KR920010795B1 - 이동하는 웨브(web)를 살균하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

이동하는 웨브(web)를 살균하기 위한 장치

제1도는 포장재인 웨브를 사용하여 무균포장용기를 만드는 종래형태의 포장기계에 어떻게 본 발명에 따른 장치를 설치하여 사용하는가를 나타내는 도면.

제2도는 본 발명에 따른 장치를 더 상세히 나타내고 있는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 웨브(web) 2 : 메가진 로울러(magazine roller)

3 : 포장기 4 : 포장용기

5 : 튜우브 9 : 박스

10 : 챔버 10a,10b : 컨스트릭션 구역(constriction zone)

11 : 입구 12 : 출구

13,14 : 판소자 15 : 살균가스원

18 : 진공원 21 : 가열장치

22 : 적외선전구(UV-light)

본 발명은 이동하는 웨브, 즉 후에 소위 무균포장용기로 변환되는 형태의 웨브를 살균하는 장치에 관한 것이며, 이러한 장치는 웨브의 입구 및 출구가 있는 챔버와 살균가스가 유입되도록 하기 위한 입구 및 출구를 포함하고 있다.

비회수용 특성을 가진 1회용 포장용기는, 현재 웨브 또는 포장재 형태로 미리 만들어진 블랭크를 재료로하여 내부를 채운 후 밀봉하여 포장하는 형태의 현대적인 대용량의 기계에 의해 제조된다. 이러한 기계는, 먼저 웨브를 튜우브로 변환시킨 후 길이방향의 테두리부위를 겹쳐서 강력하게 결합하여 내구성 있게 함께 결합시킴으로써 튜우브로 변환시킨 다음에 형성된 튜우브를 원하는 내용물로 채운 다음, 실제 내용물의 높이 보다 낮게 튜우브의 길이 방향의 축을 가로질러서 반복적인 횡방향 밀봉처리를 실시함으로써 내용물이 채워진 개별적인 포장용기로 분할한 후에 최종 성형을 실시한 다음, 횡단으로 밀봉이 된 상태에서 가로의 절단장치로 하나씩 분리하여 최종 포장용기 상태로 기계로부터 발출하여 제조된다.

소위 이러한 비회수용 포장용기의대부분은 종이나 판지의 캐리어층과, 포장용기를 방수되게 사용되는 것 이외에 포장하는 동안의 가열밀봉을 통하여 상기 밀봉을 수행하기 위해 사용될 수도 있는 열가소성 플라스틱의 외부 및 내부 코팅층으로 이루어진 재료로 만들어진다.

상기한 형태의 포장기계를 사용하여 내용물의 보존기간을 연장시키기 위하여 우유와 같은 변질되기 쉬운 액체 식료품을 무균포장으로 만드는 것은 공지되어 있다. 그러한 무균포장기계는 작동원리상 상기에서 설명된 기계와 동일하게 작동하나, 그러나 포장용기를 만드는 작업이 내용물은 물론 포장재와 튜우브가 형성되어 내용물이 채워지는 내부도 살균되는 무균상태하에서 수행된다는 점이 중요한 차이점이다. 기계내의 공기의 살균은 비등점 이상으로 가열된 살균가스를 튜우브의 내면과 튜우부의 주위에 채우고, 이러한 살균가스의 압력을 일정하게 유지시킴으로써 기계의 외부대기로부터 오염된 살균되지 않은 공기가 새어들어오지 못하도록 하였다. 통상적으로, 내용물의 살균은 내용물을 채우기 이전에 해로운 미생물을 제거하기 위하여 충분히 높은 온도로 내용물을 가열하여 일정시간동안 그 온도를 유지시키는 열처리를 함으로써 얻어진다. 이러한 두가지의 요구조건을 수행하는 것은 일반적으로 용이한 작업이나, 현재까지 이용되는 방법으로는 웨브와 같은 포장재를 간단하고 효과적으로 살균하는 것이 어려웠다.

포장용 웨브의 살균은 웨브를 관형상으로 변환시키기 전에 통상적으로 10%∼35% 과산화수소 용액으로된 화학적 살균제에 웨브를 담궈서 웨브살균제가 스며들도록하고, 여분의 살균제는 캘린더 실린더를 사용하여 웨브로부터 제거하는 공지된 기술에 따라 실행된다. 웨브가 튜우브로 변환된 후에도 웨브에 잔여하는 살균제는 살균제가 튜우브의 상부 및 개방단부를 통하여 증발되도록 튜우브를 가열장치로 가열함으로써 제거된다.

