KR20080034911A

KR20080034911A - 밀봉 용기

Info

Publication number: KR20080034911A
Application number: KR1020087002874A
Authority: KR
Inventors: 마사끼 나까야
Original assignee: 기린비루 가부시키가이샤
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-04-22
Also published as: RU2008108522A; CN101238041A; AU2006277421A1; JP2007039115A; WO2007018054A1; KR101248725B1; AU2006277421B2; JP4833608B2; CN100594164C; RU2381160C2

Abstract

본 발명의 목적은, 레이저 용접 등 열용융에 의해 덮개를 밀봉하는 식료ㆍ식품용 용기 등의 밀봉형 용기에 있어서, 높은 협잡물 적성을 부여하는 것, 및 밀봉성을 높이고, 용기 동체와 덮개의 접합 강도를 높게 하는 것이다. 본 발명에 관한 밀봉 용기는 입구부(9)를 갖는 용기 동체(1)와, 상기 입구부(9)를 폐쇄하였을 때에 자체에 왜곡을 생기게 하여, 왜곡 응력에 의해 상기 용기 동체(1)에 대해 가압 상태의 밀착 부분(4)을 생기게 하고, 상기 밀착 부분(4)이 밀봉부가 되는 가소성 재료로 형성된 덮개(3)를 갖고, 상기 밀착 부분(4)이 열융착되어 있는 것이다.

덮개, 만곡부, 밀봉 용기, 걸림부, 리브

Description

밀봉 용기{SEALED CONTAINER}

본 발명은, 용기 동체의 입구부에 장착된 덮개가 열융착에 의해 밀폐되어 있는 밀봉 용기에 관한 것으로, 특히 그 입구부와 덮개의 구조에 관한 것이다.

밀봉 용기, 예를 들어 음료용 용기에는, 병, 캔, 플라스틱 용기 등의 각종 용기가 알려져 있다. 최근, 그 핸들링의 양호함 등의 편리성의 관점에서 캔이나 플라스틱 용기가 널리 이용되도록 되고 있다.

플라스틱 용기에 관해서는, 시밍(seaming) 공정을 실시하는 것이 곤란하여, 음료용 금속 캔 용기와 같이 시밍을 하여 밀봉하는 플라스틱 용기는 유통되고 있지 않다. 플라스틱 용기에 있어서, 가장 유통되고 있는 용기는 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 보틀이다. PET 보틀에 있어서는, 보틀 입구부에 캡을 돌려 넣는 방식이 밀봉 방식으로서 사용되고 있다. 그러나, 이 캡이 용기 전체 중에서 큰 비용 상승 요인으로 되고 있다. 또한 캡은 주로 PP(폴리프로필렌)제이므로, 리사이클의 장해가 되고 있다.

최근, 금속제로서, PET 보틀과 같이 보틀 입구부에 캡을 돌려 넣는 방식을 채용한 보틀 형상의 캔 용기도 유통되고 있다.

그런데, 금속 캔을 대상으로 하여, 캔의 밀봉을 레이저 용접으로 행하는 밀 봉 기술이 개시되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 내지 3을 참조).

특허문헌 1 : WO02/42196 A2호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 소63-194885호 공보

특허문헌 3 : 일본 특허 공개 소61-289932호 공보

레이저 용접을 비롯하여, 열용융에 의해 음료ㆍ식품용 용기 등의 밀봉형 용기의 밀봉을 시도하는 경우, 밀봉시의 주변 환경의 액체(예를 들어 장치에 뿌리는 물)나 내용물이 융착하고자 하는 면에 끼인 상태에서 융착할 필요가 있는 경우가 많다. 이 때, 융착 조건이 변화된다. 이와 같은 융착 조건의 변화가 있은 후, 적절한 조건 범위가 넓은 것을 협잡물 적성이 높다고 표현된다. 그리고, 레이저 용접에 의해 밀봉을 시도하는 경우, 지금까지 협잡물 적성을 얻을 수 있는 융착 조건은 알려져 있지 않다. 또한, 협잡물 적성을 높게 하기 위해, 용기의 구조, 특히 입구부 및 덮개의 구조를 어떻게 해야 하는지에 대한 지식은 전혀 없다.

본 발명자는, 예를 들어 PET 보틀을 레이저 용접에 의해 밀봉하는 경우, 일반적인 레이저 스폿을 조사하고, 융착 개시 부위에서 가열 및 용융이 개시되면, 융착면의 협잡물은 융착면 상에서 융착 개시 부위로부터 멀어지는 방향을 향해 이동해 가는 것을 알 수 있었다. 그 결과, 레이저 조사를 1주시켜 융착을 완료시키면, 융착 면적에 현저한 치우침이 발생하여, 밀봉성이나 용기 동체와 덮개와의 접합 강도에 악영향을 준다. 또한 협잡물은 가열과 융착에 의해 발생하는 압력에 의해, 융착면으로부터 밀려나는 것처럼 이동한다. 그 결과, 융착면으로부터 실질적으로 완전히 협잡물을 배출하는 것이 가능해지지만, 이 때 일정한 열량을 협잡물이 융착면으로부터 빼앗아 버리므로 레이저의 출력 조정이 필요해진다.

