KR100234837B1 - 생물학적으로 분해될수 있는 1회용 단열용기 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
생물학적으로 분해 처리될 수 있는 절연용기는 원추대형 슬리이브내에 수용된 평탄한 벽이 있는 원추대형 내부컵을 포함한다. 슬리이브의 외면에 형성된 다수의 각지게 이격되고 홈 있는 오목부는 슬리이브의 종축으로 연장하여 슬리이브의 상하부 가장자리에 대하여 이격되어 종결된다. 상기 오목부는 슬리이브의 부위를 유지하고 측벽과 맞물리며, 슬리이브의 내면상에 있고 대응하는 각으로 이격되어 내측으로 향한 리브를 형성한다. 슬리이브의 상하 마진부는 측벽에 부착된다. 슬리이브의 두께는 리브들의 사이와 반경방향으로 용기의 중심축에서 측정된 측벽의 외면과 슬리이브의 내부면 사이의 거리보다 크다. 상기 용기를 제조하기 위한 방법이 또한 기재된다.
Description
제1도는 본 발명에 따른 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기의 측면도.
제2도는 제1도의 용기의 평면도.
제3도는 제2도의 선 3-3을 따라 취한 부분 확대 측면도.
제4도는 제3도의 선 4-4를 따라 취한 부분 단면도.
제5도는 용기를 제조하기 위해 사용된 슬리브 블랭크(blank)의 평면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 단열 용기 12 : 캐리어
14 : 외부 슬리브 16 : 측벽
18 : 시임 20 : 환형 비이드
24 : 종속 환형 스커트부 28 : 슬리브 블랭크
30 : 상부 연부 32 : 하부 연부
34,36 : 단부 연부 38 : 오목부
40 : 리브 42 : 슬리브 시임
본 발명은 전반적으로 1회용 용기, 구체적으로는 특히, 뜨거운 액체의 수용에 적합한 개선된 형태의 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기 및 이러한 용기를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
단열 용기는 음료, 스프 등과 같은 뜨거운 액체를 취급하기 위하여 플라스틱 재료로 제조되며, 특히 패스트 푸드 산업에서 즐겨 사용된다. 그러나, 특히 플라스틱 발포재로 성형된 그러한 용기는 생물학적으로 분해되지 않으며, 폐기 처리상의 난점이 있으며, 그리고 재생가능한 폐기물을 재처리하기 이전에 그 재생가능한 폐기물로부터 분리되어야만 한다. 최근의 입법 추세는 그러한 환경 불친화적인 제품의 사용을 금하고 있으므로, 재생가능하면서도 생물학적으로 분해될 수 있는 개선된 1회용 용기가 필요하게 되었다.
이전에 사용되었던 1회용 단열 종이 컵은 대체로 이중벽 형태로 되어 있거나, 또는 일련의 굴곡 돌출부 및 오목부가 인접되는 것을 특징으로 하는 깊은 주름의 외부면을 갖는 주름재의 외부 커버와 내부 용기로 이루어진다. 그러한 컵 조립체의 전형적인 예는 미국 특허 제 3,908,523호(shikaya에게 허여됨)에서 찾을 수 있다. 이러한 컵 조립체는 원하는 단열 특성을 얻을 수 있을 지라도, 조립체의 외부면은 용기의 성분 표시 또는 용기내에 포장된 제품의 용도 지시와 같은 인쇄 물질의 활자화에는 특히 적합하지 않다. 또한, 이러한 컵 조립체는 주름진 외부 슬리브의 제조에 있어 양질의 종이를 필요로 하기 때문에, 제조 비용이 비교적 고가이다. 각각의 컵 조립체의 제조에는 비교적 다량의 접착제도 필요로 하는데, 그것은 내부 용기의 표면에 모든 주름부를 고정시키는 것이 필요로 하기 때문이다. 컵 조립체의 외면을 형성하는 노출된 주름부는 통상적인 취급으로 쉽게 손상되거나 파손되어 판매 불가능한 제품이 될 수도 있다. 또한, 노출된 주름부는 컵이 다른 컵 조립체 또는 그와 유사한 것에 컵을 포개넣을 때 끼어 눌려지는 경향이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조 비용이 낮고, 쉽게 판독될 수 있는 인쇄물의 활자화에 적합하고, 동종의 다른 용기내에 어려움없이 포개질 수 있고, 비교 용기보다 양호하거나 동일한 단열 특성을 가지면서도 매끄러운 표면의 종래 용기와 거의 유사한 생물학적으로 분해가능한 개선된 1회용 용기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 생물학적으로 분해 가능한 1회용 단열 용기는, 상부 개방단을 구비하며, 생물학적으로 분해될 수 있는 블랭크(blank)로 구성되어 내부 및 외부 회전면을 구비하는 측벽, 바닥 벽, 그리고 바닥벽이 측벽과 방수 결합되도록 유지시키기 위한 유지 수단을 구비하는 캐리어를 포함한다. 