KR20150145547A - 이중 구조를 가진 잔량방지 용기의 제조방법 - Google Patents

이중 구조를 가진 잔량방지 용기의 제조방법 Download PDF

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KR20150145547A
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Abstract

본 발명은 사용시 내용물을 완전히 추출하는 잔량방지용기의 제조방법에 관한 것으로서 용기의 구조는 상호 분리력이 우수한 두종류의 수지를 사용한 내측 필름층과 외측층을 가진 이중 구조이며,내측 필름층은 적절한 굽힘 탄성율을 가진 소재를 사용하고, 브로우 성형시 접착제를 사용하여 내측 필름층을 일부분 외측용기층에 부착함으로서 내용물을 추출하기위해 압축공기를 주입시 필름의 불균일한 수축을 방지한 기술이며, 용기의 저부는 내측층의 필름을 잡아주는 물림부를 구성하고 있으며,물림부는 내측 필름층과 외측 용기층 사이로 공기가 유입되도록 물림부를 부분적으로 제거한 구조로서 에어리스 압축펌프를 사용하거나 손으로 압축을 하면 저부의 공기 유입 구멍을 통하여 내측층과 외측층사이에 공기가 들어가서 내측 필름층을 압축하게되고, 그 결과 내측층에 담긴 용기의 내용물을 완전히 추출할 수 있는 용기의 제조방법으로서 종래의 문제점을 해결한 유용한 발명이다.

Description

이중 구조를 가진 잔량방지 용기의 제조방법{manufacturing method for the prevention of the remaining contents of the vessel with a double structure}
본 발명은 사용시 내용물을 완전히 추출하는 잔량방지용기의 제조방법에 관한것으로서 보다 상세하게는 용기의 구조는 내측 필름층과 외측층을 가진 이중구조로 되어있으며, 외측 용기 저부에 공기 주입구를 제작하여 에어리스 (airless)압축펌프를 사용하거나 손으로 압축을 하면 저부의 공기 주입구를 통하여 내측층과 외측층 사이에 공기가 들어가서 내측 필름층을 압축하게되고, 그 결과 내측층에 담긴 용기의 내용물을 완전히 추출할 수 있는 용기의 제조방법에 관한 것이다.
기존의 생활용품 및 화장품 용기는 대부분 단층으로 구성되어 있으며 ,다층 필름 구조를 갖는다 하더라도 용기의 형태는 단층이므로 사용시 용기 내용물의 약5%정도가 용기내에 잔류하게되어 경제적인 손실이 발생하고, 더구나 용기 폐기시 잔류한 내용물이 흘러서 취급이 어렵고, 용기내에 잔류하고 있는 내용물이 원액이므로 폐기처리시 환경적인 문제도 유발한다.
상기 문제를 해결하기 위해 내부 내용물을 완전히 추출하는 잔량방지 용기가 일부 개발되고있다. 잔량방지 용기의 제조방법은 상호 분리력이 우수한 두종류의 수지를 사용하여 브로우 성형하여 용기를 제조하며,이때 내부 필름층을 외측 용기층에 부분적으로 접착하여 압축시 내부 필름층이 균일하게 수축되도록하며,내측 필름층이 수축되도록 내측필름층과 외측 용기층 사이에 공기를 넣어주는 방법은 용기 주둥이부의 외측층에 공기 주입구를 제조하거나 용기 하단의 외측층에 공기 주입구를 뚫어서 압축펌프를 목(neck)부위에 장착후,압축펌프를 사용하여 용기의 내측층과 외측층 사이로 공기를 넣어서 내측층을 압축하여 내용물을 추출하는 방법으로 제조한다.
내측 필름층은 적절한 굽힘 탄성율을 가진 소재를 사용해야 내측층과 외측층 분리와 내용물 추출에 유리하다.
