KR960007291B1 - 열가소성 재료의 공동체 및 그 제조공정 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열가소성 재료의 공동체 및 그 제조공정

제1도는 개방 상태에서 예비성형체가 부분적으로 압출되어 있는 공동체(hollow body) 제조용 블로우 성형 몰드의 개략도.

제2도는 예비 성형체가 상승 내부압에 의해 팽창되어 예비성형체로부터 제조되는 공동체를 제공하는 폐쇄 상태에 있는, 제1도의 몰드.

제2a도는 제2도의 원에 해당하는 팽창된 예비성형체 벽의 단면의 확대도.

제3a도 내지 제3d도는 다른 예비성형체 또는 이것으로 제조된 최종 제품 벽의 단면의 확대도.

제4도는 본 발명에 따른 공정에 의해 제조된 다른 일 공동체의 투시도.

제5도는 블로우 성형 몰드의 부가적인 부분을 나타내는 제4도의 V-V선을 따른 단면의 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 몰드 2 : 몰드 캐비티(mold cavity)

3 : 맨드릴

3a, 3b, 4a, 4b : 스퀴이즈에지(squeeze edge)

5 : 예비 성형체 6 : 비 발포층

7 : 발포층 8 : 기포

20, 24 : 잉여재료 26 : 공동체

38 : 플렌지부

본 발명은 일반적으로 열가소성 재료로부터 제조한 공동체 특히 그 벽이 다층구조인 발포성 열가소성 재료를 적어도 부분적으로 구성하는 것을 특징으로 하는 공동체를 압출 블로우잉 방법에 의해서 제조하는 공정에 관한 것이다.

예를들어 미합중국 특허 제3901958호에 게재된 다층 또는 적층벽 구조인 공동체 제조공정에 있어서, 발포성 재료를 구성하는 예비 성형체는 대기압보다 높은 압력하에 있는 캐비티로 압출되며, 따라서 예비 성형체의 발포성 재료로 된 층의 발포가 실질적으로 억제된다. 또한 블로우 성형 몰드는 상기 캐비티 내에 배치되고, 예비성형체는 비 발포상태에서 블로우잉 몰드 내로 팽창된다. 이때 공동 성형제품을 조절하는 공동 그리고 공동체에서의 압력이 발포성 재료로 구성되는 층이 발포될 수 있는 크기로 감소된다.

상기 공정을 기초로 하였을때, 이미 발포된 예비 성형체를 팽창케 하는 것은 불가능하거나 증대한 결점을 포함하였을 때만이 가능하다. 이러한 결점은 틀림없이 여전히 열가소성 상태에 있는 예비 성형체의 발포재가 예비성형체의 길이 및 외면에 걸쳐서 강도가 다르로 팽창값이 다른 영역을 갖는다는 점에 기인된다.

그 결과, 예비성형체 또는 이것으로 제조한 공동 성형제품의 벽에 예비성형체 내의 내부 압력의 효과 아래에서 취약 부분이 형성된다.

많은 경우에서 이러한 취약 부분에서 예비 성형체 또는 이것으로 제조된 성형제품의 벽이 파열되고 불량품이 많아진다. 상기 공정에서 이러한 사실을 고려하지만 이에 관련되는 작업과정 및 장치에 대해서 심각한 결점에 직면하게 된다. 따라서 발포성 재료가 발포하는 것을 방지하기 위하여 전술한 캐비티에서 상승압을 유지시키고 제조작업의 첫번째 단계에서 팽창시키는 것은 관련된 작업과정을 복잡하게 한다. 공정에서 다음 작업 사이클을 시작하기에 앞서, 공동내에 상승압을 복원하는 것 역시 유사하게 작업과정을 복잡하게 한다. 또한 이런면에서, 특히 블로우잉 몰드 및 그것과 관련된 구성분이 배치되어 있고 요구되는 상승압을 가능케하는 전술한 캐비티와 대기를 구분할 목적과 관련해서 장치의 높은 비용이 요구된다. 또한 발포공정의 시작에 앞서 예비성형체 벽과 몰드 벽이 접촉하므로 재료는 필연적으로 발포공정상의 바람직하지 못한 표과, 즉, 발포가 순조롭게, 팽창과 무관하게 발생될 수 없도록 하는 냉각효과를 겪게 된다. 결국 전술한 공정은 압출 블로우잉 방법에 의해서 제조된 공동체가 적합 이음매를 구비하고, 제조에 있어서 공동체 내의 발포재로 된 층이 존재함으로써 얻는 특성을 고려하고 있지 않다.

상기 공정은 또한 외층이 비 발포성 열가소성 재표를 구성하는 2층 예비 성형체를 제조하고 팽창하기 위하여 제공된다. 그러나 상기 층은 단지 장식만을 목적으로 하며, 성형 제품의 구조적인 완벽함을 기하는데는 기여하지 못한다.

본 발명의 일 목적은 압출 블로우 성형에 의한, 전술한 종래 기술의 결점이 심하지 않은 공동체 제조공정을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 일 목적은 압출 블로우 성형에 의한, 적어도 실질적으로 비발포성 재료의 예비 성형체의 압출 블로우 성형에 연관되는 통상의 방법에 상응하는 방법으로 공동체 제조공정을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 일 목적은 압출 블로우 성형에 의한, 공정의 작업을 수행하는데 사요되는 작동장치의 큰 변화없이 앞선 공정보다 실질적으로 더욱 신뢰적이고 이상적인 형태로 수행될 수 있는, 벽이 최소한 부분적으로 발포된 열가소성 재료를 구성하는 것을 특징으로 하는 공동체 제조공정을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 공압출 블로우 성형(co-extrusion blow molding)에 사용되는 통상의 장치에 상응하는 장치를 사용하고 접착 이음매가 만족할만한, 벽이 발포 열가소성 재료를 부분적으로 구성함을 특징으로 하는 공동체를 제조하는데 있다.

