KR102303256B1 - 압출 블로우 성형용 금형장치 및 이를 이용한 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 압출 블로우 성형용 금형장치 및 이를 이용한 성형방법은 압출 블로우 성형 방식을 기반으로 한 메인금형으로부터 하단금형이 착탈되면서 블로우용기의 바닥면에 다양한 형상 또는 높이의 바닥성형홈을 자유롭게 구현하는 것으로, 메인금형과 하단금형와 작동판과 블로잉수단을 포함하고, 압축물공급단계와 금형폐쇄단계와 압축물절단단계와 블로잉냉각단계와 하단금형분리단계와 금형개방취출단계를 포함하는 압출 블로우 성형용 금형장치 및 이를 이용한 성형방법을 제공한다.

Description

압출 블로우 성형용 금형장치 및 이를 이용한 성형방법{Molding device for extrusion blow molding and molding method using same}

본 발명은 압출 블로우 성형용 금형장치 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인금형으로부터 착탈되는 하단금형을 통해 블로우용기의 바닥면에 다양한 형상 또는 높이의 바닥성형홈을 자유롭게 구현할 수 있도록 한 압출 블로우 성형용 금형장치 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로, 플라스틱과 같은 합성수지를 원료를 사용하여 용기를 제조하는 방법에는 사출용 금형을 이용한 사출 성형과 공기의 흡입(suction)을 이용한 진공 성형, 그리고 에어 블로우를 통해 성형하는 블로우 성형 등이 있다.

이와 같은 성형 방법 중 블로우 성형 방식은 그 우수한 투명성과 적절한 가스 베리어성에 의해 액체 세제, 샴푸, 화장품, 간장, 소스 등의 액체 상품 외에 맥주, 콜라, 사이다 등의 탄산음료나 과즙, 미네랄 워터 등의 다른 음료 용기에 널리 사용되고 있다.

상기 블로우 성형 방식은 크게 사출 블로우 성형(Injection Blow Molding, IBM)과 압출 블로우 성형(Extrusion Blow Molding, EBM)으로 나뉠 수 있는데, 상기 사출 블로우 성형은 용융수지를 사출 성형에 의해 중공형 프리폼(preform)으로 제작하고 금형의 코어에 끼워져 있는 프리폼(preform)을 블로우 금형 속에서 공기를 주입하여 블로잉 작업을 하는 방식이며, 상기 압출 블로우 성형은 용융 수지를 압출에 의해 튜브 모양의 패리슨(parison)으로 성형하고 패리슨(parison)을 금형 속에 넣고 블로잉 시스템을 통해 패리슨(parison)의 내부에 공기를 불어 넣어 금형의 내벽에 밀어붙여 확장시킴으로써 금형의 내벽 모양을 가지는 제품을 만드는 방식이다.

한편, 대한민국 공개특허 제10-2006-0076402호에는 용기에 글자 및 마크가 성형되는 블로우 성형 기술이 개시되어 있는데, 상기 종래기술은 나사사출물에 고정된 예비성형물을 성형틀과 바닥틀내로 끼운 후, 연신대로 예비성형물의 중심을 잡고, 블로우 코어에서 배출되는 에어를 예비성형물 내로 주입하여 용기를 성형함에 있어서, 상기 바닥틀의 상부 중앙에 주연이 테이퍼로 형성된 글자 및 마크성형부를 돌출시키는 공정과, 상기 글자 및 마크성형부의 상면에 글자 및 마크를 형성하는 공정과, 상기 연신대의 하부에 글자 및 마크성형부와 동일한 직경을 가지는 연신봉을 설치하는 공정과, 성형 시 상기 연신봉이 예비성형물의 바닥 중앙을 눌러 글자 및 마크성형부에 압착시키도록 하는 공정을 더 구비함으로써, 사출 연신 블로우로 성형되는 합성수지 용기에 글자 및 마크가 찍히도록 한 것이다.

하지만, 상기 종래기술은 합성수지 용기의 바닥면에 글자 또는 마크를 형성하기 위해 연신봉 설치 공정과, 상기 연신봉으로 예비성형물의 바닥을 눌러 압착시키는 공정이 더 추가되어 작업 시간이 길어지면서 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2016-0024840호에는 용기에 여러 기능이나 특성을 부여할 수 있는 블로우 성형 방법이 개시되어 있는데, 상기 종래기술은 서로 분할된 한 쌍의 동체부 금형과 저부 금형으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 동체부 금형 사이에 사출 성형된 프리폼이 삽입됨으로써, 상기 한 쌍의 동체부 금형과 저부 금형 내에서 프리폼이 블로우 성형된 후, 상기 한 쌍의 동체부 금형과 저부 금형이 각각 측면과 하부로 이동되면서 저부가 함몰된 용기가 성형된다.

