KR100338047B1 - 유체성식품을함유하는밀봉패키지를포장재튜브로부터연속생산하기위한포장장치 - Google Patents

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후리버그 렌나아트
거스타프손 퍼
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테트라 라발 홀딩스 앤드 피낭스 소시에떼아노님
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Abstract

본 발명은 유체성 식품이 채워진 포장재 튜브(14)로부터, 해당 식품이 담긴 무균 포장용기를 연속생산하기 위한 포장장치(1)에 관한 것으로서, 본 장치(1)는, 다수의 죠(12) 및 카운터-죠(13)를 갖는 한편 상기 튜브(14)를 파지(把持)하여 죠(12)상의 유도가열 부재(29)로 튜브(14) 단면부를 지속적으로 가열 밀봉하는 상호 연동 구조의 제1 및 제2 체인 컨베이어(10, 11)를 가지며, 상기 각각의 카운터-죠(13)는, 상기 포장재에 작용하는 파지압력을 한정짓게 되는 스프링(75)의 중첩을 매개로 해당 카운터-죠의 주 몸체(20)에 결합된 푸쉬 바(push bar, 35)를 구비하고 있다.

Description

유체성 식품을 함유하는 밀봉 패키지를 포장재 튜브로부터 연속 생산하기 위한 포장 장치
본 발명은 유체성 식품(pourable food products)을 함유하는 무균 밀봉 패키지를 포장재 튜브로부터 연속 생산하기 위한 포장 장치(packaging unit)에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 따른 포장 징치는 실질적으로 평행 육면체의 무균 밀봉 용기를 생산한다.
과일쥬스, 저온살균(pasteurization) 또는 초고온 처리(UHT)한 우유, 와인, 토마토 소스 등 많은 종류의 유체성 식품이 살균 처리된 포장재 패키지에 담겨진 상태로 판매된다.
이러한 패키지의 전형적인 예가 '테트라 브릭 어셉틱(Tetra Brick Aseptic)'(등록상표)이라는 이름으로 알려져 있는 액체 또는 유체성 식품용의 평행 육면체 포장 용기인 바, 스트립-롤(strip-rolled) 형태의 포장재를 접고 밀봉하는 단계를 통해 만들어진다. 상기 롤 형태로 감긴 포장재는, 섬유재층(예를 들면, 종이) 및 그 양면에 피복된 열가소성 수지층(예를 들면, 폴리에틸렌)을 포함하며; 필연적으로 패키지 내의 식품과 접촉하게 되는 부위는, 방벽층(예를 들면, 알루미늄 시이트)을 포함하는 데, 이러한 방벽층은 열가소성 수지층으로 피복된다.
알려진 바와 같이, 상기 종류의 패키지는 완전 자동화 기계에 의해 생산되는데, 이때 스트립 형태로 공급되는 포장재로부터 연속적인 튜브가 형성하게 된다. 상기 포장재 스트립(strip)은, 예를 들면, 과산화수소 용액과 같은 화학 살균제를 투여하는 단계; 살균 후, 가열에 의한 증발 등을 통해 포장재 표면으로부터 상기 화학 살균제를 제거하는 단계; 및 상기 살균된 포장재 스트립을 밀폐된 살균 환경하에서 보관하고, 길이 방향으로 접고 밀폐시켜 튜브를 형성하는 단계를 통해, 상기 포장 기계상에서 살균 처리된다.
살균된 또는 살균 처리된 식품을 상기 튜브에 채운 다음, 일정 간격의 단면으로 밀봉시킨 후, 필로우-팩 패킷(pillow-pack packet)으로 잘라지고 나서, 기계식으로 접혀서 평행 육면체형 패키지가 된다.
상기 형태의 포장기계는 이미 공지되어 있다. 이러한 포장 기계에 있어서의 튜브 단면은, 밀봉 단면에서 튜브를 교대로 파지(grip)하기 위해 각각의 암(arm)에 의해 움직이는 2개의 죠 유닛(jaw unit)에 의해 밀봉된다.
각 죠 유닛에서 하나의 죠는, 죠 유닛이 튜브에 파지되는 때에 상기한 열가소성 수지재료를 국부적으로 녹여서 열가소성 피복을 접합하여 튜브의 단면을 밀봉하는, 유도 가열 부재를 포함하고 있다.