본 발명에 따르면 이들 및 기타의 목적들은 압출 블로우잉 방법에 의한, 발포 열가소성 재료를 부분적으로 구성하는 벽을 갖는 공동체 제조공정에 의해서 성취된다. 적어도 제1 및 제2층을 포함하며, 상기 층중에서 적어도 하나의 층이 발포성 가소성 재료를 구성함을 특징으로 하는 관상의 예비 성형체 또는 블랭크가 압출된 후 우선 발포성 재료로 된 하나 이상의 층이 발포되며 블로우잉 몰드가 예비성형체 주위에서 폐쇄된다. 예비성형체가 최소한 하나의 발포층이 단지 중요치 않은 정도로 압축되거나 실제로 전혀 압축되지 않는 내부 상승압에 의해서 몰드의 내부 캐비티 표면에 닿을때까지 예비 성형체가 팽창된다.

본 발명의 최소한 하나의 비 발포성 열가소성 재료의 층을 사요하는 것은 발포성 재료의 층과 비교하여 두께가 얇은 것을 사용하였을때 조차도 취약 지점이나 제품의 벽을 관통하는 구멍이 형성되는 위험성에 직면함이 없이 재료가 이미 발포된 조건하에서 팽창되는, 발포성 재료로 구성되는 최소한 하나의 층을 갖는 예비 성형체를 가능케 한다. 발포성 재료로된 발포층내의 기포가 매우 클때 조차도 가능하며 발포된 층이 개기공의 형태일때 조차도 가능하다. 비 발포성 재료의 층 두께는 만족할만한 압출이 가까스로 수행될 수 있을 정도에 상응하는 얇은 두께로 할 수 있다.

본 발명에 따른 공정과 관련된 과정에서 그 과정에 있어 수행되는 개개의 작업 작동이 압출 블로우 성형과 관련하여 통상의 방법으로도 성공적으로 수행될 수 있다는 것이 단원에서 주목된다. 발포공정을 지연시키고 검사하는 부가적인 장치나 특별한 조작이 필요치 않다. 반대로 발포성 재료로 구성된 층(들)의 발포는 열가소성 재료가 압출헤드를 지남으로서 압력이 해제됨에 따라 상기 재료가 압출헤드의 출구 개구부를 통과한 직후에 개시된다. 후자의 효과는 압출 헤드내의 상승압에 대하여, 재료가 압출헤드의 출구 개구부로부터 인출됨에 따라 자동적으로 발생한다. 이러한 효과는 압출공정에서 항시 발생하며 발포 공정을 요하는 본 발명에 유용하다.

예비 상형체로부터 제조되는 최종 생산물의 소정의 목적에 따라 비 발포성 재료의 층을 외부에 배치할 수 있으며, 따라서 외부에 매끄러운 표면을 갖고 내부에 발포과정에 따라 크거나 작은 정도로 발포되는 층을 갖는 제품이 가능하다., 이러한 구조적 형태는 예를들어 자동차 산업에서 사용되며, 자동차의 객실을 환기시키는 공기를 송기하기 위한 도관이나 유로에 특히 바람직하다. 이러한 도관은 예를들어 엔진 실면으로부터의 소음을 운송 수단의 내부로 전달하는데 유용하다. 내측 표면에 일반적으로 개기공을 가지며 내부에서 발포됨으로써 다공성으로된 층이 방음효과를 갖듯이 상기 관이 본 발명에 따른 공정으로 제조된 전술한 종류의 공동체로 이루어진다면 운송기관의 내부에 발생한 소음의 크기는 결과적으로 크게 감소될 수 있다.

그러나 선택적으로 발포성 재료의 층을 성형 제품의 외부에 배치할 수 있고 비 발포성 재료의 층을 내부에 배치할 수 있다.

이러한 구조는 공동체가 분말이나 다른 입자를 포함하는 액체나 기체의 흐름을 수송하는 도관의 제조용으로 사용될때 바람직하다. 쉽게 짐작할 수 있듯이 그러한 관의 내부 벽 표면을 결정하는 내부층이 관을 통과하는 액체나 기체의 흐름을 방해할 수 있는 발포재료로 이루어진다면, 예를들어 입자는 발포재료 표면의 개기공에 점착될 수 있다. 따라서 이러한 상황에서는 방음효과 및 단열효과를 제공하기 위해서 매끄러운 내부 표면과 그위에 발포 외부층을 갖는 관이 요구된다. 또한 발포재료의 외부층은 자동차의 기타부분, 예를들어 전기 철심이나 케이블 룸(cable looms)과 접촉하는 그러한 층에 의해서 발생할 수 있는 소음을 감소시키는데 실질적으로 기여할 수 있다.

만약 최종 생산물의 내부 및 외부 방음효과가 소정의 특히 높은 정도로 유지되는 조건이라면, 본 발명의 공정에 따라 제조되는 공동체에 두개의 발포층과 그 층들간에 비발포층을 제공하는 것은 본 발명의 일 구현 예로서 가능하다.

매끄러운 내부 및 외부 표면을 요구하지만 발포성 재료의 층의 방음 및 단열효과가 특히 중요한 상황에 있어서, 두개의 비발포성 재료의 층 중간에 발포성 재료의 층을 배치할 수 있다.

이러한 구조에 따라, 비 발포재료의 내부층을 얇게 하며 가능한 한 비 발포재료로된 외부층 보다 훨씬 더 얇게 하는 것이 발람직하다.

본 발명에 따른 공정의 다른 일 구현예에 있어서, 또다른 변화가 존재할지라도 제조되는 공동체의 외부 및 내부층, 예를들어 비발포성 재료를 구성하는 외부층과 발포성 재료를 구성하는 내부층 간에 무기 충전재와 혼합된 가소성 재료의 층을 배치할 수 있다. 상기 중간층은 예를들어 유리섬유로 보강된 가소성 재료를 구성할 수 있다. 이러한 구조는 예를들어 제품의 기계적 특성이 매우 양호해야 하는 경우에 중요하다. 또한 중간층에 고밀도 충전재를 사용함으로써 방음 효과를 증대시킬 수 있다.

예비 성형체 및 이것으로 제조되는 공동체를 이루고 있는 모든 층은 동일한 재료로 이루어질 수 있고, 여기서 단지 동일재료에 첨가제가 발포성층에 포함되어 있다는 점이 다르다.

