KR20060123227A

KR20060123227A - 일체형 핸들 ｐｅｔ용기 시스템

Info

Publication number: KR20060123227A
Application number: KR1020067010656A
Authority: KR
Inventors: 로버트 빌 글렌
Original assignee: 비 앤 알 인더스트리즈 피티와이 엘티디
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2006-12-01
Also published as: MXPA06004845A; CA2544081A1; WO2005042230A1; EP1684965A4; EP1684965A1; ZA200604373B; JP2007509771A; CN1917997A; US20070272652A1

Abstract

최종 취입된 용기가 중공 핸들을 포함하도록 배치되며 배향 조절이 가능한 플라스틱 재료로 이루어진 용기 예비성형품으로서, 상기 예비성형품이 목 부분 및 상기 목 부분 아래의 팽창 가능한 부분을 구비하는 성형된 구조를 포함하고, 상기 배향 조절이 가능한 플라스틱 재료로 이루어진 중공 핸들 부분의 적어도 제 1 단부는 상기 용기가 형성될 때 상기 핸들을 구성하는 상기 예비성형품에 일체로 연결되며, 상기 중공 핸들 부분의 내측면이 상기 팽창 가능한 부분의 내측면과 연속체를 형성하는, 용기 예비성형품이 개시된다.

Description

일체형 핸들 ＰＥＴ용기 시스템 {INTEGRAL HANDLE PET CONTAINER SYSTEM}

본 발명은 예비성형품 또는 용융 예비 성형물 및 이들의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 중공 핸들이 일체로 연결된 용기가 이축으로 취입될 수 있는 예비성형품에 관한 것이다.

예를 들면, 트리-테크 시스템즈 인터내셔널 인코포레이티드(Tri-Tech Systems International, Inc.)에 양도된, 톰슨(Thompson)에게 허여된 US 4,629,598을 참고로, PET 및 사출 중공 성형된 용기(injection blow moulded container)에 일체형 핸들을 통합하는 시도가 이루어져 왔다. US 4,629,598의 처리된 병으로부터 생산되는 용융 예비 성형물 또는 예비성형품은 도 1에 도시되어 있다. 그러나 지금까지 실용적이며 대량 생산되는 형식의 이러한 장치를 생산하려는 시도는 성공적이지 못하였다. 대신, 상관행(commercial practice)상 행해져 온 것으로 보이는 최상의 시도는 취입된 용기가 클립을 수용하거나 용기 자체가 형성된 후 별도의 생산 단계로 핸들 상에 걸리도록 배치되는 장치이다. 예를 들면, 모두 톰슨(Thompson)에게 허여된 WO82/02371 및 WO82/02370을 참조한다.

일체형 중실 핸들(solid handle)을 통합하지만 용기의 본체가 연신 중공 성형(stretch blow moulding) 과정을 거치지 않는 연신 중공 성형된 용기는 본원 발 명의 발명자에 의해 WO 96/33063A1, WO 99/12715A1, WO 99/30883A1 및 WO 00/26001A1에 개시되어 있다.

사출 연신 중공 성형은 예비성형품이 축방향 및 반경 방향 양쪽으로 연신되는 과정으로 이축 배향(biaxial orientation)된다. 이축 배향은 증가된 인장 강도(상부 로드), 촘촘한 분자 배열로 인한 더 작은 투과성, 그리고 더 작은 용기의 무게, 투명성 및 개선된 낙하 충격을 제공한다.

이러한 과정은 단지 단일 층 또는 다층으로서 큰 PET병을 제조하는데 적합하다. 일체형 핸들을 포함하는 것에 대한 어려움은 특히 중공 핸들의 경우, 예비성형품을 제조하고, 중공 성형 작업 바로 전에 반드시 비대칭인 예비성형품을 열경화 처리하는 데에 있다. 그러나 요구된 재료 양의 감소, 강도 증가 및 외관 개선으로 인하여 중공 핸들이 바람직하다.

또한, 예비성형품의 열처리 과정은 매우 복잡하고 중실 핸들로 인해 난해하며, 중실 핸들은 연신 중공 성형 과정에 참여하지 않기 때문에 과도한 가열로부터 복잡한 방호를 필요로 한다.

모든 열가소성 재료가 배향될 수 있는 것은 아니다. 사용중인 대부분의 열가소성 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile; PAN), 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride; PVC) 및 폴리프로필렌(polypropylene; PP)이다. PET가 단연 가장 많이 사용되는 재료이며, 그 다음이 PVC, PP 및 PAN이다.

예를 들면 PET와 같이 광범위한 열가소성을 갖는 비정질 재료(amorphous materials)는 PP와 같이 부분적으로 결정성인 유형의 재료보다 연신 중공되기 용이하다. 용기의 최대 특성을 항복시키는 대체적인 용융 온도 및 연신 온도는 다음과 같다.

재료	용융 온도(℃)	연신 온도(℃)
PET	280	107
PVC	180	120
PAN	210	120
PP	240	160

기본적으로는 연신 중공 성형을 위한 두 가지 유형의 처리과정이 존재한다.:

1) 동일한 기계에서 예비성형품이 제조되고 취입되는 1단(single-stage) 처리과정, 및

2) 하나의 기계에서 예비성형품이 제조되고 다른 기계에서 병이 취입되는 2단(two-stage) 처리과정.

1단 장비는 PVC, PET 및 PP 처리를 할 수 있다. 용융 예비 성형물이 형성(압출 또는 사출성형)되면, 용융 예비 성형물은 적절한 배향 온도에 도달하는 조절 스테이션을 통과한다. 1단 시스템은 원료로부터 완성된 제품까지 하나의 기계에서 처리과정이 진행될 수 있도록 하지만, 기구가 용이하게 교환될 수 없기 때문에, 이러한 처리과정은 전용(dedicated applications) 및 작은 체적에 대해 가장 적합하다.

