KR101414304B1

KR101414304B1 - 용융 수지 공급 장치 및 바닥이 있는 통형상물의 압축 성형 방법

Info

Publication number: KR101414304B1
Application number: KR1020107003987A
Authority: KR
Inventors: 히데토 몬젠; 히로유키 하시모토; 호타카 후카보리; 다쿠야 후지카와; 히로시 하야시; 즈네오 이마타니
Original assignee: 도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2014-07-02
Also published as: WO2009034892A1; EP2186615B1; EP2186615A4; CN101801633B; JP2009066956A; JP4985257B2; US8162654B2; EP2186615A1; US20100209727A1; CN101801633A; KR20100066446A

Abstract

본 발명은, 커터 마크의 양단부에 형성되는 각형상의 흔적을 프리폼의 성형시에 소멸시키거나, 프리폼 본체부의 측벽에까지 미치지 않도록 할 수 있는 수지 공급 장치를 제공하는 것이다. 압축 성형기에 용융 수지를 공급하는 수지 공급 장치는, 궤도 상을 회전 가능하게 이동하는 유지 유닛(17)을 포함하고, 유지 유닛(17)은 용융 수지의 유지 및 해방이 가능한 한쌍의 홀더(22, 23)를 포함하고 있다. 커터에 의한 용융 수지의 절단시에 용융 수지의 절단 방향에 대하여 직각 방향으로 수지의 절단면에 직선 형상의 커터 마크(29)가 형성된다. 한쌍의 홀더(22, 23)에 의해 용융 수지를 유지할 때, 커터 마크(29)의 단부를 커터 마크의 내측으로 변형시키는 돌출부(32, 33)를 홀더(22, 23)의 내주면에 형성한다.

Description

용융 수지 공급 장치 및 바닥이 있는 통형상물의 압축 성형 방법{APPARATUS FOR FEEDING MOLTEN RESIN AND METHOD OF COMPRESSION-MOLDING A CYLINDRICAL ARTICLE WITH BOTTOM}

본 발명은, 압출기로부터 배출된 용융 수지를 유지 유닛에 의해 유지하고, 용융 수지를 유지 유닛으로부터 압축 성형기의 금형에 공급하는 수지 공급 장치에 관한 것이다.

음료 등을 위한 용기로서, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 합성 수지로 형성된 합성 수지제 용기가 널리 사용되고 있다. 블로우 성형함으로써 합성 수지제 용기로 되는 전(前)성형체(프리폼)는, 압축 성형기를 이용한 압축 성형에 의해 일체 성형이 가능하다.

이러한 압축 성형을 수행할 때, 압출 노즐의 개구로부터 압출된 용융 상태의 합성 수지는, 수지 공급 장치에 의해서 압축 성형기에 공급된다.

도 8의 A는, 종래의 수지 공급 장치의 유지 유닛이 용융 수지(107)를 유지하고 있는 상태의 평면도, 도 8의 B는 유지 유닛을 개방한 상태의 평면도, 도 8의 C는 A의 X-X선 방향에서 본 측면도이다.

유지 유닛(101)은, 도시하지 않은 회전 수단에 의해 회전 궤도를 이동할 수 있게 유지되어 있다. 유지 유닛(101)은, 기초부(102)와 한쌍의 홀더(103)를 포함하고 있다. 기초부(102)에는, 반원기둥 형상의 수납 오목부(104)가 형성되어 있다. 기초부(102)의 위쪽에는 커터(105)가 형성되고, 칼날끝이 진행 방향 위쪽으로 비스듬하게 돌출되고, 칼날이 유지 유닛(101)의 회전 반경 방향에 대하여 평행하게 신장되어 갖춰져 있다. 한쌍의 홀더(103)는, 기초부(102)에 회전 가능하게 지지되어, 홀더(103)를 개폐할 수 있다.

유지 유닛(101)은, 회전 궤도를 이동하면서, 압출 장치의 다이헤드(실시예의 도 2 참조)의 상류측에서 도 8의 B에 나타낸 바와 같이 홀더(103)를 개방하여, 다이헤드로부터 배출된 용융 수지(드롭; 107)를 커터(105)로 절단하고, 도 8의 A에 나타낸 바와 같이, 홀더(103)를 폐쇄하여 용융 수지(107)를 유지하고, 압축 성형기의 금형의 바로 위쪽까지 반송하여, 금형의 암형에 용융 수지(107)를 공급한다.

아래에 기재된 특허문헌 1에는, 다이헤드의 압출 개구로부터 분리된 합성 수지를 홀더로 유지하고, 홀더가 압축 성형기의 암형의 위쪽 위치까지 이송되면, 홀더를 개방 상태로 설정하여 암형에 용융 수지를 공급하도록 한 용융 수지 공급 장치가 개시되어 있다.

특허문헌1:일본특허공개제2000-108127호공보 특허문헌2:일본특허공개제2005-059240호공보

도 9의 A 및 B는, 다이헤드의 노즐의 선단으로부터 배출된 용융 수지를 커터(105)로 절단한 후의 형상의 일형태예를 나타내는 것으로, 도 9의 A는 커터(105)의 절단 방향(용융 수지(107) 또는 유지 유닛(101)의 이동 방향)에 대하여 직각 방향에서 본 용융 수지(107)의 형상이고, 도 9의 B는 유지 유닛(101)의 이동 방향의 전방측에서 본 용융 수지(107)이다.

