JP2005506932A - ポリプロピレン容器およびその作成方法 - Google Patents
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- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
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- B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
- B29C49/0005—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor characterised by the material
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- B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
- B29C49/02—Combined blow-moulding and manufacture of the preform or the parison
- B29C49/06—Injection blow-moulding
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- B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
- B29C49/08—Biaxial stretching during blow-moulding
- B29C49/087—Means for providing controlled or limited stretch ratio
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- B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
- B29C49/08—Biaxial stretching during blow-moulding
- B29C49/10—Biaxial stretching during blow-moulding using mechanical means for prestretching
- B29C49/12—Stretching rods
- B29C49/121—Stretching rod configuration, e.g. geometry; Stretching rod material
- B29C49/1215—Geometry of the stretching rod, e.g. specific stretching rod end shape
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Abstract
Description
【0001】
発明の背景
1.発明の分野
本発明は、一般に配向ポリマー容器およびその製造方法に関し;具体的には、少なくとも1層のポリプロピレン(“PP”)と、酸素、二酸化炭素、芳香または風味の移行に対するバリヤーを提供する1層のバリヤー材料層とを有する配向多層容器に関する。
【背景技術】
【0002】
2.背景
プラスチック容器で貯蔵されることが望ましい多くの製品では、製品の鮮度を維持するために、二酸化炭素、酸素、芳香、香味などの移行を制御するためのバリヤーが必要とされてきた。そのような製品には、一例にすぎないが、ある種の炭酸飲料、果汁、ビール、ソース、ケチャップ、ジャム、ゼリー、ならびにインスタントコーヒーおよび香辛料などの乾燥食品が包含されていた。二酸化炭素および酸素の移行の制御を提供するもっとも商業的に許容しうる透明または半透明容器は、ポリエチレンテレフタレート(“PET”)などのポリエステルを含む少なくとも1層と、エチレンビニルアルコールコポリマー(“EVOH”)、ナイロンまたは他の公知のバリヤー材料を含む1層のバリヤー層とで構築されていた。ポリエステル層は、PPなど他のポリマーと比べると不十分ではあるが水分の移行を妨げ、バリヤー層は、二酸化炭素、酸素などの移行に対する優れたバリヤーを提供した。
【0003】
二軸配向させた場合、PETは、PPより強く、低い曇り価を提供することが長く知られている。PETはまた、酸素および二酸化炭素の移行に対し、PPより良好なバリヤーを提供することが知られている。それにもかかわらず、PPは水分移行に対しPETより良好なバリヤーを提供するため、容器は長い間PPで構築されてきた。例えば、PPは、酸素または二酸化炭素の移行が制御されたPP容器を提供するために、1層以上のPP層と1層のバリヤー層を有する押出ブロー成形多層容器を構築するのに用いられてきた。そのような容器は、押出ブロー成形プロセスに固有の一軸配向でのみもたらされた。したがって、これらのボトルの透明度には難点があった。射出延伸ブロー成形または再加熱延伸ブロー成形プロセスにより構築される単層二軸配向PP容器も、低曇り価の配向PP(“OPP”)構造体の生産に用いられてきた。
【0004】
従来、PPは、PETに比べ、原料として購入するのに著しく安価であった。PPは、熱間充填製品に関連する高温に対する耐性がPETより良好であることが知られている。PPは、PETに比べ、低いガラス転移温度を有し、半結晶質であり、低温で結晶化することが知られている。これに加えて、PPは、PETより少ない内部歪みを有することが知られている。
【0005】
有利なことに、大部分の商業用PPの溶融温度はPETより実質的に低いことが知られており、したがってPPの溶融温度はEVOHの溶融温度により近い。残念ながら、従来のPPは、大部分の商業的に適したバリヤー材料に容易に結合しなかった。バリヤー層が隣接する構造層(PETまたはPPの層など)に結合しないことは、光の反射または屈折により裸眼で明らかであり、得られる構造体の透明度および美しさを損ねていた。したがって、バリヤー保護を有する公知のPP容器では、バリヤー層と各隣接PP層の間に別個の接着剤層を用いて、中間層の接着を確実にしていた。この別個の接着剤層は、容器の透明度を著しく低減させた(すなわち、曇り価を上昇させた)。さらに、バリヤー層を有する公知のPP容器は、押出ブロー成形と、それにより得られる一軸配向に限定された。押出ブロー成形により得られる一軸配向では、PETの曇り価に比べ著しく高い曇り価を有するPPが生じた。
【0006】
別個の接着剤層が問題となり、押出ブロー成形の一軸配向しか得られないため、バリヤー保護を有する公知のPP容器には、曇り価が高いというの難点があった。バリヤー保護を有する公知のPP容器は、約40〜70%の曇り価を有する。したがって、PPの利点にもかかわらず、低曇り価が所望される場合、PETが長くバリヤー容器に最適な材料であった。
【発明の開示】
【0007】
発明の概要
本発明は、低い曇り価を有し、バリヤー保護を備える構造的に強固なPP容器を構築するための方法および装置を含む。本発明はまた、バリヤー保護および低い曇り価を有するPP容器の再加熱延伸ブロー成形のためのプレフォームを含む。PPで構成される層と、該PP層に隣接するバリヤー材料で構成される層とを有する容器であって、PP層をバリヤー層に直接結合させるために、接着剤がPP層およびバリヤー層の少なくとも一方に組み込まれている容器を提供することが、本発明の目的の1つである。
【0008】
酸素、二酸化炭素および水分のバリヤー保護を有し、曇り価が25%未満である多層プラスチック容器を提供することが、本発明の追加的な目的である。
強化PP層とそれに直接隣接するバリヤー材料層を有する容器を提供することが、本発明の他の目的である。
【0009】
PP層とそれに直接隣接する強化バリヤー材料層を有する容器を提供することが、本発明の他の目的である。
バリヤー材料を含む層に直に隣接するPP層を含む層を有し、低い曇り価を伴う、商業的に許容しうる費用効率の高い容器を提供することが、本発明の他の目的である。
【0010】
20%未満の曇り価を有するバリヤーPP容器を提供することが、本発明のさらに他の目的である。
本発明の上記目的に合致し、高い構造保全性を有する容器を提供することが、本発明のさらに他の目的である。
【0011】
本発明の上記目的に合致し、商業用食品の熱間充填に耐えるのに必要な高い構造保全性を有するバリヤーPP容器を提供することが、本発明の追加的な目的である。
本発明の上記目的に合致し、商業用食品の従来の滅菌法に耐えるのに必要な高い構造保全性を有するバリヤーPP容器を提供することが、本発明のさらに他の目的である。
【0012】
同様の溶融温度を有する2種の異なる材料を有するプレフォームを提供して、プレフォームのより適合した射出成形を促進することが、本発明の別の目的である。
低い曇り価を有するバリヤーPP容器を提供することが、本発明のさらに追加的な目的である。
【0013】
バリヤーPP容器をブロー成形するためのプレフォームを提供することが、本発明のさらに他の目的である。
構造的に強固なバリヤーPP容器のブロー成形を促進するように設計された厚さプロフィルを有するプレフォームを提供することが、本発明のさらに別の目的である。
【0014】
真空パネル、リブまたは他の構造補強の特徴を有する構造的に強固なバリヤーPP容器のブロー成形を促進するように設計された厚さプロフィルを有するプレフォームを提供することが、本発明のさらに他の目的である。
【0015】
バリヤーPPプレフォームを加熱して、該プレフォームから商業的に許容しうる容器への適切な二軸延伸ブロー成形を促進することができる再加熱法を提供することが、本発明の追加的な目的である。
【0016】
バリヤーPPプレフォームをほぼ均一な温度に効果的に加熱して、該プレフォームから商業的に許容しうる容器への適切な二軸延伸ブロー成形を促進することができる再加熱法を提供することが、本発明のさらに追加的な目的である。
【0017】
バリヤーPPプレフォームを、該プレフォームのどの部分もその溶融温度より高温に上昇させることなく、ほぼ均一な温度に効果的に加熱することができる再加熱法を提供することが、本発明のさらに他の目的である。
【0018】
公知のブロー成形装置でバリヤーPP容器をブロー成形するための方法を提供することが、本発明のさらに別の目的である。
PETをブロー成形するために設計されたブロー成形装置でバリヤーPP容器をブロー成形するための方法を提供することが、本発明の他の目的である。
【0019】
高速の熱対流が可能になるように設計されたブロー成形用延伸ロッドを提供することが、本発明のさらに他の目的である。
ひれもしくは孔を備えるか、または表面積を増大させ、これにより高速の熱対流の能力を増大させる他の要素を備えて設計された、先端が幅広いブロー成形用延伸ロッドを提供することが、本発明のさらに他の目的である。
【0020】
図面の詳細な説明
本発明のバリヤーPP容器は、少なくとも1層のPP層と少なくとも1層のバリヤー材料層を含む多層プレフォームから容器を再加熱延伸ブロー成形することにより、実現できることが見いだされた。バリヤー、バリヤー材料またはバリヤー層という用語は、EVOH、ナイロン、あるいは、酸素、二酸化炭素、芳香または香味の移行に対するバリヤーを提供することが知られる他の公知のポリマー材料、例えば、限定するものではないが、ナノ複合体を有する材料、またはガスの移行を阻害することが知られる他の非ポリマー材料、または酸素などのガスを吸収もしくは“捕捉”することが知られる材料の使用を意味するものとする。本明細書中で総称的に言及する場合、PPは、PPのホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーまたはランダムブロックコポリマーのいずれかを意味するものとする。コモノマーは、エチレン、ブチレン、または他のC5−C8からのα−オレフィンからなる群より選択することができる。好ましいコモノマーはエチレンであり、ここにおいてエチレンはポリプロピレンコポリマーの最高3.0重量%である。当分野の技術者に公知のように、曇り価を低下させるための核剤(しばしば“透明剤”または“透明化剤”とよばれる)をPPへ組み込むことも考えられる。透明化剤は、Milliken Chemical,Division of Milliken & Co.のMillad 3988透明化剤またはMitsui Toatsu Chemicals, Inc.のNC4透明化剤により例示される。ソルビトールおよびベンゾエートなど他の透明剤も、用いることができる。そのような透明化剤は典型的に、PPの0.1〜0.3重量%の量で存在する。本発明を容易に促進することが見いだされている市販用材料について本明細書中では一例として検討しているが、これは本発明の範囲の限定を意図するものではない。
【0021】
図1は、本発明に従って二軸配向させた多層プラスチック容器10の一態様を図示している。容器10は、細いフィニッシュ(finish:ネックより上の部分)12、およびフィニッシュ12から底面16まで伸長している胴部14を有するボトルの形態を図示しており、該胴部14は、円筒形壁20および肩22を定義している。円筒形壁20は、隣接する容器が円筒形壁20上のラベル(示していない)に損傷を与えるのを妨げるために、上部ラベルプロテクター24および下部ラベルプロテクター26を有する。容器10は、例えば、水、果汁または炭酸飲料または他の飲料を送付するために用いることができる。さまざまな他の容器形状、例えば以下で検討するようなものも、本発明に従った構築体として受け入れることができる。
【0022】
図2は、本発明に従った他の容器態様28を図示している。容器28は、広口フィニッシュ30、およびフィニッシュ30から底面34まで伸長している胴部32を有し、該胴部32は、円筒形壁36および肩38を定義している。円筒形壁36は、上部ラベルプロテクター40および下部ラベルプロテクター42を有する。容器28は、しばしばウィンドウとよばれる真空パネル44を有する広口ボトルの形態で表されている。この真空パネルは、当分野の技術者により理解されるような、果汁に利用される充填プロセスに典型的な熱間充填または加温充填(warm-filling)などのプロセスに起因する容器28内の低い圧力を原因とする歪みに対し、円筒形壁44を補強するためのものである。ウィンドウ44または他の公知の支持的特徴は、あらゆる公知の形状であることができる。容器28の形状は、米国特許第D445693S号により詳細に開示されており、その全体を本明細書中で参考として援用する。
【0023】
