JP2021193039A - 炭酸飲料包装体用の軽量なベース - Google Patents

Abstract

【課題】炭酸飲料の包装に使用される容器ベース設計およびベース設計を組み込む新しい容器であって、良好な応力亀裂性能などの改良された物理的および機械的特性が達成され得る一方で、改善された軽量性および潜在的なコスト節減が達成され得る容器を提供する。【解決手段】炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器用の軽量なベースは、ａ）約２２００〜約３４００ｍｍ２／ｇである面積／重量比、ｂ）約０．９０〜約１．３０である重量パーセンテージ／面積パーセンテージ比、ｃ）１０％超または約１０％である、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定された第１のパーセント（％）結晶化度、ｄ）側壁結晶化度の少なくとも７０％または約７０％である、ゲートから１５ｍｍの距離で測定された第２のパーセント（％）結晶化度、ｅ）少なくとも６５％である、ゲート直径の周りで測定されたパーセント（％）トランス含有量、及びｆ）３．５未満または約３．５の厚さ比によって特徴付けられる、軽量なベース。【選択図】図６

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年８月１日出願の米国仮特許出願第６２／０３２，４２８号の優先権の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に援用される。

技術分野
本開示は、飲料包装体に軽量な特性をもたらすのを支援する、炭酸飲料包装体用のベースに関する。

背景
ポリエチレンテレフタレート、すなわち「ＰＥＴ」ポリマーおよびコポリマーは、一般的に機械的特性および気体遮断性が良好であるため、例えば水、ジュース、炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）などの飲料のボトルを製造するために広く使用されている。これまでに容器設計が改善されており、ますます軽量にかつ手頃な価格になるように最適にされてきた。そのようなボトルは、従来、延伸ブロー成形プロセスを使用して準備される。延伸ブロー成形は、まず、所望の最終的なボトルの形状およびサイズならびにＰＥＴポリマー特性に従って設計されたプリフォーム射出成形金型へＰＥＴ樹脂を射出することを含む。続いて、プリフォームが延伸ブロー成形され、ここでは、加熱されたプリフォームがブローされ、かつ圧縮空気および軸延伸ロッドを使用して最終的な容器の形状に延伸される。

ＣＳＤボトルの性能、機械的特性、および延伸ブロー成形プロセスに関する場合の容器設計における１つの顕著な特徴は、例えば、ボトルベースの設計である。ベース設計は、例えば、ボトルの軽量化を成功させる能力にかなりの程度まで影響を及ぼすことが分かっている。ベース設計はまた、応力亀裂性能および他の特徴などのボトルの性能に影響を及ぼす。ベース設計はまた、ボトルの所望の物理的なロバストネスを改善し、かつ延伸ブロー成形プロセスの期間中のボトルの完全性の維持などの加工上の特徴を高め得る。

そのため、軽量性も改善できかつ軽量なボトルを可能にして、良好な応力亀裂性能と、良好な落下破損性能と、他の特徴とを達成する改良型のボトルおよびベース設計が必要とされる。そのサイズに関わらず、ボトルの所望の物理的なロバストネスを全体的に改善し、かつ様々なＰＥＴ樹脂組成物と一緒に使用されるときに加工上の特徴を高めることができるベース設計も対象である。そのような新しいボトル設計および方法がまた、ＰＥＴ樹脂製容器に加えて、ナイロンおよびナイロンブレンドなどの様々な容器ポリマーに適用可能であり得ると好ましいであろう。

発明の概要
本開示は、概して、良好な応力亀裂性能などの改良された物理的および機械的特性を提供する一方で、改善された軽量性および潜在的なコスト節減を達成する、炭酸飲料の包装に使用される新しい容器、方法および容器ベース設計を提供する。特定のベースおよび容器設計および方法は、炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器に特に適用可能であり、かつ５リットル未満の任意のサイズの容器と一緒に使用され得る。さらに、本明細書で開示するＣＳＤ容器ベース設計および特性は、花弁状ベース、シャンパンベース、または任意の自立ベースの設計への適用である。

軽量な設計にもかかわらず、開示される容器ベースはまた、一般的に、現在の先行技術のボトルの吹込成形機に見られる高吹込成形速度（high operating output speeds）での生産に好適である。本開示によるブロー成形ボトルに見られ得る他の構造的および機能的特徴は、可能な限り最も軽い重量を使用してボトルを製作することを含む、著しく軽量な設計を成功させるベース設計を含む。開示されるＣＳＤボトルベースはまた、本明細書で開示する設計パラメータに基づいて製作されると、熱安定性試験後に、落下破損に対する良好な耐性、応力亀裂抵抗、および良好なベースクリアランスを有する。

そのため、本開示はまた、幾つかある特徴のなかでも特に、結晶化度、軽量性、応力亀裂性能、および物理的性能を改善できるボトル用のベースおよび方法について説明する。特に、本明細書では、炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器用のベースが開示されており、このベースは、花弁状ベースまたはシャンパンベースの設計の形態を含み、ベースは、以下の特徴：
ａ）約２２００〜約３４００ｍｍ^２／ｇである面積／重量比（Ａ／Ｗ）；
ｂ）約０．９〜約１．３である重量パーセンテージ／面積パーセンテージ比（Ｗ％／Ａ％）；
ｃ）１０％超または約１０％である、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定された第１のパーセント（％）結晶化度；
ｄ）側壁結晶化度の少なくとも７０％または約７０％である、ゲートから１５ｍｍ超または約１５ｍｍの距離で測定された第２のパーセント（％）結晶化度；
ｅ）少なくとも６５％または約６５％である、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定されたパーセント（％）トランス含有量；および／または
ｆ）３．５未満または約３．５の厚さ比（厚さ比は、ゲートから１０ミリメートルの厚さによって除算される、ゲートから５ｍｍの厚さである）
によって特徴付けられる。

