KR20190059096A - 열원배출기능을 갖는 열수축 라벨지의 부착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페트병과 같은 두께가 얇은 합성수지 용기에 열수축성 라벨지를 열원에 의해 수축시켜 병에 접합시키는 라벨지 부착장치에 있어서 히팅챔버 안으로 방사되어 라벨지의 열수착 작업이 종료된 후 히팅챔버 내에 잔유하게 되는 열원을 강제로 배출시킬 수 있는 열수축 라벨지의 부착장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 이송콘베어(5) 상부에는 페트병(6)의 주입구에 밀착되어 내부에 에어를 공급하기 위한 에어공급수단(20)과; 이송콘베어의 직선구간에 설치되며, 내부는 이송콘베어(5)와 페트병(6)이 관통하여 지날 수 있도록 전후가 개방되어 페트병에 열원을 제공하는 히팅챔버(3)가 구비되며, 본체의 일측에는 길이방향으로 상기 에어공급수단이 통과되는 개방구(11)가 형성되는 본체(30);를 포함하되,
상기 히팅챔버(3)의 양측 벽면에는 내부로 열원을 공급하기 위한 덕트(4)가 구비되고, 상기 히팅챔버(3)의 상부 양측에는 배출챔버(2)를 형성하고, 배출챔버의 외측으로 배기팬(13)과 연결되는 다수의 흡입관(2a)를 설치하여 페트병(6)으로 공급된 열원을 강제 배출될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

열원배출기능을 갖는 열수축 라벨지의 부착장치 {Attachment machine for heat shrinkable label paper with heat source discharge function}

본 발명은 열수축 라벨지의 부착장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 페트병과 같은 두께가 얇은 합성수지 용기에 열수축성 라벨지를 열원에 의해 수축시켜 병에 접합시키는 라벨지 부착장치에 있어서 히팅챔버 안으로 방사되어 라벨지의 열수착 작업이 종료된 후 히팅챔버 내에 잔유하게 되는 열원을 강제로 배출시킬 수 있는 열수축 라벨지의 부착장치에 관한 것이다.

열가소성 수지로 되는 얇은 페트병 용기(PET bottle)의 표면에 열수축 필름을 부착할 시에는 라벨지를 페트병 용기의 외주 주면에 결합하고 고온의 수증기를 페트병 용기의 주면에 분사하여 열수축성 필름을 순간적으로 수축시킴으로써 용기 외벽에 협착(挾着)되도록 라벨링(Labelling)하게 되며, 이때 증기열에 의해 얇은 두께의 페트병이 변형되지 않도록 하기 위하여 페트병의 입구부에 냉각공기를 순간적으로 압입(壓入)하여 페트병의 몸체가 라벨링 과정 중 증기열에 의해 변형되는 것을 방지하게 된다.

이와 같은 공기 순간압입식 열수축 라벨지 부착장치는 페트병을 로타리식 턴테이블에 회전상태로 공급하면서 증기열에 의한 라벨링 작업을 연속이행하게 되는 로타리식 열수축 라벨 부착장치를 이용하게 된다.

이에 본 발명자는 국내,외 최초로 로타리식 열수축 라벨지 부착장치를 특허제1624647호(이하 선행발명이라 함)로 제안하여 이 분야의 산업계에 상당한 성과를 거두고 있는 실정이다.

그런데 본 발명자가 개발한 상기 로타리식 열수축 라벨지 부착장치는 그 구성이 턴테이블을 이용한 로타리식이므로 기계제작비가 많이 소요되는 큰 단점이 있다.

한편, 상기의 로터리식 장치 대신 기존에 많이 사용되는 직선형 히팅챔버를 구비한 라벨지 부착장치에 증기열을 공급하여 라벨지를 수축시킬 경우, 공급된 증기열을 제때에 능률적으로 회수하지 못하므로 사용후의 수증기가 과도히 작업장 내에 방출되어 이에 따른 결로(結露)현상으로 작업환경을 크게 오손하며 라벨링 작업의 능률성과 양산성에도 영향을 미치고 증기열의 과잉 소모로 인해 에너지 효율도 떨어지는 문제점이 있었다.

KR 10-1624647 B1 (2016.05.20.)

