KR101478888B1 - 최종 형상의 용기로 취입 성형하기에 적합한 프리폼 - Google Patents

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로랑 크리스텔 지글레르
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Abstract

최종 형상의 물품으로 취입 성형하기에 적합한 프리폼(200, 300, 400, 500, 800a, 800b, 900, 1000)이 제공된다. 프리폼(200, 300, 400, 5000, 800a, 800b)은 넥 부(202, 302, 402, 502); 게이트 부(206, 306, 406, 506); 및 게이트 부(206, 306, 406, 506)와 넥 부(202, 302, 402, 502) 사이에서 연장되는 몸체부(204, 304, 404, 504)를 포함하고, 몸체부(204, 304, 404, 504)는 제1부분(210, 310, 410, 510, 810), 제2부분(212, 312, 412, 512, 812), 및 제3부분(214, 314, 414, 514, 814)을 한정하고, 제2부분은 (i) 몸체부의 대체로 전체 원주와 (ii) 몸체부의 대체로 전체 길이 중 하나를 따라 순차적으로 위치된 제1부분과 제3부분 사이에 배치되며; 제1부분, 제2부분, 및 제3부분 중 하나는 제1부분, 제2부분, 및 제3부분의 다른 것들의 적어도 하나와 상이한 신장율을 가진다.

Description

최종 형상의 용기로 취입 성형하기에 적합한 프리폼{A PREFORM SUITABLE FOR BLOW-MOLDING INTO A FINAL SHAPED CONTAINER}
본 발명은 일반적으로 성형 시스템들 및 공정들에 관한 것이나 이들에 한정되지 않고, 더 구체적으로는 최종 형상의 용기로 취입 성형하기에 적합한 프리폼에 관한 것이나 이에 한정되지 않는다.
성형은 성형된 물품이 성형 시스템을 이용하여 성형 재료로부터 형성될 수 있는 공정이다. 다양한 성형 물품들이 사출 성형 공정과 같은 성형 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로부터 형성될 수 있는 성형 제품의 일 예는 병 등과 같은 음료 용기로 순차적으로 취입될 수 있는 프리폼이다.
일 예로서, PET 재료의 사출 성형은, PET 재료(예를 들면, PET 펠렛 등)를 균질의 용융 상태로 가열하고, 금형의 캐비티 플레이트(cavity plate)와 코어 플레이트(core plate)에 각각 장착되는 암 캐비티 피스(female cavity piece)와 수 코어 피스(male core piece)에 의해 적어도 부분적으로 한정되는 성형 캐비티 내로 이렇게 용융된 PET 재료를 압력 하에서 사출하는 것을 포함한다. 캐비티 플레이트와 코어 플레이트는 체결력(clamp force)에 의해 서로 가압되어 유지되며, 체결력은 캐비티 피스와 코어 피스가 함께 사출된 PET 재료의 압력에 대항하기에 충분하다. 성형 캐비티는 성형될 성형 물품의 최종 냉각 상태의 형상에 대체로 상응하는 형상을 가진다. 이렇게 사출된 PET 재료는 그 다음에 이렇게 형성된 물품을 금형으로부터 배출하기에 충분한 온도까지 냉각된다. 냉각 시에, 성형된 물품은 성형 캐비티 안에서 수축되고, 이와 같이, 캐비티 플레이트와 코어 플레이트가 분리될 때, 성형된 물품은 코어 플레이트와 접촉되어 남아 있는 경향을 보인다. 그 다음에, 성형된 물품은 하나 이상의 배출 구조물(ejection structure)을 사용함으로써 코어 피스로부터 배출될 수 있다. 배출 구조물들은 성형된 물품을 코어 반쪽들(core halves)로부터 제거하는 것을 돕는 것으로 알려져 있다. 배출 구조물들의 예는 스트리퍼 플레이트들, 스트리퍼 링들 및 넥 링들, 및 이젝터 핀들 등을 포함한다.
도 1을 참조하면, 프리폼(100)이 도시되어 있으며, 이는 일반적인 선행 기술의 프리폼의 일 예이다. 프리폼(100)은 넥 부(neck portion)(102), 게이트 부(gate portion) (106), 및 넥 부(102)와 게이트 부(106) 사이에 연장되는 몸체부(104)로 구성된다.
프리폼(100)은 하나 이상의 기능을 수행하는 다수의 추가적인 구조적인 특징을 가진다. 예를 들면, 넥 부(102)에는 나사(108)가 구비된다. 나사(108)의 목적은 프리폼(100)으로부터 생산되는 최종 형상의 용기를 덮기 위한 폐쇄 장치(도시하지 않음)의 상보적인 나사와 협력하여, (이러한 최종 형상의 용기가 취입 성형되고 결국에는 내용물로 채워질 때) (음료 등과 같은) 내용물이 프리폼(100)으로부터 생산된 최종 형상의 용기 안에 수용되게 하기 위한 것이다. 게다가, 넥 부(102)는 지지 돌기(support ledge)(112)를 포함한다. 지지 돌기(112)는 프리폼(100)의 생산(예를 들면, 안내 레일과의 협동) 및 프리폼(100)으로부터의 최종 형상의 용기의 생산(예를 들면, 실링 등을 제공하기 위한 취입 성형 장치와 협력)의 사출 성형과 취입 성형 단계에서 다양한 처리 장치들 및 구조들과 협력하는 것을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다수의 기능들을 수행한다.
프리폼(100)을 생산하고 뒤이어서 이를 음료 등을 위한 병과 같은 최종 형상의 용기로 취입 성형하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 몸체부(104)와 게이트 부(106)의 거의 전체가 거의 일정한 벽 두께를 가진다는 것을 도 1의 도시로부터 알 수 있다. 그러나, 변화하는 벽 두께를 가지는 프리폼들을 구현하는 것이 종래 기술에 알려져 있다.
예를 들면, 미국 특허 제3,690,798호는 벽 두께가 패리슨(parison)의 길이에 따라 변할 수 있는 패리슨을 압출하기 위한 가변 오리피스 압출기 헤드를 개시한다. 압출기 헤드는 다이 어셈블리 오리피스를 변화시키기 위한 고정 맨드릴에 대하여 이동이 가능한 다이 어셈블리를 포함한다. 다이 어셈블리는 맨드릴이 통과되고 또한 고정되는 고정 하우징으로부터의 현수 로드들에 의해 지지된다. 현수 로드들은 상부 단부들에 나사가 형성되고 그 위에 스퍼 기어들이 나사 결합된다. 내부 링 기어는 링 기어의 회전이 스퍼 기어들을 회전시키고 이에 의해 다이 어셈블리를 상승 또는 하강시키는 방식으로 스퍼 기어들의 각각과 맞물린다.
일본 특허 제59004292호는 일정하지 않은 벽 두께를 가지는 프리폼을 교시한다.
미국 특허 제4,885,197호는 취입 성형된 플라스틱 용기들을 형성하기 위한 플라스틱 프리폼을 교시하며, 바닥 구조물에 인접하고 바닥 구조물로 연장되는 튜브형 몸체부의 내측 벽면은 그의 터미널 부들을 가지는 복수의 평탄면을 가진다. 평탄면들이 변형되기 전에 변형을 일으키기 시작하고 이에 의해 배향 속도 및 배향 속도가 증가되도록 각각의 평탄면의 터미널 부들을 연결하는 가리비 형상의 부분들이 제공된다.
