KR101154849B1 - 멀티 레이어 도즈 - Google Patents

Abstract

제1 합성 수지와, 상기 제1 수지 내에 갇힌 형상으로 구성되는 얇은(thin) 기능성 레이어(3)를 구비하며, 상기 레이어(3)는 도즈의 부피 중에서 20% 미만을 차지하며, 압축 몰딩에 의하여 멀티 레이어 물체를 구현하기 위한 대칭 축을 갖는 멀티레이어 도즈(dose)에 있어서, 상기 멀티 레이어 도즈에서, 레이어(3)는 대칭 축을 중심으로 회전하는 바디부의 쉘을 구성하며, 상기 레이어로부터 대칭 축까지의 거리는 가변적인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 도즈.

멀티 레이어, 도즈(dose), 기능성 레이어, 대칭 축, 비대칭 축

Description

멀티 레이어 도즈{Multilayer dose}

본 발명은 멀티 레이어 도즈(dose)의 압축 몰딩에 의하여 제조되는 멀티레이어 물체를 구현하기 위한 방법에 관한 것이다.

미국 특허 번호 4 876 052는 멀티 레이어 도즈(도1)를 공개하고 있다. 상기 멀티 레이어 도즈에서, 기능성 수지(3)는 합성 수지(2) 내에 충분히 갇힌 형상으로 구성된다. 여기서 기능성 수지와 외부 수지는 서로 그 특성에서 다르다. 예를 들면, 기능성 수지는 우수한 가스 배리어(barrier, 장벽, 차단)특성을 갖는 반면에, 외부 레이어을 구성하는 수지는 기계적 특성과 위생적인 특성을 갖는다.

이러한 멀티 레이어 도즈에 의하여, 멀티 레이어 물체는 상기 도즈의 압축 몰딩에 의하여 제조된다. 그러나, 미국 특허 번호 4 876 052는 멀티 레이어 물체(도1)를 공개하고 있으며, 상기 물체에서, 제2합성 수지(3)(또는 필요에 따라 합성수지, 수지, 기능성수지, 배리어수지레이어, 수지레이어, 제2수지등 다양하게 표현한다)는 제1 합성 수지(2)(또는 합성수지, 수지, 제1수지, 수지레이어로도 표기한다) 내부에 충분히 갇힌 형상으로 구성된다. 상기와 같은 멀티 레이어 물체는 합성 도즈의 압축 몰딩에 의하여 제조된다. 상기의 방법에 있어서, 제2수지는 제1수지 내에 충분히 갇힌 형상으로 구성된다. 미국 특허 번호 4 876 052에 기술된 멀티 레이어 구조는 소정의 용기 또는 뚜껑과 같은 물체에 관한 것이다. 그러나 미국 특허 번호 4 876 052에 기술된 방법에 따르면 물체 내에 높은 비율의 기능성 수지를 필요로 한다. 상기와 같은 원인에 따라 다음과 같은 두 가지 주요 문제점을 가진다. 상기의 문제점들 중에서, 첫 번째 문제는 고가의 비용을 필요로 하며, 그리고 두 번째 문제는 기계적인 응력에 대하여 그 저항성이 낮다는 것이다. 기능성 수지와 외부 수지 사이의 점착이 부족하면, 물체의 고형성(solidity)이 저하되어 외부 레이어의 계면분리(decohesion)가 발생하는 위험이 있다. 미국 특허 번호 4 876 052의 또 다른 단점은 수지(2 및 3)의 양을 각각 조정하기가 힘들다는 것이다. 본 발명의 설명에서 추가적으로 기술되겠지만, 상기와 같은 양은 물체의 모양에 의하여 고정되며, 그리고 도즈를 압축하는 동안의 흐름에 의하여 고정된다.

일본 특허 번호 2098415는 합성 도즈(도2)를 이용하여 압축 몰딩에 의하여 멀티 레이어 물체를 구현하는 것을 공개하고 있으며, 상기의 특허에서 합성 수지(2)는 기능성 수지(3)의 측면 페이스 만 커버한다. 대칭 축을 따라 실시되는 이와 같은 도즈의 압축 몰딩에 의하여 멀티 레이어 구조를 갖는 물체를 제조할 수 있으며, 상기의 물체에서 합성 수지(2)는 기능성 수지(3)를 가두어 놓은 형상으로 구성한다. 그러나 일본 특허 번호 2098415에 따른 두 개의 수지로부터 구현되는 멀티 레이어 물체는 다음과 같은 두 가지 중요한 문제점을 갖는다. 첫 번째 문제는 기능성 수지(3)가 물체의 전체 표면 영역의 최소한 10%에 걸쳐서 물체의 중앙 표면 영 역에 노출되는 것이며, 두 번째 문제는, 물체 내의 기능성 수지(3)의 양이 수지의 전체 양의 최소한 30% 정도 필요하다는 것이다. 이와 같은 문제로 인하여, 한편으로는 물체를 제조하는데 고가의 비용이 필요하며, 물체의 중앙 부분에서 기계적 특성이 많이 변하는 것이다. 일본 특허 번호 2098415의 또 다른 단점은 수지(2 및 3)의 각각의 양을 조정하기 힘든 것이다. 상기의 양은 물체의 형상에 의하여 고정되며, 도즈를 압축하는 동안 흐름에 의하여 고정된다.

일본 특허 번호 2098415에서, 상기와 같은 단점들을 부분적으로 제거하기 위하여 세 개의 레이어를 갖는 도즈를 이용하는 것을 제안하고 있다(도 3 참조). 이와 같은 도즈(1)는 도즈(1)의 중앙 부분을 구성하는 제1 수지(4)와, 상기 제1 수지(4)의 측면 페이스 만을 커버하는 기능성 수지(3)와, 기능성 수지의 측면 페이스 만 커버하는 제3 수지(2)를 구비하고 있다. 대칭 축을 따라 이와 같은 합성 도즈를 압착하여 멀티 레이어 물체를 제조한다. 3개의 레이어로 구성된 도즈를 이용하는 것은 사용되는 기능성 수지(3)의 양을 줄이는 장점과, 단일 수지(2)를 갖는 동일한 물체에 상응하는 조금 수정된 기계적 특성을 갖는 물체를 만들 수 있는 장점이 있다. 이와 같은 방법에 의하여 접착성 레이어가 서로 다른 특성을 갖는 수지 사이에 추가되어, 물체의 점착성(cohesion)과 고형성(solidity)을 개선 시킨다. 그러나 기능성 수지(3)는 멀티 레이어 물체의 중앙 부분은 커버하지 않기 때문에, 물체는 물체의 표면 영역의 최소한 10%의 표면 영역에 걸쳐 대칭 축에 근접한 부분에서 배리어 특성을 갖지 못한다. 배리어 수지 레이어(3)에 의하여 커버되지 않는 상기와 같은 물체의 중앙 영역은 물체의 배리어 성능을 저하시키며, 상기와 같은 해결 방법 을 비효과적으로 만든다.

