KR20200064785A - 종이 용기 밑지 가압 성형장치 - Google Patents

Abstract

종이 용기의 옆지에 밑지가 고정되도록 가압 회전 성형하는 종이 용기 밑지 가압 성형장치가 개시된다. 본 발명에 의한 종이 용기 밑지 가압 성형장치는 테이퍼진 원통형의 옆지에 하부면을 밀폐하도록 원판형의 밑지를 상기 옆지 하단부에 고정하기 위하여 가압 성형하는 종이 용기 밑지 가압 성형장치에 있어서, 상기 옆지의 하단부가 내측으로 접혀 삽입홈을 형성하고 상기 밑지의 테두리가 절곡되어 상기 삽입홈에 삽입된 상태에서 공급되는 성형틀; 상기 성형틀 중앙에 회전구동수단에 의해 회전 가능하게 설치된 회전부재; 및 상기 회전부재에 설치되고 작동부에 의해 반경방향을 따라 전후진 가능하도록 설치되어 상기 성형틀에 놓인 종이 용기를 가압하는 가압부재;를 포함한다.

Description

종이 용기 밑지 가압 성형장치 {Apparatus for pressurizing and forming bottom of paper container}

본 발명은 종이 용기의 옆지에 밑지가 고정되도록 가압 회전 성형하는 종이 용기 밑지 가압 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로 주변에서 많이 사용하는 종이컵은, 합성수지가 코팅된 상태의 종이시트를 말아 테이퍼진 원통형 옆지를 만들고, 그 하단부에 원판형 밑지를 고정하여 형성된 것으로서, 가령 커피 자동판매기용 컵이나 용기라면 등에 응용된다.

이러한 종이컵은 매우 가볍고 사용 후, 바로 버릴 수 있어, 일상생활에서 부담 없이 사용할 수 있으며, 비교적 제조단가가 낮고 재활용할 수도 있다는 장점을 갖는다.

그런데 상기한 종이컵은, 일회용임에도 불구하고, 원통형상의 하단부에 원판형 바닥판인 밑지를 접착하여야 하는 구조를 가지므로, 제작과정이 의뢰로 복잡하고 접착부위가 많아 가령 뜨거운 물을 부었을 때 접착제가 새어나올 가능성이 그만큼 많다는 단점을 갖는다.

또한, 종래의 종이컵 성형장치는 두 개의 회동캠이 동시에 회전 작동됨에 의해 각각의 작동간과 연결간이 작동됨으로써 하부 성형구와 성형피스톤을 승강 작동시키는 구성이기 때문에 제반 부품이 많이 소요될 뿐 아니라 그만큼 구성이 복잡하게 되어 동력전달이 정확하지 못하고, 제작 공정이 어려워 원가를 상승시키는 요인이 되었다.

공개특허 10-2018-0062128

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종이 용기의 옆지와 밑지를 가압한 상태에서 회전시켜 옆지와 밑지를 가압 성형할 수 있는 종이 용기 밑지 가압 성형장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 테이퍼진 원통형의 옆지에 하부면을 밀폐하도록 원판형의 밑지를 상기 옆지 하단부에 고정하기 위하여 가압 성형하는 종이 용기 밑지 가압 성형장치에 있어서, 상기 옆지의 하단부가 내측으로 접혀 삽입홈을 형성하고 상기 밑지의 테두리가 절곡되어 상기 삽입홈에 삽입된 상태에서 공급되는 성형틀; 상기 성형틀 중앙에 회전구동수단에 의해 회전 가능하게 설치된 회전부재; 및 상기 회전부재에 설치되고 작동부에 의해 반경방향을 따라 전후진 가능하도록 설치되어 상기 성형틀에 놓인 종이 용기를 가압하는 가압부재;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 성형틀은 상기 옆지와 같이 테이퍼진 원통형으로 이루어지고, 상기 종이 용기의 하단부가 걸려 안착되는 걸림턱이 형성될 수 있다.

이때, 상기 회전부재가 축방향으로의 이동과 회전만 가능하도록 구속하는 회전 고정부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 작동부는 상기 회전부재의 중앙에 설치되고, 상기 가압부재가 양쪽으로 설치되어 종이 용기를 가압할 수 있다.

이때, 상기 회전부재에는 상기 가압부재를 직선으로 안내하는 가이드가 형성될 수 있다.

이때, 상기 가압부재가 상기 종이 용기를 가압한 상태에서 상기 회전부재가 회전될 수 있다.

이때, 상기 가압부재는 상기 종이 용기와 접촉하게 되는 끝단이 라운드지게 형성될 수 있다.

