KR101574488B1 - 열가소체로 이루어진 용기를 제조하기 위한 방법 및 장치와 이에 의해 제조된 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가동 몰드 부분들(5, 7, 9)이 몰드를 개방하는 위치로 이동되어 있는 몰드 내로 압출된 플라스틱 튜브(3)가 삽입되고, 적어도 용기의 바닥부와 주 용기 부분(18)으로부터의 전이부를 형성하는 몰드 부분들(7)이 폐쇄되고, 용기 바닥부가 용접되고, 튜브(3)가 튜브 상에 작용하는 압력 구배에 의해 확장되며, 성형된 용기(13)의 탈형을 위해 몰드 부분들이 몰드를 개방하는 위치로 이동되는 열가소체로 이루어진 용기들(13)을 제조하는 방법에 관한 것으로, 이는 용기 플로어가 주 용기 부분(18)을 축방향으로 확장시키는 그릇형 바닥부(19)의 형상으로 설계되고, 상기 바닥부는 주 용기 부분(18) 내로 돌출하는 바닥 돌출부를 형성하기 위해 용기(13)의 내부로 뒤집혀지는 것을 특징으로 한다.

Description

열가소체로 이루어진 용기를 제조하기 위한 방법 및 장치와 이에 의해 제조된 용기 {METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING CONTAINERS MADE OF THERMOPLASTIC AND CONTAINERS SO PRODUCED}

본 발명은 열가소체로 이루어진 용기 제조 방법에 관한 것으로, 압출된 플라스틱 튜브가 몰드 내로 삽입되고 몰드의 가동 몰드 부분들이 몰드를 개방하는 위치로 이동되며, 적어도 용기의 저부와 용기의 주 부분(main part)으로부터의 전이부를 형성하는 몰드 부분들이 폐쇄되며, 용기 저부가 용접되고, 튜브 상에 작용하는 압력 구배에 의해 튜브가 확장되고, 튜브가 용기 몰드를 형성하도록 몰드 부분들의 벽에 배치되며, 몰드로부터 성형된 용기의 제거를 위해 몰드를 개방하는 위치로 몰드 부분들이 이동되는 용기 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 방법을 실행하기 위한 장치 및 이렇게 제조된 용기에 관한 것이다.

bottlepack® 시스템 같은 이 유형의 방법들은 다양한 형상들, 크기들 및 다양한 목적들의 용기들을 제조하기 위해 널리 사용된다. 특히, 이들은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 투명 가요성 용기일 수 있다. 종종 용기들은 제조후 하나의 프로세스에서 무균 작업으로 약제 같은 무균 내용물들로 충전 및 밀봉되게 된다. 특히, 관련된 용기의 성능 특성들 때문에 특정 약제를 위한 경우에 있을 수 있는 바와 같이 내용물들이 매우 고가일 때, 내용물들은 반드시 적절한 방식으로 제거될 수 있어야 한다. 더 정확하게, 매우 고가의 매체는 이들이 가요성 용기를 함께 압착함으로써 압출될 때 잔류물 없이 용기 외부로 밀려나올 수 있다는 것이 보장되어야 하며, 그리고/또는 특히 약제의 경우에 필수적인, 정확한 투여량이 전달될 수 있다는 것이 보장되어야 한다.

이들 요구사항에 관하여, 본 발명의 목적은 내용물들의 제거에 관하여 그 성능 특성들이 최적화된 용기들을 제조하기 위한 프로세스를 안출하는 것이다.

본 발명에 따라서, 이 목적은 청구항 1의 전체 특징들을 갖는 프로세스에 의해 달성된다.

