KR960007290B1

KR960007290B1 - 내열성 용기의 성형방법

Info

Publication number: KR960007290B1
Application number: KR1019930002997A
Authority: KR
Inventors: 후미야 아마리; 우치 도시미치 다케
Original assignee: 닛세이 에이 에스비 기카이 가부시키가이샤; 아오키 다이이치
Priority date: 1992-02-29
Filing date: 1993-02-27
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2013-02-27
Also published as: US5389332A; DE69310416D1; JPH0813498B2; KR930017694A; JPH06143392A; EP0559103B1; DE69310416T2; EP0559103A1

Abstract

내용 없음.

Description

열성 용기의 성형방법

제1도는 본 발명을 적용한 제1실시예 방법에 각 주요 공정에 있어서 얻어진 성형품을 도시한 개략 설명도,

제2도는 프리폼의 사출 성형형의 단면도,

제3도는 1차 블로우 성형형의 개략 단면도,

제4도는 1차 블로우 성형품의 열 수축 공정을 설명하기 위한 개략 설명도,

제5도는 1차 블로우 성형형의 단면도,

제6도는 2차 블로우 캐비티(blow cavity)형내에서의 바닥형틀의 밀어올리는 구동을 표시한 개략 단면도,

제7도는 2차 블로우 성형 공정을 표시한 개략단면도,

제8도는 프리폼의 표면온도와 열 수축제 용기의 수축율과의 관계를 표시한 특성도,

제9도는 프리폼의 온도조정 온도를 바꾼 경우의 히일부에 있는 각부분의 두께를 표시한 특성도,

제10도 1차 블로우 캐비티형의 표면 온도를 바꾼 경우의 최종용기의 종축방향의 두께를 표시한 특성도,

제11도 1차 블로우 캐비티형의 표면온도를 바꾼 경우의 1차 블로우 성형품의 종축방향의 두께 분포를 표시한 특성도,

제12도는 본 발명을 적용한 제2실시예 방법에서의 낮은 연신 영역의 냉각 공정을 표시한 개략 단면도,

제13a도 내지 제13c도는 각각 제2실시예 방법의 주요공정으로 얻어지는 성형품의 바닥부의 두께분포를 표시한 개략단면도,

제14도는 본 발명을 적용한 제3실시예 방법의 냉각공정을 표시한 개략 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 프리폼 20 : 1차 블로우 성형품

28 : 낮은 연신영역 30 : 열수축 처리제 성형품

32 : 낮은 연신 영역 40 : 바닥부

42 : 몸통부 44 : 바닥부

46 : 윗쪽바닥 48 : 히일부

49 : 낮은 연신 영역 60 : 1차 블로우 캐비티형

70 : 로드 80 : 2차 볼로우 캐비더형

82 : 캐비티면 84 : 블로우코어

90 : 냉매돌출관

본 발명은 내열성용기의 성형방법에 관한 것으로 특히, 프리폼으로부터 1차 블로우 성형공정 및 열수축공정을 거쳐 2차 블로우 성형품인 최종성형품으로서의 내열성용기를 얻기위한 성형방법에 관한 것이다.

사출 성형된 가열상태의 프로폼을 1차 블로우 성형하여 최종 성형품인 내열성 용기 보다도 적어도 그 높이가 큰 1차 블로우 성형품으로 성형하여, 이 1차 블로우 성형품을 최종 성형품보다도, 종축 및 횡축길이가 짧게 열수축시킨후에, 2차 블로우 성형하여 상기 내열성 용기를 얻을 수 있는 성형기술은 일본특허공개 1987-270316호 공보등에 개시되어 공지되어 있다.

그런데 상기 성형법에 이해 병(bottle)을 성형하는 때에는 그 보틀의 바닥부에 원하는 특성이 만족되어 있지 않다. 이 바닥부의 특성은 그 하나가 낙하충격에 끊어질 수 있는 기계적 강도이고 다른 하나는 내열성이다.

본 발명자가 낙하충격에 약한 원인을 연구한바 병의 히일부로 불리는 영역이 비교적 얇은 두께로 형성되어 있는 것이 판명되었다.

이 히일부로 불리는 영역은 바닥부에 있어서 외부가장자리 영역에 형성된 접지부에서 측벽으로 향하여 상승하는 영역을 가리킨다. 이 히일부의 영역은 열수축된 용기를 2차 블로우 캐비티형내에 흡입형성할때에 캐비티면에 최후에 도달하는 영역이다. 즉 이 이힐부의 영역보다도 윗쪽의 측벽부는 히일부보다도 먼저 캐비티면에 접촉한다. 또 특히 샴폐인 바닥으로 불리는 안쪽에 볼록해진 윗바닥 형상의 용기를 형성하는 경우에는 히일부의 내측의 접지부가 히일부보다도 먼저 캐비티면에 도달한다. 그리고 캐비티면에 접촉한 수지재료는 그후 연신되기 어려운 경향이 있다. 이처럼 측벽 및 접지부가 캐비티면에 접촉한 후 다시 그들 사이의 히일부에 상당하는 영역이 블로우 성형되기 때문에, 이 히일부의 두께가 측벽의 두께보다도 충분히 얇게 형성된다.

