KR20220162076A - 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1);와
슬리브(2)로 구성된 열융착 튜브용기(100)를 구현하기 위한 열원으로, 히터 유니트(10); 또는 고주파 유니트(20)를 적용하는 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.
슬리브(2)로 구성된 열융착 튜브용기(100)를 구현하기 위한 열원으로, 히터 유니트(10); 또는 고주파 유니트(20)를 적용하는 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 열융착 공법 튜브용기를 제조하기 위한 제조장치 및 그 운용방법에 관한 것으로, 튜브용기를 제조할 때에 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부와 슬리브(sleeve)를 열로 가열, 결합되는 것을 구현하기 위한 열원으로 히터 유니트 또는 고주파 유니트 제조장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.
일반적으로 치약, 화장품 등은 튜브용기 내에 내용물이 충진되어 사용되는데, 이러한 튜브용기는 원통형으로 성형한 슬리브와 별도로 사출 성형된 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부를 접합하여 튜브용기를 제조하거나, 슬리브와 사출성형으로 목부를 구성하는 방식이 적용되고 있다. 상기와 같이 사출성형 공법으로 튜브용기를 제조하면 생산성이 낮아 생산 비용이 높고, 튜브용기 이용 중에 캡 연결부위 즉 목부와 캡 사이에 이물질이 발생하여 비위생적이 되거나 아동들의 경우에는 캡을 풀어서 삼키는 안전문제가 유발되거나 캡을 분실하는 경우가 많다는 문제가 있다. 그리고, 슬리브를 구성하는 필름도 금속을 포함하는 다층의 ABL이나 플라스틱으로 구성된 다층의 PBL이나 PE나 KRAFT PAPER가 구성된 다층의 종이 필름 등 다양하게 사용되고 있다.
상기 튜브용기의 한 부품인 슬리브를 구성하는 필름의 종류에 따라서 튜브를 제조하는 방법이 결정되어져 고주파 융착 방법이나 사출성형 방법이나 열풍 융착 방법 등 전용설비를 구비해야 하고 특히 사출 성형 공법은 생산성이 낮은 문제도 야기되고 있다. 특히 열풍 융착 방법은 외관이 미려하지 않아 디자인에 영향을 미치는 문제도 있다. 그리고, 단일 재질로 튜브용기를 구성하는 어려움이 있어 PE, PP, ALUMIUM 등이 혼합 포함되어 있어서 재활용이 불가능하다.
최근에는 폐기되는 플라스틱 용기로 인하여 환경 문제가 대두되어 포장재 재질·구조 등급표시 기준[환경부고시 제2021-57호] 이 2021년 3월 24일부터 시행되고 있다. 이 법률의 제1조(목적) 이 고시는「자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률」(이하 "법"이라 한다) 제9조의3 및 같은 법 시행규칙(이하 "규칙"이라 한다) 제3조의4에 따라 법 제16조제1항에 따른 재활용의무생산자(이하 "의무생산자"라 한다)가 포장재 재질·구조 평가결과를 표시함에 있어 필요한 사항을 규정하며, 제2조(적용대상) 「자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률 시행령」(이하 "영"이라 한다) 제18조제1호부터 제3호까지에 따른 재활용의무대상 포장재를 대상으로 하는데, 제4조(평가결과 표시 기준 및 방법) 의무생산자는 평가결과를 다음 각 호의 기준과 방법에 따라 표시하여야 하는데, 1항에는 평가결과에 따라 "재활용 최우수", "재활용 우수", "재활용 보통", "재활용 어려움" 중 1가지를 표기하여야 하고, 2항에는 표시 대상 제품·포장재의 표면 한 곳 이상에 인쇄 또는 각인을 하거나 라벨을 부착하는 방법으로 표시하여야 하지만, 제5조(평가결과 표시의 적용예외) 규칙 제3조의4제1항 단서에서 "환경부장관이 정하여 고시하는 경우"란, 1항 평가결과 "재활용 최우수", "재활용 우수", "재활용 보통" 등급을 받은 포장재와 3항 "재활용 어려움"등급을 받은 포장재 중 제품의 기능에 장애 발생 등이 우려되어 재질·구조 변경이 어려운 경우로서 다음 각 목에 해당하는 경우로 영 제18조제1호에 따른 종이팩 중 알루미늄박이 부착된 종이팩 등으로 제정되어 시행되고 있어서 1항 평가결과 "재활용 최우수", "재활용 우수", "재활용 보통" 등급을 받은 포장재로 선정받기 위하여 단일 재질의 포장용기로 제조할 필요성이 대두되었다.