容器ベースの物理的性能の低下の具体的なおよび予想外の原因が解明されており、これらの問題を克服する方法が発見されている。本開示によるボトルベースは、これらの特徴の全てを有し得、および典型的には有するが、ボトルベースはまた、一般的に、これらの列挙された特徴のうちの少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つまたは少なくとも５つを有し得る。別の態様では、本開示によるボトルベースは、これらの特徴を全て有し得、および典型的には有するが、ボトルベースはまた、一般的に、上述のこれらの特徴のうちの２つ、３つ、４つ、５つ、または全てを有し得る。

これらのおよび他の態様および実施形態は、以下の説明および図面に提示される。

図面の簡単な説明
本開示のＣＳＤベース設計の様々な態様および実施形態は、本明細書に提供されかつ下記で説明される図面を参照することにより簡単に理解され得る。

様々な容器またはボトルのベース重量（ｇ）を示し、Ｃ１〜Ｃ９を付されたボトルは、本開示の軽量化の原理に従って設計されていないボトルベースの比較例である。これらの比較例は、小型（４００ｍＬ以下）および大型（４００ｍＬ超）のボトルの両方を含む。Ｂ１〜Ｂ６で指定された図１のボトル１〜６は、本開示の軽量化の原理に従って設計されたベースを含み、およびそれらのベース重量は、同じサイズのボトルの比較例よりも実質的に軽いことが分かる。表１は、図１の比較例のおよび例示的なボトルおよびベースのそれぞれに関するデータを提供する。 ベース重量１．７ｇ〜１．９ｇにおける応力亀裂を含む、業界基準ＩＳＢＴ応力亀裂法の試験条件に合格した、本開示に従って設計された小型の発泡性包装体に使用されるベース設計を示す。 ベース重量１．７ｇ〜１．９ｇにおける応力亀裂を含む、業界基準ＩＳＢＴ応力亀裂法の試験条件に合格した、本開示に従って設計された小型の発泡性包装体に使用されるベース設計を示す。 新しい設計１（◆）および設計２（■）のボトルベースの両方に関して、ゲートからの距離（ｍｍ）に対してプロットされたベースの厚さ（ｍｍ）の結果を示し、設計１のボトルベースと比較して、ゲート付近の設計２のボトルベースの厚さが実質的に増したことを実証している。 新しい設計１（◆）および設計２（▲）のボトルベースの両方に関して、結晶化度を試験するために使用された試料薄片の、ゲートからの距離（ｍｍ）に対してプロットされたパーセント（％）結晶化度の結果を示す。ベースにおける配向度が高いほど密度が高くなり、ベース性能を向上させる。 以下のボトルベース：９．３ｇの２００ｍＬのＰＥＴの新しい設計のボトル（◆）（Ｂ２）；２００ｍＬのＰＥＴの標準的な（従来の）設計のボトル（■）（Ｃ１）；および３００ｍＬの標準的な（従来の）設計のボトル（▲）（Ｃ３）に関して、鉛直断面図に沿ってゲートから様々な箇所で測定されたパーセント配向度（％トランス含有量（trans content））を示す。 図５に示すボトル、具体的には：９．３ｇの２００ｍＬのＰＥＴの新しい設計のボトル（◆）（Ｂ２）；２００ｍＬのＰＥＴの標準的な（従来の）設計のボトル（■）（Ｃ１）；および３００ｍＬの標準的な（従来の）設計のボトル（▲）（Ｃ３）に関して、鉛直断面図に沿ってゲートから様々な箇所で測定されたパーセント（％）結晶化度を示す。 ２つの試験ボトルベース、２５０ｍＬのＰＥＴの新しい設計のボトル（▲）（Ｂ３）および３００ｍＬの新しい設計のボトル（●）（Ｂ６）に関して、結晶化度を試験するために使用された試料薄片の、ゲートからの距離（ｍｍ）に対してプロットされたパーセント（％）結晶化度（重量分率による）の結果を示す。

発明の詳細な説明
新しいベースと、ベースを含む容器とを提供し、ならびにベースの全体的な物理的性能を改善するプリフォームおよび方法を提供する本開示の態様が開示される。本明細書で概説する設計原理は、花弁状ベースまたはシャンパンベースなど、炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）の容器またはボトルに使用されるいずれのベースにも適用可能である。本開示の範囲を十分に理解するために、本明細書に提供される例および図を参照する。

本明細書では、「結晶化度」および「パーセント結晶化度」は、プリフォームの設計、構造、および組成、ならびに機械的な延伸および冷却などの製作方法に起因して、その結果において製作されたボトルのポリマー鎖の配列または部分的配列を測定する。より高度な結晶性ポリマーは、透湿性が低く、クリープが低く、および一般的により光学的に透明である。本開示では、結晶化度は、一般的にパーセントで報告され、ベースにおいてゲートから公知の距離でボトルをサンプリングすることによって測定される。パーセント結晶化度は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１５０５にあるような公知の方法を使用して、密度測定値に従って推定される。

また、本明細書では、用語「炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）」の容器またはボトルは、本明細書において、容器の意図した内容物に関して特に限定することなく、炭酸飽和（carbonation）などの圧力下で使用するように設計される本開示の容器を指すために使用される。すなわち、圧力下で包装され得る任意のタイプの液体の内容物が本開示に従って使用され得る。一般的に、用語「容器」は、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、用語「ボトル」または「包装体」と交換可能に使用される。

特に、本開示は、落下衝撃、ベースクリアランス、および応力亀裂性能などの物理的性能を改善でき、これにより、従って容器の全体的な物理的性能に影響を及ぼすボトル用のベースおよび方法について説明する。本明細書で具体的に開示されるのは、炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器用のベースであり、ここでは、ベースは、以下に説明する特徴の組み合わせによって特徴付けられる。

