KR20090073567A - 청량음료용 내열압 ｐｅｔ 용기의 성형 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, 이하 PET라고 칭함)수지를 재질로 하며 2축연신블로우 성형하여 얻어지는 경량화, 박육화된 음료용 PET 용기의 성형방법에 대한 것이다.

더욱 자세하게는 PET 수지를 고온에서 용융혼련하여 소정의 금형으로 사출성형하여 예비 성형품 프리폼(Preform, 이하 프리폼라고 칭함)을 제조한다. 그 이후, 예비성형품 프리폼의 구부를 PET의 유리전이온도(Tg, 이하 Tg라고 칭함)이상, 용융온도 이하의 온도 범위에서 가열하여 열백화 시킨다. 이후, 예비성형품 프리폼 구부 이하 몸체 부분을 적외선 히터(Heater)를 사용한 가열 오븐에서 Tg이상으로 가열한 다음 블로우 금형으로 이형 한 후 2축 연신 블로우 성형하게 되면 프리폼의 각 부분이 PET용기의 몸체부 및 바닥부를 형성하게 되는데 이때 프리폼의 디자인을 개선하여 길이방향 연신비(Machine direction draw ratio) 및 직경방향 연신비(Transverse direction ratio)를 높이면서 동시에 미성형되는 부분이 없게하고 프리폼의 반경곡률과 맞는 연신로드를 사용하여 바닥부 연신을 높임으로써 용기 외관 및 물성의 큰 감소 없이 경량화, 박육화된 상태의 내열압성을 가지는 청량음료용 PET용기를 제공할 수 있다.

또한 박육화 되면서 용기의 바닥부가 취약하게 되는데 이러한 문제점을 개선하기 위하여 2축연신에서 사용하는 연신로드의 디자인을 변경함으로써 바닥부 중심 2축연신성을 최대한 높이고 적절한 두께분포 형상을 갖게 함으로써 기존의 충진라 인의 공정조건을 그대로 적용 가능한 경량화, 박육화 청량음료용 내열압 PET용기를 성형 할 수 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 내열압(Heat&pressure resistant), 보틀(Bottle), 용기(Container), 2축연신블로우(Biaxial stretch blow molding), 프리폼(Preform), 경량화(light weighting), 연신비(draw ratio)

Description

청량음료용 내열압 ＰＥＴ 용기의 성형 방법{Molding method of heat and pressure resistant PET container}

본 발명은 청량음료용 내열압 PET 용기의 성형 방법에 대한 것으로, 특히 경량이고, 복원성이 높은, 두께가 얇으면서도 물성 감소가 적어 기존 음료라인에서 조건 변경 없이 그대로 음료를 충진 할 수 있는 박육화된 PET 용기의 2축연신성형방법에 관한 것이다.

1950년대 Dupont社에 의해서 개발된 PET수지는 섬유, 필름, 쉬트, 용기 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 1970년대에부터 PET 용기의 본격적인 적용이 시작되었으며 국내에서는 1980년대 초부터 탄산음료 PET 용기생산을 시작으로 하여 현재까지 매년 높은 시장 성장률을 기록하고 있다.

현재 시장에 나와 있는 PET용기의 종류는 다음과 같다. 1) 콜라, 사이다로 대표되는 탄산음료의 충진 및 보관이 가능한 내압성(pressure resistance) PET 용기, 2) 쥬스, 스포츠음료로 대표되는 고온 살균이 필요한 과즙음료의 충진 및 보관을 위한 내열성(heat resistance) PET 용기, 3) 생수, 식용유, 장류 충진 및 보관을 위한 상압(Normal) PET용기, 4) 우유탄산, 과즙탄산 음료와 같이 내용물 살균을 위한 내열성 그리고 탄산가스로 인한 내압성을 동시에 갖는 내열압성 PET 용기가 그것이다. 본 발명에서는 내열압 PET용기에 대한 것으로 보통 내열압 PET 용기에 충진 되는 음료는 충진 후 파스퇴르 살균 과정(65℃, 30분 살균)을 거치게 된다. 높은 온도와 살균 시간으로 인한 온도 상승으로 내부 탄산 압력 상승 및 용기 유연화 현상이 같이 작용하여 두 가지 특성을 동시에 만족시켜 줘야 하는 특성을 가지고 있다.

