KR101964439B1

KR101964439B1 - 라벨 일체형 pet병 제조 금형

Info

Publication number: KR101964439B1
Application number: KR1020180081651A
Authority: KR
Inventors: 영 현 강
Original assignee: 강영현
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2019-04-02

Abstract

본 발명은 프리폼을 이용하여 페트병을 제조하는 과정에서 페트병에 라벨을 열융착으로 일체화시키거나 라벨을 일체화시키면서 입체형상도 성형시킬 수 있는 라벨 일체형 PET병 제조 금형에 관한 것이다.
본 발명의 특징은, 프리폼이 변형되어서 페트병(20)으로 성형되기 위한 성형공간(110)이 형성되는 금형몸체(100)와, 금형몸체(100)의 성형공간(110)에서 내주면에 형성되어 페트병(20)에 부착되어서 일체화되기 위한 라벨(10)이 위치되는 라벨영역(200)과, 라벨영역(200)에 위치된 라벨(10)이 흡착되도록 라벨영역(200)에서부터 금형몸체(100)를 관통되게 형성되어 공기가 배출되는 공기통로(300)와, 라벨영역(200)에 위치된 라벨(10)이 열에 의해 흡착된 상태가 유지되도록 금형몸체(100)에 관통되게 형성되어 금형몸체(100)를 가열하기 위한 고온의 유체가 관류되는 가열통로(400)를 포함한다.

Description

라벨 일체형 PET병 제조 금형{LABEL INTEGRATED ＰＥＴ BOTTLE MANUFACTURING MOLD}

본 발명은 프리폼을 이용하여 페트병을 제조하는 과정에서 페트병에 라벨을 열융착으로 일체화시키거나 라벨을 일체화시키면서 입체형상도 성형시킬 수 있는 라벨 일체형 PET병 제조 금형에 관한 것이다.

일반적으로, 플라스틱 병(Plastic Bottle)은 합성수지(플라스틱)의 일종인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 재료로 만들어지는 용기로, 플라스틱 병의 약 90%는 음료 용기에 사용된다. 그 외에도, 조미료, 화장품, 의약품, 음식 포장 등의 용기에도 이용되고 있다.

플라스틱 병으로는 페트병(PET Bottle)이 주로 사용되고 있는 실정이다. 페트병은 합성수지를 원료로 하여 중공(blow)성형법에 의해 제조되고 있다.

그리고, 페트병에는 라벨지가 부착된다. 이러한, 라벨은 페트병에 함유된 내용물의 광고문구나, 성분 및 함량 등의 정보가 인쇄되어 있다.

이러한, 라벨지는 접착제에 의해 페트병에 부착된다.

그러나, 전술한 라벨지가 페트병에 감겨지면서 접착제에 의해 양단이 부착되므로, 외부의 열기에 의해 변형되어서 페트병에서 들뜨게 되거나 날카로운 물건에 의해 찢어지는 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 특허청에 등록특허공보 10-1326724호가 2013.11.01.자로 등록되어 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 프리폼을 이용하여 페트병을 제조하는 과정에서 페트병에 라벨을 열융착으로 일체화시키거나 라벨을 일체화시키면서 입체형상도 성형시킬 수 있는 라벨 일체형 PET병 제조 금형을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 라벨 일체형 PET병 제조 금형은, 프리폼이 변형되어서 페트병(20)으로 성형되기 위한 성형공간(110)이 형성되는 금형몸체(100)와, 금형몸체(100)의 성형공간(110)에서 내주면에 형성되어 페트병(20)에 부착되어서 일체화되기 위한 라벨(10)이 위치되는 라벨영역(200)과, 라벨영역(200)에 위치된 라벨(10)이 흡착되도록 라벨영역(200)에서부터 금형몸체(100)를 관통되게 형성되어 공기가 배출되는 다수의 공기통로(300)와, 공기통로(300)를 이용하여 라벨영역(200)에 고정된 상태로 프리폼이 팽창됨에 따라 라벨(10)이 부착되어서 일체화되는 페트병(20)에 입체형상을 성형시키는 입체형상 성형부재(500)를 포함하고, 입체형상 성형부재(500)는 라벨영역(200)보다 작은 크기로 형성되는 성형판(510)과, 성형판(510)의 전면에 음각이나 양각으로 형성되는 입체형상부(520)와, 성형판(510)의 후면에 형성되어 공기통로(300)에 삽입되어서 고정되는 고정돌기(530)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

바람직하게, 성형판(510)은 나란히 이격되는 2개의 공기통로(300)들의 간격보다 크고 나란히 이격되는 3개의 공기통로(300)들의 간격보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 성형판(510)은 라벨(10)이 흡착되도록 공기통로(300)에 연통되는 연통부(512)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 입체형상 성형부재(500)는 성형판(510)에 입체형상부(520)를 분리가능하게 결합시키는 결합부를 포함하며, 결합부는 성형판(510)에 형성되는 암형결합부(511)와, 입체형상부(520)에 형성되어 성형판(510)의 암형결합부(511)에 결합되는 수형결합부(521)와, 수형결합부(521)에 형성되어 암형결합부(511)에 자력으로 부착되는 자석(522)을 포함하고, 암형결합부(511)는 홈으로 구성되면서 내주면에 적어도 하나의 내측평탄면(513)이 형성되고, 수형결합부(521)는 돌기로 구성되면서 내측평탄면(513)에 접촉되도록 외주면에 적어도 하나의 외측평탄면(523)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 입체형상 성형부재(500)는 성형판(510)에 입체형상부(520)를 분리가능하게 결합시키는 결합부를 포함하며, 결합부는 성형판(510)에서 돌출되는 결합돌기부(514)와, 입체형상부(520)에 형성되어 성형판(510)의 결합돌기부(514)가 삽입되는 돌기삽입부(525)와, 돌기삽입부(525)에 연통되면서 입체형상부(520)의 상단이나 하단으로 개방되는 개방부(526)와, 개방부(526)를 관통하여서 돌기삽입부(525)에 삽입된 결합돌기부(514)에 결합되는 결합핀(527)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 개방부(526)는 입구측에 수용홈(528)이 형성되고, 결합핀(527)은 수용홈(528)에 수용되는 헤드(529)가 형성되며, 수용홈(528)에는 작업도구가 삽입될 수 있는 분리홈(528a)이 연통되게 형성되고, 헤드(529)에는 분리홈(528a)에 삽입된 작업도구가 걸리는 걸림턱(529a)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 프리폼을 이용하여 페트병을 제조하는 과정에서 페트병에 라벨을 열융착으로 일체화시킬 수 있어서, 페트병에 일체화되는 라벨이 들뜨지 않으면서 외부에 간섭되지 않는 이점이 있다.

