KR101592816B1 - 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개 및 이를 구비한 용기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개 및 이를 구비한 용기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 보조 내용물을 격리 보관하는 보조용기와 보조용기 상부에 착탈방식으로 결합되는 마개부재로 구성된 용기마개를 메인 용기에 부착하여, 보조용기의 회전량에 따라 보조용기에 들어 있는 보조 내용물이 메인 용기 내부로 배출되는 배출량을 조절할 수 있도록 하되, 보조용기는 사용자가 세척을 통해 반영구적 재사용이 가능하고, 보조용기의 회전량 조절이 정밀하게 제어 가능하며, 보조용기와 마개부재와 메인 용기의 결합 및 분리가 사용자의 조작의지를 정확하게 반영할 수 있는 구조를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개 및 이를 구비한 용기에 관한 것이다.

Description

재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개 및 이를 구비한 용기{Container cap having reusable containers and Container having its cap}
본 발명은 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개 및 이를 구비한 용기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 보조 내용물을 격리 보관하는 보조용기와 보조용기 상부에 착탈방식으로 결합되는 마개부재로 구성된 용기마개를 메인 용기에 부착하여, 보조용기의 회전량에 따라 보조용기에 들어 있는 보조 내용물이 메인 용기 내부로 배출되는 배출량을 조절할 수 있도록 하되, 보조용기는 사용자가 세척을 통해 반영구적 재사용이 가능하고, 보조용기의 회전량 조절이 정밀하게 제어 가능하며, 보조용기와 마개부재와 메인 용기의 결합 및 분리가 사용자의 조작의지를 정확하게 반영할 수 있는 구조를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개 및 이를 구비한 용기에 관한 것이다.
음료수나 화장품 등을 담고 있는 용기는 일반적으로 여러 가지 원료를 혼합시킨 내용물을 포함함에 따라 내용물을 수용할 수 있는 수용공간이 마련된 용기 몸체와, 이 용기 몸체의 입구를 기밀 밀봉하기 위한 용기 마개 또는 캡으로 이루어져 있다.
최근 들어 기능성 음료나 화장품이 출현하면서 소비자에 의해 사용되는 시점에서 서로 다른 내용물을 혼합할 수 있는 구조의 용기에 대한 필요성이 대두되었다.
즉, 대부분의 음료들은 미리 혼합되어 배포되는데, 예를 들어 비타민 C와 같은 비타민들은 열이나 자외선에 의해, 또는 수분 또는 물과의 결합에 의해 비교적 빠르게 파괴될 뿐만 아니라 내용물이 감소되는 특징을 갖는다.
따라서, 비타민 C는 음료를 소비하기 직전에 첨가하는 것이 바람직하다. 동일한 이유로 비타민 음료의 장기 보관을 위해서는 투명이나 반투명 또는 투습이 잘되는 용기가 적합하지 않는 경우가 많다.
이에 따라, 취급이 간편하면서 민감성 활성 첨가물을 기본 음료의 소비 직전에 소비자가 손쉽게 직접 첨가할 수 있는 음료 용기가 개발되었다.
예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-1202811호(이하 선행문헌 1이라 칭함)에는 개봉부재를 마개 바디에 경사지게 형성하고 푸시부를 수평하게 형성하여 저장캡이 하강하면 개봉부재의 정해진 부분만 뜯겨지므로 저장캡을 마개 바디에 조립할 때 조립위치를 세팅할 필요가 없어 조립성을 향상시킬 수 있고, 개봉부재가 마개 바디에서 완전히 분리되어 용기 내부로 낙하하는 것을 방지할 수 있는 용기 마개가 개시되어 있다.
그러나, 선행문헌 1은 개봉부재(40)가 뜯겨지기 때문에 사용자가 저장캡(30)에 담긴 보조내용물의 투입량을 임의로 조절할 수 없고, 또한 저쟁캡을 재사용할 수 없는 구조적 단점이 있다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제 10-2010-0099660호(이하 선행문헌 2라 칭함)에는 외부캡의 1단계 부분 오픈시에 용기 마개에 격리 수용된 첨가물을 용기로 배출/혼합시키며 2단계 완전 오픈시에 내부캡을 외부캡과 함께 용기로부터 분리될 수 있어 사용의 편의성과 안전성을 도모할 수 있는 용기 마개가 개시되어 있다.
그러나, 선행문헌 2는 내부캡(20)을 외부캡(10)에 결합< 내부캡(20)을 외부캡(10)의 내부에 푸싱을 통해 내부캡(20)과 외부캡(10) 사이에 탄성변형, 식별번호 [0085] 참조 >하거나, 1단계 오픈< 식별번호 [0090] 참조 >하거나, 2단계 오픈< 식별번호 [0093, 0094] 참조 >시에,
각종 돌기 및 요홈(22a, 22b, 11e, 11c 및 11d) 간의 탄성변형을 통해 결합 및 분리가 이루어 짐에 따라 사용자가 세척을 통해 내부캡 및 외부캡을 사용코자 하여도 이를 반복 조작할 경우 각종 돌기 및 요홈의 마모 및 소성변형(plastic deformation)으로 인해 반영구적 사용이 불가능하고, 첨가물(A) 투입을 위한 1단계 오픈구조가 제1걸림돌기(22a)와 요홈(11d)의 스냅결합을 통한 디지털식 오픈 구조(첨가물이 투입되거나 아니면 수용되거나 둘 중에 어느 하나만 선택할 수 있는 구조)이므로 사용자가 필요에 따라 투입량을 아날로그식으로 조절할 수 없는 단점이 있다. 뿐만 아니라 상기 소성변형에 따라 밀폐력이 저하되는 문제점을 동시에 갖게 된다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제 10-2010-0099660호(이하 선행문헌 3이라 칭함)에는 보조마개(200)를 회전시켜 실링부재(30)를 파단시키면 하측개구부(120)가 개방되어 보관된 첨가물이 용기(10) 내로 낙하되어 용기(10) 내의 내용물과 첨가물이 혼합되는 용기마개 및 그가 결합된 용기가 개시되어 있다.