특허 출원 번호 CH01619/04는 압축 몰딩(금형에 의해 압축되는 멀티 레이어 도즈로부터 구현되는 멀티 레이어 물체(도4)를 공개하고 있다. 본 특허 출원에 공개된 물체들은 멀티 레이어 구조를 구비하고 있으며, 상기 멀티 레이어 구조는 지그 재그 형상의 이중 폴드(fold, 접혀지는 형상)를 형성하는 기능성 레이어의 위치 특성을 갖는다. 상기 기능성 레이어는 심지어 중앙부에서도 물체를 관통하여 정확하게 분산된다. 특허 출원 번호 CH01619/04에 기술된 멀티 레이어 물체를 구현하기 위한 방법에 의하여, 기능성 레이어의 두께가 제어된다. 접착성 레이어는 물체의 표면을 형성하는 수지와 기능성 수지 사이에 추가될 수 있다. 그러나 도즈의 압축 방법은 소정의 방법과 그리고 구체적인 몰딩 장치를 필요로 한다. 그리고 상기의 방법은 금형의 두 개의 부분을 상호 상대 운동하도록 설정하고, 그리고 기초적인 압축 공정을 위하여 다이(die) 도구를 추가적으로 이동시키는 것이 필요하다. 고속 몰딩의 경우에 있어서, 특허 출원 번호 CH01619/04에 기술된 압축 장치를 이용하여야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점들을 극복하며, 압축 몰딩 방법에 의하여 구현되는 멀티 레이어 물체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 단일 레이어 물체를 구현하기 위하여 사용된 장치를 변경하지 않고 압축 장치를 이용할 수 있는 멀티 레이어 물체를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 성취하기 위하여, 본 발명은 압축 몰딩 방법에 의하여 멀티 레이어 물체의 구현을 위하여 대칭축을 가지며, 그리고 제1 합성 수지와, 상기 제1 합성수지 내에 갇힌 형상으로 구성되는 얇은(thin) 기능성 레이어로 구성되는 멀티 레이어 도즈를 포함하며, 그리고 상기 기능성 레이어는 도즈의 부피 중 20% 이하를포함하며, 상기 멀티 레이어 도즈에서, 기능성 레이어는 대칭 축을 중심으로 회전하는 바디부 쉘(shell)을 구성하며, 레이어로부터 대칭 축까지의 거리는 가변적이다.

다음의 도면과 함께 아래에 기술되는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 자세히 이해할 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 4는 압축 몰딩에 의하여 멀티 레이어 물체를 구현하기 위한 종래 기술에 따른 멀티 레이어 도즈를 도시하는 도면이다.

도 1은 미국 특허 번호 4 876 052에 따른 이중 레이어 도즈를 도시하는 도면이다.

도 2는 일본 특허 번호 2098415에 사용된 이중 레이어 도즈를 도시하는 도면이다.

도 3은 일본 특허 번호 2098415에 기술된 세 개의 레이어를 갖는 도즈를 도시하는 도면이다.

도 4는 특허 출원 CH01619/04에 기술된 환형(annular) 멀티 레이어 도즈를 도시하는 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 멀티 레이어 도즈를 도시하는 도면이다.

도 6은 도즈를 압축하는 동안 재료의 흐름과 속도 프로파일을 도시하는 도면이다.

도 7은 일본 특허 번호 2098415에 기술된 도즈의 압축과, 그에 따라 얻어진 멀티 레이어 물체를 도시하는 도면이다.

도 8은 일본 특허 번호 2098415에 따른 멀티 레이어 물체의 리미트(limits)를 도시하는 도면이다.

도 9 내지 도 20은 멀티 레이어 도즈의 실시예로서, 상기 실시예의 구현 방법 및 그에 따라 사용되는 장치의 일실시예를 도시하는 도면이다.

도 9는 본 발명에 따른 도즈의 제1 실시예를 도시하는 도면이다.

도 10은 도9에 기술된 도즈의 압축 이후에 얻어지는 멀티 레이어 물체를 도시하는 도면이다.

도 11은 본 발명에 따라 구현되며 그리고 5개의 레이어를 갖는 도즈를 도시하는 도면이다.

도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른 환형 도즈를 도시하는 도면이다.

도 13은 도 12a에 도시된 도즈의 압축에 따라 얻어지는 멀티 레이어 물체를 도시하는 도면이다.

도 14는 본 발명에 따른 도즈의 또 다른 실시예를 도시하는 도면이다.

도 15 내지 도 19는 도 9, 도 11, 도 12 및 도 14에 기술된 도즈들을 구현하기 위한 방법을 도시하는 도면이다.

도 15는 도즈들을 구현하기 위한 제1 방법을 도시하며, 상기 방법에 따라 레이어들 중에서 한 개의 레이어의 흐름 속도가 주기적으로 변하는 것을 도시하는 도면이다.

도 16은 도즈들을 구현하기 위한 제2 방법을 도시하며, 상기 방법에 따라 두 개의 레이어들의 흐름 속도가 주기적으로 그리고 위상 반대(phase opposition)형상으로 변하는 것을 도시하는 도면이다.

도 17은 멀티 레이어 도즈를 구현하기 위하여 사용되는 그리고 도16에 도시한 구현 방법으로 구현되는 멀티 레이어 로드(rod)를 도시하는 도면이다.

도 18은 멀티 레이어 도즈를 구현하기 위한 제3 방법을 도시하며, 상기의 방법에 따라 모든 레이어들의 흐름 속도가 주기적으로 변하고 그리고 미세하게 격변하는 전체 흐름 속도로 변하는 것을 도시하는 도면이다.

도 19는 멀티 레이어 도즈를 구현하기 위한 또 다른 방법을 도시하며, 상기의 방법에 따라 각 레이어의 흐름 속도는 주기적으로 변하며, 그리고 전체 흐름 속도가 주기적으로 제로가 되는 것을 도시하는 도면이다.

도 20은 본 발명에 따른 멀티 레이어 도즈를 구현하기 위하여 사용되는 장치를 도시하는 도면이다.

도 21 내지 도 27은 멀티 레이어 도즈의 또 다른 실시예에 따른 구현 방법 및 장치를 도시하는 도면이다.

도 21은 본 발명에 따른 멀티 레이어 도즈의 또 다른 유형을 도시하는 도면이다.

도 22는 도 21에 기술된 도즈의 압축에 따라 얻어지는 멀티 레이어 물체를 도시하는 도면이다.

도 23a 내지 도 23d는 도 21에 기술된 도즈를 구현하기 위한 방법을 도시하는 도면이다.

도 24a 내지 도 24c는 도즈를 압축 금형 내로 이송하기 위한 방법을 도시하는 방법이다.

도 25a 내지 도 25c는 압축 장치 내에 실시되는 도즈의 압축을 도시하는 도면이다.

도 26은 멀티 레이어 도즈를 구현하기 위하여 사용될 수 있는 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.

