KR0145517B1 - 탭 달린 용기용 내부시일 - Google Patents

탭 달린 용기용 내부시일

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KR0145517B1
KR0145517B1 KR1019910700997A KR910700997A KR0145517B1 KR 0145517 B1 KR0145517 B1 KR 0145517B1 KR 1019910700997 A KR1019910700997 A KR 1019910700997A KR 910700997 A KR910700997 A KR 910700997A KR 0145517 B1 KR0145517 B1 KR 0145517B1
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KR
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KR1019910700997A
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에이. 맥카시 테레사
Original Assignee
게리 리 그리스월드
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니
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Abstract

내용 없음

Description

[발명의 명칭]
탭 달린 용기용 내부시일
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 적합한 제1실시예에 따른 밀봉 용기를 나타내는 사시도.
제2도는 제1도에 나타난 용기의 조립상태를 나타내는 입단면도.
제3도는 본 발명의 적합한 제1실시예에 따라 조성된 내부밀봉을 나타내는 대표적인 단면도.
제4도는 본 발명의 적합한 제2실시예에 따라 조성된 내부밀봉을 나타내는 대표적인 단면도.
제5도는 본 발명의 적합한 제3실시예에 따라 조성된 내부 밀봉을 나타내는 대표적인 단면도.
제6도는 본 발명의 적합한 제4실시예에 따라 조성된 내부밀봉을 나타내는 대표적인 단면도.
제7도는 본 발명의 적합한 제5실시예에 따라 조성된 내부밀봉을 나타내는 대표적인 단면도.
제8도는 본 발명의 적합한 제6실시예에 따라 조성된 내부밀봉을 나타내는 대표적인 단면도.
제9도는 본 발명의 적합한 제7실시예에 따라 조성된 내부밀봉을 나타내는 대표적인 단면도.
제10도는 본 발명에 따른 내부밀봉을 제거하는 것을 나타내는 선도.
제11도는 본 발명에 따른 용기에서 일단 내부밀봉을 제거한 상태를 나타내는 단면도.
제12도는 본 발명에 따른 적용과 가열공정을 나타내는 개념도.
제13도는 개봉력 대 본 발명의 밀봉력과 상기의 밀봉 배열들을 묘사하는 대표적인 그래프.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 배경]
1. 발명의 분야
본 발명은 종래에 기밀용기의 나사형의 뚜겅 부분으로 씌우는데에 사용되는, 용기의 내부밀봉에 관련된 것이다. 보다 상세히 설명하자면, 본 발명은 이미 알려져 있는 내부밀봉과 관련하여, 그의 밀봉성(sealability)을 향상시킴과 동시에 개봉을 용이하게 하기 위하여 고안된 내부밀봉과 관련된 것이다.
2. 선행기술의 설명
오늘날의 생활에 있어서, 음식물 및 의약품 따위를 기밀상태로 밀봉하는 기술은 용기의 상부 테두리에 견고하게 부착시킬 수 있는 내부밀봉(innerseal) 기술에 힘입어 발전하여 왔다. 이들 밀봉은, 내용물이 가득 채워진 용기를 유도 가열 설비에 의해 발생되는 전자기장내로 통과시켜서 상기 설비로 하여금 내부밀봉내에 있는 박층을 가열되게 하여 가열 밀봉 고분　 박막을 용착시켜 코팅하도록 하는 것이다. 이러한 방식의 한 체계로서 주목할 만한 상업적 성공을 이룩한 것으로서는 세이프-가드(safe-Gard)가 있는데, 이것은 미네소타주의 세인트폴에 소재한 미네소타 마이닝 앤드 매튜팩츄어링 컴패니에서 제조되고 있다. 상기 체계는 식료품에 적합한 밀봉을 제공한다.
상기 밀봉은 특히 오염이나 산화 및 습기로부터 보호할 필요가 있는 물품들에 대하여 효과적이다. 그러나, 용기에 붙어있는 그러한 내부밀봉의 접착력은 그에 작용하는 유도력의 양에 따른 밀봉력에 의존하게 되므로 효과적으로 제어하기가 어렵다. 따라서, 그러한 용기를 밀봉하는 동안 작용하는 힘의 크기를 엄밀하게 통제할 필요가 절실하여 졌고, 비록 그 힘의 영역을 효과적으로 통제한다 하더라도 밀봉의 견고성은 천차만별의 경구가 허다했다. 게다가, 최종 사용자가 밀봉 용기로부터 내부밀봉을 제거할 때, 적절한 힘으로 행할 수 있어야 하므로 밀봉력은 제한되게 된다. 결과적으로 그러한 밀봉은 칼 따위의 날카로운 도구로 뚫거나 긁어서 개봉할 수 밖에 없었다. 이러한 문제는 각 용기마다 밀봉력이 다름에서 오는 복잡한 문제로서 남게되며 밀봉력의 한계도 상술한 바와 같다. 얼맨(Ullman)외 수인의 미합중국 특허 특 4,754,890호에 개시된 바와 같이, 손잡이 역할을 하는 탭(tab) 부분을 갖는 내부밀봉이 개발되어 있으나 제한되고 예측불가능한 밀봉력 때문에 파지성(grippability)의 근본적인 문제가 효과적으로 해결되지 못한 채이다.
본 발명은 이러한 내용에 중점을 둔다.
최종 사용자가 긁거나 구멍내지 않고 쉽게 개봉할 수 있는 내부밀봉 기술과 밀봉력에 무관하게 내부밀봉과 용기 사이에 견고하게 밀봉되어 있으면서도 일정한 힘을 가하여 개봉할 수 있는 내부밀봉 기술, 밀봉 공정시에 엄밀한 통제를 해야 하는 문제등을 없애는 기술이 오랜 난제로 남아있는 것은 명백하다.