図3は、本発明に従ったさらに他の容器態様46を図示している。容器46は、典型的な広口ジャー形状を表している。容器46は、広口フィニッシュ48、およびフィニッシュ48から底面52まで伸長している胴部50を有し、該胴部50は、円筒形壁54および肩56を定義している。円筒形壁54は、上部ラベルプロテクター58および下部ラベルプロテクター60を有する。容器46は、ジャムおよびゼリー、レッドソース、ならびに挽いたコーヒーなどの乾物のような製品に典型的に用いられる広口ジャーの形態で表されている。
【0024】
図4A、4Bおよび5の容器は、図3に図示した容器46に類似した容器形状であって、真空下での歪みに対し各側壁を補強するための支持的特徴が追加されたものを表している。図4Aは、広口フィニッシュ64、およびフィニッシュ64から底面68まで伸長している胴部66を有する容器態様62を図示しており、該胴部66は、円筒形壁70および肩72を定義している。円筒形壁70は、上部ラベルプロテクター74および下部ラベルプロテクター76を有する。容器62は、真空パネル78を有する広口ジャーの形態で表されている。真空パネル78または他の公知の支持的特徴は、あらゆる公知の形状であることができる。容器62の形状は、米国特許第D445339S号により詳細に開示されており、その全体を本明細書中で参考として援用する。図4Bは、広口フィニッシュ82、およびフィニッシュ82から底面86まで伸長している胴部84を有する容器態様80を図示しており、該胴部84は、円筒形壁88および肩90を定義している。円筒形壁88は、上部ラベルプロテクター92および下部ラベルプロテクター94を有する。図4Bの容器80は、図4Aに図示した容器の真空パネル78に類似の真空パネル96を有する広口ジャーの形態であって、当分野で公知のように円筒形壁88をさらに補強し、かつ円筒形壁88上に置かれるラベル(示していない)のための支持を提供するためのアイランド(island)98を加えたものを表している。真空パネル96およびアイランド98、または他の公知の支持的特徴は、あらゆる公知の形状であることができる。
【0025】
図5は、広口フィニッシュ102、およびフィニッシュ102から底面106まで伸長している胴部104を有する容器態様100を図示しており、該胴部104は、円筒形壁108および肩110を定義している。円筒形壁108は、上部ラベルプロテクター112および下部ラベルプロテクター114を有する。容器100は、当分野で公知のような円筒形壁108を補強するための環状リブ116を有する広口ジャーの形態で表されている。環状リブ116は、任意の本数またはあらゆる公知の形状であることができる。容器100の形状は、米国特許出願第29/119063号でより詳細に開示されており、その全体を本明細書中で参考として援用する。
【0026】
図1〜5に図示した容器は、PETで構築された類似形状の容器の代替物をそれぞれ表しており、1層以上のバリヤー層からのバリヤー保護を備えていてもよい。本発明に従ったOPPから構築されうるものとして考えられる容器形状は無限であり、本発明の範囲は本明細書中に図示する容器形状に限定されない。むしろ、図1〜5の容器は、本発明に従って構築された容器で実現することができる幅広い可能性を示すために表されている。例えば、本明細書中に図示し記載したすべての容器は円筒形の形状をしているが、非円筒形容器も本発明に従って構築することができ、円筒形容器の構築に関し本明細書中で検討しているものと同じ主要物(principal)は、非円筒形容器にも適合する。
【0027】
バリヤーPET容器は、製品を透明または半透明(本明細書中ではまとめて“低曇り価”とよぶ)のバリヤー容器で提供することを望む、酸素に敏感な消費財の製造業者にとって、業界基準になっている。本発明のバリヤーOPP容器は、比較的高価でないバリヤーPET代替物を提供する。PPはPETに比べ比較的高温において安定であることに部分的に起因して、本発明の容器は、滅菌目的などの高熱加工に理想的に適している。例えば、上記のように、本発明は、標準的パラメーターでの熱間充填に耐えることができる容器をもたらすことが見いだされている。本発明に従って製造された容器は、消費製品の滅菌のための当分野で公知の他の方法、一例として挙げると低温殺菌およびレトルト処理などにも、十分に適している。
【0028】
本発明の利点はまた、熱処理を必要としない消費財にまで及ぶ。例えば、本発明の多層プレフォームの射出は、PPの射出温度(典型的には約200〜220℃)が本発明の一態様のバリヤー材料であるEVOHの射出温度(典型的には約190〜210℃)に近いため、対応するPETの射出より簡単である。したがって、本発明に従ったプレフォームの構築に用いられる射出装置は、溶融材料の著しい温度差が維持されるように設計する必要がない。さらに、本発明の容器はすべて、PETに比べ比較的低価格である一方、比較しうる曇り価および全体的な美しさを実現するPPから利益を得るであろう。
【0029】
中間層の構築
図6は、図5に図示した容器100の横断面図を図示している。以下に述べるさまざまな壁構築体は、本明細書中に図示しているか否かにかかわらず、本発明により考えられる他の容器形状に、十分同等に適合することができる。さらに、本発明は、バリヤー層の有無にかかわらず、すべての多層PP容器に適合することができると考えられる。したがって、本明細書中では、“中間層”という用語を、プレフォームまたは容器中の2層のPP層の中間に位置づけられる層を総称的にさすために用い、これは、その必要はないが、バリヤー層を含んでいてもよい。本明細書中に記載または示されている各プレフォームまたは容器形状は、検討されるバリヤー層の代わりに、非バリヤー中間層を備えた状態で供給されていてもよい。
【0030】
図6に図示しているように、バリヤー層118は、胴部104を通ってフィニッシュ102と底面106の両方に伸長している。図6を理解しやすくするために、バリヤー層118を、クロスハッチングを有する厚さでは表さず、単線により示す。図11、12A〜B、13A〜B、17、19A〜D、20および21の各バリヤー層も、同様に単線により示す。バリヤー層118は、存在する場合、容器100を内層120と外層122に分ける。図7は、多層構造の拡大図を提供するための壁108の抜粋を図示している。内層120および外層122はそれぞれ、容器100がブロー成形されるプレフォームの射出に必要な装置を簡素化するために、同じ材料組成物で構成されることが好ましい。しかしながら、内層120および外層122の材料組成物は、一例にすぎないが透明化剤を外層122にのみ組み入れるなどして、互いに異なるようにしてもよいと考えられる。
【0031】
内層120および外層122は、少なくともPPを含み、ボトル100に厚さの大部分および構造剛性を提供し、そして、そのようなものとして、本明細書中で“構造層”として参照されることができる。バリヤー層118は、少なくとも1層のバリヤー材料で構成されるか、一般的に上記し、より具体的に以下に検討するすようなものである。層118、120および122の材料組成物は、構造層120および122のそれぞれとバリヤー層118との間の接着、結合または結束を促進して、正常状態下での容器100の離層を防止する。本明細書中で“接着”、“結合”または“結束”という用語のいずれか1種に言及することは、矛盾しない場合、他の用語のいずれかへの言及を代わりに表していてもよい。
【0032】
一態様では、PPまたはバリヤー材料のいずれかのポリマー構造を、一方のポリマーと他方との“相溶化”としばしばよばれるプロセスにおいて公知の組成物から改質して、2種の材料の接着を促進させる。別の態様では、接着剤を、バリヤー層118ならびに構造層120および122の少なくとも1種の材料中に組み込む。例えば、構造層120および122は接着剤が組み込まれたPPを含むことができる一方、バリヤー層118は純粋なバリヤー材料で構成される。あるいは、構造層120および122は純粋なPPを含むことができる一方、バリヤー層118は接着剤が組み込まれたバリヤー材料で構成される。さらに他の態様において、層118、120および122のそれぞれは、それらの間の接着を促進するために、接着剤を包含することができる。相溶化されている、または接着剤が組み込まれているPPを、本明細書中では“強化PP”または“強化PP層”とよぶ。相溶化されている、または接着剤が組み込まれているバリヤー材料を、本明細書中では“強化バリヤー材料”、“強化バリヤー層”または“強化EVOH”、あるいは材料が具体的な場合は“強化ナイロン”とよぶ。
【0033】
“強化PP”の一態様は、例えばドライブレンディングにより、Tymor 2E02接着剤(Rohm and Haasにより製造されている)を、基材PPとしてのSolvay KB 4285 PP(本明細書中では“Solvay 4285”とよぶ)にブレンドして、Tymor 2E02を基材PPの全体にわたり可能な限り均等に分散させることを含む。Tymor 2E02は、約0.2重量%の量の無水マレイン酸で官能基化したPPを含む。Tymor 2E02を基材PPの全体にわたり最高約15重量%の量で分散させて、最高約0.03重量%の無水マレイン酸を含む強化PPを提供する。無水マレイン酸がグラフトされているTymor 2E02 PPは、任意の公知のPPであることができる。しかしながら、約10重量%を超える濃度で用いる場合、必ずというわけではないが、Tymor 2E02は、それが組み込まれる基材PPと同じPPを含むことが好ましい。
【0034】
“強化PP”の他の態様は、例えばドライブレンディングにより、Tymor 2E04接着剤(Rohm and Haasにより製造されている)を、基材PPとしてのSolvay 4285 PPにブレンドして、Tymor 2E04を基材PPの全体にわたり可能な限り均等に分散させることを含む。Tymor 2E04は、約0.8重量%の量の無水マレイン酸で官能基化したPPを含む。Tymor 2E04をこの基材PPの全体にわたり最高約15重量%の量で分散させて、最高約0.12重量%の無水マレイン酸を含む強化PPを提供する。Tymor 2E02の場合のように、無水マレイン酸がグラフトしているTymor 2E04 PPは、任意の公知のPPであることができる。しかしながら、約10重量%を超える濃度で用いる場合、必ずというわけではないが、Tymor 2E04は、それが組み込まれる基材PPと同じPPを含むことが好ましい。
【0035】
“強化PP”の別の態様は、例えばドライブレンディングにより、Fusabond 353D(DuPontにより製造されている)接着剤を、基材PPとしてのSolvay 4285 PPにブレンドして、Fusabond 353Dを基材PPの全体にわたり可能な限り均等に分散させることを含む。Fusabond 353Dは、約1.0重量%の量の無水マレイン酸で官能基化したPPを含む。Fusabond 353Dをこの基材PPの全体にわたり最高約5重量%の量で分散させて、最高約0.05重量%の無水マレイン酸を含む強化PPを提供する。Fusabond 353D基材PPは、任意の公知のPPであることができる。
【0036】
本発明では、他の接着剤の基材PPへの組込みも考えられる。例えば、以下の接着剤が、強化PPの作成に用いたときに、基材PPとバリヤー材料の間に許容しうる接着を提供することが見いだされている:Fusabond 411DおよびFusabond 536D(共にDuPOntにより製造されている);ならびにTymor 2E07(Rohm and Haasにより製造されている)。識別した接着剤は、考え得る接着剤の完全なリストを表すことを意図したものではなく、ここで言及していない他のものも考えられる。
【0037】
本発明のバリヤー層にはあらゆるバリヤー材料を用いることができるが、いくつかのバリヤー材料は、隣接する強化PP層に、特に該PPが先に識別した接着剤の1種で強化されている場合、容易に接着することが見いだされている。これらのバリヤー層は以下のものである:F-104BW EVOH、XEP-561 EVOH、XEP-719 EVOH、XEP-721 EVOHおよびETC-127 EVOH(すべてEvalcaにより製造されている);Soarus D2908 EVOHおよびSoarus SG430 EVOH(すべてSoarusにより製造されている);Grivory G21ナイロン(EMS-Chemieにより製造されている);およびタイプ6001 MxD6ナイロン(Mitsubishi Gas Chemicalにより製造されている)。これらの薬剤は、ほんの一例として挙げたものであり、他のバリヤー材料も考えられる。
【0038】
“強化バリヤー層”の一態様は、例えばドライブレンディングにより、Tymor 2E02接着剤を、基材バリヤー材料としてのF-104BW EVOHにブレンドして、Tymor 2E02を基材バリヤー材料の全体にわたり可能な限り均等に分散させることを含む。上記のように、Tymor 2E02は、約0.2重量%の量の無水マレイン酸を含む。Tymor 2E02をこの基材バリヤー材料の全体にわたり最高約15重量%の量で分散させて、最高約0.03重量%の無水マレイン酸を含む基材バリヤー材料を提供する。
【0039】
一態様において、より低濃度の接着剤を基材バリヤー材料中に必要とする接着剤が、強化バリヤー層に好ましい接着剤である。接着剤自体は典型的に、酸素、二酸化炭素などに対し不十分なバリヤーであるため、接着剤は、バリヤー材料に一体化させた場合、バリヤー材料の厚さを減少させることにより、またはさらに、接着剤の鎖がバリヤー層のどこに位置していてもバリヤー層を効果的に突いて孔を作ることにより、バリヤー材料のバリヤー能力を劣化させると考えられる。一例として、Tymor 2E04は、他の挙げた接着剤より高濃度の無水マレイン酸を有し、同量の無水マレイン酸を提供するために、バリヤー層中に例えばTymor 2E02より少ない非バリヤー材料を必要とする。
【0040】
Solvay 4285 PPなどの基材材料へのTymor 2E02などの市販用接着剤の組込みを記載するために本明細書中で用いる“ドライブレンディング”という用語は、それぞれのペレットを射出装置の押出機に分散させて、それらが押出機を通って進むときに一緒に溶融するようにすることをさす。この方法でブレンドすると、当分野の技術者により理解されるように、市販用接着剤の鎖が基材PPの鎖に絡み合う。接着剤が、PP上にグラフトしている無水マレイン酸を含む場合、その接着剤をマレエート化PPとよぶこともできる。この方法でのブレンディングはまた、接着剤を基材バリヤー材料に組み込むために用いてもよい。接着剤を基材材料(PPまたはバリヤー材料)に組み込む他の方法も考えられ、当分野の技術者に明らかになるであろう。
