KR20220153137A - 재활용 소재를 이용한 이중용기 제조방법 및 이중용기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내용물에 대한 화학 반응을 일으키지 않으면서도 자원의 재활용, 재사용율을 높이고, 또 용기의 수거에 따른 분리가 불 필요하고, 그로 인한 인건비나 인력의 최소화가 가능할 뿐 아니라 이중용기의 성형 방법을 새롭게 개선하여 외부용기에 대한 내부용기의 원활한 수축 작용을 통해 내부용기에 수용된 내용물의 안정된 배출 작용이 가능하도록 한 재활용소재를 이용한 이중용기 제조방법 및 이중용기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, (a)저장공간부(12) 및 주입구(24)를 갖는 내부용기(10)를 구성하는 1차 프리폼(P1)을 성형하는 단계와; (b)커버부(24), 결합부(24) 및 에어 홀(26)을 갖는 외부용기(20)를 구성하는 2차 프리폼(P2)을 성형하는 단계와; (c)상기 1차 및 2차 프리폼을 하나의 이중 프리폼(P3)으로 결합 형성하는 단계와; (d)블로워 몰드(M)의 성형공간(M1) 내부에 에어홀(26)이 외부로 노출되는 상태로 이중 프리폼(P3)을 넣고 형합하는 단계와; (e)블로워 몰드의 성형공간에 넣어진 이중 프리폼의 내부로 열을 가하여 리 히팅하는 단계와; (f)리 히팅이 완료된 이중 프리폼의 내부로 압력을 가하여 블로워 몰드(M)의 성형공간(M1) 범위 내에서 1차 및 2차 프리폼의 저장공간부(12) 및 커버부(24)를 블로워 성형하는 단계와; (g)블로워 몰드(M)의 성형공간 범위 내에서 성형이 완료되어진 이중 프리폼(P3)의 내부로 감압을 걸어 2차 프리폼(P2)의 커버부(22)에 대해 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)가 서로 분리 이격되도록 수축시키는 단계와; (h)2차 프리폼(P2)의 커버부(22)에 대하여 분리 이격된 상태에 있는 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)에 대해 다시 압력을 가하여 원래 형태대로 복귀시킴과 동시에 수축 과정에서 1차 프리폼의 저장공간부가 파손되거나 훼손되었는지에 대한 누압을 확인하는 단계와; (i)성형이 완료된 이중용기(1)를 블로워 몰드(M)를 형개하여 최종적으로 분리해내는 단계; 를 포함하여 제조되고, 또 상기와 같은 제조방법에 의해 제조되는 이중용기를 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명은, (a)저장공간부(12) 및 주입구(24)를 갖는 내부용기(10)를 구성하는 1차 프리폼(P1)을 성형하는 단계와; (b)커버부(24), 결합부(24) 및 에어 홀(26)을 갖는 외부용기(20)를 구성하는 2차 프리폼(P2)을 성형하는 단계와; (c)상기 1차 및 2차 프리폼을 하나의 이중 프리폼(P3)으로 결합 형성하는 단계와; (d)블로워 몰드(M)의 성형공간(M1) 내부에 에어홀(26)이 외부로 노출되는 상태로 이중 프리폼(P3)을 넣고 형합하는 단계와; (e)블로워 몰드의 성형공간에 넣어진 이중 프리폼의 내부로 열을 가하여 리 히팅하는 단계와; (f)리 히팅이 완료된 이중 프리폼의 내부로 압력을 가하여 블로워 몰드(M)의 성형공간(M1) 범위 내에서 1차 및 2차 프리폼의 저장공간부(12) 및 커버부(24)를 블로워 성형하는 단계와; (g)블로워 몰드(M)의 성형공간 범위 내에서 성형이 완료되어진 이중 프리폼(P3)의 내부로 감압을 걸어 2차 프리폼(P2)의 커버부(22)에 대해 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)가 서로 분리 이격되도록 수축시키는 단계와; (h)2차 프리폼(P2)의 커버부(22)에 대하여 분리 이격된 상태에 있는 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)에 대해 다시 압력을 가하여 원래 형태대로 복귀시킴과 동시에 수축 과정에서 1차 프리폼의 저장공간부가 파손되거나 훼손되었는지에 대한 누압을 확인하는 단계와; (i)성형이 완료된 이중용기(1)를 블로워 몰드(M)를 형개하여 최종적으로 분리해내는 단계; 를 포함하여 제조되고, 또 상기와 같은 제조방법에 의해 제조되는 이중용기를 제공함에 있다.