용융 수지(107)가 커터(105)로 절단될 때, 커터(105)에 처음 닿은 쪽인 용융 수지(107)의 상단부는, 후방으로 비스듬하게 연장되는 경사면(107a)으로 변형된다. 경사면(107a)의 종단부는 정점부가 되는 커터 마크(107b)가 형성되고, 커터 마크의 후방측(유지 유닛(101)의 이동 방향의 전방측 근처)은 거의 후방측을 향하여 아래로 향한 만곡면(107c)으로 변형된다. 용융 수지(107)의 상단부 전체적으로는, 커터(105)의 형상과 움직임에 의해, 용융 수지(107)를 유지 유닛(101)의 회전 반경 방향으로 횡단하는 커터 마크(107b)를 정점부로 한 산형상으로 형성된다.

도 9의 B에 나타낸 바와 같이, 커터 마크(107b)는 용융 수지(107)의 직경과 거의 동일한 길이의 직선 형상으로 형성되고, 커터 마크(107b)의 양단부는 각(角)형상(107d)으로 형성되어 있다. 그 후, 용융 수지(107)는, 압축 성형기의 암형 내에 공급되어 수형과 함께 압축 성형된다.

상술한 바와 같은 커터 마크(107b)가 형성되고, 커터 마크(107b)의 양단부를 각형상(107d) 그대로 압축 성형하면, 각형상의 흔적이 압축 성형 금형의 암형 또는 수형을 따라서 프리폼의 본체부까지 상승하여, 프리폼의 높이 방향으로 세로 흔적으로서 발현된다. 도 10은, 그 프리폼의 세로 흔적을 도면화하여 나타내고 있다. 세로 흔적(111)은 프리폼(110)의 본체부(110a)로부터 하부의 반구부(110b)에 걸쳐 세로 방향으로 선형상으로 나타나며, 프리폼의 반구부(110b)에서는, 세로 흔적은 소멸되거나, 1개 또는 도 10에 나타낸 바와 같이 두 갈래로 분기되어 2개로 남는 경우도 있다. 세로 흔적(111)은, 프리폼의 내면에 형성되지만, 프리폼의 외측에서 보면, 빛의 굴절 등에 의해 프리폼의 표면측에 형성되어 있는 것처럼 보인다.

이러한 세로 흔적(111)은, 프리폼 바닥부(반구부)에서는, 블로우 성형에 의해 용기로 되더라도 잘 연신되지 않고, 또 잘 보이지 않는 바닥부에 머무르기 때문에, 이 흔적은 잘 눈에 띄지 않는다. 또한 프리폼 바닥부를 블로우 성형할 때, 필요에 따라 연신 로드(스트레치 로드)나 지지핀(프레스 로드) 등에 의해 누름 가공을 함으로써, 흔적을 더 저감시킬 수 있다. 그러나, 본체부의 세로 흔적이, 프리폼을 용기로 블로우 성형한 후 연신되어 얇아진 용기 본체부에, 넓어져서 더욱 눈에 띄는 세로 흔적(외관 불량)을 남긴다는 문제점이 있었다.

이에 비해, 특허문헌 2에서는 도 8의 유지 유닛(101)에는, 홀더(103) 대신 오목부가 형성된 지지벽이 포함되어 있다. 이 지지벽 사이에 용융 수지를 끼워 지지함으로써, 오목부로부터 분리된 용융 수지(107)의 상부와 하부가 눌러져, 커터 마크(107b)의 직경(길이)을 작게 한다. 이와 같이 하여, 커터 마크의 단부(107d)(도 9)가 압축 성형 중에 암형 표면(도 5의 캐비티형(52)의 내측 구멍(54)의 표면)에 접촉되지 않고, 세로 흔적이 유효하게 방지되는 취지가 개시되어 있다.

그런데, 특허문헌 2의 장치에서도 커터 마크 단부(107d)가 극히 드물기는 하지만 수형 측벽 외경의 지점에 위치하는 경우가 있고, 세로 흔적이 수형의 측벽을 따라 상승하여, 프리폼의 내면측의 측벽에 발현되는 경우가 있다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 커터 마크의 양단부에 형성되는 각형상의 흔적을 프리폼의 성형시에 소멸시키거나, 프리폼 본체부의 측벽에까지 미치지 않도록 할 수 있는 수지 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 수지 공급 장치는, 궤도 상을 이동하는 유지 유닛을 포함하고, 그 유지 유닛은, 개폐에 의해 용융 수지의 유지 및 해방이 가능한 한쌍의 홀더와, 그 홀더를 개폐 가능하게 지지하여 그 홀더와 함께 용융 수지를 유지하는 기초부를 포함하고, 압출 성형기로부터 배출되어 커터에 의해 절단된 용융 수지를 상기 유지 유닛에 의해 유지하고, 용융 수지를 그 유지 유닛으로부터 압축 성형기의 암형에 공급하도록 한 용융 수지 공급 장치에서, 상기 용융 수지의 절단시에 용융 수지의 절단면에 상기 커터에 의해 커터 마크가 형성되고, 상기 유지 유닛이 상기 용융 수지를 유지하고 있을 때, 상기 커터 마크의 단부를 커터 마크의 내측으로 변형시키는 돌출부를 상기 한쌍의 홀더 중 하나 이상의 홀더의 내주면에 형성했다.

상기 용융 수지 공급 장치의 상기 한쌍의 홀더는, 상기 용융 수지의 커터 마크 방향으로 개폐되도록 할 수 있다.

상기 용융 수지 공급 장치는, 각각에 상기 돌출부가 형성되어 있는 상기 한쌍의 홀더 중 한쪽 홀더의 돌출부를 다른쪽 홀더의 돌출부보다 상기 커터 마크의 내측으로 돌출시키도록 할 수 있다.

상기 용융 수지 공급 장치의 상기 돌출부는, 상기 암형의 내측 구멍의 반경과 상기 압축 성형기의 수형의 선단부의 반경에서의 반경 차이의 길이보다 크게 형성하고, 상기 용융 수지의 커터 마크를 그 커터 마크의 내측으로 변형시킬 수 있다.