그러나 상기 종래기술은 사출 블로우 성형(IBM) 방식을 기반으로 하는 글자 및 마크 서형방법으로써, 압출 불로우 성형(EBM) 방식에는 적용할 수 없는 구조적인 한계가 있었다.

따라서, 사출 블로우 성형(IBM)이 아닌 압출 블로우 성형(EBM)을 기반으로 하면서, 블로우 사출용기의 바닥면에 스크랩(scrap) 없이 다양한 형상 또는 높이의 홈을 보다 용이하게 구현할 수 있는 금형장치 및 성형방법의 개발이 필요한 실정이다.

한국 공개특허 제10-2006-0076402호(2006. 07. 04. 공개) 한국 공개특허 제10-2016-0024840호(2016. 03. 07. 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 압출 블로우 성형 방식을 기반으로 한 메인금형의 일측에 바닥성형부가 구비된 하단금형을 형성하고, 상기 메인금형과 하단금형이 작동판에 의해 연속적 또는 동시에 슬라이드 이동되도록 함으로써, 압출 블로우 성형 시 성형되는 블로우 성형용기의 바닥면에 스크랩(scrap) 없이 다양한 형상 또는 높이의 바닥성형홈을 자유롭게 구현할 수 있는 압출 블로우 성형용 금형장치 및 이를 이용한 성형방법를 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 원료수지를 압출에 의해 압축물로 만들어 금형 내에 넣고 상기 압축물 내부에 공기를 불어넣는 압출 블로우 성형용 금형장치에 있어서, 내측에 성형공간이 형성된 한 쌍의 메인금형과, 상기 메인금형으로부터 착탈되고 바닥성형부가 형성된 한 쌍의 하단금형과, 상기 메인금형과 하단금형을 연속적 또는 동시에 슬라이드 이동시키는 한 쌍의 작동판 및 상기 압축물을 메인금형 내로 공급하고 일정한 길이로 절단하며 압축물 내로 공기를 불어넣는 블로잉수단을 포함하는 압출 블로우 성형용 금형장치를 제공한다.

또한, 상기 블로잉수단은 압축물을 배출하는 배출노즐과, 상기 압축물을 일정한 길이로 절단하는 절단부 및 상기 압축물 내로 공기를 불어넣는 공기주입노즐로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 작동판은 가이드봉에 의해 연결되어 상기 가이드봉을 따라 슬라이드 이동됨에 따라 한 쌍의 메인금형과 하단금형이 서로 닫히거나 열리게 되고, 상기 한 쌍의 하단금형이 작동판의 내벽을 타고 슬라이드 이동되면서 한 쌍의 메인금형으로부터 착탈될 수 있다.

또한, 본 발명은 압축물이 개방된 한 쌍의 메인금형과 하단금형 내측으로 블로잉수단에 의해 공급되는 압축물공급단계와; 상기 한 쌍의 메인금형과 하단금형이 작동판에 의해 작동되어 닫히는 금형폐쇄단계와; 상기 블로잉수단에 의해 압축물이 일정한 길이로 절단되는 압축물절단단계와; 상기 블로잉수단에 의해 압출물 내부로 공기를 불어넣고 냉각시키는 블로잉냉각단계와; 상기 하단금형이 작동판의 내벽을 타고 일정 구간 슬라이드 이동되면서 메인금형으로부터 분리되는 하단금형분리단계 및 상기 한 쌍의 메인금형과 하단금형이 작동판에 의해 동시에 벌어지고, 블로우 성형용기를 꺼내는 금형개방취출단계를 포함하는 압출 블로우 성형용 금형장치를 이용한 성형방법을 제공한다.

