KR100944612B1 - 식품 포장용기를 제조하기 위한 시트 재료 및 이러한 시트재료로 제조되는 포장용기 - Google Patents

Abstract

식품의 포장용기(17)를 제조하며 광학적으로 검출가능한 일련의 레지스터 마크(18)를 가진 시트 재료(2)에서; 각 마크는, 서로 평행하며 재료(2)의 피드 방향에 수직인 제1 및 제2 세그먼트(37a, 37b; 37d)와, 평행한 세그먼트들 사이에 삽입된 경사진 세그먼트(37c; 37e)를 가져, 피드 방향 및 수직 방향의 두 방향 모두에서 재료의 위치를 결정하는데 사용될 수 있는 지그재그의, 실질적으로 Z-형상의 라인(37)을 규정한다.

포장용기, 레지스터 마크, 시트 재료, 피드 방향, 세그먼트.

Description

식품 포장용기를 제조하기 위한 시트 재료 및 이러한 시트 재료로 제조되는 포장용기{SHEET MATERIAL FOR PRODUCING PACKAGES OF FOOD PRODUCTS, AND PACKAGES MADE OF SUCH MATERIAL}

본 발명은 식품을 포장하기 위한 시트 재료(sheet material)에 관한 것이다.

과일 주스, 와인, 토마토 소스, 저온살균 또는 장기-보관(long-storage) (UHT) 우유 등과 같이, 쏟아질 수 있는(pourable) 식품을 포장하기 위한 재료가 공지되어 있다.

포장용기는 포장재료의 연속적인 웨브(web)로부터 형성된다. 한 가지 공지된 기술에 따르면, 웨브는 세로로 실링(seal)되어 연속적인 튜브를 형성한다.

포장 재료는, 예컨대 폴리에틸렌과 같은 히트-실 재료의 층으로 양면이 커버되는 종이 재료 층을 포함하는 다층 구조를 가지며, UHT 우유와 같이 장기-보관용 제품을 위한 살균 포장용기의 경우에는, 예컨대 알루미늄 막에 의해 규정되는 장벽 재료 층을 또한 포함하는데, 이것은 히트-실 플라스틱 재료층 위에 겹쳐놓이며, 그런 다음 식품에 접촉하는 포장용기의 내부면을 규정하는 또 다른 히트-실 플라스틱 재료 층으로 커버된다.

살균 포장용기를 제조하기 위해서는, 포장 재료의 웨브가 릴(reel)에서 풀려(unwind) 살균실을 통과하여 피드되는데, 상기 살균실에서 이것은 과산화수소와 같은 살균제을 이용함으로써 살균되며, 상기 살균제는, 이후 포장 재료를 적절한 파장 및 강도의 방사선(radiation)으로 가열 및/또는 쪼임으로써(subject) 증발된다.

다음으로, 살균된 웨브는 원통형으로 접혀 세로로 실링되어, 공지된 방식으로 연속적인 수직의 세로방향 실링 튜브를 형성한다. 즉, 포장 재료의 튜브는 살균실의 익스텐션(extension)을 형성하며, 쏟아질 수 있는 식품으로 연속적으로 충전된 다음, 폼-실(form-and-seal) 유닛으로 피드되는데, 상기 유닛은 개별적인 포장용기를 형성하며, 상기 유닛 상에서 조(jaw)의 쌍이 튜브를 횡단하여 그립(grip)하고 실링하여 베개형 팩을 형성한다.

그런 다음, 베개형 팩은 팩 사이의 실링 부분을 절단함으로써 분리되어, 이들이 최종 포장용기의 형상으로 기계적으로 접히는 곳인 최종 접는 장소(folding station)로 피드된다.

포장 재료 제조 과정에 있어서의 다양한 동작은, 제1 인쇄 단계에서 재료상에 인쇄된 레지스터 마크 또는 마크들을 기준으로서 사용하여 수행된다.

레지스터 마크 또는 마크들은, 통상적으로 다양한 작업 장소(work station)를 통한 재료의 피드를 제어하기 위해 성형기(forming machine)에 또한 사용되는 인쇄 코드를 포함한다. 보다 구체적으로 설명하면, 공지되어 있는 바와 같이, 소의 "장식 정정" 장치가, 형성되고 있는 포장용기상에서, 재료를 피드 방향으로 다양하게 "당겨(draw)", 포장용기상의 장식에 부합하여 기계적인 형성 동작을 수행하도록 하는 역할을 한다.

공지된 포장 기계에서, 웨브가 세로로 실링되어 튜브를 형성하기 전에, 통상적으로 웨브의 횡단 위치는, 예컨대 절단하여 제거가능한 탭 또는 개구 장치를 부착하는 것과 같은 보조 동작을 수행하도록 제어되어야 한다.

