KR20220149665A - 물품 성형 방법 - Google Patents

물품 성형 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220149665A
KR20220149665A KR1020227028803A KR20227028803A KR20220149665A KR 20220149665 A KR20220149665 A KR 20220149665A KR 1020227028803 A KR1020227028803 A KR 1020227028803A KR 20227028803 A KR20227028803 A KR 20227028803A KR 20220149665 A KR20220149665 A KR 20220149665A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
article
cavity
solid
plastic composition
solid skin
Prior art date
Application number
KR1020227028803A
Other languages
English (en)
Inventor
피터 레지날드 클라크
Original Assignee
보카테크 엘티디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 보카테크 엘티디 filed Critical 보카테크 엘티디
Publication of KR20220149665A publication Critical patent/KR20220149665A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/04—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities
    • B29C44/06—Making multilayered articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/027—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles the foaming continuing or beginning when the mould is opened
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/04—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/04—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities
    • B29C44/0407—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities by regulating the temperature of the mould or parts thereof, e.g. cold mould walls inhibiting foaming of an outer layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/08—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles using several expanding or moulding steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3415—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/36—Feeding the material to be shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/36—Feeding the material to be shaped
    • B29C44/38—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
    • B29C44/42—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length using pressure difference, e.g. by injection or by vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/58—Moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72—Heating or cooling
    • B29C45/73—Heating or cooling of the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10—Polymers of propylene
    • B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7132—Bowls, Cups, Glasses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/80—Packaging reuse or recycling, e.g. of multilayer packaging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Packages (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

물품을 성형하는 방법으로, (a) 각각이 제1 및 제2 캐비티-형성 표면을 갖는 제1 몰드 파트 및 제2 몰드 파트를 구비하는 몰드를 제공하는 단계; (b) 몰드를 폐쇄하여 제1 및 제2 캐비티-형성 표면 사이에 캐비티를 정의하는 단계; (c) 중합체 및 물리적 발포제를 포함하는 용융된 플라스틱 조성물을 캐비티 내로 주입하는 단계로, 상기 물리적 발포제는 중합체에 용해된 기체이고, 용융된 플라스틱 조성물은 주입 압력에서 주입되고, 주입하는 동안 또는 주입한 후에, 제1 및 제2 캐비티-형성 표면과 접촉하고 있는 주입된 플라스틱 조성물이 냉각되어 제1 및 제2 캐비티-형성 표면에 각각 인접하고 접촉하는 제1 및 제2 고체 스킨을 형성하고, 이에 의해 적어도 하나에서 캐비티의 영역에는 제1 및 제2 고체 스킨 사이에 플라스틱 조성물의 적어도 일부가 용융된 상태로 유지되는 플라스틱 조성물의 적어도 하나의 부분이 각각 위치하며, 각각의 부분의 두께는 각 부분의 공칭 두께를 기준으로 +/- 0.5%의 공차 내에서 일정한, 용융된 플라스틱 조성물을 캐비티 내로 주입하는 단계; (d) 제1 고체 스킨과 제2 고체 스킨 사이의 용융된 플라스틱 조성물이 적어도 한 부분에서 응고되기 전에 몰드를 개방하는 단계로, 이러한 몰드의 개방에 의해 각 부분의 용융된 플라스틱 조성물을 주입 압력보다 낮은 외부 압력에 노출시켜 각각의 부분의 제1 고체 스킨과 제2 고체 스킨 사이의 용융 플라스틱 조성물이 각각의 부분에서 제1 고체 스킨 아래의 용융 플라스틱 조성물이 제1 고체 스킨으로부터 멀어지는 방향으로 바깥쪽으로 팽창함으로써 발포에 의해 팽창하여 팽창된 셀룰러 폼을 형성하고, 개방 단계는 제1 고체 스킨이 더 이상 제1 캐비티-형성 표면과 접촉하지 않도록 제1 몰드 파트를 제거하는 단계를 포함하는, 몰드 개방 단계; 및 (e) 각 부분의 제1 고체 스킨과 제2 고체 스킨 사이의 용융된 플라스틱 조성물을 응고시키고, 물품 내에 제1 및 제2 고체 스킨 사이에 셀룰러 폼의 코어 층을 포함하는 적어도 하나의 제1 벽 부분을 형성하도록, 팽창된 셀룰러 폼을 냉각하는 단계를 포함하는 물품 성형 방법에 있어서, 냉각 단계(e) 후, 각 부분의 제1 고체 스킨의 길이는 개방 단계(d) 이전에 존재하는 제1 고체 스킨과 비교하여 0.5 내지 최대 3%의 스트레칭 비만큼 스트레칭 되되, 여기서 스트레칭 비는 개방 단계(d) 전의 제1 고형 스킨의 길이를 기준으로 냉각 단계(e) 후의 제1 고형 스킨의 길이의 증가 비율인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.

Description

물품 성형 방법
본 발명은 예를 들어 액체 및/또는 식품용 컵 또는 용기 같은 발포 플라스틱 물품의 성형에 관한 것이다.
포장 산업에서 일반적으로 사용되는 유형의 일회용 컵(예컨대, 테이크-아웃 커피 컵)은 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 같은 플라스틱 재료로 안쪽이 라이닝 된 종이컵이다. 이들 컵은 분리하기 어렵고 또한 분리하는 데에 비용이 많이 드는 두 가지 다른 재료로 만들어지기 때문에, 재활용이 어려울 수 있다. 또한, 종이 재료가 서로 결합되는 컵의 한쪽 면 아래에 이음매가 있기 때문에, 컵 내부에 있는 음료를 마시기 위해 컵을 기울일 때(특히 컵이 소비되는 음료가 통과하는 마우스피스가 있는 뚜껑과 관련하여 사용될 때) 컵의 림에서 접합 영역으로부터 액체가 샐 수 있다.
일회용 폴리프로필렌 컵을 제공하기 위한 노력이 업계에서 이루어지고 있다. 기존 사출 성형에서는 컵에 단열재를 생성하기 위해 두꺼운 벽이 필요하다. 일반적으로 셀룰러 구조가 단열을 제공하고, 발포 구조를 생성하여, 단열 효과를 더욱 향상시키고 발포 벽의 밀도를 줄이기 위해 열가소성 폴리머에 발포제가 첨가된다.
WO-A-2017/134181호는 셀룰러 폼을 포함하는 팽창된 영역을 갖는 폴리프로필렌 컵인 물품, 및 그러한 물품 성형 방법을 개시한다. 제조 방법은 외부 고체 스킨을 몰딩한 외부 몰드 파트를 제거한 후 대향하는 고체 스킨들 사이에서 중앙 용융 폴리프로필렌의 팽창을 제어하기 위해, 몰드 캐비티를 정의하는 적어도 하나의 몰딩 표면에 물결 모양의 표면이 제공되어야 한다. 물결 모양의 표면은, 프리폼 주위에서 원주 방향으로 제어되지 않은 팽창을 방지하여 최종 물품이 제어된 형상 및 치수를 갖도록 하기 위해, 환형 주입된 프리폼을 개별적으로 팽창되는 일련의 호형 구역으로 분할하기에 효과적이다. 그러나, 측벽의 외부 표면이 약간의 잔류 기복(undulation)을 나타내는 경향이 있고 따라서 외부 표면이 매우 매끄럽지 않거나 정확한 기하학적 형상으로 되지 않기 때문에, 균일하지 않고, 측벽 내에 일정한 원형 단면을 가지지 않는 골이 진(ribbed) 구조가 형성된다. 이 공지된 방법은 벽 강도가 높고 무게가 적은 중공 물품을 제공하지만, 원하는 매우 매끄러운 표면 및 원하는 정확한 기하학적 형상을 갖는 컵은 제공하지 않는다.
그러나, 이러한 선행 기술의 개시에도 불구하고, 예를 들어, 액체 및/또는 식품용 컵 또는 용기로서 벽 두께가 훨씬 더 작고 더 가벼우며, 원하는 정확한 기하학적 형상에 상응하는 매우 매끄러운 표면을 가지면서도, 벽 강도가 높고 바람직하게는 벽이 우수한 단열 특성을 나타내고, 단일의 재활용 재료로 구성된, 발포 플라스틱 물품을 제조할 필요가 여전히 존재한다.
본 발명은 더 작은 벽 두께 및 더 낮은 무게 및 원하는 정확한 기하학적 형상에 상응하는 전체적으로 매끄러운 표면을 가짐에도 불구하고 높은 벽 강도, 및 바람직하게는 우수한 단열 특성을 나타내며, 단일의 재활용 재료로 구성된 물품을 달성하는 문제를 적어도 부분적으로 극복하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 청구항 1에 따른 물품을 성형하는 방법을 제공한다.
이 방법의 바람직한 특징들은 종속항에 정의되어 있다.
본 발명의 방법은 임의의 형상, 형태 또는 기능을 가질 수 있는 벽을 갖는 물품을 성형한다. 그러나, 본 발명은 컵, 또는 액체 또는 식품을 담기 위한 임의의 다른 컨테이너 또는 용기와 같은 중공 물품의 제조에 특히 적용된다.
본 발명은 상기 방법에 의해 형성된 물품이 쉽게 재활용 및 재사용 될 수 있고, 팽창된 벽 파트(들)에 의해 제공되는 높은 수준의 강성을 가지며, 또한 팽창된 벽에 의해 제공되는 우수한 단열 특성을 가지면서도 여전히 매우 얇고 결과적으로 지정된 크기의 물품을 가벼운 플라스틱 조성물로 생산할 수 있는 예를 들어 원하는 부피 용량을 가지고, 원하는 정확한 기하학적 형상에 대응하는 매우 매끈한 표면을 갖는 컵을 생산할 수 있다는 기술적 효과 및 이점을 제공한다. 물품은 물품에 구조적 및/또는 미적 특성을 제공할 수 있는 팽창되지 않은 영역 또는 덜 팽창된 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 팽창되지 않은 영역 또는 덜 팽창된 영역은 투명하거나 시각적으로 깨끗할 수 있는 반면 팽창된 벽 파트(들)는 반투명하거나 불투명할 수 있다.
