KR20040057378A - 투명 합성수지 이중 용기 제조 방법 및 그 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물컵, 맥주컵, 보온병 등으로 사용되는 투명 합성수지 이중 용기 제조 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 투명 합성수지 용기를 이루는 내통과 외통을 인서트 인젝션 사출로 성형하는 것으로, 입구의 테두리를 외향으로 돌출 되도록 하고 상광하협으로 형성된 내통과, 입구 외측면에 수나사부를 형성하고, 상부와 하부가 동일한 직경으로 이루어진 몸체를 갖는 외통과, 상기 내통과 외통이 결합되어 입구를 밀봉하여 내용물이 보냉, 보온되도록 형성된 이중용기로된 제조방법을 제공하여 이중용기 내의 내용물을 외부에서 투시할 수 있도록 함과 동시에 경량화한 이중용기를 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

투명 합성수지 이중 용기 제조 방법 및 그 용기{The receptacle and method manufacture of duplex receptacle plastics transparent}

본 발명은 물컵, 맥주컵, 보온병 등으로 사용되는 투명 합성수지 이중 용기 제조 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 용기의 몸체를 내통과 외통으로 형성하되 내통과 외통 사이에 공간부를 구비하여 진공 단열부를 형성시켜서 보온효과를 향상시키고, 쉽게 파손되지 않으며, 외부에서도 육안으로 공간부에 장식된 내용물을 식별할 수 있도록 장식미를 연출하는 동시에 용기를 경량화 한 투명합성수지 이중용기 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 컵, 맥주컵 등은 유리 또는 합성수지로 형성하고, 보온병은 스테인레스재의 보온병이 시중에 대량으로 유통되고 있으며, 이 중 유리 및 합성수지 컵은 단일 몸체로 이루어져 장식부를 형성하기 위해서는 외면에 문자와 그림 등을 인쇄하거나, 컵 성형시 양각 및 음각을 형성하는 방법으로 문양이 표출되도록 하고 있으나 상기의 이러한 방법으로 문양을 형성할 경우 장기간 사용시 인쇄부분이 일부 벗겨져 외관상 미적 효과가 떨어지는 문제점이 있으며, 유리의 경우 중량이 무겁고 잘 깨지는 문제점이 있었다.

또한 기존에도 생맥주컵의 경우 합성수지 컵을 내,외몸체로된 이중몸체로 형성하여 공간부에 냉매 또는 물 등을 내장시켜 냉장고에 보관하다가 사용시 맥주를 시원하게 먹을 수 있도록 하였으나 이러한 이중용기는 특수 합성수지재로 성형되기때문에 제품의 원가상승의 요인이 될 뿐만 아니라 제품성형시 내, 외면을 갖는 상부 금형과 상부 내, 외면 몸체에 대응되는 바닥부 금형을 각각 형성하여 사출한 후 이를 붙이는 방법으로 컵을 성형함으로 하단 외면부에 접합부가 노출되고는 단점과 내외면 사이에 액체는 주입할 수 있으나 진공상태를 형성하지 못하였다.

즉, 진공상태를 유지하기 위해서는 상하부를 접합시킨 후 내외면 사이의 공기를 빼 진공상태로 만들어야 하나, 공기를 흡입하게 되면 내외면의 몸체가 수축되어 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 이중몸체의 스테인레스 보온병의 경우에는 그 재질의 특성상 강하고 외관이 깔끔하고 청결한 점이 있으나 보온병의 형태로 성형하기 위해서는 특수용접을 반복해서 사용해야 했으므로 제조 공정이 어려웠고, 단가가 상승하는 문제점이 있으며, 외부온도에 민감하고, 중량이 무거워서 휴대가 불편한 문제점이 있었다.

상기 스테인레스 등의 보온병은 외부에서는 식별이 불가능하였으므로 보온병의 뚜껑을 열고 내용물을 확인해야 하는 불편함과 외부로 표출시킬 수 있는 장식방법에 한계가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로서, 투명한 합성수지로 용기의 몸체를 내통과 외통이 구비되도록 성형하되 내통과 외통사이에 공간부를 형성하여 진공 시킴으로서, 보냉 및 보온되도록 하고 용기 내의 내용물을 외부에서 투시할 수 있도록 함과 동시에 경량화한 이중용기를 제공함을 목적으로 한 것이다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명은 합성수지 용기를 이루는 내통과 외통을 인서트 인젝션 사출로 성형하는 것으로서, 입구의 테두리를 외향으로 돌출 되도록 하고 상광하협으로 형성된 내통과, 입구 외측면에 수나사부를 형성하고, 상부와 하부가 동일한 직경으로 이루어진 몸체를 갖는 외통과, 상기 내통과 외통이 결합되어 입구를 밀봉하여 내용물이 보냉, 보온되도록 형성된 이중용기를 제조할 수 있도록 된 제조방법을 제공할 수 있도록 한 것이다.

