KR20200100161A - 수지제의 용기 부품의 제조 방법, 금형 유닛 및 이를 구비하는 블로우 성형기 - Google Patents
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Abstract
압압에 의해 블로우 캐비티형(200)에 추종하도록 변형 가능한 보유열을 보유하는 두꺼운 팽출부(24)를 바닥부에 가지는, 수지제의 바닥이 있는 프리폼(20)을 사출 성형하는 사출 공정 S1과, 상기 프리폼(20)에 블로우 압을 걸어 놓음으로써 상기 프리폼(20)의 동부(22)를 연신시키는 연신 공정 S21, 및 상기 프리폼(20)의 상기 팽출부(24)를 상저형(260)에 의해 압압하여 상기 블로우 캐비티형(200)에 추종시켜 변형시킴으로써 접합부(14)를 형성하는 압압 공정 S22를 포함한 블로우 공정 S2를 포함하는 수지제의 용기 부품(10)의 제조 방법.
Description
본 발명은 수지제의 용기 부품의 제조 방법, 금형 유닛 및 이를 구비하는 블로우 성형기에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 본체 바닥부에 족부(足部)를 일체로 가지는 프리폼(preform)을 사출 성형하고, 컵(cup) 성형 캐비티(cavity)에서 연신 취입 성형(stretch blow molding)을 하여 발이 달린 컵을 성형하는 사출 연신 취입 성형 방법이 개시되어 있다.
특허 문헌 2에는, 용기부와 족부 및 대좌(臺座)가 일체의 부재(지지부)로 구성되는 음용 용기가 개시되어 있다. 이 음용 용기에 있어서, 용기부에 지지부와 접속하기 위한 접합부가 설치되고, 지지부에 용기부와 접속하기 위한 다른 접합부가 설치되어 있다. 각각의 접합부는 수나사부 또는 암나사부의 어느 것으로 구성함으로써, 용기부와 지지부를 착탈이 자유롭게 하고 있다.
근년, 내열성이나 투명성 등의 기능을 향상한 코폴리에스테르(copolyester) 수지가 시장에 나온 일도 있고, 유리의 대체로 수지를 이용할 수 있는 제품 범위가 더욱더 확대되고 있다. 예를 들면, 와인 글라스(wine glass)나 테이스팅 글라스(tasting glass)의 소재로 수지가 이용되는 경우가 있다. 수지제의 와인 글라스는 유리제보다 깨지기 어렵기 때문에, 아웃도어나 카페 테라스에서 이용할 때에 편리성이 높다.
와인 글라스는 일반적으로, 연직 단면이 대략 U자 형상으로 음료가 수용되는 글라스부와, 연직 단면이 대략 역 T자 형상으로 세로로 긴 족부로 이루어진다. 수지제의 와인 글라스 중에는 글라스부와 족부가 일체 성형된 1 피스(piece)식의 것이 존재한다. 그 한편으로, 휴대나 운송, 보관 스페이스(space)라고 하는 사정을 고려하여 글라스부와 족부를 별체로 한 2 피스(piece)식의 와인 글라스도 알려져 있다.
2 피스식의 수지제 와인 글라스에서는, 글라스부의 접합부와 족부(다른 부재)의 피접합부의 연결 부분에 강도가 요구되지만, 종래의 글라스부의 제조 방법으로는 수지로 접합부를 형성하는 데 있어서 충분한 강도를 확보할 수 있다고는 말하기 어렵고, 개량의 여지가 있었다. 또, 글라스부의 외관 형상을 유리 제품과 같은 정도로까지 성형하는 데 있어서도 개량의 여지가 있었다.
본 발명은, 강도가 높은 접합부를 가지는 용기 부품을 효율 좋게 제조할 수가 있고, 또, 유리 제품과 같은 정도의 외관 형상의 용기 부품을 성형할 수가 있는, 수지제의 용기 부품의 제조 방법, 금형 유닛 및 이를 구비하는 블로우 성형기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결할 수 있는 본 발명의 수지제의 용기 부품의 제조 방법은, 압압(押壓)에 의해 블로우 캐비티형(blow cavity mold)에 추종하도록 변형 가능한 보유열을 보유하는 두꺼운 팽출(膨出)부를 바닥부에 가지는, 수지제의 바닥이 있는 프리폼를 사출 성형하는 사출 공정과,
상기 프리폼에 블로우 압을 걸어 놓음으로써 상기 프리폼의 동부(胴部)를 연신시키는 연신 공정, 및 상기 프리폼의 상기 팽출부를 상저형(上底型)에 의해 압압하여 상기 블로우 캐비티형에 추종시켜 변형시킴으로써 접합부를 형성하는 압압 공정을 포함하는 블로우 공정을 포함한다.
