KR102444422B1 - 종이포장박스의 가공 자동화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 종이포장박스의 가공 자동화시스템을 개시하며, 종이포장박스 제작에 사용되는 다수의 골판지원단이 적재된 상태에서 상기 골판지 원단을 차례로 낱장씩 투입 공급하는 공급부와, 상기 공급부의 전단측에 연속되게 설치되며, 상기 골판지원단이 한 쌍의 인쇄롤러 사이를 통과하면서 상기 골판지원단의 일면에 인쇄하는 인쇄부와, 상기 인쇄부의 전단으로 연속 설치되고, 상기 골판지원단을 통과시키면서 기설정 부위를 절단하는 절삭부와, 상기 절삭부로부터 소정 부위 절단되어 포장박스로의 형체를 갖춘 포장 골판지를 절첩선을 따라 펼친 후 두 겹이 되도록 접착하여 이송하는 포장박스조립부 및 상기 포장박스조립부로부터 조립된 상기 포장골판지를 이송받아 설정된 개수로 정렬시키고 밴딩하는 밴딩부를 포함하는 것이다.

Description

종이포장박스의 가공 자동화시스템{Paper packaging box processing automation system}

본 발명은 종이포장박스의 가공 자동화시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄 및 절삭, 조립 가공이 자동으로 이루어지는 종이포장박스의 가공 자동화시스템에 관한 것이다.

일반적으로 종이 포장은 단위포장, 내부포장, 외부포장, 화물수송 자체 등 전체적인 포장 형태로 사용되고 있으며, 포장재료로서 가격이 저렴하고, 균일성이 좋으며, 단위 중량당 강도가 높으며, 접착성 및 인쇄성이 우수 하고, 비교적 고·저온에 적응성이 우수하며, 냄새와 독성이 없어 위생적이고, 자동 포장 적성이 좋으며, 형상 보유력이 우수하고, 환경 적응성이 뛰어나며, 폐기물의 리싸이클(Recycle) 성이 우수하다는 등의 장점을 지니고 있어서 포장재료로서 압도적인 지위를 차지하고 있다.

이와 같은 종이포장박스는 골판지 원단을 사각박스 형태로 제작하여 사용하게 되는데, 이러한 포장박스 제작에 사용되는 골판지 원단은 표면에 2도 또는 3도로 원하는 인쇄를 한 후 사각박스 형태로 접어서 형태를 이룰 수 있도록 골판지 원단의 소정 절개부위를 절단하게 된다.

그러나, 포장박스 제작에 사용되는 다수의 골판지 원단의 인쇄 및 절단 작업을 일일이 수작업으로 처리하게 되므로 작업 인력이 많이 투입되어야 하고, 작업시간 또한 많이 소요되므로 작업 효율이 떨어 지는 단점이 있다. 특히, 골판지를 이동시키는 구조가 복잡하고 골판지를 이동시킨 후 원위치로 복귀하는 과정을 거치도록 되어 골판지를 신속하게 이동시키거나 연속되게 이동시키기 어려운 문제점이 있다.

대한민국 특허공개번호 제10-2019-0073734호(공개일 2019년 06월 27일) 대한민국 특허등록번호 제10-2218500호(공고일 2021년 02월 22일)

본 발명의 목적은, 골판지 원단이 공급되고, 공급된 원단의 일면에 인쇄와 코팅이 실시되며, 사각박스 형태로 접어서 형태를 이룰 수 있도록 골판지 원단의 소정 절개부위를 절개하고, 박스 형태로 조립 및 밴딩의 일체 가공 공정이 자동으로 이루어질 수 있는 종이포장박스의 가공 자동화시스템을 제공한다.

