KR20020054044A - 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 꽃잎 또는 샴페인 형태의 자립형 바닥 구조를 갖는 1 피이스형의 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법에 관한 것이다. 종래의 2축 연신 블로우 성형 병은 성형시 바닥부위의 연신성 부족으로 인하여 그 두께가 두껍게 되고 또한 유리전이온도 이상의 높은 온도를 유지하며 바닥의 수축을 유발시켜 수축으로 인한 응력 집중으로 크랙(crack)과 크레이징(crazing) 및 버스트(burst) 등의 손상이 발생되었던 바 이를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 2축 연신 블로우 성형 병의 제조 방법은 ⒜열가소성 수지를 용융 혼련하고 사출 성형하여 예비 성형품을 형성하는 단계, ⒝예비 성형품을 2축 연신 블로우 성형하여 병을 형성시키는 단계, 및 ⒞2축 연신 블로우 성형된 병을 바닥의 연신 중심점 주위가 50℃~열가소성 수지의 유리전이온도의 온도가 되도록 급냉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 유리전이온도 이하로 2축 연신 블로우 성형 직후 병의 바닥 부위가 짧은 시간 내에 냉각되어 수축에 의한 응력집중을 방지한다. 따라서, 크랙과 크레이징 및 버스트를 확실히 방지할 수 있으므로, 2축 연신 블로우 성형 병의 충진, 운반, 보관, 판매 등의 물류 과정에서 보다 안전한 물류 체계를 유지할 수 있다.
Description
본 발명은 2축 연신 블로우 성형 병(biaxially stretch-blow-molded bottle)제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 꽃잎(petaloid) 또는 샴페인(champagne)형 등의 자립형 바닥을 갖는 1 피이스(piece)형의 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법에 관한 것이다.
포화 폴리에스테르 수지 등으로 제조되는 2축 연신 블로우 성형 병은 병 본체의 바닥을 반구 상으로 둥글게 만들어서 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 타 수지로 만든 베이스 컵(base cup)을 끼워 넣어 자립 기능을 부여한 2 피이스형 병이 주류를 이루었다. 베이스 컵을 부착시킨 2 피이스형 병은 바닥 부위를 반구 상으로 둥글게 만들므로 연신(延伸)성을 주기 쉽고 구조상 압력의 분산을 용이하게 하여 높은 내압에도 견디는 우수한 바닥 물성을 가지고 있다. 그러나, 2 피이스형 병은 서로 다른 2종의 수지로 이루어지기 때문에 리사이클(recycle)이 어렵고 전용 작업 설비가 필요하며 공정이 복잡하고 제작비용(cost)이 높다.
이러한 문제로 최근에는 꽃잎 또는 샴페인 형태의 바닥 구조를 갖도록 하여 자립할 수 있도록 하는 1 피이스형의 2축 연신 블로우 성형 병의 사용이 증가하게 되었다. 그러나, 1피이스형의 2축 연신 블로우 성형 병은 구조상 연신성의 부족과 그로 인한 응력의 집중 현상을 보여 음료수의 충진, 운송, 보관 중 바닥의 응력 집중으로 인한 크랙(crack), 크레이징(crazing), 및 버스트(burst) 등의 문제가 빈번하게 발생하게 되었다.
이러한 문제를 극복하기 위한 대안의 하나로써 일본 특개평5-42926호에 소개되고 있다. 일본 특개평5-42926호는 응력 집중을 방지하기 위해 바닥의 연신 중심점이 위치하는 응력 집중 부위의 표면에 돌출 높이가 0.1㎜ 이상인 다수의 응력 집중 감소 기능 돌편을 서로 조밀하게 인접시킴과 동시에 모든 방향에 대하여 겹쳐지는 지그재그형으로 배치 부착한 구조의 2축 연신 블로우 성형 병이다. 응력 집중 감소 기능 돌편의 돌출높이를 0.1㎜ 이상으로 하여 응력의 분산을 응력 집중 감소 기능 돌편에 유도하고 예컨대 미세한 크레이징이 발생한다 해도 지그재그형으로 위치한 돌편에 크레이징의 양단이 충돌하여 더 이상 진행하지 못하게 한다는 이점이 있다.
