ISBM 병에서 흔히 발생하는 15가지 결함과 해결 방법: 2026년 현장 안내서

요약 — 빠른 결함 찾기

ISBM 병의 결함은 크게 세 가지 범주로 나뉩니다. 시각적/표면적 결함(진주광택, 혼탁, 황변, 게이트 자국, 긁힘), 구조적 결함(벽 두께 편차, 로커 바텀, 타원형 변형, 넥 변형, 기저 결정화), 그리고 기능적 결함(상단 하중 실패, 낙하 충격 실패, 누출, 응력 균열, 치수 편차)입니다. 대부분의 결함은 프리폼 온도 제어, 재료 수분 함량, 금형 냉각 또는 사출 매개변수의 네 가지 근본 원인 중 하나에서 비롯됩니다. 아래의 매개변수 표를 활용한 체계적인 문제 해결을 통해 전문가의 개입 없이도 90% 유형의 생산 문제를 해결할 수 있습니다.

결함 탐색

증상: 병 안쪽 표면에 하얗거나 우윳빛 반점이 보입니다. 주로 병 바닥이나 어깨 부분처럼 늘어난 부위에 나타납니다. 표면은 만졌을 때 약간 거칠게 느껴집니다.

근본 원인: 저온 PET의 과연신. 프리폼 벽이 불충분한 온도에서 분자 용량을 초과하여 늘어나면 미세 구조가 파괴되어 미세한 공극이 형성되고, 이 공극이 빛을 산란시켜 흰색 반점으로 나타납니다.

보정 매개변수:

• 해당 부위의 프리폼 온도를 2~4°C 높이십시오.
• 영향을 받은 부위가 얇으면 해당 부위를 냉각하고 아래쪽 부위를 가열하여 물질을 재분배하십시오.
• 변형률을 낮추려면 스트레칭 로드 속도 5-10%를 줄이십시오.
• 프리폼 온도 균일성을 개선하기 위해 사출 유지 시간을 0.3~0.5초 연장하십시오.
• 단일 단계 장비의 경우, 컨디셔닝 스테이션 체류 시간을 0.5~1.0초 조정하십시오.

증상: 병 외부 표면 전체에 흐릿한 현상이 나타납니다. PET 병에서 기대되는 유리 같은 투명도가 사라집니다. 이러한 현상은 완제품 병뿐만 아니라 프리폼에서도 나타납니다.

근본 원인: PET를 약 115°C 이상으로 가열한 후 천천히 냉각시키면 결정이 형성될 수 있습니다. 이 온도에서 PET 분자는 결정을 형성할 수 있을 만큼 충분한 이동성을 가지며, 천천히 냉각시키면 결정 영역이 성장하여 빛을 산란시킵니다. 또한, 수지 내 잔류 수분이 50ppm 이상일 경우에도 결정이 형성되는 경우가 많습니다.

보정 매개변수:

• PET 건조 확인: 165-170°C에서 4-6시간 동안 건조하여 수분 함량이 50ppm 미만이 되도록 합니다.
• 해당 부위의 프리폼 온도를 낮추어 최고 온도가 110°C 미만이 되도록 하십시오.
• 금형 냉각수 유량을 10-15%로 증가시키고, 금형 표면 온도를 15-20°C로 유지하십시오.
• 사출에서 블로우 성형까지의 전달 시간을 단축하여 프리폼 냉각/재가열 시간을 줄입니다.
• 핫러너의 과열 여부를 점검하고, 노즐 온도가 ±5°C 규격 범위 내에 있는지 확인하십시오.
• 핫 러너 튜닝에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. ISBM 금형의 핫 러너 시스템

증상: 프리폼이나 병에서 미묘하거나 뚜렷한 노란색을 띠는 현상이 나타나며, 표준 조명 아래에서 기준이 되는 황금색 샘플과 비교할 때 가장 잘 보입니다. 특히 벽이 두꺼운 부분에서 더욱 두드러지게 나타납니다.

근본 원인: PET 고분자 사슬의 열분해. 이는 핫 배럴에서의 과도한 체류 시간, 핫 러너 온도의 과다, 가수분해를 유발하는 잔류 수분, 또는 이미 분해된 rPET 함량으로 인해 발생합니다.

