KR20240019758A - 캔 - Google Patents

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KR20240019758A
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barrier layer
layers
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크리스토프 셔니히
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엔비칸 게엠베하
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Abstract

본 발명은 운반 또는 보관 중에 과압을 가질 수 있거나 그러한 압력을 생성할 수 있는 고체, 액체 및/또는 기체 매체를 포함하는 캔에 관한 것으로, 캔의 원통형 캔 쉘(101)은 주로 종이 또는 판지 재료로 구성되고 적어도 2개의 감긴 층을 포함하며 바닥에서 베이스 요소(4)로 그리고 상부에서 뚜껑 요소(5)로 닫히고, 캔 쉘(101)의 가장 안쪽 층은 캔(1)의 길이방향으로 이어지는 그 자체가 길이방향 이음부를 갖는 똑바로 감긴 장벽 층(102)으로 구성되고, 길이방향 이음부는 길이방향 이음부의 영역에서 장벽 층(102)과 간단히 중첩되는 장벽 층(102)의 필름 층에 의해 내측에서 밀봉되고, 또는 길이방향 이음부는 캔의 길이방향으로 직선으로 이어지는 밀봉 스트립(110)에 의해 밀봉되고, 또는 길이방향 이음부는 두께 증가를 형성하고 종이 또는 판지 재료로 만들어진 감긴 층의 형태로 캔 쉘(101)의 추가 층(103, 104)의 내부 또는 외부 길이방향 가장지리는 두께 증가의 측면을 향한다.

Description

캔
본 발명은 복합 재료로 만들어진 캔 쉘(can shell)을 갖는 내압 캔(pressure-resistant can)에 관한 것이다.
내압 캔은 정압(positive pressure)을 갖는 매체 또는 보관, 운반 또는 사용 중에 이러한 내압을 생성할 수 있는 매체의 포장용 캔이다.
따라서, 본 발명은 유체 용기, 특히 음료 용기에 관한 것이고, 이러한 용기는 또한 탄산 미네랄 워터, 단 음료, 에너지 음료 또는 맥주와 같은 가스 방출 캔 음료에도 사용될 수 있는데, 이는 특수 음료로서 이러한 목적을 위해 압력에 충분히 저항력이 있기 때문이다. 디자인에 따라, 내부 압력이 훨씬 높은 모든 종류의 스프레이 캔에 적합하다. 또한, 본 발명은 이러한 음료 캔을 사용하여 음료 충전을 용이하게 하고, 특히 현장에서 용기들의 캔 충전을 용이하게 하며 필요에 따라 바람직하게는 기존 충전 플랜트(filling plant)로 동시에 이루어지게 생산할 수 있는 기술적 제조 및 물류 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 이 새로운 유체 용기 또는 음료 용기의 도입을 위한 종래의 캔 충전제는 캔 충전 플랜트를 수정할 필요는 없지만, 계속해서 이음부 없이 사용할 수 있다. 그것들 자체 캔 생산이 촉진되고, 이에 필요한 공간은 후속 충전을 위해 빈 알루미늄 캔의 이전에 없어서는 안될 버퍼 저장에 필요한 공간의 작은 부분이다.
패키징 업계에서, 다중 플라이 패키징은 종이 또는 판지 패키징 래퍼(packaging wrapper)를 갖는 것으로 알려져 있으며, 그것의 개별 플라이들은 맨드릴의 길이방향에 대해 직선 또는 비스듬히 감겨져 패키징 쉘의 길이방향으로 연장되는 그 자체와의 조인트 영역들을 가지거나 패키징 쉘의 길이방향을 따라 나선형으로 연장되는, 그 자체와의 조인트 영역들을 가진다. 이들 패키지들은 내부 장벽 층을 가질 수 있으며, 이 장벽은 2개의 가장자리들의 조인트 영역에서 단단한 접힌 이음부(seam)를 가진다. 판지 및 종이 재료들은 일반적으로 층들의 복합 재료로서 사용된다. 그러한 캔 쉘들은 지금까지 일반적인 포장 목적, 예를 들어 세제, 코코아 분말과 같은 분말 포장, 또는 파삭 파삭한 과자(crisp)들과 같은 스낵 용으로 사용되어 왔고, 식품의 경우, 장벽 층은 외부로부터 액체 및 가스의 유입으로부터 식품을 보호하고, 식품 또는 포장 쉘의 내부로부터 액체 및 가스의 유출을 방지한다.
한편, 식품 및 음료용 복합 재료로 만들어진 캔 쉘이 있는 복합 패키지가 많이 있다. 하지만, 그것들은 압축된 매체, 특히 탄산 음료들에 사용되지 않도록 압축 강도 분야에서 그것들의 한계에 도달한다. 비록 예를 들어 WO9959882 A9호 및 EP0101139 A2호와 같은 특허 문헌에는, 탄산 음료용 복합 재료로 제조된 캔 쉘들에 대한 제안들이 있지만, 지금까지 시장에는 그러한 제품이 없었다. 아마도 제안된 캔 쉘들 및/또는 완성된 캔들에서 압축 강도가 충분히 달성될 수 없었거나, 이러한 제안된 캔 쉘들 및/또는 완성된 캔들이 종래의 음료 캔들, 특히 알루미늄 캔들과 경쟁적이지 않았기 때문일 수 있다.
WO9959882 A9호에 기술된 탄산 음료용 패키지들의 단점은 그것들의 특별한 형태이며, 이는 한편으로는 그것들 자체의 충전 및 밀봉 장비를 필요로 하고 다른 한편으로는 소비자들이 친숙한 음료 캔의 형태로부터 벗어난다.
EP0101139 A2호에 기술된 탄산 음료용 패키지들의 단점은 그것들의 특별한 형태이며, 이는 한편으로는 그것들 자체의 충전 및 밀봉 장비를 필요로 하고 다른 한편으로는 소비자들이 친숙한 음료 캔, 특히 바닥과 커버의 영역에서의 형태로부터 벗어난다.
DE202007010192U1호로부터 탄산 음료용 복합 캔이 알려져 있으며, 이 쉘은 주로 종이 또는 판지 재료로 구성되며, 그 벽 두께는 0.5545mm로 주어진다. DE202007010192U1호의 단점은 쉘이 그 자체와 중첩하는 양면에 코팅된 두꺼운 황산염 보드로 구성되어 있다는 점으로, 이는 쉘의 나머지 부분에 비해 매우 넓은 섹션을 생성한다. 또 다른 단점은 라미네이트의 내부 가장자리 및 외부 가장자리의 측면 가장자리가 노출되어, 따라서 예를 들어 테이프에 의해 추가로 밀봉되어야 한다는 것이다.
WO2012155890A1호에서는, 복합 재료로 제조된 쉘을 갖는 탄산 음료 패키지가 기술되며, 여기서 쉘은 주로 종이 또는 판지 재료로 구성된다. 그러한 캔의 복합 쉘의 쉘 두께(또는 층 두께)는 0.5㎜와 0.8㎜ 사이에 있고, 장벽 필름의 두께는 50㎛와 120㎛ 사이에 있다. WO2012155890A1호의 단점은 전체 라미네이트가 자체적으로 겹치므로, 나머지 쉘과 비교하여 섹션이 매우 널리 퍼져 있다는 것이다. 또 다른 단점은 라미네이트의 내부 가장자리 및 외부 가장자리의 측면 가장자리가 노출되어, 예를 들어 테이프에 의해 추가로 밀봉되어야 한다는 것이다.
US3687351 A1호에서 탄산 음료용 복합 캔이 알려져 있으며, 그 쉘은 주로 종이 또는 판지 재료로 구성되고, 그 쉘 두께는 약 0.48㎜인데, 이는 층 구조가 대략 25㎛ 층 두께를 갖는 두꺼운 알루미늄 층을 포함한다는 점에서 불리하다.
US4642252호는 복합 쉘들을 갖는 탄산 음료 패키징을 기술하며, 여기서 쉘은 주로 종이 또는 판지 재료로 제조될 수 있다. 도 1, 도 8 및 도 9에 따른 전형적인 실시예의 쉘 두께는 각각의 경우에 약 900㎛, 즉 0.9㎜이다. US4642252호의 단점은 가장 안쪽 층, 즉 장벽 층이 나선형으로 감기고 이는 그것의 접힌 이음부의 길이를 증가시킨다는 점이다.
US4766019호에서는 여러 층의 플라스틱 층으로 만들어진 쉘을 갖는 탄산 음료들용의 캔이 제안되어 있다. 쉘의 쉘 두께(또는 층 두께)는 하나의 전형적인 실시 예에서 22mils, 즉 대략 0.56 mm이다. US 4766019호에서 플라스틱 쉘을 기존의 알루미늄 덮개로 닫을 수 있도록 쉘 두께는 30mils(0.762mm)보다 작아야 한다고 명시되어 있다. 단점은 쉘이 완전히 플라스틱으로 만들어져 지속 가능성이 적다는 것이다. US4766019호에서의 가장 안쪽 장벽 층은 맨드릴 상에서 돌출된다.
US4181239A호는 또한 플라스틱 쉘을 갖는 캔을 보여주고 이 경우 그러한 캔 쉘이 완전히 플라스틱 층들로 구성된다는 것이 단점이다. US4181239A호에서는 그러한 쉘 두께가 85㎛와 770㎛ 사이, 바람직하게는 100㎛와 400㎛ 사이에 있어야 한다고 명시되어 있다.
종래 기술로부터, 캔 쉘이 종래의 알루미늄 캔들의 표준 알루미늄 캔 커버들로 여전히 닫힐 수 있도록 특정 두께를 초과해서는 안된다는 것이 인식되어 왔다는 것이 명백하다. 두 번째로, 적어도 여러개의 감긴 개별 층들의 캔 쉘들에서, 캔 쉘은 원주에 걸친 그것의 층 두께에서 임의의 큰 편차를 나타내지 않아야 한다는 것이 명백히 인식되었다. 이를 달성하기 위해, 최내부 층은 얇은 플라스틱 필름 또는 다른 플라스틱 필름들 및 가능하면 알루미늄 호일의 라미네이트로서 설계되며, 이는 US4181239A호, US4766019호 및 US4642252호에서 얻을 수 있다. US4642252호에서는 또한 플라스틱 필름들의 장벽 라미네이트 및 알루미늄 호일의 나선형 접힌 이음부가 중간 종이 층에 의해 적층되는 것이 제공된다.
US2020189791A1호는 운반 또는 보관 중에 과압을 갖거나 이러한 과압을 생기게 하는 액체 및/또는 기체 매체를 함유하는 캔을 개시하고, 캔의 원통형 캔 슬리브는 주로 종이 또는 판지 재료로 구성되어 바닥에서 바닥 요소로 그리고 상단에서 뚜껑으로 닫히고, 캔은 적어도 5bar의 내부 압력을 견디고, 캔 슬리브의 가장 안쪽 층은 그 자체로 캔가 길이방향으로 이어지는 접힌 이음부를 갖는 똑바로 감긴 장벽 층으로 구성되며, 이 장벽 층은 내부 확산-기밀 장벽 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트와 외부 크라프트 지(kraft paper) 층의 미리 제조된 라미네이트이다.
감긴 개별 층들로 만들어진 종이 또는 판지 복합 캔들의 경우, 개별 층들, 즉 플라스틱 필름의 장벽 라미네이트와 선택적으로 알루미늄 호일 및 가압 매체, 특히 탄산 음료들을 위한 패키징으로 사용하기 위한 종이 또는 판지 재료의 후속 층들 사이의 유지(hold)는 특히 접힌 이음부의 영역에서 불충분할 수 있는 단점이 있는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 목적은 가압 매체, 특히 탄산 음료용 캔을 위한 복합 재료로 만들어진 시판 가능한 캔 쉘을 더 개선하는 것이며, 이러한 캔 쉘은 그러한 매체의 지배적이거나 가능한 내부 압력을 신뢰 가능하게 견딜 수 있고 주로 종이 또는 판지 재료로 구성된다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 일 실시예에서, 캔은 운반 또는 보관 중에 정압(positive pressure)을 가질수 있거나 그러한 정압을 생성할 수 있는 고체, 액체 및/또는 기체 매체를 함유하는 것을 제안하고, 그러한 캔의 원통형 캔 쉘은 주로 종이 또는 판지 재료로 구성되고 적어도 2개의 감긴 층들을 포함하고 바닥에서 바닥 요소로 그리고 상부에서 커버 요소로 닫히고, 캔 쉘의 가장 안쪽 층은 캔의 길이방향으로 이어지는 그 자체가 길이방향 이음부를 포함하는 똑바로 감기는(straight-wound) 장벽 층(barrier layer)으로 구성되고, 장벽 층은 다음 옵션들 중 하나에 의해 밀봉된다:
- 길이방향 이음부는 길이방향 이음부의 영역에서 장벽 층(102)과 간단히 중첩되는 장벽 층의 필름 층에 의해 내측에서 밀봉되고, 또는
- 길이방향 이음부는 캔의 길이방향으로 직선으로 이어지는 밀봉 스트립에 의해 밀봉되고, 또는
- 길이방향 이음부는 접힌 이음부이고 종이 또는 판지 재료의 감긴 층의 형태로 캔 쉘의 추가 층의 내부 또는 외부 길이방향 가장지리는 접힌 이음부로 인한 두께 증가의 측면(flank)을 향한다.
목적을 달성하기 위해, 추가 실시예에서 캔은 운반 또는 보관 중에 과압(overpressure)을 가질 수 있거나 그러한 압력을 생성할 수 있는 고체, 액체 및/또는 기체 매체를 함유하는 것을 제한하고, 그러한 캔의 원통형 캔 쉘은 주로 종이 또는 판지 재료로 만들어지고, 캔 쉘은 내부에서 장벽 층을 그리고 외부에서 장벽 층을 가지며 그 사이에서 종이 또는 판지 재료의 적어도 2개의 감긴 중간 층들을 포함하고 바닥에서 바닥 요소로 그리고 상부에서 커버 요소로 닫히고, 캔 쉘의 가장 안쪽 층은 캔의 길이방향으로 이어지는 그 자체가 길이방향 이음부를 갖는 똑바로 감긴 장벽 층으로 구성되고, 길이방향 이음부는 층 구조에서 두께 증가를 형성하고, 중간 층들 중 적어도 하나의 내부 또는 외부 길이방향 가장자리는 길이방향 이음부로 인한 두께 증가의 측면을 향한다.
일 실시예는 캔 쉘의 추가 층들 중 적어도 하나의 내부 길이방향 가장자리가 길이방향 이음부로 인한 두께 증가의 측면을 향하고, 이러한 층의 외부 길이방향 가장자리가 이러한 층의 내부 길이방향 가장자리와 중첩되는 것을 제공한다.
일 실시예는 캔 쉘의 다른 층들 중 적어도 두 개의 내부 길이방향 가장자리들이 길이방향 이음부로 인한 두께 증가의 측면을 각각 향하고 각각의 층의 외부 길이방향 가장자리가 이러한 층의 내부 길이방향 가장자리와 중첩되는 것을 제공한다.
일 실시예는 장벽 층이 내부 확산-기밀 필름(inner diffusion-tight film) 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트 및 판지 또는 종이 또는 크라프트지(kraft paper)의 외부 층으로 만들어진 라미네이트(laminate)이고, 장벽 층은 길이방향 이음부의 영역에서 장벽 층의 제2 가장지리 영역과 중첩하는 제1 가장자리 영역을 갖는 것을 제공한다.
일 실시예는 장벽 층이 제1 가장자리 영역에서 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트 및 판지 또는 종이 또는 크라프트지의 외부 층을 포함하고, 제1 가장자리 영역의 내부 가장자리는 밀봉 스트립에 의해 밀봉되는 것을 제공한다.
일 실시예는 제1 가장지리 영역에서 또는 적어도 제1 가장지리 영역의 외부 영역에서 장벽 층이 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트만으로 구성되고, 제1 가장지리 영역의 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트는 제2 가장자리 영역의 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트에 부착되는 것을 제공한다.
일 실시예는 장벽 층이 제2 가장자리 영역에서 또는 적어도 제2 가장자리 영역의 외부 영역에서 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층으로만 구성되는 것을 제공한다.
일 실시예는 장벽 층의 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층이 그 자체로 중첩하지 않는 것을 제공한다.
일 실시예는 장벽 층의 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층이 그 자체로 중첩하는 것을 제공한다.
일 실시예는 캔의 길이방향으로 이어지는 장벽 층의 길이방향 이음부가 두께 증가를 갖고, 종이 또는 판지 재료의 감긴 층의 형태로 캔 쉘의 층의 내부 또는 외부 길이방향 가장자리가 장벽 층을 따라 두께 증가의 측면을 향하는 것을 제공한다.
일 실시예는 캔의 길이방향으로 이어지는 장벽 층의 길이방향 이음부가 두께 증가를 가지며, 종이 또는 판지 재료의 감긴 층의 형태로 캔 쉘의 후속 층이 장벽 층 주위에 배열되어 길이방향 이음부에 의해 야기된 두께 증가가 상기 후속 층에 또한 존재하고, 종이 또는 판지 재료의 감긴 층의 형태로 후속하는 층을 따르는 캔 쉘의 다음 후속 층의 내부 또는 외부 길이방향 가장자리가 두께 증가의 측면을 향하는 것을 제공한다.
일 실시예는 캔 쉘의 2개의 후속하는 층들 중 하나의 양쪽 길이방향 가장자리들이 두께 증가의 두 반대편 측면들을 향하는 것을 제공한다.
일 실시예는 캔 쉘의 2개의 후속하는 층들 중 적어도 하나의 두 길이방향 가장자리들의 외부가 동일 층의 두 길이방향 가장자리들의 내부와 중첩되는 것을 제공한다.
일 실시예는 캔 쉘의 2개의 후속하는 층들은 각각 그 자체와 주첩되고 두께의 감소 없이 그 자체와 중첩되는 영역에 존재하며, 각각의 층의 내부 길이방향 가장지리는 두께 증가의 측면을 향하는 것을 제공한다.
일 실시예는 장벽 층 자체가 하나 이상의 필름 층으로 구성되고 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층을 갖지 않고, 장벽 층은 길이방향 이음부의 영역에서 그 자체와 간단히 중첩되는 것을 제공한다.
일 실시예에서는 장벽 층이 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트와 판지 또는 종이 또는 크라프트지의 외부 층의 라미네이트이고, 장벽 층의 두 가장자리들은 길이방향 이음부의 영역에서 맞대기 조인트(butt joint)를 형성하도록 만나고 맞대기 조인트의 영역은 밀봉 스트립에 의해 밀봉되는 것을 제공한다.
일 실시예는 장벽 층이 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트와 판지 또는 종이 또는 크라프트지의 외부 층의 라미네이트이고, 확산-기밀 필름 또는 장벽 라미네이트의 적어도 하나의 필름 층 중 어느 하나가 판지 또는 종이 또는 크라프지 층의 내부 절단 가장자리 주위에 U 형상으로 형성되고 또는 밀봉 스트립이 장벽 층의 내부 절단 가장자리 주위에 U형상으로 배치되는 것을 제공한다.
일 실시예에서, 장벽 층은 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트와 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 외부 층의 라미네이트이고, 종이 또는 판지 재료의 적어도 하나의 추가 층이 장벽 층 주위에 존재하고, 장벽 층의 판지 또는 종이 표면들과 서로에 대해 놓이는 종이 또는 판지 재료의 추가 감긴 층이 서로 직접 부착되고, 특히 접착되는 것을 제안한다.
장벽 층이 필름 및 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 라미네이트로 형성된다면, 인장력들이 판지 또는 종이, 특히 크라프트지에 의해 소산되기 때문에 필름은 길이방향 이음부의 중접 영역에서 특히 완화되고, 직선 이음부로 인해 인장력들은 원주 방향으로 양호하게 작용하고, 가장 안쪽 층 또는 장벽 층의 나선형 감김의 경우와 같이 캔의 길이방향으로 추가적인 힘들이 도입되지 않는다.
가장 안쪽 층이 바깥쪽에 종이 재료로 구성되고 그 다음 층은 종이 재료로 만들어진다면, 이들 2개의 종이 재료들은 서로 직접 부착, 특히 접착될 수 있어서 접착제가 그러한 종이 재료의 섬유들로 양 측면들에서 침투할 수 있고, 따라서 하나의 종이 층의 섬유들은 접착제에 의해 다른 종이 층의 섬유들에 직접 접합된다. 이것의 장점은 특히 견고한 유지(firm hold)이며, 이는 종이 재료들 사이에 플라스틱의 장벽 층이 존재하는 경우에는 이러한 방식으로는 달성할 수 없다.
