KR101930811B1 - 액체를 저장하고 토출할 수 있는 용기장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 유닛과 이를 포함하는 용기장치가 제시된다. 커플링 유닛은 파우치와 결합하고, 파우치가 용기 내로 삽입된 상태에서 용기의 개구부에 고정될 수 있도록 파우치를 고정시켜주는 파우치 체결부, 및 파우치 체결부를 포함하는 커플링 유닛이 용기 내에 삽입되어 고정될 수 있도록 용기와 체결되는 고정부를 포함하고, 용기장치는 개구부를 구비하고 외형을 갖추고 있는 있는 경질의 용기, 용기 내에 삽입되는 파우치 및 파우치와 결합하여 용기에 체결됨으로써 파우치와 용기 사이의 공간을 밀폐시키는 커플링유닛을 포함하고, 커플링유닛은 공기배출구를 포함하여 파우치의 팽창에 따라 용기와 파우치 사이의 공기가 공기배출구를 통하여 배출하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 커플링 유닛은 하나의 구조물을 통해 파우치를 용기에 결합하고 용기 내 공기를 커플링 유닛 상의 공기배출구를 통해 배출함으로써 용기장치의 제조단가를 낮출 수 있으며, 커플링 장치를 포함하는 용기장치는 점성이 있는 액체를 경질의 용기에 담는 경우에도 내용물을 남김없이 전부 사용할 수 있도록 하고, 경질의 용기 내에 삽입될 수 있는 탄성을 가진 주머니를 구비하고 내용물을 주입하기 전에 용기 내에서 확장함으로써 내용물을 충진함에 있어, 충진노즐이 토출장치의 개구부 위에서 특별한 압력 없이 내용물을 분사 또는 흘려주는 경우에도 탄성연질주머니를 구비하면서도 경질용기의 체적만큼 내용물을 주입할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

액체를 저장하고 토출할 수 있는 용기장치 및 제조방법{LIQUID STORING AND DISCHARGING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 액체를 저장하고 토출할 수 있는 용기장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 종래 제조설비에 별도의 설비를 추가하지 않고도 내용물을 쉽게 주입할 수 있으면서 용기 내의 내용물을 남김없이 전부 사용 가능한 액체를 저장하고 토출할 수 있는 용기장치에 관한 것이다.

도 1a는 종래기술에 따른 액상 내용물의 용기장치를 도시한 것이고, 도 1b는 종래기술에 따른 점성을 가진 액상 내용물의 용기장치에 있어 잔존 내용물이 얼마 남지 않았을 때 용기장치 내 상태를 도시한 것이다.

도 1a에 도시된 액상 내용물의 용기장치는 종래 일반적으로 널리 사용되는 형태로서 개구부에 에어펌프와 같은 디스펜서(dispenser)가 부착되어 사용되며, 용기장치를 세워놓은 상태에서 한 손으로도 용기 내 액체를 토출시킬 수 있다는 장점에 따라 샴푸, 로션, 세제, 식품 등 다양한 산업분야에서 오랜 기간 사용되어 왔다.

한편, 도 1a에 도시된 액상 내용물의 용기장치에는 다양한 내용물이 담길 수 있는데, 샴푸, 로션, 시럽 등 점성이 있는 액체의 경우 내용물이 얼마 남지 않은 경우에는 도 1b에 개시된 바와 같이 용기 벽면에 내용물(20)이 달라붙어 잘 떨어지지 않으며, 이와 같은 문제점은 내용물의 점성이 클수록 확연해진다. 이와 같은 문제점은 비단 디스펜서를 구비하고 있는 용기뿐만 아니라 경질의 용기에 점성을 가진 내용물이 담기는 경우에는 공통적으로 나타나는 문제점이다.

특히, 종래에 사용되는 액상 내용물의 용기장치 중에서 에어펌프와 같은 디스펜서(dispenser)에 토출관(31)을 부착시켜 내용물을 토출하는 경우, 잔존 내용물(21)이 용기(10)의 내벽에 달라붙게 되어 용기(10)로부터 잘 떨어지지 않아 토출이 어려워지며, 용기(10)의 부피가 커짐에 따라 표면적도 커지게 되어 내벽에 달라붙는 잔존 내용물(21)은 더 많아지고 이 때문에 에어펌프와 같은 디스펜서(dispenser)를 통해 내용물을 토출하여 남김없이 사용하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었다.

즉, 종래에 사용되는 액상 내용물의 용기장치의 경우 도 1b에 도시된 바와 같이 디스펜서(dispenser)에 부착된 토출관(31)이 일정한 위치에 놓여 있기 때문에 용기의 내벽 또는 바닥면 중에서 토출관(31)으로 흡입할 수 없는 영역의 잔존 내용물(21)은 효과적으로 토출시키지 못하며 이와 같은 이유로 기존의 액상 내용물의 용기장치의 경우 다음과 같은 중대한 문제점을 가지고 있었다.

첫째, 용기 내 손이 닿지 않는 부분에 내용물이 남아 있게 되어 내용물을 완전하게 사용하지 못하고 버리게 됨으로써 과소비를 조장하게 된다.

둘째, 로션, 샴푸, 세재 등 내용물이 남아있는 상태에서 용기가 버려지는 경우 환경오염을 야기할 수 있다.

셋째, 토출기로 토출되지 않는 용기 내 잔존 내용물을 사용하기 위해 펌프 등 토출기를 용기와 분리하여 토출구를 개방하는 경우 이물질의 유입 등으로 인해 내용물이 오염될 수 있다.

