KR20210075827A - 사출-블로우 공정 통합 장치 - Google Patents

사출-블로우 공정 통합 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사출-블로우 공정 통합 장치에 관한 것으로, 예비성형품이 성형되는 사출부, 예비성형품이 완성품의 형상으로 성형되는 블로우부, 및 완성품이 취출을 위해 냉각되는 냉각취출부를 포함하는 제1 형판, 및 블로우 성형부 몸체, 블로우 성형부 몸체에서 제1 형판을 향해 돌출되는 끝단 및 끝단에서 연장되는 측면을 가지며 측면에서 가스가 배출되는 적어도 하나의 성형 핀을 포함하는 블로우 성형부와, 블로우 성형부를 회전시켜 사출부, 블로우부, 및 냉각취출부에 각각 대응하는 위치로 이동시키는 회전부를 포함하는 제2 형판을 포함한다.

Description

사출-블로우 공정 통합 장치{APPARATUS FOR INTEGRATING INJECTION PROCESS AND BLOW PROCESS}
본 발명은 사출-블로우 공정 통합 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출-블로우 복합 공정을 기반으로 프리폼 사출 성형 이후에 블로우 성형부 이송시 발생하는 온도 저하를 최소화하고, 프리폼 두께의 분포를 균일하게 성형함으로써 프리폼 형상을 최적화할 수 있는 사출-블로우 공정 통합 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 중공형의 용기와 같이 내부가 중공 형태인 성형 제품을 성형하는데 사용되는 블로우 성형 공법은, 압출 또는 사출 성형 공정에 의해 튜브 형태로 형성된 프리폼(패리슨)을 예비 성형하고, 이 프리폼을 가열한 후에 금형에 삽입하여 프리폼 내부로 공기 및 가스를 주입함으로써 프리폼을 부풀리고, 이를 냉각하는 과정을 거쳐 성형 제품을 제작하는 성형 공법을 말한다.
이러한 블로우 성형 공법은 사출 성형만으로 성형할 수 없는 중공형 구조나 복잡한 언더컷 형상 등을 자유롭게 성형이 가능할 뿐만 아니라, 생산비용이나 생산성 면에서 이점을 갖는다는 점에서 널리 사용되고 있다.
특히, 사출 블로우 성형 공법은 압출 블로우 성형 공법에 비해 파팅 라인이 보이지 않으며, 작동시 낮은 소음이 발생된다는 점에서 안정적인 운용이 가능하다는 이점을 가진다.
그러나, 종래의 사출 블로우 성형 장치는 사출 성형기에서 1차적인 프리폼 성형 공정을 수행한 후에, 성형된 프리폼을 취출하고 이를 블로우 성형기로 이송하여 2차적인 블로우 성형 공정을 수행하는 두 단계의 공정이 별개의 공정으로 나뉘게 되므로, 사이클 타임이 길어져 비용이 증가하게 된다는 문제가 있었다.
또한, 프리폼을 블로우 성형기에 삽입하기 전에, 충분한 예열 또는 냉각을 통해 프리폼의 형상을 결정화시켜야 하는데, 두 대의 성형기로 구성된 종래의 사출 블로우 성형 장치에서는 금형간 프리폼의 이송시 온도 저하가 발생될 수 있는 문제가 있었다.
아울러, 통상적으로 길이 방향으로 연장된 봉 형상의 프리폼에 비해서, 블로우 성형되는 최종 제품은 프리폼의 측면으로 팽창되는 형상을 갖게 되는데, 종래의 사출 블로우 성형 장치는, 블로우 성형시 중공의 프리폼 내에 삽입된 로드의 끝단을 통해 프리폼의 단부측을 향해 블로우 가스를 주입하게 되므로, 프리폼 일단부측 두께와, 타단부측 두께가 불균일하게 나타나는 문제점을 지니고 있었다.
이에 더하여, 종래의 사출 블로우 성형 장치는 로드의 끝단에 가스 배출부가 형성됨에 따라, 사출된 프리폼의 예열 과정이나, 블로우 성형 과정 등에서 로드의 끝단이 위치된 프리폼의 일단부에 버가 발생하는 경우가 있으며, 이로 인해 취출시 별도의 트리밍 공정이 필요하다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 한 대의 금형을 통해 사출 성형 공정과 블로우 성형 공정을 동시에 실시하여 연속적인 성형이 가능하므로 사이클 타임을 단축할 수 있는 사출-블로우 공정 통합 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 금형 내에 사출 성형부와 블로우 성형부가 통합된 구조로 인해 각 성형부가 인접하게 배치되어 이동 거리가 단축되므로, 성형부간 이송시 발생하는 온도 저하를 최소화할 수 있는 사출-블로우 공정 통합 장치를 제공하기 위한 것이다.