그러나 다른 재료를 각각의 층에 또한 사용할 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 일 구현예에 있어서, 제품의 개개의 층을 서로 접착시키거나 예를들어 결합제나 점착제로써 부착시킬 수 있다. 후자의 구조적 형태는 개개의 층들이 서로 접착되지 않아서 실제의 압출 조작중에 개개의 층들이 서로 만족할 정도로 부착되지 않는 재료나 재료들을 구성할때 요구된다.

본 발명의 공정에 따른 공동체의 재료에 있어서, 압출헤드 영영에서 예비 성형체를 형성하고 있는 재료의 층들이 미리 부착될 수 있으며, 그렇지 않다면 압출과정과 관련된 이유 때문에 하나 이상의 비 발포성 재료의 층들은 소정의 가능한 얇은 두께로 얇아질 수 있다.

미리 발포된 예비 성형체를 블로우잉 몰드내에서 팽창시키는데 필요로 하는 상승 내부압은 발포재료내의 기공이 압축되지 않거나 또는 적어도 실질적인 정도로 압축되지 않는 정도로 바람직하다.

인가되는 압력의 크기는 압력이 5~10바아인 종래의 압출 블로우잉 공정의 경우 보다 현저히 작다. 본 발명에 따른 공정의 경우에 있어서, 예비 성형체를 팽창시키는데 요구되는 상승압은 예를들어 1바아의 크기일 수 있으며 0.5바아 보다 작을 수도 있다.

많은 경우에 있어서 고려되어야 할만한 중요한 압출 블로우잉 공정의 일면은 관상의 예비 성형체가 그 재료의 양에 있어서, 최종 공동체를 제조하는데 필요한 재료 보다 더 많다는 것이다. 따라서 블로우 성형 몰드에서 공동체의 성형에 있어 필요로 하지 않는 예비 성형체의 잉여된 부분은, 복수부의 블로우 성형 몰드가 예비 성형체 주위에서 폐쇄될때 예비 성형체에서 스퀴이징(squeezing)되는 잉여 재료를 나타낸다. 이런 관점에서 몰드는 몰드 캐비티 내의 예비 성형체에서 초과 재료를 스퀴이징하기 위해 이후 스퀴이즈 에지로 칭하는 부분을 구비한다. 또한 상기 스퀴이즈에지는 잉여 재료가 예비 성형체에서 스퀴이징된 각각의 위치에서 예비 성형체 및 이것으로 제조되는 공동제품을 동시에 폐쇄하는 기능을 갖는다. 서로 결합되는 예비 성형체의 상호 마주 향하여 배치되는 부분을 형성케 하는 접착 과정에 의해 패쇄 효과가 발생된다. 본 발명의 공정에 따라 제조된 공동체의 유용성이 성형 제품이 통상적으로 사용되는 중에 받는 모든 하중 및 응력에 결딜 수 있는 접착 이음매에 일반적으로 의존하기 때문에 이러한 접착 이음매의 질적 특성은 공동체의 품질에 대해서 결정적이다. 이러한 기술에 숙달된 사람은, 예를들어 미합중국 특허 제4150080호 및 4233009호를 참조하여, 잉여 재료를 스퀴이징 하고 동시에 그 부분에서 접착 이음매를 형성하는데 관련된 문제점을 알 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 따른 공정은 접합 이음매나 이음매들의 형성에 인가된 압력에 있어서, 본 발명의 공정에 의해 제조된 공동체의 발포층이나 층들이 비 발포층의 경우에서 보다 더 큰 정도로 부여되고 융통성 있게 어떤 정도로도 부여되어서 접착 이음매를 형성하는데 요구되는 압력을 형성시키는 것이 곤란하게 되는 더욱 복잡한 인자를 갖는다.

접착 이음매의 형성은 잉여 재료가 관상 예비 성형체로부터 그것의 단부에서 스퀴이징될때 뿐만 아니라 잉여 재료가 공동 성형 제품의 단부들 간에 부분에서 제거되어야 할때도 중요하게 고려되어야 할 점이다. 상기 상황은 일반적으로 최종 성형, 제품의 형상에 의존한다. 공동 성형제품이 예를들어 자동차용 탱크 또는 전술한 자동차용 도관 등의 복잡한 모양일때, 극단적인 경우에서 최종 공동체에서 그 주위에 확장되어 있는 폐기부를 스퀴이징할 필요가 있으며 그 결과 제품은 공동체 둘레에 긴 접착 이음매를 갖는다. 또한 이 기술에 숙달된 사람은 예를들어 유럽특허 제0071938호에 게재되어 있듯이 상기 상황을 알 수 있다.

발포 재료를 구성하는 최소한 하나의 층을 갖는 예비 성형체 또는 이것으로 제조된 공동체에 접착 이음매를 형성케 하는 작업은 이음매의 강도에 문제를 야기할 수 있다는 사실이 발견되었다.

이러한 사실은 동시에 수행하는 스퀴이징 작업 및 접착 작업 중에 발포층이나 층들은 예비 성형체의 벽이나 비 발포 가소성 재료로된 벽들을 형성하는 층과 그 행동 양식이 다르다는 사실에서 필연적으로 추정된다. 부분적으로 이러한 사실은 기포의 도움으로 발포층이나 층돌을 형성하는 가소성 재료가 더 큰 유동량이 나타난다는 점에서, 높은 유동도를 갖는다는 사실로 인해 또한 추정된다. 접착 이음매를 형성하기 위하여 압력이 동시에 인가되는 두 스퀴이즈에지 사이에서 상호 마주 향하여 배치된 예비 성형체의 벽 부분을 서로 마주하여 프레스하여 스퀴이징 작업 및 접착 작업을 수행함에 따라, 두 스퀴이즈에지가 서로를 향해 이동하여 그들간의 공간이 감소되는 중에, 이들 에지간의 가소성 재료가 이들 에지간의 면에서 유동하는 것은 필연적이다. 각 스퀴이징 및 접착 공정에서 어느 정도까지는 개개의 층의 특성에 무관하게 유동한다. 그러나 발포층의 더 큰 유동량으로 인해, 발포층을 형성하는 재료는 비 발포층을 형성하는 재료 보다 큰 정도로 스퀴이즈 에지간의 틈에서 스퀴이징 되며, 따라서 동일한 조건하에서 접착 이음매의 형성을 적당하게 하는 다른 방법으로는 발포층의 재료를 더 적게 하는 것이다. 이러한 사실로 인해 특히 발포재료의 더 큰 유동량으로 인해 스퀴이즈 에지간의 영역에 있는 발포층을 형성하는 재교가 두 스퀴이즈에지의 이동에 대하여 저항이 작기 때문에, 발포층을 형성하는 재료가 비 발포층을 형성하는 재료보다 더 큰 정도로 스퀴이즈 에지의 면으로부터 이탈하고 또한 접착 이음매의 면에 적당한 압력을 형성하는데에 역효과를 끼친다는 사실처럼 접착 이음매의 질의 저하가 초래된다.