다수의 배향된 PET 용기는 1단 기계에서 제조된다. 먼저, 예비성형품은 사출 성형된 후, 온도 제어된 스테이션으로 운반되며, 그 후 예비성형품은 병으로 연신 취입되는 중공 성형 작용으로 이동되며, 최종적으로 배출 스테이션으로 운반된다.

2단 처리과정에 따라, 예비성형품 제조 및 병 취입 모두에 대한 처리 변수가 최적화될 수 있다. 2단 처리과정은 배향된 PET 용기를 생산하는 가장 저렴한 방법이다. 예비성형품의 사출성형을 제공한 후, 성형 위치를 취입하는 이 방법으로 인해 회사들이 예비성형품을 생산하여, 중공 성형 생산자에게 판매할 수 있다. 따라서, 배향된 PET 용기 시장으로 진입하고자 하는 회사들의 필요 자금이 최소화될 수 있다.

처리자는 1단 장비에서와 같이 예비성형품 디자인 및 무게, 생산율 및 병의 품질을 절충시킬 필요가 없다. 처리자는 예비성형품을 제조하거나 구입할 수 있다. 처리자가 예비성형품을 제조하려고 하는 경우, 처리자는 시장에 적절한 하나 이상의 위치에서 제조할 수 있다. 고출력 기계 및 저출력 기계 모두 이용가능하다.

본 발명의 목적은 하나 이상의 지점이 예비성형품에 일체로 연결되는 중공 핸들을 통합하는 배향조절 가능한 플라스틱 예비성형품으로부터 제조되는 사출 연신 중공 성형된 용기를 제조하는 것이다.

따라서, 본 발명의 광범위한 제 1 형태로 최종 취입된 용기(blown container)가 중공 핸들을 포함하도록 배치되며 배향 조절이 가능한 플라스틱 재료로 이루어진 용기 예비성형품으로서, 상기 예비성형품이 목 부분 및 상기 목 부분 아래의 팽창 가능한 부분을 구비하는 성형된 구조를 포함하고, 상기 배향 조절이 가능한 플라스틱 재료로 이루어진 중공 핸들 부분의 적어도 제 1 단부는 상기 용기가 형성될 때 상기 핸들을 구성하는 상기 예비성형품에 일체로 연결되며, 상기 중공 핸들 부분의 내측면이 상기 팽창 가능한 부분의 내측면과 연속체를 형성하는, 용기 예비성형품이 제공된다.

본 발명의 광범위한 제 2 형태로, 목 부분, 실질적으로 원통형인 팽창 가능한 본체 부분, 및 하나 이상의 지점이 상기 팽창 가능한 본체 부분에 일체로 연결되는 중공 핸들 부분을 포함하는 예비성형품 성형 방법으로서,

(a) 상기 본체 부분의 외부 형상과 상기 예비성형품의 상기 핸들 부분이 사출 다이의 반쪽들을 협력시킴으로써 형성된 공동에 의해 한정되는 사출 성형 다이 준비단계;

(b) 상기 공동에 삽입하기 위한 맨드릴을 형성하는 주요 본체 준비단계로서, 상기 맨드릴의 외측 단부가 제어 모듈을 구비하는, 본체 준비단계;

(c) 상기 맨드릴을 통하여 상기 제어 모듈로부터 실질적으로 중앙으로 연장하는 통로 제공단계로서, 상기 통로가 상기 하나 이상의 지점에 대향하는 상기 맨드릴의 일측에서 나오도록 구부러지는, 통로 제공단계; 및

(d) 상기 제어 모듈에 의해 제어된 가요성 핸들 맨드릴 제공단계로서, 상기 맨드릴이 상기 통로를 통하여 상기 공동의 핸들 부분으로 삽입되는, 가요성 핸들 맨드릴 제공단계;를 포함하는, 예비성형품 성형 방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 가요성 맨드릴은 내열재로 된 팽창 가능한 가요성 관이다.

바람직하게, 상기 관의 외측 단부는 밀봉된다.

바람직하게, 상기 외측 단부는 상기 외측 단부를 통하여 돌출하는 중실팁을 구비한다.

바람직하게, 상기 팁은 실질적으로 원통 형상이며, 상기 관의 축선과 실질적으로 정렬되는 상기 팁의 축선을 따라 배향된다.

바람직하게, 상기 중공 핸들이 형성될 때, 상기 팁의 직경은 상기 중공 핸들 내측의 직경을 한정한다.

바람직하게, 상기 관을 통하여 상기 제어 모듈로부터 상기 팁까지 케이블이 연장된다.

바람직하게, 상기 제어 모듈은 상기 관을 연장 및 수축시킨다.

바람직하게, 상기 제어 모듈은 상기 관을 팽창 및 수축시킨다.

