KR19980081257A

KR19980081257A - 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법 및 장치

Info

Publication number: KR19980081257A
Application number: KR1019980012686A
Authority: KR
Inventors: 아오키다이이치; 고가고헤이; 마츠이츠요시
Original assignee: 아오키다이이치; 닛세이에이.에스.비기카이가부시키가이샤
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 1998-11-25
Also published as: EP0868989A2; DE69801174D1; KR100416162B1; EP0868989B1; JPH10278106A; CN1196998A; EP0868989A3; DE69801174T2; JP3612405B2; CN1062804C; US6099766A

Abstract

본 발명은 합성 수지제 용기를 블로우 성형할 때 사용하는 바닥이 있는 통 형상의 프리폼의 성형방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 사출금형의 일부를 이용하여 프리폼의 네크부를 결정화할 수 있는 프리폼의 사출 성형 방법 및 장치이고 회전반에 복수의 네크 캐비티틀이 배치되며, 네크 캐비티틀형의 회전 정지 위치에는 사출 성형 스테이션, 제 1 가열 스테이션, 제 2 가열 스테이션 및 냉각 추출 스테이션이 설치되고 사출 성형 스테이션에서는 네크부를 갖는 프리폼이 사출 성형되며, 프리폼은 네크 캐비티틀에 의해 네크부가 유지되어 제 1, 제 2 가열 스테이션에 차례로 반송되고, 각 가열 스테이션에서는 프리폼의 네크부가 결정화 온도에 도달하도록 네크 캐비티틀을 가열하며, 그 후 냉각 추출 스테이션에서 네크 캐비티틀이 냉각되고 그 냉각 후에 프리폼이 네크 캐비티틀에서 분리되어 추출되며, 그 후 네크 캐비티틀은 사출 성형 스테이션으로 다시 반송되는 것을 특징으로 한다.

Description

네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법 및 장치

본 발명은 합성 수지제 용기를 블로우 성형할 때에 사용하는 바닥이 있는 통 형상의 프리폼의 성형 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 사출 성형 공정에 사용하는 네크 캐비티틀을 이용하고 네크부를 결정화시키는 프리폼 사출 성형 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

특히 내열성 병을 성형하는데에 있어, 그 병 또는 상기 병 성형용 프리폼의 네크부 또는 입구부 등으로 불리는 미배향 또는 현저하게 저배향의 영역을 결정화시켜 내열성을 유지시키는 방법이 있다. 이 방법은 특히 고온 내용물을 충전하는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET)제의 병에 실용화되어 있다.

이 실용화된 네크부의 결정화 방법은 예를 들어 일본 특공소62-25491에 개시된 바와 같이 성형된 병체(또는 프리폼)의 네크부의 둘레에 히터를 배치시켜 결정화시키는 방법이다.

이와 같은 방법으로 결정화된 네크부는 가열시에 일그러짐이나 열에 의한 수축 등의 변형을 받기 쉽고, 그 때문에 양질의 제품을 얻기 위해서는 숙련된 성형자에 의한 프리폼의 사출 성형 조건의 설정, 제품(병체 또는 프리폼)의 보관의 관리, 수축을 예측한 네크부의 설계 등의 많은 과제가 있어, 중소의 용기 성형업자는 도입하기 어렵다. 특히, 네크부는 내용물의 누수를 방지할 목적으로 높은 크기 정밀도가 많은 규격에서 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 사출 성형시의 네크부의 크기 정밀도를 유지한 채로, 네크부를 결정화할 수 있는 프리폼의 성형 방법 및 그 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 프리폼의 사출 성형 시간을 불필요하게 길게 하지 않고 네크부를 결정화할 수 있는 프리폼의 성형 방법 및 그 장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 프리폼 사출 성형 장치의 개략 평면도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에서의 프리폼 사출 성형 공정을 도시한 개략 단면도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에서의 프리폼의 네크부의 가열 공정을 도시한 개략 단면도,

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에서의 네크 캐비티틀의 냉각 공정을 도시한 개략 단면도,

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에서의 프리폼 추출 공정을 설명하기 위한 개략 설명도,

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에서의 프리폼 사출 성형 공정을 도시한 개략 단면도,

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에서의 프리폼 네크부의 가열 공정을 도시한 개략 단면도,

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에서의 제 1 가열 스테이션, 제 2 가열 스테이션 및 냉각추출 스테이션 사이에서의 프리폼의 반송 상태를 도시한 개략 단면도,

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에서의 네크 캐비티틀의 냉각 공정을 도시한 개략 단면도, 및

도 10은 가열 공정의 실시수를 변경할 수 있는, 직선 반송 방식의 본 발명의 성형 장치의 일례를 도시한 대략 평면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

12: 기대 14: 회전반

20: 네크틀 고정판 22,24: 분할판

30: 캐비티틀 32,34: 캐비티틀 분할판

100: 사출성형 스테이션 200: 제 1 가열 스테이션

300: 제 2 가열 스테이션 400: 냉각추출 스테이션

본 발명에 관한 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법은,

개구 단측에 네크부를 갖는 열가소성 수지제 프리폼을 적어도 사출 캐비티틀, 사출 코어틀 및 네크 캐비티틀을 사용하여 사출 성형하는 공정과, 상기 프리폼의 상기 네크부를 상기 네크 캐비티틀에서 유지한 채로, 상기 프리폼을 상기 사출 캐비티틀 및 사출 코어틀에서 분리하는 공정과, 상기 네크 캐비티틀 내에서 상기 네크부를 가열하고 상기 네크부의 온도를 상기 열가소성 수지의 결정화 온도로 설정하는 공정과,

상기 네크부를 상기 네크 캐비티틀에서 분리하고 상기 프리폼을 추출하는 공정을 구비하고,

상기 가열 공정에서는 상기 네크 캐비티틀을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 사출 성형에 사용되는 네크 캐비티틀을 사용하여 결정화 공정을 실시하고 있으므로, 네크부를 그 사출 성형시의 크기 정밀도를 유지하면서 효율 좋게 결정화 할 수 있다. 또한, 사출 코어틀 및 사출 캐비티틀로부터 분리한 후에 네크 캐비티틀을 가열하므로, 사출 성형 시간을 쓸데없이 길게 할 필요가 없다. 또한, 프리폼의 네크부의 결정화 공정을 프리폼의 사출 성형 직후에 실시하고 있으므로, 네크부를 결정화 온도까지 가열하는 데에 사출 성형시의 열을 이용할 수 있고, 네크부의 온도 상승에 유리하다.

가열 공정은 상기 프리폼의 상기 네크부 내측에서 상기 네크부를 가열하는 공정을 포함시킬 수 있다. 즉, 프리폼 네크부는 개구를 갖으므로 여기에 가열 부재를 삽입시킬 수 있다. 이렇게 하면 네크부의 내부벽면측으로부터 효율 좋게 가열할 수 있다.

본 발명에서는 네크 캐비티틀을 상기 추출 공정 후에 사출 성형 공정으로 다시 반송하는 공정,

상기 네크 캐비티틀을 사용하여 상기 사출 성형 공정을 반복하여 실시하기 전에, 상기 네크 캐비티틀을 냉각하는 공정을 더 구비할 수 있다.

