KR101975682B1 - 중공 용기의 사출 블로우 성형 방법 및 사출 블로우 성형 장치 - Google Patents

중공 용기의 사출 블로우 성형 방법 및 사출 블로우 성형 장치 Download PDF

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닛세이 에이. 에스. 비 기카이 가부시키가이샤
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Abstract

프리폼을 사출 공간 내에 보유한 상태로 소정 온도로 냉각하는 냉각 조정 공정에 있어서, 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도를 사출 캐비티형(123)에 대한 냉각 강도보다 약하게 한다.

Description

중공 용기의 사출 블로우 성형 방법 및 사출 블로우 성형 장치{INJECTION BLOW MOLDING METHOD AND INJECTION BLOW MOLDING APPARATUS FOR HOLLOW CONTAINER}
본 발명은 사출 블로우 성형법에 의해 중공 용기를 성형하는 사출 블로우 성형 방법 및 사출 블로우 성형 장치에 관한 것이다.
종래, 수지제의 중공 용기의 성형 방법은 여러 가지 제안되어 있지만, 그 대표적인 방법으로서 사출 성형에 의해 프리폼(preform)(파리손(parison))을 형성하고, 이 프리폼을 블로우 성형함으로써 중공 용기를 성형하는 사출 블로우(blow) 성형 방법이 알려져 있다. 이 사출 블로우 성형 방법을 채용하는 사출 블로우 성형 장치는, 사출 성형부와 블로우 성형부를 구비하고, 사출 성형부에 의해 프리폼을 사출 성형하고, 이 프리폼(preform)의 목부(neck portion)를 보유하여 사출 성형부로부터 블로우 성형부로 이송하고, 블로우 성형부에 의해 프리폼을 블로우 성형함으로써 중공 용기를 형성한다. 또한 이러한 사출 블로우 성형 장치는, 예를 들면 1스테이지(stage) 방식, 혹은 핫 파리손(parison)식의 사출 블로우 성형 장치로 불리고 있다.
여기서, 사출 블로우 성형 장치에서는, 사출 성형부에 있어서 프리폼을 소정 온도까지 냉각한 후에 이형(離型)하지 않으면 이형 불량이 발생할 우려가 있다. 예를 들면, 사출 성형부를 구성하는 사출 블로우형(injection blow mold)으로부터 프리폼을 이형할 때에 게이트부(gate portion)의 늘어남이나 끊어짐, 이른바 힘줄 드러남(stringiness) 등의 이형 불량이 발생할 우려가 있다.
이 때문에 블로우 성형 장치에서는 프리폼이 적절한 온도로 되도록 사출 성형부에 있어서 프리폼을 적당하게 냉각하고 있다. 예를 들면, 사출 성형부를 구성하는 캐비티형(cavity mold) 및 사출 코어형(injection core mold)에 형성한 유로에 냉각수 등의 온조냉각(溫調冷却) 매체를 유통시키고, 캐비티 내에 충전되는 수지(프리폼)를 냉각하도록 한 것이 있다(특허 문헌 1 참조).
일본국 실용신안공개 1993-41761호 공보
상술과 같이 사출 성형부에 있어서 프리폼을 냉각함으로써 프리폼을 양호하게 이형하고 이송할 수 있다. 그렇지만, 블로우 성형부에 이송한 프리폼이 보유하는 보유열이 적으면 블로우 성형시의 부형성(賦形性)이 저하해 버린다고 하는 문제가 있다. 즉 프리폼의 온도가 너무 낮아지면 블로우 성형에 의해 소망의 형상의 중공 용기를 형성할 수가 없을 우려가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 사출 성형한 프리폼의 이형 불량을 억제하면서 블로우 성형시의 부형성의 향상을 도모할 수가 있는 중공 용기의 사출 블로우 성형 방법 및 사출 블로우 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 제1의 태양은, 사출 캐비티형 및 사출 코어형을 냉각하면서 상기 사출 캐비티형과 상기 사출 코어형으로 구획형성되는 사출 공간 내에 수지 재료를 사출하여 프리폼을 형성하는 사출 성형 공정과, 상기 프리폼을 상기 사출 공간 내에 보유한 상태로 소정 온도로 냉각하는 냉각 조정 공정과, 상기 프리폼을, 상기 사출 코어형이 삽입된 상태로, 상기 사출 캐비티형으로부터 이형함과 아울러 블로우 캐비티형까지 이송하는 이송 공정과, 상기 블로우 캐비티형 내에서 상기 프리폼을 블로우 성형하여 중공 용기를 형성하는 블로우 성형 공정을 가지고, 적어도 상기 냉각 조정 공정에 있어서, 상기 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 상기 사출 캐비티형에 대한 냉각 강도보다 약하게 하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 방법에 있다.
