KR100371631B1 - 단열성종이제용기및그제조방법 - Google Patents
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Abstract
원하는 부분에 발포 억제부가 존재하는 발포단열층을 갖는 종이제 용기를 제공하는 것을 과제로 한다.
이 해결수단으로 용기 몸통 부재(3) 및 바닥판부재(5)로 이루어지는 종이제 용기(1)의 외벽면에 열가소성 합성수지 필름을 라미네이트 한 것에 있어서,
상기 용기 몸통 부재(3)의 외벽면에 상기 열가소성 합성수지 필름으로 이루어진 발포단열층(11)이 형성되어 있고, 상기 발포단열층(11) 위의 일부에는 발포 억제부(24)가 형성되어 있고,
상기 발포 억제부는 상기 열가소성 합성수지 필름의 발포를 억제하기 위해 상기 열가소성 합성수지 필름의 외표면에 합성수지 성분을 5wt% ∼40wt% 함유하는 도료를 도포하는 것에 의해 형성된 도포막(26)을 갖는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기이다.
Description
본 발명은 용기몸통 부재의 외벽면상에 열가소성 합성수지 필름의 발포 단열층을 갖는 종이제 용기에 관한 것이다. 좀더 상세하게는 본 발명은 부분적으로 발포가 억제된 부분이 존재하는 발포단열층을 갖는 종이제 용기에 관한 것이다.
종래부터 고온액체를 수용하는 단열성 용기는 몇 종류가 실용으로 공급되어 왔다. 예를 들면 이와 같은 목적 때문에 발포 폴리스티롤성의 단열성 용기가 사용되어 왔다. 이것은 폴리스티롤에 발포제를 첨가하는 공정을 거친 후, 이 재료를 몰드내에 주형하고 그 후 열과 압력을 가해 원료를 발포시키고, 성형용기를 틀에서 꺼내는 것에 의해 제조된다. 이렇게 하여 얻어진 단열성 용기는 단열성 면에서는 매우 뛰어나다. 그러나 석유자원의 절약 또는 폐기물의 소각처리 면에서는 재검토가 필요한 용기이다. 또한 발포스티롤제 단열성 용기의 바깥 표면에 인쇄할 경우 컵 성형 후에 따로따로 인쇄하지 않으면 안되므로, 곡면인쇄기나 스탬프인쇄기 등으로 인쇄하는 것 이외에는 불가능하였다. 따라서, 인쇄가 잘 되지 않는다는 결점도 있었다.
또, 예를 들면 미리 성형된 종이 용기의 몸통부 외주면의 전 둘레에 파형 형상을 한 종이제의 허리띠를 접합시킨 것으로 이루어지는 단열성 용기가 있다. 이 용기를 제조할 경우, 파형 형상 종이제 허리띠 부재의 제조공정과, 이 허리띠 부재를 용기본체의 몸통부 외주면에 접속시키는 공정이 다시 필요하게 된다. 이런 종류의 단열성 용기는 그 외에도 여러 가지 결점을 갖는다. 제1의 결점은 문자, 도형, 기호 등이 파형 형상 종이제 허리띠 부재의 외주면에 인쇄되므로, 이들의 문자나 도형 등이 어긋나 보여, 소비자에게 좋은 인상을 주지 못하는 것이다. 제2의 결점은 허리띠가 파형의 골짜기 부분만으로 용기 몸통 부재와 접촉하고 있으므로, 접합력이 약하고, 몸통부 외주면에서 떨어질 염려가 있는 것이다. 제3의 결점은 파형 형상 허리띠를 갖는 용기는 여러 겹으로 겹쳐 쌓을 수가 없으므로 많은 보관장소를 필요로 한다.
또한 다른 종류의 단열성 용기는 몸통부의 테이퍼가 다른 내측컵과 외측컵의 2겹구조를 갖는다. 따라서 내측컵과 외측컵과의 사이에 공기단열층이 형성된다. 내측컵과 외측컵은 각각의 몸통부재의 위 테두리를 동시에 커얼링 처리하여 테두리를 형성하는 것에 의해 일체화된다. 이 용기의 경우, 외측컵의 외주면이 평활하므로 인쇄하기에는 아주 좋지만, 내측컵과 외측컵이 분리되기 쉬운 경향이 있었다. 또, 용기는 본질적으로 2겹이므로 제조원가는 일반적으로 높다.
일본국 특개소 57-110439호 공보에는 용기 몸통 부재 및 바닥판 부재로 이루어지는 종이제 용기에 있어서, 용기 몸통 부재의 한쪽 벽면은 열가소성 합성수지 필름의 발포단열층이 코팅 또는 라미네이트 되어 있고, 용기 몸통 부재의 다른 벽면은 열가소성 합성수지 필름, 이 열가소성 합성수지 필름의 발포단열층 또는 알루미늄박의 어느 것이 코팅 또는 라미네이트 되어 있는 단열성 종이제 용기가 개시되어 있다. 일본국 특개소 57-110439호 공보에 교시되어 있는 바와 같이, 종이에 포함되는 수분이 가열되어 증발할 때에 표면의 열가소성 합성수지 필름을 발포시킨다. 이 용기는 비교적 양호한 단열성을 갖고, 저렴한 가격으로 용이하게 제조할 수 있는 등의 이점을 갖는다.