본 발명은 대향하는 제1 고체 스킨과 제2 고체 스킨 사이에 용융 플라스틱 조성물의 층을 포함하는 플라스틱 조성물의 일부의 두께를 제어함으로써, 그 일부가 후속하여 감소된 압력에 노출되어 용융 플라스틱 조성물 층이 팽창하여 제1 고체 스킨과 제2 고체 스킨 사이에 팽창된 셀룰러 폼의 코어 층을 형성할 때, 공차가 +/- 0.5%, 바람직하게는 +/- 0.2%로 매우 낮게 두께가 일정하게 할 수 있으며, 또한 제1 고체 스킨의 스트레치를 0.5 내지 3% 내로 제어함으로써, 플라스틱 조성물의 팽창이 팽창된 벽 파트에서 매우 균일하게 제어될 수 있다는 본 발명자에 의한 발견에 적어도 일부 예견된다. 이것은 제어되지 않은 팽창이 없다는 것을 의미하며, 이는 궁극적으로 팽창된 벽 파트가 선행 기술에서보다 더 얇고, 더 균일하며, 더 낮은 질량의 물품 벽을 제공할 수 있음을 의미한다.
본 발명자는 또한 본 발명의 방법에 의해 제조된 물품이 물품 내에 사용되는 재료의 양의 감소에도 불구하고 그러한 물품에 필요한 강성 수준을 갖는다는 것을 발견하였다. 셀룰러 발포 플라스틱 조성물, 일반적으로 폴리올레핀 전형적으로는 폴리프로필렌과 같은 열가소성 폴리머가 단열 특성으로 인해 천천히 냉각됨에 따라 플라스틱 조성물의 결정도(crystallinity)가 증가할 수 있으며, 이는 궁극적으로 셀룰러 발포 플라스틱 조성물의 강성을 증가시킬 수 있음이 밝혀졌다. 발포(forming)에 의한 제1 스킨과 제2 스킨 사이에서의 용융 플라스틱 조성물의 팽창은 또한 물품에 우수한 단열 특성을 제공한다.
또한, 전체 용기가 재활용 가능한 재료의 단일 층으로 만들어질 수 있기 때문에(즉, 분리할 필요가 있는 다른 재료의 층이 없음), 용기는 일반적으로 사용되는 플라스틱이 라이닝 된 종이컵보다 재활용하기 쉽다.
더욱이, 물품이 본 발명의 방법으로 사출 성형되기 때문에, 그 안에 담긴 액체의 누출이 발생할 수 있는 접합부가 물품에 존재하지 않게 된다. 예를 들어, 중공 용기의 측벽과 바닥이 일체로 몰딩될 수 있다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시형태들을 예시로써 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 방법에 의해 성형된 컵의 측면도이다.
도 2는 컵의 팽창된 반투명 영역의 외관을 도시하는, 도 1의 컵의 제1 부분의 A-A선 단면도이다.
도 3a 및 3b는 각각 본 발명의 방법에서 상이한 각각의 단계에서 도 1의 컵의 팽창된 셀룰러 폼 영역을 형성하기 위한 몰드의 A-A선 단면도로, 도 3a는 주입 단계를 도시하고, 도 3b는 냉각 단계를 보여준다.
도 4a 및 도 4b는 각각 컵의 팽창되지 않은 투명 영역의 외관을 도시하는, 도 1의 컵의 제2 부분을 형성하기 위한 몰드의 B-B선 단면도로, 도 4a는 주입 단계를 도시하고 도 4b는 냉각 단계를 도시한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태의 방법에 의해 형성된 식품 트레이의 베이스 및 측벽의 저면도이다.
도 6은 개방 단계에서 팽창하기 전에 도 5의 식품 트레이의 베이스 및/또는 측벽을 형성하기 위한 영역의 일부의 단면도이다.
도 7은 개방 단계에서 팽창 후 도 6에 도시된 부분으로 형성된 식품 트레이의 베이스 및/또는 측벽 영역의 일부의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태의 방법에 따라 인-몰드 라벨링을 사용하여 중공 물품을 형성하기 위한 몰드의 단면도이다.
도 9는 도 8의 몰드에 의해 제조된 인-몰드 라벨을 갖는 중공 물품의 측면도이다.
도 10은 제4 실시형태의 방법에 따라 중공 물품을 형성하기 위한, 제1 실시형태에서 사용된 제2 몰드 파트와 조합된, 몰드의 제3 몰드 파트의 부분적으로 가상 단면도인 측면도이다.
도 11a 및 11b는 본 발명의 방법의 제5 실시형태에서 상이한 각각의 단계에서 사출 성형된 부분의 벽의 개략적인 측단면도이며, 도 11a는 몰드 개방 전의 제1 고체 스킨의 형상 및 구성을 도시하고, 도 11b는 몰드를 개방하고 팽창된 셀룰러 폼을 냉각시킨 후의 제1 고체 스킨의 형상 및 구성을 도시한다.
도 12는 몰드를 개방하고 팽창된 셀룰러 폼을 냉각시킨 후 제1 고체 스킨의 형상 및 구성을 보여주는 도 11a의 사출 성형된 부분으로부터 형성된 물품의 벽의 개략적인 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시형태의 방법에 따라 중공 물품을 형성하기 위한 몰드의 단면도이다.
도 14는 도 13의 몰드에 의해 제조된 중공 물품의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 방법에 의해 형성된 물품, 예를 들어 컵 또는 예를 들어 커피 컵과 같은 중공 용기의 측면도가 도시되어 있다.
컵(2)은 환형 팽창 폼 영역(6) 및 환형 비팽창 영역(8)을 갖는 환형 측벽(4)을 갖는다. 본 명세서에서, 용어 "환형(annular)"은 "일반적으로 링-형"을 의미하지만, 기하학적으로 원형인 형상에 제한되지 않고, 원형 또는 원형이 아닌 다른 형상 예를 들어 타원형, 다각형 등을 포함할 수 있다. 팽창 폼 영역(6)의 두께는 일반적으로 1 내지 2㎜, 선택적으로 1 내지 1.5㎜이다. 비팽창 영역(8)의 두께는 일반적으로 0.25 내지 0.75㎜, 선택적으로 0.25 내지 0.5㎜이다.
팽창 셀룰러 폼이 가시광선을 반사하는 셀룰러 벽을 갖는 셀들을 포함하기 때문에 팽창 폼 영역(6)은 일반적으로 육안으로 반투명하게 보이다. 그러나, 안료가 고농도로 열가소성 중합체에 혼입되는 경우, 팽창 영역(6)은 일반적으로 단색으로 불투명하게 나타날 수 있다.
반면, 비팽창 영역(8)은 셀을 갖지 않거나, 셀이 존재하더라도 예를 들어 낮은 농도로 존재하는 경우, 이들은 일반적으로 0.5 미크론 미만의 세포 크기를 가지기 때문에 육안으로 볼 수 없고, 그 결과 비팽창 영역(8)은 육안으로 투명하게 보이다. 비팽창 영역(8)은 육안으로 투명하게 나타나는데, 이는 발포제(본 실시형태에서 CO2 가스)가 물품의 제조 동안 중합체(이 실시형태에서 폴리프로필렌)의 용액에 잔류하기 때문이다. 용융된 중합체가 응고된 후에는 발포제의 작용 결과로 셀이 형성될 수 없다.
본 발명은 팽창 폼 영역(6) 및 선택적으로 비팽창 영역(8)을 포함하는 이러한 물품의 신뢰성 있는 제조에 관한 것이다. 일부 실시형태에서, 물품의 실질적으로 전체 영역이 팽창 폼 영역(6)으로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 1의 물품에서 팽창 영역(6)의 세그먼트의 구조를 예시하는 라인 A-A의 단면도가 도시되어 있으며, 여기서 치수는 예시의 명확성을 위해 과장되어 있다. 팽창 폼 영역(6)은 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16) 사이에 매트릭스(9)에 중공 셀(11)을 포함하는 셀룰러 폼의 코어 층(12)을 포함하는 벽 파트(10)이다.
중공 용기는 또한 일체형 베이스(13)를 갖는다. 환형 측벽(4) 및 베이스(13) 중 적어도 하나 또는 둘 모두의 적어도 하나의 영역은 각각 벽 파트(10)에 의해 구성된다. 팽창 폼의 다른 구성의 다른 벽 파트(10)가, 예를 들어 측벽(4)에만, 측벽(4) 전체에 걸쳐 또는 측벽(4)의 일부에만, 및/또는 베이스(13)에, 전체 베이스(13)에 걸쳐 또는 베이스(13)의 일부에만 제공될 수 있다.
이하, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 물품(2)을 제조하는 본 발명의 방법을 설명한다.
주입(injection) 단계를 나타내는 도 3a를 참조하면, 물품은 제1 외부 몰드 파트(22) 및 제2 내부 몰드 파트(24)를 갖는 몰드(20)를 사용하여 형성된다. 제1 및 제2 몰드 파트(22, 24)는 각각 예시된 실시형태에서 환형인 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(26, 28)을 구비한다. 외부 몰드 파트(22)의 제1 캐비티-형성 표면(26) 및 제2 캐비티-형성 표면(28)은 거시적으로 매끄럽고 원주 방향으로 어떠한 기복도 없으며, 예시된 실시형태에서 표면(26, 28) 각각은 수평 방향 단면에서 원형인 정확한 기하학적 표면을 정의한다. 컵이 형성되어야 하기 때문에 표면(26, 28)은 또한 수직 단면이 원뿔대형(frusto-conical)이다.
