KR101449303B1 - 블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열 가소성 수지를 중공 성형하는 블로어 성형기에서 금형 내에 패리슨을 흡인하거나 패리슨 안에 블로어 압력을 가하는 블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치는, 블로어 성형기에서 다이스로부터 압출되는 패리슨을 금형 내에 수용하기 위한 부압과 금형에 수용된 패리슨을 팽창시키기 위한 정압을 제공하는 압력 형성 장치로서, 실린더(100)의 길이방향 중간에 피스톤(200)을 설치하여, 피스톤(200)의 양측으로 제1 압력실(102)과 제2 압력실(104)을 형성하고; 실린더(100)의 제1 압력실(102)로부터 금형(2)의 핀 홀(2b)에 이르는 압축공기 라인(110)을 형성하고, 압축공기 라인(110)을 개폐하는 제1 단속 밸브(112)를 설치하며; 실린더(100)의 제2 압력실(104)로부터 금형(2)의 하부에 이르는 진공 라인(120)을 형성하고, 진공 라인(120)을 개폐하는 제2 단속 밸브(122)를 설치하며; 실린더(100)의 제1 압력실(102)과 제2 압력실(104) 각각에 대기압을 작용하는 제1 대기 라인(130)과 제2 대기 라인(140)을 형성하고, 제1 대기 라인(130) 및 제2 대기 라인(140)에 각각 제3 단속 밸브(132) 및 제4 단속 밸브(142)를 설치한 구성으로 이루어진다.

Description

블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치{PRESSURE GENERATING APPARATUS FOR BLOWER MOLDING MACHINE}

본 발명은 열 가소성 수지를 내부가 빈 용기 모양으로 성형하는 블로어 성형기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금형 내에 패리슨을 흡인하거나 패리슨 안에 블로어 압력을 가하는 블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치에 관한 것이다.

플라스틱 음료 용기, 식품 용기, 생수통 등을 제조하는 블로우 성형기에서는, 용융 수지를 압출에 의해 튜브 모양의 패리슨(parison)(또는 프리폼(preform)이라고 한다. 본 명세서에서는 이를 '패리슨'으로 통칭한다)을 성형하고, 이어서 패리슨을 금형 속에 넣고 블로잉 시스템을 통해 패리슨의 내부에 공기를 불어 넣어 금형의 내벽에 밀어붙여 확장시킴으로써 금형의 내벽 모양을 가지는 제품을 만들게 된다.

패리슨은, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 다이스의 내측 다이와 외측 다이 사이의 둘레로 형성되는 틈새인 오리피스를 통해 아래로 배출되고, 배출되는 패리슨은 열려져 있는 취입금형의 내부로 들어가 수용되고, 수용된 후 취입금형을 닫으며, 닫은 후 패리슨의 내부에 공기를 주입하여 취입금형의 내벽으로 벌리면서 밀어붙여 금형의 내면 모양을 가지는 형상의 용기 모양이 만들어진다.

다이스에 의해 배출되는 패리슨은, 금형 내부로 진입할 때에 진공압을 걸어주어서 금형 내부로 쉽게 진입할 수 있게 유도할 수 있다. 또한, 금형 내에 수용된 패리슨의 내부에는 압축공기를 불어넣어 팽창시키게 된다.

도 1 내지 도 3은 종래의 블로어 성형기에서의 성형 과정을 차례대로 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 압출 다이스(도시하지 않음)로부터 패리슨(P1)이 압출되면, 금형(2) 내에는 진공 라인(4)을 통해 진공 펌프(6)의 부압(負壓)이 작용하고, 부압에 의해 압출되는 패리슨(P1)이 금형(2) 내부로 흡인되게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 패리슨(P1)이 금형(2)의 내부로 진입이 완료되면 금형을 닫는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 금형(2)을 닫은 후에는 패리슨(P1)의 상부에 핀 홀(8)을 내고, 핀 홀(8)을 통하여 블로어 펌프(10)로부터의 압축공기를 패리슨(P1) 내부에 불어넣어 팽창시킴으로써, 금형(2)의 캐비티(2a)(도 1 참조)와 같은 형상을 가지는 중공 제품이 만들어진다.

이와 같이, 종래에는 패리슨(P1)을 흡인하고 팽창시키기 위한 공압을 각각 펌프를 이용하여 수행하였으므로, 펌프의 대수가 많아지고 공압 라인이 복잡해 지며, 특히 공압의 정밀 제어가 어려운 단점이 있다.

