KR102094648B1

KR102094648B1 - 생분해성 용기 생산 시스템

Info

Publication number: KR102094648B1
Application number: KR1020190143164A
Authority: KR
Inventors: 신용영; 이용환
Original assignee: 주식회사 그린시스템
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2020-03-30

Abstract

생분해성 용기 생산 장치가 개시된다. 상기 생분해성 용기 생산 장치는, 생분해성 재료로 예비성형물들을 성형하는 예비성형유닛(100); 상기 예비성형유닛(100)으로부터 예비성형물들이 적하되는 적하 구간(L1) 및 상기 적하 구간(L1)과 연속해 있는 투입 대기 구간(L2)을 포함하는 전체 길이 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, 상기 적하 구간(L1)에 연속적으로 적하되는 예비성형물들을 이동시켜, 상기 예비성형물들을 상기 투입 대기 구간(L2)에 열을 이루도록 세팅하는 제1 컨베이어(200); 상기 투입 대기 구간(L2)과 평행한 취출 완료 구간(M1) 및 상기 취출 완료 구간(M1)과 연속해 있는 코팅 대기 구간(M2)을 포함하는 전체 길이에 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, y축 방향으로 상기 제1 컨베이어(200)와 이격되어 있는 제2 컨베이어(400); 상기 코팅 대기 구간(M2)과 평행한 경화 대기 구간(N1)과 상기 경화 대기 구간(N1)과 연속해 있고 상기 취출 완료 구간(M1)과 평행한 경화 진행 구간(N2)을 포함하는 전체 길이 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, y축 방향으로 상기 제2 컨베이어(400)와 이격되어 있는 제3 컨베이어(600); 상기 제1 컨베이어(200)에 세팅된 예비성형물들의 세트들에 상응하게 상기 투입 대기 구간(L2)과 상기 취출 완료 구간(M1) 사이에 일열로 배열되며, 상기 제1 컨베이어(200)로부터 투입된 예비성형물들을 상부 금형과 하부 금형 사이에서 프레스하여 생분해성 용기들을 성형하는 복수개의 프레스기(300); 상기 코팅 대기 구간(M2)과 상기 경화 대기 구간(N1) 사이에 위치하여 상기 생분해성 용기들의 표면에 코팅재를 도포하는 표면코팅유닛(500); 상기 경화 진행 구간(N2)을 덮도록 설치되어, 상기 제3 컨베이어(600)를 타고 상기 경화 진행 구간(N2)을 통과하는 생분해성 용기들을 가열 경화시키는 오븐(700); 상기 제1 컨베이어(200)의 상기 투입 대기 구간(L2)에 세팅된 예비성형물들을 픽업하여 상기 복수개의 프레스기(300)에 투입하는 복수개의 제1 투입 로봇(800); 상기 복수개의 프레스기(300)에 의해 성형된 생분해성 용기들을 픽업하여 상기 제2 컨베이어(400)의 상기 취출 완료 구간(M1)에 취출하는 복수개의 제1 취출 로봇(900); 상기 제2 컨베이어(400)의 구동에 의해 순차적으로 상기 코팅 대기 구간(M2)으로 이동되는 생분해성 용기들을 차례로 상기 표면코팅유닛(500)에 투입하는 제2 투입 로봇(1100); 및 상기 표면코팅유닛(500)에 의해 코팅재가 도포된 생분해성 용기들을 상기 제3 컨베이어(600)의 경화 대기 구간(L1)에 취출하는 제2 취출 로봇(1200)을 포함하며, 상기 경화 대기 구간(L1)으로 취출된 생분해성 용기들은 상기 제3 컨베이어(600)의 구동에 의해 상기 경화 진행 구간(L2)에 있는 상기 오븐(700)을 통과한다.

Description

생분해성 용기 생산 시스템{Biodegradable Container Production System}

본 발명은 생분해성 용기 생산 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 생분해성 재료로부터 다수의 생분해성 용기를 끊김 없이 연속적으로 그리고 신속하게 다량 생산할 수 있는 생분해성 용기 생산 시스템에 관한 것이다.

