KR20210061412A - 플라스틱 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체 또는 자유 유동 내용물을 저장하고 운반하기 위해, 열가소성 재료로 제조되고, 블로우 성형(blow molding)에 의해 생산되며, 사출 성형에 의해 미리 제작된 내부 나사산 용접된 마개 커넥터를 갖는 용기(10) - 바람직하게는 타이트 헤드 드럼(tight head drum) - 에 관한 것이다. 예를 들어 나사산 마개 및 핀치 오프 용접부에서 비대해진 위치에 의해 요구되는 상대적으로 긴 냉각 기간의 결과로서 블로우 성형된 용기에서의 불리한 재료 변형을 제거하기 위해, 단축된 용접 마개 커넥터(32)가 용기(10)의 상단(30)에 제공되며, 상기 커넥터 상에는 사출 성형에 의해 미리 제작되고 내부 나사산(20)을 갖는 중실 나사산 용접 헤드(12)가 용접된다.

Description

플라스틱 용기

본 발명은 액체 또는 자유 유동 내용물의 저장 및 운반을 위해 열가소성 재료로 제조된 용기에 관한 것으로서, 상기 용기는 블로우 성형 공정(blow molding process)으로 생산되고, 용기의 상단에 있는 용기 개구에는, 사출 성형 공정으로 미리 제작되고 상부 단부에 제공되어 용기 개구를 폐쇄하기 위한 내부 나사산을 갖는 용접된 마개 커넥터 부품이 제공된다.

일반적으로, 이러한 유형의 블로우 성형된 플라스틱 용기는 120 리터 내지 250 리터의 드럼 크기로 제공되는, 핸들링 링(handling ring)을 갖는 드럼이다. 가장 일반적인 것은 저장 용량이 220 리터인 드럼이지만, 시중에 나와 있는 다른 드럼도 있다. 예를 들어 마개 피팅 클로저(bung fitting closures)를 갖는 30 또는 60 리터 캐니스터(canisters)와 같은 다른 플라스틱 용기도 마찬가지로 알려져 있다. 이러한 모든 플라스틱 용기는 액체 또는 자유 유동 충전 내용물의 저장 및 운반에 사용되며, 일반적으로 더 큰 2 인치 및 더 작은 ¾ 인치 마개 개구가 장착되어 있고, 더 큰 마개는 충전 재료를 충전하고 제거하는 역할을 하고, 더 작은 마개는 충전 및 제거 작업 중에 환기 마개로서 역할을 한다.

산업 화학에서, 이러한 유형의 다량의 플라스틱 용기는 일반적으로 거의 배타적으로 자동 충전 설비에서 화학 액체를 준비하는 과정이 끝날 때 충전된다. 이와 관련하여, 플라스틱 용기는 마개 커넥터가 항상 정확하게 배향되고 자동 나사 풀기 장치가 마개 피팅을 파지하여 나사를 풀 수 있도록 위치된다. 그 후 충전 랜스(filling lance)가 더 큰 2 인치 마개 개구로 이동하고, 액체 내용물이 높은 충전 압력으로 용기 내로 펌핑된다. 충전 작업이 완료된 후, 마개 피팅은 자동 나사 풀기 기계에 의해 충전/제거 커넥터 및 환기 커넥터에 다시 조여진다.

문제점:

마개 피팅을 갖는 플라스틱 용기는 대부분 블로우 성형 공정으로 전 세계적으로 대량으로 생산된다. 이 공정에서, 중공 본체는 그들의 최종 형태를 얻을 수 있도록 주입된 압축 공기의 작용 하에, 수평으로 함께 이동될 수 있는 2 개의 블로우 몰드 절반부 사이의 압출된 관형 프리폼(preform)에서 팽창된다. 2 개의 블로우 몰드 절반부가 함께 이동되면, 관형 프리폼은 압착되어 상단 및 바닥에서 용접된다. 일반적으로, 용기 본체의 바닥은 블로우 몰드의 상단에 형성되고, 마개 개구를 갖는 용기 본체의 상단은 블로우 몰드의 바닥에 형성된다. 플래시 시임부(flash seam)의 길이 및 마개 커넥터의 정확한 위치는 이동 가능한 확장 및 블로잉 맨드릴을 사용하여 설정될 수 있다. 용기 본체를 위한 기립 표면으로서 바닥은 필요한 경우 강화 비드를 갖는 가능한 한 평평하고 평면인 형태를 가져야 하기 때문에, 블로우 몰드의 상단의 용기 본체의 바닥의 성형은 비교적 간단하지만, 외주를 둘러싸는 핸들링 링, 볼록한 또는 더 높은 중간 부분, 및 마개 중공부에 더 깊게 배치된 2 개의 정반대로 대향하여 위치된 마개 커넥터를 갖는 용기 본체의 상단을 형성하는 것은 훨씬 더 어려운 구성을 갖는다. 블로우 성형 기술의 특별한 기술은 압출된 관형 프리폼의 벽 두께를 독창적으로 제어하는데 있는데, 왜냐하면 완성된 용기 본체의 모든 부분에서 가능한 한 동일한 벽 두께가 존재해야 하기 때문이다. 이것은 공정 기술 측면에서 전적으로 가능하지는 않은데, 왜냐하면 관형 프리폼의 상부 및 하부 플래쉬 시임부의 양쪽 단부에 항상 재료의 비대부가 존재하기 때문이다. 용기 본체의 바닥에서, 2 개의 재료 비대부는 가능한 한 평평하게 드로잉된다. 결과적으로 용기 본체의 상단에 있는 재료의 비대부는 용기 본체의 상단에 있는 블로우 몰드 아래에 배열된 2 개의 블로잉 맨드릴에, 내부 나사산을 갖는 2 개의 마개 커넥터를 형성하는데 사용된다. 2 개의 마개 커넥터는 마개 중공부 또는 마개 하우징에서 리세스된 방식으로 상단에 각각 배열된다. 상단의 외주를 둘러싸는 핸들링 링은 수직으로 변위 가능한 몰드 슬라이드에 의해 블로우 성형 작업 중에 관형 프리폼의 플라스틱 재료로 성형된다. 블로우 성형 작업이 종료된 후, 완성된 용기 본체가 블로우 몰드로부터 제거되기 전에, 블로우 맨드릴은 내부 나사산을 갖는 몰딩된 마개 커넥터로부터 나사 결합이 풀린다. 수직 용기 벽 및 중공 본체의 바닥은 비교적 빠르게 냉각되지만, 증가된 재료 사용을 수반하는 핸들링 링 및 마개 커넥터와 같은 구성 요소는 당연히 실온까지 더 긴 냉각 시간이 필요하다. 한편으로는 재료의 비대화로 인해 그리고 또한 다른 한편으로는 일 측면으로 이어지는 플래시 시임부 및 중실 핸들링 링의 근접성으로 인해 마개 커넥터에서 모든 방향으로 동일한 냉각 조건이 존재하지는 않기 때문에, 이는 블로우 성형의 결과로 재료 왜곡 및 기하학적 치수의 편차를 초래할 수 있으며, 내부 압력 하에서 후속 냉각이 가능할 수 있다.

여기서, 예를 들어 마개 커넥터의 마개 개구는 형상이 타원형이 되어, 그 결과 밀봉 시트 상의 나사 결합된 마개 피팅의 시일은, 특히 액체 내용물로 채워진 용기가 넘어질 때, 더 이상 완전한 밀봉 작용을 제공할 수 없고 마개 클로저는 누출이 발생하게 된다. 또한, 나사 결합된 마개 피팅의 시트에 해로운 영향을 미치는 파괴적인 필름과 같은 플라스틱 부속물이 일 측면으로 이어지는 플래시 시임부에 형성될 수 있다.

한편, 마개 커넥터 자체가 약간 경사지게 휠 수 있고, 이로 인해 나중에 예를 들어 마개 피팅용 자동 나사 풀기 기계는 스크류 헤드 도구용 마개 피팅의 상부 리세스에 정확히 맞물릴 수 없거나 또는 압력 충전을 위한 수직 하강 충전 랜스가 마개 커넥터의 마개 개구 내로 정확하게 이동할 수 없는 경우 이러한 유형의 용기가 충전될 때 자동 충전 설비에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 비용 시간 및 돈으로 인해 발생하는 자동 산업 화학 충전 설비의 결함으로 인해 고객이 불만족이 발생하게 된다.

선행 기술:

문헌 EP 0 515 390 B1은 사출 성형 공정으로 미리 제작된 마개 커넥터가 드럼 본체의 상단에 용접되는, 열가소성 재료로 제조된 블로우 성형 마개 드럼을 개시하고 있다. 이와 관련하여, 마개 커넥터는 내부 나사산을 갖고 드럼 본체 내로 어느 정도 돌출되는 파이프 피스를 가지고 있다. 이러한 구조는 마개 하우징이 매우 평평한 형태를 가지고 있고 마개 피팅이 나사 결합된 마개 커넥터의 상부 에지가 상단을 넘어 돌출되지 않아야 하고 이와 같은 높이로 종료되어야 하기 때문에 선택되었다. 나사 결합된 마개 피팅의 안전한 안착을 위해 충분한 수의 나사산 턴이 존재하도록, 마개 커넥터 파이프 피스가 여기서 어느 정도 드럼 내부로 변위된다. 그럼에도 불구하고 양호한 잔여물 비우기를 허용하기 위해, 마개 커넥터 파이프 피스에는 핸들링 링을 향해 바깥쪽을 향하는 측면에 컷아웃(cutout) 또는 애퍼처(aperture)가 제공되어, 그 결과 잔여 액체의 마지막 방울이 드럼 내부로부터 흘러나올 수 있다. 마개 커넥터 파이프 피스는 용융된 플라스틱 재료를 추가하여 증착 용접으로 용접되었다. 해당 용접 표면이 없으면, 마개 커넥터 파이프 피스는 거울 용접 공정을 사용하여 용접될 수 없다.

공개 공보 WO 2018/054 527 A1에서는, 도면들에 따르면, 마개 커넥터를 포함하는 전체 마개 중공 영역은 핸들링 링을 사용하여 드럼의 상단에 용접되는 것처럼 보이지만, 기본 발명 개념이 특히 얇은 벽 인라이너의 사용과 관련되기 때문에 상세한 설명에서는 전혀 언급되어 있지 않다.

