KR0171937B1 - 내열용기의 성형장치 및 성형방법 - Google Patents

내열용기의 성형장치 및 성형방법 Download PDF

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KR0171937B1
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고이치 사토
가즈유키 요코바야시
가즈야 기타무라
아츠시 사쿠라이
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아오키 다이이치
니세이 에스비 기카이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 내열용기의 성형장치 및 성형방법에 관한 것으로서, 과즙음료 등의 가열살균된 고온의 내용물을 충진하는 용기의 고결정화도 및 저잔류응력화를 확실하고 또한 단시간에 달성할 수 있고, 고온시의 형상 안정성을 향상시켜 열변형을 방지할 수 있는 저가격 또한 완벽한 내열용기의 성형방법 및 성형장치이고, 프리폼을 블로우성형하여 성형된 1차성형품을 수취 또한 최종성형품을 골라내는 수취·취출부와 수취·취출부에서 받은 1차성형품을 열처리형내에서 내부로부터 가압하면서 열처리형 내벽면에 접촉시켜 가열하는 열처리부, 열처리형에 의한 열처리부를 거친 중간성형품을 가열한 최종블로우 성형형 내에서 최종성형품 형상으로 블로우 성형하는 최종성형부, 수취·취출부, 열처리부, 최종성형부, 수취·취출부로 각 성형품을 반송하는 회전판, 네크지지부재 고정판 및 네크지지부재를 갖춘 것을 특징으로 한다.

Description

내열용기의 성형장치 및 성형방법
제1도는 본 발명의 한 실시형태에 관한 내열용기의 성형장치를 나타내는 평면도.
제2도는 제1도의 반송부재의 형태를 나타내는 단면도.
제3도는 본 발명실시의 다른 형태에 관한 내열용기의 성형장치를 나타내는 평면도.
제4도는 제3도의 반송라인의 부분확대 평면도.
제5도는 제4도의 V-V선을 따르는 종단면도.
제6도는 제3도의 수취·취출부의 확대평면도.
제7도는 제5도의 부호 VII방향에서 본 측면도.
제8도는 제5도의 부호 VIII 방향에서 본 수취·취출장치에 의한 수취상태를 나타내는 측면도.
제9도는 제8도의 수취·취출장치에 의한 취출상태를 나타내는 측면도.
제10도는 본 발명의 실시예 1에 관한 내열용기의 성형장치를 나타내는 평면도.
제11도는 제1도의 XI-XI선을 따르는 단면도.
제12도는 쉬취·취출부를 나타내는 정면도.
제12(b)도는 제12(a)도의 측면도.
제12(c)도는 제12(a)도의 평면도.
제13도는 수취·취출 스테이션에 있어서 1차성형품의 지지상태를 나타내는 단면도.
제14도는 열처리부의 열처리형의 사시도.
제15도는 제14도의 열처리형 단면도.
제16(a)도는 열처리부에 있어서 열처리 코아형을 나타내는 정면도.
제16(b)도는 제16(a)도의 평면도.
제17도는 최종성형부에 있어서 블로우 코아형 승강장치를 나타내는 정면도.
제18도는 최종성형부에 있어서 최종 블로우성형형을 나타내는 단면도.
제19도는 본 발명의 실시예 1에 관한 내열용기의 성형방법을 나타내는 설명도.
제20도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 내열용기의 성형장치를 나타내는 설명도.
제21도는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 내열용기의 성형 장치를 나타내는 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 기계받침대 12 : 상부고정판
14 : 상부기판 16 : 회전판
18,202 : 수취·취출부 20,70,214 : 열처리부
22,216 : 최종성형부 24,250 : 타이로드
26 : 상부기판 구동장치 30 : 상부기판 승강로드
36 : 회전액튜에이터 40 : 출력측
44,48 : 네크지지부재 50 : 쐐기구멍
52 : 1차성형품 56 : 가이드로드
58 : 캠구동실린더 60 : 실린더 고정판
64 : 캠고정판 68,234,324 : 네크
72 : 열처리용코아형 80 : 통부가열블럭
82 : 개폐실린더 84 : 저부가열블럭
88 : 밴드히터 92 : 열처리용 코아고정판
94 : 중간성형품 96 : 최종블로우 성형형
100 : 형체장치 102,246 : 구동실린더
110 : 블로우코아 구동실린더 112 : 블로우코아 고정판
120 : 반송장치 128 : 1차가열부
130 : 2차가열부 132 : 온도조절부
134 : 중간블로우 성형부 200 : 반송수단
212 : 1차성형부 218 : 반송레일
220 : 반송부재 222 : 고정부
224 : 재치대 232,300 : 프리폼
242 : 형체기구 244(a),244(b) : 형체판
252 : 피스톤로드 254 : 열처리형
258 : 히터장치 302 : 프리폼 성형부
304 : 내열용기 성형부 306 : 반송라인
308 : 사출성형부 312 : 회전반송수단
314 : 사출장치 316 : 수취·취출장치
318 : 회전반송수단 320 : 간헐반송수단
322 : 연속반송수단 334 : 냉각수단
342 : 피치변환기구 350 : 피치변환부재
356 : 척 356(a),356(b) : 척부재
360 : 승강기구 362 : 수평이동기구
364 : 척구동 실린더 366(a),366(b) : 개폐로드
368 : 반전액튜에이터 372 : 수평가이드
본 발명은 내열용기의 성형장치 및 성형방법에 관하여 특히 폴리에티렌테레프탈레이트(이하 PET라 칭한다.) 등의 합성수지를 성형하여 얻어진 내열용기의 성형장치 및 성형방법에 관한 것이다.
일반적으로 2축연신 블로우 용기로 칭해지는 합성수지제인 얇은 두께의 포장용기는 사출 혹은 압출성형에 의해서 얻어진 연신 적합 온도의 프리폼을 금형내에 위치시키고 용기의 긴쪽방향에 상당하는 종방향으로 연신시키는 것과 내부에 혼입된 기체의 압력에 의해서 횡방향으로 팽창시켜 얻을 수 있다. 그런데 전술한 용기에 사용되는 재질의 선택에 따라서 내부에 예를들면 가열살균된 과즙음료 등의 고온상태의 내용물을 충진한 경우에 용기가 변형하는 문제가 있다.
그래서 종래에는 예를들면 본출원인의 선출원에 해당하는 특개평 3-205124호 명세서에 나타내어진 바와 같이 프리폼의 온도조절후에 실행되는 블로우 성형공정을 1차, 2차로 구분하여 1차 블로우 성형으로 용기의 형태를 갖는 1차성형품을 성형하고 그 1차성형품을 열처리에 의해 수축시킨 후 2차 블로우 성형을 실행하는 최종용기 형태를 얻로록 하고 있다.
이 성형방법에 의하면 2차 블로우 성형전의 열처리에 의해서 기계적 강도를 향상시킨 내열용기를 얻을 수 있다.
전술한 내열용기의 성형방법에 의하면 2차 블로우 성형 전에 실행되는 열처리 공정에서 1차블로우 성형공정에서 발생하고 있는 비틀어짐 즉, 연신시의 잔류응력이 제거되고 또한 배향된 벽부분의 고결정화도를 얻을 수 있어 이렇게 해서 엄격한 온도조건하에 두는 성형품의 내열성을 향상시킬 수 있다.
그리고 이와 같은 내열용기를 얻기 위해서는 1차성형품의 배향된 벽부분의 결정화도가 높아지는 정도로 1차성형품의 온도를 상승시키는 것이 필요하다. 그러나 전술한 성형방법에서는 성형품에 대하여 방사열전달 밖에 실행되지 않기 때문에 성형품의 온도상승이 원활하게 실행되지 않는다.
따라서 성형품이 충분한 내열성을 갖기 위해서 필요한 결정화도를 얻을 수 있는 온도에 달할 때 까지의 시간이 길어지게 되기 때문에 성형품의 가열시간을 길게 하든지 또는 반송시간을 길게 하지 않으면 안되고 성형주기가 길게 되거나 가열 때문에 반송경로를 포함한 용기의 성형장치가 대형으로 될 염려가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 이룬 것으로 그 목적은 과즙음료 등의 가열살균된 온도의 내용물을 충진한 용기의 고결정화도 및 저잔류 응력화를 확실하게 또한 짧은 시간에 달성할 수 있고 고온도의 성형안정성을 향상시켜 열변형을 방지할 수 있는 저가격이고 또한 완전한 내열용기의 성형장치 및 성형방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 열손실이 없는 양호한 블로우 성형을 실행할 수 있는 내열용기의 성형장치 및 성형방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 형체기구를 사용하는 공정을 복수로 갖는 경우에 각각의 형개폐에 필요한 스트로크에 의해서 설치공간이 커지는 것을 방지할 수 있는 내열용기의 성형장치 및 성형방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 사출성형시, 프리폼의 열변화의 영향이 블로우 성형시에 발생하지 않도록 프리폼을 충분히 냉각할 수 있는 내열용기의 성형장치 및 성형방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 프리폼을 1차 블로우 성형형에 의해 블로우 성형하여 1차성형품을 성형하는 1차 성형부와;
1차성형품을 열처리형내에서 내부로부터 가압하고 또한 열처리형 내면에 접촉시켜 열처리하기 위한 열처리부와;
열처리부를 거친 중간 성형품을 가열한 최종 블로우 성형형내에서 최종성형품 형상에 블로우 성형하기 위한 최종 성형부를 갖춘 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면 1차 성형부에서 블로우 성형된 1차성형품을 열처리부에서 열처리형태로, 내부에서 가압하면서 열처리형 내벽면에 접촉시켜 가열하는 것에 의해 성형품에 대한 직접접촉에 의해서 전달할 수 있고 성형품의 온도상승이 단시간에 효율좋게 실행되며 장치의 완벽화도 가능하게 된다. 또한 1차 성형부에서 발생하고 있는 잔류응력이 단시간에 확실하게 제거되어 고결정화도를 얻을 수 있다. 그 결과 고온시의 형상안정성을 향상시키고 과즙음료 등의 가열살균된 고온 상태의 내용물을 충진할 때에 용기의 열변형을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 1차성형품은 열처리형내에서 내부로부터 가압되는 것으로 열수축과 치우침이 방지되며 최종 블로우 성형시의 치우침과 내열성이 일정하지 않은 것이 확실하게 방지되며 바라는 열량을 확실히 일정하게 줄 수 있으므로 열처리후의 중간성형품의 수축상태도 안정되고 그렇게 해서 최종성형품의 두께분포도 안정시킬 수 있다.
또한 열처리공정후의 최종성형부에 있어서 중간 성형품을 가열한 최종 블로우 성형내에서 블로우 성형하는 것에 의해서 최종 성형품 형상으로 성형하는 것과 함께 이 최종 블로우 성형시에 비틀림을 가열된 최종 블로우 성형형에 의해서 열처리를 실행하게 제거할 수 있고 열안정성이 향상되어 내열성이 높아지게 된다.
본 발명인 내열용기의 성형장치에서는 상기 1차 성형부 앞에 프리폼을 받는 수취부를 갖고 상기 최종 성형부 뒤에 최종 성형품을 골라내는 취출부를 갖는 것과 함께,
상기 1차성형부와 열처리부, 최종성형부가 이웃하게 배치되는 것이 바람직하다.
