하며, 상기 단위픽업유닛은, 상기 제품수용공간에 대응되게 구비되어 상기 제품수용공간의 바닥면을 진공압에 의해 흡착하는 제2석션부재와; 상기 제2석션부재의 양측에 구비되어 상기 제품수용공간 양측의 측벽을 가압하여 상기 내부포장재의 성형상태가 유지되게 하는 측면가이드판을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 포장재이송부는, 제2컨베이어벨트의 상면에 일정간격으로 배치된 복수개의 단위가이드를 포함하며, 상기 단위가이드는 각각 상기 성형된 내부포장재의 폭에 대응되게 나란하게 구비되는 한 쌍의 가이드레일을 포함하며, 상기 한 쌍의 가이드레일의 일단에는 마주보는 방향으로 내측으로 돌출형성되어 상기 성형된 내부포장재의 상면을 가압하여 상기 내부포장재의 성형상태가 유지되게 하는 성형유지후크가 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 목적은 카톤박스 포장방법에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 카톤박스 포장방법은, 복수개의 내부포장재가 접혀진 상태로 적층된 매거진으로부터 한 개의 내부포장재를 분리하여 이송하는 단계와; 상기 분리된 내부포장재를 성형지그의 상부에서 하부로 가압하여 상기 내부포장재를 제품수용공간이 형성된 입체적인 형상으로 성형하는 단계와; 상기 성형된 내부포장재를 들어올려 단위가이드로 이송하는 단계와; 상기 단위가이드에 상기 내부포장재가 결합된 상태로 이송되고, 상기 내부포장재의 제품수용공간에 제품이 공급되는 단계와; 상기 제품이 수용된 내부포장재를 개방된 카톤박스로 밀어넣는 단계와; 상기 개방된 카톤박스를 접착하여 포장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 카톤박스 포장시스템 및 카톤박스 포장방법은 접혀진 내부포장재를 공급하고, 내부포장재를 입체적인 형상으로 성형하고, 성형된 내부포장재에 제품을 공급한 후, 카톤박스에 삽입하는 일련의 과정이 자동화되어 연속적으로 진행된다.

특히, 접혀진 내부포장재가 성형지그 상에서 푸셔의 가압에 의해 한 번에 입체적인 형상으로 성형될 수 있다. 이에 따라 전체 카톤박스 포장과정이 빠르게 진행될 수 있는 장점이 있다.

또한, 성형된 내부포장재가 이송되는 과정에서 내부포장재의 성형된 상태가 안정적으로 유지되며 카톤박스 내부로 삽입될 수 있다.

또한, 비닐포장재를 사용하지 않고 종이를 접은 내부포장재가 제품을 포장하므로 친환경적인 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 카톤박스 포장시스템에 의해 제조된 카톤박스의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 카톤박스 포장시스템의 내부포장재의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 카톤박스 포장시스템의 내부포장재가 성형된 상태를 도시한 사시도,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 카톤박스 포장시스템을 이용해 카톤박스를 포장하는 과정을 개략적으로 도시한 개략도,
도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 카톤박스 포장시스템의 각 단계별 과정을 도시한 예시도들이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어 지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 카톤박스 포장시스템에 의해 포장된 카톤박스(10)의 구성을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 카톤박스(10)는 사각 함체 형태로 형성되며, 내부에 입체적인 형상으로 성형된 내부포장재(20)가 구비되고, 내부포장재(20)에 제품(30)이 수용된다.

카톤박스(10)는 카톤 블랭크를 접어 박스 형태로 성형하여 사용된다. 내부포장재(20)는 카톤박스(10)의 내벽면과 제품(30) 사이의 공간을 채워 제품(30)이 외부 충격으로부터 손상되는 것을 방지한다.

본 발명에서 사용되는 내부포장재(20)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 종이로 제조된 전개도를 도 2의 (b)와 (c)의 형태로 접은 후 도 3에 도시된 바와 같이 입체적으로 성형하여 사용된다. 내부포장재(20)의 전개도는 측면하부접힘선(24)을 기준으로 접혀서 도 2의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 상면(21)과 배면(25)을 갖도록 접혀진다.