선행 기술로부터, 플라스틱 용기에 대한 거울 용접 공정의 사용은 예를 들어 EP 0 721 892 A1에서와 같이 다수의 선행 공보로부터 알려져 있다. 상기 문헌에서는, 마개 드럼의 경우, 보유 및 운반 링을 포함하는 드럼의 상단, 마개 커넥터 및 부착 요소가 사출 성형 공정으로 미리 제작된 다음 블로우 성형된 드럼 본체 블랭크에 용접된다고 설명하고 있다. 다른 실시예에서, 물론 이러한 유형의 플라스틱 드럼은 3 개의 부품으로 구성된 압출된 원통형 드럼 본체 블랭크를 사용하여 사출 성형 공정으로 미리 제작된 상단 및 바닥으로부터 함께 용접될 수도 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 단점을 개선하고, 기존 충전 및 펌핑 설비에서 블로우 성형된 플라스틱 용기를 사용할 때, 용기 관련 결함이 더 이상 발생하지 않거나 또는 가능한 한 최대로 최소화될 수 있는 방식으로, 사출 성형 공정으로 별도로 미리 제작되고 내부 나사산을 갖는 마개 커넥터 또는 마개 커넥터 부품을, 블로우 성형 공정으로 생산되는 플라스틱 용기, 예를 들어 드럼, 캐니스터 및 팔레트 용기용 내부 용기에 - 바람직하게는 거울 용접 공정으로 - 최적으로 용접하기 위한 옵션을 제안하는 목적에 기초한다.

이러한 목적은 본원의 특허 청구항 제 1 항의 특별한 특징에 의해 달성된다. 종속 청구항의 특징들은 사출 성형 공정으로 미리 제작된 용접된 마개 커넥터 부품을 갖는 본 발명에 따른 블로우 성형된 용기의 추가 유리한 구성 옵션을 설명한다. 제안된 기술 교시는 알려진 블로우 성형된 플라스틱 용기의 단점을 극복할 수 있는 방법을 간단한 방식으로 전달한다; 이는 설계 측면에서 다음의 특징에 의해 달성된다:

- 용기 측에는 원형 내부 에지 및 원형 외부 에지를 갖는 환형 용접 표면이 제공되고,

- 사출 성형 공정으로 미리 제작된 마개 커넥터 부품은 내부 나사산을 갖는 중실 나사산 용접 헤드로 설계되고

- 원형 내부 에지 및 원형 외부 에지를 갖는 상응하는 환형 용접 표면을 가지며,

- 2 개의 환형 용접 표면은 고정되고 분리 불가능한 방식으로 서로 재료 결합 방식으로 결합된다.

용접 표면의 이격된 내부 및 외부 에지는 - 수직 방향에서 볼 때 - 환형 용접 표면의 평면 범위를 형성한다. 용접 표면의 폭은 반경 방향으로 또는 비스듬하게 연장되는 것으로 볼 때 3 mm 내지 15 mm, 바람직하게는 약 5 mm이고, 따라서 여기서 특히 거울 용접 공정이 특히 적합하다. 용접 표면이 용기 측 및 나사산 용접 헤드에서 더 평평하게 배향될수록, 이들이 중첩되는 정도가 더 넓어진다. 궁극적으로 수직으로 배향된 용접 표면의 경우 더 이상 임의의 중첩도 존재하지 않고 거울 용접 공정에 의한 용접을 수행할 수 없을 때까지, 용접 표면이 용기 측 및 나사산 용접 헤드에서 더 가파르게 배향될수록, 이들이 중첩되는 정도가 작아진다. 이러한 유형의 수직으로 배향된 용접 표면의 경우, 마개 커넥터 및 용기의 상단은 일반적으로 용융 플라스틱 재료를 추가하여 증착 용접으로 용접된다.

사출 성형 공정으로 미리 제작된 중실 나사산 용접 헤드는 마개 개구 및 마개 피팅용 밀봉 시트가 형상이 타원형이 되는 것을 방지하고, 날카로운 나사 측면을 갖는 정밀하게 형성된 나사산 턴을 포함한다. 직경이 가장 큰 영역에서, 중실 나사산 용접 헤드는 벽 두께가 약 3 내지 4 mm인 용기의 상단의 벽 두께와 비교하여 사실상 2 배 두꺼운 약 6 내지 8 mm의 벽 두께를 갖는 플라스틱 재료의 비대부 및 축적부를 갖는다.

원칙적으로, 나사산 용접 헤드는 예를 들어 접착, 가교 등에 의해 다양한 방식으로 플라스틱 용기의 상단에 재료 결합 방식으로 결합될 수 있다. 본 발명에서, 재료 결합은 바람직하게는 특히 이에 적합한 공지된 거울 용접 공정으로 수행되어야 하며, 2 개의 용접 표면은 상응하는 형상의 가열된 용접 요소를 적용하여 부분적으로 용융되고, 용접 요소를 제거한 후, 서로에 대해 단단히 가압되어 분리될 수 없는 방식으로 서로 연결되거나 또는 용접된다.

