KR102164809B1 - 용기 제조 방법 및 용기 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체를 수용하는 용기 제조 방법 및 용기 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 용기 제조 방법은, 외부 용기 및 상기 외부 용기에 결합되며, 내부에 충진 공간이 형성되는 탄성 재질의 파우치를 포함하는 용기의 제조 방법에 있어서, 외부 용기 및 상기 외부 용기의 수용 공간에 충진 공간이 위치되도록 상기 외부 용기에 결합된 파우치를 포함하는 용기를 준비하는 용기 준비 단계; 상기 파우치의 상기 충진 공간에 공기를 공급하여, 상기 파우치의 상기 충진 공간이 상기 수용 공간 내에서 확장되도록 하는 파우치 확장 단계;를 포함한다.

Description

용기 제조 방법 및 용기 제조 장치{METHOD FOR MANUFACTURING CONTANIER AND APPARATUS FOR MANUFACTURING CONTANIER}

본 발명은 액체를 수용하는 용기 제조 방법 및 용기 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 내용물을 남김없이 전부 사용할 수 있도록 하는 액체를 저장하고 토출할 수 있는 용기의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.

도 1a는 종래기술에 따른 점성을 가진 액상 내용물의 저장용기를 도시한 것이다.

샴푸, 로션 등의 액체는 상대적으로 점성이 크다는 특징이 있다. 이러한 점성이 큰 내용물(200)은 용기(100)에 담기는 경우 내용물이 가지는 점성에 의해 용기의 내벽에 달라붙는 성질을 가진다. 그러나 이러한 제품류는 미관, 사용편리성 등의 이유에 따라 일반적으로 도 1A에 도시된 바와 같이 작은 개구부를 가지는 경질의 용기(100)에 담겨 판매된다. 즉, 소비자 감성이나 사용의 편리성 등을 이유로 대부분 도 1a에 도시된 형태의 경질 용기에 담겨 생산 되는데, 내용물을 토출하는 방법에 있어서는 일반적으로 사용의 편리성을 위하여 토출부(300)에 펌프가 부착되어 공기압에 의한 펌프작용으로 토출관(310)으로 내용물을 흡입하여 토출하는 방식이 사용된다. 그러나 용기(100)의 저장공간 내에 내용물(200)이 충분하여 토출관(310)을 통해 내용물이 토출될 수 있는 경우에는 문제가 되지 않으나, 용기(100) 내에 내용물이 얼마 남지 않은 경우에는 잔존 내용물이 용기 내벽에 달라붙어 잘 떨어지지 않아 잔존 내용물을 토출시키기 어려운 문제점을 야기하며, 이는 샴푸, 로션 등의 내용물을 깔끔하게 사용하는 것에 큰 장애요소로 작용한다.

도 1b는 종래기술에 따른 점성을 가진 액상 내용물의 저장용기에 있어 잔존 내용물이 얼마 남지 않았을 때 용기 내 상태를 도시한 것이다.

도 1b에 도시된 바와 같이 잔존 내용물(210)의 양이 적은 경우에는 잔존 내용물(210)이 용기(100)의 내벽에 부착되어 용기(100)로부터 잘 떨어지지 않을뿐더러 펌프에 부착된 토출관(310)이 흡입할 수 있는 영역이 한정되어 있다 보니 용기 내 잔존 내용물(210)을 효과적으로 토출시키지 못한다는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 용기 내벽에 붙어있는 상당량의 내용물을 제대로 토출시키지 못해 사용하기 어렵게 함으로써 다음과 같은 중대한 문제점을 야기한다.

첫째, 경질 용기 내 손이 닿지 않는 부분에 내용물이 남아 있게 되어 내용물을 완전하게 사용하지 못하고 버리게 됨으로써 과소비를 조장하게 된다.

둘째, 로션, 샴푸, 세제 등 내용물이 남아있는 상태에서 용기가 버려지는 경우 환경오염을 야기할 수 있다.

셋째, 토출기로 토출되지 않는 용기 내 잔존 내용물을 사용하기 위해 펌프 등 토출기를 용기와 분리하여 토출구를 개방하는 경우 이물질의 유입 등으로 인해 내용물이 오염될 수 있다.

넷째, 용기 내에 잔존하는 내용물을 토출하기 위하여 용기와 토출기를 분리하고 뒤집어 털어내어 토출을 시도하는 경우 사용하고자 하는 양을 정확히 토출시키는 것이 어려운 문제점이 있다.

한편, 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 내용물의 사용에 따라 용기의 밑판이 상승하여 체적을 줄여주는 에어리스 용기가 소개된 바 있으나 이와 같은 용기의 경우 내용물의 압력감소를 통해 용기 밑판을 끌어올리다 보니 대용량 용기에 부적합하고, 무엇보다 실린더 형태의 용기 구현만이 가능하여 용기 디자인 자유도 큰 제약으로 작용하며, 용기 제조에 있어 비용이 증가한다는 문제점이 있었다.

따라서, 경질의 용기를 사용하여 미관 및 편의성을 유지하면서도 저렴한 비용으로 생산이 가능하고, 점성이 있는 내용물을 효과적으로 주입하고, 토출 시킬 수 있는 용기 및 방법에 대한 소개가 요구된다.

1. 한국 실용신안등록 제 0289892 호 (고안의 명칭 : 고무풍선을 이용한 용기)

본 발명의 발명자는 개구부가 좁은 경질의 용기 내에 액체, 특히 점성이 높은 액체가 담기는 경우 액체 내용물이 가지는 점성과 표면 장력에 의해 액체 내용물이 용기의 내벽에 붙어 잔존 내용물이 얼마 되지 않는 경우 펌프 등을 사용하여 토출이 어려워 실용적이지 않다는 문제점을 인식하였다. 그럼에도 불구하고 경질 용기는 미관상 제품을 고급스럽게 보이게 만든다는 이유와, 사용의 편의성을 위해 펌프 등을 토출부에 부착하는 것이 필요하다는 이유 등에 따라 경질 용기게 사용될 수 밖에 없다는 관련 산업분야의 목소리를 충분히 인식하고 있었다.

이에 본 발명의 발명자는 경질의 용기 내에 탄성의 파우치(탄성파우치)를 넣고 액체 내용물을 탄성파우치에 저장함으로써 경질 용기를 사용하면서도 내부에 저장된 내용물을 새롭고 혁신적인 방법을 통해, 편리하고 완전하게 사용할 수 있는 용기 및 장치를 고안하게 되었다.

관련하여, 상기 소개한 바와 같이, 경질의 용기 내에 탄성파우치를 구비하여 내용물의 잔량이 얼마 남지 않은 경우에도 손쉽게 내용물을 토출하기 위해서는 제품의 제조 단계에서 탄성파우치에 내용물을 충진하는 과정이 수반되어야 한다.

도 2a와 도 2b는 샴푸, 로션 등의 일반적인 제조공정에 있어 액체류를 경질용기에 충진하는 과정을 도시한 것이다.