Description
본 발명은 용기의 이중 구조를 구성하는 내부 및 외부용기를 재활용이 가능한 신재 및 재생 PET소재를 이용하여 블로워 방식으로 제조함으로써 내용물에 대한 화학 반응을 일으키지 않으면서도 자원의 재활용, 재사용율을 높이고, 또 용기의 수거에 따른 분리가 불 필요하고, 그로 인한 인건비나 인력의 최소화가 가능할 뿐 아니라 이중용기의 성형 방법을 새롭게 개선하여 외부용기에 대한 내부용기의 원활한 수축 작용을 통해 내부용기에 수용된 내용물의 안정된 배출 작용이 가능하도록 한 재활용소재를 이용한 이중용기 제조방법 및 이중용기에 관한 것이다.
일반적으로 액상의 내용물을 담아 외부로 배출시켜 사용하는 플라스틱 용기는, 단일소재로 성형하는 경우에는 내용물의 화학 반응을 충분히 고려하여 내용물의 종류에 따라 각기 다른 소재를 이용하여 적정하게 제조하거나, 또는 내용물이 담겨지는 내부용기를 화학 반응을 일으키지 않는 소재를 이용하여 제작하고, 그 외주면에 대해 외부용기가 커버되는 구조의 이중용기가 많이 이용되고 있는 실정이다.
그러나, 종래 이중용기의 경우, 재생 원료로서, 90% 이상이 사출용 PP(폴리프로필렌)소재를 이용하여 제작하고 있다. 따라서, 사출용 PP소재를 이용하여 블로워 방식으로 이용하는데는 제조상의 한계가 있다.
또한, 이중용기 성형시, 외부용기에 대하여 이중으로 갖추어지는 내부용기의 원활한 수축 작용을 유도하기 위한 작업이 수행되지 않음으로 인해 별도로 외부 및 내부용기 사이에 압축공기를 주입하거나, 애초부터 외부 및 내부용기 사이가 이격되도록 성형하는 등의 방법을 이용하고 있기 때문에 내부 용기의 용량이 적어지는 문제가 있다.
따라서, 종래 이중용기 구조의 경우에는 특히, 외부 및 내부 용기의 원활한 수축 작용을 위한 별도의 내부 마개체를 구비하거나 외부용기 내부에 기체를 충전하는 등의 방법이 강구되거나 병행되지 않으면 아니되는 구조이어서, 제품의 이중 구조가 복잡하고, 또 제작 단가가 상승하게 되는 등의 여러가지 문제들을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 용기의 이중 구조를 구성하는 내부 및 외부용기를 재활용이 가능한 신재 및 재생 PET소재를 이용하여 블로워 방식으로 제조함으로써 내용물에 대한 화학 반응을 일으키지 않으면서도 자원의 재활용, 재사용율을 높이고, 또 용기의 수거에 따른 분리가 불 필요하고, 그로 인한 인건비나 인력의 최소화가 가능할 뿐 아니라 이중용기의 성형 방법을 새롭게 개선하여 외부용기에 대한 내부용기의 원활한 수축 작용을 통해 내부용기에 수용된 내용물의 안정된 배출 작용이 가능하도록 한 재활용소재를 이용한 이중용기 제조방법 및 이중용기를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기위한 본 발명에 따른 재활용 소재를 이용한 이중용기의 제조방법은, (a)저장공간부(12) 및 주입구(24)를 갖는 내부용기(10)를 구성하는 1차 프리폼(P1)을 성형하는 단계와; (b)커버부(24), 결합부(24) 및 에어 홀(26)을 갖는 외부용기(20)를 구성하는 2차 프리폼(P2)을 성형하는 단계와; (c)상기 1차 및 2차 프리폼을 하나의 이중 프리폼(P3)으로 결합 형성하는 단계와; (d)블로워 몰드(M)의 성형공간(M1) 내부에 에어홀(26)이 외부로 노출되는 상태로 이중 프리폼(P3)을 넣고 형합하는 단계와; (e)블로워 몰드의 성형공간에 넣어진 이중 프리폼의 내부로 열을 가하여 리 히팅하는 단계와; (f)리 히팅이 완료된 이중 프리폼의 내부로 압력을 가하여 블로워 몰드(M)의 성형공간(M1) 범위 내에서 1차 및 2차 프리폼의 저장공간부(12) 및 커버부(24)를 블로워 성형하는 단계와; (g)블로워 몰드(M)의 성형공간 범위 내에서 성형이 완료되어진 이중 프리폼(P3)의 내부로 감압을 걸어 2차 프리폼(P2)의 커버부(22)에 대해 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)가 서로 분리 이격되도록 수축시키는 단계와; (h)2차 프리폼(P2)의 커버부(22)에 대하여 분리 이격된 상태에 있는 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)에 대해 다시 압력을 가하여 원래 형태대로 복귀시킴과 동시에 수축 과정에서 1차 프리폼의 저장공간부가 파손되거나 훼손되었는지에 대한 누압을 확인하는 단계와; (i)성형이 완료된 이중용기(1)를 블로워 몰드(M)를 형개하여 최종적으로 분리해내는 단계; 를 포함하여 제조됨을 특징으로 