넷째, 용기 내에 잔존하는 내용물을 토출하기 위하여 용기와 토출기를 분리하고 뒤집어 털어내어 토출을 시도하는 경우 사용하고자 하는 양을 정확히 토출시키는 것이 어려운 문제점이 있다.

그럼에도 불구하고 미관, 사용편리성 등의 이유에 따라 샴푸, 로션, 시럽과 같은 점성을 가지는 액체는 물론 점성이 매우 약한 액체조차도 대부분 도 1a 및 도 1b에 도시된 형태의 용기장치에 담겨 판매된다는 점에서, 본 발명의 고안자는 전술한 문제점들을 해결하는 것은 매우 중요한 사항이라는 것은 인식하였으며, 특히 이러한 문제점은 샴푸, 로션 등의 내용물을 깔끔하게 사용하는 것에 큰 장애요소로 작용할 뿐만 아니라 내용물(20)을 전부 소비하지 못한 상태에서 용기(10)를 폐기하거나 내부의 잔여물을 모두 제거한 후에야 재활용이 가능하다는 점에서 심각한 환경오염을 야기한다는 문제점 역시 인식하였다.

이에 따라 용기(10) 내부에 파우치를 구비하고 파우치에 내용물(20)을 저장함으로써, 사용에 따라 파우치를 수축하여 내용물(20)이 접촉하는 저장공간의 내부 표면적을 줄임으로써 내용물(20)을 완벽하게 사용할 수 있는 액상 내용물의 저장 및 토출 장치의 필요성을 도출하게 되었다. 그러나 관련 산업분야는 용기 자체의 실용성뿐만 아니라 용기의 심미성, 대량생산 가능성이 동시에 고려되어야 하는 분야라는 점에서 종래의 충진 및 제조설비에 그대로 적용할 수 있어야 한다는 조건은 본 발명사상을 실제 활용할 수 있기 위한 중요한 전제라는 점을 인식하였다.

한편, 용기의 내부 내용물을 완벽하게 사용하기 위해 종래에 사용된 기술로서, 용기 내 내용물이 감소함에 따라 용기 바닥면이 상승하는 이른바 에어리스(airless) 용기가 개발되었으나, 에어리스 용기의 경우 실린더 형태로만 구현될 수 있어 미관상 한계가 있어 다양한 형태의 용기 사용이 요구되는 화장품 산업에 널리 활용되기 어려우며, 실린더 크기 구현에 한계가 있어 대용량에 적용될 수 없다는 심각한 문제점이 있었다.

나아가, 유사한 목적을 달성하기 위한 선행기술로서 한국 실용신안등록 제 0289892 호에서는 용기 내에 고무풍선을 구비하는 용기장치를 개시하고 있으나, 본 고안의 경우 용기 내 고무풍선의 복원력에 의해 내용물을 주입할 때 내용물이 역류하여 토출되어 저장하지 못하는 문제점을 의식하여 용기의 개구부가 좁은 입구를 구비하고, 밸브를 통해 고무풍선 내의 내용물을 토출해야 한다고 개시하고 있는바 이러한 한계점은 해당 발명사상이 실제 관련산업분야에서 활용하는 것이 매우 제한적임을 인식하고 있는 것이며, 따라서 일반적인 제조방법에는 적용할 수 없다는 문제점이 있었다.

즉, 한국 실용신안등록 제 0289892 호에 따르면 고무풍선이 가지는 복원력 때문에 내용물을 고무풍선 내에 주입하기 위해서는 액체의 주입압력이 고무풍선의 복원력보다 커야 하고, 이를 위해서는 내용물 주입노즐과 용기의 개구부가 밀착 결합되어야만 하는데, 이러한 경우 용기의 개구부가 좁기 때문에 내용물을 주입하기 위해서는 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있었다.

대량생산을 위해서는 내용물이 쉽고 용이하게 주입되어야 한다는 점에서 한국 실용신안등록 제 0289892 호는 대량생산방식에는 사용될 수 없다는 문제점이 있었다. 즉, 기존의 액체 내용물 주입 방식(bottling)은 주입 노즐이 용기와 밀착되지 않은 상태에서 용기에 내용물을 분사하는 방식이라는 점에서 한국 실용신안등록 제 0289892 호는 종래의 액체 내용물 주입방식에는 적용될 수 없다는 한계점을 가지고 있었다.

따라서, 경질의 용기를 사용하여 미관 및 편의성을 유지하면서도 점성이 있는 내용물을 효과적으로 주입하고, 토출시킬 수 있는 용기장치 및 용기장치 제조방법에 대한 개발이 요구되며, 나아가 기존의 액체류 주입설비를 그대로 이용하면서도 효과적으로 탄성을 가진 연질주머니에 내용물을 주입할 수 있는 용기장치 및 용기장치 제조방법의 개발이 요구된다.

