KR20000009383A - 페트병 재생칩 생산 자동화 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페트(PET)병 재생칩 생산자동화 기계(products index elevater식)에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 페트병 재생침 생산 자동화 기계는, 수거한 페트(PET)병을 저장하는 제1저장호퍼(10)와; 제1저장호퍼의 페트병을 낱개로 이송시키는 버킷컨베이어(12)와; 낱개별로 이송되는 페트병이 일방향으로만 향하도록 정렬시키는 정렬기(16)와; 정렬기에서 공급되는 페트병의 뚜껑을 제거하는 병뚜껑제거기(20)와; 병뚜껑이 제거된 페트병의 병목에 남아있는 링을 제거하는 링제거기(25)와; 뚜껑과 링이 제거된 페트병에 열을 가하는 열풍덕트(30)와; 열에 의해 라벨에 붙은 접착제가 접착력을 약화시키고, 나이프와 스크레이퍼를 구비한 스크레이퍼장치로 병을 훑어내려가면서 라벨과 베이스컵을 제거하는 라벨 및 베이스컵 제거기(40)와; 라벨 및 베이스컵 제거기를 통과한 페트병을 센서를 통해 페트병을 색상별로 구분하는 분리슈트(50)와; 각각 색상별로 구분된 페트병의 병목을 절단하는 병목 절단기(60)와; 병목이 절단된 페트병을 일단저장하는 제2저장호퍼(70)와; 제2저장호퍼의 페트병을 잘게 분쇄시키는 파쇄기(80)와; 파쇄기로 분쇄된 페트병칩을 포장대로 이송시키는 스프링피더(90)들로 구성하여 페트병 재생에 필요한 전 공정을 자동화하므로써 페트병 재생사업을 경제성있는 사업으로 활성화되도록 하는 효과가 있다.

Description

페트병 재생칩 생산 자동화 기계

본 발명은 페트(PET)병 재생칩 생산 자동화 기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페트병을 재생하기 위해 거쳐야하는 장치들을 유기적으로 연결시킴으로써 하나의 페트병으로부터 재생할 수 있는 크기의 칩으로 분쇄시켜 포장하는 공정까지 완전 자동화를 이루어 페트병 재생사업을 경제성있는 사업으로 활성화되도록 하는 페트(PET)병 재생칩 생산 자동화 기계에 관한 것이다.

일반적으로 페트병은 가볍고 성형성이 좋으므로 대형 음료용기는 대부분 페트병을 사용하게 된다.

페트병은 잘썩지 않으므로 그대로 버려질 경우 환경이 오염되는 우려가 있고, 또 페트병이 고가의 합성수지이므로 버려질 경우에는 경제적 낭비를 초래하는 결과가 되기 때문에 이를 수거하여 재생하여 다시 페트병을 만들거나 다른 제품을 만들게 되는데, 심지어는 촉매를 이용하여 환원시켜 사용하기도 한다.

이와 같이 페트병을 재활용하기 위해서는 여러공정들을 거처야만 한다. 즉, 페트병에 부착되어 있는 성질이 다른 물질들을 분리시켜야 하고, 또 잘게 분쇄시켜야만 재생효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이러한 작업을 할 수 있도록 여러 가지 장치들이 많이 개발되어 있다. 예를 들면 본 발명자에 의해 개발되어 출원된 실용신안 등록번호 제 92857 호, 제 98493 호등 라벨제거기, 하부뚜껑제거기 등 여러종류들의 장치들이 있다.

그러나 이러한 장치들은 재생하기 위해 거쳐야할 여러공정들 중 일부분을 대신하는 장치들이고 또 이러한 장치들은 서로 유기적으로 연계되어 이루어지질 못하기 때문에 대부분의 작업들이 수작업에 의해 이루어질 수밖에는 없었다. 이러한 이유에 의해 많은 인건비가 들게 되고 또한 생산성이 떨어져 사실상 페트병 재생사업은 경제성이 떨어져 활성화되지 못하였다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하고자 창안된 것으로, 그 목적은 페트병을 재생하기 위해 거쳐야하는 장치들을 유기적으로 연결시킴으로써 하나의 페트병에서 재생할 수 있는 크기의 칩으로 분쇄시켜 포장하는 공정까지 완전 자동화를 이루어 페트병 재생사업을 경제성있는 사업으로 활성화되도록 하는 페트병 재생칩 생산 자동화 기계을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 페트병 재생칩 생산 자동화 기계 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 제1저장호퍼 및 버킷컨베이어의 구조도,

도 3a,3b는 본 발명에 따른 정렬기의 구조도,

도 4는 본 발명의 병뚜껑제거기의 사시도,

도 5는 본 발명의 병뚜껑제거기의 정단면도,

도 6은 본 발명의 병뚜껑제거기의 클램프장치 구조도,

도 7은 본 발명의 링제거기의 구조도,

도 8은 본 발명의 열풍덕트와 라벨 및 베이스컵제거기의 사시도,

도 9는 본 발명의 라벨 및 베이스컵제거기의 작동상태를 나타낸 단면도,

도 10은 본 발명의 라벨 및 베이스컵제거기의 평면도,

도 11은 본 발명의 유색병 분리슈트의 구조를 나타낸 평면도,

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 - 제1저장호퍼 12 - 버킷컨베이어 15 - 이송컨베이어

