KR20190111985A - 식품류 제품용 패키지를 제조하는 프로세스, 열간 성형 디바이스 및 밀폐형 패키지 - Google Patents

Abstract

본원에서는, 특히 140 ㎛ 이하의 두께를 갖는, 플라스틱 재료로 제조된 포장 시트를 형성하는 것을 포함하는, 밀폐형 패키지를 제조하는 프로세스가 설명된다. 프로세스는 다음 단계를 고려한다: - 상기 시트(10) 상에 제1 중공부(11) 및 상기 제1 중공부를 적어도 부분적으로 한정하는 제2 주연부(13)를 형성하는 단계; - 상기 포장 시트(10)에서 얻어진 상기 중공부(11) 내로 제품을 삽입하는 단계; - 상기 제품이 내부에 있는 상태에서 상기 제1 중공부(11)를 폐쇄하기 위해 상기 제2 주연부(13)와 접촉하도록 제2 포장 시트(30)를 부여하는 단계; 및 - 상기 제2 시트를 상기 주연부(13)를 따라 제1 시트 상에 용접하는 단계. 프로세스는, 상기 제1 시트의 성형이 시트의 일련의 주름(122)을 제2 주연부 상에 제공하는 단계를 포함하고, 주름은 이어서 밀봉되는 것을 특징으로 한다.

Description

식품류 제품용 패키지를 제조하는 프로세스, 열간 성형 디바이스 및 밀폐형 패키지

본 발명은 식품류 제품, 바람직하게는 과자류 제품용 패키지를 제조하는 프로세스에 관한 것이다.

특히, 본 명세서에 설명되는 프로세스는:

- 플라스틱 재료로 제조되는 제1 포장 시트를 제공하고, 제1 포장 시트 내에 상기 제1 포장 시트의 제2 주연부에 의해 적어도 부분적으로 한정된 적어도 하나의 제1 중공부를 형성하는 단계;

- 상기 제1 중공부 내에 식품류 제품을 삽입하는 단계;

- 상기 식품류 제품이 내부에 있는 상태에서 상기 제1 중공부를 폐쇄하기 위해 상기 제2 주연부와 접촉하도록 제2 포장 시트를 부여하는 단계; 및

- 상기 제2 포장 시트를 상기 제2 주연부를 따라 제1 포장 시트 상에 용접하는 단계를 포함한다.

통상적으로, 관련 유형의 프로세스는 플라스틱 재료로 제조된 포장 시트를 형성하기 위해 열성형을 사용한다.

일반적으로, 이러한 유형의 프로세스는 시트를 가열하고, 이어서 또는 동시에 시트 상에 획득될 형상에 대응하는 몰딩 표면을 갖는 몰드 내에서 몰딩 작업을 수행하는 것을 고려한다. 몰딩 작업은 2개의 주요 양식에 따라, 즉 몰드 상의 시트 세트의 2개의 대향면 사이의 압력차를 생성하도록 설계되고, 몰드의 표면에 대해 시트를 가압할 수 있는 공압 수단(진공 또는 압력 하에서 작동)을 통해, 그렇지 않으면, 가열 여부에 상관 없이, 대신에, 상보적인 형상을 갖는 그 외부 표면을 통해 시트를 몰드의 표면에 대해 기계적으로 가압하는 펀치를 통해 얻어질 수 있다.

언급한 유형의 프로세스를 통해 획득된 패키지는, 예를 들어 미국 특허 제4642239호, 제3010262호, 제5330777호에 설명되어 있다.

다른 미국 특허 제5992619호 및 유럽 특허 제1002464호는 특히 열성형 프로세스를 사용하여 또한 얻어지는 과자류 제품용의 2개의 패키지에 관한 것이다.

언급한 유형의 프로세스를 통해 제조된 패키지는 모두 비교적 두꺼운 시트, 특히 대체로 150 ㎛ 이상의 두께를 갖는 시트로부터 시작하여 획득되는데, 이 시트는, 그 두께로 인해, 예를 들어 "자기-지지형(self-supporting)"이 되도록 구조 및 일관성을 갖는다는 점에서 강성 또는 반강성이라는 것이 주목된다.

본 출원인은, 대신에, 얇은 플라스틱 시트로부터 시작하는 패키지의 제조와 관련하여 동일한 유형의 프로세스가 만족스러운 결과를 산출할 수 없다는 점에 주목하였다. 본원에서 "얇은"으로 이해되는 것은 총 두께가 140 ㎛ 미만, 특히 50 ㎛ 이하인 시트이다.

이런 종류의 시트는 가요성이고 열에 더 민감하다는 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 앞서 설명한 문제점을 해결하는 것이다. 이와 관련하여, 본 발명은 청구항 1에 따른 프로세스, 청구항 9에 따른 성형 디바이스, 및 청구항 13에 따른 패키지에 관한 것이다.

청구범위는 본 발명에 관하여 본원에 제공된 기술적 교시의 필수적인 부분을 구성한다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은, 단지 비제한적인 예로서 제공되는 첨부 도면을 참조한 다음의 설명으로부터 명백하게 드러날 것이다:
- 도 1은 과자류 제품용 패키지의 예를 도시하고;
- 도 2는 본원에 설명된 프로세스의 실시예에 따른 시트 형성의 개략도이며;
- 도 3a 및 도 3b는 도 2의 프로세스의 2개의 상이한 순간에서의 포장 시트를 도시하고;
- 도 4는 본원에 설명된 프로세스의 다른 실시예에 따른 시트 형성의 개략도이며;
- 도 5는 비등각 투영도에 따른, 본원에 설명된 열성형 디바이스의 실시예를 도시하고;
- 도 6은 정면도에 따른 도 5의 디바이스를 도시하며;
- 도 7은 수직면을 따른 단면도에 따른 도 5의 디바이스를 도시하고;
- 도 8은 도 1의 패키지의 제조를 위한 본원에 설명된 프로세스의 실시예의 개략도이며;
- 도 9는 종래 기술에 따른 열간 성형의 프로세스의 개략도이다.