상기 유지 유닛이 상기 용융 수지를 유지하고 있을 때, 상기 커터 마크의 단부를 커터 마크의 내측으로 변형시키는 적어도 한쪽의 돌출부와, 다른쪽의 돌출부 또는 홀더의 내주면의 상기 용융 수지의 지지 부분 사이의 거리를, 상기 압축 성형기의 수형의 선단부의 직경보다 좁게 설정할 수 있다.

유지 유닛은 회전 궤도를 이동하고, 상기 커터는 그 유지 유닛에 탑재되고, 그 커터의 날은 그 유지 유닛의 회전 궤도의 반경 방향에 대하여 평행하게 배치되고,

상기 용융 수지의 커터 마크 방향으로 개폐되는 한쌍의 홀더 중, 그 유지 유닛의 회전 반경 방향의 외측에 그 한쌍의 홀더 중 한쪽이 설치되고, 상기 회전 반경 방향의 내측에 그 한쌍의 홀더 중 다른쪽이 설치되도록 할 수 있다.

또한, 압출기로부터 압출된 합성 수지의 용융 수지를 커터로 절단한 후, 기둥형상 본체부를 갖는 수형과, 암형을 포함한 압축 성형기의 그 암형 내에, 상기 커터에 의한 절단에 의해서 생긴 커터 마크를 그 암형의 개구측을 향해 공급하고, 그 수형과 암형의 협동에 의해 바닥이 있는 통형상물을 압축 성형하는 방법으로서, 그 커터 마크의 최대폭이 그 기둥형상 본체부의 최소폭보다 좁아지도록, 용융 수지를 압축 성형전에 누르는 성형 방법을 채택했다.

상기 수형의 기둥형상 본체부가 원기둥형상 본체부이고, 상기 합성 수지가 폴리에스테르이며, 상기 바닥이 있는 통형상물을 블로우 성형 용기의 전성형체로 했다.

또한, 용기로 블로우 성형하기 위한 바닥이 있는 통형상 전성형체로서, 그 바닥이 있는 통형상 전성형체의 내면측에는, 줄무늬 형상의 흔적이 그 전성형체의 바닥부에만 존재하는 것으로 했다.

본 발명의 용융 수지 공급 장치는, 커터에 의한 용융 수지의 절단시에 용융 수지의 절단 방향에 대하여 직각 방향으로 용융 수지의 절단면에 직선 형상의 커터 마크가 형성되고, 한쌍의 홀더부가 상기 용융 수지를 유지할 때, 상기 커터 마크의 단부를 커터 마크의 내측으로 변형시키는 돌출부를 홀더의 내주면에 형성하도록 했기 때문에, 커터 마크의 각형상의 흔적이 프리폼의 본체부까지 상승하는 것이 방지된다. 따라서, 병의 측면에 연장되는 세로 흔적의 발생을 방지할 수 있어, 프리폼 및 용기의 생산성 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 수지 공급 장치를 포함한 압축 성형 장치의 전체의 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 수지 공급 장치 주변의 확대 평면도이다.
도 3은 도 2의 수지 공급 장치에 설치되어 있는 홀더의 돌출부가 용융 수지를 누르고 있는 상태를 나타내는 평면도이다. (이해를 돕기 위해, 도 2의 커터(28)를 생략한다)
도 4는 도 2의 수지 공급 장치에 설치되어 있는 홀더의 돌출부가 용융 수지를 누르고 있는 상태를 나타내는 도 3의 Y-Y 단면도이다. (이해를 돕기 위해, 도 2의 커터(28)를 생략한다)
도 5는 도 1에 나타내는 압축 성형기의 프리폼의 압축 공정을 나타낸 도면으로서, A는 유지 유닛으로부터 캐비티형에 용융 수지를 공급하기 직전의 상태의 단면도, B는 캐비티형에 용융 수지를 공급한 상태의 단면도, C는 네크 하프가 캐비티형 위에 연결되고, 코어가 이들의 관통 구멍 및 내측 구멍에 삽입되어 있는 상태의 단면도, D는 용융 수지를 압축하여 프리폼을 성형하고 있는 상태(거의 압축이 완료된 상태)의 단면도이다.
도 6은 도 1에 나타내는 압축 성형기의 캐비티형 및 코어와, 절단된 용융 수지의 변형후 절단 라인과의 위치 관계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 변형예에 의한 수지 공급 장치의 홀더로서, A는 한쌍의 홀더의 돌출부의 돌출 높이를 상이하게 한 예의 단면도, B는 경사면 대신 수직 원통면으로 한 단면도이다.
도 8은 종래의 홀더로서, A는 홀더 폐쇄 상태의 평면도, B는 홀더 개방 상태의 평면도, C는 A의 X-X선 방향에서의 측면도이다.
도 9는 A는 커터로 절단된 용융 수지의 커터 마크를 절단 방향에 대하여 직각 방향에서 본 용융 수지의 측면도, B는 커터 마크를 절단 방향에서 본 용융 수지의 정면도이다.
도 10은 종래의 방법으로 성형된 프리폼의 세로 흔적을 나타내는 그 프리폼의 정면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 수지 공급 장치에 관해, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 프리폼이라고 불리는 PET병 등의 전(前)성형체를 형성하는 압축 성형 장치의 개략 평면도를 나타내고 있다.

압축 성형 장치(1)는, 압출기(2), 수지 공급 장치(3), 압축 성형기(4), 출구 휠(6) 및 인출 컨베이어(7)를 포함하고 있다.

