PET 병 블로우 성형 공정

2. 블로우 성형 공정

PET 병 블로우 성형 공정.

PET 병 블로우 성형 공정에 영향을 미치는 중요한 요소는 프리폼, 가열, 예비 블로우, 금형 및 생산 환경입니다.

 

2.1 사전 구성

블로우 성형 병을 제조할 때, PET 칩은 먼저 사출 성형을 통해 프리폼으로 만들어집니다. 이때 재활용 소재의 비율은 5% 미만으로 너무 높아서는 안 되며, 재활용 횟수는 2회를 초과해서는 안 됩니다. 또한 분자량과 점도가 31,000~50,000, 고유 점도 0.78~0.85cm³/g 범위 내에서 너무 낮아서도 안 됩니다. 국가 식품 안전법에 따라 재활용 소재는 식품 및 의약품 포장에 사용할 수 없습니다. 사출 성형된 프리폼은 최대 24시간 이내에 사용할 수 있습니다. 가열 후 사용하지 않은 프리폼은 48시간 이상 보관 후 재가열해야 합니다. 프리폼의 보관 기간은 6개월을 초과할 수 없습니다.

프리폼의 품질은 PET 소재의 품질에 크게 좌우됩니다. 팽창과 성형이 용이한 소재를 선택하고, 적절한 프리폼 성형 공정을 개발해야 합니다. 실험 결과, 동일한 점도의 PET 소재로 만든 수입 프리폼이 국내산 소재보다 블로우 성형이 더 용이한 것으로 나타났습니다. 또한, 동일한 배치(batch)의 프리폼이라도 생산일자가 다르면 블로우 성형 공정에도 상당한 차이가 발생할 수 있습니다. 프리폼의 품질은 블로우 성형 공정의 난이도를 결정하는 중요한 요소입니다. 프리폼에 요구되는 사항은 순도, 투명도, 불순물 없음, 무색, 사출점 길이 및 주변 헤일로의 균일성입니다.

 

2.2 난방

프리폼의 가열은 가열 오븐에서 이루어지며, 오븐의 온도는 수동으로 설정하고 능동적으로 조절할 수 있습니다. 오븐 내부에는 원적외선 램프가 설치되어 원적외선 복사열을 발생시켜 프리폼을 가열하고, 오븐 하단의 팬이 열을 순환시켜 오븐 내부 온도를 고르게 유지합니다. 프리폼은 오븐 내부에서 함께 회전하며 전진하므로 프리폼 벽면이 균일하게 가열됩니다.

오븐 내 램프 배치는 일반적으로 위에서 아래로 구역별로 나뉘는데, 양 끝 부분에는 많이, 가운데 부분에는 적게 배치합니다. 오븐의 열은 램프 구멍의 개수, 전체 온도 설정, 오븐 출력 및 각 구역의 가열 비율에 따라 조절됩니다. 램프 튜브의 구멍 크기는 미리 불어 넣은 병과 함께 조정해야 합니다.

오븐의 성능을 향상시키려면 높이, 냉각판 등의 조정이 매우 중요합니다. 조정이 제대로 되지 않으면 블로우 성형 과정에서 병 입구가 부풀어 오르거나 병목 부분이 딱딱해지는 등의 결함이 발생하기 쉽습니다.

 

2.3 예열

2단계 병 블로우 성형법에서 프리블로잉은 매우 중요한 단계입니다. 프리블로잉이란 블로우 성형 공정 중 드로바가 하강할 때 시작되는 단계로, 프리폼의 형태를 잡아주는 역할을 합니다. 이 과정에서 프리블로잉 방향, 프리블로잉 압력, 블로우 유량은 중요한 세 가지 요소입니다.

프리블로우 병의 형상은 블로우 성형 공정의 난이도와 병의 기능적 품질을 결정하는 중요한 요소입니다. 일반적인 프리블로우 병 형상은 스핀들형이며, 서브벨형이나 핸들형과 같은 비정상적인 형상도 있습니다. 비정상적인 형상이 발생하는 원인은 국부적인 가열 불량, 불충분한 프리블로우 압력 또는 블로우 유량 등입니다. 프리블로우 병의 크기는 프리블로우 압력과 프리블로우 방향에 따라 달라집니다. 생산 과정에서 전체 설비의 모든 프리블로우 병의 크기와 형상은 동일하게 유지되어야 합니다. 만약 차이가 있다면, 그 원인을 구체적으로 파악하여 프리블로우 병의 상태에 따라 가열 또는 프리블로우 공정을 조정해야 합니다.

예비 블로우 압력의 크기는 병 크기와 장비 용량에 따라 달라집니다. 일반적으로 용량이 클수록 예비 블로우 압력은 낮습니다. 생산 용량이 큰 장비는 예비 블로우 압력도 높습니다.

 

2.4 보조 기계 및 금형

보조 기계는 주로 금형 온도를 일정하게 유지하는 장비를 말합니다. 금형의 일정한 온도는 제품의 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 일반적으로 병 본체의 온도는 높고 병 바닥의 온도는 낮습니다. 차가운 병의 경우, 바닥의 냉각 효과가 분자 배향 정도를 결정하기 때문에 5~8°C로 온도를 제어하는 ​​것이 좋으며, 뜨거운 병의 경우 바닥 온도가 훨씬 높습니다.

 

2.5 환경

생산 환경의 질 또한 공정 조정에 큰 영향을 미칩니다. 안정적인 온도 조건은 공정의 안정성과 제품의 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다. PET 병 블로우 성형은 일반적으로 상온 및 저습도 환경에서 더 잘 이루어집니다.

 

3. 기타 요구사항

압력 용기는 응력 시험과 압력 시험 요구 사항을 모두 충족해야 합니다. 응력 시험은 PET 용기에 윤활제(알칼리성)를 충전하는 동안 용기 바닥과 윤활제 접촉 시 분자 사슬의 균열 및 누출을 방지하기 위한 것입니다. 압력 시험은 용기 충전 후 일정 압력의 가스가 파열되는 것을 방지하여 품질 관리를 위한 것입니다. 이 두 가지 요구 사항을 충족하기 위해 중심부 두께는 특정 범위 내에서 제어되어야 합니다. 일반적으로 중심부가 얇으면 응력 시험 결과는 양호하지만 내압성이 떨어지고, 중심부가 두꺼우면 내압 시험 결과는 양호하지만 응력 시험 결과는 불량합니다. 물론 응력 시험 결과는 중심부 주변의 전이 영역에 재료가 축적되는 정도와도 밀접한 관련이 있으므로 실제 경험에 따라 조정해야 합니다.

 

4. 결론

PET 병 블로우 성형 공정의 조정은 관련 데이터를 기반으로 이루어집니다. 데이터가 불량할 경우 공정 요구 사항이 매우 엄격해져 적합한 병을 블로우 성형하는 것조차 어려워집니다.