KR100786952B1 - 부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐된 패키지를 포장재로 된 튜브로부터 제조하는 방법 및 상기 제조방법을 수행하는 패킹 유닛 - Google Patents

부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐된 패키지를 포장재로 된 튜브로부터 제조하는 방법 및 상기 제조방법을 수행하는 패킹 유닛 Download PDF

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테트라 라발 홀딩스 앤드 피낭스 소시에떼아노님
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Abstract

본 발명에서는,
가열 밀폐 시트 포장재로 된 튜브 (3) 상에서 반복적 및 연속적으로 작동하는 2쌍의 턱 (8, 9)에 의해, 동일한 간격으로 떨어져 있는 상기 튜브 (3)의 단면을 압축 그리핑(pressure gripping)하는 단계;
대응하는 분획선 (L)을 따라, 상기한 각 단면에서 튜브 (3)를 절단하는 단계; 및
이에 후속하여, 상기한 분획선 (L)의 양편에서 상기 튜브 (3)의 포장재를 가열 밀폐시키는 단계를 포함하여, 수직 경로 (A)를 따라 공급되고 부을 수 있는 음식물로 계속적으로 채워지는 가열 밀폐 시트 포장재로 된 튜브 (3)로부터 상기한 음식물을 함유하는 밀폐된 패키지 (2)를 제조하는 방법을 제공한다.
포장재, 패키지, 패킹 유닛, 턱, 튜브, 가열 밀폐

Description

부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐된 패키지를 포장재로 된 튜브로부터 제조하는 방법 및 상기 제조 방법을 수행하는 패킹 유닛 {METHOD OF PRODUCING SEALED PACKAGES CONTAINING POURABLE FOOD PRODUCTS FROM A TUBE OF PACKING MATERIAL, AND PACKING UNIT IMPLEMENTING SUCH A METHOD}
본 발명은 부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐된 패키지를 포장재로 된 튜브로부터 제조하는 방법, 및 이러한 제조 방법을 수행하는 패킹 유닛에 관한 것이다.
부을 수 있는 많은 음식물들 (예를 들면, 과일 쥬스, 저온 살균 또는 UHT (초고온 처리) 우유, 포도주, 토마토 소스 등)이 멸균된 포장재로 만들어진 패키지내에 넣어서 판매되고 있다.
이러한 패키지의 예로는, 액체 또는 부을 수 있는 음식물용 평행-파이프 (parallelpiped) 포장 용기 (등록 상표명 "테트라 브릭 아셉틱")가 있는 데, 이는 스트립으로 롤링된(strip-rolled) 포장재를 접어서 밀폐시킴으로써 제조된다. 상기한 롤링된 포장재는, 양면이 가열 밀폐 플라스틱 재료 (예를 들면, 폴리에틸렌)로 덮혀있는 섬유재(예를 들면, 종이)로 된 층을 포함하고 있다.
장기간 보존할 음식물(예를 들면, UHT 우유)을 멸균 포장하는 경우, 상기한 포장재는 가열 밀폐 플라스틱 층위에 부하된 방어재로 된 층 (예를 들면, 알루미늄 시트)을 포함하는 데, 이러한 방어재로 된 층은 실제로 음식물과 접촉하는 내부면을 형성하는 다른 가열 밀폐 플라스틱 층으로 덮혀 있다.
공지된 바와 같이, 상기한 유형의 패키지는, 스트립 형태로 제공되는 포장재로부터 연속적인 튜브가 형성되는, 완전 자동 패킹 기계에서 제조된다. 상기한 포장재 스트립은, 예를 들면, 화학 살균제 (예를 들면, 과산화수소 용액)를 투여함으로써 포장 기계상에서 살균된다. 살균시킨 후, 가열 증발 등의 방법으로 살균제를 포장재의 표면으로부터 제거한다. 그리고나서, 살균된 포장재 스트립을 밀폐된 멸균 환경에서 보관하며, 수직방향으로 접어서 밀폐시켜 튜브를 만든다.
상기 튜브는 멸균된 또는 멸균 처리된 음식물로 채워져 있으며, 튜브상에서 반복적 및 연속적으로 작동하여 튜브의 포장재를 가열 밀폐시켜 상응하는 트랜스버스 밀폐 밴드(transverse sealing band)에 의해 서로 연결되는 연속적인 필로우 팩(pillow pack) 스트립을 형성하는, 2쌍의 턱(jaw)에 의해 동일 간격으로 떨어져 있는 횡단면 부위에서 그립(grip)되어 있다.
상기한 필로우 팩은 상기한 대응 밀폐 밴드를 절단함으로써 분리되며, 최종 폴딩 스테이션 (final folding station)으로 이동되어 기계적인 방법으로 접힘으로써 최종적인 평행-파이프 형상 (parallelpiped shape)을 얻게 된다.
각 쌍의 턱에 대해 출력 샤프트 (output shaft)가 적절하게 상이한 프로파일을 갖는 2개의 캠에 잘 들어맞는, 전기 모터를 포함하는 캠 시스템에 의해 턱의 왕복 운동이 조절되는 상기한 유형의 패킹 유닛이 공지되어 있다. 상응하는 레버 (lever) 메카니즘에 의해, 상기 캠은 상응하는 쌍의 턱이 힌지(hinge)되어 있는 지지 슬라이드 (supporting slide)의 상하 운동 및 턱의 왕복 개폐 운동을 조절한다.