아울러, 본 발명은 블로우 성형시 가스가 배출되는 위치와 방향을 프리폼의 단부측이 아닌 프리폼의 측면부를 향하도록 하여 균일한 두께로 성형될 수 있도록 한 사출-블로우 공정 통합 장치를 제공하기 위한 것이다.
이에 더하여, 본 발명은 버나 플래시와 같은 불량이 발생하는 것을 최소화하여 제품 취출 시 별도의 트리밍 공정이 필요 없는 사출-블로우 공정 통합 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 사출-블로우 공정 통합 장치는, 예비성형품이 성형되는 사출부, 예비성형품이 완성품의 형상으로 성형되는 블로우부, 및 완성품이 취출을 위해 냉각되는 냉각취출부를 포함하는 제1 형판 및 블로우 성형부 몸체, 블로우 성형부 몸체에서 제1 형판을 향해 돌출되는 끝단 및 끝단에서 연장되는 측면을 가지며 측면에서 가스가 배출되는 적어도 하나의 성형 핀을 포함하는 블로우 성형부와, 블로우 성형부를 회전시켜 사출부, 블로우부, 및 냉각취출부에 각각 대응하는 위치로 이동시키는 회전부를 포함하는 제2 형판을 포함한다.
또한, 성형 핀은 블로우 성형부 몸체에 고정되며 가스가 유입되는 제1 가스 유입통로를 포함하는 고정부 및 고정부의 제1 가스 유입통로에 이동 가능하게 설치되는 돌출부 및 돌출부에서 연장되는 이동 몸체부를 포함하는 이동부를 포함할 수 있다.
또한, 돌출부는, 제1 가스 유입통로에 이동 가능하게 설치되며 제1 가스 유입통로와 유체적으로 연결된 제2 가스 유입통로를 포함하는 제1 돌출 가이드 및 제2 가스 유입통로에 이동 가능하게 설치되는 제2 돌출 가이드를 포함하며, 이동 몸체부는, 제1 돌출 가이드에서 연장하는 제1 이동 몸체 및 제2 돌출 가이드에서 연장하는 제2 이동 몸체를 포함할 수 있다.
또한, 사출부는, 사출부의 외면에 설치되는 냉각장치 및 가열장치 중 적어도 하나를 포함하는 온도 조절부를 포함할 수 있다.
또한, 블로우부는, 제1 블로우 몸체, 제1 블로우 몸체에 결합되는 제2 블로우 몸체, 및 제1 블로우 몸체와 제2 블로우 몸체를 상호 분리 또는 결합시키는 안내부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치는 한 대의 금형을 통해 사출 성형 공정과 블로우 성형 공정을 동시에 실시하여 연속적인 성형이 가능하므로 사이클 타임을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치는 금형 내에 사출 성형부와 블로우 성형부가 통합된 구조로 마련되며 각 성형부가 인접하게 배치되어 있기 때문에, 다른 금형으로 이송될 필요 없이 일체의 금형 내에서 다른 성형부로 위치만 이동되는 구조로 인해 그 이동 거리가 단축되므로, 성형부간 이동시 발생하는 온도 저하를 최소화할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치는 블로우 성형시 성형 핀의 끝단이 아닌 측면부를 통해 블로우 가스를 배출하므로, 예비성형품이 균일한 두께로 성형될 수 있도록 하여 불량품 발생을 줄일 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치는 성형 핀의 측면부로 가스를 배출하므로 예비성형품 또는 완성품의 단부 측에서 버나 플래시와 같은 불량이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 통합 장치의 제1 형판과 제2 형판이 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3A는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 핀의 단면을 도시한 도면이다.
