KR20040083439A - 용기 마개 - Google Patents

Abstract

나사-캡 용 1-부품 실 및 충전재 시스템(1)은 용기의 목 부분에 상기 실(3)을 부착시키기 위하여 유도 가열 실 시스템을 형성하는 하부 층(4,5)을 가지는 실, 전체적으로 상기 실의 외주 내에 놓이는 자유 탭(50)을 포함하는 실 기판(6), 충전재의 층(2), 및 상기 탭(50)을 포함하는 실 기판(7)을 상기 충전재(2)에 부착시키기 위한 방출 층(11)을 포함하는 부착 수단(10,11,12)을 포함한다.

Description

용기 마개{CONTAINER CLOSURE}

최종 소비자가 그러한 실을 제거하는 것은 어렵고, 그래서 용기의 목부분에서 측면으로 연장된 탭(tab)을 제공하여서 소비자가 실의 제거를 용이하게 하기 위하여 그러한 탭을 쥘 수 있도록 하는 시도들이 이어져왔다. 이와 관련한 하나의 어려움은 유도 가열 중에 포일에 유도되는 와상(渦狀) 전류가 주로 실의 외주에 유도된다는 것이다. 실이 탭을 포함할 때면 와상 전류는 용기의 목 부분으로부터 떨어진 탭의 에지 주위에 유도되어서 실은 때때로 탭에 인접한 용기의 목 부분의 상부에 완전하게 고정되지 않게 한다.

이를 극복하는 하나의 방법으로서 현재 널리 쓰이는 방법은, 소위 말하는 "Top Tab"(등록 상표) 시스템인데, 이는 US-A-4961986에 충분히 개시되어 있다. 이 시스템은 전체가 용기 목부분의 외주 내에 놓이는 리프팅 탭을 제공하기 위하여 부분적으로 비 적층된 다중 층 기판을 포함한다. 통상적으로, 리프팅(lifting) 탭은 36mm에 이르는 직경의 실을 위하여 실 영역의 약 50%를 점유하고 또한 그에 따라 탭은 더 큰 직경의 실을 위하여 이러한 사이즈로 남는다. US-A-4961986에서 이는 오직 그들 중에서 일부에 대하여만 서로 접착된 다중 층들로부터 기판을 형성함으로써 달성된다. US-A-5702015는 또한 그러한 실을 개시하나, 이 경우에 있어서, 실드(sealed) 기판은 압출 공정에 의해 형성되는데, 상기 공정에서 플라스틱 물질의 제1 층이 압출되고, 뒤이어 압출 물질의 제3 층을 이용한 방출(release) 물질의 제2 층이 압출 적층이 따르는데, 상기 제3 층의 압출 물질은 제1 층의 압출 물질과 동일한 조성을 갖고 상기 제3 층은 제2 층이 없는 제1 층과 하나로 통합된다. 이러한 방식으로, 제3 층에 의해 형성된 상기 탭은 상기 제1 층과 통합적으로 형성되는데. 상기 층들 사이에 접착제를 필요로 하지는 않는다.

US-A-4961986에서 알 수 있듯이, 나사-캡은 실 물질뿐만 아니라 일정 형태의라이너(liner)를 포함할 수 있다. 현재로서, "Top Tab"(등록 상표) 시스템의 어려움 중 하나는, 본질적으로, 그것이 개별적으로 제공되고 두 개의 별도 작업으로 나사-캡 내부에 끼워져야 하는 실 물질과 라이너로 이루어진 2 부품 시스템이라는 것이다. 이는 자연적으로 상기 시스템을 사용함에 대한 비용과 어려움을 더한다. 따라서, 상업적 이용에 있어서, 현재로는, "Top Tab"(등록 상표) 시스템은 개별 라이너 없이 사용되는 것이 보통이다.

