KR20150070059A - 알루미늄 내피의 종이컵 라면용기 - Google Patents

Abstract

오늘날 종이 컵라면용기 등 현재의 1회용 식품용기는 모두 합성수지의 내피를 사용하고 있다. 합성수지 내피는 섭씨85도 이상에서 연화되거나 녹기 시작하므로 이들 용기에 뜨거운 음식물을 담을 때 다량의 유해화학물질들이 음식물로 용출되는 문제점이 있으나, 건강에 안전한 알루미늄 내피용기의 산업화는 기술적 어려움이 있었다.
본 발명은 종이컵면 용기에서 알루미늄내피를 사용할 때 용기의 측면부와 바닥부를 밀봉접합하는 기술의 발명으로서, 종이류의 컵면 용기에서도 쉽게 알루미늄내피용기를 구현할 수 있는 발명이다.
[색인어]
컵면, 컵라면, 종이컵 라면, 종이컵

Description

알루미늄 내피의 종이컵 라면용기 {Aluminium laminated instant noodle cup}

본 발명은 종이 컵라면 등의 컵면용기, 밥용기, 국용기, 죽용기, 도시락용기, 종이컵과 같은 1회용 식품용기에 대한 것으로, 식품과 접촉하는 용기의 내측에서 직접 알루미늄의 박층이 식품에 접촉하도록 하여 합성수지유해물질의 식품 내 용출을 방지하는 1회용 식품용기에 대한 것이다.

문명의 발달과 함께 인스턴트 즉석식품도 점점 그 종류가 다양해지고 있으나 이러한 즉석식품은 그 포장용기의 합성수지에서 여러 가지 유해화학물질이 식품 내로 용출되고 있다. 특히 뜨거운 기름성분을 함유한 식품은 합성수지의 포장용기에서 유해화학물질을 다량 용출시키며, 이러한 유해화학물질 중에는 스티렌처럼 발암물질로 이미 알려진 것들도 있으나, 유해성이 확인되지 않은 것이 대부분이다.

기존의 제품을 살펴보면 컵라면용기나 도시락용기, 종이컵 등의 포장용기는 식품이 접촉되는 내면이 폴리에틸렌 등의 합성수지로 이루어져 있다.

연구된 합성수지의 유해물질은 ppb나 ppt 단위의 극미량에서도 인체 유해성을 나타낸다.

그러나 합성수지 용기의 용출허용기준은 수백 ppm에 달하여 현실에 맞추고 있는 실정으로, 이는 지금까지 안전한 용기가 없었기 때문이다.

알루미늄박층을 사용한 컵면 용기나 도시락 용기 등의 1회용 식품용기에 관한 기존의 발명을 살펴보면 2006.07.25에 본 출원인이 한국 특허 10-0607404 "알루미늄 박판을 사용한 1회용 식품용기" 로서 컵라면용기와 도시락용기 등에 대해 알루미늄박층이 1면에 위치한 다층 판상의 시트지를 성형하여 1회용 식품용기의 내피를 알루미늄으로 제작하는 방법에 대해 출원 등록한 바 있다.

현재 많이 사용되는 종이컵라면은 측판과 바닥판의 내부에 합성수지층이 있어, 측판(내부용측판)과 바닥판의 밀봉접합시 이 합성수지층이 서로 맞닿아, 가열접합이 쉽다. 그러나 알루미늄의 내피를 구성시에는 알루미늄끼리 맞닿게 되므로 가열접합이 안되는 문제가 있었다. 그리하여 건강에 안전한 알루미늄 내피 용기는 만들 수 없었다.

컵면의 내피에 많이 사용되는 폴리에틸렌과 폴리스티렌의 물성을 살펴보면 화학물질사전인 MERCK INDEX(머크 인덱스) 제14판(2006년판)에서 폴리에틸렌의 용융점을 섭씨 85도~110도로 기재하고 있고, 폴리스티렌은 섭씨 85도에서부터 연화되기 시작한다고 기재되어 있다.

위와 같은 자료를 보더라도 섭씨 90도~100도의 조리환경에서 기름성의 액체가 담긴 기존의 1회용 식품용기는 많은 유해화학 물질들이 음식물 내로 녹아들 것임을 알 수 있다.

반면에 알루미늄은 용융점이 660℃이며 물이나 기름에 녹지 않고, 가격이 저렴하며 가공이 용이하므로 이를 종이 컵면 용기의 내피에 사용할 방안을 강구하였다.

종이컵류의 용기에서 알루미늄 내피를 구현하려 할 때, 용기의 측면부분(측판)과 바닥부분(바닥판)의 산업상 용이한 밀봉 접합방법을 개발하는 것이 본 발명의 과제이다.

컵면용기 등의 주재료가 종이류인 경우에 바닥판과 측판을 각각 성형하여 밀봉결합할 때 알루미늄내피간의 단순한 가열접착은 불가능하다.

