KR20010005422A - 종이컵 성형기의 열풍가열 밑받침 접착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종이컵 성형기의 열풍가열식 밑받침 접착장치에 관한 것이다.

종이컵 성형기에 있어, 인건비 절감 차원에서 고속 대량생산을 지향하다 보면 짧은 시간에 정확히 접착시켜야 하기 때문에 기존의 접착 방식으로는 한계가 있으며, 특히, 패스트푸드점이나 각종 체인점에서 자신의 로고를 넣어 외면을 전체적으로 인쇄하고 양면을 비닐 코팅 처리하여 대용량으로 사용하게되는 코카콜라 컵 등 고급 음료 컵의 경우에 있어서는 원지와 히팅 고열 상태의 몰드가 접촉되어 가열되는 직접가열 방식에 의하여 제조하게 될 경우 로렛트 접착 공정에서 하부 측 둘레의 인쇄, 코팅 층이 밀려나게되고 안쪽의 접착이 잘 이루어지지 않아 컵이 새게되는 불량 발생으로 인하여 제품 신뢰도 추락과 반품의 문제 등으로 막대한 경제적 손실과 자원의 낭비가 초래되는 문제점이 있었다.

본 발명은 밑받침이 끼워진 상태의 컵 통체 하부 측을 가열 융착 시키는 밑받침 가열 접착공정에 있어서, 1차 예열과 컬링공정 후 로렛트 접착공정에 들어가기 전 단계에서의 2차 예열을 히터 열풍에 의한 간접 가열에 의하여 하부측 내외 부를 고열로써 골고루 충분히 가열시켜 로렛팅 접착시킴으로써 자동화 고속 생산시 발생될 수 있는 접착불량의 문제를 근본적으로 해결하는 동시에 외면 인쇄, 코팅 층이 손상됨이 없이 미려한 상태로 제조될 수 있도록 한 것이다.

Description

종이컵 성형기의 열풍가열 밑받침 접착장치{Adhesive equipment of underlay hiting hot wind to paper cup former}

본 발명은 종이컵 성형기의 열풍가열식 밑받침 접착장치에 관한 것으로 상세히는 일련의 자동화 공정에 의하여 종이컵 원지 표면에 비닐 코팅 처리하여 전개 상태로 재단된 종이컵 원지를 열 융착시켜 컵으로 형성함에 있어 먼저 컵 통체를 1차 접착에 의하여 형성한 후 밑받침을 타발 형성하여 끼운 다음 하부 측을 가열 상태에서 로렛트 압착에 의하여 접착시킴에 있어 열풍에 의한 간접 가열에 의하여 외관이 깨끗하면서도 새지 않는 상태로 정확한 접착 상태가 보장될 수 있도록 한 것이다.

종이컵은 누수가 방지될 수 있도록 롤 상태의 원단 외면에 얇게 비닐 코팅 처리하고 외면에는 컵 원통 전개도에 맞게 배열하여 그라비아 인쇄(소량 로고 주문 생산의 경우에는 옵셋트 인쇄)로써 무늬 도안을 형성한 다음 펀칭 기에서 컵 원통 전개 상태의 컵 원지를 타발하여 종이컵 성형기에서 컵으로 제조하게 되는 바, 종이컵 성형기 에서는 상기에서와 같이 재단된 컵 원지를 적층시켜 한 장씩 자동 공급하여 원통형으로 접착시키는 1차적인 통체 성형 공정과, 밑받침을 테이프 형 롤로 권취된 비닐 코팅된 밑지를 종이컵 성형기 측면에 장착하여 연속적으로 풀어 공급하면서 펀칭으로 타발 형성함과 동시에 둘레를 꺽어 상기 1차 통체 성형 공정에서 성형되어 온 컵 통체 내에 끼워 넣는 공정을 거쳐 밑받침 가열 접착 공정에 이르게 된다.

밑받침 가열 접착 공정에서는 통상 밑받침이 끼워진 컵 통체의 하부를 히터에 의하여 1차, 예열을 실시하고, 2차, 컬링(Curling) 공정에서 컵 상단을 외측으로 가늘게 말리게 함과 동시에 하단부를 안쪽으로 꺽어 주는 정도로 굵게 말려 들어가게 하여 끼워진 밑받침의 아래 쪽 꺽여진 부분을 감싸는 상태로 꺽여 말리게하는 공정이 상, 하에서 동시에 이루어지게 된다.