그래서, 본 발명의 목적은, 레이저 용접을 비롯하여, 열용융에 의해 밀봉을 하는 음료ㆍ식품용 용기 등의 밀봉형 용기에 대해, 입구부와 덮개의 구조를 고안함으로써, 높은 협잡물 적성을 부여하는 것이다. 그리고 밀봉성을 높게 하고, 또한 용기 동체와 덮개의 접합 강도를 높게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 상기 과제에 대해 예의 검토한 결과, (1) 융착 중에 협잡물이 다른 융착 부분으로 이동하지 않도록 융착시키는 부분을 고정시키는 것, (2) 융착 중에 협작물이 융착 부분 이외로 이동할 수 있도록 융착시키는 부위의 구조를 형성하는 것, (3) 협작물에 빼앗기는 열량을 가미한 레이저 조사를 실시하는 것이 용기의 밀봉에 중요하다는 것을 알아내어, 이것들을 반영시킨 입구부와 덮개의 구조를 갖는 용기를 발견하고, 또한 적절한 레이저 조사 방법을 발견하였다. 즉, 본 발명에 관한 밀봉 용기는, 입구부를 갖는 용기 동체와, 상기 입구부를 폐쇄하였을 때에 자체에 왜곡을 생기게 하여, 상기 왜곡을 완화시키는 응력에 의해 상기 용기 동체에 대해 가압 상태의 밀착 부분을 생기게 하고, 또한 상기 밀착 부분이 밀봉부가 되는, 가소성 재료로 형성된 덮개를 갖고, 상기 밀착 부분이 열융착되어 있는 것을 특징으로 한다. 용기 동체에 덮개를 장착하였을 때에, 밀착 부분이 가압 상태에서 서로 접촉하고 있으므로, 밀착 부분에 협잡물이 들어가지 않는다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 상기 입구부의 외벽에 상기 입구부의 가장자리와 평행하게 고리 형상의 리브를 설치하고, 상기 덮개의 가장자리에 상기 리브와 밀착 부분을 형성하는 고리 형상의 링을 설치하고, 상기 입구부의 외벽 중, 상기 리브보다도 상기 입구부의 가장자리측에 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부를 마련하고, 상기 덮개의 내벽 중, 상기 덮개의 가장자리에 설치한 링과의 간격이 상기 입구부에 마련한 상기 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부와 상기 리브와의 간격보다도 약간 긴 간격이 되는 부위에 고리 형상의 오목부 혹은 볼록부를 마련하고, 상기 리브와 상기 링과의 밀착 부분이 열융착되어 있는 경우가 포함된다. 밀봉 용기의 일 형태이다. 이 용기의 경우, 밀착 부분을 용기 상방으로부터 가려지지 않고 볼 수 있으므로, 레이저를 상방으로부터 하방을 향해 조사함으로써 융착시킬 수 있다. 따라서, 레이저 조사 장치의 간략화가 가능하다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 상기 덮개의 내벽면과 상기 입구부의 가장자리와의 접촉면을 마련하고, 상기 입구부의 외벽에 상기 입구부의 가장자리와 평행하게 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부를 마련하고, 상기 덮개의 내벽 중, 상기 접촉면과의 간격이 상기 입구부의 가장자리와 상기 입구부에 마련된 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부와의 간격보다도 약간 짧은 간격이 되는 부위에 고리 형상의 오목부 혹은 볼록부를 마련하고, 상기 입구부의 외벽에 마련된 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부와, 상기 덮개의 내벽에 마련된 고리 형상의 오목부 혹은 볼록부와의 밀착 부분이 열융착되어 있는 경우가 포함된다. 밀봉 용기의 일 형태이다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 상기 덮개가 상기 입구부의 가장자리의 표면 및 이면을 끼우는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부와 상기 용기 동체의 밀착 부분이 열융착되어 있는 경우가 포함된다. 밀봉 용기의 일 형태이다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 상기 덮개의 내벽면과 상기 입구부의 가장자리와의 접촉면을 마련하고, 상기 접촉면이 열융착되어 있는 것이 바람직하다. 덮개의 융착 강도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 개봉 후, 상기 용기 동체의 입구부에 상기 덮개를 다시 장착하였을 때에, 내용물이 누설되지 않을 정도로 상기 밀착 부분에서 상기 용기 동체와 상기 덮개가 서로 밀착하고 있는 것이 바람직하다. 용기의 재밀봉성을 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 열융착된 상기 밀착 부분과 상기 덮개의 가장자리와의 거리는 10 ㎜ 이하이고, 또한 상기 덮개의 가장자리에 인접하는 내벽면과, 상기 용기 동체의 외벽면이 이격되어 있는 것이 바람직하다. 밀착 부분의 주위를 적시는 액을 융착 중에 배출할 수 있다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 상기 덮개와 상기 용기 동체가 플라스틱 수지로 성형되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 상기 밀착 부분은 레이저 용접법에 의해 열융착되어 있는 것이 바람직하다. 융착 부분과 비융착 부분의 경계가 명료하여, 고정밀도의 융착이 가능하다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 상기 밀착 부분은 레이저광을 흡수하는 재료로 형성되어 있거나, 혹은 상기 밀착 부분에 레이저광을 흡수하는 도료가 도포되어 있거나, 혹은 상기 밀착 부분에 레이저광을 흡수하는 재료로 이루어지는 물체가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 에너지 밀도가 작은 레이저광으로 융착시킬 수 있다.

