KR20030006583A - 다층벽 구조를 갖는 용기와 그 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불투명체인 합성수지(PE, PP)의 용기 내벽에 대하여 투명체의 써린(surlyn)수지를 용기 외벽으로 다층 접착하여 용기의 취급시 가벼우면서도 써린수지에 의한 촉감이 매우 부드럽고 취급시 파손 우려가 없으며, 써린재의 외벽 두께감으로 인해 초자(유리)용기와 같은 장식미를 갖도록 한 다층벽 구조를 갖는 용기와 그 제조방법 및 장치를 제공하기 위함이다.

본 발명은 이를 위하여 합성수지원료와 써린수지원료 및 접착제원료를 각각 별도의 실린더(10, 20, 30)로 공급 용융시켜 배출시킴과 동시에 각각 용융된 합성수지용융액과 비결정성으로 변화된 투명체의 써린수지용융액 및 접착제 액을 실린더헤드(40)와 압출기(50)로 각기 분리 압출시키되 상기 합성수지용융액은 용기(1)의 내층(2)이, 써린수지용융액은 용기(1)의 외층(3)이, 그리거 이들 사이로는 접착제 층(4)이 되도록 다층으로 상호 배출 접합시켜 다층벽을 갖는 소정 형태의 용기(1)를 제조함에 있다.

Description

다층벽 구조를 갖는 용기와 그 제조방법 및 장치{Container having a double wall structure, manufacturing method and apparatus therefor}

본 발명은 불투명체인 합성수지(PE, PP)의 용기 내벽에 대하여 투명체의 써린(surlyn)수지를 용기 외벽으로 다층 접착하여 용기의 취급시 가벼우면서도 써린수지에 의한 촉감이 매우 부드럽고 취급시 파손 우려가 없으며, 써린재의 외벽 두께감으로 인해 초자(유리)용기와 같은 장식미를 갖도록 한 다층벽 구조를 갖는 용기와 그 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종의 내용물을 담는 용기는 유리나 합성수지 금속 등의 각종 소재를 이용하여 제작 사용되고 있다. 그리고 화장품을 담는 용기의 경우에는 종래 주로 고가인 유리재의 용기가 사용되었으나, 이는 소재의 특성상 취급의 부주의로 인한 파손의 우려 및 딱딱한 촉감을 제공하게되는 문제가 있는 것이다. 따라서 근자에는 유리소재의 용기 제작에서 탈피하여 저가이면서도 용기 자체의 탄성을 가질 뿐 아니라 유리소재에 비해 파손 우려가 없고 다소 부드러운 감촉을 갖는 합성수지를 이용한 용기의 사용이 두드러지고 있고, 이러한 소재를 이용하여 상품의 가치를 높일 수 있는 다각적인 연구 개발이 활발하게 시도되고 있는 실정이다.

그러나 상기한 종래 합성수지 소재의 용기들 역시 주로 단일 층으로 제작되고 있으며, 용기자체를 다양한 형태로 하거나 그 외주면을 투명 또는 불투명으로 처리하여 용기의 외관을 장식하고 있는 실정이다. 따라서 종래 용기들은 장식미가 단순하고 내용물을 담는 기능 이외 다른 효과를 기대하기 어려웠던 것이다.

한편 이전에도 합성수지재의 이중용기가 개발되고 있었는 바, 그 예를 살펴보면, 내외용기 사이에 일정한 공간을 형성하여 내부용기의 단열 효과를 얻도록 한 "단열 이중벽 용기"(국내 특허공개 제98-87268호)가 있고, 또한 투명체의 내외 용기 사이의 공간을 통해 내용물이 외부로 아름답게 표출되도록 한 "화장품 이중 튜브용기"(국내 실용신안공개 제93-20841호)구조를 볼 수 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 용기의 문제점을 해결하기 위한 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 용기벽을 다층구조로 하되 내부벽은 각종의 색상 표출이 가능하고 불투명체의 PE나 PP의 합성수지로 하고, 그 외부로는 촉감이 매우 부드러우면서도 내 마모성 및 내구성이 우수한 투명체의 써린수지를 외부벽이 되게 다층으로 접착 형성함으로서, 종래 초자 용기에 비하여 무게가 가벼우면서도 촉감이 부드럽고 투명체인 써린수지의 외부벽 두께감이 표출되어 유리와 같은 투명 효과가 발휘되면서도 파손의 우려가 없는 고 품질의 다층벽 구조를 갖는 용기와 그 제조방법 및 장치를 제공하기 위함이다.

