KR20040012505A - 바닥부에 매달기 구를 갖는 병 및 그 성형 방법과 사출 금형 - Google Patents

Abstract

연신 블로우에 의한 병의 바닥부에, 똑바른 우산형상 후크에 의한 매달기 구(具)를, 프리폼(preform)의 바닥부 구조와 연신 블로우 수단의 개량에 의해 성형 가능하게 한다.

사출 성형된 프리폼(2)을 연신 블로우하여 성형된 얇은 병(1)이다. 병 내에 오목하게 형성된 바닥부(13)의 중앙에 지주(14)와 플랜지(15)로 이루어지는 우산형상 후크의 매달기 구를 구비한다. 그 매달기 구를 프리폼 바닥면의 스프루(sprue) 주위에 일체 형성한 플랜지와 스프루 기단부(基端部)로 형성한다.

Description

바닥부에 매달기 구를 갖는 병 및 그 성형 방법과 사출 금형{BOTTLE HAVING HANGING TOOL AT BOTTOM AND MOLDING METHOD THEREOF, AND INJECTION MOLD}

본 발명은, 연신 블로우 성형된 얇은 병의 바닥부에, 거꾸로 매다는 것이 가능한 매달기 구(具)를 일체로 갖는 병과, 그 성형 방법 및 사출 금형에 관한 것이다.

매달 수 있는 수액 병으로는, 다이렉트 블로우 성형에 의한 병의 바닥부에 핀치 오프를 이용하여 매달기 편(片)을 일체 성형한 것이 있으나, 매달기 편이 접지면보다도 외측으로 돌출 형성되므로, 매달기 편이 굽힘 가능한 것이어도, 그것이 장해가 되어 통상 병과 같이 세워서 반송이나 충전을 행할 수 없다는 과제를 갖는다.

또 사출 성형한 프리폼(preform)을 연신 블로우 성형하여 제조한 병이라도, 바닥면을 올라오게 형성하여, 바닥에 발생한 오목부 내에 매달기 편을 굽힘 가능하게 형성하거나, 또는 스프루를 편평하게 찌그러뜨려 매달기 편에 형성한 것도 있으나, 오목부의 높이에 제한이 있기 때문에 매달기 편의 크기도 한정되어, 만족스러운 것을 성형할 수 없고, 그 매달기 편의 성형에도 특별한 바닥 금형을 필요로 하여, 구멍 뚫기 등의 2차 가공을 필요로 하므로 비용이 높아지기 쉽다.

병 바닥부의 매달기 구로서는, 형태가 우산형상인 후크가 가장 심플하고 확실성이 있어 좋지만, 연신 블로우 성형에 의한 병의 바닥부 우산형상 후크를 수직으로 성형하는 것은, 성형시의 바닥부 변형때문에 대단히 곤란하고, 약간 기울어져도 불량품으로 취급되므로 수율이 나빠, 실시하기 어렵다는 과제를 갖는다.

본 발명은, 상기 사정으로부터 고려된 것으로, 그 목적은, 프리폼의 바닥부 구조와 연신 블로우 수단의 개량에 의해, 스프루를 똑바른 우산형상 후크에 의한 매달기 구로서 구비할 수 있는 병과, 그 병의 성형 방법 및 사출 금형을 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 매달기 구를 바닥부에 갖는 병의 주요부 종단 정면도,

도 2는 상기 도면의 바닥면도,

도 3은 사출 금형의 종단면도,

도 4는 상기 도면의 바닥 금형 부분의 확대 단면도,

도 5는 축방향 연신의 제한 위치를 도시한 블로우 금형의 주요부 종단면도,

도 6은 에어 블로우 상태를 도시한 블로우 금형의 주요부 종단면도,

도 7은 병 바닥부의 성형 상태를 도시한 블로우 금형의 주요부 종단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 …병11 …네크부