이때, 상기 가압부재는 상기 종이 용기가 상기 성형틀에 위치하면 반경방향으로 전진하여 상기 종이 용기를 가압하고, 그 가압상태에서 상기 회전부재의 회전에 의해 회전한 다음, 회전이 멈추면 원위치로 후진하여 복귀할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 본 발명은 성형틀에 종이 용기가 놓이면 대칭으로 설치된 가압부재가 가압하고 그와 동시에 회전하게 되기 때문에 작업이 매우 신속하게 이루어지는 효과를 제공한다.

(2) 본 발명은 양쪽의 가압부재에 의해 가압되고 그 상태에서 회전하게 되기 때문에 가해지는 힘이 양쪽으로 동일하고 회전시에도 그 상태를 유지하기 때문에 제품 품질을 보장할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 종이 용기 밑지 가압 성형장치에서 성형되는 종이 용기의 반단면도이다.
도 2 내지 도 8은 본 발명에 의한 종이 용기 밑지 가압 성형장치의 평면도와 종단면도들이다.
도 2는 성형 전의 상태를 나타낸다.
도 3은 성형 전의 종이 용기가 공급되기 시작하는 상태를 나타낸다.
도 4는 종이 용기가 성형틀에 안착된 상태를 나타낸다.
도 5는 종이 용기가 가압부재에 의해 가압되는 상태를 나타낸다.
도 6은 종이 용기가 가압부재에 의해 가압된 상태에서 회전이 이루어지는 상태를 나타낸다.
도 7은 종이 용기가 가압 성형된 다음 가압부재가 원위치로 복귀한 상태를 나타낸다.
도 8은 가압 성형된 종이 용기가 성형틀로부터 이탈되는 상태를 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 종이 용기 밑지 가압 성형장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.

우선, 본 발명이 적용되는 종이 용기(10)의 일례가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 종이 용기(10)는 상부면만 개방되도록 옆지(11)와 밑지(12)로 이루어진다. 본 발명에 의한 종이 용기 밑지 가압 성형장치는 테이퍼진 원통형의 옆지(11)에 하부면을 밀폐하도록 원판형의 밑지(12)를 상기 옆지(11) 하단부에 고정하기 위하여 가압 성형하게 된다.

이때, 상기 옆지(11)는 하단부가 내측으로 접혀 삽입홈(11a)을 형성하고 상기 밑지(12)의 테두리가 절곡되어 상기 삽입홈(11a)에 절곡부(12a)가 삽입된 상태에서 고정된다.

이때, 상기 종이 용기(10)는 이러한 구조를 가지기 때문에 밑지(12)의 하부에는 일정 높이의 공간이 형성된다.

이때, 본 발명에 의한 가압 성형장치는 상기 삽입홈(11a)에 절곡부(12a)가 삽입되어 있는 부분을 가압하게 된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 종이 용기 밑지 가압 성형장치는, 도 1 내지 도 8을 참고하면, 성형틀(40), 회전부재(22), 회전구동수단(20), 가압부재(51), 작동부(50)를 포함한다.

상기 성형틀(40)은, 도 2 내지 도 8을 참고하면, 상기 옆지(11)의 하단부가 내측으로 접혀 삽입홈(11a)을 형성하고 상기 밑지(12)의 테두리가 절곡되어 절곡부(12a)가 상기 삽입홈(11a)에 삽입된 상태에서 공급된다.

이때, 상기 성형틀(40)은 상기 옆지(11)와 같이 테이퍼진 원통형으로 이루어지고, 상기 종이 용기(10)의 하단부가 걸려 안착되는 걸림턱(42)이 형성된다. 즉 상기 성형틀(40)은 원통부(43)와 상기 원통부(43) 상부의 테이퍼부(42)로 이루어지고, 상기 원통부(43)와 상기 테이퍼부(41)의 연결부위에는 상기 걸림턱(42)이 형성된다.

이때, 상기 종이 용기(10)가 성형틀(40)에 공급되면 그 하단부가 상기 걸림턱(42)에 걸리게 되고, 그 상태에서 가압 성형이 이루어지게 된다.

이때, 상기 성형틀(40)은 강철과 같이 단단한 재질로 이루어져 가압에 충분히 견딜 수 있도록 되어 있어야 한다.

상기 회전부재(22)는, 도 2 내지 도 8을 참고하면, 상기 성형틀(40) 중앙에 회전구동수단(20)에 의해 회전 가능하게 설치된다.

이때, 상기 회전구동수단(20)은 회전 구동모터를 나타내고, 여기서는 회전 각도를 임의로 설정한 값으로 회전할 수 있도록 스텝 모터 등을 적용할 수 있다.