등록특허공보 제10-0698512호 공보(2007.03.15.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 블로어 성형시 필요한 부압(負壓)과 정압(正壓)을 간단한 구조에 의해 제공하고, 흡인 압력 및 블로우 압력을 정밀하게 제어할 수 있는 블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치는, 블로어 성형기에서 다이스로부터 압출되는 패리슨을 금형 내에 수용하기 위한 부압과 금형에 수용된 패리슨을 팽창시키기 위한 정압을 제공하는 압력 형성 장치로서, 실린더의 길이방향 중간에 피스톤을 설치하여, 피스톤의 양측으로 제1 압력실과 제2 압력실을 형성하고; 실린더의 제1 압력실로부터 금형의 핀 홀에 이르는 압축공기 라인을 형성하고, 압축공기 라인을 개폐하는 제1 단속 밸브를 설치하며; 실린더의 제2 압력실로부터 금형의 하부에 이르는 진공 라인을 형성하고, 진공 라인을 개폐하는 제2 단속 밸브를 설치하며; 실린더의 제1 압력실과 제2 압력실 각각에 대기압을 작용하는 제1 대기 라인과 제2 대기 라인을 형성하고, 제1 대기 라인 및 제2 대기 라인에 각각 제3 단속 밸브 및 제4 단속 밸브를 설치한 구성을 이루어진다.

일 실시예에 있어서, 상기 실린더와 제1 단속 밸브 사이의 압축공기 라인에 제1 축압기를 설치하고, 상기 실린더와 제2 단속 밸브 사이의 진공 라인에 제2 축압기를 설치한다.

본 발명에 따른 블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치에 의하면, 실린더에 의해 부압과 정압 양측의 압력을 모두 제공가능하여, 압력 형성 장치의 구조가 단순해지고, 피스톤의 위치에 따라 실린더의 압력이 일정하게 정해져 있으므로 정밀한 압력 제어가 가능하다.

도 1은 종래의 블로어 성형기에서 압출 다이스로부터 금형 내에 패리슨이 진입하는 초기 상태 및 부압 제공 시스템을 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 블로어 성형기의 금형 내에 패리슨이 진입 완료한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 종래의 블로어 성형기의 금형 내에 수용된 패리슨에 압축공기를 불어넣어 팽창시키는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 압력 형성 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 압력 형성 장치를 이용하여 흡인 행정을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 압력 형성 장치를 이용하여 중립 행정을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 압력 형성 장치를 이용하여 블로우 행정을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 압력 형성 장치를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 블로어 성형기의 금형(2)은 다이스(도시하지 않음)의 하부에 배치되며, 상부의 다이스로부터 압출되는 패리슨을 받아들여 수용하고, 수용된 패리슨에 압축공기를 불어넣어 캐비티(2a)의 내벽면 형상을 가지는 중공 제품을 성형하게 된다.

다이스로부터 압출되는 패리슨을 금형 내에 수용하기 위한 진공력을 제공하는 한편, 금형에 수용된 패리슨을 팽창시키기 위한 압축공기를 제공하는 압력 형성 장치로서는, 실린더(100)와 피스톤(200)을 구비하여, 유압 실린더나 모터 등과 같은 소정의 구동원에 의해 피스톤(200)을 왕복운동시키는 구조로 이루어진다.

구체적으로, 피스톤(200)은 상기 실린더(100)의 길이방향 중간에 위치하도록 하며, 그것에 의해 피스톤(200)의 양측으로 각각 제1 압력실(102)과 제2 압력실(104)이 형성된다.

그리고 실린더(100)의 제1 압력실(102)로부터 금형(2)의 핀 홀(2b)에 이르는 압축공기 라인(110)이 형성되고, 압축공기 라인(110) 상에는 압축공기 라인(110)을 개폐하기 위한 제1 단속 밸브(112)가 설치된다. 제1 단속 밸브(112)가 열리면 실린더(100)의 제1 압력실(102)의 압축 공기가 압축공기 라인(110)을 통해 금형(2)의 핀 홀(2b)로 공급된다.

또한, 실린더(100)의 제2 압력실(104)로부터 금형(2)의 하부에 이르는 진공 라인(120)이 형성되고, 진공 라인(120) 상에는 진공 라인(120) 개폐하기 위한 제2 단속 밸브(122)가 설치된다. 제2 단속 밸브(122)가 열리면 실린더(100)의 제2 압력실(104)의 진공력이 진공 라인(120)을 통해 금형(2)의 하부로 유도되어 다이스로부터 압출되는 패리슨을 금형 내부로 흡인하여 진입이 용이하게 한다.

또한, 실린더(100)의 제1 압력실(102)과 제2 압력실(104)에는, 각각 대기압을 작용하는 제1 대기 라인(130)과 제2 대기 라인(140)이 형성된다.

제1 대기 라인(130) 및 제2 대기 라인(140)에는, 각각 제3 단속 밸브(132) 및 제4 단속밸브(142)를 설치하여, 진공 형성이나 압축 공기 공급의 공정에 맞추어 실린더(100)의 제1 압력실(102) 및 제2 압력실(104)을 대기와 통하도록 한다.

본 실시예에 있어서, 상기 실린더(100)와 단속 밸브(112) 사이의 압축공기 라인(110)에는 제1 축압기(114)가 설치되고, 실린더(100)와 단속 밸브(122) 사이의 진공 라인(120)에도 제2 축압기(124)가 설치된다.

제1, 2 축압기(114, 124)는, 실린더(100)에서 발생하는 압력을 저장하고, 압력을 균일하게 제공하도록 하는 한편, 라인 내에서 발생하는 충격압이나 맥동압 등을 완충하는 역할을 하여, 압력 형성 시스템에 안정화를 도모한다.

