KR20200112387A - 프리폼용 냉각 보조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출된 프리폼을 블로우 성형하기 전에 블로우 성형 온도로 냉각시켜 유지되게 하는 프리폼용 냉각 보조장치에 관한 것으로, 종래에 사출 성형 시 일정 온도로 냉각한 후에 블로잉 성형 전 블로잉 성형에 적합한 온도로 상승, 유지시킨 상태로 블로잉 성형을 실시한 것에서 탈피하여, 사출 성형 시 냉각 시간을 줄이고 블로잉 성형 전의 예열 히팅 단계에서 블로잉 성형에 적합한 온도로 냉각 후 온도 유지가 이루어져, 히팅 단계에서의 온도 상승에 따른 프리폼의 결정화(백탁) 현상을 방지하고 냉각 사이클의 단축을 통해 생산성을 향상시킬 수 있게 하는 프리폼용 냉각 보조장치에 관한 것이다.

Description

프리폼용 냉각 보조장치{EXTRA COOLING SYSTEM FOR PREFORM}

본 발명은 사출된 프리폼을 블로우 성형하기 전에 블로우 성형 온도로 냉각시켜 유지되게 하는 프리폼용 냉각 보조장치에 관한 것으로, 종래에 사출 성형 시 일정 온도로 냉각한 후에 블로잉 성형 전 블로잉 성형에 적합한 온도로 상승, 유지시킨 상태로 블로잉 성형을 실시한 것에서 탈피하여, 사출 성형 시 냉각 시간을 줄이고 블로잉 성형 전의 예열 히팅 단계에서 블로잉 성형에 적합한 온도로 냉각 후 온도 유지가 이루어져, 히팅 단계에서의 온도 상승에 따른 프리폼의 결정화(백탁) 현상을 방지하고 냉각 사이클의 단축을 통해 생산성을 향상시킬 수 있게 하는 프리폼용 냉각 보조장치에 관한 것이다.

PET 용기 등은 프리폼을 사출 성형한 후 프리폼 내부에 압축 공기를 분사하여 프리폼이 팽창되면서 용기로 성형 완료되며, 이러한 공법을 블로우 성형 공법이라 한다.

이러한 블로우 성형 공법은 공개특허 제10-2016-0024840호 등에서 확인할 수 있는 바와 같이,

먼저 용기용 프리폼은 사출 성형기를 통해 개구된 주둥이를 갖는 작은 사이즈로 성형되며, 이때 용기용 프리폼은 사출 성형기의 금형 내에서 사출 직후 매우 고온의 상태를 갖는 바, 금형 내에서 일정 시간 이상의 냉각 시간을 거쳐 냉각 후 금형 외부로 취출된다.

이렇게 취출된 프리폼은 블로우 성형 전 예열장치에 투입하여 블로우 성형에 적합한 온도로 가열된 후, 블로우 성형기를 통해 가열된 프리폼 내부에 공기를 주입하여 용기의 형태로 성형되어 배출되는 과정을 포함한다.

그런데 종래의 블로우 성형기에 있어서, 사출 단계에서의 냉각 후 예열 단계에서, 프리폼이 다시 가열됨에 따라 온도 상승에 따른 프리폼의 결정화(백탁) 현상이 발생함에 따라 불량률이 상승하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

즉, 종래의 블로우 성형기는, 프리폼 사출 단계에서 블로우 성형에 적합한 온도에 맞춰지도록 사출 금형 내에서 일정 이상의 냉각 시간을 가지도록 세팅되는데,

취출 후 사출 게이트의 커팅 내지 프리폼의 이송 단계에서 대기 시간이 길어짐에 따라 그 온도가 적정 온도 이하로 떨어지기 때문에 온도 유지를 위해 블로우 성형 전 프리폼을 다시 가열하여 온도를 맞춰주는 히팅 단계가 필수적으로 진행되어야 하며,

이때 재가열에 의한 프리폼의 온도 상승으로 프리폼의 표면에 소재의 결정화(백탁) 현상이 발생하기 쉽고, 이러한 결정화(백탁) 현상은 투명 용기로 사용될 수 없는 불량품으로써 생산성 저하의 주된 요인으로 작용하였다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