그러나 이 방법에서는 열가소성 합성수지 필름의 발포가 종이의 수분 함유율에만 좌우되어, 종이의 관리상태가 나쁘고 수분 함유율이 낮은 경우에는 충분히 발포하지 않거나, 또는 수분 함유율이 높은 경우에는 필름의 발포에는 좋은 상태이지만 용기의 기계강도가 저하할 염려가 있다. 또, 발포해도 전체적으로 균일하게 발포할 뿐이고, 발포층의 두께에 변화를 일으킬 수는 없다.
이 때문에, 본 발명자들은 먼저 제4도에 도시된 바와 같은 부분적으로 두께가 다른 발포단열층을 갖는 단열성 종이제 용기(1)를 발명하고 일본국선출원 특원평5-346302호(대응 미국특허 5,490,631호)로서 특허출원 했다. 제4도에 도시된 바와 같이, 이 단열성 종이제 용기(1)는 기본적으로 용기 몸통 부재(3)와 바닥판부재(5)로 구성되어 있다. 용기 몸통 부재(3)의 외주면의 입구 가장자리부(7) 및 바닥판부재(5) 근처에 유기용제 함유 잉크에 의한 인쇄층(9)이 존재한다. 또한 이 인쇄층(9)을 포함하여 용기 몸통부재(3)의 외주면 전체를 피복하는 발포단열층(11)이 존재한다. 도시되고 있는 바와 같이, 인쇄층(9)에 상당하는 부분의 발포단열층(11)의 두께는 인쇄되지 않은 부분의 발포단열층(11)보다도 두껍다. 발포단열층(11)은 예를 들면, 폴리에틸렌 등과 같은 열가소성 합성수지로 형성되어 있다.
그러나 이 단열성 종이제 용기(1)는 용기 몸통부재의 바깥 표면 전면이 발포하여 단열층을 형성하므로, 용기 몸통 부재의 바깥표면 전체가 요철상태가 된다. 이 때문에 사용시(즉, 마실 때)에 이용자의 입술이 접촉하는 부분(즉, 용기의 입구 가장자리부 바로 아래)에서는 아랫입술이 까칠까칠한 느낌을 받는 경우가 있다. 또, 라미네이트 된 열가소성 합성수지필름의 바깥 표면에 POS 용의 바코드가 인쇄되어 있는 경우, 필름의 발포에 의해 바코드가 변형 또는 비뚤어짐이 생기고, 바코드 판독기에 의한 판독동작에 악영향을 미치는 경우가 있다. 또, 용기 몸통 부재의 종이면에 바코드가 인쇄되어 있는 경우, 필름의 발포에 의해 바코드가 선명치 않게 되고, 읽기 에러의 원인이 된다. 이 문제점을 해결하기 위해서 본 발명자들은 일본국 특원평 6-284125호에서, 용기 몸통부 바깥표면의 원하는 부분에 비발포부를 마련하기로 했다.
제5도는 이 비발포부 형성방법의 하나의 방법을 도시한 것으로, 발포시킬 측의 필름면에서 비발포부를 마련할 만한 원하는 부분의 표면에 연속 또는 불연속인 긴홈(20)을 하나 이상 마련하는 것으로 이루어진다. 이 긴홈(20)은 필름(10)을 관통하고 종이(17)에 달하는 깊이를 갖는 것이 바람직하다. 이로 인해, 가열에 의해 종이속의 수분이 증발할 때, 긴홈(20)을 통하여 대기중으로 흩어지고, 긴홈 배설부분의 필름의 발포가 저지되어, 결과적으로 비발포부(22)가 형성된다.
제6도는 비발포부 형성방법의 다른 방법을 도시한 것으로, 상기 미국특허 5,490,631호의 제7, 8도에서와 같이 예를 들면 용기 입구 가장자리부 아랫부에 종이(17) 위에 직접 소정의 폭으로 휘발방지 도포층(70)을 마련한다. 이 휘발방지 도포층(70)은 종이에 포함되는 수분 및 잉크안에 포함되는 용제성분을 지면에서 휘발시키지 않도록 하기 위한 것으로, 예를 들면 구와바화학공업 회사의 크레하론텍스 애-818 및 헤키스트 합성의 크레아 코트 LA723-B1 등의 피막성이 좋은 수증기 투과 방해성질을 갖는 수계 코팅재료를 이용하여 성형된다. 도시되고 있는 바와 같이, 종이(17)에 직접 도포된 휘발방지 도포층(70) 부분의 상부에 위치하는 라미네이트 필름(10)은 전혀 발포되지 않고, 원래의 필름두께 그대로이다. 이것에 대하여 휘발방지도포층(70)이 존재하지 않는 부분의 필름은 종이안의 수분에 의해 발포되고, 특히 인쇄층(9)이 존재하는 부분의 필름은 인쇄층안의 용제에 의해 강하게 발포되며, 두꺼운 발포단열층(11)을 형성한다.
그러나 제5도에 도시되는 바와 같은 긴홈 형성방법을 실시하는데는, 긴홈가공을 하기 위한 특별한 장치 및 공정이 필요하고, 용기의 제조원가를 증대시키는 원인이 된다.