또한, 상기 압축물절단단계와 블로잉냉각단계 사이에는 메인금형과 하단금형 및 작동판이 블로잉수단의 배출노즐 하부로부터 공기주입노즐 하부로 이동되는 금형이동단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 압출 블로우 성형 방식을 기반으로 한 메인금형의 일측에 바닥성형부가 구비된 하단금형을 형성함으로써, 압출 블로우 성형 시 성형되는 블로우 성형용기의 바닥면에 스크랩(scrap) 없이 다양한 형상 또는 높이의 바닥성형홈을 자유롭게 구현할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 압출 블로우 성형 방식을 기반으로 한 메인금형과 하단금형이 작동판에 의해 연속적 또는 동시에 슬라이드 이동되도록 함으로써, 바닥성형홈을 갖는 블로우 성형용기의 성형 작업이 신속하게 이루어져 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 압축물이 블로잉수단을 통해 배출되는 모습을 예시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 압축물이 금형 내로 공급되는 모습을 예시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 금형이 폐쇄되는 모습을 예시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 압축물이 블로일수단에 의해 절단되는 모습을 예시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 블로잉수단을 통해 압축물 내부로 공기를 불어넣는 모습을 예시한 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 하단금형이 슬라이드 이동되는 모습을 예시한 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 금형이 개방되는 모습을 예시한 사시도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 성형된 블로우 성형용기의 사시도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형장치를 이용한 사출방법의 플로우차트.

이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.

따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”,　＂…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 압출 블로우 성형용 금형장치에 대해 설명한다. 이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시 내용은 첨부 도면을 참조하여 설명하며, 본 발명의 압출 블로우 성형용 금형장치는 하기 구성들을 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형장치의 사시도이며, 도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형장치를 이용한 성형방법 과정을 순차적으로 예시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압출 블로우 성형용 금형장치는 원료수지를 압출에 의해 압축물(P)로 만들어 금형 내에 넣고 상기 압축물(P) 내부에 공기를 불어넣는 압출 블로우 성형(Extrusion Blow Molding, EBM) 방식을 기반으로, 메인금형(10)과, 하단금형(20) 및 작동판(30)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 압출 블로우 성형(Extrusion Blow Molding, EBM)이란 블로우 성형의 한 방식으로써, 압출기(미도시)를 통해 원료수지에 열을 가하여 원통 형상의 압축물(P)로 만든 후, 분할된 금형 내에 상기 압축물(P)을 배치시키고, 금형의 성형공간(12)에 끼워진 압축물(P)에 압축 공기를 불어 상기 성형공간(12)의 형태로 압축물(P)이 부풀도록 한 다음, 냉각 고화시켜 블로우 성형용기(50)를 제조하는 방식이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 압출 블로우 성형용 금형장치를 각 구성 별로 나누어서 설명하면 다음과 같다.

상기 메인금형(10)은 성형하고자 하는 블로우 성형용기(50)의 표면 대부분을 성형하는 구성으로써, 대칭이 되는 한 쌍으로 이루어지며, 후술할 작동판(30)에 의해 각각 반대 방향으로 이동되면서 서로 가까워지거나 멀어지게 되고, 이에 따라 금형의 내부가 열리거나 닫히게 된다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 한 쌍의 메인금형(10) 내측면 즉, 서로 마주보는 면에는 각각 성형공간(12)이 형성될 수 있는데, 상기 성형공간(12)은 압축물(P)이 삽입되는 공간이며, 상기 성형공간(12)의 형태에 따라 블로우 성형용기(50)의 형태가 결정된다. 그리고 상기 한 쌍의 메인금형(10)에 형성된 성형공간(12)은 상, 하 양측이 외부로 개방되며, 개방된 상부로는 블로잉수단(40)의 일부분이 삽입되고, 개방된 하부로는 하단금형(20)이 밀착된다.

상기 하단금형(20)은 성형하고자 하는 블로우 성형용기(50)의 바닥부분을 성형하는 구성으로써, 메인금형(10)과 마찬가지로 대칭이 되는 한 쌍으로 이루어지며, 상기 메인금형(10)과 함께 각각 반대 방향으로 이동되면서 서로 가까워지거나 멀어지게 되고, 이에 따라 금형의 내부가 열리거나 닫히게 된다.