본 발명에 관한 밀봉 용기에서는, 레이저 용접법에 의해 열융착될 때에는, 상기 덮개와 상기 용기 동체가 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지로 성형되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 밀봉 용기는, 입구부와 덮개의 구조를 고안함으로써, 높은 협잡물 적성을 갖고 있다. 그에 의해, 레이저 용접법 등의 열융착에 의해 밀봉성을 높이고, 또한 용기 동체와 덮개와의 접합 강도를 높은 상태로 할 수 있다.

도1은 제1 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 개략도로, 도1의 (a)는 용기 동체에 입구부를 장착하였을 때의 입구부 부근의 종단면 개략도, 도1의 (b)는 A 방향으로부터 본 외관 개관도, 도1의 (c)는 B 방향으로부터 본 덮개의 사시 개관도이다.

도2는 제2 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 개략도를 도시한 도면이다.

도3은 제3 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 개략도를 도시한 도면이다.

도4는 제4 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 개략도를 도시한 도면이다.

도5는 본 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 제조 방법의 일 형태를 나타내는 공정도이다.

[부호의 설명]

100, 200, 300, 400 : 밀봉 용기

1, 61 : 용기 동체

2, 16, 18 : 고리 형상의 볼록부

3, 62 : 덮개

4 : 밀착 부분

5, 7 : 가장자리

6 : 리브

8 : 고리 형상의 링

9 : 입구부

10 : 고리 형상의 제2 볼록부

11, 15, 17 : 고리 형상의 오목부

12 : 고리 형상의 제2 오목부

13 : 덮개의 내벽 부분

14 : 걸림부

19 : 접촉면

20 : 만곡부

21 : 이격 부분

23 : 리브를 압박하는 힘

24 : 덮개의 내벽면이 가장자리를 압박하는 힘

25 : 만곡부가 가장자리의 표면 및 이면을 끼우는 힘

26 : 손잡이

63a : 덮개 반송 수단

63b : 덮개 공급 수단

64 : 덮개 배치 수단

65 : 레이저 발생 수단

66 : 밀착 부분

70 : 불량 용기 배제 수단

이하 본 발명에 대해 실시 형태를 나타내고 상세하게 설명하지만 본 발명은 이들의 기재에 한정되어 해석되는 것은 아니다. 우선, 도1 내지 도4를 참조하면서 본 실시 형태에 관한 밀봉 용기를 설명한다. 또, 동일 부재ㆍ동일 부위에는 동일 부호를 부여하였다.

본 실시 형태에 관한 밀봉 용기는, 입구부를 갖는 용기 동체와, 상기 입구부를 폐쇄하였을 때에 자체에 왜곡을 생기게 하여, 상기 왜곡을 완화시키는 응력에 의해 상기 용기 동체에 대해 가압 상태의 밀착 부분을 생기게 하고, 또한 상기 밀착 부분이 밀봉부가 되는 가소성 재료로 형성된 덮개를 갖고, 상기 밀착 부분이 열융착되어 있는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 덮개는 상면이 부착된 원통 형상으로 하고, 용기 동체의 입구부는 원통 형상으로 하여, 덮개가 입구부를 외측으로부터 덮도록 하여 장착된다. 이 때, 덮개는 끼워 넣음식 덮개라도 좋고, 돌려 넣음식 덮개라도 좋다. 용기 동체와 덮개의 밀착 부분이 항상 가압 상태로 접촉되어 있다. 그리고 이 밀착 부분을 밀봉부라 한다. 상기 구성에 의해, 내용물이 넘치지 않는 것은 물론, 밀착 부분인 밀착면으로부터 내용물이나 뿌리는 물 등의 협작물을 배제시켜 둘 수 있다. 따라서, 밀착 부분을 열융착시킬 때, 밀착면에 협잡물 이 없기 때문에, 협잡물의 기화나 레이저에 의한 열을 빼앗는 등의 열융착에 악영향을 미치는 현상이 발생하기 어렵다. 그런데, 밀착 부분을 항상 가압 상태로 접촉시키기 위해, 본 실시 형태에 관한 밀봉 용기에서는 덮개를 가소성 재료로 형성하고, 덮개로 입구부를 폐쇄하였을 때에 덮개 자체에 왜곡을 생기게 해 두고, 상기 왜곡이 완화되는 응력을 가압하는 힘으로서 이용한다. 이하, 이 작용을 실현하는 밀봉 용기의 실시 형태를 몇 가지 예시하여 설명한다. 물론 본 발명은, 이들 실시 형태에만 한정되어 해석되는 것은 아니다.