용기내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층사이에 공기를 불어넣을때 내측 필름층의 불균일한 찌그러짐에 의해 내용물의 전량 추출을 방해할 수 있으므로 내용물을 완전히 배출하기 위해서는 내측 필름층을 외측용기층에 부분적으로 접착하여 고정시킴으로서 내측 필름층을 균일하게 수축시켜야만 용기 내용물을 모두 배출할 수 있다.
용기의 저부에는 파팅라인의 분리를 방지하기위해 내측층의 필름을 잡아줘서 외측층 용기에 고정시키는 물림부가 외측층에 있어야하며, 물림부는 저부의 파팅라인을 따라 적당한 높이와 두께를 가져야한다.
용기의 내용물을 전량 추출하기 위해서는 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣을 수 있도록 외측층에 구멍을 천공해야하며, 천공방법에는 여러 가지 방법들이 있을 수 있다.
이러한 천공방법은 목(NECK)부위에 천공하는 방법과 용기의 저부에 천공하는 방법이 있으며, 내측층 필름 소재와 외측층 소재의 융점차이를 이용하여 펀치를 가열하여 천공하거나, 외측층의 바깥쪽에서 펀치를 박아 넣어서 펀치날로 내측층을 남기고 외측층을 오려내어서 천공하거나,또는 스크류를 이용하여 천공하는 방법이 있으며 ,펀치나 스크류를 사용하지 않고, 용기에서 에어홀이 생기도록 용기 구조를 설계하여 에어홀을 부여하는 방법 등이있다.
내측층 필름 소재와 외측층 소재의 융점차이를 이용하는 방법은 외측층 수지의 융점이 내측층 수지의 융점보다 현저히 낮아야 하므로 용기의 소재 선정에 제약이 따르며 천공방법 또한 까다롭다.
펀치날을 이용하는 방법은 외측층의 바깥쪽에서 펀치를 박아넣어서 펀치날로 내측층을 남기고 외측층만을 오려내어서 천공하는 방법이나,이 역시 천공방법이 까다롭고 어려우며 천공 장치 제작이 번거롭다.
스크류를 이용하는 방법은 설비가 간단하여 가장 손쉬운 방법이나, 이 역시 성형후 다른 설비를 이용하여 천공해야하는 번거로움이 있다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2006-7011248 대한민국특허청 출원번호 제10-2004-7010103
본 발명의 목적은 사용시 내용물을 완전히 추출하는 잔량방지용기의 제조방법으로서 브로우 성형시 내측 필름층과 외측층을 가진 이중 구조의 용기를 제조시내측 필름층과 외측 용기층을 접착제로 부분적으로 접착함으로서 압축시 내부 필름을 균일하게 압축할수 있도록하며, 용기 저부의 외측 용기층에 공기 주입구를 제작하여 주둥이부에 장착한 에어리스 압축 펌프를 압축하거나,압축펌프를 사용하지 않고 원터치 캡을 사용시는 손으로 용기를 압축하여 공기 주입구를 통하여 내측층과 외측층 사이에 공기가 들어가서 내측 필름층을 압축하게 되고 그 결과 내측층에 담긴 용기의 내용물을 완전히 추출할 수 있는 용기의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 외측층과 내측층에 사용하는 수지는 상호 분리력이 우수한 다른 화학 성분의 수지를 사용해야한다.
외측층에 사용하는 수지는 용기의 형태 안정성을 고려시 폴리올레핀계의 수지를 사용하는것이 바람직하며,폴리프로필렌 수지나 폴리에틸렌 수지 모두 사용이 가능하며,용기의 형태 안정성과 사용 편이성을 고려하여 적절한 강성과 유연성을 가진 올레핀계 수지를 사용해야한다.
내측층에 사용하는 수지는 어떠한 내용물을 충진 하더라도 필름층이 손상되지 않도록 기계적 ,화학적 물성이 우수한 수지를 사용해야하며, 내용물이 물이나 분산제 등 액체성분을 함유하므로 내수성이 강한 수지를 사용해야한다.
