손 소독제 용기, 탈취제 통, 오렌지 주스 병, 스킨, 로션 등 각종 화장품 케이스. 지금 제 주변에 보이는 것들만 몇 가지 꼽아봤습니다. 이 제품들의 용기는 모두 같은 특징을 가지고 있습니다. 어떤 공통점이 있는지 떠오르는 것이 있으신가요? 바로 좁은 입구에 속이 텅 빈 형태의 통 모양이라는 점인데요. 원기둥을 연상시키는 모양이라고 설명하면 조금 더 쉽게 이해할 수 있을 것 같습니다. 이번 게시 글에서는 손 소독제 용기처럼 속이 비어있는 제품을 제작할 때 사용되는 블로우 성형법(Blow Molding)에 대한 이야기를 하려 합니다. 이 글을 끝까지 읽고 나면 헷갈렸던 부분들이 완벽히 이해하실 수 있을 것이라고 생각합니다.

블로우 성형은 기본적으로 이름에서도 알 수 있듯이 공기를 불어넣어 만드는 방식입니다. 하지만 속이 비었다 하여 중공 성형(中空成型)이라고 불리기도 합니다. 간단히 핵심 용어를 정리 하자면, 이 기법에서 가장 자주 들을 수 있는 단어는 패리슨(Parison)과 프리폼(Preform)입니다. 녹여낸 플라스틱에 바람을 불어넣어 틀 모양대로 굳혀내는 것이 전체적인 중공 성형의 과정입니다. 이때, 바람을 주입하기 전 녹은 플라스틱, 즉 예비 성형물을 패리슨과 프리폼이라고 합니다.

블로우 성형법은 크게 세 가지로 구분할 수 있습니다. 압출 블로우 성형(Extrusion blow molding), 사출 블로우 성형(Injection blow molding), 그리고 사출 스트레치 블로우 성형(Injection stretch blow molding)입니다. 예비 성형물을 사출 방식으로 만들어내느냐 압출 방식으로 만드느냐의 차이가 있습니다.

<가장 일반적인 공법, 압출 블로우 성형 Extrusion Blow Molding>

압출 블로우 성형은 가장 흔하게 사용되는 블로우 성형법입니다. 패리슨이라 불리는 예비 성형물을 차가운 몰드에 넣는 것으로 시작합니다. 몰드를 닫은 뒤 공기를 주입하면 몰드 표면에 패리슨이 닿으면서 그 모양에 맞게 굳습니다. 형태에 맞게 굳은 제품을 몰드에서 꺼내면 성형 과정이 마무리 됩니다.

압출 블로우 성형은 가장 빈번하게 사용되는 만큼 저렴한 생산 단가를 자랑합니다. 또한 손잡이가 있는 용기 제작에 적합하다는 점을 장점으로 꼽을 수 있습니다. 대부분의 PE용기는 이 기법을 이용해 제작된다고 말해도 과언이 아닙니다. 폴리에틸렌(Polyethylene; PE) 소재는 요구르트, 우유 등의 유제품 포장에 사용되는 소재입니다.

<단가가 높아 대량 생산에 적합한, 사출 블로우 성형 Injection Blow Molding>

사출 블로우 성형은 유리나 플라스틱 병을 대량 제작해야 할 때 사용하는 방법입니다. 오늘 소개하는 세 가지 중 가장 빈도가 낮은 기법이지만 상당히 자동화 되어 수작업으로 마감하는 과정이 필요 없습니다. 압출방식에서 패리슨이라 불리던 예비성형물이 여기에서는 프리폼이라고 불립니다. 압출 블로우 성형과 동일하게 프리폼에 바람을 불어 넣은 뒤 굳혀 빼내는 작업이지만 사출 블로우 성형은 압출 방식과는 달리 몰드의 온도가 차갑지 않고 바람으로 경화시키는 방식입니다.

바람의 온도 및 힘으로 굳혀야 하기 때문에 제품(용기)의 용량이 작은 경우에 적합한 방식입니다. 제작 단가가 비교적 비싸지만 생산 속도가 빠르다는 점이 긍정적인 요소로 작용합니다 휴대용 손 소독제 용기를 대량으로 제작할 때 사용 가능한 방법입니다.

<가로로 세로로 늘이는, 사출 스트레치 블로우 성형 Injection Stretch Blow Molding>

사출 스트레치 블로우 성형은 두 공법이 합쳐진 방법입니다. 프리폼을 세로로 한번 늘인 뒤 바람을 주입해 가로로 부풀려 주는 작업입니다. 성형물이 아래까지 닿을 수 있어 길이가 긴, 깊이가 깊은 용기 제작에 적합한 방식입니다. 프리폼을 사출 방식을 이용해 적게 늘어나야 하는 부분은 얇게 많이 늘어나야 하는 부분은 두껍게 제작했기 때문에 부풀렸을 때 완제품이 균일한 두께를 유지할 수 있습니다(사출 블로우 성형도 동일). 공정의 특성 상 완성된 제품의 내구도가 강하다는 장점이 있으며 주변에서 흔하게 볼 수 있는 주스나 탄산 음료의 PET병 제작에 사용되는 방식입니다.

사출 스트레치 블로우 성형은 한 기계에서 사출과 블로잉 작업이 이루어지는 1단계 방법과 프리폼 제작과 성형이 각각 따로 시행되는 2단계 방법으로 구분할 수 있습니다. 1단계 방법은 기계 형태를 바꾸는 것이 어려워 생산 가능한 제품 디자인이 제한적입니다. 하지만 적은 양의 제품을 빠른 시간 안에 만들어내야 하는 작업에 유리합니다. 2단계 방법은 1단계 방법과 달리 과정이 분리되어 있기 때문에 다양한 디자인의 제품을 만들 수 있으며 많은 수량을 제작하는 것이 가능합니다. 

<맺으며>

오늘은 내부가 비어 있는 용기의 제작 방법인 블로우 성형에 대해 알려드렸습니다. 블로우 성형은 예비 성형물을 제작하는 방식에 따라 사출, 압출로 나눌 수 있고 전체적인 과정에 따라 압출 블로우 성형, 사출 블로우 성형, 사출 스트레치 블로우 성형으로 구분할 수 있습니다. 각각의 방식마다 빈번하게 사용되는 원료가 다르고 제작 가능한 용기 형태에도 차이가 있으니 제작을 원하는 용기에 따라 합리적으로 제작 방법을 결정하는 편이 좋습니다. 원씨엠글로벌에서는 블로우 공법을 이용한 손 소독제 용기, 화장품 용기의 생산을 진행하고 있으니 관련 문의 사항이 있으신 분들은 홈페이지를 통해 연락 주시면 상세한 내용 안내해드리겠습니다.

다음 포스팅에서는 또 새로운 제작 관련 정보와 함께 인사 드리겠습니다. 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.