도 2a에 도시된 바와 같이 샴푸나 로션과 같이 액체류를 경질의 용기에 담아 판매되는 제품의 경우 이송장치(500) 상에 경질용기가 일렬로 배치되어 내용물 충진장비로 이송된다(510). 내용물 충진장비는 설계에 따라 한 개에서 다수의 노즐(600)을 가질 수 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이 노즐의 개수에 맞게 경질용기가 노즐의 아래에 위치하게 되면 노즐이 각각의 경질용기 개구부 위로 내려가 노즐을 통해 내용물을 충진한다(610). 이때 내용물 충진을 위해 노즐이 움직이는 시간, 노즐의 단위시간 당 충진량은 제품의 생산효율성과 직결되며, 따라서 일반적으로 노즐은 경질용기 안으로 내용물이 정확히 담길 수 있도록 설계방식에 따라 최소한의 거리만큼만 수직 이동하거나, 움직이지 않고 그 자리에서 내용물을 분사하며, 이 때문에 생산효율성 등을 고려하여 노즐과 경질용기의 개구부는 대부분 서로 이격된 채 충진이 이루어진다.

한편, 본 발명의 발명자는 해당 방법을 통해 내용물을 탄성파우치에 충진할 때, 탄성파우치가 가지는 탄성 때문에 경질용기의 개구부를 통해 주입되는 내용물의 주입압력이 탄성파우치가 가지는 탄성을 극복할 수 있을 만큼 크지 않고, 내용물 주입노즐이 경질용기와 밀착된 상태에서 내용물의 주입이 이루어지지 않는 경우에는 탄성파우치를 부풀려 내용물을 경질용기의 체적만큼 담을 수 없다는 문제점 또한 인식하게 되었다.

따라서, 경제성을 고려하여 기존의 내용물 충진설비를 그대로 사용하면서도 탄성파우치에 내용물을 담을 수 있는 새로운 방식의 용기장치 및 그 제조방법에 대한 개발이 요구되었다.

이에 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 본 발명에 따른 액체를 저장하고 토출할 수 있는 용기장치에 점성이 있는 액체를 담을 수 있도록 하여 내용물을 남김없이 전부 사용할 수 있는 장치, 용기 및 이에 대한 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 경질의 용기 내에 삽입될 수 있는 탄성파우치를 구비함으로써 탄성파우치의 수축에 따른 표면적 감소효과 및 탄성파우치가 가지는 탄성(복원력)에 의해 탄성파우치가 개구부를 향해 내용물을 밀어내는 압력과 토출장치의 토출압력을 활용하여 잔존 내용물을 효과적으로 사용할 수 있도록 하고, 탄성파우치가 가지는 탄성에 기인하여 탄성파우치가 부풀었을 때, 경질의 용기가 가질 수 있는 다양한 형태로 변형가능함으로써 경질용기의 형태에 구애 받지 않고 용기를 디자인할 수 있는 장치, 용기 및 이에 대한 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 탄성파우치가 구비된 경질용기에 내용물을 충진함에 있어 종래의 방법과 같이 충진노즐이 경질용기의 개구부 위에서 내용물을 분사 또는 흘려주는 방법을 사용하는 경우, 탄성파우치가 미리 확장되지 않은 상태에서는 탄성파우치가 가지는 탄성에 의해 경질용기의 체적만큼 내용물을 주입할 수 없는바, 탄성파우치를 구비하면서도 종래의 내용물 충진방법을 이용하여 내용물을 주입할 수 있는 장치, 용기 및 이에 대한 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예의 일 측면에 따른 용기 제조 방법은, 외부 용기 및 상기 외부 용기에 결합되며, 내부에 충진 공간이 형성되는 탄성 재질의 파우치를 포함하는 용기의 제조 방법에 있어서, 외부 용기 및 상기 외부 용기의 수용 공간에 충진 공간이 위치되도록 상기 외부 용기에 결합된 파우치를 포함하는 용기를 준비하는 용기 준비 단계; 상기 파우치의 상기 충진 공간에 공기를 공급하여, 상기 파우치의 상기 충진 공간이 상기 수용 공간 내에서 확장되도록 하는 파우치 확장 단계;를 포함한다.

또한, 상기 파우치 확장 단계는, 상기 파우치가 상기 외부 용기의 상기 수용 공간에 삽입된 상태에서, 상기 파우치를 상기 외부 용기의 개구부 측의 반대 방향으로 탄성 변형 시키는 파우치 스트레칭 단계; 및 상기 파우치 스트레칭 단계에서 탄성 변형된 상기 파우치에 공기를 주입하여 상기 파우치의 상기 충진 공간을 확장시키는 파우치 가압 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 파우치 스트레칭 단계에 있어서, 상기 파우치의 상기 충진 공간에는 용기 제조 장치의 공기 가압/감압 유닛이 삽입되며, 상기 공기 가압/감암 유닛이 상기 용기의 개구부 측에서 상기 용기의 단부 측으로 이동하며, 상기 파우치를 탄성 변형 시킬 수 있다.

또한, 상기 파우치 확장 단계는, 상기 공기 가압/감압 유닛이, 탄성 변형된 상기 파우치의 상기 충진 공간을 대기압 이하인 제1 기준 감압 압력으로 감압하는 파우치 감압 단계; 및 상기 용기에 관통 형성된 관통홀을 통하여, 상기 용기의 상기 수용 공간을 대기압 이하로 감압시키는 외부 용기 감압 단계;를 더 포함하고,

상기 파우치 가압 단계에서, 상기 외부 용기의 상기 수용 공간의 압력이 제2 기준 감압 압력과 동일해지거나 상기 제2 기준 감압 압력 이하로 감소되면, 상기 파우치의 상기 충진 공간에 대기압과 같거나 대기압 보다 큰 가압 압력을 제공하여, 상기 파우치의 상기 충진 공간을 확장시킬 수 있다.

또한, 상기 외부 용기 감압 단계에서, 상기 외부 용기의 상기 수용 공간은 상기 관통홀을 통하여만, 상기 수용 공간의 외부와 연통될 수 있다.

또한, 상기 파우치 가압 단계에서, 상기 파우치의 상기 충진 공간은, 상기 외부 용기의 상기 개구부 측과 먼 부분과 가까운 부분이 동시에 확장될 수 있다.

또한, 상기 파우치 확장 단계에서, 상기 파우치의 상기 충진 공간에 공기가 공급되어, 상기 수용 공간 내에서 상기 충진 공간의 용적이 증가됨에 따라, 상기 수용 공간 내의 공기는 상기 외부 용기에 관통 형성되는 관통홀을 통하여 상기 외부 용기의 외부로 유출되며, 상기 파우치의 상기 충진 공간이 확장된 상태에서, 상기 충진 공간의 확장 상태를 유지하기 위하여 상기 외부 용기의 상기 관통홀에 차단 수단을 설치하는 파우치 확장 상태 유지 단계;를 더 포함하고, 상기 파우치 확장 상태 유지 단계에서, 상기 파우치의 상기 수용 공간의 내부 압력은 상기 파우치의 복원력보다 작게 형성되며, 상기 파우치의 상기 수용 공간의 상기 압력에 의하여 상기 파우치의 내면에 작용되는 힘과 상기 파우치 및 상기 외부 용기 사이의 상기 수용 공간의 압력에 의하여 상기 파우치의 외면에 작용되는 힘은, 상기 파우치의 상기 복원력과 평형을 이룰 수 있다.

또한, 확장된 상기 파우치의 상기 수용 공간에 액체 상태의 내용물을 충진하는 액체 충진 단계;를 더 포함하고, 상기 파우치의 상기 충진 공간에 충진되는 상기 내용물은 대기압 상태에서 상기 내용물에 대한 별도의 압력 제공 없이 상기 충진 공간에 충진될 수 있다.