이와 같은 히일부의 영역에는 예를들면 낙하충격 테스트를 했을때에 앉아서 구부러지는 하중에 작용하여 히일부가 변형 또는 파열해버리는 일이 있다. 히일부의 변형은 접지부에 악 영향을 미치고 내열성 병의 자립성을 현저하게 손상시켜 버린다. 또한 히일부가 얇은 두께이면 손으로 누르는 것만으로 간단히 무너지는 문제도 있다.

내열성 병의 바닥부의 내열성이 낮은 원인으로는 2차 블로우 성형품의 바닥부에 비교적 넓은 범위로 낮은 연신영역이 형성되는 것이 본 발명자들의 검토에 의해 판명되었다.

이 낮은 연신 영역은 1차 블로우성형시에 형성되고 이미 1차블로우 성형품의 바닥부에 형성되어 있는 것으로 거의 늘어나지 않은 미 연신 영역도 포함된다.

이 1차블로우 성형품을 열 수축공정후에 2차 블로우하면 1차 블로우성형품에 형성되어 있던 저 연신 영역은 다른 영역보다도 늘어나기 쉬운 경향이 있다.

이 이유는 낮은 연신 영역은 1차 블로우시에 벌로 늘어나지 않기 때문에 2차 블로우시에 장력에 대한 저항이 적어 늘어나기 쉽기 때문이다. 이에 대해 낮은 연신 영역이외의 영역은 1차블로우시에 이미 충분히 늘어나기 때문에 2차 블로우시에 장력에 대해 어느정도 저항이 있고, 늘어나기 어려운 것이다.

이처럼 1차 블로우 성형품의 바닥부에 있어서 저 연신영역은 2차 블로우시에 늘어나기 쉽고, 2차 블로우 성형품의 바닥부의 비교적 넓은 영역에 저 연신영역이 확대하는 것이다. 이 저연신 영역은 2차 블로우시에 연신되어도 2차 블로우시의 연신율은 1차 블로우시의 연신율 보다 매우 낮기 때문에 다른 영역과 비교하면 배향도가 낮고 그 때문에 내열성의 점에서 약한 것이다. 그래서 본 발명의 목적으로 하는 점은 1차, 2차 블로우성형공정을 거쳐 성형된 용기의 바닥부에 요구되는 특성을 구비할 수 있는 내열성 용기를 제공하는데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 안쪽으로 향하여 볼록하게 된 윗쪽의 바닥 형상을 바닥부에 갖는 내열성용기를 성형하는때에 그 히일부 영역의 두께를 원하는 데로 확보할 수 있고, 따라서 낙하시의 충격에 견딜 수 있고 또 자립성를 안정적으로 유지할 수 있는 내열성 용기의 성형방법을 제공하는데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 1차블로우 성형시에 바닥부 중심영역에 형성된 저연신 영역이 2차 블로우성형시에 또 늘어나는 것을 방지하고 따라서 내열성이 높은 바닥부를 갖는 내열성 용기의 성형 방법을 제공하는데에 있다.

본 발명은 안쪽으로 향하여 볼록하게 된 윗쪽의 바닥형상을 바닥부에 갖는 내열성 용기를 성형하는 방법에 있어서, 사출성형된 프리폼을 1차 블로우캐비티형 내에서 1차 블로우 성형하고 최종 성형품인 상기 내열성 용기 보다도 적어도 그 종축길이가 긴 1차 블로우 성형품을 성형하는 공정과, 이 1차 블로우 성형품을 열수축시키고, 이 열수축된 1차블로우 성형품의 바닥부 중심에서의 종축길이를 상기 최종 성형품인 용기의 상기 저항의 꼭대기 부까지의 길이 보다도 길게 하는 공정과, 열수축된 1차 블로우 성형품을, 종축방향으로 이동가능한 바닥형을 갖는 2차 블로우캐비티형내에 배치하고 상기 바닥형을 야축방향으로 이동시키고 열수축된 상기 1차 블로우 성형품의 바닥부의 적어도 중심축 영역을 안쪽으로 향하여 블록해진 형상으로 가공하는 공정과, 그후 상기 2차 블로우 캐비티형내로 열수축된 상기 1차 블로우 성형하여 상기 내열성 용기를 갖는 공정을, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은 내열성 용기를 성형하는 방법에 있어서 사출 성형된 프리폼을 1차블로우캐비티형내로 1차블로우 성형하여, 최종성형품인 상기 내열성 가공용기 보다도 적어도 그 종축길이가 길고, 몸통부의 연신율과 비교하여 낮은 연신율의 저연신영역을 갖는 바닥부를 갖는 1차 블로우 성형품을 형성하는 공정과, 이 1차블로우 성형품을 열수축시킨 공정과, 열수축된 1차 블로우 성형품의 바닥부중 상기 저 연신영역을 냉각하는 공정과, 2차 블로우 캐비티형내에서 열수축 되고 또 상기 저연신영역이 냉각된 상기 1차블로우성형품을 2차블로우 성형하고, 상기 1차 블로우성형품으로 형성된 상기 저연신영역의 확대가 적은 바닥부를 갖는 상기 내열성용기를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명방법에 의하면 2차블로우 성형공정전에 열수축된 1차블로우성형품의 바닥부의 적어도 중심측영역을 안쪽으로 향하여 볼록하게 되는 형상으로 가공하고 있다. 그후 2차 블로우 캐비티형내로 열수축된 1차 블로우 성형품을 2차 블로우 성형하면 히일부가 캐비티면에 접촉하기까지의 시간과 그 양측의 측벽 및 접지부가 캐비티면에 접촉하기까지의 시간과의 시간차를 단축할 수 있다.이 결과 측벽의 두께에 비하여 일히일부의 두께가 극단의 얇은 두께로 성형되는 것을 방지할 수 있고 히일부의 두께를 확보하는 것으로 낙하충격에 강한 용기를 성형할 수 있다.

