KR20140034085A - 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연신 블로우 성형된 무패널 용기로서, 1200ml 내지 1800ml의 용량을 담을 수 있는 연신 블로우 성형된 무패널 용기로서, 내용물이 충진되는 관통형성의 개구, 나사산 및 용기의 운반에 용이하도록 돌출 형성된 지지링을 구비하는 입구부; 상기 입구부와 일체로 연결 성형되어 하단으로 직경이 확장되도록 형성된 어깨부; 상기 직경이 확장된 어깨부의 하단과 일체로 연결 형성되어 측벽 및 다수의 리브를 구비하는 몸통부; 상기 입구부, 어깨부 및 몸통부과 함께 내용물을 보관하기 위하여 무패널 용기의 바닥을 닫는 역할을 하는 바닥부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.
따라서 바닥부의 함몰 변형에 의해 음압 흡수 기능을 발휘하도록 하고, 몸통부의 리브에 의해 음압으로 인한 용기의 수축진행의 저지 및 라벨링의 용이성을 확보하는 동시에, 힐부를 소정 두께로 조절하고, 바닥부의 표면적을 조절하여 감압시에 병체의 자립성을 손상하지 않는 동시에 심미감을 줄 수 있다.

Description

강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기{A bottle without vaccum panel}

본 발명은 용기에 관한 것으로, 구체적으로는 형상 보형성을 가진 몸통부를 가지며, 내부가 감압 상태가 되었을 때에, 이 감압을 바닥부의 바닥면벽의 함몰 형상의 변형에 의해 흡수하여 병체의 몸통부에서의 원하지 않는 변형 없이 진공압의 상당한 흡수를 가능하게 하는 1200ml 내지 1800ml인 대형 용량의 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기에 관한 것이다.

종래로부터 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하 PET라 기술함) 수지제의 2축 연신 블로우 성형 병체, 소위 PET병은, 뛰어난 투명성, 기계 강도, 내열성, 가스배리어성 등을 가지며, 각종 음료용의 용기로서 널리 이용되고 있다. 또한, 소비자뿐만 아니라 제조업자와 충진자도 PET용기가 가볍고, 저가이며, 재생가능하고 대량으로 제조가능하다는 것을 인식하고 있다.

살균을 필요로 하는, 예를 들면 과즙 음료, 차 등의 내용액의 PET병에의 충진 방법으로서 소위, 고온 충진으로 불리는 방법이 있으며, 90℃ 전후의 온도에서 내용액을 병체에 충진하고, 캡을 씌워 밀봉한 후, 냉각하는 것으로, 병체 안이 상당한 감압 진공 상태가 된다. 쥬스와 아이소토닉(isotonic)과 같은 이런 액체 상품들은 종종 액체 상품이 상승된 온도, 통상적으로 68℃에서 96℃ 그리고 대개 약 85℃인 동안에 용기에 채워진다.

이런 방식으로 패키지 되었을 때, 액체 상품의 고온은 액체를 충진할 때 용기를 살균하는데 사용된다. 이 공정은 고온 충진으로 알려져 있다. 위 공정을 견디도록 설계된 용기들은 고온 충진 또는 열 경화된 용기라고 알려져 있다.

이 때문에, 상기와 같은 고온 충진을 수반하는 용도에 대해서는, 예를 들면 몸통부에 의도적으로 감압에 의해 함몰 형상의 변형이 용이한 영역인 진공패널을 형성하여, 감압 시에 이 진공패널을 함몰 형상으로 변형시킴으로써, 양호한 외관을 유지하는 동시에, 진공패널 이외의 부분에서 병체로서의 강성을 확보할 수 있도록 하고, 병체의 반송 라인, 적재 보관, 제품의 냉장유통, 자동 판매기내 등에서의 트러블이 없도록 하는 진공 흡수기능을 발휘하도록 하고 있다.

이러한 진공 패널이 용기가 고온 충진 과정의 엄격함을 지탱하도록 허용하는 반면, 매끄러운 유리 같은 외관이 달성될 수 없고 라벨링 동안 감기는 랩 또는 슬리브 라벨이 용기의 진공패널 위로 부착되어 측벽과 진공패널에 있는 라벨이 주름지거나 매끄럽게 달라붙지 못하게 된다. 예를 들면 용기를 잡을 때, 진공 패널의 다양한 균열 형태와 중심부 쪽으로 라벨이 밀리는 현상이 초래되어 라벨이 쉽게 떨어지는 경향이 있다.

따라서 병체의 외관에 관한 디자인적인 요청에 의해 몸통부에 진공패널의 형성하는 것을 피해야 할 필요가 있는 경우, 혹은 진공패널 그 자체가 휘어져 변형되기 쉬운 부분이어서 몸통부 벽면(面)강성을 높게 하여 몸통부에 높은 보형성을 부여할 필요가 있는 자동 판매기에서 판매하는 등의 용도에서는, 몸통부에 진공패널을 형성하지 않고, 바닥부의 바닥면벽의 함몰 형상의 변형에 의해, 감압 흡수 기능을 발휘하도록 하여 기존의 병체와 차별화된 용기를 개발한 합성수지제 병체를 사용 할 필요가 있다.

특히, 몸통부에 진공패널을 형성한다고 해도 그 면적이 한정되므로, 몸통부의 강성이나 좌굴 강도와 진공흡수 기능을 충분히 양립시키는 것은 곤란하며, 상기와 같이 바닥부의 바닥면벽의 변형에 의해 음압 흡수 기능을 발휘시킬 필요가 있다.