의약 정제로부터 즉석 커피에 이르는 광범위한 물질을 병이나 단지와 같은 용기에 포장(package)할 때, 요즘에는 상기 용기의 목부분에 결합된 실(seal), 및 상기 실을 덮어서 보호하고 용기의 내용물에 접근하기 위하여 상기 실이 제거된 후에 다시 잠글 수 있는 캡을 제공하는 나사 캡(screw cap) 형태의 마개를 제공하는 것이 일반적이다. 그러한 마개를 제공하는 편리한 방법은 상기 실의 하면(undersurface)에 감열 접착 코팅 또는 금속 포일(foil)로 덮힌 용융성 플라스틱 층(layer)을 제공하는 것이다. 상기 금속 포일이 상기 실의 기판을 제공할 수 있거나 상기 실이 종이 또는 플라스틱 물질로 만들어진 개별 기판을 포함할 수 있을 것이다. 그에 따라, 상기 마개는 금속 포일을 가열하고 또한 차례로 감열 접착제 층을 활성화시키거나 또는 플라스틱 층을 용융시켜서, 냉각시키면, 실이 용기의 목부분의 상부에 접착되게 하는 유도 가열 단계를 거치는 동안에, 그러한 실은 용기의 목부분의 상부에 대하여 위치되고 인가된 나사 캡에 의해 상기 용기의 목부분의 상부에 억지로 끼워진다.

도 1은 수직방향 치수가 크게 과장되어 도시된 제1 실시예를 통한 단면도이고;

도 2는 수직방향 치수가 크게 과장되어 도시된 제2 실시예를 통한 단면도이며;

도 3은 제 위치에 있는 라이너 및 실을 보여주는 나사 캡을 통한 단면도이며;

도 4는 용기의 목부분 상에 위치한 실을 보여주는 사시도이다.

본 발명에 따르면 나사-캡 용 1-부품 실 및 라이너 시스템은 용기의 목 부분에 실을 부착시키기 위하여 유도 가열 실 시스템을 형성하는 하부 층을 가지는 실, 전체적으로 상기 실의 외주 내에 놓이는 자유 탭을 포함하는 실 기판, 라이너의 층, 및 상기 탭을 포함하는 실 기판을 상기 라이너에 부착시키기 위한 방출 층을 포함하는 부착 수단을 포함한다.

방출 층에서 상기 부착 수단의 필링(peel) 강도는 25mm 너비의 샘플 스트립에 대하여 1500 mm/min의 비율로 20에서 90그램까지의 범위 내인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 필링 강도의 범위는 이러한 조건 하에서 60 g/25mm이다. 필링 강도의 측정은 상기 스트립에 수직한 일 방향에서 이루어진다. 실은 자유 탭을 포함하기 때문에, 자유 탭의 가장 윗 층 또는 층들은 상기 실의 나머지에 대하여 완전하게 부착되지는 않는다. 이러한 부분적으로 비-적층된 구조는 1-부품 충전재 및 실 시스템을 형성하기 위한 시도가 이루어졌을 때, 상당한 어려움에 마주치게 하리라고 생각되었다. 그러나, 이는 그러한 경우가 아니며, 또한 실과 충전재 사이의 부착에 방출 층을 통합함으로써 최종 소비자에 의한 나사-캡의 초기 나사 풀림은 단일 부품 시스템의 두개의 반쪽들이, 어떠한 방식으로든, 리프팅 탭 또는 실을 손상시키기 않은 채로 방출 층에서 분리될 수 있게 한다는 것을 발견했다.

바람직하게는 접착 수단은 실 기판의 최상층 층을 형성하고, 또한 니트로셀룰로스 또는 실리콘 화합물로 형성된 방출 층, 및 상기 방출 층 및 상기 라이너의 하면 사이에서 접착제로 작용하는 저밀도 폴리에틸렌 층에 의해 코팅되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 층에 의해 형성된다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 니트로셀룰로스 또는 실리콘 화합물은 이러한 층에 타이트하게 접착한다. 저밀도 폴리에틸렌 층은 충전재에 타이트하게 접착되나 니트로셀룰로스 또는 실리콘 층에는 떨어질 수 있게 접착된다. 실 및 라이너에 전체적으로 수직한 방향의 분리시키려는 힘이 가해질 때, 니트로셀룰로스 또는 실리콘 화합물 및 폴리에틸렌 사이의 접착 강도는 실 및 라이너 부품들이 서로에 대하여 떨어질 정도를 쉽게 초과한다.

라이너는 식품 등급 판지의 층 또는 발포(foamed) 폴리에틸렌과 같은 플라스틱 물질의 층에 의해 형성될 수 있다. 후자의 경우에 폴리프로필렌의 층이 발포 층과 접착 수단의 저밀도 폴리에틸렌의 층 사이에 포함될 수 있다.

