KR20210124591A - 화장품 충전 장치 및 그에 따른 화장품 충전 방법 - Google Patents

화장품 충전 장치 및 그에 따른 화장품 충전 방법 Download PDF

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김남식
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Abstract

본 발명은 내부에 일정량의 화장품이 충전된 투명한 재질의 화장품 용기가 내벽코팅유닛에 의해 회전되면서 화장품 용기의 내벽에 화장품이 골고루 묻게 되어 상기 화장품 용기의 내부가 비어 보이지 않도록 한 화장품 충전 장치 및 그에 따른 화장품 충전 방법에 관한 것으로, 분사 장치 투입유닛과 이송유닛과 주입유닛과 캡핑유닛과 내벽코팅유닛을 포함하는 화장품 충전 장치 및 투입단계와 주입단계와 캡핑단계와 내벽코팅단계를 포함하는 화장품 충전 방법을 제공한다.

Description

화장품 충전 장치 및 그에 따른 화장품 충전 방법{Cosmetic filling device and corresponding cosmetic filling method}
본 발명은 화장품 충전 장치 및 그에 따른 화장품 충전 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 일정량의 화장품이 주입된 투명한 재질의 화장품 용기가 내벽코팅유닛에 의해 회전되면서 화장품 용기의 내벽에 화장품이 골고루 묻게 되어 상기 화장품 용기의 내부가 비어 보이지 않도록 한 화장품 충전 장치 및 그에 따른 화장품 충전 방법에 관한 것이다.
일반적으로 여성들은 자신의 얼굴이 화사하면서 아름답게 보이도록 하기 위하여 화장품을 사용한다.
상기 화장품은 그 기능에 따라 기초 화장품, 메이크업 화장품, 모발용 화장품, 향수, 약용 화장품 등으로 구분될 수 있으며, 그 상태에 따라 크림(cream), 분말, 액체, 고체, 겔상 등으로 구분되어 각각의 상태에 따라 적당한 용기에 충전, 사용된다.
이러한 화장품 중 액상 또는 겔상으로 된 파운데이션과 같은 화장품은 다양한 형태의 용기 내에 충전하여 제조되는데, 이와 같은 화장품은 상, 하 방향으로의 승강 가능한 노즐 및 상기 노즐과 연결된 화장품 압출 장치에 의해 자동으로 정량 충전된다.
즉, 운반용 지그 상에 용기를 안치시킨 상태에서 자동으로 이송시켜가며 해당 용기가 노즐 하부에 위치하면 상기 노즐이 용기의 내측에 각종 화장품을 주입하게 된다. 다시 말해, 상기 노즐은 수직으로 위치한 용기의 이동 중에는 용기의 상측으로 충분히 상승한 상태를 유지하다가 내부가 비어있는 용기가 하측으로 공급되면, 상기 노즐이 하강하거나 용기가 상승하면서 노즐이 용기의 내부로 침투하고, 이와 동시에 별도의 화장품 압출 장치로부터 제공되는 화장품이 상기 노즐의 하단을 통해 용기 내부에 주입, 충전되는 것이다.
이러한 화장품 충전장치는 대한민국 등록특허 제10-0306614호와 대한민국 등록실용신안 제20-0177980호 및 대한민국 공개특허 제10-2009-0013318호 등에 다양한 형태로 개시되어 있다.
그러나 종래의 화장품 충전장치들의 경우, 용기에 내용물을 자동으로 충전하는 방식에 대해서만 제시하고 있을 뿐, 용기의 로딩 및 언로딩, 캡의 체결 등과 같은 일련의 과정들을 작업자의 수작업에 의존하여 진행하는 관계로 품질 확보에 어려움이 있고, 작업성 및 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 종래의 화장품 충전방식은 많은 작업자들이 작업을 행함으로써 인건비가 많이 소요됨은 물론, 작업성 저하를 초래하게 되고, 균일한 품질을 유지하는 것이 어려워 잦은 불량률에 의해 생산성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 대한민국 공개특허 제10-2014-0089186호로 화장품 충전장치가 개시되었는데, 상기 종래기술은 화장품 용기의 로딩 및 언로딩, 용기의 세척, 내용물 충전, 인 캡 및 아웃 캡의 자동 체결 등과 같이 용기에 내용물을 충전하고 포장 완료하는 전체적인 공정을 자동으로 수행하는 새로운 형태의 화장품 충전 방식을 구현함으로써, 대량생산 체제의 구축으로 생산비 절감 등 생산성 향상을 도모할 수 있고, 자동화 공정의 도입으로 제품의 품질을 확보할 수 있는 화장품 충전장치에 관한 것이다.
그러나 상기 종래기술은 화장품이 충전된 용기의 내부로 솔대 및 화장도구를 삽입하면서 캡을 용기의 입구부에 체결하는데, 이때 상기 용기 내부에 화장품이 가득 차있게 되면 상기 솔대 및 화장도구의 체적만큼 용기에 충전된 화장품이 상승하면서 밖으로 넘쳐나거나, 상기 솔대 및 화장도구가 갑자기 용기의 안쪽으로 삽입되면서 내압이 발생되어 화장품이 밖으로 튀어나오는 문제가 발생되었다.
