나. 블로우성형 (Blow Molding) 및 금형 기술
블로우성형은 중공 플라스틱 제품을 만드는 공정인데 크게 세 가지 방법, 즉 압출 블로우, 사출 블로우 그리고 사출 스트레치 블로우성형 등에 의해 행해지고 있다. 압출 블로우성형은 압출기를 이용하여 플라스틱을 녹이고 압출기 끝에 중공 파이프 모양의 속이 빈 모양을 형성할 수 있는 다이를 부착하여 패리슨 (Parison)을 만든다([그림 1.1-1-24]). 보통 수직으로 내려오는 패리슨을 열려있는 블로잉 금형으로 들어가게 한다. 그리고 금형을 닫고 패리슨 안에 공기를 불어넣어 패리슨이 팽창하면서 금형에 부착되어 중공 제품을 형성하고, 낮은 금형의 온도에 의해 성형품이 냉각되면 금형을 열고 제품을 빼낸다([그림 1.1-1-24]). 패리슨을 만드는 압출공정에서 패리슨의 두께는 압출 다이에 있는 맨드럴 (또는 Parison Variator)의 위치를 압출 중에 변화시키며 조절한다. [그림 1.1-1-25]은 압출 블로우성형에서 금형이 장착된 모양을 보여주고 있다.
사출 블로우성형은 프리폼 (Preform)이라 불리는 중공품을 사출성형에 의해 제작하고 금형의 코어에 끼워져 있는 프리폼을 블로우금형 속에서 공기를 주입하여 블로잉 작업을 한다([그림 1.1-1-26, 27]). 사출 스트레치 블로우성형은 사출성형에 의해 프리폼을 성형한 후 블로우 금형 안에서 블로우 직전에 스트레칭 로드를 사용하여 프리폼을 축 방향으로 스트레치 시키면서 블로잉하여 중공 성형품을 만든다([그림 1.1-1-28, 29]).
[그림 1.1-1-24] 패리슨과 압출 블로우성형
[그림 1.1-1-25] 압출 블로우성형에서 금형의 장착 모양
[그림 1.1-1-26 사출 블로우성형]
[그림 1.1-1-27] 사출 블로우성형을 이용한 손잡이가 있는 중공품의 성형
[그림 1.1-1-28] 사출 스트레치 블로우성형
[그림 1.1-1-29] 사출 스트레치 블로잉의 연속적인 공정
이 방법은 비교적 길이가 긴 중공품을 성형할 때 프리폼이 축 방향으로 확실히 연신 되게 하는 효과가 있다. 사출 블로우성형이나 사출 스트레치 블로우성형은 프리폼이 사출성형에 의해 제작되기 때문에 프리폼 두께의 분포를 정밀하게 성형할 수 있는 장점을 갖고 있다. 블로우 금형은 중공품의 외곽 모양을 형성하는데 중공품의 두께분포는 정해진 외곽 즉 주어진 블로우 금형 상태에서 프리폼의 두께 분포에 의존된다. 또한 공정상의 변수, 즉 프리폼 가열온도나 스트레칭 로드의 스트레칭 조건에 의해 좌우된다. [그림 1.1-1-30]에 사출 스트레치 블로우성형의 금형이 나타나 있다.
블로우 제품의 두께는 프리폼 또는 패리슨의 두께와 형상, 금형의 외곽형상 그리고 성형 조건에 의존되는데, 외곽 표면의 정밀도는 금형의 표면 정밀도에 깊은 관련이 있다. 금형 표면의 정밀도가 높으면 제품의 외관이나 투명도 (투명한 플라스틱의 경우)가 매우 좋아진다. 따라서 금형은 치수 정밀도보다는 표면정도가 중요하게 여겨진다.
