KR102459012B1 - 포장기용 필름 씰링 장치 - Google Patents

포장기용 필름 씰링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제품을 내용물로 포장하기 위하여 필름을 가열 압착하여 씰링하는 포장기용 필름 씰링 장치에 관한 것으로, 필름 진행경로의 상부와 하부에 구동부에 의해 회전 가능하게 설치되고 서로 접촉되는 상부씰링롤러와 하부씰링롤러를 포함하며, 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러 사이로 필름이 통과되면서 가열 압착되어 씰링이 이루어지는 씰링부; 상기 씰링부의 일측에 구비되어 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러를 회전 구동시키는 구동부; 상기 씰링부 양측에 수직 방향으로 설치된 실린더의 로드의 승강 작동에 의해 상부씰링롤러가 승강 이동하고, 상기 실린더와 상부씰링롤러 사이에 스프링이 설치되며, 상기 실린더가 미리 설정된 압력값으로 스프링을 압축하여 상기 상부씰링롤러에 대한 가압이 이루어지도록 하는 작동부; 및 각 부를 제어하는 제어부를 포함하는 포장기용 필름 씰링 장치를 제공한다.

Description

포장기용 필름 씰링 장치{APPARATUS FOR SEALING FILM FOR PACKING MACHINE}
본 발명은 포장기용 필름 씰링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지재 필름을 포장재로 하여 제품을 포장하기 위하여 필름을 가열 압착하여 씰링하는 포장기용 필름 씰링 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 인스턴트 식품은 물론이고 다양한 음식물이나 약품, 각종 생활용품 등의 제품이 소정의 양으로 계량되어 필름의 포장재에 내용물로 담겨져 제공되어 소비자가 편리하게 사용하고 있다.
이와 같은 제품을 포장하기 위한 포장재는 주로 합성수지의 필름을 사용하고, 제품 내용물의 종류나 형태에 따라 장방형, 정방형, 스틱형 등의 다양한 형상으로 제조되며, 내용물의 누출 방지를 위하여 개구부를 폐쇄하는 수단으로서 소정의 부분에 열을 가하여 접착하는 가열 접착 방식을 많이 이용하고 있다.
이와 관련된 종래기술로, 특허문헌 1에는 분말가루를 스틱 형태로 포장하는 스틱포장씰링장치에 있어서, 판 형상의 본체부와, 본체부의 일측면에 연결되는 포장지안착판과, 포장지안착판의 일면에 돌출된 봉 형상의 롤안착구와, 롤안착구에 삽입되며 평면의 포장지가 권선된 원통 형상의 포장지롤로 이루어진 포장지롤부와, 본체부의 상면에 안착되는 접힘구 본체와, 접힘구 본체의 상면에 포장지가 접혀지도록 상부 방향으로 만곡된 판 형상의 접힘구로 이루어진 접힘유도부와, 본체부의 상면에 안착된 씰링본체와, 씰링본체의 상면에 서로 접촉된 한쌍의 씰링롤러와, 씰링롤러의 후방에 포장지가 당겨지도록 서로 접촉된 한쌍의 당김롤러와, 씰링롤러와 당김롤러의 중심부에 수직으로 연결되며 일단부에 전달기어가 구비된 전달축으로 이루어진 씰링부와, 본체부의 하면에 부착된 구동모터와, 구동모터에 연결된 구동축과, 구동축의 외주면에 전달기어와 맞물리도록 형성된 다수개의 구동기어로 이루어진 구동부로 구성된 것을 특징으로 하는 분말가루 스틱포장씰링장치가 공개되어 있다.
그러나, 상술한 종래기술은 씰링롤러에 대한 압력 조절이 세밀하게 이루어지지 않아서, 필름에 대한 씰링압이 약할 경우 씰링이 불량하게 될 수 있고, 필름에 대한 씰링압이 과도할 경우 필름이 타거나 반발력에 의해 씰링롤러 및 그 구성품들이 충격을 받아서 내구성이 저하될 수 있는 문제가 있다.
