KR19990063868A - 중공성형품의 사출연신 블로우 성형방법 - Google Patents

Abstract

폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 합성수지에 의한 조명용 글로브, 포장용 용기 등의 중공성형품을, 사출성형한 프리폼을 연신 블로우 성형하여 제조하는 방법이다. 캐비티(14) 주위의 캐비티 몰드(11)와 네크 몰드(12)의 파팅 부분에, 소요 외경의 수지 저장조(17)를 링형상으로 형성하여 게이트(15)를 설정하고, 그 게이트(15)를 파팅에 설치한 사출로(18)와 연통시키므로써, 수지 저장조(17)로부터 캐비티(14)로의 용융수지 사출을 가능하게 하고, 사출성형된 외부 바닥면에 게이트 마크가 없는 프리폼(16)을, 연신 블로우 성형에 의해 게이트리스 조명용 글로브(30) 등의 중공성형품을 성형한다.

Description

중공성형품의 사출연신 블로우 성형방법

연신 블로우 성형에 의해 제조된 중공성형품으로서는, PET 병 등의 포장용 용기가 널리 알려져 있다. 이 연신 블로우 성형은, 사출성형한 프리폼을, 블로우 금형내에서 축방향으로 길게 연신하면서 에어블로우(air blow)에 의해 동시에 팽창시켜서 여러 형태의 병 등으로 성형하는 것이다.

도5는, 연신 블로우 성형에 사용되는 프리폼을 성형하기 위한 사출금형을 도시하는 것이다. 이 사출금형은 프리폼 본체를 형성하는 캐비티 몰드(1)와, 프리폼의 입구부를 형성하는 네크 몰드(2)와, 이 네크몰드(2)를 관통하여 캐비티 몰드(1)내로 삽입된 코어 몰드(3)로 이루어지며, 이들의 조합에 의해 네크몰드(2)의 내부에 도달하는 캐비티(4)를 형성하고, 그 캐비티(4)에 캐비티 몰드 바닥부의 게이트(5)로부터 용융수지를 사출 충진하여, 소요의 프리폼(6)을 성형하는 구성으로 된다.

이러한 종래 수단으로 성형된 프리폼에서는, 용융수지의 사출충진을 캐비티 몰드 바닥부의 게이트(5)로부터 행하고 있으므로, 바닥면의 외측에 게이트 마크(mark)가 생긴다. 이 게이트 마크는 프리폼을 최종 성형품으로 연신 블로우 성형한 후에도 바닥부에 남지만, 그 나머지는 내측에 오목하게 들어가 형성된 외부 바닥면에 위치하므로, 기립한 상태에서는 외부로부터 주목되지 않으며, 내용물에 의해 용기의 부가가지가 요구되지 않는 음료수나 탄산음료 등의 PET병에서는 특히 문제시되지 않았다.

그러나, 화장품 등의 고가의 내용물을 넣은 용기에서는, 바닥면의 게이트 마크에 의해 부가가지의 저하를 초래하고, 특히 게이트 마크의 어긋남은 치명적이어서 불량품으로서 취급되는 일이 많다. 이 때문에 고가의 내용물용으로서의 용기의 성형은 지속적인 과제를 갖는다.

또한, 조명용 글로브를 연신 블로우 성형에 의해 성형한 경우에는, 상기 프리폼의 게이트 마크가 구면(球面)중앙에 발생된다. 이 게이트 마크는 후처리가 가능하다고 해도 완전히 없앨수 없으며, 특히 실내등에서 하향 사용되는 글로브에서는, 게이트 마크를 처리해도 그로 인해 발생한 미세한 요철에 의한 난반사에 의해, 그 부분의 투광성이 다른 것보다 나빠지며, 부분적인 그림자가 발생하게 된다. 또한 처리후의 표면휘도(surface luminance)의 차이로 인해 외관에서도 게이트 마크가 주목되기 쉬우므로, 조명장식을 겸하는 글로브의 가치가 유리제품에 비해 낮게 평가된다는 문제도 갖고 있다.

이러한 프리폼 바닥면의 게이트 마크의 과제는, 특공소 47-38548호 공보에 기재되어 있듯이, 게이트 위치를 프리폼의 네크부분으로 하므로써 해결할 수 있다.