[본 발명의 요약]
본 발명에 의하면, 용기의 윗부분에 몸체부가 있어, 용기의 상부 테두리에 맞도록 장착되는 몸체부 및 그 몸체부를 통과하여 유체가 새는 것을 방지할 수 있는 구조로 되어 있는 막부재를 포함하는 안전 내부밀봉; 몸체부가 용기의 상기 테두리에 대하여 접착되어 있는 구조; 접착 구조는 제1접착력으로써 용기와 접착되는 제1접착부 및 제1접착력 보다도 작은 제2접착려긍로써 상기ㅣ 제1접착부에 부착된 제2접착부로 조성되어 있고; 상기 제1접착부는 제2접착력 및 상기 제1접착력들 보다 작은 파열 강도를 갖도록 하고; 최종 사용자가 파지할 수 있도록 몸체 윗면에 이어진 구조로 이루어져, 상부 파지 구조를 잡아당겨서 몸체부가 용기로부터 제거될 수 있게 되어 있고, 제1접착부의 제1부가 용기의 상부 테두리에 남아서 테두리에 붙어있는 제2접착부로부터 박리될 수 있게 하고, 제1접착부의 제2부가 제2접착부에 붙어있는 상태에서 개봉되도록 하는 형식으로 된 밀봉 용기이다.
본 발명의 두 번째 측면에 따르면, 상부 테두리를 갖는 컨테이너 몸체를 제공하는 단계; 상기 테두리에 상술한 바와 같은 구조로 내부밀봉을 배설하는 단계; 용기 및 내부밀봉을 가열설비로 통과시켜서, 내부밀봉이 용기의 몸체에 견고하고 효과적으로 밀폐되도록 밀봉하는 양식으로 된 밀봉용기를 형성하는 수단이다.
상술한 사항을 비롯하여 기타 잇점들 및 본 발명을 특징짓는 신규적 특색들은 여기에 첨부된 청구범위 및 그의 일부를 이루는 것으로서 특히 제시된다. 그러나, 본 발명의 이해를 돕기 위해서는, 그의 잇점들과 그를 이용하여 얻어지는 목적들은 후술될 도면 및 본 발명의 적합한 실시예를 설명하게 될 기술적인 사항들을 참조하여야 할 것이다.
[적합한 실시예의 상세한 설명]
각각의 도면을 참조하여 보면, 전체 도면을 통하여 해당구조를 지정하는 번호들이 상응하는 부위에 부여되어 있고, 특히 제1도를 참조하면 용기(10)은 목부분(12) 및 테두리부(16)을 구비하며 그 목부분(12)위로 나선형으로 나삿니(14)가 돌출하여 둘려 있어서, 그 위에 적당한 밀봉뚜껑(도시되지 않음)의 나삿니가 짝을 이루어 맞물리도록 되어 있다.
(18)의 배열은 테두리부(16)에 의하여 용기(10)의 경계가 정하여지는 오리피스를 밀봉하도록 제공된다. 밀봉배열(18)은 용기(10)으로부터 대면하고 있는 윗면을 포함하는 원형몸체부(22)를 갖는, 제거할 수 있는 내부밀봉(20)으로 구성된다. 제1도에 도시한 바와 같이, 내부밀봉(20)은 원형몸체부(22)의 원형상부면에 부착되어 있는 탭부분(24)로 구성되어 있다. 몸체부(22)는 오리피스의 전 넓이 및 테두리(16)을 덮을 수 있는 크기로 되어 있다. 여기에 설명된 실시예에서, 탭부분(24)는 몸체부(22)의 전체폭에 걸쳐 연장하는 선을 따라 몸체부(22)로 연결될 수 있도록 형성된다.
제2도 및 제3도를 참조하여 보면, 내부밀봉(20)을 형성하는 적층물의 다양한 성분들을 구성하는 것들은 하부 접착 밀봉층(26), 불투수막(32) 및 힘전달층(40)이다. 제2도 및 제3도에 나타나 있는 접착 밀봉층(26)은 가열 밀봉막 또는 상부층(28)과 같이 실행된 상부 접착부를 가진 층 상부층(28)보다 낮은 용융점을 갖도록 제작된 하부 접착부층(30)과 같이 실행된 하부접착부로 되어 있다.
하부층(30)은 제1접착력으로써 테두리(16)에 접착되어 있고, 제1접착력보다는 약한 제2접착력으로써 상부층(28)에 부착되어 있다. 제1접착력 및 제2접착력은 각각 하부층(30)의 파열 강도보다 크다.
밀봉층(26)과 막(32)사이의 제3접착력은 제2접착력보다 크게 된다. 바람직하게는, 밀봉층(26)은 제3접착력은 제2접착력보다 크게 된다. 바람직하게는, 밀봉층(26)은 폴리에스터의 적층으로 된 50 오·엘-2 마일러필름(50 OL-2 Mylar film) 따위의 적층 가열밀봉 중합 필름으로 제작되는데, 이것으로는 델라웨어주 윌밍턴에 소재한 듀퐁사 제품이 사용될 수 있다. 50 오·엘-2 필름은 약 0.4 밀(0.01mm)의 두께를 갖는 상부층(28) 및 약 0.1 밀(0.002mm)의 두께로 상부층에 접착되어 있는 하부층(30)으로 구성되어 있다.
각각의 상,하부층은 폴리에스터로 조성된다. 아니면, 밀봉층(26)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐아세테이트 코폴리머(이.비.에이; EVA) 혹은 상대적으로 낮은 인장 및 전단 강도를 지닌 유사한 가열 밀봉 재료로도 형성된다.
제2도 및 제3도에서 묘사된 실시예는, 박층(36) 및 박층(36)을 밀봉층(26)에 접착시키기 위한 점착층(34)로 적합하게 구성되어 있는 불투수막(32)를 나타낸다. 점착층 (34)는 일리노이주 시카고에 소재한 모튼 노위츠물산(Morton Norwich Products, Inc.)에 의하여 생산되는 애드코트 503 에이(Adcote 503 A) 접착제를 예로 들 수 있으며, 24 평방 인치당 1 내지 2 그레인(83.7-167.4mg/200mg2)의 중량으로 도포하는 것이 바람직하다. 아니면, 점착층 (34)는 일리노이주 시카고에 소재한 모튼 티오콜사(Morton Thiokol, Inc.)에서 생산되는 시카고에 소재한 모튼 티오콜사(Morton Thiokol, Inc.)에서 생산되는 레이멀 티-8(Lamal T-8) 따위의 기타 접착제로 형성될 수도 있다. 박층(36)은 알루미늄 박으로 만들어지는 것이 적합하며, 두께는 1 내지 2밀(0.0254-0.051mm)의 두께가 적합하다.
