KR20200140737A - 종이 빨대 제조 시스템 - Google Patents

Abstract

풀 접착 방식의 종이 빨대의 문제인 제조 공정의 비효율성 및 음용 과정에서의 불편함을 해결하기 위해 적어도 일면에 열접착 코팅 물질이 구비된 종이 띠를 구비하는 롤, 롤에서 풀린 종이 띠가 그것의 외주면에 감기는 코어봉, 상기 종이 띠의 열접착 코팅 물질을 가열하는 히터, 상기 코어봉에 종이 띠를 꼬아 예비 빨대를 형성하는 벨트, 상기 예비 빨대를 상기 코어봉의 길이 방향을 따라 진행시키는 이동 가이드부 및 상기 진행된 예비 빨대를 절단하여 빨대를 형성하는 절단부를 포함하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

Description

종이 빨대 제조 시스템{A PAPER STRAW MANUFACTURING SYSTEM}

본 발명은 종이 성분을 갖는 종이 빨대를 제조하는 시스템에 관한 것이다.

종래의 빨대는 플라스틱 소재로 형성되는 경우가 많았다. 플라스틱 소재의 빨대는 가공이 용이하고 제조 비용이 낮으며, 무게가 가볍고, 사용시 음료에 다른 성분이 섞일 문제가 발생하지 않는다는 장점이 있다. 하지만 물질 특성상 버려진 이후 분해되는데 상당히 오랜 시간이 소요되며, 인체에도 유해하므로 이를 대체해야 한다는 목소리가 커지고 있다.

이러한 요구에 대한 해결책으로 제조한 빨대를 재사용하는 방법, 또는 빨대의 성분 자체를 친환경적인 소재로 대체하는 방안에 대해 지속적으로 개발이 이루어지고 있다. 예를 들어 재사용 가능한 플라스틱 또는 금속으로 제조된 빨대 등이 제안된다. 하지만 빨대는 업소용으로 사용되는 경우가 많으며, 이 경우 빨대를 재사용하여 사용하는 것은 위생이나 각 업소의 인프라 구조상 한계가 있다.

이러한 이유로 최근에는 종이 소재로 구성된 일회용 빨대가 제안되고 있다. 종이 소재로 구성된 일회용 빨대는 인체에 무해할 뿐만 아니라 환경 오염을 최소화한다는 점에서 종래의 플라스틱 소재의 빨대를 대체하기에 충분한 가치가 있다.

종이 빨대는 종이 띠가 사선 방향으로 복수회 감겨 고정되는 방식으로 제조된다. 그런데 종래의 종이 빨대는 종이 띠를 감은 이후에 풀을 발라 경화시켜 형상이 고정된다.

하지만 이러한 풀 접착 방식의 종이 빨대는 제조 과정 중간에 건조 과정을 거쳐야 한다는 점에서 시간적, 공간적 비효율성을 가져온다. 뿐만 아니라 건조 과정에서 이물질이 붙어 함께 굳어버리는 경우도 있다. 나아가 생산된 종이 빨대가 음료에 투입되어 사용될 때 고형화된 풀이 다시 녹아 음료의 성분을 변질시킬 수도 있다. 또 풀이 쉽게 녹음으로 인해 빨대의 종이에 음료가 쉽게 스며들 우려가 있으며, 이는 빨대 형상을 망가뜨려 제 기능을 수행할 수 없게 만든다.

본 발명은 전술한 풀 접착 방식의 종이 빨대의 문제인 제조 공정의 비효율성 및 음용 과정에서의 불편함을 해결하는 것을 목적으로 한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 일면에 열접착 코팅 물질이 구비된 종이 띠를 구비하는 롤, 롤에서 풀린 종이 띠가 그것의 외주면에 감기는 코어봉, 상기 종이 띠의 열접착 코팅 물질을 가열하는 히터, 상기 코어봉에 종이 띠를 꼬아 예비 빨대를 형성하는 벨트, 상기 예비 빨대를 상기 코어봉의 길이 방향을 따라 진행시키는 이동 가이드부 및 상기 진행된 예비 빨대를 절단하여 빨대를 형성하는 절단부를 포함하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 벨트는 상기 코어봉에 복수의 종이 띠를 꼬아 상기 예비 빨대를 형성하고, 상기 복수의 종이 띠 중 상기 코어봉과 직접 대면하는 종이 띠의 내측면은 열접착 코팅 물질이 구비되지 않은 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 코어봉과 직접 대면하는 종이 띠의 내측면에 기름을 도포하는 기름 공급부를 더 포함하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 기름은 콩기름을 포함하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 코어봉의 일 영역 상에 구비된 니켈 열선을 포함하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 히터는 350도 내지 380도로 가열되는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 히터는 상기 종이 띠의 양면과 대면하여 형성된 열풍 공급면을 포함하고, 상기 열풍 공급면에는 열풍을 분산시켜 공급하는 다공성의 덕트가 형성된 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 종이 띠는 복수로 구비되고, 상기 열풍 공급면은 상기 복수의 종이 띠 각각의 양면에 구비되는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 복수의 종이 띠 각각의 양면에 구비되는 두 열풍 공급면은 사이에 종이 띠가 관통하는 슬릿을 형성하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 열풍 공급면은 상기 종이 띠의 진행 방향을 따라 폭이 좁아지는 사다리꼴 형상을 갖는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 코어봉으로 투입되는 종이 띠의 위치를 특정시키고 장력을 증가시키는 투입 위치 조정부를 더 포함하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 투입 위치 조정부는 상기 종이 띠의 두께 방향 및 너비 방향으로 이동 가능하도록 가변적으로 구비되는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 롤은, 종이 빨대의 내지에 대응하는 내지 띠가 구비된 내지 롤, 종이 빨대의 중지에 대응하는 중지 띠가 구비된 중지 롤 및 종이 빨대의 외지에 대응하는 외지 띠가 구비된 외지 롤을 포함하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 내지 띠, 중지 띠 및 외지 띠의 폭은 순차적으로 증가하고, 상기 내지 띠의 너비 방향 일측은 다음 바퀴의 타측과 틈이 생성되도록 이격되어 상기 코어봉에 감기고, 상기 중지 띠 및 상기 외지 띠는 너비 방향 일측이 다음 바퀴의 타측과 적어도 일부 겹치도록 상기 투입 위치 조정부가 조절되는 종이 빨대 제조 시스템 을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 외지 띠의 외측면에는 열접착 코팅 물질이 1gsm 내지 3gsm로 구비되고, 상기 외지 띠의 내측면, 상기 중지 띠의 내측면 및 외측면, 및 상기 내지 띠의 외측면 각각에는 열접착 코팅 물질이 5gsm 내지 10gsm로 구비되는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 내지 띠, 중지 띠 및 외지 띠는 크라프트지이고, 상기 외지 띠의 내측면, 상기 중지 띠의 내측면 및 외측면, 및 상기 내지 띠의 외측면 각각에는 열접착 코팅 물질이 7gsm 내지 10gsm로 구비되는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 내지 띠, 중지 띠 및 외지 띠는 크라프트지이고, 상기 외지 띠의 내측면, 상기 중지 띠의 내측면 및 외측면, 및 상기 내지 띠의 외측면에는 열접착 코팅 물질이 7gsm 내지 10gsm로 구비되는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 롤의 종이 띠가 예비적으로 풀려 거치될 수 있도록 하는 가이드 롤러를 포함하는 롤 거치부를 더 포함하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 가이드 롤러는 일측 및 타측 각각에 복수로 구비되어 상기 예비적으로 풀린 종이 띠가 지그재그로 지나도록 하는 복수의 확장 가이드 롤러 및 상기 일측의 가이드 롤러 및 타측의 가이드 롤러는 상호 간격이 좁혀질 수 있도록 구비되는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 롤의 후순위로 구비된 예비 롤 및 상기 롤의 종이 띠 내측단과 상기 예비 롤의 종이 띠 외측단을 가열 및 압착하여 연속되는 종이 띠를 형성하는 연결부를 더 포함하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 형성된 빨대가 이동하여 적재되는 컨베이어를 더 포함하고, 상기 예비 빨대 또는 상기 형성된 빨대를 건조하는 건조 수단을 포함하지 않는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 코어봉의 양측에 각각 구비되는 두 실린더를 더 포함하고, 상기 벨트는 폐루프를 형성하고, 상기 벨트는 상기 두 실린더에 걸쳐 거치되고, 상기 두 실린더가 회전하여 상기 벨트가 상기 종이 띠를 가압하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 벨트는 상기 두 실린더의 외주면에 감겨 '8'자의 형상을 갖되, 교차 라인의 일측은 상기 코어봉에 1회 감겨 진행하는 종이 빨대 제조 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 종이 빨대 제조 시스템의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 건조 과정 없이 바로 종이 빨대를 제조 할 수 있으므로 제조 시간 및 건조를 위한 공간이 절약된다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 건조 공정을 포함하지 않으므로 종이 빨대의 제조시 이물질이 묻는 문제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 건조 공정을 포함하지 않으므로 이를 위해 구비되어야 하는 별도의 공간 및 인력이 절약될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 가열, 특히 고온 열풍에 의해 살균 효과가 발생하므로 위생적인 종이 빨대를 생산할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 음용시 풀이 녹지 않으므로 음료의 맛을 변질시키지 않으며 빨대의 형상을 오래 유지할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템에 의해 제조된 종이 빨대의 정면도 및 일부 종단면도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템의 모식도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템에서 히터가 구비된 영역을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명과 관련된 종이 빨대의 종이 띠 측면도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템의 히터를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템에 관한 또 다른 실시 예에 관한 것이다.
도 7은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템에 관한 또 다른 실시 예에 관한 것이다.
도 8은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템에서 롤 거치부가 구비된 영역을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템에서 절단부가 구비된 영역을 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템(100)에 의해 제조된 종이 빨대(1)의 정면도 및 일부 종단면의 확대도이고, 도 2는 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템(100)의 모식도이고, 도 3은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템(100)에서 히터(120)가 구비된 영역을 도시한 것이다.