이러한 제1의 태양에서는, 냉각 조정 공정에 있어서, 사출 캐비티형을 소정의 냉각 강도로 냉각함으로써 프리폼의 외주면은 충분하게 냉각된다. 따라서 사출 캐비티형으로부터 프리폼을 양호하게 이형시킬 수가 있다. 한편, 사출 코어형의 냉각 강도를 약하게 함으로써 이형한 프리폼의 보유열이 비교적 높게 유지된다. 따라서, 블로우 성형시의 부형성이 향상된다.
본 발명의 제2의 태양은, 제1의 태양의 블로우 성형 방법에 있어서, 상기 냉각 조정 공정 중의 적어도 일부의 기간에 상기 사출 코어형의 냉각을 중지함으로써 상기 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 약하게 하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 방법에 있다.
이러한 제2의 태양에서는, 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 비교적 용이하게 조정할 수가 있다.
본 발명의 제3의 태양은, 제2의 태양의 블로우 성형 방법에 있어서, 상기 냉각 조정 공정의 전체 기간에 상기 사출 코어형의 냉각을 중지하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 방법에 있다.
이러한 제3의 태양에서는, 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 보다 크게 약하게 할 수 있기 때문에 프리폼이 보유열을 더 확실하게 보유할 수가 있다.
본 발명의 제4의 태양은, 제1~제3의 어느 하나의 태양의 블로우 성형 방법에 있어서, 상기 사출 캐비티형 및 상기 사출 코어형은, 상기 사출 캐비티형 및 상기 사출 코어형에 설치된 유로에 온조냉각 매체를 유통시킴으로써 냉각되고, 상기 온조냉각 매체의 유통량을 상기 사출 캐비티형보다 감소시킴으로써 상기 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 약하게 하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 방법에 있다.
이러한 제4의 태양에서는, 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 비교적 용이하게 조정할 수가 있다.
본 발명의 제5의 태양은, 사출 캐비티형 및 사출 코어형을 구비하고, 상기 사출 캐비티형과 상기 사출 코어형으로 구획형성되는 사출 공간 내에 수지 재료를 사출하여 프리폼을 형성하는 사출 성형부와, 상기 프리폼을, 상기 사출 코어형이 삽입된 상태로, 상기 사출 캐비티형으로부터 이형함과 아울러 블로우 캐비티형까지 이송하는 이송부와, 상기 블로우 캐비티형 내에서 상기 프리폼을 블로우 성형하여 중공 용기를 형성하는 블로우 성형부를 가짐과 아울러, 상기 사출 캐비티형 및 상기 사출 코어형을 냉각하는 냉각 수단을 구비하고, 상기 냉각 수단은, 상기 사출 성형부에 있어서 상기 프리폼을 냉각하는 냉각 기간에는, 상기 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 상기 사출 캐비티형에 대한 냉각 강도보다 약하게 하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 장치에 있다.
이러한 제5의 태양에서는, 냉각 수단에 의해 사출 캐비티형을 소정의 냉각 강도로 냉각함으로써 프리폼의 외주면은 충분하게 냉각된다. 따라서 사출 캐비티형으로부터 프리폼을 양호하게 이형시킬 수가 있다. 한편, 사출 코어형의 냉각 강도를 약하게 함으로써 이형한 프리폼의 보유열이 비교적 높게 유지된다. 따라서, 블로우 성형시의 부형성이 향상된다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 사출 성형한 프리폼의 이형 불량을 억제하면서 블로우 성형시의 부형성의 향상을 도모할 수가 있다.
도 1은 본 발명과 관련되는 중공 용기의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명과 관련되는 프리폼의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 사출 블로우 성형 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 사출 성형형을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 블로우 성형형을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 사출 블로우 성형 방법을 설명하는 도이다.
도 7은 실시예와 관련되는 중공 용기 및 비교예와 관련되는 중공 용기의 표면 상태를 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 사출 블로우 성형 방법의 다른 예를 설명하는 도이다.
