KR20150085129A - 일체형 2층 프리폼, 그의 생산을 위한 방법 및 장치, 블로우 성형된 백-인-컨테이너의 생산방법, 그리고 이렇게 생산된 백-인-컨테이너 - Google Patents

일체형 2층 프리폼, 그의 생산을 위한 방법 및 장치, 블로우 성형된 백-인-컨테이너의 생산방법, 그리고 이렇게 생산된 백-인-컨테이너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일체형으로 블로우 성형된 백-인-컨테이너의 생산을 위한 일체형 2층 프리폼에 관한 것이다. 프리폼은 내층과 외층을 구비하며, 블로우 성형시 내층과 외층의 2층을 형성하고, 이렇게 하여 얻어진 컨테이너의 내층은 2층의 계면 지점에서 가스 유입시 외층으로부터 분리된다. 내층의 용융 온도는 외층의 용융 온도 이상이다.

Description

일체형 2층 프리폼, 그의 생산을 위한 방법 및 장치, 블로우 성형된 백-인-컨테이너의 생산방법, 그리고 이렇게 생산된 백-인-컨테이너 {INTEGRAL TWO LAYER PREFORM, PROCESS AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION THEREOF, PROCESS FOR PRODUCING A BLOW-MOULDED BAG-IN-CONTAINER, AND BAG-IN-CONTAINER THUS PRODUCED}
본 발명은 일반적으로 방출 백-인-컨테이너(bag-in-container)의 새로운 개발에 관한 것으로, 특히, 일체형으로 백-인-컨테이너의 생산에 특히 유리한 일체형 2층 프리폼에 관한 것이다. 또한, 전술한 프리폼 및 백-인-컨테이너의 생산방법에 관한 것이다.
외부 용기의 형상에 따라 백-인-보틀 또는 백-인-박스라고도 칭하며 본 명세서에서 백-인-컨테이너의 의미에 포함되는 백-인-컨테이너는, 대기에 대한 개구, 즉, 마우스(mouth)를 갖는 외측 컨테이너 및 상기 마우스의 영역에서 상기 컨테이너와 상기 대기에 대한 마우스에 연결된 접혀질 수 있는 내측 백으로 구성된 액체 방출 패키징의 군에 속하는 것이다. 이 시스템은 내측 백을 압착하여 내부에 포함되어 있는 액체를 방출하도록 내측 백과 외측 컨테이너 사이의 영역 내의 압력을 제어하기 위해 이 영역과 대기를 유체적으로 연결하는 적어도 하나의 벤트(vent)용 배출구를 포함해야 한다.
통상적으로, 백-인-컨테이너는 특정한 넥 클로저(neck closure) 조립체를 구비한 내측 백과 (일반적으로 보틀의 형태인) 구조적 컨테이너를 독립적으로 제조함으로써 제조되었으며 여전히 제조되고 있다. 이 백은 완전히 형성된 보틀 개구(opening) 내로 삽입되어 넥 클로저 조립체에 의해 이 마우스에 고정되며, 이는 백의 내부에 대한 하나의 개구 및 백과 보틀 사이의 공간을 대기에 유체적으로 연결하는 벤트용 배출구를 포함하며, 이러한 구성의 예는 특히 USA3484011, USA3450254, USA4330066, 및 USA4892230에 개시되어 있다. 이러한 유형의 백-인-컨테이너는, 재사용 가능하다는 이점을 갖고 있지만 매우 비싸며 제조에 있어서 노동 집약적이다.
보다 최근에는 일체형으로 블로우-성형된 백-인-컨테이너의 개발에 중점을 두고 있으며, 이에 따라 폴리머 다층 프리폼을 내층과 외층으로 이루어진 컨테이너 내에 블로우 성형함으로써(이렇게 제조된 컨테이너의 내층과 외층 간의 접착이 계면에 가스 유입시 쉽게 박리될 정도로 충분히 약함) 백을 컨테이너 내에 조립하는 노동 집약적 단계를 피하고 있다. “내층”과 “외층”의 각각은 단층 또는 복수의 층으로 이루어지지만, 어느 경우든 적어도 박리시(delamination) 쉽게 식별될 수 있다. 상기 기술은 많은 도전을 받아왔으며, 많은 대안 해결책이 제안되었다.
