KR20050022714A

KR20050022714A - 페트병의 목부분을 결정화하는 실험장치

Info

Publication number: KR20050022714A
Application number: KR1020030060356A
Authority: KR
Inventors: 김호선
Original assignee: (주)피스코엔지니어링
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-08

Abstract

본 발명은 PET(Poly Ethylen Telephtalate)병의 목부분을 결정화하는 실험장치에 관한 것으로, 반제품 회전장치(200)와 홀더(100) 및 반제품(P)이 반제품 이송장치(300)에 의해서 공정진행방향으로 직선 왕복 이동되면서, 반제품 가열장치(300)에 의해 가열되고, 반제품 냉각장치(500)에 의해 냉각되며, 각 구성요소들(200,300,400,500,600,710,720,730)간의 작동이 제어기(800)에 의해서 자동으로 제어되는 방식을 취하고 있어서, 반제품 목부분(P2)의 결정화과정을 누구나 손쉽게 시각적으로 확인할 수 있고, 더욱이 반제품 목부분(P2)의 결정화과정을 임의적으로 조건변경하면서 손쉽게 실험할 수 있으므로, 최적의 결정화조건을 용이하게 파악할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

페트병의 목부분을 결정화하는 실험장치{Crystallizable Simulator for a neck portion of PET-bottle}

본 발명은 PET(Poly Ethylen Telephtalate)병의 목부분을 결정화하는 실험장치에 관한 것으로, 목부분이 결정화되는 상태를 손쉽게 눈으로 확인할 수 있고, 최적의 결정화조건을 파악할 수 있도록 된 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 다양한 용도로 사용되고 있는 PET병은 그 사용목적에 따라서 다양한 방식으로 제조되고 있으며, PET병 목부분의 열처리유무에 따라서 목부분이 결정화(내열처리)된 것과, 목부분이 결정화되지 않은 것으로 구분하고 있다. 여기서, 상기 PET병 반제품의 목부분을 일정한 시간동안 적절한 온도로 가열한 후에 냉각하게 되면 목부분의 입자들이 결정화되어서 내열기능을 띄게 된다.

상기 PET병에 음료나 곡물등의 보관재료를 주입하는 과정에서 고온의 주입노즐이 목부분에 접촉되거나 근접되는 경우에는 목부분이 고온의 주입노즐에 의해 변형되어 손상되므로, 이러한 경우에는 목부분이 결정화된 것을 이용해야 한다.

반면, PET병에 음료나 곡물등의 보관재료를 주입하는 과정에서 목부분이 적정온도 이상으로 가열되지 않는 경우에는 목부분을 별도로 결정화할 필요가 없으므로, 이러한 경우에는 목부분이 결정화되지 않은 저렴한 가격의 PET병을 이용한다.

그러나, 종래에는 PET병의 목부분을 최적의 조건으로 결정화할 수 있도록 하는 실험장비가 개발되지 못하여, PET병의 용도나, PET병의 제조환경 등의 외부요인을 고려하지 않고, 축적된 경험을 바탕으로 제조되어진 목부분 결정화장비를 가동하여 PET병을 제조하고 있다.

따라서, PET병의 제품 신뢰도를 향상시키는데 한계가 발생되고, 사실상 PET병 목부분의 결정화를 위한 최적의 조건을 파악할 수 없었다.