1987년 3월 10일에 Collette에게 허여된 미국 특허 제4,649,068호는 사출 성형되고 특히 고온 충전 제품을 수용하기에 적합한 용기의 취입 성형에 사용하도록 의도된 프리폼을 개시한다. 특히, 그 결과로 생성된 취입 성형된 용기의 넥 가공부(neck finish)가 되는 프리폼의 넥 가공부는 넥 가공부가 형성되는 폴리에스테르의 유리 전이 온도에 근접하는 온도까지 넥 가공부가 가열될 때 발생될 수 있는 축방향 압축이나 축소에 대항하여 강화된다. 넥 가공부의 변형에 저항하기 위하여, 축방향으로 연장되고, 반경 방향 내측으로 돌출되고, 원주방향으로 이격되는 복수의 리브들이 넥 가공부의 내부 표면(입) 상에 구비된다. 마개를 수용하는 넥 가공부의 나사 수단이 중단된 형태라면, 각각의 나사 요소에 대해 적어도 하나의 리브가 있을 것이다.
1977년 1월 25일에 Edwards에게 허여된 미국 특허 제4,005,245호는 종래의 플라스틱 취입 성형 기계들에서 사용되는 것과 같은 상보적인 매끄러운 표면의 맨드릴과 신축적인 접촉(telescopic association)에 적합한 플라스틱 프리폼들을 개시한다. 특히, 본 발명은 가늘고 긴 중공 플라스틱 부재를 포함하고 그의 내부 표면은 전체적으로 상보적인 맨드릴의 매끄러운 주변 표면에 의해 한정되는 형상과 대체로 일치하는 여기에서와 같은 신규 형태의 플라스틱 프리폼을 고려한다. 테두리부 아래의 중공 플라스틱 부재 또는 프리폼의 내부 주변 표면은 상보적인 매끄러운 표면의 맨드릴의 주변 표면의 제한된 영역들과의 초기 직접 접촉에 적합한 원주방향으로 이격된 복수의 표면부들을 제공하며, 접촉의 표면 영역들 사이의 공간은 플라스틱 부재의 거의 전체적인 길이 방향 범위에 걸쳐 대체로 길이 방향으로 연장되는 통로들을 제공한다. 내측 테두리부는 맨드릴 상의 프리폼을 밀폐하기 위한 접촉의 이러한 표면 영역들이 결여되어 있다.
1995년 10월 3일에 Deemer에게 허여된 미국 특허 제5,455,088호는 개구를 한정하는 넥 부, 넥 부에 의존하는 대체로 튜브형인 병 몸체부, 및 외부 벽면과 내부 벽면을 가지는 대체로 튜브형인 프리폼 몸체부와 프리폼의 최하단부를 폐쇄하는 일체형 프리폼 바닥 구조물을 포함하는 프리폼으로부터 취입 성형되는 중앙 푸시 업 영역을 제한하는 연속적인 돌출 링을 포함하는 병 몸체부의 최하단부를 페쇄하는 일체형 병 바닥 구조물을 가지는 플라스틱 병을 개시한다. 프리폼 몸체는 취입되면 연속적인 돌출 링을 형성하는 원통형 두께부를 포함한다. 플라스틱 병의 중앙 푸시 업 영역은 원통형 두께부 아래의 프리폼 부분으로부터 형성된다. 원통형 두께부 아래의 프리폼의 부분은 구조물에 사용되는 수지의 양을 최소화하면서 병의 바닥 강도를 향상시키는데 기여하는 특징들을 포함한다.
1986년 8월 5일에 Krishnakumar 등에게 허여된 미국 특허 제4,603,831호는 바닥이 솔리드 재료로 형성되는 내부 방사형 리브들에 의해 강화되는 샴페인 바닥 플라스틱 병을 형성하는 방법과 장치를 개시한다. 병은 길이방향 리브들을 그의 내부 표면에 성형하는 프리폼을 이용함으로써 통상의 방식으로 형성된다. 프리폼은 길이 방향으로 연장되는 리브 형성 홈들을 통상의 코어 부재의 하부를 따라 형성하기 위해서만 개량된 종래의 사출 성형 장치에 의해 형성된다.
1994년 11월 22일에 Pinto 등에게 허여된 미국 특허 제5,366,774호는 취입 성형된 용기용 튜브형 프리폼을 개시한다. 프리폼은 폐쇄 단부와 반대편의 개방 단부를 가지며, 단부들의 상대적인 치수들은, 다른 프리폼의 유입을 방지하기 위해 개방 단부에 인접한 프리폼의 내부 표면으로부터 내부로 돌출된 축방향으로 연장되는 다수의 리브들의 형태의 안착 방지 특징이 제공되지 않는다면, 폐쇄 단부가 유사한 프리폼의 개방 단부에 안착되도록 수용될 수 있게 하기 위한 것이다.
2007년 7월 26일에 공개된 Pagliacci의 PCT 특허공개공보 제2007/083266호는 용기(1)의 측면의 적어도 일부분이 각각 내부 힌지 밴드(2)와 외부 힌지 밴드(3)에 의해 결합되는 복수의 인접한 접이부들(folds)을 포함하는 벨로우 형상의(bellow-shaped) 구조물로 구성되는 형태의 일회용 용기를 개시한다. 적어도 내부 힌지 밴드들(2)은, 단면에서, 연속적으로 연결되는 서로 교대하는 마루들(4)과 골들(5)을 포함하는 로브(lobed) 구조물을 가지며, 내부 힌지 밴드들(2) 중 하나의 마루들과 골들은 바로 접하여 둘러싸는 내부 힌지 밴드들의 마루와 골들에 대하여 용기의 축(A)에 대한 수직면 상의 돌출부에서 편향된다. 이 마루들에 상응하여, 병 벽의 형상 강화 영역들(6)이 추가로 제공된다. 이 강화 영역들(6)의 각각은 경사진 리브들(8)에 의해 주변 강화 영역들에 연결된다.
미국 특허 제3,690,798호, 일본 특허 제59004292호, 미국 특허 제4,885,197호, 미국 특허 제4,649,068호, 미국 특허 제4,005,245호, 미국 특허 제5,455,088호, 미국 특허 제4,603,831호, 미국 특허 제5,366,774호, 및 PCT 특허공개공보 제2007/083266호
본 발명의 제1 일반 양상에 따르면, 최종 형상의 물품으로 취입 성형하기에 적합한 프리폼이 제공된다. 프리폼은 넥 부; 게이트 부; 및 게이트 부와 넥 부 사이에서 연장되는 몸체부를 포함한다. 몸체부는 제1부분, 제2부분, 및 제3부분을 한정하고, 제2부분은 (i) 몸체부의 원주의 적어도 일부분 및 (ii) 몸체부의 길이의 적어도 일부분 중 하나를 따라 순차적으로 위치된 제1부분과 제3부분 사이에 배치되며; 세 개의 부분 모두는 대체로 동일한 벽 두께를 가지며; 제2부분은 제1 및 제3부분들에 대해 상이한 신장율 계수를 가지는 높은 신장율 영역으로서 구현된다.