바람직하게, 상기 중공 핸들의 한 지점이 상기 본체에 부착되는 예비성형품을 성형하는 상기 방법은,

(e) 상기 공동의 상기 핸들 부분 외측 단부에 제 1 주입 게이트를 제공하는 단계;

(f) 상기 공동의 핸들 부분을 완전히 채우도록 상기 관을 팽창시키는 단계;

(g) 상기 팁을 봉하도록 상기 게이트를 통하여 유동 가능한 플라스틱 재료를 주입하는 단계;

(h) 상기 관을 부분적으로 수축시키도록 상기 제어 모듈을 조정하는 단계;

(i) 상기 유동 가능한 재료의 주입 비율과 상응하는 비율로 상기 공동의 핸들 부분으로부터 상기 관을 점진적으로 회수하도록 상기 제어 모듈을 조정하는 단계;

(j) 상기 유동 가능한 재료를 제 2 주입 게이트를 통하여 상기 공동의 상기 본체 부분 외측 단부에 주입하는 단계;

(k) 상기 팁이 맨드릴을 형성하는 상기 주요 본체와 핸들 부분 사이의 간격을 연결할 때까지 제 1 및 제 2 주입 게이트를 통하여 유동 가능한 재료를 계속 주입하는 단계;

(l) 맨드릴을 형성하는 상기 주요 본체로 상기 관과 상기 팁을 회수하는 단계; 및

(m) 상기 공동을 완전히 채우도록 유동 가능한 재료를 계속 주입하는 단계;를 더 포함한다.

바람직하게, 중공 핸들의 두 지점이 상기 본체에 연결되어 있는 예비성형품을 성형하는 상기 방법은 상기 핸들이 제 1 연결점으로부터 제 2 연결점으로 연장되며,

(n) 상기 제 2 연결점에 대향하는 상기 주요 본체 맨드릴에 상기 팁을 안치하도록 포켓을 제공하는 단계;

(o) 상기 공동의 핸들 부분을 통하여 상기 포켓에 상기 관을 안치하도록 상기 관을 삽입하는 단계;

(p) 상기 관을 팽창시키는 단계;

(q) 상기 공동의 상기 주요 본체 부분 외측 단부의 주입 게이트를 통하여 유동 가능한 재료를 주입하는 단계;

(r) 상기 재료가 상기 팁을 봉할 때까지 상기 유동 가능한 재료를 계속 주입하는 단계;

(s) 상기 재료에 의해 봉해진 상기 팁을 유지하도록 상기 유동 가능한 재료의 주입 비율에 상응하여 상기 관을 점진적으로 회수하는 단계;

(t) 상기 팁이 상기 제 1 연결점에 맨드릴을 형성하는 상기 본체와 핸들 부분 사이의 간격을 연결할 때 상기 관의 회수를 중지하는 단계;

(u) 맨드릴을 형성하는 상기 주요 본체로 상기 관과 상기 팁을 회수하는 단계; 및

(v) 상기 공동을 완전히 채우도록 유동 가능한 재료를 계속 주입하는 단계;를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 광범위한 형태로, 일체형 중공 핸들을 갖는 플라스틱 재료로 된 용기 형성 방법으로서,

(w) 목 부분 및 상기 목 부분 아래의 팽창 가능한 부분을 갖는, 제 2 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 예비성형품 형성단계로서, 상기 예비성형품은 적어도 제 1 단부가 상기 예비성형품에 일체로 연결되는 중공 핸들 부분을 갖는, 예비성형품 형성단계;

(x) 상기 플라스틱 재료를 조절하도록 상기 예비성형품을 예열하는 단계; 및

(y) 상기 용기의 본체와 핸들을 형성하도록 상기 핸들 부분과 팽창 가능한 부분을 팽창시키는 상기 예비성형품의 중공 성형 작용을 실시하는 단계;를 포함하는, 플라스틱 재료로 된 용기 형성 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 형태로, 중공 핸들을 구비하는 용기로서, 상기 핸들의 한 지점이 상기 용기에 일체로 연결되고, 상기 용기가 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 예비성형품으로부터 연신 중공 성형으로 형성되며, 상기 핸들의 외측 단부가 상기 용기로부터 간격을 두고 분리되는, 중공 핸들을 구비하는 용기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 광범위한 형태로, 중공 핸들을 구비하는 용기로서, 상기 핸들의 한 지점 이상이 상기 용기에 일체로 연결되고, 상기 용기가 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 예비성형품으로부터 연신 중공 성형으로 형성되며, 상기 용기가 상기 예비성형품으로부터 연신 중공 성형될 때, 상기 핸들의 외측 단부가 상기 용기의 벽 부분 내에 적어도 부분적으로 속박되는, 중공 핸들을 구비하는 용기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 광범위한 형태로, 중공 핸들을 구비하는 용기로서, 사용자의 손가락이 삽입될 수 있도록 상기 핸들의 제 1 지점 및 제 2 지점이 상기 용기에 일체로 연결되며, 상기 용기가 제 12 항에 따른 예비성형품으로부터 연신 중공 성형으로 형성되는, 중공 핸들을 구비하는 용기가 제공된다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 예로서 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따라 취입된 예비성형품 및 용기의 정면도,

도 2는 도 1의 예비성형품을 제조하기 위한 통상적인 사출 다이의 개략도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 이용 가능한 예비성형품으로 형성된 취입 성형 PET 용기의 측면도,