또한, 상기 한 쌍의 하단금형(20)은 각각 메인금형(10)의 어느 일면에 착탈 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 하단금형(20)은 상부 또는 하부로 왕복 슬라이드 이동되면서 메인금형(10)의 하부면에 밀착되거나 분리되며, 메인금형(10)에 형성된 성형공간(12)의 개방된 하부를 막거나 개방하게 된다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 하단금형(20)의 어느 일면에는 바닥성형부(22)가 형성될 수 있는데, 상기 바닥성형부(22)는 둘로 분할되어 한 쌍의 하단금형(20)에 각각 형성되며, 상기 한 쌍의 하단금형(20)이 서로 밀착되어 닫혔을 때 하나의 바닥성형부(22)를 이루게 된다. 여기서, 상기 바닥성형부(22)는 블로우 성형용기(50)의 바닥면에 바닥성형홈(52)을 형성하는 부분으로, 형성하고자 하는 바닥성형홈(52)의 형태 또는 깊이 등에 따라 일정한 높이 또는 형태를 갖게 된다. 그리고 상기 바닥성형부(22)의 외측에는 블로우 성형용기(50)의 바닥성형홈(52)을 제외한 부분을 성형하는 바닥성형공간(24)이 형성될 수 있다. 물론, 상기 하단금형(20)의 바닥성형부(22)의 형상 및 크기는 블로우 성형용기(50)의 바닥면에 형성하고자 하는 바닥성형홈(52)의 형상 및 크기 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 상기 메인금형(10)의 하부면 테두리 부분에는 끼움돌출부(16)가 형성되고, 상기 하단금형(20)의 어느 일면 즉, 바닥성형부(22)가 형성된 면의 테두리 부분에는 끼움단턱(26)이 형성되어, 메인금형(10)과 하단금형(20)의 밀착 시 서로 맞물리게 된다. 이에 따라, 상기 메인금형(10)과 하단금형(20)이 보다 안정적이면서 정확한 위치로 밀착될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서는 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)이 직육면체인 것을 예로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 메인금형(10)과 하단금형(20)은 작업 환경, 작업 방식, 상기 금형장치에 의해 제조되는 블로우 성형용기(50)에 따라 크기 또는 형태가 다양하게 변경될 수 있다.

상기 작동판(30)은 메인금형(10)과 하단금형(20)을 연속적 또는 동시에 슬라이드 이동시키면서 금형을 개방 또는 폐쇄하고, 하단금형(20)을 메인금형(10)으로부터 착탈하게 된다.

상기 작동판(30)은 서로 대칭이 되는 한 쌍으로 형성되며, 각각 어느 한 메인금형(10)과 하단금형(20)이 결합된다. 상기 메인금형(10)과 하단금형(20)은 서로 마주보는 작동판(30) 사이에 설치되며, 상기 작동판(30)은 메인금형(10)과 하단금형(20)의 측면을 완전히 덮는 넓은 판 형상으로 형성되는 것이 적절하다.

또한, 상기 한 쌍의 작동판(30)은 가이드봉(32)에 의해 연결되어 상기 가이드봉(32)을 따라 슬라이드 이동된다. 이에 따라, 상기 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)이 서로 닫히거나 열리게 되고, 상기 한 쌍의 하단금형(20)이 작동판(30)의 내벽을 타고 슬라이드 이동되면서 한 쌍의 메인금형(10)으로부터 착탈될 수 있다. 즉, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 한 쌍의 작동판(30)이 서로 가까워지면서 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)이 밀착되어 금형이 닫히게 되고, 도 7에서 보는 바와 같이 상기 메인금형(10)은 고정된 상태로 하단금형(20)이 작동판(30)의 내측면을 타고 상, 하로 왕복 슬라이드 이동되면서 메인금형(10)의 어느 일면에 붙었다 떨어지게 되게 되며, 도 8에서 보는 바와 같이 상기 한 쌍의 작동판(30)의 서로 멀어지면서 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)이 일정 간격 이격되어 금형이 열리게 된다.