한편, 제6도에 도시되는 바와 같은 휘발방지 도포층(70)을 마련하는 방법은, 디자인과 같은 부분에 도료를 도포하기 때문에 인쇄공정중(즉, 덧칠중)에 앞서 도포된 잉크가 도료안의 용제성분 때문에 재 용해하고, 색깔이 빠지거나 하는 경우가 있다. 또, 발포 억제하는 것이 우선적인 수지성분이므로 표층의 필름과 접착성이 불충분하게 되기 쉽고, 오히려 도료표면 부분으로 기포가 들어가 버리는 결점이 발견되었다. 또, 도료가 인쇄시에 동일부분으로 도포하기 때문에 그 부분만이 극단으로 두껍게 되고, 롤로 감는 경우에 부분적인 압력이 걸리고, 브로킹되기 쉽다는 결점도 발견되었다.
따라서 본 발명의 목적은 발포단열층을 갖는 종이제 용기에 있어서, 발포 억제부가 한층 확실하고 간단한 방법으로 형성된 종이제 용기를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 용기 몸통 부재(3) 및 바닥판부재(5)로 이루어지는 종이제 용기(1)의 외벽면에 열가소성 합성수지 필름을 라미네이트 한 것에 있어서,
상기 용기 몸통 부재(3)의 외벽면에 상기 열가소성 합성수지 필름으로 이루어진 발포단열층(11)이 형성되어 있고, 상기 발포단열층(11) 위의 일부에는 발포 억제부(24)가 형성되어 있고,
상기 발포 억제부는 상기 열가소성 합성수지 필름의 발포를 억제하기 위해 상기 열가소성 합성수지 필름의 외표면에 합성수지 성분을 5wt% ∼ 40wt% 함유하는 도료를 도포하는 것에 의해 형성된 도포막(26)을 갖는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기를 제공한다.
상기와 같이, 본 발명의 단열성 종이제 용기는 합성수지성분을 5wt%∼40wt% 함유하는 도료가 도포된 부분에서 발포 억제부를 갖고, 이 도료가 도포되지 않는 부분에는 발포단열층을 갖는다. 즉, 합성수지 성분을 5wt%∼40wt% 함유하는 도료는 용기 몸통 부재의 외벽면에 라미네이트 된 합성 수지 필름의 발포성을 제어하는 기능을 갖는다. 따라서, 용기 입구 가장자리부 바로 아래 또는 바코드 인쇄부와 같이 필름을 발포시키지 않는 편이 바람직한 부분에 미리 이 도료를 도포해 두는 것에 의해 효과적으로 발포 억제부를 형성시킬 수가 있다.
제1도는 본 발명에 의한 단열성 용기의 일예의 단면도이다. 본 발명의 단열성 종이제 용기(1)는 기본적으로 용기 몸통 부재(3)와 바닥판부재(5)로 구성되어 있다. 용기 몸통 부재(3)의 외주면의 입구 가장자리부(7) 및 바닥판부재(5) 근처에 합성수지함유 도료가 도포된 발포 억제부(24)가 존재한다. 또, 이 도포부분 이외의 용기 몸통 부재(3)의 외주면 전체를 피복하는 부분에는 두께가 다른 발포단열층(11)이 존재한다. 도시되고 있는 바와 같이, 합성수지함유 도료가 도포된 발포 억제부(24)의 두께는 발포단열층(11) 보다도 매우 얇다.
이 명세서에서 사용되는 "발포억제"라는 용어는 용기 몸통 부재의 외벽면에 라미네이트 된 열가소성 합성수지필름이 전혀 발포되고 있지 않은 상태부터 열가소성 합성수지 필름이 97% 정도까지 발포되는 상태까지를 포함하는 의미로 사용되고 있다. 특히 입술이 접촉했을 때에 위화감을 느끼지 않을 정도의 발포량 또는 바코드 판독의 에러를 일으키지 않을 정도의 발포량은 일반적으로는 완전발포량의 약 40% 미만 이하이지만 에러 없는 바코드 판독을 위해서는 30% 이하인 것이 바람직하다. 또, 용기 몸통부재(3)의 내벽면측은 폴리에틸렌 등과 같은 열가소성 합성수지 필름, 또는 알루미늄박(13) 등으로 피복되어 있다. 용기 몸통 부재(3)의 내벽면측에도 피복층을 마련하는 이유는 충전액체가 종이내부로 침투하는 것을 방지하는 것 외에, 조립용기를 가열했을 때에 종이내부의 수분이 종이면에서 직접 대기중으로 증발해 버리지 않도록 하기 위해서이다. 종이내부의 함유수분이 완전히 없어지면 용기 몸통부재(3)의 열가소성 합성수지필름을 발포시킬 수 없게 될 가능성이 있다. 바닥판 부재(5)의 용기내벽면측에는 열가소성 합성수지 바닥필름(15)이 라미네이트되어 있다. 이것은 상기와 같이 종이 내부로의 액체의 침투방지를 위해서이다. 부호(17)는 종이이다.