본 발명은 이의 해결을 위해 측판과 바닥판 중 하나 이상의 외피표면에 합성수지 재질을 사용하고 이를 이용해 가열 압착으로 접합함이 최선이다.

측판이나 바닥판을 필요한 만큼 접어서, 어느 한쪽의 알루미늄 내피와 다른 한쪽의 합성수지 외피가 맞닿게 하거나, 접합부 양쪽의 합성수지 재질간 또는 어느 한쪽의 합성수지 재질과 다른 한쪽의 종이류를 맞닿게 하여 가열 접합한다.

본 발명의 종이컵 용기의 제조방법은 알루미늄 박층을 용기의 내면에 위치시키는 종이컵 식품용기의 제조방법에 있어서, 합성수지 필름에 알루미늄을 진공증착하여 종이컵 용기 측판의 내피를 형성하는 1단계; 종이 또는 상기 단계로 제조한 내피를 미리 부착한 종이의 1면에 합성수지 필름을 부착하여 외피를 형성하는 2단계; 상기 내피와 외피를 서로 판상으로 겹쳐서 알루미늄 내피와 합성수지 외피를 가진 측판을 형성하는 3단계; 상기 측판을 둥글게 말아 알루미늄이 용기의 내면에 노출되게 성형할 때 상기 측판 외면의 합성수지를 이용하여 측판을 밀봉접합하는 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제4단계에서 상기 밀봉접합은 가열하여 밀봉접합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게 본 발명은 상기 제2단계에서 상기 알루미늄을 진공증착하는 대신, 알루미늄 박판을 종이에 부착하여 종이컵 용기의 측판에 내피를 형성하는 것을 특징으로 하는 종이컵 용기의 제조방법을 제공한다.

본 발명으로서 알루미늄박층이 내부에 부착된, 종이컵면 용기를 쉽게 제작할 수 있어, 이러한 용기에서 유해화학물질이 음식물로 용출되는 것을 막을 수 있다. 또한 수반되는 효과로서 컵면 등에서 공기의 유통을 차단하여 기름성분의 산패를 막을 수 있다.

관련산업의 효과로서는 1회용 식품용기의 안전이 확보됨에 따라 컵면 등 관련제품의 매출이 크게 늘어날 것이다.

또한, 무엇보다도 유해 화학물질의 섭취를 방지함에 따라 암 등 각종 질병의 발생이 감소되어 건강사회 구현의 초석이 된다.

도 1a는 내피부분에는 알루미늄박층(1)이 외피부분에는 두터운 합성수지재질(2)이 결합된 다층판의 실시예의 단면도이다.
도 1b는 알루미늄박층(1)에 합성수지나 종이류의 강도보강재(5)가 외피방향으로 부착된 도 1의 변형으로 도 1과 함께 쓰인다.
도 2는 본 발명에서 사용되는 종이류의 다층판의 실시예로서 내피에는 알루미늄박층(1)이 외피는 합성수지(2)가 부착된 다층판의 실시예의 단면도이다.
도 3a는 내피를 구성하는 1면에는 알루미늄박층(1)이 사용되고 외피부분에는 종이류(3)가 사용된 다층판의 실시예의 단면도이다.
도 3b는 도 3a와 같으나 도 3a의 알루미늄박층에서 합성수지나 종이류의 강도보강재(5)가 부착된 다층판 실시예의 단면도이다.
도 4는 내피부분이 될 1면에는 강도보강재(5)가 부착된 알루미늄박층(1)이 부착되고, 외피부분이 될 1면에는 합성수지류가 부착되며, 중간층에는 종이류(3)의 두터운 재질이 사용된 다층판의 실시예의 단면도이다.
도 5는 본 발명에서 종이류가 주 외피재료인 측판(10)과 바닥판(20)을 밀봉접합하는 용기의 실시예의 단면도이다.
도 6a와 도 6b는 도 10의 A부분의 변형 확대도로서 접합부 1면에서 합성수지 간의 접합이 일어나는 접합방법의 변형된 형태이다.
도 7a는 도 5의 A 부분의 변형 확대도로서 접합부의 양면에서 합성수지 간의 접합이 발생되는 접합방법의 또 다른 변형된 형태이다.
도 7b는 도 7a로 접기 전의 준비상태이다.
도 8a는 도 5의 A부분의 변형확대도로서 접합부의 양면에서 합성수지 간의 접합이 일어나는 접합방법의 또 다른 변형된 형태이다.
도 8b는 도 8a로 접기 전의 준비상태이다.
도 9는 도 5의 A 부분의 변형 확대도로서 합성수지 간의 접합은 일어나지 않고 알루미늄과 합성수지 간의 접합이 일어난다.
도 10a, 10b는 측판 내피만 알루미늄이고 바닥판 내피는 합성수지인 경우의 결합 실시예 중 하나이다.
도 11은 측판의 평면도의 실시예이다.
도 12는 바닥판의 평면도의 실시예이다.
도 13은 도 12의 바닥판을 접는선 부분(30)에서 수직으로 아래로 꺾은 단면도의 모습이다.
도 14는 도 13의 변형으로서 측판과의 가열밀봉접합을 용이하게 하기 위한 형태이다.
도 15는 바닥판의 접합부의 양면에 모두 합성수지부가 존재하여 측판과의 접합을 쉽게 하는 바닥판의 실시예이다.
도 16은 주 외피재료가 종이류인 용기에서 내부용 측판(10)과 바닥판(20) 및 외부용측판(30)을 결합한 모습의 개략적 단면도의 실시예이다.
도 17은 측판 바닥판 일체형의 PS 용기에 알루미늄 내피를 배치시킨 시제품 실시예 사진이다.