이하의 설명에서, 다양한 특정 세부 사항이 실시예에 대한 면밀한 이해를 제공하기 위해 예시된다. 실시예는 특정 세부 사항들 중 하나 이상이 없이, 또는 다른 방법, 구성요소 또는 재료 등으로 얻어질 수 있다. 다른 경우에, 공지된 구조, 재료 또는 동작은 실시예의 다양한 양태가 모호하게 되지 않도록 상세히 도시되거나 설명되지 않는다.

본원에 사용된 참조 문헌은 단지 편의상 제공되는 것이므로 실시예의 보호 영역 또는 범위를 한정하지 않는다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 식품류 제품, 바람직하게는 과자류 제품을 위한 패키지를 제조하는 프로세스에 관한 것이다.

프로세스는 플라스틱 재료로 제조된 얇은 포장 시트, 특히 140 ㎛ 이하, 바람직하게는 50 ㎛ 이하의 두께를 갖는 플라스틱 시트를 형성하는 단계를 포함한다.

본원에 설명된 해결책의 주요 관심 분야는 식품류 분야이다.

이와 관련하여, 이 분야에서, 상기 유형의 시트는 플로우 팩(flow-pack) 유형, 봉지(sachet), 백(bag) 등의 패키지를 제공하는 데에 일반적으로 사용된다는 점에 주목해야 한다. 이들 용례에서, 시트는 간단히 자체가 절첩되고 및/또는 동일한 유형 또는 상이한 유형의 다른 시트에 결합되어 포장될 제품 또는 제품들을 위한 하우징을 획정한다.

다른 한편으로, 그러한 얇은 시트에 수행하면, 대신에, 성형 프로세스가 모든 일련의 문제를 드러낸다.

이와 관련하여, 이하, 성형된 시트(100)를 얻기 위해 종래의 유형의 열간 성형 프로세스를 개략적인 수준에서 도시하는 도 9를 참조한다.

시트(100)는 트레이 형상의 중심부(101), 및 중심부(101)의 외주를 따라 연장되는 주변 평면부(103)를 갖는다.

시트(100)는, 예를 들어 용접 또는 접착을 통해 부분(103)을 따라 고정된 밀봉 포일에 의해 폐쇄되도록 설계된, 예를 들어, 식품류용 용기를 나타낼 수 있다.

도시된 공지된 프로세스는, 몰드 표면(105')을 획정하는 캐비티가 마련된 몰드(105), 및 몰드 표면(105')의 형상에 상보적인 형상을 갖는 성형 본체(107')를 단부에 갖는 펀치(107)의 사용을 고려한다.

몰드(105) 및 펀치(107)의 상류에는, 아직은 성형될 시트(100)를 가열하여 연화시키는 수단(109)이 제공된다.

연화된 시트(100) - 단계 A) - 는 몰드 표면(105') - 단계 B) - 에 대응하는 영역에서 몰드(105) 상에 설정되고, 이 위치에서 보조 수단(도시되지 않음)을 통해 유지되는 동안, 그 중심부가 펀치(107)에 의해 몰드 표면(105')에 대해 가압되어 몰드 표면에 완전히 부착된다 - 단계 C).

이 동작은 시트를 신장시키고 소성 변형시키므로, 영구적인 방식으로 몰드 내에 얻어지는 형태를 가정한다.

획득한 결과는 정확하게 도 9에 도시된 성형된 시트(100)이다 - 최종 단계 D). 부분(105)은 몰드 내에서 일어난 변형의 결과인 반면, 주변부(103)는 몰드 캐비티로부터 남아있는 시트의 부분을 나타낸다.

이제, 얇은 시트에 이 프로세스를 구현하면 일반적으로 일련의 단점이 초래된다.

먼저, 이 유형의 시트는 뚜렷한 탄성 거동을 가지므로 변형을 받은 후에 그 원래의 형태로 복귀하는 경향이 있다는 점에 주목해야 한다.

따라서, 열을 인가하는 것이 이들 시트를 형성하는 데에 필수적이다.

그러나, 이들 시트는 얇은 두께로 인한 취약한 일관성 때문에 앞서 설명한 가열 수단에 의해 전달된 열에 의해 쉽게 손상될 수 있고, 예를 들어 주름이 생길 수 있다.

대신에, 이러한 가열 수단의 작동 온도가 이 문제를 방지하기 위해 제한되면, 시트가 정확하게 그 탄성 거동으로 인해 몰드 내에서 얻어진 형상을 유지한다는 것을 보장할 수 없다.

본 출원인은 이들 2가지 상충된 요구들 사이의 양호한 절충이, 특히 생산성 및 제조 품질 측면에서 임의의 경우에 주어진 요건을 충족시킬 필요가 있는 산업 프로세스 중에서 특히 공지된 프로세스로 달성 가능한 것으로 보이지 않는다는 점을 발견하였다.

본 발명은 일반적으로 다음의 단계들을 고려하는 성형 프로세스를 통해 언급된 문제점을 해결한다:

- 포장 시트를 제공하는 단계;

- 몰드 캐비티를 갖는 몰드를 제공하는 단계;

- 상기 시트를 성형하기 위해 상기 몰드 캐비티와 협력하도록 설계된 성형 디바이스를 제공하는 단계; 및

- 상기 몰드 상에 상기 시트를 설정하고, 상기 시트 상에, 상기 시트의 제2 주변부 또는 주연부에 의해 적어도 부분적으로 한정된 적어도 하나의 제1 중공부를 상기 성형 디바이스를 통해 획득하는 단계.