또 본 발명방법에 의하면 2차 블로우 성형 공정전에 1차블로우 성형시에 바닥부에 형성된 저 연신 영역을 냉각하는 것으로 2차 블로우시에 그 저 연신영역을 연신되기 어렵게하고 있다. 이 결과 2차블로우시에 저연신영역이 확대되는 것이 규제되고 2차 블로우성형의 바닥부의 저 연신 영역을 축소하여 내열성을 확보할 수 있다.

이하 본 발명을 도시한 실시예를 참조하여 설명한다.

[실시예]

제1도는 본 실시예의 내열성 용기의 주요제조 공정으로 얻어지는 각종 성형품을 표시하고 있다. 상기 도면에 있어서 내열성용기로서의 2차 블로우 성형품(40)은 프로폼(10), 2차 성형품(20) 및 열 수축처리제 성형품(30)을 경유하여 성형된다. 우선 제2도에 표시한 사출성형형에 프리품(10)이 사출성형된다. 이 프리폼(10)은 예를들면 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(이하, PET로 생략함)로 형성되고 크고 나누어 넥크부(21)와 밀이 있는 통상 몸통부(14)로 이루어진 가운데가 빈 통체이다. 사출성형형은 넥크부(12)의 외벽면을 규정하는 수평방향으로 개폐가능한 나누어진 형으로 이루어진 넥트형틀(50)과, 몸통부(14)의 외부 벽면으로 규정하는 사출 캐비티틀(52)과, 프리폼(10)의 내부 벽면을 규정하는 코어형틀(54)로 구성된다. PET 수지는 사출 캐비티형틀(52)의 중심부하측의 게이트(52a)에서 충전되고 프리폼(10)이 사출성형된다. 성형된 프리폼(10)은 넥크형틀(50)을 반송수단으로써 다음의 고정으로 반송한다. 사출성형된 프리폼(10)은 넥크형틀(50)에 유지되어 도시하지 않은 가열부에 반송되고, 여기에서 연신하기에 적당한 온도로 온도조절하게 된다. 그리고, 이후에 넥크형틀(50)에 유지된 프리폼(10)은 제3도에 표시한 1차 블로우 성형공정부에 반송되고, 여기에서 제1도에 표시한 1차 블로우 성형품(20)을 성형하게 된다.

이 1차블로우 성형품(20)은 전공정에서 사출 성형된 넥크부(12)와 바닥이 있는 통상의 몸통부(22)로 구성된다. 이 1차 블로우 성형품(20)은 제1도에 표시한 최종 성형품인 2차 블로우 성형품(40)의 높이 H3돕보다도 예를들면 30% 만큼 2 높이가 큰 길이 H1에 블로우 성형되게 된다. 필요에 따라서 그 바깥지름도 2차 블로우 성형품(40)보다 크게 성형해도 좋다. 이 1차 블로우 성형품(20)을 블로우 성형하기 위한 금형은 제3도에 표시한 것처럼 상기 도면의 수평방향으로 개폐가능한 나누어진형 (60a)(60b)으로 이루어진 1차 블로우 캐비티형(60)과, 프리폼(10)의 넥크부(12) 내부에 삽입된 블로우코어형(66)과 블로우코어형(66)에 따라 상하 움직임이 가능한 연신로드(68)를 갖고 있다. 1차블로우 캐비티형틀(60)은 1차 블로우 성형품(20)의 외형의 형상에 따른 캐비티면(62)을 갖는다.

1차 블로우 성형품(20)의 블로우성형은 연신로드(68)의 선단코어(68a)를 프리폼(10)의 바닥벽 내면에 접촉 또는 비접촉의 상태로 가이드하면서 연신로드(68)를 하강구동시키는 것으로 프로폼(10)을 그 축방향으로 종축연신한다.

이것과 동시에 또는 이것에 이어서 상기 블로우 코어형틀(66) 보다 가압유체 예를들면 공기가 도입되어 프리폼(10)을 그 반지름 방향으로 횡축 연신한다.

이 결과 1차블로우 성형품(20)을 얻을 수 있다. 또 1차 블로우 캐비티형틀(60)에 가열수단을 내장하고 1차 블로우 성형품(20)의 성형후에 이 외벽면을 캐비티면(62)에 접촉유지한 채로 소정의 시간 온도 조절할 수 있다. 다음에 1차블로우 성형품(20)은 예를들면 넥크형틀(50)에서 이탈되고 제4도에 표시한 유지구(56)에 의해 유지되어 열 수축공정으로 이행된다. 1차 블로우 성형품(20)의 열수축을 행하여 위한 장치로는 예를들면 오븐에 가열된 열분위기에 1차 블로우 성형품(20)을 배치함으로 실현된다. 그리고 이 열수축공정에 1차 블로우 성형품(20)의 몸통부(22)가 예를들면 180~220℃의 온도로 소정시간 가열된다. 이 결과, 제4도에 표시한 상태의 1차 블로우 성형품(20)은 그 송축 및 횡축에 열수축하고 상기 도면에 표시한 상태의 1차 블로우 성형품(20)은 그 송축 및 횡축으로 열수축하여 상기 도면에 표시한 바와 같은 열수축처리 제 성형품(30)이 형성되게 된다.