각각의 죠 유닛은 비교적 복잡한 작동 사이클을 수행하는 데, 각각의 죠는, 포장 기계의 상부 스테이션(upper station) 지점에서 튜브와 접촉하여, 튜브를 강하게 파지하고 튜브 공급축을 따라 튜브와 함께 하강하여 상기 단면부를 밀봉하게 되며, 포장 기계의 하단 스테이션 지점에서 개방된다. 포장 기계의 생산속도에 상응하는 시간간격을 두고서 오프셋되는 동일 사이클이 제2 유닛에 의해 수행되어, 제1 유닛에 의한 제1 밀봉과 제2 죠 유닛에 의해 후속되는 제2 밀봉 사이로 연장되는 튜브 부위에 의해 각 패키지가 형성되다.
비록 널리 이용되고 있고 신뢰할 수 있는 상기 유형의 공지된 기계의 생산 속도는, 관련 큰 질량체(암, 죠 및 각각의 작동기)의 주기적 왕복운동, 생산속도를1 시간당 수천 사이클 정도로 제한하는 관성력에 의해 제한되며, 동력학적 문제가 발생함으로 인해 상기 기계의 작동이 손상된다.
상기 기계의 생산 속도를 증대시키기 위해 연속 포장 장치가 제안된 바 있는 데, 이는 각각의 무한경로를 형성하며 다수의 죠 및 카운터-죠(counter-jaw)를 갖춘 2개의 체인 컨베이어(chain conveyor)를 포함한다. 상기 2개의 경로는, 실질적으로 서로 마주보는 상태로 평행하며, 이들 2개 경로 사이로 포장재 튜브가 공급되는, 각각의 지선(branch)을 포함한다. 또한, 상기 컨베이어상의 죠는, 상기 각 경로의 지선을 따라, 반대측 컨베이어 상의 상응하는 카운터-죠와 연동하여 튜브의 다수의 횡단면부를 잡아 밀봉시키게 된다. 연속 체인 컨베이어 시스템의 경우, 어느 정도까지는, 상기 동력학적 문제를 해소하며 왕복 시스템하의 최대 생산 속도를 증가시킨다.
이러한 종류의 기계는, 예를 들면, US-Re 33,467호에 예시되어 있다.
얼마동안 시험해 보았으나, 본 출원인의 지식으로는, 상기 기계는 지금까지 만족할 정도의 실제 적용될 수 있는 용도를 발견할 수 없었다.
상기한 유형의 기계들이 가지는 문제점중 하나는, 상기 씰 형성시 죠 및 카운터-죠에 의해 포장재에 가해지는 접촉 압력(contact pressure)을 신뢰할 정도로 정확하게 제어하기 어렵다는 점이다 {상기 접촉 압력은, 상기 기계 본체에 고정된 제어 캠(control cam)과, 각각의 캠을 따라 이동하며 각각의 죠 및 카운터-죠와 연동하는 캠 연동부재(cam-following member) 사이의 접촉에 의해 발생한다}. 상기 접촉 압력은 설치 구조, 조립 공차, 캠 및 캠 연동부재의 마모, 및 작동온도에 크게 의존하기 때문에, 상기 기계를 설치하고 최적 작동조건을 유지하기가 상당한 어렵다.
용기가 손상입지 않도록 하여 그 내용물의 살균특성을 유지할 수 있도록 해주는 신뢰성 있는 생산공정을 이루기 위해서는, 상기한 밀봉압력의 제어가 필수적이다.
본 발명의 목적은, 유체성 식품이 담긴 무균 밀봉용기를 연속 생산하기 위한 포장장치를 제공하는 한편, 공지된 기계들이 전형적으로 갖고 있는 앞서 언급한 문제점을 해소하는 데 있다.