도기 또는 유리 재료로 이루어진 식품 또는 음료 용기는 파손이 잘되고 사용 후 세척의 번거로움이 있고, 제조 단가가 비싸서, 인스턴트 식품 등의 일회용 용기로 거의 사용되지 않고 있다. 이에 대하여, 종이 또는 발포 수지 등으로 제조된 일회용 용기의 사용이 많이 증가하였다. 이러한 일회용 용기의 소비량이 매년 증가하고 있으며, 이러한 일회용 용기의 소비량 증가로 인하여 심각한 환경문제가 초래되고 있다.

이에 대하여, 최근 들어서는, 기존의 합성수지와 성질이 유사하면서 자연계의 미생물에 의해 쉽게 분해되는 생분해성 고분자 재료(이하, 생분해성 재료라 함)로 용기를 만드는 기술이 제안되고 있다. 이러한 생분해성 재료는 미생물 등에 의한 생물학적 작용에 의해 쉽게 분해되므로, 용기의 재료로 이용될 때, 기존 일회용 용기 사용으로 인한 환경문제를 크게 개선할 수 있다. 생분해성 재료로는 전분, 셀룰로오스, 키틴, PLA(Polyactide), PHA(polyhydroxyalkanoaes), PCL 등 다양한 것들이 존재한다.

종래에 생분해성 재료의 반죽물을 이용하여 생분해성 용기를 제작하는 기술이 제안되었다. 그러나, 생분해성 재료가 갖는 성질, 특히, 단기간에 변성되는 생분해성 재료 본연의 성질로 인한 한계로 인하여, 생분해성 재료를 이용하여 다량의 생분해성 용기를 신속하게 생산하는 것이 어려웠다.

대한민국 공개특허 특2002-0024124(2002. 03. 29.) 대한민국 공개특허 제10-2010-0050245(2010. 05.13.) 대한민국 특허등록 제10-1458044(2014. 10. 29.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 생분해성 재료로부터 다수의 생분해성 용기를 끊김 없이 연속적으로 그리고 신속하게 다량 생산할 수 있는 생분해성 용기 생산 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의의 일측면에 따른 생분해성 용기 생산 시스템은, 생분해성 재료로 예비성형물들을 성형하는 예비성형유닛(100); 상기 예비성형유닛(100)으로부터 예비성형물들이 적하되는 적하 구간(L1) 및 상기 적하 구간(L1)과 연속해 있는 투입 대기 구간(L2)을 포함하는 전체 길이 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, 상기 적하 구간(L1)에 연속적으로 적하되는 예비성형물들을 이동시켜, 상기 예비성형물들을 상기 투입 대기 구간(L2)에 열을 이루도록 세팅하는 제1 컨베이어(200); 상기 투입 대기 구간(L2)과 평행한 취출 완료 구간(M1) 및 상기 취출 완료 구간(M1)과 연속해 있는 코팅 대기 구간(M2)을 포함하는 전체 길이에 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, y축 방향으로 상기 제1 컨베이어(300)와 이격되어 있는 제2 컨베이어(400); 상기 코팅 대기 구간(M2)과 평행한 경화 대기 구간(N1)과 상기 경화 대기 구간(N1)과 연속해 있고 상기 취출 완료 구간(M1)과 평행한 경화 진행 구간(N2)을 포함하는 전체 길이 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, y축 방향으로 상기 제2 컨베이어(400)와 이격되어 있는 제3 컨베이어(600); 상기 제1 컨베이어(200)에 세팅된 예비성형물들의 세트들에 상응하게 상기 투입 대기 구간(L2)과 상기 취출 완료 구간(M1) 사이에 일렬로 배열되며, 상기 제1 컨베이어(200)로부터 투입된 예비성형물들을 상부 금형과 하부 금형 사이에서 프레스하여 생분해성 용기들을 성형하는 복수개의 프레스기(300); 상기 코팅 대기 구간(M2)과 상기 경화 대기 구간(N1) 사이에 위치하여 상기 생분해성 용기들의 표면에 코팅재를 도포하는 표면코팅유닛(500); 상기 경화 진행 구간(N2)을 덮도록 설치되어, 상기 제3 컨베이어(600)를 타고 상기 경화 진행 구간(N2)을 통과하는 생분해성 용기들을 가열 경화시키는 오븐(700); 상기 제1 컨베이어(200)의 상기 투입 대기 구간(L2)에 세팅된 예비성형물들을 픽업하여 상기 복수개의 프레스기(300)에 투입하는 복수개의 제1 투입 로봇(800); 상기 복수개의 프레스기(300)에 의해 성형된 생분해성 용기들을 픽업하여 상기 제2 컨베이어(400)의 상기 취출 완료 구간(M1)에 취출하는 복수개의 제1 취출 로봇(900); 상기 제2 컨베이어(400)의 구동에 의해 순차적으로 상기 코팅 대기 구간(M2)으로 이동되는 생분해성 용기들을 차례로 상기 표면코팅유닛(500)에 투입하는 제2 투입 로봇(1100); 및 상기 표면코팅유닛(500)에 의해 코팅재가 도포된 생분해성 용기들을 상기 제3 컨베이어(600)의 경화 대기 구간(L1)에 취출하는 제2 취출 로봇(1200)을 포함하며, 상기 경화 대기 구간(L1)으로 취출된 생분해성 용기들은 상기 제3 컨베이어(600)의 구동에 의해 상기 경화 진행 구간(L2)에 있는 상기 오븐(700)을 통과한다.