이를 해결하기 위하여 씰링롤러의 지지체 상측에 조절볼트를 설치하고, 조절볼트를 돌려서 수동으로 씰링롤러의 설치 위치를 변경하여 씰링압을 조절하고 있으나, 수동 조절에 따른 세밀함과 정확도가 떨어지고, 조절된 씰링압에 대한 수치와 데이터를 저장할 수 없어 균일한 품질을 유지할 수 없으며, 씰링롤러에 지속적인 균일한 압력을 가할 수단이 없어 씰링압을 일정하게 유지할 수 없고, 부품 수명변화 및 부품 교체시기를 알 수 없는 문제가 있다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-2018-0001389호(2018.05.10 공개)
본 발명은 상술한 문제들을 모두 해결하기 위하여 안출된 것으로, 각 필름에 맞는 최적의 씰링압으로 씰링하여 포장재의 품질이 증대되고, 세밀하고 정확한 씰링압 조절이 가능하며, 씰링압과 씰링온도 등 데이터를 저장 및 적용하여 포장재의 균일한 품질을 유지할 수 있고, 스프링이 노후화되어 탄성이 저하되더라도 스프링의 가용 범위 내에서 스프링의 교체없이 실린더로 씰링롤러에 대해 지속적으로 균일한 압력을 가하여 사용할 수 있으며, 스프링의 수명 변화 및 교체 시기를 확인할 수 있어 스프링을 최대한 오래 사용할 수 있고 스프링이 안전한 씰링 범위를 벗어나기 전에 새제품으로 교체하여 씰링 불량을 방지할 수 있는 포장기용 필름 씰링 장치의 제공에 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 제품을 내용물로 포장하기 위하여 필름을 가열 압착하여 씰링하는 포장기용 필름 씰링 장치에 있어서, 필름 진행경로의 상부와 하부에 구동부에 의해 회전 가능하게 설치되고 서로 접촉되는 상부씰링롤러와 하부씰링롤러를 포함하며, 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러 사이로 필름이 통과되면서 가열 압착되어 씰링이 이루어지는 씰링부; 상기 씰링부의 일측에 구비되어 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러를 회전 구동시키는 구동부; 상기 씰링부 양측에 수직 방향으로 설치된 실린더의 로드의 승강 작동에 의해 상부씰링롤러가 승강 이동하고, 상기 실린더와 상부씰링롤러 사이에 스프링이 설치되며, 상기 실린더가 미리 설정된 압력값으로 스프링을 압축하여 상기 상부씰링롤러에 대한 가압이 이루어지도록 하는 작동부; 및 각 부를 제어하는 제어부를 포함하는 포장기용 필름 씰링 장치를 제공한다.
본 발명은 각 필름에 맞는 최적의 씰링압으로 씰링하여 포장재의 품질이 증대되고, 세밀하고 정확한 씰링압 조절이 가능하며, 씰링압과 씰링온도 등 데이터를 저장 및 적용하여 포장재의 균일한 품질을 유지할 수 있고, 스프링이 노후화되어 탄성이 저하되더라도 스프링의 가용 범위 내에서 스프링의 교체없이 실린더로 씰링롤러에 대해 지속적으로 균일한 압력을 가하여 사용할 수 있으며, 스프링의 수명 변화 및 교체 시기를 확인할 수 있어 스프링을 최대한 오래 사용할 수 있고 스프링이 안전한 씰링 범위를 벗어나기 전에 새제품으로 교체하여 씰링 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 포장기의 측면도이고, 도 1b는 본 발명에 따른 포장기의 평면도이며, 도 1c는 본 발명에 따른 포장기를 통해 복수 개의 제품들이 씰링되어 있는 포장재를 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 필름 씰링 장치의 일측에 설치된 구동부를 도시한 사시도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 필름 씰링 장치의 타측을 도시한 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 필름 씰링 장치의 평면도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 필름 씰링 장치의 정면도이며, 도 3c는 본 발명에 따른 필름 씰링 장치의 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 실린더의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 필름 씰링 장치의 제어를 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 필름 씰링 장치의 스프링 교체시기 판단을 위한 참고도이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 포장기(1) 및 필름 씰링 장치(30)를 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세하게 설명하도록 하겠다.
본 발명에서는 필름(F)이 공급되는 쪽을 "전방"으로, 필름(F)이 씰링되어 포장재(P)로 배출되는 쪽을 "후방"으로, 필름 진행경로(R)의 양쪽 옆을 "양측"으로, 필름 진행경로(R)의 한쪽 옆을 "일측"으로 정의하여 기재한다.
먼저, 본 발명에 따른 포장기(1)에 대해 설명하면, 상기 포장기(1)는 인스턴트 식품, 여러 음식물이나 약품, 각종 생활용품 등의 제품이 소정의 양으로 계량된 후에, 합성수지 재질의 필름의 포장재에 담겨져 씰링 포장되는데 사용되는 것으로, 상부와 하부에서 각각 공급되는 필름(F)이 함께 필름 진행경로(R)를 통과하면서 가열 압착되어 씰링된 후 커팅되어 배출되며, 도 1a 및 도 1b를 참고하면 상부 필름공급부(10), 하부 필름공급부(20), 필름 씰링 장치(30), 내용물 감지센서부(40), 펀칭부(50), 당김부(60), 세로커팅부(70), 가로커팅부(80) 및 배출부(90)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 상부 필름공급부(10)는 상부공급롤러에 의해 포장기의 상부에서 필름(F)을 필름 진행경로(R)로 공급하고, 상기 하부 필름공급부(20)는 하부공급롤러에 의하여 상기 상부 필름공급부(10)의 하측에서 필름(F)을 필름 진행경로(R)로 공급하며, 이때, 상기 하부 필름공급부(20)에서 공급되는 필름에는 제품의 내용물이 안착된 채 수평 방향으로 진행될 수 있고, 이와 같이 상부와 하부의 양 방향에서 공급되는 필름(F)은 필름 진행경로(R)에서 서로 겹쳐진 상태로 진행된다.