이렇게 하면, 네크 캐비티틀이 고온인 상태에서 사출 성형 공정이 실시되지 않게 된다. 따라서, 네크부의 떨어짐이나 기포의 발생 등이라는 성형 불량을 방지할 수 있다. 또한, 프리폼의 사출 성형시에는 네크 캐비티틀이 이미 냉각되어 있으므로, 사출 성형내에서의 냉각 시간이 통상의 사출 성형시보다 길어지는 것을 방지할 수 있다.

이 냉각 공정은 가열 공정 후이고 추출 공정의 실시전에 실시할 수 있다. 특히, 프리폼의 추출 공정은 네크 캐비티틀을 개방 구동하는 것만으로 단시간에서 실시할 수 있다. 따라서, 프리폼의 추출 공정 전에 비교적 충분한 시간을 확보할 수 있으므로, 이 시간을 이용하여 네크 캐비티틀의 냉각을 실시하는 것이 바람직하다.

이 냉각 공정은 프리폼의 네크부 내측에서 상기 네크부 및 네크 캐비티틀을 냉각하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상술한 가열 공정과 마찬가지로, 네크부의 내부벽면측으로부터 상기 네크부 및 네크 캐비티틀을 효율 좋게 냉각할 수 있다. 그 결과, 네크부가 결정화된 프리폼을 네크 캐비티틀로부터 분리시키는 타이밍을 빠르게 할 수 있고 틀에서 분리한 후의 네크부의 변형도 방지할 수 있다.

이 냉각 공정은 프리폼의 네크부 내부벽에 냉각부재를 접촉시켜 실시하는 것이 바람직하다. 냉각 부재를 네크부 내부벽면에 접촉시키면, 효율좋게 네크부를 냉각할 수 있다. 또한, 네크부의 내부벽면의 변형은 냉각부재에 의해 규제할 수 있음과 동시에, 네크부의 외부벽면의 변형은 네크 캐비티틀에 의해 규제된다. 따라서, 보다 크기 정밀도가 높은 결정화된 네크부를 얻을 수 있다.

프리폼의 사출 성형 재료인 열가소성 수지는, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트로 할 수 있다. 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET) 수지를 사용함으로써, 프리폼을 블로우 성형하여 얻어지는 병 몸체부는 연신배향되어 소정의 병 품질을 확보할 수 있고, 연신되지 않은 네크부를 백화(白化) 결정함으로써, 병 전체의 내열성을 확보할 수 있다.

이 경우의 가열 공정에서는 상기 네크부가 150∼220℃의 결정화 온도에 도달하도록 가열하는 것이 바람직하다. PET 수지는, 120℃ 이상에서 결정화되지만 150∼220℃의 온도 범위에서는 특히 결정화 속도가 빠르고 가열 시간을 단축할 수 있으므로, 결정화 공정을 포함하는 성형 사이클 시간을 단축할 수 있다.

네크부의 구성으로서 캡이 장착되는 캡 장착부와, 그 아래쪽에 계속 비장착부를 갖는 것이 있다. 이 경우, 네크 캐비티틀은 적어도 캡 장착부의 외부 벽면을 규정하는 것으로 충분하다. 이렇게 하면, 네크부 중 적어도 캡 장착부가 결정화된다. 예를 들어, 플라스틱제 캡이 네크부에 장착되는 경우 등에는 고온 살균의 내용물이 충전될 때의 내열성이 요구되는 캡 장착부만을 결정화해 두면 충분하다. 이를 대신하여, 네크 캐비티틀은 캡 장착부 및 비장착부 쌍방의 외부 벽면을 규정해도 좋다. 이렇게 하면, 미배향 영역인 네크부 전역을 결정화함으로써, 네크부의 열 변형을 방지할 수 있다. 예를 들어 금속제 캡이 네크부에 장착되는 경우 등에는 네크부 전역을 결정화하고, 캡핑시의 압력에 기인한 변형을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 네크부의 아래쪽 영역의 비연신 영역까지 결정화해도 좋다.

네크 캐비티틀은 상술한 각 공정을 순환 단속 반송되는 것이 바람직하다. 네크 캐비티틀의 각 정지 위치에서 상술한 각 공정을 차례로 확실하게 실시할 수 있기 때문이다.

가열 공정을, 복수 단계로 나누어 실시해도 좋다. 이 경우, 네크 캐비티틀은 복수 단계로 나누어진 가열 공정에서 차례로 단속 반송된다. 비교적 시간이 걸리는 네크 캐비티틀의 가열 공정을 복수 단계로 나눔으로써, 단위 시간 당의 생산성을 높일 수 있다.

복수 단계로 나뉜 가열 공정의 각 단계의 시간은 사출 성형 공정의 시간을 초과하지 않는 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 프리폼의 생산성을 낮추지 않고, 네크부의 결정화를 실시할 수 있다.

본 발명에 관한 프리폼 성형장치는 복수의 네크 캐비티틀이 순환 반송되는 반송로와,

상기 반송로 도중에 배치되고 상기 네크 캐비티틀에 더하여 사출 캐비티틀 및 사출 코어틀을 사용하고, 열가소성 수지에서 프리폼을 사출 성형하는 사출 성형 스테이션과,

상기 반송로 도중에 배치되고 상기 프리폼의 네크부를 유지한 상기 네크 캐비티틀을 가열하고 상기 네크 캐비티틀 내에서 상기 네크부를 상기 열가소성 수지의 결정화 온도에 도달하도록 가열하는 적어도 하나의 가열 스테이션,

상기 네크부를 상기 네크 캐비티틀에서 분리하고 상기 프리폼을 장치 외부로 추출하는 추출 스테이션을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 장치를 사용함으로써 상술한 본 발명 방법을 효율 좋게 실시할 수 있다.

가열 스테이션의 수는 2∼6인 것이 바람직하다. 범용의 프리폼의 사출 성형 시간(금형의 개폐 시간을 제외)은 10∼25초 정도이고, 30초를 초과하는 것은 거의 없다. 결정화에 필요한 네크 캐비티틀의 가열 공정의 시간은 60초에서 180초 정도이므로 가열 스테이션의 수를 2∼6으로 함으로써 상업상 최적인 생산 능력을 얻을 수 있다.

(제 1 실시예)

상기 프리폼 성형장치는 도 1에 도시한 바와 같이 기대(12)와 대향하는 위쪽 위치에 회전반(14)을 갖는다. 상기 회전반(14)의 회전각 90도마다의 4군데에, 각각 2열씩 모두 8개인 한쌍의 네크틀 고정판(20)이 설치되어 있다. 이 한쌍의 네크틀 고정판(20)은 개폐 가능한 2개의 분할판(22,24)으로 구성된다.

