KR100708548B1 - 구리분말이 혼합된 합성수지용기의 제조방법 및 그합성수지용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구리분말이 혼합된 합성수지용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지재와 구리분말을 적정비율로 혼합한 합성수지원료로 합성수지용기를 제조함으로서, 금속성분(구리분말)이 혼합된 합성수지용기에 충진되어진 맥주가 빠르게 냉각됨은 물론 살균작용을 하게 되어 맥주 고유의 맛을 느낄 수 있게 된다.

본 발명은 중량비율이 99% ~ 99.5%인 합성수지재와 0.5% ~ 1%인 구리분말을 상호 혼합하여 합성수지 원료를 구비하는 단계; 혼합된 합성수지 원료를 호퍼에 공급하여 수분을 완전히 증발시킨 후, 사출성형부로 원료를 투입시킨 다음 공급된 원료를 용융부가 구비된 용융장치에서 온도 130℃ ~ 260℃의 적외선히터로 10 ~ 30분간 가열하는 단계; 용융된 원료를 프리폼(Preform)성형금형으로 공급시켜 한쪽 단부는 개방되고 다른 한 단부는 폐쇄된 중공을 가지는 막대형태로 프리폼(Preform)을 성형시키는 단계; 성형된 프리폼을 온도 130℃ ~ 250℃의 적외선히터에서 60초 ~ 100초간 재가열하는 단계; 가열된 프리폼을 연신금형 내에 삽입시킨 후 10 ~ 15kg/㎠의 에어토출 압력에 의해 프리폼이 연신되면서 연신봉에 의해 병형태를 갖는 용기로 성형하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

합성수지용기, PET, 구리분말, 프리폼, 블로우성형

Description

구리분말이 혼합된 합성수지용기의 제조방법 및 그 합성수지용기 { The manufacturig method of a container in syntheticresins with mixing copper powder and the container in syntheticresins }

도 1 은 본 발명의 구리분말이 혼합된 합성수지용기의 제조방법 및 그 합성수지용기의 공정도.

본 발명은 구리분말이 혼합된 합성수지용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지재와 구리분말을 적정비율로 혼합한 합성수지원료로 합성수지용기를 제조함으로서, 금속성분(구리분말)이 혼합된 합성수지용기에 충진되어진 맥주가 빠르게 냉각됨은 물론 살균작용을 하게 되어 맥주 고유의 맛을 느낄 수 있게 된다.

일반적으로 합성수지 용기는 물컵, 보온병, 물병, 맥주컵, 맥주용기 등 다양한 용도로 사용되는데 이중 맥주용기는 숙성되어진 맥주가 변질되지 않고 그 맥주 고유의 맛이 오래도록 유지되기 위해 갈색의 염료를 혼합하여 제조된 용기에 상기 맥주를 충진하면 갈색이 햇빛을 차단하므로서, 맥주가 변질되지 않고 그 맛을 오래 유지될 수 있게 한다.

종전에 사용되는 맥주 용기로는 대부분 유리로 이루어진 용기를 사용하였는데, 상기 유리로 이루어진 용기는 그 용기 무게 자체만으로도 무거워서 이동이 불편함은 물론 대용량의 용기로 제작할 수 없는 문제점이 있었으며 또한, 이러한 용기는 깨여지기 쉽고 심지어 유리맥주병이 폭발하여 유리 조각에 의해 심각한 상해를 입히는 경우가 발생하게 되었다.

상기의 문제점을 해결하고자 인체에 무해하고 무게가 가벼운 플라스틱 재질인 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 사용하여 이동이 용이하게 되고 대용량의 맥주 용기의 제조가 가능하게 되었다.

또한, 상기의 PET로 제조된 맥주 용기는 맥주가 햇빛에 의해 변질되지 않고 그 고유의 맛을 오래도록 유지시키기 위해 PET용기의 외면에 갈색의 도료를 도포하여 햇빛을 차단하게 됨으로서 PET용기에 수용된 맥주가 변질되지 않게 되었다.