사출 성형 후 블로잉 성형 전의 히팅 단계에서 프리폼을 블로우 성형에 적합한 적정 온도로 재가열하는 것이 아니라, 사출 후 고온 상태의 프리폼을 적정 온도로 냉각 후 유지된 상태로 블로우 성형이 실시되게 하여, 히팅 단계에서 프리폼의 결정화(백탁) 현상이 발생하는 것을 방지하고, 이를 통해 사출 단계에서의 냉각 시간을 줄임으로써, 전체 사이클 단축 및 불량률 감소를 통해 생산성을 향상시킬 수 있는 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프리폼용 냉각 보조장치는,

사출 후 취출된 프리폼을 블로우 성형에 적합한 온도로 맞춰주는 프리폼용 냉각 보조장치에 있어서,

프리폼의 주둥이가 결합되는 장착코어를 구비한 플레이트;

상기 프리폼이 삽입되는 수용부를 구비한 하판;

상기 프리폼의 공간부로 삽입되는 냉각코어를 구비한 상판;

상기 하판에 제1 냉매를 순환시켜 프리폼의 외면을 냉각되게 하는 제1 냉각수단; 및

상기 냉각코어에 제2 냉매를 순환시켜 프리폼의 내면을 냉각되게 하는 제2 냉각수단;을 포함하여,

프리폼을 블로우 성형하기 전에, 사출 완료된 고온의 프리폼을 블로우 성형 온도로 냉각시켜 유지되게 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 프리폼용 냉각 보조장치에서,

상기 제2 냉매는 냉각 공기이고,

상기 제2 냉각수단은,

실온의 외기를 일정 온도로 냉각하는 칠러,

상기 칠러로부터 배출된 냉각 공기를 감압시키는 감압기,

상기 감압기로부터 배출된 냉각 공기를 상기 상판의 공급구로 공급하는 분배기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 프리폼용 냉각 보조장치에서,

상기 냉각코어는,

상기 프리폼의 바닥부 내면과 소정 간격 이격하도록 하측으로 연장 연결되되, 상기 공간부의 내경보다 작은 외경을 가져 프리폼과의 사이에 냉각 공기 순환로를 형성하고, 냉각 공기 회수구를 구비한 내관,

상기 내관의 외면을 감싸면서 연결되되, 내관보다 길이가 짧으면서 상기 공간부의 내경에 상응하는 외경을 가져 공간부의 내면에 밀착되고, 냉각 공기 분사구를 구비한 외관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 프리폼용 냉각 보조장치에서,

상기 제1 냉매는 냉각수이고,

상기 제1 냉각수단은 상기 하판의 입수구와 배수구에 연결되어 냉각수를 순환시키는 온조기를 포함하되,

상기 입수구와 배수구는 각각 상기 수용부의 높이 방향으로 2개 이상 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프리폼용 냉각 보조장치는,

종래 사출 후 취출된 프리폼을 블로우 성형에 적합한 온도로 재가열하는 것에서 탈피하여, 사출 후 취출된 고온 상태의 프리폼을 블로우 성형에 적합한 온도로 냉각시켜 유지된 상태에서 블로어 성형 단계를 진행할 수 있어, 재가열 중 온도 상승에 따른 프리폼의 결정화(백탁) 현상이 발생하는 것을 방지하여 불량률을 감소시키고,

이에 따라 사출 단계에서 필요한 냉각 시간을 단축시킬 수 있어, 전체 생산 사이클을 줄여서 종래에 비하여 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프리폼용 냉각 보조장치의 요부 단면도 및 프리폼용 냉각 보조장치 전체를 개략적으로 도시한 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 프리폼용 냉각 보조장치의 작동을 도시한 요부 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 프리폼용 냉각 보조장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

설명에 앞서 블로우 성형기의 구성을 개략적으로 설명하면, 우선 블로우 성형 공법은 프리폼을 사출 성형하든 단계, 취출된 프리폼을 재가열하는 히팅단계, 재가열된 프리폼을 용기로 블로우 성형하는 단계, 블로우 성형이 완료된 용기를 최종 배출하는 단계를 가지며, 이러한 각 단계는 블로우 성형기에서 총 4개의 스테이지로 이루어져 각 스테이지 사이를 이송 플레이트가 이동하면서 프리폼 및 용기의 이송이 이루어진다.

이때 프리폼이 사출 스테이지에서 히팅 스테이지로 이송될 때 사출 게이트의 커팅 작업이 실시되며, 따라서 커팅 시간을 포함해 프리폼의 이송에 필요한 시간, 히팅 스테이지로 프리폼이 투입되기 전에 앞선 프리폼이 재가열되는 동안 대기하는 시간 등이 발생함에 따라, 사출 스테이지에서 냉각된 프리폼의 온도가 필요 이상으로 하강하게 되어 히팅 스테이지에서 재가열 중 프리폼의 결정화(백탁) 현상이 발생한다.