당해 제조 방법에 의하면, 높은 보유열을 블로우 공정 직전까지 보유시킬 수가 있도록, 사출 공정에 있어서 팽출부를 두껍게 형성함으로써, 블로우 공정에 있어서 두께가 크고, 강도가 높고, 또 형상이 복잡한 접합부를 압압에 의해 효율 좋게 성형할 수가 있다. 이에 의해, 성형되는 용기 부품(글라스부)과 그 외의 부품(족부)의 연결 부분의 강도 및 안정도를 향상시킬 수가 있다. 또, 블로우 공정에 의해 용기 부품의 동부를 큰 직경으로 부형(腑形)할 수 있어, 유리 제품과 동등의 외관 형상을 성형하는 것이 가능하다.
또, 상기의 용기 부품의 제조 방법은,
상기 사출 공정에 있어서, 적어도 사출 코어형(injection core mold) 및 사출 캐비티형(injection cavity mold)에 의해 형성되는 공간에 수지를 주입함으로써, 상기 프리폼를 형성하고,
상기 사출 공정 후에, 상기 사출 코어형과 함께 상기 프리폼를 상기 블로우 캐비티형에 수용하고,
상기 블로우 공정에 있어서, 상기 사출 코어형으로부터 에어(air)를 도입하여 상기 프리폼의 동부를 연신시키는 것이 바람직하다.
또, 상기의 용기 부품의 제조 방법은,
상기 사출 코어형이,
상기 프리폼의 동부 및 바닥부의 내면의 형상을 규정하는 제1의 코어형과,
상기 프리폼의 개구부의 내면을 규정하는 제２의 코어형과,
상기 제1의 코어형 및 상기 제２의 코어형의 외주의 경계 영역에 설치된 에어 분출구를 가지고,
상기 블로우 공정에 있어서, 상기 에어 분출구로부터 에어를 도입하여 상기 프리폼의 동부를 연신시키는 것이 바람직하다.
또, 상기의 용기 부품의 제조 방법은,
상기 블로우 공정에 있어서, 상기 제1의 코어형을 승강시켜 상기 에어 분출구를 확대 또는 축소시키는 것이 바람직하다.
상기 과제를 해결할 수 있는 본 발명의 금형 유닛은,
수지제의 바닥이 있는 프리폼를 사출 성형하는 사출 공정에 이용되는 사출 성형용 금형과,
상기 프리폼를 블로우 성형하여 수지제의 용기 부품을 제조하는 블로우 공정에 이용되는 블로우 성형용 금형을 적어도 포함하는 금형 유닛으로서,
상기 사출 성형용 금형은,
상기 프리폼의 내부 형상을 규정하는 사출 코어형과,
상기 프리폼의 외부 형상을 규정하는 사출 캐비티형을 구비하고,
상기 사출 캐비티형에는, 상기 프리폼의 바닥부에 두꺼운 팽출부를 형성하기 위한 팽출부 형성부가 설치되어 있고,
상기 블로우 성형용 금형은,
상기 용기 부품의 외부 형상을 규정하는 블로우 캐비티형과,
상기 프리폼의 상기 팽출부를 향해 승강 가능한 상저형을 구비하고,
상기 블로우 캐비티형에는, 상기 팽출부를 상저형에 의해 압압함으로써, 상기 용기 부품의 바닥부에 접합부를 형성하기 위한 접합부 형성부가 설치되어 있다.
당해 금형 유닛를 이용함으로써, 바닥부에 충분한 두께를 구비하고, 강도가 높은 접합부를 가지는 용기 부품을 효율 좋게 제조할 수가 있다. 특히, 팽출부를 두껍게 형성함으로써, 팽출부에 높은 보유열을 블로우 공정 직전까지 보유시킬 수가 있으므로, 블로우 공정에 있어서 두께가 큰 접합부를 상저형의 압압에 의해 효율 좋게 성형할 수가 있다. 이에 의해 성형되는 용기 부품(글라스부)과 그 외의 부품(족부)의 연결 부분의 강도 및 안정도를 향상시킬 수가 있다. 또, 블로우 공정에 의해 용기 부품의 동부를 큰 직경으로 부형할 수 있어, 유리 제품과 동등의 외관 형상을 성형하는 것이 가능하다.
또, 상기의 금형 유닛은,
상기 사출 코어형이 에어 분출구를 가지는 것이 바람직하다.
또, 상기의 금형 유닛은,
상기 사출 코어형이,
상기 프리폼의 동부 및 바닥부의 내면의 형상을 규정하는 제1의 코어형과,
상기 프리폼의 개구부의 내면을 규정하는 제２의 코어형과,
상기 제1의 코어형 및 상기 제２의 코어형의 외주의 경계 영역에 설치된 에어 분출구를 가지는 것이 바람직하다.
또, 상기의 금형 유닛은,
상기 제1의 코어형이, 상기 에어 분출구를 확대 또는 축소시키도록 승강 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 과제를 해결할 수 있는 본 발명의 블로우 성형기는, 상기의 금형 유닛을 구비한다.