본원에 설명된 성형 프로세스는 다음의 단계를 더 포함한다:

- 상기 몰드 캐비티를 둘러싸는 몰드 표면을 상기 몰드에 제공하는 단계;

- 상기 몰드 표면에 대해 상기 포장 시트를 프레싱하도록 구성된 성형 본체를 제공하는 단계;

- 상기 제1 중공부의 성형 단계 중에, 상기 중공부를 향해 배향된 상기 포장 시트 - 대체로 불규칙한 형상을 가짐 - 의 각각의 절첩선에 의해 식별되는 일련의 주름을 상기 제2 주연부 상에 형성하는 단계; 및

- 상기 성형 본체를 통해, 상기 주름을 용접하여 그 개방을 방지하는 단계.

다양한 바람직한 실시예에서, 본원에 설명된 성형 프로세스는 다음의 단계를 고려한다.

- 상기 주름이 형성되는 동안 또는 상기 주름이 형성된 후에, 상기 몰드 표면에 대해 상기 주름을 압착하는 단계; 및

- 상기 몰드 표면에 대해 압착된 상기 주름을 상기 위치에서 용접을 통해 고정시키는 단계.

따라서, 본원에 설명된 성형 프로세스는 포장 시트가 전통적인 프로세스에서와 같이 몰드 캐비티 내에서 신장에 의해 변형되지 않고, 대신에 실질적으로 내부 응력의 부재 시에 그 형상을 재현하도록 캐비티의 벽에 대해 프레싱되는 것을 고려한다. 이 조건에서, 실질적으로 평탄한 기하학적 형태로부터 중공의 기하학적 형태로 될 때, 시트 상에서, 특히 중공부를 둘러싸는 그 주변부, 및 가능하게는 또한 중공부 자체의 벽에 앞서 설명한 일련의 주름이 생성된다.

본원에 설명된 성형 프로세스는 용접을 통해 시트의 주변부 상에 존재하는 주름을 고정시키는 것을 고려한다.

주름의 용접은 시트의 탄성 복귀를 방지하고, 따라서 몰드의 캐비티 내에서 그 위에 부여된 형태로 영구적인 방식으로 유지된다.

일반적으로, 주름 용접의 작업은 광범위한 방식으로, 그 중에서 열 밀봉, 초음파 용접, 유도 용접, 전류 펄스 사용, 냉간 밀봉 래커 등으로 획득될 수 있다.

따라서, 앞의 설명을 고려하여, 본원에 설명된 프로세스는 시트를 손상시키거나 그 구조를 위태롭게 할 위험이 있는 임의의 기계적 및/또는 열적 처리를 시트가 받게 하지 않는다.

대신에, 일반적으로 시트 상에 얻어진 주름을 전체 구조의 보강의 형성으로서 이용하고, 이들 주름에 의해 완전히 마킹된 시트의 주변부를 따라서만 앞서 설명한 용접 작업이 수행된다.

언급한 성형 디바이스는, 성형된 시트의 중공부의 형성을 위해, 도 9에 도시된 종래 기술의 디바이스와 유사한 방식으로, 몰드 캐비티 내에서 시트를 프레싱하는 성형 본체, 그렇지 않으면, 예를 들어 몰드 상에 설정된 시트의 2개의 대향면 사이에 압력차를 발생시킴으로써 이 압력차의 결과로서 시트가 캐비티 내로 밀려 들어가게 하도록 설계된 공압 수단을 고려할 수 있다는 점에 주목해야 한다. 임의의 경우에, 뒤따르는 것에서 확인되는 바와 같이, 성형 본체를 사용하는 것이 바람직한 양식이다. 이 경우, 앞서 설명한 성형 디바이스는 시트의 중공부의 형성을 위해 그리고 그 주변부의 형성을 위해 미리 배치된 단일 성형 본체 또는 다수의 성형 본체를 포함할 것이다.

프로세스에서 사용될 수 있는 포장 시트는 임의의 용접 가능한 폴리머 재료로 제조될 수 있고, 또한 가능하게는 공압출, 롤링, 결합 등에 의해 얻어지는 다층의 층상 구조를 가질 수 있다. 바람직한 폴리머 재료는, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드 등이다. 가능하게는, 포장 시트는 접착제 또는 열간 또는 냉간 밀봉 래커로 코팅될 수 있으며, 특정 용례에서는 또한 금속화되거나 알루미늄과 같은 금속 재료로 제조될 수 있다.

이하에서 확인되는 바와 같이, 완전한 패키지를 제조하기 위해, 본원에 설명된 프로세스는 또한 다음의 추가 단계를 고려한다:

- 포장 시트에서 얻어진 상기 중공부 내로 제품을 삽입하는 단계;

- 상기 제품이 내부에 있는 상태에서 상기 중공부를 폐쇄하기 위해 상기 주변부와 접촉하도록 제2 포장 시트를 부여하는 단계; 및

- 상기 제2 포장 시트를 상기 주변부를 따라 제1 포장 시트 상에 용접하는 단계.

제품은 차례로 1차 포장으로 미리 포장될 수 있거나, 그렇지 않으면 미포장 제품일 수 있다. 이제 도 2를 참조하면, 본 도면은 본원에 설명된 성형 프로세스의 구현예의 개략도이다.