압출기(2)는, 거의 통형상의 외형을 갖고 있고, PET 등의 합성 수지 소재를 가열 용융 및 혼련하여, 용융 수지를 기어 펌프(8)로 반송한다. 기어 펌프(8)는, 톱니바퀴의 맞물림에 의해, 용융 수지를 안정된 상태로 토출한다. 기어 펌프(8)의 토출구는, 도관(2a)을 통해 아래로 향한 다이헤드(10)와 접속되어 있다. 다이헤드(10)는 원통 단면을 갖고 있고, 용융 상태의 합성 수지는, 다이헤드(10)로부터 거의 원기둥 형상의 상태로 연속적으로 아래쪽으로 압출된다.

도 2는, 본 발명의 일실시형태에 따른 수지 공급 장치의 확대 평면도이다.

수지 공급 장치(3)는 커터 휠(11)을 포함하고, 커터 휠(11)은, 회전판(12), 요동 캠(14), 요동 유닛(15), 신축 유닛(16) 및 유지 유닛(17)을 포함한다.

회전판(12)은 원판 형상 부재이며, 둘레 가장자리부에 등각도 간격으로, 도면에서는 6개의 요동 유닛(15)이 회전판(12)과 함께 회전 운동 가능하게 설치되어 있다. 이 회전판(12)은 구동 수단을 모터(도시하지 않음)로 하여, 위쪽에서 볼 때 시계 방향으로 회전한다.

요동 유닛(15)은, 하부에 캠 팔로워가 설치되어 있고, 회전판(12)이 회전하면, 캠 팔로워가 요동 캠(14)에 형성된 홈(18)을 따라서 이동함으로써 요동한다.

신축 유닛(16)은 거의 회전판(12)의 직경 방향으로 연장된 막대 형상 부재이며, 외주측 선단부에 유지 유닛(17)이 설치된다. 신축 유닛(16)은, 리니어 베어링 등을 개재시켜, 요동 유닛(15)의 상부에 요동 유닛(15)의 길이 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 예를 들어, 에어실린더, 캠, 스프링, 모터 또는 이들의 조합(도시하지 않음) 등에 의해, 거의 회전판(12)의 직경 방향으로 왕복 이동한다.

유지 유닛(17)은 요동 유닛(15)의 요동 운동과 신축 유닛(16)의 왕복 이동에 의해, 운전시의 궤적(19)을 따라서 회전하고, 압축 성형기(4)의 금형(51)에 용융 수지를 전달하는 전후에는, 금형(51)의 회전 궤적(20)을 따라서 이동한다. 이것에 의해, 고속 운전한 경우라 하더라도, 용융 수지를 확실하게 전달할 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 유지 유닛의 구조를 설명하기 위한 주요부의 개략 확대도이다.

유지 유닛(17)은 기초부(21)와 한쌍의 홀더(22, 23)를 포함한다. 기초부(21)는 반원 형상 또는 거의 반타원 형상의 수납 오목부(25)가 상하 방향으로 형성된다. 한쌍의 홀더(22, 23)는 기초부(21)에 설치된 도시하지 않은 회전 운동축에 회전 운동 가능하게 부착되어, 캠 기구나 액츄에이터 등의 수단에 의해 홀더(22, 23)를 개폐할 수 있다.

홀더(22, 23)는 폐쇄 상태에 있을 때, 상기 수납 오목부(24)와 함께 용융 수지를 수납하는 수납 오목부(25)를 형성한다.

유지 유닛(17)은 도 3에 나타내는 평면도의 상태에서는, 화살표 a 방향으로 회전하여 한쪽 홀더(22)가 회전 반경의 외측에 배치되고, 다른쪽 홀더(23)가 회전 반경의 내측에 배치되어 있다. 홀더(22, 23)는 화살표 b에 나타낸 바와 같이, 회전 방향에 대하여 거의 직각 방향으로 개폐할 수 있다. 유지 유닛(17)을 회전시키는 회전판(12)의 회전축(O)은, 도 3 및 도 4 중에서 유지 유닛(17)의 우측에 위치한다.

기초부(21)의 상부에는 커터(28)(도 2 참조)가, 그 날이 유지 유닛(17) 및 회전판(12)의 회전 반경 방향에 대하여 평행하게 배치되도록 설치되어 있다. 용융 수지가 이 커터(28)에 의해 절단되었을 때에는, 용융 수지의 상단부에 회전판(12)의 반경 방향으로 연장되는 커터 마크(29)가 형성된다. 커터(28)의 날이 유지 유닛(17)의 회전 반경 방향에 대하여 경사지게 배치되어 있는 경우는, 커터 마크(29)도 회전 반경 방향에 대하여 경사지게 형성된다. 커터(28)의 날이 직선이 아니라, 원호 형상이나 곡선 형상으로 형성되어 있는 경우는, 커터 마크(29)도 원호 형상이나 곡선 형상 등, 커터(28)의 날의 형상, 또는 그것과 유사한 형태로 형성된다.