일 실시예에 따라, 상기 예비성형유닛(100)은 생분해성 재료의 교반 및 압출을 포함하는 1회 성형 공정을 통해 1 세트의 예비성형물들을 성형하여, 상기 적하 구간(L1)에 예비성형물들을 j행, k열로 적하하며(j 및 k는 2 이상의 정수), 상기 예비성형유닛(100)의 n회(n은 2 이상의 정수) 성형 및 상기 제1 컨베이어(200)의 n 단계 구동에 의해, 상기 제1 컨베이어(200)의 상기 투입 대기 구간(L2)에 n 세트의 예비성형물들이 배열되며, 상기 복수개의 프레스기(300)는 n 세트의 예비성형물들을 프레스 성형하여 n 세트의 생분해성 용기들을 성형하도록 n개로 마련되고, 상기 복수개의 프레스기(300) 각각은 j행 k열로 배열된 상부 금형과 하부 금형을 이용하여, j행 k열 배열로 생분해성 용기들을 성형한다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 투입 로봇(800)은, 제1 베드(810)를 따라 상기 프레스기(300)의 상부 금형과 하부 금형 사이 공간과 상기 제1 컨베이어(200)의 상부 공간 사이에서 왕복 운동하는 제1 피커(820)를 포함하며, 상기 제1 피커(820)는 제1 척 유지부(821)와, 상기 제1 척 유지부(821)의 하부에 j행 k열로 설치되어 예비성형물들을 흡착하는 제1 척(822)들과, 상기 제1 척 유지부(821)를 상하로 구동하는 제1 상하 구동부(823)를 포함하고, 상기 제1 취출 로봇(900)은, 제2 베드(910)를 따라 상기 프레스기(300)의 상부 금형과 하부 금형 사이 공간과 상기 제2 컨베이어(400)의 상부 공간 사이에서 왕복 운동하는 제2 피커(920)를 포함하며, 상기 제2 피커(920)는 제2 척 유지부(921)와, 상기 제2 척 유지부(921)의 하부에 j행 k열로 설치되어 j행 k열의 생분해성 용기들을 흡착하는 제2 척(922)들과, 상기 제2 척 유지부(921)를 상하로 구동하는 제2 상하 구동부(923)를 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 표면코팅유닛(500)은, 상기 제2 투입 로봇(1100)에 의해 투입된 u×j행 u×k열(u는 2 이상의 정수)의 생분해성 용기들을 받쳐주는 스테이지(510)와, 상기 스테이지(510) 상부에 배치되는 복수개의 바형 스프레이 노즐(520)들을 포함하고, 상기 바형 스프레이 노즐(520)들에는 스프레이 노즐홀들이 복수개로 형성되며, 상기 스프레이 노즐홀들 통해 분사된 코팅재가 상기 생분해성 용기들의 표면에 도포된다.

