KR20200085422A

KR20200085422A - 종이용기 성형기계

Info

Publication number: KR20200085422A
Application number: KR1020190001477A
Authority: KR
Inventors: 김익성; 류지현
Original assignee: 김익성; 류지현
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2020-07-15
Also published as: KR102172874B1

Abstract

본 발명의 종이용기 성형기계는, 음식물을 담을 수 있는 종이용기가 입체적인 형상으로 성형되도록 순차적인 다단계 성형방식이 적용되고, 종이용기를 입체적이면서 고속으로 성형하기 위해 고온 전도 방식에 의한 가압 성형방식이 적용되고, 종이용기 성형기계를 통해 생산되는 종이용기는 국물이 있는 음식물도 흘러내리지 않도록 성형되는 발명에 관한 것이다.

Description

종이용기 성형기계{Forming machine of paper containers}

본 발명은 종이용기 성형기계에 관한 것으로, 보다 상세하게 본 발명은 음식물을 담을 수 있는 종이용기가 입체적인 형상으로 성형되도록, 순차적인 다단계 성형방식이 적용된 종이용기 성형기계이다.

또한, 본 발명은 종이용기를 입체적이면서 고속으로 성형하기 위해, 고온 전도 방식에 의한 가압 성형방식이 적용된 종이용기 성형기계이다.

또한, 본 발명의 종이용기 성형기계를 통해 생산되는 종이용기는 국물이 있는 음식물도 흘러내리지 않도록 성형된다.

현대사회는 패스트푸드의 발달로 인해 많은 음식들이 포장되어 판매, 배달되고 있다. 이러한 패스트푸드를 담는 용기는 주로 일회용 용기들인데 그 중에서도 종이용기가 스티로폼 용기를 비롯한 합성수지 용기에 비해 내구성이 우수하여 많은 양을 포장할 수 있는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.

특히, 종이용기는 스티로폼 용기와 같은 일회용 용기에 비해 친환경적인 종이 재료를 사용하기 때문에, 환경규제가 엄격해지고 있는 현재 추세에서 스티로폼 용기를 포함한 합성수지 용기들을 대체할 수 있는 일회용 용기이다.

한편, 종이용기에 비해 스티로폼 용기 또는 합성수지 용기를 일회용 용기들로 많이 사용한 이유는 종이용기에 비해 국물이 있는 음식물을 흘러내리지 않도록 담고 보관하는 것이 유리했기 때문이다.

물론, 컵 형태 또는 우유팩과 같은 종이용기의 경우에는 음료와 국물을 충분히 흘러내리지 않도록 담고 보관하는 것이 가능하지만, 컵 형태의 용기는 항상 원형의 형상으로만 형성되기 때문에 상품 포장 디자인으로서 한계가 있고, 우유팩과 같은 종이용기는 개봉이 불편하다는 단점이 있다.

따라서 상품 포장 디자인으로서의 가치가 올라갈 수도 있도록 종이용기의 형태를 입체적으로 형성해야 하고, 국물이 있는 음식물을 흘러내리지 않도록 담고 보관할 수도 있는 종이용기의 개발이 필요하게 된 것이다.

다음은 이와 관련한 종래의 선행기술들이다.

1. 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0075281호 가변형 종이 성형 장치 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1864993호 텐션 블록을 이용한 종이 용기 성형장치 3. 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0069163호 싸바리 상자의 자동 제조장치

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

본 발명은 음식물을 담을 수 있는 종이용기가 입체적인 형상으로 성형되도록, 순차적인 다단계 성형방식이 적용된 종이용기 성형기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종이용기를 입체적이면서 고속으로 성형하기 위해, 고온 전도 방식에 의한 가압 성형방식이 적용된 종이용기 성형기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 종이용기 성형기계를 통해 생산되는 종이용기는 국물이 있는 음식물도 흘러내리지 않도록 성형되는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명인 종이용기 성형기계는,

각 구성이 설치되는 공간을 제공하고, 시트지가 공급되어 종이용기가 성형되는 성형공간을 제공하는 몸체부(100)와;

복수의 시트지를 수납하고, 수납된 시트지를 1장씩 인출하여 종이용기 성형부(300)로 이송하는 시트공급부(200)와;

상기 시트공급부(200)에 의해 이송된 시트지를 종이용기의 형상에 따라 순차적으로 절곡하고, 시트지에 도포된 접착성분을 용융시켜 종이용기를 성형하는 종이용기 성형부(300)와;

상기 종이용기 성형부(300)에 의해 성형된 종이용기를 몸체부(100)의 용기 배출구(111)로 이송하는 종이용기 이송부(400)와;

각 구성에 소요되는 동력 공급 및 각 구성의 작동상태를 제어하는 제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 종이용기 성형기계는, 음식물을 담을 수 있는 종이용기가 입체적인 형상으로 성형되도록, 순차적인 다단계 성형방식이 적용된 종이용기 성형기계이기 때문에, 종래방식에 비해 상품 포장 디자인으로서 가치가 우수한 입체적인 종이용기를 생산할 수 있다.

또한, 본 발명은 종이용기를 입체적이면서 고속으로 성형하기 위해 고온 전도 방식에 의한 가압 성형방식이 적용되기 때문에, 종이용기의 생산성이 우수할 뿐만 아니라 성형되는 종이용기 세부 부위가 미려하다.