또한, 상기 PET병은 재질의 특성상 결정화되지 않은 상태에서는 투명하지만, 고온으로 열처리하여 결정화시키면 불투명하게 변위되므로, 교육을 목적으로 PET병 목부분의 결정화과정을 가시적으로 확인할 수 있도록 하는 실험장비의 개발이 크게 요청되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 요구를 충족하고 기존의 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 목부분이 결정화되는 상태를 손쉽게 눈으로 확인할 수 있고, 최적의 결정화조건을 용이하게 파악할 수 있도록 된 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반제품이 삽탈가능하게 수직으로 내삽되어 지지되는 홀더와 ; 홀더를 일정 속도로 회전시키는 반제품 회전장치 ; 반제품 회전장치를 공정진행방향으로 직선 왕복 이동하는 반제품 이송장치 ; 반제품 이송장치에 의해 초기 위치로부터 이송되면서, 반제품 회전장치에 의해 일정 속도로 회전되는 반제품의 목부분을 가열하는 반제품 가열장치 ; 반제품 이송장치에 의해 반제품 가열장치로부터 이송되어진 회전 정지된 반제품의 목부분을 냉각하는 반제품 냉각장치 ; 반제품 가열장치에 의해 가열되는 반제품이 과열되지 않도록, 강제 흡입된 외부 공기를 분사하여 반제품을 냉각하는 송풍장치 ; 반제품 가열장치와 반제품 냉각장치로부터 리턴되는 고온의 냉각수를 저온으로 냉각하여, 반제품 가열장치와 반제품 냉각장치로 저온의 냉각수를 공급하는 냉각수 공급장치 및; 이들 각 구성요소의 작동을 제어하는 제어기로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 의하면 본 발명에 따른 결정화 실험장치는, 반제품(P)이 삽탈가능하게 수직으로 내삽되어 지지되는 홀더(100)와 ; 홀더(100)를 일정 속도로 회전시키는 반제품 회전장치(200) ; 반제품 회전장치(200)를 공정진행방향으로 직선 왕복 이동하는 반제품 이송장치(300) ; 반제품 이송장치(300)에 의해 초기 위치로부터 이송되면서, 반제품 회전장치(200)에 의해 일정 속도로 회전되는 반제품(P)의 목부분(P2)을 가열하는 반제품 가열장치(400) ; 반제품 이송장치(300)에 의해 반제품 가열장치(400)로부터 이송되어진 회전 정지된 반제품(P)의 목부분(P2)을 냉각하는 반제품 냉각장치(500) ; 반제품 가열장치(400)에 의해 가열되는 반제품(P)이 과열되지 않도록, 강제 흡입된 외부 공기를 분사하여 반제품(P)을 냉각하는 송풍장치(600) ; 반제품 가열장치(400)와 반제품 냉각장치(500)로부터 리턴되는 고온의 냉각수를 저온으로 냉각하여, 반제품 가열장치(400)와 반제품 냉각장치(500)로 저온의 냉각수를 공급하는 냉각수 공급장치(710,720,730) 및; 이들 각 구성요소(200,300,400,500,600,710,720,730)의 작동을 제어하는 제어기(800)로 이루어진다.

본 실시예의 경우, 상기 반제품 회전장치(200)로는 도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 구동모터(210)와 ; 벨트(230)를 매개로 구동모터(210)의 구동풀리(211)에 연결되어 연동되는 종동풀리(220)로 이루어진 것을 이용하였으며, 이들 구동모터(210)와 종동풀리(220) 사이에는 한 쌍의 홀더(100)를 설치하였다. 또한, 상기 각 홀더(100)에는 벨트 안착홈(100a)이 형성되고, 구동모터(210)의 구동풀리(211)와, 종동풀리(220)를 상호 연동가능하게 연결하는 벨트(230)가 벨트 안착홈(100a)에 소정 압력으로 끼워져서, 한 쌍의 홀더(100)가 서로 상응하게 독자적으로 회전된다. 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있는데, 일예로 1개의 홀더(100)를 이용하는 경우에는 구동모터(210)의 구동풀리(211)와, 홀더(100)의 벨트 안착홈(100a)을 벨트(230)를 매개로 직접 1:1 연결할 수도 있으며, 3개 이상의 홀더(100)를 이용하는 경우에도 공지의 기술을 바탕으로 하여 상호 연동가능하도록 적절하게 구조변경할 수도 있음은 물론이다.

상기 반제품 이송장치(300)로는 도 2와, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 구동모터(310)와 ; 구동모터(310)에 의해 회동되는 스크류축(320) ; 스크류축(320)을 따라 평행하게 배치되는 가이드레일(330) 및; 스크류축(320)에 나사산 결합되고, 가이드레일(330)에 이동가능하게 연결되어, 스크류축(320)과 가이드레일(330)을 따라서 수평방향으로 직선 왕복 이동되는 이동블럭(340)으로 이루어진 것을 이용하였다. 상기 이동블럭(340)은, 스크류축(320)에 나사산 결합되는 너트(342)와, 가이드레일(330)에 이동가능하게 맞물리는 가이드블럭(343)이 본체(341)에 구비되어진 구조를 이룬다. 상기 반제품 이송장치(300)의 각 구성요소들(310,320,330)은 케이스(300a)에 내설되어 커버(300a')로 덮여지고, 이동블럭 본체(341)의 일부분이 케이스(300a)와 커버(300a')의 틈새를 통해서 직선 왕복 이동가능하게 외부로 돌출된다. 여기서, 미설명부호 〈341a〉는 홀더(100)와 반제품 회전장치(200)를 설치하기 위한 보강판이고, 〈341a'〉는 보강판(341a)에 설치되어 홀더(100)를 회동가능하게 지지하는 보조 지지체이며, 〈350〉은 구동모터(310)의 출력축과 스크류축(320)을 상호 연동가능하도록 동일선상으로 연결하는 커플러를 나타낸다. 상기 반제품 이송장치(300)로는 벨트방식의 이송기구나, 랙·피니언방식의 이송기구, 체인방식의 이송기구, 혹은 피스톤 방식의 이송기구 등과 같이 반제품 회전장치(200)를 임의의 위치로 직선 왕복 이동시킬 수 있는 공지의 모든 것들이 적용가능하지만, 본 실시예에서와 같이 위치이동을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 볼스크류방식의 이송기구를 적용하는 것이 바람직하다. 한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 케이스(300a)에 위치감지센서(360)를 설치하고, 이동블럭(340)에 감지부(300a")를 설치하여, 안전을 위해서 이동블럭(340)이 일정한 이동범위를 벗어나지 못하게 할 수도 있음은 물론이다.