또한, 실링 유닛상의 튜브의 각 위치를 제어할 필요가 있는데, 이 각 위치는 사용중에, 완벽하게 직선이아닌 웨브의 측방향 에지, 튜브에 연속적으로 충돌하는 조 쌍에 의해 발생되는 효과, 및 웨브 텐셔닝(tensioning) 변화로 인한 효과를 고려하여, 원하는 각 위치에 대해 변화할 수 있다.

이것이 세로방향 및 횡단방향의 실의 품질과, 포장용기가 형성되는 정밀도에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로, 공지된 기계는 튜브의 각 위치를 수동으로 조절하기 위한 장치를 구비한다. 그러나, 이러한 장치는 비교적 시간이 많이 소비되며, 결과적으로 생산 손실을 가져오는 기계를 중단시키는 것을 수반할 수도 있다. 또한, 포장 재료 튜브의 각 위치를 자동으로 조절하는 시스템이 제안되었으나, 상기 시스템은 세로방향 실에서의 중첩된 재료 층의 위치를 결정하는데 있어 전용 센서를 사용할 것을 요구한다.

본 발명의 목적은 식품의 포장용기를 제조하기 위한 시트 포장 재료를 제공하는 것인데, 이것은 기계상의 피드 방향과 횡단방향 두 가지 모두에서 재료의 위치를 결정하도록 하는 광학적으로 검출 가능한 레지스터 마크를 포함한다.

본 발명에 따르면, 식품 포장용기를 제조하며, 다수의 접는선(fold line) 및 광학적으로 검출 가능한 일련의 레지스터 마크를 포함하는 시트 재료가 제공되는데, 상기 시트 재료는; 각 레지스터 마크가 상기 재료의 피드 방향에 수직인 적어도 두 개의 평행한 세그먼트, 및 상기 평행한 세그먼트들 사이에 삽입되는 경사진 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 재료가 기계를 통해 피드될 때, 레지스터 마크는, 각각의 작업 장소에서 웨브의 위치를 제어하며, 웨브의 위치를 관리하는 장치를 제어하기 위한 처리 및 제어 유닛에 접속되는 하나 이상의 광 센서에 의해 검출될 수 있다. 피드 방향을 횡단하는 두 개의 세그먼트와 더불어 경사진 세그먼트는, 평평한 웨브의 횡단 위치와 튜브의 각 위치 두 가지 모두를 자동으로 정정하는데 사용될 수 있는, 재료의 횡단 위치를 나타낸다.

공지된 포장 재료와 보편적으로 관련된 또 다른 문제점은 다음과 같다:

포장용기는 재료내에 "크리즈된(creased)" 접는선을 따라 포장 재료를 접음으로써 형성된다. 포장용기의 형성이 접는선에 부합해야 하지만, 형성 기계상에서의 포장 재료의 피드는 통상적으로 재료상에 인쇄된 레지스터 마크를 토대로 제어된다.

그 이유는 문제점을 여전히 내포하고 있는 접는선을 통상적으로 직접 광학적으로 검출하는 것에 있는데, 이를 위한 만족스런 해결방안이 아직 고안되지 않았다.

크리징 및 인쇄는 재료 생산 주기의 상이한 단계에서 수행되어, 상기 두 가지 사이의 레지스터 허용오차(tolerance)가 필연적이다. 따라서, 접는선에 부합해 야 하는 동작에 대한 위치 기준으로서 인쇄된 레지스터 마크를 사용하면 반드시 결과적으로 오차가 발생한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광학적으로 검출 가능한 레지스터 마크는, 재료의 제1 면에 오목한 프로필(recessed profile)을 가지며 재료의 제2 면에 볼록하지않은 프로필을 갖는 압축-크리즈된 접는선에 의해 규정된다.

공지된 크리징 방법과 대조적으로, 압축 크리징은 광학적으로 검출 가능하므로 레지스터 마크로 사용될 수 있는 훨씬 더 명료한 압축선을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 재료는 또한, 하나 이상의 압축-크리즈된 접는선을 적어도 부분적으로 둘러싸는 인쇄 영역을 가진 장식을 포함하여, 인쇄 영역내의 접는선이 광학적으로 검출 가능한 "네가티브-인쇄된(negative-printed)" 마크를 규정한다.