제2도는 제1도에 도시된 용기의 발포 억제부(24)의 부분확대 단면도이다. 용기 몸통 부재(3)의 외벽면에 라미네이트 된 열가소성 합성수지 외벽 필름(10)의 소정부분에 합성수지함유 도료를 도포하는 것에 의해 형성된 도포막(26)이 존재한다. 이 도포막(26)에 의해, 하부의 열가소성 합성수지바닥필름(10)의 발포가 억제되어, 그 결과 발포 억제부(24)가 형성된다. 합성수지함유 도포막(26)에 의해 열가소성 합성수지 외벽필름(이하 "필름"이라 약칭한다)(10)의 발포가 억제되는 메카니즘은 다음과 같이 추측된다. 열가소성 합성수지 필름의 표면에 합성수지 함유 도포막(26)을 형성할 경우, 가열공정시에, 도포막(26)안의 합성수지성분이 필름(10)보다도 내열성이 있으면, 도포막(26)이 치수가 팽창을 하지 않는다. 이 때문에, 도포막(26)은 필름(10)의 팽창에 추종하지 않기 때문에 필름(10)에 균열이 생기거나 갈라져버려 공기방울이 발생하지 않고, 필름(10)은 발포하지 않는다. 이때, 도료안의 합성수지 성분농도에도 크게 관계한다. 합성수지 성분농도가 높아짐에 따라 수지의 피막강도도 높아지고, 이 수지의 피막강도가 필름(10)의 팽창에 추종하지 않을 만큼 강한 경우에도 마찬가지로 발포하지 않는다.
본 발명에 있어서, 용기 몸통 부재 외벽면에 라미네이트 된 열가소성 합성수지 필름의 발포를 억제하기 위해 사용되는 도료에 배합할 수 있는 합성 수지는 예를 들어, 알키드와 니트로 셀룰로우스의 혼합물, 니트로 셀룰로우스, 우레탄, 염화비닐과 초산비닐의 혼합물, 수성아크릴, 폴리아미드 주체계, 연소화 폴리올레핀,염소화 폴리올레핀과 로진과의 혼합물, 용제계 아크릴주체계의 수지류이다. 이것들을 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수가 있다.
이들 수지성분의 배합량은 도료 전체의 중량을 기준으로 하여 5wt% ∼40wt%의 범위내이다. 바람직하게는 10wt% ∼30wt%의 범위내이다. 수지 성분의 배합량이 5wt% 미만일 경우, 너무 엷어서 도료로서 도포하는 것이 매우 곤란할 뿐만 아니라, 원하는 발포억제 효과를 얻을 수 없다. 한편, 수지성분의 배합량이 40wt%를 초과할 경우, 도료의 점도가 매우 높아지고, 도포가공시, 특히 그라비아 코타 리버스 롤 코타 등의 롤을 사용하는 방법으로 도포할 경우, 도료의 전사(轉寫)가 순조롭게 되지 않는다. 또, 닥터 블레이드의 걸어올림 불량이나, 스프레이 막힘 등의 지장이 생겨, 적절한 도포가공을 할 수 없게 된다.
본 발명에 있어서, 열가소성 합성수지 필름의 발포억제에 사용되는 도료는 상기 수지성분의 분산성을 촉진시키고, 유동성을 콘트롤하는데 사용된다. 또, 그라비아식으로 도료를 도포할 경우, 도료의 전사를 쉽게 하고, 도포표면의 "젖는 성질"을 좋게 할 수 있다. 용제의 배합량은 수지성분의 배합량 및 그 외의 첨가성분(예를 들면 안료 또는 여러 가지 조제류)을 전량으로 100wt%로 하는 양일 수가 있다. 예를 들면, 안료 또는 여러 가지 조제류를 전혀 사용하지 않고 수지성분과 용제만 사용할 경우, 수지성분의 배합량이 5∼40wt%라면 용제의 배합량은 95∼60wt%이다. 이 용제는 수계, 유기 용제계 또는 이것들의 혼합계의 어느 것이어도 좋다. 이와 같은 용제류는 예를 들면, 물, 아세톤, 초산메틸, 메틸에틸케톤, 초산이소프로필, 에틸알코올, 초산 2부틸, 초산 n부틸, 이소부틸알코올, 톨루엔, 크시렌 등이다. 이것들의 용제중 2종류 이상을 혼합하여 사용할 경우, 수지와의 융합이 쉽다는 점에서 용해 파라미터(SP 값)를 고려한 후, 용해성과 젖는 성질의 바란스를 잘 맞추는 것이 필요하다. 또, 실제로는 도포후의 건조성도 생각하지 않으면 안되므로, 용제의 비등점과, 증발속도와의 비교도 중요하게 고려해야할 요소이다. 이것들의 요소를 검토한 후에, 2종류 이상의 용제를 적절히 선택하고, 짜 맞추어 사용하면 좋다.
합성수지함유 도료의 도포량은 특별히 한정되지 않지만 일반적으로 1.0g/m2~ 10g/m2(건조중량)의 범위내, 바람직하게는 2∼7g/m2이다. 이 범위내의 도포량이라면, 건조 후에 1㎛∼10㎛ 범위내의 막두께를 갖는 발포 억제 도포막(26)을 얻을 수 있다. 형성 도포막(26)의 막두께가 1㎛ 미만일 경우, 원하는 발포억제효과를 얻을 수 없다. 한편, 막두께가 10㎛ 초과에서는 발포억제효과가 포화하고, 경제적이지 못하게 된다. 합성수지함유 도포막(26)의 두께는 도료안의 합성수지 함량에 의존하여 변화한다. 예를 들면 합성수지 함량이 높을 경우, 도포막의 막두께를 얇게 할 수가 있다.