【0041】
本発明の一態様において、構造層120および122のそれぞれの接着剤濃度は、それぞれの層のバリヤー層118に直接隣接する各末端におけるより高い濃度から、層のバリヤー層118とは反対側の末端におけるより低い(またはゼロ)濃度まで、低下していてもよい。
【0042】
容器100の層のいずれかの全体にわたり均等に分散させた接着剤のパーセンテージが高いほど、該層はより良好に隣接層に接着することが見いだされた。この相関は、2つの事実に起因する。第一に、強化層が容器の隣接層に加えることができる接着力は、少なくとも部分的に、隣接層と相互作用する(すなわち、接着、結合または結束する)ために該強化層の外表面に利用可能な接着剤の量に依存する。第二に、いずれかの層の全体にわたり均等に分散させた接着剤のパーセンテージが高くなると、該層の外表面で暴露される接着剤の量も必然的に増大する。これに加えて、層の外表面で暴露される層中の接着剤のパーセンテージは、該層の厚さに反比例する。すなわち、より薄い強化層は、所定分量の接着剤から、同じ所定分量の接着剤で構成される比較的より厚い強化層に比べ、優れた接着性を生じさせる。上記のことから、容器100のバリヤー層118は内層120および外層122のそれぞれより薄いので、バリヤー層118中で接着剤を分散させると、内層120および外層122の内部に接着剤を分散させる場合に比べ、内層120および外層122をバリヤー層118に結合させるのに必要な接着剤の量が必然的に減少する。
【0043】
図6の態様に戻ると、バリヤー層118は、フィニッシュ102の最上端126に達しないフィニッシュ末端124で、強化PPのリング128をフィニッシュ102の最上端126付近に残して終結する。包装業界の技術者に公知のように、バリヤー118を容器フィニッシュ102の最上端126まで伸長させると、外層122から内層120が完全に離れ、むしろ内層120と外層122の分離が容易になる。バリヤー層118に貼り合わされた構造層120および122を維持するための接着剤が残っているだけなので、フィニッシュ102におけるバリヤー層118からの内層120および外層122の分離が起こりうる。フィニッシュ102での離層は、審美的に好ましくない容器を提供し、バリヤー層118を水分に暴露させる。水分は、例えばEVOHの場合、酸素の移行に対するバリヤー層の耐性を劇的に低下させる。さらに、容器が、ヒトが容器から直接消費することを促進するためのものである場合、フィニッシュの最上端における層の分離は、消費者に怪我を招く可能性がある。バリヤー層118はまた、底面106の射出ゲート領域の中心132に達しない底面末端130で、強化PPのディスク134を底面中心132の周囲に残して終結する。当分野の技術者により理解されるように、ディスク134は、構造層120および122を互いに固定し、底面106における離層の開始を防止するのに役立つ。しかしながら、底面106全体にわたり継続的に伸長しているバリヤー層も、本発明により考えられる。
【0044】
バリヤー層118をフィニッシュ最上端126および底面中心132に達しないように位置決めして離層を防止することが望ましいが、バリヤー材料のない残りの容器部分は、公知のPPの酸素バリヤー特性は低いため、比較的阻止されていない酸素移行を受ける。したがって、酸素が容易に移行する容器領域を不必要に大きくすることなく、貼合わせの維持を補助するために、バリヤー層のフィニッシュ末端124をフィニッシュ最上端126に近接して、そしてバリヤー層底面末端130を底面中心132に近接して置くことが望ましい。バリヤーフィニッシュ末端124をフィニッシュ最上端126から0.100インチ(0.254cm)以内に置くと、上記目標が達成されることが見いだされた。当分野の技術者により理解されるように、バリヤー層末端126および130の布置(placement)は、得られる容器がブロー成形されるプレフォームの射出プロセスで用いられる具体的パラメーターにより、決定および制御する。一例にすぎないが、バリヤー層のフィニッシュ末端124を、米国特許第4554190号(その全体を本明細書中で参考として援用する)に記載されているように、射出中にバリヤーの折り目(barrier fold-over)を作ることによりフィニッシュ最上端126の数ミル以内にすることができる。検討しているバリヤーの布置を達成するための他の射出技術は、当分野の技術者に明らかになるであろう。
【0045】
内層120および外層122のPPは、容器100に構造剛性および水分バリヤー保護を提供する。内層120および外層122の厚さならびにバリヤー層118の厚さは、容器に充填される製品のタイプ、該製品の酸素に対する感受性、該製品の望ましい保存寿命、および容器が熱間充填されるか否かまたはレトルト処理など他の滅菌プロセスを受けるか否かなどの因子に応じて設計する。典型的な消費財用途のための内層120および外層122の厚さはそれぞれ、約0.005〜0.015インチ(0.0127〜0.0381cm)の範囲にあることが典型的であり、そのような用途のためのバリヤー層の厚さは、典型的には約0.0001〜0.002インチ(0.000254〜0.00508cm)である。しかしながら、当分野の技術者により認められるように、これらの厚さを改変して、例えば容器の剛性、水分バリヤーならびに/または酸素および二酸化炭素のバリヤーを変動させてもよい。層の厚さについては、図13Aを参照しての具体例を用いて、以下でさらに検討する。
【0046】
本発明は、上記した3層壁構造に限定されない。隣接する2層の接着をこれらの層の少なくとも一方に接着剤を組み込むことにより達成することは、他の壁構造にも施用することができる。例えば、2層容器(図示していない)は、バリヤー材料の外層に接着しているPPの最内層を有するものとして考えられ、ここにおいて、該PPまたはバリヤー材料のいずれかは、本発明に従って接着剤で強化されている。この構造は、一部のバリヤー材料、例えばEVOHほど水分に敏感でなく、そして消費財用容器における通常の過酷な扱いを受けたときにフレーキングおよびチッピングに耐性を示すようなバリヤー材料を用いる場合に、有利である。
【0047】
あるいは、その他の2層容器(図示していない)は、バリヤー材料の最内層およびPPの外層を有するものとして考えられ、ここにおいて、バリヤー材料またはPPのいずれかは、本発明に従って接着剤で強化されている。この構造は、消費製品、例えば、一例にすぎないが、多くのPP組成物により吸収されるある種のフレーバーを有する傾向にあるオレンジジュースの包装に有利である。これは、バリヤー材料がフレーバー成分の移行に対するバリヤーとして働くことができるためである。反対に、最内バリヤー層は、包装された製品へのPP層の成分またはその中の接着剤の移行に対するバリヤーとして働くことができる。
【0048】
本発明に従って隣接する2層を互いに接着することは、より複雑な構造体、例えば米国特許第5156857号(その全体を本明細書中で参考として援用する)に記載されているような押出ブロー成形技術により構築されるものにも、施用することができる。例えば、図8は、バリヤー材料の最内層136がPPの内層138に直接隣接し、これがバリヤー材料の中間層140に直接隣接している状態を含む6層容器(容器は図示していない)の壁からの抜粋を図示している。バリヤー材料の中間層140は、別個の接着剤層142により粉砕再生材料層144に接着している。バージンPPの最外層146は粉砕再生材料層144を覆っている。最外層146と粉砕再生材料層144は、当分野の技術者により認識されるように、接着剤の補助なしで互いに接着している。別個の接着剤層142は、当分野で公知のように、純粋なTymor 2E02などの接着剤の従来の層である。バリヤー材料の最内層136とバリヤー材料の中間層140の間のPPの内層138は強化PPを含み、隣接する2種のバリヤー層136および140への貼合わせを提供する。粉砕再生材料層144を包含しているため、本発明のこの態様は、当分野の技術者に公知の標準的押出ブロー成形法による製造に好適である。図9は、図8に図示した壁構築体で粉砕再生材料層144のないものを含む、本発明のその他の壁構築体を図示している。図9の壁構築体は、スクラップを作り出さず、したがって粉砕再生材料層144に対する必要性を有さない、再加熱延伸ブロー成形に役立つ。
【0049】
図10は、別個の接着剤層142が削除されている、図8に図示した壁構築体の代替物を図示している。この態様では、粉砕再生材料層144も、バリヤー層140への接着を促進するための強化層である。図8に図示した態様の場合のように、粉砕再生材料層144は、再加熱延伸ブロー成形法による製造を意図した別の態様において、構造体から削除することができる。この別の態様(図示していない)では、最外層146が、それ自体と隣接する中間バリヤー層140との接着を促進するための強化層である。その他の別の形状は、当分野の技術者に明らかになり、そして同様に本発明により考えられる。
【0050】
プレフォーム
再加熱延伸ブロー成形のために設計されるあらゆるプレフォームと同様に、本発明のプレフォームは、受けるであろう過酷な扱いに耐えることができる材料分布を有する容器を提供するために、効率的な再加熱およびブロー成形が可能になるように設計される。プレフォームの設計に関する懸念のうち最重要事項は、得られる容器の材料分布および配向である。プレフォーム材料の配向は、プレフォームを溶融温度未満の吹込温度まで昇温し、該プレフォームを延伸ロッドで軸方向に延長させ、そして、該プレフォームを半径方向に膨張させてプレフォームが存在する金型キャビティにプレフォームを一致させることにより実現する。最適な配向は、吹込温度の範囲で実現することができる。当分野の技術者により理解されるように、ブロー成形中に膨張するプレフォームのすべての部分は、所望の材料分布を得るため、そしてプレフォームの該部分を配向させるために、ブロー成形中は吹込温度の範囲内になければならない。
【0051】
PPの熱伝導率はPETより実質的に低い。例えば、PPの熱伝導率は、約3.58(10−4cal)/(cm sec.℃)であることが見いだされている。これに対してPETは、約6.92(10−4cal)/(cm sec.℃)の熱伝導率を有することが見いだされている。同様に、PPはPETより高い熱容量を有するので、PETより長く熱を保持する。例えば、PPの熱容量は約0.53cal/g℃であることが見いだされており、PETは約0.32cal/g℃の熱容量を有することが見いだされている。熱伝導率およびキャパシタンスの差異に起因して、当分野の技術者により認識されるように、PPプレフォームは、同様に設計されたPETプレフォームに比べ、所定の周囲温度からほぼ均一な所定の吹込温度まで加熱するのに実質的に長時間かかる。PPプレフォームは、同様に設計されたPETプレフォームに比べ、所定の射出温度から所定の周囲温度まで冷却するのにかかる時間も長い。PPのブロー成形容器では、冷却時間も長い。
【0052】
PPの低い熱伝導率、高い熱キャパシタンスおよび高いブロー成形温度の組合わせは、同様に設計されたPETプレフォームに比べ増大したPPプレフォームの再加熱時間を決定づける。本発明のプレフォーム形状は、PPおよびPETの熱伝導率とキャパシタンスにおける差異を克服して、ブロー成形のための効率的な再加熱を可能にする。
【0053】
ブロー成形中にPPを配向させる温度範囲は、PETの場合に比べ実質的に狭い。本発明の一態様において、その温度範囲(本明細書中で“ブロープロセスウィンドウ”とよぶことがある)は、PPについては約125〜135℃、より好ましくは128〜132℃であることが見いだされたが、典型的なPETのブロープロセスウィンドウは95〜110℃である。他のPPグレードに関するブロープロセスウィンドウが考えられ、当分野の技術者により認識されるか日常的実験により決定されるであろう。OPP容器を適切にブロー成形するためには、ブロー成形中に膨張するプレフォーム部分の全体が、ブロープロセスウィンドウ内になければならないことが見いだされた。プレフォームの外皮はブロープロセスウィンドウ内の温度、例えば132℃に昇温されるが、内皮はブロープロセスウィンドウ外の温度、例えば120℃である場合、その間の温度勾配のため、少なくともブロープロセスウィンドウ内にないプレフォーム部分は適切に配向せず、欠陥のある容器が生じることになる。極端な場合、ブロープロセスウィンドウより低温の内側部分を有するプレフォームをブロー成形すると、プレフォームの適切なインフレーションが妨げられることがある。外皮がブロープロセスウィンドウより高温まで昇温されると、不十分な配向が起こり、受け入れられる程度に剛性の容器が生じる。あるいは、プレフォームの外側部分をブロープロセスウィンドウより高い温度でブロー成形する場合、吹込圧下または延伸ロッドの力での単純な引裂きとは対照的に、プレフォームを膨張させるのに必要な歪み硬化は、インフレーション中にプレフォームを一緒に保持するのに不十分である可能性がある。そのような場合、プレフォームに1個以上の孔が開いて、吹込圧がプレフォーム内部から逃れ、容器の形成が妨げられる。
【0054】
さらに、歪み硬化の程度は、ブロープロセスウィンドウ内であっても吹込温度に伴い変動し、金型キャビティの対応部分へのプレフォームのさまざまな部分のブロー成形中の“布置”は吹込温度に伴い変動する。例えば、高い吹込温度に起因する不十分な歪み硬化は、当分野の技術者により認識されるように、プレフォームの一部が設計したものより延長され、得られる容器内でプレフォームの該部分が設計したものより下方に再分布するのを可能にする。例えば、プレフォーム側壁の下方部分がブロー成形用金型の底面に沈積し、その結果、得られる容器の底面は、プレフォーム底面部分ならびにプレフォーム側壁の一部からの材料を含む。底面の材料は、底面材料を十分に配向させるのに足るほど延伸することができず、欠陥のある弱い容器底面を招く。プレフォームを過剰に延長させると、所望より薄い壁が生じる。一部をブロープロセスウィンドウより低い温度に有するプレフォームをブロー成形すると、プレフォームの一部が上方へ再分布し、結局、得られる容器の底面が過度に薄くなる可能性がある。
【0055】
ブロープロセスウィンドウから外れると、多層プレフォームの離層も起こりうる。多層プレフォーム、例えばバリヤー層を有する本発明の容器のさまざまな層は、当分野の技術者により認識されるように、インフレーションに対する耐性の程度の変動に応じて分離するようにもたらされていてもよい。
【0056】