근래에 유가 상승 추세가 수지 원재료의 가격 상승으로 이어지면서 원가절감 및 생산성 확대라는 주제는 포장업계에 있어서 중요과제로서 인식되고 있고, 정부 및 시민단체의 재활용 인식이 증가하면서 PET Bottle 제조업체의 입장에서도 정부의 재활용 정책에 부응하기 위해서 PET 용기의 수지 사용 총량을 줄이는 것이 중요한 과제로서 인식하고 있다. 이에 본 발명에서는 내열압 PET용기의 경량화,박육화를 통하여 자원의 효율적 이용 및 이산화탄소 배출 감소 환경에 긍정적 영향을 도모하고 동시에 소비자에게 저렴한 청량음료 PET 용기를 제공하고자 한다.

본 발명은 박육화, 경량화 되면서도 내열압성 물성은 유지되는 PET 음료 용기를 위한 예비성헝품 프리폼 디자인 및 블로우 성형법의 제시를 목적으로 하는 것으로, 예비성형품 프리폼 직경, 두께 및 사출조건과 블로우 성형 조건을 알맞게 설정하여 경량화, 박육화 적용 이전의 용기 물성과 유사한 수준을 유지함으로써 현재 음료 업체의 충진라인을 그대로 적용할 수 있게 하며 더불어 환경 부담의 저하, 이산화탄소 배출 감소와 같은 환경친화적 영향을 주는 내열압성 PET용기의 성형 방법을 제공하고자 한다.

경량화, 박육화된 PET용기는 필연적으로 몸체부 두께가 얇아져 수직, 수평강도가 떨어지게 되고 내압성이 감소하여 탄산음료를 충진하고자 할 때 용기가 터지게 쉽게 되거나 바닥부가 압력에 견디지 못하고 돌출되어 자립이 어렵게 되는 경우도 발생 하게 된다. 또한 무게 중심이 상승하여 컨베이어 벨트를 타고 용기들이 수평 이동할 때 쉽게 쓰러져 라인 트러블(trouble)이 쉽게 일어날 수 있다. 이러한 문제점을 해결해야만 실질적으로 용기사용이 가능하게 된다.

상기 목적을 달성하기 위하여 먼저 경량화, 박육화 이전의 PET용기를 성형함에 있어서 예비성형품 프리폼 각 부분이 2축연신 성형되어 PET 용기로 최종 성형되었을 때 각 부분에 위치하게 되는지를 파악하고 해당 지점에서의 연신비를 고려하였다. 경량화, 박육화된 PET용기를 제조하기 위한 예비성형품 프리폼 설계를 진행 함에 있어서 용기 디자인에 알맞은 연신비를 설정하는 것이 필요하고 이에 따라 전체 프리폼의 길이 및 폭을 결정하였다.

이어서 프리폼의 입구부에서 몸체부로 연결되는 어깨부 디자인, 몸체부 두께와 각도, 몸체부/바닥부 두께의 비율, 바닥부 곡률을 고려하여 설계하여 소비자의 취급안정감을 줄 수 있는 최소 두께를 유지하게 하였다. 또한 바닥부 연신비를 향상시켜 경량화되면서도 물성 감소를 최소화 하였다. 용기 형상에 맞는 중량분포를 설정하여 이축연신블로우 성형함으로써 충진 라인 적합성이 우수한 경량화, 박육화된 내열압성 PET용기를 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 청량음료용 내열압 PET 용기의 성형 방법은 2축연신 성형 방법을 이용함에 있어서, 예비성형품 프리폼의 가로 방향 연신비를 최소2.1에서 최대2.3로 하며 세로 방향 연신비를 최소3.3에서 최대3.8로 하는 것을 특징으로 하는 한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 청량음료용 내열압 PET용기의 몸체부 평균 두께가 최소 0.35mm이상 최대 0.45mm로 되도록 성형한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 청량음료용 내열압 PET용기의 바닥부 중량이 전체 중량의 30~35%가 되도록 성형한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 예비성형품 프리폼 가열온도가 최소100℃에서 최대 110℃이다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 예비성형품 프리폼의 내벽와 외벽의 온도차이가 10℃이하로 유지함으로써 내외벽의 2축 연신배향성을 균일하게 한다.