본 발명은 튜브용기의 한 부품인 슬리브를 구성하는 필름의 종류에 따라서 튜브를 제조하는 방법이 결정되어져 고주파 융착 방법이나 사출성형 방법이나 열풍 융착 방법 등 전용설비를 구비해야 하고 특히 사출 성형 공법은 생산성이 낮은 문제와 사회적으로 문제가 되고 있는 자원의 재활용에 관하여 포장재 재질·구조 등급표시 기준[환경부고시 제2021-57호] 제4조 1항 평가결과 "재활용 최우수", "재활용 우수", "재활용 보통" 등급을 받은 포장재로 선정받기 위하여 단일 재질의 포장용기로 할 필요성이 대두되었다.
본 발명은 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부와; 금속을 포함하는 다층의 ABL이나 플라스틱으로 구성된 다층의 PBL이나 PE나 KRAFT PAPER가 구성된 다층의 종이 필름 등으로 구성된 슬리브를 열융착 공법으로 결합하기 위한 열원으로 히터 또는 고주파를 활용하는 것을 특징으로 포함하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.
상기 메틸로센 촉매 또는 지글러-나타 촉매 중 어느 하나를 이용하여 중합한 폴리에틸렌으로 구성된 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부를 고정하기 위하여 맨드럴(mandrel)에 삽입하고, ABL(alumium barrier laminated)이나 PBL(plastic barrier laminated)이나 PE(polyethylene) 또는 KRAFT PAPER로 구성된 슬리브를 맨드럴에 삽입되어 고정된 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부에 슬리브를 삽입하여 고정시키고, 슬리브(2)와 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1) 상부에 열원 유니트를 씌워 가압을 하면 1차로 슬리브(2)가 가열, 용융 상태로 유지되며, 2차로 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 테두리 접합부가 가열, 용융되면서 결합이 된다. 이 때 1차 슬리브(2), 2차 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 테두리 접합부가 용융되는 순서가 매우 중요하다. 왜냐하면 용융되는 순서가 변경되거나 동시에 용융이 되면 1차로 용융된 슬리브(2)가 수축되며 주름이 지는 접합부를 평평하게 유지시켜줄 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 테두리 접합부가 견고하지 못해서 용융되어 결합된 상태에서 외관이 미려하지 못하는 불량이 발생하게 된다. 상기와 같은 원인으로 열원으로 열풍 융착하는 공법은 외관이 미려하지 못하는 불량이 발생한다.
상기의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)에서 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트는 소비자에게 미사용을 입증하고 미 개봉을 입증하기 위하여 토출구에 리드실이 융착된 원터치 캡이 힌지로 목부와 일체로 구성된 디자인의 뚜껑이나 원터치 캡이 힌지로 목부와 일체로 구성되고 힌지의 타단에 원터치 캡과 목부가 연결된 디자인의 뚜껑을 포함하고 있다.
상기 열원으로 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)가 적용되는데 튜브용기의 접합부 형상으로 구성된 히터 네스트(13) 또는 고주파 네스트(23)(nest)를 260도에 320도 정도로 가열하여 융착 한다. 상기와 같이 네스트가 고온을 유지하면서 열 용착이 되면 접합되는 시간은 1초 정도 마무리되어 사출성형 공법으로 제조하는 공법에 비해서 매우 높은 생산성을 획득할 수 있다.
상기 히터 유니트(10)에는 권장 사양으로 히터와 온도센서가 일체로 결합된 카트리지 히터(12)가 중앙에 위치하고 일단에 히터 네스트(13)가 구비되고 타단에는 열 손실을 차단하고 히터 네스트(13)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 히터 용융 덧살 발생부(11-1)를 포함하는 열 차폐 판(11)이 구비되고, 히터 네스트(13)의 전면부에는 슬리브(2)를 안내하기 위한 히터 슬리브 안내판(14)으로 구성되어 있다. 특히 히터 네스트(13) 표면은 고온에서도 용융된 플라스틱이 붙지 않도록 코팅이 되어 있는데 코팅 재질은 테프론 또는 세라믹이 적용되고 있고, 코팅면의 공극을 줄이기 위해 그라핀 파우더를 0.1% 정도 혼합하여 코팅하는 것을 특징으로 한다.
