KR20120052197A

KR20120052197A - 플라스틱 물품의 제조 방법 및 중공 성형 공구

Info

Publication number: KR20120052197A
Application number: KR20117030596A
Authority: KR
Inventors: 폴커 하임; 안드레아스 리히테나우어; 위르겐 모이트차임; 슈테판 발브뢸
Original assignee: 카우텍스 마쉬넨바우 게엠베하
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2012-05-23
Also published as: US20120161373A1; WO2010149336A2; KR101568456B1; EP2445698A2; DE102009030492A1; BRPI1015052B1; US8951461B2; CA2764888A1; CN102802916A; CA2764888C; CN102802916B; MX2012000071A; US10183436B2; ES2414539T3; DE102009030492B4; JP2012530625A; JP5837483B2; RU2012102252A; BRPI1015052A2; WO2010149336A3

Abstract

본 발명은 플라스틱 물품의 제조 방법 및 이 방법을 실행하기 위한 중공 성형 공구에 관한 것이다. 본 방법은, 대략 튜브형 프리폼을 압출하는 단계; 압출기 헤드 내부에 있는 멜트 유동을 나누거나 또는 압출기 헤드로부터 나오고 있는 또는 이미 나온 압출물을 분리하여, 대략 C자형 단면을 갖는 프리폼을 획득하는 단계; 및 차동 압력을 이용하여 다부품 중공 성형 공구 내에서 프리폼을 중공체로 형성하는 단계를 포함하고, 중공 성형 공구가 일부 폐쇄된 상태에서, 프리폼의 팽창 및 부분 예비성형이 먼저 이루어지고, 그리고 나서 다른 단계에서, 완전히 폐쇄되지 않은 중공 성형 공구 사이에 그리고 프리폼의 개방 측을 통해 부분적으로 예비성형된 물품의 내부로 적어도 하나의 인서트가 도입되며, 다른 단계에서, 중공 성형 공구가 완전히 폐쇄되고, 적어도 부분적으로 주변 핀치오프 시임을 형성하면서, 물품이 완전히 형성된다.

Description

플라스틱 물품의 제조 방법 및 중공 성형 공구{METHOD FOR PRODUCING A PLASTIC ARTICLE AND BLOW MOLDING TOOL}

특히 압출 중공 성형 (extrusion blow molding) 에 의해 대형 플라스틱 탱크를 제조할 때, 완료될 탱크에 인서트를 도입하는 것이 종종 바람직하다. 예컨대, 열가소성 재료로 이루어진 자동차 연료 탱크에는, 내부에 제공된 1 이상의 검사용 개구를 통해 탱크의 제조 후에 손으로 도입되거나 또는 탱크의 형성 동안 압출 중공 성형에 의해 캡슐화된 기능 인터널 (functional internals) 또는 인서트가 종종 제공된다. 이를 위해, 중공 성형 공구에 의해 압출되는 열가소성 재료의 프리폼 튜브가 캐리어 및 캐리어에 배치된 부품에서 압출되도록, 탱크 내에 도입될 인서트를 맨드릴/캐리어에 위치시키고 이를 중공 성형 공구의 개방된 절반부들 사이에 배치하는 것이 알려져 있다. 이 경우, 기능 부품 캐리어 및 기능 부품 위에서 튜브가 미끄러진다. 그리고 나서, 캐리어 및 캐리어에 배치된 기능 부품 주위에서, 중공 성형 공구의 몰드 절반부가 폐쇄된다. 이로써, 기능 부품 캐리어는 이후의 탱크 벽과 융합될 수 있다. 다른 작업에서, 튜브형 프리폼이 중공 성형 공구 내에서 팽창된다. 그러한 방법은 예컨대 DE 602 18 237 T2 로부터 공지되어 있다. 특히 탱크에 도입될 인서트가 내부에 제공된 검사용 개구보다 더 클 때, 병 속 배 (ship-in-a-bottle) 원리의 인서트의 공지된 캡슐화 (encapsulation) 가 또한 이용된다.