본 발명의 하나의 구성은 용기 측의 환형 용접 표면 및 중실 나사산 용접 헤드의 대응하는 환형 용접 표면이 실질적으로 3 차원으로 비스듬하게 연장되도록 형성되는 것을 제공한다. 이와 관련하여, 용기의 상단의, 환형 용접 표면에 의해 둘러싸인 개구는 단면에서 볼 때 거의 사다리꼴 형태를 갖는다. 다르게 표현하면, 용기가 개구가 위로 향하게 수직으로 위치될 때, 용기의 상단의, 용기 측의 환형 용접 표면에 의해 둘러싸인 개구는 베이스가 위로 향하고 팁이 아래로 향하게 원추형 단면의 거꾸로 된 형태를 구성한다.

용기를 정상 수직으로 위치시킬 때, 겹쳐져 놓여 있는 2 개의 용접 표면의 외부 에지는 유리하게는 2 개의 용접 표면의 내부 에지보다 높게 배열된다. 이러한 설계 구성은 용접될 때 중실 나사산 용접 헤드를 더 잘 중앙에 위치시키고 수직으로 배향시킬 수 있게 한다.

본 발명의 수정된 실시예에서, 용기 측의 환형 용접 표면은 실질적으로 오목한 형태를 갖고, 나사산 용접 헤드 상의 환형 용접 표면은 실질적으로 볼록한 형태를 갖는다. 2 개의 3 차원 환형 용접 표면을 서로에 맞게 적응시키도록 수행하면 용기 상단에 용접될 때 나사산 용접 헤드가 더 잘 중앙에 위치되고 배향되는 것이 가능하다.

본 발명의 바람직한 변형은 나사산 용접 헤드의 외측면이 적어도 그 환형 용접 표면의 영역에서 돔형 형태(dome-like form)를 갖고, 용기 측의 환형 용접 표면이 상응하는 음의 돔형 형태를 갖는 것을 제공한다. 용접되는 2 개의 부품의 환형 용접 표면의 돔형 형태는 마개 하우징의 베이스 영역에서 또는 용기의 상단이 약간 볼록한 경우의 요철 및 경사를 가장 효과적으로 보상할 수 있게 하고, 따라서 용접된 나사산 용접 헤드의 정확한 수직 배향이 달성되며, 그 결과 이에 따라 기존 충전 및 펌핑 설비에서 블로우 성형된 플라스틱 용기를 사용할 때 발생하는 기존 문제점들 및 결함들이 더 이상 발생하지 않게 된다.

매우 특히 바람직한 설계 구성에서, 나사산 용접 헤드의 외측면은 거의 전체가 돔형 형태를 갖는다. 나사산 용접 헤드는 구형 디스크라고도 하는 구형 세그먼트의 형태를 가지며, 2 개의 평행한 평면에 의해 절단되는 전체 구의 일부이다. 만곡된 표면 부분은 구형 영역이라고 하며, 나사산 용접 헤드의 돔형 외측면을 구성한다.

구형 돔의 특정 형태는 최적의 용접 조건 및 장식 설계에서 나사산 용접 헤드의 중실 구성을 허용한다. 블로우 성형된 마개 드럼의 경우, 플라스틱 재료는 일반적으로 청색이다. 사출 성형 공정에서 나사산 용접 헤드를 별도로 제조하면 용접된 나사산 용접 헤드에 대해 다른 색상을 선택할 수 있게 한다. 특정 내용물의 표시로서, 미리 제작된 나사산 용접 헤드는 예를 들어 위험물 용기의 경우 적색 색상을 포함하고, 친환경 내용물이 담긴 플라스틱 용기의 경우 녹색 색상을 포함하거나 또는 식품에 안전한 플라스틱 용기의 경우 황색 색상을 포함할 수 있다.

중실 나사산 용접 헤드의 컴팩트한(compact) 구형 돔형 구성은 특히 용기 측의 환형 용접 표면이 사실상 커넥터 없이 성형 비드 링 상에 용기의 상단의 마개 개구에 직접 형성되는 것을 가능하게 한다. 이런 방식으로, 예를 들어 플라스틱 용기의 상단에 있는 마개 하우징 또는 마개 중공부의 함몰은 특히 평평하게 유지될 수 있으며, 그 결과 플라스틱 용기의 개선된 잔여물 비우기가 구현될 수 있다. 커넥터가 없이 나사산 용접 헤드를 용기의 상단의 마개 개구에 사실상 직접 용접하는 것은, 마개 개구를 위한 별도의 마개 하우징을 갖지 않고 내부 용기의 상단의 더 깊은 중간 영역만을 갖는 팔레트 용기의 1000 리터 플라스틱 내부 용기에 특히 적합하다.

본 발명의 하나의 설계 구성에서, 바람직하게는 마개 드럼 및 캐니스터의 경우에, 용기 측의 환형 용접 표면은 용기의 상단에서 마개 개구를 둘러싸는 짧은 용접된 마개 커넥터의 상부 에지 상에 형성된다. 종래의 ¾ 인치, 2 인치 및 3 인치 마개 클로저를 위한 용접된 마개 커넥터는 유리하게는 용기 크기에 관계없이 각각 동일한 윤곽을 갖는 표준 용접된 마개 커넥터로 형성된다. 이와 관련하여, "동일한 윤곽"이라 함은 길이 및 직경의 측면에서 동일한 치수를 의미한다.