다층 프리폼은 압출되거나 사출 성형될 수 있다 (USA6238201, JPA10128833, JPA11010719, JPA9208688, USA6649121 참조). 전자의 방법이 생산성 면에서 유익하다면, 후자의 경우는 벽 두께 정밀도가 필요할 때, 특히 음료를 방출하기 위한 컨테이너에서 바람직하다.
일체형으로 블로우 성형된 백-인-컨테이너의 생산을 위한 프리폼은, 컨테이너의 각종 층들이 층들의 두께로 박리되지 않는 블로우 성형된 공층(co-layered) 컨테이너의 생산을 위한 프리폼과는 명백히 다르다. 백-인-컨테이너는 유연성 있고 접혀질 수 있는 백을 포함하는 외측 구조적 봉지로 구성된다. 이에 따라 컨테이너의 외층은 내층보다 실질적으로 두껍다. 당연히, 상기 컨테이너의 외층은 실질적으로 내부 백보다 두껍다. 이와 동일한 관계는 물론 내층이 외층보다 실질적으로 더 얇은 프리폼에서도 발견할 수 있다. 게다가, 어떤 경우에, 프리폼은 공층 컨테이너의 제조를 위한 프리폼에는 전혀 존재하지 않는 벤트를 이미 포함하고 있다(EPA1356915 참조).
백과 보틀 사이의 계면이나 공간을 대기에 유체적으로 연결하는 벤트의 형성은 일체형으로 블로우 성형된 백-인-컨테이너에 있어서 여전히 중요한 단계이고 여러 해결책들이 제안되었는데, 예컨대, USA 5301838, USA5407629, JPA5213373, JPA8001761, EPA1356915, USA6649121 및 JPA10180853를 들 수 있다.
일체형으로 블로우 성형된 백-인-컨테이너와 중복되는 한 가지 문제점은, 한편으로는 가공 면에서 엄격한 양립성 그리고 다른 한편으로는 접착 면에서 엄격한 비양립성(incompatibility)의 엄격한 기준에 따라 선택되어야 하는 내층과 외층을 위한 물질을 선택하는 것이다. 이러한 기준들은 때때로 후술하는 바와 조합에서 충족되기 어렵다.
JPA10180853에서 예시된 바와 같이, 프리폼은 통상 2개의 서로 각각의 프리폼의 조립체로 구성되며, 서로 독립적으로 제조된 후, 내부 프리폼이 외부 프리폼 내로 끼워지도록 조립된다. 이러한 해결책에 의하면, 내층 및 외층의 물질들의 선택; 내층과 외층 관련한 블로우 성형 조작의 물질 사이의 가공에서의 양립성뿐만 아니라 넥(neck) 및 벤트들의 설계에 있어서 보다 자유롭게 한다.
전술한 프리폼 조립체를 한 층을 다른 층의 상부에서 사출 성형하여 얻은 일체형 프리폼으로 대체하는 것은 제조 코스트의 면에서 많은 잠재적 이점이 있음이 논의되어 왔다. 그러나 다른 문제가 발생하며, 이에 대해 설명할 필요가 있다. 특히 내층과 외층의 물질의 선택은 사출 성형 및 블로우 성형가공의 면에서 반드시 적합하여야 하므로, 내층과 외층 물질의 선택이 더욱 복잡하다. USA5301838에 3개의 PET층과 EVOH, PP, PE, PA6으로 이루어진 군에서 선택된 물질의 2개의 박층에 의해 3개의 PET층 사이에 삽입되어 이루어진 복합 사출 성형된 5층 일체형의 프리폼을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 해결은 매우 복잡하고, 박층 물질이 인접 [PET]에 어떤 기본적인 친화성(예, 화학적 결합 또는 접착 경향)이 거의 없는 것이 요구되며, 이것은 사용되는 물질의 선택을 부당하게 제한하게 된다.
