KR950006112B1 - 2축연신 취입성형 용기의 제조방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 발명에 의한 2축연신 취입성형 용기의 제조단계를 나타내는 개략도.
제2도는 캡부재의 단면도.
제3도 내지 제9도는 본 발명에 의한 2축연신 취입성형 용기 제조장치의 실시예를 개략적으로 도시하는 도면으로서, 제3도는 제1실시예의 측면도.
제4도는 동 평면도.
제5도는 열처리장치의 상부를 제거한 평면도.
제6도는 동 측면도.
제7도는 제2실시예의 측면도.
제8도는 동 평면도.
제9도는 제3실시예의 평면도.
제10도 내지 제12도는 각각 열처리 장치내에서의 작업단계를 순서대로 설명하는 종단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 예비성형체 2 : 1차 성형품
6 : 열처리장치 10 : 취입금형
14 : 반송장치 22 : 회전판
30 : 지지로드 39,40 : 코일스프링
본 발명은 열처리된 2축연신 취입성형 용기의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 2축연신 취입성형 용기라고 불리우는 합성수지제의 박벽봉입용기는 금형내에서 사출 또는 압출 성형된 예비성형체를 축방향으로 연신하고 이것을 취입공기의 압력하에 횡방향으로 팽창시켜서 제조한다.
상술한 바와 같은 성형방법에 있어서, 예비성형체는 장차 성형하고자 하는 성형용기의 크기 또는 형상에 맞게 연신해야 하므로 그것의 벽을 두껍게 설계하지 않으면 아니된다. 그러나, 두꺼운 벽을 갖는 예비성형체는 사출성형시 냉각을 위한 시간이 필요하고, 연신 및 취입성형전에 예비성형체의 온도를 조절하려면 많은 시간이 필요하기 때문에 성형시간의 단축이 곤란하다고하는 문제점을 가지고 있다.
이러한 점을 감안하여, 예비성형체의 온도제어후 2축연신취입성형을 행하는 1차 성형단계-열처리단계(가열 및 수축)-최종성형단계의 3단계로 이루어진 방법이 개발되었는바, 이 방법에 의하면 최종 성형품에 비해 1차 성형품을 크게 성형하고 1차 성형품을 목표로하여 예비성형품을 설계하게 되므로 예비성형품의 두께를 얇게 할 수 있다.
그러나, 상기 성형방법에 있어서는 1차 성형품의 가열 및 수축을 제어하기 위한 수단이 제공되어 있지 않으므로 수축이 매우 불균일하게 이루어지고, 이 때문에 재취입성형과정에서 편중된 벽이 생성된다. 또한, 내열성이 불균일하다고 하는 문제점도 있다. 따라서, 실용적인 측면에서 볼때 추가적인 개량이 요망되고 있다.
용기제조용 원료물질로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용할 경우에는, 성형과정에서 PET의 분해생성물인 아세트알데히드(A.A.)가 생성된다. 아세트알데히드 그 자체는 일정한 냄새를 발산하는 유기물질이다. 그러므로, 콜라, 이온수, 식용유등의 용기로서 사용하려면 가능한한 아세트알데히드를 제거하여 내용물의 맛이나 향취를 변화시키는 일이 없도록 해야한다.
종래에는 PET수지의 분해를 방지하기 위하여 사출장치의 스크류 회전주기를 감소시키거나 사출속도를 줄이는 방법이 이용되고 있으나, 이 방법도 만족할만한 것은 못되며, 경우에 따라서는 가격이 비싼것을 알면서도 고도로 정제된 PET수지를 사용해야 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는바는, 1차 성형품의 열처리시 수축을 제어하여 수축률의 불균일성이 없는 용기를 제조할 수 있고, 또한 아세트알데히드 생성을 극도로 억제하여 용기를 제조할 수 있는 신규의 방법을 제공하는데에 있다.