따라서, 본 발명의 한가지 본질적 특징은 bottlepack® 시스템의 유형에 따른 프로세스에서, 블로우 몰드 또는 진공 몰드 내에서 용기의 주 부분을 축방향으로 연장하는 컵형 저부 부분이 형성되고, 이 저부 부분은 그후 용기 저부 상에 외부로 개방되는 컵으로서 용기 내부 내로 연장하는 저부 상승부(elevation)를 형성하도록 용기의 내부 내로 뒤집혀진다는 것이다. 저부로부터 용기가 압축되도록 이런 용기의 내용물들이 전달되면, 이 저부 상승부는 변위체로서 작용하고, 이 변위체는 용기를 완전히 비우도록 용기의 헤드 영역 내로 이동하여 내부에 위치된 내용물의 체적을 밀어낼 수 있으며, 이 방식으로 잔류 체적이 최소화된다.

이는 벨로우즈의 절첩부들이 서로 접촉하도록 수축되어 내용물들을 전달하는 벨로우즈로서 용기의 주 부분이 형성되는 용기들에서 특히 중요하다. 압착 과정에서 이 상태에 도달될 때, 벨로우즈는 추가로 수축된다하더라도 단축될 수 없는 절첩부들의 수에 기초한 특정 비사용 길이{dead length)를 가지며, 그래서 벨로우즈를 수축하는 과정의 끝에 현저한 잔류 체적이 남게 된다. 본 발명에 따라 형성된 저부 상승부가 벨로우즈를 갖는 용기들을 위한 선택사양으로 테이퍼진 용기의 헤드 영역 내의 상기 잔류 체적과 치수 및 형상이 일치되면, 수축된 벨로우즈에 의해 남겨진 잔류 체적도 최소화될 수 있다.

몰드로부터 용기의 최종 제거 이전에 컵형 저부 부분이 그 내부로 뒤집혀지는 것이 바람직하다. 이 경우, 용기는 여전히 몰드 내에 고정되어 있기 때문에, 뒤집는 공정이 바람직한 정확하게 캘리브레이팅된 방식으로 어려움 없이 실행될 수 있다. 또한, 이 경우, 잔류 저부 상승부를 형성하기에 적절한 방식으로 플라스틱 재료가 여전히 소성 변형될 수 있는 온도 레벨에서 제어된 방식으로 뒤집는 공정이 수행될 수 있다. 따라서, 내용물들로 용기를 충전하기 이전에, 즉, 내용물들에 의해 냉각이 유발되기 이전에 저부 부분을 뒤집는 것이 바람직할 수 있다.

이 방법의 양호한 실시예들에서, 컵형 저부 부분은 저부 몰드 부분들에 의해 형성되며, 이 저부 몰드 부분들은 용기의 주 부분을 몰딩하는 주 몰드 부분들에 대하여 이동될 수 있고, 저부 부분을 폐쇄 위치로 용접하며, 저부 부분을 뒤집기 위해 몰드를 부분적으로 개방하는 위치로 이동될 수 있다. 따라서, 뒤집기는 필요에 따라 서로 이격 방향으로 이동되는 저부 몰드 부분들 사이의 기계적 결합에 의해 이루어질 수 있다.

유리한 실시예들에서, 이 절차는 용기의 축에 동심으로 이동될 수 있도록 구동되는 몰드 다이를 저부 부분에 적용함으로써 기계적으로 저부 부분이 뒤집혀지도록 이루어질 수 있다.

이에 관련하여, 바람직하게는, 이 절차는 저부 부분을 뒤집기 이전에, 그 용접부에 위치된 스크랩 재료가 트리밍 요소에 의해 트리밍된다.

청구항 6에 따른 본 발명의 주제는 또한 이 방법을 실행하기 위한 장치이며, 상기 장치는 바람직하게는 블로우 몰드를 형성하는 가동성 몰드 부분들을 구비하고, 용기의 주 부분을 형성하는 몰드 부분들의 쌍은 독립적으로 이동될 수 있는 저부 몰드 부분들의 쌍에 인접하고, 저부 몰드 부분들은 폐쇄 위치에서 용기의 주 부분을 축방향으로 연장시키는 컵형 저부 부분의 형성을 위해 컵형 몰드 공동을 형성한다.

