KR100301420B1 - 지퍼스트립및상기지퍼스트립을길이방향축에대해서횡방향으로배치하는방법 - Google Patents

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토마스 더블유. 버크맨
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Abstract

재밀폐 가능한(reclosable) 백 또는 패키지에 사용되는 지퍼 스트립(zipper strip)은 수 맞물림 형상부(male interlocking porfile)와 암(female) 맞물림 형상부를 갖는다. 수 맞물림 형상부는 수 맞물림 부재 및 상기 수 맞물림 부재와 함게 압출 성형된 수 웨브(male web)를 포함한다. 마찬가지로, 암 맞물림 형상부는 암 맞물림 부재와 암 웨브를 포함한다. 수 맞물림 부재는 암 맞물림 부재 내에 스냅 식으로(snappingly) 맞물려서 상기 맞물림 형상부를 서로 결합시킨다. 상기 수 맞물림 부재와 암 맞물림 부재의 양쪽 방향 중 적어도 한 방향에서 상기 수 웨브와 암 웨브 중 어느 하나가 다른 하나보다 폭이 더 넓으며, 폭이 더 넓은 부분은 폭을 따라 다른 웨브보다 더 길게 뻗어있는 적어도 하나의 플랜지로 표현된다. 지퍼 스트립은 수 웨브와 암 웨브를 서로 밀봉할 필요 없이, 적어도 하나의 플랜지를 열가소성 시트 재료(thermoplastic sheet material)에 밀봉함으로써 상기 열가소성 시트 재료에 부착되도록 되어 있다. 지퍼 스트립을 열가소성 시트 재료에 부착시키고, 수펴익 성형-충진-및-밀봉 기계(horizontal form-fill-and-seal machine) 상에서 패키지를 제작하는 방법이 또한 개시되어 있다.

Description

지퍼 스티립 및 상기 지퍼 스티립을 길이 방향 축에 대해서 횡방향으로 배치하는 방법(ZIPPER STRIP AND METHOD OF POSITIONING THE STRIP TRANSVERSE LONGITUDINAL AXIS)
본 발명은 1996년 5월 21일 출원된 미국 특허 출원 번호 제 US. 08/651,977호의 일부 계속 출원(continuation-in-part; CIP)이다.
본 발명은 소매점에서 소비자에게 판매되도록 상하기 쉬운 식료품과 그 밖의 제품이 포장될 수 있는 유형의, 재밀폐 가능한(reclosable) 플라스틱 백(plastic bag)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 수평식 또는 수직식 성형-충진-및-밀봉(form-fill-and-seal)(FFS) 기계 상에서 제작되며, 그와 동시에 충진되는 재밀폐 가능한 플라스틱 백에 관한 것으로, 각 백의 플라스틱제의 맞물림 지퍼는 FFS 기계 상에서 재밀폐 가능한 백을 만드는데 사용되는 열가소성 시트 재료의 이동 방향에 대해서 횡방향(가로 방향)으로 배치된다.
본 발명은 패키지 제작 기술 분야의 개선에 관한 것이며, 다양한 소비재에 사용될 수 있는 종류의 열가소성 백 또는 패키지의 제작에 이용될 수 있지만, 제품 내용물에 접근할 수 있도록 맨 처음 개봉될 때까지 누설(leakage)되지 않는, 습기 및 공기 차단 패키지 내에 보관되어야 하는 식료품에 특히 유용하며, 이러한 패키지는 그 다음에 내부에 남아있는 제품 내용물의 보호를 위해서 지퍼 수단에 의해 재밀폐 가능하도록 되어 있다.
앞에서 언급한 기술은 상당히 발달해 있지만, 효율 증대와 비용 효과(cost-effectiveness) 측면에 기여할 수 있는 개선의 여지가 남아있다.
연속적인, 지퍼가 부착된 시트 재료(zipper-eqipped sheet material)로부터 패키지를 제작하는데 여전히 방해가 되는 한 가지 문제는 누설로부터 보호될 수 있는 백 또는 패키지의 만족스런 밀봉을 달성하는 데에 어려움이 있다는 것이며, 지퍼 및 상기 지퍼에 의해 맞물려지는 필름 영역(film area)이 하나의 백 또는 패키지를 그 다음 백 또는 패키지로부터 분리시키는 측 방향(가로 방향) 밀봉 영역을 통과하여 이어지게 된다. 이러한 문제는 지퍼가, FFS 기계 상에서 재밀폐 가능한 백을 만드는데 사용되는 열가소성 시트 재료의 이동 방향에 대해서 길이 방향(longitudinal)일 때 발생하며, 이러한 경우 횡방향, 또는 가로 밀봉 바 (sealing bar)는 패키지르 ㄹ형성하는 열가소성 시트 재료를 밀봉함과 동시에, 지퍼를 납작하게(flatten) 하고 밀봉해야 한다. 이러한 작업을 일관적이면서 성공적으로 달성하는데 대한 어려움은 누출되는 패키지가 많이 발생하는 결과를 낳는다.
이러한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 방법은 길이 방향(종방향) 지퍼를 횡방향 지퍼로 대체하는 것이다. 이러한 지퍼가 제공되는 경우, FFS 기계에 결합된 횡방향의 밀봉 바(transverse seal bar)는 측 방향 밀봉부(side seal)를 형성할 때 지퍼를 납작하게 하지 않으며, 이들 횡방향 밀봉 바는 지퍼를 납작하게 하지 않으면서 열가소성 시트 재료를 가로질러 횡방향으로 지퍼를 열가소성 시트 재료에 밀봉할 수 있어 상기와 같은 문제가 해결된다.
