KR101448269B1 - 분할용기의 성형장치 및 이를 위한 프리폼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 격벽에 의하여 수용공간이 나뉜 내부 구획부를 갖는 분할용기를 제조하기 위한 블로잉 성형장치, 성형방법, 이에 의하여 제조된 분할용기 어셈블리, 그리고 이를 위한 프리폼에 대한 것으로,
보다 상세하게는 블로잉존(blowing zone)을 거쳐 프리폼을 용기로 성형한 후, 포스트프로세싱존(postprocessing zone)에서 천공수단을 통하여 용기 본체의 격벽에 통공부를 형성하여 내부 수용공간이 상호 소통될 수 있도록 하여 다양한 용기로 활용될 수 있도록 한 블로잉 성형장치, 성형방법 및 이에 의하여 제조된 용기, 그리고 이를 위한 프리폼에 관한 것이다.
또 본 발명은 분할용기 성형장치는 개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼에 대하여 적어도 예비격벽의 개구부측 단부를 가열하여 결정화시키기 위한 히팅수단을 포함하는 프리프로세싱존(preprocessing zone)을 포함하여 이루어져 있다.

Description

분할용기의 성형장치 및 이를 위한 프리폼{MANUFACTURING APPRATUS FOR CONTAINER EQUIPPED WITH PARTITION AND PREFORM FOR THE SAME}

본 발명은 격벽에 의하여 수용공간이 나뉜 내부 구획부를 갖는 분할용기를 제조하기 위한 블로잉 성형장치, 성형방법, 이에 의하여 제조된 분할용기 어셈블리, 그리고 이를 위한 프리폼에 대한 것으로,

보다 상세하게는 개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼에 대하여 적어도 예비격벽의 개구부측 단부를 가열하여 결정화시키기 위한 히팅수단을 포함하는 프리프로세싱존(preprocessing zone)을 포함하는 성형장치에 관한 것이다.

본 발명자의 특허 제0845737호(2008년07월07일) [분할된 수용공간을 갖는 용기의 블로잉 성형방법 및 그 용기]에는

예비격벽을 갖는 프리폼을 블로잉 성형함에 있어 1, 2차에 걸쳐 블로잉 압력을 변화시켜서 외벽 및 격벽 두께가 일정하게 생산 가능하며 산업기술 개발에 있어 핵심인 양산성도 확보할 수 있는 기술을 제시하고 있다.

그러나 상기 기술을 상용화하는 과정에서 수요를 충족시키기 위하여 보다 빠른 속도로 생산할 필요가 있으며, 또 상대적으로 고속으로 생산하는데 따른 제품 불량률을 획기적으로 줄이기 위한 공정 개선의 필요성이 대두되어 본 발명은 제안하기에 이르렀다.

아울러 다양한 종류의 용기 수요를 충족하기 위하여 격벽에 의하여 나뉜 구획부가 상호 소통 가능한 용기를 생산함에 있어 역시 품질과 생산성의 동시 충족이라는 지상과제의 해결에 적합한 기술 제시의 필요성이 대두되었고, 이에 대한 적절한 해결방안을 제시하고자 한다.

이에 본 발명은 격벽에 의하여 수용공간이 나뉜 내부 구획부를 갖는 분할용기를 제조하기 위한 블로잉 성형장치 및 이를 이용한 성형방법과 관련하여 양산성 확보와, 필요한 생산속도에도 불구하고 불량률이나 개별 용기 품질에도 문제가 없는 기술을 제시하기 위하여 제안된 것이다.

또 본 발명은 격벽에 의하여 나뉜 구획부가 상호 소통 가능하도록 격벽에 통공부가 형성된 용기 및 이를 위한 포스트프로세싱존(Postprocessing Zone)을 포함하는 블로잉 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 용기 본체 내부 수용공간을 구획하는 격벽으로 인하여 광굴절이 발생되어 외관이 기존 용기에 비하여 생소해지는 문제점을 해결하기 위하여 상기 격벽과 겹치는 본체 위치에 요입부를 형성한 용기 및 이를 위한 성형장치를 제공하고, 또 격벽이 측면에서 보이지 않도록 하기 위하여 상기 요입부에 차폐부를 형성한 용기 및 이를 위한 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 생산성 보장 및 품질 보장을 위하여 사출성형된 프리폼을 블로잉존(Blowing Zone)에서 블로잉하기 이전에 가열이 진행되는 히팅존(Heating Zone)을 도입함에 있어, 프리폼의 예비외벽과 예비격벽이 균일하게 가열되도록 하기 위하여 가열수단과 함께 냉각수단, 특히 공냉수단을 함께 배열한 블로잉 성형장치 및 이를 위한 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 상기 프리폼의 개구부측이 안치되고 상기 예비격벽이 끼워지는 삽입부를 갖는 안착부재를 도입하여 히팅존을 통과하면서 프리폼의 자전이 가능하도록 하고, 이후 블로잉존에서 프리폼의 예비구획부 마다 투입되는 분기체를 갖는 스트레칭로드가 정확하게 투입될 수 있도록 개구부의 위치를 특정하기 용이하게 한 블로잉 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 상기 히팅존에 상기 프리폼의 주둥이가 가열수단에 의하여 가열되지 않도록 하는 차폐부재를 더 도입한 블로잉 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 상기 블로잉존에서 상기 프리폼의 개구부 반대측 저면부를 가압한 상태에서 상기 프리폼의 신장에 따라 후퇴하는 저항부재를 도입하여 생산속도 향상에도 제조된 용기의 품질이나 불량률 증가의 문제가 없도록 한 블로잉 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 격벽을 갖는 용기의 블로잉 성형을 위하여 블로잉시 파손 문제가 없고, 완성된 용기의 격벽이 직립성 및 평탄성을 가질 수 있도록 하는 프리폼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 블로잉 성형장치는

개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼의 개구부를 통하여 공기를 주입하는 에어블로어를 포함하는 블로잉존(blowing zone); 및

블로잉 성형되어 격벽에 의하여 분할된 구획부를 갖는 분할용기 본체의 격벽에 통공부를 형성하는 천공수단을 포함하는 포스트프로세싱존(postprocessing zone)을 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 블로잉 성형장치는

개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼 외면에 구비되고, 상기 예비격벽에 상응하는 위치에 돌출부를 갖는 몰드,

상기 프리폼의 예비구획부로 투입되는 스트레칭로드,

상기 프리폼의 개구부를 통하여 공기를 주입하는 에어블로어, 그리고

상기 프리폼의 개구부 반대측 저면부를 가압한 상태에서 상기 프리폼의 신장에 따라 후퇴하는 저항부재

를 포함하여 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 용기는

개구부;

상기 개구부에서 연장된 외벽; 및

상기 외벽 내에 배열되어 구획부를 형성하고, 통공부를 갖는 격벽;

을 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 용기는

개구부;

상기 개구부에서 연장된 외벽;

상기 외벽 내에 배열되어 구획부를 형성하는 격벽; 및

상기 격벽과 겹치는 외벽 위치에 형성된 요입부;

를 포함하여 이루어진다.

나아가 본 발명에 따른 용기에서

상기 요입부에는 격벽이 보이지 않도록 하는 차폐부가 더 형성되어 있고,

상기 외벽에는 상기 요입부와 어긋난 위치에 파팅라인이 형성되어 있거나, 또는 상기 외벽에는 상기 요입부와 겹치는 위치에 파팅라인이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 블로잉 성형장치의 다른 구현예는

개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼을 가열하는 가열수단과,

상기 프리폼의 균일 가열을 위한 공냉수단을 포함하는 히팅존(heating zone); 및

상기 프리폼의 개구부를 통하여 공기를 주입하는 에어블로어를 포함하는 블로잉존(blowing zone);

을 포함하여 이루어진다.

상기 다른 구현예의 블로잉 성형장치에서

상기 히팅존은 상기 프리폼의 개구부측이 안치되고, 상기 예비격벽이 끼워지는 삽입부를 갖는 안착부재를 더 포함하고,

또 상기 히팅존은 상기 프리폼은 주둥이를 더 포함하고, 상기 프리폼의 주둥이가 가열수단에 의하여 가열되지 않도록 하는 차폐부재를 더 포함하며,

상기 히팅존은 상기 프리폼의 선회를 위한 자전수단을 더 포함하고,

상기 블로잉존은 상기 프리폼 외면에 구비되는 몰드, 상기 프리폼의 예비구획부로 투입되는 스트레칭로드, 그리고 상기 프리폼의 개구부 반대측 저면부를 가압한 상태에서 상기 프리폼의 신장에 따라 후퇴하는 저항부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

나아가 본 발명에 따른 구획부를 갖는 분할용기를 제조하는 블로잉 성형방법은

개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼을 가열수단을 통하여 가열하면서

상기 프리폼의 균일 가열을 위하여 공냉수단을 통하여 냉각을 수행하는 히팅존(heating zone)을 거친 후,

상기 프리폼의 개구부를 통하여 공기를 주입하는 에어블로어를 통하여 성형하는 블로잉존(blowing zone)을 거쳐 제조된다.

한편, 본 발명에 따른 블로잉 성형장치의 또 다른 구현예는

개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼 외면에 구비되는 몰드,

상기 프리폼의 예비구획부로 투입되는 스트레칭로드,

상기 프리폼의 개구부를 통하여 공기를 주입하는 에어블로어, 그리고

상기 프리폼의 개구부 반대측 저면부를 가압한 상태에서 상기 프리폼의 신장에 따라 후퇴하는 저항부재

를 포함하는 블로잉존(blowing zone)을 포함하여 이루어진다.

또 상기 또 다른 구현예의 블로잉 성형장치에서

개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼을 가열하는 가열수단을 포함하고, 상기 블로잉존 이전에 배열되는 히팅존(heating zone)을 더 포함하며,

상기 히팅존은 상기 프리폼은 주둥이를 더 포함하고, 상기 프리폼의 주둥이가 가열수단에 의하여 가열되지 않도록 하는 차폐부재를 더 포함하며,

상기 히팅존은 상기 프리폼의 선회를 위한 자전수단을 더 포함하고,

상기 히팅존은 상기 프리폼의 개구부측이 안치되고, 상기 예비격벽이 끼워지는 삽입부를 갖는 안착부재를 더 포함하며,

프리폼의 예비격벽 각도를 촬영하는 카메라, 그리고 상기 카메라에서 판독된 예비격벽의 각도에 맞게 삽입부를 일치시키기 위하여 상기 안착부재를 선회시키는 변위수단을 포함하는 로딩존(loading zone)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 고품질의 분할 용기 제조를 위한 프리폼은

예비외벽;

상기 예비외벽과 연결되어 내부공간을 분할하여 예비구획부를 형성하는 예비격벽;

을 포함하여 이루어지되,

상기 예비외벽은 예비격벽과의 접면에서는 박부(薄部)가 형성되어 있고, 예비격벽과 이격된 곳에서는 후부(厚部)가 형성되어 있다.