그러나, 선행문헌 3 역시 실링부재(30)가 파단되기 때문에 사용자가 보조마개(20)에 담긴 첨가물의 투입량을 임의로 조절할 수 없고, 또한 보조마개를 재사용할 수 없는 구조적 단점뿐만 아니라, 마개본체(100)와 보조마개(200)의 결합시 보조마개의 과도한 회전력은 보조마개와 마개본체가 서로 맞닿는 부분에 소성변형(plastic deformation)을 일으키며 마찰에너지로 축적되어 사용자가 첨가물 투입을 위해 보조마개를 회전하더라도 마개본체가 먼저 회전하게 되어 사용자에게 불편을 초래하는 단점이 있다. 뿐만 아니라 상기 소성변형에 따라 밀폐력이 저하되는 문제점을 동시에 갖게 된다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제 10-2010-0099660호(이하 선행문헌 4라 칭함)에는 첨가물질을 용기마개에 마련되는 수용공간에 격리수용시키고 마개의 개방과 동시에 수용공간이 개방되도록 하여 첨가물이 용기내로 투입되도록 함으로써 첨가물의 투입을 효과적으로 이룰 수 있는 용기의 마개가 개시되어 있다.
그러나, 상기 선행문헌 4는 저장부재(200)와 개방부재(300)가 서로 분리될 수 없는 구조이기 때문에 사용자가 세척을 할 수 없게 되어 재사용이 불가능하고, 슬라이더(330)가 수용부의 바닥면(226)으로부터 이탈되어 배출구(212)가 개방되는 구조이기 때문에 사용자가 투입량을 임의로 조절할 수 없고, 저장부재(200)와 개방부재(300)의 결합시 개방부재의 과도한 회전력은 저장부재와 개방부재가 서로 맞닿는 부분에 소성변형(plastic deformation)을 일으키며 마찰에너지로 축적되어 사용자가 첨가물 투입을 위해 개방부재를 회전하더라도 저장부재와 개방부재가 함께 회전하게 되어 사용자가 첨가물 투입 여부를 예측할 수 없게 되는 단점이 있다. 뿐만 아니라 상기 소성변형에 따라 밀폐력이 저하되는 문제점을 동시에 갖게 된다.
선행문헌 1: 대한민국 등록특허공보 제10-1202811호 선행문헌 2: 대한민국 공개특허공보 제 10-2010-0099660호 선행문헌 3: 대한민국 공개특허공보 제 10-2010-0099660호 선행문헌 4: 대한민국 공개특허공보 제 10-2010-0099660호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개 및 이를 구비한 용기는 보조용기의 회전량에 따라 보조용기에 들어 있는 보조 내용물이 메인 용기 내부로 배출되는 배출량을 조절할 수 있도록 하되,
첫째, 보조용기는 사용자가 반영구적 재사용이 가능할 수 있도록 세척이 가능한 독립된 용기 구조를 갖되, 마개부재와의 결합에 의해 밀폐력이 생성되고 그 밀폐력은 보조용기와 마개부재의 결합시 반영구적으로 반복생성될 수 있는 구조를 제공하는 것을 과제로 한다.
둘째. 보조용기와 마개부재의 밀폐력 해제를 보조용기의 회전량 조절을 통해 보조 내용물이 메인용기 내부로 배출되도록 하되, 사용자가 배출량을 정밀하게 제어할 수 있는, 즉, 투입량 조절이 가능한 아날로그식 오픈 구조를 제공하는 것을 과제로 한다.
셋째, 보조용기와 마개부재의 결합시 회전량(이하 용기마개 결합토크라 칭함)이 일정범위, 즉 마개부재와 메인 용기의 해제시 회전량(이하 용기 해제토크라 칭함)을 넘지 않도록 하므로써, 용기마개의 결합토크가 보조용기와 마개부재에 마찰에너지로 치환되지 않도록 하여 보조용기를 마개부재로부터 해제시 마개부재가 메인용기로부터 먼저 해제되는 것을 방지하도록 하므로서, 보조용기와 마개부재와 메인 용기의 결합 및 분리가 사용자의 조작의지를 정확하게 반영할 수 있는 구조를 제공하는 것을 과제로 한다.