본 발명의 종이 빨대 제조 시스템(100)은 종이 빨대(1)를 생산하기 위한 적어도 하나의 구성, 부재, 또는 장치의 집합을 의미한다. 본 발명의 종이 빨대 제조 시스템(100)은 단일의 장치로 구성될 것을 요건으로 하지 않으며, 따라서 종이 빨대 제조 시스템(100)에 포함되는 구성들은 물리적으로 분리된 복수의 장치를 포함할 수 있다.

간단하게는, 본 발명의 종이 빨대 제조 시스템(100)은 롤(2), 코어봉(110), 히터(120), 벨트(130), 이동 가이드부(140) 및 절단부(150)를 포함할 수 있다. 롤(2)에 감긴 종이 띠(3)는 종이 빨대(1)의 원료가 되며, 나머지 구성들은 종이 띠(3)가 종이 빨대(1)로 형성될 수 있도록 작동한다.

종이 빨대(1)는 종이 띠(3)가 감겨 고정되는 방법에 의해 제조된다. 종이 빨대(1)는 여러 층의 종이로 형성될 수 있는데, 하나의 층은 연속되는 단일의 종이 띠(3)가 나선형으로 복수회 감겨 형성된다. 좀 더 구체적으로 종이 띠(3)는 코어봉(110)에 감겨 고정되고 고정된 이후 코어봉(110)으로부터 빠져 종이 빨대(1)의 형상, 즉 길이 방향의 중공을 갖는 원통형상을 갖게 된다.

종이 빨대(1)가 여러 층의 종이로 형성되면 종이 빨대(1)는 강성이 증가되어 종이 빨대(1)의 형상을 유지하는데 도움을 준다. 또, 종이 띠(3)가 나선형으로 반복적으로 감길 때 발생할 수 있는 틈을 인접한 다른 층의 종이 띠(3)가 메꾸는 역할도 수행한다.

종이 빨대(1)가 여러 층으로 형성될수록 강성이 증가하고 틈 발생 확률이 줄어드나, 제조 비용이 증가하고 무게가 증가하며 음료가 빨려 올라오는 공간의 직경이 감소하므로 적절한 타협점이 필요하다.

이러한 점을 고려했을 때, 종이 빨대(1)는 세 층으로 구성되는 것이 바람직하다. 세 층으로 구성된 종이 빨대(1)는 특히 두 층으로 구성된 종이 빨대(1)보다 틈 발생 확률을 현저히 낮게 만들며, 강성 또한 충분히 보장받을 수 있는 장점이 있다.

이하에서는, 종이 빨대(1)가 세 층으로 구성되는 경우를 전제로 설명한다. 다만 본 발명의 종이 빨대 제조 시스템(100)의 다른 특징들은 종이 빨대(1)가 복수의 층으로 구성된 경우를 전제로 할 뿐, 반드시 세 층으로 구성될 것을 요건으로 하는 것은 아니다.

세 층 구조의 종이 빨대(1)에서 가장 내측의 층을 구성하는 종이 띠(3)를 내지(1a), 가장 외측의 층을 구성하는 종이 띠(3)를 외지(1c), 내지(1a) 및 외지(1c)의 사이에 구비된 종이 띠(3)를 중지(1b)로 정의한다.

뿐만 아니라 종이 빨대(1)의 내구성을 추가적으로 강화하기 위해, 각 층의 종이 띠 경계(3x, 3y, 3z)는 어긋나도록 제조될 수 있다. 각 종이 띠(3a, 3b, 3c)가 나선형으로 감김에 의해 발생하는 경계(틈 또는 겹침 영역, 3x, 3y, 3z)는 상대적으로 약한 영역에 해당한다. 따라서 이러한 경계 영역(3x, 3y, 3z)이 적층 방향 일직선 상에 겹치도록 구비하는 것보다 서로 어긋나도록 구비되는 것이 바람직하다. 따라서, 중지(1b)의 종이 띠(3b) 중심선(CB)은 내지(1a)의 종이 띠(3a) 중심선(CA)보다 일측으로 치우쳐 구비되고, 외지(1c)의 종이 띠(3c) 중심선(CC)은 내지(1a)의 종이 띠(3a) 중심선(CA)보다 타측으로 치우쳐 구비될 수 있다. 이때 치우침 정도는 종이 띠(3)의 너비 절반보다 작다. 치우침 정도가 종이 띠(3)의 너비 절반보다 큰 경우 나선형 패턴에서 인접한 바퀴의 종이 띠와 더 가까워 지므로 상기 특징은 무의미한 것이 되기 때문이다.

종이 빨대(1)의 각 층에 대응하는 종이 띠(3)는 구분되는 각 롤(2a, 2b, 2c)에서 풀려 형성된다. 내지 띠(3a)는 내지 롤(2a)로부터, 외지 띠(3c)는 외지 롤(2c)로부터, 중지 띠(3b)는 중지 롤(2b)로부터 형성된다.