본 발명의 사상에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템은, 종이포장박스 제작에 사용되는 다수의 골판지원단이 적재된 상태에서 상기 골판지 원단을 차례로 낱장씩 투입 공급하는 공급부와, 상기 공급부의 전단측에 연속되게 설치되며, 상기 골판지원단이 한 쌍의 인쇄롤러 사이를 통과하면서 상기 골판지원단의 일면에 인쇄하는 인쇄부와, 상기 인쇄부의 전단으로 연속 설치되고, 상기 골판지원단을 통과시키면서 기설정 부위를 절단하는 절삭부와, 상기 절삭부로부터 소정 부위 절단되어 포장박스로의 형체를 갖춘 포장 골판지를 절첩선을 따라 펼친 후 두 겹이 되도록 접착하여 이송하는 포장박스조립부 및 상기 포장박스조립부로부터 조립된 상기 포장골판지를 이송받아 설정된 개수로 정렬시키고 밴딩하는 밴딩부를 포함하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 공급부는, 공급 방향을 마주하여 설치되며, 상기 골판지원단의 이송을 차단하여 적재시키고 정렬시키는 차단블록과, 상기 차단블록의 하단 방향에 설치되어 상기 골판지원단을 낱장씩 상기 인쇄부로 공급하도록 상기 골판지원단의 낱장 높이로 하강과 승강이 반복되는 승하강플레이트, 및 상기 승하강플레이트 상의 다수개 개구홀에 각각 설치되며, 상기 승강플레이트의 하강시 낱장의 상기 골판지원단을 진행 방향으로 이송시키는 공급롤러를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 인쇄부는, 상기 골판지원단이 통과하면서 인쇄되도록 누르면서 인쇄되는 상부측 누름롤러와 인쇄되는 상기 골판지원단을 하측에서 지지하는 지지롤러로 구성되는 한 쌍의 상기 인쇄롤러와, 상기 골판지원단의 수성 인쇄면에 코팅액을 도포하는 코팅롤러와, 인쇄된 상기 골판지원단의 인쇄면을 건조하는 건조기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 포장박스조립부는, 상기 포장골판지의 폭보다 좁게 설치되어 상기 포장골판지를 상기 밴딩부의 전단까지 이송하는 가이드이송장치와, 상기 가이드이송장치의 양측으로 이송 진행 방향을 따라 나란히 이격 설치되어 상기 포장골판지의 양단을 일정 거리만큼만 지탱하면서 가이드하는 이송가이드바와, 상기 이송가이드바가 끝나는 지점부터 상기 포장골판지에 형성된 상기 절첩선을 중심으로 양측판이 직각으로 펼쳐지고, 상기 포장골판지의 펼쳐진 양측판을 상기 가이드이송장치를 따라 이송됨과 동시에 마주하여 접착시키는 궤도형가이드포머를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 궤도형가이드포머는, 상기 가이드이송장치의 양측면에 설치되며, 진행 방향을 따라 높이와 마주하는 폭을 달리하는 궤도를 가지면서 펼쳐진 상기 포장골판지의 양측판에 접촉되어 접착되도록 가이드하는 접착유도가이드바와, 상기 접착유도가이드바를 지탱하도록 상기 가이드이송장치의 양측면에 설치되는 고정지지대를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서는, 골판지 원단이 공급되는 공급부와, 공급된 골판지원단에 인쇄되는 인쇄부와, 절개부와 절첩선의 형성하는 절삭부와, 박스 형태로 조립하고 정렬하여 적정 개수로 묶음 밴딩하는 벤딩부로부터 종이포장박스의 가공을 위한 전 과정을 자동화하는 기술 효과를 도모할 수 있다.

또한, 종이포장박스의 가공에 투입되는 시간을 절감하고, 작업 인력의 감 소에 따라 생산성을 대폭 증대시키면서 인건비를 절감할 수 있으며, 작업 오차를 방지하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템의 전체적인 공정도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 공급부의 일부를 보여주는 사시도이고,
도 3은 도 2에서 공급부의 작동을 개략적으로 보여주는 측면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 인쇄부의 개략적인 구성도이고,
도 5는 도 4의 인쇄부에서 건조기의 측면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 절삭부에서 일부 부위가 절삭된 상태를 보여주는 포장골판지의 평면도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 포장박스조립부의 개략적인 사시도이고,
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 포장박스조립부의 공정 순서도이고,
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 밴딩부 중 포장박스의 묶음 밴딩하기 위하여 적재시키는 장치의 구성 작동도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2”등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는”이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 다양한 실시예들을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

이하에서 사용되는 용어 "상단", "하단", "전방", "후방" 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

여기서 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템의 전체적인 공정도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 공급부의 일부를 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2에서 공급부의 작동을 개략적으로 보여주는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 인쇄부의 개략적인 구성도이고, 도 5는 도 4의 인쇄부에서 건조기의 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 절삭부에서 일부 부위가 절삭된 상태를 보여주는 포장골판지의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 포장박스조립부의 개략적인 사시도이고, 도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 포장박스조립부의 공정 순서도이고, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템에서 밴딩부 중 포장박스의 묶음 밴딩하기 위하여 적재시키는 장치의 구성 작동도이다.

본 발명에서의 종이포장박스의 가공 자동화시스템은, 크게 골판지원단(10)이 공급되는 공급부(100)와, 골판지원단(10)의 일면에 인쇄가 실시되는 인쇄부(200)와, 골판지원단(10)을 절삭하는 절삭부(300)와, 절삭부(300)를 통해 일정 형태를 갖춘 포장골판지(20)를 이송과 동시에 조립하는 포장박스조립부(400) 및 포장골판지(20)를 묶음으로 밴딩하는 밴딩부(500)를 포함할 수 있다.