더우기, 폴리에틸렌테레프탈레이트등과 같은 결정성 수지를 연신취입 성형하여 제조한 용기에 있어서는, 고온에서 내용물을 채울경우 그것의 목부분이나 몸체부분이 변형을 일으킨다.
이러한 점을 감안하여 종래에는, 성형과정 또는 그 이후에 목부분을 결정화시키거나 목부분 아래의 부분을 열처리하여 그것에 내열성을 부여하고 있다.
상기 방법중 하나로서, 용기의 성형단계를 1차 성형단계와 2차 성형단계로 나누고, 최종성형품에 비해 큰 칫수를 갖는 1차 성형품을 열처리한후, 그것을 용기로 성형하는 방법이 제안된바 있다.
상술한 종래의 방법중 용기의 성형과 동시에 열처리를 행하는 방법에 있어서는, 열처리단계가 성형단계에 합쳐지므로 용기형성 사이클의 주기가 길어진다. 더우기, 금형이 가열되기 때문에 열처리 온도에는 한계가 있으며, 200℃ 이상의 온도에서는 열처리를 행하는 것이 거의 불가능했다.
또한, 성형용기를 열경화를 위해 별도로 마련된 열처리 장치를 반송하는 경우, 한쪽으로 편중된 벽두께가 존재하면 균질의 용기를 얻을 수 없고 용기의 정밀도도 문제가 된다.
한편, 1차 성형품을 열처리한후 취입성형하여 용기를 제조하는 경우에는 상술한 문제점이 다소 완화된다. 그러나, 외기와 차단된 상태에서 열처리를 행하게 되므로 1차 성형품의 수축에 따른 내부압력의 증가로 인하여 수축저항이 증가한다. 더우기, 편심이 발생하여 바닥의 중심을 이탈시키고, 용기의 입구가 바닥의 중점과 일치하지 않게되므로, 결함을 가진 성형품이 제조된다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는바는 1차 성형품을 열처리하면서 목부 아래의 부분을 적절한 장력하에 가열수축시키고, 바닥의 중심을 이탈시키는일 없이 완전히 균일한 내열성 용기를 성형하고, 이러한 용기를 제조하기 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 의하면, 예비성형체를 연신취입 성형에 의해서 용기의 형상을 가진 1차 성형품으로 성형하고 상기 1차 성형품을 열처리에 의해 수축시켜서 용기로 취입성형하는데, 있어서, 상기 열처리과정중 상기 1차 성형품내에 소정의 내부 압력을 유지하고, 상기 내부압력에 의해서 수축을 제어하고, 가열 및 수축에 따른 1차 성형품내의 압력증가를 당해 1차 성형품내의 공기를 방출시키므로써 제어한다.
또한 본 발명에 의하면, 단층 또는 다층의 예비성형체를 사출성형하는 작업에서부터 중공성형품을 연신취입성형하는 작업까지를 연속적으로 실행하기 위한 사출연신취입성형기를 사용해서 용기의 형상을 가진 소정칫수의 1차 성형품을 형성하는 단계와 ; 상기 사출연신취입성형기로 부터 반송된 1차 성형품의 목부분을 파지한 다음, 그것의 내측바닥면까지 팽창식 지지로드를 삽입하여 입구부분을 폐쇄하고, 말단부가 바닥의 중심에 당접해있는 상기 지지로드를 이용해서 상기 1차 성형품을 종방향으로 적절히 인장하고, 상기 목부분을 제외한 모든 부분을 인장하에 가열하고, 내부압력으로인한 열수축의 제어 및 수축지지로드의 지지에 의해서 상기 1차 성형품을 균일하게 동심적인 성형품으로 성형하는 열처리 단계와 ; 열처리후의 1차 성형품을 처리열이 남아 있는 동안 금형내에 수납하여 소정의 용기로 취입성형하는 단계를 포함하는 용기의 제조방법을 제공하는데 있다.
