KR0162024B1 - 취급링이 있는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼 및 그것의 성형방법 - Google Patents

Abstract

일체로 형성되고 압축성형된 취급링이 있는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼 및 그것의 성형방법이 제공된다. 드럼은 드럼의 쓰러짐 또는 낙하로 인한 충격시의 파괴를 견디기 위해 구조적 강도 및 안정성을 갖는다. 드럼은 대체로 원통형의 본체부와, 본체부의 상단부와 헤드부내 드럼의 상부 사이 및 둘레의 천이영역을 포함하는 본체부의 상단부와 일체로 성형된 헤드부를 포함한다. 천이영역은 본체부의 외부면이 취급링의 외주면을 다르는 접평면에 근접한 접평면내에 위치되도록 소정반경의 만곡된 외부면 및/또는 천이영역에서 내부면 사이에 예각이 형성되지 않도록 적어도 한 개의 반경, 바람직하게는 세 개의 소정반경을 갖는 이중반곡을 갖는 만곡된 내부면을 갖는다.

Description

취급링이 있는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼 및 그것의 성형방법

제1도는 본 발명에 따라 구성된 일체형 압축성형 취급링이 있는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼의 사시도.

제2도는 제1도의 2-2선을 따라 제1도의 드럼을 통해 취한 확대 부분단면도.

제3도는 제2도와 같으나 이런 유형의 드럼의 종래기술 구조를 예시하고, 개선된 새로운 구조를 점선으로 나타낸 부분단면도.

제4도는 편평한 표면에 쓰러뜨리거나 떨어뜨린 후 위치한 드럼을 나타내고, 이러한 쓰러짐 또는 떨어짐의 결과로서 가득 채운 드럼의 측면에 생긴 수압력으로 인해 초래된 힘 벡터를 나타내는 제1도의 드럼을 통한 단면도.

제5도는 편평한 표면에 가득 채운 드럼의 떨어질 또는 쓰러짐의 효과를 나타내는, 제4도의 드럼 상부와 드럼 본체 사이의 천이영역으로부터 연장된 일체로 성형된 취급링과 드럼의 헤드부를 통한 확대단면도.

제6도는 가득 채운 종래기술 드럼 구조를 편평한 표면에 떨어뜨리거나 쓰러뜨릴 때의 효과를 나타낸 것으로, 그것은 이러한 종래기술 드럼에 형성된 응력 집중지점을 통해 드럼의 파괴를 가져옴을 설명하는, 제5도와 같으나 제3도의 종래기술 드럼의 도면.

제7도는 본 발명의 개선된 드럼을 형성하기 위해 구성된 취입금형에 가열된 플라스틱 파리손이 거꾸로 된 위치로 제공되어 있는 본 발명의 제조방법에서 시작단계를 설명하는 다소 개략적 단면도.

제8도는 파리손의 제1취입조작이 수행되고 있는 본 발명의 개선된 드럼을 형성하는데 있어서의 다음 단계의 다소 개략적 단면도.

제9도는 제1취입조작으로 파리손을 금형을 내부면의 형상으로 완전히 팽창시키고 개방 금형교합(articulating)부를 완전히 채워 개방 취급링을 형성한 본 발명에 따른 드럼의 성형방법의 더 이상의 단계를 설명하는 다소 개략적 단면도.

제10도는 제9도의 방법단계에서 제9도에 설명된 위치에서의 금형의 저부의 확대 부분단면도.

제11도는 파리손의 제2취입조작의 동안에 폐쇄를 시작함에 따른 앞의 도면들에서 설명된 금형의 교합부를 나타내는 더욱 확대된 부분단면도.

제12도, 제13도 및 제14도는 취급링을 개방 취급링으로부터 메워진(solid) 취급링으로 압축성형하면서 금형의 교합부를 폐쇄하는 점진적 단계를 예시하는 단면도.

제15도는 제3취입조작이 수행되고 있는 충분히 폐쇄된 위치의 금형교합 헤드부를 설명하는 다소 개략적 단면도.

제16도는 충분히 폐쇄된 위치의 교합헤드부와, 드럼의 본체부와 상부 사이의 천이 영역의 만곡된 외부 및 내부면의 개선된 특징을 갖게 되는 압축성형 취급링을 설명하는 확대 부분단면도이다.

[발명의 분야]

본 발명은 일체로 형성되고 압축성형된 취급링이 있는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼에 관한 것이며 드럼에 위험한 액체를 포함하는 물질을 보관 및 운반시 안전성을 떨어뜨리게 되는 드럼의 쓰러짐 또는 떨어짐으로 인한 충격시의 드럼의 파괴를 견디기 위해 구조적 강도 및 안정성을 갖는 드럼 구조를 제공하는 상기 드럼의 성형방법에 관한 것이다.

[발명의 배경]

위험한 액체물질을 포함하여 여러 가지 액체들이 종종 드럼, 특히 55갤런형의 드럼에 보관 및 운반된다. 위험한 액체물질의 운반을 위해 이용되는 드럼은 미합중국 운수국(Department of Transportation)과 같은 정부단속기관의 통제 및 단속을 받는다. 이들 통제 및 단속규정은 드럼 구조가 떨어뜨리기 및 쓰러뜨리기 시험의 동안에 파괴에 견딜 것을 요한다.