(제1 실시 형태)

도1에 제1 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 개략도를 도시하였다. 도1의 (a)는 용기 동체에 입구부를 장착하였을 때의 입구부 부근의 종단면 개략도, 도1의 (b)는 A 방향으로부터 본 외관 개관도, 도1의 (c)는 B 방향으로부터 본 덮개의 사시 개관도이다. 제1 실시 형태에 관한 밀봉 용기(100)에서는, 용기 동체(1)의 입구부(9)의 외벽에 입구부(9)의 가장자리(5)와 평행하게 고리 형상의 리브(6)를 설치하고, 덮개(3)의 가장자리(7)에 리브(6)와 밀착 부분(4)을 형성하는 고리 형상의 링(8)을 설치하고, 입구부(9)의 외벽 중, 리브(6)보다도 입구부의 가장자리(5)측에 고리 형상의 볼록부(2)를 마련하고, 덮개(3)의 내벽 중, 덮개(3)의 가장자리(7)에 설치한 링(8)과의 간격이 입구부(9)에 마련된 고리 형상의 볼록부(2)와 리브(6)의 간격보다도 약간 긴 간격이 되는 부위에 고리 형상의 오목부(11)를 마련하고 있다. 그리고, 리브(6)와 링(8)의 밀착 부분(4)이 열용착되어 있다.

밀봉 용기(100)에서는, 덮개(3)는 장착시에 입구부(9)의 측벽을 주위로부터 다소 조이도록 내경이 설계되어 있다. 여기서, 고리 형상의 오목부(11)와 링(8)의 간격이 입구부(9)에 마련된 고리 형상의 볼록부(2)와 리브(6)의 간격보다도 약간 긴 간격이 되도록 형성되어 있다. 따라서, 덮개(3) 중, 고리 형상의 오목부(11)와 링(8)에 끼워진 부분에서는, 덮개(3)의 조이는 힘에 의해, 도1의 (a)에서 보면 수직 방향으로 왜곡이 생겨 압축 응력이 발생한다. 덮개(3)는 가소성 재료로 형성되어 있으므로, 이 압축의 왜곡을 완화시키기 위해 링(8)을 하방으로 밀어내는 힘, 즉 리브(6)를 압박하는 힘(23)이 발생한다. 이에 의해, 밀착 부분(4)이 가압 상태가 된다.

덮개(3)는 가소성 재료로 형성되지만, 구체적으로는 플라스틱 수지, 금속 혹은 이들 복합 재료로 형성한다. 금속은, 예를 들어 알루미늄, 철 혹은 이것들을 주성분으로 하는 합금이다. 플라스틱 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET), 글리콜 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PETG), 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지(PP), 시클로올레핀 코폴리머 수지(COC, 고리 형상 올레핀 공중합), 아이오노머 수지, 폴리-4-메틸펜텐-1 수지, 폴리메타크릴산메틸 수지, 폴리스티렌 수지, 에틸렌-비닐알코올 공중합 수지, 아크릴로니트릴 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리술폰 수지, 또는 4불화에틸렌 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지이다. 이 중에서, PET가 특히 바람직하다. PET는 음료ㆍ식품용 용기의 재료로서 실적이 있고, 또한 레이저 용접법에 의해 융착시키는 경우, 레이저에 대해 흡수성이 없기 때문에, 밀착 부분의 밀착면에 레이저광에 대해 흡수성이 있는 착색을 실시함으로써, 밀착면 주변을 직접 가열할 수 있다.

용기 동체(1)는, 플라스틱 수지, 글래스, 세라믹스, 금속 혹은 이들의 복합 재료로 형성한다. 그 형상은, 보틀 형상이 바람직하다. 또, 열융착에 의해 용기의 밀봉을 행하기 위해, 용기 동체와 비교하여 덮개를 두껍게 할 필요는 없다. 플라스틱 수지로 용기 동체(1)와 덮개(3)를 형성함으로써, 작은 에너지로 이들을 접합하는 것이 가능하다.

밀봉 용기(100)에서는, 또한 입구부(9)의 외벽 중, 볼록부(2)보다도 상방에 고리 형상의 제2 볼록부(10)를 마련하고, 덮개(3)의 내벽에 제2 오목부(12)를 마련하고 있다. 여기서, 가장자리(5)와 접촉하는 덮개(3)의 내벽 부분(13)과 제2 오목부(12)의 간격이 가장자리(5)와 제2 볼록부(10)의 간격보다도 약간 짧아지도록 덮개(3)가 형성되어 있다. 이에 의해, 가장자리(5)와 내벽 부분(13)의 접촉면이 형성되고, 이 접촉면에서는 항상 가압 상태로 되게 된다. 따라서, 이 접촉면으로부터도 협잡물이 배제되어, 협잡물에 의한 악영향이 없어져 열융착이 용이해진다. 또한, 용기 동체(1)와 덮개(3)의 접착 강도가 향상된다.

또한 밀봉 용기(100)에서는, 덮개(3)의 개봉성을 향상시키기 위해 손잡이(26)가 설치되어 있다. 또한, 용기에 내압이 가해져, 덮개(3)가 날아가지 않도록 리브(6)에 대한 걸림부(14)가 설치되어 있다. 만일, 부주의로 덮개(3)가 개봉되어도 걸림부(14)에 의해 덮개(3)의 튀어나감이 방지된다.