도1은 본 발명의 투명 합성수지 이중용기 제조공정도.

도2는 본 발명의 프리폼을 인서트 인젝션으로 사출 성형 공정 예시도.

도3은 본 발명의 기초성형재를 가열하는 공정 예시도.

도4는 본 발명의 외통성형 공정 예시도.

도5는 본 발명의 외통 형틀에서 완성된 외통을 탈형하는 공정 예시도

도 6은 본 발명의 내통을 성형하는 공정 예시도.

도 7은 본 발명의 내통과 외통을 결합 밀봉한 단면 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10:이중용기 11:외통프리폼

12:외통 13:외통입구

14:수나사 15:내통

16:내통입구 17:테두리

18:공간부 20:히터

21:외형틀 22:연신봉

23:내통프리폼 24:내통형틀

30:관로

이하 첨부도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

PET 병의 원료는 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수진, ABS수지, 폴리에스테르 수지 중 어느 하나의 수지재로 이루어지고 인서트 인젝션(INJECTION)설비의 스크류내에 투입하고 히터를 이용하여 녹인 후 사출하여 프리폼(PREFORM)을 성형하는 공정과;

상기 성형된 프리폼을 히터로 재가열하는 공정과;

상기 히터로 재가열된 프리폼을 일정한 형상을 갖는 외통형틀 내에 넣고 연신봉과 에어로 블로우(BLOW)시켜 몸체의 외통을 성형하는 1차 공정과;

상기 프리폼(PREFORM) 성형 공정과, 성형된 프리폼을 히터로 재 가열하는 공정을 반복하는 공정과;

상기 히터로 재 가열된 프리폼을 일정한 형상을 갖는 내통형틀 내에 넣고 연신봉과 에어로 블로우(BLOW)시켜 몸체의 내통을 성형하는 2차 공정과;

상기 1차공정에서 성형된 외통과 2차공정에서 성형된 내통을 결합시켜 내부를 투시할 수 있도록 된 이중용기 제조 방법을 특징으로 한다.

상기 제조 방법에 의해 제조되는 본 발명의 이중용기는, 입구의 테두리를 외향으로 돌출 되도록 하고 상광하협으로 형성된 내통과,

입구 외측면에 수나사부를 형성하고, 상부와 하부가 동일한 직경으로 이루어진 몸체를 갖는 외통과,

상기 내통과 외통을 결합하여 입구를 밀봉하고 내통과 외통사이에는 공간부가 구비되어 내용물이 보냉, 보온되도록 형성된다.

상기 공간부는, 단열소재로 저열전도율 가스를 충진시켜 내용물을 보온, 보냉할 수 있도록 구성된 것이다.

본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 공간부의 단열소재로는 공간부를 진공상태로 유지하도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예로서, 이중용기의 내통 입구 외주면과 외통의 입구 내면에 나사 결합할 수 있는 수단으로 형성할 수도 있다. 이때는 진공상태에는 약간의 문제점이 있으므로 연결부에 패킹으로 실링 처리하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 이중용기 내통의 입구 외주면 테두리와 외통의 입구 상면을 접착제로 접착 밀봉할 수도 있다.

상기 같이 제조되는 이중용기의 제조 공정 및 구성에 따른 실시 예를 상세히 살펴보기로 한다.

제1공정: 1차 프리폼 성형

페트(PET)병 생산용 원료(CHIP:백색의 쌀 알갱이 모양) 상기 내통과 외통으로 이루어진 몸체는, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수진, ABS수지, 폴리에스테르 수지 중 어느 하나를 수분제거 드라이어에서 고온의 공기를 순횐시켜 함수율 0.005%로 만든 다음 인서트 인젝션(INJECTION) 설비의 스크류내에 투입하고 히터를 이용하여 녹인 후 사출하여 외통 프리폼(PREFORM)(11)을 성형한다.