합성수지함유 도료의 도포방법은 특별히 한정되지 않는다. 도포방법으로서는 예를 들면, 나이프코타, 스프레이 코타, 키스 롤 코타, 스퀴즈 롤 코타, 그라비아 코타, 리버스 폴 코타, 바 코타, 커튼 코타, 에어나이프 코타 등이 있다. 도료의 건조방법도 특별히 한정되지 않는다. 바람건조, 온풍건조 등 널리 알고 있는 관용의 방법으로 건조시킬 수가 있다.
본 발명의 단열성 용기는 상용의 컵 제조장치에 의해 조립될 수가 있다. 우선, 롤종이에서 용기 몸통 부재용 원지를 계속 꺼내어, 소정부분에 필요한 인쇄를 실시한다. 이 단계에서 바코드 등을 인쇄할 수도 있다. 인쇄부분의 위치결정 등은 상용의 수단 또는 순서에 의해 할 수가 있다. 다음으로 이 인쇄를 실시된 원지에 폴리에틸렌 등의 열가소성 합성수지필름을 압출라미네이트 한다. 원지의 반대면에도 열가소성 합성수지 필름 또는 알루미늄박등을 라미네이트 한다. 바닥판용 원지는 한쪽 면에만 열가소성 합성수지 필름을 라미네이트 한다. 그후, 이 원지의 열가소성 합성수지필름 라미네이트 면에서 용기 몸통부재의 외벽면이 될 만한 면의 소정 부분에 다음에 상세하게 설명하는 바와 같은 합성수지함유 도료를 도포한다. 다른 방법으로서, 합성수지함유 도료는 용기조립 후에 용기 몸통 부재 외벽면의 소정부분에 도포할 수 있는 이점도 갖고 있다. 이어서, 용기 몸통 부재용 원지에서 용기몸통 부재용 블랭크를 뚫고 바닥판 부재용 원지에서 바닥판 부재용 블랭크를 뚫는다. 이것들의 블랭크를 이용하여 상용의 컵성형기에서, 용기 몸통 부재용 블랭크는 합성수지 함유 도료 도포부분이 용기외측을 향하도록 또 바닥판 부재는 필름 라미네이트 면이 용기내측으로 향하도록 하여 용기에 조립한다. 용기조립 후에 가열처리를 행한다. 이것에 의해 제1도에 도시된 바와 같은 두께가 다른 발포단열층과 원하는 부분에 발포 억제부를 갖는 단열성 종이제 용기(1)를 얻을 수 있다.
두께가 다른 발포단열층을 형성시키는 방법은 상기의 일본국 특원평5-346302호 명세서에 개시되어 있지만, 더 확실히 하기 위해 그 기재의 일부를 여기에 인용한다. 상기와 같이 두꺼운 발포단열층을 형성시킬 경우, 미리 종이(17)에 유기용제함유 잉크로 인쇄를 해 두지 않으면 안된다. 이 인쇄에 사용되는 잉크는 특별히 한정되지 않지만, 필름의 발포를 촉진시키기 위해서 인쇄 후에 인쇄면(특히 상세히 설명하면, 종이안)에 미량의 용제성분이 잔유하는 타입이 바람직하다. 일반적으로 잉크로서 사용되는 용제로서는 아세톤, 초산에틸, 메타놀, 이소프로필 알코올, 에타놀, 톨루엔, 크시렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 부타놀, 프로필렌글리콜, 모노 메틸에테르 아세테이트, 에틸셀로솔브 등 많은 것 중에서, 적당히 선택하여 혼합되어 사용되고 있다. 이중, 발포성을 향상시키기 위해서는 양면 폴리 라미네이트 가공된 시점에서도 미량으로 잔류하는 편이 좋기 때문에, 인쇄기에서의 건조시 또는 폴리 라미네이트 공정에서, 비교적 증발하기 어렵고, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등이 많이 포함되는 잉크가 바람직하다. 비교적 이것들의 용제가 적어도 10% 이상, 바람직하게는 20%∼50% 함유되어 있는 것이 바람직하다. 그러나 이것들의 잉크의 사용목적에서 인쇄적성을 무시한 용제 바란스가 되어서는 안된다.
본 발명에서 사용할 수 있는 열가소성 합성수지필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스틸렌, 폴리에스텔, 나이론 등이다. 용기 몸통 부재(3)의 외주면측에 라미네이트 되는 필름은 내벽면측에 라미네이트 되는 필름보다도 연화점이 낮은 것이어야 한다. 따라서, 예를 들면 용기 몸통부재(3)의 내외양벽면에 폴리에틸렌 필름을 사용할 경우, 용기 몸통부재(3)의 외주면측은 저밀도 폴리에틸렌으로 라미네이트하고, 내벽면측은 중밀도 또는 고밀도 폴리에틸렌으로 라미네이트하지 않으면 안된다.