한쪽 홀더(22)의 수납 오목부(25)측 단부에는, 다른쪽 홀더(23)측으로 돌출된 돌출부(32)가 형성되고, 다른쪽 홀더(23)의 수납 오목부(24)측 단부에는, 한쪽 홀더(22)측으로 돌출된 돌출부(33)가 형성된다. 또한, 이들 돌출부(32, 33)가 형성되는 위치는 홀더(22, 23)가 용융 수지를 유지하고 있을 때, 용융 수지의 상단부에 위치하도록 하였다. 또한, 한쪽 돌출부(32)는 용융 수지의 커터 마크(29)가 형성되는 위치의 일단측에 대응하는 위치이며, 이 일단측에 커터 마크(29)가 커터 마크(29)의 내측(용융 수지의 축중심 방향)으로 변형되도록 돌출부(32)를 돌출시킨다. 다른쪽 돌출부(33)는 커터 마크(29)가 형성되는 위치의 타단측에 대응하는 위치이며, 이 타단측에 커터 마크(29)가 커터 마크(29)의 내측으로 변형되도록 돌출부(33)를 돌출시킨다. 즉, 커터 마크(29)의 양단부를 내측으로 변형시키는 돌출부(32, 33)를, 홀더(22, 23)의 내주면에 형성하였다.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 구체적으로 돌출부(32, 33)는 기초부(21)측의 면을 그 기초부(21)측으로 돌출시켜, 커터 마크(29)의 길이를 커터 마크(29)의 양단으로부터 거의 동일한 폭만큼 감축시키도록 하였다. 돌출부(32, 33)의 수납 오목부(25)측의 면은 수납 오목부(25)를 좁히는 방향으로 위쪽으로 연장되는 경사면(32a, 33a)을 형성하였다.

이러한 유지 유닛(17)은 다이헤드(10)의 상류측에서 홀더(22, 23)가 개방되고, 다이헤드(10)를 통과한 직후에 홀더(22, 23)가 폐쇄된다. 이것에 의해, 커터(28)에 의해 절단되면서 수납 오목부(24, 25)에 수납된 용융 수지(9)를 유지한다. 유지 유닛(17)은 절단하여 유지한 용융 수지(9)를, 홀더(22, 23)를 폐쇄한 상태로 압축 성형기(4)에 반송한다.

도 5의 A는 유지 유닛(17)이 캐비티형(52)의 바로 위쪽으로 반송된 상태를 나타낸다.

압축 성형기(4)는 복수의 캐비티형(52)이 연속하여 원궤도 상을 이동하도록 회전 가능하게 설치되어 있다. 캐비티형(52)은 위쪽이 개방되어, 상부에는 도 5의 각 도면에 나타낸 바와 같이, 상형(上型)이 되는 네크 하프(53)가, 캐비티형(52)에 대하여 승강 가능하게 설치된다.

도 5의 A에 나타낸 바와 같이, 용융 수지(9)의 전달 위치에서는, 유지 유닛(17)이 네크 하프(53)와 캐비티형(52) 사이에 설치되고, 홀더(22, 23)를 개방함으로써, 용융 수지(9)를 캐비티형(52)의 내측 구멍(54)에 공급한다. 도 5의 B에 나타낸 바와 같이, 유지 유닛(17)은, 용융 수지(9)를 캐비티형(52)에 공급한 후에는, 압축 성형기(4)의 회전 궤도(20)로부터 분리된다(도 2 참조).

네크 하프(53)는 수평 방향으로 개폐되는 좌우 한쌍의 형(型)으로 형성되고, 캐비티형(52)의 상부에는, 상하 이동이 가능한 코어(55)가 설치된다. 코어(55)가 네크 하프(53)의 관통 구멍(53a) 및 캐비티형(52)의 내측 구멍(54)으로 삽입됨으로써, 용융 수지(9)를 압축 성형하여 프리폼을 성형할 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 압축 성형기(4)의 하류측에는, 프리폼을 인출하는 출구 휠(6)이 설치되어 있다. 출구 휠(6)에는, 프리폼을 다음 공정으로 반송하는 인출 컨베이어(7)가 설치되어 있다.

다음으로, 본 발명의 실시형태에서의 수지 공급 장치의 작용에 관해 설명한다.

압출기(2)는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 합성 수지 소재를 가열 용융 및 혼련하여, 용융 수지(9)를 기어 펌프(8)로 반송한다. 기어 펌프(8)에서는, 용융 수지(9)의 공급을 안정시키기 위해, 톱니바퀴의 맞물림에 의해 용융 수지(9)의 토출을 행하도록 구성되어 있다. 기어 펌프(8)는, 도관(2a)을 통해 도 2에 나타내는 아래로 향한 다이헤드(10)에 반송된다. 다이헤드(10)는, 그 하단부에 형성한 압출구로부터 대략 원기둥 형상으로 형성된 용융 수지(9)를 연속적으로 아래쪽으로 압출하고 있다.

압출된 용융 수지(9)는 커터(28)에 의해 절단되어, 압출구로부터 분리된다. 분리된 용융 수지(9)는 상단부에 커터 마크(29)가 회전판(12)의 반경 방향으로 형성된다. 용융 수지(9)가 분리되었을 때에는, 유지 유닛(17)의 홀더(22, 23)를 폐쇄함으로써 용융 수지(9)를 유지한다. 이 때, 홀더(22, 23)에 형성한 돌출부(32, 33)가 커터 마크(29)의 양단부에 위치하는 모서리부를 눌러 커터 마크(29)의 내측을 향해 변형된다. 홀더(22, 23)가 개방 상태인 유지 유닛(17)에 유지된 용융 수지(9)는, 압축 성형기(4)에 포함된 캐비티형(52)의 위쪽 위치까지 이동된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 유지 유닛(17)은 압축 성형기(4)의 캐비티형(52)이 동일 궤도(31) 상에서 이동할 때, 도 5의 A에 나타낸 바와 같이, 유지 유닛(17)은, 캐비티형(52)과 네크 하프(53) 사이에 들어간다. 유지 유닛(17)의 위에는 네크 하프(53)가, 유지 유닛(17)의 아래에는 캐비티형(52)이 배치되어, 서로의 궤도가 동일 궤도(31) 상으로 이동할 때, 유지 유닛(17)의 홀더(22, 23)를 개방 상태로 한다. 이어서, 유지 유닛(17)으로부터 캐비티형(52)의 내측 구멍(54)에 용융 수지(9)가 공급된 후, 도 5의 B에 나타낸 바와 같이, 유지 유닛(17)이 캐비티형(52)의 궤도 상에서 분리된다.