본 발명은 수평식 또는 수직식 FFS 기계 상에서 제작되는 재밀폐 가능한 플라스틱 백 또는 패키지에 사용되는 횡방향 지퍼의 제공에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 지퍼 스트립 및 FFS 기계 상에서 재밀폐 가능한 백을 만드는 열가소성 시트 재료를 가로질러 횡방향으로 상기 지퍼 스트립을 부착하는 방법에 관한 것이다.
그래서, 본 발명은 성형-충진-및-밀봉 기계를 사용하여 제작되고 충진되는 재밀폐 가능한 백 또는 패키지에 사용되는 지퍼 스트립에 관한 것이다. 특히, 지퍼 스트립은 패키지를 만드는데 사용되는 열가소성 시트 재료가 상기 기계를 통해서 이동하는 방향에 대해서 횡방향으로 배치되도록 설계된다.
지퍼 스트립은, 수 맞물림 부재(male interlocking member) 및 상기 수 맞물림 부재와 함께 압출 성형된 수 웨브(male web)를 갖는 수 맞물림 형상부(profile)와, 암 맞물림 부재 및 상기 암 맞물림 부재와 함께 압출 성형된 암 웨브를 갖는 암 맞물림 형상부로 구성된다. 수 맞물림 부재는 암 맞물림 부재 내에 스냅 방식으로 맞물려져서 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부를 서로 결합시킨다.
닫혀진 지퍼 스트립에서 수 맞물림 부재와 암 맞물림 부재의 양 방향 중 적어도 한 방향으로 상기 수 웨브와 암 웨브 중 한의 웨브가 다른 하나보다 폭이 더 넓다. 수 웨브와 암 웨브 중 폭이 더 넓은 웨브의 넓은 폭 부분(greater width)은 한 측면 또는 양 측면으로 (폭이 더 좁은) 다른 웨브보다 더 뻗어 있는 플랜지를 구비함을 의미한다. 그 결과, 지퍼 스트립은 수 웨브와 암 웨브를 서로 밀봉하지 않고, 수 웨브 또는 암 웨브의 플랜지(들)를 열가소성 시트 재료에 밀봉함으로써 상기 열가소성 시트 재료에 횡방향으로 부착될 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 FFS 기계 상에서 플라스틱 백 또는 패키지를 제작하는 동안에 이러한 지퍼 스트립을 열가소성 시트 재료의 시트 상에 횡방향으로 부착하는 방법을 포함한다. 이러한 경우에, 열가소성 시트 재료가 FFS 기계 상에서 또는 FFS 기계로 (일정 증분 방식으로 또는 연속적으로)전진하면서 잠시 정지할 때마다, 일정 길이의 지퍼 스트립이 상기 열가소성 시트 재료에 부착된다.
상기 방법은 위에서 언급된 종류의 지퍼 스트립을 제공하는 단계를 포함한다. 그리고 나서, 일정 길이의 지퍼 스트립은, 상기 수 웨브와 암 웨브 중 폭이 더 넓은 웨브가 상기 시트에 접하며, 하나의 플랜지, 또는 단 하나의 플랜지가 있는 경우 그 플랜지가 시트의 이동 방향에 배향된 상태로, 열가소성 시트 재료의 시트 위에 횡방향으로 놓여진다. 그리고 나서, 수 웨브와 암 웨브를 서로 밀봉하지 않고, 플랜지(들)가 상기 시트에 밀봉된다. 일정 길이의 지퍼 스트립을 열가소성 시트 재료의 시트 상에 위치시키는 몇 가지 구체적인 방법이 아래에 기술될 것이다.
마지막으로, 본 발명은 수평식 성형-충진-및-밀봉 기계 상에서 재밀폐 가능한 패키지를 만드는 방법을 포함한다. 상기 방법은 열가소성 시트 재료에 위에서 기술된 바와 같이 일정 간격으로 부착된 일정 길이의 지퍼 스트립을 갖는 열가소성 시트 재료의 시트를 제공하는 단계를 포함한다. 그리고 나서 제품 컨베이어(conveyor)가 포장될 제품(product to be packaged)을 열가소성 시트 재료의 시트상에 일정 간격으로 놓는다. 그 다음에, 시트의 양 측면 모서리가 제품의 둘레로 서로 포개어지며, 제품을 둘러싸는 튜브 형상 부분이 되도록 서로 밀봉된다.
그리고 나서, 수 맞물림 형상부 및 암 맞물림 형상부의 웨브를 서로 밀봉하지 않고, 이러한 튜브 형상 부분이 각각의 이정 길이의 지퍼 스트립에 대해서 횡방향으로 밀봉된다. 그 다음에, 튜브 형상 부분이 각각의 일정 길이의 지퍼 스트립에 인접하게 횡방향으로 절단되어 각각의 완성된 패키지를 그 다음 패키지로부터 분리시킨다.
이제 본 발명은 아래에 명시된 도면을 참조로 하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
제 1도는 본 발명의 지퍼 스트립에 대한 제 1 실시에의 횡단면도.
제 2도는 본 발명의 지퍼 스트립에 대한 제 2 실시에의 횡단면도.
제 3도는 지퍼 스티립을 열가소성 시트 재표에 부착하는데 사용되는 장치의 사시도,
제 4도는 상기와 같은 목적에 사용되는 다른 장치의 사시도.