이 열수축공정시 일차 블로우성형품(20)의 수축을 제한하기 위해, 성형품의 내측에 일정의 내부압력(공기 등의 흡입등에 의한)을 더하거나 또는 종축의 수축을 규제하는 로드를 안으로 넣어도 좋다.

제4도에 표시한 열수축공정에서는 로드(70)를 사용하고 있다. 이 로드(70)는 가운데가 빈통형상의 바깥통(72)의 내부에 제1, 제2로드(74)(76)를 배치하고 있다. 바깥통(72)의 상부에는 제1로드(74)가 고정되고 그 아래쪽에 안으로 넣어진 제2로드(76)는 스프링(78)에 의해 항상 아래쪽으로 이동시키는 힘을 받고 있다. 이와 같은 구성에 의해 제2의 로드(76)가 열수축된 용기(30)의 바닥벽내면에 접하고 그 종축방향의 수축길이를 규제할 수 있다.

또, 제2로드(76)는 스프링(78)의 수축에 의해 윗쪽으로 이동가능하기 때문에, 일차 블로우 성형품(30)의 열수축전부터 그 밑바닥부 내벽에 로드 선단을 접촉시키고 열수축시에는 스프링(78)의 수축에 의해 상기 접촉상태를 유지하여 1차 블로우 성형품(30)을 조정하면서 1차블로우 성형품(30)의 수축에 추종시킬 수 있다. 그리고 스프링((78)의 반발력과 일차 블로우 성형품(30) 수축력과의 균형이 맞는 상태로 1차블로우 성형품(30)의 종축수축을 규제할 수 있다. 또 이와 같은 로드(70)는 열수축된 용기(30)의 조정 기능을 겸할 수 있다.

본 실시예에서는 이 로드(70)를 2차 공정인 2차블로우 성형공정에서의 조정로드로서 겸용하고 있다. 이 때문에 로드(70)는 2차 블로우에 이용하는 흡입코어형(84)에 삽입되고, 이 열수축 공정전에 흡입코어형(84) 및 로드(70)가 성형품(20)내로 배치되게 된다. 이 때문에 성형품(30)의 열 수축을 규제하기 위해 로드(70)와 아울러 공기를 이용할 수 있다. 또는 흡입코어형(84)을 밀폐하는 것으로 열수축된 1차 블로우 성형품(30)의 개구부를 설치하고 열수축에 의해 성형품(30)내부의 내부압력을 상승시키고 그에따라 성형품(30)의 열수축을 규제할 수 있다.

다음에, 성형의 최종공정으로써 유지구(56)에 유지된 열수축처리계 성형품(30)은 제 5 도에 표시한 2차 블로우 성형공정에 반송되고, 2차 블로우 성형품(40)은 상기 넥트형틀(12)의 아래쪽에 길이 H3의 몸통부(42)를 갖고 있다.

이 2차 블로우 성형품(40)을 성형하기 위한 금형은 제5도에 표시한 바와 같이 상기 도면의 수평방향에 개폐 가능한 분할형틀(80a)(80b)로 이루어진 2차 블로우 캐비티형틀(80)과, 이미 넥크부(12) 내부에 삽입된 블로우 코어형틀(84) 및 로드(70)로 구성된다. 2차 블로우캐비티형틀(80)은 최종용기인 2차 블로우 성형품(40)의 외형 형상에 따른 캐비티면(82)을 갖고 있다.

다음에 이 2차 블로우 공정을 제5도~제7도를 참조하여 설명한다.

제5도는 열 수축 처리제 용기(30)를 2차블로우 캐비티형틀(80)내에 배치한 상태에서 분할형틀(80a)(80b)을 조이는 구동을 한 상태를 표시하고 있다. 또 이때 로드(70)가 용기(30)의 바닥부의 거의 중심위치에 접촉되어있다.

이 용기(30)의 송축 길이는 제1도에 표시한 것처럼 최종용기인 용기(40)의 윗쪽바닥(46)의 꼭대기 부분까지의 길이 H4 보다도 긴 종축길이 H2로 되어 있다.

이 때문에 분할형틀(80a)(80b)을 조이는 때에는 바닥형틀틀(80c)은 아래쪽으로 하강하여 대기하고 있다.

제6도는 바닥형틀틀(80a)의 돌출상승구동 공정을 표시하고 있다. 바닥형틀틀(80a)의 상승구동에 의해 용기(30)에 있어서 바닥부가 돌출되고 최종용기(40) 윗쪽바닥(46) 중심영역의 형상 빼냄이 행해진다. 이때 최종용기(40)의 히일부(48)에 상당하는 영역은 아직 분할형틀(80a)(80b) 및 바닥형틀(80c)의 캐비티면(82)에는 접촉하고 있지않다. 본 실시예에서는 바닥형틀(80c)을 완전하게 그 상한위치까지 상승구동시키고 있지만 여기에 한정되지 않고 바닥형틀(80c)을 도중위치까지 상승구동시켜도 좋다. 이 바닥형틀틀(80c)을 2차 블로우 성형공정전에 상승 구동시키는 의미는, 최종용기(40)에 있어서 히일부(48)에 상당하는 영역보다도 내측의 바닥부영역을 바닥형틀(80c)에 접촉시키게 된다.