EPA136915 및 USA 6649121에서는 내층이 외층 상에 사출 성형되어 몰드 캐비티에 우선 사출될 때, 층사이에 강한 결합이 형성되지 않도록 프리폼의 내층과 외층을 위한 물질이 외층의 용융 온도가 내층의 용융온도보다 높게 되도록 (Tm,outer>Tm,inner) 선택되어야 한다. 본 발명자에 의해 주어진 외층 물질의 예로서는 PET 및 EVOH를 들 수 있으며, 내층용 예로서는 폴리에틸렌은 들 수 있다.
전술한 바로부터, 가공 면에서 양립할 수 있는 물질로 된 일체형 프리폼의 제조 및 사출 성형 및 블로우 성형 조작의 양자를 위한 해결, 및 양호한 박리특성을 갖는 백-인-컨테이너 수율을 위하여는 당 분야의 기술로는 여전히 해결되어야 할 여지가 그대로 남아있다.
본 발명은 첨부된 청구범위의 독립항들에 규정된다. 바람직한 실시예들은 종속항들에 규정되어 있다. 특히, 본 발명은 일체형 2층 프리폼 및 프리폼을 블로우 성형함으로써 생산된 백-인-컨테이너에 관한 것이며, 여기서 프리폼은 내층과 외층을 포함하고, 프리폼은 블로우 성형시 2층 컨테이너를 형성하며, 이렇게 하여 얻어진 상기 컨테이너의 내층은 2층의 계면 지점에서 가스 유입시 외층으로부터 분리된다. 내층의 용융 온도는 외층의 용융 온도 이상이다.
바람직하게, 프리폼은 내층과 외층 사이의 계면에 대하여 평행하게 형성된 적어도 하나의 계면 벤트용 배출구, 및 프리폼의 마우스에 인접하고 이 마우스와 동축으로 배향되는 위치에서 대기에 대한 개구를 포함한다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 프리폼의 생산을 위한 공정에 관한 것으로서,
내층을 코어(core) 상에 사출 성형하는 단계와,
외층을 내층 상에 사출 성형하는 단계와,
이에 따라 형성된 프리폼을 코어로부터 뽑아내는 단계를 순차적으로 포함하고, 여기서 내층의 용융 온도는 외층의 용융 온도 이상이다.
전술한 공정은 코어-쉘(core shell)형의 기구를 이용함으로써 적어도 하나의 계면 벤트용 배출구를 포함하는 상기 프리폼의 생산에 있어서 유익하게 실행되고, 상기 프리폼의 내층과 외층 사이의 계면에 벤트용 배출구를 형성하는 데 적합한 바람직하게 쐐기 형상의 핀을 적어도 하나 구비하며 상기 코어의 바닥에 배치된 코어 몰드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 프리폼을 생산하기 위한 장치에 관한 것으로서,
적어도 두 개의 유사한 숫 코어(male core)를 구비하는 지지 수단과,
제1 쉘 암 몰드는 상기 내층을 생산하기 위한 치수를 갖고 제2 쉘 암 몰드는 상기 내층 상에 상기 외층을 생산하기 위한 치수를 갖도록, 압출기에 각각 연결된 적어도 제1 및 제2 쉘 (암) 몰드(shell female mould)와,
선택 사항인 적어도 하나의 뽑아내는 단계와,
각 코어가 상기 제1 쉘 몰드, 상기 제2 쉘 몰드, 및 선택 사항인 상기 뽑아내는 단계에 대향하여 순차적으로 위치할 수 있도록 상기 지지 수단을 이동시키기 위한 수단을 포함한다.
도 1은 프리폼 및 프리폼의 블로우 성형 후 얻어지는 백-인-컨테이너의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 백-인-컨테이너 또는 프리폼의 넥 및 마우스 영역의 단면 사시도이다.
