KR20020086481A - 합성수지제 2축연신 블로성형 경량 담체용기 및 그의제조방법 - Google Patents

합성수지제 2축연신 블로성형 경량 담체용기 및 그의제조방법 Download PDF

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Abstract

합성수지원료의 사용량의 감소를 꾀하면서 좌굴강도가 큰 담체용기 및 그 제조방법을 제공한다.
합성수지제 2축연신 블로성형 경량 담체용기에 있어서, 주로 통상벽의 횡단면적이 다른 부분간의 연접부에 걸친 변곡점이 통과하는 적어도 하나의 횡단면을 포함하는 벽을 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상의 두께로 한 것으로, 언덕부(14, 24, 34)와 저부(15, 25, 35)의 연접부, 허리부(16, 26), 요리브(27, 37, 39), 돌출부(28) 부분이 두껍게 형성되고 있다.

Description

합성수지제 2축연신 블로성형 경량 담체용기 및 그의 제조방법 {Biaxially Stretch-Blow Molded Lightweight Synthetic Resin Bottle Container And Method For Producing Thereof}
합성수지제 담체는 현재 음료용 용기, 그외 기타 다수의 분야에 있어서 넓게 이용되고 있으나, 자원의 유효이용, 제조경비 절감, 담체 폐기시 쓰레기의 감량화 등을 꾀하기 위해서 합성수지제 담체용기의 두께를 얇게 하는 것에 의해 합성수지 원료의 사용량 감소가 꾀하여 지고 있다.
그러나 두께를 얇게 한 용기에 내용액을 충진한 것을 파렛트 쌓음 등으로 겹쳐 쌓는 경우, 겹쳐 쌓은 담체의 중량(내용액을 포함)이 밑으로 위치하는 용기에 걸려서, 겹쳐 쌓은 후에도 겹쳐 쌓여진 위에 위치하는 담체(내용액을 포함)의 중량이 밑에 위치하는 용기에 걸리게 된다. 즉 밑에 위치하는 용기에는 위로부터 용기 축방향으로 걸리게 되나, 이 경우 변곡점에 응력이 집중되어 버린다. 예를 들면 도9에 나타난 것처럼 동(胴)부 중앙에 직경이 줄어든 허리부(46)를 가지는 횡단면이 대략 사각형인 담체의 경우, 그 허리부(46)가 변곡점 464, 465, 466, 467을 가지고, 또한 언덕부(44)와 저부(45)의 사이에 변곡점 443, 444, 445를 가지고 있으나, 축방향의 힘이 상방으로부터 걸리면 위로부터의 누르는 압력에 의해 이들 변곡점에 있어서, 주위 방향을 따라서 직경방향 외방으로 향하는 분력도 작용하게 되어 좌굴변형(座屈變形)을 발생시키고, 경우에 따라서는 허리부, 저부 및 그 주변이 찌그러져 버리는 문제가 있었다.
본 발명은 합성수지제 2축연신 블로성형 경량 담체용기 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 담체용기의 일부 단면정면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 담체용기의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 담체용기의 저면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 의핸 담체용기의 일부 단면정면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 담체용기의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시형태에 의한 담체용기의 일부 단면정면도이다.
도 7은 도 6에 도시한 담체용기의 평면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 프리폼의 가열방법을 나타낸 일부 단면정면도이다.
도 9는 종래기술에 의한 담체용기의 일부 단면정면도이다.
이렇게 담체가 좌굴변형하여 찌그러지는 것을 방지하기 위해서, 본 발명은 합성수지 원료의 사용량의 감소를 도모함과 동시에 이들 변곡점을 포함하는 벽을 두껍게 하는 것에 의해 강도를 유지시키도록 하고, 좌굴강도를 크게 한 담체용기의 제조방법을 제공하여, 변곡점에서의 좌굴강도를 상승시켰다.
본 발명에 의하면 합성수지제 2축연신 블로성형 경량 담체용기에 있어서, 주로 통상 벽(筒狀壁)의 횡단면적이 다른 부분 간의 연접(連接)부의 변곡점이 통과하는 적어도 하나의 횡단면을 포함하는 벽을 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상의 두께로 한 것을 특징으로 하는, 합성수지제 2축연신 블로성형 경량 담체용기가 얻어진다.