그리고, 필름 진행경로(R)를 따라 필름 씰링 장치(30), 내용물 감지센서부(40), 펀칭부(50), 당김부(60), 세로커팅부(70) 및 가로커팅부(80)가 순차적으로 설치되며, 필름 진행경로(R)의 양측에는 수직 방향으로 입설된 측부판넬(5)이 설치되어 필름 진행경로(R) 상에 설치된 구성품들을 지지한다.
상기 필름 씰링 장치(30)는 필름 진행경로(R) 상에 단수 또는 복수 개가 설치되어 합성수지 재질의 필름(F)을 포장재(P)로 하여 제품이 내용물로 담겨지도록 포장하기 위하여, 상부와 하부의 양 방향에서 공급되어 필름 진행경로(R)에서 서로 겹쳐진 상태로 진행되는 필름(F)이 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120) 사이로 통과되면서 가열 압착되어 양 필름의 개구된 부분을 씰링하여 포장재(P)로 포장한다.
상기 내용물 감지센서부(40)는 상기 필름 씰링 장치(30)의 후방에 설치되는 것으로, 상기 필름 씰링 장치(30)에서 씰링된 포장재(P)의 내측에 내용물의 존재 유무를 감지한다.
상기 펀칭부(50)는 상기 내용물 감지센서부(40)의 후방에 설치되는 것으로, 복수 개의 제품들이 씰링되어 있는 포장재(P)를 펀칭하되, 포장재(P)의 복수 개의 제품들 사이의 경계부를 펀칭하여 사용시 분리가 용이하도록 하는 것이다.
상기 당김부(60)는 상기 펀칭부(50)의 후방에 설치되는 것으로, 서로 접촉된 상태의 상부당김롤러와 하부당김롤러의 사이로 인입된 포장재(P)를 당겨서 장력을 제공하는 기능을 한다.
상기 세로커팅부(70)는 상기 당김부(60)의 후방에 설치되는 것으로, 포장재(P)가 진행하는 세로 방향으로 커팅하는 것으로, 커팅롤러에 의해 포장재(P)의 복수 개의 제품들 사이의 경계부에 커팅라인을 형성하여 사용시 분리가 용이하도록 하는 것이다.
상기 가로커팅부(80)는 상기 세로커팅부(70)의 후방에 설치되는 것으로, 필름 진행경로의 폭 방향으로 포장재(P)를 커팅하는 것이다. 이와 같이 커팅된 포장재(P)는 복수 개의 제품이 하나의 열을 이루며 씰링된 상태가 된다.
상기 배출부(90)는 상기 가로커팅부(80)의 후방에 설치되는 것으로, 상기 가로커팅부(80)에서 커팅된 도 1c의 포장재(P)를 컨베이어벨트를 통해 배출시키는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 필름 씰링 장치(30)에 대해 보다 상세하게 설명하면, 상기 필름 씰링 장치(30)는 씰링부(100), 구동부(200), 작동부(300) 및 제어부(400)를 포함하여 이루어진다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 상기 씰링부(100)는 필름 진행경로(R)의 상부와 하부에 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)가 서로 접촉되도록 각각 설치되고, 상부씰링롤러(110)의 회전축의 양단부는 측부판넬(5)의 장착홈에 이동 가능하게 설치된 이동홀더(310)에 회전 가능하게 연결되고, 하부씰링롤러(120)의 회전축의 양단부는 측부판넬(5)의 장착홈에 고정 설치된 고정홀더(125)에 회전 가능하게 연결된다.
또한, 상기 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)는 상기 구동부(200)에 의해 회전 가능하게 설치되고, 상기 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120) 사이로 상부와 하부의 양 방향에서 공급되어 겹쳐진 필름(F)이 통과되면서 가열 압착되어 포장재(P)로 씰링이 이루어지며, 상기 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)는 온도센서(미도시)가 설치되어 온도의 측정값을 제어부(400)로 송신하고, 도 5를 참고하면, 제어부(400)는 설정된 온도값과 온도센서로부터 수신한 측정값을 비교하여 차이가 나는 경우 설정된 온도값에 추종되도록 히터를 제어한다.
이를 위하여, 상기 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)는 열전도체로 이루어질 수 있고, 내부에는 열전도체를 가열시키는 열선 등의 히터(미도시)가 구비되며, 두겹으로 겹쳐진 필름(F)을 압착시 고온의 열이 전도되어 포장재(P)로 씰링이 이루어진다.
이때, 상기 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)는 복수개의 돌부(130)와 홈부(130)의 패턴이 횡과 열 방향으로 형성되고, 상기 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)가 회전하면서 돌부(130)가 필름(F)에 포함된 복수개의 제품의 둘레의 사면을 가열 압착하여 포장재(P)의 씰링이 이루어진다.
상기 구동부(200)는 상기 씰링부(100)의 일측에 구비되어 상기 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)를 회전 구동시킨다.