이렇게 해서 1차성형을 실행한 후 열처리를 실시하고 그 최종 블로우 성형을 실시하여 1차성형품의 열처리시에 있어서 열을 유지한 상태로 곧 최종블로우 성형을 실시할 수 있고 열손실이 없는 양호한 블로우 성형을 실행할 수 있다. 또한 본 발명에서는 상기 1차성형부, 열처리부, 최종성형부로 동시성형갯수씩 각 성형품을 간헐반송하는 반송수단을 갖추고, 상기 1차성형부, 열처리부 및 최종성형부는 각각 분할형상으로 구성된 1차 블로우 성형형, 열처리형 및 최종 블로우 성형을 갖추고 또한 그 분할형을 형체하는 형체기구를 갖는 것과 함께 상기 반송수단의 반송방향의 일직선상에 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같은 1차 성형부, 열처리부 및 최종성형부 등의 분할형을 형체하는 형체기구는 분할형을 형상개폐하기 위한 스트로크가 불가결하고 설치공간도 넓게 필요하게 되고 이들을 서로 마주하는 위치로 배치하면 반송수단간의 간극이 불필요하게 넓게 되어 큰 설치공간이 필요하게 된다.
이에 비해 본 발명과 같이 형체기구를 갖는 1차 성형부, 열처리부 및 최종성형부를 반송수단의 반송방향의 일직선상으로 배치하면, 분할형을 형상개폐하기 위한 스트로크를 일직선상으로 같은 방향으로 할 수 있고, 각 형체기구의 폐쇄 스트로크가 마주하는 방향으로 겹치지 않기 때문에 설치 공간을 최소한으로 억제할 수 있고 또한 공간을 줄일 수 있다. 또한 열처리형을 사용하여 열처리를 실행하는 것에 의해 단시간에 효율좋게 열처리를 실행할 수 있다.
이 경우 상기 열처리부의 열처리형은 상기 1차 성형부의 1차 블로우 성형형과 거의 동일한 공동 형상으로 되는 것과 함께 열처리형을 열처리온도까지 가열하는 가열기구를 갖는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 가열기구로 열처리온도까지 가열한 열처리형에 의해서 1차성형품에 대하여 접촉, 가열할 수 있고 1차성형품의 온도상승을 단시간에 효율좋게 할 수 있고 1차성형부에서 발생하고 있는 잔류응력을 단시간에 확실하게 제거할 수 있어 고 결정화도를 얻을 수 있다. 그 결과 고온시의 형상안정성을 향상시켜 고온상태의 내용물을 충진할 때에 용기의 열변형을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 반송수단은 거의 장방형의 반송경로를 성형하고, 상기 1차성형부, 열처리부 및 최종 성형부는 상기 반송경로의 한쪽 긴변에 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 거의 장방형을 성형하는 반송경로의 장변의 한쪽 긴변에 1차성형부, 열처리부 및 최종성형부를 배치하는 것에 의해 반송경로의 긴변 사이의 공간을 최소한으로 억제하여 공간을 줄일 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 반송경로의 한쪽의 짧은 변에 프리폼을 받는 수취부가 배치되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 1차성형부, 열처리부 및 최종 성형부 등의 형상폐쇄공간이 필요로 하는 것을 반송경로의 한쪽 긴변에 배치하여 긴변에 대향하는 사이에 일정한 공간이 생기고 그 짧은 변을 이용하여 그 한쪽 짧은 변에 수취·취출부를 배치하는 것으로 긴변의 거리를 짧게 하여 공간을 줄일 수 있다. 이 경우 상기 수취부는 최종성형품을 골라내는 취출부겸용의 수취·취출부로 되는 것이 바람직하다.
이렇게 해서 가열부와 열처리부는 비교적 시간이 소요되는 공정으로 이 공정이 장치 전체의 율속단계인 것에 비해, 수취부와 취출부에 있어서 수취공정과 취출공정은 비교적 시간이 소요되지 않는 공정이고 이들 겸용의 수취·취출부로 하여 수취 및 취출을 동일한 장소에서 처리할 수 있도록 하여 설치공간을 생략함으로써 공간을 줄일 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 수취부와 1차성형부의 사이에 프리폼을 가열하는 복수의 가열부가 배치되는 것이 바람직하다.
이렇게 해서 프리폼에 대하여 충분하 가열시간을 확보하여 프리폼을 블로우성형 온도까지 확실하게 가열할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 수취부에서 받은 프리폼을 가열하는 복수의 가열부를 갖고, 이들 복수의 가열부는 상기 1차 성형부, 열처리부 및 최종성형부가 배치된 변을 뺀 다른 한변에 배치되는 것이 바람직하다. 이렇게 해서 형체기구를 갖지 않는 반송수단의 반송경로를 유효하게 활용하여 가열거리를 확보하여 충분한 가열시간을 확보할 수 있다.
이 경우 상기 가열부는 상기 프리폼을 자전시키기 위한 회전기구를 갖는 것이 바람직하다.
이렇게 해서 회전기구에 의해 프리폼을 자전시키면서 가열부에 의해 가열하여 프리폼을 둘레방향으로 일정하게 가열할 수 있어 블로우 성형시의 치우침 등을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 반송수단은 동시성형갯수씩 모아서 배치된 성형품을 거꾸로 세워 반송하는 반송부재와;
상기 반송부재에 설치되어 상기 반송경로의 모서리부에 배치한 스프로켓에 결합하는 반송체인을 갖추고;
상기 반송부재는 상기 가열부재에 설치된 프리폼 자전용의 회전수단에 결합하는 자전용 스프로켓을 구비하는 것이 바람직하다.
이렇게 해서 스프로켓에 결합한 반송체인에 의해서 반송부재상에 성형품을 거꾸로 세운 상태로 각 부분에 반송하는 것과 함께 가열부에 있어서 프리폼 자전용 회전수단에 결합하는 자전용 스프로켓에 의해서 반송부재가 자전하여 성형품을 자전시켜 성형품을 둘레방향에 일정하게 가열할 수 있고 블로우 성형시의 치우침 등을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 형태는 프리폼을 사출성형하기 위한 프리폼의 성형부와;
상기 프리폼을 블로우 성형하여 내열용기를 성형하기 위한 내열용기 성형부와;
상기 프리폼을 성형부에서 취출한 프리폼을 상기 내열용기 성형부로 반송하기 위한 반송라인; 및
상기 반송라인은 적어도 상류측에 상기 프리폼을 냉각하기 위한 냉각수단을 갖춘 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면 프리폼의 성형부에 의해 이 프리폼을 성형부에서 골라내진 프리폼이 반송라인에 의해서 내열용기 성형부로 반송되고 내열용기 성형부에서 프리폼을 블로우 성형하여 내열용기를 성형하도록 하고 있다. 그리고 이 반송라인에 의한 반송도중에 적어도 상류측에서 냉각수단에 의해 프리폼을 강제적으로 냉각하는 것으로 반송도중에 프리폼의 달라붙음을 방지하고 또한 짧은 반송거리로 충분한 냉각을 실현할 수 있다.
본 발명에서는 상기 반송라인은 프리폼을 자전시키면서 반송하는 자전반송수단을 갖춘 것이 바람직하다.
이것에 의해서 반송라인에서 자전반송수단에 의해 프리폼을 자전시키면서 반송하는 것으로 원주방향으로 일정하게 냉각할 수 있다.
이 경우 상기 자전반송수단은 프리폼을 동시성형갯수씩 간헐반송하는 상류측의 간헐자전 반송수단과 이 간헐자전 반송수단에 의해 반송된 프리폼을 연속하여 반송하는 하류측 연속자전 반송수단으로 구성되도록 하는 것이 바람직하다.
이것에 의해서 자전반송수단을 구성하는 상류측 간헐자전 반송수단에 의해서 동시성형갯수씩 형성된 프리폼을 성형시의 프리폼 사이의 피치를 유지하면서 프리폼의 달라붙음을 방지하여 간헐반송된다. 또한 하류측에서는 연속자전 반송수단에 의해서 프리폼을 연속하여 반송하는 것으로 프리폼을 밀착반송할 수 있고 반송의 소용없음을 없애 프리폼의 스트로크량을 확보할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 반송라인은 프리폼을 블로우 성형온도보다 충분하게 낮은 온도까지 냉각가능하도록 반송거리 및 반송시간이 설정되는 것이 바람직하다.
이것에 의해서 반송라인에 의한 프리폼의 반송시에 프리폼을 블로우 성형온도보다 충분히 낮은 온도까지 냉각하는 것으로 사출성형시의 프리폼 열이력의 영향이 블로우 성형시에 발생하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 관한 내열용기의 성형장치는 프리폼을 사출성형하기 위한 프리폼 성형부와;
상기 프리폼을 블로우 성형하여 내열용기를 성형하기 위한 내열용기 성형부와,
상기 프리폼을 성형부에서 골라낸 프리폼을 상기 내열용기 성형부로 반송하기 위한 반송라인을 갖추고;
상기 반송라인은 적어도 상류측에 상기 프리폼을 냉각하기 위한 냉각수단을 갖춘 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면 프리폼 성형부에 의해서 이 프리폼 성형부에서 골라낸 프리폼이 반송라인에 의해서 내열용기 성형부로 반송하여 내열용기 성형부에서 프리폼을 블로우 성형하여 내열용기를 성형하도록 하고 있다. 그리고 이 반송라인에 의한 반송도중에 적어도 상류측에서 냉각수단에 의해 프리폼을 강제적으로 냉각하는 것으로 반송도중에 프리폼의 달라붙음을 방지하고 또한 짧은 거리로 충분한 냉각을 실행 할 수 있다.
본 발명에서는 상기 반송라인은 프리폼을 자전시키면서 반송하는 자전반송수단을 갖춘 것이 바람직하다.
이것에 의해서 반송라인에 있어서 자전반송수단에 의해 프리폼을 자전 시키면서 반송하는 것으로 원주방향으로 일정하게 냉각할 수 있다.
이 경우 상기 자전반송수단은 프리폼을 동시성형갯수씩 간헐반송하는 상류측 간헐자전 반송수단과 이 간헐자전 반송수단에 의해 반송된 프리폼을 연속하여 반송하는 하류측 연속자전 반송수단으로 구성되도록 하는 것이 바람직하다.
이것에 의해서 자전반송수단을 구성하는 상류측 간헐자전 반송수단에 의해서 동시성형갯8수씩 성형된 프리폼을 성형시의 피치를 유지하면서 프리폼의 달라붙음을 방지하여 간헐반송한다. 또한 하류측에서 연속자전 반송수단에 의해서 프리폼을 연속하여 반송하는 것으로 프리폼을 밀착반송할 수 있고 반송의 필요없음을 없애 프리폼의 스트로크량을 확보할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 반송라인은 프리폼을 블로우 성형온도보다도 충분히 낮은 온도까지 냉각가능하게 반송거리 및 반송시간이 설전되는 것이 바람직하다.