一部をブロープロセスウィンドウ外の温度に有するプレフォームのブロー成形が原因となりうるさまざまな問題を回避するために、本発明のプレフォームの一態様は、同じ容器を構築するための公知のPETプレフォーム設計における壁より実質的に薄い壁を含む。以下でより詳細に検討するように、プレフォームの壁を薄くすると再加熱中に生じる内皮と外皮の温度差が小さくなり、より均一な温度が促進され、プレフォーム全体をブロープロセスウィンドウ内に維持することがより容易になる。また、プレフォームを所望の温度まで上昇させるのに要する時間が短縮する。一態様では、プレフォーム壁を、商業的に許容しうる再加熱期間中にプレフォーム壁全体が128〜132℃の範囲にある温度まで上昇するのを促進するように設計する。プレフォーム壁を均一な温度にすることは理想的であるが、当分野の技術者なら、PPプレフォームを均一な温度にするのに要する時間が、現行の再加熱プロセスおよびプレフォーム設計では商業的に魅力的でないことを認識するであろう。
【0057】
本明細書中で図示するプレフォームのそれぞれは多層であるが、本明細書中で図示するプレフォーム設計、例えば厚さプロフィルは、単層プレフォームに同等に適合する。図11は、本明細書中の図1に図示したボトル10のような細長いボトルを再加熱延伸ブロー成形するために用いられるタイプの細口で細長いプレフォーム148を構成する、本発明のプレフォーム形状の1種を図示している。プレフォーム148は、内層150、外層152、およびバリヤー層154を含む。プレフォーム148は、フィニッシュ156、フィニッシュ156から伸長しているネック158、およびネック158から底面162まで伸長している胴部160を定義するように設計されており、該胴部は、円筒形壁164およびネック158と円筒形壁164の間の肩部166を定義している。ネック158および胴部160は、ブロー成形中に膨張するブロー区域を定義している。
【0058】
図12Aは、本明細書中の図3、4A、4Bおよび5に図示したタイプの容器のいずれかのような容器の再加熱延伸ブロー成形に用いられるタイプの広口プレフォーム168を図示している。プレフォーム168は、内層170、外層172、およびバリヤー層174を含む。プレフォーム168は、フィニッシュ176、胴部178および底面180を定義するように設計されており、該胴部178は、円筒形壁部182および肩部184を定義している。ネック部186は、肩178とフィニッシュ176の間を伸長している。ネック186、胴部178および底面180は、ブロー成形中に膨張し延伸されるブロー区域を定義している。
【0059】
図12Bは、本明細書中の図3、4A、4Bおよび5に図示したタイプの容器のいずれかのような広口容器の再加熱延伸ブロー成形に用いられるタイプの別の広口プレフォーム188を図示している。プレフォーム188は、内層190、外層192、およびバリヤー層194を含む。プレフォーム188は、フィニッシュ196、胴部198および底面200を定義するように設計されており、該胴部198は、円筒形壁部202および肩部204を定義している。ネック部206は、肩204とフィニッシュ196の間を伸長している。ネック206、胴部198および底面200は、ブロー成形中に膨張し延伸されるブロー区域を定義している。
【0060】
図12Aに戻ると、本発明のプレフォーム168のブロー区域は、得られる容器において効率的な再加熱および望ましい厚さプロフィルの両方が促進されるように設計された、以下に記載するが図示していない壁厚プロフィルを定義している。ネック186は、フィニッシュ176から比較的薄い壁厚t1で伸長している。一態様において、プレフォーム168の壁厚は、厚さt1からネックおよび胴部178に沿って底面180との界面で厚さt2に達するまで、徐々に増大する。底面部180は、底厚がプレフォーム168の中心線208に近接する厚さt2に再び達するまで伸長して、底面180における壁厚増大部187を定義する。続いて、プレフォームの壁厚は、厚さt2から、プレフォーム中心線208で厚さt3に達するまで薄くなり始める。厚さt3は壁厚t2より薄いことが好ましいが、厚さt3は厚さt2と同等またはそれより厚くてもよいことが考えられる。壁厚増大部187の厚さは、以下で検討する目的を達成するために、その両端の間で厚さt2から変動することができる。あるいは、図12Aに図示したように、壁厚増大部187は、全体にわたりほぼ一定の厚さt2を有していてもよい。
【0061】
プレフォーム168のブロー区域は、全高a、底面部180の高さb、および壁厚増大部187の下部末端における高さcを有する。一態様において、バリヤー層は、プレフォーム168の内皮と外皮の間にあるプレフォーム壁の中心線(示していない)にほぼ沿って延びており、プレフォーム168のいかなる点においても内層170および外層172をほぼ均等な厚さに分けている。しかしながら、バリヤー層174は、壁の中心線から内皮または外皮のより近くに移動させてもよいことが認められる。図12Aに図示したプレフォーム168において、該プレフォーム168が、容器100の形状および寸法を有する得られるOPP容器へのブロー成形のために以下に明記する厚さで構成される場合、プレフォーム全体にわたり約0.008〜0.010インチ(0.02032〜0.0254cm)であるバリヤー層174が十分なバリヤーを提供することが見いだされている。他のバリヤー厚は、容器100においてガスの移行などに対する耐性を増大または低下させると考えられ、当分野の技術者なら、得られる容器100における変動を達成するためにプレフォーム168において必要な変動を認識するであろう。
【0062】
図12Aに関して上記した厚さプロフィルは、構造層170および172がPPで構成される場合、プレフォーム168に十分な配向をもたらして、図13Aに図示したような高品質剛性容器100のブロー成形を促進することが見いだされている。当分野の技術者により認識されるように、さまざまな図、もっとも明らかには図13A、Bおよび19A〜Dに示した容器に対するプレフォームの相対的厚さは、容器壁の認識しうる横断面が維持されることができるように、適切な比率で維持されていない。比較的薄いネック部186は、薄いが配向したネック部を促進すると考えられる。軸方向または半径方向の延伸は典型的な容器のネック部にほとんど与えられないので、ネック部186は所望の容器ネック厚に比較的近くなるように設計される。壁厚増大部187は、ブロー成形中に対応する容器の底面に置かれることになる材料の蓄積を提供し、強度および耐落下衝撃性に必要な材料を含む底面を提供する。その他のプレフォームの厚さプロフィルおよび断面形が考えられ、当分野の技術者に明らかになるであろう。
【0063】
図13Aは、本発明のプレフォームの一部とそれからブロー成形される容器との相関の一態様を実証するために、図12Aに図示したプレフォーム168を図6に図示した容器100上にかぶせた図を表している。図示しているように、プレフォーム168のネック部186は容器100のネック部210にブロー成形され、プレフォーム168の肩部186は肩部212にブロー成形され、円筒形壁部182は円筒形壁214にブロー成形され、プレフォーム底面180の壁厚増大部187は容器底面218の外側部216ならびに容器100が載っている表面に接触する接触リングにブロー成形される。容器100に対するプレフォーム168の相対的サイズならびにプレフォーム168の厚さプロフィルは、熱間充填および通常の商業的系列網を通じての配布に耐えるのに十分な厚さおよび配向を有する容器100をもたらす。材料に与えられた延伸および標準材料に用いられるSolvay 4285などの透明化剤は、低い曇り価を有する容器100を促進する。
【0064】
図12Aおよび13Aに図示した本発明のプレフォームの態様において、壁厚増大部187は、プレフォームのブロー部のもっとも厚い部分を示している。図13Aおよび図19A〜Dでもっともよくわかるように、壁厚増大部187の増大した厚さはプレフォーム底面180に材料の蓄積を提供して、得られる容器の底面に、例えば落下衝撃および熱間充填に起因する真空に耐えるのに足る材料および配向を確実に提供する。例えば、本発明の二軸配向容器は、その押出ブロー成形容器に比べ20〜30%良好な落下衝撃に対する耐性を示す。図19A〜Dに関し以下で検討するように、壁厚増大部187により提供される材料の蓄積は、プレフォーム168上の比較的低い位置で、かつ底面180が内側へ湾曲しているためプレフォームのブロー部の最外径の内側に位置している。壁厚増大部187がこのように低く内側に位置するため、通常なら構造剛性の目的には不十分な材料を受けるはずの底面218の同部分に、材料が沈積するのが可能になる。具体的には、膜厚増大部187における材料の蓄積は、円筒形壁214の内側に入り込んでいる環状リブ226上で捕捉されるか動けなくなり始めるのを防ぐ。壁部187における増大した厚さの材料蓄積位置は、ブロー成形中に環状リブ226を迂回し、底面218に分配される。真空パネルなどその他の構造的特徴もこの方法で回避することができ、上記プレフォーム168の厚さプロフィルを、この目的に用いることもできる。膜厚増大部187はプレフォームの最外径から任意の距離で位置することができるが、壁厚増大部187の上部末端が、プレフォームの最外径の内側0.002インチ(0.00508cm)〜0.015インチ(0.0381cm)に位置することが好ましい。壁厚増大部187の上部末端をさらに内側に移動させると、以下で検討するように、効率的な再加熱を可能にするために、壁部187の厚さを非常に厚くする必要がありうる。
【0065】
その厚さプロフィルを、図3に図示した容器のような側壁に構造的特徴がない容器に用いて、十分な材料を容器底面の外側部分に確実に提供することもできる。これは、側壁の特徴に関係なく、側壁の直径に実質的に近似する最下部の直径を有する容器底面、例えばここに図示した底面を有するものは、狭い開き(narrow opening)を有する隅を生じるためであり、この開きにより、必要な剛性を有する底面外側を生じるのに足る材料がブロー成形されなければならない。例えば図19Cは、プレフォーム168の壁厚増大部187の少なくとも一部が金型キャビティ底面の外側部分546に入って、対応する容器底面216を形成することを図示している。増大した厚さの壁部187が厚くなければ、容器底面216は非常に薄くかつ弱いものであろう。
【0066】
図12Aおよび13Aに図示したプレフォーム168の壁部187のような壁厚増大部は、一定の厚さである必要がないと考えられる。むしろ、厚さは、例えば、より厚い中央とより薄い末端が生じるように、相対する末端からわずかに増大していてもよい。容器底面216のように強い容器底面を提供する上記目的を実現するための壁厚増大部187の他の形状は、当分野の技術者に明らかになるであろう。底面でのプレフォーム軸におけるプレフォームの厚さt3は、壁厚増大部t2より薄い必要はないことも考えられる。“壁厚増大部”という用語の“増大”という用語は、図12Aを参照して上記した好ましい態様を説明するために用いる。厚さt3は、十分な配向をもたらし、得られる容器底面の中心に十分な厚さを提供するように設計することのみが必要である。
【0067】
図13Aに図示したような容器100は、当分野の技術者に公知のようにフィニッシュはブロー成形に付されないので、プレフォームのフィニッシュ176と同等の寸法のフィニッシュを有する。容器100は、ブロー部の高さA、Bの高さまで伸長している円筒形壁214の最上部末端、およびCの高さまで伸長している基部218を有する。肩212および底面218はD1の最外径を有し、円筒形壁214はそれぞれD2の最外径を有する。
【0068】
一態様において、プレフォーム168の形状のプレフォームはa=2.317インチ(5.89cm)、b=0.997インチ(2.53cm)、c=0.250インチ(0.635cm)、d1=2.480インチ(6.30cm)、t1=0.074インチ(0.188cm)、t2=0.120インチ(0.3048cm)、t3=0.090インチ(0.2286cm)の寸法を有し、ここにおいて壁厚増大部187の外皮は、上部末端において軸208から約1.20インチ(3.048cm)の範囲の距離で開始し、下部末端において軸208から約0.516インチ(1.311cm)の距離で終結することが、A=3.655インチ(9.28cm)、B=2.200インチ(5.59cm)、C=0.550インチ(1.40cm)、D1=3.090インチ(7.85cm)、D2=3.150インチ(8.00cm)の寸法および0.025〜0.032インチ(0.0635〜0.0813cm)の範囲のブロー部の壁厚を有する強い容器100のブロー成形を促進することが見いだされた。
【0069】
図12Aおよび13Aに関連して上記した本発明のプレフォームの態様において、容器のブロー部Aの長さに対するプレフォームのブロー部の長さaおよび材料蓄積の位置187は、容器100を構築するのに必要なグラム量を維持しつつ、本発明のプレフォームの胴部178を、公知のプレフォーム設計パラメーターにより規定されるものより実質的に薄くすることを可能にする。より薄い壁は、再加熱中の内皮と外皮の温度差を小さくすることを可能にし、したがって、溶融温度に達することなくブロープロセスウィンドウ内の温度にプレフォームがより迅速に再加熱されるのを促進するのに役立つ。
【0070】
比較として、図13Bは、容器100の形状をしたPETバリヤー容器をブロー成形するための標準的設計技術に従って設計した、1種の考え得るプレフォーム228を図示している。図13Aと13Bを比較すると、PETプレフォーム228の設計パラメーターは、プレフォーム168より実質的に細く短いプレフォームを決定づけることがわかる。当分野の技術者に公知のように、PETプレフォーム、例えば多層プレフォームは、プレフォーム材料を歪み硬化するために約4.5:1〜5.0:1の半径方向の延伸比および約2.0:1〜2.5:1の軸方向の延伸比が生じるように、標準的設計技術に従って設計される。これは、典型的には、ほぼ9:1〜12.5:1の面積延伸比(area stretch ratio)をもたらす。
【0071】
本明細書中で示す場合、軸方向の延伸比は、容器のブロー成形された部分の長さと、それがブロー成形されたプレフォームのブロー部の長さとの比を意味するものとし、両方ともその縦軸に沿って測定されている。半径方向の延伸比は、ブロー成形された容器部分の最大最外径と、容器がブロー成形されたプレフォームのブロー部の最大最外径における内径との比を意味するものとする。当分野の技術者に公知のように、面積延伸比は、容器の表面積とプレフォームの表面積との比である。
【0072】