몰드(20)는 폐쇄되어 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(26, 28) 사이에 캐비티(32)의 영역(30)을 형성한다. 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(26, 28)이 원형이고 환형일 때, 캐비티(32)의 영역(30)은 그에 대응하여 원형이고 환형이다.
예시된 실시형태에서, 영역(30)은 몰드(20)의 측벽-형성 부분(31)에 있고, 몰드(20)의 베이스-형성 부분(미도시)까지 연장된다. 영역(30)은 측벽-형성 부분(31)의 대부분을 정의한다. 그러나, 영역(30)은 이와는 다르게 캐비티(32) 내의 임의의 위치(들)에 위치되어 이하에서 추가로 설명되는 바와 같이 팽창된 셀룰러 폼을 포함할 최종 물품의 벽 부분을 정의할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(26, 28)은 매우 정확한 형상 및 치수를 가지며, 또한 후술하는 바와 같이 성형 작업 동안 제1 및 제2 몰드 파트(22, 24)의 임의의 원치 않는 움직임이 실질적으로 방지되어, 몰딩 작업 동안 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(26, 28) 사이의 캐비티(32) 영역(30)의 폭은 명목상 폭 즉 설계된 폭에 기초하여 +/- 0.5%, 바람직하게는 +/- 0.2%의 허용 오차 내에서 일정하다.
중합체 및 물리적 발포제를 포함하는 용융된 플라스틱 조성물(40)이 캐비티(32) 내로 주입된다. 물리적 발포제는 중합체에 용해된 기체이다.
본 발명의 실시형태에서, 플라스틱 조성물의 중합체는 폴리올레핀 또는 복수의 폴리올레핀, 임의로 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 블렌드; 또는 폴리에스테르, 선택적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트; 또는 폴리락트산을 포함할 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 중합체는 폴리프로필렌을 포함한다. 10 내지 120의 용융 흐름 지수(MFI)를 갖는 폴리프로필렌이 특히 바람직하다. 중합체의 용융 흐름 지수는 ASTM D1238에 따라 측정할 수 있다.
본 발명의 실시형태에서 사용될 수 있는 발포제는 용융된 플라스틱 조성물에 용해된 기체 형태의 물리적 발포제를 포함한다. 이러한 가스는 예를 들어 이산화탄소를 포함할 수 있다. 가스는 소비자 경험을 향상시키기 위해 팽창 후에 중합체 재료에 존재하는 채로 남아있는 방향제 조성물(즉, 향(scent))을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다.
발포제로 이산화탄소를 사용할 때, 사출 성형기의 압출기에서 발포제에 의해 CO2 가스가 생성되고, CO2 가스는 주입 단계에서(일반적으로 몰드 캐비티 내에서 300 ~ 500 바) 재료 상에 가해지는 고압이 CO2를 폴리프로필렌 같은 용융된 열가소성 수지 내에서 용액 내로 강제하는 데에 필요한 압력(일반적으로 80 바 이상)보다 더 크기 때문에 용액 내로 들어가게 된다.
용융 플라스틱 조성물은 주입 압력 P주입에서 주입된다. 일반적으로 주입 압력 P주입은 최소 150 bar이다. 주입 단계의 끝 무렵에서, 선택적으로 패킹 압력 P패킹이 캐비티(32)에 적용된다. 일반적으로 패킹 압력 P패킹은 적어도 150 바이다.
주입 단계 동안 또는 주입 단계 후에, 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(26, 28)과 접촉하는 주입된 플라스틱 조성물(40)이 냉각되어 제1 및 제2 캐비티-형성 표면에 각각 인접하여 접촉하는 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16)을 형성한다.
캐비티(32)의 영역(30)에는 플라스틱 조성물(40)의 각 부분(52)이 위치한다. 플라스틱 조성물(40)의 부분(52)에서, 플라스틱 조성물의 적어도 일부가 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16) 사이의 중앙 층(54)에 용융 상태로 유지된다.
제1 및 제2 몰드 파트(22, 24)는 몰딩 작업 동안 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(26, 28) 사이의 캐비티(32) 영역(30)의 폭이 공칭 즉 설계된 폭에 기초하여 +/- 0.5%의 허용 오차 바람직하게 +/- 0.2%의 공창 내에서 일정하도록 제공하기 때문에, 그에 따라 플라스틱 조성물(40)의 부분(52)에서 부분(52)의 두께는 부분(52)의 공칭 즉 설계된 부분(52)의 두께에 기초하여 +/- 0.5%, 바람직하게는 +/- 0.2%의 공차 내에서 일정하다.
일반적으로, 이하에서 추가로 설명되는 바와 같이 몰드(20)를 개방하기 전에, 부분(52)의 두께는 0.5㎜ 초과 내지 최대 1㎜이다.
주입 단계 및 임의의 패킹 동안, 주입 압력 P주입 및 임의의 패킹 압력 P패킹은 각각 캐비티(32)의 영역(30)에서 최소 압력 임계 값 P임계보다 높다. 일반적으로 최소 압력 임계 값 P임계는 80 바이다. 이것은 영역(30)에서 물리적 발포제가 중합체의 용액에서 일부가 나오는 것을 방지하여, 주입 단계 및 임의의 패킹 동안 영역(30)에서 셀룰러 기체 기포가 형성되지 않도록 한다.
몰드 캐비티(32)의 영역(30)은 중앙 층(54)의 용융된 중합체 수지가 주입 단계 및 임의의 후속 패킹 단계 동안 응고되지 않도록 하기에 충분한 두께를 갖고 및/또는 처리 시간이 짧다. 또한, 영역(30)은 중앙 층(54)의 플라스틱 조성물(40)을 용융된 액상으로 유지하기 위해 외부 히터에 의해 추가로 가열될 수 있다. 제1 몰드 파트(22)는 제1 몰드 파트(22)를 제2 몰드 파트(24)보다 낮은 온도로 유지하기 위해 냉각 시스템, 예를 들어 이를 통과하는 냉각 유체의 흐름에 의해 냉각될 수 있다. 이러한 온도 제어는, 후술하는 바와 같이 중앙 층(54)의 원하는 팽창과 제1 고체 스킨(14)의 스트레칭을 달성할 수 있도록, 중앙 층(54)과 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16)의 절대 및 상대 두께를 제어할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 그 후, 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16) 사이의 중앙 층(54)의 용융된 플라스틱 조성물(40)이 캐비티(32)의 영역(30)에서 응고되기 전에 몰드(20)가 개방된다.
개방 단계 동안, 코어 층(54)의 용융된 플라스틱 조성물(40)의 적어도 일부는 최소 압력 임계 값보다 낮은 외부 압력, 예를 들어 대기압에 노출되어 발포제가 용액에서 나와 중앙 층(54)의 용융된 플라스틱 조성물(40) 내에서 가스 기포를　 형성할 수 있게 한다. 이 작용은 물품(2) 내에서 플라스틱 조성물(40)로부터 형성된 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16) 사이에 팽창된 셀룰러 폼의 코어 층(12)을 포함하는 팽창 폼 영역(6)을 형성한다.
개방 단계는, 제2 고체 스킨(16)이 제2 캐비티-형성 표면(28)과 접촉한 상태로 유지하는 동안, 제1 고체 스킨(14)이 더 이상 제1 캐비티-형성 표면(26)과 접촉하지 않도록 제1 몰드 파트(22)를 제거하는 것을 포함한다. 예시된 실시형태에서, 이러한 개방은 외부 몰드 파트(22)를 제거하고, 제1 고체 스킨(14)을 대기압에 노출시키고, 제2 스킨(16)은 내부 파트(24) 상에 남겨둠으로써 달성된다.
그러나 몰드를 여는 다른 구성이 사용될 수 있다. 특히, 대안적인 실시형태에서, 제2 고체 스킨(16) 또는 제2 고체 스킨(16)의 임의의 부분이 추가로 또는 대안적으로 대기압에 노출되도록 내부 몰드 파트(24)의 적어도 하나 이상의 부분이 제2 고체 스킨(16)으로부터 제거될 수 있다.
따라서 이러한 개방 단계는 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16) 사이의 중앙 층(54)에 있는 용융 플라스틱 조성물(40)이 발포에 의해 팽창되어 팽창 셀룰러 폼(21)의 코어 층(12)을 형성하도록 한다. 제1 고체 스킨(14) 아래의 중앙 층(54)의 용융된 플라스틱 조성물(40)이 제2 고체 스킨(16)으로부터 바깥쪽으로 팽창된 결과로 팽창 셀룰러 폼(21)이 형성된다. 이 작용은 부분(52) 내의 제1 고체 스킨(14)을 원하는 스트레치 비율로 스트레칭 하게 제어된다.
그 후, 냉각 단계에서 팽창 셀룰러 폼(21)이 냉각되어 부분(52)의 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16) 사이의 중앙 층(54)에서 용융된 플라스틱 조성물(40)이 응고되어 물품(2)에서 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16) 사이에 셀룰러 폼(21)의 코어 층(12)을 포함하는 팽창된 셀룰러 폼 영역(6)을 형성하게 된다.
냉각 단계 후, 벽 부분(10)은 일반적으로 1 내지 2㎜의 두께를 갖는다. 전형적으로, 부분(52)은 개방 단계에서 냉각 단계까지 벽 부분(10)을 형성하기 위해 1㎜에서 1.5㎜까지 두께가 증가된다.
개방 단계 전에, 부분(52)에서 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16)이 만곡되고 평행하고, 냉각 단계 후에, 벽 부분(10)에서 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16)도 만곡되고 평행하다.