이것에 의해서 반송라인에 의한 프리폼의 반송시에 프리폼을 블로우 성형 온도보다도 충분히 낮은 온도까지 냉각하는 것으로 사출성형시의 프리폼의 열이력의 영향이 블로우 성형시에 발생하지 않도록 할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 프리폼을 반송하는 것으로 1차성형품을 반송해 온 기계보다 반송라인을 완전하게 할 수 있다.
본 발명인 내열용기의 성형방법은 사출성형에 의해 성형된 프리폼을 1차 블로우 성형내에서 블로우 성형하여 1차성형품을 성형하는 1차성형공정과;
1차성형품을 열처리형내에서 내부로부터 가압하면서 열처리형 내면에 접촉시켜 열처리하는 열처리 공정과;
열처리 공정을 거친 중간 성형품을, 최종 블로우 성형내에서 블로우 성형하여 최종성형품을 성형하는 최종성형 공정을 포함한 것을 특징으로 하고 있다. 본 발명에 의하면 1차성형 공정에서 블로우 성형된 1차성형품을 열처리 공정에서 열처리형내에서 열처리하는 것에 의해서 1차성형 공정에서 발생하고 있는 잔류응력을 확실하게 제거할 수 있고 고결정화도를 얻을 수 있다. 그 결과 고온시의 형상안정성을 향상시켜 고온사태의 내용물을 충진할 때에 용기의 열변형을 확실하게 방지할 수 있다.
본 발명에서는 사출성형에 의해 성형된 프리폼을 1차 블로우 성형형내에서 블로우 성형하여 1차성형품을 성형하는 1차성형 공정과;
1차성형품을 열처리상내에서 내부로부터 가압하면서 열처리 내면에 접촉시켜 열처리하는 열처리 공정과;
열처리 공정을 거친 중간 성형품을, 최종 블로우 성형형내에서 블로우 성형하여 최종 성형품을 성형하는 최종성형 공정을 갖는 것이 바람직하다.
또한 상기 1차성형 공정전에 프리폼을 받는 수취공정을 갖고,
상기 최종성형 공정후에 최종성형품을 골라내는 취출공정을 갖는 것이 바람직하다.
또한 상기 수취공정과 1차성형공정의 사이에 프리폼을 가열하는 복수의 가열공정을 갖는 것이 바람직하다.
또한 상기 가열공정에서는 프리폼을 자전시키면서 가열하는 것이 바람직하다.
또 본 발명에서는 1차성형품을 최종성형품보다도 약간 높이를 높게 성형하고 또한 직경을 최종성형품 통부의 직경보다 약간 작게 하고 1차성형품에 대한 열처리시 열수축을 예상한 상태로 하면 좋다. 이 경우 열처리후의 중간성형품은 최종성형품보다도 약간 작게 성형되고 높이방향으로 두께 분포를 양호하게 하고 최종 블로우 성형으로 이행할 때 최종 블로우 성형형의 형체시에 중간 성형품의 직경방향에서 좁게 되는 것을 방지하면 좋다. 이와 같이 중간 성형품을 최종성형품의 크기보다도 약간 작게 하는 것으로 최종 블로우 성형시에 거의 연신되지 않는 상태로 된다. 따라서 최종블로우 성형시 비틀어짐의 발생은 소량이고 또한 가열한 최종블로우 성형형을 간직하는 것으로 거의 완전하게 제거시킬 수 있으므로 최종성형품을 열안전성이 높은 것으로 할 수 있다.
또한 열처리 공정에서 열처리 온도와 시간에 의해 중간 성형품의 크기를 최종성형품과 거의 같거나 약간 작게 되도록 설정하는 것에 의해 열처리 공정에서 중간성형품의 크기를 최종성형품과 거의 같거나 약간 작게 되도록 조정할 수 있다.
또한 1차성형품을 축방향으로 요철이 거의 없는 통형상의 통부를 갖는 것으로 통부축방향에서 언더커트를 없애고 이 통부부분에 있어서는 열처리형 통형상의 원통부에 해당하는 부분을 둘레방향으로 일체포트상으로 성형할 수 있다. 따라서 1차성형품의 윗부분에 해당하는 부분만을 분할형으로 구성하고 고가의 분할형 부분을 최소한으로 할 수 있는 것과 함께 큰 형체장치도 불필요하고 장치 전체의 가격, 설치면적을 작게 할 수 있다.
또한 최종블로우 성형형의 가열온도를 최종성형품의 원하는 내열온도 이상으로 하는 것에 의해 원하는 내열온도까지 열안정성을 향상시켜 그 온도에서 용기의 변형을 방지할 수 있다.
또한 1차성형품을 최종성형품의 크기보다도 직경을 작게, 높이를 약10% 높게 성형하면 좋다. 이것에 의해 1차성형품의 열처리후의 수축에 의해서 최종성형품과 거의 같거나 약간 작게 되도록 중간성형품을 성형할 수 있다. 그 결과 최종 블로우 성형시에 최종블로우 성형형에 의한 좁아짐을 방지할 수 있다.
또한 열처리 공정에서 열처리 시간을 5∼10초로 하는 것에 의해서 중간성형품의 크기를 안정시키는 것과 함께 성형주기를 단축화시킬 수 있다. 즉 열처리시간이 5초 미만에서는 중간성형품의 수축정도가 불안정하게 되고 중간성형품의 크기가 일정하지 않게 되어 10초를 넘는 경우에는 성형주기가 길게 되기 때문에 5∼10초가 바람직하다.
그리고 또한, 최종성형 공정에서 블로우 성형시간을 5∼10초로 하는 것에 의해 실용적인 힛셋효과를 얻을 수 있고 성형주기를 최소한으로 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 관한 내열용기의 성형방법은 프리폼을 사출성형하는 프리폼 성형공정과;
상기 프리폼 성형공정에서 성형된 프리폼을 취출하여 반송라인에 의해 반송하는 반송공정과;
상기 반송라인에 의해 반송된 프리폼을 받아 프리폼을 가열한 후 프리폼을 블로우 성형하여 내열용기를 성형하는 내열용기 성형공정을 포함하고;
상기 반송공정에서는 반송라인의 적어도 상류측에서 냉각수단에 의해 냉각되는 냉각공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 경우 상기 반송공정에서는 상기 반송라인에 의해 프리폼을 자전시키면서 반송하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양태에 관한 내열용기의 성형장치는 프리폼을 블로우 성형하여 성형된 1차성형품을 받는 수취부와;
수취부에 의해 받은 1차성형품을 열처리형내에서 내부로부터 가압하면서 열처리형 내벽면에 접촉시켜 열처리하는 열처리부와;
열처리형에 의한 열처리를 거친 중간성형품을 가열한 최종블로우 성형형내에서 최종성형품 형상으로 블로우 성형하는 최종성형부와;
블로우 성형된 최종성형품을 골라내는 취출부와;
상기 수취부, 열처리부, 최종성형부, 취출부로 각 성형품을 반송하는 반송수단을 갖춘 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면 1차성형품의 수취부와 열처리부, 최종성형품부, 취출부, 반송수단으로 장치를 구성하고, 1차성형품의 성형부를 분리하여 별도로 설치하는 것으로 사출성형 장치 및 1차블로우 성형용 블로우 성형장치를 본 장치에서 없애고 장치를 보다 완벽하게 할 수 있다. 또한 기존의 블로루 성형기를 1차 성형용으로 이용하여 본 발명장치를 그 블로우 성형기에 연결하는 것만으로 간단하게 내열용기 성형용 시스템을 구축하는 것이 가능하게 된다.
또한 본 발명에서는 수취·취출부, 열처리부 및 최종성형부는 중심위치에서 균등한 3방향 위치로 배치되고;
반송수단은 각 성형품의 네크를 파지하는 분할된 네크지지부재와, 이 네크지지부재를 개폐가능하게 간직하는 분할판으로 구성되는 네크지지부재 고정판과 이 네크지지부재 고정판을 각 수취·취출부, 열처리부 및 최종성형부재의 대응위치에서 지지하고 각 수취·취출부, 열처리부 및 최종성형부재의 대응위치로 회전반송하는 회전판을 갖춘 것이 바람직하다.
이것에 의해서 회전판을 120도 간헐회전 구동시키는 것 만으로 수취·취출부, 열처리부, 최종성형부로 성형품을 반송할 수 있고 반송수단을 간단하게 구성할 수 있다. 또한 회전판의 회전괴적내에 수취·취출부, 열처리부, 최종성형부를 배치하는 것으로 각 부분을 효율좋게 배치하여 줄인 공간을 실현할 수 있다.
본 발명에서는 상기 반송수단은 직선상의 반송경로를 갖고,
상기 열처리부와 최종성형부가 직선상의 반송경로상에서 이웃하게 배치되는 것이 바람직하다.
이것에 의해서 직선상의 반송경로에서 1차성형품에 대하여 열처리를 실시하고 그 후 최종블로우 성형을 실시할 수 있어 열손실이 없는 양호한 블로우 성형을 실행할 수있다.
본 발명의 또다른 양태에 관한 내열용기의 성형방법은 프리폼을 블로우 성형하여 성형된 1차성형품을 받는 수취공정과 수취공정에 의하여 받은 1차성형품을 열처리형내에서 내부로부터 가압하면서 열처리형 중간벽면에 접촉시켜 열처리하는 열처리공정과;
열처리형에 의한 열처리를 경유한 중간성형품을 가열한 최종블로우 성형내에서 최종블로우 성형품 형상으로 블로우 성형하는 최종성형 공정과,
블로우 성형된 최종성형품을 골라내는 취출공정을 갖춘 것을 특징으로 하고 있다.
이하 본 발명의 가장 적합한 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 제1도는 본 발명의 한 실시예에 관한 내열용기의 성형장치를 나타내는 도면이다.
이 내열용기의 성형장치는 달리 설치된 사출성형기를 사용하여 성형된 프리폼을 가열하여 블로우 성형하는 것이다.
또한 이 내열용기의 성형장치는 루프상으로 성형된 반송수단(200)을 따라 수취·취출부(202), 제1∼제4가열부(204,206,208,210), 1차성형부(212), 열처리부(214)와 최종성형부(216)가 배치되어 있다.
반송수단(200)은 이 내열용기의 성형장치에서 동시성형갯수(본 실시형태에서는 4개)씩 수취·취출부(202)에서 받은 프리폼, 1차성형부(212)에서 성형된 1차성형품, 최종성형부(216)에 의해 성형된 최종성형품 등의 각 성형품을 수취·취출부(202)에서 제1가열부∼제4가열부(204,206,208,210), 1차성형부(212), 열처리부(214), 최종성형부(216)로 차례로 반송된다. 또한 이 반송수단(200)은 거의 장방형의 반송경로를 형성하고 그 반송경로를 따라서 한쌍의 반송레일(218)이 배치되어 있다. 이 반송레일(218)에는 다수의 반송부재(220)가 동시성형 갯수인 4개씩 소정의 간격으로 8곳에 장착되어 있다.
이 반송부재(220)는 제2도에 나타낸 바와 같이 고정부(222)와 재치대(224)로 이루어 진다. 그리고 고정부(222)가 캠플로아(226)를 통하여 반송레일(218)에 부착되어 있는 동시에 모서리부 4곳에 배치된 반송용 스프로켓(228)에 감겨진 반송체인(230)과 합쳐져 있고 이 반송체인(230)의 구동에 의하여 반송부재(220)가 이동가능하게 되어 있다.
