KR102508678B1 - 제품 불량을 방지하는 종이컵 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원단의 일측 모서리를 모따기하여 접착 불량을 원인으로 하는 누액의 발생을 방지할 수 있고, 원단의 컬링 강도를 강화하여 약한 컬링 강도를 원인으로 하는 컬링 불량과 실링 불량의 발생을 방지할 수 있는 종이컵에 관한 것이며, 하단의 일측 모서리가 모따기 된 부채꼴 형상의 원단을 모따기 된 말단부가 내측에 위치하도록 롤링하고, 롤링된 상태인 원단의 상단측 끝 부분이 540° 내지 720°의 범위로 회전하도록 컬링하여 제조된 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

제품 불량을 방지하는 종이컵{Paper cups to prevent product defects}

본 발명은 제품 불량을 방지하는 종이컵에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 원단의 일측 모서리를 모따기하여 접착 불량을 원인으로 하는 누액의 발생을 방지할 수 있고, 원단의 컬링 강도를 강화하여 약한 컬링 강도를 원인으로 하는 컬링 불량과 실링 불량의 발생을 방지할 수 있는 종이컵에 관한 것이다.

주로 음료 섭취를 위한 용도로 사용되는 컵 타입과 주로 라면 취식을 용도로 사용되는 용기 타입으로 구분할 수 있는 종이컵은 대표적인 일회용 제품 중 하나이다.

이러한 종이컵은 천연 펄프인 원단을 필요한 만큼 절단하는 절단 단계, 원단을 부채꼴과 원형으로 재단하는 재단 단계, 부채꼴인 원단을 롤링하며 접합하고, 원형인 원단을 롤링된 원단의 하부에 접합하여 컵 모양으로 성형하는 성형 단계 그리고 컵 모양으로 성형된 원단의 상단측 끝 부분을 컬링하는 컬링 단계를 포함하는 제조 과정을 통해 만들어지게 되며, 제품 디자인을 위한 인쇄 단계가 성형 단계 전에 포함될 수 있다.

이때, 상기 성형 단계에서는 천연 펄프인 원단에 코팅된 폴리에틸렌을 고주파나 가열된 성형틀로 녹여 접합이 발생하게 하는 방식을 이용하고 있으며, 이로 인해 별도의 접착제를 따로 도포하는 방식보다는 유해 물질이 인체에 미치게 되는 영향을 최소화할 수 있게 되는 효과가 발생하게 된다.

그러나 상기와 같은 접합 방식으로는 원단의 중첩이 발생하는 부분에 접착제가 충분히 도포되지 못하기 때문에 접합 불량이 발생하게 될 수 있으며, 그로 인한 누액이 발생하게 될 수 있다.

이러한 문제에 대한 해결 방안으로는 종이컵을 제조하는 과정 중 성형 단계에서 발생하는 원단의 중첩이 5겹에서 3겹으로 감소할 수 있도록 하여 해당 부분이 슬림화되게 함으로써 결과적으로는 접합 불량이 발생하지 않도록 하는 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0107716호의 “일회용 종이컵”이 제안되어 공개된 바 있다.

그러나 상기한 선행 발명에서 제안된 방식으로 제조될 수 있는 종이컵은 원단의 중첩이 발생한 하단이 외부로 그대로 노출되어 마찰이 발생하게 되기 때문에 그 하단의 손상 가능성이 높아지고, 그로 인한 누액이 발생하게 될 수 있다.

즉, 상기한 선행 발명은 종이컵의 누액 방지에 있어 명확한 해결 방안을 제시하고 있는 것이라 할 수 없다.

또한, 상기 컬링 단계에서는 컵 모양으로 성형된 원단의 상단측 끝 부분을 컬링하여 속이 빈 형태의 플렌지가 사용자의 입술 보호와 종이컵의 형상 유지를 목적으로 형성되도록 하고 있으나, 대부분의 제품이 최대 360°까지만 컬링하고 있기 때문에 약한 컬링 강도를 원인으로 하는 컬링 불량이 발생하게 될 수 있으며, 그로 인해 컬링된 부분이 풀리게 되는 문제가 발생하게 될 수 있다.