本発明の壁を薄くしたプレフォームの比較的大きな軸方向および/または半径方向の寸法は、より厚い壁を有するプレフォームに比べ小さな延伸比を決定づける。少なくとも約1.3:1の半径方向の延伸比および少なくとも1.4:1の軸方向の延伸比が、図13Aに図示した広口ジャータイプの商業的に許容しうるOPP容器をもたらすことが見いだされた。一例において、図19Aで約1.3:1の半径方向の延伸比をプレフォーム168に与えて、図19Dで容器に到達させた。軸方向の延伸比は約1.58:1であった。これにより、約2.1:1の面積延伸比が生じた。
【0073】
プレフォームの射出
本発明のプレフォームは、当分野の技術者に公知の標準的射出成形技術、例えば、一例にすぎないが、米国特許第4511528号および第4712990号(これらの全体を本明細書中で参考として援用する)に記載されている射出成形技術に従って、構築することができる。当分野の技術者に公知の熱ゲート(thermal gated)射出成形技術も考えられる。
【0074】
本発明に従ったバリヤープレフォームの射出成形に関しては、PPとEVOHの好ましい溶融加工温度範囲が重なり合っているため、射出成形プロセスおよび装置は簡素化される。PPおよびEVOHの両方の溶融流れ温度は、ほぼ180〜235℃(より好ましくは、PPについては200〜220℃、EVOHについては190〜210℃)の範囲にあることができる。したがって、2種の材料を、近いまたは同じ温度で射出することができる。接着剤の添加も、強化層を生じるための他の改質も、PPまたはEVOHの射出成形温度を著しく変えなかった。射出装置内に維持される必要がある溶融材料の温度差が非常に小さいかまったくないので、適切な溶融流れ温度を維持することは比較的容易である。
【0075】
本発明の目的は、本発明のプレフォームの射出中に溶融材料流れの均質な流れを維持し、これによりその流れの欠損を低減または除外することにより、より容易に実現されることが見いだされた。具体的には、流れの欠損を低減または除外すると、プレフォーム層、およびそれからブロー成形される容器の均質性が向上し、付随する低下(concomitant reduction)をもたらすことが見いだされた。均質な流れは、各流れをポリマーの溶融温度よりほんの少し高い温度に維持することにより、得ることができる。例えば、ブロー成形用ポリプロピレンの場合、200〜260℃の温度が均質な流れを維持するのに役立つことが見いだされた。流れを緩慢な一定の射出速度に維持することも、それらの均質性を維持するのに役立つことが見いだされている。例えば、図12Aに図示したプレフォーム168の場合、3〜10秒の射出キャビティ充填時間が、均質な流れを提供することが見いだされた。プレフォーム168を高い圧縮比で射出することも、均質な流れの維持に役立つ。3〜3.5の圧縮比が、均質な流れの維持に有利であることが見いだされた。
【0076】
プレフォーム中のバリヤー被覆面積を最大限にするためには、射出中にバリヤー層の全体にわたる高度な制御が望ましいことも見いだされた。図12Aに図示したプレフォーム168に関して、バリヤー層174のフィニッシュ末端220を、可能な限りプレフォームフィニッシュ176の最上端222の近くに位置づけることが望ましいことが見いだされた。これは、バリヤー流頭が均一で、美しさおよび上記機能の理由からバリヤーが最上端22を突破していないことにより可能になる。当分野の技術者に公知のように、流頭の均一性は、バリヤー前縁の先頭部と該前縁の最後部の間の距離に関係する。完全に均一な流頭が通常望ましいが、これは、さまざまな流れの妨害が原因となり常に実現することはできない。結果的に、バリヤーは、他の部分ではなく、フィニッシュのどこかの部分に望ましい位置を必要とする。したがって、不揃いのバリヤー流頭は、他の部分でのバリヤー突破を防止するために、フィニッシュ176のどこかの部分にバリヤーが欠如した状態を必要としうる。一例において、フィニッシュ176の最上端222から0.100インチ(0.254cm)以内の位置にその最上端を突破していないバリヤー層174を有さない、完全なバリヤー被覆面積を得ると、得られる容器を通過するガスの移行が許容しうる量で維持される。バリヤー層の底面末端224を可能な限りプレフォーム中心軸202の近くに置いて、プレフォーム168からブロー成形される容器の底面を通過する酸素の移行を制限することも同様に望ましい。上記のように、酸素および二酸化炭素によるPPの透過性は比較的高いため、バリヤーが欠如した状態は、PPを用いた容器において、PETなど他の材料を用いた容器ほど実質的に許容されない。バリヤー層174の全体にわたる高度な制御は、当分野の技術者に公知の標準的装置および方法で維持することができる。例えば、米国特許第4554190号(その全体を本明細書中で参考として援用する)に開示されているバリヤーを折り重ねる射出(barrier fold-over injection)法が、フィニッシュ最上端222の近くにバリヤーを位置決めする能力を提供することが見いだされている。その他の考えられる射出法は、当分野の技術者により認識されるであろう。
【0077】
本発明に従ったプレフォームを形成させるために溶融材料の流れを受ける射出キャビティの状態も、該プレフォームからブロー成形される容器の曇り価の低減に役立つことができる。具体的には、プレフォームの冷却時間を、例えば射出キャビティを比較的低温で維持することにより短縮すると、PP中で球晶が成長することができる時間が限定または削減される。例えば、射出キャビティを0〜30℃の温度で維持することは、溶融材料を約3.0〜10.0秒の充填時間にわたり180〜235℃で射出する場合に、本発明のプレフォームを、PP中での球晶成長を防止するのに足る速さで冷却するのに役立つ。これに加えて、磨いた成形面を有する射出キャビティを用いることも、それからブロー成形される容器の透明化に役立つことが見いだされた。
【0078】
再加熱
PPの低い熱伝導率、高い熱容量および狭いブロープロセスウィンドウ(好ましくは125〜132℃)は、ブロー成形するためのPPプレフォームの再加熱において独特の問題を示す。図14に図示するようなPPプレフォームの公知の再加熱法は、プレフォームの外皮に赤外線を当てて、プレフォームの外皮温度Toを、標的ブロー成形温度Tbを超える温度に上昇させた後、温度Toが温度Tmaxに達したら赤外線への暴露からプレフォームを取り出すことを含む、単純な熱平衡化法(heat-equilibrate method)である。ここにおいて、温度Toがブロー成形温度Tbまで低下するとき、プレフォーム材料の残りが伝導によりブロー成形温度Tbまで上昇する。このようにして、プレフォームが均一にブロー成形温度Tbになる。図14の温度対時間の線図は、プレフォームを周囲温度から均一なブロー成形温度Tbまで加熱したときの時間にわたり、ブロー成形温度Tbについての外皮温度Toと内皮温度Tiの関係を図示している。PPプレフォームを再加熱するとき、Tmaxの上限は外層の溶融温度によってのみ束縛される。一例として、Solvay 4285 PPの溶融温度は約160℃である。溶融温度を超えると、プレフォームは変形または崩壊する可能性がある。さらに、PPがその溶融温度に達した場合、分子が解放されて、冷却により、ブロープロセス温度に達してブロー成形されたPPで見いだされる場合に比べ大きな結晶を形成する。
【0079】
PPプレフォームの再加熱に関連する問題は、例えば図11、12Aおよび12Bに図示したプレフォームの場合のように、PPの大部分を内層と外層に分ける中間層をプレフォームに加えることにより増幅される。第一に、中間層を加えると、プレフォームの外皮に向けられた赤外線の一部が、内層に達するのを妨げられる。これは、少なくとも部分的に、中間層による吸収ならびに中間層と内層および外層のそれぞれとの界面における反射および屈折に起因する。典型的な再加熱装置では赤外線がプレフォームの外皮に向けられるので、中間層を有するプレフォームの内層は、この典型的な加熱装置の赤外線から得る熱が少なくなる。したがって、内層は、外層の温度に近づくために、少なくとも部分的に外層および中間層からの熱伝導に依存しなければならない。その結果、図12Aに図示したプレフォーム168のような多層プレフォームでは、単層プレフォームに比べ、外層から内層へのより大量の熱伝導が必要になる。中間層の材料および厚さに応じて、図14に図示した2段階熱平衡化法は、外層の溶融温度より高いTmaxを必要としてもよい。
【0080】
本発明の一観点は、図15の温度対時間の線図に表した再加熱法を含意する。図15の線図は、プレフォームを、周囲温度から、好ましいPPブロー成形プロセスウィンドウの125〜132℃などの範囲であってもよいブロー成形温度Tbまで加熱したときの時間にわたり、ブロー成形温度Tbについての外皮温度Toと内皮温度Tiの関係を図示している。図15の線図は、外皮が達するべきでない溶融温度Tmeltも図示している。温度Tmaxは、当分野の技術者により認識されるように、製造元およびグレードにより変動する可能性がある。
【0081】
図15の線図に関し、本発明の再加熱法は3段階を含む。段階1は、外皮温度ToをTmelt温度未満の温度Tmax付近まで上昇させ、好ましくは安全対策のためにTmelt温度より少なくとも約10℃低い温度のままにすることを含む。段階2は、外皮温度ToをTmax付近で一定期間維持して、外層からの熱がバリヤー層を経て内層中へ、そして内層を経て内皮まで伝導するのを可能にし、図示しているように内皮温度Tiを上昇させることを含む。外皮温度Toは、完全に一定であり続けるのではなく、段階2の期間中わずかに変動すると思われる。しかしながら、外皮温度Toを段階2を通じてこの高いTmaxで維持することにより、十分な熱が外層から内層に伝導して、中間層を加えることにより遮断される赤外線が補われる。段階3は、外皮温度Toが吹込温度Tbまで低下する一方、プレフォームが吹込温度Tbで均一に落ち着くことを可能にすることを含む。各段階は、1種以上の再加熱オーブンを含むことができ、または、最終段階の場合、再加熱オーブンは必要とされなくてもよい。
【0082】
図15に図示し先に記載した方法に従ったPPプレフォームの再加熱装置の一態様において、図16は、一連の再加熱オーブン508を通り過ぎる一連のプレフォーム506を保持し運搬するためのコンベヤー504を支持するフレーム502を有する再加熱装置を図示している。一連の再加熱オーブン508は、赤外線タイプまたは当分野で公知の他のタイプの再加熱オーブンであることができる。しかしながら、赤外再加熱オーブンを説明のために図示する。当分野において標準的であるように、各プレフォーム506は、プレフォームマウント510によりコンベヤー504上に別個に保持されており、このプレフォームマウントは、対応するプレフォームのフィニッシュ部を受け入れ、プレフォームにその軸線を軸とする回転を与えて、プレフォームの外皮が、一連の再加熱オーブン508からの輻射に、プレフォームの軸線を軸として360°全体で暴露されるようにする。図15に図示するようなプレフォームの再加熱を達成するために、一連の再加熱オーブン508を番号順に配列し、必要な仕事率を設定する。例えば、図15に図示した再加熱プロセスの段階1は、図16に図示した一連の再加熱オーブン508の第一の再加熱オーブン512により達成されることができる。段階2は、第2および第3の再加熱オーブン514および516により達成されることができる。一態様において、第2および第3の再加熱オーブン514および516は、第1の再加熱オーブン512より低い仕事率設定で設定する。これは、第2および第の3オーブン514および516では、所定の温度Tmaxで温度Toを維持することのみが必要であるが、第1の再加熱オーブン512では、外皮温度を周囲温度からTmaxまで上昇させる必要があるためである。この態様において、段階3は、第4の再加熱オーブン518により達成される。一態様において、第4の再加熱オーブン518を、第2および第の3オーブン514および516より低い仕事率設定、場合によってはゼロの仕事率設定で設定して、温度ToおよびTiがTbに近づくのを可能にする。段階2は、内層温度を、少なくとも部分的に、赤外線ではなく伝導により小さな熱量差(Tmelt=160℃で、好ましいTb=128〜132℃)で上昇させなければならないため、段階2は、段階1または段階2のいずれかより長期間を必要とすると考えられる。図15に図示した再加熱プロセスを実現するために、再加熱オーブンの数とオーブンの仕事率を改変することができることも考えられる。
【0083】
必要な再加熱オーブンの数および長さ、各ベッドにおける赤外線電球の配置、および各電球の仕事率の詳細は、プレフォームのさまざまな層の具体的材料、プレフォームのさまざまな厚さおよび厚さプロフィル、ならびにそれらを昇温させる望ましいブロー成形温度により決定づけられる。以下の実施例で特定の形状および材料のプレフォームについて検討するが、本明細書中に記載する再加熱プロセスを任意の形状の単層または多層プレフォームで用いて、プレフォーム材料の溶融温度に達することなくブロー成形プロセスウィンドウ内に再加熱されたプレフォームを実現することができる。
【0084】
本発明のプレフォーム168の比較的薄いブロー部は、プレフォーム168の再加熱に必要な合計時間を2種の方法で短縮する。第1に、外層172を構成する材料をより多くプレフォーム表面に置き、直接赤外線に暴露される材料をより多くする。第2に、内皮を外皮により近づけ、熱を伝導しなければならない材料を減少させる。再加熱時間の短縮は、製造の経済性の点で有利である。
【0085】
本発明に従って構築されたプレフォームの再加熱は、単層OPPプレフォームまたは単層もしくは多層形状のPETプレフォームを再加熱するために当分野で公知の主要物に従って配列された再加熱電球の配置を用いて、達成することができる。図17は、本発明の図12Aのプレフォーム168を再加熱するための再加熱電球の配置の1種を図示している。再加熱オーブン520は、オーブン512、514、516または518の任意の1種以上を構成することができ、5個の再加熱要素522、524、526、528および530を有する。これらは、好ましくは赤外線電球であり、壁厚増大部187を有するプレフォーム168のブロー区域に沿って、図示したように配置されている。電球522、524、526、528および530は、プレフォーム168に関しその隣接部が加熱されるように位置づけられている。第1の電球522では、ネック186および肩184が輻射される。第2の電球524では、ネック186、肩184および円筒形側壁182の一部が輻射される。第3の電球526では、円筒形側壁182および底面180のごく一部が輻射される。第4の電球528は、増大した厚さt2の壁部187がほぼ独占的に輻射を受けるように位置している。第5の電球530では、図示したように、プレフォームの最先端が輻射される。