또한 몸통부의 둘레 홈 리브에 의해 몸통부의 면강성이나 좌굴 강도를 크게 하여, 내부가 감압이 되었을 때에는, 몸통부의 형상은 유지하면서, 바닥부의 함몰부의 더 큰 함몰 형상의 변형에 의해, 감압 흡수 기능을 충분히 발휘하도록 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.

특허문헌 1 : 공개번호 10-2011-0092209 특허문헌 2 : 공개번호 10-2006-0031606

특허문헌 1에서는 진공 패널 없는 용기에서 용기의 잔류물 내에서의 진공 저항이 요구에 맞추도록 바닥부는 용기가 지지되는 접지부, 힐부 및 바닥부를 포함한다. 이때 힐부은 반전링에 인접하고 전체적으로 반전링의 주위를 둘러싸도록 하고, 바닥부는 함몰부 및 상기 함몰부의 주위를 전체적으로 둘러싸는 반전링에 의해 발생된 진공력을 수용하여 몸통부에서 원하지 않는 변형 없이 바닥부에 의해 진공음압의 흡수를 허용하는 바닥부 구조에 관한 기술이 기재되어 있다.

그러나 상기 구조에 의해 용기를 성형하는 때에는 그 용기의 바닥부의 힐부에 원하는 특성이 만족되어 있지 않다. 이 힐부의 특성 중 그 하나는 두께가 만족할 만큼 두껍게 형성되지 못하여 균일하게 진공음압을 흡수 하지 못하고 따라서 몸통부의 변형을 극복하기가 어려운 문제점이 있다.

또한, 낙하충격에 약한 원인을 연구한 바 용기의 힐부로 불리는 영역이 비교적 얇은 두께로 형성되어 있는 것이 판명되어 힐부의 영역에는 예를들면 낙하충격 테스트를 했을 때에 얇은 두께로 인해 힐부가 변형 또는 파열해버리는 일이 있다. 힐부의 변형은 접지부에 악 영향을 미치고 내열성 병의 자립성을 현저하게 손상시켜 버린다. 또한 힐부가 얇은 두께이면 손으로 누르는 것만으로 간단히 변형되는 문제도 있다.

특허문헌 2에서는 바닥부의 바닥면에 둘레가장자리부에 형성된 접지부의 안둘레단을 기단으로 하여 함몰 변형이 가능하도록 바닥면 벽을 병체 내부 방향으로 함몰시켜 형성한 함몰부를 배치하고, 이 함몰부는 둘레가장자리부에 접지부의 안둘레단 바로 근방으로부터 기립 형상으로 형성되는 함몰 둘레벽부와, 중앙부에 돔 형상으로 함몰 형성되는 함몰 오목부와, 함몰 둘레벽부의 상단부와 함몰 오목부의 기단부를 연결하여 반전 변형이 가능하도록 형성되는 평판 링 형상의 반전벽부를 가진 것으로 하고, 함몰 둘레벽부의 상단부와 반전벽부의 연결부에 둘레 리브로서의 기능을 발휘하는 둘레 리브벽부를 더 배치함으로써, 바닥면 벽의 함몰 형상의 변형에 의해 감압 흡수 기능이 충분히 발휘되고, 함몰 변형에 따라 형성되는 꺾인 금이 둘레가장자리부로의 진행을 억제하여 자립성이 확보되는 동시에 함몰 변형 상태로부터 충분히 복원 가능케 한 기술이 기재되어 있다.

그러나 상기 기술은 바닥 힐부를 외측 방향으로 돌출되도록 설계하여 용기성형 후 성형된 용기를 적재(PALLETIZE) 및 포장 시 상기 돌출된 힐부로 인하여 물류의 스택에 문제가 있고 또한 디자인의 한정요소로 작용하여 고속생산 시 경제성이 저하되는 단점이 있다.

또한 상기한 기술은 벽와 반전링을 디자인 요소로 규정하는 바, 용기 성형 시 힐부와 바닥부의 두께 분포가 일정 비율로 유지하지 못할 경우 힐부 변형이 발생되어 바닥부의 음압 흡수 및 용기의 자립성의 목적을 달성하기에는 미흡한 기술적인 한계를 가지고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 바닥부에 구비된 오목부(440), 반전링(450)의 두께를 소정 두께로 얇게 형성하고 오목부(440)의 돌출높이(H) 및 반전링(450)의 반경(R)을 조절하여 최적화된 표면적을 만족함으로써 음압을 충분히 흡수하도록 하되, 힐부(410)를 소정 비율로 두껍게 확보하여, 상대적으로 얇은 두께로 성형된 힐부를 구비하는 기존의 성형품에 비해, 음압 흡수 및 자립성을 갖추고 낙하충격에 강한 용기를 성형 할 수 있는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 1200ml 내지 1800ml의 용량을 담을 수 있는 연신 블로우 성형된 무패널 용기(10)로서, 내용물이 충진되는 관통형상의 개구(110), 나사산(120) 및 용기의 운반에 용이하도록 돌출 형성된 지지링(130)을 구비하는 입구부(100); 상기 입구부(100)와 일체로 연결 성형되어 하단으로 직경이 확장되도록 형성된 어깨부(200); 상기 직경이 확장된 어깨부(200)의 하단과 일체로 연결 형성되어 측벽(310) 및 다수의 리브(350)를 구비하는 몸통부(300); 상기 입구부(100), 어깨부(200) 및 몸통부(300)와 함께 내용물을 보관하기 위하여 무패널 용기(10)의 바닥을 닫는 역할을 하는 바닥부(400); 를 포함하여 구성되되,