도 9는 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 사출 블로우 성형 방법의 다른 예를 설명하는 도이다.
이하, 본 발명의 일실시 형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명과 관련되는 중공 용기의 일례를 나타내는 사시도이며, 도 2는 사출 성형된 프리폼의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 중공 용기(10)는, 상단에 구부(mouth portion)(11)를 가지는 목부(neck portion)(12)와, 목부(12)로부터 연속하는 통 형상의 몸통부(barrel portion)(13)와, 몸통부(13)로부터 연속하는 저부(bottom)(14)로 구성되어 있다. 본 실시 형태와 관련되는 중공 용기(10)는, 예를 들면 화장수나 유액 등을 수용하는 비교적 세구(細口)로 소형인 원통형 용기이며, 몸통부(13)나 저부(14)가 비교적 두꺼운 두께(예를 들면, 4~8㎜ 정도)로 형성되어 있다. 이 중공 용기(10)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 수지 재료로 이루어지고 소정 형상의 프리폼을 블로우 성형하는 것에 의해 형성되어 있다. 또한 중공 용기(10)의 외관 형상은 어디까지나 일례이며 이 형상에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태와 관련되는 중공 용기(10)를 성형하기 위한 프리폼(20)은, 도 2에 나타내듯이, 상단에 개구부(21)를 가지고 외주부에 나사 홈(groove)이 형성된 목부(22)와, 목부(22)에 연속하는 통 형상의 몸통부(23)와, 몸통부(23)에 연속하는 반구(半球) 형상의 저부(24)로 구성되어 있다. 이 프리폼(20)의 몸통부(23)는, 목부(22)측의 단부를 구성하고 중공 용기(10)의 몸통부(13)와 대략 동일 직경의 대경부(23a)와, 대경부(23a)보다 직경이 작은 소경부(23b)를 포함하고 있다. 또한 대경부(23a)와 소경부(23b)의 경계 부분은 대경부(23a)로부터 소경부(23b)까지 몸통부(23)의 직경이 서서히 감소하도록 형성되어 있다. 또한 프리폼(20)의 몸통부(23) 및 저부(24)의 두께는 중공 용기(10)의 두께에 맞추어 비교적 두껍게 형성되어 있다(예를 들면, 2~4㎜ 정도).
또, 프리폼(20)은 저부(24)로부터 돌출하는 게이트부(25)를 가진다. 이 프리폼(20)은 수지 재료를 사출 성형하는 것에 의해 형성되고, 그 후에 블로우 성형에 의해 상기와 같은 중공 용기(10)가 형성된다. 이 게이트부(25)는 프리폼(20)을 사출 성형에 의해 형성할 때에 저부(24)로부터 돌출되어 형성된다.
다음에, 중공 용기(10)를 성형하기 위한 사출 블로우 성형 장치에 대해 설명한다. 도 3은 본 실시 형태와 관련되는 사출 블로우 성형 장치를 나타내는 블록도이며, 도 4는 사출 성형부를 구성하는 사출 성형형의 일례를 나타내는 단면도이며, 도 5는 블로우 성형부를 구성하는 블로우 성형형의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3에 나타내듯이, 사출 블로우 성형 장치(100)는, 사출 장치(110)가 연결되어 프리폼(20)을 사출 성형하는 사출 성형부(120)와, 프리폼(20)을 블로우 성형하여 중공 용기(10)를 형성하는 블로우 성형부(130)와, 사출 성형부(120)로부터 블로우 성형부(130)로 프리폼(20)을 이송하는 이송부(140)를 가진다. 예를 들면, 본 실시 형태에서는, 사출 성형부(120)와 블로우 성형부(130)는 이송부(140)의 주위에 배치되고, 이송부(140)을 소정 각도(예를 들면, 180°) 회전시킴으로써, 사출 성형부(120)로부터 블로우 성형부(130)로 프리폼(20)이 이송된다.
사출 성형부(120)는, 도 4에 나타내듯이, 프리폼(20)을 사출 성형하기 위한 사출 성형형(injection molding mold)(121)을 구비한다. 사출 성형형(121)은, 수평 방향으로 개폐 가능한 할형(split mold)으로 이루어지고 프리폼(20)의 목부(22)의 외벽면을 규정하는 목형(neck mold)(122)과, 프리폼(20)의 몸통부(23)의 외벽면을 규정하는 사출 캐비티형(injection cavity mold)(123)과, 프리폼(20)의 목부(22) 및 몸통부(23)의 내벽면을 규정하는 사출 코어형(injection core mold)(124)으로 구성되어 있다. 사출 성형부(120)에서는, 이러한 사출 캐비티형(123)이나 사출 코어형(124) 등으로 구획형성되는 사출 공간(125) 내에 사출 캐비티형(123)의 중심부 하측의 게이트(126)로부터 수지 재료를 공급함으로써 프리폼(20)을 사출 성형한다.