재치대(224)는 고정부(222)에 대하여 회전가능하게 설치되어, 상면에는 프리폼(232)의 넥크(234)내에 끼워넣어져 프리폼(232)을 거꾸로 선상태로 지지하는 반송용 핀(236)이 돌출되어 있다. 또한 재치대(224)에는 자전용 스프로켓(228)이 설치되고 이 자전용 스프로켓(228)에 의해 재치대(224)가 자전하고 재치대(224)위의 프리폼(232)을 자전시키도록 되어 있다.
그리고 전술한 바와 같은 거의 장방형의 반송경로를 성형하는 반송수단(200)에 대하여 그 반송경로의 한쪽변에, 그 반송방향의 일직선상으로 1차성형부(212), 열처리부(214) 및 최종성형부(216)를 배치하고 있다. 또한 최종성형부(216)와 인접하는 반송경로의 짧은 변에 수취·취출부(202)를 배치하고 있다. 또한 남은 반송경로의 긴변에 제1∼제3가열부(204,206,208)를 배치하고 있다.
1차성형부(212)는 제1∼제4가열부(204,206,208,210)를 거쳐 가열된 프리폼(232)을 블로우 성형하여 1차성형품을 성형한다. 이 1차성형부(212)는 분할형으로 구성된 1차 블로우 성형형(240)을 갖고 이 1차 블로우성형형(240)을 형체기구(242)에 의하여 형을 만들 수 있다.
이 형체기구(242)는 한쌍의 형체판(244a,244b)과 가동판(248)과 4개의 타이로드(250)와 한쌍의 형체구동 실린더(246)를 갖춘다. 한쌍의 형체판(244a,244b)에는 1차 블로우성형형(240)이 설치되어 있다. 가동판(248)은 한쪽 형체판(244a)에 인접하게 배치되어 있다. 4개의 타이로드(250)는 한쪽 형체판(244a)을 관통하여 형체판이 미끄럼운동 가능하게 지지하고 양끝부분에서 다른 쪽의 형체판(244a)과 가동판(248)을 각각 연결고정하고 있다. 한쌍의 형체구동 실린더(246,246)는 가동판(248)에 설치되고, 피스톤로드(252)가 한쪽 형체판(244b)에 연결고정되어 있다. 그리고 형체구동 실린더(246)의 피스톤로드(252)가 한쪽 형체(244a)를 형을 만들어 주는 방향으로 이동시키고 그 반발력에 의해 가동판(248)이 이동하고 그 이동에 따라서 타이로드(250)를 사이에 두고 다른쪽의 형체판(244b) 또한 혈을 만들어 주는 방향으로 이동하게 된다.
열처리부(214)는 1차성형부(212)에 의해 블로우성형된 1차성형품에 열처리하여 1차 블로우성형시에 발생한 늘어날때의 잔류응력 등에 의한 비틀림을 제거하여 성형품의 내열성을 향상시키는 것으로 분할형으로 구성된 열처리형(254)을 갖고 있다. 그리고 이 열처리형(254)을 형체기구(242)에 의해 형체하여 형을 만들 수 있다. 또7한 열처리형(254)은 전술한 1차 블로우 성형형(240,240)과 거의 동일한 형상이고 또한 열처리형(254,254)을 열처리 온도까지 가열하는 가열기구(도시하지 않음)를 갖는 것으로 되어 있다. 이 열처리부(214)에 있어서 1차성형품을 열처리형(254)내에서 내부로부터 가압하면서 열처리형(254)의 내면에 접촉시켜 열처리하는 것에 의해 열처리 시간을 단축화하여 성형주기를 단축화할 수 있도록 하고 있다. 또한 형체기구(242)는 1차 블로우성형형(240)의 형체기구와 동일한 것이 채용되고 있다.
최종성형부(216)는 열처리부(214)에서 열처리된 1차 성형품을 블로우성형하여 최종성형품 형상으로 성형하는 것으로 분할형으로 구성된 최종블로우성형형(256)을 갖고 있다. 그리고 이 최종 블로우성형형(256)을 갖고 있다. 그리고 이 최종 블로우 성형형(256)을 형체기구(242)에 의해 형체하고 형을 만들 수 있다. 또한 이 최종성형부(216)에서는 가열기구에 의해 최종블로우 성형형(256)을 가열하도록 하고 있다. 그리고 이 가열한 최종 블로우 성형형(256)내에서 블로우성형한다. 이렇게 해서 최종블로우 성형시의 비틀림을 가열된 최종 블로우 성형형(256)에 의한 열처리를 실시함으로써 제거할 수 있고 열안정성을 향상시켜 내열성을 높일 수 있다. 또한 형체기구(242)는 1차블로우 성형(240) 및 열처리형(254) 형체기구와 동일한 것이 채용되어 있다.
이와 같이 형체하고 형을 만들기 위한 분할형 이동 스트로크를 필요로 하는 1차성형부(212), 열처리부(214) 및 최종성형부(216)를 반송수단(200)에서 거의 장방형 반송경로의 한쪽 긴변의 반송방향의 일직선상에 배치하는 것에 의해 이들을 마주보도록 배치하여 반송수단(200)의 대향하는 직선부분의 간격이 불필요하게 넓어지는 것을 방지하고 있다. 이렇게 의해서 반송수단(200)의 반송경로의 긴변사이 간격을 최소한으로 하여 공간을 줄일 수 있다.
수취·취출부(202)는 사출성형된 프리폼(232)을 외부로부터 받아 제2도에 나타낸 바와 같이 반송수단(200)의 반송부재(220)위로 넘기는 동시에 최종성형부(216)에 의해 성형된 최종성형품을 외부로 빼내도록 되어 있다. 그 때문에 수취·취출부(202)에는 적당한 수취·취출장치(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 또한 이 수취·취출부(202)에는 거의 장방형을 이루는 반송수단(200)의 반송경로의 한쪽 긴변에 1차성형부(212), 열처리부(214) 및 최종성형부(216)를 배치하여 그 형체기구(242)의 이동 스트로크부만큼 짧은 변이 길어지게 되는 것을 이용하여 그 짧은 변의 한변에 배치하고 있다. 이렇게 해서 반송경로의 유효성을 도모하고 보다 공간을 줄일 수 있다.
또한 이와 같이 1차성형부(212), 열처리부(214) 및 최종성형부(216)를 이웃하게 하여 1차성형품의 열처리시의 열을 유지한 상태에서 최종블로우 성형을 실시할 수 있고 열손실이 없는 양호한 블로우 성형을 실행할 수 있다.
제1∼제4가열부(204,206,208,210)는 수취·취출부(202)에서 받은 프리폼(232)을 블로우 성형시 적절한 온도까지 가열하도록 되어 있다. 그 때문에 각각의 가열부(204,,206,208,210)는 반송경로의 바깥측에 배치된 히터장치(258)와 이 히터장치(258)와 대향하여 반송경로의 내측위치에 배치된 반사판(260)으로 구성되어 있다.
히터장치(258)는 (도시되지 않음)반송방향에 걸쳐서 상하 복수단으로 배치구성되어 있다. 반사판(260)은 간격을 두고 반송된 동시성형갯수인 4개의 프리폼(232)과 대응한 위치에서 프리폼(232)의 축방향을 따라서 배치된 상태로 되어 있다.
또한 제1∼제4가열부(204,206,208,210)에 걸쳐서 스프로켓(262)에 감겨진 자전용 체인(264)으로 이루어진 프리폼 자전용 회전기구(266)가 설치되고 자전용 체인(264)에 전술한 반송수단(200)의 재치대(224)에 설치된 자전용 스프로켓(238)과 함께 작동하고 있다. 그리고 이 자전용체인(264)에 의해서 재치대(224)가 자전하는 것으로 프리폼(232)이 자전하도록 되어 있다.
이와 같이 반송수단(200)에 의해 간격을 두고 반송된 프리폼(232)을 제1∼제4가열부(204,206,208,210)의 정지위치에서 회전기구(266)에 의해 자전시키는 것으로 프리폼(232)의 둘레방향에서의 온도가 일정하고 균일하게 가열상승시킬 수 있다.
또한 제4가열부(210)는 수취·취출부(202)와 대향하는 반송경로의 짧은 변에 배치되어 있다. 이것은 형체기구(242)를 갖는 1차성형부(212), 열처리(204) 및 최종성형부(216)를 한쪽 긴변에 배치함으로써 짧은 변의 거리가 길어지는 것을 이용하여 반송경로를 유효하게 활용하고 보다 공간을 줄일 수 있게 한다.
이 실시형태에 의하면 우선 수취·취출부(202)에서 반송수단(200)의 반송부재(220)에 넘긴 프리폼(232)이 반송수단(200)의 간격을 둔 반송에 의해서 제1가열부(204), 제2가열부(206), 제3가열부(208), 제4가열부(210)로 반송된다. 이 경우 회전기구(266)에 의해서 프리폼(232)이 자전하면서 가열된다. 이 제4가열부(210)를 통과한 프리폼(232)이 1차성형부(212)에 의해서 블로우 성형되어 1차성형품 형상으로 성형된다. 이어서 열처리부(214)에서 열처리된 후 최종 블로우성형부(216)에서 최종 성형품 형상으로 블로우성형된다. 그리고 이 최종성형품이 최종성형부(216)에서 수취·취출부(202)로 반송되어 외부로 빼내어지게 된다.
제3도∼제9도는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 내열용기의 성형장치를 나타내는 도면이다.
이 내열용기의 성형장치는 프리폼(300)을 사출성형하기 위한 프리폼 성형부(302), 프리폼(300)을 블로우 성형하여 내열용기를 성형하기 위한 내열용기 성형부(304)와 프리폼 성형부(302)로부터 골라낸 프리폼(300)을 내열용기 성형부(304)로 반송하기 위한 반송라인(306)을 갖춘다.
프리폼 성형부(302)는 사출성형부(308), 취출부(310)와 프리폼(300)을 사출성형부(308)로 회전반송하는 회전반송 수단(312)으로 구성되어 있다.
사출성형부(308)는 사출장치(314)와 이 사출장치(314)와 접속한 사출성형형(도시하지 않음)으로 구성되고 동시에 4개의 프리폼(300)이 동시 성형되도록 되어 있다. 또한 본 실시예에서는 프리폼 성형부(302)와 내열용기 성형부(304)에 있어서 동시반송갯수가 4:4로 되고 있지만 열처리 시간과 합쳐서 프리폼의 취수를 8:4등 임의의 취수로 변경할 수 있다.
취출부(310)는 사출성형부(308)와 대향한 위치에 설치되어 사출성형부(308)에서 성형된 프리폼(300)이 회전반송 수단(312)에 따라 180도 회전하여 취출부(310)에 반송된 시점에서 프리폼(300)을 회전반송 수단(312)으로 빼내도록 되어 있다.
