KR100984710B1 - 캔 내부의 압력을 조절하는 방법 - Google Patents

Abstract

식품용 덮개는 캔 본체에 고정되는 중간 링(5)에 결합되는 박막 단부 패널(1)을 포함할 수 있다. 박막 패널(1)은 적어도 하나의 동심 비드(concentric bead)를 구비하는 중앙 패널을 가지는 다이어프램을 포함한다. 비드를 구비한 패널의 형상은 그 하방 위치가 중간 링의 최저점보다 낮지 않도록 선택된다. 비드가 구비됨으로써, 비드로부터 용적 증대가 가용될 수 있어서, 특히 캔의 내용물을 처리하는 중에 다이어프램에 가해지는 차압을 감소시킬 수 있다.

덮개, 다이어프램, 비드, 주름, 차압, 레토르트, 캔, 박막, 패널, 팽윤

Description

캔 내부의 압력을 조절하는 방법{A METHOD OF CONTROLLING IN-CAN PRESSURE}

본 발명은 덮개에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 용기에 결합되거나, 통상적으로는 금속 캔과 같은 용기에 고정될 수 있는 중간 링에 결합되어 캔을 덮는 박막 단부 패널을 포함하는 덮개에 관한 것이다.

이러한 덮개는 일반적으로 식품용 용기를 밀폐하기 위한 것이며, 박막 패널을 벗겨냄으로써 개방된다. 덮개 또는 "벗길 수 있는 단부"는 식품의 가공, 살균 등을 하는 동안에 박막이 손상되지 않고 밀봉성이 유지되어야 한다. 그러나, 덮개는 또한 식품을 소비하기 위해 접촉할 수 있도록 박막 패널을 벗겨냄으로써 용이하게 개방될 수 있어야 한다.

종래에, 벗겨낼 수 있는 단부에 의해 밀폐되는 캔은 고압 레토르트 장치에서 가공되며, 살균 공정 중의 증기 압력(차압)에 더하여 발생되는 캔 내부의 압력은 공기 압력을 투입함으로써 평형이 이루어진다. 고압을 사용하지 않는 레토르트 장치(비고압 레토르트 장치), 또는 고압 시설을 사용하지 않는 수압식, 릴식(reel), 스파이럴식(spiral) 레토르트 장치와 같은 대용량 레토르트 장치는 박막 패널이 과도하게 팽윤되어 가이드 레일과 간섭됨으로써 손상되기 때문에, 현재에는 사용되지 않고 있다.

박막의 손상은 특히 가이드 레일과 간섭됨으로써 팽윤부의 중앙에서 일어나지만, 진공 및 압력에 의해 박막이 주름질 때에도 일어날 수 있으며, 이것은 핀홀(pin hole)을 발생시켜 밀봉성을 저하시킨다. 비고압 레토르트 장치가 사용되는 경우의 또 다른 문제점은 과대 차압으로 인해 박막 패널 둘레의 밀봉이 파열되는 것이다.

본 발명은 현재 비고압 레토르트 장치의 사용을 막고 있는 상기 문제점을 해결하고자 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 용기 본체의 개방단에 고정시키기 위한 것으로서, 환형 부재에 결합되는 다이어프램을 포함하는 덮개가 제공된다. 다이어프램은 적어도 하나의 동심 비드(bead)를 포함하여, 덮개가 용기에 고정되어 차압을 받게 되면 다이어프램이 외측으로 변형되어 용기의 용적을 증가시키게 되며, 비드 판을 구비한 다이어프램의 형상은 환형 부재의 가장 낮은 가상평면까지 연장되는 하방 형태가 되도록 선택된다.

비드 또는 "주름"이 제공되면, 주름이 용적을 증가시키기 때문에, 다이어프램에서 볼 수 있는 차압이 감소된다.