바람직하게는 상기 변곡점이 통과하는 적어도 하나의 횡단면을 포함하는 벽으로부터 연신블로된 다른 부분의 벽에 있어서, 벽의 두께는 완만하게 변화하고 있다.
바람직하게는 상기 경량 담체용기가 입구부, 견(肩)부, 동(胴)부, 언덕부 및 저부로 구성되어 있고, 상기 통상 벽의 횡단면적이 다른 부분 간의 연접부가 언덕부와 저부접지면의 연접부이다. 보다 바람직하게는 상기 저부 접지면 전체의 두께를 상기 평균두께의 적어도 109% 두께로 한다.
또한 상기 통상 벽의 횡단면적이 다른 부분간의 연접부는 상기 견부와 상기 동부 사이의 연접부여도 좋다.
상기 동부에 허리부가 형성되어 있고, 상기 동부가 그 허리부 상부에 위치하는 상반 동부와 그 허리부 하부에 위치하는 하반 동부로 이루어지는 용기의 경우, 상기 통상 벽의 횡단면적이 다른 부분간의 연접부는 그 상반 동부와 그 허리부 사이의 연접부, 및 그 하반 동부와 그 허리부 사이의 연접부이다.
또한 본 발명의 각각의 관점에 의하면 프리폼을 가열하고, 2축연신 블로성형하는 것에 의해 2축연신 블로성형 경량 담체용기를 제조하는 방법에 있어서, 프리폼을 가열할 때에 주로 통상 벽의 횡단면적이 다른 부분 간의 연접부의, 적어도 하나의 변곡점에 대응하는 프리폼 부분을 연신블로성형되는 다른 프리폼 부분에 비교하여 가열정도를 적게하고, 그것에 의해 가열정도가 적은 부분의 연신정도를 적게하여 2축연신 블로성형된 때에 그 변곡점이 통과하는 횡단면을 포함하는 벽의 두께를 연신블로성형된 다른 부분에 비교하여 적어도 109% 두껍게 하는 것을 특징으로 하는, 2축연신 블로성형 경량 담체용기를 제조하는 방법이 제공된다.
바람직하게는 프리폼을 가열하여 일차 블로금형을 이용하여 프리폼을 일차 2축연신 블로성형하는 것에 의해 일차 중간성형품을 형성하고, 상기 일차 중간성형품을 가열하여 강제적으로 수축시켜 2차중간 성평품을 성형하고, 상기 2차 중간 성형품을 2차 2축연신 블로성형하는 것에 의해 2축연신 블로성형 경량 담체용기를 형성한다.
도 1∼3은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 담체용기를 나타낸다.
도 1∼3에 나타난 담체용기(1)는 입구부(11), 입구부 하단으로부터 하방으로 지름이 확대되어 연장되는 견부(肩部: 12), 견부 하단으로부터 직하하는 동부(胴部: 13), 그 동부(13)의 하단으로부터 담체용기 축방향 하방으로 연장되는 언덕부(14) 및 담체용기 타면을 형성하는 저부(底部: 15)로 이루어진다. 동부(13)는 대략 사각형(모퉁이를 두는 것에 의한 팔각형)의 횡단면을 가지며, 폭 넓이의 패널부(131), 패널부 사이에 배치된 좁은 폭의 대각주부(對角柱部: 132)로 이루어진다(도 2 및 3). 또한 동부(13)은 후술하는 허리부(16)에 의해 상반 동부(133)과 하반 동부(134)로 분할되어 있고, 패널부(131)는 상부 패널부(135)와 하부 패널부(136)로 분단되며, 대각주부(132)는 상부 대각주부(137)와 하부 대각주부(138)로 분단되어 있다. 상부 패널부(135) 및 하부 패널부(136)의 각각은 담체내 감압을 흡수하기 위한 패널(139)이 형성되어 있다.
동부(13)의 축방향 대략 중앙부에는 지름이 좁아져 안쪽으로 함몰된 허리부(16)가 형성되어 있다. 그 허리부(16)는 상부 패널부(135) 및 상부 대각주부(137)의 하단보다 안쪽 하방으로 연장하는 상부벽(161), 상부벽(161) 하단으로부터 직하하는 수직벽(162), 및 수직벽(162)의 하단으로부터 바깥쪽으로 연장하여 하부 패널(136) 및 하부 대각주부(138)의 상단에 연접하는 하부벽(163)으로 이루어진다.