또 본 발명은 고품질의 분할 용기 제조를 위한 프리폼은

예비외벽;

상기 예비외벽과 연결되어 내부공간을 분할하여 예비구획부를 형성하는 예비격벽;

을 포함하여 이루어지되,

상기 예비격벽은 예비외벽과의 접면에서는 후부(厚部)가 형성되어 있고, 예비외벽과 이격된 곳에서는 박부(薄部)가 형성되어 있다.

나아가 본 발명은 고품질의 분할 용기 제조를 위한 프리폼에서

상기 예비격벽은 예비외벽과의 접면에서는 후부(厚部)가 형성되어 있고, 예비외벽과 이격된 곳에서는 박부(薄部)가 형성되어 있고,

상기 예비외벽은 예비격벽과의 접면에서는 박부(薄部)가 형성되어 있고, 예비격벽과 이격된 곳에서는 후부(厚部)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명은 고품질의 분할 용기 제조를 위한 프리폼에서

상기 예비외벽은 상부에서 하부로 갈수록 점증하는 형태로 형성되어 있고,

상기 예비격벽은 상부에서 하부로 갈수록 점증하는 형태로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명은 고품질의 분할 용기 제조를 위한 프리폼에서

상기 예비외벽과 상기 예비격벽의 접면은 만곡부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

나아가 프리프로세싱존(preprocessing zone)을 포함하는 분할용기, 특히 광구 분할 용기의 성형장치는

개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼에 대하여 적어도 예비격벽의 개구부측 단부를 가열하여 결정화시키기 위한 히팅수단을 포함하는 프리프로세싱존(preprocessing zone);

상기 프리폼을 가열하는 가열수단과, 상기 프리폼의 균일 가열을 위한 공냉수단을 포함하는 히팅존(heating zone); 및

상기 프리폼의 개구부를 통하여 공기를 주입하는 에어블로어를 포함하는 블로잉존(blowing zone);

을 포함하여 이루어진다.

나아가 광구 분할 용기를 위한 성형장치에서

상기 프리프로세싱존의 상기 히팅수단은 고주파발생기, 상기 프리폼의 개구부측 예비격벽 단부와 접촉하는 인두, 상기 고주파발생기와 상기 인두를 연결하는 와이어를 더 포함하고,

상기 프리프로세싱존은 상기 히팅수단에 의하여 가열된 프리폼의 개구부측 예비격벽 단부의 형상을 고정하는 형틀을 더 포함하며,

상기 형틀에는 냉매 순환로가 구비되어 있고,

상기 히팅존에서 상기 공냉수단은 송풍수단과, 상기 송풍수단에 냉기를 제공하는 증발기를 포함하는 칠러(chiller)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러 광구 분할 용기를 위한 프리폼은

예비외벽;

상기 예비외벽과 연결되어 내부공간을 분할하여 예비구획부를 형성하는 예비격벽;

상기 예비외벽과 상기 예비격벽 상부에 구비된 개구부;

를 포함하여 이루어지되,

상기 예비격벽은 상기 개구부 상단까지 연장되어 있고, 예비격벽의 개구부측 단부는 결정화처리되어 있다.

또 다른 광구 분할 용기를 위한 프리폼은

예비외벽;

상기 예비외벽과 연결되어 내부공간을 분할하여 예비구획부를 형성하는 예비격벽;

상기 예비외벽과 상기 예비격벽 상부에 구비된 개구부;

를 포함하여 이루어지되,

상기 예비격벽은 상기 개구부 상단을 넘어 연장 돌출부를 갖다.

이상과 같이 본 발명에 따른 구획부를 갖는 분할용기를 위한 블로잉 성형장치, 이 장치를 이용한 블로잉 성형방법, 그리고 이에 의한 용기와 관련하여,

먼저 격벽에 의하여 나뉜 구획부가 상호 소통 가능하도록 격벽에 통공부가 형성된 용기 및 이를 위한 포스트프로세싱존(Postprocessing Zone)을 포함하는 블로잉 성형장치를 제공하고,

나아가 용기 본체 내부 수용공간을 구획하는 격벽으로 인하여 광굴절이 발생되어 외관이 기존 용기에 비하여 생소해지는 문제점을 해결하기 위하여 상기 격벽과 겹치는 본체 위치에 요입부를 형성한 용기 및 이를 위한 성형장치를 제공하고, 또 격벽이 측면에서 보이지 않도록 하기 위하여 상기 요입부에 차폐부를 형성한 용기 및 이를 위한 성형장치를 제공하며,

아울러 생산성 보장 및 품질 보장을 위하여 사출성형된 프리폼을 블로잉존(Blowing Zone)에서 블로잉하기 이전에 가열이 진행되는 히팅존(Heating Zone)을 도입함에 있어, 프리폼의 예비외벽과 예비격벽이 균일하게 가열되도록 하기 위하여 가열수단과 함께 냉각수단, 특히 공냉수단을 함께 배열한 블로잉 성형장치 및 이를 위한 성형방법을 제공하고,

또 상기 프리폼의 개구부측이 안치되고 상기 예비격벽이 끼워지는 삽입부를 갖는 안착부재를 도입하여 히팅존을 통과하면서 프리폼의 자전이 가능하도록 하고, 이후 블로잉존에서 프리폼의 예비구획부 마다 투입되는 분기체를 갖는 스트레칭로드가 정확하게 투입될 수 있도록 개구부의 위치를 특정하기 용이하게 한 블로잉 성형장치를 제공하며,

또 상기 히팅존에 상기 프리폼의 주둥이가 가열수단에 의하여 가열되지 않도록 하는 차폐부재를 더 도입한 블로잉 성형장치를 제공하며,

또 상기 블로잉존에서 상기 프리폼의 개구부 반대측 저면부를 가압한 상태에서 상기 프리폼의 신장에 따라 후퇴하는 저항부재를 도입하여 생산속도 향상에도 제조된 용기의 품질이나 불량률 증가의 문제가 없도록 한 블로잉 성형장치를 제공하여,

결국 격벽에 의하여 수용공간이 나뉜 내부 구획부를 갖는 분할용기를 제조하기 위한 블로잉 성형장치 및 이를 이용한 성형방법과 관련하여 양산성 확보와, 필요한 생산속도에도 불구하고 불량률이나 개별 용기 품질에도 문제가 없는 기술을 제시할 수 있다.

아울러 본 발명에 따른 프리폼을 이용하는 경우 격벽을 갖는 용기의 블로잉 성형시 파손 문제가 없고, 완성된 용기의 격벽이 직립성 및 평탄성을 가질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 격벽을 갖는 용기를 위한 블로잉 성형장치에 대한 개략적인 평면도.
도 2는 트랜스퍼존(Transfer Zone)에 대한 개략적인 측면도.
도 3은 히팅존(Heating Zone)에 대한 개략적인 측면도.
도 4는 블로잉존(Blowing Zone) 진입 전 프리폼의 격벽 방향을 특정하는 위치변경 선회수단에 대한 개략적인 측면도.
도 5는 블로잉존의 몰드 및 스트레칭로드 등과 관련된 개략적인 측면도.
도 6은 블로잉존의 저항부재와 관련된 개략적인 부분확대 측면도.
도 7은 포스트프로세싱존(Postprocessing Zone)에 대한 개략적인 단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 격벽을 갖는 용기의 분해사시도.
도 10은 본 발명에 따른 격벽을 갖는 용기의 결합단면도.
도 11은 본 발명에 따른 격벽을 갖는 용기의 사용상태 단면도.
도 12는 다른 형태의 용기에 대한 단면도.
도 13은 본 발명에 따른 격벽을 갖는 용기를 위한 프리폼에 대한 도면.
도 14는 다른 뚜껑과 용기 본체가 결합된 분할용기 어셈블리에 대한 도면.
도 15는 광구 분할용기 성형을 위한 프리폼의 격벽 상단부 결정화 장치와 관련된 개략도.
도 16은 광구 분할용기 성형장치에서 도 3에 비하여 변형된 히팅존을 도시한 개략도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

먼저 도 8에 도시된 바와 같이, 통상적으로 사출성형방법에 의하여 제조된 프리폼(30)을 블로잉 성형하여 뚜껑(20)과 본체(10)로 이루어진 용기(C)(특히 도 8 내지 도 12 및 도 14와 같이 뚜껑과 용기 본체가 결합된 구성을 '용기 어셈블리'로 지칭하고, '용기' 및 '용기 어셈블리'를 병용한다) 중 본체(10)를 제조하기 위한 블로잉 성형장치(B)의 개략적인 평면도가 도 1에 도시되어 있다.

도 8에서, 프리폼(30)은 개구부(35) 주변에 주둥이(35A)를 갖고, 성형된 용기와 뚜껑의 나사결합을 위한 나선부(35a)가 주둥이 외주면에 형성되어 있으며, 턱을 이루는 플렌지(35B)가 나선부(35a) 하단에 구비되어 있다.

상기 플렌지(35B)는 절개부(35b)를 갖는데, 특히 절개부(35b)는 예비격벽(33)과 수평을 이루는 형태로 되어 있고, 대칭된 두 위치에 각각 형성되어 있다.

이러한 플렌지(35B)는 절개부(35b)는 도 1 및 도 2와 관련하여 후술하는 블로잉 성형장치(B)에서 프리폼(30)을 순차적으로 공급하기 위한 트랜스퍼존(110)(Transfer Zone)을 구성하는 제3이송수단(117)과 관련하여,

프리폼(30)들이 균일하게, 즉 예비격벽(33)이 모두 일정한 방향으로 성형장치로 투입되도록 하게 제3이송수단(117)의 가이드로드(117A)에 구속되도록 하는 수단이다.

제3이송수단(117) 구간을 지나면서, 상기 프리폼(30)은 플렌지(35B)의 절개부(35b)가 가이드로드(117A)에 의하여 구속되어 프리폼의 예비격벽(33)은 가이드로드와 수평을 이루는 형태로 균일한 방향으로 공급된다.

프리폼의 예비격벽에 대한 균일한 공급 방향성과 관련한 절개부의 기능은 대안적으로, 상기 프리폼은 플렌지의 절개부는 일측에 한 곳에만 형성될 수 있고, 또 하나 또는 두 개인 절개부는 예비격벽(33)과 직교하는 형태로 하여도 구현될 수 있다. 이러한 관점에서 예비격벽(33)과 일정 각도 교차하는 방향으로 형성된 플렌지의 절개부 역시 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

다음으로 프리폼은 스트레칭로드와 블로잉 압력에 의하여 확장되어 용기의 외벽과 격벽을 이루는 예비외벽(31)과 예비격벽(33)이 구비되어 있으며,

상기 예비격벽(33)에 의하여 예비구획부(33S)(도 13 참조)가 분할 형성되며, 필요에 따라 상기 예비구획부(33S)의 수는 도시된 2개 외에 3개 이상 형성될 수 있고, 또 각 예비구획부(33S)의 체적은 필요에 따라 균일하지 않고 규칙적 또는 불규칙적으로 서로 다르게 형성될 수 있다.

