KR102522008B1

KR102522008B1 - 펄프 몰딩 일체형 병, 성형 금형, 장치 및 생산 공정

Info

Publication number: KR102522008B1
Application number: KR1020227024123A
Authority: KR
Inventors: 쿤 쉬; 쥔중 천; 궈중 페이; 차오 선; 화웨이 쭤; 푸자오 류; 솽시 쉐; 광더 허
Original assignee: 윙 팻 (헌안) 몰디드 파이버 테크놀로지 디벨롭먼트 씨오., 엘티디.
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2023-04-13
Also published as: CN115038838A; JP2023510902A; KR20220106223A; EP4079965A1; WO2021228262A1; EP4079965A4; EP4079965B1; US20230055532A1

Abstract

본 발명의 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 금형은 펄프 흡입 시스템, 압출 시스템 및 열 압착 성형 시스템을 포함한다. 금형을 이용하여 종이 병 케이스를 제조하는 공정을 더 개시하였고, 펄프 흡입 시스템을 이용하여 펄프 흡입 캐비티(6) 내에 웨트 블랭크(7)를 형성한 후, 압출 시스템의 탕성체 백(10)을 통해 압출함으로써 웨트 블랭크(7)의 수분 함유량과 두께를 제어하며; 그 후 열 압착 성형 시스템의 탄성체 백(14)을 이용하여 가압 유체를 충진함과 동시에 열 압착 하부 다이(13)와 함께 열 압착 건조를 수행하여 일체형 종이 병 케이스를 제조한다. 또한 플라스틱 인너 라이너 종이 병의 생산 설비 및 생산 공정을 개시하였고, 생산 설비는 금형을 구비하는 종이 병 케이스 성형 규역(51), 종이 병 케이스 절단 구역(52), 플라스틱 병 블랭크 구역(53) 및 인너 라이너 장입 구역(54)을 포함한다. 사용 시, 플라스틱 병 블랭크 구역(53)의 미리 제조된 플라스틱 병 블랭크(12)를 블로우 성형 공정을 통해 종이 병 케이스(1) 내에 부착하도록 한다. 플라스틱 인너 라이너를 구비한 종이 병은 기존의 플라스틱 병에 비해 플라스틱의 사용을 대폭 감소할 수 있다.

Description

펄프 몰딩 일체형 병, 성형 금형, 장치 및 생산 공정

본 발명은 펄프 몰딩 성형 제품의 성형 기술분야에 관한 것으로서, 구체적으로 펄프 몰딩 일체형 병의 금형, 장치, 공정 및 제품의 개발에 관한 것이다.

산업화 시대부터 플라스틱 제품은 생활 곳곳에 자리 잡고 있으며, 매우 낮은 생산 비용으로 인해 세계 시장에서 플라스틱 포장재의 성장률은 다른 포장재에 비해 높다. 플라스틱은 분해되기 어려운 물질로서 환경에 많은 오염을 초래하는바, 재활용 가치가 낮고 농업 발전에 영향을 주며 동물의 생존에 위협을 주고 토지 자원을 점유하며 독성 물질을 석출하는 등 원인 때문에, 많은 나라에서 플라스틱을 금지하고 있으며, 중국도 2020년에 다시 한번 플라스틱 금지령을 내리었다. 현재 플라스틱 재료의 사용을 줄이거나 심지어 금지하는 것은 포장 디자인 분야의 추세이다.

현재 펄프 몰딩 병류 제품의 공정은 두 개의 절반짜리 병을 성형한 후, 접착제를 이용하여 본딩하거나, 종이 튜브를 이용하여 병 입구 및 병 바닥을 더 본딩하는 방법을 사용하며, 이러한 공정은 성형, 접착제 도포, 압착, 변두리 제거 등을 포함한다. 예컨대, 중국 특허 제CN201320746431호에 공개된 펄프 몰딩 병체는, 병 바디와 병 바디 상부에 설치된 플라스틱 헤드를 포함하며, 상기 병 바디는 상향 개구된 종이 튜브이고, 상기 플라스틱 헤드의 하부 가장자리와 상기 종이 튜브의 개구는 밀접히 결합하여 종이 튜브의 내부 공간을 밀봉한다. 중국 특허 제CN201420833805호에 공개된 연결 링을 갖는 액체 저장 병은, 종이 병을 포함하고, 상기 종이 병의 내부에는 액체를 저장하기 위한 인너 라이너(inner liner)가 설치되며, 종이 병은 대향 설치되는 제1 하프 캐비티(half cavity)와 제2 하프 캐비티를 포함하고, 제1 하프 캐비티와 제2 하프 캐비티가 대향 결합하여 상기 인너 라이너를 용납하기 위한 내부 공간을 형성하되, 양자는 연결 링을 통해 고정 연결된다. 상기와 같은 공정은 과정이 길고 복잡하며 비쌀 뿐만 아니라, 그중 접착제가 분해되기 어려워 친환경적이지 못하다. 펄프 몰딩 병의 비용을 절감하고 환경친화성을 높이며 환경 보호의 요구 사항을 만족하기 위하여 본 발명은 일체형 펄프 몰딩 병의 성형 공정을 설계한다. 본 발명의 일체형 펄프 몰딩 병의 성형 공정은 성형, 스크랩 절단 등 두 개의 절차만 구비하여 접착제 도포, 압착 등 공정을 감소하였고, 따라서 제품의 환경 보호 성능을 대폭 높일 수 있을 뿐만 아니라, 펄프 몰딩 병의 비용을 절감하여 대규모의 보급에 유리하다.

펄프 몰딩의 원료는 여러 가지 종류의 섬유 재료로서, 원천이 다양하고 쉽게 수집할 수 있기에 환경 및 재활용에 지장을 주지 않고, 우수한 환경 보호 성능 외, 펄프 몰딩의 성형성이 우수하며, 그 생산 공정이 금형의 발전을 기반으로 하므로 사람들의 요구 사항을 만족할 수 있도록 다양한 형태로 제조 가능하다. 하지만 종이의 특성상 액체와 접촉하면 아주 빨리 적셔지어 그 역할을 잃기 때문에 플라스틱의 사용을 감소하면서 환경 보호의 요구 사항을 만족함과 동시에 병이 오랫동안 액체를 저장할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 연구 및 개발의 초점으로 되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 고온 및 고압에 견디는 탄성체 재료를 펄프 몰딩 금형의 설계에 사용함과 동시에, 기존의 펄프 몰딩 구조의 생산 방식을 개선하기 위하여 펄프 몰딩 병 케이스의 내부에 플라스틱 인너 라이너를 블로우 성형함으로써, 플라스틱의 사용을 감소함과 동시에 병이 액체를 오랜 시간 동안 저장하는 목적에 도달할 수 있도록 한다.

혁신적인 병 내 펄프 주입 공정을 사용하여 병의 펄프 흡입 공정을 해결하고, 펄프 몰딩의 금형은 신규 탄성체로 제조한 금형을 사용하며, 전체적인 디자인은 압출 다이, 열 압착 상부 다이를 포함한다. 따라서 종이 병의 내부에 한 층의 플라스틱 층을 형성하여 내부에 액체를 저장하도록 한다. 본 발명은 구체적으로 아래와 같은 기술 방안을 사용한다.

펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 금형은 펄프 흡입 시스템, 압출 시스템 및 열 압착 성형 시스템을 포함한다. 그중 펄프 흡입 시스템은 펄프를 주입하여 병 웨트 블랭크를 초기 형성하고, 펄프를 주입하여 초기 형성한 병 웨트 블랭크를 진공 형성을 통해 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크로 성형하며; 상기 압출 시스템은 탄성체 백을 통해 예비 성형 종이 병을 압출 형성하며; 상기 열 압착 성형 시스템은 탄성체 백을 통해 일체형 종이 병을 압출 형성한다.