상기 고주파 유니트(20)에는 고주파 발생기 내부로 고주파 네스트(23)가 구비되어 고주파 발생기(21)에 의해 순간적으로 고온으로 가열된다. 상기 고주파 네스트(23) 상부에는 가열된 고주파 네스트(23)가 열 손실을 차단하고 고주파 네스트(23)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 고주파 용융 덧살 발생부(22-1)를 포함하는 정지판(22)이 구비되고, 가열된 고주파 네스트(23)를 냉각하기 위한 냉각판(25)이 고주파 네스트(23) 타단에 구비되어 있고, 고주파 네스트(23)와 냉각판(25) 사이에는 슬리브를 안내하기 위한 고주파 슬리브 안내판(24)이 구비되어 있다. 특히 고주파 유니트(20)의 고주파 네스트(23) 표면에도 히터 유니트(10)의 히터 네스트(13) 표면과 동일하게 고온에서도 용융된 플라스틱이 붙지 않도록 코팅이 되어 있는데 코팅 재질은 테프론 또는 세라믹이 적용되고 있고, 코팅면의 공극을 줄이기 위해 그라핀 파우더를 0.1% 정도 혼합하여 코팅하는 것을 특징으로 한다.
상기 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)의 열원으로 1차 슬리브(2)를 가열하고 2차 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)를 가열하는데 1차 슬리브(2)의 접합 부위를 제외한 부위를 열의 영향으로부터 이격시키기 위해 히터용 슬리브 안내판(14) 또는 고주파용 슬리브 안내판(24)의 내경은 다음과 같은 조건을 충족해야 한다.
A < B < C
< 범례 >
A : 슬리브 외경
B : 히터용 슬리브 안내판의 내경 또는 고주파용 슬리브 안내판의 내경
C : 히터 네스트 내경 또는 고주파 네스트 내경
즉, 히터용 슬리브 안내판(14) 또는 고주파용 슬리브 안내판(24)은 슬리브(2)를 안내하여 히터 네스트(13) 또는 고주파 네스트(23) 내부로 안내하는 기능을 수행하기 위해 히터용 슬리브 안내판(14)의 내경 또는 고주파용 슬리브 안내판(24)의 내경이 슬리브(2)의 외경보다 커야 하고, 일단 슬리브(2)가 히터용 슬리브 안내판(14) 또는 고주파용 슬리브 안내판(24)의 내부를 통과한 이후에는 히터 네스트(13) 내경 또는 고주파 네스트(23) 내경에 의해 안내되어야 할 이유가 없고 접합부위를 제외한 부위의 히터 네스트(13) 내경 또는 고주파 네스트(23) 내경이 커야 열의 영향으로 멀어져서 열융착이 완성된 튜브용기의 외관이 열에 의한 영향에서 배제되어 미려한 열융착 튜브용기(100)를 획득할 수 있다.
또한, 열융착 공정에서 열 손실을 차단하고 히터 네스트(13)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 히터 용융 덧살 발생부(11-1)를 포함하는 열 차폐 판(11)과 히터 네스트(13) 사이에 생성된 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 또는 열 손실을 차단하고 고주파 네스트(23)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 고주파 용융 덧살 발생부(22-1)를 포함하는 정지판(22)과 고주파 네스트(23) 사이에 생성된 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 열융착 공정 이후의 냉각 공정에서 냉각 유니트(30)에 삽입하고 냉각 유니트(30)을 가압하여 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 냉각 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-3)의 냉각 공정 이후에 생성된 슬리브 덮개(1-3-1)로 변형시켜 열융착 공정 이후의 슬리브(2-2)의 융착부 테두리와 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 융착 테두리를 덮어 씌워 열융착 튜브용기(100)의 밀폐 능력을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
상기 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)은 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)와 슬리브(2)가 열융착하는 과정에서 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1) 및 슬리브(2)가 용융되면 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)를 가압하는 힘에 의해 히터 용융 덧살 발생부(11-1) 또는 고주파 용융 덧살 발생부(22-1) 공간에 생성이 된다.