이하 첨부 도면 1A와 1B를 참조해 보면, 일체형으로 블로우 성형된 백-인-컨테이너(2) 및 이를 제조하기 위한 프리폼(1, 1')이 도시되어 있다. 프리폼(1)은 (도면에서 우측에 도시한) 계면에 의해 적어도 넥 영역(6)의 레벨에서 연결된 내층(11)과 외층(12)을 포함한다. 내층(11)과 외층(12) 사이의 영역은 이 2개의 층이 서로 실질적으로 접하는 계면(14)으로 이루어질 수 있거나, 참조 번호 4인 대기에 대한 개구인 적어도 하나의 벤트용 배출구(3)와 유체적으로 통하는 갭(14')을 포함할 수 있다.
벤트용 배출구의 형상은 많이 개시되어 있으며 어떠한 형상이 선택되는지는 중요하지 않다. 그러나, 도 1에 도시한 바와 같이 벤트용 배출구는 상기 프리폼의 마우스(5)에 인접하여 위치하고 상기 프리폼의 마우스와 동축으로 배향되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게, 벤트용 배출구는 2개의 층이 만나 적어도 넥 영역의 영역에서 계면(14)을 형성할 때까지 개구(4)의 레벨에서 넓고 용기 내로 더 깊게 관통함에 따라 얇아지는 쐐기 형상을 갖는다. 이러한 형상에 의해, 백-인-컨테이너의 사용시 내측 백이 보다 효과적이며 재생가능하게 박리될 수 있다. 컨테이너는 하나의 벤트용 배출구 또는 백-인-컨테이너의 마우스의 립(lip) 주위에 균등하게 분산된 여러 개의 벤트용 배출구를 포함할 수 있다. 여러 개의 벤트용 배출구는, 이러한 벤트용 배출구를 통해 압력 가스를 주입할 때 백-인-컨테이너(2)의 내층(21)과 외층(22)의 계면이 보다 균등하게 분리될 수 있게 하므로 유익하다. 바람직하게, 프리폼은 직경 방향으로 대향하는 위치에서 용기의 마우스 립에 2개의 벤트 개구를 포함한다. 보다 바람직하게는 3개의 벤트 개구이며, 가장 바람직하게는, 마우스 립에서 규칙적인 간격으로 배치된 적어도 4개의 벤트 개구이다.
본 발명의 프리폼은 하나의 층을 다른 층 상에 사출 성형함으로써 얻어지는 일체형 프리폼으로 이루어진다. 이러한 해결책은 프리폼 조립체에 비하여 많은 이점을 갖고 있으며, 예를 들어, 조립 단계를 필요로 하지 않으며, 프리폼 조립체를 위해서는 적어도 두 개의 제조 스테이션이 필요하지만 일체형 프리폼 제조를 위해서는 하나의 제조 스테이션만이 필요하다는 점이다.