도 27은 도 21에 도시된 도즈를 구현하기 위한 장치를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예에 대하여 기술하기에 앞서, 사용된 용어 도즈(Dose)는 용기 등의 몸체를 제작하기 위한 시작 물질의 단위체(unit of material)를 지칭하며, 구체적으로는 도 1 내지 도 5, 도 7a, 도 9, 도 11, 도 12a, 도 12b, 도 14 및 도 21에 도시한 것과 같이 덩어리 형태의 원통형 몸체(직육면체 형상의 덩어리 몸체를 포함하는 것으로 한다)를 형성하는 수지(2) 몸체 내부에 얇은 기능성 레이어(3)가 매설되어 있는 형상과 구조의 것을 지칭하는 의미로 사용한다. 그리고 도즈에 대하여 멀티 레이어 물체는 상기 정의된 도즈를 사용하여 그것을 압축 변형시켜 용기의 몸체 일부를 구성하는 구체적 형상 및 구조로 변형시킨 것을 의미하며, 이는 시작 물질을 의미하는 상기 도즈를 사용하여 도 7c, 도 10, 도 13, 도 22 및 도 25c와 같이 압축 작업에 의해 원하는 용기 부위의 구조물을 가지도록 변형시켜 얻은 결과물을 지칭하는 의미로 사용한다. 본 발명은 도 5에 도시된 구성에 따라 멀티 레이어 도즈를 구현하는 단계를 구비한다. 상기의 도즈(1)는 도즈를 구성하는 제1 합성 수지(2)와, 상기 제1 합성 수지(2) 내에 갇힌 형상으로 구성되며 그리고 대칭 축(R)까지의 거리와 그 두께(E)가 대칭 축(z)의 위치에 따라 변하는 얇은(thin) 레이어를 구성하는 최소한 한 개의 제2 합성 수지(3)를 구비하고 있다. 이와 같은 유형의 도즈에 의하여 금형 형성된 물체 내의 배리어 수지 레이어(3)의 위치와 상기 레이어(3)의 두께가 함께 최적화된다.

상기에 기술한 도즈를 보다 잘 이해하기 위하여, 도즈(도6)가 압축되는 동안에, 수지의 흐름을 이해할 필요가 있다. 이와 같은 흐름은 압축이 이루어지는 동안에 수지의 유동성과 물체의 형상에 따라 결정된다. 도6은 상기와 같은 흐름이 다이(die) 도구의 벽에 인접한 위치에서 보다는 벽 사이의 중간부에서 더 빨라진다. 다이 도구의 벽에 가장 근접한 위치에서는, 입자들의 변위 속도가 제로가 되는 경향이 있지만, 전단(shear) 변형은 높다. 이와 반대로, 상기 벽의 중간부에서는, 입자들의 속도가 최대가 되며, 전단 변형은 최소가 된다. 상기 흐름이 이루어지는 동안에, 기능성 수지 레이어(3)는 이동하여, 흐름 프로파일에서의 그 위치에 따라 균일하지 않는 방법으로 변형된다. 상기 물체 내의 기능성 수지 레이어의 최종 위치는 도즈 내의 기능성 레이어의 최초 위치에 의하여 그리고 상기 흐름이 발생하는 동안의 전체 변형에 따라 결정된다.

도 7a 내지 도 7c는 상기의 방법에 따라 만들어지는 멀티 레이어 물체의 리미트(limits)를 나타내기 위하여 그리고 본 발명의 요지를 잘 이해하기 위하여, 일본 특허 번호 2098415에 공개된 도즈의 압축을 도시하는 도면이다. 도7a는 일본 특허 번호 2098415에 따라 구현되는 3개의 레이어로 구성된 도즈를 도시하는 도면이다. 상기의 도즈는 도즈의 중앙부를 구성하는 제1 수지(4)와, 제1 수지의 측면 페이스 만 커버하는 기능성 수지(3)와, 상기 기능성 수지의 측면 페이스 만 커버하는 제3 수지(2)를 구비한다. 상기의 도즈는 높이(H1)와, 외부 반지름(R1)과, 기능성 레이어의 반지름(R) 위치를 갖는다. 상기의 도즈의 압축에 따라, 도7b의 중간 단계 로 상승한다. 도7b는 부분적으로 압축된 도즈 내의 기능성 수지(3)의 변형을 도시하는 도면이다. 상기와 같은 레이어는 물체의 주변부 방향, 즉 흐름 방향으로 변형되며, 이에 따라 물체의 중앙부는 기능성 레이어(3)에 의하여 커버되지 않는다. 상기 중간 단계에서, 기능성 레이어(3)는 물체의 전면부로부터 아직 원거리에 위치하며, 이는 상기 중간 단계에서 얻어지는 물체가 주변부 높이에서 배리어 특성을 갖지 않는 것을 나타낸다.도7c는 도즈를 압축한 이후에 얻어지는 물체를 도시하는 도면이다. 기능성 레이어(3)는 물체의 단부 방향으로 분산되며, 물체의 주변부 높이에서 갇힌 형상으로 존재한다. 도7c에 도시된 바와 같이, 기능성 레이어는 물체의 중앙부 내로 분산되지 않는다. 상기의 방법에 따라 얻어지는 물체는 그 중앙부에서 배리어 특성을 갖지 않는 단점이 있다.

도 7c에 도시된 물체는 도 7a에 도시된 도즈를 이용하여 만들어진다.

실험적 결과가 도8에 도시되어 있다. 물체의 표면 영역은 Sp, 기능성 수지에 의하여 커버되지 않은 멀티 레이어 물체의 중앙 표면 영역은 S, 물체의 두께는 E 도즈의 두께는 H1의 참조번호가 각각 부여된다. 비율 H1/E는 압축비를 나타낸다. 도 8은 기능성 수지 레이어 S/Sp에 의하여 커버되지 않은 표면 영역의 분수가 압축 비 H1/E의 함수로써 어떻게 변하는가를 도시하는 도면이다. 비율 S/Sp는 심지어 압축비 20에 대해서도 10% 이상이다. 이와 같은 결과는 최상의 시나리오 하에서 기능성 레이어(3)가 물체의 표면 영역 90%를 커버하는 것을 의미한다. 기능성 재료에 의하여 커버되는 표면 영역 90%를 갖는 물체에 대한 배리어 특성은 본 발명에 따라 구현되며 그리고 기능성 레이어에 의하여 커버되는 표면 영역 100%를 갖는 동일한 물체보다 최소한 10배의 가스 침투성을 갖는 것이다. 이와 같은 결과는 베이스 수지 보다 100배 이하의 침투성을 갖는 기능성 수지를 이용하여 만들 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 멀티 레이어 도즈의 제1 실시예를 도시하는 도면이다. 상기의 도즈는 기능성 수지 레이어(3) 내에 갇힌 형상으로 구성되는 제1 수지 레이어(4)를 구비하며, 상기 기능성 수지 레이어(3)는 도즈(1)의 외부 표면(5)을 구성하는 수지 레이어(2) 내에 갇힌 형상으로 구성된다. 기능성 레이어의 단부(7 및 7')는 한 개의 포인트에서 한 개가 되며, 이에 따라 레이어(4)는 기능성 레이어(3) 내에 완전하게 갇히는 형상으로 구성된다. 도즈 내의 기능성 레이어의 상기와 같은 위치에 의하여, 물체의 표면 영역 100%, 즉 주변부 및 중앙부가 압축 이후에 커버된다. 이에 따라 도9에 도시된 프로파일에 따른 도즈 내의 기능성 레이어의 위치가 정해지며, 두 개의 단부(7 및 7')에서 폐쇄 포켓을 형성하며, 그리고 상기 도즈로부터 약 반 정도의 거리까지 벨리(belly)(10)를 형성한다. 상기 벨리의 반지름 방향의 위치는 일시적인 것이 아니며, 물체의 형상에 따라 그리고 도즈의 형상에 따라 고정된다. 벨리(10)의 정확한 반지름 방향의 위치에 의하여, 레이어는 물체의 주변부 방향으로 분산되며, 이에 따라 기능성 레이어는 물체 내에 갇힌 형상으로 구성된다. 실험적 결과에 따라, 도즈 내의 기능성 레이어의 벨리의 반지름 방향의 위치는 압축 속도, 물체의 형상 및 수지의 유동성과 함수 관계를 갖는다.