또한, 페트병에 라벨을 일체화시키면서 입체형상도 형성시킬 수 있어서 2가지의 작업이 한꺼번에 이루어질 수 있으면서 입체형상에 따라 역동적인 심미감이 제공될 수 있다.

또한, 입체형상 성형부재를 교체할 수 있어서 다양한 형태의 입체형상이 페트병에 형성될 수 있다.

또한, 페트병에 입체형상도 형성시키는 부재를 교체할 수 있어서 금형몸체를 교체하지 않으면서 다양한 형태의 입체형상을 페트병에 성형시킬 수 있다.

또한, 공기통로들이 라벨영역에서 중앙부분 및 둘레에 분산되게 형성됨에 따라, 라벨이 라벨영역에서 들뜨지 않으면서 펼쳐진 상태로 고정된 상태가 유지될 수 있다.

또한, 공기통로에 장착되는 공기분산부재에 의해 라벨이 공기통로의 직경보다 작은 직경으로 오목하게 형성되므로 라벨의 변형이 최소화될 수 있다.

또한, 공기통로에 지지턱이 형성되어 공기분산부재가 지지되므로 공기분산부재가 공기통로의 내측으로 깊게 삽입되지 않으면서 공기분산부재의 끝단이 공기통로의 입구측에 일치될 수 있다.

또한, 가열통로의 중간부분이 라벨영역에 근접되게 형성되므로 라벨영역이 신속하게 가열될 수 있다.

또한, 가열통로의 양단이 금형몸체의 후방으로 연통되게 형성되므로 가열통로에 연결되어 유체의 공급 및 배출을 위한 호스가 성형공간에 간섭되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 라벨 일체형 PET병 제조 금형을 보인 사시도.
도 2는 본 발명해 라벨영역을 보인 도면.
도 3은 본 발명이 복수로 구성되어 프리폼이 삽입되는 과정을 보인 도면.
도 4는 본 발명의 내부를 보인 단면도.
도 5(a)(b)는 본 발명에 라벨이 위치되는 과정을 보인 도면.
도 6은 본 발명에서 공기의 흡입의 유체의 관류를 보인 측단면도.
도 7은 본 발명에서 공기의 흡입의 유체의 관류를 보인 배면도.
도 8은 본 발명에서 공기의 흡입의 유체의 관류를 보인 평단면도.
도 9는 본 발명에 의해 완성된 페트병을 보인 도면.
도 10은 본 발명의 금형몸체 및 입체형상 성형부재를 보인 사시도.
도 11은 본 발명의 금형몸체에 입체형상 성형부재가 장착된 상태를 보인 사시도.
도 12는 본 발명의 금형몸체에 입체형상 성형부재가 장착되기 전 상태를 보인 단면도.
도 13은 본 발명의 금형몸체에 입체형상 성형부재가 장착되고 라벨이 흡착된 상태를 보인 단면도.
도 14는 본 발명의 입체형상 성형부재에 형성된 입체형상이 페트병에 입체적으로 성형된 상태를 보인 사시도.
도 15는 본 발명의 입체형상 성형부재에 포함되는 성형판에 입체형상부를 결합시키기 위한 일실시예를 보인 분해 사시도.
도 16은 본 발명의 입체형상 성형부재에 포함되는 성형판에 입체형상부를 결합시키기 위한 다른 실시예를 보인 분해 사시도.
도 17(a)(b)는 도 16의 결합과정을 보인 도면.
도 18은 본 발명의 입체형상 성형부재에 포함되는 성형판에 입체형상부를 결합시키기 위한 또 다른 실시예를 보인 분해 사시도.
도 19(a)(b)는 도 18의 결합과정을 보인 도면.
도 20은 본 발명의 금형몸체에 분산되게 형성된 공기통로들을 보인 도면.
도 21은 본 발명의 금형몸체에 형성된 공기통로에 공기를 흡입하는 호스가 연결된 상태를 보인 단면도.
도 22은 본 발명의 금형몸체에 형성된 공기통로에 체결부재가 삽입되어서 성형판에 결합된 상태를 보인 단면도.
도 23는 본 발명의 성형판에 형성된 입체형상부에 의해 라벨이 일체화되는 페트병에 입체형상이 형성된 상태를 보인 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세히 살펴본다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 라벨 일체형 PET병 제조 금형은, 프리폼이 변형되어서 페트병(20)으로 성형되기 위한 성형공간(110)이 형성되는 금형몸체(100)와, 금형몸체(100)의 성형공간(110)에서 내주면에 형성되어 페트병(20)에 부착되어서 일체화되기 위한 라벨(10)이 위치되는 라벨영역(200)과, 라벨영역(200)에 위치된 라벨(10)이 흡착되도록 라벨영역(200)에서부터 금형몸체(100)를 관통되게 형성되어 공기가 배출되는 공기통로(300)와, 라벨영역(200)에 위치된 라벨(10)이 열에 의해 흡착된 상태가 유지되도록 금형몸체(100)에 관통되게 형성되어 금형몸체(100)를 가열하기 위한 고온의 유체가 관류되는 가열통로(400)를 포함한다.