도 3B는 도 3A의 성형 핀에서 가스가 배출되는 성형 핀의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형 핀의 단면을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 시예에 따른 통합 장치의 주요 부분의 단면을 각각 도시한 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 블로우부를 도시한 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)의 제1 형판(100)과 제2 형판(200)이 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)는 제1 형판(100) 및 제2 형판(200)을 포함할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)는 제1 형판(100)과 제2 형판(200)이 대향 배치되고, 제2 형판(200)과 제1 형판(100)이 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상세하게는, 본 실시예에 따른 제1 형판(100)은 예비성형품이 성형되는 사출부(110), 사출부(110)에서 성형된 예비성형품이 완성품의 형상으로 성형되는 블로우부(120), 및 블로우부(120)에서 성형된 완성품이 냉각을 거쳐 취출 될 수 있게 되는 냉각취출부(130)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 형판(100)의 사출부(110), 블로우부(120) 및 냉각취출부(130) 각각은 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들면 사출부(110), 블로우부(120) 및 냉각취출부(130) 각각은 제1 형판(100)의 중심부에서 동일한 원주 둘레를 따라 120도의 각도를 이루는 간격으로 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 제2 형판(200)은 제1 형판(100)의 사출부(110), 블로우부(120) 및 냉각취출부(130)와 합체될 수 있는 블로우 성형부(210)와, 블로우 성형부(210)를 회전시켜 블로우 성형부(210)의 위치를 이동시키는 회전부(220)를 포함할 수 있다.
블로우 성형부(210)는 블로우 성형부 몸체(211) 및 복수의 성형 핀(212)을 포함할 수 있다. 블로우 성형부 몸체(211)는 복수개로 이루어져 사출부(110), 블로우부(120) 및 냉각취출부(130) 각각에 대응되게 배치될 수 있다. 복수의 성형 핀(212)은 블로우 성형부 몸체(211)에서 제1 형판(100)을 향해 돌출되는 끝단과 끝단에서 연장되는 몸체를 포함할 수 있다.
또한, 제2 형판(200)의 회전부(220)는 회전시 블로우 성형부(210)의 블로우 성형부 몸체(211)가 사출부(110), 블로우부(120) 및 냉각취출부(130)에 대응하는 원래 위치에서 다음 공정의 위치로 이동될 수 있도록 120도의 회전각을 갖도록 설정될 수 있다.
이와 같이 구성된 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)는, 제1 형판(100)과 제2 형판(200)이 형합체되면 결합된 각각의 위치에서 사출성형 공정과, 블로우성형 공정, 그리고 취출을 위한 냉각 공정을 동시에 수행하게 된다.
즉, 본 실시예에 따르면, 사출부(110)에서는 예비성형품이 사출 성형되고, 블로우부(120)에서는 예비성형품이 완성품의 형상으로 블로우 성형되며, 냉각취출부(130)에서는 취출시 요구되는 경화 상태로 완성품을 냉각시키게 된다.
그리고, 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)는 한 차례의 공정을 수행한 뒤에 제2 형판(200)을 형분리하고, 제2 형판(200)의 회전부(220)를 통해 블로우 성형부(210)를 회전시켜 각각의 블로우 성형부 몸체(211)가 원래의 공정 위치에서 다음 공정 위치로 이동되게 한다.
이에, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)에 의하면 사출성형 공정과 블로우성형 공정 및 냉각취출 공정으로 이루어지는 공정 사이클이 각각의 공정 후 중단 없이 연속적으로 수행되는 연속 순환공정을 제공할 수 있다.
결국, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)에 의하면 사출성형 공정과 블로우성형 공정이 동시에 연속적으로 수행되므로 공정시간이 단축되어 공정효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)에 의하면 사출부와 블로우부가 독립적인 종래 금형장치와 달리 하나의 금형 내에 사출부(110)와 블로우부(120)가 통합 배치될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 사출성형 공정과 블로우성형 공정 간 예비성형품의 이동 거리가 단축되므로 종래와 비교하여 예비성형품의 이동시 발생하는 온도 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)에 의하면 사출 성형 또는 블로우 성형시 성형 핀(212)의 끝단에서 연장되는 몸체의 측면에서 블로우 가스가 배출될 수 있다.
따라서, 본 실시에에 따르면 사출부(110)에서 균일한 품질의 예비 성형품이 생산될 수 있고, 블로우부(120)에서 예비성형품이 균일한 두께로 팽창될 수 있어 두께 불균형에 따른 불량품 발생을 줄일 수 있다.
아울러, 성형 핀(212)의 측면에 형성된 가스 배출 위치로 인해 예비성형품 또는 완성품의 단부측에서 버 또는 플래시와 같은 불량이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
도 3A은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 핀(212)의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3A을 참조하면, 본 실시예에 따른 성형 핀(212)은 블로우 성형부 몸체(211)에 고정되는 고정부(212-1)와, 고정부(212-1) 상에 이동 가능하게 설치되는 이동부(212-2)를 포함할 수 있다.