55갤런 드럼은 허용규정하에 880파운드만큼 무거울 수 있고 따라서 제조업자가 사용자에게 드럼을 이동하는 어떤 수단을 제공하는 것이 필요하다. 강(steel) 드럼산업은 앵무새 부리(parrot beak) 리프팅 장치라 불리는 장치를 개발하였는데, 이것은 앵무새의 부리와 같이 작용하여 드럼의 상부차임 또는 취급링을 충분히 죄어 그 장치를 사용하여 드럼을 들어올릴 때 미끄러지지 않도록 한다. 상기 장치는 취급링을 그것의 표면을 찌를 뿐만 아니라 그것의 턱 사이에서 압축하는 두가지로 작용한다. 강 드럼은 당업자들에게 잘 공지된 여러 가지 이유들로 산업 전체에 걸쳐서 점점 빈번히 플라스틱 드럼으로 대치되고 있다. 상기 앵무새 부리 리프팅장치는 가득 채워진 플라스틱 드럼의 취급 및 리프팅을 위해 고르고 고른 도구이다.

이제까지, 앵무새 부리같은 취급링을 플라스틱 드럼에 제공하는데 이용된 몇가지 제조방법이 있다. 이러한 제조방법중 하나는 취입성형 플라스틱 드럼에 플라스틱 링을 단단하게 수축 끼워맞춤하여 드럼에 정해진 중량이 주어질 때 드럼/링 계면의 압축력이 링을 통해 조립체를 리프팅하는 응력을 극복할 정도로 크기 때문에 미끄러지지 않게 되는 것이다. 다른 제조방법은 일체형 취급링이 있는 전체 드럼헤드를 사출성형한 다음 이러한 사출성형된 드럼헤드를, 취입성형되거나 또는 달리 형성된 드럼상에 음파용접 또는 열판용접하여, 액체위험물을 운반하기 위한 일체형 취급링이 있는 폐쇄된 드럼을 얻는 것을 포함하였다. 이들 두 형태의 드럼과 제조방법들은 경제적 관점 및 가득 채운 드럼이 떨어지거나 쓰러질 때, 생긴 힘으로 인한 파괴를 만족스럽게 견딜 구조를 제공해야 한다는 관점에서 문제가 제기되어 왔다.

취급링이 있는 이러한 플라스틱 드럼을 위한 더 바람직한 제조방법은 폐쇄된 헤드가 있고 그로부터 연장되어, 취입금형에서 교합부의 사용을 통해 압축성형되어 형성된 일체형 취급링이 있는 드럼의 취입성형을 포함할 것이다. 압축성형 취급링이 있는 이러한 취입성형 드럼은 가득 채운 드럼이 떨어지거나 쓰러질 때 충격시 드럼이 파괴되는 문제를 또한 겪어 왔다. 이제까지 이용된 취입성형 과정의 고려사항중 이러한 떨어짐 또는 쓰러짐으로 인한 응력은 고려되지 않은 것이다. 상세히 말해서, 현행 드럼 설계들과 그것들의 제조방법은 압축성형링 형성과정시 드럼 내부의 플라스틱 물질의 흐름의 효과를 고려하지 않고 있는데, 이 효과는 드럼의 유용성과 떨어지거나 쓰러질 때의 파괴에 대한 저항력을 제한하는 응력집중을 발생시킨다. 흐름(flow)의 방향과 결과된 압축물의 위치가 주의깊게 제어되지 않는 한 일체형 취급링의 압축성형으로부터 잔류물질의 흐름으로 인해 응력집중지점이 만들어진다. 또한, 현행 드럼설계들은 취급링의 외부면을 드럼본체의 외부면 밖으로 놓이게 하는데, 이것은 가득 채운 드럼이 떨어지거나 쓰러질 때 취급링에 과도한 양의 힘을 일으켜 이것은 응력집중지점에서 특히 드럼의 파괴를 유발한다.

[발명의 배경 및 개요]

이제까지 이러한 드럼에 형성된 응력집중을 제거하고 가득 채운 드럼이 떨어지거나쓰러질 때 충격으로 인한 드럼의 파괴를 일으키는 취급링의 외부면상의 힘을 견디는 구조를 제공하는 드럼 구조와 그것의 제조방법을 제공함으로써 일체형 압축성형 취급링이 있는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼으로 이제까지 제기된 상기 문제들을 극복하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기 목적은 대체로 원통형의 본체부; 본체부의 하단부(lower end)와 일체로 성형된 저부(bottom); 및 본체부의 상단부와 일체로 성형되고, 상부(top)와, 본체부의 상단부(upper end)와 상부 사이 및 둘레의 천이(transition) 영역을 형성하는 헤드부; 를 포함하는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼을 제공함으로써 달성될 수 있음이 본 발명에 의해 발견되었다. 드럼은 천이영역으로부터 위로 연장된 다리와, 다리의 상단부로부터 대체로 밖으로 연장되고 앵무새 부리같은 파지부재(grippable member)를 가지는 드럼과 일체로 성형된 취급링을 갖는다.

본 발명에 따르면, 천이영역은 바람직하게는 (1) 본체부의 외부면이 취급링의 외주면(외부면)을 따르는 접평면에 근접한 접평면에 위치되도록 소정반경의 만곡된 외부면 및/또는 (2) 천이영역에서 내부면 사이에 예각이 형성되지 않도록 적어도 한 개의 반경을 갖는, 바람직하게는 세 개의 소정반경을 갖는 이중반곡을 형성하는 만곡된 내부면을 갖는다.