제3도에 도시된 바와 같이, 힘 전달층(40)은 점착층 (38)에 의하여 불투수막(32)에 접착되어 있다. 점착층 (38)은 다우 238(Dow 238) 스티렌-부타디엔 고무로 된 압력 감응 접착제 혹은 그에 상당하는 압력 감응 접착제로 형성되어, 24 평방 인치당 약 1 내지 2그레인(83.7-167.4mg/200cm2)의 두께로 도포하는 것이 바람직하다. 힘 전달층(40)은 점착층 (38)에 의하여 불투수막(32)에 접착되어 있는 정착부(42) 및 정착부(42)에 대하여 윗쪽으로 절곡되도록 제작된 비정착부(24)로 구성되어, 최종 소비자는 내부밀봉(20)을 용기(10)으로부터 파지하여 개봉한다. 힘 전달층(40)은 위스콘신주 브로코에 소재한 워소 제지(Wausau Papers)에서 생산되는 라텍스 코팅지 코드 엑스-63(X-63)으로 100ℓb/3300ft.2정도의 강도를 갖는, 상대적으로 고장력, 고전단강도의 재편으로서, 두께는 약 0.007인치(0.18mm)로 사용되는 것이 바람직하다. 아니면, 힘 전달층(40)은 발포 폴리머 즉, 0.012인치(0.30mm) 두께의 발포성 폴리프로필렌 필름으로서 조성되며, 상기 필름은 펜실베니아주 뉴튼에 소재한 신테틱 파이버스사(Synthetic Fibers, Inc.)의 제품이 적당하다. 층(40)은 듀퐁사에서 생상되는 타이벡따위의 부직포로서 알려진 재료 또는 고장력과 고전단 강도를 가진 이에 상당한 재료로 제조될 수도 있다.
후술한 것은 제2도 및 제3도에 나타나고, 만족스럽다는 것이 증명된 본 발명의 실시예에 따라 제작된 밀봉부재의 불가결한 예로서, 다음과 같이 설명된다.
[실시예 1]
본 구조에서, 내부밀봉(20)은 위스콘신주 브로코에 소재한 워소 제지에서 생산되는 전술한 형식의 종이로서 100ℓb로 제조된 힘 전달층(40)이 제3도에 나타난 바와 같이 형서되어 있다. 불투수막(32)는 0.001인치(0.02mm) 두께의 알루미늄 박으로 된 층(36)으로 되어 있으며, 이것은 아이오와주 테이븐포트에 소재한 알루미늄 컴패니 오브 아메리카(Aluminum Company of America)사에서 제조된다. 점착층 (38)은 다우 케미칼 컴패니(Dow chemical Company)에서 생산되는 다우 238(Dow 238) 접착제로 조성된다. 점착층(38)은 코팅중량이 0.92 내지 1.4 그레인/24in2(77.4 내지 117.2mg/200cm2)이 되는 애드코트 503 에이(Adcote 503A) 접착제로 조성된다. 밀봉층(26)은 델라웨어주 윌밍턴에 소재한 듀퐁사로부터 생산되넌 0.05 밀(0.13mm) 두께의 50 오·엘-2 마일러표 필름(50 OL-2 Mylar brand film)으로 형성된다. 마일러 50 오·엘-2 필름은 상,하부층(28),(30)이 벗겨내는 힘이 가해져서 설정된 전단력 이상의 힘이 작용할 때 내부에서 벗겨질 수 있도록 제작된다. 본 실시예는 특히 폴리에스터 재질로 조성된 용기에 적용된다.
제4도를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따라 제작된 내부 밀봉(44)는 전술한 실시예를 참조하여 설명되는 방식으로 조성된 밀봉층(26), 불투수막(32) 및 접착제(38)로 구성되어 있다. 제1 내지 제3접착력 및 하부 접착층의 파열 강도 사이의 관계는 제3도를 참조하여 상술된 바와 동일하다. 그러나, 단순력 전달층 대신에 내부밀봉(44)가 정착부(54) 및, 용기(10)으로부터 최종 사용자가 내부밀봉(44)를 파지하여 제거하기 위해 절곡하여 올릴 수 있는 탭부(56)로 구성된 힘 전달막(46)과 함께 제공된다. 힘 전달막(46)은 상부층(48), 하부층(52) 및 상부층(48)이 하부층(52)에 적층되도록 하는 점착층(50)으로 구성된다. 상부층(48)은 주로 보강의 목적으로 채택된 것이며, 그것은 윗면에 도안이나 색상이 인쇄될 수 있도록 종이나 그에 상당한 재질로써 된 것이 바람직하다. 하부막(52)는 폴리메릭 필름, 폴리메릭 폼(foam), 부직 내지 고 강도지(高强度紙) 따위의, 상대적으로 고장력과 고 전단강도를 가진 재편으로 제조되는 것이 바람직하다.
가장 바람직하게는, 층(52)의 오하이오주 신시내티에 소재한 에이치.피.티 플래스틱사(HPT Plastics, Inc.)에서 생산되는 단축성(單軸性) 비가소성 폴리비닐 클로라이드(PVC) 필름으로서 약 0.0015인치(0.04mm)의 두께를 갖는 폴리메릭 필름으로 형성된다. 상부층(48)은 가장 바람직하게는 위스콘신주 코아커나에 소재한 틸매티 펄프 앤드 페이퍼사(Thilmany Pulp and Paper Company)에서 생산되어 0.0048인치(0.12mm) 두께로 60ℓb.의 백색지 또는 충분한 강도를 가진 기타 재료편으로 형성된다. 점착층(38)은 (48)층과 (52)층의 선정된 재료를 접착시킬 수 있는 어떤 접착제로 형성되며, 가장 바람직하게는 애드코트 503 에이 접착제로 형성된다.