본 발명에 따른 생분해성 용기 생산 시스템은, 생분해성 재료로부터 다수의 생분해성 용기를 끊김 없이 연속적으로 그리고 신속하게 다량 생산할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 용기 생산 시스템을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 용기 생산 시스템을 도시한 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 용기 생산 시스템을 도시한 정면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 용기 생산 시스템을 도시한 측면도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 용기 생산 시스템의 프레스기와 상기 프레스기에 예비성형물들을 투입하는 제1 투입 로봇과 상기 프레스기에서 예비성형물들을 프레스 성형하여 얻은 생분해성 용기들을 취출하는 제1 취출 로봇이 도시된 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 용기 생산 시스템의 표면코팅유닛과 상기 표면코팅유닛에 생분해성 용기들을 투입하는 제2 투입 로봇과 상기 표면코팅유닛에서 코팅재가 코팅된 생분해성 용기들을 취출하는 제2 취출 로봇이 함께 도시된 사시도이고,
도 7은 코팅재가 코팅된 생분해성 용기를 가열하는 오븐과 상기 오븐 내로 생분해성 용기들이 통과하도록 생분해성 용기들을 이동시키는 제3 컨베이어를 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 첨부된 도면들 및 실시예들은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 간략화되고 예시된 것임에 유의하여야 할 것이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 용기 생산 시스템은, 전반적으로, 예비성형유닛(100)과, 제1 컨베이어(200)와, 제2 컨베이어(400)와, 제3 컨베이어(600)와, 복수개의 프레스기(300)와, 표면코팅유닛(500)과, 오븐(700)을 포함한다.

또한, 상기 생분해성 용기 생산 시스템은 상기 제1 컨베이어(200)에 있는 예비성형물(A)들을 상기 복수개의 프레스기(300)로 투입하기 위한 복수개의 제1 투입 로봇(800)들과, 상기 복수개의 프레스기(300)에 있는 생분해성 용기(B)들을 상기 제2 컨베이어(400)로 취출하기 위한 복수개의 제1 취출 로봇(900)들과, 상기 제2 컨베이어(400)에 있는 생분해성 용기(B)들을 상기 표면코팅유닛(500) 내로 투입하기 위한 제2 투입 로봇(1100)과 상기 표면코팅유닛(500) 내에 있는 생분해성 용기(B)들을 상기 제3 컨베이어(600)로 취출하는 제2 취출 로봇(1200)을 더 포함한다.

상기 제1 컨베이어(200)는 상기 예비성형유닛(100)으로부터 예비성형물(A)들이 적하되는 적하 구간(L1) 및 상기 적하 구간(L1)과 연속해 있는 투입 대기 구간(L2)을 포함하는 전체 길이 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, 상기 적하 구간(L1)에 연속적으로 적하되는 예비성형물(A)들을 이동시켜, 상기 예비성형물(A)들을 상기 투입 대기 구간(L2)에 열을 이루도록 세팅한다. 또한, 상기 제2 컨베이어(400)는 상기 제1 컨베이어(200)의 투입 대기 구간(L1)과 평행한 취출 완료 구간(M1) 및 상기 취출 완료 구간(M1)과 연속해 있는 코팅 대기 구간(M2)을 포함하는 전체 길이에 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, y축 방향으로 상기 제1 컨베이어(200)와 이격되어 있다. 또한, 상기 제3 컨베이어(600)는 상기 제2 컨베이어(400)의 코팅 대기 구간(M2)과 평행한 경화 대기 구간(N1)과 상기 경화 대기 구간(N1)과 연속해 있고 상기 제2 컨베이어(400)의 취출 완료 구간(M1)과 평행한 경화 진행 구간(N2)을 포함하는 전체 길이 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, y축 방향으로 제2 컨베이어(400)와 이격되어 있다. 상기 제1 컨베이어(200), 상기 제2 컨베이어(400) 및 상기 3 컨베이어(600)는 포켓(pocket) 방식이며, 한 쌍의 스프로킷과 결합된 체인에 의해 구동되는 스텝(단계) 이송 방식의 컨베이어일 수 있다. 상기 제1 컨베이어(200), 상기 제2 컨베이어(400) 및 상기 3 컨베이어(600)가 서로 연동되도록 동력이 상호 연결되는 것이 바람직한데, 이는 상기 제1 컨베이어(200)와 상기 제2 컨베이어(400)와 상기 제3 컨베이어(600)가 동기적으로 구동되는 것을 가능하게 한다. 이 경우, 상기 제1 컨베이어(200)와 상기 제2 컨베이어(400)와 상기 제3 컨베이어(600) 사이의 동력 연결부 사이에 클러치를 구비하여, 동력 연결을 선택적으로 연결하거나 끊을 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 동력이 연결된 상태에서 상기 제1 컨베이어(200)와 상기 제2 컨베이어(400)와 상기 제3 컨베이어(600)를 동시에 구동시키는 통합 구동부와, 동력 연결이 끊어진 상태에서 상기 제1 컨베이어(200)와 상기 제2 컨베이어(400)와 상기 제3 컨베이어(600)를 개별 구동시키는 개별 구동부들을 별도로 둘 수 있다.