이에 더하여, 컵라면과 같이 뚜껑의 용도로 비닐류의 커버가 실링되는 경우에는 약한 컬링 강도를 원인으로 하는 실링 불량이 발생하게 될 수 있으며, 그로 인해 내용물이 공기중에 노출되거나 외부로 흘러나오게 되는 문제가 발생하게 될 수 있다.

따라서, 누액 발생, 컬링 불량 그리고 실링 불량과 같은 종이컵의 제품 불량이 발생하지 않도록 하는 명확한 해결 방안이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-0107716호(2008. 12. 11)

본 발명은 종이컵의 제품 불량을 방지하고자 하는 목적으로 제안된 발명으로써,

종이컵을 제조하는 과정에서의 접합 불량을 원인으로 하는 누액이 발생하게 될 수 있고,

약한 컬링 강도를 원인으로 하는 컬링 불량이 발생하여 컬링된 부분이 풀리게 될 수 있으며,

약한 컬링 강도를 원인으로 하는 실링 불량이 발생하여 밀폐 목적으로 뚜껑으로 사용되는 비닐 커버가 개방되는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 상기한 문제들에 대한 종합적인 해결 방안을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 실현하고자,

하단의 일측 모서리가 모따기 된 부채꼴 형상의 원단인 옆지를 모따기 된 말단부가 다른 말단부의 아래에 위치하도록 롤링하여 접합하고, 롤링하여 접합된 상태인 옆지에 원형의 원단인 밑지를 접합한 후 옆지의 상단측 끝 부분이 540° 내지 720°의 범위로 회전하도록 컬링하여 제조된 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 제품 불량을 방지하는 종이컵을 제시한다.

본 발명에 의한 제품 불량을 방지하는 종이컵은,

부채꼴 형상으로 재단된 원단 하단의 일측 모서리를 모따기함으로써 접착 불량을 원인으로 하는 누액의 발생을 방지할 수 있게 되는 효과가 발생하게 되고,

롤링된 상태인 원단의 상단측 끝 부분이 두바퀴 이상 회전하도록 컬링함으로써 약한 컬링 강도를 원인으로 하는 컬링 불량과 실링 불량의 발생을 방지할 수 있게 되는 효과가 발생하게 된다.

도 1은 종이컵의 제조 과정을 나열한 순서도.
도 2는 본 발명에 의한 제품 불량을 방지하는 종이컵의 제조에 이용되는 부채꼴 원단을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 제품 불량을 방지하는 종이컵의 제조에 이용되는 부채꼴 원단이 종이컵 모양으로 롤링된 상태를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 제품 불량을 방지하는 종이컵을 나타낸 사시도.
도 5a는 일반적인 종이컵의 단면도.
도 5b는 본 발명에 의한 제품 불량을 방지하는 종이컵의 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 제품 불량을 방지하는 종이컵의 제조에 이용되는 부채꼴 원단의 말단부의 코팅면에 다수의 빗금 무늬가 형성된 모습을 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명에 의한 제품 불량을 방지하는 종이컵의 제조에 이용되는 부채꼴 원단의 하단의 끝 부분에 다수의 빗금 무늬가 형성된 모습을 나타낸 평면도.

본 발명은 제품 불량을 방지하는 종이컵에 관한 것으로써,

하단의 일측 모서리가 모따기 된 부채꼴 형상의 원단인 옆지(100)를 모따기 된 말단부가 다른 말단부의 아래에 위치하도록 롤링하여 접합하고, 롤링하여 접합된 상태인 옆지(100)에 원형의 원단인 밑지(110)를 접합한 후 옆지(100)의 상단측 끝 부분이 540° 내지 720°의 범위로 회전하도록 컬링하여 제조된 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.

우선, 본 발명에 의한 제품 불량을 방지하는 종이컵은 음료의 섭취나 음식의 취식을 위한 목적으로 사용되는 것이며, 도 1에 도시된 바와 같이, 다른 일반의 종이컵과 동일하게 폴리에틸렌이 코팅된 상태인 천연 펄프인 원단을 필요한 만큼 절단하는 절단 단계(S100), 절단된 원단을 부채꼴과 원형으로 재단하는 재단 단계(S120), 부채꼴 원단인 옆지(100)를 롤링하며 접합하고, 원형 원단인 밑지(110)를 롤링된 옆지(100)의 하부에 접합하여 컵 모양으로 성형하는 성형 단계(S130) 그리고 컵 모양으로 성형된 옆지(100)의 상단측 끝 부분을 컬링하는 컬링 단계(S140)를 포함하는 제조 과정을 통해 만들어지게 된다.