금형몸체(100)는 금속으로 제조되면서 복수로 구성되어 서로 마주되면 각각의 성형공간(110)이 서로 마주되어서 폐쇄되므로 페트병(20)이 성형되는 공간이 형성될 수 있다. 여기서, 성형공간(110)은 오목한 반원통형태로 형성된다. 이때, 페트병(20)이 다각기둥의 형상으로 형성되는 경우 성형공간(110)의 내주면도 오목한 다각형형태로 형성될 수 있다. 그리고, 프리폼의 목부가 걸려서 고정되는 턱이 금형몸체(100)의 상부에 형성되고, 프리폼이 부풀어서 페트병(20)으로 완성되는 과정에서 성형공간(110)의 공기가 금형몸체(100)의 하부를 통해 외부로 배출될 수 있다.

여기서, 프리폼은 페트병(20)으로 제조되기 위해 PET재질로 제조되는 것으로, 완성된 페트병(20)보다 작은 크기이면서 상단에 주입구가 형성되고, 주입구의 외주면에 뚜껑이 결합되기 위한 나사산이 형성되며, 주입구의 하부에 목부가 형성되고, 목부의 하부에 주입구에 연통되는 두꺼운 몸체가 형성된다. 이때, 몸체의 내부에 고온(섭씨 100~120도) 및 고압의 스팀이 주입되면 몸체가 부풀어 오르면서 얇은 두께의 페트병(20)이 완성될 수 있다.

그리고, 프리폼의 길이(Height) 연신율은 1.2 < Ha/Hb < 2.4이고, 프리폼의 직경(Dia) 연신율은 2.5 < Da/Db < 3.5인 것이 바람직하다. 여기서, Ha는 프리폼이 팽창되어 완성된 페트병(20)에 대한 길이이고, Hb는 페트병(20)으로 팽창되지 않은 상태의 프리폼에 대한 길이이다. 그리고, Da는 프리폼이 팽창되어 완성된 페트병(20)에 대한 직경이고, Db는 페트병(20)으로 팽창되지 않은 상태의 프리폼에 대한 직경이다.

이와 같은, 연신율을 갖는 프리폼이 페트병(20)으로 완성되기 위해서 팽창되는 과정에서, 라벨(10)이 용이하게 부착되어서 일체화될 수 있다.

또한, 프리폼에 가해지는 블로우 에어(Blow air)압력이 38~40bar 인 것이 바람직하다. 이와 같은, 고온의 스팀이 설정된 공기압으로 제공됨에 따라 프리폼이 용이하게 팽창되어서 페트병(20)으로 완성될 수 있다.

라벨영역(200)은 성형공간(110)의 내주면에 라벨(10)의 두께만큼 오목하게 형성된다. 이와 달리, 평탄하거나 볼록하게 형성될 수도 있다. 이는 다각형과 같은 독특한 형태의 페트병(20)의 형상에 대응되기 위함이다.

그리고, 라벨영역(200)은 라벨(10)이 수용되도록 둘레를 따라 단차지게 형성되거나, 라벨(10)이 돌출되도록 표면이 전체적으로 볼록하게 형성될 수 있다. 즉, 라벨(10)이 수용되도록 라벨영역(200)이 단차지게 형성되는 경우 페트병(20)의 측면이 외측으로 돌출되므로 라벨(10)이 일체화되면 라벨(10)이 외부로 돋보일 수 있다. 이와 달리, 라벨(10)이 돌출되도록 라벨영역(200)이 볼록하게 형성되는 경우 페트병(20)의 측면이 내측으로 오목하게 되므로 오목한 부분에 라벨(10)이 일체화되면 페트병(20)의 외부로 돌출되지 않아서 외부에 간섭되지 않는다.

그리고, 라벨영역(200)은 사각형, 삼각형, 원형의 라벨(10)에 대응되도록 사각형, 삼각형, 원형의 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 라벨영역(200)은 동식물의 캐릭터와 같은 다양한 형태로 형성되는 라벨(10)에 대응되게 형성될 수 있다.

또한, 라벨영역(200)의 표면조도는 80~84㎛인 것이 바람직하다. 여기서, #120 크기의 금강사를 라벨영역(200)에 고르게 분사하면, 라벨영역(200)의 표면조도가 82㎛로 가공될 수 있다. 따라서, 라벨영역(200)에 일정한 거칠기로 가공되어 라벨(10)이 접촉된 상태에서 라벨(10)이 페트병(20)에 접촉될 때 라벨(10)의 미끄러짐이 방지될 수 있다. 즉, 라벨(10)이 페트병(20)의 정확한 위치에 접촉되어서 일체화될 수 있다.

공기통로(300)에서는 흡입되는 공기압은 7~8bar 인 것이 바람직하다. 이와 같은 적정한 공기압으로 공기통로(300)에 라벨(10)이 흡착되면서 찢어지거나 변형되지 않는다. 즉, 라벨(10)은 손상되지 않으면서 공기통로(300)의 끝단에 흡착되어서 고정될 수 있다.

그리고, 공기통로(300)들은 공기통로(300)의 직경보다 5~7배의 간격으로 적정하게 이격되는 것이 바람직하다. 여기서, 공기통로(300)의 간격이 적정한 간격보다 더 큰 간격으로 이격되는 경우, 공기통로(300)들의 사이에 위치되는 라벨(10)에 부분적으로 들뜨게 되면서 발생되어 라벨영역(200)의 표면에 완전히 밀착되지 못하는 경우가 있다. 따라서, 공기통로(300)들이 적정한 간격으로 이격됨에 따라 라벨(10)이 전체적으로 고르게 흡착될 수 있어서 라벨(10)이 완전히 펴진 상태로 라벨영역(200)에 부착될 수 있다.

공기통로(300)가 라벨영역(200)에서부터 금형몸체(100)를 관통되게 형성되므로 공기통로(300)에 공기를 배출시키기 위한 콤프레셔와 같은 장치가 연결되어서 작동되면 공기통로(300)를 통해 공기가 외부로 배출된다. 이때, 라벨영역(200)에 라벨(10)이 밀착된 상태에서 공기통로(300)를 통해 공기가 흡입되면 공기통로(300)의 끝단에 라벨(10)이 흡착되므로 라벨(10)이 라벨영역(200)에 밀착되어서 고정될 수 있다.