이러한 경우, 핸들링 링을 갖는 드럼 본체 또는 드럼은 또한 블로우 맨드릴을 자주 교체하지 않고 다양한 마개 클로저를 위한 블로우 몰드에서, 말하자면, 감소된 벽 두께의 표준 용접된 마개 커넥터를 갖는 범용 드럼 본체로서 생산될 수도 있다. 변환 시간을 감소시키고 냉각 시간을 단축함으로써, 물품의 수를 크게 증가시키는 것이 달성될 수 있다.

모든 종래의 나사산 형태를 갖는 자유롭게 선택 가능한 미리 제작된 표준 나사산 용접 헤드는 이 경우 표준 용접된 마개 커넥터에 용접될 수 있다.

핸들링 링을 갖는 드럼이 유럽에서 사용되는 경우, 하나의 마개는 일반적으로 2 인치 충전 및 비우기 마개로 설계되고 다른 마개는 ¾ 인치 통기 및 환기 마개로 설계되며, 각각 보통 나사산을 갖는 반면, 주로 미국 또는 아시아 시장에서 사용되는 핸들링 링을 갖는 드럼에는 2 개의 2 인치 마개가 장착되어 있고, 이러한 경우 하나의 마개에는 보통 나사산이 장착되고 다른 마개에는 가는 나사산이 장착되어 있다.

본 발명에 의해 많은 이점이 달성될 수 있다:

- 얇은 벽의 인라이너를 범용 드럼 본체에 삽입하고, 얇은 벽의 인라이너 커넥터를 표준 용접된 마개 커넥터의 원통형 영역에 반경 방향으로 용접하고, 그 후 임의의 원하는 나사산을 갖는 나사산 용접 헤드를 표준 용접된 마개 커넥터에 끼워 맞추거나 또는 용접하는 것이 가능하다;

- 2 개의 표준 용접된 마개 커넥터를 갖는 범용 드럼 본체의 제조는 예를 들어 사이클 시간을 단축함으로써 블로우 성형 기술의 측면에서 최적화될 수 있는데, 일반적인 나사산 플랜지의 집중적인 냉각이 필요 없고 나사산 블로잉 맨드릴을 위한 풀기 시간도 생략되기 때문이다;

- 나사산을 형성하기 위해 플라스틱 재료가 더 이상 필요하지 않기 때문에, 관형 프리폼의 벽 두께가 더 잘 제어될 수 있다.

- 하나의 마개 커넥터 기하학적 구조로부터 다른 마개 커넥터 기하학적 구조로 (보통 나사산 - 가는 나사산) 변경할 때 도구(다른 쉘 및 블로잉 맨드릴)의 변경이 필요하지 않다;

- 나사산 플랜지의 공차를 개선하거나 최소화할 수 있고, 이는 특히 미국 가는 나사산(NPS 2 인치)의 경우에 중요하다;

- 나사산 용접 헤드의 나사산 개구의 타원형이 제거된다;

- 용기의 상단에 대한 표준 용접된 마개 커넥터의 가능한 경사는 용접 작업 동안 나사산 용접 헤드의 돔 기하학적 구조에 의해 보상될 수 있다.

- 장착될 밀봉 캡에 대한 외부 기하학적 구조의 공차는 훨씬 더 가깝게 설정될 수 있다;

- 개별적으로 착색된 구성을 갖는 나사산 용접 헤드를 사용하면 핸들링 링을 갖는 일반적인 표준 청색 드럼과 시각적으로 구별될 수 있다.

- 평면 용접 표면은 또한 최고 수준의 단순성으로 대안적인 용접 기하학적 구조로 구현될 수도 있다.

본 발명은 도면에 개략적으로 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 아래에서 더 상세하게 예시되고 설명된다.
도 1은 용접된 나사산 용접 플랜지를 갖는 마개 드럼 형태의 본 발명에 따른 블로우 성형 플라스틱 용기의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 나사산 용접 헤드의 단면도를 도시한다.
도 3은 용접된 나사산 용접 플랜지를 통한 부분 단면도를 도시한다.
도 4는 용접된 나사산 용접 헤드를 통한 또 다른 부분 단면도를 도시한다.
도 5는 용접된 나사산 용접 헤드를 통한 추가 부분 단면도를 도시한다.
도 6은 용접된 나사산 용접 헤드의 다른 실시예의 부분 단면도를 도시한다.

도 1은 블로우 성형된 플라스틱 용기의 바람직한 예시적인 실시예로서 참조 번호 10으로 표시되는 열가소성 재료로 제조된 마개 드럼을 도시한다. 상부 핸들링 링을 갖는 마개 드럼은 30 리터 내지 300 리터의 충전 체적을 갖는 다양한 드럼 크기로 이용 가능하다. 가장 일반적인 것은 드럼의 상단에 2 개의 마개 클로저를 갖는 220 리터 마개 드럼이다. 본 발명에 따르면, 마개 클로저에는 각각 사출 성형 공정으로 미리 제작된 용접된 나사산 용접 헤드(12)가 제공되며, 이 용접 헤드에는 가스 및 액체 기밀 방식으로 마개 개구(28)를 폐쇄하기 위해 통상적인 마개 피팅이 나사 결합된다.