또한, 본 발명의 종이용기 성형기계를 통해 생산되는 종이용기는 국물이 있는 음식물도 흘러내리지 않도록 성형되기 때문에, 기존의 스티로폼 용기 또는 합성수지 용기를 대신하여 다양한 음식물용 일회용 용기로 대체할 수 있을 뿐만 아니라 종이재질이기 때문에 폐기물 처리도 용이하게 할 수 있어 환경보호와 산업상 이용가능성도 높다.

도 1은 본 발명의 종이용기 성형기계의 사시도
도 2는 본 발명의 종이용기 성형기계의 구성 블록도
도 3은 본 발명의 종이용기 성형기계의 시트지와 종이용기 상태도
도 4는 본 발명의 종이용기 성형기계의 분해도
도 5는 본 발명의 종이용기 성형기계의 몸체부 분해도
도 6은 본 발명의 종이용기 성형기계의 시트공급부 분해도
도 7은 본 발명의 종이용기 성형기계의 시트공급부 작동 상태도
도 8은 본 발명의 종이용기 성형기계의 종이용기 성형부 분해도
도 9는 본 발명의 종이용기 성형기계의 종이용기 성형부 작동 상태도
도 10은 본 발명의 종이용기 성형기계의 종이용기 이송부 분해도
도 11은 본 발명의 종이용기 성형기계의 제어부 사시도
도 12는 본 발명의 종이용기 성형기계의 작동 순서도
도 13은 본 발명의 종이용기 성형기계의 작동 상태도 1
도 14는 본 발명의 종이용기 성형기계의 작동 상태도 2
도 15는 본 발명의 종이용기 성형기계의 작동 상태도 3
도 16은 본 발명의 종이용기 성형기계의 작동 상태도 4
도 17은 본 발명의 종이용기 성형기계의 작동 상태도 5
도 18은 본 발명의 종이용기 성형기계의 작동 상태도 6
도 19는 본 발명의 종이용기 성형기계의 작동 상태도 7
도 20은 본 발명의 종이용기 성형기계의 작동 상태도 8

본 발명의 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 20을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1과 2를 참조하면, 본 발명의 종이용기 성형기계(이하 '성형기계')는 음식물을 담을 수 있는 종이용기가 입체적인 형상으로 성형되도록 순차적인 다단계 성형방식이 적용된 종이용기 성형기계로서, 몸체부(100), 시트공급부(200), 종이용기 성형부(300), 종이용기 이송부(400), 제어부(500)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명의 성형기계(1)는 자동으로 시트지(10)를 투입하여 종이용기(20)를 성형하는 생산기계로서, 종래방식에 비해 상품 포장 디자인으로서 가치가 우수한 입체적인 종이용기를 생산할 수 있다.

도 3을 참조하면, 종이용기(20)의 원료인 시트지(10)는 성형되기 전에 접힘선(12)이 형성되어 전개된 형태로 형성되고, 접어지는 각 부분에 접착성분(11)이 필름형식으로 코팅되어 있어 종이용기(20)를 성형하는 생산 공정에서 별도로 접착제 또는 접착성분을 도포하는 공정이 생략된다.

그 대신에 시트지(10)가 종이용기 성형부(300)에서 종이용기(20)로 성형되는 공정 중에 고온 전도 방식에 의한 가압 성형방식으로 성형되므로, 종이용기의 생산성이 우수할 뿐만 아니라 성형되는 종이용기 세부 부위가 미려해지는 효과가 발생한다.

구체적으로, 본 발명의 종이용기 성형기계는,

도 2, 4, 5를 참조하면, 본 발명의 성형기계(1)는 몸체부(100)에 시트공급부(200), 종이용기 성형부(300), 종이용기 이송부(400), 제어부(500)가 각각 설치 구성된다.

상기 몸체부(100)는 각 구성이 설치되는 공간을 제공하는 구성으로 각 구성들이 충분히 설치되고 지지될 수 있는 구조와 내구성이 필요하며, 세부적으로는 테이블(110), 몸체부 본체(120), 적재부(130)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 테이블(110)은 몸체부 본체(120)의 바로 상부에 형성되어 종이용기(20)의 원재료인 시트지(10)를 공급하는 시트공급부(200) 및 종이용기(20)를 성형하는 종이용기 성형부(300), 성형된 종이용기(20)를 몸체부(100)의 용기 배출구(111)로 이송하는 종이용기 이송부(400)가 설치되는 공간을 제공한다.

또한, 상기 테이블(110)은 도 5에 도시된 바와 같이, 용기 배출구(111)가 형성되고, 상기 용기 배출구(111)의 하측에는 적재부(130)의 슬라이딩수단(131)이 연결되어 있어, 성형이 완료된 종이용기(20)가 종이용기 이송부(400)를 통해 용기 배출구(111)로 이송되면 슬라이딩수단(131)을 통해 적재테이블(132)까지 적재되도록 슬라이딩 된다.

도 5를 참조하면, 상기 몸체부 본체(120)의 일측에는 제어부(500)가 설치되고, 몸체부 본체(120) 타측에는 적재부(130)의 적재테이블(132)이 위치한다.

또한, 상기 적재부(130)는 성형이 완료된 종이용기(20)가 적재되는 공간으로, 슬라이딩수단(131)과 적재테이블(132)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 슬라이딩수단(131)은 용기 배출구(111) 하측에 형성되어 상기 용기 배출구(111)를 통과하여 배출되는 종이용기(20)가 적재테이블(132)까지 이송되도록 안내한다.