미합중국 특히 제3901958호에 따른 전술한 공정에서 잉여 재료를 수퀴이징하고 동시에 예비 성형체에서 접착 작업을 수행할때 예비 성형체의 벽이 단지 아직 발표되지 않은 재료만으로 되어 상기 설명한 더 큰 유동량을 갖지 않도록 하려는 시도가 있었다.

그러나 상기 미합중국 특허의 공정에 있어서, 발포층을 형성하는 재료의 발포가 단지 접착 이음매를 제조한 후에 발생되고, 그 결과 접착 이음매의 부근에 필연적으로 또한 발생하는 발포에 의해서 접착 이음매는 완전히 조절 불가능 상태로 약화되고 파괴까지도 가능하게 된다는 이유 때문에 만족할만한 접착 이음매를 형성케 하는 것은 여전히 불가능하다.

상기 설명한 문제점에 주의하여 본 발명에 있어서, 잉여 재료가 예비 성형체에서 스퀴이징될때 제조되는 접착이음매가 상호 마주 향하여 배치된 예비 성형체의 벽 부분이 서로 마주하여 프레스된 플랜지부(flange portion)나 웨브의 형태를 하고, 그리고 플랜지부의 영역에서, 이중벽 형태인 최소한 하나의 발포층에 인가된 압력으로 인해 충전되는 효과가 발생됨으로써 충전된 층이나 층들의 두께가 감소되며 이 두께가 발포된 조건에서의 층이나 층들의 두께 보다 작음으로써, 본 발명의 양호한 특징이 구현된다.

본 발명에 따른 상기 형태의 공정에 있어서, 일반적으로 플랜지 형태인 두꺼운 접착 이음매를 형성케 하는 단계에서 접착 이음매를 형성하는 성형체의 벽 부분이 프레스되어 최소한 하나의 발포층이 비발포된 조건에서의 층 및 층들의 밀도와 두께에 근사적으로 상응하는 밀도와 두께로 압축된다. 따라서 접착 이음매를 형성하는 벽 부분은 결과적인 플랜지부의 두께가 초기 밀도 크기를 갖는 모든 층들의 총 두께, 즉 비발포상태에서 발포성층 또는 층들의 초기 두께의 합에 상응하는 두께이거나 또는 더 작은 두께인 정도로 압축될 수 있다.

상기 방법으로 플랜지 형태로 형성된 접착 이음매는 예를들어 접착 이음매가 장방향에 대하여 횡적으로 인장하중을 받을때, 접착 이음매에 의해 서로 부착되는 상호 마주하여 배치된 예비 성형체의 벽 부분의, 접착 이음매를 형성하는 표면적은 접착 이음매의 표면적 보다 더 크고, 그래서 접착 이음매의 표면적에 대한 비 하중이 더 작은 이점을 갖는다. 한편 접착 이음매 형성 작업중에 플랜지부는 공동체의 내부로 열린 포켓을 형성한다. 상기 포켓은 접착 이음매를 형성케하는 작업에 있어서 접착 이음매를 형성케 하기 위해 마주 향하여 이동하는 2개의 상호 마주하여 배치된 몰드의 스퀴이즈에지부의 프레싱 작용으로 인해 용접 이음매에 관련된 재료, 특히 하나 이상의 발포층의 재료가 상기 플랜지 형태가 아닌 종래의 접착 이음매의 경우에와 같은 정도로 유동하는 것을 방지하는 효과를 갖는다. 상기의 효과를 달성하기 위해서 접착 이음매의 장방향의 횡방향, 즉 예비 성형체나 성형 제품의 층이 배치되는 방향인 플랜지형 접착 이으매의 깊이를 접착 이음매의 너비 보다 크게하는 것이 바람직하다.

많은 경우에 본 발명의 공정에 의해 제조된 공동체의 접착 이음매가 꼭 상기의 플랜지부 형태일 필요는 없다. 따라서 때로는 공동체를 사용하기전에 공동체의 일부를 절단하여 제거할 수 있다. 일반적으로 재생되는 폐기품인 그러한 부분은 중요한 정도로 양질의 접착 이음매를 요구하지는 않는다.

본 발명의 또다른 일면에 있어서, 압출 블로우 성형 공정에 의해 제조되고 하나의 층이 최소한 부분적으로 발포되는 다수의 층을 구성하는 벽을 포함하는 열가소성 재료의 공동체가 또한 제공된다. 적당한 예비성형체로부터 제조된 공동체는 블로우 성형 몰드가 폐쇄되었을대 잉여 재료가 스퀴이징된 영역에서 공동체를 밀폐하는 접착 이음매를 갖는다. 최소한 일부에 걸쳐 접착 이음매를 갖는다. 최소한 일부에 걸쳐 접착 이음매는 인접한 벽부분의 공동체에서 외부로 향하는 웨브 또는 플렌지의 형태를 갖는다. 종방향에 수직 방향인 플랜지부의 너비는 발포성 재료로 이루어진 층이 발포된 상태에 있는 예비 성형체의 벽두께의 두배 보다 작다.

본 발명의 기타의 목적, 특징 및 장점은 하기 양호한 구현예의 설명으로부터 알 수 있다.

우선 공정을 수행하는 장치를 나타내는 제1도, 제2도, 및 제2a도를 참조하여 본 발명에 따른 공정을 설명한다.

