KR20160021041A - 캡 일체형 튜브용기 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캡 일체형 튜브용기에 관한 것으로, 캡과; 상부가 상기 캡의 하부에 연결되는 힌지와; 상부가 상기 힌지의 하부에 연결되는 목부와; 상부가 상기 목부의 하부에 연결되는 어깨부와; 상기 어깨부 하면으로부터 하방으로 돌출된 적어도 하나의 고정돌기를 포함하는 튜브용기를 제공한다.

Description

캡 일체형 튜브용기 및 그 제조방법{TUBE CONTAINER WITH INTEGRATED CAP AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 캡 일체형 튜브용기 및 캡 일체형 튜브용기 제조방법에 관한 것으로, 튜브용기 제조시에 캡을 포함하는 캡부와 튜브를 접합하여 일체형으로 제조할 수 있는 캡 일체형 튜브용기 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 치약, 화장품 등은 튜브용기 내에 내용물이 충진되어 사용되는데, 이러한 튜브용기는 원통형 또는 타원형으로 성형한 튜브와 별도로 사출 성형된 캡 연결수단을 접합하여 용기본체를 제조하고, 연결수단에 체결되는 캡을 별도로 제작한 후 용기본체에 결합하여 이용한다. 따라서, 하나의 튜브 용기를 제작하기 위해서는 튜브, 캡 연결수단, 캡을 별도로 제조한 후 접합하는 공정을 거치거나, 결합해서 사용해야 된다. 이와 같이 튜브 용기를 제조하면 생산 비용이 높고, 튜브용기 이용 중에 캡을 분실하는 경우가 많다는 문제가 있다.
본 발명은 고주파 전기에너지를 이용하여 캡과 튜브를 접합하여 구성된 캡 일체형 튜브용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 캡을 포함하는 캡부 또는 튜브의 소재를 새롭게 구성한 캡 일체형 튜브용기 및 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 캡과; 상부가 상기 캡의 하부에 연결되는 힌지와; 상부가 상기 힌지의 하부에 연결되는 목부와; 상부가 상기 목부의 하부에 연결되는 어깨부와; 상기 어깨부 측면으로부터 하향으로 돌출된 적어도 하나의 고정돌기를 포함하는 튜브용기에 관한 것이다.
여기서, 캡은 상부와 하부의 크기가 동일하고, 상기 목부는 상부와 하부의 크기가 동일하며, 상기 어깨부는 하부가 상부보다 클 수 있다.
또한, 상부가 상기 어깨부의 하부에 연결되는 바디부를 더 포함하며, 상기 고정돌기는 상기 바디부 내부에 위치할 수 있다.
또한, 하부가 상기 목부의 상부에 연결되며, 상부의 외측이 돌출되어 있고 상면의 외측과 내측 사이에 실링부재의 외측이 위치하도록 상기 실링부재가 결합하는 배출부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 메틸로센 촉매 또는 지글러-나타 촉매 중 어느 하나를 이용하여 중합한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 혼합하는 과정과; 상기 혼합물을 가열하는 과정과; 상기 가열로 인해 용융된 상기 혼합물을 이용하여 캡부를 생성하는 과정과; 상기 캡부와 바디부를 접합하는 과정을 포함하는 튜브용기 제조방법에 관한 것이다.
여기서, 혼합하는 과정은 알루미늄을 첨가하는 과정을 포함할 수 있으며, 상기 알루미늄은 25~35중량%를 첨가할 수 있다.
또한, 알루미늄은 상기 바디부에 상기 알루미늄이 포함되어 있는지 여부에 따라 첨가 여부가 결정될 수 있다.
또한, 혼합하는 과정은 상기 메탈로센 폴리에틸렌 20~45중량% 와 상기 폴리프로필렌 54~79중량%을 혼합하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 가열하는 과정은 복수의 가열부에서 가열하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 가열부는 상기 혼합물이 처음 가열되는 가열부로부터 상기 혼합물이 최종적으로 가열되는 가열부로 갈수록 온도가 증가할 수 있다.