이에, 화장품의 원활한 충전 및 캡핑을 위해서는 용기의 내부에 화장품을 완전히 채우지 않은 상태로 용기 내부에 캡의 솔대 및 화장도구를 삽입하면서 체결할 수밖에 없고, 이로 인해 상기 용기가 투명한 재질로 형성된 경우 화장품 충전이 완료된 용기의 내부가 부분적으로 비어 보이게 되어 용기의 심미감 및 상품성이 떨어지는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0306614호(2001. 09. 24. 공고) "화장품액 자동 충전 장치" 대한민국 등록실용신안 제20-0177980호(2000. 04. 15. 공고) "용기에 대한 솔 삽입장치" 대한민국 공개특허 제10-2009-0013318호(2009. 02. 05. 공개) "액상의 화장품 내용물을 용기 내에 자동 주입하기 위한 분사노즐의 제어방법 및 그 제어장치" 대한민국 공개특허 제10-2014-0089186호(2014. 07. 14. 공개) "싱글라인 화장품 충전장치"
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 내부에 일정량의 화장품이 주입되고, 입구부에 용기뚜껑이 체결된 투명한 재질의 화장품 용기가 내벽코팅유닛을 통해 회전되도록 함으로써, 화장품이 원심력에 의해 화장품 용기의 내벽 전체에 골고루 묻어 상기 화장품 용기의 내부가 비어 보이지 않게 됨에 따라, 심미감 및 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 화장품 충전 장치 및 그에 따른 화장품 충전 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치는, 적어도 하나 이상의 화장품 용기가 안착된 지그를 투입하는 투입유닛과, 상기 화장품 용기가 안착된 지그를 각 유닛으로 이송시키는 이송유닛과, 상기 화장품 용기의 내부에 화장품을 주입하는 주입유닛과, 상기 화장품 용기의 입구부에 용기뚜껑을 체결하는 캡핑유닛 및 상기 주입유닛과 캡핑유닛을 통해 내부에 화장품이 주입되고 입구부에 용기뚜껑이 체결된 화장품 용기를 회전시켜 화장품이 원심력에 의해 화장품 용기의 내벽 전체에 묻도록 하는 내벽코팅유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 화장품 용기의 내, 외부의 이물질을 제거하는 이물질 제거유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 투입유닛은 화장품 용기가 안착된 지그를 이송유닛 방향으로 밀어 이동시키는 투입푸셔 및 상기 투입푸셔를 왕복 작동시키는 투입구동부로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 이송유닛과 일정 간격 이격된 상태로 나란히 배치되고, 상기 이송유닛과 반대 방향으로 작동되면서 지그를 투입유닛으로 이송시키는 반송유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주입유닛은 화장품을 배출시키는 주입노즐과 화장품 용기를 승강시키는 주입승강부 및 상기 주입승강부를 상, 하로 작동시키는 승강구동부로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 캡핑유닛은 화장품 용기를 양쪽에서 잡아 고정시키는 고정블럭과, 상기 고정블럭을 수평으로 이동시키는 고정구동부와, 용기뚜껑의 상부를 누른 상태로 회전되는 캡핑부 및 상기 캡핑부를 회전 또는 승강시키는 캡핑구동부로 구성될 수 있다.
또한, 상기 내벽코팅유닛은 화장품 용기를 잡는 회전홀더와, 상기 회전홀더를 승간, 회전시키는 회전승강구동부와, 상기 화장품 용기가 안착된 지그를 밀어 이송유닛 밖으로 이동시키는 배출푸셔 및 상기 배출푸셔를 수평으로 왕복 작동시키는 배출구동부로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 방법은, 적어도 하나 이상의 화장품 용기가 안착된 지그를 이송유닛으로 투입하는 투입단계와, 상기 화장품 용기의 내부에 화장품을 주입하는 주입단계와, 상기 화장품 용기의 입구부에 용기뚜껑을 체결하는 캡핑단계 및 상기 주입단계와 캡핑단계를 거치면서 내부에 화장품이 주입되고 입구부에 용기뚜껑이 체결된 화장품 용기를 회전시켜 화장품이 원심력에 의해 화장품 용기의 내벽 전체에 묻도록 하는 내벽코팅단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 투입단계와 주입단계 사이에는 화장품 용기의 내, 외측에 이물질을 제거하는 이물질제거단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주입단계와 캡핑단계 사이에는 용기뚜껑의 솔대 및 화장도구를 화장품 용기의 입구부로 삽입하는 캡핑준비단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주입단계와 캡핑단계 및 내벽코팅단계를 통해 화장품이 충전된 화장품 용기를 새로운 화장품 용기로 교체하고, 상기 화장품 용기가 안착된 지그를 투입유닛으로 이송시키는 반송단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 내벽코팅단계는 회전홀더로 화장품 용기를 잡는 파지단계와, 상기 화장품 용기가 회전승강구동부에 의해 상측으로 이동되는 상승단계와, 상기 화장품 용기가 회전승강구동부에 의해 회전되는 회전단계와, 상기 화장품 용기가 회전승강구동부에 의해 하측으로 이동되는 하강단계 및 상기 화장품 용기가 안착된 지그가 배출푸셔에 의해 밀리면서 이송유닛으로부터 배출되는 배출단계로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 내부에 일정량의 화장품이 주입되고, 입구부에 용기뚜껑이 체결된 투명한 재질의 화장품 용기가 내벽코팅유닛을 통해 회전되도록 함으로써, 화장품이 원심력에 의해 화장품 용기의 내벽 전체에 골고루 묻어 상기 화장품 용기의 내부가 비어 보이지 않게 됨에 따라, 화장품 용기의 심미감 및 상품성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 투입유닛에 의해 지그가 이송유닛으로 이동되는 모습을 예시한 평면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 이물질제거유닛에 의해 화장품 용기의 내, 외측 이물질이 제거되는 모습을 예시한 정면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 주입유닛에 의해 지그가 상승되는 모습을 예시한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 주입유닛에 의해 화장품 용기 내부로 화장품이 주입되는 모습을 예시한 정면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 캡핑유닛에 의해 화장품 용기가 고정되는 모습을 예시한 사시도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 캡핑유닛에 의해 용기뚜껑이 회전되는 모습을 예시한 사시도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 내벽코팅유닛으로 화장품 용기가 이동된 모습을 예시한 측면도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 내벽코팅유닛에 의해 화장품 용기가 파지된 모습을 예시한 측면도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 내벽코팅유닛에 의해 화장품 용기가 상승, 회전되는 모습을 예시한 측면도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 내벽코팅유닛에 설치된 배출푸셔에 의해 지그가 반송유닛으로 이동되는 모습을 예시한 평면도.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 플로우차트.