장벽 층은 바람직하게는 0.060㎜ 내지 0.145㎜의 층 두께를 가진다. 장벽 층의 프래프트지 층은 바람직하게는 0.065㎜ 내지 0.090㎜의 층 두께를 가진다. 장벽 층의 크라프트지 층은 바람직하게는 적어도 4.0kN/m의 인장 강도(MD) 및 적어도 2kN/m의 인장 강도(CD)를 갖는다. 바람직하게, 확산-기밀 장벽 필름 또는 확산-기밀 장벽 라미네이트는 0.033mm 내지 0.055mm의 층 두께를 갖는다.
바람직하게, 장벽 라미네이트는 하나의 알루미늄 층과 적어도 2개의 플라스틱 층들을 포함하고, 그러한 알루미늄 층은 2개의 플라스틱 층들 사이에 존재한다.
바람직하게, 서로 별개로 감긴 적어도 2개의 추가 판지 또는 종이, 특히 크라프트지 층들이 장벽 층 위에 배치된다.
캔은 바람직하게는 적어도 5bar의 내부 압력을 견딘다.
적어도 바람직하한 실시예에서, 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 적어도 2개의 층들은 그들 스스로 겹치지 않거나, 또는 그 자체와 중첩 영역에서 감소된 두께를 갖는 적어도 하나의 가장자리 영역을 갖지 않는다.
바람직하게는, 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 추가 층들 증 적어도 2개의 각각의 층 두께는 각각의 경우에 140㎛ 내지 175㎛의 범위로부터 선택된다. 크라프트지 층들의 크라프트지들의 각각의 인장 강도는 바람직하게는 적어도 10kN/m(MD) 및 적어도 5kN/m(CD)이다.
바람직하게는, 추가 크라프트지 층들 및/또는 종이 또는 판지 재료의 추가 층들은 각각 길이방향으로 감긴다. 바람직하게는, 그들의 조인트 또는 중첩 영역들은 상이한 주변 영역들에 배치되거나, 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 2개의 층들의 서로 향하는 조인트 가장자리들은 바람직하게는 서로로부터 오프셋된다.
바람직하게는, 장벽 층과 인접하는 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 층의 조인트 또는 중첩 영역은 그러한 장벽 층의 길이방향 이음부에 대해 오프셋된다.
바람직하게는, 캔은 외부 밀봉 층이 예를 들어, 필름, 라미네이트, 또는 코팅지로서 존재할 수 있는 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 층들에 외부적으로 적용된 외부 밀봉 층을 가진다. 바람직하게는, 장벽 층, 바람직하게는 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 적어도 2개의 추가 층들과, 바람직하게는 또한 외부 밀봉층은 중공 튜브를 연속석으로 형성하기 위해 감는 시스템으로 처리되고, 이로부터 개별 중공 실린더들이 잘려진다.
대안적으로, 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 적어도 2개의 층들의 최외곽은 감기 전에 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 층과 장벽 필름의 라미네이트로서 이미 존재할 수 있고, 이 경우 장벽 필름은 감김이 일어난 후 복합 캔 쉘의 외측에 놓인다.
복합 캔 쉘의 외측 상의 외부 장벽 필름 또는 외부 밀봉 층은 수분이 캔 쉘로부터 빠져 나가지만 외부로부터 캔 쉘 내로 수분이 들어가는 것을 허용하지 않는 반투과성 필름일 수 있다.
복합 캔 쉘의 외측 상의 외부 장벽 필름 또는 외부 밀봉 층의 재료는 재활용 가능하거나 재생 가능한 PE, 생분해성 PE, EVOH 또는 다른 공지된 장벽 재료들일 수 있다.
대안적인 일 실시예에서, 외부 밀봉층은 개별 중공 몸체의 절단 후에만 부착된다. 이는 외측 상에서 습기 기밀 재료(moisture-tight material)의 튜브형 슬리브(tubular sleeve)를 개별 중공 몸체들 위로 당겨서 그들을 그들에 고정시켜 수행할 수 있다. 바람직하게는, 수축 필름으로 형성된 수축 튜브(shrink tube)는 원통형 중공 몸체 위로 당겨지고 캔 쉘 상으로 열 및 이와 관련된 직경 감소에 의해 형성된다. 바람직하게는, 중공 몸체의 2개의 절단 가장자리(cut edge)들은 튜브형 슬리브로 덮여 있어 습기가 그 내로 침투할 수 없다. 쉘 또는 수축 튜브의 배치는 개별 중공 몸체의 2개의 단부 부분들이 외측까지 형성되기 전에 양호하게 수행된다. 중공 몸체에 대한 슬리브 또는 수축 튜브의 접착 또는 핏팅(fitting)은 중공 몸체의 단부 부분들의 외향 굽힘 전 또는 중에 실행될 수 있다. 그러나, 중공 몸체 상에 슬리브의 배치 또는 내향 회전은 개별 중공 몸체의 두 단부 부분들이 외측에 형성된 후에 실행된다.
튜브형 슬리브를 갖는 중공 몸체의 절단 가장자리를 덮는 것은 튜브형 슬리브가 절단 가장자리 주위를 중공 몸체의 내부로 감싸는 것을 포함한다. 튜브형 슬리브는 바람직하게는 양 단부들에서 중공 몸체의 내부로 적어도 3mm, 특히 적어도 4mm 돌출된다. 양호하게는, 튜브형 슬리브는 중공 본체 내부의 중첩하는 영역에서 장벽 층 또는 장벽 라미네이트에 용접될 수 있다.
튜브형 슬리브는 플라스틱 필름을 포함하거나 플라스틱 필름으로 구성된다. 플라스틱 필름은 폴리올레핀으로 구성되는 것이 바람직하다.
튜브형 슬리브는 수축 슬리브(shrink sleeve) 또는 신축 슬리브(stretch sleeve)일 수 있다.
튜브형 슬리브 아래에 배치된 중공 몸체의 종이 층은 바람직하게는 인쇄된다. 인쇄는 이 종이 층이 감기기 전에 적용될 수 있거나, 또는 감겨진 후에 감는 기계의 맨드릴 상에서 무한 튜브(endless tube)에 이미 적용되거나 개별 중공 몸체에서 무한 튜브가 절단된 후 튜브 몸체에 적용될 수 있다. 그러나, 인쇄는 튜브형 슬리브의 내측 및/또는 외측에 배치될 수도 있다.
튜브형 슬리브는 바람직하게는 무한 튜브로부터 절단되는 개별 중공 몸체의 운송 경로의 단부에서 거의 또는 완전히 건조된 중공 몸체에 부착된다. 중공 몸체는 운송 경로를 따라 연속적으로 이동하는 것이 바람직하다. 건조 디바이스는 운송 경로를 따라 배열되거나, 운송 경로는 적어도 하나의 건조 디바이스를 통과할 수 있다. 덜 바람직하게는, 중공 몸체는 예를 들어 건조 디바이스에서 충분히 건조될 때까지 일시적으로 보관될 수 있다.
그 후, 튜브형 슬리브는 길이방향으로 하나 이상의 중공 몸체 위로 당겨지거나, 또는 하나 이상의 중공 몸체는 길이방향으로 튜브형 슬리브 안으로 밀려 들어간다. 튜브형 슬리브는 양쪽 단부들에서 각 캔 쉘을 넘어서 돌출하고 안쪽으로 접혀서 캔 쉘의 장벽 층(내부 라이너)에 접착되거나 바람직하게는 용접된다. 튜브형 슬리브들은 개별적으로 또는 연속 튜브로 공급될 수 있고, 이 경우 연속 튜브는 각각의 캔 쉘 다음 위치에 하나 이상의 캔 쉘을 삽입한 후 절단된다.
개별 중공 몸체들이 잘라 내어진 후, 외부 밀봉 층은 또한 이들을 코팅함으로써 또는 필름으로 감쌈으로써 적용될 수 있고, 이 경우 중공 몸체들의 2개의 절단된 가장자리들은 바람직하게는 코팅 또는 필름으로 덮힌다.
개별 중공 몸체들의 절단 후 외부 밀봉층을 적용하는 것은 만약 사용된 재료들로 인해, 특히 접착제와 그것의 도포량으로 인해, 층 구조의 외부가 감는 시스템에 이미 밀봉되어 있는 경우, 중공 몸체의 2개의 절단 가장자리들 위의 층 구조는 충분히 건조되지 않을 것이라는 점에서 특히 양호하다.
필름의 형태로 외부 장벽 층에 대한 대안으로, 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 적어도 2개의 층들의 가장 바깥쪽은 감기 전에 나중의 외부측에서 예를 들면 페인트와 같은 장벽 재료로 일측 상에 이미 코팅될 수 있다.
덜 바람직하게, 페인트와 같은 장벽 재료는 생산 후 중공 튜브의 외측이나 분리된 중공 실린더에 적용될 수 있다.
예를 들면, 페인트로서는 수성 폴리머 코팅 또는 UV 페인트가 사용될 수 있다.
바람직하게, 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 층들의 종이 재료가 노출되는 개별 중공 실린더들의 절단된 가장자리들은, 예를 들어 테이프 또는 필름을 도포하거나 페인트, 방수 접착제(waterproof glue), 또는 액체 플라스틱과 같은 장벽 재료로 코팅함으로써 밀봉된다. 특히 바람직하게는, 절단된 가장자리들은 함침(impregnation)에 의해, 즉 절단 가장자리들에서 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 층의 섬유 매트릭스 내로 침투하거나 다소 흡입되는 액체를 적용하여 판지 또는 종이, 특히 크라프트지에 액체 저항성 가장자리 영역을 형성함으로써 밀봉된다. 그러한 함침은 또한 캔의 최외곽 층이 하나의(겹치는 경우) 또는 2개의(맞대기 조인트 이음부(butt joint seam)의 경우) 노출된 길이방향 흡수성 가장자리들을 갖는 경우에도 사용될 수 있다.
함침을 위해, 수용액 또는 수성 에멀젼의 중합체 혼합물이 바람직하게 사용된다.
바람직하게, 개별 중공 실린더들의 절단 가장자리들이 바닥 요소와 커버의 배치를 용이하게 하기 위해, 또는 중공 실린더 상의 바닥 요소 및 커버의 보유를 향상시키기 위해 바깥쪽으로 구부러진다.
일 실시예에서, 액체 또는 가스 응집 상태의 코팅 또는 플라즈마로서의 코팅은 장벽 층에 적용된다. 일 실시예에서, 이러한 코팅은 형성된 중공 몸체 내측을 감은 후에 도포된다.
산화규소(SiOx)로 코팅하는 것이 특히 바람직하다. 특히 SiOx를 사용한 코팅은 장벽 층이 그 자체로 접힌 이음부를 형성하지 않는, 즉 예를 들어 간단한 중첩 또는 그 자체로 맞대기 이음부를 갖는 실시들에서 특히 양호하다.
실리콘 산화물(SiOx) 대신에 또는 이에 더하여, 장벽 층은 또한 다른 산화물 층, 특히 또 다른 반금속 산화물 층 또는 금속 산화물 층을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 나노셀룰로오스, 특히 미세섬유화 셀룰로오스(MFC: microfibrillated cellulose)로 구성되거나 이를 함유하는 코팅이 이루어진다. 장벽 층의 판지 또는 종이 재료, 특히 크라프트지 재료는 바람직하게는 나노셀룰로오스, 특히 미세섬유화 셀룰로오스(MFC)를 함유한다. 나노셀룰로오스, 특히 미세섬유화 셀룰로오스(MFC)는 본 발명에서 장벽 특성 및/또는 강도를 증가시키기 위하여 필름, 플라스틱 필름 또는 종이 재료(따라서 판지 또는 종이, 특히 크라프트지 재료의 다른 층들에서)로 사용될 수 있다.
본 발명을 통해, 캔 쉘들이 알루미늄 캔들의 표준 커버들로 닫히는 것이 바람직하게 달성되고, 알루미늄 캔들의 표준 채움시 이 캔들을 채우고 닫는 것 또한 가능한데, 이는 캔 쉘이 필수적인 최대 층 두께를 초과하지 않고 길이방향 이음부의 영역에서 장벽 층이 여전히 쉘 두께의 허용 편차를 갖기 때문이다.
양호하게는, 중공 실린더의 생산을 위해, 본 발명에 따른 캔 쉘의 개별 층들이 맨드릴 둘레에 놓이게 공급될 때 둥근 감는 맨드릴의 사용으로 알려진 감는 맨드릴 시스템들이 사용될 수 있고, 전체 표면에 걸쳐 함께 바람직하게 고착되고, 따라서 본 발명에 따른 캔 쉘의 생산을 위해 적응 노력이 거의 없이 계속해서 작동하는 표준 플랜트들이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 캔의 둥근 구조가 요구됨으로써 그것은 표준 캔 커버들로 닫혀질 수 있거나 원통형 몸체가 예를 들면 둥근 코너들을 갖는 대략 직사각형 몸체와 같은 또 다른 모양보다 압력에 대한 저항성을 더 가지며, 이는 일반적인 패키징 목적을 위해 매우 흔한 것이다.
양호하게는, 본 발명에 따른 복합 캔 쉘의 구성에 의해, 종래의 소비재의 포장을 위해 이전에 사용되었던, 압력 밀폐형 용기가 플랜트에서 생산될 수 있다. 놀랍게도, 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 층 및 장벽 필름 또는 장벽 라미네이트로 만들어진 장벽 층을 본 발명의 바람직한 두께 범위에서 사용함으로써, 알려진 플랜트의 작동 속도는 양호하게 증가될 수 있음이 나타났는데, 이는 맨드릴에서 장벽 필름 또는 장벽 라미네이트의 연신이 방지되고, 이는 나선형 와인딩보다 직선 와인딩으로 훨씬 더 강한 것으로 밝혀지기 때문이다.
맨드릴의 길이방향에서 장벽 층과 동일한 방식으로 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 적어도 2개의 추가 층들을 감싸는 대신, 그러한 적어도 2개의 추가 크라프트지 층들은 또한 똑발로 감긴 장벽 층 둘레에서 비스듬하게 감길 수 있고, 이 경우 그러한 변위 영역들과 크라프트지의 가장자리 영역들의 모따기 또는 그레이딩(grading)이 일어날 수 있다. 적어도 2개의 추가 크라프트지 층들의 비스듬한 감기는 동일한 방향으로 또는 서로 대항하게 각 층에 대해 일어날 수 있다. 그러나, 비스듬하게 감긴 추가 크라프트지 층들을 갖는 이러한 변형예는 그러한 크라프트지 층들의 조인트 영역들 또는 중첩 영역들이 장벽 층의 길이방향 이음부와 교차하고, 그 결과 약한 포인트들이 이들 위치들에서 결과로서 나타난다는 단점을 가진다. 반대로 감는(opposite winding) 경우에, 적어도 2개의 크라프트지 층들의 조인트 영역들 또는 중첩하는 영역들이 또한 교차되어 약한 스폿(spot)들이 또한 그곳에서 결과로서 나타날 수 있다.
따라서, 바람직하게는 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 적어도 2개의 층들은 또한 똑바르게 감긴다.
본 발명으로부터 나오는 덜 바람직하거나 양호한 가능한 변형예는 판지 또는 종이, 특히 크라프트지의 층들 대신에 그것이 한쪽 또는 양쪽에서 플라스틱(예를 들어 PE)으로 적층된 종이 또는 크라프트지 웹(web)들을 사용하고 층들을 함께 연결하는 것이 함께 용접된 2개의 층들의 인접한 플라스틱 층들에 의해 이루어진다는 점에서 제공될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 층은 외부 PE 필름을 가질 것이고 적어도 하나의 추가 층은 내부 PE 필름을 가질 것이며, 이들은 그러한 층들이 특히 감는 기계(winding machine)에서 맨드릴 상에, 특히 초음파 용접에 의해 적용될 때 함께 용접된다. 물론, 모든 층들은 플라스틱-플라스틱(PE-PE) 용접으로 함께 고정될 수 있다. 이 대안적인 실시예에 도달하기 위해, 2개의 표면을 접합하기 위한 접착제가 언급되는 본 설명의 적어도 하나 또는 모든 부분에서 접착제(glue)를 플라스틱 필름으로 대체하는 것이 이론적으로 가능하고, 따라서 접착될 표면들이 대신 함께 용접된다. PE-PE 용접은 음료 카톤들의 제조에서 일반적이며, 음료 카톤들은 그것들이 탄산 음료 또는 강한 정압을 갖거나 발생시키는 매체에 적합하지 않다는 단점을 갖는다. 음료 카톤의 층 구조(장벽 층(PE 또는 PE-Alu-PE)-종이-플라스틱 층(PE))는 그것 위에서 내부 플라스틱 층(PE) 및 외부 판지 또는 종이 층으로 적어도 하나의 추가 층을 감아 내기 위해 길이방향 이음부(음료 카톤들 또는 접힌 이음부에서 흔히 그러하듯이 내부 스트립과의 간단한 중첩)를 갖는 캔의 가장 안쪽 층으로서 이론적으로 용될 수 있고, 그러한 층 구조의 가장 바깥쪽 층은 외부 장벽 층을 가지며, 예를 들어 PE로 만들어졌다. 그러나, 통상적인 음료 카톤들과는 달리, 층 구조는 원통형이고, 층 구조를 단부에서 그 자체에 용접하는 대신에 적절한 폐쇄 요소들(캔 바닥 및 캔 커버)로 폐쇄될 것이다.
본 발명은 도면들에 기초하여 예시된다:
도 1은 제1 실시예에 따른 음료 캔의 형태를 갖는, 본 발명에 따른 유체 용기의 분해도.
도 2는 크게 확대된 채로 도시된 2개의 층들로 만들어진 도 1로부터의 음료 캔의 개략 단면도.
도 3은 크게 확대된 층들이 도시된 제2의 3층 실시예에 따른 음료 캔의 개략 단면도.
도 4는 안쪽에 장벽 층을 갖는 제1 층의 음료 캔의 개략 단면도로서, 층의 2개의 가장자리 영역들이 감김과 중첩하고, 외측으로 이어지며, 그런 다음 장벽 층들과 함께 용접된 다음 감긴 층 상에 접착제에 의해 적용되어 접착되는 것으로 도시하는 도면.
도 5는 원통형 캔 쉘들의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 도면.
도 6은 캔 쉘의 가장자리들이 구부러짐을 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 폐쇄 요소의 배치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 8은 실리콘 기반의 밀봉 고리을 갖는, 직경 섹션에서 수행된 윤곽선의 또 다른 변형예를 도시하는 도면.
도 9는 바닥 및 커버 상에 구슬 모양으로 밀폐된(beaded tight) 가장자리들이 있는, 높이 방향으로 길이방향 섹션에 있는 마무리된 캔을 예시하는 도면.
도 10은 판지 또는 종이 복합 캔 쉘들 및/또는 알루미늄 캔 쉘들을 채우기 위한 본 발명에 따른 플랜트의 제1 섹션을 개략적으로 도시하는 도면.
도 11는 판지 또는 종이 복합 캔 쉘들 및/또는 알루미늄 캔 쉘들을 채우기 위한 본 발명에 따른 플랜트의 제2 섹션을 개략적으로 도시하는 도면.
도 12는 판지 또는 종이 복합 캔 쉘들 및/또는 알루미늄 캔 쉘들을 채우기 위한 본 발명에 따른 플랜트의 제3 섹션을 개략적으로 도시하는 도면.
도 13은 본 발명에 따른 원통형 캔 쉘의 제1 실시예를 통한 길이방향 섹션을 도시하는 도면.
도 14는 길이방향 섹션의 상세도로 제1 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 15는 장벽 층의 길이방향 이음부를 통한 단면의 상세도로 제1 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 16은 본 발명에 따른 원통형 캔 쉘의 제2 실시예를 통한 길이방향 섹션을 도시하는 도면.
도 17은 길이방향 섹션의 상세도로 제2 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 18은 장벽 층의 길이방향 이음부를 통한 단면의 상세도로 제2 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 19는 본 발명에 따른 원통형 캔 쉘의 제3 실시예를 통한 길이방향 섹션을 도시하는 도면.
도 20은 길이방향 섹션의 상세도로 제3 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 21은 장벽 층의 길이방향 이음부를 통한 단면의 상세도로 제3 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 22는 본 발명에 따른 원통형 캔 쉘의 제4 실시예를 통한 길이방향 섹션을 도시하는 도면.
도 23은 길이방향 섹션의 상세도에서 제4 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 24는 장벽 층의 길이방향 이음부를 통한 단면의 상세도로 제4 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 25는 본 발명에 따른 원통형 캔 쉘의 제5 실시예를 통한 길이방향 섹션을 도시하는 도면.
도 26은 길이방향 섹션의 상세도로 제5 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 27은 장벽 층의 길이방향 이음부를 통한 단면의 상세도로 제5 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 28은 본 발명에 따른 원통형 캔 쉘의 제6 실시예를 통한 길이방향 섹션을 도시한 도면.