상기 바닥부(400)는, 지지 표면에 실질적으로 평행한 꼭대기면(461) 및 용기(10) 중앙의 길이방향 축에 대하여 상향하도록 기울어진 평면인 함몰측면(462)을 갖는 원뿔대 형상으로 점진적으로 작아지는 반경을 갖는 함몰부(460); 상기 용기(10)의 최하단에 형성되어 바닥에 접하여 용기를 직립시키도록 지지하는 접지부(420); 상기 접지부(420) 및 상기 몸통부(300)와 일체로 연결 성형되되 상기 접지부(420)로부터 볼록한 형상으로 완만한 곡선을 이루고, 상기 몸통부(300)와 연결되는 부분이 수직 방향으로 돌출되지 않도록 곧게 형성되는 힐부(410); 상기 접지부(420)의 안쪽 둘레에서 이어져 형성되어 상측으로 경사각을 이루며 형성되는 접지벽부(430); 상기 접지벽부(430)의 상측 끝단에서 용기의 중심부로 돌출높이(H)로 함몰 형성된 오목부(440); 반경(R)을 갖고, 상기 오목부(440)에서 상기 함몰부(460)를 향하여 하향 후 상승되어 상기 함몰부(460)와 반원 형상으로 연결되고, 상기 함몰부(460)를 완전히 둘러싸는 링으로 몰딩되는 반전링(450); 으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 오목부(440) 및 반전링(450)을 합한 표면적이 2700㎟ 내지 3500㎟로 형성되는 것을 특징으로 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 용기의 바닥 단면적 대비 오목부(440) 및 반전링(450)을 합한 표면적이 비율이 15% 내지 60%인 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 힐부(410), 접지부(420), 접지벽부(430)의 두께는 일정하되, 상기 오목부(440) 및 반전링(450)의 두께는 상기 힐부(410), 접지부(420) 및 접지벽부(430) 두께의 55% 내지 85%로 조성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 몸통부(300)에 구비된 리브(350)는, 라벨링이 용이하고, 음압을 견딜 수 있도록 그 사이간격(L)이 12.5mm 내지 21.7mm 에서 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 반전링(450)의 반경(R)은 7mm 내지 13mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 오목부(440)의 돌출높이(H)는 9mm 내지 12mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 접지부(420)는, 바닥에 연속적으로 또는 간헐적으로 지지할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 반전링(450)은, 그 표면에 방사상 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 반전링(450)은, 바닥으로부터 최단 이격 수직거리인 처짐높이(IH)를 두고 형성되어 있되, 상기 처짐높이(IH)는, 5mm 내지 9mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 반전링(450)은, 처짐높이(IH)인 지점에서 소정의 곡률반경(r2)을 가지도록 형성되어 있되, 상기 곡률반경(r2)은, 5mm 내지 25mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 오목부(440)는, 돌출높이(H)인 지점에서 소정의 곡률반경(r1)을 가지도록 형성되어 있되, 상기 곡률반경(r1)은, 1mm 내지 5mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 오목부(440)의 곡률반경(r1) 대비 반전링(450)의 곡률반경(r2)의 비가 3 내지 7 범위 이내인 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 음압 시의 함몰부의 이동거리는 5mm 내지 8mm 범위 이내인 것을 특징으로 하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 용기의 음압량은 50cc 내지 82cc 범위 이내인 것을 특징으로 하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 용기의 전체용량 대비 음압량의 비가 3 내지 6% 범위 이내인 것을 특징으로 하는 대형 무패널 용기를 제공한다.

본 발명의 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기에 의하면, 바닥부의 함몰 변형에 의해 음압 흡수 기능을 발휘하도록 하고, 몸통부의 리브에 의해 음압으로 인한 용기의 수축진행의 저지 및 라벨링의 용이성을 확보하는 동시에, 힐부를 소정 두께로 조절하고, 바닥부의 표면적을 조절하여 감압시에 병체의 자립성을 손상하지 않는 동시에 심미감을 줄 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 용기의 사시도
도 2는 본 발명에 의한 용기의 정상상태에서의 바닥부 단면도
도 3은 본 발명에 의한 용기의 정상상태에서의 바닥부 단면사시도
도 4는 본 발명에 의한 용기의 음압상태에서의 바닥부 단면도
도 5은 본 발명에 의한 용기의 음압상태에서의 바닥부 단면사시도

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

우선 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 대형 무패널 용기(10)는 1200ml 내지 1800ml의 용량을 담을 수 있는 크기로 입구부(100), 어깨부(200), 몸통부(300), 바닥부(400)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 무패널 용기(10)는 블로우 몰딩 되고, PET 수지(polyethylene terephthalate resin)와 같은 단층 또는 다층 물질로부터 단일 구조를 가진 단일 양축으로 지향된 용기이다. 상기 무패널 용기(10)는 다른 방법으로 형성될 수 있고, 예를 들면, PEN(polyethylene napthalate)와 PET/PEN 혼합 또는 공중합체(copolymer)를 포함하는 종래의 다른 물질로부터 형성될 수도 있다.