드럼의 천이영역의 만곡된 외부면의 구조를 이렇게 함으로써, 드럼이 측면에서 떨어지거나 쓰러질 때, 드럼상의 충격력의 과도한 부분이 취급링으로 향하여 그것의 심한 구부러짐과 천이영역에서의 드럼의 파괴를 일으키기보다는 드럼 본체부의 외부면이 드럼상의 충격력을 흡수할 것이다. 반면에, 드럼의 천이영역의 상기 정의된 개선된 만곡된 내부면은 취급링에 인접한 천이영역에서 드럼의 내부면 사이에 예각이 형성되지 않도록 한 것이다. 취급링의 압축성형시 플라스틱 물질의 흐름으로 형성되는 이 천이영역에서 내부면 사이의 예각형성은 성형된 플라스틱 드럼에서 응력집중지점의 형성을 가져오는데, 이것은 드럼이 떨어짐 또는 쓰러짐으로 인한 힘이 거기에 미쳐질 때 드럼을 약화시켜 이러한 응력집중지점을 따라 파괴가 일어남이 발견되었다.

일체로 압축성형된 취급링이 있는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼의 구조에 있어서 상기 원하는 개선된 특징중 한가지 또는 둘다를 제공하기 위해서, 성형방법은 다음 단계들을 포함해야 함이 발견되었다. 원통형 본체부와 본체부의 단부상의 천이영역에 의해 연결된 헤드부를 포함하는 성형할 드럼의 원하는 치수와 형상의 내부면을 갖는 취입금형이 제공된다. 금형은 거꾸로 된 위치로 드럼을 형성하도록 설계된다. 이러한 금형은 헤드부를 취입성형하고, 드럼의 천이영역으로부터 밖으로 축선방향으로 및 반경방향으로 일체로 연장된 메워진 취급링을 압축에 의해 형성하기 위해서 교합부를 포함해야 한다. 금형의 내부면은 바람직하게는 드럼의 원통형 외부면이 취급링의 외부면을 따르는 접평면에 대체로 근접한 접평면에 있도록 천이영역에서 소정반경의 만곡된 외부면을 갖는 드럼을 성형하기 위한 형상을 갖는다.

가열된 플라스틱 파리손(parison)이 금형에 제공된다. 금형교합부가 폐쇄위치로부터 소정의 축방향거리를 둔 개방 위치에 있으면서 파리손의 제1취입조작이 수행된다. 제1취입조작은 파리손을 금형의 내부면의 형상으로 완전히 팽창시키고 개방 금형교합부를 완전히 채워 개방 취급링을 형성하기 위해 소정압력하에서 한다.

제2취입조작은 금형내부의 팽창된 파리손을 안정화시키기 위해 제1취입조작의 소정압력 미만의 소정압력하에서 수행된다. 취입성형된 개방 취급링을 드럼과 일체로 된 메워진 취급링으로 압축시키고 드럼의 상부, 천이영역 및 본체부의 내부면 사이에 예각이 형성되지 않도록 바람직하게는 세 개의 소정반경을 갖는 이중반곡의 형태로 적어도 한 개의 반경을 갖는 드럼의 천이영역에서 만곡된 내부면을 압출된 플라스틱으로 형성하면서 소정의 다른 속도들로 소정의 다른 거리의 폐쇄를 위해 제1 및 제2순서로 제2취입조작의 동안에 금형교합부는 폐쇄된다.

그 다음 제3취입조작은, 성형된 플라스틱 드럼을 냉각시키기에 충분한 시간 동안 제1 및 제2취입조작의 소정압력보다 더 높은 소정압력으로 금형교합부가 완전히 폐쇄된 후 수행된다.

본 발명의 목적, 특징 및 이점을 일부 상기 제공하였으나, 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부도면을 참고한 다음의 바람직한 구체예의 상세한 설명에서 나타날 것이다.

[바람직한 구체예의 상세한 설명]

이제 도면을 참고로 하여, 전체에 걸쳐 부재번호 10으로 표시되는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼이 제1도에 설명된다. 이 드럼(10)은 원통형 외부면(12a)을 형성하는 대체로 원통형의 본체부(12)를 포함한다. 저부(14)는 원통형 본체부(12)의 하단부와 일체로 성형된다. 헤드부(15)는 원통형 본체부(12)의 상단부와 일체로 성형되며, 상부(16)와, 본체(12)의 상단부와 상부(16) 사이 및 둘레의 천이영역(17)을 형성한다. 취급링(20)은 드럼(10)과 일체 성형되며 천이영역(17)으로부터 위로 연장된 다리부재(21)와 다리부재(21)의 상단부로부터 대체로 밖으로 연장된 파지부재(22)를 구비하여 취급링(20)의 원통형 외부면(22a)을 형성한다.

