KR101641290B1 - 접힘 가능한 형태의 용기를 충전하기 위한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

분상 또는 액상의 내용물로 접힘 가능한 형태의 패키지(2)를 충전하는 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 상기 시스템은 신축성 벽들에 의해 획정되는 챔버를 구비하는 패키지(2)와, 분상 또는 액상의 내용물로 접힘 가능한 형태의 패키지(2)를 충전하는 장치(1)를 포함한다. 또한, 상기 장치는 강직한 소재로 제작되며, 외주연부(C2)를 구비하는 말단부(6)를 구비하며, 상기 말단부(6)는 내주연부(C1)를 구비하는 패키지(2)의 충전 채널(3)로 삽입되어 내용물을 챔버로 운송한다. 또한 상기 장치는 상기 말단부(6)가 상기 충전 채널(3) 내로 삽입되었을 때에 말단부(6)와 충전 채널(3) 사이에 밀봉부를 형성하기 위한, 클램핑 요소(5)를 포함한다. 상기 시스템은, 충전 채널(3)이 클램핑 요소(5)에 의해 그립될 때에, 상기 충전 채널(3)의 주름 형성 능력이 상실되도록, 상기 충전 채널(3)의 내주연부(C1)와 상기 말단부(6)의 외주연부(C2) 간의 차이가 패키지 벽들의 벽두께의 4배가 되거나 또는 그보다 작은 것을 특징으로 한다.

Description

접힘 가능한 형태의 용기를 충전하기 위한 시스템 및 그 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR FILLING OF CONTAINERS OF COLLAPSIBLE TYPE}

본 발명은 접힘 가능한 형태의 용기에 분상 또는 액상의 내용물을 충전하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접힘 가능한 형태의 패키지를 포함하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상기 시스템은 상기 내용물을 챔버로 운송하기 위해, 내주연부를 구비하는, 패키지의 충전 채널 내로 삽입될 수 있으며 강직한 소재로 제작되는 말단부가 있는 충전 튜브와, 상기 말단부가 상기 충전 채널 내로 삽입될 때에 상기 말단부와 상기 충전 채널 사이에 밀봉부를 형성하도록 상기 말단부와 충전 채널을 그립하는 클램핑 요소를 구비하는 장치를 포함한다.

분상 또는 액상의 내용물들이 충전되는, 다양한 여러 종류의 패키지들이 현재 사용되고 있다.

이러한 패키지들 중 일 유형은 접힘이 가능하며, 2개의 측벽과 하나의 바닥벽을 포함한다. 신축성 벽들의 상대 위치에 따라 용적이 변하는 챔버를 형성하도록, 이들 벽은 연결부를 따라 서로가 연결되어 있다.

내용물을 충전하기 전에, 이러한 유형의 패키지는 편평하며 밀봉된 상태로 있다. 이는, 패키지를 제조할 때에 패키지의 챔버를 살균할 수 있으며, 그 살균된 상태를 유지하면서 낙농장과 같은 사이트로 배달될 수 있도록 한다. 전술한 유형의 패키지가 국제 특허 공개 공보 WO 2005/030597호에 개시되어 있다.

국제 특허 공개 공보 WO 2005/030597호는 전술한 유형의 패키지를 충전하는 장치에 대해 설명하고 있다. 상기 장치는 클램핑 요소와 말단부가 있는 충전 튜브를 포함한다. 강직한 소재로 제작되는 상기 충전 튜브는 패키지의 충전 채널에 삽입되어, 그 충전 튜브를 통해 내용물이 패키지 챔버로 운송될 수 있다. 상기 말단부가 상기 충전 채널에 삽입될 때에 상기 말단부와 충전 채널 사이에 밀봉부를 형성하도록, 상기 클램핑 요소는 상기 말단부와 충전 채널을 그립하도록 설계되어 있다.

전술한 충전 설비에서, 말단부는 둘레면(peripheral surface)을 구비하는데, 상기 둘레면은 서로에 대해 멀어지는 방향으로 볼록하게 굽어진 2개의 중앙부로 형성되며, 이러한 형상은 보트 모양과 유사하다. 이러한 형상은, 충전 채널의 대향하는 2개의 측면 가장자리가 최소한으로 작게 밀폐 공간을 형성하는 상태에서, 충전 영역을 최대한 크게 형성하기에 적합하다. 상기 측면 가장자리의 최소한의 작은 밀폐 공간 형성은 내용물이 충전되는 중에 패키지를 조절하게 된다.

충전 튜브의 말단부를 내용물이 충전되는 패키지의 충전 채널 내로 신뢰성 있으면서 재현성 있게 삽입하기 위해, 패키지의 충전 채널과 충전 튜브의 말단부 사이에는 사전에 결정된 최소한의 틈새(clearance)가 마련된다. 일부 응용분야에서, 고속으로 및/또는 비선형 이동 경로를 따라 패키지가 충전 튜브로 이동하는 경우, 이러한 사전에 결정된 최소한의 틈새는 꽤 클 수 있다. 비교적 큰 틈새를 형성하기 위해, 충전 튜브의 크기는 감소될 수 있으며, 이는 충전 튜브를 통한 유속을 감속시켜 결과적으로는 패키지의 충전 속도를 감소시키게 된다.

