KR100309183B1

KR100309183B1 - 내파열성구조를갖는탄산음료병및그제조장치

Info

Publication number: KR100309183B1
Application number: KR1019980056080A
Authority: KR
Inventors: 황정준; 신철원; 곽규대
Original assignee: 에스케이케미칼주식회사
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2002-11-13
Also published as: KR20000040439A

Abstract

본 발명은 외부 충격시 바닥부의 파열을 감소시키기 위해 내파열을 위한 구조를 구비하는 폴리에스터 재질의 탄산 음료병과, 이 음료병을 제조하기 위한 제조장치에 관한 것으로,

좀더 상세하게는 음료병의 바닥부 충격시 파열이 시작되는 음료병의 바닥 중앙의 외면과 내면에 각각 게이트 돌출부와 돔(dome)형태의 보강부를 일체로 형성시켜 내파열성을 보유할 수 있도록 한다.

또한 상기의 게이트 돌출부와 돔(dome)형태의 보강부형성이 가능하도록 음료병 형태의 반가공 성형단계의 몰드인 프리폼에 게이트 돌출부 성형용 요입구를 구비하며,

또한 프리폼을 거친 반가공 음료병의 바닥부 성형을 위한 바닥용 몰드에 게이트 돌출부 보호공간을 구비시키며,

또한 이 음료병을 몰드로 가압 이동시키기 위한 이동수단인 스트레칭 로드에돔형 보강구 형성용 호형 요구를 구비시켜 사기 음료병의 제조장치를 구성토록 한것으로써 고점도의 폴리에스터를 사용하지 않고도 내파열성의 향상은 물론 생산관리의 효율성과 내용물의 변질우려의 배제를 기할 수 있도록 한 것이다.

Description

내파열성 구조를 갖는 탄산 음료병 및 그 제조장치

본 발명은 외부 충격시 바닥부의 파열을 감소시키기 위한 내파열을 위한 구조를 구비하는 폴리에스터 재질의 탄산 음료병과, 이 음료병을 제조장치에 관한 것으로,

또한 이 음료병을 몰드로 가압 이동시키기 위한 이동수단인 스트레칭 로드에돔형 보강부 형성용 호형 요구를 구비시켜 상기 음료병의 제조장치를 구성토록 한 것으로써 고점도의 폴리에스터를 사용하지 않고도 내파열성의 향상은 물론 생산관리 및 생산 효율성의 향상과 내용물의 변질 우려성을 배제할 수 있도록 한 것이다.

통상적으로 탄산가스를 함유하는 음료를 수용하는 폴리에스터 재질의 음료병의 내부에 충진된 탄산가스에 의해 상당한 가스압으로 인해 팽창력을 지니고 있는상태이다.

이와같은 탄산음료를 수용하는 기존의 병은 바닥 중심부인 게이트부분의 두께가 가장 얇고 취약한 것으로 부주의로 낙하시켜 병의 바닥부를 충격하게 되는 경우 병의 바닥 중앙을 기점으로 파열되면서 바닥부로 쉽게 균열이 가게 되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 감소시키기 위하여 음료병 제조업체에서는 내파열성을 갖도록 폴리에스터의 물성을 강화시킨 고점도의 폴리에스터 제품의 제작을 시도하고 있지만 생산관리의 생산효율성에 있어 난이한 문제점이 발생되는 것이며,

또한 병의 성형시 고온의 성형조건에서 발생될 수 있는 부산물에 의해 제품의 품질저하( 특히 용입되는 내용물의 맛의 변화) 및 작업성이 저하될수 있는 것이다.

또한 상기의 병을 제조하는 장치에 있어서도 기존의 일반적인 음료병의 바닥부 성형용 몰드는 중앙부가 막혀진 구조로써 게이트 돌출부를 갖는 프리폼을 적용시킬 경우 게이트 돌출부가 바닥부 성형용 몰드의 중앙에 맞닿아 게이트 돌출부의 높이만큼 프리폼의 바닥과 몰드의 바닥사이에 이격공간이 발생되어 프로폼의 중심점이나 중심각의 변동우려가 많아 병의 바닥성형이 제대로 이루어 지지않게 되는 문제를 갖는 구조이다.