도 1을 참고하면, 상기의 공급부(100)와 인쇄부(200), 절삭부(300), 포장박스조립부(400) 및 밴딩부(500)를 거치는 일체의 가공 공정이 연속으로 이루어져서 골판지원단(10)이 포장박스의 형태를 갖추는 포장골판지(20)로 가공되어지게 된다.

먼저, 공급부(100)는 포장박스 제작에 사용되는 다수의 골판지원단(10)이 적재된 상태에서 골판지원단(10)을 인쇄부(200)로 낱장씩 차례로 투입 공급하게 된다.

상기 공급부(100)는 최초 디수의 골판지원단(10)이 미도시된 팔레트에 실려서 컨베이어벨트에 올려지면, 일정 거리 이송 후 1차 적재된 상태로 정렬되고, 정렬되고 적재된 골판지원단(10) 중 최하단의 골판지원단(10)부터 낱장씩 공급하게 된다.

도 2 또는 도 3(a,b)에서와 같이, 미도시된 컨베이어벨트의 단부측으로 아이들롤러(102)가 설치되고, 아이들롤러(102)의 전단으로 차단블록(110)이 설치될 수 있다.

차단블록(110)은 박스형태일 수 있으며, 내부에는 각종 작동에 필요한 부품들과 전기적 배선들이 설치될 수 있다.

그리고 차단블록(110)의 양단부로는 내측 방향으로 전, 후진 이동되는 정렬플레이트(120)가 설치되어 적재되는 골판지원단(10)을 정렬하게 된다.

즉, 차단블록(110)의 양단에서 마주하여 설치되어 양 옆으로 튀어나온 골판지원단(10)을 일렬로 정렬시키게 된다.

정렬플레이트(120)는 미도시된 실린더 등의 구동수단에 의하여 작동된다.

그리고 차단블록(110)의 하단 방향으로 적재된 최하단의 골판지원단(10)을 낱장씩 차례로 인쇄부(200)로 공급하는 승하강플레이트(130)가 설치된다.

승하강플레이트(130)는 직사각형태로 이어지는 금속재 판상으로 폭은 차단블록(110)과 같거나 다소 작을 수 있다.

상기 승하강플레이트(130)는 미도시된 구동수단에 의하여 하강 후 원위치로 승상하게 되며, 하강 정도는 기설정 높이 즉, 낱장 골판지원단(10)의 높이와 같거나 다소 높을 수 있다.

그리고 승하강플레이트(130)에는 폭 방향을 따라 다수개의 개구홀(132)이 형성되며, 상기 개구홀(132)에는 승하강플레이트(130)의 하강시 낱장의 골판지원단(10)을 진행 방향으로 이송시키는 공급롤러(134)가 설치될 수 있다.

상기 공급롤러(134)는 2열 또는 3열 정도로 다수개가 배열되며, 각 열에 위치되는 공급롤러(134)는 하나의 축으로 연결되어 일 방향으로의 회전 동력을 전달받게 된다.

바람직하게 공급롤러(134)는 외주연이 승하강플레이트(130)와 동일 면상으로 설치되며, 이에 따라 승하강플레이트(130)의 일시적 하강시에 골판지원단(10)에 접촉되어 차단블록(110)의 하단으로 공급할 수 있다.

상기와 같이 차단블록(110)과 승하강플레이트(130) 및 공급롤러(134)에 의하여 낱장 공급된 골판지원단(10)은 인쇄부(200)에서 일면에 인쇄가 이루어질 수 있다.

상기 인쇄부(200)는 공급부의 전단측에 연속되게 설치될 수 있다.

도 4에서는 인쇄부의 개략적인 구성도이며, 낱장의 골판지원단(10)의 일면에 인쇄하기 위하여 한 쌍의 인쇄롤러(210)와, 상기 골판지원단의 수성 인쇄면에 코팅액을 도포하는 코팅롤러(220)와, 인쇄된 골판지원단(10)의 인쇄면을 건조하는 건조기(230)를 포함할 수 있다.

상기 인쇄롤러(210)는 골판지원단(10)이 통과하면서 인쇄되도록 누르면서 인쇄되는 상부측 누름롤러(212)와, 인쇄되는 골판지원단(10)을 하측에서 지지하는 지지롤러(214)로 구성될 수 있다.

본 발명에서는 3도 인쇄가 가능하며, 잉크는 색소와 아크릴 공중합체 및 소포제로 구성되는 속건성잉크를 사용될 수 있다.

그리고 인쇄롤러(210)를 통해 인쇄된 골판지원단(10)이 코팅롤러(220)를 분당 100m ~ 200m의 속도로 통과하면서 투명코팅액 혹은 투명코팅왁스가 인쇄면에 걸쳐서 적정량이 코팅되어지게 된다.