구체적으로, 상기 펄프 흡입 시스템은 펄프 주입 플레이트, 펄프 주입 캐비티 및 펄프 흡입 플레이트를 포함하고, 상기 펄프 흡입 플레이트는 병의 겉모양과 일치한 오목 캐비티를 구비하고, 상기 펄프 주입 플레이트는 오목 캐비티의 상부에 위치하여 펄프 주입 캐비티와 연결되며; 상기 펄프 주입 캐비티는 연장부를 구비하고, 상기 연장부에는 펄프 주입 파이프 홀이 형성되며, 상기 연장부는 펄프 흡입 플레이트의 오목 캐비티 내에 삽입되어 펄프 주입 파이프 홀을 통해 펄프를 주입함으로써 병의 웨트 블랭크를 초기 형성하며; 상기 펄프 흡입 플레이트에는 펄프 흡입 홀과 펄프 흡입 캐비티가 형성되고, 상기 펄프 흡입 홀은 상기 오목 캐비티의 표면에 형성되어 펄프 흡입 캐비티와 연결되며, 상기 펄프 흡입 캐비티는 진공 장치에 연결되고, 펄프를 주입하여 초기 형성한 병 웨트 블랭크를 진공 형성을 통해 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크로 성형한다.

또한, 상기 펄프 주입 캐비티는 펄프 풀에 연결되고, 상기 펄프는 사탕수수 펄프, 대나무 펄프, 목재 펄프 등을 선택할 수 있다.

또한, 상기 연장부에는 펄프 주입 파이프 홀이 균일하게 형성된다.

또한, 펄프 보충 장치를 더 포함하며, 펄프 주입 파이프 홀을 통해 펄프를 주입하여 초기 형성한 병 웨트 블랭크에 만약 펄프 불균일한 부위가 존재한다면, 펄프 보충 장치를 통해 펄프 보충을 수행한다.

구체적으로, 상기 펄프 주입 플레이트와 상기 펄프 흡입 플레이트는 병 캐비티를 형성하고, 상기 펄프 흡입 플레이트는 펄프 흡입 하프 플레이트로 구성된다.

더 구체적으로, 상기 오목 캐비티 표면의 상기 펄프 흡입 홀은 병 캐비티의 병 입구, 병목, 병 바디 및 병 바닥에 각각 대응되고, 병 입구, 병목, 병 바디 부위의 펄프 흡입 홀은 병 바닥 부위의 펄프 흡입 홀에 비해 밀도가 높다.

상기 압출 시스템은 압출 다이, 가압 캐비티, 탄성체 백, 펄프 흡입 다이 및 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크로 구성된다. 상기 가압 캐비티는 압출 다이 내에 설치되어 탄성체 백과 연결되고, 상기 압출 다이는 펄프 흡입 다이의 상부에 설치되어 펄프 흡입 다이와 함께 병 캐비티를 형성하며, 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크는 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 백은 병 캐비티 내에 위치한 웨트 블랭크 내에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 백은 가압 팽창되어 웨트 블랭크를 압출함으로써 웨트 블랭크가 병 캐비티의 내벽에 부착하여 예비 성형 종이 병을 형성하도록 한다.

또한, 상기 탄성체 백은 가스, 워터 또는 오일 등을 고압 충진하는 것을 통해 펄프 흡입된 웨트 블랭크의 내부 캐비티에 압력을 인가함으로써 배수 및 예비 성형의 역할을 수행한다.

구체적으로, 상기 압출 다이와 상기 펄프 흡입 다이는 병 캐비티를 형성하고, 상기 펄프 흡입 다이는 펄프 흡입 하프 다이로 구성된다.

상기 열 압착 성형 시스템은 열 압착 상부 다이, 가압 캐비티, 탄성체 백, 열 압착 하부 다이 및 예비 성형된 종이 병으로 구성된다. 상기 가압 캐비티는 열 압착 상부 다이에 마련되어 탄성체 백과 연결되고, 상기 열 압착 상부 다이는 열 압착 하부 다이의 위측에 마련되어 열 압착 하부 다이와 함께 병 캐비티를 형성하며, 예비 성형된 종이 병은 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 백은 병 캐비티 내에 위치한 예비 성형된 종이 병의 내부에 삽입되며, 금형이 닫힌 후, 탄성체 백을 가압 팽창하여 예비 성형된 종이 병을 압출함으로써 예비 성형된 종이 병이 병 캐비티의 내벽에 부착하여 일체형 종이 병을 형성한다.

또한, 상기 탄성체 백은 가스, 워터 또는 오일 등을 고압 충진하는 것을 통해 예비 성형 종이 병의 내부 캐비티에 압력을 인가함으로써 배수 및 성형의 역할을 수행하며, 따라서 종이 블랭크의 성형을 확보한다.

구체적으로, 상기 열 압착 상부 다이와 상기 열 압착 하부 다이는 병 캐비티를 형성하고, 상기 열 압착 하부 다이는 병 바디 부위와 병 바닥 부위로 구성된다.

상기 열 압착 하부 다이는 통기성 재료로 제조되어 폴리싱(polishing)할 수 있고, 고온 시 수증기를 빨리 배출하여 제품을 신속히 건조시킬 수 있다. 구체적으로, 열 압착 다이는 통기성 강철로 제조되고, 통기성 강철 재료의 미세 홀은 수증기를 흡수하여 신속히 배기하는 목적을 이룰 수 있다.

상기 탄성체 백은 고온 및 고압 내구성의 재료로 제조된다. 압출 시스템과 열 압착 성형 시스템의 상기 탄성체 백은 동일하거나 상이할 수 있다.

상기 열 압착 성형 시스템은 열 압착 설비를 더 구비하여 시스템을 가열 및 가압할 수 있다.

상술한 금형을 이용한 펄프 몰딩 일체형 병의 공정은, 아래와 같은 단계를 포함한다.

(1) 펄프 흡입 시스템을 금형 닫힌 상태로 조립하여 펄프 주입 캐비티와 연장부의 펄프 주입 홀을 통해 병 캐비티의 부위에 펄프를 주입하되, 병 캐비티 내의 펄프가 충분하면서도 균일하도록 한다.

상기 펄프 주입은 펄프 분사, 펄프 붓기, 병 내의 펄프 교반 흡입 또는 드럼식 펄프 뿜칠의 방식일 수 있다.

만약 펄프가 불균일할 경우, 펄프 보충 장치를 통해 펄프를 보충한다.

(2) 진공 장치를 작동하여 펄프 흡입 캐비티를 통해 진공을 형성하여 펄프 흡입 다이의 표면에 펄프가 균일하게 흡착되도록 함으로써 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크를 형성한다.

구체적으로 진공 형성을 통해 웨트 블랭크의 수분 함유량을 70％~80％로, 두께를 2.5mm 정도로 제어한다.

(3) 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크를 압출 시스템으로 옮겨 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크가 병 캐비티 내에 위치하도록 하고, 탄성체 백은 병 캐비티 내에 위치한 웨트 블랭크 내에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 백은 가압 팽창되어 웨트 블랭크를 압출함으로써 웨트 블랭크가 병 캐비티의 내벽에 부착하여 예비 성형 종이 병을 형성하도록 하며; 성형 완료 후 가압 가스 또는 액체를 배출하여 탄성체 백을 꺼낸다.

탄성체 백의 가압 압력을 1kgf로 제어하여 예비 성형 종이 병의 수분 함유량은 40％~50％로, 두께는 1.5mm 되도록 한다.

탄성체 백은 제품의 상이한 요구 사항에 따라 상이한 압력을 인가할 수 있다.

(4) 예비 성형 종이 병을 열 압착 성형 시스템에 옮겨 예비 성형 종이 병을 병 캐비티 내에 위치하도록 하고, 탄성체 백은 병 캐비티 내에 위치한 예비 성형 종이 병의 내부에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 백은 가압 팽창되어 예비 성형 종이 병을 압출함으로써 예비 성형 종이 병이 병 캐비티의 내벽에 부착하여 일체형 종이 병을 열 압착 성형하도록 하며, 성형 완료 후 가압 가스 또는 액체를 배출하여 탄성체 백을 꺼낸다.

