KR20160091251A

KR20160091251A - 가스 및 액상물의 충전 포장방법

Info

Publication number: KR20160091251A
Application number: KR1020157034068A
Authority: KR
Inventors: 가츠노리 후타세
Original assignee: 가부시키가이샤 유신
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2016-08-02
Also published as: CN105992735B; EP3002223A4; CN105992735A; EP3002223A1; US20160214748A1; US9950820B2; KR101847254B1; JPWO2015186373A1; WO2015186373A1; JP5822155B1; EP3002223B1

Abstract

본 발명은 포장봉지 내로 소요량의 액상물과 함께 소요량의 가스를 외기의 혼입을 완전히 저지하면서 정확하게 충전할 수 있는 동시에, 실링 부분으로의 액상물 및 가스의 잔류(말려 들어감)를 저지할 수 있는 가스 및 액상물의 충전 포장방법을 제안하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 가스 및 액상물의 충전 포장방법은 플라스틱 필름으로 이루어지는 포장봉지 내에 그것의 비실링 개구부로부터 액상물과 함께 그 액상물 체적의 2~40 vol.%에 상당하는 양의 가스를 충전하고, 상기 비실링 개구부분을 히트 실링하여 실링하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법에 있어서, 상기 가스를 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블 형상으로 하여 액상물 중에 사전에 분산 혼입시켜서 마이크로버블 함유 액상물의 상태로서 포장봉지 내에 충전하거나, 포장봉지 내에 사전에 공급된 액상물 중에 상기 가스를 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블로서 발생시켜서 충전하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 및 액상물의 충전 포장방법{Method for filling and packing gas and liquid material}

본 발명은 액상물과 불활성 가스나 멸균 가스 등의 가스를 외기를 혼입시키지 않고 포장봉지 내에 충전 포장하는 방법, 특히 자동 충전하는 방법에 관한 것이다.

액상물을 충전 포장하여 이루어지는 포장용 적층 플라스틱 필름으로 이루어지는 포장체에 대해서는, 포장체 내에 액상물로 이루어지는 피포장물과 함께 외기(공기)나 진애 등이 봉입되어 있으면 봉지 내의 액상물이 산화되거나 하여 피포장물의 식미가 저하되거나 봉지 내에서 균류가 번식될 우려가 있다. 이 때문에 액상물로 이루어지는 피포장물을 포장봉지 내로 공기 등을 침입시키지 않고 충전하는 방법으로서, 액상 피포장물을 충전한 후 봉지 내의 공기를 질소로 치환하는 방법(특허문헌 1)이나, 액상 피포장물을 포장봉지 내에 가득차게 충전시켜 이 상태로 가로방향의 실링 롤에 의해 여분의 피포장물을 밀어내면서 가로 실링을 행하여 실링하는 방법(이하, 「액중 실링 충전」이라 한다. 특허문헌 2)이 사용되고 있다.

그러나 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 질소가스를 포장봉지 내로 분사했을 때, 그 분사에 기인하여 공기나 진애가 포장봉지 내나 피포장물 중에 말려 들어가 그대로 잔류될 우려가 높아, 봉지 내에 목적으로 하는 가스만을 봉입하는 것이 불가능하다. 이 때문에 이 방법은 충전 포장기를 설치하는 방 전체를 질소가스 분위기 등으로 하는 등, 설비가 대규모가 되는 것과 가스의 사용량도 많아 비용이 비싸진다는 문제점이 있었다.

또한 특허문헌 2에 기재된 방법은 액상물로 이루어지는 피포장물을 공기 등을 봉입시키지 않고 충전할 수 있지만, 피포장물과 함께, 예를 들면 질소가스나 탄산가스 등을 충전하고자 하면, 그 가스가 액상의 피포장물 상부로 부상되어 포장봉지 내에 소요량의 가스 및 액상물을 정확하게 충전하지 못할 우려가 있다. 이뿐 아니라, 이 방법의 경우는 실링 부분에 가스가 말려 들어가기 쉬워, 그 가스가 히트 실링 롤에 의한 가열에 의해 팽창되어 커다란 기포가 되어 물집을 일으켜, 실링 부분이 박리되거나 피포장물이 누출될 우려 등이 있었다.

그런데 최근 들어 액상물로 이루어지는 피포장물의 충전 시뿐 아니라, 포장봉지의 개봉 후에 있어서도 봉지 내로의 공기 등의 침입을 저지하여, 피포장물의 산화나 오손 등을 장기간에 걸쳐 억제하는 역류 방지 기능 부착 주출 노즐을 갖는 포장봉지가 제안되어 있다(특허문헌 3 및 4).

이러한 포장봉지의 경우는 주출구가 역류 방지 기능을 갖기 때문에, 피포장물을 반복해서 주출하더라도 봉지 내에 외기가 들어가는 경우가 없다. 따라서 포장봉지 본체는 피포장물의 토출에 수반하여 피포장물의 주출량에 상당하는 체적분만큼 수축 변형되게 된다. 이 때문에 이러한 포장봉지는 봉지 내 피포장물의 잔량이 많을 때, 그 피포장물의 커다란 수두압의 작용 하에서 포장봉지 본체의 포장용 적층 필름이 표리의 방향으로 충분히 크게 이격되어 주출 통로가 비교적 신속하게 개방되고, 포장체의 경동(tilting)에 의해 주출 노즐의 선단 개구로부터 피포장물을 원활하게 주출할 수 있다. 그러나 이러한 포장봉지는 봉지 내 피포장물의 잔량이 당초의 1/3 이하 정도까지 감소한 경우에, 포장봉지 본체의 수축 내지는 찌부러짐 변형에 수반하여 표리의 포장용 적층 필름끼리가 강하게 밀착하여 봉지 내 피포장물의 자유로운 흐름이 저지되어 버린다. 게다가 드레싱과 같이 사용 시에 초기 교반이 필요한 피포장물을 충전할 때는 포장체 그 자체를 비벼 밖으로 내보내는 것이 필요해져 신속한 주출이 불가능해진다. 이 때문에, 이러한 방법은 주출 노즐의 선단 개구로부터 피포장물이 주출될 때까지의 시간 지체가 커지는 동시에, 수축된 봉지 내에 잔류되는 봉지 내 피포장물의 전량을 토출시키는 것이 곤란해진다.