또한, 상기 용기 준비 단계는, 상기 외부 용기의 개구부 측의 반대측 단부를 파지하는 제1 외부 용기 파지 단계; 및 상기 외부 용기의 개구부 측을 파지하는 제2 외부 용기 파지 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 파우치 확장 단계는, 상기 파우치가 상기 외부 용기의 상기 수용 공간에 삽입된 상태에서, 상기 파우치를 상기 외부 용기의 개구부 측의 반대 방향으로 탄성 변형 시키는 파우치 스트레칭 단계; 및 상기 파우치 스트레칭 단계에서 탄성 변형된 상기 파우치에 액체 내용물을 주입하여 상기 파우치의 상기 충진 공간을 확장시키는 파우치 가압 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 용기 제조 장치는, 외부 용기 및 상기 외부 용기에 결합되며, 내부에 충진 공간이 형성되는 탄성 재질의 파우치를 포함하는 용기의 용기 제조 장치에 있어서, 파우치의 충진 공간에 삽입되며, 외면에 복수의 공기 홀이 형성되어 상기 충진 공간 내부의 공기를 인입 또는 인출시키며, 상기 파우치의 개구부 측에서 상기 파우치의 단부 측 방향으로 슬라이딩 가능한 공기 가압/감압 유닛;을 포함한다.

또한, 슬라이딩 가능한 유닛 몸체; 및 상기 유닛 몸체의 일측에 형성되며 상기 복수의 공기 홀들이 형성되는 헤드부;를 포함하고, 상기 헤드부의 단부는 라운드지게 형성될 수 있다.

또한, 상기 공기 홀들은 상기 헤드부의 측면 또는 상기 헤드부의 상기 단부 측에 형성될 수 있다.

또한, 상기 외부 용기의 일측에는 상기 파우치의 걸림부가 끼워지며 상기 외부 수용 공간과 연통되는 개구부가 형성되고, 상기 외부 용기의 타측을 가압하여, 상기 외부 용기가 파지되도록 하는 제1 파지 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 외부 용기의 상기 개구부에 결합된 상기 파우치의 상기 걸림부가 안착되며, 상기 공기 가압/감압 유닛이 설치되는 스테이지 유닛;을 더 포함하고, 상기 스테이지 유닛은 상기 제1 파지 유닛이 상기 외부 용기의 상기 타측을 가압하면, 하방으로 기설정된 거리만큼 이동될 수 있다.

또한, 상기 제1 파지 유닛이 상기 외부 용기를 파지하는 방향과 직교하는 방향으로, 상기 외부 용기의 일측을 파지하는 제2 파지 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 외부 용기의 타측에는 상기 수용 공간과 연통되는 관통홀이 형성되고, 상기 제1 파지 유닛은, 제1 파지 유닛 몸체와, 상기 제1 파지 유닛 몸체에 형성되며 상기 관통홀과 연통되는 흡입 유로와, 상기 외부 용기의 상기 관통홀이 상기 흡입 유로와 맞닿은 상태에서 상기 외부 용기의 타측과 접촉되는 탄성 파지부를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 용기는, 외부 용기 및 상기 외부 용기에 결합되며, 내부에 충진 공간이 형성되는 탄성 재질의 파우치를 포함하는 용기의 제조 방법에 있어서, 외부 용기 및 상기 외부 용기의 수용 공간에 충진 공간이 위치되도록 상기 외부 용기에 결합된 파우치를 포함하는 용기를 준비하는 용기 준비 단계; 상기 파우치의 상기 충진 공간에 공기를 공급하여, 상기 파우치의 상기 충진 공간이 상기 수용 공간 내에서 확장되도록 하는 파우치 확장 단계;를 포함하는 제조 방법에 의해 제조된 용기에 있어서, 상기 외부 용기 및 상기 파우치가 결합된 상태에서, 상기 파우치의 개구부 측에 끼워지며 내부에 상기 파우치의 상기 충진 공간과 외부를 연통하기 위한 관통 공간이 형성되는 커플링 유닛을 더 포함하고, 상기 커플링 유닛은 상기 파우치의 일부를 상기 외부 용기의 상기 개구부의 내벽 측으로 가압한다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 용기장치는 점성이 있는 액체를 담을 수 있도록 하여 내용물을 남김없이 전부 사용할 수 있는 장치, 용기 및 이에 대한 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 장치, 용기 및 이에 대한 제조방법은 경질의 용기 내에 삽입될 수 있는 탄성파우치를 구비함으로써 탄성파우치의 수축에 따른 표면적 감소효과 및 탄성파우치가 가지는 탄성(복원력)에 의해 탄성파우치가 개구부를 향해 내용물을 밀어내는 압력과 토출장치의 토출압력을 활용하여 잔존 내용물을 효과적으로 사용할 수 있도록 하고, 탄성파우치가 가지는 탄성에 기인하여 탄성파우치가 부풀었을 때, 경질의 용기가 가질 수 있는 다양한 형태로 변형가능함으로써 경질용기의 형태에 구애 받지 않고 용기를 디자인할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 장치, 용기 및 이에 대한 제조방법은 탄성파우치가 구비된 경질용기에 내용물을 충진함에 있어 종래의 방법과 같이 충진노즐이 경질용기의 개구부 위에서 내용물을 분사 또는 흘려주는 방법을 사용하는 경우, 탄성파우치가 미리 확장되지 않은 상태에서는 탄성파우치가 가지는 탄성에 의해 경질용기의 체적만큼 내용물을 주입할 수 없는 바, 탄성파우치를 구비하면서도 종래의 내용물 충진방법을 이용하여 내용물을 주입할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1a는 종래기술에 따른 점성을 가진 액상 내용물의 저장용기를 도시한 것이다.
도 1b는 종래기술에 따른 점성을 가진 액상 내용물의 저장용기에 있어 잔존 내용물이 얼마 남지 않았을 때 용기 내 상태를 도시한 것이다.
도 2a는 샴푸, 로션 등의 일반적인 제조공정에 있어 액체류를 경질용기에 충진하는 과정을 도시한 것이다.
도 2b는 샴푸, 로션 등의 일반적인 제조공정에 있어 액체류를 경질용기에 충진하는 과정을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용기 제조 장치를 보여주는 도면이다.
도 4는 내지 도 7은 도 3의 용기 제조 장치를 이용하여 용기에 액체를 충진하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 4 내지 도 7의 용기 제조 방법에 의하여 충진된 용기를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 4 내지 도 7의 용기 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 10은 도 9의 용기 제조 방법의 파우치 확장 단계를 보여주는 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

한편, 본 발명의 명세서에서 구체적으로 언급되지 않은 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대될 수 있는 잠정적인 효과는 본 명세서에 기재된 것과 같이 취급되며, 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공된 것인바, 도면에 도시된 내용은 실제 발명의 구현모습에 비해 과장되어 표현될 수 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성의 상세한 설명은 생략하거나 간략하게 기재한다.

본 명세서에서 액체란 고체 또는 기체의 상태가 아닌 광범위한 액상의 상태를 총칭한다. 즉, 분자간 거리가 짧고 운동에너지가 낮지만 고체 상태의 분자 들처럼 강하게 붙어있지는 않은 모든 상태를 의미하며, 물과 같이 점성이 없는 액체부터 젤과 같은 점성이 강한 액체를 모두 포함하는 의미로 사용된다.