본 발명에 의하면, 강도가 높은 접합부를 가지는 용기 부품을 효율 좋게 제조할 수가 있고, 또, 유리 제품과 같은 정도의 외관 형상의 용기 부품을 성형할 수가 있는, 수지제의 용기 부품의 제조 방법, 금형 유닛 및 이를 구비하는 블로우 성형기를 제공할 수가 있다.
도 1은 사출 성형용 금형의 단면 개략도이다.
도 2는 사출 성형용 금형으로 프리폼를 형성하는 상태를 나타내는 단면 개략도이다.
도 3은 블로우 성형용 금형에 프리폼를 수용한 상태를 나타내는 단면 개략도이다.
도 4는 프리폼으로부터 용기 부품을 형성하는 상태를 나타내는 단면 개략도이다.
도 5는 블로우 성형기의 개략도이다.
도 6은 용기 부품의 제조 방법의 개요를 나타내는 도이다.
도 7은 블로우 성형용 금형에 프리폼를 수용한 상태의 다른 예를 나타내는 단면 개략도이다.
도 2는 사출 성형용 금형으로 프리폼를 형성하는 상태를 나타내는 단면 개략도이다.
도 3은 블로우 성형용 금형에 프리폼를 수용한 상태를 나타내는 단면 개략도이다.
도 4는 프리폼으로부터 용기 부품을 형성하는 상태를 나타내는 단면 개략도이다.
도 5는 블로우 성형기의 개략도이다.
도 6은 용기 부품의 제조 방법의 개요를 나타내는 도이다.
도 7은 블로우 성형용 금형에 프리폼를 수용한 상태의 다른 예를 나타내는 단면 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 일례에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 도면에 나타낸 각 부재의 치수는, 설명의 편의상, 실제의 각 부재의 치수와는 다른 경우가 있다. 우선, 도 1~도 4를 참조하여, 본 실시 형태와 관련되는 금형 유닛에 대해서 설명한다. 금형 유닛은, 수지제의 바닥이 있는 프리폼(preform)(20)을 사출 성형하기 위해서 이용되는 사출 성형용 금형(100)과 프리폼(20)을 블로우 성형(blow molding)하여 수지제의 용기 부품(10)(와인 글라스의 글라스 부분을 구성하는 부품)을 제조하기 위해서 이용되는 블로우 성형용 금형(200)을 포함하는 것이다. 금형 유닛은 용기 부품(10)을 제조하기 위한 블로우 성형기에 탑재되어 사용된다.
블로우 성형기로서는, 예를 들면, 도 5에 나타내는 블로우 성형기(1)와 같은, 핫 패리손(hot parison)식 블로우 성형기(사출 블로우 성형기)의 구성의 것을 이용할 수 있다. 도 5에 나타내듯이, 블로우 성형기(1)는, 프리폼(20)을 제조하기 위한 사출 성형부(1a)와, 프리폼(20)을 블로우(blow) 하여 용기 부품(10)을 제조하기 위한 블로우 성형부(1b)와, 사출 성형부(1a)의 금형에 성형 수지 원료를 도입하는 사출 장치(1c)와, 프리폼(20)을 사출 성형부(1a)로부터 블로우 성형부(1b)로 반송하는 반송 수단(1d)을 적어도 가진다. 이들은, 블로우 성형기(1)의 기대(機臺)(1e)의 상방에 설치되어 있다. 사출 성형부(1a)와 블로우 성형부(1b)는, 반송 수단(1d)을 중심으로 하여 예를 들면 180°회전한 위치에 배치되어 있다. 반송 수단(1d)은 예를 들면 회전반 등으로 이루어지고, 회전반의 하면에 후술하는 사출 코어형 부재(40)가 연결되고, 수평각으로 180°의 간헐적 회전 및 상하 이동이 가능하도록 구성되어 있다. 반송 수단(1d)에 의해, 프리폼(20)과 사출 코어형 부재(40)는 일체로, 사출 성형부(1a)로부터 블로우 성형부(1b)로 회전 반송되어 상하 이동된다.
도 1은 본 실시 형태와 관련되는 사출 성형용 금형(100)의 단면 개략도이고,도 2는 사출 성형용 금형(100)으로 프리폼(20)을 형성하는 상태를 나타내는 단면 개략도이다. 도 1 및 도 2에 나타내듯이, 사출 성형용 금형(100)은, 프리폼(20)의 내부 형상을 규정하는 사출 코어형(120)과 프리폼(20)의 외부 형상을 규정하는 사출 캐비티형(140)을 구비하고 있다.