넷째, 보조용기의 재사용을 위한 반복 조작에도 밀폐력을 상실하지 않도록 하는 밀폐구조를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개는 마개가 결합될 수 있도록 나사가 형성된 네크부를 구비한 용기에 나사결합되는 용기마개에 있어서, 상부는 개방되고 하부는 부분적으로 개방된 구조로 형성되며, 외측면의 일부 구간이 상기 용기(300)의 네크부(310)에 나사결합되어 회전에 의해 착탈되는 마개부재(100)와; 상부는 밀폐되고 하부는 개방되어 보조 내용물을 보관할 수 있는 수용공간이 형성되며, 상기 개방된 하부가 상기 마개부재의 개방된 상부방향에 나사결합되어 회전에 의해 착탈되는 보조용기(200)를 포함하되; 상기 보조용기는 보조 내용물을 보관하기 위한 내용물 수용공간이 형성된 용기 본체부(210);와, 상기 용기 본체부(210)에서 하측방향으로 관통형의 배출통로(240)가 일정구간 연장 형성되며, 배출통로(240)의 외주면에 수평부(221-1)와 경사부(221-2)로 구성된 돌기링(221)이 형성된 제2 네크부(220);를 포함하고, 상기 돌기링(221)의 수평부(221-1) 상부에 한개 이상 키(key, 250)를 돌기링(221) 보다 돌출되게 형성하고, 상기 키(250)에 치합되는 키홈(150)을 마개부재(100) 내면에 하향 테이퍼지게 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마개부재는, 상부에서 일정 거리 이격된 내주면에 제1 암나사부(112)가 일정구간 형성되며, 측면을 밀폐하도록 하측방향으로 일정 길이 연장 형성되는 원통형 형상의 하우징(110);과, 제1 암나사부(112)의 하부에 위치하는 하우징(110)의 외주면에서 외측 및 하측방향으로 일정구간 절곡 연장되어, 메인용기(300)의 네크부(310)와 나사결합되어 회전에 의해 탈부착되는 체결부(120);와, 하우징(110)의 하단부에 연결 형성되어 보조용기(200)의 네크부(220)와 억지끼움을 통해 보조용기의 밀폐를 완성하는 밀폐부(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 밀폐부(130)는 하우징(110)의 하단부에서 하측 방향으로 연장 형성되며, 하측 외주면을 따라 내용물을 배출하기 위한 다수개의 윈도우(133)가 브릿지(131)에 의해 일정간격으로 형성되는 외부 케이스(132)와, 외부 케이스(132)의 내주 끝단부에서 수직방향으로 일정길이 연장 형성된 수직면(134-1) 및 수직면으로부터 상부 중심점을 향하여 경사진 경사면(134-2)로 이루어지는 내부 케이스(134)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조용기는 상기 돌기링(221) 하부에 제2 네크부(220);를 더 포함하되, 상기 제2 네크부(220)는 제1숫나사부(222)가 일정구간 형성되고, 제1숫나사부(222)의 하부에 내측방향으로 제2 테이퍼면(224)이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용기 본체부(210) 수용공간(230)의 외경(D3)은 제 2네크부(220)의 외경(D4)보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
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삭제
또한, 상기 키(250)는 돌기링(221)의 수평부(221-1)와 제2네크부(220)의 외면에 걸쳐 상기 수평부(221-1)보다 돌출되는 돌출부(250a)를 구비하고, 상기 키홈(150)은 하우징(110) 내벽에 침강된 침강부(150a) 및 상기 키(250)를 저지하는 폐색부(151)를 구비하되, 상기 돌출부(250a) 및 침강부(150a)는 서로 대응되면서 보조용기(200)의 회전이 저지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용기마개를 구비한 용기를 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개 및 이를 구비한 용기는
첫째, 일측이 개방된 원통형의 보조용기는 마개부재와의 결합에 의해 밀폐력이 생성되면서 하나의 완전한 밀폐용기가 되고, 그 밀폐력은 보조용기와 마개부재의 탄성변형을 통한 억지끼움으로 형성되는 구조를 채택함으로써, 사용자는 보조용기에 보조 내용물을 수시로 보충하여 반복 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.
둘째. 보조용기와 마개부재의 밀폐력 해제를 보조용기의 회전량 조절을 통해 보조 내용물이 메인용기 내부로 배출되도록 하기 위해 보조용기와 마개부재를 나사결합하는 구조를 채택하므로써, 사용자가 배출량을 정밀하게 아날로그식으로 제어할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 용기마개 결합토크를 일정범위 내로 제한하기 위한 수단으로서 회전량 제한부재를 채택함으로써, 사용자가 보조 내용물의 투입을 끝내고 보조용기를 폐쇄시킬 때 보조용기를 과도하게 회전시키는 경우에도 보조용기의 회전량이 일정범위를 넘지 못하도록 회전량을 제한하여 용기마개의 결합토크가 보조용기와 마개부재에 마찰에너지로 치환되지 않는 것을 방지하게 되고, 이는 사용자가 보조용기의 내용물을 다시 투입하고자 보조용기를 마개부재로부터 해제할 경우 보조용기와 마개부재에 축적된 마찰에너지로 인해 마개부재가 메인 용기로부터 먼저 해제되는 것을 방지하므로서, 보조용기와 마개부재와 메인 용기의 결합 및 분리가 사용자의 조작의지를 정확하게 반영할 수 있는 효과를 지닌다. 뿐만 아니라 밀폐력이 저하되는 소성변형의 가능성을 원천적으로 차단하는 효과를 지닌다.
넷째, 보조용기, 마개부재 및 메인용기의 결합을 4점접촉하고 회전량 제한부재를 형성하므로써, 상기 4점 밀폐구조가 탄성범위 내에서 밀폐구조를 형성하므로 보조용기의 재사용을 위한 반복 조작에도 밀폐력을 상실하지 않아 반영구적 사용이 가능해지는 효과가 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용기마개의 마개부재의 정면도, 단면도 및 배면도를 각각 나타낸다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용기마개의 보조용기의 정면도 및 단면도이다.
도 3a는 마개부재와 보조용기가 서로 밀폐된 상태에서 밀폐부재에 형성된 윈 도우 사이를 절단한 도 1c 의 A-A'절단선을 기준으로 볼 때의 면도이다.
도 3b는 마개부재와 보조용기가 부분적으로 개방된 상태에서 마개부재에 형 성된 윈도우 사이를 절단한 도 1c 의 A-A' 절단선을 기준으로 볼때의 단면도이다.
도 3c는 마개부재와 보조용기가 서로 밀폐된 상태에서 마개부재에 형성된 브 릿지 사이를 절단한 도 1c 의 B-B' 절단선을 기준으로 볼때의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조 내용물을 한 번에 모두 사용하는 경우 혼합용기마개의 조립 및 개봉 동작과 사용 동작을 순차적 으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조 내용물을 나누 어서 사용하는 경우, 혼합용기마개의 개방 동작 및 사용 동작을 순차적으로 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개 및 이를 구비한 용기는, 도 4 및 도5를 참조하면, 마개부재(100)와 마개부재에 삽입되는 보조용기(200)로 구성된 용기마개, 및 상기 용기마개가 결합되는 메인용기(300)로 구성된다.