이러한 프리폼(30)으로부터 블로잉 성형된 용기(C)의 본체(10)는 역시 개구부(15) 주변에 프리폼(30)과 동일한(결국 블로잉 성형되지 않은) 크기 및 형상을 갖는 주둥이(15A), 나선부(15a), 플렌지(15B)를 갖는다. 이러한 의도에서 프리폼의 외벽, 격벽, 구획부에는 '예비'라는 용어를 사용하였고, 개구부, 주둥이, 플렌지, 나선부에는 사용하지 않고 있는데, 그러나 이에 의하여 본 발명이 제한되는 것으로 해석되어서는 안 되며, 필요에 따라 프리폼 주둥이(35A) 하부의 일정 부분도 블로잉 성형되지 않을 수 있고, 또 프리폼의 주둥이도 일부 또는 모두 블로잉 성형될 수 있다.

또 상기 용기 본체(10)는 외벽(11)에 의하여 둘러싸인 수용공간(S)이 격벽(13)에 의하여 분할되어 구획부(13S)를 형성한다.

필요에 따라 블로잉 성형된 용기의 주둥이는 나선부가 없는 형태이거나 횡단면이 대략 원형이 아닌 타원, 삼각형, 사각형, 기타 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며,

도 8에 도시된 용기 본체 또한 횡단면이 대략 대칭된 위치에 직선부를 갖는 유사 타원 형상의 것이다.

또 제조된 용기 본체의 격벽(13)은 주둥이(15A) 상단까지 솟아 있는 형태이나 필요에 따라 주둥이 상단 보다 더 돌출되거나 주둥이 상단에 못 미치는 위치까지 솟아 있는 형태일 수 있다.

무엇보다도 본 발명에 따른 블로잉 성형장치 및 격벽을 갖는 분할용기가 블로잉시 파손 문제가 없고, 완성된 용기의 격벽이 직립성 및 평탄성을 가질 수 있도록 하는 프리폼(30)에 대하여 도 13을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 13 [A]의 프리폼(30) 사시도 및 우측 일점쇄선 원 내의 평면도에 대하여,

도 13 [B]는 "c1-c1"선을 따라 절단한 평단면도이며,

도 13 [C]는 "c2-c2"선을 따라 절단한 정단면도로, 특히 주둥이(35A) 하부의 플렌지(35B) 밑 부분을 위주로 도시한 것이다.

먼저 도 13 [A] 및 [B]에서, 상기 예비외벽(31)은 예비격벽(33)과의 접면에서는 박부(薄部)(31b)가 형성되어 있고, 예비격벽(33)과 이격된 곳에서는 후부(厚部)(31a)가 형성되어 있으며, 그 두께는 점증하는 형태인 것이 바람직하다.

또 본 발명에 따른 프리폼(30)에서 상기 예비격벽(33)은 예비외벽(31)과의 접면에서는 후부(厚部)(33a)가 형성되어 있고, 예비외벽(31)과 이격된 곳에서는 박부(薄部)(33b)가 형성되어 있다.

역시 예비격벽(33)의 두께 변화는 점진적으로 변화하는 형태인 것이 바람직하다.

각각 후부(31a)(33a)와 박부(31b)(33b)를 갖는 예비외벽과 예비격벽의 구조는 각각 별도로 사용되거나, 함께 사용될 수 있다.

나아가 상기 예비외벽(31)과 상기 예비격벽(33)의 접면은 만곡부(CV)가 형성되어 있어, 블로잉에 따른 신장시 응력을 분산시키도록 되어 있는 것이 바람직하다.

다음으로 도 13 [A] 및 [C]에서, 상기 예비외벽(31)은 상부에서 하부로 갈수록 점증하는 형태여서, 역시 상부 박부(31d)와 하부 후부(31c)를 형성하고 있다.

또 상기 예비격벽(33)은 상부에서 하부로 갈수록 점증하는 형태여서, 역시 상부 박부(33d)와 하부 후부(33c)를 형성하는데,

각 벽체(31)(33)의 두께 변화는 점진적으로 변화하는 것이 바람직하고,

각각 후부(31c)(33c)와 박부(31d)(33d)를 갖는 예비외벽과 예비격벽의 구조는 각각 별도로 사용되거나, 함께 사용될 수 있다.

이상과 같은 프리폼의 구조는 격벽의 위치와 격벽에 의하여 형성되는 예비구획부(33S)의 수에 따라 다양하게 변형 선택될 수 있다.

기본적으로는 블로잉시 예비격벽과 연결된 예비외벽이 상대적으로 박부를 형성하여 먼저 신장되어 금형 내벽에 밀착되고, 이어 예비격벽과 연결되지 않은 예비외벽이 (미세한) 시차를 두고 금형 내벽에 밀착되도록 하여,

격벽의 직립성과 평탄성을 보장할 수 있게 된다.

또 예비구획부의 수 및 격벽 형상 및 위치의 변화에도, 예비외벽과 상기 예비격벽의 접면은 동일한 원리로 만곡부가 형성되어 있어, 블로잉에 따른 신장시 응력을 분산시켜 완성된 용기의 외벽과 격벽의 접면에서의 균일한 연결 형상이 보장되도록 되어 있는 것이 바람직하다.

다음으로 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 격벽(13)을 갖는 용기(C) 본체(10)를 위한 블로잉 성형장치(B)는 크게

프리폼(30)을 순차적으로 공급하기 위한 트랜스퍼존(110)(Transfer Zone), 공급된 프리폼을 정렬하여 순차적으로 다음 단계로 공급하기 위한 로딩존(120)(Loading Zone), 이미 완전히 경화된 프리폼을 재가열하거나 프리폼의 블로잉 성형 가능 온도상태를 유지(보온 개념)하기 위한 히팅존(130)(Heating Zone), 스트레칭로드와 블로어를 통하여 프리폼을 확대하기 위한 블로잉존(140)(Blowing Zone), 그리고 필요한 마무리 가공을 위한 포스트프로세싱존(150)(Postprocessing Zone)이 차례로 구비되어 있다.

필요에 따라 상기 각 존(110,120,130,140,150)은 연속 배열된 것이 아니라 유의미한 공정시간 차이를 갖는 형태로 한 장소 따로 배열되거나, 완전히 다른 장소에 배열될 수 있다.

또 각 존은 필요에 따라 생략될 수 있지만, 상기 블로잉존(140)은 필수적으로 구비되어야 하며,

히팅존(130)은 블로잉 성형에서 통상 2 스테이지(stage) 공법이라고 칭하는, 별도 성형되어 완전히 경화된 프리폼을 활용하는 블로잉 성형의 경우에는 필수적이다. 그러나 1 스테이지 공법과 같이 프리폼 사출 성형과 블로잉 성형이 곧바로 이어서 진행되는 블로잉 성형의 경우에는 생략될 수 있다.

이하에서는 도 1을 참조하여 설명하여 각 존(110,120,130,140,150)이 연속된 것처럼 기술하지만,

이에 의하여 본 발명에 따른 블로잉 성형장치 및 이를 이용한 블로잉 성형방법의 보호범위에서 당업자에 의한 다양한 변형예들을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

보다 구체적으로 도 1 및 도 2에서, 트랜스퍼존(110)은 사출성형된 프리폼(30)들이 담긴 저장부(111), 상기 저장부(111)에서 로딩존(120)으로 프리폼(30)을 이송하기 위한 이송수단으로 구성된다.

먼저 제1이송수단(113)은 경사부를 가져 하부로 프리폼(30)이 자연스럽게 몰리는 저장부(111)에서 프리폼을 1개씩 순차적으로 이송하도록 복수의 수쿱(scoop)(113B)가 형성된 컨베어벨트(113A)로 이루어진다.

제2이송수단(115)은 상기 제1이송수단의 벨트(113A)상단에서 떨어지는 프리폼을 받기 위한 상광하협(上廣下狹) 형상의 호퍼(115B)와, 호퍼 하단에서 프리폼(30)의 주둥이(35A)가 상부를 향하도록 정렬하도록 연속 배열된 복수의 롤러(115A)로 이루어진다.

제3이송수단(117)은 프리폼이 자중에 의하여 미끄러져 로딩존으로 투입되도록 경사를 이루는 두 가이드로드(117A)로 이루어지며, 제2이송수단의 후단 롤러(115A)와 인접 배열되어 있다.

프리폼이 일정 시차를 두고 연속적으로 공급되도록 하기 위하여 트랜스퍼존(110)은 다양하게 변형될 수 있다.

도 2 및 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제3이송수단(117)에 인접 배열된 로딩존(120)은

개구부(35)가 상부를 향하고 있는 프리폼(30)을 가이드로드(117A) 후단에서 넘겨받을 수 있도록 끼움부(121a)를 갖는 이송체(121)를 포함한다.

상기 이송체(121)들은 연결체(121A)에 의하여 상호 연결되어 상부에서 하부로 순환 회전하게 된다(도 1의 화살표 참조).

또 상기 로딩존(120)의 초입에는 카메라(123)가 설치되어 있어 이송체(121)의 끼움부(121a)에 위치한 프리폼(30)의 예비격벽(33)의 방향을 촬영하여

히칭존(130)으로 공급되기 전에 프리폼(30)의 예비격벽(33) 방향이 일정하게 정렬되도록 한다.

그 구체 방법으로는 카메라(123)가 촬영한 영상은 콘트롤부(B1)(특히 PLC(programmable logic controller) 방식일 수 있다)로 전송되고,

콘트롤부(B1)(도 1에서 제어관계는 '~~~~'으로 표시함)는 로딩존(120) 후단의 변위수단(125)을 제어하여 프리폼(30)의 예비격벽(33)을 일정하게 정렬한다.

도 1의 우측 점선 타원 내 측면 개념 도면에서 확인 할 수 있는 바와 같이,

상기 변위수단(125)은 각도 조절 선회수단(예: 모터(125A))에 의하여 선회되고 승강체(예: 공압 또는 유압 피스톤(125B))에 의하여 승하강하는 분지체(125C)를 포함한다.

카메라(123)의 전송 영상에 따라 콘트롤부(B1)의 제어로 상기 모터(125A)에 의하여 분지체(125C)의 삽입홈(125c)은 프리폼의 예비격벽(33)이 끼워질 수 있도록 미리 선회하고 있다가,

해당 프리폼이 하부에 위치하면 승강체(125B)에 의하여 하강하고,

다시 모터(125A)에 의하여 분지체(125C)가 선회하게 되면 프리폼(30)의 격벽(33)은 한 방향으로 정렬된다.

또 상기 로딩존(120)의 후단에는 뒤집기수단(127)이 구비되어 있어, 상기 변위수단(125)에 의하여 에비격벽(33)이 정렬된 프리폼을 뒤집에 히팅존(130)으로 공급한다.

도 1의 상부 점선 타원 내 측면 개념 도면에서 확인 할 수 있는 바와 같이, 상기 뒤집기수단(127)은 집게(127A)와 회전수단(예: 모터(127C))에 의하여 선회하는 선회팔(127B)로 이루어지며,

정렬된 프리폼(30)의 주둥이(35A)(로딩존(120) 이송체(121)의 상부로 돌출되어 있다)을 집게(127A)가 물면, 선회팔(127B)이 모터(127C)에 의하여 회전하여

히팅존(130)을 이루는 안착부재(131)에 위치시키고, 집게(127A)는 벌어진다.