그러나, 일본 특개평5-42926호는 응력의 원인을 명확히 규명하지 못하였기 때문에 큰 응력의 크기를 응력 집중 감소 기능 돌편으로 감소시킨다고 하는데 무리가 있고 일단 크레이징이 시작되면 병 내의 높은 압력으로 인하여 급격히 버스트(burst)로 연결되기 때문에 그 효과에 한계가 있다.
또 다른 대안으로 일본 특개소62-39443호, 일본 특개소62-193938호, 일본 특개평2-175226호가 제안되었다. 이들 기술들은 2축 연신 블로우 성형된 병의 연신 부족 영역인 바닥의 기계적 강도, 응력집중의 감소, 변형의 방지 등 물성의 안정화를 이루는 수단으로서 바닥 부위를 결정화시키는 기술로서, 미연신 부분으로 있는 바닥의 중앙 부분 전체를 높은 밀도로 균일하게 결정화시키는 기술이다. 이렇게 자립형으로 성형한 경우에는 결정화시켜 연신 불능으로 된 중앙 부분과 연신 변형하는 주위 부분과의 경계 부분에 대한 응력의 집중이 촉진되는 결과로 이어져 경계 부분에서의 크랙의 발생을 볼 수 있다. 또한 연신 부족 영역을 결정화시키는데 있어서 가열 제어 및 가열 영역 규제 등이 어렵고 그 처리 조작이 극히 불편하며 작업 공정의 증가, 설비비가 많이 든다는 불편함, 그리고 결정화에 따른 바닥의 변형으로 인한 자립성의 저하라는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 2축 연신 블로우 성형 공정에서의 바닥 부위 수축에 기인한 응력의 발생을 크게 감소시켜 응력 집중과 높은 내압으로 인한 크랙과 크레이징 및 버스트 등을 방지하여 보다 안전한 물류 체계를 유지할 할 수 있는 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
도 1내지 도 7은 본 발명에 따른 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법에 따른 공정 진행도,
도 8과 도 9는 2축 연신 블로우 성형 병의 정면도와 저면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10; 2축 연신 블로우 성형 병11; 예비 성형품
12; 게이트(gate)15; 바닥 부위
16; 몸체 부위17; 발가락 부위
18; 연신 중심점19; 미연신 부위
21; 사출 성형기 22; 적외선 램프
23; 적외선 램프 존25; 연신 금형
26; 스트레치 로드(stretch rod)27; 공기 구멍
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법은, ⒜ 열가소성 수지를 용융 혼련하고 사출 성형하여 예비 성형품(preform)을 형성하는 단계, ⒝ 예비 성형품을 2축 연신 블로우 성형하여 병을 형성시키는 단계, 및 ⒞ 2축 연신 블로우 성형된 병을 바닥의 연신 중심점 주위가 50℃~열가소성 수지의 유리전이온도의 온도가 되도록 급냉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 2축 연신 블로우 성형된 병이 유리전이온도 이하가 되면 유리전이온도 이상에서 냉각될 때 잠열로 인한 수축이 방지되고 응력 형성을 저지하게 되는 것이다. 여기서, ⒞ 단계에서의 냉각 온도는 약 50℃~70℃가 적절하다.
특히, 냉각 과정에서의 응력 집중을 방지하기 위하여 ⒜ 단계는 사출 성형 과정에서 발생되는 예비 성형품의 게이트(gate)를 절단하는 단계를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다. ⒞ 단계는 냉각된 공기 또는 물 등을 이용하여 이루어지도록 할 수 있다. 말단 부분에 공기 구멍이 형성된 스트레치 로드(stretch rod)를 이용하여 연신 중심점 주위에 냉각 공기를 불어넣어 냉각시키는 간단한 공정으로 ⒞단계가 수행될 수 있다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1내지 도 7은 본 발명에 따른 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법에 따른 공정 진행도이다.
도 1을 참조하면, 먼저 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지 등과 같은 열가소성 수지를 용융 혼련하고 사출 성형기(21)를 이용한 사출을 통하여 예비 성형품(11)이 형성된다. 160℃에서 4시간 정도 건조된 후 사출 성형기(21)를 통하여 예비 성형품(11)이 성형된다.