최후에 제7도에 표시한 것처럼 2차 블로우 성형 공정이 개시된다. 이 2차블로우 성형공정은 로드(70)의 선단을 열수축 처리제 성형품(30)의 바닥벽 내부에 접촉시킨 상태로 블로우코어형(84) 보다 가압유체 예를들면 공기가 도입되고, 열수축처리제 성형품(30)을 연신 흡입성형되고, 2차 블로우 캐비티형(80)의 캐비티면(82)에서 규정되는 외형 형상의 몸통부(42), 윗쪽바닥(44) 및 회일부(48)가 형성된다. 이처럼 프리폼의 성형후에 1차 블로우성형, 열수축공정, 2차블로우성형의 각 공정을 거쳐 최종용기를 성형하는 것으로, 1회의 블로우성형에 의해 성형한 용기와 비교하여, 1차블로우 성형시의 연신 배율이 통상보다 높은것과, 열 수축공정에 있어서 1차 성형품내에 발생하고 있는 왜곡이 제거됨에 따라 고결정화도를 갖고 이것이 후공정에서 심한 온도 조건에 위치지어진 용기의 기계적 저항을 꽤 강화하여 내열성용기를 얻을 수 있는 것이 알려져 있다. 여기에서 본 실시예에 의하면 제6도에 표시한 것처럼 열수축처리제 용기(30)의 외벽면에서 수축 성형영역(82a), 히일부 성형 영역(82b) 및 접지부성형영역(82)에 이르는 거리가 거의 같은 거리로 되어 있다. 이것은 종래의 열수축후의 용기의 바닥부위치(100)가 제6도중에 쇄선으로 표시한 위치인 것과 비교하면 잘 이해할 수 있다. 따라서 2차블로우 성형 공정에 가압공기를 흡입한때에 용기(30)의 외벽면은 측벽, 히일부 및 접지부의 각 성형영역(82a)~(82c)에 거의 동시에 접촉하게 된다.

이 결과 최종용기(40)의 히일부(48)의 두께는 그 몸통부(42)에 있어서 두께와 비교하여 맨말단에 얇은 두께로 성형되는 일이 없다. 다음에 열수축처리제 용기(30)의 종축방향의 수축과 프리폼(10)의 온도조절 온도 또는 1차 블로우 캐비티형(60)의 온도조절 온도와의 관계에 대해서 고찰한다. 상기 실시예에서는 용기(30) 종축방향의 수축을 규제하기 위한 로드(70) 및 공기를 이용했지만 그 대신에 어떤것은 그것과 아울러 중간 성형품의 온도제어에 의해 수축을 규제하는 것도 가능하다. 예를들면 1차 블로우 성형 공정전의 프리폼(10)의 온도조절온도를 제어하는 것을 생각할 수 있다. 본 발명자들의 실험에 의하면 프리폼의 온도조절 온도가 높아지면 1차 블로우 성형품(20)을 열 수축시킨 때에 수축이 적어지는 것이 판명되었다. 제8도는 프리폼 표면 온도와 수축율과의 관계를 표시하고 있다. 제8도의 측정조건으로 수지 재료로서 이스트만 7352(상품명)를 이용하여, 1차 블로우 캐비티형(60)의 온도조절온도를 50℃로 하고, 열수축온도에서의 가열온도를 230℃로 하여 그때의 가열 시간은 30초이고, 열수축시에 용기(20)내에 도입된 공기의 내부압력 0.32㎏/㎠로 설정했다. 상기 도면에서 알 수 있는 것처럼 프리폼의 표면온도가 높아지면 용기(30)의 수축율이 감소하는 것을 알 수 있다.

제9도는 프리폼의 온도조절온도와 히일부(48)에 있어서 두께와의 관계를 표시한 특성도이다. 히일부(48)의 두께의 측정부분으로서 접지면에서 각각 10, 15 및 20mm에 있어서 3부분을 측정했다. 프리폼(10)의 표면온도가 84℃의 경우에는 히일부(48)의 두께는 거의 0.15~0.35mm이고 비교적 얇은 두께가 된다. 이에 대해서 프리폼(10)의 표면온도를 86℃ 및 88℃까지 온도를 상승시키면 히일부(48) 각부분에 있어서 두께가 0.5mm 전후까지 확보되는 것을 알았다. 이 제9도에 표시한 특성도에서 프리폼(10)의 표면온도 85℃ 이상으로 설정하는 것이 적당한 것을 알 수 있다. 또 프리폼(10)의 표면온도가 100℃를 넘으면 차 블로우 성형공정시에 보유 열량이 크기 때문에 늘어나기 쉽고 몸통부에서 바닥부에 이르는 두께 분포를 갖기 어려운 것이 판명되었다. 따라서 히일부(48)에 원하는 두께를 확보하기 위해서는 프리폼(10)의 표면온도로서 85℃ 이상 100℃ 이하로 설정하는 것이 적당하다.

