KR20220011269A

KR20220011269A - 숄더 ＆ 원터치 캡용 플라스틱 조성물

Info

Publication number: KR20220011269A
Application number: KR1020200089944A
Authority: KR
Inventors: 육진수
Original assignee: 육진수
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2022-01-28

Abstract

본 발명은 숄더 & 원터치 캡 일체형 튜브 용기의 주요 부품인 숄더 & 원터치 캡의 주요 플라스틱 원료에 있어서,
메틸로센 촉매 또는 지글러-나타 촉매 중 어느 하나를 이용하여 중합한 메틸로센 폴리에틸렌과 폴리에틸렌을 혼합하거나 중간밀도 폴리에틸렌(MDPE)과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 숄더 & 원터치 캡용 플라스틱 조성물에 관한 것이다.

Description

숄더 ＆ 원터치 캡용 플라스틱 조성물{plastic resin for shoulder ＆ one touch cap}

본 발명은 튜브 용기를 구성하는 주요 부품인 숄더 & 원터치 캡을 제조하기에 적합한 플라스틱 조성물에 관한 것이다

일반적으로 치약, 화장품 등은 튜브 용기 내에 내용물이 충진 사용되는데, 이러한 튜브 용기는 원통형 또는 타원형으로 성형한 바디와 별도로 사출 성형된 캡 연결 수단을 접합하여 용기 본체를 제조하고, 연결 수단에 체결되는 캡을 별도로 제작한 후 용기 본체에 결합하여 이용한다. 따라서 하나의 튜브 용기를 제작하기 위해서는 튜브, 캡 연결 수단, 캡을 별도로 제조한 후 접합하는 공정을 거치거나, 결합해서 사용해야 된다. 이와 같이 튜브 용기를 제조하면 생산 비용이 높고, 튜브 용기 이용 중에 캡을 분실하는 경우가 많다는 문제가 있다.

본 발명은 튜브 용기의 주요 구성품인 숄더 & 원터치 캡을 제조하기 적합한 플라스틱 조성물에 관한 것으로 초저밀도 폴리에틸렌으로 구성된 다층의 튜브 바디와 접합이 잘 이루어져야 하고, 원터치로 캡이 열리고 닫혀야 함으로 숄더의 목부와 캡을 연결해주는 힌지(hinge)가 수천 번 반복하여 사용하여도 기능을 유지해야 하는 견고하면서도 유연한 플라스틱 원료가 절대적으로 필요하다. 즉, 폴리에틸렌을 기반으로 하는 플라스틱 조성물이 개발되어야 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명인 숄더 & 원터치 캡을 제조하기 위한 플라스틱 조성물은 통상적으로 혼합하여 사용하여야만 한다. 왜냐하면 튜브의 바디와 숄더 & 원터치 캡의 숄더 하부가 접합하기 위하여 바디 재질인 폴리에틸렌을 기반으로 튜브의 형태를 유지해야 함으로 견고해야 하고, 목부와 캡이 힌지(hinge)로 연결되어 있어서 수천 번 사용하여도 파손되지 않아야 함으로 유연해야 하는 유연함과 견고함의 2중적인 재료의 특성을 갖추어야 한다.

일반적으로 튜브 용기는 캡부 및 바디부를 포함하며, 본 발명의 주요 부품인 캡부는 캡, 힌지, 목부 및 숄더부를 포함하여 구성한다.

상기 캡부에서 힌지(hinge)의 상부는 캡의 하부에 연결되며, 힌지(hinge)의 하부는 목부의 상부에 연결된다. 또한, 목부의 하부는 숄더부의 상부에 연결되며, 숄더부의 하부는 바디부의 상부에 고주파 유도 가열 방식으로 연결된다.

상기 캡부는 메탈로센(metallocene) 촉매 또는 지글러-나타(zeigler-natta) 촉매를 활용한 폴리에틸렌(polythylene)을 이용하여 구성할 수 있는데, 일예로 메탈로센 촉매 또는 지글러-나타 촉매를 이용하여 중합한 폴리에틸렌으로 혼합된 소재를 이용할 수 있으며, 폴리에틸렌은 저밀도(LDPE) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 적용할 수 있다.