보정 매개변수:

• 배럴의 온도를 모든 구역에서 3~5°C 낮추십시오.
• PET 건조가 수분 함량 50ppm 미만 규격을 충족하는지 확인하십시오.
• 핫러너 노즐 온도가 290°C를 초과하는 경우 5~8°C 낮추십시오.
• 배압을 줄이거나 사이클 속도를 높여 스크류 체류 시간을 단축하십시오.
• rPET 함량의 경우, 더 낮은 비율(TP3T 10~151% 감소)로 테스트하고 황색 지수 b* 값을 확인하십시오.
• 수지 IV 값을 확인하십시오. <0.72는 수지 열화를 나타내므로, 더 신선한 수지를 사용하십시오.

증상: 병 바닥에 돌출된 돌기, 움푹 들어간 부분 또는 고리 모양의 테두리 형태로 나타나는 뚜렷한 주입 지점 표시. 주입 지점 주변에 흰 반점으로 나타나는 국부적인 결정화가 동반될 수 있습니다.

근본 원인: 핫 러너 게이트 온도가 잘못되었거나, 게이트 동결 중 사출 압력이 너무 높거나, 게이트 팁이 마모되었을 수 있습니다. 게이트 결정화는 게이트 주변의 PET가 너무 느리게 냉각될 때 발생합니다.

보정 매개변수:

• 게이트 팁 온도를 3~5°C 낮추면 깨끗한 동결이 촉진됩니다.
• 재료 축적을 최소화하려면 사출 유지 압력을 5-10%로 낮추십시오.
• 게이트 끝부분의 마모 또는 손상 여부를 검사하고, 원래 형상에서 0.05mm 이상 마모된 경우 교체하십시오.
• 게이트 영역 주변의 금형 바닥 냉각이 제대로 작동하는지 확인하십시오.
• 문제가 반복될 경우 프리폼 게이트 설계를 조정하십시오. 프리폼 엔지니어링 부서에 문의하십시오. 프리폼 설계 이해하기

증상: 병 표면에 병 축과 평행한 선형 긁힘 또는 마모 자국이 있습니다. 이러한 자국은 종종 병 몸체의 한쪽 면이나 목과 어깨 부분이 만나는 지점에 집중되어 나타납니다.

근본 원인: 블로우 성형 캐비티의 오염, 금형 표면 마모, 프리폼과 이송 메커니즘의 접촉, 또는 컨베이어 처리 중 발생하는 이물질 등이 스크래치의 원인이 될 수 있습니다. 1단계 ISBM 공정에서는 스크래치가 주로 금형이나 이송 장치와의 접촉에서 발생하며, 2단계 공정에서는 프리폼 간의 접촉으로 인해 스크래치가 발생합니다.

보정 매개변수:

• 승인된 광택제로 금형 표면을 닦고, 10배 확대경을 사용하여 미세한 흠집이 있는지 검사하십시오.
• 금형 이형제를 사용한 경우, 이형제 도포 여부를 확인하십시오 (많은 ISBM 공정에서는 이형제 사용을 피합니다).
• 프리폼 넥 홀더의 정렬 상태를 확인하십시오. 정렬이 잘못되면 전사 과정에서 접촉 자국이 발생합니다.
• 병 이송 지점에서 컨베이어 벨트 표면에 이물질이나 마모가 있는지 검사하십시오.
• 블로우 스테이션의 클램프 압력을 확인하십시오. 압력이 너무 높으면 금형 표면에 자국이 남을 수 있습니다.

증상: 병 둘레를 따라 벽 두께가 ±0.05mm 이상 차이가 나거나 축 방향 편차가 규격을 초과합니다. 벽 두께가 얇은 부분은 상단 하중 강도와 낙하 저항성을 저하시킵니다. 일반적으로 가장 얇은 벽은 주입구 반대편에 나타납니다.

근본 원인: 프리폼 온도 분포가 고르지 않거나, 사출 게이트가 중심에서 벗어나 있거나, 스트레치 로드 정렬이 불량하거나, 블로우 압력 프로파일이 비대칭인 경우 블로우 성형 중 재료가 더 뜨겁거나 얇은 쪽으로 흐릅니다.