접힘 가능한 형태의 패키지를 충전하기 위한, 전술한 장치는, 충전 튜브의 말단부가 충전 채널에 삽입되고, 클램핑 요소가 충전 채널과 말단부를 그립할 때에, 주름(fold)이 형성되어 내용물을 충전하는 도중에 내용물이 누설될 위험을 내포하고 있다.

따라서, 상기 충전 채널과 그 충전 채널에 삽입되는 충전 튜브의 말단부 사이에 비교적 큰 틈새가 요구되는 경우뿐 아니라, 어떠한 경우에 있어서도 누설의 염려를 줄이거나 없앨 수 있는, 접힘 가능한 형태의 패키지를 효율적이며 합리적으로 충전할 수 있는 충전 장치에 대한 수요가 있다.

전술한 사항을 감안하여, 본 발명의 과제는 접힘 가능한 형태의 패키지를 효율적이면서 합리적으로 충전할 수 있도록 하는 시스템과 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는, 패키지의 충전 채널과 충전 튜브의 말단부 사이에 비교적 큰 틈새가 있는 경우에도, 접힘 가능한 형태의 패키지를 효율적이면서 합리적으로 충전할 수 있도록 하는 시스템과 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는, 주름(fold)이 형성되어 발생할 수 있는 누설의 염려가 없는, 접힘 가능한 형태의 패키지를 효율적이면서 합리적으로 충전할 수 있도록 하는 시스템과 방법을 제공하는 것이다.

이하의 기재로부터 이들 목적 중 적어도 어느 한 목적 그리고 다른 목적들도 달성하기 위해, 본 발명은 청구항 1에 따른, 접힘 가능한 형태의 패키지를 충전하는 시스템 및 청구항 12에 따른, 이에 대응하는 방법을 제공한다. 본 발명 시스템의 실시형태들은 청구항 1을 인용하는 청구항 2 내지 11에 기재되어 있고, 본 발명 방법의 실시형태들은 청구항 12를 인용하는 청구항 13 내지 15에 기재되어 있다.

보다 상세하게는, 본 발명에 따르면, 접힘 가능한 형태의 패키지에 분상 또는 액상의 내용물을 충전하는 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, 신축성 있는 벽들로 획정되는 챔버를 구비하는 접힘 가능한 형태의 패키지와, 상기 패키지에 분상 또는 액상의 내용물을 충전하는 장치를 포함한다. 또한, 내용물을 상기 챔버에 운송하기 위해, 상기 장치는 외주연부를 구비하며 강직한 재료로 제작되며, 내주연부를 구비하는 패키지의 충전 채널 내로 삽입될 수 있는 말단부를 구비하는, 충전 튜브와, 상기 말단부가 상기 충전 채널 내에 삽입될 때에, 상기 말단부와 상기 충전 채널 사이에 밀봉부(seal)를 형성하도록, 상기 말단부와 상기 충전 채널을 그립할 수 있는 클램핑 요소를 포함한다. 본 발명의 시스템은, 충전 채널이 클램핑 요소에 의해 그립될 때에, 상기 충전 채널의 주름(fold) 형성 능력이 상실되도록, 상기 충전 채널의 내주연부와 상기 말단부의 외주연부 간의 차이가 패키지 벽들의 벽두께의 4배가 되거나 또는 그보다 작은 것을 특징으로 한다.

이렇게 함으로써, 패키지를 효율적이면서 합리적으로 충전할 수 있는 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 시스템은 클램핑 요소가 충전 채널과 그 충전 채널 내에 삽입된 충전 튜브의 말단부를 그립할 때에 발생하는 주름에 의해 내용물이 누설될 위험이 없다. 충전 튜브의 말단부는 강직한 소재로 제작되기 때문에, 클램핑 요소가 말단부와 충전 채널을 그립할 때, 상기 말단부와 상기 충전 채널 사이에 밀봉부가 형성된다. 상기 밀봉부는 신뢰할 만하다. 이는, 상기 충전 채널의 주연부가 상기 말단부의 외주연부에 대해, 충전 채널이 클램핑 요소에 의해 그립될 때 충전 채널이 주름을 형성하는 능력이 상실되도록 배치되기 때문이다. 보다 상세하게는, 본 발명 시스템은 충전 채널의 내주연부와 상기 말단부의 외주연부의 차이가 패키지 벽의 벽두께의 4배가 되거나 또는 그보다 작게 설계된다. 충전 채널의 내주연부와 상기 말단부의 외주연부의 차이가 패키지 벽의 벽두께의 4배 또는 그 보다 작은 경우, 충전 채널을 획정하는 측벽에서 남는 재료부분은, 클램핑 요소에 의해 그립되어 있는 중에 주름을 형성할 수 있는 정도로 충분한 양이 되지 않는다는 것을 알 수 있었다.

본 발명에 따른 시스템은, 충전 채널 내에 주름이 형성되어, 그로 인해 내용물이 패키지로부터 흘릴 수 있는 위험이 없으면서도, 접힘 가능한 형태의 패키지를 단시간에 충전할 수 있도록 한다.