여기서, 이 배열은 컵형 저부 부분을 용접하기 위해 용접 조오들을 저부 몰드 부분들이 전개되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

저부 부분을 용기 내부로 뒤집기 위해, 바람직하게는 플런저가 존재하며, 이 플런저는 왕복 축방향 이동하도록 구동될 수 있고, 용기의 종축에 대해 정렬될 수 있으며, 저부 몰드 부분들이 이에 따라 개방되어 있을 때, 플런저에 의해 컵형 저부 부분은 용기의 주 부분 내로 뒤집혀질 수 있다.

플런저의 접촉을 위해 불규칙부들이 없는 접촉면을 이용할 수 있게 하기 위해, 양호한 실시예들에서, 기계적으로 이동가능한 트리밍 요소가 제공되며, 저부 몰드 부분들이 이에 따라 개방되어 있을 때 상기 트리밍 요소는 컵형 저부 부분의 용접부에 형성된 저부 스크랩을 제거하기 위해 용기의 종축에 정렬될 수 있다.

본 발명의 주제는 또한 본 발명에 따른 장치에 의해 본 발명에서 청구된 방법에 따라 제조된 청구항 10에 특정된 용기이며, 이 용기는 용기의 주 부분의 내부로 돌출하는 저부 상승부를 구비한다.

본 발명은 도면들을 사용하여 이하에 설명된다.
도 1은 가소화된 플라스틱 재료의 튜브를 형성하기 위해 위에 위치되어 있는 압출 헤드와 개방된 블로우 몰드의 단순화된 개략도.
도 2는 용기 몰드를 형성하기 위해 공기 블라스트들에 의해 저부 측면 상에 용접되어 있는 튜브를 확장시키는 동작 상태의 도 1로부터 부분 폐쇄된 블로우 몰드를 도시하는 도면.
도 3은 내용물로 용기를 충전하는 동작 상태를 도시하는 도면.
도 4는 저부 측면 용접부 상의 저면 스크랩을 노출시키기 위해 서로 이격 방향으로 저부 몰드 부분들이 이동되어 있는 작동 상태를 도시하는 도면.
도 5는 저부 몰드 부분들이 더 멀리 이격 이동되고 가동 트리밍 요소가 축방향으로 정렬된 위치에 도시되어 있는 저부 스크랩의 트리밍 이후 작동 상태를 도시하는 도면.
도 6은 가동 플런저가 축방향으로 정렬된 위치에 도시되어 있는 작동 상태를 도시하는 도면.
도 7은 충전 레벨이 도 6에 비해 상승된 충전 레벨 및 플런저에 의해 뒤집혀진 저부 부분을 갖는 작동 상태를 도시하는 도면.
도 8은 상승된 충전 레벨을 갖지만, 헤드 몰드 부분의 폐쇄에 의해 용기의 헤드 폐쇄부의 형성 이후인 작동 상태를 도시하는 도면.
도 9는 축방향으로 함께 가압될 수 있는 벨로우즈 형태의 본 발명에 따라 제조된 용기의 일 실시예의 측면도.
도 10은 헤드 영역을 향해 원추형으로 테이퍼진 벨로우즈를 갖는 용기의 다른 실시예의 사시도.

도 1 내지 도 8은 블로우 몰딩 프로세스로 플라스틱 용기들을 제조하기 위한 공지된 bottelpack® 시스템의 범주 내에서 사용되는 바와 같은 장치의 일부를 도시하며, 압출기 장치(1)에 의해, 용융된 플라스틱 재료의 튜브(3)가 도 1에 개방된 상태로 도시되어 있는 블로우 몰드의 가동 몰드 부분들 사이로 압출되고, 블로우 몰드는 한 쌍의 헤드 몰드 부분(5)과, 용기의 주 몰드 부분들(7) 및 저부 몰드 부분들(9)을 구비한다. 개방된 몰드 내로 튜브(3)를 압출한 이후, 튜브(3)는 헤드 몰드 부분들(5)의 상부와 압출기 장치(1)의 노즐 출구 사이에서 절단된다. 도 1에서, 절단선은 파선으로 도시되어 있으며, 도면부호 8로서 표시되어 있다.