종이 띠(3)는 롤(2)에서 풀려 코어봉(110)으로 감긴다. 코어봉(110)의 외주면은 종이 띠(3)가 빨대 형상으로 감기도록 하는 상대면이 된다. 따라서 코어봉(110)의 외직경은 빨대의 내직경에 대응한다.

코어봉(110)은 금속 물질로 구성되어 강성 및 내열성을 확보할 수 있다. 금속 물질의 코어봉(110)은 종이 띠(3)의 감김 및 진행 과정에서 변형이 발생하지 않도록 하고, 종이 띠(3)가 눌러 붙는 현상도 최소화한다.

벨트(130)는 종이 띠(3)가 코어봉(110)에 밀착하여 감길 수 있도록 종이 띠(3)를 코어봉(110)에 가압한다. 벨트(130)에 의해 가압된 종이 띠(3)는 코어봉(110)에 감겨 예비 빨대(1')를 형성한다. 예비 빨대(1')는 코어봉(110)에 감긴 뒤, 그리고 절단부(150)에 의해 절단되기 전 상태의 종이 띠(3)로 정의된다.

예비 빨대(1')는 이동 가이드부(140)에 의해 코어봉(110)의 길이 방향 일방으로 진행되고, 진행된 예비 빨대(1')는 절단부(150)에 의해 절단되어 종이 빨대(1)를 형성한다.

본 발명의 종이 빨대 제조 시스템(100)이 갖는 가장 큰 특징은 롤(2) 상태에서 종이 띠(3)는 이미 고형화된 열접착 코팅 물질(11)을 구비하고, 코어봉(110)에 감기는 과정에서 열을 공급받아 빨대 형상으로 고정된다는 것이다. 즉, 종래의 제조 시스템은 종이 빨대 형상을 먼저 만든 뒤에 풀을 도포하고 건조시키는 과정을 거친 반면, 본 발명의 경우 건조 과정이 생략된다. 따라서 종래에 투입되던 건조를 위한 시간을 절약할 수 있으며, 건조를 위해 구비되던 건조 수단 또한 생략될 수 있다.

히터(120)는 코어봉(110)으로 감기는 종이 띠(3)를 가열한다. 가열된 종이 띠(3)의 열접착 코팅 물질(11)은 순간적으로 녹았다가 굳으면서 빨대 형상으로 감긴 종이 띠(3)를 고정시키는 접착력을 갖게 된다.

도 4는 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템(100)의 각 종이 띠(3a, 3b, 3c)의 측면 개념도이다.

열접착 코팅 물질(11)은 아크릴레이트(acrylate)계의 열봉합성 물질로 구비될 수 있다. 특히 이 열접착 코팅 물질(11)은 친환경 물질로서 수성 코팅제의 성질을 띨 수 있다. 대표적인 예로, 열접착 코팅 물질(11)은 리페이퍼(rePAPER) 사(社)의 RP-series 중 하나가 될 수 있으며, 특히 RP200이 적절한 예가 될 수 있다.

열접착 코팅 물질(11)은 종이 띠(3)의 적어도 일면에 구비될 수 있다. 종이 띠(3)는 적어도 일면에 열접착 코팅 물질(11)이 도포된 이후 경화되어 롤(2) 상태로 감겨 보관된다.

열접착 코팅 물질(11)은 내지 띠(3a), 중지 띠(3b), 및 외지 띠(3c) 각각의 적어도 일면에 구비될 수 있다. 종이 띠(3)의 열접착 코팅 물질(11)이 가열 및 경화되면 열접착 코팅 물질(11)과 마주하는 인접한 종이 띠(3)와 접착하게 된다. 반면 종이 띠(3)와 마주하지 않는 열접착 코팅 물질(11)은 코팅 역할만을 수행한다. 즉, 같은 열접착 코팅 물질(11)이더라도, 상대물이 있는 경우에는 접착 및 코팅 역할을 모두 수행하고, 상대물이 없는 경우에는 코팅 역할만 수행하게 된다. 즉 임의의 종이 띠(3)의 일면에 구비된 열접착 코팅 물질(11)은 인접한 종이 띠(3)와 접하여 가열 및 경화되면 접한 종이 띠(3)와 접착 및 코팅되고, 종이 띠(3)와 맞닿지 않고 외부로 노출되어 가열 및 경화되면 코팅 기능을 수행한다. 이때 코팅은 내수성을 띠어 외부 액체에 의해 종이 띠(3)가 쉽게 젖거나 배지 않도록 하는 방수 코팅을 의미할 수 있다.

열접착 코팅 물질(11)은 내지 띠(3a)의 외측면, 중지 띠(3b)의 내측면 및 외측면, 외지 띠(3c)의 내측면 및 외측면에 구비될 수 있다. 내지 띠(3a) 및 중지 띠(3b)는 내지 띠(3a)의 외측면과 중지 띠(3b)의 내측면에 구비된 열접착 코팅 물질(11)에 의해 상호 접착된다. 중지 띠(3b) 및 외지 띠(3c)는 중지 띠(3b)의 외측면과 외지 띠(3c)의 내측면에 구비된 열접착 코팅 물질(11)에 의해 상호 접착된다. 즉 인접한 두 종이 띠(3)는 대향면에 구비된 두 열접착 코팅 물질(11)이 가열 및 압착됨에 따라 접착된다. 열접착 코팅 물질(11)이 대향하는 종이 띠(3)의 두 면에 모두 구비된 상태에서 가열 및 경화되는 것은 접착 신뢰도를 향상시키며, 이는 생산 속도 증가에도 기여한다. 예를 들어, 대향하는 두 종이 띠(3)의 두 면 각각에 5gsm씩 열접착 코팅 물질(11)이 구비되는 것이, 두 종이 띠(3) 중 일 면에만 10gsm로 구비되고 나머지 일 면에는 구비되지 않은 상태에서 가열 및 경화되는 것보다 접착 신뢰도 및 생산 속도 측면에서 더 유리하다.

다만 필요에 따라 두 면 중 일면에만 열접착 코팅 물질(11)이 구비될 수도 있을 것이다.

외지 띠(3c)의 외측면에 구비된 열접착 코팅 물질(11)은 내수성을 띠어 코팅 기능을 수행하여 음료 등의 액체가 종이 빨대(1) 내부로 스며드는 것을 방지한다. 반면 내지 띠(3a)의 내측면에는 열접착 코팅 물질(11)이 구비되지 않으며, 이는 코어봉(110)과 직접 대면하는 내지 띠(3a)가 눌어 붙는 현상을 방지하기 위한 것이다. 다시 말해, 열접착 코팅 물질(11)은 내지부(4)의 종이 띠(위의 내지 띠(3a)에 대응한다) 내측면에 구비되지 않고, 외지부(5)의 최외곽 층을 형성하는 종이 띠(위의 외지 띠(3c)에 대응한다) 외측면, 그리고 인접한 두 종이 띠(내지 띠(3a)와 중지 띠(3b), 중지 띠(3b)와 외지 띠(3c)) 사이에 구비된다. 외지부(5)의 최외곽 층을 형성하는 종이 띠의 외측면에서 열접착 코팅 물질(11)은 코팅 기능을 수행하고, 인접한 두 종이 띠 사이에서 열접착 코팅 물질(11)은 코팅 및 접착 기능을 수행한다.

각 종이 띠(3)는 40gsm 내지 120gsm의 단위 면적당 질량으로 구비될 수 있으며, 이는 종이 빨대(1)의 제원 등을 고려하여 다르게 적용된다.