나사산 용접 헤드의 본 발명에 따른 일 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 나사산 용접 헤드(12)는 다양한 크기로 설계될 수 있다. 바람직한 크기는 ¾ 인치, 2 인치 및 3 인치 나사산 용접 헤드이다. 본 발명에 따른 나사산 용접 헤드(12)는 또한 다양한 유형의 나사산을 구비할 수 있는데, 특히 보통 나사산 및 나사산 아래에 배열된 밀봉 시트를 구비하거나 또는 가는 나사산 및 나사산 위에 배열된 밀봉 시트를 구비할 수 있다. 2 인치 나사산 용접 헤드는 또한 일반적인 BCS 70 x 6 나사산으로 형성될 수 있다.

사출 성형 공정으로 미리 제작된 상부 마개 연결부는, 내부 나사산을 수용하기 위한 중앙 보어 및 보어를 둘러싸고 재료 축적에 의해 비대해진 벽 두께를 갖는 벽 부분을 갖는 구형 돔 링 요소와 같은 중실 나사산 용접 헤드(12)의 형태이다.

내부 나사산(20)을 갖는 중실 나사산 용접 헤드(12)는 원주 상에 원형 내부 에지(24) 및 원형 외부 에지(26)를 갖는 환형 용접 표면(22)을 갖는다. 나사산 용접 헤드(12)의 외측면은 적어도 환형 용접 표면(22)의 영역에서 원주 상에 돔형 형태를 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 나사산 용접 헤드(12)의 외측면은 거의 전체가 돔형 형태를 갖는다. 나사산 용접 헤드(12)의 구형 돔 형태는 도 2에서 점선으로 표시된 원으로 표시되고, 나사산 용접 플랜지의 돔형 외측면과 같이 균일하게 만곡된 외부 구형 구역을 갖는 3 차원 구형 세그먼트의 형상을 갖는다.

환형 용접 표면(22)의 높이는 화살표 H_(K)로 정의된다.

도 3은 원주 핸들링 링을 갖는 마개 드럼(10)의 경우에 설치된 상태의 나사산 용접 헤드(12)를 도시한다. 상단(30)의 마개 중공부에 배열된 마개 개구(28)는 용접된 마개 커넥터(32)에 의해 둘러싸여 있다. 용접된 마개 커넥터(32)의 상부 에지 상에는 음의 돔형 윤곽을 갖는 환형 용접 표면(14)이 형성되고, 이는 바닥에 있는 원형 내부 에지(16) 및 상단에 있는 원형 외부 에지(18)를 갖는다. 따라서 돔형 외측면을 갖는 용접된 나사산 용접 헤드(12)는 원형 내부 에지(24) 및 원형 외부 에지(26)를 갖는 환형 용접 표면(22)을 포함한다. 이러한 방식으로, 마개 드럼(10)을 정상 수직으로 위치시킬 때, 따라서 겹쳐져 놓여 있는 2 개의 용접 표면(14, 22)의 외부 에지(18, 26)는 2 개의 용접 표면(14, 22)의 내부 에지(16, 24)보다 높게 배열된다. 특히 적합한 거울 용접 공정은 반경 방향으로 또는 비스듬하게 진행하는, 3 mm 내지 15 mm, 바람직하게는 약 5 mm인 용접 표면의 비교적 넓은 폭으로 인해 용접 작업에 사용된다. 용접 작업 후, 2 개의 환형 용접 표면(14 및 22)은 재료 결합 방식으로, 고정되고 분리 불가능한 방식으로 서로 연결되거나 또는 용접된다.

도 4는 마개 드럼(10)의 상부 영역을 도시하고, 이 경우, 도면에서 과장된 형태로, 상단(30)은 예를 들어 가능하게는 과도하게 높은 내부 압력 하에 후속 냉각으로 인해, 위쪽으로 강하게 볼록하거나 또는 바깥쪽으로 부풀어 올라 있다. 그 결과, 용접된 마개 커넥터(32)는 여기서 약간 휘어지고 바깥쪽으로 편향된다. 용접된 마개 커넥터(32)의 돔 형상은 또한 상단(30)이 "비뚤어진" 경우에도 마개 개구(28)의 내부 나사산(20)이 수직으로 배향되는 것을 가능하게 한다.

특히 블로우 성형에 의한 성형 작업 후 블로우 몰드로부터 제거된 플라스틱 중공 본체의 플래시 시임부를 따라 두꺼운 위치의 냉각 속도가 느려짐에 따라, 재료 내부의 응력은 왜곡을 발생시켜, 중공 본체의 상단을 안쪽 또는 아래쪽으로 하강시킬 수 있는 것이 가능하다. 이러한 경우 중 하나가 도면에서 과장된 형태로 도 5에 도시되어 있는데, 여기서, 마개 드럼(10)의 경우, 상단(30)은 아래쪽으로 하강되고 용접된 마개 커넥터(32)는 상단(30)의 중앙을 향해 경사진다. 돔형 나사산 용접 헤드(12)의 수직 배향은 용접된 마개 커넥터(32)의 경사를 보상하며, 그 결과, 나사 결합된 마개 피팅을 갖는 마개 개구(28)의 내부 나사산(20)은 자동 충전 설비에서 자동 나사 조임 기계 및 충전 랜스의 사용을 위해 정확하게 배향되고, 더 이상 문제가 발생하지 않는다.