사출 코어형(120)은, 넥형(neck mold)(30)을 일체로 구비하는 사출 코어형 부재(40)의 일부를 구성하고 있다. 사출 코어형(120)은, 프리폼(20)의 동부(胴部)와 바닥부의 내면의 형상을 적어도 규정(형성)하는 제1의 코어형(120a)과 프리폼(20)의 개구부의 내면을 적어도 규정하는 제２의 코어형(120b)을 가진다. 제２의 코어형(120b)은 필요에 따라 프리폼(20)의 개구부의 상단면의 적어도 일부를 규정하도록 구성되어 있어도 좋다. 또, 필수는 아니지만, 제２의 코어형(120b)의 프리폼(20)의 개구부의 내면에 대응하는 영역에 환상의 볼록 형상부(120e)를 설치하고, 블로우 성형시에 프리폼(20)이 제２의 코어형(120b)으로부터 탈락하는 것을 방지시켜도 좋다. 넥형(30)은 프리폼(20)의 개구부를 규정하고, 본 실시 형태에서는 프리폼(20)의 개구부의 상단면의 적어도 일부를 규정하고 있다.
사출 코어형(120)의 외주, 구체적으로는 제1의 코어형(120a) 및 제２의 코어형(120b)의 외주의 경계 영역에는, 슬릿(slit) 형상의 에어 분출구(120d)가 설치되어 있다. 또, 제２의 코어형(120b)의 상부에는, 제1의 코어형(120a)에 온도 조정 매체 또는 냉각 매체를 보내는 매체 공급 회로나 에어 분출구(120d)에 압축 공기를 보내는 에어 공급 회로를 내포하는, 로드(rod) 형상 부재(120c)가 연설(連設)되어 있다. 사출 코어형(120)이 고정되는 사출형 보유 고정 부재(120f)는, 사출 코어형(120)을 구성하는 부재의 상방에 배치되고, 반송 수단(1d)(회전반)에 고정된다. 사출형 보유 고정 부재(120f)에, 제1의 코어형(120a), 제２의 코어형(120b), 로드 형상 부재(120c) 및 넥형(30)의 각각이 연결되어 사출 코어형 부재(40)를 구성하고 있다. 또한, 넥형(30)은 한 쌍의 할형(割型)이고, 그 각각이 넥형(30)의 고정판(31)을 통해 사출형 보유 고정 부재(120f)에 슬라이드 가능하게 고정되어 있어도 상관없다. 이 사출 코어형 부재(40)에 의해 프리폼(20)이 보유되고, 사출 성형부(1a)로부터 블로우 성형부(1b)로 반송된다.
사출 캐비티형(140)은 수평 방향으로 개폐하지 않는 단일의 금형으로 구성되어 있다. 다만, 언더컷(under cut)을 구비한 프리폼(20)을 성형하는 경우는 수평 방향으로 개폐 가능한 할형의 구성으로 해도 좋다. 사출 캐비티형(140)은, 사출 장치(1c)로부터 핫 러너(hot runner)를 통해 사출 캐비티형(140)과 사출 코어형(120) 및 넥형(30)이 형성하는 공간 A0에 주입되는 수지 원료의 주입구인 게이트(gate)(60)와 연통하고 있다. 사출 캐비티형(140)에는, 프리폼(20)의 바닥부에 두꺼운 팽출(膨出)부(24)를 형성하기 위한 팽출부 형성부(142)가 설치되어 있다. 팽출부 형성부(142)와 사출 코어형(120)으로 형성되는 공간 A1의 사출 코어형(120)에 대한 수직 방향의 길이 d1은, 프리폼(20)의 동부(22)를 형성하기 위한 동부 형성부(144)와 사출 코어형(120)으로 형성되는 공간 A2의 당해 길이 d2보다, 커지도록 구성되어 있다. 팽출부 형성부(142)의 단부는 게이트(60)와 연통하고 있다. 사출 캐비티형(140)의 외측에는, 사출 캐비티형(140)을 적어도 1개 이상 수용하고 있는 사출 캐비티형 블록(50)이 설치되어 있다. 또한, 사출 캐비티형(140)은, 프리폼의 동부(22)를 형성하는 제1의 사출 캐비티형과 팽출부 형성부(142)를 성형하는 제２의 사출 캐비티형이 분리된 분할형의 구성으로 되어 있어도 좋다. 이러한 구성으로 하면, 팽출부(24)의 사이즈나 형상의 변경을 용이하게 행할 수 있기 때문에, 성형 조정시의 편리성을 높일 수가 있다.