이송부(140)는 사출 성형부(120)에서 사출 성형된 프리폼(20)을 블로우 성형부(130)로 이송한다. 구체적으로는, 사출 성형부(120)에서 프리폼(20)이 사출 캐비티형(123)으로부터 이형되면, 이송부(140)는 목부(22)가 목형(122)에 의해 보유됨과 아울러 내부에 사출 코어형(124)이 삽입된 채의 상태로 프리폼(20)을 사출 성형부(120)로부터 블로우 성형부(130)로 이송한다.
그런데, 사출 블로우 성형 장치(100)는, 사출 공간(125) 내에 충전된 수지 재료(프리폼(20))를 냉각하기 위하여, 사출 성형형(121)을 구성하는 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)을 냉각하는 냉각부(냉각 수단)(150)를 더 구비하고 있다(도 3, 도 4 참조). 냉각부(150)는 온조냉각 매체를 냉각하는 냉각 장치(151)와, 냉각 장치(151)에 의해 냉각된 온조냉각 매체를 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)에 공급하는 예를 들면 펌프 등으로 구성되는 공급 장치(152)를 구비한다. 즉 냉각부(150)는 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)에 형성된 유로에, 예를 들면 냉각수 등의 온조냉각 매체를 적당하게 공급하고 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)을 소정 온도로 냉각함으로써 프리폼(20)을 소정 온도로 냉각한다. 또한 냉각부(150)는 이송부(140)에 의한 프리폼(20)의 이송 중에도 사출 코어형(124)을 냉각 가능하게 구성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 사출 캐비티형(123)의 사출 공간(125)의 주위에 온조냉각 매체가 유통하는 유로(123a)가 연속적으로 형성되어 있다. 한편, 사출 코어형(124)은 중공으로 형성되어 있고, 그 내부에 냉각 파이프(127)가 배치되어 있다. 냉각 파이프(127)는 사출 코어형(124)의 내경보다 가는 외경을 가지고 있고, 사출 코어형(124) 내에 배치된 냉각 파이프(127)의 내외의 공간이 온조냉각 매체를 유통시키는 유로(124a)로 되어 있다.
그리고, 냉각부(150)는 냉각 장치(151)에 의해 소정 온도로 냉각한 소정량의 온조냉각 매체를 소정의 타이밍(timing)에 공급 장치(152)에 의해 각각의 유로(123a, 124a)에 공급한다. 또한 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)의 냉각에 이용된 온조냉각 매체는 냉각부(150)로 되돌려지고, 냉각 장치(151)에 의해 소정 온도로 냉각된 후, 다시 공급 장치(152)에 의해 각각의 유로(123a, 124a)에 공급된다.
또, 냉각부(150)는 사출 캐비티형(123)에 대한 냉각 강도와 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도를 개별적으로 조정 가능하게 구성되어 있다. 예를 들면, 공급 장치(152)와 각각의 유로(123a, 124a)의 사이에 개폐 밸브(153, 154)를 각각 구비하고 있다. 냉각부(150)는 이러한 개폐 밸브(153, 154)의 개폐 동작을 적당하게 제어하고, 각각의 유로(123a, 124a)에의 온조냉각 매체의 공급을 각각 제어함으로써 사출 캐비티형(123) 또는 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도를 조정하고 있다. 자세하게는 후술하지만, 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도를 적당하게 조정함으로써 프리폼(20)의 사출 캐비티형(123)으로부터의 이형성(離型性)을 양호하게 유지하면서 블로우 성형부(130)에서의 부형성(賦形性)을 향상시킬 수가 있다.