필요에 따라서, 상기 목부분을 1차 성형품의 열처리단계 이전에 파지부재로 가열할 수 있고, 상기 입구부분은 결정화처리를 하여 용기에 내열성을 부여할 수도 있다.
본 발명의 제조장치는, 단층 또는 다층의 예비성형체를 사출성형하는 작업에서부터 용기의 형상을 가진 소정칫수의 1차 성형품을 연신취입성형하는 작업까지는 연속적으로 실행하기 위한 사출연신취입성형기와 ; 1차 성형품을 가열로 및 반송장치로부터 당해 1차 성형품의 반송장치를 통해서 1차 성형품의 목부분을 파지하게 되는 가열로로 반송하기 위한 순환반송 수단과 ; 1차 성형품의 순환방송 경로의 출구측에 배치된 용기 성형용의 금형과 ; 목부 파지부재의 상부로 부터 1차 성형품의 내측바닥면으로 삽입되어 그것의 입구부분을 폐쇄하는 팽창식 취입파이프 및 지지로드를 구비한 열처리장치를 포함한다. 입구부분의 내열성이 요구되는 경우에는 가열에 의해서 1차 성형품의 목부분을 결정화하기 위한 장치를 사출연산취입 성형기와 열처리장치사이에 배치한다. 이들 반송장치로 연결할 수 있다.
상술한 열처리 및 취입성형에 이용되는 지지로드는 1차 성형품의 입구부분을 폐쇄하기 위한 관상몸체와, 상기 관상몸체의 하측 단부에서 연장된 외장튜브와, 스프링력의 작용하에 상기 외장튜브에 신축가능하게 조립된 중공로드로 구성한다.
도면은 성형단계를 순서대로 도시하고 있다. 참조번호 1은 사출형성된 바닥부를 갖는 예비성형체이고, 2는 1차 성형품이고, 3은 열처리성형품이고, 4는 최종성형품으로서의 용기이다.
예비성형체(1)의 길이, 벽두께등은 1차 성형품(2)을 목표로 하여 설계된다. 1차 성형품(2)은 용기의 약1.5배 크기로 취입성형되므로 취입배율을 고려할때 1차 성형품(2)은 정상적인 성형시보다 더 길게 만들수 있으며, 그것의 벽두께보다 더 얇게 할 수 있다.
사출성형 예비성형체(1)는 연신취입성형에 적합한 온도에서 조정된후, 1차취입금형(5)의 공극내에 수납되어 통상의 방식에 의해 1차 성형품(2)으로 연신취입 성형된다.
성형후, 1차 성형품(2)은 가열오븐등과 같은 열처리장치(6)로 보내진다. 이때, 제2도에 도시한 캡부재(7)은 1차 성형품(2)의 입구에 기밀조립된다. 캡부재(7)에 고압취입공기흐름통로(8)와 내압조절용의 릴리프밸브(9)가 접속되어 있으므로, 밀봉후에는 취입공기 흐름통로(8)로부터 공기가 공급되어 1차 성형품을 일정한 압력, 예를들면 0.1 내지 2기압으로 유지한다. 이와같은 준비가 완료된 후 1차 성형품은 소정의 온도로 가열된다. 1차 성형품(2)은 가열에 따라 수축되기 시작하고 입구를 제외한 모든 성형품이 수축된다.
이러한 수축은 성형품이 용기(4)의 성형을 위한 취입금형(10)의 공극보다 작아질때까지 계속된다. 성형품(3)의 벽은 내부압력에 의해서 인장되므로, 부분적인 수축은 일어나기 어려우며 성형품(3)이 내부압력에 의해서 균형있게 열수축된다. 이 결과, 불균일한 수축은 극도로 억제된다.
이때, 내부압력은 성형품(3)의 가열 및 수축에 따라 점차 증가하여 소정치 이상으로 되고, 이로인하여 더 이상의 수축이 곤란하게 될 수도 있다. 그러나, 이와같은 내부압력의 증가분은 릴리프밸브(9)를 통해서 배출되므로 특별한 문제를 유발시키지는 않는다.
