KR101591447B1 - 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 연신봉이 프리폼을 연신하고 연신봉과 상승금형이 프리폼 내외부에서 밀착하여 프리폼의 중심을 정확히 잡을 수 있어 중공성형품의 정밀도를 향상시킬 수 있으며 프리폼게이트가 바닥부로 이동할 수 있어 프리폼게이트를 크게 형성하고 블로잉시 프리폼의 몸통부가 바닥으로 이동하여 중공성형품의 바닥 두께를 두껍게 형성함으로써 중공성형품의 탄성력과 인장강도를 강화 및 내구성을 강화하여 중공성형품의 크랙을 방지할 수 있다.
상기의 본 발명은 하단 중앙에 프리폼의 허용치 내에서 최대한 크게 형성한 게이트부를 갖는 프리폼을 보툼몰드의 길이와 동일하게 성형하는 프리폼 성형 단계와, 상기 프리폼을 보툼몰드에 내장하여 연신봉을 프리폼 내부에 삽입하여 프리폼 내부 저면에 밀착되는 삽입단계와, 연신봉을 통하여 프리폼을 연신하는 연신단계와, 연신된 프리폼의 게이트부에 보툼몰드의 상승금형이 밀착하여 게이트부를 내외부에서 가압하는 상태로 게이트부를 금형내부에 삽입하는 삽입단계와, 삽입되어 훈육부가 형성된 프리폼에 연신봉을 통하여 블로잉하여 성형하는 팽창단계와, 팽창단계를 거친 후 보툼몰드을 분리하여 중공성형품을 형성하는 분리단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

중공성형품의 사출 연신 중공성형방법{stretch-blow molding method}

본 발명은 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 연신봉이 프리폼을 연신하고 연신봉과 상승금형이 프리폼 내외부에서 밀착하여 프리폼의 중심을 정확히 잡을 수 있어 중공성형품의 정밀도를 향상시킬 수 있으며 프리폼게이트가 바닥부로 이동할 수 있어 프리폼게이트를 크게 형성하고 블로잉시 프리폼의 몸통부가 바닥으로 이동하여 중공성형품의 바닥 두께를 두껍게 형성함으로써 중공성형품의 탄성력과 인장강도를 강화 및 내구성을 강화하여 중공성형품의 크랙을 방지할 수 있다.

일반적으로 사출 연신 중공 성형은 중공 플라스틱 성형품을 얻기 위한 성형방법으로 예비성형품(preform)이라고 불리는 중간성형품을 융점 또는 연화점 이하이며 유리전위점 이상의 온도영역범위에서 연신 적성온도로 온도를 조정한 후에 수직과 수평축으로 연신하는 성형법이다.

이러게 성형되는 성형품은 연신에 의해 분자간 배열상태를 더욱 밀착시켜 인장강도와 차단성을 향상시키며 낙하 충격강도와 투명성을 높이고, 용기의 경량화를 이룰 수 있다.

이러한 사출 연신 중공 성형에는 예비성형품과 용기의 블로우 성형을 한 공정에서 만드는 고온파리손법과 예비성형품을 먼저 만든 후 다른 공정에서 블로우 성형하는 저온파리손법이 있다.

고온파리손법은 한 공정에서 원료부터 최종제품까지 생산할 수 있으나 기계를 다른 형태로 바꾸어 쓰기가 어려워 특정제품의 생산에만 적합하나, 저온파리손법은 고온파리손법처럼 예비성형품의 모양이나 무게, 생산속도, 용기의 품질, 공정 등을 서로 고려해 줄 필요가 없으므로 예비 성형품 공정과 블로우 공정을 각각 최적화 할 수 있다.

상기와 같은 저온파리손법인 사출 연신 중공성형시 사용되는 예비성형품 즉 프리폼을 성형하기 위한 전형적인 사출금형이 도 1에 도시되어 있다.

도 1에서 1은 캐비티 몰드, 2는 네크몰드, 3은 코어 몰드, 4는 캐비티, 5는 게이트, 6은 프리폼, 7은 프리폼게이트를 각각 가리킨다.

이에 도시된 바와 같이 종래 프리폼 사출금형은 프리폼 본체를 형성하는 캐비티 몰드(1)와 프리폼의 입구부를 형성하는 네크 몰드(2)와, 이 네크몰드(2)를 관통하여 캐비티 몰드(1) 내로 삽입된 코어 몰드(3)로 이루어지며, 이들의 조합에 의해 네크몰드(2)의 내부에 도달하는 캐비티(4)를 형성하고 그 캐비티(4)에 캐비티 몰드(1) 바닥부의 게이트(5)로 부터 용융수지를 사출 충진하여 프리폼(6)을 성형하도록 형성된다.

이와 같이 형성되는 프리폼(6)의 하단에는 프리폼게이트부(7)가 형성된다.

상기와 같은 프리폼을 가지고 성형하는 저면 후부를 갖는 보틀 성형장치가 특허등록 제1093671호로 제안된 바 있다.