16 - 정렬기 20 - 병뚜껑제거기 25 - 링제거기

30 - 열풍덕트 40 - 라벨 및 베이스컵 제거기 50 - 분리슈트

60 - 절단기 70 - 제2저장호퍼 80 - 파쇄기

90 - 스프링피더 92 - 포장대

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 페트(PET)병 재생칩 생산 자동화 기계은, 수거한 페트병을 저장하는 제1저장호퍼와; 제1저장호퍼의 페트병을 낱개로 이송시키는 버킷컨베이어와; 낱개별로 이송되는 페트병이 일방향으로만 향하도록 정렬시키는 정렬기와; 정렬기에서 공급되는 페트병의 뚜껑을 제거하는 병뚜껑제거기와; 병뚜껑이 제거된 페트병의 병목에 남아있는 링을 제거하는 링제거기(25)와; 뚜껑과 링이 제거된 페트병에 열을 가하는 열풍덕트와; 열에 의해 라벨에 붙은 접착제가 접착력을 약화시키고, 나이프와 스크레이퍼장치로 병을 훑어내려가면서 라벨과 베이스컵을 제거하는 라벨 및 베이스컵 제거기와; 라벨 및 베이스컵 제거기를 통과한 페트병을 센서를 통해 페트병을 색상별로 구분하는 분리슈트와; 각각 색상별로 구분된 페트병의 병목을 절단하는 절단기와; 병목이 절단된 페트병을 일단저장하는 제2저장호퍼와; 제2저장호퍼의 페트병을 잘게 분쇄시키는 파쇄기와; 파쇄기로 분쇄된 페트병칩을 포장대로 이송시키는 스프링피더들로 구성되어 달성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 페트(PET)병 재생칩 생산 자동화 기계 구성도이다.

본 자동화 기계는 선두부에 제1저장호퍼(10)가 설치되어 있다. 이 제1저장호퍼(10)는 도 2에서와 같이 본 자동화 기계가 1시간동안 작업할 수 있는 용량의 페트(PET)병을 저장할 수 있는 크기로서 대략 800개정도가 저장된다.

제1저장호퍼(10)의 일측에는 일단이 제1저장호퍼(10)의 내하부에 위치하고 다른 일단은 외부에 위치하도록 설치되어 제1저장호퍼(10)에 저장된 페트병을 눕혀서 낱개로 이송시키는 버킷컨베이어(12)가 설치되어 있다.

버킷컨베이어(12)는 제1저장호퍼(10)의 내부 일측면부에 설치되는데, 하단부는 제1저장호퍼(10)의 바닥부에 위치해 있고, 상단부는 제1저장호퍼(10)의 상단을 지나게 설치되어 있다. 버킷컨베이어(12)의 양측 상,하부풀리에는 체인어태치먼트(121)가 감겨져 있다. 그리고 하부풀리의 일측에는 전동기(123)와 연결되어 작동된다.

버킷컨베이어(12)의 체인어태치먼트(121)에는 페트병을 하나씩 이송시키는 버킷(122)이 일정한 간격으로 다수개 설치되어 있다. 이 버킷(122)은 표면과 수직을 이루는 다수개의 이송핀을 횡으로 일정간격 설치한 것으로서, 이러한 버킷(122)을 체인어태치먼트(121)의 전면에 일정한 간격으로 연속되게 설치하여 이루어진다. 특히 버킷(122)들간의 간격은 하나의 페트병이 눕혀져 삽입되어 이송될 정도의 간격을 하고 있다. 그리고 버킷컨베이어(12)가 관통 설치된 제1저장호퍼(10) 바닥에는 페트병이 빠지지 않도록 버킷컨베이어(12)의 체인어태치먼트(121) 표면과 근접되게 형성되어 있다. 그렇지만 이송핀들이 용이하게 지나갈 수 있도록 도면에 도시생략된 이송핀홈이 이송핀과 동일한 간격으로 형성되어 있다. 또한 제1저장호퍼(10)에는 많은 양의 페트병이 뒤엉켜 있어 버킷컨베이어(12)가 페트병을 제대로 담아올리지 못하게 되는 경우가 있기 때문에 제1저장호퍼(10)의 저부에는 버킷컨베이어(12)쪽으로 페트병을 밀어주는 소형컨베이어(11)를 설치하였다. 이 소형컨베이어(11)에 의해 제1저장호퍼(10)의 페트병이 버킷컨베이어(12)쪽으로 이송되어 연속적으로 버킷컨베이어(12)에 담아져 이송되게 된다.

한편, 버킷컨베이어(12)의 상단 하부에는 이송컨베이어(15)가 수평하게 설치되어 있으며, 양측으로는 이송되는 페트병이 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해 가이드판이 설치되어 있다. 이 이송컨베이어(15)는 찌그러진 병, 소형병 등을 수동 또는 자동으로 분리하기 위한 것이다.

버킷컨베이어(12)의 상단하부와 이송컨베이어(15)의 사이에는 버킷컨베이어(20)에 의해 이송되는 페트병을 분리시켜 이송컨베이어(15)로 안내하는 분리판(124)이 설치된다. 이 분리판(124) 또한 페트병이 빠지지 않도록 버킷컨베이어(12)와 근접되게 설치되며, 이또한 버킷(122)의 이송핀이 통과될 수 있도록 도면에 도시되지 않은 이송핀홈이 형성되어 있다.

이송컨베이어(15)에 이어서 정렬기(16)가 설치되어 있다.

이 정렬기(16)는 버킷컨베이어(12)로부터 무질서하게 공급 이송되기 때문에 후속으로 이루어지는 여러공정을 통과시켜 원하는 목적을 얻고자 한다면 반드시 페트병의 머리부가 일정한 방향으로 향하도록 셋팅해야 한다. 즉, 무질서하게 공급되는 페트병을 도면에 도시되지 않은 센서(바닥과 머리부의 형상의 차이를 감지하는 센서)를 통해 머리부가 진행방향을 향할 때에는 그 방향을 바꾸어주는 장치이다.

이러한 장치는 도 3a에서와 같이 이송컨베이어(15)의 선단부에 페트병의 진행방향에 따라 선별하여 두 개의 출구로 선택적으로 이송시키는 선별틀(161a)이 설치되고, 선별틀(161a)의 하부에는 정방향 안내부(168) 및 걸림턱(169)에 의해 페트병의 방향을 바꾸어주는 역방향 안내부(168)로 구성된 슈트(166a)가 연결되어 선별틀(161a)에 의해 선택적으로 공급되는 페트병을 안내하여 하나의 방향으로 바꾸어 공급하도록 구성되어 있다.