이를 위하여, 도 2a를 참고하면 상기 구동부(200)는, 상기 씰링부(100)의 일측 하부에 구동모터(210)가 설치되고, 상기 구동모터(210)의 구동축은 구동기어(220)와 연결되어 구동기어(220)에 구동력을 전달하며, 고정홀더(125)에 연결된 하부씰링롤러(120)의 회전축에 하부기어(230)가 결합되고, 하부기어(230)는 구동기어(220)와 치합되어 하부씰링롤러(120)가 회전되며, 이동홀더(310)에 연결된 상부씰링롤러(110)의 회전축에 상부기어(240)가 결합되고, 씰링 작동시 상부기어(240)는 하부기어(230)와 치합되어 회전하면서 상부씰링롤러(110)가 회전된다. 이때, 상부기어(240)는 이동홀더(310)의 외측면에 상부씰링롤러(110)의 회전축과 결합되어 있으므로 이동홀더(310)의 승강시 함께 승강하게 된다.
도 2b 및 도 3a를 참고하면, 상기 작동부(300)는 상기 씰링부(100) 양측에 수직 방향으로 설치된 실린더(320)의 로드(330)의 승강 작동에 의해 스프링(360)이 신축되고, 상부씰링롤러(110)가 승강 이동하며, 상기 실린더(320)가 미리 설정된 압력값으로 스프링(360)을 압축하여 상기 상부씰링롤러(110)에 대한 가압이 이루어지며, 이를 위하여 이동홀더(310), 실린더(320), 위치감지센서(350) 및 스프링(360)을 포함하여 이루어질 수 있다.
필름 진행경로(R)의 양측에 입설되어 있는 측부판넬(5)에 장착홀이 형성되고, 장착홀의 상부에는 이동홀더(310)가 삽입 장착되어 측부판넬(5)에 지지 된 채 승강 이동 가능하게 체결된다.
상기 이동홀더(310)는, 필름 진행경로(R)의 폭방향으로 가로질러 설치된 상부씰링롤러(110)의 회전축의 단부가 회전 가능하게 연결되고, 상기 실린더(320)의 로드(330)의 하단부가 승강 가능하게 수직 방향으로 관통 체결되며, 상기 실린더(320)의 로드(330)에 의해 압축된 상기 스프링(360)에 의해 가압된다. 반면에, 상기 장착홀의 하부에는 고정홀더(125)가 고정 체결되고, 고정홀더(125)에는 하부씰링롤러(120)의 회전축의 단부가 회전 가능하게 연결된다.
상기 실린더(320)는, 상기 이동홀더(310)의 상측에서 측부판넬(5)에 고정브라켓(321)을 통해 수직 방향으로 고정 설치되고, 상기 제어부(400)의 제어에 의해 공압실린더밸브(322)가 에어콤프레셔(미도시)로부터 공급된 에어의 유로나 방향을 변위시켜 로드(330)가 상승 또는 하강하도록 하며, 상기 제어부(400)에 의해 설정된 압력값에 의해 로드(330)의 하강 정도가 정해진다. 이러한 실린더의 제어 기술은 이미 제어분야에서 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
도 3a, 도 3b 및 도 4를 참고하면, 상기 실린더(320)는 실린더(320)의 내벽에 밀착된 채 공압에 의해 승강하는 원판형 피스톤(340)과, 피스톤(340)에 연결되어 승강하는 로드(330)와, 상기 피스톤에 부착된 원판형 마그네트(341)와, 상기 실린더(320) 외부에 형성된 실린더홈에 설치되어 상기 마그네트(341)의 자력을 감지하여 상기 로드(330)의 위치를 감지하고 감지된 위치값을 상기 제어부(400)로 송신하는 위치감지센서(350)를 포함하여 이루어지며, 상기 실린더(320)는 로드(330)의 승강 작동에 따라 상기 스프링(360)을 신축시키고 이동홀더(310)를 승강시키며, 상기 실린더(320)는 상기 제어부(400)로부터 수신된 압력값으로 상기 스프링(360)을 압축시켜 상부씰링롤러(110)에 균일한 씰링압을 지속적으로 제공한다.
상기 스프링(360)은 상기 로드(330)의 하부에 구비된 가압축(332)의 외주면에 장착되어 상기 로드(330)의 승강에 따라 신축되고, 상기 로드(330)가 하강하여 가압부(332a)에 의해 스프링(360)이 압축되어 상기 이동홀더(310)에 대한 가압이 이루어져 상기 상부씰링롤러(110)에 대해 씰링압을 가하게 되며, 일례로 중하중(medium load)에 사용되는 금형스프링이나 코일스프링이 설치될 수 있다.
이때, 실린더(320)에 의해 상부씰링롤러(110)에 지속적으로 균일한 씰링압이 가해지게 되므로 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)의 사이로 필름(F)이 통과하여 씰링될 때 반발력에 의해 스프링(360)이 상측으로 들리는 것을 방지하여 씰링에 대한 포장재의 품질이 증대되고 포장재의 균일한 품질을 유지할 수 있으며, 스프링(360)이 노후화되어 탄성이 다소 저하되더라도 스프링(360)의 가용 가능한 범위 내에서 스프링(360)의 교체없이 실린더(320)로 상부씰링롤러(110)에 지속적으로 균일한 압력을 가하여 사용할 수 있으므로 스프링(360)을 최대한 오래 사용할 수 있다.