본 장치는 일반적으로 2개의 부분으로 되어 있는 블로우 성형 몰드(1)를 구성한다. 몰드(1)와 관련하여 블로우 성형 맨드릴(3)이 몰드 아래에서 도면 부호(2)에 의해 표시된 몰드 캐비티를 향하여 위치되어 있고 몰드의 2개 부분(1a 및 1b)간에 위치되어 있다. 몰드의 2개 부분(1a 및 1b)은 도면 부호(3a, 3b, 4a 및 4b)로 각기 표시된 스퀴이즈에지를 구비하고 있다. 하부의 두개의 스퀴이즈 에지(4a 및 4b)는 에지(4a, 4b)를 지나 하방으로 나와 있는 제2도에서 도면부호(20)에 의해 표시된 잉여 재료를 수퀴이징하는데 기여한다.

몰드(1)의 상부에 배치된 스퀴이즈에지(3a 및 3b)는 몰드 캐비티(2)로부터 상방으로 나타나 있는 제 2 도에서 도면부호(24)에 의해 표시된 잉여 재료를 몰드 캐비티(2) 내에 있는 예비 성형체(5)에서 스퀴이징하는데 기여한다.

본 장치는 최소한 두개의 압출기를 구비한 압출 장치의 압출 헤드(4)를 더 구성한다. 관상 형태의 예비성형체를 제조할때 압출헤드(4)는 열가소성 재료를 위한 환상 출구 개구부를 갖는다.

제1도에 나타낸 개방 상태에서 몰드(1)를 사용하여, 제1도에서 도면부호(5)로 표시된 예비 성형체로부터 공동체를 제조하는 작업 사이클을 예비성형체(5)를 압출시킴으로써 개시한다.

예비 성형체(5)의 벽은 제2a도에서 확실히 알 수 있는 제 1 층 및 제 2 층(6 및 7)을 구성한다. 외층(6)은 두개의 압출기중 하나로부터 주입되어 압출헤드(4)를 통과하는 비발포성 가소성 재료를 구성한다. 내층(7)은 다른 하나의 압출기로부터 압출 헤드로 공급되는 발포성 가소성 재료를 구성한다.

재료가 압출헤드(4)로부터 인출된 후 압력 해제 효과로 인해, 내층(7)을 형성하는 재료는 재료가 압출 헤드(4)를 떠남에 따라 발포하기 시작한다. 따라서 예비 성형체(5)를 제조하는데 요구되는 압출 작업이 완료된 후에, 최종 예비 성형체(5)는 발포층(7)과 비 발포층(6)을 구성한다. 예비 성형체 벽이 다층 또는 적층 구조라는 것은 제2a도에서 확실히 알 수 있다.

예비 성형체가 소정의 길이에 도달했을때 몰드(1)가 예비성형체 주위에서 폐쇄된다. 폐쇄되었을때 잉여재료(20 및 24)는 스퀴이즈 에지(4a 및 4b)와 블로우잉 맨드릴(3)에 의해서 예비 성형체에서 스퀴이징된다. 이런 상황에 있어서, 맨드릴(3)의 존재에 의해 생긴 개구부가 팽창된 공동체에 남게 된다는 것을 제 2 도에서 확실히 알 수 있다. 맨드릴(3)에 인접한 영역에서, 잉여재료는 2개 부분의 몰드(1a 및 1b)의 분리면, 제 2 도에서 도시된 면에 수직으로 확장하는 분리면에서 더 스퀴이징될 수 있다. 이러한 영역에서 제 2 도에서는 도시되지 않은 접착 이음매가 형성됨으로써 예비 성형체(5) 또는 이것에 의해 제조된 공동체는 폐쇄된다. 유사한 과정이 상부의 스퀴이즈에지(3a 및 3b)에 의해 발생되는 스퀴이징 효과에서도 적용된다.

블로우 성형 작업은 몰드(1)의 폐쇄 작업을 완료하기 직전에 시작하는 것이 바람직하며, 여기서 맨드릴(3)를 통하여 공급되는 압축 공기가 예비 성형체(5)를 몰드(1) 내부에서 팽창시켜 마침내 전영역에 걸쳐 모울드 캐비티(2)를 한정하는 벽에 닿게 함으로써 예비 성형체(5)의 형상이 상기 몰드 캐비티(2)에 의해 결정 되도록 한다. 예비 성형체 내부에 조성된 상승압은 상기 예비 성형체가 몰드 캐비티(2)의 형상을 띄어감에 따라 외층(6)과 내부 발포층(7)이 공히 그에 상용하게 변위된다.

기표로 인해 신장성 및 강도면에서 다소 불안정한 내부 발포층(7)은 발포 작업시에 층(7) 내부에 형성된, 제2a도에 도면 부호 8로 표시된 기포가 예비 성형체의 팽창 작업시 외층(6)을 넘어 외부로 유출될 수 없으므로 상기 외층(6)에 의해 안정된 상태를 유지한다. 각 기포가 공동체의 내표면에서 그의 표면으로 개방되어 존재하므로 특히 그렇게 제조된 공동체의 내표면에 형성된 구멍은 방음 효과를 제공한다.

이제 제3a도 내지 제3d도를 참조로 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 여러가지 형태의 예비 성형품 또는 이것으로 제조한 공동체의 벽 부분을 설명키로 한다. 제3a도에 도시된 구현예는 소위 발포성 재료로된 내층(7)과 비발포성 재료로된 외층(6)인 제 1 층 및 제 2 층으로 구성된 벽을 갖는다. 제3b도 내지 제3d도에서는 3개층으로 된 벽의 구조가 도시되어 있다. 제3b도에 도시된 구성예에 있어서, 벽은 2개의 비발포층(9 및 11)간에 배치된 발포층(10)을 구성한다. 여기에서 내부 비발포층(11)의 두께는 외부 비발포층(9)에 비해 얇다. 도한 제3c도에 도시된 벽 구조체는 비발포층(13)의 양면에 각각 배치된 2개의 발포층(12 및 14)을 갖는다. 마지막으로 제3d도에 도시된 벽 구조체는 비 발포층(15)과 발포층(17) 및, 상기 2층 사이에 예를들어 유리 섬유와 같은 무기 충전재가 혼합된 열가소성 재료로된 층(16)을 부가하여 구성한다.