이러한 포장봉지 본체 표리의 적층 플라스틱 필름끼리의 상호 밀착력을 완화시키는 방법으로서는, 포장봉지 내로 액상물로 이루어지는 피포장물과 함께, 예를 들면 질소가스, 아르곤가스 등의 피포장물에 영향을 미치지 않는 불활성 가스, 기타 가스를 봉지 내에 봉입하는 것이 적합하다. 그러나 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 방법의 경우는, 외기를 침입시키지 않고 소요량의 피포장물과 가스 양쪽을 봉지 내에 봉입시키는 것이 곤란하였다.

일본국 특허공개 제2001-328601호 공보 일본국 특허공개 평1-153410호 공보 일본국 특허공개 제2005-15029호 공보 일본국 특허공개 제2005-59958호 공보

이에 본 발명의 목적은 종래기술이 안고 있는 전술한 문제점을 해결하는 것을 과제로 하는 것으로, 포장봉지 내로 소요량의 액상물과 함께 소요량의 가스를 외기의 혼입을 완전히 저지하면서 정확하게 충전할 수 있는 동시에, 실링 부분으로의 가스 및 액상물의 잔류(말려 들어감)를 저지할 수 있는 가스 및 액상물의 충전 포장방법을 제안한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 플라스틱 필름으로 이루어지는 포장봉지 내에 그것의 비실링 개구부로부터 액상물과 함께 그 액상물 체적의 2~40 vol.%에 상당하는 양의 가스를 충전하고, 상기 비실링 개구부분을 히트 실링하여 실링하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법에 있어서, 상기 가스를 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블 형상으로 하여 액상물 중에 사전에 분산 혼입시켜서, 마이크로버블 함유 액상물의 상태로서 포장봉지 내에 충전하거나, 포장봉지 내에 사전에 공급된 액상물 중에 상기 가스를 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블로서 발생시켜서 충전하는 것을 특징으로 하는, 가스 및 액상물의 충전 포장방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 보다 바람직한 해결수단은 다음과 같다.

(1) 상기 액상물은 액상 또는 점조상의(viscous) 음식물, 조미료, 화학품, 화장품 또는 의약품일 것,

(2) 상기 가스는 질소가스, 탄산가스 및 아르곤가스 중 어느 1종 이상으로 이루어지는 불활성 가스, 또는 산소 및 희석 공기 중 어느 1종 이상으로 이루어지는 활성 가스일 것,

(3) 상기 가스 및 액상물은 상기 포장봉지의 비실링 개구부로부터 연속적으로 충전되는 동시에, 그 비실링 개구부를 한쌍의 히트 실링 롤 사이에 끼워 그 히트 실링 롤 간의 상기 가스 및 액상물 모두 상기 히트 실링 부분으로부터 짜내면서 히트 실링함으로써 봉지 내에 기밀하게 충전될 것,

(4) 상기 포장봉지는 사용 형태에 있어서 상하방향으로 세로로 긴 형상으로 이루어지고, 단변(short side)이 되는 꼭대기부 실링부 측을 세로방향으로 하는 세로 실링을 행하여 통형상체를 제작하고, 이어서 그 통형상체 내에 상기 가스 및 액상물을 충전한 후 장변(long side)이 되는 측부 실링부 측을 가로방향으로 하는 가로 실링을 행하여 형성될 것,

(5) 상기 포장봉지는 포장봉지 본체와 상호 겹치는 표리의 연질 적층 필름을 기단변(base end side)을 제외한 둘레의 가장자리 부분에서 융착 접합하여 중앙 부분에 주출 통로를 구획하여 이루어지는 셀프 실링 기능을 갖는 필름 형상 역류 방지 주출 노즐을 구비하여 이루어지고, 상기 포장봉지 본체의 꼭대기부 내표면에 상기 역류 방지 주출 노즐 기단 부분의 외표면을 융착 접합시켜서 그 역류 방지 주출 노즐을 포장봉지 본체의 꼭대기부 실링부로부터 비스듬하게 위쪽으로 돌출시켜서 이루어질 것,

(6) 상기 포장봉지는 포장봉지 본체와 그 상단부에 테이퍼 형상의 주출 통로를 갖는 셀프 실링 기능 부착 필름 형상 주출 노즐을 구비하는 적하식 포장봉지일 것.

본 발명에 의하면, 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블 형상으로 하여 액상물 중에 사전에 분산 혼입시켜서 마이크로버블 함유 액상물의 상태로서 포장봉지 내에 충전하거나, 포장봉지 내에 사전에 공급된 액상물 중에 상기 가스를 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블로서 발생시켜서 충전함으로써, 외기의 침입을 저지하면서 액상물과 함께 소요량의 가스를 정확하게 포장봉지 내로 충전할 수 있다.