또한, 상기 적재테이블(132)은 몸체부 본체(120)에 일측에 위치하여, 슬라이딩수단(131)을 통해 이송되는 종이용기(20)가 적재되는 공간이다.

도 2와 6을 참조하면, 상기 시트공급부(200)는 복수의 시트지(10)를 수납하고, 수납된 시트지(10)를 1장씩 인출하여 종이용기 성형부(300)로 이송하는 구성으로, 시트수납부(210), 시트인출부(220), 시트이송부(230)를 포함하여 구성된다.

도 6을 참조하면, 상기 시트수납부(210)는 상부와 하부가 관통되고 시트지(10)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 복수의 시트지(10)가 수납되고, 수납된 시트지(10)의 각 가장자리가 내측면 둘레에 밀착되어 시트지(10)가 자연적으로 추락하지 않도록 하는 구성으로, 시트수납테이블(211), 시트카트리지(212), 시트인출구(213)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 시트수납테이블(211)은 시트수납부(210)가 몸체부(100)의 테이블(110) 보다 높은 위치에 설치되도록 함과 동시에 시트인출부(220)의 상하 운동 공간을 제공하는 구성이다.

또한, 상기 시트카트리지(212)는 복수의 시트지(10)를 수납하는 구성이다.

즉, 상기 시트카트리지(212)에 의해 수납되는 복수의 시트지(10)는 수납된 시트지의 각 가장자리가 시트카트리지(212) 내측면 둘레에 밀착되어 시트지가 자연적으로 추락하지 않고, 오직 시트인출부(220)의 상하 운동에 의해서만 하측으로 1장씩 인출된다.

도 6의 확대도를 참조하면, 상기 시트인출구(213)는 시트지(10)의 형상에 대응되는 형상으로 시트수납테이블(211)상에 형성되는 시트지(10) 인출구이며, 시트인출구(213)의 하측에는 시트지(10)를 1장씩 인출하기 위한 시트인출부(220)가 위치한다.

도 7의 확대도를 참조하면, 상기 시트인출부(220)는 시트수납부(210)에 수납된 복수의 시트지(10)를 1장씩 시트수납부(210)의 하측 방향으로 인출하는 구성으로, 시트인출동력부(221)와 흡착패드부(222)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 시트인출동력부(221)은 흡착패드부(222)를 상하로 운동시키는 동력장치이고, 상기 흡착패드부(222)는 끝단에 흡착패드가 형성되어 있어 별도로 설치된 진공펌프에서 발생하는 흡착력에 의해 상기 흡착패드가 시트지(10)를 흡착할 수 있게 된다.

따라서 상기 시트인출동력부(221)의 동력에 의해 흡착패드부(222)가 상승하면 흡착패드부(222)의 흡착패드가 시트지(10)와 접촉하게 됨과 동시에 흡착력이 on 되는 것에 의해 1장의 시트지(10)가 흡착되고, 시트인출동력부(221)의 동력에 의해 흡착패드부(222)가 하강하면 흡착패드에 흡착된 상태의 시트지(10)도 시트수납부(210)의 시트인출구(213)를 통과하여 하측 방향으로 하강한다.

이때, 상기 시트수납부(210)의 시트인출구(213)의 하측에는 시트이송부(230)의 시트이송레일(234)이 형성되어 있기 때문에, 시트수납부(210)에서 인출되어 하강된 1장의 시트지(10)가 시트이송레일(234) 일측에 도달함과 동시에 흡착패드부(222)의 흡착력이 off 된 후, 도 7과 같이, 시트이송부(230)의 시트이송단부(232)의 전진에 의해 1장의 시트지(10)가 종이용기 성형부(300)의 성형블록(310)으로 이송된다.

도 6을 참조하면, 상기 시트이송부(230)는 시트인출부(220)가 시트수납부(210)에서 인출한 1장의 시트지(10)를 종이용기 성형부(300)로 이송하는 구성으로, 시트이송수단(231), 시트이송단부(232), 시트이송수단설치대(233), 시트이송레일(234)을 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성을 포함하는 시트이송부(230)는 도 7과 같이, 몸체부(100)의 테이블(110)의 상에서 종이용기 성형부(300)의 성형블록(310)과 동등한 높이의 위치에 형성되는데 이는 시트이송부(230)가 시트지(10)를 이송하면 바로 성형블록(310)에 위치되도록 하기 위함이다.

특히, 상기 시트이송부(230)는 시트지(10)를 성형블록(310)으로 이송하기 위한동력전달장치로서 시트이송부(230)의 시트이송수단(231)은 실린더의 기능을, 시트이송부(230)의 시트이송단부(232)는 피스톤의 기능을 수행한다.

또한, 상기 시트이송수단설치대(233)는 시트이송부(230)의 설치 높이를 일정 높이로 유지하기 위한 일종의 보조테이블이고, 상기 시트이송레일(234)은 시트지(10)가 종이용기 성형부(300)의 성형블록(310)까지 이송되도록 안내하는 레일이다.

따라서 시트이송수단(231)의 동력에 의해 시트이송단부(232)는 전진과 후진을 하게 되고 시트이송단부(232)의 전,후진 왕복운동에 의해 인출된 1장의 시트지(10)가 시트이송레일(234)을 따라 성형블록(310)까지 이송되는 것이다.