2개의 페이싱(facing)-형성 탭(tab)은 각 쌍의 턱에 각각 힌지되어 있으며, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동하는 데, 상기 개방 위치내로 상기 탭이 탄성 수단에 의해 밀어서 들어가고, 상기 폐쇄 위치에서 상기 탭이 서로 짝을 지어 패키지의 형상 및 크기를 한정하는 공간을 만든다. 상기한 형성-탭은, 상기한 패키지 유닛 구조에 고정되어 있으며 탭에 의해 전달되는 상응하는 롤러 (roller)와 상호 작용하는, 캠에 의해 폐쇄된다.
각 쌍의 턱(jaw) 사이에 단단히 고정된 튜브 부분은, 턱 상의 가열 수단을 작동시킴으로써 이와 동시에 횡단 가열 밀폐된다.
보다 상세하게는, 각 쌍에 있어서 턱 중의 하나는, 비전도성 물질로 이루어진 주몸체 및 주몸체 상의 전면 시트 (front seat)내에 장착된 인덕터를 포함한다. 상기한 인덕터는 대개 고주파수 발전기에 의해 전원이 공급되며, 전기 전도성 물질로 이루어져 있으며 튜브 물질과 상호 작용하여 목적하는 밀폐 온도로 가열시키는 막대(bar)를 포함한다.
각 쌍에 있어서 턱 중의 다른 하나는, 탄성 물질로 이루어져 있으며 인덕터와 상호 작용하여 대응하는 밀폐 밴드를 따라 튜브를 가열 밀폐시키는 압력 패드(pressure pad)를 포함한다.
일단 밀폐 공정이 종료되면, 포장재로 된 튜브와 상호 작용하는 하나의 턱에 있는 나이프(knife)를 작동하여, 밀폐 밴드의 중심부를 따라 튜브를 절단하여, 필로우 팩을 포장재 튜브의 하단부로부터 분리시킨다. 상기한 하단부가 횡단 밀폐되면, 턱이 바닥 정중앙부에 도달하자마자, 튜브의 상부를 간섭하는 것을 방지하기 위해 턱이 개방될 수 있다. 이와 동시에, 완전히 동일하게 작동하는 다른 한 쌍의 턱은, 최상부 정중앙부로부터 아래로 이동하여 상기한 그립(gripping)/형성(forming) 작동, 밀폐 작동 및 절단 작동을 수행한다.
상기한 바와 같이, 포장재로 된 튜브는 알루미늄 시트내에 전기 손실 전류를 유도하여, 이 전류가 대응하는 쌍의 턱이 상기 튜브를 단단히 쥘 때에 국부적으로 플라스틱 가열 밀폐 재료를 용융시켜, 플라스틱 코팅을 가열 밀폐시킴으로써 튜브의 단면을 밀폐시킨다.
가열 밀폐 작동중의 포장재를 분석함으로써, 각 쌍의 턱 사이에 그립된 포장재 튜브의 단면에 유도된 상기한 손실 전류는, 인덕터가 상기 튜브와 상호 작용하는 부위의 2개의 세로 측면을 따라 선상으로 나있고 대략적으로 반원상으로 상기 단면의 말단부에 가까운, 폐로를 따른다는 것을 확인하였다. 즉, 상기한 전류는, 인덕터가 상기한 튜브와 상호 작용하는 부위의 2개의 세로 측면을 따라 서로 반대 방향으로 선상으로 흐르며, 상기한 단면 말단에 인접한 턱 사이에서 그립된 단면 중심부를 향해 굴절되어 ("벤딩-오프 효과"), 밀폐 밴드의 말단부가 중심부에 비해 더 좁게 된다. 이에 비해, 포장재로 된 2개의 접촉 시트의 밀폐되지 않은 부위 사이에 끼일 수 있는 작은 고형 입자 (예를 들면, 토마토 제조물 중의 씨)를 함유하는 부을 수 있는 음식물을 포장하는 경우, 밀폐 밴드의 폭을 가능한 한 크게 하여 밀폐된 부위를 통해 채널이 형성될 가능성을 줄이도록 하여야 한다.
본 발명의 목적은, 공지의 방법을 사용하는 경우에 통상적으로 발생하는 상기한 단점들이 없도록 설계된, 부을 수 있는 음식물-밀폐된 패키지를 포장재로 된 튜브로부터 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 하기 특허청구범위 제1항에서 청구하고 있는 바와 같이, 가열 밀폐 시트 포장재로 된 튜브로부터 부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐 패키지를 제조하는 방법이 제공된다. 또한, 하기 특허청구범위 제4항에서 청구하고 있는 바와 같이, 상기한 방법을 사용하는 패킹 유닛이 제공된다. 또한, 하기 특허청구범위 제14항에서 청구하고 있는 바와 같이, 상기한 방법을 사용하여 제조된, 부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐 패키지가 제공된다.
본 발명의 바람직하며 비-제한적인 양태가 실시예 및 첨부 도면을 통해 기술되어 있으며, 첨부된 도면의 내용은 다음과 같다:
도 1은, 본 발명의 방법에 따른, 부을 수 있는 음식물을 함유하는 멸균된 밀폐 패키지를 포장재로 된 튜브로부터 제조하는 데에 사용되는 패킹 유닛에 대한 투시도 (명료하게 하기 위해 소정의 부분들은 제외시켰음)이다.
도 2는, 도 1에 따른 패킹 유닛의 측면도 (명료하게 하기 위해 소정의 부분들은 제외시켰음)이다.
도 3은, 상이한 작동 위치에 있는 도 2에 따른 패킹 유닛의 측면도이다.
도 4 내지 6은, 포장재로 된 튜브의 처리 과정 중의 여러 단계에서 도 1에 따른 포장 유닛의 2가지의 형성 조립체(forming assembly)를 보여주는 확대 단면도이다.
