KR102526934B1 - 개선된 친환경 플라스틱 병뚜껑 - Google Patents

Abstract

수나사산과 상기 수나사산 하부에 일정 거리 이격된 환형 걸림턱이 형성된 병목에 체결되는 친환경 플라스틱 병뚜껑이 개시되며, 상기 친환경 플라스틱 병뚜껑은, 내주면에 상기 수나사산에 대응되는 암나사산을 구비하여, 체결 상태에서, 상기 환형 걸림턱을 기준으로 상기 병목의 상부에 나사 체결되는 캡 바디; 상기 체결 상태에서, 상기 환형 걸림턱을 기준으로 상기 병목의 하부에 끼워지며, 내주면에 상기 환형 걸림턱의 아래에 놓이는 복수개의 걸림편이 형성된 고정링; 및 상기 캡 바디의 하단과 상기 고정링의 상단을 연결하도록 형성된 복수개의 연결부 및 이웃하는 연결부 사이에 형성된 복수개의 슬릿을 포함하는 벤딩선을 포함하며, 상기 고정링에는 상기 슬릿에서 시작하여 상기 고정링의 하단 부근까지 연장되도록 절개홈이 형성되고, 상기 절개홈의 하단과 상기 고정링의 하단 사이에는 하측 잔여부가 존재하며, 상기 수나사산과 상기 암나사산의 나사 체결이 해제되는 방향으로 상기 캡 바디가 회전하면서 상승하는 동안, 상기 걸림편들이 상기 환형 걸림턱에 걸리는 것에 의해, 상기 절개홈이 벌어져, 상기 연결부가 유지된 상태에서, 상기 하측 잔여부가 찢어진다.

Description

개선된 친환경 플라스틱 병뚜껑{improved eco-friendly plastic bottle caps}

본 발명은 플라스틱 병뚜껑에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 병목 상부에 나사 체결되는 캡 바디와, 병목 하부의 걸림턱에 걸려 병목 하부에 고정되는 고정링을 일체로 포함하되, 캡 바디를 나사 체결 방향과 반대방향으로 푸는 조작만으로 병목으로부터 캡 바디와 고정링을 함께 분리시킬 수 있는, 개선된 구조의 친환경 플라스틱 병뚜껑에 관한 것이다.

일반적으로 병목과 병바디로 이루어진 플라스틱 병용기는 병목에 체결되는 병뚜껑에 의해 입구가 막힌 상태로 생산, 유통 및 판매된다. 병뚜껑의 내주면에 형성된 암나사산과 병목의 외주면에 형성된 수나사산에 의해, 병뚜껑은 병목에 나사 체결된다. 그리고, 병뚜껑을 원래의 체결 방향과 반대 방향으로 회전시켜 상승시킴으로써, 병뚜껑을 병용기에서 분리시킬 수 있다. 최근에는 최종 생산 제품의 병뚜껑을 소비자가 처음 여는 것을 확인할 수 있도록 하기 위해, 병뚜껑 분리 후 병목에 그래도 남아 있는 고정링과 병목으로부터 분리되는 캡 바디가 일체로 이루어진 병뚜껑이 많이 이용된다. 이러한 병뚜껑은 생산, 유통, 판매 과정에서 고정링과 캡 바디가 일체로 연결된 상태로 존재한다.

한편, 플라스틱 병뚜껑은 병용기와는 다른 소재로 제작되므로, 재활용을 위해서는, 병뚜껑과 병용기를 따로 분리하여야 한다. 그런데, 병뚜껑을 분리하더라도, 고정링이 병용기의 병목에 그대로 남아 있으므로, 재활용을 위해서는, 병뚜껑의 일부인 고정링을 병목에서 분리하는 작업이 요구된다. 그런데 이 작업이 매우 번거롭고 비경제적이라는 문제점이 있었다. 이에 대하여, 병뚜껑의 일부인 캡 바디를 분리한 후에, 고정링을 병목에서 따로 쉽게 분리할 수 있도록 하기 위한 여러 기술들이 제안된 바 있다. 그러나, 종래기술들은 고정링 분리 작업이 추가로 수행되어야 하는 불편함과 번거로움이 여전하였다.