제 5도는 상기와 같은 목적에 사용되는 또 다른 장치의 사시도.
제 6도는 수평식 성형-충진-및-밀봉(FFS; form-fill-seal) 기계의 개략도.
제 7도는 일정길이의 지퍼 스트립이 부착된 상태의, 수평식 FFS 기계 상에서 패키지를 제작하는데 사용되는 열가소성 시트 재료의 평면도.
제 8도는 본 발명에 따라 수평식 FFS 기계에서 형성된 패키지의 단순화된 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 40 : 지퍼 스티립(zipper strip) 12, 42 : 수 맞물림 형상부
14 : 암 맞물림 형상부(male interlocking profile)
16 : 수 맞물림 부재 18 : 암 맞물림 부재
20, 22, 44 : 웨브(web) 24 : 선두 플랜지
26 : 후미 플랜지(trailing flange) 28 : 가열 밀봉 바(seal bar)
30 : 가열 밀봉 재료(heat seal material)
50 : 열가소성 시트 재료
위에서 언급된 도면을 구체적으로 참조하면, 도 1은 본 발명의 지퍼 스트립(10)에 대한 제 1 실시예의 횡단면도이다. 상기 지퍼 스트립(zipper strip)(10)은 수 맞물림 형상부(male interlocking profile)(12)와 암(female) 맞물림 형상부(14)로 구성된다. 상기 수 맞물림 형상부(12)는 화살촉(arrowhead) 형상의 횡단면, 즉 도 1에 도시된 바와 같이, 지퍼 스트립(10)의 한 쪽이 다른 쪽 보다 더 쉽게 열리도록 만들어진 비대칭 화살촉 형상의 횡단면을 갖는 수 맞물림 부재(16)를 포함한다. 암 맞물림 형상부(14)는 수 맞물림 부재(16)가 스냅 방식으로 맞물릴 수 있는 리셉터클(receptacle) 또는 채널(channel)을 형성하는 2개의 안쪽으로 구부러진 부재로 구성되는 암 맞물림 부재(18)를 포함한다.
수 맞물림 형상부(12)와 암 맞물림 형상부(14)는 각각 수 맞물림 부재(16) 및 암 맞물림 부재918)와 함께 압출 성형된 웨브(web)를 포함한다. 수 맞물리 형상부(12)의 웨브(20)는 보이는 바와 같이, 암 맞물림 형상부(14)의 웨브(22)보다 폭이 더 넓다. 그 결과, 상기 웨브(20)는 선두 플랜지(leading flange)(24)와 후미 플랜지(trailing flange)(26)를 구비하며, 상기 두 플랜지(24, 26)를 합친 만큼 상기 웨브(20)는 다른 웨브(22)보다 폭이 더 넓다. 아래에 분명하게 되다시피, 선두 플랜지(24)와 후미 플랜지(26)는, FFS 기계로 공급되는 열가소성 시트 재료에 지퍼 스트립(10)이 부착될 때, 상기 선두 플랜지(24)는 횡방향으로 부착되는 지퍼 스트립(10)을 상기 기계 쪽으로 "리드(lead)하며", 상기 후미 플랜지(26)는 "이끌려 가거나(trail)" 또는 후부(last)이기 때문에 그와 같이 지칭된다. 최종적으로, 선두 플랜지(24)는 FFS 기계 상에서 제작되고 그와 동시에 소비 제품으로충진되는 플라스틱 백 또는 패키지의 입구 안쪽에 있게 된다. 수 맞물림 형상부(12)가 선두 플랜지(24)와 후미 플랜지(26)를 둘 다 구비하는 것을 도시되었지만, 위와는 달리, 상기 두 플랜지(24, 26)가 선택적으로 암 맞물림 형상부(14)의 일 부분일 수도 있다.
FFS 기계 상에서 플라스틱 백 또는 패키지가 제작되는 동안에, 지퍼 스트립(10)은 열가소성 시트 재료를 가로질러 횡방향으로 배치된다. 지퍼 스트립(10)은 수 맞물림 형상부(12)가 열가소성 시트 재료에 접하여 놓이도록, 수 맞물림 형상부(12)와 암 맞물림 형상부(14)가 도 1에 도시된 바와 같이 결합된 상태로 분배된다. 도 1에 화살표로 표시된 바와 같이 선두 플랜지(24)와 후미 플랜지(26)에 대해서 가해지는 가열 밀봉 바(heat seal bar)(28) 또는 이와 유사한 수단이, 암 맞물림 형상부(14)의 웨브(22)를 수 맞물림 형상부(12)의 웨브(20)에 밀봉하지 않고, 수 맞물림 형상부(12)를 열가소성 시트 재료(도시되지 않음)에 밀봉한다.
수 맞물림 형상부(12) 및 암 맞물림 형상부(14)가 열가소성 시트 재료에 밀봉되는 것을 용이하게 하도록, 가열 밀봉 재료(heat seal material)(30)가 후미 플랜지(26)의 내측면 및 암 맞물림 형상부(140 웨브(22)의 외측면뿐만 아니라, 선두 플랜지(24)와 후미 플랜지(26)를 포함하여 수 맞물림 형상부(12) 웨브(20)의 외측면에도 부착될 수 있다. 후미 플랜지(26)는 절취부(perforation)에 의해서 웨브(20)의 나머지 부분으로부터 분리될 수도 있다.