도 2를 참조하면, 성형된 예비 성형품(11)이 일정시간 경과 후 적외선 램프(22)에 의해 형성되는 적외선 램프 존(23)을 통과하며 예열되어 블로우 직전의 예비 성형품(11)의 온도는 유리전이온도인 Tg와 결정화 최저 온도인 Tch의 사이인 110-120℃가 된다.
도 3내지 도 5를 참조하면, 성형된 예비 성형품(11)은 사출 성형시 발생되는 약 1-1.5㎜의 게이트(도 2의 12) 부위가 절단되어 제거된 상태에서 예비 성형품(11)이 연신 금형(25)에 주입되고 연신 블로우 성형에 의하여 병(10)이 형성된다. 사출성형을 통한 예비 성형품(11)의 형성 과정에서 형성되는 게이트(도 2의 12)는 연신 중심점으로서 응력 집중 부분으로 작용할 수 있으므로 이를 제거한 상태에서 도 3에서와 같이 연신 금형(25)에 공급된다. 연신 금형(25)에 공급된 예비 성형품(11)은 도 4에서와 같이 일차적으로 스트레치 로드(26)에 의해 길이 방향으로 연신이 이루어지고 연속하여 1차 공기가 도입되어 1차 블로우가 실시된다. 1차 블로우 과정에서의 공기 압력은 약 10Bar 정도이다. 다음에 도 5에서와 같이 1차 블로우에 이어 2차 공기가 도입되어 2차 블로우가 실시된다. 이때 2차 블로우의 압력은 40Bar 정도이다.
도 6을 참조하면, 연신 블로우 성형이 완료된 직후 2축 연신 블로우 성형된 병(10)은 바닥의 연신 중심점 주위가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 유리전이온도 이하가 되도록 급냉된다. 이때, 냉각 온도는 50℃~70℃의 온도가 된다. 스트레치 로드(26)의 끝 부위가 2축 연신 블로우 성형된 병(10)의 바닥 부위에 대한 연신 중심점이 되며, 이 부분은 연신의 맨 끝에 존재하므로 거의 연신이 이루어지지 않고 2축 연신 블로우 성형된 병(10)의 두께가 약 0.4㎜정도인데 비하여 2.5㎜정도의 두께를 갖는다. 스트레치 로드(26)의 말단 부분의 공기 구멍(27)을 통하여 연신 중심점 주위 부분이 유리전이온도 이하로 급냉된다. 스트레치 로드(26)의 말단을 통하여 25Bar의 냉각된 공기가 약 1초간 바닥의 연신 중심점 주위에 공급되어 바닥 금형과의 밀착성 증대로 인한 냉각 및 공기의 냉각으로 짧은 시간 내에 바닥의 온도를 유리전이온도 이하로 낮추는 것이 가능하다.
이와 같은 본 발명에 따른 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법에 의해 제조되는 2축 연신 블로우 성형 병은 실험 결과에 의해 신뢰성이 입증될 수 있다.
도 8과 도 9는 2축 연신 블로우 성형 병의 정면도와 저면도이다. 이를 참조하여 설명하기로 한다.
도 8과 도 9를 참조하면, 먼저 1 피이스형 병(10)의 바닥 부위(15) 및 몸체부위(16)의 두께 분포를 살펴보면, 병 몸체 부위(16)의 발가락 부위(17)의 경우 대략 0.3~0.6㎜, 그리고 응력을 많이 갖게 되고 크랙이 주로 발생하는 연신 중심점 (18)주위 부위인 미연신 부위(19)는 2㎜이상의 두께를 보유하게 된다. 즉, 크랙의 주원인이 되는 미연신 부위(19)는 연신성이 부족하고 두께가 얇은 부위인 발가락 부위(17)와 몸체 부위(16)보다 연신성이 적고 두께가 두껍다고 할 수 있다.