후술한 것은 제4도에 나타난 실시예에 따라 제작된 밀봉부재의 비배타적인 예로서, 만족할 만한 것으로 판명되었다.
[실시예 2]
내부밀봉(44)는 제4도에 나타난 바와 같이 0.0048인치(0.12mm) 두께 60ℓb의 백색제(#84600 MG-PC 11625040지)로서, 위스콘신주의 코아커나에 소재한 틸매니 펄프앤드 페이퍼사의 것으로 형성되는 상부층(48)로 구성되는 힘 전달막(46)들로써 제작된다. 층(52)는 오하이오주 신시내티에 소재한 에이치.피.티 플래스틱사에서 생산되는 단축성 비가소성 폴리비닐 클로라이드 필름으로서 약 0.0015인치(0.04mm)의 두께로 형성된다. 점착층 (50)은 애드코트 503 에이 접착제로 형성되는데, 코팅 중량은 약 1 그레인/24in2(83.7mg/200cm2)이다. 막(52)의 제1부분은 아이오와주 데이븐 포트에 소재한 알루미늄박으로 조성된 층(36)에 적층된다. 마일러 50 오·엘-2필름으로 조성된 밀봉층(26)은 애드코드 503 에이 접착제로 조성된 점착층 (34)에 의하여 박층(36)에 적층되어 있다. 이러한 구조는 특히 폴리에스터 혹은 폴리비닐 클로라이드로 구성되는 용기에 접착된 경우에 적용된다.
제5도를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따라 조성된 내부밀봉은 정착부(42)와 탭부(24)로 구성된 힘 전달층(40)을 포함하는데, 정착부(42)는 전술한 실시예에서 설명된 바와 같이 점착층(38)에 의하여 내부밀봉의 잔여부(58)에 접착되어 있다. 그러나, 전술한 실시예와는 대조적으로, 내부밀봉(58)은 용기(10)의 테두리(16)에 밀봉된 밀봉층(60) 및 불투수막(66)으로 구성되어 있다. 불투수막(66)은 상부박층(68) 및 프라이버층(70)으로 구성되는 것이 바람직하다. 밀봉층(60)은 압력 감응 접착제로 된 상부층(64)의 제2접착부 및 가열 밀봉 필름으로 된 하부층(62)의 제1접착부로 구성되는 것이 바람직하다. 압력 감응 접착층(64)는 천연 고무 압력 감응 접착제로 조성되는 것이 적합하다. 밀봉막(62)는 폴리에틸렌 필름 따위의 적당한 가열 밀봉성 소재로 제조된 것이 적합하다. 제1접착부(62)는 제1접착력으로 용기에 부착되어 있는데, 제1접착력은 2개의 접착부들 사이에 개재한 제2접착력 보다 크다. 제2접착력 보다 큰 제3접착력은 제2접착부(64) 및 막(66) 사이에 개재한다. 제1접착부(62)의 파열강도는 다른 모든 접착력 보다 크다. 박층(68)은 알루미늄 박으로 구성되는 것이 바람직하며, 두께는 1 내지 2밀(0.0254-0.051mm)로 되는 것이 바람직하다. 프라이머층(70)은 테니시주 킹스포트에 소재한 이스트맨 케미칼물산(Eastman Chemical Products, Inc.)에서 생산하는 씨.비 343-1(CP 343-1) 따위의 프라이머를 기초로 한 염화 폴리올레핀 솔벤트로 제조되는 것이 적합하다.
후술한 것은 제5도에서 나타나고 허용 가능한 본 발명의 실시예에 따라 제작된 내부 밀봉의 비배타적인 예로서, 다음과 같이 설명된다.
[실시예 3]
내부밀봉(58)은 제5도에 도시된 바와 같이 위스콘신주 브로코에 소재한 워소 제지에서 생산되는 100ℓb. 지로 구성된 힘 전달층(40)으로 구성된다. 점착층 (38)은 뉴저지주 하이스타운에 소재한 엔·엘 화학사(NL Chemicals, Inc.)에서 생산되는 스펜본드 650(Spenbond 650) 접착제가 651 경화제와 함께 구성한 것이다. 박층(68)은 아이오아주 데이븐포트에 소재한 알루미늄 컴패니 오브 아메리카사에서 생상되는 0.001인치(0.02mm)두께의 알루미늄박으로 형성된다. 프라이머층(70)은 이스트맨 씨.피 343-1으로 형성된다. 천연 고무 압력 감응 접착제층(64)는 프라이머 위에 24 평방인치당 0.4 그레인(33.48mg/200cm2)의 코팅 중량으로 도포되어 있다. 밀봉막(62)는 위스콘신주 치피와 폴즈에 소재한 컨소리데이티드 더모플래스틱스 컴패니(Consolidated Thermoplastics company)에서 생산되는 0.001인치(0.02mm) 두께의 610번 폴리에틸렌 필름으로 형성된다. 본 예는 특히 폴리에틸렌으로 제조된 용기에 접착시키는데 적용된다.
제6도를 참조하여 보면, 본 발명의 제4실시예에 따라 제조된 내부밀봉에는 정착부(42) 및 탭부(24)를 갖는 힘 전달부(40)이 있는데 정착부는 상술한 실시예에서와 같은 방법으로 점착층 (38)에 의하여 내부밀봉(72)의 전여부에 점착되어 있다. 내부밀봉(72)은 전술한 실시예에서 설명된 바와 같이 제조된 밀봉적층(60)을 포함하며, 동일한 접착력 관계를 본래부터 갖는다. 그러나, 전술한 실시예들과는 대조적으로, 내부밀봉(72)는 상부박층(76) 및 폴리메릭 필름으로 제조된 하부층(78)로 조성된 불투수막(74)를 포함한다. 층(76),(78)은 펜실베니아주 앨코아 센터에 있는 알루미늄 컴패니 오브 어메리카사(Aluminum Company of America)에서 생산되는 0.0012인치(0.02mm)두께의 알루미늄 박/폴리프로필렌 층 따위를 시중에서 구입하여 사용한다. 앨코아 박층은 에프-247(F-247)접착제로 박층에 발라진 0.0012인치(0.02mm) 두께의 에프-228씨(F-228C) 폴리프로필렌 필름으로 구성되어 있다.