그리고 필수적인 것은 아니나 대부분의 제조 과정에서는 제품 디자인을 위한 인쇄 단계(S110)가 성형 단계(S130) 전에 포함된다.

다만, 본 발명은 상기 재단 단계(S120)와 상기 컬링 단계(S140)에서 다른 일반의 종이컵을 제조하는 방식과는 차이를 발생시킴으로써 그 차이에 의해 결과적으로는 누액 발생, 컬링 불량 그리고 실링 불량의 문제를 모두 해결할 수 있는 효과가 발생할 수 있도록 하고 있다.

보다 구체적으로, 본 발명은 상기 재단 단계(S120)에서 부채꼴로 재단되는 원단인 옆지(100) 하단의 일측 모서리를 도 2에 도시된 바와 같이 둥글게 모따기 함으로써 그 일측 모서리를 포함하는 일측 말단부가 반대편인 타측 말단부와 접합을 위해 포개어진 후 열이 가해질 때 서로 접합될 수 없는 부분이 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 다른 일반의 종이컵은 부채꼴로 재단된 원단인 옆지(100)의 양측 말단부의 형상이 동일하게 형성되므로 상기 성형 단계(S130)에서 접합이 발생하는 접합면의 양측이 동일하여, 이후에 접합되는 밑지(110)까지 총 3겹의 두께가 형성되는 부분이 존재하게 된다.

따라서, 종이컵의 내구성 강화를 위한 목적으로 하단 전체를 내측으로 접어 주는 과정에서 최대 5겹의 두께가 형성되는 부분이 존재하게 되며, 해당 부분에서는 그 두께로 인한 접합 불량이 발생하게 될 수 있다.

그러나 본 발명의 종이컵은 상기 재단 단계(S120)에서 옆지(100) 하단의 일측 모서리를 모따기 함으로써 반대편인 타측의 말단부에 일측 말단부와의 접합이 발생하지 않는 미접합면이 발생하게 되므로 상기 성형 단계(S130)에서 롤링 후 밑지(110)가 접합된 상태에서의 두께가 다른 일반적 종이컵들보다 얇게 형성될 수 있다.

즉, 본 발명의 종이컵은 상기 성형 단계(S130)에서 양측 말단부가 접합된 후 밑지(110)가 접합되는 부분의 겹수가 다른 일반의 종이컵의 겹수보다 한 겹 줄어들게 되며, 이로 인해 종이컵의 하단 전체를 내측으로 접어 주는 과정이 보다 수월하게 되므로 그 부분에 발생할 수 있는 접합 불량을 방지할 수 있게 되는 효과가 발생하게 된다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 성형 단계(S130)에서의 옆지(100)는 모따기 된 일측 모서리를 포함하는 일측 말단부의 양면 중 종이컵의 외부측을 향해 위치하게 되는 일측면이 타측 말단부의 양면 중 종이컵의 내부측을 향해 위치하게 되는 일측 말단면에 맞닿는 형태(이하, 제1 형태)로 접합될 수 있다.

반대로, 상기 성형 단계(S130)에서의 옆지(100)는 모따기 된 일측 모서리를 포함하는 일측 말단부의 양면 중 종이컵의 내부측을 향해 위치하게 되는 타측면이 타측 말단부의 양면 중 종이컵의 외부측을 향해 위치하게 되는 타측 말단면에 맞닿는 형태(이하, 제2 형태)로 접합될 수 있다.

다만, 상기 제2 형태로 옆지(100)의 롤링이 발생하게 될 때에는 양측 말단부에 더하여 밑지(110)까지 3겹의 두께가 형성되는 부분에서 일측 말단부와 밑지(110)의 접합이 직접 발생하지 아니하게 되므로 동일한 부분에서 일측 말단부와 밑지(110)의 접합이 직접 발생하게 되는 상기 제1 형태에 비해 접합력이 약하게 형성되는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 상기 성형 단계(S130) 중 옆지(100)를 롤링하는 과정에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 형태로의 접합이 발생하도록 하는 것이 가장 바람직한 구성이라고 할 수 있다.