다음에 최종용기(40)의 히일부948)의 두께와 1차 블로우 캐비티형(60)의 설정온도와의 관계에 대해서 설명한다. 본 발명자들의 실험에 의하면 1차 블로우 캐비티형(60)의 설정온도는 보다 높은 온도로 설정하는 만큼 그후 용기를 열수축시킨때의 수축율이 작아지는 것이 판명되었다. 제10도는 최종 용기(40)의 종축방향에 있어서 각 위치에서의 두께를 1차 블로우 캐비티형(60)의 온도조절온도를 바꾸어 측정한 특성도이다. 상기 도면중의 실선으로 표시한 두께분포는 1차 블로우캐비티(60)의 표면 온도를 75℃로 설정한 경우이고, 쇄선으로 표시한 두께분포는 온도조절하지 않는 경우를 표시하고 있다. 또 제도에 표시한 것처럼 1차블로우 캐비티형온도가 달라도 차 블로우 성형품의 두께는 마찬가지이다. 따라서 최종용기(40)의 히일부(48)의 두께를 1차 블로우 캐비티형 온도를 바꿈에 따라 조정할 수 있는 것을 알 수 있다. 1차 블로우 캐비티형틀(60)의 표면온도 750℃로 설정하면, 최종용기(70)의 바닥부측에 있어서 두께를 두꺼운 두께로 확보할 수 있는 것을 알 수 있다. 본 발명자들의 고찰에 의하면 최종용기(40)의 히일부(48) 부근을 두꺼운 두께로 확보하기 위해서는 1차 블로우 캐비티형(60)의 표면 온도를 바람직스럽기로는 70℃ 이상 보다 바람직스럽기로는 75℃ 이상 80℃ 이하로 설정하는 것이 좋다.

이처럼 프리폼(10) 또는 1차 블로우 캐비티형(60)의 온도조절 온도를 제어하는 것으로 열수축 공정에서의 성형품(30)의 종축수축을 규제할 수 있다. 따라서 2차 블로우 개시전에 성형품(30)의 바닥부에 바닥형틀(80C)을 확실하게 접촉시키는 것이 가능하고 히일부(48)를 두꺼운 두께로 성형할 수 있다.

또, 성형품(30) 자체의 종축열 수축율이 저하하기 때문에 로드(70)에 의한 바닥부의 부서짐을 방지하기 위한 스프링(78)의 스프링 설정, 또는 성형품(30)내에 도입된 공기 압력의 설정이 용이해진다. 또 1차 블로우 성형품의 히일부(또는 최종용기(40)의 히일부에 상당하는 1차 블로우 성형품의 부분)의 두께를 두꺼운 두께로서 놓음에 의해서도 2차 블로우 성형품(40)을 두꺼운 두께로 하는 것이 어느정도는 가능하다. 또 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 본 발명 요지의 범위내에서 여러가지 변형실시가 가능하다.

예를들면 최종용기(40)의 바닥부(44) 및 히일부(48)의 형상은 제1도에 표시한 것같은 형상에 제한되지 않고, 내압성 및 내열성을 확보할 수 있고 자립성을 손상하지 않는 각종형상을 채용할 수 있다.

[실시예]

다음에 최종용기(40)의 윗쪽바닥(46)의 내열성을 확보할 수 있는 실시예 방법에 대해서 제1도 및 제13도를 참조하여 설명한다.

이 제2실시예 방법은 바닥형틀(80C)의 돌출 공정후 2차 블로우 성형 개시전까지의 기간에 열 수축처리제 성형품(30)의 바닥부를 냉각하는 것이 특징이고 다른 공정은 제1실시예 방법과 동일하다. 열 수축처리제 용기(30)의 바닥부의 냉각공정이 제12도에 표시되어 있다. 이 공정에서는 바닥형틀(80C)의 상승구동에 의해 용기(30)의 바닥부를 상향하여 볼록형으로 가공하고 이 상태를 2차 블로우 성형이 개시되기까지 소정 시간 유지하고 있다. 바닥형틀(80C)과 접촉하고 있는 용기(30)의 바닥부 영역은 바닥형틀(80C)에 의해 냉각된다. 이 냉각시간은 냉각된 영역이 2차 블로우시에 연신되기 어려운 온도가 되는데 충분한 시간이 되고, 예를들면 1초~10초의 범위로 설정된다. 냉각 시간을 단축하기 위해 바닥형틀(80C)을 온도조절해도 좋다. 제12도의 공정에 바닥형틀(80C)에 냉각된 영역은 바닥부 중심을 중심으로 하는 직경 D3의 영역(32)이고, 이 영역은 다른 영역보다도 연신율이 낮은 저 연신영역이다.

여기에서 열수축 처리제용기(30)의 저 연신 영역(32)은 제13도에 표시한 것처럼 1차 블로우 성형품(20)의 바닥부 중심영역에 형성된 저 연신 영역(28)이 열 수축된 것이다. 이 1차 블로우 성형품(20)의 바닥부(24)의 중심영역은 1차 블로우 성형시에 연신로드(68)의 선단부(68)와 접촉 또는 조정안내되어, 다른 영역보다도 연신율이 낮아지게 되어있다. 이 때문에 제13도a에 표시한 것처럼 바깥지름 D1의 1차 블로우 성형품(20)의 바닥부에는 직경 D2의 영역이 비교적 두꺼운 두께의 저 연신 영역(28)으로 성형되게 된다.