도 7은, 도 4 내지 6에 따른 형성 조립체의 유도 가열 부품(induction heating element)의 확대 단면도이다.
도 8은, 도 7의 유도 가열 부품의 변이된 하나의 형태를 보여주는 확대 단면도이다.
도 1 내지 3에서의 번호 1은, 부을 수 있는 음식물 (예를 들면, 저온 살균 또는 UHT 우유, 과일 쥬스, 포도주 등)을 함유하는 멸균된 밀폐 패키지 (2)를 포장재로 된 튜브(3)로부터 제조하는 패킹 유닛 전체를 의미한다.
상기한 포장재는, 다수의 층으로 된 구조를 가지며 (도시되어 있지 않음), 가열 밀폐 플라스틱 소재 (예를 들면, 폴리에틸렌)로 된 층으로 양면이 도포된 섬유성 소재 (대개, 종이)로 된 층을 포함한다. 또한, 패키지 (2)에서 음식물과 최종적으로 접촉하는 포장재 면은, 가열 밀폐 플라스틱 소재로 된 하나 이상의 층으로 도포된 전기 전도 방해 소재 (예를 들면, 알루미늄)로 된 층을 포함한다.
상기한 튜브 (3)는, 가열 밀폐 스트립 소재로 이루어진 스트립을 세로 방향으로 접어서 밀폐시킴으로써 패킹 유닛 (1)으로부터 공지된 방법으로 형성되고, 포장할 살균된 또는 살균 처리된 음식물로 채워지며, 축 A로 정의되는 수직 경로를 따라 공지의 장치 (도시되어 있지 않음)에 의해 공급된다.
유닛 (1)은, 축 A를 관통하는 세로 방향의 중간 수직 평면 α와 대칭적으로 위치해 있는 실린더형의 1쌍의 수직 가이드 (5, 5')를 정의하는 지지 구조체 (4)를 포함한다 (도 1 참조).
도 1 내지 6을 참조하면, 유닛 (1)은 각각의 가이드 (5, 5')를 따라 수직으로 이동가능한 1쌍의 형성 조립체 (6, 6')를 공지된 방법으로 포함하고 있으며, 이들은 포장재로 된 튜브 (3)와 반복적 및 연속적으로 상호 작용하여 상기 튜브(3)의 동일한 간격으로 떨어져 있는 단면을 그립(grip)하며, 튜브 (3) 상에서 절단 및 가열 밀폐 공정을 수행한다 (하기에서 상술함).
조립체 (6, 6')는 이미 공지되어 있는 것으로서 평면 α와 대칭을 이루고 있으므로, 본원에서는 하나의 조립체 (6) 에 대해서만 기술할 것이며, 본 발명과 관련된 부분만을 고려할 것이다. 조립체 (6, 6')에서 서로 상응하는 부분은 도면에서 동일한 번호로 표시되어 있다.
조립체 (6)는, 상응하는 가이드 (5)를 따라 이동가능한 슬라이드 (7); 및 바닥에서 평면 α에 대해 수직인 수평축 B, C 둘레에서 슬라이드 (7)에 힌지되어 있고, 폐쇄된 위치 (참조: 도 2, 4 및 5)와 완전히 개방된 위치 (참조: 도 3) 사이에서 이동가능한, 실질적으로 L형 플레이트로 정의되는 1쌍의 턱 (8, 9)을 실질적으로 포함한다.
보다 상세하게는, 각각의 턱 (8, 9)은, 바닥에서 슬라이드 (7)의 바닥부에 힌지된 실질적으로 사각형의 기저부 (10); 및 상기한 기저부 (10)의 최상부 말단에 고정되어 있고, 평면 α에 수직인 방향으로 기저부 (10)로부터 돌출한, 튜브 (3)와 상호 작용하기 위한 암 (arm, 11)을 포함한다. 턱 (8, 9)의 암 (11)은, 튜브(3)의 대향면상에서 평면 α를 향해 연장되어 평면 α를 넘어서까지 연장된다.
기저부 (10)에서, 턱 (8, 9)은, 1쌍의 턱 (8, 9) 중에서 하나의 턱이 축 (B, C) 주위를 회전하게 되면 이와 반대 방향으로 다른 하나의 턱 (9, 8)에 회전을 전달하도록 서로 연결된, 섹터 기어(sector gear) 형태의 통합된 트랜스미션 멤버 (12)를 각각 포함한다.
또한, 조립체 (6)는, 하나의 턱 (9)의 기저부 (10)에 통합되어 있는 제1 후크 소자 (hook element, 13); 축 B, C에 평행한 축 D 주위에 있는 다른 하나의 턱 (8)의 기저부 (10)에 힌지되어 있는 제2 후크 소자 (14); 및 튜브 (3) 주위에서 턱 (8, 9)의 폐쇄된 위치에 상응하는 결합된 위치에서, 후크 소자 (13 및 14)를 강하게 결합시키기 위한 유압 실린더 (15)를 포함한다.
보다 상세하게는, 후크 소자 (13 및 14)는 상응하는 톱니 (16 및 17)에 의해 서로 결합된다. 실린더 (15)는, 후크 소자 (14)와 통합되어 이로부터 반대편 말단의 후크 소자 (13)로 연장되는 피스톤 (19)을 포함한다. 상기한 피스톤은, 외부 재킷 (20) 내에 밀폐되어 슬라이딩하고, 일반적으로, 재킷 (20) 내에 장착된 스프링 (21)에 의해 후크 소자 (13) 쪽으로 밀린다. 따라서, 후크 소자 (13 및 14)를 분리할 때, 톱니 (16 및 17) 사이의 최소 소거율 (minimum clearance)이 유지되어, 톱니 (16 및 17)를 분리시킨다 (참조: 조립체 6'에 대응하는 도 4 및 5). 실린더 (15) 내의 입구를 통해 재킷 (20) 안으로 오일을 가압하에 주입하는 경우, 스프링 (21)이 압축되어 톱니 (16 및 17)가 단단히 결합된다 (참조: 조립체 6에 대응하는 도 4 및 5, 조립체 6'에 상응하는 도 6).