상기 투명코팅액은 수성 오버 프린팅 니스(Over Printing Varnish)로서 아크릴 공중합체 30-50중량%와 물50-55중량% 및 소포제0.5-2중량%로 구성되고, 투명코팅왁스는 파라핀왁스8-10중량%, 폴리에틸렌왁스 3-5중량%, 석유수지(petroleum resin) 3-5중량%, 물75-80중량%, 스테아릭산3-5중량%, 수산화칼륨 0.1-1중량%로 구성될 수 있다.

계속해서 인쇄되고 코팅된 골판지원단(10)은 100-250℃열풍 방식의 건조기(230)를 통과하면서 코팅이 건조되어 표면에 코팅층이 형성될 수 있다.

건조기(230)는 일 예로 도시된 도 5에서와 같이, 바람을 공급하는 송풍팬(232)과, 송풍팬(232)으로부터의 바람이 인쇄롤러(210)나 코팅롤러(220)쪽으로 공급되도록 연결 설치된 송풍덕트(234)로 구성될 수 있다.

더 나아가 송풍덕트(234) 상에는 미도시 되었지만, 전열에 의해 가열된 열매유가 자체적인 자연대류방식에 의해 열을 방사하는 열교환기와, 열교환기의 온도를 감지할 수 있는 온도센서를 더 포함할 수 있다.

절삭부(300)는 인쇄부(200)의 전단으로 연속 설치되어 골판지원단(10)을 절단장치와 절첩장치를 통과시키면서 기설정 부위를 절단하게 된다.

미도시된 상기 절단기와 절첩기는 널리 사용되는 기술로 여기서는 별도의 설명은 생략한다.

그리고 절삭부(300)를 통하여 골판지원단(10)은 도 6에서 도시된 바와 같이, 골판지원단(10)이 일정 부위 걸개되고 절첩선이 형성될 수 있다.

도 6에 따르면, 골판지원단(10)에서 평면도를 기준으로 중앙선을 따라 상부와 하부에 이격되어 제1절개부(12)가 형성되며, 상기 제1절개부(12)를 중심으로 일정 거리 이격되어 양측으로 제2절개부(14)가 형성될 수 있다.

제1절개부(12)와 제2절개부(14)는 동일 형상일 수 있으며, 여기서 양측의 제2절개부(14)에는 절개부를 잇는 절첩선(15)이 절첩장치를 통하여 형성될 수 있다.

상기 제2절개부(14)는 포장박스 형태를 갖추기 위하여 반으로 접혀서 포개지는 부분일 수 있다.

따라서 제2절개부(14)에는 절개와 같이 절첩선(15)이 동시에 형성될 수 있다.

그리고 골판지원단(10)의 양 단부에는 상부와 하부에 일정 크기로 절개된 제3절개부(16)를 형성하게 된다.

제3절개부(16)는 모따기 형태일 수 있다.

상기 제1절개부(12)부터 제2절개부(14)와 제3절개부(16)는 절단장치를 통하여 동시에 형성될 수도 있고, 차례로 하나씩 형성시킬 수도 있다.

또한, 제3절개부(16)가 형성된 골판지원단(10)의 양단부 중 어느 한 단부에는 접착테이프(18)가 부착될 수 있다.

접착테이프(18)는 제3절개부(16)의 형성시 부착될 수 있으며, 미도시된 접착수단을 통하여 부착될 수 있다.

바람직하게 접착테이프(18)는 면적의 반이 일단부측에 부착된 상태로 절삭부(300)를 통과하게 된다.

접착테이프(18)의 미부착부분은 하기에 설명하는 포장박스조립부(400)에서 골판지원단(10)의 타단과 접착되어 진다.

포장박스조립부(400)는 도 7을 참고하여 설명한다.

포장박스조립부(400)는 절삭부(300)의 전단에서 연속되게 설치되며, 절삭부(300)로부터 제1절개부(12)와, 제2절개부(14) 및 제3절개부(16)가 형성되어 포장박스로의 형체를 갖춘 포장골판지(20)를 절첩선을 따라 펼친 후 접착테이프(18)를 부착하여 두 겹이 되도록 접착하여 이송하게 된다.

여기서부터는 골판지원단(10)이 가공되어 포장박스 형태를 갖추기에 포장골판지(20)로 칭하고 다른 번호를 부여하여 설명한다.

상기 포장박스조립부(400)는, 다시 크게 가이드이송장치(410)와, 이송가이드바(420)와 궤도형가이드포머(430)를 포함할 수 있다.

가이드이송장치(410)는 절삭부(300)로부터 이송되는 포장골판지(20)를 인계받아 이송하는 장치이며, 상부이송장치(412)와 하부이송장치(420)가 마주하여 설치되고, 마주하는 각 상부이송장치(412)와 하부이송장치(420)에는 이송롤러(416)가 설치될 수 있다.