한편, 본 발명의 성형기계(1)에서는 시트공급부(200)와 종이용기 성형부(300), 종이용기 이송부(400)의 구성들은 작동이 신속하고 구조가 간단한 공압력을 적용하는 것으로 설명하고 있으나, 각 구성들의 동력을 공압력뿐만 아니라 전동력, 유압력으로도 변용하여 적용할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 종이용기 성형부(300)는 시트공급부(200)에 의해 이송된 시트지(10)를 종이용기(20)의 형상에 따라 순차적으로 절곡하고, 시트지(10)에 도포된 접착성분(11)을 용융시켜 종이용기(20)를 성형하는 구성으로, 성형블록(310), 중앙고정부(320), 복수의 전후면 절곡부(330), 좌우측면 절곡부(340), 복수의 고온전도가압부(350)를 포함하여 구성된다.

도 8과 9를 참조하면, 상기 성형블록(310)은 몸체부(100)의 테이블(110)의 상측에 형성되며, 전후면 절곡부(330), 좌우측면 절곡부(340), 복수의 고온전도가압부(350)에 의해 상기 시트지(10)가 접힘선(12)을 따라 순차적으로 절곡되도록 안내하는 성형용 블록이다.

따라서 상기 성형블록(310)의 상측면 형상은 시트지(10)의 바닥부(13)가 접하도록 평평한 형상이고, 측면은 종이용기(20)의 외측 형상과 동일한 각도의 형상으로 형성된다.

또한, 상기 성형블록(310)은 시트지(10)를 성형하는 공정 중에 지속적으로 고온, 고압력이 가해지므로, 기계적 성질이 우수한 금속재질이 적용되어야 한다.

도 8과 9를 참조하면, 상기 중앙고정부(320)는 성형블록(310)의 상측에 형성되어, 성형블록(310)에 시트지(10)가 위치하면 하강하여 이송된 시트지(10)의 중앙 바닥부(13)를 가압함과 동시에 시트지(10)의 4측면 모서리에 형성된 접힘면(14)(도 3 참조)을 가압하여 상기 시트지(10)를 성형블록(310) 상에 고정시킨 다음 종이용기(20)의 성형이 완료되면 상승하는 구성으로, 중앙고정대(321), 중앙고정바(322), 중앙고정봉(323)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 중앙고정대(321)는 성형블록(310)의 상측에 일정높이로 형성되고, 중앙고정봉(323)이 관통 설치되며, 중앙고정봉(323)과 중앙고정바(322)가 상하로 운동할 수 있도록 하는 공간을 제공한다.

또한, 상기 중앙고정바(322)는 중앙고정봉(323) 일측단에 연결 설치되고, 상기 성형블록(310)에 시트지(10)가 위치하면, 도 9의 상단 확대도와 같이, 상기 중앙고정봉(323)의 작동에 의해 하강하여 이송된 시트지(10)의 바닥부(13)를 가압함과 동시에 시트지(10)의 측면 모서리 접힘면(14)를 가압하여 상기 시트지(10)를 성형블록(310)상에 고정시키는 구성이다.

이때, 상기 중앙고정바(322)는 종이용기(20)의 성형이 완료되면 중앙고정봉(323)의 작동에 의해 상승하여 초기 위치로 복귀하여, 종이용기 이송부(400)가 성형이 완료된 종이용기(20)를 이송 할 수 있도록 한다.

상기 중앙고정봉(323)은 도 8과 같이, 중앙고정대(321)에 관통 설치되고, 외부 동력에 의해 중앙고정바(322)를 상하 운동시키는 구성으로서, 흡착패드를 제외한 시트인출부(220)와 구성과 작동방식의 기본원리가 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 8을 참조하면, 상기 전후면 절곡부(330)는 성형블록(310)의 전, 후면 양측 부근에 각각 1개씩 2개가 형성되고, 상기 중앙고정부(320)에 의해 시트지(10)가 성형블록(310) 상에 고정된 상태에서, 상기 성형블록(310)의 전, 후면 양측으로 접근하여 상기 시트지(10)의 전, 후면이 접힘선을 따라 각각 접히도록 가압한 후 초기위치로 복귀하는 구성이다.

도 8의 하단 확대도를 참조하면, 상기 전후면 절곡부(330)는 전후면 절곡바(331), 전후면 절곡바 상하운동부(332), 전후면 안내부(333)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 전후면 절곡바(331)는 전후면 절곡바 상하운동부(332)에 설치되고, 전후면 절곡바 상하운동부(332)에 의해 수직방향으로 상승하거나 수평방향으로 오므려져 시트지의 전, 후면이 접힘선을 따라 각각 접히도록 하는 구성으로서, 중앙고정부(320)의 중앙고정바(322)가 성형블록(310) 상에 위치한 시트지(10)의 중앙 바닥부(13)를 가압함과 동시에 시트지(10)의 4측면 모서리에 형성된 접힘면(14)을 가압하면, 전후면 절곡바(331)가 시트지(10)의 측면 모서리 접힘부(14)를 접촉하여 시트지(10)의 전, 후면이 접힘선(12)을 따라 접히도록 하는 절곡용 바이다.

상기 전후면 절곡바 상하운동부(332)은 상기 전후면 절곡바(331)에 의해 시트지(10)의 전, 후면이 접힘선(12)을 따라 각각 접히도록 하기 위해, 상기 전후면 절곡바(331)를 수직방향으로 상승시키거나 수평방향으로 오므리는 기능과 전후면 안내부(333) 상에서 전후로 이동하는 운동용 대차이다.

또한, 상기 전후면 안내부(333)는 상기 전후면 절곡바 상하운동부(332)가 성형블록(310)에 접근할 수 있도록 안내하는 일종의 안내용 레일이다.