본 발명은 상기와 같은 기존의 탄산 음료병에서 기인되는 제반 문제점을 해결보완하기 위하여 음료병의 바닥부의 구조를 개선시켜 바닥 파열현상을 감소시킬수 있는 음료병과 이를 제조할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것으로,

본 발명의 목적은 고점도의 폴리에스터를 사용하지 않고도 내파열성의 향상은 물론 생산관리 및 생산 효율성의 향상과 내용물의 변질 우려성을 배제할 수 있도록 한 것이며,

이와 같은 목적을 달성하기 위해서

본 발명은 바닥부 충격시 파열이 시작되는 바닥 중앙의 외면과 내면에 각각 게이트 돌출부와 돔(dome)형태의 보강부를 일체로 형성시켜 내파열성을 보유할 수 있는 음료병의 구조를 제시한다.

또한 본 발명은 상기의 게이트 돌출부의 형성이 가능하도록 병의 반가공 형태인 프리폼을 성형하는 프리폼 성형몰드의 바닥 중앙에 게이트 돌출부 성형용 요입구를 제시한다.

또한 본 발명은 음료병의 바닥부 성형시 프리폼에 형성된 게이트 돌출부를 비변형상태로 보호할 수 있도록 바닥 중앙에 게이트 돌출부 보호공간을 구비시킨 음료병의 바닥부 성형몰드를 제시한다.

또한 본 발명은 음료병의 바닥부 성형시 음료병의 내면중앙에 돔(dome)형태의 보강부를 형성시킬 수 있도록 단부에 돔형 보강부 형성용 호형 요구를 구비시킨 스트레칭 로드를 제시한다.

도 1은 발명에 적용되는 프리폼(preform)과 이를 성형하기 위한 프리폼 성형몰드의 구조를 보이는 요부 단면도.

도 2a는 본 발명 장치를 이용한 탄산 음료병의 바닥부 형성 직전의 상태를 보이는 단면.

도 2b는 본 발명 장치를 이용한 탄산 음료병의 바닥부 형성상태를 보이는 도면.

도 3은 본 발명에 적용되는 스트레칭 로드의 상세 단면도.

도 4는 본 발명 장치를 이용하여 바닥부에 내파열성 구조를 구비시킨 탄산 음료병을 보이는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10:탄산음료명 11:바닥부 12:게이트 돌출부

13:보강부 14:환형융출부 20:프리폼 성형몰드

21:게이트 돌출부 성형용 요입구 30:바닥부 성형몰드

31:게이트 돌출부 보호공간 40:스트레칭 로드

41:보강부 형성용 호형 요구 50:프리폼

51:바닥부

본 발명의 탄산 음료병(10)은 탄산 음료병(10)을 구성함에 있어서; 바닥부(11) 중앙의 외면과 내면에 각각 높이가 탄산 음료병(10)의 저측 연부에 형성되는 환형 융출부(14)의 높이(H') 이하의 범위이고, 직경이 0.1∼2.0cm의 범위 내에서 형성된 케이트 돌출부(12)와 돔(Dome)형태의 보강부(13)를 일체로 형성시켜 구성함을 특징으로 하며,

상기 탄산 음료병(10)은 병형상의 반가공제품인 프리폼(50)의 바닥부(51) 중앙에 게이트 돌출부(12)가 구비될 수 있도록 프리폼 성형몰드(20) 바닥 중앙에 요입 형성되는 게이트 돌출부 성형용 요입구(21)와; 상기 프리폼(50)에 형성시킨 게이트 돌출부(12)를 유입시켜 비변형상상태로 보호할 수 있도록 음료병의 바닥부 성형몰드(30)의 중아에 요입상태로 형성하되 깊이가 탄산 음료병(10)의 저측 연부에 형성되는 환영 융출부(14)의 높이(H')의 0.2∼0.6배 이고, 구멍의 직경이 0.4∼0.5cm의 범위 내에서 형성된 게이트 돌출부 보호공간(31)과; 음료병의 바닥부(11) 성형시 음료병의 내면 중앙에 상기 돔(Dome)형태의 보강부(13)를 형성시킬 수 있도록 단부에 요입형성되는 보강부 형성용 호형 요구(41)는 깊이가 0.1∼1.0cm, 직경이 0.5∼1.5cm의 범위내로 형성된스트레칭 로드(40)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄산 음료병의 제조장치에 의하여 만들어 진다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 폴리에스터 병을 성형하기 위해서는 일차적으로 병모양의 전 단계 성형물인 프리폼(50)의 성형이 필요하다.