허리부(16)의 수직벽(162)의 횡단면적은 상반 동부(133) 및 하반 동부(134)의 횡단면적에 비교하여 작다.
그 허리부(16)에서는 담체용기 상방으로부터 축방향으로 힘이 걸린 경우, 좌굴변형을 일어키기 쉽다 허리부(16)에서는 상반 동부(133)과 상부벽(161) 사이에서 변곡점 164를, 상부벽(161)과 수직벽(162) 사이에서 변곡점 165를, 수직벽(162)와하부벽(163) 사이에서 변곡점 166을, 그리고 하부벽(163)과 하반 동부(134) 사이에서 변곡점 167을 가진다. 즉, 본 발명의 변곡점으로는 담체용기의 횡단면적이 변화하는 것에 의해서 발생된다. 담체용기의 종단면으로 나타나는 변곡점을 의미한다. 담체용기 상방으로부터 축방향으로 힘이 걸리는 경우, 이들 변곡점에서 작용하는 힘이 축방향과 축에 대하여 직각 방향으로 분력을 발생시키기 때문에 좌굴변형을 일으키기 쉽게 되는 것으로 생각된다.
따라서 큰 횡단면적의 상반 동부(133)과 작은 횡단면적의 허리부(16)의 수직벽(162)과 큰 횡단면적의 하반 동부(134)의 연속부의 변곡점 164, 165, 166 및 167의 두께를 연신블로되는 다른 부분의 평균두께에 대하여 두껍게 형성하면 허리부(16)의 좌굴강도를 크게 하는 것이 가능하다.
본 발명자에 의하면 담체의 측벽의 두께를 연신블로된 부분의 평균두께의 적어도 109% 두껍게 하면 담체의 강도가 월등하게 강해지는 것이 설험적으로 확인되었다. 따라서 상기 변곡점 164, 165, 166 및 167의 벽을 연신블로된 부분의 평균두께의 적어도 109% 두께로 하는 것으로 하였다. 109% 미만의 경우 충분한 강도가 얻어지지 않는다. 두께 정도의 상한은 특히 없으나, 사용수지량이 많게 되면 연신정도가 작게 되어버려, 백화(白化)가 발생하는 것을 고려하면 250%까지가 바람직하다.
본 발명의 담체용기는 2축연신 블로성형에 의해 제조된다. 따라서 변곡점을 두껍게 한 경우, 단계적으로 두께가 달라지지 않고, 변곡점의 주위에 걸쳐서 완만하게 두께가 변화하는 것으로 되어, 예를 들면, 변곡점 164의 상반 동부(133)로부터 변곡점 164에 걸쳐서 두께는 단계적으로 변화되지 않고 도 1에 나타난 것처럼 완만하게 변화하게 된다. 또한, 도 1(및 도 4, 도 6)의 단면부분에 있어서, 두께는 강조되어 그려져 있다.
연접하는 변곡점(예를 들면 164 및 165)이 근접하여 있거나 또는 상술한 것처럼 두께의 변화가 완만하게 있기 때문에 변곡점과 변곡점의 사이의 두께는 변곡점의 두께와 실질적으로 같다. 따라서 담체용기의 두께는 도 1에 도시한 것처럼 상반 동부(133)보다 완만하게 두껍게 되어서 변곡점 164의 두께가 109% 이상으로 되고, 변곡점 164로부터 변곡점 167에 걸쳐서 대략 동일하게 두껍게(두께109%) 되며, 변곡점 167로부터 하반 동부(134)에 걸쳐서 완만하게 두께가 감소하는 것으로 되어 있다.
언덕부(14)는 하반 동부(134)로부터 연속하여 있고, 언덕부(14)의 횡단면적은 하반 동부(134)의 횡단면적과 동일하거나 대략 작다.
저부(15)는 접지벽(151)을 가지며, 담체용기의 저부 접지면을 형성한다. 저부(15)의 횡단면적(도 3 중 한줄 쇄선의 사선으로 나타난다)은 언덕부(14)의 횡단면적에 비교하여 작다.