또한, 가열하는 과정은 55~60rpm 의 사출속도로 사출하는 과정을 포함할 수 있으며, 상기 접합하는 과정은 고주파 전기에너지를 이용하여 상기 캡부 또는 상기 바디부 중 적어도 하나에 포함되어 있는 알루미늄을 가열하여 접합하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명은 캡부를 튜브에 접합하여 튜브 용기를 제조하기 때문에 튜브용기 생산비용이 절감되고, 제조 공정이 효율적이며, 생산성이 향상된다.
또한, 튜브용기에 캡이 일체형으로 접합되기 때문에 이용 중에 캡이 분실될 염려가 없으며, 캡 위치가 일정하여 이용에 편리성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 메탈로센 촉매를 이용하여 중합한 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이 적절한 비율로 캡부를 구성하기 때문에 캡부와 바디부의 접합이 잘 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 캡부 또는 바디부 중 어느 하나가 알루미늄을 포함하고 있어, 캡부와 바디부의 접합을 효율적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기의 구성을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기의 상부의 구성을 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기의 배면도.
도 5a및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기의 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 본 발명의 실시예를 도면과 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 튜브용기는 캡부(10) 및 바디부(130)를 포함하며, 캡부(10)는 캡(100), 힌지(110), 목부(120) 및 어깨부(160)를 포함한다.
캡부(10)에서 힌지(110)의 상부는 캡(100)의 하부에 연결되며, 힌지(110)의 하부는 목부(120)의 상부에 연결된다. 또한, 목부(120)의 하부는 어깨부(160)의 상부에 연결되며, 어깨부(160)의 하부는 바디부(130)의 상부에 연결된다.
캡부(10)는 메탈로센(metallocene) 촉매 또는 지글러-나타(zeigler-natta) 촉매, 폴리에틸렌(polythylene), 폴리프로필렌(polypropylene) 및 알루미늄(aluminum)을 이용하여 구성할 수 있는데, 일 예로 메탈로센 촉매 또는 지글러-나타 촉매를 이용하여 중합한 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 알루미늄으로 혼합된 소재를 이용할 수 있으며, 폴리에틸렌은 저밀도(LDPE) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 이용할 수 있다.
메탈로센 촉매는 과학적인 촉매설계와 합성이 가능하고 고분자 구조를 정교하게 조절할 수 있다. 따라서 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리에틸렌(이하, 메탈로센 폴리에틸렌이라 함)은 폴리에틸렌에 비하여 투명성 및 강도, 신장률 등 열적, 구조적 특성이 우수하다. 또한, 지글러-나타 촉매를 사용하여 중합한 폴리에틸렌도 메타로센 폴리에틸렌과 같이 투명성 및 강도, 신장률 등 열적, 구조적 특성이 우수한다. 이하에서는 메타로센 폴리에틸렌을 이용한 경우에 대해 설명하지만, 지글러-나타 촉매를 사용하여 중합한 폴리에틸렌도 메타로센 폴리에틸렌과 동일 또는 유사하게 이용할 수 있다.
메탈로센 폴리에틸렌은 MI(Melt Index)가 낮아서 폴리프로필렌과 잘 섞이지 않는다. MI는 MI(g/min)=extruder된 시료의 무게/측정시간(10min)으로서, MI가 증가할수록 물성은 약해지고, 가공성은 나아지는데, 폴리프로필렌은 3.5~4.0, 폴리에틸렌은 0.75~0.85, 메탈로센 폴리에틸렌은 0.5~0.6 정도된다. 따라서 메탈로센 폴리에틸렌의 낮은 가공성을 보완하고 물성을 충분히 발현하기 위해서는 메탈로센 폴리에틸렌와 폴리프로필렌를 적절한 비율로 혼합하여 사용할 필요가 있으며, 본 발명의 튜브용기는 메탈로센 폴리에틸렌 20~45중량%와 폴리프로필렌 54~79중량%을 혼합하여 이용한다. 메탈로센 폴리에틸렌이 20중량% 미만인 경우에는 인장강도 및 내구성 향상 효과를 충분히 발휘하지 못하며, 45중량%를 초과하여 사용할 경우에는 MI가 낮아져서 가공성이 떨어져 제조시 튜브용기 제조장치(미도시)에서 온도 과부하 현상이 발생할 수 있다.