냉각 단계 후, 부분(52)의 제1 고체 스킨(14)의 길이는, 개방 단계 이전에 존재하는 제1 고체 스킨(14)과 비교하여, 0.5 내지 최대 3%의 스트레치 비율만큼 신장된다. 스트레치 비(stretch ratio)는 개방 전의 제1 고형 스킨의 길이를 기준으로 냉각 단계 후의 제1 고형 스킨(14)의 길이 증가분의 비율이다. 예를 들어 제1 고체 스킨의 길이가 100㎜의 초기 값에서 102.5㎜의 최종 값으로 증가하면 2.5%의 스트레치 비율을 나타낸다. 바람직하게는 스트레치 비율은 2 내지 3%, 보다 바람직하게는 2.25 내지 2.75%, 더욱 더 바람직하게는 2.4 내지 2.6%, 예를 들어 약 2.5%이다.
본 발명에 따르면, 고체 스킨(14)은 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16) 사이의 중앙 층(54)에서 용융된 플라스틱 조성물(40)의 팽창의 결과로서 신장되어, 제1 고체 스킨(14)과 제2 고체 스킨(16) 사이에 고체 매트릭스(9) 내에 중공 셀(11)을 포함하는 셀룰러 폼의 최종 응고된 코어 층(12)을 형성한다. 이 스트레칭은, 스트레칭이 측정 가능하지만 팽창된 셀룰러 폼 영역(6) 둘에 주위에서 작고 균일하게 되도록, 몰드(20)를 개방하기 전에 부분(52)의 두께를 매우 균일하게 하는 것과 연계되어 제어된다.
스트레칭 정도는, 스킨이 두꺼울수록 팽창하는 용융 플라스틱 조성물에 의해 스킨에 가해지는 팽창 압력의 결과로 스트레칭 되는 경향이 감소하기 때문에 예를 들어 몰드(20)를 개방하기 전에 제1 및 제2 고체 스킨(14, 16)의 두께를 제어하기 위해 그리고 용융된 플라스틱 조성물 내 발포제의 농도를 변화시켜 팽창하는 용융 플라스틱 조성물에 의해 스킨에 가해지는 팽창 압력을 조절하기 위해 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있는 다수의 파라미터에 의해 제어될 수 있다.
기본적으로, 본 발명자는 놀랍게도 팽창될 부분(들)의 형상 및 치수의 균일성을 제어하고, 용융된 플라스틱 조성물의 팽창의 결과로 스트레칭 되는 스킨(들)의 스트레칭 정도를 제어함으로써, 최종 물품 내에서 대응하는 벽 부분(들)은 매우 정확한 형상, 예를 들어 작은 두께 및 낮은 질량과 결합된 환형 단면의 매우 정확한 동심도를 나타낼 수 있다는 것을 알게 되었다. 벽 부분(들)은 또한 팽창 셀룰러 폼의 코어 층의 존재로 인해 높은 강도 및 단열 특성을 나타낼 수 있다.
대조적으로, WO-A-2017/134181호에서, 적어도 하나의 몰딩 표면 상의 물결 모양의 표면은 환형 사출된 프리폼을 개별적으로 팽창되는 일련의 호-형 구역으로 효과적으로 분할한다. 외부 고체 스킨의 물결 모양의 표면에는 "피크와 골"이 있으며, 팽창하는 동안 골(trough)이 원주 방향으로 "블로우 아웃"되어, 외부 스킨의 모양이 더 원형이 되도록 수정되지만 외부 고체 스킨의 길이는 증가하지 않았다. 몰드를 개방하기 전에 외부 스킨이 충분히 두껍고 및/또는 발포제의 농도가 충분히 낮아서, 개방할 때 외부 스킨을 늘리기에 충분한 분사 압력이 없기 때문에 길이가 증가되지 않는다. 그러나 물결 모양의 표면을 제공함으로써 최종 측벽은 균일한 원형이 아니지만, 최종 측벽에 직립 세로 리브를 형성한 결과 약간 물결 모양의 외부 표면을 가지며 최종 측벽이 지나치게 두꺼울 수 있다.
본 발명은 WO-A-2017/134181호에서 외부 스킨을 제어 가능하게 스트레칭하고 팽창될 부분의 일정하고 균일한 두께를 제어 가능하게 제공함으로써 이러한 문제를 해결한다. 팽창될 부분의 일정하고 균일한 두께는 균일한 팽창 압력이 각각의 벽 또는 벽 부분의 전체 영역에 가해지는 것을 보장한다. 일정하고 균일한 두께를 갖는 부분에 균일한 팽창 압력을 제공함으로써, 팽창도 일정하고 균일하게 되어, 최종 벽 또는 벽 부분이 매우 균일한 형상, 치수 및 구조를 갖도록 한다. 예를 들어, 도 1의 컵(2)에서 측벽의 외부 표면은 수평 단면에서 높은 정확도로 기하학적 원형이며 측벽은 매우 일정한 벽 두께를 갖는다.
이러한 개선의 결과, 벽에 강성과 단열을 제공하기 위해 필요한 셀룰러 폼 층 특성을 유지하면서도, 물품의 벽 두께 및 질량을 감소시킬 수 있다. 본 발명은 최종 물품이 제어된 형상 및 치수, 예를 들어 측벽에서 균일한 원형 단면을 갖도록 원주 주위에서 실질적으로 일정한 측벽 두께를 갖는 최종 물품, 및 WO-A-2017/134181호에 개시된 물품과 비교하여 개선된 특성을 갖는 벽 강도가 높고, 질량이 작은 중공 물품을 제공할 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 비팽창 영역(8)에 대해, 몰드(20)는 캐비티(32)의 좁은 영역(35)이 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(26, 28) 사이에 형성되도록 성형되고 치수가 정해진다. 주입 단계 동안, 및 선택적 패킹 단계 중에, 주입 압력, 선택적 패킹 압력은 캐비티(32)의 좁은 영역(35)에서 최소 압력 임계 값보다 높게 유지되어 물리적 발포제를 용융된 플라스틱 조성물(40)에 용해된 가스로서 유지하여 캐비티(32)의 좁은 영역(35)에서 실질적으로 어떠한 가스도 발생하지 않도록 한다. 개방 단계 전에, 물품(2) 내에 실질적으로 균질한 고체 상의 팽창되지 않은 플라스틱 조성물(37)을 포함하는 적어도 하나의 팽창되지 않은 영역(8)을 형성하도록, 캐비티(32)의 좁은 영역(35)에 있는 플라스틱 조성물(40)이 냉각되어 완전히 응고된다.
몰드 캐비티(32)의 이러한 좁은 영역(35)은 얇기 때문에 용융된 고분자 수지는 냉각 및 응고를 위해 주입 단계 및 선택적 패킹보다 짧은 비교적 짧은 시간이 필요하다. 또한, 이러한 좁은 영역(35)은 외부 냉각기에 의해 추가로 냉각되어 고분자 수지가 용융된 액상에서 고상으로 전이될 수 있다. 개방 단계 후, 고체 플라스틱 조성물은 발포에 의해 더 이상 팽창할 수 없고 팽창된 셀룰러 폼을 형성할 수 없다. 따라서, 비팽창 영역(8)은 육안으로 투명하게 보인다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 도 5는 본 발명의 제2 실시형태의 방법에 의해 형성된 식품 트레이(72)의 베이스(70)의 저면도이다. 베이스(70) 및 측벽(80)의 인접 부분(78a, 78b, 78c, 78d)은 복수의 팽창된 벽 부분(76a, 76b, 76c, 76d)의 4개의 상이한 규칙적인 어레이(74a, 74b, 74c, 74d)를 포함한다.
4개의 상이한 어레이(74a, 74b, 74c, 74d)가 공통 베이스(70) 및 측벽(80)에 도시되어 있으며, 주로 본 발명의 상이한 실시형태에 따른 각각의 어레이(74a, 74b, 74c, 74d)에 대한 상이한 구성을 예시한다.
그러나, 전형적으로 그러한 어레이(74a, 74b, 74c, 74d)만이 베이스(70) 및 측벽(80)에 존재하고, 예시된 어레이(74a, 74b, 74c, 74d) 중 하나가 베이스(70)의 실질적으로 전체 영역 및 측벽(80)의 각각의 인접한 부분(78a, 78b, 78c, 78d)의 적어도 중앙 영역에 걸쳐 연장된다.
예시된 실시형태에서, 어레이(74a, 74b, 74c, 74d)는 베이스(70) 및 측벽(80)에 존재한다. 그러나 다른 실시형태에서, 어레이(74a, 74b, 74c, 74d)는 환형 측벽(80) 및 일체형 베이스(70) 중 어느 하나 또는 이들 모두에 포함될 수 있다.
팽창된 벽 부분(76a, 76b, 76c, 76d) 각각은 하나 이상의 인접한 팽창된 벽 부분(76a, 76b, 76c, 76d)으로부터 플라스틱 조성물의 영역(82a, 82b, 82c, 82d)에 의해 이격되어 있다. 영역(82a, 82b, 82c, 82d)은 내부 및 외부 고체 스킨 사이에 팽창된 벽 부분(76a, 76b, 76c, 76d)보다 더 낮은 팽창을 갖는 팽창된 셀룰러 폼의 코어 층을 포함하거나 또는 전체 두께에 걸쳐 팽창되지 않은 플라스틱 조성물을 포함한다.
도 6은 개방 단계에서 팽창하기 전에 도 5의 식품 트레이의 베이스 또는 측벽을 형성하기 위한 영역의 부분(152)의 단면도이다. 도 6에 도시된 부분(152)은 몰드(120)를 개방하기 전에 몰드 파트(122, 124)에 의해 정의된 몰드 캐비티(132) 내에 있다. 부분(152)은 용융된 플라스틱 조성물(140)의 중앙 층(154)의 대향하는 측면들 위에 제1 외부 및 제2 내부 고체 스킨(114, 116)을 포함한다.