이와 같은 도즈(1)의 압축으로부터 얻어지는 멀티 레이어 물체(1A)의 제1 실시예가 도 10에 도시되어 있다. 상기와 같은 물체(1A)는 물체의 전체 표면을 커버하는 기능성 수지의 이중 레이어(3a)(3b)를 갖는다. 그리고 상기의 물체는 멀티 레 이어 도즈를 간단한 압축 장치 내에서 압축하여 만들어지며, 단일 레이어 도즈를 이용하여 만들어지는 동일한 물체를 만들기 위하여 사용되는 압축 장치를 변경할 필요가 없다. 도 10에 도시된 것과 같이, 대칭 축의 높이에서 멀티 레이어 물체는 레이어의 표면에 수직인 꼭지점을 구성하는 기능성 레이어의 단부(7 및 7')를 갖는다.

도 11은 본 발명이 도 9에 도시된 3개의 레이어로 구성된 레이어 도즈에 한정되지 않는다는 것을 도시하는 도면이다. 배리어 레이어(3a)의 일측면에 접착성 레이어(3b 및 3c)가 삽입되기 때문에, 서로 다른 특성을 갖는 레이어가 조합되며, 이에 따라 서로 다른 레이어들 사이에 우수한 점착성을 얻을 수 있기 때문에 멀티 레이어 물체에서 계면박리 및 계면분리 문제를 방지할 수 있기 때문에, 도 11에 도시된 5개의 레이어(2,3a, 3b, 3c, 4)를 갖는 도즈(1)는 장점이 많다. 접착성 및 배리어 레이어들(3a,3b,3c)은 평행하게 구성되며, 그 양이 적다. 기능성 레이어(3)를 구성하는 접착성 레이어(3b 및 3c) 및 배리어 레이어(3a)의 전체적 구성은 도즈를 구성하는 전체 수지 부피의 15% 미만의 수지 양을 가지며, 바람직하게는 10% 내의 양을 갖는다.

도 12a 및 도 12b는 본 발명이 도 9에 도시된 원통형 도즈에 한정되지 않는다는 것을 나타내는 도면이다. 상기와 같은 도즈는 오리피스(9)를 갖는 멀티 레이어 물체를 구현하기 위하여 환형으로 구성된다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 환형 멀티 레이어 도즈는 튜브 헤드(tube heads)와 같은 오리피스(9)를 포함하는 멀티 레이어 물체를 구현하는데 특히 유리하다. 도즈의 압축에 따라 조인트부의 흐름이 주변부 및 중앙부로 향할 때, 도 12a에 도시된 도즈(1)가 사용된다. 반면에, 도면 12b의 도즈(1)는 도즈의 압축에 따라 흐름이 주변부 방향으로 향할 때 사용된다.

도 13은 도 12a에 도시된 바와 같은 멀티 레이어 도즈의 압축 몰딩에 의하여 구현되는 튜브 헤드를 도시하는 도면이다. 물체의 두께 측면에서 보면, 이중 기능성 레이어(3)가 물체의 표면 영역 전체를 커버하고 있다. 기능성 레이어(3)가 완전히 갇힌 형상으로 유지하면서, 물체의 주변부와 그리고 오리피스 까지 분산되어 있다.

상기의 두 방향으로 레이어의 분산을 제어하기 위하여, 도즈 내에서 기능성 레이어의 형상과 위치를 조정할 필요가 있다.

도 9 및 도 12에 도시된 도즈와 유사한 도즈들이 구현될 수 있다. 도14는 기능성 수지(3)의 박형(thin, 얇은) 레이어에 의하여 측면 방향으로 갇힌 형상으로 구성되며, 즉 그 자체는 도즈의 외부 표면(5)을 구성하는 수지 레이어(2)에 의하여 갇힌 형상을 갖는 수지 레이어(4)를 갖는 멀티 레이어 도즈를 도시하는 도면이다. 기능성 수지 레이어(3)는 양 단부에서 열린 형상으로 구성되는 피어(pear)의 형상의 비대칭 구조를 가지며, 그 반지름 Rmin은 기능성 레이어의 불룩한 부분을 구성하는 최대 반지름 Rmax의 80% 미만 또는 그와 동일하며, 그리고 Rmin은 바람직하게 반지름 Rmax의 10% 미만이다. 도 12b에 있어서 오리피스(9)의 반경은 R0로 나타내었는바 압축 몰딩에 의해 변형된 기능성 레이어(3)의 최소 직경 Rmin과 볼록한 부분의 최대 직경 Rmax 및 상기 R0의 관계는 (Rmin-R0)/(Rmax-R0)≤0.8, 즉 80% 이하로 설정되며, 여기서 R0의 값은 0≤R0≤Rmin의 관계를 가지며, R0가 0보다 크면 도 12b에서처럼 오리피스(9)가 구비되어 있는 것이며, 만일 R0가 0이라면 도 14의 경우에서처럼 오리피스가 없는 상태가 되는 것이다. 도14의 도즈는 일본 특허 번호 2098415(도3)에 제안된 도즈와는 서로 다르다. 상기의 도즈에서, 기능성 수지 레이어는 원통형 형상으로 이루어진다. 일본 특허 번호 2098415에 기술된 도즈의 압출에 따라, 도3과 같은 완전하게 원통형이 아니지만, 어느 정도 변형된 형상을 갖는 기능성 수지 레이어를 구성하게 된다. 이와 같은 기능성 레이어의 작은 변형은 압출기로부터 빠져나오는 순간(부푸는 현상) 응력의 이완에 따라 그리고 중력에 의하여 조인트부에서 자연스럽게 발생한다. 상기와 같은 현상에 의하여, 도즈는 그 자체 무게 때문에 하부로 쳐지게 된다. 도즈의 이와 같은 변형에 따라 최대 반지름 Rmax의 80% 보다 큰 최소 반지름 Rmin으로 특징되는 기능성 레이어의 형상을 만들 수 있다. 상기에 기술한 바와 같이, 이런 유형의 도즈는 기능성 레이어에 의하여 커버되지 않는 물체의 중앙부에 형성된 표면 영역으로 인하여, 우수한 불침투성을 갖는 멀티 레이어 물체를 만들 수 없다.

본 발명에서는 배리어 레이어에 의하여 커버되는 물체의 표면 영역을 현저히 증가시켜 멀티 레이어 물체의 불투과성을 개선시킨다. 하기에 추가로 기술되는 것과 같이, 그리고 도 14에 도시된 바와 같이, 멀티 레이어 도즈는 특정 장치를 필요로 하며, 일본 특허 번호 2098415에 따른 방법에 의하여 구현되지 않는다.

하기에 설명될 멀티 레이어 물체를 구현하는 방법은 플러그, 뚜껑, 프리폼(preform) 또는 실제적으로 튜브 쇼울더(shoulder)와 같은 물체를 구현하는데 있어 잘 적용된다. 그리고 이러한 방법은 슬래브 형상으로 프리폼을 구현하는데 유리하게 사용될 수 있으며, 이러한 슬래브들은 멀티 레이어 물체를 구성하기 위하여 열성형(thermoforming) 또는 블로우 열성형(blow thermoforming) 방법으로 사용될 수 있다.