또한 가스는 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블이 되어 액상물 중에 분산된 상태에 있기 때문에, 그 가스 및 액상물을 충전하면서 한쌍의 히트 실링 롤에 의해 포장봉지를 사이에 끼워 히트 실링하면, 그 가스가 너무나 적어서 실링 롤에 의해 액상물과 함께 짜내어지게 되어 실링 부분에 기포나 액상물이 남는(말려 들어가는) 경우가 없다.

또한 본 발명에 의하면, 가스 및 액상물을 자동 충전기를 사용하여 액중 실링 충전하는 경우에 있어서도, 마이크로버블로 이루어지는 가스의 부상 속도와 액상물의 충전 속도의 상대속도 차를 이용하여 마이크로버블의 부상을 액상물의 충전보다도 지연시킬 수 있기 때문에, 소요량의 가스를 포장봉지 내에 확실하게 봉입할 수 있다.

게다가 포장봉지 내에 액상물과 함께 충전된 마이크로버블 형상의 가스는 부력에 의해 점차 상승하여, 최종적으로는 액상물의 상부에 체류하게 되기 때문에, 포장봉지의 주출구가 외기의 봉지 내로의 침입을 저지하는 역류 방지 기능을 갖는 경우에 있어서도, 액상물의 상부에 체류된 가스가 포장봉지 본체 표리의 포장용 플라스틱 필름의 상호 밀착력을 완화시켜, 겉쪽의 플라스틱 필름과 안쪽의 플라스틱 필름을 크게 이격 변위시키는 동시에, 포장봉지 내 액상물의 주출 시에 상기 가스가 그 점유 스페이스 내로의 상기 액상물의 유입을 유도(치환)하여 액상물의 주출을 원활한 것으로 한다는 효과를 발휘할 수 있다.

또한 포장봉지가 셀프 실링 기능을 갖는 필름 형상 역류 방지 주출 노즐을 구비하는 경우에 있어서는, 가스를 50 ㎛ 이하의 마이크로버블 형상으로 하여 액상물 중에 분산시킨 상태로 포장봉지 내에 충전 포장함으로써, 충전 포장 과정 및 충전 초기에 있어서 가스가 필름 형상 역류 방지 주출 노즐 내에 진입하여 주출 통로를 부풀리는 방향으로 변형(영구 변형)시킬 우려가 없다. 이 때문에 가스를 봉지 내에 주입하더라도 필름 형상 역류 방지 주출 노즐을 구성하는 표리의 플라스틱 필름은 평탄한 상태 그대로가 되어, 상기 주출 노즐의 주출 통로 내표면끼리의 상호 밀착이 저해되지 않아 역류 방지 기능을 유효하게 발휘시킬 수 있다. 또한 피포장물의 충전 포장 후에 있어서는 필름 형상 역류 방지 주출 노즐은 주출 통로 내표면끼리가 피포장물에 의한 박막의 개재에 의해 상호 강하게 밀착되기 때문에, 설령 액상물 중으로부터 가스가 부상되어 온다 하더라도 그 가스가 주출 통로 내에 진입하지 않아 역류 방지 기능이 저해될 우려는 없다.

또한 포장봉지의 세로 실링 기구에 의해 형성되는 포장봉지의 꼭대기부가 되는 융착 접합부의 길이를, 가로 실링 기구로 간헐적으로 형성되는 각각의 측부가 되는 융착 접합부 길이보다도 짧게 한 경우에는, 세로 실링 기구에 의한 융착 접합부의 길이가 긴 종래 기술에 비해 포장체의 제조가 보다 능률적이 된다. 즉, 이 경우 사용 형태에 있어서 꼭대기부가 되는 융착 접합부 측이 주행방향(필름의 피딩방향)이 되기 때문에, 보다 많은 포장체를 단시간 내에 제조할 수 있다. 이러한 포장봉지에 의하면, 피포장물을 액상물 중에 분산된 마이크로버블이 부상하여 응집되기 전에 가로 실링 기구에 의해 히트 실링하여 충전 포장할 수 있기 때문에, 소요량의 가스를 포장봉지 내에 확실하게 충전할 수 있는 동시에 그 가스가 실링 부분에 말려 들어갈 우려도 없다.

도 1은 본 발명에 의해 형성되는 포장체의 일실시형태를 기립 자세로 나타내는 사시도이다.
도 2는 포장봉지 본체로의 역류 방지 주출 노즐의 장착방법을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 방법에 의해 액상물을 충전 포장하기 위한 자동 충전장치의 일실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 4는 적하식 포장봉지의 일실시형태를 나타내는 도면이다.

아래에 본 발명의 일실시형태를 도면에 나타내는 바를 토대로 설명한다.

도 1에 나타내는 자립성도 정형성도 갖지 않는 포장체(1)는 포장봉지(2) 내에 음식물, 조미료, 의약품, 화장품, 화학품 등의 액상 또는 점조상으로 이루어지는 액상물을 충전 포장하여 이루어지고, 이 포장봉지(2)는 플렉시블한 포장봉지 본체(3)와 셀프 실링형 역류 방지 기능을 갖는 필름 형상 주출 노즐(4)로 이루어진다. 또한 본 발명의 포장체(1)는 포장봉지 본체(3)의 측부 실링부(1a) 길이와 꼭대기부 실링부(3a) 길이의 비(측부 실링부(1a)/꼭대기부 실링부(3a))가 바람직하게는 2 이상인 세로로 긴 직사각형 형상으로 이루어진다.

여기서 포장봉지 본체(3)는, 예를 들면 열가소성의 1축 또는 2축 연신 베이스 필름층과 실란트층을 구비하는, 2층 또는 3층 이상의 적층 구조로 이루어지는 포장용 적층 필름으로 이루어지고, 대면하는 내측 실란트층끼리를 도면에서는 바닥부를 제외하고 융착 접합시켜서 이루어진다. 또한 도시예에서는 바닥부가 포장용 적층 필름의 접힘부에 상당하기 때문에 도시의 포장체(1)는 3방향 실링 구조가 된다.