상면(21)에는 내부접힘선(21a)과 내부상하접힘선(21b)이 형성된다. 내부접힘선(21a) 사이에는 제품수용바닥(21d)이 형성된다. 상면(21)에는 내부접힘선(21a)을 기준으로 양측에 두 쌍의 사이드가이드홈(21c)이 형성된다.

두 쌍의 사이드가이드홈(21c)은 도 3에 도시된 바와 같이 내부포장재(20)가 성형되었을 때, 상면(21)과 배면(25)이 일정 높이 기립된 상태를 유지하도록 지지하고 동시에 제품수용공간(26)과 상부목(26a) 및 하부목(26b)이 단차지게 접혀지도록 한다.

사이드가이드홈(21c)은 내부접힘선(21a)과 닿는 영역에 일정 영역 경사진 사선방향접힘선(21e)이 구비된다. 사선방향접힘선(21e)과 연결되게 내부상하접힘선(21b)이 구비된다.

이에 의해 내부포장재(20)가 성형되었을 때, 도 3에 도시된 바와 같이 제품수용공간(26)의 폭(W1) 보다 상부목(26a) 및 하부목(26b)의 폭(W2)이 좁아지게 형성될 수 있다.

제품수용공간(26)은 제품(30)의 폭과 길이에 대응되게 구비되고, 상부목(26a)과 하부목(26b)은 제품(30)의 폭보다 좁은 폭으로 구비되어 제품(30)의 상단과 하단을 접촉 지지하여 제품(30)이 제품수용공간(26) 밖으로 유동되지 못하게 고정한다.

내부포장재(20)는 측면상부접힘선(23)과 측면하부접힘선(24)이 접혀지면서 카톤박스(10)의 높이에 대응되는 측벽(27)이 형성된다. 측면상부접힘선(23)과 내부접힘선(21a)은 카톤박스(10)의 내측 상면과 접하는 상면(21)으로 남게 된다.

배면(25)은 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 전개도의 양단(a,b)이 서로 접착되어 형성된다. 배면(25)에는 양쪽으로 센터가이드홈(25a)이 형성된다.

본 발명의 내부포장재(20)는 카톤박스 포장시스템에 의해 도 3의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 입체적인 형상으로 형성된다. 내부포장재(20)는 상면(21)을 중심으로 가운데 영역에 함몰된 제품수용공간(26)이 형성되고, 측벽(27)과 제품수용공간(26) 사이에는 완충공간(28)이 형성된다. 제품수용공간(26)의 상부와 하부에는 상부목(26a)과 하부목(26b)이 형성되어 제품(30)의 상단과 하단을 접촉하여 제품(30)이 유동되지 못하게 지지한다.

도 4와 도 5는 본 발명의 카톤박스 포장시스템의 카톤박스 포장과정을 개략적으로 도시한 예시도이다.

본 발명의 카톤박스 포장시스템은 접혀진 상태의 복수개의 내부포장재(20)가 적재되는 매거진(100)과, 매거진(100)으로부터 공급받은 내부포장재(20)를 입체적인 형상으로 성형하는 성형지그부(400)와, 매거진(100)으로부터 한 장의 내부포장재(20)를 분리한 후 성형지그부(400)로 공급하는 포장재분리이송부(300)와, 성형지그부(400)에서 성형된 내부포장재(20)를 고정하여 이동시키는 포장재이송부(600)와, 성형지그부(400)에서 성형된 내부포장재(20)를 포장재이송부(600)로 이동시키는 픽업플레이스부(500)를 포함한다.