도 9, 11, 12 및 14에 도시된 도즈는 다수의 방법에 의하여 구현될 수 있다. 이러한 서로 다른 방법은 공통적인 요소를 구비하며, 상기의 방법은 멀티 레이어 구조를 구성하기 위하여 수지를 공압출(coextrusion)하는 단계를 포함하며, 멀티 레이어 구조의 중앙 레이어(4)를 구성하는 최소한의 수지는 가변 흐름 속도로 압출된다.

도즈를 구현하기 위한 제1 방법은 도 15에 도시되어 있다. 상기의 방법에 따라, 도 14에 도시된 도즈의 유형에 대응하는 멀티 레이어 도즈가 만들어진다. 상기의 방법은 도 15에 도시된 것과 같이 연속적인 방법으로 멀티 레이어 로드를 공압출하는 단계를 포함한다. 도즈의 외부 표면을 구성하는 레이어(2)의 흐름 속도와, 기능성 레이어(3)의 흐름 속도는 일정하다. 한편으로는, 도즈의 내부 레이어를 구성하는 레이어(4)의 흐름 속도는 최대치와 최소치 사이에서 주기적으로 급격히 변한다. 흐름 변동의 주기성은 도즈의 길이에 대응하는 파장을 가지며, 이에 따라 멀티 레이어 로드의 파단(cut) 주파수를 갖는다. 상기와 같은 방법은 높은 속도에서 멀티 레이어 도즈를 구현하는데 있어 유리하다. 도 15에 도시된 구현 방법에 의하여, 도즈는 기능성 레이어 수지(3) 내에 완전히 갇힌 형상으로 구성되는 레이어(4)를 갖는다. 상기의 구성을 위하여, 수지 레이어(4)는 최대 흐름 속도와 제로 흐름 속도 사이에 주기적으로 급격하게 변하는 소정의 흐름 속도를 갖는다.

도즈를 구현하기 위한 제2 방법이 도 16에 도시되어 있다. 상기의 방법은 도15에 도시된 방법과는 서로 다음 사항으로 다르다. 즉, 수지 레이어(2 및 4)의 흐름 속도는 주기적으로 변하여 위상 반대(phase opposition) 상태에서 전체 흐름 속도는 일정하게 유지되거나 약한 상태로 급격하게 변한다. 기능성 레이어(3)의 흐름 속도는 일정한 속도로 유지된다. 멀티 레이어 로드는 레이어(2 및 4)의 흐름 속도 와 주기적인 변동에 의하여 고정된 주파수에 따라 공압출 장치로부터 인출되는 즉시 절단된다. 상기와 같은 방법은 전체 흐름 속도(압출 불안정성, 오렌지 필(orange peel))로 과도하게 변하는 변동과 관련하여 발생하는 오류를 방지하는데 있어 유리하다. 공압출 장치로부터 나오는 순간 레이어(2 및 4)의 흐름 변동은 도15에 도시된 바와 같이 제어 신호가 스트로브(strobed)된다 해도, 일반적으로 점진적으로 변한다. 이와 같은 현상은 장치 내의 수지의 관성과 관련되어 발생한다. 소정의 장치를 이용하여 보다 적극적으로 흐름 변동을 제어할 수 있다.

도 17은 도 16에 기술된 방법에 따라 얻을 수 있는 멀티 레이어 로드를 도시하는 도면이다. 공압출 장치로부터 인출되는 즉시에 멀티 레이어의 주기적인 커팅(cutting)에 의하여 멀티 레이어 도즈가 얻어진다. 멀티 레이어 로드는 일정한 흐름 속도로 기능성 레이어(3)를 압출하여 얻을 수 있으며, 그리고 주기적으로 그리고 위상 반대 상태로 가변하는 흐름 속도로 수지 레이어(2 및 4)를 압출하여 얻을 수 있다. 수지 레이어(4)의 흐름 속도는 최대 흐름 속도와 제로 흐름 속도 사이에 주기적으로 급격하게 변하며, 수지 레이어(4)가 기능성 수지 레이어(3) 내부에 완전하게 갇힌 상태로 구성된다.

도 18은 도 9에 도시된 것과 동일한 멀티 레이어 도즈를 구현하기 위한 방법을 도시하는 도면이다. 상기의 방법은 멀티 레이어 로드를 공압출하는 단계를 포함하며, 상기 멀티 레이어 로드는 수지 레이어(4)와, 기능성 레이어(3)와, 로드의 외부 표면을 구성하는 수지 레이어(2)를 구비한다. 수지 레이어(2 및 4)의 흐름 속도는 주기적으로 그리고 위상 반대 상태로 변한다. 로드의 외부 레이어를 구성하는 수지(2)의 흐름 속도는 최소값과 최대값 사이에서 주기적으로 급격하게 변한다. 기능성 레이어(3)의 흐름 속도는 주기적으로 변하며, 기간(t1) 동안에 제로의 값을 갖는다. 레이어(4)의 흐름 속도는 역시 주기적으로 변하며, 기간(t2) 동안에 제로의 값을 갖는다. 레이어의 흐름 변동은 도즈의 생산 주파수에 해당하는 주파수에서 영향을 받는다. 기간(t2) 동안에, 외부 레이어(2) 만이 압출되며, 기간(t2-t1) 동안에는 레이어(2 및 3) 만이 압출된다. 도14에 도시된 멀티 레이어 도즈를 구현하기 위한 또 다른 방법은 불연속 공압출 공정을 구비하며, 상기 공정에서 공압출된 수지의 전체 흐름 속도는 최대값과 최소값 사이에서 급격하게 변하며, 소정 기간 동안에 도즈된 재료의 양은 한 개의 도즈에 해당한다. 상기와 같은 구현 방법은 도19에 도시되어 있다. 기간(t1) 동안에, 전체 공압출 흐름 속도는 제로이며, 기간(t2-t1) 동안에는 레이어(2 및 3) 만이 압출되며, 이에 따라 레이어(4)가 기능성 수지 레이어(3) 내에 갇힌 형상으로 구성된다. 도 19에 따른 멀티 레이어 도즈를 구현하는 방법은 멀티 레이어 도즈를 부피 측정할 수 있는 장점이 있으며, 이에 따라 보다 우수한 주기성을 갖는 도즈를 구현할 수 있다.

본 발명은 3개의 레이어로 구성된 도즈를 구현하기 위한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같은 5개의 레이어로 구성된 도즈를 구현하기 위하여, 도18에 도시된 방법과 유사한 제어 방법이 사용될 수 있다.

이와 유사하게, 본 발명은 원통형 도즈, 환형 도즈를 구현하기 위한 방법에 한정되지 않는다.

다수의 장치들이 도 15 내지 도 18에 도시된 방법에 따라 멀티 레이어 도즈 를 구현하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 방법들은 멀티 레이어 로드 또는 튜브를 공압출하는 단계와, 한 개 또는 그 이상의 레이어들의 흐름 속도를 주기적으로 가변시키는 단계를 포함하며, 상기의 멀티 레이어 로드 또는 튜브는 도즈를 형성하기 위하여 주기적으로 절단된다. 상기의 장치는 용융된 수지를 공압출 헤드 내로 공급하기 위하여 복수개의 압출기에 연결된 최소한 한 개의 공압출 헤드와, 한 개 또는 그 이상의 레이어들의 흐름 속도를 주기적으로 가변시키기 위한 수단을 구비한다.

