KR20140071322A

KR20140071322A - 트레이 밀봉 장치 및 그것의 히터 유닛

Info

Publication number: KR20140071322A
Application number: KR1020147001209A
Authority: KR
Inventors: 임용수; 안중근
Original assignee: 비엘티 주식회사
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2014-06-11
Also published as: KR101491539B1; JP2015536881A; KR101581842B1; WO2014069732A1; KR20140071321A; CN104768852A; US20150259086A1; WO2014069731A1; US9908647B2

Abstract

일회용 트레이를 열가소성 시일 필름으로 밀봉하는 트레이 밀봉 장치가 개시되어 있다. 상기 트레이 밀봉 장치는 상면과, 입구를 구비하고 상기 상면에 형성된 트레이 수용 공동을 포함하는 베이스 바디와; 상기 트레이 수용 공동에 수용된 상기 트레이의 테두리에 상기 시일 필름을 가열 융착시키는 히터 유닛을 구비한다. 상기 히터 유닛은 일정 폭의 주면을 가지며, 상기 트레이의 테두리의 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 얇은 스트립형 전열체를 포함한다. 상기 전열체는, 상기 시일 필름의 융착시에, 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 전체 테두리를 따라, 그 절연체의 주면은 전열체에 발생된 열을 상기 시일 필름에 인가하도록 상기 시일 필름을 사이에 두고 상기 트레이의 테두리와 마주하여 배치된다.

Description

트레이 밀봉 장치 및 그것의 히터 유닛{TRAY SEALING APPARATUS AND HEATER UNIT THEREOF}

관련 출원

본 출원은 2012년 11월 5일자로 한국 특허청에 출원되었으며 여기에 인용하는 것에 의해 그 내용이 전체적으로 본 출원에 포함되는 한국 특허 출원 제2012-0124290호에 기초하며, 그 우선권을 주장한다.

본 발명은 트레이 밀봉 장치에 관한 것으로, 특히 트레이(tray)의 개구부 둘에의 테두리에 열가소성 필름("시일 필름")을 가열 융착함으로써, 트레이를 밀봉할 수 있는 트레이 밀봉 장치 및 그러한 트레이 밀봉 장치에 이용되는 히터 유닛에 관한 것이다.

최근, 예컨대, 테이크아웃샵, 패스트푸드점 등의 음식점이나 마켓 등에서, 물기 있는 음식, 부서지기 쉬운 음식 등의 식품을 고객들에게 일회용 트레이에 포장된 상태로 제공하기 위하여, 트레이 밀봉 장치를 사용하고 있다. 특히, 음식물을 밀봉 포장하면, 음식물을 공기로 인하여 변질되지 않게 오래 보관할 수 있고, 음식물을 냉장 보관하기에 간편하며, 야외 활동시에도 음식물을 운반 및 보관하기에 편리하기 때문에, 최근에는 가정용 트레이 밀봉 장치가 출시되고 있다.

도 1에는 공지의 트레이 밀봉 장치의 사시도가 도시되어 있다.

도 1을 참고하면, 종래의 트레이 밀봉 장치는 롤 형태로 권취된 열가소성 시일 필름(RO)을 올려 놓을 수 있는 복수 개의 롤러(101)가 마련된 시일 필름 공급부와, 트레이(T)를 삽입할 수 있는 트레이 수용 공동(tray accommodation hole, 102)이 마련된 베이스 바디(base body, 100)와; 상기 베이스 바디(100) 상면에 피벗 가능하게 결합된 커버 유닛(200)과; 가열판(heating plate, 300)을 구비하고 있다.

상기 가열판(300)은 통상 알루미늄 또는 스테인레스강으로 형성되고, 가열판(300)의 이면에는 전열체(electric heating element)(도시되지 않음)가 결합되어 있다. 상기 전열체에 전력이 인가되면, 상기 전열체에서 열이 발생되고, 이 열에 의해 상기 가열판이 소정 온도(예컨대, 160℃ 내지 180℃)로 가열된다. 상기 커버 유닛(200)의 하면에는 상기 시일 필름 공급부와 상기 트레이 수용 공동(102) 사이에 커터(201)가 배치되어 있다.

상기 시일 필름으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate: PET) 필름과 폴리프로필렌(polypropylene: PP) 필름으로 이루어진 합지 필름(dry laminated film)이 주로 사용되고 있다. 또한, 상기 일회용 트레이(T)는 전형적으로 PP 또는 PET 로 성형되며, 개구부 둘레에 테두리가 마련되어 있다.

트레이(T)의 밀봉시, 사용자는 상기 밀봉 장치(10)의 전원을 켜서, 전열체(도시되지 않음)에 의해 상기 가열판(300)이 소정 온도(예컨대, 160℃ 내지 180℃)에 도달할 때까지 대기한다.

그 후, 식품이 담긴 상기 트레이(T)를 상기 트레이 수용 공동(102)에 삽입하고, 시일 필름 공급부로부터 시일 필름을 당겨서 트레이(T)의 개구부를 덮도록 시일 필름을 배치한다. 그 후, 트레이 밀봉 장치(10)의 커버 유닛(200)을 폐쇄하면, 상기 시일 필름이 상기 트레이(T)를 덮은 상태로 절단되고, 커버 유닛(200)의 하면에 장착된 가열판(300)이 시일 필름을 상기 트레이(T)의 테두리에 가열 융착하게 된다. 이에 따라, 트레이(T)에 담긴 식품이 외부 공기와 접촉되지 않도록 기밀 밀봉되는 것이다.

그러나, 전술한 공지의 트레이 밀봉 장치(10)의 경우, 다음과 같은 몇 가지 중요한 문제를 내포하고 있다.

우선, 시일 필름을 일회용 트레이에 융착시키기 위해서는, 상기 가열판(300)을 상기 시일 필름의 용융점 이상의 온도까지 가열시켜야 하므로, 이러한 가열에 긴 시간과 많은 에너지가 소모된다. 또한, 일단 가열된 가열판(300)은 융착이 완료된 후에 신속하게 냉각되지 않고 잠열(latent heat)를 장시간 보유함으로써, 아래에서 논의되는 여러 가지 문제를 초래하게 된다.

구체적으로 설명하자면, 관련 기술 분야의 식품 트레이 밀봉 장치들의 경우, 가열판(300)은 밀봉 대상 트레이를 충분히 덮을 수 있어야 하고, 또 전열체 및 관련 부품을 지지하거나 내장하기 때문에 가열판(300)의 면적이 넓고, 비교적 두껍다. 예컨대, 시중에서 입수할 수 있는 식품 트레이 밀봉 장치들의 경우, 가열판들이 대개 300 ㎠(15 ㎝ x 20 ㎝) 이상의 면적과, 약 1 ㎝ 이상의 두께를 갖는다. 다시 말해서, 가열판의 체적이 비교적 크다.

상기와 같이 체적이 큰 가열판을, 시일 필름을 일회용 트레이에 융착하는 데 필요한 온도, 예컨대 약 160℃ 내지 180℃까지 가열하여야 하므로, 종래의 트레이 밀봉 장치들의 경우, 전원 인가 후 초기 밀봉까지 소요되는 시간이 길고, 전력 소모량 또한 높다.

실제로, 기존의 식품 트레이 밀봉 장치에 사용되는 소비 전력은 대개 약 550W 내지 1,000W 범위이며, 110V 또는 220V의 교류 전원을 이용하고 있다. 또, 이러한 소비 전력으로 상기와 같은 구성의 가열판을 초기에 일회용 트레이 밀봉에 사용되는 온도 범위인 약 160℃ 내지 180℃까지 가열하는 데에는 통상 약 5분 이상의 시간이 긴 소요된다.

따라서, 음식점 등과 같이 일회용 트레이 밀봉 작업이 반복적으로, 그리고 불규칙한 시간 간격으로, 즉, 경우에 따라 짧은 시간 간격 및 긴 시간 간격으로, 수행되어야 하는 환경에서는, 가열판을 가열하는 데 소요되는 시간을 단축시키기 위해서 가열판을 예열 상태로 유지할 필요가 있다. 따라서, 비교적 긴 시간 동안 밀봉 장치를 사용하지 않는 경우에도, 전원을 ON 상태로 유지하여야 한다. 이에 따라 에너지 소모가 크다. 또한, 가열판의 신속한 가열을 위하여, 상기와 같은 높은 소비 전력을 사용함에 따라, 일반적으로는 상용 전원인 110V 또는 220V의 교류 전원이 그대로 사용되고 있으며, 이는 사용자의 감전을 초래할 가능성이 있다.

기존의 식품 트레이 밀봉 장치에 있어서의 특히 중요한 문제는, 전술한 바와 같이 가열판의 체적이 크기 때문에, 융착 종료 후에 가열판에 잠열(latent heat)이 오래 잔류하여, 가열판이 냉각되는 데에는 상당한 시간이 소요된다는 것이다. 종래의 식품 트레이 밀봉 장치에 있어서는, 잠열로 인하여, 가열판이 가열 전의 온도까지 자연 냉각되는 데에는 가열에 소요되는 시간의 약 2배 이상의 시간이 소요되는 것으로 알려져 있고, 이로 인하여 여러 가지 문제가 초래된다.

우선, 가열판에 장시간 동안 잠열이 유지됨에 따라, 사용자가 부주의로 가열판에 접촉하여, 화상을 입을 가능성이 높다. 또, 음식점 등에서 상기 식품 트레이 밀봉 장치를 반복적으로 연속해서 사용할 경우, 잠열이 유지된 상태에서 가열판을 지속적으로, 또는 반복적으로 가열하여야 하므로, 가열판 주위의 부분들까지 과열될 수 있다.