본 발명에서 사용되는 인젝션(INJECTION)은 사출성형을 말하는 것으로서, 플라스틱 성형방법의 하나로 가열한 실린더 속에 열가소성 수지를 가열유동화하여 이것을 사출 램에 의해 금형속에 넣고 플랜저로 압인하여 사출하는 성형방법을 말한다.

또한 프리폼(PREFORM)은 일정한 형상을 사출하기 위해 미리 사출한 기초성형을 말한다.

제2공정: 1차 가열공정

상기 원료를 히터로 녹여 외통 프리폼(기초성형)(11)을 성형한 후 차후 연신할 수 있도록 히터(20)로 가열한다.

이때 가열은 연신이 잘 이루어 질 수 있도록 하기 위한 것이다.

제3공정: 외통 성형 공정

상기 가열된 외통 프리폼(11)은 만들고자 하는 용기 몸체의 형상을 갖는 외통형틀(21)내에 고정시킨 다음 상부에서 연신봉(22)을 하강시켜 형틀(금형)의 바닥까지 늘어나도록 신장하는 동시에 공기를 불어넣어 외면의 형상이 외통형틀(21)내에 밀착되도록 하면 외통 프리폼(11)은 가열된 상태이므로 불균형을 이루지 않고 동일한 압력으로 외통형틀(21) 내면에 밀착되어 외통(12)형상으로 이루어진다.

상기와 같이 외통(12)을 성형한 후에는 외통형틀(21)을 벌려 형틀로부터 외통(12)을 이탈시킨다

상기 성형된 외통(12)은 상부에 입구(13)외주면에 수나사(14)를 갖고 차후 성형되는 내통(15)이 끼워질 수 있도록 된 것이다.

제4공정: 2차 프리폼 성형

상기 제1공정의 실시 예와 동일한 방법으로 페트(PET)병 생산용 원료를 수분제거 드라이어에서 고온의 공기를 순환시켜 함수율 0.005%로 만든 다음 인젝션(INJECTION) 설비의 스크류내에 투입하고 히터를 이용하여 녹인 후 사출하여 내통 프리폼(PREFORM)을 성형한다.

제5공정: 2차 가열공정

상기 제2공정의 실시 예와 동일한 방법으로 원료를 히터로 녹여 내통 프리폼(기초성형)(23)을 성형한 후 연신할 수 있도록 히터(20)로 가열한다.

제6공정: 내통 성형공정

상기 2차 가열된 내통 프리폼(23)을 내통형틀(24)내에 고정시킨 다음 상부에서 연신봉(22)을 하강시켜 형틀(금형)의 바닥까지 늘어나도록 신장하는 동시에 공기를 불어넣어 형상이 내통형틀(24)내에 밀착되도록 하면 내통 프리폼(23)은 가열된 상태이므로 내통형틀(24) 내면에 밀착되어 내통(15)형상으로 이루어진다.

이때 내통(15)의 입구(16)는 외향으로 돌출 되는 테두리(17)가 형성되고 하단은 좁게 형성된 것으로 전체적인 형상모양이 상광하협으로 이루어져 외통(12)내에 끼우면 내통(15) 입구(16)의 테두리(17)가 외통입구(13)에 얹혀지듯이 결합되어밀착되고 그 하단 내부 내통(15)과 외통(12) 사이에는 공간부(18)가 형성되어 이중용기(10)가 성형된다.

상기 성형된 이중용기(10)의 내통(15)과 외통(12)은 재질은 페트용기 재질로 이루어지나 두께는 1.5㎜∼3㎜(컵을 기준으로 할때)로 경화된 상태이므로 이중용기 성형시 공간부를 진공 시키더라도 수축되거나 변형되는 경우가 발생하지 않는다.

또한 본 발명의 이중요기 성형방법에 있어서 용기는 컵, 맥주잔, 생맥주 픽쳐잔, 야채 및 과일 분쇄용기, 화채그릇, 보온병 등의 용기를 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 이중용기는 불투명의 이중용기도 가능하나 기본적으로는 투명합성수지재의 이중용기로서, 내부의 음식물을 식별할 수 있는 정도의 투명성을 갖는 것에 더욱 효과 적이며, 특히 내외부의 열을 차단하여 보온, 보냉시킬 수 있도록 함을 목적으로 하는 맥주잔, 보온병 등을 제작시 진공처리를 위해 일정한 강도를 유지하고 외부와의 공기유통을 차단하기 위해 필연적으로 사용되는 스텐레스와 충진재를 사용하지 않게 되므로 재료의 절감과 작업의 공정도를 간소화할 수 있도록 된 것이다.