본 발명은 컵면용기, 즉석 밥·국밥·국·죽 용기, 도시락용기, 종이컵 등 1회용 식품용기의 제조에 있어서, 내피부분이 될 1면은 알루미늄 박층이 부착되고 또한 이와 결합된 반대측 외피부분이 될 1면은 합성수지나 종이류 중 한가지 이상의 재료가 부착된 다중구조의 판을 사용한다. 물론 용기외피의 재료는 합성수지나 종이류 외에도 용기의 형태를 유지할 수 있는 어떠한 재료도 사용이 가능하다.

용기의 측판과 바닥판이 밀봉결합되는 컵라면 종이용기 등은 측판과 바닥판 중 하나 이상을 알루미늄내피 다중판을 사용한다.

본 발명의 특징은 알루미늄의 내피를 사용하는 것과, 측판과 바닥판 중 하나 이상의 외피부분에 합성수지층을 배치하여, 측판과 바닥판의 가열압착 밀봉시, 외피 접합부위 합성수지가 녹아 접합이 용이하도록 하는데 특징이 있다.

이때 알루미늄 박층은 합성수지 필름에 알루미늄을 진공증착하고 알미늄을 노출시켜 내피로 사용하면 취급이 용이하다. 수㎛~수십㎛ 두께의 두터운 알루미늄은 그대로 취급할 수도 있다.

측판과 바닥판 접합의 용이성을 위해 바닥판은 알루미늄 내피를 쓰지 않고 알루미늄과 가열접합성이 좋은 합성수지 내피(폴리에틸렌 등)를 기존처럼 그냥 사용할 수 있다.

주요 외피가 종이류인 용기의 경우에도, 용기의 측판은 종이류를 외피의 주 재료로 사용하더라도 바닥판부분은 합성수지로 사용할 수도 있다.

내부용 측판 제조시의 실시예를 들면 도 11과 같은 형태로 1면에 알루미늄 박층이 부착된 다층판을 재단하고 이를 둥글게 말아 측판을 제조시에 측면부의 겹치는 부분(50)에서 알루미늄 박층의 내피부분이 측판의 외피부분과 겹치게 한다. 이때 측판의 외피부분의 표면이 도 2에서 보듯이 열가소성 합성수지(2)로 되어 있는 다층판을 사용하면 이를 금형에서 가열압착시에 합성수지성분이 용해되어 알루미늄 부위와 융착되어 측판의 성형이 가능하다.

이때 더욱 결합부위의 접착강도를 높이기 위해서는 도 11에서 내피부분인 알루미늄박층이 서로 닿도록 일정한 폭(40)으로 접는선(30)을 따라 접은 뒤, 이 접은 부분을 측판외피의 합성수지 반대측 부분(60)에 이르도록 둥글게 말아 원통형이나 부분적인 원추형이 되도록 하되, 나중에 포개지는 부분(50)의 폭을 처음 접은부분(40)보다 더욱 크게 하여 가열압착하면, 내피 부분에는 합성수지가 노출되지 않고 알루미늄 재질만 위치되며, 측판 외피는 합성수지 재질 간의 밀봉접합으로 더욱 완전한 접합을 할 수 있다.

물론 측판 자체의 접합시에 접착제를 사용한 접합도 가능하며, 접착제 사용의 경우는 측판의 외피가 꼭 합성수지재질이 아니어도 무방하다.

도 2에서 보듯이 종이류가 주재료인 측판은 알루미늄의 내피(1)와 두터운 종이(3)가 가운데 위치하고 외피표면은 합성수지(2)를 위치시켜 위와 같이 겹쳐서 성형이 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 물론 알루미늄 내피와 종이 사이에 도 1b나 도 3b 또는 도 4에서 보듯이, 추가로 알루미늄 내피의 강도 보강용의 합성수지나 종이류의 층을 두는 것도 가능하며, 현실적으로 알루미늄 내피는 합성수지 필름(HIPS, PS, PP, PET 등)에 알루미늄을 진공 증착해 사용함이 바람직하나, 두터운 알루미늄 박판은 그대로 쓸 수 있다.