12 …몸통부 13 …바닥부

14 …지주 15 …플랜지

2 …프리폼(예비성형물) 23 …바닥부

24 …스프루 기단부 25 …플랜지

26 : 스프루 선단부3 …사출 금형

31 …사출 캐비티 금형32 …사출 코어 금형

33 …바닥 금형 4 …네크 금형

6 …코어 부재7 …밸브 노즐

8 …지지대9 …바닥 금형의 개폐 실린더

100 …블로우 금형101 … 캐비티 금형

102 … 블로우 캐비티103 … 하부 개구

105 … 바닥 금형107 … 연신 로드

상기 목적에 의한 본 발명의 병은, 사출 성형된 프리폼을 연신 블로우하여 성형된 얇은 병과, 병 내에 오목하게 형성된 바닥부에 돌출 설치한 매달기 구로 이루어지고, 그 매달기 구는 프리폼 바닥부의 스프루(sprue) 주위에 일체 형성한 플랜지와, 이 플랜지의 지주로서 남겨 둔 스프루 기단부(基端部)에 의한 우산형상 후크로 이루어지는 것이다.

본 발명의 성형 방법은, 프리폼 바닥부를 몸통부보다도 얇게 형성하여 냉각 경화하기 쉽게 하는 동시에, 프리폼 바닥부의 스프루 주위에 우산형상 후크가 되는 플랜지를 일체 형성하고, 그 플랜지의 수용구멍을 금형 면에 뚫어 형성한 바닥 금형을 갖는 블로우 금형과 연신 로드(rod)에 의해, 프리폼을 얇은 병으로 연신 블로우 성형할 때, 연신 로드에 의한 프리폼의 연신을 선행하고, 그 연신을 프리폼 외부 바닥면이 블로우 캐비티 내에서의 바닥 금형의 금형 면 상에, 소요 공간을 두고 위치할 때까지로 제한하여, 연신 로드와 바닥 금형에 의한 프리폼 바닥면의 압축 변형을 방지하여 이루어지는 것이다.

본 발명의 사출 금형은, 프리폼의 몸통부를 성형하는 사출 캐비티 금형과, 프리폼의 바닥부 및 몸체부와의 접속부를 성형하는 바닥 금형과, 사출 캐비티의 개구부와 금형을 닫아 프리폼의 네크부를 성형하는 네크 금형과, 그 네크 금형을 관통하여 바닥 금형까지 삽입된 사출 코어 금형으로 이루어지고, 상기 바닥 금형을 1쌍의 분할 금형에 의해 개폐 가능하게 구성하고, 그 분할 금형의 개폐면에 병 바닥부의 우산형상 후크가 되는 플랜지의 성형 오목부를 갖는 스프루 기단부를 설치하여 이루어지는 것이다.

(발명의 실시형태)

도 1 및 도 2는 폴리프로필렌(PP)에 의한 수액용의 병(1)으로, 네크부(11)에 연속하는 몸통부(12) 및 병 내에 오목하게 형성된 바닥부(13)가, 네크부(11)보다도 얇게 연신 블로우 성형되어, 그 바닥부(13)의 중앙에 지주(14)와 플랜지(15)로 이루어지는 우산형상 후크의 매달기 구를 일체 성형한 것으로 이루어진다.

이 매달기 구가 부착된 병(1)은, 도 3에 도시하는 사출 금형을 사용하여, 네크부(21) 및 몸통부(22)와 바닥부(23)를 일체로 사출 성형한 프리폼(2)을, 도 5 이하에 도시하는 블로우 금형(100)을 사용하여 연신 블로우 성형한 얇은 것으로 이루어지며, 프리폼(2)의 바닥부 중앙에 뚫어 형성한 스프루 기단부(24)와, 스프루 주위에 일체 성형한 플랜지(25)가, 각각 병 바닥부(13)의 외부 바닥면에 돌출 형성한 상기 지주(14)와 플랜지(15)가 되어, 우산형상 후크의 매달기 구를 형성하고 있다.

도 3은 프리폼(2)의 사출 금형을 도시한 것으로, 프리폼(2)의 몸통부(22)를 성형하는 사출 캐비티 금형(31)과, 바닥부(23) 및 몸통부와의 접속부를 성형하는 바닥 금형(33)과, 사출 캐비티 금형(31)의 개구부와 금형을 닫아 프리폼(2)의 네크부(21)를 성형하는 네크 금형(4)과, 그 네크 금형(4)을 관통하여 바닥 금형(33)까지 삽입된 사출 코어 금형(32)으로 이루어진다.