대안적으로, 접착 수단은 접착제 층으로 코팅되는 실 기판의 최상층 층을 형성하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 상부 층으로 형성될 수 있다. 라이너 시스템의 하부 층은 예를 들어 결과적으로 접착 수단의 접착제 층에 접착되는 셀룰로스 아세테이트 프로피온에스테르(CAP)와 같은, 방출 층으로 코팅되는 PET 층일 수 있다. 실 및 라이너에 전체적으로 수직한 방향으로 분리시키려는 힘이 작용되면, 접착제 및 코팅된 PET 사이의 결합 강도는 실 및 라이너 부품들이 방출 층과 상부 PET 층 사이에 있는 분리 포인트를 가진 채로 서로에게서 분리되게 할 정도를 쉽게 초과하게 된다.

실은 고온 용융 접착제로 최하면 상에 코팅되는 알루미늄 포일의 층을 포함하는 유도 가열 실 시스템을 포함하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 층은 용기의 내용물로부터 포일을 고립시켜서 포일 층의 부식을 방지하기 위하여 고온 용융 접착제 및 알루미늄 포일 사이에 삽입될 수 있다. 실은 US-A-4961986에 기술된 것과 같은 종이 적층물을 포함할 수 있으나 바람직하게는 포일 층에 부착되는 발포 폴리올레핀과 같은 발포 중합체, 예를 들어, 폴리에틸렌 층 및 발포 층에 부착되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 층을 포함하는 기판을 또한 포함한다. 또 하나의 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론 또는 폴리프로필렌의 층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 층과 발포 층 사이에서 둘이 서로 붙어 있지 않은 영역에 삽입될 수 있다. 실 기판은 폴리에틸렌 발포 층과 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 층 사이에 삽입된 에틸비닐 아세테이트 발포와 같은 발포 플라스틱의 상부 층을 포함할 수 있다. 이러한 방식에 있어서 리프팅 탭은 그에 따라 발포 층을 또한 포함할 수 있다.

나사-캡은 전체적으로 통례적이고 다중-회전 나사산 또는 다중-시작 부분 회전 나사산을 포함할 수 있다. 바람직하게는 나사-캡은 외주 상으로 연장하는 리브 또는 일련의 핑거를 포함하는데, 이들은 상기 캡의 용기에 대한 초기 적용 동안에 조합된 1-부품 라이너 및 실을 고정하고 또한 계속해서 상기 캡의 연속적인 열림과잠금 동안에 라이너 부분을 제 자리에 고정시킨다. 바람직하게 상기 캡은, 캡의 상부와 리브 또는 핑거 사이에 충분한 유극이 있어서 전체 1-부품 라이너 및 실이 캡에 대하여 회전할 수 있도록 배열된다. 이는 라이너가 라이너 및 실에 수직한 필링 힘이 가해지는 상황 아래서 실로부터 분리되도록 한다. 용기는 유리 또는 폴리에틸렌, 폴리에스터, 폴리비닐 클로라이드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌과 같은 플라스틱 물질로 만들어질 수 있다.

본 발명에 따른 1-부품 라이너 및 실 시스템의 두개의 실시예는 이제 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.

1-부품 라이너 및 실(1)은 서로 붙어있는 충전부(2) 및 실 부분(3)을 포함한다. 1-부품 메움 및 실(1)은, 하부에서 시작하고 전형적으로 25에서 38 g/㎡의 범주 내의 비율로 적층되는 고온 용융 접착제(4)의 코팅을 포함하고 또한 폴리에스테르 코팅, 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리프로필렌, 에틸렌-아크릴산 코-중합체, 또는 Surlyn(등록 상표)을 포함할 수 있는 다수의 층들의 적층물에 의해 형성된다; 알루미늄 포일의 층(5)은 예를 들어 20 내지 25 미크론의 두께를 가진다; 중합체 접착제(6)의 층은, 예를 들어 3g/㎡ 내지 20의 범주 내의 비율로서 도포된다; 폴리에틸렌 발포의 층(7)은 125-250 미크론의 두께를 가진다; 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 층(8)은 발포의 층(7)을 가로지르는 오직 부분 길만 연장하고 발포의 층(7)에 부착되지 않는다; 중합체 접착제(9)의 층은, 예를 들어 50g/㎡의 비율로서 도포된다; 발포(7)과 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층(8) 모두에 부착되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층(10)은 23 미크론의 두께를 가진다; 1-2 g/㎡의 비율로서 도포되는 니트로셀룰로스의 층(11)은 방출 층으로 작용한다; 저밀도 폴리에틸렌 층(12)은 20 g/㎡의 비율로 적층되고, 또한 음식 등급 판지의 층(13)은 전형적으로 700에서 900 미크론의 두께를 가진다.