일반적으로 1200ml 내지 1800ml의 용량을 담을 수 있는 용기는 쥬스와 아이소토닉(isotonic)과 같은 액체 상품들을 약 85℃ 전후의 온도에서 충진한 후 냉각 시 발생하는 약 51cc의 전후의 부피차이로 발생하는 진공 읍압을 충분히 흡수할 수 있어야 한다. 보다 구체적으로, 50cc 내지 82cc 범위 이내의 음압량을 가지고 있어야 하고, 용기의 전체용량 대비 음압량의 비가 3% 내지 6% 범위 이내인 것이어야, 음료 등의 충진 공정을 원활히 수행할 수 있다.

따라서, 종래 용기의 몸통부에 형성되어 있는 진공 패널을 대신하여 용기 내부의 진공 음압을 수용하기 위하여 본 발명의 몸통부(300)에 라벨링 작업을 용이성을 위해 진공패널을 대신하여 리브(350)를 형성하고, 및 바닥부(400)는 진보성 있는 구조를 채택한다.

상기 입구부(100)는 내용물이 충진되는 입구인 관통형상의 개구(110), 캡(도시되지 않음)으로 상기 개구(110)를 나사 조임하여 덮을 수 있도록 형성된 나사산(120)과 상기 나사산(120)의 하측에 원형으로 볼록하게 돌출 형성된 지지링(130)을 포함한다.

상기 지지링(130)은 제조 초기의 전구체(preform) 성형 단계에서 몰딩 형성되고, 상기 지지링(130)을 잡아 플라스틱 용기를 운반하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, 무패널 용기(10)는 지지링(130)에 의하여 이동될 수 있고, 지지링(130)은 주형에서 전구체를 위치시키는 것을 돕는 데 사용되거나 최종 수요자들이 상기 용기(10)를 이동시키는 데 사용될 수 있다.

상기 어깨부(200)는 상기 입구부(100)와 일체로 연결 형성되어 하단에 형성된 몸통부(300)로 직경이 확장되어 연장된다.

상기 몸통부(300)는 상기 몸통부(300)의 둘레에 중심축 방향으로 둥글게 함몰 성형되는 다수의 리브(350)와 상기 다수의 리브(350)사이에 소정 간격으로 수직방향으로 평행하게 성형되어 라벨을 붙일 수 있는 측벽(310)으로 구성되고, 상기 어깨부(200)로부터 바닥부(400)까지 연장 형성된다.

고온 충진 공정 후의 냉각에 의해 용기 안이 음압 상태가 되었을 때, 상기 리브(350)는 그 함몰 성형의 효과로 인해 상기 몸통부(300)의 타원형(oval) 변형을 방지하는 동시에 상하로 수축되도록 변위하여 효율적인 음압 흡수 기능이 발휘된다.

상기 몸통부의 리브(350)간 사이간격(L)은 12.5mm 내지 21.7mm로 조절되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 리브(350)간 사이간격(L)이 12.5mm 미만일 경우 용기에 음료 충진 후 발생되는 음압을 다수 형성된 리브에 의하여 상기 몸통부(300)의 타원형(oval) 변형이 방지되어 음압제어에는 효율적일 수 있으나, 상기 몸통부(300)에 상품의 광고 및 특성을 표시하는 라벨링 시 부착면적이 상대적으로 감소하여 라벨이 쉽게 떨어지는 현상이 발견된다.

만약 상기 몸통부(300)에 PET 수축라벨을 이용하여 라벨링을 한다면 상기 리브(350)간 사이간격(L)이 12.5mm 미만에서도 상기와 같은 라벨이 떨어지는 문제는 해결될 수 있으나, 음압 흡수 시 상기 리브(350)의 상하 수축에 의해서 라벨의 위치가 변화될 수 있는 단점이 있다.

또한 상기 리브(350)간 사이간격(L)이 21.7mm 초과일 경우 충전 온도가 높거나, 헤드 스페이스(Head space)의 빈공간이 큰 디자인의 용기는 음압을 완벽하게 흡수하지 못하여 상기 몸통부(300)의 타원형(oval) 변형될 수 있는 단점이 있다.

또한, 더욱 바람직하게는, 상기 리브간 사이간격(L)은 12.5mm 내지 15.5mm로 조절되는 것이 좋다.

상기 바닥부(400)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 입구부(100), 어깨부(200) 및 몸통부(300)와 함께 내용물을 보관하기 위하여 무패널 용기(10)의 상기 몸통부(300)로부터 연장되어 바닥을 닫고, 힐부(410), 접지부(420), 접지벽부(430), 오목부(440), 반전링(450), 함몰부(460)로 형성되어 있다.

상기 접지부(420)는 무패널 용기(10)의 최하단에 형성되어 바닥에 접하여 용기를 직립하도록 지지하는 부분이다. 또한, 상기 접지부(420)는 바닥에 연속적으로 또는 간헐적으로 지지할 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 힐부(410)는 상기 접지부(420)의 바깥쪽에 형성되어 상기 몸통부(300)와 연결 형성된다. 이 경우 상기 힐부(410)의 형상은 상기 접지부(420)로부터 완만한 곡선을 이루어 라운딩 형성되어 상기 몸통부(300)와 연결되고, 수직 방향으로 외측으로 돌출되지 않는 곧은 형상을 갖추었다. 즉 상기 용기(10)의 심미감을 향상시키기 위하여, 힐부(410)는 바깥으로 돌출되지 않아 상기 측벽(310)과 함께 수직 방향으로 곧은 형상이 되어 평탄하고 일관되게 흐른다. 그러한 대체 실시예의 용기는 더 전통적인 시각적 인상을 제공하고 아울러 용기의 병렬 적재 시 더 많은 수를 운반 할 수 있어 물류 유동성에 민감한 용기에 적합하다.