상기 용기마개의 마개부재(100)는 메인용기(300)의 상면에 형성되어 메인용기에 저장된 메인내용물(600)을 외부로 배출시키는 네크부(310)에 나사결합에 의해 분리 가능하게 체결된다.
앞으로, 보조용기의 보조 내용물을 메인용기에 투입하기 위하여 마개부재와 보조용기의 결합 및 분리를 하는 단계를 1단계 오픈 및 클로즈로 명명하며, 마개부재를 메인용기로부터 결합 및 분리하는 단계를 2단계 클로즈 및 오픈으로 명명한다.
상기 마개부재(100)는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상부는 개방되고, 상부에서 일정 거리 이격된 내주면에 제1 암나사부(112)가 일정구간 형성되며, 측면을 밀폐하도록 하측방향으로 일정 길이 연장 형성되는 원통형 형상의 하우징(110);과, 제1 암나사부(112)의 하부에 위치하는 하우징(110)의 외주면에서 외측 및 하측방향으로 일정구간 절곡 연장되어, 메인용기(300)의 네크부(310)와 나사결합되어 회전에 의해 탈부착되는 체결부(120);와, 하우징(110)의 하단부에 연결 형성되어 보조용기(200)와 억지끼움을 통해 보조용기의 밀폐를 완성하는 밀폐부(130)로 구성된다.
상기 하우징(110)은 제1 암나사부(112)의 하부에서부터 내측방향으로 제1테이퍼면(114)이 형성되어, 하우징(110)의 상부의 직경은 테이퍼진 하우징(110)의 하부의 직경보다 상대적으로 크게 형성되는 것이 바람직하나, 높은 밀페력을 요하지 않는 경우 제1 테이퍼면(114)이 형성되지 않은 상태로 일직선으로 연장 형성될 수도 있다.
상기 체결부(120)는 내주면에 메인용기(300)의 네크부(310)가 착탈방식으로 결합하기 위한 제2 암나사부(122)가 형성되어 있다.
상기 밀폐부(130)는 하우징(110)의 하단부에서 하측 방향으로 연장 형성되며, 하측 외주면을 따라 내용물을 배출하기 위한 다수개의 윈도우(133)가 브릿지(131)에 의해 일정간격으로 형성되는 외부 케이스(132)와, 외부 케이스(132)의 내주 끝단부에서 수직방향으로 일정길이 연장 형성된 수직면(134-1) 및 수직면으로부터 상부 중심점을 향하여 경사진 경사면(134-2)로 이루어지는 내부 케이스(134)로 구성된다.
이때, 원통형 형상의 외부 케이스(132)와 내부 케이스(134)는 일체형으로 형성되는 것이 바람직하며, 도 3b에 도시된 바와 같이, 내부 케이스(134)의 외경을 D1으로 정의하고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 보조용기(200)의 네크부(220)의 내경을 D2로 정의할 때, 내부 케이스(134)의 외경(D1)이 네크부(220)의 내경(D2)에 억지끼움되도록 D1이 D2 보다 같거나 크도록 형성되도록 한다.
여기서, 상기 내부케이스(134)의 수직면(134-1)의 형성 높이(h)는 보조용기와 억지끼움되어 보조용기의 보조 내용물을 밀폐시키는 구성으로서 보조 내용물의 밀폐력을 결정하는 주요 인자이다. 즉, 상기 높이(h)가 높을 수록 보조용기의 삽입 결합부(228) 내경면(228a)과 접촉길이가 길어져 밀폐력이 높아지는 것이다.
또한, 상기 경사면(134-2)의 경사각도(α) 및 경사면 높이(h1)는 회전량에 따라 승하강되는 보조용기의 삽입 결합부(228)와의 분출 간격(ℓ)을 결정하게 되고, 이는 곧 보조 내용물의 분출 간격이 된다.
즉, 사용자가 보조 내용물을 메인용기에 투입하고자 보조용기를 반시계방향으로 회전시킬 때 상기 경사각도(α)가 작거나 경사면 높이(h1)는 높을 경우 보조용기의 삽입 결합부(228)와 경사면(134-2)의 간격이 좁게 형된다.
따라서, 상기 간격으로 분출되는 보조 내용물의 분출량 또한 적게 되어 보조용기의 회전량과 이에 따른 보조용기의 상승량이 많아야 많은 량의 보조 내용물이일시에 분출될 수 있는 것이다.
다시말해, 보조용기의 나사결합에 따른 회전량에 따라 보조용기의 삽입결합부(228)의 승하강 길이가 결정되고, 이는 경사면(134-2)과의 간격의 크기를 결정하게 되므로 결과적으로 단계별 분출량이 아닌 아날로그식으로 상기 간격(ℓ)을 결정하는 것이다.
이는 의약품과 같이 정밀한 제어를 요하는 경우는 상기 경사각도(α)를 작게하거나 경사면 높이(h1)를 길게 하여 분출량을 제어할 수 있도록 하고, 음료수와 같이 분출량에 정밀제어가 중요치 않은 경우는 상기 경사각도(α)를 크게하거나 경사면 높이(h1)를 짧게 하여 개방된 간격을 넓게 하므로써 보조 내용물이 일시에 쏟아지도록 하는 것이다.
또한, 상기 윈도우(133)의 폭(b) 역시 분출속도 결정에 주요인자이나, 분출속도를 높이고자 윈도우 폭을 늘릴 경우 브릿지(131)의 폭(b1)이 줄어들게 되어 내부케이스(134)를 연결하는 결합력이 약해져 내구성이 취약해지므로 본 발명의 목적인 반영구적 사용에는 저해 요소로 작용하기 때문에 분출량 설계시 상기 분출량 및 결합력을 고려하여 상기 브릿지(131)의 폭(b1)과 윈도우 폭(b)의 크기를 설계하는 것이 바람직하다.