이러한 사실에 근거하여 예비 성형품을 가열하여 블로우 성형 직후 병 바닥 부위의 온도 분포를 살펴보았다. 두께가 얇은 부위(약 0.5㎜이하)는 차가운 금형으로 인한 냉각으로 상온 또는 그 이하로 되고 두께가 두꺼운 바닥 부위(약 2㎜이상)는 적어도 75℃ 이상이라는 사실을 알 수 있었다.
여기서, 본 실험의 핵심인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 유리전이온도 Tg는 약 70~80℃ 이상이고 이 유리전이온도에서도 활발한 분자 재배열 운동을 한다는 사실에 주목해야 하며 아래에 자세한 실험 데이터를 제시하였다.
표 1에서 Tg는 유리 전이 온도, Tch는 결정화 시작 온도, Tch(열량)은 결정화 시작 온도에서의 열량, Tm은 녹는점, Tch2는 냉각 후 결정화 시작 온도이다. 표 1에서 1.2는 열 분석을 위한 열분석 장치로서 DSC(Differential Scanning Calorimeter)를 사용하였다.
위의 실험 데이터에서 보는 것처럼 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지는 유리 전이 온도(Tg)인 80℃ 부근에서도 분자 운동에 의한 활발한 수축을 하고 있으며 병 바닥의 경우도 약 6% 이상의 수축을 한 것으로 나타난다. 즉, 블로우 실시 후 바닥 부위는 연신 부족 및 두꺼운 두께에 의해 냉각속도가 늦고 약 80℃ 정도의 온도를 유지하고 있으며 이 온도에서 활발한 수축 운동에 의해 바닥의 두꺼운 부위는 응력을 축적하게 되며 이렇게 팽팽하게 축적된 응력은 병의 높은 내압과 맞물려 크랙과 크레이징 및 버스트로 연결된다.
이러한 사실에 착안하여 2축 연신 블로우 성형 병을 성형하는 데 있어 바닥 부위를 성형 직후 급냉한 병과 자연 냉각한 제품의 크레이징의 정도를 관찰하였다.
실험 방법은, ①바닥부 금형(mold)의 냉각수 온도를 20℃로 성형한 병과 이 병을 성형 직후 차가운 냉각수로 급냉한 병을 각 10본씩, 그리고 바닥부 금형의 냉각수 온도를 20℃, 15℃, 10℃로 성형한 병과, 10℃로 성형한 병을 공기로 10초 동안 블로잉(blowing)한 병을 각 10본씩 준비하고, ②중탄산나트륨 및 씨트릭에씨드(Citric Acid, C3H4(OH)(COOH)3)를 사용하여 4.5volume으로 충진하여, ③각각의 병을 준비된 0.2wt%의 NaOH 수용액에 침전하여 크랙 및 버스트 수량을 확인하였으며 그 결과는 아래의 표와 같다.
위의 결과에서 2축 연신 블로우 성형 병에 대한 바닥의 냉각을 빠르게 한 병일수록 크랙 및 크레이징의 정도가 양호하였고 6℃의 차가운 물 및 공기로 냉각한 병의 크랙 발생 부위는 모두 게이트(gate) 부위의 크랙으로 관찰되었다.
이것은 게이트의 꼭지 부분이 길어서 병의 연신 중심점에 박혀있는 상태로 존재하기 때문으로 관찰되었으므로 이 부분을 제외하면 응력에 의한 크레이징 및 크랙은 거의 발생하지 않는 것으로 판명되었다.
따라서, 게이트에 의한 크랙 현상의 개선 및 블로우 성형시의 병 바닥 부위를 냉각하여 수축을 방지하고 응력의 형성을 저지하기 위해 게이트를 자르고 스트레치 로드(stretch rod)의 끝 부위로부터 공기를 공급하여 병의 바닥을 냉각한 2축 연신 블로우 성형 병의 크랙 테스트(crack test)를 실시하였다.