다른 공지의 방법에 따르면, 포장용 웨브를 과산화수소와 증기의 혼합물인 가열인 기체 살균제를 함유하고 있는 챔버속으로 통과시켜 기체살균제가 웨브상에 응결되도록 하여 과산화수소를 흡수시킨다. 이러한 공지의 방법에서도 역시 남아있는 살균제를 증발에 의하여 제거한다.

공지된 방법은, 평탄하고 균일한 웨브에 대해서는 액체 살균제의 응결작용을 통한 간접적 침투와 직접적 침투에 의해 훌륭한 살균효과를 발휘하였으나, 예를 들면, 개방구 위에 밀봉된 티이스트립(tear strip)[일명, 풀탭(pull-tap)]과 같이 불균일한 표면을 구비하는 포장용 웨브를 효과적으로 살균하는데는 미흡함이 판명되었다. 이러한 것은 적어도 부분적으로는 웨브가 살균제와 접촉하는 시간이 짧아서 살균제가 그러한 불균일한 면적에 접근하여 침투하는 것이 어렵기 때문이다. 액체형태로 된 살균제를 사용할때 발생되는 또 다른 문제점은, 웨브가 액체 살균제 욕조를 통과할때 특히 명백해지는 문제점으로서, 예를 들면, 수분을 용이하게 흡수하는 웨브의 길이 방향의 절단변부를 따라 있는 영역, 즉 자유롭게 노출된 섬유층이 있는 웨브 부분에서 살균제가 변부를 따라 흡수되는 것을 막는 것이 어렵다는 것이다.

과산화수소와 기체 형태의 혼합물은 상승하는 온도에 따라 증가되는 살균효과를 갖는 것으로 알려져 있으며, 게다가 액체와는 반대로 기체는 불균일한 표면을 가진 웨브에서 생기는 쉽게 접근한 수 없는 영역 내부로 용이하게 침투할 수 있으므로, 상기에서 언급한 공지된 방법 자체가 갖고 있는 고유의 문제점의 자연적이고 명백한 해결은 액체 형태인 살균제를 그에 대응하는 가스형태의 살균제로 대체하여 기체 상태로 응결 없이 살균을 하는 것이다.

물/과산화수소 증기와 같은 기체 살균제를 사용하여 효과적으로 살균을 하는 것이 이러한 이론적인 선결 조건임에도 불구하고, 현재까지 웨브의 표면특성에 관계없이 이러한 방법을 현실화시키는 것은 용이하지 않았다.

그러므로, 본 발명은 이동하는 웨브를 그러한 가스 상태의 살균제로 실제 살균할 수 있도록 하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적은 웨브가 자유롭게 통과할 수 있도록 한 중간챔버부분으로 연결한 입구와 출구 사이에 컨스트릭션 구역(constriction zone)을 챔버에 구비시키고, 중간챔버부분을 적어도 하나의 입구를 통해 살균가스원에 연결하며, 상기 컨스트릭션 구역에 하나 이상의 출구를 설치하여 외부진공원에 접속시킨 것을 특징으로 하는 상기한 형의 장치에 의해 달성된다.

챔버의 컨스트릭션 구역은 웨브의 입구와 출구 사이에서 잘록하게 설계되어 있기 때문에 중간챔버부분의 입구 또는 개방구를 통하여 유입되는 살균가스는 상기 컨스트릭션 구역내에서 대단히 빠른 속도로 웨브와 밀접하게 접촉되도록 되어 있어 접촉상태를 양호하게 하므로, 결과적으로 웨브의 전체폭에 걸쳐 균일하게 효과적인 살균작용이 수행되게 된다.