본 발명의 제2 일반 양상에 따르면, 최종 형상의 물품으로 취입 성형하기에 적합한 프리폼이 제공된다. 프리폼은 넥 부; 게이트 부; 및 게이트 부와 넥 부 사이에서 연장되는 몸체부를 포함하고, 몸체부는 몸체부의 길이의 적어도 일부분을 따라 하나씩 순차적으로 위치되고 각각이 각각의 단차에 의해 분리되는 제1부분, 제2부분, 및 제3부분을 한정하고; 세 개의 부분들은 (a) 점진적으로 증가하는 신장율 계수 및 (b) 점진적으로 감소하는 신장율 계수 중 하나를 가진다.
본 발명의 제3 일반 양상에 따르면, 프리폼을 설계하는 방법이 제공된다. 이 방법은 프리폼으로부터 성형될 최종 형상의 용기의 설계를 업로딩하는 단계; 최종 형상의 용기 상의 복수의 기준점들을 선택하는 단계; 복수의 프리폼 기준점들을 제공하기 위해 동일한 신장율을 복수의 기준점들에 적용하는 단계; 및 복수의 프리폼 기준점들에 근거하여 프리폼에 대한 프리폼 설계를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 일반 양상에 따르면, 최종 형상의 물품으로 취입 성형하기에 적합한 프리폼이 제공된다. 프리폼은 넥 부; 게이트 부; 및 게이트 부와 넥 부 사이에서 연장되는 몸체부를 포함하고; 몸체부는 제1부분, 제2부분, 및 제3부분을 한정하며, 제2부분은 (i) 몸체부의 대체로 전체 원주 및 (ii) 몸체부의 대체로 전체 길이 중 하나를 따라 순차적으로 위치되는 제1부분과 제3부분 사이에 배치되며; 제1부분, 제2부분, 및 제3부분 중 하나는 제1부분, 제2부분, 및 제3부분 중 다른 것들 중 적어도 하나와 상이한 신장율을 가진다.
본 발명의 비한정적인 실시예들의 이러한 양상들과 특징들 및 다른 양상들과 특징들은 첨부 도면들과 함께 본 발명의 구체적인 비한정적인 실시예들의 다음의 설명을 검토하면 본 기술 분야의 기술자에게 분명하게 될 것이다.
(대안들 및/또는 변형들을 포함하는) 본 발명의 실시예들의 더 나은 이해는 다음의 도면들과 함께 실시예들의 상세한 설명을 참조하여 얻어질 수 있으며:
도 1은 선행 기술 교시에 따라 구현되는 프리폼을 도시한다.
도 2a는 본 발명의 비한정적인 실시예에 따라 구현된 프리폼의 측면도이고, 도 2b는 프리폼의 사시도이며, 도 2c는 도 2a의 A-A 선을 따라 취해진 프리폼의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 비한정적인 실시예에 따라 구현된 프리폼의 사시도이고 도 3b는 도 3a의 프리폼의 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 비한정적인 실시예에 따라 구현된 프리폼의 사시도이고, 도 4b는 점선으로 도시된 몇몇의 특징들을 가지는 프리폼의 측면도이며, 도 4c는 도 4b의 A-A 선을 따라 취해진 프리폼의 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 비한정적인 실시예에 따라 구현된, 점선으로 도시된 몇몇의 숨겨진 특징들을 가지는 프리폼의 측면도이고 도 5b는 도 5a의 A-A 선을 따라 취해진 프리폼의 단면도이다.
도 6a 및 6b는 프리폼을 설계하는 방법의 비한정적인 실시예를 실행하면서 최종 형상의 용기와 제공된 프리폼 설계의 영상들을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들을 구현하도록 구성될 수 있는 성형 스택의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 비한정적인 다른 대체 실시예들에 따라 구현되는 두 개의 프리폼을 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 비한정적인 다른 실시예에 따라 구현되고, 점선으로 도시된 몇몇의 숨겨진 특징들을 가지는 프리폼의 측면도이다.
도 10은 점선으로 도시된 몇몇의 숨겨진 특징들을 가지며 본 발명의 비한정적인 또 다른 실시예에 따라 구현되는 프리폼의 측면도이다.
도면들은 반드시 올바른 축척으로 도시될 필요는 없으며 점선, 도식적인 표현, 및 부분도로서 도시될 수 있다. 몇몇의 예들에서, 실시예들을 이해하는데 필요하지 않은 상세한 내용들 또는 다른 상세한 내용들을 인지하기 어렵게 하는 상세한 내용들은 생략될 수 있다.
도 2a, 2b, 및 2c를 참조하면, 본 발명의 비한정적인 제1실시예에 따라 구현되는 프리폼(200)이 도시된다. 구체적으로 설명하면, 도 2a는 프리폼(200)의 측면도이고, 도 2b는 프리폼(200)의 사시도이며, 도 2c는 도 2a의 A-A 선을 따라 취해진 프리폼(200)의 단면도이다.
프리폼(200)은 음료 등을 담는 병과 같은 최종 형상의 용기로 취입 성형하기에 적합하다. 아래에서 제공될 설명을 위해, (음료용 병과 같은) 최종 형상의 용기는 현재 상업적으로 시장에서 이용할 수 있는 다양한 표준 설계의 것이다. 이러한 용기들의 비한정적인 예들은 2009년 12월 3일에 Schultz 등의 이름으로 공개된 미국 특허 출원 제2009/0293437호의 도 1; 1997년 2월 18일에 Lynn 등에게 허여된 미국 특허 제5,603,423호의 도 3, 및 1991년 11월 26일에 Garver 등에게 허여된 미국 특허 제5,067,622호에 설명되어 있다. 당연히, 표준적인 최종 형상의 더 많은 용기들의 설계들이 가능하다.
프리폼(200)은 넥 부(202), 게이트 부(206), 및 넥 부(202)와 게이트 부(206) 사이에서 연장되는 몸체부(204)로 구성된다.
이러한 실시예들에서, 몸체부(204)는 제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214)을 한정한다고 말할 수 있다. 도 2a, 2b, 그리고 2c에서 알 수 있듯이, 제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214)은 몸체부(204)의 (개별적으로 도면부호가 매겨져 있지 않은) 원주를 따라 하나씩 순차적으로 배치된다. 달리 말하면, 제2부분(212)은 제1부분(210)와 제3부분(214) 사이에 배치된다(또는 이들과 서로 맞물린다). 제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214) 모두는 대체로 같은 두께(즉, 몸체(204)의 외부 표면과 내부 표면 사이의 재료의 두께)를 가짐을, 도 2a, 2b, 및 2c의 도시에서 알 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제2부분(212)은 제1부분(210)과 제3부분(214)에 대하여 상이한 신장율 계수를 가지는 높은 신장율 영역으로서 구현될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예들 내에서, 제1부분(210)과 제3부분(214)은 대체로 동일한 신장율을 가진다는 것이 주목된다. 제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214)을 포함하는 몸체부(204)는 대체로 동일한 벽 두께를 가진다는 것을 기억하면, 신장율의 차이는 제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214)의 구조와 위치 선정에 의해 달성된다. 더 구체적으로, 몸체부(204)의 구조는 상호 맞물리는 정점들(즉, 제1부분(210)과 제3부분(214))과 골들(제2부분(212))로 구성된다는 의미에서 무딘 톱날 형상을 가진다고 말할 수 있다. 더 구체적으로, 제2부분(212)는 신장 취입 성형 중에 제1부분(210) 및 제2부분(214)과 비교하여 더 긴 거리를 이동할 것이다. 의심을 피하기 위해, 신장율이라는 용어는 신장 취입 성형 공정 중에, 예를 들면, 프리폼(200)이 최종 형상의 용기로 재성형되는 경우에, 적용될 수 있는 신장율이라는 의미로 사용된다.