도 4는 도 3의 용기를 취입 성형하기 위한 예비성형품의 단면도와 측면도,

도 5는 부분적으로 폐쇄된 상태인 도 4의 예비성형품의 사출성형 다이 장치의 부분 단면도,

도 6은 완전히 폐쇄된 상태인 도 5의 사출성형 다이의 부분 단면도,

도 7은 제 1 작용 단계에서 중공 핸들이 단일 지점에 일체로 부착된 용기에 대한 도 5 및 도 6의 사출 다이의 내부 장치를 나타낸 도면,

도 8은 도 7의 장치를 가요성 맨드릴이 삽입된 후에 나타낸 세부 도면,

도 9는 도 8의 가요성 맨드릴 장치의 세부 도면,

도 10은 사출 주기의 제 1 단계에 있는 도 8 및 도 9의 가요성 맨드릴의 세부도,

도 11은 사출 주기 완료시 예비성형품의 도면,

도 12는 제 1 지점에 일체로 부착된 중공 핸들과, 포장된 핸들 단부를 갖는 취입 성형된 용기의 부분 정면도,

도 13은 도 12의 용기를 취입성형하기 위한 예비성형품의 단면도 및 측면도,

도 14는 본 발명의 방법에 적용 가능한 2단 연신 중공 성형기의 개략도,

도 15는 사출 주기 시작시 두 개의 지점에 중공 핸들이 부착된 용기의 예비성형품을 성형하기 위한 사출 다이의 내부 장치를 나타낸 도면,

도 16은 사출 주기의 제 1 단계에 있는 도 15의 사출 다이를 가요성 맨드릴이 삽입된 후에 나타낸 도면,

도 17은 예비성형품이 부분적으로 성형된 단계에 있는 도 15 및 도 16의 사 출 다이를 나타낸 도면,

도 18a는 연신 중공 성형다이의 공동을 나타내는 도면,

도 18b는 도 18a의 공동에 위치한 도 15 내지 도 17의 예비성형품을 연신 중공 성형 주기 이전에, 나타낸 도면,

도 19a는 방법의 취입 단계 이전에, 예비성형품을 처음 연신한 후, 도 18b의 예비성형품을 나타낸 도면, 및

도 19b는 취입 단계 완료시 중공 성형 공동 내에 있는 용기를 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 용어 "일체형 연결부" 또는 "일체로 연결된"은 핸들과 예비성형품 (및 예비성형품으로부터 취입된 용기 상의 대응하는 연결부) 사이의 연결부를 의미하고, 이 연결부는 핸들과 동일한 재료로 제조되며, 예비성형품이 형성될 때, 동시에 예비성형품의 본래 부분으로서 형성된다.

본 발명에 따른 용기의 일체로 연결된 중공 핸들은 용기의 목 부분을 향하는 상단부에 일체로 연결되거나, 두 지점에 연결되어 고리를 형성하는 핸들을 포함하는 다수의 형상을 취할 수 있으며, 연결부의 제 1 지점은 목 부분을 향하고, 제 2 지점은 용기의 바닥을 향하며, 고리는 용기를 들어올리기 위해 몇 개 이상의 손가락이 삽입될 수 있도록 한다.

예비성형품의 제조

통상적으로 핸들이 없거나 연신 중공 성형(stretch blow-moulding) 이후의 제조 단계로서 핸들이 부착되는 병과 같은 PET용기를 위해, 일반적으로 예비성형품은 하단부가 폐쇄되어 있으며 목 부분이 나사식 캡(screw-on cap)과 같은 폐쇄 수단을 수용하도록 되어 있는 긴 중공형 실린더 형태이다. 따라서, 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들면 통상적으로 목 부분은 나사부(15)와 지지링(16)을 구비한다. 지지링(16)은 연신 중공 성형 다이(stretch-blow-moulding die) 내에 예비성형품을 위치시키도록 제공된다.

예비성형품의 외부 형상이 두 개의 일치하는 반쪽 사출 다이 내에 형성된 공동에 의해 형성되고, 내부 형상이 맨드릴에 의해 형성되며, 공동과 맨드릴 사이의 공간이 예비성형품의 벽두께와 목의 세부를 형성하는 사출성형 과정은 통상적인 것이다. 이러한 공간 안으로 용융된 PET가 주입되고, 다이가 개방되며, 예비성형품이 가공된 후 예비성형품은 맨드릴로부터 배출된다. 통상적인 PET병 예비성형품의 공동(20)과 맨드릴(21)은 도 2에 도시되어 있으며, 도 2는 통상적인 단일 공동 사출 다이의 반쪽(22) 부분을 도시하고 있다.

예비성형품은 연신 중공 성형될 수 있기 전에, 원하는 상태의 가소성에 도달하도록 열처리(heat conditioned)되어야 한다. 그 후 예비성형품은 중공 성형기(미도시) 내에 배치되며, 목(15)과 지지링(16)이 주형 내에서 팽창되지 않고 지지되는 이축 배향 중공 성형 기술에 따라 중공 성형된다. 처음에, 목 아래에 있는 예비성형품의 팽창 가능한 부분은 주형 바닥의 성형부를 향해 기계적으로 연신될 수 있으며, 예비성형품의 대부분은 압축된 공기를 가함으로써 외측으로 취입되어 주형 공동의 내측면과 합치하는 재료층을 형성한다.

본 발명의 실시예에 따른 용기(20)의 상부는 도 3에 도시되어 있다. 용기는 목(22), 주요 팽창 본체(24) 및 핸들(26)을 포함한다.

목(22)은 나사부(25)와 위치링(28)을 구비한다. 핸들(26)은 링(28)의 약간 아래에 일체로 연결되어 목 부분으로부터 외측으로 연장되며 아래쪽으로 구부러진다. 팽창된 용기의 주요 본체 형상은 핸들 영역에서 손가락을 위한 공간(30)을 제공할 정도이다. 핸들과 용기의 주요 본체는 주요 본체의 하부에 의해 한정된 영역선(envelope)의 외부로 돌출하지 않도록 배치된다.

도 3의 용기를 제조하기 위한 예비성형품이 도 4에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이 대칭형 용기의 예비성형품을 사출성형하는 예비성형품의 일부로부터 돌출하는 중공 핸들의 통합을 조절할 수 없는데, 이는 예비성형품 성형 주기의 마지막에 예비성형품으로부터 핸들의 내부를 형성하는 맨드릴을 빼낼 수 없기 때문이다.