본 발명의 백-인-컨테이너와 프리폼의 층들을 위한 바람직한 물질들은, PET, PEN, PTT, PTN과 같은 폴리에스테르, PA6, PA66, PA11, PA12와 같은 폴리아미드, PE, PP와 같은 폴리올레핀, EVOH, 폴리글리콜 아세테이트(PGAc), 폴리락트산과 같은 생분해성 폴리머, 코폴리머 및 이들의 혼합물이다. 내층과 외층의 물질들에 대한 본 발명에 따른 요구 사항은, 외층의 용융 온도가 내층의 용융 온도 이하이어야 한다는 것이다(Tm,outer < Tm,inner). 이러한 조건은 EPA1356915 및 USA6649121에서 교시된 것과 정확히 반대되는 것이다. 이러한 상기 종래 기술의 교시로부터의 일탈은 일체형 프리폼이 다음에 따르는 순차적인 단계들에 의해 유익하게 생산될 수 있다는 본 발명의 발명자들의 발견에 의해 가능해진다. 즉,
* 내층을 코어 상에 사출 성형하는 단계;
* 외층을 내층 상에 사출 성형하는 단계;,
* 이렇게 형성된 프리폼을 코어로부터 뽑아내는 단계;
이러한 방안은 이하의 이유로 인해 EPA1356915 및 USA6649121에서 제안된 방안보다 유익하다. 배경 기술에서 설명한 바와 같이, 백-인-컨테이너는 내층과 외층 사이의 계면을 대기에 유체적으로 연결하는 적어도 하나의 계면 벤트용 배출구를 포함한다. 음료 방출 컨테이너의 분야에서, 통상적으로 그리고 실용적인 이유로 오늘날까지 사용되고 있는 조립된 (즉, 일체 형으로 블로우 성형되지 않은) 백-인-컨테이너에는, 백-인-컨테이너의 마우스에 인접하여 위치하며 이러한 마우스와 동축으로 배향된 벤트용 배출구들이 형성된다. 통상적인 조립된 백-인-컨테이너들을 일체형으로 블로우 성형된 백-인-컨테이너들로 점진적으로 대체하기 위해, 그리고 소비자가 내부에 백-인-컨테이너가 장착되는 기기를 동일하게 유지하기 위해, 동일한 벤트용 배출구 위치를 유지하는 것이 바람직하다. 본 발명의 공정은, 적절한 기구를 이용하는 경우, 내층과 외층 사이의 계면을 대기에 유체적으로 연결하는 벤트용 배출구를 일체형 프리폼에 형성할 수 있게 한다.
그 기구는, 코어-쉘(core-shell)형이며, 코어의 바닥에 배치되며 프리폼의 내층과 외층 사이의 계면에서 벤트용 배출구를 형성하는 데 적합한 적어도 하나의 핀을 구비한 코어 몰드(core mould)를 포함한다. 코어는 하나의 핀을 포함할 수도 있지만, 바람직하게는 컨테이너의 마우스의 립(lip) 주위에 여러 개의 벤트 개구를 갖기 위해 하나를 초과하는 핀을 포함한다. 핀은, 쐐기 형상의 벤트용 배출구가 한편으로는 전술한 이점들을 갖고 다른 한편으로는 이에 따라 생산되는 일체형 프리폼을 코어 몰드로부터 보다 쉽게 뽑아낼 수 있게 하므로, 쐐기의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 핀의 치수는 백-인-컨테이너의 크기에 의존하며, 특히 백-인-컨테이너의 마우스와 립의 크기에 의존한다. 약 56리터의 용량을 갖는 전형적인 가정용 음료 방출기에 대해서는, 핀은 약 5 내지 75mm의 높이, 바람직하게는 5 내지 50mm의 높이, 가장 바람직하게는 10 내지 20mm의 높이를 갖고, 벤트 개구를 형성하는 바닥은, 바람직하게, 3 내지 15mm의 길이, 바람직하게는 5 내지 10mm의 길이, 및 0.5 내지 5mm의 폭, 바람직하게는 0.5 내지 2mm의 폭을 갖는 호(arc) 형상을 갖는다.
바람직하게, 본 발명의 일체형 프리폼은 내층을 외층에 고정시키기 위한 기계적 상호 체결 수단(8)을 포함한다. 이는 프리폼을 보다 쉽고 안전하게 취급할 수 있게 하며 사출 성형 코어로부터 프리폼을 뽑아내는 것을 용이하게 한다.
본 발명의 프리폼은 장치를 이용하여 반자동적으로 생산될 수 있으며, 이 장치는,
* 바람직하게 전술한 유형의 적어도 두 개의 유사한 숫 코어를 구비하는 지지 수단과,
* 제1 쉘 암 몰드는 코어와 조합하여 내층을 생산하기 위한 치수를 갖고 제2 쉘 암 몰드는 내층 상에 외층을 생산하기 위한 치수를 갖도록, 각각이 압출기에 연결된 적어도 제1 및 제2 쉘 암 몰드와,
* 선택 사항인 적어도 하나의 뽑아내는 단계와,
* 각 코어가 제1 쉘 몰드, 제2 쉘 몰드, 및 선택 사항인 뽑아내는 단계에 대향하여 순차적으로 위치할 수 있도록 지지 수단을 이동시키기 위한 수단을, 포함한다.