그러나 이 공지수단에서는, 한쌍의 네크 몰드의 파팅면(a parting face)에 노즐 터치부를 설정하고 있는 관계상, 사출압력에 의해 네크몰드가 측방으로 가압개방되므로, 이를 방지하는 네크 몰드 전용의 몰드 체결 수단(mold clamping means)이 필요해진다. 이 결과, 종래에 없는 몰드 체결 수단의 채용에 의해 성형기의 구조가 복잡해진다는 새로운 문제가 생긴다.

또한 성형상에서도, 측면의 1개소로부터 용융수지의 사출충진을 행하기 위해, 충진이 완료하기 까지의 수지의 유동이 균일하게 되기 어렵고, 웰드(weld)도 발생하기 쉬우므로, 균질한 프리폼의 성형에는 고도의 성형기술을 필요로 한다. 이러한 것으로부터, 이 공지 수단을 채용하여 게이트 마크의 과제를 해결하는 것은 지극히 곤란한 것이다.

본 발명은, 상기 공지의 수단과 마찬가지로 프리폼의 네크부분에 게이트를 설정하여 바닥면에 게이트 마크가 없는 프리폼을 사출성형하고, 그 프리폼을 연신 블로우 성형하는 것이면서, 상기 공지수단에서의 과제가 해결되고, 외부 바닥면의 게이트 마크에 의한 사용상의 장해 및 부가가치의 저하를 방지할수 있는 새로운 중공성형품의 사출연신 블로우 성형 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 합성수지에 의해 사출성형한 프리폼(preform)으로부터 조명용 글로브(globes), 포장용 용기 등의 중공성형품을 연신 블로우 성형에 의해 제조하는 방법에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에서의 프리폼의 사출성형 상태를 도시하는 사출금형의 종단면도이다. 도 2 는 동일한 구형의 글로브의 연신 블로우 성형상태를 도시하는 블로우 금형의 종단면도이다. 도 3 은 본 발명에 의해 성형되는 구형 글로브의 종단면도이다. 도 4 는 본 발명에 의한 포장용 용기의 연신 블로우 성형 상태를 도시하는 금형의 종단면도이다. 도 5 는 종래의 PET 병 등의 용기의 프리폼의 사출성형 상태를 도시하는 사출금형의 종단면도이다.

상기 목적에 의한 본 발명은, 프리폼의 본체를 형성하는 캐비티 몰드와, 프리폼의 입구부를 형성하는 네크 몰드를 형폐쇄하고, 그 네크 몰드를 관통하여 캐비티내로 삽입한 코어 몰드에 의해, 내부에 네크몰드내에 도달하는 캐비티를 형성하고, 그 캐비티 주위의 상기 캐비티 몰드와 네크 몰드의 파팅 부분에 소요 외경의 수지 저장조를 링형상으로 형성하며 게이트를 설정하는 동시에, 그 게이트를 파팅에 설치한 사출로와 연통시키고, 그 수지 저장조로부터 캐비티에 용융수지를 사출하여 외부 바닥면에 게이트 마크가 없는 프리폼을 사출성형하고, 그 프리폼을 네크몰드에 의해 입구부를 유지하여 본체를 외부 바닥면의 후처리가 불필요한 게이트리스의 중공성형품에 연신 블로우 성형한다는 것이다.

또한 본 발명은, 상기 수지 저장조로부터 용융수지를 캐비티에 사출충진하여 형성된 프리폼을, 조명용 글로브 성형용의 블로우 금형내에서 연신 블로우하여, 게이트 마크를 상기 수지 저장조에 의한 플랜지 부분에 형성하고, 상기 글로브의 투광부 중앙의 광학적 장해를 초래하는 게이트 마크의 후처리가 불필요한 게이트리스 조명용 글로브에 연신 블로우 성형한다는 것이며, 상기 플랜지 부분은 글로브 부착용의 플랜지로서 그대로 투광부와 일체로 형성해두는 것이기도 하다.

또한 본 발명은, 상기 수지 저장조로부터 용융 수지를 캐비티에 사출충진하여 형성된 프리폼을, 용기성형용 블로우 금형내에서 연신 블로우하여, 게이트 마크를 상기 수지 저장조에 의한 플랜지 부분에 형성하고, 후처리가 불필요한 게이트리스 용기에 연신 블로우 성형한다는 것이기도 하고, 상기 플랜지 부분은 캡을 수용하기 위한 플랜지로서 그대로 본체부와 일체로 형성해두는 것이기도 하다.