본 발명의 맥락에서, 간단한 실시예에서, 용기 측의 환형 용접 표면(14) 및 중실 나사산 용접 헤드(12) 상의 대응하는 환형 용접 표면(22)은 3 차원으로 비스듬하게 연장되도록 형성될 수 있다. 이 경우, 마개 드럼(10)의 상단(30)에서 환형 용접 표면(14)에 의해 둘러싸인 마개 개구(28)는 단면에서 볼 때 거의 사다리꼴 형태를 갖는다. 변형된 형태에서, 용기 측의 환형 용접 표면(14)은 오목하게 형성되고 나사산 용접 헤드(12)의 환형 용접 표면(22)은 볼록하게 형성될 수도 있다.

특히 바람직한 실시예에서, 용기 측의 환형 용접 표면(14)은 용기(10)의 상단(30)에서 용기 개구(28)를 둘러싸는 단축된 형태의 용접된 마개 커넥터(32)의 다소 넓어진 상부 에지 상에 배열된다. 이러한 점에서, 용접된 마개 커넥터(32)는 용기 크기에 관계없이 종래의 ¾ 인치, 2 인치 및 3 인치 마개 클로저에 대해 예를 들어 65 mm의 동일한 직경을 갖는 표준 용접된 마개 커넥터로서 각각 형성되고, 상기 용접된 마개 커넥터 상에는, 예를 들어 70 mm의 마찬가지로 항상 동일한 직경을 갖는 상응하게 적응된 표준 나사산 용접 헤드(12)가 용접되고, 상기 표준 나사산 용접 헤드의 내부 나사산을 갖는 개구(36)는 종래의 ¾ 인치, 2 인치 및 3 인치 마개 클로저의 사용을 위해 자유롭게 선택될 수 있다.

자주 사용되는 나사산 용접 헤드는 강철 밀봉 캡용 마개 클로저 또는 마개 피팅 BSC 70 x 6 용으로 설계된다.

따라서, 다양한 마개 개구 직경 또는 다양한 마개 플러그 크기(¾ 인치, 2 인치, 3 인치)를 위해 블로우 몰드 내의 몰드 인서트를 교체할 필요 없이, 예를 들어 단축된 형태의 표준 용접된 마개 커넥터(32)를 갖는 용기 크기 60 l, 120 l, 220 l 또는 250 l의 마개 드럼이 항상 65 mm의 동일한 직경으로 생산되는 것이 가능하다. 그 결과, 훨씬 더 많은 수의 드럼을 생산할 수 있다: 이는 또한 단축된 형태의 표준 용접된 마개 커넥터(32)에 대해 더 짧은 냉각 시간 또는 사이클 시간이 요구되기 때문에 가능하다. 고객의 요구에 따라, 항상 동일한 직경, 자유롭게 선택될 수 있는 색상, 및 마개 피팅 및 나사산 유형(보통 나사산, 가는 나사산) 및 밀봉 시트(나사 위 또는 아래)의 자유롭게 선택될 수 있는 크기를 갖는 미리 제작된 표준 나사산 용접 헤드가 단축 형태의 표준 용접된 마개 커넥터 상에 용접될 수 있다.

나사산 용접 헤드는 다음과 같은 마개 클로저를 위해 미리 제작될 수 있다:

BCS 70 x 6, 2" Butress, 2" NPS, BCS 56 x 4, BCS 38 x 6 및 기타. 이러한 점에서, 나사산 용접 헤드의 외경은 약 65 내지 70 mm에서 항상 동일하게 유지된다. 중앙 나사산 개구의 직경만이 다양한 마개 클로저에 대해 가변적이고, 이러한 경우, 마개 개구가 작을수록 벽 두께가 증가한다.

단축된 형태의 표준 용접된 마개 커넥터를 사용하여 마개 드럼을 블로우 성형함에 의해 제조함으로써, 얇은 벽 인라이너를 미리 제작된 마개 드럼 내에 삽입하고, 예를 들어 황색 색상의 원하는 나사산 용접 헤드가 표준 용접된 마개 커넥터 상에 용접되기 전에 표준 용접된 마개 커넥터 내부의 얇은 벽 인라이너 커넥터에 용접하는 옵션이 여전히 존재한다. 나사산 용접 헤드의 황색 색상은 예를 들어 삽입된 인라이너를 갖는 마개 드럼을 지정할 수 있는데, 왜냐하면 이는 마개 클로저를 개방하지 않으면 외부에서 보이지 않기 때문이다.

또한, 도 6은 용기 측의 환형 용접 표면(14)이 사실상 커넥터 없이 마개 드럼(10)의 상단(30)의 마개 개구(28)에 직접 형성되는 일 실시예를 도시한다. 이와 관련하여, 또한, 상단(30)의 마개 개구(28)의 상부 에지 상에 원주 방향 비드 에지(34)가 형성될 수 있다. 그 결과, 원하는 경우, 환형 용접 표면(14)의 폭을 증가시킬 수 있다. 이러한 실시예는 특히 얕은 마개 중공부만을 갖거나 또는 마개 커넥터를 보호하기 위해 더 깊은 리세스된 마개 중공부를 전혀 갖지 않는 캐니스터 또는 작은 마개 드럼과 같은 더 작은 용기를 위해 의도된다.