1. 한국 실용신안등록 제 0289892 호 (고안의 명칭 : 고무풍선을 이용한 용기)

본 발명의 고안자는 경질용기 내에 액체, 특히 점성이 높은 액체가 담기는 경우 액체 내용물이 가지는 점성과 표면 장력에 의해 액체 내용물이 용기의 내벽에 붙어 펌프와 같은 디스펜서(토출기)를 사용하여 토출이 어려워 실용적이지 않다는 문제점을 인식하였으며, 비단 토출기를 사용하는 용기뿐만 아니라 케첩과 같이 손으로 용기를 짜서 내용물을 토출하는 용기 역시 점성이 있는 내용물을 담고 있는 경우에는 동일한 문제점을 가지고 있음을 인식하였다. 그럼에도 불구하고 미관상 제품을 고급스럽게 보이게 만든다는 이유와, 사용의 편의성을 위해 펌프 등을 토출부에 부착하여 사용할 수 있다는 이점 등에 따라 일정한 외형을 가지는 경질용기가 사용될 수 밖에 없다는 관련 산업분야의 목소리를 충분히 인식하고 있었다.

따라서 일정한 외형을 가지는 경질용기를 그대로 사용하면서도 경질용기에 담긴 액체 내용물을 완벽하게 사용할 수 있어 종래의 대량생산방법에 따른 내용물 충진 방법을 그대로 사용할 수 있는 용기장치 및 용기장치 제조방법에 대해 연구하였다.

도 2a와 도 2b는 종래의 샴푸, 로션 등과 같이 액체 내용물 제품을 생산함에 있어 관련 산업분야에서 일반적으로 사용되는 액체 내용물 충진 방법 및 과정을 도시한 것이다.

종래에 사용되는 액체류 제품의 대량생산 과정에서 경질용기에 내용물을 충진하는 과정은 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이 컨베이어 밸트와 같은 이송장치(50)를 따라 빈 용기가 차례로 충진장비로 이동(51)하여 충진장비의 노즐 하부에 위치하면 노즐에서 내용물을 분사하여 용기에 내용물을 충진하는 과정을 수반하며 이 때 내용물 충진장비는 설계에 따라 한 개에서 다수의 노즐(60)을 가질 수 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이 노즐의 개수에 맞게 용기가 노즐 하부에 위치하게 되면 노즐이 하강하여 각각의 경질용기 개구부 위에서 내용물을 충진한다(61). 이때 내용물 충진을 위해 노즐이 움직이는 시간, 노즐의 단위시간 당 충진량은 제품의 생산효율성과 직결되며, 따라서 일반적으로 노즐은 경질용기 안으로 내용물이 정확히 분사될 수 있도록 설계방식에 따라 최소한의 거리만큼만 수직 이동하거나, 움직이지 않고 그 자리에서 내용물이 분사된다. 따라서, 생산효율성 등을 고려할 때 노즐과 경질용기의 개구부는 서로 밀착된 상태가 아니라 내용물이 용기에 분사될 수 있을 정도로만 접근하여 충진이 이루어진다.

한편, 본 발명의 고안자는 대량생산방식에 있어 일반적으로 사용되는 내용물 충진방법을 통해 내용물을 파우치에 충진하는 경우, 파우치가 가지는 탄성 및 복원력을 고려할 때 내용물 주입 노즐이 경질용기의 개구부와 밀착되지 않는 경우에는 파우치로 주입되는 내용물이 가하는 주입압력이 파우치가 가지는 탄성과 복원력을 극복할 수 없어 파우치가 미리 부풀어 확장되어 있지 않은 이상 내용물을 경질용기의 체적만큼 담을 수 없다는 문제점을 인식하였으며, 이는 파우치를 구비한 경질용기에 액체 내용물을 충진하는 방법을 대량생산 방식으로 구현함에 있어 매우 큰 장애요소로 작용함을 알 수 있었다.

따라서, 경제성 및 대량생산 적용가능성을 고려하여 기존의 내용물 충진설비를 그대로 사용하면서도 파우치를 구비하는 경질용기에 액체 내용물을 충진할 수 있는 새로운 방식을 이용할 수 있는 용기장치 및 그 제조방법에 대한 개발이 요구되었다.