본 발명에서 제공되는 경량화, 박육화 PET용기는 음료 충진 포장에 있어서 요구되는 내압성, 내열성 및 취급안정성을 충분하게 확보 할 수 있다.

경량화, 박육화된 PET 용기를 사용하게 됨으로써, 소비자 입장에서는 환경 부하의 저감을 가져오는 PET용기를 사용할 수 있게 된다. 용기제조업자 측면에서는 용기당 필요한 수지 사용량이 감소하게 되어 생산성을 증가시킬 수 있고 동시에 원가를 절감할 수 있게 된다. 음료업체 측면에서는 기존의 충진과정 조건을 그대로 유지 할 수 있게 되어 유용할 뿐 아니라 외적으로는 총 배출량에 기준하여 부담하게 되는 재활용 환경 부담금 절감 및 음료제품의 물류, 유통 비용을 절감 할 수 있다.

본 발명의 목적은 내열압 PET용기를 경량화, 박육화 하면서 필연적으로 발생하는 물성 감소의 단점을 개선하면서 동시에 대량 생산에 적용할 수 있는 프리폼 설계 및 블로우 성형방법을 제공하는데 있다. 더욱 상세하게는 예비성형품 프리폼을 사출성형 하는데 있어서 2축연신 블로우 성형공정에서 최대 연신 비율을 나타낼 수 있는 프리폼을 사출성형하는 것이 중요하다.

경량화, 박육화를 위한 예비성형품 프리폼을 성형함에 있어서 중요한 것은 가로방향 연신비와 세로방향 연신비의 설정이다. 이때 가로방향 연신비라 함은 PET 용기의 최대 직경을 예비성형품 프리폼의 최대직경으로 나눈 비율을 말하며, 세로 방향 연신비라 함은 PET용기의 세로 길이를 프리폼의 세로 길이로 나눈 비율을 말한다. 일반적으로 상기 세로방향 연신비를 계산함에 있어서 구부길이는 제외한다.

시중에 판매되는 내열압 PET용기의 2축 연신 블로우 성형시 예비성형품 프리폼의 길이와 직경 대비 최종 제품의 길이와 직경에 대한 비율을 각각 조사한 결과 기존 1.5L 내열압성 PET 용기의 경우 세로방향 연신비(Mechanical direction)는 최소2.0에서 최대 2.1이며 가로방향 연신비(Transverse direction)는 최소 3.0에서 최대 3.5이다.

지금까지의 학계 및 업계 조사에 의하면 세로방향 연신비와 가로방향 연신비가 낮을수록 면연신배향도는 낮아지고 이로 인해 내열압 PET 용기의 강도 및 내압성은 떨어진다. 이와 같이 가로, 세로방향 연신비가 중요함에도 불구하고 국내업체에서는 이에 대해 인식이 부족하여 최적화 되지 못한 연신비를 가지고 있지 않은 채 과중량 프리폼으로 내열압 PET 용기를 성형함으로써 필요한 물성을 확보하고 있다.

본 발명에서는 세로방향 연신비와 가로방향 연신비를 기존보다 높게 하고 가로방향 연신비와 세로방향 연신비의 차이가 최소화 될 수 있는 예비성형품 프리폼으로 설계하였다. 즉, 세로방향 연신비가 최소 2.1에서 최대 2.3으로 하여 기존보다 세로방향 방향 연신비를 증가시키고 가로방향 연신비가 최소 3.3에서 최대 3.8로 하여 가로방향 연신비를 증가시켰다. 세로방향연신비가 2.1보다 낮은 경우 고분자 사실 배향이 충분하게 일어나지 않게 되어 기계적 물성이 감소하며 2.3이상으로 되는 경우 2축 연신 블로우 성형시 과연신에 의해 냉백화게 용기에 발생하기 쉽게 되며 프리폼 중심과 용기 중심이 맞지 않는 센터 오프(Center-Off)현상이 일어나기 쉽게 된다. 상기 원주 방향에서의 연신비도 같은 이유로 그 수치를 유지하는 것이 필요하다. 이와 같은 예비성형품 프리폼의 전체적인 모습은 기존 프리폼보다 세로방향 길이는 짧아지고 가로방향 길이는 넓어지는 짧고 두꺼운 프리폼 형상을 가지게 되기도 한다.