도 20은 멀티 레이어 도즈를 구현하기 위한 장치의 일 실시예를 도시하는 도면이다. 상기의 장치는 수지(2, 3 및 4)의 공급을 위한 덕트(11, 12 및 13)를 구비한다. 상기 수지(3)는 기능성 레이어를 구성하며, 수지(2 및 4)는 도즈의 외부 및 내부 레이어를 구성한다. 덕트(11, 12 및 13)는 소정의 알려진 방법에 의하여 압출기로 각각 연결되어 있다. 그리고 상기의 장치는 분배기(distributor)(14)를 구비하고 있으며, 상기 분배기에 의하여 각각의 레이어는 주변부 상부로 적절하게 분포된다. 여기서 여러 유형의 분배기가 사용될 수 있으며, 예를 들면 심장형(cardioid)의 분배기 또는 포트만토(portmanteau) 형상의 분배기가 사용될 수 있다. 상기의 장치는 연결부(15)를 구비하며, 상기 연결부의 형상을 변경함으로써 로드의 형상 또는 압출된 튜브의 형상을 변경할 수 있다. 상기의 장치는 수지 레이어(2, 3 및 4)가 공통으로 접하는 공통 접합부(16)를 바람직하게 갖는다. 상기의 공통 접합부(16)에 의하여 레이어(2 및 4)의 해당 흐름 속도를 변경하여 기능성 레이어(3)의 위치를 쉽게 변경할 수 있다. 그리고 상기 장치는 램과 같은 수단(17 및 18)을 구비하고 있으며, 상기 수단들에 의하여 수지 레이어(2 및 4)의 흐름 속도는 주기적으로 변한다. 램(rams)(17 및 18)의 교번 운동(alternating motion)에 의하여 레이어(2 및 4)의 흐름 속도가 빨리 그리고 주기적으로 변하게 된다. 상기 램의 낙하 운동에 의하여 압력이 상승하고, 그 결과로 레이어의 흐름 속도가 증가하게 된다. 상기 램의 상승으로 압력이 저하되며, 레이어의 흐름 속도를 감소시키게 된다. 보다 우수한 효과를 얻기 위하여, 상기 램은 한 개 또는 두 개의 셧-오프 밸브와 연결될 수 있으며, 상기 두 개의 셧-오프 밸브 중에서 제1 셧-오프 밸브는 상류 방향에 설치되며, 제2 셧-오프 밸브는 램의 하류 방향에 설치된다. 상기 램은 기계적으로 작동될 수 있으며 또는 실린더를 이용하여 작동될 수 있다. 본 발명은 상기에 기술한 장치에 한정되지 않는다. 램과 셧-오프 밸브는 기능성 레이어(3)와 동일하게 연결될 수 있다. 도20에 기술된 것과 유사한 장치가 5개의 레이어로 구성된 도즈를 구현하기 위하여 사용될 수 있다.

도 21은 압축 몰딩 방법에 의하여 멀티 레이어 물체를 구현하기 위한 또 다른 장점적인 멀티 레이어 도즈를 도시하는 도면이다. 상기의 도즈는 도즈의 내부를 구성하는 제1 수지 레이어(4)와, 상기 수지 레이어(4)를 갇힌 형상으로 구성하는 기능성 레이어(3) 얇은 레이어와, 도즈의 외부 레이어를 구성하고 그리고 기능성 수지 레이어(3)을 갇힌 형상으로 구성하는 수지 레이어(2)를 구비하고 있다. 여기서 기능성 레이어(3)는 피어(pear)의 형상에 있어서 3차원 비대칭으로 구성되며, 대칭 축에 인접하게 위치하는 단부(7)를 구비하며, 크기가 작은 그리고 어느 정도 원추형인 개구부를 형성한다. 레이어(3)는 상기 단부(7)의 반대편에 위치한 포인트 에서 대칭 축을 교차하여 형성된다.

상기와 같은 멀티 레이어 도즈들은 금형 내에서 상기 도즈를 압축 몰딩하는 방법으로 멀티 레이어 물체를 구성하는데 특히 유리하다. 도 22는 도 21도 도시된 도즈를 이용하여 멀티 레이어 물체를 만드는 것을 도시하는 도면이다. 상기의 물체는 물체의 벽 내부에 갇힌 형상으로 구성되는 이중 기능성 레이어(3a 및 3b)를 구비하고 있으며, 상기 기능성 레이어는 물체의 대칭 축 높이에서 불연속 구성을 갖는다. 이와 같은 불연속 구성에 따라 물체의 기능성 레이어(3b)에 작은 직경을 갖는 구멍을 만든다. 상기의 구멍은 기능성 레이어(3)의 단부(7)에 해당한다. 상기 기능성 레이어(3b)에 형성된 상기 구멍의 직경은 10mm 보다 작으며, 일반적으로는 3mm 보다 작다. 도 21에 도시된 도즈를 이용하여 만들어지는 멀티 레이어 물체(22)는 물체의 표면으로부터 완전하게 갇힌 형상으로 구성되는 제1 레이어(3a)와, 소정의 개구부를 가지며 물체의 표면에 가능한한 노출되는 제2 레이어(3b)를 갖는다. 위생적인 이유에 의하여 그리고 멀티 레이어 물체(22)의 성능과 관련된 이유에 의하여, 상기 레이어(3b)는 패키징된 제품과 접촉하는 물체의 표면 측에 위치하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명은 도 21에 도시된 3개의 레이어를 갖는 도즈에 제한적이지 않다. 레이어 사이의 점착성을 개선하기 위하여 다수의 레이어를 사용하는 것이 유리하다. 이와 같은 이유로 인하여, 도21에 도시된 기능성 레이어(3)는 복수개의 얇은(thin) 평행 레이어로 이루어지는 집합체의 구성을 갖는다. 예를 들면, 기능성 레이어는 그 자체적으로 3개의 레이어를 포함하고 있으며, 그 중에서 배리어 수지의 레이어 는 접착성 수지의 두 개의 레이어 사이에 샌드위치 형상으로 구성된다.

도 21에 도시된 멀티 레이어 도즈를 구현하기 위한 방법이 도 23a 내지 도 23d에 도시되어 있다. 상기의 방법은 멀티 레이어 도즈를 몰딩하는 단계로 구성되며, 상기 방법에 있어서 수지들은 이송 금형(19)의 가변 케비티 내로 순차적으로 공급된다. 이때 케비티의 부피는 상기 케비티 내로 공급되는 수지의 양에 대하여 가변적이다. 이와 같은 도즈들은 용융된 상태로 압축 금형 내로 이송되어, 멀티 레이어 물체를 만들게 된다. 도23a는 수지로 채워지기 이전의 이송 금형(19)을 도시하는 도면이다. 이송 금형(19)은 케이싱(20a), 램(20b) 및 커버(21)으로 구성되며, 오리피스(22)에 의하여 형성되는 개구부를 갖는 케비티를 포함한다. 수지가 공급되기 이전에, 케비티의 부피는 축소된다. 상기의 방법은 공급 단계를 구비하며, 수지(2)는 도즈의 외부 레이어를 구성한다. 도23b는 오리피스(22)를 통하여 수지(2)가 공급되어, 램(20)의 변위(displacement)가 발생하여 공급되는 수지의 부피에 비례하여 이송 금형(19)의 케비티의 부피가 함께 증가하는 것을 도시하는 도면이다. 그 다음으로 상기의 방법은 기능성 수지(3)를 이송 금형(19) 내로 이송하는 단계를 포함한다. 도 23c는 수지(3)의 공급 상태와, 금형 내에 이미 존재하는 수지 내부(2)에서 분산되는 상태를 도시하는 도면이다. 상기의 방법은 도즈의 내부 레이어를 구성하는 수지(4) 내로 최종 공급하는 단계를 포함한다. 도 23d는 수지(4)가 공급되는 상태와, 램(20)의 변위에 따라 기능성 레이어(3) 내부에서 분산되는 상태를 도시하는 도면이다.