도 29는 본 발명에 따른 원통형 캔 쉘의 제7 실시예를 통한 길이방향 섹션을 도시하는 도면.
도 30은 길이방향 섹션의 상세도로 제7 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 31은 장벽 층의 길이방향 이음부를 통한 단면의 상세도로 제7 실시예의 층 구조를 도시하는 도면.
도 32는 외부 이음부에서 밀봉 스트립을 갖는 장벽 층의 길이방향 이음부를 통한 단면의 상세도로 본 발명에 따른 원통형 캔 쉘의 층 구조를 도시하는 도면.
도 33은 층들의 겹침 가능한 영역들을 개략적으로 도시하는 도면.
도 34는 장벽 층에 인접한 원통형 캔 쉘의 추가 층 구조의 추가 실시예를 통한 길이방향 섹션을 도시하는 도면.
도 35는 장벽 층에 인접한 원통형 캔 쉘의 추가 층 구조의 추가 실시예를 통한 길이방향 섹션을 도시하는 도면.
도 36은 맞대기 조인트를 형성하는 장벽 층과 그 위에 놓인 추가 층의 가장자리들을 갖는 제1 실시예를 도시하는 도면.
도 37은 맞대기 조인트를 형성하는 장벽 층과 그 위에 놓인 추가 층의 가장자리들을 갖는 제2 실시예를 도시하는 도면.
도 38은 맞대기 조인트를 형성하는 장벽 층과 그 위에 놓인 추가 층의 가장자리들을 갖는 제3 실시예를 도시하는 도면.
도 39는 맞대기 조인트를 형성하는 장벽 층과 그 위에 놓인 추가 층의 가장자리들을 갖는 제4 실시예를 도시하는 도면.
도 40은 맞대기 조인트를 형성하는 장벽 층과 그 위에 놓인 추가 층의 가장자리들을 갖는 제5 실시예를 도시하는 도면.
도 41은 맞대기 조인트를 형성하는 장벽 층과 그 위에 놓인 추가 층의 가장자리들을 갖는 제6 실시예를 도시하는 도면.
도 42는 맞대기 조인트를 형성하는 장벽 층과 그 위에 놓인 추가 층의 가장자리들을 갖는 제7 실시예를 도시하는 도면.
도 43은 중간 층들 중 제1 층에서 두께의 증가를 포함하는 제1 실시예를 도시하는 도면.
도 44는 중간층들 중 제2 층에서 두께의 증가를 포함하는 제2 실시예를 도시하는 도면.
도 45는 자체 중첩하는 중간 층들을 갖는 제1 실시예를 도시하는 도면.
도 46은 자체 중첩하는 중간 층들을 갖는 제2 실시예를 도시하는 도면.
도 47은 자체 중첩하는 중간 층들을 갖는 제3 실시예를 도시하는 도면.
도 48는 장벽 층의 U자형 밀봉을 갖는 실시예를 도시하는 도면.
도 49는 장벽 층의 U자형 밀봉을 갖는 실시예를 도시하는 도면.
각각의 도면들을 논의하기 전에, 본 발명에 따른 유체 용기는 일반적인 용어들로 설명되어야 한다. 유체 용기, 특히 음료 캔과 같은 그것의 설계에서의 유체 용기는 가압된 용기로서 설계되고 이러한 목적을 위해 음료를 수용하기 위한 내부를 포함하는 중공 원통형 캔 몸체, 바닥 부재 및 커버 부재를 가지고, 이 경우 바닥 부재는 형성된 중공 원통형 캔 몸체의 제1 길이방향 단부를 닫고, 커버 부재는 중공 원통형 캔 몸체의 제2 길이방향 단부를 닫는다. 캔 몸체는 적어도 하나의 감긴 내부 재료층과 하나의 감긴 외부 재료층, 즉 판지 합성물 또는 크라프트지의 적어도 2개의 랩(wrap)들 또는 층들을 포함하고, 그 층들은 정확히 360°연장하거나 또 다른 실시예에서는 전체 랩보다 약간 더 연장한다. 정확히 하나의 랩 길이를 갖는 층들과 약간 더 많은 것을 갖는 층들의 조합들이 가능하다. 이들 층들은 생산될 캔 몸체의 축에 대해 직각으로 감겨서 최대 압축 강도를 생기게 하고, 그런 다음 필수적인 중첩들과 그에 따른 이음부들이 최소 길이를 가진다. 감긴 밴드들의 길이방향 가장자리들이 함께 만나는 나선형 와인딩들은 기밀(tight) 중첩들을 형성하지만 이음부들은 더 긴 이음부들을 요구한다. 그러한 권취들은 또한 나선형 권취들이라고 불리고 그것들은 지금까지 원통형 테이블 폭탄(table bomb)들 또는 쌓인 크리스프(stacked crisp)들을 위한 용기들 또는 모든 종류의 다른 적합한 제품을 위한 용기로서 발견된다. 본 발명에 따른 내압성 및 바람직하게는 내열성 캔의 감긴 내부 재료 층은 축 방향으로 연장되는 내부 이음부를 가지며, 가스와 아로마로 타이트한 차단 복합재로 캔 내부를 향하는 측면상에서 바람직하게는 한쪽 면만 코팅되는 판지 복합 재료 또는 크라프트지 층에 의해 형성되며, 감긴 외부 재료층은 외부 이음부를 가지고 크라프트지 층에 의해 바람직하게 형성되고, 중첩에 의해 형성된 그러한 이음부는 캔의 원주에 대해 내부 재료층의 것에 대해 바람직하게 오프셋된다. 판지 복합 재료의 제3 층의 존재시, 그것의 중첩 또는 이음부는 바람직하게는 캔의 원주에 대해 다시 중앙 층의 이음부에 대해 서로 엇갈리게 되어 있다.
이러한 유체 용기를 가지고, 음료 용기 또는 원통형 음료 캔은 구조적으로 간단한 방식과 비용으로 제공되고, 이는 간단한 구조와 재사용 가능한 재료들의 사용을 그 특징으로 한다. 그러한 음료 캔은 놀랄 정도로 설계되고 특히 여러 층들과 랩들로 이루어짐으로써 충분히 압력에 저항할 수 있게 제조될 수 있어서, 탄산 음료 및 비탄산 음료에 사용할 수 있으며, 주로 베어 판지(bare cardboard) 복합 재료로 만들어지지만 최대 11bar의 압력을 견딜 수 있다. 최소한의 내부 코팅 또는 장벽 층을 제외하고, 쉘은 주로 판지 재료 또는 크라프트지로 구성된다. 이 음료 캔은 식품에 대해 안전하다. 본 발명에 따른 캔 몸체는 판지 또는 심지어 종이, 즉 크라프트지로 구성되며, 더 이상 알루미늄으로 구성되지 않는다. 장벽 복합재의 도움으로 내부 재료 층을 밀봉함으로써, 완벽하게 증기, 아로마, 지방 및 산소 차단 장벽이 생긴다. 이 장벽 복합재는 예를 들어 압출기(extruder)에 의한 열간 주조(hot casting) 방법에 의해 적용된다. 장벽 복합재용으로 사용된 재료는 폴리올레핀 층과 결합제의 적어도 하나의 층이다. 필요하다면, 알루미늄의 층이 추가로 사용될 수 있고, 그러한 경우 이러한 가장 안쪽 층의 총 표면 중량은 대략 60g/㎡와 130g/㎡ 사이에 있을 수 있다. 추가 대안예에서는, 장벽 복합재가 추가로 에틸렌-비닐 알콜 공중합체의 층을 포함할 수 있고, 이로 인해 50g/㎡와 100g/㎡ 사이의 총 표면 중량이 달성될 수 있다.
외부 재료층의 크라프트지 층은 바람직하게는 캔 내부로부터 멀어지게 향하는 측면 상에서 폴리올레핀 층으로 일 측면에 코팅된다. 이러한 폴리올레핀 층은 10g/㎡ 이상과 50g/㎡ 이하의 그램(grammage)을 가지고 폴리에틸렌 PE 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 PET로 이루어진다. 이상적인 그램은 20g/㎡인 것으로 발견되었다. 이 경우, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 PET의 양호한 장벽 효과가 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 음료 캔은 환경의 보호와 쓰레기의 감소에 중요한 기여를 할 수 있다.
음료가 패키징으로서 기능할 수 있고 그에 따라 외부에 내용물을 라벨링하려는 요구가 있다는 사실을 고려하여, 외부 재료 층의 크라프트지 층은 방수 방식으로 인쇄 가능한 또는 페인트칠 할 수 있는 캔 내부으로부터 멀어지게 향하는 외부 측면 상에서 일 쪽면에 형성된다. 따라서 광고 메시지를 인쇄하거나 페인트칠할 수 있는 외부 표면을 사용할 수 있다. 감기는 내부 재료층과 감기는 외부 재료층은 바람직하게는 전체 표면에 걸쳐 함께 첩착된다. 이러한 방식으로, 이음부들이 캔의 원주에 대해 상대적으로 오프셋된 상태를 유지하고 압축 강도가 증가되는 것이 보장된다.
환경 친화적인 방식으로 유체 용기 또는 음료 캔의 안정성을 증가시키기 위해, 감긴 내부 재료층과 감긴 외부 재료층 사이에 적용된 적어도 하나의 감긴 중간 재료층에 의해 3중 랩핑(triple wrapping)이 양호하게 생성되고, 이는 또한 크라프트지 층에 의해 형성되며, 그러한 내부 재료층, 적어도 하나의 중간 재료층 및 외부 재료층은 전체 표면에 걸쳐 마주보는 크라프트지 층들 상에 함께 접착된다. 적어도 하나의 감긴 중간 재료층은 중간 이음부를 가지고, 이는 내부 이음부에 대해 바람직하게 오프셋되며 권취(winding)의 원주에 대해서는 내부 이음부와 외부 이음부에 대해 바람직하게 오프셋된다. 내부 이음부, 중간 이음부 및 외부 이음부의 엇갈리는(staggered) 배열은 탄산 음료들로 채우는 것에 대한 기밀성(tightness) 및 내압성 측면에서 특히 양호한 것으로 입증되었다.
폴리올레핀 층의 최내부 층과 적어도 하나의 접착 촉진제 층의 장벽 복합재가 특히 양호하다. 11bar 이상의 압력들에 대해 특별히 높은 압축 강도를 달성하는 것에 관한 한 내부 재료층의 기계적 안정성을 증가시키기 위해, 장벽 복합재는 알루미늄의 한 층과 60g/㎡ 이상과 130g/㎡ 이하의 총 그램을 추가로 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 재료를 고름으로써, 유체 용기의 중량은 단지 미미하게 증가하는 반면, 내부 재료 층은 적합한 재료 선택을 통해 인성을 얻는다.
대안적으로, 단일 층의 알루미늄 대신에 장벽 복합재의 기계적 안정성을 증가시키기 위해, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체의 층이 추가로 사용될 수 있고, 그럴 경우 그 총 그램은 50g/㎡ 이상과 100g/㎡ 이하이다. 에틸렌-비닐 알코올 공중합체는 또한 장벽을 형성하기 위해 필요한 특성을 갖는다. 기계적 안정성이 증가된 추가 대안적인 실시예에서, 추가적으로 50g/㎡ 이상과 100g/㎡ 이하의 총 그램을 가지는 폴리비닐 알콜의 층이 장벽 복합재로서 사용될 수 있다. 이 경우, 폴리비닐 알콜은 높은 인장 강도 및 유연성을 가진다.
유체 용기의 총 중량이 낮다는 점에서, 60g/㎡ 이상 180g/㎡ 이하의 그램을 가지는 크라프트지 층이 적합하다. 바닥 요소 및/또는 커버 요소는 종래와 같이 바람직하게는 알루미늄으로 제조된 금속 캔의 우수한 내압성을 위해 제조될 수 있다.
다음에는, 개별 도면들이 서술되고 상세히 설명된다. 도 1에서는 음료 캔(1)의 형태를 갖는 본 발명에 따른 유체 용기가 개략적인 단일 부품 예시로 도시된다. 음료 캔(1)은 파이프 섹션 또는 캔 내부(3)가 음료를 수용하는 역할을 하는 중공 원통형 캔 몸체(2), 바닥 요소(4) 및 커버 요소(5)를 포함한다. 바닥 요소(4)는 캔 몸체(2)의 제1 길이방향 단부(6)를 닫는 역할을 하며, 커버 요소(5)는 캔 몸체(2)의 제2 길이방향 단부(7)를 닫기 위해 제공된다. 바닥 요소(4)와 커버 요소(5)는 바람직하게는 금속, 바람직하게는 알루미늄으로 만들어진다. 상기 음료 캔(1)은 직경이 35㎜ 내지 600㎜이고 높이가 100㎜ 내지 250㎜일 수 있고, 높이가 100㎜ 이상인 것과 직경이 45㎜ 내지 70㎜인 것이 선호된다.
도 2는 단면에 2층으로 된 캔 몸체를 갖는 제1 변형예를 도시하며, 층들은 원칙적으로 크게 확대되어 도시되어 있다. 장벽 복합재로서 인라인(in-line) 폴리올레핀 층을 갖는 제1 크라프트지 층(kraft paper layer)(18)은 중앙 원통형 강철 맨드릴 주위에서 내부층(11) 주위에 감기고, 제1 이음부(seam)(15)로 감는 방향 가장자리들이 접착되거나 용접된다. 그 후 중공 캔 내부(3)를 갖는 캔 몸체(2)가 생성되도록 이음부(15) 반대쪽인 캔 몸체(2)의 측면 상의 이음부(16)에 감는 방향으로 놓이는 가장자리들이 용접 또는 접착되는 방식으로, 제2 크라프트지 층(18)이 제1 층(11) 상에서 외부 재료층(12)으로서 감겨진다.
도 3에서는 이 제2 실시예에서의 캔 몸체(2)의 구조가 오직 2개의 층 대신 재료의 3개의 층(11, 14, 12)을 가진다는 점에서 도 2의 제1 실시예의 이러한 제2 실시예가 상이하다는 것을 알 수 있도록 캔 몸체(2)를 통하는 단면도로 음료 용기(1)의 제2 실시예가 도시된다. 후속하는 서술은 그 차이점들은 2개의 실시예들 사이의 차이점들이 다루어지면서 양 실시예들에 적용된다.
도 2 및 도 3에 예시되는 양 실시예들에서, 캔 몸체(2)는 감긴 내부 재료층(11)과 감긴 외부 재료층(12)을 포함한다. 도 3에 따른 제2 실시예에서는 추가 재료 층이 존재하는데, 즉 내부 재료층(11)과 외부 재료층(12) 사이에 배치되는 감긴 중간 재료층(14)이 존재한다. 내부 재료층(11)과 외부 재료층(12) 사이에 2개 이상의 중간 재료층(14)이 배열될 수도 있고, 이 경우 3개의 중간 재료층(14)이 최대의 종류를 나타내고, 중간 층들의 개수의 추가 증가가 안정성을 증가시키기 위해 필요하지 않은 것으로 나타났다.
내부 재료층(11), 외부 재료층(12) 및 제2 실시예에서, 중간 재료 층(14)은 재료 웹 롤(material web roll)들로부터 풀린다. 그런 다음, 바람직하게는 기계에서 그것들의 가장자리 영역들은 경사면 또는 계단을 형성하여 나중에 겹치는 가장자리 영역들이 판지 복합 재료층 자체의 두께보다 두껍지 않도록 연마된다. 그 후, 캔 몸체(2) 및 이후의 닫힌 캔(1)의 제조를 위해, 재료 웹들은 그들의 코스 방향에 대해 횡으로 그리고 맨드릴(23) 주위의 캔 몸체(2)에 직각으로 감긴다. 개별 재료 층들의 그 다음 중첩되는 가장자리 영역들은 접착에 의해 형태 맞춤 방식으로 서로 연결된다. 결과적으로, 감긴 내부 재료층(11)은 내부 이음부(15)를 갖고 외부 재료층(12)은 외부 이음부(16)를 갖는다. 따라서, 제2 실시예에서, 중간 재료층(14)은 중간 이음부(17)를 갖는다.
유체 용기, 특히 또한 음료 캔의 기능과 미적 측면을 위해, 개별 이음부들(15, 16, 및 선택적으로 17)이 도 3에 도시된 것처럼 동일한 원주 위치들 상에 배열되지는 않지만, 도 2의 제1 실시예에서 내부 이음부(15)와, 외부 이음부(16), 그리고 도 3의 제2 실시예에서 중간 이음부(17)는 재료 층들(11, 12, 및 선택적으로 14)이 함께 접착된 후 상이한 원주 위치들에서 추가로 배열된다. 내부 이음부(15)가 도 2에 도시된 바와 같이 외부 이음부(16)에 대해 180°만큼 오프셋되게 배열되는지, 또는 도 3에 도시된 것처럼 이음부들(15, 16, 17)이 서로 대략 15°만큼만 오프셋되는지는 그렇게 많이 중요하지 않다. 이음부들(15, 16, 및 선택적으로 17)은 서로 상대적으로 오프셋 배치되고 캔 몸체(2)의 동일한 원주 위치에 베치되지 않는 것이 양호하다.
기재(base material)로서, 내부 재료 층(11)과 외부 재료 층(12)은 각각 크라프트지 층(18)에 의해 형성되며, 이때 - 존재하는 경우 - 중간 재료 층(14)은 크라프트지 층(18)에 의해 형성된다. 이 때, 각각의 크라프트지 층(18)은 바람직하게는 40g/㎡ 이상과 180g/㎡ 이하의 그램을 가지며, 80g/㎡ 이상과 120g/㎡ 이하의 그램이 바람직하다. 대체 기재로서 인장 강도가 높은 색 페이퍼(sack paper)도 고려된다.
양 실시예들에서, 도 2 및 도 3에 따르면, 외부 재료 층(12)의 크라프트지 층(18)은 장벽 복합재로서 폴리올레핀 층(19)을 가진 캔 내부(3)로부터 멀어지게 향하는 외부 측면 상의 일 측면에 코팅된다. 이러한 외부 재료 층(12)의 2층 구조는 파선에 의해 개략적으로 지시되며, 여기서 도 2 및 도 3의 표현은 실제 층 두께를 반영하지 않는다. 상기 폴리올레핀층(19)은 바람직하게는 10g/㎡ 이상과 40g/㎡ 이하의 그램을 가지며, 이 경우 20g/㎡의 그램이 바람직하다. 또한, 폴리올레핀 층(19)은 반투과성 성질들의 유무에 관계없이 구비될 수 있다. 폴리올레핀 층(19)에 대한 대안으로(도시되지 않음) 외부 재료 층(12)의 크라프트지 층(18)은 캔 내부(3)로부터 멀어지게 향하는 외부 측면 상의 일 측면에 인쇄되거나 또는 페인트칠될 수 있다.
더욱이, 도 2 및 도 3에 따른 양 실시예들에서, 내부 재료 층(11)은 캔 내부(3)를 향하는 측면에 가스 기밀(gas-tight) 및 아로마 기밀 장벽 복합재(20)로 일 측면에 코팅된다. 다시 말하면, 2층 구조는 각각의 도면들에서 점선으로 개략적으로 표시된다. 상기 장벽 복합재(20) 자체는 다층이다.
내부 재료 층(11)은 캔 내부(3)를 향하는 측면 상의 한쪽 측면에 가스 및 아로마-기밀 층으로 코팅될 수 있다. 여기서도, 2층 구조는 각 도면들에서 점선으로 개략적으로 도시되어 있다. 층은 바람직하게는 플라즈마 코팅과 같은 코팅에 의해 분사, 인쇄 또는 도포된다. 층은 특히 바람직하게는 무기 장벽 재료를 포함한다. 층은 특히 바람직하게는 비금속, 무기 장벽 재료(non-metallic, inorganic barrier material)를 포함한다.
층은 특히 바람직하게는 실리콘 산화물(SiOx)을 장벽 재료로서 포함한다. 층은 바람직하게는 내부 재료 층(11)의 종이 재료로 직접 도포된다. 내부 재료 층(11)의 종이 재료는 SiOx 코팅이 적용되기 전에 얇은 플라스틱 층, 바람직하게는 프라이머(primer) 형태로 제공될 수 있다. 대안적으로, 내부 재료 층(11)은 판지, 종이, 특히 크라프트지 층의 라이네이트와 장벽 필름으로 이미 존재할 수 있고, 추가 SiOx 층은 장벽 필름 상에 또는 장벽 필름 내에 존재할 수 있다. 이 층은 감기 전에 이미 내부 재료 층에 존재할 수도 있고, 감기 전에 이에 적용될 수도 있다. 이 층은 내부 재료 층(11)이 감겨진 후, 특히 전체 중공 몸체가 감겨진 후에 도포될 수 있다. 플라즈마 코팅은 특히 SiOx로 만들어진 장벽 층을 적용하는 데 적합하다.