상기 반제품 가열장치(400)로는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 반사면(410a)이 구비되고, 냉각수라인(411)과 냉각공기라인(412)이 형성되어진 본체(410)와, 본체(410)에 설치되어 반사면(410a) 안쪽에 배치되는 전열기(420)로 이루어진 것을 이용하였다. 여기서, 미설명부호 "430"은 반제품 가열장치 본체(410)와 반제품 목부분(P2) 사이의 틈새를 통해서 외부로 손실되는 적외선을 반제품 목부분(P2)으로 유도하는 보조 반사판을 나타낸다.

상기 반제품 냉각장치(500)로는 도 1에 도시된 바와 같이, 반제품 이송장치(300)에 의해 반제품 가열장치(400)로부터 이송되어진 회전 정지된 반제품(P)의 목부분(P2)을 냉각하는, 냉각수라인(520a ; 530a)이 형성된 냉각기구(520 ; 530)와 ; 냉각기구(520 ; 530)를 수직방향으로 직선 왕복 이동하는 수직이송기구(510)로 이루어진다.

본 실시예의 경우, 상기 수직이송기구(510)로는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 구동모터(511)와 ; 구동모터(511)에 의해 회동되는 스크류축(512) ; 스크류축(512)을 따라 평행하게 배치되는 가이드레일(513) 및; 스크류축(512)에 나사산 결합되고, 가이드레일(513)에 이동가능하게 연결되어, 스크류축(512)과 가이드레일(513)을 따라서 수직방향으로 직선 왕복 이동되는 이동블럭(514)으로 이루어진 것을 이용하였다. 상기 이동블럭(514)은, 스크류축(512)에 나사산 결합되는 너트(514b)와, 가이드레일(513)에 이동가능하게 맞물리는 가이드블럭(514c)이 본체(514a)에 구비되어진 구조를 이룬다. 상기 수직이송기구(510)의 각 구성요소들(511,512,513,514)은 케이스(510a)에 내설되어 커버(510a')로 덮여지고, 이동블럭 본체(514a)의 일부분이 케이스(510a)와 커버(510a')의 틈새를 통해서 직선 왕복 이동가능하게 외부로 돌출된다. 여기서, 미설명부호 〈515〉는 구동모터(511)의 출력축과 스크류축(512)을 상호 연동가능하도록 동일선상으로 연결하는 커플러이고, 〈510a"〉는 이동블럭(514)에 구비되는 감지부, 〈516〉은 이동블럭(514)의 감지부(510a")를 검출하는 위치감지센서를 나타낸다. 상기 수직이송기구(510)로는, 앞서 언급한 반제품 이송장치(300)와 같이, 냉각기구(520,530)를 임의의 위치로 직선 왕복 이동시킬 수 있는 공지의 것들이 모두 적용가능하지만, 위치이동의 정밀성과 작동제어의 편이성을 고려해 볼 때 본 실시예에서와 같은 볼스크류방식의 이송기구를 적용하는 것이 바람직하다.

상기 냉각기구(520 ; 530)로는 도 8에 도시된 바와 같이, 냉각수라인(520a ; 530a)의 냉각수 유입구(520a' ; 530a')와 냉각수 유출구(520a" ; 530a")가 형성되어, 수직이송기구(510)에 의해 수직방향으로 직선 왕복이동되는 본체(521 ; 531)와 ; 본체(521 ; 531)의 저면에 돌출되게 구비되어, 반제품(P)의 목부분(P2)에 끼워지는 접촉기(522 ; 532)로 이루어진 것을 이용하였다. 여기서, 상기 냉각수라인(520a ; 530a)의 형상은 냉각효율을 고려하여 적절하게 변형될 수 있음은 물론이다.