이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”,　＂…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 화장품 충전 장치에 대해 설명한다. 이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시 내용은 첨부 도면을 참조하여 설명하며, 본 발명의 화장품 충전 장치는 하기 구성들을 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화장품 충전 장치는 내부가 비어 있는 화장품 용기에 화장품을 주입하고 용기뚜껑을 캡핑하는 장치로써, 투입유닛(10)과, 이송유닛(20)과, 주입유닛(30)과, 캡핑유닛(40) 및 내벽코팅유닛(50)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 화장품 충전 장치를 각 구성 별로 나누어서 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 투입유닛에 의해 지그가 이송유닛으로 이동되는 모습을 예시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 이물질제거유닛에 의해 화장품 용기의 내, 외측 이물질이 제거되는 모습을 예시한 정면도이다.
상기 투입유닛(10)은 적어도 하나 이상의 화장품 용기(80)가 안착된 지그(90)를 이송유닛(20)으로 투입한다. 상기 지그(90)는 복수의 화장품 용기(80)를 한번에 각 유닛으로 이동시키는 이송 도구로써, 상기 지그(90)에는 다수의 안착홈(92)이 형성되어 상기 안착홈(92)에 화장품 용기(80)가 안착될 수 있다. 여기서, 상기 화장품 용기(80)는 화장품이 충전되도록 비어 있는 상태이며, 내부가 보이는 투명 또는 반투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 2에서 보는 바와 같이, 상기 투입유닛(10)은 화장품 용기(80)가 안착된 지그(90)를 이송유닛(10) 방향으로 밀어 이동시키는 투입푸셔(12) 및 상기 투입푸셔(12)를 왕복 작동시키는 투입구동부(14)로 이루어질 수 있다.
상기 투입푸셔(12)는 일정한 크기를 갖는 직사각형 판 형상으로 형성되며, 투입구동부(14)에 의해 직선으로 왕복 이동되면서 지그(90)의 일측면을 수평으로 밀어 상기 지그(90)를 이송유닛(10)의 상부로 위치시키게 된다. 본 발명의 실시 예에서는 투입푸셔(12)가 직사각형 판 형상인 것으로 도시하였으나, 지그(90)의 크기나 형태 또는 지그(90)와 투입유닛(10) 간의 간격 등을 고려하여 다양하게 변경될 수 있다.
상기 투입구동부(14)는 공압실린더(공압을 이용하여 피스톤이 왕복운동을 하는 기구) 또는 유압실린더(유압을 이용하여 피스톤이 왕복운동을 하는 기구) 또는 모터(전력을 받아서 회전하고, 그 축에 회전력을 발생시키는 동력 기계)에 의해 작동되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 투입푸셔(12)를 원활하게 작동시킬 수 있는 범위 내에서 다양한 기구로 대체될 수 있다.
도 1에서 보는 바와 같이, 상기 투입푸셔(12)와 투입구동부(14)를 포함하는 투입유닛(12)은 화장품 충전 장치(1)의 어느 한쪽 단부 즉, 화장품 충전 공정이 시작되는 부분에 설치되는 것이 적절할 것이다.
상기 이송유닛(20)은 화장품 용기(80)가 안착된 지그(90)를 각 유닛으로 이송시키게 된다. 상기 이송유닛(20)은 투입유닛(10)과, 주입유닛(30)과, 캡핑유닛(40) 및 내벽코팅유닛(50)을 따라 길게 설치될 수 있다. 여기서, 상기 이송유닛(20)은 컨베이어벨트(conveyor belt, 물건을 연속적으로 이동ㆍ운반하는 띠 모양의 장치)로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 이송유닛(20)과 인접하게 반송유닛(60)이 더 형성될 수 있다. 상기 반송유닛(60)은 이송유닛(20)으로부터 일정 간격 이격된 상태로 상기 이송유닛(20)과 나란히 배치되어, 지그(90)를 투입유닛(10) 방향으로 이송시키게 된다.