본 명세서에서 파우치란 연질의 주머니로서 고정된 외관을 가지거나 고정된 외관을 가지지 않을 수 있으며, 외력에 의해 모양이 변하면서 탄성을 가져 늘어나거나 팽창하는 경우 본래 모양으로 되돌아가기 위한 복원력을 가지는 주머니와 단순 연질주머니로서 고정된 외관을 가지지 않아 외력에 의해 모양이 변하는 주머니를 통칭한다.

본 명세서에서 용기란, 플라스틱, 유리, 금속 등 일정한 외형을 가지는 경질의 재질을 가지는 모든 종류의 용기를 의미하며, '경질용기'와 혼용하여 사용될 수 있다.

본 명세서에서 커플링 유닛이란, 파우치의 개구부와 결합하여 용기의 용기결합부(용기의 주입구)와 결합함으로써 파우치가 용기 내에 고정될 수 있도록 파우치와 용기를 결합시켜주는 구조물을 의미한다. 커플링 유닛은 용기와 파우치 사이의 공간이 외부와 완전히 차단될 수 있도록 고정부 또는 공기차단부를 더 포함할 수 있다. 커플링 유닛은 파우치 제조시 인서트 사출 등을 통해 일체형으로 구현될 수도 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용기 제조 장치를 보여주는 도면이다. 도 4는 내지 도 7은 도 3의 용기 제조 장치를 이용하여 용기에 액체를 충진하는 방법을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 8은 도 4 내지 도 7의 용기 제조 방법에 의하여 충진된 용기를 보여주는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용기 제조 장치(1)는, 탄성 재질의 파우치(220)를 포함하여 사용과정에서 충진된 내용물의 잔여를 억제하기 위한 용기(2)를 제조하기 위한 장치이다.

본 실시예에 따른 용기 제조 장치(1)에 의하여 제조되는, 용기(2)는, 예시적으로 유리 또는 플라스틱과 같은 경질 재질로 형성되는 외부 용기(210)와, 외부 용기(210)에 결합되며 내부에 충진 공간(226)이 형성되는 탄성 재질의 파우치(220)와, 파우치(220)를 외부 용기(210)에 대하여 견고하게 결합하며 파우치(220)의 충진 공간(226)에 대한 유로를 확보하기 위한 커플링 유닛(230)을 포함할 수 있다.

화장품 또는 세제 등과 같은 액체 내용물의 충진 시, 별도로 상기 액체 내용물에 압력을 가하지 않고, 단순히 상기 액체 내용물을 용기(1)에 흘려 충진하는 기존의 충진 설비를 이용할 경우, 단순히 용기(2)의 외부 용기(210)에 파우치(220)를 결합하여서는 파우치(220)가 외부 용기(210)의 수용 공간(216) 내에서 충분히 확장되지 않는 문제가 발생된다.

즉, 상기 기존 충진 설비를 이용할 경우, 수축된 상태의 파우치(220)의 충진 공간(216)에 수용되는 상기 액체 내용물의 무게가 파우치(220)의 탄성력보다 작아, 파우치(220)가 수축된 상태를 유지하게 되며, 원하는 양 만큼의 상기 액체 내용물이 파우치(220)에 충진되지 않는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 용기 제조 장치(1)는, 외부 용기(210)와 파우치(220)가 결합된 상태에서, 파우치(220)를 기설정된 크기만큼 확장시켜, 충분한 충진 공간(226)을 확보하고, 파우치(220)가 확장된 상태를 유지하도록 함으로써, 상기 기존 충진 설비를 이용하였을 때 발생되는 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 용기 제조 장치(1)는, 테이블(T)과, 스테이지 유닛(110)과, 공기 가압/감압 유닛(120)과, 제1 파지 유닛(130)과, 제2 파지 유닛(140)과, 제3 파지 유닛(150)을 포함할 수 있다.

보다 상세히, 테이블(T)은 바닥면(미도시)에 대하여 지지되며, 스테이지 유닛(110), 공기 가압/감압 유닛(120)과, 제1 파지 유닛(130)과, 제2 파지 유닛(140)과, 제3 파지 유닛(150)이 설치될 수 있는 공간을 제공한다.

스테이지 유닛(110)은, 테이블(T)의 상면에 상하 방향으로 기설정된 거리만큼 이동 가능하게 설치되며, 테이블(T)에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결되는 스테이지 유닛 몸체(111)와, 스테이지 유닛 몸체(112)의 상면에 배치되며 용기(1)의 일부가 끼워지는 용기 설치부(112)가 형성된다.

예시적으로 용기 설치부(112)는 원형으로 형성될 수 있으며, 용기 설치부(112)의 중앙에 형성되는 설치홀(미도시)에 용기(200)의 커플링 유닛(230), 파우치(220)의 걸림부(224), 및 외부 용기(210)의 넥 부(214)가 안착될 수 있다. 용기 설치부(112)에 용기(2)가 안착된 상태에서, 외부 용기(210)의 넥 부(214)에 형성되는 개구부(215)는 파우치(220)에 의하여 폐쇄되며, 커플링 유닛(230)이 파우치(220)의 일부를 개구부(215)의 내면 측으로 가압하여, 외부 용기(210)의 개구부(215)가 견고하게 밀폐 될 수 있도록 한다.

공기 가압/감압 유닛(120)은, 용기 설치부(112)의 상기 설치홀에 배치되며, 상기 용기 설치부(112)에 대하여 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 형성된다. 공기 가압/감암 유닛(120)은 파우치(220)의 충진 공간(226)에 삽입되며, 외면에 복수의 공기 홀(124)들이 형성되어, 충진 공간(226)의 내부 공기를 인입 또는 인출 시킨다.

보다 상세히, 공기 가압/감압 유닛(120)은, 스테이지 유닛(110)에 대하여 슬라이딩 가능한 유닛 몸체(121)와, 유닛 몸체(121)의 일측에 형성되며 복수의 공기 홀(124)들이 형성되는 헤드부(122)를 포함한다. 헤드부(122)의 단부(123)는 라운드지게 형성되며, 헤드부(122)가 파우치(220)의 단부(222)를 가압하여 파우치(220)가 확장 변형되도록 하는 과정에서, 파우치(220)의 손상을 억제하고 파우치(220)의 확장이 균일하게 이루어질 수 있도록 한다.

본 실시예에서는, 헤드부(122)에 복수의 공기 홀(124) 들이 형성되는 구성으로 설명되고 있으나, 공기 홀(124)이 하나로 형성될 수도 있다.

헤드부(122)의 공기 홀(124)들은 복수 개로 마련되며, 공기 홀(124)들은 예시적으로 헤드부(122)의 측면에 선형으로 배치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것일 뿐, 공기 홀(124)들이 헤드부(122)의 측면에 나선형으로 배치되거나 불규칙한 패턴으로 배치되는 구성도 가능하며, 공기 홀(124)들이 헤드부(122)의 단부(123) 측에 배치되거나 공기 홀(124)들이 헤드부(122)의 단부 및 상기 측면에 모두 배치되는 구성 또한 가능하다.

공기 가압/갑압 유닛(120)의 공기 홀(124)들은 용기 제조 장치(1)의 펌프 유닛(미도시)와 연결되며, 상기 펌프 유닛을 통하여 공기가 공기 홀(124)을 통하여 토출되거나 공기 홀(124)들로부터 흡입될 수 있다.