실용신안공개 20-2015-0001931(공개일자 2015년 05월 20일)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 병목 상부에 나사 체결되는 캡 바디와, 병목 하부의 걸림턱에 걸려 병목 하부에 고정되는 고정링을 일체로 포함하되, 캡 바디를 나사 체결 방향과 반대방향으로 푸는 조작만으로 병목으로부터 캡 바디와 고정링을 함께 분리시킬 수 있는, 개선된 구조의 친환경 플라스틱 병뚜껑에 관한 것이다.

본 발명의 일측면에 따라 수나사산과 상기 수나사산 하부에 일정 거리 이격된 환형 걸림턱이 형성된 병목에 체결되는 친환경 플라스틱 병뚜껑이 제공되며, 상기 친환경 플라스틱 병뚜껑은 내주면에 상기 수나사산에 대응되는 암나사산을 구비하여, 체결 상태에서, 상기 환형 걸림턱을 기준으로 상기 병목의 상부에 나사 체결되는 캡 바디; 상기 체결 상태에서, 상기 환형 걸림턱을 기준으로 상기 병목의 하부에 끼워지며, 내주면에 상기 환형 걸림턱의 아래에 놓이는 복수개의 걸림편이 형성된 고정링; 및 상기 캡 바디의 하단과 상기 고정링의 상단을 연결하도록 형성된 복수개의 연결부 및 이웃하는 연결부 사이에 형성된 복수개의 슬릿을 포함하는 벤딩선을 포함하며, 상기 고정링에는 상기 슬릿에서 시작하여 상기 고정링의 하단 부근까지 연장되도록 절개홈이 형성되고, 상기 절개홈의 하단과 상기 고정링의 하단 사이에는 하측 잔여부가 존재하며, 상기 수나사산과 상기 암나사산의 나사 체결이 해제되는 방향으로 상기 캡 바디가 회전하면서 상승하는 동안, 상기 걸림편들이 상기 환형 걸림턱에 걸리는 것에 의해, 상기 절개홈이 벌어져, 상기 연결부가 유지된 상태에서, 상기 하측 잔여부가 찢어진다.

상기 고정링의 둘레 측벽은, 상기 걸림편을 기준으로 하측에 위치하며, 상기 걸림편 기준 상측의 둘레 측벽보다 작은 두께를 갖는 제1 두께 감소부와, 상기 제1 두께 감소부의 바로 아래에 위치하며, 상기 제1 두께 감소부보다 작은 두께를 갖는 제2 두께 감소부를 포함하며, 상기 하측 잔여부는 상기 제2 두께 감소부의 영역 내에 위치한다.

상기 걸림편은 상기 제1 두께 감소부와 상측의 둘레 측벽이 만나는 높이에 연결되어 외력에 의해 아래로 회동하도록 해주는 힌지부를 형성한다.

본 발명에 따른 병뚜껑은, 병목 상부에 나사 체결되는 캡 바디와 걸림편에 걸려 병목 하부에 고정된 고정링을 일체로 포함하되, 캡 바디를 나사 체결 방향과 반대방향으로 푸는 조작만으로도, 고정링을 파손시킴과 더불어, 캡 바디와 고정링 모두를 함께 병목에서 쉽게 분리할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명은 서로 재질이 다른 병용기와 고정링이 함께 버려지는 것으로 인한 환경 문제를 해결할 수 있다. 또한, 병용기의 재활용을 위해 고정링을 추가로 제거하는데 따른 재활용 처리 비용을 획기적으로 줄일 수 있어서 매우 경제적이다.