상기 반송유닛(60)은 이송유닛(20)과 마찬가지로 컨베이어벨트로 형성되고, 상기 이송유닛(20)과 반대 방향으로 작동되는 것이 적절할 것이다.
또한, 상기 투입유닛(10)과 인접한 위치에는 화장품 용기(80)의 내, 외부의 이물질을 제거하는 이물질 제거유닛(70)을 더 포함할 수 있다.
도 3에서 보는 바와 같이, 상기 이물질 제거유닛(70)에는 복수의 분사노즐(72)이 형성되는데, 상기 분사노즐(72)은 이송유닛(20)의 상부로 일정 간격 떨어져 위치되며, 압축된 공기를 분사한다. 즉, 지그(90)에 안착된 화장품 용기(80)가 이송유닛(20)에 의해 이물질 제거유닛(70)의 분사노즐(72) 하부에 위치하게 되면, 상기 분사노즐(72)로부터 공기가 분사되면서 화장품 용기(80)의 내, 외측에 묻어 있는 이물질이 제거된다. 물론, 상기 분사노즐(72)은 지그(90)의 안착되어 이송되는 화장품 용기(80)의 갯수에 따라 적절한 갯수로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 주입유닛에 의해 지그가 상승되는 모습을 예시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 주입유닛에 의해 화장품 용기 내부로 화장품이 주입되는 모습을 예시한 정면도이다.
상기 주입유닛(30)은 이물질 제거유닛(70)과 인접한 위치 즉, 이물질 제거유닛(30)으로부터 화장품 용기(80)의 이송 방향으로 일정 간격 떨어져 설치되며, 이송된 화장품 용기(80)의 내부 빈공간에 화장품을 주입하게 된다.
도 4에서 보는 바와 같이, 상기 주입유닛(30)은 화장품을 화장품 용기(80)에 주입하는 주입노즐(32)과, 화장품 용기(80)를 승강시키는 주입승강부(34) 및 상기 주입승강부(34)를 상, 하로 작동시키는 승강구동부(36)로 이루어질 수 있다.
상기 주입노즐(32)은 이송유닛(20)의 상부에 위치되며, 상기 주입승강부(34)는 이송유닛(20)의 일측에 형성된다. 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 주입승강부(34)는 주입유닛(30)의 하부로 이송된 지그(90)를 상측으로 들어올려 상기 주입노즐(32)이 화장품 용기(80)의 내부로 삽입되도록 하거나, 다시 하측으로 내려 주입노즐(32)이 화장품 용기(80)로부터 멀어지도록 한다. 여기서, 상기 주입노즐(30)은 이송된 화장품 용기(80)와 동일한 갯수로 형성하는 것이 적절할 것이다.
그리고 상기 승강구동부(36)는 공압실린더 또는 유압실린더 또는 모터에 의해 작동되면서 상기 주입승강부(34)를 미리 설정된 소정의 높이로 이동시켰다가 원래의 위치로 복원시키게 된다.
또한, 상기 주입유닛(30)의 주입노즐(32)은 화장품 용기(80)의 내부에 일정한 빈공간이 형성되도록 화장품을 주입하는 것이 적절할 것이다. 즉, 화장품 용기(80)의 내부에 화장품이 가득 차있게 되면 상기 화장품 용기(80)로 삽입되는 솔대(82a) 및 화장도구(82b)의 체적만큼 화장품이 상승하면서 밖으로 넘치거나, 상기 솔대(82a) 및 화장도구(82b)가 갑자기 화장품 용기(80)의 안쪽으로 삽입되면서 내압이 발생되어 화장품이 밖으로 튀어나오는 문제가 발생된다. 이에, 화장품 용기(80)의 내부에 화장품을 완전히 충전하지 않고 소정의 빈공간을 확보함으로써, 용기뚜껑(82)의 캡핑 시 솔대(82a)와 화장도구(82b)의 체적 및 내압 등에 의해 화장품이 상승하더라도 상기 화장품이 화장품 용기(80) 밖으로 넘치는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 캡핑유닛에 의해 화장품 용기가 고정되는 모습을 예시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 캡핑유닛에 의해 용기뚜껑이 회전되는 모습을 예시한 사시도이다.
상기 캡핑유닛(40)은 주입유닛(30)과 인접한 위치에 설치되며, 이송된 화장품 용기(80)의 입구부(84)에 용기뚜껑(82)을 체결하게 된다. 여기서, 상기 용기뚜껑(82)에는 솔대(82a)와 화장도구(82b)가 하측으로 연장 형성되며, 화장품 용기(80)와 스크류 결합된다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 도면에서는 도시하지 않았으나, 상기 화장품 용기(80)가 캡핑유닛(40)으로 이송되기에 앞서 화장품 용기(80)의 입구부(84)에 솔대(82a)와 화장도구(82b)를 삽입하면서 용기뚜껑(82)을 얹혀 놓는 작업을 진행할 수 있다. 이와 같은 작업은 작업자에 의해 수동으로 이루어질 수도 있으나, 용기뚜껑 안착유닛(미도시)에 의해 자동으로 수행되어 전체 공정을 자동화 하는 것이 적절할 것이다.