마주하는 상부이송장치(412)와 하부이송장치(420)의 사이로 포장골판지(20)가 이송롤러(416)에 의하여 이송되어 진다.

덧붙여, 상기 상부이송장치(412)와 하부이송장치(420)의 폭은 포장골판지(20)의 폭보다는 좁은 폭으로 설치될 수 있다.

바람직하게 제1절개부(12)를 중심으로 형성되는 제2절개부(14)와 제2절개부(14)의 사이 폭보다는 다소 작은 폭으로 가이드이송장치(410)가 설치될 수 있다.

한편, 가이드이송장치(410)의 양측으로 나란하게 이송가이드바(420)가 설치된다.

이송가이드바(420)는 가이드이송장치(410)로부터 일정 거리 이격 설치되어 포장골판지(20)보다 폭이 좁은 가이드이송장치(410)를 따라 이송되는 포장골판지(20)의 양측판을 지탱하게 된다.

그리고 상기 이송가이드바(420)는 이송되는 포장골판지(20)의 접착 완성을 위하여 가이드이송장치(410)을 따라 일정 거리만큼만 설치될 수 있다.

이송가이드바(420)는 대략 가이드이송장치(410)의 총 길이에서 1/3지점 정도까지만 나란히 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

따라서 이송가이드바(420)가 끝나는 지점부터 가이드이송장치(410)를 따라 이송되는 포장골판지(20)는 제2절개부(14)의 절첩선(15)을 중심으로 절곡되어 직각으로 펼쳐지게 된다.

양단이 직각으로 펼쳐진 포장골판지(20)는 궤도형가이드포머(430)에 의하여 연속으로 이송되는 과정에서 포개어져서 접착이 이루어지게 된다.

궤도형가이드포머(430)는 단부가 가이드이송장치(410)의 양측면부터 설치되어 이어지는 접착유도가이드바(432)와 접착유도가이드바(432)를 지탱하도록 가이드이송장치(410)의 양측면에 설치되는 고정지지대(434)로 구성될 수 있다.

상기 접착유도가이드바(432)는 일단부가 가이드이송장치(410)의 양측면에서부터 설치되어 밴딩부(500)로 이어지도록 설치된다.

그리고 접착유도가이드바(432)는 도 7에서와 같이, 일정 궤도를 가지면서 설치되며, 밴딩부(500)를 향하는 진행 방향을 따라 높이가 점점 낮아지면서 마주하는 폭이 좁아지며, 다시 높이가 상승하도록 설치되어 진다.

이는 포장골판지(20)의 펼쳐진 양단이 가이드이송장치(410)를 통해 이송되는 과정에서 높이와 폭을 달리하는 접착유도가이드바(432)에 의하여 마주하여 접착테이프(18)가 접착되어 두 겹으로 이송될 수 있도록 한다.

상기 접착유도가이드바(432)는 고정지지대(434)에 의하여 궤도를 유지하면서 지탱될 수 있다.

고정지지대(434)는 가이드이송장치(410)를 따라 적정 거리 이격되어 다수개가 설치될 수 있으며, 링크절도 이루어져서 각도 조절이 가능하고, 가이드이송장치(410)에 고정 설치되는 제1지지대(434a)와 접착유도가이드바(432)를 파지하는 제2지지대(434b)로 구성될 수 있다.

그리고 밴딩부(500)와 근접하는 가이드이송장치(410)에는 하부이송장치(420)의 양측 하면으로 절첩롤러(440)가 다수개 연속하여 설치될 수 있다.

절첩롤러(440: 도 7과 도 8d에 도시)는 펼쳐진 포장골판지(20)의 양측판이 포개지고 포개진 절첩선(15)에 접촉되어 보다 확실한 절첩을 돕게 된다.

제2절개부(14)와 절첩선(15)이 절첩롤러(440)와 하부이송장치(420)의 사이를 통과하면서 절첩이 이루어지게 된다.

또한, 가이드이송장치(410)의 하면으로 상기 절첩롤러(440)가 설치되는 부분부터 벨트롤러(450)가 설치되어 밴딩부(500)까지 이어지게 된다.

여기서 벨트롤러(450:도 8b 내지 도 8d에 진행방향을 따라 도시)는 가이드이송장치(410)의 진행 방향을 따라 서서히 높이가 높아져서 두 겹의 포장골판지(20)가 통과할 수 있을 정도로 가이드이송장치(410)의 하부이송장치(420)에 근접하여 설치될 수 있다.

상기 벨트롤러(450)는 제3절개부(16)가 마주하여 접착된 접착테이프(18)를 하면에서 압착하여 확실히 접착되도록 도와주게 된다.