도 8과 9를 참조하면, 상기 좌우측면 절곡부(340)는 전후면 절곡부(330)에 의해 시트지(10)의 전, 후면이 접힘선(12)을 따라 각각 접힌 상태가 되면, 하강하여 상기 시트지(10)의 좌, 우면을 가압한 후 초기위치로 상승하는 구성으로, 좌우측면 가압부(341), 좌우측면 절곡부 고정봉(342)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 좌우측면 가압부(341)는 성형블록(310)의 양측 좌, 우면 형상에 대응되도록 경사진 판재로서 좌우에 1개씩 총 2개가 복수로 형성되어 중앙고정대(321)에 관통 설치되는 좌우측면 절곡부 고정봉(342)에 연결된다.

상기 좌우측면 가압부(341)는 전후면 절곡부(330)에 의해 시트지(10)의 전, 후면이 접힘선(12)을 따라 각각 접힌 상태가 되면, 도 9의 하단 확대도와 같이, 상기 좌우측면 절곡부 고정봉(342)의 작동에 따라 하강하여 상기 시트지(10)의 좌, 우면을 가압하여 접힘 상태를 확실하게 한 후 초기 위치로 상승하여 복수의 고온전도가압부(350)가 작동할 수 있도록 비켜준다.

또한, 상기 좌우측면 절곡부 고정봉(342)은 중앙고정부(320)의 중앙고정대(321)에 관통 설치되고, 좌우측면 가압부(341)를 상하 운동시키는 구성으로, 상기 중앙고정봉(323) 및 시트인출부(220)와 구성과 작동방식의 기본원리가 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 8을 참조하면, 상기 복수의 고온전도가압부(350)는 성형블록(310)의 좌, 우면 양측 부근에 복수로 형성되고, 내부에 형성된 히터(352)에서 발생하는 고온을 열 전도방식으로 시트지(10)에 전달하여 상기 시트지(10)에 도포된 접착성분(11)을 용융시킨 후, 상기 전후면 절곡부(330)와 좌우측면 절곡부(340)에 의해 접힘선(12)을 따라 접힌 시트지(10)를 가압하여 종이용기(20)를 성형한 후 초기위치로 복귀하는 구성으로, 고온전도가압바(351), 히터(352), 고온전도가압부 이동안내수단(353)을 포함하여 구성된다.

도 8의 상단 확대도를 참조하면, 상기 고온전도가압바(351)는 성형블록(310)의 양측 좌, 우면 형상에 대응되도록 경사진 면이 형성되고, 내부에는 히터(352)가 내장되어 있고 하측에는 고온전도가압부 이동안내수단(353)이 위치한다.

따라서 상기 고온전도가압바(351)는 하측에 위치한 고온전도가압부 이동안내수단(353) 상에서 이동되는 일종의 대차로서, 전후면 절곡부(330)와 좌우측면 절곡부(340)에 의해 접힘선을 따라 접힌 시트지에 고온의 열을 전도방식으로 전달하여 시트지(10)를 가압하여 종이용기(20)를 성형하는 가압성형수단이다.

즉, 상기 고온전도가압바(351)는 좌우측면 절곡부(340)에 의해 접힘선을 따라 접힌 시트지(10)를 고온의 열을 이용하여 전도방식으로 시트지(10)를 가압한 후 초기위치로 이동한다.

상기 히터(352)는 고온전도가압바(351)의 내부에 형성되고, 고온의 열을 발생시켜 상기 고온전도가압바(351)의 경사진 면에 전달한다.

이때, 상기 히터(352)에서 발생시킨 열은 300~360℃ 정도의 고온이며, 상기 고온전도가압바(351)가 열 전도방식으로 시트지(10)에 도포된 접착성분(11)을 용융시키고 6초 정도 가압하여 종이용기(20)를 성형한다.

상기 고온전도가압부 이동안내수단(353)은 고온전도가압바(351)를 좌우로 이동시키는 일종의 안내용 레일로서, 상기 전후면 안내부(333)과 구성과 작동방식의 기본원리가 유사하다.

도 10의 상단 확대도를 참조하면, 상기 종이용기 이송부(400)는 종이용기 성형부(300)에 의해 성형된 종이용기(20)를 몸체부(100)의 용기 배출구(111)로 이송하는 구성으로, 이송레일(410), 이송대차(420), 흡착패드부(430)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 종이용기 이송부(400)도 시트공급부(200)와 종이용기 성형부(300)와 같이 작동이 신속하고 구조가 간단한 공압력을 적용하는 것으로 설명한다.

도 10을 참조하면, 상기 이송레일(410)은 성형이 완료된 종이용기를 용기 배출구(111)로 이송하기 위한 이송대차(420)가 왕복운동 할 수 있도록 안내하는 레일이다.

여기서, 상기 이송레일(410)은 일정한 높이에 설치되는데, 그 이유는 성형이 완료된 종이용기(20)는 입체적인 형상이 되므로, 신속한 이송을 위해서는 종이용기(20)를 일정한 높이로 견인하여 이송하기 위함이다.

또한, 상기 이송대차(420)은 이송레일(410)을 따라 종이용기 성형부(300)의 성형블록(310)으로부터 용기 배출구(111)까지 왕복 이동을 하면서, 흡착패드부(430)가 흡착한 성형이 완료된 종이용기(20)를 이송한다.