도 1은 병용기와 병뚜껑을 결합한 상태로 도시한 단면도이고,
도 2는 병용기와 병뚜껑을 분해한 상태로 도시한 분해 단면도이고,
도 3 및 도 4는 병뚜껑을 서로 다른 방향에서 도시한 사시도들이고,
도 5는 병뚜껑을 도시한 정면도로서, 병뚜껑이 분리될 때, 절개홈을 벌리는 힘을 화살표로 표시한 도면이고,
도 6은 병뚜껑을 도시한 평면도이며,
도 7은 도 6의 A-A를 따라 취해진 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도 1은 병용기와 병뚜껑을 결합한 상태로 도시한 단면도이고, 도 2는 병용기와 병뚜껑을 분해한 상태로 도시한 분해 단면도이고, 도 3 및 도 4는 병뚜껑을 서로 다른 방향에서 도시한 사시도들이고, 도 5는 병뚜껑을 도시한 정면도로서, 병뚜껑이 분리될 때, 절개홈을 벌리는 힘을 화살표로 표시한 도면이고, 도 6은 병뚜껑을 도시한 평면도이며, 도 7은 도 6의 A-A를 따라 취해진 단면도이다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 병은 병목(2)을 포함하며, 상기 병목(2)에는 병뚜껑(1)이 나사식으로 분리가능하게 체결된다. 병은 예컨대, PET 소재로 이루어질 수 있고, 병뚜껑(1)은 예컨대, PE 소재로 이루어질 수 있다.

병목(2)은 병목링(21)을 포함하며. 병목링(21)에 의해 병용기의 바디부와 구분될 수 있다. 병목(2)의 외주면 상부에는 수나사산(22)이 형성되며, 상기 수나사산(22)의 하단과 상기 병목링(21) 사이에는 환형 걸림턱(23)이 형성된다.

상기 환형 걸림턱(23)은, 상기 병목(2)의 외주면에 형성되되, 상기 병목링(21)보다 약간 작은 외경으로 형성된다. 상기 환형 걸림턱(23)은 상부에 경사면을 포함하는 것이 바람직하다. 이하 설명되는 고정링(200)의 내주면에는 복수개의 걸림편(230)이 형성되는데, 걸림편(230)이 고정링(200)의 내주면과 동일 직선 상에 있도록 젖혀진 상태(도 6 참조)로 상기 환형 걸림턱(23)을 넘게 되며, 환형 걸림턱(23)을 넘은 걸림편들은 탄성 복원되어, 환형 걸림턱(23) 아래에 위치하게 된다.

전술한 것과 같은 병목(2)의 구조는 거의 표준화된 형태로 채택되고 있다. 따라서, 본 실시예에 따라 제공되는 병뚜껑(1)은, 설계 변경 없이도, 현재 생산되는 병용기들, 특히, PET 병용기들 대부분에 적용될 수 있다.

한편, 병뚜껑(1)은 캡 바디(100)와 고정링(200)을 포함하며, 상기 캡 바디(100)와 고정링(200)은 성형 당시부터 일체를 이루고 있다.

상기 캡 바디(100)는, 상단이 막혀 있고 하단이 개방된 구조로 이루어진 것으로서, 내주면에는 상기 병목(2)의 수나사산(22)에 상응하는 암나사산(120)이 형성된다. 위에서 언급한 바와 같이, 환형 걸림턱(23)을 기준으로 병목(2)의 외주면 상부에 수나사산(22)이 형성되므로, 상기 캡 바디(100)는 환형 걸림턱(23)을 기준으로 상기 병목(2)의 상부에 나사 체결된다.

본 명세서에서 용어 "체결 상태"는 소비자에 의해 최초 병뚜껑이 분리되기 전 체결 상태를 의미하는 것으로 도 1에 나타나 있다.