특히 열가소성 재료로 이루어진 연료 탱크의 경우, 연료 탱크에 사용된 플라스틱, 일반적으로 HDPE 가 탄화수소에 대한 확산 저항성 (diffusion-resistant) 이 없다는 것이 문제이다. 이러한 이유 때문에, 열가소성 재료로 이루어진 현대식 연료 탱크는 탄화수소용 배리어 층을 갖는 공압출물 (co-extrudates) 로부터 제조된다. 이런 식으로, 이후에 제공될 수 있는 탱크 벽의 개방에 의해 배리어 층이 손상/중단되더라도, 연료 탱크 시스템의 누설방지성 (leak-tightness) 을 최대한 보장할 수 있고, 따라서 휘발성 탄화수소가 잠재적으로 누출될 수 있는 부위가 탱크 벽의 원형 컷아웃 및/또는 검사용 개구의 영역 내에 형성된다.

그러므로, 탱크 벽에서 필요한 개구의 개수를 가능한 한 적게 유지하기 위해, 최근의 모든 노력은 모든 인서트를 그 제조 동안에 미리 연료 탱크 내에 가능한 멀리 도입하는 것에 쏟아지고 있다.

중공 성형에 의한 이른바 인서트의 캡슐화는 탱크 벽에서 필요한 개구의 크기에 관하여 이러한 문제를 다루고 있지만, 일부 상황 하에서, 예컨대 밸브 등과 같은 일부 인서트의 부착을 위해서는, 탱크 벽이 천자 또는 천공의 의미에서 손상되어야 하고, 따라서 그 결과, 필요한 개구의 개수가 크게 감소되지 않는다.

그러므로, EP 1 110 697 B1 에서, 시트 형태의 2 개의 프리폼을 획득하기 위해, 폐쇄 단면의 압출기 헤드에 나타나는 압출물이 2 개의 직경방향 대향 측면에서 분리되게 되는 방법이 제안되었고, 상기 2 개의 프리폼은 안내 방향으로 안내되며, 성형 전에, 이후의 탱크에 포함될 부속물이 그 둘 사이에 도입되도록 서로 떨어져서 유지된다.

이 방법은, 특히 인서트의 핸들링에 이용가능한 공간에 관하여는, 비교적 바람직하지만, 시트 형태의 여전히 따듯한 플라스틱 압출물을 안내하기 위해 복잡한 장비를 필요로 한다. 그리고, 이 방법의 이용은 중공 성형 공구에 관하여 압출기 헤드의 공간적으로 고정된 배치로 제한된다.

본 발명은, 특히 알려져 있는 단점을 갖지 않는, 전술한 방법의 대안을 제공하려는 목적에 기초한다. 또한, 본 발명에 따른 방법은, 중공 성형 공구가 공간적으로 반드시 압출기 아래에 배치될 필요는 없다는 점에서, 중공 성형 공구를 압출기로부터 분리하려는 것이다.

우선, 상기 목적은,

대략 튜브형 프리폼을 압출하는 단계,

압출기 헤드 내부에 있는 멜트의 스트림을 나누거나 또는 압출기 헤드로부터 나오고 있는 또는 이미 나온 압출물을 분리하여, 대략 C자형 단면을 갖는 프리폼을 획득하는 단계, 및

차동 (differential) 압력을 가함으로써 중공 성형 공구 내에서 프리폼을 중공체로 재성형 (re-forming) 하는 단계

를 포함하는 플라스틱 물품의 제조 방법으로서,

중공 성형 공구가 일부 폐쇄된 상태에서, 프리폼의 팽창 및 부분 예비성형이 먼저 이루어지고,

다른 단계에서, 완전히 폐쇄되지 않은 중공 성형 공구의 부품들 사이에 그리고 프리폼의 개방 측을 통해 부분적으로 예비성형된 물품의 내부로 적어도 하나의 인서트가 도입되며,

다른 단계에서, 중공 성형 공구가 완전히 폐쇄되고, 적어도 부분적으로 둘러싸는 핀치오프 시임 (pinch-off seam) 을 형성하면서, 물품이 완전히 형성되는 플라스틱 물품의 제조 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 목적을 위해, 중공 성형 공구는 공동 (cavity) 을 각각 갖는 적어도 2 개의 중공 몰드 절반부 (완전히 폐쇄된 상태에서, 형성될 물품을 위한 오목부를 형성함) 를 갖는 공구를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 중공 몰드 절반부는 각각 압반 (platen) 에 배치될 수 있고 1부품 또는 다부품 형태일 수 있다. 공지의 방식에서, 중공 몰드 절반부는 언더컷 등을 이형 (demolding) 시키기 위한 슬라이드를 구비할 수 있다. 본 발명의 범위 내에서, 중공 성형 공구는 서로에 대해 이동될 수 있는 2 이상의 공구 부품을 또한 가질 수 있고, 단순화를 위해 "중공 몰드 절반부 (blow mold halves)" 라는 용어를 사용한다.