ベース設計は、例えば、落下衝撃、ベースクリアランスおよび応力亀裂などの物理的性能に劇的に影響を与え得る。特定のベース設計は、ボトルブロー成形で使用されるプリフォーム温度および／またはブロー圧力を決定するため、ベース設計はまた、容器の全体的な物理的性能にも影響を及ぼし得る。例えば、特定のベースを正しく形成するために比較的高いプリフォーム温度が必要である場合、特定のベース設計は、わずかに低いポリマー配向度、従ってより低い破裂圧力、最大荷重（top load）などを生じ得る。同様に、より良好な破裂強度のためにゲートにおいてより大きい重量および／または厚さが必要とされる場合、容器本体から材料を除去することが可能であり、本体を軽量にして、ゲートのより大きい重量および厚さに適応させ得る。そのため、ベース設計は、加圧容器の性能の中心となることが明らかである。

ベース設計の主要な特性または特徴のいくつかは、例えば、クリアランス高さ、脚の長さおよび谷の幅を含み、一般的に、これらの特徴の特定の組み合わせは、良好なベース性能をもたらすものである。様々な市販の容器で使用されるボトルベースの調査によって、ベース重量は、一般に、図１に示すような様々なサイズの容器に関し、約３ｇ〜約６ｇの範囲であることが実証されている。図１は、様々な容器またはボトルのベース重量を示す。比較例のボトルおよびベースは、Ｃ１〜Ｃ９が付されており、ボトルおよびベースＢ１〜Ｂ６は、本開示の軽量化の原理に従って設計されたベースを含む。それらのベース重量は、比較例の同じサイズのボトルよりも実質的に軽いとみなされる。以下の表は、図１の比較例のボトルベースおよび例示的なボトルベースのそれぞれに関する追加的ないくつかの情報を提供する。説明を通して、新しいまたは例示的な等の用語は、本開示によるベースを説明するために使用される一方で、標準的なまたは従来の等の用語は、比較例のベースを説明するために使用される。例示的なボトルは４００ｍＬ未満のボトルを示すが、本開示の設計原理は、４００ｍＬ超のボトルおよびさらには５Ｌボトルまでの任意のサイズのボトルに適用可能であることに留意する。

同様に図１には、様々な小型容器、すなわち、４００ｍＬ未満または約４００ｍＬの公称容積を有するボトルのベース重量が示されている。図示するように、図１のボトルは、２００ｍＬという小容積の範囲であり得る。Ｂ１〜Ｂ６として示す例示的なボトルベースは、ベース重量が約１．５ｇ〜約２．０ｇの範囲である。これらの低ベース重量でも、これらの例示的な容器は、落下衝撃、ベースクリアランス、および応力亀裂などの標準的なＣＳＤ容器ベース性能に適合することが予期される。

本開示の態様によれば、落下衝撃、ベースクリアランス、応力亀裂および他の物理的性能の基準の改善は、ベースの表面積対重量（面積／重量）比（Ａ／Ｗ）を高めることによって、任意のサイズの軽量なボトルにおいて達成され得ることが分かっている。これは、このＡ／Ｗが下記で説明するような強化物質分布と組み合わせられるとき、および／または本明細書で開示する他の設計特徴のいずれかと組み合わせられたときに特に明白である。一態様では、本明細書で説明するＣＳＤ容器の重量当たりの表面積の測定値は、ある範囲内で変動し得る。例えば、重量当たりの表面積（Ａ／Ｗ）は、約２２００〜約３４００ｍｍ^２／ｇ、代替的には約２６００〜約３２００ｍｍ^２／ｇ、または代替的には約２８００〜約３０００ｍｍ^２／ｇであり得る。代替的には、さらに、Ａ／Ｗ比は、約２２００ｍｍ^２／ｇ、約２３００ｍｍ^２／ｇ、約２４００ｍｍ^２／ｇ、約２５００ｍｍ^２／ｇ、約２６００ｍｍ^２／ｇ、約２７００ｍｍ^２／ｇ、約２８００ｍｍ^２／ｇ、約２９００ｍｍ^２／ｇ、約３０００ｍｍ^２／ｇ、約３１００ｍｍ^２／ｇ、約３２００ｍｍ^２／ｇ、約３３００ｍｍ^２／ｇ、または代替的には約３４００ｍｍ^２／ｇであり得る。

追加的な態様によれば、落下衝撃、ベースクリアランスおよび応力亀裂における改善は、任意のサイズの軽量なボトルでは、ベース重量対面積の比、すなわち、ベースの重量分布が均一にベースの面積分布に適合している程度を最適にすることによって達成され得ることが分かっている。これは、容器のベースの重量パーセンテージＷ％と表面積パーセンテージ（ＳＡ％または単に、Ａ％）とを適合させること、すなわち、Ｗ％／Ａ％の比の計算につながり、これは、本明細書では、ベースにおける物質分布と呼ばれる。重量パーセンテージＷ％および表面積パーセンテージＡ％は、１に近く、落下衝撃、ベースクリアランスおよび応力亀裂などの特性の改善は、任意のサイズの軽量なボトルにおいて達成され得ることが分かったことは驚きである。これは、特に、物質分布の向上が本明細書で開示される他の設計特徴のいずれかと組み合わせられると明白となる。

本開示の態様によれば、ベースにおける物質分布が、特に任意のサイズの軽量なボトルにおいて、落下衝撃、ベースクリアランスおよび応力亀裂などのボトルベース性能の特性を決定するうえで役割を果たすことが分かっている。この特徴は、下記の表に示され、この表は、２つの異なるボトル設計、２００ｍＬのＰＥＴの標準的な設計のボトルベースおよび２００ｍＬ（８．３ｇ）の新しい設計のボトルベースに関する、異なるボトルセクションでの重量当たりの表面積（Ａ／Ｗ）（面積／重量分布）およびＷ％／Ａ％比を示す。