이에 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 액체를 저장하고 토출할 수 있는 용기장치에 액체 내용물을 담는 경우에도 내용물을 남김없이 전부 사용할 수 있으며, 종래의 제조공정에 적용이 가능한 용기장치, 용기 및 이에 대한 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 용기 내에 삽입될 수 있는 파우치를 구비하여 내용물을 충진하여 저장하고, 파우치를 확장하여 용기의 형태대로 변형이 가능하기 때문에 용기의 형태에 구애 받지 않고 내용물을 담을 수 있으며, 파우치가 가지는 탄성(복원력)에 의해 탄성연질주머니가 개구부를 향해 언제나 내용물을 밀어내는 압력을 인가함으로써 개량되고 비용을 절감할 수 있는 토출기를 사용할 수 있는 장치, 용기 및 이에 대한 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 파우치가 구비된 용기로 내용물을 충진함에 있어 내용물 충진 전에 파우치를 확장시켜 용기의 체적만큼 저장공간을 확보함으로써 내용물 충진 노즐과 경질용기 개구부가 완전히 밀착되지 않더라도 내용물을 주입할 수 있도록 하여 종래의 내용물 충진장치에 적용할 수 있는 장치, 용기 및 이에 대한 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 내용물의 충진 전에 용기 내에서 파우치를 확장시킴에 있어 불필요한 공정과 구조물을 최소화 하여 제조원가를 최소화할 수 있는 장치, 용기 및 이에 대한 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액체를 저장하고 토출할 수 있는 커플링 유닛이 제공된다. 커플링 유닛은 파우치의 개구부와 결합하고, 파우치가 용기 내로 삽입된 상태에서 파우치의 개구부가 용기의 개구부에 결합할 수 있도록 파우치를 고정시켜주는 파우치 체결부, 및 파우치 체결부를 포함하는 커플링 유닛이 용기와 결합할 수 있도록 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 용기 내부의 공기를 용기 밖으로 배출하는 공기배출구를 더 포함하는 것을 특징하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 커플링 유닛은 하나의 동일한 재질로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공기배출구는 공기차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공기차단부는 일 방향으로만 공기를 흐르게 하는 체크밸브인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 사용에 따른 파우치의 수축을 용이하게 하도록 공기유입구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액체를 저장하고 토출할 수 있는 용기장치가 제공된다. 용기장치는 개구부를 구비하고 외형을 갖추고 있는 경질의 용기, 용기 내에 삽입되는 파우치, 파우치와 결합하여 용기에 체결됨으로써 파우치와 용기 사이의 공간을 밀폐시킬 수 있는 커플링유닛, 및 용기 내부의 공기를 배출할 수 있는 공기배출구를 포함하고, 파우치로 기체가 주입되어 파우치가 팽창함에 따라 용기와 파우치 사이의 공기가 공기배출구를 통하여 배출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 커플링 유닛은 용기에 고정될 수 있도록 고정부를 더 포함으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공기배출구가 커플링 유닛에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공기배출구는 공기차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공기차단부는 일 방향으로만 공기를 흐르게 하는 체크밸브인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 파우치는 탄성연질파우치인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 파우치는 용기 내에서 용기의 체적을 미리 계산하여 지정된 부피만큼만 확장된 후 기체의 주입이 중단되어 확장이 멈추는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 파우치에 주입되는 기체의 주입압력이 일정한 값을 갖는 경우 기체 주입이 멈춤으로써 파우치가 일정한 부피만큼만 확장되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액체를 저장하고 토출할 수 있는 용기장치 제조방법이 제공된다. 용기장치 제조방법은 파우치를 커플링 유닛에 결합하는 단계, 커플링 유닛을 용기의 개구부에 결합하여 파우치를 용기에 삽입된 상태로 고정시키는 단계, 용기의 개구부를 통해 파우치에 기체를 주입함으로써 파우치를 팽창시키고, 파우치의 팽창에 따라 용기와 파우치 사이 공간의 압력이 증가하는 경우, 공기배출구를 통해 파우치와 용기 사이에 형성되는 공간의 공기압력을 낮추는 단계, 파우치가 미리 지정된 크기로 팽창하거나 주입압력이 일정한 값을 가지는 경우 상기 파우치에 기체 주입을 중단하는 단계, 및 공기배출구 일단에 형성된 공기차단부가 작동하여 파우치와 용기 사이에 형성되는 공간의 공기압력을 일정하게 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 용기의 개구부와 이격된 채 내용물을 분사하여 용기에 내용물을 충진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 커플링 유닛, 용기장치는 용기 내에 삽입될 수 있는 파우치를 구비하여 내용물을 충진하여 저장하고, 파우치를 확장하여 용기의 형태대로 변형이 가능하기 때문에 용기의 형태에 구애 받지 않고 내용물을 담을 수 있으며, 파우치가 가지는 탄성(복원력)에 의해 탄성연질주머니가 개구부를 향해 언제나 내용물을 밀어내는 압력을 인가함으로써 개량되고 비용을 절감할 수 있는 토출기를 사용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 커플링 유닛, 용기장치는 파우치가 구비된 용기로 내용물을 충진함에 있어 내용물 충진 전에 파우치를 확장시켜 용기의 체적만큼 저장공간을 확보함으로써 내용물 충진 노즐과 경질용기 개구부가 완전히 밀착되지 않더라도 내용물을 주입할 수 있도록 하여 종래의 내용물 충진장치에 적용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 커플링 유닛, 용기장치는 내용물의 충진 전에 용기 내에서 파우치를 확장시킴에 있어 불필요한 공정과 구조물을 최소화 하여 제조원가를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 종래기술에 따른 액상 내용물의 용기장치를 도시한 것이다.
도 1b는 종래기술에 따른 점성을 가진 액상 내용물의 용기장치에 있어 잔존 내용물이 얼마 남지 않았을 때 용기장치 내 상태를 도시한 것이다.
도 2a는 종래의 샴푸, 로션 등과 같이 액체 내용물 제품을 생산함에 있어 관련 산업분야에서 일반적으로 사용되는 액체 내용물 충진 방법 및 과정을 도시한 것이다.
도 2b는 종래의 샴푸, 로션 등과 같이 액체 내용물 제품을 생산함에 있어 관련 산업분야에서 일반적으로 사용되는 액체 내용물 충진 방법 및 과정을 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기장치를 도시한 것이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기장치를 도시한 것이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기장치를 도시한 것이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 유닛의 사시도를 도시한 것이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 유닛의 단면도를 도시한 것이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 유닛의 배면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기배출을 통한 용기장치 제조과정을 도시한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

한편, 본 발명의 명세서에서 구체적으로 언급되지 않은 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대될 수 있는 잠정적인 효과는 본 명세서에 기재된 것과 같이 취급되며, 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공된 것인바, 도면에 도시된 내용은 실제 발명의 구현모습에 비해 과장되어 표현될 수 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성의 상세한 설명은 생략하거나 간략하게 기재한다.