즉, 선별틀(161a)의 양측 가이드판(162)에는 페트병의 폭 및 병목을 감지하는 마이크로스위치(163)로 구성되어 있고, 바닥판(164)이 개폐실린더(165)에 의해 개방되도록 되어 있어 페트병이 정방향일 때는 그대로 정방향안내부(168)로 공급하고 역방향으로 진행될 때에는 이를 감지하여 바닥판(164)을 개방시키므로 페트병이 슈트(166a)의 역방향안내부(167)로 낙하하여 걸림턱(169)에 의해 그 진행방향이 바뀌도록 하였다.

또한 도 3b와 같은 구조로 설치될 수도 있다. 즉, 이송컨베이어(15)의 가이드판에 페트병의 방향을 감지하는 마이크로스위치(163)가 설치되어 있고, 이송컨베이어(15)에 연이어서 양측에 페트병의 이탈을 방지하는 가이드판(162)과 바닥판(164)으로 구성되어 도면에 도시되지 않은 모터에 의해 회전되는 회전장치(166b)를 설치하여 페트병이 역방향으로 진행될 때 이를 감지하여 모터가 회전장치(161b)를 180。회전시켜 페트병의 방향을 정방향으로 바꾼 후 하나의 통로로된 슈트(166b)로 공급시키게 한 것이다.

이러한 구조의 정렬기를 통하여 결국 페트병의 방향이 이송방향에서 우측으로 병주둥이가 위치하도록 정렬시킨다.

정렬기(16)의 다음에는 병뚜껑 및 링제거기(20)(25)가 설치되어 있다. 병뚜껑 및 링은 페트병과 다른 물질이기 때문에 반드시 제거되어야만 재생효율이 향상된다.

먼저, 병뚜껑제거기(20)는 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이 본 고안은 페트병을 목부가 일정한 방향을 향하도록 눕혀서 이송시키는 이송컨베이어(21)가 설치되어 있다. 이 이송컨베이어(21)는 다수의 칸(211)으로 나눠져 각 칸에 페트병이 장착되며, 각 칸은 독립적으로 형성되어 있어 풀리를 따라 방향전환이 가능하다. 그리고 이송컨베이어(21)에 눕혀진 페트병은 항상 목부가 외부로 돌출된 상태로 이송된다.

이 이송컨베이어(21)는 페트병을 이송시키면서 특정 페트병이 정지위치에 도달하게 되면 이를 감지하여 회전작동이 정지했다가 병뚜껑이 제거된 후 다시 진행하는 작동을 반복한다.

이 이송컨베이어(21)의 상부 또는 하부에는 페트병을 고정시키는 클램프장치(22)가 설치되어 있다. 이 클램프장치(22)는 페트병이 정지위치에 도달하면 클램프장치(22)가 작동하도록 되어 있다.

클램프장치(22)는 도 6과 같이 페트병과 직각을 이루는 각으로 설치된 프레임(229)에 이송장치로 이송되는 페트병이 정지위치에서 정지하게 되면 로드(222)를 출몰시키는 클램프실린더(221)가 페트병을 향하여 설치되어 있다. 클램프실린더(221)의 로드(222) 선단에는 브래킷(223)을 통해 두 개의 링크(224a)(224b)의 후단을 회동가능하게 핀결합하였다. 또 후단부가 절곡연장된 제1아암(225a)(225b)을 두 개 구성하여 양측에 서로 마주보게 한 다음 후단부를 양측 링크(224a)(224b)의 선단 붕심부의 위치에서 프레임(229)에 회동가능하게 핀결합시키고, 절곡된 부위를 인접한 각 링크(224a)(224)와 핀결합시켰다. 또 두 개의 제1 아암(226a)(226b)을 구비하여 양측으로 배치하고 인접한 각각의 제2아암(225a)(225b)과 핀결합시키고, 후단부는 제1아암(226a)(226b) 사이의 프레임(229)에 회동가능하게 핀결합시킨다. 그리고 각 제1아암(226a)(226b)의 선단에는 세그먼트(227a)(227b)를 결합하였다. 이때 세그먼트(227a)(227b)는 양측에 서로 대향되게 구성되어 밀착시 중심부에 페트병의 병목을 취부할 수 있도록 취부홈(228)이 형성되어 있다.

또 이송컨베이어(221)의 전방 즉, 페트병의 병목이 놓여진 방향에는 페트병 병뚜껑분리장치(23)가 설치되어 있다.

이 병뚜껑분리장치(23)는 도 4 도 5에서와 같이 페트병의 전방에 고정판(231)이 수평한 상태로 고정설치 되어 있고, 이 고정판(231)의 상면에는 가동판(234)이 양측 가이드레일(235)에 안내되어 전후로 슬라이딩되게 설치되며, 그 후측에는 제1실린더(232)가 고정판(231)상에 고정설치되어 로드가 가동판(234)의 후측에 연결되어 있다. 그리고 제1실린더(232)는 클램프장치(222)의 전진작동이 완료되면 작동하여 가동판(234)을 전후진시키는 구조로 되어 있다.