일정한 두께의 생물학적으로 분해될 수 있는 슬리브는 측벽을 동축으로 하여 둘러싸고, 상부 및 하부 연부와, 슬리브의 외부면의 길고 가는 홈이 패인 일련의 이격 오목부를 구비하며, 그 오목부는 측벽의 축에 대해 미소 각도로 이격되어 있다. 각각의 오목부는 측벽과 슬리브의 축방향 평면의 상호 교차에 의해 형성된 방향으로 연장하며, 슬리브의 상하 연부에 대해 이격된 관계로 종결된다. 각각의 오목부는 슬리브의 내부면에서 돌출하여 측벽과 맞물리는 대응하는 종방향 연장의 내향 리브를 형성한다. 인접 리브는 그 인접 리브 사이에서 연장하는 슬리브의 관련 상부 및 하부 가장자리 부분과, 측벽의 외부면의 관련 부분과, 그리고 슬리브의 내부면의 관련 부분과 상호 작용하여, 슬리브와 측벽 사이에 챔버를 형성한다. 슬리브의 슬리브의 상부 밍 하부 가장자리 부분을 측벽에 부착시키기 위한 수단이 제공된다.
인접 오목부는 그 인접 오목부 사이에서 연장하는 슬리브의 관련 상부 및 하부 가장자리 부분과 공동 작용하며, 슬리브의 매끄러운 외주면에 의해 형성된 다른 회전면 부분과 결합된다. 나머지 회전면은 측벽의 축과 일치하는 축을 구비한다.
이제, 도면을 참조하면, 본 발명을 실시하는 1회용 단열 용기가 도면부호(10)로 지시된다. 도시된 용기(10)는 생물학적으로 분해가능한 재질, 바람직하게는 종이로 제조되며, 대략적으로 도면부호(12)로 지시되는 매끄러운 벽의 내부 컵 또는 캐리어와, 도면부호(14)로 지시되는 외부 슬리브를 구비한다. 도시된 용기(10)는 동종의 다른 용기내에 포개지기 쉽게 절두 원추형의 구성을 취한다.
캐리어(12)는 생물학적으로 분해가능한 재질, 바람직하게는 판지로 제작되며, 현재 내표면에 단층 코팅된 버진 스톡 솔리드 블리치 설파이트(virgin stock solid bleach sulfite)가 바람직하다. 캐리어(12)는측벽(16)을 구비하는 통상의 절두 원추형 컵으로 이루어지며, 상기 측벽(16)은 측벽 블랭크의 양쪽 가장자리 단부 부분을 서로 대면되게 겹쳐지도록 접착 연결합으로써 시임(seam)(18)형성한다. 측벽 블랭크의 상단부는 외측으로 감겨져서, 컵(12)의 상단부를 에워싸는 원형 단면의 환형 단면의 환형 비이드(bead)(20)를 형성한다. 원형 바닥 벽(22)은 다른 종이 블랭크로 제작되고 종속 환형 스커트부(24)를 포함한다. 스커트부는 적절한 접착제 합성물(도시생략)에 의해 측벽(16)의 내부 표면에 마주보도록 부착된다. 제3도에 도시된 측벽 블랭크의 하부 가장자리 부분(26)은 스커트부(24)의 내부면을 마주보도록 내향 및 상향으로 로울되며, 적절한 접착제 합성물(도시생략)에 의해 스커트부에 결합되며 그에 따라 바닥 벽(22)은 측벽에 방수 결합되도록 연결된다. 바닥 벽(22)은 측벽(16)의 하부 연부로부터 상향으로 이격된다.
슬리브(14)는 생물학적으로 분해가능한 재질의 블랭크로 형성되며, 이를 위해서는 재생 종이로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 제5도에 도시한 슬리브 블랭크(28)는 절단 또는 블랭킹(blanking)작업으로 형성되며, 중심을 같고 곡률 반경이 다른 호형의 상,하부 연부(30, 32)를 구비한다. 또한, 슬리브 블랭크(28)는 반경방향으로 연장하는 대향 단부 연부(34, 36)에 의해 형성된다. 블랭크는 블랭크(28)의 한 표면에 있는 다수의 이격되고 반경방향으로 연장하는 얕은 오목부(38)을 형성하거나 스코어링(scoring)하는 것에 의해 형성됨으로써, 블랭크의 반대쪽 표면으로부터 돌출하는 반경방향 연장의 대응 리브(40,40)를 형성하며, 오목부(38,38)와 리브(40,40)가 제5도에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 가장자리 연부(30,32)에 대해 반경 방향으로 이격된 관계로 종결된다. 블랭크(28)가 절단되고, 오목부(38)와 리브(40)는 단일 블랭킹 작업으로 슬리브 블랭크(28)상에 동시에 형성되는 것이 바람직하다.