상기 네크 금형(4)은, 사출 캐비티 금형(31)의 상부에 승강 가능하게 설치한 이송반(5)의 하면에, 부재(51)를 갖고 측방으로 개폐 가능하게 부착한 1쌍의 금형 부재로 이루어지고, 그 내부에 상방으로부터 끼워 맞춘 승강 가능한 코어 부재(6)의 하측에, 상기 사출 코어 금형(32)이 부착되어 있다.

상기 바닥 금형(33)은, 사출 캐비티 금형(31)의 하단과, 그 바로 아래에 설치한 상단이 볼록형인 지지대(8)와의 사이에 끼워 설치한 개폐 가능한 1쌍의 분할 금형(33a, 33b)으로 이루어지고, 그 분할 금형(33a, 33b)의 개폐면에, 플랜지 성형 오목부를 주위에 형성한 수지의 통로가 되는 스프루 기단부(24)가 설치되어 있다. 또 개폐면의 하측은 상기 지지대(8)의 상단과 끼워 맞춰져, 금형 닫힘면이 사출 캐비티 금형(31)의 중심에 위치하도록 오목부에 형성되어 있다.

또 지지대(8)는 중공으로 내부에 밸브 노즐(7)이 삽입되어 있다. 이 밸브 노즐(7)의 선단은, 상기 스프루 기단부(24)의 연장단으로서 위치하는 지지대(8)의 상단 중앙의 개구에 단열지를 개재하여 맞닿고, 이에 의해 밸브 노즐(7)로부터의 용융 수지는 스프루 기단부(24)를 통과해, 사출 캐비티 금형(31)과 사출 코어 금형(32)에 의해 형성된 캐비티에 유입한다.

사출 충전된 용융 수지는, 캐비티 내에서 네크부(21), 몸통부(22), 평평한 바닥부(23)가 상기 네크 금형(4), 사출 캐비티 금형(31), 바닥 금형(33)의 각각에 의해 일체 형성된 프리폼(2)이 된다. 또 도 4에 도시하는 바와 같이, 스프루 기단부(24)에서는, 플랜지(25)가 주위에 형성된 스프루 기단부(24)가, 바닥부(23)의 외부 바닥면 중앙에 접속 형성된다.

사출 성형된 프리폼(2)의 금형 분리는, 바닥 금형(33)의 열기를 선행하고, 이어서 사출 코어 금형(32)을 상승하여 프리폼(2)으로부터 빼낸 뒤, 네크 금형(4)을 상방으로 열어 프리폼(2)을 사출 캐비티 금형(31)으로부터 빼내거나, 또는 사출 캐비티 금형(31)으로부터의 빼냄을 먼저 행하거나 하여 금형 분리한다. 바닥 금형(33)의 열기는 분할 금형(33a, 33b) 각각의 외단에 피스톤(10)을 연결하여, 실린더 본체(9)를 사출 캐비티 금형(31)의 외형체(34)에 고정 부착한 에어 또는 유압 작동의 개폐 실린더에 의해 행한다.

상기 프리폼(2)의 바닥부(23)는, 연신 블로우 성형시에 연신 로드의 가압력에 의해 변형되면, 스프루 기단부(24)의 수직도가 손상되므로, 이것을 방지하기 위해 네크부(21)보다도 현저하게 두껍게(예를 들면 3.4mm) 형성되고 몸통부(22)보다도 얇게(1.2 mm) 형성하여, 프리폼(2)이 고온 금형 분리되었을 때, 이미 냉각 경화하여 변형되지 않도록 되어 있다. 금형 분리 후의 프리폼(2)은, 네크부(21)를 네크 금형(4)에 의해 유지하여, 도시 생략한 예비성형 금형 또는 블로우 금형(100)으로 이송되어, 상기 병(1)에 연신 블로우 성형된다.