도 2a, 2b, 및 2c의 도시로부터 알 수 있듯이, 게이트 부(206)는 원뿔 형상으로서 구현되지만 본 발명의 모든 실시예에서 그렇게 될 필요는 없다. 본 발명의 실시예들의 대체 구현들에서, 게이트 부(206)는 일반적인 반구 형상 등과 같은 상이한 형상으로서 구현될 수 있다. 넥 부(202)의 정확한 구현은 특별히 한정되지 않으며 본 발명의 기술 분야에서 이용될 수 있는 표준들 중 하나에 기초할 수 있으며, (특히 개별적으로 도면 부호가 기재되지 않은 지지 돌기의 설계에 적용될 수 있는) 취입 성형 장치에 의해 부과되는 임의의 제한사항들뿐만 아니라 최종 형상의 용기를 덮는 데 사용되는 마개(도시되지 않음)의 특정한 설계에 좌우될 것이다.
도 2b, 및 2c의 도시로부터 명확하게 알 수 있듯이, 제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214)은 몸체부(204)의 전체 원주를 따라 순차적으로 반복적으로 구현된다. 제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214)의 생성의 정확한 개수는 제한되지 않으며, 프리폼(200)의 크기, 제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214)을 구현하기 위해 선택된 특정 형상, 및 다른 설계 고려사항들과 같은 특정 설계 선택들에 좌우될 것이라는 것이 주목된다.
프리폼(200)의 신장 취입 성형 중의 축방향 변형 중에, 제1부분(210)과 제3부분(214)이 최종 형상의 용기 상에 한정되는 더 적은 재료를 초래하고, 제2부분(212)은 최종 형상의 용기 상에 한정되는 더 많은 재료를 초래한다는 것이 주목된다. 이는 이번에는 더 높은 변형 속도, 이에 따라서 더 높은 강도를 가지는 제1부분(210)과 제3부분(214)에 의해 한정되는 최종 형상의 용기의 부분들을 초래한다.
제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214)의 구체적인 형상은 특별히 제한되지 않으며 원하는 각각의 신장율들 사이의 구체적인 차이들에 기반하여 선택될 수 있다는 것이 또한 주목된다. 예를 들면, 일반적인 사인 곡선 형상으로서 도 2c에 도시되었지만, 이는 본 발명의 모든 실시예에서 그렇게 될 필요는 없다. 게다가, 정점들과 골들의 특정 깊이, 특히 반경 등은 본 발명의 실시예들의 상이한 구현들에서 변경될 수 있다.
예를 들면, 프리폼(200)의 형상에 대한 대체 구현은 도 8에 도시되어 있으며, 이는 본 발명의 비한정적인 다른 실시예들에 따라 구현되는 프리폼(800a)과 프리폼(800b)의 사시도이다. 프리폼(800a)은 '8각형 프리폼'으로 볼 프리폼(800a)은 ‘8각형 프리폼’으로 볼 수 있고 프리폼(800b)은 “6각형 프리폼”으로 볼 수 있다.
상술한 프리폼(200)과 비슷하게, 프리폼(800a)과 프리폼(800b) 각각은 또한 제1부분(810), 제2부분(812), 및 제3부분(814)을 한정한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 제2부분(812)는 제1부분(810)과 제3부분(814)에 대해 상이한 신장율 계수를 가지는 높은 신장율 영역으로서 구현될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예들에서, 각각의 프리폼들(800a, 800b)의 제1부분(810)과 제3부분(814)은 대체로 동일한 신장율을 가진다는 것이 주목된다. 이러한 실시예들에서, (개별적으로 도면부호를 기재하지 않은) 프리폼들(800a, 800b)의 몸체부는 대체로 동일한 벽 두께를 가질 수 있거나, 달리 말하면 프리폼들(800a, 800b)의 내부면은 프리폼들(800a, 800b)의 외부 형상과 매칭될 수 있다.
본 발명의 대체 실시예들에서, 프리폼들(800a, 800b)의 내부 형상은 표준 설계를 가질 수 있다(즉, 내부 환형 원통형 설계를 가지거나, 달리 말하면, 내부 원통형 단면을 가질 수 있다). 본 발명의 이러한 실시예들에서, 제1부분(810), 제2부분(812), 및 제3부분(814)에 기인할 수 있는 상이한 신장율들은 프리폼들(800a, 800b)의 외부 6각형 또는 8각형과 내부면 사이에 한정되는 상이한 벽 두께에 기인할 수 있다. 본 발명의 다른 대체 실시예들에서, 6각형 또는 8각형 형상들은 프리폼들(800a, 800b)의 내부면에 한정될 수 있으며, 프리폼들(800a, 800b)의 외부면은 표준 설계를 가질 수 있다(즉, 외부 원형 단면을 가질 수 있다).
도 3a와 3b를 참조하면, 본 발명의 비한정적인 다른 실시예에 따라 구현되는 프리폼(300)이 도시된다. 더 구체적으로, 도 3a는 프리폼(300)의 사시도이고 도 3b는 프리폼(300)의 측면도이다. 프리폼(300)은 음료 등에 사용되는 병과 같은 최종 형상의 용기로 취입 성형되기에 적합하다. 프리폼(300)은 넥 부(302), 게이트 부(306), 및 넥 부(302)와 게이트 부(306) 사이에서 연장되는 몸체부(304)로 구성된다.
이러한 실시예들에서, 몸체부(304)는 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)을 한정한다고 말할 수 있다. 도 3a와 3b에서 알 수 있듯이, 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)은 몸체부(304)의 대체로 전체 길이를 따라 하나씩 순차적으로 배치된다. 달리 말하면, 제2부분(312)은 몸체부(304)의 길이방향으로 제1부분(310)와 제3부분(314) 사이에 배치된다. 도 3a와 3b에 구체적으로 도시하지 않았지만, 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314) 모두는 대체로 동일한 벽 두께(즉, 몸체부(304)의 외부면과 내부면 사이의 재료의 두께)를 가진다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제2부분(312)은 이 경우들에서 높은 신장율 영역들로서 구현되는 제1부분(310)과 제3부분(314)에 대해 상이한 신장율 계수를 가지는 낮은 신장율 영역으로서 구현될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예들에서, 제1부분(310)과 제3부분(314)은 대체로 동일한 신장율을 가진다는 것이 주목된다. 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)을 포함하는 몸체부(304)가 대체로 동일한 벽두께를 가진다는 것을 기억하면, 신장율의 차이는 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)의 구조와 위치 선정에 의해 달성된다. 더 구체적으로, 몸체부(304)의 구조는 상호 맞물리는 골들(즉, 제1부분(310)과 제3부분(314))과 정상들(제2부분(312)로 구성된다는 의미에서 무딘 톱니 형상을 가진다고 말할 수 있다. 의심을 피하기 위해, 신장율이라는 용어는, 예를 들면, 프리폼(300)이 최종 형상의 용기로 재성형되는 신장 취입 성형 공정 중에 적용될 수 있는 신장율이라는 의미에서 사용된다.