경우에 따라 이러한 4단계는 사출 단계와 블로우 성형 단계로 통합, 이원화될 수 있으며, 이 경우에도 프리폼이 사출 스테이지에서 블로우 스테이지로 이송될 때 프리폼에 대한 재가열 공정이 실시되는 것이 바람직하며, 본 명세서서는 이해의 편의를 위해 4개의 스테이지(4단계)로 구성된 블로우 성형기를 대표하여 본 qkfuad의 프리폼용 냉각 보조장치를 설명한다.

이에 본 발명은 사출 스테이지에서의 냉각 시간 단축 및 히팅 스테이지에서의 결정화(백탁) 현상 발생 방지를 통해, 전체적인 생산성 향상을 도모할 수 있는 프리폼용 냉각 보조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 프리폼용 냉각 보조장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 사출 후 취출된 프리폼(F)을 블로우 성형에 적합한 온도로 맞춰주는 프리폼용 냉각 보조장치에 관한 것으로,

먼저 프리폼(F)이 사출되는 사출 스테이지, 프리폼(F)을 용기로 성형하는 블로우 스테이지, 성형 완료된 용기가 배출되는 배출(eject) 스테이지는 공지된 것으로써, 상세한 설명을 생략하고 본 발명의 핵심인 히팅 스테이지를 구성하는 프리폼용 냉각 보조장치만을 구체적으로 설명한다.

본 발명은,

프리폼(F)의 주둥이가 결합되는 장착코어(11)를 구비한 플레이트(10);

상기 프리폼(F)이 삽입되는 수용부(21)를 구비한 하판(20);

상기 프리폼(F)의 공간부로 삽입되는 냉각코어(31)를 구비한 상판(30);

상기 하판(20)에 제1 냉매를 순환시켜 프리폼(F)의 외면을 냉각되게 하는 제1 냉각수단(40); 및

상기 냉각코어(31)에 제2 냉매를 순환시켜 프리폼(F)의 내면을 냉각되게 하는 제2 냉각수단(50);을 포함하여,

프리폼(F)을 블로우 성형하기 전에, 사출 완료된 고온의 프리폼(F)을 블로우 성형 온도로 냉각시켜 유지되게 하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서의 도면에서는 총 4개(cavity)의 프리폼(F)을 냉각할 수 있는 히팅 스테이로써 냉각 보조장치가 대표적으로 도시되어 있으나, 스테이지별 캐비티의 개수는 달라질 수 있다.

상기 플레이트(10)는 각 스테이지 사이에 라인을 따라 이동 가능하게 설치되어 프리폼(F) 및 용기를 단계별로 각 스테이지로 이송한다.

이러한 플레이트(10)는 프리폼(F)의 주둥이가 나사 결합되는 나사부를 갖는 장착코어(11)가 플레이트(10)의 하면으로 돌출되도록 구비되며, 이때 장착코어(11)는 프리폼(F)의 주둥이와 상하로 연통되는 중공부를 갖는다.

상기 하판(20) 및 상판(30)은 프리폼(F)의 가열(본 발명에서의 가열은 프리폼(F)의 온도를 실제로 상승시키는 개념이 아니라, 블로우 성형에 적합한 온도로 냉각 후 그 온도를 적정 수준으로 예열하여 유지하는 개념으로 해석되어야 함.)을 위한 히팅 금형으로써,

하판(20) 및 상판(30)이 각각 플레이트(10)를 기준으로 하측 및 상측에서 승하강 가능하게 구비되어, 하판(20) 및 상판(30)의 승하강을 통해 형폐 및 형개가 이루어진다.

상기 하판(20)의 수용부(21)는 프리폼(F)이 안착되는 일종의 하부 캐비티로써, 형폐 시 프리폼(F)의 주둥이를 제외한 나머지 부위를 전체적으로 감싸 프리폼(F)의 외면을 블로우 성형에 적합한 온도(대략 85ㅀ)로 냉각 및 유지시킨다.

이러한 수용부(21)를 갖는 하판(20)에는 수용부(21)를 둘러싼 냉매 순환로가 형성되어 수용부(21) 내의 온도를 일정 온도로 유지되게 한다.