또한, 상기 이동홀더(310)는 상부씰링롤러(110)의 회전축이 연결되는 축홀더(311)와, 축홀더(311)의 상부에 연결되고 상부에 상기 스프링(360)의 하단부가 안착 지지되는 지지홈(312a)이 형성된 지지홀더(312)를 포함하여 이루어진다.
상기 축홀더(311)는 전방과 후방의 양측에 레일홈(미도시)이 수직 방향으로 형성되고 레일홈에 측부판넬(5)의 일부가 삽입 체결되어 축홀더(311)가 장착홀을 따라 승강 이동 가능하게 되고, 상부에 상부홈(311a)이 형성되어 상기 로드(330)의 하단부가 승강 이동할 수 있게 된다.
상기 지지홀더(312)는 하부에 하부홈(312b)이 형성되어 지지홀더(312)를 관통한 상기 로드(330)의 하단부가 승강 이동할 수 있는 공간을 제공한다.
이와 같이, 상기 상부홈(311a)과 하부홈(312b)은 서로 연통되어 상기 로드(330)의 하단부인 하단축(333)이 승강 이동할 수 있는 공간을 제공하며, 이로써 가압부(332a)에 의해 압축된 스프링(360)의 압력이 상기 상부씰링롤러(110)에 작용할 수 있게 된다.
또한, 상기 실린더(320)의 로드(330)는, 상기 실린더(320) 내측에 설치된 피스톤(340)에 연결되어 공압에 의해 승강이 이루어지는 로드축(331)을 포함하고, 상기 로드축(331)의 하부에 가압축(332)이 연결되며, 가압축(332)의 외주면에 상기 스프링(360)이 감착 연결되고, 가압축(332)의 상부에 가압축(332)보다 큰 직경을 갖는 가압부(332a)가 형성되어 로드(330)의 하강시 가압부(332a)가 상기 스프링(360)을 압축시키며, 상기 가압축(332)의 하부에 하단축(333)이 연결되고, 하단축(333)은 이동홀더(310) 내측에 형성된 공간인 상부홈(311a)과 하부홈(312b) 내에서 승강 이동하여 스프링(360)의 압력이 상기 상부씰링롤러(110)에 작용하도록 하며, 하단축(333)의 하부에 하단축(333)보다 큰 직경을 갖는 걸림부(333a)가 형성되어 로드(330)의 상승시 걸림부(333a)가 지지홀더(312)에 걸림되어 지지홀더(312)를 포함한 이동홀더(311) 및 이동홀더(311)와 연결된 상부씰링롤러(110)를 상승시킬 수 있게 된다.
상기 제어부(400)는 씰링부(100), 구동부(200) 및 작동부(300) 등 각 부를 제어한다.
도 5를 참고하면, 상기 제어부(400)는 상기 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)의 각 히터를 제어하여 상기 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)가 미리 설정된 최적의 온도값으로 가열되도록 제어함으로써 씰링 품질이 증대되고, 균일한 품질이 유지될 수 있다.
또한, 상기 제어부(400)는 구동부(200)의 구동모터(210)의 RPM을 제어하여 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)의 회전속도가 가변되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(400)는 반복 시험을 통해 최적의 씰링을 위한 필름별로 설정된 압력값과 온도값이 데이터로 저장되어 있고, 씰링 작업시 저장된 필름별 압력값과 온도값으로 상부씰링롤러(110)를 제어하여 포장재의 균일한 품질을 유지할 수 있다.
일실시예로, 도 6을 참고하면 상기 제어부(400)는 상기 작동부(300)의 실린더(320)가 미리 설정된 압력값으로 상기 스프링(360)을 최초로 압축했을 때의 로드(330)의 기준 위치로부터 스프링(360) 상단부까지의 거리인 최초압축위치값(a)과, 상기 스프링(360)을 어느 정도 사용한 후 상기 실린더(330)가 동일한 압력값으로 상기 스프링(360)을 압축했을 때의 로드(300)의 기준 위치로부터 스프링(360) 상단부까지의 거리인 사용압축위치값(b)을 위치감지센서(350)로부터 수신하고, 사용압축위치값(b)과 최초압축위치값(a)의 차이값(m=b-a)을 계산하여 차이값(m)과 미리 정해진 상기 스프링(360)의 가용 가능한 한계치인 기준값(s1)을 비교 판단한 후, 상기 차이값(m)이 상기 기준값(s)에 도달하면 상기 스프링(360)을 교체하도록 판정하여 디스플레이 화면이나 소리 등으로 알림을 제공할 수 있다. 이때, 로드(330)의 기준 위치는 로드(330)가 실린더(320) 내부로 최대한 인입되었을 때의 위치감지센서(350)에서 감지된 로드(330)의 위치일 수 있다.