라미네이트 되는 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 용기 몸통 부재(3)의 외주면측에 라미네이트 되는 필름을 발포시켰을 때에, 원하는 두께의 발포단열층(11)을 형성시키는데 필요충분한 두께를 갖는 것이 바람직하다. 일례로서, 저밀도 폴리에틸렌 필름이 용기 몸통 부재(3)의 외주면측에 라미네이트 되어 있는 경우, 이 필름의 두께는 25-60㎛일 수가 있다. 이것보다도 두꺼운 필름을 사용할 수도 있지만 밑의 인쇄모양이 보기 어렵게 된다. 용기몸통 부재(3)의 내벽면측에 라미네이트 되는 필름의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 내액체 침투성을 확보하는데 필요충분한 두께라면 좋다. 이와 같은 두께는 사용되는 필름에 의해 다르다. 이와 같은 두께는 선택되는 필름에 따라 당업자가 적절히 용이하게 결정할 수가 있다.
본 발명의 단열성 용기를 제조하는데 사용되는 원지는 100g/m2~400g/m2의 범위내의 양의 것이 바람직하다. 또, 이 원지는 약 3∼10%의 범위내의 함수율을 갖는 것이 바람직하다.
가열온도 및 가열시간은 사용하는 원지 및 열가소성 합성수지필름에 따라서 변화하지만, 일반적으로는 가열온도는 약 110℃ ∼ 약 200℃이고, 가열 시간은 약 20초간 ∼ 약 4분간이다. 사용하는 필름에 대한 최적한 가열 온도와 가열시간의 짜 맞춤은 당업자가 적당히 결정할 수가 있다.
가열수단은 열풍, 전열, 전자선 등 임의의 수단을 사용할 수 있다. 콘베이어에 의한 반송수단을 갖춘 터널 내에서 열풍 또는 전열등에 의해 가열하면 싼 가격으로 대량생산 할 수가 있다.
말할 것도 없이, 발포 억제부는 단일 두께의 발포단열층을 갖는 종이제 용기에도 형성할 수가 있다. 단일 두께의 발포단열층을 갖는 종이제 용기는 본원 출원인에 의한 일본국 특개소 57-110439호 명세서에 개시되어 있다.
특히, 합성수지함유 도료에 착색함량을 배합하면, 이 도료는 인쇄잉크로서도 사용할 수도 있다. 따라서, 이 잉크로 문자, 기호 모양 등을 라미네이트 필름 표면에 인쇄하면 필름의 발포후, 이것들의 인쇄부분은 발포가 억제되고, 문자, 기호, 모양 등을 발포전의 인쇄시와 거의 같은 상태로 유지할 수가 있다. 그 결과, 인쇄된 문자, 기호, 모양 등에 변형, 비뚤어짐, 탈색, 핀홀이 발생하지 않고 명료한 시각성을 얻을 수 있다.
다음 도면을 참조하면서 본 발명을 다시 상세하게 설명한다.
실시예 1
230b/m2(함수율 7.9%)의 원지의 한쪽 면에 저밀도 폴리에틸렌을 두께 60㎛ 압출 라미네이트 했다. 원지의 반대면에는 고밀도 폴리에틸렌을 두께 20㎛로 압출 라미네이트 했다. 이 저밀도 폴리에틸렌 라미네이트 필름면에 여러 가지 합성수지 성분을 5wt%∼40wt%의 범위내의 농도로 함유하는 도료를 도포했다. 용제로서는 이소프로필 알코올(10%) 초산에틸(40%) 톨루엔(30%) 메틸에틸케톤(20%)으로 이루어지는 혼합용제를 사용했다. 이양면 라미네이트 원지의 전체 두께는 0.340mm였다. 이 양면 라미네이트 원지에서 샘플편을 뚫어, 이 샘플편을 컨베이어 오븐에 넣어, 120℃에서 120초간 가열했다. 샘플편의 저밀도 폴리에틸렌 라미네이트 필름의 외주면상에만 발포단열층을 갖는 샘플편을 얻을 수 있었다. 발포단열층을 갖는 샘플편 전체두께는 0.826mm 였다. 사용한 합성수지성분 및 그 사용농도와 발포단열층과의 관계를 제3도에 도시한다. 도시되고 있는 바와 같이, 염화비닐-초산 비닐계 합성수지는 20∼30wt%의 범위내의 농도에서 뛰어난 발포억제효과를 나타낼 수 있는 것을 알 수 있다. 또 다른 합성수지류도 10∼40wt%의 범위내의 농도에서 원하는 발포억제 효과를 나타낼 수 있다는 것도 알 수 있다.
실시예 2
용기 몸통 부재에 인쇄된 바코드 부분에 본 발명의 합성수지함유 발포 억제 도료를 도포하여 발포시킨 경우, 이 바코드의 판독확율에 대한 발포억제 효과를 조사했다. 평량 230g/m2의 원지(함수율 8.0%)에 바코드를 인쇄했다. 바코드는 대(1.5배), 중(1.2배), 소(1.0배)의 3 사이즈의 것을 인쇄했다.