본 발명은 이러한 기존의 페트병 라벨링 장치의 문제점을 해결하기 위하여 라벨링 챔버의 기본구성을 로타리식이 아닌 직선형 챔버로 전환함과 아울러 일단 분사되어 소모된 열원을 작업현장으로 방출시키지 않고 이를 즉각 회수하여 증기열의 실내 비산으로 인한 환경오염을 막고, 증기열의 재회수로 인한 에너지 효율을 향상시키게 되는 열원배출기능을 갖는 열수축 라벨지의 부착장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 페트병 라벨링 공정에 있어서 라벨지의 표면에 분사하는 열원을 라벨지의 수축작용이 완료된 직후 별도의 배출챔버를 통해 신속하게 밖으로 분리 배출시키기 위한 열수축 라벨지의 부착장치의 새로운 구성을 제공하려는 데에 기술적 해결과제를 두고 있다.

이와 함께 별도로 기술하지는 않았으나 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위를 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 과제에 포함되도록 한다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 공급된 열원을 회수할 수 있는 열수축 라벨지의 부착장치를 구성하되, 이송콘베어 상으로 이송되는 페트병에 열원을 공급하여 라벨지를 열수축시켜 베트병에 부착시키는 열수축 라벨지의 부착장치에 있어서; 이송콘베어 상부에는 페트병의 주입구에 밀착되어 내부에 에어를 공급하기 위한 클램프노즐 및 이를 승강시키는 주입관이 이송콘베어와 등속으로 레일을 타고 이동하도록 설치되는 에어공급수단과; 이송콘베어의 직선구간에 설치되며, 내부는 이송콘베어와 페트병이 관통하여 지날 수 있도록 전후가 개방되어 페트병에 열원을 제공하는 히팅챔버가 구비되며, 일측에는 길이방향으로 상기 에어공급수단이 통과되는 개방구가 형성되는 본체;를 포함하며,

상기 히팅챔버의 양측 벽면에는 내부로 열원을 공급하기 위한 덕트가 구비되어 이로부터 공급되는 열원이 이송콘베어를 타고 이동하는 페트병의 양측으로 분사되며,

상기 히팅챔버의 상부 양측에는 배출챔버(2)를 형성하고, 배출챔버의 외측으로 배기팬과 연결되는 다수의 흡입관를 설치하여 페트병으로 공급된 열원을 강제 배출될 수 있도록 구성된 것을 본 발명의 과제 해결 수단으로 한다.

본 발명의 상기한 기술적 수단에 의하면 페트병의 라벨링 작업과정에서 발생하는 잔유 고열증기가 작업장의 실내로 유출되지 않고 전용 배출챔버를 통하여 즉각적으로 실외 쪽으로 배출 처리되므로 작업장이 냉각 증기에 의한 결로현상으로 오손되는 폐단이 시정되고 항상 깨끗한 실내공기를 유지할 수 있으며 회수되는 증기열을 실내 난방장치에 재활용할 수 있어 에너지 절감에도 기여할 수 있다.

또한 라벨지 부착장치는 종래 구조가 복잡했던 회전테이블을 이용한 로타리식 라벨링 장치를 이용할 필요가 없이 제작이 쉬운 직선형태로 제작할 수 있어 라벨링 장치 전체의 제작시설비를 절감할 수 있고, 특히 상기 직선형 라벨링 장치에 의해 라벨링 작업의 능률도 더 한층 향상시킬 수 있는 등 여러 가지 라벨링 작업상의 결제성과 효율성, 그리고 양산성 제고에 크게 일조할 수 있는 산업적 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 열원배출기능을 갖는 열수축 라벨지의 부착장치의 전체구성을 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 전체구성을 보인 평면도
도 3은 본 발명의 가열챔버의 단면도
도 4는 본 발명의 가열챔버의 다른 실시예를 보인 단면도
도 5는 본 발명에서 제공하는 열원배출기능을 갖는 열수축 라벨지의 부착장치의 다른 실시예를 보인 전체 사시도
도 6은 도 5의 가열챔버의 단면도
도 7은 본 발명의 커버덮개를 보인 사시도

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 열원배출기능을 갖는 열수축 라벨지의 부착장치의 전체구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 전체구성을 보인 평면 실시도이며, 도 3은 본 발명의 구성요부 단면도이다.

본 발명에서 제공하는 열수축 라벨지의 부착장치는 크게 페트병 내부에 에어를 공급하기 위한 에어공급수단(20)과 이송콘베어(5) 상에서 이동하는 페트병(6)에 열원을 제공하는 히팅챔버(3)가 내부에 구비된 본체(30)로 이루어진다.