본 명세서에서 액체란 고체 또는 기체의 상태가 아닌 광범위한 액상의 상태를 총칭한다. 즉, 분자간 거리 짧고 운동에너지가 낮지만 고체 상태의 분자들처럼 강하게 붙어있지는 않은 모든 상태를 의미하며, 물과 같이 점성이 없는 액체부터 젤과 같은 점성이 강한 액체를 모두 포함하는 의미로 사용된다.

본 명세서에서 파우치란 연질의 주머니로서 고정된 외관을 가지지 않아 외력에 의해 모양이 변하면서 탄성을 가져 늘어나거나 팽창하는 경우 본래 모양으로 되돌아가기 위한 복원력을 가지는 주머니와 단순 연질주머니로서 고정된 외관을 가지지 않아 외력에 의해 모양이 변하는 주머니를 통칭한다.

본 명세서에서 용기란, 플라스틱, 유리, 금속 등 일정한 외형을 가지는 경질의 재질을 가지는 모든 종류의 용기를 의미하며, '경질용기'와 혼용하여 사용될 수 있다.

본 명세서에서 커플링 유닛이란, 파우치의 개구부와 결합하여 용기의 용기결합부(용기의 주입구)와 결합함으로써 파우치가 용기 내에 고정될 수 있도록 파우치와 용기를 결합시켜주는 구조물을 의미한다. 커플링 유닛은 용기와 파우치 사이의 공간이 외부와 완전히 차단될 수 있도록 고정부 또는 공기차단부를 더 포함할 수 있다.

본 명세서에서 용기장치란 에어펌프나 노즐같은 디스펜서(토출기)를 구비하여 내용물을 도출할 수 있는 모든 형태의 용기를 의미한다.

본 명세서에서 토출기란, 용기와 결합하여 파우치 내 저장되어 있는 액상 내용물을 토출하는 기능을 수행하는 구조물을 의미한다. 토출기는 본 발명의 실시예에 따라 펌프형으로 구현되거나 파우치가 탄성을 가지고 있어 복원력으로 내용물을 토출구로 자동으로 밀어내는 경우 토출관 또는 토출부에 단위 시간당 이송되는 내용물의 양을 조절해주는 벨브를 구비하여 구현될 수도 있으며, 나아가 단순한 토출구를 가지는 구성으로도 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기장치(300)를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 용기장치(300)는 내용물이 담기는 파우치(320), 파우치(320)가 용기장치(300) 내에서 확장될 수 있는 용기(310), 파우치(320)가 용기장치(300)에 결합될 수 있도록 하는 커플링 유닛(330), 나사산과 같은 결합수단을 통해 토출기를 용기(310) 개구부에 결합하는 용기 결합부(311)를 포함할 수 있다.

커플링 유닛(330)은 파우치 체결부(331), 고정부(332), 공기배출관(333), 및 공기차단부(334)를 포함할 수 있다.

용기(310)는 플라스틱, 유리, 세라믹, 금속 등 다양한 재료를 통해 구현될 수 있으며, 용기(310), 용기 결합부(311)는 일반적으로 동일한 재질로서 하나의 바디(body)를 가지는 형태로 구현되나, 각기 다른 부품, 또는 하나 이상의 구성이 하나의 부품으로 구현되어 결합되어 구현될 수도 있다.

용기(310)는 용기장치(300)의 개구부를 통해 삽입되는 파우치(320)가 확장되어 내용물을 충진/담을 수 있는 공간을 구비되어 있으며, 이에 따라 파우치(320)는 용기(310)의 외관에 따라 확장될 수 있다. 따라서, 용기(310)의 체적만큼 파우치(320) 역시 기존의 충진설비를 이용하여 내용물을 충진하고 저장할 수 있는 저장공간을 확보할 수 있다.

용기 결합부(311)는 파우치(320)가 내용물로 충진된 후 토출기가 용기장치(300)에 결합할 수 있도록 나사산과 같은 결합수단을 구비할 수 있으며, 도 3a에서 결합수단은 나사산을 구비하고 있는 것으로 도시되었으나 나사산은 토출기와 용기장치(300)를 결합할 수 있는 다양한 결합수단 또는 결합구조로 대체될 수 있다.

한편, 용기 결합부(311)는 발명의 구현 형태에 따라 커플링 유닛(330)과 하나의 구조물로 형성될 수 있다. 이러한 경우 용기 결합부(311)는 용기(310)와는 분리된 구조물로서 토출기와 결합하고 파우치(320)와 용기(310)를 결합하는 커플링 유닛(330)의 기능을 함께 수행하여, 용기(310)에 결합할 수 있다.

도 3b에 도시된 바와 커플링 유닛(330)은 파우치(320)가 용기(310) 내로 삽입되어 고정될 수 있도록 파우치(320)를 용기장치(300)에 결합시키도록 기능한다. 파우치(320)의 개구부는 커플링 유닛(330)과 결합되고, 커플링 유닛(330)은 용기(310)의 개구부 내측에 결합된다. 따라서 용기장치(300) 개구부에 내용물을 주입하면 내용물은 모두 파우치(320)에 담기게 된다. 다만 본 발명의 실시형태에 따라 커플링 유닛(330)은 용기 결합부(311)와 결합할 수도 있으며 전술한 바와 같이 커플링 유닛(330) 그 자체가 용기 결합부(311)로 동작할 수 있다.