한다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 (a)단계에서 성형되는 1차 프리폼(P1)은 신재 PET소재이고, (b)단계에서 성형되는 2차 프리폼(P2)은 재생 PET소재 임을 특징으로 한다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 (g)단계에서 1차 프리폼(P1)의 변형부에 대한 감압은, 150~200㎜Hg 범위 내에서 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)의 센터축(L1) 하단 외주면으로는 핀 축(16)이 더 형성되어 지고, 또 상기 2차 프리폼(P2)의 커버부(22) 센터축(L2) 하단 내주면으로는 1차 프리폼(P1)의 핀 축(16)이 끼워지는 핀 게이트(28)가 더 형성되어 짐을 특징으로 한다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 (c)단계에서 2차 프리폼의 커버부(22) 내에 끼워지는 1차 프리폼의 저장공간부(12)는 끼움공간(25)을 두고 끼워지도록 하고, 동시에 에어 홀(26)을 통한 공기 소통에 의해 안정된 결합이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 (c)단계에서 1차 및 2차 프리폼의 결합시, 1차 프리폼의 주입구(14)의 외주면에 형성된 걸림 테(14a)와 2차 프리폼의 결합부(24) 내주면에 대응되게 형성된 걸림홈(24b)의 상호 걸림 결합되어 짐을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 이중용기는, 상기 제조방법 중 어느 하나의 제조방법에 의해 제조되는 이중용기(1) 임을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 신재 및 재생 PET 소재를 이용하여 이중용기를 블로워 방식으로 성형하더라도 내용물의 배출에 따라 수축 작용을 하는 내부용기의 수축 작용이 원활하게 이루어지도록 이중용기 성형 후, 외부용기의 커버부로부터 내부용기의 저장공간부를 사전에 분리 수축시키는 과정과 수축과정에서의 변형이나 파손 등의 유무를 확인하는 누압 검사 과정을 거쳐 제조함으로써 이중용기의 성형성을 및 안전성을 현저하게 높이는 것이 가능하게 되고, 상기한 과정을 제조 과정을 거쳐 제조된 이중용기를 이용하여 내용물을 배출 사용함으로써 내용물의 배출 작용이 더욱 신속 원활하고 안전하게 이루어질 수 있는 효과를 제공하게 된다.
도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 이중용기를 제조하기 위한 공정 단계별 도면으로서,
도 1은 본 발명에 따른 내부용기를 제공하기 위한 1차 프리폼의 성형 구조를 보인 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 외부용기를 제공하기 위한 2차 프리폼의 성형 구조를 보인 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 1차 및 2차 프리폼을 결합하여 이중 프리폼을 얻기 위한 결합 상태 단면도이고,
도 4는 본 발명에 이중 프리폼을 블로워 몰드에 넣은 상태의 단면도이며,
5는 본 발명의 블로워 몰드 내부에 넣어진 이중 프리폼의 내부로 리 히팅수단을 이용하여 리 히팅 시키는 상태를 보인 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 블로워 몰드의 성형공간에 넣어진 이중 프리폼의 내부로 가압장치를 이용하여 1차 및 2차 프리폼의 저장공간부 및 커버부를 가압 성형하는 상태를 보인 단면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 감압장치를 이용하여 1차 프리폼의 저장공간부를 2차 프리폼의 커버부로부터 분리 이격시켜주는 상태를 보인 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 가압장치를 이용하여 2차 프리폼의 커버부로부터 분리 이격되어 있던 1차 프리폼의 저장공간부를 다시 원상복귀 시키는 상태를 보인 단면도이며,
도 9는 본 발명에 따른 이중용기 형태로 성형이 완료된 용기를 블로워 몰드로부터 분리시키는 상태를 보인 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 제조 공정에 따라 제조가 완료된 이중용기 구조를 보인 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 이중용기에 있어서, 내용물의 배출에 따른 내부용기의 변화 과정을 보인 과정도이다.