유입되는 살균가스에 대한 살포공간(distriuting space)으로서의 역할을 하는 중간챔버부분은 웨브의 양쪽면에 용이하면서도 효과적으로 살균제가 살포되도록 챔버의 양쪽면에 위치한 컨스트릭션 구역 보다 자유롭게 횡단할 수 있는 유통면적을 다소 크게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명에 따라 중간 챔버부분을 컨스트릭션 구역의 횡단유통면적과 같은 크기로 하여 단일통체인 컨스트릭션 구역의 중간부분으로 구성함으로써 가급적 웨브의 양측에 배치되는 중간챔버부분의 입구와 살균가스가 대향되어 살균가스가 양호하게 살포되도록 할 수도 있다.

본 발명의 간단한 실시예에 따르면, 챔버는 박스의 양단부에 서로 일직선 상으로 위치된 웨브의 입구 및 출구를 가진 길다란 직사각형 박스로 되어 있어 웨브가 챔버의 어떤 부분과도 유입되면서 접촉되는 일이 없이 챔버를 통하여 안내된다. 살균가스를 유입하기 위한 입구 또는 개방구는 가급적이면 웨브에 대한 입구와 출구 사이의 중앙에 위치하고 있는 챔버부분에 배치하는 것이 바람직하다.

컨스트릭션 구역은 중간챔버부분과 입구 사이 중간챔버와 출구 사이에 서로 대향되게 설치된 한쌍의 길다란 제한부재 또는 평판에 의하여 형성되며, 이들 사이에 형성되는 간극형 통로로는 웨브가 간신히 자유롭게 통과할 수 있도록 설계되어 있다.

박스의 내벽에 적당한 방법으로 밀봉을 형성하기 위해 매달려 있거나 고정되는 평판 또는 그에 대응하는 통로-제한부재(passage-limiting elements) 외측단부들은 가급적이면 컨스트릭션 구역 또는 평판 사이에 형성된 통로 보다 입구 및 출구측의 챔버단부가 큰 자유유통로를 갖도록 박스에 인접한 단부벽으로부터 일정거리만큼 이격되게 배치하고, 살균가스에 대한 출구는 이러한 챔버단부와 직통되게 배치하는 것이 바람직하다. 출구의 위치는 이렇게 배치하면 컨스트릭션 구역으로부터 실질적으로 완전한 살균가스의 증발이 용이하고 확실하게 이룩된다.

본 발명에 따른 장치가 무균포장용기를 만들기 위한 의도로 웨브를 살균하는데 사용되어질 때는, 살균가스는 물론 웨브도 가열되어 웨브에 가스가 응결되는 것을 막기 위하여 살균가스를 이슬점 이상의 온도로 유지하여야 한다. 이와 같이, 살균가스가 응결됨이 없이 살균을 확실히 하기 위하여 본 발명에 따른 장치에 웨브가 챔버로 유입되기 전에 챔버앞에 배치되어 웨브를 가열하는 가열장치도 추가로 구성시킬 수 있다. 또한, 가급적이면 챔버는 챔버의 내벽안이나 둘레에 배열된 전기가열부재와 같은 적당한 가열 장치 및/또는 상승작용에 의하여 살균효과를 증대시킬 수 있는 가능성을 가진 자외선전구와 같은 방사원을 구비하여 챔버의 내벽에서 발생될 수 있는 응결의 위험을 제거하기 위해 충분한 범위까지 챔버벽을 가열할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

앞서 설명한 바와 같이, 살균가스에 대한 출구는 챔버를 통하여 급격한 살균가스의 흐름이 이루어지도록 외부의 진공원과 연결되어 있다. 예를 들면, 진공원은 소위 워터링 압축기와 재사용전에 살균가스를 정화할 수 있는 다른 적당한 감압시스템 등으로 구성된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도시된 포장기(3)는 메가진 로울러(2)에서 공급되는 웨브(1)를 재료로 하여 완성되서 내용물이 채워지는 포장용기(4)를 제조함에 있어, 제일 먼저 웨브(1)를 길이방향을 따라 서로 겹치는 웨브의 길이방향의 변부를 내구성에 있게 결합시켜 튜우브(5)로 변환시킨다. 다음에, 튜우브(5)는 튜우브의 상부 개방단부를 통하여 삽입되는 충전파이프(6)에 의하여 원하는 내용물로 채워지고, 튜우브내의 실제 내용물의 높이 아래에서 튜우브의 길이방향축을 가로지르는 횡방향의 반복 밀봉처리를 통해 별개의 포장단위(4')로 나누어진 후에 포장단위(4')는 횡방향의 밀봉선을 따라 절단장치에 의해 개별적으로 분리된다. 포장단위(4')는 기계내에 있는 최종의 성형장소에서 성형되어 기계의 방출단부에서 최종의 포장용기(4) 형태로 방출된다.