제품의 두께가 상이함에 따라 수분 함유량도 대응되게 상이하며, 예컨대 완성품의 수분 함유량은 3%-5%이고 두께는 1.0mm 정도이다.

열 압착 성형 시스템은 열 압착 다이를 150℃로 가열하고 탄성체 백을 5kgf 정도로 가압하되, 제품의 요구 사항에 따라 조절할 수 있다.

플라스틱의 사용을 줄이면서 병의 액체 저장을 오랜 시간 유지하기 위해 본 발명은 플라스틱 인너 라이너 종이 병의 생산 설비를 개시하였고, 종이 병 케이스의 성형 및 인너 라이너의 장입 과정을 포함하는바, 구체적으로 아래와 같다.

본 설비는 종이 병 케이스 성형 구역, 종이 병 케이스 절단 구역, 플라스틱 병 블랭크 구역 및 인너 라이너 장입 구역을 포함한다. 종이 병 케이스 성형 구역은 상기 펄프 흡입 시스템, 압출 시스템 및 열 압착 성형 시스템으로 나누어지고, 성형 후 일체형 종이 병 케이스를 형성한다. 종이 병 케이스 절단 구역에서의 컷팅을 통해 통일된 표준 사이즈에 도달한 종이 병은 인너 라이너 장입 구역에서 플라스틱 인너 라이너와 결합하여 최종 완전한 종이 병을 형성한다.

열 압착 성형 구역은 가압 펌프와 고온 액체의 제어를 받는 탄성체 부재를 사용하여, 종이 병 케이스의 내부를 건조 및 정형할 수 있다. 종이 병 케이스의 외부는 열 압착 다이의 영향을 받는바, 열 압착 다이는 가스 펌프 및 고온을 작용하여 종이 병의 외부를 건조 및 정형한다.

종이 병 케이스 절단 구역은 종이 병 케이스의 사이즈를 규범화 처리하여 통일된 규격의 케이스를 형성한다.

플라스틱 병 블랭크 구역은 미리 제조된 병 블랭크를 인너 라이너 장입 구역으로 이송하여 가공을 수행한다.

인너 라이너 장입 구역에서 종이 병 케이스를 블로우 성형 다이 내에 위치하고, 블로우 성형 헤드가 플라스틱 병 블랭크를 블로우 성형 다이 내에 넣어 가공 수행시 플라스틱 인너 라이너는 종이 병 케이스 내에 직접 부착될 수 있다.

또한, 본 발명은 플라스틱 인너 라이너 종이 병의 생산 공정을 개시하였는바, 상기 펄프 몰딩 일체형 병을 제조하며; 플라스틱 병 블랭크 구역에서 플라스틱 병 블랭크를 예비 제조하며; 인너 라이너 장입 구역에서 펄프 몰딩 일체형 병을 블로우 성형 다이 내에 위치하고, 블로우 성형 헤드가 플라스틱 병 블랭크를 블로우 성형 다이 내에 넣어 블로우 성형 시 플라스틱 인너 라이너는 종이 병 케이스 내에 직접 부착된다.

본 발명에 따라 제조된 종이 병의 구조에 있어서, 케이스는 100%의 펄프 몰딩을 사용하여 제품의 강도를 유지하고, 인너 라이너는 0.1mm~0.05mm 두께의 플라스틱을 사용하여 액체를 보호하고 안전성(식품 안정성, 일용 화학 제품 등 분야)에 도달하도록 하며, 따라서 종이의 액체 침투 등 문제를 해결함과 동시에 플라스틱을 70% 이상 감소함으로써, 환경 보호 및 플라스틱의 감소에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 펄프 주입 시스템의 구조 예시도이다.
도 1a는 본 발명의 펄프 주입 시스템의 금형이 열린 상태에서의 구조 예시도이다.
도 1b는 본 발명의 펄프 주입 시스템의 금형이 닫힌 상태에서의 구조 예시도이다.
도 2는 본 발명의 펄프 흡입 시스템의 구조 예시도이다.
도 2a는 본 발명의 펄프 흡입 시스템의 금형이 열린 상태에서의 구조 예시도이다.
도 2b는 본 발명의 펄프 흡입 시스템의 금형이 닫힌 상태에서의 구조 예시도이다.
도 3은 본 발명의 열 압착 성형 시스템의 구조 예시도이다.
도 3a는 본 발명의 열 압착 성형 시스템의 금형이 열린 상태에서의 구조 예시도이다.
도 3b는 본 발명의 열 압착 성형 시스템의 금형이 닫힌 상태에서의 구조 예시도이다.
도 4는 본 발명의 전체 설비의 전반적인 배치도이다.
도 5는 본 발명의 종이 병 케이스의 성형 시 웨트 블랭크(wet blank)가 펄프 흡입 다이로부터 열 압착 다이로 이동하는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 펄프 흡입 제2 방식에 따른 펄프 흡입 과정의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 펄프 흡입 제2 방식에 따른 웨트 블랭크의 이동 과정 예시도이다.
도 8은 본 발명의 종이 병 케이스의 성형 시 웨트 블랭크를 열 압착 성형하는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 종이 병 케이스의 성형 시 건조된 케이스를 열 압착 다이로부터 다음 공정으로 이동하는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 종이 병 케이스가 컷팅 공정을 거치는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 플라스틱 인너 라이너와 종이 병 케이스를 결합할 때의 예시도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따라 제조된 병에 대해 빈 병 압력 테스트를 진행하여 나타낸 도면이다.
좌측 상단 도면은 빈 병 압력 테스트 도면이고, 우측 상단 도면은 테스트 후의 빈 병이며, 하단 도면은 빈 병 압력 테스트의 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따라 제조된 병에 물을 담아 압력 테스트를 진행하여 나타낸 도면이다.
좌측 상단 도면은 물을 담아 진행하는 압력 테스트의 도면이고, 우측 상단 도면은 테스트 후의 물 담긴 병이며, 하단 도면은 물을 담아 진행한 압력 테스트의 그래프이다.

이하, 도면 1a-3b, 4-11 및 구체적인 제1-5 실시예를 결합하여 본 발명을 더 상세히 설명한다.

제1 실시예

도 1a 및 1b는 본 발명의 펄프 주입 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 도면 부호 1-5의 부위는 펄프 주입 시스템을 구성하는 금형의 구조 설계로서, 구체적으로, 펄프 흡입 시스템은 펄프 주입 플레이트(1), 펄프 주입 캐비티(2) 및 펄프 흡입 플레이트(4)를 포함하며, 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 병의 겉모양과 일치한 오목 캐비티를 구비하고, 상기 펄프 주입 플레이트(1)는 오목 캐비티의 상부에 위치하며, 상기 펄프 주입 플레이트(1)와 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 병 캐비티를 형성하고, 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 펄프 흡입 하프 플레이트로 구성되며, 상기 펄프 주입 플레이트(1)와 펄프 주입 캐비티(2)는 서로 연결된다. 상기 펄프 주입 캐비티는 연장부(21)를 구비하고, 상기 연장부(21)에는 펄프 주입 파이프 홀(3)이 형성되며, 상기 연장부(21)는 펄프 흡입 플레이트(4)의 오목 캐비티 내에 삽입되어 펄프 주입 파이프 홀(3)을 통해 펄프를 주입함으로써 병의 웨트 블랭크(7)를 초보적으로 형성한다. 상기 펄프 흡입 플레이트에는 펄프 흡입 홀(5)과 펄프 흡입 캐비티(6)가 형성되고, 상기 펄프 흡입 홀(5)은 상기 오목 캐비티의 표면에 형성되어 펄프 흡입 캐비티(6)와 연결되며, 상기 오목 캐비티 표면의 상기 펄프 흡입 홀(5)은 병 캐비티의 병 입구, 병목, 병 바디 및 병 바닥에 각각 대응되고, 병 입구, 병목, 병 바디 부위의 펄프 흡입 홀은 병 바닥 부위의 펄프 흡입 홀에 비해 밀도가 높으며, 상기 펄프 흡입 캐비티(6)는 진공 장치(미도시)에 연결되고, 금형이 닫힌 상태에서 펄프 주입 캐비티(2)와 연장부(21)의 펄프 주입 홀(3)을 통해 병 캐비티의 부위에 펄프를 분사하며, 상기 펄프 원료는 사탕수수 펄프이고, 병 캐비티 내의 펄프가 충분하면서도 균일하도록 한다. 진공 장치(미도시)가 작동하면 펄프 흡입 캐비티(6)를 통해 진공을 형성하여 펄프 흡입 다이의 표면에 펄프가 균일하게 흡착되도록 함으로써 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)를 형성하며, 전자기 밸브 및 압력계를 통해 약 0.7Mpa의 진공이 형성되도록 제어하고, 웨트 블랭크의 수분 함유량은 70％~80％로, 두께는 2.5mm 정도로 제어한다.