바람직하게는 본 발명에 따른 천이영역(17)은 제2도에 E 및 E'로 개략적으로 표시한 평면에 의해 알 수 있는 바와같이 본체부 외부면(12a)이 취급링 외부면(22a)을 따르는 접평면에 근접한 접평면에 위치되도록 소정반경(B)을 갖는 만곡된 외부면(17a)을 갖는다. 바람직하게는 상기 천이영역은 세 개의 소정반경(F,G 및 H)을 갖는 이중반곡을 형성하는 만곡된 내부면(17b)을 갖는다. 종래 55갤런 드럼 치수에 대하여, 원주의 천이영역 외부면(17a)에 대해 약 1.0인치의 소정반경(B)과 약 0.5인치, 1.0인치 및 0.5인치의 소정반경(F, G 및 H)이 본 발명의 원하는 개선을 제공할 것이라고 결정하였다.

일체로 성형된 취급링(20)이 있는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼(10)의 상기 정의한 구조는 제3도에 나타낸 바와 같이 일체로 성형된 취급링이 있는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼의 통상적인 종래기술 구조와 대조될 수 있다. 도면에 나타낸 바와 같이, 원통형 본체부(12)와 드럼(10)의 헤드부(15)의 상부 사이의 천이영역은 대체로 편평한 외부면을 갖는다. 이 종래기술 드럼(10)의 취급링(20)은 천이영역으로부터 위로 및 밖으로 연장되기 때문에, 제3도에서 명백히 알 수 있는 바와 같이 드럼의 본체부의 외부면을 따르는 접평면으로부터 밖으로 실질적인 거리로 연장된 접평면에서 외부면을 제공한다. 또한 이하 더 상세하게 논의될 것이지만, 종래기술 구조에서 취급링을 압축성형한 압축물은 드럼 상부의 내부면과 예각(N)을 형성하는 천이영역상의 내부면을 초래하며, 그것에 의하여 그 각에서 이 분야의 통상의 기술을 가진 자가 쉽게 이해하는 이유로 인해 응력집중이 생긴다.

이제 제4도 및 제5도를 참고로 하면, 이들 도면은 제1도와 제2도에 관하여 상술된 양태에 따라서 구성된 가득 채운 드럼(10)이 떨어지거나 쓰러질 때 효과를 예시한다. 제6도는 제3도에 관하여 상술된 공지기술 구조에 따라서 구성된 가득 채운 드럼(10)이 떨어지거나 쓰러질 때의 효과를 예시한다.

제4도 및 제5도에서, 가득 채운 드럼(10)은 편평한 표면에 그의 측면으로 떨어지거나 쓰러져 있으며 화살표는 가득 채운 드럼(10)내에 수압력에 의하여 생긴 힘벡터를 나타낸다. 외부면(22a)이 드럼(10)의 본체부(12)의 외부면(12a)을 따르는 접평면에 근접한 접평면 상에 있기 때문에 표면이 부딪칠 때 취급링(20)의 구부러짐에 의하여 최소힘이 가해진다. 또한 드럼(10)의 천이영역(17)내 응력 집중지점은 드럼(10)의 천이영역(17)의 내부면(17b)의 이중반곡 형태인 특별한 구조 또는 기하학적 구조 때문에 피하게 된다. 이들 양태는 둘다 그 측면상으로 드럼(10)의 쓰러짐 또는 떨어짐으로 인해 생기는 드럼(10)의 파괴를 견디는데 기여한다.

대조적으로 제6도를 참고로 하면 공지기술 드럼(10)에서 가득 채운 드럼(10)이 떨어지거나 쓰러질 때, 플라스틱 물질의 내부면의 예각관계로 인한 드럼(10)의 천이영역내 응력집중에 의해 파괴영역을 통하여 파괴가 일어나게 하는, 표면에 대한 충격력에 기인하여 취급링(20)이 어떻게 구부러지는지를 보여준다.

가득 채운 드럼의 쓰러짐 또는 떨어짐에 대한 개선된 내파괴성에 대하여 상술된, 개선된 외부면(17a) 및/또는 내부면(17b)을 갖춘 천이영역(17)을 가진 일체형 취급링(20)이 있는 폐쇄된 원피스 플라스틱 드럼(10)을 제조하기 위하여는, 다음 유형의 취입성형방법이 그러한 개선된 드럼 구조를 생산하는데 적당하다는 것을 발견되었다. 이하 기술될 바람직한 방법과 그러한 방법에서 사용될 바람직한 금형 구조는 널리 사용되는 55갤런형 드럼의 구조에 관한 것이다. 그러나 본 발명의 방법과 드럼구조의 원리는 다른 치수의 드럼에 적용될 수 있으며 이 분야의 전문가에 의해 다른 치수의 드럼에 쉽게 채용될 수 있다는 것은 물론이다.

제7 내지 16도에 더 상세하게 개시되는 바람직한 방법은 제1도 및 제2도에 관하여 상술된 바와 같이, 성형될 드럼(10)의 원하는 치수 및 형상의 내부면과, 드럼(10)의 헤드부(15)를 취입성형하고 제1도 및 제2도에 관하여 상술된 유형의 일체형 메워진 취급링(20)을 압축에 의해 형성하기 위한 금형 교합부 또는 교합 금형부(31)를 갖는 취입금형(30)을 제공하는 것을 포함한다. 금형(30)은 거꾸로 된 위치에서 드럼(10)을 형성하도록 설계된다. 취입금형(30)은 바람직하게는 축선방향으로 분할되어 간격을 둔 반쪽부(30a,30b)를 형성하며 초기에 개방위치에서 위치된다.