고정부(212-1)는 블로우 성형부 몸체(211)에 고정되고, 가스가 유입되는 제1 가스 유입통로(212-1a)를 포함할 수 있다.
제1 가스 유입통로(212-1a)는 고정부(212-1)의 몸체 길이 방향을 따라 관통 형성되며, 고정부(212-1)의 하측에 형성된 구멍을 통해 가스를 고정부(212-1)의 몸체 내측으로 유입시킬수 있다.
이동부(212-2)는 고정부(212-1)의 제1 가스 유입통로(212-1a)에 이동 가능하게 설치되는 돌출부(212-2a)와, 돌출부(212-2a)에서 연장되는 이동 몸체부(212-2b)를 포함할 수 있다.
돌출부(212-2a)는 제1 가스 유입통로(212-1a)에 삽입되어 고정부(212-1)에 결합될 수 있다.
이동 몸체부(212-2b)는 돌출부(212-2a)에서 돌출부(212-2a)보다 두꺼운 두께를 가지도록 연장 형성될 수 있다.
도 3B는 도 3A의 가스가 배출되는 성형 핀(212)의 단면을 도시한 도면이다.
도 3B를 참고하면, 본 실시예에 따르면 성형 핀(212)의 제1 가스 유입통로(212-1a)를 통해 가스가 내부로 유입되면 가스 압력에 의해 이동부(212-2)가 상측으로 밀릴 수 있다. 이후, 고정부(212-1)와 이동부(212-2) 양 부재 사이에서 가스 배출부(212a)로 작용하는 이격 공간이 발생할 수 있다.
또한, 도 3B를 참고하면, 돌출부(212-2a)는 제1 가스 유입통로(212-1a)의 내면과 일정 간극을 두고 배치될 수 있다.
예를들면, 돌출부(212-2a)의 외경의 크기는 제1 가스 유입통로(212-1a)의 내경의 크기보다 작게 형성될 수 있다.
결국, 본 실시예에 따르면 제1 가스 유입통로(212-1a)를 통해 유입된 가스가 돌출부(212-2a)와 제1 가스 유입통로(212-1a) 사이의 간극을 통해 가스 배출부(212a)로 배출될 수 있다.
다만, 돌출부(212-2a)와 제1 가스 유입통로(212-1a) 사이의 간극은 너무 크지 않게 형성되는 것이 바람직하며, 유입되는 가스에 대해 적정한 배출 압력을 유지할 수 있는 간극으로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 가스 배출부(212a)의 위치는 블로우 성형되는 제품의 크기나 형상에 따라 적절하게 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 사출 성형 또는 블로우 성형이 종료된 후에는 가스 공급이 중단되어 가스배출부(212a)가 폐쇄될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 발생된 이격 공간으로 배출된 가스에 의하여 사출 성형 또는 블로우 성형시 예비성형품 또는 완성품이 성형될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 사출 성형 또는 블로우 성형시 가스의 압력이 끝단을 통해 배출되지 않으므로 예비성형품 또는 완성품의 단부측에서 발생하는 버 등의 불량을 최소화할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형 핀(212')을 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 성형 핀(212')은, 고정부(212-1')와, 고정부(212-1') 상에 이동 가능하게 설치되는 이동부(212-2')를 포함할 수 있다.
고정부(212-1')는 몸체 길이 방향을 따라 관통 형성되어 가스가 유입되는 제1 가스 유입통로(212-1a')를 포함할 수 있다.
이동부(212-2')는 고정부(212-1')의 제1 가스 유입통로(212-1a')에 이동 가능하게 설치되는 돌출부와, 돌출부에서 연장되는 이동 몸체부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면 돌출부는 제1 돌출 가이드(212-2a')와 제2 돌출 가이드(212-3a')를 포함할 수 있다. 제1 돌출 가이드(212-2a')는 제1 가스 유입통로(212-1a')에 삽입되어 고정부(212-1')에 결합될 수 있다.
이러한 제1 돌출 가이드(212-2a')는 제1 가스 유입통로(212-1a')와 유체적으로 연결된 제2 가스 유입통로(212-2c')를 포함할 수 있다.
제2 가스 유입통로(212-2c')는 제1 돌출 가이드(212-2a')를 관통하여 형성될 수 있다.
제2 돌출 가이드(212-3a')는 제2 가스 유입통로(212-2c')에 이동 가능하게 삽입될 수 있다.