후술한 것은 제6도에 나타난 본 발명의 실시예에 따라 제작된 내부밀봉의 비배타적인 예로서, 이해될 수 있도록 다음과 같이 설명된다.
[실시예 4]
내부밀봉(72)는 제6도에 나타난 바와 같이 펜실베니아주 앨코아 센터에 소재한 알루미늄 컴패니 오브 어메리카사에서 생산되는 0.002인치(0.05mm) 두께의 알루미늄박/폴리프로필렌 층으로 구성된 불투수막(74)로 조성되어 있다. 밀봉층(60)은 천연고무 압력 감응 접착제로 제조된 점착층 (64)로 형성되어 있는데, 코팅 중량은 24평방인치당 0.4그레인(33.48mg/200cm2)이며, 밀봉필름(62)는 위스콘신주 치피와 폴즈에 소재한 컨솔리데이티드 더모플래스틱스 컴패니에서 생산되는 0.01인치(0.02mm) 두께로 제조된 610번 폴리에틸렌 필름을 사용한다. 힘 전달층(40)은 위스콘신주 브로코에 소재한 워소 제지에서 생산되는 라텍스 코팅지로서, 0.007인치(0.18mm) 두께로 100ℓb/3300ft2의 것을 사용한다. 점착층(38)은 스펜본드 650 접착제를 651 경화제와 함께 사용한다. 본 실시예는 폴리에틸렌제의 용기에 특히 적합하며, 알루미늄 박층에 추가의 강도를 제공해준다.
[실시예 5]
내부밀봉(72)는 제1실시예에서와 대체로 일치하고, 제6도에 나타난 바와 같으나 힘 전달층(40)에는 펜실베니아주 뉴튼에 소재한 신테틱 파이버스사에서 생산되는 0.012인치(0.30mm) 두께의 발포성 폴리프로필렌 필름을 사용한다. 본 실시예에서 점착층(38)은 애드코트 503 에이 접착제를 사용하여 코팅 중량을 24 평방인치당 0.92 내지 14 그레인(77.4-117.2mg/200cm2)으로 도포한다. 본 실시예 역시 폴리에틸렌제의 용기에 접착시키는데 적합하다.
제7도를 참조하여 보면, 내부밀봉(80)은 본 발명의 제5실시예에 따라 정착부(54) 및 탭부(56)을 갖는 힘 전달재(46) 및 전술한 실시예에서 설명한 바와 같은 층(48),(50)로서 조성되어 있다. 점착층 (38)은 힘전달막(46)을 박층(36), 점착층 (34) 및 폴리메릭 필름으로 된 프라이머층(84)로 구성된 불수투수막(32)에 접착시킨다. 그러나, 내부밀봉(80)은 가열밀봉막으로 제조된 하부층(88) 및 프라이머층(84)을 층(88)에 접착시키는 점착층 (86)으로 조성된 밀봉층(82)을 포함한다. 층(82)내의 접착관계 및 파열강도는 제3도의 전술한 실시예에 따라 동일하다. 프라이머층(84)는 펜실베니아주 마-린에 소재한 엑슨 케미칼 컴패니(Exxon Chemical Company)에서 생산되는 0.001인치(0.02mm) 두께의 폴리프로필렌층 같은 폴리메릭 층 또는 그에 상당하는 물질로 조성되는 것이 바람직하다. 층(88)은 폴리에틸렌 또는 폴리에스터 등의 가열밀봉재를 사용하는 것이 바람직하다. 점착층 (86)은 층(84)에 사용되는 재료를 층(88)에 쓰이는 재료에 점착시킬 수 있는 어떠한 접착제로도 형성되는데 앨코트 503에이 등을 사용하는 것이 바람직하다.
후술한 것은 제7도에 나타난 실시예에 따라 제작된 밀봉의 비배타적인 예로서, 만족스럽다고 증명되었다.
[실시예 6]
내부밀봉(80)은 제7도에 나타난 바와 같이 힘 전달막(46), 점착층 (38) 및 불투수막(32)로 조성되어, 제4도에서의 전술한 실시예와 대체로 같으나, 프라이머 층(84)는 엑슨 케미칼 컴패니에서 생산되는 0.001 인치(0.02mm) 두께의 폴리프로필렌 필름을 사용하는 것이 다르다. 가열밀봉층(88)은 위스콘신주 치피와 폴즈에 소재한 컨솔리데이티드 더모플라스틱스 컴패니에서 생산되는 0.001인치(0.02mm) 두께의 610번 폴리에틸렌 필름을 사용한다. 점착층 (86)은 천연 고무 압력 감응 접착제로서 코팅중량이 24 평방인치당 0.4그레인(33.48mg/200cm2)의 것으로 조성되어 있다. 본 실시예는 폴리에틸렌제의 용기에 접착시키는데 특히 적합하다.
제8도를 참조하여 보면, 내부밀봉(90)은 힘 전달층(40) 및 전술한 실시예에서 설명된 바로써 제조된 점착층 (38)로 구성되는 본 발명의 제6실시예에 따라 조성되어 있으며, 거기에서 설명된 접착 관계로 이루어져 있다. 내부밀봉(90)은 점착층 (38)에 접착되어 있는 박층(94)로 조성되는 불투수막(92) 및 박층(94)의 하부면에 접착되어 있는 폴리메릭층(96)으로 구성된다. 밀봉층(100)은 점착층(98)에 의하여 막(92)에 부착되어 있으며, 상부층(102) 및 하부 가열밀봉층(104)로 구성되어 있다. 박층(94)는 알루미늄으로 제조되는 것이 바람직하며, 1 내지 2 밀(0.0254-0.051mm)의 두께를 갖는다. 폴리메릭 필름(96)은 폴리프로필렌이나 그에 상당한 폴리머로 형성되는 것이 바라직하며, 펜실베니아주 앨코아 센터에 소재한 알루미늄 컴패니 오브 어메리카에서 생산되는 박층(94)와 같은 것을 구입할 수 있다. 밀봉층(100)은 에틸렌 비닐아세테이트로 형성된 상부층(102) 및 폴리프로필렌 혹은 그에 상당한 가열밀봉재를 사용한 가열밀봉층으로 구성된 공압출 필름으로 조성되는 것이 바람직하다. 점착층 (98)은 막(92)에의 재료를 밀봉층(100)에 접착시키도록 천연고무 피.에스.에이(PSA)를 사용한다.