상기 예비성형유닛(100)은 투입부(101)를 통해 투입된 생분해성 재료, 특히, 옥수수 전분과 물을 교반조(102) 내에서 혼합 및 교반하여 생분해성 재료 반죽을 만들고, 이 생분해성 재료 반죽을 배출구에서 압출과 동시에 절단하여, 상부면과 하부면이 평행하고 원주면을 갖는 원통형 또는 원판형의 예비성형물(A)들을 성형하도록 구성된다.

상기 예비성형유닛(100)은 생분해성 재료의 교반 및 압출을 포함하는 1회 성형 공정을 통해 1 세트의 예비성형물(A)들을 성형하여, 상기 성형된 1 세트의 예비성형물들을 상기 제1 컨베이어(200)의 적하 구간(L1)에 j행 k열로 적하한다. 본 실시예에서는, 상기 예비성형유닛(100)이 1세트 9개의 예비성형물(A)들을 3행 3열로 상기 제1 컨베이어(200)의 적하 구간(L1)에 적하한다. 상기 예비성형유닛의 n회(n은 2 이상의 정수) 성형 및 상기 제1 컨베이어의 n 단계 구동에 의해, 상기 제1 컨베이어(200)의 상기 투입 대기 구간(L2)에 n 세트의 예비성형물(A)들이 배열된다.

복수개의 제1 투입 로봇(800)은, 상기 복수개의 프레스기(300)에 대응되게 마련되며, 상기 제1 컨베이어(200)의 상기 투입 대기 구간(300)에 세팅된 예비성형물들(A)을 픽업하여 상기 복수개의 프레스기(300)에 투입한다. 그리고, 상기 복수개의 제1 투입 로봇(800) 각각은, 제1 베드(810)를 따라 상기 프레스기(300)의 상부 금형과 하부 금형 사이 공간과 상기 제1 컨베이어(200)의 상부 공간 사이에서 왕복 운동하는 제1 피커(820)를 포함하며, 상기 제1 피커(820)는 제1 척 유지부(821)와, 상기 제1 척 유지부(821)의 하부에 j행 k열로 설치되어 예비성형물(A)들을 진공 흡착하는 제1 척(822)들과, 상기 제1 척 유지부(821)를 상하로 구동하는 제1 상하 구동부(823)를 포함한다. 이때, 상기 제1 척(822)은 핑거 타입 척이 선호된다.

상기 복수개의 프레스기(300)는 복수개의 제1 투입 로봇(800)에 의해 상부 금형과 하부 금형 사이로 투입된 n 세트의 예비성형물들을 프레스 성형하여 n 세트의 생분해성 용기들을 성형하며, 이를 위해, 상기 복수개의 프레스기(300)는 x축 방향을 따라 일열로 배열된 n개의 프레스기(300)들로 이루어진다. 그리고, 상기 복수개의 프레스기(300) 각각은 j행 k열로 배열된 상부 금형과 하부 금형을 이용하여, j행 k열 배열로 생분해성 용기(B)들을 성형한다. 상기 복수개의 프레스기(300)는 유압으로 구동된다.