도 6은, 캐비티형(52)의 내측 구멍(54)을 나타내고 있다. 내측 구멍(54) 내의 일점쇄선(55a)은, 도 5의 A에 나타내는 코어(55)의 선단측 원기둥부에서의 외주부(55b)를 나타낸다. 거의 원기둥형상의 측본체부를 갖는 코어(55)는, 용융 수지(9)를 압축 성형할 때에는, 내측 구멍(54)과 동심원 상에 배치되며, 내측 구멍(54)의 중앙에 배치된다.

용융 수지(9)가 캐비티형(52)의 내측 구멍(54)에 수납될 때에는, 눌러져 변형된 후의 커터 마크(29)의 단부(P)의 위치를, 코어(55)의 선단측 원기둥부의 외주부(55b)의 위치보다 직경 방향 내측에 위치하도록 해야 한다. 커터 마크(29)의 단부(P)의 누름량(δ)이, 내측 구멍(54)의 반경과 코어(55)의 선단측 원기둥부의 반경과의 차이 Δr를 초과하도록 커터 마크(29)를 돌출부(32, 33) 사이에 끼워 눌러야 한다. 본 실시형태와 같이, 금형(51)이 도 2에 나타내는 회전 궤적(20)을 따라서 이동하는 경우는, 용융 수지(9)는 원심력에 의해 회전 바깥쪽으로 이동하려 한다. 이것을 방지하기 위해, 적어도 금형의 회전 궤적(20)의 바깥쪽에 위치하는 쪽의 커터 마크(29)의 단부(P)(도 6에서는 회전 중심의 바깥쪽인 좌측의 P이며, 도 4에서는 우측(홀더(23)측). 도 2와 함께 비교 참조)의 누름량(δ)이, 내측 구멍(54)의 반경과 코어(55)의 선단측 원기둥부의 반경과의 차이 Δr를 초과하도록 한다. 이와 같이, 커터 마크(29)를 돌출부(32, 33) 사이에 끼워 누르면, 용융 수지(9)가 회전 궤도(20)를 회전하는 캐비티(52)의 내측 구멍(54)에 공급ㆍ배치된 후, 용융 수지가 원심력에 의해 회전 바깥쪽으로 경사지더라도, 커터 마크(29)의 단부(P)는 코어(55)의 외경 위치보다 확실하게 직경 방향 내측에 위치하게 된다. 이렇게 누른 후, 커터 마크(29)의 최대폭(본 실시예에서는 양단부(P)간의 거리와 동일)이 코어(55)의 외주부(55b)의 외경보다 좁아야 하지만, 상술한 바와 같이 본 실시형태에서는 커터 마크(29)를 돌출부(32, 33)에 의해 양측으로부터 거의 동일한 폭만큼 감축하도록 하고 있기 때문에, 자연히 커터 마크(29)의 최대폭이 코어(55)의 외주부(55b)의 외경보다 좁아지도록 눌러진다.

이렇게 누르는 조작을 하기 위해서는, 홀더(22, 23)의 폐쇄 상태에서의 돌출부(32, 33)의 선단간 거리를, 코어(55)의 선단 원기둥부의 직경보다 작게 설정해 두면 된다. 이와 같이 설정함으로써, 홀더(22, 23)를 폐쇄하여 용융 수지(9)를 유지하면서 돌출부(32, 33)로 커터 마크(29)를 누를 때, 자연히 커터 마크의 최대폭은 코어(55)의 선단 원기둥부의 직경보다 좁아진다. 또, 커터 마크(29)를 양측으로부터 거의 같은 폭으로 감축하는 본 실시형태에서는, 이 설정으로 자연히 누름량(δ)도 상술한 Δr 이상이 된다.

용융 수지(9)의 온도에 따라서는 돌출부(32, 33)에 의해 커터 마크(29)를 누른 후, 탄성 복원에 의해 넓어지는 것도 생각할 수 있기 때문에, 그것을 어림잡아 여분으로 눌러 넣어도 된다. 코어(55)의 선단이 좁은 영역에 커터 마크(29)를 집중시키기 위해 여분으로 누르는 것도 유효하다.

이어서, 도 5의 C에 나타낸 바와 같이, 네크 하프(53)가 하강하여 캐비티형(52) 위에 설치되고, 그 후 코어(55)가 하강하여, 네크 하프(53)의 관통 구멍(53a)과 내측 구멍(54) 내에 삽입된다. 이 때, 용융 수지(9)는, 변형후의 커터 마크(29)의 양단부(P)의 위치를 코어(55)의 선단측 원기둥부보다 내측으로 위치시킨다. 커터 마크(29)의 각형상의 흔적을 코어(55)의 선단에 접착하여 고정시킴으로써, 외주부(55b)까지 밀려 나와 세로 흔적 형상으로 늘어나지 않게 되므로, 프리폼의 내면측의 측벽에 세로 흔적을 발현시키지 않고, 프리폼을 압축 성형시킬 수 있다. 이렇게 하여, 도 5의 D에 나타낸 바와 같이, 성형되는 프리폼(27)과 동일한 형상의 간극이 형성되고, 용융 수지(9)가 내측 구멍(54) 및 네크 하프(53)측의 간극을 충전하고, 용융 수지(9)가 코어(55)에 압축되어 프리폼(27)이 형성된다.