층은 바람직하게는 나노 셀룰로오스, 특히 미세섬유화 셀룰로오스(MFC)를 함유한다.
내부 재료 층(11)은 바람직하게는 나노 셀룰로오스, 특히 미세섬유화 셀룰로오스(MFC)를 포함한다.
플라스틱 장벽 층 또는 장벽 복합재는 폴리올레핀 층 및 접합제의 적어도 하나의 층을 포함한다. 또한, 이러한 장벽 복합재(20)는 알루미늄, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 또는 폴리비닐 알코올 층을 가질 수 있다. 알루미늄의 추가 층의 경우, 장벽 복합재(20)는 바람직하게는 60g/㎡ 이상과 130g/㎡ 이하, 바람직하게는 110g/㎡의 총 그램을 을 가진다. 알루미늄 대신 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 또는 폴리비닐 알코올의 추가 층의 경우, 장벽 복합재(20)는 바람직하게는 50g/㎡ 이상과 100g/㎡ 이하, 바람직하게는 70g/㎡의 총 그램을 가진다.
상기 층 구조를 고려하여, 도 2에 따른 제1 실시예에서, 감긴 내부 재료 층(11)과 감긴 외부 재료 층(12)은 바람직하게는 각각의 크라프트지 층(18)들의 반대편 표면들 상의 전체 표면에 걸쳐 함께 접착되는 것을 볼 수 있다. 도 3에 따른 제2 실시예에서, 내부 재료 층(11), 중간 재료 층(14) 및 반대편 크라프트지 층(18)들 상의 외부 재료 층(12)은 바람직하게는 그들의 전체 표면에 걸쳐 함께 접착된다.
요약하면, 음료 캔으로서 기술된 이러한 예시적인 유체 용기는 주로 판지 재료로 만들어지며 비탄산 음료 및 탄산 음료 모두에 적합하다. 그것은 바람직하게는 비록 다른 형태들이 이론적으로 가능하지만, 3-피스(three-piece)로 이루어지고, 선형적으로 제조된, 주로 - 균일한 압력 흡수를 위해 - 5리터 맥주 통의 모양과 같은 원통형 유체 용기이다. 상기 유체 용기는 각각 다층 판지 및 장벽 판지 복합재로 만들어진 캔 몸체(2)와, 바람직하게는 금속, 바람직하게는 알루미늄으로 만들어진 바닥 요소(4), 및 바람직하게는 금속, 역시 바람직하게는 알루미늄으로 만들어진 커버 요소(5)를 포함한다. 커버 요소(5)는 개구부, 바람직하게는 풀-링(pull-ring)에 대해 공지된 디바이스를 더 구비하고, 이 경우 선택적으로 다시 폐쇄하는 것을 허용하는 수단이 제공될 수 있다.
생산을 위해, 가장 안쪽의 감김(winding), 즉 장벽 웹(barrier web)으로서 작용하는 가장 안쪽 층(11)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 맨드릴(mandrel)(23) 주위에 형성된다. 이 경우, 감김의 원주를 넘어 돌출하는 층의 가장지리 영역은 바람직하게는 다른 가장자리 영역 위의 외측에 배치된다. 중첩된 두 개의 가장자리 영역들은 서로 연결되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 플라스틱 층이 중첩에서 플라스틱 층에 놓이게 되는 경우 유도 또는 초음파 용접을 통해 용접되거나, 또는 중첩의 인접한 층들 중 적어도 하나가 종이로 이루어진 경우 접착된다. 도시된 바와 같이, 접착제 또는 충전재, 특히 접착제(22)가 중첩 영역(52)에 도포되어 서로 위에 놓여진 김긴 층의 두 가장자리 영역들 서로 접착된다.
판지 복합 재료의 다음 층(14)은 도 4의 버전에 따라 여기에 연결되는 기존 층(11)과 맨드릴(23) 주위에서 도 5에 도시된 바와 같이 동시에 그리고 공간적으로 약간 오프셋(offset)되고, 다음 층(14)은 접합으로 이에 연결된다. 중첩에 의해 서로 긍정적으로(positively) 연결될 수 있도록 제2 층(14)의 가장자리 영역들은 바람직하게는 단계적으로 접지되고, 이러한 중첩은 중앙 이음부(17)를 형성하기 위해 접착된다. 도 5에서는 판지 복합 재료의 제3 층(12), 즉 외부 층이 또한 그 주위에서 일시적으로 그리고 국소적으로 매우 약간 오프셋된 다음 중앙 층(14)이 감길 수 있고 포지티브 중첩이 또한 외부 이음부(16)를 형성하도록 접착될 수 있음을 도시한다. 가장 바깥쪽 층은 예를 들어 매우 미세한 구멍들을 가진 층과 같은 외부 재료로 코팅될 수 있어서, 수증기가 캔 몸체로부터 빠져 나아갈 수 있도록 하는 반면, 반대로, 수증기를 캔 내로 침투시키는 것은 불가능하다. 이러한 코팅은 바람직하게는 폴리에틸렌 PE, 폴리프로필렌 PP 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 PET이다. 가장 바깥쪽 이음부(16)는 본딩제 또는 접착제가 있거나 없이, PE, PP, PET로 만들어진 밀봉 스트립(점선으로 도시된)으로 밀봉될 수 있으며 이러한 밀봉 스트립은 열의 유무에 관계없이 그 형태에 따라 적용된다. 스트립(46)을 맨드릴(23) 상에서 이동시키는 결과로서 생기는 연속 튜브(27)에 고정하는 대신, 가장 바깥쪽 층의 이음부(16)는 뜨겁고 따라서 액체 PE에 의해 밀봉될 수 있다.
판지 복합 재료로 만든 캔들의 공업적 생산을 위해, 이 재료는 롤들에서의 그것의 각각의 코팅과 크라프트지의 미리 제작된 시트들의 형태로 공급되며, 그 재료는 이들로부터 압연되어 도 5에 예시된 와인딩 디바이스에 공급된다. 도 5의 예에서, 예를 들어, 3개의 롤러들이 감길 3개의 층들(11, 14 및 12)에 대한 웹(web)들로서 존재할 것이다. 언롤링 후, 경사진 표면(44) 또는 스텝(21)를 생성하기 위해 바람직하게는 웹들(14, 12)의 가장자리 영역들이 기계에 의해 접지된다. 주로 이들 롤러들은 접착제 및 바닥 요소 및 커버 요소와 함께 유체 용기들의 생산을 위한 캔 필러(can filler)에 공급될 수 있지만 빈 공간(empty)들이 없고 따라서 더 이상 부피가 큰 제품들이 없다.
와인딩 디바이스에 공급되기 전에, 웹들(11, 14, 12)은 접착제, 바람직하게는 아교(glue)로 그 평평한 측면들 중 하나에 코팅된다.
그 후, 도 5에 도시된 바와 같이, 개별 층들(11, 14, 12)의 "연속" 웹들, 즉 먼저 가장 안쪽 층(11)을 형성하는 것들은 고정된 원통형 강철 맨드릴(23)을 따라 층들을 공급하고 잡아당겨서 강철 맨드릴(23) 주위의 기계 스테이션에 의해 감긴다. 재료 웹들은 강철 맨드릴(23)과 각각 U자형 단면을 가진 복수의 연속 롤러들(도시되지 않음) 사이에서 이어진다. 가장 안쪽 층(11)을 사용하면, 도 4에 도시된 바와 같이 장벽 층의 두 가장자리들의 중첩이 일어난다. 다음에 가장 안쪽 층(11)은 강철 맨드릴(23)의 추가 섹션에 걸쳐 전진하는 튜브 내로 감겨진다. 접촉 롤러들(도시 생략)은는 맨드릴(23) 상에 공급된 가장 안쪽 층(11)을 유지하여, 가장 안쪽 층(11)이 맨드릴(23) 상으로 운반된다.
다음에, 중앙 층(14)은 가장 안쪽 층(11) 바로 뒤에 있는 동일한 기계 상에 국소적으로 가장 안쪽 래핑(wrappiing) 또는 층(11)에 적용된다. 상기 경사면(44)은, 바람직하게는 이러한 중앙 층(14)의 스텝(21) 또는 길이방향 가장자리들로 절단되고, 맨드릴(23)의 권취에 의해 중첩되며 이전에 적용된 접착제에 의해 접착된다. 그리고 마지막으로, 외부 층은 또한 동시에 적용되고 이전에 감긴 층(14)에 국부적으로 약간 다시 설정된다.
도 5에 도시되고 3개의 접합된 층들로 이루어진 판지 복합 재료로 만들어진 파이프(27)는, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 앞뒤로 클럭된 길로틴(guillotine)을 절단 디바이스(26)로 전달한 후, 원하는 위치들에서 파이프(27)를 파이프 섹션들(28)로 절단한다. 이러한 절단은 바람직하게는 이동 가능한 로길틴뿐만 아니라 알려진 다중 회전 블레이드 기계로 수행될 수 있다. 이 경우, 여러 개의 로터리 블레이드들을 갖는 캐리지는 연속 튜브(27)를 갖는 생산 속도로 이동하고 따라서 하나의 동작에서 여러 개의 파이프 섹션(28)들을 절단할 수 있다. 절단 후, 파이프 섹션들(28)은 바람직하게는 아교 수분을 제거하기 위해 열 터널을 통과한다. 열은 다양한 방법으로 생성될 수 있다. 선호도(preference)가 뜨거운 공기에 주어진다.
파이프 섹션(28)들을 원하는 길이로 절단한 후, 원하는 캔 부피에 따라, 파이프 섹션(28)들의 개방된 말단들의 절단 가장자리들은 기계에 의해 돌기물들로 형성된다. 이를 위해, 회전 확산 공구들이 양 쪽면으로부터 열린 단부들 내로 삽입된다. 도 6은 이러한 확산에 대한 확률을 도시한다. 캔 몸체(2)는 둥글게 된 내부 가장자리(51)들을 가지는 중공 실린더(48) 내에 삽입된다. 축(50)을 중심으로 회전하는 강철 롤러(49)를 사용하면 이러한 만곡된 내부 가장자리(51)가 후퇴되고, 이 경우 그 축(50)은 원뿔 벽(cone wall)을 규정하도록 이동된다. 상기 강철 롤러(49)는 캔 몸체(2)의 상부 가장자리 부분을 만곡된 내부 가장자리(51) 상에서 하나 이상 통과시키고 층들을 약간 펴게 한다. 그 결과는 하기 도 7에 도시된 바와 같이 돌출물(projection)이다. 절단된 가장자리들은 바람직하게는 이러한 카딩(carding) 후 밀봉되거나 확산이 예를 들어 액체 폴리에틸렌 PE 또는 분산 접착제 또는 다른 적합한 패스트-세팅(fast-setting) 및 식품 등급 접착제와 같은 분산 접착제로 페인팅함으로써 수행되어 수분이 크라프트지 층의 내부에 침투할 수 없는데, 이는 후속 충전이 필연적으로 습한 분위기에서 일어나기 때문이다. 그런 다음 절단 가장자리들을 다시 한 번 열로 처리하여 설정 시간을 최소화한다. 이 점에서 이를 위해, 적외선이 바람직하다. 그 후, 이들 튜브 섹션(28)들은 이송 디바이스에서 연속적으로 직립된(upright) 위치로 배치된 다음 도 10에 도시된 바와 같이 캐루셀(carousel)(30)을 통과하며, 이에 따라 기계(32)는 각각의 파이프 섹션(28)의 열린 상측에서 공급 매거진(31)으로부터 예컨대 바닥 요소(4)와 같은 격리된 폐쇄 요소를 개시하고 타이트하게 밀봉하는 방식으로 열린 파이프 섹션(28)의 가장자리 영역 주위에서 방사상 방향으로 폐쇄 요소의 방사상으로 밖으로 나가는 바닥 가장자리의 외측 가장자리 영역을 형성한다.
도 7은 바닥 요소(4) 또는 커버 요소(5)의 형태로 폐쇄 요소를 단단히 압착하는 프로세스를 예시한다. 바닥 요소 및 커버 요소는 기존의 알루미늄 캔들을 밀봉하는 데 사용되고 그런 다음 동일한 기계로 조립될 수 있는 표준 바닥들 또는 표준 커버들일 수 있다. 바닥 요소(4) 또는 커버 요소(5)는 알루미늄으로 만들어지며 방사상으로 돌출하는 가장자리 영역(41) 즉, 캔 몸체(2)의 직경을 넘어 돌출하는 영역을 갖는다. 가장자리 영역(41)을 가진 바닥 요소(4) 또는 커버 요소(5)는 기계에 의해 캔 몸체(22)의 가장자리 영역(42)과 중첩된다. 그 후, 압착은 기계(32)에 의해 수행되며, 이를 위해 캔틸레버된 2개의 층 섹션들(41, 42), 즉, 가장자리부(41)와 캔 몸체의 가장자리부(42)와 함께 압착하여, 즉 약 360°이상으로 압연하여 단단히 형성된 이음부를 생성한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 캔 몸체(2)의 절단된 가장자리는 수분 기밀성(moisture-tight) 재료로 이루어지는 씰(seal)(37)이다. 커버 요소(5) 또는 바닥 요소(4)는 일반적으로 캔 몸체(2)의 가장자리 영역(42)을 마주보는 돌출 가장자리 영역(41)의 영역에서 적용되는 탄성 밀봉 재료인 복합 재료(38)를 가진다.
바람직하게는, 상기 복합 재료(38)는 커버 요소(5) 또는 바닥 요소(4)의 컬(curl)(39)의 내부(가장자리의 가장 바깥쪽에서 하향으로 굽힘부)로부터 커버 요소(5) 또는 바닥 요소(4)의 숄더(shoulder)(40)까지 연장되어, 상기 복합 재료(38)가 적어도 부분적으로 숄더(40)의 높이 위로 연장하고 적어도 부분적으로 컬(39)의 내부 반경을 넘는다. 바람직하게, 이러한 복합 재료(38)는 숄더(40)의 높이의 적어도 절반에 걸쳐 연장한다.
도 8은 대안적인 바닥 또는 커버(4)를 나타내며, 이는 여기서 정반대의 섹션으로 도시되어 있다. 알 수 있듯이, 실리콘계 밀봉 링(47)은 그것에 의해 형성된 하향으로 개방된 채널들에 삽입된다. 그런 다음 커버는 동일한 기계들로 기존의 알루미늄 캔에서처럼 설치된다. 실리콘 씰은 추가적인 적절한 기밀성을 제공하며 중첩하는 영역들은 안쪽으로 함께 압연된다.
도 10은 캐루셀(30)을 가진 회전 운반 기계(32)를 나타내며, 이는 캔 몸체들 상에 바닥 요소들을 장착시키고, 전술한 바와 같이 캔 몸체들의 가장자리들로 바닥 요소들의 가장자리들을 압착한다. 다음으로 한쪽으로만 열린 파이프 섹션(28)들이 컨베이어 채널에서 거꾸로 되어, 도 11에 도시된 바와 같이 그들의 열린 면이 위를 향하고 있도록 한다. 그런 다음 각 파이프 섹션(28)을 규정된 채움 량으로 채우는 충전 스테이션(33), 특히 캐루셀 충전 스테이션을 통과한다. 마지막으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 바닥에서 닫히는 채워진 튜브 섹션(28)들이 캐루셀(34)을 통과하고, 그러한 캐루셀(34) 위에서 공급 매거진(36)으로부터 기계(35)가 풀 링 클로저가 있는 단수 커버 요소(5)를 각각의 충전된 튜브 섹션의 열린 상측에 삽입하고, 차례로 방사상 방향으로 방사상으로 돌출하는 커버 요소(5)의 가장자리가 열린 파이프 섹션(28)의 가장자리 영역 주위의 밀봉 방식으로 압착된다.
채워지고 밀봉된 용기(1)는 도 9에 도시된 바와 같이 나중에 나타나며, 이 경우 그것은 그것의 길이방향 축을 따른 단면에 도시된다. 캔 몸체(2)와 위 및 아래의 플랜지들(43)은 커버(5)와 바닥(4)이 밀봉된 방식으로 고정되는 것을 볼 수 있다.
도 13에서, 캔 쉘(101)의 제1 실시예는 원통형 용기를 통한 길이방향 섹션으로 도시한다. 캔 쉘(101)은, 내부에서 외부로, 장벽 층(102), 제1 증간 층(103), 바람직하게는 적어도 하나의 제2 중간 층(104), 외부 종이(outer paper) 또는 크라프트지 층(105) 및 외부 장벽 층(106)을 갖는다.
상기 장벽 층(102)은, 원주의 일 지점에서, 캔 쉘(101)의 길이방향으로 이어지는 중첩 이음부를 갖고, 중첩 이음부에서는 장벽 층(102)의 2개의 층들이 다른 것 위에 놓여지게 된다.
도 13 내지 도 15에 도시된 제1 실시예는 장벽 층(102)으로서 여러 필름 층들로 이루어진 장벽 필름 또는 장벽 라미네이트(108)만을 포함한다. 장벽 층(102)은 내습성(moisture-resistant)이 있고 양 쪽면들로부터 그리고 그 절단된 가장자리에서 단단하다. 장벽 층(102)의 간단한 중첩은 단단한 길이방향 이음부를 생성하기에 충분하다.
도 14 및 도 15는 도 13의 실시예를 상세하게 도시하고, 장벽 층(102)은 장벽 라미네이트(108)로 도시되어 있다. 예를 들어, 종이 재료와 플라스틱과 같은 이종 접착제(dissimilar gluing)가 일반적으로 종이에 종이를 접착하거나 플라스틱에 플라스틱을 접착하는 것보다 더 많은 특수 접착제 및/또는 더 많은 시간을 필요로 하고 더 약한 연결들로 이어지기 때문에, 길이방향 이음부를 생성할 때 이종 재료를 함께 접착할 필요가 없는 것이 양호하다. 일 실시예에서, 장벽 라미네이트는 중첩 영역에 그 자체로 용접된다. 이미 언급한 유도 또는 초음파 용접의 변형 외에도, 용접은 예를 들어 열풍(hot air)과 같이 플라스틱에 직접 열을 가함으로써 본 발명의 모든 실시예에서 수행될 수 있다.
캔 쉘(101)의 원주 방향으로 길이방향 이음부의 중첩 길이는 바람직하게는 1 내지 6mm 사이, 특히 바람직하게는 2 내지 4 mm 사이, 특히 3mm 사이이다.
도 13 내지 도 15와 달리, 도 16 내지 도 31의 실시예에서는 크라프트지 층(107)과 장벽 필름의 복합재로서 또는 다수의 필름 층들의 크라프트지 층(107)과 장벽 라미네이트(108)의 복합재로서 설계될 수 있도록 장벽 층(102)을 위해 제공한다.
이는 장벽 층(102)을 더 쉽게 감싸고 더 안정하게 만든다.
바람직하게는, 캔 쉘(101)의 원주 방향으로 길이방향 이음부의 중첩 길이는 1㎜와 6㎜ 사이, 특히 바람직하게는 2㎜와 4mm 사이, 특히 3 mm이다.
도 16 내지 도 31에 도시된 바와 같이, 캔 쉘(101)의 가장 안쪽 층은 크라프트지 층(107)에 바람직하게 라미네이트되는 장벽 라미네이트(108)에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게는, 장벽 라미네이트(108)와 크라프트지 층(107)의 접합은 원통형 캔 쉘(101)을 감기 전에 이미 일어난다. 상기 장벽 층(102)의 재료는 바람직하게는 크라프트지 층(107)과 장벽 라미네이트(108)의 복합재의 형태로 제조되고, 이어서 롤내로 감긴 후 원통형 캔 쉘(101)의 감는 공정을 위한 롤로서 제공된다.
제2 실시예가 도 16 내지 도 18에 도시되어 있다.
길이방향 이음부의 영역에서, 장벽 층(102)은 도 16 내지 도 18의 실시예에서 그 자체와의 중첩을 갖고, 장벽 층(102)의 두 층들은이 서로 상에 놓이게 된다. 장벽 층(102)의 내부 절단 가장자리를 밀봉하기 위해, 밀봉 스트립(110)이 부착되고, 이는 양 측면들에서 절단 가장자리를 넘어서 돌출하여 장벽 라미네이트(108)의 양쪽 내부 포일 섹션들에 접착 또는 용접된다.