또한, 본 발명의 카톤박스 포장시스템은 포장재이송부(600)에 의해 이송되는 내부포장재(20)에 제품(30)을 공급하는 제품공급부(미도시)와, 접혀진 상태의 카톤박스를 성형하는 카톤박스성형부(미도시)와, 카톤박스(미도시)를 이송하는 카톤박스이송부(미도시)와, 카톤박스(10)로 제품(30)이 수용된 내부포장재(20)를 가압하는 포장재푸셔(700)와, 내부포장재(20)가 수용된 카톤박스(10)의 날개(11)를 접착하는 접착부(미도시)를 포함한다.

본 발명의 카톤박스 포장시스템은 카톤박스를 포장하기 위해 먼저 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 포장재분리이송부(300)가 매거진(100)에 적재된 복수개의 내부포장재(20) 중 최선단의 내부포장재(20)를 분리하여 성형지그부(400)로 이송한다.

도 6은 매거진(100)으로부터 포장재분리이송부(300)가 내부포장재(20)를 분리하는 과정을 도시한 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 내부포장재(20)는 상면(21)과 배면(25)이 접혀진 상태로 매거진(100) 내부로 복수개가 순차적으로 적층된다. 이 때, 각 내부포장재(20)는 상면(21)이 외부로 드러나게 적층된다. 매거진(100)은 복수개가 나란하게 배치된다.

포장재분리이송부(300)는 매거진(100)에 적층된 복수개의 내부포장재(20) 중 최선단에 위치된 내부포장재(20)만 흡착하여 분리하고, 분리된 내부포장재(20)를 성형지그부(400)로 가압하여 내부포장재(20)가 성형되도록 한다.

포장재분리이송부(300)는 제1이송프레임(310)과, 제1이송프레임(310)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 배치된 복수개의 단위분리가압유닛(320)과, 제1이송프레임(310)을 이동시키는 제1이동수단(330)과, 제1이동수단(330)과 제1이송프레임(310)을 연결하는 연결축(340)을 포함한다.

단위분리가압유닛(320)은 매거진(100)의 개수에 대응되는 수로 구비되고, 제1이송프레임(310)은 복수개의 단위분리가압유닛(320)을 모두 지지할 수 있는 길이로 구비된다.

각 단위분리가압유닛(320)은 내부포장재(20)의 제품수용바닥(21d)에 대응되는 위치에 구비되어 진공압을 제품수용바닥(21d)으로 인가하는 제1석션부재(321)와, 제1석션부재(321)의 양측에 구비되어 내부포장재(20)를 성형지그부(400) 내부로 가압하는 푸셔(323)를 포함한다.

제1석션부재(321)는 연결축(340)에 형성된 진공압공급관(341)을 통해 진공압을 공급받아 내부포장재(20)를 향해 진공압을 인가한다. 도4의 (a)에 도시된 바와 같이 제1이동수단(330)은 제1석션부재(321)가 매거진(100)에 적재된 최선단의 내부포장재(20)와 접촉되도록 이동하고, 제1석션부재(321)가 내부포장재(20)의 표면으로 진공압을 인가하면 내부포장재(20)가 제1석션부재(321)에 부착된다.

제1이동수단(330)은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 매거진(100)으로부터 성형지그부(400) 측으로 이동하고, 성형지그부(400)의 각 성형지그(420)의 상부에 복수개의 단위분리가압유닛(320)이 배치되게 한다.

이 때, 푸셔(323)는 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 "T"자 형태로 형성되어 각 성형지그(420)의 내부로 내부포장재(20)를 가압한다. 푸셔(323)는 아래방향으로 돌출형성된 센터가압푸셔(323a)와, 센터가압푸셔(323a)의 상부에 수평하게 형성된 사이드가압푸셔(323b)를 포함한다.

센터가압푸셔(323a)는 내부포장재(20)의 제품수용바닥(21d)에 대응되는 영역에 구비되어 제품수용바닥(21d)을 하부로 가압한다. 이에 의해 제품수용바닥(21d)이 상면(21)으로부터 함몰 형성되어 제품수용공간(26)이 형성된다. 사이드가압푸셔(323b)는 상면(21)을 가압하여 성형지그(420)의 측면삽입돌기(423)가 내부포장재(20)로 삽입되어 입체적인 형상이 형성되도록 한다.