그러나, 상기 맥주용기에 도료를 도포하게 됨으로서 발생되는 인건비 및 공정으로 인해 맥주용기의 원가가 상승되는 문제점이 있었으며, 도료를 도포하는 과정중 세균이 맥주용기 내부에 잔존하게 되어 사용자의 건강을 위협하게 되는 문제점이 상존하게 되는 것이다.

또한, 맥주가 충진된 대용량의 맥주용기는 사용자가 시음하기 적당한 온도로 냉각시키게 되는데, 합성수지는 열전도율이 낮아서 이러한 냉각 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.
한편, 국내 공개특허공보 공개번호2005-30461에서는 합성수지와 금분말 및 은분말을 혼합하여 이중용기를 성형하므로서 용기가 살균 및 항균작용을 할 수 있도록 하는 제조방법이 알려져 있다.
그러나 상기의 용기는 살균 및 항균작용은 가능하나 맥주를 변질시키지 않고 보관시킬 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기된 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 합성수지재와 구리분말을 적정비율로 혼합한 합성수지원료로 합성수지용기를 제조함으로서, 합성수지용기에 포함된 금속성분(구리분말)으로 인해 냉각이 빠르게 진행됨으로서, 시원하게 맥주를 시음하여 맥주 고유의 맛을 느낄 수 있는 구리분말이 혼합된 합성수지용기의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 합성수지용기에 구리분말을 함유시켜 구리의 살균작용으로 인해 수용된 맥주를 보관중 살균하게 됨과 동시에 갈색을 띠게 되는 구리의 특성으로 햇빛을 차단하여 맥주가 변질되는 것을 방지하게 되는 구리분말이 혼합된 합성수지용기의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 합성수지용기 표면에 인체에 유해한 영향을 끼치는 도료를 도포하는 공정을 없애므로서, 작업자의 안전이 보장되고, 인건비를 절감할 수 있게 되며, 공정을 줄여 맥주용기의 원가를 낮출 수 있게 되는 구리분말이 혼합된 합성수지용기의 제조방법을 제공하는데 또 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 중량비율이 99% ~ 99.5%인 합성수지재와 0.5% ~ 1%인 구리분말을 상호 혼합하여 합성수지 원료를 구비하는 단계; 혼합된 합성수지 원료를 호퍼에 공급하여 수분을 완전히 증발시킨 후, 사출성형부로 원료를 투입시킨 다음 공급된 원료를 용융부가 구비된 용융장치에서 온도 130℃ ~ 260℃의 적외선히터로 10분 ~ 30 분간 가열하는 단계; 용융된 원료를 프리폼(Preform)성형금형으로 공급시켜 한쪽 단부는 개방되고 다른 한 단부는 폐쇄된 중공을 가지는 막대형태로 프리폼(Preform)을 성형시키는 단계; 성형된 프리폼을 온도 130℃ ~ 250℃의 적외선히터로 60초 ~ 100초간 재가열하는 단계; 가열된 프리폼을 연신금형 내에 삽입시킨 후 10 ~ 15kg/㎠의 에어토출 압력에 의해 프리폼이 연신되면서 연신봉에 의해 병 형태를 갖는 용기로 성형하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명인 구리분말이 혼합된 합성수지용기 제조 공정은 중량비율이 99% ~ 99.5%인 합성수지재와 0.5% ~ 1%인 구리분말을 상호 혼합하여 합성수지 원료를 구비하게 되고, 상기 혼합된 합성수지 원료를 호퍼에 공급하여 수분을 완전히 증발시킨 후, 사출성형부로 원료를 투입시킨 다음 공급된 원료를 용융부가 구비된 용융장치에서 온도 130℃ ~ 260℃의 적외선히터로 10분 ~ 30분간 가열하게 되며, 상기 용융된 원료를 프리폼(Preform)성형금형으로 공급시켜 한쪽 단부는 개방되고 다른 한 단부는 폐쇄된 중공을 가지는 막대형태로 프리폼(Preform)을 성형시키되, 상기 프리폼을 온도 130℃ ~ 250℃의 적외선히터로 60초 ~ 100초간 재가열하여 가열된 프리폼을 연신금형 내에 삽입시킨 후 10 ~ 15kg/㎠의 에어토출 압력에 의해 프리폼이 연신되면서 연신봉에 의해 병 형태를 갖는 용기로 성형하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이 된 본 발명의 구리분말이 혼합된 합성수지용기의 제조 공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 공정 : 혼합공정