이 원지의 한쪽면에 저밀도 폴리에틸렌을 두께 60㎛로 압출 라미네이트했다. 원지의 반대면에는 고밀도 폴리에틸렌을 두께 20㎛로 압출 라미네이트 했다. 합성수지함유 발포억제 도료로서는 합성수지에 염화비닐 -초산비닐 공중합체를 사용하고 용제에는 이소프로필 알코올(10%) 초산에틸(40%) 톨루엔(30%) 메틸에텔케톤(20%)으로 이루어지는 혼합용제를 사용했다. 샘플원지의 바코드의 인쇄되어 있는 부위의 라미네이트 필름상에서 합성수지 함유 발포억제 도료를 합성수지 성분 농도를 30.0, 22.5, 15.0, 7.5, 3.8 및 1.9wt%로 바꾸어 도포했다. 각각 1 샘플에 대해, 10장 블랭크를 준비하고, 120℃, 120초간의 가열처리 후에 각각 바코드 판독기로, 1장에 대해 10회 판독테스트를 행하고, 그 확률을 구했다. 바코드 판독기에서의 판독은 바코드면에 대하여 눈어림으로 수직으로 맞추어 주사(走査)를 행하고, 1번으로 읽혀지는지를 평가했다. 바코드 판독기로서는, (주) 동연제품의 TBR-4000을 사용했다. 바코드의 크기와 도료 안의 합성수지 성분 농도의 관계에 의한 바코드 판독기에서의 판독 테스트 결과를 다음의 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서, 가로란은 도료안의 합성수지 성분농도를 나타내고 세로란은 바코드의 크기를 나타낸다. 표안의 숫자는 바코드 판독기에서 샘플 하나에 대해 총 100회 주사했을 때의 바르게 읽혀진 회수를 나타낸다.
표 1
본 발명의 합성수지함유 발포 억제 도료를 아무 것도 도포하지 않고 발포시켰을 때, 바코드 판독기에서의 판독테스트에서는 대(1.5배)에서도 61%로 낮고, 중(1.2배)에서 18%, 소(1.0배)에서 2%로 전혀 판독되지 않는 것과 비슷한 상태였다. 이것은 모두 발포단열층의 존재에 의한 것으로 생각된다. 이것에 대하여 본 발명의 합성수지 함유 발포억제 도료를 도포하면, 합성수지 성분농도 30.0wt%∼7.5wt%까지 바코드의 사이즈(배율)에 관계없이 100% 완전히 판독하는 것이 가능하다.
제7도는 상기의 조건에서 작성된 샘플에 있어서, 발포억제 도료안의 수지성분 함유율에 대한 발포층의 두께의 관계를 도시하는 특성도이다. 발포 억제 도료를 도포하지 않은 경우의 발포단열층을 갖는 샘플의 전체 두께는 0.786mm 였다. 또한, 발포전의 샘플의 두께는 0.458mm 였다. 도시되는 바와 같이, 수지성분의 함유율이 증대함에 따라서, 발포단열층의 두께는 감소해간다. 즉, 수지성분의 함유율이 증대함에 따라서 라미네이트 필름의 발포억제 효과가 증대한다.
제7도에 도시된 발포억제 도료를 도포하지 않는 경우의 발포단열층을 갖는 샘플의 전체 두께의 0.786mm를 발포율 100%로 하고, 각 수지성분 함유율에 있어서 샘플의 전체 두께의 값을 이 0.786mm의 값에 대비시키는 것에 의해 상대적 발포율을 구했다. 이 수지성분 함유율에 대한 발포율의 관계를 제8도에 도시한다. 표 1에 나타낸 결과에서는 수지함유율이 7.5wt% 일때에 바코드의 사이즈에 관계없이 판독 에러가 0%가 되므로, 제8도에서 그 대응하는 발포율은 29%인 것을 알 수 있다. 따라서 에러 없는 바코드 판독에 관해서는 라미네이트 필름의 발포량은 완전 발포량의 30% 이하로 억제하지 않으면 안 된다는 결론이 나온다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 용기 몸통 부재의 소정 부분에 합성수지함유 발포억제 도료를 도포함으로서, 이 용기를 가열시켜 몸통부재 바깥표면에 라미네이트 된 열가소성 합성수지 필름을 발포시켜도, 발포 억제 도료의 도포된 부분 하부의 열가소성 합성수지 필름의 발포를 효과적으로 억제할 수가 있다. 그 결과, 이 발포억제 도료의 도포된 해당 부분 하부에 인쇄된 바코드 등을 판독할 때에 에러를 일으키는 일이 없게 된다. 게다가 이 도료를 용기 입구 가장자리부 하부 둘레에 돌린 형상으로 도포해두는 것에 의해 입구 가장자리부 하부의 필름의 발포가 억제되고 이 부분에 입술이 닿아도 거칠거칠한 느낌을 받지 않고, 평활한 필름과 같은 감촉을 받을 수가 있다.
제1도는 본 발명의 발포 억제부를 갖는 단열성 종이제 용기의 일예의 단면도.
제2도는 제1도에 도시된 용기의 발포 억제부 부근의 부분확대 단면도.
제3도는 발포억제 도료안의 각 합성수지와 그 농도가 필름의 발포에 미치는 영향을 도시하는 특성도.
제4도는 일본국 선출원 특원 평5-346302호 명세서에 개시된 다른 두께의 발포단열층을 갖는 종이제 단열용기의 일예의 단면도.
제5도는 제4도에 도시된 용기의 몸통부에 비발포부를 형성시키는 방법의 일예를 도시하는 단면도.
제6도는 제4도에 도시된 용기의 몸통부에 비발포부를 형성시키는 방법의 다른 예를 도시하는 단면도.
제7도는 수지성분 함유율과 발포단열층의 두께와의 관계를 도시하는 특성도.