상기 접지벽부(430)는 상기 접지부(420)의 안쪽 둘레에서 상측으로 소정 각도로 라운딩 형성되어 상기 오목부(440)에 연결된다.

상기 오목부(440)는 상기 접지벽부(430)의 상측 끝단에 용기의 중심부로 함몰 형성되어 있다. 이 경우 상기 반전링(450)에 연결되도록 소정 각도로 라운딩되어 있다.

상기 반전링(450)은 소정 반경(R)을 갖고, 상기 오목부(440)에서 상기 함몰부(460)를 향하여 하향 후 상승되어 상기 함몰부(460)와 반원 형상으로 연결된다. 즉, 상기 함몰부(460)를 완전히 둘러싸는 링 형상으로 성형된다.

상기 바닥부(400)의 중앙에 형성된 함몰부(460)는 단면으로 보았을 때 지지 표면에 실질적으로 평행한 꼭대기면(461)과, 수직 방향에 대하여 점진적인 반경을 갖도록 상향 기울어진 평면인 함몰측면(462)이 구비되는 원뿔대 형상으로 되어 상기 반전링(450)과 연결된다. 상기 함몰부(460)의 정확한 형상은 다양한 설계 기준에 따라서 크게 변화 될 수 있다.

따라서 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 용기(10)에 캡이 씌워져 시일링(sealing)되고 냉각되어 음압 형성 시 부피의 변화를 감당하기 위해 상기 오목부(440)의 변형각은 증가하고, 상기 반전링(450)은 그 굽은 모양이 평평한 표면형상을 갖는 원추형상을 나타내어 상기 함몰부(460)가 내부 상측으로 유연하게 올라 갈 수 있도록 하여 음압을 충분히 흡수하게 한다. 상기 오목부(440)의 변형각이 더 커질수록 달성가능한 부피흡수량은 더욱 커지게 된다.

본 발명의 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기에서는 상기 힐부(410)를 수직방향으로 곧게 형성하고, 소정 두께로 조절하여 음압 흡수 기능을 충분히 발휘하는 동시에 병체의 자립성과 심미감을 향상 시키고자 하는 데 목적이 있다. 그러므로 상기 힐부(410), 접지부(420), 접지벽부(430)의 두께는 두껍게 조성하여 용기의 내구성 및 자립성을 증진하고 아울러, 상기 오목부(440), 반전링(450)의 두께는 상대적으로 얇게 형성하여 상기 함몰부(460)를 내부 상측으로 유연하게 밀어올려 진공음압의 흡수 기능을 높이는 것이다.

일 실시예로서, 상기 발명을 달성하기 위해 바닥부(400)의 두께를 비율로 정의하고자 한다.

즉, 용기(10)의 내구성을 담당하는 힐부(410), 접지부(420), 접지벽부(430)의 두께 대비 음압을 흡수하는 오목부(440), 또는 반전링(450)의 두께를 55% 내지 85% 수준으로 조성하는 것이 바람직하다.

상기 바닥부(400)의 두께 조절을 통하여 상기 몸통부(300)의 디자인 구속 요소인 진공패널의 부재에도 음료 충진 후 발생하는 진공음압에 의한 용기의 변형을 방지하여 용기의 내구성 및 자립성을 높이고자 한다.

상기 오목부(440), 반전링(450)의 두께가 상기 힐부(410), 접지부(420), 접지벽부(430) 두께의 55% 미만으로 얇을 경우 바닥부(400)가 음압을 용이하게 흡수 할 수 있으나, 용기의 블로우 성형 시 얇은 두께로 인한 부형성 확보에 난점이 있다.

반면에 오목부(440), 반전링(450)의 두께가 상기 힐부(410), 접지부(420), 접지벽부(430) 두께의 85%를 초과하는 경우에는 용기의 블로우 성형 시 바닥부(400)의 부형성 확보는 용이하나, 그 두꺼운 두께로 인하여 유동성(flexible)이 확보 되지 않아 음압을 흡수하는 역할을 수행하지 못하여 음료 충진 후 상기 용기(10)의 타원형(oval) 변형 발생되어 라벨이 쉽게 떨어지는 등 심미감 저하로 인한 상품성이 떨어져 제품화가 불가능하다.

따라서, 상기 바닥부(400)는 그 전체적인 구성이 단면도에서 볼 때 "M"자 형태로 그 두께는 음압을 충분히 견딜 수 있도록 소정의 비율로 조성되어 있다.

용기는 다양한 디자인을 가지고 있기 때문에 용기에 형성된 디자인에 따라서 용기의 높이 및 바닥부의 직경이 서로 다를 수 있다. 즉, 같은 용량을 담을 수 있는 용기라 해도 용기의 높이가 낮다면 바닥부의 직경은 상대적으로 높아져야 할 것이다.