내부에서 외부로 볼때 길이방향 이음부의 영역에는 먼저 밀봉 스트립(110)이 있고 이어서 장벽 라미네이트(108)의 층이 있으며, 이어서 크라프트지 층(107)이 이어지고, 이들은 감기 전에 이미 서로 단단히 접합되어 있다. 상기 크라프트지 층(107)은 장벽 라미네이트(108)의 추가 층(107)에 의해 인접되며, 이들은 바람직하게는 감는 동안에 서로 부착된다. 장벽 라미네이트(108)의 추가 층은 추가 크라프트지 층(107)에 의해 이어지고, 이들은 이미 감기 전에 서로 단단히 연결되어 있다.
제3 실시예가 도 19 내지 도 21에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 장벽 층(102)은 중첩없이 감겨져 있어서 캔 쉘(101)의 길이방향으로 이어지는 장벽 층의 두 가장자리들은 만나서 맞대기 조인트를 형성한다. 인접한 가장자리인 길이방향 이음부를 밀봉하기 위해 밀봉 스트립(110)이 부착된다.
덜 바람직하게는, 인접한 가장자리는 액체 실란트, 예를 들어 핫 멜트(hot melt)를 도포하여 밀봉되거나 액체 기밀로 만들어질 수 있다.
제4 실시예가 도 22 내지 도 24에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름은 크라프트지 층(107)을 넘어 돌출되어, 크라프트지 층(107)의 절단 가장자리가 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름에 의해 덮이거나 밀봉된다. 도 24에서, 제1 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108)와 크라프트지 층(107) 양자는 제2 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108)와 크라프트지 층(107)과 겹치고, 제1 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108)는 크라프트지 층(107)보다 더 긴 거리에서 제2 가장자리 영역과 겹친다.
제 5 실시예가 도 25 내지 도 27에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름은 크라프트지 층(107)을 넘어 돌출되어, 크라프트지 층(107)의 절단 가장자리가 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름에 의해 덮이거나 밀봉된다. 도 27에 도시된 실시예에서, 제1 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108)만이 제2 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108) 및 크라프트지 층(107)과 겹친다. 제1 가장자리 영역의 크라프트지 층(107)은 제2 가장자리 영역의 크라프트지 층(107)과 맞대기 접합되며, 이에 따라, 도시된 바와 같이, 크라프트지 층들의 가장자리들들 사이에는 작은 간격이 존재할 수도 있다.
제6 실시예가 도 28에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름은 제1 가장자리 영역에서 크라프트지 층(107)을 넘어 돌출하고, 제2 가장자리 영역에서 크라프트지 층(107)은 장벽 라미네이트(108)를 넘어 돌출한다. 제1 영역의 장벽 라미네이트(108)는 제2 영역의 노출된 크라프트지 층(107)의 내부에 놓이게 된다. 도시된 바와 같이, 장벽 라미네이트(108)의 두 가장자리들은 서로 맞닿을 수 있으며, 이 경우 밀봉 스트립(110)이 맞닿는 가장자리를 덮는다. 다른 실시예에서, 제1 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108)는 제2 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108)와 중첩되며, 이 경우 밀봉 스트립(110)이 필요하지 않다.
제7 실시예가 도 29 내지 도 31에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름은 제1 가장자리 영역에서 크라프트지 층(107)을 넘어 돌출되고, 제2 가장자리 영역에서 크라프트지 층(107)은 장벽 라미네이트(108)를 넘어 돌출된다. 제1 가장자리 영역의 크라프트지 층(107)은 제2 가장자리 영역의 노출된 크라프트지 층(107)의 내부에 놓이게 된다. 제1 가장자리 영역의 크라프트지 층(107)은 제2 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108)와 맞닿아 놓이거나 그 사이에 간격을 가질 수 있다. 제1 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108)는 제2 가장자리 영역의 장벽 라미네이트(108)와 중첩되어 부착되거나 용접된다. 제1 가장자리 영역과 제2 가장자리 영역의 2개의 중첩된 크라프트지 층들(107)은 특히 접착제를 사용하여 서로 부착될 수 있다.
도 16 내지 도 31의 모든 실시예들에서, 장벽 층(102)의 외부 층은 크라프트지 층(107)에 의해 전체 둘레에 걸쳐 형성된다. 크라프트지 층(107)은 바람직하게는 외측이 크라프트지 재료에 의해 형성되도록 외측에서 처리되지 않는, 즉 페인트되거나 적층되지 않는다.
도 16 내지 도 31의 실시예들에서, 내부 중간 층(103)은 감는 공정 동안 장벽 층(102)의 바깥쪽 주위에 배치되며, 여기서 중간 층(103)은 처리되지 않는데, 즉 코팅되지 않거나 내부 및 외부에 적층되지 않는다. 내부 중간 층(103)의 내부 면은 장벽 층(102)의 외부 측면을 갖는 그 전체 표면에 걸쳐 접착되어, 여기서 바람직하게는 크라프트지 재료는 크라프트지 재료로 직접 접착되어 접착제가 양 층들의 섬유 매트릭스에 침투할 수 있게 되고, 그로 인해 접착제 접합의 특히 높은 최종 강도가 달성된다.
덜 바람직하게는, 핫멜트(hotmelt) 접착제들 또는 2개의 성분으로 된 접착제들과 같은 다른 접착제들도 사용될 수 있으며, 이때 핫멜트들의 더 낮은 최종 강도와 2개의 성분 접착제들의 처리의 어려움이 아교 또는 물 기반 접착제들에 비해 상당한 단점들로서 인용될 수 있다. 본 명세서의 아교들은 접착제의 수성 용액들인 것으로 이해된다. 특히, 공지된 종이 아교들이 사용될 수 있다.
덜 바람직하게는, 2개 이상의 상이한 접착제의 조합이 사용될 수 있으며, 이는 2개 층을 접합하기 위해 함께 사용될 수 있거나, 또는 상이한 층들을 접합하기 위해 각각 사용될 수 있다. 예를 들어, 핫멜트 및 수성 접착제는 2개 층들을 함께 접합하기 위해 층상에 나란히 적용할 수 있다.
솔벤트 기반 접착제들과 아교는 특히 액체 상태 또는 폼(foam)으로 도포될 수 있다.
폼은 비발포성 접착제 또는 아교에 비해 적은 액체 함량으로 부착되거나 또는 접착되는 표면을 덮을 수 있다는 장점이 있다.
도 13 내지 도 15의 경우, 내부 중간 층(103)은 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름 주위를 감싸고 있다. 실시예에서, 내부 중간 층(103)은 그 내부에 플라스틱 또는 라미네이트된 필름으로 이루어진 코팅을 갖는다. 이 실시예에서, 내부 중간 층(103)의 코팅 또는 라미네이트된 면은 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름에 접착 또는 용접될 수 있다.
도 13 내지 도 33에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 적어도 하나의 추가 중간 층(104)은 감는 공정 동안 내부 중간 층(103)의 바깥쪽 주위에 배치되며, 이에 따라 바람직하게는 이러한 추가 중간 층(104)은 처리되지 않고, 즉 내측에 코팅되지 않거나 적층되지 않는다.
저어도 2개의 중간 층들(103, 104)의 사용은 캔 쉘에 대해 더 두꺼운 층만을 사용하는 것보다 더 복잡하고 더 높은 재료 비용과 연관된다; 그러나 2개의 얇은 층들, 특히 크라프트지 층들은 감는 기계에서 더 빨리 가공할 수 있으며 캔 몸체의 안정성이 하나의 더 두꺼운 층을 사용하는 것에 비해 놀랍게도 증가될 수 있다는 것이 양호하다.
바람직하게는, 2개의 중간 층들(103, 104) 및 추가적인 종이 또는 크라프트지 층(105)은 도 13 내지 도 33에 도시된 바와 같이 사용되고, 내부 중간 층(103)과 각 추가 중앙 층(104)은 양호하게는 양 측면들 및 외부 종이 상에 코팅되지 않거나 또는 크라프트지 층(105)은 바람직하게는 적어도 내부에서 처리되지 않거나 코팅되지 않는다.
특히 바람직한 캔 쉘은 130mm 내지 150mm 범위를 갖는 높이, 50mm 내지 60mm 범위를 갖는 외경 및 48.6mm 내지 58.6mm 범위를 갖는 내경으로 제조된다.
특히 바람직한 밀봉된 캔은 치수들, 즉 134mm의 외부 높이, 133mm의 내부 높이, 52.4mm의 외경, 51.2mm의 내경, 약 270㎖ 내지 275㎖의 내부 부피, 250㎖의 채움 부피를 가진다.
설명된 바와 같이, 캔은 도 16 내지 도 34의 실시예에서 필름 재료 및 크라프트지로부터 형성되고 도 13 내지 도 15의 실시에서만 필름 재료로 형성되는, 가장 안쪽 층으로서의 장벽 층(102)을 갖는다. 상기 필름 재료는 바람직하게는 알루미늄 호일 및 적어도 하나의 플라스틱 필름을 포함하는 복합 필름이며, 이는 함께 장벽 라미네이트(108)를 형성한다. 상기 장벽 라미네이트(108)는 바람직하게는 알루미늄 호일을 가지며, 특히 바람직하게는 6㎛ 내지 9㎛의 층 두께를 가지며, 이는 2개의 플라스틱 층들 사이에 존재한다.
상기 장벽 라미네이트(108)는 바람직하게는 플라스틱 필름의 구조를 가지는데, 내부로부터 외부로 바람직하게는 PE, 알루미늄 호일, 바람직하게는 설린(Surlyn)의 형태를 가지는 접착 촉진제, 바람직하게는 PE인 플라스틱 필름의 구조를 가진다. 장벽 라미네이트(108)의 개별 층들은 특히 바람직하게는 다음과 같은 두께를 갖는다: 플라스틱 필름 10㎛ 내지 25㎛, 접합제 2㎛ 내지 5㎛, 알루미늄 호일 6.5㎛ 내지 7.5㎛, 플라스틱 필름 10㎛ 내지 25㎛.
상기 장벽 라미네이트(108)는 바람직하게는 30㎛ 내지 55㎛의 두께를 가진다. 상기 장벽 라미네이트(108)는 35㎛ 내지 50㎛, 특히 40㎛ 내지 45㎛의 특히 바람직한 두께를 가진다. 바람직하게는, 장벽 라미네이트(108)는 45g/㎡ 내지 75g/㎡, 특히 50g/㎡ 내지 65 g/㎡의 그램을 갖는다.
일 실시예에서, 장벽 층(108)은 또한 장벽 라미네이트 상에 또는 내에 존재하거나, 또는 장벽 라미네이트의 하나, 다수 또는 모든 층들을 대체하는 실리콘 함유 장벽 재료, 특히 SiOx의 적어도 하나의 층을 포함한다.
일 실시예에서, 적어도 50nm, 특히 적어도 500nm의 층 두께를 갖는 SiOx로 형성된 층이 있다.
상기 장벽 층(102)의 크라프트지 층(107)은 바람직하게는 60㎛ 내지 90㎛의 두께를 가진다. 상기 장벽 층(102)의 크라프트지 층(107)은 특히 바람직하게는 70㎛ 내지 85㎛의 두께를 갖는다. 장벽 층(102)의 크라프트지 층(107)은 바람직하게는 40g/㎡ 내지 80g/㎡, 특히 50g/㎡ 내지 70g/㎡, 특히 60g/㎡의 그램을 갖는다.
상기 장벽 층(102)은 90㎛ 내지 145㎛의 바람직한 층 두께를 갖는다. 상기 장벽 층(102)은 110㎛ 내지 135㎛의 특히 바람직한 층 두께를 가진다.
크라프트지 층(107)의 크라프트지의 인장 강도 MD는 바람직하게는 적어도 4kN/m, 특히 적어도 5.0kN/m이다. 크라프트지 층(107)의 크라프트지의 인장 강도 CD는 바람직하게는 적어도 2kN/m, 바람직하게는 적어도 2.5kN/m이다.
상기 장벽 층(102)의 제2 실시예에서, 이것은, 내부로부터 외부로, 층들을 갖는 장벽 라미네이트(108)의 구조를 가지는데, 즉 열-밀봉 페인트의 형태인 플라스틱 층, 바람직하게는 PET; 알루미늄 호일 형태의 알루미늄 층; 접착제 형태의 플라스틱 층 및 크라프트지로 만들어진 크라프트지 층(107)의 구조를 가진다. 크라프트지 층(107)의 크라프트지는 바람직하게는 40g/㎡의 그램을 갖는다. 열 밀봉 래커(lacquer)는 바람직하게는 1.6g/㎡의 그램, 알루미늄 호일, 7.7㎛인 층 두께, 20.8g/㎡의 그램, 및 접착제의 플라스틱 층, 2g/㎡의 그램을 갖는다. 전반적으로, 이 장벽 층(102)은 약 60㎛인 층 두께와 약 65g/㎡인 그램을 갖는다.
장벽 층(102)은 튜브형 몸체를 형성하도록 길이방향 이음부를 형성하기 위해 길이방향으로 맨드릴 주위에 감기고, 장벽 라미네이트(108)의 내부 플라스틱 필름이 맨드릴을 향하고 크라프트지 층(107)이 맨드릴로부터 멀어지게 향한다.
다음 층, 즉, 내부 중간 층(103)은 바람직하게는 크라프트지로 만들어지고, 특히 바람직하게는 125g/㎡인 그램, 12 kN/m보다 큰 인장 강도 MD 및 0.160㎛의 두께를 갖는다. 크라프트지는 양 측면에서 처리되지 않는다. 바람직하게는, 내부 크라프트지 층(103)은 95g/㎡ 내지 135g/㎡의 그램 및/또는 10kN/m보다 큰 인장 강도 및/또는 0.140mm 내지 0.175mm의 두께를 갖는다.
크라프트지 층은 장벽 층(102)의 크라프트지 층(107)에 직접 및 완전하게 접합되며, 특히 접착함으로써 장벽 층(102)의 튜브형 몸체 주위에 감겨지게 된다.
접착에 대해서는, 아교, 바람직하게는 폴리비닐 아세테이트가 10g/㎡ 내지 25 g/㎡, 특히 15g/㎡ 내지 20 g/㎡의 양으로 장벽 층(102)의 외부 또는 내부 중간 층(103)의 내부에 바람직하게 적용된다.
다음 층은 예를 들면 125g/㎡의 그램, 12kN/m보다 큰 인장 강도 및 0.160mm인 두께를 갖는 크라프트지로 만들어진 중간 층(104)이다. 크라프트지는 양 측면에서 처리되지 않는다. 바람직하게는, 중간 층(104)은 95g/㎡ 내지 125g/㎡의 그램 및/또는 10kN/m보다 큰 인장 강도 MD 및/또는 0.140mm 내지 0.175mm의 두께를 갖는다.
이러한 추가 중간 층(104)은 직접적으로, 그리고 그 전체적으로, 기본 내부 중간 층(103)에 접합되고, 특히 그것을 장벽 층(102)의 튜브형 몸체와 내부 중간 층(103) 주위에서 감싸므로써 접착된다.
접착을 위해, 아교, 바람직하게는 폴리비닐 아세테이트가 10g/㎡ 내지 25g/㎡의 양으로, 특히 15g/㎡ 내지 20g/㎡의 양으로 내부 중간 층(103)의 외부 또는 추가 중간 층(104)의 내부에 바람직하게 적용된다.
바람직하게는, 캔 몸체는 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)으로부터 형성되는 제4 층을 가진다. 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)은 바람직하게는 80g/㎡ 내지 130g/㎡, 특히 100g/㎡ 내지 120 g/㎡의 그램을 갖는다. 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)은 바람직하게는 70㎛ 내지 120㎛, 특히 90㎛ 내지 110㎛의 두께를 가진다.
외부 종이 또는 크라프트지 층(105)은 중간 층(104) 위에서 권취 설치에 적용되고, 바람직하게는 10g/㎡ 내지 25g/㎡, 특히 15g/㎡ 내지 20 g/㎡의 양을 갖는 아교, 바람직하게는 폴리비닐 아세테이트로, 전체 표면에 바람직하게 부착된다.
캔 쉘(101)은 바람직하게는 장벽 층(102), 내부 중간 층(103), 중간 층(104), 및 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)을 포함한다. 캔 쉘의 두께 D는 약 550㎛이다. 장벽 층(102), 내부 중간 층(103), 중간 층(104) 및 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)으로 구성되는 캔 쉘(101)은 바람직하게는 500㎛ 내지 650㎛, 보다 바람직하게는 550㎛ 내지 620㎛을 총 두께를 가진다. 장벽 층(102), 내부 중간 층(103), 중간 층(104) 및 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)으로 구성되는 캔 쉘(101)은 바람직하게는 300N/15mm보다 큰, 특히 350N/15mm보다 큰, 즉 20kN/m보다 큰, 특히 23kN/m보다 큰 인장 강도 CD를 가진다. 바람직하게, 장벽 층(102), 내부 중간 층(103), 중간 층(104) 및 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)으로 구성되는 캔 쉘(101)은 적어도 400g/㎡, 특히 적어도 450g/㎡의 그램을 가진다.
바람직하게는, 이러한 외부 크라프트지 층(105)은 예를 들어 단일 층 장벽 ㅍ필름을, 핀홀들, 바람직하게는 15g/㎡의 그램 및/또는 15미크론의 두께를 갖는 폴리에틸렌(PE)이 있거나 없이 외부 장벽 층(106)을 가진 캔의 외부를 향하는 측면 상에 제공되거나 또는 바니시(varnish)로 코팅된다.
대안적으로, 외부 층은 핀홀들, 바람직하게는 25g/㎡의 PE가 있거나 없이 장벽 필름의 형태로 외부 장벽 층(106)으로만 구성될 수 있다. 이 경우에, 내부 중간 층(103)과 제2 중간 층(104)은 캔 쉘의 전체 재료 두께가 유지되도록 그들의 재료 두께로 조정될 수 있다.
캔의 높이와 직경에 따라, 중간 층(104)들의 수가 1개보다 클 수 있음을 구상하고 있으며, 예를 들어, 245mm의 높이와 175mm의 직경을 갖는 캔의 경우, 2개의 중앙 층들의 개수가 바람직하다. 예를 들어, 층(103, 104, 105) 당 바람직한 두께는 0.160㎛이고 장벽 층(102)의 두께는 127㎛이며, 총 두께 D는 767㎛이다.
캔의 높이와 직경에 따라, 내부 중간 층(103), 중간 층(104) 및 외부 크라프트지 층(105)이 더 큰 강도를 가지는 것이 제공될 수 있는데, 예를 들어 245mm의 H와 175mm의 D를 갖는 캔의 경우 각각 두께는 265㎛이다. 예를 들어, 장벽 층(102)의 두께가 127㎛인 경우, 총 두께 D는 922㎛가 된다.
층들의 개수를 증가시키는 것은 층의 두께를 증가시키는 것에 비해 유리한데, 이는 사용된 크라프트지의 전체 그램과 관련하여 더 얇은 층들로 캔 몸체의 더 높은 공정 속도 및 더 높은 안정성이 달성될 수 있기 때문이다.
인장 강도 지수 MD는, 크라프트지 층(107)과 층들(103, 104, 105)에 사용되는 크라프트지의 인장 강도 MD 및 그램의 몫으로서, 바람직하게는 70Nm/g 내지 120Nm/g의 범위에 있다.
인장 강도 지수 CD는, 크라프트지 층(107)과 층들(103, 104, 105)에 사용되는 크라프트지의 인장 강도 CD 및 그램의 몫으로서, 바람직하게는 35Nm/g 내지 70Nm/g의 범위에 있다.
사용되는 크라프트지들의 인장 강도 지수 MD는 바람직하게는 80Nm/g보다 크다. 인장 강도 지수 MD는 특히 100Nm/g보다 큰 것이 바람직하다.
사용되는 크라프트지들의 인장 강도 지수 CD는 특히 40Nm/g보다 큰 것이 바람직하다. 인장 강도 지수 CD는 특히 50 Nm/g보다 큰 것이 바람직하다.
크라프트지 층(107)에 더하여, 층 구조는 바람직하게는 지정된 인장 강도 지수 MD 및 CD를 가진 크라프지로 만들어진 적어도 2개의 층들(103, 104)을 포함한다. 크라프트지 층(107) 또는 추가 층들(103, 104) 중 적어도 하나는 또한 지정된 인장 강도 지수 MD 및 CD를 갖는 다른 판지 재료로부터 형성될 수 있다. 크라프트지는 더 큰 인장 강도 지수들(MD) 및 특히 CD(교차 방향)에 의해 기존의 종이들과 구별된다.
바람직하게는, 크라프트지 층(107)의 크라프트지와 층들(103, 104)의 크라프트지는 표백되지 않는다. 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)의 종이 또는 크라프트지는 표백될 수 있으며, 이는 그 외측에서의 설계로 인쇄하는 데 양호할 수 있다. 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)은 감기 전에 이미 제품 설계로 인쇄될 수 있으며, 이러한 인쇄는 종이 또는 크라프트지 층(105)과 외부 장벽 층(106) 사이에 양호하게 존재할 수 있다. 절단 디바이스(26)에서의 절단은 인쇄와 관련하여 등록된다.