회전반송 수단(312)은 사출성형부(308) 및 취출부(310)의 대응위치에 분할형으로 구성된 4개의 네크형(도시하지 않음)이 개폐 가능하게 설치되어 이 네크형에 사출코아형(도시하지 않음)이 삽입되도록 되어 있다. 그리고 이들 네크형 및 사출코아형에 의해 프리폼(300)을 간직한 상태로 프리폼(300)을 사출성형부(308)로부터 취출부(310)로 반송하고 취출부(310)에서 취출기구(도시하지 않음)에 의해 프리폼(300)이 골라내지도록 되어 있다.
내열용기성형부(304)는 수취·취출부(202)에 제1∼제4가열부(204,206,208,210), 1차성형부(212), 열처리부(214) 및 최종성형부(216)를 거의 장방형으로 반송경로를 성형하는 반송수단(200)의 반송경로상에 배치한 제1도 및 제2도에 나타낸 내열용기의 성형장치와 동일한 것을 채용하고 있고 수취·취출부(202)에 후술한 수취·취출장치(316)가 배치되어 있는 점에서 서로 다를 뿐이기 때문에 그 상세한 점에 대해서는 수취·취출장치(316)를 제외하고 설명을 생략한다.
반송라인(306)은 프리폼 성형부(302)의 취출부(310)에서 빼낸 프리폼(300)을 내열용기 성형부(304)에 수취·취출부(202)로 반송하기 위한 것으로 그 반송도중에 프리폼(300)을 냉각하여 내열용기 성형부(304)로 공급할 수 있도록 하고 있다.
예를 들면 프리폼(300)을 내열용기 성형부(304)에 있어서 블로우 성형온도보다도 충분히 낮은 온도로 함으로써 열변화의 영향을 적게 할 수 있다. 이를 위해서는 바람직하게는 약 50℃이하 더욱 바람직스럽게는 30℃정도까지 프리폼(300)을 냉각 가능 가능하게 반송거리 및 반송 시간이 설정되어 있다. 이 경우 반송시간은 약 5분 정도인 것이 바람직하다.
이 시간은 프리폼의 두께에 따라서 임으로 변경 가능하다.
또한 반송라인(306)은 프리폼(300)을 자전시키면서 반송하는 자전반송수단(318)을 갖춘다. 자전반송수단(318)은 프리폼(300)을 동시성형갯수(4개)씩 간헐반송하는 상류측의 간헐자전 반송수단(320)과 이 간헐자전 반송수단(320)에 의해 반송된 프리폼(300)을 연속하여 반송하는 하류측의 연속자전 반송수단(322)으로 구성된다. 간헐반송수단(320)에서는 반송 도중에 프리폼(300)끼리 달라붙지 않도록 프리폼 성형부(302)의 취출부(310)로부터 빼내진 간격으로 반송되도록 되어 있다. 또한 연속반송수단(322)에서는 프리폼(300)이 저장되도록 밀접하게 반송되도록 반송속도를 조정하는 것이 바람직하다. 또한 간헐반송 수단(320)은 프리폼 성형부(302)의 취출부(310)와의 접속부분이 취출부(310)에서 프리폼(300)의 배열방향과 평행하게 배치되어 있다.
또한 연속반송 수단(322)은 내열용기 성형부(304)의 수취·취출부(202)에 대하여 직교하는 방향으로 배치되어 있다.
간헐반송 수단(320) 및 연속반송 수단(322)은 가이드레일(328)과 반송벨트(330), 벨트구동 모터(332)로 구성된다(제4도 및 제5도 참조).
가이드레일(328)은 프리폼(300)의 네크(324)에 있어서 서포트링(326)의 하부면을 지지하도록 되어 있다. 반송 밸트(330)는 가이드레일(328)과 평행하게 배치되고 프리폼(300)을 좁혀서 그 서포트링(326)의 하부면을 지지하도록 되어 있다. 벨트구동 모터(332)는 간헐반송 수단(320)으로는 반송벨트(330)를 간헐이동시켜 프리폼(300)을 간헐반송하도록 되어 있고 연속반송 수단(322)으로는 반송벨트(330)를 연속이동시켜 프리폼(300)을 연속반송시키도록 되어 있다.
또한 간헐반송 수단(320)으로는 제5도에 나타낸 바와 같이 프리폼(300)을 냉각하기 위한 냉각수단(334)을 갖춘다. 이 냉각수단(334)에 의해 프리폼(300)을 강제적으로 냉각하여 프리폼끼리 달라붙는 것을 확실하게 방지하고 간헐반송 수단(320)의 반송거리를 짧게 하고 있다. 또한 연속반송 수단(322)에도 냉각수단을 설치하면 보다 냉각이 확실하게 된다.
이 냉각수단(334)은 반송되는 프리폼(300)의 하부위치에 배치한 축류팬(336)과 이 축류팬(336)과 프리폼(300) 사이에 배치된 다수의 구멍(338)을 갖는 판(340)으로 구성되어 프리폼(300)에 대하여 균일하게 냉각팬을 공급할 수 있도록 되어 있다.
이와같이 프리폼 성형부(302)의 취출부(310)에서 골라낸 프리폼(300)을 간헐반송 수단(320)에 의해 동시성형갯수씩 간헐반송하고 이 사이 간헐반송 수단(320)에 의해 반송된 프리폼(300)을 연속반송 수단(322)에 의해서 밀착상태로 내열용기 성형부(304)의 수취·취출부(202)에 대해서 공급하여 취출부(310)에서 골라낸 프리폼(300)을 달라붙지 않게 반송하고 충분히 냉각된 상태에서 밀접반송함으로써 충분한 프리폼(300)의 저장량을 확보할 수 있다.
그리고 이와 같이 하여 연속반송 수단(322)에 의해 밀착상태로 저장된 프리폼(300)은 내열용기 성형부(304)의 수취·취출부(202)에 배치한 수취·취출장치(316)에 의해 내열용기 성형부(304)의 반송수단(200)으로 전달되도록 되어 있다.
수치·취출장치(316)는 피치교환기구(342)와 수취·취출기구(346)로 구성된다.
피치변환기구(342)는 연속반송 수단(322)으로 밀접상태로 보내진 프리폼(300)을 내열용기 성형부(304)에서 동시성형 간격으로 변환하여 받도록 되어 있다.
이 피치변환 기구(342)는 제6도∼제8도에 나타낸 바와 같이 피치변환 부재(350), 선형가이드레일(352)과 로드리스 실린더(354)를 갖춘다. 피치변환부재(350)는 수취·취출부(202)의 반송수단(200)과 평행하게 배치되고 연속반송 수단(322)과 직교하여 접촉 가능하게 된다. 또한 이 피치변환부재(350)는 내열용기 성형부(304)에서 동시성형 간격으로 연속반송 수단(322)의 접촉측에 성형된 동시성형갯수분의 프리폼 지지오목부(348)를 갖는다. 선형 가이드 레일(352)은 피치변환 부재(350)를 수취·취출부(202)의 반송수단(200)과 평행하게 반송부재(220)의 대응위치까지 이동안내한다. 로드리스 실린더(352)는 간격변환 부재(350)를 선형 가이드 레일(352)에 따라서 이동시킨다.
그리고 이 로드리스 실린더(354)에 의해 선형 가이드 레일(352)에 따라서 피치변환 부재(350)를 반송수단(200)측으로 미끄럼 이동시키면 연속반송 수단(322)에 밀접상태로 저장되어 있는 프리폼(300)이 피치변환부재(350)의 프리폼 지지오목부(348)에 차례로 삽입되고 동시성형 간격으로 수취·취출부(202)에 위치하고 있는 반송부재(220)와 대응하는 위치에 위치결정되도록 되어 있다.
수취·취출기구(346)는 피치변환 기구(342)에 의해 피치변환된 동시 성형갯수의 프리폼(300)을 피치변환 기구(342)로 받아 수취·취출부(202)에 위치하는 반송수단(200)의 반송부재(220)에 전달하도록 되어 있다.
또한 수취·취출기구(346)는 내열용기 성형부(304)에 의한 주기의 성형이 종료하여 최종성형부(216)에서 수취·취출부(202)로 반송된 최종성형품(344)(제9도 참조)을 반송부재(220)에서 받아 외부로 빼내도록 되어 있다.
이 수취·취출기구(346)는 4개의 척(356), 반전기구(358), 승강기구(360)와 수평이동 기구(362)를 갖춘다. 척(356)은 내열용기 성형부(304)의 수취·취출부(202)에서 반송수단(200)의 반송부재(220)의 정지위치와 대향하는 위치로 개폐가능하게 배치된다. 반전기구(358)는 이들 차크(356)를 피치변환 기구(342)측과 반송수단(200)측 사이에서 반전하여 수평으로 위치결정한다. 승강기구(360)는 척(356)을 반송수단(200)의 반송부재(220) 및 피치변환부재(350)에 상응하는 높이의 위치와 그것보다도 약간 상부의 위치의 사이에서 승강시킨다. 수평이동 기구(362)는 척(356)을 반송부재(220)의 대응위치와 피치변환부재(350)의 프리폼 지지오목부(348)의 대응위치의 사이에서 수평이동시킨다.
더욱 상세하게는, 척(356)은 한쌍의 척부재(356a,356b)로 구성된다. 9그리고 이들 한쌍의 척부재(356a,356b)는 차크 구동 실린더(364)에 의해 좌우 역방향으로 연속적으로 작동하여 미끄럼이 가능한 한쌍의 개폐로드(366a,366b)에 의해 개폐가능하게 되어 있다. 구체적으로는 한쌍의 개폐로드(366a,366b)는 락엔피니온 등의 연동기구를 통하여 좌우 역방향으로 미끄럼이 가능하게 연결된다. 그 한쪽의 개폐로드(366a,) 또는 (366b)에 한쪽의 척부재(356a) 또는 (356b)가 고정되고 다른쪽 개폐로드(366a) 또는 (366b)에 다른쪽의 척부재(356a) 또는 (356b)가 고정된다.
그리고 개폐로드(366a) 또는 (366b)의 한쪽에 접속된 척구동 실린더(364)에 의해 한쪽의 개폐로드(366a) 또는 (366b)에 구동력을 전달하면 양쪽의 개폐로드(366a,366b)가 연동기구를 사이에 두고 서로 역방향으로 미끄러지고 그들에 각각 고정된 척부재(356a,356b)가 서로 역방향으로 이동하여 척(356)이 개폐하게 된다.
반전기구(358)는 한쌍의 개폐로드(366a,366b)의 한쪽 끝에 연결된다. 그리고 이들 한쌍의 개폐로드(366a,366b)를 일체로 회전시키는 반전 액츄에이터(368)에 의해 반송수단(200)측과 피치변환 기구(342)측과의 사이에서 척(56)을 반전시켜 수평위치에서 정지할 수 있도록 하고 있다.
승강기구(360)는 척(356) 및 반전기구(358)를 승강가능하게 지지하고 이들을 일체로 승강구동하는 승강실린더(370)를 갖추며 이들을 일체로 승강시켜 프리폼(300)의 받음과 넘김을 가능하게 하고 있다.
수평이동기구(362)는 척(356) 및 반전기구(358)를 일체로 승강시키는 승강기구(360)를 피치변환 기구(342)의 프리폼(300)의 수취위치와 반송부재(220)로의 넘기는 위치의 사이에서 수평이동 가능하게 안내하는 수평가이드(372)와 승강기구(360)를 상기 위치사이에서 수평이동시키기 위한 수평이동 실린더(374)를 갖추고 있다.