예를들면, 바깥지름 D1=120mm의 1차 블로우 성형품(20)에는 저 연신 영역(28)이 D2=60mm의 범위에 형성되는 것이 판명되었다. 그 영역(28)내의 각부분소의 두께를 측정한바

t1=1.2mm

t2=2.4mm

t3=1.0mm

t4=0.6mm

이었다. 이에 대해 저 연신 영역(28)외측의 고연신 영역(26)의 두께 t5=0.4mm였다. 이처럼 1차 블로우 성형품(20)의 바닥부(24)에 형성된 저 연신 영역(28)이 제4도의 열수축 공정에 의해 열 수축처리제 용기(30)의 저 연신 영역(32)으로서 잔존하게 된다. 열 수축하는 것으로 이 저 연신 영역(32)의 직경 D3은, 1차 블로우 성형품(20)의 저 연신 영역(28)의 직경 D2 보다도 작아진다. 그런데 열 수축제 용기(30)의 저 연신 영역(32)은 1차 블로우시에 충분한 연신을 받고 있지 않기 때문에, 장력에 대한 저항이 작고, 2차 블로우시에 다른 영역과 비교하여 연신되기 쉽고 이 영역이 2차 블로우 성형품(40) 보다 넓은 영역에 확대하게 된다. 그렇지만 저 연신 영역(32)이 2차 블로우에 연신되어도 2차 블로우시에 연신율은 1차 블로시에 연신율과 비교해 꽤 적다.

따라서 2차 블로우 성형품(40)의 비교적 넓은 영역에 저 연신 영역(49)가 확대되게 되고 이것이 바닥부(44)의 윗쪽바닥(46)의 내열성을 저하시키는 원인이 된다. 이 제2실시예에서는 제12도의 냉각공정의 실시에 의해 열 수축처리제 용기(30)의 저 연신 영역(32)을 냉각하여 2차 블로시에 늘어나는 것을 어렵게 하고 있다. 이 결과 제13c에 표시한 것처럼 2차 블로우 성형품(40)의 바닥부(44)에 형성되는 저 연신 영역(49)을 좁은 범위로 누를 수 있다.

제13c에 표시한 저 연신 영역(49)의 직경 D4는, 어느 정도의 연신을 받는 것으로, 열 수축처리제 용기(30)의 저 연신영역(32)의 직경 D3 보다도 종래보다도 좁은 범위로 할 수 있는 것은 명백하다. 이에 따라 2차 블로우 성형품(40)의 윗바닥(46)의 내열성을 향상시킬 수 있다. 이 제2실시예 방법으로 얻어진 2차 블로우성형품(40)내에 온수를 충전하여 윗바닥(46)의 변형을 관찰한 바, 윗바닥(46)의 꼭대기부가 열수축하여 아래쪽으로 내려가는 변형도를 크게 감소할 수 있다. 따라서 이 용기를 고온 살균된 내용물을 충전하여 또 낙하 테스트를 실시해도 윗바닥(46)의 꼭대기부가 아래쪽으로 돌출하고 그것이 직접 바닥면에 접촉하여 파열하는 사고를 방지할 수 있다. 또 제12도에 표시한 냉각공정 후는 제1실시예 방법의 제6도에 표시한 2차 블로우 성형공정을 실시하는 것이 되기 때문에 제1실시예 방법으로 얻어지는 특성 즉 히일부의 좌굴강도를 향상시켜 최종용기의 뛰어난 자립특성을 확보할 수 있다.

또 이 제2실시예 방법에서의 냉각공정은 반드시 2차 블로우 캐비티 형(80)의 1대의 분할형틀(80a)(80b)을 조이고 할 필요는 없다. 특히 비교적 냉각시간을 길게 설정할 경우에는 냉각시간의 마지막 시기의 타이밍에서 조여도 좋다.

이처럼하면 형을 조이기 위한 유압구동시간을 냉각시간+2차 블로우 동작시간에 걸쳐 길게 설정하지 않고도 끝난다. 또 상기 냉각공정에서는 바닥형틀(80C)을 적어도 저 연신 영역(28)에 접촉시키면 좋고 이 접촉이 확보되면 바닥형틀(80C)을 그 상한위치에 달하는 중간위치로, 냉각시간에 걸쳐서 일단 정지시키도록 해도 좋다. 또 이 제2실시예에 있어서도 제1실시예와 같이 성형품 종축수축을 규제할 필요가 있다. 따라서 제1실시예에 설명한 프리폼(10) 또는 블로우 캐비티 형(60)의 온도 제어는 제2실시예에서도 유효하다.

[실시예]

이 제2실시예는 열수축 처리용기(30)를 2차 블로우 성형부에 반입하기 직전의 위치 또는 반송 도중에, 저연신 영역의 냉각공정을 실시하는 것이다.

제14도에 표시한 것처럼 반송된 열수축 처리 제 용기(30)의 아래 쪽에 공기 등의 냉매를 불출시킨 냉매토출관(90)을 배치하고 있다. 이 냉매토출관(90)에서 분출한 예를들면 공기가 저연신 영역(32)을 냉각할 수 있다. 이 냉매 토출관(90)은 용기(30)의 반송경로 아래쪽에 그 냉매 온도 및 냉각시간을 고려하여 1 뙤는 복수의 개소에 배치할 수 있다. 또 저연신 영역(28)을 넘어 넓은 범위로 냉매가 분출하지 않도록 냉매의 분출 영역을 규제 안내하는 가이드 플랫을 배치할 수 있다. 저 연신 영역(32)의 냉각은 냉매를 부는 것에 한정되지 않고, 냉각블럭(도시하지 않음)을 접촉시키는 것에도 좋다. 냉각 블럭의 직접접촉방식에서는 제2실시예 방법의 냉각과 같이 저연신 영역(32)만을 국소적으로 냉각하는 것이 가능해진다. 이 냉각 블럭은 용기(30)를 2차 블로우 서이형부에 반입하기 직전의 정지위치, 또는 용기(30)를 일정시간을 두고 이따금 반송하는 경우에는 그 하나 또는 복수의 때때로 정지하는 위치에 승강가능하게 배치하면 좋다. 이 제3실시예 방법의 경우 제1, 제2실시예와 달리 열수축처리제 용기(30)의 길이 H2를 바닥형(80C)와 접촉가능한 길이로 하는 것이 반드시 요구되지 않는다. 그러나 히일부(48)를 두꺼운 두께로 하는 경우는 성형품(30)의 종축수축을 규제하는 것이 적당하다.