본 발명의 실시 예에서는 작동판(30)의 가이드봉(32)이 2개로 이루어진 것을 예로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 가이드봉(32)의 수는 작동판(30)의 안정적인 슬라이드 이동 및 내구성 등을 고려하여 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 상기 작동판(30)과 하단금형(20)은 공압실린더(공압을 이용하여 피스톤이 왕복운동을 하는 기구) 또는 유압실린더(유압을 이용하여 피스톤이 왕복운동을 하는 기구) 또는 전기 모터(전력을 받아서 회전하고, 그 축에 회전력을 발생시키는 동력 기계)에 의해 작동되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 작동판(30)과 하단금형(20)가 원활하게 슬라이드 이동될 수 있는 범위 내에서 다양한 기구로 대체될 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 작동판(30) 사이에는 하단금형(20)이 안착되는 안착부(34)가 형성될 수 있다. 상기 안착부(34)는 한 쌍의 작동판(30) 내측면에 각각 판 형상으로 돌출 형성되되, 한 쌍의 하단금형(20)의 하부에 일정 간격 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 상기 안착부(34)는 하단금형(20)이 하부로 슬라이드 이동될 때 상기 하단금형(20)의 이동 범위를 제한하는 동시에, 상기 하단금형(20)의 이탈을 방지하게 된다. 물론, 상기 안착부(34)는 메인금형(10)과 하단금형(20)의 개폐에 영향을 주지 않도록 상기 메인금형(10)과 하단금형(20) 보다 내측으로 덜 돌출되게 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 메인금형(10)과 인접한 위치에는 블로잉수단(40)이 형성될 수 있다. 상기 블로잉수단(40)은 압축물(P)을 배출하고, 일정한 길이로 절단하며, 상기 압축물 내로 공기를 불어넣는 역할을 한다. 이때, 상기 블로잉수단(40)을 통해 배출되는 압축물(P)은 압출기(미도시)의 열에 의해 용융된 원료수지이며, 내부가 비어있는 원통 또는 튜브 형상이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기 블로잉수단(40)은 압출기(미도시)에 의해 압출된 압축물(P)을 배출하는 배출노즐(42)과, 상기와 같이 배출된 압축물(P)을 미리 설정된 길이로 절단하는 절단부(44) 및 상기 압축물(P)의 내부로 공기를 불어넣는 공기주입노즐(46)로 이루어질 수 있다. 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 절단부(44)는 배출노즐(42)의 하부에 배치되며, 일측에 절단날(44a)이 형성되어 상기 절단날(44a)이 슬라이드 이동되면서 압축물(P)을 자르게 된다. 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 공기주입노즐(46)은 압축물(P)에 공기를 주입할 때 노즐 단부(46a)가 외부로 나오면서 절단된 압축물(P) 속으로 삽입된다. 이때, 상기 메인금형(10)과 하단금형(20) 및 작동판(30)이 함께 움직이면서 블로잉수단(40)의 배출노즐(42) 또는 공기주입노즐(46)의 하부에 위치하게 된다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 압출 블로우 성형(Extrusion Blow Molding, EBM)을 기반으로 한 금형장치는 개방된 좌, 우측 금형 사이로 압축물(P)을 위치시키고, 상기 좌, 우측 금형을 닫은 후, 압축물(P)의 상부를 절단한 다음, 상기 압축물(P) 내부에 압축 공기를 불어넣게 되는데, 이때 상기 압축물(P)이 외측으로 확장되면서 좌, 우측 금형의 내벽으로 밀려나게 되어 금형의 성형공간에 따라 일정한 형상으로 만들어진다. 그러나 성형공간의 하부에 돌출부를 형성하여 블로우 성형용기의 바닥면에 홈을 형성할 경우, 기존의 압출 블로우 성형 금형장치는 좌, 우측 금형이 강제로 열리면서 블로우 성형용기의 바닥면에 스크랩(scrap)이 발생되고, 이로 인해 추가로 스크랩(scrap) 제거 작업이 필요하게 되어, 생산성 및 블로우 성형용기의 품질이 떨어지게 되는 바, 블로우 성형용기의 바닥면에 형성하고자 하는 홈이 곡면이면서 깊이가 작게 형성해야 하는 형태 및 깊이의 제약이 따르게 된다.

이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형장치는 압출 블로우 성형(Extrusion Blow Molding, EBM) 방식을 기반으로 성형된 블로우 성형용기(50)를 꺼내기 위해 금형을 개방하는 과정에서, 한 쌍의 메인금형(10)이 이동하기 전에 하단금형(20)이 메인금형(10)의 하측으로 슬라이드 이동되어 블로우 성형용기(50)의 바닥성형홈(52)이 형성된 바닥면을 외부로 노출하고, 연속적으로 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)을 동시에 좌, 우측으로 슬라이드 이동시킴으로써, 상기 메인금형(10)의 단독 이동에 따른 스크랩(scrap)의 발생을 방지하며, 블로우 성형용기(50)의 바닥성형홈(52)을 제약없이 돔 형태는 물론, 사각 형태 등 다양한 깊이 또는 형태로 자유롭게 구현할 수 있게 된다.