따라서, 턱 (8, 9)은, 가이드 (5)를 따라 이동하는 슬라이드 (7)에 의해 수직 이동이 가능하고, 상기 턱과 슬라이드 (7) 사이에서 대응하는 힌지 축 B, C 주위를 회전함으로써 포장재로 된 튜브 (3) 주위에서 개폐 운동을 한다. 상기한 개폐 운동은 슬라이드 (7)의 상하 수직 운동에 부과된다.
상기한 수직 운동과 개폐 운동은, 공지된 제1 및 제2 캠-작동 장치 (25, 26)에 의해 각각 조절된다.
도 1 내지 3을 참조하면, 작동 장치 (25)는, 축 B, C, D에 평행인 축 E 주위를 회전하는 캠 (27); 바닥부가 슬라이드 (7)의 최상부에 힌지되어 있는 실질적으로 수직인 레버 (lever, 28); 및 상기한 캠 (27) 위에 위치해 있고, 양편 말단에서 레버 (28) 및 구조체 (4)에 각각 힌지되어 있으며, 대응하는 중간 아이들 롤러 (idle roller, 30)에 의해 상기한 캠 (27)의 외부 프로파일과 협동하는, 실질적으로 수평인 록커 암 레버 (rocker arm lever, 29)를 포함한다.
또한, 조립체 (6, 6')의 록커 암 레버 (29)는 레버 메카니즘 (31)에 의해 구조체 (4) 및 상호간에 연결되어 있어서, 록커 암 레버 (29)의 롤러 (30)는 항상 대응하는 캠 (27)과 접촉한다. 레버 메카니즘 (31)은, 최상부에서 대응하는 록커 암 레버 (29)에 힌지되고 바닥에서 트랜스버스 레버 (transverse lever, 33) {이는, 축 A, B, C, D에 대해 수직인 축 주위의 구조체 (4)에 대해 중심부에서 힌지되어 있음}에 힌지된, 1쌍의 실질적으로 수직인 로드 (rod, 32)를 포함한다. 더욱 상세하게는, 각 로드 (32)는, 상응하는 롤러 (30)와 레버 (28) 사이의 중간 위치에 있는 상응하는 록커 암 레버 (29)에 힌지되어 있다.
작동 장치 (26)는, 축 E를 가지며, 적합하게 상이한 프로파일을 가지며, 상응하는 레버 메카니즘 (38, 39)을 이용하여 축 B, C 주위의 턱 (8, 9)의 회전과 후크 소자 (13, 14)의 톱니 (16, 17)의 결합 및 방출 운동을 각각 조절하는 제1 및 제2 환상 그루브 (annular groove; 36, 37)를 외부면에 정의하는, 캠 (35)을 포함한다.
보다 상세하게는, 레버 메카니즘 (38)은, 최상부 말단에서 구조체 (4)에 힌지되어 있고, 캠 (35)의 그루브 (36)를 회전하는 방식으로 결합하는 돌출된 아이들 롤러 (41)를 지지하는, 실질적으로 수직인 제1 로드 (40); 및 평면 α에 대해서는 평행으로 및 축 A를 가로지르는 방식으로 연장하고, 양편 말단부에서 축 D 주위의 턱 (8) 및 로드 (40)의 하단부에 각각 힌지되어 있는, 제2 로드 (42)를 포함한다.
레버 메카니즘 (39)은, 최상부에서 구조체 (4)에 힌지되어 있고, 캠 (35)의 그루브 (37)에 회전하는 방식으로 맞물려있는 돌출된 아이들 롤러 (41)를 지지하는, 실질적으로 수직인 제1 로드 (43); 및 로드 (42) 상에서 축을 따라 슬라이딩하는 방식으로 잘 맞춰져 있고, 상응하는 연결 로드 (46, 47)에 의해 각 말단부가 로드(43)의 하단부 및 축 D 아래의 후크 소자 (14)에 각각 힌지되어 있는, 튜브 형태의 제2 로드 (45)를 포함한다.
상술한 바와 같이, 슬라이드 (7)의 수직 운동 및 턱 (8, 9)의 개폐 운동이 중첩(superimposed)되기 때문에, 레버 (28)는 왕복 운동을 한다. 이때, 로드 (42 및 45)는, 레버 (28) 및 턱 (8, 9)을 개폐시키는 데에 사용되는 주기적으로 작동하 는 추가 부품의 왕복 운동으로 인해, 주기적인 운동을 한다.
또한, 도 2 내지 6을 참조하면, 조립체 (6)는, 대응하는 턱 (8, 9)에 힌지되어 있고, 탄성 수단 (도시되어 있지 않음)에 의해 밀려서 들어가는 개방 위치 (참조: 도 2)와 서로 결합하여 형성할 패키지 (2)의 형상 및 크기를 결정하는 공간을 정의하는 폐쇄 위치 (참조: 도 4 및 5) 사이에서 이동가능한, 상호 마주보는 2개의 형성 탭 (50)을 포함한다. 탭 (50)은, 유닛 (1)의 구조체 (4)에 고정되어 있고 탭 상에서의 각각 대응하는 롤러 (도시되어 있지 않음)와 상호 작용하는, 공지의 캠 (도시되어 있지 않음)에 의해 폐쇄된다.