용기(10)는 리브(40)를 측벽(16)의 외면에 접촉 결합되도록 완성 상태의 슬리브 블랭크(28)를 감아놓고, 그 블랭크의 양쪽 가장자리 단부 부분을 겹쳐놓고, 제2,4도에 도시된 다른 시임(42)을 형성하기 위해 그렇게 겹쳐진 가장 자리 단부부분을 서로 대면되는 관계로 부착시킴으로써 완성된다. 감기 작업은 최종 슬리브시임(42)이 컵 시임(18)과 정합되지 않도록 실행된다. 상부 연부(30)는 비이드(20)의 관련된 하부에 인접 위치된다. 조립체는 블랭크(28)의 상,하 가장자리 부분을 측벽(16)에 부착함으로써 완성된다, 제3,5도에 상,하 가장자리 부분(44,46)이 도시된다.
슬리브를 감싸고, 슬리브의 대향단부를 겹치고, 겹쳐진 단부를 서로 부착하고, 측벽에 슬리브의 상하 가장자리 부분을 부착하는 단계들은 컵(12)이 맨드릴(mandrel)에 지지되는 상태에서 행해지는 것이 바람직하다.
조립 또는 완성된 용기(10)을 고려해 보면, 슬리브(28)의 하부 연부는 제3도에서 처럼 측벽(16)의 바닥 연부와 정합하도록 배치됨을 알 것이다. 오목부(38,38)는 컵(12)의 축에 대하여 동일 각도로 이격되는 것이 바람직하다. 그러나, 다소 넓은 간격이 제공되기도 하는 시임(42)의 영역에서는 간격에 있어서 소정의 미소 변동이 있을 수 있다. 비교적 소폭의 오목부는 컵(12)의 축에 애하여 10°이상으로 이격되며, 12°정도의 간격이 바람직하다.
인접 리브(40,40)는 상기 슬리브(14)와 측벽(16)사이에 챔버(48)를 형성하기 위해 그 인접 리브들 사이로 연장하는 관련 상,하부 가장자리 부분(44,46)과, 측벽(16)의 외면의 관련 부분과, 그리고 상기 슬리브(14)의 내면의 관련 부분과 상호 작용한다. 인접 오목부(38)는 슬리브(14)의 매끄러운 외주면에 의해 형성된 회전면의 일부를 결속하기 위해, 인접 오목부 사이로 연장하는 관련 상,하부 가장자리 부분(44,46)과 상호 작용하며, 상기 외부면 부분은 이등면 사다리꼴의 형태이며 제1도에서 도면부호(50)로 지시되고 있다.
용기(10)의 제작에 사용되는 종이 원료의 판지 직경 또는 두께는 가변적이다. 용기(10)와 같이 15온스(443.7ml)의 유체 용량과 443.73 cm3(27.07 in3)의 부피를 가지는 통상의 용기에 있어, 측벽(16)은 슬리브 블랭크 원료의 두께가 0.04064cm(0.016in)인 반면 판지의 직경 또는 두께가 0.03556cm(0.014in)인 종이 판지 원료로 형성되는 것이 바람직하다. 슬리브의 제공에 따라, 최종 용기(10)의 구조적인 완결성을 손상시키지 않으면서 컵(12)의 측벽에 소요되는 종이 판지 원료의 소정 정도 절감할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 오목부(38,38)의 깊이, 슬리브(14)의 내면과 측벽(16)의 외면 사이의 간격은 용기(10)의 중심축에서 리브(40,40)의 중간에서 반경방향으로 측정하였을 때 약 0.03302cm(0.013in)정도이다. 외부 슬리브의 두께는 현재의 바람직한 구조에서 그 외부 실리브의 간격 보다 두껍다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 용기(10)의 측벽의 전체 두께, 즉 측벽(16)의 내면과 슬리브(14)의 최외부면 사이의 간격은 슬리브(14)와 측벽(16)사이의 적절한 공기 공간 또는 단열 챔버를 제공하면서도 실질적으로 최소화된다. 이러한 구성은 용기(10)의 바닥 연부와 바닥 벽(22)사이의 수직 방향 간격이 부적절하게 요구되지 않으면서 간편하게 포개지는 것을 가능케하며, 바닥 벽은 소정의 용기(10)가 다른 용기 등에 표개질 때 끼어 움직이지 않게 되는 현상을 방지하기 위해 상승된 높이를 갖는다.