가열된 플라스틱 파리손(33)은 바람직하게는 제7도에 나타낸 바와 같이 개방 금형반쪽부(30a,30b) 사이에 그러한 가열된 플라스틱 파리손을 압출함으로써 금형(30)내에 제공된다. 플라스틱 파리손의 압출은 초기에는 취입성형될 드럼보다 더 긴데, 이 분야의 전문가에게 잘 알려진 조작이며 여기서 더 이상 상세하게 설명할 필요가 없다. 플라스틱 파리손(33)은 취입성형에 알맞은 적당한 유동학적 특성을 나타내는 폴리올레핀, 스티렌계, PET, PVC, 폴리카보네이트, ABS, 나일론 폴리페닐렌, 폴리아세탈, 폴리에스테르 및 그의 조합물을 포함하지만 한정되지 않는 어떤 열가소성 물질로 구성할 수 있다. 파리손(33)은 대략 412℉로 가열하는 것이 바람직하다.

본 방법은 이 분야의 전문가에게 널리 알려진 방식으로 금형(30)의 교합부(31)를 통하여 파리손으로 연장된 취입핀(35)에 의하여 파리손(33)의 제1취입조작을 수행하는 것을 더 포함한다. 파리손(33)의 이 제1취입조작은 제7, 8 및 9도에 예시된 바와 같이 교합부(31)가 폐쇄위치로부터 적어도 2.65인치의 소정 축방향 거리의 개방위치에 있으면서 수행된다. 이 제1취입조작은 제7도의 위치에서 제8도의 위치로 취입금형 반쪽부(30a,30b)를 폐쇄하면서 약 30-60PSI의 소정 압력하에 제9도 및 제10도에 나타낸 바와 같이 금형(30)의 내부면의 형상으로 파리손(33)을 완전히 팽창시키고 개방 금형 교합부(31)를 완전히 채워서 개방된, 즉 손이 빈 취급링(20)을 형성한다.

교합부(31)에 대한 2.65인치의 최소 개방거리는, 파리손(33)으로부터의 충분한 플라스틱 물질을 이 개방금형 교합부(31)로 팽창시킬 수 있어서 그 안에 취급링 금형면을 완전히 채움으로써, 금형교합부(31)가 폐쇄되어 드럼(10)상에 메워진 취급링(20)을 압축성형할 때, 충분한 플라스틱 물질을 드럼(10)의 천이영역(17)의 내부면으로 되돌려 압출하게 하여 이중반곡으로 만곡된 내부면(17b)을 형성하는 것을 보장하기 위해 중요하다.

파리손(33)이 개방위치에서 금형(30)을 압출될 때, 충분한 플라스틱 물질의 존재를 확보하는 벽두께를 조정하게 프로그램된다. 파리손(33)이 보정길이로 압출되면 제1취입조작이 개시되고 금형 반쪽부(30a,30b)가 폐쇄되어 압출장치로부터의 파리손을 끼워서 조여 금형(30)내에 폐쇄된 파리손을 제공한다. 이 제1취입조작은 금형 반쪽부들이 완전히 폐쇄될 때까지 계속된다.

본 방법의 다음 단계는 폐쇄 금형(30)내에 팽창된 파리손(33)을 안정화시키기 위해 약 15-50PSI에서, 제1취입조작의 소정압력 미만의 소정 압력하에서 수행되는 팽창된 파리손(33)에 대한 제2취입조작이다. 이 제2취입조작동안 금형교합부(31)는 취입성형된 개방 취급링(20)을 드럼(10)과 일체인 메워진 취급링(20)으로 압축하고 압출된 플라스틱으로 세 개의 소정 반경(F,G,H)을 갖는 이중반곡형태로 드럼(10)의 천이영역(17) 위에 만곡된 내부면(17b)을 형성하면서 소정의 다른 속도에서 소정의 다른 거리로의 제1 및 제2순서로 폐쇄된다.

금형교합부(31)의 폐쇄를 하기 전에, 금형반쪽부의 페쇄가 시작되기 전에 금형교합부(31)로 파리손(33)을 완전히 팽창시키기에 충분한 시간을 부여하도록 금형반쪽부(30a,30b)를 완전히 폐쇄한 다음 2초 지연시킨다. 상기 기술된 압력하에서의 제2취입조작은 교합부(31)가 폐쇄됨에 따라 금형(30)내에 파리손(33)을 고정시킨다.

약 15 내지 40PSI 사이의 낮은 압력을 사용하지 않고, 약 50 내지 110PSI의 더 높은 압력을 사용하면 몇가지 문제를 일으킬 수 있다. 첫째로, 개방금형교합부(31)내로 뻗는 플라스틱 물질이 파열되어 취급링(20)안에 공극을 남기거나, 취급링(20)을 전혀 형성시키지 않을 수 있다. 두 번째로, 폐쇄하는 금형교합부(31)의 수축으로 합성된 금형(30)안의 고압으로 인하여 공기압력이 너무 커질 수 있고 금형(30)을 개방시켜 누적된 공기압력을 방출시킬 수 있어 드럼(10)의 저부 위에 일반적으로 취출펑크면을 남기게 된다.

드럼(10)의 천이영역(17)에서 소정 반경(B)을 갖는 만곡된 외부면(17a)을 제공하는 금형면의 형상과 함께, 소정의 다른 속도에서 소정의 다른 거리로의 제1 및 제2순서로 금형교합부(31)를 폐쇄하는 것은, 취급링(20)의 압축성형동안 천이영역(17)에서 드럼(10)의 내부에서의 플라스틱 압출물의 흐름이 세 개의 소정 반경(F,G,H)을 갖는 이중반곡의 형태로 만곡된 내부면(17b)을 취하게 한다.