또, 트레이의 밀봉 중에, 시일 필름의 융착 부분(즉, 식품 트레이의 개방부 테두리 부분) 이외의 부분까지 광범위하게 가열되어, 트레이가 쭈글쭈글해지거나 뒤틀리는 변형이 초래되거나, 또는 시일 필름이 가열판에 들러붙어, 시일 필름의 상면에 가열판의 자국이 남을 수도 있다. 이와 같이 트레이가 변형되는 경우, 고객에게 불쾌감을 초래할 수도 있고, 또 냉장고 등의 보관 장소에 여러 개의 트레이를 적층하여 보관하기가 어려울 수도 있으므로, 밀봉 작업을 다시 행해야 하는 경우도 있다.

나아가, 과열 상태가 지속되거나 반복됨에 따라, 식품 트레이 밀봉 장치의 베이스 바디나 커버 유닛 등의 다른 구성 부재들에 열응력이 지속적이고도 누적적으로 인가된다. 따라서, 트레이 밀봉 장치의 본체 케이스 등을 열에 약한 소재로 제작하는 경우, 열응력에 의해 쉽게 변형되거나 손상될 수 있다.

따라서, 성형성이 우수하고 및 저렴한 ABS 수지와 같은 열가소성 수지를 식품 트레이 밀봉 장치의 본체 케이스 등의 재료로 사용하기가 곤란하므로, 트레이 밀봉 장치의 본체 케이스 등의 재료와 관련하여 많은 제약이 따른다. 이러한 문제를 고려하여, 열을 많이 받게 되는 부분을 강재 등의 금속 소재로 제작할 수도 있으나, 그 경우에는 제조 원가의 상승과 함께, 전체 장치의 무게를 크게 증가시켜, 밀봉 장치의 이동이나 취급을 어렵게 만든다. 또, 이러한 소재의 제약으로 인해서, 제품 외관에 대한 설계 자유도가 매우 떨어진다.

한편, 종래 기술의 트레이 밀봉 장치의 경우, 융착 후 전원을 OFF 시키더라도 가열판이 잠열을 보유한 상태로 일정 시간 유지되고, 또 연속 밀봉시 융착 횟수나 융착 공정간 간격의 길고 짧음에 따라 가열판의 온도가 다르기 때문에, 가열판의 온도를 적절히 제어하기가 어렵다. 다시 말해서, 시일 필름을 트레이에 융착함에 있어서, 적합한 융착 조건이나 융착 후의 적절한 냉각 조건을 확보하기가 어렵다.

따라서, 종래의 트레이 밀봉 장치로는 적절한 융착 품질을 확보하기가 어렵다. 구체적으로, 시일 필름이 지나치게 용융되어 적절한 밀봉 효과를 얻지 못할 수도 있다. 또, 가열판이 잠열을 보유한 상태로 느리게 냉각되므로, 융착된 시일 필름이 충분히 경화되지 않고 융착 표면이 어느 정도 점착성을 가지고 있는 상태에서 가열판이 시일 필름으로부터 분리된다. 이에 따라, 시일 필름의 융착면이 매끄럽게 형성되기가 어렵다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 트레이 밀봉 장치에는 가열판 온도의 온도, 가열 주기, 누적 밀봉 횟수 등을 고려하여, 가열판(또는 이를 가열하기 위한 절연체)의 온도 제어 수단이 마련되기도 한다. 그러나, 패스트푸드점과 같이, 트레이 밀봉 장치가 빈번하게 사용되는 환경에서도, 밀봉 작업이 불규칙한 간격으로 수행될 수 밖에 없다. 따라서, 밀봉 횟수나 시간 간격에 따라 가열판에 유지되는 잠열의 수준 내지는 가열판 및 그 주변의 온도가 달라지므로, 융착 온도 및 시간의 적절한 제어를 위하여 감지하고 분석해야 할 변수가 매우 많다. 따라서, 융착 조건 및 융착 종료 후 냉각 조건을 정밀하게 제어하기 위한 수단을 마련하기가 매우 어렵고, 이러한 제어 수단을 마련하는 데에 상당한 비용이 추가로 소요된다.

한편, 상기와 같은 식품 트레이 포장 장치의 예가 주식회사 엔터라인(주) (Enterline Co. Ltd.) 명의로 2003년 11월 27일자로 실용신안 출원 제2003-0037004호로 출원되어 2004년 2월 14일자로 등록된 한국 한국 등록 실용신안 제20-3041719호 (이하, "엔터라인 장치"라 함) 및 주식회사 지엠피에스(GMPS Co. Ltd.) 명의로 2008년 1월 4일자로 특허 출원 제2008-0001497호로 출원되어 2009년 7월 8일자로 공개된 한국 특허 공개 제 2009-0074482호(이하, "지엠피에스 장치"라 함)에 개시되어 있다.

상기 엔터라인 장치에는 복수의 전열체(electric heating element)가 상면에 장착된 가열판이 마련되어 있다. 이 가열판에는 중앙 부위에 개구부가 형성되고, 이 개구부 중앙에 베어링이 배치된다. 또한, 엔터라인 장치는 트레이 받침부에 쿠션을 갖는 실리콘 고무를 장착하여, 융착시 가열판에 의해서 트레이 받침부에 가해질 수 있는 충격을 흡수하도록 구성하고 있다.

그러나, 엔터라인 장치의 가열판 중앙 개구부는 가열 시간의 단축을 고려한 것이라기 보다는 베어링 등의 다른 구성 요소를 배치하기 위한 공간을 확보하기 위하여 마련된 것이다.

엔터라인 장치의 경우, 가열판에 의해 트레이 받침부에 충격이 가해지는 문제를 해결하는 것을 목적으로 한 것으로, 가열판의 강도 또한 중요한 인자로 고려되고 있음을 알 수 있다. 다시 말해서, 엔터라인 장치의 경우, 상기 개구부가 가열판의 긴 가열 시간, 높은 소모 전력 및 가열판에 의해 초래되는 잠열에 의한 문제점들이 고려해서 마련된 것이 아님을 알 수 있다. 상기 중앙 개구부에 베어링 등을 배치하게 될 경우, 이들은 오히려 가열판의 잠열을 제거하는 데에 방해가 될 수 있다.

또, 엔터라인 장치의 가열판의 경우, 개구부의 마련에도 불구하고 충분한 강도를 갖도록 하기 위해서는 충분한 두께를 가져야 한다. 따라서, 가열판 가열에 상당한 시간이 소요되고, 또 소모 전력이 높을 뿐 아니라, 상기 가열판의 체적이 여전히 크기 때문에, 전술한 잠열의해 초래되는 냉각 지연 등 여러 가지 문제점들을 내포하고 있음을 알 수 있다.

한편, 지엠피에스 장치의 경우, 순간 가열식 루테녹스 히터(Ruthenox heater)를 이용하여, 전력 소모를 줄이고, 사용자의 화상을 억제하는 것을 목적으로 하고 있다. 루테녹스 히터는 단시간에 고전력을 인가하여 순간 가열이 가능하도록 구성된 공지의 히터를 말한다.

지엠피에스 장치에 있어서는, 넓은 가열판의 이면에 복수 종류의 밀봉 대상 트레이들의 크기에 맞게 복수의 루테녹스 발열체를 세팅하고, 밀봉 작업시 선별 스위치(selection switch)를 통해서 밀봉 대상 트레이의 치수에 적합한 발열체를 ON시킬 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 작은 트레이부터 큰 트레이까지 여러 종류의 트레이를 가열할 수 있도록 하므로, 넓은 가열판을 사용하여야 한다. 또한, 루테녹스 발열체가 장착된 가열판의 하면이 지속적으로 평탄면으로 유지되기에 충분한 강도 및 강성을 가져야 하므로, 가열판의 두께 또한 두꺼울 수 밖에 없다.

또한, 상기와 같은 공지의 루테녹스 전열체가 세팅된 가열판을 시일 필름의 용융 온도, 예컨대 160℃ 내지 180℃의 온도까지 단시간 내에 가열하기 위해서는, 루테녹스 절연체에 1,500W 내지 1,800W의 매우 높은 순간 전력, 따라서 높은 순간 전압을 인가하여야 하며, 사용자에게 치명적인 감전을 초래할 위험이 있다.

상기 가열판이 높은 순간 전압에 의해 신속히 가열되더라도, 그것의 넓은 면적 및 두꺼운 두께, 즉 큰 체적으로 인하여, 신속히 냉각되지 않고 잠열을 상당 시간 동안 유지하게 된다. 다시 말해서, 지엠피에스 장치의 경우에도, 시일 필름의 융착 후 가열판에 잠열이 남게 되고, 짧은 시간 간격으로 연속해서 융착을 행할 경우, 가열판이 지속적으로 높은 온도로 유지된다.

따라서, 지엠피에스 장치의 경우에도, 엔터라인 장치에서 가열판에 잠열이 남게 됨에 따라 초래되는 문제점들을 대부분 포함하고 있다.

즉, 가열판의 냉각이 지연에 따라 사용자의 화상 위험이 있고, 연속 밀봉 작업시 과열에 의해 트레이가 변형되며, 융착면이 매끄럽지 않게 형성된다. 또한, 가열판 주위의 다른 구성 부분이 과열에 의해 변형될 수 있으므로, 사용 재료에 제한이 있고, 외관에 대한 설계 자유도가 떨어지며, 융착 조건의 적절한 제어가 곤란하다. 게다가, 지엠피에스 장치의 경우, 가열판의 순간 가열을 위해 사용자에게 치명적인 감전 위험을 초래할 가능성이 높다.