상기 말단부의 단면은, 대각선 방향으로 마주보고 있는, 둥근 한 쌍의 제1 코너와, 대각선 방향으로 마주보고 있으며, 오목한 형상으로 수렴하는 한 쌍의 제2 코너를 구비하는, 실질적으로 정사각형일 수 있다. 상기 말단부의 이러한 형상은, 상기 충전 채널을 획정하는 측벽들의 상기 부분들의 이격에 의해 형성되는 상기 충전 채널의 비교적 큰 개구부와 조합하여, 상기 충전 튜브의 말단부와 상기 충전 채널 간에 비교적 큰 틈새가 얻어지면서, 상대적으로 큰 충전 영역을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 말단부와 상기 충전 채널 간에 비교적 큰 틈새가 요구되는 경우에도, 상기 충전 튜브의 말단부의 상기 형상은 접힘 가능한 형태의 패키지를 효율적이면서 신속하게 충전할 수 있게 한다.

상기 충전 채널의 내주연부는 40 내지 120 ㎜일 수 있다.

상기 말단부의 외주연부가 상기 패키지의 상기 충전 채널의 상기 내주연부보다 클 수 있다. 삽입된 말단부의 외주연부가 패키지의 충전 채널의 내주연부보다 큰 경우, 클램핑 요소가 말단부와 충전 채널을 클램핑할 때, 충전 채널을 획정하는 패키지의 측벽 내에 인장 응력이 발생된다.

상기 말단부의 외주연부는 상기 패키지의 상기 충전 채널의 내주연부보다 0.1 내지 2 ㎜ 클 수 있다.

또한, 제1 축과, 그 제1 축과 직교하는 제2 축으로 이루어진 평면에서, 상기 말단부는 상기 제2 축을 따라 연장하는 폭을 구비하고, 동일한 평면에서, 상기 충전 채널은 상기 제2 축을 따라 연장하는 길이를 구비하되, 상기 길이와 상기 폭의 차이는 2 ㎜를 초과할 수 있다. 이렇게 함으로써, 고도의 신뢰성을 갖는 동시에 고속 및/또는 비선형 이동 경로를 따라, 충전 튜브의 말단부가 상기 패키지의 충전 채널 내로 삽입되는 것이 보장될 수 있다.

상기 클램핑 요소는 상기 말단부의 외각 둘레면과 정합되는 형상의 그립면을 구비할 수 있다.

상기 클램핑 요소는 상기 충전 튜브의 말단부를 그립하는, 한 쌍의 조(jaw)를 포함할 수 있다. 상기 조는 상기 그립면을 획정한다.

상기 한 쌍의 조는, 패키지를 충전하는 중에 상기 패키지의 대향하는 한 쌍의 측벽들과 평행한 분할면을 구비할 수 있다. 충전할 때에, 상기 한 쌍의 조의 상기 분할면은 상기 측벽들과 평행함을 유지하게 된다. 충전 작업이 시작되어 패키지에 내용물이 충전되는 중에, 상기 측벽들은 서로에 대해 이격되어 있으며 서로에 대해 또는 상기 분할면과는 평행하지 않게 된다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

일 실시형태에 따르면, 상기 말단부는, 대각선 방향으로 마주보고 있으며, 둥근 한 쌍의 제1 코너와, 대각선 방향으로 마주보고 있으며, 오목한 형상으로 수렴하는 한 쌍의 제2 코너를 구비하는, 실질적으로 정사각형인 단면을 구비하고, 상기 클램핑 요소는 상기 충전 튜브의 말단부를 그립하는, 한 쌍의 조를 포함하며, 상기 한 쌍의 조는 대각선 방향으로 마주보는 상기 한 쌍의 제2 코너를 위한 가상의 연결면과 평행한 분할면을 구비할 수 있다. 이렇게 함으로써, 클램핑 요소가 작동할 때에, 상기 충전 튜브의 말단부와 상기 충전 채널 간에 고도의 신뢰성이 있는 밀봉부를 형성할 수 있는, 클램핑 요소를 만들 수 있게 된다.

상기 클램핑 요소는 상기 충전 채널과 상기 말단부를 그립하는 탄성 그립면을 포함할 수 있다. 이렇게 함으로써, 말단부와 충전 채널 사이에 신뢰성 있는 밀봉부를 형성하는 동시에, 상기 말단부와 충전 채널 주위를 부드럽게 그립하는 밀봉부가 형성될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 상기 충전 튜브는 고정식(stationary)일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 신축성 벽들로 획정되는 챔버를 구비하는, 접힘 가능한 형태의 패키지에 분상 또는 액상의 내용물을 충전하는 방법으로, 외주연부를 구비하며 강직한 재료로 제작되는 말단부를 구비하는 충전 튜브를 패키지의 내주연부를 구비하는 충전 채널 내로 삽입하는 단계와, 상기 말단부와 상기 충전 채널 사이에 밀봉부가 형성되도록, 클램핑 요소로 상기 말단부와 상기 충전 채널을 그립하는 단계와, 충전 채널이 클램핑 요소에 의해 그립될 때에, 상기 충전 채널의 주름 형성 능력이 상실되도록, 상기 충전 채널의 내주연부와 상기 말단부의 외주연부 간의 차이를 패키지 벽들의 벽두께의 4배로 되게 또는 그보다 작게 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지를 충전하는 방법이 제공된다.

이러한 방식으로, 분상 또는 액상의 내용물을 접힘 가능한 형태의 패키지에 충전하는, 개선된 방법이 제공된다.