이와같은 가열 및 수축된 성형품(3)은 상온 내지 120℃의 온도로 유지되고 있는 제품취입금형(10)에 즉시 반송되어 용기(4)로 취입성형된다.
1차 성형품(2)의 열처리조건 및 성형용기(4)의 열수축결과는 다음에 나타낸다.
예비형성체(PET) 59g
열처리조건(1차 성형품의 용량 2.1ℓ)
결과(용기의 중량 50g, 용량 1.5ℓ)
수축률은 90℃의 온수를 이용해서 얻은 결과이다.
종래용기(PET)의 열처리를 위해서는, 취입금형을 사용하였고, 열처리 온도는 105℃, 시간은 25초로 하였다. 예비성형체의 사출형성에서부터 용기(4)의 성형까지의 사이클은 다음과 같았다:
본 발명: 27초
종래 방법: 34초
이상으로 부터 알 수 있는 바와같이, 본 발명에 있어서는 소정의 내압을 유지하면서 1차 성형품의 열처리를 행하기 때문에 가열에 의한 수축 및 감소가 균일하게 이루어진다. 또한, 벽두께의 분포도 열처리중에 결정되므로 최종성형품으로서의 용기의 벽두께는 균일하며, 가열 및 충전시 용기의 수축율은 불규칙성이 거의 없으며, 뛰어난 내구성이 제공된다. 용기의 취입성형과 동시에 열처리를 행하는 경우에 비해서 성형사이클은 단축되고, 성형효율도 향상된다.
또한, PET수지로 제조된 예비성형체(1)는 최종제품의 용기에 비해서 1.2 내지 3.0배의 용량비를 가진 1차 성형품(2)으로 성형된 다음, 280℃ 이하에서 20 내지 120초간, 바람직하게는 130℃이상에서 30초이상 동안 유지된후 용기(4)로 취입성형되므로, 아세트알데히드의 발생이 거의 없는 용기로 얻을 수 있다.
실제로는, 2.6ℓ의 1차 성형품을 연신취입성형하고, 180℃에서 60초간 가열 및 수축시킨후, 1.5의 용기를 취입성형하였다. 헤드스페이스 측정법에 의하면, 열처리전에 있어서 아세트알데히드의 양은 0.7268㎍/ℓ였고, 열처리후에는 2.5612㎍/ℓ였다.
따라서, 본 발명은 아세트알데히드의 발생이 거의 없는 용기를 제조하는데에 극히 효과적이다.
제3도 내지 제12도는 예비성형체를 사출성형하여 용기를 연속적으로 제조하기 위한 장치를 도시한 도면이다.
제3도 및 기타 도면에 있어서, 참조번호 11은 사출연신취입 성형기이고, 12은 열처리장치이고, 13은 목부결정화장치(제7도 참조)로서, 이들은 반송장치(14)(14)에 의해서 연결되어 있다.
사출연신취입성형기(11)는 그것의 베드에 사출장치(15)와 연신취입성형장치(16)가 설치된 구성으로 되어 있으며, 사출성형부(17)에 의해서 성형된 예비성형체는 간헐회전식 반송판에 의해 온도제어부(18)로 반송된 후 다시 연신취입성형부(19)로 반송되어 소정의 1차 성형품(도시하지 않음)으로 성형되고, 그후 1차 성형품은 탈거부(20)로 반송되어 성형기의 베드측면에 위치한 컨베이어(20a)로 옮겨진다.
제5도 및 제6도에 도시한 바와같이, 열처리장치(12)는 기계의 베드에 설치된 환상터널오븐 형태의 가열로(21)와, 이 가열로(21)내에서 회전운동하는 것으로서 반송장치(4)로 부터의 1차 성형품(2)의 목부분을 파지하는 회전판(22)과, 이 회전판(22)상에 설치되어 취입튜브와 지지로드(제10도 내지 제12도 참조)를 승강운동시키는 승강부(23)와, 1차 성형품(2)의 순환반송 통로의 출구에 배치되어 용기를 성형하기 위한 취입금형(24)으로 구성된다.