상기 송풍장치(600)는, 외부 공기를 강제로 흡입하여 소정 압력으로 배출하는 송풍기(610)와 ; 반제품 가열장치(400)의 하부에 설치되어 송풍기(610)로부터의 공기를 홀더(100)로 분사하는 분사기(630) 및; 송풍기(610)로부터의 공기를 냉각공기라인(412)이 형성되어진 반제품 가열장치(400)의 본체(410)와, 분사기(630)로 분배하여 공급하는 분배기(620)로 이루어진 것을 이용하였다.

본 실시예의 경우, 상기 홀더(100)로는, 반제품 회전장치(200)의 벨트(230)가 끼워지는 벨트 안착홈(100a)이 형성되어진 본체(110)와 ; 본체(110)에 내삽되어진 반제품(P)의 본체부분(P1) 하단을 탄발적으로 지지하는 완충기구(120)로 이루어진 것을 이용하였다. 상기 홀더 본체(110)는, 통형 부재(111)와, 벨트 안착홈(100a)이 형성되어 통형부재(111)의 하단에 설치되는 하부 캡(112) 및, 통형부재(111)에 내설되어 완충기구(120)를 지지하는 보강부재(113)로 이루어진다. 상기 완충기구(120)는, 보강부재(113)에 수직방향으로 이동가능하게 설치되는 지지블럭(121)과, 지지블럭(121)을 상방향으로 탄발지지하는 스프링(122)으로 이루어진다.

한편, 미설명부호 〈B〉는 반제품 이송장치(300)와 반제품 가열장치(400), 반제품 냉각장치(500) 및 제어기(800)가 얹혀져 고정되는 베이스이고, 〈10〉은 냉각기구(520 ; 530)의 접촉기(522 ; 532)이 반제품 목부분(P2)에 삽입되도록 유도하는 가이드부재(10)이며, 〈10a〉는 냉각기구(520 ; 530)의 접촉기(522 ; 532)가 끼워지는 가이드구멍(10a)이다.

이하 본 실시예에 따른 결정화 실험장치의 작동상태를 설명해 보면 다음과 같다.

결정화 실험장치에 전원이 공급되고, 홀더(100)에 반제품(P)이 삽탈가능하게 내삽되어진 상태에서, 작업자가 제어기(800)를 구성하는 작동스위치를 누르게 되면, 반제품 가열장치(400)의 전열기(420)에 전원이 공급되어 전열기(420)가 설정 시간동안 우선적으로 예열된다.

반제품 가열장치(400)의 예열시간이 경과되면, 반제품 가열장치(400)가 연속적으로 가열되고 있는 상태에서, 반제품 이송장치(300)가 작동되어, 반제품 이송장치(300)의 이동블럭(340)과, 이에 설치된 반제품 회전장치(200) 및 홀더(100)가 초기 위치로부터 반제품 가열장치(400)쪽으로 직선 이동되고, 반제품 회전장치(200)가 작동되어, 반제품 회전장치(200)의 구동모터(210)에 의해 홀더(100)와 이에 내삽된 반제품(P)이 설정된 속도로 회전하게 된다. 이때, 송풍장치(600)가 작동되어, 송풍기(610)로부터의 공기가 반제품 가열장치 본체(410)의 노즐부(412a)를 통해서 외부로 배출되면서, 분사기(630)의 노즐부(631)를 통해서 외부로 배출되고, 냉각수 공급장치(710 ; 720,730)가 작동되어, 반제품 가열장치 본체(410)와 냉각기구 본체(521 ; 531)로 일정한 온도의 냉각수가 연속적으로 공급된다.

상기 홀더(100)와 반제품(P)이 반제품 회전장치(200)에 의해 회전되면서, 반제품 이송장치(300)의 반제품 가열위치에 도달되면, 반제품 이송장치(300)의 작동이 정지된다.

이후, 반제품(P)의 목부분(P2)이 반제품 가열위치에 정위치된 상태로, 반제품 가열장치(400)에 의해 설정 시간동안 가열되는데, 홀더(100)에 내삽된 반제품(P)은 반제품 회전장치(200)에 의해 일정한 속도로 회전되므로, 목부분(P2)이 고르게 가열처리된다. 이와 동시에, 반제품 가열장치 본체(410)의 냉각공기라인(412)으로 공급되어진 냉각공기는 노즐부(412a)를 통해서 분사되어, 반제품 목부분(P2)의 외면이 급격하게 온도상승되지 않도록 하고, 분사기(630)의 노즐부(631)를 통해서 분사되는 냉각공기는 반제품 본체부분(P1)이 온도상승되지 않도록 홀더(100)를 냉각시킨다.