본 발명은 전술한 바와 같은 관련 기술 분야의 문제점들을 고려하여 안출된 것으로, 소비 전력이 낮고, 융착에 소요되는 시간이 짧으며, 융착 후 짧은 시간 내에 냉각되어 잠열이 거의 남지 않으며, 저렴한 비용으로 제조될 수 있는 트레이 밀봉 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 한 가지 양태에 따라, 개구부 둘레에 일정 폭의 테두리를 구비한 트레이를 열가소성 시일 필름으로 밀봉하는 트레이 밀봉 장치가 제공된다. 상기 트레이 밀봉 장치는, 상면과, 상기 트레이의 테두리가 상기 상면상에 지지되도록 상기 트레이를 수용하는 트레이 수용 공동을 구비하는 베이스 바디와; 상기 트레이가 상기 시일 필름에 의해서 기밀 밀봉되도록, 상기 트레이 수용 공동에 수용된 상기 트레이의 테두리에 상기 시일 필름을 가열 융착시키는 히터 유닛을 구비하며, 상기 히터 유닛은 일정 폭의 주면(主面)을 가지며, 상기 트레이의 테두리의 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 얇고 스트립형 전열체(電熱體)를 포함한다. 상기 전열체는, 상기 시일 필름의 융착시, 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 전체 테두리를 따라 상기 시일 필름을 사이에 두고 상기 트레이의 테두리와 마주하여 배치되어, 전열체에서 발생되는 열을 상기 시일 필름에 인가하도록 구성된다.

본 발명의 다른 한 가지 양태에 따라, 개구부 둘레에 일정 폭의 테두리를 구비한 트레이를 열가소성 시일 필름으로 밀봉하는 트레이 밀봉 장치에 있어서, 상면과, 입구를 구비하고 상기 상면에 형성된 트레이 수용 공동을 포함하며, 상기 트레이 수용 공동은 상기 트레이의 테두리가 상기 입구 둘레에서 지지되도록 상기 트레이를 수용하는 구비하는 베이스 바디와; 상기 트레이가 상기 시일 필름에 의해서 기밀 밀봉되도록, 상기 트레이 수용 공동에 수용된 상기 트레이의 테두리에 상기 시일 필름을 가열 융착시키는 히터 유닛을 구비하며, 상기 히터 유닛은 일정 폭의 주면(主面)을 가지며, 상기 트레이의 테두리의 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 얇은 스트립형 전열체(電熱體)와, 상기 전열체의 주면과 반대측의 이면에서 절연 프레임에 밀착된 상태로 지지하도록 구성되는 절연 프레임을 포함하며, 상기 전열체는, 상기 시일 필름의 융착시, 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 전체 테두리를 따라 상기 시일 필름을 사이에 두고 상기 트레이의 테두리와 마주하여 배치되어, 전열체에서 발생되는 열을 상기 시일 필름에 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.

본 발명의 또 다른 한 가지 양태에 따라, 개구부 둘레에 일정 폭의 테두리를 구비한 트레이에 시일 필름을 밀봉 융착하기 위한 전술한 바와 같은 트레이 밀봉 장치용 히터 유닛이 제공된다. 상기 히터 유닛은 상기 트레이의 테부리부의 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성되고, 일정 폭을 갖는 수평 방향 주면(主面; principal surface)과, 상기 주면의 폭에 비해서 훨씬 얇은 스트립형의 전열체(electric heating element)를 구비한다. 또한, 상기 전열체는, 상기 시일 필름의 융착시, 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 전체 테두리를 따라 상기 시일 필름을 사이에 두고 상기 트레이의 테두리와 마주하여 배치되어, 전열체에서 발생된 열을 상기 시일 필름에 인가하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 한 가지 양태에 따라, 개구부 둘레에 일정 폭의 테두리를 구비한 트레이를 밀봉하도록 상기 테두리에 시일 필름을 융착하는 트레이 밀봉 장치용 히터 유닛에 있어서, 일정 폭의 주면(主面)을 가지며, 상기 트레이의 테두리의 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 얇은 스트립형 전열체(電熱體)와, 상기 전열체의 주면과 반대측의 이면에서 절연 프레임에 밀착된 상태로 지지하도록 구성되는 절연 프레임을 포함하는 히터 유닛이 제공된다. 상기 전열체는, 상기 시일 필름의 융착시, 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 전체 테두리를 따라 상기 시일 필름을 사이에 두고 상기 트레이의 테두리와 마주하여 배치되어, 전열체에서 발생된 열을 상기 시일 필름에 인가하도록 구성된다.

본 발명의 특징은 i) 전열체는 주면(principal surface)의 폭이 좁고, 또한 두께가 주면에 비해서 얇은 스트립 형상으로서, 상기 트레이의 테두리에 대응하는 형상의 폐곡선 형상으로 형성되며, ii) 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 테두리의 상면과 마주하도록 배치되어, iii) 상기 전열체가 직접 시일 필름에 융착열을 가할 수 있도록 구성되는 것을 주요 특징으로 하고 있다.

이러한 특징에 따르면, 얇은 스트립형의 전열체는 그 체적이 매우 작으므로(예컨대, 기존의 가열판의 십여만분의 일), 융착에 필요한 온도(예컨대 160℃ 내지 180℃)까지 매우 짧은 시간 내에 가열될 수 있을 뿐만 아니라, 또한 전원 차단시 신속하게 냉각될 수 있다. 또한, 상기 트레이의 개구부 둘레의 테두리 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 전열체가, 종래 기술에서와 같이 별도의 가열판을 가열하지 않고, 직접 시일 필름을 가열할 수 있다. 따라서, 전열체 자체만 가열되고, 또 그 전열체가 매우 작은 체적을 갖도록 형성될 수 있기 때문에 소모 전력이 매우 낮다. 특히, 잠열을 장시간 남기는 주원인이 되었던 체적이 큰 가열판을 사용하지 않으므로, 용착 종료 후 단시간 내에 전열체가 냉각되어 잠열이 거의 남지 않는다.

또한, 트레이의 개구부 둘레의 테두리를 따라, 상기 전열체의 주면(principal surface) 에 의해 양호하게 한정된(well defined) 좁은 영역에 집중적으로 융착열이 인가될 수 있다. 또, 시일 필름에 있어서, 융착 부위 이외의 가열이 불필요한 부분에는 실질적으로 열이 가해지지 않는다. 따라서, 매우 낮은 전력으로 매우 효율적인 융착을 행할 수 있다. 또한, 일관성 있고 양호한 품질의 융착부를 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는 큰 용적의 가열판을 사용하지 않으므로, 가열판에 남는 잠열과 관련하여 초래될 수 있는 여러 가지 문제를 해소할 수 있다. 구체적으로, 잠열에 의해 사용자가 화상을 입는 것을 회피할 수 있다. 또, 잠열로 인하여, 밀봉 대상 트레이가 변형되는 것을 억제할 수 있다. 나아가, 종래 기술에 있어서, 가열판이 보유하는 잠열로 인해서, 융착 횟수 및 시간 간격에 따라 융착 조건이 달라지는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 이와 관련하여 별도의 온도 검출 또는 제어 수단을 별도로 마련하지 않아도 된다.

또, 전원 접속 후 전열체가 신속히 가열될 수 있으므로, 전열체를 예열 상태로 유지할 필요가 없으므로, 트레이 밀봉 장치의 미사용시에, 밀봉 장치를 ON 상태로 유지할 필요가 없다. 따라서, 전력 소비를 더욱 낮출 수 있다.

또, 단시간 내에 잠열이 사라지고, 전열체를 예열시킬 필요도 없기 때문에, 매 번의 융착 융착 조건이 초기의 융착 조건과 거의 동일할 수 있다. 따라서, 별도의 복잡한 온도 검출 및 제어 수단을 마련하지 않아도, 일관성 있는 융착선을 얻을 수 있다.

또, 전열체로부터 발생한 열이 대부분 매우 좁은 융착 부위에 집중적으로 인가되고, 전열체가 단시간 내에 잠열을 남기지 않고 신속히 냉각될 수 있으므로, 트레이 밀봉 장치의 베이스 바디나 커버 유닛 등 히트 유닛 주변의 구성 요소에 열응력이 누적적으로 가해지지 않는다. 따라서, 커버 유닛이나 베이스 바디 등의 구조 부재들(structural members)을, ABS의 열가소성 수지 등의 성형성이 좋고, 가격도 저렴한 합성 수지 소재로 제작해도 된다. 이들 소재를 사용함으로써, 상기 구조 부재들을 사출 성형 등으로 제조할 수 있으므로, 외관에 대한 설계 자유도를 향상시킬 수 있고, 또한 미려한 외관의 트레이 밀봉 장치를 낮은 비용으로 제조할 수 있다.

또한, 별도의 가열판을 사용하지 않으므로, 제조 비용을 더욱 낮출 수 있다.

도 1은 종래의 트레이 밀봉 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 밀봉 장치의 부분 파단 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 트레이 밀봉 장치의, 커버 유닛이 부분적으로 분해되어 있는 상태를 나타내는 분해 사시도.
도 4 는 본 발명의 상기 트레이 밀봉 장치의 히터 유닛의 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 히터 유닛의 분해 사시도.
도 6a 및 도 6b는 각각 도 4의 화살표 A-A 및 B-B 를 따라 취한 확대 단면도.
도 7a 및 7b는 본 발명의 히터 유닛에 적용할 수 있는 전열체들을 예시하는 도면이고, 7c는 도 7a 및 도 7b의 화살표 C-C 및 화살표 C'-C' 방향을 따라 취한 전열체의 횡단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들이 예시되어 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것으로 본 발명의 사상이나 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

한편, 본원 명세서 및 청구 범위에서는, 예컨대 "하면", "상면", "수직", "수평"등과 같이 방향을 나타내는 용어들이 사용될 수도 있다. 이들 용어는 설명 편이상 사용되는 것으로, 특별히 정의되지 않는 한, 트레이 밀봉 장치의 밀봉 작업을 위해 커버 유닛이 폐쇄한 상태를 기준으로 관련 구성 요소나 부분들이 배치된 위치 또는 방향을 의미하도록 사용된 것임을 유의해야 한다. 또, 여기에서 표현된 어떤 물품이나 요소의 명칭은 특정한 용도나 형상으로 한정되는 것으로 해석되지 말아야 한다. 예컨대, 여기에서 사용된 "트레이"라고 하는 용어는, 예컨대 일회용 접시, 일회용 컵, 일회용 주발 등과 같은, 시일 필름을 융착하여 밀봉될 수 있는 용기들을 포괄하도록 사용된다는 점을 유의한다. 또한, 식품 이외의 물품을 담는 데 사용하는 용기라 하더라도, 상기와 같이 시일 필름으로 밀봉 융착될 수 있는 것이라면, 이 또한 상기 트레이에 포함되도록 의도된다.