개방 단계 이전에, 부분(152)에서 제1 외부 및 제2 내부 고체 스킨(114, 116)은 평탄하고 평행하다. 인접한 부분(152) 사이에서, 플라스틱 조성물(140)은 완전히 응고되거나 용융된 플라스틱 조성물의 보다 얇은 중앙 층을 갖는 얇은 층(190)의 형태이다.
도 7은 개방 단계에서 팽창한 후, 도 6에 도시된 부분으로부터 형성된 식품 트레이(72)의 베이스(70) 영역의 벽부(110)의 단면도이다. 벽부(110)는 플라스틱 조성물로 구성된 팽창 셀룰러 폼의 코어 층(112)의 대향 측면에 제1 외부 및 제2 내부 고체 스킨(114, 116)을 포함한다. 개방 단계 후, 벽부(110)에서 제2 내부 고체 스킨(116)은 평면을 유지하지만, 제1 외부 고체 스킨(114)은 제2 내부 고체 스킨(116)과 평행하지 않고 만곡되도록 스트레칭 된다.
인접한 벽 부분(110) 사이에서 영역(82)에 얇은 층(190)이 남아 있거나 용융된 플라스틱 조성물의 더 얇은 중앙 층이 약간만 팽창되어 영역(82)이 일련의 앵커 포인트(115)로 기능함으로써, 과도하거나 제어되지 않은 제1 외부 고체 스킨(114)의 스트레칭을 방지한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태의 방법에 따라 인-몰드 라벨링(in-mould labelling)을 사용하여 중공 물품을 형성하기 위한 몰드의 단면도이다. 도 9는 도 8의 몰드에 의해 생성된 인-몰드 라벨을 갖는 중공 물품의 측면도이다. 다시, 일부 치수는 예시의 명확성을 위해 과장되어 있다.
도 8 및 9를 참조하면, 제1 및 제2 몰드 파트(222, 224)는 각각 물품(202)의 외부 및 내부 표면(278, 280)을 형성하는 외부 및 내부 몰드 파트(222, 224)이다. 이 방법은, 인젝터 노즐(221)로부터의 주입 단계 이전에, 캐비티(232)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 인-몰드 라벨(290)을 제공하는 단계를 더 포함함으로써 제1 실시형태와 관련하여 설명된 방법에 비해 수정된다. 인-몰드 라벨(290)은 제1 캐비티-형성 표면(246)에 인접하여 위치하고, 반경 방향으로 제2 캐비티-형성 표면(248) 바깥쪽에 위치한다. 인-몰드 라벨(290)은 일반적으로, 인-몰드 라벨(290)은 환형이고 캐비티(232)를 완전히 둘러싼다. 바람직하게는, 인-몰드 라벨(290)은 도 9에 도시된 바와 같이 이음매(298)에서 함께 결합되어 환형을 형성하는 대향 단부(294, 296)를 갖는 폴리머 층(292)의 길이부로 구성된다.
제3 실시형태에서, 주입 및 개방 단계는 제1 실시형태에서와 같이 수행된다. 그러나, 개방 단계 후에 인-몰드 라벨(290)은 그에 인접하여 형성된 제1 고체 스킨의 스트레칭을 제한한다. 인-몰드 라벨(290)은 팽창된 셀룰러 폼의 응고된 코어 층을 형성하기 위해 용융된 중앙 층의 팽창의 결과로서 그리고 제1의 외부 고체 스킨의 스트레칭의 결과로서 장력(tension)을 받게 된다.
인-몰드 라벨(290)의 기계적 특성 및 치수는 중공 물품(202)의 제1, 외부, 고체 스킨의 스트레칭 비율을 제어하도록 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 인-몰드 라벨(290)은 중공 물품(202)의 벽 부분(210)의 형상, 치수 및 특성을 제어하는 기능을 한다.
도 10은 본 발명의 제4 실시형태의 방법에 따라 중공 물품을 형성하기 위한, 제1 실시형태에서 사용된 제2 몰드 파트와 조합된, 몰드의 제3 몰드 파트의 부분적으로 가상 단면도인 측면도이다.
제4 실시형태에서, 주입 및 개방 단계는 제1 실시형태에서와 같이 수행된다. 제1 외부 고체 스킨(314)을 갖는 벽 부분(310)을 갖는 중간 성형 물품(302)은 제1 몰드 파트(미도시)가 제거된 후 제2 몰드 파트(324) 상에 있다. 그러나, 개방 단계 후 및 냉각 단계 전에, 성형 물품은 제3 몰드 파트(322)를 갖는 제2 몰드(320) 내에 배치된다. 제3 몰드 파트(322)는 몰딩 표면(324)을 갖는다. 제1 외부의 고체 스킨(314)이 몰딩 표면(324)과 접촉하게 배치된다.
따라서, 몰딩 표면(324)은 팽창된 셀룰러 폼의 고화된 코어 층을 형성하기 위해 중앙 층에서 용융된 플라스틱 조성물을 고화시키기 위해 개방 단계 이후 그러나 냉각 전에 이와 접촉하는 제1 외부 고체 스킨(314)의 스트레칭을 제한한다.
전형적으로, 배치 단계 동안, 몰딩 표면(324)은 용융된 플라스틱 조성물의 중앙 층의 두께를 감소시키기 위해 벽 부분(310)을 압박하고, 이에 의해 제1 고체 스킨(314)의 반경 방향 내측으로 셀룰러 폼의 코어 층의 두께를 감소시킨다. 결과적으로, 몰딩 표면(324)은 벽 부분(310)에서 제1, 외부, 고체 스킨(314)의 길이를 제어하고 선택적으로 수축을 제어하는 기능을 할 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 제3 몰드 파트(322)는 중공이고, 몰딩 표면(324)은 테이퍼진 표면(382)을 갖는 중공 캐비티(380)를 형성한다. 배치 단계 동안, 몰딩 표면(324)은 제1 외부의 고체 스킨(314)에 대해 점진적으로 압박된다. 이로 인해 위에서 설명한 대로 압축이 발생한다.
일반적으로, 제3 몰드 파트(322)는, 제1 고체 스킨(314)이 제3 몰드 파트(322)와 접촉할 때 냉각되도록 제거된 제1 몰드 파트보다 낮은 온도에 있다. 제3 몰드 파트(322)는 냉각 시스템에 의해 예를 들어 이를 통과하는 냉각 유체의 흐름에 의해 냉각되어, 제3 몰드 파트(322)를 중공 물품(302)을 배치하는 중에 중공 물품(302) 위에 제3 몰드 파트(322)와 접촉하도록 지지되는 제2 몰드 파트(324)보다 낮은 온도로 유지될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 이 방법은 냉각 단계에서 제1 고체 스킨과 제2 고체 스킨 사이에서 용융된 플라스틱 조성물을 고화시키기 전에, 제1 고체 스킨에 대해 엠보싱 도구를 눌러 제1 고체 스킨을 팽창 셀룰러 폼에 대해 안쪽으로 스트레칭 시켜 제1 고체 스킨 내에 안쪽으로 향하는 이미지를 각인시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제3 몰드 파트(322)가 제1 고체 스킨(314)에 대해 가압되는 실시형태에서, 제3 몰드 파트(322)는 엠보싱 툴로서 기능할 수 있다. 엠보싱 이미지는 패턴, 로고, 이름 등이 될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 방법의 다른 실시형태에서 상이한 각각의 단계에서 사출 성형된 부분의 벽의 개략적인 측단면도이다. 도 11a는 몰드를 개방하기 전의 제1 고체 스킨의 형상과 구조를 보여주고, 도 11b는 몰드를 개방하고 팽창된 셀룰러 폼을 냉각시킨 후 제1 고체 스킨의 형상과 구조를 보여준다.
주입 단계(c) 후 그러나 개방 단계(d) 전에, 중간 물품(404)의 복수의 벽 부분(402)의 규칙적인 어레이(400)가 형성된다. 벽 부분(402) 각각은 대향하는 제1 및 제2 고체 스킨(408, 410) 사이에 용융된 플라스틱 조성물의 중앙 층(406)을 포함한다. 제1 고체 스킨(408)의 3차원 형상 부분(412)은 제1 캐비티-형성 표면(416)에 의해 형성된 바깥쪽으로 연장하는 볼록한 표면(414) 및 제2 캐비티-형성 표면(420)에 의해 형성된 제2 고체 스킨(410)의 실질적으로 매끈한 부분(418)을 형성한다.
개방 단계(d) 이전에, 규칙적인 어레이(400)의 각 벽 부분(402)은 중앙 볼록한 피크(422)를 포함한다. 또한, 개방 단계(d) 이전에, 벽 부분(402)의 외측으로 연장되는 볼록 표면(414)은, 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(416, 420) 사이에서 연장하며 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(416, 420)과 접촉하는 플라스틱 조성물의 고체 층(426)인 플라스틱 조성물의 영역(424)에 의해 벽 부분(402)의 인접하는 외측으로 연장하는 볼록 표면(414)으로부터 이격된다.
도 12는 몰드를 개방하고 팽창된 셀룰러 폼을 냉각시킨 후 제1 고체 스킨(408)의 형상 및 구조를 보여주는 도 11의 사출 성형된 부분으로부터 형성된 물품의 벽(430)의 개략적인 사시도이다.