도 3c에 도시된 바와 같이 커플링 유닛(330)을 통해 파우치(320)가 용기(310)에 결합되면 용기장치(300) 내 용기(310)와 파우치(320) 사이의 공간은 밀폐된 상태로서 공기배출관(333)이 용기(310) 밖으로의 유일한 공기 출입경로가 될 수 있다. 따라서 공기배출관(333)을 통해 용기(310) 내 공기가 배출되어 용기장치(300)의 용기(310) 내의 압력이 낮아지면 파우치(320)가 커플링 유닛(330)으로부터 이탈할 수 있기 때문에 커플링 유닛(330)은 파우치(320)를 견고하게 잡아주고 용기(310)와 파우치(320) 사이의 공간을 외부와 완벽하게 차단시킬 수 있는 구조를 가져야 한다. 커플링 유닛(330)에 대해서는 이하 도 4a 내지 도 4c에서 상세히 설명하도록 한다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 유닛을 도시한 것이다. 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 유닛의 사시도를 도시한 것이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 유닛의 단면도를 도시한 것이고, 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 유닛의 배면도를 도시한 것이다.

커플링 유닛(330)은 파우치(320)가 용기(310) 결합함에 있어 용기(310)와 파우치(320)를 견고하게 체결함과 동시에 파우치(320)가 용기(310) 내에서 고정될 수 있도록 잡아주는 기능을 수행한다. 이를 위해 커플링 유닛(330)은 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 파우치(320)와 체결되어 용기(310)의 용기 결합부(311) 내측에 끼워질 수 있다. 이 때 도 4a 내지 도 4c에 개시된 바와 같이 커플링 유닛(330)은 파우치(320)가 커플링 유닛(330)으로부터 이탈되지 않도록 파우치 체결부(331)를 구비할 수 있다. 파우치 체결부(331)는 파우치(320)를 커플링 유닛(330) 본체와 결합하는 동시에 용기(310)의 개구부인 용기 결합부(311) 내벽과 결합하여 공기배출관(333)이 닫혀있는 경우 파우치(320)와 용기(310) 사이의 공간을 밀폐시킬 수 있다.

커플링 유닛(330)은 파우치(320)를 체결한 상태에서 용기(310)의 용기 결합부(311) 내측에 견고하게 결합하기 위해 고정부(332)를 더 포함할 수 있다. 도 4a 내지 도 4c에 도시되어 있는 바와 같이 고정부(332)는 돌기가 형성된 후크 형태로 구현되어 용기(310) 내측에서 커플링 유닛(330)을 용기(310)와 결합시킬 수 있다. 다만 고정부(331)는 후크 형태가 아닌 다른 형태로도 구현이 가능하며, 예를 들어 고정부(331)는 커플링 유닛(330)의 외벽에 도포되는 접착제 형태로 구현되거나 커플링 유닛(330)의 외벽과 용기(310) 내벽간에 마찰력을 증강시킬 수 있는 구조물이나 패턴으로 구현될 수도 있다.

커플링 유닛(330)은 용기(310) 내의 공기를 용기장치(300) 밖으로 배출할 수 있도록 공기배출관(333)을 포함할 수 있다. 공기배출관(333)은 용기(310)와 용기(310) 내에 삽입되어 있는 파우치(320) 사이의 공기를 용기장치(300) 밖으로 배출하는 기능을 수행하며, 추가적으로 용기장치(300)를 사용함에 있어 외부 공기를 용기(310) 내로 유입될 수 있도록 하여 내용물이 토출되는 경우 파우치(320) 크기가 작아지도록 기능할 수도 있다.

공기배출관(333)의 일단 또는 내부에는 공기차단부(334)가 구비될 수 있다. 공기차단부(334)는 파우치(320)가 확장됨에 따라 용기(310) 내의 공기가 공기배출관(333)을 통해 외부로 배출되는 경우, 파우치(320)로의 기체 주입이 멈추더라도 외부 공기가 용기(310) 내로 다시 유입되는 것을 막아주고 파우치(320)의 확장된 상태를 유지할 수 있게 해준다. 공기차단부(334)는 본 발명의 실시형태에 따라 체크밸브와 같이 방향성을 가진 공기차단 밸브로 구현될 수 있다.

공기배출관(333)은 파우치(320)에 내용물이 충진되어 용기장치(300)가 사용되는 경우, 내용물 사용에 따른 파우치(320) 수축을 용이하게 하기 위해 공기유입로로 사용될 수 있는데, 공기배출관(333)이 공기유입로로 사용되는 경우 공기차단부(334)는 비활성화 될 수 있다.

나아가, 공기배출관(333)은 본 발명의 구현형태에 따라 용기(310)에도 형성될 수도 있으며, 사용에 따른 파우치(320) 수축을 위한 공기유입로는 용기(310)에 형성된 공기배출관(333)과 동일한 구성으로서 구현될 수도 있고, 이와는 다른 별도의 구성으로 형성될 수도 있다.

한편, 커플링 유닛(330)의 발명적 사상을 이해하고 해석함에 있어, 커플링 유닛(330)은 용기(310)와 파우치(320)가 상이한 재질로 이루어질 수 밖에 없음에도 불구하고 파우치(320)가 용기(310)의 개구부를 통해 삽입되어 용기(310) 내에 삽입되어 있는 파우치(320)와 용기(310) 사이의 공간을 용기(310) 외부와 완벽하게 차단해야 한다는 요구조건을 충족할 수 있도록 설계되어야 하며, 비록 도 4a 내지 도 4c에 개시된 커플링 유닛(330)과 달리 설계되었다고 하더라도 전술한 바와 같은 요건을 충족하다면 본 발명의 사상에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기배출을 통한 용기장치 제조과정을 도시한 것이다.