이후, 상기 성형 단계(S130)에 포함되는 또 하나의 과정인 옆지(100)의 하부에 밑지(110)를 접합하여 컵 모양으로 성형하는 과정과 컵 모양으로 성형된 옆지(100)의 상단측 끝 부분을 컬링하는 컬링 단계(S140)를 거쳐 도 4에 도시된 바와 같은 형태의 종이컵을 완성할 수 있게 된다.

이때, 본 발명은 상기 컬링 단계(S140)에서 컬링되는 옆지(100)의 상단측 끝 부분이 두바퀴 이상 회전할 수 있도록 함으로써, 컬링에 의해 형성되는 플렌지(101)의 경도가 강화될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 다른 일반의 종이컵은 컵 모양으로 성형된 옆지(100)의 상단측 끝 부분을 상기 컬링 단계(S140)에서 최대 360°까지만 컬링하고 있기 때문에 도 5a에 도시된 바와 같이 속이 빈 형태인 약한 경도의 플렌지(101)가 형성될 수 밖에 없고, 그로 인해 컬링된 부분이 풀리게 되는 컬링 불량이 발생하게 될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 약한 경도의 플렌지(101)가 형성되거나 더 나아가 컬링된 부분이 풀리게 되는 문제가 발생하게 되는 경우에는 컵라면과 같이 뚜껑의 용도로 비닐류의 커버가 실링되는 경우에 있어 그 약한 컬링 강도를 원인으로 하는 실링 불량이 발생하게 될 수 있으며, 그로 인해 내용물이 공기중에 노출되거나 외부로 흘러나오게 되는 문제가 발생하게 될 수 있다.

따라서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 컬링 단계(S140)에서 옆지(100)의 상단측 끝 부분이 540° 내지 720°의 범위로 회전하도록 하여 플렌지(101)의 견고성이 강화될 수 있도록 하고 있으며, 그로 인해 상기한 바와 같은 약한 컬링 강도를 원인으로 하는 컬링 불량이나 실링 불량이 발생하게 되는 문제를 방지할 수 있게 되는 효과가 발생하게 된다.

이러한 구성과 연계하여 본 발명은 상기 재단 단계(S120)에서 재단되는 원단의 길이를 최종 형상이 동일한 크기로 제조되는 다른 일반의 종이컵과 비교하여 더 길게 구성하여야 한다.

즉, 상기한 바와 같이, 본 발명은 상기 컬링 단계(S140)에서 옆지(100)의 상단측 끝 부분이 540° 내지 720°의 범위로 회전하도록 하고 있으므로 회전이 발생하는 길이를 고려하여 상기 재단 단계(S120)에서 재단되는 원단의 길이를 다른 일반의 종이컵을 제조할 때보다 더 길게 구성하여야 다른 일반의 종이컵과 동일한 크기로의 제조가 가능한 것이다.

또한, 본 발명은 원단에 코팅되는 폴리에틸렌을 일반적인 종이컵의 원단에 코팅되는 폴리에틸렌과는 다르게 구성하여 코팅함으로써 평균보다 더 우수한 강도와 유연성을 확보하도록 할 수 있다.

즉, 본 발명의 원단에 코팅되는 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 0.75:1 내지 1:0.75의 중량비로 혼합하여 형성되는 것일 수 있다.

이때, 상기 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.92 내지 0.94인 폴리에틸렌으로서 결정화 온도가 낮아 가공성, 유연성, 투명성이 우수한 특성을 가진다.

또한, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에틸렌의 중간 정도의 물성을 가진 폴리에틸렌으로써 강인성과 투명성의 밸런스가 좋으며 내열성이 우수한 특성을 가진다.

따라서, 상기 저밀도 폴리에틸렌과 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌을 0.75:1 내지 1:0.75의 중량비로 배합하게 되면, 종이컵의 이용에 적절한 강도와 유연성을 확보할 수 있게 되며, 내열성 강화의 효과도 발생할 수 있게 된다.