전형적으로, 각각의 오목부(38)의 폭은 약 0.0762cm(0.030in)인 반면, 인접 오목부 사이의 간격은 약 0.064516cm(0.254in)이다. 따라서, 인접 오목부(38,38)사이의 간격은 개개의 오목부(38)의 폭에 비해 최소한 같거나 8배이다.
전술한 용기(10)는 약 95% 정도 생물학적으로 분해 가능하며, 모든 재질은 컵(12)의 내면에 존재하거나 도포될 수 있는 단일층의 폴리에틸렌 피복을 제외하고는 환경 친화적이다. 도시한 용기(10)는 마이크로파 가열이 가능하며 물질을 보존에 적합하다. 제품 성분의 목록 같은 비교적 미세한 인쇄체도 슬리브의 외면에 압인시킨다면, 쉽게 판독 가능하다. 슬리브에 형성된 얕은 오목부(38,38)는 모든 면에서 동일 크기의 종래 종이컵과 아주 유사한 용기 외관을 저하시키지 않고 편리하게 쥘 수 있는 표면을 제공한다.
예컨대, 약 82℃(180°F)의 커피와 같은 뜨거운 액체를 컵 안으로 따라 넣었을 때, 컵의 외면은 약 30초 이내에 약 57℃(140°F)정도의 최대 온도가 얻어지게 되어 편안하게 다루어질 수 있다.
Claims (15)
- 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기로서, 상부 개방단을 구비하며, 생물학적으로 분해될 수 있는 블랭크로 구성되어 내부 및 외부 회전면을 형성하는 측벽, 바닥 벽, 그리고 상기 바닥 벽을 상기 측벽과 방수 결합되도록 유지시키는 수단을 포함하는 캐리어와; 그리고 상기 측벽을 동일축으로 하여 둘러싸는 거의 균일한 두께의 생물학적으로 분해될 수 있는 슬리브를 포함하며; 상기 슬리브는 상부 및 하부 연부와, 상기 슬리브의 외면에 형성되어 상기 측벽의 축에 대하여 미소 각도로 이격된 가늘고 얕게 홈이 패인 일련의 이격된 오목부와, 그리고 상기 슬리브의 상부 및 하부 가장자리 부분을 상기 측벽에 부착시키기 위한 수단을 구비하며, 상기 슬리브는 상기 오목부의 깊이 보다 더 두꺼운 두께를 가지며, 각각의 상기 오목부는 상기 슬리브와 상기 측벽의 축방향 평면이 상호 교차하여 형성된 방향으로 연장하며, 상기 오목부는 상기 슬리브의 상기 상부 및 하부 연부에 대하여 이격되는 관계로 종결되고, 각각의 상기 오목부는 상기 슬리브의 내면에서 연장하면서 상기 측벽과 맞물리는 대응하는 종방향 연장의 내향 리브를 형성하며, 인접 리브들은 그 인접 리브들 사이로 연장하는 관련 상부 및 하부 가장자리 부분, 상기 측벽의 외면의 관련 부분, 그리고 상기 슬리브의 내면의 관련 부분과 상호 작용하여, 상기 슬리브와 측벽 사이에 챔버를 형성하며, 인접 오목부들은 그 인접 오목부들 사이로 연장하면서, 상기 슬리브의 매끄러운 외주면에 의해 형성된 다른 회전면의 일부를 결속하는 상기 슬리브의 관련 상부 및 하부 가장자리 부분과 상호 작용하여, 상기 다른 회전면은 상기 측벽의 축과 일치하는 축을 구비하는 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 측벽과 상기 슬리브는 절도 원추형이며, 상기 외주부는 그 전체적인 형태가 이등변 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제2항에 있어서, 상기 바닥 벽은 상기 측벽의 바닥 연부 위로 소정 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 캐리어는 상기 개방 상단부를 둘러싸는 환형 비이드를 구비하며, 상기 상부 연부는 상기 비이드의 관련 하부에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제3항에 있어서, 상기 하부 연부는 상기 측벽의 바닥 연부에 정합 배치되는 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 슬리브의 두께는 상기 리브의 중간 지점에서 반경 방향으로 측정하였을 때 상기 측벽의 외면과 상기 슬리브의 내면 사이의 간격 보다 큰 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 슬리브와 상기 캐리어 모두는 종이로 제조되는 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 슬리브의 두께는 상기 측벽의 두께 보다 큰 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 오목부는 상기 캐리어의 축에 대하여 등각으로 