포장박스조립부(400)로부터 이어지는 밴딩부(500)는 절삭되고 두 겹으로 접착된 포장골판지(20)를 기설정된 단위로 묶어서 반출하기 위한 장치이다.

밴딩장치는 권취되어 있는 밴딩끈을 풀어서 적재된 다수개의 포장골판지(20)를 한 번에 밴딩하는 장치로, 널리 사용되는 제품이기에 별도의 설명은 생략한다.

그리고 본 발명에서는 도 9a에서와 같이 단위로 적재하여 밴딩하기 위하여 단위정렬장치(510)가 더 포함될 수 있다.

단위정렬장치(510)는 스토퍼롤러부(520)와 카운터롤러부(530)로 구성될 수 있다.

스토퍼롤러부(520)는 실린더를 포함하는 다관절로 이루어져서 컨베이어벨트를 따라 최초 공급되는 포장골판지(20)의 상면에 위치되어 적재됨에 따라 관절을 이용하여 수직 방향으로 승강됨과 동시에 포장골판지(20)의 진행 방향과는 반대로 힘을 가하면서 포장골판지(20)가 밀려나지 못하도록 하게 된다.

그리고 카운터롤러부(530)는 스토퍼롤러부(520)와 마주하여 설치되며, 차례로 적재되는 포장골판지(20)의 개수를 카운터하게 된다.

상기 카운터롤러부(530)는 힌지핀(532)을 중심으로 회동되며, 단부측에 카운터롤러부(530)를 포함하는 제1롤러축(535)과, 상기 힌지핀(532)을 중심으로 상기 제1롤러축(535)과 반대 방향에 설치되는 제2롤러축(536)으로 구성될 수 있다.

상기 제1롤러축(535)에는 카운터센서(535b)가 설치되어 적재되는 포장골판지(20)를 카운트할 수 있다.

또한, 제1롤러축(535)에는 프레임에 고정되어 수직하게 이어지는 리턴스프링(535a)이 설치되며, 제2롤러축(536)의 단부측으로는 시소와 같은 역할을 하는 무게추(536a)가 설치될 수 있다.

상기 제1롤러축(535)과 제2롤러축(536)은 마주하는 한 쌍으로 설치될 수 있다.

그리고 카운터센서(535b)를 포함하는 단위정렬장치(510)는 제어부(미도시)에 의하여 제어되며, 포장골판지(20)의 설정된 개수에 따라 작동을 제어하게 된다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 종이포장박스의 가공 자동화시스템의 작동은, 도 1 또는 도 8a 내지 도 8d와 도 9a 내지 도 9c를 참고하여 설명한다.

팔레트(미도시)에 적재된 골판지원단(10)이 컨베이어벨트(미도시)를 따라 공급되어지게 되며, 공급부(100)의 차단블록(110)에 막혀서 차례로 적재된다.

그리고 차단블록(110)에 막혀서 적재된 골판지원단(10)은 차단블록(110)의 하단으로 낱장씩 인쇄부(200)로 공급되어 진다.

먼저, 정렬플레이트(120)의 반복되는 전, 후진 작동으로 적재된 골판지원단(10)을 튀어나온 부분 없이 정렬시키고, 승하강플레이트(130)가 일시적으로 하강하여 공급롤러(134)에 접촉된 최하단의 골판지원단(10)이 개구된 차단블록(110)의 하면으로 낱장씩 이송된다.

그리고 인쇄부(200)에서는 누름롤러(212)와 지지롤러(214)의 사이를 골판지원단(10)이 통과하면서 누름롤러(212)에 의하여 일면에 인쇄되며, 인쇄된 일면에 코팅롤러(220)로 코팅되고, 건조기(230)에 의하여 인쇄면이 건조되어 진다.

상기와 같이 인쇄 공정이 완료되면, 골판지원단(10)이 절삭부(300)를 통과하면서 포장박스의 형태를 갖춘 포장골판지(20)로 절삭 가공이 이루어지게 된다.

절삭부(300)에 의하여 다시 도 6에서와 같이, 제1절개부(12), 제2절개부(14)와 절첩선(15) 및 제3절개부(16)로 가공되고, 제3절개부(16)에 해당하는 골판지원단(10)의 양단 일부에 접착테이프(18)까지 부착되어 나오게 된다.

이어서 포장박스조립부(400)에서는 연속 작동으로 절첩선(15)을 따라 절첩함과 동시에 펼쳐진 포장골판지(20)의 양단을 접착테이프(18)로 하여 접착하게 된다.