외지 띠(3c)는 중지 띠(3b) 또는 내지 띠(3a) 보다 단위 면적당 질량이 작은 것이 유리하다. 왜냐하면 외지 띠(3c)는 빨대로서 사용자의 입에 닿는 부분이기 때문에, 두께가 얇아야 겹침 등으로 인한 돌출 영역 등이 최소화되고, 이것이 사용자에게 이물감을 덜 주기 때문이다. 바람직하게는, 내지부(4)의 종이 띠(3, 즉 내지 띠(3a))에 대한 외지부(5)의 최외곽 층을 형성하는 종이 띠(3, 즉 외지 띠(3c))의 단위 면적당 질량 비율은 0.5 내지 0.8가 될 수 있다.

종이 띠(3)의 일 면에 구비되는 열접착 코팅 물질(11)의 양은 1gsm 내지 15gsm일 수 있다. 열접착 코팅 물질(11)이 도포되는 양은 적절한 접착 신뢰도 및 방수 성능을 위한 중요한 요소가 된다. 충분한 양이 도포되어야 접착 및 코팅 성능을 발휘할 수 있는 반면, 가능한 한 적은 양을 사용하는 것이 제조 비용을 절감하는데 도움이 된다.

특히, 서로 다른 층의 인접한 종이 띠(3) 사이의 접착 신뢰도를 보장받기 위해 종이 띠(3) 양 측에는 열접착 코팅 물질(11)이 각각 5gsm 내지 10gsm로 구비될 수 있다. 접착을 위한 열접착 코팅 물질(11)은 마주하는 두 종이 띠(3)의 각 대향면에 각각 구비되므로, 두 종이 띠(3)가 합쳐지는 경우 사이에는 10gsm 내지 20gsm의 열접착 코팅 물질(11)이 구비되게 된다.

접착을 위해 종이 띠(3)의 일면에 구비되는 열접착 코팅 물질(11)은 종이 재질에 따라 달라질 수 있다. 상대적으로 종이 띠(3)의 종이 조직이 치밀하지 않은 크라프트지(kraft paper)의 경우 7gsm 내지 10gsm로 구비되고, 상대적으로 종이 조직이 치밀한 일반 종이의 경우 5gsm 내지 7gsm로 구비될 수 있다. 바꿔 말하면 종이 띠(3) 두 면이 접착되는 경우 두 종이 띠(3) 사이의 열접착 코팅 물질(11) 총량은 전자의 경우 14gsm 내지 20gsm로 구비되고, 후자의 경우 10gsm 내지 14gsm로 구비될 것이다.

한편, 외지 띠(3c)의 외측면에는 접착의 역할을 하지 않고 코팅 역할만 수행하기 때문에 위 경우보다 더 적은 양이 구비되어도 무방하다. 예를 들어, 외지 띠(3c)의 외측면에 구비되는 열접착 코팅 물질(11)은 1gsm 내지 3gsm로 구비될 수 있다.

비율 기준으로, 인접한 두 종이 띠(3) 사이에 구비되는 열접착 코팅 물질(11)에 대한 최외곽 층을 형성하는 종이 띠(3)의 외측면에 구비되는 열접착 코팅 물질(11)의 단위 면적당 질량 비율은 0.1 내지 0.6이다.

다시 도 3을 참조하면, 내지 띠(3a)의 내측면과 코어봉(110)이 눌어 붙는 현상을 방지하기 위해, 기름 공급부(111)는 코어봉(110)과 대면하여 직접 맞닿는 내지 띠(3a)의 내측면에 기름을 도포한다. 기름 공급부(111)는 코어봉(110) 중 종이 띠(3)가 감기기 전 지점에서 내지 띠(3a)에 기름을 도포할 수 있다. 기름은 주기적으로 일정량씩 투하되는 방식으로 구현될 수 있다. 기름이 도포된 내지 띠(3a)는 코어봉(110)에 감기더라도 두 구성 사이에서 막을 형성하여 예비 빨대(1')와 코어봉(110) 사이에서 발생하는 마찰력을 최소화할 수 있다. 기름은 특히 식용 콩기름을 포함할 수 있으며, 이는 종이 빨대(1)의 사용 환경을 고려한 것이다.

기름 투하를 위해, 내지 띠(3a)의 내측면이 가장 위로 오도록 코어봉(110)으로 투입될 수 있다. 즉, 위에서부터 내지 띠(3a), 중지 띠(3b) 및 외지 띠(3c)가 순차적으로 코어봉(110)으로 투입되며, 코어봉(110)의 아래쪽으로 감겨 들어가도록 구비될 수 있다.

경우에 따라 중지 띠(3b)는 생략되고 내지 띠(3a)와 외지 띠(3c)만으로 종이 빨대(1)를 형성할 수도 있다. 이 경우에도 상술한 내지 띠(3a)와 외지 띠(3c)의 특징은 그대로 유지된다.

도 5는 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템(100)의 히터(120)를 도시한 것이다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조한다.

히터(120)는 코어봉(110)에 감기는 종이 띠(3), 좀 더 구체적으로는 종이 띠(3)에 구비된 열접착 코팅 물질(11)을 가열하여 인접한 두 종이 띠(3)를 서로 고정하여 및 결합될 수 있도록 한다.

히터(120)는 코어봉(110)에 종이 띠(3)가 감기기 시작하는 지점의 이전 지점에서 종이 띠(3)를 가열하여 종이 띠(3)가 가열된 상태에서 코어봉(110)에 감기도록 한다. 이때 감기는 지점보다 너무 이전 지점에서 가열하는 경우 가열된 열접착 코팅 물질(11)이 식은 상태로 종이 띠(3)가 코어봉(110)에 감길 수 있으므로 히터(120)는 코어봉(110)에 종이 띠(3)가 감기는 지점의 직전에 구비되는 것이 바람직하다.

종이 띠(3)를 가열하는 방식은 여러가지가 있을 수 있으나, 특히 히터(120)는 열풍 공급 방식으로 구동될 수 있다. 열풍 공급 방식의 종이 띠(3) 가열은 열원에서 이격된 피가열물을 가열하기 용이하며, 피가열물이 열원과 직접 맞닿아 타거나 그을리는 문제를 방지할 뿐만 아니라, 상대적으로 넓은 면적에 대해 피가열물을 가열할 수 있다.

히터(120)는 종이 띠(3)의 적어도 일 측면에 대응하는 열풍 공급면(121)을 포함한다. 하나의 종이 띠(3)에 대응하는 열풍 공급면(121)은 해당 종이 띠(3)의 양면에 대응하여 양쪽에 각각 구비될 수 있다. 열풍 공급면(121)은 적어도 종이 띠(3) 중 열접착 코팅 물질(11)이 구비된 면에 대면하도록 구비되는 것이 바람직하다.

열풍 공급면(121)은 열풍이 분산되어 공급되는 다공성의 덕트(122)를 포함할 수 있다. 다공성의 덕트(122)는 열풍 공급면(121)을 지나는 종이 띠(3)로 하여금 최대한 넓은 영역에 대해 균일하고 지속적인 열공급을 가능하도록 한다.

내지 띠(3a), 중지 띠(3b), 외지 띠(3c)가 코어봉(110)으로 유입되는 형태인 경우, 히터(120)는 상기 세 종이 띠(3)가 통과할 수 있도록 세 개의 슬릿(123)을 형성할 수 있다. 특히 각 슬릿(123)은 마주보는 두 열풍 공급면(121) 사이 공간으로 정의될 수 있다.

각 슬릿(123)은 종이 띠(3)의 너비 및 두께보다 충분히 넓은 너비 및 두께를 갖도록 형성되어 코어봉(110)에 감기기 위해 유입되는 종이 띠(3)가 슬릿(123) 내에서 너비 방향 또는 두께 방향으로 이동하여 적절한 위치를 잡을 수 있도록 여유 공간을 확보한다.