선두 플랜지(24)와 후미 플랜지(26)의 외측면은 열가소성 시트 재료가 수직식 FFS 기계의 쇼울더부(shoulder)에 도달하기 전에, 또는 열가소성 시트 재료가 FFS 기계로 들어가기 전에, 열가소성 시트 재료에 부착된다. 그리고 나서 나중에, 튜브 형상 부분을 이루도록 핀(fin) 또는 중첩 밀봉부(overlap seal)로 밀봉되는 측면 모서리에 의해서 상기 시트 재료가 포개어질 때, 상기 열가소성 시트 재료는 각 웨브(20,22)의 대면 부분(facing portion)을 서로 밀봉하지 않고, 두 웨브(20, 22)의 외측면과 후미 플래니(26)의 내측면에 밀봉된다.
도 2는 본 발명의 지퍼 스트립(40)에 대한 제 2 실시에를 도시하는 횡단면도이다. 지퍼 스트립(40)과 앞에서 설명된 지퍼 스트립(10) 둘 모두에 공통적인 요소에는, 도 2에서도 동일한 도면 번호를 사용하여 설명될 것이다. 도 1과 도 2 사이의 비교에 의하면, 지퍼 스트립(40)에는 후미 플랜지(26)가 없는 것을 제외하고는, 다른 모든 면에서 도 1에 도시된 지퍼 스트립(10)과 동일하다. 지퍼 스트립(10)에서와 마찬가지로, 지퍼 스트립(40)은 FFS 기계 상에서 플라스틱 백 또는 패키지를 제작하는 동안 열가소성 시트 재료를 가로질러 횡방향으로 배치된다. 수 맞물림 형상부(42)가 열가소성 시트 재료에 접해 위치된다. 도 2에 화살표로 표시된 바와 같이 선두 플랜지(24)에 대해서 가해지는 가열 밀봉 바(heat seal bar)(28) 또는 이와 유사한 수단이, 암 맞물림 형상부(14)의 밀봉 웨브(22)를 수 맞물림 형상부(42)의 웨브(44)에 밀봉하지 않고, 수 맞물림 형상부(42)를 열가소성 시트 재료(도시되지 않음)에 밀봉한다. 앞에서와 마찬가지로, 수 맞물림 형상부(42)가 선두 플랜지(24)를 굽하는 것으로 도시되어 있지만, 이와 달리 선두 플랜지(24)는 암 맞물림 형상부(14)의 일부분일 수도 있다.
도 1과 도 2에 각각 도시된 지퍼 스트립(10과 40)은, 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌(low-density polyethylene)과 같은 폴리머 수지 재료(polymeric resin material)로 압출 성형될 수 있다. 가열 밀봉 재료(30)가 지퍼 스트립(10, 40)과 함께 압출 성형되거나 지퍼 스트립(10, 40)의 압출 성형에 이어서 코팅(coating)됨으로써 도시된 바와 같이 부착될 수 있다. 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate)(EVA) 코폴리머(copolymer)가 가열 밀봉 재료(30)로 사용될 수 있다.
도 3은 지퍼 스트립(10)을 열가소성 시트 재료에 부착하는데 사용되는 장치를 도시하는 사시도이며, 상기 열가소성 시트 재료(50)는 상기 장치 상에서 FFS 기계 쪽으로 화살표 방향으로 운반된다. 열가소성 시트 재료(50)는 제작되는 패키지의 길이와 동일한 길이 만큼씩 단속적으로(intermittently) 이동한다.
열가소성 시트 재료(50)가 일시 정지할 때마다, 일정 길이의 지퍼 스트립(10)이 열가소성 시트 재료의 상향 면(upwardly facing side)을 가로질러 횡방향으로 밀봉된다. 지퍼 스트립(10)은 도 3에는 도시되지 않은 롤(roll) 또는 다른 공급 수단으로부터 분배되며, 고정 클램프(stationary clamp)(52)를 통과하여, 클램프(56)와 절단기(gullotine)(58)를 포함하는 왕복 운동하는 셔틀(shuttle)(54)을 통해서 공급되는데, 상기 절단기(58)는 필요시 지퍼 스트립(10)을 절단하는데 사용된다.
셔틀(54)은 열가소성 시트 재료(50)가 일시 정지할 때마다 왕복 운동한다. 셔틀(54)이 열가소성 시트 재료(50)의 위로, 바깥쪽(도면에서는 좌측)으로 이동할 때 클램프(56)는 지퍼 스트립(10) 상에서 잠기는(closed) 반면, 고정 클램프(52)는 열리게 되어, 셔틀(54)이 롤로부터 일정 길이의 지퍼 스트립(10)을 끌어당길 수 있게 된다. 셔틀(54)의 바깥쪽 단부에는 프로브(probe)(60)가 있으며, 상기 프로브(60)는 지퍼 스트립(10)의 선두 플랜지(24) 및 후미 플랜지(26)가 프로브(60)의 측면으로부터 돌출할 수 있도록 한다.