これらのデータの比較は、重量／面積比、すなわち、重量パーセンテージＷ％対表面積パーセンテージＡ％の比（Ｗ％／Ａ％）が実質的に１（１．０）と異なるとき、物質分布の不均衡が示されることを実証している。例えば、一態様では、重量パーセンテージＷ％対表面積パーセンテージＡ％の比（Ｗ％／Ａ％）はまた、ある範囲内で変動し得る。例えば、開示されるボトルベースのＷ％／Ａ％比は、約０．８５〜約１．３０、代替的には、約０．９５〜約１．２０、代替的には、約１．００〜約１．１５、または代替的には、約１．０５〜約１．１５であり得る。例えば、開示されるボトルベースのＷ％／Ａ％比は、約０．８５、約０．９０、約０．９５、約１．００、約１．０５、約１．１０、約１．１５、約１．２０、約１．２５、または代替的には約１．３０であり得る。高性能の軽量なベースはまた、Ｗ％／Ａ％比が約１に近いかまたは約１未満であるときに特に見出された。

この態様に加えて、以下の表は、いくつかの市販の包装体および本開示の設計に従って準備された包装体に関する、「ベース比」（ベースセクションの重量／面積、または具体的にはＷ％／Ａ％比）を要約している。

さらなる態様によれば、ベースのいくつかのセクションにおいて非晶質（無配向）ポリマーの割合が低下されるかまたはさらには最小限にされることにより、任意のサイズの軽量なボトルにおいて、落下衝撃などをさらに改善し得ることも分かった。これは、ベースのいくつかのセクションにおいて、非晶質ポリマーの割合が低下されるかまたはさらには最小限にされること、すなわち、結晶性ポリマーの割合の増加が、本明細書で説明されるような物質分布の向上および／または本明細書で開示される他の特徴のいずれかと組み合わせるときに特に明白である。具体的には、あるパーセント（％）結晶化度が、ベースの様々なセクションで測定され得、およびゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定されたパーセント（％）結晶化度（第１のパーセント結晶化度は１０％超または約１０％である）が、落下衝撃の向上をもたらし、およびベースクリアランスが、任意のサイズの軽量なボトルにおいて達成され得ることが予期せず分かった。一般的に、第１のパーセント結晶化度は、約２０％以下である。ゲート直径の周りで１０ｍｍ以内で測定されたこの結晶化度は、本明細書では、「第１の」パーセント（％）結晶化度と呼ばれ得る。

一態様では、本明細書で説明するような「第１の」パーセント（％）結晶化度は、ある範囲内で変動し得る。第１のパーセント結晶化度は、１０％超または約１０％である。例えば、開示されるボトルベースの第１のパーセント（％）結晶化度は、少なくとも１０％または約１０％、少なくとも１１％または約１１％、少なくとも１２％または約１２％、少なくとも１３％または約１３％、少なくとも１４％または約１４％、または代替的には、少なくとも１５％または約１５％であり得る。

さらに他の態様では、特に、ゲートからさらに除去される、ベースの他の領域における結晶性（配向）ポリマーの割合の増加はまた、任意のサイズの軽量なボトルにおける落下衝撃、応力亀裂などをさらに向上させ得ることも分かった。これは、ゲートからさらに除去されるベースセクションにおける結晶性ポリマーの割合の増加が、本明細書で説明する物質分布の向上および／または本明細書で開示される他の特徴のいずれかと組み合わせられるときに特に明白である。具体的には、ゲートから１５ｍｍ超または約１５ｍｍの距離で測定されるベースのセクションにおけるパーセント（％）結晶化度（本明細書では「第２の」パーセント（％）結晶化度と呼ばれる）が、側壁結晶化度の少なくとも７０％または約７０％であるとき、任意のサイズの軽量なボトルにおいて、落下衝撃、ベースクリアランスおよび応力亀裂の向上が達成され得ることが予期せず分かった。一般的に、第２のパーセント（％）結晶化度は、側壁結晶化度の約８０％までであり得る。一態様によれば、開示されるボトルベースの第２のパーセント（％）結晶化度は、側壁結晶化度の少なくとも７０％または約７０％、側壁結晶化度の少なくとも７２％または約７２％、側壁結晶化度の少なくとも７４％または約７４％、側壁結晶化度の少なくとも７６％または約７６％、または代替的には、側壁結晶化度の少なくとも７８％または約７８％であり得る。

本開示のさらなる態様は、ゲートに隣接するベースにおける配向の量（％トランス含有量）が増加または上昇するときに、任意のサイズの軽量なボトルにおける落下衝撃などにおけるいくらかの改善をもたらす。ここでも、これは、特に、パーセントトランス含有量の増加が、本明細書で説明されるような強化物質分布および／または本明細書で開示する他の特徴のいずれかと組み合わせられるときに明らかである。具体的には、パーセント（％）トランス含有量がゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定され、パーセントトランス含有量が、少なくとも６５％または約６５％であるとき、落下衝撃、ベースクリアランスなどの向上が、任意のサイズの軽量なボトルにおいて達成され得る。一般的に、パーセントトランス含有量は、約８０％までであり得る。図５および図６は、以下のボトルベースに関するパーセント（％）トランス含有量データおよびパーセント（５）結晶化度をそれぞれ提供する：９．３ｇの２００ｍＬのＰＥＴの新しい設計のボトル（◆）（Ｂ２）；２００ｍＬのＰＥＴの標準的な（従来の）設計のボトル（■）（Ｃ１）；および３００ｍＬの標準的な（従来の）設計のボトル（▲）（Ｃ３）。この態様では、トランス（配向）およびゴーシュ（Gauche）（非配向の非晶質）含有量が、ＦＴＩＲを使用して測定され、および％トランスは、下記で図示するように決定され得る。具体的には、％トランスは、図５に示すように、ゲートから５ｍｍ間隔で測定された。使用された計測機器は、ＡＴＲ機能を有するＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ４００ ＦＴ−ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒであった。