상기 조명용 글로브의 성형재료로서는, 폴리카보네이트 등의 내열성을 갖는 열가소성 수지가, 상기 용기의 성형재료로서는, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지가 채용되는 것도 본 발명의 특징으로 하는 바이다.

도 1 내지 도 3 은 본 발명에 의해 조명용 글로브를 성형하는 경우의 일실시형태를 나타내는 것이다.

도 1 에서, 도면부호 10은 리플로우 성형용의 사출금형에서, 종래구조와 마찬가지로 프리폼 본체를 형성하는 캐비티 몰드(11)와, 프리폼 입구부를 형성하는 네크 몰드(12)와, 그 네크 몰드(12)를 관통하여 캐비티 몰드(11)내에 삽입한 코어 몰드(13)로 이루어지고, 그 코어 몰드(13)에 의해 네크 몰드(12)의 내부까지 도달하는 종으로 긴 캐비티(14)를 형성하고 있다.

상기 캐비티 몰드(14)에 용융 수지를 사출충진하는 게이트(15)는, 캐비티(14)의 주위의 캐비티 몰드(11)와 네크 몰드(12)의 파팅 부분에 설치되어 있다. 이 파팅 부분에는 소요 외경의 수지 저장조의 수지 저장조(17)가 링 형상으로 형성되어 있고, 그 수지 저장조(17)에 상기 게이트(15)가 설정되어 있다. 또한 게이트(15)에 캐비티 몰드(11)와 네크 몰드(12)의 파팅에 설치된 사출로(18)와 연통되어 있다.

도면부호 19 는 캐비티 몰드(11)의 설치기반(base plate)이고, 20 은 네크 몰드(12)를 수평방향으로 개폐할수 있게 하면에 부착된 회전반 등으로 이루어지는 이송반(transfer plate)이고, 그 상부의 승강반(elevator plate)(21)과 함께 캐비티형(1)에 대해 상하 이동하여 몰드 개폐가 행해지도록 하고 있다. 또한 코어 몰드(13)는 도면에서는 생략하였으나, 승강반(21)으로부터 상방에 배치된 몰드체결 장치에 연설되고, 그 몰드 체결 장치의 작동에 의해 몰드폐쇄후에 이송반(20) 및 승강반(21)과 네크 몰드(12)를 관통하여, 캐비티 몰드(11)의 중앙부에 삽입된다.

도 2 에서, 도면부호 22는 설치기반(23)의 상면을 개폐이동하는 한쌍의 분할 몰드에 의한 블로우 금형이고, 몰드 폐쇄에 의해 본체가 구형으로 조명용 글로브(30)를 성형하는 블로우 캐비티(24)를 갖는다. 또한 상부에는 연신 로드(25)를 신축자재로 관통삽입한 블로우 코어(26)가 승강가능하게 배치되어 있다.

상기 글로브(30)의 성형은, 도면에서는 생략했지만, 우선 사출금형(10)을 개방하고, 파팅의 사출로 게이트에 사출장치를 노즐 터치하여, 유백색으로 착색한 폴리카보네이트의 용융수지의 사출을 행한다. 사출압력은 상하방향으로 가해진 몰드 체결력에 의해 수용되며, 사출로(18)를 캐비티 몰드(11)와 네크 몰드(12)의 파팅에 설치하므로써 사출압력에 의한 네크몰드 측방으로의 가압력이 경감되므로, 네크 몰드(12)의 측방으로의 가압 개방을 방지하는 몰드 체결 수단은 불필요해진다.

상기 사출로(18)의 용융수지는 게이트(15)로부터 수지 저장조(17)에 유입되고, 그 수지 저장조(17)에 가이드된 상태에서 링 형상으로 유동하면서 주위로부터 캐비티(14)로 충진된다. 이 때문에 게이트 위치는 일개소 이더라도 용융수지는 캐비티 몰드(11)측과 네크 몰드(12)측의 양쪽에 동시에 흐트러짐 없이 균등하게 유동하게 되며, 캐비티 몰드(11)에 의해 본체(16a)가, 또는 네크 몰드(12)에 의해 외주위에 나사를 갖는 입구부(16b)가 성형되고, 그 후부 외주에 수지 저장조(17)에 의한 플랜지(31)가 형성된 프리폼(16)이 성형된다.