도 3에서는, 셔틀(54)이 후퇴된(retracted) 위치에 있다. 도시되진 않았지만, 셔틀(54)이 전진 위치에 있을 때, 프로브(60)는 상단 밀봉 죠(sealing jaw)(62)와 이와 대응하는 하단 밀봉 죠(64) 사이의 공간에 배치되는데, 상기 하단 밀봉 죠(64)는 열가소성 시트 재료(50)의 밑면 상에 위치한다. 선두 플랜지(24)와 후미 플랜지(26)는 상단 및 하단 밀봉 죠(62, 64)의 사이로부터 외측으로 돌출해 배치된다. 상기 두 개의 죠(62, 62)가 갇히게(close) 될 때, 가열 밀봉 바(28)가 이들 두 플랜지(24, 26)를 열가소성 시트 재료(50)에 밀봉하게 된다. 그리고 나서, 상기 죠(62, 62)가 열리며(open), 절단기(58)가 그 다음 일정 길이의 지퍼 스트립(10)을 절단하며, 클램프(56)가 열리고, 고정 클램프(52)가 닫힌다. 그 다음에, 셔틀(54)이 도 3에 도시된 위치로 후퇴하며, 열가소성 시트 재료(50)는 제작되는 패키지의 길이와 동일한 길이만큼 이동하며, 상기 과정이 반복된다.
도 4는 지퍼 스트립(10)을 열가소성 시트 재료(50)에 부착하는데 사용되는 다른 장치의 사시도이다. 앞에서와 마찬가지로, 열가소성 시트 재료(50)는 상기 장치 상에서 FFS 기계 쪽으로 화살표 방향으로 운반도며, 제작되는 패키지의 길이와 동일한 길이 만큼씩 단속적으로 이동한다.
다시, 열가소성 시트 재료(50)가 일시 정지할 때마다, 일정 길이의 지퍼 스트립(10)이 열가소성 시트 재료의 상향 면을 가로질러 횡방향으로 밀봉된다. 지퍼 스트립(10)은, 도 4에는 도시되지 않은 롤 또는 다른 공급 수단으로부터 분배되고, 상기 롤 또는 다른 공급 수단으로부터 제 1 클램프(70)에 의해서 끌어당겨지는데, 상기 제 1 클램프(70)는 제 2 클램프(72)와 보조를 맞추어 메커니즘(74)을 따라 왕복 운동을 한다. 제 1 클램프(70)와 제 2 클램프(72)는 지퍼 스트립(10)의 선두 플랜지(24)를 죄고서(grasp)는 지퍼 스트립(10)을 열가소성 시트 재료를 가로질러 횡방향으로 끌어당긴다. 제 2 클램프(72)는 지퍼 스트립(10)이 열가소성 시트 재료(50) 상향 면에 밀봉되는 동안 지퍼 스트립(10)을 제 위치에 유지시킨다. 필요시 지퍼 스트립(10)을 절단하기 위해서 고정 절단기(stationary guillotine)(76)가 사용된다.
열가소성 시트 재료(50)가 일시 정지할 때마다, 제 2 클램프(72)는 고정 절단기(76)에 의해 절단된 일정 길이의 지퍼 스트립(10)을 상기 열가소성 시트 재료의 위로, 횡방향으로 도 4에 도시된 위치까지 이동시킨다. 그와 동시에, 제 2 클램프(72)에 보조를 맞춰 움직이는 제 1 클램프(70)는 일정 길이의 지퍼 스트립(10)을 절단기(76)를 통과하여 이동시킨다. 상단 밀봉 죠(62)와, 이에 대응하는 열가소성 시트 재료(50)의 밑면 상에 위치하는 하단 밀봉 죠(64)는, 제 2 클램프(72)가 선두 플랜지(24)에서 유지되는 동안, 지퍼 스트립(10)의 선두 플랜지(24)와 후미 플랜지(26)를 열가소성 시트 재료(50)에 밀봉한다. 그리고 나서, 제 1 클램프(70)와 제 2 클램프(72)는 도 4에 도시된 위치로부터 후퇴되는데, 즉 제 1 클램프(70)는 절단기(76) 근처로부터 후퇴되며, 제 2 클램프(72)는 지퍼 스트립(10)을 따라서 절단기(76) 바로 위쪽으로 후퇴된다. 그리고 나서, 열가소성 시트 재료(50)는 제작되는 패키지의 길이와 동일한 길이만큼 이동하며, 상기 과정이 반복된다.
도 5는 지퍼 스트립(10)을 열가소성 시트 재료(50)에 부착하는데 사용되는 다른 장치의 사시도이다. 열가소성 시트 재료(50)는 상기 장치 위에서 화살표 방향으로 FFS 기계 쪽으로 운반되며, 앞에서와 마찬가지로, 제작되는 패키지의 길이와 동일한 길이 만큼씩 단속적으로 이동한다.
다시, 열가소성 시트 재료(50)가 일시 정지할 때마다, 일정 길이의 지퍼 스트립(10)이 열가소성 시트 재료(50)의 상향 면을 가로질러 횡방향으로 밀봉된다. 지퍼 스트립(10)은, 도 5에 도시되지는 않은 롤 또는 다른 공급수단으로부터 분배되며, (도면에는 도시되지 않은)진공 장치(vacuum) 또는 흡인 장치(suction)에 연결된 챔버(chamber)(82, 84) 둘레에 배치된 구멍이 형성된 벨트(perforated belt)(80)에 의해 상기 롤 또는 공급수단으로부터 끌어당겨진다. 지퍼 스트립(10)을 운반하는데 구멍이 형성된 벨트(80)를 통한 흡인 작용이 이용된다(즉, 진공 흡인에 의해 지퍼 스트립이 구멍이 형성된 벨트에 흡착되며 벨트가 이동시 흡착된 상태로 운반된다), 필요시 지퍼 스트립(10)을 절단하기 위해서 지퍼 스트립(10)이 통과하는 고정 절단기(86)가 사용된다.