본 발명에 따른 방법에 의하면, 상기 말단부와 충전 채널 사이에 신뢰성 있는 밀봉부가 형성된다. 이는, 충전 채널의 내주연부가, 말단부의 외주연부에 대해, 상기 클램핑 요소에 의해 그립될 때에 충전 채널의 주름 형성 능력이 상실되도록 배치되어 있기 때문이다. 보다 상세하게는, 충전 채널의 내주연부와 상기 말단부의 외주연부의 차이가 패키지 벽의 벽두께의 4배 또는 그보다 작도록 설계된다. 충전 채널의 내주연부와 상기 말단부의 외주연부의 차이가 패키지 벽의 벽두께의 4배가 되거나 또는 그보다 작은 경우, 충전 채널을 획정하는 측벽에서 남는 재료부분은, 클램핑 요소에 의해 그립되어 있는 중에 주름을 형성할 수 있는 정도로 충분한 양이 되지 않는다는 것을 알 수 있었다. 또한, 본 발명에 따른 방법은, 클램핑 요소가 상기 말단부와 충전 채널을 그립할 때, 상기 패키지의 충전 채널과 상기 충전 튜브의 말단부 사이에 신뢰성 있는 밀봉부가 형성되는 것을 보장한다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 내용물을 충전하는 중에, 패키지에서 내용물이 흘리지 않도록 하면서도 신속하게 충전시킬 수 있다. 또한, 충전 튜브의 말단부는, 고속으로 및/또는 비선형 이동 경로를 따라 패키지의 충전 채널에 삽입될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 상기 충전 채널 내에 삽입되어 있는 말단부를 통해 패키지의 챔버로 내용물을 운송하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 운송은 일례로 말단부의 배출구에 위치할 수 있는 충전 밸브를 개방시켜 이루어질 수 있다. 상기 충전 밸브는 물론 상기 충전 튜브 내 또는 상기 충전 튜브에 연결되어 있는 생산 라인 내의 다른 위치에 배치될 수도 있다. 이렇게 함으로써, 내용물이 충전 튜브를 관통해서 흘러나와 패키지의 챔버 내로 흘러들어간다. 충전하는 중에, 상기 패키지의 챔버는 내용물이 유입됨에 따라 부풀어 오르는 풍선과 같이 팽창한다.

본 발명에 따른 방법은, 상기 패키지를 상기 충전 튜브가 배치되어 있는 지점으로 이동시키기 위해 운반 유닛을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시형태에 따르면, 상기 충전 튜브는 상기 위치에 고정되어 있을 수 있다. 상기 패키지는 곡선형 이동 경로를 따라 상기 위치로 이동할 수 있다.

본 발명에 의하면, 주름이 형성되어 발생할 수 있는 누설의 염려가 없는, 접힘 가능한 형태의 패키지를 효율적이면서 합리적으로 충전할 수 있도록 하는 시스템과 방법이 제공된다.

도 1은 접힘 가능한 형태의 패키지를 충전하기 위한, 본 발명에 따른 시스템의 일 실시형태의 개략 사시도이다.
도 2는 상기 충전 튜브의 길이 방향으로 보았을 때에, 본 발명에 따른 시스템의 말단부에서 취한 단면의 개략도이다.
도 3은 접힘 가능한 형태의 패키지를 충전하는 중에 있는, 도 1의 시스템을 설명하는 개략 사시도이다.
도 4는 충전 튜브의 말단부가 상기 패키지의 충전 채널 내로 삽입된 경우, 그 튜브의 말단부에서 취한 단면의 개략도로, 상기 말단부와 충전 채널을 움켜쥐기 위한 클램핑 요소가 작동하기 전의 상태를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 도 1은 접힘 가능한 형태의 패키지(2)를 충전하기 위한, 본 발명에 따른 시스템의 일 실시형태를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 상기 시스템은 상기 패키지(2) 외에, 그 패키지(2)를 충전하기 위한 장치(1)를 또한 포함한다.

도면에 도시되어 있는 바와 같이, 이러한 형태의 패키지(2)는 대향하는 2개의 측벽과 바닥벽(보이지 않음)을 구비할 수 있다. 이들 벽은 연결부(connecting portion)를 따라 서로 연결되어 있고, 벽들의 서로에 대한 위치에 따라 용적이 변하는 챔버를 획정한다. 상기 측벽들에 의해 획정될 수 있는, 패키지(2)의 충전 채널(3)은 챔버가 외부환경과 연통하도록 한다. 충전 채널(3)은 크기가 40-120 ㎜인 내주연부(C1)를 구비한다. 패키지를 충전하지 않는 상태에서, 충전 채널(3)은 밀봉되어 있을 수 있으며, 충전을 시작할 때에 개봉된다. 충전 채널(3)은 커팅, 클리핑 또는 이와 유사한 방식으로 개봉될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 시스템에 사용되도록, 패키지(2)는 멸균된 챔버를 구비하면서 제작될 수 있으며, 멸균된 상태로 낙농장과 같은 사이트로 배달될 수 있다.

장치(1)는 주요 구성부품으로 충전 튜브(4)와 클램핑 요소(5)를 포함한다. 명료함을 위해, 장치(1)와 관련된 다른 상세한 사항은 기재하지 않는다.

충전 튜브(4)는 패키지(2) 내로 운송되는 제품의 공급원(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 충전 튜브(4)는 말단부(end portion)(6)로 종결된다. 말단부(6)는 유출구(7)를 구비한다. 말단부(6)는 외주연부(C2)를 구비한다. 충전 튜브(4)의 말단부(6)는 강직한 재료, 일례로 스테인리스강으로 만들어진다.