그리고 상기 캡핑유닛(40)은 화장품 용기(80)를 양쪽에서 잡아 고정시키는 고정블럭(42)과 상기 고정블럭(42)를 수평으로 이동시키는 고정구동부(44)와, 용기뚜껑(82)의 상부를 누른 상태로 회전되는 캡핑부(46) 및 상기 캡핑부(46)를 회전 또는 승강시키는 캡핑구동부(48)로 구성될 수 있다.
도 6에서 보는 바와 같이, 상기 고정블럭(42)은 이송유닛(20)을 중심으로 양쪽에 한 쌍으로 마주보도록 설치되며, 고정구동부(44)에 의해 오므라들거나 벌어지면서 화장품 용기(80)를 고정 또는 이동 가능하게 한다. 상기 한 쌍의 고정블럭(42)에는 다수의 파지홈(42a)이 형성되어 화장품 용기(80)의 외주연을 감싸면서 잡게 된다. 여기서, 상기 고정구동부(44)는 한 쌍의 고정블럭(42)을 기준으로 이송유닛(20)의 맞은편에 설치되어 상기 고정블럭(42)의 수평 이동을 제어하는 것이 바람직하다.
도 7에서 보는 바와 같이, 상기 캡핑부(46)는 캡핑구동부(48)에 의해 상, 하로 이동 또는 회전될 수 있다. 즉, 상기 화장품 용기(80)가 캡핑유닛(40)으로 이송되면 상기 고정블럭(42)이 오므라들면서 화장품 용기(80)를 고정시킨 후, 상기 캡핑부(46)가 하측으로 이동되어 용기뚜껑(84)의 상단을 누른 다음, 상기 캡핑부(46)가 회전되어 화장품 용기(80)와 용기뚜껑(84)을 스크류 결합시키게 된다. 이때, 상기 캡핑부(46)의 승강 작동과 회전 작동은 동시에 이루어질 수도 있고, 순차적으로 이루어질 수도 있다.
상기와 같은 캡핑부(46)의 작동을 통해 화장품 용기(80)와 용기뚜껑(84)이 완전히 체결되면 상기 한 쌍의 고정블럭(42)이 벌어지는 동시에, 상기 캡핑부(46)가 다시 상부로 이동됨에 따라, 화장품 용기(80)가 이동 가능한 상태가 된다.
그리고 상기 고정구동부(44)와 캡핑구동부(48)는 공압실린더 또는 유압실린더 또는 모터에 의해 작동되면서 상기 고정블럭(42)을 수평으로 이동시키고, 캡핑부(46)를 상, 하부로 이동시키거나 회전시키게 된다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 내벽코팅유닛으로 화장품 용기가 이동된 모습을 예시한 측면도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 내벽코팅유닛에 의해 화장품 용기가 파지된 모습을 예시한 측면도이며, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 내벽코팅유닛에 의해 화장품 용기가 상승, 회전되는 모습을 예시한 측면도이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 내벽코팅유닛에 설치된 배출푸셔에 의해 지그가 반송유닛으로 이동되는 모습을 예시한 평면도이다.
상기 내벽코팅유닛(50)은 주입유닛(30)과 캡핑유닛(40)을 통해 내부에 화장품이 주입되고, 입구부(84)에 용기뚜껑(82)이 체결된 화장품 용기(80)를 회전시켜 화장품이 원심력에 의해 화장품 용기(80)의 내벽 전체에 골고루 묻도록 한다.
도 8에서 보는 바와 같이, 상기 내벽코팅유닛(50)은 화장품 용기(80)를 잡는 회전홀더(52)와 상기 회전홀더(52)를 회전 또는 승강시키는 회전승강구동부(54)와 상기 화장품 용기(80)가 안착된 지그(90)를 밀어 이송유닛(20) 밖으로 이동시키는 배출푸셔(56) 및 상기 배출푸셔(56)를 수평으로 왕복 작동시키는 배출구동부(58)로 이루어질 수 있다.
도 9에서 보는 바와 같이, 상기 회전홀더(52)의 안쪽에는 일측이 개방된 파지홈(52a)이 형성되어 상기 파지홈(52a)에 용기뚜껑(82)의 적어도 일부분이 삽입되면서 화장품 용기(80)를 잡게 된다. 이때, 상기 회전홀더(52)는 진공 흡착 방식에 의해 용기뚜껑(82)을 파지할 수 있으며, 회전홀더(52)와 인접한 위치에 상기 회전홀더(52)의 진공 작동을 체크 또는 제어하는 진공센서(52a) 및 컨트롤러(미도시)가 마련될 수 있다.
도 10에서 보는 바와 같이, 상기 회전홀더(52)는 회전승강구동부(54)에 의해 상, 하 이동되면서 용기뚜껑(82)이 캡핑 된 화장품 용기(80)를 일정 높이로 들어올리거나 다시 원래의 위치에 내려놓게 되고, 상기 화장품 용기(80)를 일정 높이로 들어올린 상태에서 회전시키게 된다.