측판은 보온과 형태유지 및 제조공정상의 편의를 위해 이중으로 제작하여 기존처럼 내부측판과 외부측판으로 구성함이 바람직하다. 물론 외부측판은 알루미늄내피를 사용할 필요가 없고 종이류와 합성수지를 한가지 이상 사용하여 단층이나 다층으로 구성한다. 외부용 측판은 둥글게 성형했을 때의 직경을 내부용 측판 보다 조금 더 크게 하여 내부용 측판의 외부에 끼워 고정할 수 있도록 한다. 본 발명에서 바닥판과 밀봉 접합되는 측판은 내부용 측판이다.

내부용 측판의 평면도인 도 11에서 고찰할 때 외부용 측판의 폭은 내부용 측판의 폭(70)에서 바닥부위 접히는 부분(10)의 폭을 제외한 길이(80) 이하로 하는 것이 바람직하며, 길이는 내부용 측판보다 조금 더 길게 하는 것이 바람직하며 이는 기존에 사용되는 방법이다.

내부용 측판과 외부용 측판을 고정하는 방법은 물리적인 끼움, 접착재부착, 가열접합, 용기테두리를 말아서 지지 고정 등의 다양한 결합고정이 가능하며 이들 중 한가지 이상의 방법을 사용할 수 있다. 이는 기존에 사용되는 방법이다.

알루미늄 내피의 사용이 불필요한 외부용 측판은 단순히 종이판을 도 11과 같은 형태로 재단하여 둥글게 말아서 접착제로 접합하고 사용할 수 있으며 물론 1면에 합성수지 등이 부착된 다층판으로 제조하여도 무방하다. 본 발명에서 일반적으로 측판이라고 지칭하는 것과, 측판과 바닥판을 결합하는 측판이라 함은 바닥판과 결합되는 내부용 측판을 의미하는 것이다. 내부용 측판에 사용되는 종이류는, 제조공정에 따라 접히는 회수가 많을 때는 접히는 부분이 두터워져서 제조시 문제가 발생될 수 있으므로, 종이류의 두께는 가급적 얇게 하는 것이 바람직하다.

용기의 바닥판을 제조하는 실시예를 들면 본 발명에 따른 바닥판을 도 12와 같이 둥글게 재단하여 접는선(30)을 따라 금형에서 성형하여 도 13이나 도 14와 같은 단면도의 모양을 얻는다. 상기와 같이 제조된 측판과 바닥판을 금형으로 서로 결합하여 도 5 내지 도 10에서 보여지는 실시예와 같은 방법으로 용기본체를 성형할 수 있다.

용기의 측판과 바닥판 중 서로 결합되는 부분의 서로 닿는 부분에서 하나 이상의 판에 합성수지부분이 있으면 가열압착시 밀봉접합이 가능하다. 그러나 측판과 바닥판이 겹치는 부분에 양면 다 알루미늄박층이 존재할 때는 가열접합이 안된다.

이때 겹치는 부분에서 한쪽 판을 더 길게 한 뒤 다른 판의 외피부분 뒤로 접어서 가열압착 할 수 있으며, 이때 가열압착되는 외피부분의 뒷면이 합성수지재질이면 가열압착으로 뒷면부분에서 밀봉접합이 용이하다. 그러나 가열압착되는 외피부분이 합성수지가 아니면 단순가열압착으로는 융착으로 인한 밀봉접합이 일어나지 않으므로 접착제를 발라서 접합하여야 한다. 도 2나 도 4와 같이 외피표면이 합성수지재질인 측판과 바닥판을 사용시는 측판과 바닥판을 접어서 결합시에, 측판과 바닥판의 내피가 알루미늄재질이더라도 도 6에서 도 10까지의 실시예 도면에서 보듯이 합성수지 외피끼리 접착되게 할 수 있어, 가열압착시 접합을 더욱 튼튼하고 용이하게 할 수 있다. 이는 본 발명의 특징이 된다.

용기 바닥부분과 측면부분을 별도로 제조하고 결합하는 방법 중 가장 쉽게 결합부분의 밀봉을 좋게 하는 방법은, 용기의 측면부분은 본 발명에 따라 알루미늄 박지가 부착된 다층판을 이용하여 알루미늄 내피로 구성하고, 바닥부분은 기존의 방식과 같이 합성수지재질로 내피를 구성하는 것이다. 물론 이 반대의 경우도 가능하다. 이 경우 접합부분에서 가열시 합성수지성분이 녹아서 접합이 쉽고, 도 10b의 경우 기존 공정을 변경없이 사용할 수 있다.