도시되어 있는 실시형태에서, 클램핑 요소(5)는 충전 튜브(4)의 말단부(6)를 그립하는, 한 쌍의 조(jaw)(8)를 포함한다. 한 쌍의 조(8)는 서로에 대해 근접되게 그리고 멀어지도록 이동할 수 있으며, 충전되지 않은 상태에서 평탄한 형상으로 되어 있는 패키지(2)의 대향하는 측벽들은 한 쌍의 조(8)의 분할면과 평행한 위치에 있다. 각 조(8)는 탄성 그립면(9)을 구비하고 있다. 충전하는 도중 그리고 충전이 끝난 후에, 상기 측벽들은 서로에 대해 평행한 위치에 있지 않기 때문에, 상기 한 쌍의 조(8)의 상기 분할면과 평행하지 않는다는 점을 이해할 것이다.

도 2를 참조하면, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 시스템에 있어서, 충전 튜브(4)를 종 방향으로 보았을 때에, 말단부(6)를 가로지르는 단면의 개략도를 도시하고 있다. 도면에 명확하게 나타나 있는 바와 같이, 충전 튜브(4)의 말단부(6)의 단면은 실질적으로 정사각형이며, 그 정사각형 단면에서 대각선 방향으로 마주보는 코너들 중 두 개는 둥글게 되어 있고, 다른 두 개는 오목한 형상으로 수렴하고 있다. 상기 말단부는 2개의 마주보는 보조면(subsidiary surface)(10)을 구비할 수 있고, 각 보조면(10)의 중앙부(11)는 상기 2개의 대향하는 둥근 코너 중 하나와 그 둥근 코너와 연결되어 있는 직선부로 이루어져 있다. 각 중앙부(11)의 각 측면에는, 오목하게 굽어진 측부(12)가 배치되어 있다. 상기 2개의 대향하는 보조면(10)은, 둥근 중앙부(11)들이 서로에 대해 멀어지는 방향을 향하게 배치되어 있고, 상기 보조면(10)의 측부(12)는 상기 중앙부(11)의 각 측면 상에서 수렴하는 방식으로 서로가 연결되어서 오목하게 수렴하는, 대각선 방향으로 마주보는 코너를 형성한다.

충전 채널(3)의 내주연부(C1)는, 말단부(6)의 외주연부(C2)에 대해, 충전 채널(3)이 클램핑 요소(5)에 의해 그립될 때, 충전 채널(3)의 주름(fold)을 형성할 수 있는 능력이 상실되도록 배치된다. 이러한 상태는, 충전 채널(3)의 내주연부(C1)와 말단부(6)의 외주연부(C2) 간의 차이가 패키지(2) 벽두께의 4배 또는 그 보다 작을 때에 이루어진다. 통상적인 벽두께는 150 ㎛이다.

좀 더 상세하게는, 충전 튜브(4)의 말단부(6)의 외주연부(C2)가 패키지(2)의 충전 채널(3)의 내주연부(C1) 보다 클 때, 위와 같은 상태가 만족된다. 더욱 상세하게는, 상기 외주연부(C2)는 상기 내주연부(C1)보다 0.1 내지 2 ㎜ 클 수 있다.

도시된 실시형태에서, 각 조(8)의 그립면(9)은 말단부(6)의 둘레의 보조면(10)과 정합되는 형상으로 되어 있다. 이에 따라, 각 그립면(9)은 둥근 중앙부(13)를 구비하며, 이 중앙부는 각 보조면(10)의 둥근 중앙부(11)와 정합한다. 각 그립면(9)은 서로 마주보는 두 개의 둥근 윤곽부(edge portion)(14)를 또한 구비한다. 이들 둥근 윤곽부(14)는 각 보조면(10)의 오목한 측부(12)의 형상과 정합한다.

그러나 그립면(9)이 상기 말단부(6) 둘레의 보조면(10)의 형상과 정합되지 않아도 된다는 점을 이해해야 한다. 중요한 것은, 클램핑 요소(5)가 충전 채널(3)과 그 충전 채널 내에 삽입된 충전 튜브(4)의 말단부(6)를 그립하여 내주연부(C1) 주위에 고정 압력과 밀봉 압력을 가할 때에, 그립면(9)이 패키지(2)의 충전 채널(3)과 맞닿게 놓여지고, 상기 보조면(10)과 연동한다는 것이다.

특히, 상기 윤곽부(도시하지 않음)에 비드가 배치될 수 있다. 상기 비드는 대각선 방향으로 마주보며 오목하게 수렴하는 코너 주위에 지탱 압력을 증가시켜, 내용물이 누설될 위험을 줄여준다.

전술한 바와 같이, 서로에 대해 근접하거나 멀어지도록 움직일 수 있는 조(8)는 패키지(2)의 대향 측벽들과 평행한 분할면을 구비한다. 이 분할면은 상기 말단부(6)의 오목하게 수렴하는 대향 코너들 사이의 가상의 연결면과도 평행하다.

각 조(8)의 각 그립면(9)은 구조물(15)에 의해 지지된다.