도1은 본 발명에 따른 다층벽 용기의 제조 공정도,

도2는 본 발명에 따른 다층 구조를 이루기 위한 각 용융액의 층별 접착 배출 구조를 보인 압출노즐의 구성도,

도3은 본 발명에 따른 다층벽 용기의 구조를 보인 단면도이다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호 설명※

1: 다층벽 구조를 갖는 용기 2: 합성수지용융액의 내층

3: 써린수지용융액의 외층 4: 접착제 층

10,20,30: 실린더 30: 실린더헤드

40: 압출기 42,44,46: 제1,제2,제3압출봉

48: 압출다이 50: 용기 성형장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층벽 구조를 갖는 용기의 특징은, 소정의 색상을 갖는 불투명체의 합성수지(PE나 PP)를 용기 내층으로 하고, 이의 외부로 비결정성 조건으로 변화된 투명체의 써린수지를 용기 외층이 되도록 접착제층에 의해 다층으로 일체 접합 구성되어진 점에 있다.

본 발명의 다층벽 구조를 갖는 용기의 제조방법상 특징은, 합성수지원료와 써린수지원료 및 접착제원료를 각각 별도의 실린더로 공급 용융시켜 분리 배출시킴과 동시에 합성수지용융액은 용기의 내층이, 써린수지용융액은 용기 외층이, 그리고 이들 사이로는 접착제층을 상호 배출시켜 다층벽을 갖는 소정 형태의 용기로 성형함에 있다.

본 발명에 따른 다층벽 용기의 제조장치의 특징은, 합성수지원료 와 접찹제원료 및 써린수지원료를 각각 투입 용융시키기 위한 호퍼와 히팅수단 및 이송 스크류가 각기 구비된 각 실린더와, 상기 실린더에서 용융된 합성수지용융액 과 접착제 액 및 써린수지용융액을 모아 분리 압출하기 위하여 상기 각 실린더와 상호 연결 구성된 하나의 실린더헤드와, 상기 실린더헤드에 연결 설치됨과 동시에 상기 실린더헤드로부터 압출되는 합성수지용융액은 내 측으로, 써린수지용융액은 외측으로 접착제 액은 이들 사이에 소정의 두께로 각각 흘러내리도록 유도하기 위하여 세팅된 제1, 제2, 제3압출봉 및 상기 각 용융액이 제1, 제2, 제3압출봉을 타고 흘러내리는 과정에서 이들 용융액을 일체로 분리 접착시키기 위한 압출다이를 포함하는 압출기 및 상기 압출기를 통해 다층으로 접착 배출되는 합성수지 및 써린수지용융액을 다층벽을 갖는 용기로 성형하기 위한 블로워를 포함하는 용기성형장치로 구성된 점에 있다.

이하, 본 발명에 다른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 다층벽 구조를 갖는 용기를 제조하기 위한 공정도를 개략적으로 도시한 것이고, 도2는 본 발명의 압출기에 의해 합성수지용융액과 써린수지용융액이 접착제 액을 중심으로 다층으로 접착 배출되는 상태를 설명하기 위한 개략적인 압출기 도면이고, 도3은 도1의 공정에 의해 제조된 다층벽 구조의 용기 단면도를 각각 나타낸다.

도1에 도시된 바와 같이 다층벽 구조를 갖는 용기(1)를 형성하기 위해서는 우선 PE 또는 PP와 같은 일반 합성수지원료와, 듀폰사에서 생산되는 결정성의 써린수지원료 및 접착제원료를 각 실린더(10)(20)(30)의 호퍼(12)(22)(32)를 통해 투입한 다음 소정의 온도로 용융 이송시킨다.

한편 각 원료를 용융시키는 각 실린더(10)(20)(30)로는 도면상 도시하지는 않았지만 각 수지를 알맞은 온도로 용융시키기 위한 히팅장치와, 용융 상태의 수지 용액을 각각 일방으로 배출 이송시키기 위한 스크류가 각각 장치되어져 있음은 물론이다.

그리고 각 실린더(10)(20)(30)의 히팅 온도는 작업 조건에 따라 상이하지만 합성수지원료를 용융시키는 실린더(10)는 약150-180℃정도가 바람직하며, 써린수지원료를 비결정성으로 용융시키기 위한 실린더(20)는 약180-200℃정도의 히팅 상태를 유지하는 것이 매우 바람직하다.

그리고 용기의 다층벽을 구성하기 위하여 각 실린더(10)(20)에서 용융되는 수지중 특히 써린(surlyn)원료는 원래 결정성수지로 불투명하나, 상기 실린더(20)에서 용융 과정을 통해 비 결정성수지 조건으로 변화되면서 투명체로 배출되어진다. 또한 써린수지는 그 특성상 저온에 강하고, 특히 충격에 강하여 잘 파손되지 않으며, 내마모성 및 내구성이 우수하여 주로 제과류나 가공육류, 냉동식품 등의 포장에 많이 이용되고 있는 실정이다. 그리고 써린은 금속, 나일론, 폴리올레핀, 에폭시, 우레탄과 쉽게 접착되는 성질을 가진다.