본 발명에서는,
다수의 죠(jaw)를 가지며, 이러한 죠가 공급되는 제1 무한 경로를 한정하는, 제1 체인 컨베이어 (chain conveyor) {여기서, 제1 무한 경로는, 상기한 죠가 각각의 카운터-죠(counter-jaw)와 연동하여 포장재 튜브의 단면부를 일정 간격을 두고 파지할 수 있도록, 상기 포장재관 공급 경로에 인접해 있으며 공급 경로의 양측으로 실질적으로 대칭 연장된 각각의 작업부(work portion)를 포함한다};
다수의 카운터-죠를 가지며, 이러한 카운터-죠가 공급되는 제2 무한 경로를 한정하는, 제2 체인 컨베이어 {여기서, 제2 무한 경로는, 상기한 죠가 각각의 카운터-죠(counter-jaw)와 연동하여 포장재 튜브의 단면부를 일정 간격을 두고 파지할 수 있도록, 상기 포장재관 공급 경로에 인접해 있으며 공급 경로의 양측으로 실질적으로 대칭 연장된 각각의 작업부(work portion)를 포함한다}; 및
적어도 상기 각각의 작업부를 따라, 상기한 죠를 가이드하는 제1 캠 가이드 수단 (cam guide means) 및 상기한 카운터-죠를 가이드하는 제2 캠 가이드 수단 {여기서, 상기한 죠 및 카운터-죠는, 상기한 각각의 제1 및 제2 캠 가이드 수단과 연동하는 캠 연동 수단(cam-following means)을 포함하며; 상기 포장재를 가열-밀봉하기 위한 가열수단(heating means) 및 이러한 가열수단에 대항하여 상기 포장재를 파지하기 위한 파지 압력을 가해주는 푸쉬 수단(push means)을 각각 포함한다}을 포함하는,
수직 공급경로를 따라 공급되며 유체성 식품이 채워지는 시이트(sheet) 형태의 가열 밀봉식 포장재로 제조된 튜브로부터, 유체성 식품이 담긴 무균 밀봉 용기를 연속적으로 생산하기 위한 포장 장치가 제공되는 바,
상기 카운터-죠 각각은, 상기 캠 연동 수단을 포함하고 상기 제2 체인 컨베이어의 한 링크(link)를 한정하는 주 몸체(main body)를 포함하며;
상기 푸쉬 수단은, 주 몸체에 고정되어 상기 파지압력 방향으로 이동 가능한 압력 부재(pressure element), 및 상기 주 몸체와 상기 압력 부재 사이에 위치하며 상기 파지 압력을 한정하는 탄성 수단(elastic means)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 비-한정적 실시예를 설명한다.
도 1은, 명확히 하기 위해 일부 부품이 제거된, 본 발명의 기술에 따른 포장장치를 나타낸 투시도.
도 2는, 도 1의 장치를 개략적으로 나타낸 부분 측면도.
도 3은, 도 1의 장치에 있어서의 죠(jaw) 및 이에 상응하는 카운터-죠(counter-jaw)를 나타낸 투시도.
도 4는, 도 3의 카운터-죠의 정면도.
도 5는, 도 4의 V-V선 단면도.
도 6은, 도 5의 확대 상세도.
도 7은, 명확히 하기 위해 일부 부품이 제거된, 파지 위치에서의 도 3의 죠 및 카운터-죠를 나타낸 반단면도.
도 1 및 도 2에서, 참조번호 '1'은, 저온살균 또는 UHT 우유, 과일 쥬스, 와인 등과 같은 유체성 식품이 담긴 무균 밀봉 용기(2)를, 포장재 튜브(14)로부터 연속 생산하기 위한 포장 장치를 표시한다.
튜브(14)는, 가열 밀봉재료로 된 스트립(strip)을 길이방향으로 절첩(folding) 및 밀봉(sealing)하여 상기 장치 (1)로부터 공지 방법에 의해 형성되며, 포장할 살균 또는 무균-처리된 식품으로 상류에서 충전된다.
상기 장치(1)는,
2개의 측벽(4, 5) 및 이들 측벽 사이에 단단히 고정되어 함께 하나의 개구부(8)를 형성하는 2개의 평행 가로벽(6, 7)에 의해 정의되는 프레임(3, 도 1 ); 및
상기 프레임(3)에 고정되어 있으며, 서로 연동하여 상기 개구부(8)를 통과하는 수직 경로(A)를 따라 공급되는 포장재 튜브(14)과 상호 작용하는 카운터-죠(13, 도 1에 1개만 도시됨) 및 죠(12, 도 1에 1개만 도시됨)를 각각 포함하는, 2개의 체인 컨베이어(10, 11)를 포함한다.
상기 컨베이어(10, 11)는, 죠(12) 및 카운터-죠(13)가 공급되는 각각의 무한경로(P, Q)를 형성하는 한편, 프레임(3)의 측벽(6, 7) 주위까지 연장된다.