상기 모터(125A)(127C)나 피스톤(125B)은 다른 공지의 회전수단과 승강수단으로 대체될 수 있으며,

각 작동부재(125A,125B,127A,127C)(121(이송체의 순환을 위한 모터))의 제어는 콘트롤부(B1))에 의하여 이루어진다.

상기 로딩존(120)의 변위수단(25)에 의하여 정렬된 프리폼(30)을 뒤집기수단(127)에 의하여 공급받는 안착부재(131)는 편의상 히팅존(130)을 구성하는 것으로 기술하였다.

그러나 상기 안착부재(131)는 히팅존(130)과 블로잉존(140), 그리고 포스트프로세싱존(150) 사이를 순환하는 컨베어벨트(130A) 상부에 일정 간격으로 배열되어 순환하고,

상기 컨베어벨트(130A) 따라 안착부재(131)가 움직이므로 히팅존(130)에서는 프리폼(30)의 공전(revolution)(중앙에 일점쇄선 순환 화살표로 표시)을 가능하게 하는 기능을 한다.

보다 구체적으로 상기 로딩존(120)은 안착부재(131), 가열수단(133), 공냉수단(135), 차폐부재(137)를 포함하여 이루어진다.

상기 안착부재(131)는 도 3 및 도 4에서 보다 구체적으로 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 프리폼(30)의 개구부(35)측이 안치되고, 상기 예비격벽(33)이 끼워지는 삽입부(131A)를 갖는다.

상기 삽입부(131A)는 대략 횡단면 형상이 반원형인 두 돌출분체(131A') 사이의 틈새에 해당하며, 그 크기 및 형상은 프리폼의 예비격벽에 알맞게 변형된다.

또 측단면도인 도 3 및 평면도인 도 3의 하부 좌측 일점쇄선 원 내에 도시된 바와 같이, 상기 삽입부(131A)는 로딩존(120)의 뒤집기수단(127)에 의하여 역전되어 공급되는 프리폼(30)의 예비격벽(33)이 끼워지기 쉽도록 상광하협(上廣下狹) 형상을 갖는 것이 바람직하고,

또 상기 두 돌출분체(131A')는 프리폼(30)의 개구부(35)가 끼워지기 쉽도록 상협하광(上狹下廣)을 갖는 것이 바람직하며,

나아가 프리폼이 안착된 상태에서는 프리폼(30)이 가능한 흔들리지 않도록 하는 치수를 갖는 것이 바람직하다.

상기 안착부재(131)의 두 돌출분체(131A') 사이에는 이후 블로잉존(40)에서의 스트레칭로드(141) 투입 및 공기(또는 가스)의 블로잉을 위한 투입공(131a)이 형성되어 있다.

또 상기 안착부재(131)는 상기 돌출분체(131A') 하부에 접촉디스크(131B)가 구비되어 있어 히팅존(130) 후단에서 블로잉존(140)으로 프리폼이 진입하기 전에 자전에 의하여 임의의 방향을 향하고 있는 예비격벽(33)을 다시 일정 방향으로 정렬하기 위한 위치변경 선회수단(140E)을 이루는 벨트(140e)와의 마찰 선회가 가능하도록 한다.

또 상기 디스크(131B) 하부에는 대략 마름모꼴을 이루는 블록(131D)이 구비되며, 이 블록의 긴 대각선 부위에 해당하는 꼭지점 부분에는 프리폼의 예비격벽 방향 특정 정렬이 위치변경 선회수단(140E)에 의하여 이루어진 후 이 상태를 확고히 고정하기 위한 고정공(131d)이 구비되어 있다.

상기 블록(131D) 하부에는 역시 프리폼의 예비격벽 방향의 특정한 정렬상태를 고정한 상태로 블로잉존(140)에 프리폼이 투입될 수 있도록 하는데 활용되는 고정로드(131b)가 구비되어 있는데,

상기 고정로드(131b)는 횡단면 형상이 기본적으로 비원형 등의 형상을 가지면 되는데, 도 3의 하부 중간 일점 쇄선 원내에 횡단면도 개념으로 도시한 바와 같이, 대칭된 두 직선부를 갖는 유사 타원 형상을 갖는다.

또 상기 고정로드(131b)의 하부에는 스프로켓(131C)이 구비되어 있어, 도 1 및 도 3의 하부 우측 일점쇄선 원 내에서 확인할 수 있는 바와 같이 체인(131c)(도 1에서는 히팅존(130) 영역에서 스프로켓(131c') 사이를 순환하는 형태로 점선 도시함)에 의하여 선회하여 안착부재(131)가 선회함으로써 안착부재 및 프리폼의 자전이 가능하도록 한다.

이러한 프로핌(30)의 자전(rotation)은 히팅존(130) 전구간에 걸쳐 이루어져야 하며(도 1에서 이점쇄선 영역으로 표시),

히팅존(130) 및 블로잉존(140)을 거치는 프리폼(30)의 공전(revolution)(도 1 중앙에 일점쇄선 순환 화살표로 표시)과 함께 프로폼의 균일 가열을 위하여 필수 사항에 해당하며,

이러한 프리폼의 공전수단 및 자전수단은 다양하게 변형될 수 있다.

또 히팅존(130)을 이루는 안착부재(131)의 구조에서 프리폼의 격벽(33)이 안치되는 삽입부(131A)가 블로잉존에서의 블로잉 성형(프리폼(30)의 예비구획부(33S) 마다 스트레칭로드(141)의 분기체(141A)가 투입(도 5 및 도 6 참조)되도록 하기 위한 예비격벽 정렬)과 함께

생산성, 프리폼의 자전, 그리고 설계, 제조, 제어 편리성 등에 있어 필수적이며,

다른 구성요소는 필요에 따라 변형 설계될 수 있다.

개념상으로는 상기 안착부재(131)에는 삽입부(131A) 대신에 적절한 클램프를 도입하여 블로잉존에서의 격벽 방향의 특정한 정렬을 보장하고 히팅존에서의 프리폼의 자전을 보장할 수 있다.

또 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 히팅존(130)은 일종의 덕트(D) 구조를 이루어 열손실을 차단할 수 있는 구조인 것이 바람직하며,

예비격벽(33)에 의하여 분할된 예비구획부(33S)를 갖는 프리폼(30)을 가열하는 가열수단과,

상기 프리폼, 특히 예비외벽(31)과 예비격벽(33)의 균일 가열을 위한 공냉수단을 포함하는 것이 바람직하며,

특히 상기 공냉수단은 구획부를 갖는 분할용기의 블로잉 성형을 위한 핵심 개념 중 하나이다.

상기 가열수단(133)은 히터, 특히 파장이 길어 은근한 가열에 있어서 적합한 적외선 램프로 구성하는 것이 바람직하며, 히팅존에서 프리폼의 자전이 이루어지므로 일측에만 설치되어도 충분하며, 히팅존 전체에 걸쳐 일정 간격으로 배열되어 있다.

상기 공냉수단(135)은 송풍수단(135A)과 바람의 배출을 위한 노즐(135a)로 구성되며, 실온의 공기를 공급는데, 필요에 따라 제어된 온도의 공기(또는 기타 가스)를 공급할 수 있다.

상기 공냉수단(135)으로부터 공급되는 공기는 상기 가열수단(133)에 의하여 가열된 프리폼을 냉각시켜 상기 프리폼의 예비외벽(31)과 예비격벽(33)이 균일하게 가열되도록 하고

(공냉수단이 없다면 상대적으로 예비외벽은 예비격벽 보다 빨리 가열될 것이며, 프리폼의 불균일 가열과 맞물려 합성수지 종류 및 온도 특성에 따른 문제(예:PET 가열시 일정 온도 이상이 되면 발생되는 백화현상)로 완성된 용기 품질(예: 투명도, 외벽 및 격벽 두께 불균일 등)에 문제를 일으키게 된다),

냉각을 위하여 유입된 공기는 덕트(D)의 상부 흡기구(135b")로 배출되며,

제어 편리성을 위하여 상기 흡기구를 포함하는 흡기수단(135B)은 흡기팬(135b)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

아울러 프리폼(30)과 용기(10)에서 형상 및 치수 변화가 없는 주둥이(35A)(15A)는 가열될 필요가 없고, 가열되는 것이 오히려 불량 원인이 되므로,

히팅존(130)에서는 상기 프리폼의 주둥이가 가열수단에 의하여 가열되지 않도록 하는 차폐부재(137)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 물론 프리폼의 가열 불요 부위는 주둥이 부분 외에도 필요에 따라 선택될 수 있으며, 이에 따라 차폐부재(137)도 변형된다.

또 상기 차폐부재(137)는 냉각수 순환로(137a)를 갖는 것이 바람직하다.

다음으로 일정 구간 길이를 갖는 히팅존(130)을 거친 프리폼은 이후 블로잉존(140)으로 투입되는데,

앞서 언급한 바와 같이, 프리폼(30)의 예비구획부(33S) 마다 스트레칭로드(141)의 분기체(141A)가 정확히 투입되도록 히팅존(130)의 후단에는 위치변경선회수단(140E)이 구비된다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 위치변경선회수단(140E)은 모터(140e')와 연결된 구동 풀리를 포함한 세 풀리를 포함하고, 세 풀리 사이를 순환하는 벨트(140e)를 갖는다.

상기 벨트(140e)는 상기 안착부재(131)의 접촉디스크(131B)를 선회시켜 안착부재를 선회시키고 이에 따라 프리폼(30)이 선회되면서 예비격벽(33)의 방향이 변화된다.

이러한 상태에서 도 4의 우측 중간 일점쇄선 타원내에 개념상으로 도시된 바와 같이,

안착부재(131)의 마름모꼴 블록(131D)의 긴 대각선 부위에 해당하는 꼭지점 부분이 센서, 특히 근접 센서(140d')의 센싱 가능 거리 내에 위치하면 콘트롤부(B1)의 제어에 의하여

상기 모터(140e')는 정지되고,

이 상태에서 어퍼블록(140D)이 움직여 어퍼블록의 고정핀(140d)이 블록(131D)의 고정공(131d)에 투입되어 변위된 상태를 확고히 고정하게 된다.

또한 상기 안착부재(131)의 블록(131D) 하부에 구비된 고정로드(131b)의 양 직선부(130b')는

가동수단(140f')에 의하여 움직이는 가동가이더(140f)와 접하게 되므로

역시 프리폼의 예비격벽 방향의 특정한 정렬상태를 고정하는 역할을 하게 된다.