또한, 도 4 내지 7을 참조하면, 조립체 (6)는, 각 대응하는 턱 (8 및 9) 사이에 그립된 포장재로 된 튜브 (3)의 각 단면에 대해, 상기 단면을 가열 밀폐시키고 대응하는 중간 분획선 L을 따라 절단하기 위해 각각 제공되는, 밀폐 장치 (51) 및 절단 장치 (52)를 포함한다.
특히, 도 4 내지 7을 참조하면, 상기 장치 (51)는, 턱 (8)의 암 (11) 내에 형성되어 있는 유사한 형상의 전방 그루브 (54)내에 장착된, 실질적으로 U형을 갖는 유도 가열 소자 (induction heating element, 53)를 포함한다.
상기한 가열 소자 (53)는, 실질적으로 고리 형상을 갖는 단면; 냉각제가 통과하기 위해 제공된 내부강 (inner cavity); 및 튜브 (3)와 상호 작용하고, 축 A에 수직인 중간 평면 π의 양편으로 평행하게 연장되고 턱 (8 및 9) 사이에 그립된 튜브 (3) 단면의 분획선 L 과 일치하는, 1쌍의 곧고 길게 연장된 활성 표면 (55)을 가지고 있다.
또한, 가열 소자 (53)는, 실질적으로 활성 표면 (55)의 전체 길이에 대해 연장되어 있고 가열 밀폐하는 동안에 튜브 (3) 에 대한 그립 압력(gripping pressure)을 증가시키기 위해 제공된, 대응하는 활성 표면 (55)으로부터 턱 (9) 쪽으로 돌출해있는 1쌍의 세로축상으로 곧은 돌출부 (56)를 포함한다.
가열 소자 (53)에는, 도 4 내지 6에서 개략적으로 도시하고 있는 전류 발전기 (57)에 의해 공지된 방법으로 전기가 공급된다.
또한, 장치 (51)는, 통상적으로 탄성재로 만들어지며, 턱 (9)의 앞면과 적합하게 맞춰져 있고, 가열 소자 (53)의 대응하는 활성 표면 (55)과 상호 작용하여 평면 π의 양편에서 튜브 (3)를 그립 및 가열하는, 1쌍의 압력 패드 (58, 도 4 참조)를 포함한다.
도 4 내지 6을 참조하면, 장치 (52)는, 턱 (9) 상의 전방 시트 (60)에 슬라이딩하는 방식으로 장착되고 평면 α에 수직인 방향으로 이동가능한 실질적으로 편평한 절단 소자 (59); 및 턱 (9)에 장착되어 상기한 절단 소자 (59)를 작동시키는 데에 사용되는 유압 실린더 (61)를 포함한다.
보다 상세하게는, 실린더 (61)는, 절단 소자 (59)와 통합되어 있고, 턱 (9)의 몸체내에 형성되어 있는 챔버 (63) 내에서 이동가능하며, 한쪽 면은 시트 (60)와 연결되고 반대쪽 면은 압축된 오일 입구와 연결된, 피스톤 (62)을 포함한다. 절단 소자 (59)는, 챔버 (63) 내에 장착되고 피스톤 (62)과 챔버 (63)를 시트 (60)와 분리시키는 벽 사이에 위치한 스프링 (64)에 의해 시트 (60)내에 완전히 장착된 후퇴된 아이들 위치 (withdrawn idle position)에 통상적으로 유지되고 {참 조: 도 5 및 6}, 턱 (9)으로부터 앞쪽으로 돌출하여 턱 (8) 내의 내강과 상호 협동하는 전방 절단 위치(forward cutting position)로 압축된 오일에 의해 이동된다 {참조: 도 4}.
또한, 유닛 (1)은, 공지되어 있는 솔레노이드 밸브 (71, 72) {단, 공급 포트, 방출 포트 또는 드라이브 포트에 대한 표시 없이 개략적으로만 도시되어 있음}를 각각 삽입함으로써 발전기 (57) 및 실린더 (15, 61)에 연결된 중앙 통제 유닛 (70, 도 4 내지 6 참조)을 포함한다.
본 발명에 따라, 상기한 중앙 통제 유닛 (70)은, 각 쌍의 턱 (8, 9)에 의해 튜브 (3)가 그립될 때, 분획선 L을 따라 턱 (8 및 9) 사이에 그립된 튜브 (3)의 단면을 절단하고나서 분획선 L의 양편의 튜브 (3)의 포장재를 가열 밀폐시키기 위해, 유닛 (70) 자체내에 기억되어 있는 미리 지정된 프로그램에 따라 대응하는 발전기 (57) 및 대응하는 절단 소자 (59)의 조절 실린더 (61)를 통제하기 위해 제공된다.
상기에서 부분적으로 설명된 유닛 (1)은 아래와 같이 작동한다.
각 조립체 (6, 6')가 아래 방향으로 움직임에 따라, 조립체 (6, 6')의 턱 (8, 9)은 튜브 (3)의 이동 속도와 동일한 속도로 수직 아래 방향으로 작동하며 폐쇄 위치로 이동하여 튜브 (3)를 그립(grip)한다. 아래 방향으로 움직임에 따라, 턱 (8, 9)은 계속 폐쇄되어 있게 되며, 실린더 (15)를 작동하는 중앙 통제 유닛 (70) 및 특히 후크 소자 (13, 14)의 톱니 (16, 17)를 결합하여 턱 (8, 9)을 그립하는 피스톤 (19)의 운동에 의해 튜브 (3)를 강하게 그립한다.