컨베이어(10)는, 경로(P)를 따라 연장된 관절형 체인(15); 경로(P)의 하단에서 상기 체인(15)과 함께 그 상부에 맞물리는 2개의 구동륜(16)을 포함한다. 죠(12)는, 일체형 부품으로서 상기 체인(15)의 대체 링크를 구성하며, 쌍을 이룬 링크(17)에 의해 관절식(in articulated manner)으로 상호 연결되어 있다.
보다 상세하게 설명하면, 각각의 죠(12, 도 3)는, 경로(A)와 직각을 이루는 한편 상기 가로벽(6)과 평행한 방향으로 연장되며, 서로에 대해 일정 간격을 둔 제1 및 제2 돌출-핀(23, 24)을 갖는 각각의 선단 돌출부(21, 22)를 가지는 연장된주 몸체(20)를 포함하는 데, 여기서 상기 주 몸체는 자신의 주요 치수 방향에 대해 평행인 축(25, 26)을 갖는다. 링크(17)는, 하나의 죠(12)의 핀(23)이 인접한 죠의 핀(24)에 연결되도록, 죠(12)의 핀(23, 24)을 축으로 선회 운동한다.
이와 유사하게, 컨베이어(11)는, 경로(Q)를 따라 연장된 관절형 체인(27); 및 경로(Q)의 하단에서 상기 체인(27)과 맞물리는 2개의 구동륜(28)을 포함한다. 체인(27)은, 관절식으로 상호 연결된 다수의 카운터-죠(13)에 의해 정의되며, 죠(12)와 다른 점에 대해서만 상세히 설명되어 있으며, 죠(12)와 관련하여 기재된 것과 유사하거나 상응하는 부분에 대해서는 동일 참조 번호를 사용하였다. 간단히 말하면, 각각의 카운터-죠(13)는, 인접한 카운터-죠(13) 쌍을 연결하기 위해 상기 링크(17)가 이를 축으로 선회 운동하게 되는 각 쌍의 선단 핀(end pin)(23, 24)쌍을 갖는 주 몸체(20)를 포함한다.
각각의 죠(12)는, 튜브(14)의 경로(A)와 교차하는 방향으로 주 몸체(20)에 고정된 유도 가열 부재(29)를 포함한다. 이 때, 상기 유도 가열 부재(induction heating element)는 1쌍의 직선 평행 작용면(30)을 포함하며, 사용시, 프레임(3)에 고정되어 상기 개구부(8)내 경로(P) 영역 내에 연장된 공급 바(supply bar, 도시하지 않음)를 통해 미끄럼식으로 서로 연동하는 1쌍의 접촉 브러시(34)에 의해 전력을 공급받게 된다.
상기 가열 부재(29)와 마주보는 상태에서, 각각의 카운터죠(13, 도 4 및 도 5)는, 상응하는 죠(12)의 가열 부재(29)와 연동하여 튜브(도 2)의 단면부를 파지하는 압력 바(35, pressure bar)를 포함한다. 사용시 상응하는 죠(12)와 마주보는 전면(46)상에 있어서, 상기 바(35)는 비교적 유연한 두 개의 탄성 중합체 밴드(36)를 포함하는 데, 이들은 상기 가열 부재(29)의 작용면(30)에 대항하여 상기 포장재와 연동하게 된다.
죠(12) 및 카운터-죠(13)는 상기 용기(2)의 체적을 그 형성시점에서 조절하기 위한 각각의 제어 장치(37) (본 발명의 일부를 구성하지 않으므로 상세하게 설명하지는 않음)를 포함한다.
이들 죠(12) 및 카운터-죠(13)의 운동은, 프레임(3)의 벽(6, 7)에 고정되어 죠(12) 및 카운터-죠(13)상의 로울러(roller)(52, 53) 쌍과 연동하도록 된 캠(50, 51) 쌍에 의해 제어된다.