상기 흡착패드부(430)는 이송대차(420)에 부착되어, 종이용기 성형부(300)에서 종이용기(20)의 성형이 완료되면, 하강하여 흡착방식으로 성형이 완료된 종이용기(20)를 흡착한 후 상승하고, 이송대차(420)가 용기 배출구(111)로의 이동을 완료하면 흡착한 종이용기를 탈착시키는 구성으로, 흡착패드(431)와 흡착패드 상하이동수단(432)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 흡착패드(431)는 별도로 설치된 진공펌프에서 발생하는 흡착력에 의해 흡착패드부(430)가 종이용기(20)에 접촉하면 시트지(10)를 흡착할 수 있게 된다.

또한, 상기 흡착패드 상하이동수단(432)은 이송대차(420)의 하측에 연결되어, 수직으로 상하 이동이 되는 이동대차이다.

따라서 상기 흡착패드 상하이동수단(432)이 하강하면 흡착패드(431)가 종이용기(20)와 접촉하게 됨과 동시에 흡착력이 on 되는 것에 의해 종이용기(20)가 흡착되고, 상하이동수단(432)이 상승하면 흡착된 상태의 종이용기(20)도 함께 상승한 다음, 이송대차(420)가 이송레일(410)을 따라 용기 배출구(111)까지 이동하면, 상기 흡착패드(431)의 흡착력이 off 되면서 종이용기(20)가 용기 배출구(111)로 투입되면서 슬라이딩수단(131)을 통해 적재테이블(132)까지 이송되어 적재되는 것이다.

한편, 상기 종이용기 이송부(400)는 도 10의 하단 확대도와 같이, 카운팅기기(440)를 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 카운팅기기(440)는 적재부(130)로 하강되는 종이용기(20)를 카운팅 하는 카운팅 하는 일종의 카운팅 센서(counting sensor)이다.

따라서 본 발명의 성형기계(1)는 상기 카운팅기기(440)를 통해, 생산되는 종이용기(20)의 생산수량을 카운팅하고, 카운팅 정보는 계기판(512)에 표시되어 사용자는 실시간으로 종이용기(20)의 생산수량을 확인할 수 있다.

도 2, 5, 11을 참조하면, 상기 제어부(500)는 몸체부 본체(120)의 일측에 형성되고, 각 구성에 소요되는 동력 공급 및 각 구성의 작동상태를 제어하고, 각종 작동 상태를 확인할 수 있게 하는 구성으로, 제어반(510), 전원공급부(520), 동력공급부(530)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제어반(510)은 본 발명의 성형기계(1)의 구성들을 수동 또는 자동으로 제어하도록 각종 조작기(511)가 복수로 형성되고, 구성들의 작동상태와 생산수량을 확인할 수 있는 계기판(512)이 복수로 형성되어 있다.

이때, 본 발명의 성형기계(1)는 기본적으로 시트지(10)가 시트공급부(200)에 공급되면 자동으로 종이용기 성형부(300)를 통해 종이용기(20)가 성형되고, 종이용기 이송부(400)를 통해 적재부(130)로 적재되지만, 생산공정 중에 불량품이 발생되거나 설비점검을 위해 수동으로 각 공정을 제어할 필요가 있는 경우에는 수동 모드로 전환이 가능하다.

또한, 상기 제어반(510)은 비상정지스위치(513)가 형성되어 비상이 발생되는 경우에는 안전을 위해 사용자가 본 발명의 성형기계(1)를 신속하게 정지시킬 수 있도록 한다.

상기 전원공급부(520)는 각 구성에 소요되는 전원을 공급하는 공급부로서, 제어반(510)의 계기판(512)을 통해 공급되는 전원상태를 확인할 수 있도록 한다.

특히, 본 발명의 성형기계(1)의 고온전도가압부(530)는 히터(352)에서 300~360℃의 고온 열을 발생시켜 고온전도가압바(351)로 전달하기 때문에, 소요되는 전원소모량이 큰 편이며, 계기판(512)을 통해 온도를 확인할 수 있다.

상기 동력공급부(530)는 각 구성에 소요되는 동력을 공급하는 구성으로, 좀 더 구체적으로 설명하면 시트공급부(200), 종이용기 성형부(300), 종이용기 이송부(400)의 작동력으로 사용되는 공압력을 제공하는 구성이다.

이때, 상기 동력공급부(530)는 별도의 설치된 에어 콤프레셔(air compressor)를 통해 공압력을 공급받은 다음 각 구성에 분배하여 공급하며, 도 11과 같이, 제어반(510)에 형성된 동력공급제어기기(531)를 제어하여 공압력을 조절하거나 공압력의 공급을 on/off 할 수 있게 한다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 성형기계(1)를 통해 종이용기가 성형되는 순서는 시트수납 단계(S100), 시트인출 단계(S200), 시트이송 단계(S300), 시트고정 및 1차 절곡단계(S400), 2차 절곡 단계(S500), 3차 절곡 단계(S600), 가압성형 단계(S700), 적재이송 단계(S800)로 진행된다.

상기 시트수납 단계(S100)는 도 13과 같이, 사용자가 복수의 시트지(10)를 시트공급부(200)의 시트수납부(210)에 수납시키는 단계이다.

이때, 상기 시트수납 단계(S100)에서 사용자는 복수의 시트지(10)를 수납시킨 후에 제어부(500)의 제어반(510)을 작동시켜 본 발명의 성형기계(1)가 자동으로 시트지(10)를 종이용기(20)로 성형되게 진행시킨다.