보정 매개변수:

• 프리폼 중심축의 ±0.2mm 이내로 스트레치 로드 정렬 상태를 확인하십시오.
• 사출 성형 과정에서 프리폼의 동심도를 확인하십시오 (±0.1mm 이내여야 함).
• 축 방향 분포를 제어하려면 예압을 0.2~0.4MPa로 조정하고 예압 타이밍을 조절하십시오.
• 원주 방향 온도를 균일하게 하기 위해 조절 스테이션의 체류 시간을 최적화하십시오.
• 한쪽에서 곰팡이로 인한 냉각수 흐름 막힘이 있는지 점검하십시오.
• 체계적인 이해를 위해서는 다음을 참조하십시오. 이축 분자 배향

증상: 병을 똑바로 세웠을 때 흔들리거나 기울어집니다. 바닥 중앙 부분이 바깥쪽 받침대 테두리보다 돌출되어 불안정한 자세를 초래합니다. 이는 라벨 부착, 충전 및 포장 라인에 치명적인 결함입니다.

근본 원인: 뜨거운 프리폼 베이스가 금형을 연 후 너무 천천히 식으면 완전히 굳기 전에 베이스 형상이 바깥쪽으로 변형(크리프)될 수 있습니다. 또는 병 내부의 잔류 공기압이 탈형 과정에서 베이스 중심부를 바깥쪽으로 밀어낼 수도 있습니다.

보정 매개변수:

• 컨디셔닝 스테이션에서 프리폼 바닥 온도를 3~5°C 낮추십시오.
• 블로우 성형 시 냉각 시간을 0.5~1.0초 연장하십시오.
• 기기에 하단 냉각 공기 분사 장치가 장착되어 있는 경우 이를 활성화하십시오.
• 바닥면 간격 사양을 확인하십시오. 일반 물의 경우 중심에서 바닥면까지 2~5mm, 탄산수의 경우 3~8mm가 적당합니다.
• 탄산음료 병의 경우, 바닥 디자인이 내부 압력 70psi를 견딜 수 있는지 확인하십시오.
• 최종 블로우 단계에서 블로우 압력을 10-15% 낮추십시오.

증상: 둥근 병이 디지털 캘리퍼스로 측정했을 때 타원형으로 나타나는 경우가 있습니다. 일반적으로 병 둘레의 최대 지름과 최소 지름의 차이로 측정합니다. 이로 인해 라벨 부착 오류 및 뚜껑 닫힘 문제가 발생할 수 있습니다.

근본 원인: 원주 방향의 냉각이 고르지 않거나, 금형 반쪽이 정렬되지 않았거나, 금형 반쪽 사이의 클램핑 힘이 불균형하거나, 조절 스테이션에서 가열이 비대칭적인 경우입니다.

보정 매개변수:

• 금형 반쪽 정렬 측정; 접합면 사이의 공차는 ±0.02mm입니다.
• 모든 기계 기둥에 걸쳐 클램핑력의 균형(동일한 압력)을 확인하십시오.
• 냉각수 온도가 금형의 양쪽 절반에 걸쳐 균일한지 확인하십시오(±1°C).
• 에어컨 스테이션 난방 램프의 대칭성을 점검하십시오.
• 금형의 사출측과 배출측 사이의 블로우 압력 대칭성을 확인하십시오.
• 병 직경 대비 허용 가능한 타원형 규격은 일반적으로 <0.5%입니다.

증상: 넥 마감이 변형되었거나, 원형이 아니거나, 넥 지지 링 바로 아래에 접힘 자국이 보일 수 있습니다. 나사산이 불완전하거나 비대칭일 수 있습니다. 이는 캡핑 불량 및 토크 규격 문제를 야기합니다.

근본 원인: 성형 과정 중 목 부분이 과열되었거나(블로우 성형 중에는 60°C 미만으로 유지되어야 함), 목 지지 링이 손상되거나 마모되었거나, 목 고정 장치의 클램핑 힘이 부족했을 수 있습니다. 사출 성형된 목 부분에 잔류 응력이 있는 경우에도 발생할 수 있습니다.