도 1은 본 발명에 따른 내부용기를 제공하기 위한 1차 프리폼의 성형 구조를 보인 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 외부용기를 제공하기 위한 2차 프리폼의 성형 구조를 보인 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 1차 및 2차 프리폼을 결합하여 이중 프리폼을 얻기 위한 결합 상태 단면도이고,
도 4는 본 발명에 이중 프리폼을 블로워 몰드에 넣은 상태의 단면도이며,
5는 본 발명의 블로워 몰드 내부에 넣어진 이중 프리폼의 내부로 리 히팅수단을 이용하여 리 히팅 시키는 상태를 보인 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 블로워 몰드의 성형공간에 넣어진 이중 프리폼의 내부로 가압장치를 이용하여 1차 및 2차 프리폼의 저장공간부 및 커버부를 가압 성형하는 상태를 보인 단면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 감압장치를 이용하여 1차 프리폼의 저장공간부를 2차 프리폼의 커버부로부터 분리 이격시켜주는 상태를 보인 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 가압장치를 이용하여 2차 프리폼의 커버부로부터 분리 이격되어 있던 1차 프리폼의 저장공간부를 다시 원상복귀 시키는 상태를 보인 단면도이며,
도 9는 본 발명에 따른 이중용기 형태로 성형이 완료된 용기를 블로워 몰드로부터 분리시키는 상태를 보인 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 제조 공정에 따라 제조가 완료된 이중용기 구조를 보인 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 이중용기에 있어서, 내용물의 배출에 따른 내부용기의 변화 과정을 보인 과정도이다.
이하, 본 발명에 다른 바람직한 실시 예들에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 대한 재활용소재를 이용한 이중용기 제조방법은 다음의 단계들을 통해 제조될 수 있다.
(a)내부용기 제공을 위한 1차 프리폼 성형단계
본 단계는, 도 1에 예시된 바와 같이, 별도의 사출기에서 내부용기(10)를 구성하기 위한 1차 프리폼(P1)을 얻는 단계이다. 내부용기(10)를 구성하게 되는 1차 프리폼은 신재 PET소재가 이용될 수 있다. 여기서 신재 PET소재는 투명소재일 수 있고, 또 연질로 구성됨이 바람직하다. 이러한 1차 프리폼은 일방으로 개방된 형태를 가지며, 내부에 내용물이 수용되는 저장공간부(12)와 결합부(14)가 일체로 구분 성형되어 질 수 있다. 상기 저장공간부(12)와 주입구(14)는 동일한 직경을 가질 수도 있고, 또 결합부(14)에 비하여 저장공간부(12)의 직경이 작아지도록 성형되어 질 수 있다. 상기 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)는 안정된 블로워 성형성을 고려하여 0.7~1㎜ 정도의 두께(t)를 가질 수 있다. 내부용기(10)를 구성하는 1차 프리폼(P1)을 성형함에 있어서, 신재 PET소재를 사용하는 이유는 신재 PET가 내용물에 대한 화학 반응을 발생시키지 않은 이유이다. 여기서 신재 PET라 함은 재생이나 혼합소재가 아닌 순수한 의미의 신소재로 이해하면 될 것이다. 한편, 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)의 센터축(L1) 하단 외주면으로는 핀 축(16)이 더 형성되어 질 수 있다. 또 주입구(14)의 상단 외주면 둘레로는 걸림단을 형성하기 위한 플렌지(15)가 일체로 더 형성되어 질 수 있다. 또한, 상기 주입구(14)의 외주면으로는 걸림 테(14a)가 더 형성되어 질 수 있다. 상기 결림테는 이후 설명되는 2차 프리폼의 결합부(24) 내주면으로 대응되게 형성되는 걸림홈(24b)에 상호 걸림 결합되어지게 된다.