특히 충진된 내용물을 전량 토출하는 용기의 특성상 공기 주입구를 통해 흡입된 공기에 의해 수축이 손쉬운 유연한 수지를 사용해야하며, 수축기능과 내화학적 특성을 고려시 카프로락탐,헥사메틸렌 및 아디픽산의 폴리축합 또는 가수분해중합으로 제조된 수지인 PA6/PA66 코폴리머가 적당하며, 굽힘탄성율 1,000∼5,000㎏/㎠ 범위의 것이 적당하다.
굽힘탄성율이 1,000㎏/㎠ 미만일 경우는 필름이 지나치게 유연하여 내부 필름층의 형태안정성이 부족하고 블로우 성형시 내측층 필름이 외측층에 접촉시 붙어버리는 경우가 발생할 수 도 있으며, 굽힘탄성율이 5,000㎏/㎠를 초과 할 경우는 탄성이 부족하고 필름이 지나치게 딱딱하므로 내용물 추출성이 부족하다.
PA6/PA66 코폴리머의 PA6/PA66의 중량 비율은 2∼4/6∼8의 비율이 적당하며
PA6/PA66의 중량비율이 2/8미만일 경우는 필름의 탄성이 부족하여 ,용기 내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층사이에 공기를 불어넣을때 내측 필름층의 압축력이 부족하여 용기 내용물의 추출성이 부족하다.
또한, PA6/PA66의 중량비율이 4/6을 초과할 경우는 필름의 강성이 부족할 뿐만아니라, 기계적 물성 및 내화학성이 부족하여 적절하지 않다.
용기내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층사이에 공기를 불어넣을때 내측 필름층의 불균일한 찌그러짐에 의해 내용물이 전량 추출되지 않는것을 방지하여 내용물을 완전히 배출하기 위해서는, 내측 필름층을 외측용기층에 부분적으로 접착하여 고정 시킴으로서 내측 필름층을 균일하게 수축시켜야 용기 내용물을 모두 배출할수 있다.
내측필름층을 외측용기층에 고정하는 방법으로서는 접착제를 사용하여 2∼5mm 정도의 폭을 가진 라인(line) 형태로 내측 필름층을 외측 용기층에 접착을 시키며, 이는 브로우 성형시 소량 토출이 가능한 압출기 라인이 추가된 성형기및 특수한 다이헤드를 장착하여 가능하다.
내측필름층을 외측용기층에 고정하는 접착제 폭이 2mm미만일 경우는 접착층의 접착력이 부족하여 내측 필름층이 외측층으로부터 부분적으로 박리되어서 용기내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣을때 내측 필름층의 불균일한 찌그러짐에 의해 내용물 전량 추출을 방해하여 내용물을 완전히 배출할수 없으며 ,내측필름층을 외측용기층에 고정하는 접착제 폭이 5mm를 초과 할 경우는 접착층의 폭이 너무 커서,용기내용물을 추출하기 위해 압축펌프나 손으로 압축하여
내측층과 외측층사이에 공기를 불어넣을때 내측 필름층의 압축력이 부족하여 내용물의 전량 추출을 방해하여 내용물을 완전히 추출할수 없다.
접착층은 용기의 주입구 부분과 측면부분을 도면1과 같이 선 형태(또는 라인 형 태)로 모두 부여해야하며, 용기의 저부는 내측층과 외측층의 물림부를 제외한 부분만 선 형태로 부여한다.
용기의 저부에는 내측층의 필름을 잡아줘서 외측층 용기에 고정시키는 물림부가 외측층에 있어야하며, 물림부는 도면2와 같이 저부의 파팅라인을 따라 높이1∼5mm, 두께0.1∼0.5mm 되도록 일정한 간격으로 배열함으로서 내부층의 필름을 외측층에 강고히 결합시켜서 저부에서 내층 필름을 잡아줌으로서 용기내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣어서 내용물을 토출시 내부 필름의 딸려옴에 의한 전량 토출 제약을 해결할 수 있다.