성형지그부(400)는 내부포장재(20)가 입체적인 형상으로 성형되도록 지지한다. 도 7은 성형지그부(400)와 포장재이송부(600)의 구성을 도시한 사시도이다. 성형지그부(400)는 도 7에 도시된 바와 같이 일정 경로를 따라 이동되는 제1컨베이어벨트(410)와, 제1컨베이어벨트(410)의 상면에 일정간격으로 배치된 복수개의 성형지그(420)를 포함한다.

각 성형지그(420)는 제1컨베이어벨트(410)에 결합된 베이스(421)와, 베이스(421)의 상부로 돌출형성되어 내부포장재(20)의 사이드가이드홈(21c)으로 삽입되는 두 쌍의 측면삽입돌기(423)와, 두 쌍의 측면삽입돌기(423)의 가운데 영역에 형성되어 내부포장재(20)의 배면(25)에 형성된 센터가이드홈(25a)에 삽입되는 센터삽입돌기(425)와, 베이스(421)의 양측에 돌출 형성되어 내부포장재(20)의 측면을 지지하는 외곽지지돌기(427)를 포함한다.

성형지그(420)의 상부에 상면(21)과 배면(25)이 접혀진 내부포장재(20)를 적층하고 푸셔(323)가 하부로 가압하면, 센터가압푸셔(323a)의 가압에 의해 제품수용바닥(21d)이 베이스(421)를 향해 함몰된다. 이 때, 센터삽입돌기(425)가 배면(25)의 센터가이드홈(25a)에 삽입되어 상면(21)이 함몰되지 않고 위치를 유지하게 한다. 이 때, 상면(21)의 상부에 사이드가압푸셔(323b)가 배치되어 측면상부접힘선(23)과 측면하부접힘선(24)을 따라 측벽(27)이 형성될 수 있게 한다.

또한, 두 쌍의 측면삽입돌기(423)가 사이드가이드홈(21c) 측으로 삽입되며 사선방향접힘선(21e)을 따라 접혀 제품수용공간(26)의 상부와 하부에 상부목(26a)과 하부목(26b)이 형성되게 한다.

이렇게 각각의 푸셔(323)와 각각의 성형지그(420)의 형상에 의해 푸셔(323)가 내부포장재(20)를 성형지그(420)를 향해 한번 가압하는 동작만으로 납작하게 접혀져 있던 내부포장재(20)가 도 3에 도시된 바와 같이 제품수용공간(26)과 완충공간(28)이 형성된 입체적인 내부포장재(20) 형태로 성형될 수 있다.

성형지그(420)에서 푸셔(323)이 가압에 의해 내부포장재(20)의 성형이 완료되면, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 픽업플레이스부(500)가 내부포장재(20)를 상부로 들어올린 후 포장재이송부(600)의 단위가이드(620)로 이동시킨다.

도 8은 성형지그부(400)로부터 픽업플레이스부(500)가 내부포장재(20)를 이송하는 과정을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 픽업플레이스부(500)는 제2이송프레임(510)과, 제2이송프레임(510)의 하부에 결합된 복수개의 단위픽업유닛(520)을 포함한다. 제2이송프레임(510)은 성형지그부(400)의 상부로부터 포장재이송부(600)의 상부로 이동하여 단위픽업유닛(520)에 결합된 복수개의 성형된 내부포장재(20)가 단위가이드(620)에 결합되게 한다.

각 단위픽업유닛(520)은 제품수용공간(26)으로 삽입되어 제품수용바닥(21d)을 흡착하는 제2석션부재(521)와, 제2석션부재(521)의 양측에 구비되어 상면(21)을 접촉지지하는 상부가이드블럭(523)과, 상부가이드블럭(523)의 외측에 일정 길이 하부로 연장되어 측벽(27)을 접촉지지하는 측면가이드판(525)을 포함한다.