【0086】
第4の電球は、増大した厚さの領域187を輻射するためのほぼ独占的な能力を備えており、これにより、この増大した厚さの領域187の再加熱に必要な増大した輻射を、底面180の軸208におけるより薄い部分またはより薄い胴部178の温度を溶融温度より高温に上昇させることなく、提供することができる。第4の電球528は、その電球からの輻射を増大した厚さの領域187に集中させ、プレフォームの他の部分への輻射のオーバーフローを制限または防止するために、標準的な再加熱電球の配置で禁止されている(proscribed)よりプレフォームの少し近くに位置決めすることができる。
【0087】
再加熱−実施例1
一例として、図18に表すような本発明の再加熱法の一態様は、図12Aおよび13Aに図示したプレフォーム168のサイズおよび形をした一連のプレフォーム532を、図13Aに図示した容器100のサイズおよび形をした容器にブロー成形するために再加熱することを含んでいた。この実施例におけるプレフォーム168の壁厚は、図12Aおよび13Aについて上記で具体的に述べたとおりである。バリヤーは、側壁をほぼ同等の厚さの内層と外層に分離する。この実施例で再加熱されるプレフォーム168の態様では、内層および外層が、85%のSolvay 4285 PPとその中にブレンドされている15%のTymor 2E02接着剤を含んでいた。以下の実施例に用いられるバリヤー層は、Evalca F-104BW EVOHを含んでいた。
【0088】
この実施例において、再加熱オーブンは、当分野の技術者に知られるようなSidel SBO 8/16ブロー成形機からの標準的オーブンであった。ベッドの間に隙間が存在せず、それらにより運搬されるプレフォームが継続的な赤外線に暴露されるように、各ベッドを、図示したように、互いに隣り合わせに密着させて取り付けた。簡単に述べると、一連のオーブンのそれぞれは、図17に関し記載したように配置された5個の赤外線電球を含み、それぞれが、その隣接する電球から、垂直方向の中心から中心までの距離で15mmの間隔をあけていた。プレフォームは、オーブンを毎秒0.14メートルの速度で通り過ぎて、合計42秒の継続的再加熱時間にわたり運搬された。各オーブンについて、電球は以下の仕事率であった:電球1−95%;電球2−75%;電球3−35%;電球4−55%;電球5−40%。
【0089】
この実施例におけるプレフォーム520は、上記パラメーターに従って一連のオーブンを通過した後、約130℃の実質的に均一な再加熱温度を実現していた。
この実施例での各再加熱ベッドは、単純化するために同一の電球配置を含んでいたが、図15の線図で述べた主要物にほぼ従った多層プレフォームを再加熱する目的を実現するために、隣り合った加熱ベッドで電球の配置を変動させることが考えられる。
【0090】
再加熱−実施例2
あるいは、米国特許第5066222号および第5326258号(それらの全体を本明細書中で参考として援用する)に開示されている再加熱法が、再加熱実施例1に記載したプレフォームを、Solvay 4285の溶融温度の約160℃を上回ることなく、約130℃の吹込温度に再加熱しうることが見いだされた。例えば、実施例1と同様に、図13Aに関して検討した容器100のサイズおよび形をした容器にブロー成形するための、図12Aおよび13Aに関して検討したプレフォーム168のサイズおよび形をした一連のプレフォーム532。バリヤーは、側壁をほぼ同等の厚さの内層と外層に分離する。この実施例で再加熱されるプレフォーム168の態様では、内層および外層が、85%のSolvay 4285 PPとその中にブレンドされている15%のTymor 2E02接着剤を含んでいた。以下の実施例に用いられるバリヤー層は、Evalca F-104BW EVOHを含んでいた。
【0091】
この実施例において、再加熱オーブンは、当分野の技術者に知られるようなBekum RBU 225ブロー成形機からの標準的オーブンであった。ベッドの間に隙間が存在せず、それらにより運搬されるプレフォームが継続的な赤外線に暴露されるように、各ベッドを、図示したように、互いに隣り合わせに密着させて取り付けた。簡単に述べると、一連のオーブンのそれぞれは、図17に図示したように配置された5個の赤外線電球を含み、それぞれが、その隣接する電球から、垂直方向の中心から中心までの距離で15mmの間隔をあけていた。プレフォームは、オーブンを0.011m/sの速度で通り過ぎて、合計72秒の継続的再加熱時間にわたり運搬された。各オーブンについて、電球は以下の仕事率であった:電球1−65%;電球2−35%;電球3−37%;電球4−30%;電球5−67%。
【0092】
この実施例におけるプレフォームは、上記パラメーターに従って一連のオーブンを通過した後、約130℃の実質的に均一な再加熱温度を実現していた。
この実施例での各再加熱ベッドは、単純化するために同一の電球配置を含んでいたが、図15の線図で述べた主要物にほぼ従った多層プレフォームを再加熱する目的を実現するために、隣り合った加熱ベッドで電球の配置を変動させることが考えられる。
【0093】
ブロー成形
本発明に従って構築されたプレフォームのブロー成形は、PPのブロー加工ウィンドウに適応するように調整された、単層OPPならびに単層および多層PETのブロー成形について当分野で公知の標準的ブロー成形技術により達成される。PPとPETの差異、詳細には歪み硬化に必要とされる延伸量における差異により、図2に図示した容器28のウィンドウパネル44、図4Aに図示した容器62のウィンドウパネル78、図4Bに図示した容器80のウィンドウパネル96、ならびに図5、6および13Aに図示した容器100の環状リブ116などの側壁から金型キャビティ侵入部(intrusion)を通過して“移動する”材料における問題が生じる。
【0094】
そのような侵入部を有する金型キャビティで均一な厚さのPPプレフォームをブロー成形すると、材料が侵入部で捕捉されるようになることが見いだされている。その結果、プレフォームには、望ましい厚さの容器底面を成形するのに十分な材料が残らない。図12Aに関し一態様について検討した本発明のプレフォームの厚さプロフィルは、壁厚増大部187を、容器底面の接触リングになるプレフォームの部分またはその付近に置くことにより、この問題を克服する。壁厚増大部187は、プレフォームの内側に湾曲した底面に位置するので、ブロー成形中に図2、4A、4Bおよび5に図示したタイプのさまざまな侵入部と接触しない。むしろ、図12Aに図示したプレフォーム168から図5、6および13Aに図示した容器100へのブロー成形のさまざまな段階を示す図19A〜19Dに図示したように、壁厚増大部187は、これらの侵入部を回避し、底面に置かれる。壁厚増大部187における材料の体積の増大がなければ、底脚(base foot)は、容器の残りの部分と同様の厚さをした底脚を作成するのに十分な材料を有さないであろう。
【0095】
図19A〜19Dは、プレフォーム168を、プレフォーム168のフィニッシュと同一のフィニッシュ536、ネック538、肩540、環状リブ544を有する円筒形壁542、および脚548を有する底面546を有する金型キャビティ534に合致するように膨張させる、さまざまな段階を図示している。図19Aは、金型キャビティ534内に収容されたプレフォーム168を図示しており、以下に記載する本発明の延伸ロッド550の一態様がプレフォーム168の底面180と接触している。プレフォーム168は、適切なブロー成形温度に再加熱されている。図19Bは、軸方向に延伸したプレフォーム168を有する延伸ロッド550を図示しており、吹込空気がプレフォーム168の膨張を開始している。図19Cは、金型キャビティの円筒形壁542に対して膨張したプレフォームの円筒形壁と、金型キャビティの脚548中に吹込まれて容器の脚を形成するように位置づけられたプレフォームの壁厚増大部187を図示している。図19Dは、金型キャビティ534に合致して得られた容器100と、キャビティ534からの容器100の排除および次のブロー成形用プレフォームの収容に備えて金型キャビティ外に引き戻された遠心ロッド550を図示している。図19A〜19Dに見ることができるように、壁厚増大部187はプレフォーム168の中心軸208に近接し、同様にキャビティ534の底面546に近接しているため、プレフォーム168の底面180における増大した厚さt2の壁部187は、侵入している環状リブ116と接触しない。むしろ、増大した厚さt2の壁部187は、得られる容器100の底面106が補強されるように、キャビティ底面546の脚548およびその周囲に位置づけられる。このようにして、本発明のプレフォームの厚さプロフィルは、金型キャビティ内で移動するPPに伴う問題を克服した。プレフォーム壁厚の変動にかかわらず、得られる容器100は、胴部104および底面106の全体にわたり比較的一定の厚さを含む。
【0096】
特定の一般的なブロー成形プロセスパラメーターが、上記プレフォーム168からの本発明の目的と一致した容器100の成形を促進することも見いだされた。例えば、図12Aおよび13Aのプレフォームを図13Aに図示した容器にブロー成形する場合、プレフォームは半径方向の拡大をほとんど必要としないので、予備ブローが必要ない。
【0097】
ブロー成形の実施例1
一態様において、Bekum RBU225ブロー成形機を用いて、図12Aおよび13Aに図示したタイプであり、その中で述べている寸法を有するバリヤーPPプレフォームを、ブロー成形した。このプレフォームを、米国特許第5066222号および第5326258号に記載されている方法を用いて、標準的Bekum再加熱オーブンで、プレフォームのブロー部全体にわたり約128〜132℃の範囲にある温度まで再加熱した。プレフォームを、図6および13Aに図示した形状であり、それらの図に関連して検討した好ましい寸法を有する容器にブロー成形した。これは、約11bar(159.5psi)の吹込空気圧で、かつ、吹込空気の開始と、延伸ロッドを用いたプレフォームの軸方向への伸長の開始との間に遅延がない状態で、達成された。吹込空気は2.5秒間保持した。
【0098】
得られた容器は、胴部および底面の全体にわたり0.025インチ(0.0635cm)〜0.033インチ(0.0838cm)の厚さを含んでいた。
延伸ロッド
本発明に従って構築したプレフォームは、高温までそのまま昇温させた場合、標準的構築の延伸ロッドを用いた商業的生産頻度での継続的ブロー成形を受けて、同ロッドに接着する傾向にありうる。図20は、標準的先端を有する標準的延伸ロッド552でのこの接着の結果を図示している。図20に図示するように、延伸ロッド552がブロー成形容器556のゲート領域554で強化PPに接着すると、次の成形用プレフォームを受ける金型に備えて金型キャビティ558から延伸ロッド552が退くときに、その延伸ロッド552は、得られる容器556のゲート領域554を容器556の体積の方向に引き戻す。変形した容器のゲート領域554により容器556の底面は弱くなり、その容器は商業的用途での欠陥品になる。得られる美しさの点からも、容器556は欠陥品となる。
【0099】
プレフォームと標準的延伸ロッド、例えば延伸ロッド552との接着は、延伸ロッドがPPの吹込温度に近づくと起こる傾向にあると考えられる。一態様において、粘着は、約131℃の吹込温度での継続的ブロー成形後に開始することが見いだされた。高頻度で容器をブロー成形すると、サイクル間に標準的延伸ロッドを冷却する時間が不十分になる。連続運転の後、標準的延伸ロッド552、もっとも重要なことには延伸ロッド先端は、プレフォームから延伸ロッドに熱が伝導および対流により移動するので、PPのブロー成形温度に近づく。所定のプレフォーム温度および所定の成形頻度に関し、任意の所定の延伸ロッドにより到達される温度を、本明細書中では延伸ロッドの定常状態温度とよぶ。
【0100】
一例として、85%のSolvay 4285 PPとこれにグラフトしている15%のTymor 2E02接着剤で構築された120個の連続したプレフォームをブロー成形するBekum RBU225ブロー成形機に標準鋼製18mm延伸ロッドを用いたときに、接着が見られた。このとき、プレフォームは約130〜132℃の温度に再加熱された。プレフォームの再加熱温度を下げると、この延伸ロッドの定常状態温度は低下するが、これにより底面でPP鎖の破損も起こり、その構造強度が低下しうる。極端な場合、プレフォームのブロー成形温度を下げると、軸方向の延長中に延伸ロッドがプレフォームを破壊する可能性がある。歪み硬化も影響を受ける。
【0101】
本発明の延伸ロッドは、部分的にアルミニウムなどの高い熱伝導率を有する材料で構成されることにより、PPのブロー成形温度より十分に低い定常状態温度を維持して、粘着を防止する。これに加えて、延伸ロッド先端のサイズを増大させると、その表面積が増大し、したがって延伸ロッド先端を冷却する対流の速度が速くなる。先端部背面(すなわち、プレフォームに接触しない側)の表面積が、その表面積と、したがってその対流速度を増大させるために、1種以上の特徴を備えていてもよい。一態様において、図21は、マッシュルームタイプの先端562を有する本発明の延伸ロッド560を図示している。マッシュルームタイプの先端562は、図22Aおよび22Bにも図示している。先端562は丸く、その軸線564に関して対称である。先端562は、延伸ロッド560にねじ込むためのねじ込み付属インサート566と、ディスク568とを含む。ディスク568は、弓状延伸表面570、環状壁572および背面574を含む。弓状延伸表面570は、これが接触を持つことになるプレフォーム表面の湾曲に近い湾曲の半径を有するように構築されている。本発明の一態様において、図12Aのプレフォーム168を延伸するために用いられるプレフォーム先端562は、プレフォーム168の外径が2.48インチ(6.30cm)である場合、0.985インチ(2.50cm)の外径を有する。背面574は、背面の表面積を増大させ、これに付随する先端562からの熱対流の潜在的速度における増大を提供するために、多くの孔576を備えていてもよい。孔576は、環状壁572と、背面574および延伸ロッド560の界面の輪郭578との間で、背面574の全体に分散している。先端背面574の表面積を増大させる他の方法も考えられる。例えば、ひれ(図示していない)を、背面574から延長するように設計してもよく、または溝(図示していない)を背面に入れてもよい。背面574の表面積を増大させるためのその他の形状は、当分野の技術者により認識されるであろう。
【0102】
延伸表面570が大きいと、延伸ロッド先端562に直接接触するプレフォームの部分における応力が小さくなることも見いだされた。これにより、プレフォーム材料の破損は減少する。