도 3a와 3b의 도시에서 알 수 있듯이, 게이트 부(306)는 일반적인 반구 형상으로서 구현되지만 본 발명의 모든 실시예에서 그렇게 될 필요는 없다. 본 발명의 실시예들의 대체 구현에서, 게이트 부(306)는 본 기술 분야의 기술자들에게 알려진 다른 형상들뿐만 아니라, 예를 들면, 도 2a, 2b, 및 2c의 실시예들과 유사한 원뿔 형상과 같은 상이한 형상들로서 구현될 수 있다. 넥 부(302)의 정확한 구현은 특별히 제한되지 않으며 본 기술 분야에서 이용될 수 있는 표준들 중 하나에 기초할 수 있으며, (특히 개별적으로 도면 부호가 기재되지 않은 지지 돌기의 설계에 적용될 수 있는) 취입 성형 장치에 의해 부과되는 임의의 제한사항들뿐만 아니라 최종 형상의 용기를 덮는 데 사용되는 마개(도시하지 않음)의 구체적인 설계에 좌우될 것이다.
도 3a와 3b의 도시에서 명확하게 알 수 있듯이, 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)은 몸체부(304)의 대체로 길이 전체를 따라 순차적으로 반복적으로 구현된다. 그러나, 본 발명의 대체 실시예들에서, 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)은 몸체부(304)의 길이의 일부분을 따라 순차적으로 반복적으로 구현될 수 있다. 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)의 생성의 정확한 개수는 제한되지 않으며, 프리폼(300)의 크기, 제1부분(210), 제2부분(212), 및 제3부분(214)을 구현하기 위해 선택된 특정 형상, 및 다른 설계 고려사항들과 같은 구체적인 설계 선택들에 좌우될 것이라는 것이 주목된다.
프리폼(300)의 신장 취입 성형 중의 길이방향 변형 중에, 제1부분(310)과 제3부분(314)은 최종 형상의 용기 상에 한정되는 더 적은 재료를 초래하고, 제2부분(312)은 최종 형상의 용기 상에 한정되는 더 많은 재료를 초래할 것이라는 것이 주목된다. 이는 이번에는 더 높은 변형 속도, 및 이에 따라서 더 높은 강도를 가지는 제1부분(310)과 제3부분(314)에 의해 한정되는 최종 형상의 용기의 부분들을 초래한다.
제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)의 구체적인 형상은 특별히 제한되지 않으며 원하는 각각의 신장율들 사이의 구체적인 차이들에 기반하여 선택될 수 있다는 것이 또한 주목된다. 예를 들면, 일반적인 사인 곡선 형상으로 도 3b에 도시되었지만, 본 발명의 모든 실시예에서 그렇게 될 필요는 없다. 게다가, 정상들과 골들의 특정 깊이, 특히 반경 등은 본 발명의 실시예들의 상이한 구현에서 변경될 수 있다. 본 발명의 몇몇의 실시예들에서, 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)은 (이들의 반복뿐만 아니라) 이들 사이에 동일한 형상을 가질 수 있으며, 다른 실시예들에서, 이들 사이의 형상이 다를 수 있다는 것이 또한 주목된다.
일 예로서, 프리폼(300)의 형상에 대한 비한정적인 다른 구현은 도 9와 도 10에 도시된다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 구현되는 프리폼(900)의 측면도이며, 프리폼(900)은 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)의 다른 형상을 도시한다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 구현되는 프리폼(1000)의 측면도이며, 프리폼(1000)은 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)의 다른 형상을 도시한다. 프리폼들(900, 1000)은 제1부분(310), 제2부분(312), 및 제3부분(314)을 가지는 대체로 동일한 몸체 두께 또는 변경된 몸체 두께를 가질 수 있다는 것이 주목된다.
도 4a, 4b, 및 4c를 참조하면, 본 발명의 비한정적인 다른 실시예에 따라 구현되는 프리폼(400)이 도시된다. 더 구체적으로 설명하면, 도 4a는 프리폼(400)의 사시도이고, 도 4b는 점선으로 표시된 몇몇의 숨겨진 특징들을 가지는 프리폼(400)의 측면도이며, 도 4c는 도 4b의 A-A 선을 따라 취해진 프리폼(400)의 단면도이다.
프리폼(400)은 음료 등을 위한 병과 같은 최종 형상의 용기로 취입 성형하기에 적합하다. 프리폼(400)은 넥 부(402), 게이트 부(406), 및 넥 부(402)와 게이트 부(406) 사이에서 연장되는 몸체부(404)로 구성된다.
이러한 실시예들에서, 몸체부(404)는 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414)을 한정한다고 말할 수 있다. 도 4a, 4b, 및 4c에서 알 수 있듯이, 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414)은 몸체부(404)의 대체로 전체 길이에 따라 하나씩 순차적으로 배치된다. 제2부분(412)과 제3부분(414)뿐만 아니라 제1부분(410)과 제2부분(412)의 각각은 각각의 단차(416)에 의해 분리된다. 각각의 단차(416)는 프리폼(400)의 외부면과 내부면 모두에 한정된다는 것을 도 4b 또는 4c의 도시에서 알 수 있다.
제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414) 모두는 대체로 동일한 벽 두께(즉, 몸체(404)의 외부면과 내부면 사이의 재료의 두께)를 가지는 것을 또한 도 4a, 4b, 및 4c의 도시에서 알 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414)은 순차적으로 증가하는 신장율을 가지는 영역들로서 구현된다. 달리 말하면, 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414) 모두는 대체로 동일한 벽 두께를 가진다는 점을 기억하면, 신장율은 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414)와 관련되며, 신장율의 차이는 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414)의 위치 선정에 의해 달성된다. 더 구체적으로, 신장 취입 성형 중에, 제2부분(412)은 반경 방향으로 제1부분(410)보다 더 멀리 이동해야 한다고 말할 수 있다. 동일한 이유로, 제3부분(414)은 반경 방향으로 제1부분(410)과 제2부분(412)보다 멀리 이동해야 할 것이다. 의심을 피하기 위해, 신장율이라는 용어는 신장 취입 성형 공정 중에, 예를 들면, 프리폼(400)이 최종 형상의 용기로 재성형되는 경우에, 적용될 수 있는 신장율이라는 의미에서 사용된다.
도 4a, 4b, 및 4c의 도시에서 알 수 있듯이, 게이트 부(406)는 원뿔 형상으로서 구현되지만 본 발명의 모든 실시예에서 그렇게 될 필요는 없다. 본 발명의 실시예들의 대체 구현에서, 게이트 부(406)는 일반적인 반구 형상 등과 같은 상이한 형상으로서 구현될 수 있다. 넥 부(402)의 정확한 구현은 특별히 제한되지 않으며 본 기술 분야에서 이용할 수 있는 표준들 중 하나에 기초할 수 있으며, (특히 개별적으로 도면 부호가 기재되지 않은 지지 돌기의 설계에 적용될 수 있는) 취입 성형 장치에 의해 부과되는 임의의 제한사항들뿐만 아니라 최종 형상의 용기를 덮는 데 사용되는 마개(도시하지 않음)의 구체적인 설계에 좌우될 것이다.