아울러 본 발명에서, 상기 제1 냉매는 냉각수이고,

상기 제1 냉각수단(40)은 상기 하판(20)의 입수구(22)와 배수구(23)에 연결되어 냉각수를 순환시키는 온조기(40)를 포함하되,

입수구(22)와 배수구(23)는 각각 상기 수용부(21)의 높이 방향으로 2개 이상 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 프리폼(F)은 상하로 소정 길이 이상을 갖는 원통형이므로, 각 입수구(22)와 배수구(23) 사이에 연결된 순환로를 수용부(21)의 상하 길이방향으로 최소 2단 구조를 갖게 형성하여, 수용부(21) 전체의 온도를 일정하게 유지시켜 하판(20) 내에서 발생하는 냉각 및 온도 유지 효과를 균일하게 맞춰준다.

상기 온조기(40)는 일반적인 온수기로써, 저장된 일반 용수를 히팅 수단을 통해 일정 온도(대략 85ㅀ)로 가열 후 펌핑하여, 입수구(22)와 배수구(23)에 각각 연결된 제1 입수라인(42)과 제1 배수라인(43)을 통해 펌핑된 냉각수가 하판(20)을 순환하면서 수용부(21) 내의 온도를 맞춰준다.

이어서 상기 상판(30)의 냉각코어(31)는 프리폼(F)의 공간부로 삽입 가능한 봉 형상의 부재로써 상기 수용부(21)를 밀폐시키는 상부 캐비티로 기능하며, 형폐 시 프리폼(F)의 주둥이를 통해 프리폼(F)의 내부로 삽입되어 프리폼(F)의 내면을 블로우 성형에 적합한 온도(대략 85ㅀ)로 냉각 및 유지시킨다.

이때 본 발명에서, 상기 제2 냉매는 냉각 공기이고,

상기 제2 냉각수단(50)은,

실온의 외기를 일정 온도로 냉각하는 칠러(51),

상기 칠러(51)로부터 배출된 냉각 공기를 감압시키는 감압기(56),

상기 감압기(56)로부터 배출된 냉각 공기를 상기 상판(30)의 공급구(34)로 공급하는 분배기(58)를 포함한다.

먼저 상기 칠러(51)는 흡기라인(51)으로 실온의 외기를 공급받아 냉각수단을 통해 외기를 일정 온도(대략 12ㅀ)의 냉각 공기로 냉각하여 제1 공급라인(53)을 통해 감압기(56)로 배출한다.

미설명 도면 부호 54, 55는 칠러(51)의 냉각수단으로 활용되는 냉각수가 인출입되는 제2 입수라인(55)과 제2 배수라인(54)이다.

상기 감압기(56)(regulator)는 칠러(51)와 제1 공급라인(53)으로 연결되고, 분배기(58)와 제2 공급라인(57)으로 연결되며, 칠러(51)에서 송풍되는 고압의 냉각 공기를 일정 압력 이하로 낮춘다.

이는 냉각 공기의 송풍을 통한 프리폼(F)의 내면 냉각 시 냉각 공기의 고압으로 인해 히팅 금형 내에서 블로우 성형이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

상기 분배기(58)는 감압기(56)와 제2 공급라인(57)인으로 연결되고, 상판(30)과 제3 공급라인(59)으로 연결되며, 복수개의 분배구(58a)를 구비하여 각 분배구(58a)가 상판(30)에 구비된 각 공급구(34)에 제3 공급라인(59)으로 연결된다.

이러한 분배기(58)는 감압된 냉각 공기를 일정량으로 분배하여 상판(30)에 구비된 각각의 공급구(34)로 공급한다(도면에서는 이해의 편의를 위해 각각 1개의 제3 공급라인(59)과 공급구(34)만을 표시하였음.).

미설명 도면 부호 58b는 에어 쉘 밸브로써, 분배기(58)에 구비된 분배구(58a)들을 개별적으로 개폐 제어하여 프리폼(F)의 사양별로 사용되는 분배구(58a)들의 개수를 조절한다.

다음으로 상기 냉각코어(31)는,

상기 프리폼(F)의 바닥부 내면과 소정 간격 이격하도록 하측으로 연장 연결되되, 상기 공간부의 내경보다 작은 외경을 가져 프리폼(F)과의 사이에 냉각 공기 순환로(31a)(31b)를 형성하고, 냉각 공기 회수구(33)를 구비한 내관(31A),

상기 내관(31A)의 외면을 감싸면서 연결되되, 내관(31A)보다 길이가 짧으면서 상기 공간부의 내경에 상응하는 외경을 가져 공간부의 내면에 밀착되고, 냉각 공기 분사구(32)를 구비한 외관(31B)을 포함한다.