프리폼(27)이 성형되면, 프리폼(27)은 냉각되면서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 캐비티형(52)의 이동에 의해, 출구 휠(6)의 그립(35)의 원궤도에 접근한다. 그리고, 네크 하프(53)와 코어(55)가 프리폼(27)을 지지한 상태로 상승하고, 캐비티형(52)으로부터 프리폼(27)을 꺼내어, 인출 컨베이어(7)로 이송하고, 프리폼(27)은 다음 공정으로 반송된다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 용융 수지(9)를 홀더(22, 23)로 유지할 때, 홀더(22, 23)의 내주면에 돌출부(32, 33)를 형성했기 때문에, 돌출부(32, 33)가 커터 마크(29)의 길이가 짧아지도록, 또한 본 실시형태와 같이 용융 수지의 절단 방향에 대하여 직각에 가까운 각형상의 흔적을 둔각이 되도록, 변형시키고 있다. 이것에 의해, 프리폼(27)의 성형시에 각형상의 흔적이 코어(55)의 바닥부에 의해 눌러져 소멸되거나, 또는 코어(55)의 바닥부 내에 머무름으로써 측벽을 따라서 프리폼(27)으로 형성되지 않게 된다. 따라서, 프리폼(27) 및 페트병의 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 관해 설명했지만, 본 발명의 기술적 사상에 기초하여, 본 발명은 여러가지 변형 또는 변경이 가능함은 물론이다.

도 7은, 본 발명의 수지 공급 장치의 홀더의 변형예로서, 유지 유닛(17)의 홀더(22, 23)에는, 회전판(12)(도 2 참조)의 반경 방향 외측에 위치하는 홀더(22)의 돌출부(32)의 돌출 길이(L1)를, 반경 방향 내측에 위치하는 홀더(23)의 돌출부(33)의 돌출 길이(L2)보다 작게 형성한다.

유지 유닛(17)으로부터 내측 구멍(54)에 공급된 용융 수지(9)는, 캐비티형(52)에 전달될 때 회전 운동과 요동 운동을 합한 복잡한 움직임을 행하거나, 또는 보다 고속으로 압축 성형 장치가 가동된 경우가 있다. 또, 캐비티형(52)의 내측 구멍(54)에 수용될 때, 내측 구멍의 한쪽으로 과도하게 치우쳐 용융 수지(9)를 전체적으로 변형시키거나, 과도하게 기울어지게 하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 한쪽 돌출부를 크게 하고, 다른쪽 돌출부를 작게 하거나 생략하면, 커터 마크(29)를 과도하게 눌러 용융 수지(9)를 비정상적으로 변형시키지 않고, 프리폼의 세로 흔적을 억제하여 성형시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 한쪽 돌출부를 크게 하는 경우도 커터 마크의 양단간 또는 최대폭부가 2×Δr을 초과하도록 누른다.

커터 마크(29)를 누르기 위해 용융 수지(9)를 누르는 높이 범위는, 용융 수지(9)의 상단으로부터 용융 수지(9)의 전체 높이의 3/4 이하로 하면, 캐비티형(52)의 내측 구멍(54)에 공급된 후, 용융 수지(9)가 과도하게 기울어져 커터 마크(29)의 단부(P)가 코어(55)의 외주부(55b)의 외경 영역으로 밀려 나오거나, 내측 구멍(54)에 접촉하는 우려가 없다.

코어(55)의 선단은 반구 형상에 한정되지 않고, 예를 들어 원추 형상이나 평면 형상이어도 된다. 또, 코어(55)에서는 원기둥 형상의 본체부였지만, 수형의 선단 근방이며, 압축 성형 방향에 평행한 측벽을 포함한 부분이라면, 타원기둥 형상이나 다각기둥 형상 등이어도 된다.

상기 실시형태에서는, 돌출부(32, 33)에 경사면(32a, 33a)을 형성하고, 경사면(32a, 33a)에 의해 커터 마크(29)를 변형시켰지만, 커터 마크(29)의 길이를 짧게할 수 있다면, 그 형상은 수직 원통면(도 7의 B)이나 곡면 형상의 단면 등 다른 형상이어도 된다.

커터 마크(29)가 유지 유닛의 회전 반경 방향으로 기울어져 있는 경우나, 커터 마크(29)가 곡선 형상인 경우도, 적절하게 돌출부의 배치를 변경하여 커터 마크(29)가 코어(55)의 외주부(55b)의 외경 내에 수용되도록 누를 수 있게 설정해도 된다.

커터(28)는 유지 유닛(17)에 설치되지 않더라도, 예를 들어 압출기(2)의 다이헤드(10)의 아래쪽에 별도로 설치되어 있어도 된다.

홀더는, 커터 마크를 누르기 위한 적어도 한쌍이 갖춰져 있다면, 3점 이상의 다수가 갖춰져 있어도 되고, 그 다수의 홀더를 이용하여 적절하게, 커터 마크의 단부를 커터 마크의 내측으로 변형시켜도 된다.

본 발명을 실시하기 위한 장치나 방법은, 유지 유닛(17)이나 금형이 다수개 존재하고 연속 회전하는 것에 한정되지 않고, 1개만 취해도 되고, 직선 반송 형식에서도 적용할 수 있다.