바람직한 제 1 실시예 - 일체형 핸들, 단일 지점 연결부

도 4를 참조하는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에서, 예비성형품(40)은 예비성형품(40)의 측면으로부터 예비성형품의 목 부분(44) 아래쪽으로 연장하는 일체로 연결된 중공 핸들(42)을 구비하도록 준비된다. 예비성형품을 제조하기 적합한 사출 다이는 도 5 및 도 6에 도시되어 있으며, 슬라이딩 블록(46), 본체(48), 베이스(50), 푸시 블록(52), 분리된 홀더(54) 및 맨드릴(56)을 포함한다. 도 6은 개방 상태에 있는 다이를 도시하고 있지만, 도 6은 폐쇄 위치에 있는 다이를 도시하고 있다. 도 7은 맨드릴의 주요 부분(60)을 형성하며 중공 핸들 부분(62)을 위한 공 동을 도시하고 있는 반쪽 다이의 측면도를 도시하고 있다. (슬라이딩 블록 장치의 세부사항은 명확성을 위해 여기 생략되었다.)

중공 핸들이 일체로 연결된 예비성형품을 제조하는 과정에서, 예비 성형품 주요 본체의 내부 형상을 형성하는 맨드릴(56)(이하 도 7에 단면으로 도시되어 있는 주요 맨드릴로서 지칭됨)은 내부 통로(64)를 구비하며, 제어 모듈(66)과 통신한다. 통로는 부분적으로 맨드릴의 축선을 따라 연장되지만 측면을 향하여 구부러지며, 예비성형품 핸들 부분의 공동(62)에 의해 형성된 바와 같이 핸들의 연결부(68)를 마주하여 빠져나온다.

다이를 폐쇄한 후이지만 예비성형품의 사출 주기 이전에, 가요성 핸들 맨드릴(70)은 통로(64)를 통해 주요 맨드릴(56) 안으로 삽입되며 예비성형품 공동(62)의 핸들 부분으로 들어간다. 핸들 맨드릴(70)은 외측 단부(72)가 폐쇄된 팽창 가능한 기밀관(airtight tube)이며 비교적 강성이 있지만 가요성 있는 내열재로 형성된다. 도 9의 부분적으로 절단된 맨드릴 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 내부 케이블(74)은 제어 모듈(66)(도 7)로부터 폐쇄된 외측 단부(72)까지 가요성 관(70)의 길이를 따라 이어진다. 케이블(74)은 가요성이 있지만 충분히 강성이 있어서 핸들 공동으로 핸들 맨드릴의 삽입을 촉진한다.

핸들 맨드릴은 주요 맨드릴로부터 예비성형품 공동의 핸들 부분으로 삽입하기 전에 부분적으로 팽창될 수 있기 때문에 관이 통로 및 핸들 공동의 굴곡부를 통과하도록 부가적인 강성을 제공할 수 있다.

관은 완전히 팽창되는 경우 다이의 핸들 공동에 위치된 부분이 공동의 형상 과 크기와 합치, 즉, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이 공동을 완전히 채우도록 형성된다.

핸들 맨드릴 관(70)의 폐쇄된 외측 단부(72)는 도 9a의 확대도에서 볼 수 있는 바와 같이 돌출한 중실팁(76)을 구비하며, 중실팁은 일반적으로 원통형 본체를 가지며 핸들의 원하는 중공 중심과 동일한 직경을 갖는다. 케이블(74)은 팁(74)의 내측 단부에 연결되어 있다.

삽입 주기를 시작하기 전에, 핸들 맨드릴의 관이 팽창되어 예비성형품 공동의 핸들 부분을 완전히 채운다.

통상적으로 대칭적인 예비성형품을 위해, 예비성형품 공동(60)의 팁(80)에 단일한 주입점 또는 게이트(78)가 제공된다. 그러나 이러한 예비성형품의 바람직한 실시예의 제조를 위해, 공동 핸들 부분의 단부(72)에 제 2 주입 게이트(82)가 제공된다. 성형 주기동안 각각의 게이트를 관통하는 PET의 주입이 제어된다.

제어 모듈(66)(도 7)은 핸들 맨드릴 관의 팁(76)에 연결된 케이블(74)을 수축시키기 위한 제어 수단(미도시)을 구비한다. 또한, 제어 모듈은 공동의 핸들 부분으로부터 서서히 관(70)을 수축시키도록 설치된다. 도 10을 참조하면, PET는 핸들 팁 게이트(82)를 통해 들어가며, 케이블(74)은 제어 모듈에 의해 신장되어 핸들 공동(62)의 단부(72)로부터 팁(76)을 이끌어낸다. 이제 관의 단부는, 팁(76)을 핸들 공동에 유지시키고, PET가 팁 주위에서 유동할 수 있게 하는, 도 10에 도시되어 있는 일부가 내측으로 접힌 형상을 나타낸다.

공동은 가열되지만 팁은 가열되지 않아서 PET가 핸들 공동 벽부를 따라 계속 유동하지만 팁에 인접하여 운반되며, 따라서 회수 팁(withdrawing tip; 76)에 의해 형성되는 중공 통로(83)를 고정시킨다.

이러한 과정은, 주입된 PET가 예비성형품의 핸들 부분을 완전히 형성할 때까지, 팁이 계속하여 핸들 내의 중앙에 중공 통로를 형성함으로써 지속된다. 한편, 주요 예비성형품 게이트를 통해 주입된 PET는 핸들의 접합점 및 예비성형품의 본체에 도달한다. 주요 맨드릴과 핸들 입구 사이의 간격에 팁이 도달할 때, 팁은 일시적으로 정지되어, PET가 팁을 봉하도록 주요 예비성형품의 벽부를 형성하게 하며, 연결된 핸들과 예비성형품 주요 부분의 내부 사이에 개구를 채운다. 그 후 팁과 관이 완전히 회수되거나 주요 맨드릴로 적어도 부분적으로 회수될 수 있으며, 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, PET 주입은 예비성형품의 나머지 목 부분을 충전하도록 계속된다.