바람직하기로는, 상방 최대 변위는 환형 부재를 봉합하는 패널의 높이보다 크지 않다. 이것은 릴식 및 스파이럴식 레토르트 장치를 사용할 필요가 있는 공정에서 덮개가 사용될 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명의 덮개는 캔 내부의 압력을 조절하기 위해 박막 패널을 신장시키고 적절한 용적 증대가 제공되도록 하기 위해 공정 압력에만 의존할 수 없다. 그 대신, 본 발명의 덮개는 공정 전에 비드가 구비된 형상을 제공함으로써 박막 패널에 신장성을 부여한다. 그러므로 공정 차압은 단순히 비드가 구비된 형상을 대략 돔 형상으로 편향시킴으로써 필요한 용적 증대를 제공하게 된다.

일 실시예에서는, 다이어프램이 환형 부재의 패널에 결합되고, 이러한 결합 패널은 반경방향 외측 및 수평에 대하여 10°내지 20°의 각도로 신장된다. 결합 패널의 각도를, 외측으로 팽윤된 위치의 박막 패널의 한계로 설정한 각도보다 크게 함으로써, 결합은 단지 전단 부하(shear loading)만을 받아서 벗겨낼 때에 부과되는 파열 압력 성능을 효과적으로 배가시킨다.

일반적으로, 공정 온도(예를 들어 129℃)에서, 벗겨낼 때의 73㎜의 단부 직경의 파열 압력은 대략 0.3bar이며, 각도가 증가되면 약 0.6bar로 증가된다. 본 발명의 범위 내에서는 20°내지 60°의 각도가 가능하여, 보다 커다란 팽윤을 위한 추가의 파열 압력 성능이 제공되도록 할 수 있지만, 공정 후에 패널 각도가 감소되지 않으면 다이어프램이 벗겨지지 않게 된다. 실질적으로, 결합 패널의 각도를 45°까지 했을 때 충분한 돔 사이즈(측, 최대 편향)가 얻어진다.

일반적으로, 환형 부재는 금속 캔 본체에 봉합되는 금속 링이다. 본 명세서에서 용어 "환형"은 원형 및 불균일한 링 모두를 포함한다. 예를 들어, 환형 부재는 일반적으로 생선을 포장하는데 사용하는 입방형 용기에 사용될 수 있다. 덮개가 원통형 용기와 조합하여 사용되는 경우, 용기의 측벽 높이는 용기의 직경보다 작은 것이 바람직하다.

밀봉 파열 압력 저항에 의해 수용될 수 있는 캔 내부의 압력을 조절하기 위해 다이어프램이 외측으로 편향되기 때문에, 캔 용적의 증가는 캔 내부의 제품의 열팽창 및 상부 공간의 임의의 기체와 대략 동등하게 얻어진다. 캔의 높이가 그 직경보다 작은 비율을 가지는 원통형 용기는 그 용적과 관련하여 다이어프램이 충분히 신장될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 열처리 중에 캔 내부의 압력을 조절하는 방법으로서, 환형 부재의 경사진 밀봉면에 패널을 결합하는 단계, 패널을 신장시키는 단계, 환형 부재 및 상기 환형 부재에 결합된 패널을 충전된 캔에 고정시키는 단계, 충전되어 덮여진 내용물을 135℃의 온도로 가열하여 처리하는 단계, 및 상기 캔 내부의 내용물과 상부 공간의 임의의 기체의 열팽창과 대략 동등한 용적의 증대가 상기 캔 내부에 제공되도록 적어도 상기 처리 단계에서 상기 패널에 대략 돔 형상을 제공하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

바람직하기로는, 상기 방법은 열처리 동안에 제공되는 대략 돔 형상의 파이버(fibre) 길이와 대응되도록 비드가 구비된 형상으로 상기 패널을 신장시키는 단계를 더 포함한다.

환형 부재의 경사진 밀봉면의 각도는 초기에 10°내지 60°일 수 있으며, 상기 방법은 상기 처리 단계 후에 상기 밀봉면을 보다 작은 각도 또는 심지어 0°로 재성형하는 단계를 더 포함한다. 이렇게 함으로써, 처리 중에 보다 큰 각도가 얻어져서 결합은 (벗겨내는 부하가 아닌) 전단 부하만을 받아 최종 사용자가 개방을 하기 위한 각도가 줄어든다.