여기서, 공기통로(300)는 복수로 구성되어 라벨영역(200)의 중앙부분 및 둘레에 분산되게 형성될 수 있다. 여기서, 라벨영역(200)의 중앙부분에 형성된 공기통로(300)에는 후술되는 고정돌기(530)가 삽입되어 후술되는 성형판(510)이 라벨영역(200)의 중앙부분에 위치되고, 라벨영역(200)의 둘레에 형성된 공기통로(300)에는 성형판(510)을 커버하는 라벨(10)의 둘레가 흡착된다. 즉, 라벨영역(200)에 성형판(510) 및 라벨(10)이 함께 위치될 수 있다.

하나의 콤프레셔에 공기통로(300)들이 연결되는 경우 공기통로(300)들에서 동시에 공기가 흡입될 수 있다. 또는, 콤프레셔들이 공기통로(300)들에 각각 연결되는 경우 각각의 공기통로(300)에서 공기가 흡입될 수 있다. 또한, 복수의 콤프레셔에 라벨영역(200)에서 상하에 위치된 공기통로(300)들을 각각 연결시키거나, 라벨영역(200)에서 좌우에 위치된 공기통로(300)들을 각각 연결시킬 수 있다. 즉, 라벨영역(200)에서 상하 또는 좌우에 위치되는 공기통로(300)들에서 동시에 공기가 흡입하거나, 상부나 좌측 또는 하부나 우측에서 위치되는 공기통로(300)들에서만 공기가 흡입되게 할 수 있다.

따라서, 라벨영역(200)에 위치되는 라벨(10)의 둘레가 흡착될 수 있고, 라벨(10)의 중앙부분도 공기에 의해 부풀어 오르지 않으면서 라벨영역(200)에 밀착될 수 있다. 이에 의해, 라벨(10)의 중앙부분 및 둘레가 라벨영역(200)에 전체적으로 고르게 펼쳐진 상태로 페트병(20)의 외측에 일체화될 수 있다.

그리고, 공기통로(300)에는 흡입되는 공기를 분산시키는 공기분산부재(310)가 장착될 수 있다.

공기분산부재(310)는 블록형태로 형성되면서 다수의 분산통공(311)이 바둑판형태로 분산되게 형성되므로 공기가 분산되어서 각각 관류될 수 있다. 여기서, 분산통공(311)은 드릴링이나 레이저에 의해 공기분산부재(310)의 일단에서 타단까지 관통되게 형성될 수 있다. 이때, 분산통공(311)들은 0.1~1mm로 이격되면서 각각의 직경은 0.1~1mm로 형성될 수 있다. 따라서, 공기통로(300)에서 공기가 흡입되면 분산통공(311)들에 라벨(10)이 밀착된다.

그리고, 공기분산부재(310)는 오목한 형태로 형성되는 라벨영역(200)에 일치되도록 단부가 오목하게 형성될 수 있다.

공기통로(300)에는 공기분산부재(310)를 지지하는 지지턱(320)이 형성된다. 공기분산부재(310)가 지지턱(320)에 지지된 상태로 공기통로(300)에 장착되므로, 공기분산부재(310)의 일단이 지지턱(320)에 지지됨에 따라 공기분산부재(310)의 타단이 공기통로(300)의 입구측에 일치된다.

따라서, 공기분산부재(310)의 끝단이 공기통로(300)의 입구측에 일치되므로 흡착되는 라벨(10)이 단차지지 않으면서 바르게 펼쳐진 상태로 라벨영역(200)에 밀착될 수 있다. 물론, 성형되는 페트병(20)의 측면이 공기분산부재(310)에서 외측으로 돌출되지 않는다.

이때, 라벨(10)은 흡입되는 공기압에 의해 공기통로(300)의 내측으로 볼록하게 돌출되는데 분산통공(311)의 직경만큼의 크기로 즉 1mm미만의 직경으로 볼록하게 돌출된다. 이에 의해, 라벨(10)의 변형됨이 최소화되어 찢어지는 등의 파손됨이 방지될 수 있고, 라벨(10)이 분산통공(311)의 내측으로 삽입되어서 미세하게 오목한 형태를 이루게 되므로 외부에서 육안으로 쉽게 확인되지 않는다.

이와 같이, 라벨(10)은 공기압에 의해 공기분산부재(310)에 흡착되어 라벨영역(200)에 고정된 상태가 견고하게 유지될 수 있다.

가열통로(400)는 금형몸체(100)의 후방에서 라벨영역(200)의 상부에 근접되게 형성되어 온수가 유입되는 유입통로(410)와, 금형몸체(100)의 후방에서 라벨영역(200)의 하부에 근접되게 형성되어 온수가 배출되는 배출통로(420)와, 유입통로(410)를 통해 유입되는 온수가 라벨영역(200)의 상부에서 하부까지 가열하면서 배출통로(420)로 배출되도록, 라벨영역(200)의 중간부에 근접되는 상태로 유입통로(410) 및 배출통로(420)에 양단이 연장되게 형성되는 연장통로(430)를 포함한다. 이러한, 가열통로(400)는 복수로 구성되어 금형몸체(100)의 양측에 형성됨이 바람직하다.

가열통로(400)에는 섭씨 45~60도의 온수와 같은 유체가 관류되므로 금형몸체(100)가 가열될 수 있다. 즉, 온수가 계속적으로 공급되어서 순환되면 금형몸체(100)의 가열된 상태가 지속될 수 있다. 이때, 온수를 대신하여 섭씨 45~60도의 열풍이 공급될 수도 있다. 이에 의해, 라벨(10)이 열에 의해 약간 변형되면서 라벨영역(200)에 전체적으로 고르게 밀착되어서 고정될 수 있다. 즉, 반원통형태로 오목하게 성형공간(110)에 형성되는 라벨영역(200)도 오목하게 형성되므로 금형몸체(100)에 열이 가해지면 라벨(10)이 오목한 형태인 라벨영역(200)에 고르게 밀착되어서 고정될 수 있다.