만일 무균포장이여야 한다면, 포장되는 내용물과 웨브(1)가 반드시 멸균되어야 한다는 것과 기계의 충전구역(7)에서 웨브를 튜우브로 변환시키는 것을 포함하는 전체적인 충전공정이 살균 상태에서 수행되어야 한다는 것을 필수적이다. 내용물의 살균은 온도/시간 일람표에 따라 상기 열처리를 충전하기 이전에 내용물에 가함으로써 이루어지고, 살균충전구역(7)내에서 주위대기의 살균은 살균충전구역(7)내에 있는 뜨거운 살균 공기의 압력을 일정하게 유지시킴으로써 기계의 주위에서 오염되고 살균되지 않은 공기가 유입되는 것을 저지할 수 있다 .이러한 충전구역(7)의 상단부에서 밀봉된 입구를 통하여 기계의 충전구역(7)내로 공급되는 웨브(1)의 살균은 기계의 상부에 표시된 본 발명에 따른 장치(8)에 이하여 제공된다.

포장기계(3)의 상부에 배치되는 가늘고 긴 직사각형의 박스(9)를 구비하는 본 발명에 따른 장치(8)는 박스(9)의 대향단부(9a) 및 (9b)앞에 각기 일직선으로 배치되는 웨브(1)용 입구(11) 및 출구(12)를 구비하는 챔버(10)로 구성된다. 본 실시예에서 박스(9)는 스테인레스강으로 제작되며 챔버(10)의 내측벽에 밀봉 고정되고, 서로 대향되게 배치된 한쌍의 판소자(13) 및 (14)를 구비하고, 이들 판소자(13) 및 (14)들 사이에 일직선으로 한쌍의 간극형 통로 또는 컨스트릭션 구역(10a) 및 (10b)이 형성된다. 컨스트릭션 구역(10a) 및 (10b)은 웨브(1)만이 자유롭게 통과할 수 있는 크기로 되어 있으며, 그들 사이에 배치되는 중간챔버부분(10c)에 의하여 서로 연결되어 있다. 서로 떨어져 대향 배치된 판소자(13) 및 (14)의 외측단부(13a) 및 (14a)들은 박스(9)의 단부벽(9a) 및 (9b)들로부터 일정한 짧은 거리를 두고 종결함으로써 박스(9)의 양단부측에 각각 위치하는 내부챔버부분(10d) 및 (10e)을 형성한다. 도면상에 명확히 도시된 바와 같이, 컨스트릭션 구역(10a) 및 (10b)의 자유횡단유입영역(free transverse flow area)은 챔버(10)의 중간챔버부분(10c)과 내부챔버부분(10d) 및 (10e)의 자유횡단유입영역 보다 작다.

중간챔버부분(10e)은 입구(16)와 그것에 연결된 도관(17)을 통하여 살균가스를 유입하는 외부 살균가스원(15)과 연결되어 있는 반면, 내부챔버부분(10d) 및 (10e)은 이들이 단부에 배치된 출구(19)와 이 출구(19)를 연결하는 도관(20)을 통하여 외부진공원(18)에 연결되어 있다.

외부진공원(18)은 가급적이면 출구(19)를 통하여 배출되는 살균가스를 재생하는 것이 가능하도록 만들어진 워터-링 압축기(water-ring compressor) 또는 그에 대응하는 감압장치로 구성하는 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명에 따른 장치(8)는 챔버(10)의 입구(11)앞에 배치되는 가열장치(21)를 설비하여, 웨브(1)를 박스(9)로 들어가기 전에 살균가스의 이슬점 보다 높은 온도로 가열함으로써 웨브(1)가 박스(9)속을 통과할때 웨브(1)상에 살균가스가 응결되는 것을 방지하였다 또, 박스(9)의 벽둘레나 벽내에는 챔버 내부벽을 가열하기 위한 전기적인 가열소자(22)가 설치되어 있어서 웨브(1)상에 응결이 일어나는 것이 방지한다.