즉, 상기 냉각코어(31)는 회수구(33)를 구비한 내관(31A)과 분사구(32)를 구비한 외관(31B)으로 이루어진 2중 관체 구조로써, 분사구(32)로 분사된 냉각 공기는 순환로(31b)(31a)를 따라 프리폼(F)의 측벽부를 타고 바닥부로 이동하면서 프리폼(F)의 내면을 일정 온도(대략 85ㅀ)로 맞춰지도록 냉각, 유지시킨다.

이러한 2중 관체 구조의 냉각코어(31)를 도입한 이유는, 공간부 내 냉각 공기의 순환에 필요한 공간을 적정 간격으로 유지하기 위함이다.

특히 분사구(32)를 측벽부의 상단에 인접한 상측에 두고 회수구(33)를 바닥부에 인접한 하측에 둠으로써, 온도 변화에 따른 냉각 공기의 순환이 보다 원활하게 이루어지면서 프리폼(F)의 내면 전체에 대한 냉각이 균일하게 이루어지게 한다.

즉, 내관(31A)을 통해 냉각 공기가 분사되게 할 경우, 분사되는 냉각 공기가 바닥부에 바로 접촉됨에 따라 공기의 흐름성이 저하되면서 바닥부에 대한 공기 분사가 집중되어 바닥부가 과냉각됨에 반해서 나머지 측벽부의 냉각 효율이 떨어질 수 있으므로, 상기한 구성을 통해 이러한 문제점을 해결함으로써, 프리폼(F)의 내면에 대한 냉각이 전체적으로 균일하게 이루어지게 한다.

이러한 분사구(32)는 상판(30)의 공급구(34)와 연결되어 있고, 회수구(33)는 상판(30)의 배출구(36)와 연결되어 있으며, 프리폼(F) 내부를 순환한 냉각 공기는 배출구(36)에 연결된 배기라인(36)을 통해 외기로 배출된다.

이때 본 발명에서 냉각수로 프리폼(F)의 외면에 대한 냉각이 이루어지고, 냉각 공기로 프리폼(F)의 내면에 대한 냉각이 이루어지게 한 이유는, 프리폼(F)의 구조 상 프리폼(F)의 외면은 외기 노출 면적이 넓어 이송 중 자연 냉각의 폭이 크므로 냉각수를 통해 냉각 속도를 완화시키고, 반대로 프리폼(F)의 내면은 외기 노출 면적이 좁아 이송 중 자연 냉각의 폭이 작으므로 냉각 공기의 순환을 통해 냉각 속도를 높여서, 프리폼(F)의 외면 및 내면이 동일 시간에 동일한 온도로 맞춰지도록 하기 위함이다.

이하에서는 상기한 구성을 갖는 본 발명의 작용, 효과를 설명한다.

먼저 본 발명은 히팅 스테이지에서 프리폼(F)에 대한 재가열이 아닌 냉각 후 온도 유지(가열)가 이루어지므로, 사출 스테이지에서 사출 후 소요되는 냉각 시간을 종래보다 단축하여 전체 생산 사이클을 줄여서 생산성을 향상시킨다.

즉, 예를 들어 종래에 사출 스테이지에서 프리폼(F)을 블로우 성형에 적합한 온도(대략 85ㅀ)로 냉각 후 취출하는데에 소요되는 시간이 10초였다면, 본 발명은 게이트 커팅 및 취출에 적합한 온도(대략 90ㅀ)로만 냉각하면 되므로 종래에 비해 사출 단계에서 소요되는 냉각 시간을 대략 7초로 줄임으로써, 전체 생산 사이클을 단축할 수 있다.

그리고 사출 스테이지에서 취출된 프리폼(F)은 잔열에 의해 그 온도가 소폭 상승한 상태에서 게이트가 커팅된 후 자연 냉각이 이루어지면서 히팅 스테이지인 냉각 보조장치에 투입된다.

본 발명의 프리폼용 냉각 보조장치에서 히팅 금형이 형폐되면 금형 내로 삽입된 고온(여기서 고온이란 블로우 성형 온도보다 상대적으로 높은 온도를 의미함.)의 프리폼(F)은 외면이 수용부(21)의 내면에 접하면서 내면이 냉각코어(31)의 외면에 접하게 되고,

이 상태에서 프리폼(F)의 외면은 하판(20)을 순환하는 냉각수에 의해, 프리폼(F)의 내면은 냉각코어(31)에서 분사되어 순환되는 냉각 공기에 의해, 블로우 성형에 적합한 온도(85ㅀ)로 냉각되며, 이때 프리폼(F)의 구조에 따른 냉각 속도의 차이는 냉각수와 냉각 공기의 개별 사용을 통해 상쇄시켜 프리폼(F)의 내, 외면에 대한 냉각 속도를 일정하게 맞춰줌은 상술한 바와 같다.