그리고, 가열통로(400)의 중간부분이 라벨영역(200)에 근접되게 형성되면 가열통로(400)를 관류하는 온수에 의해 라벨영역(200)이 신속하게 가열될 수 있다. 즉, 라벨영역(200)이 가열됨에 따라 라벨(10)이 라벨영역(200)에 밀착된 상태로 고정될 수 있다.

여기서, 가열통로(400)는 'U'형태로 절곡되거나 코일형태로 형성되거나 지그재그로 형성될 수 있다. 또한, 가열통로(400)의 양단이 금형몸체(100)의 후방이나 측방으로 연통되게 형성되면, 가열통로(400)의 양단에 연결되어 온수와 같은 유체의 공급 및 배출을 위한 호스가 성형공간(110)에 간섭되지 않으므로 페트병(20)의 제조되는 과정이 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 가열통로(400)의 양단이 성형공간(110)에 반대되는 금형몸체(100)의 후방이나 측방에 형성될 수 있다.

더욱이, 가열통로(400)가 금형몸체(100)의 내측에 형성됨에 따라 금형몸체(100)의 부피가 증가되지 않으면서 금형몸체(100)에 온수를 공급할 수 있다.

또한, 가열통로(400)를 대신하여 열을 발생시키는 열선이나 온수가 관류되는 배관을 금형몸체(100)에 감거나 밀착시켜서 금형몸체(100)를 가열할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 라벨영역(200)에 위치되는 라벨(10)이 고온 및 고압의 스팀에 의해 제조되는 페트병(20)의 외측에 부착될 수 있다. 즉, 섭씨 45~60도의 라벨영역(200)에 위치되는 라벨(10)이 섭씨 100~120도의 고온으로 제조되는 페트병(20)에 열융착으로 부착되어서 일체화될 수 있다. 라벨(10)은 고온의 페트병(20)에 일체화되므로 라벨영역(200)에서 쉽게 분리될 수 있다.

또한, 도 10 내지 도 23에 도시된 바와 같이, 본 발명은 공기통로(300)를 이용하여 라벨영역(200)에 고정된 상태로 프리폼이 팽창됨에 따라 라벨(10)이 부착되어서 일체화되는 페트병(20)에 입체형상을 성형시키는 입체형상 성형부재(500)를 포함한다.

입체형상 성형부재(500)는 라벨영역(200)보다 작은 크기로 형성되는 성형판(510)과, 성형판(510)의 전면에 음각이나 양각으로 형성되는 입체형상부(520)와, 성형판(510)의 후면에 형성되어 공기통로(300)에 삽입되어서 고정되는 고정돌기(530)를 포함한다.

성형판(510)은 라벨영역(200)에 밀착되도록 원호형태로 휘어지게 형성된다. 그리고, 성형판(510)은 나란히 이격되는 2개의 공기통로(300)들의 간격보다 크고 나란히 이격되는 3개의 공기통로(300)들의 간격보다 작게 형성된다. 따라서, 성형판(510)이 라벨영역(200)에서 중앙에 위치되면 라벨영역(200)의 둘레에 형성되는 공기통로(300)들이 노출되므로, 라벨(10)이 라벨영역(200)에 공기압으로 흡착될 수 있다.

그리고, 성형판(510)은 공기통로(300)의 직경보다 크면서 일직선을 이루는 2개의 공기통로(300)들의 간격보다 작게 형성될 수도 있다. 따라서, 작은 크기의 성형판(510)이 라벨영역(200)에서 특정부분에 위치되므로 라벨(10)의 특정위치에 입체형상이 성형될 수 있다. 아울러, 성형판(510)은 라벨영역(200)을 전체 커버하도록 라벨영역(200)과 동일한 크기로 형성될 수도 있다. 따라서, 큰 크기의 성형판(510)이 라벨영역(200)에 위치되면 라벨영역(200)이 전체적으로 커버되어 라벨(10)이 라벨영역(200)에 위치되지 못하므로, 성형판(510)에 형성된 입체형상부(520)에 의해 페트병(20)에 라벨(10)이 부착되지 않으면서 입체형상만 성형될 수 있다. 이때, 성형판(510)에 입체형상부(520)가 형성되지 않는 경우 페트병(20)에 라벨(10)이 부착되지 않을 뿐만 아니라 페트병(20)에 입체형상이 성형되지 않을 수 있다. 즉, 라벨(10)이 부착되지 않은 매끄러운 페트병(20)이 완성될 수 있다.

또한, 성형판(510)의 표면조도는 80~84㎛인 것이 바람직하다. 여기서, 성형판(510)도 라벨영역(200)의 조도와 동일한 조도로 형성될 수 있다. 즉, #120 크기의 금강사를 성형판(510)에 고르게 분사하면, 성형판(510)의 표면조도가 82㎛로 가공될 수 있다. 따라서, 성형판(510)에 일정한 거칠기로 가공되어 라벨(10)이 접촉된 상태에서 라벨(10)이 페트병(20)에 접촉될 때 라벨(10)의 미끄러짐이 방지될 수 있다. 즉, 라벨(10)이 페트병(20)의 정확한 위치에 접촉되어서 일체화될 수 있다.

이에 더하여, 성형판(510)은 라벨(10)이 흡착되도록 공기통로(300)에 연통되는 연통부(512)가 형성될 수 있다. 이러한, 연통부(512)가 공기통로(300)에 연통되어 공기가 관통되는 홀로 구성된 상태에서, 공기통로(300)에서 공기가 흡입됨에 따라 연통부(512)를 통해 흡입되는 공기압에 의해 라벨(10)이 흡착되어 성형판(510)에 고정될 수 있다. 즉, 라벨(10)은 라벨영역(200)에 위치된 성형판(510)에 흡착될 수 있다. 이때, 성형판(510)이 라벨영역(200)보다 작은 경우에는 라벨(10)이 성형판(510)을 커버하는 상태로 라벨영역(200)에 흡착될 수 있다.