도 2 및 도 3을 참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 밀봉 장치를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 밀봉 장치의 부분 파단 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 트레이 밀봉 장치의, 커버 유닛이 부분적으로 분해되어 있는 상태를 나타내는 분해 사시도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 밀봉 장치(tray sealing apparatus)(1)는 베이스 바디(base body)(10)와, 베이스 바디(10)의 상면을 개폐하도록 힌지축 X-X를 중심으로 피벗 가능하게 베이스 바디(10)에 결합된 커버 유닛(cover unit)(20)과, 커버 유닛(20의 하면에 장착된 히터 유닛(heater unit)(30)을 구비한다.

상기 베이스 바디(10)에는 밀봉 대상 트레이(T)를 밀봉하기 위한 시일 필름(seal film)(f)을 공급하도록, 시일 필름이 롤 형태로 저장되어 있는 시일 필름 공급 유닛(40)이 마련되어 있다. 도면에는 시일 필름 공급 유닛(film supply unit, 40)이 베이스 바디(10)에 일체적으로 마련되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이 필름 공급 유닛(40)은 베이스 바디(30)과 분리된 별도의 유닛으로 제공될 수도 있다.

또한, 베이스 바디(10)에는 상기 트레이(T)를 수용하기 위한 트레이 수용 공동(tray accommodation cavity)(CV)과, 시일 필름 출구(seal film outlet)(12)가 마련되어 있다. 상기 베이스 바디(10)의 상면에는, 상기 트레이 수용 공동(CV) 둘레에 일정 높이 및 폭의 상향 돌출 림(upward protrusion rim)(11)이 마련되는 것이 바람직하다. 상기 트레이(T)는 개구부 둘레에 일정 폭의 테두리(r)가 마련되어 있다. 따라서, 상기 트레이(T)를 상기 트레이 수용 공동(CV)에 삽입하면, 상기 테두리(r)가 상기 트레이 수용 공동(CV) 둘레에 형성된 상향 돌출 림(11) 위에 얹힌다.

상기 히터 유닛(30)은, 상기 커버 유닛(20)의 폐쇄시, 트레이 수용 공동(CV) 둘레의 상기 상향 돌출 림(11)을 덮을 수 있도록 구성되며, 상기 커버 유닛(20)의 하면에 장착된다.

상기 시일 필름 출구(12)와 상기 트레이 수용 공동(CV) 사이에는 상기 커버 유닛(20) 폐쇄시 상기 시일 필름을 절단하기 위한 커터 장치(50)가 마련되어 있다.

상기 히터 유닛(30)의 하면에는 상기 트레이(T)의 테두리(r)에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 전열체(31)가 마련되어 있다. 상기 전열체(31) 및 히터 유닛(30)의 다른 구성 요소들에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 히터 유닛(30)은 커버 유닛(20)에 결합될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커버 유닛(20)은 내측 플레이트(21)와 외측 플레이트(22)를 구비할 수 있다. 내측 플레이트(21)의 중앙에는 둘레에 돌출 림(23a)이 형성된 개구부(23)가 마련되어 있다. 상기 외측 플레이트(22)에는, 도면에 도시된 상태에서, 좌우변 및 상부변을 따라 벽부(wall)가 형성되어 있다. 상기 내측 플레이트(21)의 개구부는 상기 히터 유닛(31)을 작은 간극을 두고 수용할 수 있는 치수 및 형상을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 외측 플레이트(22)의 벽부는 그 내측면이 상기 상기 내측 플레이트(21)의 좌우변 및 상부변과 맞물릴수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 외측 플레이트(22)의 하면에는 체결립(fastening rib) (도시되지 않음)이 마련될 수 있다. 상기 내측 플레이트(21) 및 외측 플레이트(23)는 플라스틱 재료, 예컨대, ABS 수지 등을 사출 성형하여 제조될 수 있다.

상기 히터 유닛(30)은 나사 등의 체결구를 이용하여 상기 외측 플레이트(22)의 하면, 보다 구체적으로는 상기 체결립에 체결될 수 있다. 이 경우, 외측 플레이트(22)의 하면과 상기 히터 유닛(30)의 상면 사이에는 스프링들(s)과 같은 탄성 부재가 개재되어, 상기 히터 유닛(30)에 탄성 편향력(elastically biased force)를 인가할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 히터 유닛(30)이 외측 플레이트(22)에 조립하고, 상기 히터 유닛(30)이 상기 내측 플레이트(21)의 개구부(23)로 삽입되도록 상기 내측 플레이트(21)를 상기 외측 플레이트(22)에 결합한다. 이에 따라, 상기 히터 유닛(30)은 그것의 주면(principal surface), 즉 커버 유닛(30)의 폐쇄시 상기 베이스 바디의 상면과 마주하여 배치되는 면이 상기 내측 플레이트(21)의 개구부(23)를 통해서 노출된다. 이 경우, 상기 히터 유닛(30)의 주면은 상기 개구부(23) 둘레의 하향 돌출 림(23a)의 하면과 동평면을 이루거나 또는 그것으로부터 약간 돌출될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 내측 플레이트(21)는 결합된 상태에서 상기 외측 플레이트(22)에, 예컨대 나사 등의 공지의 체결구에 의해 고정된다.

이에 따라, 상기 내측 플레이트(21)는 히터 유닛(30) 주위에서 상기 커버 유닛(20)의 외측 플레이트(22)의 하면을 시각적으로 은폐함과 아울러, 히터 유닛(30)이 커버 유닛(20)의 외측 플레이트(22)로부터 느슨해지거나 이탈되는 것을 억제하는 역할을 한다.

또, 도 3에 도시된 상태에서 보았을 때 내측 플레이트(21)의 하변부는 베이스 바디(10)에 힌지 결합된다. 이에 따라, 상기 커버 유닛(20)은 상기 베이스 바디(10)에 대해 피벗하여, 상기 베이스 바디(10)의 상면을 개폐할 수 있게 된다. 커버 유닛(20)이 베이스 바디(10)의 상면을 폐쇄하면, 상기 히터 유닛(30)은 상기 전열체(31)가 상향 돌출 림(11) 위에 중첩될 수 있도록 배치된다.

이하, 도 4 및 도 5를 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 히터 유닛(30)에 대해서 상세히 설명한다. 도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 상기 밀봉 장치(1)의 히터 유닛(30)의 사시도 및 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 모서리가 라운드진 거의 장방형인 테두리(r)를 구비한 트레이(T)를 밀봉하는 경우, 히터 유닛(30)은 이 트레이의 테두리(r)를 덮을 수 있도록 하는 형상 및 치수를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 히터 유닛(30)은 도 4에 도시된 바와 같이, 높이가 낮고 모서리가 라운드진 거의 장방형 형상으로 구성될 수 있다. 그러나, 상기 히터 유닛(30)은 밀봉 대상 트레이(T), 특히 트레이의 테두리(rim)의 형상에 적합한 다른 형상으로 구성될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 원형 테두리를 구비한 트레이를 밀봉하는 데 사용되는 트레이 밀봉 장치에 있어서는, 상기 히터 유닛(30)은 원형으로 형성될 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 히터 유닛(30)은 전기로 가열되어, 상기 밀봉 대상 트레이(T)의 테두리(r)에 밀봉 비닐(f)(도 2 참조)를 융착하는 데에 필요한 열을 인가하는 전열체(31)를 구비하고 있다. 또한, 상기 히터 유닛(30)은 전열체(31)의 이면에서 전열체를 밀착 지지하는 절연 프레임 (33)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 전열체(31)는, 도 7c에 도시된 바와 같이, 소정 폭(W)의 주면(principal surface)과 이 주면의 폭보다 훨씬 얇은 두께(t)를 갖는 장방형 단면을 갖는다.

상기 전열체(31)는 상기 밀봉 대상 트레이(T)의 테두리(r)에 상응하는 폐곡선 형태로 형성되며, 밀봉 비닐(f)의 융착시, 상기 전열체(31)의 주면이 상기 트레이(T)의 테두리(r)와 마주하게 배치된다. 다시 말해서, 밀봉 비닐(f)의 융착시, 폐곡선 형태의 둘레를 따라, 상기 전열체(31)의 주면(主面)이 수평 방향으로 배치되고, 상기 전열체(31)의 두께가 수직 방향으로 배치된다.

이 때, 상기 트레이(T)의 테두리(r)에 해당하는 부분 이외의 부분으로 열이 가해지는 것을 억제하기 위해서, 상기 전열체(31)의 주면의 폭(W)(도 6c) 참조)이 상기 트레이(T)의 테두리(r)의 폭보다 좁고, 밀봉 작업시, 전열체(31) 전체가 상기 트레이(T)의 테두리(r)의 상면 영역과 겹치거나 또는 그 영역 내에 배치되도록, 상기 전열체의 형상 및 치수가 결정되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 전열체(31)는 소비 전력을 낮춤과 아울러, 신속한 융착을 보장하기 위해서, 시일 필름(f)의 융착 온도(예컨대, 약 160℃ 내지 180℃)까지 신속하게 가열될 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 융착 종료 후 사용자가 화상을 입는 것을 회피할 수 있도록 하기 위해서는, 최대한 신속히 냉각되어 잠열을 남기지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 전열체(31)는 주면의 폭이 상기 트레이(T)의 테두리(r) 보다 좁고, 두께가 주면의 폭에 비해 훨씬 얇은 것, 예컨대 주면 폭의 약 1/5 내지 1/10인 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 상기 전열체는 얇고 좁은 스트립형 니크롬선으로 형성되는 것이 특히 바람직하다. 이에 대해서는 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다.