도시된 프로세스는 성형된 중공부(11) 및 중공부를 둘러싸는 주변부(13)를 포함하는 성형된 시트(10)를 얻기 위해 작동한다. 명백하게, 중공부(11) 및 주변부(13)는 도면에 도시된 형태가 단지 예로서 고려되도록 임의의 형상(예를 들어, 절반-달걀 형상, 반구형, 원통형, 원추형, 피라미드형, 또는 다각형의 트레이 형상, 또는 초콜릿 등을 수용할 수 있는 임의의 중공 형상)을 가질 수 있다.

프로세스를 구현하도록 설계된 성형 스테이션(2)은 내부 몰드 표면(21')을 획정하는 캐비티가 제공된 몰드(21), 및 몰드의 캐비티를 둘러싸는 외부 몰드 표면(221')을 포함한다. 몰드 표면(21')이 시트 상에 얻어질 전체 형상을 재현할 필요는 없다는 점을 주목해야 한다; 예를 들어, 도시된 실시예의 경우, 표면(21')은 심지어는 몰드를 완전히 가로지르는 바닥없는 원통형 표면일 수 있어, 성형된 시트의 원통형 부분만이 이 표면과 접촉하여 형성되는 반면, 그 돔형 부분 펀치와만 접촉한다.

스테이션(2)은 펀치(26)가 제공된 성형 디바이스(24), 및 펀치를 수직으로 이동시키도록 설계된 조작 수단(도시되지 않음)을 더 포함한다.

펀치(26)는 말단 위치에, 외부 표면(28')이 몰드 표면(21')의 형상과 상보적인 형상을 갖는 성형 본체(28)를 갖는다.

특히, 2개의 표면(21', 28')은 그 사이에 간극을 획정하도록 형성화되고, 간극 내에는 플라스틱 시트가 몰딩 작업 중에 강제된다. 따라서, 성형된 시트의 부분(11)은 위의 간극에 대응하는 형상을 나타낼 것이다.

더욱이, 펀치(26)에는 추가의 본체(32)가 제공되고, 이 추가의 본체는, 그 바닥 에지(32')를 통해, 성형된 시트의 부분(13)을 구성할 것과 접촉하도록 자체를 설정하고 이를 몰드의 평면 표면(221')에 대해 프레싱하는 기능을 갖는다.

이제, 설명한 시스템을 사용하여 구현된 성형 작업은 몰드의 캐비티 위에서 몰드의 표면(221') 상에 시트(10)를 설정하는 초기 단계를 고려한다(도 2의 단계 A).

시트가 위치 결정되면, 성형 디바이스는 펀치(26)를 작동시키고, 펀치는 시트와 맞물려 시트를 몰드(21)에 대해 가압한다. 특히, 성형 본체(28)는 그 표면(28')으로 시트의 중심부를 프레싱하고 시트의 중심부를 몰드의 표면(21')에 대해 가압할 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 펀치(26)의 작동 중에(도 2의 단계 B), 시트 상에는 몰드의 캐비티의 평면도에서 윤곽에 대하여 횡방향으로 지향되는 절첩선(122')에 의해 획정된 일련의 주름(122)이 형성된다. 도 3a에서 확인될 수 있는 바와 같이, 각각의 개별 주름은, 시트에 의해 획정된 전체 평면을 넘어서 돌출되고 정확하게 각각의 절첩선에 의해 함께 결합되는 2개의 측면(122A, 122B)에 의해 구성된다. 본 기술 분야의 숙련자에게는, 관련 주름을 얻기 위해, 시트(10)는, 시트의 소성 변형을 결정하는 신장 동작의 결과로서가 아니라 - 또는 임의의 경우에는 일반적이지 않지만 그 결과로서 -, 오히려 정확하게는 몰드 위의 수평 상태에서 몰드 캐비티 내의 상태로 시트를 재위치 결정한 결과로서, 몰드(21) 위의 평면 형태로부터 몰드 캐비티 내에 추정되는 컵 형상의 형태로 되어야 한다는 점이 자명하다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 주름(122)의 표현은 임의의 경우 전체적으로 개략적이며 전적으로 예로서 제공된다는 점이 주목될 수 있다. 따라서, 특히, 실제 프로세스에서, 주름은 도시된 바와 같이 질서 정연하고 실질적으로 균일하게 나타나지 않고, 무엇보다도 시트의 인발 프로세스가 수행되는 동안 보다 불규칙한 형상 및 보다 무작위적인 배열을 취할 것이다.

주름(122)은 몰드의 캐비티 외부에 남아있고 부분(13)을 형성할 시트의 부분 상에 그리고 부분(11)을 형성할 성형된 부분 상에 있을 수 있다.

성형 본체(28)가 이동 종료 위치에 도달하여 시트를 표면(21')에 대해 프레싱하면, 대신에, 본체(32)가 그 바닥 에지(32')로 시트의 주위 부분을 표면(221')에 대해 프레싱하여 주름들을 용접하고 부분(13)을 제공한다(도 2의 단계 C).

바람직하게는, 본체(32)에 의해, 주름들은 몰드의 표면(221')에 대해 프레싱되고 압착되어, 부분(13)을 식별하고 이 위치에서 용접되고 고정되는 동일한 일반적인 평면 내에 포함된 상태로 있게 된다. 표면(221')에 대해 주름을 압착하는 동작은 주름이 붕괴되어 광범위하게 완전히 무작위적인 방식으로 변형을 받게 한다. 개별 주름이 어떻게 배열되는지에 따라, 용접은, 전체적으로 또는 부분적으로, i) 개별 주름을 구성하는 2개의 측면(122A, 122B); 및/또는 ii) 2개의 측면 중 제1 측면(예를 들어, 도 3b에 도시된 측면(122B)) 및 동일한 주름과 다음 주름 사이에 설정된 시트의 인접한 부분(123); 및/또는 iii) 다른 측면(측면(122A))과 인접한 부분(123); 및/또는 iv) 인접한 주름의 측면(122A) 및 측면(122B) 및/또는 인접한 주름의 측면(122B)과 측면(122A)을 함께 결합시킬 것이다.