그러나 바닥부의 직경이 작은 경우에는 음압 흡수를 위해 상기 오목부(440)의 변형각 증가로 인한 함몰부(460)의 상방 변위가 크게 일어나 마개를 제거하여 개봉했을 때 상기 함몰부(460)의 상방 변위된 함몰 변형 상태로부터 복원되지 않고, 그 결과 용기에 충진된 액면이 저하되지 않기 때문에, 충진액이 누출되는 문제가 발생한다.

상기 오목부(440) 및 반전링(450)은 실질적으로 음압을 흡수하기 위해 변형되는 구성으로서, 상기 오목부(440)의 돌출높이(H), 오목부의 곡률반경(r1), 반전링 처짐높이(IH), 반전링의 곡률반경(r2), 및 반전링(450)의 반경(R)에 의해 상기 오목부(440), 반전링(450)의 표면적과 오목부(440) 및 반전링(450)이 만드는 형상이 결정된다. 여기서, 돌출높이(H)는, 바닥으로부터 오목부(440)까지의 수직거리가 최대인 지점에서 측정한 값이고, 반전링 처짐높이(IH)는, 바닥으로부터 반전링(450)까지의 수직거리가 최소인 지점에서 측정한 값을 말하며, 오목부의 곡률반경(r1)은, 돌출높이(H) 측정지점에서의 값이고, 반전링의 곡률반경(r2)는, 반전링 처짐높이(IH) 측정지점에서의 값을 말한다.

이 경우 상기 오목부(440), 반전링(450)의 표면적은 용기(10)가 흡수할 수 있는 부피흡수량에 크게 의존할 것이다.

따라서 실질적으로 음압을 흡수하기 위해 변형되는 오목부(440), 반전링(450)은 정상상태에서 굴곡진 전체로 합한 표면적이 2700㎟내지 3500㎟로 형성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 오목부(440), 반전링(450)은 정상상태에서 굴곡진 전체로 합한 표면적이 2900㎟내지 3300㎟로 형성되는 것이 좋다.

상기 오목부(440), 반전링(450)의 표면적이 2700㎟ 미만일 경우 바닥부를 유동성(flexible) 있게 형성할 수 없고, 3500㎟ 초과일 경우는 상기한 바와 같이 복원되지 않거나, 충진액이 누출되는 문제, 자립성 상실 등의 이유로 상업화하기 어려운 경우이다.

상기 바닥부(400)의 표면적을 극대화하기 위해 상기 반전링(450)에 방사상 리브를 부여하거나, 방사형으로 바닥부(400)의 디자인을 구현할 수 있다. 바닥부의 방사성 리브의 개수는 필요에 따라 다수로 형성할 수 있으나, 리브의 개수가 지나치게 많이 지면 바닥부의 유동성이 저하되는 단점이 있다.

또한, 용기의 바닥 단면적 대비 오목부(440) 및 반전링(450)을 합한 표면적이 비율이 15% 내지 60%인 것이 바람직하고, 20% 내지 35%인 것이 더욱 바람직하다(여기서, 용기의 바닥 단면적이라 함은, 용기를 평평한 면에 올려놓았을 때, 용기가 바닥을 실질적으로 점유하는 면적을 말하는 것으로서, 중앙의 길이방향 축으로부터 접지부(420)의 최외각까지의 최단거리를 반경으로 한 단면적을 말한다).

15% 미만일 경우, 바닥부의 음압 흡수 정도가 미비하여, 목표 음압 달성에 어려울 수 있으며, 60% 초과일 경우, 오목부(440)와 반전링(450)의 굴곡정도가 매우 심해질 수 밖에 없어, 반전링 복원에 문제가 생기거나 충진액 누출, 자립성 상실 등의 문제가 생길 수 있다.

또한, 반전링 처짐높이(IH)는 5mm 내지 9mm, 반전링의 곡률반경(r2)은 5mm 내지 25mm, 오목부의 돌출높이(H)는 9mm 내지 12mm, 오목부(440)의 곡률반경(r1)은 1mm 내지 5mm로 형성되는 것이 바람직하다.

오목부(440), 반전링(450)의 표면적 합이 2700㎟내지 3500㎟인 경우라도, 오목부(440)와 반전링(450)의 굴곡진 형상에 따라, 음압 흡수 효율 및 반전링(450) 복원정도, 자립성 등의 상업화 요소 크게 달라질 수 있기 때문이다.

예를들어, 오목부의 돌출높이(H)가 상기 범위를 벗어나 지나치게 낮은 경우, 자립성에 문제가 있을 수 있고(이에 대해서는 후술할 실시예를 참고하여 이해할 수 있을 것이다), 오목부 곡률반경(r1)이 상기 범위를 벗어나 지나치게 작은 경우 음압 발생에 의한 용기 변형 시에, 오목부에 지나친 응력이 가해져 충진액이 누출될 우려가 있을 수 있으며, 반전링의 곡률반경(r2)이 상기 범위를 벗어나 지나치게 낮거나 높은 경우 반전링(450)의 복원정도에 문제가 생길 수 있는 것이다.

이러한 관점에서, 오목부(440)와 반전링(450)은 적당한 정도의 각도와 형상으로 굴곡지어지는 것이 바람직하고, 반전링 처짐높이(IH), 반전링의 곡률반경(r2), 오목부의 돌출높이(H), 오목부(440)의 곡률반경(r1)은 상기한 범위 내로 조절되는 좋다.