도 2의 평면 실시도에 예시하는 바와 같이 이송콘베어(5)의 직선구간을 따라 내부에 히팅챔버(3)가 형성된 본체(30)를 길이방향으로 형성한다. 일반적으로 이송콘베어(5)에는 라벨지의 고른 열수축을 위해 자전하는 회전판(5a)이 구비되며, 작업자 또는 자동화 로봇에 의해 이송콘베어(5)의 진입부에서 회전판(5a)에 안치되어 이송하는 페트병(6)의 둘레에 흡착시킬 라벨지(61)를 씌우면 상기 히팅챔버(3)를 통과했을 때 라벨지가 열에 의해 페트병 외면에 흡착된다.

상기 라벨지 부착장치(1)의 내부 중심에는 도 1에 예시하는 바와 같이 이송콘베어(5)가 통과될 수 있도록 전후방으로 관통되는데, 페트병의 이송방향 양측으로 증기분사관(4a)이 구비된 히팅챔버(3)를 길이방향으로 형성하여 그 내부로 페트병(6)이 일정간격으로 이송되는 이송콘베어(5)가 배치되는 구성이다.

히팅챔버(3)의 상측 중심에는 길이방향으로 이송콘베어(5)의 이송방향에 따라 개방구(11)가 형성되어 그 상부측에는 이송콘베어(5)와 등속으로 이동하면서 페트병(6) 내부에 에어를 공급하는 에어공급수단(20)이 구비된다.

즉, 상기 페트병(6)의 이송간격에 정확히 일치하는 위치로 클램프노즐(9)이 하단에 결합된 주입관(8)을 레일(7) 상에 설치하여 페트병(6)이 본체(30) 내부로 진입할 때 클램프노즐(9)이 내려와 주입구에 밀착된 다음 페트병 안으로 공기를 공급할 수 있게 한다.

여기에서 레일(7) 위에 안치된 캐리어의 하측에 연결된 주입관(8)의 내부로 공급되는 냉각공기는 별도의 공급배관장치를 통해 공급된다. 따라서 페트병이 라벨지 부착장치(1) 안으로 투입되면 주입관(8) 단부에 형성된 클램프노즐(9)이 하향 이동하여 페트병(6)의 병구에 일정압력으로 접촉되면 일정한 양의 냉각공기가 주입관을 통해 페트병(6) 안으로 제공되어 외부보다 더 높은 과압상태를 형성시킴으로써 고온의 환경에서 페트병(6)의 외벽면이 내측으로 수축 변형되는 것을 방지하게 된다.

단면상에서 볼 때 히팅챔버(3)의 양측 벽면에는 내부로 열원을 공급하기 위한 덕트(4)가 구비되고, 이로부터 공급되는 열원이 이송콘베어를 타고 이동하는 페트병의 양측으로 분사되도록 덕트(4)에 관출된 증기분사관(4a)을 설치한다.

주입관 측의 클램프노즐(9)이 페트병의 병구에 접하여 내부에 공기를 주입할 때 증기분사관(4a)을 통해 고온의 증기가 분사되며, 따라서 페트병(6)의 주면에 환설공급(還設供給)되는 열수축성 라벨지(61)가 증기열기에 의해 순간적으로 수축되어 라벨링이 이루어지는바, 상기와 같이 페트병(6)의 주면에 라벨지(61)가 고온의 환경에 의해 열수축작용에 따라 라벨링되는 작업원리는 이미 공지된 기술로, 본 발명은 상기 히팅챔버(3)의 상부 양측에 배출챔버(2)를 형성하고, 배출챔버의 외측으로 배기팬과 연결되는 흡입관(2a)를 설치한 구성에 그 특징이 있다.

이를 위해 본 발명은 도 3의 단면도에 예시하는 바와 같이 히팅챔버(3)의 상부 중심에서 주입관(8)이 이동하는 개방구(11)를 중심으로 하여 좌우 양측에 고온의 증기나 열풍의 배출을 위한 배출챔버(2)를 길이방향으로 형성하고, 상기 배출챔버(2)의 외측에 다수개의 증기 흡입관(2a)을 관출(管出)형성한다.

도 4는 본 발명의 가열챔버의 다른 실시예를 보인 단면도로, 히팅챔버(3) 내부로 공급되는 열원이 열풍, 즉 고온의 바람인 경우의 단면구조를 예시하고 있다.

본체(30)에는 덕트(4)로 바람을 공급하기 위한 공급팬(14)이 설치되며, 양측 덕트(4)의 내측에는 히팅챔버(3)로 바람을 유입시키기 위한 관통공(4b)이 형성되고, 관통공(4b)에 인접하는 위치에는 열선(15)이 설치되면 히팅챔버(3)를 지나는 페트병으로 열풍이 제공되어 라벨지를 수축시킬 수 있다.