본 발명에 따른 방법은 특히, 중공 성형 공구가 완전히 폐쇄되지 않은 상태에서, 프리폼의 실질적으로 완전한 (부분) 형성이 제 1 단계에서 이미 이루어진다는 이점을 갖는다. 튜브가 일 측에서 개방 (슬릿) 된다는 것은, 1 이상의 인서트가 조종기 (manipulator) 에 의해 제조될 탱크의 내부로 완전히 폐쇄되지 않은 중공 몰드 절반부들 사이에 도입될 수 있고, 예컨대 여전히 따듯한 플라스틱 탱크 벽과의 융합 (fusing) 에 의해, 그곳에 부착될 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 방법은, 융합 연결을 향상시키기 위하여 인서트가 탱크 벽과 융합되는 영역에서 탱크 벽 및/또는 도입될 인서트를 일부 가열할 가능성을 배제하지 않으면서, 제 1 가열에서, 즉 추가 가열 없이 압출물의 초기 및 이후 형성을 제공한다.

중공 성형 공구의 슬라이드/몰드 스페이서로, 프리폼은 처음에, 예비챔버 (pre-chamber) 를 형성하면서, 이 몰드 스페이서 사이에 클램핑된다. 그리고 나서, 프리폼은 중공 성형 공구의 공동에 대해 위치되고, 이 단계에서 프리폼의 형상은 물품의 최종 형상에 아직 해당하지 않는다.

본 발명에 따른 방법의 편리한 개선의 경우, 중공 성형 공구의 폐쇄 이동이 2 단계로 이루어지고, 폐쇄 이동의 제 1 단계에서, 몰드 스페이서로서 각각 중공 성형 공구의 공동의 골격을 이루는 적어도 하나의 후퇴 및 연장 가능한 슬라이드, 바람직하게는 2 개의 슬라이드가, 적어도 하나의 개구를 형성하면서, 자신들 사이에서 프리폼을 클램핑하게 된다.

편리하게는, 폐쇄 이동의 제 1 단계와 제 2 단계 사이에 중공 몰드 절반부 내로의 프리폼의 팽창 및 인서트의 도입이 이루어진다.

이하에서 하나의 인서트가 언급되지만, 본 발명에 있어서 물품 내에 다수의 인서트가 도입되는 것도 물론 가능하다고 이해되어야 한다.

또한, 프리폼 튜브의 측방향 개구를 통해 그리고 중공 몰드 절반부들 사이의 개구를 통해, 제조될 물품 내에서의 다른 조종이 행해질 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 연료 탱크의 제조에 관련될 수 있지만, 본 발명에 따른 방법에 의해 임의의 중공 플라스틱 보디가 제조될 수 있다고 이해되어야 한다.

본 방법이 변형예의 경우, 블로잉 공기 (blowing air) 에 의해 프리폼이 팽창되고, 적어도 하나의 플로잉 핀이 몰드 스페이서에 의해 형성되는 개구 내로 도입되게 된다.

블로잉 핀 (blowing pin) 을 수용하기 위해, 하나의 개구 대신에, 다수의 개구를 제공하는 것도 또한 가능하다.

인서트의 도입이 몰드 스페이서에 의해 형성되는 개구를 통해 이루어지는 것이 편리하다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 변형예의 경우, 프리폼이 그립퍼에 의해 압출기 헤드로부터 제거되어 중공 성형 공구의 개방된 절반부 사이로 옮겨지게 된다.

이 경우, 프리폼이 개방된 중공 몰드 절반부 사이로의 도입 전 또는 도입 동안 원주 방향으로 팽창 및/또는 일부 신장될 수 있다. 이러한 목적을 위한 그립퍼는 예컨대 본 출원인의 법적 전임자의 DE 102 05 524 에 기재되어 있고, 그 전체 내용이 개시 목적을 포함하여 여기서 참조로 인용된다. 편리하게는, 각각 서로 멀리 떨어져 있는 단부에서 프리폼을 고정시키고 원주 방향으로 프리폼을 팽창 또는 신장시키는 것을 생각할 수 있다.