도 2는 주 몰드 부분들(7)과 저부 몰드 부분들(9)을 함께 이동시킴으로써 몰드가 부분적으로 폐쇄되어 있는 개방 상태를 도시하며, 압출기 수단(1) 대신, 블로우 멘드릴(11)이 튜브(3)의 상부 단부 내로 삽입되어 공기 블라스트에 의해 튜브(3)를 확장시키고, 튜브를 저부 몰드 부분(9)과 주 몰드 부분들(7)의 몰드 벽들에 대해 배치하며, 이 방식으로 용기(13)의 몰드를 형성한다. 폐쇄된 저부 몰드 부분들(9)은 공기 블라스트를 송풍하기 이전에 저부 측면 상에 튜브(3)를 용접하기 위해 용접 조오(jaw)들(도면에는 미도시)을 구비한다. 용접부에 이에 관련하여 형성된 저부 스크랩은 도 2에 도면부호 15로 표시되어 있다. 주 몰드 부분들(7)은 헤드 몰드 부분들(5)에 접경하면서 도 1에 16으로 표시되어 있는 내부로 테이퍼진 헤드 영역을 제외하고 그 축방향 길이의 대부분에 걸쳐 원형 원통형인 내부 몰드 벽들을 구비한다. 저부 몰드 부분들(9)의 내부 몰드 벽들은 부분적 쉘(shell)들을 형성하며, 이 쉘들은 폐쇄 위치에서 반구형 몰드를 형성하여 공기 블라스트에 의해 확장되어 있는 튜브(3)가 컵형 저부 부분(19)을 구비한 용기(13)로 몰딩되게 한다. 컵형 저부 부분은 저부 몰드 부분들(9)에 의해 형성되며 축방향 연장부로서 용기의 주 부분(18)에 연결된다. 도 1 내지 도 6에 저부 몰드 부분들(9)이 매끄러운 몰드 벽들을 갖는 부분적 쉘들로서 도시되어 있지만, 저부 몰드 부분들은 또한 형성된 저부 부분(19)이 벨로우즈형 절첩부를 갖도록 단차부들로서 엇갈려질 수도 있다.

도 3은 소정량의 유동성 충전 재료를 도입하기 위해 송풍 멘드릴(11)이 충전 멘드릴(17)로 대체되어 있는 상태를 도시한다. 여기서, 몰드 부분들은 도 2에 도시된 바와 동일한 위치에 도시되어 있다. 블로우 몰딩 및 충전을 위해 별개의 멘드릴들(11, 17)을 사용하는 대신, 조합형 블로우-충전 멘드릴이 사용될 수 있다.

도 4는 헤드 몰드 부분들(5)과 주 몰드 부분들(7)이 변하지 않은 위치에 있지만, 저부 몰드 부분들(9)이 트리밍 요소(21)(도 5 및 도 6에만 도시됨)를 위한 저부 스크랩(scrap)(15)에 접근할 수 있을만큼 충분한 거리로 폐쇄 위치를 벗어나 벌어져 있고, 트리밍 요소에 의해, 저부 스크랩(15)이 저부 부분(19)으로부터 제거되어 있는 것을 도시한다.

도 5는 저부 스크랩(15)의 제거 이후의 상태를 도시하며, 브레이크-오프 핀 또는 멘드릴이 될 수 있는 트리밍 요소(21)가 트리밍 프로세스 완료 이후, 저부 몰드 부분들(9)의 영역 밖으로 이동되어 있다. 도 4와 비교하면, 저부 몰드 부분들은 더 큰 거리로 벌어져 있으며, 그래서, 화살표(23)로 도시된 바와 같이 트리밍 요소(21)가 측방향으로 멀리 이동된 이후, 다른 화살표(27)로 도시된 바와 같이 저부 부분(19)에 축방향으로 정렬된 (이 위치는 도 6에 도시되어 있음) 플런저(25)가 개방된 저부 몰드 부분들(9) 사이로 진입할 수 있다. 이 지점에서, 컵형 저부 부분(19)은 화살표(29)로 도 6에 도시된 바와 같은 리프팅 이동에 의해 용기의 주 부분(18) 내로 뒤집혀질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이 방식으로, 컵형 저부 부분(19)에 의해 형성된 용기의 주 부분(18)의 축방향 연장부는 용기의 내부로 돌출하는 저부 상승부(31)로 이동된다. 이 방식으로, 충전 레벨은 도 6에 도면 부호 33으로 표시된 레벨로부터 도 7에 도면부호 35로 표시된 레벨로 상승한다. 충전 프로세스에서, 이는 충전량 계산에 관하여 고려된다.