하지만 이러한 열풍을 열원으로 사용하는 경우, 히팅챔버 내의 온도편차가 심하여 자칫 라벨지(61) 뿐만 아니라 비교적 얇은 두께의 페트병의 경우 병 자체의 손상과 변형을 초래하여 불량률이 높으므로 온도편차가 적고 제어가 쉬운 증기를 사용하는 것이 바람직하다.

흡입관의 개수는 히팅챔버(3) 내부로 제공되는 열원을 충분히 흡수할 수 있는 용량에 맞게 설치하되, 다수의 흡입관(2a) 단부를 연결하는 송출관(9)을 더 형성하고 송출관(9) 상에 설치된 배기팬(13)을 가동하여 증기를 강제 배출시키도록 한다.

이와 같이 히팅챔버(3)에서 방출된 열원(고열증기, 열풍)은 배출챔버(2)을 통해 강제 배출시킴에 따라 히팅챔버(3)의 개방구(11)를 통해 라벨지(61)를 수축시킨 증기가 개방구(11)를 통해 외부, 즉 작업장 실내로 열원이 방출되는 현상을 최소화 시킬 수 있는 것이다.

도 5는 열수축 라벨지의 부착장치의 다른 실시예로 배출챔버(2)가 본체(30)의 측방에 설치된 경우를 보인 사시도이며, 도 6은 도 5의 단면도를 도시한 것이다.

에어 주입관(8)이 관통해서 지날 수 있도록 본체에 형성되는 개방구(11)가 상기 도면에서와 같이 본체 측면에 형성되는 경우에는 상기 개방구(11)의 외부로 개방구(11)를 중심으로 본체(30)의 길이방향으로 대향되게 설치되는 배출챔버(2)를 형성하고, 배출챔버의 상, 하측 단부에는 배기팬(13)과 연결되는 다수의 흡입관(2a)를 설치한다.

이와 같이 본체(30)의 측면으로 개방구(11)가 형성될 경우에는 뜨거운 공기는 위로 움직이는 경향에 비추어 상부가 막혀 있으므로 작업장 내로 열원이 유출되는 것을 보다 확실히 차단할 수 있는 장점이 있다.

한편 본 발명의 라벨지 부착장치(1)의 상부에는 클램프노즐(9) 및 주입관(8)이 지나가기 위하여 길이방향으로 개방구(11)가 개설되는데, 배출챔버(2)를 통해 열원을 강제 배출시키더라도 개방구(11)를 통해 일부의 열원이 유출될 수밖에 없는 구조이다.

따라서 상기 개방구(11)에는 증기의 상부 발산을 차단하기 위하여 도 7과 같이 절개부(10a)를 갖는 후렉시블한 재질의 차단막(10)을 설치하여 두 개의 주입관(8) 사이로 열원이 누설되는 것을 최소화 시키는 것이 바람직하다.

이상과 같이 히팅챔버(3)의 상측에 배출챔버(2)을 설치하게 되면 다음과 같은 효과가 있다.

히팅챔버(3)는 그 구조상 이송콘베어(5)가 진출되도록 전후로 관통된 구조를 가지게 되고, 또한 상부 측에는 클램프노즐(9)을 갖는 주입관(8)가 하강하여 이동하는 개방구(11)가 형성되므로 라벨지가 병에 부착되는 과정에서 증기분사관(4a)에서 분출 확산되는 증기가 이들 개방공간을 통해 외부로 방출될 수밖에 없는 구조이나, 본 발명에서는 히팅챔버(3)의 상부에 별도로 증기회수를 위한 배출챔버(2)가 형성되어 있어 일단 라벨링 작업에 사용되었던 고열증기가 개방구(11)를 통해 상승하면 흡입관(2a)과 연결된 배기팬에 의한 강력한 흡입력으로 상승하는 수증기를 원활하게 흡입할 수 있고, 차단막(12)에 의해 라벨지 부착장치(1)가 설치된 작업장 주위로는 증기의 유출을 최소화 할 수 있게 된다.

따라서 작업장 환경이 깨끗하고 과도한 습도로 인해 작업장 벽면이나 천장부위에 결로현상이 발생하지 않아 깨끗하고 쾌적한 환경에서 라벨링 작업을 수행할 수 있고, 배출챔버(2)를 통하여 회수한 증기는 자체가 상당한 고열을 포함하고 있으므로 이를 열교환방식으로 재회수하여 증기생산에 환원시키거나 아니면 실내난방에 재활용할 수 있어서 에너지 절감에도 기여할 수 있는 장점이 있다.