프리폼의 팽창은 프리폼 튜브가 몰드 스페이서 및/또는 중공 성형 공구의 핀치오프 에지와 중첩되는데 요구되는 정도까지만 이루어진다.

인서트가 바람직하게는 다축 조종기에 의해 일부 형성된 프리폼 내로 도입되는 것이 특히 편리하다.

본 발명에 따른 방법의 편리한 변형예의 경우, 특히 중공 성형 공구의 핀치오프 에지와 몰드 스페이서 사이의 영역에서 발생한 임의의 접힘부 (folds) 를 제거하기 위해, 일부 형성된 프리폼 내로의 인서트(들)의 도입 후에, 블로잉 핀이 몰드 스페이서에 의해 형성되는 개구 내로 다시 한번 도입되고, 프리폼이 블로잉 공기를 다시 한번 받게 된다.

그 다음으로, 중공 성형 공구가 함께 폐쇄될 수 있고, 플라스틱 물품의 중공 성형이 완료될 수 있다.

본 발명이 기초하고 있는 목적은, 특히 전술한 방법을 실행하기 위한 플라스틱 물품 제조용 중공 성형 공구로서, 오목부를 형성하고 서로에 대해 개방 및 폐쇄 이동을 행하는 적어도 2 개의 중공 몰드 절반부를 포함하고, 적어도 하나의 중공 몰드 절반부, 바람직하게는 쌍방의 중공 몰드 절반부에는, 몰드 스페이서로서 각각의 공동의 골격을 이루는 적어도 하나의 슬라이드가 제공되고, 몰드 스페이서에는, 블로잉 핀을 수용하기 위한 및/또는 조종기를 통과시키기 위한 개구를 형성하는 적어도 하나의 리세스가 제공되는 중공 성형 공구에 의해서도 또한 달성된다.

본 발명에 따른 중공 성형 공구의 편리한 개선의 경우, 중공 성형 공구는 둘러싸는 밀봉 칼라를 갖는 적어도 하나의 블로잉 핀을 포함하고, 밀봉 칼라는 프리폼의 팽창 동안, 접하도록 이동하게 되는 몰드 스페이서들과 밀봉 접촉하게 될 수 있다.

몰드 스페이서가 예를 들어, 유압식으로 중공 몰드 절반부의 분리면 내로 후퇴 및 외로 연장될 수 있도록 형성되는 것이 편리하다.

과도한 플래시를 피하기 위해, 몰드 스페이서가 공동의 윤곽에 맞추어지는 (adapted) 것이 바람직하다. 이 경우, 몰드 스페이서는 반드시 단일 슬라이드 구획으로 각각 구성되어야 하는 것은 아니고, 오히려, 중공 몰드 절반부의 분리면에서 서로 바로 옆에 배치된 다수의 슬라이드 구획으로 구성될 수도 있다.

몰드 스페이서에 의해 형성되는 프레임 내 프리폼의 재료가 플라스틱으로 유지되도록 하기 위해, 적어도 하나의 몰드 스페이서는 몰드 스페이서의 온도가 제어될 수 있도록, 특히 가열될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 중공 성형 공구의 다른 편리한 개선의 경우, 프리폼을 고정하기 위한 부압 (negative pressure) 을 받을 수 있는 흡입 개구가 적어도 하나의 몰드 스페이서에 제공되게 된다. 프리폼은 이 영역에서, 몰드 스페이서에 가해지는 진공에 의해, 몰드 스페이서에 대해 유지될 수 있다. 몰드 스페이서의 전체 주변에 걸쳐 공동을 향하는 내측에 서로 떨어져 있는 흡입 개구 또는 진공 보어 (vacuum bore) 가 제공되는 것이 편리하다.

이하에서, 도면에 도시된 대표적인 실시형태에 기초하여 본 발명에 대해 설명한다.