도 4a, 4b, 및 4c의 도시로부터 명확하게 알 수 있듯이, 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414)은 몸체부(404)의 대체로 길이 전체를 따라 순차적으로 반복적으로 구현된다. 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414)의 생성의 정확한 개수는 제한되지 않으며 구체적인 설계 선택들에 좌우될 것이다는 것이 주목된다. 프리폼(400)의 크기, 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414)을 구현하는데 선택되는 특정 형상, 및 다른 설계 고려사항들과 같은 동일한 것이 연관된 각각의 단차(416)의 개수에 적용된다. 본 발명의 비한정적인 대체 실시예들에서, 제1부분(410), 제2부분(412), 및 제3부분(414)의 반복은 몸체부(404)의 일부분에 걸쳐 구현될 수 있다.
도 5a와 도 5b를 참조하면, 본 발명의 비한정적인 다른 실시예에 따라 구현되는 프리폼(500)이 도시된다. 더 구체적으로, 도 5a는 점선으로 도시된 몇몇의 숨겨진 특징들을 가지는 프리폼(500)의 측면도이고 도 5b는 도 5a의 A-A 선에 따라 취해진 프리폼(500)의 단면도이다.
프리폼(500)은 음료 등에 사용되는 병과 같은 최종 형상의 용기로 취입 성형하기에 적합하다. 프리폼(500)은 넥 부(502), 게이트 부(506), 및 넥 부(502)와 게이트 부(506) 사이에서 연장되는 몸체부(504)로 구성된다.
이러한 실시예들에서, 몸체부(504)는 제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)을 한정한다고 말할 수 있다. 도 5a와 5b에서 알 수 있듯이, 제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)은 몸체부(504)의 대체로 전체 길이를 따라 하나씩 순차적으로 배치된다. 제2부분(512)과 제3부분(514)뿐만 아니라 제1부분(510)과 제2부분(512) 각각은 각각의 단차(516)에 의해 분리된다. 각각의 단차(516)는 프리폼(500)의 외부면과 내부면 모두에 한정된다는 것을 도 5a 또는 5b의 도시에서 알 수 있다.
제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)은 점진적으로 증가하는 벽두께(즉, 몸체(504)의 외부면과 내부면 사이의 재료의 두께)를 가지는 것을 또한 도 5a와 5b의 도시에서 알 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)은 순차적으로 감소하는 신장율을 가지는 영역들로서 구현된다. 달리 말하면, 제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)이 점진적으로 증가하는 벽 두께를 가진다는 점을 기억하면, 신장율의 차이는 제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)의 벽 두께를 변경함으로써 달성된다. 의심을 피하기 위해, 신장율이라는 용어는, 예를 들면, 프리폼(500)이 최종 형상의 용기로 재성형되는 신장 취입 성형 공정 중에 적용될 수 있는 신장율이라는 의미에서 사용된다.
도 5a와 5b의 도시에서 알 수 있듯이, 게이트 부(506)는 원뿔 형상으로서 구현되지만 본 발명의 모든 실시예에서 그렇게 될 필요는 없다. 본 발명의 실시예들의 대체 구현에서, 게이트 부(506)는 일반적인 반구 형상 등과 같은 상이한 형상으로 구현될 수 있다. 넥 부(502)의 정확한 구현은 특별히 제한되지 않으며 본 기술 분야에서 이용될 수 있는 표준들 중 하나에 기초할 수 있으며, (특히 개별적으로 도면 부호가 기재되지 않은 지지 돌기의 설계에 적용될 수 있는) 취입 성형 장치에 의해 부과되는 임의의 제한사항들뿐만 아니라 최종 형상의 용기를 덮는 데 사용되는 마개(도시하지 않음)의 구체적인 설계에 좌우될 것이다.
도 5a와 5b의 도시에서 명확하게 알 수 있듯이, 제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)은 몸체부(504)의 대체로 길이 전체를 따라 순차적으로 반복적으로 구현된다. 제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)의 생성의 정확한 개수는 제한되지 않으며 구체적인 설계 선택에 좌우될 것임이 주목된다. 프리폼(500)의 크기, 제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)을 구현하는데 선택되는 특정 형상, 및 다른 설계 고려사항들과 같은 동일한 것이 관련된 각각의 단차들(516)의 개수에 적용된다. 본 발명의 비한정적인 대체 실시예들에서, 제1부분(510), 제2부분(512), 및 제3부분(514)의 반복들은 몸체부(504)의 일부분에 걸쳐 구현될 수 있다.
일반적으로 말하면, 위에서 설명된 것은 최종 형상의 물품으로 취입 성형하기에 적합한 프리폼이다. 프리폼은 넥 부; 게이트 부; 및 게이트 부와 넥 부 사이에서 연장된 몸체부를 포함한다. 몸체부는 제1부분, 제2부분, 및 제3부분을 한정하고, 제2부분은 (i) 몸체부의 대체로 전체 원주, (ii) 몸체부의 대체로 전체 길이 중 하나를 따라 순차적으로 위치되는 제1부분과 제3부분 사이에 배치되며; 제1부분, 제2부분, 및 제3부분 중 하나는 제1부분, 제2부분, 및 제3부분 중 다른 것들 중 적어도 하나와 상이한 신장율을 가진다. 신장율의 차이는 (프리폼(200, 300, 400, 800a, 800b, 900, 1000)의 경우와 같은) 구조 또는 공간 위치에 기인할 수 있거나; 프리폼(500) 또는 프리폼들(800a, 800b)의 대체 구현, 또는 프리폼들(900, 1000)의 몇몇의 구현들의 경우와 같은 벽 두께에 기인할 수 있다.
본 기술 분야에 알려진 바와 같이, 위에서 설명된 프리폼들(200, 300, 400, 500, 800a, 800b)은 아래에서 설명하는 바와 같이 몇몇의 변형들을 가진 알려진 몰드 스택 요소들을 사용하여 생산될 수 있다. 본 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 프리폼들은 몰드 스택에 의해 한정될 수 있으며 그 예는 본 발명의 실시예들을 구현하는데 사용될 수 있는 성형 스택(700)의 일부분의 단면도인 도 7를 참조하여 설명된다. 더 구체적으로, 성형 스택(700)은 코어 인서트(702), 캐비티 인서트(704), 넥 링들(712), 및 게이트 인서트(706)를 포함한다. 코어 인서트(702), 캐비티 인서트(704), 넥 링들(712), 및 게이트 인서트(706)는 사용 중에 협력하여 함께 성형 캐비티(708)을 한정한다. 성형 캐비티(708)의 형상은 성형되는 성형 물품의 형상과 상응한다.
또한, 도 7에는 냉각 채널들(개별적으로 도면부호를 기재하지 않음) 등과 같은 다수의 부가적인 요소들이 도시된다. 이러한 부가적인 요소들 모두는 본 기술 분야의 기술자들에게 알려진 것이며 여기에서는 자세히 설명되지 않을 것이다.
코어 인서트(702)는 코어 베이스(714)와 레테이너 부재(716)를 포함한다. 리테이너 부재(716)는 작동 구성에서 코어 베이스(714)를 코어 플레이트(도시되지 않음)에 잠그도록 구성된다.