상기 한쌍의 네크틀 고정판(20)에는 복수 예를 들어 도 1에서는 2개의 네크 캐비티틀(30)이 설치되어 있다. 이 네크 캐비티틀(30)은 분할틀(32,34)로 구성된다. 한쪽의 분할틀(32)이 분할판(22)으로 고정되고 다른쪽의 분할틀(34)이 분할판(24)에 고정되어 분할판(22,24)의 개폐 구동에 의해, 네크 캐비티틀(30)의 개폐 구동이 가능해진다.

또한, 합계 8개인 한쌍의 네크틀 고정판(20)은 회전반(14)의 90도 마다의 단속 회전 구동에 의해, 한방향을 향해 차례로 단속 회전 구동되도록 이루어져 있다. 이 구성은 본 출원인의 일본 특허 제 1735818호에 기재되어 있으므로, 그 상세한 것에 대해서는 생략한다.

회전반(14)의 90도마다의 회전 위치에는 도 1에 도시한 바와 같이 사출 성형 스테이션(100), 제 1 가열 스테이션(200), 제 2 가열 스테이션(300) 및 냉각 추출 스테이션(400)이 배치되어 있다.

(사출 성형 스테이션의 설명)

사출 성형 스테이션(100)은, 열 가소성 수지 예를 들어 PET를 사출 가능한 사출 장치(102)를 갖는다. 이 사출 장치(102)는 도시하지 않은 핫런너형으로 노즐 접촉하고 있고, 도 2에 도시한 핫런너 노즐(104)을 통하여 용융한 수지를 사출 금형을 향하여 충전 가능하다.

상기 사출 금형은 도 2에 도시한 바와 같이 크게 나누어 상술한 네크 캐비티틀(30), 사출 캐비티틀(110), 및 사출 코어틀(120)을 갖는다.

여기에서 사출 성형되는 프리폼(40)에 대해서 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 프리폼(40)은 크게 나누어 개구단측의 네크부(42)와, 그 아래쪽에 계속하여 바닥이 있는 몸체부(44)를 갖는다. 네크부(42)는 예를 들어 나사부(42a)와, 잠금 링(42b)과, 지지링(42c)을 갖는다. 나사부(42a) 및 잠금 링(42b)의 영역은, 상기 프리폼(40)을 사용하여 블로우 성형된 병내에 내용물이 충전된 후에, 플라스틱제 또는 금속제의 캡이 장착되는 캡 장착 영역이 된다. 한편, 지지링(42c)의 영역은 비캡 장착 영역이고 내용물의 충전 공정 또는 캡핑 공정시에 병 본체를 지지하기 위해 사용된다.

사출 캐비티틀(110)은, 프리폼(40)의 바닥이 있는 몸체부(44)의 외부벽면을 규정하는 것이다. 이 사출 캐피티틀(110)에는 냉매 예를 들어 냉각수를 통과시키기 위한 냉각수로(112)가 형성되어 있다. 사출 캐비티틀(110)의 주위에는 냉각수 분배판(114)이 배치되고, 사출 캐비티틀(110)내의 냉각수로(112)는 냉각수 분배판(114)내의 냉각수로(116)와 연결되어 있다.

사출 코어틀(120)은 프리폼(40)의 내부벽면을 규정하는 코어핀(122)을 갖는다. 상기 코어핀(122) 내부에도 냉매 예를 들어 냉각수를 통과시키는 냉각수로(124)가 형성되어 있다.

분할틀(32,34)로 구성되는 네크 캐비티틀(30)은, 프리폼(40)의 네크부(42)의 외부벽면을 규정하는 것이다. 본 실시예의 네크 캐비티틀(30)은 네크부(42)의 개구단측의 천정면으로, 지지링(42c)의 위쪽을 향한 면까지를 규정하도록 구성되어 있다. 또한, 예를 들어 지지링(42c)의 바로 아래의 몸통부 외부 벽면까지를 네크 캐비티틀(30)이 규정하는 것이어도 좋다. 이 영역은 프리폼을 병에 블로우 성형하는 블로우 성형 공정시에 연신되지 않으므로, 결정화 대상으로 해도 좋다.

(제 1, 제 2 가열 스테이션의 설명)

제 1, 제 2 가열 스테이션(200,300)은 모두 동일한 구성을 갖고 있으므로, 도 3에 도시된 제 1 가열 스테이션(200)의 구성에 대해서 설명한다.

도 3에서, 상기 제 1 가열 스테이션(200)은 네크 캐비티틀(30)의 외부 벽면과 접촉하여 가열하는 가열 블럭(210)과, 프리폼(40)의 네크부(42) 내부에 삽입되어 네크부(42)의 내측에서 가열하는 가열 코어(220)를 구비한다. 가열 블럭(210)에는 가열원으로서 예를 들어 밴드히터(212)가 그 주위에 감겨져 있다. 상기 가열 블럭(210)은 지지부재(214)를 통하여 승강판(216)에 연결되어 있다. 이 승간판(216)을, 실린더 로드(218)에 의해 승강 이동시킴으로써, 가열 블럭(210)을 네크 캐비티틀(30)의 외부 벽면에 밀착하는 위치와, 프리폼의 회전 반송에 간섭하지 않는 위치로 이동시킬 수 있다.

한편, 가열 코어(220)는 회전반(14)의 위쪽에서 아래쪽을 향해 이동하는 가열 코어 로드(222)의 선단에 고정되어 있다. 프리폼(40)을 유지한 네크 캐비티틀(30)이, 제 1 가열 스테이션(200)까지 회전되어 정지되면 가열 코어 로드(222)가 하강 구동되고, 가열 코어(220)가 프리폼(40)의 네크부(42) 내부에 배치된다.

(냉각 추출 스테이션의 설명)

상기 냉각 추출 스테이션(400)은 도 4에 도시한 바와 같이 네크 캐비티틀(30)의 외부 벽면과 접촉하여 냉각하는 제 1, 제 2 냉각 블럭(410,412)과, 프리폼(40)의 네크부(42) 내에 배치되어 네크부(42)의 내측에서 냉각시키는 냉각 코어(420)를 갖는다. 제 1 냉각 블럭(410)은 냉매 예를 들어 냉각수를 통과시키는 냉각수로(410a)를 갖고, 제 1 구동 실린더(414)의 구동에 의해 네크 캐비티틀(30)을 구성하는 한쪽의 분할틀(32)에 대해서 접속분리 가능하게 이루어져 있다.

제 2 냉각 블럭(412)은, 냉매 예를 들어 냉각수를 통과시키는 냉각수로(412a)를 갖고, 제 2 구동 실린더(416)의 구동에 의해 네크 캐비티틀(30)을 구성하는 다른쪽의 분할틀(34)에 대해서 접속분리 가능하게 이루어져 있다.