물림부의 높이가 1mm미만이거나 ,물림부의 두께가 0.1mm미만일 경우는 물림힘이 약하여 파팅라인을 강고히 잡아주는것이 부족하며 ,물림부의 높이가 5mm를 초과하거나 물림부의 두께가 0.5mm를 초과할 경우는 용기를 바닥에 놓을때 용기 저부의 안정감을 저해한다.
상기의 방법으로 제조한 브로우 성형 용기에 압축펌프를 장착후 내부 내용물을 완전히 배출하기 위해서는 내측 필름층과 외측층 사이에 공기를 주입하여 내부필름층을 압축할 수 있도록 공기 구멍이있어야한다.
종래의 공기구멍 제작 방법은 천공방법으로서 내측층 필름 소재와 외측층 소재의 융점차이를 이용한 용융 천공방법과 펀치날로 천공하는 방법,그리고 스크류를 이용하는 방법이 있다.
내측층 필름 소재와 외측층 소재의 융점차이를 이용하는 방법은 내측층의 수지를 외측층 수지의 융점보다 높은 수지를 사용하여 외측층 수지를 용융시켜서 천공하는 방법이나, 외측층 수지의 융점이 내측층 수지의 융점보다 현저히 낮아야하므로 용기의 소재 선정에 제약이 따르며 천공방법 또한 까다롭다.
펀치날로 천공하는 방법은 외측층의 바깥쪽에서 펀치를 박아넣어서 펀치날로 내측층을 남기고 외측층을 오려내어서 천공하는 방법이나, 천공방법이 역시 까다롭고 어려우며 천공 장치 제작이 번거롭다.
또 다른 방법인 스크류를 이용하여 천공하는 방법은 천공해야할 구멍의 크기와 깊이를 미리 셋팅(setting)후 전자 제동장치로 제어함으로서 천공 크기와 깊이를 정확히 제작할 수 있으며,천공시 나오는 수지의 찌꺼기는 스크류의 회전력에 의해 밖으로 자연적으로 토출됨으로서 수지 찌꺼기의 제거 방법 또한 간단하다.
그러나 이 방법 역시 성형후 스크류를 이용하여 천공작업을 추가해야하므로 작업이 번거롭다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선한 방법으로서 펀치날이나 스크류를 사용하지 않고 에어홀이 생기도록 용기의 구조를 설계하여 용기의 저부에 에어홀을 부여하는 방법이다.
브로우 성형하여 내측 필름층과 외측층을 가진 이중 구조의 용기를 제조시 용기의 외측층에만 공기 투입구멍을 제조한 잔량방지 용기로서,용기의 구조를 설계시 저부에 공기 유입구멍을 만들어서 ,주둥이부에 장착한 에어리스 압축펌프를 압축하거나 손으로 용기를 압축시 공기 주입구멍을 통하여 내측층과 외측층 사이에 공기가 들어가서 유연한 소재로 구성된 내측 필름층을 압축하게되고,그 결과 내측층에 담긴 용기의 내용물을 완전히 추출하는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도면1:접착제층 부여 도면
접착제층을 처리한 용기 도면으로서 용기내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣을때 내측 필름의 불균일한 찌그러짐에 의해 내용물이 전량 추출되지 않는것을 해결하기위해 내측 필름층을 외측용기층에 접착제를 사용하여 2∼5mm 정도의 폭을 가진 라인(line) 형태로 접착시킴
도면2:용기 저부의 물림부 도면
저부의 파팅라인을 따라 높이1∼5mm, 두께0.1∼0.5mm가 되도록 일정한 간격 으로 배열하여 내부층의 필름을 외측층에 강고히 결합시켜서 저부에서 내층필름을 잡아줌으로서 용기내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣 어서 내용물을 토출시 내부 필름의 딸려옴에 의한 전량 토출 제약을 해결하는 구 조를 가지며, 저부에서 공기를 유입해야하므로 물림부를 일정한 간격으로 제거한 구조임.