본 출원인에 의해 수행된 실험에 따르면, 대부분의 경우에, 주름(122)이 형성되고, 부분(13)을 형성하게 되는 시트의 부분 및 성형된 부분(11)을 형성하게 되는 시트의 부분 모두에서 연장되는 점에 유의해야 한다. 펀치(28)가 몰드의 캐비티에 진입함에 따라, 미리 형성된 주름의 신장은 먼저 몰드의 내부 표면(21')에 대해 프레싱되고 압착되며, 펀치가 그 이동 종료 위치에 도달하면, 최종적으로 그 외부 표면(221')에 대해 압착된다. 특히, 이 위치에서, 그 에지(32')를 통해, 펀치(26)는 표면(221')에 대해 주름(122)을 프레싱하고 압착하여 이 표면에 대응하는 영역에서 주름을 용접함으로써 부분(13)을 형성한다.

이에 따라 얻어진 부분(13)은 몰드의 표면(221') 위에 완전히 놓이고 표면에 평행하게 배향된 평면에서 연장되고, 이 평면에 고정되고 평면 내에 완전히 포함되는 다양한 주름(122)을 그 자체에 제공한다(도 3b).

이하에서 확인되는 바와 같이, 부분(13)의 이러한 형태는 획득한 성형된 시트가, 예를 들어 도 1에 도시된 패키지를 얻기 위해 이 부분에 대응하는 영역에서 추가의 시트(도 8의 시트(30))에 결합되게 할 수 있다.

일부 실시예에서, 주름(122)은 심지어는 대응하는 대향 측면(122A, 122B)에서 단순히 내측이 용접되어, 주름이 재개방될 수 없는 방식으로 자체로 폐쇄 및 밀봉될 수 있다.

도 2에 도시된 실시예에서, 성형 본체(28)와 본체(32)는 서로에 대해 고정된 방식으로 이동 가능하기 때문에, 앞서 설명한 작동을 고려하여, 이들은, 동시에, 성형 본체(28)가 몰드 캐비티 내에서 이동 종료 위치에 도달하고, 본체(32)가 몰드의 표면(221')에 의해 지지되는 시트 부분 상에 지탱하게 되는 방식으로 명확하게 위치 결정되어야 한다. 대안적으로, 관련 2개의 본체가 2개의 별개의 이동 시스템에 의해 작동되는 실시예를 고려하는 것이 가능하다.

무엇보다도, 펀치(26)가 본체(28)에 대응하는 부분 및 본체(32)에 대응하는 부분을 자체적으로 제공하는 단일 성형 본체를 포함하는 대안 실시예를 고려하는 것이 또한 가능하다. 다음에 명백하게 나타나는 바와 같이, 펀치의 유형은 또한 주름(122)의 용접을 수행하도록 제공된 프로세스에 따라 좌우된다.

이와 관련하여, 앞서 설명한 바와 같이, 위의 용접 작업은 다양한 방식으로 얻어질 수 있다.

다양한 바람직한 실시예에서, 용접 작업은 열 밀봉에 의해 얻어지며, 이와 관련하여, 도 4는 이러한 작업을 수행하도록 제공된 성형 디바이스(24)의 실시예를 도시한다.

이 경우에, 열 교환의 관계에서, 참조 번호 321로 지정되고 에지(32')를 미리 설정된 각각의 작동 온도로 유지하도록 설계된 전기 가열 수단이 본체(32)에 연관될 수 있다. 이들 수단은 저항 요소에 의해, 그렇지 않으면 반도체 요소(예를 들어, PTC 히터)에 의해 구성될 수 있다.

시트와 접촉할 때에 본체(32)에 의해 전달된 열은 시트의 외부층을 연화시키고 개별 주름의 위에 언급된 내부 및 외부 결합을 얻게 할 수 있다.

대안적으로, 전기 가열 수단은 몰드의 표면(221')에 연관될 수 있거나, 다시 말해서 각각의 전기 가열 수단은 본체(32) 및 몰드의 표면(221')에 연관될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 관련 용접 작업을 수행하는 다른 가능한 양식은, 초음파 용접, 유도 용접, 및 일반적으로 가열 수단을 통해 작동하지 않는 본 기술 분야의 숙련자에게 공지된 임의의 다른 용접 프로세스에 의해 제공된다.

또한, 이들 경우에, 각각의 용접 프로세스를 수행하는 데에 필요한 수단이 제공되는 것은 성형 디바이스(24), 그렇지 않으면 몰드, 또는 양자가 될 것이다. 바람직한 실시예는, 유도 용접의 경우에 인덕터를, 그렇지 않으면 초음파 용접의 경우에 소노트로드(sonotrode)를 전기 가열 수단에 대해 도 4에 도시된 바와 같이 본체(32)에 직접 통합하는 것을 고려할 수 있다.

주름(122)의 용접을 위한 다른 양식은, 대신에, 냉간 밀봉 래커로 코팅된 시트의 사용을 고려하여, 이 경우 주름의 결합은 이 래커가 코팅된 시트의 다양한 표면의 상호 접촉에 의해 간단히 결정된다. 따라서, 이 실시예에서, 성형 디바이스는 임의의 특정 용접 수단 없이 단순히 본체(32)만을 포함할 수 있다.