一態様では、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定されたパーセント（％）トランス含有量はまた、ある範囲内で変動し得る。例えば、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定されたパーセント（％）トランス含有量は、約６５％〜約８５％であり得る。

本開示のさらなる態様によれば、本開示のベースの厚さ比は、３．５未満または約３．５であることも分かり、厚さ比は、ゲートから５ｍｍの厚さを、ゲートから１０ミリメートルの厚さで除算することによって決定される。本開示のベースはまた、３．５未満または約３．５、３．４未満または約３．４、３．３未満または約３．３、３．２未満または約３．２、３．１未満または約３．１、３．０未満または約３．０、２．９未満または約２．９、２．８未満または約２．８、２．７未満または約２．７、２．６未満または約２．６、２．５未満または約２．５、２．４未満または約２．４、２．３未満または約２．３、２．２未満または約２．２、２．１未満または約２．１、または代替的には２．０未満または約２．０の厚さ比を有し得る。一般的に、厚さ比は、３．０未満または約３．０、または代替的には、２．５未満または約２．５であり得る。

さらなる態様によれば、容器および容器ベースのポリマーは、ナイロン、ポリエステル、またはポリアミド（それらの様々なブレンドおよびコポリマーを含む）を含み得るかまたはそれで作製され得る。例えば、ポリマーは、ナイロンＭＸＤ６、ナイロンＭＸＤ６を含むナイロンブレンド、ＰＥＴ、ポリ（プロピレンフラン−２，５−ジカルボキシレート）（ＰＰＦ）とも呼ばれるポリ（トリメチレンフラン−２，５−ジカルボキシレート）（ＰＴＦ）、ポリ（トリメチレンテレフタレート）（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）／ＰＥＴコポリマー、ＰＥＮおよびＰＥＴブレンド、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ＰＥＦ、およびＰＥＴブレンドから選択される材料を含み得るかまたはそれで作製され得る。

ＣＳＤ容器を準備するために使用される多くのポリマーは、結晶化可能であるため、配向度および結晶化度は、ポリマーおよびボトルの性能に組み入れられる。例えば、ＰＥＴは、異なるモルフォロジ状態、例えば樹脂ペレットでは半結晶、プリフォームでは非晶質、およびブロー容器では配向結晶で存在し得る結晶化可能ポリエステルである。配向度および結晶化度は両方とも、一般的に、容器の性能を改善する。配向度に影響を与える要因は、樹脂ＩＶ、延伸比、延伸速度および延伸温度を含む。

実施例
実施例１Ａ．設計１および設計２のベースの応力亀裂性能
本明細書では設計１および設計２と称する２つのベース設計が、本開示に従って準備され、かつ応力亀裂性能に関して試験された。選択された設計１および設計２のベースの寸法を、以下の表に概説する。

設計１および設計２のベース設計のボトルは、ＩＳＢＴ（International Society of Beverage Technologist）応力亀裂法（発行日：１０／０３；改訂：１）を使用して、応力亀裂性能に関して試験された。ＩＳＢＴ応力亀裂法では、２５０ｍＬのＣＳＤ容器（９．６ｇ）は、２つの異なるベース設計によってブローされた。応力亀裂抵抗は、０．２％の苛性溶液に曝されたときの破損までの時間として測定された。この応力亀裂試験はとりわけ難しい。なぜなら、ＩＳＢＴプロトコルは、上述の表に示すように、空のボトルを、２４時間にわたり５０℃に調整し、それに続いて、少なくとも１６時間にわたり２２℃に調整する必要があると要求しているためである。その後、ボトルは、静水で満たされ、および７７ｐｓｉの圧縮空気で加圧されてから、０．２％の苛性溶液に浸される。ボトルは、それに続く５回以内の加圧および苛性への浸漬で破損しない場合、ＩＳＢＴ応力亀裂試験に合格する。そのため、低ベース重量での圧力抵抗性のベースの開発は特に難しい。なぜなら、軽量なベースに対する性能条件は、従来のＣＳＤ包装体に対する性能条件と同じであるためである。

ＩＳＢＴ応力亀裂法を使用して、これらのベース設計での破損までの平均時間は次の通りであった。
設計１、 １４．５分
設計２、 ２分未満
応力亀裂は、例えばベース設計、特定の樹脂ＩＶ（固有粘度）、特定の加工条件、物質分布、ブロー成形プロセスの最中に誘発された応力などの多数の要因に依存する。本明細書で示すように、ベース設計は、応力亀裂性能および材料特性において重要な役割を果たす。

実施例１Ｂ．設計１および設計２のベースにおける厚さ分布
設計１および設計２のボトルベースのベースにおける厚さ分布は、ゲートから様々な箇所で測定された。図３は、設計１および設計２のボトルベースの両方に関し、ゲートからの距離（ｍｍ）に対してプロットされたベースの厚さ（ｍｍ）の結果を示し、設計１のボトルベースと比較すると、ゲート付近で設計２のボトルベースの厚さが実質的に増加していたことを実証している。

設計１および設計２のベースのこの厚さのプロファイルは、設計１の厚さがゲートにおいて薄く、かつ応力下で細かいひびが発生する可能性が少ないことを実証している。この特徴は、設計２よりも、設計１の落下衝撃および応力亀裂性能が良好であるということになる。