다른 실시예로, 도 6을 참고하면 상기 제어부(400)는 상기 작동부(300)의 실린더(320)가 스프링(360)을 최초로 압축하기 전에 스프링을 미압축한 자유장 상태에 있을 때의 로드(330)의 기준 위치로부터 스프링(360) 상단부까지의 거리인 최초미압축위치값(d)과, 상기 스프링(360)을 어느 정도 사용한 후 상기 실린더(330)가 미리 설정된 압력값으로 상기 스프링(360)을 압축했을 때의 로드(330)의 기준 위치로부터 스프링(360) 상단부까지의 거리인 사용압축위치값(b)을 위치감지센서(350)로부터 수신하고, 사용압축위치값(b)과 최초미압축위치값(a)의 차이값(n=b-d)을 계산하여 차이값(n)과 미리 정해진 상기 스프링(360)의 가용 가능한 한계치인 기준값(s2)을 비교 판단한 후, 상기 차이값(n)이 상기 기준값(s2)에 도달하면 상기 스프링(360)을 교체하도록 판정하여 디스플레이 화면이나 소리 등으로 알림을 제공할 수 있다. 여기서 상기 차이값(n)은 스프링(360)의 자유장일 때의 길이(d)에서부터 압축된 길이에 해당하며 스프링(360)의 사용거리에 하당한다.
따라서, 본 발명은 스프링(360)의 사용 중 수명 변화 및 교체 시기를 확인할 수 있어 스프링(360)을 최대한 오래 사용할 수 있고, 스프링(360)이 안전한 씰링압을 제공할 수 있는 가용 가능한 한계치인 기준값(s)을 벗어나기 전에 새 스프링으로 교체하여 씰링 불량을 방지할 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 포장기용 필름 씰링 장치의 작동에 관하여 일실시예를 들어 상세하게 설명한다.
제어부(400)는 데이터로 저장되어 있는 필름별로 미리 설정된 압력값과 온도값을 입력하여 필름 씰링 장치(30)를 제어하되, 제어부(400)는 입력된 압력값으로 상부씰링롤러(110)가 가압되도록 공압실린더밸브(322)를 제어하여 실린더(320)의 로드(330)가 하강되도록 하고, 더불어 입력된 온도값으로 가열되도록 상부씰링롤러(110) 및 하부씰링롤러(120)의 각 히터를 제어한다. 예를들면, 제어부(400)는 상부씰링롤러(110)가 2.5 bar로 가압되도록 실린더(320)를 제어하고, 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)가 각각 110℃로 가열되도록 각 히터를 제어할 수 있다. 이때 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)는 서로 접촉된 상태가 된다.
또한, 제어부(400)는 구동부(200)의 구동모터(210)를 제어하여 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)가 회전되도록 구동시킨다.
그리고, 상부 필름공급부(10)와 하부 필름공급부(20)로부터 각각의 필름(F)이 공급되고, 양 방향에서 공급되는 필름(F)은 필름 진행경로(R)에서 서로 겹쳐진 상태로 후방을 향해 진행되면서 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120) 사이를 통과하게 된다.
이때, 상하로 겹쳐진 2장의 필름(F)은 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)의 사이에서 가열 압착되어 포장재(P)로 씰링이 이루어진다.
보다 상세하게는, 실린더(320)의 로드(330)가 하강하면서 이동홀더(310)가 하강하고 스프링(360)이 압축되는데, 제어부(400)에 입력된 압력값으로 스프링(360)이 압축되어 상부씰링롤러(110)에 대한 지속적인 가압이 균일하게 이루어지며, 이러한 가압에 의해 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120)의 사이로 필름(F)이 통과하여 씰링될 때 스프링(360)이 상측으로 밀리는 것이 방지되어 씰링 품질이 증대될 수 있다. 또한, 스프링(360)이 노후화되면서 탄성이 다소 저하되더라도 실린더(320)로 지속적으로 균일한 압력을 가하면서 스프링(360)의 가용 가능한 범위 내에서 스프링(360)의 교체없이 스프링(360)을 최대한 오래 사용할 수 있다.
다만, 제어부(400)는 실린더(320)에 설치된 위치감지센서(350)로부터 수신된 최초압축위치값(a)과 사용압축위치값(b)의 차이값(m)을 계산하고, 차이값(m)이 미리 정해진 상기 스프링(360)의 가용 가능한 사용 한계치인 기준값(s1)과 비교한 후 차이값(m)이 기준값(s1)에 도달한 경우 스프링(360)을 교체하도록 사용자에게 알림을 제공할 수 있다. 예를들면, 스프링(360)에 동일한 압력을 가하더라도 스프링(360)이 반복 사용됨에 따라 노후화되면 탄성이 저하되어 최초 압축시보다 더 많이 압축되는데, 이때 기준값(s1)은 스프링(360)의 최초압축위치값(a)에서부터 5mm이고, 최초에 실린더(320)의 로드(330)를 2.5 bar의 압력값으로 밀었을 때 스프링(360)의 최초압축위치값(a)이 2mm라고 할 때, 사용압축위치값(b)이 5mm인 경우 차이값(m)이 3mm여서 기준값(s1) 이내이므로 스프링(360)을 교체하지 않고 계속 사용할 수 있고, 사용압축위치값(b)이 7mm인 경우 차이값(c)이 5mm여서 기준값(s1)인 5mm와 동일하게 되므로 스프링(360)의 교체시기가 된 것으로 판정하여 사용자에게 알림을 제공하여 스프링의 교체가 이루어지도록 한다.