본 발명은 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)를 다양한 종류의 슬리브(2)에 열융착으로 접합하여 열융착 튜브 용기(100)를 제조하기 때문에 튜브용기 생산비용이 절감되고, 제조 공정이 효율적이며, 생산성이 향상된다. 특히, 사출 성형으로 목부를 형성하는 공법에 비교하여 생산성이 매우 높고, 생산 환경을 청결하게 유지할 수 있어서 근로자의 복지 향상도 도모할 수 있다.
특히, PBL(plastic barrier laminated)이나 PE(polyethylene)로 구성된 슬리브(2)는 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)가 열융착으로 접합되기 때문에 이용 중에 캡이 분실될 염려가 없으며, 캡 위치가 일정하여 이용에 편리성을 제공할 수 있고, 단일 재질로 구성되기에 100% 재활용이 가능하여 포장재 재질·구조 등급표시 기준[환경부고시 제2021-57호] 제4조 1항 평가결과 "재활용 최우수"등급을 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 히터 유니트의 조립도.
도 2는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 고주파 유니트의 조립도.
도 3은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열풍 공법으로 융착된 튜브용기의 실 사진.
도 4는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부에서 뚜껑이 개방된 실 사진.
도 5는 기존의 공법인 열풍 공법으로 제작, 융착되어 주름진 실 사진.
도 6은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 열융착 공정의 튜브용기 부품 구성도.
도 7는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 공정에 따라 변형되는 원터치 캡 상태도.
도 8는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 공정에 따라 변형되는 슬리브 상태도.
도 9은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 열융착 공정 및 냉각 공정에 따라 변형되는 열융착 튜브용기 상태도.
도 10는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 히터 유니트의 구성도.
도 11는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 히터 유니트 내부에서 열융착이 완료된 열융착 튜브용기 상태도.
도 12는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 고주파 유니트의 구성도.
도 13는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 고주파 유니트 내부에서 열융착이 완료된 열융착 튜브용기 상태도.
도 14는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 냉각 공정의 냉각 유니트 조립도.
도 15는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 냉각 공정의 냉각 유니트 내부에서 냉각이 완료된 열융착 튜브용기 상태도.
도 16은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구성하는 슬리브의 PBL필름 분석도.
도 17은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구성하는 슬리브의 종이필름 분석도.
도 2는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 고주파 유니트의 조립도.
도 3은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열풍 공법으로 융착된 튜브용기의 실 사진.
도 4는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부에서 뚜껑이 개방된 실 사진.
도 5는 기존의 공법인 열풍 공법으로 제작, 융착되어 주름진 실 사진.
도 6은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 열융착 공정의 튜브용기 부품 구성도.
도 7는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 공정에 따라 변형되는 원터치 캡 상태도.
도 8는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 공정에 따라 변형되는 슬리브 상태도.
도 9은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 열융착 공정 및 냉각 공정에 따라 변형되는 열융착 튜브용기 상태도.
도 10는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 히터 유니트의 구성도.
도 11는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 히터 유니트 내부에서 열융착이 완료된 열융착 튜브용기 상태도.
도 12는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 고주파 유니트의 구성도.
도 13는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 고주파 유니트 내부에서 열융착이 완료된 열융착 튜브용기 상태도.
도 14는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 냉각 공정의 냉각 유니트 조립도.
도 15는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 냉각 공정의 냉각 유니트 내부에서 냉각이 완료된 열융착 튜브용기 상태도.
도 16은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구성하는 슬리브의 PBL필름 분석도.
도 17은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구성하는 슬리브의 종이필름 분석도.
이하, 본 발명의 실시 사례를 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 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 히터 유니트의 조립도이고, 도 2는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 고주파 유니트의 조립도이고, 도 3은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열풍 공법으로 융착된 튜브용기의 실 사진이고, 도 4는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부에서 뚜껑이 개방된 실 사진이고, 도 5는 기존의 공법인 열풍 공법으로 제작, 융착되어 주름진 실 사진이고, 도 6은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 열융착 공정의 튜브용기 부품 구성도이고, 도 7는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 공정에 따라 변형되는 원터치 캡 상태도이고, 도 8는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 공정에 따라 변형되는 슬리브 상태도이고, 도 9은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 열융착 공정 및 냉각 공정에 따라 변형되는 열융착 튜브용기 상태도이고, 도 10는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 히터 유니트의 구성도이고, 도 11는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 히터 유니트 내부에서 열융착이 완료된 열융착 튜브용기 상태도이고, 도 12는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 고주파 유니트의 구성도이고, 도 13는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 열원인 고주파 유니트 내부에서 열융착이 완료된 열융착 튜브용기 상태도이고, 도 14는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 냉각 공정의 냉각 유니트 조립도이고, 도 15는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 냉각 공정의 냉각 유니트 내부에서 냉각이 완료된 열융착 튜브용기 상태도이고, 도 16은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구성하는 슬리브의 PBL필름 분석도이고, 도 17은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구성하는 슬리브의 종이필름 분석도를 나타낸다.