상기와 같은 보틀 성형장치는 유리소재 향수병이나 화장품 용기가 갖는 무게감과 안정감, 광굴절 형태와 유사한 합성수지 용기를 블로잉 성형하기 위하여 완성된 용기보다 긴 프리폼을 이용하여 블로잉 성형함에 있어 블로잉시 프리폼의 저면을 가압하여 용기의 저면이 후(厚)부를 이루도록 하는 상승부재를 금형에 도입한 블로잉 성형장치를 제공하고 있다.

상기와 같은 블로잉 성형방법을 보면 성형용기보다 긴 프리폼을 제1캐비티(C1) 내부에 축소 예정 저면부를 제외한 프리폼을 내장하고 그 내부에 제2캐비티(C2)를 형성하여 블로잉시 캐비티침입단부(25)를 갖는 상승부재(23)의 상승으로 프리폼의 저면이 상승 및 축소되면서 제2캐비티(C2)와 접촉하여 후(厚)부 즉 저면부(15)가 형성된다.

그러나 상기와 같은 블로잉 성형방법은 제2캐비티와 상승부재 간의 간격이 발생하여 프리폼의 중심을 잡기가 어려워 중공성형품의 정밀도가 저하되었다.

또한, 프리폼게이트부가 후(厚)부 즉 저면부를 파고 들어가 게이트마크가 형성되어 중공성형품의 품질이 저하되었으며 중공성형품의 크랙이 쉽게 발생하여 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 프리폼게이트부를 최대한 가늘게 설계해야 함으로써 프리폼의 사출의 불량이 많아지며 중공성형품의 저면부의 두께를 두껍게 하기 위해서는 축소예정 프리폼의 길이를 길게 형성해야 하나 허여 한계치가 작아 중공성형품의 저면부 두께를 두껍게 하기에는 한계가 있는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 연신봉이 프리폼의 내부 저면에 가압하여 연신함으로써 프리폼게이트부를 연신봉과 상승금형이 프리폼 내외부에서 밀착하여 프리폼의 중심을 정확히 잡을 수 있어 중공성형품의 정밀도를 향상시킬 수 있는 사출 연신 중공 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또 다른 목적으로는 프리폼게이트부를 크게 형성하여 연신봉과 상승금형이 프리폼 내외부에서 압력을 가하여 프리폼게이트가 바닥부로 이동하고 블로잉시 프리폼의 몸통부가 바닥으로 이동하여 중공성형품의 바닥 두께를 두껍게 형성할 수 있으며 연신을 통해 중공성형품의 탄성력과 인장강도를 강화하여 내구성을 강화시킬 수 있는 사출 연신 중공 성형방법을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하단 중앙에 프리폼의 허용치 내에서 최대한 크게 형성한 게이트부를 갖는 프리폼을 보툼몰드의 길이와 동일하게 성형하는 프리폼 성형 단계와, 상기 프리폼을 보툼몰드에 내장하여 연신봉을 프리폼 내부에 삽입하여 프리폼 내부 저면에 밀착되는 삽입단계와, 연신봉을 통하여 프리폼을 연신하는 연신단계와, 연신된 프리폼의 게이트부에 보툼몰드의 상승금형이 밀착하여 게이트부를 내외부에서 가압하는 상태로 게이트부를 금형내부에 삽입하는 삽입단계와, 삽입되어 훈육부가 형성된 프리폼에 연신봉을 통하여 블로잉하여 성형하는 팽창단계와, 팽창단계를 거친 후 보툼몰드을 분리하여 중공성형품을 형성하는 분리단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법을 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명은 연신봉이 프리폼을 연신하고 프리폼게이트부를 연신봉과 상승금형이 프리폼 내외부에서 밀착하여 프리폼의 중심을 정확히 잡을 수 있어 중공성형품의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 연신봉과 상승금형의 중공성형품의 내외측 가압으로 프리폼게이트부가 바닥으로 파고 들어가지 않아를 프리폼게이트를 크게 형성하여 프리폼게이트가 바닥부로 이동하고 블로잉시 프리폼의 몸통부가 바닥으로 이동하여 중공성형품의 바닥 두께를 두껍게 형성할 수 있어 중공성형품의 내구성을 향상시키고 연신으로 인하여 중공성형품의 탄성력과 인장강도를 강화하는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 프리폼을 성형하기 위한 전형적인 사출금형을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법을 나타낸 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법의
도 4는 본 발명에 따른 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법의+
도 5는 본 발명에 따른 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법의
도 6은 본 발명에 따른 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법으로 생산된
을 나타낸 설명도이다.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타낸 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기의 실시 예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

첨부한 도 2는 종래 본 발명에 따른 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법을 나타낸 공정도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법은 프리폼을 성형하는 성형단계와, 프리폼에 연신봉을 삽입하는 삽입단계와, 연신봉을 통하여 연신하는 연신단계와, 연신된 프리폼의 하부를 금형 내부에 삽입하는 삽입단계와, 프리폼을 팽창하는 팽창단계와, 중공성형품을 금형과 분리하는 분리단계로 구성된다.