열가소성 시트 재료(50)가 일시 정지할 때마다, 구멍이 형성된 벨트(80)는 열가소성 시트 재료(50)를 가로질러 홍방향으로 일정 길이의 지퍼 스트립(10)을 이동시킨다. 지퍼 스트립(10)의 선두 플랜지(24)와 후미 플랜지(26)는 구멍이 형성된 벨트(80) 및, 상단 밀봉 죠(62)와, 이에 대응되는 열가소성 시트 재료(50)의 밑면상에 위치한 하단 밀봉 죠(64) 사이의 공간에 배치되는 챔버(82)의 양 측면 너머로 돌출하여 배치된다. 선두 플랜지(24)와 후미 플랜지(26)는 상단 밀봉 죠(62)와 하단 밀봉 죠(26) 사이로부터 외측으로 돌출해 배치된다. 그리고 나서, 진공 장치가 오프(Off) 된다. 상기 2개의 밀봉 죠(62, 64)가 닫혀지면, 가열 밀봉 바(28)는 상기 두 플랜지(24, 26)를 열가소성 시트 재료에 밀봉한다. 그 다음에 밀봉 죠(62, 64)가 열리며, 제작되는 패키지의 길이와 동일한 길이만큼 열가소성 시트 재료(50)가 이동한다. 그리고 나서, 진공 장치가 온(on)되며, 절단기(86)가 지퍼 스트립(10)을 절단하며, 구멍이 형성된 벨트(80)가 열가소성 시트 재료(50)를 가로질러 횡방향으로 지퍼 스트립(10)의 해당 부분을 이동시키며, 상기 과정이 반복된다.
지퍼 스트립(10)을 열가소성 시트 재료(50)에 부착하는데 사용되는 이들 상기 장치의 어느 것이라도 수평식 또는 수직식 FFS 기계 상의 패키지의 제작에 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 도 6은 수평식 FFS 기계의 개략도이다. 열가소성 시트 재료(50)의 롤(90)은 제작 및 충진되는 패키지의 길이와 동일한 길이 만큼씩 단속적으로 상기 시트(50)를 분배한다. 일정 길이의 지퍼 스트립(10)이, 앞에서 설명된 3가지 장치 중 어느 하나를 포함하는 지퍼 부착기(zipper applicator)(92)에 의해서 열가소성 시트 재료(50)의 중앙에 부착되는데, 도 7에 도시된 바와 같이, 열가소성 시트 재료(50)의 양 측면 모서리(96)를 따라 여분의 재료(공간)를 남겨둠으로써, 중첩 접합부 또는 핀 접합부(fin seam)에 의해 접합되도록 열 가소성 시트 재료가 서로 포개어진다.
열가소성 시트 재료(50)의 단속적인 이동을 연속적인 이동으로 변환시키는데 어큐뮬레이터(94)가 사용된다.
제품 컨베이어(98)가 포장될 제품(99)을 포장 기계(100)로 운반하는데, 상기 포장 기계(100)는 성형 영역(forming area)(102), 밀봉 영역(104), 및 가로 밀봉(cross-seal) 영역(106)으로 구성된다.
상기 성형 영역(102)에서, 열가소성 시트 재료(50)의 양 측면 모서리(96)가 제품 둘레에 서로 포개어진다. 밀봉 영역(104)에서는, 제품과 지퍼 스트립(10)이 내부에 있는 상태로 연속적인 튜브 형상 부분을 형성하도록 핀 밀봉부 또는 중첩 밀봉부에 의해서 양 측면 모서리가 서로 밀봉된다. 가로 밀봉 영역에서(106), 지퍼 스트립(10)의 웨브를 서로 밀봉함이 없이, 지퍼 스트립(10)의 플랜지를 제외한 웨브가 상기 시트 재료(50)에 밀봉되고, 절단 선(112)을 따라서 패키지가 서로 분리되며, 운반 컨베이어(takeaway conveyor)(108)에 의해서 전방으로 운반된다.
도 8은 위에서 설명된 방법에 따라 형성되고 그 내부에 제품(99)이 들어있는 패키지(110)를 도시한다. 상기 패키지에서, 어느 하나의 맞물림 형상부의 상단(폭이 넓은) 플랜지(26)가 패키지 상단(116) 뿐만 아니라, 패키지 하단(114)을 형성하는 필름 웨브(film web) 부분에 밀봉된다. 상기 맞물림 형상부의 다른 플랜지(24)는 패키지 하단(114)을 형성하는 필름 웨브 부분에 부착되는 반면, 다른 맞물림 형상부의 폭이 좁은 플랜지(22)는 패키지 상단(116)을 형성하는 필름 웨브 부분에만 부착된다.
그래서, 열가소성 시트 재료의 이동 방향에 대하여 길이 방향으로 지퍼를 부착하게 되는 경우에 열가소성 시트 재료를 밀봉함과 동시에, 지퍼를 납작하게 하고 밀봉하게 됨으로써 발생할 수 있는, 누출되는 패키지가 많이 발행하는 문제가 상기 실시에와 같이 지퍼 스트립을 시트 재료에 횡방향으로 부착함으로써 해결된다.
본 기술 분야의 당업자에게는 상기 실시예로부터의 변형이 자명하지만, 첨부된 청구항의 범위를 벗어나도록 본 발명이 변경되지는 않는다.