도 1과 도 2 및 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명인 열융착 튜브용기 제조 장치인 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)로 구현된 열융착 튜브용기(100)는 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)와 슬리브(2)를 열로 융착 구성된다.
원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)는 뚜껑이 없는 순수한 목부나 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트는 소비자에게 미사용을 입증하고 미 개봉을 입증하기 위하여 토출구에 리드실이 융착된 원터치 캡이 힌지로 목부와 일체로 구성된 디자인의 뚜껑이나 원터치 캡이 힌지로 목부와 일체로 구성되고 힌지의 타단에 원터치 캡과 목부가 연결된 디자인의 뚜껑을 포함하고 있다.
원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)는 메탈로센(metallocene) 촉매 또는 지글러-나타(zeigler-natta) 촉매, 폴리에틸렌(polythylene)을 이용하여 구성할 수 있는데, 일예로 메탈로센 촉매 또는지글러-나타 촉매를 이용하여 중합한 폴리에틸렌으로 된 단일 소재를 이용할 수 있으며, 폴리에틸렌은 저밀도(LDPE) 또는 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)을 혼합하여 사용할 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.
한편, 슬리브(2)는 내용물이 담기는 공간이며, 슬리브(2)를 구성하는 필름은 ABL(alumium barrier laminated)이나 PBL(plastic barrier laminated)이나 PE(polyethylene) 또는 KRAFT PAPER 등으로 이루어져 있다.
도 16은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기(100)를 구성하는 슬리브(2)의 PBL필름 분석도를 참고하면, 특히, 폴리에틸렌 재질의 구성된 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)와 열융착으로 결합되어 분리 수거되면 단일 재질로 재사용이 가능한 PBL(plastic barrier laminated)은 폴리에틸렌(200,220)과 EVOH(210)를 적용하여 구성될 수 있는데, 폴리에틸렌(200)과 폴리에틸렌(220) 사이에 EVOH(210)를 위치하도록 하여 PBL(plastic barrier layer)의 기능을 ABL(alumium barrier laminated)이 갖고 있는 기능을 대체할 수 있도록 구성할 수 있다. 즉, 상기 EVOH(210)는 에틸렌과 비닐알코올을 공중합하여 얻는 열가소성 수지로, EVOH수지라고도 하는데, 가스를 차단하는 성질, 내약품성, 표면광택성이 뛰어나고 강성이 매우 크며, 주로 식품의 포장용기로 쓰인다.
가스배리어성(가스를 차단하는 성질), 내약품성, 표면광택성이 뛰어나고 강성이 매우 커서 알루미늄을 대체할 수 있다.
특히, 도 17은 슬리브(2)를 구성하는 종이 필름은 플라스틱을 줄이고자 하는 일환으로 플리스틱 층 대신 종이 필름을 슬리브(2)로 적용하고 있다.
도 5는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열풍 공법으로 융착된 튜브용기의 접합부위가 주름진 실제 사진이다.
도 5를 참조하면, 튜브용기를 제조하는 한 공법으로 열풍으로 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)와 슬리브(2)의 접합부위를 고온의 바람으로 가열, 2개의 구성품을 용융시켜 융착시키는데 슬리브(2) 상부가 좁혀지며 주름이 발생하는데 주름을 펴줄 수 있는 다소 딱딱한 부위가 없어서 융착 이후에도 튜브용기의 접합부위에 주름이 그대로 노출되는 점이 실제 사진을 통하여 검증되고 있다.
상기 열융착 튜브용기(100)를 구현하는데 열원으로 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)가 적용되는데 열융착 튜브용기(100)의 접합부 형상으로 구성된 각각의 히터 네스트(13) 또는 고주파 네스트(23)(nest)를 260도에 320도 정도로 가열하여 열융착 한다.