가열로(21)의 입구 및 출구에는 반송장치(14)와 연통하고 있는 공급스테이션(25)과 용기(4)의 탈거 스테이션(26)이 각각 배치되고, 기계의 베드내에는 온풍발생기(27)와 유압작용장치(28)가 수납된다.
제10도 내지 제12도는 회전판(22)상에 배설된 파지부재(29)와, 취입튜브 및 지지로드(30)와, 가열로(21)와, 취입금형(24)등을 도시한 도면이다. 도면에 구체적으로 도시되어 있지는 않으나, 파지부재(29)는 개폐면상에 지지로드(30)를 위한 삽입공(31)과 1차 성형품(2)의 목부파지홈(32)이 형성되어 있는 냉각 흐름통로를 갖는 한쌍의 횡방향 개폐식 파지편으로 구성된다.
지지로드(30)는 파지부재(29)의 삽입공(31)에 끼워져서 1차 성형품(2)의 입구를 폐쇄하는 관상몸체(33)와, 이 관상몸체(33)의 하측단부에 이어진 외장튜브(34)내에 스프링부재에 의해서 신축가능하게 조립되는 중공로드(35)를 구비하고 있다. 외장튜브(34)의 양측에는 원형의 종방향 공기구멍(36)이 형성되고, 중공로드(35)쪽에는 복수개의 공기구멍(37)이 형성된다.
상술한 스프링부재를 중공로드(35)를 바깥쪽으로 부세하기 위한 것으로서, 홀더(38)를 통해서 상하에 배열된 2개의 코일스프링(39)(40)으로 구성된다. 상측코일스프링(39)은 홀더(41)를 통해 중공로드와 접촉하고 있는 하측코일스프링(40)에 비해 더 큰 탄성력을 갖는다. 말단부에 장착된 가압부재(42)는 상기 스프링부재에 의해서 1차 성형품(2)의 내측바닥면쪽으로 가압된다.
관상몸체(33)는 그것의 상부에 3방향밸브(43)를 가진 공기공급파이프(44)와 고압시 닿히게 되는 압력제어밸브(45)를 구비하고 있다.
다음은, 상술한 제조장치를 이용해서 병모양의 2축취입용기를 제조하는 방법에 관하여 설명한다.
바닥의 중앙부에 지지로드의 말단부를 삽입하기 위한 요입부를 갖는 병모양의 1차 성형품(2)은 사출연신취입 성형기(11)로 성형한다.
폴리에틸렌테레프탈레이트등과 같은 결정성수지로 1차 성형품을 제조하는 경우, 당해 1차 성형품은 상술한 최종제품의 용기에 비해서 약 50 내지 60% 정도 더 큰 용량과 1.2 내지 1.3배 정도 더 큰 길이로 성형한다.
이렇게 형성된 1차 성형품(2)은 컨베이어(20a)와 반송장치(14)에 의해서 열처리장치(12)로 이동된다.
열처리장치(12)에서, 1차 성형품(2)의 목부분은 제10도에 도시한 것과 같이 회전판(22)의 측면에 설치된 냉각파지부재(29)에 의해 파지된다. 이어서, 3방향밸브(43)는 닫히고, 지지로드(30)는 파지부재(29)의 상부로부터 1차 성형품(2)내로 삽입된다. 이러한 삽입에 따라, 관상몸체(33)는 파지부재(29)의 삽입공내에 수용되어 성형품의 입구를 폐쇄한다. 중공로드(35)는 가압부재(42)의 말단부가 바닥의 중앙부에 있는 요입부내로 조립되도록 하는 것으로서, 외장튜브(34)와 함께 1차 성형품의 내부에 위치하게 된다. 이 결과, 하측코일스프링(39)은 압축되고 1차 성형품(11)은 스프링의 힘에 의해서 수직방향으로 인장된다.