실험 결과를 살펴보면, 병 성형 직후 바닥 온도는 공기 냉각을 한 병들의 바닥 온도 59℃이고, 냉각을 실시하지 않은 병들의 바닥 온도 75℃로 나타났다. 크랙 테스트 결과 공기 냉각을 한 병들의 경우 테스트 병 10본 중 20시간만에 크랙이 발생된 병이 1개, 정상 상태의 병이 9개로 나타났다. 그리고, 공기 냉각을 하지 않은 병들의 경우 테스트 병 10본 중 20분에 파열 2개, 8개는 30분만에 모두 크랙이 발생하였다. 따라서, 2축 연신 블로우 성형 병의 바닥 면의 크랙과 크레이징 및 버스트는 바닥 연신 중심점 주위의 연신 부족으로 기인한 두꺼운 두께와 그로 인한 유리전이온도인 Tg 온도에서의 긴 냉각 시간 및 수축에 기인한 응력의 형성이라고 볼 수 있다. 따라서, 응력의 형성을 저지하기 위해서는 연신비를 증가시키거나 바닥 부위를 빠르게 냉각시켜야 한다. 본 발명에 따른 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법은 바닥의 연신 중심점 주위 부분이 약 50℃ 내지 유리전이온도의 온도가 되도록 급냉시켜 유리전이온도에서의 긴 냉각 시간 및 수축에 기인한 응력의 형성을 방지할 수 있는 것이다.
이상과 같은 본 발명에 의한 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법에 따르면, 2축 연신 블로우 성형 직후 병 바닥 부위의 연신 중심점 주위 부분이 짧은 시간 내에 유리전이온도 특히 70℃ 이하로 냉각되어 수축에 의한 응력 집중을 방지한다.따라서, 크랙과 크레이징 및 버스트를 확실히 방지할 수 있으므로, 2축 연신 블로우 성형 병의 충진, 운반, 보관, 판매 등의 물류 과정에서 보다 안전한 물류 체계를 유지할 할 수 있다.
Claims (6)
- ⒜ 열가소성 수지를 용융 혼련하고 사출 성형하여 예비 성형품을 형성하는 단계, ⒝ 예비 성형품을 2축 연신 블로우 성형하여 병을 형성시키는 단계, 및 ⒞ 2축 연신 블로우 성형된 병을 바닥의 연신 중심점 주위가 50℃~열가소성 수지의 유리전이온도의 온도가 되도록 급냉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 유리전이온도는 70℃인 것을 특징으로 하는 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 ⒜단계는 상기 ⒜단계에서 발생되는 예비 성형품의 게이트를 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 ⒞단계는 말단 부분에 공기 구멍이 형성된 스트레치 로드로 연신 중심점 주위에 냉각 공기를 불어넣어 냉각시키는 단계인 것을 특징으로 하는 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 ⒞ 단계는 냉각된 공기와 물 중 적어도 어느 하나에의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 ⒜ 단계는 열가소성 수지로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 2축 연신 블로우 성형 병 제조 방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040085791A (ko) * | 2003-04-01 | 2004-10-08 | (주)옥야 | 생맥주용 피처용기 제조 방법 및 그 피처 용기 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5085822A (en) * | 1989-08-31 | 1992-02-04 | Nissei Asb Machine Co., Ltd. | Method for stretch blow molding and uniformly cooling a hollow heat-resistant |
| JPH08318563A (ja) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 中空容器の連続的製造方法 |
| US5851478A (en) * | 1992-07-20 | 1998-12-22 | Yoshino Kogyosho Co., Ltd. | Molding method and cooling apparatus for pressure resisting bottles of synthetic resin |
| JP2000343590A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-12 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 二軸延伸ブロー成形容器の製造方法及びその装置 |
-
2000
- 2000-12-27 KR KR1020000082649A patent/KR20020054044A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5085822A (en) * | 1989-08-31 | 1992-02-04 | Nissei Asb Machine Co., Ltd. | Method for stretch blow molding and uniformly cooling a hollow heat-resistant |
| US5851478A (en) * | 1992-07-20 | 1998-12-22 | Yoshino Kogyosho Co., Ltd. | Molding method and cooling apparatus for pressure resisting bottles of synthetic resin |
| JPH08318563A (ja) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 中空容器の連続的製造方法 |
| JP2000343590A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-12 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 二軸延伸ブロー成形容器の製造方法及びその装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040085791A (ko) * | 2003-04-01 | 2004-10-08 | (주)옥야 | 생맥주용 피처용기 제조 방법 및 그 피처 용기 |
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