성형지그(420)에 적재된 성형된 내부포장재(20)는 종이재질이 접혀진 것이므로 형상이 고정되지 않고 유동적이다. 이에 따라 단위픽업유닛(520)이 내부포장재(20)를 상방향으로 들어올리면, 제품수용공간(26)의 양쪽에 수직하게 성형된 측벽(27)이 외측으로 벌어지게 된다.

단위픽업유닛(520)은 성형지그(420)로부터 들어올려진 내부포장재(20)가 벌어지지 않고 성형된 상태를 유지하며 단위가이드(620)로 이송되게 한다. 이를 위해 제2석션부재(521)가 제품수용바닥(21d)을 흡착할 때, 상면(21)과 측벽(27)이 측면가이드판(525)과 상부가이드블럭(523) 사이에 끼워지게 된다. 이에 의해 제2석션부재(521)의 흡입력 뿐만 아니라 물리적으로 내부포장재(20) 양쪽의 측벽(27)이 한 쌍의 측면가이드판(525) 사이에 끼워져 성형된 상태가 벌어지지 않고 유지된 상태로 단위가이드(620)로 이송될 수 있게 된다.

도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 단위픽업유닛(520)이 내부포장재(20)를 들어올린 후 단위픽업유닛(520)은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 내부포장재(20)를 포장재이송부(600)의 단위가이드(620)에 안착시킨다.

도 9는 포장재이송부(600)에 내부포장재(20)가 끼워진 상태를 도시한 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 포장재이송부(600)는 제1컨베이어벨트(410)와 나란하게 이동되는 제2컨베이어벨트(610)와, 제2컨베이어벨트(610)의 상부에 일정간격으로 구비되는 복수개의 단위가이드(620)를 포함한다.

각각의 단위가이드(620)는 나란하게 형성된 한 쌍의 가이드레일(621,622)을 포함한다. 한 쌍의 가이드레일(621,622)의 내측에는 마주보는 방향으로 돌출되게 형성된 성형유지후크(623)가 구비된다.

도 9에 도시된 바와 같이 한 쌍의 가이드레일(621,622) 사이에 성형된 내부포장재(20)가 안착되면, 내부포장재(20)의 측벽(27)과 상면(21)이 가이드레일(621,622)과 성형유지후크(623) 사이에 끼워지게 된다.

즉, 단위픽업유닛(520)이 내부포장재(20)를 한 쌍의 가이드레일(621,622) 사이에 삽입할 때, 제2석션부재(521)가 제품수용바닥(21d)을 가이드레일(621,622)의 바닥측으로 가압하여 내부포장재(20)의 상면(21)이 성형유지후크(623)의 하부에 끼워지게 한다.

이에 의해 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 성형유지후크(623) 사이에 내부포장재(20)가 끼워져 내부포장재(20)가 벌어지지 않고 성형된 형상을 유지하게 된다.

단위가이드(620)에 내부포장재(20)가 끼워지면 제2컨베이어벨트(610)가 이동된다. 제2컨베이어벨트(610)가 제품공급부(미도시) 측으로 이동되면, 제품공급부(미도시)는 단위가이드(620)에 끼워진 내부포장재(20)의 제품수용공간(26)으로 제품(30)을 공급한다.

제품(30)이 공급되면, 제2컨베이어벨트(610)는 설명서공급부(미도시)로 이동한다. 설명서공급부(미도시)는 제품(30)의 상부로 접혀진 설명서(40)를 공급한다. 설명서공급부(미도시)는 경우에 따라 생략될 수 있다.

카톤박스(10)는 카톤박스성형부(미도시)에서 각각 사각함체 형상으로 성형된 후 제2컨베이어벨트(610)의 이송경로를 따라 공급된다. 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 포장재푸셔(700)가 단위가이드(620)로 삽입되어 내부포장재(20)를 배출로(625) 측으로 가압한다. 이에 의해 내부포장재(20)를 단위가이드(620) 내부에서 슬라이딩 이동하여 카톤박스(10) 내부로 삽입된다.