도 7은 본 발명의 실시예들을 구현하는데 사용될 수 있는 성형 스택(700)의 비한정적인 하나의 예만을 도시한다는 것이 주목되어야 한다. 본 발명의 비한정적인 대체 실시예들에서, 성형 스택(700)은 다른 구성들을 가질 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 예를 들면, 게이트 인서트(706)는 생략될 수 있고 캐비티 인서트(704)와 코어 인서트(702)는 성형될 성형 물품의 몸체의 대체로 전부를 한정할 수 있다. 본 발명의 비한정적인 다른 실시예들에서, 코어 인서트(702) 및/또는 캐비티 인서트(704) 및/또는 게이트 인서트(706)는 본질적으로 인서트들일 필요는 없다. 달리 말하면, 코어 인서트(702) 및/또는 캐비티 인서트(704) 및/또는 게이트 인서트(706)는 코어 플레이트(도시되지 않음)와 캐비티 플레이트(도시되지 않음)의 일체화된 부재로서 구현될 수 있다. 물론, 다른 대체 구현들도 또한 가능하다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 프리폼들(200, 300, 400, 500, 800a, 800b)의 일부는 이러한 표준 성형 스택(700)을 이용하여 생산될 수 있고 성형후 재형성 공정에서 변경될 수 있다. 예를 들면, 프리폼(200)과 프리폼(300)은 이러한 표준 성형 스택(700)을 이용하여 제조될 수 있으며, 2006년 11월 21일에 Nahill 등에게 허여된 미국 특허 제7,138,082호나 2005년 6월 30일에 공개된 공개 번호 제2005/0139569를 가지는 Larsen 등의 미국 특허 출원에 더 상세히 설명된 스웨징 후공정(post-swaging process)과 같은 성형후 재형성 공정을 이용하여 변경될 수 있으며, 이 참고 자료들 모두의 교시는 그 전체가 여기에 참고로 포함된다. 그 대신에 또는 이에 추가하여, 프리폼들(200, 300, 400)의 일부는, 예를 들어, 2003년 10월 23일에 공개된 공개번호 WO 03/086728을 가지는 Pesavento의 PCT 특허출원과 같이, 부압(즉, 진공)을 가함으로써 재형성될 수 있으며, 이의 교시는 그 전체가 참고로 포함된다.
본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 프리폼들(200, 300, 400, 500)의 일부는 몇몇의 변형들을 가진 성형 스택(700)을 성형 스택(700) 그 자체에 사용함으로써 제조될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따르면, 프리폼(200)은 성형 스택(700)에 의해 제조될 수 있으며, 성형된 물품은 프리폼(200)의 무딘 톱니 형상의 구조를 성형하도록 변형된 코어 인서트(702), 캐비티 인서트(704), 및 넥 링들(712)의 구조를 한정한다고 생각된다. 프리폼(200)의 무딘 톱니 형상의 구조가 길이 방향으로 연장되므로, 금형으로부터 분리(de-molding)의 문제가 예상되지 않는다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 프리폼(300)은 다음의 변형들을 가지는 성형 스택(700)에 의해 제조될 수 있다고 생각된다. 코어 인서트(702)는, 예를 들어, 1966년 4월 26일에 Fields 등에게 허여된 미국 특허 제3,247,548호 또는 2007년 5월 3일에 공개된 공개 번호 2007/0098831을 가지는 Yoon의 미국 특허 출원에 설명된 것 같은, 프리폼(300)의 내부면을 한정하고 금형으로부터 분리하기 위한 "붕괴될 수 있는 코어"로서 변형될 수 있다. 넥 링들(712)와 캐비티 인서트(704)는, 예를 들면, 1978년 4월 10일에 공개된 일본 특허 제54-133554호에 설명된 것과 같은 단일의 대형 분리 성형 인서트로서 구현되도록 변형될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 프리폼(400)은 성형 스택(700)에 의해 제조될 수 있으며, 성형된 물품은 프리폼(400)의 형상의 구조를 성형하고 특히 단차들(416)을 한정하도록 변형되는 코어 인서트(702), 캐비티 인서트(704), 넥 링들(712)의 구조를 한정한다고 생각된다. 프리폼(400)의 구조가 길이 방향으로 연장되므로, 금형으로부터 분리의 문제가 예상되지 않는다. 성형과 금형으로부터 분리에 관한 유사한 고려 사항들은 프리폼들(500, 800a, 800b)에 적용된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 프리폼의 구조를 설계하는 방법이 또한 제공된다. 방법은 일반 컴퓨터, 다른 적당한 일반 프로세서, 또는 특수 목적 프로세서와 같은 컴퓨팅 장치(도시되지 않음)에서 종래와 같이 실행될 수 있다.
프리폼을 설계하는 방법은 위에서 언급된 컴퓨팅 장치에 로딩되는 영상들을 개략적으로 도시하고 프리폼의 설계 과정을 도시하는 도 6a와 6b를 참조하여 설명될 것이다. 도 6b는 위에서 언급된 컴퓨팅 장치에 의해 업로딩되고 처리되는 영상들의 측면도이고 도 6a는 그의 사시도이다.
일반적으로, 프리폼을 설계하는 방법은 다음을 포함한다:
단계 A
프리폼으로부터 성형될 최종 형상의 용기의 설계를 업로딩한다. 더 구체적으로, 최종 형상의 용기(602)의 원하는 설계가 로딩된다. 원하는 설계는, 예를 들어, 최종 형상의 용기(602)를 생산하는데 사용될 수 있는 프리폼(604)을 제조하는 장치의 판매상의 고객이 제공한 파일로부터 로딩될 수 있다.
단계 B
최종 형상의 용기 상의 복수의 기준점들을 선택한다.
그 다음에, 최종 형상의 용기(604) 상의 다수의 기준점들이 선택된다. 더 구체적으로, 복수의 기준점들이 최종 형상의 용기(604)의 몸체부를 따라 선택된다. 이렇게 선택된 기준점들의 개수는 특별히 제한되지 않으며 최종 형상의 용기(604)의 구체적인 형상에 좌우될 것이다. 본 발명의 실시예들의 구체적인 구현에서, 복수의 기준점들의 개수는 최종 형상의 용기(604)의 모든 중요한 요소들의 상사 변환(homothetic transformation)을 허용하도록 선택된다.
단계 C
복수의 프리폼 기준점들을 제공하도록 동일한 신장율을 복수의 기준점들에 적용한다.
그 다음에, 복수의 프리폼 기준점들은 단계 B의 일부로서 생성된 복수의 기준점들에 동일한 신장율을 적용함으로써 생성되며, 즉, 복수의 프리폼 기준점을 제공한다. 다시 말하면, 단계 B에서 최종 형상의 용기(604) 위에 한정된 복수의 기준점들은 최종 형상의 용기(604) 상에 한정된 복수의 기준점들에 일정한 신장율 계수를 적용함으로써 복수의 프리폼 기준점들을 제공하도록 상사 변환을 겪는다.
단계 D
복수의 프리폼 기준점들에 기초하여 프리폼용 프리폼 설계를 제공한다.
마지막으로, 단계 C의 일부로서 생성된 복수의 프리폼 기준점들에 기초하여, 프리폼(604)의 프리폼 설계는 효과적으로 제공된다. 원하는 최종 형상의 용기(602)의 형상에 따라서, 그 결과로 생산된 프리폼(604)은 일정하거나 일정하지 않은 벽 두께를 가질 수 있다는 것은 주목할 가치가 있다.
일반적으로 말하면, 프리폼을 설계하는 방법은 프리폼의 설계는 최종 형상의 용기의 설계와 함께 시작되고 최종 형상의 용기 상의 복수의 기준점들에 일정한 신장율을 적용함으로써 제공된다는 사실에 의해 특징지어진다고 말할 수 있다.