상기 충전 튜브(4)의 말단부(6)의 단면 형상이 반드시 전술한 형상일 필요는 없다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 말단부(6)의 단면은, 충전 채널(3)의 내주연부에 대해, 외주연부(C2)가 전술한 크기의 차이를 만족시킴에 따라, 클램핑 요소(5)에 의해 그립될 때에 충전 채널(3)의 주름 형성 능력이 상실되는 것을 보장할 수 있는 형상이라면 충분하다.

충전 채널(3)의 내주연부에 대해, 충전 튜브(4)의 말단부(6) 전체 단면의 외주연부(C2)는, 클램핑 요소(5)에 의해 그립될 때에 반드시 충전 채널(3)의 주름 형성 능력이 상실되도록 할 필요는 없다는 점을 이해하여야 한다. 말단부(6)는, 외주연부(C2)의 일부 단면 영역이 상기 한 쌍의 조(8)에 의해 고정되는 말단부(6)의 일부분에 대응하는 것으로 충분하다.

패키지(2)를 충전하기 전에, 패키지(2)가 절단, 클리핑 또는 이와 유사한 방식으로 개봉됨으로써, 패키지(2)의 챔버가 상기 충전 채널(3)을 통해 외부와 연통하게 된다. 충전 채널(3)은, 개봉된 패키지(2)의 상기 충전 채널(3)을 획정하는, 측벽들의 대향 부분들이 서로 분리됨에 따라 개방되어, 상기 패키지(2)의 챔버와 외부를 연결하는 튜브형 연결부를 형성한다. 상기 충전 채널을 획정하는 상기 측벽들의 이들 부분의 분리는, 상기 충전 채널을 획정하는 패키지(2)의 측벽들의 상기 대향 부분들과 체결될 수 있는 일례로 흡입컵(suction cup) 같은 한 쌍의 그립 요소의 보조를 받아 이루어질 수 있다.

상기 충전 채널이 충분히 크게 형성되도록 상기 부분들을 이격시킴으로써, 상기 충전 채널에 치수적으로 안정된 개구부를 형성할 수가 있다.

충전 채널이 개봉되었을 때, 클램핑 요소는 상기 개봉된 충전 채널의 양측에서 상기 패키지를 고정하도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 흡입컵과 같은 그립 요소가, 상기 충전 채널을 획정하는 상기 부분들과 분리되지 않으면서, 개봉되어 있으며 치수적으로 안정적인 상태로 충전 채널을 잠글 수 있다.

패키지가 충전 스테이션에 배치될 때에 또는 배치되기 전에, 충전 채널이 개봉될 수 있다.

상기 충전 스테이션은 수직방향으로 이동하는 충전 튜브를 구비할 수 있고, 상기 패키지가 상기 충전 스테이션에 배치된 후, 상기 충전 튜브의 말단부가 하강하여 패키지의 개봉된 충전 채널 내에 삽입된다.

선택적으로, 상기 충전 스테이션은 고정식 충전 튜브를 구비할 수 있다. 패키지는, 곡선 운반 경로를 따라 패키지를 이동시키기 위해, 일례로 운반 유닛(도시하지 않음)의 도움을 받아 충전 스테이션으로 운송되어, 패키지의 개방된 충전 채널이 상기 충전 튜브의 말단부 위에 체결되도록, 패키지가 상기 충전 스테이션의 충전 튜브에 입거된다. 운반 유닛은 개방된 패키지(2)를 픽업 위치에서 일례로 반원형인 곡선 운반 경로를 따라 배송 위치로 이동시키도록 설계되어 있다. 이러한 방식으로, 패키지(2)는, 상술한 바에 따라 패키지(2)의 충전 채널(3)이 개방되어 있는 스테이션에서 패키지(2)의 충전이 이루어지는 후속 스테이션으로 운송된다.

패키지(2)가 충전 스테이션에 배치되고, 충전 튜브의 말단부가 상기 충전 튜브와 상기 패키지 사이의 상대 움직임에 의해 패키지의 충전 채널 내로 삽입된 때, 도 3에 도시한 바와 같이, 그 클램핑 요소(5)의 조(8)가 말단부(6)를 그립하여 충전 채널(3)을 그립하도록 클램핑 요소(5)가 작동한다. 충전 튜브(4)의 말단부(6)는 강직한 재료로 제작되어 있기 때문에, 클램핑 요소(5)가 말단부(6)와 충전 채널(3)을 그립할 때에, 상기 충전 채널(3)과 말단부(6) 사이에는 밀봉이 형성된다. 이렇게 형성된 밀봉은 신뢰할만하다. 이는, 충전 채널(3)의 내주연부(C1)가, 말단부(6)의 외주연부(C2)에 대해, 상기 클램핑 요소(5)에 의해 그립될 때에 충전 채널(3)의 주름 형성 능력이 상실되도록 배치되어 있기 때문이다. 충전 튜브(4)의 말단부(6)의 외주연부(C2)가 패키지(2)의 충전 채널(3)의 내주연부(C1)보다 큰 경우에 있어서, 클램핑 요소(5)가 말단부(6)와 충전 채널(3)을 그립할 때에, 충전 채널(3)의 측벽을 형성하는 신축성 재료에 인장 응력이 발생한다. 한 쌍의 조(8)의 그립면(9)은 탄성이 있기 때문에, 상기 충전 채널(3)을 획정하는, 패키지(2)의 측벽들의 상기 부분들은 손상되지 않는다. 상기 조(8)의 구조물(15)은, 조(8)들이 서로 움직일 때에 그 움직이는 방향으로, 그립면(9)들이 체결력을 발생하도록 설계될 수 있다. 일례로, 그립면(9)이 상기 구조물(15)(도시하지 않음)로부터 바깥쪽으로 약간 돌출하게 함으로써, 체결력을 발생시킬 수 있다.