상기 연신비 특징을 가지는 형태의 예비성형품 프리폼을 왕복스크류를 가지는 사출기에서 용융혼련을 거쳐 사출 몰드로 고압사출하고 이후 냉각고화 과정을 거쳐 성형완료한다. 냉각고화단계를 거친 프리폼을 취출로봇장치를 이용하여 사출몰드로부터 예비성형품 프리폼을 취출한 다음 따로 보관함에 보관하거나 바로 적외선 오븐 내부로 이송할 수 있다. 먼저 프리폼 구부(口部)를 유리전이온도(Tg)이상 온도 및 용융온도이하의 온도 구간안에서 가열하여 열백화시켜 결정화 한다. 결정화를 시키면 고분자 사슬이 어느 정도 규칙적 구조를 가지게 되고 빛이 굴절하게 되어 사람의 눈에는 하얗게 보이게 되는데 결정화된 입구부는 형태가 안정되고 수축이 없게 되어 고온 살균 과정에서의 구부의 수축현상이 없어져 치수안정성이 높아지게 된다.

구부가 결정화된 프리폼은 적외선(Infra-red) 오븐(Oven)으로 이송하여 몸체부만을 유리전이온도(Tg)이상으로 가열하게 되는데 이때 경량화, 박육화된 프리폼에 있어 가열 온도는 최소 100℃ 최대 110℃로 하였다. 내열압성 PET용기의 경우 연신온도가 중요하다. 탄산가스로 인한 내부압력 팽창에 충분히 견디기 위해서는 연신배향도를 최대한 높이는 것이 필요하고 물론 경량화 용기로 갈수록 중요하다.

본 발명을 진행하면서 연신온도에 따른 프리폼의 연신배향특성을 평가한 결과 예비성형품 경량화 프리폼을 100℃ 이하의 온도로 가열하고 이축 연신성형하면 냉연신백화로 인하여 우유빛 색상이 발현되고 물성이 악해짐을 알 수 있었다. 냉연신 백화는 고분자 사슬의 유연성이 없는 상태에서 무리한 힘으로 연신하면 발생하는 것으로 고분자 사슬이 중간중간 끊어져서 발생하는 것으로 물성 약화를 초래 한다. 반면에 110℃이상으로 가열한 후 이축 연신하면 연신결정화도는 낮아져 높은 내압성을 발현시키기 어려운 것을 알 수 있었다. 분자 사슬의 얽힘 구조(entanglement)가 높은 온도로 풀어져서 사슬이 서로 미끄러져 연신되는 특성으로 인하여 연신배향도가 오히려 감소하는 것이다.

상기 사항은 당사가 사용하는 안티몬 촉매 PET수지에 대한 것으로 다른 PET수지 메이커가 제공하는 수지 및 중합촉매에 따라서 적정가열온도는 달라 질 수 있다. 예를 들어, 게르마늄 촉매 PET 수지 및 티타늄 촉매 PET 수지는 상기 온도보다 5~10℃정도 높게 설정함이 타당하다.

경량화, 박육화 내열압 PET용기의 프리폼을 상기 설정 가열온도로 상승시키는 가열공정에 있어서 가열시간동안 일정한 히터 출력 가열에 의한 방식의 경우 박육화된 프리폼의 가열에 있어서 과열에 의한 표면의 급격한 온도상승을 동반하여 열백화 현상이 용이하게 발생하는 것을 알 수 있었다. 본 발명에서는 경량화, 박육화 프리폼을 가열함에 있어서 상기 문제점을 최소화 하기 위하여 기존과는 다르게 가열구간을 구획하여 열침투(Heat penetration) 가열구간과 열분배(Heat distribution) 가열 구간으로 분리하였다.