따라서 피치변환 기구(342)에서 반송수단(200)의 반송부재(222)에 프리폼(300)을 넘기는 경우에는 제8도에 나타낸 바와 같이 척(356)이 승강기구(360)에 의해 상승위치로 지지된 최종성형품(344)의 취출완료 위치에서 반전기구(358)에 의해 척(356)을 피치변환 부재(350)의 상부위치로 반전시키고 그 위치에서 척구동 실린더(364)에 의해 척(356)을 개방한다.
이어서 피치변환 기구(342)의 피치변환 부재(350)가 프리폼(300)을 간직하여 수취·취출기구(346)의 대응위치에 위치하는 상태에서 수평이동 실린더(374)에 의해 수평가이드(372)를 따라서 승강기구에 일체로 지지된 척(356) 및 반전기구(358)를 피치변환 기구(342)측으로 미끄럼이동시킨다.
이어서 척구동 실린더(364)에 의해 척(356)을 닫으면 척(356)이 피치변환부재(350)의 프리폼 지지오목부(348)에 지지된 프리폼(300)의 네크를 잡게 된다. 그 상태에서 승강기구(360)에 의해 척(356)을 상승위치까지 상승시키고, 그 위치에서 반전기구(358)에 의해 척(356)을 반송부재(220)측으로 반전시켜 수평이동기구(362)에 의해 척(356)을 반송부재(220)측으로 수평이동시킨다. 그러면 차크(356)에 간직된 프리폼(300)이 네크(324)를 하부로 한 상태로 반송부재(220)의 상부에 위치하게 한다.
이어서 승강기구(360)에 의해 척(356)을 하강시키면 척(356)에 간직된 프리폼(300)의 네크(324)내에 반송부재(220)의 반송용핀(236)이 끼워넣어져 지지된다. 이 상태로 척구동 실린더(364)에 의해 척(356)을 개방하고 수평이동기구(362)에 의해 척(356)을 피치변환기구(342)측으로 수평이동시키면 피치변환기구(342)에서 반송부재(220)로 프리폼(300)의 건냄이 종료하고 반송부재(220)에 의한 프리폼(300)의 반송이 가능한 상태가 되고 있다.
또한 이 수취·취출기구(346)는 내열용기 성형부(304)에 의해 성형된 최종성형품(344)이 수취·취출부(202)로 반송되어온 경우에 제9도에 나타낸 바와 같이 거꾸로 세운 상태의 최종성형품(344)의 네크를 차크(356)에 의해 잡고 반전기구(358)에 의해서 반전시키고 그 위치에서 척(356)를 열어 낙하시켜 낙하실린더(376)를 사이에 두는 최종성형품(344)을 외부로 취출가능하게 한다.
이와 같이 수취·취출기구(346)를 피치변환기구(342)로부터 받아 반송부재(220)로 넘기는 기능과 내열용기 성형부(304)에 의해 성형된 최종성형품(344)을 반송부재(220)에서 받아 외부로 빼내는 기능을 겸용하고 있다. 이렇게 해서 이들의 기능을 갖는 기구를 개별적으로 설치하는 경우에 비해서 기구의 간략화가 이루어지고 설치공간도 줄일수 있다.
제10도∼제19도는 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 내열용기의 성형장치 및 성형방법을 나타내는 도면이다.
우선 내열용기의 성형장치에 대해서 설명한다. 이 성형장치는 기계받침대(10), 기계받침대(10)의 상부위치에 설치된 상부고정판(12), 기계받침대(10)와 상부고정판(12)사이에 설치된 상부 기판(14)과 이 상부 기판(14)의 하면측 위치에 회전가능하게 설치된 회전판(16)을 갖춘다.
또한 기계받침대(10)와 회전판(16)사이는 성형공간으로 이용되며 회전판(16)이 120도 회전하여 정지하는 위치마다 수취·취출부(18), 열처리부(20) 및 최종성형부(22)가 설치되어 있다.
상부고정판(12)은 기계받침대(10)상에 세워설치한 3개의 타이로드(24)의 상단부에 설치고정되고 3개의 타이로드(24)의 상단부를 연결한 상태로 되어 있다. 상부 기판(14)은 타이로드(24)를 따라서 상부고정판(12)하부에서 상부방향으로 이동가능하게 설치되어 있다. 또한 이 상부 기판(14)은 기계받침대(10)와 상부 기판(14)의 사이에 배치된 상부 기판 구동장치(26)에 의해 승강가능하게 되어 있다. 상부 기판 구동장치(26)는 기계받침대(10)에 설치된 상부 기판 승강 실린더(28)와 이 상부 기판 상승실린더(28)를 관통하여 진퇴운동을 실행하는 상부 기판 상승로드(30)로 구성된다. 이 상부 기판 상승로드(30)는 상단이 상부 기판(14)의 중앙 위치에 회전가능하게 설치된 연결 블록(42)에 대해서 회전가능하게 연결되어 있다. 또한 상부 기판 승강로드(30)의 하단은 기계받침대(10)내에 돌출하여 있고 기계받침대(10)내의 상부 기판 승강로드(3)에 대응위치에는 상부 기판 승강로드(30)의 하단이 접속하고 상부 기판(14)의 하락하한 위치를 규제하는 정지기(32)가 설치되어져 있다.
또한 이 회전판(16)은 회전 액츄에이터(36)에 의해서 120도씩 회전, 정지를 반복하는 상태가 되어 있다. 이 회전 액츄에이터(36)는 상부 기판(14)의 상부에 설치된 설치블럭(38)에 설치되고 그 출력축(40)이 연결블럭(42)을 통하여 회전판(16)의 상부에 연결된 상태로 되어 있다.
또한 회전판(16)의 하부에는 전술한 수취·취출부(18), 열처리부(20) 및 최종성형부(22)의 위치에 대응하여 각각 120도 간격으로 3개의 네크지지부재 고정판(44)이 설치되어 있다.
이 네크지지부재 고정판(44)은 1쌍의 분할판(46)으로 구성되며 이 분할판(46)에 성형품의 네크를 잡는 분할형으로 이루어진 네크지지부재(48)가 설치되어 있다. 또한 분할판(46)은 항상 닫힌 방향으로 힘이 더해져 있고 양단부 부근에 설치된 쐐기구멍(50)을 사용하여 분리개방이 가능하게 되어 있다. 그리고 네크지지부재(48)에 네크가 잡힌 상태로 성형품이 수취·취출부(18)에서 열처리부(20), 최종 성형부(22), 수취·취출부(18)로 순환, 반송되도록 되어 있다. 또한 네크지지부재 고정판(44)에는 4개의 네크지지부재(48)가 설치되어 4개의 성형품이 동시에 반송되도록 되어 있다.
수취·취출부(18)는 프리폼을 블로우 성형하여 성형된 1차성형품(52)을 받는 것과 동시에 최종블로우 성형된 최종 성형품(54)을 골라 내도록 되어 있다. 즉 제12(a)도에 나타낸 바와 같이 상부 기판(14)상에 1쌍의 가이드 로드(56)를 세워 설치하고 있다. 이 가이드 로드(56)의 상단부에 형만듬캠구동 실린더(58)를 설치한 실린더 고정판(60)을 고정하고 있다. 또한 상부 기판(14)과 실린더 고정판(60)사이에서 형만듬캠 구동실린더(58)에 의해 가이드로드(56)를 따라서 가동판(62)이 승강가능하게 되어 있다. 가동판(62)의 하부에는 형만듬캠 고정판(64)이 설치되고 이 형만듬캠 고정판(64)의 상기 쐐기구멍(50)의 대응위치에 1쌍의 형만듬캠 고정판(66)이 아래로 늘어진 상태로 설치되어 있다.
그리고 상부 기판(14)이 하한위치에 있는 상태에서 형만듬캠구동 실린더(58)에 의해 형만듬캠(66)이 하강되면 제12(b)도에 나타낸 바와 같이 개폐캠(66)의 선단이 네크지지부재 고정판(44)의 쐐기구멍(50)에 끼워넣어져 분할판(46)을 넓게 밀어 네크지지부재(48)를 개방한다. 이 상태에서 1차성형품(52)의 네크(68)의 네크지지부재(48)로의 삽입이 가능하게 되고 형만듬캠(66)의 상승에 의해 네크지지부재(48)가 닫혀 네크(68)가를 잡는 것이 가능하게 된다. 또한 형만듬캠(66)의 하강에 의해 네크지지부재(48)을 개방하여 최종성형품(54)의 네크(68)를 개방하여 빼내는 것이 가능하게 된다. 또한 이 수취·취출부(18)에서는 도시하지 않았지만 공지의 로봇장치(도시되지 않음) 등에 의해 네크지지부재(48)에 대한 1차성형품(52) 또는 최종 성형품(54)의 받음이 실행되도록 되어 있다.
열처리부(20)는 기계받침대(10)상에 4개의 열처리부(70)를 설치하는 동시에 상부 기판(14)상에 4개의 열처리용 코아형(72)을 승강가능하게 설치하고 있다. 그리고 1차성형품(52)을 열처리형(70)내에서 내부로부터 가압하면서 열처리형(70)의 내벽면에 접촉시켜 가열하도록 하고 있다. 1차성형품(52)은 다른 장치에 의해 최종성형품(54)보다도 약간 큰 내벽면을 갖는 1차 블로우 성형형을 사용하여 성형된다. 이 경우 1차성형품(52)은 네크(68)에서 어깨부(74)에 걸쳐서 넓어지고 통부(76)에서는 축방햐으로 요철이 거의 없는 통형상으로 성형되어 있다. 그리고 열처리형(70)에서는 1차성형품(52)의 어깨부(74)에 해당하는 어깨부 가열블럭(78)을 분할형으로 구성하고 원통형상의 통부(76)에 해당하는 통부가열블럭(80)은 둘레방향으로 일체의 포트상으로 성형하고 있다. 어깨부 가열블럭(78)은 개폐실린더(82)에 의해 개폐가능하게 되어 있다. 또한 하부가열블럭(84)에는 상저형(86)이 설치되어 있다. 그리고 통부가열블럭(80) 및 하부가열블럭(84)의 바깥둘레면에 밴드히터(88)가 설치되고 어깨부분 가열블럭(78) 및 상저가열블럭(86)에는 히터(79)를 내장시키도록 하고 있다. 또한 히터(79)로 바꾸어 온도매체를 공급하는 것도 가능하다. 이와 같이 열처리형(70)의 내벽면을 1차성형품(52)형상으로 대응시켜 그 어깨부(74)에 해당하는 부분의 어깨부 가열블럭(78)만을 분할형으로 구성하는 것에 의해 고가인 분할형 부분을 최소한으로 하고 장치적체의 가격, 설치면적을 작게 하는 것과 함께 개폐실린더(82)도 소형으로 할 수 있다.