이때, 하부 측을 안쪽으로 말리게 하는 몰드 하부 내측에는 본열 히터가 내장되어 있어 컵 원통체 하단부를 안쪽으로 말려 들어가게 하면서 가열하여 비닐 코팅층을 반 용융 상태로 만들어 다음의 로렛트 접착 공정에서 원활히 접착될 수 있도록 한다.

이와 같이 하부측이 안쪽으로 말려 충분히 예열되어 온 컵 원통체는 로렛트 접착공정에 이르게되어 컵 원통체 하부 외측 즉, 밑받침이 끼워진 아래측에 끼워지는 상태에서 자전과 공전 운동을 하는 로렛트 볼에 의하여 하부 둘레가 압착되어 종이컵이 완성되는 것이다.

이와 같은 공정에 의하여 제조되는 종이컵 성형기는 몰드들이 장착된 3개의 원형 엔반 회전 작동과 상, 하 성형 몰드의 대향하는 승강 접속 작동에 따라 연속 자동 제조되는 것으로 상, 하 성형 몰드가 상호 대향하여 승강 되면서 찍고 벌어질 때마다 엔반이 소정 각으로 한 칸씩 회전하면서 연속적인 공급을 이루어 종이컵을 순차 공정에 의하여 제조하게 되는 것으로 최근에는 기술이 축적되어 분당 60∼80개를 생산할 수 있는 고속 자동화 생산이 가능하게 되었다.

이와 같이 인건비 절감 차원에서 고속 대량생산을 지향하다 보면 짧은 시간에 정확히 접착시켜야 하기 때문에 기존의 접착 방식으로는 한계가 있으며, 특히, 패스트푸드점이나 각종 체인점에서 자신의 로고를 넣어 외면을 전체적으로 인쇄하고 양면을 비닐 코팅 처리하여 대용량으로 사용하게되는 코카콜라 컵 등 고급 음료 컵의 경우에 있어서는 직접가열 방식에 의하여 제조하게 될 경우 로렛트 접착 공정에서 하부측 둘레의 인쇄, 코팅 층이 밀려나게되고 안쪽의 접착이 잘 이루어지지 않아 컵이 새게되는 불량 발생으로 인하여 사용자의 옷을 버리게되어 제품 신뢰도 추락과 반품의 문제 등으로 막대한 경제적 손실과 자원의 낭비가 초래되는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안 해결하기 위하여 안출한 것으로서 상기에서와 같이 밑받침이 끼워진 상태의 컵 통체 하부측을 가열 융착 시키는 밑받침 가열 접착공정에 있어서, 1차 예열과 컬링공정 후의 2차 예열을 히터 열풍에 의한 간접 가열에 의하여 하부측 내외 부를 고열로써 골고루 충분히 가열시켜 로렛팅 접착시킴으로써 자동화 고속 생산시 발생될 수 있는 접착 불량의 문제를 근본적으로 해결하는 동시에 외면 인쇄, 코팅 층이 손상됨이 없이 미려한 상태로 제조될 수 있도록 한 것이다.

도 1 - 본 발명에 따른 열풍가열 밑받침 접착장치 장착부를 개략적으로 보 인 요부발췌 사시도

도 2 - 본 발명에 따른 열풍가열 밑받침 접착장치 장착부를 개략적으로 보 인 요부발췌 평면도

도 3 - 본 발명에 따른 1차 예열기 조립 단면도

도 4 - 본 발명에 따른 2차 예열기 조립 단면도

도 5 - 본 발명에 따른 발열 관 조립 단면도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 - 하부몰드 승강 장착대 2 - 컬링 몰드 3 - 로렛트 몰드

4ａ,4ｂ - 1,2차 예열기 5 - 송풍기 6ａ,6ｂ - 플렉시블 송풍관

7 - 상부 엔반 8 - 컵 통체끼움 몰드 9 - 예열기 본체

11ａ,11ｂ - 몰드 컵 12 - 수직 통기공 14 - 원추형 열풍 방출구

15 - 열풍 방출 통로 16 - 발열 관 18 - 석영관

19 - 세라믹 관 20 - 히터 코일 22 - 단열 관체

23 - 파이프 접속관 24 - 석면 테이프 25 - 실리콘 테이프

이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시 예에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