도 32는 본 발명에 따른 캔 쉘(101)의 특히 바람직한 구성을 통한 단면을 도시한다. 이러한 구성에서, 내부 중간 층(103)과 추가 중간 층(104)은 각각의 웹 재료와 반대되는 층들의 2개의 가장자리들이 서로 겹치게 되도록 비스듬한 모양의 측면 가장자리들 갖지만, 그렇지 않은 경우, 겹치는 영역에서 층의 층 두께의 실질적인 증가가 없다. 비스듬한 모양에 대한 대안으로서, 도 33에 도시된 바와 같이, 계단식(stepped) 가장자리 또는 인터로킹 가장자리들과 같은 가장자리들의 다른 모양들도 적합하다. 일반적으로 말하자면, 층들(103, 104, 105) 중 적어도 하나의 2개의 가장자리들 중 적어도 하나는 2개의 가장자리들의 중첩 영역의 두께의 감소를 유도하는 모양을 제공하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 층들(103, 104, 105) 중 적어도 하나의 양 가장자리들에는 중첩된 가장자리들의 두께가 층 자체의 두께와 동일하도록 형상이 제공된다. 특히 바람직하게는, 내부 중간 층(103)은 이러한 구조를 제공한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 적용된 중간 층(104)은 이러한 구조를 제공하고, 특히 바람직하게는 모든 적용된 중간 층(104)들을 제공한다.
도 32에 도시된 바와 같이, 외부 크라프트지 층(105)들의 가장자리들은 바람직하게는 조인트에서 만나는데, 이때 간극은 PE, PET 또는 PP의 스트립(109)(스트립이라고 지칭되기도 함)을 적용하여 조인트 영역에서 밀봉되거나, 또는 캔 몸체가 형성된 후 스프레이 헤드에 의해 밀봉 재료가 적용된다. 외부 크라프트지 층(105)의 인접하는 가장자리들은 유리한데, 이는 그 결과 간극이 보다 규칙적이고 따라서 시각적으로 매력적이며 외부로부터의 기계적 영향들에 대해 덜 안정적이게 되는, 외부 크라프트지 층(105)의 가장자리 영역의 층 두께의 어떠한 감소도 없기 때문이다.
덜 바람직하게는, 내부 중간 층(103)의 가장자리들 및/또는 추가 중간 층(104)의 가장자리들은 각각의 층에서 맞대기 조인트를 형상할 수 있으며, 이때 이것은 층 구조의 안정성에 악영향을 미칠 수 있다고 가정된다.
본 발명에 따른 캔 쉘(101)을 제조하기 위해, 장벽 층(102)은 먼저 감는 기계의 맨드릴의 길이방향으로 웹 재료로서 공급되고, 맨드릴의 길이방향으로 더 이동한다. 2개의 가장자리들은 맨드릴 주위에 형성되어 이들 가장자리들은 맨드릴의 반대편에서 만나고 맨드릴은 이제 웹 재료에 의해 둘러싸여진다.
길이방향 이음부를 생성하기 위하여, 장벽 층(102)의 웹 재료의 2개의 가장자리들은 맨드릴 상에 서로 포개어 놓이게 된다.
장벽 층(102)의 외부에는 접착제가 제공되지 않는 것이 바람직하다.
따라서, 특히 바람직하게는, 본 발명에 따른 감는 기계는 예를 들면 노즐과 같은 어플리케이터를 사용하여 공지된 종래 기술의 개선으로서 제공되며, 이는 접착제(예컨대, 아교 또는 핫멜트)를 길이방향 이음부의 영역에서 장벽 층(102)의 2개의 병치된 영역들 중 적어도 하나에 표적 방식으로 적용한다.
이는 캔 쉘(101)의 안정성에 악영향을 미칠 수 있는 중첩 영역에 공기가 갇히는 것을 양호하게 방지한다. 캔의 내부 압력은 층 구조에 갇히 공기를 가압할 수 있고, 이는 갇힌 공기의 압력이 내부로부터 층 구조를 압박하거나 갇힌 공기가 커버들로 닫힌 단부들을 향해 빠져나가게 시도하고, 이는 거기에 크리핑 손상이 발생할 수 있다.
다음 단계에서, 내부 중간 층(103)은 장벽 층(102) 주위에 배치되고, 또한 바람직하게는 감는 기계의 맨드릴의 길이방향으로 웹 재료로서 공급되고 맨드릴의 길이방향으로 더 이동된다. 내부 중간 층(103)의 2개의 가장자리들은 맨드릴에 위치한 장벽 층(102) 주위에 형성되어 이들 가장자리들이 맨드릴의 다른 측면에서 만나고 맨드릴에 위치한 장벽 층(102)이 이제 내부 중간 층(103)의 웹 재료에 의해 둘러싸인다. 설명된 바와 같이, 내부 중간 층(103)의 가장자리들은 바람직하게는 서로 겹쳐서 그들이 서로 접착된다. 내부 중간 층(103)은 예를 들어 웹 재료의 공급 중에 접착제를 적용함으로써 내부에 아교를 제공하고, 이 경우 장벽 층(102)의 크라프트지 층(107)에 내부 중간 층(103)을 맞추거나 누를 때 아교는 층들 사이의 전체 영역에 걸쳐 분배된다.
다음 단계들(0부터 바람직하게는 최대 3)에서 추가 중간 층(104)들은 내부 중간 층(103) 주위에 연속적으로 배치되고, 이 경우 이들은 또한 바람직하게는 감는 기계의 맨드릴의 길이방향으로 웹 재료로서 공급되고 맨드릴의 길이방향으로 이동된다. 각 중간 층(104)의 2개의 가장자리들은 이미 맨드릴 상에 배치된 내부 중간 층(103) 주위에 형성되어 이들 가장자리들은 맨드릴의 다른 측면에서 만나고 맨드릴 상에 배치된 내부 중간 층(103)은 이제 웹 재료에 의해 둘러싸인다. 설명된 바와 같이, 각 중간 층(104)의 가장자리들은 바람직하게는 서로 겹쳐서 그들이 함께 접착된다. 각 중간 층(104)에는 예를 들어 웹 재료의 공급 중에 이를 적용함으로써 내부에 아교를 구비하고, 이 경우 중간 층(104)을 맨드릴 상에 이미 배치된 내부 중간 층(103)에 맞추거나 누를 때 아교는 층들 사이의 전체 영역에 걸쳐 분배된다.
다음 단계에서, 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)은 이미 맨드릴 주위에 감겨진 외부 층(103, 104) 주위에 형성되고, 또한 바람직하게는 감는 기계의 맨드릴의 길이방향으로 웹 재료로 공급되고 맨드릴의 길이방향으로 더 이동된다. 외부 크라프트지 층(105)의 2개의 가장자리들은 이미 맨드릴 상에 배치된 외부 층(103,104) 주위에 형성되어 이들 가장자리들은 맨드릴의 다른 측면에서 만나고 맨드릴에 이미 위치한 층(103,104)이 이제 웹 재료에 의해 둘러싸인다. 설명된 바와 같이, 외측 크라프트지 층(105)의 가장자리들은 바람직하게는 그들이 조인트에서 만나도록 서로 겹치지 않는다. 외부 크라프트지 층(105)은 예를 들어 웹 재료의 공급 동안에 이를 적용함으로써 내부에 아교를 구비하고, 이 경우 외부 크라프트지 층(105)을 아래에 감긴 층(103, 104)에 맞추거나 누를 때 아교는 층들 사이의 전체 영역에 걸쳐 분포된다.
도 32에 도시된 바와 같이, 외부 크라프트지 층(105)은 그것이 액체 내성 또는 액체 발수성 외측을 가지도록 바람직하게는 이미 외부 장벽 층(106)을 가질 수 있는데, 즉 한 쪽에 코팅된 라미네이트 또는 웹 재료로서 공급될 수 있다. 예를 들어, 외부 크라프트지 층(105)은 방수 또는 방습(moisture-tight) 인쇄를 구비할 수 있다.
외부 크라프트지 층(105)이 공급 동안 액체 내성 또는 액체 발수성 외부 측을 아직 갖지 않은 경우, 감는 기계에서 또는 감는 기계 후에 구비할 수 있다. 예를 들어, 액체 내성 또는 액체 발수성 필름 또는 라미네이트는 감는 기계 내의 외부 크라프트지 층(105) 주위에 적용될 수 있다. 예를 들어, 감은 후, 성형된 중공 실린더가 액체 내성 또는 액체 발수성 물질, 특히 페인트로 분무 또는 인쇄될 수 있다. 액체 내성 또는 액체 발수성 필름 또는 라미네이트가 감는 기계로 외부 크라프트지 층(105) 주위에 적용될 경우, 이러한 필름 또는 라미네이트는 외부 크라프트지 층(105)을 단단히 둘러싸기 위해 플라스틱 면 상의 용접된 플라스틱 면일 수 있다. 필름의 경우, 간단한 중첩만으로 충분하다. 예를 들어 필름과 얇은 인쇄 또는 라벨 종이로 만들어진 라미네이트의 경우, 접힌 이음부는 그 위에 또한 제공될 수 있다. 장벽 층(106)은 또한 적어도 그것의 외측에서 단단한 인쇄 또는 라벨층의 형태로 외부 크라프트지 층(105)에 걸쳐 적용될 수 있는데, 이는 그런 다음 인쇄 또는 라벨 층이 예를 들면 그것의 2개의 가장자리들의 인접한 영역에서 접착된-온 스트립(glued-on strip)(109)으로 밀봉된다.
외부 크라프트지 층(105)이 이미 공급 중에 액체 내성 또는 액체 발수성 외측을 가지고 있는 경우, 다음 단계에서 외부 층의 조인트 영역은 바람직하게는 감는 기계 상에서, 예를 들어 액체로서 또는 스트립(109), 특히 접착제 테이프의 형태로서 액체 내성 또는 또는 액체-발수성 재료를 적용함으로써 밀봉된다.
따라서 외부 종이 또는 크라프트지 층(105) 또는 그 위에 배치된 추가 층의 외부 이음부는 접힌 이음부로서, 간단한 중첩물 또는 조인트(맞대기 조인트 이음부)로서 설계될 수 있다. 상기 맞대기 조인트 이음부는 핫멜트, 스트라이프 또는 테이프 또는 밀봉 액체에 의해 밀봉될 수 있으며, 여기서 이러한 수단은 가장 바깥쪽 층을 감은 후 및 개별 중공 실린더를 절단하기 전에 감는 기계에서 적용되는 것이 바람직하다. 스트라이프 또는 테이프는 자가 접착제일 수 있거나 초음파 용접에 의해 고정되는 플라스틱 스트립, 특히 PE 스트립으로 존재할 수 있다.
바람직하게는, 핫멜트는 맨드릴 상에 위치한 종이 튜브에 노즐(113)을 가진 감는 기계에 적용되고 노즐을 지나 이동한다. 바람직하게는, 상기 노즐은 감는 기계에 적용된 종이 튜브의 가장 바깥쪽 층의 길이방향으로 이어지는 맞대기 조인트 이음부의 간극에 대해 수직으로 향한다. 상기 노즐은 단면이 원통형 또는 직사각형일 수 있고 직선 또는 심지어 개구 표면을 가질 수 있다.
그러나, 바람직하게는, 노즐 개구 표면은 종이 튜브의 원주 방향에서 볼 수 있듯이, 즉 튜브의 원통형 형상에 적응되는 오목한 모양을 가지고 있고, 상기 노즐의 개구 표면은 바람직하게는 그러한 튜브로부터 균일한 거리를 갖는다.
상기 핫멜트는 가장 바깥쪽 층을 감은 후 감는 기계에 직접 적용하는 것이 바람직하며, 여기서 가장 바깥쪽 층은 이미 단단한 외부 장벽 층(106)이거나 그러한 층을 가진다. 핫멜트는 가장 바깥쪽 층의 흡수성 절단 가장자리들을 밀봉하고 및/또는 맞대기 조인트 이음부를 따라 노출된 하부 층(103 또는 104)을 밀봉하기 위해 적용된다. 바람직하게는, 외부 층은 흡수성 물질, 특히 종이 또는 크라프트지로부터 형성되며, 이는 그것의 외부에 예를 들어 내습성 필름으로 적층되거나 내습성 물질로 코팅된 것과 같은 내습성 물질이 제공된다. 맞대기 조인트 이음부의 간극은 0.5mm 내지 4mm 범위을 가지는 것이 바람직하다. 핫멜트는 바람직하게는 맞대기 조인트 이음부의 간극에 걸쳐 돌출하는 스트립 형태로 적용되며, 여기서 핫멜트의 스트립의 폭은 바람직하게는 적어도 1mm, 특히 맞대기 조인트 이음부의 간극의 폭보다 적어도 2mm 넓어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 맞대기 조인트 이음부의 간극의 폭은 3mm이고 핫멜트 스트립의 폭은 6mm이다. 핫멜트는 예를 들어 160℃ 내지 190℃에서 가열된 상태로 적용되며, 개별 실린더들이 감는 기계의 맨드릴(23)로부터 절단될 때까지 냉각하여 경화된다. 이는 바람직하게는 냉각 장치, 예를 들어 송풍기(blower)의 형태로 지지될 수 있다. 접착제로 맞대기 조인트 이음부를 밀봉하는 것은 그러한 캔의 매우 평평하거나 균질한 외부 원주를 생기게 한다. 접착제 또는 핫멜트에 의해 외부 장벽 층(106)에 형성된 필름은, 예를 들어 두께가 0.05mm 내지 0.1mm에 불과하다. 장벽 층(106)을 포함하는 외부 크라프트지 층(105) 대신, 상이한 종이 또는 판지 재료, 바람직하게는 재활용되는 종이 또는 섬유 재료를 함유하거나 그것들로부터 만들어진 것을 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 외부 층 밀봉의 추가 실시예에서, 외부 크라프트지 층(105)은 외부 장벽 층(106)을 필름의 형태로 제공하고, 여기서 크라프트지 층(105)과 필름은 라미네이트로서 존재하고 이에 따라 재료 웹으로서 감는 디바이스에 함께 공급된다. 필름 층은 한쪽에서 돌출하는 필름 층의 가장자리가 필름 층의 다른 돌출하지 않는 가장자리에 놓이도록 크라프트지 층(105)보다 재료 웹의 교차 방향으로 더 길도록 설계된다. 이 경우, 필름 층의 돌출하는 가장자리는 크라프트지와 겹치지 않는 필름 층 상에 용융 또는 용접될 수 있거나, 접착제가 중첩 영역의 하측면에 적용될 수 있고, 특히 활성화 가능하며, 그 자체에 필름 층을 접합하기 위한 특히 열활성 가능한 접착제가 적용될 수 있다.
층들이 감기고 튜브형 몸체로 결합된 후, 개별 중공 실린더들은 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이 알려진 절단 기계들을 사용하여 맨드릴로부터 절단된다.
개별 중공 실린더들은 이후에 가장자리 영역의 2개의 단부들에서 구부러지게 된다.
이러한 구부러짐은 바람직하게는 5 mm의 길이 범위에서 수행되며, 여기서 외부 가장자리는 2.5mm만큼 바깥쪽으로 구부러져 있다. 외부 가장자리로부터, 구부러진 영역은 바람직하게는 3mm 내지 4 mm, 특히 3.3mm 내지 3.5 mm의 반지름을 가진 원형 경로를 따라 구부러지지 않은 쉘 영역으로 병합된다.
절단 또는 이미 구부러진 가장자리들은 그들의 흡수 능력이 수분에 의해 감소되도록 밀봉 액체가 제공되는 것이 바람직하다. 이는 구부러지는 공정 중에 이러한 밀봉 액체를 적용함으로써 바람직하게 행해진다. 대안적으로, 절단된 가장자리들의 밀봉은 테이프 또는 수축 튜브를 적용하여 수행될 수 있다.
구부러진 그리고 최종적으로 밀봉된 중공 실린더들은 이후에 캔 폐쇄 기계로 이송되어, 중공 실린더의 한쪽 단부, 바람직하게는 하부 단부가 예를 들면 제1 바닥 요소(4)와 같은 제1 폐쇄 요소로 폐쇄된다. 상기 바닥 요소(4)는 바람직하게는 종래의 알루미늄 캔의 알루미늄 바닥 소자이며, 이는 적어도 거의 현재 캔과 동일한 부피 또는 동일한 직경을 갖는다.
그 후, 매체, 특히 탄산 음료는, 바람직하게는 0.25리터의 양으로, 바닥 폐쇄된 중공 실린더에 채워진다.
채워진 중공 실린더는 이후에 예를 들면 커버 요소(5)와 같은 제2 폐쇄 요소로 맨 위에서 닫힌다. 상기 커버는 바람직하게는 종래의 알루미늄 캔의 알루미늄 커버이며, 이는 적어도 거의 현재 캔과 동일한 부피 또는 동일한 직경을 갖는다.
폐쇄 및 충전은 시간당 80,000개의 캔의 처리량으로 클럭된 플랜트(clocked plant)에서 수행되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 감는 기계에서 시간 당 40,000개의 캔 몸체들이 만들어지는데, 이는 감는 맨드릴의 방향으로 완성된 파이프의 약 1.5m/s의 속도를 의미한다. 시간당 80,000개의 캔의 원하는 공정 출력은 기계를 미러링하여 달성할 수 있으며, 양 기계 유닛들로부터의 플랜지된(flanged) 캔 몸체들은 캔 바닥 밀봉기(sealor) 앞에서 함께 가져와진다.
바람직하게는, 더 느린 감는 시스템에서 유래하는 본 발명의 캔 쉘(2)들은 종래의 알루미늄 캔 쉘들과 함께 동일한 더 빠른 폐쇄 및 채움 플랜트에서 폐쇄될 수 있으며, 보다 바람직하게는 동일한 바닥 요소들과 동일한 커버들로, 재조정(retooling) 또는 시간 중단 없이 이루어진다. 이는 감는 시스템의 속도가 더 이상 공정에 중요하지 않으며 채움 플랜트는 전체 공정 성능과 독립적으로 작동할 수 있음을 의미한다.
본 발명에 따른 복합 캔들 및 종래의 알루미늄 캔들은 단일 감는 플랜트의 더 낮은 생산 속도가 종래의 알루미늄 캔들의 생산에 의해 보상되도록 동일한 플랜트에서 일괄적으로 또는 교대로 채워질 수 있다. 예를 들어, 2개의 생산 라인들, 즉 친환경 복합 캔들과 검증된 알루미늄 캔들이 동시에 플랜트에서 지속적으로 생산할 수 있도록 플랜트에서 시간당 40,000개의 캔과 시간당 40,000개의 알루미늄 캔을 생산할 수 있다.
발명에 따른 복합 캔 쉘들의 필요성은 정확히 충족될 수 있고 표준 캔들에 대한 남은 용량이 사용되며, 이는 본 발명에 따른 복합 캔들의 판매가 처음에는 기존의 채움 플랜트의 완전한 활용으로 이어지지 않기 때문에 제품 도입에 특히 유리하다. 따라서 본 발명에 따른 캔들과 종래의 알루미늄 캔들에 따른 캔들에 대한 채움 플랜트의 본 발명에 따른 동시 또는 순차적 사용은, 알루미늄 캔들이 계속해서 생성될 수 있고 증가하는 비율까지 복합 캔들에 의해 점진적으로만 대체될 수 있기 때문에, 제품 전환을 위한 추가 억제 문턱값을 추가로 감소시킨다.
실시예 1
도 16 내지 도 31 중 하나에 따른 바람직한 층 구조로, 134mm의 높이와 52.4mm의 외경 및 250㎖의 탄산 음료의 채움 부피를 갖는 음료 캔들이 제조된다. 종이 또는 크라프트지 층(105)으로서, 찢어짐에 대한 저항이 적은 종이 층(105), 나무가 없는(wood-free) 종이, 구체적으로 루미플렉스(Lumiflex)TM 110 gsm 스토라 엔소(Stora Enso AG)가 사용되고, 이는 캔 외부에 PE 코팅을 구비한다. 음료 캔들은 표준 폐쇄 장비를 갖는 알루미늄 캔들의 표준 바닥들과 표준 커버들로 상부와 바닥에서 밀봉된다.
사용된 층들과 그 결과로 생기는 층 구조가 아래 표 1에 명시된다.