접착제 층(6 및 9)은 전형적으로 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌 또는 폴리우레탄이다. 저밀도 폴리에틸렌의 층(12)은 전형적으로 용융 상태로서 도포되고 또한, 냉각시키자마자, 판지(13)에는 타이트하게 또한 니트로셀룰로스 층(11)에 적절하게 부착된다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트 층(10), 니트로셀룰로스 층(11) 및 저밀도 폴리에틸렌 층(12)의 존재의 결과로서, 실 부분(3)과 라이너 부분(2)간의 접착이 형성된다. 그러나, 이러한 접착은 방출 층(11)과 저밀도 폴리에틸렌 층(12) 사이에 형성된 약한 결합에 의해 형성된 약한 구역을 포함한다. 이러한 결합은 연속적인 가동 및 핸들링 동안에 두 부분(2 및 3)을 하나로 고정하기에 적당하지만 너무 약해서 도면에서 볼 때 윗 방향으로 적당한 분리시키려는 힘이 가해질 때 라이너 부분(2)은 실 부분(3)으로부터 분리된다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 부분 층(8)의 존재 및 그것(8)이 발포 층(7)에 부착되지 않는다는 사실은, 층(7)에 부착되지 않고 또한 그래서 뒤에 기술될 리프팅 탭(50)(도 4에 도시)을 형성하는 층(8 및10)에 이해 형성되는 개별 탭 부분을 제공한다.

도 2에 도시된 제2 실시예는 층(4)부터 층(12)까지는 제1 실시예와 동일하나, 이 실시예에서 층(12)은 20 미크론의 두께를 갖는 폴리프로필렌 필름의 층(14)에 부착된다. 20 g/㎡의 비율로 도포되는 폴리프로필렌 폴리에틸렌 중합체 접착제의 층(15)은 폴리프로필렌 층(14)을 전형적인 두께 1.0 또는 1.6mm의 확장된 폴리에틸렌 발포의 층(16)에 부착시킨다. 20 g/㎡의 비율로 도포되는 폴리프로필렌 폴리에틸렌 중합체 접착제의 층(17)은 확장된 폴리에틸렌 발포재(16)를 20 미크론 두께의 폴리프로필렌 필름의 층(18)에 부착시킨다. 이러한 제2 실시예에서 라이너 부분(2)은 본질적으로 폴리프로필렌 층(14 및 18)에 의해 덮히고 제1 실시예에서 사용된 음식 등급 판지를 대체하는 확장된 폴리에틸렌 발포(16)에 의해 형성된다.

적층 구조 형성 후에 1-부품 라이너 및 실(1)의 개별 디스크를 형성하기 위한 다이 컷(die cut)된다. 1-부품 라이너(1)는 나사 캡(20)의 상부 내에서 가압-끼워 맞춤되고 외주 리브(21)에 의해 제 자리에 고정된다. 1-부품 라이너 및 실(1)은 캡(20)의 상부 내에서 자유롭게 회전할 수 있는 사이즈를 갖고, 반면에, 동시에, 리브(21)에 의해 제 자리에 견고하게 고정된다. 사용 시에, 본 발명에 따른 1-부품라이너 및 실(1)이 갖추어진 나사 캡은 병(30)의 개방 목부분에 조여져서 1-부품 라이너 및 실(1)을 병(30)의 개방 목부분과 캡(20)의 상부 사이에 끼워 맞춘다. 그러면 캡(20)과 병(30)은 알루미늄 포일(5)이 자신 내에서 와상 전류로서, 번갈아, 실 부분(3)을 병(30)의 개방 목부분 상에 부착시키기 위하여 고온 용융 접착제의 코팅(4)을 용융시키는 와상 전류의 발생에 의해 자신의 외주 주위에서 가열되는 유도 가열 단계에 놓이게 된다. 그러면 실 용기가 만들어진다.