핸들의 단부는 원하는 핸들의 배치에 따라 취입된 용기의 최종 형태 내에서 많은 형상을 취할 수 있다. 핸들은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 용기의 본체와 핸들 단부 사이에 간격을 구비하여 "중공형(free)"일 수 있거나, 도 12에 도시되어 있는 바와 같이 최종 형상으로 취입될 때, 팁의 단부가 어느 정도 용기 본체에 의해 봉해지도록 중공 성형 과정에 의해 단부가 "속박"된다. 이러한 형태의 경우, 핸들(26)은 하단부(72)가 정밀하게 일체 성형되지 않지만, 그럼에도 불구하고 용기의 본체(24)에 부착되며 용기 본체로부터 지지된다.

이러한 부착을 획득하기 위해, 예비성형품에 형성되어 있는 바와 같이 핸들의 단부는, 도 13에 도시되어 있는 바와 같이 부분적으로 용기 본체의 재료로 봉해 지는 경우 핸들 단부의 효율을 증가시키도록 형성된 부분을 구비한다. 이러한 단부는 용기의 취입된 부분과 기계적으로 결합하며, 벽부는 핸들의 단부를 봉하게 된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 화학작용제(chemical agent)가 접착제로 사용되어 용기의 취입된 본체와 핸들의 팁 사이에 결합부를 형성할 수 있다.

제 1 실시예의 예비성형품을 갖는 용기의 연신 중공 성형

채용된 시스템이 1단이거나 2단인지 여부에 관계없이, 예비성형품의 다양한 부분은 중공 성형 다이로 삽입되기 전에 온도 제어되어야 한다.

도 14는 본 발명에 따른 임의의 바람직한 실시예의 연신 중공 성형된 예비성형품에 채용되는 2단 과정을 위한 변형된 2단 연신 중공 성형기(110)를 도시하고 있다.

2단 연신 중공 성형기(110)는 제 1 캐루젤(carousel; 111)을 포함하며, 제 1 캐루젤은 경사진 슈트(113)로부터 외주 둘레에 이격되어 있는 개구(114)로 일체형 중공 핸들 예비성형품(112)을 수용한다.

제 1 캐루젤(111)은 회전할 때, 개구(114)를 거쳐 슈트(113)로부터 제 2 캐루젤 로딩 위치로 예비성형품(112)을 이동시키며, 제 1 캐루젤 로딩 위치는 예비성형품(112)이 반전되어 제 2 캐루젤(116)의 외주에 인접하여 장착된 스핀들(115)로 운반되는 위치이다.

약 270˚의 제 2 캐루젤(116) 섹터는 예비성형품(112)이 예비성형품의 이동 경로에 대향 관계로 장착된 가열 뱅크에 의해 활발히 가열되는 예열 섹터(117)로서 배열된다.

적절히 예열된 예비성형품(112)은 연속해서 제 3 캐루젤(120)의 개구(119)로 로딩되며, 제 3 캐루젤은 핸들 위치에 대한 종축선을 중심으로 예비성형품(112)을 적절히 배향하며, 제 1 반쪽 주형(122)과 제 2 반쪽 주형(123)을 포함하는 주형 공동에 예비성형품을 제공하는 운반 기구(transfer mechanism)로서 작용한다.

주형 공동(121)은 제 4 캐루젤(126)의 외주에 장착된다. 약 270˚의 섹터를 통하여 이동되는 동안, 반쪽 주형(122,123)은 힌지 축선(127)을 중심으로 폐쇄된 위치로 회전하며, 폐쇄되어 있는 동안 내부에 담긴 예비성형품(112)은 전술한 바와 같이, 일체 성형 핸들을 갖는 취입된 용기(125)를 제조하기 위해 취입되며 이축 연신된다. 반쪽 주형이 예열된 새로운 예비성형품(112)을 수용하기에 앞서 개방되면, 도시되어 있는 바와 같이 용기(125)가 배출된다.

통상적으로, 예비성형품은 예비성형품의 축선이 수직인 반전된 위치에서 가열 섹터를 통과할 때, 예비성형품의 각 센터가 균일하게 가열되도록 회전된다. 실질적으로 목 부분과 위치결정 링을 포함하는 예비성형품의 비팽창 부분은 예열로부터 적절한 방호에 의해 보호(또는 1단 기계에서 재가열)된다.

돌출하는 핸들 부분을 구비한 예비성형품의 비대칭은 회전하는 동안 더 가까이 가열원을 지나는 핸들 부분이 과열되지 않도록 보장하는 특별한 주의를 요한다. 이는, 과도한 열로부터 핸들을 보호하면서, 예를 들면 핸들 내부에 대향하여 위치된 예비성형품의 본체 섹션에 충분한 열이 도달할 수 있도록 설계된 부분적으로 보호된 보호판(shroud)을 제공함으로써 이루어질 수 있다.

바람직한 예비성형품의 제 2 실시예 - 일체 성형 핸들, 2개의 연결점

본 발명의 바람직한 제 2 실시예에서, 예비성형품의 핸들은 즉, 목 부분을 향하는 제 1 상부 연결점이 예비성형품의 본체에 연결되고, 제 2 연결점은 도 15에서 볼 수 있는 바와 같이 고리(86)를 형성하도록 본체에 연결된다. 이러한 제 2 실시예를 제조하기 위한 과정은 예비성형품의 중공 핸들이 팁을 형성하는 통로를 갖는 가요성 팽창관을 사용하여 형성되는 점에서, 전술한 제 1 실시예의 제조 과정과 유사하다.