도 5에 따르면, 용기장치(300)를 제조함에 있어, 먼저 파우치(320)가 커플링 유닛(330)에 결합된다(S100).

파우치(320)와 커플링 유닛(330)이 결합되면 파우치(320)는 용기(310)의 개구부를 통해 용기(310)에 내부로 삽입되며, 커플링 유닛(330)은 파우치(320)를 잡고 있는 상태로 용기(310)와 결합된다(S200).

한편, 도 3a 내지 도 3c에 따르면 파우치(320)는 용기(310)에 삽입되기 전에 커플링 유닛(330)에 결합된 후 용기(310)에 삽입되는 것으로 도시되어 있으나, 커플링 유닛(330)의 구조에 따라 파우치(320)가 먼저 용기(310)에 결합한 후 커플링 유닛(330)이 파우치(320)와 용기(310)에 결합될 수도 있다.

커플링 유닛(330)이 용기(310)에 결합되면 용기(310) 내에 위치하는 파우치(320)와 용기(310) 내부 사이의 공간은 커플링 유닛(330)에 형성된 공기배출관(333)을 통하지 않고는 외부와 차단된 상태가 된다. 이러한 상태에서 용기(310) 개구부를 통해 파우치(320) 내로 기체를 주입하여 파우치(320)를 확장시킨다(S300).

파우치(320)가 확장됨에 따라 파우치(320)와 용기(310) 내부 사이 공간에 존재하는 공기는 공기배출관(333)을 통해 용기(310) 외부로 배출시키고(S400), 파우치(320)가 용기(310) 내부의 공간을 채울 만큼 충분히 확장되면 파우치(320)로의 기체주입이 중단되어 용기(310) 내의 공기배출이 중단된다(S500).

파우치(320) 내로 기체주입을 중단하는 방법으로 미리 정해진 일정량의 기체주입량을 정하여 해당 양만큼 파우치(320) 내로 기체가 주입되면 기체주입을 중단하여 파우치(320)의 확장을 중지시키는 방법과 파우치(320)가 용기(310)의 체적만큼 확장하여 더 이상 기체주입이 어려운 경우 기체주입 압력을 감지하거나 기체주입구가 개방되도록 하여 기체주입을 중지시키는 방법 등이 고려될 수 있다.

공기배출관(333)을 통해 공기배출이 중단된 상태에서 공기차단부(334)가 동작하여 외부의 공기가 용기(310) 내부로 유입되지 않는바 파우치(320)와 용기(310) 내부 사이 공간이 밀폐되어 파우치(320)가 확장된 상태가 유지된다(S500). 따라서 이와 같은 상태에서는 파우치(320)가 확장된 상태로 유지되는바 기존의 내용물 충진장비를 이용하여 용기장치(300)에 액체 내용물을 쉽게 충진 할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

300 ... 용기장치
310 ... 용기
320 ... 파우치
330 ... 커플링유닛

Claims (19)