사출 코어형(120)과 사출 캐비티형(140)의 내부에는, 냉각 또는 온도 조정 처리를 행하는 유체가 순환하는, 도시하지 않은 유체 순환 회로가 설치되어 있다. 유체의 온도는, 사출 코어형(120)과 사출 캐비티형(140)의 각각에서 필요한 냉각 강도에 따라 적당하게 설정된다. 프리폼(20)의 수지 원료는 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, Polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, Polyethylene Naphthalate) 등의 일반적인 폴리에스테르(polyester)계 수지나, 폴리프로필렌(PP, Polypropylene), 폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 등의 범용적인 폴리올레핀(Polyolefin)계 수지 외, 폴리카보네이트(PC, Ppolycarbonate)나, 폴리스티렌(PS, Polystyrene)이나, 폴리시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트(PCTA, Polycyclohexylenedimethylene Terephthalate)나, 환상 올레핀계 폴리머(polymer)(COP, Cycloolefin Polymer/COC, Cycloolefin Copolymer)나, 폴리에테르술폰(PES, Polyethersulfone)이나, 폴리페닐술폰(PPSU, Polyphenylsulfone)이나, 폴리메타크릴산 메틸 수지(PMMA, Polymethyl methacrylate, 아크릴 수지)나, 트라이탄(Tritan, 상품명) 등을 이용할 수가 있다. 수지 재료에 트라이탄을 이용하는 경우는, 예를 들면, 사출 코어형(120)의 유체의 온도를 60±10℃, 사출 캐비티형(140)의 유체의 온도를 70±10℃로 설정하고, 사출 코어형(120)보다 사출 캐비티형(140)의 유체의 온도를 상대적으로 높게 한다. 이에 의해, 프리폼(20)의 동부 등의 성형성을 향상시키고, 외관이 양호한 용기 부품(10)의 제조가 가능하게 된다.
도 3은 본 실시 형태와 관련되는 블로우 성형용 금형(200)에 프리폼(20)을 수용한 상태를 나타내는 단면 개략도이고, 도 4는 프리폼(20)으로부터 용기 부품(10)을 형성하는 상태를 나타내는 단면 개략도이다. 도 3 및 도 4에 나타내듯이, 블로우 성형용 금형(200)은, 용기 부품(10)의 외부 형상을 규정하는 블로우 캐비티형(240)과 프리폼(20)의 팽출부(24)를 향해 승강 가능한 상저형(上底型)(260)을 구비하고 있다.
블로우 캐비티형(240)은 수평 방향으로 개폐 가능한 한 쌍의 할형이다. 또한, 도 3 및 도 4에서는, 지면과 직교하는 방향이, 블로우 캐비티형(240)이 개폐하는 수평 방향을 나타내고 있다. 블로우 캐비티형(240)에는, 프리폼(20)의 팽출부(24)를 상저형(260)에 의해 압압함으로써, 용기 부품(10)의 바닥부에 접합부(14)를 형성하기 위한 접합부 형성부(242)가 설치되어 있다. 접합부 형성부(242)는, 암나사 형상의 오목부나 링(ring) 형상(환상 플랜지 형상)의 오목부가 새겨진 부분이다. 예를 들면, 도 3에서는 암나사 형상의 오목부의 접합부 형성부(242)를 나타내고 있지만, 도 7에 나타내듯이 링 형상의 오목부의 접합부 형성부(342)로 해도 좋다. 여기서, 도 7은 블로우 성형용 금형에 프리폼를 수용한 상태의 다른 예를 나타내는 단면 개략도이다. 블로우 캐비티형(240)이 닫힌 상태로 접합부 형성부(242)에 의해 둘러싸이는 공간 B1(도 7에서는 공간 C1)이, 프리폼(20)의 팽출부(24)를 수용할 수 있는 크기가 되도록, 접합부 형성부(242)(도 7에서는 접합부 형성부(342))는 구성되어 있다.
블로우 캐비티형(240)의 접합부 형성부(242)의 하부에는, 위치 결정부(244)가 설치되어 있다. 위치 결정부(244)는, 상저형(260)이 프리폼(20) 방향으로 상승할 때에, 상저형(260)에 설치된 계지부(262)와 접하여 상저형(260)의 상승을 멈추도록 구성되어 있다. 블로우 캐비티형(240)의 개폐 방향의 외측(도 3, 도 7에서는 지면의 안쪽)에는 블로우 베이스(blow base)(52)가 설치되고, 수평 방향으로 이동 가능한 형(mold) 잠금판에 연결되어 있다. 또, 블로우 캐비티형(240)의 횡측에는 압력 받이판(53)이 설치되어 있다. 블로우 캐비티형(240)과 압력 받이판(53)은 블로우 베이스(52)에 고정되어 있다. 상저형(260)은 블로우 성형기의 승강기에 의해 프리폼(20)의 팽출부(24)를 향해 승강 가능하게 되어 있다. 또한, 블로우 캐비티형(240)은, 용기 부품(10)의 글라스부(12)를 형성하는 제1의 블로우 캐비티형과 접합부 형성부(242)를 성형하는 제２의 블로우 캐비티형이 분리된 분할형의 구성으로 되어 있어도 좋다. 이러한 구성으로 하면, 접합부(14)의 사이즈나 형상의 변경을 용이하게 행하기 때문에, 성형 조정이나 사양 변경에 있어서의 편리성이 높아진다.
이어서, 도 1~도 4 및 도 6을 참조하여, 본 실시 형태와 관련되는 수지제의 용기 부품(10)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 당해 제조 방법은, 도 6에 나타내듯이, 프리폼(20)을 사출 성형하는 사출 공정 S1과 프리폼(20)으로부터 용기 부품(10)을 형성하는 블로우 공정 S2를 포함한다.