그러나 이 실시예에서, 주요 맨드릴(56)은 제 2 연결점(즉, 용기의 목 부분으로부터 가장 먼 연결점)에 대향하는 포켓(88)을 구비한다. 도 16에 도시되어 있는 바와 같이, 포켓(88)은 핸들 공동(62)을 통해 공급되는 경우 가요성 핸들 맨드릴(70)의 중실팁(76)을 수용한다.

핸들 공동으로 가용성 핸들 맨드릴을 삽입하고 포켓에 팁을 삽입한 후, PET가 주입되기 시작한다. 주입 순서는, 먼저 주요 주입 게이트(78)를 통해 PET가 유입되고, 도 17에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 2 핸들 연결점(90)을 지나 예비성형품의 본체 형성을 완료하여, 팁(76)이 예비성형품의 주요 부분과 핸들 사이에 개구를 채우도록 보장한다. 이제 전술한 바와 같이 관(70)과 팁(76)이 중공 핸들을 형성하도록 점진적으로 회수될 수 있다. 팁(76)의 회수는 PET가 팁 둘레를 유동하여 제 1 연결점에서 예비성형품의 주요 부분과 핸들 사이의 개구를 채울 수 있는 제 1 연결점(68) 위치에 있는 경우에 일시적으로 정지된다.

제 2 실시예의 예비성형품에 따른 용기의 연신 중공 성형

예비성형품의 중공 성형 과정은 주로 제 1 실시예에 대하여 전술한 바와 같 다. 그러나 본 실시예의 2개의 연결점들은 중공 핸들의 두 연결점들 사이에 예비성형품의 본체를 필요로 한다.

이는 전술한 바와 같이, 용기의 깊이보다 상당히 짧은 예비성형품으로부터 용기를 중공 성형하는 과정이 압축된 공기를 주입하기 전에 종방향으로 예비성형품을 연신시키도록 요구하기 때문이다.

도 18a 내지 도 19b에서 볼 수 있는 바와 같이, 예비성형품(130)은 처음에 도 18b의 중공 성형 다이(132)로 들어간 후, 삽입된 연신 로드(138)에 의해 기계적으로 연신되어 예비성형품(130)의 팁(140)을 공동의 베이스(142)로 오게 한다. 이러한 연신은 두 개의 연결점들 사이의 예비성형품의 주요 부분과 핸들 부분 자체의 비례적인 연신에 의해 동시에 수반되어야 한다.

이는 핸들과 예비성형품의 본체 사이의 공간을 형성하는 다이 내의 섹션(134,136)이 제공됨으로써 달성된다. 이들 섹션 중 제 2 섹션(136)은 연신 장치에 기계적으로 연결되어 공동의 바닥을 향하여 일정한 비율로 예비성형품 주요 부분으로부터 연신 장치의 거리에 비례하는 거리만큼 미끄러진다. 따라서, 핸들 연결점들 사이에 있는 예비성형품 본체의 예비성형품 벽부는 연신되어 예비성형품의 제 2 섹션에서 남아 있는 벽부 원주 부분의 연신에 일치한다. 연신이 완료되면, 공기가 주입되고 용기의 2축 연신 중공 성형이 완료된다.

Claims

최종 취입된 용기가 중공 핸들을 포함하도록 배치되며 배향 조절이 가능한 플라스틱 재료로 이루어진 용기 예비성형품으로서,

상기 예비성형품이 목 부분 및 상기 목 부분 아래의 팽창 가능한 부분을 구비하는 성형된 구조를 포함하고, 상기 배향 조절이 가능한 플라스틱 재료로 이루어진 중공 핸들 부분의 적어도 제 1 단부는 상기 용기가 형성될 때 상기 핸들을 구성하는 상기 예비성형품에 일체로 연결되며, 상기 중공 핸들 부분의 내측면이 상기 팽창 가능한 부분의 내측면과 연속체를 형성하는,

용기 예비성형품.
목 부분, 실질적으로 원통형인 팽창 가능한 본체 부분, 및 하나 이상의 지점이 상기 팽창 가능한 본체 부분에 일체로 연결되는 중공 핸들 부분을 포함하는 예비성형품 성형 방법으로서,

(a) 상기 본체 부분의 외부 형상과 상기 예비성형품의 상기 핸들 부분이 사출 다이의 반쪽들을 협력시킴으로써 형성된 공동에 의해 한정되는 사출 성형 다이 준비단계;

(b) 상기 공동에 삽입하기 위한 맨드릴을 형성하는 주요 본체 준비단계로서, 상기 맨드릴의 외측 단부가 제어 모듈을 구비하는, 본체 준비단계;

(c) 상기 맨드릴을 통하여 상기 제어 모듈로부터 실질적으로 중앙으로 연장 하는 통로 제공단계로서, 상기 통로가 상기 하나 이상의 지점에 대향하는 상기 맨드릴의 일측에서 나오도록 구부러지는, 통로 제공단계; 및

(d) 상기 제어 모듈에 의해 제어된 가요성 핸들 맨드릴 제공단계로서, 상기 맨드릴이 상기 통로를 통하여 상기 공동의 핸들 부분으로 삽입되는, 가요성 핸들 맨드릴 제공단계;를 포함하는,

예비성형품 성형 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 가요성 맨드릴이 내열재로 된 팽창 가능한 가요성 관인,

예비성형품 성형 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 관의 외측 단부가 밀봉되는,

예비성형품 성형 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 외측 단부가 상기 외측 단부를 통하여 돌출하는 중실팁을 구비하는,

예비성형품 성형 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 팁은 실질적으로 원통 형상이며, 상기 관의 축선과 실질적으로 정렬되는 상기 팁의 축선을 따라 배향되는,