또한, 상기 고정링(200)은, 상기 체결 상태에서, 상기 환형 걸림턱(23)을 기준으로 상기 병목(2)의 하부에 끼워지도록 구성된 것으로서, 내주면에 상기 환형 걸림턱(23) 아래에 위치하고 병뚜껑(1) 분리를 위해 병뚜껑(1)이 나사 이송되어 상승할 때 환형 걸림턱(23)에 걸리는 복수개의 걸림편(230)들이 동일 높이에 일정 간격으로 형성된다. 이때, 상기 복수개의 걸림편(230)들은 상기 고정링(200)의 내부면에 대하여 대략 90도를 이루도록 형성되며, 아래로 누르는 힘이 가해질 때, 상기 고정링(200)의 내부면과 만나는 지점에 형성된 힌지부(231)를 중심으로 아래로 회동하도록 탄성 변형될 수 있다. 아래로 누르는 힘이 제거되면 원래의 상태로 복원된다. 또한, 상기 걸림편(230)은 상기 고정링(200)의 내주면과 만나는 힌지부(231)에서 가장 두께가 작고 내측을 향할수록 점진적으로 두께가 증가되도록 형성된다.

또한, 고정링(200)의 둘레 측벽은 상기 걸림편(230)을 기준으로 하측에 위치하며 상기 걸림편(230) 기준 상측의 둘레 측벽보다 작은 두께를 갖는 제1 두께 감소부(260)와, 상기 제1 두께 감소부(260) 바로 아래에 위치하며 상기 제1 두께 감소부(260) 보다 작은 두께를 갖는 제2 두께 감소부(270)를 포함한다. 제2 두께 감소부(270)는 상기 고정링(200)의 하단을 포함하며, 일정한 두께를 갖는 제1 두께 감소부(260)와 달리 아래를 향해 점진적으로 두께가 감소되는, 경사면을 갖는 구조로 형성된다.

또한, 상기 걸림편(230)은 상기 제1 두께 감소부(260)와 그 상측의 둘레 측벽이 만나는 높이에 연결되어 그 연결된 지점에 상기 힌지부(231)를 갖도록 형성된다. 상기 걸림편(230)이 대략 90도 아래로 회전한 상태에서 상기 걸림편(230)의 내부면 상기 고정링(200)의 내부면은 동일 수직선 상에 놓일 수 있다(도 6 참조). 이는 병뚜껑(1)을 처음 병목에 결합하는 과정에서 상기 걸림편(230)이, 더 구체적으로는, 걸림편(230)의 기단측 힌지부(231)가 상기 환형 걸림턱(23)을 지나 환형 걸림턱(23) 아래에 쉽게 놓이도록 돕는다. 또한, 상기 걸림편(230)의 기단, 즉, 힌지부(231)는 제1 두께 감소부(270) 상단의 단차면 아래에서 그 단차면과 접해 있으므로 아래 회동되는 변형은 잘 이루어지만 그 반대방향으로 회동되는 변형은 잘 이루어지지 않는 구조이다.

상기 복수개의 걸림편(230)은, 상기 암나사산(120) 보다 하측에 위치하고 있으며, 생산 단계에서의 병뚜껑(1) 결합시, 힌지부(231)를 축으로 해 아래로 회동하여 고정링의 내주면과 거의 접한 상태로 상기 환형 걸림턱(23)을 쉽게 넘는다.

또한, 상기 복수개의 걸림편(230)은 상기 고정링(200)의 내주 전 구간에 걸쳐 일정 간격으로 형성된다.

또한, 본 실시예에 따른 병뚜껑(1)은 상기 캡 바디(100)의 하단과 상기 고정링(200)의 상단을 연결하도록 형성된 복수개의 연결부(320)들을 포함하고 이웃하는 연결부(320)들 사이에는 기다란 슬릿(340)이 형성된 벤딩선(300)을 포함한다. 상기 연결부(320)는 충분한 폭을 갖도록 형성되어 캡바디와 고정링이 연결된 상태로 병목에서 분리될 때까지 찢어지지 않고 유지될 수 있다. 또한, 상기 고정링(200)은 상단에서 상기 슬릿(340)과 연결된 채 수직 아래 방향으로 길게 연장 형성된 복수개의 절개홈(250)들을 포함한다.