이어서, 1차 성형품(2)은 회전판(22)에 의해서 공급스테이션(25)으로부터 가열로(21)로 반송된다. 상기 가열로(21)는 순환온풍에 의해 약 190℃ 내지 230℃로 유지되고 있다.
제11도에 도시한 바와같이, 1차 성형품(2)은 파지부재(29)에 의해 냉각되고 있는 목부이하의 부분이 가열로내를 통과하면서 가열, 연화됨에따라 수축현상을 일으키게 된다. 그러나, 밀폐성형품내의 압력은 대기압으로 유지되고 성형품에는 스프링 부재로 가압된 중공로드(35)의 지지력에 의해 적절한 장력이 가해지고 있으므로 수축작용은 균일하게 이루어진다.
이때, 중공로드(35)는 홀더(38)(41)가 서로 당접하는 한편 수축력에 의해서 하측코일스프링(39)이 압축될때까지 외장튜브(34)내에서 후방으로 이동한다. 또한, 1차 성형품(2)의 내부압력은 수축으로 인한 용량의 감소에 따라 증가한다. 그러나, 내부압력은 압력조절밸브(45)의 누설작용에 의해서 적절한 수축저항을 갖도록 제어되고, 수축과정중 중공로드(35)가 바닥으로 부터 이탈하는 것은 요입부와 가압부재(42)간의 결합에 의해서 방지된다.
홀더(39)(41)가 서로 당접할때까지 수축된 1차 성형품(2)은 최종제품의 용기(4)와 대략 동일하거나 그것보다 약간 큰 높이를 가지며, 본체의 직경은 취입금형(24)의 공극직경보다 작게 형성된다. 열처리후의 1차 성형품(2)에 있어서, 전체적인 형상은 가열 및 수축으로 인해 균일한 상태로 되므로, 사출성형 및 취입성형과정중 잔류응력 또는 변형은 존재하지 않는다.
이렇게 열처리된 1차 성형품(2)은 연화상태에서 지지로드(30)와 함께 가열로(21)의 출구에 배치된 용기성형용의 금형내로 즉시 공급된다.
1차성형품(2)이 지지로드(30)에 지지된 상태에서 소정의 위치에 정지되면, 하부금형(24a)의 상방으로 이동한다. 하부 금형(24a)의 중공로드(35)에 의해 지지된 용기의 바닥을 위로 밀어올리게 되지만, 중공로드(35)는 상측코일스프링(39)을 밀고 상방향으로 이동한다. 따라서, 하부금형(24a)의 조립에는 지장이 없으며, 용기의 바닥은 하부금형(24a)에 의해서 편심을 방지할 수 있는 상태로 유지된다.
용기성형용 금형은 클램프로 조여지고, 그후 1차성형품(2)내에는 지지로드(30)을 통해서 25 내지 30㎏/㎠의 공기가 취입된다. 이와같은 공기의 취입은 지지로드가 공기공급원에 접속되도록 3방향 밸브를 조작하면 순차적으로 실행되고, 1차성형품(2)은 금형내에서 충분히 팽창되어 용기(19)로 성형된다.
금형의 개방은 용기내의 고압공기가 방출되고난 후에 실행한다. 공기의 방출은 3방향밸브(43)를 방출측으로 절환하여 그것이 지지로드측에 접속되도록 함으로써 순간적으로 완료된다.
상술한 단계를 거쳐서 성형된 용기(4)는 취입성형전에 이미 열경화상태에 있으므로, 통상의 연신취입성형에 의해 제조한 용기에 비하여 내열성이 뛰어나며, 이러한 용기는 고온의 내용물을 담는 용기로써 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예에 있어서는, 중공로드의 말단에 부착된 가압부재(42)와 1차성형품(2)의 바닥중심부간의 결합을 바닥부측에 형성된 요입부를 이용해서 행하였으나, 경우에 따라서는 가압부재측과 바닥부측이 요철형상으로 성형할 수도 있을 것이다.