블로우 성형부(130)는, 도 5에 나타내듯이, 프리폼을 구성하는 블로우 성형형(131)을 구비한다. 블로우 성형형(131)은 수평 방향으로 개폐 가능한 할형(split mold)으로 이루어지는 블로우 캐비티형(blow cavity mold)(133)과, 블로우 캐비티저형(blow cavity bottom mold)(134)을 구비한다. 이송부(140)에 의해 사출 성형부(120)로부터 이송된 프리폼(20)은 상술과 같이 목부(22)가 목형(122)에 보유됨과 아울러 사출 코어형(124)이 삽입된 상태로 블로우 캐비티형(133) 내에 배치된다.
여기서, 본 실시 형태와 관련되는 사출 코어형(124)은 제1의 코어 핀(core pin)(128a)과 제2의 코어 핀(128b)을 가진다. 제1의 코어 핀(128a)과 제2의 코어 핀(128b)의 사이에는 공기 유로(129a) 및 공기 분출구(129b)가 형성되어 있다. 그리고 블로우 성형부(130)에서는 이들 공기 유로(129a) 및 공기 분출구(129b)를 통해 프리폼(20) 내에 고압의 블로우 공기(blow air)가 공급된다. 프리폼(20)은 이 블로우 공기에 의해 주로 가로축 방향으로 연신되어 블로우 성형형(131)의 내벽면(135)에 압압됨으로써 중공 용기(10)가 성형된다.
다음에, 이러한 이른바 1스테이지 방식의 사출 블로우 성형 장치(100)를 이용한 중공 용기(10)의 사출 블로우 성형 방법에 있어서, 특히 프리폼(20)의 온조제어 방법에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6에 나타내듯이, 본 실시 형태와 관련되는 사출 성형부(120)에서는, 사출 공간(125) 내에 수지 재료를 사출하여 프리폼(20)을 형성하는 사출 성형 공정과, 이 수지 재료(프리폼(20))를 사출 공간(125) 내에 보유한 상태로 소정 온도로 냉각하는 냉각 조정 공정을 실행한다. 또 본 실시 형태에서는, 사출 성형 공정에는 사출 공간(125) 내에 수지를 사출하는 사출 공정과, 사출 공간(125) 내에 충전된 수지 재료(프리폼(20))를 소정 압력으로 유지하는 보압 공정을 포함된다. 또한 보압 공정은 필요에 따라서 실행하면 좋고 반드시 실행되지 않아도 좋다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 냉각부(150)는 사출 성형 공정(사출 공정 및 보압 공정)에 있어서는 개폐 밸브(153, 154)를 열린 상태로 하여 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)의 유로(123a, 124a)에 온조냉각 매체를 각각 공급한다. 즉, 사출 성형 공정에서는 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)을 각각 냉각한다(냉각 온(ON)). 이 때문에 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도는 실질적으로 일치하고 있다.
그 후에 사출 성형부(120)에 있어서 사출 성형 공정으로부터 냉각 조정 공정으로 이행하면, 냉각부(150)는 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 사출 캐비티형에 대한 냉각 강도보다 약하게 한다. 본 실시 형태에서는, 냉각 조정 공정으로 이행하면, 냉각부(150)는 냉각 조정 공정의 전체 기간에 있어서, 개폐 밸브(154)를 닫힌 상태로 전환하고 사출 코어형(124)의 유로(124a)에의 온조냉각 매체의 공급을 정지한다(냉각 오프(OFF)). 따라서 냉각 조정 공정 중, 수지 재료(프리폼(20))의 외표면은 사출 캐비티형(123)에 의해 냉각되지만(냉각 온(ON)), 수지 재료(프리폼(20))의 내표면은 사출 코어형(124)에 의해 냉각되는 일은 없다(냉각 오프(OFF)).
냉각 조정 공정이 종료하면, 프리폼(20)을 사출 캐비티형(123)으로부터 이형 하고, 이송부(140)에 의해 사출 성형부(120)로부터 블로우 성형부(130)로 이송한다(이송 공정). 이 시점에서 사출 캐비티형(123)에 의한 프리폼(20)의 냉각은 종료하게 된다(냉각 오프(OFF)). 한편, 사출 코어형(124)에 의한 프리폼(20)의 냉각도 프리폼(20)을 이송할 때에 중지한다(냉각 오프(OFF)). 본 실시 형태에서는, 사출 코어형(124)에 의한 프리폼(20)의 냉각은 냉각 조정 공정에 있어서 이미 정지되어 있기 때문에 그 상태(사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도)를 이송 공정에 있어서도 유지하고 있다. 즉 냉각부(150)는 이송 공정에 있어서도 사출 코어형(124)의 유로(124a)에의 온조냉각 매체의 공급을 정지한 상태를 유지하고 있다(냉각 오프(OFF)).