(제2 실시 형태)

도2에 제2 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 개략도를 도시하였다. 용기 동체에 입구부를 장착하였을 때의 입구부 부근의 종단면 개략도를 나타내고 있다. 제2 형태에 관한 밀봉 용기(200)에서는, 용기 동체(1)의 입구부(9)의 외벽에 입구부의 가장자리(5)와 평행하게 고리 형상의 리브(6)를 설치하고, 덮개(3)의 가장자리(7)에 리브(6)와 밀착 부분(4)을 형성하는 고리 형상의 링(8)을 설치하고, 입구부(9)의 외벽 중, 리브(6)보다도 입구부(9)의 가장자리(5)측에 고리 형상의 오목부(15)를 마련하고, 덮개(3)의 내벽 중, 덮개(3)의 가장자리(7)에 설치한 링(8)과의 간격이 입구부(9)에 마련된 고리 형상의 오목부(15)와 리브(6)의 간격보다도 약간 긴 간격이 되는 부위에 고리 형상의 볼록부(16)를 마련하고 있다. 그리고, 리브(6)와 링(8)의 밀착 부분(4)이 열융착되어 있다. 제2 실시 형태와 제1 실시 형태는, 볼록부와 오목부의 관계가 반대로 되어 있는 점에 차이가 있다.

밀봉 용기(200)에서는, 덮개(3)는 장착시에 입구부(9)의 측벽을 주위로부터 다소 조이도록 내경이 설계되어 있다. 여기서, 고리 형상의 볼록부(16)와 링(8)의 간격이 고리 형상의 오목부(15)와 리브(6)의 간격보다도 약간 긴 간격이 되도록 덮개(3)는 형성되어 있다. 따라서, 덮개(3) 중, 고리 형상의 볼록부(16)와 링(8)에 끼워진 부분에서는, 덮개(3)의 조이는 힘에 의해, 도2에서 보면 수직 방향으로 왜곡이 생겨 압축 응력이 발생한다. 덮개(3)는 가소성 재료로 형성되어 있으므로, 이 압축의 왜곡을 완화시키기 위해 링(8)을 하방으로 밀어내는 힘, 즉 리브(6)를 압박하는 힘(23)이 발생한다. 이에 의해, 밀착 부분(4)이 가압 상태로 된다.

덮개(3)와 용기 동체의 재질은 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지이다. 제2 실시 형태의 밀봉 용기에 있어서도, 덮개(3)의 내벽면과 입구부(9)의 가장자리(5)와의 접촉면을 마련하여(도시 생략), 접촉면이 열융착되어 있어도 좋다. 또한, 손잡이(도시 생략)와 걸림부(도시 생략)를 설치해도 좋다.

(제3 실시 형태)

도3에 제3 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 개략도를 도시하였다. 용기 동체에 입구부를 장착하였을 때의 입구부 부근의 종단면 개략도를 도시하고 있다. 제3 실시 형태에 관한 밀봉 용기(300)에서는, 덮개(3)의 내벽면과 입구부(9)의 가장자리(5)와의 접촉면(19)을 마련하고, 입구부(9)의 외벽에 입구부(9)의 가장자리(5)와 평행하게 고리 형상의 오목부(17)를 마련하고 있다. 또한, 덮개(3)의 내벽면에는, 고리 형상의 볼록부(18)를 마련하고 있다. 또한, 덮개(3)의 내벽 중, 접촉면(19)과의 간격이 입구부(9)의 가장자리(5)와 입구부(9)에 마련된 고리 형상의 오목부(17)의 간격보다도 약간 짧은 간격이 되는 부위에 고리 형상의 볼록부(18)를 마련하고 있다. 그리고, 용기 동체(1)의 외벽에 마련된 고리 형상의 오목부(17)와, 덮개(3)의 내벽에 마련된 고리 형상의 볼록부(18)와의 밀착 부분(4)이 열융착되어 있다.

제3 실시 형태에 있어서, 제2 실시 형태와 제1 실시 형태의 관계와 마찬가지로, 제3 실시 형태의 유사 형태로서 볼록부와 오목부의 관계를 반대의 형태로 해도 좋다(도시 생략).

밀봉 용기(300)에서는, 덮개(3)는 장착시에 입구부(9)의 측벽을 주위로부터 다소 조이도록 내경이 설계되어 있다. 여기서, 접촉면(19)과 덮개(3)에 마련된 고리 형상의 볼록부(18)와의 간격이 입구부(9)의 가장자리(5)와 입구부(9)에 마련된 고리 형상의 오목부(17)와의 간격보다도 약간 짧은 간격이 되도록 덮개(3)가 형성되어 있다. 따라서, 덮개(3) 중, 접촉면(19)과 고리 형상의 볼록부(18)가 끼워진 부분에서는, 덮개(3)의 조이는 힘에 의해, 도3에서 보면 수직 방향으로 왜곡이 생겨 인장 응력이 발생한다. 덮개(3)는 가소성 재료로 형성되어 있으므로, 이 인장의 왜곡을 완화시키기 위해 덮개(3)의 내벽면이 가장자리(5)를 압박하는 힘(24)이 발생하고, 가장자리(5)가 덮개(3)의 내벽면에 접촉한다. 한편, 덮개(3)의 고리 형상의 볼록부(18)와 용기 동체(1)의 고리 형상의 오목부(17)는 서로 밀착하여, 이 밀착 부분(4)이 가압 상태가 된다.