또한 이 실시형태의 포장체(1)는 포장봉지 본체(3)와 필름 형상 주출 노즐(4)로 구성되어 있는데, 본 발명의 충전 포장방법은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 포장봉지 본체 부분만으로 이루어지는 3방향 실링이나 4방향 실링형 포장봉지나 작은 봉지, 주둥이 달린 포장봉지 등, 액상물을 액중 실링 충전에 의해 충전 포장 가능한 포장봉지라면 적합하게 이용할 수 있다.

또한 필름 형상 주출 노즐(4)은 1매의 평탄한 연질 적층 필름을 접은 상태 또는 2매의 평탄한 연질 적층 필름을 실란트층의 대향 자세로 포갠 상태로 기단변을 제외한 둘레의 가장자리 부분에서 융착 접합함으로써 중앙 부분에 주출 통로(5)를 구획하여 이루어지는 것이다. 또한 필름 형상 주출 노즐(4)은 포장봉지 본체(3)의 도면에 사선으로 나타내는 꼭대기부 실링부(3a)에 융착 접합되고, 그 주출 통로(5)가 포장봉지 본체(3) 내에 연통되어 있다.

이러한 필름 형상 주출 노즐(4)은 선단부의 융착 접합 부분(6)을 찢어 제거하고 주출 통로(5)를 개구시켜, 포장봉지 본체(3) 내 액상물의 주출을 포장봉지 본체(3)가 찌부러져 변형됨으로써 포장봉지 본체(3) 내로 외기를 빨아들이지 않고 달성할 수 있다. 한편으로 이 필름 형상 주출 노즐(4)은 포장봉지 본체(3)의 기립 변위에 기인하는 포장체(1)로부터의 주출 정지 시에는, 필름 형상 주출 노즐(4)의 주출 통로(5) 내면을 액상 피포장물의 모세관현상 등에 의한 젖음에 수반되는 피포장물의 박막의 개재하에서 바로 밀폐되어 포장봉지 본체(3) 내로의 외기의 침입을 저지하는 셀프 실링 기능을 발휘한다.

즉, 이 필름 형상 주출 노즐(4)은 봉지 내 피포장물의 그 후의 주출 시에는, 포장봉지 본체(3)를 필름 형상 주출 노즐(4)이 아래쪽으로 향하도록 경동(tilting)시켜서 그 주출 노즐(4)의 주출 통로(5)를 봉지 내 액상물의 수두압 등에 의해 개방하고, 봉지 내 피포장물을 필요에 따라 주출시킬 수 있다. 봉지 내 피포장물의 주출 후, 필름 형상 주출 노즐(4)의 선단 개구는 그 셀프 실링 기능에 의해 자동적으로 밀폐 실링되기 때문에, 봉지 내 피포장물을 반복해서 주출하더라도 포장체(1) 내로 필름 형상 주출 노즐(4)을 거쳐 외기가 속으로 들어갈 우려가 없다.

이 실시형태의 포장봉지(2)의 경우는, 필름 형상 주출 노즐(4)의 기단부 외표면의 실란트층을 포장봉지 본체(3) 내표면의 실란트층에 융착 접합시켜서, 그 필름 형상 주출 노즐(4)을 포장봉지 본체(3)의 꼭대기부 실링부(3a)로부터 비스듬하게 위쪽으로 돌출시키고 있다.

이 실시형태에 있어서의 필름 형상 주출 노즐(4)은 그 기단 위치(4a) 쪽 포장봉지 본체(3)의 상단연(upper edge)(3b)으로부터 비스듬하게 위쪽으로 돌출되는 경사부(5a)와, 인열 개구부(tear opening portion)를 포함하는 그 경사부(5a)의 연장 위치의 자유단부(free end portion) 측이 포장봉지 본체(3)의 상단연(3b)과 평행한 수평부(5b)에 의해 구성되어 있다.

또한 필름 형상 주출 노즐(4)의 상향 경사 각도는 경사부(5a) 주출 통로의 폭방향 중심선(α)과 포장봉지 본체(3)의 상단연(3b)이 이루는 각도(θ)가 25~70°, 바람직하게는 40~60°의 범위 내가 되도록 한다. 상기 각도(θ)를 이 범위 내로 한 경우는 액 떨어짐의 발생을 한층 효과적으로 억제할 수 있다.

즉, 경사 각도(θ)가 25°미만인 경우는 필름 형상 주출 노즐(4)의 선단 개구(8)와 포장봉지 본체(3)의 상단연(3b)이 지나치게 근접하여, 주출된 액상물이 포장봉지 본체(3)에 부착되거나 액상물을 목적하는 방향으로 토출하지 못할 우려가 있다. 한편 경사 각도(θ)가 70°를 초과하는 경우는 액상물을 주출할 때 포장체(1)를 크게 경동시킬 필요가 있기 때문에, 포장체(1) 내의 액상물이 필름 형상 주출 노즐(4)의 주출 통로(5)에 한번에 흘러들어가 토출량을 조정할 수 없게 되거나, 또는 액상물을 목적하는 방향으로 토출시키지 못하여 사방으로 흩날리거나 하여 주위를 오손시킬 우려가 있다.

상기 포장체(1)에 있어서 포장봉지 본체(3)로의 역류 방지 주출 노즐(4)의 장착방법 및 포장봉지의 제조방법으로서는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같은 일본국 특허공개 제2008-55739호 공보에 기재된 것과 동일한 장치나 기존의 제대기를 사용할 수 있다.