상기 반제품 목부분(P2)의 가열이 완료되면, 반제품 이송장치(300)가 작동되어 반제품 회전장치(200)와 홀더(100) 및 반제품(P)을 반제품 냉각장치(500)쪽으로 이송되는데, 홀더(100)와 반제품(P)이 반제품 냉각장치(500)의 반제품 냉각위치에 도달되면, 반제품 이송장치(300)의 작동이 정지되고, 반제품 회전장치(200)가 작동 정지되며, 송풍장치(600)의 작동이 정지된다.

상기 홀더(100)와 반제품(P)이 반제품 냉각위치에 정위치되어 회전정지되면, 반제품 냉각장치(500)의 수직이송기구(510)에 의해서 냉각기구(520 ; 530)가 수직하강하게 되어, 냉각기구(520 ; 530)의 접촉기(522 ; 532)가 반제품 목부분(P2)으로 삽입된다. 이와같이, 반제품 목부분(P2)에 접촉기(522 ; 532)가 삽입되면, 반제품 목부분(P2)의 고온 열에너지가 저온의 접촉기(522 ; 532)로 전도되어, 반제품 목부분(P2)의 냉각이 수행된다.

상기 반제품 목부분(P2)이 설정 시간동안 냉각되면, 반제품 냉각장치(500)의 수직이송기구(510)에 의해서 냉각기구(520 ; 530)가 수직으로 상승되어, 반제품 목부분(P2)에 삽입되어진 접촉기(522 ; 532)가 반제품 목부분(P2)으로부터 이탈된다.

이후, 상기 반제품 이송장치(300)가 작동되어, 반제품 회전장치(200)와 홀더(100) 및 반제품(P)이 초기 위치로 복귀된 후, 가동 중인 모든 구성요소들의 작동이 정지된다.

본 발명에 따르면, 반제품 목부분(P2)의 결정화과정을 좁은 공간내에서 시각적으로 손쉽게 확인할 수 있고, 더욱이 반제품 목부분(P2)의 결정화과정을 임의적으로 조건변경하면서 실험할 수 있으므로, 각 결정인자들이 결정화에 어떠한 영향을 끼치는지 파악할 수 있게 되어, 반제품 목부분(P2)을 결정화하기 위한 최적의 조건을 실험을 통해서 손쉽게 파악할 수 있게 된다.

본 실시예의 경우, 반제품 회전장치(200)에 의한 홀더(100)의 회전속도와, 반제품 이송장치(300)를 구성하는 이동블럭(340)의 이동속도, 수직이송기구(510)를 구성하는 이동블럭(514)의 이동속도, 반제품 가열장치(400)를 구성하는 전열기(420)의 가열온도, 반제품 가열장치(400)에 의한 반제품 목부분(P2)의 가열시간, 반제품 냉각장치(500)의 냉각기구(520 ; 530)에 의한 반제품 목부분(P2)의 냉각시간, 송풍장치(600)에 의한 냉각공기 공급량 등을 반제품 목부분(P2)의 결정화에 영향을 끼치는 결정인자(실험변경조건)로 하였으며, 냉각수 공급장치(710 ; 720,730)에 의해 공급되는 냉각수의 온도는 항상 일정하게 유지되도록 하였다.

상기 반제품 가열장치(400)와, 반제품 냉각장치(500)의 냉각기구(520 ; 530)는 냉각조건이 서로 다르므로, 이들 반제품 가열장치(400)와 반제품 냉각장치(500)가 각각 별도의 냉각수 공급장치(710 ; 720,730)에 의해 개별적으로 냉각되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉각기구(520 ; 530)가 한 쌍을 이루어서, 반제품(P)의 목부분(P2)이 제1·2냉각기구(520,530)에 의해 2차에 걸쳐서 순차적으로 냉각되도록 하면, 반제품 목부분(P2)이 보다 효율적으로 냉각되고, 반제품 목부분(P2)의 성형이 보다 적절하게 이루어진다. 이러한 경우, 상기 제2냉각기구 접촉기(532)의 외경은 완성된 PET병의 목부분(P2) 내경과 동일하고, 제1냉각기구 접촉기(522)의 외경은 제2냉각기구 접촉기(532)의 외경보다 직경이 확대되도록 한다. 이들 제1·2냉각기구(520,530)는 각각 별도의 수직이송기구(510)를 매개로 개별적으로 작동되도록 할 수도 있지만, 본 실시예에서는 제1·2냉각기구(520,530)가 하나의 수직이송기구(510)에 의해서 수직방향으로 왕복 이동되도록 하였다. 이러한 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1·2냉각기구(520,530)도 각각 별도의 냉각수 공급장치(720,730)에 의해 개별적으로 냉각되도록 하는 것이 바람직하다{제1냉각기구(720)가 제2냉각기구(730)에 비해 상대적으로 고온이므로}.