다양한 바람직한 실시예에서, 본원에 설명된 프로세스는 또한 몰드의 표면(21')에 대한 래커의 확산을 용이하게 하기 위해 본체(28)에 의해 맞물리는 시트의 부분을 가열하는 것을 고려한다. 이와 관련하여, 도 4의 실시예로 돌아가면, 본체(32)를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이, 표면(28')을 미리 설정된 작동 온도로 유지하는 기능을 갖는 전기 가열 수단(281)이 본체(28) - 열 교환의 관계에서 - 에 또한 연관될 수 있다.

이 경우, 본체(28)는 임의의 경우에 매우 얇은 두께를 고려하여 시트의 구조를 손상시키거나 위태롭게 할 위험이 없도록, 본체(32)의 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 작동된다는 것을 주목해야 한다.

이들 2개의 본체의 특정 온도값은 개별 용례에 대해 분명히 다를 수 있다. 예로서, 약 20 ㎛의 두께를 갖는 폴리프로필렌 시트의 경우, 본체(28)에 대해 55℃의 온도 및 본체(32)에 대해 105℃의 온도가 최적인 것으로 판명되었다는 점을 주목해야 한다. 다른 유형의 재료 및/또는 다른 두께 범위의 경우, 최적으로 고려되는 온도는 이들 값에서 명백하게 벗어날 수 있다. 임의의 경우, 본 출원인은, 관련 온도들(섭씨 온도로 측정됨) 사이에 1:1.8 이하의 비율이 일반적으로 바람직한 작동 모드를 구성한다는 것을 발견했다.

다시 도 4의 실시예를 참조하면, 성형 디바이스(24)는 이들 본체에 연관된 것으로 앞서 언급한 전기 수단을 공급하도록 설계된 전력 공급 유닛(200)을 갖는다.

다양한 바람직한 실시예에서, 유닛(200)은 또한 전술한 미리 설정된 온도가 유지되는 방식으로 전기 수단의 공급을 제어하기 위한 제어 유닛으로서 작용한다.

다양한 바람직한 실시예에서, 제어 유닛은 본체(28 및 32)에 연관된 온도 센서(도시되지 않음), 예를 들어 열전쌍(thermocouple)으로부터 오는 신호에 기초하여 관련 전기 수단의 공급을 조절하도록 구성된다.

일반적으로, 제어 유닛이 관련 2개의 온도를 조절할 수 있는 양식은 여러 가지이다; 예를 들어, 유닛은, 원하는 온도의 함수로서 공급 회로의 개폐 사이클을 고려하여, 공급 전압 또는 전류를 조절하도록 그렇지 않으면 평균 전압 또는 평균 전류를 조절하도록 구성될 수 있다.

대안적으로, 관련 전기 수단은 열 스위치 또는 유닛(200)의 기능과 위에서 언급한 동일한 기능을 수행하는 등가 유형의 다른 제어 수단을 자체에 통합하는 것을 고려할 수 있다.

일반적으로, 제공된 제어는 또한 대략 주어진 미리 설정된 온도 대신에 미리 결정된 범위 내에서 작동 온도를 유지하도록 설정될 수 있다.

더욱이, 임의의 경우에, 온도의 임의의 조절을 고려하지 않고, 대신에, 설계 단계에서 그리고 시스템의 개발 단계에서 변화되지 않은 상태로 유지되는 미리 설정된 작동 파라미터를 고려하는 보다 간단한 실시예를 구상하는 것이 가능하다는 것이 명백하다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 이들 도면은 도 4의 성형 디바이스(24)의 바람직한 실시예를 나타낸다.

다양한 실시예에서, 도시된 것과 같이, 디바이스(24)는 열적 절연 재료로 제조되는 베이스 본체(210)를 포함하며, 베이스 본체는 밑면에 2개의 가열 본체(28, 32)를 지지하고 상단에서 지지 빔(212)에 고정된다. 바람직하게는, 이 본체는 폴리에테르 에테르 케톤(polyether ether ketone)(PEEK)으로 제조된다.

다양한 바람직한 실시예에서, 도시된 것과 같이, 본체(32)는 중공 원통 형상을 가지며; 그 하부 원형 에지는 위에서 언급한 가열 에지(32')를 구성한다.

베이스 본체(210)는 본체(32)를 수용하는 대응하는 형상을 갖는 환형 시트를 가지며; 본체는 본체의 정확한 설치 위치를 확인하기 위해 시트의 대응 표면 상에 지탱되도록 설계된 내부 플랜지(322)를 고려할 수 있다.

대신에, 본체(28)는 본체(32)의 에지(32')에 의해 둘러싸인 중앙 영역에서 베이스 본체(210) 상에 고정된다.

이들 2개의 본체 사이에는 본체(32)의 내부 플랜지(322)와 본체(28)의 상부 에지 사이에 파지되는, 절연 재료로 제조된 환형 요소(214)가 설정된다.

베이스 본체(210)의 중앙 영역은 관통 구멍(210A)에 의해 횡단되며, 관통 구멍 내에는 본체(210)의 상부측에서 나사(도시되지 않음)가 삽입되며, 이 나사는 본체(28)의 상부측에 제공된 각각의 나사식 구멍(28A)과 직접 맞물린다.