구리분말이 혼합된 합성수지용기를 제조하기 위해 칩으로 된 합성수지재와 구리(Gu)분말을 준비하게 된다.

상기 합성수지재 99wt% ~ 99.5wt% 와 구리(Gu)분말 0.5wt% ~ 1wt%를 혼합기에 투입하게 되고 1000rpm으로 골고루 혼합하여 혼합된 합성수지 원료를 호퍼에 투입시키게 된다.

상기에서, 호퍼에 투입된 합성수지재와 구리분말을 호퍼에 형성된 적외선 히터에 의해 90℃ 이상의 온도로 5시간 이상 건조시켜 내부에 함유된 수분을 완전히 증발시키는 것은 용융시간 단축과 용융과정중 수분에 의해 내부에 기포가 발생되는 것을 방지하기 위한 것이다.

제 2 공정 : 프리폼(Preform) 성형 공정

상기 호퍼에 투입된 합성수지 원료를 사출성형부로 투입시키게 되고 공급된 합성수지 원료를 용융부가 구비된 용융장치에서 온도 130℃ ~ 260℃의 적외선 히터로 10 ~ 30분간 용융시키게 된다.

여기서, 상기 용융시간은 10분 ~ 30분으로 한정되는 것은 아니며, 사출성형부로 투입되는 합성수지원료의 양이나 합성수지재의 종류(PET, PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로틸렌), PS(폴리스틸렌), PC(폴리카보네이트) 등) 및 적외선 히터의 온도에 따라 용융되는 시간은 변동될 수 있다.

상기와 같이 용융된 합성수지 원료를 프리폼성형 금형으로 공급시켜 한쪽 단 부는 개방되고 다른 한 단부는 폐쇄된 중공을 가지는 예비형 성형물인 프리폼('패리슨(parison)'이라고도 함)을 형성시킨다.

이때, 상기 프리폼(Preform)이 블로우공정에 투입되기 전에 프리폼이 50~100℃의 온수에 3일 이상 침지시키게 되는데 이는, 프리폼 내에 흡수된 수분이 합성수지 분자사슬들의 운동에 윤활제로서 작용하게 하기 위한 것이다. 따라서, 프리폼 자체의 연신효율이 높아지고, 후술 될 인덱션블로우 성형공정에서 프리폼의 중공에 공기를 취입하는 것이 더욱 용이해지므로, 인덱션블로우 성형속도가 단축되고, 보다 낮은 온도에서도 스트레스-화이트닝(Stress-Whitening)이라고 불리는 백화(白化)현상 등의 불량현상이 없는 정상적인 병을 성형할 수 있게 된다.

제 3 공정 : 가열 및 성형공정

상기 성형된 프리폼을 병 형상을 갖는 금형에 넣고 인덱션블로우를 하기 위해 전처리 과정으로서 프리폼(preform)을 히터내로 이동시켜 프리폼 원료물질(합성수지)의 유리전이온도(Glass Transition Temperature) 즉, 130℃ ~ 250℃의 적외선 히터로 60초 ~ 100초간 재가열하게 된다.