이때 열풍 공급면(121)의 형상은 종이 띠(3) 내지 종이 띠(3)가 차지하는 공간에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 이는 열효율을 증가시켜 종이 띠(3)의 접착 신뢰도를 향상시킨다. 좀 더 구체적으로, 열풍 공급면(121)은 종이 띠(3)의 진행 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 사다리꼴 형상을 띨 수 있다. 이는, 내지 띠(3a), 중지 띠(3b), 외지 띠(3c)가 코어봉(110)에 겹쳐 감기기 위해 코어봉(110)에 가까워질수록 서로 모이도록 배치되는 형태에 기인한다.

히터(120)의 길이가 길어질수록 종이 띠(3)의 넓은 면적에 대해 동시 열공급이 가능하다. 또 예비 빨대(1')가 코어봉(110)을 따라 진행하는 속도가 빨라질 수 있다는 장점이 있다. 종이 띠(3)가 통과하는 방향에 대한 히터(120)의 길이는 30cm 내지 45cm가 적절하다. 이는 상술한 요소들, 그리고 예비 빨대(1')가 코어봉(110)을 지나가는 속도인 50 meter/min 내지 65 meter/min가 반영된 수치이다. 예비 빨대(1')의 이동 속도가 빨라지는 경우 히터(120)의 길이는 더 길어지고, 이동 속도가 느려지는 경우 히터(120)의 길이는 더 짧아질 수 있다.

최초 세팅 과정에서 종이 띠(3)를 히터(120)의 슬릿(123)에 용이하게 위치시킬 수 있도록, 히터(120)의 적어도 일측면은 개폐 가능한 개폐 부재(124)를 가질 수 있다. 개폐 부재(124)는 힌지(1241) 회전하도록 구비되어 종이 띠(3)를 최초 삽입시킬 수 있으며, 히터(120) 다른 영역과 동일 부재를 사용하여 열 손실을 줄일 수 있다. 개폐 부재(124)는 종이 띠(3)를 용이하게 슬릿(123)에 위치할 수 있도록 하면서도, 가열 과정에서 열이 측방으로 손실되는 것을 방지한다.

도 6은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템(100)에 관한 또 다른 실시 예에 관한 것이다.

상술한 히터(120)와 다르게, 코어봉(110)으로 투입되는 종이 띠(3)의 일측에서만 열풍을 제공하는 방식으로 제공될 수 있다. 본 실시 예의 히터(120)는 단독으로 구비될 수도 있고, 또는 앞선 실시 예의 히터(120)와 함께 구비되어 접착 신뢰도를 더 증가시킬 수도 있다.

도 5 및 도 6에서 설명한 열풍 방식의 히터(120)들은 유체를 형성하는 고압 블로어를 포함할 수 있으며, 이를 통해 형성된 유체가 에어 호스(126)를 지나 열풍 공급면(121) 또는 출구로 나올 수 있다. 열풍 공급면(121) 또는 출구 직전에는 공기 가열 부재(129)가 구비되어 유체의 온도를 상승시킨다.

일정한 온도, 또는 원하는 온도로 유체가 공급될 수 있도록 히터(120)는 온도 측정부 및 측정된 온도를 근거로 출력을 조절하는 온도 컨트롤러(128)를 포함할 수 있다. 온도 컨트롤러(128)에 의한 히터(120)의 열 공급 적정 온도는 350℃ 내지 380℃ 이다. 이는 열접착 코팅 물질(11)의 녹는점에 기인한 것이다. 따라서 열접착 코팅 물질(11)을 이용하여 제작된 종이 빨대(1)의 경우 뜨거운 물, 예를 들어 100℃의 끓는물에 종이 빨대(1)가 담기는 경우에도 녹지 않는다. 또 고온의 가열을 통해 살균 내지 멸균 효과도 동시에 얻을 수 있어 위생적이다.

도 7은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템(100)에 관한 또 다른 실시 예에 관한 것이다.

또 코어봉(110) 자체가 독립적으로 또는 추가적으로 히터(120)의 역할을 할 수도 있다. 코어봉(110) 중 일 영역은 발열하는 소재로 구비되어 종이 띠(3)가 진행하는 과정에서 가열되고 고정되도록 도와줄 수 있다. 예를 들어, 코어봉(110)은 일 영역에 대해 니켈 열선(112)을 포함하고, 니켈 열선(112)은 회로 구성되어 전류 인가에 따라 가열될 수 있다.

코어봉(110) 가열 방식은 상술한 두 히터(120) 가열 방식과 병존하여 사용될 수 있다.

가열 가능한 코어봉(110)도 온도 측정부 및 온도 컨트롤러(128)를 포함하여 원하는 온도를 유지시킬 수 있다.

다시 도 3 또는 도 6을 참조하면, 벨트(130)는 종이 띠(3)가 코어봉(110)에 종이 빨대(1)의 형상으로 감길 수 있도록 가압한다. 벨트(130)는 종이 띠(3)를 물고 들어가 종이 띠(3)가 코어봉(110)에 꼬이면서 감길 수 있도록 한다. 이를 위해 벨트(130)는 종이 띠(3)를 꼬는 동작이 필요하다. 이를 위해 벨트(130)는 폐루프를 형성하고, 폐루프의 벨트(130)는 코어봉(110) 양측에 구비된 두 실린더(131)에 고정되어 실린더(131)의 회전에 의해 함께 회전함으로써 이동한다. 벨트(130)의 이동 방향은 벨트(130)의 길이 방향에 따르므로, 벨트(130)의 이동은 폐루프의 경로를 따라 순환하는 형태를 띤다.

좀 더 구체적으로, 벨트(130)는 두 실린더(131)의 각 외주면에 감겨 고정되되 1회 꼬임으로써 교차라인(1301)을 형성하여 벨트(130) 전체적으로는 '8'자 형상을 가질 수 있다. '8'자 형상으로 꼬인 벨트(130)는 꼬이지 않은 벨트(130)보다 실린더(131)와의 접촉 면적이 더 커져 강한 장력을 형성할 수 있으며, 이는 벨트(130)가 헛도는 것을 방지한다.

실린더(131)는 모터에 의해 회전하고, 회전하는 실린더(131)는 벨트(130)를 이동시킨다. 벨트(130)의 이동을 위해 두 실린더(131)는 동일한 방향으로 회전한다.

벨트(130)의 교차라인(1301) 중 일측(1301a)은 코어봉(110)에 적어도 1회 감긴 상태에서 이동함으로써 코어봉(110)에 밀착하여 이동하고, 이는 벨트(130)가 종이 띠(3)를 더 효과적으로 꼬을 수 있도록 한다. 코어봉(110)에 감긴 벨트(130)는 코어봉(110)에 종이 띠(3) 둘레 전체가 가압될 수 있도록 한다.

벨트(130)의 이동 방향은 종이 띠(3)가 코어봉(110)에 감기는 방향과 동일한 방향이 될 수 있다. 종이 띠(3)가 코어봉(110)에 감김과 동시에 일 방향으로 이동하므로, 종이 띠(3)는 결과적으로 사선 방향으로 꼬아지는 힘을 받게 된다.

상술한 바와 같이, 롤(2)에서 풀린 종이 띠(3)는 히터(120)의 슬릿(123)을 통과하고, 이후에 코어봉(110)에 감기게 된다.