도 8은 헤드 몰드 부분들(5)을 폐쇄 위치로 이동시킴으로써 헤드 폐쇄부(36)의 몰드가 형성되어 있는 것 만이 도 7과 다르며, 헤드 폐쇄부의 몰드 형성은, 용접에 의해 유발된 폐쇄 프로세스와 연계하여 실행되며, 예로서, 진공에 의해 지원된다.

도 1 내지 도 8에서, 주 몰드 부분들(7)의 내부 벽이 매끄러운 표면을 갖는 것으로 도시 및 설명되었지만, 블로우 몰드는 용기의 주 부분이 벨로우즈(37)(도 9 참조)를 형성하도록 종래의 방식으로 설계될 수 있으며, 도 9는 이 방식으로 형성된 용기(13)의 일 실시예를 도시하고 있다. 벨로우즈로서 형성된 이런 용기들(13)은 벨로우즈(37)를 축방향으로 수축함으로써 내용물들을 전달하는데 사용되는 것이 바람직하다. 압착 배출시 남겨지는 상당한 잔류 체적의 문제는 벨로우즈에서 심화되며, 그 이유는 벨로우즈(37)가 절첩부들이 폐쇄될 때까지만 축방향으로 짧아질 수 있으며, 용기의 벽 두께에 절첩부들의 수를 곱한 것의 두 배에 해당하는 비사용 길이가 남겨지기 때문이다. 본 발명에 따라 제공된 저부 상승부(31)는 벨로우즈(37)가 압축될 때 다른 방식에서의 상당한 잔류 체적을 메우는 변위체를 형성한다.

이는 벨로우즈(37)가 도 10에 예로서 도시된 경우에서와 같이, 헤드 폐쇄부(36)에 대하여 원추형으로 테이퍼진 형상을 갖는 용기들(13)에 특히 유리하다. 몰딩 프로세스 동안 컵형 저부 부분(19)을 대응적으로 성형함으로써, 여기서 저부 상승부(31)의 형상 및 치수들은 저부 상승부(31)가 헤드 영역 내의 수축된 벨로우즈(37)의 내부에 가능한 근접하게 끼워지며 정합되도록 만들어질 수 있고, 그 결과, 벨로우즈(37)가 완전히 수축될 때 남겨지는 잔류 체적이 최소화된다.

헤드 영역에서 테이퍼진 목 부분을 갖는 용기들에 대하여, 저부 몰드 부분들(9)의 몰드 벽들을 대응적으로 성형함으로써, 저부 상승부를 형성하는 저부 부분(19)은 뒤집혀진 저부 상승부(31)가 용기의 목 부분 내로 끼워지는 단부 부분을 구비하여 내용물들이 용기 외부로 완전히 압착될 수 있는 방식으로 중앙 영역에서 테이퍼지도록 몰딩될 수 있다.

Claims (12)