본 단계에서, 중앙 통제 유닛 (70)은 실린더 (61)를 작동하여, 절단 소자 (59)를 후퇴된 위치에서 전방 위치로 이동시켜, 분획선 L을 따라 턱 (8 및 9) 사이에 그립된 포장재로 된 튜브 (3)의 단면을 절단한다 {참조: 도 4}.
실린더 (61)가 비-작동되어 절단 소자 (59)가 스프링 (64)에 의해 후퇴된 위치로 복귀하면, 중앙 통제 유닛 (70)은 발전기 (57)를 작동시켜 가열 소자 (53)에 전류를 공급하여 분획선 L의 양편의 포장재로 된 튜브 (3)를 가열 밀폐시킨다 {참조: 도 5}.
본 단계에서, 가열 소자 (53)는 포장재로 된 플라스틱 가열 밀폐층을 국부적으로 용융시키고, 턱 (8, 9)에 의해 튜브 (3)에 최대 압력이 제공되는 중에 가열 소자 (53)에 대한 전류 공급이 차단되어, 패키지 (2)를 완벽하게 밀폐시키기 위해 가압하에 플라스틱층을 냉각시켜 세팅한다.
바닥 정중앙부 가까이에서 중앙 통제 유닛 (70)이 실린더 (15)를 비-작동시켜 후크 소자 (13 및 14)를 방출시키고, 턱 (8 및 9)을 개방시키며 {여기서, 턱은 상방으로 이동함에 따라 완전히 개방된다}, 튜브 (3)를 방출시킨다 {참조: 도 6}.
조립체 (6, 6')의 움직임은 1/2 주기로 완전히 오프셋(offset)된다: 턱 (8, 9)이 개방된 상태에서 조립체 (6)는 상방으로 이동하고, 이와 동시에 턱 (8, 9)이 폐쇄된 상태에서 조립체 (6')가 하방으로 이동하여, 조립체 (6')의 암 (11)은 조립체 (6)의 암 (11) 사이를 아무런 간섭없이 통과한다.
상기한 공지된 방법과 비교하여, 포장재로 된 튜브 (3)의 절단 및 가열 밀폐 공정을 역전 (inverting)시키면, 가열 소자 (53)에 의해 포장재에 유도된 손실 전 류 경로가 변경된다.
즉, 포장재로 된 튜브 (3) 내에 절단 소자 (59)에 의해 형성된 분획선 L이 알루미늄 시트의 전기 연속성을 방해하기 때문에, 가열 소자 (53)의 2개의 활성 표면에 의해 포장재에 유도된 전류 손실이 분획선 L의 양편에 한정된다. 달리 말하면, 분획선 L의 한쪽 면상의 가열 소자 (53)의 하나의 활성 표면 (55)에 의해 포장재에 유도된 손실된 전류는, 가열 소자 (53)의 다른 활성 표면 (55) 쪽으로 이동하는 경향이 있고, 포장재에 발생하는 상기한 방해로 인해 분획선 L의 동일한 면상의 손실 전류 경로가 폐쇄된다.
이 결과, 분획선 L의 양편의 밀폐 부위는, 턱 (8 및 9) 사이에 그립된 단면 말단부 가까이의 손실 전류의 벤딩-오프(bending off) 효과를 제거함으로써, 다소 일정하다.
도 8의 변형은, 가열 소자 (53)와 유사하나, 각 활성 표면 (55) 대신에 2개의 곧은 활성 표면 (76a, 76b)을 포함하는, 유도 가열 소자 (75)에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 가열 소자 (75)는, 턱 (8)의 암 (11)에 형성되어 있는 유사한 형상의 전방 그루브 (78) 내에 장착되어 있는 실질적으로 U 형상을 한 제1 몸체 (77)를 포함하며, 실질적으로 고리 형상을 한 단면을 가지고 있고, 평면 π의 양편에 2개의 활성 표면 (76a)을 외부에 드러나게 정의한다.
또한, 가열 소자 (75)는, U 형상의 단면을 갖는 곧은 막대에 의해 정의되고 턱 (8) 내의 중간 정도의 리세스 (intermediate recess, 80) 내에 장착된 제2 몸체 (79)를 포함하고, 중간 평면 π의 양편에 있으며 활성 표면 (76a) 사이에 삽입된 2 개의 활성 표면 (76b)을 정의한다.
가열 소자 (53)와 같이, 가열 소자 (75)는 각각의 활성 표면 (76a, 76b)으로부터 턱 (9) 쪽으로 돌출한 4개의 세로 방향으로 곧은 돌출부 (81a, 81b, 81c, 81d)를 포함하고 있다.
가열 소자 (75)를 사용하여, 포장재 내에 유도된 손실 전류가 분획선 L의 양편에 있는 실질적으로 대칭적인 폐쇄 경로를 따른다는 것을 알 수 있다. 보다 상세하게는, 분획선 L의 양편 각각에서는, 손실 전류가 가열 소자 (75)의 각 활성 표면 (76a, 76b)을 따라 선상으로 이동하며, 포장재의 말단부 가까이에 최소량의 굴절 (deflection)이 있으며, 단지 밀폐 부위 중 매우 작은 부분과 관련한 것으로서 실질적으로 무시할 정도이다. 본 출원인은, 본 발명에 따른 방법을 통해, 트랜스버스 밀폐 부위가 전체 높이에 걸쳐 완전히 밀폐된, 부을 수 있는 음식물용 밀폐 패키지 (2)를 제조할 수 있음을 확인하였다.