이격된 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제9항에 있어서, 상기 오목부 사이의 이격각은 10°이상인 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 제9항에 있어서, 상기 오목부 사이의 상기 간격은 12°인 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기로서, 상부 개방단과 매끄러운 내부 및 외부면을 구비하며, 상기 상부 개방단을 둘러싸는 원형 단면의 외향 환상 비이드를 형성하는 거의 균일한 두께의 종이블랭크로 구성되고 그 블랭크의 양쪽 가장자리 단부 부분을 겹치는 것에 의해 형성되는 시임을 구비하는 절두 원추형의 측벽과, 상기 측벽의 내면의 관련 가장자리 부분과 맞물리는 종속의 환형 스커트부를 구비하고 상기 측벽의 바닥 연부로부터 상향 이격된 바닥 벽과, 그리고 상기 바닥 벽을 상기 측벽의 내면의 관련 부분과 방수 결합되도록 유지시키는 유지 수단을 포함하는 절두 원추형의 캐리어와; 상기 측벽을 동일 축으로 하여 둘러싸며, 상기 비이드의 하부에 인접 배치된 상부 연부와, 상기 바닥 연부에 대체로 정합되는 하부 연부와, 상기 슬리브의 외면에 형성되고 상기 캐리어의 축에 대해 등각으로 이격된, 길고 얕은 홈이 패인 다수의 오목부와, 그리고 상기 슬리브의 상부 및 하부 가장자리 부분을 상기 측벽에 부착시키기 위한 부착 수단을 구비하는 거의 균일한 두께의 절두 원추형의 종이 슬리브를 포함하며, 상기 슬리브는 상기 오목부의 깊이 보다 큰 두께로 되어 있으며, 각각의 상기 오목부는 상기 캐리어와 상기 슬리브의 축방향 평면의 교차에 의해 형성되는 방향으로 연장하며, 상기 오목부는 상기 슬리브의 상기 상부 및 하부 연부와 거의 동일한 길이로 그 상부 및 하부 연부와 이격된 관계로 종결되며, 각각의 상기 오목부는 상기 슬리브의 내면으로부터 연장하면서 상기 측벽과 맞물리는 종방향 연장의 대응하는 내향 리브를 형성하며, 인접 리브들은 그 인접 리브들 사이로 연장하는 관련 상부 및 하부 가장자리 부분과, 측벽의 외면의 관련 부분과, 그리고 상기 슬리브의 내면의 관련 부분과 상호 작용하여, 상기 슬리브와 상기 측벽 사이에 챔버를 형성하며, 인접 오목부들은 그 인접 오목부들 사이로 연장하는 상기 슬리브의 관련 상부 및 하부 가장자리 부분과 상호 작용하여, 상기 슬리브의 매끄러운 외주면에 의해 형성된 회전면의 일부를 결속하며, 상기 외부면은 그 전체적인 형태가 이등변 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기.
- 상부 개방단과, 그 상부 개방단을 동축으로 하여 둘러싸는 환형 비이드를 구비하면서 매끄러운 외부면을 형성하는 측벽을 구비하는 생물학적으로 분해될 수 있는 절두 원추형의 컵을 제공하는 단계와; 공통의 곡률 중심과 다른 곡률 반경을 가지면서 양 단부 연부를 향해 반경 방향으로 연장하는 호형의 상부 및 하부 연부를 갖도록, 거의 평면 형상의 생물학적으로 분해될 수 있는 시트로 절단하는 단계와; 블랭크의 반대쪽 표면으로부터 돌출하는 대응하는 반경 방향 연장 리브를 형성하는 블랭크의 일면에 다수의 이격된 반경 방향 연장의 얕은 오목부를 형성시키는 단계와; 블랭크의 상부 및 하부 가장자리 연부에 대해 반경 방향으로 이격된 관계로 오목부 및 리브를 종결시키는 단계와; 리브가 상기 측벽의 외면에 접촉 결합되도록 컵 둘레로 블랭크를 감는 단계와; 블랭크의 양쪽 가장자리 단부 부분을 겹치는 단계와; 상기 겹쳐진 가장자리 연부 부분을 서로 마주하여 부착시키는 단계와; 그리고 블랭크의 상부 및 하부 가장자릴 부분을 측벽에 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기의 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 절단 단계는 오목부 형성 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기의 제조 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 절단 단계는 블랭킹 가공으로서의 특성을 부가적으로 나타내는 것을 특징으로 하는 생물학적으로 분해될 수 있는 1회용 단열 용기의 제조 방법.
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