여기서, 상기 용융시간은 60초 ~ 100초으로 한정되는 것은 아니며, 프리폼의 크기나 두께, 합성수지재의 종류(PET, PE, PP, PS, PC 등) 및 적외선 히터의 온도에 따라 용융되는 시간은 변동될 수 있다.

이때, 가열되는 온도는 성형하고자 하는 합성수지재의 종류에 따라서 가열온도의 차이가 발생될 수 있다.

즉, 성형하고자 하는 합성수지재의 종류(PET, PE, PP, PS, PC 등)에 따라서 프리폼을 가열하기 위한 적외선 히터의 가열온도 130℃ ~ 250℃로 가열하게 되는 것이다.

상기 가열된 프리폼을 연신금형 내에 삽입시킨 후 상기 프리폼의 일단에 형성된 중공에 연신봉을 삽입시키게 되고, 10 ~ 15kg/㎠의 에어토출 압력으로 상기 연신봉을 통하여 프리폼의 내부에 공기를 주입시켜 부풀어오르게 하여 병 형태를 갖는 용기로 형성시키게 된다.

상기와 같이 구리분말과 같이 혼합되는 합성수지재로는 일반적으로 사용되는 PET, PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로틸렌), PS(폴리스틸렌), PC(폴리카보네이트)가 사용될 수 있고, 재질에 따라 용융 및 가열온도가 달라지게 되며, 그 이외에 인체에 무해한 합성수지재는 어느것이나 사용되어도 무방하다.

여기서, 상기 구리분말이 혼합된 합성수지는 생수병, 음료병, 물컵, 보온병, 물병, 맥주컵, 맥주용기 등 다양한 용도의 용기로 제작되어 사용될 수 있음은 물론이다.

본 발명에서 합성수지재와 혼합되는 구리의 성질을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 구리는 살균 효과가 뛰어나 예로부터 구리 냄비, 포트, 물병, 머그컵, 세면기 등 여러가지 형태로 우리의 생활 속에 응용되어 왔고, 적은 양으로도 살균 작용을 나타내는 기능(미량 작용)이 있다. 이는 1893년 식물학자 네이게리는 1000만 분의 1의 구리 이온이 균을 사멸시키는 것을 발견하게 되었다. 또한, 타이쇼 연 간에 일본의 학자가 지폐와 동전의 위생 검사를 했는데, 구리동전과 은화는 무균이었다는 보고도 있다.

또한, 구리는 건강이나 생명을 유지하기 위한 필수의 금속으로 아기 생육을 위해서 분유 안에도 구리가 들어가 있으며, 구리가 몸 안에서 하는 기능으로는 혈액을 만들며 피부를 만들거나 모발을 만들어 탄력 있는 혈관을 만드는(젊어지게 하는) 일을 한다.

그리고, 예로부터 동의 녹 즉, 녹청은 유해하다라고 말해져 왔지만 오늘날 이것은 잘못된 지식으로 녹청은 완전히 무해하며, 옛날, 동의 제련법이 미숙했던 시절에 동광석 중에 혼재하는 비소를 충분히 분리할 수 없었으나. 그 때문에 녹청에 섞여 들어간 비소 화합물이 독작용을 나타낸 것을 동(녹청)이 유해하다라고 잘못 전하게 된 것으로, 현재는 동의 제련 기술이 발달해 동 안에 비소가 섞여 들어가는 일은 전혀 없게 되었다.

실험에 의하면, 쥐에 녹청과 황산구리가 400ppm 포함된 사료를 6개월 이상 먹여도 이상은 없었으며, 동 자체가 무해한 것은 과학적으로 입증이 끝난 상태이므로 요리에도 구리 냄비가 많이 이용되고 있습니다.

본 발명에 사용되는 구리의 제련은 황동광( CuFeS₂)를 제련하여 얻은 조동을 전기 분해하여 얻게 되는 것으로, 인체에 무해함은 물론 살균작용도 할 수 있게 되는 것이다.