도 2a 및 2b는 본 발명의 펄프 흡입 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 상기 압출 시스템은 압출 다이(8), 가압 캐비티(9), 탄성체 에어백(10), 펄프 흡입 다이(11) 및 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)로 구성된다. 상기 가압 캐비티(9)는 압출 다이(8) 내에 설치되어 탄성체 에어백(10)과 연결되고, 상기 압출 다이(8)는 펄프 흡입 다이(11)의 상부에 설치되어 펄프 흡입 다이(11)와 함께 병 캐비티를 형성하며, 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)는 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 에어백(10)은 병 캐비티 내에 위치한 웨트 블랭크 내에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 백은 가압 팽창되어 웨트 블랭크를 압출함으로써 웨트 블랭크가 병 캐비티의 내벽에 부착하여 예비 성형 종이 병(81)을 형성하도록 한다. 탄성체 에어백(10)은 신축 가능한 탄성체로서 가스 충진을 통해 금형에 가압하여 성형을 진행하고, 성형 끝난 후 가스를 배출하여 탄성체 에어백(10)을 꺼낸다. "금형 닫힌 상태"를 통해, 탄성체가 충압된 후, 펄프 흡입된 웨트 블랭크(7)에 대해 예비 성형을 진행하며, 탄성체 에어백의 가압 압력을 1kgf로 제어하여 예비 성형 종이 병의 수분 함유량은 40％~50％로, 두께는 1.5mm 되도록 한다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 열 압착 성형 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 열 압착 상부 다이(12)는 탄성체 에어백(14)의 고온 및 고압 내구성의 탄성체를 통해 구성되고, 열 압착 하부 다이(13)는 2개의 금형 병 바디 부분(92)과 병 바닥 부분(93)을 통해 구성되며, 상기 열 압착 성형 시스템은 열 압착 상부 다이(12), 가압 캐비티(91), 탄성체 에어백(14), 열 압착 하부 다이(13) 및 예비 성형된 종이 병(81)으로 구성된다. 상기 가압 캐비티(91)는 열 압착 상부 다이(12)에 마련되어 탄성체 에어백(14)과 연결되고, 상기 열 압착 상부 다이(12)는 열 압착 하부 다이(13)의 위측에 마련되어 열 압착 하부 다이(13)와 함께 병 캐비티를 형성하며, 예비 성형된 종이 병(81)은 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 에어백(14)은 병 캐비티 내에 위치한 예비 성형된 종이 병의 내부에 삽입되며, 열 압착 상부 다이(12)와 열 압착 하부 다이(13)에는 배기홈이 형성되고, 금형이 닫힌 후, 금형 닫힌 상태에서 열 압착 상부 다이(12)에 가스를 충진함으로써 탄성체 변형을 통해 종이 병 전체에 대해 일체형 펄프 몰딩 병(15)을 성형하며, 열 압착 다이를 150℃로 가열하고 탄성체 백을 5kgf 정도로 가압하여 배기홈을 통해 나머지 수분을 배출함으로써, 일체형 펄프 몰딩 병(15)의 수분 함유량이 3％-5％, 두께가 1.0mm 정도의 완제품이 되도록 하며, 성형 완료 후 가스를 배출하여 탄성체 에어백(14)을 꺼낸다.

제2 실시예

도 1a 및 1b는 본 발명의 펄프 주입 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 도면 부호 1-5의 부위는 펄프 주입 시스템을 구성하는 금형의 구조 설계로서, 구체적으로, 펄프 흡입 시스템은 펄프 주입 플레이트(1), 펄프 주입 캐비티(2) 및 펄프 흡입 플레이트(4)를 포함하며, 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 병의 겉모양과 일치한 오목 캐비티를 구비하고, 상기 펄프 주입 플레이트(1)는 오목 캐비티의 상부에 위치하며, 상기 펄프 주입 플레이트(1)와 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 병 캐비티를 형성하고, 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 펄프 흡입 하프 플레이트로 구성되며, 상기 펄프 주입 플레이트(1)와 펄프 주입 캐비티(2)는 서로 연결된다. 상기 펄프 주입 캐비티는 연장부(21)를 구비하고, 상기 연장부(21)에는 펄프 주입 파이프 홀(3)이 형성되며, 상기 연장부(21)는 펄프 흡입 플레이트(4)의 오목 캐비티 내에 삽입되어 펄프 주입 파이프 홀(3)을 통해 펄프를 부어 병의 웨트 블랭크(7)를 초보적으로 형성한다. 상기 펄프 흡입 플레이트에는 펄프 흡입 홀(5)과 펄프 흡입 캐비티(6)가 형성되고, 상기 펄프 흡입 홀(5)은 상기 오목 캐비티의 표면에 형성되어 펄프 흡입 캐비티(6)와 연결되며, 상기 오목 캐비티 표면의 상기 펄프 흡입 홀(5)은 병 캐비티의 병 입구, 병목, 병 바디 및 병 바닥에 각각 대응되고, 병 입구, 병목, 병 바디 부위의 펄프 흡입 홀은 병 바닥 부위의 펄프 흡입 홀에 비해 밀도가 높으며, 상기 펄프 흡입 캐비티(6)는 진공 장치(미도시)에 연결되고, 금형이 닫힌 상태에서 펄프 주입 캐비티(2)와 연장부(21)의 펄프 주입 홀(3)을 통해 병 캐비티의 부위에 펄프를 부으며, 상기 펄프 원료는 대나무 펄프이고, 압력을 가하여 대나무 펄프가 병 캐비티의 대응하는 부위에 부어지도록 하며, 병 캐비티 내의 펄프가 충분하면서 균일하도록 한다. 진공 장치(미도시)가 작동하면 펄프 흡입 캐비티(6)를 통해 진공을 형성하여 펄프 흡입 다이의 표면에 펄프가 균일하게 흡착되도록 함으로써 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)를 형성하며, 전자기 밸브 및 압력계를 통해 약 0.7Mpa의 진공이 형성되도록 제어하고, 웨트 블랭크의 수분 함유량은 70％~80％로, 두께는 2.5mm 정도로 제어한다.