임의의 공지된 인쇄 기술을 사용하여 인쇄될 때, 포장 재료는 인쇄 실린더와 상대-실린더 사이에서 압축된다. 통상적인 크리징 방법이 사용된다면, 상대-실린더 측의 크리즈의 볼록한 프로필이 크리즈 선의 오목한 측에서 인쇄 실린더와 포장 재료 사이에 원치않는 우연한 접촉을 일으키는 스러스트(thrust)를 생성함으로써, 그 결과 실제로 광학적으로 검출 불가능한 흐린(blurred) 프로필을 가진 선이 나타나게 된다.

반면, 압축 크리징은 또한, 상대-실린더에 접촉하는 포장 재료의 면에 평평하거나 약간 볼록한 프로필을 생성함으로써, 스러스트를 없애며, 접는선의 오목한 반대 측이 잉크-없이 명확히 이루어짐으로써, 광 센서에 의해 완벽하게 검출될 수 있는 하이-콘트라스트(high-contrast)의 마크를 얻을 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 예로서 본 발명의 비-제한적인 다수의 실시예를 설명할 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 시트 재료의 웨브로 살균 포장용기를 제조하는 기계를 개략적으로 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 시트 포장 재료의 일부를 나타내는 도면.

도 3 및 4는 도 2의 제조하는 방법에서의 각각의 단계를 개략적으로 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포장 재료의 일부를 나타내는 도면.

도 2의 참조번호 1은 연속적인 웨브(3)의 형태로 피드되는 시트 포장 재료(2)의 일부를 나타낸다.

재료(2)의 웨브(3)는 다수의 접는선(4)과 인쇄 장식(5)을 포함하는데, 이것들은 한 개의 포장용기를 제조하는데 필요한 재료 길이와 동일한 간격(R)으로 반복된다.

웨브(3)는 살균 포장용기를 제조하기 위해 기계(6)(도 1에 개략적으로 도시되어 있음)에 사용될 수 있으며, 상기 기계에서 웨브(3)는 릴(7)로부터 풀려, 살균되는 장소인 살균실(도시되지 않음)을 지나 어셈블리(8)를 통해 피드되는데, 상기 어셈블리(8)에 의해, 웨브가 접히고 세로로 실링되어, 공지된 방식으로 연속적인 수직 튜브(9)를 형성한다.

포장 재료 튜브(9)는 공지된 충전 장치(10)에 의해 쏟아질 수 있는 식품으로 연속해서 충전된 다음, 포밍(forming) 및 횡단 실링 장소(14)로 피드되는데, 상기 장소에서, 튜브는 튜브를 횡단방향으로 실링하여 베개형 팩(15)을 형성하는 조 쌍(도시되어 있지 않음) 사이에 그립된다.

다음으로, 베개형 팩(15)은 팩들 사이의 실링 부분을 절단함으로써 분리되어, 이들이 기계적으로 접혀 완성된 포장용기(17)를 형성하는 최종 접는 장소(16)로 피드된다.

포장용기는 접는선(4)을 따라 재료를 접고, R 간격으로 재료상에 위치한 레지스터 마크를 "판독"하는 광 센서(16)에 의해 재료 피드를 제어함으로써 형성된다.

본 발명에 따르면, 각 레지스터 마크(18)는, 서로 평행하며 기계(6)상에서의 웨브(3)의 피드 방향에 수직인 제1 및 제2 세그먼트(37a, 37b)와, 상기 세그먼트(37a, 37b)에 대해 경사진 세그먼트(37c)에 의해 형성되는 지그재그의(broken), 실제로 Z-형상인 레지스터 라인(37)을 포함한다.

그 결과, 웨브(3)가 기계(6)를 통해 피드됨에 따라, 레지스터 마크(18)는, 각각의 작업 장소에서 웨브(3)의 위치를 제어를 제어하며, 웨브(3)의 위치를 관리하는 공지된 장치(도시되지 않음)를 제어하는 처리 및 제어 유닛(41)에 접속되는 하나 이상의 광 센서(16)에 의해 검출될 수 있다.

Z-형상의 레지스터 라인(37)을 사용하면, 웨브(3)의 위치가, 예컨대 여전히-평평한 웨브의 횡단 위치를 정정하고, 즉 절단하여 제거가능한 탭 또는 개구 장치를 부착하는 등의 보조 동작을 수행하고, 또는 튜브(9)의 각 위치를 정정하도록, 피드 방향 및 횡단방향 두 가지 방향으로 제어될 수 있다.

더욱이, 웨브를 세로로 실링하여 튜브를 형성하기 위해 하나의 웨브 에지에 접착성 스트립을 부착하는 과정 동안, 측방향 정렬을 제어하는 것이 가능할 뿐 아니라, 웨브가 겹쳐이어진 경우 중첩된 웨브 에지의 정렬을 제어하는 것도 가능하다.