따라서, 화장품이 원심력(centrifugal force, 원운동을 하고 있는 물체에 나타나는 관성력으로 구심력과 크기가 같고 방향은 반대이며 원의 중심에서 멀어지려는 방향으로 작용)에 의해 화장품 용기(80)의 내벽 전체에 골고루 묻게 되어 상기 화장품 용기(80)의 내부가 비어 보이지 않게 되고, 이를 통해 화장품이 충전된 화장품 용기(80)의 심미감 및 상품성을 향상시킬 수 있게 된다. 다시 말해, 화장품 용기(80)가 회전되면서 상기 화장품 용기(80)에 충전된 화장품이 중심으로부터 바깥쪽으로 이동되어 화장품 용기(80)의 내벽 전체에 골고루 묻고, 이에 따라 투명한 화장품 용기(80) 내부에 화장품이 가득 채워져 있는 것으로 보이게 되어 상기 화장품 용기(80)가 새 제품임을 쉽게 인지할 수 있도록 한 것이다.
또한, 상기 배출푸셔(56)는 회전홀더(52)의 하부에 설치되며, 배출구동부(58)에 의해 왕복 이동되면서 화장품 용기(80)가 안착된 지그(90)를 밀어 이동시킨다. 도 11에서 보는 바와 같이, 내벽코팅유닛(50)으로 이송된 지그(90)는 배출푸셔(56)의 전방에 위치되고, 상기 배출푸셔(56)가 배출구동부(58)에 의해 직선 이동되면서 이동유닛(20)에 놓여진 지그(90)를 반송유닛(60)으로 밀어 옮기게 된다.
그리고 상기 회전승강구동부(54)와 배출구동부(58)는 공압실린더(공압을 이용하여 피스톤이 왕복운동을 하는 기구) 또는 유압실린더(유압을 이용하여 피스톤이 왕복운동을 하는 기구) 또는 모터(전력을 받아서 회전하고, 그 축에 회전력을 발생시키는 동력 기계에 의해 작동되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 회전승강구동부(54)와 배출구동부(58)를 원활하게 작동시킬 수 있는 범위 내에서 다양한 기구로 대체될 수 있다. 물론, 상기 회정승강구동부(54)는 공압실린더 또는 유압실린더에 의해 승강되고, 모터에 의해 회전되는 것이 적절할 것이다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 도면에서는 도시하지 않았으나, 상기 지그(90)가 반송유닛(60)으로 이동되기 전, 또는 이동되어 투입유닛(10)으로 투입되기 전에 상기 지그(90)로부터 화장품 용기(80)를 제거하고, 내부가 비어있는 새로운 화장품 용기(80)를 삽입하는 작업을 진행할 수 있다. 이와 같은 작업은 작업자에 의해 수동으로 이루어질 수도 있으나, 용기 제거유닛(미도시)에 의해 자동으로 수행되어 전체 공정을 자동화 하는 것이 적절할 것이다.
도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 화장품 충전 방법에 대해 설명한다. 이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시 내용은 첨부 도면을 참조하여 설명하며, 본 발명의 화장품 충전 방법은 하기 단계들을 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 화장품 충전 장치의 플로우차트이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화장품 충전 방법은 투입단계(S10)와, 주입단계(S20)와, 캡핑단계(S30) 및 내벽코팅단계(S40)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 화장품 충전 방법을 각 단계별로 나누어서 설명하면 다음과 같다.
상기 투입단계(S10)는 적어도 하나 이상의 화장품 용기(80)가 안착된 지그(90)를 이송유닛(20)으로 투입하는 단계이다.
상기 투입단계(S10)에서의 화장품 용기(80)는 화장품이 충전되기 위해 내부가 비어 있는 상태이며, 내부가 보이는 투명 또는 반투명한 재질로 형성되는 것이 적절할 것이다. 그리고 상기 지그(90)는 투입유닛(10)의 투입푸셔(12)에 의해 수평으로 밀리면서 이송유닛(20)의 상부로 위치된다.
한편, 상기 투입단계(S10)와 주입단계(S20) 사이 즉, 화장품 용기(80)에 화장품이 주입되기 전에는 화장품 용기(80)의 내, 외측에 이물질을 제거하는 이물질 제거단계(S50)를 더 포함할 수 있다. 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 이물질 제거단계(S50)는 화장품 용기(80)에 화장품을 주입하기에 앞서 상기 화장품 용기(80)에 묻은 이물질을 없애는 단계로써, 지그(90)에 안착된 화장품 용기(80)가 이송유닛(20)에 의해 이물질 제거유닛(70)의 분사노즐(72) 하부에 위치되면, 상기 분사노즐(72)로부터 압축된 공기가 분사되면서 상기 화장품 용기(80)에 묻은 이물질이 제거된다.
상기 주입단계(S20)는 화장품 용기(80)의 내부에 일정한 양의 화장품을 주입하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 지그(90)가 이송유닛(20)에 의해 주입유닛(30)으로 이송되면, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 지그(90)가 주입승강부(34)에 의해 상측으로 이동되면서 상기 지그(90)에 안착된 화장품 용기(80)의 입구부(84) 내측으로 주입노즐(32)의 적어도 일부분이 삽입되는데, 도 5에서 보는 바와 같이 상기 주입노즐(32)이 화장품 용기(80)의 내측에 삽입된 상태로 화장품을 주입하게 된다. 이후, 상기 지그(90)가 주입승강부(34)에 의해 다시 하측으로 이동되어 이송유닛(20)의 상부면에 올려지게 된다.