사출 공정 S1에서는, 성형기의 반송 수단(1d)에 접속(고정)된 사출 코어형 부재(40)의 사출 코어형(120)을 하강시켜 사출 캐비티형(140)의 내측에 배치한다. 그리고, 사출 코어형(120)과 사출 캐비티형(140)이 형 잠금된 상태에서(도 1), 사출 장치(1c)로부터 수지 원료를 사출한다. 사출된 수지 원료는, 핫 러너를 지나고, 게이트(gate)(60)를 통과하여, 사출 코어형(120)과 사출 캐비티형(140)의 사이에 형성된 공간 A0 내에 충전된다(도 2). 충전을 완료하고 나서 일정기간 경과 후에 사출 코어형(120)을 상승시켜 형개(型開)를 행하고, 사출 코어형(120)의 외주에 형성된 프리폼(20)을 사출 캐비티형(140)으로부터 개방한다. 이상에 의해 동부(22) 및 팽출부(24)를 구비하는 프리폼(20)이 형성된다.
사출 공정 S1에서는, 팽출부 형성부(142)와 사출 코어형(120)으로 형성되는 공간 A1의 사출 코어형(120)에 대한 수직 방향의 길이 d1이, 동부 형성부(144)와 사출 코어형(120)으로 형성되는 공간 A2의 당해 길이 d2보다, 커지도록 구성되어 있음으로써, 블로우 공정 S2에 있어서 압압에 의해 블로우 캐비티형(240)에 추종하도록(따르도록) 변형 가능한 보유열을 보유하는 두꺼운 팽출부(24)를 바닥부에 가지는 프리폼(20)이 형성된다.
이어서, 블로우 공정 S2가 행해진다. 사출 공정 S1에서 얻어진 프리폼(20)이 외주에 형성되어 있는 사출 코어형(120)을, 반송 수단을 수평 방향으로 180°회전시키고 하강시킴으로써, 블로우 캐비티형(240)의 내측에 배치한다. 그리고, 블로우 캐비티형(240)을 닫아 형 잠금한다(도 3). 그 후, 사출 코어형(120)으로부터 에어(air)를 도입하여 프리폼(20)에 블로우 압을 걸어 놓음으로써 프리폼(20)의 동부(22)를 횡방향(외경 방향)으로 연신시켜 용기 부품(10)의 글라스부(12)를 형성하고(연신 공정 S21), 또, 상저형(260)을 프리폼(20)의 팽출부(24)에 대해서 상승시켜 팽출부(24)를 압압하여 접합부 형성부(242)에 추종시키고 변형시켜 접합부(14)를 형성한다(압압 공정 S22)(도 4). 이 때에, 로드 형상 부재(120c)를 그 상방에 위치하는 누름 부재에 의해 약간 하강시켜, 에어 분출구(120d)의 간극을 약간 넓히면, 블로우 에어의 급기나 배기를 순조롭게 행하여, 특히 블로우 성형 후에, 용기 부품(10)에 잔존한 에어에 의한 사출 코어형(120)으로부터의 의도하지 않는 이형(離型)이나 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
제２의 코어형(120b)에 볼록 형상부(120e)를 설치하고 있는 경우는, 블로우 성형 후뿐만 아니고, 블로우 성형시에 있어서도, 블로우 에어에 의한 프리폼(20) 또는 용기 부품(10)의 사출 코어형(120)으로부터의 이형이나 위치 어긋남을 효과적으로 억제할 수가 있다. 블로우 공정 S2의 완료 후, 누름 부재를 상승시켜, 블로우 공정 S2의 전(前)의 위치에 되돌림으로써, 에어 분출구(120d)의 간극을 좁혀 원래의 상태로 되돌릴 수가 있다.
또한, 압압 공정 S22는 블로우 캐비티형(240)을 닫을 때에 동시에 상저형(260)을 팽출부(24)에 대해서 상승시켜 실시해도 좋다. 압압 공정 S22에 있어서, 팽출부(24)는 상저형(260)이 상승함에 따라 상저형(260)과 사출 코어형(120)에 의해 끼워져, 접합부 형성부(242)의 오목부에 퍼지도록 변형한다. 일정기간 연신 공정 S21 및 압압 공정 S22를 실시한 후에, 블로우 캐비티형(240)을 열어, 용기 부품(10)을 개방한다. 이상에 의해, 글라스부(12) 및 접합부(14)를 구비하는 용기 부품(10)이 형성된다.
본 실시 형태의 제조 방법에 의하면, 높은 보유열을 블로우 공정 S2 직전까지 보유시킬 수가 있도록, 사출 공정 S1에 있어서 팽출부(24)를 두껍게 형성함으로써, 블로우 공정 S2에 있어서 두께가 크고, 강도가 높고, 또 형상이 복잡한 접합부(14)를 압압에 의해 효율 좋게 성형할 수가 있다. 이에 의해, 성형되는 용기 부품(10)(글라스부(12))과 그 외의 부품(족부)의 연결 부분의 강도 및 안정도를 향상시킬 수가 있다. 또, 블로우 공정 S2에 의해 용기 부품(10)의 동부(글라스부(12))를 큰 직경으로 부형할 수 있어, 유리 제품과 동등의 외관 형상을 성형하는 것이 가능하다.