본 발명의 실시예들의 기술적인 효과는 선행 기술의 프리폼 설계와 비교하여 더 작은 중량을 가지는 프리폼의 제공을 포함할 수 있다는 것이다. 이에 추가하여 또는 그 대신에, 본 발명의 실시예들은 병의 기계적인 성질에 영향을 주는 프리폼의 특정의 원하는 영역들에서 특정 구조를 가지는 프리폼을 초래할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 예들을 제공하고, 이러한 예들은 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 본 발명의 범위는 청구항들에 의해만 한정된다는 것이 명시적으로 이해되어야 한다. 위에서 설명된 개념들은 특정 조건들 및/또는 기능들에 적합할 것이며, 본 발명의 범위 내에 있는 다른 다양한 적용들에까지 확장될 수 있다. 본 발명의 실시예들이 이렇게 설명되었지만, 변형들과 개선들은 설명된 개념들을 벗어나지 않고 가능하다는 것이 명백할 것이다. 그러므로, 특허에 의해 보호되어야 하는 것은 다음의 청구항들의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (19)

  1. 최종 형상의 물품으로 취입 성형되는 프리폼으로서,
    상기 프리폼은:
    넥 부(202, 302);
    게이트 부(206, 306); 및
    상기 게이트 부(206, 306)와 상기 넥 부(202, 302) 사이에서 연장되는 몸체부(204, 304)를 포함하고,
    상기 몸체부(204, 304)는 제1부분(210, 310, 810), 제2부분(212, 312, 812), 및 제3부분(214, 314, 814)을 한정하고, 상기 제2부분(212, 312, 812)은 (i) 상기 몸체부(204, 304)의 원주의 적어도 일부분과 (ii) 상기 몸체부(204, 304)의 길이의 적어도 일부분 중 하나를 따라 순차적으로 위치되는 상기 제1부분(210, 310, 810)과 상기 제3부분(214, 314, 814) 사이에 배치되고; 3개의 부분 모두는 동일한 벽 두께를 가지고;
    상기 제2부분(212, 312, 812)은 상기 제1 및 제3부분들(210, 310, 810; 214, 314, 814)보다 높은 신장율 계수를 갖는 신장율 영역으로서 구현되는, 최종 형상의 물품으로 취입 성형되는 프리폼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제3부분들(210, 310, 810; 214, 314, 814)은 동일한 신장율 계수를 가지는, 프리폼.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1부분(210), 상기 제2부분(212), 및 상기 제3부분(214)은 상기 몸체부(204)의 원주의 적어도 일부분을 따라 순차적으로 위치되고, 상기 제1부분(210), 상기 제2부분(212), 및 상기 제3부분(214)은 사인 곡선 형상을 가지는 상기 몸체부의 무딘 톱니형 구조를 구성하는, 프리폼.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1부분(810), 상기 제2부분(812), 및 상기 제3부분(814)은 상기 몸체부의 원주의 적어도 일부분을 따라 순차적으로 위치되고, 상기 제1부분(810), 상기 제2부분(812), 및 상기 제3부분(814)은 육각형과 팔각형 형상 중 하나를 가지는 상기 몸체부의 무딘 톱니형 구조를 구성하는, 프리폼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1부분(210, 810), 상기 제2부분(212, 812), 및 상기 제3부분(214, 814)은 상기 몸체부(204)의 원주 전체를 따라 순차적으로 위치되는, 프리폼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1부분(310), 상기 제2부분(312), 및 상기 제3부분(314)는 상기 몸체부(304)의 길이의 적어도 일부를 따라 순차적으로 위치되는, 프리폼.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1부분(310), 상기 제2부분(312), 및 상기 제3부분(314)은 상기 몸체부(304)의 전체 길이를 따라 순차적으로 위치되는, 프리폼.
  8. 최종 형상의 물품으로 취입 성형되는 프리폼으로서,
    상기 프리폼은:
    넥 부(402, 502);
    게이트 부(406, 506); 및
    상기 게이트 부(406, 506)와 상기 넥 부(402, 502) 사이에서 연장되는 몸체부(404, 504)를 포함하고,
    상기 몸체부(404, 504)는 상기 몸체부(404, 504)의 길이의 적어도 일부를 따라 하나씩 순차적으로 위치되고 각각의 단차(416, 516)에 의해 각각 분리되는 제1부분(410,510), 제2부분(412, 512), 및 제3부분(414, 514)을 한정하고; 상기 3개의 부분들(410, 510; 412, 512; 414, 514)은 (a) 점진적으로 증가하는 신장율 계수와 (b) 점진적으로 감소하는 신장율 계수 중 하나를 가지며
    상기 세 개의 부분들(410, 412, 414)은 동일한 벽 두께를 가지는,
    프리폼.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 세 개의 부분들(410, 412, 414)은 점진적으로 증가하는 신장율 계수를 가지는, 프리폼.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 세 개의 부분들(510, 512, 514)은 점진적으로 감소하는 신장율 계수를 가지는, 프리폼.
  11. 프리폼으로부터 성형되는 최종 형상의 용기의 설계를 업로딩하는 단계;
    상기 최종 형상의 용기 상의 복수의 기준점들을 선택하는 단계;
    복수의 프리폼 기준점들을 제공하도록 동일한 신장율을 상기 복수의 기준점들에게 적용하는 단계; 및
    상기 복수의 프리폼 기준점들에 기초하여, 프리폼용 프리폼 설계를 제공하는 단계를 포함하는, 프리폼을 설계하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프리폼용 프리폼 설계를 제공하는 단계는 상기 최종 형상의 용기 상에 한정된 상기 복수의 기준점들에 상사 변환을 적용하는 단계를 포함하는, 프리폼을 설계하는 방법.
  13. 최종 형상의 물품으로 취입 성형되는 프리폼으로서,
    상기 프리폼은:
    넥 부(202);
    게이트 부(206); 및
    상기 게이트 부(206)와 상기 넥 부(202) 사이에서 연장되는 몸체부(204)를 포함하고,
    상기 몸체부(204)는 제1부분(210, 810), 제2부분(212, 812), 및 제3부분(214, 814)을 한정하고, 상기 제2부분은 (i) 상기 몸체부의 전체 원주를 따라 순차적으로 위치된 상기 제1부분과 상기 제3부분 사이에 배치되고; 상기 제1부분, 상기 제2부분, 및 상기 제3부분 중 하나는 상기 제1부분, 상기 제2부분, 및 상기 제3부분의 다른 것들 중 적어도 하나와 상이한 신장율을 가지는, 프리폼.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1부분(210, 810), 상기 제2부분(212, 812), 및 상기 제3부분(214, 814)은 동일한 벽 두께를 가지는, 프리폼.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1부분(210, 810), 상기 제2부분(212, 812), 및 상기 제3부분(214, 814)은 다른 벽 두께를 가지는, 프리폼.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 신장율이 상기 제1부분(210, 810), 상기 제2부분(212, 812), 및 상기 제3부분(214, 814) 중 하나 이상 사이의 일정하지 않은 벽 두께에 기인하여 상이하게 되는, 프리폼.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 신장율이 상기 제1부분(210, 810), 상기 제2부분(212, 812), 및 상기 제3부분(214, 814) 중 하나 이상의 공간 위치에 기인하여 상이하게 되는, 프리폼.
  18. 삭제
  19. 삭제
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