가동가이더(140f)는 블로잉존(140)의 고정가이더(140F)로 이어지며,

이후 블로잉 공정이 진행된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 블로잉존(140)에서 몰드(M)는

완성된 용기(C) 본체(10)의 주된 부분을 감싸고 대칭된 두 메인몰드(140A)(맞물린 두 몰두 분체의 경계 영역으로 인하여 용기 본체에 파팅라인(parting line)이 형성된다),

상기 몰드 상부에 위치하는 보텀블록(140B)('보텀'(bottom)이라는 용어는 용기 본체의 개구부 반대편 하부 부분을 위한 것이어서 업계에서 일반적으로 용기를 기준으로 지칭하고 있다),

블로잉 과정에서 상기 보텀블록이 상부로 후퇴하는 것을 방지하기 위하여 상기 몰드(140A)에 고정된 스톱블록(140C)을 포함하고,

상기 안착부재(131)의 고정을 위하여 블록(131D)의 고정공(131d)에 끼워지는 고정핀(140d)을 갖는 어퍼블록(140D)('어퍼'(upper)라는 용어 역시 제조된 용기 본체의 주둥이를 기준으로 선택한 것이다)가 더 포함된다.

상기 몰드(M)의 메인몰드(140A) 및 보텀블록(140B)에는 후술하는, 용기 본체(10)의 요입부(11A) 형성을 위한 돌출부(140p)가 구비되어 있다.

다음으로 어퍼블록(140D)에 이어 보텀블록(140B)이 하강하여 정위치에 배열되고, 이어 [메인몰드(140A) 및 스톱블록(140C) 결합체]가 프리폼쪽으로 이동하여 배열이 완료되면,

스트레칭로드(141)의 분기체(141A)가 프리폼(30)의 예비구획부(33S) 마다 투입되고 동시에

콘트롤부(B1)의 제어에따라 블로어(147)에 의하여 공기가 프리폼(30)의 개구부(35)를 거쳐 각 예비구획부(33S)로 유입되어 프리폼의 스트레칭을 이루어진다.

블로잉 공기는 고정블록(143)의 급기구(143A) 및 통기로(143a)를 거쳐 부싱(143B)의 통기홈(143b)을 통하여 프리폼의 예비구획부(33S)로 유입된다.

상기 부싱(143B)은 고정블록(143)의 중심에 형성된 스트레칭로드(141) 투입용 중공(143a')과 통기로(143a)의 간섭 방지를 위한 것으로,

도 5의 우측 중앙 일점쇄선 원 내에 종단면도로 도시된 바와 같이, 상기 통기홈(143b)은 방사상 구조를 갖는다.

또 블로어(147)를 통하여 공급되는 에어는 특허 제0845737호에 기재된 바와 같이,

1차 블로잉을 통하여 소정의 형상을 갖추도록 하는 1차 블로잉 성형단계를 거친 후,

다시 2차 블로잉을 통하여 블로잉 금형의 형상에 맞는 용기 형상을 얻는 2차 블로잉 성형단계를 통하여 진행된다.

예를 들어, 상기 1차 블로잉 압력은 약 8 bar이고, 2차 블로잉 압력은 25~30 bar일 수 있다.

다음으로 본 발명의 다른 핵심을 이루는 저항부재를 설명하도록 한다.

블로잉존의 저항부재는 히팅존의 공냉수단과 함께 블로잉 성형을 통하여 제조되는 격벽 구비 용기의 양산성 확보와, 필요한 생산속도에도 불구하고 불량률이나 개별 용기 품질에도 문제가 없도록 하는 기술의 핵심을 이룬다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 저항부재(145)는 접촉부(145a)를 갖는 저항로드(145A)와, 상기 저항로드의 승하강을 위한 실린더(145B), 그리고 프리폼의 스트레칭 신장에 따라 저항로드가 상승 후퇴하는 경우 일정한 저항력을 발휘하는 탄성수단으로 이루어진다.

블로잉존(140)에서 몰드(M)의 각 구성요소(140A,140B,140C)가 이동되어 블로잉 준비를 완료하면,

상기 보텀블록(140B)에 구비된 실린더(145B)의 에어홀(145b)로 공급되던 공기가 차단되면서

저항로드(145A)의 디스크(145a')를 상부로 가압하던 압력이 사라지므로

탄성수단을 이루는 스프링(145C)의 탄성이 발휘되어 스프링이 펼쳐지고,

이에 따라 저항로드(145A)가 하강하여 접촉부(145a)가 프리폼(30)의 보텀과 접촉하게 된다.

이러한 상태에서 블로잉 압력과 스트레칭로드에 의한 프리폼의 스트레칭 신장으로 저항로드(145A)가 상승 후퇴하고 스프링(145C)은 수축하게 된다.

프리폼의 블로잉이 완료되어 용기 본체가 완성되면, 콘트롤부(B1)는 다시 공기를 실린더(145B)의 에어홀(145b)로 재공급하여 저항로드에 연결된 디스크(145a')를 가압하여 저항로드의 상승 상태를 고정하여 다음 블로잉 성형을 위하여 대기한다.

본 발명에서 블로잉존(140)의 저항부재(145)는 저항로드(145A)를 필수 구성요소로 하며,

그 외 실린더, 저항부재의 승하강수단, 탄성수단 등은 다양하게 변형될 수 있다.

예를 들어 상기 스프링(145C)은 다른 구조의 코일스프링 또는 판스프링으로 변형되거나, 스프링의 개념을 포함하는 탄성수단은 공압(또는 유압)으로 구현될 수 있다.

또 필요에 따라 이러한 공압(또는 유압) 탄성수단은 저항로드의 승하강을 위한 작동공압(또는 유압)으로 구현될 수 있다.

예를 들어, 상승 후퇴된 저항로드의 고정을 위하여 실린더(145B) 하부의 에어홀(145b)로 유입되는 공기 유출입 구조 대신에,

실린더 상하부에 에어홀을 구성하여 디스크(145a) 상하부로 공기를 유출입시켜 저항로드의 승하강을 제어하고, 프리폼의 블로잉시 저항로드의 상승 후진을 억제하도록 할 수 있는데,

도 6에 도시된 형태는 일종의 단동(single movement)제어이고, 상기 변형예는 양동(double movement)제어라 할 수 있다.

또 필요에 따라서 프리폼의 블로잉시 저항로드의 상승 후진을 억제하는 역할은 저항로드의 자중이 기능하다록 할 수 있다(이 경우 탄성수단은 불필요하다).

한편 도 6에서, 블로잉 시작 이전에 저항로드(145A)의 하강시 스프링(145C)은

저항로드가 자유낙하하는 경우 프리폼(30)의 보텀과 충돌하여 가열된 프리폼의 변형을 일으키지 않도록

저항로드의 낙하속도를 줄이는 기능을 하는 것이 바람직하다.

또 상기 디스크(145a')에는 적절한 패킹이 구비되어 있어 기밀성 또는 윤활성, 또는 이들 모두가 보장되는 것이 바람직하다.

이와 같이 블로잉존(140)을 거쳐 완성된 용기 본체는 그대로 배출되거나, 필요에 따라 포스트프로세싱존(Postprocessing Zone)을 거쳐 파팅 라인( parting line ) 또는 버(burr) 제거 과정 등을 거칠 수 있다.

또 도 7 및 도 12에 도시된 바와 같이, 포스트프로세싱존(Postprocessing Zone)은 블로잉 성형되어 격벽(13)에 의하여 분할된 구획부(13S)를 갖는 용기 본체(10)의 격벽에 통공부(13A)를 형성하는 천공수단을 포함할 수 있다.

상기 천공수단(151)은 도 7에 도시된 바와 같이, 용기 본체의 개구부(15)로 투입되고 커터(151a)(문구의 일종인 펀쳐와 유사한 칼날을 갖는다)를 갖는 펀치(151A)와, 역시 용기 본체의 개구부(15)로 투입되며 펀치 작동시 용기 본체(10)의 격벽(13)을 지지하여 천공이 쉽게 이루어지도록 하는 지지체(151B)를 포함한다.

상기 지지체(151B)에는 필요에 따라 용기 격벽 천공시 발생되는 부스러기를 제거하기 위한 흡입 배출통로(151b)가 구비되며,

부스러기의 흡입을 위한 적절한 흡입력 발생수단이 구비되는 것이 바람직하다.

필요에 따라 상기 천공수단(151)의 펀치는 드릴로 대체될 수 있고, 이때도 부스러기의 제거를 위한 적절한 흡입 제거수단이 도입되는 것이 바람직하다.

또 대안적으로 상기 천공수단은 합성수지를 가열 절단할 수 있는 인두(hot iron) 개념을 적용할 수 있고,

아울러 용기 본체(10)의 격벽에 통공부(13A)를 형성하는 상기 펀치에는 인두 개념이 함께 적용될 수 있다.

다음으로 이상과 같은 본 발명의 블로잉 성형장치 및 이를 이용한 블로잉 성형방법에 의하오 제되되는 용기(C)를 도 8 및 도 9를 참조하여 살펴본다.

본 명세서에서 용기를 기술함에 있어 '용기'와 '본체'라는 용어는 일부 혼용하여 사용하며, 기본적으로 '본체'라는 용어는 '뚜껑'과 함께 기술할 때 '용기'와 차별화된 의미를 갖는다.

본 발명에 따른 용기(C)는 크게 본체(10)와, 상기 본체의 수용공간(S)을 구획하는 격벽(13)을 포함하여 이루어지며, 상기 본체(10)의 개구부(15)에는 뚜껑(20)이 결합되어 있다.

용기 본체(10)의 모양은 입구가 좁은 병이나 기타 형상이 모두 가능하며,

격벽에 의하여 구획되는 구획부(13S)는 체적이 상호 동일하여 대칭된 두 개이나, 기술 개발 과정에서 그 수 증가나 체적의 비대칭화가 얼마든지 가능하므로 이에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 용기(C)에서, 내부 수용공간(S)을 갖는 본체(10)는 격벽(13)에 의하여 공간(11)이 구획되는데,

먼저 상기 본체(10) 외부에 형성된 파팅라인(11B)과 상기 격벽(13)은 상호 엇갈린 위치에 배열된 것이 바람직하다.

이는 용기 성형을 위한 두 금형분체(양산성을 고려하여 통상 두 금형분체를 이용하나, 본 발명 회피를 위하여 3개 이상의 금형분체를 이용하는 성형방법을 배제하는 것은 아니다)의 경계선으로 인한 본체의 파팅 라인(parting line; 接合線)(11B)은

통상적으로 금형(金型)같은 형틀에서 뽑은 성형품(成形品)에는 형틀이 맞닿았던 곳에 남는 흔적으로, 보통 가는 볼록 모양의 선이나 지느러미와 같은 얇은 막으로 남는 것을 의미하는데,

이러한 파팅라인(11B)이 격벽(13)과 중복되는 위치에 형성될 경우

상호 불일치하게 되는 사례가 발생

(파팅라인인은 통상의 금형형상에 맞게 수직을 이룰 것이나, 성형과정에서 신장되는 격벽은 완벽하게 수직을 이루지 못할 수 있으므로)되어

실제 구획된 공간 체적은 거의 동일함에도

마치 큰 체적차이가 발생되어 불량품인 것으로 인식할 우려가 발생하는데,

파팅라인(11B)과 상기 격벽(13)이 상호 엇갈린 위치, 특히 평면상에서 보았을 때 90도 간격으로 배열되는 경우에는 이러한 문제점을 해결할 수 있다.