가동판(234)의 상면 전후부에는 지지프레임(236)이 설치되어 있고, 이 지지프레임(236)에 회전축(237)이 축설되어 있으며, 회전축(237)의 외주에는 스프로킷(238)이 설치되어 별도의 모터와 체인(239)으로 연결되어 동력을 전달받아 회전된다. 회전축(237)의 선단은 지지프레임(236)을 관통하여 연장되어 있고, 그 선단부에 조우(240)가 설치되어 있다. 이 조우(240)는 회전축(237)의 선단에 설치된 회전체(241)와 이 회전체(241)에 적어도 3개의 발(242)이 방사형상으로 회동가능하게 핀결합된 구조로 되어 있다. 지지프레임(236)의 상부에는 가동판(234)과 평행하게 설치된 횡판(243)이 설치되어 있다. 이 횡판(243)상에는 가동판(234)의 전진완료시 전진하고 가동판(234)이 후퇴완료후에 후퇴작동하는 제2실린더(244)가 설치되고, 제2실린더(244)의 로드(245) 선단에는 연결판(246)이 수직으로 연결되며, 이 연결판(246)에는 조우(240)를 오므렸다 폈다하는 조우작동링(247)이 고정 설치된다. 이 조우작동링(247)은 지지프레임(236)과 조우(240)의 사이의 회전축(237)상에 전후 이동이 가능하게 설치되어 있다.

이러한 구조의 병뚜껑제거기(20)의 작동을 보면, 정렬기(16)에 의해 페트병이 병뚜껑분리장치(23)쪽으로 병목을 향한 상태로 이송컨베이어(21)에 셋팅되어 이송된다. 순차적으로 이송되는 페트병이 정지위치에 오면 일시 정지하였다가 진행된다. 이러한 작동들이 연속적으로 이루어지면 실제 이송컨베이어(21)는 한피치씩 이송작동되는 것으로 인식된다.

이러한 이송컨베이어에 의해 병뚜껑이 씌워진 페트병이 정지위치에 오게 되면 클램프장치(22)가 작동한다. 즉, 클램프실린더(221)가 로드(222)를 돌출시켜 로드(222)선단의 브래킷(223)에 설치된 링크(224a)(224b)가 제2아암(225a)(225b)을 밀게 된다. 제2아암(225a)(225b)은 핀을 축으로 서로 대향되게 회동되어 그 선단이 오므려지고, 선단에 연결된 제1아암(226a)(226b)의 선단 또한 오므려지게 되어 제1아암(226a)(226b)의 선단에 설치된 세그먼트(227a)(227b)가 페트병목을 취부하여 고정시키게 된다.

클램프장치(22)가 페트병의 병목을 취부하게 되면 페트병 병뚜껑분리장치(23)가 작동한다. 병뚜껑분리장치(23)의 작동을 보면 먼저, 제1실린더(232)가 로드를 돌출시켜 이에 연결된 가동판(234)을 페트병의 병목을 향하여 전진시킨다. 이때 지지프레임(236)에 설치된 회전축(237)은 모터의 회전력을 체인(239)으로 전달받이 병뚜껑이 풀리는 방향으로 회전하고 있다. 이 작동에 의해 회전축(237)단의 선단에 설치된 조우(240)가 회전하여 핀결합된 세 개의 발(242)들이 원심력에 의해 벌어진 상태로 병뚜껑과 근접한 상태로 있게 된다.

이어지는 동작으로 가동판(234)과 함께 전진해있던 제2실린더(244)가 작동하여 로드에 연결된 작동판 및 조우작동링(247)이 전진하여 원심력에 의해 벌어져 있던 발(242)을 오므리므로써 병뚜껑을 잡아 줌과 동시에 제1실린더(232)가 후퇴하게 된다. 이 동작에 의해 병뚜껑은 조우(240)를 따라 회전되면서 후퇴시 병목으로부터 분리되게 된다. 병뚜껑이 병목으로부터 분리되면 제2실린더(244)가 후퇴하여 발(242)을 밀어 오므리고 있던 조우작동링(247)이 후퇴하여 발(242)이 자유롭게 되므로 발(242)은 원심력에 의해 사방으로 벌어지게 되어 물고 있던 병뚜껑을 하부로 떨어뜨려 제거하게 된다.

병뚜껑이 제거되면 병목을 잡아 고정하고 있던 클램프장치(22)가 원상태로 복귀한다. 즉, 클램프 실린더(221)가 후퇴하여 로드(222)에 연결되어 있던 링크(224a)(224b)가 후퇴하게 되고, 이와 연결된 제2아암,제1아암(225a)(225b)(226a)(226b)이 순차작으로 벌어지게 되어 페트병을 물고 있던 세그먼트(227a)(227b)가 벌어져 페트병을 자유롭게 해준다.

이와 같은 동작이 완료되면 멈춰져 있던 이송장치는 다시 작동하게 되고 연속되어 공급되는 페트병을 처음과 같은 방법으로 작동하여 병뚜껑을 제거하게 된다. 이러한 일련의 동작들이 반복되어 이송되는 각 페트병의 병뚜껑을 자동으로 제거되게 되는 것이다.

또한 링제거기(25)는 도 7에서와 같이 별도의 이송장치를 통해 이송되는 페트병이 일시 정지하는 정지위치의 양측 프레임(257a)(257b)에 설치된다.

이 프레임(257a)(257b)의 상부 후측에 로드(252a)(252b)가 서로 마주보는 구조로 제1,제2실린더(251a)(251b)가 설치되어 있고, 그 로드(252a)(252b) 선단에는 내,외측커터(253a)(253b)가 설치된다. 이 내,외측커터(253a)(253b)의 양측에는 가이드(256a)(256b)가 설치되어 있어 실린더(251a)(251b)의 로드(252a)(252b)가 출몰됨에 따라 전후로 대향되게 진퇴작동한다. 이때 전진구간은 중앙의 페트병목의 중앙부까지이며, 약간 지나쳐도 무방하다.

내,외측커터(253a)(253b)의 각 선단은 페트병 목의 곡면과 같이 오목하게 형성되어 있다. 그리고 내측커터(253a)의 양측 선단은 링이 끼워진 병목보다는 같거나 크고 페트병 링의 지름보다 작은 넓이다. 대향되는 외측커터(253b)의 선단은 페트병 링의 지름보다는 작고 내측커터(253a)의 넓이보다는 큰 넓이를 갖고 있다. 또한 내측커터(253a)의 양측 끝단의 날(254a)은 뾰족하게 형성되어 있고, 대향되게 설치된 외측커터(253b)의 양측 끝단 날(254b)은 각이 지게 형성되어 있다.