다만, 위의 경우에 바닥부분의 내피를 합성수지로 하면 조리시 합성수지유해물질이 용출될 수 있으나, 바닥부분의 면적은 일반적인 종이류의 컵라면용기의 경우 측면부분보다 10~30% 정도에 불과하고 또한 식품 내의 기름성분은 물보다 가벼워 위에 뜨게 되므로, 측면부분만 알루미늄 내피로 하여도, 합성수지성분의 식품내 용출은 용기 전체가 합성수지인 용기에 비해 10~30% 이하로 감소하게 되므로, 대개의 컵면 종류에서 70~90% 이상의 유해물질 용출 방지 효과가 있어 이 정도로도 산업화의 가치는 크다.

그러나, 바닥판의 내피를 합성수지로 하여 측판과의 결합을 튼튼하게 할 때도, 결합 전이나 후에 도 15의 바닥판 구성에서처럼 내피용 알루미늄(1)을 별도로 바닥판에 부착시켜 구성할 수 있다. 이 경우 용기 내부를 역시 전체적으로 알루미늄 내피로 만들 수 있다.

용기의 측면부와 바닥부 중 하나 이상을 본 발명에 따라 알루미늄 박지가 부착된 다층판으로 하여 서로 가열접합시 알루미늄층과 합성수지층의 접합이나 합성수지 간의 접합이 일어나게 할 수 있다. 합성수지층 간의 접합은 더욱 튼튼한 접합이 된다.

가열밀봉접합시 바닥판이나 측판 중의 한 가지나 또는 두 가지를 다 접어서 다른 판의 뒤로 돌려 접어서 밀착시키면 이와 같은 가열압착이 가능해진다. 이때는 물론 밀봉부분인 외피부분에 도2나 도4에서처럼 합성수지재질이 있어야 한다.

아래에 본 발명의 실시예 중 하나인 도 5의 용기의 접합방법을 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에서 종이류가 주 재료인 측판(10)과 바닥판(20)을 밀봉접합하는 용기의 실시예의 단면도이다. 접합부분 A에 대한 접합밀봉방법은 여러 가지 방법이 있으며 이는 도 5부터 도 10에서 여러 가지 다양한 방법을 나타내었다.

도 5의 발명의 용기에서 측판의 내피를 알루미늄박층(1)으로 할 때, 바닥판의 외피는 합성수지재질로 하는 것이 바람직하며, 이 경우 그림과 같이 측판의 선단을 바닥판의 꺽어진 부분의 뒤로 접어 넣고 가열 압착하면 밀봉접합이 가능하다. 물론 접합부분에서 접착제를 사용하면 더욱 양호한 밀봉접합을 얻을 수 있다.

본 도면과 같은 구조로 접합부분 뒷편부분(200)에서 양호한 가열접합을 위해서는 바닥판 재질의 합성수지재질(2)이 상당한 두께를 지녀 가열압착시 충분한 양의 합성수지가 용융되어 접합이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

도 5의 용기접합방법에서는 측판(10)은 도 3과 같이 종이류의 외피재질을 사용하고 바닥판(20)은 도 2와 같은 외피측에 합성수지층이 있는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 도 5의 방법보다 더욱 바람직한 가열밀봉접합효과를 얻기 위해서는 측판이나 바닥판의 하나 또는 모두다 도 2 또는 도 4와 같이 외피표면에 합성수지재질이 있는 다층판을 사용하고 이를 한번 이상 접어서 측판과 바닥판의 외피면인 합성수지재질이 서로 닿도록 하여 가열밀봉접합하는 것이 바람직하다.

그리하면 측판과 바닥판의 내피를 모두 알루미늄 박층으로 하더라도 별도의 접착재사용없이 접는 회수와 접합법의 조합만으로 합성수지의 외피끼리 맞닿아 가열압착시 용융접합이 가능해진다. 이러한 측판과 바닥판의 각각의 접는 방법과 접합방법의 실시예는 다음 도 6 내지 도 10에서 도 5의 A부분과 같이 결합부분의 확대도로서 각 경우의 접합방법의 실시예를 예시하였다. 그러나 본 발명의 범위가 본 실시예의 범위 내로 한정되는 것은 아니며, 이와 같은 외피 합성수지부분의 접착 개념으로 응용된 모든 접합방법은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 접합방법의 핵심은 측판과 바닥판 중 하나 이상의 판의 뒷면은 외피부분을 합성수지 재질로 하여, 이 부분의 결합시에 가열압착시 합성수지부분이 용융되어 밀봉접합이 일어나도록 하는 것에 본 발명의 특징이 있다. 이와 같은 원리의 바탕위에서 접는 회수나 접합면 위치의 변경 등은 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.

또한, 접합부를 내측으로 접어서 합성수지부분을 접합부 양측 모두에 위치시킬 수도 있으며 이 방법은 도 7a~7b와 도 8a~8b의 상세한 설명에 기술되어 있다.