이상 설명한 바와 같이 특허청구범위 제1항의 발명에 의하면 1차 블로우 성형 공정후에 열수축된 공기를 2차 블로우 캐비티형 내에 2차 블로우 성형할때에, 그 열수축된 1차 블로우 셩형품의 측벽부 및 히일부의 외벽면에서 그 각부분소가 블로우 성형후에 도달하는 캐비티면에 이르기까지의 거리의 차를 짧게하는 것으로, 2차 블로우 성형품의 히일부를 두꺼운 두께로 성형할 수 있고, 내낙하 충격성이 향상하고 히일부의 변형이 적기 때문에 자립성이 손상되지 않은 내열성 용기를 성형할 수 있다. 청구항(2)의 발명에 의하면 1차 블로우 성형전에 냉각하는 것으로 저연신 영역이 2차 블로우시에 연신되기 어려워지고 2차 블로우 성형품의 바닥부에 잔존하는 저연신 영역의 면적을 축소하는 것으로 바닥부의 내열성을 향상할 수 있다.

Claims

안쪽으로 향하여 볼록하게 이루어진 윗바닥형상을 바닥부에 갖는 내열성용기를 성형하는 방법에 있어서 사출 성형된 프리폼을 1차 블로우 캐비티형내에 1차 블로우 성형하여 최종 성형품인 상기 내열성 용기보다도 적어도 그 종축길이가 긴 1차 블로우 성형품을 성형하는 공정, 상기 1차 블로우 성형품을 열수축시키고, 이 열수축된 1차 블로우 성형품의 바닥 부 중심까지의 종축길이를, 상기 최종성형품인 용기의 상기 윗 바닥 꼭대기까지의 길이 보다도 길게 하는 공정, 열수축된 1차 블로우 성형품을 종축방향으로 이동가능한 바닥형을 갖는 2차 블로우 캐비티형내로 배치하고, 상기 바닥형을 종축방향으로 이동시키고 열 수축된 상기 1차 블로우 성형품의 바닥부의 적어도 중심영역을 안쪽으로 향하여 볼록하게 이루어진 형상으로 가공하는 공정, 그후 상기 2차 블오우 캐비티형내에 열 수축된 상기 1차 블로우 성형품을 성형하여 상기 내열성 용기를 얻는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성용기의 성형방법.
제1항에 있어서, 상기 열 수축공정에서는 종축방향의 수축을 규제하는 로드를 상기 1차 블로우 성형품내에 삽입하고, 그 로드선단을 열 수축된 상기 1차 블로우 성형품의 바닥부 내벽에 접촉시킨 것을 특징으로 하는 내열성 용기의 성형방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 1차 블로우 성형전에 프리폼의 표면온도를 85℃ 이상 100℃ 이하가 되도록 온도조절하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 내열성용기의 성형방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1차 블로우 캐비티형은 가열수단을 내장하고 차 블로우 성형품을 70℃ 이상 80℃ 이하의 온도로 온도조절하는 것을 특징으로 하는 내열성용기의 성형방법.
내열성용기를 성형하는 방법에 있어서, 사출성형된 프리폼을 1차 블로우 캐비티형내에 1차 블로우 성형하여, 최종 성형품인 상기 내열성 용기보다도 적어도 그 종축길이가 길고, 몸통부의 연신율과 비교하여 낮은 연신율의 저연신영역을 갖는 1차 블로우 성형품을 성형하는 공정, 상기 1차 블로우 성형품을 열수축시킨 공정, 열수축된 1차 블로우 성형품의 바닥부중, 상기 저연신영역을 냉각하는 공정, 2차 블로우 캐비티형 내에 열수축된 또 상기 저연신영역이 냉각된 상기 1차 블로우성형품을 2차 블로우 성형하고 상기 1차 블로우 성형품에 형성된 상기 저연신영역의 확대가 적은 바닥부를 갖는 상기 내열성용기를 성형하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성용기의 성형방법.
제5항에 있어서, 상기 저연신영역의 냉각공정은 열수축된 1차 블로우성형품을 종축방향으로 이동가능한 바닥형을 갖는 2차 블로우 캐비티형내에 배치하고, 상기 바닥형를 종축방향으로 이동시키고, 열수축된 상기 1차 블로우 성형품의 바닥부가 적어도 상기 저연신영역을 안쪽으로 향하게 볼록해진 형상으로 가공하고, 상기 저연신영역을 2차 블로우 성형개시전에 상기 바닥형과 소정시간 접촉시켜 냉각하는 것을 특징으로 하는 내열성용기의 성형방법