보정 매개변수:

• 냉난방 장치에서 목 보호 장치를 확인하십시오. 블로우 단계 동안 목의 온도는 60°C 미만이어야 합니다.
• 목 지지 링의 마모 상태를 점검하고, 0.05mm 이상 손상된 경우 교체하십시오.
• 넥 홀더의 클램핑력과 정렬 상태를 확인하십시오.
• 주입 패킹/유지 압력을 확인하십시오. 패킹이 불충분하면 목 부분에 잔류 응력이 발생합니다.
• 넥 결정화를 위해 주입 냉각 시간을 0.5~1.0초 늘리십시오.

증상: 병 바닥, 특히 입구 부분이나 꽃잎 모양 밑면의 발 부분 주변에 흰색 결정성 반점이 나타납니다. 이는 늘어짐으로 인해 생기는 반점이 아니라 더 넓은 영역에 걸쳐 나타나는 진주광택 현상과는 구별됩니다.

근본 원인: 베이스 영역이 100~130°C의 결정화 영역에 너무 오랫동안 머물러 있습니다. 베이스 냉각이 불충분하거나, 프리폼 베이스가 과도하게 가열되거나, 사출에서 블로우로의 이송 속도가 느리면 베이스 재료에서 결정이 핵 생성 및 성장하게 됩니다.

보정 매개변수:

• 컨디셔닝 과정에서 프리폼 베이스 존 가열 온도를 3~5°C 낮추십시오.
• 금형 하부 냉각수 유량 증가 15-20%
• 금형 바닥 냉각 채널에 스케일이나 막힘이 없는지 확인하십시오.
• 가능하다면 주입에서 블로우까지의 전달 시간을 단축하십시오.
• 프리폼 게이트 잔여물 길이를 확인하십시오. 잔여물이 길수록 결정화 구간을 통과하여 냉각되는 데 더 많은 시간이 걸립니다.

증상: 병이 적재 하중을 받을 때 찌그러지거나 변형됩니다. 팔레트 운송 및 소매 진열에 치명적인 결함입니다. 일반적으로 병 어깨 부분 또는 벽이 얇은 몸체 패널 부분에서 발생합니다.

근본 원인: 하중 지지 부위의 벽 두께 부족, 재료 분포 불량 또는 부적절한 이축 배향. 궁극적인 원인은 거의 항상 주요 하중 경로에서 벽 두께를 얇게 만드는 프리폼 설계 또는 온도 프로파일입니다.

보정 매개변수:

• 불량 발생 위치를 파악하고, 해당 영역으로 재료가 더 많이 이동하도록 프리폼 온도를 재분배합니다.
• 온도 조절을 통해 두께를 재분배할 수 없는 경우, 프리폼 중량을 2-5%만큼 증가시키십시오.
• 성형 전 온도를 2~3°C 낮추어 배향성을 향상시키십시오 (분자 배열이 더욱 견고해짐).
• 하중 전달 경로 최적화를 위해 병 어깨 부분과 차체 패널 디자인을 검토하십시오.
• 일반적인 상단 적재 사양: 500ml 생수병의 경우 15~25kg, 화장품 용기의 경우 8~15kg
• 빈 상태와 내용물이 채워진 상태 모두의 상단 투입구를 측정하고, 사용 사례를 바탕으로 고객과 목표치를 논의하십시오.

증상: 일반적인 시험 높이(냉장고 환경을 모방한 4°C의 물을 사용하여 일반적으로 1.2~1.5미터 높이)에서 떨어뜨리면 병이 깨지거나 터집니다. 파손은 대개 병 바닥이나 어깨 부분에서 발생합니다.

근본 원인: 이축 배향 부족(가장 흔함), 취성을 유발하는 진주광택 또는 흐림 현상, 또는 충격 부위의 얇은 벽 두께 등이 원인입니다. PET는 배향이 불량하지 않으면 얇은 모서리 부분에서 균열이 발생하지 않습니다.

보정 매개변수:

• 스트레칭 과정에서 분자 배향을 더욱 촉진하기 위해 프리폼 온도를 2~4°C 낮추십시오.
• 단일 단계 장비의 경우, 프리폼 냉각을 위해 유지 시간을 0.3~0.5초 늘리십시오.
• 충격 강도를 저하시키는 진주광택이나 흐림 현상(결함 1-2 참조)을 제거하십시오.
• 신축성 비율이 최적 범위 내에 있는지 확인하십시오 (일반적으로 몸체는 8~12배, 축 방향은 2~3배).
• 신축성이 낮은 맞춤형 병의 경우, 신축성을 높이기 위해 프리폼을 재설계하는 것을 고려해 보세요.
• 실제 사용 온도(냉장 제품의 경우 4°C)에서 테스트하십시오.