개방 단계(d) 동안, 복수의 벽 부분(402)의 규칙적인 어레이(400)의 각 벽 부분(402)은 팽창하여 제1 고체 스킨(408)을 스트레칭 시키고, 이에 의해 냉각 단계(e) 후에 각 벽 부분(402)으로부터 형성되는 복수의 각 벽 부분(434)의 규칙적인 어레이(432)가 형성된다. 복수의 벽 부분(434)의 규칙적인 어레이(432)는 실질적으로 피라미드형, 원추형 또는 부분-구형 볼록 벽 부분(434)의 어레이를 포함한다. 볼록 벽 부분(434) 각각은 볼록 벽 부분(434)의 볼록 표면(442)을 획정하는 3차원 형상의 제1 고체 스킨 파트(438) 및 실질적으로 매끈한 제2 고체 스킨 파트(444)를 로 구성된, 대향하는 스킨 층(438, 440) 사이에 팽창된 셀룰러 폼의 코어 층(436)을 포함한다. 볼록한 벽 파트(434)는 팽창되지 않은 플라스틱 조성물의 영역(446)에 의해 인접하는 볼록한 벽 파트(434)로부터 이격되어 있다. 이 실시형태에서, 팽창되지 않은 영역(446)의 평면도는 일반적으로 원 형태의 개별 지점을 포함하지만, 다른 실시형태에서는, 팽창되지 않은 영역(446)이 다른 형상 및 치수를 가질 수 있고 복수의 팽창되지 않은 영역(446)은 상호 연결될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제6 실시형태의 방법에 따라 중공 물품을 형성하기 위한 몰드의 단면도이다. 도 14는 도 13의 몰드에 의해 제조된 중공 물품의 단면도이다. 중공 물품은 상부 개방 단부(552) 및 하부 폐쇄 단부(554) 및 측벽(556)을 포함하는, 도 14에 도시된 최종적으로 팽창되고 몰딩된 물품(550) 형태의 컵이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 주입 단계(c) 후 및 개방 단계(d) 전에, 플라스틱 조성물(500)은 캐비티(504) 내에 성형된 중간 물품(502)을 형성한다. 개방 단계(d)의 초기 단계에서, 도 13에서 화살표로 도시된 바와 같이, 제1 몰드 파트(506)가 제거되어 제1 고체 스킨(508)이 더 이상 제1 캐비티-형성 표면(510)과 접촉하지 않는다. 제1 몰드 파트(506)의 초기 제거는 중간 물품(502)의 제1 단부 부분(512)을 노출시키는 반면, 중간 물품(502)의 반대편 제2 단부 부분(514)은 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(510, 516)과 접촉한 상태를 유지한다. 이어서, 제1 몰드 파트(506)가 전체적으로 제거되어, 이전 실시형태에 대해 위에서 설명된 바와 같이 제1 단부 부분(512)으로부터 반대쪽 제2 단부 부분(514)까지 연장하는 제1 고체 스킨(508)이 완전히 노출된다.
초기 단계의 시작 후, 중간 물품(502)의 제1 단부 부분(512)에서 제1 고체 스킨(508)이 노출되고, 따라서 전체 개방 단계(d) 동안 중간 물품(502)의 제1 단부 부분(512)에서 제1 고체 스킨(508)이 중간 물품(502)의 제2 단부 부분(514)에서 제1 고체 스킨(508)보다 더 긴 시간 동안 노출된다. 또한, 제1 단부 부분(512)의 플라스틱 조성물은 제2 단부 부분(514)보다 더 뜨거운데, 이는 제1 단부 부분(512)의 플라스틱 조성물은 제1 단부 부분(512)이 제2 단부 부분(514)보다 먼저 노출된 결과로서 제2 단부 부분(514)의 플라스틱 조성물보다 더 짧은 기간 동안 상대적으로 더 차가운 제1 몰드 부분(506)과 접촉하기 때문이다.
따라서, 냉각 단계(e) 후에, 도 14에 도시된 최종 팽창 및 성형된 물품(550)의 제1 단부 부분(512)에서 제1 고체 스킨(508)의 길이는, 최종 팽창 및 성형된 물품(550)의 제2 단부 부분(514)에서 제1 고체 스킨(508)의 길이보다 더 큰 스트레칭 비율만큼 스트레칭 된다. 이는 냉각 전에 제1 단부 부분(512)에 대해 스트레칭을 달성하는 시간이 제2 단부 부분(514)보다 더 길기 때문이다.
중간 물품(502)의 제1 단부 부분(512)은 중간 물품(512)의 제2 단부 부분(514)보다 더 작은 벽 두께를 갖도록 사출 성형되는데, 이러한 두께의 차이는 도 13에서 매우 과장되어 있다. 일반적으로, 중간 물품(502)의 벽 두께는 중간 물품(502)의 제1 단부 부분(512)으로부터 중간 물품(502)의 제2 단부 부분(514) 방향으로 두께가 증가함에 따라 점진적으로 테이퍼진다. 이러한 두께의 차이는 중간 물품(502)의 제2 단부 부분(514)과 비교하여 중간 물품(502)의 제1 단부 부분(512)에서 제1 고체 스킨(508)의 길이에 대한 더 큰 스트레칭 비율을 적어도 부분적으로 보상한다. 일반적으로, 중간 물품(502)의 제1 단부 부분(512)의 벽 두께는 중간 물품(502)의 제2 단부 부분(514)의 벽 두께보다 5% 내지 15% 작다. 중간 물품(502)의 상부 단부에서 이러한 벽 두께의 감소는 최종 물품의 상부 단부에서 과도한 스킨 스트레칭을 감소시킨다. 예를 들어, 측벽이 있는 일반적인 용기의 경우, 예를 들어 높이가 135㎜이고, 용기의 길이방향 축에 대해 6도 각도로 기울어져 있고, 제2 단부 부분(514)의 두께가 0.7㎜인 경우, 제1 단부 부분(512)의 두께는 제2 단부 부분보다 약 0.05㎜ 얇아 용기의 상단에서 과도하게 스트레칭 되는 것을 방지할 수 있다.
중간 물품(502)의 제1 및 제2 단부 부분(512, 514)은 도 14에 도시된 최종 팽창 및 성형 물품(550)의 각각의 제1 및 제2 벽 부분(520, 522)을 형성한다. 제1 및 제2 벽 부분(520, 522)은 일반적으로 각 벽 부분(520, 522)의 공칭 두께를 기준으로 +/- 0.5%의 허용 오차 이내의 두께를 갖는다.
본 발명의 이 실시형태에서, 제1 몰드 파트(506)의 초기 제거는 중간 물품(502)의 제1 단부 부분(512)을 일반적으로 대기에 노출시킨다. 이러한 노출은 중앙 층에서 용융된 플라스틱 조성물의 팽창의 결과로서 제1 단부 부분(512)의 제1 고체 스킨이 신장되게 한다. 반면, 중간 물품(502)의 반대쪽 제2 단부 부분(514)은 제1 및 제2 캐비티-형성 표면(510, 516)과 접촉 상태를 유지하고, 따라서 초기 단계에서 팽창하거나 신장될 수 없다. 제1 몰드 파트(506)의 전체 제거 후, 유한 시간이 소요되는 반대편 제2 단부 부분(514)이 노출된 후, 제2 단부 부분(514)에서 제1 고체 스킨(508)이 이어서 스트레칭 될 수 있다. 제1 단부 부분(512)의 제1 고체 스킨(508)은 제2 단부 부분(514)보다 신장되는 데 더 긴 시간을 갖기 때문에, 최종 팽창 및 성형 물품(550)에서 실질적으로 일정한 벽 두께를 유지하는 것이 바람직하다면, 제1 단부 부분(512)은 제2 단부 부분(514)에 비해 제1 단부 부분(512)에서 증가된 스트레칭 시간과 관련된 증가된 스트레칭 비율을 보상하기 위해 제2 단부 부분(514)에서보다 작게 만들어진다, 이는, 중공 물품의 하부 폐쇄 단부(554)와 비교하여 중공 물품의 상부 개방 단부(552)에서 더 높은 스킨 스트레치 비율이 있음에도 불구하고 형성될 일정한 벽 두께를 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 예시된 실시형태에서, 환형 측벽은 길이 방향 단면에서 선형이고, 이에 따라 환형 측벽은 절두-원추형(frusto-conical) 또는 절두-피라미드형(frusto-pyramid)일 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 환형 측벽은 베이스로부터 멀리 떨어진 상부 환형 단부 및 베이스에 인접한 하부 환형 단부를 갖고, 상부 단부는 하부 단부보다 큰 원주를 갖고, 측벽은 길이 방향 단면에서 만곡되어 있다. 예를 들어 물품은 큰 직경의 개구를 갖는 사발의 형태일 수 있다. 이러한 실시형태에서, 외부 제1 고체 스킨의 스트레칭 비는 하부 환형 단부에서보다 상부 환형 단부에서 더 큰데, 이는 팽창된 셀룰러 폼 코어 층의 형성 동안 외부 제1 고체 스킨의 증가된 스트레칭을 야기하는 상당히 더 큰 원주의 결과이다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 물품은 컵, 머그, 병, 대야, 사발, 트레이, 액상 식품을 담을 수 있는 컨테이너 또는 용기 예컨대 커피 컵 또는 식품 트레이일 수 있다. 용기는 내열성이 있으며, 전자레인지에서 음료나 음식을 데우기에 적합할 수 있다. 물품은 일회용이거나 재사용할 수 있으며, 어느 경우든 물품이 단일 중합체, 예를 들어 폴리프로필렌으로 구성되기 때문에 재활용할 수 있다.