또한, 도면에서는 1차성형품(2)을 한번에 한쌍씩 가열로(21)의 내부로 공급하는 것을 도시하고 있으나, 공급갯수를 변화시켜서 처리능력을 증가 또는 감소시키는 것도 가능한 것은 물론이다.
목부분에도 내열성을 부여할 필요가 있는 경우에는, 사출연신취입 성형기(1)과 열처리장치(12)사이에 배치하여 1차성형품(2)의 목부분을 먼저 결정화시킨다.
이러한 장치에 의한 결정화작업은, 환상의 목부가열오븐(46)내에 삽입된 1차 성형품(2)의 목부분을 온풍으로 가열해서 실행하며, 목부분은 1차 성형품(2)의 체인등에 의해서 일정한 속도로 순환이동하는 동안 결정화되어서 내열성을 갖게된다. 이와같이 결정화처리된 1차성형품은 다음의 열처리장치(12)로 반송된다.
또한 용기(4)를 다층으로 성형할 필요가 있는 경우에는, 몸체를 성형하기 위한 사출장치(15)와 접착제를 도포하기 위한 사출장치(15a)를 제7도에 도시한 것과 같이 사출연신취입 성형기상에 배치하여, 1차성형품을 사출할때 목부분, 목부이하의 부분 또는 모든 몸체부분의 다층으로 성형해도 된다.
본 발명에 있어서, 사출연신취입성형의 대상이 되는 1차성형품은 위에서 설명한 것과 같이 열처리 직후에 취입성형되어 최종제품의 용기로 된다. 따라서, 이러한 용기는 내열성을 부여하기 위해서 용기를 연신취입후에 열처리하는 경우에 비해서 신속한 열처리가 가능하며, 열처리에 의해서 잔류응력이 제거된 상태로 완제품에 가까운 크기를 갖는 예비성형체를 성형할 수 있다. 이때문에 성형작업시의 잔류응력이 종래기술에 비해 적고 성형후 시간의 경과에 따른 변형도 별로 발생하지 않는다.
또한, 완제품의 용기에 비해 크게 성형된 1차성형품을 신축가능한 지지로드 및 내부압력을 이용해서 가열, 수축시키므로, 200℃ 이상의 높은 열처리온도에서도 전반적으로 안정된 수축이 이루어지고, 밀도가 높고 편심의 발생이 없는 균일한 용기를 제조할 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트를 용기의 원료수지로서 사용하더라도, 열처리를 충분히 행하여 아세트알데히드의 발생을 극도로 억제할 수 있으므로 바람직한 음료용기를 제조할 수 있다.
또한, 필요한 경우에는 목부분의 결정화를 행할수도 있으며, 제조장치로서는, 열처리장치내에 취입성형장치를 내장한 것을 제외하고는 통상의 사출연신취입 성형기를 사용할 수 있다. 그러므로, 장치가 특별히 복잡하지도 않고 고도의 조작기술이 필요하지도 않다. 또한, 1차성형품은 높은 배율로 연신되므로, 이때 이미 고도의 결정화(고밀도화)가 이루어진다. 따라서, 열처리에 의한 결정화 처리시간이 매우 짧고, 종래기술에 비해 뛰어난 특성(내충격성, 수축강도등)을 가진 병모양의 용기를 얻을 수 있다.