도 1은 박막 패널이 금속 링에 결합된 것을 개략적으로 나타내는 측면도이다.

도 2는 박막 패널이 팽윤된 것을 개략적으로 나타내는 측면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1에서, 박막 패널(1)을 포함하는 다이어프램이 결합에 의해 금속 링(5)의 경사진 패널(3)에 고정된다. 결합 패널(3)은 구부러진 내측 에지를 가지며 예를 들어 15°의 각도(α)로 경사져 있다.

팽윤되지 않은 다이어프램(1)의 형상은 도 1에서 실선으로 표시되었다. 이러한 형상은 결합 패널(3)로부터 주름부(7)까지 하방으로 연장된다. 주름부의 수는, 캔 본체의 봉합 시에 취급이 용이하고 손상의 위험이 없도록, 다이어프램의 어느 부분도 금속 링의 최저점(9)의 가상평면 아래로 늘어지지 않도록 선택된다. 주름부는 최대 파열 압력을 초과하지 않고 캔 내부의 압력을 수용하도록 충분한 신장을 제공한다. 비드가 구비된 형상을 외측으로 팽윤시켜 돔 형태로 하기 위한 최소 내부 압력이 필요하며, 이러한 돔 형태는 추가적인 손상의 위험 없이 취급될 수 있다.

도 2에서는, 경사진 밀봉면의 각도(α)가 박막 접선 각도(β)보다 큰 것을 볼 수 있다. 이로 인해, 벗겨내는 구성요소(peel component)가 불필요하하고 결합 불량에 대한 압력을 최대화한다.

도 2에 나타낸 돔 형상의 최고점은 릴식 쿠커 및 스파이럴식 쿠커에 사용되는 봉합 패널(seaming panel)/이중 봉합(double seam)의 상부 아래에 놓인다. 일반적인 비고압 레토르트 장치가 사용되는 경우, 이것은 문제가 되지 않으며 도 1에 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 박막 패널 다이어프램의 완전히 팽윤된 형상은 봉합 패널/이중 봉합 높이(h)를 초과하는 높이(H)를 가질 수 있다.

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 열처리 중에 캔 내부의 압력을 조절하는 방법에 있어서,

   환형 부재(5)의 경사진 밀봉면(3)에 패널(1)을 결합하는 단계,

   상기 패널(1)을 신장(stretching)시키는 단계,

   상기 환형 부재(5) 및 상기 환형 부재에 결합된 패널(1)을 내용물이 충전된 캔에 고정시키는 단계,

   충전되어 밀폐된 캔의 내용물을 가열 처리하는 단계, 및

   상기 캔 내부의 내용물과 상부 공간의 임의의 기체의 열팽창과 실질적으로 동등한 용적의 증대가 이루어지도록 적어도 상기 가열 처리 중에 상기 패널에 실질적인 돔 형상을 제공하는 단계

   를 포함하되,

   상기 환형 부재(5)의 경사진 밀봉면의 각도는 초기에 10°내지 60°이며,

   상기 가열 처리 단계에서, 충전되어 밀폐된 캔은 135℃의 온도로 가열되며,

   상기 방법은, 상기 가열 처리 단계 후에 상기 밀봉면(3)을 보다 작은 각도 또는 0°로 재성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 조절 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 열처리 중에 제공되는 실질적인 돔 형상의 파이버(fibre) 길이와 대응되도록 비드를 구비하는 형상으로 상기 패널을 신장시키는 단계를 더 포함하는 것 을 특징으로 하는 압력 조절 방법.
8. 삭제
9. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 환형 부재(5)의 경사진 밀봉면의 각도는 초기에 20°내지 45°인 것을 특징으로 하는 압력 조절 방법.

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