입체형상부(520)는 동식물, 만화캐릭터, 로고 등과 같은 음각이나 양각의 입체적인 형상으로 형성되면서, 원호형태로 형성되는 성형판(510)에 밀착되어서 고정되도록 후면이 원호형태로 형성될 수 있다.

따라서, 프리폼이 팽창되어서 페트병(20)으로 성형되는 과정에서 페트병(20)의 표면에 라벨(10)이 부착됨과 동시에, 라벨(10)이 부착된 페트병(20)의 표면이 음각의 입체형상부(520)에 삽입되면 양각의 입체적인 형상이 성형된다. 또한, 라벨(10)이 부착된 페트병(20)의 표면이 양각의 입체형상부(520)에 가압되면 음각의 입체적인 형상이 성형된다.

예를 들어, 라벨(10)에는 크라운이미지와 얼굴이미지 및 몸통이미지가 형성되고, 입체형상부(520)가 음각의 크라운인 상태에서, 페트병(20)이 제조되면 페트병(20)에 양각의 크라운형태가 성형되면서 페트병(20)에 부착되는 라벨(10)에서 크라운이미지도 볼록하게 돌출된다. 이에 의해, 페트병(20)에 일체화된 라벨(10)에서 얼굴이미지 및 몸통이미지는 평평한 상태이면서 크라운이미지는 볼록하게 돋보이게 된다. 이러한, 입체형상부(520)의 형상에 따라 라벨(10)의 이미지가 전체적으로 또는 부분적으로 볼록하거나 오목하게 형성될 수 있다.

고정돌기(530)는 공기통로(300)의 직경보다 약간 작은 직경으로 형성되어 공기통로(300)에 삽입될 수 있다. 이때, 고정돌기(530)를 공기통로(300)에 강제로 삽입시키면 성형판(510)이 라벨영역(200)에 밀착된 상태로 고정될 수 있다. 물론, 공기통로(300)의 공기압에 의해 고정돌기(530)가 공기통로(300)에 흡착되어서 고정될 수 있다.

여기서, 고정돌기(530)는 공기통로(300)들에 선택적으로 삽입될 수 있으므로 성형판(510)이 라벨영역(200)에서 상부, 하부, 좌측, 우측 또는 중앙에 위치될 수 있다. 따라서, 성형판(510)에 형성된 입체형상부(520)에 의해 페트병(20)에 부착된 라벨(10)의 상부, 하부, 좌측, 우측 또는 중앙에 입체적인 형상이 형성될 수 있다.

이때, 고정돌기(530)가 삽입되지 않은 공기통로(300)에 의해 라벨(10)이 라벨영역(200)에 흡착되어서 고정되므로, 라벨(10)이 페트병(20)에 정확하게 부착될 수 있다.

그리고, 고정돌기(530)는 복수로 구성되어 복수의 공기통로(300)에 삽입될 수 있다. 즉, 고정돌기(530)들이 공기통로(300)들에 각각 삽입되면 성형판(510)이 회전되어서 틀어지지 않으면서 정확한 위치에 고정될 수 있다.

더욱이, 고정돌기(530)는 공기통로(300)의 내주면에 마찰되어서 고정되는 마찰고정부(531)가 구비될 수 있다. 이러한, 마찰고정부(531)는 고정돌기(530)에 형성되는 반구형태 또는 쐐기형태의 돌기로 구성되거나, 고정돌기(530)의 둘레에 끼워지는 오링으로 구성될 수 있다. 따라서, 고정돌기(530)를 공기통로(300)에 강제로 삽입시키면 마찰고정부(531)가 공기통로(300)의 내주면에 지지되어서 고정되므로, 공기통로(300)를 통해 공기가 흡입되지 않아도 고정돌기(530)가 공기통로(300)에서 탈리되지 않는다. 또한, 고정돌기(530)에 오링이 끼워지는 경우에는 공기통로(300)에 진공이 형성되므로 고정돌기(530)가 공기통로(300)에서 탈리되지 않는다.

이와 같이, 고정돌기(530)가 공기통로(300)에 삽입되어 고정됨에 따라 성형판(510)이 라벨영역(200)에 위치되므로, 사용자가 원하는 성형판(510)을 교체할 수 있다.

한편, 입체형상 성형부재(500)는 성형판(510)에 입체형상부(520)를 분리가능하게 결합시키는 결합부를 포함한다.

결합부는 성형판(510)에 형성되는 암형결합부(511)와, 입체형상부(520)에 형성되어 성형판(510)의 암형결합부(511)에 결합되는 수형결합부(521)와, 수형결합부(521)에 형성되어 암형결합부(511)에 자력으로 부착되는 자석(522)을 포함한다.

암형결합부(511)는 홈으로 구성되면서 내주면에 적어도 하나의 내측평탄면(513)이 형성되고, 수형결합부(521)는 돌기로 구성되면서 내측평탄면(513)에 접촉되도록 외주면에 적어도 하나의 외측평탄면(523)이 형성된다.

여기서, 내측평탄면(513) 및 외측평탄면(523)이 복수로 구성되어 서로 연이어져서 4각이나 6각으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 수형결합부(521)가 암형결합부(511)에 삽입되면 외측평탄면(523)이 내측평탄면(513)에 면 접촉되므로, 수형결합부(521)가 암형결합부(511)에서 회전되지 못하게 된다. 이에 의해 성형판(510)에서 입체형상부(520)가 회전되지 않으면서 정확한 위치에 고정될 수 있다. 이때, 자석(522)이 철재로 제조된 성형판(510)의 암형결합부(511)에 자력으로 부착되므로, 수형결합부(521)가 암형결합부(511)에서 탈리되지 못하고 고정된 상태가 견고하게 유지될 수 있다.