그리고 상기 주입단계(S20)에서는 주입유닛(30)의 주입노즐(32)이 화장품 용기(80)의 내부로 삽입되어 화장품을 주입하되, 상기 화장품 용기(80)의 내부가 완전히 채워지지 않고 일정한 빈공간이 형성되도록 화장품을 주입하는 것이 적절할 것이다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 화장품 용기(80)에 용기뚜껑(82)을 캡핑할 때, 솔대(82a)와 화장도구(82b)의 체적 및 화장품 용기(80)의 내압 등에 의해 화장품이 상승하더라도 상기 화장품이 화장품 용기(80) 밖으로 넘치는 것을 방지하기 위함이다.
상기 캡핑단계(S30)는 화장품 용기(80)의 입구부(84)에 용기뚜껑(82)을 체결하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 지그(90)가 이송유닛(20)에 의해 캡핑유닛(40)으로 이송되면, 도 6에서 보는 바와 같이 캡핑유닛(40)에 형성된 한 쌍의 고정블럭(42)이 오므라들면서 화장품 용기(80)의 표면을 감싸 고정시킨 후, 캡핑부(46)가 하측으로 이동되어 용기뚜껑(46)의 상단을 누른 다음, 이러한 상태에서 도 7에서 보는 바와 같이 상기 캡핑부(46)가 회전되어 상기 용기뚜껑(82)을 화장품 용기(80)에 스크류를 결합한다. 이후, 상기 한 쌍의 고정블럭(42)이 벌어져 화장품 용기(80)가 이동 가능한 상태가 되고, 상기 캡핑부(46)가 상부로 이동되어 화장품 용기(80)로부터 떨어지게 된다.
한편, 상기 주입단계(S20)와 캡핑단계(S30) 사이에는 용기뚜껑(82)의 솔대(82a) 및 화장도구(82b)를 화장품 용기(80)의 입구부(84)로 삽입하는 캡핑준비단계(S60)를 더 포함할 수 있다. 상기 캡핑준비단계(S60)에서는 화장품 용기(80)가 캡핑유닛(40)으로 이송되기에 앞서 화장품 용기(80)의 입구부(84)에 솔대(82a)와 화장도구(82b)를 삽입하면서 용기뚜껑(82)을 얹혀 놓는 작업을 진행하며, 이와 같은 작업은 작업자에 의해 수동으로 이루어질 수도 있으나, 용기뚜껑 안착유닛(미도시)에 의해 자동으로 수행되는 것이 바람직하다.
상기 내벽코팅단계(S40)는 주입단계(S20)와 캡핑단계(S30)를 거치면서 내부에 화장품이 주입되고 입구부(84)에 용기뚜껑(82)이 체결된 화장품 용기(80)를 내벽코팅유닛(50)으로 회전시켜 화장품이 원심력에 의해 화장품 용기(80)의 내벽 전체에 골고루 묻도록 하는 단계이다. 이에 따라, 투명 또는 반투명 재질로 된 화장품 용기(80)의 내벽 전체가 화장품으로 얇게 코팅(coating)되어 상기 화장품 용기(80) 내부의 빈공간이 외부로 보이지 않게 된다.
상기 내벽코팅단계(S40)는 회전홀더(52)로 화장품 용기(80)를 잡는 파지단계(S41)와, 상기 화장품 용기(80)가 회전승강구동부(54)에 의해 상측으로 이동되는 상승단계(S42)와, 상기 화장품 용기(80)가 회전승강구동부(54)에 의해 회전되는 회전단계(S43)와, 상기 화장품 용기(80)가 회전승강구동부(54)에 의해 하측으로 이동되는 하강단계(S44) 및 상기 화장품 용기(80)가 안착된 지그(90)가 배출푸셔(56)에 의해 밀리면서 이송유닛(20)으로부터 배출되는 배출단계(S45)로 구성될 수 있다.
도 8에서 보는 바와 같이, 상기 지그(90)가 이송유닛(20)에 의해 내벽코팅유닛(50)으로 이송되면, 도 9에서 보는 바와 같이 회전홀더(52)가 하측으로 이동되면서 화장품 용기(80)에 체결된 용기뚜껑(82)을 진공 흡착한 후, 도 10에서 보는 바와 같이 상기 회전홀더(80)와 회전승강구동부(54)에 의해 화장품 용기(80)를 상측으로 이동시키고 회전한 다음, 상기 회전홀더(52)와 회전승강구동부(54)에 의해 화장품 용기(80)를 하측으로 이동시켜 지그(90)에 안착한다. 이후, 상기 회전홀더(52)와 화장품 용기(80) 간의 진공을 해제하고 상기 회전홀더(52)가 회전승강구동부(54)에 의해 상승하면서 원래의 위치로 복원되며, 도 11에서 보는 바와 같이 연속적으로 상기 지그(90)가 배출푸셔(56)에 의해 이송유닛(20)으로부터 벗어나게 된다.