후술한 것은 제8도에 나타난 실시예에 따라 제작된 내부밀봉의 비배타적인 예로서, 다음과 같이 설명된다.
[실시예 7]
내부밀봉(90)은 제8도에 도시된 바와 같이 뉴저지주 하이스타운에 소재한 엔.엘 화학사에서 생산되는 스펜본드 650 접착제를 651 경화제와 함께 사용하여 막(92)에 100ℓb. 지를 부분적으로 접합시킨 힘 전달층(40)으로 구성되어 있다. 불투수막(92)는 펜실베니아주 앨코아 센터에 소재한 알루미늄 컴패니 오브 어메리카에서 생산되는 0.0012인치(0.02mm) 두께의 알루미늄박/폴리프로필렌층으로 조성되어 있다. 그 층은 에프-247(F-247) 접착제로 박층에 적층된 에프-228씨(F-228C) 폴리프로필렌으로서 0.0012인치(0.02mm) 두께를 갖는 층을 포함한다. 밀봉층(100)은 텍사스주 오렌지에 소재한 제임스 리버 주식회사(James River Corporation)의 크라운 어드밴스드필름(Crown Advenced Film)부에서 생산되는 에틸렌 비닐 아세테이트 및 폴리프로필렌을 공압출한 필름으로 형성된다. 점착층(98)은 천연 고무 압력 감응 접착제로서, 24 평방인치당 0.4 그레인(33.49mg/200cm2)의 코팅중량으로써 형성된다. 본 실시예는 폴리프로필렌제의 용기에 접착시키는데 특히 적합하다.
제9도를 참조하여 보면, 본 발명의 제8실시예에 따라 조성된 내부밀봉(106)은 압력 감응 접착 테이프층(110)으로 구성된 힘 전달막(108)로 구성되는데, 층(110)은 제9도에 도시된 바와 같이 그의 제1부분에 불투수막(32)가 적층되어 있다. 불수투막(32), 점착층(34) 및 밀봉층(26)은 전술한 실시예 혹은 후술할 제8실시예를 참조하여 설명한 바와 같이 조성된다. 박리층(112)는 불투수막(32)에 적층되지 않은 압력 감응 접착 테이프(110)부에 부착되어 있다. 결과적으로, 탭은 최종 사용자에 의해 위로 절곡하여 당겨지게 되어 용기(10)으로부터 내부밀봉(106)을 제거하게 된다. 테이프는 쓰리엠(3M)사의 355TM을 사용할 수 있다. 박리층은 틸매니 페이퍼사의 84600지로 형성된다.
테이프(110)는 박에 견고하게 접착하여, 내부밀봉이 제거되기 전에 찢어지거나 파손되지 않을 정도로 잡아당겨도 될 만큼의 강도를 가질 것이 요구된다. 다른 적당한 테이프로는 쓰리엠사의 610번 테이프가 있다.
박리층(112)는 가열밀봉시 박에 접착되지 않는 모든 종이를 사용할 수 있다. 이 층(112)은 비싸더라도 실리콘 코팅지가 적합하다. 이 층(112)는 테이프와 잘 붙는 필름이어도 좋다.
후술한 것은 제9도에 나타난 본 발명의 실시예에 따라 제작된 내부밀봉의 비배타적인 예로서, 다음과 같이 설명된다.
[실시예 8]
내부밀봉이 0.001인치(0.025mm) 두께의 알루미늄박막(32)로 제작된다. (32)막의 맨 윗쪽면은 탭을 만들기 위하여 삽입지(112)로 부분적으로 씌워진 압력 감응 테이프(110)에 적층된다. 테이프로는 미네소타주 세인트폴에 소재한 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링사에서 생산되는 쓰리엠 355번 테이프가 사용된다. 테이프의 일부를 감싸는데 사용되는 박리용지(112)는 0.002인치(0.051mm) 두께의 14ℓb. 백색지로서, 위스콘신주 코아커나에 소재한 틸매니 펄프 앤드 페이퍼사에서 생산되는 84600번을 사용한다. 그 막의 바닥면은 이스트맨 씨.피 343-1 프라이머 층으로 초벌칠된 층(34)를 사용하며, 코팅 중량이 24 평방인치당 0.39 그레인(32.6mg/200cm2)인 천연고무 압력 감응 접착제로 된 층(28)로 코팅하고, 위스콘신주 치피와 폴즈에 소재한 콘솔리데이티드 더모플래스틱스 컴패니에서 생산되는 610번 폴리에틸렌 필름을 0.001인치(0.025mm) 두께로 적층시킨다. 이 내부밀봉은 폴리에틸렌제의 병에 적용된다.
제10도 및 제11도를 참조하여 보면, 본 발명에 따른 내부밀봉을 용기(10)으로부터 제거하는 모습이 도시되어 있다. 개봉순서가 내부밀봉(20)을 참조하여 설명된 바와같이 진행되는 동안에, 전술한 모든 실시예에서와 동일하게 적용된다는 것을 주지하여야 한다.