상기 와 같이 이루어지는 본 발명의 이중용기(10) 작업공정도를 간단 용이하게 요약하여 살펴보면, 먼저 합성수지 원료를 녹여 외통 프리폼(PREFORM)성형 → 성형된 프리폼 히터로 가열 →가열된 프리폼을 외통형틀에 넣고 연신 →외통성형완성 →내통 프리폼 성형 →성형된 내통 프리폼 가열 →가열된 프리폼을 내통형틀에 넣고 연신 →내통성형 완성 →내통과 외통 밀봉결합 및 진공 →이중용기완성의 순서로 용기제조 공정을 실시하게된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 투명합성수지 이중용기 제조공정도 이며,

도2는 본 발명의 프리폼을 인서트 인젝션으로 사출 성형 공정으로서, 페트용기 재질의 합성수지를 히터로 녹여 별도의 금형에서 기초 성형을 실시한다.

이때 기초 성형틀은 몸체 원통형으로 관로(30)가 형성되고 상단부에는 수직선상으로 찬공기를 불어넣어 인(in), 아웃(out)될 수 있도록 이루어져 원료를 녹인 합성수지를 기초성형재로 형성한다.

도3은 본 발명의 기초성형재를 가열하는 예시도로서, 히터로내에서 기초성형재를 가열하여 차후 원활한 연신이 이루어지도록 한 것이다.

도4는 본 발명의 외통성형 공정으로서, 재 가열된 프리폼을 외통 형틀에 넣고 상부에서 연신봉(22)을 하강시켜 형틀바닥까지 늘리는 동시에 에어로 가압하여 외통 형틀 내벽에 밀착되도록 하여 외통을 성형한다.

도5는 본 발명의 외통 형틀에서 완성된 외통을 탈형하는 예시도로서, 상기에서 성형된 외통을 탈형하기 위해 좌우 형틀(금형)을 벌린 상태이다.

도 6은 본 발명의 내통을 성형하는 예시도로서, 프리폼을 내통 형틀에 넣고 형틀 내벽에 밀착시키도록 연신하는 과정을 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 내통과 외통을 결합 밀봉한 단면 구성도로서, 각각 성형된 내통(15)과 외통(12)을 서로 결합하게된다.

즉, 내통(15)을 외통(12)내에 끼우면 내통(16) 입구(16)의 테두리(17)가 외통(12)의 입구(13) 상단에 적층되도록 결합된다.

상기 내통(15)의 입구(16) 테두리는 외향으로 돌출된 크기가 끼워지는 외통(12)의 입구(13)두께와 동일하도록 형성되어 내통(15)과 외통(12)을 결합시 외통의 입구(13) 상단부에 적층되도록 결합된다.

상기 결합된 내통과 외통은 상단부는 서로 밀착되고 하단부는 내통(15)이 상광하협으로 이루어져 내통(15)과 외통(12)사이에는 공간부(18)가 형성된다.

상기 내통(15)과 외통(12)을 밀봉시 공간부(18)에 존재하는 공기는 인위적으로 흡입하여 진공상태를 형성하며, 진공시의 압력은 무리한 압력을 가하여 내통과 외통의 형상변화가 일어나지 않는 범위에서 실시된다.

본 발명에서 사용되는 이중용기는 제작과정에서 내통(15)과 외통(12) 사이의 공간부(18)에 단열효과를 높이기 위해 공기 또는 저열전도성의 가스를 봉입하는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 사출성형 방법은 내,외통을 인서트 인젝션 사출성형하는 것을 원칙으로 하며 내통과 외통의 입구는 가열 압착할 수도 있지만 접착제를 사용할 수도 있다.

또한 본 발명에 있어서 상기 상술한 특정의 실시 예에 한정하는 것은 아니며, 합성수지재를 이용하여 인서트 인젝션 사출성형으로 이중용기를 성형하는 것은 본 발명의 청구범위에서 청구하는 기술내용을 보고 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이나 이 역시 본 발명의 권리범위를 벗어나지는 못하는 것이라 할 것이다.