도 8 및 도 9에서는 가늘게 보여 육안으로는 잘 확인이 안 되는 파팅 라인(parting line; 接合線)을 약간 과장하여 점선으로 현출시켰다.

그러나 제품종류 및 필요에 따라서는 파팅라인(11B)과 격벽(13)을 상호 일치된 위치에 배열할 수 있으며, 이에 대해서는 도 8의 우측 확대된 일점 쇄선 내에 측면도 개념으로 도시하고 있다.

나아가 본 발명은 용기(C) 본체(10) 내부 수용공간(S)을 구획하는 격벽(13)으로 인하여 광굴절이 발생되어 외관이 기존 용기에 비하여 생소해지는 문제점을 해결하기 위하여 상기 격벽(13)과 겹치는 본체 외벽 위치에 격벽이 보이지 않도록 하는 차폐부를 더 도입할 수 있다.

예를 들어 이러한 차폐부는 도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 요입부(11A)일 수 있다.

나아가 이러한 요입부(11A)는

용기의 블로잉 성형의 경우 통상적으로 완성 용기에 대응되도록 격벽에 의하여 나뉜 분할공간을 갖는 프리폼(preform)(통상 공지의 사출뵉渙萱◎응용하여 제조)을 이용하는데,

프리폼(30)의 확장 과정에서 격벽 하단부의 완전한 신장 확대가 충분히 가능하나,

통상 물병 등의 보틀(bottle) 타입 용기나 기타 용기에서는 안정된 직립성 보장과 디자인 차별화를 위하여 용기 저면이 상부로 솟아 있는 형태를 취하거나 저면이 요철구조를 취하는 경우가 많아

저면이 평탄하거나 균일하지 않은 경우가 빈번하므로

다양한 주문처의 주문 디자인에 따라서는 용기(10) 격벽(13) 하단부 성형 형상에 문제가 발생될 수 있다는 점에 대처하기 위한 것이다.

따라서 벽(20)과 본체 측벽 접면에서의 광굴절로 인하여 투명도(또는 투광도) 균일성(내용물의 일관된 색상 느낌 제공 등에 중요한 요소임)이 유지되지 못하는 문제점을 해결함과 아울러

용기 저면 디자인 다변화 요구에 대처하기 위하여

본 발명의 용기(C)는 요입부, 특히 상협하광(上狹下廣) 형상의 요입부(11A)가 도입되는 것이 바람직하다.

또 상기 격벽(13)이 외측에서 보이지 않도록 하는 차폐부는 블로잉 성형시 몰드의 형상으로 구현하거나 블로잉 성형 후 후가공과정을 통하여 구현되는 윤지우기(matte) 가공법을 활용하여 처리할 수 있다.

나아가 상기 차폐부는 작은 요철(이는 몰드에 의하여 형성되는 것이 바람직함)을 반복적이고 연속적으로 사용하여 격벽이 보이지 않도록 하여 구현할 수 있으며,

그 외 다양한 차페부에 의하여 격벽 측면 부분에서의 투명도 불균일성 문제를 해결할 수 있다.

아울러 이러한 윤지우기(matte) 가공이나 반복된 요철 형성 방식으로부터 얻어진 차폐부는 요입부와 함께 형성할 수도 있다.

다음으로 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 용기(C) 본체(10)의 개구부(15), 특히 병(bottle) 형상에 맞는 좁은 주둥이(15A)에 결합되는 뚜껑(20)을 살펴보도록 한다.

상기 뚜껑(20)은 캡바디(21), 변위부재(23), 패킹부재(25), 그리고 보조뚜껑(27)을 포함하여 이루어진다.

상기 캡바디(21)는 상기 본체(10)의 개구부(15)에 결합되는데, 개구부(15) 주변 주둥이(15A)의 나선부(15a)에 결합되는 대응 나선부(21B)를 갖고,

두 나선부(15a)(21B)가 완전히 결합될 경우 패킹부재(25)의 제2밀폐부(25B)와 격벽(13)은 도 10과 같이 완전히 일치하여야 한다.

또 상기 캡바디(21)의 통공(21A) 둘레 수용부(21C)에는 변위부재(23)가 피수용체(23B)를 통하여 결합되는데,

상기 피수용체(23B)의 단면 형상은 원형이지만, 3차원 형상은 구(球)형상이 아니라 직육면체 유사 형상이어서 격벽(13)에 의하여 분할된 내부 공간(11)이 둘인 용기(C)에 막게 되어 있다.

그러나 필요에 따라 피수용체(23B)의 형상 변경을 통하여 셋 이상의 내부 수용공간 각각과 소통이 가능한 변위부재(23)를 구성할 수 있다(예: 구(球)형상으로 제조(이 경우 본체의 각 내부공간에 정확하게 위치시키는 것은 노즐타입의 연결부의 형상 변화를 통하여 구현 가능함)).

상기 변위부재(23)는 피수용체(23B)와 연결된 노즐타입의 연결부에는 배출로(23A)가 형성되어 있다.

상기 캡바디(21)의 통공(21A) 상부에는 수용부(21C)에 위치한 변위부재(230의 변위 각도를 제한하는 걸림턱(21c)이 형성되어 있어,

배출로(23A)가 정확하게 두 구획부(13S)와 연통되도록 한다.

다음으로 상기 변위부재(23)의 캡바디(21) 하부이탈을 방지하고, 내용물 누출을 방지하는 패킹부재(25)는

본체(10)와 뚜껑(20) 캡바디(21)의 결합시 상기 본체의 개구부(15) 상부용(주둥이 상면과 밀착되는) 제1밀폐부(25A)와,

상기 격벽 상부용(격벽 상면과 밀착되는) 제2밀폐부(25B)로 이루어진다.

또 상기 패킹부재(25)는 상기 두 밀폐부(25A)(25B) 사이에는 상기 본체의 내부 구획부(13S)와 연통되고,

상기 변위부재(23)의 배출로(23A)와 선택적으로 연결되는 배출부(25C)를 가지며,

일체형으로 제조되는 것이 바람직하다.

나아가 필요에 따라 상기 변위부재(23)의 피수용체(23B)를 보다 완벽하게 감싸기 위하여 보조패킹(25D)이 더 구비될 수 있는데,

이 보조패킹은 패킹부재(25)와 서로 분리형으로 제조되거나 일체형으로 제조될 수 있다.

다음으로 유통이나 보관시 임의로 변위부재(23)가 선회되어 내용물이 유출되는 것을 방지하기 위하여 상기 뚜껑(20) 캡바디(21) 상부에는

상기 변위부재(23)의 배출로(23A)가 중립위치,

즉, 배출로(23A)가 상기 제2밀폐부(25B)에 의하여 막힌 상태에 머물도록 하는 보조뚜껑(27)을 더 구비되는 것이 바람직하며,

상기 수용홈은 변위부재(23) 상단부가 결합되는 수용홈(27A)이 중앙에 형성되어 있다.

도 11에서 확인할 수 있는 바와 같이, 보조뚜껑(27)을 분리하고,

또 필요에 따라 내용물 누출 방지를 위하여 본체(10)의 개구부(15) 상면과 격벽(13) 상면에 접착되는 밀폐막(미도시 됨)이 도입되는 경우 이를 먼저 제거한 다음

변위부재(23)를 좌 또는 우로 선회시키면

구획부(13S) - 패킹부재(25)의 배출부(25C) - 변위부재(23)의 배출로(23A)

를 거쳐 선택적으로 배출되므로

격벽(13)에 의하여 분리된 두 구획부(13S)에 저장된 서로 다른 종류의 내용물을 임의 선택하여 음용할 수 있다.

다음으로 도 12에는 앞서 도 1 및 도 7과 관련하여 설명한, 포스트프로세싱존(postprocessing zone)에서 천공수단(151)을 통하여 용기 본체의 격벽(13)에 통공부(13A)를 형성하여 내부 수용공간이 상호 소통될 수 있도록 하여 다양한 용기로 활용될 수 있도록 한 구조의 용기가 도시되어 있다.

상기 통공부(13A)의 형성방법과 그 모양은 다양해 질 수 있으며, 일례로 도 12의 우측 확대된 일점 쇄선 원 내에 도시된 바와 같이, 단순히 복수의 원 형태이거나 슬릿 형태 또는 다른 여러 형태일 수 있다.

이러한 용기는 녹차 등의 각종 찻잎을 우려내면서도 내용물 배출시 찻잎(T)이 배출되지 않도록 하는데 유용하며,

또 기타 건더기와 국물을 상호 분리하는 것이 필요한 용기 분야에 적용될 수 있다.

도 12에서, 도시된 뚜껑(20A)은 상부 확대된 일점 쇄선 원 내에 도시된 바와 같이, 개방분체(20b)가 용기 본체(10)의 우측 구획부(13S)만을 개방할 수 있도록 고정분체(20a)에 힌지(20c)를 통하여 결합된 형태이며, 전체적으로 마름모 형상을 갖는 것으로 도시되어 있다.

한편, 도 14에는 다른 형태의 용기 또는 용기 어셈블리(C)가 도시되어 있다.

도 14의 핵심 특징은 용기 본체(10)에서 격벽(13)에 의하여 수용공간(S)이 분리되어 형성된 각 구획부(13S)에 개별적으로 접근할 수 있는 배출공(21h)을 캡바디(21m)에 형성하고, 또 개별 배출공을 따로따로 개폐할 수 있는 변형 보조뚜껑( 23)을 도입한 것에 있다.

또 포장, 이동, 보관시 등의 경우 밀폐성을 확실하게 보장하기 위하여 용기본체의 개구부(15)는 통상의 일부 음료 용기에 도입된 것과 같은 은박지 등의 알루미늄 소재 포일( foil ) 등으로 구성된 패킹막(m)에 의하여 폐쇄되어 있다. 패킹막(m)은 본체(10) 주둥이(15A) 상단면에 결합되어 있고, 나아가 다양한 소재 및 두께로 구성될 수 있는 패킹막(m)은 상기 격벽(13) 상단면과도 별도로 접착되어 있는 것이 각 구획부(13S)에 담긴 음료의 뒤섞임 방지를 위하여 바람직하다.

도 14 및 뚜껑(21m)를 중점 도시한 좌측 일점쇄선 ①의 외관 사시도, 일점쇄선 ②의 단면도, 일점쇄선 ③의 커터(23c) 작용 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 용기 어셈블리(C)에서 변형 뚜껑(20m)은 캡바디(21m)와 보조뚜껑( 23m)으로 구성된다.

상기 캡바디(21m)는 본체(10)의 개구부(15), 특히 주둥이(15A) 외주면의 나선부(15a)에 결합되는 대응 나선부(21b)를 갖고,

캡바디 (21m) 외주면에는 본체(10)와의 나사결합시의 미끄럼 방지를 위한 이격 돌기들로 구성된 널링(knurling)부 (21n)가 형성되어 있고, 미감향상을 위하여 보조뚜껑(23m)에까지 상응하는 널링부가 연장되어 있어 일치감을 주도록 되어 있다.