냉각 코어(420)도 냉매 예를 들어 냉각수를 통과시키는 냉각수로(420a)를 갖고 회전반(14)의 위쪽에서 아래쪽을 향해 이동되는 냉각 코어 로드(422)의 선단에 고정되어 있다. 네크부(42)가 네크 캐비티틀(30)에 유지된 상태에서 프리폼(40)의 냉각 추출 스테이션(400)에 반송되면, 냉각 코어 로드(422)의 하강 이동에 의해, 냉각 코어(420)가 프리폼(40)의 네크부(42) 내부에 배치된다. 이 때, 냉각 코어(400)는 네크부(42)의 내부벽 및 개구 단부에 밀착하는 구성으로 이루어져 있다. 냉각 추출 스테이션(400)은 또한, 2개의 분할판(22,24)으로 구성된 한쌍의 네크틀 고정판(20)을 개방 구동하기 위해, 도 5에 도시한 바와 같이 형 개방 캠(430)을 갖는다. 이 때문에 분할판(22,24)에는, 도 5에 도시한 바와 같이 캠 종동면(22a,24a)이 각각 형성되어 있다. 형 개방 캠(430)은 하강 구동됨으로써, 상기 캠 종동면(22a,24a)을 눌러서 넓히고 상기 분할판(22,24)을 개방 구동한다. 이에 의해 도 5에 도시한 바와 같이 네크 캐비티틀(30)을 구성하는 분할틀(32,34)이 개방 구동되고 프리폼(40)이 아래쪽으로 낙하한다.

본 실시예에서는 낙하된 프리폼(40)을 받아 들이는 반출 포트(440)를 구비하고 있다. 이 반출 포트(440)는 도 5에 도시한 바와 같이, 예를 들어 벨트 콘베이어(442)에 고정되어 소정 피치로 배열되어 있고, 벨트 콘베이어(422)의 구동에 의해 성형기 밖으로 단속 반송된다.

다음에, 상기 프리폼 성형장치(10)에서의 프리폼 성형방법에 대해서 설명한다.

(사출 성형 공정)

상기 사출 성형 공정은 도 2에 도시한 바와 같이 네크 캐비티틀(30), 사출 캐비티틀(110) 및 사출 코어틀(120)을 형을 닫고, 사출 장치(102)에서 핫런너 노즐(104)을 통하여, PET 수지를 충전함으로써 실시된다. 이 때, 사출 캐비티틀(110) 및 사출 코어틀(120)은, 그 내부에 형성한 냉각수로(112,124)를 흐르는 냉매에 의해 냉각되어 있다. 따라서, 충전된 용융 수지는 냉각되고 각 금형의 캐비티 형상에 따라서 프리폼(40)이 사출 성형된다. 소정의 사출 시간 및 냉각 시간이 종료된 후에, 네크 캐비티틀(30)에 대해서 상대적으로 사출 코어틀(120)을 위쪽으로 이동시키고 사출 캐비티틀(110)을 하강 이동시킨다. 이에 의해, 그 네크부(42)가 네크 캐비티틀(30)에 유지된 프리폼(40)은 사출 캐비티틀(110) 및 사출 코어틀(120)로부터 분리된다.

이 사출 성형 공정은 도 1에 도시한 2열의 네크 캐비티틀(30)을 사용하여 실시되고, 4개의 프리폼(40)이 동시에 사출 성형된다. 그 후, 회전반(14)이 회전각 90도만큼 단속 회전되고, 프리폼(40)은 네크 캐비티틀(30)에 유지되어 제 1 가열 스테이션(200)에 반송된다.

상기 사출 성형 공정은 프리폼이 완전하게 고화될 때가지 금형내에서 냉각시킬 필요는 없고 프리폼을 사출 코어틀으로부터 빼낼 수 있는 정도로 냉각된 시점에서 틀을 개방하는 것이 생산성의 면에서 바람직하다. 범용의 프리폼의 몸체부 두께는 2.5㎜에서 5.0㎜이고, 사출 성형 공정 중 사출 및 냉각 시간에 필요한 시간은 약 10초∼25초이다.

(제 1 가열공정)

네크 캐비티틀(30)에 유지된 프리폼(40)이 제 1 가열 스테이션(200)의 위치에 도달하면 가열 블럭(210)이 상승 이동되고 가열 코어(222)가 하강 이동되며, 도 3에 도시한 상태로 설정된다. 가열 블럭(210)은 밴드히터(212)를 구비함으로써 상기 가열 블럭(210)에 밀착된 네크 캐비티틀(30)이 가열된다. 따라서, 프리폼(40)의 네크부(42)는, 네크 캐비티틀(30)과의 사이의 고체 열전도에 의해 그 외부 벽면측에서 가열된다. 한편 가열 코어(222)는 프리폼(40)의 네크부(42) 내부에 삽입되고, 네크부(42)를 내부벽측에서 복사 가열하게 된다. 이 네크부(42)의 내외 양측으로부터의 가열에 의해, 프리폼(40)의 네크부(42)는 그 사출 성형 수지 재료에 적합한 결정화 온도까지 가열된다. 본 실시예에서는 프리폼(40)이 PET 수지로 형성되므로, 네크부(42)는 그 결정화 온도인 120℃ 이상으로 가열된다. PET 수지의 경우, 그 등급에 의해 다소 상이하지만 거의 180℃ 부근이 결정화 온도가 가장 촉진되는 피크 온도이고, PET 수지의 결정화 온도로서는 바람직한 것은 150∼220℃에서 결정화를 촉진할 수 있다.

이와 같이, 프리폼(40)의 네크부(42)가 국소적으로 가열됨으로써 상기 네크부(42)의 백화 결정화가 개시된다.

또한, 도 3에서는 가열 코어(220)가 네크부(42)와 비접촉인 상태에서 복사열에 의해 네크부(42)를 가열하고 있는 형태를 도시하고 있다. 이를 대신하여 그 표면을 테프론 처리 등의 틀에서 분리되기 쉬운 처리를 실시한 가열 코어(220)를 네크부(42)의 내부벽면에 접촉시켜, 고체열 전도에 의해 가열해도 좋다. 이렇게 하면, 네크(42)의 열변형을 방지할 수 있다.

(제 2 가열 공정)

본 실시예에서는 프리폼(40)의 생산 사이클 시간을 단축하기 위해, 가장 시간이 걸리는 가열 공정을 복수, 예를 들어 2회로 나누어 실시하고 있다. 이 때문에, 제 1 가열 스테이션(200)에서, 네크 캐비티틀(30)에 대해서 상대적으로 가열 블럭(210)이 하강 이동되고 가열 코어(220)가 상승 이동된 후에, 회전반(14)이 회전각 90도만큼 단속 회전된다. 이에 의해 프리폼(40)은, 그 네크부(42)가 네크 캐비티틀(30)에 유지된 상태에서 제 2 가열 스테이션(300)에 반송된다.

상기 제 2 가열 스테이션(300)에서도, 도 3에 도시한 제 1 가열 스테이션(200)에서의 동작과 동일하게, 프리폼(40)의 네크부(42)의 결정화를 위한 가열이 실시된다. 이 네크부(42)의 결정화는 가열 블럭(210)을 하강하는 등으로 하여 외부로부터의 가열을 정지한 후에도, 네크부가 결정화 온도 이상에 있는 동안은 진행하고 있다. 따라서, 다음 공정에서의 냉각 시간을 보충하기 위해, 적당한 시기에 제 2 가열 스테이션(300)에서의 가열 공정을 정지하고 네크부의 온도를 낮추어도 좋다. 제 2 가열 스테이션(300)에서의 소정의 가열 시간이 종료된 후, 제 1 가열 스테이션(200)에서의 동작과 동일하게 하고, 가열 블럭(210) 및 가열 코어(220)가 프리폼(40)의 네크부(42)의 주위에서 이탈되고 회전반(14)이 더욱 회전각 90도만큼 단속 회전시킨다. 이에 의해, 그 네크부(42)가 네크 캐비티틀(30)에 유지된 프리폼(40)은, 최종 공정의 냉각 추출 스테이션(400)에 반송된다.