이하 실시예를 들어 본 발명의 구체적인 예를 설명한다.
이중 구조를 가진 잔량 방지 용기를 제조시 상호 분리력이 우수한 다른 화학 성분의 수지를 용기 외측층과 내측층에 사용하며 ,외측층에 사용하는 수지는 용기의 형태 안정성과 용도를 고려하여 폴리올레핀계의 수지를 사용하고,내측층 수지는 카프로락탐 , 헥사메틸렌 및 아디픽산의 폴리축합 또는 가수분해중합으로 제조된 수지인 굽힘탄성율 3,000㎏/㎠인 PA6/PA66 코폴리머를 사용하며, PA6/PA66 코폴리머의 중량비율은 5/5인것을 사용한다.
용기내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층사이에 공기를 불어넣을때 내측 필름층의 불균일한 찌그러짐에 의해 내용물이 전량 추출되지 않는것을 방지하기위해 브로우 성형시 접착제를 사용하여 3mm폭으로 내측용기층을 외측용기층에 부분적으로 접착하여 고정시키며,접착층은 용기의 주입구 부분과 측면부분을 도면1과 같이 선 형태(또는 라인 형태)로 부착한다.
또한, 금형 제작시 용기의 저부가 내측층의 필름을 잡아줘서 외측층 용기에 고정시킬수있도록 물림부를 만들어 주며 물림부는 그림 2와 같이 저부의 파팅라인을 따라 높이2mm, 두께0.2mm 가 되도록 일정한 간격으로 배열하여 내측층의 필름을 외측층에 강고히 결합시켜서 저부에서 내측층 필름을 잡아줌으로서 용기 내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣어서 내용물을 토출시 내부 필름의 딸려옴에 의한 전량 토출 제약을 해결하였다.
상기의 방법중 내측 필름층을 외측 용기층에 결합시키는 물림부는 ,압축시 저부에서 내측필름층과 외측 용기층 사이로 공기를 유입하기 위해 물림부를 부분적으로 제거했다.
물성 평가 결과는 표1과 같다.
(비교실시예1)
이중 구조를 가진 잔량 방지 용기를 제조시 상호 분리력이 우수한 다른 화학 성분의 수지를 용기 외측층과 내측층에 사용하되 내측층 수지를 카프로락탐 , 헥 사메틸렌 및 아디픽산의 폴리축합 또는 가수분해중합으로 제조된 수지인 굽힘탄성 율 10,000㎏/㎠인 PA66 를 사용하고,용기내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣을때 내측 필름층의 불균일한 찌그러짐에 의해 내용물이 전 량 추출되지 않는것을 방지하기위해 내측용기를 외측용기층에 부분적으로 접착시 키는 접착제를 브로우 성형시 사용하지 않은것 외에는 실시예1과 동일하게 제조했 으며 물성을 평가한 결과는 표1과 같다.
(비교실시예2)
용기의 외측층 저부가 내측층의 필름을 잡아줘서 외측층 용기에 고정시켜서 용기 내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣어서 내용물 을 토출시 내부 필름의 딸려옴에 의한 전량 토출 제약을 해결하기위한 용기저부의 물림부를 금형 제작시 만들지 않은것 외에는 실시예1과 동일하게 제조했으며 물성을 평가한 결과는 표1과 같다.
(비교 실시예3)
용기의 외측층 저부가 내측층의 필름을 잡아줘서 내측 필름층을 외측층 용기에 고정시킴으로서 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣어서 내용물을 토출시 내부 필름의 딸려옴에 의한 전량 토출 제약을 해결하기위해 용기 저부에 물림부를 제조하되, 용기 저부로 공기가 유입되도록 물림부를 일정한 간격으로 제거하지 않은것외에는 실시예1과 동일하게 제조했으며 물성을 평가한 결과는 표1과 같다.