상기 절연 프레임(33)은 전열체(31)로부터 발생되는 열에 견디고, 또한 전열체(31)의 이면을 절연시킬 수 있도록 내열성 소재로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 시일 필름(f)의 융착 즉시 전열체(31)가 냉각될 수 있도록, 상기 절연 프레임(33)는 열전도성이 우수한 소재로 제조되는 것이 바람직하다. 이러한 특성들을 고려하면, 상기 절연 프레임(33)은 예컨대 베이크라이트 또는 운모로 제조되는 것이 바람직하다. 이들 소재 이외의 소재라도, 내열성 및 열전도성이 우수하다면, 상기 절연 프레임(33)의 소재로 사용될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 절연 프레임(33)은, 소재를 절감하고, 상기 전열체(31)의 냉각시 방열을 촉진하도록 하기 위하여, 도 5 도시된 바와 같이, 상기 전열체(31)의 폐곡선 형상에 대응하는 폐곡선 형상으로, 중앙에 개구부(33c)를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 다만, 상기 절연 프레임(33)는 전열체(31)에 대한 충분한 지지면을 제공할 수 있도록, 상기 전열체(31)의 주면의 폭보다는 넓은 폭의 주면을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 절연 프레임(33)은, 도 6a에 도시된 바와 같이, 벽 두께가 얇은 채널형 단면 형상으로 성형되면, 전열체(31)의 냉각시 방열을 더욱 촉진시킬 수 있을 것이다.

한편, 도 5, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 절연 프레임(33)의 주면(principal surface)에는, 상기 전열체(31)의 폭방향 이동을 억제할 수 있도록, 둘레 방향으로 연장하는 전열체 안착홈(electric heating element seat recess, 33a)을 형성하고, 상기 전열체(31)를 상기 전열체 안착홈(33a)에 삽입하는 것이 바람직하다. 전열체 안착홈(33a)의 소정 위치에는 후술될 하나 이상의 단자 삽입홀(33b)이 형성될 수 있다. 상기 절연 프레임(33)은 사출성형으로 제조될 수 있다.

상기 절연 프레임(33) 소재로서 전술한 바와 같이 내열성 및 열전도성이 우수한 소재, 예컨대, 베이크라이트 또는 운모를 사용하는 경우, 그 소재는 강도와 내구성이 다소 떨어질 수도 있다. 따라서, 절연 프레임(33)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 절연 프레임(33)의 뒤틀림이나 변형에 대한 보강력을 제공하도록 보강 프레임(35)을 결합하는 것이 바람직하다.

또한, 보강 프레임(35)은 상기와 같은 보강력을 제공할 수 있는 강도 및 강성을 가지면서, 열전도나 방열 특성이 비교적 양호한 소재로 구성하는 것이 바람직하다.

이상의 관점에서, 보강 프레임(35) 소재로는, 한정하는 것은 아니지만, 예컨대 나일론 66 또는 그라스 파이버 보강 나일론 66 (glass fiber reinforced nylon 66)이 적절하다. 또한, 보강 프레임(35)은 상기 전열체(31) 및 상기 절연 프레임(33)와 유사하게 폐곡선 형상으로, 중앙에 개구부를 구비하도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기 보강 프레임(35)은 상기 절연 프레임(33) 에 대한 충분한 지지면을 제공할 수 있도록, 상기 절연 프레임(33)의 주면의 폭보다 넓은 주면을 갖도록 형성된다. 상기 보강 프레임(35)은 사출 성형으로 제조될 수 있다.

또, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 보강 프레임(35)의 주면에는 그 둘레 방향으로 상기 절연 프레임(33)를 안착시킬 수 있는 절연 프레임 안착홈(35a)이 형성되고, 상기 보강 프레임(35)의 중앙 개구부에는, 보강 프레임(35)의 뒤틀림을 방지하기 위하여, 예컨대 열십자형 보강 리브(35c)가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 절연 프레임 안착홈(35a)에는 상기 절연 프레임(33)상의 상기 전열체 안착홈(33a)에 형성되는 단자 삽입홀(33b)에 대응하는 단자 삽입 홀(35b)이 형성될 수 있다(도 6a 및 도 6b 참조).

한편, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 히터 유닛에 적용할 수 있는 전열체들의 예를 보여주는 있다. 또한, 7c는 도 6a의 화살표 C-C 및 도 6b의 화살표 C'-C' 방향을 따라 취한 전열체의 횡단면도이다.

전술한 바와 같이, 전열체는(31)는 밀봉 대상 트레이(T)의 테두리(r)(도 2 및 도 3 참조)의 형상에 대응하는 폐곡선 형상으로 형성된다. 이 폐곡선 형상은, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 밀봉 대상 트레이(T)의 테두리(r)의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 밀봉 대상 트레이의 테두리 형상에 따라, 이들 도면에 도시된 것과 다른 폐곡선 형상으로도 형성될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전열체(31)는 얇은 직선형 스트립(linear strip) 형태의 전열선(electric heating wire)을, 그 주면(principal surface)이, 트레이에 대한 시일 필름 융착시, 전열체(31)의 융착 열을 방출하는 주면이 되도록, 벤딩하여 형성할 수 있다.

예컨대, 도 6a에 도시된 바와 같이, 전열체(31)를 두 개의 절반부들(31₁, 31₂)으로 나누어, 전열선의 주면이 수평으로, 그리고 두께 면들이 수직으로 배치되도록, 상기 절반부에 해당하는 형상(예컨대, U자 형상)으로 벤딩하고, 각 전열선의 양단을 주면에 대해서 수직으로 벤딩하여, 그 절반부들(31₁, 31₂)을 형성한다. 그 후, 벤딩된 절연선들의 양쪽 단부들(31a)을 상호 접합함으로써, 상기 폐곡선 형태의 전열체(31)를 용이하게 형성할 수 있다. 이 경우에는 벤딩 및 접합된 단부들(end portions)이 각 절반부의 전기 접속 단자로서의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 그 접합된 단부들에 과열 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해서, 각 접합부의 접합된 단부들에 동일한 극성의 전원을 연결하는 것이 바람직하다.

상기 전열체(31)는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 하나의 전열선을 상기와 같은 벤딩으로 원하는 폐곡선 형상으로 형성한 후 양단을 벤딩하여 상호 접합할 수 있다. 이들 단부들(31a)은 내열성 및 전기 전도성을 갖는 접착제로 접합하는 것이 바람직하다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 폐곡선 형상으로 형성된 전열체는 장방형 횡단면을 가지며, 주면의 폭(W)이 좁고, 특히 두께(t)가 주면의 폭(W)에 비해 매우 얇다. 결국, 전열체(31) 주면이 상기 폐곡선 형상 둘레를 따라 시일 필름의 융착을 위한 발열면으로서 작용하게 된다는 것을 이해할 것이다.

또한, 벤딩 접합된 단부들 사이에는 미세한 공극(void)이 발생할 수도 있다. 이러한 경우에는 실리콘 핫멜트(silicon hot melt)와 같이 내열성을 갖는 물질로 그 공극을 메움으로써, 상기 전열체(31)의 주면 전체가 평탄한 동평면을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

상기 스트립형 전열선으로는, 예를 들면, 시중에서 쉽게 입수할 수 있는 폭이 약 1.6mm, 두께가 약 0.18mm, 또는 폭이 약 2.0mm, 두께가 약 0.20mm의 직선형 스트립 형태의 니크롬 전열선을 바람직하게 사용할 수 있다. 당업자라면 잘 알 수 있겠지만, 상기와 같은 얇은 니크롬 절연선은 저전압 직류 전원으로도 단시간 내에 일정 온도까지 가열될 수 있고, 또한 두께와 폭이 매우 작으므로, 전원 차단 후 신속하게 냉각될 수 있는 특징을 가지고 있다.

니크롬 전열선의 경우, 두께 및 길이의 증가에 따라 저항이 증가하고, 이에 따라 소비 전력이 증가한다. 본원 발명자들은 실험을 통하여, 상기 두 종류의 니크롬 전열선을 이용하여, 도 7a에 도시된 형태로 둘레 길이 약 70cm의 전열체를 마련하여, 직류 전원(소비 전력 240W, 사용 전압 12V)에 연결하고, 약 180℃까지 가열되는 데에 소요되는 시간을 측정하였다. 시편의 길이를 70cm로 결정한 것은, 본 발명의 트레이 밀봉 장치로 밀봉될 트레이의 테두리 둘레의 길이가 대략 이 길이 정도가 될 것으로 예상되었기 때문이다.

실험 결과, 상기 절연체가 초기에 180℃의 온도까지 가열되는 데에는 약 7초 내지 9초 정도 소요되는 것으로 확인되었다. 전열체에 따라 시간 차이가 나는 것은 두께의 차 및 측정 오차에서 비롯된 것으로 생각된다. 상기 전압은 반도체 제조 장비 등에서 많이 사용되는 공지의 AC-DC 변환 전원 장치인 SMPS (Switching Mode Power Supply)를 이용하여, 220V의 상용 교류 전원을 12V의 직류 전류로 변환하여 사용하였다.

또, 상기 전열체들을 이용하여 전술한 바와 같은 히터 유닛 및 트레이 밀봉 장치를 제작하여, 상기와 같은 12V(소비 전력 240W)의 직류 전원을 이용할 경우 기존의 트레이 밀봉 장치에서 사용되고 있는 기존의 시일 필름 및 트레이들을 대상으로 하여 밀봉 성능을 실험하였는바, 이 실험 결과에 대해서는 아래에서 보다 자세히 설명하겠다.