여기서 제3a도에 도시된 구성예를 재 참조하면, 좌측부에는 기포가 부분적으로 파단 또는 파열된 구멍을 갖는 발포층이 도시되어 있는 반면, 그림의 우측부에는 밀폐된 기포를 갖는 발포층이 도시되어 있다. 실제로 발포재가 밀폐된 기포를 갖는다고 해서 제3a도의 우측부에 도시된 매끄러운 표면을 항상 제공하는 것은 아니다.

제3c도 및 제3d도의 층(12, 14 및 17)은 각기 위와 상응하는 성질을 갖는다.

제 4 도에는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제도된 공동체가 도시되어 있으며, 이 공동체는 예를들어 자동차 내부의 도관을 제공하기 위해 즉, 자동차의 승객실내로 공기 등을 송기하기 위해 사용되는 것과 같은 도관부(26)의 형상을 갖는다.

도시된 도관부는 실제로 장방형 단면이다. 그의 형상은 필연적으로 자동차의 차체내에서 도관이 설치되는 허용 공간에 의해 결정된다. 제 4 도에 도시된 도관부도 제 2 도 및 제 3 도를 참조로 전술한 바와 같은 2개 부분으로 된 모울드(1)의 폐쇄시에 일반적으로 관형인 예비 성형체 주위에 스퀴이징 되어 잉여 재료를 포함한다. 이런점에 있어서는 일반적으로 공동체(26)가 몰드(1)로부터 인출된 후, 이 공동체(26)로부터 잉여재료를 제거키 위해 절단되는 얇은 필름(28)을 매개로 상기 잉여 재료가 공동체(26)에 접합되도록 제조한다.

상기 필름(28)의 두께는 거의 몰드(1)의 밀폐력과 제1도에 도시된 스퀴이즈에지(3a, 3b, 4a 및 4b)의 특성에 따라 달라진다.

도관부(26)는 예를들어 참조부호 30으로 표시된 단부를 통하여 도관부(26) 또는 예비 성형체 내로 맨드릴(3)이 나와있는 제 1 도 및 제 2 도에서의 몰드(1)의 하부에 배치된 것과 같이 제 4 도에 도시된 도관의 상단부에서 제조될 수 있다. 따라서 부분(20)은 맨드릴(3)과 스퀴이즈 에지(4a 및 4b)간의 예비 성형체의 단부에서 스퀴이징 되어 잉여 재료의 부분이다.

상기 부분(20)에는 접착 이음매에 의해 공동체(26)를 밀폐하는 측방 스퀴이징 영역에 인접되어 있다. 따라서 도관부(26)의 타단부(32)에 존재하게 될 폐기부(24)는 제 2 도에 도시된 폐기부(24)에 상응하며, 이 폐기부(24)는 몰드의 폐쇄시 몰드(1)의 상부에 구비된 스퀴이즈에지(3a 및 3b)에 의해 맨드릴(3)에 대향되는 단부에서 예비 성형체 또는 이것으로 제조된 도관부(26)에서 스퀴이징 된다.

제 4 도에서 보는 바와 같이 도관부(26)에는 상기 폐기부(20) 영역내의 개구부로부터 분리된 도관부의 둘레 주위로 길게 확장되어 있는 스퀴이즈 및 접착 이음매가 형성된다.

제 5 도에는 상기 이음매의 단면이 확대되어 도시되어 있다.

제 5 도는 또한 본 발명의 제조과정중 제2도에 도시된 것과 상응하게 공동체(26)가 몰드(1)내에서 이미 팽창되어 있는 단계에서의 몰드부(1a 및 1b)를 나타낸다. 제1 도 및 제 2 도에 도시된 구현예와 유사하게 제 5 도에 도시된 공동체의 벽은 발포제로된 내층(7)과 비발포제로된 외층(6)인 제 1 층 및 제 2 층을 갖는다.

전체 몰드(1) 또는 2개 부분의 몰드(1a 및 1b)를 따라 길게 확장되어 있는 스퀴이즈 에지(3a 및 3b)의 영역에서, 실질적으로 서로 평행한 벽(36a 및 36b)이 각기 몰드(1)가 폐쇄된 상태에서 캐비티를 한정하는 리세스(34a 및 34b)가 구비된다. 벽(36a 및 36b)에 의해 한정된 캐비티는 몰드 캐비티(2)의 내부를 향하여 열려 있고 스퀴이즈 에지(3a 및 3b) 또는 몰드(1)의 2개의 부분들에 의해 몰드 캐비티(2)로부터 먼 캐비티의 측면에서 한게 지워진다.

따라서 몰드의 2개 부분(1a 및 1b)이 예비성형체(5) 주위에서 완전히 폐쇄되었을때, 몰드 캐비티(2)로부터 스퀴이지에지(3a, 3b, 4a 및 4b)를 지나 외부로 나와있는 일반적으로 미리 팽창된 예비 성형체(5)의 부분은 스퀴이지 에지(3a, 3b, 4a 및 4b)의 스퀴이즈 작용으로 몰드 캐비티내의 예비 성형체로부터 제거된다. 이로써 제 5 도에 도시된 구현예에서, 팽창된 공동체(26)의 모든 측면의 주위에 확장되어 있는 과잉재료로된 폐기부분(20 및 24)이 초래된다. 상기 폐기 부분(20 및 24)는 일반적으로 전술한 필름(28)에 의해서 팽창된 공동체와 연결된 상태로 남아서 실제로 폐기부분(20)을 절단해야 한다.