본 발명에서 컵면 용기라 함은 모든 종류의 컵라면, 컵국수 등 조리가 필요한 모든 면류를 담은 1회용 식품용기와, 면류가 아니더라도 밥, 죽 등 모든 식품을 담은 1회용 식품용기를 포함하는 광의의 뜻이다. 컵면 중에서는 컵라면이 가장 대표적이므로 이의 이름을 함께 대표적으로 사용할 수 있다. 또한, 이를 컵라면용기 또는 종이컵용기 등으로 대표적인 이름을 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 14는 본 발명에 따른 실시방법을 예시한 것으로 그 형태와 모양이나 재질 등은 변경이 가능하며 본 발명의 범위 내에서 여러 가지로 실시할 수 있다. 본 발명의 취지 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 도면상의 바닥판과 측판과의 접합부분은 접합부분을 상세히 표현하기 위해 압착접합 되기 전의 여유공간이 있는 상태로 표현하였다.

도 1a는 다층판의 실시예로서 내피부분이 될 1면에는 알루미늄박층(1)이 부착되고 외피부분이 될1면에는 형태유지와 보온을 위한 두터운 합성수지재질(2)이 결합된 다층판의 실시예의 단면도이다.

도 1b는 알루미늄박층(1)에 합성수지나 종이류의 강도보강재(5)가 외피방향에 부착된 도 1의 변형이다.

도 2는 본 발명에서 주로 사용하는 종이류의 다층판의 실시예로서 내피부분이 될 1면에는 알루미늄박층(1)이 부착되고 형태유지와 보온을 위한 두터운 재질로 중간층에 종이류(3)가 위치하고 외피부분이 될 1면에는 합성수지재질(2)이 부착된 다층판의 실시예의 단면도이다. 알루미늄층(1)은 합성수지 필름이 부착된 알루미늄 필름으로 본 발명에서 모두 대체할 수 있으며, 물론 알루미늄은 노출된다.

도 3a는 내피를 구성하는 1면에는 알루미늄박층(1)이 사용되고 외피부분에는 두터운 재질의 종이류(3)가 사용된 다층판의 실시예의 단면도이다.

도 3b는 도 3a와 같으나 도 3a의 알루미늄박층에서 합성수지나 종이류의 강도보강재(5)가 부착된 다층판 실시예의 단면도이다. 본 발명에서 도 3a의 재질을 쓰는 곳은 모두 도 3b의 재질로 대체하여 사용할 수 있다. 현실적으로 본 발명의 강도보강재는 합성수지 필름을 쓰고 알루미늄(1)을 진공증착하여 사용함이 좋다.

도 4는 내피부분이 될 1면에는 알루미늄박층(1)이 부착되고, 외피부분이 될 1면에는 합성수지류가 부착되며, 중간층에는 종이류(3)의 두터운 재질이 사용된 다층판의 실시예의 단면도이다. 알루미늄박층은 합성수지나 종이류의 강도보강재(5)가 부착되어 있다. 도 4의 재질은 도2의 재질과 함께 사용할 수 있으며, 이러한 강도보강재를 부착한 알루미늄박층과 단순한 알루미늄박층과의 혼용 사용은 특별히 명시하지 않더라도 본 발명의 범위내에 있다.

이하, 도 5부터는 본 발명의 용기 중 주재료가 종이류인 용기에서 측판과 바닥판의 접합방법의 다양한 실시예를 나타내었으나, 측판과 바닥판의 주재료가 합성수지인 경우에도 실시 가능하다. 도 6에서부터 도 10까지는 도 5의 측판과 바닥판의 접합부분인 A부분만을 확대하여 결합방법의 실시예를 변경한 것이다. 물론 본 발명의 측판과 바닥판의 밀봉접합방법이 본 도면에 표시한 사항만은 아니며, 본 도면은 실시예의 일부일 뿐이다. 이외에 다양한 접합방법이 가능하며, 측판에만 알루미늄내피를 사용하는 경우 등 다양한 접합법이 있다.

도 5는 본 발명에서 종이류가 주 재료인 측판(10)과 바닥판(20)을 밀봉접합하는 용기의 실시예의 단면도이다. 바닥판의 주 재료는 합성수지도 사용가능하다.

도 5의 발명의 용기에서 측판과 바닥판의 내피를 알루미늄박층(1)으로 할 때, 바닥판의 외피는 합성수지재질(2)로 하는 것이 바람직하며, 이 경우 그림과 같이 측판의 아래를 바닥판의 꺽어진 부분의 뒤로 접어 넣고 가열 압착하면 밀봉접합이 가능하다. 물론 접합부분에서 접착제를 사용하면 더욱 양호한 밀봉접합을 얻을 수 있다.