상기의 프리폼 성형단계는 통상의 사출 방식으로 성형되며 프리폼의 상부에 나사결합 될 수 있는 나선부가 형성되고 하단에는 게이트로부터 용융수지가 사출되는 프리폼게이트가 돌출 형성되며 상기 나선 부는 중공성형품이 완성되어도 변형되지 않고 동일하게 유지되며 도 3에 도시된 바와 같이 프리폼(10)의 길이는 보툼몰드(20)의 길이와 동일하게 형성한다.

이러한 프리폼(10)은 성형과 동시에 블로잉 성형을 할 수 있는 고온파리손법에 사용되며 성형된 프리폼(10)을 냉각시켜 별도의 가열단계를 거친 후 블로잉 성형이 이루어지는 저온파리손법에 사용될 수 있다.

또한 프리폼게이트부(11)는 프리폼(10)의 허용치 내에서 최대한 크게 형성한다.

이러한 상기 프리폼(10)은 삽입단계를 거쳐 프리폼(10)을 보툼몰드(20)에 내장한 후 연신봉(21)을 프리폼(10)에 삽입하여 프리폼(10)의 저면에 밀착되도록 한다.

이러한 상태에서 도 4에 도시된 바와 같이 프리폼(10)을 연신하는 연신단계는 연신봉(21)을 통하여 프리폼(10)을 연신하여 프리폼(10)의 하단부가 보툼몰드(20)의 길이보다 길게 형성한다.

상기 연신단계를 거친 프리폼(10)은 탄성력과 인장강도를 강화시킨다.

이렇게 연신 됨과 동시에 프리폼(10)의 하단을 보툼몰드(20)의 내부에 삽입하는 삽입단계는 도 5에 도시된 바와 같이 프리폼게이트부(11)를 보툼몰드(20)의 상승금형(22)으로 보툼몰드(20) 내부에 삽입한다.

이때 연신봉(21) 단부는 프리폼(10) 내부에 밀착되고 보툼몰드(20)의 상승금형(22)은 프리폼게이트(11)에 밀착되어 프리폼게이트부(11)를 내외부에서 가압하여 프리폼게이트부(11)가 훈육부(12)로 성형된다.

이렇게 보툼몰드(20)에 내장된 프리폼(10)은 팽창단계를 통하여 프리폼(10)에 블로잉하여 프리폼(10)을 팽창시킨다

이렇게 팽창된 중공성형품은 분리단계를 거쳐 보툼몰드(20)에서 분리하여 완성된다.

상기와 같이 완성된 중공성형품은 보툼몰드(20)와 프리폼의 길이를 동일하게 형성하여 프리폼의 두께를 종래의 프리폼보다 0.5mm를 더 두껍게 형성할 수 있어 블로잉 작업시 훈육부(12)에 밀려 들어가 훈육부(12)의 두께를 두껍게 형성할 수 있으며 프리폼게이트부(11) 또한 설계 허용치 내에서 최대의 크기로 형성하여 훈육부(12)에 압박에 의해 밀려 들어가게 함으로써 종래의 중공성형품의 저면인 훈육부 보다 두껍게 형성하여 크랙이 발생하지 않도록 내구성을 향상시킬 수 있다.

이와 같은 상기 종래의 중공성형품과 본 발명이 중공성형품을 국제공인시험기관 한국고분자시험연구소(주)에서 압축하중을 시험한 시험결과가 아래 표에 도시된 바와 같이

이와 같이 종래의 중공성형품은 평균압축하중 6925의 하중에 파손되었으며 본 발명의 중공성형품은 평균압축하중을 7477의 하중에도 파손되지 않았음을 보여 주고 있다.

10 : 프리폼 20 : 보툼몰드

Claims (3)

1. 하단 중앙에 프리폼의 허용치 내에서 최대한 크게 형성한 프리폼게이트부를 갖는 프리폼을 보툼몰드의 길이와 동일하게 성형하는 프리폼 성형 단계와,
   상기 프리폼을 보툼몰드에 내장하여 연신봉을 프리폼 내부에 삽입하는 삽입단계와,
   연신봉을 통하여 프리폼을 연신하는 연신단계와,
   연신된 프리폼의 게이트부를 보툼몰드의 상승금형으로 연신봉 단부는 프리폼내부와 상승금형은 프리폼게이트에 밀착되어 프리폼게이트부를 내외부에서 가압하여 프리폼게이트부가 훈육부로 성형되면서 보툼몰드 내부에 삽입하는 삽입단계와,
   삽입되어 훈육부가 형성된 프리폼에 연신봉을 통하여 블로잉하여 성형하는 팽창단계와,
   팽창단계를 거친 후 보툼몰드를 분리하여 성형 된 중공성형품을 분리하는 분리단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 중공성형품의 사출 연신 중공성형방법.
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