상기 시트인출 단계(S200)는 도 14의 상단 그림과 같이, 시트수납부(210)의 시트인출구(213)의 하측에 위치한 시트인출부(220)가 상승한 다음, 상기 시트수납부(210)에 수납된 1장의 시트지(10)를 시트이송부(230)의 시트이송레일(234)까지 인출시키는 단계이다.

상기 시트이송 단계(S300)는 도 14의 하단 그림과 같이, 시트이송부(230)의 시트이동수단(231)이 시트이송단부(232)를 전진시켜, 시트이송레일(234)에 위치한 1장의 시트지(10)를 성형블록(310)까지 이송하는 단계이다.

이때, 이송되는 시트지(10)의 바닥부(13)가 성형블록(310) 상에 정확하게 위치되어야 한다.

상기 시트고정 및 1차 절곡단계(S400)는 도 15와 같이, 중앙고정부(320)의 중앙고정대(321)가 하강하여 시트지(10)의 바닥부(13)를 가압함과 동시에 상기 시트지(10)의 측면 모서리 접힘면(14)를 가압하여 시트지(10)를 성형블록(310) 상에 고정시키는 단계이다.

상기 2차 절곡 단계(S500)는 도 16과 같이, 먼저 전후면 절곡부(330)의 전후면 절곡바 상하운동부(332)이 상승한 후, 전후면 안내부(333)이 상기 전후면 절곡바 상하운동부(332)을 성형블록(310)까지 접근시킨 다음, 전후면 절곡바(331)가 성형블록(310) 상에 위치한 시트지(10)의 측면 모서리 접힘부(14)를 접촉하여 시트지(10)의 전, 후면이 접힘선(12)을 따라 접히도록 절곡한 다음 전후면 절곡부(330)가 초기위치로 복귀하는 단계이다.

상기 3차 절곡 단계(S600)는 도 17과 같이, 좌우측면 절곡부(340)의 좌우측면 가압부(341)가 하강하여, 상기 시트지(10)의 좌, 우면을 가압하여 시트지(10)의 접힘 상태를 확실하게 한 후 초기 위치로 상승하는 단계이다.

상기 가압성형 단계(S700)는 도 18과 같이, 고온전도가압부(350) 내부의 히터(352)에서 발생한 고온을 열 전도방식으로 시트지(10)에 전달하여 시트지(10)를 종이용기(20)로 성형시키기 위해, 복수의 고온전도가압바(351)가 성형블록(310)의 좌우 면에 접근한 다음, 상기 성형블록(310) 상에 위치한 시트지(10)를 6초간 가압하고 초기위치로 복귀하는 단계이다.

이때, 상기 고온전도가압바(351)에 의해 시트지(10)에 도포된 접착성분(11)이 용융되면서 상기 전후면 절곡부(330)와 좌우측면 절곡부(340)에 의해 접힘선(12)을 따라 접힌 시트지(10)가 종이용기(20)로 성형되는 것이다.

상기 적재이송 단계(S800)는 성형이 완료된 종이용기(20)를 종이용기 이송부(400)가 작동하여, 적재부(130)까지 이송하는 단계이다.

여기서, 도 19와 같이, 종이용기 이송부(400)의 이송대차(420)가 이송레일(410)을 따라 전진한 후 흡착패드부(430)가 하강하여 종이용기(20)의 바닥부를 흡착하고 다시 상승한다.

다음에, 도 20과 같이, 이송대차(420)가 후진한 후 테이블(110)의 용기 배출구(111) 상에 수직으로 위치하면, 흡착패드부(430)가 다시 하강한 후 흡착한 종이용기(20)를 용기 배출구(111)로 투입시킨다.

그 다음에, 투입된 종이용기(20)는 슬라이딩수단(131)을 통해 보조테이블(132)에 적재된다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

1 : 성형기계
10 : 시트지
11 : 접착상분
12 : 접힘선
13 : 바닥부
14 : 접힘면
20 : 종이용기
100 : 몸체부
200 : 시트공급부
300 : 종이용기 성형부
400 : 종이용기 이송부
500 : 제어부