열처리용 코아용(72)은 가이드로드(56)를 따라서 승강가능하게 된 가동판(62)에 열처리형 고정판(92)을 사이에 두고 설치되고, 실린더 고정판(60)에 설치된 코아구동실린더(90)에 의해 승강하여 열처리형(70)에 대해 형을 만들 수 있게 되어 있다. 이 열처리용 코아형(72)은 선단에서 에어를 공급할 수 있도록 되어 있고 1차성형품(52)내의 에어를 도입하여 내압을 넣어 1차성형품(52)을 열처리형(70)내벽면에 접촉시켜 가열하여 전달효과를 향상시키는 것과 함께 1차성형품(52)의 열처리중 열수축을 방지하여 치우침을 억제하도록 하고 있다.
이 경우 1차성형품(52)의 내부에 도입하는 에어압력은 2∼10kg/cm2의 범위로 하고 있다. 또한 열처리 온도조건으로서는 어깨부 온도가 150∼220℃, 통부온도가 150~220℃, 열처리시간은 5~10초로 하고 있다. 이 열처리시간은 5초미만에서는 열처리후의 중간성형품(94)의 수축정도가 불안정하게 되어 중간성형품(94)의 크기가 일정하지 않게 되고 10초를 넘는 경우에는 성형주기상 바람직스럽지 않게 된다.
또한 열처리후의 1차성형품(52)에서 중간성형품(94)으로의 수축용적율은 10∼30%(축방향의 수축율 5∼10%, 둘레방향의 수축율 0∼15%)가 되도록 설정하고 있다. 또한 최종블로우 성형직전의 중간성형품(94)의 온도가 약 180℃가 되도록 설정하고 있다. 이렇게 해서 열처리후 중간성형품(94)의 크기가 최종성형품(54)과 거의 같거나 약간 작게 되게 된다. 최종성형부(22)는 기계받침대(10)위에 최종블로우 성형형(96)을 설치하고 상부 기판(14)위에 4개의 블로우코아형(98)을 승강가능하게 설치하고 열처리를 거친 중간성형품(94)을 가열한 블로우 성형형(96)내에서 최종성형품(54) 형상으로 블로우성형하도록 하고 있다.
최종블로우성형부(96)는 최종성형품(54) 형상을 갖는 4개의 공동면을 갖춘 분할형상의 것이 되어 있고 이 최종블로우 성형형(96)이 형체장치(100)에 의해서 형체가능하게 되어 있다. 이 형체장치(100)는 한쪽측에만 구동실린더(102)를 갖는 견인식이 되어 형체구동시에는 동조기구(도시하지 않음)에 의해 양측의 분할형이 동시에 개폐하도록 되어 있다. 또한 이 최종블로우 성형형(96)에는 저형구동용 실린더(104)에 의해 구동하는 저형(106)이 설치되어 있다. 또한 이 최종블로우 성형형(96)에는 히터(108)가 내장되어 최종블로우 성형시에 성형품을 원하는 내열온도 이상으로 가열하여 최종성형품에 블로우성형된 때에 발생하는 비틀어짐을 제거하도록 하고 있다. 또한 히터(108)를 대신하여 온도조절매체를 사용하도록 해도 좋다.
블로우코아형(98)은 가이드 로드(56)를 따라서 승강가능하게 된 가동판(62)에 블로우코아 고정판(112)을 사이에 두고 설치되어, 실린더 고정판(60)에 설치된 블로우코아 구동실린더(110)에 의해 승강하여 최종블로우성형형(96)에 대하여 개폐가능하게 되어 있다. 또한 이 블로우코아형(98)은 선단에서 블로우에어를 공급할 수 있도록 되어 있다.
그리고 이 최종성형부(22)에 있어서는 열처리를 거친, 수축하여 연화상태에 있는 중간성형품(94)을 최종성형품(54) 형상을 갖는 최종블로우 성형형(96)내에서 이 최종블로우 성형형(96)을 가열한 상태로 하여 블로우 성형하는 것으로 최종성형품(54) 형상을 하는 것과 동시에 열처리를 실시하도록 하고 있다. 이 최종블로우 성형시의 열처리의 조건은 최종블로우 성형형의 온도가 90∼100℃, 블로우 성형시간이 5∼15초, 블로우에어의 압력이 15∼30kg/cm2의 범위로 설정되어 있다. 이와 같이 최종블로우 성형시에 열 처리를 실행하는 것에 의해 최종블로우 성형시에 발생하는 뒤틀어짐을 없앨 수 있고 내열성이 향상한다. 또한 이 블로우 성형시에 중간성형품(94)이 최종성형품(54)의 크기와 거의 같거나 약간 작은 정도가 되고 있음으로 거의 늘어나지 않으며 중간성형품(94)이 늘어나는 데 적절한 온도보다도 충분히 높은 온도이므로 거의 배향도 하지 않는다. 따라서 이 상태에서 비틀어짐은 거의 발생하지 않는다. 또한 중간성형품(94)이 최종성형품(54)과 거의 같거나 약간 작은 정도이기 때문에 최종블로우 성형시 형체에 의해 좁혀지는 것을 방지할 수 있다.
이어서 전술한 이 내열용기의 성형장치를 사용한 내열용기의 성형방법에 대해서 제19도를 중심으로 설명한다.
우선 이 내열용기의 성형장치와의 별도로 미리 사출성형기에 의해 성형한 프리폼을 1차 블로우 성형에 의해 블로우 성형하여 1차성형품(52)을 성형해 놓는다. 이 1차성형품(52)은 최종성형품(54)보다 약간 크게 성형된다. 예를 들면 이 1차성형품(52)의 성형조건은 1차블로우 성형시의 프리폼의 표면온도가 약 100∼120℃, 1차 블로우 성형형의 온도가 항온이고 최종성형품(54)의 크기보다 약 10% 크게 성형된다. 그리고 미리 블로우 성형된 1차성형품(52)을 보트장치(도시되지 않음) 등의 주고받기 장치를 사용하여 수취·취출부(18)에 주고 받는다.
수취·취출부(18)에서는 상부 기판(14)이 상부기판 구동장치(26)에 의해 하한위치로 위치결정된 상태로 되어 있다. 또한 형만듬(66)이 형만듬캠구동 실린더(58)에 의해 하강하고 네크지지부재 고정판(44)의 쐐기구멍(50)내에 넣어져 네크지지부재(48)에 대하여 1차성형품(52)의 네크(68)가 삽입되고 형만듬(66)이 형만듬캠구동실린더(58)에 의해 상승하여 쐐기구멍(50)에서 이탈하는 것에 의해 1차성형품(52)의 네크지지부재(48)로의 주고받기가 종료하게 된다. 그리고 이 주고받음이 종료한 상태에서 상부기판 구동장치(26)에 의해서 상부 기판(14)이 상한위치까지 상승하고 반송상태로 이행한다. 이 상한위치는 1차성형품(52)의 하단이 열처리부(20)의 열처리형(70)에 접속되지 않은 상태로 설정되어 있다.
그리고 이 상태에서 회전 액튜에이터(36)에 의해 회전판(16)이 120도 회전되고(b)에 나타낸 바와 같이 그 위치에서 정지하고 1차성형품(52)이 열처리부(20)로 반송된다. 또한 회전시에 형만듬(66), 열처리용 코아형(72) 및 블로우코아형(98)은 회전판(16)의 상부로 물러난 상태가 되고 회전판(16)이 확실하게 회전할 수 있는 상태가 된다.
열처리부(20)에서는 (b)에 나타낸 바와 같이 1차성형품(52)이 열처리형(70)상부에 위치하고 열처리형(70)은 어깨부 가열블럭(78)이 개폐실린더(82)에 의해 개방한 상태로 되어 있다. 이 상태에서 상부기판 구동장치(26)를 동작시켜 상부 기판(14)을 하한위치까지 하강시키고 1차성형품(52)을 열처리형(70)내에 삽입한다. 이 경우 어깨부분 가열블럭(78)이 개방된 상태로 되어 있기 때문에 1차성형품(52)은 확실하게 열처리형(70)내에 삽입되게 된다. 또한 열처리형(70)은 1차성형품(52)보다도 약간 큰 내벽면에 설정되고 1차성형품(52)의 삽입시에 1차성형품(52)이 상처가 생기는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.
이어서 (c)에 나타낸 바와 같이 개폐실린더(82)에 의해 어깨부분 가열블럭(78)을 닫고 열처리용코아 구동실린더(90)에 의해 열처리용 코아형(72)을 하강시키고 네크지지부재(48)와 조합시킨다. 그리고 열처리용 코아형(72)에서 1차성형품(52)내에 에어를 도입하고 내압을 부여하여, 1차성형품(52)을 열처리형(70)의 내벽면에 접촉시킨 상태로 열처리를 실시한다. 이 열처리는 중간성형품(94)이 최종성형품(54)과 거의 같거나 약간 작게 되도록 열처리 온도와 시간을 설정하는 것에 의해 실행된다. 예를 들면 도입에어의 압력은 2∼10kg/cm2이고 어깨부분 온도가 150∼220℃, 통부온도가 150∼220℃, 열처리시간이 5∼10초의 범위에서 실행된다. 이와 같이 설정하는 것에 의해 열처리후의 1차성형품(52)에서 중간성형품(94)으로의 수출율이 용적율로 10∼30%(축방향 수축율 5∼15%, 둘레방향 수축율0∼15%)의 중간성형품(94)이 얻어지게 된다. 또한 최종블로우성형 직전의 중간성형품(94)의 온도가 약 180℃가 되도록 열처리된다. 이어서 열처리가 종료한 상태에서 개폐실린더(82)를 동작시켜 형부가열블럭(78)을 개방하는 것과 함께 에어구동실린더(82)를 동작시켜 열처리부를 에어(93)를 상승이동시켜 회전판에서 물러나 피한 상태로 된다. 그리고 상부 기판 구동장치(26)를 작동시켜 상부 기판(14)을 상한위치까지 상승시키고 열처리가 끝난 1차성형품(52)을 열처리형(70)에서 빼내어 다음 공정의 반송공정으로 이행한다. 이 경우 열처리형(70)에서 빼내어진 1차성형품(52)은 수축하여 연화상태에 있는 중간성형품(94)이 된다.
이어서 회전액튜에이터(36)에 의해 회전판(16)을 120도 회전시키고 중간성형품(94)을 최종성형부(22)로 반송한다.
최종성형부(22)에서는 (d)에 나타낸 바와 같이 최종블로우 성형형(96)이 형체장치(100)에 의해 형만듬상태가 되고 있다. 블로우코아형(98)은 블로우코아 구동실린더(110)에 의해 회전판(16)의 상부에 물러난 상태가 되고 있다. 이 상태에서 상부기판 구동장치(26)에 의해 상부 기판(14)을 하한위치까지 하강시키고 중간성형품(94)을 블로우 성형형(96)사이에 배치시킨다. 또한 (e)에 나타낸 바와 같이 블로우 성형형(96)을 형체장치(100)에 의해 형체하고 블로우코아 구동실린더(110)에 의해 블로우코아형(98)을 하강시켜 네크지지부재(48)에 조합시킨다. 그리고 블로우코아형(98)에서 블로우코아를 중간성형품(94)내로 도입하고 최종블로우 성형형(96)에 의해 최종성형품(54) 형상으로 한다.