그램(Grammage) 두께 인장 강도 MD
lso 1s24-2		 인장 강도 CD
lso 1s24-2
장벽 라미네이트 108 45 g/㎡ 45 ㎛ 결정되지 않음 결정되지 않음
크라프트지 층 107 60 g/㎡ 82 ㎛ 7.0 kN/m 3.5 kN/m
크라프트지의 층 103 125 g/㎡ 160 ㎛ > 10 kN/m > 5 kN/m
크라프트지의 층 104 125 g/㎡ 160 ㎛ > 10 kN/m > 5 kN/m
종이 층 105 110 g/㎡ 101 ㎛ 7.3 kN/m 0.7 kN/m
외부 장벽 층 106(PE) 15 g/㎡ 15 ㎛ 결정되지 않음 결정되지 않음
총 층 구조 약 500 g/㎡ 약 600 ㎛ 결정되지 않음 > 23 kN/m
인장 강도 MD(Machine Direction)는 캔 쉘(101)의 길이방향에서의 크라프트지의 인장 강도를 나타내고, 인장 강도 CD(Cross Direction)는 캔 쉘(101)의 원주 방향에서의 크라프트지의 인장 강도를 나타낸다. 특히 교차 방향(CD)에서 사용된 종이 층(105)의 종래의 종이는 상당히 낮은 인장 강도를 가지고 있음을 알 수 있다.캔 쉘(101)의 전체 층 구조의 그램은 아교의 층당 18g/㎡의 아교 적용으로 인해 개별 층들의 합에 비해 증가된다. 아교 적용은 아교의 3개의 전체 표면 층들로 인해 총 54g/㎡에 달한다.
장벽 라미네이트(108)로서, 25㎛ 두께의 PE 플라스틱 필름의 구조를 갖는 라미네이트, 7㎛ 두께의 알루미늄 호일, 3 ㎛ 두께의 Surlyn 본딩제 및 15㎛ 두께의 PE 플라스틱 필름이 사용된다.
이렇게 제조된 캔들은 탄산 음료의 저장 및 운반에 적합하다.
따라서 본 발명에 따른 용기의 특히 바람직한 층 구조는 장벽 라미네이트(108)와 크라프트지 층(107)으로 만들어진 내부 장벽 층(102)을 가지며, 간단히 중첩하는 이음부는 캔의 길이방향으로 연장하고, 그 위에 2개의 감긴 층들(103, 104)이 있으며, 그 각각은 캔의 길이방향으로 이어지는 중첩하는 이음부를 포함하고, 층들(103, 104)은 이음부의 영역에서 감소된 두께를 갖는 적어도 하나의 가장자리를 갖고, 층들(103, 104) 위에는 외부에서 외부 장벽 층(106)과 핫멜트로 밀봉되는 캔의 길이방향으로 연장하는 맞대기 조인트 이음부를 형상하는 간극을 갖는 종이 또는 판지 재료의 감긴 층이 따르고, 이 경우 그들의 크라프트지 표면들을 갖는 층들(103, 104)은 특히 서로 직접 접착되고 하부 층과 중첩 층에 부착한다.
본 발명에 따른 캔들의 장점들은 재활용성과 양호한 생태 평가이다. 사용되는 재료들의 캔이 플라스틱 코팅 판지 포장과 유사하기 때문에, 알루미늄 부품, 종이 층 및 플라스틱 필름은 서로 분리되고 이와 유사한 알려진 용해 방법들로 재활용을 위해 분리 및 분류될 수 있다. 특히, 종이 형태로 재생 가능한 일부분의 비율은 높으면 캔이 알루미늄 및/또는 플라스틱으로 만들어진 캔들에 비해 유리할 수 있다. 이러한 캔 생태학적 평가는 기존의 알루미늄 캔들보다 양호하다.
도 34는 운반 또는 보관 중에 정압을 가질 수 있거나 이러한 정압을 생성할 수 있는 고체, 액체 및/또는 기체 매체를 함유하는 캔(1)에 사용하기 위한 장벽 층의 길이방향 이음부를 통해 길이방향 섹션에서의 캔 쉘(101)의 변형예를 도시하고, 상기 캔의 원통형 캔 쉘(101)은 주로 종이 또는 판지 재료로 구성되며 적어도 2개의 감긴 층들을 포함하며 바닥에서는 바닥 요소(4)로 상부에서는 커버 요소(5)로 닫히고, 캔(1)은 적어도 5 바(bar)의 내부 압력을 견디며,
캔 쉘(101)의 가장 안쪽 층은 캔(1)의 길이방향으로 연장하는 길이방향 이음부를 갖는 똑바로 감긴 장벽 층으로 구성되고, 장벽 층은 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 요소(108), 중앙 종이 또는 바람직하게는 크라프트지 층(107) 및 외부 플라스틱 층(111)으로 만들어진 라미네이트이고, 내부 플라스틱 층(111)을 갖는 종이 또는 판지 재료로 만들어진 적어도 하나의 추가 감긴 층은 캔 쉘(101)의 장벽 층 주위에 존재하며, 장벽 층(102)의 인접하는 플라스틱 층들(115)과 종이 또는 판지 재료로 만들어진 추가 감긴 층은 서로 직접 용접된다. 길이방향 이음부는 도 13 내지 도 31의 실시예들 중 하나에 따라 만들 수 있다.
내부 플라스틱 층(111)을 갖는 종이 또는 판지 재료의 추가 감긴 층은 또한 외부 플라스틱 층(111)을 가질 수 있다.
또한, 바람직하게는 각각 내부 플라스틱 층(111) 및/또는 외부 플라스틱 층(111)을 가진, 종이 또는 판지 재료의 최대 2개의 추가 층들 중 하나 이상이 존재할 수 있고, 이 경우 층들의 인접한 플라스틱 층(111)이 함께 용접된다.
도 35에 도시된 바와 같이, 종이 또는 판지 재료의 추가 층들(103, 104, 105) 사이에 하나의 플라스틱 층(111)만이 존재할 수 있는데, 예를 들어 감기 전에 2개의 인접한 층들 중 하나에 이미 존재하도록 할 수 있다. 도 35의 변형예에서, 크라프트지 층(107)과 인접한 층(103) 사이에는 플라스틱 층(111)이 존재하지 않으므로, 종이 재료가 종이 재료 위에 놓이게 된다.
일 실시예에서, 따라서 층상 구조는 장벽 층을 포함하고, 장벽 층의 종이 재료가 종이 또는 판지 재료의 다음 종의 종이 재료에 접합, 특히 접착되며, 이 종이 또는 판지 재료의 다음 층과 캔 쉘의 종이 또는 판지 재료의 가장 바깥쪽 층 사이에는 이들 두 층들 사이에 적어도 하나의 플라스틱 층(111)이 존재한다. 적어도 하나의 플라스틱 층(111)은 이를 가열하여 두 층들을 연결하기 위해 양호하게 사용된다. 적어도 두 개의 층들이 가열되거나 용융되는 플라스틱에 의해 연결된다는 사실은 접착제 또는 아교에 의해 층 구조 내로 유입되는 액체의 양을 감소시킨다.
종이 또는 판지 재료의 적어도 2개의 연속하는 층들의 2개의 종이 재료들을 직접 접합하거나 접착하면 캔의 안정성이 향상시키고, 장벽 층은 바람직하게는 이러한 층들 중 하나이므로 장벽 층과 후속 층이 특히 단단하게 연결된다.
종이 또는 판지 재료의 두 층들 사이에 배열되는 적어도 하나의 플라스틱 층(111)에는 바람직하게는 천공 또는 개구들이 제공되어, 종이 또는 판지 재료의 층들 사이에서 플라스틱 층(111)을 통해 수분이 분산될 수 있다. 그 결과, 접착제 또는 아교에 의해 유입된 수분은 종이 또는 판지 재료의 층들 사이에서 양호하게 분산되어, 개별 층들의 전체적인 수분 함량을 감소시킬 수 있다.
플라스틱 층의 재료는 바람직하게는 폴리올레핀, 특히 PE이다.
도 34 및 도 35의 실시예는 장벽 층(102)과 캔의 외부 장벽 층이 어떻게 구현되는지에 관계없이 양호하다. 예를 들어, 장벽 층의 장벽 재료(108)는 필름, 라미네이트, 복합 필름, 또는 코팅, 또는 이들의 조합의 형태일 수 있다.
그들의 플라스틱 층들(111)을 갖는 종이 또는 판지 재료로 이루어진 추가 감긴 층들은 차례로 길이방향 이음부를 가질 수 있고, 바람직하게는 그 자체로 중첩 영역에서 감소된 두께를 갖는다. 가장 바깥쪽 층은 간극을 적절하게 밀봉한 채로 다시 맞대기 조인트 이음부를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 또는 캔의 실시예들에 따른 캔의 하나 이상의 또는 모든 층들의 종이 또는 판지 재료는 바람직하게는 비교 가능한 인장 지수들인 MD(Machine Direction; 기계 방향) 및 CD(Cross Direction; 교차 방향)을 갖는 크라프트지 또는 종이 또는 판지 재료일 수 있다.
도 36 내지 도 41은 장벽 층에 따르는 내부 중간 층(103)의 내부 가장자리가 장벽 층(102)의 가장자리와 접하고, 내부 중간 층(103)의 외부 가장자리가 내부 중간 층(103)의 내부 가장자리와 중첩하는 추가 실시예들을 도시한다. 또한, 감는 기계의 맨드릴에 배치된 장벽 층(102) 주위를 감싸는 경우 내부 중간 층(103)의 가장자리를 얼마나 정밀하게 배치할 수 있는지에 따른 생산으로 인해 내부 중간 층(103)의 내부 가장자리와 장벽 층(102)의 가장자리 사이에 간격이 있을 수 있다. 장벽 층(102)과 내부 중간 층(103)은 각각 그들 자체와 중첩되며, 이에 따라 이들은 똑바로 감겨서 맨드릴에 형성된 무단 튜브의 길이방향으로 직선으로 이어지는 가장자리를 포함한다.
도 36에 도시된 바와 같이, 제2 중간 층(104)의 내부 가장자리가 제1 중간 층(103)의 외부 가장자리에 접하고, 제2 중간 층(104)의 외부 가장자리가 제2 중간층(104)의 내부 가장자리와 겹치는 것이 바람직하다. 종이 또는 판지 재료, 특히 크라프트지로 만들어진 추가 중간 층들이 있는 경우, 이들은 동일한 방식으로 구현되는 것이 바람직하다.
도 36에 도시된 바와 같이, 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)의 내부 가장자리는 기본 층(104)의 외부 가장자리와 접하고, 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)의 외부 가장자리는 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)의 내부 가장자리와 중첩하는 것이 바람직하다. 다른 실시예들에 대해 이미 설명한 바와 같이, 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)은 외부 장벽 층(106)을 갖거나, 또는 이를 구비한다.
중간 층들(103, 104)은 동일한 재료 두께로 존재하는 것이 바람직하다.
추가 층들(103, 104)은 두 개의 중첩하는 가장자리 영역들 중 하나 또는 둘 모두에서 자신들과 중첩하는 영역에서 감소된 재료 두께를 가질 수 있다.
도 37에 도시된 바와 같이, 장벽 층(102)의 가장자리는 그 자체와 간단한 중첩을 가짐으로써 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 중간 층(103)은 장벽 층(102)과 동일한 두께를 갖는 것이 제공될 수 있다. 중간 층(103)과 장벽 층(102)은 서로 상이한 재료 두께로 존재할 수도 있다.
도 38에 도시된 바와 같이, 장벽 층(102)의 가장자리는 그 자체로 접힌 이음부를 갖는 것으로 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 중간 층(103)은 이중 장벽 층(102)과 동일한 강도를 갖는 것이 제공될 수 있다. 그러나, 중간 층(103)은 상이한 재료 두께로 존재할 수도 있다.
도 39 및 도 40에 도시된 바와 같이, 제2 중간 층(104)의 제1 가장자리는 제1 중간 층(103)의 외부 가장자리와 접할 수 있고, 제2 중간 층(104)의 제2 가장자리는 제2 중간 층(104)의 제1 가장자리까지 연장되지 않을 수 있다. 제2 중간 층(104)의 제2 가장자리는 내부 중간 층(103)의 영역의 시작 부분까지 연장하는 것이 바람직하고, 여기서 층 구조의 증가된 두께가 존재하고, 이는 그 자체로 장벽 층(102)의 중첩으로 초래한다. 도 39 및 도 40에서 볼 수 있듯이, 장벽 층(102)과 그 위에 존재하는 층(103)의 중첩 영역에서의 두께 증가는 제2 추가 층(104)에 의해 은폐된다.
도 41 및 도 42에 도시된 바와 같이, 내부 중간 층(103)의 외부 가장자리는 감소된 두께로, 특히 경사진 표면으로 설계될 수 있다. 또한, 외부에 놓이는 추가 중간 층(104)의 가장자리는 감소된 두께, 특히 경사진 표면으로 설계될 수 있다. 결과적으로, 서로 위에 놓인 두 층들(103, 104)의 가장자리들, 특히 경사진 표면들은 중첩 방식으로 존재할 수 있다. 도 41 및 도 42에 도시된 바와 같이, 또한 또는 대안적으로, 제2 중간 층(104)의 제2 가장자리는 감소된 두께, 특히 경사진 표면으로 설계될 수 있다. 도 41에 도시된 바와 같이, 추가 중간 층(104)은 그 자체와 중첩될 수 있고, 이에 따라 외부 가장자리의 경사진 표면은 또한 경사진 표면을 갖는 외부적으로 인접하는 층을 부착하기 위해 사용될 수 있다. 도 42에 도시된 바와 같이, 추가 층(104)은 장벽 층(102)과 내부 중간 층(103)의 복합재의 두께 변화가 일어나는 영역에 경사진 표면이 존재함으로써 두께의 증가를 은폐하는 역할을 할 수 있다.
도 37, 도 39 및 도 41의 실시예들에서, 길이방향 이음부는 도시된 바와 같이 밀봉 스트립(110)에 의해 밀봉될 수 있다. 그러나, 도시된 바와 달리, 길이방향 이음부는 또한 도 15, 도 24, 도 27 및 도 31에 도시된 바와 같이, 길이방향 이음부의 영역에서 장벽층(102)과 단순히 중첩하는 장벽층(102)의 필름 층에 의해 밀봉될 수도 있다.
도 36, 도 38, 도 40 및 도 42의 실시예들에서, 밀봉은 장벽 층(102)의 종이 또는 크라프트지 층(107)의 절단된 가장자리가 내부에 노출되지 않기 때문에, 그 자체로 접힘 이음부에 의해 발생한다. 접힌 이음부는 장벽 층(102)의 두 가장자리 영역들이 확산-기밀 장벽 라미네이트(108) 또는 확산-기밀 필름 또는 코팅과 서로 맞닿아 있고, 두 가장자리 영역들이 그 자체로 장벽 층(102) 위로 다시 접혀진다는 사실에 의해 특정된다.
도 43 및 도 44는 장벽 층(102)의 이음부의 두께 증가가 적어도 추가 층 구조에 의해 대부분 은폐되는 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 43 및 도 44에서, 이음부는 자체 밀봉식 접힌 이음부로 설계되었지만, 이는 또한 다른 도면들에 설명된 장벽 층(102)의 이음부의 실시예들 중 하나에 따라 설계될 수 있다.
도 43에서, 장벽 층(102)의 이음부는 장벽 층(102)에 인접한 중간 층(103)의 종이, 판지, 또는 특히 크라프트지 재료의 간극에 수용된다. 따라서, 층(103)의 두 길이방향 가장자리들은 서로로부터 일정 거리에 있으며, 이음부의 영역에서 장벽 층(102)의 두께 증가의 양 측면들에 배치된다. 이 실시예에서, 후속하는 추가 종이 또는 판지 층, 특히 크라프트지 층(104)은 바람직하게는 캔 쉘의 전체 원주 주위로 이어진다. 층(104)의 두 길이방향 가장자리들은 서로 인접하거나 서로 중첩될 수 있으며, 층(104)의 중첩하는 가장자리 영역들은 도 43에 도시된 바와 같이 감소된 두께를 가질 수 있다. 도시된 바와 달리, 층(104)의 맞대기 조인트 또는 중첩 영역은 장벽 층(102)의 이음부로부터 오프셋되게 배열되고, 따라서 층(103)의 간극으로부터 오프셋되는 것이 바람직하다.
도 44의 실시예에서, 장벽 층(102)과 이 장벽 층(102)에 인접하는 층(103)의 이음부는 종이 또는 판지, 특히 크라프트지의 후속하는 추가 층(104)에서 간극에 수용된다. 층(104)의 두 길이방향 가장자리들은 서로로부터 일정 거리에 있으며, 이음부의 영역에서 장벽 층(102)과 층(103)의 두께 증가의 양 측면들에 배치된다. 이 실시예에서, 층(103)은 캔 쉘의 전체 원주 주위로 이어진다. 층(103)의 두 길이방향 가장자리들은 서로 인접하거나 서로 중첩할 수 있으며, 층(103)의 중첩하는 가장자리 영역들은 도 44에 도시된 바와 같이 감소된 두께를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 층(103)의 맞대기 조인트 또는 중첩 영역은 장벽 층(102)의 이음부로부터 오프셋되어 층(104)의 간극으로부터 오프셋되는 것이 바람직하다.
도 44의 실시예는 도 43의 실시예에 비해 유리한 것으로 입증되었는데, 그 이유는 도 44의 실시예에서 장벽 층(102)에 직접 인접하는 층(103)이 자체적으로 포함되므로, 특히 장벽 층(102)의 이음부의 영역에서 캔 본체의 안정성이 더 커지기 때문이다.
도 45는 추가 층들(103, 104) 중 적어도 하나가 자체적으로 중첩되는 실시예를 도시하고, 각각의 층(103, 104)의 중첩하는 가장자리 영역들은 감소된 두께를 갖지 않는다. 두 층들(103, 104)은 이러한 방식으로 설계되는 것이 바람직하다. 따라서, 층(103) 및/또는 층(104)은 단순한 중첩의 형태로 두께가 증가한다. 장벽 층(102)은 본 명세서에 설명된 실시예들 중 하나에 따라 구현될 수 있으며, 특히 이음부 영역에서 자체로 간단한 중첩 또는 접힌 이음부를 갖는 것으로 구현될 수 있다. 층들(102, 103, 104)의 각각의 중첩들은 바람직하게는 서로 오프셋되게 배열되어 두께의 차이가 합산되지 않는다. 층(103 및/또는 104)의 중첩 범위는 예를 들어 1mm 내지 10mm, 특히 1mm 내지 5mm의 범위에서 작을 수 있다.
각각의 층들(103, 104) 중 적어도 하나의 내부 또는 외부 가장자리는 층 구조의 두께의 변화가 일어나는 층 구조의 영역을 향하는 것이 바람직하다. 층(103)으로 도시된 바와 같이, 층들(103, 104) 중 적어도 하나는 내부 길이방향 가장자리가 기본 층의 두께 증가의 전방에 놓이고 두께 증가 위에 배치될 수 있으며, 층의 외부 길이방향 가장자리는 두께 증가의 상승 가장자리 전방에 놓일 수 있다.
층(104)으로 도시된 바와 같이, 층들(103, 104) 중 적어도 하나는 하부 층의 두께 증가의 하강 가장자리 다음에 내부 길이방향 가장자리에 놓일 수 있고, 다른 쪽 단부는 두께 증가 위로 안내되어 층의 외부 길이방향 가장자리가 층의 내부 길이방향 가장자리와 겹친다.
도 46은 두 추가 층들(103, 104)이 그들 스스로 중첩하는 실시예를 도시한다. 각각의 층(103, 104)의 중첩하는 가장자리 영역들은 감소되지 않은 두께를 가질 수 있다. 따라서, 층들(103, 104)은 단순한 중첩의 형태로 두께가 증가한다. 장벽 층(102)은 본 명세서에 설명된 실시예들 중 하나에 따라 설계될 수 있으며, 특히 이음부 영역에서 그 자체로 단순 중첩 또는 접힌 이음부를 가질 수 있다. 층들(102, 103, 104) 각각의 중첩들은 서로 오프셋되게 배열되어 두께 차이의 합이 없다.
두 층들(103, 104)은 내부 길이방향 가장자리가 아래 층의 두께 증가의 하강하는 측면을 향해 놓여 있고 다른 단부가 두께 증가에 걸쳐 안내되어, 각각의 층(103, 104)의 외부 길이방향 가장자리가 각각의 층(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리와 중첩한다.
도 46에 도시된 바와 같이, 층들(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리들은 기본 층의 길이방향 가장자리에 의해 형성되지 않는 두께 증가의 측면을 향할 수 있다. 대안적으로, 층들(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리들은 기본 층의 길이방향 가장자리에 의해 형성되는 두께 증가의 측면을 향할 수 있다.
바람직하게는, 각각의 층(103, 104)의 내부 가장자리와 두께 증가의 측면 사이에 작은 간격이 있어서, 내부 가장자리가 측면까지 완전히 돌출되지 않도록, 즉 측면에 또는 측면 위에 놓이지 않도록 한다.