본체(28 및 32)는 모두 금속 재료, 예를 들어 황동으로 제조되고, 본체 상에는 위에서 언급한 전기 가열 수단을 구성하는 저항 요소가 부여된다. 예를 들어, 다양한 바람직한 실시예에서, 도시된 것과 같이, 본체(28)에서, 이들 저항 요소 - 도 7의 경우와 같이 다시 참조 번호 281로 지정됨 - 는 본체에 형성된 중앙 구멍(28B) 내에 수용되는데, 중앙 구멍은 그 상부측으로부터 표면(28') 근처까지 축방향으로 연장된다. 본체(32)에서, 다양한 바람직한 실시예에서, 도시된 것과 같이, 저항 요소(321)는 대신에 본체(32)의 외부 원통형 표면 상에 형성된 대응하는 홈 내에 수용되는 코일의 구성을 갖는다. 저항 요소(321, 281)는 상부측에서 펀치(26)로부터 빠져나오는 와이어를 통해 공급된다.

위에서 설명한 펀치는 설치가 쉽고 매우 콤팩트한 비교적 단순한 구조를 갖는 이점을 제공한다.

더욱이, 완전히 절연 재료로 제조된 그 베이스 본체(210) 덕분에, 이 디바이스는 상당한 열 분산을 제한하는 이점을 제공한다. 실제로, 베이스 본체는 본체(32)를 그 내부에 거의 완전히 둘러싸서, 실질적으로 에지(32')만이 그 밑면에서 외측으로 돌출하게 한다.

이 양태는, 성형 시스템이 전체적으로 더 적은 에너지를 소모하게 할 수 있기 때문에, 뿐만 아니라 분위기를 과열시킬 임의의 위험이 없이, 대신에 처리된 시트의 구조 및 제조 장비의 작동 모두를 위태롭게 할 수 있는 환경에서, 단일 디바이스 내에서 다수의 성형 헤드가 서로 연관되게 할 수 있기 때문에 중요하다.

본원에 설명된 포장 프로세스는 상이한 분야에서 사용될 수 있다.

특히, 식품류 분야, 무엇보다도 과자류 제품의 맥락에서, 이 프로세스는, 내부에 수용된 제품을 보다 효과적으로 제공하기 위해 적절하게 성형된, 플라스틱 재료로 전체적으로 제조된 매우 얇은 시트로 구성된 패키지를 제조하도록 이용될 수 있는 한 큰 관심을 가질 수 있다.

이와 관련하여, 도 1은 알루미늄 포일과 같은 1차 포장에 이미 포장된 프랄린(P)(praline)에 대해 2차 포장을 구성하는 특정 패키지(20)를 비제한적인 예로서 도시한다. 이 패키지는 본원에 설명된 프로세스를 사용하여 얻어진 도 3b의 성형된 시트(10)로 이루어지는데, 시트에는 동일한 재료 그렇지 않으면 상이한 재료로 제조된 추가의 시트(30)가 결합된다.

2개의 시트(10 및 30)에 의해 형성된 패키지(20)는 또한 프랄린(P)의 1차 포장으로서 사용될 수 있다는 것이 명백하다.

임의의 경우에, 이 패키지 내에서, 시트(10)는 주어진 요구를 만족시킬 수 있다, 즉:

- 시트는 얇고 투명하여 소비자가 1차 포장에 포장된 프랄린 그렇지 않으면 포장되지 않은 프랄린을 직접 볼 수 있고;

- 시트는, 포장이 용이한 콤팩트한 패키지를 제공한다는 견지에서, 심미적인 이유로 그리고 공간 측면에서 기능적인 이유로 제품에 부착되도록 형성화되며;

- 패키지의 밀폐형 시일을 보장한다.

도 8은 도 1의 패키지(20)의 전체 제조 사이클을 개략적으로 도시한다. 성형된 시트(10)가 얻어지는, 본원에 설명된 성형 프로세스에 대응하는 제1 단계를 고려하고; 이어서, 제품은 이 시트 상에 제공된 하우징 내에 설정되고, 마지막으로 제2 시트(30)가 시트 상에 부여되어 밀봉된다.

다른 실시예에서, 관련 패키지는 본원에 설명된 성형 프로세스에 의해 얻어진 2개의 성형된 시트에 의해 형성될 수 있는데, 시트들은 성형된 중공부를 둘러싸는 각각의 주연부를 따라 용접에 의해 함께 연결된다.

물론, 본 발명의 원리를 침해하는 일 없이, 구성의 세부 사항 및 실시예는, 첨부된 청구범위에서 한정되는 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 단지 비제한적인 예로서 본원에 도시된 것에 관해서 심지어는 상당히 다를 수 있다.

Claims (15)