언덕부(14)와 저부(15)의 사이에서 언덕부(14)로부터 저부(15)로의 연접부는 하방으로 감에 따라 지름이 작아지는 곡면으로 되어 있고, 저부(15)가 언덕부(14)를 향하여 굽어지기 시작하는 지점의 변곡점 143을 가지며, 언덕부(14)가 접지벽(141)을 향하여 굽어지기 시작하는 지점에서 변곡점 144를 가지고, 변곡점 143과 변곡점 144의 대략 중간지점에서 변곡점 145를 가지고 있다.
언덕부(14) 및 저부(15)에서도, 담체용기 상방으로부터 축방향으로 힘이 걸리는 경우 상기 변곡점 143, 144 및 145의 좌굴변형을 일으키기 쉽다. 이것은 수직벽으로부터 언덕부(14)에 걸친 담체 상방으로부터의 힘이 변곡점 143, 144, 및 145에서 축방향으로 축에 대하여 직각방향으로 분력을 일으키기 때문에 좌굴변형을 일으키기 쉽게 되는 것으로 생각된다.
따라서 언덕부(14) 및 저부(15)의 좌굴강도를 높이기 위해서 분력이 발생하는 것으로 생각되는 지점, 즉, 변곡점 143, 144, 145를 포함하는 벽(접지벽주위)를 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 적어도 109% 두껍게 형성하면 좋다.
본 발명에서 언덕부(14)로부터 저부(15)와의 접속부에 위치하는 변곡점 143, 144, 145뿐만 아니라, 저부(15)의 접지벽(151) 전체(즉, 저부접지면 전체)를 두껍게 하여도 좋다. 이것에 의해 저부(15) 전체를 강화하는 것이 가능하다.
그 외, 도 1∼3에 도시된 담체용기(1)에서 「통상 벽의 횡단면적이 다른 부분간의 연접부의 변곡점」으로서 견부(12)와 상반 동부(133) 사이의 변곡점 121, 어깨부(12)의 축방향 중앙보다 대략 밑으로 존재하는 변곡점 122이 있어, 이들 변곡점을 두껍게 하여도 좋다. 단 도 1∼3에 나타난 구조의 단체 용기(1)에서는 주로 허리부(16)와 저부(15) 근방의 탄성변형에 의해 상방으로부터의 외력을 흡수하는 것이 가능하기 때문에 도 1∼3에 나타난 구조의 담체용기(1)에서는 변곡점 121 및 122의 벽압을 두껍게 하지 않아도 좋다. 본 발명에서는 담체용기의 구체적 구조 및 그 강도를 감안하여 두껍게 하는 것으로 충분한가 아닌가가 판단된다.
상방으로부터의 누르는 압력은 주위방향 전체의 걸쳐서 형성된 변곡점에 축방향 직각방향으로 향하는 분력으로서 작용하는 것이며, 다시 말하면 담체용기의 축방향을 축으로 한 통상으로 형성된 요철부분의 변곡점에 주로 작용하고, 특히 도 1∼3에 나타난 담체용기(1)에서는 대각주부(132)가 기둥으로 작용하기 때문에 전체주변에 걸쳐서 형성되어 있지 않는 패널(139)의 주변에 존재하는 변곡점에는 거의 걸리지 않는다. 따라서 패널(139)의 주변을 두껍게 할 필요는 없다.
또한 통상벽으로는 반드시 횡단면이 원형일 것을 의미하는 것은 아니며 도 1∼3에서 도시한 담체영기처럼 횡단면이 대략 사각형, 그외 다른 다각형인 것도 포함하다.
도 4∼5는 본 발명의 제2 실시형태를 나타낸다. 도 4∼5에 나타난 담체용기(2)는 입구부(21), 견부(22), 동부(23), 언덕부(24) 및 저부(25)로 이루어진다. 도 4∼5에 나타난 담체용기(2)는 도 1∼3에 나타난 담체용기와는 다르며, 대략 원형의 횡단면 형상을 가지고, 동부(23)의 하단과 언덕부(24)의 사이에 요(凹)리브(27)가 형성되어 있으며, 또한 허리부(26)의 아래에는 돌출부(28)가 연속되어 형성되어 있다.
동부(23)의 축방향 대략 중앙부에는 허리부(26) 및 돌출부(28)이 형성되어 있고, 동부(23)는 상반 동부(233)와 하반 동부(234)로 분리되어, 하반 동부(234)에는 담체 내 감압을 흡수하기 위한 패널(239)이 형성되어 있다.