또한, 캡부(10)는 튜브용기 제조시에 고주파를 이용하여 용이하게 접합하기 위해 알루미늄 25~35중량%를 메탈로센 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 혼합물에 첨가할 수 있으며, 알루미늄 파우더로 첨가할 수 있다. 이때, 알루미늄은 바디부(130)에 알루미늄이 포함되어 있는지 여부에 따라 첨가 여부를 결정할 수 있는데, 일 예로 바디부(130)에 알루미늄이 포함되어 있지 않은 경우에 캡부(10)에 첨가시키고, 바디부(130)에 알루미늄이 포함되어 있는 경우에는 캡부(10)에 첨가시키지 않을 수 있다. 이는 알루미늄에 고주파 전기에너지가 공급되면 알루미늄이 가열되고 이로인해 폴리에틸렌이 용융될 수 있는데, 바디부(130)에 알루미늄이 포함되어 있으면 바디부(130)를 구성하는 폴리에틸렌이 용융되어 캡부(10)와 접합될 수 있고, 바디부(130)에 알루미늄이 포함되어 있지 않으면 캡부(10)에 알루미늄을 첨가하여 캡부(10)에 포함된 폴리에틸렌을 용융시킴으로서 바디부(130)와 접합할 수 있기 때문이다.
한편, 바디부(130)는 물질이 충진되는 곳이며, 바디부(130)에 충진된 물질은 어깨부(160) 및 목부(120)를 거쳐 개방된 캡(100)을 통해 배출된다. 또한, 바디부(130) 하부에는 아이마크(140)가 새겨질 수 있는데, 캡(100)을 개방하기 위해 캡(100) 측면에 연결된 개방돌기(150)는 아이마크(140)와 직선상에 위치하도록 구성될 수 있다.
바디부(130)는 폴리에틸렌과 알루미늄을 이용하여 구성될 수 있는데, 일 예로 폴리에틸렌과 폴리에틸렌 사이에 알루미늄을 위치하도록 구성(aluminum barrier layer)할 수 있으며, 알루미늄 없이 폴리에틸렌으로 구성(plastic barrier layer) 할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 캡(100)은 상부와 하부의 크기가 동일하고, 캡(100)의 하부는 목부(120)의 상부에 연결된다. 또한, 목부(120)는 상부와 하부의 크기가 동일하고, 캡(100)과 목부(120)는 동일한 크기일 수 있다. 또한, 목부(120)의 상부에는 물질이 배출되는 배출부(240)의 하부가 연결될 수 있으며, 배출부(240)는 캡부(10)의 구성으로 캐부(10)와 동일한 소재로 구성될 수 있다.
어깨부(160)는 하부가 상부 보다 크고, 상부는 목부(120)의 하부와 연결되며, 하부는 목부(120)의 하부와 캡(100)의 하부 보다 크다.
여기서, 크기는 너비를 이용할 수 있는데, 일 예로 튜브용기가 원통형인 경우, 캡(100)의 상부와 하부의 반경은 동일하고, 목부(120)의 상부와 하부의 반경은 동일하다. 또한, 어깨부(160)는 하부의 반경이 상부의 반경보다 길며, 어깨부(160) 하부의 반경은 캡(100)의 하부 및 목부(120)의 하부의 반경 보다 길다. 또한, 캡(100)의 하부와 목부(120)의 상부는 반경이 동일하며, 어깨부(160) 하부의 반경이 상부의 반경보다 1.5배 정도 크게 구성할 수 있다.
한편, 어깨부(160) 하면으로부터 바디부(130) 내부로 고정돌기(230)가 구비되는데, 고정돌기(230)는 본 발명의 튜브용기를 제조하는 과정에서 어깨부(160), 목부(120) 및 캡(100)을 포함하는 캡부(10)를 제조장치(미도시)에 고정시키기 위한 것이다. 제조장치(미도시)는 고정홈이 구비되는데, 고정돌기(230)는 고정홈에 결합한다. 고정돌기(230)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있으며, 캡부(10)와 동일한 소재로 구성될 수 있다.