한편 각 실린더(10)(20)(30)를 통해 용융된 각 수지 용액 및 접착제는 일차로 각 실린더(10)(20)(30)의 배출단부로 연결 설치된 하나의 실린더헤드(40)를 통해 분리 배출되어지고, 이 실린더헤드(40)로 유입된 각 수지 용융액 및 접착제 액은다시 이와 일체로 착탈 가능하게 연결 설치되게 세팅되는 압출기(50)를 통과하게된다.

그리고 압출기(50)를 통해 분리 압출되는 합성수지용융액과 써린수지용융액 및 접착제 액은 각각 3중으로 분리 배출되는데 이 때 이들 각 용융액 및 접착제 액은 소정 지점에서 다중 층이 되도록 상호 일체로 접착 배출되어 진다.

즉, 합성수지용융액은 용기의 내층이, 써린수지용융액은 외층이 되도록 분리 배출되되 이들 각 용융액은 이들 사이로 배출되는 접착제 액에 의해 상호 일체로 접합되어지면서 용기의 성형장치(금형)(60)내로 압출되어 진다.

그리고 용기성형장치(60)로 유입된 합성수지용융액과 써린수지용융액은 접착제 액을 중심으로 블로워 작업에 의해 소정 형태의 다층벽 용기(1)로 성형 냉각되어지는 것이다.

한편 본 발명에 있어서 실린더헤드(40)로 모아진 각 용융액은 도2에 도시된 바와 같이 이 실린더 헤드(40)와 연결 설치되는 압출기(50)를 통해 다층이 유지되는 상태로 상호 분리 압출 되어지는 바, 이는 실린더헤드(40)의 각 공급라인을 통해 유입된 각 용융액중 합성수지용융액은 압출기(50)를 구성하는 제1압출봉(52)의 외주면으로 형성된 나선홈(52a)을 따라 흘러내리고, 접착제 액은 제2합출봉(54)의 외주면으로 형성된 나선홈(54a)을 따라 흘러내리게 하고, 써린수지용융액은 제3압출봉(56)의 외주면으로 형성된 나선홈(56a)을 타고 흘러내리게 되며, 각 압출봉(52)(54)(56)의 나선홈(52a)(54a)(56a)을 타고 흘러내리는 각 용융액 및 접착제 액은 다시 제3압출봉(46)의 외측으로 커버된 압출다이(58)의 배출단부를 통과하면서 합성수지용융액은 내 측에, 써린수지용융액은 외측에 접착제는 접착제 액은 이들 사이에 각각 위치되어져 다중층으로 상호 접착 배출되어지는 것이다.

여기서 압출기(50)의 제1압출봉(52)과 제2압출봉(54) 및 제3압출봉(56)을 따라 분리 압출되는 합성수지용융액과 접착제 액 및 써린수지용융액은 그 평단면도가 원형 의 튜브타입으로 고르게 분포되어지도록 항상 적정한 압출 속도를 유지하는 것이 매우 바람직하다.

그리고 압출기(50)의 외부로 접착 압출되는 각 용융액은 제1압출봉(52)의 하단으로 설치되는 두께조절편(60)의 조절에 의해 그 압출 두께가 조절되는 상태로 용기성형장치로 배출되어지는 것인 바, 이러한 압출 두께 조절구조는 당 업계에서 공지된 기술로서 구체적인 설명은 생략한다.

따라서 상기한 공정을 거쳐 최종 성형되어진 소정 형태의 용기(1)는 도3의 이중벽 구조를 갖는 용기(1)의 단면도와 같이 합성수지용융액은 용기(1)의 내층(2)을 형성하고, 써린수지용융액은 용기의 외층(3)이 형성되도록 이들 사이로 접착제층(4)에 의해 다층벽을 구성하게 되고, 내층(2)을 구성하는 합성수지용융액은 불투명체임과 동시에 소정의 색상을 갖는 것이고, 외층(3)을 구성하는 써린수지용융액은 투명체이어서 그 내층(2)의 합성수지용융액의 아름다운 색상이 투명체의 외증(3)을 통해 외부로 그대로 표출됨과 동시에 용기 취급시 외층(3)의 써린수지용융액의 특성상 항상 부드러운 촉감을 제공하게 되는 것이다.

그리고 본 발명은 내층(2)을 구성하는 합성수지용융액의 색상을 다양하게 구성하여 줌으로서 외부로 표출되는 다층벽 용기(1)의 외관을 보다 다양하게 제공할 수있음은 물론이다.