병형상의 반가공물인 프리폼(50)을 성형하기 위한 프리폼 성형몰드(20)에 폴리에스터 용액을 주입시켜 용액이 프리폼 성형몰드(20)의 바닥부 저면에 요입 형성되는 게이트 돌출부 성형용 요입구(21)까지 충입되도록 하여 프리폼(50)의바닥부(51)가 호형으로 융출되도록 함과 동시에 저부 중앙에 게이트 돌출부(12)가 일체로 형성되도록 한다.

상기와 같이 게이트 돌출부(12)를 구비한 프리폼(50)을 스트레칭 로드(40)를 이용하여 바닥부 성형몰드(30)에 진입시키면 도 2b에서와 같이 게이트 돌출부(12)는 바닥부 성형몰드(30)의 게이트 돌출부 보호공간(31)으로 인입되어 비변형상태로 안전하게 보호되며 따라서 프리폼(50)의 게이트 돌출부(12)의 주변부위가 게이트 돌출부 보호공간(31) 주변의 평면부에 직접 접촉되는 상태에서 바닥부 성형몰드(30)의 내면 형상에 따라 프리폼(50) 바닥의 양측 연부가 융출상태로 성형되어 완성된 바닥부(11)를 이루게 된다.

또한 프리폼(50)의 바닥중앙의 내면에는 스트레칭 로드(40)의 단부에 형성된 보강부 형성용 호형 요구(51)에 의해 돔형의 보강부(13)가 형성되어 게이트 돌출부(12)의 형성부위에 두께를 보강시키고 지지강성을 증대시켜 줌으로써 바닥부의 내파열성을 향상시키게 된다.

상기에서 프리폼(50)의 성형시 게이트 돌출부(12)의 높이(H)는 탄산음료병(10)의 저측 연부에 형성되는 환형 융출부(14)의 높이(H') 이하의 범위를 가지며 직경(D)은 약 O.1∼2.0cm의 범위를 가질수 있도록 설정하게 되며, 가장 적합하기로는 게이트 돌출부(12)의 높이(H)가 환형 융출부(14)의 높이(H')의 0.2∼0.3배이고 직경(D)이 약 0.4∼0.5cm인 것으로 게이트 돌출부(12)의 직경(D)는 상하가 동일 할 수도 있고 사다리꼴 형태로 구성시켜 상하가 다르게 할 수 도 있는 것으로 특정한 형태로 한정되지 않는다.

이 조건에 적합하도록 프리폼 성형몰드(20)의 게이트 돌출부 성형용 요입구(21)의 치수나 형태의 조건을 디자인 하는 것이 중요하다.

따라서 상기 게이트 돌출부(12)를 성형하기 위한 게이트 돌출부 성형용 요입구(21)의 성형조건은 게이트 돌출부(12)와 일치시킴은 물론이다.

한편 바닥부 성형몰드(20)의 디자인은 병의 기본형태를 유지하면서 바닥 중앙에 게이트 돌출부 보호공간(31)을 추가로 형성하면 되고 바닥부 성형몰드(30)의 전체 디자인을 변경 할 필요는 없는 것으로,

상기 게이트 돌출부 보호공간(31)의 형성조건은 게이트 돌출부(12)의 크기에 따라 달라질 수 있다.

또한 스트레칭 로드(40)의 단부에 요입 형성되는 보강부 형성용 호형요구(41)의 형성조건은 요구중앙의 깊이(L)가 0.1∼1.0cm,직경(D)은 0.5∼1.5cm의 범위내로 설정시키게 되는 것이며, 보다 적절하기는 요구중앙의 깊이(L)가 0.2∼0.3cm,직경(D)이 약 1.0∼1.2cm이내의 범위이다.