Claims

종이용기를 성형하는 종이용기 성형기계에 있어서,
각 구성이 설치되는 공간을 제공하고, 시트지가 공급되어 종이용기가 성형되는 성형공간을 제공하는 몸체부(100)와;
복수의 시트지를 수납하고, 수납된 시트지를 1장씩 인출하여 종이용기 성형부(300)로 이송하는 시트공급부(200)와;
상기 시트공급부(200)에 의해 이송된 시트지를 종이용기의 형상에 따라 순차적으로 절곡하고, 시트지에 도포된 접착성분을 용융시켜 종이용기를 성형하는 종이용기 성형부(300)와;
상기 종이용기 성형부(300)에 의해 성형된 종이용기를 몸체부(100)의 용기 배출구(111)로 이송하는 종이용기 이송부(400)와;
각 구성에 소요되는 동력 공급 및 각 구성의 작동상태를 제어하는 제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형기계.
청구항 1에 있어서,
상기 시트공급부(200)는,
상부와 하부가 관통되고 시트지의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 복수의 시트지가 수납되고, 수납된 시트지의 각 가장자리가 내측면 둘레에 밀착되어 시트지가 자연적으로 추락하지 않도록 하는 시트수납부(210)와,
상기 시트수납부(210)에 수납된 복수의 시트지를 1장씩 시트수납부(210)의 하측 방향으로 인출하는 시트인출부(220)와,
인출된 1장의 시트지를 종이용기 성형부(300)로 이송하는 시트이송부(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형기계.
청구항 1에 있어서,
상기 종이용기 성형부(300)는,
시트공급부(200)로부터 이송된 시트지가 위치하고, 상기 시트지가 접힘선을 따라 순차적으로 절곡되도록 안내하는 성형블록(310)과,
상기 성형블록(310)의 상측에 형성되어, 성형블록(310)에 시트지가 위치하면 하강하여 이송된 시트지의 중앙 바닥부를 가압함과 동시에 시트지의 측면 모서리 접힘면을 가압하여 상기 시트지를 성형블록(310)상에 고정시키고, 종이용기의 성형이 완료되면 상승하는 중앙고정부(320)와,
상기 성형블록(310)의 전, 후면 양측 부근에 형성되고, 중앙고정부(320)에 의해 시트지가 성형블록(310) 상에 고정된 상태에서, 성형블록(310)의 전, 후면 양측으로 접근하여 상기 시트지의 전, 후면이 접힘선을 따라 각각 접히도록 가압한 후 초기위치로 복귀하는 전후면 절곡부(330)와,
상기 전후면 절곡부(330)에 의해 시트지의 전, 후면이 접힘선을 따라 각각 접힌 상태에서 하강하여 상기 시트지의 좌, 우면을 가압한 후 초기위치로 상승하는 좌우측면 절곡부(340)와,
상기 성형블록(310)의 좌, 우면 양측 부근에 복수로 형성되고, 내부에 형성된 히터(352)에서 발생하는 고온을 열 전도방식으로 시트지에 전달하여 시트지에 도포된 접착성분을 용융시킨 후, 상기 전후면 절곡부(330)와 좌우측면 절곡부(340)에 의해 접힘선을 따라 접힌 시트지를 가압하여 종이용기를 성형한 후 초기위치로 복귀하는 고온전도가압부(350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형기계.
청구항 3에 있어서,
상기 중앙고정부(320)는,
성형블록(310)의 상측에 일정높이로 형성되고, 중앙고정봉(323)이 관통 설치되며, 중앙고정봉(323)이 상하로 운동할 수 있도록 하는 공간을 제공하는 중앙고정대(321)와,
중앙고정봉(323) 일측단에 연결 설치되고, 중앙고정봉(323)에 의해 하강하여 이송된 시트지의 중앙 바닥부를 가압함과 동시에 시트지의 측면 모서리 접힘면을 가압하여 상기 시트지를 성형블록(310)상에 고정시키는 중앙고정바(322)와,
상기 중앙고정대(321)에 관통 설치되고, 외부 동력에 의해 중앙고정바(322)를 상하 운동시키는 중앙고정봉(323)을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형기계.
청구항 3에 있어서,
상기 전후면 절곡부(330)는,
전후면 절곡바 상하운동부(332)에 설치되고, 전후면 절곡바 상하운동부(332)에 의해 수직방향으로 상승하거나 수평방향으로 오므려져 시트지의 전, 후면이 접힘선을 따라 각각 접히도록 하는 전후면 절곡바(331)와,
전후면 절곡바(331)를 수직방향으로 상승시키거나 수평방향으로 오므리는 전후면 절곡바 상하운동부(332)와,
전후면 절곡바 상하운동부(332)가 성형블록(310)에 접근할 수 있도록 안내하는 전후면 안내부(333)을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형기계.
청구항 3 또는 4에 있어서,
상기 좌우측면 절곡부(340)는,
좌우측면 절곡부 고정봉(342)에 연결되고, 좌우측면 절곡부 고정봉(342)의 하강 동작에 의해 하강하여 시트지의 좌, 우면을 가압하는 좌우측면 가압부(341)와,
중앙고정부(320)의 중앙고정대(321)에 관통 설치되고, 좌우측면 가압부(341)를 상하 운동시키는 좌우측면 절곡부 고정봉(342)을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형기계.
청구항 3에 있어서,
상기 고온전도가압부(350)는,
고온전도가압부 이동안내수단(353) 상에서 이동되고, 전후면 절곡부(330)와 좌우측면 절곡부(340)에 의해 접힘선을 따라 접힌 시트지에 고온의 열을 전도방식으로 전달하는 고온전도가압바(351)와,
상기 고온전도가압바(351)의 내부에 형성되며, 고온전도가압바(351)의 경사진 면에 고온의 열을 발생시켜 고온전도가압바(351)가 열 전도방식으로 시트지에 도포된 접착성분을 용융시키도록 하는 히터(352)와,
상기 고온전도가압바(351)의 이동을 안내하는 고온전도가압부 이동안내수단(353)을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형기계.
청구항 1에 있어서,
상기 종이용기 이송부(400)는,
성형이 완료된 종이용기를 용기 배출구(111)로 이송하기 위한 이송대차(420)가 왕복운동 할 수 있도록 안내하는 이송레일(410)과,
상기 이송레일(410)을 따라 종이용기 성형부(300)에서 용기 배출구(111)까지 왕복 이동을 하는 이송대차(420)와,
상기 이송대차(420)에 부착되어, 종이용기 성형부(300)에 의한 종이용기의 성형이 완료되면 하강하여 흡착방식으로 종이용기를 흡착한 후 상승하고, 이송대차(420)가 용기 배출구(111)로의 이동을 완료하면 흡착한 종이용기를 탈착시키는 흡착패드부(430)를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이용기 성형기계.