또한 본 실시 형태에서는 이송 공정에 있어서, 사출 캐비티형(123)에 의한 프리폼(20)의 냉각을 정지하도록 하였지만, 사출 캐비티형(123)에 의한 프리폼(20)의 냉각은 반드시 정지하지 않아도 좋다. 물론, 이 경우에도, 이송 공정에 있어서 사출 캐비티형(123)은, 사출 코어형보다 저온 상태, 즉 냉각 강도가 사출 코어형보다 상대적으로 높은 상태로 된다.
그 후에 블로우 성형부(130)에의 프리폼(20)의 이송이 종료하면, 블로우 성형형(131) 내에서 프리폼(20)을 블로우 성형함으로써 중공 용기(10)를 형성하는 블로우 성형 공정을 실행한다. 또한, 성형된 중공 용기(10)는 블로우 성형부(130)로부터, 혹은 별도로 설치된 취출부로부터 장치 밖으로 취출된다.
이상과 같은 본 실시 형태와 관련되는 중공 용기의 사출 블로우 성형 방법에서는, 적어도 냉각 조정 공정에서 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도를 사출 캐비티형(123)에 대한 냉각 강도보다 약하게 하도록 하였으므로 프리폼(20)의 이형성을 양호하게 유지하면서 부형성을 향상시킬 수가 있다. 특히, 본 실시 형태와 같이 비교적 두꺼운 두께의 프리폼(20)을 이용하여 중공 용기(10)를 성형하는 경우에는 효과적이다.
자세하게는, 냉각 조정 공정이 종료하고 프리폼(20)을 사출 캐비티형(123)으로부터 이형할 때에 프리폼(20)의 내표면은 사출 캐비티형(123)에 의해 충분하게 냉각되어 있다. 따라서, 예를 들면 게이트부(25)의 늘어남이나 끊어짐, 이른바 힘줄 드러남(stringiness) 등의 이형 불량의 발생을 억제할 수가 있다. 한편, 사출 코어형(124)은 상술과 같이 프리폼(20)과 함께 사출 성형부(120)로부터 블로우 성형부(130)로 이송된다. 즉 냉각 조정 공정 종료시에는 프리폼(20)이 사출 코어형(124)으로부터 이형되는 일은 없다. 이 때문에 냉각 조정 공정에 있어서 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도를 사출 캐비티형(123)에 대한 냉각 강도보다 약하게 해도 프리폼(20)을 사출 성형부(120)로부터 블로우 성형부(130)에 양호하게 이송할 수가 있다. 또한 냉각 조정 공정에서 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도를 사출 캐비티형(123)에 대한 냉각 강도보다 약하게 할 수 있기 때문에 블로우 성형부(130)로 프리폼(20)을 이송한 후도 프리폼(20)이 비교적 많은 열량을 보유하고 있다. 따라서, 블로우 성형에 의해 프리폼(20)을 소망의 형상의 중공 용기(10)로 변형시킬 수가 있다.
여기서, 본 발명과 관련되는 사출 블로우 성형 방법으로 성형한 실시예와 관련되는 중공 용기와 종래의 사출 블로우 성형 방법으로 성형한 비교예와 관련되는 중공 용기에서 표면 상태를 비교하였다.
또한, 실시예와 관련되는 중공 용기는 상술과 같이 중공 용기(10)의 몸통부(13)와 대략 동일 직경의 대경부와, 소경부를 포함하는 몸통부를 구비하는 프리폼을 사출 성형하고, 그 때에 냉각 조정 공정 및 이송 공정 중의 전체 기간에 사출 코어형에의 온조냉각 매체의 공급을 정지하였다. 그 후에 이 프리폼을 블로우 성형하여 중공 용기를 형성하였다. 한편, 비교예와 관련되는 중공 용기는 냉각 조정 공정 및 이송 공정에서 사출 코어형에의 온조냉각 매체의 공급량(유통량)의 조정을 행하지 않는 이외는 실시예와 동일 조건으로 중공 용기를 형성하였다.