또, 본 실시 형태의 금형 유닛을 이용함으로써, 바닥부에 충분한 두께를 구비하여 강도가 높은 접합부(14)를 가지는 용기 부품(10)을 효율 좋게 제조할 수가 있다. 특히, 팽출부(24)를 두껍게 형성함으로써, 팽출부(24)에 높은 보유열을 블로우 공정 S2 직전까지 보유시킬 수가 있으므로, 블로우 공정 S2에 있어서 두께가 큰 접합부(14)를 상저형(260)의 압압에 의해 효율 좋게 성형할 수가 있다. 이에 의해 성형되는 용기 부품(10)(글라스부(12))과 그 외의 부품(족부)의 연결 부분의 강도 및 안정도를 향상시킬 수가 있다. 또, 블로우 공정 S2에 의해 용기 부품(10)의 동부(글라스부(12))를 큰 직경으로 부형할 수 있어, 유리 제품과 동등의 외관 형상을 성형하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 프리폼(20)을 사출 캐비티형(140)으로부터 떼내어 블로우 캐비티형(240)에 수용하는 동안, 보유열을 보유 가능한 두꺼운 팽출부(24)는 프리폼(20)의 동부(22)와 비교하여 식기 어렵다. 이 때문에, 팽출부(24)는 내벽이 복잡한 형상으로 구성되어 있는 블로우 캐비티형(240)의 접합부 형성부(242)에 추종하여 변형하기 쉬워지고, 높은 수율로 용기 부품(10)을 제조하는 것이 가능하다.
또, 사출 코어형(120)을 사출 공정 S1 및 블로우 공정 S2의 양방에서 사용하는 인젝션 블로우(injection blow) 성형법이면, 블로우 공정 S2에 있어서 연신 로드를 별도 사용하는 경우와 비교하여, 빨리 팽출부(24)의 압압을 실시할 수 있고, 보다 높은 수율로 용기 부품(10)을 제조하는 것이 가능하다. 즉, 사출 공정 S1 후에, 사출 코어형(120)과 함께 프리폼(20)을 블로우 캐비티형(240)에 수용하고, 블로우 공정 S2에 있어서, 사출 코어형(120)으로부터 에어를 도입하여 프리폼(20)의 동부(22)를 연신시킴으로써, 블로우 공정 S2에 있어서 다른 부재를 사용하는 일 없이 신속하게 연신 및 팽출부(24)의 압압을 실시할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 적당, 변형, 개량 등이 자유롭다. 그 외, 상술한 실시 형태에 있어서의 각 구성 요소의 재질, 형상, 치수, 수치, 형태, 수, 배치 장소 등은, 본 발명을 달성할 수 있는 것이면 임의이고, 한정되지 않는다.
예를 들면, 상기의 실시 형태에서는 인젝션 블로우 성형법에 의한 태양을 설명했지만, 예를 들면 사출 연신 블로우 성형법 등의 다른 태양의 것에도 응용하는 것이 가능하다. 다만, 인젝션 블로우 성형법에서는, 상기한 것처럼 보다 높은 수율로 용기 부품(10)을 제조하는 것이 가능하다.
또, 상술의 블로우 성형기(1) 또는 금형 유닛은, 사출 코어형(120)을 1개 이상 구비하고 있어도 좋다. 상기 실시 형태에 있어서, 사출 코어형(120)이 사출 성형용 금형(100)의 일부를 구성하는 것을 설명했지만, 상술한 바와 같이 사출 코어형(120)은, 블로우 성형용 금형(200)과 조합하여 블로우 공정 S2 있어서도 사용되어도 좋다. 사출 코어형(120)이 2개 이상 설치되어 있는 경우, 사출 공정 S1과 블로우 공정 S2를 병행하여 실시할 수가 있어, 생산 효율을 향상시킬 수가 있다.
또한, 본원은, 2018년 1월 26일자로 출원된 일본국 특허 출원(특원2018－11806)에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다. 또, 여기에 인용되는 모든 참조는 전체로서 받아들여진다.