복수개의 제1 취출 로봇(900)은, 상기 복수개의 프레스기(300)에 대응되게 마련되며, 각각의 제1 취출 로봇(900)은, 상기 복수개의 프레스기(300)에서 오목한 상부 공간을 갖도록 상기 예비성형물(A)들을 성형하여 얻어진 j행 k열의 생분해성 용기(B)들을 픽업하여, 상기 제2 컨베이어(400)의 취출 완료 구간(M1) 상으로 취출한다. 또한, 상기 복수개의 제1 취출 로봇(900)은, 제2 베드(910)를 따라 상기 복수개의 프레스기(300)의 상부 금형과 하부 금형 사이 공간과 상기 제2 컨베이어(400)의 상부 공간 사이에서 왕복 운동하는 제2 피커(920)를 포함하며, 상기 제2 피커(920)는 제2 척 유지부(921)와, 상기 제2 척 유지부(921)의 하부에 j행 k열로 설치되어 j행 k열의 생분해성 용기들을 진공 흡착하는 제2 척(922)들과, 상기 제2 척 유지부(921)를 상하로 구동하는 제2 상하 구동부(923)를 포함한다. 상기 제2 척(922)들 각각은 생분해성 용기(B) 각각에 용이하게 수용될 수 있는 크기 및 형상을 갖는다. 상기 제2 척(922)은 생분해성 용기(B)의 바닥을 진공으로 흡착하는 진공 흡착형 척인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 컨베이어(400)의 상기 취출 완료 구간(M1)에 위치한 n 세트의 생분해성 용기(B)들은, 상기 제2 컨베이어(400) 구동에 의해, 순차적으로 제2 컨베이어(400)의 상기 코팅 대기 구간(M2)으로 이동된다. 이때, 상기 코팅 대기 구간(M2)으로 이동된 두 세트의 생분해성 용기(B)들이 상기 표면코팅유닛(500)으로 투입된 다음에, 상기 제2 컨베이어(400)가 다시 구동하며, 다음 두 세트의 생분해성 용기(B)들이 상기 코팅 대기 구간(M2)으로 투입된다. 정체를 막기 위해, 생분해성 용기(B)들이 두 세트씩 상기 코팅 대기 구간(M2)으로 이동된 후, 두 세트씩 상기 표면코팅유닛(500) 내로 투입되는 것이 바람직하다.

상기 제2 컨베이어(400)의 구동에 의해 순차적으로 상기 코팅 대기 구간(M2)으로 이동되는 생분해성 용기들은 상기 제2 투입 로봇(1100)에 의해 차례로 상기 표면코팅유닛(500) 내로 투입된다. 본 실시예에서, 상기 제2 투입로봇(1100)은 2개이며, 상기 2개의 제2 투입로봇(1100) 각각은 제2 베드를 따라 상기 제2 컨베이어(400)의 코팅 대기 구간과 상기 표면코팅유닛(500) 내 공간 사이에서 왕복 운동하는 피커를 포함하며, 상기 피커는 척 유지부와, 상기 척 유지부의 하부에 j행 k열로 설치되어 생분해성 용기(B)들을 진공 흡착하는 척들과, 상기 척 유지부를 상하로 구동하는 상하 구동부를 포함할 수 있다.

상기 표면코팅유닛(500)은, 상기 제2 컨베이어(400)의 코팅 대기 구간(M2)과 상기 제3 컨베이어(600)의 경화 대기 구간(N1) 사이에 위치하여, 상기 제2 투입로봇(1100)에 의해 상기 제2 컨베이어(400)의 코팅 대기 구간(M2)으로부터 차례로 투입되는 두 세트의 생분해성 용기(B)들 표면에 코팅재를 도포한다. 본 실시예에 있어서, 상기 표면코팅유닛(500)은, 상기 제2 투입 로봇(1100)에 의해 투입된 j행 k열의 생분해성 용기(B)들을 두 세트 받쳐주는 스테이지(510)와, 상기 스테이지(510)의 상부에 배치되는 복수개의 바형 스프레이 노즐(520)들을 포함하며, 상기 바형 스프레이 노즐(520)들에는 복수개로 형성된 스프레이 노즐홀들이 형성된다. 상기 표면코팅유닛(500)에 형성된 전체 노즐홀들은 2×j행 2×k열의 배열을 갖는 것이 바람직하다. 상기 스프레이 노즐홀들 통해 분사된 코팅재가 상기 생분해성 용기(B)들의 표면에 도포된다. 2개 이상의 복수 세트로 생분해성 용기들이 투입될 수도 있으며, 이 경우, 상기 표면코팅유닛(500)에 형성된 전체 노즐홀들은 u×j행 u×k열의 배열을 갖는 것이 바람직하며, 이때, u는 2 이상의 정수이다.