예시된 실시형태에 대한 다양한 수정은 당업자에게 명백할 것이며, 이들은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (43)

  1. 물품을 성형하는 방법으로,
    (a) 각각이 제1 및 제2 캐비티-형성 표면을 갖는 제1 몰드 파트 및 제2 몰드 파트를 구비하는 몰드를 제공하는 단계;
    (b) 몰드를 폐쇄하여 제1 및 제2 캐비티-형성 표면 사이에 캐비티를 정의하는 단계;
    (c) 중합체 및 물리적 발포제를 포함하는 용융된 플라스틱 조성물을 캐비티 내로 주입하는 단계로, 상기 물리적 발포제는 중합체에 용해된 기체이고, 용융된 플라스틱 조성물은 주입 압력에서 주입되고, 주입하는 동안 또는 주입한 후에, 제1 및 제2 캐비티-형성 표면과 접촉하고 있는 주입된 플라스틱 조성물이 냉각되어 제1 및 제2 캐비티-형성 표면에 각각 인접하고 접촉하는 제1 및 제2 고체 스킨을 형성하고, 이에 의해 적어도 하나에서 캐비티의 영역에는 제1 및 제2 고체 스킨 사이에 플라스틱 조성물의 적어도 일부가 용융된 상태로 유지되는 플라스틱 조성물의 적어도 하나의 부분이 각각 위치하며, 각각의 부분의 두께는 각 부분의 공칭 두께를 기준으로 +/- 0.5%의 공차 내에서 일정한, 용융된 플라스틱 조성물을 캐비티 내로 주입하는 단계;
    (d) 제1 고체 스킨과 제2 고체 스킨 사이의 용융된 플라스틱 조성물이 적어도 한 부분에서 응고되기 전에 몰드를 개방하는 단계로, 이러한 몰드의 개방에 의해 각 부분의 용융된 플라스틱 조성물을 주입 압력보다 낮은 외부 압력에 노출시켜 각각의 부분의 제1 고체 스킨과 제2 고체 스킨 사이의 용융 플라스틱 조성물이 각각의 부분에서 제1 고체 스킨 아래의 용융 플라스틱 조성물이 제1 고체 스킨으로부터 멀어지는 방향으로 바깥쪽으로 팽창함으로써 발포에 의해 팽창하여 팽창된 셀룰러 폼을 형성하고, 개방 단계는 제1 고체 스킨이 더 이상 제1 캐비티-형성 표면과 접촉하지 않도록 제1 몰드 파트를 제거하는 단계를 포함하는, 몰드 개방 단계; 및
    (e) 각 부분의 제1 고체 스킨과 제2 고체 스킨 사이의 용융된 플라스틱 조성물을 응고시키고, 물품 내에 제1 및 제2 고체 스킨 사이에 셀룰러 폼의 코어 층을 포함하는 적어도 하나의 제1 벽 부분을 형성하도록, 팽창된 셀룰러 폼을 냉각하는 단계를 포함하는 물품 성형 방법에 있어서,
    냉각 단계(e) 후, 각 부분의 제1 고체 스킨의 길이는 개방 단계(d) 이전에 존재하는 제1 고체 스킨과 비교하여 0.5 내지 최대 3%의 스트레칭 비만큼 스트레칭 되되, 여기서 스트레칭 비는 개방 단계(d) 전의 제1 고형 스킨의 길이를 기준으로 냉각 단계(e) 후의 제1 고형 스킨의 길이의 증가 비율인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  2. 제1항에 있어서, 각 부분의 두께는 각 부분의 공칭 두께를 기초로 +/- 0.2%의 공차 내에서 일정한 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  3. 제2항에 있어서, 냉각 단계(e) 후에, 각 부분의 제1 고체 스킨의 길이는, 개방 단계(d) 이전에 존재하는 제1 고체 스킨과 비교하여 2 내지 3%, 선택적으로 2.25 내지 2.75%, 더 선택적으로 2.4 내지 2.6%, 좀 더 선택적으로 약 2.5%의 스트레칭 비만큼 스트레칭 되는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 개방 단계(d) 전에, 적어도 하나의 부분의 두께는 0.5㎜보다 크고 최대 1㎜인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 단계(e) 후에, 적어도 하나의 벽 부분의 두께는 1 내지 2㎜인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 개방 단계(d)부터 냉각 단계(e)까지, 적어도 하나의 제1 부분의 두께가 1 내지 1.5㎜ 증가하여 적어도 하나의 벽 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 물품은 중공 용기이고, 제1 및 제2 파트는 각각 제1 및 제2 환형 캐비티-형성 표면을 구비하며, 단계(b)에서 캐비티는 제1 및 제2 환형 캐비티-형성 표면 사이의 환형 캐비티인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  8. 제7항에 있어서, 제1 및 제2 몰드 파트는 각각 중공 용기의 외부 및 내부 표면을 형성하는 외부 및 내부 몰드 파트인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 중공 용기는 환형 측벽을 구비하고, 벽 부분은 환형 측벽 내에 포함되고, 연속적이며 환형인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  10. 제9항에 있어서, 개방 단계(d) 전에, 적어도 하나의 부분에서, 제1 및 제2 고체 스킨은 만곡되고 평행한 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  11. 제10항에 있어서, 냉각 단계(e) 후에, 적어도 하나의 벽 부분에서, 제1 및 제2 고체 스킨은 만곡되고 평행한 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 물품은 환형 측벽 및 통합된 베이스를 구비하는 중공 용기이고, 환형 측벽 및 베이스 중 적어도 하나 또는 환형 측벽과 베이스 모두의 적어도 하나의 영역은 각각 적어도 하나의 벽 부분에 포함되는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  13. 제12항에 있어서, 복수의 벽 부분의 규칙적인 어레이가 환형 측벽 및 통합된 베이스 중 적어도 하나 또는 환형 측벽과 베이스 모두에 포함되고, 각각의 벽 부분은 벽 부분보다 팽창이 작은 팽창 셀룰러 폼의 코어 층을 포함하는 플라스틱 조성물의 영역에 의해 또는 팽창되지 않은 플라스틱 조성물의 영역에 의해 하나 이상의 이웃하는 벽 부분으로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 개방 단계(d) 전에, 적어도 하나의 부분에서 제1 및 제2 고체 스킨이 평탄하고 평행한 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  15. 제14항에 있어서, 냉각 단계(e) 후에, 적어도 하나의 벽 부분에서 제1 고체 스킨은 만곡되고, 제2 고체 스킨은 평탄한 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  16. 제13항에 있어서, 개방 단계(d) 전에, 적어도 하나의 부분은 복수의 부분들의 규칙적인 어레이를 포함하고, 각각의 부분들은 제1 캐비티-형성 표면에 의해 형성된 외측으로 연장하는 볼록한 표면을 획정하는 제1 고체 스킨의 3차원 형상의 파트 및 제2 캐비티-형성 표면에 의해 형성된 제2 고체 스킨의 실질적으로 매끈한 파트로 구성된 대향하는 제1 및 제2 고체 스킨 사이에 용융된 플라스틱 조성물의 중앙 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  17. 제16항에 있어서, 개방 단계(d) 전에, 복수의 부분들의 규칙적인 어레이의 각 부분은 중앙의 볼록한 피크를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 개방 단계(d) 전에, 외측으로 연장하는 부분들의 볼록한 표면은, 제1 및 제2 캐비티-형성 표면 사이에서 연장하며 제1 및 제2 캐비티-형성 표면과 접촉하는 플라스틱 조성물의 고형 층인 플라스틱 조성물의 영역에 의해 이웃하는 외측으로 연장하는 부분들의 볼록한 표면과 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 개방 단계(d) 중에, 복수의 부분들의 규칙적인 어레이의 각 부분이 팽창하여 제1 고체 스킨을 스트레칭 시키고, 이에 의해 냉각 단계(e) 후에, 복수의 벽 부분의 규칙적인 어레이가 형성되며, 각 벽 부분은 각 부분으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  20. 제19항에 있어서, 복수의 벽 부분의 규칙적인 어레이는 일련의 실질적으로 피라미드, 원추형 또는 일부-구형 볼록한 벽 부분을 포함하고, 볼록한 벽 부분 각각은 볼록한 벽 부분의 볼록한 표면을 획정하는 3차원 형상의 제1 고체 스킨 파트 및 실질적으로 매끈한 제2 고체 스킨 파트로 구성된 대향하는 스킨 층들 사이에 팽창된 셀룰러 폼의 코어 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  21. 제20항에 있어서, 볼록한 벽 부분은 팽창되지 않은 플라스틱 조성물의 영역에 의해 이웃하는 볼록한 벽 부분으로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  22. 제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 환형 측벽은 베이스로부터 멀리 떨어져 있는 상부 환형 단부와 베이스에 인접한 하부 환형 단부를 구비하고, 상기 상부 단부의 원주는 하부 단부의 원주보다 크고, 측벽은 길이 방향 단면에서 만곡되어 있고, 상부 환형 단부에서의 스트레칭 비가 하부 환형 단부에서의 스트레칭 비보다 큰 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 단계(c) 후에 그리고 개방 단계(d) 전에, 플라스틱 조성물은 캐비티 내에 몰딩된 중간 물품을 형성하고, 개방 단계(d)의 초기 단계에서, 제1 고체 스킨이 제1 캐비티-형성 표면과 더 이상 접촉하지 않도록 제1 몰드 파트를 제거하여 중간 물품의 제1 단부 부분을 노출시키는 반면, 중간 물품의 반대편 제2 단부 부분은 제1 및 제2 캐비티-형성 표면과 계속하여 접촉하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  24. 제23항에 있어서, 초기 단계가 시작된 후, 중간 물품의 제1 단부 부분의 제1 고체 스킨이 중간 물품의 제2 단부 부분의 제1 고체 스킨보다 더 긴 시간 동안 노출되고, 이에 의해 냉각 단계(e) 후에, 최종 팽창되고 몰딩된 물품의 제1 단부 부분의 제1 고체 스킨의 길이가 최종 팽창되고 몰딩된 물품의 제2 단부 부분의 제1 고체 스킨의 길이보다 더 큰 스트레칭 비로 스트레칭 되는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  25. 제24항에 있어서, 중간 물품의 제1 단부 부분의 벽 두께는 중간 물품의 제2 단부 부분의 벽 두께보다 작아서 중간 물품의 제2 단부 부분에 비해 중간 물품의 제1 단부 부분의 제1 고체 스킨의 길이에 대한 더 큰 스트레칭 비를 적어도 부분적으로 보상하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  26. 제25항에 있어서, 중간 물품의 제1 단부 부분의 벽 두께는 중간 물품의 제2 단부 부분의 벽 두께보다 5 내지 15% 작은 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 중간 물품의 제1 및 제2 단부 부분은 각각 최종 팽창되고 몰딩된 물품의 제1 및 제2 벽 부분을 형성하고, 제1 및 제2 벽 부분은 각 벽 부분의 공칭 두께를 기초로 +/- 0.5%의 공차 내에서 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 물품의 벽 두께는 중간 물품의 제1 단부 부분으로부터 제2 단부 부분을 향하는 방향으로 두께가 증가하게 점진적으로 테이퍼진 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 발포제가 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 단계(c) 중에, 주입 압력이 적어도 150 바인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 단계(c) 말기에, 캐비티 내의 플라스틱 조성물에 적어도 150 바의 패킹 압력이 가해지는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 개방 단계(d) 중에, 제1 고체 스킨이 대기에 노출되고, 외부 압력은 대기압인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 몰드 파트는 각각 물품의 외부 및 내부 표면을 형성하는 외부 및 내부 몰드 파트이고, 주입 단계(b) 전에, 캐비티를 적어도 부분적으로 둘러싸는, 제1 캐비티-형성 표면에 인접하여 위치하는 인-몰드 라벨을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 개방 단계(d) 후에, 인-몰드 라벨은 서로 이웃하게 형성된 제1 고체 스킨의 스트레칭을 제한하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  35. 