덮개(3)와 용기 동체(1)의 재질은 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지이다. 제3 실시 형태의 밀봉 용기에 있어서도, 접촉면(19)이 열융착되어 있어도 좋다. 또한, 손잡이(도시 생략)와 걸림부(도시 생략)를 설치해도 좋다.

(제4 실시 형태)

도4에 제4 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 개략도를 도시하였다. 용기 동체에 입구부를 장착하였을 때의 입구부 부근의 종단면 개략도를 도시하고 있다. 제4 실시 형태에 관한 밀봉 용기(400)에서는, 덮개(3)가 용기 동체(1)의 입구부(9)의 가장자리(5)의 표면 및 이면을 끼우는 만곡부(20)를 갖고, 만곡부(20)와 용기 동체(1)의 밀착 부분(4)이 열융착되어 있다.

밀봉 용기(400)에서는, 만곡부(20)가 가장자리(5)의 표면 및 이면을 끼움으 로써 왜곡이 생기고, 이 왜곡을 완화시키기 위해 만곡부(20)와 용기 동체(1)의 밀착 부분(4)이 가압 상태로 되어 있다. 도4의 부호 25는, 만곡부(20)가 가장자리(5)의 표면 및 이면을 끼우는 힘을 나타내고 있다.

덮개(3)와 용기 동체(1)의 재질은 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지이다. 제4 실시 형태의 밀봉 용기에 있어서도 손잡이(도시 생략)와 걸림부(도시 생략)를 설치해도 좋다.

제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 밀봉 용기에서는, 개봉 후, 용기 동체(1)의 입구부(9)에 덮개(3)를 다시 장착하였을 때에, 내용물이 누설되지 않을 정도로 밀착 부분(4)에서, 용기 동체(1)와 덮개(3)가 서로 밀착하고 있는 것이 바람직하다. 용기의 재밀봉성을 얻을 수 있다. 상기 실시 형태에서는 밀착 부분(4)이 가압 상태로 되어 있다. 그 가압 상태를 적절한 압력으로 하기 위해 덮개(3)의 두께나, 덮개(3)의 내경과 입구부(9)의 외형과의 대소 관계를 조정함으로써, 내용물이 누출되지 않게 할 수 있다.

제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 밀봉 용기에서는, 열융착된 밀착 부분(4)과 덮개(3)의 가장자리(7)와의 거리는 10 ㎜ 이하이며, 또한 덮개(3)의 가장자리(7)에 인접하는 내벽면과, 용기 동체(1)의 외벽면이 이격되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도2에 C의 부분 확대도를 도시하여 설명한다. 밀착 부분(4)과 덮개(3)의 가장자리(7)와의 거리(X)를 10 ㎜ 이하로 하여, 덮개(3)의 내벽면과, 용기 동체(1)의 외벽면과의 이격 부분(21)을 마련한다. 다른 실시 형태에 있어서도 마찬가지로 거리(X)와 이격 부분(21)을 마련해도 좋다. 이 구조에 의해, 밀착 부분(4)의 주위를 적시는 액을 융착 중에 배출할 수 있다.

제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 밀봉 용기에서는, 밀착 부분(4)은 레이저 용접법에 의해 열융착되어 있는 것이 바람직하다. 히터를 열원으로서 열융착시킨 경우에 비하면 융착 부분과 비융착 부분의 경계가 명료하여, 고정밀도의 융착이 가능하다.

제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 밀봉 용기에서는, 밀착 부분(4)은 레이저광을 흡수하는 재료로 형성되어 있거나, 혹은 밀착 부분(4)에 레이저광을 흡수하는 도료가 도포되어 있거나, 혹은 밀착 부분(4)에 레이저광을 흡수하는 재료로 이루어지는 물체가 배치되어 있는 것으로 해도 좋다. 레이저 용접법에 의해 융착시키는 경우, 레이저를 피융착물이 흡수하지 않는 경우에도, 밀착 부분의 밀착면에 레이저광에 대해 흡수성이 있는 착색을 실시함으로써, 밀착면 주변을 직접 가열할 수 있다. 밀착 부분을, 레이저광을 흡수하는 재료로 형성하기 위해서는, 예를 들어 플라스틱 수지에 염료 또는 안료를 포함시켜 용기 동체 또는 덮개 혹은 그 양방을 형성한다. 밀착 부분(4)을, 레이저광을 흡수하는 도료로 도포하기 위해서는, 예를 들어 그 도료를 각종 인쇄법에 의해 인쇄한다. 밀착 부분(4)에 배치하는, 레이저광을 흡수하는 재료로는, 예를 들어 용기 동체 또는 덮개와 동일한 재료에 도료를 도포하거나, 혹은 염료 또는 안료를 함유시킨 것이 있다. 이와 같이 레이저광에 대한 흡수부를 설치함으로써, 레이저의 흡수율이 높아지고, 작은 에너지로 레이저 용접하는 것이 가능해진다. 염료 또는 안료는, 예를 들어 금속 재료, 세라믹, 혹은 유기 안료이며, 레이저광을 흡수하는 것이다. 레이저광에 대한 흡수부의 흡수 정도에 의해, 레이저광의 파장, 레이저 파워, 레이저 주사 속도를 조정하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 밀봉 방법에 대해 도5를 참조하면서 설명한다. 도5는 본 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 제조 방법의 일 형태를 나타내는 공정도이다. 스텝 S1에 있어서, 내용물을 충전한 용기 동체(61)를 컨베이어 등의 반송 수단(도시 생략)에 의해 레이저 용접기에 도입한다. 이 때, 내용물이 발포되어 있는 경우에는 거품 제거를 행하고, 탄산 가스 퍼지 혹은 질소 가스 퍼지를 행한다.