상기 표면코팅유닛(500)에 의해 표면에 코팅재(또는, 유약)가 도포된 채 상기 스테이지(510) 상에 배열되어 있는 두 세트의 생분해성 용기(B)들은 상기 제2 취출 로봇(1200)에 의해 차례로 상기 제3 컨베이어(600)의 경화 대기 구간(N1)으로 취출된다. 두 세트의 생분해성 용기(B)들이 상기 표면코팅유닛(500)으로부터 상기 제3 컨베이어(600)의 경화 대기 구간(N1)으로 이동되고 난 다음에는, 다음 두 세트의 생분해성 용기(B)들이 상기 스테이지(510) 상으로 투입될 수 있다.

상기 제2 취출 로봇(1200)은 2개이며, 상기 2개의 취출 로봇(1200) 각각은 베드를 따라 상기 표면코팅유닛(400) 내 공간과 상기 제3 컨베이어(600)의 경화 대기 구간(N1) 사이에서 왕복 운동하는 피커를 포함하며, 상기 피커는 척 유지부와, 상기 척 유지부의 하부에 j행 k열로 설치되어 생분해성 용기(B)들을 진공 흡착하는 척들과, 상기 척 유지부를 상하로 구동하는 상하 구동부를 포함할 수 있다.

앞에서 언급한 바와 같이, 상기 제3 컨베이어(600)는 상기 제2 컨베이어(400)의 코팅 대기 구간(M2)과 평행한 경화 대기 구간(N1)과 상기 경화 대기 구간(N1)과 연속해 있고 상기 제2 컨베이어(400)의 취출 완료 구간(M1)과 평행한 경화 진행 구간(N2)을 포함하는 전체 길이 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, y축 방향으로 제2 컨베이어(400)와 이격되어 있다. 또한, 상기 오븐(700)은 상기 제3 컨베이어(600)의 경화 진행 구간(N2)를 덮도록 설치되어, 상기 제3 컨베이어(600)를 타고 상기 경화 진행 구간(N2)을 통과하는 생분해성 용기(A)들을 가열하여 상기 생분해성 용기(A) 및 그 표면의 코팅재를 경화시킨다. 상기 제3 컨베이어(600)의 구동에 의해, 상기 생분해성 용기(B)들이 이동하여 오븐(700)을 통과한다. 상기 제3 컨베이어(600)는 상기 오븐(700)의 말단을 더 지나 연장된 포장 구간(N3)을 더 포함할 수 있다.

상기 제3 컨베이어(600)는 열에 잘 견딜 수 있는 금속 재질의 메쉬컨베이어인 것이 바람직하면, 상기 오븐(700)은 열풍 건조 방식을 이용할 수 있다.

100: 예비성형유닛 200: 제1 컨베이어
300: 프레스기 400: 제2 컨베이어
500: 표면코팅유닛 600: 제3 컨베이어
700: 오븐 800: 제1 투입 로봇
900: 제1 취출 로봇 1100: 제2 투입 로봇
1200: 제2 취출 로봇