Claims (9)
- 예비성형체를 연신취입성형에 의해서 용기의 형상을 가진 1차성형품으로 성형하고 상기 1차성형품을 열처리에 의해 수축시켜서 용기로 취입성형하는 성형용기의 제조방법에 있어서, 상기 열처리과정중 상기 1차성형품내에 소정의 내부압력을 유지하고, 상기 내부압력에 의해서 수축을 제어하는 것을 특징으로 하는 2축연신취입 성형용기의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 가열 및 수축에 다른 1차성형품내의 압력증가는 당해 1차성형품내의 공기를 방출시킴으로써 제어하는 것을 특징으로 하는 2축연신취입 성형용기의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 제조된 예비성형체는 그 연신취입률은 부피비로 최종제품으로 성형된 용기의 1.2 내지 3.0배이고, 1차성형품의 처리온도에 따른 수축은 280℃이하의 온도에서 20 내지 120초동안 유지시켜서 폴리에틸렌테레프탈레이트로부터 아세트 알데히드의 생성을 감소시키는 것을 특징으로 하는 2축연신취입 성형용기의 제조방법.
- 단층 또는 다층의 예비성형체를 사출성형하는 작업으로 부터 중공성형품을 연신취입성형하는 작업까지는 연속적으로 실행하기위한 사출연신취입 성형기를 사용해서 용기의 형상을 가진 소정칫수와 1차성형품을 형성시키는 단계와 ; 상기 사출연신취입 성형기로부터 반송된 1차성형품의 목부분을 파지한 다음, 그것의 내측바닥면까지 팽창식 지지로드를 삽입하여 입구부분을 폐쇄하고, 말단부가 바닥의 중심에 당접해있는 상기 지지로드를 이용해서 상기 1차 성형품을 종방향으로 적절히 인장하고, 상기 목부분을 제외한 모든 부분을 인장하에 가열하고, 내부 압력으로 인한 열수축의 제어 및 수축지지로드의 지지에 의해서 상기 1차 성형품을 균일하고 동심적인 성형품으로 성형하는 열처리단계와 ; 열처리후의 1차성형품의 처리열이 남아있는 동안 금형내에 수납하여 소정의 용기로 취입성형하는 단계를 포함하는 2축연신취입용기의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 바닥의 중심을 종방향으로 적절히 인장하는 작업은 바닥의 중심과 지지로드의 말단부를 당접시켜서 수행하는 것을 특징으로 하는 2축연신 취입용기의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 목부분의 1차성형품을 열처리단계 이전에 가열하여 상기 입구부분을 결정화처리하는 것을 특징으로 하는 2축연신 취입용기의 제조방법.
- 단층 또는 다층의 예비성형체를 사출성형하는 작업에서부터 용기의 형상을 가지는 소정치수의 1차성형품을 연신취입성형하는 작업까지를 연속적으로 실행하기 위한 사출연신취입 성형기와 ; 1차성형품의 사출연신취입 성형기로부터 반송하기위한 반송장치와 ; 가열로, 1차성형품을 상기 반송장치로부터 상기 가열로로 반송하는 한편 상기 1차성형품의 목부분을 파지하는 순환 반송수단, 상기 1차성형품의 순환반송수단의 상부로부터 1차성형품의 내측바닥면으로 삽입해서 그것의 입구부분을 폐쇄하는 팽창식취입파이프 및 지지로드를 구비한 열처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 2축연신취입용기의 제조장치.
- 제7항에 있어서, 가열에 의해 1차성형품의 목부분을 결정화하기위한 상기 장치는 사출연신취입성형기와 열처리장치 사이에 배치되고, 상기 성형기와 결정화장치는 반송장치에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 2축연신취입용기의 제조장치.
- 제7항에 있어서, 상기 지지로드는 1차성형품의 입구부분을 폐쇄하기위한 관상몸체와, 상기 관상몸체의 하측단부에서 연장된 외장튜브와, 스프링력의 작용에 의해 상기 외장튜브에 신축가능하게 조립된 중공로드로 구성되고, 상기 외장튜브와 상기 중공로드는 그들의 측면에 공기구멍을 갖는것을 특징으로하는 2축연신취입용기의 제조장치.
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1990
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