이러한 구조의 링제거기(25)의 작동을 보면, 이송장치를 통해 이송되는 페트병(10)이 정지위치에 일시정지하게 되면 양측 고정프레임(257a)(257b)에 설치된 제1,제2실린더(251a)(251b)가 작동하여 로드(252a)(252b)를 돌출시킨다. 이 작동에 의해 로드(252a)(252b)의 선단에 연결된 대향된 내,외측커터(253a)(253b)가 서로 페트병의 병목에 끼워진 링을 향하여 전진한다.

전진하는 내,외측커터(253a)(253b)는 일단 양측 끝단의 날(254a)(254b)이 링의 양측에 접촉되며, 내측커터(253a)는 링이 외측커터(253b)에 의해 뒤로 밀리는 것을 방지하게 되고, 외측커터는 링을 내측커터(253a)의 양단의 외부로 밀어 접는다. 이 작동에 의해 외측커터(253b)의 양끝단 사이에 위치한 링의 일부분이 끊어지게 되고, 그 끊어진 양단은 내측커터(253a)의 양날에 접혀지면서 벌어지게 된다.

내,외측커터(253a)(253b)에 의해 링이 절단되어 벌어지게 되면 다시 제1,제2실린더(251a)(251b)는 로드(252a)(252b)를 후퇴시켜 내,외측커터(253a)(253b)또한 후퇴시키게 된다. 이 작동에 의해 절단된 링은 자중에 의해 하부로 떨어져 병으로부터 제거되게 된다. 이러한 작동은 후속으로 이송되는 페트병이 정지위치에 도달하여 일시정지하게 되면 처음과 같은 동작을 반복하여 페트병의 링을 연속적으로 제거하게 되는 것이다.

이러한 구조의 링제거기(25)의 후단부에는 공급대기 저장통(26)이 설치되어 있다. 이 저장통(26)은 약 10분 작업량의 페트병을 저장할 수 있다.

공급대기 저장통(26)의 일측에는 이송컨베이어가 설치되어 있다. 이송컨베이어를 통해 페트병은 열풍덕트(30)로 공급된다. 여기서 저장통(26)과 인접설치된 이송컨베이어는 본 장치에서 제외시킬 수도 있다.

열풍덕트(30)는 도 8에서와 같이 열풍에 의해 페트병의 외측면에 부착된 라벨을 분리시키기 위한 예비작업을 수행하는 장치로서, 내부를 통과하는 페트병은 목이 상부를 향하도록 한 체로 도면에 도시되지 않은 체인컨베이어를 통해 한 핏치씩 진행하고 일정시간동안 정지했다가 다시 한 피치씩 전진한다. 이와 같이 페트병이 열풍덕트(30)를 통과하면, 라벨의 접착력이 열풍에 의해 약화된다. 또 라벨과 베이스컵이 페트병으로부터 이완되기도 한다. 또 열풍덕트(30)내의 체인컨베이어 진행방향을 지그재그로 절곡시켜 페트병이 열풍덕트(30)를 통과 하면서 충분한 열을 받을 수 있도록 하였으며, 이송되는 과정에서 페트병의 진행이 원활하도록 페트병의 몸체를 잡고 이송시키는 도면에 도시되지 않은 클램프장치가 형성되어 있다.

이러한 열풍덕트(30)는 길이가 긴 사각관형상으로 외부측면에는 공기를 가열시키는 히터가 구비된 송풍기(31)가 설치되어 있고, 이 송풍기(31)는 송풍관(32)을 통해 열풍덕트(30)의 내부로 연결되어 열풍을 송풍하도록 되어 있다.

또한 열풍덕트(30)의 내부 일측 측면에는 수평으로 길게 형성되어 페트병의 병목에 형성된 돌출턱을 지지하여 이송안내하는 가이드레일(33)이 설치되어 있다. 이 가이드레일(33)은 열풍덕트(30)의 후단을 지나도록 연장되어 있다. 그리고 가이드레일(33)과 대향되는 위치 즉 가이드레일(33)과 병목간격을 유지하면서 페트병을 순차적으로 이동시키는 이송장치 설치되어 있다. 이 이송장치는 열풍덕트(30)의 전후부에 스프로킷(34a)(34b)이 설치되고, 일측 스프로킷(34a)(34b)에는 도면에 도시되지 않은 구동모터와 전동장치로 연결되어 있으며, 양측 스프로킷(34a)(34b)간에는 어태치먼트체인(35)이 감겨있고, 어태치먼트체인(35)에는 일정한 구간으로 페트병의 병목을 진행방향으로 밀어주는 밀대(36)가 설치되어 있다.

열풍덕트(30)의 후단 하부에는 라벨 및 베이스컵 제거기(40)가 설치되어 있다.이 라벨 및 베이스컵 제거장치는 도 8, 도 9에서와 같이 양측에 제1,제2실린더(420a)(420b)가 구성되어 있다. 제1,제2실린더(420a)(420b)는 로드(421a)(421b)가 상향출몰되도록 수직으로 설치되며, 각 로드(421a)(421b)의 선단부에는 고정판(423a)(423b)이 수평하게 설치되어 있다. 양측 고정판(423a)(423b)의 상면에는 제3,제4실린더(425a)(425b)가 브래킷에 의해 각각 고정 설치되는데, 출몰되는 로드(426a)(426b)는 서로 대향되게 바라보는 구조로 설치되어 있다. 제3,제4실린더(425a)(425b)의 앞쪽에는 로드(426a)(426b)를 지지하는 지지대(424)가 횡설되어 있다.