또한, 공기 가압/감암 유닛(12)의 유닛 몸체(121)는 구동 유닛(미도시)으로부터 구동력을 전달받아 상하 방향으로 이동될 수 있다. 상기 구동 유닛은 회전력을 선형 방향으로 변환하는 랙 앤 피니언(Rand and Pinion) 또는 선형 모터(Linear Motor)일 수 있으나, 상기 구동 유닛은 상기 예시에 한정되지 않는다.

한편, 제1 파지 유닛(130) 및 제3 파지 유닛(140)은 테이블(T)에 대하여 수직한 방향으로 연장 형성되는 수직 프레임(180)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 한 쌍의 제2 파지 유닛(150)들은 수직 프레임(180)의 연장 방향과 직교되는 방향, 즉 수평 방항으로 이동 가능하게 테이블(T)에 설치된다.

제1 파지 유닛(130)은, 외부 용기(210)의 일측, 즉 넥 부(214)에 파우치(220)의 걸림부(224) 및 커플링 유닛(230)이 설치되어, 외부 용기(210)의 개구부(215)가 스테이지 유닛(110)을 향하도록 설치된 상태에서, 외부 용기(210)의 타측(212)과 접촉되며, 용기(210)를 스테이지 유닛(110) 측으로 가압함으로써, 외부 용기(210)가 파지되도록 한다.

제1 파지 유닛(210)이 수직 프레임(180) 상에서 상방으로 리프팅된 상태에서, 외부 용기(210) 측으로 하강하여 외부 용기(210)를 가압/파지하는 과정에서, 제1 파지 유닛(210)이 외부 용기(210)의 타측(212)과 접촉되어 외부 용기(210)에 가압력이 제공되면, 외부 용기(210)의 일측(213)이 안착되는 스테이지 유닛(110)의 기설정된 거리만큼 하강하여, 상기 가압력의 갑작스런 인가에 따라 용기(2)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 외부 용기(210)의 타측에는 외부 용기(210)의 수용 공간(216)과 연통되는 관통홀(217)이 형성된다. 그리고, 제1 파지 유닛(210)은, 수직 프레임(180)에 대하여 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결되는 제1 파지 유닛 몸체(211)와, 제1 파지 유닛 몸체(211)에 형성되며 외부 용기(210)의 관통홀(217)과 연통되는 흡입 유로(133)와, 외부 용기(210)의 관통홀(217)이 흡입 유로(133)와 맞닿은 상태에서 외부 용기(210)의 타측(212)과 접촉되는 탄성 파지부(134)를 포함한다.

이때, 흡입 유로(133)는 용기 제조 장치(1)의 펌핑 유닛(미도시)와 연결되며, 관통홀(217)이 흡입 유로(133)와 연통된 상태에서, 상기 펌핑 유닛으로부터 음압(陰壓, Negative Pressure)이 제공되어, 관통홀(217)을 통하여 수용 공간(216)의 공기가 외부로 배출될 수 있다.

그리고, 고무 또는 실리콘과 같은 탄성 재질로 형성되는 탄성 파지부(134)가 외부 용기(210)의 타측(212)과 접촉됨에 따라서, 순간적으로 외부 용기(210)와 제1 파지부(130) 간에 발생되는 접촉에 의하여 외부 용기(210)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

제2 파지 유닛(140)은 스테이지 유닛(110)을 중심으로 이격되는 한 쌍으로 배치되며, 파지유닛 몸체(141)와, 파지유닛 몸체(141)의 일단에 배치되며 외부 용기(210)의 넥 부(214)를 감싸는 파지부(142)와, 파지유닛 몸체(141)의 타단과 연결되며 파지유닛 몸체(141)를 수평 방향으로, 즉 스테이지 유닛(110)과 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다.

한 쌍의 제2 파지 유닛(140)은 스테이지 유닛(110)에 용기(2)가 배치된 상태에서, 외부 용기(210)의 넥 부(214)를 파지하여, 용기(2)가 좌우 방향으로 흔들리는 것을 억제할 수 있다. 한편, 본 발명의 구현에 따라 한 쌍의 제2파지 유닛(140)은 하나의 유닛은 고정된 채 나머지 하나만 구동 되도록 설계될 수 있다.

제3 파지 유닛(150)은, 수직 프레임(180) 상에 배치되며, 제1 파지 유닛(130) 및 테이블(T) 사이에 위치된다. 제3 파지 유닛(150)은, 외부 용기(210)의 외주를 감싸, 용기(2)가 스테이지 유닛(110)에 배치된 상태에서 흔들리는 것을 억제할 수 있다.

본 실시예에서는, 외부 용기(210)의 개구부(215) 및 파우치(220)의 개구부(225)가 하방을 향하는 구성으로 설명되고 있으나, 외부 용기(210)의 개구부(215) 및 파우치(220)의 개구부(225)가 상방을 향하는 구성 또한 본 발명의 실시예에 포함된다. 이러한 경우, 스테이지 유닛(110)은 외부 용기(210)의 관통홀(217)과 접하는 흡입 유로를 포함하며, 공기 가압/감압 유닛(120)이 제1 파지 유닛(211)에 설치될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 외부 용기(210), 파우치(220), 커플링유닛(230)을 용기 제조 장치(1)에 수동으로 위치시키도록 되어 있으나 외부 용기(210), 파우치(220), 커플링 유닛(230)이 컨베이어 벨트 또는 로봇 등에 의해서 자동으로 용기 제조 장치(1)에 위치되도록 하는 경우 제2 파지 유닛(140) 및/또는 제3 파지 유닛(150)은 생략될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 용기(2)의 제조 방법을 상세하게 설명한다.

먼저, 외부 용기(210)와, 외부 용기(210)의 수용 공간(216)에 충진 공간(226)이 위치되도록 외부 용기(210)에 결합된 파우치(220)와, 외부 용기(210) 및 파우치(220)가 결합된 상태에서, 파우치(220)의 개구부(225) 측에 끼워지며 내부에 파우치(220)의 충진 공간(226)과 외부를 연통하기 위한 관통 공간(235)이 형성되는 커플링 유닛(230)을 포함하는 용기(2)를 제조 장치(1)의 스테이지 유닛(110)에 안착시킨다.

외부 용기(210)의 일측(213)에는 수용 공간(216)과 연통되는 외부 용기측 개구부(215)가 형성되는 넥 부(214)가 배치되며, 예시적으로 넥 부(214)는 외부 용기 몸체(211)의 직경보다 작게 형성된다.

파우치(220)는 탄성 재질로 형성되며 내부에 충진 공간(226)이 형성되고 일측(223)에는 파우치측 개구부(225)가 형성되는 파우치 몸체(221)와, 파우치 몸체(221)의 일측에 형성되며 파우치 몸체(221)의 외경보다 크게 형성되는 플레이트 형상의 걸림부(224)가 형성된다.

커플링 유닛(230)은, 파우치(220)의 개구부(225) 측에 끼워지는 커플링 유닛 몸체(231)와, 커플링 유닛 몸체(231)의 일측에 형성되며 커플링 유닛 몸체(231)의 외경보다 크게 형성되는 커플링 유닛측 걸림부(232)를 포함한다. 그리고, 커플링 유닛 몸체(231)의 중앙에는 파우치(220)의 충진 공간(226)과 연통되는 관통홀(235)이 형성된다.