도 2에서는 다수의 필름 형상 주출 노즐(4)을 사전에 형성한 노즐 필름(7)을, 예를 들면 그것의 와인딩 롤(8)로부터 필요 속도로 연속적 또는 간헐적으로, 바람직하게는 연속적으로 주행되는 포장봉지 본체용 필름(9)에 대해 조출(繰出) 주행시켜, 양 필름(7, 9)의 등속 주행하에서 각각의 역류 방지 주출 노즐(4)의 기단부 외표면의 한쪽 실란트층을, 포장봉지 본체용 필름(9) 내표면의 실란트층에 융착 접합시킨다. 또한 노즐 필름(7)의 불필요한 부분은 필름 형상 주출 노즐(4)로부터 잘라내어 제거한다. 계속해서 필름 형상 주출 노즐(4)이 융착 접합된 포장봉지 본체용 필름(9)을, 예를 들면 도 3에 나타내는 자동 충전기로 보낸다.

이 자동 충전기는 웨브 롤로부터 간헐적 또는 연속적으로 조출된 포장봉지 본체용 필름(9)의 주행을 안내하는 복수 개의 가이드 롤(10)과, 가이드 롤(10)을 통과한 포장봉지 본체용 필름(9)을 폭방향의 중앙부에서 실란트층이 상호 대향하는 자세로 반으로 접는 필름 폴딩부(12)와, 이 필름 폴딩부(12)에 의해 접힌 포장봉지 본체용 필름(9) 각각의 자유단 부분에, 예를 들면 연속적으로 세로방향의 융착 접합부를 형성하는 세로 실링 기구(13)와, 융착 접합부(꼭대기부 실링부(3a))가 형성된 통형상의 포장봉지 본체용 필름(9)의 내측으로 피포장물을 간헐적 또는 연속적으로 충전하는 충전 수단으로서, 도 3에서는 충전 노즐(14)과 피포장물이 충전된 통형상의 포장봉지 본체용 필름(9)에 가로방향의 융착 접합부를 형성하는 가로 실링 기구(17)를 구비한다.

또한 상기 자동 충전기는 가로 실링 기구(17)(한쌍의 가로 히트 실링 롤)에 의해 액상물을 짜내면서 가로방향으로 가로 실링하여 융착 접합부(측부 실링부(1a))를 형성함으로써(액중 실링 충전), 포장봉지 내에 액상물을 외기의 침입을 저지하면서 충전하여 이루어지는 포장체(1)를 제조할 수 있는 것이다.

또한 도시하는 자동 충전기의 경우는, 전술한 것에 더하여 한쌍의 가로 실링 롤러로 이루어지는 가로 실링 기구(17)에 의해 형성된 융착 접합부(1a)를 재차 협지하여 그 융착 접합 강도를 높이기 위해 기능하는 제2 가로 실링 기구(17a)와, 간헐적 또는 연속적으로 제조되어 상호 연속하는 포장체(1)를 하나씩 또는 필요에 따라 복수 개씩 절단 분리하는 커터 수단(18)을 구비하고 있다.

이러한 포장체(1)에 있어서 소요량의 액상물과 함께 액상물에 영향을 미치지 않는 질소가스나 탄산가스 등의 불활성 가스나, 정균 또는 멸균 효과를 갖는 가스를 봉지 내 피포장물의 충전량(체적)의 2~40 vol.% 봉입하면(이하, 「봉입 가스」라 한다.), 그 봉입 가스가 봉지 내 액상물의 부패를 억제하는 효과를 발휘할 뿐 아니라, 예를 들면 주출구(도 3에서는 필름 형상 주출 노즐(4))가 역류 방지 기능을 갖는 경우에 있어서는, 액상물의 위쪽에 체류된 봉입 가스가 포장봉지 본체(3) 표리의 포장용 적층 플라스틱 필름 상호의 상기 역류 방지 기능에 기인하는 밀찰력을 완화시켜 이격하는 작용을 달성할 수 있다. 또한 상기 봉입 가스는 포장체(1) 내 액상물의 주출 시에 그 점유 스페이스 내로의 봉지 내 액상물의 유입을 유도(치환)하여 봉지 내의 액상물을 마지막까지 원활하게 주출할 수 있다.

이에 본 발명에서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 포장봉지 본체용 필름(9)을 폭방향의 중앙부에서 실란트층이 상호 대향하는 자세로 반으로 접고, 자유단부를 세로 실링 기구(13)에 의해 세로 실링하여 이루어지는 통형상체 내에 액상물과 함께 봉입 가스를 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블로서 충전하고, 그 마이크로버블 형상의 봉입 가스를 액상물 중에 분산시킨 상태로 충전 포장하는 것을 제안한다.

또한 봉입 가스 및 액상물은 도 3에 나타내는 바와 같이, 충전 노즐(14)의 앞쪽에 설치한 아스피레이터 등의 마이크로버블 발생장치(20)에 의해 사전에 액상물 중에 봉입 가스의 마이크로버블을 발생, 분산시켜 두고, 그 마이크로버블 형상 가스를 포함하는 액상물을 충전 노즐(14)로부터 공급한다.

또한 봉입 가스 및 액상물은 도 3에 나타내는 방법 외에, 상기 통형상체 내에 충전 노즐(14)을 매개로 충전된 액상물 중에 봉입 가스를 마이크로버블로서 발생시키면서 공급하는 것도 가능하다. 또한 마이크로버블의 발생방법으로서는 아래에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 봉입 가스를 사전에 고압하에서 액상물 중에 충분히 용해시켜 두고, 이 봉입 가스 함유 액상물을 충전 노즐(14)로부터 상기 통형상체 내에 충전된 액상물 중에 공급하면, 봉입 가스는 대기압으로 개방되는 동시에 액상물 중에서 과포화가 되어 마이크로버블로서 기포화되게 된다.