따라서, 하나의 수형결합부(521)가 하나의 암형결합부(511)에 결합되므로 결합작업이 원터치식으로 쉽고 빠르게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 수형결합부(521)가 암형결합부(511)에 결합되거나 분리됨에 따라 입체형상부(520)가 성형판(510)에서 교체될 수 있다. 즉, 다양한 형태의 입체형상부(520)를 성형판(510)에 선택적으로 장착시킬 수 있다.

아울러, 입체형상부(520)의 상단이나 하단에는 분리부가 형성된다. 분리부(524)는 입체형상부(520)에 형성되는 돌기나 홈 또는 걸림턱으로 구성된다. 따라서, 도구를 분리부(524)에 걸어서 입체형상부(520)를 당기면 성형판(510)에서 입체형상부(520)가 분리될 수 있다.

그리고, 결합부는 성형판(510)에서 돌출되는 결합돌기부(514)와, 입체형상부(520)에 형성되어 성형판(510)의 결합돌기부(514)가 삽입되는 돌기삽입부(525)와, 돌기삽입부(525)에 연통되면서 입체형상부(520)의 상단이나 하단으로 개방되는 개방부(526)와, 개방부(526)를 관통하여서 돌기삽입부(525)에 삽입된 결합돌기부(514)에 결합되는 결합핀(527)을 포함한다.

결합돌기부(514)는 결합핀(527)의 끝단이 삽입되도록 홀이 형성된 링형태로 형성되어 성형판(510)의 전면에 형성된다.

돌기삽입부(525)는 홈으로 구성되어 입체형상부(520)의 후방에 형성된다.

개방부(526)는 입구측에 수용홈(528)이 형성된다. 수용홈(528)에는 작업도구가 삽입될 수 있는 분리홈(528a)이 연통되게 형성된다.

결합핀(527)은 개방부(526)의 수용홈(528)에 수용되는 헤드(529)가 형성된다. 헤드(529)에는 분리홈(528a)에 삽입된 작업도구가 걸리는 걸림턱(529a)이 형성될 수 있다. 걸림턱(529a)은 작업도구가 걸리도록 경사지게 형성됨이 바람직하다.

따라서, 결합돌기부(514)가 돌기삽입부(525)에 삽입되면 성형판(510)의 전면에 입체형상부(520)의 후면이 밀착된다. 이러한 상태에서, 결합핀(527)이 개방부(526)에 삽입되어서 결합돌기부(514)의 홀에 삽입되면 성형판(510)에 입체형상부(520)가 고정된다. 이때, 결합핀(527)의 헤드(529)가 개방부(526)의 수용홈(528)에 수용되므로 결합핀(527)의 헤드(529)가 입체형상부(520)에서 돌출되지 않는다. 즉, 헤드(529)가 입체형상부(520)에서 돌출되지 않으므로 페트병(20)에 간섭되지 않는다. 물론, 페트병(20)이 제조되어서 금형몸체(100)에서 분리될 때 입체형상부(520)는 성형판(510)에서 분리되지 않으면서 고정된 상태가 견고하게 유지된다.

그리고, 작업도구를 분리홈(528a)에 삽입시켜서 헤드(529)의 걸림턱(529a)에 걸어서 당기면 결합핀(527)이 개방부(526)에서 분리될 수 있다. 즉, 결합핀(527)이 개방부(526)에서 분리되면 성형판(510)에서 입체형상부(520)가 분리될 수 있다. 이에 의해, 입체형상부(520)를 교체할 수 있다.

또한, 결합부는 성형판(510)에 형성되는 슬라이드수형부(550)와, 슬라이드수형부(550)가 슬라이딩되어서 결합되도록 입체형상부(520)에 형성되는 슬라이드암형부(560)를 포함한다.

슬라이드수형부(550)는 성형판(510)에서 상하방향을 따라 장방형으로 형성되는 레일과, 레일의 양측에 형성되는 걸림돌기로 구성된다. 이러한, 슬라이드수형부(550)는 단면의 형상이 'T'형태로 형성된다.

슬라이드암형부(560)는 슬라이드수형부(550)의 레일이 삽입되도록 입체형상부(520)의 하부에서 상방을 향해 장방형으로 형성되는 레일홈과, 레일의 걸림돌기가 걸리도록 레일홈의 양측에 형성되는 걸림홈으로 구성된다. 이러한, 슬라이드암형부(560)는 단면의 형상이 'T'형태로 형성된다.

따라서, 슬라이드암형부(560)에 슬라이드수형부(550)가 삽입되면 입체형상부(520)가 성형판(510)에 걸린 상태로 고정될 수 있다. 즉, 입체형상부(520)가 성형판(510)에 슬라이딩되어서 편리하게 결합될 수 있어서 교체작업의 편리성이 있고, 페트병(20)이 제조되어서 금형몸체(100)에서 분리될 때 입체형상부(520)가 성형판(510)에서 분리되지 않으면서 고정된 상태가 견고하게 유지된다.

한편, 전술한 고정돌기(530)에는 암나사산이 형성될 수 있다.

또한, 입체형상 성형부재(500)는 금형몸체(100)의 후방에서 공기통로(300)에 삽입되어 고정돌기(530)에 체결되는 체결부재(540)를 포함한다. 이러한, 체결부재(540)는 고정돌기(530)의 암나사산에 결합되는 볼트로 구성된다.

따라서, 성형판(510)을 라벨영역(200)에 위치시키면서 고정돌기(530)를 공기통로(300)에 삽입시킨 후에, 금형몸체(100)의 후방에서 체결부재(540)를 공기통로(300)에 삽입시킨 상태로, 체결부재(540)인 볼트를 고정돌기(530)의 암나사산에 나사결합시켜서 체결시킨다. 이에 의해, 성형판(510)이 라벨영역(200)에 견고하게 고정될 수 있다.

여기서, 체결부재(540)에 의해 성형판(510)이 라벨영역(200)에 고정되므로 금형몸체(100)의 성형공간(110)에서 페트병(20)이 탈리될 때 성형판(510)이 외부로 이탈되지 않는다.