(b)외부용기 제공을 위한 2차 프리폼 성형단계
본 단계는, 도 2에 예시된 바와 같이, 별도의 사출기에서 외부용기(20)를 구성하게 되는 2차 프리폼(P2)을 얻는 단계이다. 외부용기(20)를 구성하게 되는 2차 프리폼(P2)은 재생 PET소재를 이용하여 성형될 수 있다. 여기서, 재생 PET소재라 함은 분리 수거된 각종 재활용소재를 세척, 분쇄 가공 처리한 소재를 말하는 것으로서, 2차 프리폼의 경우, 화학 반응을 일으키는 내용물이 직접 수용되는 내부용기(10)를 구성하는 부분이 아니기 때문에 1차 프리폼과 달리 재생 자재를 이용하여도 무방하다. 재생소재는 신소재에 비하여 원료가격이 낮아 제품의 생산 비용을 낮추는 효과를 제공할 수 있다. 외부용기(20)를 구성하는 2차 프리폼(P2) 역시, 내부용기(10)의 저장공간부(12)를 커버하게되는 커버부(22)를 가지게 되고, 또 내부용기(10)의 주입구(14)가 끼워지는 결합부(24)를 가지게 된다. 그리고, 상기 커버부(22)와 결합부(24)의 내부로는 일방으로 개방된 형태의 끼움공간(25)이 마련되어 진다. 상기 끼움공간(25)으로는 1차 프리폼(P1)의 저장공간부 및 주입구가 끼워지게 된다. 상기 2차 프리폼(P2)의 커버부(22)는, 안정된 블로워 성형성 및 커버성을 고려하여 5~7㎜ 정도의 두께(t)를 가질 수 있다. 또한, 2차 프리폼(P2)의 커버부(22) 및 결합부(24)의 대략 경계부분, 더욱 바람직하게는 결합부(24)의 하측 부분에서 수평 방향으로 에어 홀(26)이 형성되어 질 수 있다. 상기 에어 홀(26)은 하나 일 수 있고, 또 필요한 경우, 보다 원활한 급 배기를 위해 복수개로 나누어 형성되어 질 수 있다. 여기서 에어 홀(26)을 결합부의 하측부분에 대해 수평 방향으로 형성함으로써 성형작업시, 커버부(22)의 변형 성형에도 전혀 영향을 받지 않으면서도 성형 완료 후 외관적으로 잘 보이지 않는 부분에 위치하고 있기 때문에 1차 및 2차 프리폼이 모두 투명한 소재로 이루어진다고 하더라도 에어 홀의 형성에 따른 거부감이나 미관을 전혀 해치지 않게 된다. 그리고, 결합부(24)의 외주면으로는 일종의 캡을 나사 방식으로 결합하기 위한 나사부(24a)가 형성되어 질 수 있다. 또한, 2차 프리폼(P2)의 커버부(22)의 센터축(L2) 하단 내주면으로는 1차 프리폼(P1)의 핀 축(16)이 끼워지는 핀 게이트(28)가 대응되게 더 형성되어 질 수 있고, 또 그 외주면으로는 핀 축(29)이 더 형성되어 질 수 있다. 이때 2차 프리폼(P2)의 핀축(29)은 2차 프리폼의 안정된 성형을 위한 것으로서, 성형 완료 후 제거되어 진다. 또한, 결합부(24)의 내주면으로는 주입구(14)의 걸림테(14a)와 대응되는 걸림 홈(24b)이 더 형성되어질 수 있다.
(c) 이중용기 제공을 위한 이중 프리폼 형성단계
본 단계는, 도 3에 예시된 바와 같이, 내부용기(10)및 외부용기(20)의 결합을 통해 이중용기(1)를 얻기 위하여 (a) 및 (b)단계를 통해 각각 사출 성형된 1차 프리폼(P1) 및 2차 프리폼(P2)을 하나로 결합하여 이중 프리폼(P3)을 얻는 단계이다. 1차 프리폼(P1)은 2차 프리폼(P2)의 끼움공간(25)에 끼워지게 되고, 이때, 1차 프리폼(P1)의 주입구(24)로 형성된 플렌지(15)는 2차 프리폼(P2)의 결합부(24) 상면에 걸림 받침되는 상태로 안착되어지고, 동시에 저장공간부(12)의 하단 외주면으로 형성된 핀축(16)은 2차 프리폼(P2)의 커버부(22) 내주면으로는 형성된 핀 게이트(28)에 끼워지는 상태로 결합되어 짐에 따라 1차 프리폼(P1)은 2차 프리폼(P2)의 끼움공간(25)에 대해 센터축(L3) 선상에 정렬되도록 정확하게 배열되어 질 수 있다. 그리고, 1차 프리폼(P1)의 주입구(14)는 그 외주면이, 2차 프리폼(P2)의 결합부(24)의 내주면에 밀착되는 상태로 상호 결합되어 짐과 동시에 주입구(14)의 외주면에 형성된 걸림 테(14a)와 결합부(24)의 내주면에 대응되게 걸림홈(24b)의 상호 걸립 결합을 통해 매우 안정되게 결합 상태를 유지하게 된다. 그리고, 2차 프리폼(P2)의 끼움공간(25)에 끼워지는 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)는 일정한 공간을 두고 끼워질 수도 있고, 또는 공간 없이 끼워질 수도 있을 것이다. 상기 2차 프리폼(P2)의 끼움공간(25)에 1차 프리폼(P1)의 결합시, 끼움공간(25)에 형성되는 내부 공기 압력은 에어 홀(26)을 통해 외부로 배기되어 질 수 있기 때문에 1차 및 2차 프리폼(P1)(P2)은 신속하고, 또 안정된 결합이 가능하게 된다.