증상: 병이 압력 또는 진공 누출 테스트에서 불합격합니다. 누출은 일반적으로 병목 마감(나사산 접합부), 병 바닥(게이트 부분 파열) 또는 벽면(미세 구멍)을 통해 발생합니다.

근본 원인: 넥 형상 규격 미달(가장 흔함), 프리폼의 이물질 오염으로 인한 핀홀, 또는 게이트 베스티지 부분의 방향 설정 불량으로 인한 베이스 파열 등이 누출 원인입니다. 누출 테스트 장비를 사용하면 일반적으로 누출 위치를 파악할 수 있습니다.

보정 매개변수:

• 목 부분 누출의 경우, 나사산 프로파일에서 목 부분 치수가 ±0.1mm 공차 이내인지 확인하십시오.
• 캡 토크 사양이 넥 디자인과 일치하는지 확인하십시오 (일반적으로 28mm PCO 넥의 경우 10-15인치-파운드).
• 기본 누출의 경우, 게이트 잔여물 손상 또는 게이트의 방향 설정 불량 여부를 점검하십시오.
• 벽면의 미세한 구멍은 프리폼의 이물질 오염 여부를 검사하고, 수지 취급 시 청결도를 개선하십시오.
• 핫 러너에 필터링 장치가 제대로 설치되어 있는지 확인하십시오 (일반적으로 60-80 메쉬 스크린 필터 사용).

증상: 알코올, 산성 또는 계면활성제가 함유된 제품이 담긴 병은 보관 후 며칠에서 몇 주 안에 균열이 발생할 수 있습니다. 균열은 일반적으로 응력 집중 지점(병목 어깨 부분, 바닥 부분)에서 방사형으로 퍼집니다.

근본 원인: 제품에 의한 화학적 공격과 잔류 성형 응력 또는 불충분한 방향성이 결합되어 발생합니다. 알코올이 함유된 화장품, 감귤류 주스 또는 강력한 세척제가 PET 병에 사용될 때 흔히 발생합니다.

보정 매개변수:

• 프리폼 냉각 시간을 늘려 잔류 성형 응력을 줄이십시오.
• 배향성 향상 (분자 정렬을 더욱 견고하게 하기 위해 프리폼 온도를 2~3°C 낮추십시오)
• 병 디자인에서 응력 집중 지점을 검토하십시오. 반경은 최소 2~3mm여야 합니다.
• 알코올 도수가 높은 제품(>40% ABV)의 경우 PET 대신 PETG를 사용하는 것을 고려하십시오.
• 65~70°C에서 2~4시간 동안 후열처리하면 잔류 응력을 완화할 수 있습니다.
• 신제품의 본격적인 생산에 착수하기 전에 가속 ESCR 테스트를 실시하십시오.

증상: 전체 병 높이, 몸체 직경 또는 무게가 생산 과정에서 규격 범위를 벗어납니다. 이는 충전 라인 호환성, 라벨링 및 포장 자동화에 매우 중요합니다.

근본 원인: 시간 경과에 따른 매개변수 변화(온도, 압력 또는 시간), 수지 배치별 변동(점도값, 색상), 금형 마모 또는 냉각에 영향을 미치는 공장 주변 온도 등 여러 요인이 복합적으로 작용하여 문제를 일으킬 수 있습니다.

보정 매개변수:

• 주요 측정 항목에 대해 통계적 공정 관리(SPC)를 시행하고 30~60분마다 측정하십시오.
• 배치별 수지 IV 값을 확인하고, 변동 사항을 기록하고, 그에 따라 매개변수를 조정하십시오.
• 매 교대 근무마다 금형 냉각수 온도를 점검하고, 규격의 ±1°C 이내로 안정화시키십시오.
• 금형 캐비티 표면의 마모 여부를 분기별로 검사하십시오(공차 ±0.02mm).
• 공장 주변 온도를 모니터링하고, 온도 변화가 5°C를 초과할 경우 HVAC 제어 장치를 설치하십시오.
• 문서 기준 매개변수; 매 근무 시작 시 기준값으로 재설정

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