본 도면과 같은 구조로 접합부분 뒷편부분(200)에서 양호한 가열접합을 위해서는 바닥판 외피의 합성수지재질(2)이 상당한 두께를 지녀 가열압착시 충분한 양의 합성수지가 용융되어 접합이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

본 도 5의 용기접합방법에서는 측판(10)은 도 3a나 도 3b와 같이 종이류의 외피재질을 사용하고 바닥판(20)은 도 2나 도 4와 같은 외피측에 합성수지층이 있는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

도 6은 측판하부를 미리 접고 바닥판과 결합시 또 접어 합성수지 간의 접착이 가능하게 한 방법이다. 도 5의 A부분의 접합부 변경 확대도로서 접합부에서 합성수지 간의 접합이 발생되는 접합방법의 변형된 형태이다. 도 6a는 측판과 바닥판을 밀봉접합하는 용기의 접합부에서 측판(10)을 한번 접어 바닥판(20)보다 더 길게 한 뒤 길게 한 부분을 바닥판의 뒷부분으로 다시 접어 넣고 압착 가열하여 밀봉접합한 경우의 접합부위 상세단면도의 실시예이다. 본 도는 측판과 바닥판이 모두 합성수지외피(2)를 지닌 실시예이다. 이때 접는 부위에 따라서는 도 6b처럼 100부분으로 빠져나온 측판을 없게 하여 100부분에서는 접합이 없고, 200부분만 접합되게 할 수도 있다.

바닥판(20)이 알루미늄내피(1) 일 때 100지점부분에서는 알루미늄박층과 합성수지의 융착이 일어나므로, 200지점부위의 합성수지간의 융착보다는 결합력이 약하다. 도 2나 도 4와 같은 측판을 사용시 바닥판(20)의 내피가 합성수지일 경우는 접합부분 100부위와 접합부분 200부위에서 가열압착시 모두 합성수지간의 용융접합이 발생되어 더욱 결합이 강해진다.

본 도는 본 발명의 가장 바람직한 방법 중 하나이다.

도 7a는 도 5의 A부분의 변경 확대도로서 접합부의 양면에서 합성수지간의 접합이 발생되는 접합방법의 또 다른 변형된 형태이며 본 발명의 실시예 중 가장 강력한 접합방법의 하나이다. 도 7b에서 보듯이 용기의 안쪽방향으로 접은 측판(10)과 용기의 바깥쪽방향으로 접은 용기의 바닥판(20)을 도 7b의 그림과 같은 개념의 형태로 용기 외피부분의 합성수지(2)부분이 서로 닿도록 한 뒤, 접은 측판의 길게 나온 부분을 다시 바닥판 뒤로 접어 넣어, 도 7a와 같은 모양을 이루도록 하고, 가열압착하여 접합부의 100부분과 200부분의 합성수지 접합부에서 열융착이 일어나게 하여, 접합부의 밀봉을 이루는 접합 실시예의 단면 일부 상세도이다. 도 7b에서 결합지점의 끝단지점(300)은 서로 측판과 바닥판을 일치시키는 것이 바람직하고, 결합 후 용기내면에 측판과 바닥판의 끝지점(300)이 돌출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도 7b는 도 7a로 접기 전의 준비단계의 모습이다.

도 8a는 도 5의 A부분의 실시예 변형 확대도로서 접합부의 양면에서 합성수지간의 접합이 일어나는 접합방법의 또 다른 변형된 형태이다. 도 7a에 비해 실시의 용이성은 뒤떨어진다.

도 8a는 도 7a에서 측판(10)과 바닥판(20)의 역할이 반대로 된 것이다. 도 8b와 같은 모양으로 바닥판을 접어서 측판보다 길게 빼고, 합성수지의 외피끼리 맞닿게 한 후, 바닥판의 길게나온 부분을 측판의 뒤로 접어, 도 8a와 같은 모양을 이루고 가열압착하여 밀봉한다.

도 8b는 도 8a로 접기 전의 준비단계의 모습이다.

도 9는 도 5의 A부분의 변형 확대도로서 알루미늄과 합성수지간의 접합이 발생되는 접합방법의 또 다른 변형된 형태이나 접합효율은 낮다.

도 9는 바닥판의 테두리를 접은 후 수직으로 꺽거나, 둘레를 수직으로 꺽은 후 테두리를 접고 이를 측판으로 감싼 모습이다. 측판과 바닥판이 모두 알루미늄내피의 경우 결합부위의 1면은 알루미늄박층이 위치되고, 다른 1면은 합성수지가 위치되는 결합이다. 이때 감싸지는 측의 외피는 합성수지로 되어야 가열접합이 가능하다. 물론, 접착재 도포시는 합성수지의 외피가 아니어도 접착이 가능하다. 본 도는 접은 바닥판을 측판으로 감싼 형태나 이 반대의 형태도 가능하다.

도 10a는 바닥판의 내피만 합성수지인 경우의 실시예의 하나이다. 알루미늄내피는 측판에만 있다.

본 도는 바닥판이 측판하부를 감싸서 접합한 형태의 결합부위부분 단면도이다 본 도가 기존의 종이컵면 용기와 성형시 다른 점은 기존 용기는 측판이 바닥판을 감싸는 형태이나 본 도는 바닥판이 측판하부를 감싸는 형태이다. 200부분은 합성수지간 접착력이 크다.