이와 같은, 본 발명은 합성수지를 이용하여 투명한 물컵, 맥주컵, 보온병 등을 제작함으로써 내용물이 쉽게 파악되는 장점이 있고, 제조 공정이 간단해짐으로써 대량으로 생산함으로써 생산단가가 저렴해지고, 운반, 취급 및 휴대가 간편하여 소비자들의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 특히는 합성수지재의 투명 맥주 컵과 투명 보온병은 쉽게 깨지거나 파손될 염려가 없으므로 반영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 효과는, 첫째, 안전성에 있어서, 음료용기로서 내용물의 맛을 변형시키지 않고 인체에 무해하며 환경호르몬등이 발생하지 않는 효과가 있으며,

둘째, 가스 차단성에 있어서, 다른 소재의 플라스틱용기에 비해 CO₂, O₂등의 차단성이 뛰어나 음료를 장기간 변질시키지 않고 보존할 수 있는 효과가 있으며,

셋째, 경량성에 있어서, 같은 용량의 유리 및 금속용기에 비하여 15∼20배 정도로 가벼워서 운반 및 취급성이 용이한 효과가 있으며,

넷째, 우수한 성형성에 있어서, 알루미늄 캔, 유리, 종이, 플라스틱의 용기에 비하여 성형하기가 간단 용이하여 형태에 따른 변형이 자유로운 효과가 있으며,

다섯째, 외관에 있어서, 본 발명의 합성수지재 이중용기는 투명하여 내용물을 외부에서 투시할 수 있어 소비자가 변질 및 싱싱한 정도를 직접 파악할 수 있는 효과가 있으며,

여섯째, 본 발명의 이중용기를 맥주컵, 생맥주 픽쳐로 사용할 경우 컵을 냉동실에서 미리 냉동시킨 후 맥주를 담아 마실 수 있으므로 더욱 시원한 맥주를 마실 수 있게 된 효과를 갖는 것이다.

Claims (7)

1. 합성수지 용기를 사출성형하는 제조방법에 있어서,

   PET 병의 원료를 인젝션(INJECTION)설비의 스크류내에 투입하고 히터를 이용하여 녹인 후 사출하여 프리폼(PREFORM)을 성형하는 공정과;

   상기 성형된 프리폼을 히터로 재 가열하는 공정과;

   상기 히터로 재 가열된 프리폼을 일정한 형상을 갖는 외통형틀 내에 넣고 연신봉과 에어로 블로우(BLOW)시켜 몸체의 외통을 성형하는 1차 공정과;

   상기 프리폼(PREFORM) 성형 공정과, 성형된 프리폼을 히터로 재 가열하는 공정을 반복하는 공정과;

   상기 히터로 재가열된 프리폼을 일정한 형상을 갖는 내통형틀 내에 넣고 연신봉과 에어로 블로우(BLOW)시켜 몸체의 내통을 성형하는 2차 공정과;

   상기 1차공정에서 성형된 외통과 2차공정에서 성형된 내통을 결합시켜 내부를 투시할 수 있도록 된 이중용기 제조 방법을 특징으로 하는 투명 합성수지 이중 용기 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 내통과 외통으로 이루어진 몸체는, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수진, ABS수지, 폴리에스테르 수지 중 어느 하나의 수지재로 이루어지고 인서트 인젝션 사출성형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명 합성수지 이중 용기 제조방법.
3. 입구의 테두리를 외향으로 돌출 되도록 하고 상광하협으로 형성된 내통과,

   입구 외측면에 수나사부를 형성하고, 상부와 하부가 동일한 직경으로 이루어진 몸체를 갖는 외통과,

   상기 내통과 외통을 결합하여 입구를 밀봉하고 내통과 외통사이에는 공간부가 구비되어 내용물이 보냉, 보온되도록 형성된 것을 특징으로 하는 투명합성수지 이중용기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 공간부는, 단열소재로 저열전도율 가스를 충진시켜 내용물을 보온, 보냉할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 투명합성수지 이중용기.
5. 제3항에 있어서,

   상기 공간부는, 단열소재로 공간부를 진공상태로 유지한 것을 특징으로 하는 투명합성수지 이중용기.
6. 제3항에 있어서,

   내통과 외통의 결합수단은, 내통의 입구 외주면과 외통의 입구 내면에 나사 결합할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 투명합성수지 이중용기.
7. 제3항에 있어서,

   내통과 외통의 결합수단은, 내통의 입구 외주면 테두리와 외통의 입구 상면을 접착제로 접착 밀봉한 것을 특징으로 하는 투명합성수지 이중용기.