実施例１Ｃ．設計１および設計２のベースの結晶化度分布
設計１および設計２のボトルベースのベースにおける結晶化度分布は、密度勾配管を使用して、鉛直断面図に沿ってゲートから様々な箇所で測定された。図４は、設計１および設計２のボトルベースの両方に関して、結晶化度を試験するために使用された試料薄片の、ゲートからの距離（ｍｍ）に対してプロットされたパーセント（％）結晶化度の結果を示す。ベースでの配向度が高いほど密度が増し、ベース性能を高める。

実施例２Ａ．異なるベース設計でのベース性能、配向度および結晶化度
この実施例は、本開示による異なるベース設計での配向度および結晶化度をベースの性能と相関させる。図５および図６は、以下のボトルベースに関するパーセント（％）トランス含有量データおよびパーセント（５）結晶化度をそれぞれ提供する：９．３ｇの２００ｍＬのＰＥＴの新しい設計のボトル（◆）（Ｂ２）；２００ｍＬのＰＥＴの標準的な（従来の）設計のボトル（■）（Ｃ１）；および３００ｍＬの標準的な（従来の）設計のボトル（▲）（Ｃ３）。

実施例２Ｂ．異なるベース設計でのベース性能
以下の表はまた、図中における配向度および結晶化度を加味して考慮される、異なる新しいおよび標準的なベース設計の性能の結果を要約している。図示の通り、本開示に従って製作された９．３ｇのベースの新しい設計１のボトルは、標準的な花弁状の設計（２００ｍＬ）およびシャンパンベース設計（２００ｍＬ）と比較して、より高い結晶化度および配向度を有することが分かった。このより高い配向度および結晶化度によって、軽量なベースを安定化させ、かつ均等なまたはより良好なベース性能をもたらす。

実施例３．軽量なベースの性能の比較
軽量な２５０ｍＬおよび３００ｍＬのボトルが、Ｓｉｄｅｌ ＳＢＯ−８上でＤＡＫ Ｂ９２Ａ樹脂によってブローされて評価された。性能評価は、標準的な試験を使用して行われ、かつ以下の表は、本開示に従って製作された軽量なボトルおよびベースに関するベースの性能パラメータのいくつかを提示する。

２つのサイズに関するベース設計の差は、以下の表に要約されている。

２５０ｍＬおよび３００ｍＬのベース設計の両方とも、ゲートパッド直径を除いて、元の２５０ｍＬの設計１のボトルと同様のプロファイルを有した。密度／結晶化度の測定は、標準規格のＡＳＴＭの方法を使用して、これらのベースで行われた。図７は、上記の表で提示されたこれらの２つの試験ボトルベース、２５０ｍＬ（▲）および３００ｍＬ（●）に関する結晶化度を試験するために使用される試料薄片の、ゲートからの距離（ｍｍ）に対してプロットされたパーセント（％）結晶化度（重量分率による）を示す。これらの結果は、両ボトルが同様の結晶化度分布を有し、および応力亀裂試験でのそれらの性能も同様であったことを示す。

これらの結果はまた、これらの設計の両方に関する応力亀裂試験の性能が、元の２５０ｍＬの設計１のボトルベースほど良好ではなかったことを示す。設計１のボトルと、この実施例の２５０ｍＬおよび３００ｍＬのボトルとの１つの顕著な違いは、ゲートパッド直径である。これらの設計の両方とも、設計１のものと比較して小さいゲートパッド直径を有し、これは、ゲートの周りの非晶質材料が変形され、その結果、応力亀裂試験の最中に細かいひびが生じ始め、それに続いて破損する傾向が増すことを示唆する。

様々な文献の開示が本明細書を通して参照され、それらは、開示される主題が関連する従来の先行技術をより十分に説明するために関連部分で参照することにより援用される。本明細書に援用するいずれかの文献によって提供されるいずれかの定義または慣用法が、本明細書で提供される定義または慣用法と矛盾する限りにおいて、本明細書で提供される定義または慣用法が優先される。

本明細書および特許請求の範囲を通して、語「含む（comprise）」およびその語の変形例、例えば「含む（comprising）」および「含む（comprises）」は、「限定されるものではないが、〜を含む（including）」を意味し、例えば、他の追加物、構成要素、要素、またはステップを除外しないものとする。方法および特徴は、様々なステップまたは構成要素を「含む（comprising）」観点で説明されるが、これらの方法および特徴はまた、様々なステップまたは構成要素「から実質的になる」または「からなる」。

別段の指示がない限り、いずれかのタイプのある範囲、例えばパーセンテージ、直径、重量などの範囲が開示されるかまたは特許請求されるとき、そのような範囲に含まれるいずれかの部分範囲または部分範囲の組み合わせを含め、そのような範囲が合理的に含む可能な各数値を個別に開示または特許請求するものとする。これらのような測定値の範囲を説明するとき、文脈が示すかまたは許すように、そのような範囲が合理的に含み得る可能な各数値は、例えば、ある範囲の端点間に存在する１つ以上の有効数字を有するその範囲内の値を指し得るか、または最上位の有効数字を有する端点と同じ数の有効数字を有する範囲内の値を指し得る。例えば、ある範囲のパーセンテージ、例えば８５％〜９５％を説明するとき、本開示は、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、および９５％のそれぞれ、ならびにそこに含まれるいずれかの範囲、部分範囲、および部分範囲の組み合わせを含むものとする理解される。本出願人らの意図は、範囲を説明するこれら２つの方法が交換可能であることである。従って、何らかの理由で、例えば、本出願人らが出願時に認識していない参照文献を説明するために、本出願人らが最大限の本開示の範囲に満たないものを特許請求することを選択する場合、本出願人らは、その群内のいずれかの部分範囲または部分範囲の組み合わせを含め、いずれかのそのような群の任意の個別のメンバーを排除するか、または除外する権利を留保する。