리세스(34a 및 34b)에 의해서 형성된 캐비티의 영역에서, 스퀴이즈에지 및 (34a 및 34b)의 영역에서 납작하게 프레스되는, 예비 성형체 또는 이것으로 제조된 공동체의 상호 마주하여 배치된 벽부(6a, 6b, 7a, 7b)는 서로 마주하여 프레스되고 접착되어서 제 5 도에서 도면부호 5로 표시된 일반적으로 웨브 또는 플랜지 형태인 접착 이음매를 형성함으로써 예비 성형체 또는 공동체(26)의 벽은 폐기부분(24)이 스퀴이징된 영역에서 밀폐된다. 플랜지부(38)의 너비 A, 즉 장방향에 대해 횡방향인 너비는 발포성층(7)이 비발포 상태에 있는 예빙성형체의 벽 두께 보다 작다. 접착이음매를 형성케 하는 작업은 층(7)이 발포된 후에 리세스(34a 및 34b)에 의해 한정된 캐비티내의 에비 성형체의 상호 마주 향하여 배치된 벽부(6a, 6b, 7a 및 7b)의 압축에 의해 영향받기 때문에, 발포층(7)의 두 부분(7a 및 7b)의 두께는 리세스(34a 및 34b)에 의해 한정된 캐비티내에서 감소되는데 이러한 두께의 감소는 리세스(34a 및 34b)에 의해 한정된 캐비티의 영역에서 발포층(7)의 두 부분(7a 및 7b)이 압력을 받아 충전되고 동시에 층(7)의 기포내에 있는 공기가 탈기됨으로써 야기된다. 비록 발포층(7)을 형성하는 재료가 비 발포 상태일때의 동일한 재료보다 유동량이 실질적으로 더 클지라도, 발포층(7)의 두 부분(7a 및 7b)이 몰드캐비티(2)로 향하여 유동하는 경향은 리세스(34a 및 34b)에 의해 한정된 캐비티에서 형성된 유동 저항으로 인해 감소되어 충분히 큰 두 부분(7a 및 7b)이 플랜지부(38)에 존재함으로써, 몰드가 폐쇄되는 중에 벽부(36a 및 36b)의 영역에서, 양호한 접착이음매를 형성하는데 필요한 압력이 리세스(34a 및 34b)에 의해 한정된 캐비티에서의 재료내에 형성될 수 있게 하는데 적당한 저항도가 2개의 몰드 부분(1a 및 1b)에 부여된다. 따라서 이러한 과정은 플랜지형 접착이음매(38)를 형성케하고, 여기에서 처음에는 예비 성형체의 발포층(7)이었던 2개 부분(7a 및 7b)이 층(7)이 발포되기 전의 상태로 회복됨으로써 접착이음매(38)는 어떤 잔여 발포 효과도 없으며 또는 단지 접착 이음매의 강도에 역효과를 끼치지 않는 무시할 정도의 잔여 발포 효과만이 있는 다소 균질한 재료를 구성한다.

또한 접착이음매는 플랜지부(38)나 또는 리세스(34a 및 34b)에 의해 한정된, 몰드 캐비티(2)쪽의 캐비티에 인접한, 제 5 도에서 도면부호 40으로 표시된 영역에도 존재하고 있다는 것을 알 수 있다. 상기 영역(40)에서 내층(7)은 감소된 정도일지라도 여전히 발포 상태에 있으며, 따라서 그 위치에서 형성되는 접착이음매의 강도는 그것에 인가될 수 있는 모든 요구조건에 만족할만하지 못하고, 특히 그 위치에서 서로 접착되는 예비 성형체의 2개 부분이 서로 마주 향하여 프레스 되는 압력이 리세스(34a 및 34b)에 의해 한정된 캐비티 내의 압력보다 실질적으로 더 작다. 그러나 이러한 것은 플랜지부(38)가 존재함으로써 접착이음매의 강도의 신뢰성이 있기 때문에 일반적으로 중대하게 고려될만한 것은 아니다.

접착이음매를 형성케하는 중에, 특히 발포된 부분(7a 및 7b)을 형성하는 재료가 리세스(34a 및 34b)에 의해 한정된 캐비티로부터 유동하는 것을 방지하기 위해 필요한 유동 저항을 부여하기 위하여 가능한한 제 5 도에서 B로 표시된 플랜지부(38)의 깊이를 너비 A 보다 크게 하는 것이 좋다.

몰드(1)내의 예비성형체에서 스퀴이징된 폐기재료(20 및 24)를 제거한 후에, 또한 도관부의 단부를 열어서 예를들어 다른 도관부와 연결하기 위하여, 절단 작업 등에 의하여 제 4 도에 도시된 단부 표면부(30 및 32)를 제거할 필요가 있다.

제조된 후에 절단되는 도관부 또는 공동체(26) 단부의 영역에서의 접착 이음매를, 이러한 접착이음매가 최종 생성물의 사용에 있어 중요하지 않기 때문에, 제 5 도를 참조한 전술한 방법으로 제조할 필요는 없다.

전술한 공정, 장치 및 이로써 제조된 공동체는 단지 본 발명을 나타내는 실시예로 구현되었고 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 다양한 변화가 가능하다는 것을 알 수 있다.

Claims (25)

1 이상의 층이 발포성 가소성 재료로 이루어진 적어도 제1 및 제2층을 갖는 예비성형체를 압출하고, 상기 1 이상의 발포성 재료로된 층을 발포하고, 상기 예비성형체를 블로우 성형 몰드에 배치하고, 1 이상의 발포층을 단지 무시해도 좋을 정도까지 압축시키도록 하는 내부 상승압을 사용하여 상기 예비 성형체가 몰드 내부 표면에 닿을때까지 상기 예비성형체를 몰드내에서 팽창시키는 과정들을 구비하는 압출 블로우 성형방법에 의한, 일부분이 발포성 열가소성 재료로 이루어진 벽을 갖는 공동체(a hollow body)의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 상기 압출된 예비성형체가 관상(tubular)인 공동체의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 상기 1 이상의 발포층이 상기 압력하에서 거의 압축되지 않는 공동체의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 상기 발포성 재료로 된 층이 상기 예비이성형체의 내부층으로서 배치되고, 비 발포성 재료로 된 층이 상기 예비성형체의 내부층으로서 배치되는 공동체의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 상기 발포성 재료로 된 층이 상기 에비성형체의 외부층으로서 배치되고, 비 발포성 재료로 된 층이 상기 예비성형체의 내부층으로서 배치되는 공동체의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 상기 발포성 재료로된 층이 2개의 비 발포성 재료로 된 층들 간에 배치되는 공동체의 제조공정.

제 6 항에 있어서, 상기 비 발포성 재료로된 층중 내측에 배치된 층은 상기 비 발포성 재료로된 층중 외측에 배치된 층보다 그 두께가 더 얇은 공동체의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 비 발포성 재료로된 층이 발포성 재료로된 외부층과 발포성 재료로된 내부층 간에 배치되는 공동체의 제조공정.