본 발명의 장치는, 예를 들어, 뽑아내기 전에 부품을 추가 냉각하도록 별도의 뽑아내는 단계를 포함할 수 있으며, 또는 제2층의 주입 후에 몰드의 개구에서 프리폼이 뽑아낸다면, 별도의 뽑아내는 단계가 없어도 된다. 지지 수단을 하나의 쉘 몰드로부터 다른 쉘 몰드로 이동시키고 그리고 선택 사항으로 뽑아내는 단계로 이동시키기 위한 수단은 셔틀을 이용하는 경우 선형일 수 있으며 또는 캐루셀(carrousel)을 이용하는 경우 회전형일 수 있다.
본 발명에 다른 프리폼의 2개의 층(11, 12)은 외층의 실질적으로 전체 내면을 통해 계면(14)에 의해 연결된다. 프리폼의 내층과 외층이 상기 계면(14)에 접착될 수 있지만, 프리폼(1)을 블로우 성형함으로써 생산되는 백-인-컨테이너(2)의 내층(21)과 외층(22)은 계면 지점에서 압력 가스의 주입시 박리된다. 일반적으로는 내층과 외층 중 적어도 하나가 반정질 폴리머를 포함하는 경우에 보다 양호한 결과를 얻는다.
내층과 외층이 동일한 물질로 이루어진 일체형 프리폼에 대해서도, 백-인-컨테이너의 내층과 외층 간에 우수한 박리를 얻을 수 있음을 발견하였다. 이러한 발견은, "상호 비접착성의 합성 수지들"을 사용해야 하는 것을 교시하고 있는 JPA200547172에서 인용되는 바와 같이 내층과 외층의 물질 선택에 관한 종래 기술의 교시와는 상반된다. 내층과 외층이 동일한 물질로 된 일체형으로 블로우 성형된 우수한 백-인-컨테이너를 생산할 수 있음을 알게 되었다. 따라서, 본 발명에 따르면, 내층의 용융 온도는 외층의 용융 온도와 같을 수 있다. 다음과 같은 경우에서 내층과 외층 사이의 계면의 어느 측 상에서도 동일한 폴리머가 접하는 것으로 고려된다.
* 내층과 외층이 동일한 물질로 형성된 경우(예를 들어, 각 PET의 특정 등급에 상관없이 PETinner-PETouter), 또는
* 내층과 외층이 적어도 하나의 폴리머를 공통으로 갖는 코폴리머 또는 혼합물로 형성된 경우 - 상기 공통 폴리머는 계면에 있는 반면 다른 폴리머는 상기 계면에 대략 인접함(예를 들어, (0.85 PET + 0.15 PA6)inner(0.8 PET + 0.2 PE)outer).
첨가제의 양이 적다면, 계면을 실질적으로 변경하지 않는 한, 물질을 다르게 변경하지 않는 것으로 고려된다.
본 발명의 백-인-컨테이너(2)는, 전술한 바와 같이 프리폼을 제공하고, 상기 프리폼을 블로우 성형 온도에 두고, 이에 따라 가열된 프리폼을 블로우 성형 기구 내의 고정 수단에 의해 넥 영역의 레벨에 고정시키고, 그런 다음 가열된 프리폼을 블로우 성형하여 백-인-컨테이너를 형성함으로써, 얻어질 수 있다. 이렇게 하여 얻어진 백-인-컨테이너의 내층(21)과 외층(22)은 외층의 내면의 대략 전체에 걸쳐 계면(24)에 의해 서로 연결된다. 상기 계면(24)은 벤트용 배출구(3)를 통해 대기와 유체적으로 통하며, 이 벤트용 배출구는, 벤트용 배출구가 위치하는 프리폼의 넥 영역이 블로우 성형 동안 고정 수단에 의해 단단하게 유지되며 신장되지 않으므로 블로우 성형 공정을 통해 자신의 원래 형상을 유지한다.