이때 종이 띠(3)는 적절한 위치에서 히터(120) 슬릿(123), 그리고 코어봉(110)으로 투입되어야 한다. 이는 종이 띠(3)가 히터(120)와 간섭하지 않도록 할 뿐만 아니라, 또 적절한 패턴으로 코어봉(110)에 감겨 의도된 종이 빨대(1) 형상을 갖기 위함이다.

롤(2)에서 풀린 종이 띠(3)가 별도의 구조 없이 바로 코어봉(110)에 투입되는 경우 롤(2)의 풀림 정도에 따라 종이 띠(3)의 투입 높이 또는 좌우 위치가 일정하지 않게 되며, 또 진행 과정에서 종이 띠(3)의 처짐 등이 발생하게 된다.

투입 위치 조정부(180)는 코어봉(110)으로 투입되는 종이 띠(3)의 위치를 특정시키는 역할을 한다. 뿐만 아니라 투입 위치 조정부(180)는 종이 띠(3)의 장력을 증가시켜 종이 띠(3)가 팽팽히 코어봉(110)에 감길 수 있도록 한다. 장력 증가를 위해, 투입 위치 조정부(180)는 두 개의 가이드 부재(181)를 구비하여 종이 띠(3)가 두 가이드 부재(181) 사이를 지나 투입될 수 있도록 한다.

투입 위치 조정부(180)는 종이 띠(3)의 두께 방향(도 3 기준 상하 방향) 및 너비 방향(도 3 기준 좌우 방향)으로 이동 가능하도록 가변적으로 구비되어 필요에 따라 종이 띠(3)의 투입 지점을 조절할 수 있다.

종이 띠(3)가 수평으로 누워 투입된다고 가정할 때, 투입 위치 조정부(180)의 좌우 방향 조절은 코어봉(110)에 감기는 종이 띠(3)의 각도, 나아가서는 감기는 종이 띠(3) 사이의 간격에 영향을 주게된다. 예를 들어 투입 위치 조정부(180)의 좌우 방향 조절을 통해 내지 띠(3a)의 너비 방향 일측은 내지 띠(3a) 다음 바퀴의 타측과 일정한 틈(S)이 생성되도록 이격되어 감기도록, 또는 거의 인접하여 감기도록 할 수 있다. 중지 띠(3b)의 폭이 내지 띠(3a)의 폭보다 크고, 외지 띠(3c)의 폭이 중지 띠(3b)의 폭보다 큰 경우 중지 띠(3b)는 서로 일부 겹치고(L1), 외지 띠(3c)도 서로 일부 겹쳐(L2) 감길 수 있다(도 1 참조). 내지 띠(3a)는 서로 겹치지 않도록 감겨 종이 빨대(1)의 두께가 두꺼워지거나 일정한 접착을 방해하는 것을 막을 수 있으며, 중지 띠(3b)와 외지 띠(3c)의 겹침은 종이 빨대(1)의 틈 발생을 차단한다.

외지부(5), 즉 중지 띠(3b)와 외지 띠(3c)의 각 겹침 영역에는 열접착 코팅 물질(11)이 구비되어 겹친 영역도 접착되어 고정력을 형성할 수 있도록 한다.

경우에 따라, 내지 띠(3a), 중지 띠(3b) 및 외지 띠(3c) 각각 모두 서로 겹치지 않도록 생성될 수도 있다. 이 경우, 종이 빨대(1)에서 돌출 영역(예를 들어, L1 또는 L2)이 발생하지 않도록 할 수 있다.

바람직한 일 실시 예로, 내지 띠(3a)의 폭은 13.5mm, 중지 띠(3b)의 폭은 14mm, 외지 띠(3c)의 폭은 15mm가 될 수 있다.

하지만 이는 종이 빨대(1)의 제원, 즉 종이 빨대(1)의 직경, 길이뿐만 아니라 재질 등에 따라 얼마든지 달라질 수 있다. 종이 띠(3)의 폭은 10mm부터 30mm까지 다양하게 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템(100)에서 롤 거치부(160)가 구비된 영역을 도시한 것이다.

롤 거치부(160)는 코어봉(110)으로 투입되기 전에 롤(2) 상태로 구비된 종이 띠(3)를 거치한다. 세 겹의 종이 띠(3)로 종이 빨대(1)가 형성되는 경우, 롤 거치부(160)는 내지 롤(2a), 중지 롤(2b) 및 외지 롤(2c)을 거치하여 각각에서 종이 띠(3)를 공급한다.

롤 거치부(160)는 가이드 롤러(161)를 더 포함할 수 있다. 가이드 롤러(161)는 종이 띠(3)의 이동 경로를 기준으로 투입 위치 조정부(180) 및 롤(2) 사이에 구비된다. 종이 띠(3)는 롤(2)에서 풀려 가이드 롤러(161)를 지나 투입 위치 조정부(180)로 진행한다. 가이드 롤러(161)는 투입 위치 조정부(180)를 향해 종이 띠(3)가 적정한 위치에서 투입될 수 있도록 대략적인 방향을 잡아주는 역할을 할 뿐만 아니라, 종이 띠(3)를 예비적으로 풀리도록 하여 갑작스럽게 롤(2)이 소진되는 것을 막는다.

확장 경로를 확보하기 위해, 가이드 롤러(161)는 일측 및 타측에 각각 구비될 수 있다. 특히, 일측에 복수의 가이드 롤러(161)가, 타측에도 복수의 가이드 롤러(161)가 구비됨으로써 예비적으로 풀린 종이 띠(3)가 일측 및 타측을 지그재그로 왕복하며 진행될 수 있다.

전술한 바와 같이, 가이드 롤러(161)는 종이 띠(3)가 코어봉(110)에 투입되기 전에 충분히 풀려있을 수 있도록 한다. 따라서, 롤(2)의 종이 띠(3)가 다 소진되더라도 다음 롤(2), 즉 예비 롤(2')을 투입시킬 여유 시간을 제공한다. 특히, 사용되던 롤(2)이 다 소진될 즈음 사용되던 롤(2)의 종료점, 즉 종이 띠(3) 내측단을 예비 롤(2')의 시작점, 즉 종이 띠(3) 외측단과 연결시키는 경우 추가적인 조치나 시간적 지체 없이 종이 띠(3)가 연속적으로 코어봉(110)으로 투입될 수 있다. 가이드 롤러(161)는 이 두 종이 띠(3)를 연결시킬 수 있는 시간을 확보해준다.

특히, 종이 띠(3)에 구비된 열접착 코팅 물질(11)의 특성을 이용하여, 앞선 롤(2)의 종료점과 예비 롤(2')의 시작점을 가열 및 압착하여 연결시킬 수 있다. 이에 따라 종이 띠(3)가 끊기는 부분, 또는 다른 방법에 의해 연결된 사(死)영역이 발생하지 않게되어 연속적인 생산이 가능하고 자원 낭비가 발생하지 않는다.

롤(2) 및 예비 롤(2')의 두 종이 띠(3)는 연결부(170)에 의해 연결될 수 있다. 연결부(170)는 열을 발생시켜 두 종이 띠(3)의 열접착 코팅 물질(11)을 가열하는 가열부(171) 및 가열된 종이 띠(3)를 가압하여 압착하는 압착부(172)를 포함할 수 있다. 가열부(171) 및 압착부(172)는 일체로 형성되어 연결부(170)를 구성할 수 있다.

압착부(172)는 사이에 종이 띠(3) 및 예비 종이 띠(3')가 지나가도록 양측에 구비된 두 압착 부재를 갖고, 두 압착 부재가 선택적으로 가까워져 종이 띠(3)를 압착할 수 있다. 이 중 일 압착 부재는 상술한 가열부(171)가 될 수 있다. 가열 및 압착된 종이 띠(3)는 열접착 코팅 물질(11)에 의해 서로 연결된다.