다음에 스텝 S2에 있어서, 덮개 반송 수단(63a)에 의해 덮개(62)가 덮개 공급 수단(63b)에 반송된다. 덮개 공급 수단(63b)은 덮개(62)를 하나의 용기 동체(61)에 대해 1개, 입구부까지 공급한다.

다음에 스텝 S3에 있어서, 덮개 배치 수단(64)이 덮개(62)를 용기 동체(61)의 입구부에 장착시킨다. 이에 의해 덮개와 용기 동체의 밀착 부분에 있어서 밀착면이 가압 상태가 된다.

다음에 스텝 S4에 있어서, 레이저 발생 수단(65)에 의해 용기 동체(61)와 덮개(62)의 밀착 부분(66)에 레이저를 조사한다. 여기서, 레이저를 스폿 형상 또는 선 형상으로 조사하여 용기(61)를 중심축에서 자전시켜 1주시키는 동안에 밀착 부분(66) 전체를 융착시킬 수 있다[용기(61)의 자전 수단은 도시 생략].

레이저 조사시에 있어서, 레이저 강도는 레이저 출력을 모니터링함으로써 감시되고 있는 것이 바람직하다. 또한, 레이저의 조사 위치는, 광감지 센서 혹은 적 외선 센서 등의 온도 센서에 의해 발광 혹은 발열을 모니터링함으로써 감시되는 것이 바람직하다. 플라스틱의 용접은, 광감지 센서 혹은 온도 센서에 의해 발광 혹은 발열을 모니터링함으로써 감시되는 것이 바람직하다. CCD 등의 화상 센서를 병용해도 좋다.

레이저 발생 수단(65)에 조립되는 레이저 발진 소자는 반도체 레이저, 탄산 가스 레이저 등의 가스 레이저, YAG 레이저가 예시되고, 레이저 용접을 행하는 용기 동체 및 덮개의 재질, 레이저 조사 이동 속도, 조사 스폿 형상 등의 각종 매개 변수에 의해 적절하게 선택된다. 레이저광의 파장은, 예를 들어 800 내지 1000 ㎚이다. 플라스틱 용기나 보틀 형상의 캔 용기를 레이저 용접하는 경우에는, 반도체 레이저가 바람직하다. 밀착 부분에 조사하는 레이저광의 에너지 밀도는 융착 면적 1 ㎠당 예를 들어 150 J로 하는 것이 바람직하다. 열변형을 발생시키지 않고, 융착을 종료시킬 수 있다.

여기서, 레이저광의 흡수율을 높이기 위해, 밀착 부분에 레이저광의 흡수부를 설치하는 공정을 마련하는 것이 바람직하다. 흡수부를 따라 기계적인 접촉이 복잡해지는 윤곽이나 기복이라도 고정밀도로 레이저 용접할 수 있다. 레이저광은 조사 스폿을 조이는 것이 가능하며, 흡수부를 설치한 곳이 주로 용접되기 때문이다. 이 공정은, 레이저 조사 전이면 언제라도 좋고, 스텝 S1 이전, 스텝 S1, 스텝 S2 또는 스텝 S3 중 어느 한쪽 사이에 마련해도 좋다. 또, 이 공정은 레이저광에 대해 흡수대를 갖지 않는 재료를 용접하는 경우에 유효하므로 필수 공정이 아니다. 즉, 일부의 컬러 보틀과 같이 레이저광을 접합 부분이 흡수하는 경우에는 레이저를 조사하는 것만으로 레이저 용접할 수 있다.

다음에 스텝 S5에 있어서, 불량 용기 배제 수단(70)에 의해 밀봉 불량의 용기가 배제된다. 밀봉 불량의 판단은, 상기 모니터링의 결과와 함께 화상 검사기(도시 생략)의 외관 검사 결과를 기초로 행하는 것이 바람직하다.

종래의 금속 캔의 시밍 공정에 있어서는, 용기가 적절하게 밀봉되었는지 여부는 시밍 공정이 실제로 행해지고 있는 시점에서 판단하는 것은 곤란하다. 그로 인해 제조 개시 전의 검사 결과가 양호하였음에도 불구하고, 시밍 공정에서의 밀봉 불량이 발생한 경우, 실제의 불량 발생보다 시간이 상당히 경과한 후, 불량 발견에 이르게 된다. 이와 같은 경우, 폐기가 필요해지는 용기수나, 생산 장치의 정지 시간이 매우 커진다. 한편, 본 실시 형태에 관한 밀봉 용기의 제조 방법에 따르면, 용접 공정이 적절하게 실시되었는지 여부를 매우 단시간에 검출할 수 있기 때문에, 금속 캔의 시밍 공정에 있어서의 상기 단점이 생기지 않는다.