내면 또는 내, 외면이 비닐 코팅 처리되고 외면에 인쇄 무늬가 형성되어 컵 통체의 전개 상태로 재단된 원지를 적층 상태에서 한 장씩 공급하여 통체로 말아 옆면을 가열 접착시키는 1차 컵 통체 성형 공정과, 1차 컵 통체 성형 공정에서 성형 되어온 컵 통체에 테이프 형 롤 상태의 내면에 비닐 코팅처리된 밑지를 펀치에 의하여 타발하여 성형된 밑받침을 컵 통체에 끼워넣는 2차 밑받침 성형 삽입 공정과, 컵 통체 하부 예열 후 상부측 컵 둘레를 말리게하는 것과 동시에 하부측을 안쪽으로 굵게 말리게 하는 3차 컬링 공정과, 안쪽으로 말린 하부측을 가열과 함께 자전하면서 공전하는 로렛트 볼에 의하여 압착시켜 끼워진 밑받침과 안쪽으로 말린 컵 통체 하부측을 접착시키는 4차 로렛트 접착 공정에 의하여 자동으로 종이컵을 연속 제조하게되는 종이컵 성형기에 있어서, 상기 3차 컬링 공정과, 4차 로렛트 접착 공정에 있어서의 가열 장치를 구성함에 있어 하부몰드 승강 장착대(1)에 장착 설치되는 컬링 몰드(2)와 로렛트 몰드(3)사이에 1차 예열기(4ａ)와 2차 예열기(4ｂ)를 한 개의 송풍 기(5)로부터 분기된 플렉시블 송풍 관(6ａ)(6ｂ)에 의하여 송풍되는 상태로 동일한 열풍 가열 방식에 의하여 밑받침을 접착하게 되는 것으로 그 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상부 엔반(7) 하면 원주 상에 등각으로 배열되어 하향 돌출 설치된 컵 통체끼움 몰드(8)들에 끼워져 회전 이송되어 온 컵 통체(C)의 밑받침(CP)이 끼워진 하부 내, 외측을 1차 예열기(4ａ)와 2차 예열기(4ｂ)에 의하여 예열을 실시하게 되는 바, 상기 1, 2차 예열기는 승강되는 하부몰드 승강 장착대(1)에 장착되어 상승 상태에서 컵 통체끼움 몰드(8)에 끼워진 컵 통체(C)의 하부측이 삽입되게 하여 예열을 실시하고 하강된 상태에서 다음의 컵 통체끼움 몰드(8)가 이송되어 오고 다시 상승하여 예열을 실시하는 반복 작동을 하게되는 것으로 구성은 기본 적으로 1, 2차 예열기(4ａ)(4ｂ)가 상호 동일하며, 단지 2차 예열기(4ｂ)의 경우에 있어서는 컬링공정을 거친 후 로렛트 접착 공정에 들어가기 전의 예열이기 때문에 1차 예열기(4ａ)에서는 컵 통체(C)의 하부측이 접히지 않은 수직 상태이므로 몰드 컵의 깊이가 깊으나, 2차 예열기(4ｂ)에서는 컵 통체의 상부 말림과 하부측이 안쪽으로 말려 들어가 높이가 낮아진 상태이므로 몰드 컵의 깊이가 낮아지는 정도의 차이만 있는 것으로서 1차 예열기를 기준으로 설명하기로 하며, 도4에 의하여 2차 예열기(4ｂ)는 달라지는 부위만 발췌 도시하였다.

하부몰드 승강 장착대(1) 상에 한쌍의 체결볼트(10)에 의하여 하부 플랜지부를 체결하여 세워 설치되는 예열기 본체(9)의 중앙 상부 측은 외경을 축소시켜 내측 면이 컵 통체(C)의 하부 경사에 따라 경사 홈이 형성된 몰드 컵(11ａ)을 삽입 설치하고, 그 중앙은 수직으로 관통되게 수직 통기공(12)을 형성하며, 상단 둘레는 "V"자 형의 경사면을 형성하여 그 상부측을 이격 상태로 커버하여 +자로 체결되는 체결 핀(13)에 의하여 장착 설치되는 원추형 열풍 방출구(14)와의 사이에 열풍 방출 통로(15)가 형성되도록 함으로써 각 회전되는 상부 엔반(7)의 컵 통체끼움 몰드(8)에 끼워져 있는 컵 통체(C) 하부측으로 상승하여 끼워졌을 때 컵 통체(C)의 하부측 내, 외면을 접촉하면서 빠져나가는 열풍에 의하여 비닐 코팅 면이 반 용융 상태가 되도록 한다.