도 2a 및 2b는 본 발명의 펄프 흡입 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 상기 압출 시스템은 압출 다이(8), 가압 캐비티(9), 탄성체 에어백(10), 펄프 흡입 다이(11) 및 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)로 구성된다. 상기 가압 캐비티(9)는 압출 다이(8) 내에 설치되어 탄성체 에어백(10)과 연결되고, 상기 압출 다이(8)는 펄프 흡입 다이(11)의 상부에 설치되어 펄프 흡입 다이(11)와 함께 병 캐비티를 형성하며, 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)는 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 에어백(10)은 병 캐비티 내에 위치한 웨트 블랭크 내에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 백은 가압 팽창되어 웨트 블랭크를 압출함으로써 웨트 블랭크가 병 캐비티의 내벽에 부착하여 예비 성형 종이 병(81)을 형성하도록 한다. 탄성체 에어백(10)은 신축 가능한 탄성체로서 가스 충진을 통해 금형에 가압하여 성형을 진행하고, 성형 끝난 후 가스를 배출하여 탄성체 에어백(10)을 꺼낸다. "금형 닫힌 상태"를 통해, 탄성체가 충압된 후, 펄프 흡입된 웨트 블랭크(7)에 대해 예비 성형을 진행하며, 탄성체 백의 가압 압력을 1kgf로 제어하여 예비 성형 종이 병의 수분 함유량은 40％~50％로, 두께는 1.5mm 되도록 한다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 열 압착 성형 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 열 압착 상부 다이(12)는 탄성체 에어백(14)의 고온 및 고압 내구성의 탄성체를 통해 구성되고, 열 압착 하부 다이(13)는 2개의 금형 병 바디 부분(92)과 병 바닥 부분(93)을 통해 구성되며, 상기 열 압착 성형 시스템은 열 압착 상부 다이(12), 가압 캐비티(91), 탄성체 에어백(14), 열 압착 하부 다이(13) 및 예비 성형된 종이 병(81)으로 구성된다. 상기 가압 캐비티(91)는 열 압착 상부 다이(12)에 마련되어 탄성체 에어백(14)과 연결되고, 상기 열 압착 상부 다이(12)는 열 압착 하부 다이(13)의 위측에 마련되어 열 압착 하부 다이(13)와 함께 병 캐비티를 형성하며, 예비 성형된 종이 병(81)은 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 에어백(14)은 병 캐비티 내에 위치한 예비 성형된 종이 병의 내부에 삽입되며, 열 압착 상부 다이(12)와 열 압착 하부 다이(13)는 통기성 강철(breathable steel)로 제조되어 0.1-0.01mm의 미세 홀을 구비하고, 금형이 닫힌 후, 금형 닫힌 상태에서 열 압착 상부 다이(12)에 가스를 충진함으로써 탄성체 변형을 통해 종이 병 전체에 대해 일체형 펄프 몰딩 병(15)을 성형하며, 열 압착 다이를 150℃로 가열하고 탄성체 백을 5kgf 정도로 가압하여 통기성 강철의 미세 홀을 통해 나머지 수분을 배출함으로써, 일체형 펄프 몰딩 병(15)의 수분 함유량이 3％-5％, 두께가 1.0mm 정도의 완제품이 되도록 하며, 성형 완료 후 가스를 배출하여 탄성체 에어백(14)을 꺼낸다.

제3 실시예

도 1a 및 1b는 본 발명의 펄프 주입 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 도면 부호 1-5의 부위는 펄프 주입 시스템을 구성하는 금형의 구조 설계로서, 구체적으로, 펄프 흡입 시스템은 펄프 주입 플레이트(1), 펄프 주입 캐비티(2) 및 펄프 흡입 플레이트(4)를 포함하며, 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 병의 겉모양과 일치한 오목 캐비티를 구비하고, 상기 펄프 주입 플레이트(1)는 오목 캐비티의 상부에 위치하며, 펄프 주입 플레이트(1)는 병내 교반 펄프 흡입 장치(미도시)와 연결되고, 상기 펄프 주입 플레이트(1)와 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 병 캐비티를 형성하고, 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 펄프 흡입 하프 플레이트로 구성되며, 상기 펄프 주입 플레이트(1)와 펄프 주입 캐비티(2)는 서로 연결된다. 상기 펄프 주입 캐비티는 연장부(21)를 구비하고, 상기 연장부(21)에는 펄프 주입 파이프 홀(3)이 형성되며, 상기 연장부(21)는 펄프 흡입 플레이트(4)의 오목 캐비티 내에 삽입되어 펄프 주입 파이프 홀(3)을 통해 펄프를 주입함으로써 병의 웨트 블랭크(7)를 초보적으로 형성한다. 상기 펄프 흡입 플레이트에는 펄프 흡입 홀(5)과 펄프 흡입 캐비티(6)가 형성되고, 상기 펄프 흡입 홀(5)은 상기 오목 캐비티의 표면에 형성되어 펄프 흡입 캐비티(6)와 연결되며, 상기 오목 캐비티 표면의 상기 펄프 흡입 홀(5)은 병 캐비티의 병 입구, 병목, 병 바디 및 병 바닥에 각각 대응되고, 병 입구, 병목, 병 바디 부위의 펄프 흡입 홀은 병 바닥 부위의 펄프 흡입 홀에 비해 밀도가 높으며, 상기 펄프 흡입 캐비티(6)는 진공 장치(미도시)에 연결되고, 금형이 닫힌 상태에서 펄프 주입 캐비티(2)와 연장부(21)의 펄프 주입 홀(3)을 통해 병 캐비티의 부위에 펄프를 분사하며, 상기 펄프 원료는 목재 펄프이고, 병내 교반 펄프 흡입 장치를 통해 목재 펄프를 균일하게 분산하여 병 캐비티 내에 분사된 펄프가 충분하면서도 균일하도록 한다. 진공 장치(미도시)가 작동하면 펄프 흡입 캐비티(6)를 통해 진공을 형성하여 펄프 흡입 다이의 표면에 펄프가 균일하게 흡착되도록 함으로써 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)를 형성하며, 전자기 밸브 및 압력계를 통해 약 0.7Mpa의 진공이 형성되도록 제어하고, 웨트 블랭크의 수분 함유량은 70％~80％로, 두께는 2.5mm 정도로 제어한다.

도 2a 및 2b는 본 발명의 펄프 흡입 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 상기 압출 시스템은 압출 다이(8), 가압 캐비티(9), 탄성체 워터백(10), 펄프 흡입 다이(11) 및 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)로 구성된다. 상기 가압 캐비티(9)는 압출 다이(8) 내에 설치되어 탄성체 워터백(10)과 연결되고, 상기 압출 다이(8)는 펄프 흡입 다이(11)의 상부에 설치되어 펄프 흡입 다이(11)와 함께 병 캐비티를 형성하며, 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)는 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 워터백(10)은 병 캐비티 내에 위치한 웨트 블랭크 내에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 워터백은 가압 팽창되어 웨트 블랭크를 압출함으로써 웨트 블랭크가 병 캐비티의 내벽에 부착하여 예비 성형 종이 병(81)을 형성하도록 한다. 탄성체 워터백(10)은 신축 가능한 탄성체로서 워터 충진을 통해 금형에 가압하여 성형을 진행하고, 성형 끝난 후 물을 배출하여 탄성체 워터백(10)을 꺼낸다. "금형 닫힌 상태"를 통해, 탄성체가 충압된 후, 펄프 흡입된 웨트 블랭크(7)에 대해 예비 성형을 진행하며, 탄성체 워터백의 가압 압력을 1kgf로 제어하여 예비 성형 종이 병의 수분 함유량은 40％~50％로, 두께는 1.5mm 되도록 한다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 열 압착 성형 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 열 압착 상부 다이(12)는 탄성체 워터백(14)의 고온 및 고압 내구성의 탄성체를 통해 구성되고, 열 압착 하부 다이(13)는 2개의 금형 병 바디 부분(92)과 병 바닥 부분(93)을 통해 구성되며, 상기 열 압착 성형 시스템은 열 압착 상부 다이(12), 가압 캐비티(91), 탄성체 워터백(14), 열 압착 하부 다이(13) 및 예비 성형된 종이 병(81)으로 구성된다. 상기 가압 캐비티(91)는 열 압착 상부 다이(12)에 마련되어 탄성체 워터백(14)과 연결되고, 상기 열 압착 상부 다이(12)는 열 압착 하부 다이(13)의 위측에 마련되어 열 압착 하부 다이(13)와 함께 병 캐비티를 형성하며, 예비 성형된 종이 병(81)은 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 워터백(14)은 병 캐비티 내에 위치한 예비 성형된 종이 병의 내부에 삽입되며, 열 압착 상부 다이(12)와 열 압착 하부 다이(13)에는 배기홈이 형성되고, 금형이 닫힌 후, 금형 닫힌 상태에서 열 압착 상부 다이(12)에 워터를 충진함으로써 탄성체 변형을 통해 종이 병 전체에 대해 일체형 펄프 몰딩 병(15)을 성형하며, 열 압착 다이를 150℃로 가열하고 탄성체 백을 5kgf 정도로 가압하여 일체형 펄프 몰딩 병(15)의 수분 함유량이 3％-5％, 두께가 1.0mm 정도의 완제품이 되도록 하며, 성형 완료 후 물을 배출하여 탄성체 워터백(14)을 꺼낸다.