종래에는, 캡 바디와 고정링 사이에 슬릿들과 이웃하는 슬릿들 사이에 구비된 연결부를 포함하는 절취선이 제공되어, 나사 체결 해제에 의해 캡 바디가 상승하면, 걸림 돌출부가 걸림턱을 넘지 못하여 걸림턱 아래에 고정된 상태를 유지하는 고정링과 캡 바디 사이의 절취선이 뜯기면서, 즉, 연결부들이 절단되면서, 고정링과 캡 바디가 분리되고, 고정링은 병목에 그대로 고정되어 있어야 했다.

그러나, 본 실시예에 따르면, 벤딩선(300)에서의 절단이 일어나지 않으며, 병뚜껑을 체결 방향과 반대 방향으로 돌려 걸림편(230)이 환형 걸림턱(23)에 도달하여 걸리는 시점에, 상기 벤딩선(300)을 기준으로 하여 고정링(200)이 외측으로 구부려지고, 그에 따라, 도 4의 화살표 방향으로 절개홈(250)들이 좌우로 벌어지면서 최종적으로는 절개홈(250)의 하측 잔여부(252)가 찢어지는 것(절단되는 것)에 의해, 병뚜껑(1)은 캡 바디(100)와 고정링(200)이 분리되지 않은 상태에서 병목(2)으로부터 분리될 수 있다.

상기 절개홈(250)들 각각은 상기 벤딩선(300)에 구비된 슬릿(340)에서 시작하여 상기 고정링(200)의 하단에 이르기 전까지 연장된다. 상기 하측 잔여부(252)는, 상기 절개홈(250)의 하단 아래에 남는 부분으로서, 병뚜껑(1)이 병목(2)에 체결된 상태에서는 절단되지 않은 상태로 유지되지만, 체결이 해제되는 동안, 상기 절개홈(250)의 확장에 의해 절단되도록 구성된 부분이다. 이때, 상기 하측 잔여부(252)는 쉽게 절단될 수 있도록, 고정링의 둘레벽 중 가장 두께가 얇은 제2 두께 감소부(270)에 존재한다.

다시 말해, 상기 수나사산(22)과 상기 암나사산(120)의 나사 체결이 해제되는 방향으로 상기 캡 바디(100)가 회전하면서 상승할 때, 상기 걸림편(230)들이 상기 환형 걸림턱(23)을 넘어가기 위해 상기 고정링(200)의 내부를 확장시키는 힘이 작용하며, 이 힘은, 상기 절개홈(250)들과 상기 벤딩선(300)의 협력에 따라, 상기 절개홈(250)을 벌리도록 작용하여, 하측 잔여부(252)는 절개홈(250)의 벌어짐에 의해 찢어져 절단되므로, 복수개의 슬릿(340)들과 연결부(320)들을 포함하는 벤딩선(300)에 의해 연결된 캡 바디(100)와 고정링(200)이 분리되지 않고도, 캡 바디(100)와 고정링(200)이 함께 잘 분리될 수 있다.

절개홈(250)의 확장 및 하측 잔여부(252)의 절단(또는, 파열)이 있는 동안에도, 벤딩선(300)에 구비된 연결부(320)들이 끊어짐 없이 캡 바디(100)와 고정링(200) 사이의 연결 상태를 유지하도록 하는 것이 유리하다. 이를 위해, 연결부(320)의 폭은 상기 절개홈(250)의 폭과 비교하여, 2배 바람직하게는, 3배 이상 큰 것이 바람직하다. 또한, 위와 같은 연결 상태를 잘 유지하기 위해, 이웃하는 두 절개홈들(250, 250) 사이에 상기 연결부(320)가 2개 이상 존재하도록 구성하였다. 이는 고정링(200)을 외측으로 구부리는 벤딩선으로서의 기능을 저해하지 않고도, 연결부(320)들이 고정링(200)을 잘 유지할 수 있도록 해준다.