한편 본 발명의 우수성을 증명하기 위하여 게이트 돌출부가 없는 제품과 게이트 돌출부를 구비시킨 제품의 내압 테스트를 비교예와 실시예를 통하여 알아보고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

〈비교예 및 실시예〉

48g 의 동일한 중량을 갖는 상태로 게이트 돌출부가 없는것과 게이트 돌출부(높이 0.3cm, 직경0.4cm)를 구비시킨 두 종류의 프리폼을 이용하여 1.5리터 용량의 음료병을 성형한 다음 이에 물과 구연산과 탄산수소나트륨을 투입하여 이산화 탄소를 발생시켜 병의 내압을 4.7가스볼륨(GV)으로 충진시킨 상태에서 병을 밀봉하였다.

그리고 병을 약화시키기 위하여 0.2무게비(wt%)로 수산화나트륨 용액을 제조하여 내압을 채운 병의 바닥을 1시간 동안 침지시켜 병바닥이 터지거나 바닥이 갈라져 병의 물이 새어나오는 때까지의 시간을 측정하였다.

상기의 표 1에서 나타난 바와 같이 게이트 돌출부가 없는 경우는 20∼40%의 통과율을 보였으며 게이트 돌출부가 있는 경우는 70∼80%의 통과율을 보였다.

그리고 게이트 돌출부가 있는 병들중 45분을 통과 못한 것들도 거의 45분에 근접하고 있는 것으로 게이트 돌출부가 있음으로 인하여 약 두 배로 내파열성을 향상시킬 수 있게 된 것이다.

이는 내압이 접증되는 병 바닥의 가운데를 게이트 돌출부로 보강한 효과를충분히 거두고 있기 때문이다.

이상과 같은 본 발명은 폴리에스터의 물성을 강화시킨 고점도의 폴리에스터를 적용하지 않고 병 바닥의 구조개량을 통하여 파열성을 향상시킬수 있는 것이어서 내용물의 맛의 저하방지는 물론 생산관리의 용이성과 생산성에 효율을 기할 수 있으며 병을 제조하는 장치에 있어서도 프리폼의 바닥과 몰드의 바닥사이에 이격 공간을 배제시킬 수 있어 프리폼의 중심점이나 중심각의 변동우려를 방지시켜 바닥성형시 불량을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

탄산 음료병(10)을 구성함에 있어서; 바닥부(11) 중앙의 외면과 내면에 각각 높이가 탄산 음료병(10)의 저측 연부에 형성되는 환형 융출부(14)의 높이(H') 이하의 범위이고, 직경이 O.1∼2.0cm의 범위 내에서 형성된 케이트 돌출부(12)와 돔(Dome)형태의 보강부(13)를 일체로 형성시켜 구성함을 특징으로 하는 내파열성 구조를 갖는 탄산 음료병.
병형상의 반가공제품인 프리폼(50)의 바닥부(51) 중앙에 게이트 돌출부(12)가 구비될 수 있도록 프리폼 성형몰드(20) 바닥 중앙에 요입 형성되는 게이트 돌출부 성형용 요입구(21)와;

상기 프리폼(50)에 형성시킨 게이트 돌출부(12)를 유입시켜 비변형상 상태로 보호할 수 있도록 음료병의 바닥부 성형몰드(30)의 중아에 요입상태로 형성하되 깊이가 탄산 음료병(10)의 저측 연부에 형성되는 환영 융출부(14)의 높이(H')의 0.2∼0.6배 이고, 구멍의 직경이 0.4∼0.5cm의 범위 내에서 형성된 게이트 돌출부 보호공간(31)과;

음료병의 바닥부(11) 성형시 음료병의 내면 중앙에 상기 돔(Dome)형태의 보강부(13)를 형성시킬 수 있도록 단부에 요입형성되는 보강부 형성용 호형 요구(41)는 깊이가 0.1∼1.0cm, 직경이 0.5∼1.5cm의 범위내로 형성된 스트레칭 로드(40)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 내파열성 구조를 갖는 탄산 음료병의 제조장치.