상기한 바와 같이 공지된 방법에서는 대개, 2개의 인접한 패키지가 선 L을 따라 분리되기 이전에 2개의 평행선을 따라 횡단 밀폐된다.
이와 달리, 본 출원인은, 밀폐되지 않고 밀폐 소자 및 상이한 탄성 소자 사이에서 단순 압축된 패키지를 분리하여, 상기한 2개의 돌출부 사이에서 압축된 소량의 제조물을 방출하여, 가열 밀폐 소재로 된 상기한 2개의 층을 서로 더 가깝게 하여 밀폐를 양호하게 하는 것이 더 유리하다는 것을 알게 되었다.
2개의 활성 표면 (55)을 갖는 가열 소자 (53)를 사용하여, 절단 소자 (59)에 의해 절단되었으나 여전히 가까이 인접해 있는 상기한 2개의 말단부는 서로 반대 방향으로 진행하는 전류에 의해 횡단될 수 있어서, 주위 금속체와 단락 (통상적으로 전도성 제조물의 존재하에 의해 촉진됨) 될 수 있고, 상기한 패킹 유닛의 작동이 완전히 신뢰할 수는 없을 정도가 될 수 있다.
반면, 4개의 활성 표면 (76a, 76b)을 갖는 가열 소자 (75)를 사용하면, 동일 전위의 중앙 컨덕터 (76b, 79) 전체 및 대칭적인 전류선을 따라 관통하는 절단 소자 (59)에 의해 상기한 문제점이 전혀 발생하지 않고, 전류의 크기 또는 방향에 영향을 끼치지 않음으로써 상기 제조물이 방출되게 하고 상기 패킹 유닛의 밀폐 및 신뢰도를 모두 향상시킨다.
또한, 본 출원인이 수행한 테스트 결과, 4개의 활성 표면 (76a, 76b) 및 적어도 2개의 돌출부 (81a, 81b, 81c, 81d)를 갖는 가열 소자(75)를 사용하게 되면, 가열 밀폐 이전에 절단된 포장재로 된 튜브 (3)로부터 제조물이 누수되는 것을 크게 감소시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 돌출부 (81a, 81b, 81c, 81d)는 연속적이거나 분획(segment)되어 있을 수 있다.
하기의 특허청구범위에 기재된 범위를 벗어남이 없이 유닛 (1)에 대한 여러 가지의 변형이 있을 수 있다는 것은 분명하다.
상기 기술된 방법은, 전류를 유도하여 포장재를 밀폐시키는 데에 특히 유용하지만, 기타의 다른 밀폐 공정에도 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 수직 경로를 따라 공급되고 음식물로 계속 채워지는 가열 밀폐 시트 포장재로 된 튜브로부터 부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐된 패키지를 제조하는 방법에 있어서:
    상기 튜브 상에서 반복적 및 연속적으로 작동하는 2쌍 이상의 턱에 의해 동일한 간격으로 떨어져 있는 상기 튜브의 단면을 압축 그리핑(pressure gripping)하는 단계;
    각각의 분획선을 따라, 상기한 각 단면에서 튜브를 절단하는 단계; 및
    상기 분획선의 양 편에서 상기 튜브의 포장재를 가열 밀폐시키는 단계를 포함하며, 상기 절단 작동은 상기 튜브가 상기 음식물로 계속 채워지는 동안 상기 밀폐 작동 전에 수행되는 밀폐된 패키지 제조 방법.
  2. 수직 경로를 따라 공급되고 음식물로 계속 채워지는 가열 밀폐 시트 포장재로 된 튜브로부터 부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐된 패키지를 제조하는 방법에 있어서:
    상기 튜브 상에서 반복적 및 연속적으로 작동하는 2쌍 이상의 턱에 의해 동일한 간격으로 떨어져 있는 상기 튜브의 단면을 압축 그리핑하는 단계;
    각각의 분획선을 따라 상기 각 단면에서 상기 튜브를 절단하는 단계; 및
    상기 분획선의 양 편에서 상기 튜브의 포장재를 가열 밀폐시키는 단계를 포함하며,
    상기 가열 밀폐 단계가 포장재로 된 상기 튜브의 분획선 양 편에서 상기 분획선에 대해 대칭인 경로를 따라 흐르는 손실 전류를 유도함으로써 수행되는 밀폐된 패키지 제조 방법.
  3. 수직 경로를 따라 공급되고 음식물로 계속 채워지는 전기 전도 방해 소자의 하나 이상의 층을 포함하는 가열 밀폐 시트 포장재로 된 튜브로부터 부을 수 있는 음식물을 함유하는 멸균 밀폐 패키지를 제조하는 방법에 있어서:
    상기 튜브 상에서 반복적 및 연속적으로 작동하는 2쌍 이상의 턱에 의해 동일한 간격으로 떨어져 있는 상기 튜브의 단면을 압축 그리핑하는 단계;
    각각의 분획선을 따라 상기 각 단면에서 상기 튜브를 절단하는 단계; 및
    상기 분획선의 양 편에서 상기 튜브의 포장재를 가열 밀폐시키는 단계를 포함하며,
    상기 가열 밀폐 단계가 상기 튜브의 상기 포장재에서 손실 전류를 유도함으로써 수행되는 멸균 밀폐 패키지 제조 방법.