이 경우 히터(108)에 의해 최종블로우 성형형(96)을 가열해 두고 최종성형품(54)의 열처리를 실시한다. 이 최종블로우 성형시에 열처리의 조건은 최종블로우 성형형(96)의 온도가 90∼100℃, 블로우 성형시간이 5∼15초, 블로우 에어압력이 15∼30kg/cm2으로 된다. 이 최종블로우 성형시에는 최종블로우 성형형(96)을 바라는 내열온도 이상으로 가열하고 최종성형품(54)에 블로우 성형된 때에 발생하는 비틀림을 제거할 수 있도록 하고 있다. 또하 중간성형품(94)은 최종성형품(54)과 거의 같거나 약간 작은 정도이기 때문에 최종블로우 성형시에는 거의 연신되지 않는다.
또한 중간성형품(94)이 연신하기에 적합한 온도보다도 충분하게 높은 온도로 되어 있음으로 거의 배향도 시키지 않고 따라서, 이 상태에서 휘어짐의 발생은 거의 없다. 또한 최종블로우 성형시에 중간성형품(94)이 최종성형품(54)과 거의 같거나 약간 작은 정도이기 때문에 최종블로우 성형형(96)의 형체시에 좁아지는 것을 발생하지 않는다.
그리고 최종블로우 성형 종료후 형체장치(100)에 의해 최종블로우 성형형(96)을 개방하는 것과 함께 블로우코아 구동실린더(110)에 의해 블로우코아형(98)을 상승시켜 회전판(16)에 의해 물러나게 한 후 (f)에 나타낸 바와 같이 상부 기판(14)을 상승시켜 반송위치로 이행한다.
그 후 회전판(16)을 120도 회전시키고 상부 기판(14)을 하강시키며, 형만듬캠(66)을 하강시키는 것에 의하여 수취·취출부(18)에서의 최종성형품(54)의 취출이(g)에 나타낸 바와 같이 실행된다.
그리고 이들 (a)∼(g)의 공정이 차례로 반복되어 성형이 실행되게 된다.
제20도는 본 발명의 또다른 실시형태에 관한 내열용기의 성형장치를 나타내는 도면이다. 이 실시예에서는 선형 반송식 반송장치(120)을 사용하고 있다. 그리고 프리폼을 블로우성형하여 성형된 1차성형품을 받은 수취부(122)에서 열처리부(20), 최종성형부(22), 취출부(124)로 성형품을 반송하고 열처리 및 최종블로우성형을 실시하는 것에 의해 상기 제10도∼제19도에 나타낸 실시형태와 같은 기능을 얻을 수 있도록 되어 있다.
제21도는 본 발명의 또다른 실시형태에 관한 내열용기의 성형장치를 나타낸다. 이 실시예에서는 선형반송식 반송장치(120)를 사용하고 있다. 그리고 미리 사출성형된 프리폼을 받는 수취부(126), 1차가열부(28), 2차가열부(130), 온도조절부(132), 중간블로우 성형부(134), 열처리부(20), 최종성형부(22), 취출부(124)로 성형품을 반송하는 것으로 열처리 및 최종성형을 실행하고 상기 제1도 및 제2도에 나타낸 실시형태와 같은 기능을 얻을 수 있고 또한 프리폼의 다음단계에서의 성형이 가능하게 된다.
본 발명은 상기 각 실시형태에 한정된 것이 아니라 본 발명의 요지범위내에서 각각의 실시형태로 변화가능하다.
예를 들면 제10도∼제19도에 나타낸 실시형태에서는 상부 기판과 회전판의 구동장치는 상기 실시예에 한정되지 않고 여러 구동장치를 채용하는 것이 가능하다. 또한 상기 제10도∼제19도에 나타낸 실시형태에서는 열처리형 및 최종블로우 성형형을 고정식으로 하고 상부기판을 승강시켜 열처리형 및 최종블로우 성형형에서 성형품을 물러나게 하도록 하고 있지만 이 예에 한정되지 않고 상부기판을 고정, 열처리형 및 최종 블로우 성형형을 가동하여 물러나게 하도록 하는 것도 가능하다.
또한 상기 각 실시형태에서는 4개의 용기를 동시에 성형하도록 하고 있지만 갯수는 자유롭게 설정할 수 있는 것은 물론이다.
또한 1차성형품과 최종성형품의 사이에 복수의 열처리부를 직렬 또는 병렬로 배치하는 것에 의해 1개의 열처리부의 경우에 비해서 열처리 시간을 길게 할 수 있고 성형품의 두께에 따라서 바라는 열처리를 부여할 수 있다.

Claims (25)

  1. 프리폼을 1차블로우 성형형에 의해 블로우 성형하여 1차성형품을 성형하는 1차성형부와; 1차성형품을 열처리형내에서 내부에서 가압하면서 열처리형 내면에 접촉시켜 열처리하기 위한 열처리부 및; 열처리를 거친 중간 성형품을, 가열한 최종블로우 성형형내에서 최종성형품 형상으로 블로우 성형하기 위한 최종성형부로 구성되는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 1차성형부의 앞에 프리폼을 받는 수취부를 갖고, 상기 최종성형부의 뒤에 최종성형품을 골라내는 취출부를 구비하며, 상기 1차성형부, 열처리부 및 최종성형부가 서로 이웃하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 1차성형부, 열처리부, 최종성형부로 동시성형갯수씩 각 성형품을 간헐반송하는 반송수단을 구비하고 상기 1차성형부, 열처리부 및 최종성형부는 각각 분할형으로 구성된 1차블로우 성형부, 열처리형 및 최종블로우 성형형을 갖추고 또한 그 분할형을 형체하는 형체기구를 갖는 것과 함께 상기 반송수단의 반송방향의 일직선상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 열처리부의 열처리형은 상기 1차 성형부의 1차 블로우 성형형과 거의 동일한 공동 형상으로 되는 것과 함께 열처리형을 열처리 온도까지 가열하는 가열기구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 반송수단은 거의 장방형의 반송경로를 형성하고, 상기 1차 성형부, 열처리부 및 최종성형부는 상기 반송경로의 한쪽 긴변에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 반송경로의 한쪽 짧은 변에 프리폼을 받는 수취부가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수취부는 최종성형품을 골라내는 취출부 겸용의 수취·취출부로 되어 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한항에 있어선, 상기 수취부와 1차성형부 사이에 프리폼을 가열하는 복수의 가열부가 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 수취부에서 얻은 프리폼을 가열하는 복수의 가열부를 갖고, 이들 복수의 가열부는 상기 1차성형부, 열처리부 및 최종성형부가 배치된 한쪽 긴변을 뺀 다른변의 적어도 한변에 배설된 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 가열부는, 상기 프리폼을 자전시키기 위한 회전기구를 갖는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 반송수단은, 동시성형갯수씩 모아서 배치된 성형품을 거꾸로 세워 설치하는 반송부재; 상기 반송부재에 설치되어 상기 반송경로의 모서리부에 배치한 스프로켓에 결합되는 반송수단을 갖추고; 상기 반송부재는 상기 가열부에 설치된 프리폼 자전용 회전수단에 결합되는 자전용 스프로켓을 갖춘 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  12. 프리폼을 사출성형하기 위한 프리폼 성형부; 상기 프리폼을 블로우 성형하여 내열용기를 성형하기 위한 내열용기 성형부 및 상기 프리폼 성형부에서 골라낸 프리폼을 상기 내열용기 성형부로 반송하기 위한 반송라인을 구비하고; 상기 반송라인은 상류측에 상기 프리폼을 냉각하기 위한 냉각 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 반송라인은 프리폼을 자전시키면서 반송하는 자전반송수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 자전반송수단은 프리폼을 동시성형갯수씩 간헐반송하는 상류측 자전반송수단과, 이 간헐자전반송수단에 의해 반송된 프리폼을 연속하여 반송하는 하류측 연속자전 반송수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 반송라인은 프리폼을 블로우성형 온도보다도 충분히 낮은 온도까지 냉각가능하게 반송거리 및 반송시간이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  16. 사출성형에 의해 성형된 프리폼을 1차블로우 성형형내에서 블로우 성형하여 1차성형품을 성형하는 1차 성형공정; 1차성형품을 열처리형내에서 내부로부터 가압하면서 열처리형 내면에 접촉시켜 열처리하는 최종성형공정 및; 열처리공정을 거친 중간성형품을 최종블로우 성형형내에서 블로우 성형하여 최종성형품을 성형하는 최종성형공정을 포함한 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 1차성형공정전에 프리폼을 받는 수취공정을 갖고, 상기 최종성형 공정후에 최종성형품을 골라내는 취출공정을 갖는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 수취공정과 1차 성형공정의 사이에 프리폼을 가열하는 복수의 가열공정을 갖는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 가열공정에서는 프리폼을 자전시키면서 가열하는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형방법.
  20. 프리폼을 사출성형하는 프리폼 성형공정; 상기 프리폼 성형공정에서 성형된 프리폼을 취출하여 반송라인에 의해 반송하는 반송공정; 상기 반송라인에 의해 반송된 프리폼을 받아 프리폼을 가열한 후 프리폼을 블로우 성형하여 내열용기를 성형하는 내열용기 성형공정을 포함하며; 및 상기 반송공정에서는 반송라인의 적어도 상류측에서 냉각수단에 의해 냉각하는 냉각공정을 포함한 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 반송공정에서는 상기 반송라인에 의해 프리폼을 자전시키면서 반송하는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형방법.
  22. 프리폼을 블로우성형하여 성형된 1차성형품을 받는 수취부; 수취부에 의해 받은 1차성형품을 열처리형내에서 내부에서 가압하면서 열처리형 내벽면에 접촉시켜 열처리하는 열처리부; 열처리형에 의한 열처리를 거친 중간성형품을 가열한 최종블로우 성형내에서 최종성형품 형상으로 블로우 성형하는 최종성형부; 블로우성형된 최종성형품을 골라내는 취출부; 및 상기 수취부, 열처리부, 최종성형부 및 취출부로 각 성형품을 반송하는 반송수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 수취부 및 취출부는 겸용의 수취·취출부가 되어 상기 수취·취출부, 열처리부 및 최종성형부는 중심위치에서 균등한 3방향위치로 배설되며, 반송수단은 각 성형품의 네크를 잡는 분할된 네크지지부재와 이 네크지지부재를 개폐가능하게 간직하는 분할형으로 구성되는 네크지지부재 고정판, 이 네크지지부재 고정판을 각 수취·취출부, 열처리부 및 최종성형부의 대응위치에서 지지하고 각 수취·취출부, 열처리 및 최종성형부의 대응위치로 회전반송하는 회전판을 갖춘 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 반송수단은 최종성형부가 직선상의 반송경로상에서 서로 이웃하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형장치.
  25. 프리폼을 블로우성형하여 성형된 1차성형품을 받는 1차성형품을 받는 수취공정; 수취공정에 의해서 받은 1차성형품을 열처리형내에서 내부로부터 가압하면서 열처리형 가운데 벽면에 접촉시켜 열처리하는 열처리공정; 열처리형에 의한 열처리를 거친 중간성형품을 가열한 최종블로우 성형내에서 최종성형품 형상으로 블로우 성형하는 최종성형공정; 및 블로우성형된 최종성형품을 골라내는 취출공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 내열용기의 성형방법.
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