또한 각 고정판(423a)(423b)이 설치된 위치의 양측 가이드레일(33)에는 수직으로 설치된 가이드샤프트(430)가 두 개씩 평행하게 설치되어 있다. 이 가이드샤프트는 고정판(423a)(423b)을 일정한 궤도로 안내하는 기능을 하는 것으로, 상단은 가이드레일(33)에 너트로 고정되고 하단은 지지판(432)에 지지되어 있다. 그리고 고정판(423a)(423b)에 가이드샤프트(430)가 삽입되는 구멍을 형성하고, 이 구멍에 베어링(434)을 끼운다음 가이드샤프트(430)를 삽입하여 고정판(423a)(423b)이 상하 슬라이딩 이동되는데 용이하도록 되어 있다.

한편, 양측 고정판(423a)(423b)에 설치된 로드(426a)(426b)의 선단부에는 스크레이퍼장치(440)가 설치되어 있다. 이 스크레이퍼장치(440)는 도 9, 도 10에서와 같이 대향되는 반원형 프레임(441)이 각 로드(426a)(426b)의 단부에 각각 결합되고, 각 반원형 프레임(441)에는 갈고리 형상의 스크레이퍼(442) 두 개가 양측에 회동가능하게 핀결합되어 있고, 이 스크레이퍼(442)의 사이에는 스크레이퍼형상을 갖으면서 끝단에 라벨을 절단하는 나이프(443)가 스크레이퍼(442)와 같이 회동가능하게 핀결합되어 있으며, 또 스크레이퍼장치(440)의 각 스크레이퍼(442) 및 나이프(443)에는 토션스프링(444)이 탄력설치되어 중심방향으로 복원력을 갖도록 되어 있다.

또 프레임(441)의 하부에는 하부스크레이퍼(445)와 하부나이프(446)가 동일한 배치구조로 설치되어 있다. 이는 페트병에 부착된 라벨이 접착제로 부착되어 있지 않고 밴드와 같이 둘러진 상태에서 수축력에 의해 부착된 라벨을 제거하기 위한 것이다.

이러한 하부스크레이퍼(445)와 하부나이프(46)는 프레임(441)의 하부 중심 및 양측에 수평으로 나이프 출몰구멍(447)을 관통시켜 이에 봉(448)을 삽입시킨 후 봉(448)의 후단 일단은 봉을 탄지하고 후단은 고정판(423a)(423b)에 탄지되도록 탄설되어 있다. 그리고 봉의 선단은 일정 길이만 돌출되도록 프레임에 형성된 걸림턱에 걸려 있다.

이때, 하부스크레이퍼(445)의 봉(448)선단에는 라벨의 상단을 걸어 당기는 후크가 형성된 구조이고, 하부나이프(446)는 봉(448)의 선단에 칼날이 형성된 구조로 되어있다.

제1,제2실린더(420a)(420b)의 로드(421a)(421b) 출몰동작 구간은 스크레이퍼장치(440)의 스크레이퍼(442) 선단이 가이드레일(433)에 의해 이송되는 페트병의 병목부분에서 하단까지 이동이 가능한 범위에서 상하 수직이동된다.

그리고 스크레이퍼장치(440)가 설치된 위치 즉, 페트병 정지위치의 가이드레일(33)에는 페트병의 위치를 감지하는 위치감지센서(416b)가 설치되어 있다. 이 위치감지센서(416a)에 페트병이 감지되면 어태치먼트체인(35)의 회전동작이 일시 멈춤작동하게 되어 있고, 제1,제2,제3,제4실린더(230a)(320b)(325a)(325b)가 작동하도록 되어 있다.

그리고 고정판(423a)(423b)의 최하단위치에는 고정판(423a)(423b)의 하강행정완료시 그 위치를 감지하는 위치감지센서(416b)가 설치되어 있다. 이 위치감지센서(416b)는 제1,제2,제3,제5실린더(20a)(20b)(25a)(25b)의 복원작동과 정지해있던 어태치먼트체인(35)의 구동모터(도면에 도시되지 않음)를 작동시키는 신호를 발생시킨다.

이러한 구조를 갖는 본 고안의 라벨 및 베이스컵제거기의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

본 고안의 장치로 이송되는 페트병은 가이드레일(33)이 페트병목의 돌출턱을 떠받치게 되고, 어태치먼트체인(35)은 장력으로 페트병이 가이드레일(33)의 단부에 밀착시키면서 일정간격으로 설치된 밀대(36)로 페트병목을 떠밀어 후측으로 이동시킨다.

이와 동시에 송풍기(31)가 작동하여 공기를 송풍시키면 송풍기(31)에 설치된 히터(도면에 도시되지 않음)가 공기를 가열시켜 송풍관(32)을 통해 열풍덕트(30)의 내부로 공급한다. 이 작동에 의해 열풍덕트(30)의 내부로 이송되는 페트병에 열이 가해져 페트병에 접착재는 부착된 라벨과 베이스컵의 접착력을 약화시켜 스크레이퍼장치로 라벨과 베이스컵을 제거한다.

한편, 열풍덕트(30)를 지난 페트병이 열풍덕트(30)의 후측으로 통과하여 하부의 스크레이퍼장치(440)의 상부에 해당되는 정지위치에 오게 되면 위치감지센서(16a)에 페트병의 위치가 감지되어 어태치먼트체인(35)이 일시정지하게 된다.

이와 동시에 위치감지센서(416a)에 의해 하부의 고정판(423a)(423b)에 설치된 제3,제4실린더(425a)(425b)가 작동하여 로드(426a)(426b)를 전진시킨다. 전진되는 로드(426a)(426b)와 함께 그 선단에 설치된 스크레이퍼장치(440)가 페트병의 상부쪽으로 이동하여 각 스크레이퍼(442)가 페트병의 상부둘레 표면에 밀착된다. 이와 같이 되면 다시 제1,제2실린더(420a)(420b)가 로드(421a)(4421b)를 하강시킨다. 이 작동에 의해 스크레이퍼장치(440)의 각 스크레이퍼(442)와 나이프(443) 및 하부스크레이퍼(445)와 하부나이프(446)는 토션스프링(444) 및 스프링(449)의 탄력에 의해 페트병의 표면 곡면을 따라 전후진되면서 하강이동하여 라벨과 베이스컵을 절단하면서 스크레이퍼장치로 하부로 끌어내려 페트병으로부터 제거하게 된다.