예를 들어, 체결부재(540)의 체결에 의해 금형몸체(100)의 상부에 형성된 공기통로(300)가 폐쇄되면서 성형판(510)이 라벨영역(200)의 상부에 위치된다. 이때, 금형몸체(100)의 하부에 형성된 공기통로(300)에서 공기가 흡입되므로 라벨(10)이 금형몸체(100)의 하부에 흡착될 수 있다. 따라서, 금형몸체(100)에서 페트병(20)이 제조되는 과정에서 페트병(20)의 상부에는 성형판(510)에 구비된 입체형상부(520)에 의해 입체형상이 형성되고 페트병(20)의 하부에는 라벨(10)이 부착될 수 있다.

또한, 성형판(510)이 라벨영역(200)을 전체적으로 커버하는 경우에는 라벨(10)이 제외되므로 페트병(20)에는 입체형상만 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 페트병을 성형하는 금형몸체의 내부에 라벨을 미리 위치시킨 상태로 페트병을 성형하여 페트병의 외측에 라벨이 일체화되는 페트병을 제조하거나, 라벨을 일체화시키면서 입체형상도 성형되는 페트병을 제조할 수 있으므로, PET병 제조 금형에 적용되어 널리 사용될 수 있는 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 레벨
20 : 페트병
100 : 금형몸체
110 : 성형공간
200 : 라벨영역
300 : 공기통로
310 : 공기분산부재
311 : 분산통공
320 : 지지턱
400 : 가열통로
500 : 입체형상 성형부재
510 : 성형판
511 : 암형결합부
512 : 연통부
513 : 내측평탄면
514 : 결합돌기부
520 : 입체형상부
521 : 수형결합부
523 : 외측평탄면
524 : 분리부
525 :돌기삽입부
526 : 개방부
527 : 결합핀
528 : 수용홈
529 : 헤드
528a : 분리홈
529a : 걸림턱
530 : 고정돌기
540 : 체결부재

Claims

삭제
프리폼이 변형되어서 페트병(20)으로 성형되기 위한 성형공간(110)이 형성되는 금형몸체(100)와,
금형몸체(100)의 성형공간(110)에서 내주면에 형성되어 페트병(20)에 부착되어서 일체화되기 위한 라벨(10)이 위치되는 라벨영역(200)과,
라벨영역(200)에 위치된 라벨(10)이 흡착되도록 라벨영역(200)에서부터 금형몸체(100)를 관통되게 형성되어 공기가 배출되는 다수의 공기통로(300)와,
공기통로(300)를 이용하여 라벨영역(200)에 고정된 상태로 프리폼이 팽창됨에 따라 라벨(10)이 부착되어서 일체화되는 페트병(20)에 입체형상을 성형시키는 입체형상 성형부재(500)를 포함하고,
입체형상 성형부재(500)는
라벨영역(200)보다 작은 크기로 형성되는 성형판(510)과,
성형판(510)의 전면에 음각이나 양각으로 형성되는 입체형상부(520)와,
성형판(510)의 후면에 형성되어 공기통로(300)에 삽입되어서 고정되는 고정돌기(530)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라벨 일체형 PET병 제조 금형.
삭제
청구항 2에 있어서, 성형판(510)은 나란히 이격되는 2개의 공기통로(300)들의 간격보다 크고 나란히 이격되는 3개의 공기통로(300)들의 간격보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 라벨 일체형 PET병 제조 금형.
청구항 2에 있어서,
성형판(510)은 원호형태로 휘어지게 형성되고,
입체형상부(520)는 성형판(510)에 밀착되어서 고정되도록 후면이 원호형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 라벨 일체형 PET병 제조 금형.
청구항 2에 있어서, 성형판(510)은 라벨(10)이 흡착되도록 공기통로(300)에 연통되는 연통부(512)가 형성되는 것을 특징으로 하는 라벨 일체형 PET병 제조 금형.
청구항 2에 있어서, 입체형상 성형부재(500)는 성형판(510)에 입체형상부(520)를 분리가능하게 결합시키는 결합부를 포함하며,
결합부는
성형판(510)에 형성되는 암형결합부(511)와,
입체형상부(520)에 형성되어 성형판(510)의 암형결합부(511)에 결합되는 수형결합부(521)와,
수형결합부(521)에 형성되어 암형결합부(511)에 자력으로 부착되는 자석(522)을 포함하고,
암형결합부(511)는 홈으로 구성되면서 내주면에 적어도 하나의 내측평탄면(513)이 형성되고,
수형결합부(521)는 돌기로 구성되면서 내측평탄면(513)에 접촉되도록 외주면에 적어도 하나의 외측평탄면(523)이 형성되는 것을 특징으로 하는 라벨 일체형 PET병 제조 금형.
청구항 2에 있어서, 입체형상 성형부재(500)는 성형판(510)에 입체형상부(520)를 분리가능하게 결합시키는 결합부를 포함하며,
결합부는
성형판(510)에서 돌출되는 결합돌기부(514)와,
입체형상부(520)에 형성되어 성형판(510)의 결합돌기부(514)가 삽입되는 돌기삽입부(525)와,
돌기삽입부(525)에 연통되면서 입체형상부(520)의 상단이나 하단으로 개방되는 개방부(526)와,
개방부(526)를 관통하여서 돌기삽입부(525)에 삽입된 결합돌기부(514)에 결합되는 결합핀(527)을 포함하는 것을 특징으로 하는 라벨 일체형 PET병 제조 금형.
청구항 8에 있어서,
개방부(526)는 입구측에 수용홈(528)이 형성되고,
결합핀(527)은 수용홈(528)에 수용되는 헤드(529)가 형성되며,
수용홈(528)에는 작업도구가 삽입될 수 있는 분리홈(528a)이 연통되게 형성되고,
헤드(529)에는 분리홈(528a)에 삽입된 작업도구가 걸리는 걸림턱(529a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 라벨 일체형 PET병 제조 금형.