압력 가스를 벤트용 배출구를 통해 일관되면서 재현 가능한 방식으로 주입할 때 내층(21)과 외층(22) 사이의 계면(24)이 분리되는 것은 필수적이다. 상기 동작의 성공은 파라미터의 개수에 의존하며, 특히, 계면 접착강도, 수, 형상, 벤트용 배출구들의 분포, 및 주입된 가스의 압력에 의존한다. 계면 접착강도는 물론 중요한 사항이며, 내층과 외층을 위한 물질의 선택에 의해 조절될 수 있으며, 블로우 성형 동안 가공 파라미터에 의해 조절될 수 있고, 사용되는 압력-시간-온도 윈도우(pressure-time-temperature window)도 중요하며 내층과 외층을 위해 선택되는 물질에 크게 의존한다.
이형제(release agent)는, 외층을 내층 상에 사출 성형하기 전에 내층의 외면 상에 접착될 수 있다. 따라서, 이형제는 계면에 위치하며 내층과 외층의 박리를 용이하게 한다. 실리콘계 또는 PTFE계 이형제(예를 들어, Freekote)와 같은 시판품이 입수 가능하며, 프리폼용으로 사용되는 물질에 가장 적합하며 블로우 온도에 견디는 이형제라면 어떠한 것이라도 관계없다.
이형제의 적용은 내층의 설계에 대하여 특히 유익하다. 실제로, 계면 접착강도를 낮춤으로써, 내층이 외층으로부터 박리되는 것을 용이하게 하며 이에 따라 박리시 내층 상에 가해지는 스트레스를 저감시키고, 따라서 이러한 내층은 박리시 손상받을 위험성 없이 매우 않고 유연성 있게 설계될 수 있다. 명백하게, 내측 백의 유연성은 방출되는 액체에 대하여 중요한 파라미터이며, 게다가 내층이 매우 얇게 설계될 수 있는 경우 물질 절감이라는 점에서 비용 절감을 달성할 수 있다.
실시예
냉각된 제1 성형 캐비티 내에 용융물을 주입하여 프리폼의 내층(11)을 형성함으로써 본 발명에 따른 프리폼을 제조하였다. 내층을 포함하는 코어를 제1 성형 캐비티와 동일한 온도로 냉각된 제2 성형 캐비티로 이동시키고, 용융물을 캐비티 내에 존재하는 내층 위에 주입하여 프리폼을 뽑아내었다. 이것은 도 2에 도시한 바와 같이 벤트용 배출구(3)와 상호 체결 수단(8)을 포함한다.
전술한 바와 같이 제조된 프리폼을 IR 램프들이 배열된 오븐에서 가열한 후 요구되는 온도로 벽들이 유지되는 블로우 성형 몰드 내에 고정시켰다. 공기를 압력 하에 프리폼 내에 주입하였다. 그런 다음, 제조된 백-인-컨테이너를 액체로 채우고, 박리 압력을 결정하기 위해 압축 공기원을 포함하는 음료 방출용 기기에 연결하였다.
박리 압력을 다음과 같이 결정하였다. 백-인-컨테이너의 계면 벤트용 배출구들을 압축 공기원에 연결하였다. 공기를 벤트를 통해 일정한 압력으로 주입하고 내층과 외층 사이의 계면을 관찰하였다. 압력은 박리 압력에 도달할 때까지 단계적으로 증가하였다. 박리 압력은, 내측 백이 계면 전체에 걸쳐 외층으로부터 분리되어 접히는 압력으로서 규정된다. 이렇게 분리된 층들의 면들에 대하여 본딩 흔적을 조사하였다.
전술한 백-인-컨테이너의 박리 압력은 약 0.5±0.1bar의 과압력이였으며, 내층과 외층 간에 점착성 분열의 흔적이 거의 보이지 않았다. 이러한 실시예는 뛰어난 품질의 백-인-컨테이너가 본 발명에 따른 일체형 프리폼과 함께 제조될 수 있음을 예시한다.