도 47은 두 추가 층들(103, 104)이 서로 중첩되는 특히 바람직한 실시예를 도시한다. 각각의 층(103, 104)의 중첩하는 가장자리 영역들은 감소되지 않은 두께를 가질 수 있다. 따라서, 층들(103, 104)은 단순한 중첩의 형태로 두께가 증가한다. 장벽 층(102)은 본 명세서에 기술된 실시예들 중 하나에 따라 설계될 수 있으며, 특히 이음부 영역에서 그 자체와 단순한 중첩 또는 접힌 이음부를 가질 수 있다. 층들(102, 103, 104)의 각각의 중첩들은 서로 오프셋되게 배열되어 두께 차이의 합이 없다.
두 층들(103, 104)은 내부 길이방향 가장자리가 아래 층의 두께 증가의 하강하는 측면을 향해 놓여 있고, 다른 단부가 두께 증가에 걸쳐 안내되어, 각각의 층(103, 104)의 외부 길이방향 가장자리가 각각의 층(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리와 중첩한다.
도 47에 도시된 바와 같이, 층들(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리들은 두께 증가의 동일한 측면을 향할 수 있다. 실시예에 도시된 바와 같이, 층들(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리들은 각각 두께 증가의 왼쪽에 있을 수 있다. 실시예에 도시된 바와 같이, 층들(103, 104)의 외부 길이방향 가장자리는 각 경우에 두께 증가의 동일한 측면, 즉 층들(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리가 또한 존재하는 측면에 있을 수 있다.
바람직하게는, 각각 층(103, 104)의 내부 가장자리와 두께 증가의 측면 사이에는 작은 간격이 있어서, 내부 가장자리가 측면까지 완전히 돌출되지 않도록, 즉 측면에 또는 측면 위에 놓이지 않도록 한다.
추가 층들은 외부 종이 또는 크라프트지 층(105)에 대해 도 47에 도시된 것과 동일한 방식으로 배열되는 것이 바람직하다. 층(105)은 두께 증가의 상승하는 가장자리를 형성하는 층(104)의 외부 길이방향 가장자리를 향한 내부 길이방향 가장자리에 놓인다.
기본적으로, 도 47의 변형예 및 다른 변형예에서, 장벽 층(102)과 외부 종이 또는 크라프트지 층(105) 사이에 배치되는 층들(103, 104)의 수는 2개보다 클 수 있다는 점에 유의해야 한다. 장벽 층(102)과 외부 종이 또는 크라프트지 층(105) 사이에 종이 또는 크라프트지로 만들어진 1 내지 5개의 중간 층들(103, 104), 특히 2 내지 3개의 중간 층들(103, 104)이 있는 것이 바람직하다.
장벽 층(102)과 외부 장벽 층(106) 사이에는 종이 또는 크라프트지로 만들어진 2 내지 6개의 중간 층들(103, 104), 특히 3 내지 4개의 중간 층들(103, 104)이 있는 것이 바람직하다.
중간 층들(103, 104) 각각에 대해, 종이 또는 판지 재료의 감긴 층의 형태로 캔 쉘의 이러한 층의 내부 또는 외부 길이방향 가장자리가 장벽 층의 길이방향 이음부로 인한 두께 증가의 측면을 향하는 것이 바람직하다.
중간 층들(103, 104) 및 선택적으로 층(105) 중 적어도 하나, 바람직하게는 2개, 3개 또는 4개의 경우, 캔 쉘(101)의 추가 층들(103, 104) 및 선택적으로 층(105) 중 적어도 하나의 내부 길이방향 가장자리가 길이방향 이음부에 의해 발생하는 두께 증가의 측면을 향하고, 각각의 층(103, 104, 105)의 외부 길이방향 가장자리가 동일한 층(103, 104, 105)의 내부 길이방향 가장자리와 중첩하는 것이 실시예들에 제공된다. 이러한 방식으로 설계된 모든 층들에 대해, 각각의 층들의 두 길이방향 영역들의 중첩 영역은 층의 재료 두께의 두 배이고 중첩 영역들은 원주방향으로 서로 오프셋되게 배열되는 것이 바람직하다. 도 47에 도시된 바와 같이, 중첩 영역들은 서로 인접하게 배열되는 것이 바람직하고, 이들 층들 중 가장 안쪽의 제1 중첩 영역은 장벽 층(102)의 두께 증가의 측면에 인접하고, 다른 층들의 추가 중첩 영역들은 각각 기본 층들의 외부 길이방향 가장자리에 인접한다.
중첩 영역에서, 각각의 중간 층(103, 104) 및 선택적으로 층(105)은 바람직하게는 그 자체에 부착, 특히 접착된다.
도 48 및 도 49는 밀봉 재료가 전체 장벽 층(102)의 내부 길이방향 가장자리 또는 종이, 특히 크라프트지, 층(107)의 내부 길이방향 가장자리를 둘러싸서, 밀봉 재료가 내부 종이, 특히 크라프트지, 층(107)의 내부 가장자리 영역의 양 측면들에 존재하는 실시예를 도시한다. 장벽 층(102)의 웹 재료는 감기 전 또는 와인딩 디바이스로 공급될 때 이러한 방식으로 이미 존재하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 와인딩 디바이스의 맨드릴에 공급되는 동안 웹 재료의 가장자리 주위에 밀봉 재료를 감싸는 것이 가능하다.
도 48은 장벽 층(102)의 장벽 필름 또는 장벽 라미네이트(108)가 종이, 특히 크라프트지, 층(107)의 내부 길이방향 가장자리를 둘러싸도록 설계될 수 있음을 도시한다. 감는 동안, 장벽 층(102)의 외부 가장자리 영역은 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름의 뒤로 접힌 가장자리 영역(folded-back edge region) 위에 놓이게 되고, 이는 종이, 특히 크라프트지 층(107)의 길이방향 가장자리 넘어 돌출한다.
도 49는 밀봉 스트립(110)이 존재할 수 있으며, 이는 장벽 층(102)의 내부 길이방향 가장자리를 둘러싸고, 따라서 종이, 특히 크라프트지, 층(107)의 내부 길이방향 가장자리도 U자형으로 둘러싸는 것을 도시한다. 감는 동안, 장벽 층(102)의 외부 가장자리 영역은 종이, 특히 크라프트지 층(107)의 길이방향 가장자리를 넘어서 돌출하는 밀봉 스트립(110)의 뒤로 접힌 가장자리 영역 위에 놓이게 된다. 밀봉 스트립(110) 대신에, 밀봉 재료를 갖는 코팅은 동일한 방식으로 장벽 층(102)의 내부 길이방향 가장자리 주위에 U자형으로 적용될 수도 있다. 코팅은 장벽 층(102)의 재료 웹을 감는 기계의 맨드릴에 공급하기 전 또는 공급하는 동안 액체 또는 기체 형태 또는 플라즈마로 적용될 수 있다. 캔 쉘의 내부에서 밀봉 스트립(110) 또는 코팅은 장벽 라미네이트(108) 또는 장벽 필름의 가장자리 영역을 덮는다.
추가 실시예들에서, 도 41, 도 39, 도 37, 도 34, 도 28, 도 21, 도 18의 실시예들의 변형예에서, 밀봉 스트립(110) 대신에 또는 추가로, 이미 감긴 무한 튜브에 또는 바람직하게는 무한 튜브로부터 이미 절단된 개별 캔 쉘들에 코팅이 적용되며, 여기서 코팅은 장벽 층의 이음부를 형성하는 밀봉 재료로 이루어진다. 밀봉 스트립(110)과 유사하게, 코팅은 장벽 라미네이트(108)의 내부 길이방향 가장자리의 영역 주위에만 밴드 형상의 적용으로 도포될 수 있다. 선택적으로, 코팅은 캔 쉘의 절단 가장자리들에 및/또는 캔 쉘의 가장 바깥쪽 층의 이음부 위에 밴드 형상의 적용으로 도포될 수도 있다.
다른 실시예에서, 코팅은 캔 쉘의 전체 내부에 도포된다. 선택적으로 추가로, 코팅은 캔 쉘의 절단 가장자리들 및/또는 전체 외부에 적용될 수 있다. 감는 기계의 무한 튜브로부터 절단된 캔 쉘의 추가 코팅은 본 명세서에 설명된 모든 실시예들에서 수행될 수 있다.
1: 캔
101: 캔 쉘
102: 장벽 층
103, 104: 중간 층
105: 외부 종이 또는 크라프트지 층
106: 외부 장벽 층
107: 외부 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층
108: 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트

Claims (24)

  1. 운반 또는 보관 중에 과압(excess pressure)을 가질 수 있거나 그러한 과압을 생성할 수 있는 고체, 액체 및/또는 기체 매체를 함유하는 캔(can)(1)으로서, 상기 캔의 원통형 캔 쉘(cylindrical can shell)(101)은 주로 종이 또는 판지 재료로 이루어지고 적어도 2개의 감긴 층들을 포함하고 바닥에서 바닥 요소(bottom element)(4)로 그리고 상부(top)에서 커버 요소(cover element)(5)로 닫히는, 상기 캔(can)(1)에 있어서,
    상기 캔 쉘(101)의 가장 안쪽 층은 상기 캔(1)의 길이방향으로 이어지는 그 자체와 길이방향 이음부(longitudinal seam)를 갖는 똑바로 감긴(straight-wound) 장벽 층(barrier layer)(102)으로 구성되고,
    a) 상기 길이방향 이음부는 상기 길이방향 이음부의 영역에서 상기 장벽 층(102)과 중첩되는 상기 장벽 층(102)의 필름 층에 의해 내측에서 밀봉되거나, 또는
    b) 상기 길이방향 이음부는 상기 캔의 길이방향으로 직선으로 이어지는 밀봉 스트립(110)에 의해 밀봉되거나, 또는
    c) 상기 길이방향 이음부는 접힌 이음부(folded seam)로 설계되고 종이 또는 판지 재료로 만들어진 감긴 층의 형태로 상기 캔 쉘(101)의 추가 층(103, 104)의 상기 내부 또는 외부 길이방향 가장지리는 상기 접힌 이음부로 인한 두께 증가의 측면(flank)을 향하는 것을 특징으로 하는, 캔.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 장벽 층(102)은 내부 확산-기밀 필름(internal diffusion-tight film) 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트(108) 및 외부 판지 또는 종이 또는 크라프트지(kraft paper) 층(107)으로 만들어진 라미네이트(laminate)이고, 상기 장벽 층(102)은 상기 길이방향 이음부의 영역에서 상기 장벽 층(102)의 제2 가장지리 영역(edge region)과 중첩되는 제1 가장지리 영역을 갖는 것을 특징으로 하는, 캔.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 가장지리 영역에서, 상기 장벽 층(102)은 상기 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트(108) 및 상기 외부 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층(107)을 포함하고, 상기 제1 가장지리 영역의 내부 가장지리는 밀봉 스트립(110)에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는, 캔.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 가장지리 영역에서 또는 적어도 상기 제1 가장지리 영역의 외부 영역에서 상기 장벽 층(102)은 상기 내부 확산-기밀 필름 또는 상기 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트(108)만을 포함하고, 상기 제1 가장지리 영역의 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트(108)는 상기 제2 가장자리 영역의 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트(108) 위에 놓이는 것을 특징으로 하는, 캔.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캔(1)의 길이방향으로 이어지는 상기 장벽 층(102)의 길이방향 이음부는 두께 증가를 갖고, 상기 캔 쉘의 장벽 층(102)을 따르는 종이 또는 판지 재료의 감긴 층의 형태로 상기 층(103)의 내부 또는 외부 길이방향 가장자리는 두께가 증가하는 측면을 향하는 것을 특징으로 하는, 캔.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캔(1)의 길이방향으로 이어지는 상기 장벽 층(102)의 길이방향 이음부는 두께가 증가하고, 종이 또는 판지 재료로 만들어진 감긴 층인 상기 캔 쉘의 후속 층(103)은 상기 전체 장벽 층(102) 주위에 배치되어 상기 길이방향 이음부에 의해 야기된 상기 두께 증가는 상기 층(103)에 존재하고 상기 층(103)을 따르는 종이 또는 판지 재료의 감긴 층인 상기 캔 쉘의 층(104)의 상기 내부 또는 외부 길이방향 가장지리는 두께 증가의 측면을 향하는 것을 특징으로 하는, 캔.
  7. 제5 항 또는 제6 항에 있어서,
    상기 캔 쉘의 2개의 연속 층들(103, 104) 중 하나의 양쪽 길이방향 가장자리들은 상기 두께 증가의 2개의 반대편 측면들을 향하는 것을 특징으로 하는, 캔.
  8. 제5 항 또는 제6 항에 있어서,
    상기 캔 쉘의 2개의 추가 층들(103, 104) 중 적어도 하나의 두 길이방향 가장자리들의 외부는 상기 동일 층의 두 길이방향 가장자리의 내부와 중첩하는 것을 특징으로 하는, 캔.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 캔 쉘의 2개의 연속 층들(103, 104)은 각각 서로 중칩되고 두께 감소 없이 서로 중첩 영역에 존재하고, 상기 각각의 층(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리는 두께 증가의 측면을 향하는 것을 특징으로 하는, 캔.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장벽 층(102)은 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트(108) 및 외부 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층(107)으로 만들어진 라미네이트이고, 이에 의해 상기 캔 쉘(101)의 장벽 층(102)은 종이 또는 판지 재료로 만들어진 적어도 하나의 추가 감긴 층(103)을 포함하고, 종이 또는 판지 재료로 만들어진 상기 감긴 층(103)과 상기 장벽 층(102)의 인접하는 판지 또는 종이 표면들은 서로 직접 부착되고, 특히 접착되는 것을 특징으로 하는, 캔.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장벽 층(102)은 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트(108)와 외부 크라프트지 층(107)으로 만들어진 미리 제조된 라미네이트이고, 상기 장벽 층(102)은 0.098㎜ 내지 0.145㎜의 층 두께를 갖고, 상기 장벽 층(102)의 크라프트지 층(107)은 0.065㎜ 내지 0.090㎜의 층 두께를 가지며, 상기 확산-기밀 장벽 필름 또는 상기 확산 밀폐 장벽 라미네이트(108)는 0.033㎜ 내지 0.055㎜의 층 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 캔.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    크라프트지로 만들어진 적어도 하나의 감긴 층(103)은 상기 장벽 층(102) 위의 외측에 부착되고, 그 내부 크라프트지 표면은 상기 장벽 층(102)의 크라프트지 표면에 부착되고, 특히 접착되고, 그 외부 크라프트지 표면은 종이 또는 판지 재료로 만들어진 추가 감긴 층(104)의 판지, 종이 또는 크라프트지 표면에 부착되고, 특히 접착되는 것을 특징으로 하는, 캔.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 장벽 층(102) 자체는 하나 이상의 호일 층으로 구성되고, 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층(107)을 갖지 않고, 상기 장벽 층(102)은 상기 길이방향 이음부의 영역에서 그 자체와 간단히 중첩되는 것을 특징으로 하는, 캔.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 장벽 층(102)은 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트(108)와 외부 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층(107)으로 만들어진 라미네이트이고, 상기 장벽 층(102)의 두 가장자리들은 만나서 상기 길이방향 이음부의 영역에서 맞대기 조인트를 형성하고 부착 영역은 밀봉 스트립(110)에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는, 캔.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 장벽 층(102)은 내부 확산-기밀 필름 또는 내부 확산-기밀 장벽 라미네이트(108)와 외부 판지 또는 종이 또는 크라프트지 층(107)으로 만들어진 라미네이트이고, 상기 장벽 층(102)의 내부 절단 가장자리에서, 상기 확산-기밀 필름 또는 상기 장벽 라미네이트(108)의 적어도 하나의 필름 층 중 어느 하나는 상기 크라프트지 층(107) 주위에 U자 형상으로 배치되고 또는 밀봉 스트립(110)은 상기 장벽 층(102)의 내부 절단 가장자리 주위에 U자 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 캔.
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체는 탄산음료인 것을 특징으로 하는, 캔.
  17. 운반 또는 보관 중에 과압을 가질 수 있거나 그러한 과압을 생성할 수 있는 고체, 액체 및/또는 기체 매체를 함유하는 캔(1)으로서, 상기 캔의 원통형 캔 쉘(101)은 주로 종이 또는 판지 재료로 구성되고, 상기 캔 쉘(101)은 내측에서 장벽 층(102)을 그리고 외측에서 장벽 층(106)을 갖고 그 사이에서 종이 또는 판지 재료로 만들어진 적어도 2개의 감긴 중간 층들(103, 104)을 포함하고 바닥에서 바닥 요소(4)로 그리고 상부에서 커버 요소(5)로 닫히는, 캔(1)에 있어서
    상기 캔 쉘(101)의 가장 안쪽 층은 상기 캔(1)의 길이방향으로 이어지는 그 자체와 길이방향 이음부를 갖는 똑바로 감긴 장벽 층(102)으로 구성되고, 상기 길이방향 이음부는 상기 층 구조에서 두께 증가를 형성하고 상기 중간 층들(103, 104) 중 적어도 하나의 상기 내부 또는 외부 길이방향 가장자리는 상기 길이방향 이음부로 인한 두께 증가의 측면을 향하는 것을 특징으로 하는, 캔.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 캔 쉘(101)의 추가 층들(103, 104) 중 적어도 하나의 내부 길이방향 가장자리는 상기 길이방향 이음부로 인한 두께 증가의 측면을 향하고, 이러한 층(103, 104)의 외부 길이방향 가장자리는 이러한 층(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리와 중첩되는 것을 특징으로 하는, 캔.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 캔 쉘(101)의 추가 층들(103, 104) 중 적어도 2개의 내부 길이방향 가장자리는 상기 길이방향 이음부로 인한 두께 증가의 측면을 각각 향하고, 상기 각각의 층(103, 104)의 외부 길이방향 가장자리는 상기 동일한 층(103, 104)의 내부 길이방향 가장자리와 중첩되는 것을 특징으로 하는, 캔.
  20. 제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캔 쉘(101)의 외부 밀봉 층은 방습 재료(moisture-proof material)로 만들어진 튜브형 슬리브(tubular sleeve)의 형태이고, 상기 튜브형 슬리브는 또한 상기 캔 쉘(101)의 2개의 절단 가장자리들을 덮는 것을 특징으로 하는, 캔.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 튜브형 슬리브는 상기 캔 쉘(101)의 길이방향으로 감긴 장벽 층(102)과 중첩하는 것을 특징으로 하는, 캔.
  22. 제1 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 따른 캔을 제조하는 방법에 있어서,
    제1 단계에서 상기 캔 쉘들은 상기 개별 층들이 감는 맨드릴(winding mandrel) 위에 적용되고 서로 연속해서 연결되는 연속적으로 작동하는 감는 기계(winding machine)로 제조되고, 감는 중에 상기 장벽 층(102)에는 상기 길이방향으로 연장하는 길이방향 이음부가 제공되고 그 후 그 결과로서 생기는 튜브(27)는 양 측면들에서 열리는 개별 원통형 중공 몸체들로 절단되고,
    제2 단계에서 상기 원통형 중공 몸체의 2개의 개방 단부들은 바깥쪽으로 구부러져서 상기 단부들이 나머지 원통형 중공 몸체보다 큰 직경의 원형 단면을 가지며,
    제3 단계에서 상기 원통형 중공 몸체의 하부 단부는 베이스 요소(4)를 갖는 플랜징 디바이스(flanging device)로 닫히고,
    제4 단계에서 상기 바닥에서 닫힌 상기 중공 몸체는 채움 디바이스(filling device)(33)를 사용하여 상기 매체로 채워지며,
    제5 단계에서 상기 바닥에서 닫힌 상기 채움 중공 몸체는 압착 디바이스(crimping device)를 사용하여 상기 상부(top)에서 뚜껑 요소(lid element)(5)로 닫히고,
    상기 제4 단계와 상기 제5 단계 그리고 바람직하게는 또한 상기 제3 단계는 공지된 알루미늄 캔들을 채우고 닫기에 적합한 채움 플랜트(filling plant)에서 실행되는 것을 특징으로 하는, 캔을 제조하는 방법.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 제2 단계 전에 또는 후에, 튜브형 슬리브는 상기 원통형 중공 몸체에 걸쳐 외측에 배치되고, 상기 튜브형 슬리브는 양 측면들에서 상기 원통형 중공 몸체를 넘어서 돌출하여 상기 원통형 중공 몸체의 내부 안으로 접히는 것을 특징으로 하는, 캔을 제조하는 방법.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 튜브형 슬리브는 상기 장벽 층(102)에 잡착되거나 용접되는 것을 특징으로 하는, 캔을 제조하는 방법.
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