1. 식품류 제품, 바람직하게는 과자류 제품용 패키지(20)를 제조하는 방법이며,
   - 플라스틱 재료로 제조되는 제1 포장 시트(10)를 제공하고, 제1 포장 시트 내에 상기 제1 포장 시트의 제2 주연부(13)에 의해 적어도 부분적으로 한정된 적어도 하나의 제1 중공부(11)를 형성하는 단계;
   - 상기 제1 중공부(11) 내에 식품류 제품을 삽입하는 단계;
   - 상기 식품류 제품이 내부에 있는 상태에서 상기 제1 중공부(11)를 폐쇄하기 위해 상기 제2 주연부(13)와 접촉하도록 제2 포장 시트를 부여하는 단계; 및
   - 상기 제2 포장 시트(30)를 상기 제2 주연부(11)를 따라 제1 포장 시트(10) 상에 용접하는 단계를 포함하고,
   상기 시트의 성형은,
   - 몰드 캐비티(21')를 갖는 몰드(21)를 제공하는 단계;
   - 상기 시트를 성형하기 위해 상기 몰드 캐비티(21')와 협력하도록 설계된 성형 디바이스(26)를 제공하는 단계;
   - 상기 시트(10)를 상기 몰드(21) 상에 설정하고 상기 성형 디바이스(26)를 통해 상기 제2 주연부(13)에 의해 한정된 상기 제1 중공부(11)를 상기 시트 상에 제조하는 단계를 포함하고;
   상기 방법은,
   제1 포장 시트(10)가 140 ㎛ 이하의 두께를 가지며,
   상기 시트의 성형이,
   - 상기 몰드 캐비티(21')를 둘러싸는 몰드 표면(221')을 상기 몰드에 제공하는 단계;
   - 상기 몰드 표면(221')에 대해 제1 포장 시트를 프레싱하도록 구성된 성형 본체(32)를 제공하는 단계;
   - 상기 제1 중공부(11)의 형성 단계 중에, 상기 중공부를 향해 배향된 상기 포장 시트의 각각의 절첩선(122')에 의해 식별되는 일련의 주름(122)을 적어도 상기 제2 주연부(13) 상에 형성하는 단계; 및
   - 상기 성형 본체(32) 및 상기 몰드 표면(221')을 통해, 상기 주름(122)을 밀봉하여 그 재개방을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   - 상기 주름(122)을 상기 몰드 표면(221')에 대해 압착하는 단계; 및
   - 상기 몰드 표면에 대해 압착된 상기 주름을 상기 위치에서 용접을 통해 고정시키는 단계를 포함하는, 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 용접 단계는 열 밀봉, 초음파 용접, 유도 용접 등의 방법에 따라 상기 성형 본체(32)를 통해 수행되는, 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 성형 본체(32)는 미리 결정된 온도로 가열되는, 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 몰드 표면(221')은 미리 결정된 온도로 가열되는, 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 디바이스는 몰드 캐비티(21')와 협력하도록 설계된 제1 성형 본체(28) 및 상기 몰드 표면(221')에 대해 상기 시트를 프레싱하도록 구성된 상기 성형 본체에 대응하는 제2 성형 본체(32)를 포함하거나, 그렇지 않으면 상기 성형 본체는 상기 몰드 캐비티(21')와 협력하도록 설계된 제1 부분 및 상기 몰드 표면(221')에 대해 상기 시트를 프레싱하도록 구성된 제2 부분을 갖는, 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2 성형 본체(32)는 미리 결정된 온도로 가열되는 반면, 상기 제1 성형 본체(28)는 가열되지 않거나, 그렇지 않으면 보다 낮은 미리 결정된 온도로 가열되며, 바람직하게는 보다 낮은 온도와 보다 높은 온도(섭씨 온도로 측정됨) 사이의 비율은 1:1.8 이하인, 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 주름(122)은 상기 제2 주연부(13)에 의해 전체적으로 획정된 일반 평면에서 압착되는, 방법.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 열간 성형 디바이스이며, 상기 디바이스는:
   - 상기 제1 중공부(11)를 제공하기 위한 성형 본체(28); 및
   - 상기 본체와 열 교환 관계로 연관되고, 작동 중에 본체를 미리 결정된 온도로 가열하도록 미리 배치된 전기 수단(281)을 포함하고;
   상기 디바이스는:
   - 상기 시트의 상기 제2 주연부(13)와 자체가 접촉하도록 설정되게 설계된 제2 본체(32); 및
   - 상기 제2 본체(32)와 열 교환 관계로 연관되고, 작동 중에 제2 본체를 미리 결정된 온도로 가열하도록 미리 배치된 추가의 전기 수단(321)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 열간 성형 디바이스.
10. 제91항에 있어서, 열적 절연 재료로 제조된 지지 구조체(210, 214)를 포함하고, 상기 지지 구조체 상에 제1 본체(28) 및 제2 본체(32)가 장착되는, 열간 성형 디바이스.
11. 제10항에 있어서, 상기 지지 구조체는 상기 제1 본체(28)와 제2 본체(32) 사이에 자체를 설정하는 열적 절연 재료로 제조된 요소(214)를 갖는, 열간 성형 디바이스.
12. 제10항에 있어서, 상기 제2 본체(32)는 상기 제1 본체(28)를 둘러싸는 중공 원통 형상을 갖고, 자신의 단부 에지(32')를 통해 상기 시트의 상기 제2 주연부(13)와 맞물리도록 미리 배치되는, 열간 성형 디바이스.
13. 식품류 제품, 바람직하게는 과자류 제품용 밀폐형 패키지(20)이며,
    - 제1 중공부(11) 및 상기 제1 중공부를 적어도 부분적으로 한정하는 제2 주연부(13)를 제공하도록 성형된, 플라스틱 재료로 제조된 제1 포장 시트(10)로서, 상기 제1 중공부(11) 내에 식품류 제품이 수용되는, 제1 포장 시트(10); 및
    - 상기 식품류 제품이 내부에 있는 상태에서 상기 중공부(11)를 폐쇄하도록 상기 제2 주연부(13)를 따라 상기 제1 시트에 결합되고 용접되는 제2 포장 시트(30)를 포함하고,
    상기 패키지는 제1 포장 시트가 140 ㎛ 이하의 두께를 갖고, 상기 제1 포장 시트(10)의 상기 제2 주연부는 밀봉되는, 상기 시트의 일련의 주름(122)을 갖는 것을 특징으로 하는, 밀폐형 패키지.
14. 제13항에 있어서, 상기 제2 포장 시트(30)는 상기 제1 포장 시트(10)의 밀봉된 주름(122)에 용접되는, 밀폐형 패키지.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 주름(122)은 상기 제2 주연부(13)에 의해 전체적으로 획정된 일반 평면에서 압착되는, 밀폐형 패키지.

Images