제거되어 하강되는 라벨과 베이스컵은 페트병으로부터 분리되어 자중에 의해 하부로 떨어지며 무게가 가벼운 라벨은 도면에 도시되지 않은 버큠펌프에 의해 흡입이송되어 별도로 수거되고, 베이스컵 또한 별도로 수거된다.

이와 같이 라벨 및 베이스컵이 제거되고 고정판(423a)(423b)이 최하단까지 도달하게 되면 그 하부에 설치된 또하나의 위치감지센서(416b)가 이를 감지하고 이 신호에 의해 제1,제2실린더(420a)(420b)가 작동하여 스크레이퍼장치(440)의 스크레이퍼(442)선단이 페트병의 상부까지 위치하도록 로드(421a)(421b)를 상승시킴과 동시에 제3,제4실린더(425a)(425b)의 돌출되었던 로드를 다시 원위치로 복귀시킨다.

그리고 구동모터가 작동하여 어태치먼트체인(35)은 다시회전작동하게 되어 페트병을 다음공정으로 이송하게 되며, 후속으로 공급되는 페트병이 다시 위치감지센서(416a)에 감지되면 다시 상술한 바와 같은 동작을 반복하여 페트병의 라벨과 베이스컵을 자동으로 제거하게 된다.

또 이와 아울러 스크레이퍼장치에 의해 라벨, 베이스컵은 하부로 낙하하면서 라벨은 도면에 도시되지 않은 별도의 진공흡착장치에 의해 분리 저장되고, 베이스컵은 자중에 의해 낙하되어 별도의 수거함에 저장된다.

라벨 및 병뚜껑제거기(40)에 이어서 유색병 분리슈트(50)와 병목제거기(60)가 설치되어 있다.

이들 장치는 페트병이 내부의 내용물에 따라 각 색상이 부여되어 있어 이를 분리시키지 않으면 색상이 혼합되어 재생효율이 떨어지기 때문에 반드시 거쳐야만 한다.

특히 병의 주둥이를 이루고 있는 재질은 병의 종류에 따라 페트(PET)재질이 아닌 일반 플라스틱 재질로 되어 있다. 따라서 이러한 페트병은 센서로 구분하여 절단기로 절단 제거해 주어야만 재생효율이 좋아진다. 이러한 이유에 의해 유색병분리슈트(24)가 각 색상별로 페트병을 분리시킨 후 병목제거기(60)를 통해 병목을 제거하게 된다. 이때 유색병은 유색병분리슈트(50)에 설치된 센서로 기억하고 있다가 병목제거기(60)로 병목이 절단된 후 별도의 유색병저장통(도면에 도시되지 않음)에 분리시켜놓았다가 투명 페트병의 작업이 완료된 후 파쇄기(30)로 공급하여 파쇄시킨다.

유색병분리슈트(50)는 도 11에 도시된 바와 같이 페트병을 이송하는 이송컨베이어(510)에 설치되어 있다.

이송컨베이어(510)는 벨트컨베이어로서 양측에 페트병이 이송 중에 추락하지 않도록 가이드판(511)이 설치되어 있고, 이 가이드판(511)의 단부에 원하는 색이 아닌 페트병을 외부로 방출시키는 배출판(520)이 설치되어 있다.

이 배출판(520)은 가이드판(511)에 힌지결합되어 횡으로 회동 가능하게 설치되어 있다. 그리고 배출판(520)의 일측에는 에어로 작동되는 실린더(522)가 고정프레임에 설치되어 있으며, 이 실린더(522)의 로드(523)가 배출판(520)의 상부에 설치된 연결바(521)와 연결되어 있다. 연결바(521)와 연결된 실린더(522)는 배출판(520)의 회동작동시 그 연결된 점이 곡선을 그리며 방향이 바뀌는 것을 예상하여 수평으로 회동 가능하게 설치되어 있다.

또한 배출판(520)과 인접한 가이드판(511)에는 세 개의 장공을 형성하여 이에 센서(512a)(512b)를 설치한다. 이 센서(512a)(512b)는 광센서로서 일측 가이드판(511)의 장공에는 빛을 송출하는 발광부, 타측 가이드판(511)의 장공에는 발사된 빛을 수광하는 수광부로 구성되어 있다.

이와 같은 구조에 의해 페트병이 이송컨베이어(510)를 통해 이송되어 유색병 선별 센서(512a)(512b)를 통과하게 되면, 발광부에서 발산된 빛을 페트병을 통과시켜 수광부에 수광된 빛의 강약을 판별하여 색을 구별하게 된다.

만약 투명한 페트병을 재생하도록 설정하였다면 투명한 병은 그대로 통과시키게 되고, 유색 페트병이 통과할 때에는 이를 감지하여 페트병이 배출판(520)의 위치에 오게 될 때 실린더(522)가 작동하여 로드(523)가 돌출하면서 배출판(520)을 밀게 된다. 이 동작에 의해 배출판(520)은 회동되게 되고, 그 내부에 위치한 페트병은 이송컨베이어(510)의 작동에 의해 지속적으로 이송되어 결국 외부로 배출된다. 페트병의 배출이 완료되면 다시 실린더(522)는 로드(523)를 후퇴시켜 배출판(520)을 가이드판(511)과 나란하도록 복귀시킨다.