충전 채널(3)의 내주연부(C1)가, 말단부(6)의 외주연부(C2)에 대해, 클램핑 요소(5)에 의해 그립될 때에 충전 채널(3)의 주름 형성 능력이 상실되도록 배치되어 있기 때문에, 클램핑 요소가 충전 채널(3)과 충전 튜브(4)의 말단부(6)를 그립할 때에, 상기 충전 채널(3)을 획정하는 패키지(2)의 상기 측벽들의 상기 부분들 사이에 주름이 형성되지 않게 된다. 주름이 형성되지 않기 때문에, 주름이 형성됨에 따라 발생할 수 있는 누설의 위험성도 감소된다.

클램핑 요소(5)의 조(8)가 충전 채널(3)과 충전 튜브(4)의 말단부(6)를 그립하도록, 클램핑 요소(5)가 작동할 때에, 패키지(2)에 내용물(product)들이 적당한 방식으로 충전될 수 있다. 이는, 일례로 상기 말단부(6)의 유출구(7)에 위치할 수 있는 충전 밸브(도시하지 않음)를 개방함으로써 이루어진다. 충전 밸브가 충전 튜브(4) 내의 다른 지점 또는 상기 충전 튜브(4)에 연결되어 있는 생산 라인에 연결될 수 있음도 물론이다.

말단부(6)가 상기 패키지(2)의 충전 채널(3) 내에 용이하게 삽입되도록 하기 위해, 말단부(6)는 폭이 좁아지는 형상을 취할 수 있다.

상기 충전 밸브를 개방하여, 내용물들이 상기 충전 튜브(4)를 통해 유출되어 패키지(2) 내의 챔버로 들어간다. 충전하는 동안, 내용물이 챔버 내에 유입됨에 따라 패키지(2) 내의 챔버는 부풀어지는 풍선처럼 팽창한다. 클램핑 요소(5)가 충전 채널(3)과 충전 튜브(4)의 말단부(6)를 그립하여, 밀봉부가 형성된다.

도 4는 충전 튜브(4)의 말단부(6)가 패키지(2)의 충전 채널(3) 내에 삽입되어 있지만, 클램핑 요소(5)가 말단부(6)와 충전 채널(3)을 그립은 하고 있지 않은 상태에서, 충전 튜브(4)를 가로지르는 단면의 개략도이다.

전술한 바와 같이, 충전 튜브(4)의 말단부(6)의 단면은 기본적으로 정사각형일 수 있지만, 정사각형 내의 서로 마주보는 두 코너는 라운드져 있고, 서로 마주보는 다른 두 코너는 오목한 형상으로 수렴한다. 전술한 바와 같이, 충전 채널(3)의 내주연부(C1)는, 말단부(6)의 외주연부(C2)에 대해, 클램핑 요소(5)에 의해 그립될 때에 충전 채널(3)의 주름 형성 능력이 상실되도록 배치되어 있다. 충전 채널(3)의 내주연부(C1)와 말단부(6)의 외주연부(C2) 사이의 차이가 패키지(2)의 벽두께의 4배이거나 또는 그 보다 작을 때에, 이러한 상태가 형성된다.

위와 같은 상태는, 충전 튜브(4)의 말단부(6)의 외주연부(C2)가 패키지(2)의 충전 채널(3)의 내주연부(C1)보다 큰 경우에 특히 잘 만족된다. 더욱 상세하게는, 상기 외주연부(C2)는 상기 내주연부(C1)보다 0.1 내지 2 ㎜ 클 수 있다. 상기 충전 채널(3)의 내주연부(C1)는, 상기 말단부(6)의 외주연부(C2)에 대해, 클램핑 요소(5)에 의해 그립될 때에, 충전 채널(3)의 주름 형성 능력이 상실되도록 배치되어 있고, 충전 튜브(4)의 말단부(6)는 강직한 재료로 제조되어 있기 때문에, 클램핑 요소들이 충전 채널(3)과 충전 튜브(4)의 말단부(6)를 그립할 때, 상기 충전 채널(3)을 획정하는 패키지(2)의 측벽들의 상기 부분들 내에 주름이 형성되는 것이 방지된다. 이는, 클램핑 요소(5)가 말단부(6)와 충전 채널(3)을 그립할 때, 상기 충전 채널(3)과 말단부(6) 사이에 매우 우수한 밀봉이 이루어진다는 것을 의미한다.