이때, 상기 회전부재(22)는 상기 모터(20)에 모터 회전축(21)을 통하여 연결되고, 따라서 모터(20)의 구동에 의해 상기 회전부재(22)도 회전된다.

이때, 상기 회전부재(22)는 원판형으로 이루어져 상기 가압부재(51)를 수용할 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 회전부재(22)가 축방향으로의 이동과 회전만 가능하도록 상기 회전축(21)을 구속하는 회전 고정부(30)를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 회전 고정부(30)로는 베어링을 적용할 수 있을 것이다. 따라서 상기 회전 고정부(30)에 의해 상기 회전부재(22)가 좌우로 흔들릴 염려 없이 견고하게 작업을 진행할 수 있게 된다.

이때, 상기 회전부재(22)에는 상기 가압부재(51)를 직선으로 안내하는 가이드(52)가 형성될 수 있다. 상기 가이드(52)는 홈 형태나, 레일 형태, 혹은 양쪽의 격벽 형태를 적용할 수 있다. 즉 상기 가압부재(51)가 반경방향을 따라 내외측으로 직선 운동을 하도록 구속하는 역할을 수행하게 된다.

상기 가압부재(51)는, 도 2 내지 도 8을 참고하면, 상기 회전부재(22)에 설치되고 작동부(50)에 의해 반경방향을 따라 전후진 가능하도록 설치되어 상기 성형틀(40)에 놓인 종이 용기(10)를 가압하게 된다.

이때, 상기 가압부재(51)가 상기 종이 용기(10)를 가압한 상태에서 상기 회전부재(22)가 회전될 수 있다.

이때, 상기 가압부재(51)는 상기 종이 용기(10)와 접촉하게 되는 끝단이 라운드지게 형성될 수 있다. 이렇게 라운드지게 형성됨으로써 종이 용기(10)의 가압부분에 스크래치 등이 발생되는 줄일 수 있게 된다.

이때, 상기 가압부재(51)는 한쪽만 설치도 가능하나 회전 각도를 줄이기 위하여 양쪽으로 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 작동부(50)는 상기 회전부재(22)의 중앙에 설치되고, 상기 가압부재(51)가 양쪽으로 설치되어 종이 용기(10)를 가압하게 된다.

이때, 상기 가압부재(51)에는 가압 회전 시, 마찰력을 줄일 수 있도록 가압부재(51)의 끝단에 롤러 등을 설치할 수 있다. 롤러가 설치되면 롤러가 가압하는 부분을 따라 구르기 때문에 마찰력을 최소로 줄 일 수 있게 된다.

상기 작동부(50)는, 도 2 내지 도 8을 참고하면, 상기 가압부재(51)를 가이드(52)를 따라 회전부재(22) 상에서 직선 왕복이 가능하게 구동한다.

이때, 상기 작동부(50)로는 랙 피니언 구조, 솔레노이드, 리니어 모터, 볼 스크류 등의 다양한 직선 구동 디바이스를 적용할 수 있다. 상기 작동부(50)로는 그 성격에 따라 적절한 것을 골라 선택할 수 있을 것이다.

도 2를 참고하면, 상기 가압부재(51)와 회전부재(22) 등이 모두 원위치에 위치하고 있는 상태를 나타낸다. 모터(20)는 회전하지 않고 있고, 상기 가압부재(51)는 작동부(50)에 의해 내측으로 들어와 후진한 상태를 나타낸다.

이때, 상기 가압부재(51)는 평면도에서 알 수 있듯이, 수평으로 놓여 있고 전혀 회전하지 않은 상태를 나타낸다.

도 3을 참고하면, 도 2와 같은 원위치 상태에서 가압 성형하고자 하는 종이 용기(10)가 성형틀(40)로 제공되는 상태를 나타낸다.

이때, 상기 종이 용기(10)는 상기 성형틀(40)의 상부로부터 공급수단에 의해 하강하여 안착된다. 물론 이러한 공급수단은 다양한 디바이스를 적용할 수 있을 것이다.

도 4를 참고하면, 상기 종이 용기(10)가 상기 성형틀(40)에 안착한 상태를 보여준다. 상기 성형틀(40)의 걸림턱(42)에 상기 옆지(11)의 하단부가 걸려 종이 용기(10)가 안착된다.

이때, 상기 가압부재(51)는 종이 용기(10)를 가압하지 않고 있는 상태이다.

도 5를 참고하면, 상기 작동부(50)가 작동하여 상기 가압부재(51)를 반경 외측방향으로 밀어 상기 가압부재(51)가 상기 종이 용기(10)를 가압하고 있는 상태이다. 물론 가압하는 부분은 상기 옆지(11)의 삽입홈(11a) 부분에 상기 밑지(12)의 절곡부(12a)가 삽입되어 적층된 부분이다.