상기 보조용기(200)는, 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 보조 내용물(400)을 격리하여 보관하기 위한 소정 형상의 보조 내용물 수용공간(230)이 형성된 용기 본체부(210);와, 용기 본체부(210)에서 하측방향으로 관통형의 배출통로(240)가 일정구간 연장 형성되며, 배출통로(240)의 외주면에 수평부(221-1)과 경사부(221-2)로 구성된 돌기링(221)과, 제1 숫나사부(222)가 일정구간 형성되고, 제1 숫나사부(222)의 하부에 내측방향으로 제2 테이퍼면(224)이 형성된 제2 네크부(220);로 구성된다.
상기 본체부(210) 수용공간(230)의 외경(D3)은 제 2네크부(220)의 외경(D4)보다 크게 형성된다. 다만 수용공간의 적재량을 고려하여 수용공간 직경(D3)과 네크부 직경(D4)은 조절될 수 있다.
다만, 본 발명과 같이 보조용기를 메인용기와 결합되는 제2의 용기로서 사용하고자할 경우, 보조용기의 보관체적은 종래에 일반적으로 채택되는 저장캡에 비하여 훨씬 크게 설정하여야 하고, 보관체적의 증가는 보조용기의 길이를 길게 하는 것보다 직경(D3)을 크게 하므로써 용기 전체의 안정성과 용기 운송 등에 소요되는 물류비 등을 절약할 수 있게 된다.
따라서, 직경(D3)의 크기가 커짐에 따라 사용자는 그립감이 좋은 보조용기의 본체부(210)를 움켜쥐고 제 1단계 및 제 2단계의 오픈 및 클로즈에 활용하는 경우가 발생하게 된다.
특히, 보조용기(200)의 용적이 커짐에 따라 보조 내용물을 여러 번에 걸쳐 메인 용기에 배출/혼합할 수 있고, 또한 보조 내용물의 소진 이후에는 무한 보충하여 사용할 수도 있게 되어 제 1단계 오픈 및 클로즈가 무한 반복될 수 있다.
이때, 사용자는 그립감이 좋은 본체부(210)를 마개부재(100)에 결합하기 위해 과도한 회전력을 주어, 즉 용기마개 결합토크가 과도하여 일정범위를 넘는 경우가 발생하게 된다. 다시 말해, 상기 용기마개 결합토크가 마개부재(100)와 메인용기(300)의 해제시 회전량인 용기 해제토크를 넘는 경우가 발생하게 된다.
이렇듯, 과도한 용기마개의 결합토크는 보조용기(100)와 마개부재(200)에 마찰에너지로 치환되어 축적되었다가 보조용기를 마개부재로부터 해제하기 위하여 보조용기를 회전시킬 경우 축적된 마찰에너지가 최대정지마찰력으로 작용하여 마개부재가 메인용기로부터 해제되는 회전력을 넘게 되어 마개부재가 메인용기로부터 먼저 해제되는 현상이 발생된다.
다시 말해, 통상의 플라스틱 용기와 마개의 결합강도를 15kg-m의 토크를 갖도록 설계된다면, 상기 보조용기(200)와 마개부재(100)의 결합력은 10kg-m ~ 12kg-m의 토크를 갖도록 하는 것이 바람직한데, 과도한 용기마개의 결합토크는 소성변형을 일으키며 보조용기(100)와 마개부재(200)에 마찰에너지로 치환되어 15kg-m의 토크의 이상의 최대정지마찰력으로 축적되게 되어 보조용기를 마개부재로부터 해제시 마개부재가 메인용기로부터 먼저 해제되는 현상이 발생하게 되는 것이다. 뿐만 아니라 상기 소성변형에 따라 밀폐력이 저하되는 문제점을 동시에 갖게 된다.
여기서, 본 발명에 따른 용기마개의 결합토크에 따라 소성변형되어 마찰에너지로 축적되는 부분은 제 1 ~ 3결합부분(P1~P3)으로서 이는 하기에 구체적으로 설명하기로 한다.
따라서, 본 발명에서는 이를 방지하기 위한 수단으로서 보조용기가 과도하게 회전하지 않도록 보조용기의 회전을 제한하는 회전량 제한부재를 제안한다.
상기 회전량 제한부재는, 도면 2a를 참조하면, 돌기링(221)의 수평부(221-1) 상부에 한개 이상, 바람직하게는 180° 등간격으로 키(key, 250)를 돌출링(221)보다 돌출되게 형성하고, 키(250)에 치합되는 키홈(150)을 마개부재(100)의 하우징(110) 내면에 하향 테이퍼지게 형성한다.
좀더 구체적으로, 상기 키(250)는 돌기링(221)의 수평부(221-1)와 제2네크부(220)의 외면에 걸쳐 상기 수평부(221-1)보다 돌출되게 형성되고, 상기 키홈(150)은 상기 키(250)와 대응하도록 하우징(110) 내벽에 침강되어 형성되고, 상기 키를 저지하는 폐색부(151)를 구비한다.
즉, 상기 키(250)는 상기 수평부(221-1)보다 돌출되는 돌출부(250a)를 갖고, 상기 키홈(150)은 침강부(150a)를 갖되 돌출부(250a) 및 침강부(150a)는 서로 대응되는 높이를 갖게 된다.
여기서, 상기 키홈(150)이 하향 테이퍼지게 형성되므로서, 상기 키(250)가 키홈(150)에 진입하면서 키홈(250)을 따라 하강하다가 그 일단이 폐색된 폐색부(151)에 의해 상기 키(250)가 더 이상 하강하지 못한다.