본 발명이 장치(8)는 아래의 방법으로 작동된다. 웨브(1)가 가열장치(21)에 의하여 예열되면, 본 발명의 장치(8)에 의한 살균처리를 받기 위한 화살표(A) 방향으로 편향로울러(deflection roller)를 통하여 챔버(10)내부로 공급되고, 중간챔버부분(10c)에 있는 입구(16)를 통하여 유입되는 살균가스와 친밀하게 접촉하며, 살균가스를 중간챔버부분(10c)에서 웨브(1)의 양쪽면상에 고루 분포되고, 출구(19)에 연결된 외부진공원(18)에 의해서 웨브(1)의 양쪽면이 밀접하게 접촉하면서 판소자(13) 및 (14) 사이에 형성된 컨스트릭션 구역(10a) 및 (10b)을 고속으로 통과하도록 강제력을 받게 되므로, 웨브(1)의 전체폭을 따라 통과함으로써 살균가스와 웨브(1)간의 양호한 접촉이 컨스트릭션 구역(10a) 및 (10b)내에서 이루어진다. 컨스트릭션 구역(10a) 및 (10b)을 통과한 후에 살균가스는 재생과 재사용을 하기 위해 출구(19)와 도관(20)을 통하여 챔버(10)로부터 배출된다. 살균된 웨브(1)는 챔버(10)의 출구(12)를 통해 배출된 후, 제1도에 도시된 바와 같은 포장기계(3)의 살균충전구역(7)으로 진입 및 통과하여 무균의 포장용기(4)로 변환된다.

상기에서 설명된 본 발명에 따른 장치는, 원리상 이동하는 모든 웨브를 살균하기 위한 용도로 사용될 수 있으나, 상기에서 언급한 형태의 무균포장용기를 변환시키기 위한 박판포장재를 살균하는데 있어서 특히 유용하다. 본 발명에 따른 장치의 도움으로 간단하게 웨브의 표면구조에 관계없이 포장용 웨브의 효과적인 살균이 가능하다.

Claims (5)

1. 웨브(1)에 대한 입구(11) 및 출구(12)와, 살균가스를 유입하기 위한 입구(16) 및 출구(19)를 가진 챔버(10)로 구성된 이동하는 웨브(1)를 살균하기 위한 장치에 있어서, 챔버(10)의 입구(11)와 출구(12) 사이에 배치되어 중간챔버부분(10c)을 통해 서로 연결되고 웨브(1)만이 간신히 통과할 수 있도록 설계된 컨스트릭션 구역(10a,10b)과; 중간챔버부분(10c)의 입구(16)를 통하여 살균가스를 유입시키기 위해 상기 중간챔버부분(10c)에 접속되는 외부살균가스원(15)과; 컨스트릭션 구역(10a,10b)에 인접하게 배치되어 상기 살균가스를 흡인하기 위해 출구(19)를 통해 컨스트릭션 구역(10a,10b)에 연결되는 외부진공원(18)을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동하는 웨브를 살균하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 챔버(10)에 포함되는 세장형의 판소자(13,14)들은 한쌍씩 대향되게 배치되어 이들 사이의 자유유입영역이 감소됨으로써 좁고 긴 간극형 공간을 구획하여 컨스트릭션 구역(10a,10b)들을 형성하는 것을 특징으로 하는 이동하는 웨브를 살균하기 위한 장치.
3. 제2항에 있어서, 판소자(13,14)의 외측단부(13a,14a)는 각각 챔버(10)의 단부벽(9a,9b)들 각각으로부터 짧은 일정거리를 두고 이격되게 배치되고, 챔버(10)의 입구(11)측과 출구(12)측에 각기 출구(19)를 구비하는 내부챔버부분(10d,10e)을 형성하는 것을 특징으로 하는 이동하는 웨브를 살균하기 위한 장치.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 챔버(10)로 투입되기전에 웨브(1)가 지나가면서 가열될 수 있도록 챔버(10)의 앞에 배치되는 가열장치(21)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 이동하는 웨브를 살균하기 위한 장치.
5. 제1항, 제2항 또는 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 챔버(1)의 벽에는 자외선전구와 같은 방사원, 또는 전기적으로 가열하기 위한 가열소자(22)가 설비되는 것을 특징으로 하는 이동하는 웨브를 살균하기 위한 장치.

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