상기와 같이 히터 네스트(13) 또는 고주파 네스트(23)가 고온을 유지하면서 열 용착이 되면 접합되는 시간은 1초 정도 마무리되어 사출성형 공법으로 제조하는 공법에 비해서 매우 높은 생산성을 획득할 수 있다.
도 6, 도 7, 도 8, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기를 구현하기 위한 열융착 공정의 튜브용기 부품들이 열융착 공정과 냉각 공정이 진행되면서 형상이 변형되어 밀폐 능력이 매우 우수한 열융착 튜브용기로 변화하는 형태를 나타낸다.
상기 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)는 열융착 공정에서 본 발명인 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)의 열원에 의해 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하는 형태로 변형이 되고, 냉각 유니트(30)에 의하여 냉각 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-3)의 냉각 공정 이후에 생성된 슬리브 덮개(1-3-1)로 최종 변형되어 열융착 공정 이후의 슬리브(2-2)의 융착부 테두리와 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 융착 테두리를 덮어 씌워 열융착 튜브용기(100)의 밀폐 능력을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
도 10은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기(100)의 공법을 구현하기 위한 히터 유니트(10) 구성도이고, 도 11는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기(100)를 구현하기 위한 히터 유니트(10)에서 열융착 튜브용기(100)가 열융착된 상태도이다.
도 12는 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기(100)의 공법을 구현하기 위한 고주파 유니트(20) 구성도이고, 도 13은 본 발명의 일실시 사례에 의한 열융착 튜브용기(100)를 구현하기 위한 고주파 유니트(20)에서 열융착 튜브용기(100)가 열융착된 상태도이다. 도 14는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 냉각 공정의 냉각 유나트 조립도이고, 도 15는 본 발명의 일실시 사례인 열융착 튜브용기를 구현하는 냉각 공정의 냉각 유니트 내부에서 냉각이 완료된 열융착 튜브용기 상태도이다.
우선 상기 히터 유니트(10)로 열융착하는 공법을 기술한다. 상기 히터 유니트(10)에는 권장 사양으로 히터와 온도센서가 일체로 결합된 카트리지 히터(12)가 중앙에 위치하고 일단에 히터 네스트(13)가 구비되고 타단에는 열 손실을 차단하고 히터 네스트(13)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 히터 용융 덧살 발생부(11-1)를 포함하는 열 차폐 판(11)이 구비되고, 히터 네스트(13)의 전면부에는 슬리브(2)를 안내하기 위한 히터 슬리브 안내판(14)으로 구성되어 있다. 특히 히터 네스트(13) 표면은 고온에서도 용융된 플라스틱이 붙지 않도록 코팅이 되어 있는데 코팅 재질은 테프론 또는 세라믹이 적용되고 있고, 코팅면의 공극을 줄이기 위해 그라핀 파우더를 0.1% 정도 혼합하여 코팅하는 것을 특징으로 한다.
상기 고주파 유니트(20)에는 고주파 발생기 내부로 고주파 네스트(23)가 구비되어 고주파 발생기(21)에 의해 순간적으로 고온으로 가열된다. 상기 고주파 네스트(23) 상부에는 가열된 고주파 네스트(23)가 열 손실을 차단하고 고주파 네스트(23)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 고주파 용융 덧살 발생부(22-1)를 포함하는 정지판(22)이 구비되고, 가열된 고주파 네스트(23)를 냉각하기 위한 냉각판(25)이 고주파 네스트(23) 타단에 구비되어 있고, 고주파 네스트(23)와 냉각판(25) 사이에는 슬리브를 안내하기 위한 고주파 슬리브 안내판(24)이 구비되어 있다. 특히 고주파 유니트(20)의 고주파 네스트(23) 표면에도 히터 유니트(10)의 히터 네스트(13) 표면과 동일하게 고온에서도 용융된 플라스틱이 붙지 않도록 코팅이 되어 있는데 코팅 재질은 테프론 또는 세라믹이 적용되고 있고, 코팅면의 공극을 줄이기 위해 그라핀 파우더를 0.1% 정도 혼합하여 코팅하는 것을 특징으로 한다.
상기 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)의 열원으로 1차 슬리브(2)를 가열하고 2차 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)를 가열하는데 1차 슬리브(2)의 접합 부위를 제외한 부위를 열의 영향으로부터 이격시키기 위해 히터용 슬리브 안내판(14) 또는 고주파용 슬리브 안내판(24)의 내경은 다음과 같은 조건을 충족해야 한다.