  4. 수직 경로를 따라 공급되고 음식물로 계속 채워지는 가열 밀폐 시트 포장재로 된 튜브로부터 부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐된 패키지를 제조하는 패킹 유닛으로서,
    고정된 구조체;
    상기 구조체에 대해 이동가능하고, 상기 튜브 상에서 반복적 및 연속적으로 작동하여 동일한 간격으로 떨어져 있는 상기 튜브의 단면을 압축 그립하는 2쌍 이상의 턱; 및
    상기 각 쌍의 턱에 의해 보유되어, 턱 사이에 그립된 포장재로 된 상기 튜브의 각 단면상에서 각각의 분획선을 따라 가열 밀폐 작동 및 절단 작동을 수행하는 밀폐 수단 및 절단 수단을 포함하는, 상기 밀폐된 패키지를 제조하는 패킹 유닛에 있어서:
    상기 포장재로 된 튜브 상에서 상기 분획선을 따라 절단 작동을 수행한 후에 상기 분획선의 양 편에서 가열 밀폐 작동을 수행하도록 상기 턱, 상기 밀폐 수단 및 상기 절단 수단을 조절하는 조절 수단을 포함하며,
    상기 절단 작동은 상기 튜브가 상기 음식물로 계속 채워지는 동안 밀폐 작동 전에 수행되는 밀폐된 패키지를 제조하는 패킹 유닛.
  5. 삭제
  6. 수직 경로를 따라 공급되고 음식물로 계속 채워지는 가열 밀폐 시트 포장재로 된 튜브로부터 부을 수 있는 음식물을 함유하는 밀폐된 패키지를 제조하는 패킹 유닛으로서,
    고정된 구조체;
    상기 구조체에 대해 이동가능하고, 상기 튜브 상에서 반복적 및 연속적으로 작동하여 동일한 간격으로 떨어져 있는 상기 튜브의 단면을 압축 그립하는 2쌍 이상의 턱; 및
    상기 각 쌍의 턱에 의해 보유되어, 턱 사이에 그립된 포장재로 된 상기 튜브 의 각 단면상에서 각각의 분획선을 따라 가열 밀폐 작동 및 절단 작동을 수행하는 밀폐 수단 및 절단 수단을 포함하는, 상기 밀폐된 패키지를 제조하는 패킹 유닛에 있어서:
    상기 밀폐 수단이 상기 각 쌍의 턱에 대해, 상기 턱 사이에 그립되는 상기 튜브의 각 단면과 상호 작용하고 상기 각각의 분획선의 양편에 위치한 2 이상의 연장된 활성 표면을 포함하는 가열 수단을 포함하고;
    상기 절단 작동은 상기 튜브가 상기 음식물로 계속 채워지는 동안 밀폐 작동 전에 수행되는 밀폐된 패키지를 제조하는 패킹 유닛.
  7. 수직 경로(A)를 따라 공급되고 음식물로 계속 채워지는 적어도 한 층의 전기 전도 차단 재료를 포함하는 가열 밀폐 시트 포장재로 된 튜브(3)로부터 부을 수 있는 음식물을 함유하는 멸균 밀폐 패키지(2)를 제조하는 패킹 유닛(1)으로서,
    고정된 구조체(4);
    상기 구조체(4)에 대해 이동가능하고, 상기 튜브(3) 상에서 반복적 및 연속적으로 작동하여 동일한 간격으로 떨어져 있는 상기 튜브(3)의 단면을 압축 그립하는 2쌍 이상의 턱(8, 9); 및
    상기 각 쌍의 턱(8, 9)에 의해 보유되어, 턱 사이에 그립된 포장재로 된 상기 튜브(3)의 각 단면상에서 각각의 분획선(L)을 따라 가열 밀폐 작동 및 절단 작동을 수행하는 밀폐 수단 및 절단 수단을 포함하는 상기 멸균 밀폐 패키지를 제조하는 패킹 유닛에 있어서:
    상기 포장재로 된 상기 튜브(3) 상에서 상기 분획선(L)을 따라 절단 작동을 수행한 후에 상기 분획선(L)의 양 편에서 가열 밀폐 작동을 수행하도록 상기 턱(8, 9), 상기 밀폐 수단(51) 및 상기 절단 수단(52)을 조절하는 조절 수단을 포함하며,
    상기 가열 밀폐 수단(51)은 각 쌍의 상기 턱 중 하나에 의해 보유되는 전류 유도 가열 수단(53, 75); 상기 쌍의 상기 턱 중 다른 턱(9)에 의해 보유되고 상기 가열 수단(53, 75)과 협동하는 대조 수단(58); 및 상기 가열 수단(53, 75)에 전류를 공급하는 전류 발생 수단(57)을 포함하는 멸균 밀폐 패키지를 제조하는 패킹 유닛.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전기 전도성 소재로 된 포장재 층이 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 멸균 밀폐 패키지를 제조하는 패킹 유닛.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가열 수단이 각 쌍의 턱에 대해, 상기 턱 사이에 그립되는 상기 튜브의 각 단면과 상호 작용하고 상기 분획선의 양편에 위치한 2 이상의 연장된 활성 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 밀폐 패키지를 제조하는 패킹 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가열 수단이 각 쌍의 턱에 대해, 상기 턱 사이에 그립되는 상기 튜브의 각 단면과 상호 작용하고 상기 분획선의 양편에 위치한 4개의 연장된 활성 표면을 포함하고;
    상기 활성 표면은 포장재로 된 상기 튜브의 각 단면의 상기 분획선 양편에, 상기 분획선에 대해 대칭적인 경로를 따라 흐르는 손실 전류를 유도하는 것을 특징으로 하는 패킹 유닛 멸균 밀폐 패키지를 제조하는 패킹 유닛.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가열 수단이 각 활성 표면에 대해, 상기 활성 표면으로부터 전방으로 돌출하고 상기 활성 표면 전체 길이에 걸쳐 연장되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 밀폐 패키지를 제조하는 패킹 유닛.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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