KR20060126474A - 특히 식료품 포장용 플라스틱 용기의 프리폼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식료품을 포장하기 위한 플라스틱 용기를 생산하기 위한 프리폼에 관한 것으로, 특히 두 겹의 이음에 의해 금속 뚜껑과 함께 밀폐될 수 있는 중공 성형된 벽이 얇은 용기들에 관한 것이다. 상기 프리폼(1)은 몸체(4) 및 볼록한 반구형 바닥(6)을 포함한다. 상기 몸체(4)는 두꺼워진 테두리(5)에서 끝나는 플랜지(3)에 의해 둘러싸인 원통형 목부분을 향하여 벌어져 있다. 바람직하게, 내부 몸체 표면(4)이 상기 원통형 목부분을 향하여 벌어지는 각(α)은 외부 몸체 표면(4)이 위쪽으로 열리는 각(β)보다 크고, 상기 원통형 목부분(2)의 두께(g2)는 상기 바닥(6)의 두께(g2)보다 작다.
프리폼, 플랜지, 테두리, 플라스틱 용기

Description

특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼{A preform of a plastic container particularly designed for packaging foodstuffs}
본 발명은 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼(preform)에 관한 것이다. 이러한 프리폼은 전통적인 사출 성형기(injection moulding machinery)를 사용하여 형성된다. 그리고 식료품들을 포장하기 위해 캔(can)들과 같은 플라스틱 용기들을 형성하는데 사용되고, 특히 충전 기계(filling machine) 아래의 플랜지(flange)나 원통형의 목부분을 변형시키지 않고 충전 기계들 상에 금속 플랜지를 이음으로써 용기에 확보된 금속 뚜껑과 함께 밀폐되어 닫힐 수 있는 벽이 얇은 용기들을 중공 성형(中空成形; blow mould) 하는데 사용된다.
폴란드 특허 출원 번호 P 336 680 A1은 벽이 얇은 용기들을 형성하기 위해 디자인된 플라스틱 프리폼에 관한 것이다. 상기 프리폼은 나사형 목부분과 볼록한 밀폐된 바닥에서 끝나는 원통형 몸체를 가진다. 이 프리폼의 몸체 지름은 목부분 지름의 0.5 내지 0.85이고, 상기 몸체 벽 두께는 0.08 내지 0.18이다.
전통적인 프리폼을 중공성형하고 다음으로 나사형의 목부분을 포함하는 용기의 윗부분을 절단하는 것에 의해 플랜지에서 끝나는 벽이 얇은 용기들을 형성하는 방법이 가끔 알려져 왔다. 이러한 방법으로 상당한 양의 단편(scrap)들이 생산되고, 결과적으로 전 공정이 매우 비경제적이게 되었다. 게다가, 이 방법은 용기 내에 압력에 대한 견고함과 저항성을 포함하는 신뢰성 있는 닫힘에 대해 커다란 불확실성을 남긴다. 용기 플랜지의 가장자리는 작동을 중단함으로써 새김눈이 내어질 수 있고, 그것의 두께는 일반적으로 플랜지가 큰 용기의 측면벽의 부분으로서 중공 성형되는 외주(外周)에 따라 바뀔 수 있다.
압력 하에서 플라스틱 용기의 닫힘이 견고하기 위해서, 용기가 스트래치 중공 성형(stretch blow moulding) 공정에 의해 사출 성형된 프리폼으로부터 형성된다면, 그것이 가장 바람직할 것이다. 특허 EP 0482652B1은 평평한 바닥을 가진 원통형 프리폼을 개시하는데, 바닥이 점점 얇아져 가는 부분인 프리폼 벽들보다 훨씬 얇다. 재료의 흐름이 방해를 받는다는 사실 때문에, 0.3mm 아래인 플랜지 두께를 얻는 것이 불가능하다. 프리폼 플랜지는 부드럽고 두꺼워진 테두리를 가지지 않는다.
특허 WO-A 83/01766은 형상이 일반적으로 원통형이고 아래 방향으로 약간 테이퍼(taper)되고, 그것의 벽들과 바닥이 동일한 두께를 갖는 프리폼을 개시한다. 플랜지는 부드럽고 두꺼워진 테두리를 가지지 않는다. 그러한 프리폼의 플랜지 내에 좋은 정도의 재료 방향(orientation)을 얻기가 불가능하다는 것이 문헌들에서 언급되어 왔다; 그러므로, 그것의 세기는 금속 뚜껑과 용기 사이의 좋은 특성의 연결에는 불충분하다.
원통형 목부분과 플랜지에 대한 최적의 해결책은 최적의 가능한 세기 파라미 터들을 유지하는 동시에, 금속 용기의 치수에 가능한 가깝게 하는 것이다. 이러한 방법으로, 스트래치 중공 성형 공정에 의한 프리폼으로부터 형성된 용기는 금속 뚜껑을 이음으로써 충분히 닫힐 수 있고, 그에 의해서 압력 하의 탄산 음료를 위한 신뢰할 수 있는 닫힘을 제공한다. 본 발명은 우리에게 이러한 문제를 해결해준다.