도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 성형방법에 대해 설명한다. 이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시 내용은 첨부 도면을 참조하여 설명하며, 본 발명의 성형방법은 하기 단계들을 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형장치를 이용한 사출방법의 플로우차트이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 성형방법은 압축물공급단계(S10)와, 금형폐쇄단계(S20)와, 압축물절단단계(S30)와, 블로잉냉각단계(S40)와, 하단금형분리단계(S50) 및 금형개방취출단계(S60)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 화장품 충전 방법을 각 단계별로 나누어서 설명하면 다음과 같다.

상기 압축물공급단계(S10)는 개방된 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20) 내측으로 압축물(P)이 블로잉수단(40)에 의해 공급되는 단계이다.

도 2에서 보는 바와 같이 압출기(미도시)에 의해 압출된 압축물(P)이 블로잉수단(40)의 배출노즐(42)을 통해 하측으로 배출되고, 도 3에서 보는 바와 같이 메인금형(10)과 하단금형(20) 및 작동판(30)을 포함하는 금형 전체가 수평으로 이동되면서 상기 압축물(P)이 개방된 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20) 사이에 위치하게 된다. 이때, 상기 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)은 각각 작동판(30)의 작동에 의해 서로 벌어져 있고, 상기 하단금형(20)은 메인금형(10)으로부터 하측으로 일정 간격 이격되어 작동판(30)의 안착부(34) 상부면에 안착된 상태이다.

상기 금형폐쇄단계(S20)는 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)이 작동판(30)에 의해 작동되어 닫히는 단계이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 상기 하단금형(20)이 작동판(30)을 타고 일정구간 수직으로 슬라이드 이동되면서 메인금형(10)의 일측에 밀착되고, 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)이 각각 작동판(30)에 의해 마주보는 방향으로 슬라이드 이동되면서 동시에 밀착되어 금형이 닫히게 된다. 이때, 상기 압축물(P)은 메인금형(10)에 의해 형성된 성형공간(12)과 하단금형(20)에 의해 형성된 바닥성형공간(24) 내에 배치된다.

상기 압축물절단단계(S30)는 블로잉수단(40)에 의해 압축물(P)이 일정한 길이로 절단되는 단계이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 상기 블로잉수단(40)의 절단부(44)가 전방으로 슬라이드 이동되면서 상기 절단부(44)에 형성된 절단날(44a)이 압축물(P)의 측면을 자르게 되고, 상기 절단부(44)가 다시 후방으로 슬라이드 이동되면서 원래의 위치로 복귀하게 된다.

상기 블로잉냉각단계(S40)는 블로잉수단(40)에 의해 압축물 내부로 공기를 불어넣고 냉각시키는 단계이다.

도 6에서 보는 바와 같이, 상기 블로잉수단(40)의 공기주입노즐(46)에 형성된 노즐 단부(46a)가 하측으로 돌출되면서 절단된 중공형 압축물(P) 내부로 삽입되고, 상기 공기주입노즐(46)을 통해 압축된 공기가 압축물(P) 내부로 유입된다. 이때, 상기 압출물(P)이 외측으로 확장되면서 한 쌍의 메인금형(10) 내벽과 하단금형(20)의 상부면으로 밀려나게 되어 메인금형(10)의 성형공간(12)에 의해 일정한 형상으로 성형되고, 하단금형(20)의 바닥성형부(22)에 의해 바닥면에 일정한 형상 또는 깊이의 바닥성형홈(52)이 형성된다. 이후, 상기 압축물(P)은 냉각 과정을 거치면서 고체화 된다.

한편, 상기 압축물절단단계(S30)와 블로잉냉각단계(S40) 사이에는 폐쇄된 메인금형(10)과 하단금형(20) 및 작동판(30)이 블로잉수단(40)의 배출노즐(42) 하부로부터 공기주입노즐(46) 하부로 이동되는 금형이동단계(S70)를 더 포함할 수 있다.

상기 하단금형분리단계(S50)는 한 쌍의 하단금형(20)이 작동판(30)에 의해 일정 구간 슬라이드 이동되면서 메인금형(10)으로부터 분리되는 단계이다.

도 7에서 보는 바와 같이, 상기 메인금형(10)의 일측에 붙어 있던 하단금형(20)이 작동판(30)의 내벽을 타고 슬라이드 이동되면서 메인금형(10)으로부터 떨어지게 되고, 이에 따라 하단금형(20)의 바닥성형부(22)와 압축물(P)의 바닥면이 이격된다. 이때, 상기 하단금형(20)은 메인금형(10)으로부터 하측으로 분리되어 작동판(30)의 안착부(34) 상부면에 안착된다.