제8도는 수지성분 함유율과 발포율과의 관계를 도시하는 특성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 종이제 용기 3 : 용기 몸통 부재 5 : 바닥판부재
7 : 입구가장자리부 9 : 인쇄층 10 : 필름
11 : 발포단열층 13 : 열가소성합성수지필름 또는 알루미늄박
17 : 종이 20 : 긴홈 22 : 비발포부
24 : 발포 억제부 26 : 도포막
Claims (16)
- 용기 몸통 부재(3) 및 바닥판부재(5)로 이루어지는 종이제 용기(1)의 외벽면에 열가소성 합성수지 필름을 라미네이트 한 것에 있어서,상기 용기 몸통 부재(3)의 외벽면에 상기 열가소성 합성수지 필름으로 이루어진 발포단열층(11)이 형성되어 있고, 상기 발포단열층(11) 위의 일부에는 발포 억제부(24)가 형성되어 있고,상기 발포 억제부는 상기 열가소성 합성수지 필름의 발포를 억제하기 위해 상기 열가소성 합성수지 필름의 외표면에 합성수지 성분을 5wt% ∼40wt% 함유하는 도료를 도포하는 것에 의해 형성된 도포막(26)을 갖는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 제1항에 있어서, 합성수지 성분은 알키드와 니트로 셀룰로우스의 공중합체, 니트로 셀룰로우스, 우레탄, 염화비닐과 초산비닐의 공중합체, 수성아크릴, 폴리아미드 주체계, 염소화 폴리올레핀, 염소화 폴리올레핀과 로진과의 공중합체, 용제계 아크릴 주체계의 수지류로 이루어지는 군에서 선택되어, 이 성분을 10∼30wt% 함유하는 도료를 사용하는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 제2항에 있어서, 합성수지성분은 염화비닐과 초산비닐의 공중합체인 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 발포 억제부(24)는 용기입구 가장자리부(7) 하부에 소정의 폭으로 연속적인 띠 형상으로 존재하는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 발포 억제부(24)는 용기 몸통 부재(3)의 바코드 인쇄부분에 해당하는 곳에 상기 바코드를 씌우는 데 충분한 면적으로 존재하는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 도료는 합성수지 성분을 5wt%∼40wt% 함유하고, 다시 안료 및 착색염료를 적정량 함유하고, 이 도료로 인쇄된 문자, 기호, 도형 및 모양부분이 상기 발포 억제부(24)를 형성시키는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 제1항에 있어서, 용기 몸통 부재(3)의 외벽면의 발포단열층(11)의 두께가 대체로 일정한 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 제1항에 있어서, 용기 몸통 부재(3)의 외벽면의 발포단열층(11)은 두께가 비교적 두꺼운 발포단열층과 두께가 비교적 얇은 발포단열층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 제8항에 있어서, 상기 비교적 두꺼운 발포단열층을 용기 몸통부재(3)의 상반부에서 입구 가장자리부 근처에 가지는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 제1항에 있어서, 용기 몸통 부재(3)의 내벽면은 용기 몸통부재(3)의 외벽면에 라미네이트 되는 열가소성 합성수지 필름보다도 연화점이 높은 열가소성 합성수지 필름 또는 알루미늄 박으로 라미네이트 되어 있는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기.
- 원지의 한쪽면에 열가소성 합성수지 필름을 라미네이트하고, 이 라미네이트 필름의 소정 부분에 합성수지성분을 5wt%∼40wt% 함유하는 도료를 도포하고, 이 원지에서 용기 몸통부용 블랭크를 뚫고, 다른 원지에서 용기 바닥판용 블랭크를 뚫어내어 얻어진 양 블랭크에서 용기를 성형하고, 그후 이 용기를 가열하는 것에 의해 이 열가소성 합성수지 필름을 발포시켜, 상기 용기 몸통부의 외벽면에 발포단열층(11)을 형성시키고, 상기 합성수지성분함유 도료를 도포한 부분에 대응하는 용기 몸통부의 외벽면에 발포 억제부(24)를 형성시키는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 합성수지성분은 알키드와 니트로 셀룰로이스의 공중합체, 니트로 셀룰로이스, 우레탄, 염화비닐과 초산비닐의 공중합체, 수성아크릴, 폴리아미드 주체계, 염소화 폴리올레핀, 염소화 폴리올레핀과 로진과의 공중합체, 용제계 아크릴 주체계의 수지류로 이루어지는 군에서 선택되어 이 성분을 10∼30wt% 함유하는 도료를 사용하는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기의 제조방법.
- 제12항에 있어서, 합성수지성분은 염화비닐과 초산비닐의 공중합체인 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 발포 억제부(24)는 용기 입구 가장자리부(7)의 하부에 소정의 폭으로 연속적인 띠형상으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 발포 억제부(24)는 용기 몸통 부재(3)의 바코드 인쇄 부분에 해당하는 곳에 상기 바코드를 씌우는 데 충분한 면적으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 도료는 합성수지 성분을 5wt%∼40wt% 함유하고, 다시 안료 및 착색염료를 적량 함유하고, 이 도료를 사용하여 문자, 기호, 도형 및 모양을 인쇄하는 것에 의해 상기 발포 억제부(24)를 형성시키는 것을 특징으로 하는 단열성 종이제 용기의 제조방법.
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