상기와 같이 하여 포장봉지 본체용 필름(9)으로 이루어지는 상기 통형상체 내에 공급된 마이크로버블 형상의 봉입 가스 및 액상물은 가로 실링 기구(17)(한쌍의 가로 히트 실링 롤)에 의해 짜내어지면서, 상기 통형상체를 가로방향으로 가로 실링하여 실링함으로써, 외기의 침입을 저지하면서 포장봉지(2) 내로 자동 충전되게 된다. 이 방법에 의하면, 마이크로버블 형상의 봉입 가스는 직경이 50 ㎛ 이하인 미소 기포의 상태로 액상물에 분산되어 있기 때문에, 한쌍의 가로 실링 롤에 의해 액상물과 함께 짜내어지게 되어, 히트 실링 부분에 말려 들어가 남는 경우가 없다.

그런데, 액상물 중에 있어서의 기포의 부상 속도는 스톡스 법칙으로 구할 수 있고, 예를 들면 액상물이 물인 경우, 직경이 1 ㎜인 기포는 1분간에 수 m 부상되는 것에 대해 직경이 10 ㎛인 미소 기포는 1분간에 수 ㎜밖에 부상되지 않는 것이 알려져 있다. 이 때문에 봉입 가스를 50 ㎛ 이하의 마이크로버블로서 액상물 중에 발생시킨 경우에는, 포장봉지(2) 내로의 충전 중에 마이크로버블이 발생 위치로부터 거의 움직이지 않아(부상되지 않아), 작은 상태 그대로 액상물 중에 분산된 상태에 있기 때문에, 소요량의 가스와 액상물을 동시에 실링부에 발포를 발생시키지 않고 포장봉지(2) 내로 충전 포장할 수 있다.

특히 포장봉지(2)가 셀프 실링 기능을 갖는 필름 형상 역류 방지 주출 노즐(4)을 구비하는 경우에는, 피포장물의 충전 포장 중에 봉입 가스가 주출 통로(5) 내에 진입하는 경우가 없기 때문에 그 봉입 가스에 의해 주출 통로(5)가 부풀어지는 방향으로 변형되거나 할 우려가 없어, 주출 통로(5) 내표면끼리는 평탄한 상태로 상호 밀착시킬 수 있어 역류 방지 기능을 유효하게 발휘시킬 수 있다.

또한 도 3에 나타내는 바와 같이, 충전 노즐(14)의 선단보다도 위쪽 위치에 한쌍의 스퀴징 롤 또는 스퀴징 보드(11)를 설치하고, 통형상의 포장봉지 본체용 필름(9)을 짜내서 그 극간을 1~10 ㎜ 정도까지 좁게 하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면 액상물의 피딩 속도를 조정할 수 있는 동시에 발생한 기포의 부상이 억제되고, 더 나아가서는 기포가 포장봉지 본체용 필름(9)의 내표면을 따라 포장봉지(2) 내로 충전되게 되기 때문에 기포의 부상을 효과적으로 억제할 수 있다.

일반적으로 발생 시의 기포 직경이 50 ㎛ 이하인 미소 기포를 마이크로버블이라 부르고 있는데, 이 마이크로버블은 통상의 기포가 수중을 급속하게 상승하여 표면에서 파열되어 사라지는 것에 대해, 물의 표면장력에 의해 압축되어 축소되어 가서 수중에서 파열되어 소멸되고 또한 표면이 마이너스로 대전되어 있기 때문에 마이크로버블끼리는 합체나 흡수가 일어나기 어려워, 작은 상태 그대로를 유지하여 균일하게 액중에 분산된다는 특징을 가지고 있다.

또한 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블은 부상 및 응집을 억제할 수 있는데, 그것이 1 ㎛ 미만의 극히 미소 기포(나노버블)가 되면, 그 상태로 수중에 장기간(수개월에 걸쳐) 안정하게 존재하게 될 가능성이 있어 기포가 부상하여 가스가 액상물의 상부에 체류되기까지 장시간을 필요로 하여, 상기한 바와 같은 포장봉지 본체(3) 표리의 포장용 적층 필름의 상호 밀착력을 완화시키는 효과를 발휘하지 못할 우려가 있기 때문에, 기포 직경은 1 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다.

또한 봉입 가스는 포장봉지(2) 내에 충전하는 액상물의 종류에 따라 선택하는 것이 바람직하고, 액상물이 공기에 의해 산화나 오손되기 쉬운 것인 경우(예를 들면 간장과 같은 조미액, 오일류, 화장품, 의약품 등)에는 질소나 탄산가스 등의 불활성 가스를 사용하는 것이 바람직하고, 액상물이 일정량의 활성 가스와 접촉함으로써도 품질의 저하를 초래하지 않는 것인 경우에는 산소나 희석 공기 등의 활성 가스를 사용해도 된다. 특히 포장봉지(2)가 상기한 바와 같이 필름 형상 주출 노즐(4)을 갖는 경우에는 그 주출 노즐(4)의 셀프 실링 기능에 의해 포장봉지 내로의 외기의 침입이 저지되기 때문에, 포장봉지(2) 내에서의 호기성 균의 증식을 유효하게 억제할 수 있는 반면, 포장봉지(2) 내의 용존 산소량이 적기 때문에 보툴리누스균이나 웰치균과 같은 혐기성 균이 증식될 우려가 있다는 문제점이 있었다. 이 점에 관해서도, 본 발명에 의해 액상물과 함께 정균 효과를 갖는 탄산가스나 탄산가스와 질소가스 등의 혼합 가스를 봉입함으로써 액상물의 pH가 내려가, 혐기성 균의 증식을 유효하게 억제할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.