본 실시예에 따르면 이동 몸체부는 제1 이동 몸체(212-2b')와 제2 이동 몸체(212-3b')를 포함할 수 있다.
제1 이동 몸체(212-2b')는 제1 돌출 가이드(212-2a')에서 연장 형성될 수 있다.
제2 이동 몸체(212-3b')는 제2 돌출 가이드(212-3a')에서 연장 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 제2 실시예에 따른 성형 핀(212')은 제1 가스 유입통로(212-1a')를 통해 가스가 내부로 유입되면 가스 압력에 의해 제1 돌출 가이드(212-2a')가 상측으로 밀리는 동시에, 제2 가스 유입통로(212-2b')를 통해서도 가스가 유입되면서 제2 돌출 가이드(212-3a')가 상측으로 밀릴 수 있다.
이후, 고정부(212-1')와 제1 이동 몸체(212-2b') 양 부재 사이에서 제1 가스 배출부(212a')로 작용하는 이격 공간이 발생하고, 제1 이동 몸체(212-2b')와 제2 이동 몸체(212-3b') 양 부재 사이에서 제2 가스 배출부(212b')로 작용하는 이격 공간이 발생할 수 있다.
결국, 본 발명의 제2 실시예에 따르면 제1 가스 유입통로(212-1a')를 통해 유입된 가스가 제1 돌출 가이드(212-2a')와 제1 가스 유입통로(212-1a') 사이에 간극을 통해 제1 가스 배출부(212a')로 배출될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면 제1 가스 유입통로(212-1a')를 거쳐 제2 가스 유입통로(212-2c')로 유입된 가스가 제2 돌출 가이드(212-3a')와 제2 가스 유입통로(212-2c') 사이의 간극을 통해서도 제2 가스 배출부(212b')로 배출될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 성형 핀(212')은 복수의 가스 배출부(212a', 212b')를 통해 복수의 위치에서 가스가 배출될 수 있으므로, 한 부분에서만 과한 팽창 작용이 이루어지지 않도록 하여 제품의 두께를 보다 균일하게 성형할 수 있고, 형상이나 크기에 제한적이지 않을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)의 단면을 도시한 도면으로, 사출부(110)와 블로우 성형부 몸체(211)가 형합체된 상태를 도시한다.
도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 사출부(110)는, 상부에 배치되어 용융 수지가 이송되도록 노즐과 연결되는 노즐연결부(111)와, 노즐연결부(111)에서 연장되는 프리폼 성형부(112)를 포함할 수 있다.
프리폼 성형부(112)는 내부에 예비성형품의 외측 형상을 가진 성형면을 가지며, 중공의 형태로 형성되어 블로우 성형부 몸체(211)의 성형 핀(212)이 삽입될 수 있다.
여기서, 블로우 성형부 몸체(211)에는, 예비성형품의 하측부분을 성형할 수 있도록 프리폼 성형부(112)의 성형면과 연결되는 하측 성형부(211a)가 구비될 수 있다.
하측 성형부(211a)는 사출 성형이 완료되면 예비성형품을 파지하는 상태가 되며, 제2 형판(200)의 형분리시 프리폼 성형부(112)에서 예비성형품이 분리될 수 있도록 한다.
한편, 본 실시예에 따른 사출부(110)는 온도 조절부(113)를 포함할 수 있다.
온도 조절부(113)는 프리폼 성형부(112)의 외면을 감싸도록 설치될 수 있다.
또한, 온도 조절부(113)는 온도를 낮추기 위한 냉각장치 또는 온도를 높이기 위한 가열장치 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 온도 조절부(113)는 프리폼 성형부(112)에 열 또는 냉기를 직접적으로 전달할 수 있으며, 예비성형품이 성형된 후 금형이 형분리되기 전까지 일정 시간동안 온도를 조절하는 예비성형품의 예열 또는 냉각 공정을 수행할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 온도 조절부(113)는 사출부(110)에서 성형된 예비성형품의 온도를 블로우 성형부(120)에서 블로우 성형이 적합하게 실시될 수 있는 적정 온도로 조절할 수 있으므로, 온도 저하 등의 이유로 예비성형품의 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면 프리폼 성형부(112)의 외면에 직접적인 열 전달이 가능하므로, 프리폼 성형부(112)와 예비성형품의 온도를 빠른 시간 내에 효과적으로 낮추거나 높일 수 있다.