내부밀봉(20)은 다음에 설명한 바와 같이 용기(10)의 테두리부(16)에 밀봉된다. 제2도에 도시한 바와 같이 내부밀봉을 테두리(16)의 둘레로부터 제거하기 위해서, 탭부분(24)가 파지되어 위로 잡아당겨진다. 그러한 운동은 우선, 밀봉층(26)이 용기(10)이 테두리부(16)에 부착되어 남아있는 동안 내부밀봉(20) 내부의 박리를 일으킨다. 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같은 실시예에서, 밀봉층(26)은 다수의 적층막들로 구성되며, 박리하는 동한 하층부에서 일정량 이상의 분리가 일어나는 경우를 제외하고는 필름내의 폴리에스터의 2개의 조성층(28,30) 사이의 계면을 따라서 박리가 발생하는 것이 발견된다. 예로써, 대면부에서 최초로 박리가 일어나, 폴리에스터 하부층으로 조금 벗어나게 되고, 대면층으로 회귀한다. 테두리부(16)에 접착되어 있던 박리영역은 밀봉층의 제2부분(118)에서와 같이 제10도 및 제11도에 도시되어 있다. 탭부분(24)가 위로 더 당겨지게 되면 밀봉층(26)은 파열되어 테두리(16)을 따라 점차로 뜯어져서 결국에는 용기(10)으로부터 몸체부(22)는 완전히 제거된다. 이 때에, 제10도에 도시된 바와 같이 밀봉층(26)의 제1부분(116)은 몸체부(22)에 부착된 채로 남아있다.
제12도를 참조해가면서, 본 발명에 따른 용기의 내부밀봉을 적용하는 바람직한 방법을 설명하고자 한다. 제12도에 도시된 바와 같이 내부밀봉(20)은 용기의 개구부에 먼저 덮여져서, 그의 주변부는 테두리부(16)위로 연장한다. 이것은 직접 행하여질 수도 있고, 내부밀봉(20)을 나삿니가 파여져 있는 뚜껑내에 넣은채로 목부분(12)의 나삿니에 씌워서 내부밀봉(20)이 기지의 기술에 따라 둘레(16)에 압착된다.
이러한 방법은 제12도에 개념적으로 도시된 적용부(application station; 120)에서 행하여진다. 내부밀봉(20)을 용기(10)에 씌운다음, 그것은 컨베이어(122) 또는 그에 상당한 것을 따라 유도가열기(128)이 장치되어 있는 가열밀봉설비(124)로 이송된다. 용기(10)과 내부밀봉(20)으로 구성된 조립체는 유도가열기(128)을 통과하고, 금속막으로 된 층(36)은 가열되어 층(26)을 테두리(16)에 용착시키게 되어 용기(10)의 목부분에 내부밀봉(20)을 효과적으로 밀봉시킨다. 내부밀봉(20)에 가해지는 열은 상술한 이유들 및 용기에 적합한 밀봉을 보장해주기 위하여 층(26)을 몸체부(22)의 내부에서 작용하는 것보다 더 큰 접착력으로 테두리(16)에 용착시킬 수 있을 정도여야 한다.
[테스트]
다음의 표 1 내지 3은 본 발명의 여러 실시예에 따라 플래스틱 병의 개구부에 접착된 샘플을 가지고 실시한 테스트의 결과들이다. 본 테스트에서는 밀봉제를 병으로부터 제거하는데 소요되는 힘은 물론 밀봉재의 내압력(耐壓力)을 측정했다.
표 1은 캐나다 온타리오주의 스미스빌에 소재한 스탠팩사(Stanpac Inc.)에서 탑 탭(Top Tab)이란 상품명으로 판매되는 밀봉재를 사용한 테스트의 결과로서, 0.0042인치(0.11mm) 두께의 종이로 제작된 상부층 편을 포함한다.
표 2는 제6도에 도시되어 있는 실시예 및 제1실시예에 따라 조성된 밀봉재의 결과를 기록한 것이다. 표 3은 제3도에 도시되고 제1실시예에서 설명된 밀봉부재의 또다른 실시예의 결과를 기록한 것이다.
표1 및 2에서 명시된 내압력 테스트에서, 38,400 피니쉬(finish)된 폴리에틸렌제의 8 온스(237ml)병(미네소타주 스틸워터에 소재한 달 테크사(Dahl Tech Inc.)에서 생산됨)이 일리노이 60601 애디슨에 소재한 블랙호크 몰딩 컴패니사(Blackhawk Molding Company Inc.)에서 생산되는 38,400 폴리프로필렌제의 연속 나사 뚜껑을 따라서 제공된다. 그 병은 120ml의 물로 채워져 있다. 밀봉부재들은 뚜껑내에 배치되고 뚜껑은 오하이오주 톨레도에 소재한 오웬즈 일리노이 글래스사(Owens Illionis Glass Co.)에서 생산되는 스프링 토오크 측정기와 함께 17인치-파운드(196 gram-meters)로 병에 죄어진다. 밀봉부재는 모델번호 티-2.5-1-케이.씨-에이.피-비.더블류(T-2.5-1-KC-AP-BW)의 레펠(Lepel) 고주파 유도기를 사용하여 병에 접착된다.
본 유도기의 동력을 달리하여, 표 1 내지 3에 각각 퍼센테이지로 나타난 것과 같이 표시되어, 내압력 및 제거력에 미치는 효과를 결정하게 된다. 접착된 후에, 병 뚜껑 및 밀봉부재는 냉각되고 뚜껑은 제거된다. 내압력 테스트의 목적된 바대로, 직경 0.047인치(1.19mm)의 구멍이 각각의 테스트 샘플에 뚫려진다. 앨코아 모델 490의 적당한 적용을 위하여 구멍을 통과한 가스주입핀을 통하여 테스트 샘플로 연결된다. 테스터로부터 가압된 가스가 병내로 주입된다. 압력레벨은 밀봉을 통하여 물 또는 공기가 새어나오는 것이 검출될 때 기록된다.
표 3의 테스트 결과들은 캘리포니아주 애너헤임에 소재한 섹토사(Secto Inc.)에서 생산되는 폴리에스터제의 43,410 피니쉬 4 온스(120ml)짜리 연속 나사병 및 전술한 제4실시예에 따라 제조된 밀봉부재를 사용한 테스트 샘플들에 관한 것이다. 테스트 방법은 상술한 바와 같으나, 병이 110ml의 물로 채워지고, 뚜껑이 20인치-파운드(230.5 gram-meters)의 힘으로 병에 죄어지게 되는 것만이 다르다.