플라스틱 용기들을 형성하기 위한 당면 과제인 프리폼은 볼록한 반구형의 바닥을 가진 원뿔 모양을 가진다. 프리폼의 몸체는 두꺼워진 테두리에서 끝나는 방사상 바깥으로 연장된 플랜지에 의해 둘러싸여 있는 원통형의 목부분을 향하여 벌어져 있다. 몸체의 내부 원뿔형 표면의 오픈각(opening angle)은 몸체의 외부 월뿔형 표면의 오픈각보다 크다; 그러므로, 바닥이 용기 몸체 중에서 가장 두꺼운 부분이고 원통형 목부분은 바닥보다 현저히 얇다. 재료의 목부분 공간과 다음으로 플랜지로의 유입은 쉽다. 이것은 주입점(injection point)에서 바닥이 상대적으로 두껍기 때문에, 벽들이 적당히 기울어져 있고 그것들의 두께가 원하는 방법으로 테이퍼되어 있다는 사실 때문이다. 플랜지를 포함하는 프리폼 외면에 도달하는 재료에 의해 걸리는 시간이 짧고 흐르는 재료의 온도 강하가 훨씬 낮다는 결과를 갖는 형성 공정 동안 성형 내의 재료 흐름 속도가 상대적으로 높다. 이는 적절한 충전 및 방향을 허용하고 훨씬 좋은 플랜지 세기를 보장한다. 이러한 방법으로, 플랜지 두께가 좋은 특성의 금속 뚜껑 이음에 필요한 0.3mm보다 작아지는 것을 가능하게 한다. 최상의 이음 특성은 원통형 목부분과 플랜지 사이의 점진적인 변화가 있을 때 달성되고 이러한 두 요소들 사이의 전이(transition)는 아치 모양이 되는 것이다.
바람직하게, 원통형 목부분 두께에 대한 플랜지 두께 비는 대략 0.8이어야 한다.
게다가, 용기 금속 뚜껑이 플랜지 테두리에 정확히 맞는 것을 보장하기 위해, 플랜지와 원통형 목부분 사이의 각이 180°-γ가 되는 것이 바람직하다. 여기서 γ는 60° 내지 90°의 범위 내에 있고, 가장 바람직하게는 78°이다.
이음 공정이 압력 용기와 금속 뚜껑 사이의 좋은 특성의 이음을 보장하기 위해, 플랜지는 플랜지 단부의 한쪽 또는 양쪽의 측면들 상에 보이는 두꺼워진 고리모양의 테두리 내에서 끝나야 한다. 고리모양의 두꺼워진 테두리의 높이는 플랜지 두께의 1.1 내지 2.0에서 바뀌어야 한다.
축단면 내의 플랜지는 또한 높이가 일반적으로 플랜지 두께와 동일한 직사각형 테두리를 가질 수 있다. 그러한 플랜지들은 내부 압력이 없는 용기들에 사용될 수 있다. 그러한 경우, 각 γ는 정확히 90°이다.
본 발명은 아래의 도면들에서 아주 상세히 설명된다. 우리는 이러한 도면들이 프리폼의 가장 효과적인 형태를 설명할 것이라고 믿는다. 도 1은 프리폼의 축단면도를 보여준다. 도 2는 두 개의 측면이 고리모양의 두꺼워진 테두리를 가진 프리폼 플랜지의 확대도를 보여준다. 도 3은 플랜지 상에서 한 측면이 고리모양의 두꺼워진 테두리를 가진 프리폼 플랜지의 확대도를 보여준다. 도 4는 플랜지 아래에서 한 측면이 고리모양의 두꺼워진 테두리를 가진 프리폼 플랜지의 확대도를 보여준다. 도 5는 직사각형의 플랜지 테두리를 가진 프리폼 플랜지의 확대도를 보여준다.
도 1에 도시되었듯이, 특히 식료품 포장을 위해 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼(1)은 볼록한 반구형 바닥(6)을 가진 몸체(4)를 포함한다. 몸체(4)는 위쪽으로 열리고 두꺼워진 테두리(5)에서 끝나는 방사상 바깥쪽으로 연장된 플랜지(3)에 의해 둘러싸인 원통형 목부분(2)을 끝에서 가지는 원뿔 모양이다. 내부 몸체 표면(4)이 위쪽으로 열리는 각 α는 외부 몸체 표면(4)이 위쪽으로 열리는 각 β보다 크다. 축단면도에서, 몸체(4) 바닥(6)의 내부 반지름(R2)은 대응하는 외부 반지름(R1)보다 작다. 몸체(4)의 두께는 바닥(6)에서 시작하여 점차적으로 감소한다; 그러므로, 원통형 목부분(2)의 두께(g2)가 바닥(6)의 두께(g3)보다 현저히 작다. 플랜지 두께(g1)는 0.3mm보다 작다.