실제로, 광 센서(16)는 라인의 제1 세그먼트(37a), 경사진 세그먼트(37c), 및 제2 세그먼트(37b)를 연속적으로 검출하고; 제어 유닛(41)은 제1 세그먼트(37a)의 검출과 경사진 세그먼트(37c)의 검출 사이의 제1 시간(T1), 및 경사진 세그먼트(37c)의 검출과 제2 세그먼트(37b)의 검출 사이의 제2 시간(T2)을 계산하며, 웨브(3)의 횡단 위치 오차가 상기 T1과 T2의 비를 토대로 계산되어 정정될 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 센서(16)가 웨브(3)의 정확한 또는 기준 위치에서 레지스터 마크(18)의 중앙 면에 놓인다면, 웨브의 정확한 횡단 위치는 T1/T2의 비가 1에 상응한다. 상기 비율이 1 미만이거나 1 보다 크다면, 웨브는 공지된 방식으로 위치 오차를 감소시키기 위해 적절한 방향으로 횡방향 이동할 수 있다.

이와 유사하게, T1 또는 T2 와 총 시간 T1 + T2 사이의 비로부터 웨브(3)의 측방향 위치 오차를 계산할 수 있다. 이러한 경우, 값 0.5는 중심을 나타내는 반면, 그와 상이한 값들은 측방향 변위를 나타낸다.

접는선(4)은 압축 크리징 과정(도 3)을 이용하여 형성된 압축선에 의해 편리하게 규정된다.

보다 구체적으로 설명하면, 재료(2)는 크리징 롤러(20)(이것의 프로필이 부분적으로 도 3의 평면도에 도시되어 있으며, 이것은 압축선(3)에 상응하는 다수의 돌출부(21)를 가짐)와 평활한 반응 롤러(22), 즉 돌출부(21)와 상응하는 공동을 가지지 않은 롤러(22) 사이에서 압축된다. 편리하게도, 롤러(20)는 포장용기의 외부 표면을 규정하는 재료의 면(23), 즉 그 위에 장식(5)이 인쇄되는 면(23)에서 동작하고, 롤러(22)는 그 맞은편 면(25)에서 동작한다.

돌출부(21)의 높이는 재료(2) 두께의 50% 에서 90% 사이의 범위이며, 또한 바람직하게는 80%의 범위이다. 재료의 두께는 압축과정 동안 상기와 동일한 퍼센트만큼 감소되며, 그 후 재료가 부분적으로 복구되지만, 영구적으로 압축 상태를 유지한다. 압축선의 남은 깊이는 재료(2)의 두께의 30% 에서 60% 사이의 범위이며, 크리징 과정 동안 대략 80%의 변형이 가해지면 두께의 약 50%가 된다.

도 4에 명료하게 도시되어 있는 바와 같이, 압축선(4)은, 재료(2)의 면(23)에서는 측방향이 스텝 측면(26)으로 규정되는 오목한 프로필을 갖고, 마주하는 면(25)에서는 실질적으로 평평하거나 약간 볼록한 프로필을 갖는다.

도 4는 또한, 압축선(4)에서 재료(2)의 면(23 및 25)에 각각 접촉하는 인쇄 롤러(30) 및 상대 롤러(31)의 프로필을 개략적으로 평면도로 도시한다.

도 4에 명료하게 도시되어 있는 바와 같이, 상대-롤러(31)에 마주하는 측의 실질적으로 평평한 또는 약간 볼록한 압축선(4)의 프로필이 재료(2)상의 스러스트 를 없앰으로써, 인쇄 롤러(30)에 접촉하게 되는 재료의 부분을 더 얇게 하는 결과를 가져올 수 있다.

따라서, 인쇄 롤러(30)만이 압축선(4) 외부의 재료(2)의 표면에 접촉하므로, 이것은 재료상에 선명한 "네가티브-인쇄된" 선으로 보인다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기와 같은 압축 크리징의 특성은 압축선(4)에 완벽히 상응하는 레지스터 마크(18)를 얻는데 이용될 수도 있다. 예컨대, 도 2를 참조하면, 레지스터 마크(18)는 완성된 포장용기(17)의 하부를 결과적으로 규정하는 재료의 부분에 인쇄된 직사각형 영역(36)으로 규정될 수도 있다. 영역(36)은 압축선(4)의 일부, 특히 압축선(4)의 세그먼트(37a, 37b, 37c)에 의해 규정되는 Z-형상의 라인(37)을 둘러싸고 있어, 라인(37)과 대비를 이루게 레지스터 마크(18)를 규정한다.