도 7에 나타내듯이, 비교예의 중공 용기에는 프리폼의 대경부의 단부에 상당하는 부분에 구부가 형성되어 있는데 반해, 실시예의 중공 용기에는 이 구부(mouth portion)가 존재하고 있지 않다. 이 결과로부터도 알 수 있듯이, 본 발명과 관련되는 사출 블로우 성형 방법에 의하면, 블로우 성형시의 부형성이 향상되고 중공 용기를 소망의 형상으로 형성할 수가 있다. 또한, 구부가 형성된 원인으로서는 블로우 성형전에 프리폼의 대경부에서 과냉각이 생겨 그 부위에서 필요한 보유열이 없어지고, 대략 고화 상태로 되어 대경부와 소경부에서 연신 정도에 현저한 차가 생겨 버린 것을 생각할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 냉각 조정 공정의 전체 기간에 사출 코어형(124)의 냉각을 중지하도록 하였지만, 냉각을 정지하는 기간은 특히 한정되지 않고, 냉각 조정 공정 중의 일부의 기간에서 사출 코어형(124)의 냉각을 정지하도록 해도 좋다.
예를 들면, 도 8(a)에 나타내듯이, 냉각 조정 공정의 후반의 기간에 있어서 개폐 밸브(154)를 열린 상태로부터 닫힌 상태로 전환하여 사출 코어형(124)의 냉각을 정지하도록 해도 좋다. 또 예를 들면, 도 8(b)에 나타내듯이, 냉각 조정 공정 중에 사출 코어형(124)의 냉각을 단속적으로 실행하도록 해도 좋다.
또 본 실시 형태에서는, 냉각 조정 공정 및 이송 공정에 있어서 사출 코어형(124)의 냉각을 정지하도록 하였지만, 예를 들면 보압 공정의 일부의 기간에 있어서도, 사출 코어형의 냉각을 정지하도록 해도 좋다. 예를 들면, 도 9에 나타내듯이, 보압 공정의 후반의 기간에 있어서도 사출 코어형(124)의 냉각을 정지하도록 해도 좋다.
또 본 실시 형태에서는, 냉각 조정 공정과 함께 이송 공정에 있어서도 사출 코어형(124)의 냉각을 정지하도록 하였지만, 이송 공정에 있어서 사출 코어형(124)의 냉각을 실행하도록 해도 좋다.
또한 본 실시 형태에서는, 적어도 냉각 조정 공정의 일부의 기간에서 사출 코어형(124)에의 온조냉각 매체의 공급을 정지하도록 하였지만, 반드시 완전하게 정지시킬 필요는 없다. 예를 들면, 개폐 밸브(154)로서 유량의 조정이 가능한 밸브를 채용하여 사출 코어형(124)에 공급하는 온조냉각 매체의 공급량을 감소시키도록 해도 좋다.
또 냉각부(150)가 사출 캐비티형(123) 및 사출 코어형(124)의 각각 독립한 공급 장치(152)를 구비하도록 하고, 사출 캐비티형(123)에 공급하는 온조냉각 매체의 공급량을 증가시킴으로써 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도를 사출 캐비티형(123)에 대한 냉각 강도보다 상대적으로 약하게 하도록 해도 좋다.
어느 쪽으로 해도 냉각 조정 공정에 있어서의 사출 코어형(124)에 대한 냉각 강도는 사출 캐비티형(123)에 대한 냉각 강도보다 약하게 할 수 있게 된다. 따라서, 상술한 것처럼 프리폼(20)의 이형성을 양호하게 유지하면서 부형성을 향상시킬 수가 있다.
이상, 본 발명의 일실시 형태에 대해 설명하였지만 본 발명은 상술의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
상술의 실시 형태에서는, 냉각 조정 공정 등에 있어서, 사출 코어형에의 온조냉각 매체의 공급량을 제어함으로써 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 사출 캐비티형에 대한 냉각 강도보다 약하게 할 수 있도록 하였다. 그렇지만, 사출 코어형에 대한 냉각 강도를, 사출 캐비티형에 대한 냉각 강도보다 약하게 하는 방법은 특히 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 사출 코어형에 공급하는 온조냉각 매체의 온도를 사출 캐비티형에 공급하는 온조냉각 매체의 온도보다 낮게 하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 사출 코어형에 공급하는 온조냉각 매체의 온도를 저하시키도록 해도 좋고, 사출 캐비티형에 공급하는 온조냉각 매체의 온도를 상승시키도록 해도 좋다. 또한 이 경우에는 냉각부가 사출 캐비티형 및 사출 코어형의 각각 독립한 냉각 장치를 구비하도록 한다.