제34항에 있어서, 인-몰드 라벨은 환형이고, 전체적으로 캐비티를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  36. 제35항에 있어서, 인-몰드 라벨은 이음매에서 서로 접합되는 대향하는 단부들을 구비하는 중합체 층의 길이부로 구성되어 환형 모양을 형성하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 개방 단계(d)와 냉각 단계(e) 사이에, 몰딩된 물품을 제3 몰드 파트를 갖는 제2 몰드 내에 위치시키는 단계를 추가로 포함하되, 상기 제3 몰드 파트는 성형 표면을 구비하고, 제1 고체 스킨은 성형 표면과 접촉하고 있고, 개방 단계(d) 후에, 성형 표면은 접촉하고 있는 제1 고체 스킨의 스트레칭을 제한하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  38. 제37항에 있어서, 위치시키는 단계 중에, 성형 표면이 적어도 하나의 벽 부분을 압박하여, 제1 및 제2 고체 스킨 사이의 셀룰러 폼의 코어 층의 두께를 감소시키고, 적어도 하나의 벽 부분 내의 제1 고체 스킨의 길이를 수축시키는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  39. 제37항 또는 제38항에 있어서, 제3 몰드 파트는 중공이고, 성형 표면은 표면이 테이퍼진 중공 캐비티를 획정하고, 위치시키는 단계 중에, 성형 표면은 제1 고체 스킨에 대해 점진적으로 압박되는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  40. 제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 몰드 파트는 제1 몰드 파트보다 저온에 있어서, 제3 몰드 파트와 접촉할 때 제1 고체 스킨이 냉각되는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  41. 제1항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 몰드 파트가 제2 몰드 파트보다 저온에 있는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  42. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 단계(e)에서 제1 및 제2 고체 스킨 사이에서 발포된 용융된 플라스틱 조성물을 응고시키기 전에, 팽창된 셀룰러 폼에 대해 안쪽으로 제1 고체 스킨을 스트레칭 시킴으로써 제1 고체 스킨 내로 안쪽으로 향하는 이미지를 압인하기 위해 제1 고체 스킨에 대해 엠보싱 툴을 프레싱 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
  43. 제1항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 물품이 컵, 머그, 병, 대야,　 사발, 트레이, 액상 식품을 담을 수 있는 컨테이너 또는 용기인 것을 특징으로 하는 물품 성형 방법.
KR1020227028803A 2020-03-03 2021-03-02 물품 성형 방법 KR20220149665A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2003070.6 2020-03-03
GB2003070.6A GB2592616B (en) 2020-03-03 2020-03-03 Method of forming an article
PCT/EP2021/055105 WO2021175808A1 (en) 2020-03-03 2021-03-02 Method of forming an article

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220149665A true KR20220149665A (ko) 2022-11-08

Family

ID=70278684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227028803A KR20220149665A (ko) 2020-03-03 2021-03-02 물품 성형 방법

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20230072051A1 (ko)
EP (1) EP4087717B1 (ko)
JP (1) JP2023516718A (ko)
KR (1) KR20220149665A (ko)
CN (1) CN115210056A (ko)
AR (1) AR121505A1 (ko)
AU (1) AU2021231517A1 (ko)
BR (1) BR112022016658A2 (ko)
CA (1) CA3167780A1 (ko)
GB (1) GB2592616B (ko)
MX (1) MX2022010653A (ko)
TW (1) TW202142380A (ko)
UY (1) UY39112A (ko)
WO (1) WO2021175808A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2614925B (en) 2022-01-25 2024-07-31 Bockatech Ltd Moulded polymer article and manufacture thereof

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3126139A (en) * 1964-03-24 Partially insulated plastic container
JPS61162328A (ja) * 1985-01-11 1986-07-23 Toyota Motor Corp 一体発泡における表皮成形法
US5328651A (en) * 1993-03-05 1994-07-12 Davidson Textron Inc. Method for manufacturing an automobile trim component by blow molding and injection molding
DE4342729C2 (de) * 1993-12-15 1995-10-26 Moeller Werke Gmbh Verfahren zum Herstellen von Kunststofformteilen mit Kaschierung aus Dekormaterial
JP3920373B2 (ja) * 1996-02-02 2007-05-30 株式会社ユポ・コーポレーション インモールド成形用ラベル
ES2193404T3 (es) * 1996-10-17 2003-11-01 Coraltech Ltd Metodo de moldeo por inyeccion de un articulo espumado.
EP0995568A1 (en) * 1998-10-21 2000-04-26 Recticel Method for manufacturing a multilayered moulded synthetic part and thus obtained part
JP4456722B2 (ja) * 2000-04-28 2010-04-28 住友化学株式会社 熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法
EP1287961B1 (de) * 2001-09-04 2010-03-24 Herbert Olbrich GmbH & Co. KG Verfahren zum Herstellen von mehrlagigen Verkleidungsteilen
US6599452B1 (en) * 2002-06-17 2003-07-29 Bevona, Inc. Method for manufacturing simulated architectural forms
JP4257826B2 (ja) * 2002-09-30 2009-04-22 株式会社ジェイエスピー ポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法
US20040256878A1 (en) * 2003-06-20 2004-12-23 Jsp Licenses, Inc. Fragmentation-resistant instrument panel and method of making same
US20050194713A1 (en) * 2003-12-29 2005-09-08 John Erickson Method of making a molded article
FR2898294A1 (fr) * 2006-03-08 2007-09-14 Eaux Minerales D Evian Saeme S Dispositif d'injection/soufflage pour la fabrication d'un corps creux et procede
JP2010516501A (ja) * 2007-01-17 2010-05-20 マイクログリーン ポリマーズ インク． 多層発泡高分子体及び関連方法
US20100132109A1 (en) * 2008-12-01 2010-06-03 Kyung-Jun Kim Bathtub with cushion and preparation method thereof
KR101043908B1 (ko) * 2009-04-22 2011-06-29 이종관 탄성을 갖는 욕조의 제조방법 및 탄성을 갖는 욕조
AU2013298237B2 (en) * 2012-08-02 2017-11-02 Gary Wayne FERGUSON Moulded plastic articles with contact between two dissimilar plastics
DE102012222000A1 (de) * 2012-11-30 2014-06-05 Hp Pelzer Holding Gmbh Herstellung wenigstens zweilagiger Bauteile
EP3372379B1 (en) * 2015-11-06 2021-03-31 Bando Chemical Industries, Ltd. Molded-foam production process and molded foam
GB2548322B (en) * 2016-02-03 2018-05-09 Bockatech Ltd Method of forming an article
DE102016204775A1 (de) * 2016-03-23 2017-09-28 Sandvik Tps Zweigniederlassung Der Sandvik Materials Technology Deutschland Gmbh Strukturkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
US11524430B2 (en) * 2017-11-29 2022-12-13 Kyoraku Co., Ltd. Structure, and method for manufacturing same
EP3738741A4 (en) * 2018-01-12 2021-09-29 Bando Chemical Industries, Ltd. FOAM MOLDED ARTICLE AND FOAM MOLDED ARTICLE PRODUCTION METHOD
GB2576885B (en) * 2018-09-04 2020-09-16 Bockatech Ltd Method of forming an article

Also Published As

Publication number Publication date
GB202003070D0 (en) 2020-04-15
JP2023516718A (ja) 2023-04-20
WO2021175808A1 (en) 2021-09-10
UY39112A (es) 2021-09-30
EP4087717A1 (en) 2022-11-16
BR112022016658A2 (pt) 2022-10-11
GB2592616B (en) 2023-07-19
TW202142380A (zh) 2021-11-16
MX2022010653A (es) 2022-09-23
AR121505A1 (es) 2022-06-08
EP4087717B1 (en) 2024-10-09
GB2592616A (en) 2021-09-08
US20230072051A1 (en) 2023-03-09
CN115210056A (zh) 2022-10-18
CA3167780A1 (en) 2021-09-10
AU2021231517A1 (en) 2022-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11691319B2 (en) Method of forming an article
TWI778108B (zh) 中空塑膠製品
EP3843968B1 (en) Method of forming an article
US20230227199A1 (en) Tray and Manufacture Thereof
KR20220149665A (ko) 물품 성형 방법
AU2019336308B2 (en) Method of forming an article