(d) 이중 프리폼을 블로워 몰드에 결합하는 단계
본 단계는, 도 4에 예시된 바와 같이, 하나로 결합되어진 이중 프리폼(P3)에 있어서, 2차 프리폼(P2)의 결합부(24)를 제외한 나머지 부분, 좀더 구체적으로는 에어 홀(26)이 외부로 노출되는 상태로 블로워 몰드(M)에 넣고, 블로워 몰드를 형합하는 단계이다. 블로워 몰드는 반 분할된 상태로 형합 또는 형개되는 몰드일 수 있고, 이때, 블로워 몰드(M)의 내주면으로는, 1차 및 2차 프리폼의 저장공간부(12) 및 커버부(22)의 외형을 다양한 형태로 형성하기 위한 성형공간(M1)이 형성되어 있다.
(e)이중 프리폼 리 히팅단계
본 단계는, 도 5에 예시된 바와 같이, 블로워 몰드(M)에 넣어진 이중 프리폼(P3)에 있어서, 1차 및 2차 프리폼의 저장공간부(12) 및 커버부(22)를 소정의 형상을 가지도록 블로워 방식으로 성형하기 전, 리 히팅하는 단계이다. 이중 프리폼 성형을 위해 상기 블로워 몰드(M)의 상부로는, 더욱 구체적으로는 리히팅수단(B)을 이용하여 이중 프리폼(P3)의 내부를 적정하게 재 가열(Re-Heating)하여 준다. 이중 프리폼의 내부를 적정하게 재 가열하는 이유는, 1차 및 2차 프리폼(P1)(P2)을 블로워 성형이 잘 이루어지도록 소재를 더욱 연하게 만들기 위함이다. 상기 재 가열조건은 1차 및 2차 프리폼(P1)(P2)의 두께 등 작업 조건에 따라 다양하게 실시될 수 있으나, 바람직하게는 적외선램프를 사용하여 70~80℃ 온도에서 약 10~15초 동안 재 가열하는 것이 좋다.
(f)리 히팅 완료 후 이중 프리폼의 성형단계
본 단계는, 도 6에 예시된 바와 같이, 리 히팅이 완료된 이중 프리폼을 이중용기(1) 형태로 성형하는 단계이다. 리 히팅 완료 후 블로워 코어(C)를 통해 일정한 공기 압력을 불어 넣어 상기 1차 프리폼(P1) 및 2차 프리폼(P2)의 저장공간부(12) 및 커버부(22)를 동시에 강제 변형시켜 준다. 그러면 상기 1차 프리폼 및 2차 프리폼의 저장공간부(12) 및 커버부(22)는 공기 압력에 의해 블로워 몰드(M)의 성형공간(M1)의 내주면에 밀착되는 상태로 성형되어 진다. 따라서, 상기 1차 및 2프리폼은 저장공간부(12) 및 커버부(22)가 상기 블로워 몰드의 성형공간(M1) 범위 내에서 이중용기(1) 구조 형태로 성형이 이루어지게 된다. 이때, 이중용기(1) 형태로 최종 성형되어지는 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)는 약 0.2~0.5㎜의 두께(t)를 가지게되며, 또한, 2차 프리폼(P2)의 변형부(P2-1)는 약 3~4㎜의 두께(t)를 가질 수 있다.
(g)1차 프리폼의 저장공간부를 2차 프리폼의 커버부로부터 강제 이격시키는 단계
본 단계는, 도 7에 예시된 바와 같이, 이중용기(1) 구조 형태로 블로워 성형이 완료된 1차 및 2차프리폼에 있어서, 감압장치(D)와 에어 홀(26)을 이용하여 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12) 외주면을 2차 프리폼(P2)의 커버부(22)의 내주면으로부터 이격시켜주는 단계이다. 상기와 같이 하는 이유는 1차 및 2차 프리폼의 성형이 이중구조로 잘 이루어졌는지를 확인함과 동시에 추후 내용물을 담아 배출시, 상기 1차 프리폼의 저장공간부(12)가 수축 작용을 통해 내용물의 배출이 이루어지게 되는 점을 감안하여 상기 저장공간부(12)가 커버부(24)로부터 이격된 상태가 유지되도록 하기 위함이다. 예컨대, 상기 1차 프리폼의 저장공간부(12)가 2차 프리폼의 커버부(24)에 대해 블로워 성형 작업시 일체로 밀착, 혹은 부착된 상태를 유지하고 있는 상태에서 그대로 저장공간부의 내부에 수용되어지는 내용물을 담아 펌핑 배출하는 경우, 저장공간부가 원활하게 수축되지 못하여 내용물의 배출 작용이 신속 원활하게 이루어지지 못하는 문제를 해소하기 위한 것이다. 종래 이중용기의 경우, 이러한 문제를 해결하기 위하여 내부 및 외부용기 사이에 압축공기를 주입하거나, 또는 고압의 기체를 충전하는 등의 방법을 사용하고 있기도 한다. 상기 1차 프리폼의 저장공간부(12)에 대한 감압은, 작업조건에 따라 다양하게 실시될 수 있으나, 본 발명의 경우 대략 150~200㎜Hg 압력에서 수초 동안 이루어지도록 함이 마땅할 것이다.