도 1 은, 프리폼이 나타나 있는 압출기 헤드의 일부의 사시도이다.
도 2 는, 도 1 의 선 Ⅱ-Ⅱ 을 따라 자른 단면도이다.
도 3 은, 본 발명에 따라 플라스틱 물품을 중공 성형하기 위한 장치의 사시도로서, 본 발명에 따른 방법의 시퀀스를 또한 보여주고 있다.
도 4a 는, 도 3 의 중공 성형 공구 및 중공 몰드 절반부들 사이에 위치된 프리폼의 단면도이다.
도 4b 는, 도 4a 의 화살표 방향의 평면도이다.
도 5a 는, 프리폼의 팽창 전에 중공 몰드 절반부가 폐쇄되어 있는, 중공 성형 공구의 부분 단면도이다.
도 5b 는, 도 5a 의 선 B-B 를 따라 자른 단면도이다.
도 5c 는 도 5a 의 선 C-C 를 따라 자른 단면도이다.
도 5d 는 도 5c 에 대응하는 도면으로, 블로잉 핀이 삽입되어 있다.
도 5e 는, 도 5d 에 대응하는 도면으로, 일부 형성된 물품 내로의 인서트의 삽입을 보여준다.
도 6a 는, 몰드 스페이서가 후퇴되어 있는, 개방된 중공 성형 공구를 보여준다.
도 6b 는, 도 6a 에 나타낸 상태에 있는 중공 성형 공구의 일부 길이방향 단면도이다.
도 7a 는, 폐쇄 상태에 있는 중공 성형 공구의 단면도이다.
도 7b 는, 물품 제거 동안의 중공 성형 공구 및 물품의 단면도이다.

우선, 도 1 에는, 본 발명에 따라 대략 튜브형 프리폼을 압출하는 단계가 도시되어 있다. 먼저, 열가소성 재료로 이루어진 튜브형 프리폼이 용융 고온 상태로 압출기 헤드 (1) 로부터 압출기 헤드 (1) 의 환형 다이를 통해 공지의 방식으로 정밀하게 배출된다. 압출은 연속적으로 또는 불연속적으로 행해질 수 있다. 도시된 대표적인 실시형태에서, 프리폼 튜브 (2) 는 분리 장치 (3) 에 의해 길이의 일 측을 따라 분리되고, 따라서 프리폼 튜브는 전체 길이에 걸쳐 도 2 에 나타낸 단면을 갖게 되고, 즉 길이방향 슬릿 (4) 을 갖는다. 분리 장치로서, 예컨대, 핫 나이프 (hot knife), 가동 블레이드, 레이저 등을 생각할 수 있다.

도시된 대표적인 실시형태에서처럼, 프리폼 튜브 (2) 의 분리는 압출기 헤드 외부에서, 압출기 헤드 (1) 로부터 또는 환형 다이 (도시 안 됨) 로부터 프리폼 튜브 (2) 의 출현 후 그리고 그 출현 동안 행해질 수 있다. 대안적으로는, 프리폼 튜브 (2) 의 분리는 압출기 헤드 (1) 의 내부에서 그곳에 제공된 유동 분리기 (flow divider) 로 행해질 수 있다.

마지막으로, 다른 대안으로서, 프리폼 튜브 (2) 가 먼저 전체 길이까지 배출된 후, 그립퍼 및 분리 장치에 의해 분리될 수 있다.

도시된 대표적인 실시형태의 경우, 도 3 에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 그립퍼 (5) 에 의해 압출기 헤드 (1) 로부터 프리폼 튜브 (2) 를 취하여, 그 프리폼 튜브를 중공 성형 공구 (6) 까지 가져오는 것을 생각할 수 있다.

그립퍼 (5) 는 도면에 매우 간략화된 형태로 나타내었다. 그립퍼가 반드시 원형부분 그립퍼 요소를 가질 필요는 없고, 오히려, 프리폼 튜브 (2) 를 인계받기 위해 제공된 흡입 컵 (suction cup) 과 함께, 원호 또는 다각형으로 배치된 그립퍼 부분을 가질 수 있다. 서두에서 이미 언급한 바와 같이, 그러한 그립퍼는 예컨대 DE 102 05 524 에 기재되어 있다. 프리폼 튜브 (2) 의 제거는 프리폼 튜브 (2) 를 위한 다른 분리 장치에 의해 지지될 수 있다. 대안적으로, 압출기 헤드의 다이 간극을 압축함으로써, 프리폼 튜브 (2) 에 얇은 부위가 형성될 수 있고, 이로써 상기 튜브가 그립퍼 (5) 에 의해 찢어질 수 있게 된다.