Claims (10)

  1. 재밀폐 가능한(reclosable) 백(bag) 또는 패키지(package)에 사용되는 지퍼 스트립(zipper strip)에 있어서,
    수 맞물림 부재(male interlocking member) 및 사이 수 맞물림 부재와 함께 압출 성형된 수 웨브(male web)를 구비하는, 수 맞물림 형상부(male interlocking profile), 및
    암(female) 맞물림 형상부로서, 암 맞물림 부재 및 상기 암 맞물림 부재와 함께 압출 성형된 암 웨브를 구비하며, 상기 수 맞물림 부재가 상기 암 맞물림 부재 내에 스냅 방식으로(snappingly) 맞물려져서 상기 수 맞물림 형상부와 상기 암 맞물림 형상부를 서로 결합시키는, 상기 암 맞물림 형상부로 구성되며,
    상기 수 맞물림 부재와 암 맞물림 부재의 양 방향 중 적어도 하나의 방향에서 상기 수 웨브와 암 웨브 중 어느 하나의 웨브는 상기 수 웨브와 암 웨브의 다른 웨브보다 폭이 더 넓으며, 상기 수 웨브와 암 웨브 중 상기 폭이 더 넓은 웨브의 더 넓은 폭 부분은, 폭을 따라서 상기 수 웨브와 암 웨브의 (폭이 좁은)다른 웨브보다 더 길게 뻗어있는 적어도 하나의 플랜지이며,
    상기 지퍼 스트립은 상기 수 웨브 및 상기 암 웨브를 서로 밀봉함이 없이, 상기 적어도 하나의 플랜지를 열가소성 시트 재료(thermoplastic sheet material)에 밀봉함으로써 상기 열가소성 시트 재료에 밀봉되는 것을 특징으로 하는, 지퍼 스트립.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수 맞물림 부재와 암 맞물림 부재의 상기 양 방향 중 한 방향에서만 상기 수 웨브와 암 웨브 중 어느 하나의 웨브가 상기 수 웨브와 암 웨브의 다른 웨브보다 폭이 더 넓으며, 상기 수 웨브와 암 웨브의 상기 폭이 더 넓은 웨브의 더 넓은 폭 부분은 상기 양 방향 중 상기 한 방향으로 상기 수 웨브와 암 웨브의 (폭이 더 좁은)다른 웨브보다 더 길게 뻗어있는 플랜지인 것을 특징으로 하는, 지퍼 스트립.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수 맞물림 부재와 암 맞물림 부재의 양 방향 모두에서 상기 수 웨브와 암 웨브 중 어느 하나의 웨브가 상기 수 웨브와 암 웨브의 다른 웨브보다 폭이 더 넓으며, 상기 수 웨브와 암 웨브의 상기 폭이 더 넓은 웨브의 더 넓은 폭 부분은 상기 수 맞물림 부재와 암 맞물림 부재의 대향 방향으로 상기 수 웨브와 암 웨브의 다른 웨브보다 더 길게 뻗어있는 2개의 플랜지인 것을 특징으로 하는, 지퍼 스트립.
  4. 성형-충진-및-밀봉(form-fill-and-seal) 기계 상에서 횡방향 지퍼를 갖는 플라스틱 백 또는 패키지를 제작하는 동안, 열가소성 시트 재료의 시트 상에 지퍼 스트립을 횡방향(가로 방향)으로 부착하는 방법으로서, 상기 시트는 제작되는 백 또는 패키지의 길이와 동일한 길이만큼씩 전진하며, 상기 시트가 정지할 때마다 일정 길이의 지퍼 스트립이 부착되는, 열가소성 시트 재료의 시트 상에 지퍼 스트립을 횡방향으로 부착하는 방법에 있어서,
    맞물려진 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부를 구비하는 지퍼 스트립을 공급하는 단계로서, 상기 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부 중 하나의 맞물림 형상부는 상기 맞물림 형상부의 두 측면(lateral side) 중 적어도 하나의 측면에서 다른 맞물림 형상부의 웨브보다 폭이 더 넓은 웨브를 구비하며, 상기 폭이 더 넓은 웨브의 더 넓은 폭 부분은 상기 웨브를 따라 연장된 적어도 하나의 플랜지인, 지퍼 스트립 공급 단계와,
    일정 길이의 상기 지퍼 스트립을 상기 열가소성 시트 재료의 시트 상에 횡방향으로 배치하는 단계로서, 상기 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부 중 상기 폭이 더 넓은 웨브를 구비하는 상기 하나의 형상부는 상기 시트에 접하여 배치되며, 상기 적어도 하나의 플랜지는 상기 시트의 이동 방향으로 배향되는(oriented), 상기 지퍼 스트립을 상기 열가소성 시트 재료의 시트 상에 횡방향으로 배치하는 단계, 및
    상기 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부의 웨브를 서로 밀봉함이 없이 상기 적어도 하나의 플랜지를 상기 열가소성 시트 재료의 시트 상에 밀봉하는 단계로 구성되는, 열가소성 시트 재료의 시트 상에 지퍼 스트립을 횡방향으로 부착하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부 중 하나의 맞물림 형상부는 상기 맞물림 형상부의 두 측면(lateral side) 모두에서 다른 맞물림형상부의 웨브보다 폭이 더 넓은 웨브를 구비하며, 상기 폭이 더 넓은 웨브의 더 넓은 폭 부분은 상기 웨브의 각 측면을 따라 연장된 플랜지인 것을 특징으로 하는, 열가소성 시트 재료의 시트 상에 지퍼 스트립을 횡방향으로 부착하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 열가소성 시트 재료의 시트 상에 일정 길이의 상기 지퍼 스트립을 횡방향으로 배치하는 단계는 클램프(clamp)와 절단기(guillotine)를 구비하는 왕복 운동하는 셔틀(reciprocating shuttle)에 의해서 행해지는데, 상기 클램프는 상기 지퍼 스크립 공급 수단(supply)으로부터 상기 시트의 위에 횡방향으로 상기 지퍼 스트립을 끌어다 놓도록 제공되며, 상기 절단기는 상기 일정 길이의 지퍼 스트립을 절단하기 위해서 제공되는 것을 특징으로 하는, 열가소성 시트 재료의 시트 상에 지퍼 스트립을 횡방향으로 부착하는 방법.