또한, 병목절단기(60)의 일측에는 제2저장호퍼(70)가 설치되어 있으며, 이송컨베이어(627)를 통해 서로 연계되어 있다. 제2저장호퍼(70)는 이송컨베이어에 의해 병목이 제거된 병을 저장하게 되는데 원활한 작업을 위해 약 15분 작업량의 페트병을 저장할 수 있는 용량을 갖는다.

제2저장호퍼(70)의 다음 위치에는 파쇄기(80)가 설치되어 있다. 이 파쇄기(80)의 입구에는 날개가 장착된 롤러(832)가 2개 맞물림 설치되어 있고, 그 하부에는 파쇄칼날(833)이 설치되어 있다. 롤러(832)는 페트병을 압착시키면서 날개를 통해 하부로 강제주입시키고, 날개는 주입되는 페트병을 파쇄시키게 된다. 그런데 페트병의 부피가 크기 때문에 파쇄날(833)이 페트병을 파쇄시킬 때 페트병이 상부로 튕겨져 올라가게 되는 현상이 발생하여 파쇄효율이 떨어지게 된다. 이때 롤러(832)가 튕겨져 올라가는 페트병을 차단하게 되고, 또 페트병을 눌러 강제로 주입하기 때문에 페트병은 파쇄칼날(833)로 주입될 수밖에 없으므로 파쇄효율이 상승된다. 이 파쇄기(80)에 의해 페트병은 약 10mm내외로 파쇄되어 하부에 구성된 호퍼에 저장된다.

파쇄기(80)의 일측에는 스프링피더(34)가 설치되어 있다. 이 스프링피더(90)는 관의 내부에 코일형태의 스프링이 내장되어 있고, 이 스프링을 상부설치된 모터로 회전되도록 된 구조로서, 일단은 파쇄기(80)의 하부에 설치된 호퍼의 내부에 연결되어 있고 다른 한쪽은 포장 작업대쪽으로 위치하고 있다.

따라서 작은 칩상태로 분쇄된 페트병은 관의 내부에서 회전되는 코일스프링을 타고 이송되어 포장대(92)에서 포장되게 된다.

상술한 장치들의 순서는 필요에 따라 바뀔 수 있다. 특히 링제거장치는 병목절단기(26)의 전공정에 배치되어도 무방하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 이와 같은 장치들이 일련의 공정을 수행하도록 서로 유기적으로 연결됨으로써 하나의 페트병에서 재활용할 수 있는 크기의 칩으로 분쇄시켜 포장하는 공정이 완전 자동화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

또 이러한 일관된 빠른 공정에 의해 페트병 재생 작업이 신속하게 이루어져 페트병 재생처리능력을 배가시키고 그에 따라 생산성 향상을 가져오게 되는 효과가 있다. 또한 다른 재질로 이루어진 뚜껑, 라벨, 베이스컵 등이 확실하게 분리수거됨에 따라 재생효율 또한 향상되는 효과가 크며 더구나 이들을 각기 재생원자재로 사용하므로써 그야말로 100% 재활용이 되는 유익한 시스템이다.

Claims (3)

1. 수거한 페트(PET)병을 일정한 공급량으로 저장하는 제1저장호퍼(10)와;

   일단이 상기 제1저장호퍼(10)의 내하부에 위치하도록 설치되어 상기 제1저장호퍼(10)에 저장된 페트병을 낱개로 이송시키는 버킷컨베이어(12)와;

   상기 버킷컨베이어(12)와 연계되게 설치되어 낱개별로 이송되는 페트병이 일방향으로만 향하도록 정렬시켜 이송시키는 정렬기(16)와;

   상기 정렬기(16)에서 공급되는 페트병의 뚜껑을 제거하는 병뚜껑제거기(20)와;

   상기 병뚜껑이 제거된 페트병의 병목에 남아있는 링을 제거하는 링제거기(25)와;

   상기 링제거기(25)와 연계되게 설치되어 뚜껑과 링이 제거된 페트병의 병목을 지지하여 내부로 통과시키면서 열을 가하는 열풍덕트(30)와;

   상기 열풍덕트(30)를 통과하면서 열에 의해 라벨에 붙은 접착제가 접착력을 약화시키고, 나이프와 스크레이퍼장치로 병을 훑어내려가면서 라벨과 베이스컵을 제거함과 동시에 분리된 라벨 및 하부컵을 별도로 수거하는 라벨 및 베이스컵 제거기(40)와;

   라벨 및 베이스컵 제거기(40)를 통과한 페트병을 이송시키면서 센서를 통해 페트병을 색상별로 구분하는 유색병 분리슈트(50)와;

   각각 색상별로 구분된 페트병의 병목을 절단하는 병목절단기(60)와;

   병목절단기(60)의 다음위치에 설치되고 이와 이송컨베이어로 연계되어 병목이 절단된 페트병을 일단저장하는 제2저장호퍼(70)와;

   상기 저장된 제2저장호퍼(70)의 일측에 설치되어 병목이 절단된 페트병을 이송컨베이어를 통하여 이송시켜 페트병을 잘게 분쇄시키는 파쇄기(80)와;

   상기 파쇄기(80)로 분쇄된 페트병칩을 포장대(92)로 이송시키는 스프링피더(90)들로 구성된 것을 특징으로 하는 페트(PET)병 재생칩 생산 자동화 기계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유색병 분리슈트(624)를 통하여 유색병을 인식하고 있다가 절단기(626)를 통하여 절단된 유색병을 별도의 유색병 보관통에 보관하고 있다가 투명병작업의 완료 후 파쇄기(80)에 투입하여 파쇄시키는 페트병 재생칩 생산 자동화 기계.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 파쇄기(80)는 상부에 날개가 달린 두 개의 롤러(832)가 맞물림 설치되어 페트병을 파쇄기의 하부로 강제공급시키게 한 것을 특징으로 하는 페트병 재생칩 생산 자동화 기계.