그런데 봉입 가스의 충전량을 포장봉지(2) 내에 충전한 액상물 체적의 2 vol.% 이상으로 하는 것은, 그것이 2 vol.% 미만인 경우는 상기와 같은 정균 효과를 유효하게 발휘하지 못하는 것과, 포장봉지 본체(3) 내표면끼리의 밀착력이 완화되지 않아 필름 형상 주출 노즐(4)의 주출 통로(5)를 충분히 개방시키지 못하기 때문이다. 한편 봉입 가스는 충전한 액상물의 2 vol.% 이상 봉입하면, 봉입 가스량에 관계 없이 상기 효과를 유효하게 발휘할 수 있다.

또한 봉입 가스량이 많은 경우에는 액상물의 충전량이 적어질 뿐 아니라, 취급방법이나 사용방법에 따라 필름 형상 주출 노즐(4)의 주출 통로(5)로부터 액상물을 주출할 때 봉입 가스도 또한 유출될 위험성이 있는 것으로부터, 봉입 가스량의 상한은 포장봉지(2) 내에 충전한 액상물 체적의 40 vol.% 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서는 도 1에 나타내는 바와 같이 필름 형상 주출 노즐(4)을 포장봉지 본체(3)의 꼭대기부 실링부(3a)로부터 비스듬하게 위쪽으로 돌출시키는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 필름 형상 주출 노즐(4)을 포장봉지 본체(3)의 측부 실링부(1a) 상단부로부터 돌출시킨 경우(특허문헌 3 및 4)와 비교하여, 액상물을 주출할 때 포장체(1)를 필름 형상 주출 노즐(4)의 선단 개구가 아래쪽이 되는 방향으로 크게 경동시킬 필요가 있다. 이 때문에 포장체(1) 내의 봉입 가스는 포장체(1)의 경동에 수반하여 포장봉지 본체(3)의 하부측으로 크게 이동하게 되어, 봉입 가스가 액상물과 함께 유출될 위험성이 낮아진다는 효과를 기대할 수 있다.

또한 도 1과 같은 세로로 긴 형상의 포장체(1)의 제조에 있어서는, 도 3에 나타내는 바와 같이 필름 형상 주출 노즐(4)을 융착 접합시켜서 이루어지는 꼭대기부 실링부(3a)를 연속 주행되는 포장봉지 본체용 필름(9)에 대해 연속적 또는 간헐적으로 작용하는 세로 실링 기구(13)에 의해 형성한다. 또한 포장체(1) 양측의 각각의 측부 실링부(1a)는 세로 실링 기구(13)로부터 독립적으로 목적하는 속도로 작동하는 가로 실링 기구(17)에 의해 꼭대기부 실링부(3a)로써 통형상으로 성형된 포장봉지 본체용 필름(9) 사이로의 액상물의 연속적인 충전과 함께, 포장봉지 본체용 필름(9)의 주행방향과 직교하는 방향으로 간헐적으로 형성한다. 이것에 의해 꼭대기부 실링부(3a)의 연장 길이를 측부 실링부(1a)의 연장 길이보다도 짧게 한다.

이것에 의하면 세로 실링 기구(13)에 의해 형성되는 꼭대기부 실링부(3a)의 길이가 각각의 측부 실링부(1a)의 연장 길이보다도 짧은 것으로부터, 예를 들면 측부 실링부(1a)를 세로 실링 기구(13)에 의해 형성하는 경우에 비해 세로 실링 기구(13)의 작용 시간을 유효하게 단축시킬 수 있다. 이 때문에 측부 실링부(1a)를 가로 실링 기구(17)에 의해 포장봉지(2)로의 액상물의 충전을 마친 필요한 타이밍에 형성함으로써 포장체(1)의 장치에 소요되는 시간이 충분히 단축되게 되어, 포장체(1)의 제조 능률을 크게 높일 수 있다. 또한 액상물 중에 분산시킨 마이크로버블이 부상, 응집되기 전에 포장체(1)를 제조할 수 있기 때문에, 소요량의 봉입 가스를 정확하게 충전할 수 있는 동시에 그 봉입 가스가 측부 실링부(1a) 중에 말려 들어가 발포를 발생시킬 우려도 없다.

또한 포장체(1)의 바닥부에 세로 실링 기구(13)에 의해 꼭대기부 실링부(3a)와 평행하게 연장되는 바닥부 실링부를 형성하여 포장체(1)를 4방향 실링 구조로 해도 된다.

또한 상기와 같은 세로로 긴 형상의 포장체(1)의 제조방법에 의하면, 가로 실링 기구(17)의 작용에 의해 형성되는 각각의 측부 실링부(1a)의 연장 길이가 세로 실링 기구(13)의 작용에 의해 형성되는 꼭대기부 실링부(3a)의 길이보다도 길기 때문에, 통형상으로 성형된 포장봉지 본체용 필름(9) 내에 액상물을 충전했을 때의 측부 실링부(1a)의 단위 길이당 가해지는 그 액상물의 중량이 작아져, 포장봉지 본체용 필름(9)에 세로 주름이 발생하는 경우가 없어 측부 실링부(1a)에 핀홀이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