예비성형품 성형 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 중공 핸들이 형성될 때, 상기 팁의 직경이 상기 중공 핸들 내측의 직경을 한정하는,

예비성형품 성형 방법.
제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 관을 통하여 상기 제어 모듈로부터 상기 팁까지 케이블이 연장되는,

예비성형품 성형 방법.
제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 모듈이 상기 관을 연장 및 수축시키는,

예비성형품 성형 방법.
제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 모듈이 상기 관을 팽창 및 수축시키는,

예비성형품 성형 방법.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 중공 핸들의 한 지점이 상기 본체에 부착되는 예비성형품을 성형하는 상기 방법으로서,

(a) 상기 공동의 상기 핸들 부분 외측 단부에 제 1 주입 게이트를 제공하는 단계;

(b) 상기 공동의 핸들 부분을 완전히 채우도록 상기 관을 팽창시키는 단계;

(c) 상기 팁을 봉하도록 상기 게이트를 통하여 유동 가능한 플라스틱 재료를 주입하는 단계;

(d) 상기 관을 부분적으로 수축시키도록 상기 제어 모듈을 조정하는 단계;

(e) 상기 유동 가능한 재료의 주입 비율과 상응하는 비율로 상기 공동의 핸들 부분으로부터 상기 관을 점진적으로 회수하도록 상기 제어 모듈을 조정하는 단계;

(f) 상기 유동 가능한 재료를 제 2 주입 게이트를 통하여 상기 공동의 상기 본체 부분 외측 단부에 주입하는 단계;

(g) 상기 팁이 맨드릴을 형성하는 상기 주요 본체와 핸들 부분 사이의 간격을 연결할 때까지 제 1 및 제 2 주입 게이트를 통하여 유동 가능한 재료를 계속 주입하는 단계;

(h) 맨드릴을 형성하는 상기 주요 본체로 상기 관과 상기 팁을 회수하는 단계; 및

(i) 상기 공동을 완전히 채우도록 유동 가능한 재료를 계속 주입하는 단계;를 더 포함하는,

예비성형품 성형 방법.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

중공 핸들의 두 지점이 상기 본체에 연결되어 있는 예비성형품을 성형하는 상기 방법으로서,

상기 핸들이 제 1 연결점으로부터 제 2 연결점으로 연장되며,

(a) 상기 제 2 연결점에 대향하는 상기 주요 본체 맨드릴에 상기 팁을 안치하도록 포켓을 제공하는 단계;

(b) 상기 공동의 핸들 부분을 통하여 상기 포켓에 상기 관을 안치하도록 상기 관을 삽입하는 단계;

(c) 상기 관을 팽창시키는 단계;

(d) 상기 공동의 상기 주요 본체 부분 외측 단부의 주입 게이트를 통하여 유동 가능한 재료를 주입하는 단계;

(e) 상기 재료가 상기 팁을 봉할 때까지 상기 유동 가능한 재료를 계속 주입하는 단계;

(f) 상기 재료에 의해 봉해진 상기 팁을 유지하도록 상기 유동 가능한 재료의 주입 비율에 상응하여 상기 관을 점진적으로 회수하는 단계;

(g) 상기 팁이 상기 제 1 연결점에 맨드릴을 형성하는 상기 본체와 핸들 부 분 사이의 간격을 연결할 때 상기 관의 회수를 중지하는 단계;

(h) 맨드릴을 형성하는 상기 주요 본체로 상기 관과 상기 팁을 회수하는 단계; 및

(i) 상기 공동을 완전히 채우도록 유동 가능한 재료를 계속 주입하는 단계;를 더 포함하는,

예비성형품 성형 방법.
일체형 중공 핸들을 갖는 플라스틱 재료로 된 용기 형성 방법으로서,

(a) 목 부분 및 상기 목 부분 아래의 팽창 가능한 부분을 갖는, 제 2 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 예비성형품 형성단계로서, 상기 예비성형품은 적어도 제 1 단부가 상기 예비성형품에 일체로 연결되는 중공 핸들 부분을 갖는, 예비성형품 형성단계;

(b) 상기 플라스틱 재료를 조절하도록 상기 예비성형품을 예열하는 단계; 및

(c) 상기 용기의 본체와 핸들을 형성하도록 상기 핸들 부분과 팽창 가능한 부분을 팽창시키는 상기 예비성형품의 중공 성형 작용을 실시하는 단계;를 포함하는,

플라스틱 재료로 된 용기 형성 방법.
중공 핸들을 구비하는 용기로서,

상기 핸들의 한 지점이 상기 용기에 일체로 연결되고, 상기 용기가 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 예비성형품으로부터 연신 중공 성형으로 형성되며, 상기 핸들의 외측 단부가 상기 용기로부터 간격을 두고 분리되는,

중공 핸들을 구비하는 용기.
중공 핸들을 구비하는 용기로서,

상기 핸들의 한 지점 이상이 상기 용기에 일체로 연결되고, 상기 용기가 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 예비성형품으로부터 연신 중공 성형으로 형성되며, 상기 용기가 상기 예비성형품으로부터 연신 중공 성형될 때, 상기 핸들의 외측 단부가 상기 용기의 벽 부분 내에 적어도 부분적으로 속박되는,

중공 핸들을 구비하는 용기.
중공 핸들을 구비하는 용기로서,

사용자의 손가락이 삽입될 수 있도록 상기 핸들의 제 1 지점 및 제 2 지점이 상기 용기에 일체로 연결되며, 상기 용기가 제 12 항에 따른 예비성형품으로부터 연신 중공 성형으로 형성되는,

중공 핸들을 구비하는 용기.