이때, 적정 온도까지 예비성형품의 온도를 조절하는데 소요되는 시간은 완성품의 형상 또는 크기에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
예를 들면, 적정 온도보다 낮은 경우에는 가열장치를 사용하여 예열 공정을 수행하고, 적정 온도보다 높은 경우에는 냉각장치를 사용하여 냉각 공적을 수행할 수 있도록 요구되는 온도에 따라 온도 조절부(113)의 구성을 달리하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)의 단면을 도시한 도면으로, 블로우부(120)와 블로우 성형부 몸체(211)가 형합체된 상태를 도시한다.
도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 블로우부(120)는, 블로우 성형부 완성품의 외측 형상에 대응하는 성형면이 내부에 형성되는 블로우 성형캐비티(120a)를 포함할 수 있다.
블로우 성형캐비티(120a)는 그 내부에 사출 성형이 완료된 예비성형품이 성형 핀(212)에 고정된 채로 삽입될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 블로우부(120)에서는 블로우 성형시 가스가 공급되면 성형 핀(212)을 통해 가스가 예비성형품 내로 배출되며 예비성형품이 성형면에 대응하게 팽창되면서 완성품의 형상으로 성형될 수 있다.
본 실시예에 따른 블로우부(120)는 블로우 성형이 완료된 이후, 금형의 형분리 작동시 완성품의 분리를 쉽게 유도하기 위해, 블로우 성형캐비티(120a)를 개방할 수 있는 슬라이딩 조립체를 포함할 수 있다.
도 7은 슬라이딩 조립체로 구성되는 본 실시예에 따른 블로우부(120)를 도시한 도면이다. 도 7A는 블로우부(120)가 결합된 상태를 도시하고, 도 7B는 블로우부(120)가 개방된 상태를 도시한다.
도 7A 및 7B를 참조하면, 블로우부(120)는 고정블록(121), 제1 블로우 몸체(122), 제2 블로우 몸체(123) 및 안내블록(124)을 포함할 수 있다.
고정블록(121)은 조립체의 상측에 배치되며 제1 형판(100)에 고정 설치될 수 있다.
그리고, 고정블록(121)은 그 하면에 블로우 성형캐비티(120a)의 상측 일부를 형성하는 성형면을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 블로우 몸체(122, 123)는 고정블록(121)의 하측에 위치되며, 서로 대면하도록 배치될 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 블로우 몸체(122, 123)는 서로 대면하는 결합면에 블로우 성형캐비티(120a)를 이루는 성형면이 각각 형성될 수 있다.
각각의 몸체(122, 123)는 완성품의 형상을 절반으로 분할 구성한 성형면이 각 결합면에 홈의 형태로 형성되고, 양 몸체(122, 123)가 합체되면서 일체의 블로우 성형캐비티(120a)를 구성할 수 있다.
본 실시예에 따른 제1 및 제2 블로우 몸체(122, 123)는 안내블록(124)에 의해 안내되어 상호 분리 또는 합체될 수 있다.
안내블록(124)은 한 쌍의 판재로 구비되어, 제1 및 제2 블로우 몸체(122, 123)의 양 측부에 각각 설치될 수 있다.
본 실시예에 따른 안내블록(124)에는 양 몸체(122, 123)의 상호 결합면에 대해서 후방측으로 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 안내레일부(124a, 124b)가 구비될 수 있다.
즉, 각 안내블록(124)은 제1 블로우 몸체(122)가 이동되는 방향으로 형성되는 제1 안내레일(124a)과, 제2 블로우 몸체(123)가 이동되는 방향으로 형성되는 제2 안내레일(124b)을 각각 포함할 수 있다.
이때, 제1 및 제2 블로우 몸체(122, 123) 각각에는 각 레일과 결합되는 레일결합부(122a, 123a)가 양 측부에 형성될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 안내블록(124)은 안내레일부(124a, 124b)에 결합되는 레일결합부(122a, 123a)를 통해 제1 및 제2 블로우 몸체(122, 123)가 상호 분리 또는 합체되는 방향으로 이동하도록 안내할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따르면, 블로우부(120)는 별도의 구동장치(미도시됨)을 포함함으로써, 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)의 금형이 형합체되고 형분리되는 동작에 연계되어 슬라이딩 조립체가 동작될 수 있다. 예를 들면, 블로우부(120)에 사용되는 구동장치는 탄성을 제공하는 탄성부재 또는 공압이나 유압에 의해 작동되는 구동장치로 제공될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 블로우부(120)는 상호 분리 가능한 슬라이딩 조립체로 구성됨에 따라, 직선 이동하는 금형의 작동 방향의 이동축에 대하여 외측으로 벌어지게 되는 개방 동작이 가능하며, 이러한 개방 동작에 의해 블로우 성형캐비티(120a) 안에서 블로우 성형된 완성품이 양 몸체(122, 123)로부터 쉽게 분리되도록 유도할 수 있다.