A < B < C
< 범례 >
A : 슬리브 외경
B : 히터용 슬리브 안내판의 내경 또는 고주파용 슬리브 안내판의 내경
C : 히터 네스트 내경 또는 고주파 네스트 내경
즉, 히터용 슬리브 안내판(14) 또는 고주파용 슬리브 안내판(24)은 슬리브(2)를 안내하여 히터 네스트(13) 또는 고주파 네스트(23) 내부로 안내하는 기능을 수행하기 위해 히터용 슬리브 안내판(14)의 내경 또는 고주파용 슬리브 안내판(24)의 내경이 슬리브(2)의 외경보다 커야 하고, 일단 슬리브(2)가 히터용 슬리브 안내판(14) 또는 고주파용 슬리브 안내판(24)의 내부를 통과한 이후에는 히터 네스트(13) 내경 또는 고주파 네스트(23) 내경에 의해 안내되어야 할 이유가 없고 접합부위를 제외한 부위의 히터 네스트(13) 내경 또는 고주파 네스트(23) 내경이 커야 열의 영향으로 멀어져서 열융착이 완성된 튜브용기의 외관이 열에 의한 영향에서 배제되어 미려한 열융착 튜브용기(100)를 획득할 수 있다.
또한, 열융착 공정에서 열 손실을 차단하고 히터 네스트(13)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 히터 용융 덧살 발생부(11-1)를 포함하는 열 차폐 판(11)과 히터 네스트(13) 사이에 생성된 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 또는 열 손실을 차단하고 고주파 네스트(23)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 고주파 용융 덧살 발생부(22-1)를 포함하는 정지판(22)과 고주파 네스트(23) 사이에 생성된 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 열융착 공정 이후의 냉각 공정에서 냉각 유니트(30)에 삽입하고 냉각 유니트(30)을 가압하여 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 냉각 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-3)의 냉각 공정 이후에 생성된 슬리브 덮개(1-3-1)로 변형시켜 열융착 공정 이후의 슬리브(2-2)의 융착부 테두리와 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 융착 테두리를 덮어 씌워 열융착 튜브용기(100)의 밀폐 능력을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
상기 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)은 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)와 슬리브(2)가 열융착하는 과정에서 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1) 및 슬리브(2)가 용융되면 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)를 가압하는 힘에 의해 히터 용융 덧살 발생부(11-1) 또는 고주파 용융 덧살 발생부(22-1) 공간에 생성이 된다.
상기와 같이 조립된 히터 유니트(10) 내부로 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)와 슬리브(2)를 삽입하여 접합부위를 열로 용융시켜 압력을 가하여 융착하면, 열융착 튜브용기(100)가 완성된다.
앞서 서술한 내용이지만 동일하게 순간적으로 슬리브(2)와 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1) 상부에 열원을 씌워 가압을 하면 1차로 슬리브(2)가 가열, 용융 상태로 유지되며, 2차로 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 테두리 접합부가 가열, 용융되면서 결합이 된다. 이 때 1차 슬리브(2), 2차 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 테두리 접합부가 용융되는 순서가 매우 중요하다.
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.