상기 제 1 및 제 2 가열 공정의 합계 시간은 제품 마다의 네크부의 두께의 차이나, 네크 캐비티틀의 재질·크기, 또한 목적으로 하는 내열 온도나 결정화도 등의 요인에 따라 다르지만, 약 60 초∼180초가 범용의 병에 사용되는 시간이다.

(냉각 및 추출 공정)

프리폼(40)을 유지한 네크 캐비티틀(30)이 냉각 추출 스테이션(400)에 도달하면, 제 1, 제 2 구동 실린더(414,416)가 구동되고, 제 1, 제 2 냉각 블럭(410, 412)이 네크 캐비티틀(30)을 구성하는 2개의 분할틀(32,34)에 밀착 구동된다. 이 제 1, 제 2 냉각 블럭(410,412)은 그 냉각 수로(410a,412a)에 냉각수가 순환되어 있으므로, 네크 캐비티틀(30)을 냉각하게 된다. 따라서, 제 1, 제 2 가열 스테이션(200,300)에서 가열된 네크 캐비티틀(30)은, 상기 스테이션(400)에서 냉각된다. 이에 의해 네크 캐비티틀(30)이 사출 성형 스테이션(100)에 다시 반송되어 다음의 프리폼(40)을 사출 성형하기 전에, 네크 캐비티틀(30)이 미리 냉각된다.

프리폼(40)의 네크부(42) 내부에 삽입된 냉각 코어(420)에 의해, 프리폼(40)의 네크부(42)의 내측으로부터도 냉각이 실시된다. 상기 냉각 코어(420)는 네크부(42) 내부벽에 밀착되어 있어, 네크부(42)를 효율적으로 냉각함과 동시에, 네크부(42)를 통하여 네크 캐비티틀(30)을 냉각할 수도 있다. 이에 의해, 프리폼(40)이 네크 캐비티틀(30)로부터 추출된 후에, 네크부(42)가 변형하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 네크부(42)의 내부벽면은 냉각 코어(420)에 밀착되고, 네크부(42)의 외부벽면은 네크 캐비티틀(30)에 밀착되어 있으므로, 냉각시에 네크부(42)의 형상 내기를 실시하는 것이 가능해진다.

프리폼(40)의 네크부(42) 및 네크 캐비티틀(30)을 소정 시간 냉각한 후에, 도 5에 도시한 바와 같이, 틀 개방캠(430)이 하강 이동된다. 이에 의해, 네크 캐비티틀(30)을 고정하고 있는 한쌍의 네크틀 고정판(20)의 분할판(22,24)이 개방 구동된다. 그렇게 하면, 각 분할판(22,24)에 고정되어 있는 분할틀(32,34)이 개방 구동되고 프리폼(40)은 그 네크부(42)의 유지 상태가 해제되고 아래쪽을 향해 낙하하게 된다.

여기에서, 프리폼(40)의 낙하 경로 아래쪽에는 반출 포트(440)가 대기하고 있다. 이 때문에, 낙하된 프리폼(40)은 반출 포트(440) 내부에 삽입되고 이 반출 포트(440) 내부에서 그 정립상태가 유지된다. 이에 의해, 결정화시의 열을 유지하는 네크부(42)가 다른 부재와 접촉하는 것이 방지되고, 네크부(42)의 변형을 방지할 수 있다.

프리폼(40)이 삽입된 반출 포트(440)는 벨트 콘베이어(442)에 의해 단속 반송 이동되고, 프리폼 사출 성형 장치(10)의 외부을 향해 반출된다.

여기에서 본 실시예에서는 도 5에 도시한 바와 같이, 네크 캐비티틀(30)을 구성하는 분할틀(32,34)의 개방 구동시에, 상기 분할틀(32,34)에 대해서 제 1, 제 2 냉각 블럭(410, 412)을 밀착시킨 상태 그대로 하고 있다. 이 밀착상태는 프리폼(40)이 낙하된 후, 분할틀(32,34)이 폐쇄 이동된 후에도 계속된다. 즉, 제 1, 제 2 냉각 블럭(410,412)은 냉각 추출 스테이션(400)에 반송되어 온 네크 캐비티틀(30)이 다음의 사출 성형 스테이션(100)에 반송되기 직전까지, 계속하여 냉각을 실시할 수 있다. 이에 의해, 상기 네크 캐비티틀(30)이 사출 성형 스테이션(100)에 다시 반송되기 전에, 다음회의 사출 성형에 구비하여 네크 캐비티틀(30)을 충분히 냉각하는 것이 가능해진다.

(제 2 실시예)

다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 대해서 설명한다. 상기 제 2 실시예의 장치 전체의 구성에 대해서는 도 1에 도시한 제 1 실시예와 동일하고, 이하 제 1 실시예와 상이한 사출 성형 스테이션, 제 1, 제 2 가열 스테이션, 냉각 및 추출 스테이션에 대해서 도 6∼도 9를 참조하여 설명한다.

(사출 성형 스테이션 및 사출 성형 공정의 설명)

상기 제 2 실시예에 사용되는 네크 캐비티틀(500)은 도 6에 도시한 바와 같이, 분할틀(502,504)로 구성되는 점은 제 1 실시예와 동일하지만, 네크부를 규정하는 영역이 다르다. 상기 네크 캐비티틀(500)은 프리폼(40)의 네크부(42) 중, 그 나사부(42a) 및 잠금 링(42b)의 외부 벽면을 규정하고, 지지링(42c)의 영역까지는 연장 형성되어 있지 않다.

이와 같이 네크 캐비티틀(500)에 의한 규정 영역을 좁힌 이유는 제 2 실시예의 네크 캐비티틀보다도 얇은 두께로 하여 가열 효율을 향상시키는 것, 플라스틱 캡 장착시에는 지지 링(42c)의 내열성이 반드시 필요하지는 않기 때문이다.

또한, 상기 제 2 실시예에서는 도 6에 도시한 바와 같이 사출 캐비티틀(600)을, 제 1 사출 캐비티틀(602)과 제 2 사출 캐비티틀(604)로 분할하고 있다. 제 1 사출 캐비티틀(602)은 수평 방향으로 개방 가능한 분할틀(602a,602b)을 갖는다. 상기 제 1 사출 캐비티틀(602)은, 프리폼(40)의 네크부(42) 중 네크 캐비티틀(500)에서 규정되지 않은 지지 링(42c)의 영역을 규정하고 있다. 또한, 상기 제 2 실시예에 사용되는 프리폼(40)은 도 6에 도시한 바와 같이, 지지링(42c)의 아래쪽에 언더 컷 형상의 쇼울더부(41)를 갖는다. 제 2 사출 캐비티틀(602)은 언더컷형상의 쇼울더부(41)의 외부 벽면도 규정하고 있다.