상기 금형개방취출단계(S60)는 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)이 작동판(30)에 의해 동시에 벌어지면서 개방되고 블로우 성형용기(50)를 꺼내는 단계이다.

도 8에서 보는 바와 같이, 상기 한 쌍의 메인금형(10)과 하단금형(20)이 각각 작동판(30)에 의해 서로 멀어지도록 수평으로 슬라이드 이동되면서 동시에 벌어져 금형이 열리게 된다. 이때, 상기 작동판(30)은 가이드봉(32)에 의해 연결되어 상기 가이드봉(32)을 따라 슬라이드 이동되며, 상기 블로우 성형용기(50)는 블로잉수단(40)의 공기주입노즐(46)의 단부에 매달려 있는 상태이다.

여기서, 상기 하단금형분리단계(S50)와 금형개방취출단계(S60)는 연속적으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 메인금형 12: 성형공간
20: 하단금형 22: 바닥성형부
30: 작동판 32: 가이드봉
34: 안착부 40: 블로잉수단
42: 배출노즐 44: 절단부
46: 공기주입노즐 50: 블로우 성형용기
S10: 압축물공급단계 S20: 금형폐쇄단계
S30: 압축물절단단계 S40: 블로잉냉각계
S50: 하단금형분리단계 S60: 금형개방취출단계

Claims (5)

1. 원료수지를 압출에 의해 압축물로 만들어 금형 내에 넣고 상기 압축물 내부에 공기를 불어넣는 압출 블로우 성형용 금형장치에 있어서,
   내측에 성형공간이 형성된 한 쌍의 메인금형과, 상기 메인금형으로부터 착탈되고 바닥성형부가 형성된 한 쌍의 하단금형과, 상기 메인금형과 하단금형을 연속적 또는 동시에 슬라이드 이동시키는 한 쌍의 작동판 및 상기 압축물을 메인금형 내로 공급하고 일정한 길이로 절단하며 압축물 내로 공기를 불어넣는 블로잉수단을 포함하되,
   상기 한 쌍의 작동판에 각각 어느 한 메인금형과 하단금형이 결합되어 메인금형과 하단금형이 서로 마주보는 작동판 사이에 설치되며,
   상기 한 쌍의 작동판은 가이드봉에 의해 연결되어 상기 가이드봉을 따라 슬라이드 이동됨에 따라 한 쌍의 메인금형과 하단금형이 서로 닫히거나 열리게 되고, 상기 메인금형은 작동판에 고정된 상태로 한 쌍의 하단금형이 작동판의 내벽을 타고 왕복 슬라이드 이동되면서 한 쌍의 메인금형으로부터 착탈되는 것을 특징으로 하는 압출 블로우 성형용 금형장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 블로잉수단은 압축물을 배출하는 배출노즐과, 상기 압축물을 일정한 길이로 절단하는 절단부 및 상기 압축물 내로 공기를 불어넣는 공기주입노즐로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 블로우 성형용 금형장치.
3. 삭제
4. 압축물이 개방된 한 쌍의 메인금형과 하단금형 내측으로 블로잉수단에 의해 공급되는 압축물공급단계;
   상기 한 쌍의 메인금형과 하단금형이 작동판에 의해 작동되어 닫히는 금형폐쇄단계;
   상기 블로잉수단에 의해 압축물이 일정한 길이로 절단되는 압축물절단단계;
   상기 블로잉수단에 의해 압출물 내부로 공기를 불어넣고 냉각시키는 블로잉냉각단계;
   상기 메인금형은 작동판에 고정된 상태로 하단금형이 작동판의 내벽을 타고 일정 구간 슬라이드 이동되면서 메인금형으로부터 분리되어 상기 하단금형의 바닥성형부와 압축물의 바닥면이 이격되는 하단금형분리단계 및
   상기 한 쌍의 메인금형과 하단금형이 작동판에 의해 동시에 벌어지고, 블로우 성형용기를 꺼내는 금형개방취출단계를 포함하는 압출 블로우 성형용 금형장치를 이용한 성형방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 압축물절단단계와 블로잉냉각단계 사이에는 메인금형과 하단금형 및 작동판이 블로잉수단의 배출노즐 하부로부터 공기주입노즐 하부로 이동되는 금형이동단계를 더 포함하는 압출 블로우 성형용 금형장치를 이용한 성형방법.

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