허리부(26)는 상반 동부(233)의 하단으로부터 안쪽 하방으로 연장되는 상부벽(261), 상부벽(261)의 하단으로부터 직하하는 수직벽(262), 수직벽(262)의 하단으로부터 바깥쪽 하방으로 연장된 돌출부(28)의 상단에 연접하는 하부벽(263)으로이루어진다. 돌출부(28)는 상기 허리부(26)의 하부벽(263) 하단으로부터 수직하는 수직벽(28)과 수직벽(281)의 하단으로부터 안쪽 하방으로 연장하여 상기 하반 동부(234)에 연속하는 하부벽(282)으로 이루어진다. 허리부(26) 및 돌출부(28)은 변곡점 264, 265, 266, 267, 283 및 284를 가진다.
제 2 실시형태에 있어서는 이들 변곡점 264, 265, 266, 267, 283 및 284를 통과하는 횡단면의 벽을 연신블로성형된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상 두께로 형성한다. 연접하는 변곡점이 근접하여 있기 때문에, 변곡점 264로부터 변곡점 284에 걸쳐서 두께가 대략 동일한 것은 제1 실시형태와 동일하다.
도 4 및 5에 도시된 담체용기(2)는 언덕부(24)와 저부(25) 사이의 연접부에서 제1실시형태와 동일하게 변곡점 243, 244 및 245를 가지고 있고, 이들 변곡점을 통과하는 횡단면의 벽을 연신블로성형된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상 두께로 형성한다. 변곡점 243으로부터 변곡점 245에 걸쳐서 두께가 대략 동일한 것도 제1실시형태와 동일하다.
또한 제1실시형태와 동일하게 저부(25)의 접지벽(251) 전체(즉, 저부 접지면 전체)는 연신블로성형된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상 두께로 형성되어 접지면 전체의 강화가 유도된다.
제1 실시형태와는 달리 담체용기(2)에는 동부(23)의 하단과 언덕부(24) 사이에 요리브(27)가 형성되어 있다. 그 요리브(27)는 하반 동부(234) 및 언덕부(24)보다 지름이 좁게 되어 있어서, 변곡점 271, 272, 273, 및 274를 가지고, 이들 변곡점을 통과하는 횡단면의 벽을 연신블로성형된 부분의 평균 두께에 대하여 109% 이상 두께로 형성한다. 변곡점 271로부터 변곡점 274에 걸쳐서 두께는 대략 동일하다.
상기 구성에 의해 담체용기(2)의 허리부(26), 요리브(27) 및 언덕부(24)로부터 저부(25)에 걸치는 부분이 강화되어 좌굴강도가 큰 담체용기가 얻어진다.
상기 이외에는 제2실시형태는 상술한 제1실시형태와 동일하여 그 설명을 생략한다.
도 6∼7은 본 발명의 제3실시형태를 나타낸다. 도 6∼7에 나타난 담체용기(3)는 입구부(31), 견부(32), 동부(33), 언덕부(34) 및 저부(35)로 이루어지고, 대략 원형의 횡단면을 가지고 있다. 동부(33)에는 동부 상단 근처로부터 동부 하단 근처에 걸쳐서 축방향으로 연장되는, 담체내 감압을 흡수하기 위한 패널(339)이 형성되어 있다. 제3실시형태의 담체(3)에서는 동부(33)에 허리부가 형성되어 있지 않다.
제1실시형태 및 제2실시형태와 동일하게, 담체용기(3)는 언덕부(34)와 저부(35) 사이의 연접부에서 변곡점 343, 344, 및 345를 가진다. 또한 담체용기(3)에서는 제2실시형태의 담체(2)와 동일하게 동부(33)과 언덕부(34) 사이에 요리브(37)가 형성되어 있고, 변곡점 371, 372, 373, 및 374를 가진다. 이들 변곡점을 통과하는 횡단면의 벽은 연신블로성형된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상으로 형성되어 있다.
다시, 담체용기(3)는 견부(32)와 동부(33) 사이에서도 요리브(39)가 형성되어 있고, 요리브(39)는 변곡점 371, 372, 373, 및 384를 가지며, 이들 변곡점을 통과하는 횡단면의 벽은 연신블로성형된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상으로 형성되어 있다.