상기 고온의 반제품 목부분(P2)을 냉각하면 결정화가 진행되면서 반제품 목부분(P2)의 직경이 축소되는데, 본 실시예에 따르면, 제1냉각기구(520)에 의한 1차냉각과정에서, 상대적으로 직경이 큰 제1냉각기구(520)의 접촉기(522)에 의해 반제품 목부분(P2)의 직경이 1차적으로 축소유도된 후, 제2냉각기구(530)에 의한 2차냉각과정에서, 상대적으로 직경이 작은 제2냉각기구(530)의 접촉기(532)에 의해 반제품 목부분(P2)의 직경이 2차적으로 축소유도된다. 따라서, 냉각과정에서 반제품 목부분(P2)의 직경축소가 자연스럽게 단계적으로 유도되므로, 반제품 목부분(P2)의 성형성이 크게 향상된다. 또한, 제1냉각기구(520)에 의한 1차냉각과정에서, 상대적으로 직경이 큰 제1냉각기구 접촉기(522)가 반제품 목부분(P2)에 긴밀하게(근접) 삽입되고, 제2냉각기구(530)에 의한 2차냉각과정에서, 상대적으로 직경이 작은 제2냉각기구 접촉기(532)가 1차적으로 냉각된 반제품 목부분(P2)에 긴밀하게(근접) 삽입되므로, 반제품 목부분(P2)으로부터 제1냉각기구 접촉기(522)로의 열전도가 보다 빠르고 정확하게 이루어져서 냉각효율이 크게 향상된다.

한편, 도 1 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 홀더(100)에 내삽되어진 반제품(P)의 목부분(P2) 온도를 검출하는 온도감지센서(900)를 반제품 이송장치(300)에 설치하여, 온도감지센서(900)와 홀더(100)가 상호 일정한 간격을 유지하면서 반제품 이송장치(300)에 의해 서로 상응하게 이동되도록 하면, 반제품 가열장치(400)에 의해 가열되는 반제품 목부분(P2)의 시간별 변화를 파악할 수 있게 된다. 여기서, 미설명부호 〈341b〉는 온도감지센서(900)를 이동블럭(340)의 보강판(341a)에 설치하기 위한 브라켓을 도시하고 있다.

상기 온도감지센서(900)를 이용하면, 반제품 목부분(P2)이 각 처리과정에서 어떻게 온도변화되는지 시간별로 구체적으로 파악할 수 있게 된다.

더욱이, 온도감지센서(900)를 이용하게 되면, 반제품 가열장치(400)에 의한 가열단계에서, 전열기(420)의 가열온도, 반제품 가열장치 본체(410)의 반사면(410a)의 형상, 반사면(410a)의 위치, 전열기(420)의 위치 등의 결정인자에 의해서 반제품 목부분(P2)의 가열상태가 어떻게 변화되는지 파악할 수 있게 되고, 반제품 가열장치(400)에 의한 최적의 가열조건을 획득할 수 있게 된다. 여기서, 상기 보조 반사판(430)을 이용하는 경우에는, 보조 반사판(430)의 형상과, 보조 반사판(430)의 위치도 최적의 가열조건 획득을 위한 결정인자로 고려하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 한정되지 않고 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도내에서 보다 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.

일예로, 베이스(B)에 얹혀져 고정되는 반제품 이송장치(300)와 반제품 가열장치(400), 반제품 냉각장치(500) 및 제어기(800)는 필요에 따라서 적절하게 위치변경될 수 있으며, 각 구성요소들 간의 상호 작동제어도 필요에 따라서 적절하게 변화시킬 수 있다.

이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 반제품 회전장치와 홀더 및 반제품이 반제품 이송장치에 의해서 공정진행방향으로 직선 왕복 이동되면서, 반제품 가열장치에 의해 가열되고, 반제품 냉각장치에 의해 냉각되며, 이들 각 구성요소들간의 작동이 제어기에 의해서 자동으로 제어되는 방식을 취하고 있어서, 반제품 목부분의 결정화과정을 누구나 손쉽게 시각적으로 확인할 수 있고, 더욱이 반제품 목부분의 결정화과정을 임의적으로 조건변경하면서 손쉽게 실험할 수 있으므로, 최적의 결정화조건을 용이하게 파악할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 반제품 가열장치에 의해 고온으로 가열되어진 반제품의 목부분이 제1냉각기구와 제2냉각기구에 의해 2차에 걸쳐서 순차적으로 냉각되도록 하면, 반제품 목부분의 냉각효율이 향상되고 반제품 목부분의 성형성이 크게 향상되는 잇점이 있다.