그런데 본 발명의 충전 포장방법에 의해, 도 4에 나타내는 바와 같은 포장봉지 본체(3)와 그 상단부에 테이퍼 형상의 주출 통로를 갖는 셀프 실링형 필름 형상 주출 노즐(4)을 구비하는 적하식 포장봉지(21)에 액상물로 이루어지는 피포장물과 탄산가스 등의 봉입 가스를 충전한 경우에는, 적하식 포장봉지(21)의 경동 또는 반전에 의해 필름 형상 주출 노즐(4) 선단의 융착 접합부(6)의 잘라내기에 의해 형성되는 개구로부터 외기를 흡수하지 않고 봉지 내의 액상물을 적하할 수 있다. 이 적하식 포장봉지(21)에 의하면 액상물로의 방부제 등의 첨가 없이 그 액상물을 산화, 균류 오손 등으로부터 장기간에 걸쳐 충분히 보호할 수 있는 동시에, 탄산가스 등이 정균 효과를 유효하게 발휘하여 혐기성 균의 증식을 방지할 수 있어, 봉지 내 액상물의 안전성 및 위생성을 향상시킬 수 있다.

또한 적하식 포장봉지(21)는 상호 겹치는 반으로 접은 1매의 또는 2매의 연질 적층 플라스틱 필름의 기단부(4a)를 제외한 둘레의 가장자리 부분을, 도면에 사선으로 나타내는 바와 같이 융착 접합하여 중앙부에 주출 통로(5)를 구획하여 이루어지는 필름 형상 주출 노즐(4)의 기단부(4a) 외표면을, 적층 플라스틱 필름으로 이루어지는 포장봉지 본체(3) 상부의 내표면에 융착 접합함으로써 형성할 수 있다.

이상, 본 발명을 도면으로 나타낸 실시형태를 토대로 설명하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 적절히 변경할 수 있으며, 또한 포장봉지 내에 충전 포장되는 액상물로서는, 간장과 같은 조미액이나 화장품, 의약품, 핫 팩 식품, 레토르트 식품 등의 음식품, 화학품 등의 각종의 것을 적합하게 사용할 수 있다.

1 포장체
1a 측부 실링부
2 포장봉지
3 포장봉지 본체
3a 꼭대기부 실링부
3b 상단연(upper edge)
4 필름 형상 주출 노즐
4a 기단부(base end portion)
5 주출 통로(pouring path)
5a 경사부
5b 수평부
6 융착 접합부
7　 노즐 필름
8 와인딩 롤
9 포장봉지 본체용 필름
10 가이드 롤
11 스퀴징 롤 또는 스퀴징 보드
12 필름 폴딩부
13 세로 실링 기구
14 충전 노즐
17 가로 실링 기구
17a 제2 가로 실링 기구
18 커터 수단
20 마이크로버블 발생장치
21 적하식 포장봉지

Claims

플라스틱 필름으로 이루어지는 포장봉지 내에 그것의 비실링 개구부로부터 액상물과 함께 그 액상물 체적의 2~40 vol.%에 상당하는 양의 가스를 충전하고, 상기 비실링 개구 부분을 히트 실링하여 실링하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법에 있어서,
상기 가스를 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블 형상으로 하여 액상물 중에 사전에 분산 혼입시켜서 마이크로버블 함유 액상물의 상태로서 포장봉지 내에 충전하거나, 포장봉지 내에 사전에 공급된 액상물 중에 상기 가스를 직경 50 ㎛ 이하의 마이크로버블로서 발생시켜서 충전하는 것을 특징으로 하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법.
제1항에 있어서,
상기 액상물은 액상 또는 점조상의 음식물, 조미료, 화학품, 화장품 또는 의약품인 것을 특징으로 하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가스는 질소가스, 탄산가스 및 아르곤가스 중 어느 1종 이상으로 이루어지는 불활성 가스, 또는 산소 및 희석 공기 중 어느 1종 이상으로 이루어지는 활성 가스인 것을 특징으로 하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 및 액상물은 상기 포장봉지의 비실링 개구부로부터 연속적으로 충전되는 동시에, 그 비실링 개구부를 한쌍의 히트 실링 롤 사이에 끼워 그 히트 실링 롤 간의 상기 가스 및 액상물 모두 상기 히트 실링 부분으로부터 짜내면서 히트 실링함으로써 봉지 내에 기밀하게 충전되는 것을 특징으로 하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포장봉지는 사용 형태에 있어서 상하방향으로 세로로 긴 형상으로 이루어지고, 단변이 되는 꼭대기부 실링부 측을 세로방향으로 하는 세로 실링을 행하여 통형상체를 제작하고, 이어서 그 통형상체 내에 상기 가스 및 액상물을 충전한 후 장변이 되는 측부 실링부 측을 가로방향으로 하는 가로 실링을 행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포장봉지는 포장봉지 본체와 상호 겹치는 표리의 연질 적층 필름을 기단변을 제외한 둘레의 가장자리 부분에서 융착 접합하여 중앙 부분에 주출 통로를 구획하여 이루어지는 셀프 실링 기능을 갖는 필름 형상 역류 방지 주출 노즐을 구비하여 이루어지고, 상기 포장봉지 본체의 꼭대기부 내표면에 상기 역류 방지 주출 노즐 기단 부분의 외표면을 융착 접합시켜서 그 역류 방지 주출 노즐을 포장봉지 본체의 꼭대기부 실링부로부터 비스듬하게 위쪽으로 돌출시켜서 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포장봉지는 포장봉지 본체와 그 상단부에 테이퍼 형상의 주출 통로를 갖는 셀프 실링 기능 부착 필름 형상 주출 노즐을 구비하는 적하식 포장봉지인 것을 특징으로 하는 가스 및 액상물의 충전 포장방법.