1 : 압축 성형 장치 2 : 압출기
3 : 용융 수지 공급 장치 4 : 압축 성형기
17 : 유지 유닛 21 : 기초부
22, 23 : 홀더 28 : 커터
29 : 커터 마크 32, 33 : 돌출부
32a, 33a : 경사면 52 : 캐비티형
55 : 코어

Claims

궤도 상을 이동하는 유지 유닛을 포함하고, 그 유지 유닛은, 개폐에 의해 용융 수지의 유지 및 해방이 가능한 적어도 한쌍의 홀더와, 그 홀더를 개폐 가능하게 지지하여 그 홀더와 함께 용융 수지를 유지하는 기초부를 포함하고,
압출 성형기로부터 배출되어 커터에 의해 절단된 용융 수지를 상기 유지 유닛에 의해 유지하고, 용융 수지를 그 유지 유닛으로부터 압축 성형기의 암형에 공급하도록 한 용융 수지 공급 장치에 있어서,
상기 용융 수지의 절단시에 용융 수지의 절단면에 상기 커터에 의해 커터 마크가 형성되고,
상기 유지 유닛이 상기 용융 수지를 유지하고 있을 때, 상기 커터 마크의 단부를 커터 마크의 내측으로 변형시키는 돌출부를 상기 한쌍의 홀더 중 하나 이상의 홀더의 내주면에 형성하고,
상기 돌출부는, 상기 암형의 내측 구멍의 반경과 상기 압축 성형기의 수형의 선단부의 반경에서의 반경 차이의 길이보다 크게 형성하고, 상기 용융 수지의 커터 마크를 그 커터 마크의 내측으로 변형시키도록 한 것을 특징으로 하는 용융 수지 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 한쌍의 홀더는, 상기 용융 수지의 커터 마크 방향으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 용융 수지 공급 장치.
제1항에 있어서, 각각에 상기 돌출부가 형성되어 있는 상기 한쌍의 홀더 중 한쪽 홀더의 돌출부를 다른쪽 홀더의 돌출부보다 상기 커터 마크의 내측으로 돌출시키도록 한 것을 특징으로 하는 용융 수지 공급 장치.
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궤도 상을 이동하는 유지 유닛을 포함하고, 그 유지 유닛은, 개폐에 의해 용융 수지의 유지 및 해방이 가능한 적어도 한쌍의 홀더와, 그 홀더를 개폐 가능하게 지지하여 그 홀더와 함께 용융 수지를 유지하는 기초부를 포함하고,
압출 성형기로부터 배출되어 커터에 의해 절단된 용융 수지를 상기 유지 유닛에 의해 유지하고, 용융 수지를 그 유지 유닛으로부터 압축 성형기의 암형에 공급하도록 한 용융 수지 공급 장치에 있어서,
상기 용융 수지의 절단시에 용융 수지의 절단면에 상기 커터에 의해 커터 마크가 형성되고,
상기 유지 유닛이 상기 용융 수지를 유지하고 있을 때, 상기 커터 마크의 단부를 커터 마크의 내측으로 변형시키는 돌출부를 상기 한쌍의 홀더 중 하나 이상의 홀더의 내주면에 형성하고,
상기 유지 유닛이 상기 용융 수지를 유지하고 있을 때, 상기 커터 마크의 단부를 커터 마크의 내측으로 변형시키는 적어도 한쪽 돌출부와, 다른쪽 돌출부 또는 홀더의 내주면의 상기 용융 수지의 지지 부분 사이의 거리를, 상기 압축 성형기의 수형의 선단부의 직경보다 좁게 설정하는 것을 특징으로 하는 용융 수지 공급 장치.
궤도 상을 이동하는 유지 유닛을 포함하고, 그 유지 유닛은, 개폐에 의해 용융 수지의 유지 및 해방이 가능한 적어도 한쌍의 홀더와, 그 홀더를 개폐 가능하게 지지하여 그 홀더와 함께 용융 수지를 유지하는 기초부를 포함하고,
압출 성형기로부터 배출되어 커터에 의해 절단된 용융 수지를 상기 유지 유닛에 의해 유지하고, 용융 수지를 그 유지 유닛으로부터 압축 성형기의 암형에 공급하도록 한 용융 수지 공급 장치에 있어서,
상기 용융 수지의 절단시에 용융 수지의 절단면에 상기 커터에 의해 커터 마크가 형성되고,
상기 유지 유닛이 상기 용융 수지를 유지하고 있을 때, 상기 커터 마크의 단부를 커터 마크의 내측으로 변형시키는 돌출부를 상기 한쌍의 홀더 중 하나 이상의 홀더의 내주면에 형성하고,
상기 한쌍의 홀더는, 상기 용융 수지의 커터 마크 방향으로 개폐되며,
상기 유지 유닛은 회전 궤도를 이동하고, 상기 커터는 그 유지 유닛에 탑재되고, 그 커터의 날은 그 유지 유닛의 회전 궤도의 반경 방향에 대하여 평행하게 배치되고,
상기 용융 수지의 커터 마크 방향으로 개폐되는 한쌍의 홀더 중, 그 유지 유닛의 회전 반경 방향의 외측에 그 한쌍의 홀더 중 한쪽이 설치되고, 상기 회전 반경 방향의 내측에 그 한쌍의 홀더 중 다른쪽이 설치되도록 한 것을 특징으로 하는 용융 수지 공급 장치.
압출기로부터 압출된 합성 수지의 용융 수지를,
커터로 절단한 후,
기둥형상 본체부를 갖는 수형과, 암형을 포함한 압축 성형기의 그 암형 내에, 상기 커터에 의한 절단에 의해서 생긴 커터 마크를 그 암형의 개구측을 향해 공급하고,
그 수형과 암형의 협동에 의해 바닥이 있는 통형상물을 압축 성형하는 방법으로서,
그 커터 마크의 최대폭이 그 기둥형상 본체부의 최소폭보다 좁아지도록, 용융 수지를 압축 성형전에 누르는 것을 특징으로 하는 바닥이 있는 통형상물의 압축 성형 방법.
제7항에 있어서, 상기 수형의 기둥형상 본체부는 원기둥형상 본체부이고, 상기 합성 수지는 폴리에스테르 수지이며,
상기 바닥이 있는 통형상물은 블로우 성형 용기의 전(前)성형체인 것을 특징으로 하는 바닥이 있는 통형상물의 압축 성형 방법.
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