중공 성형 공구 (6) 의 공동 (7) 의 상응하는 중첩을 달성하기 위해, 그립퍼 (5) 로 프리폼 튜브 (2) 를 조종하는 동안, 프리폼 튜브 (2) 는 원주 또는 반경 방향으로 팽창될 수 있다. 프리폼 튜브는, 하측 단부에서는, 중력 방향으로, 각각 퍼짐 (spreading) 요소 (22) 에 의해 슬릿 (4) 에 인접한 영역에서 부가적으로 파지 (grip) 및 클램핑된다. 퍼짐 요소 (22) 는 예컨대 공압식으로 작동가능한 텅으로서 형성될 수 있고, 이 텅은 프리폼 튜브 (2) 를 퍼지게 하도록 서로에 대해 이동가능하게 형성될 수 있다.

도시된 대표적인 실시형태에서, 단일 공동 공구가 도시되어 있고, 즉 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 의 서로를 보완하는 공동 (7) 이 단일 오목부를 형성한다. 본 발명에 따른 중공 성형 공구 (6) 는 다중 공동 공구로서 동일하게 잘 형성될 수 있다.

그립퍼 (5) 가 중공 성형 공구 (6) 의 개방된 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 사이로 프리폼을 가져오는 동안, 도 3 에 나타낸 대표적인 실시형태의 경우에 관찰자를 향하는 측의 방향에서 정확하게 길이방향 슬릿 (4) 이 중공 성형 공구의 분할면 (10) 또는 분리면과 일치되도록 프리폼 튜브 (2) 의 길이방향 슬릿 (4) 의 정렬이 동시에 이루어진다.

중공 성형 공구 (6) 의 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 의 각각에는 슬라이드 (9a, 9b, 9c, 9d) 가 제공되며, 슬라이드는, 중공 성형 공구 (6) 의 분할면으로부터 유압식으로 신축될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 슬라이드 (9a, 9b, 9c, 9d) 는 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 의 폐쇄 이동 동안 몰드 스페이서 역할을 하고, 이하에서 그에 부합되게 몰드 스페이서라고 칭한다.

특히 도 3 에서 볼 수 있는 것처럼, 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 는 각각 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 의 공동 (7) 의 골격을 이루지만, 도면에 도시한 배치는 도시의 단순화를 위해 공동 (7) 의 윤곽에 맞추어지지 않았다. 실제로, 몰드 스페이서 (슬라이드) 는, 플래시 (flash) 의 발생을 가능한 한 적게 유지하기 위해, 공동 (7) 의 윤곽에 각각 맞추어져 있는 다수의 구획 (9a, 9b, 9c, 9d) 으로 구성된다. 또한, 몰드 스페이서는 1부품 형태일 수도 있다.

일단 프리폼 튜브가 도 3 에 나타낸 위치로 위치되고 상응하게 정렬되고 나면, 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 가 분할면 (10) 으로부터 연장된 상태로 중공 성형 공구 (6) 의 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 가 서로를 향해 이동되어, 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 가 도 5a 및 도 5b 에 나타낸 위치를 갖게 된다. 이들은, 플래시 (11) 를 형성하면서, 자신들 사이에서 프리폼 튜브 (2) 를 원주방향으로 클램핑한다. 이 위치에서, 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 는 완전히 폐쇄되지 않고, 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 에 의해 서로 거리를 가진 채로 유지된다.

중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 의 단부면 (end face), 즉 중공 성형 공구 (6) 의 분할면 (10) 에 대해 횡방향으로 연장된 측면 중 하나에서, 각각 서로를 보완하는 리세스 (12) 가 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 에 제공되고, 도 5a 에 도시된 것처럼, 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 가 함께 이동되는 때, 개구 (13) 를 각각 형성하며, 이 개구를 통해 폐쇄된 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 의 분할면 (10) 이 연장된다. 이들 개구는 각각 (가상의) 분할면 (10) 에 대해 대칭으로 배치된다. 또한, 프리폼 튜브 (2) 의 길이방향 슬릿 (4) 은 중공 성형 공구의 분할면 (10) 에서 연장된다.

몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 가 예컨대 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 의 폐쇄 이동에 의해서 (폐쇄 운동에 의해 강제되어) 함께 이동된 후, 프리폼 튜브는 개구 (13) 의 외부에서만 플래시 (11) 를 형성하면서 함께 죄어진다. 개구 (13) 의 영역에서, 프리폼 튜브 (2) 의 길이방향 슬릿 (4) 은 개방된 채로 남아있다.