1: 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부
1-2: 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부
1-2-1: 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살
1-3: 냉각 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부
1-3-1: 냉각 공정 이후에 생성된 슬리브 덮개
2: 슬리브 2-2: 열융착 공정 이후의 슬리브
10: 히터 유니트 11: 열 차폐판
11-1: 히터 용융 덧살 발생부 12: 히터
13: 히터 네스트 14: 히터용 슬리브 안내판
20: 고주파 유니트 21: 고주파 발생기
22: 정지판 22-1: 고주파 용융 덧살 발생부
23: 고주파 네스트 24: 고주파용 슬리브 안내판
25: 냉각판 30: 냉각 유니트
100:열융착 튜브용기
1-2: 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부
1-2-1: 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살
1-3: 냉각 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부
1-3-1: 냉각 공정 이후에 생성된 슬리브 덮개
2: 슬리브 2-2: 열융착 공정 이후의 슬리브
10: 히터 유니트 11: 열 차폐판
11-1: 히터 용융 덧살 발생부 12: 히터
13: 히터 네스트 14: 히터용 슬리브 안내판
20: 고주파 유니트 21: 고주파 발생기
22: 정지판 22-1: 고주파 용융 덧살 발생부
23: 고주파 네스트 24: 고주파용 슬리브 안내판
25: 냉각판 30: 냉각 유니트
100:열융착 튜브용기
Claims (8)
- 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1);와
슬리브(2)로 구성된 열융착 튜브용기(100)를 구현하기 위한 열원으로, 히터 유니트(10); 또는 고주파 유니트(20)가 구성하는 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법. - 제1항에 있어서,
상기 히터 유니트(10)는 권장 사양으로 히터와 온도센서가 일체로 결합된 카트리지 히터(12)가 중앙에 위치하고 일단에 히터 네스트(13)가 구비되고 타단에는 열 손실을 차단하고 히터 네스트(13)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 히터 용융 덧살 발생부(11-1)를 포함하는 열 차폐 판(11)이 구비되고, 히터 네스트(13)의 전면부에는 슬리브(2)를 안내하기 위한 히터 슬리브 안내판(14)이 구성되는 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법. - 제1항 및 2항에 있어서,
상기 히터 네스트(13) 표면은 고온에서도 용융된 플라스틱이 붙지 않도록 코팅이 되어 있는데 코팅 재질은 테프론 또는 세라믹이 적용되고 있고, 코팅면의 공극을 줄이기 위해 그라핀 파우더를 0.1% 정도 혼합하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법. - 제1항 및 2항에 있어서,
상기 고주파 유니트(20)에는 고주파 발생기 내부로 고주파 네스트(23)가 구비되어 고주파 발생기(21)에 의해 순간적으로 고온으로 가열된다.
상기 고주파 네스트(23) 상부에는 가열된 고주파 네스트(23)의 열 손실을 차단하고 고주파 네스트(23)가 설정된 깊이 이상으로 침투하지 못하도록 차단하고 열융착 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-2)의 테두리 부위에 솟아오르는 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 구성하기 위한 고주파 용융 덧살 발생부(22-1)를 포함하는 정지판(22)이 구비되고, 가열된 고주파 네스트(23)를 냉각하기 위한 냉각판(25)이 고주파 네스트(23) 타단에 구비되어 있고, 고주파 네스트(23)와 냉각판(25) 사이에는 슬리브를 안내하기 위한 고주파 슬리브 안내판(24)이 구성되는 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법. - 제1항 및 2항에 있어서,
상기 고주파 네스트(23) 표면은 고온에서도 용융된 플라스틱이 붙지 않도록 코팅이 되어 있는데 코팅 재질은 테프론 또는 세라믹이 적용되고 있고, 코팅면의 공극을 줄이기 위해 그라핀 파우더를 0.1% 정도 혼합하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법. - 제 1항 및 제 2항에 있어서,
열원으로 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)가 적용되는데 1차로 슬리브(2)가 가열, 용융 상태로 유지되며, 2차로 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 테두리 접합부가 가열, 용융되는 순서로 설정한 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법. - 제1항에 있어서,
상기 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)에서 각 구성 요소들의 규격을 설정하는데 있어서 아래의 조건으로 구성하는 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법.
< 아 래 >
A < B < C
< 범례 >
A : 슬리브 외경
B : 히터용 슬리브 안내판의 내경 또는 고주파용 슬리브 안내판의 내경
C : 히터 네스트 내경 또는 고주파 네스트 내경 - 상기 히터 유니트(10) 또는 고주파 유니트(20)의 열융착 공정 이후에 냉각 유니트(30)로 열융착 공정 이후에 생성된 용융 덧살(1-2-1)을 냉각 공정 이후의 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1-3)의 냉각 공정 이후에 생성된 슬리브 덮개(1-3-1)로 변형시켜 열융착 공정 이후의 슬리브(2-2)의 융착부 테두리와 원터치 캡을 포함하는 목부 유니트 또는 목부(1)의 융착 테두리를 덮어 씌워 열융착 튜브용기(100)의 밀폐 능력을 향상시키는 것을 특징으로 하는 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210069623 | 2021-05-30 | ||
| KR20210069623 | 2021-05-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220162076A true KR20220162076A (ko) | 2022-12-07 |
Family
ID=84441292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220065438A KR20220162076A (ko) | 2021-05-30 | 2022-05-27 | 열융착 튜브용기 제조장치 및 그 운용방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220162076A (ko) |
-
2022
- 2022-05-27 KR KR1020220065438A patent/KR20220162076A/ko unknown
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