이때, 상기 작동부(50)가 양쪽으로 가압부재(51)를 밀어 종이 용기(10) 양쪽을 대칭으로 가압하기 때문에 매우 안정적인 자세를 유지하게 된다.

도 6을 참고하면, 상기 가압부재(51)가 상기 종이 용기(10)를 가압한 상태에서 회전 구동모터(20)가 작동되어 회전부재(22)가 회전하는 상태를 나타낸다.

이때, 가압부재(51)가 양쪽으로 가압하도록 설치되어 있기 때문에 180도 회전하게 되면 가압부재(51)가 종이 용기(10)의 성형될 모든 부분을 가압 성형하게 된다. 물론 이보다 약간 더 회전하도록 제어할 수도 있을 것이다.

이때, 상기 회전부재(22)가 회전될 때, 회전 구동모터(20)의 회전축(51)은 회전 고정부(30)에 의해 구속되어 지지되기 때문에 좌우 흔들림 없이 견고하고 정확한 위치에서 종이 용기(10)를 가압하게 된다. 이러한 이유로 생산되는 제품의 품질을 고품질로 유지할 수 있게 된다.

도 7을 참고하면, 가압부재(51)가 가압한 상태에서 회전한 다음 멈추고, 상기 가압부재(51)가 작동부(50)에 의해 반경방향을 따라 후진한 상태를 나타낸다.

이때, 상기 가압부재(51)는 상기 종이 용기(10)로부터 이격되어 종이 용기(10)를 분리할 수 있는 상태가 된다. 물론 옆지(11)와 밑지(12)는 가압 회전 성형에 의해 성형이 완성된 상태이다.

도 8을 참고하면, 가압 성형이 완성된 종이 용기(10)가 분리수단에 의해 분리되는 상태를 나타낸다.

이때, 상기 분리수단과 공급수단은 동일한 디바이스를 사용할 수 있을 것이다.

가업 성형이 완성된 종이 용기(10)가 성형틀(40)로부터 제거되면, 도 3에서와 같이 가압 성형할 새로운 종이 용기(10)가 바로 공급되고 이러한 방식으로 계속 반복 작업을 하게 된다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10 : 종이 용기
11 : 옆지 12 : 밑지
20 : 구동모터 21 : 회전축
22 : 회전부재 30 : 회전 고정부
40 : 성형틀 41 : 테이퍼부
42 : 걸림턱 43 : 원통부
50 : 작동부 51 : 가압부재
52 : 가이드

Claims (8)

1. 테이퍼진 원통형의 옆지에 하부면을 밀폐하도록 원판형의 밑지를 상기 옆지 하단부에 고정하기 위하여 가압 성형하는 종이 용기 밑지 가압 성형장치에 있어서,
   상기 옆지의 하단부가 내측으로 접혀 삽입홈을 형성하고 상기 밑지의 테두리가 절곡되어 상기 삽입홈에 삽입된 상태에서 공급되는 성형틀;
   상기 성형틀 중앙에 회전구동수단에 의해 회전 가능하게 설치된 회전부재;
   상기 회전부재에 설치되고 작동부에 의해 반경방향을 따라 전후진 가능하도록 설치되어 상기 성형틀에 놓인 종이 용기를 가압하는 가압부재;
   를 포함하는 종이 용기 밑지 가압 성형장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 성형틀은 상기 옆지와 같이 테이퍼진 원통형으로 이루어지고, 상기 종이 용기의 하단부가 걸려 안착되는 걸림턱이 형성된 종이 용기 밑지 가압 성형장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전부재가 축방향으로의 이동과 회전만 가능하도록 구속하는 회전 고정부를 더 포함하는 종이 용기 밑지 가압 성형장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 작동부는 상기 회전부재의 중앙에 설치되고, 상기 가압부재가 양쪽으로 설치되어 종이 용기를 가압하는 종이 용기 밑지 가압 성형장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 회전부재에는 상기 가압부재를 직선으로 안내하는 가이드가 형성된 종이 용기 밑지 가압 성형장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 가압부재가 상기 종이 용기를 가압한 상태에서 상기 회전부재가 회전되는 종이 용기 밑지 가압 성형장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 가압부재는 상기 종이 용기와 접촉하게 되는 끝단이 라운드지게 형성된 종이 용기 밑지 가압 성형장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 가압부재는 상기 종이 용기가 상기 성형틀에 위치하면 반경방향으로 전진하여 상기 종이 용기를 가압하고, 그 가압상태에서 상기 회전부재의 회전에 의해 회전한 다음, 회전이 멈추면 원위치로 후진하여 복귀하는 종이 용기 밑지 가압 성형장치.
   

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