이러한 프리폼(16)에서는, 캐비티 주위로부터의 용융 수지의 균등한 사출 충진에 의해, 측면의 일개소로부터 사출충진된 경우에 자주 발생하는 웰드의 발생은 없으며, 웰드가 원인으로 되는 최종제품의 두께 불균일도 방지된다.

다음에 네크 몰드(12) 및 코어 몰드(13)를 상방으로 이동하여 몰드 개방을 행하는 동시에, 프리폼(16)을 캐비티 몰드(11)와 코어 몰드(13)로부터 형분리하고, 입구부(16b)를 네크 몰드(12)에 유지한채 상기 블로우 금형(22)으로 이송하고, 통상의 수단에 의해 구형 글로브(30)의 연신 블로우 성형을 행한다. 성형은 몰드 폐쇄후에 연신 로드(25)에 의해 프리폼(16)의 본체(16a)를 축방향으로 신장하는 동시에 에어 블로우에 의해 블로우 캐비티 가득히 팽창하여 구형의 글로브(30)로 만든다.

성형후에 몰드 개방을 행하고, 네크 몰드(12)로 유지한채 다른 위치로 이송하여 몰드 분리한 동안, 후처리로서 플랜지(31)보다 상부의 입구부(16b)를 절제한다. 이러한 글로브(30)에서는, 사출로(18)에 의해 발생한 스풀을 절제한 후의 게이트 마크는 플랜지(31)의 외단에 발생하므로, 여기 까지와 같은 본체 중앙의 게이트 마크의 처리는 불필요해지며, 또한 게이트 마크가 있어도 투광부 이외의 부분이므로, 외관을 손상하지도 않는다.

또한 입구부(16b)를 절제하지 않고, 그 외주의 나사를 소켓으로의 나사삽입에 이용하여 부착하는 것도 가능하며, 입구부(16b)를 절제한 경우에는 플랜지(31)가 부착용 플랜지로서 그대로 이용된다.

상술한 바와 같이, 조명용 글로브에서는 게이트 마크에 의한 글로브 중앙의 그림자가 없어지고, 처리후의 표면 휘도의 차이가 발생하는 게이트 마크의 주목등이 배제되는 결과, 재질이 폴리카보네이트 등의 합성수지이더라도 유리제의 것과 차이가 없고, 조명 장식으로서의 글로브의 가치를 현저히 향상시키는 외에, 연신 블로우 성형을 채용하여 양산할수 있으므로 가격의 저감도 도모할수 있다.

도 4 는 외부 바닥면의 중앙에 게이트 마크가 없는 용기(32)의 일실시형태를 도시하는 것이다. 이 용기(32)는 조명용 글로브(30)의 경우와 마찬가지로 프리폼(16)이 성형되고, 그 프리폼(16)을 종방향으로 긴 용기를 형성하는 캐비티(33)를 구비한 블로우 금형(34)에 의해 용기(32)에 연신 블로우하여 성형된다.

상기 용기(32)에서도, 도 1 에 도시하듯이, 상기 사출금형(10)의 캐비티(14)의 파팅 부분의 수지 저장조(17)의 게이트(15)로부터, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 용융수지를 캐비티(14)에 사출충진하여 형성한 프리폼(16)을, 블로우 금형(34)에서 연신 블로우 성형하고 있으므로, 게이트 마크는 상기 수지 저장조(17)에 의한 플랜지 부분(35)에 발생하고, 이 결과, 외부 바닥면의 후처리가 불필요한 게이트리스(gateless) 용기(32)로 된다. 이러한 용기(32)에서는 수지 저장조(17)에 의해 형성된 플랜지(35)를 캐비티를 수용하기 위한 플랜지로서 그대로 본체부와 일체로 형성해둘수 있다.

또한, 용기(32)로의 연신 블로우 시에, 연신 로드(25)에 의한 종방향 연신 속도보다, 에어 블로우에 의한 반경방향으로의 팽창속도가 약간이라도 상회하면, 프리폼(16)의 중심부가 연신 로드(25)의 선단 중심으로부터 횡으로 벗어나고, 그것에 수반하여, 바닥면에 게이트 마크가 있는 종래에서는, 게이트 마크가 외부 바닥면의 중심으로부터 벗어나 보기 흉하게 되며, 부가가치가 높은 내용물, 예를 들면 화장품의 용기에서는 불량품으로 폐기되지만, 외부 바닥면이 게이트리스인 용기(32)에서는 그러한 현상은 발생하지 않는다. 이 때문에 위치 어긋남에 의한 불량품 발생이 거의 없게 되고, 사용된 원료 대비 제품 비율이 향상된다.