상기에서 합성수지에 햇빛을 차단함과 동시에 열전도율이 높은 구리분말을 혼합하고 있으나 열 전도성이 있는 은 나노 분말 등 다른 금속분말을 합성수지와 혼합하여 사용할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 합성수지재와 구리분말을 적정비율로 혼합한 합성수지원료로 합성수지용기를 제조하여, 합성수지용기에 포함된 금속성분(구리분말)으로 인해 냉각이 빠르게 진행됨으로서, 시원하게 맥주를 시음하여 맥주 고유의 맛을 느낄 수 있는 효과가 있다.

또한, 구리의 살균작용으로 인해 합성수지용기에 잔존하고 있던 인체에 유해한 균을 살균하게 되는 효과가 있다.

또한, 갈색을 띠게 되는 구리의 특성으로 햇빛을 차단하여 햇빛에 의해 맥주가 변질되는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.

또한, 합성수지용기 표면에 인체에 유해한 영향을 끼치는 도료를 도포하지 않게 됨으로서, 작업자의 안전을 보장받을 수 있게 되고, 인건비를 절감할 수 있게 되며, 공정이 줄어들어 합성수지용기의 원가를 낮출 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 합성수지재에 금 및 은 분말을 혼합하여 항균기능을 가지는 종래의 합성수지용기 제조방법에 있어서,

   중량비율이 99% ~ 99.5%인 합성수지재와 0.5% ~ 1%인 구리분말을 상호 혼합하여 합성수지 원료를 구비하는 단계;

   혼합된 합성수지 원료를 호퍼에 공급하여 수분을 완전히 증발시킨 후, 사출성형부로 원료를 투입시킨 다음 공급된 원료를 용융부가 구비된 용융장치에서 온도 130℃ ~ 260℃의 적외선히터로 10분 ~ 30분간 가열하는 단계;

   용융된 원료를 프리폼(Preform)성형금형으로 공급시켜 한쪽 단부는 개방되고 다른 한 단부는 폐쇄된 중공을 가지는 막대형태로 프리폼(Preform)을 성형시키는 단계;

   성형된 프리폼을 온도 130℃ ~ 250℃의 적외선히터로 60초 ~ 100초간 재가열하는 단계;

   가열된 프리폼을 연신금형 내에 삽입시킨 후 10 ~ 15kg/㎠의 에어토출 압력에 의해 프리폼이 연신되면서 연신봉에 의해 병 형태를 갖는 용기로 성형하는 단계로된 것을 특징으로 하는 구리분말이 혼합된 합성수지용기의 제조방법.
2. 합성수지재에 금 및 은 분말을 혼합하여 항균기능을 가지도록 하는 종래의 합성수지용기에 있어서,

   중량비율이 99% ~ 99.5%인 합성수지재와 0.5% ~ 1%인 구리분말을 상호 혼합하여 합성수지 원료를 구비하게 되고, 상기 혼합된 합성수지 원료를 호퍼에 공급하여 수분을 완전히 증발시킨 후, 사출성형부로 원료를 투입시킨 다음 공급된 원료를 용융부가 구비된 용융장치에서 온도 130℃ ~ 260℃의 적외선히터로 10분 ~ 30분간 가열하게 되며, 상기 용융된 원료를 프리폼(Preform)성형금형으로 공급시켜 한쪽 단부는 개방되고 다른 한 단부는 폐쇄된 중공을 가지는 막대형태로 프리폼(Preform)을 성형시키되, 상기 프리폼을 온도 130℃ ~ 250℃의 적외선히터로 60초 ~ 100초간 재가열하여 가열된 프리폼을 연신금형 내에 삽입시킨 후 10 ~ 15kg/㎠의 에어토출 압력에 의해 프리폼이 연신되면서 연신봉에 의해 병 형태를 갖는 용기로 성형하여서 된 것을 특징으로 하는 구리분말이 혼합된 합성수지용기.

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