이 때, 카톤박스(10)는 양측의 접착날개(11)가 개방된 상태이다.

도면에 도시되지 않았으나 내부포장재(20)가 수용된 카톤박스(10)는 제3컨베이어벨트(미도시)를 따라 이동되고, 카톤박스접착부(미도시)에서 접착날개(11)를 접착하여 카톤박스(10) 포장과정을 완료한다.

도 5의 (d)에 도시된 바와 같이 포장이 완료된 카톤박스(10)는 내부에 내부포장재(20)와 제품(30) 및 설명서(40)를 함께 수용하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 카톤박스 포장시스템 및 카톤박스 포장방법은 접혀진 내부포장재를 공급하고, 내부포장재를 입체적인 형상으로 성형하고, 성형된 내부포장재에 제품을 공급한 후, 카톤박스에 삽입하는 일련의 과정이 자동화되어 연속적으로 진행된다.

특히, 접혀진 내부포장재가 성형지그 상에서 푸셔의 가압에 의해 한 번에 입체적인 형상으로 성형될 수 있다. 이에 따라 전체 카톤박스 포장과정이 빠르게 진행될 수 있는 장점이 있다.

또한, 성형된 내부포장재가 이송되는 과정에서 내부포장재의 성형된 상태가 안정적으로 유지되며 카톤박스 내부로 삽입될 수 있다.

또한, 비닐포장재를 사용하지 않고 종이를 접은 내부포장재가 제품을 포장하므로 친환경적인 장점이 있다.

한편, 푸셔(323)에는 금속표면의 부식현상을 방지하기 위하여 부식방지도포층이 도포될 수도 있다. 이 부식방지도포층의 도포재료는 구아나디노 벤조이미다졸 20중량%, 옥시카르복시산엽 15중량%, 이미다졸린 티온 10중량%, 하프늄 15중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화알루미늄 25중량%, 디글리시딜 아닐린 5중량%로 구성되며, 코팅두께는 7㎛로 형성할 수 있다.

구아나디노 벤조이미다졸, 옥시카르복시산엽, 이미다졸린 티온 및 디글리시딜 아닐린은 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다.

하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.

유화몰리브덴은 코팅피막의 표면에 습동성과 윤활성 등을 부여하는 역할을 한다.

산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.

상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.

또한, 성형지그(420)에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수도 있다.

이 오염 방지 도포용 조성물은 암포디글리시네이트 및 솔비톨 에스테르가 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 암포디글리시네이트와 솔비톨 에스테르의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.

상기 암포디글리시네이트 및 솔비톨 에스테르는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.

상기 암포디글리시네이트 및 솔비톨 에스테르는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 성형지그(420)에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 성형지그(420)의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000 Å이다. 상기 도포막의 두께가 500 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 암포디글리시네이트 0.1 몰 및 솔비톨 에스테르 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.

그리고, 제1석션부재(321)는 고무 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 제1석션부재(321)의 원료 함량비는 고무 60중량%, 카아본블랙 33~36중량%, 산화방지제 2~5중량%, 촉진제인 유황 1~3중량%를 혼합한다.

카아본블랙은 내마모성을 증대시키는 것이므로 이를 첨가하되, 함유량이 33중량% 미만이면, 탄성과 내마모성이 줄어들며, 36중량%가 초과 되면 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 33~36중량%를 혼합한다.

산화방지제는 3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 또는 RD(POLYMERIZED 2,2,4-TRIMETHYL-1,2- DIHYDROQUINOLINE)을 선택하여 2~5중량%를 첨가하는 것으로, 2중량% 미만이면, 제품이 산화가 되기 쉽고, 너무 많이 첨가하여 5중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 또한 산화방지제의 가격이 비싸기 때문에 2~5중량%가 적정하다.