특히, 반제품 목부분의 온도를 검출하는 온도감지센서를 이용하게 되면, 반제품 목부분이 온도변화를 시간별로 구체적으로 파악할 수 있게 되므로, 보다 정밀하고 정확한 실험분석이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 결정화 실험장치를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 반제품 회전장치와 반제품 이송장치를 확대 도시한 사시도,

도 3a는 도 2의 평면도,

도 3b는 도 2의 정면도,

도 4a는 도 2에 도시된 반제품 이송장치를 도시한 부분절개 정단면도,

도 4b는 도 4a의 부분절개 좌측면도,

도 5는 도 1에 도시된 결정화 실험장치의 좌측면도,

도 6은 반제품 가열장치에 의해서 반제품이 가열되는 상태를 설명하기 위한 도면,

도 7a는 도 1에 도시된 반제품 냉각장치를 구성하는 수직이송기구의 부분절개 평면도,

도 7b는 도 1에 도시된 반제품 냉각장치를 구성하는 수직이송기구의 부분절개 좌측면도,

도 8은 반제품 냉각장치에 의해서 반제품이 냉각되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

- 첨부 도면의 주요 부분에 대한 용어 설명 -

10 ; 가이드부재, 10a ; 가이드구멍,

100 ; 홀더, 100a ; 벨트 안착홈,

110 ; 본체, 111 ; 통형 부재,

112 ; 하부 캡, 113 ; 보강부재,

120 ; 완충지지기구, 121 ; 지지블럭,

122 ; 스프링, 200 ; 반제품 회전장치,

210 ; 구동모터, 211 ; 구동풀리,

220 ; 종동풀리, 230 ; 벨트,

300 ; 반제품 이송장치, 300a ; 케이스,

300a' ; 커버, 300a" ; 감지부,

310 ; 구동모터, 320 ; 스크류축,

330 ; 가이드레일, 340 ; 이동블럭,

341 ; 본체, 341a ; 보강판,

341a' ; 보조 지지체, 341b ; 브라켓,

342 ; 너트, 343 ; 가이드블럭,

350 ; 커플러, 360 ; 위치감지센서,

400 ; 반제품 가열장치, 410 ; 본체,

410a ; 반사면, 411 ; 냉각수라인,

412 ; 냉각공기라인, 412a ; 노즐부,

420 ; 전열기, 430 ; 보조 반사판,

500 ; 반제품 냉각장치, 510 ; 수직이송기구,

510a ; 케이스, 510a' ; 커버,

510a" ; 감지부, 511 ; 구동모터,

512 ; 스크류축, 513 ; 가이드레일,

514 ; 이동블럭, 514a ; 본체,

514b ; 너트, 514c ; 가이드블럭,

515 ; 커플러, 516 ; 위치감지센서,

520 ; 제1냉각기구, 530 ; 제2냉각기구,

520a,530a ; 냉각수라인, 520a',530a' ; 냉각수 유입구,

520a",530a" ; 냉각수 유출구, 521,531 ; 본체,

522,532 ; 접촉기, 600 ; 송풍장치,

610 ; 송풍기, 620 ; 분배기,

630 ; 분사기, 631 ; 노즐부,

710,720,730 ; 냉각수 공급장치, 800 ; 제어기,

900 ; 온도감지센서, B ; 베이스,

P ; 반제품, P1 ; 본체부분,

P2 ; 목부분.

Claims

반제품(P)이 삽탈가능하게 수직으로 내삽되어 지지되는 홀더(100)와 ;

홀더(100)를 일정 속도로 회전시키는 반제품 회전장치(200) ;

반제품 회전장치(200)를 공정진행방향으로 직선 왕복 이동하는 반제품 이송장치(300) ;

반제품 이송장치(300)에 의해 초기 위치로부터 이송되면서, 반제품 회전장치(200)에 의해 일정 속도로 회전되는 반제품(P)의 목부분(P2)을 가열하는 반제품 가열장치(400) ;

반제품 이송장치(300)에 의해 반제품 가열장치(400)로부터 이송되어진 회전 정지된 반제품(P)의 목부분(P2)을 냉각하는 반제품 냉각장치(500) ;

반제품 가열장치(400)에 의해 가열되는 반제품(P)이 과열되지 않도록, 강제 흡입된 외부 공기를 분사하여 반제품(P)을 냉각하는 송풍장치(600) ;

반제품 가열장치(400)와 반제품 냉각장치(500)로부터 리턴되는 고온의 냉각수를 저온으로 냉각하여, 반제품 가열장치(400)와 반제품 냉각장치(500)로 저온의 냉각수를 공급하는 냉각수 공급장치(710,720,730) 및;