즉, 절삭부(300)를 통과한 포장골판지(20)는 상부이송장치(412)와 하부이송장치(420)의 사이의 이송롤러(416)에 의하여 이송되며, 이송되는 과정에서 포장골판지(20)는 이송가이드바(420)에 의하여 양단이 지탱되면서 이송되어 진다.

그리고 이송가이드바(420)가 끝나는 지점에서는 포장골판지(20)가 제2절개부(14)와 같이 형성된 절첩선(15)을 중심으로 양단이 직각으로 펼쳐지고, 펼쳐진 상태에서 이송이 이루어지게 된다.

도 8a 내지 도 8d에서는, 밴딩부(500)를 향하면서 이루어지는 포장골판지(20)의 조립 과정을 순차적으로 도시하였다.

도 8a와 같이 가이드이송장치(410)와 양단이 이송가이드바(420)에 의하여 이송되다가 이송가이드바(420)가 끝나는 지점부터는 도 8b에서와 같이 "┏┑"형태로 포장골판지(20)의 양단이 펼쳐져서 이송되어지며, 도 8c. 8d에서는 포장골판지(20)가 이송되면서 양단이 접착유도가이드바(432)에 자연스럽게 접촉되고, 높이가 낮아지고 폭이 좁아지는 접착유도가이드바(432)에 의하여 포장골판지(20)의 펼쳐진 양단이 오므려지면서 가이드이송장치(410)의 단부측에서는 양단이 접착테이프(18)에 의하여 두 겹으로 접착되어지게 된다.

그리고 밴딩부(500)와 근접하는 가이드이송장치(410)에 설치되는 절첩롤러(440)로 하여 절첩선(15)의 절첩이 확실해지고, 이와 같이 벨트롤러(450)에 의하여 접착테이프(18)가 포장골판지(20)의 양단을 확실히 접착하게 된다.

절첩되고 접착된 포장골판지(20)는 밴딩부(500)에서 일정 개수로 묶음 밴딩되어 진다.

여기서 밴딩부(500)의 단위정렬장치(510)로 하여 포장골판지(20)가 일정 개수로 정렬된다.

도 9a 내지 도 9c에서와 같이, 어느 정도 진행 방향을 향하여 경사지게 설치된 컨베이어벨트를 따라 이송되는 포장골판지(20)는 스토퍼롤러부(520)에 의하여 진행이 멈추게 되며, 진행이 멈추게 됨에 따라 최상단의 포장골판지(20)의 하부로 계속하여 적재되어진다.

포장골판지(20)의 적재 높이에 따라 스토퍼롤러부(520)는 승강 되어지고, 이와 동시에 카운터센서(535b)에서는 한 장씩 적재될 때 마다 적재 개수를 카운트하게 되며, 제1롤러축(535)과 제2롤러축(536)이 힌지핀(532)을 중심으로 회동하면서 포장골판지(20)를 정렬하고 지지하게 된다.

상기와 같이 예컨대, 10장씩 또는 20장씩 적재된 포장골판지(20)는 밴딩기에 의하여 밴딩되어 진다.

상술한 바에 따르면, 골판지 원단이 공급되는 공급부와, 공급된 골판지원단에 인쇄되는 인쇄부와, 절개부와 절첩선의 형성하는 절삭부와, 박스 형태로 조립하고 정렬하여 적정 개수로 묶음 밴딩하는 벤딩부로부터 종이포장박스의 가공을 위한 전 과정을 자동화하는 기술 효과를 도모할 수 있다.

또한, 종이포장박스의 가공에 투입되는 시간을 절감하고, 작업 인력의 감 소에 따라 생산성을 대폭 증대시키면서 인건비를 절감할 수 있으며, 작업 오차를 방지할 수 있다.

그리고 단위정렬장치(510)의 제어는 물론, 공급부(100), 인쇄부(200), 절삭부(300) 및 포장박스조립부(400)는 제어부에 의하여 일련의 작동이 제어될 수 있다.

상기 제어부는 적어도 하나의 프로세서, 메모리, 및 저장장치를 포함하는 개념일 수 있다. 여기서, 프로세서는 메모리 및/또는 저장장치에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리와 저장 장치는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)로 구성될 수 있다.

더욱이 각 구성부의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.