Claims (12)

  1. 일체형으로 블로우 성형된 백-인-컨테이너의 생산을 위한 일체형 2층 프리폼으로서, 이 프리폼은 한 층을 다른 층의 상부에서 사출 성형하여 얻어지고,
    내층(11)과 외층(12)을 포함하고, 상기 프리폼은 블로우 성형에 의해 2층 컨테이너를 형성하고, 이와 같이 하여 얻어진 상기 컨테이너의 내층(21)은 상기 2층의 계면의 지점에서 가스 유입에 의해 얻어진 외층(22)으로부터 분리된 배출구(3)를 형성하고;
    상기 내층(11)의 용융 온도는 상기 외층(12)의 용융 온도보다 높거나 같은 프리폼.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내층(11)과 외층(12) 중 적어도 하나는 반정질 물질을 포함하는 일체형 2층 프리폼.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내층(11)과 외층(12)은 서로 다른 물질로 이루어진 일체형 2층 프리폼.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내층(11)과 외층(12)은 동일한 물질로 이루어진 일체형 2층 프리폼.
  5. 제1항에 있어서, 상기 내층(11)과 외층(12)은 PET, PEN, PTT, PA, PP, PE, HDPE, EVOH, PGAc, PLA, 코폴리머, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로 이루어진 일체형 2층 프리폼.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계면의 적어도 하나의 지점은 상기 내층(11)과 외층(12)이 만나 계면을 형성할 때까지 개구의 레벨에서는 넓고 용기 내로 더 깊게 관통함에 따라 얇아지는 쐐기 형상으로 된 벤트(vent)용 배출구(3)인 일체형 2층 프리폼.
  7. 제6항에 있어서, 하나를 초과하는 벤트용 배출구(3)가 상기 프리폼의 마우스(mouth)의 립(lip) 주위에 분포된 일체형 2층 프리폼.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프리폼의 내층(11)과 외층(12)은 벤트용 배출구(3)를 제외한, 상기 외층의 전체 내면에 걸친 계면에 의해 연결된 일체형 2층 프리폼.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내층(11)과 외층(12)은 상기 프리폼의 넥 (neck) 영역(6)에 배치된 기계적 상호 체결 수단에 의해 서로 고정된 일체형 2층 프리폼.
  10. 프리폼은 내층(11)과 외층(12)으로 구성되고, 상기 프리폼은 블로우 성형에의해 2층 컨테이너를 형성하고, 이렇게 하여 얻어진 컨테이너의 내층은 상기 2층의 계면 지점에서 가스 유입에 의해 상기 외층으로부터 분리된 배출구(3)를 형성하고, 상기 내층의 용융 온도는 상기 외층의 용융 온도보다 높거나 같은, 프리폼을 생산하기 위한 공정으로서,
    내층(11)을 코어 상에 사출 성형하는 단계;
    외층(12)을 내층(11) 상에 사출 성형하는 단계; 및
    이렇게 형성된 프리폼을 상기 코어로부터 뽑아내는 단계
    의 순차적 단계를 포함하는 일체형 프리폼의 생산방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 코어는 상기 내층과 외층 사이의 계면을 대기에 유체적으로 연결하는 벤트용 배출구(3)를 형성하도록 구성된 일체형 프리폼의 생산방법.
  12. 일체형 프리폼을 블로우 성형함으로써 생산된 일체형 블로우 성형된 백-인-컨테이너로서,
    내층(11)과 외층(12)을 포함하고,
    상기 프리폼은 블로우 성형에 의해 2층 컨테이너를 형성하고, 이렇게 하여 얻어진 상기 컨테이너의 내층(21)은 상기 2층의 계면 지점에서 가스 유입에 의해 상기에 의해 얻어진 외층(22)으로부터 분리된 배출구(3)를 형성하고, 상기 내층(11)의 용융 온도는 상기 외층(12)의 용융 온도보다 높거나 같은 백-인-컨테이너.
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