더욱이 본 발명에서와 같이 히팅챔버(3)의 개방구(11) 측에 배출챔버(2)를 형성하여 히팅챔버 안으로 제공된 열원을 배기팬(13)과 연결된 배출챔버를 통해 배출하게 되면 히팅챔버 내의 잠열을 최소화시켜 온도편차를 낮출 수 있으므로, 제조되는 페트병의 불량률을 낮출 수 있는 장점도 있다.

무엇보다 선행발명과 같은 로타리 라벨링 장치는 기계구조가 아주 복잡하여 제작단가가 높고 따라서 시설비가 매우 고가로 형성되었으나, 본 발명과 같이 직선형의 히팅챔버(3)를 구비하는 라벨지 부착장치(1)를 설비하는 경우에는 전체구성이 아주 간단하므로 상기한 로타리식 라벨링 장치보다 기계설비의 제작단가를 절반가까이 절감할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 이상과 같이 증기열에 의한 페트병 라벨링 장치를 구성함에 있어서 증기히팅챔버의 상방에 별도로 증기흡입실을 병행설치하므로서 라벨링 과정에서 고열증기의 챔버외 방출을 효과적으로 방지할 수 있어 에너지 절약 및 재활용에 크게 기여할 수 있고 특히 직선형 히팅챔버의 설비구조에 의해 라벨링 장치에 따른 시설비를 대폭 절감할 수 있는 등 여러 가지 산업적 효과를 갖는다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

1:라벨지 부착장치
2:배출챔버 2a:흡입관 3:히팅챔버 4:덕트 4a:증기분사관 4b:관통공
5:이송콘베어 5a:회전판 6:페트병 61:라벨지
20:에어공급수단
7:레일 8:주입관 9:클램프노즐 10:차단막 10a:절개부
11:개방구 12:송출관 13:배기팬
14:공급팬 15:열선
30:본체

Claims (5)

1. 이송콘베어(5) 상으로 이송되는 페트병(6)에 열원을 공급하여 라벨지를 열수축시켜 베트병에 부착시키는 열수축 라벨지의 부착장치에 있어서;
   이송콘베어(5)의 직선구간에 설치되며, 내부는 이송콘베어(5)와 페트병(6)이 관통하여 지날 수 있도록 전후가 개방되어 페트병에 열원을 제공하는 히팅챔버(3)가 구비되는 본체(30)와;
   이송콘베어(5)와 등속으로 레일(7)을 타고 이동하며, 상기 본체(30) 내부에 페트병(6)이 진입할 때 페트병(6)의 주입구에 밀착되어 내부에 에어를 공급하는 에어공급수단(20);을 포함하며,
   상기 본체(30)의 일측에는 전후 길이방향으로 상기 에어공급수단(20)이 통과되는 개방구(11)가 형성되고,
   상기 히팅챔버(3)의 양측 벽면에는 내부로 열원을 공급하기 위한 덕트(4)가 구비되어 이로부터 공급되는 열원이 이송콘베어(5)를 타고 이동하는 페트병(6)의 양측으로 분사되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열수축 라벨지의 부착장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 개방구(11)의 외부에는 개방구(11)를 중심으로 대향되게 설치되는 배출챔버(2)를 형성하고, 배출챔버에는 배기팬(13)과 연결되는 다수의 흡입관(2a)를 설치하여 페트병(6)으로 공급되어 개방구(11)로 유출되는 열원을 강제 배출될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 열수축 라벨지의 부착장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 열원은 증기이며, 히팅챔버(3) 내부로 증기를 공급하기 위해 덕트(4)에는 관출된 다수의 증기분사관(4a)이 형성된 것을 특징으로 하는 열수축 라벨지의 부착장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   본체(30)에는 상기 덕트(4)로 바람을 공급하는 공급팬(14)이 설치되며, 양측 덕트(4)의 내측에는 히팅챔버(3)로 바람을 유입시키기 위한 관통공(4b)이 형성되고, 관통공(4b)에 인접하는 위치에는 열선(15)이 구비되어,
   히팅챔버(3) 내부로 공급되는 열원이 열풍인 것을 특징으로 하는 열수축 라벨지의 부착장치.
   
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 흡입관(2a)들의 단부를 연결하는 송출관(9)을 더 형성하고 송출관(9) 상에 배기팬(13)을 설치하며,
   상기 본체(30)의 상측 개방구(11)에는 열원이 외부로 누설되는 것을 차단하기 위한 절개부(10a)를 갖는 후렉시블한 재질의 차단막(10)을 설치한 것을 특징으로 하는 열수축 라벨지의 부착장치.

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