외부 용기(210)에 파우치(220)가 결합된 상태에서, 커플링 유닛(230)은 파우치(220)의 개구부(225) 측에 설치되어, 파우치(220)의 일부를 외부 용기(210)의 외부 용기측 개구부(215)로 가압함으로써, 외부 용기(210) 및 파우치(220)가 견고하게 결합되도록 하며, 외부 용기(210)의 외부 용기측 개구부(215)와 파우치(220) 사이의 공간을 통하여 공기가 유출입되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 파우치(230)보다 단단한 재질, 예시적으로 PP, PE, ABS, 나일론 등과 같은 플라스틱 재질 또는 서스와 같은 금속 재질로 커플링 유닛(230)이 형성된다. 따라서, 용기(2)에 액체 내용물 충진이 완료되고, 파우치(230)의 개구부(235) 측에 액체 내용물을 외부로 토출하기 위한 펌핑 수단(미도시)이 설치될 때, 외력에 대하여 형상이 변형되지 않는 커플링 유닛(230)이 견고하게 파우치(220)의 개구부(225) 측 형상을 유지함으로써, 상기 펌핑 수단의 삽입에 의하여 파우치(220)의 개구부(225) 측이 말려들어가는 현상을 억제할 수 있다.

본 실시예에서는, 커플링 유닛(230)이 파우치(220)의 개구부(225) 측에 결합되는 구성으로 설명되고 있으나, 별도의 커플링 유닛(230)이 설치되지 않고, 파우치(220)의 걸림부(232) 내에 파우치(220)의 재질 보다 경성 재질로 형성되는 지지부재가 배치되는 구성 또한 본 발명의 실시예에 포함된다.

용기(2)를 제조 장치(1)의 스테이지 유닛(110)에 안착시키는 과정에서, 먼저, 용기(2)의 외부 용기(210), 파우치(220) 및 커플링 유닛(230)이 상호 결합된 상태에서, 공기 가압/감압 유닛(120)이 커플링 유닛(230)의 관통홀(235)을 통과되도록 하고, 공기 가압/감압 유닛(120)의 헤드부(122)가 파우치(220)의 충진 공간(226)에 위치되도록, 용기(2)를 스테이지 유닛(110)에 안착시킨다.

한편, 용기(2)가 파우치(220)에 결합되는 커플링 유닛(230)을 포함하는 구성으로 설명되고 있으나, 커플링 유닛(230)이 별도로 형성되지 마련되지 않고, 파우치(220)의 일부(걸림부(224))가 경질로 형성되거나, 파우치(220)의 걸림부(224) 내에 경질의 지지부재가 마련되는 구성 또한 가능하다.

용기(2)가 스테이지 유닛(110)에 안착된 상태에서, 제2 파지 유닛(150)이 외부 용기(210)의 외주면을 감싸, 외부 용기(210)가 파지되도록 할 수 있다.

그 다음, 도 5를 참조하면, 용기(2)가 스테이지 유닛(110)에 안착된 상태에서, 제1 파지 유닛(130)이 스테이지 유닛(110) 측으로 이동하여, 외부 용기(210)의 타측(212)과 접촉된다. 이 때 외부 용기(210)의 타측(212)에 형성되는 관통홀(217)은 제1 파지 유닛(130)의 공기 유로(133)와 연통된다.

그 다음, 제2 파지 유닛(140)들이 수평 방향으로 이동하여, 외부 용기(210)의 넥 부(214)를 파지한다.

그 다음, 도 6을 참조하면, 용기(2)가 파지 유닛(130, 140, 150)들에 의하여 파지된 상태에서, 공기 가압/감압 유닛(120)이 제1 파지 유닛(130) 방향으로, 즉 외부 용기(210)의 개구부(215) 측의 반대 방향으로, 슬라이딩 이동되어, 파우치(220)를 탄성 변형 시킨다.

그 다음, 파우치(220)의 충진 공간(226)이 기설정된 크기만큼 상방으로 신장된 상태에서, 공기 가압/감압 유닛(120)은, 탄성 변형된 파우치(120)의 충진 공간(126)을 대기압 이하인 제1 기준 감압 압력(P_NR1)으로 감압한다. 충진 공간(126)이 제1 기준 감압 압력(P_NR1)으로 감압되면, 파우치(120)의 내면 일부는 공기 가압/감압 유닛(120)에 흡착 및 고정된다.

그 다음, 도 7을 참조하면, 충진 공간(126)이 제1 기준 감압 압력(P_NR1)으로 감압된 상태에서, 제1 파지 유닛(130)의 공기 유로(133)를 통하여 외부 용기(210)의 수용 공간(216)이 대기압 이하로 감압된다. 이때, 파우치(220)의 내면 일부가 공기 가압/감암 유닛(120)에 흡착 및 고정됨에 따라서, 수용 공간(216)의 감압 시, 파우치(220)가 의도되지 않는 형상으로 탄성 변형, 즉 파우치(220)의 일부가 외부 용기(210)의 관통홀(217) 측으로 빨려들어가는 변형이 방지될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 충진 공간(126)의 감압이 이루어진 다음, 수용 공간(216)의 감압이 이루어지는 것으로 설명되고 있으나, 해당 감압 과정이 동시에 수행될 수도 있다.

이때, 제1 기준 감압 압력(P_NR1)은 제2 기준 감압 압력(P_NR2)과 동일하거나, 더 작게 형성될 수 있으며, 외부 용기(210)의 수용 공간(216)을 관통홀(217)을 통하여만, 수용 공간(216)의 외부와 연통될 수 있다.

그 다음, 수용 공간(216)의 내부 압력이 제2 기준 감압 암력(P_NR2) 또는 그 이하로 감소되면, 공기 가압/감압 유닛(120)은 충진 공간(226)에 대하여 대기압과 같거나 대기압보다 큰 기준 가압 압력(P_PR)을 제공한다. 수용 공간(216)의 압력이 대기압보다 작은 제2 기준 감압 압력(P_NR2)인 상태에서, 충진 공간(226)에 대기압보다 큰 기준 가압 압력(P_PR)이 인가되면, 파우치(220)의 파우치 몸체(221)는 외부 용기(210)의 수용 공간(216) 내에서 순간적으로 확장하게 된다.

이때, 파우치(210)의 충진 공간(216)은 외부 용기(210)의 개구부(215)와 먼 부분, 즉 외부 용기(210)의 타측(212)과 인접한 부분,과 개구부(215)와 가까운 부분, 즉 외부 용기(210)의 일측(2123)과 인접한 부분이 동시에 확장된다.

즉, 외부 용기(210)의 수용 공간(216)에 대한 감압 과정 없이, 공기 가압/감압 유닛(120)이 충진 공간(216)에 기준 가압 압력(P_PR)을 제공하는 경우, 공기 가압/감압 유닛(120)의 공기 홀(124) 들이 상대적으로 편심되어 위치되는 파우치(210)의 단부(123) 측부터 팽창됨에 따라서, 파우치(220)가 불균일하게 팽창될 수 있다. 파우치(220)가 불균일하게 팽창되면, 파우치 몸체(221) 중 먼저 팽창된 부분이 외부 용기(210)의 내벽 측에 닿아, 파우치(220)의 팽창에 따라 외부 용기(210)의 수용 공간(216) 내의 공기가 관통홀(217)을 통하여 빠져가는 유로를 폐쇄할 수 있으며, 이로 인하여 파우치(220)의 팽창이 원하는 크기만큼 이루어지지 않을 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는, 파우치(220)가 수용공간(216) 내에서 균일하게 팽창되도록 함으로써, 파우치(220)의 원활한 팽창이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 공기 가압/감압 유닛(120)의 공기 홀(124)들이 모두 공기를 흡입 또는 토출하는 구성으로 설명되고 있으나, 복수의 공기 홀(124) 중 일부 공기 홀(124)은 공기를 흡입하고, 다른 공기 홀(124)들은 액체 내용물을 토출하는 구성 또한 가능하다.