이때, 본 발명에 이용되는 원단에는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 0.75:1 내지 1:0.75의 중량비로 혼합하여 형성되는 폴리에틸렌이 1차로 코팅되어 건조된 후 선형 저밀도 폴리에틸렌이 2차로 코팅되어 건조되고, 다시 1차로 코팅된 것과 동일한 폴리에틸렌이 3차로 코팅되어 건조됨으로써 상기한 효과에 더하여 중앙의 단열층의 형성에 의한 내열성이 더 강화되도록 할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 재단 단계(S120)에서 부채꼴로 재단된 옆지(100)의 모따기 된 말단부와 접합하는 다른 말단부의 코팅면에 다수의 빗금 무늬가 추가로 형성된 상태에서 제조된 형상으로 구성되는 것일 수 있다.

이에 더하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 재단 단계(S120)에서 부채꼴로 재단된 옆지(100)의 하단의 끝 부분에 다수의 빗금 무늬가 추가로 형성된 상태에서 제조된 형상으로 구성되는 것일 수 있다.

즉, 상기 재단 단계(S120)에서 원단을 부채꼴로 재단하는 용도로 사용되는 날판에는 재단 목적의 부채꼴 날에 더하여 재단과 동시에 원단의 하단측 끝 부분과 일측 말단부 중 어느 하나 이상에 다수의 빗금 무늬를 형성하는 용도로 사용되는 압착판이 설치될 수 있다.

따라서, 상기 옆지(100)에는 일측 말단부와 하단측 끝 부분에는 다수의 빗금 무늬가 형성될 수 있으며, 그 결과로 상기 성형 단계(S130)에서의 옆지(100) 양측 말단부 간의 접합과 옆지(100)와 밑지(110)의 접합이 보다 견고하게 될 수 있는 효과가 발생하게 된다.

그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 종이컵 하단측에 형성되는 하단홈에는 일자형의 손잡이와 부채꼴 형상의 믹스판을 포함하여 구성되는 형태인 믹서(120)가 끼워맞춤되는 방식으로 구비됨으로써 필요에 따라 분리되어 종이컵에 담긴 내용물인 음료를 저어주는 용도로 이용될 수 있다.

즉, 상기 믹서(120)는 밑지(110)와 동일한 원단을 이용하여 제조되는 것으로써, 상기한 바와 같이, 일자형의 손잡이와 부채꼴 형상의 믹스판을 포함하는 형태가 되도록 밑지(110)의 일부가 제거되는 방식으로 제조될 수 있으며, 둘 이상이 접합되어 중첩되거나 외곽선을 따라 접혀 일정한 두께를 형성하게 됨으로써 사용을 위한 충분한 강도가 형성되도록 할 수 있다.

위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

100 : 옆지 → 101 : 플렌지
110 : 밑지
120 : 믹서
S100 : 절단 단계
S110 : 인쇄 단계
S120 : 재단 단계
S130 : 성형 단계
S140 : 컬링 단계

Claims (4)

1. 음료의 섭취나 음식의 취식을 위한 목적으로 사용되는 종이컵에 있어서,
   하단의 일측 모서리가 둥글게 모따기 된 부채꼴 형상의 원단인 옆지(100)를 둥글게 모따기 된 말단부가 다른 말단부의 아래에 위치하도록 롤링하여 접합하고, 롤링하여 접합된 상태인 옆지(100)에 원형의 원단인 밑지(110)를 접합한 후 옆지(100)의 상단측 끝 부분이 540° 내지 720°의 범위로 회전하도록 컬링하여 제조된 형상으로 구성되고,
   상기 원단은,
   저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 0.75:1 내지 1:0.75의 중량비로 혼합하여 형성되는 폴리에틸렌이 1차로 코팅되어 건조된 후, 선형 저밀도 폴리에틸렌이 2차로 코팅되어 건조되고, 다시 1차로 코팅된 것과 동일한 폴리에틸렌이 3차로 코팅되어 건조되고,
   상기 옆지(100)의 모따기 된 말단부와 접합하는 다른 말단부의 코팅면에 다수의 빗금 무늬가 추가로 형성된 상태에서 제조된 형상으로 구성되고,
   밑지(110)와 동일한 원단을 이용하여 제조되고 일자형의 손잡이와 부채꼴 형상의 믹스판을 포함하여 구성되는 형태인 믹서(120)가 하단측에 형성되는 하단홈에 끼워맞춤되는 방식으로 구비되는 것을 특징으로 하는 제품 불량을 방지하는 종이컵.
   
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