이와 같이 구성되는 1, 2차 예열기(4ａ)(4ｂ)에는 각각 열풍 가열 수단이 구비되는데, 이를 위하여 상기 예열기 본체(9)의 하부 일측에는 횡으로 발열 관(16)이 체결될 수 있는 나사공(17)이 형성되어 있으며, 여기에 맞춰 횡으로 체결되는 발열 관(16)의 내부에는 석영관(18)이 내장되어 있고, 그 중심 상에 내장 설치되는 세라믹 관(19)의 외경에는 히터 코일(20)이 감겨져 있으며, 통전을 위하여 코일의 일단은 상기 세라믹 관(19)의 내경을 통하여 외측으로 인출하고, 타단은 외경에 감겨진 하단을 인출시켜 각각 체결나사에 의하여 +,- 접속단자(21ａ)(21ｂ)를 상기 발열 관(16)의 하단에 체결되는 단열 관체(22)의 외측으로 돌출되게 설치하며, 상기 단열 관체(22)의 후단에는 파이프 접속관(23)을 나사결합 체결하여 송풍기(5)와 연결된 플렉시블 송풍관(6a)의 선단을 끼워 연결한다.

이때, 상기 발열 관(16)의 외면에는 외부로의 열 전달이 방지될 수 있도록 1차 석면 테이프(24)를 권취하고 다시 그 위에 실리콘 테이프(25)를 권취하여 외부로의 열 방출이 차단될 수 있도록 하였다.

이와 같이 구성되는 1차 예열기(4ａ)와 2차 예열기(4ｂ)는 동일한 구성으로 되어 예열을 실시하게 되는 것으로 다만, 2차 예열기(4ｂ)에 있어서는 도 에서 도시한 바와 같이 컵 통체(C) 하부측이 컬링 공정을 거치면서 하부측이 내측으로 말려 들어가 있는 상태이므로 거기에 맞춰 몰드 컵(11ｂ)의 깊이만 낮게 형성하여 구성된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동에 있어서는 종이컵 성형기에 전원이 인가되어 작동을 시작하게되면 1차 컵 통체 성형공정에서 컵 통체(C)가 성형되고, 2차 밑받침 성형 삽입 공정에서 밑받침(CP)이 끼워진 컵 통체(C) 들은 상부 엔반(7)의 컵 통체 끼움 몰드(8)들에 끼워진 상태에서 상기 상부 엔반(7)이 한 칸씩 소정 각으로 회전 할 때마다 하부몰드 장착대(1)는 1회 씩 승강 작동을 하게된다.

이에 따라 상기 하부몰드 장착대(1)에 장착된 1차 예열기(4ａ)와 컬링 몰드(2), 2차 예열기(4ｂ)와 로렛트 몰드(3)도 함께 승강 되면서 상측의 컵 통체끼움 몰드(8)들에 끼워져 한 칸씩 회전 이송되는 컵 통체(C)들의 각 하부측을 1차 예열, 컬링 하부 절곡, 2차 예열, 로렛트 밑받침 접착을 순차적으로 실시하여 종이컵을 완성하게 된다.

이와 같은 작동이 이루어지는 것과 동시에 상기 발열 관(16) 내에서는 히터 코일(20)에 전원이 인가됨으로써 고열(약 400∼500℃)이 발생하게되고 발생되는 열은 송풍 기(5)로부터 플렉시블 송풍관(6ａ)(6ｂ)을 통하여 1, 2차 예열기(4ａ)(4ｂ)로 분기되어 송풍된다.