촉진제인 유황은 1~3중량%를 혼합한다. 1 중량% 미만은 성형시 가열공정에서 가황작용 효과가 미미하므로, 1 중량% 이상을 첨가한다. 3중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 1 ~ 3중량%가 적정하다.

따라서 본 발명은 여러 방향에 탄성을 갖는 합성고무로 보강되므로 제1석션부재(321)의 탄성, 인성 및 강성이 증대되므로 내구성이 향상되며, 이에 따라 제1석션부재(321)의 수명이 증대된다.

이상에서 설명된 본 발명의 카톤박스 포장시스템 및 카톤박스 포장방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 카톤박스 20 : 내부포장재
21 : 상면 21a : 내부접힘선
21b : 내부상하접힘선 21c : 사이드가이드홈
21d : 제품수용바닥 21e : 사선방향접힘선
23 : 측면상부접힘선 24 : 측면하부접힘선
25 : 배면 25a : 센터가이드홈
26 : 제품수용공간 26a : 상부목
26b : 하부목 27 : 측벽
28 : 완충공간 30 : 제품
40 : 설명서 100 : 매거진
300 : 포장재분리이송부 310 : 제1이송프레임
320 : 단위분리가압유닛 321 : 제1석션부재
323 : 푸셔 323a : 센터가압푸셔
323b : 사이드가압푸셔 330 : 제1이동수단
340 : 연결축 341 : 진공압공급관
400 : 성형지그부 410 : 제1컨베이어벨트
420 : 성형지그 421 : 베이스
423 : 측면삽입돌기 425 : 센터삽입돌기
427 : 외곽지지돌기 500 : 픽업플레이스부
510 : 제2이송프레임 520 : 단위픽업유닛
521 : 제2석션부재 523 : 상부가이드블럭
525 : 측면가이드판 600 : 포장재이송부
610 : 제2컨베이어벨트 620 : 단위가이드
621,622 : 가이드레일 623 : 성형유지후크
625 : 배출로 700 : 포장재푸셔

Claims (5)