제 2 사출 캐비티틀(604)은 쇼울더부(4)보다도 아래쪽의 바닥이 있는 몸체부(44)의 외부 벽면을 규정하고 있다. 또한, 제 1, 제 2의 사출 캐비티틀(602,604)도 냉매 예를 들어 냉각수로를 갖고 있다.

상기 제 2 실시예에서도 네크 캐비티틀(500), 제 1, 제 2 사출 캐비티틀(602,604) 및 사출 코어틀(120)을 도 6에 도시한 형 폐쇄 상태로 하고, 그 후 PET 수지를 충전함으로써 프리폼(40)이 사출 성형된다. 그리고, 소정의 사출 시간 및 냉각 시간의 종료후에 틀 개방되어, 네크 캐비티틀(500)에 의해 프리폼(40)을 제 1 가열 스테이션(200)에 반송한다.

여기에서, 제 2 사출 캐비티틀(604)이 네크 캐비티틀(500)에 대해서 상대적으로 하강 이동하는 틀 개방 구동시에는 그 틀 개방 구동의 초기의 단계에서, 제 1 사출 캐비티틀(602)을 구성하는 분할틀(602a,602b)이 우선 수평 방향으로 틀 개방된다. 이 종류의 구동은 테이퍼핀을 사용함으로써 실시할 수 있다. 분할틀(602a,602b)이 프리폼(40)의 네크부(42) 중, 지지 링(42c) 또는 몸체부(41)의 최대 외부 직경부에서 분리된 후, 제 2 사출 캐비티틀(604)이 제 1 사출 캐비티틀(602)과 함께, 네크 캐비티틀(500)에 대해서 상대적으로 하강 이동된다. 이것과는 반대의 공정을 거침으로써 틀 폐쇄 구동할 수 있다.

(제 1, 제 2 가열 스테이션의 설명)

상기 제 2 실시예에 관한 가열 공정이 도 7에 도시되어 있다. 상기 제 2 실시예에서는 도 1에 도시한 제 1, 제 2 가열 스테이션(200,300)에서, 가열 블럭(700) 및 가열/냉각 피스(740)에 의해 네크부(42)를 가열함과 동시에, 냉각 포트(720)에 의해, 바닥이 있는 몸체부(44)를 냉각하고 있다. 보다 효율적으로 냉각 포트에 의한 냉각을 필요로 하는 경우에는, 프리폼 내부에 압축 에어를 도입하고, 냉각 포트의 내부벽면에 몸체부(44)의 외부 벽면을 밀착시키는 것도 가능하다.

가열블럭(700)은 그 주위에 밴드히터(702)가 감겨져 있다. 이 가열 블럭(700)은 단열 연결재(701)를 통하여, 냉각 포트(720)와 연결되어 있다. 냉각 포트(720)는 프리폼(40)의 바닥이 있는 몸체부(44)의 외부벽면과 접촉하는 캐비티면을 갖고, 그 캐비티면을 냉각하기 위한 냉각수로(722)가 형성되어 있다. 상기 냉각 포트(720)는 승강판(730) 상에 고정되고, 실린더 로드(732)의 구동에 의해, 가열 블럭(700)과 함께 일체적으로 승강 이동한다.

한편, 프리폼(40)의 네크부(42) 내부에 삽입되는 가열/냉각 피스(740)는 도 1에 도시한 제 1, 제 2 가열 스테이션(200,300)에서는 가열 피스로서 기능하고, 냉각 추출 스테이션(400)에서는 냉각 피스로서 기능하는 것이며, 가열 피스 및 냉각 피스로서 겸용된다. 이 가열/냉각 피스(740)는 중공부(744)를 갖는 통체(742)의 상단에, 프리폼(40)의 네크부(42)의 천정면을 규정하는 천정면 규정용 플랜지(746)를 갖는다. 또한, 통체(742)의 중공부(744) 도중에는, 걸어 고정시키는 부재(754)에 걸어 고정되는 피고정홈(748)이 형성되어 있다.

(제 1 가열 공정)

제 2 실시예의 가열 공정은, 도 1에 도시한 제 1, 제 2 가열 스테이션(200,300)에서, 그 선단에 가열 로드(752)를 구비한 코어 블럭 본체(750)가 네크 캐비티틀(500) 내부에 삽입되는 공정을 갖는 점에서, 제 1 실시예의 가열 공정과 공통이다.

여기에서 제 1 가열 스테이션(200)에서는 코어 블럭 본체(750)의 하강 구동에 의해, 가열/냉각 피스(740)가 프리폼(40)의 네크부(42) 내에 삽입된다. 즉, 코어 블럭 본체(750)의 선단의 가열 로드(752)에는 걸어 고정 시키는 부재(754)를 통하여, 가열/냉각 피스(740)가 유지되어 있다. 따라서 가열 블럭 본체(750)를 하강 이동함으로써, 가열/냉각 피스(740)도 일체적으로 하강 이동되고, 프리폼(40)의 네크부(42) 내에 삽입된다. 상기 제 1 가열 스테이션(200)에서는 가열 로드(752)를 통하여 가열/냉각 피스(740)를 가열하고, 그 결과 프리폼(40)의 네크부(42)에서의 나사부(42a) 및 잠금 링(42b)을 가열할 수 있다.

또한, 가열 블럭(700)에 의해 네크 캐비티틀(500)을 가열하는 점은, 제 1 실시예와 동일하다. 이와 같이 내외부로부터 네크부(42)의 나사부(42a) 및 잠금 링(42b)을 가열하고 결정화 온도로 설정하고 있다.

도 7에 도시한 가열 공정시에 프리폼(40)의 바닥이 있는 몸체부(44)는 냉각 포트(720)에 의해 냉각된다. 따라서, 사출 성형 공정의 시간을 단축하여 열을 유지한 상태의 바닥이 있는 몸체부(44)가 열 변형하는 것을 방지함과 동시에, 두꺼운 바닥이 있는 몸체부(44)가 냉각 부족에 기인하여 백화 결정화하는 것을 방지할 수 있다.

제 1 가열 스테이션(200)에서의 가열 공정이 종료하면, 네크 캐비티틀(500)에 대해서 코어 블럭 본체(750)가 상승 이동되지만, 이 때 가열/냉각 피스(740)는 프리폼(40)의 네크부(42) 내에 잔존한다. 이 때문에, 가열 로드(752)는 걸어 고정시키는 부재(754)를 그 반경 방향 내측에 끼우기 위한 구동 기구를 갖는다. 이에 의해, 코어 블럭 본체(750)가 상승 이동시키면, 가열 로드(752)와 함께 걸어 고정시키는 부재(754)가 상승하고 가열/냉각 피스(740)의 내부에서 이탈된다.