상기 변곡점 343으로부터 345에 걸쳐서, 변곡 371로부터 374에 걸쳐서, 및 변곡점 391로부터 394에 걸쳐서 두께가 대략 동일한 것은 상기 제1실시형태 및 제2실시형태와 동일하다.
상기 이외에는 제3실시형태는 상술한 제1 및 제2실시형태와 동일하여 그 설명을 생략한다.
상기 제1∼3 실시형태에서 각 용기는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지로 이루이전 프리폼을 2축연신 블로성형하는 것에 의해 만들어지나, 본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트제 용기에 한정되지 않고, 기타 합성수지에 대해서도 응용하는 것이 가능하다.
변곡점만을 국소적으로 두껍게 하기 위해서는 최종 담체용기에서 변곡점으로 형성되는 부분의 프리폼의 가열정도를 다른 부분보다 작게하면 된다. 이것에 의해 가열정도가 작은 부분에서는 연선정도가 작게되고, 더욱 두껍게 하는 것이 가능하다.
프리폼의 가열방법을 상술한 것처럼 하는 것 이외에는 종래의 합성수지제 담체용기의 제조방법을 이용하는 것이 가능하며, 통상의 2축연신 블로성형 및 이하에 나타난 2단계의 2축연신 블로성형에 의해 성형하는 것이 가능하다.
이하, 2단계의 연신블로성형에 의해 도 1∼3에 나타난 용기를 제조하는 실시형태를 도 8 및 도 1을 참조하여 설명한다. 먼저 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 유저통상(有底筒狀)의 프리폼 P를 준비한다.
이 프리폼을 연신효과를 발현할 수 있는 70∼130℃, 보다 바람직하게는 90∼120℃로 가열한다. 도시 실시예에서는 히터(미도시)에 의해 가열하는 부분을 구획분리하고, 각 구획 프리폼의 가열정도를 다르게 하는 것에 의해, 담체용기에서 두껍게 되는 부분에 대응하는 부분의 가열정도를 작게 한다.
이렇게 가열된 프리폼을 일차 2축연신 블로성형하여 일차 중간성형품을 형성한다. 일차 2축연신 블로성형에 이용되는 일차금형의 온도는 50∼230℃로 하고, 보다 바람직하게는 70∼180℃로 한다. 프리폼으로부터 일차 중간성형부로의 연신면적배율은 프리폼을 기준으로 하여 4∼22배, 바람직하게는 6∼15배로 하고, 충분히 연신하여 수지밀도를 상승시켜, 담체용기의 내열성을 높이도록 한다. 일차 중간 성형품은 최종적으로 성형되는 담체용기보다도 크게 성형된다. 담체용기에서 두껍게 하는 부분(도 1의 담체용기에서 변곡점 164로부터 변곡점 167에 걸친 허리부(16) 및 변곡점 143으로부터 변곡점 145에 걸친 부분)에 대응하는 부분의 벽은 이 일차 중간성형품에서의 두께로 형성된다.
이렇게 형성하여 얻어진 일차 중간성형품을 가열처리하여 열수축시켜, 2차중간성형품으로 한다. 가열직후의 온도는 110∼255℃, 바람직하게는 130∼200℃로 한다. 이 가열에 의해 일차중간성형품은 강제적으로 수축되고, 일차 2축연신 블로성형에서 일차중간성형품에 발생된 잔류응력이 해방된다. 이 가열처리공정에서 일차중간성형품은 열수축하나, 담체용기에서 두껍게 하는 부분에 대응하는 부분이 일차중간성형품에서 두껍게 되어 있기 때문에 2차중간성형품에 대응하는 부분은 다른연신부분과 비교하여 두껍게 되는 것으로 변하지 않는다.
이 이차중간성형품을 이차 2축연신 블로성형하여 최종 담체용기로한다. 이차 2축연신 블로성형에 이용되는 이차금형의 온도는 60∼170℃, 바람직하게는 80∼150℃이다. 이 중간성형품으로부터 최종 담체용기로의 연신배율은 프리폼으로부터 일차중간성형품으로의 연신배율에 비교하여 작다. 따라서 이차 2축연신 블로성형에 의해 발생하는 잔류응력은 일차 2축연신 블로성형에 의해 발생하는 잔류응력보다도 작다.