1. 카톤박스 포장시스템에 있어서,
   종이재질로 접혀진 상태의 복수개의 내부포장재(20)가 적재되는 매거진(100)과;
   상기 내부포장재(20)를 제품수용공간(26)이 형성된 입체적인 형상으로 성형하는 복수개의 성형지그(420)가 구비된 성형지그부(400)와;
   상면에 상기 성형지그부(400)에서 성형된 내부포장재(20)가 적재되는 복수개의 단위가이드(620)가 구비되며, 일정 경로를 따라 이동되는 포장재이송부(600)와;
   상기 매거진(100)의 최선단에 위치된 내부포장재(20)를 분리한 후, 상기 복수개의 성형지그(420) 각각에 상기 내부포장재(20)를 배치하고, 상기 내부포장재(20)를 상기 성형지그(420)의 내부로 가압하여 상기 내부포장재(20)가 성형되게 하는 포장재분리이송부(300)와;
   상기 성형지그(420)에 수용된 성형된 내부포장재(20)를 들어올린 후, 상기 단위가이드(620)에 적재하는 픽업플레이스부(500)를 포함하며,
   상기 각각의 내부포장재(20)는 상면(21)과 배면(25)이 서로 맞닿게 접혀진 상태로 준비되고, 상기 상면(21)에는 좌우로 두 쌍의 사이드가이드홈(21c)이 형성되고, 상기 배면(25)에는 양쪽 가운데 영역에 한 쌍의 센터가이드홈(25a)이 형성되며,
   상기 성형지그(420)는,
   제1컨베이어벨트(410)에 결합되는 베이스(421)와;
   상기 베이스(421)의 좌우에 상기 두 쌍의 사이드가이드홈(21c)에 대응되게 돌출형성되는 측면삽입돌기(423)와;
   상기 두 쌍의 사이드가이드홈(21c)의 사이에 돌출형성되어 상기 센터가이드홈(25a)에 삽입되어 상면(21)과 배면(25)이 일정 높이 이격되게 하는 센터삽입돌기(425)와;
   상기 측면삽입돌기(423)의 외측에 돌출되게 구비되어 상기 내부포장재(20)에 수직한 측벽(27)이 형성되도록 지지하는 외곽지지돌기(427)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카톤박스 포장시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 포장재분리이송부(300)는 복수개의 성형지그(420)로 각각의 내부포장재(20)를 이송하는 복수개의 단위분리가압유닛(320)을 포함하며,
   상기 단위분리가압유닛(320)은 각각,
   상기 내부포장재(20)의 제품수용공간(26)에 대응되는 영역에 구비되어 진공압에 의해 내부포장재(20)를 흡착하는 제1석션부재(321)와;
   상기 제1석션부재(321)의 상하에 구비되어 상기 제1석션부재(321)가 상기 성형지그(420)에 상기 내부포장재(20)를 안착시킬 때, 상기 내부포장재(20)를 상기 성형지그(420)의 하부로 가압하여 상기 내부포장재(20)가 성형되게 하는 푸셔(323)를 포함하며,
   상기 푸셔(323)는,
   일정길이로 돌출되게 구비되어 상기 복수개의 측면삽입돌기(423) 사이로 삽입되며 상기 내부포장재(20)에 상면(21)으로부터 하부로 함몰형성된 제품수용공간(26)이 성형되게 하는 센터가압푸셔(323a)와;
   상기 센터가압푸셔(323a)의 양쪽에 상기 센터가압푸셔(323a) 보다 낮은 높이로 수평하게 구비되는 사이드가압푸셔(323b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카톤박스 포장시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 픽업플레이스부(500)는 상기 복수개의 성형지그(420)에 수용된 내부포장재(20)를 들어올려 이동시키는 복수개의 단위픽업유닛(520)을 포함하며,
   상기 단위픽업유닛(520)은,
   상기 제품수용공간(26)에 대응되게 구비되어 상기 제품수용공간(26)의 바닥면을 진공압에 의해 흡착하는 제2석션부재(521)와;
   상기 제2석션부재(521)의 양측에 구비되어 상기 제품수용공간(26) 양측의 측벽을 가압하여 상기 내부포장재(20)의 성형상태가 유지되게 하는 측면가이드판(525)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카톤박스 포장시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 포장재이송부(600)는,
   제2컨베이어벨트(610)의 상면에 일정간격으로 배치된 복수개의 단위가이드(620)를 포함하며,
   상기 단위가이드(620)는 각각 상기 성형된 내부포장재(20)의 폭에 대응되게 나란하게 구비되는 한 쌍의 가이드레일(621,622)을 포함하며,
   상기 한 쌍의 가이드레일(621,622)의 일단에는 마주보는 방향으로 내측으로 돌출형성되어 상기 성형된 내부포장재(20)의 상면을 가압하여 상기 내부포장재(20)의 성형상태가 유지되게 하는 성형유지후크(623)가 구비되는 것을 특징으로 하는 카톤박스 포장시스템.
   
5. 카톤박스 포장방법에 있어서,
   복수개의 내부포장재(20)가 접혀진 상태로 적층된 매거진(100)으로부터 한 개의 내부포장재(20)를 분리하여 이송하는 단계와;
   상기 분리된 내부포장재(20)를 성형지그(420)의 상부에서 하부로 가압하여 상기 내부포장재(20)를 제품수용공간(26)이 형성된 입체적인 형상으로 성형하는 단계와;
   상기 성형된 내부포장재(20)를 들어올려 단위가이드(620)로 이송하는 단계와;
   상기 단위가이드(620)에 상기 내부포장재(20)가 결합된 상태로 이송되고, 상기 내부포장재(20)의 제품수용공간(26)에 제품(30)이 공급되는 단계와;
   상기 제품(30)이 수용된 내부포장재(20)를 개방된 카톤박스(10)로 밀어넣는 단계와;
   상기 개방된 카톤박스(10)를 접착하여 포장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카톤박스 포장방법.
   

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