제4 실시예

펄프 흡입 시스템은 펄프 주입 플레이트(1), 펄프 주입 캐비티(2) 및 펄프 흡입 플레이트(4)를 포함하며, 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 병의 겉모양과 일치한 오목 캐비티를 구비하고, 상기 펄프 주입 플레이트(1)는 오목 캐비티의 상부에 위치하며, 상기 펄프 주입 플레이트(1)와 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 병 캐비티를 형성하고, 상기 펄프 흡입 플레이트(4)는 펄프 흡입 하프 플레이트로 구성되며, 상기 펄프 주입 플레이트(1)와 펄프 주입 캐비티(2)는 서로 연결된다. 상기 펄프 주입 캐비티는 드럼식 펄프 뿜칠 방식을 통해 병의 웨트 블랭크(7)를 초보적으로 형성한다. 상기 펄프 흡입 플레이트에는 펄프 흡입 홀(5)과 펄프 흡입 캐비티(6)가 형성되고, 상기 펄프 흡입 홀(5)은 상기 오목 캐비티의 표면에 형성되어 펄프 흡입 캐비티(6)와 연결되며, 상기 오목 캐비티 표면의 상기 펄프 흡입 홀(5)은 병 캐비티의 병 입구, 병목, 병 바디 및 병 바닥에 각각 대응되고, 병 입구, 병목, 병 바디 부위의 펄프 흡입 홀은 병 바닥 부위의 펄프 흡입 홀에 비해 밀도가 높으며, 상기 펄프 흡입 캐비티(6)는 진공 장치(미도시)에 연결되고, 금형이 닫힌 상태에서 펄프 주입 캐비티(2)를 통해 병 캐비티의 부위에 펄프 뿜칠하여 펄프를 분사하며, 상기 펄프 원료는 사탕수수 펄프이고, 병 캐비티 내의 펄프가 충분하면서도 균일하도록 한다. 진공 장치(미도시)가 작동하면 펄프 흡입 캐비티(6)를 통해 진공을 형성하여 펄프 흡입 다이의 표면에 펄프가 균일하게 흡착되도록 함으로써 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)를 형성하며, 전자기 밸브 및 압력계를 통해 약 0.7Mpa의 진공이 형성되도록 제어하고, 웨트 블랭크의 수분 함유량은 70％~80％로, 두께는 2.5mm 정도로 제어한다.

도 2a 및 2b는 본 발명의 펄프 흡입 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 상기 압출 시스템은 압출 다이(8), 가압 캐비티(9), 탄성체 오일백(10), 펄프 흡입 다이(11) 및 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)로 구성된다. 상기 가압 캐비티(9)는 압출 다이(8) 내에 설치되어 탄성체 오일백(10)과 연결되고, 상기 압출 다이(8)는 펄프 흡입 다이(11)의 상부에 설치되어 펄프 흡입 다이(11)와 함께 병 캐비티를 형성하며, 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크(7)는 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 오일백(10)은 병 캐비티 내에 위치한 웨트 블랭크 내에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 백은 가압 팽창되어 웨트 블랭크를 압출함으로써 웨트 블랭크가 병 캐비티의 내벽에 부착하여 예비 성형 종이 병(81)을 형성하도록 한다. 탄성체 오일백(10)은 신축 가능한 탄성체로서 오일 충진을 통해 금형에 가압하여 성형을 진행하고, 성형 끝난 후 오일을 배출하여 탄성체 오일백(10)을 꺼낸다. "금형 닫힌 상태"를 통해, 탄성체가 충압된 후, 펄프 흡입된 웨트 블랭크(7)에 대해 예비 성형을 진행하며, 탄성체 오일백의 가압 압력을 1kgf로 제어하여 예비 성형 종이 병의 수분 함유량은 40％~50％로, 두께는 1.5mm 되도록 한다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 열 압착 성형 시스템의 금형이 열리거나 닫힌 상태의 구조 예시도를 나타낸다. 열 압착 상부 다이(12)는 탄성체 오일백(14)의 고온 및 고압 내구성의 탄성체를 통해 구성되고, 열 압착 하부 다이(13)는 2개의 금형 병 바디 부분(92)과 병 바닥 부분(93)을 통해 구성되며, 상기 열 압착 성형 시스템은 열 압착 상부 다이(12), 가압 캐비티(91), 탄성체 오일백(14), 열 압착 하부 다이(13) 및 예비 성형된 종이 병(81)으로 구성된다. 상기 가압 캐비티(91)는 열 압착 상부 다이(12)에 마련되어 탄성체 오일백(14)과 연결되고, 상기 열 압착 상부 다이(12)는 열 압착 하부 다이(13)의 위측에 마련되어 열 압착 하부 다이(13)와 함께 병 캐비티를 형성하며, 예비 성형된 종이 병(81)은 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 오일백(14)은 병 캐비티 내에 위치한 예비 성형된 종이 병의 내부에 삽입되며, 금형이 닫힌 후, 금형 닫힌 상태에서 열 압착 상부 다이(12)에 오일을 충진함으로써 탄성체 변형을 통해 종이 병 전체에 대해 일체형 펄프 몰딩 병(15)을 성형하며, 열 압착 다이를 150℃로 가열하고 탄성체 오일백을 5kgf 정도로 가압하여 나머지 수분을 배출함으로써, 일체형 펄프 몰딩 병(15)의 수분 함유량이 3％-5％, 두께가 1.0mm 정도의 완제품이 되도록 하며, 성형 완료 후 오일을 배출하여 탄성체 오일백(14)을 꺼낸다.

제5 실시예

본 실시예는 본 발명의 펄프 몰딩 병 케이스와 플라스틱 인너 라이너를 결합하여 일체형 병을 생산하는 실시예이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 설비는 종이 병 케이스 성형 구역(51), 종이 병 케이스 절단 구역(52), 플라스틱 병 블랭크 구역(54) 및 인너 라이너 장입 구역(53)으로 나누어진다. 종이 병 케이스 성형 구역은 펄프 흡입 구역과 열 압착 성형 구역으로 나누어지고, 펄프 흡입 구역에서 병의 웨트 블랭크를 형성하며, 열 압착 성형 구역에서의 성형을 통해 일체형 종이 병 케이스를 형성한다. 종이 병 케이스 절단 구역에서의 절단을 통해 통일된 표준 사이즈에 도달한 종이 병은 인너 라이너 장입 구역에서 플라스틱 인너 라이너와 결합하여 최종 완전한 종이 병을 형성한다.

종이 병 케이스 성형 구역은 2가지 펄프 흡입 방식으로 나누어진다.