즉, 충진 공간(126)이 제1 기준 감압 압력(P_NR1)으로 감압되고, 수용 공간(116)이 제2 기준 감압 압력(P_NR2)로 감압된 상태에서, 다른 공기 홀(124)들에서 액체 내용물을 공급하면, 상기 액체 내용물의 공급시 대기압 또는 대기압에 근접한 압력으로, 파우치(220)를 확장시킬 수 있다. 또한, 상기 액체 내용물을 대기압 이상의 압력으로 제공하여, 파우치(220)를 확장시키는 구성 또한 본 발명의 실시예에 포함된다.

그 다음, 도 8을 참조하면, 파우치(220)의 충진 공간(226)이 원하는 크기로 확장된 상태에서, 충진 공간(226)의 확장 상태를 유지하기 위하여 외부 용기(210)의 관통홀(217)에 차단 수단(240)을 설치한다.

본 실시예에 따른 용기 제조 방법의 차단 수단(240)은 공기가 관통홀(217)로 유입되는 것을 억제하기 위한 스티커 등과 같은 접착부재일 수 있다. 다만, 차단 수단(240)은 공기의 이동을 선택적으로 차단하는 체크 밸브와 같은 밸브 수단일 수도 있으며, 차단 수단(240)이 상기 체크 밸브로 형성되는 경우, 용기(200)의 준비 단계에서, 차단 수단(240)이 외부 용기(210)에 설치된 상태로 구비될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 공기 가압/감압 유닛(120)이 파우치(220)의 충진 공간(226)에 공기를 충진하는 구성으로 설명하고 있으나, 공기 가압/감압 유닛(120)이 직접 액체 내용물을 파우치(220)의 충진 공간(226)에 충진하는 구성 또한 본 발명의 실시예에 포함될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 용기 제조 방법을 단계적으로 설명한다.

도 9는 도 4 내지 도 7의 용기 제조 방법을 보여주는 순서도이며, 도 10은 도 9의 용기 제조 방법의 파우치 확장 단계를 보여주는 순서도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 외부 용기(210) 및 외부 용기(210)의 수용 공간(216)에 충진 공간(226)이 위치되도록 외부 용기(210)에 결합된 파우치(220)를 포함하는 용기(2)를 준비하는 용기 준비 단계(S110)가 수행된다.

이때, 용기 준비 단계(S110)는, 제1 파지 유닛(130)이 외부 용기(210)의 개구부(215) 측의 반대측 단부(212)를 파지하는 제1 외부 용기 파지 단계와, 외부 용기(210)의 개구부(215), 즉 넥 부(214)를 파지하는 제2 외부 용기 파지 단계를 포함한다.

그 다음, 파우치(220)의 충진 공간(226)에 공기를 공급하여, 파우치(220)의 충진 공간(226)이 수용 공간(216) 내에서 확장되도록 하는 파우치 확장 단계(S220)를 포함한다.

파우치 확장 단계(S220)에서, 먼저, 파우치(220)가 외부 용기(210)의 수용 공간(216)에 삽입된 상태에서, 파우치(220)를 외부 용기(210)의 개구부(215) 측의 반대 방향으로 탄성 변형 시키는 파우치 스트레칭 단계(S121)가 수행된다.

그 다음, 공기 가압/감압 유닛(120)이, 탄성 변형된 파우치(220)의 충진 공간(226)을 대기압 이하인 제1 기준 감압 압력(PNR1)으로 감압하는 파우치 감압 단계(S122)가 수행된다.

그 다음, 외부 용기(210)에 관통 형성된 관통홀(217)을 통하여, 외부 용기(210)의 수용 공간(215)을 대기압 이하로 감압시키는 외부 용기 감압 단계(S123)가 수행된다.

그 다음, 파우치 스트레칭 단계(S121)에서 탄성 변형된 파우치(220)에 공기를 주입하여 파우치(220)의 충진 공간(226)을 확장시키는 파우치 가압 단계(S124)가 수행된다.

파우치 확장 단계(S120)에서, 파우치(220)의 충진 공간(226)에 공기가 공급되어, 수용 공간(216) 내에서 충진 공간(226)의 용적이 증가됨에 따라, 수용 공간(216) 내의 공기는 외부 용기(210)에 관통 형성되는 관통홀(217)을 통하여 외부 용기(210)의 외부로 유출된다.

그 다음, 파우치(220)의 충진 공간(226)이 확장된 상태에서, 충진 공간(226)의 확장 상태를 유지하기 위하여 외부 용기(210)의 관통홀(217)에 차단 수단(240)을 설치하는 파우치 확장 상태 유지 단계(S130)가 수행된다.

파우치 확장 상태 유지 단계(S130)에서, 파우치(220)의 수용 공간(226)의 내부 압력은 파우치의 복원력보다 작게 형성되며, 파우치(220)의 수용 공간(226)의 상기 압력에 의하여 파우치(220)의 내면에 작용되는 힘과 파우치(220) 및 외부 용기(210) 사이의 수용 공간(216)의 압력에 의하여 파우치(220)의 외면에 작용되는 힘은, 파우치(220)의 상기 복원력과 평형을 이루게 된다.

그 다음, 확장된 파우치(220)의 수용 공간(226)에 액체 상태의 내용물을 충진하는 액체 충진 단계(S140)이 수행되며, 파우치(220)의 충진 공간(226)에 충진되는 상기 내용물은 대기압 상태에서 상기 내용물에 대한 별도의 압력 제공 없이 충진 공간(226)에 충진된다.

제안되는 실시예에 의하면, 기존의 충진 설비를 이용하여, 탄성 재질의 파우치 및 상기 파우치가 설치된 외부 용기를 포함하는 용기에, 액체 내용물을 충진할 수 있는 장점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (21)

1. 외부 용기 및 상기 외부 용기에 결합되며, 내부에 충진 공간이 형성되는 탄성 재질의 파우치를 포함하는 용기의 제조 방법에 있어서,
   외부 용기 및 상기 외부 용기의 수용 공간에 충진 공간이 위치되도록 상기 외부 용기의 일측에 결합된 파우치를 포함하는 용기를 준비하는 용기 준비 단계;
   상기 파우치의 상기 충진 공간에 공기를 공급하여, 상기 파우치의 상기 충진 공간이 상기 수용 공간 내에서 확장되도록 하는 파우치 확장 단계;를 포함하고,
   상기 파우치 확장 단계는, 상기 파우치가 상기 외부 용기의 상기 수용 공간에 삽입된 상태에서, 상기 파우치를 상기 외부 용기의 개구부 측의 반대 방향으로 탄성 변형 시키는 파우치 스트레칭 단계; 및 상기 파우치 스트레칭 단계에서 탄성 변형된 상기 파우치에 공기를 주입하여 상기 파우치의 상기 충진 공간을 확장시키는 파우치 가압 단계;를 포함하고,
   상기 파우치 스트레칭 단계에 있어서, 상기 파우치의 상기 충진 공간에는 용기 제조 장치의 공기 가압/감압 유닛이 삽입되며, 상기 공기 가압/감압 유닛이 상기 용기의 개구부 측에서 상기 용기의 단부 측으로 이동하며, 상기 파우치를 탄성 변형시키고,
   상기 파우치 확장 단계는,
   상기 공기 가압/감압 유닛이, 탄성 변형된 상기 파우치의 상기 충진 공간을 대기압 이하인 제1 기준 감압 압력으로 감압하는 파우치 감압 단계; 및 상기 용기에 관통 형성된 관통홀을 통하여, 상기 용기의 상기 수용 공간을 대기압 이하로 감압시키는 외부 용기 감압 단계;를 더 포함하고,
   상기 파우치 가압 단계에서, 상기 외부 용기의 상기 수용 공간의 압력이 제2 기준 감압 압력과 동일해지거나 상기 제2 기준 감압 압력 이하로 감소되면, 상기 파우치의 상기 충진 공간에 대기압과 같거나 대기압 보다 큰 가압 압력을 제공하여, 상기 파우치의 상기 충진 공간을 확장시키고,
   상기 제1 기준 감압 압력은 상기 제2 기준 감압 압력보다 작거나, 상기 제2 기준 감압 압력과 동일한 것을 특징으로 하는 용기 제조 방법.
   