프리폼 표면의 급격한 온도상승을 최소화하여 열백화현상을 막고 외부 바깥히터에서 가열하게 되면서 발생하게 되는 프리폼 내벽과 외벽간 온도차를 10℃이하로 최소화함으로서 내외벽 연신결정화를 균일하게 하였다. 열침투 공정에서 나온 프리폼 온도는 목표 가열온도의 최소 60% 최대 70%으로 설정하는 것이 적정하였다. 열침투 공정을 거친 프리폼은 이어 열분배 오븐 구간으로 진입하게 하였다. 열분배 오븐에서 히터의 구성 및 출력은 역시 각 제조사의 사정에 맞게 다양한 구성이 가능하다.

열분배 오븐 구간에서는 프리폼 내벽과 외벽 온도 차이를 보다 최소화하는 것이 목적으로 열분배 공정을 마치고 나가는 프리폼 외벽 온도는 최종 목표 가열 온도 100%에 도달하게 하고 내벽온도는 최종 목표 가열 온도의 최소 90% 최대 95% 수준까지 도달하게 하였다. 본 발명에서는 몸체부가 가열된 내열압 경량화, 박육화 프리폼은 내벽, 외벽의 온도차가 10℃이하, 바람직하게는 5℃이하로 최소화된 온도구배를 가진 상태에서 용기 금형이 설치된 이축연신 성형 기계로 이송하였다. 프리폼 외벽과 내벽의 온도 차이가 10℃이상 커지게 되면 2축 연신 성형시 내벽의 연신이 불균일하게 되어 물성이 나빠지게 되는 문제점이 생기게 된다.

상기 가열오븐으로부터 이송장치에 의해 금형 안으로 이동되어진 예비성형품 프리폼은 2축연신 블로우 성형한다. PET 용기의 2축 연신 성형공정은 1단계로 예비블로우(preblow, 이하 예비블로우로 칭함)단계와 2단계로 주블로우(mainblow, 이하 주블로우로 칭함)단계로 이루어진다. 용기 몸체 몰드 및 용기 바닥 몰드 온도는 경량화 성형품의 수축에 의한 용량 감소를 막기 위하여 최소 10℃이하 최대 7℃이하 가 되게 하여 고속 운전속도에서도 효율적 냉각이 이루어지게 하였다.

최종 성형된 경량화,박육화 내열압 PET용기의 전체 평균 두께는 용기 물성에 가장 큰 영향을 미치게 되며 연신배율이 고정되었을 때 평균두께가 높을수록 내압력이 높아지게 된다. 여기서 평균 두께란 용기의 어깨, 몸체, 바닥부분의 두께를 평균한 것을 의미한다.

경량화, 박육화된 내열압 PET 용기를 블로우 성형함에 있어서 바닥부 평균두께는 최소 0.50mm 최대 1.0mm로 하고 몸체부 평균두께는 최소 0.35mm이상 최대 0.45mm로 되도록 용기를 성형하는 것이 필요하다. 0.35mm미만이면 음료충진 후 후살균공정에서 용기 팽창에 의한 변형이 생기며 0.45mm초과하면 어깨부와 바닥부의 상대적 중량이 감소하여 후살균공정에서 바닥 변형이 생기게 된다.

또한 용기의 중량분포에 있어서는 전체 용기 중량 대비 바닥부 중량비율이 30%이상 35%이하가 되도록 성형하였다. 그 이유는 30%이하일 경우 내부압력에 견디지 못하고 바닥에 균열이 발생되었고 35% 이상일 경우 반대로 몸체부 평균두께가 감소하여 그 부분에서 내부압력에 의한 팽창에 취약한 것을 알 수 있었다.

내열압 PET 용기에서는 음료를 충진 하고 파스퇴르 살균 과정을 거치기 때문에 용기 내부압력이 높아진다. 이때 살균 공정에서 높은 온도와 내부 압력으로 바닥부가 팽창하여 돌출하게 된다. 시중에서 유통되는 대부분의 내열압 PET 용기는 도 2에서 나타내는 바와 같이 페타로이드(Petaroid) 형태를 가지고 자립할 수 있는 형상의 디자인을 가지고 있다. 이러한 디자인을 가지는 바닥부의 문제점은 잘못 성형되는 경우 음료회사의 살균공정에서 바닥부가 돌출하게 되어 결국은 용기가 쓰러 지거나 최악의 경우 용기가 압력으로 터지는 경우가 발생하게 된다.