용기본체(10)에서 주둥이(15A) 상부 개구부(15)에서부터 본체의 저면까지 , 상하 전체에 걸쳐 구비된 격벽(13)에 의하여 형성되는 각 구획부(13S)는 결합된 캡 바디(21m)의 배출공(21h)과 연통된다 .

또 보조뚜껑(23m)의 결합력 보장이나, 후술하는 커터(23c) 및 변형부(23b)의 작용특성 보장을 위하여 상기 배출공 (21h) 둘레에는 상향 돌출 형성된 돌출테(21p)가 형성되어 있고,

이 두 돌출테 둘레에는 두 반원형 결합돌기(21P)가 형성되어 있는데, 반원 형상은 원형 뚜껑(20m) 및 본체(10)의 주둥이(15A)와 두 구획부(13S)의 형상, 그리고 이에 따라 반원형을 갖는 두 보조뚜껑(23m)의 형에 맞도록 하기 위한 것이다.

상기 보조뚜껑(23m)은 상기 캡바디(21m)에 결합, 특히 분실 방지를 위하여 연결편(23d)을 통하여 각각 결합되어 있고,

이 보조뚜껑은 상기 캡바디(21m)의 각 배출공(21h)에 결합되는 삽입돌기(23C)를 갖는다.

나아가 상기 보조뚜껑(23m)의 삽입돌기 (23C) 단부에는 상기 패킹막(m)을 파괴하는 커터(23c)가 구비되어 있는 것이 바람직하다.

이 커터(23c)는 특히 삽입돌기(23C)의 단부 보다 더 길고, 특히 삽입돌기와 커터는 일체로 형성되어 있다. 그리고 상기 커터(23c)는 격벽(13)에서 먼, 외측에 배열되어 있어, 파괴된 패킹막(m)의 분열부(m1)로 인하여 패킹막(m)의 구멍이 다시 폐쇄되지 않도록 되어 있는 것이 바람직하다.

또 이종 음료가 담긴 용기 어셈블리(C)가 이동, 보관, 진열 중에 커터(23c)에 의하여 임의로 패킹막(m)이 파손되지 않도록 하면서도, 소비자가 구매 후 쉽게 커터를 통하여 패킹막을 찢을 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 용기 어셈블리(C) 뚜껑(20m)은 보조뚜껑(23m)에 변형부(23b)를 형성하였다. 즉, 상기 삽입돌기(23C)와 연결된 상부 부위인 누름부(23a)에 대하여, 이 누름부 외곽에는 어린이나 노약자까지 누름부에 힘을 가할 경우 변형되어 커터(23c)가 하강하여 패킹막(m)을 파괴할 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다. 또 필요에 따라 상기 변형부는 탄성을 가져 가압력을 제거한 경우 다시 원상복귀되고 커터는 상승하게 되어 있어, '탄성'변형부를 이루는 것이 바람직하다.

나아가 한 번에 음료를 다 마시기 쉬운 용량의 이종 음료가 담긴 경우 등을 고려하거나,

또 천공된 패킹막(m)의 분열부(m1)가 천공 구멍을 막는 상황을 방지하고자 하는 경우,

그리고 패킹막 파괴 후 한 번에 음료를 다 마시지 않는 용량의 이종 음료가 담긴 경우 캡바디 (21m) 배출공(21h)을 통하여 음료가 유출되지 않도록 하는 재밀폐성과 관련해서도

상기 변형부(23b)의 '탄성' 또는 '비탄성' 특성을 선택할 수 있다. 변형부의 탄성 여부는 소재 특성이나 변형부의 두께 특성, 또는 이 둘 모두로 인한 것일 수 있다.

한편, 상기 각 보조뚜껑(23m)은 연결편(23d) 반대쪽에 쉽게 보조뚜껑을 열 수 있도록 하는 손잡이(23e)를 갖는다.

캡바디(21m)의 돌출테(21p)는 누름부 (23a) 임의 하강 방지나 삽입돌기(23C)가 배출공(21h)에 정확하게 결합하도록 구획하고( 결합돌기 (21P) 보다 더 위로 솟은 돌출테( 21p)로 인하여 누름부 (23a) 주변 변형부(23b)와의 간격이 그만큼 좁아져 하강 파괴 역할을 하는 커터 기능의 정밀성이 보장된다)

심지어 안내하는(이를 위하여 돌출테 (21p) 부위에서는 배출공 (21h) 보다 더 구멍 단면적이 크고, 내벽 형상이 테이퍼진 구조인 것이 바람직하다)는 기능도 한다.

상기 캡바디(21m)의 돌출테 (21p) 둘레의 반원형 결합돌기(21P)는 각 반원형 보조뚜껑(23m) 외곽의 스커트(23f) 내면에 엇물리는 형태로 결합되고 ,

결합돌기 (21P) 및 스커트(23f)의 결합은 이물질 유입방지의 기능을 하며,

또 배출공 (21h) 및 삽입돌기(23)와 함께 각 보조뚜껑의 임의 열림 방지 기능을 한다.

한편, 도 15 및 16에는 본 발명에 따른 분할용기를 위한 성형장치의 일부가 도시되어 있다.

특히 도 15 및 16에 도시된 성형장치는 광구(廣口) 용기(Cw)(도 15의 하부 중앙 일점 쇄선 원 내 개략적인 사시도 참조) 제조를 위한 것이다.

일반적으로 블로잉 용기 또는 사출 용기 제조업계에서 통상 음료수 병 등에 사용되는 협구( 狹口 ) 용기에 비하여, 광구 용기의 원형 개구부 지름은 10 mm 이상의 지름을 갖는 것을 의미한다.

통상 중구 또는 광구 용기는 개략적으로 지름이 30mm 내외, 또는 그 이상인 원형 개구부의 면적에 상응하는 다양한 형상의 개구부를 갖는 용기를 의미하며, 화장품, 과자, 약품, 아이스크림, 김치, 고추장 등의 장류, 젓갈 등을 저장하는 용도로 활용될 수 있다.

그러나 업계에서의 구분과 무관하게 본 발명에서 '광구' 용기는 보다 정확하게는 구체적인 개구부 지름(또는 면적) 특정과 무관하게 완성 용기의 개구부가 커지는 경우 본 발명의 분할용기와 같이 예비격벽을 갖는 프리폼이 개구부 주변의 크기가 상대적으로 커서 블로잉 과정에서 원 형상을 유지하지 못하고 변형되어 불량이 발생되는 정도의 크기를 갖는 용기를 의미한다.

또 이러한 광구(廣口) 용기, 특히 PET 소재 용기의 블로잉 성형시에는

일반 음료 용기(협구 용기)의 프리폼 두께가 3mm 미만인 것이 대부분인 반면에,

광구 용기의 프리폼 두께는 3mm를 넘는(3~5mm 정도) 것이 대부분이어서 앞서 도 1 내지 도 4와 관련하여 설명한 블로잉 성형장치로는 생산속도 저하 문제와, 예비 외벽 내부에 구비된 예비격벽이 충분히 가열되지 않아 블로잉시 팽창이 되지 않으므로 원하는 형상으로의 성형이 보장되지 않고, 나아가 성형시 파손까지 발생되기 쉽다.

이를 해결할 수 있는 것이 도 16에 도시된 성형장치로 특히 변형된 히팅존(130M)을 도시하고 있다.

도 16과 관련된 이하의 설명에서 도 1 내지 도 4와 관련된 설명과 중첩되는 부분은 생략할 것이다.

나아가 광구(廣口) 용기(Cw)를 위한 광구 프리폼(30w)은 히팅존에서 가열되어 블로잉존에서 블로잉을 통한 길이 및 폭 신장이 진행되어 완성되는 경우 예비격벽(33)의 개구부 부위가 변형되어 도 15의 하부 우측 정면도와 같이 완성 용기의 격벽 상단부(13f)가 쳐져서 불량이 발생된다.

이를 해결할 수 있는 것이 도 15의 프리프로세싱존(G)이다.

이하에서 프리폼이나 완성용기와 관련하여 도 1 내지 도 14에 설명한 내용과 도 14 및 도 15와 관련한 설명 중 중첩된 부분은 생략할 것이며, 또 도면의 참조부호 역시 생략하여 도시하였다.

본 발명에 따른 구획부를 갖는 분할용기의 블로잉 성형장치에서 프리프로세싱존(preprocessing zone)(G)은 프리폼(30w)에서 적어도 예비격벽(33)의 개구부측 단부를 가열하여 결정화시키는 히팅수단을 포함하여 이루어진다.

도 15에서 프리폼(30w)과 최종 완성 광구 용기(Cw)는 두께와 격벽의 형상, 기타 구체 형상을 단순화하여 도시하고 있다.

구체적으로 히팅수단의 가열에 의한 결정화는 결정화 수지의 특성이며, 대표적으로 PET 수지가 이에 해당된다.

또 히팅수단에 의한 결정화 부위는 '적어도' 프리폼(30w)의 예비격벽(33)의 개구부측 단부(33C)(도 15의 좌측 중간 일점 쇄선 원내 프리폼 사시도 참고)인데,

그 의미는 프리폼(30w)의 개구부를 형성하는 주둥이와 예비격벽의 개구부측 단부(33C) 모두를 가열하여 결정화를 진행할 수 있으나, 광구 프리폼(30w)의 경우 블로우 과정에서 불량이 발생되는 부위는 예비격벽(33)의 개구부측 단부(33C)이므로 , 과도하게 다른 부위까지 결정화하는 것이 비본질적이라는 것을 의미하며,

그럼에도 불구하고 본 발명의 보호범위를 회피하거나 다른 목적을 위하여, 또 다양한 이유로 프리폼의 주둥이를 포함하는 다양한 부위를 가열하여 결정화하는 것을 배제하는 의미가 아니라는 것이다.

한편, 이러한 분할용기 성형장치에서 프리프로세싱존(G)은 고주파발생기(G1)를 이용하여 구성될 수 있다.

'적어도' 광구 프리폼(30w)의 예비격벽(33)의 개구부측 단부(33C)를 가열하는 방식에서 '고주파' 발생기는 생산속도와 품질적인 측면을 고려하는 경우 업계에서 통상 100,000hz를 경계로 구분되는 고주파와 중주파의 구분은 본 발명에서는 큰 의미가 없는 것이다.

즉, 본 발명에서 '고주파'는 양산 가능성을 갖는 중주파 대역을 포함하는 개념인 것으로, 단지 '주파수 가열'을 대표하여 지칭한 것일 뿐이다.

도 15에서, 프리프로세싱존(G)은 고주파발생기(G1), 프리폼(30w)의 개구부측 예비격벽(33) 단부(33C)와 접촉하는 인두(G2), 그리고 고주파발생기(G1)와 인두(G2)를 연결하는 와이어(G1a)를 포함하여 이루어진다.