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3. 삭제
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5. 제 1 항에 있어서,
   상기 외부 용기 감압 단계에서,
   상기 외부 용기의 상기 수용 공간은 상기 관통홀을 통하여만, 상기 수용 공간의 외부와 연통되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 파우치 가압 단계에서,
   상기 파우치의 상기 충진 공간은, 상기 외부 용기의 상기 개구부 측과 먼 부분과 가까운 부분이 동시에 확장되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 파우치 확장 단계에서, 상기 파우치의 상기 충진 공간에 공기가 공급되어, 상기 수용 공간 내에서 상기 충진 공간의 용적이 증가됨에 따라, 상기 수용 공간 내의 공기는 상기 외부 용기에 관통 형성되는 관통홀을 통하여 상기 외부 용기의 외부로 유출되며,
   상기 파우치의 상기 충진 공간이 확장된 상태에서, 상기 충진 공간의 확장 상태를 유지하기 위하여 상기 외부 용기의 상기 관통홀에 차단 수단을 설치하는 파우치 확장 상태 유지 단계;를 더 포함하고,
   상기 파우치 확장 상태 유지 단계에서, 상기 파우치의 상기 수용 공간의 내부 압력은 상기 파우치의 복원력보다 작게 형성되며,
   상기 파우치의 상기 수용 공간의 상기 압력에 의하여 상기 파우치의 내면에 작용되는 힘과 상기 파우치 및 상기 외부 용기 사이의 상기 수용 공간의 압력에 의하여 상기 파우치의 외면에 작용되는 힘은, 상기 파우치의 상기 복원력과 평형을 이루는 용기 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   확장된 상기 파우치의 상기 수용 공간에 액체 상태의 내용물을 충진하는 액체 충진 단계;를 더 포함하고,
   상기 파우치의 상기 충진 공간에 충진되는 상기 내용물은 대기압 상태에서 상기 내용물에 대한 별도의 압력 제공 없이 상기 충진 공간에 충진되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기 준비 단계는,
   상기 외부 용기의 개구부 측의 반대측 단부를 파지하는 제1 외부 용기 파지 단계; 및
   상기 외부 용기의 개구부 측을 파지하는 제2 외부 용기 파지 단계;를 포함하는 용기 제조 방법.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 파우치 확장 단계는,
    상기 파우치가 상기 외부 용기의 상기 수용 공간에 삽입된 상태에서, 상기 파우치를 상기 외부 용기의 개구부 측의 반대 방향으로 탄성 변형 시키는 파우치 스트레칭 단계; 및
    상기 파우치 스트레칭 단계에서 탄성 변형된 상기 파우치에 액체 내용물을 주입하여 상기 파우치의 상기 충진 공간을 확장시키는 파우치 가압 단계;를 포함하는 용기 제조 방법.
11. 외부 용기 및 상기 외부 용기에 결합되며, 내부에 충진 공간이 형성되는 탄성 재질의 파우치를 포함하는 용기의 용기 제조 장치에 있어서,
    파우치의 충진 공간에 삽입되며, 외면에 복수의 공기 홀이 형성되어 상기 충진 공간 내부의 공기를 인입 또는 인출시키며, 상기 파우치의 개구부 측에서 상기 파우치의 단부 측 방향으로 슬라이딩 가능한 공기 가압/감압 유닛;을 포함하고,
    상기 외부 용기의 일측에는 상기 파우치의 걸림부가 끼워지며 상기 외부 용기의 수용 공간과 연통되는 개구부가 형성되고,
    상기 외부 용기의 타측을 가압하여, 상기 외부 용기가 파지되도록 하는 제1 파지 유닛을 더 포함하고,
    상기 외부 용기의 상기 개구부에 결합된 상기 파우치의 상기 걸림부가 안착되며, 상기 공기 가압/감압 유닛이 슬라이딩 가능하게 설치되는 스테이지 유닛;을 더 포함하고,
    상기 스테이지 유닛은 상기 제1 파지 유닛이 상기 외부 용기의 상기 타측을 가압하면, 상기 스테이지 유닛에 상기 외부 용기가 지지된 상태에서, 하방으로 기설정된 거리만큼 이동되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 공기 가압/감압 유닛은,
    슬라이딩 가능한 유닛 몸체; 및
    상기 유닛 몸체의 일측에 형성되며 상기 복수의 공기 홀들이 형성되는 헤드부;를 포함하고,
    상기 헤드부의 단부는 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공기 홀들은 상기 헤드부의 측면 또는 상기 헤드부의 상기 단부 측에 형성되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치.
14. 삭제
15. 삭제
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 파지 유닛이 상기 외부 용기를 파지하는 방향과 직교하는 방향으로, 상기 외부 용기의 일측을 파지하는 제2 파지 유닛을 더 포함하는 용기 제조 장치.
17. 제 13 항에 있어서,
    상기 외부 용기의 타측에는 상기 수용 공간과 연통되는 관통홀이 형성되고,
    상기 제1 파지 유닛은, 제1 파지 유닛 몸체와, 상기 제1 파지 유닛 몸체에 형성되며 상기 관통홀과 연통되는 흡입 유로와, 상기 외부 용기의 상기 관통홀이 상기 흡입 유로와 맞닿은 상태에서 상기 외부 용기의 타측과 접촉되는 탄성 파지부를 포함하는 용기 제조 장치.
18. 삭제
19. 제1 항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 외부 용기의 타측에 형성되며,
    상기 파우치 스트레칭 단계에서, 상기 공기 가압/감압 유닛의 단부가 접촉되어 스트레칭되는 상기 파우치의 단부는, 상기 외부 용기의 타측에 형성되는 상기 관통홀과 이격된 위치까지 스트레칭되는 것을 특징으로 하는 용기 제조 방법.
    
20. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 파지 유닛과, 상기 스테이지 유닛이 상방 또는 하방으로 이동 가능하게 설치되는 테이블 사이에 위치되며, 상기 외부 용기의 외주를 감싸는 제3 파지 유닛을 더 포함하는 용기 제조 장치.
    
21. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 공기 홀 중 일부 공기 홀은 공기를 흡입하고, 다른 공기 홀들은 액체 내용물을 토출하는 것을 특징으로 하는 용기 제조 장치.

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