보다 상세하게는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 각각의 죠(12) 및 카운터-죠(13)는 상기 주 몸체(20)의 선단 돌출부(21) 내부에 아이들링(idling)한 상태로 고정되어 있는 제1 로울러 쌍(52, 53) 및 주 몸체(20)의 선단 돌출부(22) 내부에 아이들링한 상태로 고정되어 있는 제2 로울러 쌍(52, 53)을 포함한다. 또한, 상기 각각의 돌출부(21, 22)는, 후방{즉, 상기 가열 부재(29) 또는 압력 바(35)로부터 멀어지는 측면}에 형성되어 상기 핀(23, 24)의 축(25, 26)에 대해 직각인 방향 및 상기 축(25, 26)에 의해 정의되는 평면과 실질적으로 평행인 방향으로 연장되는, 나란히 있는 1쌍의 평행 측방 시트(seat)(54, 55)를 포함한다.
각 쌍의 상기 로울러(53)는 외측 시트(54)(즉, 주 몸체(20)의 선단에 보다 가까운 쪽) 내부에 위치하며 상응하는 핀(23)에 고정되어 있는 반면, 각 쌍의 로울러(52)는 내측 시트(55) 내부에 위치하며 상응하는 핀(24)에 고정되어 있다.
상기 벽(6)(도 1)에는 상기 죠(12)의 각 로울러 쌍(52, 53)과 연동하는 2쌍의 캠(50, 51)이 고정되어 있다. 이와 유사하게, 벽(7)에는 상기 카운터-죠(13)의 각 로울러쌍(52, 53)과 연동하는 2쌍의 캠(50, 51)이 고정되어 있다.
캠(50, 51)은, 각각의 벽(6, 7) 상부 선단을 주위로 연장되어 상기 컨베이어(10, 11)의 각 체인(15, 27)을 위해 각각의 구동륜(16, 28)에 대향한 전동부(transmission)를 한정짓는 실질적 U형상 부분(50a, 51a), 및 상기 개구부(8)내에서 각각의 벽(6, 7)을 따라 연장된 부분(50b, 51b)을 포함한다.
상기 부분(50a, 51a)은, 죠(12) 및 카운터-죠(13)가 이를 따라 접근하여 상기 포장재 튜브(14)와 접촉하게 되는 경로부(P1, Q1)를 한정지으며; 다른 부분(50b, 51b)은, 상기 죠(12) 및 카운터-죠(13)가 경로부를 따라 압력하의 접촉을 유지함으로써 상기 용기(2)를 한정짓는 씰을 형성하게 되는, 실질적으로 경로부(P2, Q2)에 평행한 대면을 한정짓는다.
상기 캠(50, 51)은 경로(P, Q)상 구동륜(16, 28)으로부터 하류에 위치한 각각의 부분(P3, Q3)에서 체인(15, 27)을 해제한다.
상기 부분(P3, Q3)을 따라, 상기 체인(15, 27)은, 상기 죠(12) 및 카운터-죠(13)의 로울러(52, 53)가 관련 캠(50, 51)과의 접촉 상태를 유지할 수 있도록 해당 체인에 인장력을 주는 각각의 텐셔너(tensioner)(56)쌍과 연동하게 된다.
각각의 텐셔너(56)는, 벽(6 또는 7)에 고정된 지지대 상에 수평축을 중심으로 힌지(hinge)-결합된 가동형 슈(shoe, 57); 및 슈(57)와 벽(6 또는 7) 사이에 배치된 스프링을 포함한다. 슈(57)에 있어, 상기 벽(6 또는 7)과 멀어지는 쪽 면상에는 2개의 인접한 로울링 트랙(rolling track)(60, 61)이 형성되어 있는 바, 이러한 트랙은 스프링(59)에 의해 죠(12) 또는 카운터-죠(13)의 로울러(52, 53)와 각각 연동한다.
본 발명에 따르면, 각 카운터-죠(13)의 압력 바(35)는, 핀(23, 24)의 축(25, 26)에 의해 한정된 평면에 대한 직각 방향에 있어 제한된 운동만이 가능하도록 상기 주 몸체(20)에 고정되어 있다. 도 3에서 'X'로 표시된 방향은, 사용시 각각의 죠/카운터-죠 쌍에 의해 상기 튜브(14)에 압력이 가해지는 방향이다.
방향(X)에 평행한 각각의 축을 갖는 2개의 핀(65)은, 상기 바(35)의 전방 표면(46)의 반대 쪽에서 바(35)의 후방으로 돌출하는 형태로 고정되며 (특히, 나사로 죄어 고정), 상기 주 몸체(20)에 형성되어 있는 각각의 위치결정 구멍(locating hole)(66)과 느슨하게 결합된다.