도 5b 및 도 5c 에 나타낸 다른 단계에서, 중공 몰드 절반부 (8b) 에 부착된 블로잉 핀 (14) 이 개구 (13) 에 각각 삽입된다. 블로잉 핀 (14) 은 개구에 대응하는 방식으로 대략 원형의 단면을 각각 갖는다. 본 발명에 있어서 개구 (13) 의 개수 및 대응하는 블로잉 핀 (14) 의 개수뿐만 아니라 개구 (13) 의 윤곽이 중요한 것은 아니라고 이해되어야 한다.

도시된 대표적인 실시형태의 경우, 블로잉 핀 (14) 은 선회 운동가능한 방식으로 중공 몰드 절반부 (8b) 에 부착되는데, 본 발명에 있어서 블로잉 핀 (14) 이 개별 장치에 제공될 수도 있다고 이해되어야 한다.

특히 도 5c 및 도 5d 에 나타난 것처럼, 블로잉 핀 (14) 에는 각각 밀봉 칼라 (15) 가 제공되고, 밀봉 칼라는 개구 (13) 영역에서 몰드 스페이서 (9a) 로부터 블로잉 핀을 밀봉한다.

도 5d 및 도 5e 에 도시된 다른 단계에서, 프리폼 튜브는 블로잉 공기가 도입되면서 공동 (7) 에 대해 위치되고, 상기 공동에 대해 형성된다. 반제품 물품 (16) 으로의 프리폼 튜브 (2) 의 팽창 및 형성 후, 블로잉 핀 (14) 이 개구 (13) 밖으로 선회될 수 있다. 상기 핀은 각각 개구 (13) 를 완전히 비우고, 따라서 도 5e 에 나타낸 것처럼 인서트 (18) 를 갖는 조종기 (17) 가 반제품 물품 (16) 내로 삽입될 수 있다.

일단 인서트 (18) 가 반제품 물품 (16) 의 벽에 맞닿고 나면, 블로잉 핀 (14) 에 의해 개구 (13) 가 다시 한번 폐쇄된다. 그리고 나서, 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 에 인접한 영역에서 프리폼 튜브가 접히지 않도록 또는 그곳에서 생긴 접힘부를 매끄럽게 하기 위해, 프리폼은 다시 한번 블로잉 압력을 받게 된다.

이 시점에서, 본 발명에 있어서 인서트의 개수, 위치 및 타입이 중요한 것이 아님을 다시 한번 언급한다. 예컨대, 본 경우에, 물품은 인서트로서 서지 챔버가 도입되는 연료 탱크일 수 있다.

도 3 에 나타낸 대표적인 실시형태의 경우, 3축 로봇 아암으로서 형성된 조종기 (17) 및 3축 그립퍼 (5) 가 각각 중공 성형 공구 (6) 의 반대측에 배치되어 있다. 대안적으로 이들은 중공 성형 공구 (6) 의 일 측에 배치될 수도 있다.

일단 인서트 (18) 가 반제품 물품 (16) 내로 도입되고 블로잉 핀 (14) 이 가능하게는 개구 (13) 내로 삽입되고 또한 프리폼 튜브 (2) 가 포스트-몰드 (post-mold) 되고 나면, 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 가 후퇴되고 (도 6a 참조), 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 가 폐쇄 이동을 행하며, 이때 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 사이의 간극 (19) 의 폭에 걸쳐 연장된 반제품 물품의 벽 재료가 함께 죄어져서 다른 플래시 (20) 를 형성한다. 도시의 단순화의 이유로, 도면에서 간극 (19) 을 실제보다 더 크게 도시하였다. 완제품 물품은 도 7a 및 도 7b 에 나타낸 형상을 갖는다. 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 가 개방되거나 또는 도 7b 의 화살표 방향으로 서로 멀어지도록 이동되고, 제거 장치에 의해 완제품 물품 (21) 을 제거할 수 있다. 당연히 플래시 (20) 도 제거된다.