특히, 오목부의 곡률반경(r1) 대비 반전링의 곡률반경(r2)은 3 내지 7 범위 이내인 것이 바람직하고, 4 내지 6 범위 이내인 것이 더 바람직하다. 3 미만의 경우, 반전링의 굴절각도가 상대적으로 심해져서, 복원력에 문제가 생길 뿐 아니라 음압흡수 정도에도 좋지 않을 영향을 미칠 수 있고, 7 초과의 경우에는, 오목부의 굴절각도 상대적으로 심해져서, 오목부에 과도한 응력이 가해지는 바, 충진액 누출 우려가 있을 수 있다.

본 발명에 있어서, 음압 시의 함몰부의 이동거리는 5mm 내지 8mm 범위 이내인 것이 바람직하다(이 때 함몰부의 이동거리는 꼭대기면의 이동거리로 측정한다). 5mm 미만에서는, 목표로 하는 음압량을 달성하기 어려울 수 있고, 8mm 초과에서는, 음료 등의 충진 공정에서 음료의 액위면 변화 폭이 지나치게 커서, 음료 등의 충진공정에서 음료가 흘러 나올 우려가 있다.

[실시예 1]

본 발명의 용기(10)의 작용 효과를 확인하기 위해서 상기 함몰부(460)의 직경을 약 13.5mm, 반전링 처짐높이(IH)를 약 8.5mm, 반전링의 곡률반경(r2)을 약 14.37mm, 오목부 높이(H)에서의 곡률반경(r1)을 약 3mm로 형성하고, 반전링과 오목부의 표면적 합이 2700㎟ 내지 3500㎟ 을 만족하는 범위에서 상기 반전링(450)의 반경(R)이 각각 8mm, 10mm, 11.4mm 및 12mm 로 된 서로 다른 4종의 병체를 준비하여, 상기 반전링(450)의 반경(R)에 대한 감압 흡수 용량 측정 시험을 실시하였다.

다음의 표 1은 상기 기술한 원리와 개념을 보여주는 용기들의 예시이다.

반전링의 반경	부피흡수량
8 mm	56 cc
10 mm	70.5 cc
11.4 mm	71 cc
12 mm	70 cc

상기 표 1은 상기 반전링(450)의 반경(R) 대비 흡수 용량(cc)으로 하여, 각각 다른 반경을 갖는 용기의 흡수용량을 나타낸다.

상기한 바와 같이, 일반적으로 1200ml 내지 1800ml의 용량을 담을 수 있는 용기는 85℃ 전후의 온도에서 내용액을 용기에 충진한 후 냉각 시 발생하는 적어도 약 51cc의 부피차이로 발생하는 진공 읍압을 충분히 흡수할 수 있어야 한다.

따라서 본 발명에 의한 무패널 용기(10)는 상기 반전링(450)의 반경(R)이 7mm 내지 13mm로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 반전링(450)의 반경(R)이 너무 작다면 상기 반전링(450)이 상기 접지부(420) 보다 하측으로 더 돌출되어 용기의 자립성을 상실하여 상품성이 없는 경우이고, 너무 넓다면 넓은 표면적으로 인하여 블로우 성형 시 바닥성형이 용이하지 않아 상업화하기 어렵다.

[실시예 2]

반전링(450)의 반경(R)을 11.4mm로 하고, 오목부(440)의 돌출높이(H)를 제외한 나머지 조건은 실시예 1과 동일하게 형성하되, 오목부(440)의 돌출높이(H)에 따라 각각 7.2mm, 9.0mm, 11mm, 12mm 및 13mm 로 된 다른 병체를 준비하여, 상기 오목부(440)의 돌출높이(H)에 대한 감압 흡수 용량 측정 시험을 실시하였다.

다음의 표 2은 상기 기술한 원리와 개념을 보여주는 용기들의 예시이다.

오목부의 높이	부피흡수량
7.2 mm	자립성 상실
9.0 mm	52.0 cc
11 mm	55.0 cc
12 mm	54.1 cc
13 mm	바닥 미성형

상기 표 2은 상기 오목부(440)의 돌출높이(H) 대비 흡수 용량(cc)으로 하여, 각각 다른 높이을 갖는 용기의 흡수용량을 나타낸다.

상기한 바와 같이, 일반적으로 1200ml 내지 1800ml의 용량을 담을 수 있는 용기는 85℃ 전후의 온도에서 내용액을 용기에 충진한 후 냉각 시 발생하는 약 51cc의 부피차이로 발생하는 진공 읍압을 충분히 흡수할 수 있어야 하나, 이 경우 표 2에 나타난 바와 같이, 상기 오목부(440)의 돌출높이(H)에 따른 부피흡수량의 차이는 미비하며, 상기 51cc의 부피흡수량을 만족한다.

그러나 상기 오목부(440)의 돌출높이(H)를 너무 낮게 하면, 상기 반전링(450)이 상기 접지부(420) 보다 하측으로 더 돌출되어 용기의 자립성을 상실하는 문제점이 발생한다.

또한 상기 오목부(440)의 돌출높이(H)가 너무 높다면 용기의 컴팩트한 형상을 갖을 수 없는 것은 물론, 용기의 블로우 성형 시 힐부(410) 및 접지부(420)의 얇은 두께로 인한 부형성 확보에 난점이 있을 것이다.

따라서 본 발명에 의한 무패널 용기(10)는 상기 오목부(440)의 돌출높이(H)가 9mm 내지 12mm로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 더욱 바람직하게는 상기 오목부(440)의 돌출높이(H)가 10mm 내지 11mm로 형성되는 것이 좋다.