바(35)는, 사용시 'X' 방향의 반발 압력을 형성하여 각 죠(12)에 대항하여 바(35)를 지탱하기 위한 2개의 탄성연결 조립체(elastic connecting assembly)(67)가 중간에 삽입되어 주 몸체(20)와 결합되어 있다.
상기한 조립체(67)는 상기 바(35)의 전면(46)을 따라 양측방 선단에 위치하며, 도 6에서는 이들 조립체(67) 중 하나를 확대하여 나타낸 단면을 도시한다.
각각의 조립체(67)는, 상기 주 몸체(20)의 실질적으로 원통형 관통 공동(71)내에 방사상 여유 공간을 갖고 헐겁게 고정되며 상기 'X' 방향에 대한 평행축을 갖는 가이드 샤프트(guide shaft, 70); 및 상기 관통 공동(cavity, 71) 주위에 다수의 나사(73)에 의해 주 몸체(20) 후방에 고정된 선단 플랜지(72)를 포함한다.
상기 관통 공동(71) 내에는, 사각단면 와이어(wire)로 제작되며, 관통 공동(71)내에서 축방향으로 미끄럼 가능한 한편 상기 바(35)에 축방향 및 방사상으로 연결된 컵-형 부재(76)와 상기 플랜지(72) 사이에서 압축된, 강력 코일 스프링(75)이 내장되어 있다. 보다 상세히 설명하면, 상기 부재(76)는, 상기 스프링(75)과 축방향으로 연동하는 환형 기저벽(77), 및 관통 공동(71)내에 헐거운 상태로 내장된 원통형 벽(78)을 포함한다 {이 때, 상기 벽(77)은 상기 샤프트(70)와 미끄럼식으로 연동하는 내측 칼날형 테이퍼 선단(tapered inner knife edge, 79)을 포함한다}.
관통 공동(71)은, 상기 부재(76)의 원통형 벽(78)과 미끄럼식으로 연동하는 환형 밀폐부(sael, 81)를 내장한 원주상 홈(80)을 포함하며, 상기 관통 공동(71) 및 부재(76)에는 윤활용 그리스가 편리하게 채워져 있다.
축(70)의 소-직경 말단부(82)는, 탄성 중합체 부쉬(bush, 84)의 삽입을 매개로 하여 상기 압력바(35)의 원통형 시트(seat, 83) 내부에 내장되어 있다.
상기 부쉬(84)는, 샤프트(70)와 공축의 스톱 와셔(stop washer, 86)와 샤프트(70)의 어깨부(shoulder, 85) 사이에 삽입되며, 샤프트 (70)의 선단부(82) 선단에 고정된다. 상기 와셔(86)의 주변 말단부는, 바(35) 시트(83)의 환형 어깨부(87)와 축방향으로 연동하여, 상기 어깨부(87)를 부쉬(84)에 대항하여 축방향에서 잡아주는 한편 스프링(75)에 반대하여 상기 바(35)를 부재(76)에 대항하여 유지시킨다. 더욱 상세하게는, 부재(76)의 기저벽(77)은 상기 압력 바(35)의 시트(83)와 맞닿은위치지정 칼라(locating collar)(90)를 형성한다.
상기 장치(1)는 다음과 같이 작동한다.
도 2에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 컨베이어(10, 11)를 공지의 방법에 의해 반대 방향으로 회전시킴으로써, 각 경로(P, Q)상의 끝 부분(P1, Q1)으로부터 부분(P2, Q2)를 거치면서, 상기 각각의 죠(12) 및 카운터-죠(13)는 상기 캠(50, 51) 프로파일에 의해 정의되는 운동에 따라 포장재 튜브(14)와 연동하게 된다.
상기 튜브(14)가 접촉되고 점차 압축을 받아 포장재가 국부적으로 절첩되어 튜브(14)에 대해 교차하여 연장된 평탄 밀봉 스트립(88)을 형성하는 제1 단계 이후, 죠(12) 및 카운터-죠(13)는 최대 파지 압력이 튜브(14)에 작용하는 한편 각 죠(12)의 가열 부재(29)가 공급되어 가열 씰을 형성하게 되는 캠(50, 51)의 직선부(50b, 51b)에 이른다 (참조: 도 2).