1 ： 블로우 성형기
10 ： 용기 부품
12 ： 글라스부 14 ： 접합부
20 ： 프리폼(preform) 22 ： 동부(胴部)
24 ： 팽출부 30 ： 넥형(neck mold)
40 ： 사출 코어형 부재
50 ： 사출 캐비티형 블록
52 ： 블로우 베이스(blow base)
60 ： 게이트(gate) 100 ： 사출 성형용 금형
120 ： 사출 코어형(injection core mold)
140 ： 사출 캐비티형(injection cavity mold)
142 ： 팽출부 형성부 144 ： 동부 형성부
200 ： 블로우 성형용 금형
240 ： 블로우 캐비티형(blow cavity mold)
242 ： 접합부 형성부 244 ： 위치 결정부
260 ： 상저형(上底型) 262 ： 계지부
12 ： 글라스부 14 ： 접합부
20 ： 프리폼(preform) 22 ： 동부(胴部)
24 ： 팽출부 30 ： 넥형(neck mold)
40 ： 사출 코어형 부재
50 ： 사출 캐비티형 블록
52 ： 블로우 베이스(blow base)
60 ： 게이트(gate) 100 ： 사출 성형용 금형
120 ： 사출 코어형(injection core mold)
140 ： 사출 캐비티형(injection cavity mold)
142 ： 팽출부 형성부 144 ： 동부 형성부
200 ： 블로우 성형용 금형
240 ： 블로우 캐비티형(blow cavity mold)
242 ： 접합부 형성부 244 ： 위치 결정부
260 ： 상저형(上底型) 262 ： 계지부
Claims (9)
- 압압에 의해 블로우 캐비티형에 추종하도록 변형 가능한 보유열을 보유하는 두꺼운 팽출부를 바닥부에 가지는, 수지제의 바닥이 있는 프리폼를 사출 성형하는 사출 공정과,
상기 프리폼에 블로우 압을 걸어 놓음으로써 상기 프리폼의 동부를 연신시키는 연신 공정, 및 상기 프리폼의 상기 팽출부를 상저형에 의해 압압하여 상기 블로우 캐비티형에 추종시켜 변형시킴으로써 접합부를 형성하는 압압 공정을 포함한 블로우 공정을 포함하는 수지제의 용기 부품의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 사출 공정에 있어서, 적어도 사출 코어형 및 사출 캐비티형에 의해 형성되는 공간에 수지를 주입함으로써 상기 프리폼를 형성하고,
상기 사출 공정 후에, 상기 사출 코어형과 함께 상기 프리폼를 상기 블로우 캐비티형에 수용하고,
상기 블로우 공정에 있어서, 상기 사출 코어형으로부터 에어를 도입하여 상기 프리폼의 동부를 연신시키는 용기 부품의 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 사출 코어형이,
상기 프리폼의 동부 및 바닥부의 내면의 형상을 규정하는 제1의 코어형과,
상기 프리폼의 개구부의 내면을 규정하는 제２의 코어형과,
상기 제1의 코어형 및 상기 제２의 코어형의 외주의 경계 영역에 설치된 에어 분출구를 가지고,
상기 블로우 공정에 있어서, 상기 에어 분출구로부터 에어를 도입하여 상기 프리폼의 동부를 연신시키는 용기 부품의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 블로우 공정에 있어서, 상기 제1의 코어형을 승강시켜 상기 에어 분출구를 확대 또는 축소시키는 용기 부품의 제조 방법. - 수지제의 바닥이 있는 프리폼를 사출 성형하는 사출 공정에 이용되는 사출 성형용 금형과,
상기 프리폼을 블로우 성형하여 수지제의 용기 부품을 제조하는 블로우 공정에 이용되는 블로우 성형용 금형을 적어도 포함하는 금형 유닛으로서,
상기 사출 성형용 금형은,
상기 프리폼의 내부 형상을 규정하는 사출 코어형과,
상기 프리폼의 외부 형상을 규정하는 사출 캐비티형을 구비하고,
상기 사출 캐비티형에는, 상기 프리폼의 바닥부에 두꺼운 팽출부를 형성하기 위한 팽출부 형성부가 설치되어 있고,
상기 블로우 성형용 금형은,
상기 용기 부품의 외부 형상을 규정하는 블로우 캐비티형과,
상기 프리폼의 상기 팽출부를 향해 승강 가능한 상저형을 구비하고,
상기 블로우 캐비티형에는, 상기 팽출부를 상저형에 의해 압압함으로써, 상기 용기 부품의 바닥부에 접합부를 형성하기 위한 접합부 형성부가 설치되어 있는 금형 유닛. - 제5항에 있어서,
상기 사출 코어형이 에어 분출구를 가지는 금형 유닛. - 제5항에 있어서,
상기 사출 코어형이,
상기 프리폼의 동부 및 바닥부의 내면의 형상을 규정하는 제1의 코어형과,
상기 프리폼의 개구부의 내면을 규정하는 제２의 코어형과,
상기 제일의 코어형 및 상기 제２의 코어형의 외주의 경계 영역에 설치된 에어 분출구를 가지는 금형 유닛. - 제7항에 있어서,
상기 제1의 코어형이, 상기 에어 분출구를 확대 또는 축소시키도록 승강 가능하게 구성되어 있는 금형 유닛. - 제5항 내지 제8항의 어느 하나의 항에 기재의 금형 유닛을 구비하는 블로우 성형기.
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