1. 가동 몰드 부분들(5, 7, 9)이 몰드를 개방하는 위치로 이동되어 있는 상기 몰드 내로 압출된 플라스틱 튜브(3)가 삽입되고, 용기의 저부와 용기의 주 부분(18)으로부터의 전이부를 형성하는 적어도 몰드 부분들(7)이 폐쇄되고, 상기 용기의 저부가 용접되고, 상기 튜브(3)가 튜브 상에 작용하는 압력 구배에 의해 확장되며, 상기 튜브가 상기 몰드 부분들(5, 7, 9)의 벽에 배치되어 용기 몰드를 형성하며, 상기 몰드로부터 형성된 용기(13)의 제거를 위해 상기 몰드를 개방하는 위치로 상기 몰드 부분들이 이동되는, 열가소체로 이루어진 용기들(13)을 제조하는 방법에 있어서,
   상기 용기 저부는 상기 용기의 주 부분(18)을 축 방향으로 연장시키는 컵형 저부 부분(19)의 형태로 이루어지고, 상기 저부 부분은 상기 용기의 주 부분(18) 내로 연장하는 저부 상승부(31)를 형성하도록 상기 용기(13)의 내부 안으로 뒤집혀지는 것을 특징으로 하는, 용기 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 몰드로부터의 용기(13)의 최종 제거 이전에 상기 컵형 저부 부분(19)이 용기 내부로 뒤집혀지는 것을 특징으로 하는, 용기 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 컵형 저부 부분(19)은 상기 용기의 주 부분(18)을 몰딩하는 주 몰드 부분들(7)에 대하여 이동될 수 있는 저부 몰드 부분들(9)에 의해 형성되고, 상기 저부 몰드 부분들은 상기 저부 부분(19)을 폐쇄된 위치에서 용접하며, 상기 저부 몰드 부분들(9)은 상기 저부 부분(19)을 뒤집기 위해 상기 몰드를 부분적으로 개방하는 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는, 용기 제조 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 저부 부분(19)은 상기 용기의 축에 동심으로 이동할 수 있도록 구동되는 몰드 다이(25)를 상기 저부 부분(19)에 인가함으로써 기계적으로 뒤집혀지는 것을 특징으로 하는, 용기 제조 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 저부 부분(19)을 뒤집기 이전에, 그 용접부에 위치되어 있는 스크랩 재료(15)가 트리밍 요소(21)에 의해 트리밍되는 것을 특징으로 하는, 용기 제조 방법.
6. 가동 몰드 부분들(5, 7, 9)을 구비하는 제 1 항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치에 있어서,
   용기의 주 부분(18)을 형성하는 몰드 부분들의 쌍(7)은 저부 몰드 부분들(9)의 쌍과 인접하고, 상기 저부 몰드 부분들의 쌍은 독립적으로 이동될 수 있으며, 폐쇄 위치에서 상기 용기의 주 부분(18)을 축방향으로 연장시키는 컵형 저부 부분(19)의 형성을 위한 컵형 몰드 공동을 형성하는 것을 특징으로 하는, 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 저부 몰드 부분들(9)은 상기 컵형 저부 부분(19)을 용접하기 위한 용접 조오들을 전개시키는 것을 특징으로 하는, 장치.
8. 제 6 항에 있어서, 왕복 축방향 운동하도록 구동될 수 있으면서 상기 용기의 종축에 정렬될 수 있는 플런저(25)가 제공되고, 상기 저부 몰드 부분들(9)이 개방되어 있을 때 상기 플런저에 의해 상기 컵형 저부 부분(19)은 상기 용기의 주 부분(18) 내로 뒤집혀질 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 컵형 저부 부분(19)의 용접부에 형성된 저부 스크랩(15)을 제거하기 위해 상기 저부 몰드 부분들(9)이 개방되어 있을 때 상기 용기의 종축에 정렬될 수 있는 기계적으로 이동가능한 트리밍 요소(21)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 장치.
10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 장치에 의해 제조된 용기(13)에 있어서,
    상기 용기의 주 부분(18)의 내부로 돌출하는 저부 상승부(31)를 구비하는, 용기.
11. 제 10 항에 있어서, 적어도 상기 용기의 주 부분(18)은 벨로우즈(37)의 형태로 만들어지고, 상기 저부 상승부(31)는 벨로우즈(37)가 수축될 때 상기 용기(13)의 헤드 영역 내에 위치되는 잔류 체적을 최소화하도록 형상 및 치수가 형성되는, 용기.
12. 제 6 항에 있어서, 상기 가동 몰드 부분들(5, 7, 9)은 블로우 몰드를 형성하는 것을 특징으로 하는, 장치.

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