내열압 PET용기를 경량화, 박육화를 진행하게 되면 상기 언급한 문제점이 더욱 발생하기 용이하게 된다. 상기 문제점은 바닥부 중심 부의 연신배향성에 기인한다. 상세한 설명으로는 바닥부의 중심부 게이트부터 20mm 지점까지는 2축연신을 성형공정을 하더라도 본래 연신이 적게 이루어지기 때문에 중심부분 두께가 두껍게 성형된다. 비록 두께가 3mm~4mm이지만 연신이 되지 않은 무정형 상태이므로 내부압력에 약하게 된다.

20mm이후부터는 바닥에 닿는 접지부분까지의 두께는 급격히 얇아지게 된다. 이때 두꺼운 부분에서 두께가 얇게 되는 부분에서 잔류 응력으로 크랙이 발생하기 쉽게 된다. 이 부분의 두께분포 관리를 적절하게 하는 것이 중요하다. 경량화, 박육화를 진행하게 되면 더욱 발생이 높아지게 된다. 따라서 경량화, 박육화 내열압 PET용기의 바닥부 게이트부터 20mm지점까지의 부분을 연신시켜 두께를 낮추어주는 것이 필요하다.

이에 본 발명에서는 2축 연신 성형과정에서 연신로드(Stretch Rod)의 모양을 개선함으로써 상기 문제점을 개선하였다. 도 3은 기존 2축연신 블로우 성형용 연신로드의 모습이고 도 4은 본 실시형태에 관한 2축연신용 연신로드의 모습이다. 즉, 기존에는 도 3에서와 같이 하였는데 본 발명에서는 도 4에서와 같이 하였다. 더욱 자세히 설명하자면, PET 용기 제조업체에서 종래에 사용하고 있는 연신로드의 형태와 모양은 도 3에서와 같이 끝부분이 평평한 모양을 갖는 것이 일반적인데 본 발명을 진행하면서 평가한 바에 의하면 연신로드가 세로방향으로 프리폼의 연신을 보조 하게 되는데 끝부분이 프리폼의 안쪽 바닥부에 닿게 된다. 이때 연신로드의 끝부분은 프리폼의 반원모양의 바닥부와 닿는 부분이 딱 맞지 않기 때문에 용기 바닥부 중심부터 20mm 부분 까지는 연신이 잘 이루어지지 않는 것임을 알 수 있었다.

경량화, 박육화 예비성형품 프리폼을 기존의 연신로드를 사용하여 2축 연신 성형하여 두께 분포를 측정한 결과 바닥부 게이트에서부터 20mm지점까지의 두께는 경량화 하기 이전의 PET용기와 차이가 근소하였고 20mm지점에서부터 바닥부 접지면까지 두께는 급격히 하락하는 분포를 보여 바닥 돌출 및 파열에 있어서 상당히 취약한 물성을 발현하는 것을 알 수 있었다.

이에 본 발명에서는 연신로드의 끝부분의 형태를 프리폼의 바닥부의 형태인 반원형을 기본으로 디자인하여 프리폼 바닥부가 연신로드와 직접 접촉하는 면적을 높이게 함으로써 게이트 부분의 2축 연신 향상을 이루고자 하고자 하였다. 연신로드의 끝부분 직경은 최소에서 최대 로 하고 반경 R값은 최소에서 최대로 한다. 상기와 같이 연신로드의 접촉부 형태를 개선하면 게이트부에서 20mm지점까지의 두께를 최소 0.3mm에서 최대 1mm까지 감소하였고 20~35mm지점의 바닥부 두께는 경량화,박육화 하기 이전과 거의 유사한 두께로 성형 가능하였다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

< 실시예 및 비교예 >

이하 본 발명에 관한 용기의 일례로써 본 발명을 1.5L 내열압 PET용기에 적용한 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

여기서 도 1은 본 실시형태에 관한 예비성형품 프리폼의 정면도, 도 2은 본 실시형태에 관한 병 용기의 정면도, 도 3은 기존 2축연신 블로우 성형용 연신로드의 모습이고 도 4은 본 실시형태에 관한 2축연신용 연신로드의 모습이다.