아울러, 포장기(1)를 가동하지 않거나, 포장기(1) 가동 중에 휴지하는 경우, 실린더(320)가 상부씰링롤러(110)를 계속 가압하게 되면 장치가 고장나거나 상부씰링롤러(110)와 하부씰링롤러(120) 사이로 진입한 필름(F)이 손상되거나, 스프링의 노후화가 가속화 될 수 있으므로, 제어부(400)는 실린더(320)의 로드(330)가 상승되도록 제어하여 스프링(360)에 대한 압축을 해제하고 이동홀더(310)를 상승 이동시켜 상부씰링롤러(110)에 대해 가해지는 압력을 해제시킬 수 있다.
이와 같이, 실린더(320)의 로드(330)가 상승하면 스프링(360)을 가압하던 가압부(332a)도 상승되므로 스프링(360)이 자유장으로 신장 복원되고, 걸림부(333a)가 상승하면서 걸림부(333a)가 지지홀더(312)에 걸림되어 지지홀더(312)를 포함한 이동홀더(311) 및 이동홀더(311)와 연결된 상부씰링롤러(110)가 함께 상승하게 되어 상부씰링롤러(110)에 대해 가해지는 압력을 해제시켜 상술한 문제들을 해결할 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 포장기용 필름 씰링 장치(30)는 각 필름에 맞는 최적의 씰링압으로 씰링하여 포장재의 품질이 증대되고, 세밀하고 정확한 씰링압 조절이 가능하며, 씰링압과 씰링온도 등 데이터를 저장 및 적용하여 포장재의 균일한 품질을 유지할 수 있고, 스프링이 노후화되어 탄성이 저하되더라도 스프링의 가용 범위 내에서 스프링의 교체없이 실린더로 씰링롤러에 대해 지속적으로 균일한 압력을 가하여 사용할 수 있으며, 스프링의 수명 변화 및 교체 시기를 확인할 수 있어 스프링을 최대한 오래 사용할 수 있고 스프링이 안전한 씰링 범위를 벗어나기 전에 새제품으로 교체하여 씰링 불량을 방지할 수 있는 것이다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1. 포장기 5. 측부판넬
10. 상부 필름공급부 20. 하부 필름공급부
30. 필름 씰링 장치 40. 내용물 감지센서부
50. 펀칭부 60. 당김부
70. 세로커팅부 80. 가로커팅부
90. 배출부 100. 씰링부
110. 상부씰링롤러 120. 하부씰링롤러
125. 고정홀더 130. 돌부
140. 홈부 200. 구동부
210. 구동모터 220. 구동기어
230. 하부기어 240. 상부기어
300. 작동부 310. 이동홀더
311. 축홀더 311a. 상부홈
312. 지지홀더 312a. 지지홈 312b. 하부홈
320. 실린더 321. 고정브라켓
322. 공압실린더밸브 330. 로드
331. 로드축 332. 가압축
332a. 가압부 333. 하단축
333a. 걸림부 340. 피스톤
341. 마그네트 350. 위치감지센서
360. 스프링 400. 제어부 F. 필름 R. 필름 진행경로
P. 포장재

Claims (8)

  1. 제품을 내용물로 포장하기 위하여 필름을 가열 압착하여 씰링하는 포장기용 필름 씰링 장치에 있어서,
    필름 진행경로의 상부와 하부에 구동부에 의해 회전 가능하게 설치되고 서로 접촉되는 상부씰링롤러와 하부씰링롤러를 포함하며, 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러 사이로 필름이 통과되면서 가열 압착되어 씰링이 이루어지는 씰링부; 상기 씰링부의 일측에 구비되어 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러를 회전 구동시키는 구동부; 상기 씰링부 양측에 수직 방향으로 설치된 실린더의 로드의 승강 작동에 의해 상부씰링롤러가 승강 이동하고, 상기 실린더와 상부씰링롤러 사이에 스프링이 설치되며, 상기 실린더가 미리 설정된 압력값으로 스프링을 압축하여 상기 상부씰링롤러에 대한 가압이 이루어지도록 하는 작동부; 및 각 부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 작동부는, 상기 실린더에 설치되어 상기 로드의 위치를 감지하고, 감지된 위치값을 상기 제어부로 송신하는 위치감지센서를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 실린더가 상기 스프링을 최초로 압축했을 때의 상기 위치감지센서로부터 수신된 최초압축위치값과, 상기 스프링을 압축 사용중 수신된 상기 위치감지센서로부터 수신된 사용압축위치값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값과 미리 정해진 상기 스프링의 가용 가능한 기준값을 비교 판단한 후, 상기 차이값이 상기 기준값에 도달하면 상기 스프링을 교체하도록 판정하여 알림을 제공하거나,
    상기 제어부는, 상기 실린더가 상기 스프링을 최초로 압축하기 전에 스프링이 미압축 상태에 있을 때의 최초미압축위치값과, 상기 스프링 압축 사용중 상기 위치감지센서로부터 수신된 사용압축위치값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값과 미리 정해진 상기 스프링의 가용 가능한 기준값을 비교 판단한 후, 상기 차이값이 상기 기준값에 도달하면 상기 스프링을 교체하도록 판정하여 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 포장기용 필름 씰링 장치.