이로서, 보조용기의 제2숫나사부(222)가 마개부재의 제1암나사부(112)와 나사결합에 의해 밀폐부(130)를 밀폐시키면서 돌기링(221)에 형성된 키(250)가 하향 테이퍼진 키홈(150)을 타고 계속 하향하다가 키홈(150)의 폐색부(151)에 저지되어 더 이상 하향하지 못하면서 밀폐부는 보조용기의 삽입결합부(228)에 의해 밀폐되고, 보조용기의 회전이 더 이상 진행되지 못하게 되어 사용자는 보조용기의 회전을 멈추게 되는 것이다.
이렇듯, 상기 회전량 제한부재를 통해 보조용기와 마개부재와 메인 용기의 결합 및 분리가 사용자의 조작의지를 정확하게 반영할 수 있는 구조를 갖게 된다.
뿐만 아니라 상기 회전량 제한부재에 의해 보조용기와 마개부재의 결합부위에 소성변형이 방지되어 반영구적으로 반복하여 사용할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 마개부재(100), 보조용기(200) 및 메인용기(300)의 밀폐력을 증대시키기 위한 밀폐력 증대수단(P)을 더 구비한다.
여기서 상기 밀폐력 증대수단은 상기 회전량 제한부재에 의해 결합토크가 과대하게 발생하지 않게 되어 탄성변형의 범위에서 밀폐력을 유지할 수 있게 된다.
상기 밀폐력 증대수단(P)은 4점 밀폐구조로서, 도 3a 및 도 3c를 참조하면, 제 1 내지 제 4결합부분(P1~P4)으로 구성된다.
상기 제 1결합부분(P1)은 보조용기의 내경면(228a)이 마개부재의 내부케이스 외표면과 면접하므로서 밀폐력을 발생시키는 부분으로서, 앞서 설명한 바와 같이 브릿지(131)의 형성 높이(h)는 보조용기의 회전량에 따른 밀폐범위 및 윈도우(133)의 폭을 고려하여 결정한다. 또한 용기마개의 결합토크가 과대하게 발생할 경우 소성변형을 일으킨다.
상기 제 2결합부분(P2)은 마개부재의 하우징(110)의 내표면과 보조용기의 제2 네크부(220)의 외표면이 서로 면접하여 밀폐력을 발생시키는 부분으로서, 보조용기의 개방여부와 무관하게 항상 밀폐력을 유지하는 부분이다. 또한 용기마개의 결합토크가 과대하게 발생할 경우 소성변형을 일으킨다.
상기 제3 결합부분(P3)은 하우징(110)에 형성된 제 1테이퍼면(114)의 내표면과 보조용기의 제 2네크부(220)의 외표면에 일정 구간 형성된 제 2테이퍼면(224)이 서로 면접하는 부분으로서, 용기마개의 결합토크가 과대하게 발생할 경우 제2 테이퍼면(224)이 제 1테이퍼면(114)을 하향으로 밀면서 하강하게 되어 제2 테이퍼면(224)은 제 1테이퍼면(114)에 의해 수직하중을 받게 되고 이는 제 1테이퍼면(114)에 굽힘모멘트로 변형되어 제 1테이퍼면(114)이 외측으로 벌어지게 되므로 제 1테이퍼면(114)은 소성변형을 일으키는 부분 중 가장 취약부분이라 할 수 있다.
상기 제4 결합부분(P4)는 메인용기 상단 내주면과 상기 마개부재의 체결부의 내측에 마주하는 상기 하우징의 외주면이 서로 면접하는 부분으로서, 보조용기의 개방여부와 무관하게 항상 밀폐력을 유지한다.
이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 혼합용기마개의 조립방법, 개봉동작, 및 음용 또는 사용을 위한 동작을 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조 내용물을 한 번에 모두 사용하는 경우 혼합용기마개의 조립 및 개봉 동작과 사용 동작을 순차적으로 설명하기 위한 단면도이다.
먼저, 도 4a 를 참조하면, 최초 작업자는 보조용기(200)의 배출통로(240)를 상부로 향하게 한 상태에서, 보조용기(200)의 내부에 형성된 보조 내용물 수용공간(230) 및 배출구(240)에 원하는 보조 내용물(400)을 미리 설정된 용량만큼 충전한 상태에서, 마개부재(100)의 개방된 상부를 향하여 용기마개(100)를 서로 밀착시킨 후, 이 어서 보조용기(200)의 용기 본체부(210)를 미리 설정된 횟수만큼 시계방향으로 회전시킨다.
이때, 보조용기(200)의 네크부(220)의 외주면에 일정구간 형성된 제1 숫 나사부(222)가 하우징(110)의 내주면의 일정 구간에 형성된 제1 암나사부(122)에 착탈방식으로 결합되는 동시에 보조용기(200)의 네크부(220)의 내경(D2)에 밀폐부(130)의 내부 케이스(134)의 외경(D1)이 억지끼움되어, 결국 보조 내용물(400)이 외부로 배출되지 않도록 밀폐 보관될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 도 3a 및 도 3c에 도시된 바와 같이 하우징(100)과 보조용기(200)가 착탈방식으로 결합되는 경우 제1 내지 제4 결합부분(P1~P4)을 통하여 보조용기(200)의 밀폐가 유지될 수 있다.
이어서, 작업자는 도 4c에 도시된 바와 같이, 착탈방식으로 서로 결합된 마개 부재(100) 및 보조용기(200)를 미리 설정된 횟수만큼 시계방향으로 회전시켜 메인 내용물(600)이 일정 용량 들어있는 메인 용기(300)의 네크부(310)에 결합하여 최종 제품을 완성할 수 있다.