도 10b는 반대의 경우로 기존처럼 측판하부가 바닥판 하부를 감싸게 한 것이다. 그러나, 이 경우는 알루미늄과 합성수지간의 결합(100)이 되어 결합력은 도 10a보다 낮다.

그러나, 100부분이 양쪽으로 결합되고 기존의 제조공정과 같으므로 이 방법도 좋은 방법의 하나이다.

도 10a에서 측판(10)의 내피는 알루미늄(1)이며 외피는 합성수지(2)이다.

바닥판(20)의 내피는 합성수지(2)이며 알루미늄과 열접착시 잘 부착되는 폴리에틸렌 등의 재질을 사용하고, 측판외피의 합성수지와도 같은 재질을 사용하면, 본 도에서와 같은 형태의 가열압착접합시 접합면 내측(100)과 외측(200)에서 모두 접합이 잘 되어 뜨거운 물의 밀봉이 가능하다. 물론 이 경우 외측(200)의 접착이 더욱 강하다. 또한, 외부용측판을 끼우면 외측접착부(200)가 이탈될 염려가 더욱 없다.

도 11은 측판의 평면도의 실시예이다. 그림에서 접는선(20)의 아래부분(10)은 바닥판과의 접합부분이다. 측면부분의 겹치는 선(60)의 우측부위(50)은 측판을 둥글게 성형시 겹치는 부분이다.

본 평면도는 내부용측판을 기준하였다. 외부용측판은 형태가 본도와 유사하나 길이가 좀더 길고, 폭은 접는선(20)의 위부분(80)정도 이하로 하는 것이 바람직하다.

도 12는 바닥판의 평면도의 실시예이다. 그림에서 내부의 원형점선부분(30)은 측판과의 접합을 위해 꺽이거나 접히는 부분을 표시하였다.

도 13은 도 12의 바닥판을 접는선부분(30)에서 수직으로 아래로 꺽은 단면도의 모습이다.

도 14는 도 13의 변형으로서 바닥판의 꺽은 부분을 꺽기 전에 먼저 일정부분 내측으로 접은 후 꺽거나, 먼저 꺽은 후에 선단을 외부측으로 접은 형태로, 바닥판이 합성수지의 외피를 가지는 경우에 측판과의 가열밀봉접합을 용이하게 하기 위한 형태이다.

도 15는 바닥판의 용기내부부분은 알루미늄박층(1)이 위치되나, 측판과의 결합부분에는 합성수지(2)재질이 노출되고 바닥판의 외피에도 합성수지(20)부분이 있어 접합부의 양면에 모두 합성수지부가 존재하여 측판과의 결합을 튼튼하게 한 형태이다. 이때 알루미늄박층(1)은 나중에 부착되는 방식이다.

알루미늄 박층이 부착된 다층판의 바닥판 둘레의 접합부에 합성수지 접착재를 도포할 경우도 본도와 유사한 기능을 할 수 있다.

도 16은 주 외피재료가 종이류인 용기에서 내부용 측판(10)과 바닥판(20) 및 외부용측판(30)을 결합한 모습의 개략적 단면도의 실시예이다. 기존과 같이 내부용 측판과 외부용 측판의 결합은 접착제접합, 끼워서 고정, 가열접착, 내부용 측판의 선단에서 지지 등의 다양한 결합방법을 사용할 수 있다.

외부용 측판은 종이류로 제조하는 것이 바람직하다. 내부용 측판이 충분히 두터우면 외부용 측판을 두지 않을 수도 있다.

도 17은 합성수지 용기의 알루미늄 내피 시제품 사진으로 측판과 바닥판 일체형의 폴리스티렌(PS) 용기에 알루미늄 내피를 배치시킨 것이다.

Claims (3)

1. 알루미늄 박층을 용기의 내면에 위치시키는 종이컵 식품용기의 제조방법에 있어서,
   합성수지 필름에 알루미늄을 진공증착하여 종이컵 용기 측판의 내피를 형성하는 1단계;
   종이 또는 상기 단계로 제조한 내피를 미리 부착한 종이의 1면에 합성수지 필름을 부착하여 외피를 형성하는 2단계;
   상기 내피와 외피를 서로 판상으로 겹쳐서 알루미늄 내피와 합성수지 외피를 가진 측판을 형성하는 3단계;
   상기 측판을 둥글게 말아 알루미늄이 용기의 내면에 노출되게 성형할 때 상기 측판 외면의 합성수지를 이용하여 측판을 밀봉접합하는 4단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이컵 용기의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제4단계에서 상기 밀봉접합은 가열하여 밀봉접합되는 것을 특징으로 하는 종이컵 용기의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2단계에서 상기 알루미늄을 진공증착하는 대신, 알루미늄 박판을 종이에 부착하여 종이컵 용기의 측판에 내피를 형성하는 것을 특징으로 하는 종이컵 용기의 제조방법.

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