금형교합부(31)의 폐쇄의 제1순서동안 금형은 1초 이동시간의 기간동안 대략 1.85인치/초의 소정속도에서 대략 70% 폐쇄된다. 이 초기의 움직임은 취급링(20) 위의 외부돌출부를 채우는 개방취급링채널안에 취입된 플라스틱 물질을 빨리 축적시키기 위해서 사용된다(3/4인치의 거리로 폐쇄된 교합헤드부를 나타내는 제11도 참조). 다음에, 제1순서동안의 폐쇄속도의 대략 10-11%의 더 느린 속도가 이용되어 개방 공급링을 메워진 취급링(20)으로 압축하고 플라스틱 물질을 흘러나오도록 압출하여 드럼(10)의 천이영역(17)위에 희망하는 내부면(17b) 기하학적 구조를 달성하는 공정을 계속한다.

제12도, 제13도, 제14도 및 제15도는 압출된 플라스틱으로 3개의 소정 반경(F,G,H)을 갖는 이중반곡의 형태로 드럼(10)의 천이영역(17) 위에 만곡된 내부면(17b)을 형성하면서 개방 취급링(20)을 드럼(10)과 일체인 메워진 취급링(20)으로 압축성형하는 단계를 나타낸다. 이들 도면들은 플라스틱 물질의 실제 움직임을 더 잘 설명하도록 순서대로 5밀리미터 증분으로 정지된 금형교합부(31)를 나타낸다. 제12도는 완전히 폐쇄된 곳으로부터 0.59인치 부근에 금형교합부(31)가 있는 취급링(20)의 단면을 나타낸다. 이때에 금형교합부(31)는 더 늦은 속도에서의 그것의 제2순서로 폐쇄되고 있다. 취급링(20)의 외부립이 제1순서로 금형교합부(31)의 더 빠른 움직임으로부터 기본적으로 형성되고 채워진다는 것을 알아야 한다. 금형교합부가 제13도에 나타낸 것처럼 폐쇄위치로부터 대략 0.394인치로 폐쇄될 때 취급링(20)은 접합하여 상부(16)의 내부벽표면과 천이영역(17)의 내부벽표면의 교차지점에 예리한 각을 형성한다. 제14도에서, 금형교합부(31)는 완전히 폐쇄된 곳으로부터 0.197인치이고, 취급링(20)은 완전히 채워져 공극이 없고, 천이영역(17)과 상부(16)의 내부벽 사이의 각은 사실상 90°이다. 최종적으로, 제16도에 설명된 것처럼 이중반곡형태로 천이영역(17)의 내부면(17b)을 형성하도록 금형교합헤드부(31)의 최후 및 최종폐쇄동안 충분한 물질이 압출된 채로 있어서 예각과 이들과 한계가 있는 응력집중지점이 전혀 없는 희망하는 내부기하학적 구조를 형성한다. 천이영역(17) 위의 이 이중반곡의 만곡된 내부면(17b)은 드럼(10)의 이 임계부분에 강도와 가요성을 제공하여 낙하하거나 쓰러지는 충격동안에 파손을 견디게 한다.

성형방법은 금형교합부(31)를 성형된 플라스틱 드럼(10)을 냉각시키기에 충분한 기간동안 약 90-110PSI의, 제1 및 제2취입조작의 소정 압력보다 더 높은 소정압력에서 완전히 폐쇄시킨 후 제3취입조작으로 완결된다. 냉각뒤에, 금형반쪽부(30a,30b)는 금형교합부(31)와 함께 개방할 수도 있고 성형된 드럼(10)을 금형(30)으로부터 꺼낼 수 있다.

따라서, 본 발명은 원통형 본체부(12)의 상단부와 드럼(10)의 상부(16) 사이 및 둘레의 천이영역(17)은 소정 반경(B)의 만곡된 외부면(17a)을 가져서 본체부(12)의 외부면(12a)은 취급링(20)의 외부면(22a)을 따르는 접평면(E')에 근접한 접평면(E)에 위치되며, 그리고/또는 천이영역(17)은 3개의 소정 반경(F,G,H)으로 이중반곡을 형성하는 만곡된 내부면(17b)을 가져서 내부면들 사이에 예각이 형성되지 않는 일체로 형성된 압축성형 취급링(20)에 있는 개선된 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼(10)을 제공하고 있다.

이러한 구조에 의해, 드럼(10)이 낙하 또는 쓰러질 때의 드럼에 대한 충격력의 과도한 부분이 천이영역(17)에서 드럼(10)의 파손을 일으키는 취급링(20)에 보내지기보다는, 드럼 본체부(12)의 외부면(12a)이 낙하 또는 쓰러질 때의 드럼(10)에 대한 충격력을 흡수할 것이다. 또한, 드럼의 천이영역(17)의 개선된 만곡된 내부면(17b)은 취급링(20)에 인접한 천이영역(17)에서 드럼(10)의 내부면 사이에 예각이 형성되지 않는 결과를 가져와, 드럼(10)이 떨어지거나 쓰러질 때 생기는 힘이 응력 집중지점에 미칠 때 드럼을 약화시켜 이와 같은 응력집중 지점을 따라 파괴를 일으키는 성형된 플라스틱 드럼(10)에서의 응력집중지점의 형성을 회피한다.