또 상술의 실시 형태에서는, 사출 블로우 성형 장치로서 프리폼을 사출 성형하고, 그 프리폼을 고압의 공기에 의해 주로 가로축 방향으로 연신하여 중공 용기를 성형하는 것을 예시하였지만, 본 발명은 프리폼을 연신 로드(rod)와 고압의 공기와에 의해 세로축 방향 및 가로축 방향으로 연신하여 중공 용기를 형성하는, 이른바 2축 연신 블로우 성형 장치에도 적용이 가능한 것이다.
10　중공 용기
11　구부(mouth portion) 12　목부(neck portion)
13　몸통부(barrel portion) 14　저부(bottom)
20　프리폼(preform)
21　개구부 22　목부
23　몸통부
23a　대경부 23b　소경부
24　저부(bottom)
25　게이트부(gate portion)
100　사출 블로우 성형 장치
110　사출 장치 120　사출 성형부
121　사출 성형형(injection molding mold) 122　목형(neck mold)
123　사출 캐비티형(injection cavity mold) 123a　유로(flow path)
124　사출 코어형(injection core mold) 124a　유로(flow path)
125　사출 공간
126　게이트(gate) 127　냉각 파이프
128a　제1의 코어 핀(core pin)
128b　제2의 코어 핀(core pin)
129a　공기 유로(air flow path) 129b　공기 분출구
130　블로우 성형부
131　블로우 성형형(blow molding mold)
133　블로우 캐비티형(blow cavity mold)
134　블로우 캐비티저형(blow cavity bottom mold)
135　내벽면
140　이송부 150　냉각부
151　냉각 장치 152　공급 장치
153, 154 개폐 밸브

Claims (5)

  1. 사출 캐비티형 및 사출 코어형을 냉각하면서 상기 사출 캐비티형과 상기 사출 코어형으로 구획형성되는 사출 공간 내에 수지 재료를 사출하여 프리폼을 형성하는 사출 성형 공정과,
    상기 프리폼을 상기 사출 공간 내에 보유한 상태로 소정 온도로 냉각하는 냉각 조정 공정과,
    상기 프리폼을, 상기 사출 코어형이 삽입된 상태로, 상기 사출 캐비티형으로부터 이형함과 아울러, 상기 사출 코어형을 이형하지 않은 채로 블로우 캐비티형까지 이송하는 이송 공정과,
    상기 블로우 캐비티형 내에서 상기 프리폼을 블로우 성형하여 중공 용기를 형성하는 블로우 성형 공정을 가지고,
    적어도 상기 냉각 조정 공정에 있어서, 상기 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 상기 사출 캐비티형에 대한 냉각 강도보다 약하게 하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 조정 공정 중의 적어도 일부의 기간에 상기 사출 코어형의 냉각을 중지함으로써 상기 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 약하게 하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각 조정 공정의 전체 기간에 상기 사출 코어형의 냉각을 중지하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사출 캐비티형 및 상기 사출 코어형은, 상기 사출 캐비티형 및 상기 사출 코어형에 설치된 유로에 온조냉각 매체를 유통시킴으로써 냉각되고,
    상기 온조냉각 매체의 유통량을 상기 사출 캐비티형보다 감소시킴으로써 상기 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 약하게 하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 방법.
  5. 사출 캐비티형 및 사출 코어형을 구비하고, 상기 사출 캐비티형과 상기 사출 코어형으로 구획형성되는 사출 공간 내에 수지 재료를 사출하여 프리폼을 형성하는 사출 성형부와,
    상기 프리폼을, 상기 사출 코어형이 삽입된 상태로, 상기 사출 캐비티형으로부터 이형함과 아울러, 상기 사출 코어형을 이형하지 않은 채로 블로우 캐비티형까지 이송하는 이송부와,
    상기 블로우 캐비티형 내에서 상기 프리폼을 블로우 성형하여 중공 용기를 형성하는 블로우 성형부를 가짐과 아울러,
    상기 사출 캐비티형 및 상기 사출 코어형을 냉각하는 냉각 수단을 구비하고,
    상기 냉각 수단은, 상기 사출 성형부에 있어서 상기 프리폼을 냉각하는 냉각 기간에는, 상기 사출 코어형에 대한 냉각 강도를 상기 사출 캐비티형에 대한 냉각 강도보다 약하게 하는 것을 특징으로 하는 블로우 성형 장치.
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