이상에서는, 직선형 스트립형의 전열선을 벤딩하여, 밀봉 대상 트레이의 테두리 부분에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 범위가 이러한 제조 방법으로 한정되지 않는다. 즉, 얇은 스트립 형상으로, 예컨대 트레이의 테두리 형상에 대응하는 폐곡선 형상의 전열체를 시일 필름을 융착시키는 발열원으로 직접 사용한다면, 그 제조 방법에 관계없이 본 발명의 기술적 사상 및 범위에 속하는 것이다.

한편, 도 4 및 도 5를 참고로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 히터 유닛(30)의 조립 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 보강 프레임(35)의 주면(主面), 보다 구체적으로는 절연 프레임 안착홈(35a)에 절연 프레임(33)을 안착시킨 후, 예컨대 나사와 같은 체결구를 이용하여, 보강 프레임(35)에 상기 절연 프레임(33)을 고정시킨다. 그리고, 상기 절연 프레임(33)의 주면, 보다 구체적으로는 전열체 안착 홈(33a)을 따라 상기 전열체(31)를 안착시키고, 상기 전열체(31)의 벤딩 접합된 단부들(31a)을 상기 안착홈(33a) 및 상기 절연 프레임 안착 홈(35a)에 각각 형성된 단자 삽입홀(33b, 35b)에 삽입한다. 이들 단자에는 전원이 연결된다. 또한, 상기 전열체(31)는 내열성 접착제를 이용하여, 상기 안착홈(33a)의 바닥면에 접합될 수 있다.

이상과 같이 조립된 상태에서, 상기 절연 프레임의 중앙 개구부(33c)를 폐쇄하도록 폐쇄판(closure plate, 37)를 상기 중앙 개구부(33c)에 끼워, 이면에 결합된 보강 프레임(35)의 보강 리브 등이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 조립된 상태에서, 상기 절연체(31), 상기 폐쇄판(37) 및 상기 절연프레임(33)의 노출면들 전체 위에 얇은 접착 시트(39)를 상기 전열체(31), 상기 폐쇄판(37) 및 상기 절연 프레임(33)이 외부로 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 상기 접착 시트(39)는 상기 히터 유닛(30)의 마감재로서의 역할을 수행함과 아울러, 상기 전열체(31)를 절연 프레임(33)에 대해 더욱 안정적으로 고정시킬 수 있다. 상기 접착 시트(39)는 항상 전열체(31)와 밀착된 상태로 유지되고, 또한 밀봉 작업시 시일 필름과 접촉하게 되므로, 내열성, 내마모성 및 열전도도가 우수한 재료, 예컨대 실리콘 또는 테프론으로 제조된 접착 시트가 바람직하다.

전술한 바와 같이 조립된 히터 유닛(30)은 나사 등의 체결구를 이용하여 커버 유닛(20), 보다 구체적으로는 외측 플레이트(22) 하면에 장착될 수 있다. 전술한 바와 같이, 히터 유닛(30)과 커버 유닛(20)의 외측 플레이트(22) 사이에는, 예컨대 코일스프링(s)과 같은 탄성 부재들이 개재되어, 밀봉 대상 트레이의 융착시 히터 유닛(30), 특히 상기 전열체(31)가 상기 트레이에 대해 압박되도록, 상기 히터 유닛(30)에 탄성 편향력이 작용될 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 조립된 상기 히터 유닛(30)은 트레이 밀봉 장치에 대해 탈착 가능한 모듈형 구조를 취함을 알 수 있다. 따라서, 사용자는 트레이 밀봉 장치의 히터 유닛이 손상되거나 파손된 경우, 새로운 것으로 간단히 교체할 수 있다.

이하, 이상과 같이 구성된 본 발명의 트레이 밀봉 장치의 작용에 대해서 살펴보고자 한다.

우선, 베이스 바디(10)에 형성된 트레이 수용 공동(50)에 밀봉 대상 트레이(T)을 삽입하고, 시일 필름 공급부로부터 시일 필름(f)을 인출하여 상기 밀봉 대상 트레이(T)를 덮는다.

그 후, 커버 유닛(20)을 피벗시켜, 베이스 바디(10)의 상면을 폐쇄한다. 그러면, 상기 시일 필름(70)은 베이스 바디(10)의 상면 및 상기 커버 유닛(20)의 하면에 마련된 커터(50)에 의해 절단되며, 상기 트레이(T)의 테두리(r) 위에 있는 시일 필름 부분이 상기 테두리(r)와 탄성 편향력이 인가된 상기 히터 유닛(30), 보다 구체적으로는 전열체(31)와 사이에서 샌드위치된다.

그 후, 상기 히터 유닛(30), 보다 구체적으로는, 전열체(31)에 전원이 인가되면, 전열체(31)가 상기 시일 필름(f)을 그것의 용융 온도 이상의 온도로 가열함과 아울러, 상기 트레이(T)의 테두리에 상기 시일 필름(f)을 가압함으로써, 상기 트레이의 테두리 부분을 따라 상기 시일 필름이 기밀되게 융착된다.

한편, 본 발명자들은 전술한 바와 같이 구성된 트레이 밀봉 장치에 대한 잠열 등의 문제를 확인하기 위하여 실험을 행하였다. 실험에 사용된 조건은 다음과 같았다.

i) 소비전력: 240W(12V 직류)

ii) 전열체 소재: 길이 약 74cm, 폭 약 0.16cm, 두께 약 0.018cm 의 니크롬선

iii) 밀봉필름: PET 필름과 PP 필름이 합지된 필름(용융온도 약 160℃)

iii) 트레이: PP 재질의 일회용 트레이

iv) 실험실 온도: 약 22℃

v) 온도계: 적외선 온도계(Reytek Co. Ltd. 제 Raynger ST(모델명)

vi) 히터 유닛 소재: 절연 프레임을 베이클라이트로, 보강 프레임을 나일론 66으로, 접착 시트를 실리콘 접착 시트로 제작하였다.

vii) 트레이 밀봉 장치: 커버 유닛과 베이스 바디 등의 구조 부분들을 ABS 소재를 사출 성형하여 제작하였다.

실험은, 밀봉 시간을 10초로 설정하여, 트레이 밀봉 장치가 ON된 후 10초가 경과하면 자동적으로 OFF되게 하고, 각 밀봉 단계 사이의 시간 간격을 약 20초로 설정하여, 이 시간 간격 동안에는 트레이 밀봉 장치를 OFF 상태로 유지하였다. 또한, 밀봉 시간(10초) 경과 직후 커버 유닛을 개방하여 전열체의 온도를 측정하고, 20초 경과 후 트레이 밀봉 장치가 ON되기 직전의 온도를 측정하였다. 또, 시일 필름의 융착 부위의 융착 상태를 육안으로 검사하였다.

상기와 같은 방법으로, 1회의 실험에서 50개의 트레이를 밀봉하고, 이러한 실험을 3회 반복해서 실시하였다.

그 결과, 밀봉 시간 경과 직후의 전열체의 온도는 최초 밀봉 종료 후 약 38℃를 시작으로 해서, 7회 내지 8회의 반복된 밀봉시까지 약 48℃까지 점차로 상승하였으나, 이 후에는 횟수의 증가에 관계없이 약 42℃ 내지 48℃ 범위에서 유지되었다. 또한, 밀봉 종료 후 약 20초 경과시의 온도 역시 최초 밀봉 종료 후의 약 27℃를 시작으로 해서 6회 내지 9회의 반복된 밀봉시까지는 약 36℃까지 점차 상승하였으나, 그 이후에는 밀봉 회수에 관계없이 약 36℃의 온도로 거의 일정하게 유지되었다.

전열체 자체에서는 상기와 같은 온도 변화가 관찰되었으나, 커버 유닛 및 베이스 바디 부분은 히터 유닛에 근접한 부위까지도 실험 종료시까지 측정 시간에 관계없이 36℃ 이하의 온도로 유지되는 것으로 확인되었다.

특히, 상기 실험 과정에서, 시일 필름의 불완전 융착 또는 과도한 융착 현상이나, 트레이의 변형 현상은 전혀 발견되지 않았다. 특히, 시일 필름의 융착 부위는 거의 전열체의 폭과 유사한 폭으로 매끈하게 형성되는 것으로 확인되었다.

상기 실험을 통해서, 상기 전열체가 커버 유닛을 개방하는 동안 신속하게 냉각되고, 전열체에서 발생하는 열이 대부분 시일 필름의 가열 융착시키는 데 소요되어, 전열체 인접 부위로 전달되는 비율이 매우 낮다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시일 필름 밀봉시 상기 전열체와 마주하는 트레이 수용 공동 둘레의 돌출 림도 실질적으로 과열되지 않은 것으로 확인되었는데, 이는 시일 필름 및 트레이의 테두리가 전열체로부터 돌출 림으로의 열전달을 억제하는 단열 효과를 제공하였기 때문인 것으로 생각된다.

한편, 본 발명자들은 가열판을 구비한 종래의 트레이 밀봉 장치에 대하여 잠열 등에 과한 실험을 하였다. 사용된 트레이 밀봉 장치는 다음과 같았다.

i) 제품: Impack Co. Ltd.에서 제조한 모델명 M1

ii) 소비전력: 550W(220V 교류)

iii) 실험실 온도: 약 22℃

상기 종래의 트레이 밀봉 장치의 경우, 전원을 ON시킨 후 약 6분이 경과한 후에 가열판이 약 187℃까지 상승하였고, 전원을 ON 상태로 유지하더라도 상기 온도 이상으로 상승하지 않았다. 이는 트레이 밀봉 장치에 마련된 온도 제어 회로에 의해서 온도가 제어되었기 때문이다.

전원 OFF 후 가열판의 온도는 10분 경과 후 약 80℃, 15분 경과 후 약 60℃ 내지 62℃, 그리고, 약 20분 경과 후 약 50℃에 유지되었다. 다시 말해서, Impack 장치의 경우, 전원 OFF 후 가열판이 냉각될 때까지 매우 긴 시간 동안 잠열을 보유함으로써, 사용자가 화상을 입을 가능성이 높다. 본 발명의 경우, 이러한 가열판이 없이, 얇고 좁은 스트립 형태로 폐곡선 형상으로 형성된 전열체를 사용함으로써, 이러한 문제점을 해소하고 있다.