표 1 및 2에서 나타난 제거력 시험은 상술한 테스트 샘플들을 포함한다. 테스트 샘플들로부터 뚜껑이 제거된 다음, 6인치(15.2cm)길이의 미네소타주 세인트폴에 위치한 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니에서 생산되는 898번 필라멘트 테이프가 반으로 접혀져 각각의 접착면들이 밀봉부재의 탭의 마주보고 있는 주요면들에 접착된다. 테스트 샘플들은 인스트론(Instron) 모델 1123 장력 테스터의 상단부에 고정되고, 병은 수평면에 대해 약 30° 가량 아래로 기울여 고정시킨다. 필라멘트 테이프는 인스트론 테스터의 다른 부분에 연결시킨다. 인스트론 테스터가 양쪽으로 잡아당김에 따라, 밀봉부재는 갈라져서 갈라진 곳의 접착력 레벨이 기록된다.
제거력을 측정하기 위하여 같은 테스트가 폴리에스터제 병으로 실시되어 표 3에 나타나 있는데, 병에 20인치-파운드(230.5 gram-meters)의 토오크로 뚜껑을 죄어놓은 것을 제외하고는, 상기의 방법이 그대로 시행된다.
표 1 및 2의 결과가 제13도에 그래프로 나타나 있다. 표 1의 결과는 선 132로, 표 2의 결과는 선 134로 도시되어 있다. 상기 테스트에서 논의한 결과, 상기 각각의 실시예를 통하여, 기지의 밀봉에서 보다 본 접착기가 훨씬 광범위한 힘 레벨을 갖도록 하기 위하여 적당하고, 쉽게 제거할 수 있는 밀봉을 제공할 수 있음이 명백해졌다. 그러나 표 2의 밀봉부재는 15.5p.s.i.의 최소 내압력과 표 1에서의 밀봉부재(47 내지 51)에서보다 넓은 공정조건(50 내지 60)으로 유지하는 것이 가능하다. 표 1에서의 제거력은 선(132)로, 표 2에서의 제거력은 선(136)으로 도시되어 있다. 또한, 표 2에 관한 본 발명의 실시예는 50% 이상의 힘 세팅에 대한 제1도의 실시예에서 보다 훨씬 낮은 제거력을 제공한다. 이는 보다 저렴한 비용으로 높은 신뢰성을 갖는 밀봉부재를 제조하는 것을 가능케 한다.
그러나 비록 본 발명의 수많은 특징과 잇점을 상술하였지만, 본 발명의 구조 및 기능의 상세한 사항들과 함께, 본 개시는 도식적인 것에 불과하므로 덧붙여진 청구항에 명시되어 있는 사항들의 포괄적이고도 일반적인 의미에 따라 전 범위를 나타내는 본 발명의 원칙들 내에서 상세한 사항들, 특히 각각의 모양, 크기 및 배열의 변경이 가능하다.

Claims (11)

  1. 테두리에 의해 형성된 개구부를 구비한 용기에 사용되는 내부시일로서, 상부면을 구비하고, 용기의 테두리에 잘들어 맞게 적용되며, 몸체부를 통하여 유체의 통행을 억제하는 막 수단을 포함한 몸체부와; 용기의 가장자리에 대하여 상기 몸체부를 접착시키는데 적용되는 수단과; 사용자에 의해 쥠으로써 상기 몸체부에 연결되어, 상기 몸체부가 상기 쥐는 수단을 잡아 당김으로서 용기에서 제거되는 수단을 구비하는 개구부를 구비한 용기에 사용되는 내부시일에 있어서, 상기 접착 수단이 제1접착력으로 용기 테두리에 접착되는 제1접착부와 상기 제1접착력보다 작은 제2접착력으로 상기 제1접착부에 접착된 제2접착부를 포함하고 상기 제1접착부가 상기 제1,제2접착력의 각각보다 작은 파열 강도를 구비한 재료로서 구성되며; 상기 쥐는 수단이 상기 몸체부로부터 격리되고 상기 몸체부의 상부면에 연결되며; 상기 몸체부를 용기로부터 제거하는 쥐는 수단을 잡아 당길 때 상기 제1접착부의 제1부가 전체 용기 테두리에 걸쳐 상기 제2접착부로부터 박리되며, 반면에 상기 제1접착부의 제2부가 상기 제2접착부에 부착되어 남아 있어 개봉을 하는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  2. 제1항에 있어서, 상기 막이 상기 제2접착부에 결합된 접착층을 구비하며, 상기 기 제1접착부가 제1접착층을 포함하며, 상기 제2접착부가 제2접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1접착층이 상기 제2접착층보다 낮은 용융점을 갖는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1접착층이 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 에틸렌 비닐 아세테이트 코 폴리머, 및 적층 또는 그 혼합물로 형성되는 군으로부터 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1접착부가 폴리에스터, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머 및 적층 또는 그 혼합물로 형성되는 군으로부터 선택된 가열 밀봉필름의 층으로 형성되어 있고, 상기 제2접착부가 압감 접착제의 층으로서 포함되는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  6. 제1항에 있어서, 상기 쥐는 수단이 탭부와 개봉력을 상기 탭부로부터 상기 상부면으로 전달하는 수단으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  7. 제6항에 있어서, 상기 탭부와 전달 수단이 연속적으로 확장하는 힘 전달 막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  8. 제7항에 있어서, 상기 힘 전달 막이 상기 몸체부의 상기 상부면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  9. 제8항에 있어서, 상기 힘 전달 막이 종이로 구성된 제1층, 폴리메릭 재료로 형성된 제2층 및 상기 제1층을 상기 제2층으로 부착시키는 접착층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  10. 제8항에 있어서, 상기 힘 전달 부재가 제1부위에서 상기 상부면에 접착된 접착 하부면을 구비한 압감 테이프의 층과 상기 접착 하부면에 제2부에 접착된 비접착성재료의 층으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 내부시일.
  11. 제1항에 있어서, 테두리에 의해 형성된 개구부를 구비한 용기와 결합하여 상기 내부밀봉이 상기 용기 테두리에 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 내부시일.
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