이하에서는 이상과 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)의 작용에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 제1 형판(100)과 제2 형판(200)이 형합체되면 각 블로우 성형부 몸체(211)가 사출부(110), 블로우부(120) 및 취출부(130)와 각각 합체된다.
이후 예비성형품을 성형하는 사출 성형 공정과, 예비성형품을 완성품으로 성형하는 블로우 성형 공정과, 완성품을 최종 취출물로 냉각하는 냉각취출 공정이 각 위치에서 동시에 수행된다.
이때, 사출부(110)에서는, 프리폼 성형부(112)의 안에 성형 핀(212)이 삽입된 상태에서 용융 수지가 노즐 연결부(111)를 통해 프리폼 성형캐비티(112) 내로 주입되면서 예비성형품이 사출 성형될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 성형 핀(212)은 사출 성형시 사출 압력에 의해서 이동부(212-2)가 고정부(212-1) 측으로 밀착되면서 가스 배출부(212a)가 폐쇄되므로, 가스 배출부(212a)를 통해 용융 수지가 유입되거나 잔여가스가 배출되는 것이 차단되어 버 또는 플래시와 같은 불량이 발생하는 것이 최소화될 수 있다.
또한, 사출부(110)에서는 예비성형품이 사출 성형된 이후, 온도 조절부(113)를 통해 블로우 성형시 요구되는 적정 온도로 예비성형품의 온도를 조절할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)는 사출 성형 후, 금형이 형분리되기 전에 온도 조절부(113)에 의해 예비성형품을 예열 또는 냉각하는 과정을 거쳐 블로우 성형에 적합한 온도로 설정할 수 있게 되며, 블로우 성형부(120)로 이동되기까지 온도 저하 등의 이유로 예비성형품의 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명의 온도 조절부(113)는 프리폼 성형부(112)의 외면 상에 직접적인 열 전달이 가능하므로, 프리폼 성형캐비티(112)와 캐비티 내 예비성형품의 온도를 효과적으로 낮추거나 높일 수 있다.
한편, 블로우부(120)에서는, 성형 핀(212)의 가스 배출부(212a)를 통해 가스가 배출되면서 예비성형품을 블로우 성형캐비티(120a)의 성형면에 대응하게 팽창시켜 완성품의 형상으로 블로우 성형될 수 있다.
여기서, 하측에서 유입된 가스가 끝단을 통해 그대로 배출되는 종래에 비해, 본 발명의 실시예에 따른 성형 핀(212)은 끝단이 아닌 측면에서 측방향을 향해 가스를 배출하는 구조로 구성됨에 따라, 가스의 압력이 그대로 끝단을 통해 배출되지 않으므로 끝단에서 발생하는 버 또는 플래시 등의 불량을 최소화할 수 있다.
한편, 취출부(130)에서는, 블로우 성형된 완성품이 일정 시간동안 냉각되는 과정을 거치게 하며 취출하기 적합한 취출물의 형태로 제품을 경화시키게 된다.
이와 같이, 각각의 공정을 수행한 뒤에는 제2 형판(200)을 분리하게 된다.
이때, 제1 형판(100)에 형합되어 있는 제2 형판(200)이 이동하게 되면, 블로우부(120)의 슬라이딩 조립체가 연계되어 개방 동작을 수행하게 된다.
즉, 슬라이딩 조립체는 제1 블로우 몸체(122)와 제2 블로우 몸체(123)가 안내블록(124)에 의해 슬라이딩 안내됨에 따라, 상호 이격될 수 있다.
이에 따라, 블로우 성형캐비티(120a)가 개방되므로 캐비티 내에서 성형된 완성품이 양 몸체(122, 123)로부터 쉽게 분리될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)는 직선으로 이동되는 금형의 이동축에 대하여 슬라이딩 조립체가 축방향에서 양방향으로 벌어지는 개방 동작을 통해 언더컷 형상을 지닌 완성품이 쉽게 분리될 수 있다.
그리고, 금형이 형분리된 상태에서는, 회전부(220)를 통해 블로우 성형부(210)를 원래 위치에서 120도 회전된 위치로 회전시킨다.