【0103】
一態様において、延伸ロッド先端562は、プレフォームのバリヤー層中に孔がある場合、プレフォームのゲートにおけるこの孔より大きい。延伸ロッド先端562が、バリヤー層の少なくとも底面末端に直接隣接するプレフォーム内層の部分と直接接触する場合、延伸ロッド先端562は、バリヤー層と内層および外層との間の接着力に依存せず、それ自体がバリヤー層に軸方向の延長を付与して、延伸ロッド先端562から力を伝達させると考えられる。
【0104】
曇り価
構造剛性およびバリヤー保護に加えて、本発明の容器は、低い曇り価を有する。曇り価は、試験片の通過において、前方散乱によって平均0.044rad(2.5°)より大きくずれる光全体のパーセンテージとして定義される。ボトルの曇り価を得るための好ましい試験は、1995 Annual Book of ASTM Standardsの第8.01巻に定義されているASTM法 D-1003である。PPの延伸は、射出成形されたプレフォームを構成する半結晶質材料中に見いだされる結晶を破壊すると考えられる。結晶のサイズが前記材料の層中で小さくなると、該層により散乱される光の量は減少する。透明化剤を含む非晶質PP中のPP結晶のサイズは、透明化剤を含まない非晶質PP中の結晶より小さいが、結晶サイズの低減は延伸の結果として透明化PP(clarified PP)でも起こるであろう。一態様において、本発明の容器は、その側壁において約20%未満の曇り価を有する。その他の態様において、ボトルは、少なくともその側壁において10〜12%の曇り価を有する。
【0105】
容器のフィニッシュは、そこでは延伸が起こらないので、側壁より高い曇り価を有することを、当分野の技術者なら理解するであろう。同様に、容器底面の真ん中は、そこでは通常わずかな延伸しか起こらないので、側壁より高い曇り価を有する。延伸が提供されない(フィニッシュのように)またはわずかな延伸が提供される(底面のように)これらの容器部分は、その非透明化部分より透明であると有利である。
【0106】
曇り価の実施例1
一例として、85重量%の量のSolvay 4285および15重量%の量のTymor 2E02を含み0.025〜0.028インチの全体的壁厚を有する強化PP層を有し、約0.0015の厚さを有するEvalca F104BW EVOHを含むバリヤー層を有する、図13Aに図示し本明細書中に記載した形状の容器を、図12Aに図示したプレフォームから約128℃のブロープロセス温度でブロー成形して、胴部において約20%未満の曇り価を有する容器を形成させた。
【0107】
曇り価の実施例2
90重量%の量のSolvay 4285および10重量%の量のTymor 2E02を含み0.025〜0.028インチの全体的壁厚を有する強化PP層を有し、約0.0015インチの厚さを有するEvalca F104BW EVOHを含むバリヤー層を有する、図13Aに図示し本明細書中に記載した形状の容器を、図12Aに図示したプレフォームから約128℃のブロープロセス温度でブロー成形して、胴部において約20%未満の曇り価を有する容器を形成させた。
【0108】
曇り価の実施例3
85重量%の量のSolvay 4285および15重量%の量のTymor 2E04を含み0.025〜0.028インチの全体的壁厚を有する強化PP層を有し、約0.0015インチの厚さを有するEvalca F104BW EVOHを含むバリヤー層を有する、図13Aに図示し本明細書中に記載した形状の容器を、図12Aに図示したプレフォームから約128℃のブロープロセス温度でブロー成形して、胴部において約20%未満の曇り価を有する容器を形成させた。
【0109】
曇り価の実施例4
90重量%の量のSolvay 4285および10重量%の量のTymor 2E04を含み0.025〜0.028インチの全体的壁厚を有する強化PP層を有し、約0.0015インチの厚さを有するEvalca F104BW EVOHを含むバリヤー層を含有する、図13Aに図示し本明細書中に記載した形状の容器を、図12Aに図示したプレフォームから約128℃のブロープロセス温度でブロー成形して、胴部において約20%未満の曇り価を有する容器を形成させた。
【0110】
曇り価の実施例5
95重量%の量のSolvay 4285および5重量%の量のFusabond 353Dを含み0.025〜0.028インチの全体的壁厚を有する強化PP層を有し、約0.0015インチの厚さを有するEvalca F104BW EVOHを含むバリヤー層を有する、図13Aに図示し本明細書中に記載した形状の容器を、図12Aに図示したプレフォームから約128℃のブロープロセス温度でブロー成形して、胴部において約15%未満の曇り価を有する容器を形成させた。
【0111】
曇り価の実施例6
97重量%の量のSolvay 4285および3重量%の量のFusabond 353Dを含み0.025〜0.028インチの全体的壁厚を有する強化PP層を有し、約0.0015インチの厚さを有するEvalca F104BW EVOHを含むバリヤー層を有する、図13Aに図示し本明細書中に記載した形状の容器を、図12Aに図示したプレフォームから約128℃のブロープロセス温度でブロー成形して、胴部において約15%未満の曇り価を有する容器を形成させた。
【0112】
容器構築体の実施例
強化PP層/非強化バリヤー層
基材ポリプロピレンにブレンドされる接着剤の量は、接着剤の無水マレイン酸濃度に依存する。他の濃度が考えられるが、典型的には、得られる強化PPが該強化PPの約0.01重量%〜0.20重量%の無水マレイン酸含量を有するのに十分な接着剤をPPに加えなければならないことが見いだされた。例えば:0.15%の無水マレイン酸を含有する10%の接着剤は、0.015重量%の無水マレイン酸含量を提供する。上記のように、用いた無水マレイン酸または他の接着剤のパーセンテージが高いほど、バリヤー層は良好に構造層に接着する。
【0113】
以下は、強化PP層および非強化バリヤー層を有すると考えられる構造体の代表例である。
構築体の実施例1
約85%のPPおよびその中にブレンドされた15%の接着剤を含有する強化PPから作成された内層および外層と、その内層および外層の間のバリヤー層とを有する3層の射出成形したプレフォームを作成した。PPはSolvay 4285であった。接着剤はTymor 2E02であった。バリヤー層はEvalca LCE-105A EVOH(44%のエチレン含量を有する)であった。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、約15〜20ミルの厚さを有する容器区域で測定して約10〜12%の曇り価を有する実質的に透明な容器を形成させた。
【0114】
構築体の実施例2
内層および外層におけるPPおよび接着剤のパーセンテージが、90%のPPおよびその中にブレンドされた10%の接着剤であった点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、約15〜20ミルの厚さを有する容器区域で測定して約10〜12%の曇り価を有する実質的に透明な容器を形成させた。
【0115】
構築体の実施例3
層を管として一緒に押出した後、この管をブロー成形して容器を形成させる同時押出ブロー成形法により、3層容器を作成した。内層および外層は、約90%のPPおよびその中にブレンドされた10%の接着剤を含有する強化PPから作成した。PPはMontel SR256Mであった。接着剤はTymor 2E02であった。バリヤー層はEvalca LCE-105A EVOHで構成されていた。
【0116】
構築体の実施例4
用いたEVOHがEvalca LCF-104AW(32%のエチレン含量を有する)であった点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0117】
構築体の実施例5
用いたEVOHがEvalca LCL 101A(27%のエチレン含量を有する)であった点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0118】
構築体の実施例6
用いたEVOHがNippon Gohsei Soarnol DC3203であった点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、実質的に低曇り価の容器を形成させた。
【0119】
構築体の実施例7
バリヤー材料がMitsubishiのMXD6-6121ナイロンで構成されていた点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
構築体の実施例8
PPがFina 7426MZであった点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0120】
構築体の実施例9
PPがMontel SR256Mであった点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0121】
構築体の実施例10
内層および外層が100%のMitsui Admer QB510Aであった点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0122】
構築体の実施例11
内層および外層におけるPPおよび接着剤のパーセンテージが90%のPPおよびその中にブレンドされた10%の接着剤で構成されており、PPがSolvay 4285、接着剤がDuPont Bynell 50E571、EVOHがEvalca LC-E105であった点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0123】
構築体の実施例12
EVOHがEvalca F104BWであった点を除き、実施例11のとおりに3層プレフォームを射出成形した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0124】
構築体の実施例13
PPがAmoco 8649-Xであり、接着剤がTymor 2E02であり、EVOHがEvalca LC-E105であった点を除き、実施例11のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0125】
構築体の実施例14
PPがAmoco 8649-Xであり、接着剤がTymor 2E02であり、EVOHがEvalca F104BWであった点を除き、実施例11のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0126】
構築体の実施例15
EVOHがEvalca LC-E105であった点を除き、実施例2のとおりに3層プレフォームを射出成形した。中間層の接着が得られた。容器のブロー成形は行わなかった。
【0127】
構築体の実施例16
PPがMontel X-11651であり、EVOHがEvalca F104BWであった点を除き、実施例2のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0128】
構築体の実施例17
内層および外層が80%のPP、10%の接着剤および10%のEVOHで構成されていた点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。PPはSolvay 4285であった。EVOHはEvalca F104BWであった。接着剤はDuPont Bynell 50E571であった。中間層の接着が得られた。容器のブロー成形は行わなかった。
【0129】
構築体の実施例18
EVOHがEvalca 104BWであった点を除き、実施例1のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0130】
構築体の実施例19
接着剤がTymor 2E04であった点を除き、実施例18のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0131】
構築体の実施例20
EVOHがEvalca XEP-561であった点を除き、実施例19のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0132】
構築体の実施例21
EVOHがEvalca XEP-719であった点を除き、実施例19のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0133】
構築体の実施例22
EVOHがEvalca XEP-721であった点を除き、実施例19のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0134】
構築体の実施例23
EVOHがEvalca ETC-127であった点を除き、実施例19のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0135】
構築体の実施例24
EVOHがSoarusD2908であった点を除き、実施例19のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0136】
構築体の実施例25
EVOHがSoarus SG430であった点を除き、実施例19のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0137】
構築体の実施例26
バリヤー材料がGrivory G21ナイロンであった点を除き、実施例19のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0138】
構築体の実施例27
バリヤー材料がMitsubishi MxD6タイプ6001ナイロンであった点を除き、実施例19のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0139】
構築体の実施例28
約90%のPPおよびその中にブレンドされた10%の接着剤を含有する強化PPから作成された内層および外層と、その内層および外層の間のバリヤー層とを有するように、3層プレフォームを射出成形した。PPはSolvay 4285であった。接着剤はTymor 2E07-3であった。バリヤー層はEvalca F-104BW EVOHであった。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低い曇り価を有する実質的に透明な容器を形成させた。
【0140】
構築体の実施例29