죠(12)와 카운터-죠(13)에서 실질적으로 동일 형상인 캠(50, 51)의 부분(50b) 및 (51b)간의 거리는 상당 부분에 걸쳐 일정하며, 상기 카운터-죠(13)의 스프링(75)을 약간 압축하여 변형되도록 설정되어 있다.
상기 압축은 스프링(75)의 경우에 비해 상당히 작은 탄성 중합체 부쉬(84)의 축방향 탄성 강도에 의해 가능하며, 상기 바(35)가 상응하는 죠(12)의 가열 부재(29)와 연동하여 상기 포장재를 파지하는 경우, 파지 방향 'X'에 있어 상기 바(35)에 가해지는 압력은 상기 부쉬(84)를 압축하게 되는 바, 이때의 압력은 각각의 컵-형 부재(76)를 매개로 스프링(75)에 거의 완전히 전달된다.
상기 스프링(75)은 매우 적은 정도로만 변형되기 때문에, 포장재에 작용하는파지 압력은 상기 스프링(75)의 예압(preload)에 의해 실질적으로 결정된다.
본 발명에 따른 장치(1)의 장점은 이상의 설명을 통해 분명해졌을 것이다.
특히, 압력 바(35)를 각각의 카운터-죠(13)에 탄성적으로 연결하는 장치(67)는, 포장재에 작용하는 파지 압력을 전방 직진 방식으로 정확하고 신뢰성 있게 제어할 수 있다.
더욱이, 상기 컵-형 부재(76)를 샤프트(70) 상에서 움직이게 하는 비교적 유연한 탄성체 부쉬(84) 및 내측 칼날형 선단(79)에 의해, 비록 제한적이기는 하나, 상기 장치(67)는 바(35)로 하여금 어느 정도 그 위치를 조정할 수 있도록 해준다. 그 결과, 기계가공 및 조립 공차(tolerance)로 인해, 바(35) 위치결정상 작은 오차가 있는 경우라도, 바(35)는 상기 씰 전체에 대해 균일한 압력을 가한다.
마지막으로, 탄성체 부쉬(84)는, 각각의 바(35)와 샤프트(70) 사이의 미끄럼연결을 배제하는 역할을 하여, 상기 씰(81)과의 함께, 스프링의 산화 및 녹 발생을 초래하여 탄성-연결 장치(67)의 효과적 작동을 저해할 염려가 있는 외부 제제 (특히, 액체)가 관통 공동(71)내로 침입하는 것을 방지하게 된다.
하기 특허청구범위를 벗어나지 않고서도 상기 설명한 바의 장치(1)를 변경할 수 있는 바, 이러한 변경 역시 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것임을 명백히 밝혀둔다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 밀봉용기 연속생산 장치는, 공지 기계류가 전형적으로 갖고 있는 앞서 언급한 바의 문제점을 해소함으로써 유체성 식품이담긴 밀봉용기 생산에 있어서의 생산속도를 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 수직 공급 경로(A)를 따라 공급되어 유체성 식품이 채워지는 시이트 형태의 가열 밀봉식 포장재로 제조된 튜브(14)로부터, 유체성 식품이 담긴 살균 밀봉용기(2)를 연속 생산하기 위한 포장 장치(1)로서,
    상기 포장재를 가열 밀봉하는 가열 수단(29) 및 이러한 가열 수단(29)에 대해 상기 포장재를 파지하기 위한 파지압력을 가해주는 푸쉬 수단(35, 67)을 각각 포함하는 다수의 죠(12)를 가지며, 상기 죠(12)가 각각의 카운터-죠(13)와 연동하여 포장재 튜브(14) 단면부(88)를 각각 일정 간격으로 파지할 수 있도록 상기 포장재 튜브(14)의 공급 경로(A)의 양측으로 실질적으로 대칭 연장되며 공급 경로(A)에 인접해있는 작업부(P1, P2)를 포함하며 상기 죠(12)가 공급되는 제1 무한 경로(P)를 정의하는, 제1 체인 컨베이어(10);
    상기 포장재를 가열 밀봉하는 가열 수단(29) 및 이러한 가열 수단(29)에 대해 상기 포장재를 파지하기 위한 파지압력을 가해주는 푸쉬 수단(35, 67)을 각각 포함하는 다수의 카운터-죠(13)를 가지며, 상기 카운터-죠(13)가 각각의 죠(12)와 연동하여 포장재 튜브(14) 단면부(88)를 각각 일정 간격으로 파지할 수 있도록 상기 포장재 튜브(14)의 공급 경로(A)의 양측으로 실질적으로 대칭 연장되며 공급 경로 (A)에 인접해 있는 작업부(Q1, Q2)를 포함하며 상기 카운터-죠(13)가 공급되는 제2 무한 경로(Q)를 정의하는, 제2 체인 컨베이어(11); 및