복수개의 절개홈(250)이 360도 구간에 걸쳐 일정 간격으로 형성되고, 이웃하는 두 개의 절개홈(250, 250) 사이에는 2개의 연결부(320, 320)가 위치한다. 이때, 두 개의 절개홈(250, 250) 사이 구간에 함께 위치한 2개의 연결부(320, 320) 사이의 간격과 두 개의 절개홈으로 정해진 두 개의 다른 구간에 속한 채 이웃해 있는 2개의 연결부(320, 320) 사이의 간격보다 작은 것이 바람직하다.

본 발명은 전술한 실시예에 의해 제한되지 않고 다양하게 변형되어 실시될 수 있다는 점에 유의한다.

2: 병목 22: 수나사산
23: 환형 걸림턱 100: 캡 바디
120: 암나사산 200: 고정링
230: 걸림편 300: 벤딩선
320: 연결부 340: 슬릿
250: 절개홈 252: 하측 잔여부

Claims (3)

1. 수나사산과 상기 수나사산 하부에 일정 거리 이격된 환형 걸림턱이 형성된 병목에 체결되는 친환경 플라스틱 병뚜껑에 있어서,
   내주면에 상기 수나사산에 대응되는 암나사산을 구비하여, 체결 상태에서, 상기 환형 걸림턱을 기준으로 상기 병목의 상부에 나사 체결되는 캡 바디;
   상기 체결 상태에서, 상기 환형 걸림턱을 기준으로 상기 병목의 하부에 끼워지며, 내주면에 상기 환형 걸림턱의 아래에 놓이는 복수개의 걸림편이 형성된 고정링; 및
   복수개의 연결부와 복수개의 슬릿을 포함하되, 상기 복수개의 연결부는 상기 캡 바디의 하단과 상기 고정링의 상단을 연결하도록 형성되고, 상기 복수개의 슬릿 각각은 이웃하는 두 연결부 사이에 형성되는, 벤딩선을 포함하며,
   상기 고정링에는 상기 슬릿의 양단 사이에서 상기 슬릿과 교차하도록 절개홈이 형성되고,
   상기 절개홈은 상기 슬릿과 교차하는 점에서 시작하여 상기 고정링의 하단 부근까지 끊김없이 연장되고,
   상기 절개홈의 하단과 상기 고정링의 하단 사이에는 하측 잔여부가 존재하며,
   상기 수나사산과 상기 암나사산의 나사 체결이 해제되는 방향으로 상기 캡 바디가 회전하면서 상승하는 동안, 상기 걸림편들이 상기 환형 걸림턱에 걸리는 것에 의해, 상기 벤딩선을 기준으로 상기 고정링이 바깥쪽으로 구부려지는 한편, 상기 절개홈이 벌어져, 상기 복수개의 연결부 전체가 찢어짐 없이 유지된 상태에서, 상기 하측 잔여부가 찢어지는 것을 특징으로 하는 친환경 플라스틱 병뚜껑.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 고정링의 둘레 측벽은, 상기 걸림편을 기준으로 하측에 위치하며, 상기 걸림편 기준 상측의 둘레 측벽보다 작은 두께를 갖는 제1 두께 감소부와, 상기 제1 두께 감소부의 바로 아래에 위치하며, 상기 제1 두께 감소부보다 작은 두께를 갖는 제2 두께 감소부를 포함하며, 상기 하측 잔여부는 상기 제2 두께 감소부의 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 친환경 플라스틱 병뚜껑.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 걸림편은 상기 제1 두께 감소부와 상측의 둘레 측벽이 만나는 높이에 연결되어 외력에 의해 아래로 회동되는 것을 허용하는 힌지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 친환경 플라스틱 병뚜껑.

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