메탈로센 촉매는 과학적인 촉매 설계와 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 메탈로센 폴리에틸렌과 같이 투명성 및 강도, 신장률 등 열적, 구조적 특성이 우수한다. 이하에서는 메타로센 폴리에틸렌을 이용한 경우에 대해 설명하지만, 지글러-나타 촉매를 사용하여 중합한 폴리에틸렌도 메탈로센 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 5.0~20.5, 메탈로센 폴리에틸렌은 4.0~6.5 정도 된다. 따라서 메탈로센 폴리에틸렌의 낮은 가공성을 보완하고 물성을 충분히 발현하기 위해서는 메탈로센 폴리에틸렌과 폴리에틸렌을 적절한 비율로 혼합하거나, 또는 중간밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌을 혼합하여 사용할 필요가 있으며, 본 발명의 튜브용기는 메탈로센 폴리에틸렌 20~45중량%와 폴리에틸렌 55~80중량%을 혼합하거나, 또는 중간밀도 폴리에틸렌 85~95중량%와 저밀도 폴리에틸렌 15~5중량%을 혼합하여 사용함으로써 유연함과 견고함의 2중적 기능이 필요한 숄더 & 원터치 캡을 제공하고자 한다.

본 발명은 튜브 용기의 주요 부품인 숄더 & 원터치 캡을 제조하기 적합한 플라스틱 수지 원료를 개발하여 숄더 & 원터치 캡과 일체로 접합되는 튜브 용기가 완성됨으로써 생산비용이 절감되고, 제조 공정이 효율적이며, 생산성이 향상된다.

또한, 튜브 용기에 숄더 & 원터치 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 폴리에틸렌이 적절한 비율로 숄더 & 원터치 캡을 구성하기 때문에 숄더 & 원터치 캡과 튜브 바디의 접합이 잘 이루어질 수 있다.

도 1은 종래의 튜브용기를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 숄더 & 원터치 캡의 구성을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 숄더 & 원터치 캡의 구성을 나타내는 단면도.

이하, 본 발명의 실시 예를 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 종래의 튜브용기를 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 종래 튜브용기는 내용물이 저장되는 다층 구조의 라미네이트 시트로 이루어진 바디(100)와, 상기 바디(100)의 상단에 장착되어 내용물을 배출하기 위한 배출구(201)를 갖는 숄더(200)와; 상기 숄더(200)의 배출구(201)로부터 내용물이 배출되는 것을 방지하기 위한 캡(300);으로 이루어지며, 최초 제조된 튜브 용기에는 숄더(200)의 배출구(201)를 밀봉하기 위한 금속 박판(400)이 부착되어 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 종래의 튜브 용기는 통상적으로 압출 합지 방식(통칭 티-다이 방식)으로 다수의 수지를 적층하여 제작된 플랙시블한 라미네이트 시트를 사이드 실링하여 둥근 형태의 바디(100) 부분을 형성하고, 상기 바디(100)를 금형에 삽입하여 그 상단에 배출구(201)를 갖는 숄더(200) 부분을 사출 성형에 의해 형성한 다음, 금속 박판(400)으로 배출구(201) 상단을 완전히 덮도록 리드 실링하고, 숄더(200)에 별도로 성형하여 제작된 캡(300)을 씌운 다음 상기 바디 하단을 통해 내용물을 충진 시켜 밀봉함으로써 제품이 완성된다. 상기 숄더(200)와 캡(300)은 서로 탈, 장착이 가능한 나사결합 혹은 억지끼움에 의하여 결합된다.

이러한 튜브 용기들은 최초 사용할 때 캡(300)을 분리하여 열고, 숄더(200)의 배출구(201)에 부착된 금속 박판(400)을 제거한 후 바디(100) 부분을 눌러 숄더(200)의 배출구(201)를 통해 내용물을 일정분량 배출시켜 사용한 다음, 재사용을 위하여 캡(300)을 다시 결합하여 보관 및 휴대하도록 되어 있다. 한편, 최근에는 인스턴트 제품의 증가로 한번 사용한 후 버리는 것을 목적으로 하는 일회용 튜브 용기의 사용량도 급증하고 있다. 그러나 이러한 일회용 튜브 용기의 경우 그 사용 목적이 일회용임에도 불구하고 전술한 바디(100)와 숄더(200), 캡(300)으로 이루어진 구성을 그대로 사용하고 있기 때문에 제조비용 측면에서 효율적이지 못하여 내용물의 양과 비례한 가격을 제시하지 못한 채 사용자에게 가격부담을 주고 있다. 특히 숄더(200)의 배출구(201)에 금속 박판(400)을 리드 실링 하는 과정은 자동화 공정이 용이하지 못하여 더욱 부담을 가중시키는 원인이 되고 있다.