Claims

생분해성 재료로 예비성형물들을 성형하는 예비성형유닛(100);
상기 예비성형유닛(100)으로부터 예비성형물들이 적하되는 적하 구간(L1) 및 상기 적하 구간(L1)과 연속해 있는 투입 대기 구간(L2)을 포함하는 전체 길이 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, 상기 적하 구간(L1)에 연속적으로 적하되는 예비성형물들을 이동시켜, 상기 예비성형물들을 상기 투입 대기 구간(L2)에 열을 이루도록 세팅하는 제1 컨베이어(200);
상기 투입 대기 구간(L2)과 평행한 취출 완료 구간(M1) 및 상기 취출 완료 구간(M1)과 연속해 있는 코팅 대기 구간(M2)을 포함하는 전체 길이에 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, y축 방향으로 상기 제1 컨베이어(200)와 이격되어 있는 제2 컨베이어(400);
상기 코팅 대기 구간(M2)과 평행한 경화 대기 구간(N1)과 상기 경화 대기 구간(N1)과 연속해 있고 상기 취출 완료 구간(M1)과 평행한 경화 진행 구간(N2)을 포함하는 전체 길이 구간에 걸쳐 x축 방향을 따라 연장되며, y축 방향으로 상기 제2 컨베이어(400)와 이격되어 있는 제3 컨베이어(600);
상기 제1 컨베이어(200)에 세팅된 예비성형물들의 세트들에 상응하게 상기 투입 대기 구간(L2)과 상기 취출 완료 구간(M1) 사이에 일열로 배열되며, 상기 제1 컨베이어(200)로부터 투입된 예비성형물들을 상부 금형과 하부 금형 사이에서 프레스하여 생분해성 용기들을 성형하는 복수개의 프레스기(300);
상기 코팅 대기 구간(M2)과 상기 경화 대기 구간(N1) 사이에 위치하여 상기 생분해성 용기들의 표면에 코팅재를 도포하는 표면코팅유닛(500);
상기 경화 진행 구간(N2)을 덮도록 설치되어, 상기 제3 컨베이어(600)를 타고 상기 경화 진행 구간(N2)을 통과하는 생분해성 용기들을 가열 경화시키는 오븐(700);
상기 제1 컨베이어(200)의 상기 투입 대기 구간(L2)에 세팅된 예비성형물들을 픽업하여 상기 복수개의 프레스기(300)에 투입하는 복수개의 제1 투입 로봇(800);
상기 복수개의 프레스기(300)에 의해 성형된 생분해성 용기들을 픽업하여 상기 제2 컨베이어(400)의 상기 취출 완료 구간(M1)에 취출하는 복수개의 제1 취출 로봇(900);
상기 제2 컨베이어(400)의 구동에 의해 순차적으로 상기 코팅 대기 구간(M2)으로 이동되는 생분해성 용기들을 차례로 상기 표면코팅유닛(500)에 투입하는 제2 투입 로봇(1100); 및
상기 표면코팅유닛(500)에 의해 코팅재가 도포된 생분해성 용기들을 상기 제3 컨베이어(600)의 경화 대기 구간(L1)에 취출하는 제2 취출 로봇(1200)을 포함하며,
상기 경화 대기 구간(L1)으로 취출된 생분해성 용기들은 상기 제3 컨베이어(600)의 구동에 의해 상기 경화 진행 구간(L2)에 있는 상기 오븐(700)을 통과하는 것을 특징으로 하는 생분해성 용기 생산 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 예비성형유닛(100)은 생분해성 재료의 교반 및 압출을 포함하는 1회 성형 공정을 통해 1 세트의 예비성형물들을 성형하여, 상기 적하 구간(L1)에 예비성형물들을 j행, k열로 적하하며(j 및 k는 2 이상의 정수), 상기 예비성형유닛(100)의 n회(n은 2 이상의 정수) 성형 및 상기 제1 컨베이어(200)의 n 단계 구동에 의해, 상기 제1 컨베이어(200)의 상기 투입 대기 구간(L2)에 n 세트의 예비성형물들이 배열되며, 상기 복수개의 프레스기(300)는 n 세트의 예비성형물들을 프레스 성형하여 n 세트의 생분해성 용기들을 성형하도록 n개로 마련되고, 상기 복수개의 프레스기(300) 각각은 j행 k열로 배열된 상부 금형과 하부 금형을 이용하여, j행 k열 배열로 생분해성 용기들을 성형하는 것을 특징으로 하는 생분해성 용기 생산 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 투입 로봇(800)은, 제1 베드(810)를 따라 상기 프레스기(300)의 상부 금형과 하부 금형 사이 공간과 상기 제1 컨베이어(200)의 상부 공간 사이에서 왕복 운동하는 제1 피커(820)를 포함하며, 상기 제1 피커(820)는 제1 척 유지부(821)와, 상기 제1 척 유지부(821)의 하부에 j행 k열로 설치되어 예비성형물들을 흡착하는 제1 척(822)들과, 상기 제1 척 유지부(821)를 상하로 구동하는 제1 상하 구동부(823)를 포함하고, 상기 제1 취출 로봇(900)은, 제2 베드(910)를 따라 상기 프레스기(300)의 상부 금형과 하부 금형 사이 공간과 상기 제2 컨베이어(400)의 상부 공간 사이에서 왕복 운동하는 제2 피커(920)를 포함하며, 상기 제2 피커(920)는 제2 척 유지부(921)와, 상기 제2 척 유지부(921)의 하부에 j행 k열로 설치되어 j행 k열의 생분해성 용기들을 흡착하는 제2 척(922)들과, 상기 제2 척 유지부(921)를 상하로 구동하는 제2 상하 구동부(923)를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 용기 생산 장치.