바디부(130)의 상부는 어깨부(160) 하부와 연결되며, 바디부(130)의 상부와 어깨부(160)의 하부는 동일한 크기로 구성할 수 있다. 또한, 바디부(130)는 알루미늄(210)를 포함하여 구성할 수 있는데, 알루미늄(210)을 포함하는 경우, 도 2에 도시된 바와같이 폴리에틸렌(200)과 폴리에틸렌(220) 사이에 알루미늄(210)을 위치하도록 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기의 상부의 구성을 나타내는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기의 배면도이다.
도 3 및 4를 참조하면, 고정돌기(230)가 어깨부(160) 측면으로부터 아래 방향으로 돌출되어 구비되어 있는 것을 알 수 있다. 도 3 및 4에서는 두 개의 고정돌기(230)를 도시하였으나, 하나 또는 둘 이상으로 구비해도 무방하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브 용기의 배출부(240)에 실링(sealing)부재가 결합하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 튜브용기 배출부(240)는 바디부(160)에 충진된 물질을 외부로 배출하며, 캡(100)과 결합하는데 캡(100)이 원터치 방식으로 개폐될 수 있도록 하기 위해 배출부(240)의 상부의 외측(520)은 돌출되어 있으며, 일 예로 캡(100)은 언더컷(undercut) 방식으로 개폐될 수 있다.
또한, 배출부(240)는 배출구(500)의 밀폐력을 향상시키기 위해 실링부재(510)가 열융착 방식 등으로 결합될 수 있으며, 사용자는 배출부(240)에 결합된 실링부재(510)를 제거한 후 물질을 배출시킬 수 있다. 이때, 실링부재(510)는 배출부(240)의 상면의 외측(520)을 벗어나지 않도록 결합되며, 실링부재(510)의 외측이 배출부(240)의 상면의 내측과 외측(520) 사이(530)의 범위안에 위치하도록 결합된다. 이때, 실링부재(510)에는 사용자가 용이하게 실링부재(510)를 제거할 수 있도록 실링부재(510)의 일부가 돌출될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와같이 실링부재(510)의 돌출 부분은 배출부(240)의 상면의 외측(520)을 벗어날 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 의한 튜브용기의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 튜브용기 제조방법은 캡부(10) 성형 과정(300)과 성형된 캡부(10)와 바디부(130)의 접합과정(310)을 포함한다.
먼저, 캡부(10) 성형 과정을 도 6b를 참조하여 살펴보면, 메탈로센 폴리에틸렌 20~45중량%와 폴리프로필렌 54~79중량%을 혼합하고(620), 혼합물을 가열한다(640). 이후, 혼합물을 이용하여 캡부를 생성하는데(650), 이때, 메탈로센 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 혼합한 후 알루미늄 25~35중량%를 첨가할 수 있다(630).
가열하는 과정(640)은 본 발명의 튜브용기 제조장치(미도시)에 포함된 복수의 가열부를 거치면서 가열될 수 있는데 이는 온도를 너무 많이 올리게 되면 혼합물의 탄화현상이 발생하여 물성이 떨어지고, 낮은 온도에서는 혼합물이 잘 녹지 않기 때문에 점진적으로 온도를 올리는 것이 가공성이 낮은 혼합물을 녹이는데 효과적이기 때문이다. 일 예로, 복수의 가열부는 MI가 낮은 메탈로센 폴리에틸렌이 잘 녹을 수 있도록 제1 가열부는 190~210℃, 제2 가열부는 195~215℃, 제3 가열부는 200~220℃, 제4 가열부는 205~225℃, 제5 가열부는 210~230℃, 제6 가열부는 215~235℃로 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 튜브용기 제조장치(미도시)에서의 사출속도는 55~60rpm 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 이는 혼합물이 튜브용기 제조장치(미도시)내에 체류하는 시간을 늘려서 혼합이 잘 되고 잘 녹이기 위함이다. 사출속도가 60rpm 보다 높으면 사출 속도를 빨리 하여 혼합물을 많이 밀어내어야 하므로 수지(혼합물이 용융된 상태)가 굵게 나오고 혼합물의 튜브용기 제조장치(미도시)에서의 체류시간이 짧아지게 되고, 사출 속도가 55rpm 미만인 경우에는 사출 속도가 느리게 되어 공정시간이 늘어나므로 비효율적이기 때문이다. 여기서 사출 속도는 스크류 회전수를 의미하는데, 스크류는 용융된 혼합물을 고압으로 밀어내는 위해 이용된다.