(h)1차 프리폼의 저장공간부 원상복귀 및 누압여부 검사단계
본 단계는, 도 8에 예시된 바와 같이, (g)단계에서 감압장치(D)를 이용하여 내측으로 수축작용시켰던 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)를 다시 가압장치(E)를 이용하여 원래 성형 상태로 복귀시킴과 동시에 수축과정에서 파손이나 훼손 여부 등에 대하여 가압장치에 갖추어진 압력계를 이용해서 누압여부를 최종 점검하는 단계이다. 상기한 단계를 거치면서 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)는 다시 2차 프리폼의 커버부(22) 내벽에 대해 이격 가능한 상태로 밀착되도록 원상복귀 시킴과 동시에 압력의 변화가 없는 경우 안전하게 원래대로 안전하게 복귀되었음을 확인할 수 있게 되는 것이다.
(i)블로워 몰드로부터 성형이 완료된 이중용기 분리단계
본 단계는, 도 9에 예시된 바와 같이 블로워 몰드(M)에서 성형 및 각종 검사가 완료된 이중용기(1)를 최종적으로 분리해 내는 단계이다. 이를 위해 블로워 몰드는 개방되어지고, 그 성형공간으로부터 이중용기(1)를 분리해내면 되는 것이다.
따라서, 본 발명에 따르면 상기 (a)~(i)단계를 거치면서 1차 프리폼(P1) 및 2차 프리폼(P2)은 내부용기(10) 및 외부용기(20)가 이중구조를 갖는 이중용기(1)로 성형이 완료될 수 있는 것이다. 특히, (g) 및 (h)단계를 거치면서 내부용기(10)를 구성하는 1차 프리폼(P1)에 대한 수축 및 성형 안전성이 확인되어지기 때문에 이중용기의 성형 안정성을 담보할 수 있고, 또 성형 에러를 그 만큼 확실하게 줄일 수 있는 것이다.
상기와 같은 제조 과정을 통하여 얻어지는 본 발명에 따른 이중용기(1)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 저장공간부(12) 및 결합부(14)를 갖는 내부용기(10)와, 커버부(22), 주입구(24) 및 에어 홀(26)을 갖는 외부용기(20)의 이중 구조로 이루어지게 되고, 상기 내부용기(10)의 저장 공간부(12)는 두께가 얇게 성형되어 짐에 따라 이보나 더 두껍게 성형되는 외부용기(20)의 커버부(22) 내에서 내용물의 배출 정도에 따라 적정하게 수축 가능하게 성형되어 지게 된다.
또한, 본 발명의 이중용기(1)는 도 11에 예시된 바와 같이, 내부용기(10)의 저장공간부(12)에 대해 내용물을 충전한 다음 외부용기(20)의 주입구(24)에 갖추어지는 펌핑수단(30)을 이용하여 내용물을 펌핑시켜 사용할 수 있게 되고, 이 경우, 내부용기(10)의 저장공간부(12)는 내용물이 배출되는 량에 따라 외부용기(20)의 커버부(24)를 중심으로 내부로 수축이 자연스럽게 이루어지고, 또 동시에 내용물의 배출 동작시, 외부용기(20)에 형성된 에어 홀(26)을 통해 외부용기(20)와 내부용기(10)의 수축 공간으로 외부 공기가 유입되어 진다.
아울러, 본 발명의 경우, 내부용기(10)가 신재 PET소재로 이루어짐으로 인해 내용물에 의한 화학 반응을 일으키지 않게 된다.
따라서, 상기한 내부용기(10)의 원활한 수축 작용을 통해 저장공간부(12)에 저장된 내용물의 신속 용이한 펌핑 배출 동작이 이루어지게 되고, 또 내부용기의 원활한 수축 작용을 통해 내용물의 전량 사용이 가능하게 된다.