1. 액상 내용물이 수용되기 위한 파우치의 개구부와 결합하고, 상기 파우치가 용기 내로 삽입된 상태에서 상기 파우치의 개구부가 용기의 개구부에 결합할 수 있도록 상기 파우치를 고정시켜주는 파우치 체결부;
   상기 파우치 체결부를 포함하는 커플링 유닛이 상기 용기와 결합할 수 있도록 고정부; 및
   상기 용기 내부의 공기를 상기 용기 밖으로 배출하기 위한 공기배출구를 포함하고,
   상기 공기배출구는 상기 용기 내벽과 상기 파우치 사이 공간의 공기가 외부로 배출되도록 하며, 외부의 공기가 상기 용기의 내벽과 상기 파우치 사이의 공간으로 유입되어 팽창된 상기 파우치가 수축하는 것을 억제하기 위한 공기차단부를 포함하고,
   상기 공기차단부는 상기 용기의 내부로부터 상기 용기의 외부를 향하는 일 방향으로만 공기가 흐르도록 하는 밸브 수단이며,
   상기 공기차단부의 일측은 상기 용기의 내부와 접하며, 상기 공기 차단부의 타측은 대기와 접하는 것을 특징으로 하는 커플링 유닛.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 커플링 유닛은 하나의 동일한 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 커플링 유닛.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   사용에 따른 상기 파우치의 수축을 용이하게 하도록 공기유입구를 더 포함하는 커플링 유닛.
7. 개구부를 구비하고 외형을 갖추고 있는 있는 경질의 용기;
   상기 용기 내에 삽입되며, 액상 내용물이 수용되기 위한 파우치;
   상기 파우치와 결합하여 상기 용기에 체결됨으로써 상기 파우치와 상기 용기 사이의 공간을 밀폐시킬 수 있는 커플링유닛; 및
   상기 용기 내벽과 상기 파우치 사이의 공기를 배출할 수 있는 공기배출구를 포함하고,
   상기 파우치로 기체가 주입되어 상기 파우치가 팽창함에 따라 상기 용기와 상기 파우치 사이의 공기가 상기 공기배출구를 통하여 배출하는 것을 특징으로 하고,
   상기 공기배출구는, 상기 파우치가 팽창된 상태에서, 상기 용기와 상기 파우치 사이의 공간으로 외부의 공기가 유입되어 팽창된 상기 파우치가 수축하는 것을 억제하기 위한 공기차단부를 더 포함하고,
   상기 공기 차단부의 일측은 상기 용기의 내부와 접하며, 상기 공기 차단부의 타측은 대기와 접하며,
   상기 파우치가 팽창된 상태에서, 상기 파우치의 내부 공간의 압력은 대기의 압력과 동일하며, 상기 파우치의 복원력보다 작게 형성되고,
   상기 파우치 내부 공간의 상기 압력에 의하여 상기 파우치의 내면에 작용되는 힘과 상기 파우치 및 상기 경질의 용기 사이의 공간의 압력에 의하여 상기 파우치의 외면에 작용되는 힘은, 상기 파우치의 상기 복원력과 평형을 이루는 것을 특징으로 하는 용기장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 커플링 유닛은 상기 용기에 고정될 수 있도록 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 공기배출구가 상기 커플링 유닛에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용기장치.
10. 삭제
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 공기차단부는 상기 용기의 내부로부터 상기 용기의 외부를 향하는 일 방향으로만 공기가 흐르도록 하는 밸브 수단인 것을 특징으로 하는 용기장치.
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 파우치는 탄성연질파우치인 것을 특징으로 하는 용기장치.
13. 제 9 항에 있어서,
    상기 파우치는 상기 용기 내에서 상기 용기의 체적을 미리 계산하여 지정된 부피만큼만 확장된 후 상기 기체의 주입이 중단되어 확장이 멈추는 것을 특징으로 하는 용기장치.
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 파우치에 주입되는 상기 기체의 주입압력이 일정한 값을 갖는 경우 기체 주입이 멈춤으로써 상기 파우치가 일정한 부피만큼만 확장되는 것을 특징으로 하는 용기장치.
15. 액상 내용물이 수용되기 위한 파우치를 커플링 유닛에 결합하는 단계;
    상기 커플링 유닛을 용기의 개구부에 결합하여 상기 파우치를 상기 용기에 삽입된 상태로 고정시키는 단계;
    상기 용기의 개구부를 통해 상기 파우치에 기체를 주입함으로써 상기 파우치를 팽창시키고, 상기 파우치의 팽창에 따라 상기 용기와 상기 파우치 사이 공간의 압력이 증가하는 경우, 공기배출구를 통해 상기 파우치와 상기 용기 사이에 형성되는 공간의 공기압력을 낮추는 단계;
    상기 파우치가 미리 지정된 크기로 팽창하거나 주입압력이 일정한 값을 가지는 경우 상기 파우치에 기체 주입을 중단하는 단계; 및
    상기 공기배출구 일단에 형성된 공기차단부가 작동하여 상기 파우치와 상기 용기 사이에 형성되는 공간의 공기압력을 일정하게 유지하는 단계를 포함하고,
    상기 공기 배출구는 상기 용기 내벽과 상기 파우치 사이 공간의 공기는 외부로 배출되도록 하며,
    상기 공기 차단부는, 상기 공기 배출구에 설치되어 외부의 공기가 상기 용기의 내벽과 상기 파우치 사이의 공간으로 유입되어 팽창된 상기 파우치가 수축하는 것을 억제하고,
    상기 공기 차단부의 일측은 상기 용기의 내부와 접하며, 상기 공기 차단부의 타측은 대기와 접하며,
    상기 파우치가 팽창된 상태에서, 상기 파우치의 내부 공간의 압력은 대기의 압력과 동일하며, 상기 파우치의 복원력보다 작게 형성되고,
    상기 파우치 내부 공간의 상기 압력에 의하여 상기 파우치의 내면에 작용되는 힘과 상기 파우치 및 상기 경질 용기 사이의 공간의 압력에 의하여 상기 파우치의 외면에 작용되는 힘의 합력은, 상기 파우치의 상기 복원력과 평형을 이루는 용기장치 제조방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 파우치가 팽창되고, 상기 공기 차단부에 의하여 상기 파우치와 상기 용기의 내벽 사이 공간의 압력이 일정하게 유지된 상태에서, 상기 용기의 개구부와 이격된 채 상기 액상 내용물을 분사하여 상기 용기에 상기 내용물을 충진하는 단계를 더 포함하는 용기장치 제조방법.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 파우치와 상기 용기 사이에 형성되는 공간의 공기 압력을 유지하는 단계에서,
    상기 파우치의 개구부는 상기 커플링 유닛을 통하여 외부에 대해 개방된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 용기 장치 제조 방법.
18. 제 8 항에 있어서,
    상기 고정부는, 후크 형태로 형성되어, 상기 용기 내측에서 상기 커플링 유닛을 상기 용기와 결합시키며,
    상기 커플링 유닛은, 상기 파우치의 개구부가 개방된 상태로 상기 커플링 유닛과 결합되도록 하는 파우치 체결부를 더 포함하고,
    상기 파우치 체결부는 상기 파우치를 상기 커플링 유닛에 결합시키며 동시에 용기 결합부의 내벽과 결합하여, 상기 파우치와 상기 용기 사이의 공간을 밀폐시켜 팽창된 상기 파우치가 수축하는 것을 억제하는 것을 특징으로 하는 용기 장치.
19. 제 7 항에 있어서,
    상기 파우치의 상기 개구부는 상기 커플링 유닛을 통하여 외부에 대해 개방되는 것을 특징으로 하는 용기 장치.

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