물성 평가 결과
구분 단위 실시예1 비교실시예1 비교실시예2 비교실시예3
용기내용물
잔량율
% 0.05 2.5 1.5 70
내측 필름층
압력손실
Mpa 0 0 0 0
내측 필름층
압축 상태
- 균일하게
압축됨
찌그러진 형태로 압축됨 용기 저부가
딸려서 올라옴
압축되지
않음
내측 필름층
두께 균일성
% ±2 ±5 ±5 ±2
용기 두께
균일성
% ±2 ±3 ±2 ±3
*시험방법은 용기내용물 잔량율은 KSL ISO 8106, 내측 필름층 압력손실은 KSB 6750,내측 필름층 압축상태는 육안평가,내측 필름층 두께 균일성은 전자현미경,용기 두께 균일성은 magnetic thickness gauge 로 측정했다.
부호의 설명
해당사항 없음

Claims (4)

  1. 이중 구조를 가진 잔량 방지 용기를 제조시 상호 분리력이 우수한 다른 화학 성분의 수지를 용기 외측층과 내측층에 사용하며, 에어리스 압축펌프나 손으로 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣을때 내측 필름층의 불균일한 찌그러짐에 의해 내용물이 전량 추출되지 않는것을 방지 하기위해 내측 필름층을 외측용기층에 부분적으로 접착하여 고정시켜서 내측 필름층을 균일하게 수축시킬 수 있도록 소형 실린더를 구비한 성형기와 다이 헤드(die head)를 사용하며,용기의 저부에는 금형 설계시 물림부를 제작하여 내측층의 필름을 잡아줘서 외측층 용기에 고정시킴으로서 용기내용물을 추출 하기 위해 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣어서 내용물을 토출시 내부 필름의 딸려옴에 의한 전량 토출 제약을 해결하며, 용기 구조를 설계시 물림부를 부분적으로 제거하여 압축펌프로 압축하거나 손으로 눌러서 가압시 용기 저부로 공기가 흡입되도록한 잔량방지 용기의 제조방법.
  2. 청구항 제1항에 있어서 외측층에 사용하는 수지는 용기의 형태 안정성이 우수한 폴리올레핀계의 수지를 사용하고,내측층 수지는 카프로락탐 , 헥사메틸렌 및 아디픽산의 폴리축합 또는 가수분해중합으로 제조된 수지인 PA6/PA66 코폴리머를 사용하며,내측층 수지는 굽힘탄성율이 1,000∼5,000㎏/㎠ 범위이고, PA6/PA66 코폴리머의 PA6/PA66의 중량 비율이 2∼4/6∼8의 범위인 것을 특징으로 하는 특허청구 제1항 기재의 방법

  3. 청구항 제1항에 있어서 용기 저부의 내측층의 필름을 잡아줘서 외측층 용기에 고정시키는 물림부를 저부의 파팅라인을 따라 높이1∼5mm, 두께0.1∼0.5mm 가 되도록 일정한 간격으로 배열함으로서 내부층의 필름을 외측층에 강고히 결합시켜서 저부에서 내층 필름을 잡아줌으로서 용기내용물을 추출하기 위해 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣어서 내용물을 토출시 내부 필름의 딸려옴에 의한 전량 토출 제약을 해결할 수 있도록하는 것을 특징으로하는 특허청구 제1항 기재의 방법

  4. 청구항 제1항에 있어서 금형설계시 용기의 저부에 물림부를 제작하여 내측층의 필름을 잡아줘서 외측층 용기에 고정시킬때 저부로 공기가 유입되도록 물림부를 부분적으로 제거함으로서 내측층과 외측층 사이에 공기를 불어넣어서 내용물을 토출시 내부 필름의 딸려옴에 의한 전량 토출 제약을 해결하면서도, 압축펌프로 압축하거나 손으로 눌러서 가압시 용기 저부로 공기가 흡입되도록한 잔량방지 용기의 제조방법.


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