이렇게 하여 얻어진 담체용기는 수지밀도 1.380∼1.395g/cm3를 가지는 정도로 내열성이 높으며, 또한 도 1의 담체용기에서 변곡점 164로부터 변곡점 167에 걸친 허리부(16), 및 변곡점 143으로부터 변곡점 145에 걸친 부분이 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 적어도 109% 두께를 가지기 때문에 좌굴강도가 크다.
상술한 실시형태에서는 프리폼의 가열정도를 변화시키는 것에 의해 두께를 변화시키는 것으로 하였으나, 대신에 담체용기에서 두껍게 형성되는 부분에 대응하는 부분의 프리폼을 두껍게 형성하고, 이것을 통상의 블로성형에 의해 담체용기로 성형하여도 좋으며, 또한 프리폼의 가열정도의 변화와 프리폼의 두께 조정의 양자를 병용하여 형성하는 것도 가능하다.
실시예
도 1에 도시한 2추연신 블로성형 경량 담체용기를 제조하기 위해서, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 프리폼을 준비하였다.
이 프리폼을 가열하였다. 이 경우 히터에 의한 프리폼 가열부분을 구획 분리하였다. 도 8에서 프리폼을 7개의 구획으로 나누고, 입구부분으로부터 제1구획, 제2구획∼제7구획으로 하여, 히터 출력 전체의 평균에 대하여, 최종 담체용기의 허리부(16)에 대응하는 부분인 제3구획을 25% 감소(즉 출력 75%), 변곡점 143으로부터 내측의 저부중앙에 대응하는 부분인 제6구획을 17% 감소(즉 출력 83%)로 하였다. 이상과 같이 하여 프리폼은 90∼120℃의 범위내에 가열되었다.
이렇게 가열된 프리폼을 150℃로 가열한 일차금형을 이용하여 일차 2축연신블로성형하고 일차중간품을 얻었다. 이 일차중간품을 160℃로 가열하여 수축시켜 이차중간품을 얻었다. 이 이차중간품을 95℃로 가열한 이차금형을 사용하여 이차연신 블로성형하고, 내용적 500ml의 최종담체를 얻었다.
얻어진 담체용기의 두께를 측정한 결과, 연신블로성형된 부분의 평균두께는 0.330mm, 허리부(16)의 두께는 0.359mm(즉 109%), 언덕부(14)와 저부(15)의 연접부의 두께는 0.363mm(즉 110%)였다. 상기 담체용기의 좌굴강도는 324N였다.
또한 상기 실시예에서는 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 허리부(16)의 두께를 109%, 언덕부(14)와 저부(15)의 연접부를 110%로 하였으나, 두께의 정도는 허리부의 유무, 리브의 유무 등, 담체용기의 역학적 구조의 차이에 의해 변화하는 것이어서, 본 발명은 이러한 수치로 한정되는 것은 아니다.
비교예
비교를 위해 프로폼의 가열에 관련하여 제3구획 및 제6구획의 히터 출력을 낮춘 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법을 이용하여 담체용기를 제조하였다. 얻어진 담체용기의 두께는 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 허리부(16)에서 105%, 언덕부와 저부의 연접부는 107%이고, 그 담체용기의 좌굴강도는 약 255N이었다.
또한 실시예와 비교예의 두께의 차이에 비하여 실시예와 비교예의 좌굴강도의 차이가 크게 되었는데, 이것은 좌굴강도가 두께의 대략 제곱승에 비례하는 것으로 고려되기 때문이다.
본발명에 의하면 주로 통상 벽의 횡단면적이 다른 부분 간의 연접부에서 변곡점을 통과하는 적어도 하나의 횡단면을 포함하는 벽을, 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상의 두께로 하였기 때문에 좌굴강도가 크게 되고, 이들 변곡점에서 담체용기 축방향으로 직각방향으로 분력이 발생하여 좌굴변형을 일으키지 않고, 또한 연신블로된 다른 부분은 얇은 두께로 형성되기 때문에 합성수지 원료의 사용량의 감소를 꾀하는 것이 가능하다.
언덕부와 접지벽의 연접부의 변곡점을 포함하는 벽(즉 접지벽 주변부)가 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상의 두께로 되면 접지벽 주변부의 좌굴강도가 크게 된다.