또한 용기(1)를 다층으로 하고, 투명체의 외층(3)이 불투명체의 내층(2)에 대하여 소정의 두께를 갖도록 성형된 것이어서 외층(3)의 표면으로 각종 광고를 표시하는 경우 내층(2)의 불투명에 의해 그림자가 이중으로 비치게되어 종래 일률적인 광고와는 달리 전혀 색 다른 광고효과를 제공하게 되는 것이다.

한편 본 발명의 경우 용기(1)가 다층 구조를 이루고 있으나, 합성수지 용융액의 내층(2)과 써린수지용융액의 외층(3)의 두께를 각기 다르게 조절하여 성형하여 줌으로서, 외층(2)에 의한 양호한 촉감을 가지면서도 필요에 따라서는 용기(1)를 견고하게 또는 소프트하게 제조 가능한 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 소재의 특성에도 불구하고 투명체로의 용융이 어려워 실용화되지 못하고 있는 써린수지를 투명체로 용융시켜 PE 또는 PP의 합성 수지와 더불어 용기의 다층벽을 구성하도록 접착제로 접합 성형하여 줌으로서, 용기가 견고하면서도 가볍고, 파손우려가 없으며, 외층의 써린수지에 의한 촉감이 매우 부드러우면서도 외층의 두께감에 의해 종래 초자 용기와 같은 미려한 장식미를 제공하게되는 효과를 갖는 것이다.

또한 용기벽을 다층으로 함으로서 썬 스크림제 용기로 사용하는 경우 자외선 차단효과 및 산소투과율이 제로로 되어 내용물의 손상 없이 아주 효율적으로 사용할 수 있는 이점도 있다.

비록 본 발명에 의한 합성수지 및 써린수지를 이용한 다층벽 용기는 화장품용기를 비롯하여 각종의 다양한 형태의 용기 제조가 가능하며, 하기의 특허청구범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 많은 수정 및 변경이 있을 수도 있음은 물론이다. 예컨대 본 발명의 다층구조 용기는 실린더와 압출기의 압출 구조를 더 증설하여 줌으로서 필요에 따라 얼마든지 다양한 층의 용기 제조가 가능하게 됨은 물론이다.

Claims (3)

1. 소정의 색상을 갖는 불투명체의 PE 또는 PP의 합성수지용융액을 내층(2)으로 하고, 이의 외부로 비결정성 조건으로 변화된 투명체의 써린수지용융액이 외층(3)으로 되게 하고 이들 사이에 접착제 층(4)을 형성하여 용기(1)가 다층벽으로 접합 구성되어짐을 특징으로 하는 다층벽 구조를 갖는 용기.
2. 합성수지원료와 써린수지원료 및 접착제원료를 각각 별도의 실린더(10, 20, 30)로 공급 용융시켜 배출시킴과 동시에 각각 용융된 합성수지용융액과 비결정성으로 변화된 투명체의 써린수지용융액 및 접착제 액을 실린더헤드(40)와 압출기(50)로 각기 분리 압출시키되 상기 합성수지용융액은 용기(1)의 내층(2)이, 써린수지용융액은 용기(1)의 외층(3)이, 그리거 이들 사이로는 접착제 층(4)이 되도록 다층으로 상호 배출 접합시켜 다층벽을 갖는 소정 형태의 용기(1)로 성형함을 특징으로 하는 다층벽 구조를 갖는 용기의 제조방법.
3. 접착제원료와, PE 또는 PP수지와 같은 합성수지원료 및 결정성의 써린수지원료를 각각 투입 용융시키기 위한 호퍼(12, 22, 33)와 히팅수단 및 이송 스크류가 각기 구비된 각 실린더(10, 20, 30)와;

   상기 실린더(10, 20, 30)에서 용융된 합성수지용융액과 써린수지용융액 및 접착제액을 일차로 모아 분리 배출시키기 위한 하나의 실린더헤드(40)와;

   상기 실린더헤드(40)와 일체로 연결 설치됨과 동시에 상기 실린드헤드로 부터 분리 배출되는 합성수지용융액은 내 측으로, 써린수지용융액은 외측으로 그리고 이들 사이로는 업착제 액이 각각 흘러내리도록 유도하기 위한 제1, 제2, 제3압출봉(52, 54, 56)과, 상기 제1, 제2, 제3압출봉(52, 54, 56)를 타고 각각 흘러내리는 각 용융액을 소정지점에서 일체로 분리 접착시키기 위한 압출다이(58)를 포함하는 압출기(50) 및;

   상기 압출기(50)를 통해 접착 배출되는 합성수지 및 써린수지용융액이 접착제 액을 중심으로 내외에 다층벽을 갖는 갖는 용기(1)로 성형하기 위한 블로워를 포함하는 용기성형장치(60)로 구성됨을 특징으로 하는 다층벽 구조를 갖는 용기 제조장치.