본 실시예 및 비교예 사용된 PET 수지의 물성을 정리하여 표1에 나타내었다.

측정항목	단위	측정치	측정방법
고유점도(I.V)	dl/g	0.80	ASTM
DEG	mol%	2.2	H-NMR
CEG	meg/kg	22	ASTM
유리전이온도(Tg)	℃	79	DSC
용융점(Tm)	℃	251	DSC
Sb 촉매 함량	ppm	230	ICP-AA

본 발명에서는 구체적인 실시예 및 비교예를 위하여 용량 1.5L, 내열압 PET 용기용 예비성형품 프리폼을 사출성형 하였으며 조건을 표2에 정리하였다.

본 발명의 실시예 및 비교예를 위한 내열압 PET 용기의 블로우 1.5L 내열압 PET 용기 블로우 성형 조건을 표3에 정리하였다.

(실시예 1, 2 및 비교예1)

표 4는 1.5L 내열압 PET용기의 예비성형품 프리폼의 크기에 대해서 정리한 것이다.

〈실시예 3, 4 및 비교예2〉

비교예 1 및 실시예 1 및 2의 각각의 해당하는 예비성형품 프리폼을 본 특허에 의한 2축연신 블로우 성형을 하여 1.5L 내열압 PET용기를 제조한 다음 물성을 측정하여 정리한 것을 표5에 비교예 2 및 실시예 3, 실시예4에 각각 나타내었다. 아래에서 알 수 있듯이 평균 두께는 유사하지만 파열 강도 및 수직 강도를 비교한 결과 전체 연신비가 높으면서 몸체부 평균두께가 높은 실시예3가 비교예2 및 실시예4와 비교해서 높은 것을 알 수 있었다. 후살균 용기 팽창율 평가시 용기의 바닥부분을 경량화하는데 집중하여 어깨부 및 몸통부는 상대적으로 중량 감소비가 낮게 되어 해당 부분의 팽창율은 실시예 4보다 다소 낮은 것을 알 수 있다. 실시예3에서 보이는 경량화, 박육화된 내열압 PET용기를 음료업체의 충진라인에서 충진하여 평가한 결과 제품에 이상이 없는 것을 알 수 있었다.

도 1은 본 실시형태에 관한 예비성형품 프리폼의 정면도,

도 2은 본 실시형태에 관한 병 용기의 정면도,

도 3은 기존 2축연신 블로우 성형용 연신로드의 모습,

도 4은 본 실시형태에 관한 2축연신용 연신로드의 모습이다.

Claims (5)

1. 2축연신 성형 방법을 이용한 경량화, 박육화된 청량음료용 내열압 PET용기를 성형함에 있어서, 예비성형품 프리폼의 가로 방향 연신비를 최소2.1에서 최대2.3로 하며 세로 방향 연신비를 최소3.3에서 최대3.8로 하는 것을 특징으로 하는 청량음료용 내열압 PET 용기의 성형 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 청량음료용 내열압 PET용기의 몸체부 평균 두께가 최소 0.35mm이상 최대 0.45mm로 되도록 성형하는 것을 특징으로 하는 청량음료용 내열압 PET 용기의 성형 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 청량음료용 내열압 PET용기의 바닥부 중량이 전체 중량의 30~35%가 되도록 성형하는 것을 특징으로 하는 청량음료용 내열압 PET 용기의 성형 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 예비성형품 프리폼 가열온도가 최소100℃에서 최대 110℃인 것을 특징으로 하는 청량음료용 내열압 PET 용기의 성형 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 예비성형품 프리폼의 내벽와 외벽의 온도차이가 10℃이하로 유지함으로써 내외벽의 2축 연신배향성을 균일하게 하는 것을 특징으로 하 는 청량음료용 내열압 PET 용기의 성형 방법.

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