値または範囲は、本明細書では、「約」として、「約」１つの特定の値から、および／または「約」別の特定の値までと表現され得る。そのような値または範囲が表現される場合、開示される他の実施形態は、１つの特定の値から、および／または他の特定の値までの引用される具体的な値を含む。同様に、先行詞「約」を使用することによって値が近似値で表現される場合、特定の値が別の実施形態を形成することが理解される。本明細書で開示されたいくつもの値があること、および各値も、値自体に加えて「約」その特定の値として本明細書で開示されることがさらに理解される。態様では、「約」は、引用した値の１０％以内、引用した値の５％以内、または引用した値の２％以内を意味するために使用され得る。

米国特許商標局より以前のいずれの出願においても、本出願の抄録は、３７ Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２の条件を満たすために、および３７ Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２（ｂ）に記載される目的「米国特許商標局および一般市民が、一般的に、技術的開示の性質および要点を一瞥して迅速に判断できるようにするために」提供される。そのため、本出願の抄録は、特許請求の範囲を解釈するために、または本明細書で開示される主題の範囲を限定するために使用されるものではない。さらに、本明細書で用いられるいずれの見出しも、特許請求の範囲を解釈するために、または本明細書で開示される主題の範囲を限定するために使用されるものではない。そうでなければ推定的または予言的であることを示す、実施例を説明するための過去形の使用はいずれも、推定的または予言的な実施例が実際に実施されたことを反映することを意図するものではない。

当業者は、本開示による新規の教示および利点から著しく逸脱することなく、本明細書で開示した例示的な実施形態において多くの修正形態が可能であることを簡単に認識する。従って、全てのそのような修正形態および均等物は、以下の特許請求の範囲において定義されるような本開示の範囲内に含まれるものとする。そのため、本明細書の説明を読んだ後、それらの様々な他の態様、実施形態、修正形態、および均等物の再分類は困難であり得、当業者に、本開示の趣旨または添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、それら自体を提案し得ることが理解される。

本出願人らは、例えば、本出願人らが認識していないことがあり得る先行技術の開示を説明するために、いずれかの特許請求の範囲を限定するために、いずれかの選択、特徴、範囲、要素、または態様を排除する権利を留保する。

以下の本開示の符号を付した態様は、本発明の様々な属性、特徴、および実施形態を、文脈が許す場合、個別にまたはいずれかの組み合わせの両方で説明するために提供される。すなわち、文脈が許す場合、いずれかの単一の符号を付した態様および以下の符号を付した態様のいずれかの組み合わせが本開示の様々な属性、特徴、および実施形態を提供する。

１．炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器用の軽量なベースであって、以下の特徴：
ａ）約２２００〜約３４００ｍｍ^２／ｇである面積／重量比（Ａ／Ｗ）；
ｂ）約０．９０〜約１．３０である重量パーセンテージ／面積パーセンテージ比（Ｗ％／Ａ％）；
ｃ）１０％超または約１０％である、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定された第１のパーセント（％）結晶化度；
ｄ）側壁結晶化度の少なくとも７０％または約７０％である、ゲートから１５ｍｍ超または約１５ｍｍの距離で測定された第２のパーセント（％）結晶化度；
ｅ）少なくとも６５％または約６５％である、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定されたパーセント（％）トランス含有量；および／または
ｆ）３．５未満または約３．５の厚さ比（ゲートから１０ミリメートルでの厚さによって除算される、ゲートから５ｍｍでの厚さ）
によって特徴付けられる、軽量なベース。
２．先の態様による炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器用の軽量なベースであって、Ａ／Ｗが約２６００〜３２００ｍｍ^２／ｇである、軽量なベース。
３．文脈が許すような、先のいずれかの態様による炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器用の軽量なベースであって、Ｗ％／Ａ％が約１．００〜１．１５である、軽量なベース。
４．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、第１のパーセント結晶化度が１２％超または約１２％である、軽量なベース。
５．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、第２のパーセント結晶化度が側壁結晶化度の少なくとも８０％または約８０％である、軽量なベース。
６．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、パーセントトランス含有量が少なくとも７０％または約７０％である、軽量なベース。
７．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、厚さ比が２．５未満または約２．５である、軽量なベース。
８．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、花弁状ベースである、軽量なベース。
９．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、シャンパンベースである、軽量なベース。
１０．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、ＩＳＢＴ応力亀裂法による応力亀裂試験プロトコルに合格する、軽量なベース。
１１．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、ＩＳＢＴ応力亀裂法を使用する応力亀裂性能試験における破損までの平均時間が、５分超または約５分である、軽量なベース。
１２．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースあって、ＩＳＢＴ応力亀裂法を使用する応力亀裂性能試験における破損までの平均時間が、１０分超または約１０分である、軽量なベース。
１３．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースあって、６フィート落下試験（業界基準）に合格する、軽量なベース。
１４．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースあって、熱安定性試験（４．２容積の炭酸容器を２４時間にわたり３８℃に調整する）の後に、少なくとも０．５ｍｍまたは約０．５ｍｍのベースクリアランスを維持する、軽量なベース。
１５．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、ヒール直径／立ち上がりリング比が１．４５未満または約１．４５であることをさらに特徴とする、軽量なベース。
１６．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、ヒール直径／立ち上がりリング比が１．４０未満または約１．４０であることをさらに特徴とする、軽量なベース。
１７．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、ゲートパッド直径が７ｍｍ超または約７ｍｍであることをさらに特徴とする、軽量なベース。
１８．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、ストラップ幅が３．５ｍｍ超または約３．５ｍｍであることをさらに特徴とする、軽量なベース。
１９．文脈が許すような、先の態様のいずれかによる軽量なベースであって、ストラップ幅が４ｍｍ超または約４ｍｍであることをさらに特徴とする、軽量なベース。
２０．炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器用の軽量なベースであって、以下の特徴：
ａ）約２２００〜約３４００ｍｍ^２／ｇである面積／重量比（Ａ／Ｗ）；
ｂ）約０．９０〜約１．３０である重量パーセンテージ／面積パーセンテージ比（Ｗ％／Ａ％）；
ｃ）１０％超または約１０％である、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定された第１のパーセント（％）結晶化度；
ｄ）側壁結晶化度の少なくとも７０％または約７０％である、ゲートから１５ｍｍ超または約１５ｍｍの距離で測定された第２のパーセント（％）結晶化度；
ｅ）少なくとも６５％または約６５％である、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定されたパーセント（％）トランス含有量；および／または
ｆ）３．５未満または約３．５の厚さ比（ゲートから１０ミリメートルでの厚さで除算される、ゲートから５ｍｍでの厚さ）
のうちのいずれか４つによって特徴付けられる、軽量なベース。
２１．態様２０による軽量なベースであって、６つの引用した特徴のうちのいずれか５つによって特徴付けられる、軽量なベース。
２２．先の態様のいずれかによる軽量なベースを含む、炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器。
２３．態様２２による炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器を含む、包装された棚製品。