이러한 본 발명은 피스톤(200)의 위치에 대응하여 실린더(100)의 제1 압력실(102)과 제2 압력실(104)에서 생성되는 압력이 미리 정해지게 되고, 그 압력은 변함이 없기 때문에, 피스톤(200)의 위치만 제어하면 생성 압력이 정확하게 제어되므로 정밀한 압력 제어가 가능하다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 압력 형성 장치의 동작 과정을 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 압력 형성 장치를 이용하여 흡인 행정을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 다이스로부터 압출되는 패리슨을 흡인할 때에는, 제1 단속 밸브(112)와 제4 단속 밸브(142)는 닫고, 제2 단속 밸브(122) 및 제3 단속 밸브(132)는 연다.

이어서 피스톤(200)을 제1 압력실(102)을 향해(도면상 좌측을 향해) 이동시키면, 피스톤(200)의 이동에 따라 제2 압력실(104)에 부압이 발생하고, 그 부압은 진공 라인(120)을 따라 금형(2)에 작용하여 패리슨을 금형 안으로 흡인하게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 압력 형성 장치를 이용하여 중립 행정을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.

패리슨을 금형(2) 안으로 수용하면, 금형(2)을 닫는다. 이 경우, 피스톤(200)은 중립의 위치(중립의 위치, 즉 초기 위치는 실린더의 길이방향 가운데로 정할 수도 있고 제2 압력실(104) 쪽으로 치우친 위치로 정할 수 있다. 경우에 따라서는 제1 압력실(102) 쪽으로 치우친 위치로 정할 수 있다)로 이동시킨다.

피스톤(200)을 중립의 위치로 이동시킬 때에는, 제1 단속 밸브(112)와 제2 단속 밸브(122)는 닫고, 제3 단속 밸브(132)와 제4 단속 밸브(142)는 열어, 실린더(100)의 제1 압력실(102)과 제2 압력실(104)에 대기가 작용하도록 하여 피스톤(200)이 자유롭게 이동할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 압력 형성 장치를 이용하여 블로우 행정을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.

패리슨을 수용한 상태에서 금형(2)을 닫은 후에는, 제1 단속 밸브(112) 및 제4 단속 밸브(142)는 열고, 제2 단속 밸브(122) 및 제3 단속 밸브(132)는 닫는다.

이어서 피스톤(200)을 제1 압력실(102)을 향해(도면상 우측을 향해) 이동시키면, 피스톤(200)의 이동에 따라 제1 압력실(102)에 있던 공기가 압축공기 라인(110)을 따라 핀 홀(2b)에 유입되어 패리슨을 팽창시키게 된다.

이때, 실린더(100)의 제2 압력실(104)에는 제2 대기 라인(140)을 통해 대기와 통하게 되어 피스톤(200)의 이동에 저항을 가하지 않는다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

2: 금형
2a : 캐비티
2b : 핀 홀
100 : 실린더
102 : 제1 압력실
104 : 제2 압력실
110 : 압축공기 라인
112 : 제1 단속 밸브
114 : 제1 축압기
120 : 진공 라인
122 : 제2 단속 밸브
124 : 제2 축압기
130 : 제1 대기 라인
132 : 제3 단속 밸브
140 : 제2 대기 라인
142 : 제4 단속 밸브

Claims (2)

1. 블로어 성형기에서 다이스로부터 압출되는 패리슨을 금형 내에 수용하기 위한 부압과 금형에 수용된 패리슨을 팽창시키기 위한 정압을 제공하는 압력 형성 장치로서,
   실린더(100)의 길이방향 중간에 피스톤(200)을 설치하여, 피스톤(200)의 양측으로 제1 압력실(102)과 제2 압력실(104)을 형성하고,
   실린더(100)의 제1 압력실(102)로부터 금형(2)의 핀 홀(2b)에 이르는 압축공기 라인(110)을 형성하고, 압축공기 라인(110)을 개폐하는 제1 단속 밸브(112)를 설치하며,
   실린더(100)의 제2 압력실(104)로부터 금형(2)의 하부에 이르는 진공 라인(120)을 형성하고, 진공 라인(120)을 개폐하는 제2 단속 밸브(122)를 설치하며,
   실린더(100)의 제1 압력실(102)과 제2 압력실(104) 각각에 대기압을 작용하는 제1 대기 라인(130)과 제2 대기 라인(140)을 형성하고, 제1 대기 라인(130) 및 제2 대기 라인(140)에 각각 제3 단속 밸브(132) 및 제4 단속 밸브(142)를 설치한 것을 특징으로 하는 블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 실린더(100)와 제1 단속 밸브(112) 사이의 압축공기 라인(110)에 제1 축압기(114)를 설치하고,
   상기 실린더(100)와 제2 단속 밸브(122) 사이의 진공 라인(120)에 제2 축압기(124)를 설치한 것을 특징으로 하는 블로어 성형기용 금형의 압력 형성 장치.

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