메탈로센 촉매는 과학적인 촉매 설계와 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 메탈로센 폴리에틸렌과 같이 투명성 및 강도, 신장률 등 열적, 구조적 특성이 우수한다. 이하에서는 메타로센 폴리에틸렌을 이용한 경우에 대해 설명하지만, 지글러-나타 촉매를 사용하여 중합한 폴리에틸렌도 메탈로센 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 5.0~20.5, 메탈로센 폴리에틸렌은 4.0~6.5 정도 된다. 따라서 메탈로센 폴리에틸렌의 낮은 가공성을 보완하고 물성을 충분히 발현하기 위해서는 메탈로센 폴리에틸렌과 폴리에틸렌을 적절한 비율로 혼합하거나, 또는 중간밀도 폴리에틸렌(MDPE)과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 혼합하여 사용할 필요가 있으며, 본 발명의 튜브용기는 메탈로센 폴리에틸렌 20~45중량%와 폴리에틸렌 55~80중량%을 혼합하거나, 또는 중간밀도 폴리에틸렌(MDPE) 85~95중량%와 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 15~5중량%을 혼합하여 사용한다. 메탈로센 폴리에틸렌이 20중량% 미만인 경우에는 인장강도 및 내구성 향상 효과를 충분히 발휘하지 못하며, 45중량%를 초과하여 사용할 경우에는 MI가 낮아져서 가공성이 떨어져 제조할 때 튜브 용기 제조장치(미도시)에서 온도 과부하 현상이 발생할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 숄더 & 원터치 캡의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 숄더 & 원터치 캡의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 상기 캡은 상부와 하부의 크기가 동일하고, 캡의 하부는 목부의 상부에 연결된다. 또한, 목부는 상부와 하부의 크기가 동일하고, 캡과 목부는 동일한 크기일 수 있다. 또한, 목부의 상부에는 물질이 배출되는 배출부의 하부가 연결될 수 있으며, 원터치 캡은 튜브 바디와 접합되어야 하기에 동일한 소재로 구성되어야 한다. 숄더부는 하부가 상부보다 크고, 상부는 목부의 하부와 연결되며, 하부는 목부의 하부보다 크다.

한편, 상기 캡부와 바디부의 접합과정은 성형된 상기 캡부와 바디부를 고주파 전기에너지를 이용하여 접합하는 과정을 포함한다. 일예로 튜브 용기 틀에 캡부와 바디부를 장착한 후 고주파 전기에너지를 공급하면, 상기 캡부의 숄더부와 바디부가 동일한 플라스틱 원료인 폴리에틸렌을 기반으로 접합함으로서 상기 캡부와 바디부를 접합시킬 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 : 바디부 200 : 숄더 & 원터치 캡

Claims

숄더 & 원터치 캡 일체형 튜브 용기의 주요 부품인 숄더 & 원터치 캡의 주요 플라스틱 원료에 있어서,
메탈로센 촉매 또는 지글러-나타 촉매 중 어느 하나를 이용하여 중합한 메탈로센 폴리에틸렌과 폴리에틸렌을 혼합하거나 중간밀도 폴리에틸렌(MDPE)과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 숄더 & 원터치 캡용 플라스틱 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 혼합하는 과정은 상기 메탈로센 폴리에틸렌 20~45중량%와 상기 폴리에틸렌 55~80중량%을 혼합하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 숄더 & 원터치 캡용 플라스틱 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 혼합하는 과정은 상기 중간밀도 폴리에틸렌(MDPE) 85~95중량% 와 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 15~5중량%을 혼합하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 숄더 & 원터치 캡용 플라스틱 조성물.