캡부 생성하는 과정(650)은 가열되어 용융된 수지를 캡부(10) 생성을 위한 틀에 넣고 고압으로 처리하는 과정을 포함한다.
한편, 캡부(10)와 바디부(130)의 접합과정(610)은 성형된 캡부(10)와 바디부(130)를 고주파 전기에너지를 이용하여 접합하는 과정을 포함한다. 일 예로 본 발명의 튜브용기 제조장치(미도시)에서 튜브용기 틀에 캡부(10)와 바디부(130)를 장착한 후 고주파 전기에너지를 공급하면, 캡부(10)의 어깨부(160)와 바디부(130)가 접합함으로서 캡부(10)와 바디부(130)를 접합시킬 수 있다. 이때, 바디부(130) 또는 캡부(10)가 폴리에틸렌과 알루미늄을 포함하여 구성된 경우, 고주파 전기에너지로 인해 알루미늄이 가열되고 이로 인해 폴리에틸렌이 용융되어 캡부(10)와 바디부(130)가 접합될 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 캡 110: 힌지
120: 목부 130: 바디부
140: 아이마크 150: 개방돌기
160: 어깨부

Claims (13)

  1. 캡 일체형 튜브용기에 있어서,
    캡과;
    상부가 상기 캡의 하부에 연결되는 힌지와;
    상부가 상기 힌지의 하부에 연결되는 목부와;
    상부가 상기 목부의 하부에 연결되는 어깨부와;
    상기 어깨부 측면으로부터 하향으로 돌출된 적어도 하나의 고정돌기를 포함하는 튜브용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캡은 상부와 하부의 크기가 동일하고,
    상기 목부는 상부와 하부의 크기가 동일하며,
    상기 어깨부는 하부가 상부보다 큰 것을 특징으로 하는 튜브용기.
  3. 제1항에 있어서,
    상부가 상기 어깨부의 하부에 연결되는 바디부를 더 포함하며,
    상기 고정돌기는 상기 바디부 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 튜브용기.
  4. 제1항에 있어서,
    하부가 상기 목부의 상부에 연결되며, 상부의 외측이 돌출되어 있고 상면의 외측과 내측 사이에 실링부재의 외측이 위치하도록 상기 실링부재가 결합하는 배출부를 더 포함하는 튜브용기.
  5. 캡 일체형 튜브용기 제조방법에 있어서,
    메틸로센 촉매 또는 지글러-나타 촉매 중 어느 하나를 이용하여 중합한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 혼합하는 과정과;
    상기 혼합물을 가열하는 과정과;
    상기 가열로 인해 용융된 상기 혼합물을 이용하여 캡부를 생성하는 과정과;
    상기 캡부와 바디부를 접합하는 과정을 포함하는 튜브용기 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 혼합하는 과정은 알루미늄을 첨가하는 과정을 포함하는 튜브용기 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 알루미늄은 25~35중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 튜브용기 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 알루미늄은 상기 바디부에 상기 알루미늄이 포함되어 있는지 여부에 따라 첨가 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 튜브용기 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 혼합하는 과정은 상기 메탈로센 폴리에틸렌 20~45중량% 와 상기 폴리프로필렌 54~79중량%을 혼합하는 과정을 포함하는 튜브용기 제조방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 가열하는 과정은 복수의 가열부에서 가열하는 과정을 포함하는 튜브용기 제조방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 가열부는 상기 혼합물이 처음 가열되는 가열부로부터 상기 혼합물이 최종적으로 가열되는 가열부로 갈수록 온도가 증가하는 것을 특징으로 하는 튜브용기 제조방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 가열하는 과정은 55~60rpm 의 사출속도로 사출하는 과정을 포함하는 튜브용기 제조방법.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 접합하는 과정은 고주파 전기에너지를 이용하여 상기 캡부 또는 상기 바디부 중 적어도 하나에 포함되어 있는 알루미늄을 가열하여 접합하는 과정을 포함하는 튜브용기 제조방법.
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