이때, 마개부재(100)와 메인용기(300)의 결합력은 마개부재(100)와 보조용기(200)와의 결합력보다 상대적으로 큰 결합력을 갖도록 형성되어, 사용자가 보조용기(200)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜도 마개부재(100)와 메인용기(300)의 결합력은 유지된다.
아울러, 숙력된 작업자라 할지라도 실수에 의해 보조용기를 과도하게 회전시켜 용기마개의 결합토크가 과대하게 발생하더라도 회전량 제한부재에 의해 보조용기의 회전력이 제 1 내지 제 4결합부분(P1~P4)으로 전달되지 않아 사용자가 보조 내용물을 분출하기 위해 보조용기(200)를 반시계방향으로 회전시키더라도 마개부재가 메인용기로부터 해제되는 회전력을 넘지 않아 마개부재가 메인용기로부터 먼저 해제되는 현상이 발생되지 않는다.
한편, 사용자는, 도 4d에 도시된 바와 같이, 보조용기(200)의 용기 본체부(210)를 반시계방향으로 회전시키면, 마개부재(100)와 보조용기(200)가 분리되기 시작하여 제2 및 제4 결합부분(P2, P4)은 밀폐된 상태를 유지할 수 있지만, 제1 및 제3 결합부분(P1, P3)은 점진적으로 개방되기 시작한다.
따라서 앞에서 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 보조용기(200)의 네크부(220)의 외주면에 형성된 제1 숫나사부(222)가 하우징(110)의 내주면에 형성된 제1 암나사부(112)에서 점진적으로 분리되는 동시에 마개부재(100)에 형성된 밀폐부(130)의 내부 케이스(134)의 외경(D1)이 보조용기(200)의 네크부(220)의 내경(D2)에 억지끼움된 상태에서 점진적으로 상측 방향으로 이동하여 결국, 보조용기(200)의 밀폐상태가 점진적으로 해제되어 보조용기(200)의 내부에 격리 보관된 보조 내용물(400)이 자중에 의해 메인 용기(300)의 내부로 순차적으로 낙하되기 시작한다.
이어서, 사용자는 도 4e에 도시된 바와 같이, 보조용기(200)를 반시계방향으로 회전시켜 마개부재(100)로부터 완전하게 분리시킨 후, 메인용기(300)의 내부에 들어있는 혼합 내용물(400+600)을 음용 또는 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 사용자가 보조 내용 물(400)을 한 번에 모두 사용하는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 도 5a 내지 도 5e에서와 같이 사용자가 보조 내용물을 나누어서 사용하는 동작을 설명한다.
사용자 역시 작업자 처럼 도 4a 내지도 4c를 진행시킨 후, 도 5a 에 도시된 바와 같이, 보조용기(200)의 본체부(210)를 반시계방향으로 회전시키되, 사용자가 전체 보조 내용물(400)의 용량 중 1/3의 용량만 사용하는 것으로 가정할 경우, 첫 번째 눈 금 표시선(211) 이전에 들어있는 보조 내용물(400)이 메인용기(300)의 내부로 배출 되는 것을 확인하는 시점에서, 사용자는, 도 5b 에 도시된 바와 같이, 보조용기(200)의 보조용기 본체(210)를 시계방향으로 회전시켜 보조용기(200)의 내부 수용공간(230)을 다시 밀폐시켜 보조 내용물(400)의 2/3 용량을 격리 보관한다.
이때, 사용자의 실수에 의해 보조용기를 과도하게 회전시켜 용기마개의 결합토크가 과대하게 발생하더라도 회전량 제한부재에 의해 보조용기의 회전력이 제 1 내지 제 4결합부분(P1~P4)으로 전달되지 않아 사용자가 재사용을 위해 보조용기(200)를 반시계방향으로 회전시키더라도 마개부재가 메인용기로부터 해제되는 회전력을 넘지 않아 마개부재가 메인용기로부터 먼저 해제되는 현상이 발생되지 않는다.
이어, 사용자는 도 5c 에 도시된 바와 같이, 마개부재(100)의 체결부(120)에 형성된 파지부(124)를 반시계방향으로 회전시켜 서로 결합된 마개부재(100) 및 보조용기(200) 전체를 메인 용기(300)의 네크부(310)로부터 완전히 분리하고, 보조 내용물(400)과 메인 내용물(600)이 서로 혼합된 혼합 내용물을 음용 또는 사용할 수 있다.
이어, 사용자는 메인용기(300)의 내부에 새로운 메인 내용물(600)을 보충하고 마개부재(100)의 체결부(120)의 외표면에 형성된 파지부(124)를 다시 시계방향으로 회전시켜 서로 결합된 마개부재(100) 및 보조용기(200) 전체를 메인용기(300)의 네크부(310)에 착탈방식으로 결합한다.
이때, 보조용기(200)의 내부 수용공간(230)에는 2/3 용량의 보조 내용물(400)이 격리 보관된 상태를 유지하고 있다. 이어, 도 5d 에 도시된 바와 같이, 사용자가 전체 보조 내용물(400)의 용량 중 1/3의 용량을 추가적으로 사용하길 원할 경우, 사용자는 보조용기(200)의 보조 용기 본체(210)를 반시계방향으로 회전시키되, 첫 번째 및 두 번째 눈금 표시 선(211,212) 사이에 들어있는 보조 내용물(400)이 메인용기(300)로 배출되는 것을 확인한 시점에서, 사용자는 도 5e에 도시된 바와 같이, 보조용기(200)의 보조용기 본체(210)를 다시 시계방향으로 회전시켜 보조용기(200)의 내부 수용공간(230)을 다시 밀폐시켜 최종적으로 남아있는 보조 내용물(400)의 1/3 용량을 다시 격리 보관할 수 있다.