그러면, 블로우 성형부 몸체(211) 각각은 원래의 공정 위치에서 인접한 공정 위치로 이동된 상태가 된다.
여기서, 냉각 공정이 완료되어 최종 취출물이 위치되는 블로우 성형부 몸체(211)에서는, 사출성형 공정을 수행하기 위해서 취출로봇 또는 작업자에 의해 취출물이 취출된다.
이어서, 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)가 재합체되며, 전술한 공정이 반복적으로 순환된다.
따라서, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)에 의하면, 각 공정이 끝나고 나면, 초기 공정 위치에서 인접한 공정 위치로 회전 이동되어 각각의 공정 후 중단 없이 연속적으로 수행되는 연속 순환공정을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)에 의하면 사출부와 블로우부가 독립적인 종래 금형장치와 달리 하나의 금형 내에 사출부(110)와 블로우부(120)가 통합 배치되어 있어, 사출성형 공정과 블로우성형 공정 간 예비성형품의 이동 거리가 단축되므로 종래와 비교하여 예비성형품의 이동시 발생하는 온도 저하를 최소화할 수 있다.
더욱이, 본 실시예에 따른 사출-블로우 공정 통합 장치(1000)에 의하면 연속적으로 수행되는 연속 순환공정에 의해, 사출성형 공정과 블로우성형 공정이 동시에 연속적으로 수행되므로 공정시간이 단축되어 공정효율이 향상되며, 제품의 생산성을 높일 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000 : 사출-블로우 공정 통합 장치 100 : 제1 형판
110 : 사출부 111 : 노즐 연결부
112 : 프리폼 성형부 113 : 온도 조절부
120 : 블로우부 121 : 고정블록
122 : 제1 블로우 몸체 123 : 제2 블로우 몸체
124 : 안내블록 130 : 취출부
200 : 제2 형판 210 : 블로우 성형부
211 : 블로우 성형부 몸체 212 : 성형 핀
212-1 : 고정부 212-2 : 이동부
212a : 가스 배출부 220 : 회전부

Claims (5)

  1. 예비성형품이 성형되는 사출부, 상기 예비성형품이 완성품의 형상으로 성형되는 블로우부, 및 상기 완성품이 취출을 위해 냉각되는 냉각취출부를 포함하는 제1 형판; 및
    블로우 성형부 몸체, 상기 블로우 성형부 몸체에서 상기 제1 형판을 향해 돌출되는 끝단 및 상기 끝단에서 연장되는 측면을 가지며 상기 측면에서 가스가 배출되는 적어도 하나의 성형 핀을 포함하는 블로우 성형부와, 상기 블로우 성형부를 회전시켜 상기 사출부, 상기 블로우부, 및 상기 냉각취출부에 각각 대응하는 위치로 이동시키는 회전부를 포함하는 제2 형판;을 포함하는 사출-블로우 공정 통합 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 성형 핀은,
    상기 블로우 성형부 몸체에 고정되며 가스가 유입되는 제1 가스 유입통로를 포함하는 고정부 및
    상기 고정부의 상기 가스 유입통로에 이동 가능하게 설치되는 돌출부 및 상기 돌출부에서 연장되는 이동 몸체부를 포함하는 이동부를 포함하는 사출-블로우 공정 통합 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 돌출부는, 상기 제1 가스 유입통로에 이동 가능하게 설치되며 상기 제1 가스 유입통로와 유체적으로 연결된 제2 가스 유입통로를 포함하는 제1 돌출 가이드 및 상기 제2 가스 유입통로에 이동 가능하게 설치되는 제2 돌출 가이드를 포함하며,
    상기 이동 몸체부는, 상기 제1 돌출 가이드에서 연장하는 제1 이동 몸체 및 상기 제2 돌출 가이드에서 연장하는 제2 이동 몸체를 포함하는 사출 블로우 공정 통합 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 사출부는,
    상기 사출부의 외면에 설치되는 냉각장치 및 가열장치 중 적어도 하나를 포함하는 온도 조절부를 포함하는 사출-블로우 공정 통합 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 블로우부는,
    제1 블로우 몸체, 상기 제1 블로우 몸체에 결합되는 제2 블로우 몸체, 및 상기 제1 블로우 몸체와 제2 블로우 몸체를 상호 분리 또는 결합시키는 안내블록을 포함하는 사출-블로우 공정 통합 장치.
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