또한, 상기 내벽코팅단계(S40)의 이후에는 반송단계(S60)를 더 포함할 수 있다. 상기 반송단계(S60)는 주입단계(S20)와 캡핑단계(S30) 및 내벽코팅단계(S40)를 통해 화장품이 충전된 화장품 용기(80)를 내부가 비어 있는 새로운 화장품 용기(80)로 교체하고, 상기 화장품 용기(80)가 안착된 지그(90)를 반송유닛(60)을 통해 투입유닛(10)으로 다시 이송시키는 단계이다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화장품 충전 방법은 투입단계(S10)와, 주입단계(S20)와, 캡핑단계(S30) 및 내벽코팅단계(S40)를 통해 화장품 용기(80) 내에 화장품이 자동으로 신속하게 충전됨은 물론, 화장품이 화장품 용기(80)의 내벽 전체에 골고루 묻어 상기 화장품 용기(80)의 내부가 비어 보이지 않게 되고, 이에 따라 화장품 용기(80)의 심미감 및 상품성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 화장품 충전 장치 10: 투입유닛
20: 이송유닛 30: 주입유닛
40: 캡핑유닛 50: 내벽코팅유닛
60: 반송유닛 70: 이물질 제거유닛
80: 화장품 용기 90: 지그
S10: 투입단계 S20: 주입단계
S30: 캡핑단계 S40: 내벽코팅단계
S50: 이물질 제거단계 S60: 반송단계

Claims (12)

  1. 적어도 하나 이상의 화장품 용기가 안착된 지그를 투입하는 투입유닛;
    상기 화장품 용기가 안착된 지그를 각 유닛으로 이송시키는 이송유닛;
    상기 화장품 용기의 내부에 화장품을 주입하는 주입유닛;
    상기 화장품 용기의 입구부에 용기뚜껑을 체결하는 캡핑유닛 및
    상기 주입유닛과 캡핑유닛을 통해 내부에 화장품이 주입되고 입구부에 용기뚜껑이 체결된 화장품 용기를 회전시켜 화장품이 원심력에 의해 화장품 용기의 내벽 전체에 묻도록 하는 내벽코팅유닛을 포함하는 화장품 충전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화장품 용기의 내, 외부의 이물질을 제거하는 이물질 제거유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 투입유닛은 화장품 용기가 안착된 지그를 이송유닛 방향으로 밀어 이동시키는 투입푸셔 및 상기 투입푸셔를 왕복 작동시키는 투입구동부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송유닛과 일정 간격 이격된 상태로 나란히 배치되고, 상기 이송유닛과 반대 방향으로 작동되면서 지그를 투입유닛으로 이송시키는 반송유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입유닛은 화장품을 화장품 용기에 주입하는 주입노즐과 화장품 용기를 승강시키는 주입승강부 및 상기 주입승강부를 상, 하로 작동시키는 승강구동부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡핑유닛은 화장품 용기를 양쪽에서 잡아 고정시키는 고정블럭과, 상기 고정블럭을 수평으로 이동시키는 고정구동부와, 용기뚜껑의 상부를 누른 상태로 회전되는 캡핑부 및 상기 캡핑부를 회전 또는 승강시키는 캡핑구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 내벽코팅유닛은 화장품 용기를 잡는 회전홀더와, 상기 회전홀더를 승강, 회전시키는 회전승강구동부와, 상기 화장품 용기가 안착된 지그를 밀어 이송유닛 밖으로 이동시키는 배출푸셔 및 상기 배출푸셔를 수평으로 왕복 작동시키는 배출구동부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 장치.
  8. 적어도 하나 이상의 화장품 용기가 안착된 지그를 이송유닛으로 투입하는 투입단계;
    상기 화장품 용기의 내부에 화장품을 주입하는 주입단계;
    상기 화장품 용기의 입구부에 용기뚜껑을 체결하는 캡핑단계 및
    상기 주입단계와 캡핑단계를 거치면서 내부에 화장품이 주입되고 입구부에 용기뚜껑이 체결된 화장품 용기를 회전시켜 화장품이 원심력에 의해 화장품 용기의 내벽 전체에 묻도록 하는 내벽코팅단계를 포함하는 화장품 충전 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 투입단계와 주입단계 사이에는 화장품 용기의 내, 외측에 이물질을 제거하는 이물질제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 주입단계와 캡핑단계 사이에는 용기뚜껑의 솔대 및 화장도구를 화장품 용기의 입구부로 삽입하는 캡핑준비단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 주입단계와 캡핑단계 및 내벽코팅단계를 통해 화장품이 충전된 화장품 용기를 내부가 비어 있는 새로운 화장품 용기로 교체하고, 상기 화장품 용기가 안착된 지그를 투입유닛으로 이송시키는 반송단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 내벽코팅단계는 회전홀더로 화장품 용기를 잡는 파지단계와, 상기 화장품 용기가 회전승강구동부에 의해 상측으로 이동되는 상승단계와, 상기 화장품 용기가 회전승강구동부에 의해 회전되는 회전단계와, 상기 화장품 용기가 회전승강구동부에 의해 하측으로 이동되는 하강단계 및 상기 화장품 용기가 안착된 지그가 배출푸셔에 의해 밀리면서 이송유닛으로부터 배출되는 배출단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화장품 충전 방법.


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