도 8은 제 1 가열 스테이션(200)으로부터 제 2 가열 스테이션(300)을 향해, 네크 캐비티틀(500)에 의해 프리폼(40)을 반송하는 상태를 도시한다. 도 8에 도시한 바와 같이 네크 캐비티틀(500)에 유지된 프리폼(40)의 네크부(42)의 내부에는 가열/냉각 피스(740)가 잔존하고, 그 보유열에 의해 네크부(42)의 나사부(42a) 및 잠금 링(42b)을 가열할 수 있으며, 그 열변형을 규제할 수 있다.

(제 2 가열 공정)

다음에, 제 2 가열 스테이션(300)에서의 가열 공정에 대해서 설명한다. 이 때에도, 제 1 가열 스테이션(200)에서의 동작과 마찬가지로, 코어 블럭 본체(750)가 하강 구동되고, 가열 로드(752)가 가열/냉각 피스(740)의 중공부(744) 내에 삽입하여 밀착된다. 또한, 이 제 2 가열 스테이션(300)에서는 걸어 고정시키는 부재(754)를 반드시 필요로 하지 않는다. 이 제 2 가열 스테이션(300)에서도, 도 7에 도시한 가열 상태와 동일하게 하고, 가열 블럭(700)에서 네크 캐비티틀(500)을 통하여 네크부(42)를 외부측에서 가열하고 가열/냉각 피스(740)에 의해, 네크부(42)를 그 내부측에서 가열하고 있다. 또한, 이 때 냉각 포트(720)에 의해 프리폼(40)의 바닥이 있는 몸체부(44)가 냉각된다.

상기 제 2 가열 스테이션(300)에서의 가열 공정이 종료되면, 코어 블럭 본체(750)가 상승 이동되고, 이 때에 가열 로드(752)가 가열/냉각 피스(740)에서 이탈된다. 따라서, 상기 제 2 가열 스테이션(300)에서의 가열 공정 종료후에도, 가열/냉각 피스(740)는 프리폼(40)의 네크부(42) 내에 잔존하고 있다.

따라서, 상기 제 2 가열 스테이션(300)으로부터 냉각 추출하여 스테이션(400)을 향해 프리폼(40)을 반송할 때에는 상술한 도 8과 동일한 상태에 의해 실시된다.

(냉각 및 추출 공정)

상기 냉각 추출 스테이션(400)에서는 네크 캐비티틀(500)의 외부측으로부터의 냉각은 도 4에 도시한 제 1 실시예와 동일하게 하여 실시된다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 냉각 수로(800a,802a)를 각각 구비한 제 1, 제 2 냉각 블럭(800,802)이, 제 1, 제 2 구동 실린더(804,806)에 의해 내측을 향해 구동되고, 네크 캐비티틀(500)을 구성하는 분할틀(502,504)에 밀착된다.

네크 캐비티틀(500)의 내측으로부터의 냉각은 코어 블럭 본체(810)를 하강 이동함으로써 그 선단에 설치된 냉각 냉각 로드(812), 가열/냉각 피스(740)의 중공부(744)에 삽입하고 밀착함으로써 실시한다. 이 때, 냉각 로드(812)에는 상술한 걸어 고정시키는 부재(754)가 설치되어 있고, 이 걸어 고정시키는 부재(754)는, 가열/냉각 피스(740)의 피고정홈(748)과 대향하는 위치에 그 외부 직경이 확대 개방되고, 가열/냉각 피스(740)와 연결된다. 그리고, 냉각 로드(812)를 통하여 가열/냉각 피스(740)를 냉각함으로써 프리폼(40)의 네크부(42) 중 나사부(42a) 및 잠금 링(42b)을 냉각할 수 있다.

상기 냉각공정에서는 프리폼(40)의 네크부(42)는 그 외부 벽면이 네크 캐비티틀(500)로 규정되고, 그 내부 벽면 및 천정면이 가열/냉각 피스(740)로 규정되므로, 냉각 고정의 실시와 함께 그 영역의 형상 내기도 실시할 수 있다.

이 냉각 공정이 종료하면, 코어 블럭 본체(750)가 상승 이동된다. 이 때, 냉각 로드(812)와 가열/냉각 피스(740)가 걸어 고정시키는 부재(754)를 통하여 연결되어 있으므로, 가열/냉각 피스(740)가 네크부(42)의 내측에서 이탈된다.

또한, 네크부(42)에서 이탈된 가열/냉각 피스(740)는 도시하지 않은 반송 경로를 통하여 제 1 가열 스테이션(200)으로 다시 반송된다. 이로써, 제 1 가열 스테이션(200)에서는 다시 반송된 가열/냉각 피스(740)를 반복하여 사용하고 다음의 프리폼(40)의 가열 공정을 실시할 수 있다. 또한, 상기 가열/냉각 피스(740)의 반송 공정 도중에서 가열/냉각 피스(740)를 예비 가열해 두는 것이 바람직하다.

상기 가열/냉각 피스(740)의 이탈 후에, 도 5에 도시한 제 1 실시예에서의 추출 공정과 동일하게 하고 틀 개방 캠(430)이 하강 이동되며, 네크 캐비티틀(500)에서 프리폼(40)이 추출된다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지의 범위내에서 여러가지 변형 실시가 가능하다. 예를 들어, 프리폼(40)의 반송방법으로서는 도 1에 도시한 바와 같이 회전 반송에 한정되지 않고, 도 10에 도시한 바와 같은 직선 반송하는 것이어도 좋다.

도 10에 도시한 이 장치에서는 장방형의 반송로를 따라서 가이드 레일(900)을 지지대(902)에 고정하여 설치하고, 복수의 네크 캐비티틀 고정판(904)를 상기 가이드 레일(900) 상에서 단속 순환 반송하고 있다. 네크 캐비티틀 고정판(904)의 정지 위치에는 사출 성형 스테이션(910), 제 1∼제 6 가열 스테이션(912∼922) 및 추출·냉각 스테이션(924)이 배치되어 있다. 네크 캐비티틀 고정판(904)를 반송하기 위해, 네크 캐비티틀 고정판 이동 수단인 제 1∼제 4 로드리스 실린더(930∼936)가 각 변에 각각 설치되어 있다. 상기 제 1∼제 4 로드리스 실린더(930∼936)에 의해 각각 이동되는 이동부재(932)에서, 네크 캐비티틀 고정판(904)을 밀어서 네크 캐비티틀 고정판(904)이 반송된다.

도 10에서는 가열 스테이션을 6군데 설치한 예가 도시되어 있다. 이 경우, 제 3 로드리스 실린더(934)는 이동 부재(932)을 도 10의 A위치까지 이동시킨다. 이에 의해, 네크 캐비티틀 고정판(904)은 제 3∼제 6 가열 스테이션(916∼922)의 모든 스테이션에 차례로 정지된다.

프리폼의 종류에 따라서는 제 3∼제 6 가열 스테이션(916∼922) 중 어느 하나 이상을 없게 하고, 가열 스테이션은 잔존시킨 채, 특정의 가열 스테이션에서 가열 공정을 실시하지 않도록 해도 좋다. 이 때, 가열 공정이 실시되는 가열 스테이션의 수에 따라서 네크 캐비티틀 고정판(904)의 수와, 제 3 로드리스 실린더(934)의 이동 스트로크를 변경하면 된다.