즉, 상기의 어긋남의 실시형태도, 캐비티 몰드(11)를 하측에 네크 몰드(12)를 상측으로 하고 사출금형(10)을 구성하고 있지만, 그 상하 관계를 반대로 하여 사출금형(10)을 구성해도 좋고, 이 경우에는 캐비티(11)를 상부 기반에 하향으로 고정하고, 그 하면에 대해 네크 몰드(12)를 이송수단과 함께 상하운동 가능하게 배치하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 캐비티의 파팅 부분에 형성한 소요 외경의 링형상 수지 저장조에 게이트를 설정하고, 외부 바닥면에 게이트 마크가 없는 프리폼을 사출성형하며, 이를 연신 블로우하여 게이트리스의 중공 성형품으로 만드는 것이므로, 조명용 글로브 등에서는 게이트 마크에 의한 광학적인 장해가 배제되고, 또한 용기에서는 외부 바닥면의 게이트 마크에 의한 부가가치의 저하 방지가 이루어지므로, 그 이용은 산업상에서 유익한 것이며, 또한 사출금형 및 블로우 금형에 대해서도 종래 구조와의 대비에서 큰폭으로 변경을 요하지 않으며, 성형에도 특별한 기술을 필요로 하지 않으므로, 산업상 이용에는 큰 가능성을 갖는다.

Claims (7)

1. 프리폼의 본체를 형성하는 캐비티 몰드와, 프리폼의 입구부를 형성하는 네크 몰드를 형폐쇄하고, 상기 네크 몰드를 관통하여 캐비티내로 삽입되는 코어 몰드에 의해 네크 몰드내부에 도달하는 캐비티를 형성한 사출금형에 용융수지를 사출충진하여 소요의 프리폼을 성형하고, 상기 프리폼을 블로우 금형내에서 중공성형품으로 연신 블로우 성형하는 중공성형품의 연신 블로우 성형 방법으로서,

   캐비티 주위의 상기 캐비티 몰드와 네크 몰드의 파팅 부분에 소요 외경의 수지 저장조를 링형상으로 형성하여 게이트를 설정하는 동시에, 게이트를 캐비티 몰드와 네크 몰드의 파팅에 설치한 사출로와 연통시키고, 수지 저장조로부터 캐비티에 용융수지를 사출하여 외부 바닥면에 게이트 마크가 없는 프리폼을 사출성형하고, 상기 프리폼을 네크 몰드에 의해 그 입구부를 유지하면서 프리폼 본체를 외부 바닥면의 후처리가 불필요한 게이트리스의 중공성형품으로 연신 블로우 성형하는 중공성형품의 연신 블로우 성형 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수지 저장조로부터 용융수지를 캐비티에 사출충진하여 형성된 프리폼을, 조명용 글로브 성형용의 블로우 금형내에서 연신 블로우하여, 게이트 마크를 상기 수지 저장조에 의한 플랜지 부분에 형성하고, 상기 글로브의 투광부 중앙의 광학적 장해를 초래하는 게이트 마크의 후처리가 불필요한 게이트리스 조명용 글로브로 연신 블로우 성형하는 사출연신 블로우 성형방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 플랜지 부분은 글로브 부착용의 플랜지로서 투광부와 일체로 형성되는 사출연신 블로우 성형방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 조명용 글로브는 폴리카보네이트 등의 내열성을 갖는 열가소성 수지로 이루어지는 사출연신 블로우 성형방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 수지 저장조로부터 용융 수지를 캐비티에 사출충진하여 형성된 프리폼을, 용기성형용 블로우 금형내에서 연신 블로우하여, 게이트 마크를 상기 수지 저장조에 의한 플랜지 부분에 형성하고, 후처리가 불필요한 게이트리스 용기로 연신 블로우 성형하는 사출연신 블로우 성형방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 용기는 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지로 이루어지는 사출연신 블로우 성형방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 플랜지 부분은 캡을 수용하기 위한 플랜지로서 그대로 본체부와 일체로 형성되는 사출연신 블로우 성형방법.