이렇게 프리폼용 냉각 보조장치에서 프리폼(F)에 대한 재가열이 아닌 냉각 후 온도 유지가 이루어지면, 프리폼(F)의 표면 온도 상승에 따른 결정화(백탁) 현상이 발생하지 않아, 용기, 특히 투명 용기의 불량률 감소를 통해 생산성을 향상시킬 수 있다.

아울러 일반적으로 가열 시간에 비해 냉각 시간이 더 빠르므로, 히팅 스테이지인 프리폼용 냉각 보조장치에서 소요되는 시간을 줄여서, 프리폼용 냉각 보조장치로 투입되기 전 프리폼(F)의 대기 시간을 줄여, 전체 생산 사이클을 더욱 단축할 수 있다.

뿐만 아니라 블로우 성형 전 프리폼(F)의 내, 외면 온도를 블로우 성형에 적합한 일정 온도로 계속 유지함에 따라 프리폼(F)의 온도 변화에 따른 결정화(백탁) 현상이나 변형을 방지하여 불량률을 더욱 감소시킬 수 있다.

이를 통해 본 발명은 블로우 성형되는 용기의 원가절감(결정화(백탁) 방지 효과로 인해 사용 가능한 원재료(레진)의 가용 폭이 넓어져 저가의 원재료를 사용 할 수 있음. 종래에는 결정화(백탁)의 이유로 고가의 원재료 사용이 불가피하였음.), 품질 향상(불량률 저하), 생산성 향상(전체 생산 사이클 단축) 효과를 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 프리폼용 냉각 보조장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

F : 프리폼 10 : 플레이트
11 : 장착코어 20 : 하판
21 : 수용부 22 : 입수구
23 : 배수구 30 : 상판
31 : 냉각코어 32 : 분사구
33 : 회수구 34 : 공급구
35 : 배출구 40 : 제1 냉각수단
41 : 온조기 50 : 제2 냉각수단
51 : 칠러 56 : 감압기
58 : 감압기

Claims (4)

1. 사출 후 취출된 프리폼을 블로우 성형에 적합한 온도로 맞춰주는 프리폼용 냉각 보조장치에 있어서,
   프리폼의 주둥이가 결합되는 장착코어를 구비한 플레이트;
   상기 프리폼이 삽입되는 수용부를 구비한 하판;
   상기 프리폼의 공간부로 삽입되는 냉각코어를 구비한 상판;
   상기 하판에 제1 냉매를 순환시켜 프리폼의 외면을 냉각되게 하는 제1 냉각수단; 및
   상기 냉각코어에 제2 냉매를 순환시켜 프리폼의 내면을 냉각되게 하는 제2 냉각수단;을 포함하여,
   프리폼을 블로우 성형하기 전에, 사출 완료된 고온의 프리폼을 블로우 성형 온도로 냉각시켜 유지되게 하는 것을 특징으로 하는 프리폼용 냉각 보조장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 냉매는 냉각 공기이고,
   상기 제2 냉각수단은,
   실온의 외기를 일정 온도로 냉각하는 칠러,
   상기 칠러로부터 배출된 냉각 공기를 감압시키는 감압기,
   상기 감압기로부터 배출된 냉각 공기를 상기 상판의 공급구로 공급하는 분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼용 냉각 보조장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 냉각코어는,
   상기 프리폼의 바닥부 내면과 소정 간격 이격하도록 하측으로 연장 연결되되, 상기 공간부의 내경보다 작은 외경을 가져 프리폼과의 사이에 냉각 공기 순환로를 형성하고, 냉각 공기 회수구를 구비한 내관,
   상기 내관의 외면을 감싸면서 연결되되, 내관보다 길이가 짧으면서 상기 공간부의 내경에 상응하는 외경을 가져 공간부의 내면에 밀착되고, 냉각 공기 분사구를 구비한 외관을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼용 냉각 보조장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 냉매는 냉각수이고,
   상기 제1 냉각수단은 상기 하판의 입수구와 배수구에 연결되어 냉각수를 순환시키는 온조기를 포함하되,
   상기 입수구와 배수구는 각각 상기 수용부의 높이 방향으로 2개 이상 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼용 냉각 보조장치.
   

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