이들 각 구성요소(200,300,400,500,600,710,720,730)의 작동을 제어하는 제어기(800)로 이루어진 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.
제 1항에 있어서, 상기 반제품 회전장치(200)는, 구동모터(210)와 ; 벨트(230)를 매개로 구동모터(210)의 구동풀리(211)에 연결되어 연동되는 종동풀리(220)로 이루어지고, 구동모터(210)와 종동풀리(220) 사이에 배치된 한 쌍의 홀더(100)에 각각 벨트 안착홈(100a)이 형성되며, 이 벨트 안착홈(100a)에 구동모터(210)의 구동풀리(211)와 종동풀리(220)를 연동가능하게 연결하는 벨트(230)가 소정 압력으로 끼워져서, 한 쌍의 홀더(100)가 서로 상응하게 독자적으로 회전되는 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.
제 1항에 있어서, 상기 반제품 이송장치(300)는, 구동모터(310)와 ; 구동모터(310)에 의해 회동되는 스크류축(320) ; 스크류축(320)을 따라 평행하게 배치되는 가이드레일(330) 및; 스크류축(320)에 나사산 결합되고, 가이드레일(330)에 이동가능하게 연결되어, 스크류축(320)과 가이드레일(330)을 따라서 수평방향으로 직선 왕복 이동되는 이동블럭(340)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.
제 1항에 있어서, 상기 반제품 냉각장치(500)는, 반제품 이송장치(300)에 의해 반제품 가열장치(400)로부터 이송되어진 회전 정지된 반제품(P)의 목부분(P2)을 냉각하는, 냉각수라인(520a ; 530a)이 형성된 냉각기구(520 ; 530)와 ; 냉각기구(520 ; 530)를 수직방향으로 직선 왕복 이동하는 수직이송기구(510)로 이루어진 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.
제 4항에 있어서, 상기 수직이송기구(510)는, 구동모터(511)와 ; 구동모터(511)에 의해 회동되는 스크류축(512) ; 스크류축(512)을 따라 평행하게 배치되는 가이드레일(513) 및; 스크류축(512)에 나사산 결합되고, 가이드레일(513)에 이동가능하게 연결되어, 스크류축(512)과 가이드레일(513)을 따라서 수직방향으로 직선 왕복 이동되는 이동블럭(514)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.
제 4항에 있어서, 상기 냉각기구(520 ; 530)는, 냉각수라인(520a ; 530a)의 냉각수 유입구(520a' ; 530a')와 냉각수 유출구(520a" ; 530a")가 형성되어, 수직이송기구(510)에 의해 수직방향으로 직선 왕복이동되는 본체(521 ; 531)와 ; 본체(521 ; 531)의 저면에 돌출되게 구비되어, 반제품(P)의 목부분(P2)에 끼워지는 접촉기(522 ; 532)로 이루어진 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.
제 6항에 있어서, 상기 냉각기구(520 ; 530)가 한 쌍을 이루어서, 반제품(P)의 목부분(P2)이 제1·2냉각기구(520,530)에 의해 2차에 걸쳐서 순차적으로 냉각되되, 제2냉각기구 접촉기(532)의 외경은 완성된 PET병의 목부분(P2) 내경과 동일하고, 제1냉각기구 접촉기(522)의 외경은 제2냉각기구 접촉기(532)의 외경보다 직경이 확대되어진 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.
제 1항에 있어서, 상기 송풍장치(600)는, 외부 공기를 강제로 흡입하여 소정 압력으로 배출하는 송풍기(610)와 ; 반제품 가열장치(400)의 하부에 설치되어 송풍기(610)로부터의 공기를 홀더(100)로 분사하는 분사기(630) 및; 송풍기(610)로부터의 공기를 냉각공기라인(412)이 형성되어진 반제품 가열장치(400)의 본체(410)와, 분사기(630)로 분배하여 공급하는 분배기(620)로 이루어진 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.
제 1항에 있어서, 상기 반제품 가열장치(400)와 반제품 냉각장치(500)가 각각 별도의 냉각수 공급장치(710 ; 720,730)에 의해 개별적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.
제 1항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 반제품 이송장치(300)에 홀더(100)에 내삽되어진 반제품(P)의 목부분(P2) 온도를 검출하는 온도감지센서(900)가 설치되어, 온도감지센서(900)와 홀더(100)가 상호 일정한 간격을 유지하면서 반제품 이송장치(300)에 의해 서로 상응하게 이동되는 것을 특징으로 하는 PET병의 목부분을 결정화하는 실험장치.