가열판이 187℃로 가열된 상태에서 밀봉을 행한 결과, 10초 동안 밀봉을 행한 경우, 트레이가 변형되었고, 5초 동안 행한 경우, 시일 필름에 가열판의 자국이 남았으며, 3초 동안 행한 경우, 이러한 문제점들이 발생하지 않았다. 즉, Impack 장치의 경우, 밀봉 작업의 숙련자가 아니라면, 적절한 밀봉 상태로서 밀봉을 행하기가 어렵다고 하는 문제를 가지고 있는 것이다. 본 발명의 경우, 전열체가 신속하게 가열되고, 신속하게 냉각되므로, 트레이의 밀봉시마다 거의 일정한 조건에서 융착이 이루어질 수 있으므로, 예컨대, 단지 전원 ON 지속 시간만을 설정하면, 숙련자가 아니더라도 일관성 있고 양호한 융착을 확보할 수 있다.

예컨대, 트레이 밀봉 장치의 전원 공급 회로에, 통상적인 전원 차단용 타이머를 마련하여, 정해진 시간 경과시 회로가 단락되면서 전원이 차단되도록 하거나, 또는 사용자가 커버 유닛을 폐쇄하면 자동적으로 전원 공급 회로가 연결되고, 커버 유닛을 개방하면 자동적으로 회로가 단락되도록 전원 회로를 구성한다면, 사용자의 편이성이 더욱 증대될 수 있을 것이다. 이러한 전원 회로의 구성은 당업자라면 공지 기술을 이용하여 쉽게 안출할 수 있는 것이므로, 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.

Impack의 장치의 경우, 초기 가열에 6분이라는 긴 시간이 소요되기 때문에, 전원이 ON된 상태로 계속 유지되도록 제작되었다. 이러한 상태를 유지하기 위한 온도 제어 수단을 제공함에 따라 생산 원가가 상승할 수 있다. 또한, 소비 전력에 있어서도, 본 발명의 장치의 것 보다 2배 이상 높아, 에너지 소모가 상당하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 220V의 높은 교류 전압을 전원으로 사용하기 때문에, 사용자가 감전될 위험이 있다.

또, 지속적으로 전원을 ON 상태로 유지하여 가열판을 밀봉에 적합한 온도로 유지함에 따라, 가열판 이외의 부분들이 지속적으로 열부하를 받아 과열될 우려가 높다. 따라서, 사용자가 화상 입을 가능성이 더욱 증가할 뿐만 아니라, 불필요한 전력 소비도 높다. 또한, 이러한 과열에도 견딜 수 있어야 하므로, 내열성 소재를 사용하여야 한다. 이는 재료비를 상승시킴과 아울러, 트레이 밀봉 장치의 외관에 대한 설계 자유도를 제한하게 된다.

본 발명의 경우, 전열체가 짧은 시간에 가열되고 냉각되므로, 밀봉 작업을 행하지 않는 동안에는 전원을 OFF 상태로 유지시켜도 된다. 따라서, 사용자가 화상을 입을 가능성이 거의 없고, 전력 소모도 매우 낮다. 또한, 전열체에서 발생한 열은 대부분 시일 필음의 융착에 사용되고, 다른 부분이 받는 열부하는 미미하기 때문에, 전열판 이외의 대부분의 구성 요소들을 ABS와 같은 성형성이 양호하고 저렴한 합성 수지로 제작할 수 있다. 따라서, 재료비 및 제조 원가를 낮출 수 있고, 외관을 미려하게 하기 위한 설계 자유도도 향상시킬 수 있다.

Impack 장치의 경우, 가열판을 계속적으로 가열 상태로 유지함에 따라, 설치 공간에 대한 제약이 따를 수 있다. 전술한 바와 같이, 가열판 이외의 부분들도 지속적으로 가열되어 과열됨에 따라, 이 장치의 사용 공간의 온도까지 상승시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 패스트푸드점 등에서 Impack 장치를 사용할 경우, 별도의 분리된 설치 공간을 마련할 필요가 있고, 점원의 트레이 밀봉 장치까지의 동선이 길어질 수 있다. 이에 따라, 공간 비용 및 인건 비 상승의 원인이 될 수도 있다. 앞의 실험을 통해서 확인한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 히터 유닛 이외의 부분의 경우, 계속된 밀봉 작업에 의한 과열 현상이 실질적으로 나타나지 않으므로, 점원들이 주로 활동하는 장소 근처에 설치하여 편리하게 사용할 수 있다.

즉, 본 발명은 트레이 밀봉 장치의 전열체를 가열판 없이 얇은 스트립형으로, 트레이의 테두리에 대응하는 형상으로 형성함으로써, 다음과 같이 요약될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