이 드럼 구조물(10)의 개선된 성형방법은 개방 취입성형된 취급링(20)이 압축성형시의 방법조건으로 인하여, 그리고 성형되는 드럼의 형상으로 인하여 메워진 취급링(20)으로 압축성형되어서 압출물이 드럼에 개선된 만곡된 내부면(17b)을 형성할 때, 개방 취입성형된 취급링(20)으로부터 천이영역(17)의 내부면(17b)을 따른 압출물내의 플라스틱 물질의 흐름을 확실히 하는 단계를 포함한다.

이것의 바람직한 구체예에 대하여 본 발명을 상세하게 설명하였다. 그러나, 선행 명세서 내용중에 설명된 바와 같은 그리고 다음의 청구범위에 정의된 바와 같은 발명의 취지 및 범위내에서 변화 및 변경이 행해질 수 있다.

Claims (13)

1. 원통형 외부면을 형성하는 전체적으로 원통형이 본체부; 상기 원통형 본체부의 하단부의 일체로 성형된 저부; 상기 원통형 본체부의 상단부와 일체로 성형되고, 상부와, 상기 본체부의 상단부와 상기 상부의 사이 및 둘레의 천이영역을 형성하는 헤드부; 드럼과 일체로 성형되며 상기 천이영역으로부터 위로 연장된 다리부재와, 상기 다리부재의 상단부로부터 전체적으로 밖으로 연장된 파지부재를 구비하여, 그 위에 외부면을 형성하는 취급링; 및 상기 본체부 외부면이 상기 취급링 외부면을 따르는 접평면에 근접한 접평면에 위치되도록 소정 반경의 만곡된 외부면을 갖는 상기 천이영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼.
2. 원통형 외부면과 내부면을 형성하는 전체적으로 원통형의 본체부; 상기 원통형 본체부의 하단부와 일체로 성형된 저부; 상기 원통형 본체부의 상단부와 일체로 성형되고, 내부면을 갖는 상부와, 상기 본체부의 상단부와 상기 상부의 사이 및 둘레의 천이영역을 형성하는 헤드부; 드럼과 일체로 성형되며 상기 천이영역으로부터 위로 연장된 다리부재와 상기 다리부재의 상단부로부터 전체적으로 밖으로 연장된 파지부재를 구비하여, 그 위에 외부면을 형성하는 취급링; 및 상기 상부, 상기 천이영역 및 상기 본체부의 상기 내부면 사이에 예각이 형성되지 않도록 적어도 한 개의 소정 반경을 갖는 만곡된 내부면을 갖는 상기 천이영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼.
3. 제2항에 있어서, 상기 천이영역의 만곡된 내부면은 세 개의 소정 반경을 갖는 이중반곡을 형성하는 것을 특징으로 하는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼.
4. 원통형 외부면을 형성하는 전체적으로 원통형의 본체부; 상기 원통형 본체부의 하단부와 일체로 성형된 저부; 상기 원통형 본체부의 상단부와 일체로 성형되고, 상부와, 상기 본체부의 상단부와 상기 상부의 사이 및 둘레의 천이영역을 형성하는 헤드부; 드럼과 일체로 성형되며, 상기 천이영역으로부터 위로 연장된 다리부재와, 상기 다리부재의 상단부로부터 대체로 밖으로 연장된 파지부재를 구비하여, 그 위에 외부면을 형성하는 취급링; 및 상기 본체부 외부면이 상기 취급링 외부면을 따르는 접평면에 근접한 접평면에 위치되도록 소정 반경의 만곡된 외부면을 갖고, 상기 상부, 상기 천이영역 및 상기 본체부의 내부면 사이에 예각이 형성되지 않도록 세 개의 소정반경을 갖는 이중반곡을 형성하는 내부면을 갖는 상기 천이영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 원피스 취입성형 폐쇄 플라스틱 드럼.
5. 헤드단부에 일체형 취급링이 있는 폐쇄된 원피스 플라스틱 드럼의 성형방법에 있어서, 원통형 본체부 및 본체부의 한 단부상의 상부를 포함하고 천이영역에 의하여 연결되는 헤드부를 포함하는 성형될 드럼의 원하는 크기 및 형상의 내부면을 가지며, 드럼의 천이영역으로부터 바깥축선방향으로 및 반경방향으로 일체로 연장된 메워진 취급링을 압축에 의해 형성하기 위하여 금형교합부를 갖는 취입 금형을 제공하는 단계; 금형내에 가열된 플라스틱 파리손을 제공하는 단계; 파리손을 금형 내부면의 형상으로 완전히 팽창시키고 개방 교합부를 완전히 채워서 개방 취급링을 형성하기 위하여, 금형 교합 헤드부가 폐쇄위치로부터 소정의 축방향 거리를 둔 개방위치에 있을 때, 30-60PSI의 소정압력하에 파리손의 제1취입조작을 수행하는 단계; 금형 내부의 팽창된 파리손을 안정화시키기 위하여, 15-40PSI의, 제1취입조작의 소정 압력 미만의 소정 압력하에 제2취입조작을 수행하는 단계; 취입성형된 개방 취급링을 드럼과 일체인 메워진 취급링으로 압축하고 압출된 플라스틱으로 상부, 천이영역 및 본체부의 내부면 사이에 예각이 형성되지 않도록 적어도 한 개의 반경을 갖는 드럼의 천이영역상의 만곡된 내부면을 형성하면서 소정의 다른 속도에서 소정의 다른 거리에 대한 