실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10 : 골판지원단 12 : 제1절개부
14 : 제2절개부 15 : 절첩선
16 : 제3절개부 18 : 접착테이프
20 : 포장골판지
100 : 공급부 102 : 아이들롤러
110 : 차단블록 120 : 정렬플레이트
130 : 승하강플레이트 132 : 개구홀
134 : 공급롤러 200 : 인쇄부
210 : 인쇄롤러 212 : 누름롤러
214 : 지지롤러 220 : 코팅롤러
230 : 건조기 232 : 송풍팬
234 : 송풍덕트 300 : 절삭부
400 : 포장박스조립부 410 : 가이드이송장치
412 : 상부이송장치 414 : 하부이송장치
416 : 이송롤러 420 : 이송가이드바
430 : 궤도형가이드포머 432 : 접착유도가이드바
434 : 고정지지대 434a : 제1지지대
434b : 제2지지대 440 : 절첩롤러
450 : 벨트롤러 500 : 밴딩부
510 : 단위정렬장치 520 : 스토퍼롤러부
530 : 카운터롤러부 532 : 힌지핀
534 : 카운터롤러 535 :제1롤러축
535a : 리턴스프링 536 : 제2롤러축
536a : 무게추

Claims (5)

1. 종이포장박스 제작에 사용되는 다수의 골판지원단이 적재된 상태에서 상기 골판지 원단을 차례로 낱장씩 투입 공급하는 공급부와,
   상기 공급부의 전단측에 연속되게 설치되며, 상기 골판지원단이 한 쌍의 인쇄롤러 사이를 통과하면서 상기 골판지원단의 일면에 인쇄하는 인쇄부와,
   상기 인쇄부의 전단으로 연속 설치되고, 상기 골판지원단을 통과시키면서 기설정 부위를 절단하는 절삭부와,
   상기 절삭부로부터 소정 부위 절단되어 포장박스로의 형체를 갖춘 포장골판지를 절첩선을 따라 펼친 후 두 겹이 되도록 접착하여 이송하는 포장박스조립부, 및
   상기 포장박스조립부로부터 조립된 상기 포장골판지를 이송받아 설정된 개수로 정렬시키고 밴딩하는 밴딩부
   를 포함하고,
   상기 공급부는,
   공급 방향을 마주하여 설치되며, 상기 골판지원단의 이송을 차단하여 적재시키고 정렬시키는 차단블록과,
   상기 차단블록의 하단 방향에 설치되어 상기 골판지원단을 낱장씩 상기 인쇄부로 공급하도록 상기 골판지원단의 낱장 높이로 하강과 승강이 반복되는 승하강플레이트, 및
   상기 승하강플레이트 상의 다수개 개구홀에 각각 설치되며, 상기 승하강플레이트의 하강시 낱장의 상기 골판지원단을 진행 방향으로 이송시키는 공급롤러
   를 포함하고,
   상기 인쇄부는,
   상기 골판지원단이 통과하면서 인쇄되도록 누르면서 인쇄되는 상부측 누름롤러와 인쇄되는 상기 골판지원단을 하측에서 지지하는 지지롤러로 구성되는 한 쌍의 상기 인쇄롤러와,
   상기 골판지원단의 수성 인쇄면에 투명코팅액을 도포하는 코팅롤러와,
   인쇄된 상기 골판지원단의 인쇄면을 건조하는 건조기
   를 포함하고,
   상기 포장박스조립부는,
   상기 포장골판지의 폭보다 좁게 설치되어 상기 포장골판지를 상기 밴딩부의 전단까지 이송하는 가이드이송장치와,
   상기 가이드이송장치의 양측으로 이송 진행 방향을 따라 나란히 이격 설치되어 상기 포장골판지의 양단을 일정 거리만큼만 지탱하면서 가이드하는 이송가이드바와,
   상기 이송가이드바가 끝나는 지점부터 상기 포장골판지에 형성된 상기 절첩선을 중심으로 양측판이 직각으로 펼쳐지고, 상기 포장골판지의 펼쳐진 양측판을 상기 가이드이송장치를 따라 이송됨과 동시에 마주하여 접착시키는 궤도형가이드포머
   를 포함하고,
   상기 궤도형가이드포머는,
   상기 가이드이송장치의 양측면에 설치되며, 진행 방향을 따라 높이와 마주하는 폭을 달리하는 궤도를 가지면서 펼쳐진 상기 포장골판지의 양측판에 접촉되어 접착되도록 가이드하는 접착유도가이드바와,
   상기 접착유도가이드바를 지탱하도록 상기 가이드이송장치의 양측면에 설치되는 고정지지대
   를 포함하고,
   상기 건조기는,
   바람을 공급하는 송풍팬과,
   상기 송풍팬으로부터 공급된 바람이 상기 인쇄롤러나 상기 코팅롤러 쪽으로 공급되도록 설치된 송풍덕트
   를 포함하고,
   상기 송풍덕트 상에는, 전열에 의해 가열된 열매유가 자체적인 자연대류방식에 의해 열을 방사하는 열교환기와, 상기 열교환기의 온도를 감지하는 온도센서가 마련되고,
   상기 투명코팅액은, 아크릴 공중합체 30-50중량%와 물 50-55중량% 및 소포제 0.5-2중량%로 구성되는 것인, 종이포장박스의 가공 자동화시스템.
   
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