예를 들어, 가열 스테이션이 4개 필요한 성형에서는 도 10의 상태로부터 네크 캐비티틀 고정판(904)을 2개씩 감소한다. 또한, 제 3 로드리스 실린더가 변경된다. 이렇게 하면, 제 3,제 4 가열 스테이션(916,918)을 빼놓고, 네크 캐비티틀 고정판(904)을 제 2 가열 스테이션(914)로부터 제 5 가열 스테이션(920)까지 한번에 이동시킬 수 있다. 동일하게 하여 프리폼의 사출 성형에 필요한 시간과 결정화에 필요한 시간을 합쳐 가열 스테이션의 수를 2에서 6까지 적절하게 선택하여 성형할 수 있다.

또한, 네크 캐비티틀(30,500)에서 결정화되는 영역으로서는 도 2 또는 도 6에 도시한 것 외에, 지지 링(42c)의 아래쪽의 비연신 영역도 결정화시켜도 좋다. 블로우 형성시에 연신되지 않는 영역은 내열성, 기계적 강도가 낮으므로, 네크 캐비티틀(30,500)을 그 아래쪽으로 더욱 연장하고, 그 영역도 결정화함으로서 원하는 내열성을 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 네크 캐비티틀은 분할틀로 했지만 반드시 분할틀로 할 필요는 없다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 사출 성형시의 네크부의 크기 정밀도를 유지한 채로 네크부를 결정화할 수 있으며, 또한 프리폼의 사출 성형 시간을 불필요하게 길게 하지 않고 네크부를 결정화할 수 있다.

Claims

개구 단측에 네크부를 갖는 열 가소성 수지제 프리폼을 적어도 사출 캐비티틀, 사출 코어틀 및 네크 캐비티틀을 사용하여 사출 성형하는 공정,

상기 프리폼의 상기 네크부를 상기 네크 캐비티틀에서 유지한 상태로 상기 프리폼을 상기 사출 캐비티틀 및 사출 코어틀에서 분리하는 공정,

상기 네크 캐비티틀 내에서 상기 네크부를 가열하고 상기 네크부의 온도를 상기 열 가소성 수지의 결정화 온도로 설정하는 공정, 및

상기 네크부를 상기 네크 캐비티틀에서 분리하고, 상기 프리폼을 추출하는 공정을 구비하고,

상기 가열 공정에서는 상기 네크 캐비티틀을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 1 항에 있어서,

상기 가열 공정은 상기 프리폼의 상기 네크부 내측에서 상기 네크부를 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 1 항에 있어서,

상기 네크 캐비티틀을 상기 추출 공정 후에 사출 성형 공정으로 다시 반송하는 공정과,

상기 네크 캐비티틀을 사용하여 상기 사출 성형 공정을 반복하여 실시하기 전에, 상기 네크 캐비티틀을 냉각하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 3 항에 있어서,

상기 냉각 공정은 상기 가열 공정 후이고, 상기 추출 공정의 실시전에 실시되는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 3 항에 있어서,

상기 냉각 공정은 상기 프리폼의 상기 네크부 내측에서 네크부 및 상기 네크 캐비티틀을 냉각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 5 항에 있어서,

상기 냉각 공정은 상기 프리폼의 상기 네크부 내측벽에 냉각 부재를 접촉시켜 실시하는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 1 항에 있어서,

상기 열 가소성 수지가 폴리에틸렌 텔레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 7 항에 있어서,

상기 가열 공정에서는 상기 네크부가 150∼220℃의 결정화 온도에 도달하도록 가열하는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 네크부는 캡이 장착되는 캡 장착부와, 그 아래쪽에 계속된 비장착부를 구비하고,

상기 네크 캐비티틀은 적어도 상기 캡 장착부의 외부 벽면을 규정하고, 상기 네크부 중 적어도 상기 캡 장착부를 결정화하는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 네크부는 캡이 장착되는 캡 장착부와, 그 아래쪽에 계속되는 비장착부를 구비하고,

상기 네크 캐비티틀은 상기 캡 장착부 및 상기 비장착부의 외부 벽면을 규정하고, 그 네크부 전역을 결정화하는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 1 항에 있어서,

상기 네크 캐비티틀은 상기 각 공정을 순환 단속 반송되는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 11 항에 있어서,

상기 가열 공정은 복수 단계로 나뉘어져 있고,

상기 네크 캐비티틀은 복수 단계로 나뉜 상기 가열 공정으로 차례로 단속 반송되는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
제 12 항에 있어서,

복수 단계로 나뉜 상기 가열 공정의 각 단계의 시간은 상기 사출 성형하는 공정의 시간을 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 네크부가 결정화된 프리폼의 성형방법.
복수의 네크 캐비티틀이 순환 반송되는 반송로,

상기 반송로 도중에 배치되고, 상기 네크 캐비티틀에 더하여 사출 캐비티틀 및 사출 코어틀을 사용하고, 개구단측에 네크부를 구비한 열가소성 수지제의 프리폼을 사출 성형하는 사출 성형 스테이션,

상기 반송로 도중에 배치되고, 상기 프리폼의 상기 네크부를 유지한 상기 네크 캐비티틀을 가열하고, 상기 네크 캐비티틀 내에서 상기 네크부를 상기 열 가소성 수지의 결정화 온도에 도달하도록 가열하는 적어도 하나의 가열 스테이션,및

상기 네크부를 상기 네크 캐비티틀에서 분리하고, 상기 프리폼을 장치 외부로 추출하는 추출 스테이션을 구비하는 것을 특징으로 하는 프리폼의 성형장치.
제 14 항에 있어서,

상기 추출 스테이션에는 상기 네크 캐비티틀을 냉각하는 냉각 장치가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼의 성형장치.
제 14 항에 있어서,

복수의 상기 가열 스테이션이 상기 반송로 도중에 설치되고,

상기 네크 캐비티틀은 상기 각각의 가열 스테이션에서 정지하는 것을 특징으로 하는 프리폼의 성형장치.
복수의 네크 캐비티틀이 순환 반송되는 반송로,

상기 반송로 도중에 배치되고, 상기 네크 캐비티틀에 더하여 사출 캐비티틀 및 사출 코어틀을 사용하고, 개구단측에 네크부를 갖는 열가소성 수지제의 프리폼을 사출 성형하는 사출 성형 스테이션,

상기 반송로 도중에 배치되고, 상기 프리폼의 상기 네크부를 유지한 상기 네크 캐비티틀을 가열하고, 상기 네크 캐비티틀 내에서 상기 네크부를 상기 열 가소성 수지의 결정화 온도에 도달하도록 가열하는 복수의 가열 스테이션, 및

상기 네크부를 상기 네크 캐비티틀에서 분리하고 상기 프리폼을 장치 외부로 추출하는 추출 스테이션을 구비하고,

상기 가열 스테이션의 수가 2∼6인 것을 특징으로 하는 프리폼의 성형장치.