본 발명에서는, 레이저 용접법 대신에, 다음의 용접법도 적용할 수 있다. 즉, 밀착 부분이 임펄스 실링법, 고주파 용접법, 진동 용접법, 스핀 용접법, 초음파 용접법, 열풍 용접법 또는 히트 시일법에 의해 융착되어, 밀봉 용기가 제조되는 경우이다.

임펄스 실링법은, 밀착 부분을 리본 히터에 급속하게 강전류를 흐르게 하여 가열 용접하는 방법이다. 고주파 용접법은, 고주파 전류를 유전율 및 유전 정접이 큰 밀착 부분에 흡수시키는 내부 가열에 의한 용접법이다. 유전율, 유전 정접이 큰 필름을 사용한다. 진동 용접법은, 스핀 대신에 밀착 부분을 서로 마찰시켜 발 열시켜 용융 접착시키는 용접법이다. 스핀 용접법은, 밀착 부분을 회전시켜 서로 마찰시켜 마찰열에 의해 용융 용접시키는 방법이다. 초음파 용접법은, 초음파 진동 에너지를 가하여 밀착 부분을 용융 접합하는 방법이다. 열풍 용접법은, 가열된 히터에 대기 또는 가스를 보내 밀착 부분에 불어대어 용접하는 방법이다. 히트 시일법은, 가열판 사이에 밀착 부분을 끼운 상태에서 가압 가열시켜 용접시키는 방법이다. 각각의 용접법은, 용기의 형상에 맞게 적절하게 선택하여 이용할 수 있다.

Claims

입구부를 갖는 용기 동체와,

상기 입구부를 폐쇄하였을 때에 자체에 왜곡을 생기게 하여, 상기 왜곡을 완화시키는 응력에 의해 상기 용기 동체에 대해 가압 상태의 밀착 부분을 생기게 하고, 또한 상기 밀착 부분이 밀봉부가 되는, 가소성 재료로 형성된 덮개를 갖고,

상기 밀착 부분이 열융착되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제1항에 있어서, 상기 입구부의 외벽에 상기 입구부의 가장자리와 평행하게 고리 형상의 리브를 설치하고,

상기 덮개의 가장자리에 상기 리브와 밀착 부분을 형성하는 고리 형상의 링을 설치하고,

상기 입구부의 외벽 중, 상기 리브보다도 상기 입구부의 가장자리측에 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부를 마련하고,

상기 덮개의 내벽 중, 상기 덮개의 가장자리에 설치한 링과의 간격이 상기 입구부에 마련한 상기 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부와 상기 리브의 간격보다도 약간 긴 간격이 되는 부위에 고리 형상의 오목부 혹은 볼록부를 마련하고,

상기 리브와 상기 링의 밀착 부분이 열융착되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제1항에 있어서, 상기 덮개의 내벽면과 상기 입구부의 가장자리와의 접촉면을 마련하고,

상기 입구부의 외벽에 상기 입구부의 가장자리와 평행하게 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부를 마련하고,

상기 덮개의 내벽 중, 상기 접촉면과의 간격이 상기 입구부의 가장자리와 상기 입구부에 마련된 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부와의 간격보다도 약간 짧은 간격이 되는 부위에 고리 형상의 오목부 혹은 볼록부를 마련하고,

상기 입구부의 외벽에 마련된 고리 형상의 볼록부 혹은 오목부와, 상기 덮개의 내벽에 마련된 고리 형상의 오목부 혹은 볼록부와의 밀착 부분이 열융착되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제1항에 있어서, 상기 덮개가 상기 입구부의 가장자리의 표면 및 이면을 끼우는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부와 상기 용기 동체의 밀착 부분이 열융착되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개의 내벽면과 상기 입구부의 가장자리와의 접촉면을 마련하고,

상기 접촉면이 열융착되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 개봉 후, 상기 용기 동체의 입구 부에 상기 덮개를 다시 장착하였을 때에, 내용물이 누설되지 않을 정도로 상기 밀착 부분에서 상기 용기 동체와 상기 덮개가 서로 밀착하고 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 열융착된 상기 밀착 부분과 상기 덮개의 가장자리와의 거리는 10 ㎜ 이하이고, 또한 상기 덮개의 가장자리에 인접하는 내벽면과, 상기 용기 동체의 외벽면이 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개와 상기 용기 동체가 플라스틱 수지로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀착 부분은 레이저 용접법에 의해 열융착되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀착 부분은 레이저광을 흡수하는 재료로 형성되어 있거나, 혹은 상기 밀착 부분에 레이저광을 흡수하는 도료가 도포되어 있거나, 혹은 상기 밀착 부분에 레이저광을 흡수하는 재료로 이루어지는 물체가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 덮개와 상기 용기 동체가 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기.