그 다음, 용융 상태의 멀티 레이어 도즈는 이송 금형으로부터 압축 금형으로 이송된다. 이송 방법은 도(24a 내지 24c)에 도시되어 있다. 도24a에 도시된 상기와 같은 방법의 제1 단계는 멀티 레이어 도즈의 바닥 표면과 접촉하는 표면에서 커버(21)를 분리하거나 또는 개방하는 단계를 포함한다. 상기의 도즈는 도24b에 도시된 것과 같은 램(24b)를 이용하여 이송 금형(19)로부터 추출된다. 도24c는 압축 금형(23)의 케비티 내에 증착된 멀티 레이어 도즈를 도시하는 도면이다.

멀티 레이어 도즈는 압축 금형(23) 내로 이송되는 동안에 용융된 상태를 유지하여, 이에 따라 압축 몰딩이 구현되며, 소정의 흠집(blemish)을 방지하게 된다.

이러한 이유로 인하여, 이송 금형(19)의 온도 및 상기 이송 금형 내의 도즈의 체류 시간을 제어하는 것은 대단히 중요하다. 이송 금형(19)을 구성하는 부분들의 온도를 조정함으로써, 도즈를 몰딩 상태로부터 이탈되게 할 수 있으며, 그리고 충분히 얇은(thin) 상태를 유지하는 도즈의 표면에 형성된 스킨이 압축이 실시되기 이전에 다시 용융되도록 할 수 있다.

이송 금형의 온도는 가능한 높아야 하며, 상기의 온도에 도달하기 위하여, 이송 금형 내의 용융 수지의 체류 시간은 가능한 짧아야 한다.

압축 금형 내로의 멀티 레이어 도드의 배출은 도24에 도시된 방법보다는 소정의 방법에 의하여 영향을 받는다. 예를 들면, 대칭 축에 수직인 케이싱(20a)에 형성된 측면 개구부에 의하여 도즈를 보다 쉽게 추출할 수 있다.

도 25a 내지 도 25c는 멀티 레이어 도즈의 압축을 도시하는 도면이다. 도 25a는 금형(23)의 케비티 내의 도즈의 위치를 도시하는 도면이다. 도 25b는 도즈를 압축하고 그리고 멀티 레이어 물체를 형성하는 플런저(24)의 낙하를 도시하는 도면 이다. 도 25c는 그로부터 얻어진 멀티 레이어 물체를 도시하는 도면이다.

몰딩된 도즈를 이용하여 멀티 레이어 물체를 구현하기 위한 장치는 도 26에 도시되어 있다. 상기의 장치는 제1 회전식 원형 컨베이어(carousel)(25)을 구비한다. 상기 회전식 원형 컨베이어는 금형과, 도즈를 압축하기 의한 수단과, 금형 형성된 물체를 배출하기 위한 수단을 구비한다. 상기의 장치는 제2 회전식 원형 컨베이어(26)를 구비한다. 상기 제2 회전식 원형 컨베이어는 이송 금형(19)과, 수지를 이송 몰드 내로 순차적으로 공급하기 위한 수단과, 수지가 상기 금형 내로 공급됨에 따라 이송 금형의 케비티의 부피를 증가시키기 위한 수단과, 상기 도즈를 압축 금형 내로 이송하기 위한 수단을 구비한다. 상기 도즈의 이송은 이송 금형 및 압축 금형의 궤도의 상호 만나는 포인트(27)에 영향을 받는다. 그리고 상기 장치는 추가적으로 상기 회전식 원형 컨베이어를 회전시키기 위한 수단과, 상기 매개변수들을 조정하고 제어하기 위한 수단을 구비한다.

이송 회전식 원형 컨베이어(26)가 도27에 도시되어 있다. 상기와 같이 회전하는 원형 컨베이어에 의하여 이송 금형(19)이 이송된다. 회전식 원형 컨베이어(26)가 회전하는 동안에, 금형(19)은 제1 공급 채널(28), 제2 공급 채널(29) 및 제3 공급 채널(30) 상부를 순차적으로 통과한다. 상기 공급 채널(28, 29 및 30)은 고정되어 있으며, 압출기에 각각 연결되어 있다. 이송 금형(19)이 소정의 채널을 통과할 때, 소정의 압력하에 상기의 채널 내로 공급되는 수지는 금형의 케비티 내에 채워진다. 도27은 채널(28, 29 및 30) 상부를 순차적으로 통과하는 금형이 각각의 채널에 공급되는 수지에 의하여 순차적으로 채워지는 것을 도시하는 도면이다. 수지(2, 3 및 4)를 채널(28, 29 및 30) 내로 각각 공급하여, 도 21에 도시된 것과 동일한 도즈가 제조된다. 이송 금형(19)의 케비티 내로 공급되는 수지의 양은 채널(28, 29 및 30)의 길이(L1, L2 및 L3)와 각 수지의 공급 압력에 의하여 조정 가능하다.

본 발명에 따라 구현되는 물체는 장점이 많은 배리어 특성을 갖는다. 상기와 같은 특성은 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따라 구현되는 대다수의 물체들은 물체의 표면 영역, 보다 구체적으로는 물체의 대칭 축에 근접한 표면 영역을 충분히 커버링하는 기능성 레이어를 구비하고 있다.

본 발명의 범위 내에서 사용된 수지들은 현재 사용 중인 열가소성 수지들이며, 보다 구체적으로는 패키징 산업에서 사용되고 있는 열가소성 수지들이다. 기능성 레이어(3)를 구성하기 위하여 사용될 수 있는 배리어 수지들은 비닐 알콜 공중합체(EVOH), 나일론-MXD6과 같은 폴리아미드, 아크릴로니트릴-메틸 아크릴레이트 공중합체(BAREX), PVDF와 같은 플루오르화 중합체이다. 이와 관련하여 도즈의 레이어(2 및 4)를 위하여 사용될 수 있는 몇가지 수지들은 다음과 같다. 즉, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 폴리에스테르(PET)이다. 상기와 같은 리스트는 그에 한정되지 않는다. 수지를 선택하는데 있어서, 유사한 점도를 갖는 제품을 선택하는 것이 중요하다. 일반적으로, 작업 온도에서 10 미만의 점도 비율을 갖는 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 3 미만의 점도 비율을 갖는 수지를 선택하는 것이 좋다.