도 2는 원통형 목부분으로부터 180°-γ의 각도로 벗어난 프리폼(1)의 플랜지(3) 테두리(5)의 확대도를 보여준다. 여기서 γ는 60° 내지 90°의 범위 내에 있다. 플랜지(3)는 테두리 양 측면 상의 고리모양의 두꺼워진 테두리(5a)에서 끝난다. 두꺼워진 테두리(5a)의 높이(h)는 플랜지 두께(g1)에 1.1 내지 2.0 배로 변한다.
도 3은 원통형 목부분으로부터 180°-γ의 각도로 벗어난 프리폼(1)의 플랜지(3) 테두리(5)의 확대도를 보여준다. 여기서 γ는 60° 내지 90°의 범위 내에 있다. 플랜지(3)는 테두리 한쪽 측면 상의 고리모양의 두꺼워진 테두리(5b)에서 끝난다. 두꺼워진 테두리(5b)의 높이(h)는 플랜지 두께(g1)에 1.1 내지 2.0 배로 변한다.
도 4는 원통형 목부분으로부터 180°-γ의 각도로 벗어난 프리폼(1)의 플랜지(3) 테두리(5)의 확대도를 보여준다. 여기서 γ는 60° 내지 90°의 범위 내에 있다. 플랜지(3)는 테두리 한쪽 측면 아래의 고리모양의 두꺼워진 테두리(5c)에서 끝난다. 두꺼워진 테두리(5c)의 높이(h)는 플랜지 두께(g1)에 1.1 내지 2.0 배로 변한다.
도 5는 원통형 목부분으로부터 180°-γ의 각도로 벗어난 프리폼(1)의 플랜지(3) 테두리(5)의 확대도를 보여준다. 여기서 γ는 60° 내지 90°의 범위 내에 있다. 플랜지(3)는 높이(h)가 일반적으로 플랜지 두께(g1)와 동일한 직사각형의 테두리(5d)에서 끝난다.
도 1에 도시된 것처럼, 외부 지름(D1)과 높이(H)를 가진 프리폼(1)은 특히 식료품들을 포장하기 위해 디자인된 열가소성 재료인 폴리에틸렌 테레프탈염산(polyethylene terephthalate; PET)으로 만들어진다. 벽이 얇은 용기를 중공 성형하기 위한 당면 과제인 프리폼을 사용할 때, 원통형 목부분(2) 및 플랜지(3)의 지름들(D1 및 D2)은 변하지 않는다. 상대적으로 작은 플랜지 두께는 두 겹의 이음 공정의 제 1 단계에서 금속 뚜껑이 더 잘 맞춰지도록 한다. 플랜지 테두리의 두꺼워짐은 중공 성형 작동 동안 프리폼의 유지를 더 수월하게 하고 두 겹의 이음 공정의 제 2 단계에서 압력 용기 몸체에 금속 뚜껑이 더욱 죄어지도록 한다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.

Claims (9)

  1. 볼록한 반구형 바닥을 가진 용기 몸체를 포함하고,
    상기 몸체(4)는 위쪽으로 열리고 테두리(5)에서 끝나는 플랜지(3)에 의해 둘러싸인 원통형 목부분(2)을 끝에서 가지는 원뿔 모양인 것을 특징으로 하는 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내부 몸체 표면(4)이 위쪽으로 열리는 각도(α)는 상기 외부 몸체 표면(4)이 위쪽으로 열리는 각도(β)보다 크며, 상기 원통형 목부분의 두께(g2)는 상기 바닥(6)의 두께(g3)보다 작은 것을 특징으로 하는 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 원통형 목부분(2)을 둘러싸는 상기 플랜지(3)의 두께(g1)가 0.3mm보다 작고 벽두께(g1)가 벽두께(g2) 이하인 것을 특징으로 하는 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 원통형 목부분(2)과 상기 둘러싸는 플랜지(3) 사이의 전이는 아치 모양 이 되는 것을 특징으로 하는 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지(3)는 상기 원통형 목부분으로부터 180°-γ의 각도로 벗어나고, 상기 γ는 60° 내지 90°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지(3)의 상기 테두리(5)는 상부 및 하부에 고리 모양의 두꺼워짐(5a)을 가지고, 상기 두꺼워짐의 높이(h)가 상기 플랜지 두께(g1)에 1.1 내지 2.0 배로 변하는 것을 특징으로 하는 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지(3)의 상기 테두리(5)는 상부에 고리 모양의 한쪽 측면의 두꺼워짐(5b)을 가지고, 상기 두꺼워짐의 높이(h)가 상기 플랜지 두께(g1)에 1.1 내지 2.0 배로 변하는 것을 특징으로 하는 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지(3)의 상기 테두리(5)는 하부에 고리 모양의 한쪽 측면의 두꺼워짐(5c)을 가지고, 상기 두꺼워짐의 높이(h)가 상기 플랜지 두께(g1)에 1.1 내지 2.0 배로 변하는 것을 특징으로 하는 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지(3)의 상기 링(5)이 높이(h)가 일반적으로 상기 플랜지 두께(g1) 이하인 직사각형 단부(5d)를 가지는 것을 특징으로 하는 특히 식료품 포장용으로 디자인된 플라스틱 용기의 프리폼.
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