결론:

본 발명은 블로우 성형 기술의 장점 - 비교적으로 낮은 생산 비용에서 많은 개수의 물품 - 을 사출 성형 기술의 장점 - 용기 측의 스크류 나사산 및 밀봉 시트의 정확한 기하학적 치수 - 과 간단한 방식으로 결합시킬 수 있는 방법을 교시한다.

10 플라스틱 용기(예를 들어, 마개 드럼)
12 나사산 용접 헤드(10)
14 용기 측(10) 환형 용접 표면
16 용기 측(14) 원형 내부 에지
18 용기 측(14) 원형 외부 에지
20 내부 나사산(12)
22 플랜지 측(12) 환형 용접 표면
24 플랜지 측(22) 원형 내부 에지
26 플랜지 측(22) 원형 외부 에지
28 용기 개구(30)
30 상단(10)
32 용접된 마개 커넥터(30)
34 원주 비드형 에지(30)
36 나사산 용접 헤드(12)의 개구
H_(K) 용접 표면(22)의 높이

Claims (8)

1. 액체 또는 자유 유동 내용물의 저장 및 운반을 위해 열가소성 재료로 제조된 용기(10)로서, 상기 용기는 블로우 성형 공정(blow molding process)으로 생산되고, 상기 용기의 상단(30)에 있는 용기 개구(28)에는, 사출 성형 공정으로 미리 제작되고 상부 단부에 제공되어 상기 용기 개구(28)를 폐쇄하기 위한 내부 나사산을 갖는 용접된 마개 커넥터 부품이 제공되는, 용기(10)에 있어서,
   - 용기 측에는, 블로우 성형 공정으로 형성되고, 상기 용기 개구(28)를 둘러싸고, 원형 내부 에지(16) 및 원형 외부 에지(18)를 갖는 비스듬하게 위로 향하는 환형 용접 표면(14)이 제공된 단축된 용접된 마개 커넥터(32)가 형성되고,
   - 사출 성형 공정으로 미리 제작된 상기 마개 커넥터 부품은 재료 축적에 의해 내부 나사산(20)을 갖는 중실 나사산 용접 헤드(12)로서 형성되고,
   - 원형 내부 에지(24) 및 원형 외부 에지(26)를 갖는 비스듬하게 아래로 향하는 대응하는 환형 용접 표면(22)을 가지며,
   - 상기 2 개의 환형 용접 표면(14, 22)은 고정되고 분리 불가능한 방식으로 서로 재료 결합 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 용기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기(10)를 정상 수직으로 위치시킬 때, 겹쳐져 놓여 있는 상기 2 개의 용접 표면(14, 22)의 상기 외부 에지(18, 26)는 - 수평면에서 볼 때 - 상기 2 개의 용접 표면(14, 22)의 상기 내부 에지(16, 24)보다 높게 배열되는 것을 특징으로 하는 용기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 용기 측의 상기 환형 용접 표면(14)은 오목하게 형성되고, 상기 중실 나사산 용접 헤드(12)의 외부에 배열된 상기 환형 용접 표면(22)은 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 용기.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 나사산 용접 헤드(12)의 외측면은 - 수평면에서 볼 때 - 적어도 환형 용접 표면(22)의 영역에서 돔형 형태(dome-like form)를 가지며, 상기 용기 측의 상기 환형 용접 표면(14)은 대응하는 음의 돔형 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 용기.
5. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 나사산 용접 헤드(12)의 상기 외측면은 거의 전체가 돔형 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 용기.
6. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용기 측의 상기 환형 용접 표면(14)은 상기 용기의 상기 상단(30)에 있는 상기 용기 개구(28)에 직접 단축된 용접된 마개 커넥터(32)의 형태인 원주 방향의 비드형 에지(beaded edge)(34)에 배열되는 것을 특징으로 하는 용기.
7. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용기 측의 상기 환형 용접 표면(14)은, 단축된 형태이고 상기 용기의 상기 상단(30)에 있는 상기 용기 개구(28)를 둘러싸는 상기 용접된 마개 커넥터(32)의 상기 상부 에지에 배열되며, 상기 용접된 마개 커넥터(32)는 용기 크기에 관계없이 종래의 ¾ 인치, 2 인치 및 3 인치 마개 클로저에 대해 동일한 직경을 갖는 표준 용접된 마개 커넥터로 각각 형성되고, 상기 용접된 마개 커넥터 상에는 마찬가지로 항상 동일한 직경을 갖는 상응하게 적응된 표준 나사산 용접 헤드(12)가 용접되고, 상기 표준 나사산 용접 헤드의 내부 나사산을 갖는 개구(36)는 상기 종래의 ¾ 인치, 2 인치 및 3 인치 마개 클로저를 사용하기 위해 자유롭게 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 용기.
8. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   사출 성형 공정으로 미리 제작된 상기 중실 나사산 용접 헤드(12)는 상기 용기(10)의 색상과 다른 색상, 예를 들어 위험물 내용물을 나타내는 적색을 갖는 것을 특징으로 하는 용기.

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