도 5 이하에 도시하는 바와 같이, 블로우 금형(100)은 1쌍의 개폐 가능한 분할 금형에 의한 캐비티 금형(101)과, 캐비티 금형(101)의 닫음에 의해 형성된 상부 개구의 블로우 캐비티(102)와, 블로우 캐비티(102) 바닥부에 형성한 바닥부 개구(103)에 승강 가능하게 수용되고, 하측으로 연결한 피스톤 로드(104)에 의해 금형 면을 캐비티 내에 출입 가능하게 향하도록 바닥 금형(105)으로 이루어지고, 그 바닥 금형(105)의 금형 면 중앙에 상기 플랜지(25)보다도 약간 큰 직경으로, 연신 로드(107)의 선단 부재(107a)의 맞닿음 면 내에 수용되는 구경의 세로구멍이, 스프루 기단부(24)의 수용구멍(106)으로서 형성되어 있다.

이러한 블로우 금형(100)에서는, 바닥 금형(105)의 강하에 의해 금형 면을 하부 개구 내에 위치시킨 상태로 닫음이 행해지고, 또 도면에서는 생략했지만, 블로우 캐비티(102)의 상부 개구와 상기 네크 금형(4)이 닫혀, 캐비티(102)의 중앙에 상기 프리폼(2)이 유지된다. 이 금형 닫힘 후에 네크 금형(4)에 연신 로드(107)를 내부에 설치한 블로우 코어(도시 생략)가 끼워 맞춰지고, 연신 로드(107)의 선단 부재(107a)가 프리폼 내부 바닥면에 맞닿아, 연신 로드(107)의 신장에 의한 축방향 연신과, 블로우 코어로부터의 에어 블로우에 의한 팽창에 의한 연신 블로우 성형이행해져, 상기 병(1)이 성형되게 된다. 축방향 연신시에 있어서 프리폼 바닥부(23)는 이미 경화되어 있으므로 신장력에 의해 변형되지 않고, 사출 성형시의 두께와 형상을 유지하고 있다.

통상의 연신 블로우 성형에서는, 연신 로드(107)에 의한 프리폼(2)의 축방향 연신을, 프리폼(2)의 바닥부(23)가 캐비티 내에 돌출 위치한 바닥 금형(105)의 금형 면에 접하여 압축 연신될 때까지 행하고 있다. 그러나, 그러한 연신에서는 바닥부(23)가 변형하여 스프루 기단부(24)가 기울어지므로, 압축 연신에 의한 변형을 피하기 위해서, 축방향 연신은 도 5에 도시하는 바와 같이, 캐비티 내에 돌출한 금형 면 상에 소요 공간(S)(예를 들면 1.2mm 정도)을 두고 위치할 때까지로 제한한다.

이 상태로 에어 블로우를 행하면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 프리폼(2)의 몸통부(22)가 상부에서 하부로 캐비티 가득히 팽창되어 가고, 또 냉각 경화한 바닥부(23)는 바닥부 주위의 팽창에 의해, 바닥 금형(105)의 금형 면까지 내려가 가압되게 되나, 바닥부(23)는 경화에 의해 사출 성형되었을 때의 두께를 유지하고, 또 스프루 기단부(24)는 수용구멍(106)의 바로 위에 위치하고 있으므로, 그 주위의 플랜지(25)와 함께 수용구멍(106)에 수용된다. 이 수용 과정에서도 플랜지(25)가 스프루 기단부(24)의 가이드를 겸하므로, 스프루 기단부(24)는 기울어지지 않고 수용구멍(106)에 수용되게 된다. 또 에어 블로우시에 바닥부(23)가 바닥 금형(105)과 연신 로드(107)에 의해 사이에 끼움 고정되어 있지 않아도, 플랜지(25)의 위치가 어긋나는 것을 방지하므로, 에어 블로우에 의한 스프루 기단부(24)의 중심 어긋남이 발생하기 힘들게 된다.