제1 및 제2순서로 제2취입조작 동안 금형 교합부를 폐쇄하는 단계; 및 금형 교합부를 성형된 플라스틱 드럼을 냉각시키기에 충분한 시간 동안 90-110PSI의, 제1 및 제2취입조작의 소정 압력보다 더 높은 소정 압력에서 완전히 폐쇄한 후 제3취입조작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 교합 금형부를 폐쇄하는 단계는 압출된 플라스틱 물질로 세 개의 소정 반경을 갖는 이중반곡의 형태로 드럼의 천이영역상에 만곡된 내부면을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제5항에 있어서, 원하는 크기 및 형상의 드럼의 내부면을 갖는 취입 금형을 제공하는 단계는 천이영역상에 소정 반경의 만곡된 외부면을 갖는 드럼을 성형하기 위한 형상의 금형 내부면의 일부를 제공함으로써, 드럼의 원통형 외부면이 취급링의 외부면을 따르는 접평면에 대체로 근접한 접평면에 있도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 취입금형을 제공하는 단계는 개방위치에서 간격을 둔 반쪽부를 형성하는, 축선방향으로 분할된 취입금형을 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 가열된 플라스틱 파리손을 제공하는 단계는 개방 취입금형 반쪽부 사이에 플라스틱 파리손을 압축하는 단계를 포함하며, 상기 파리손의 제1취입조작을 수행하는 단계는 상기 제1취입조작동안에 취입금형 반쪽부를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 파리손의 제1취입조작을 수행하는 단계는 파리손이 금형 내부에 완전히 팽창되어 개방 교합부를 완전히 채우는 것을 확실히 하기 위하여, 금형 반쪽부를 페쇄한 후에 2초동안 계속되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 금형 교합부를 폐쇄하는 단계는 적어도 2.65인치의 소정 거리를 두고 상기 교합부를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2순서로 금형 교합부를 폐쇄하는 단계는 소정 속도에서의 제1순서동안 교합부를 70% 폐쇄하고 제1순서동안의 폐쇄속도의 10%의 더 느린 속도에서의 제2순서동안 교합부를 나머지 30% 폐쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 헤드단부에 일체형 취급링이 있는 폐쇄된 원피스 55갤런 플라스틱 드럼의 성형방법에 있어서, 개방위치에서 간격을 둔 반쪽부를 형성하며 원통형 본체부 및 본체부의 한 단부상의 상부를 포함하고 천이영역에 의하여 거기에 연결되는 헤드부를 포함하는 성형될 드럼의 소정 크기 및 형상의 내부면을 구비하며, 드럼의 천이영역으로부터 바깥 축선방향으로 및 반경방향으로 일체로 연장된 메워진 취급링을 압축에 의해 형성하기 위하여 교합부를 구비하고, 축선방향으로 분할된 것으로서, 드럼의 원통형 외부면이 취급링의 외부면을 따르는 접평면에 근접한 접평면에 있도록 드럼의 전이영역상에서 소정 반경의 만곡된 외부면을 더 제공하는 형상을 이루는 취입금형을 제공하는 단계; 개방 취입금형 반쪽부 사이에 가열된 플라스틱 파리손을 압출하는 단계; 파리손을 금형의 내부면의 형상으로 완전히 팽창시키고 개방 금형교합부를 완전히 채워서 개방 취급링을 형성하기 위하여 취입금형 반쪽부를 폐쇄하고 폐쇄위치로부터 적어도 2.65인치의 소정 축방향 거리를 둔 개방위치에서 금형교합부를 유지하면서 30-60PSI의 소정 압력하에수행하는 것으로서, 이때 파리손이 금형 내부에 완전히 팽창되어 개방 교합부를 완전히 채우는 것을 확실히 하기 위하여 금형 반쪽부를 폐쇄한 후에 2초 동안 계속하여 파리손의 제1취입조작을 수행하는 단계; 폐쇄된 금형 내부에 팽창된 파리손을 안정화시키기 위하여 15-40PSI의 소정 압력하에 제2취입조작을 수행하는 단계; 취입성형된 개방 취급링을 드럼과 일체인 메워진 취급링으로 압축하고 압출된 플라스틱으로 세 개의 소정 반경을 갖는 이중 반곡의 형태로 드럼의 천이영역상의 만곡된 내부면을 형성하면서 금형이 소정속도에서 70% 폐쇄되는 제1순서로 및 제1순서동안의 폐쇄속도의 10%의 더 느린 소정속도에서 금형이 나머지 30% 폐쇄되는 제2순서로 제2취입조작동안 금형교합부를 폐쇄하는 단계; 및 금형 교합헤드부를 성형된 플라스틱 드럼을 냉각시키기에 충분한 시간 동안 90-110PSI의 소정압력에서 완전히 폐쇄한 후 제3취입조작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 제1순서동안의 금형 교합헤드부의 폐쇄속도는 1.85인치/초이며 제2순서동안에는 0.20인치/초인 것을 특징으로 하는 방법.