  2. 제품을 내용물로 포장하기 위하여 필름을 가열 압착하여 씰링하는 포장기용 필름 씰링 장치에 있어서,
    필름 진행경로의 상부와 하부에 구동부에 의해 회전 가능하게 설치되고 서로 접촉되는 상부씰링롤러와 하부씰링롤러를 포함하며, 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러 사이로 필름이 통과되면서 가열 압착되어 씰링이 이루어지는 씰링부; 상기 씰링부의 일측에 구비되어 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러를 회전 구동시키는 구동부; 상기 씰링부 양측에 수직 방향으로 설치된 실린더의 로드의 승강 작동에 의해 상부씰링롤러가 승강 이동하고, 상기 실린더와 상부씰링롤러 사이에 스프링이 설치되며, 상기 실린더가 미리 설정된 압력값으로 스프링을 압축하여 상기 상부씰링롤러에 대한 가압이 이루어지도록 하는 작동부; 및 각 부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 작동부는, 필름 진행경로의 양측에 세워져 설치된 측부판넬의 장착홀에 수직 방향으로 이동 가능하게 체결되고, 상기 상부씰링롤러의 회전축의 단부가 회전 가능하게 연결되며, 상기 로드의 하단부가 승강 가능하게 수직 방향으로 관통 체결되고, 상기 실린더에 의해 압축된 상기 스프링에 의해 가압되는 이동홀더; 상기 이동홀더 상측에 수직 방향으로 상기 측부판넬에 고정 설치되고, 상기 로드의 승강 작동에 따라 이동홀더가 승강되며, 상기 제어부로부터 수신된 압력값으로 상기 스프링을 압축시키는 실린더; 상기 로드의 하부에 장착되어 상기 로드의 승강에 따라 신축되고, 상기 로드의 하강시 압축되어 상기 이동홀더에 대한 가압이 이루어져 상기 상부씰링롤러를 가압하는 스프링; 및 상기 실린더에 설치되어 상기 로드의 위치를 감지한 위치값을 상기 제어부로 송신하는 위치감지센서를 포함하는 포장기용 필름 씰링 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 씰링부의 일측에 설치된 구동모터;
    상기 구동모터의 구동축과 연결되어 회전하는 구동기어;
    상기 하부씰링롤러의 회전축에 결합되고, 상기 구동기어와 연결되어 상기 하부씰링롤러를 회전시키는 하부기어; 및
    상기 상부씰링롤러의 회전축에 결합되어 상기 작동부에 의해 상기 상부씰링롤러와 함께 승강 이동하고, 씰링 작업시 상기 하부기어와 치합되어 상기 상부씰링롤러를 회전시키는 상부기어를 포함하는 포장기용 필름 씰링 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 이동홀더는, 전·후방 양측에 레일홈이 형성되고, 레일홈에 측부판넬의 일부가 삽입 체결되어 장착홀에 승강 이동 가능하게 장착되며, 상기 상부씰링롤러의 회전축이 연결되고, 상부에 상부홈이 형성된 축홀더; 및
    상기 축홀더의 상부에 연결 형성되고, 상부에 상기 스프링의 하단부가 지지되는 지지홈이 형성되며, 하부에 상기 로드가 관통되어 위치하는 하부홈이 형성되고, 상기 로드의 하단부가 걸림되는 지지홀더를 포함하되,
    상기 상부홈과 하부홈은 서로 연통되어 상기 로드의 하단부가 승강 이동할 수 있는 공간을 형성하는 포장기용 필름 씰링 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 실린더 내측의 상기 로드와 연결된 피스톤에 마그네트가 부착되고, 상기 위치감지센서가 상기 마그네트의 자력을 감지하여 상기 로드의 위치값을 판단하는 것을 특징으로 하는 포장기용 필름 씰링 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 실린더의 로드는, 상기 실린더 내측에 설치된 피스톤에 연결되어 승강이 이루어지는 로드축과, 상기 로드축 하부에 연결되고 외주면에 상기 스프링이 감착되며 상부에 상기 스프링을 압축시키는 가압부가 구비된 가압축과, 상기 가압축의 하부에 연결되어 이동홀더 내측에 형성된 공간 내에서 승강 이동하고 하부에 걸림부가 형성되어 상기 로드의 상승시 걸림부가 이동홀더에 걸림되어 상부씰링롤러를 상승시키는 하단축을 포함하는 포장기용 필름 씰링 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러의 각 히터를 제어하여 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러가 미리 설정된 온도값으로 가열되도록 하되, 상기 상부씰링롤러와 하부씰링롤러에 각각 설치된 온도센서로부터 감지된 온도의 측정값을 수신한 후 설정된 온도값과 비교하여 차이가 있는 경우 설정된 온도값에 추종하도록 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 포장기용 필름 씰링 장치.
  8. 삭제
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