제1 펄프 흡입 방식: 본 설비는 2개의 펄프 흡입 다이가 설치되고, 초기 상태에서 펄프 흡입 다이(B2)는 펄프 풀(Pulp pool) 내에 위치하며, 작동 시 펄프 흡입 다이(A3)가 하방으로 이동하여 펄프 흡입 다이(B2)와 병합하면서 일체형 펄프 흡입 다이를 형성하고, 진공의 온(ON)과 함께 펄프 흡입이 시작된다. 내부의 종이 병 웨트 블랭크가 성형되기를 대기했다가 일체형 펄프 흡입 다이는 상향 이동하여 펄프 풀의 수평면 상부에 도달하며, 펄프 흡입 다이(B2)의 진공은 오프(OFF)하고, 펄프 흡입 다이(A3)의 진공은 지속적으로 온(ON)하며, 그런 후 2개의 펄프 흡입 다이가 분리되면서 펄프 흡입 다이(B2)는 초기 위치로 하향 이동하고, 종이 병 웨트 블랭크(1)는 펄프 흡입 다이(A3)에 위치하게 된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 이때 열 압착 다이(A4)가 슬라이드 레일을 따라 펄프 흡입 다이로 이동하여 수직 방향에서 수평 방향으로 전환하고, 펄프 흡입 다이(A3)가 하향 이동하여 열 압착 다이(A4)와 접촉하며, 펄프 흡입 다이(A3)의 진공을 오프하고 열 압착 다이(A4)의 진공을 온함으로써, 종이 병 웨트 블랭크(1)는 열 압착 다이(A4)에로 전이되며, 그런 후 열 압착 다이(A4)는 슬라이드 레일을 따라 원위치로 복귀하여 열 압착 다이(B5)와 접촉한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 탄성부재(6)가 병 내에 장입되도록 압출 다이가 하향 이동하고, 압출 다이는 고온 액체와 가압 캐비티를 구비하여 고온 액체를 탄성부재 내에 가압 충진하며, 탄성부재는 팽창 및 확대되어 종이 병 웨트 블랭크가 열 압착 다이의 내부 캐비티에 밀접하여 정형화 되도록 하고, 탄성부재의 고온 및 열 압착 다이의 고온을 통해 웨트 블랭크를 건조시킨다. 종이 병 수분 함유량이 표준에 도달하기를 대기했다가 압출 다이의 가압 캐비티는 가압을 중지하고, 고온 액체가 리플로우(reflow) 되며, 탄성부재는 축소되고, 압출 다이는 상향 리프트되어 열 압착 다이를 이탈하면서 원위치에 복귀된다. 도 9에 도시한 바와 같이, 열 압착 다이(B5)는 진공을 온(ON)하고 열 압착 다이(A4)와 이탈하여 슬라이드 레일을 따라 롤러 측으로 이동하며, 수직 방향에서 수평 방향으로 전환하여 롤러(7)로 이동함으로써 치아형 구조(71)가 종이 병(1) 내에 소정의 거리 삽입되도록 하고, 롤러(7)는 병을 회전하여 컨베이어 벨트 위에 위치시키며, 열 압착 다이(B5)는 슬라이드 레일을 따라 원위치에 복귀되어 열 압착 다이(A4)와 병합하면서 생산을 계속한다.

제2 펄프 흡입 방식: 도 6에 도시한 바와 같이, 2개의 펄프 흡입 다이를 설치하고, 초기 상태에서 2개의 펄프 흡입 다이는 병합되어 펄프 풀의 상부에 위치하며, 작업 시작 후 전반 펄프 흡입 다이가 펄프 풀 내에 잠기기까지 하향 이동하고, 2개의 펄프 흡입 다이는 웨트 블랭크가 형성되기까지 진공을 온(ON)한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 2개의 펄프 흡입 다이는 상향 이동하여 지정된 위치에 도달한 후 정지하며, 펄프 흡입 다이(A22)는 진공을 오프하고 펄프 흡입 다이(B32)는 진공을 지속적으로 온하며, 펄프 흡입 다이(B32)가 시계 반대 방향으로 45° 회전하여 2개의 펄프 흡입 다이는 서로 분리된다. 펄프 흡입 다이(B)는 롤러(13)의 치아형 구조(131)가 웨트 블랭크(1) 내에 삽입되도록 45° 방향으로 하향 이동하고, 펄프 흡입 다이(B32)는 진공을 오프하여 원위치로 복귀함으로써 다음 번 생산을 계속한다.

종이 병 절단 부분:

도 10에 도시한 바와 같이, 성형 공정에서 컨베이어 벨트에 이송된 종이 병(1)은 환형으로 배열된 머니퓰레이터(81)에 의해 차례로 클램핑되고, 머니퓰레이터는 컷팅 부재(9)에로 회전하여 통일된 높이로 컷팅 진행한다. 컷팅된 종이 병 케이스(1)는 머니퓰레이터(81)에 의해 다음 컨베이어 벨트로 옮겨진다.

인너 라이너 조립 부분:

도 11에 도시한 바와 같이, 컷팅 후의 종이 병(1)은 컨베이어 벨트를 통해 인너 라이너 조립 공정으로 이송되고, 일정 수량의 종이 병이 지정된 위치에 도달한 후, 양측의 블로우 성형 다이(10)가 종이 병(1) 방향으로 결합하며, 따라서 종이 병(1)은 블로우 성형 다이(10) 내에 위치하게 된다. 미리 제조된 플라스틱 병 블랭크(12)는 예열된 후 대응한 궤도를 따라 블로우 성형 다이로 이동하며, 그 후 블로우 성형 헤드(11)에 의해 클램핑되어 종이 병 내부의 병 블랭크 소정의 위치에로 삽입됨으로써 종이 병과 접촉하도록 블로우 성형된다. 그리고 가공된 종이 병 제품(1)은 수거 및 저장된다.

아래 도표는 본 발명의 제5 실시예에 따라 제조된 플라스틱 인너 라이너 일체형 병의 성능 테스트 결과이다.

테스트 항목	참고 표준	테스트 결과
빈 병 압력 내구성	＞100 N	통과
물 담은 후의 압력 내구성	＞100 N	통과
1.8m 낙하	누출 없음	통과
기밀성 테스트	누출 없음	통과
기압 테스트	＞10 GV	통과
고온 60℃	누출 없음	통과
저온 -20℃	누출 없음	통과

제조된 종이 병의 구조에 있어서, 케이스는 100%의 펄프 몰딩을 사용하여 제품의 강도를 유지하고, 인너 라이너는 0.1mm~0.05mm 두께의 플라스틱을 사용하여 액체를 보호하고 안전성(식품 안정성, 일용 화학 제품 등 분야)에 도달하도록 하며, 따라서 종이의 액체 침투 등 문제를 해결함과 동시에 플라스틱을 70% 이상 감소하였다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 일뿐 본 발명을 한정하려는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 원칙의 범주 내에서 진행한 임의 변경, 균등 치환, 개선 등은 모두 본 발명의 보호범위 내에 속해야 할 것이다.