이상에서 설명된 본 발명의 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 무패널 용기 100 : 입구부
110 : 개구 120 : 나사산
130 : 지지링 200 : 어깨부
300 : 몸통부 310 : 측벽
350 : 리브 400 : 바닥부
410 : 힐부 420 : 접지부
430 : 접지벽부 440 : 오목부
450 : 반전링 460 : 함몰부
461 : 꼭대기면 462 : 함몰측면
L : 리브간 사이간격 H : 오목부의 돌출높이
IH : 반전링의 처짐높이 r1 : 오목부의 곡률반경
r2 : 반전링의 곡률반경 R : 반전링의 반경

Claims (16)

1200ml 내지 1800ml의 용량을 담을 수 있는 연신 블로우 성형된 무패널 용기(10)로서,
내용물이 충진되는 관통형상의 개구(110), 나사산(120) 및 용기의 운반에 용이하도록 돌출 형성된 지지링(130)을 구비하는 입구부(100);
상기 입구부(100)와 일체로 연결 성형되어 하단으로 직경이 확장되도록 형성된 어깨부(200);
상기 직경이 확장된 어깨부(200)의 하단과 일체로 연결 형성되어 측벽(310) 및 다수의 리브(350)를 구비하는 몸통부(300);
상기 입구부(100), 어깨부(200) 및 몸통부(300)와 함께 내용물을 보관하기 위하여 무패널 용기(10)의 바닥을 닫는 역할을 하는 바닥부(400);
를 포함하여 구성되되,
상기 바닥부(400)는,
지지 표면에 실질적으로 평행한 꼭대기면(461) 및 용기(10) 중앙의 길이방향 축에 대하여 상향하도록 기울어진 평면인 함몰측면(462)을 갖는 원뿔대 형상으로 점진적으로 작아지는 반경을 갖는 함몰부(460);
상기 용기(10)의 최하단에 형성되어 바닥에 접하여 용기를 직립시키도록 지지하는 접지부(420);
상기 접지부(420) 및 상기 몸통부(300)와 일체로 연결 성형되되 상기 접지부(420)로부터 볼록한 형상으로 완만한 곡선을 이루고, 상기 몸통부(300)와 연결되는 부분이 수직 방향으로 돌출되지 않도록 곧게 형성되는 힐부(410);
상기 접지부(420)의 안쪽 둘레에서 이어져 형성되어 상측으로 경사각을 이루며 형성되는 접지벽부(430);
상기 접지벽부(430)의 상측 끝단에서 용기의 중심부로 돌출높이(H)로 함몰 형성된 오목부(440);
반경(R)을 갖고, 상기 오목부(440)에서 상기 함몰부(460)를 향하여 하향 후 상승되어 상기 함몰부(460)와 반원 형상으로 연결되고, 상기 함몰부(460)를 완전히 둘러싸는 링으로 몰딩되는 반전링(450);
으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서,
상기 오목부(440) 및 반전링(450)을 합한 표면적이 2700㎟ 내지 3500㎟로 형성되는 것을 특징으로 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서, 용기의 바닥 단면적 대비 오목부(440) 및 반전링(450)을 합한 표면적이 비율이 15% 내지 60%인 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서,
상기 힐부(410), 접지부(420), 접지벽부(430)의 두께는 일정하되,
상기 오목부(440) 및 반전링(450)의 두께는 상기 힐부(410), 접지부(420) 및 접지벽부(430) 두께의 55% 내지 85%로 조성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서,
상기 몸통부(300)에 구비된 리브(350)는,
라벨링이 용이하고, 음압을 견딜 수 있도록 그 사이간격(L)이 12.5mm 내지 21.7mm 에서 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서,
상기 반전링(450)의 반경(R)은 7mm 내지 13mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서,
상기 오목부(440)의 돌출높이(H)는 9mm 내지 12mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서,
상기 접지부(420)는,
바닥에 연속적으로 또는 간헐적으로 지지할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서,
상기 반전링(450)은,
그 표면에 방사상 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서,
상기 반전링(450)은, 바닥으로부터 최단 이격 수직거리인 처짐높이(IH)를 두고 형성되어 있되, 상기 처짐높이(IH)는, 5mm 내지 9mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 10항에 있어서,
상기 반전링(450)은, 처짐높이(IH)인 지점에서 소정의 곡률반경(r2)을 가지도록 형성되어 있되, 상기 곡률반경(r2)은, 5mm 내지 25mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 7항에 있어서,
상기 오목부(440)는, 돌출높이(H)인 지점에서 소정의 곡률반경(r1)을 가지도록 형성되어 있되, 상기 곡률반경(r1)은, 1mm 내지 5mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서, 오목부(440)의 곡률반경(r1) 대비 반전링(450)의 곡률반경(r2)의 비가 3 내지 7 범위 이내인 것을 특징으로 하는 강화된 바닥부를 포함하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서, 음압 시의 함몰부의 이동거리는 5mm 내지 8mm 범위 이내인 것을 특징으로 하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서, 용기의 음압량은 50cc 내지 82cc 범위 이내인 것을 특징으로 하는 대형 무패널 용기.

제 1항에 있어서, 용기의 전체용량 대비 음압량의 비가 3% 내지 6% 범위 이내인 것을 특징으로 하는 대형 무패널 용기.

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