나사 캡(20)이 최종 소비자에 의해 병(30)에서 제거될 때 실 부분(3)은 병(30)의 개방 목부분에 부착된 채로 남아 있게 되는 반면에 라이너 부분(2)은 캡(20)의 상부에서 리브(21)에 의해 유지된다. 실 부분(3) 및 라이너 부분(2)은 병(30)의 목부분으로부터의 이러한 캡(20)의 초기 제거 동안에 니트로셀룰로스 방출 층(11)에서 떨어진다. 그러면 최종 소비자는, 최종 소비자가 병(30)의 내용물에 접근할 수 있도록 하기 위하여 전체 실 부분(3)이 제거될 수 있도록 병(30)의 목부분 및 고온 용융 코팅(4) 사이에 제공되는 결합을 극복하는 탭(50)에 가해진 손으로 가할 수 있는 힘으로 층(8 및 10)에 의해 형성된 탭 부분(50)을 단순히 움켜쥐어서 병(30)의 목부분으로부터 실 부분(3)을 용이하게 제거할 수 있다. 라이너 부분(2)은 다시 닫힐 때 제2의 실을 형성하기 위하여 캡 내에 부착된 채로 남는다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 용기에 든 내용물을 포장할 때 사용될 수 있는 나사-캡 등에 산업상 이용할 수 있다.

Claims (12)

1. 나사-캡 용 1-부품 실(seal) 및 라이너(liner)(1)로서,

   용기의 목 부분에 상기 실(3)을 부착시키기 위하여 유도 가열 실 시스템을 형성하는 하부 층(4,5)을 가지는 실, 전체적으로 상기 실의 외주 내에 놓이는 자유 탭(50)을 포함하는 실 기판(6), 라이너의 층(2), 및 상기 탭(50)을 포함하는 실 기판(7)을 상기 라이너(2)에 부착시키기 위한 방출 층(11)을 포함하는 부착 수단(10,11,12)을 포함하는, 나사-캡 용 1-부품 실 및 라이너.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부착 수단은 상기 실 기판의 최상층을 형성하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 층(10), 니트로셀룰로스 또는 실리콘 화합물로 형성된 방출 층(11), 및 상기 라이너(2)의 하면 상에 저밀도 폴리에틸렌 층(12)에 의해 형성되는, 나사-캡 용 1-부품 실 및 라이너.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 라이너(2)는 음식 등급 판지(13)의 층 또는 발포 폴리에틸렌과 같은 플라스틱 발포재(16)의 층에 의해 형성되는, 나사-캡 용 1-부품 실 및 라이너.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 라이너는 플라스틱 발포재의 층(16)을 포함하고, 폴리프로필렌 층(14)은 상기 발포 층(16) 및 상기 부착 수단의 저밀도 폴리에틸렌 층(12) 사이에 포함되는, 나사-캡 용 1-부품 실 및 라이너.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실은 발포 폴리올레핀과 같은 발포 중합체 층(7), 및 상기 탭(50)을 제공하기 위하여 자신의 범위의 일부분에 대해 상기 발포 층(7)에 결합된 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 층(10)을 구비한 기판을 포함하는, 나사-캡 용 1-부품 실 및 라이너.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층(10) 및 상기 발포 층(7)의 사이의 상기 두 층(7 및 10)이 함께 접착되지 않는 영역 안에 삽입되는 층으로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론 또는 폴리프로필렌의 층(8)을 더 포함하는, 나사-캡 용 1-부품 실 및 라이너.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 실 기판은 상기 발포 층(7) 및 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층(10) 사이에 삽입된 에틸비닐 알코올 발포체와 같은 발포 플라스틱의 상부 층을 포함하여서 상기 탭(50)도 발포 층을 포함하게 하는, 나사-캡 용 1-부품 실 및 라이너.
8. 나사-캡(20)으로서,

   제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 1-부품 실 및 라이너(1)를 포함하는, 나사-캡.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 조합된 1-부품 라이너 및 실(1)을 상기 캡(20)의 상부에 대항하여 제 자리에 고정하는 외주상으로 연장하는 리브(21)를 더 포함하는, 나사-캡.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 1-부품 라이너 및 실(1)은 상기 캡 내에서 자유롭게 회전할 수 있는, 나사-캡.
11. 제 8 항에 따른 캡이 끼워 맞추어진 용기로서,

    상기 실은 액체 또는 고체 물질을 수용하기 위하여 상기 용기의 입구에 실링되는, 용기.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 액체 또는 고체 물질은 휴대할 수 있거나 음용할 수 있는, 용기.