이어, 사용자는 도 5f에 도시된 바와 같이, 마개부재(100)의 체결부(120)의 외표면에 형성된 파지부(124)를 반시계방향으로 회전시켜 서로 결합된 마개부 재(100) 및 보조용기(200) 전체를 메인 용기(300)의 네크부(310)로부터 완전히 분리하고, 보조 내용물(400)과 메인 내용물(600) 이 서로 혼합된 혼합 내용물을 음용 또는 사용할 수 있다.
사용자는 이상에서 설명한 동작을 반복하여 보조 내용물을 원하는 횟수만큼 나누어서 음용 또는 사용할 수 있어 종래 다 사용자 편리성을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용기마개 및 이를 구비한 용기에 따르면, 제조사에서 미리 설정된 다양한 용량의 보조용기를 착탈방식으로 마개부재의 상부에 결합시킬 수 있으며, 보조 내용물을 격리 보관하는 보조 용기를 마개부재의 상부에 결합시킨 상태에서 사용자가 보조용기의 배출구의 밀폐 또는 개방정도를 사용자의 선택에 따라 조절할 수 있으며, 사용자가 보조 내용물을 사용하는 도중이나 모두 사용한 후에 동일 또는 이종 내용물을 교체 또는 추가할 수 있을 뿐만 아니라 보조 내용물을 격리 보관하는 보조용기를 사용자가 재사용할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 마개부재 110 : 하우징
112 : 암나사부 ` 114 : 제 1테이퍼면
120 : 체결부 122 : 암나사부
124 : 파지부 130 : 밀폐부
131 : 브릿지 132 : 외부 케이스
133 : 윈도우 134 : 내부 케이스
150: 키홈 200 : 보조용기
600 : 메인 내용물 210 : 용기 본체부
211 : 눈금 표시선 220 : 네크부
221 : 돌기링 222 : 숫나사부
224 : 제2 테이퍼면 228 : 삽입 결합부
230 : 보조 내용물 수용공간 240 : 배출구
250: 키 300 : 메인 용기
310 : 네크부 400 : 보조 내용물

Claims (9)

  1. 마개가 결합될 수 있도록 나사가 형성된 네크부를 구비한 용기에 나사결합되는 용기마개에 있어서,
    상부는 개방되고 하부는 부분적으로 개방된 구조로 형성되며, 외측면의 일부 구간이 상기 용기(300)의 네크부(310)에 나사결합되어 회전에 의해 착탈되는 마개부재(100)와;
    상부는 밀폐되고 하부는 개방되어 보조 내용물을 보관할 수 있는 수용공간이 형성되며, 상기 개방된 하부가 상기 마개부재의 개방된 상부방향에 나사결합되어 회전에 의해 착탈되는 보조용기(200)를 포함하되;
    상기 보조용기는 보조 내용물을 보관하기 위한 내용물 수용공간이 형성된 용기 본체부(210);와, 상기 용기 본체부(210)에서 하측방향으로 관통형의 배출통로(240)가 일정구간 연장 형성되며, 배출통로(240)의 외주면에 수평부(221-1)와 경사부(221-2)로 구성된 돌기링(221)이 형성된 제2 네크부(220);를 포함하고,
    상기 돌기링(221)의 수평부(221-1) 상부에 한개 이상 키(key, 250)를 돌기링(221) 보다 돌출되게 형성하고,
    상기 키(250)에 치합되는 키홈(150)을 마개부재(100) 내면에 하향 테이퍼지게 형성한 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마개부재는,
    상부에서 일정 거리 이격된 내주면에 제1 암나사부(112)가 일정구간 형성되며, 측면을 밀폐하도록 하측방향으로 일정 길이 연장 형성되는 원통형 형상의 하우징(110);과,
    제1 암나사부(112)의 하부에 위치하는 하우징(110)의 외주면에서 외측 및 하측방향으로 일정구간 절곡 연장되어, 메인용기(300)의 네크부(310)와 나사결합되어 회전에 의해 탈부착되는 체결부(120);와,
    하우징(110)의 하단부에 연결 형성되어 보조용기(200)의 네크부(220)와 억지끼움을 통해 보조용기의 밀폐를 완성하는 밀폐부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 밀폐부(130)는 하우징(110)의 하단부에서 하측 방향으로 연장 형성되며, 하측 외주면을 따라 내용물을 배출하기 위한 다수개의 윈도우(133)가 브릿지(131)에 의해 일정간격으로 형성되는 외부 케이스(132)와, 외부 케이스(132)의 내주 끝단부에서 수직방향으로 일정길이 연장 형성된 수직면(134-1) 및 수직면으로부터 상부 중심점을 향하여 경사진 경사면(134-2)로 이루어지는 내부 케이스(134)로 구성되는 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조용기는 상기 돌기링(221) 하부에 제2 네크부(220);를 더 포함하되,
    상기 제2 네크부(220)는 제1숫나사부(222)가 일정구간 형성되고, 제1숫나사부(222)의 하부에 내측방향으로 제2 테이퍼면(224)이 형성된 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 용기 본체부(210) 수용공간(230)의 외경(D3)은 제 2네크부(220)의 외경(D4)보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 키(250)는 돌기링(221)의 수평부(221-1)와 제2네크부(220)의 외면에 걸쳐 상기 수평부(221-1)보다 돌출되는 돌출부(250a)를 구비하고,
    상기 키홈(150)은 하우징(110) 내벽에 침강된 침강부(150a) 및 상기 키(250)를 저지하는 폐색부(151)를 구비하되,
    상기 돌출부(250a) 및 침강부(150a)는 서로 대응되면서 보조용기(200)의 회전이 저지되는 것을 특징으로 하는 재사용이 가능한 보조용기가 적용된 용기마개.
  9. 청구항 1 내지 청구항 5, 및 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 용기마개를 구비한 용기.
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