Claims

펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 금형에 있어서,
상기 금형은 펄프 흡입 시스템, 압출 시스템 및 열 압착 성형 시스템을 포함하며;
상기 펄프 흡입 시스템은 복수의 펄프 흡입 다이로 형성된 캐비티로 펄프를 주입하여 웨트 블랭크를 초기 형성하고, 펄프를 주입하여 초기 형성한 웨트 블랭크를 진공 형성을 통해 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크로 성형하며, 상기 웨트 블랭크는 상기 복수의 펄프 흡입 다이 중 적어도 1개의 펄프 흡입 다이에 의해 상기 압출 시스템으로 전달되고;
상기 압출 시스템은 탄성체 백을 통해 예비 성형 종이 병을 압출 형성하며;
상기 열 압착 성형 시스템은 탄성체 백을 통해 일체형 종이 병을 압출 형성하며,
상기 복수의 펄프 흡입 다이는 제1 펄프 흡입 다이 및 제2 펄프 흡입 다이를 포함하고,
초기 상태에서 상기 제1 펄프 흡입 다이가 펄프 풀(Pulp pool) 내에 위치하며, 작동 시 상기 제2 펄프 흡입 다이가 하방으로 이동하여 상기 제1 펄프 흡입 다이와 병합하면서 일체형 펄프 흡입 다이를 형성하고, 펄프 흡입 후 상기 일체형 펄프 흡입 다이는 상향 이동하여 펄프 풀의 수평면 상부에 도달하며, 상기 제1 펄프 흡입 다이의 진공은 오프(OFF)하고, 상기 제2 펄프 흡입 다이의 진공은 지속적으로 온(ON)하며, 제1 및 제2 펄프 흡입 다이가 분리되면서 상기 제1 펄프 흡입 다이는 초기 위치로 하향 이동하고, 상기 웨트 블랭크는 상기 제2 펄프 흡입 다이에 위치하게 되며,
열 압착 다이가 슬라이드 레일을 따라 상기 제2 펄프 흡입 다이로 이동하여 수직 방향에서 수평 방향으로 전환하고, 상기 제2 펄프 흡입 다이가 하향 이동하여 상기 열 압착 다이와 접촉하며, 상기 제2 펄프 흡입 다이의 진공을 오프하고 상기 열 압착 다이의 진공을 온함으로써, 상기 웨트 블랭크는 상기 열 압착 다이로 전이되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 금형.
제1 항에 있어서,
상기 펄프 흡입 시스템은 펄프 주입 플레이트, 펄프 주입 캐비티 및 펄프 흡입 플레이트를 포함하고,
상기 펄프 흡입 플레이트는 병의 겉모양과 일치한 오목 캐비티를 구비하고, 상기 펄프 주입 플레이트는 오목 캐비티의 상부에 위치하여 펄프 주입 캐비티와 연결되며;
상기 펄프 주입 캐비티는 연장부를 구비하고, 상기 연장부에는 펄프 주입 파이프 홀이 형성되며, 상기 연장부는 펄프 흡입 플레이트의 오목 캐비티 내에 삽입되어 펄프 주입 파이프 홀을 통해 펄프를 주입함으로써 병의 웨트 블랭크를 초기 형성하며;
상기 펄프 흡입 플레이트에는 펄프 흡입 홀과 펄프 흡입 캐비티가 형성되고, 상기 펄프 흡입 홀은 상기 오목 캐비티의 표면에 형성되어 펄프 흡입 캐비티와 연결되며, 상기 펄프 흡입 캐비티는 진공 장치에 연결되고, 펄프를 주입하여 초기 형성한 병의 웨트 블랭크를 진공 형성을 통해 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크로 성형하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 금형.
삭제
제2 항에 있어서,
상기 펄프 주입 플레이트와 상기 펄프 흡입 플레이트는 병 캐비티를 형성하고, 상기 펄프 흡입 플레이트는 펄프 흡입 하프 플레이트로 구성되며;
상기 압출 시스템은 압출 다이, 가압 캐비티, 탄성체 백, 펄프 흡입 다이 및 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크로 구성되고,
상기 가압 캐비티는 압출 다이 내에 설치되어 탄성체 백과 연결되고, 상기 압출 다이는 펄프 흡입 다이의 상부에 설치되어 펄프 흡입 다이와 함께 병 캐비티를 형성하며, 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크는 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 백은 병 캐비티 내에 위치한 웨트 블랭크 내에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 백은 가압 팽창되어 웨트 블랭크를 압출함으로써 웨트 블랭크가 병 캐비티의 내벽에 부착하여 예비 성형 종이 병을 형성하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 금형.
삭제
제4 항에 있어서,
상기 탄성체 백은 가스, 워터 또는 오일을 고압 충진하는 것을 통해 펄프 흡입된 웨트 블랭크의 내부 캐비티에 압력을 인가함으로써 배수 및 예비 성형을 수행하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 금형.
제1 항에 있어서,
상기 열 압착 성형 시스템은 열 압착 상부 다이, 가압 캐비티, 탄성체 백, 열 압착 하부 다이 및 예비 성형된 종이 병으로 구성되고,
상기 가압 캐비티는 열 압착 상부 다이에 마련되어 탄성체 백과 연결되고, 상기 열 압착 상부 다이는 열 압착 하부 다이의 위측에 마련되어 열 압착 하부 다이와 함께 병 캐비티를 형성하며, 예비 성형된 종이 병은 병 캐비티 내에 위치하고, 탄성체 백은 병 캐비티 내에 위치한 예비 성형된 종이 병의 내부에 삽입되며, 금형이 닫힌 후, 탄성체 백을 가압 팽창하여 예비 성형된 종이 병을 압출함으로써 예비 성형된 종이 병이 병 캐비티의 내벽에 부착하여 일체형 종이 병을 형성하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 금형.
삭제
펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 공정에 있어서,
상기 청구항 1, 2, 4, 6 및 7 중 임의 한 항에 기재된 금형을 사용하며,
(1) 펄프 흡입 시스템을 조립하여 금형 닫힌 상태에서 펄프 주입 캐비티와 연장부의 펄프 주입 홀을 통해 병 캐비티의 부위에 펄프를 주입하되, 병 캐비티 내의 펄프가 충분하면서도 균일하도록 하는 단계;
(2) 진공 장치를 작동하여 펄프 흡입 캐비티를 통해 진공을 형성하여 펄프 흡입 다이의 표면에 펄프가 균일하게 흡착되도록 함으로써 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크를 형성하는 단계;
(3) 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크를 압출 시스템으로 옮겨 펄프 흡입 후의 웨트 블랭크가 병 캐비티 내에 위치하도록 하고, 탄성체 백은 병 캐비티 내에 위치한 웨트 블랭크 내에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 백은 가압 팽창되어 웨트 블랭크를 압출함으로써 웨트 블랭크가 병 캐비티의 내벽에 부착하여 예비 성형 종이 병을 형성하도록 하는 단계; 및
(4) 예비 성형 종이 병을 열 압착 성형 시스템에 옮겨 예비 성형 종이 병을 병 캐비티 내에 위치하도록 하고, 탄성체 백은 병 캐비티 내에 위치한 예비 성형 종이 병의 내부에 입력되며, 금형이 닫힌 후 탄성체 백은 가압 팽창되어 예비 성형 종이 병을 압출함으로써 예비 성형 종이 병이 병 캐비티의 내벽에 부착하여 일체형 종이 병을 열 압착 성형하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 공정.
제9 항에 있어서,
상기 단계(1)의 펄프 주입은 펄프 분사, 펄프 붓기, 병 내의 펄프 교반 흡입 또는 드럼식 펄프 뿜칠의 방식을 사용하고;
상기 펄프는 사탕수수 펄프, 대나무 펄프, 목재 펄프를 사용하며;
상기 단계(3) 및 단계(4)는 가압 가스 또는 액체를 배출하여 탄성체 백을 꺼내는 절차를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 공정.
종이 병 케이스 성형 구역, 종이 병 케이스 절단 구역, 플라스틱 병 블랭크 구역 및 인너 라이너 장입 구역을 포함하는 플라스틱 인너 라이너 종이 병의 생산 설비에 있어서,
상기 종이 병 케이스 성형 구역은 상기 청구항 1, 2, 4, 6 및 7 중 임의 한 항에 기재된 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 금형을 포함하여 일체형 종이 병 케이스를 성형하며;
상기 플라스틱 병 블랭크 구역은 플라스틱 인너 라이너의 병 블랭크를 성형하며;
상기 인너 라이너 장입 구역에서 펄프 몰딩 일체형 병 케이스는 블로우 성형 다이 내에 위치하고, 블로우 성형 헤드가 플라스틱 병 블랭크를 블로우 성형 다이 내에 넣어 블로우 성형 시 플라스틱 인너 라이너는 종이 병 케이스 내에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 인너 라이너 종이 병의 생산 설비.
플라스틱 인너 라이너 종이 병의 생산 공정에 있어서,
상기 청구항 9에 기재한 펄프 몰딩 일체형 병 케이스의 공정에 따라 상기 펄프 몰딩 일체형 병 케이스를 제조하는 단계;
플라스틱 병 블랭크 구역에서 플라스틱 병 블랭크를 예비 제조하는 단계; 및
인너 라이너 장입 구역에서 펄프 몰딩 일체형 병을 블로우 성형 다이 내에 위치하고, 블로우 성형 헤드가 플라스틱 병 블랭크를 블로우 성형 다이 내에 넣어 블로우 성형 시 플라스틱 인너 라이너는 종이 병 케이스 내에 직접 부착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 인너 라이너 종이 병의 생산 공정.