1 압출기 헤드
2 프리폼 튜브
3 분리 장치
4 길이방향 슬릿
5 그립퍼
6 중공 성형 공구
7 공동
8a, 8b 중공 몰드 절반부
9a, 9b, 9c, 9d 슬라이드 (몰드 스페이서)
10 분할면
11 플래시
12 리세스
13 개구
14 블로잉 핀
15 밀봉 칼라
16 반제품 물품
17 조종기
18 인서트
19 간극
20 플래시
21 완제품 물품
22 퍼짐 요소

Claims

대략 튜브형 프리폼을 압출하는 단계,
압출기 헤드 내부에 있는 멜트의 스트림을 나누거나 또는 압출기 헤드로부터 나오고 있는 또는 이미 나온 압출물을 분리하여, 대략 C자형 단면을 갖는 프리폼을 획득하는 단계, 및
차동 (differential) 압력을 가함으로써 중공 성형 공구 내에서 프리폼을 중공체로 재성형 (re-forming) 하는 단계
를 포함하는 플라스틱 물품의 제조 방법으로서,
중공 성형 공구가 일부 폐쇄된 상태에서, 프리폼의 팽창 및 부분 예비성형이 먼저 이루어지고,
다른 단계에서, 완전히 폐쇄되지 않은 중공 성형 공구의 부품들 사이에 그리고 프리폼의 개방 측을 통해 부분적으로 예비성형된 물품의 내부로 적어도 하나의 인서트가 도입되며,
다른 단계에서, 중공 성형 공구가 완전히 폐쇄되고, 적어도 부분적으로 둘러싸는 핀치오프 시임을 형성하면서, 물품이 완전히 형성되는 플라스틱 물품의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 프리폼의 분리 시임이 대략 중공 성형 공구의 가상 분리면에서 연장되도록 중공 성형 공구의 분리면과 정렬되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 물품의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중공 성형 공구의 폐쇄 이동이 2 단계로 이루어지고, 폐쇄 이동의 제 1 단계에서, 몰드 스페이서로서 중공 성형 공구의 공동의 골격을 이루는 적어도 하나의 슬라이드, 바람직하게는 다수의 슬라이드가, 적어도 하나의 개구를 형성하면서, 자신들 사이에서 프리폼을 클램핑하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 물품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 이동의 제 1 단계와 제 2 단계 사이에 중공 몰드 절반부 내로의 프리폼의 팽창이 먼저 이루어지고, 다른 단계에서 인서트의 삽입이 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 물품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 블로잉 공기에 의해 프리폼이 팽창되고, 적어도 하나의 플로잉 핀이 몰드 스페이서에 의해 형성되는 개구 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 물품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 인서트의 도입이 몰드 스페이서에 의해 형성되는 개구를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 물품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 프리폼이 그립퍼에 의해 압출기 헤드로부터 제거되어 중공 성형 공구의 개방된 절반부 사이로 옮겨지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 물품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 프리폼이 개방된 중공 몰드 절반부 사이로의 도입 전 또는 도입 동안 원주 방향으로 팽창 및/또는 일부 신장되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 물품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 인서트가 바람직하게는 다축 조종기에 의해 일부 형성된 프리폼 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 물품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 인서트의 도입 후에, 블로잉 핀이 몰드 스페이서에 의해 형성되는 개구 내로 다시 한번 도입되고, 프리폼이 블로잉 공기를 다시 한번 받게 되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 물품의 제조 방법.
특히 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해, 플라스틱 물품 (21) 을 제조하기 위한 중공 성형 공구 (6) 로서,
오목부를 형성하고 서로에 대해 개방 및 폐쇄 이동을 행하는 적어도 2 개의 중공 몰드 절반부 (8a, 8b) 를 포함하고,
적어도 하나의 중공 몰드 절반부, 바람직하게는 쌍방의 중공 몰드 절반부에는, 몰드 스페이서로서 각각의 공동의 골격을 이루는 적어도 하나의 슬라이드 (9a, 9b, 9c, 9d) 가 제공되고, 몰드 스페이서에는, 블로잉 핀 (14) 을 수용하기 위한 및/또는 조종기 (17) 를 통과시키기 위한 개구 (13) 를 형성하는 적어도 하나의 리세스가 제공되는 중공 성형 공구.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 는 중공 몰드 절반부의 분리면 (10) 내로 후퇴 및 외로 연장될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 중공 성형 공구.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 는 공동 (7) 의 윤곽에 맞추어지는 것을 특징으로 하는 중공 성형 공구.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 는 몰드 스페이서의 온도가 제어될 수 있도록, 특히 가열될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 중공 성형 공구.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 프리폼을 고정하기 위한 부압을 받을 수 있는 흡입 개구가 적어도 하나의 몰드 스페이서 (9a, 9b, 9c, 9d) 에 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 성형 공구.