    적어도 상기 각각의 작업부(P1, P2; Q1, Q2)를 따라, 캠-연동 수단 (52, 53)을 포함하는 상기 죠(12) 및 카운터-죠(13)를 각각 가이드하는 제1 캠 가이드 수단(50, 51) 및 제2 캠 가이드 수단(50, 51)을 포함하며,
    상기 각각의 카운터-죠(13)는, 상기 캠-연동 부재(52, 53)를 포함하고 상기 제2 체인 컨베이어(11)의 한 링크를 정의하는 주 몸체(20)를 포함하고,
    상기 푸쉬 수단 (35, 67)은, 주 몸체에 고정되어 상기 파지 압력 방향(X)으로 이동 가능한 압력 부재(35); 및 상기 주 몸체(20)와 압력 부재(35) 사이에 위치하여 서로 연결해주며 상기 파지 압력을 정의하는 탄성 수단(75)과, 상기 주 몸체(20)에 고정되어 상기 파지 압력 방향 (X)으로 연장되는 상기 압력 부재(35)를 가이드하는 가이드 수단(70)을 가지는, 탄성결합 구조체(67)를 포함하는,
    유체성 식품이 담긴 살균 밀봉용기(2)를 연속 생산하기 위한 포장 장치(1)에 있어서,
    각각의 상기 탄성결합 구조체(67)가, 상기 가이드 부재(70)에 대한 상기 압력 부재 (35)의 위치를 결정하고 작은 배치오차(misalignment)를 허용하는 위치결정 수단 (76, 84)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치결정 수단 (76, 84)이,
    상기 파지압력 방향(X)으로 상기 압력 부재(35) 및 가이드 부재(70)에 연결되며, 변형성이 있어서 상기 가이드 부재(70) 및 압력 부재(35) 간의 상호 미끄럼 접촉면이 없는 운동을 허용하는, 유연 부재(flexible element, 84)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 장치(1).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압력 부재(35)는, 상기 포장재 튜브(14)의 공급 경로에 대해 직각 방향으로 연장된 길다란 바(bar) 형태이며;
    상기 푸쉬 수단은, 상기의 각 탄성 수단(75)을 가지며, 상기 압력 부재(35)를 이의 양 말단에 인접해 있는 주 몸체(20)와 연결하는, 한 쌍의 탄성결합 구조체(67)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 장치(1).
  4. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 탄성결합 구조체(67)가, 상기 탄성 수단(75)을 내장한 실질적으로 폐쇄된 시트(seat, 71); 및 상기 시트 네에 외부 물질의 침입을 방지하는 밀봉수단(81, 84)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 장치(1).
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 파지압력 방향(X)에 평행한 축을 가지며, 상기 탄성 수단(75)을 내장한 상기 시트(71) 내를 관통하여 상기 주 몸체(20)에 견고히 고정된 샤프트(70)이고;
    상기 탄성 수단은 상기 샤프트(70)와 공축을 이루는 스프링(75)을 포함하며;
    상기 위치결정 수단은, 상기 압력 부재(35)에 연결되어 있으며, 상기 스프링(75)과 축방향으로 연동하는 기저벽(77)과 상기 스프링(75)을 내장한 상기시트(71)내에서 미끄럼 운동하는 측벽(78)을 갖는, 컵 형상의 부재(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 장치(1).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컵 형상의 부재(76)의 상기 기저벽(77)이, 상기 샤프트(70) 상을 미끄럼 운동하는 내측 칼날형-테이퍼 선단(79)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 장치(1)
  7. 제5항에 있어서,
    상기 밀봉 수단이, 시트(71)에 내장되어 있으며 상기 컵 형상의 부재(76)의 측벽(78)과 미끄럼식으로 연동하는, 환형 씰(annular seal, 81)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 장치(1)
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