비록, 본 발명이 첨부되 도면을 참조하여 설명되었을 지라도 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 하기의 특허청구범위 내에서 많은 수정 및 변경이 있을 수 잇음을 물론이다.
P1: 1차 프리폼 P2: 2차 프리폼
P3: 이중 프리폼 1: 이중용기
10: 내부용기 12: 저장공간부
14: 주입구 20: 외부용기
22: 커버부 24: 결합부
25: 끼움공간 26: 에어 홀
P3: 이중 프리폼 1: 이중용기
10: 내부용기 12: 저장공간부
14: 주입구 20: 외부용기
22: 커버부 24: 결합부
25: 끼움공간 26: 에어 홀
Claims (7)
- (a)저장공간부(12) 및 주입구(24)를 갖는 내부용기(10)를 구성하는 1차 프리폼(P1)을 성형하는 단계와;
(b)커버부(24), 결합부(24) 및 에어 홀(26)을 갖는 외부용기(20)를 구성하는 2차 프리폼(P2)을 성형하는 단계와;
(c)상기 1차 및 2차 프리폼을 하나의 이중 프리폼(P3)으로 결합 형성하는 단계와;
(d)블로워 몰드(M)의 성형공간(M1) 내부에 에어홀(26)이 외부로 노출되는 상태로 이중 프리폼(P3)을 넣고 형합하는 단계와;
(e)블로워 몰드의 성형공간에 넣어진 이중 프리폼의 내부로 열을 가하여 리 히팅하는 단계와;
(f)리 히팅이 완료된 이중 프리폼의 내부로 압력을 가하여 블로워 몰드(M)의 성형공간(M1) 범위 내에서 1차 및 2차 프리폼의 저장공간부(12) 및 커버부(24)를 블로워 성형하는 단계와;
(g)블로워 몰드(M)의 성형공간 범위 내에서 성형이 완료되어진 이중 프리폼(P3)의 내부로 감압을 걸어 2차 프리폼(P2)의 커버부(22)에 대해 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)가 서로 분리 이격되도록 수축시키는 단계와;
(h)2차 프리폼(P2)의 커버부(22)에 대하여 분리 이격된 상태에 있는 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)에 대해 다시 압력을 가하여 원래 형태대로 복귀시킴과 동시에 수축 과정에서 1차 프리폼의 저장공간부가 파손되거나 훼손되었는지에 대한 누압을 확인하는 단계와;
(i)성형이 완료된 이중용기(1)를 블로워 몰드(M)를 형개하여 최종적으로 분리해내는 단계; 를 포함하여 제조됨을 특징으로 하는 재활용 소재를 이용한 이중용기의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서 성형되는 1차 프리폼(P1)은 신재 PET소재이고, (b)단계에서 성형되는 2차 프리폼(P2)은 재생 PET소재 임을 특징으로 하는 재활용 소재를 이용한 이중용기의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (g)단계에서 1차 프리폼(P1)의 변형부에 대한 감압은, 150~200㎜Hg 범위 내에서 이루어짐을 특징으로 하는 재활용 소재를 이용한 이중용기의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 프리폼(P1)의 저장공간부(12)의 센터축(L1) 하단 외주면으로는 핀 축(16)이 더 형성되어 지고, 또 상기 2차 프리폼(P2)의 커버부(22) 센터축(L2) 하단 내주면으로는 1차 프리폼(P1)의 핀 축(16)이 끼워지는 핀 게이트(28)가 더 형성되어 짐을 특징으로 하는 재활용 소재를 이용한 이중용기의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (c)단계에서 2차 프리폼의 커버부(22) 내에 끼워지는 1차 프리폼의 저장공간부(12)는 끼움공간(25)을 두고 끼워지도록 하고, 동시에 에어 홀(26)을 통한 공기 소통에 의해 안정적인 결합이 이루어지도록 함을 특징으로 하는 재활용 소재를 이용한 이중용기의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (c)단계에서 1차 및 2차 프리폼의 결합시, 1차 프리폼의 주입구(14)의 외주면에 형성된 걸림 테(14a)와 2차 프리폼의 결합부(24) 내주면에 대응되게 형성된 걸림홈(24b)의 상호 걸림 결합되어 짐을 특징으로 하는 재활용 소재를 이용한 이중용기의 제조방법. - 제1항 내지 제6항중 어느 하나의 제조방법에 의해 제조되는 이중용기(1)임을 특징으로 하는 이중용기.
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| KR20180105894A (ko) | 2017-03-16 | 2018-10-01 | 강흥묵 | 이중용기 제조방법 |
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-
2021
- 2021-05-10 KR KR1020210059789A patent/KR102523391B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
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