따라서, Z-형상의 라인(37)은 장식(5) 부분을 형성하는 영역(36)에서 "네가티브-인쇄된다".

재료(2)(도 2)는 편리하게도 광 센서(16)를 판독-가능하게 하는 광학적으로 검출 가능한 마크(40)를 구비하여, 마크(18)(이것은 가변적으로 구분된 세 개의 판독을 생성함)가 장식(5), 선(4), 또는 이들의 조합에 의해 규정되는 다른 마크와 "혼동되는" 것을 방지한다.

인쇄되거나 크리징될 수 있는 마크(40)는 피드 방향에 수직인 두 개 이상의 라인 또는 레지스터 코드에 의해 규정될 수 있으며, 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 레지스터 코드는 웨브상의 임의의 편리한 위치에 배치될 수 있다.

처리 유닛(41)은, 소정의 간격을 가진 공지된 일련의 마크(40)가 판독된 때로부터 소정의 시간 간격이 지난 후, 예컨대 판독 윈도(window)를 단지 개방하도록 프로그램될 수 있는데, 즉 레지스터 마크(18)의 판독을 명확하게 포함하도록 크기가 정해질 수 있다.

도 5의 변형에 있어서, 레지스터 마크(18)는 상기와 같은 목적으로만 형성된, 즉 포장용기의 형성에는 어떠한 역할도 하지 않도록 형성된 압축선(4)에 의해 규정되며, 편리하게도 정사각형을 형성하는 네 개의 압축선(37d) 및 정사각형의 대각선을 지나는 압축선(37e)을 둘러싸고 있는 정사각형 인쇄 영역(36)을 포함한다.

따라서, 마크는 Z-형상의 정확히 레지스터 라인(37)과 동일한 방법으로 판독될 수 있지만, 정사각형이라는 점에서, 광 센서(16)에 대하여 두 개의 수직인 재료 피드 방향(X, Y)으로 판독될 수 있다.

이것은, 예컨대 마크(18)를 완성된 포장용기(17)에 개구 장치를 부착하기 위한 유닛상에 레지스터로서 사용하는데 유용할 수 있으며, 상기 유닛에서 포장용기는 상이한 방향으로 피드 포워드된다.

그러나, 첨부된 특허청구범위에 정의된 범위를 벗어나지 않고, 본원에 기재된 바와 같은 재료(2)에 대해 변경이 이루어질 수 있다는 것이 명백하다.

특히, 압축 크리징에 의해 얻어지는 콘트라스트가 충분하다면, 인쇄 영역(36)이 생략되어 크리즈가 직접 판독될 수도 있다.

또한, 재료는 압축-크리징과 반대로, 통상적인 방식으로 포지티브하게 또는 네가티브하게 Z-형상 또는 정사각형-대각선의 레지스터 마크를 가질 수도 있다.

Claims (15)

1. 식품 포장용기를 제조하기 위한 시트 재료에 있어서:

   상기 재료는 피드 방향을 규정하고,

   - 인쇄 장식,

   - 압축선으로 구성되는 다수의 접는선,

   - 적어도 부분적으로 상기 압축선에 의해 규정되고, 상기 시트 재료의 상기 피드 방향에 수직으로 확장되는 압축선에 의해 규정되는 두 개 이상의 평행한 세그먼트 및 상기 평행한 세그먼트 사이에 삽입되는 압축선에 의해 규정되는 경사진 세그먼트를 포함하는 하나 이상의 광학적으로 검출 가능한 레지스터 마크, 및

   - 적어도 부분적으로 상기 압축선을 둘러싸고 상기 압축선과 함께, 그리고 상기 압축선과 대조적으로, 상기 레지스터 마크를 규정하는 하나 이상의 인쇄 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 포장용기를 제조하기 위한 시트 재료.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 레지스터 마크(37)는 정사각형을 형성하도록 배열된 네 개의 세그먼트(37d), 및 상기 정사각형의 대각선을 지나는 경사진 세그먼트(37e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 포장용기를 제조하기 위한 시트 재료.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 접는선(4)은 재료의 제1 면에는 오목한 프로필을 갖고 상기 재료의 제2 면에는 볼록하지않은 프로필을 갖는 압축선인 것을 특징으로 하는 식품 포장용기를 제조하기 위한 시트 재료.
4. 제 1 항에 잇어서,

   상기 광학적으로 검출 가능한 레지스터 마크(18)는 상기 장식(5)의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 식품 포장용기를 제조하기 위한 시트 재료.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 레지스터 마크(18)를 판독할 수 있도록 하는 광학적으로 검출 가능한 마크(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 포장용기를 제조하기 위한 시트 재료.
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