접지벽 전체의 두께를 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상의 두께로 하면 접지벽 전체의 좌굴강도가 크게 된다. 견부와 동부의 연접부의 변곡점을 포함하는 벽(즉, 접지벽 주변부)를 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상의 두께로 하면 견부 및 동부의 연접부의 좌굴강도가 크게 된다.
상반 동부와 허리부 사이의 연접부 및 하반 동부와 허리부 사이의 연접부의 변곡점을 포함하는 벽(즉 허리부)를 연신블로된 부분의 평균 두께에 대하여 109% 이상의 두께로 하면 허리부의 좌굴강도가 크게 된다.
본 발명의 각각의 관점에 의하면 프리폼의 가열정도를 변화시키는 것에 의해 상술한 좌굴강도가 큰 담체용기가 용이하게 얻어지게 되고, 또한 프리폼의 가열공정 이외에는 종래기술과 동일하기 때문에 용이하게 상술한 담체용기가 얻어진다.
이 경우 이단계의 2축연신 블로성형으로 하여 용기를 성형하는 경우, 일차 2축연신 블로성형의 내부 잔류응력을 가열처리에 의해 해방하기 때문에 내열성이 높은 담체용기를 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 합성수지제 2축연신 블로성형 담체용기에 있어서, 주로 통상벽의 횡단면적이 다른 부분 간의 연접부의 변곡점이 통과하는 적어도 하나의 횡단면을 포함하는 벽을, 연신블로된 부분의 평균두께에 대하여 109% 이상의 두께로 한 것을 특징으로 하는, 합성수지제 2축연신 블로성형 경량 담체용기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 변곡점이 통과하는 적어도 하나의 횡단면을 포함하는 벽으로부터 연신블로된 기타 부분의 벽에 걸쳐 두께가 완만하게 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 2축연신 블로성형 경량 담체용기.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 담체용기가 입구부, 견부, 동부, 언덕부 및 저부로 구성되어 있고, 상기 통상벽의 횡단면적이 다른 부분 간의 연접부가, 언덕부와 저부접지면의 연접부인 것을 특징으로 하는 2축연신 블로성형 경량 담체용기.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 저부 접지면 전체의 두께를 상기 평균 두께의 적어도 109% 두껍게 하는 것을 특징으로 하는 2축연신 블로성형 경량 담체용기.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 통상벽의 횡단면적이 다른 부분 간의 연접부가, 상기 견부와 상기 동부 사이의 연접부인 것을 특징으로 하는 2축연신 블로성형 경량 담체용기.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 동부에 허리부가 형성되어 있고,
    상기 동부가 그 허리부 상부에 위치하는 상반 동부와, 그 허리부 하부에 위치하는 하반 동부로 이루어지며,
    상기 통상벽의 횡단면적이 다른 부분 간의 연접부가, 그 상반동부 및 그 허리부 사이의 연접부, 및 그 하반동부와 그 허리부 상이의 연접부인 것을 특징으로 하는 2축연신 블로성형 경량 담체용기.
  7. 프리폼을 가열하고, 2축연신 블로성형하는 것에 의해 2축연신 블로성형 경량 담체용기를 제조하는 방법에 있어서, 프리폼을 가열할 때에 주로 통상벽의 횡단면적이 다른 부분 간의 연접부의 적어도 하나의 변곡점에 대응하는 프리폼의 부분을 연신블로성형되는 다른 프리폼의 부분과 비교하여 가열정도를 적게하여 그것에 의해 가열정도가 적은 부분의 연신정도를 적게하여 2축연신 블로성형된 때에 그 변곡점이 통과하는 횡단면을 포함하는 벽의 두께를 연신블로성형된 다른 부분에 비교하여 적어도 109% 두께로 하는 것을 특징으로 하는 2축연신 블로성형 경량 담체용기를 제조하는 방법
  8. 제 7항에 있어서,
    프리폼을 가열하여 일차 블로금형을 이용하여 프리폼을 일차 2축연신 블로성형하는 것에 의해 일차 중간성형품을 형성하고,
    상기 일차중간 성형품을 가열하여 강제적으로 수축시켜 이차중간성형품을 성형하고,
    상기 이차중간성형품을 이차 2축연신 블로성형하는 것에 의해 2축연신 블로성형 경량 담체용기를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
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