Claims (23)

1. 炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器用の軽量なベースであって、以下の特徴：
   ａ）約２２００〜約３４００ｍｍ^２／ｇである面積／重量比（Ａ／Ｗ）；
   ｂ）約０．９０〜約１．３０である重量パーセンテージ／面積パーセンテージ比（Ｗ％／Ａ％）；
   ｃ）１０％超または約１０％である、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定された第１のパーセント（％）結晶化度；
   ｄ）側壁結晶化度の少なくとも７０％または約７０％である、ゲートから１５ｍｍ超または約１５ｍｍの距離で測定された第２のパーセント（％）結晶化度；
   ｅ）少なくとも６５％または約６５％である、前記ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定されたパーセント（％）トランス含有量；および／または
   ｆ）３．５未満または約３．５の厚さ比（前記ゲートから１０ミリメートルでの厚さによって除算される、ゲートから５ｍｍでの厚さ）
   によって特徴付けられる、軽量なベース。
2. Ａ／Ｗが約２６００〜３２００ｍｍ^２／ｇである、請求項１に記載の軽量なベース。
3. Ｗ％／Ａ％が約１．００〜１．１５である、請求項１に記載の軽量なベース。
4. 前記第１のパーセント結晶化度が１２％超または約１２％である、請求項１に記載の軽量なベース。
5. 前記第２のパーセント結晶化度が、前記側壁結晶化度の少なくとも８０％または約８０％である、請求項１に記載の軽量なベース。
6. 前記パーセントトランス含有量が少なくとも７０％または約７０％である、請求項１に記載の軽量なベース。
7. 前記厚さ比が２．５未満または約２．５である、請求項１に記載の軽量なベース。
8. 花弁状ベースである、請求項１に記載の軽量なベース。
9. シャンパンベースである、請求項１に記載の軽量なベース。
10. ＩＳＢＴ応力亀裂法による応力亀裂試験プロトコルに合格する、請求項１に記載の軽量なベース。
11. ＩＳＢＴ応力亀裂法を使用する応力亀裂性能試験における破損までの平均時間が、５分超または約５分である、請求項１に記載の軽量なベース。
12. ＩＳＢＴ応力亀裂法を使用する応力亀裂性能試験における破損までの平均時間が、１０分超または約１０分である、請求項１に記載の軽量なベース。
13. ６フィート落下試験（業界基準）に合格する、請求項１に記載の軽量なベース。
14. 熱安定性試験（４．２容積の炭酸容器を２４時間にわたり３８℃に調整する）の後に、少なくとも０．５ｍｍまたは約０．５ｍｍのベースクリアランスを維持する、請求項１に記載の軽量なベース。
15. １．４５未満または約１．４５のヒール直径／立ち上がりリング比によってさらに特徴付けられる、請求項１に記載の軽量なベース。
16. １．４０未満または約１．４０のヒール直径／立ち上がりリング比によってさらに特徴付けられる、請求項１に記載の軽量なベース。
17. ７ｍｍ超または約７ｍｍのゲートパッド直径によってさらに特徴付けられる、請求項１に記載の軽量なベース。
18. ３．５ｍｍ超または約３．５ｍｍのストラップ幅によってさらに特徴付けられる、請求項１に記載の軽量なベース。
19. ４ｍｍ超または約４ｍｍのストラップ幅によってさらに特徴付けられる、請求項１に記載の軽量なベース。
20. 炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器用の軽量なベースであって、以下の特徴：
    ａ）約２２００〜約３４００ｍｍ^２／ｇである面積／重量比（Ａ／Ｗ）；
    ｂ）約０．９０〜約１．３０である重量パーセンテージ／面積パーセンテージ比（Ｗ％／Ａ％）；
    ｃ）１０％超または約１０％である、ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定された第１のパーセント（％）結晶化度；
    ｄ）側壁結晶化度の少なくとも７０％または約７０％である、ゲートから１５ｍｍ超または約１５ｍｍの距離で測定された第２のパーセント（％）結晶化度；
    ｅ）少なくとも６５％または約６５％である、前記ゲート直径の周り（１０ｍｍ以内）で測定されたパーセント（％）トランス含有量；および／または
    ｆ）３．５未満または約３．５の厚さ比（前記ゲートから１０ミリメートルでの厚さによって除算される、ゲートから５ｍｍでの厚さ）
    のうちのいずれか４つによって特徴付けられる、軽量なベース。
21. 前記６つの引用した特徴のうちのいずれか５つによって特徴付けられる、請求項２０に記載の軽量なベース。
22. 請求項１〜２１のいずれか一項に記載の軽量なベースを含む、炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器。
23. 請求項２２に記載の炭酸清涼飲料（ＣＳＤ）容器を含む、包装された棚製品。

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