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 열가소성 시트 재료의 시트 상에 일정 길이의 상기 지퍼 스트립을 횡방향으로 배치하는 단계는 고정 절단기(stationary guillotine)에 의해 분리된 한 쌍의 왕복 운동하는 클램프에 의해서 행해지는데, 상기 왕복 운동하는 클램프는 둘 다 상기 지퍼 스트립의 적어도 하나의 플랜지를 죔으로써 상기 지퍼 스트립을 붙들며(grasp), 상기 왕복 운동하는 클램프 중 하나는 상기 절단기에 의해 절단된 상기 일정 길이의 지퍼 스트립을 상기 열가소성 시트 재료의 시트 위로 이송하고 상기 밀봉 단계 동안 상기 일정 길이의 지퍼 스트립을 유지시키며, 상기 왕복 운동하는 클램프의 다른 하나는 상기 지퍼 스트립 공급 수단으로부터 상기 절단기 쪽으로 상기 지퍼 스트립을 끌어다 놓는것을 특징으로 하는, 열가소성 시트 재료의 시트 상에 지퍼 스트립을 횡방향으로 부착하는 방법.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 열가소성 시트 재료의 시트 상에 일정 길이의 상기 지퍼 스트립을 횡방향으로 배치하는 단계는 진공 컨베이어 수단과 절단기에 의해서 행해지는데, 상기 진공 컨베이어 수단은 상기 지퍼 스트립 공급 수단으로부터 상기 지퍼 스트립을 끌어당기며, 상기 절단기에 의해 절단된 일정 길이의 지퍼 스트립을 상기 열가소성 시트 재료의 시트의 위로 이동시켜 놓는 것을 특징으로 하는, 열가소성 시트 재료의 시트 상에 지퍼 스트립을 횡방향으로 부착하는 방법.
  9. 제 4항의 있어서, 상기 시트의 이동은 일정 증분(increment)으로(즉, 한 회에 일정 길이씩 이동) 행해지는 것을 특징으로 하는, 열가소성 시트 재료의 시트상에 지퍼 스트립을 횡방향으로 부착하는 방법.
  10. 수평식 성형-충진-및-밀봉 기계 상에서 재밀폐 가능한 패키지를 제작하는 방법에 있어서,
    열가소성 시트 재료의 시트를 따라 일정 간격으로 열가소성 시트 재료의 시트 중앙을 가로질러 횡방향으로 부착된 일정 길이의 지퍼 스트립을 구비하며, 상기 열가소성 시트 재료의 시트의 양 측면 모서리를 따라 지퍼 스트립이 없는 부분을 구비하는 열가소성 시트 재료의 시트를 제공하는 단계로서, 상기 지퍼 스트립은 맞물려진 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부를 구비하며, 상기 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부 중 하나는 상기 맞물림 형상부의 두 측면 중 적어도 하나의 측면에서 다른 맞물림 형상부의 웨브보다 폭이 더 넓은 웨브를 구비하며, 상기 폭이 더 넓은 웨브의 더 넓은 폭 부분은 상기 폭이 더 넓은 웨브를 따라 연장된 적어도 하나의 플랜지이며, 상기 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부 중 상기 폭이 더 넓은 웨브를 구비하는 상기 하나의 형상부는 상기 시트에 부착되며, 상기 적어도 하나의 플랜지는 상기 수평식 성형-충진-및-밀봉 기계 상에서 상기 시트의 이동 방향으로 배향되며, 맞물려진 상기 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부를 상기시트에 부착하기 위해서 상기 적어도 하나의 플랜지가 상기 시트 상에 밀봉되는, 열가소성 시트 재료의 시트를 제공하는 단계와,
    포장될 제품을 상기 열가소성 시트 재료의 시트 상에 놓기 위한 제품 컨베이어(product conveyor)를 제공하는 단계와,
    상기 열가소성 시트 재료의 시트 양 측면 모서리를 상기 제품의 둘레로 서로 포개는 단계와,
    상기 시트로부터 상기 제품을 둘러싸는 튜브 형상 부분을 형성하기 위해서 상기 시트의 상기 양 측면 모서리를 서로 밀봉하는 단계와,
    상기 수 맞물림 형상부와 암 맞물림 형상부의 상기 웨브를 서로 밀봉함이 없이 상기 튜브 형상 부분을 상기 일정 길이의 지퍼 스트립 각각에 횡방향으로 밀봉하는 단계, 및
    상기 밀봉된 튜브 형상 부분을 절단하여 각각의 완성된 패키지를 그 다음 패키지로부터 분리시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는, 수평식 성형-충진-및-밀봉 기계 상에서 재밀폐 가능한 패키지를 제작하는 방법.
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