제1항에 있어서, 상기 비 발포성 재료로된 외부층과 발포성 재료로된 상기 내부층 간에는 무기 충전재가 혼합된 열가소성 재료로된 층이 배치되는 공동체의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 상기 1 이상의 발포성 재료로된 층과 1 이상의 비 발포성 재료로된 층이 서로 용착되는 공동체의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 상기 1 이상의 발포성 재료로된 층과 1 이상의 비 발포성 재료로된 층이 접착제에 의해 서로 접착되는 공동체의 제조공정.

제1항에 있어서, 상기 예비성형체를 압출헤드로 압출하는 단계에서 예비성형체를 형성하는 층들이 압출헤드내에서 미리 접착되는 공동체의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 상기 예비 성형체가 팽창 상태에서 예비성형체의 전체 벽두께의 5~20%를 구성하는 1 이상의 비 발포성 재료로된 층을 구비하는 공동체의 제조공정.

제 13 항에 있어서, 상기 1 이상의 비 발포성 재료로된 층이, 상기 전체 벽 두께의 5~10%를 구성하는 공동체 제조공정.

제 7 항에 있어서, 상기 내측에 비치된 비 발포성 재료로된 층이 팽창 상태에서 전체 벽 두께의 5~10%를 구성하며, 상기 외측에 배치된 비 발포성 재료로된 층이 전체 벽 두께의 5~20%를 구성하는 공동체 제조공정.

제 1 항에 있어서, 예비성형체를 몰드내에서 팽창시키는 단계가 1바아 이하의 내부 상승압에 의해 행해지는 공동체의 제조공정.

제 1 항에 있어서, 몰드가 다수의 몰드부로 이루어지며, 또한 몰드가 폐쇄되고 그와 동시에 플랜지 형태로된 1 이상의 용착이음매로써 예비성형체가 밀폐되어 서로 대향 배치된 예비성형체의 벽부가 서로를 향해 프레스될때, 예비 성형체 재료의 일부분이 상기 몰드부들의 각각에 구비된 스퀴이즈에지에 의해 스퀴이징되며, 그리고 상기 플랜지부의 영역내의 상기 1 이상의 발포층이 그의 형성시 가해지는 압력에 의해 압축되므로써 그 두께가 감소되며, 그에 따라 압축된 1 이상의 발포층이 발포 상태에서의 상기 1 이상의 층보다 그 두께가 작은 공동체의 제조공정.

제17항에 있어서, 상기 용착이음매를 형성하는 단계에서, 상기 용착이음매를 형성하는 예비성형체의 벽 부분이, 상기 1 이상의 발포층이 비 발포상태의 상기 1 이상의 층의 밀도와 두께에 상응하는 밀도와 두께로 압축되도록 프레스되는 공동체의 제조공정

제 1 항에 있어서, 상기 몰드가 다수의 몰드부로 이루어지며, 또한 몰드가 폐쇄되고 그와 동시에 플랜지 형태로된 1 이상의 용착이음매로써 예비 성형체가 밀폐되어 서로 대향 배치된 예비성형체의 벽부가 서로를 향해 프레스될때, 예비성형체 재료의 일부분이 상기 몰드부들의 각각에 구비된 스퀴이즈에지에 의해 스퀴이징되며, 이렇게 형성된 이중벽 플랜지부의 전체 두께가 초기 밀도 수준에서의 모든 층들의 두께의 합, 즉 비 발포상태에서의 모든 층들의 두께의 합보다 작은 공동체의 제조공정.

제19항에 있어서, 상기 플랜지 형태의 용착이음매의 종방향으로 가로지르는 깊이가, 상기 두께보다 더 큰 공동체의 제조공정.

압출 블로우 성형 공정에 의해 제조되고 1 이상의 층이 적어도 부분적으로 발포되어 있는 다수의 층을 구비하는 벽으로 이루어진 열가소성 재료로 제조한 공동체로서, 압출 예비성형체로부터 제조된 상기 공동체가 몰드의 폐쇄시에 잉여 재료가 상기 예비성형체에서 스퀴어징된 영역에서 공동체를 밀폐하는 용착이 음매를 갖고, 상기 용착이음매가 적어도 확장된 부분에 결쳐서 인접한 공동체 벽 영역에 대해 외측으로 나와 있는 플랜지 형태이고, 그리고 상기 플랜지부의 종방향에 수직적인 두께가 상기 1 이상의 발포성 재료로된 층의 발포 상태에 있는 예비성형체의 층 두께의 두배보다 얇은 것을 특징으로 하는 공동체.

제21항에 있어서, 용착이음매의 영역에서 발포층의 두께가 비발포 상태에 있을때의 상기 층의 두께보다 얇은 공동체.

제21항에 있어서, 상기 용착이음매의 전체 두께가 초기밀도크기를 갖는 모든 층들의 두께의 합, 즉 상기 1 이상의 발포의 초기 두께의 합보다 얇은 공동체.

제21항에 있어서, 상기 플랜지 형태의 용착 이음매의 종방향으로 가로지르는 깊이가, 접착이음매의 두께보다 더 큰 공동체.

1 이상의 층이 발포성 열가소성 재료로 되어 있는 다수의 층들로 이루어진 통상 관상인 예비성형체를 제공하고, 상기 1 이상의 층의 발포성 재료를 발포제조하고, 예비성형체를 둘러싸는 몰드 내의 캐비티에서 몰드내의 예비성형체 속으로 가압 유체를 도입하여 예비성형체를 팽창시킴으로써 예비성형체의 거의 전체표면이 상기 몰드 캐비티의 내표면에 접촉하도록 하여 예비성형체를 소정의 형상으로 성형하며, 이때 예비 성형체내의 유압의 압축효과에 의해 상기 1 이상의 발포 재료로 된 층이 거의 두께 변화없이 유지되도록 상기 유체에 의해 예비 성형체에 인가되는 압력이 조절됨을 특징으로 하는, 1 이상의 층이 발포성 열가소성 재료로된 다수의 층으로 이루어진 벽을 갖는 공동체의 제조공정.

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