約95%のPPおよびその中にブレンドされた5%の接着剤を含有する強化PPから作成された内層および外層と、その内層および外層の間のバリヤー層とを有するように、3層プレフォームを射出成形した。PPはSolvay 4285であった。接着剤はFusabond 353Dであった。バリヤー層はEvalca F-104BW EVOHであった。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低い曇り価を有する実質的に透明な容器を形成させた。
【0141】
構築体の実施例30
バリヤー層がEvalca ETC-127 EVOHであった点を除き、実施例29のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0142】
構築体の実施例31
接着剤がFusabond 411Dであった点を除き、実施例29のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0143】
構築体の実施例32
接着剤がFusabond 536Dであった点を除き、実施例29のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0144】
構築体の実施例33
バリヤー層が22X17-5であり、Fusabond 353D接着剤が強化PP層中に約2%の量で存在する一方Solvay 4285 PPが約98%の量で存在していた点を除き、実施例29のとおりに3層プレフォームを射出成形した。そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0145】
上記実施例1〜14、16および18〜33で実現したボトルは、低い曇り価および良好な強度を示し、二酸化炭素、酸素および水分に対するバリヤーを提供する。
非強化PP層/強化バリヤー層
以下は、強化バリヤー層および非強化構造層を有すると考えられる構造体の代表例である。
【0146】
構築体の実施例34
100%のSolvay 4285 PPから作成された内層および外層と、その内層および外層の間のバリヤー層とを有する3層プレフォームを射出成形した。バリヤー層は100%のEvalca XEP403樹脂から作成した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0147】
構築体の実施例35
構造層に用いたPPがFina 7426MZであり、バリヤー層が、100ppmのコバルトを有するEvalca XEP403 EVOHで構成されていた点を除き、実施例1のとおりにプレフォームを作成した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0148】
構築体の実施例36
構造層に用いたPPがFina 7635XM Clear Polypropyleneであった点を除き、実施例1のとおりにプレフォームを作成した。
【0149】
構築体の実施例37
バリヤー層が98%のEvalca F-104BW EVOHおよびその中にブレンドされた2%のFusabond 353Dで構成されていた点を除き、実施例1のとおりにプレフォームを作成した。次に、そのプレフォームを延伸ブロー成形して、低曇り価の容器を形成させた。
【0150】
上記実施例34〜37で作成したボトルは、低い曇り価、良好な強度、ならびに二酸化炭素、酸素および水分に対するバリヤー保護を示した。
強化PP層/強化バリヤー層
構築体の実施例38
95%のSolvay 4285 PPおよびその中にブレンドされた5%のTymor 2E02を含む強化構造層を有する3層プレフォームを射出成形した。強化バリヤー層は、50%のEvalca F104BW EVOHおよびその中にブレンドされた50%のTymor 2E02を含んでいた。そのプレフォームは、優れた中間層の接着を示した。容器のブロー成形は行わなかった。
【図面の簡単な説明】
【0151】
【図1】本発明に従った容器1種の透視図である。
【図2】本発明に従った他の容器の透視図である。
【図3】本発明に従ったさらに他の容器の透視図である。
【図4A】本発明に従ったさらに他の容器の透視図である。
【図4B】本発明に従った別の容器の透視図である。
【図5】本発明に従ったさらに別の容器の透視図である。
【図6】図5の容器の、軸線を通る垂直方向の横断面図である。
【図7】図6の横断面図からの抜粋である。
【図8】本発明に従って構築された代替的な壁の横断面図の抜粋である。
【図9】本発明に従った他の代替的な壁構築体の横断面図の抜粋である。
【図10】本発明に従ったさらに他の代替的な壁構築体の横断面図の抜粋である。
【図11】本発明に従って構築されたプレフォームの、軸線を通る垂直方向の横断面図である。
【図12A】本発明に従って構築された他のプレフォームの、軸線を通る垂直方向の横断面図である。
【図12B】本発明に従って構築されたさらに他のプレフォームの、軸線を通る垂直方向の横断面図である。
【図13A】図6の容器の横断面図上に図12Aのプレフォームの横断面図をかぶせた図である。
【図13B】図6の容器の横断面図上に、図6の容器を延伸ブロー成形するための標準主要物に従って構築されたPETプレフォームの横断面図をかぶせた図である。
【図14】従来技術に従った単層PPプレフォームの加熱に関する温度−時間の線図である。
【図15】本発明の一態様に従った単層または多層PPプレフォームの加熱に関する温度−時間の線図である。
【図16】本発明の一態様に従ったPPプレフォームを加熱するための加熱装置の上部側面図(top-side elevational view)である。
【図17】図16の装置の横断面図である。
【図18】本発明の一態様に従ったPPプレフォームを加熱するための他の加熱装置の上面図(overhead view)である。
【図19A】図12Aのプレフォームから図6の容器へのブロー成形の進行段階を示す図である。
【図19B】図12Aのプレフォームから図6の容器へのブロー成形の進行段階を示す図である。
【図19C】図12Aのプレフォームから図6の容器へのブロー成形の進行段階を示す図である。
【図19D】図12Aのプレフォームから図6の容器へのブロー成形の進行段階を示す図である。
【図20】ブロー成形容器を変形させる従来技術の延伸ロッドを示す図である。
【図21】本発明の延伸ロッドの一態様を示す図である。
【図22A】図21に示した延伸ロッド先端の背面の側面図である。
【図22B】図21に示した延伸ロッド先端の横断面図である。
Claims (50)
- 多層容器であって、
容器の最外層を定義し、ポリプロピレンを含む第1の層;および
バリヤー材料を含み、前記第1の層に直接結合している第2の層
を含み、
前記第1および第2の層の少なくとも一方がさらに、最高約0.20重量%の量でその中に組み込まれている接着剤を含む、
前記多層容器。 - 前記第1の層が最高約0.03重量%の接着剤を含む、請求項1に記載の容器。
- 接着剤が無水マレイン酸である、請求項2に記載の容器。
- 前記バリヤー材料がEVOHを含む、請求項1に記載の容器。
- 前記容器が、約0.015インチを超える全体的厚さを有する容器区域で測定して約29%未満の曇り価を有する、請求項1に記載の容器。
- 約0.015インチを超える全体的厚さを有する容器区域で測定して約10%〜12%の曇り価を有する、請求項1に記載の容器。
- 多層容器であって、
容器の最内層を定義し、ポリプロピレンを含む第1の層;および
バリヤー材料を含み、前記第1の層に直接結合している第2の層
を含み、
前記第1および第2の層の少なくとも一方がさらに、最高約0.20重量%の量でその中に組み込まれている接着剤を含む、
前記多層容器。 - 前記第1の層が最高約0.03重量%の接着剤を含む、請求項7に記載の容器。
- 接着剤が無水マレイン酸である、請求項8に記載の容器。
- 前記バリヤー材料がEVOHを含む、請求項7に記載の容器。
- 前記容器が、約0.015インチを超える全体的厚さを有する容器区域で測定して約29%未満の曇り価を有する、請求項7に記載の容器。
- 約0.015インチを超える全体的厚さを有する容器区域で測定して約10%〜12%の曇り価を有する、請求項7に記載の容器。
- 延伸ブロー成形多層容器であって、
ポリプロピレンを有する第1の層;および
バリヤー材料を含み、第1の層に直接結合している第2の層
を含み、
該容器が、少なくとも0.015インチの全体的壁厚を有する容器区域で約29%未満の曇り価を有する、
前記延伸ブロー成形多層容器。 - 曇り価が約12%未満である、請求項13に記載の容器。
- 再加熱延伸ブロー成形により製造される、請求項13に記載の容器。
- さらに、ポリプロピレンを有し第1の層の反対側で第2の層に直接結合している第3の層を含む、請求項13に記載の容器。
- バリヤー材料がEVOHである、請求項13に記載の容器。
- 第1および第3の層の少なくとも一方がさらに、第2の層への第1および第3の層の結合を促進するための結合剤を含む、請求項13に記載の容器。
- 多層容器であって、
容器の最内層を定義し、バリヤー材料を含む第1の層;
第1の層に直接隣接し、ポリプロピレンおよび接着剤を含む第2の層;および
第2の層に直接隣接し、バリヤー材料を含む第3の層
を含む前記の多層容器。 - さらに、容器の最外層を定義しポリプロピレンを含む第4の層を含む、請求項19に記載の容器。
- さらに、第3の層と第4の層の間に別個の接着剤層を含む、請求項20に記載の容器。
- さらに、第3および第4の層の間に粉砕再生材料層を含む、請求項20に記載の容器。
- 接着剤が無水マレイン酸を含む、請求項19に記載の容器。
- 無水マレイン酸が最高0.03重量%の量で第2の層に存在する、請求項22に記載の容器。
- ポリプロピレンを含み、フィニッシュ、フィニッシュから伸長しているネック、ネックから伸長している側壁、および側壁から伸長している底面を有する容器を再加熱延伸ブロー成形するための射出成形したプレフォームであって、該プレフォームが、支持フランジを有するフィニッシュと、支持フランジから伸長しているネック、ネックから伸長している側壁、およびブロー区域を閉じている底面を有するプレフォームブロー区域とを含み、該プレフォーム側壁が、容器側壁の厚さの少なくとも2.3倍の厚さを有する、前記射出成形したプレフォーム。
- プレフォーム側壁が、容器側壁の厚さの少なくとも2.5倍の厚さを有する、請求項24に記載のプレフォーム。
- プレフォーム側壁が、容器側壁の厚さの少なくとも2.7倍の厚さを有する、請求項24に記載のプレフォーム。
- プレフォーム側壁の平均厚さが、容器側壁の平均厚さの少なくとも2.5倍である、請求項24に記載のプレフォーム。
- プレフォーム側壁の厚さが0.074〜0.120インチで変動し、容器側壁の厚さが0.0250.032インチである、請求項24に記載のプレフォーム。
- 容器を生産するための半径方向の平均延伸比が約4.5:1より小さい、請求項24に記載のプレフォーム。
- 容器を生産するための半径方向の平均延伸比が約1.5:1〜4.5:1である、請求項24に記載のプレフォーム。
- プレフォームが少なくとも90%のポリプロピレンを含む、請求項24に記載のプレフォーム。
- ポリプロピレンを含む容器を延伸ブロー成形するための射出成形したプレフォームであって、該プレフォームが、軸線を定義しかつ支持フランジを有するフィニッシュと、支持フランジから伸長しているネック、ネックから伸長している側壁、およびブロー区域を閉じている底面を含むプレフォームブロー区域とを含み、該底面が、ブロー区域の他のすべての部分より大きい厚さを定義する増大した厚さの部分を有し、側壁の下部末端および底面が、プレフォーム軸線の方へ内側に向いている、前記射出成形したプレフォーム。
- 底面部分が、増大した厚さの底面部分からプレフォーム軸線まで薄くなっていく、請求項32に記載のプレフォーム。
- 側壁が、ネックから底面まで厚さにおいて増大していく、請求項32に記載のプレフォーム。
- 中間バリヤー層を含む、請求項32に記載のプレフォーム。
- プレフォームが少なくとも90%のポリプロピレンを含む、請求項32に記載のプレフォーム。
- ポリプロピレンを含み、フィニッシュ、フィニッシュから伸長しているネック、ネックから伸長している側壁、および側壁から伸長している底面を有する容器を延伸ブロー成形するための射出成形したプレフォームであって、該プレフォームが、支持フランジを有するフィニッシュと、支持フランジから伸長しているネック、ネックから伸長している側壁、およびブロー区域を閉じている底面を有するプレフォームブロー区域とを含み、該プレフォームが、容器を生産するための約4.5:1より小さい半径方向の平均延伸比を促進する、前記射出成形したプレフォーム。
- 容器を生産するための半径方向の平均延伸比が約1.5:1〜4.5:1である、請求項36に記載のプレフォーム。
- プレフォームが少なくとも90%のポリプロピレンを含む、請求項36に記載のプレフォーム。
- 容器を生産するための軸方向の延伸比が約1.6:1より小さい、請求項36に記載のプレフォーム。
- 軸線を定義し、フィニッシュと、フィニッシュから伸長しているネック、ネックから伸長している側壁、およびブロー区域を閉じている底面を含むプレフォームブロー区域とを含むプレフォームを延伸ブロー成形するためのプレフォームの再加熱法であって、該底面が、ブロー区域の他のすべての部分より大きい厚さを定義する増大した厚さの部分を有し、該再加熱法が、プレフォームブロー部を複数の再加熱電球に暴露して、プレフォームブロー部の温度を上昇させることを含み、増大した厚さのプレフォーム底面部分の外皮が、実質的に1個の電球のみによる加熱線に暴露されている、前記再加熱法。
- 加熱線が赤外加熱線である、請求項40に記載の方法。
- プレフォームがポリプロピレンを含む、請求項40に記載の方法。
- プレフォームが少なくとも90%のポリプロピレンを含む、請求項42に記載の方法。
- 細長いロッドと、細長いロッドの末端に固定された先端とを含む延伸ブロー成形用延伸ロッドであって、該先端が、背面、およびプレフォームとかみ合わせるための弓状の延伸表面を定義し、該背面が、先端背面の表面積を増大させるための表面変形を含む、前記延伸ブロー成形用延伸ロッド。
- 表面変形が、先端背面により定義される孔を含む、請求項44に記載の延伸ロッド。
- 表面変形が、先端背面により定義される溝を含む、請求項44に記載の延伸ロッド。
- 表面変形が、先端背面から伸長しているひれを含む、請求項44に記載の延伸ロッド。
- 先端が軸線に関して環状である、請求項44に記載の延伸ロッド。
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