또한 복수의 가이드 롤러(161) 중 일측 및 타측에 대응하는 적어도 두 가이드 롤러(161) 사이의 간격은 선택적으로 좁혀질 수 있다. 이는 연결부(170)를 이용하여 두 종이 띠(3)의 양 단을 가열 및 압착하여 연결시킬 때에도 종이 띠(3)는 연속적으로 계속 투입되고 있으므로, 두 종이 띠(3)의 연결 부위가 투입 지점으로 딸려가지 않도록 한다.

가이드 롤러(161)의 일측 및 타측 가이드 롤러(161)의 좁혀짐은 스프링 구조와 같은 복원력을 갖는 탄성부(163)에 의해 구현될 수 있다. 즉, 종이 띠(3)의 당겨짐으로 인해 순간적으로 간격이 좁혀지더라도 적어도 일측에 구비된 탄성부(163)의 복원력이 다시 두 가이드 롤러(161)의 간격을 원위치로 복원하게 되어, 정상 상태로 돌아갈 수 있게 된다.

도 9는 본 발명과 관련된 종이 빨대 제조 시스템(100)에서 절단부(150)가 구비된 영역을 도시한 것이다.

코어봉(110)에 감겨 형성된 예비 빨대(1')는 이동 가이드부(140)에 의해 지속적으로 일 방향으로 진행된다. 이 진행 방향은 코어봉(110)의 길이 방향 중 투입되는 종이 띠(3)가 위치하는 측의 반대측이 된다.

진행된 예비 빨대(1')는 절단부(150)에 의해 일정 길이로 절단되어 예비 빨대(1')를 빨대로 형성시킨다. 절단부(150)는 일정 간격으로 이격된 복수의 날(151)을 포함할 수 있으며, 이 날(151)은 회전하는 원형 날(151)의 형태로 구현되고, 왕복 운동을 수행함으로써 공급되는 예비 빨대(1')를 반복적으로 복수의 빨대로 생산한다. 날(151)의 개수가 증가할수록 한번에 생산할 수 있는 종이 빨대(1)의 개수가 증가할 수 있다. 따라서 이는 상대적인 예비 빨대(1')의 이동 속도를 늦출 수 있음을 의미하며, 이는 결과적으로 예비 빨대(1')의 이동을 위해 필요로 하는 구동 장치에 걸리는 부하를 감소시킬 수 있다.

형성된 빨대는 컨베이어를 통해 이동 및 적재될 수 있다. 본 발명의 종이 빨대(1)는 건조 과정을 필요로 하지 않으므로, 컨베이어에 의해 곧바로 적재될 수 있으며, 바로 포장도 가능하여 생산 효율이 향상된다.

이하에서는 본 발명의 종이 빨대 제조 시스템(100)에 의해 종이 빨대(1)를 제조하는 종이 빨대 제조 방법을 종이 띠의 진행 순서를 기준으로 설명한다. 도 1 내지 도 9를 모두 참조한다.

최초 상태에서, 복수의 종이 띠(3a, 3b, 3c)는 복수의 롤(2a, 2b, 2c) 각각에서 풀린다. 이때 복수의 롤(2a, 2b, 2c)은 롤 거치부(160)에 거치된 상태에서 진행된다. 롤(2)에서 풀린 종이 띠(3)는 롤 거치부(160)의 가이드 롤러(161)를 통해 예비적으로 풀린 뒤, 코어봉(110)을 향해 진행한다.

벨트(130)에 의해 코어봉(110)에 감기기 전, 각 풀린 종이 띠(3a, 3b, 3c)는 히터(120)에 의해 가열되는 과정을 거친다. 이 중, 빨대(1)(또는 예비 빨대(1'))의 최내층이 되는 종이 띠(3)의 내측면에는 기름이 도포되는 과정을 추가적으로 거친다. 기름이 도포되는 과정은 히터(120)에 의해 가열되는 과정 이전에 수행되나, 필요에 따라 가열 과정 이후 코어봉(110)에 감기기 전에 수행될 수도 있다.

종이 띠(3)는 히터(120)를 지나기 전 과정에서 투입 위치 조정부(180)를 지나면서 히터(120) 및 코어봉(110)으로 투입되는 종이 띠(3)의 위치가 특정될 수 있다. 투입 위치 조정부(180)가 히터(120) 전에 구비되는 이유는 히터(120)의 슬릿(123)과 종이 띠(3)가 간섭하여 종이 띠(3)가 의도하지 않게 위치가 변형되거나 잘못 가열되는 되는 경우를 방지하기 위함이다.

이때 최내층 종이 띠(3)의 내측면에 기름이 도포되는 과정은 투입 위치 조정부(180)와 동일한 지점에서 행해질 수 있다.

히터(120)를 지난 복수의 종이 띠(3)는 적어도 일 영역이 서로 겹치도록 코어봉(110)에 감긴다. 예를 들어, 내지 띠(3a), 중지 띠(3b) 및 외지 띠(3c)가 적절히 겹치도록 하여 코어봉(110)에 감길 수 있도록 하며, 이는 상술한 투입 위치 조정부(180)에 의해 조절될 수 있다. 적절히 겹친 복수의 종이 띠(3a, 3b, 3c)는 빨대(1)로 형성될 때 각 종이 띠(3a, 3b, 3c)의 경계가 동일선상에 위치하지 않도록 하여 빨대(1)의 강성 신뢰도 및 액체 유입 가능성을 최소화한다.

코어봉(110)에 감긴 종이 띠(3)는 예비 빨대(1')를 형성하며, 예비 빨대(1')는 이동 가이드부(140)에 의해 코어봉(110)의 길이 방향을 따라 진행한다.

진행된 예비 빨대(1')는 절단부(150)에 의해 절단되어 빨대(1)를 형성한다. 절단부(150)는 복수의 날(151)을 구비하여 절단부(150) 한 번의 동작에 의해 복수의 빨대(1)가 동시에 형성될 수 있다.

형성된 빨대(1)는 컨베이어에 의해 이동하고 적재될 수 있다. 적재된 빨대(1)는 포장 과정을 거쳐 완전히 제조 단계를 마칠 수 있다.

추가적으로, 롤(2)이 소진되었을 경우에 종이 띠(3)의 공급이 불연속적으로 정지되는 것을 막기 위해 예비 롤(2')을 구비할 수 있다. 예비 롤(2')은 롤 거치부(160)에 롤(2)과 함께 거치될 수 있다. 예비 롤(2')의 종이 띠(3) 외측단은 소진 중인 롤(2)의 종이 띠(3) 내측단과 연결되어 끊김없이 종이 띠(3)가 코어봉(110)으로 투입될 수 있도록 할 수 있다. 특히, 종이 띠(3)의 사(死)영역을 없애고 열접착 코팅 물질(11)의 장점을 이용하기 위해, 예비 롤(2')의 종이 띠(3') 외측단과 소진 중인 롤(2)의 종이 띠(3) 내측단을 가열 및 압착하여 연결시킬 수 있다.