본 발명은 멀티 레이어 도즈에 관한 것이다. 상기 멀티 레이어 도즈는 복수 개의 기능성 수지를 포함한다. 상기 기능성 레이어는 상기 도즈의 부피에서 최소한 80%를 구성하는 수지 내에 개별적으로 갇힌 형상으로 구성된다. 본 발명에 따라, 최소한 한 개의 기능성 레이어는 대칭 축에 대하여 가변적인 거리를 갖는다. 복수개의 기능성 레이어를 갖는 수지를 사용함으로써, 대단히 높은 생산 속도를 얻을 수 있는 장점이 있다. 실제적으로, 높은 속도에서는 흐름 속도에서 높은 변화량을 얻기가 쉽지 않다. 제2 기능성 레이어는 도즈의 대칭 축을 중심으로 형성되는 관 형상의 구성을 갖는다. 도즈 내에서의 상기와 같은 레이어의 반지름 방향 위치에 의하여, 레이어를 압축하여 두 개의 독립적인 기능성 레이어를 갖는 멀티 레이어 물체를 만들 수 있게 된다. 상기 두 개의 독립적인 기능성 레이어는 다른 레이어의 상부에 부분적으로 얹혀지며, 이에 따라 연속 레이어의 것과 유사한 특성을 갖는다. 제2 기능성 레이어는 대칭 축에 대하여 가변적인 거리를 갖는다. 그리고 도즈는 평행하게 구성되는 두 개의 기능성 레이어를 갖는다.

이상에 기술한 바와 같이, 본 발명은 프리폼 또는 플러그와 같은 멀티 레이어 물체의 구현에 적합하다.

본 명세서에 제공된 실시예들에 있어서, 도즈 및 물체들은 단순한 구성을 가지는 것으로 기술되었지만, 본 발명은 도즈 및 물체의 소정 형상에 관한 것이다.

본 발명에 따른 물체는 물체의 주변부 높이에 최소한 한 개의 폴드(fold)를 구성하는 기능성 레이어(3)를 구비하고 있다. 물체의 대칭 축에 근접한 제2 폴드를 갖는 물체들이 역시 만들어질 수 있다. 물체 내에 지그 재그 형상을 갖는 기능성 레이어를 구성할 수도 있다.

상기의 실시예에 있어서 본 발명은 도즈 내에 분포된 단일 기능성 레이어(3)를 갖는 것으로 기술되었다. 복수개의 기능성 레이어(3)를 갖는 도즈가 동일하게 사용될 수 있으며, 상기 기능성 레이어 모두는 상기 도즈의 대칭 축을 중심으로 형성되어 있다. 만들어진 멀티 레이어 물체들에 있어서, 기능성 레이어들은 다른 레이어의 상부에 최소한 부분적으로 얹혀져 구성되며, 물체를 통하여 분포되어 있다.

다른 형상을 갖는 도즈들이 사용될 수 있다. 그들의 표면에 오목한 홈을 갖는 도즈들을 사용하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 도즈들의 형상에 의하여 멀티 레이어 물체 내에 기능성 레이어를 보다 우수하게 분포시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명을 음식물에 적용하기 위하여 패키징 또는 패키징 요소들은 높은 위생 특성을 요구한다. 이에 따라 기능성 레이어(3)은 패키징된 제품들과 직접적으로 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 그리고 기능성 레이어(3)를 충분히 도즈 내에 갇힌 형상으로 구성하는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기의 기능성 레이어는 물체 내에 완전히 갇힌 형상으로 구성된다.

그리고 다른 방법으로, 배리어 레이어 중 일단부를 갇힌 형상으로 구성하지 않는 것도 가능하다.

Claims (8)

1. 제1합성수지(2)와, 상기 제1 합성수지(2) 내에 갇힌 형상으로 구성되는 기능성 레이어(3)를 구비하며, 상기 기능성 레이어(3)는 도즈(1)의 부피 중에서 20% 이하를 차지하며, 압축 몰딩에 의하여 멀티 레이어 물체를 구현하기 위한 대칭 축을 갖는 멀티레이어 도즈(dose)(1)에 있어서,

   상기 기능성 레이어(3)는 대칭 축을 중심으로 회전하는 바디부의 쉘을 구성하며, 상기 기능성 레이어(3)로부터 대칭 축까지의 거리는 가변적인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 도즈.
2. 제 1 항에 있어서,

   비율(Rmin-R0)/(Rmax-R0)은 0.8 이하이며, Rmax 및 Rmin은 각기 기능성 레이어(3)로부터 대칭 축까지의 거리를 각각 나타내며, 그리고 R0는 대칭 축을 중심으로 형성된 오리피스의 반경을 나타내며, 여기서 R0의 값은 0≤R0≤Rmin의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 도즈.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   기능성 레이어(3) 그 자체가 멀티 레이어 구조(3a, 3b, 3c)를 구성하며, 상기 멀티 레이어 구조는 접착성 레이어(3b, 3c)로 되는 두 개의 레이어 사이에 갇힌 형상으로 구성되는 베리어 레이어(3a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 도즈.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 멀티 레이어 도즈(1)는 복수개의 기능성 레이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 도즈.
5. 대칭 축을 갖는 멀티 레이어 도즈(1)의 압축 몰딩에 의하여 만들어지는 멀티 레이어 물체에서, 상기 도즈(1)는 제1 합성 수지(2)와, 상기 제1 합성 수지(2) 내에 갇힌 형상으로 구성되는 기능성 레이어(3)로 구성되며, 상기 기능성 레이어(3)는 도즈(1)의 부피 중에서 20% 이하를 차지하며, 상기 기능성 레이어(3)는 도즈(1)의 대칭 축을 중심으로 회전하는 바디부의 쉘을 구성하며, 그리고 상기 기능성 레이어(3)로부터 대칭 축까지의 거리는 가변적인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 물체.
6. 비대칭 멀티 레이어 도즈의 생산을 위한 공정은 기능성 레이어(3)로부터 도즈(1)의 대칭 축까지의 거리가 가변되는 단계를 구비하며, 상기 공정은 용융 상태의 수지로 만들어지는 멀티 레이어 로드 또는 튜브를 공압출하는 단계와; 용융 상태의 상기 로드 또는 튜브를 주기적으로 절단하는 단계를 포함하며, 상기 공정에서, 최소한 한 개의 레이어의 흐름 속도가 주기적으로 변하며, 상기 흐름 속도의 주기성은 상기 절단의 주기성과 동일한 것을 특징으로 하는 비대칭 멀티 레이어 도즈의 생산 공정.
7. 제 6 항에 있어서,

   두 개의 레이어의 흐름 속도는 주기적으로 변하며 그리고 반대위상(in phase opposition)인 것을 특징으로 하는 비대칭 멀티 레이어 도즈의 생산 공정.
8. 비대칭 멀티 레이어 도즈의 생산을 위한 공정은 기능성 레이어(3)로부터 도즈(1)의 대칭 축까지의 거리가 변하는 단계를 포함하며, 상기 공정은 용융 상태의 복수개의 수지(2, 3)를 금형의 케비티 내로 주입하는 단계와, 상기 수지 중에서 최소한 한 개의 수지는 기능성 수지(3)이며, 그리고 상기 기능성 수지(3)의 주입이 실시되고 난 이후에, 최소한 한 개의 수지(2)가 주입되며, 그리고 용융 상태의 도즈(1)를 상기 금형의 케비티로부터 배출 시키는 단계와, 상기 케비티의 부피를 주입된 수지의 부피에 비례하여 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 멀티 레이어 도즈의 생산 공정.

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