구체적으로 프리프로세싱존(G)에서 고주파발생기(G1)와 와이어(G1a)로 연결된 인두(G2)는 일종의 고주파발생 부재(일종의 '워크코일'임) 역할을 하는 것이며,

두 인두 분체 사이의 틈새에 예비격벽의 개구부측 단부(33C)가 끼워질 수 있는 구조이며, 불필요한 다른 프리폼(30w)의 주둥이 부위와 인두의 접촉은 배제되는 것이 바람직하며,

인두 분체는 상호 연결이 보장된 상태(고주파 도통 상태)에서 좌우로 벌어지고, 또 나아가 승하강되는 구조로 구성되는 것이 바람직하다.

고주파발생기(G1)로부터 발생된 고주파가 와이어(G1a)를 거쳐 인두(G2)로 전달되면, 유도 전류(플레밍의 왼손법칙 및 패러데이 전자 유도의 원리)에 의하여 가열된 인두의 열은 사이에 끼어 접촉상태를 유지하고 있는 예비격벽의 개구부측 단부(33C)를 가열하게 된다.

PET 수지의 경우 약 160~190℃인 결정화 온도에 도달하여 소정 시간 체류하게 되면 PET 수지의 투명화 이후 냉각·안정화 과정을 거치면 결정화(백색화)가 이루어져 경질화되며, 이후 히팅존에서의 가열에 의하여 변형되지 않는다.

또 히팅수단, 즉 인두(G2)에 의하여 가열된 예비격벽의 개구부측 단부(33C)는 냉각 과정에서 수축, 변형이 발생되므로, 별도로 냉각시 단부(33C)의 형상을 유지하는 형틀을 도입하여 변형을 방지하는 것이 바람직하다.

필요에 따라 인두(G2)를 형틀로 활용할 수 있고, 대안적으로 인두와 같이 좌우로 움직이는 지그를 이용하여 형틀을 구성할 수 있다. 나아가 보다 빠른 냉각을 위하여 형틀에는 냉매(예: 물) 순환로가 구비될 수 있다.

도 15에서는 인두(G2)를 형틀로 활용하는 경우까지 고려하여 냉매 순환 파이프(G3c)가 연결되어 있는데, 이러한 냉매 및 그 순환을 위한 구성은 적절한 인두의 결정화 온도 조절 및 유지를 위하여 활용될 수 있다.

나아가 상기 냉매, 즉 냉각수 순환 구성은 고주파발생기(G1)를 위한 냉각부(G3)를 구성하기도 하는데, 즉 냉각부(G3)는 수조(G3a), 냉각수 순환펌프(G3b)와 순환파이프(G3c)로 구성된다.

순환파이프 상에 구비된 펌프(G3b) 또는 솔레노이드밸브(G3d), 또는 이들 모두의 on/off에 제어에 의하여 고주파 인가와 함께 냉각수가 순환 제어가 가능하도록 구성되어 있다.

고주파발생기(G1) 및 인두에 의하여 결정화를 위하여 프리폼(30w) 예비격벽(33)의 개구부측 단부(33C)가 가열되는 온도 및 시간은 필요에 따라 조절되어 광구 용기의 격벽 상단 처짐에 따른 불량발생 방지 보장 및 생산성 등이 충족되는 조건에 따라 완전 결정화 또는 부분 결정화가 선택될 수 있다.

대안적으로 이러한 고주파발생기(G1) 등으로 구성된 프리프로세싱존(G)을 통한 프리폼(30w) 예비격벽(33)의 개구부측 단부(33C)의 결정화를 통한 광구 용기(Cw)의 격벽(13) 상단 불량부(13f)(하부 우측 일점 쇄선 원 내 정면도 참조) 발생방지는

도 15의 좌측 하부 일점 쇄선 원 내 정면도로 도시한 변형 광구용 프리폼(30m)과 같이, 프리폼(30m) 예비격벽(33)이 개구부측 단부를 넘어 돌출부(33p)를 도입하는 방식으로 구현될 수 있다.

돌출부의 모양 및 크기는 다양하게 변형될 수 있다.

또 이러한 돌출부는 백색화 과정에서 수축을 대비하기 위하여 도입될 수도 있다.

다음으로 도 16에 도시된 성형장치로 특히 변형된 히팅존(130M)은 일반 음료 용기(협구 용기)의 프리폼 두께 보다 두꺼운 광구 용기(Cw)의 프리폼(30w) 두께(3~5mm 정도, 또는 그 이상)에도 불구하고,

충분하고 빠르게 히팅존에서 가열이 이루어져 이후 블로잉존에서의 팽창·신장이 불량 없이 이루어지도록 하는 것을 보장하기 위한 것이다.

이를 위하여 먼저 가열수단을 구성하는 히터는 고용량·고온 히터(133S)를 사용하며,

히터가 램프로 구성된 경우, 특히 파장이 길어 은근한 가열에 있어서 적합한 적외선 램프를 활용하는 경우 역시 고용량 램프를 채용하는 것이 바람직하다.

이를 통하여 짧은 시간 내에 광구 용기(Cw)를 위한 프리폼(30w)의 예비 외벽은 물론, 그 내부에 구비된 예비격벽이 충분히 가열되도록 한다.

또 가열수단을 구성하는 고용량·고열 히터(133S)에 맞게 프리폼(30w)의 예비외벽(31)과 예비격벽(33)의 균일 가열을 위한 공냉수단을 포함하는 것이 바람직한데,

자전 및 공전을 하는 프리폼(30w)을 위한 공냉수단은 도 3 및 도 4와 관련하여 앞서 설명한, 송풍수단(135A)을 포함하는 공냉수단(135)은 추가적으로 응축-증발기를 이용한 칠러(CH)(chiller)를 포함한다(도 16과 관련된 설명에서 도 3 및 도 4와 관련하여 설명한 공냉수단에 대한 중복 부분은 생략한다).

상기 공냉수단(135)에서 송풍수단(135A)과 바람의 배출을 위한 노즐(135a)로 구성되며, 가급적 노즐(135a)은 프리폼(30w)에 근접 배열되어 있어 히터(133S)에 의한 편중 가열을 방지하도록 한다.

또 송풍수단에 의하여 공급되는 공기는 칠러(CH)에 의하여 냉각된 찬 공기가 공급된다.

구체적으로 칠러(CH)는 냉동 사이클을 위하여 가동되는 압축기(C2)를 갖고, 이에 따라 생성된 고온 고압의 가스를 중온 고압의 액체냉매로 열교환토록 하기 위한 응축기(C3)를 거친 후, 이어 응축기(C3)에서 열교환된 중온 고압의 액체냉매를 저온 저압의 액체냉매로 변화시키는 모세관(C4)을 거친 후, 최종적으로 저온저압의 액체냉매는 증발기(C1)로 공급된다.

송풍수단(135A)에 의하여 배출되는 실온의 공기는 증발기를 거치면서 냉각되어 노즐(135a)을 거쳐 프리폼(30w)를 냉각하여 고용량·고온 히터(133S)에 의한 프리폼의 편중 가열을 방지하며, 아울러 히팅존의 체류 시간 및 라인 길이를 줄이는데 큰 기여를 하게 된다.

이상의 설명에서 프리폼 및 용기를 이루는 구체적인 합성수지 종류나 기타 블로잉 성형공법 등과 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 구성 및 구조를 갖는 블로잉 성형장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

C: 용기(어셈블리) 10: 본체
11: 외벽 11A: 요입부
13: 격벽 13S: 구획부
15: 개구부 15A; 주둥이
15B: 플렌지 15a: 나선부
20: 뚜껑 21: 캡바디
21A: 통공 21B: 대응 나선부
23: 변위부재 23A: 배출로
23B: 피수용체 25: 패킹부재
27: 보조뚜껑 27A: 수용홈
30: 프리폼 31: 예비외벽
33: 예비격벽 33S: 예비구획부
35: 개구부 35A: 주둥이
35B: 플렌지
B: 성형장치 B1: 콘트롤부
110: 트랜스퍼존 111: 저장부
113,115,117: 이송수단 120: 로딩존
121: 이송체 123: 카메라
125: 변위수단 127: 뒤집기수단
130: 히팅존 131: 안착부재
131A: 삽입부 133: 가열수단
135: 공냉수단 137: 차폐부재
140: 블로잉존 141: 스트레칭로드
143: 고정블록 143A: 급기구
145: 저항부재 145A: 저항로드
145B: 실린더 145C: 탄성수단
147: 블로어 140A: 메인몰드
140B: 보텀블록 140C: 스톱블록
140D: 어퍼블록 140E: 위치변경 선회수단
140F: 고정가이더 150: 포스트프로세싱존
151: 천공수단

Claims (7)

1. 개구부 및 예비격벽에 의하여 분할된 예비구획부를 갖는 프리폼에 대하여 적어도 예비격벽의 개구부측 단부를 가열하여 결정화시키기 위한 히팅수단을 포함하는 프리프로세싱존(preprocessing zone);
   상기 프리폼을 가열하는 가열수단과, 상기 프리폼의 균일 가열을 위한 공냉수단을 포함하는 히팅존(heating zone); 및
   상기 프리폼의 개구부를 통하여 공기를 주입하는 에어블로어를 포함하는 블로잉존(blowing zone);을 포함하여 이루어지되,
   
   상기 히팅존은 상기 프리폼의 선회를 위한 자전수단을 더 포함하고,
   상기 블로잉존은 프리폼의 개구부 반대측 저면부를 가압한 상태에서 상기 프리폼의 신장에 따라 후퇴하는 저항부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분할용기의 성형장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 프리프로세싱존에서
   상기 히팅수단은 고주파발생기, 상기 프리폼의 개구부측 예비격벽 단부와 접촉하는 인두, 상기 고주파발생기와 상기 인두를 연결하는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분할용기의 성형장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 프리프로세싱존은
   상기 히팅수단에 의하여 가열된 프리폼의 개구부측 예비격벽 단부의 형상을 고정하는 형틀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분할용기의 성형장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 형틀에는 냉매 순환로가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 분할용기의 성형장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히팅존에서
   상기 공냉수단은 송풍수단과, 상기 송풍수단에 냉기를 제공하는 증발기를 포함하는 칠러(chiller)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 분할용기의 성형장치.
6. 청구항 1에 따른 분할용기 성형장치의 프리프로세싱존(preprocessing zone)에서 제조되는 것으로,
   예비외벽;
   상기 예비외벽과 연결되어 내부공간을 분할하여 예비구획부를 형성하는 예비격벽;
   상기 예비외벽과 상기 예비격벽 상부에 구비된 개구부;
   를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 예비외벽은 예비격벽과의 접면에서는 박부(薄部)가 형성되어 있고, 예비격벽과 이격된 곳에서는 후부(厚部)가 형성되어 있고,
   상기 예비격벽은 상부에서 하부로 갈수록 점증하는 형태로 형성되어 있고,
   
   상기 성형장치의 프리프로세싱존에서 가공되어 상기 예비격벽은 상기 개구부 상단까지 연장되어 있고, 예비격벽의 개구부측 단부는 결정화처리되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 예비격벽은 예비외벽과의 접면에서는 후부(厚部)가 형성되어 있고, 예비외벽과 이격된 곳에서는 박부(薄部)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼.

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