충전 스테이션에서, 패키지가 곡선 경로를 따라 고정식 충전 튜브로 이동하는 경우, 상기 말단부가 충전 채널 내로 삽입하여 패키지를 상기 충전 튜브 위에 입거시키기 위해서는, 상기 충전 튜브의 말단부와 상기 패키지의 충전 채널 사이의 간격이 최소한으로 되어야 한다. 상기 말단부를 상기 충전 채널 내로의 삽입을 신뢰성 있고 재현 가능하도록, 상기 패키지의 충전 채널 사이의 간격이 최소한으로 되어야 한다. 이는 다음과 같은 방식으로 설명될 수 있다. 제1 축(Y)과, 그 제1 축과 직교하는 제2 축(X)으로 이루어진 평면에서, 상기 말단부(6)는 상기 제2 축(X)을 따라 연장하는 폭(B1)을 구비하고, 동일한 평면에서, 상기 충전 채널(3)은 상기 제2 축(X)을 따라 연장하는 길이(L1)를 구비하며, 상기 길이(L1)와 상기 폭(B1)의 차이는 2 ㎜를 초과한다.

본 발명이, 도시되어 있는 실시형태들로 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다.

충전 튜브(4)의 말단부(6)를 분리할 때에, 충전 채널(3)의 벽들 위에 내용물들이 쌓이는 것을 방지하기 위해, 충전 채널(3)에 대한 충전 튜브(4)의 말단부(6)의 크기는 상기 충전 채널(3)의 벽들과 접촉하지 않으면서 말단부(6)가 분리되는 크기이어야 한다.

상기 측부(12)들의 서로 대향하며 오목하게 수렴하는 코너에서, 충전 튜브(4)의 벽들의 안쪽에 내용물이 쌓이는 것을 방지하기 위해, 서로 대향하며 오목하게 수렴하는 코너가 있는, 충전 튜브의 내벽들도, 도면에 도시되어 있는 바와 같이 오목하게 둥근 형상일 수 있다.

충전 채널의 벽들 위에 내용물들이 쌓이고, 흘리는 양을 최소로 하기 위해, 상기 말단부들은 액체-반발 면(liquid-repelling surface)을 구비할 수 있다.

본 발명은 오로지 첨부된 특허청구범위에 의해 규정되기 때문에, 많은 변형과 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (15)

1. 접힘 가능한 형태의 패키지(2)를 분상 또는 액상의 내용물로 충전하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
   신축성 벽들로 획정되는 챔버를 구비하는, 접힘 가능한 형태의 패키지(2)와,
   분상 또는 액상의 내용물을 패키지(2)로 충전하기 위한 장치(1)를 포함하며, 상기 장치(1)는,
   외주연부(C2)를 구비하며 강직한 재료로 제작되는 충전 튜브(4)로, 내용물을 상기 챔버에 운송하기 위해, 내주연부(C1)를 구비하는 패키지(2)의 충전 채널(3) 내로 삽입될 수 있는 말단부(6)를 구비하는 충전 튜브(4)와,
   상기 말단부(6)가 상기 충전 채널(3) 내에 삽입될 때에, 상기 말단부(6)와 상기 충전 채널(3) 사이에 밀봉부를 형성하도록, 상기 말단부(6)와 상기 충전 채널(3)을 그립할 수 있는 클램핑 요소(5)를 포함하는,
   접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템에 있어서,
   충전 채널(3)이 클램핑 요소(5)에 의해 그립될 때에, 상기 충전 채널(3)의 주름 형성 능력이 상실되도록, 상기 말단부(6)의 외주연부(C2)의 길이가 상기 패키지(2)의 상기 충전 채널(3)의 내주연부(C1)의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 말단부(6)의 단면이, 대각선 방향으로 마주보고 있는, 둥근 한 쌍의 제1 코너와, 대각선 방향으로 마주보고 있으며, 오목한 형상으로 수렴하는 한 쌍의 제2 코너를 구비하는 정사각형인 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 충전 채널(3)의 내주연부(C1)의 길이가 40 내지 120 ㎜인 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 말단부(6)의 외주연부(C2)의 길이가 상기 패키지(2)의 상기 충전 채널(3)의 내주연부(C1)의 길이보다 0.1 내지 2 ㎜ 큰 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   제1 축(Y)과, 그 제1 축과 직교하는 제2 축(X)으로 이루어진 평면에서, 상기 말단부(6)는 상기 제2 축(X)을 따라 연장하는 폭(B1)을 구비하고, 동일한 평면에서, 상기 충전 채널(3)은 상기 제2 축(X)을 따라 연장하는 길이(L1)를 구비하되, 상기 길이(L1)와 상기 폭(B1)의 차이는 2 ㎜를 초과하는 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 클램핑 요소(5)는 상기 말단부(6)의 외각 둘레면과 정합되는 형상의 그립면(9)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 클램핑 요소(5)는 상기 충전 튜브(4)의 말단부(6)를 그립하는, 한 쌍의 조(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 말단부(6)는, 대각선 방향으로 마주보고 있으며, 둥근 한 쌍의 제1 코너와, 대각선 방향으로 마주보고 있으며, 오목한 형상으로 수렴하는 한 쌍의 제2 코너를 구비하는 정사각형 단면을 구비하고,
   상기 클램핑 요소(5)는 상기 충전 튜브(4)의 말단부(6)를 그립하는, 한 쌍의 조(8)를 포함하며,
   상기 한 쌍의 조(8)는 대각선 방향으로 마주보는 상기 제2의 한 쌍의 코너를 위한 가상의 연결면과 평행한 분할면을 구비하는 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
9. 제7항에 있어서,
   상기 조(8)는 탄성 그립면(9)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 충전 튜브(4)가 고정식인 것을 특징으로 하는, 접힘 가능한 형태의 패키지 충전 시스템.
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