에어 블로우 후에 내압을 가한 채로 바닥 금형(105)을 상승시켜 금형 면을 캐비티 내의 설정 위치까지 밀어 올리면, 바닥부(23)는 그 주위와 함께 병 내로 밀어 넣어지고, 도 7에 도시하는 바와 같이, 얇게 성형된 몸통부(12)와 접속한 병(1)의 바닥부(13)가 된다. 또 바닥 금형(105)의 밀어 올리기에 의한 바닥부(13)의 성형에 있어서, 상기 연신 로드(107)는 신장 제한 위치에 멈춰 있기 때문에, 바닥 금형 상승시의 연신 로드(107)의 동시 이동을 행할 필요가 없고, 바닥 금형(105)의 금형 면이 설정 위치에 도달했을 때에도, 신장시의 공간(S)이 병(1)의 바닥부(13)와, 연신 로드(107)의 선단 부재(107a)와의 사이의 공간(S')으로서 확보되기 때문에, 연신 로드(107)를 그 위치에 정지시켜 두어도, 연신 로드(107)에 부하가 걸리는 경우도 없다.

블로우 성형 후의 열기는, 바닥 금형(105)의 강하에 의한 바닥부(13)의 금형 분리를 선행하고, 그 후에 병(1)을 네크 금형(4)에 유지하여 블로우 코어의 빼냄 및 캐비티 금형의 열기를 행한다. 병(1)에는 플랜지(15)로부터 돌출한 스프루 선단부의 커트 처리가 실시되어, 도 1에 도시한 것과 같은 우산형상 후크에 의한 매달기 구가, 외부 바닥면에 똑바로 성형된 병(1)이 완성된다. 이러한 것으로부터 성형이 곤란하다고 여겨졌던 우산형상 후크의 매달기 구를 구비한 양질의 병의 연신 블로우 성형이 가능해진다.

또한, 상기 실시형태는 블로우 후에 바닥 금형(105)을 상승시켜 병 바닥부를 성형하고 있으나, 바닥 금형은 블로우 전에 금형 면을 캐비티 내에 돌출 위치시켜도 되고, 이 경우에도 연신시의 공간(S)에 의해, 블로우 성형 후의 공간(S')이 확보된다. 또 성형 재료는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE) 등이어도 된다.

연신 블로우에 의한 병의 바닥부에, 똑바른 우산형상 후크에 의한 매달기 구를, 프리폼의 바닥부 구조와 연신 블로우 수단의 개량에 의해 성형 가능하게 한다.

Claims (3)

1. 사출 성형된 프리폼(preform)을 연신 블로우하여 성형된 얇은 병과, 병 내에 오목하게 형성된 바닥부에 돌출 설치한 매달기 구(具)로 이루어지고, 그 매달기 구는 프리폼 바닥부의 스프루(sprue) 주위에 일체 형성한 플랜지와, 이 플랜지의 지주로서 남겨 둔 스프루 기단부(基端部)에 의한 우산형상 후크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바닥부에 매달기 구를 갖는 병.
2. 프리폼 바닥부를 몸통부보다도 얇게 형성하여 냉각 경화하기 쉽게 하는 동시에, 프리폼 바닥부의 스프루 주위에 우산형상 후크가 되는 플랜지를 일체 형성하고, 그 플랜지의 수용구멍을 금형 면에 뚫어 형성한 바닥 금형을 갖는 블로우 금형과 연신 로드(rod)에 의해, 프리폼을 얇은 병으로 연신 블로우 성형할 때, 연신 로드에 의한 프리픔의 연신을 선행하고, 그 연신을 프리폼 외부 바닥면이 블로우 캐비티 내에서의 바닥 금형의 금형 면 상에, 소요 공간을 두고 위치할 때까지로 제한하여, 연신 로드와 바닥 금형에 의한 프리폼 바닥면의 압축 변형을 방지하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바닥부에 매달기 구를 갖는 병의 성형 방법.
3. 프리폼의 몸통부를 성형하는 사출 캐비티 금형과, 프리폼의 바닥부 및 몸체부와의 접속부를 성형하는 바닥 금형과, 사출 캐비티의 개구부와 금형을 닫아 프리폼의 네크부를 성형하는 네크 금형과, 그 네크 금형을 관통하여 바닥 금형까지 삽입된 사출 코어 금형으로 이루어지고, 상기 바닥 금형을 1쌍의 분할 금형에 의해 개폐 가능하게 구성하고, 그 분할 금형의 개폐면에 병 바닥부의 우산형상 후크가 되는 플랜지의 성형 오목부를 갖는 스프루 기단부를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출 금형.