두 종이 띠(3, 3')의 가열 및 압착은 롤 거치부(160)의 가이드 롤러(161)로 투입되기 전에 수행될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명하다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

1: 종이 빨대 1a: 내지
1b: 중지 1c: 외지
1': 예비 빨대 11: 열접착 코팅 물질
2: 롤 2': 예비 롤
2a: 내지 롤 2b: 중지 롤
2c: 외지 롤 3: 종이 띠
3': 예비 종이 띠 3a: 내지 띠
3b: 중지 띠 3c: 외지 띠
100: 종이 빨대 제조 시스템 110: 코어봉
111: 기름 공급부 112: 니켈 열선
120: 히터 121: 열풍 공급면
122: 다공성 덕트 123: 슬릿
124: 개폐 부재 1241: 힌지
126: 에어 호스 128: 온도 컨트롤러
129: 공기 가열 부재 130: 벨트
1301: 교차라인 1301a: 교차라인 일측
131: 실린더 140: 이동 가이드부
150: 절단부 151: 날
160: 롤 거치부 161: 가이드 롤러
163: 탄성부 170: 연결부
171: 가열부 172: 압착부
180: 투입 위치 조정부 181: 가이드 부재

Claims (23)

1. 적어도 일면에 열접착 코팅 물질이 구비된 종이 띠를 구비하는 롤;
   롤에서 풀린 종이 띠가 그것의 외주면에 감기는 코어봉;
   상기 종이 띠의 열접착 코팅 물질을 가열하는 히터;
   상기 코어봉에 종이 띠를 꼬아 예비 빨대를 형성하는 벨트;
   상기 예비 빨대를 상기 코어봉의 길이 방향을 따라 진행시키는 이동 가이드부; 및
   상기 진행된 예비 빨대를 절단하여 빨대를 형성하는 절단부를 포함하는 종이 빨대 제조 시스템.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 벨트는 상기 코어봉에 복수의 종이 띠를 꼬아 상기 예비 빨대를 형성하고,
   상기 복수의 종이 띠 중 상기 코어봉과 직접 대면하는 종이 띠의 내측면은 열접착 코팅 물질이 구비되지 않은 종이 빨대 제조 시스템.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 코어봉과 직접 맞닿는 종이 띠의 내측면에 기름을 도포하는 기름 공급부를 더 포함하는 종이 빨대 제조 시스템.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 기름은 콩기름을 포함하는 종이 빨대 제조 시스템.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 코어봉의 일 영역 상에 구비된 니켈 열선을 포함하는 종이 빨대 제조 시스템.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 히터는 350도 내지 380도로 가열되는 종이 빨대 제조 시스템.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 히터는 상기 종이 띠의 양면과 대면하여 형성된 열풍 공급면을 포함하고,
   상기 열풍 공급면에는 열풍을 분산시켜 공급하는 다공성의 덕트가 형성된 종이 빨대 제조 시스템.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 종이 띠는 복수로 구비되고, 상기 열풍 공급면은 상기 복수의 종이 띠 각각의 양면에 구비되는 종이 빨대 제조 시스템.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 복수의 종이 띠 각각의 양면에 구비되는 두 열풍 공급면은 사이에 종이 띠가 관통하는 슬릿을 형성하는 종이 빨대 제조 시스템.
   
10. 제8 항에 있어서,
    상기 열풍 공급면은 상기 종이 띠의 진행 방향을 따라 폭이 좁아지는 사다리꼴 형상을 갖는 종이 빨대 제조 시스템.
    
11. 제8 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 종이 띠가 관통하는 방향을 기준으로 30cm 내지 45cm의 길이로 구비되고, 상기 종이 띠가 투입되는 속도는 50meter/min 내지 65meter/min으로 구동되는 종이 빨대 제조 시스템.
    
12. 제1 항에 있어서,
    상기 코어봉으로 투입되는 종이 띠의 위치를 특정시키고 장력을 증가시키는 투입 위치 조정부를 더 포함하는 종이 빨대 제조 시스템.
    
13. 제12 항에 있어서,
    상기 투입 위치 조정부는 상기 종이 띠의 두께 방향 및 너비 방향으로 이동 가능하도록 가변적으로 구비되는 종이 빨대 제조 시스템.
    
14. 제1 항에 있어서,
    상기 롤은,
    종이 빨대의 내지에 대응하는 내지 띠가 구비된 내지 롤;
    종이 빨대의 중지에 대응하는 중지 띠가 구비된 중지 롤; 및
    종이 빨대의 외지에 대응하는 외지 띠가 구비된 외지 롤을 포함하는 종이 빨대 제조 시스템.
    
15. 제14 항에 있어서,
    상기 내지 띠, 중지 띠 및 외지 띠의 폭은 순차적으로 증가하고,
    상기 코어봉으로 투입되는 종이 띠의 위치를 특정시키고 장력을 증가시키는 투입 위치 조정부를 더 포함하고,
    상기 내지 띠의 너비 방향 일측은 다음 바퀴의 타측과 틈이 생성되도록 이격되어 상기 코어봉에 감기고, 상기 중지 띠 및 상기 외지 띠는 너비 방향 일측이 다음 바퀴의 타측과 적어도 일부 겹치도록 상기 투입 위치 조정부가 조절되는 종이 빨대 제조 시스템.
    
16. 제14 항에 있어서,
    상기 외지 띠의 외측면에는 열접착 코팅 물질이 1gsm 내지 3gsm로 구비되고,
    상기 외지 띠의 내측면, 상기 중지 띠의 내측면 및 외측면, 및 상기 내지 띠의 외측면 각각에는 열접착 코팅 물질이 5gsm 내지 10gsm로 구비되는 종이 빨대 제조 시스템.
    
17. 제16 항에 있어서,
    상기 내지 띠, 중지 띠 및 외지 띠는 크라프트지이고, 상기 외지 띠의 내측면, 상기 중지 띠의 내측면 및 외측면, 및 상기 내지 띠의 외측면 각각에는 열접착 코팅 물질이 7gsm 내지 10gsm로 구비되는 종이 빨대 제조 시스템.
    
18. 제1 항에 있어서,
    상기 롤의 종이 띠가 예비적으로 풀려 거치될 수 있도록 하는 가이드 롤러를 포함하는 롤 거치부를 더 포함하는 종이 빨대 제조 시스템.
    
19. 제18 항에 있어서,
    상기 가이드 롤러는 일측 및 타측 각각에 복수로 구비되어 상기 예비적으로 풀린 종이 띠가 지그재그로 지나도록 하는 복수의 확장 가이드 롤러; 및
    상기 일측의 가이드 롤러 및 타측의 가이드 롤러는 상호 간격이 좁혀질 수 있도록 구비되는 종이 빨대 제조 시스템.
    
20. 제19 항에 있어서,
    상기 롤의 후순위로 구비된 예비 롤; 및
    상기 롤의 종이 띠 내측단과 상기 예비 롤의 종이 띠 외측단을 가열 및 압착하여 연속되는 종이 띠를 형성하는 연결부를 더 포함하는 종이 빨대 제조 시스템.
    
21. 제1 항에 있어서,
    상기 형성된 빨대가 이동하여 적재되는 컨베이어를 더 포함하고,
    상기 예비 빨대 또는 상기 형성된 빨대를 건조하는 건조 수단을 포함하지 않는 종이 빨대 제조 시스템.
    
22. 제1 항에 있어서,
    상기 코어봉의 양측에 각각 구비되는 두 실린더를 더 포함하고,
    상기 벨트는 폐루프를 형성하고, 상기 벨트는 상기 두 실린더에 걸쳐 거치되고, 상기 두 실린더가 회전하여 상기 벨트가 상기 종이 띠를 가압하는 종이 빨대 제조 시스템.
    
23. 제22 항에 있어서,
    상기 벨트는 상기 두 실린더의 외주면에 감겨 '8'자의 형상을 갖되, 교차 라인의 일측은 상기 코어봉에 1회 감겨 진행하는 종이 빨대 제조 시스템.

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