이에 따라 공급되는 열풍은 예열기 본체(9) 내부의 수직 통기공(12)을 통하여 상승되어 원추형 열풍 방출구(14)에 의하여 360˚골고루 분산되어 열 방출 통로(15)를 통하여 방사되고, 방사되는 열은 끼워진 컵 통체(C)와 밑받침(CP)의 내, 외면 비닐 코팅부를 0.5∼1초간 순간 가열로 반 용융 상태로 만들게 되어 컬링공정과 로렛트 접착공정에서의 접착이 확실하게 이루어 질 수 있도록 하게되는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은 종이컵을 성형함에 있어 밑받침이 끼워진 하부측을 열풍에 의한 간접 가열로 접착시키게 됨으로써 분당 60∼100회전에 이르는 고속 생산 시스템에 적합하여 짧은 순간 가열로써 비닐 코팅 부를 충분히 접착 가능한 용융 상태로 만들 수 있게 될 뿐 아니라 인쇄 부를 전혀 손상시킴이 없이 깨끗한 상태로 누수가 전혀 없는 완전한 종이컵을 고속 대량생산 할 수 있게되는 것으로서 국내는 물론 중국, 동남아 등으로 대량 수출되고 있는 종이컵 성형기에 있어서의 클레임의 문제를 완전히 해결하게 됨으로서 국제적으로 우리 나라 기술력의 신용도를 높일 수 있게된 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1차 컵 통체 성형 공정, 2차 밑받침 성형 삽입 공정, 3차 컬링 공정, 4차 로렛트 접착 공정에 의하여 자동으로 종이컵을 연속 제조하게되는 통상의 종이컵 성형기에 있어서, 승강 장착대(1) 상에 설치되는 컬링 몰드(2)와 로렛트 몰드(3)의 각 앞 단계 위치에 1차 예열기(4ａ)와 2차 예열기(4ｂ)를 설치하고 한 개의 송풍 기(5)로부터 분기된 플렉시블 송풍 관(6ａ)(6ｂ)에 의하여 열풍을 공급하도록 함에 있어 예열기 본체(9)의 중앙 상부 측은 외경을 축소시켜 내측 면이 컵 통체(C)의 하부 경사에 따라 경사 홈이 형성된 몰드 컵(11ａ)(11ｂ)을 삽입 설치하고, 그 중앙은 수직으로 관통되게 수직 통기공(12)을 형성하며, 상단 둘레는 "V"자 형의 경사면을 형성하여 그 상부측을 이 격 상태로 커버하여 +자로 체결되는 체결 핀(13)에 의하여 장착 설치되는 원추형 열풍 방출구(14)와의 사이에 열 방출 통로(15)가 형성되도록 하여 상부 엔반(7)의 컵 통체끼움 몰드(8)에 끼워져 있는 컵 통체(C) 하부측으로 상승하여 끼워졌을 때 컵 통체(C)의 하부측 내, 외면을 접촉하면서 빠져나가는 열풍에 의하여 비닐 코팅 면이 반 용융 상태가 되도록 하고, 상기 1, 2차 예열기(4ａ)(4ｂ)와 송풍기(5)의 분기된 플렉시블 파이프(6ａ)(6ｂ) 각 선단 사이에 발열 수단 인 발열 관(16)을 횡으로 체결 장착하여 구성됨을 특징으로 하는 종이컵 성형기의 열풍가열식 밑받침 접착장치.

제 1항에 있어서, 상기 발열 수단 인 발열 관(16)을 구성함에 있어 예열기 본체(9)의 하부 일측에 횡으로 체결되는 발열 관(16)의 내부에는 석영관(18)과 히터 코일(20)이 감겨진 세라믹 관(19)를 내장 설치하고, 내부 히터 코일(20)로의 통전을 위하여 +,- 접속단자(21ａ)(21ｂ)를 상기 발열 관(16)의 하단에 체결되는 단열 관체(22)의 외측으로 돌출되게 설치하며, 상기 단열 관체(22)의 후단에는 파이프 접속관(23)을 나사결합 체결하여 송풍기(5)와 연결된 플렉시블 송풍관(6ａ)(6ｂ)의 선단이 끼워지도록 하며, 상기 발열 관(16)의 외면에는 외부로의 열 전달이 방지될 수 있도록 1차 석면 테이프(24)를 권취하고 다시 그 위에 실리콘 테이프(25)를 권취하여 외부로의 열 방출이 차단될 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 종이컵 성형기의 열풍가열식 밑받침 접착장치.