i) 전력 소모가 매우 적고,

ii) 사용자의 화상 위험성 및 감전 위험성을 억제할 수 있으며,

iii) 숙련자가 아니더라도 양호하고 일관성 있는 품질의 융착을 행할 수 있고,

iv) 잠열에 의한 트레이의 변형을 억제할 수 있으며,

v) 트레이 밀봉 장치의 대부분의 구성 요소들을, ABS 등의 저렴한 합성 수지를 이용하여 제조할 수 있어서, 재료비를 낮출 수 있고,

vi) 제품의 외관에 대한 설계 자유도가 향상되고,

vii) 제품의 취급이 용이하고 편리하다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

Claims

개구부 둘레에 일정 폭의 테두리를 구비한 트레이를 열가소성 시일 필름으로 밀봉하는 트레이 밀봉 장치에 있어서,
상면과, 상기 트레이의 테두리가 상기 상면상에 지지되도록 상기 트레이를 수용하는 트레이 수용 공동을 구비하는 베이스 바디와;
상기 트레이가 상기 시일 필름에 의해서 기밀 밀봉되도록, 상기 트레이 수용 공동에 수용된 상기 트레이의 테두리에 상기 시일 필름을 가열 융착시키는 히터 유닛을 구비하며,
상기 히터 유닛은 일정 폭의 주면(主面)을 가지며, 상기 트레이의 테두리의 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 얇은 스트립형 전열체(電熱體)를 포함하며,
상기 전열체는, 상기 시일 필름의 융착시, 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 전체 테두리를 따라 상기 시일 필름을 사이에 두고 상기 트레이의 테두리와 마주하여 배치되어, 전열체에 발생된 열을 상기 시일 필름에 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스 바디의 상면을 개방 및 폐쇄하도록 상기 베이스 바디에 피벗 가능하게 결합되며, 폐쇄시 상기 베이스 바디의 상면과 마주하도록 수평으로 배치되는 하면을 구비하는 커버 유닛을 더 구비하며,
상기 히터 유닛은 상기 커버 유닛의 하면에 결합되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전열체의 주면의 폭은 상기 트레이의 테두리의 폭과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전열체는 그것의 주면의 폭에 해당하는 폭의 주면을 갖는 직선형의 박막 스트립형 전열선(linear thin film strip type electric heating wire)을, 상기 전열선의 주면(主面)이 상기 전열체의 주면이 되도록 벤딩하여 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전열체는 2개의 전열선 부분을 상기 전열체의 폐곡선 형상의 절반에 해당하는 형상으로 벤딩한 후, 이들 전열선 부분의 양단을 상호 접합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제5항에 있어서, 벤딩된 각각의 전열선 부분의 양쪽 단부는 상기 전열선 부분의 주면과 수직으로 후방으로 벤딩되고, 두 개의 전열선 부분의 벤딩된 양단부들이 상호 맞닿은 상태로 접합되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제6항에 있어서, 상기 접합된 전열선 부분들의 단부들 사이에 공극이 형성되고, 이 공극에 내열성 충전재(filler)가 메워져 있는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제4항에 있어서, 상기 전열선은 니크롬선인 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전열체는 주면의 폭이 1.6 mm 내지 2.0 mm이고 두께가 0.18 mm 내지 0.20 mm의 장방형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제2항에 있어서, 상기 히터 유닛과 상기 커버 유닛 사이에는 탄성 부재가 개재되어, 히터 유닛을 베이스 바디를 향하여 탄성적으로 편향시키는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 히터 유닛은 내열성 및 열전도성 소재로 형성된 절연 프레임을 더 구비하고, 상기 전열체는 그 절연체의 주면과 반대측의 이면에서 절연 프레임에 밀착된 상태로 지지되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제11항에 있어서, 상기 절연 프레임은 상기 전열체의 폐곡선 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제11항에 있어서, 상기 절연 프레임은 베이크라이트, 운모 또는 내열성의 열경화성 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제12항에 있어서, 상기 절연 프레임의 이면에 그 둘레 방향으로 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제11항에 있어서, 상기 히터 유닛은 상기 보강 프레임을 더 구비하고, 상기 절연 프레임은 상기 보강 프레임에 결합되어 변형 및 뒤틀림에 대한 보강력을 제공하는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제15항에 있어서, 상기 보강 프레임은 나일론 66으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제2항에 있어서, 상기 밀봉 장치는 커버 유닛이 폐쇄되면 자동적으로 전원이 공급되고, 커버 유닛 폐쇄 후 일정 시간이 경과하거나, 상기 커버 유닛이 개방되면 전원이 자동적으로 차단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제17항에 있어서, 상기 전원은 상용 전원으로부터 공급되는 AC 전기를 DC 전기로 변환하여 상기 전열체에 인가하는 SMPS (Switching Mode Power Supply)를 통해서 공급되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
개구부 둘레에 일정 폭의 테두리를 구비한 트레이를 열가소성 시일 필름으로 밀봉하는 트레이 밀봉 장치에 있어서,
상면과, 이 상면에 형성되어, 상기 트레이의 테두리가 상기 상면상에서 지지되도록 상기 트레이를 수용하는 트레이 수용 공동을 구비하는 베이스 바디와;
상기 트레이가 상기 시일 필름에 의해서 기밀 밀봉되도록, 상기 트레이 수용 공동에 수용된 상기 트레이의 테두리에 상기 시일 필름을 가열 융착시키는 히터 유닛을 구비하며,
상기 히터 유닛은 일정 폭의 주면(主面)을 가지며, 상기 트레이의 테두리의 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 얇은 스트립형 전열체(電熱體)와, 상기 전열체의 주면과 반대측의 이면에서 상기 전열체와 밀착된 상태로 상기 전열체를 지지하도록 구성되는 절연 프레임을 포함하며,
상기 전열체는, 상기 시일 필름의 융착시, 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 전체 테두리를 따라 상기 시일 필름을 사이에 두고 상기 트레이의 테두리와 마주하여 배치되어, 전열체에 발생된 열을 상기 시일 필름에 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제19항에 있어서, 상기 트레이의 밀봉시와 밀봉 완료시, 상기 베이스 바디의 상면을 개방 및 폐쇄할 수 있도록 상기 베이스 바디에 피벗 가능하게 결합되며, 폐쇄시 상기 베이스 바디의 상면과 마주하도록 수평으로 배치되는 하면을 구비하는 커버 유닛을 더 구비하며,
상기 히터 유닛은 상기 커버 유닛의 하면에 결합되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 전열체의 주면의 폭은 상기 트레이의 테두리 상면의 폭과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 전열체는 그것의 주면의 폭에 해당하는 폭의 주면을 갖는 직선 스트립형 전열선(linear thin film strip type electric heating wire)을, 상기 전열선의 주면(主面)이 상기 전열체의 주면이 되도록 벤딩하여 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제22항에 있어서, 상기 전열체는 2개의 전열선 부분들을 상기 전열체의 폐곡선 형상의 절반에 해당하는 형상으로 벤딩한 후, 이들 전열선 부분들의 양단을 상호 접합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제23항에 있어서, 벤딩된 각각의 전열선 부분의 양쪽 단부는 상기 전열선 부분의 주면과 수직으로 후방으로 벤딩되고, 두 개의 전열선 부분의 벤딩된 양단부들이 상호 맞닿은 상태로 접합되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제24항에 있어서, 상기 접합된 전열체 부분들의 단부들 사이에 공극이 형성되고, 이 공극에 내열성 충전재(filler)가 메워져 있는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제22항에 있어서, 상기 전열선은 니크롬선인 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 전열체는 주면의 폭이 1.6 mm 내지 2.0 mm이고 두께가 0.18 mm 내지 0.20 mm의 장방형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제20항에 있어서, 상기 히터 유닛과 상기 커버 유닛 사이에는 탄성 부재가 개재되어, 히터 유닛을 베이스 바디를 향하여 탄성적으로 편향시키는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제19항에 있어서, 상기 절연 프레임은 상기 전열체의 폐곡선 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제19항에 있어서, 상기 절연 프레임은 베이크라이트, 운모 또는 내열성의 열경화성 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제29항에 있어서, 상기 절연 프레임은 그것의 이면에 그 둘레 방향으로 연장하는 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 히터 유닛은 상기 보강 프레임을 더 구비하고, 상기 절연 프레임은 상기 보강 프레임에 결합되어 변형 및 뒤틀림에 대한 보강이 이루어지는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제32항에 있어서, 상기 보강 프레임은 나일론 66 또는 그라스 파이버 보강 나일론 66 (glass fiber reinforced nylon 66)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제20항에 있어서, 상기 밀봉 장치는 커버 유닛이 폐쇄되면 자동적으로 전원이 공급되고, 커버 유닛 폐쇄 후 일정 시간이 경과하거나, 상기 커버 유닛이 개방되면 전원이 자동적으로 차단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
제34항에 있어서, 상기 전원은 상용 전원으로부터 공급되는 AC 전기를 DC 전기로 변환하여 상기 전열체에 인가하는 SMPS (Switching Mode Power Supply)를 통해서 공급되는 것을 특징으로 하는 트레이 밀봉 장치.
개구부 및 그 둘레의 테두리를 구비한 트레이를 밀봉하도록 상기 테두리에 시일 필름을 융착하는 트레이 밀봉 장치용 히터 유닛에 있어서,
일정 폭의 주면(主面)을 가지며, 상기 트레이의 테두리의 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 얇은 스트립형 전열체(電熱體)를 포함하며,
상기 전열체는, 상기 시일 필름의 융착시, 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 전체 테두리를 따라 상기 시일 필름을 사이에 두고 상기 트레이의 테두리와 마주하여 배치되어, 전열체에 발생된 열을 상기 시일 필름에 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제36항에 있어서, 상기 전열체의 폭은 상기 트레이의 테두리의 폭과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제36항에 있어서, 상기 전열체는 그것의 주면의 폭에 해당하는 폭의 주면을 갖는 직선형의 박막 스트립형 전열선(linear thin film strip type electric heating wire)을, 상기 전열선의 주면(主面)이 상기 전열체의 주면이 되도록 벤딩하여 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제38항에 있어서, 상기 전열체는 2개의 전열선 부분들을 상기 전열체의 폐곡선 형상의 절반에 해당하는 형상으로 벤딩한 후, 이들 전열선 부분들의 양단을 상호 접합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제39항에 있어서, 벤딩된 각각의 전열선 부분의 양쪽 단부는 상기 전열선 부분의 주면과 수직으로 후방으로 벤딩되고, 두 개의 전열선 부분의 벤딩된 양단부들이 상호 맞닿은 상태로 접합되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제40항에 있어서, 상기 접합된 전열체 부분들의 단부들 사이에 공극이 형성되고, 이 공극에 내열성 충전재(filler)가 메워져 있는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제38항에 있어서, 상기 전열선은 니크롬선인 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제42항에 있어서, 상기 전열체는 주면의 폭이 1.6 mm 내지 2.0 mm이고 두께가 0.18 mm 내지 0.20 mm의 장방형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제36항에 있어서, 상기 히터 유닛은 내열성 및 열전도성 소재로 형성된 절연 프레임을 더 구비하고, 상기 전열체는 그 절연체의 주면과 반대측의 이면에서 절연 프레임에 밀착된 상태로 지지되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제44항에 있어서, 상기 절연 프레임은 상기 전열체의 폐곡선 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제44항에 있어서, 상기 절연 프레임은 베이크라이트, 운모 또는 내열성의 열경화성 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제45항에 있어서, 상기 절연 프레임은 그것의 이면에 그 둘레 방향으로 연장하는 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제36항에 있어서, 상기 히터 유닛은 상기 보강 프레임을 더 구비하고, 상기 절연 프레임은 상기 보강 프레임에 결합되어 변형 및 뒤틀림에 대한 보강이 이루어지는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제48항에 있어서, 상기 보강 프레임은 나일론 66 또는 그라스 파이버 보강 나일론 66으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
개구부 및 그 둘레의 테두리를 구비한 트레이를 밀봉하도록 상기 테두리에 시일 필름을 융착하는 트레이 밀봉 장치용 히터 유닛에 있어서,
일정 폭의 주면(主面)을 가지며, 상기 트레이의 테두리의 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성된 얇은 스트립형 전열체(電熱體)와, 상기 전열체의 주면과 반대측의 이면에서 절연 프레임에 밀착된 상태로 지지하도록 구성되는 절연 프레임을 포함하며,
상기 전열체는, 상기 시일 필름의 융착시, 상기 전열체의 주면이 상기 트레이의 전체 테두리를 따라 상기 시일 필름을 사이에 두고 상기 트레이의 테두리와 마주하여 배치되어, 전열체에 발생된 열을 상기 시일 필름에 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제50항에 있어서, 상기 전열체의 폭은 상기 트레이의 테두리의 폭과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제50항에 있어서, 상기 전열체는 그것의 주면의 폭에 해당하는 폭의 주면을 갖는 직선 스트립형 전열선(linear strip type electric heating wire)을, 상기 전열선의 주면(主面)이 상기 전열체의 주면이 되도록 벤딩하여 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제52항에 있어서, 전열체는 2개의 전열선 부분들을 상기 전열체의 폐곡선 형상의 절반에 해당하는 형상으로 벤딩한 후, 이들 전열선 부분들의 양단을 상호 접합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제53항에 있어서, 벤딩된 각각의 전열선 부분의 양쪽 단부는 상기 전열선 부분의 주면과 수직으로 후방으로 벤딩되고, 두 개의 전열선 부분의 벤딩된 양단부들이 상호 맞닿은 상태로 접합되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제54항에 있어서, 상기 접합된 전열체 부분들의 단부들 사이에 공극이 형성되고, 이 공극에 내열성 충전재(filler)가 메워져 있는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제52항에 있어서, 상기 전열선은 니크롬선인 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제56항에 있어서, 상기 전열선은 주면의 폭이 1.6 mm 내지 2.0 mm이고 두께가 0.18 mm 내지 0.20 mm의 장방형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제50항에 있어서, 상기 절연 프레임은 상기 전열체의 폐곡선 형상에 상응하는 폐곡선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제40항에 있어서, 상기 절연 프레임은 베이크라이트, 운모 또는 내열성의 열경화성 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제58항에 있어서, 상기 절연 프레임은 상기 이면에 그 둘레 방향으로 연장하는 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제50항에 있어서, 상기 절연 프레임이 결합 지지되는 상기 보강 프레임을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제61항에 있어서, 상기 보강 프레임은 나일론 66, 또는 그라스 파이버 보강 나일론 66으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
제50항에 있어서, 상기 전열체 및 절연 프레임에는 열전도성의 점착 시트가 부착되어, 상기 전열체의 주면 및 절연 프레임의 주면이 외부로 노출되지 않도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.