JP6175501B2 - ボトルの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明はボトル、ボトルの製造方法、および当該ボトルにおけるFDCAおよびジオールモノマーの使用に関する。
[背景技術]
プラスチックでできたボトルは、技術上または視覚上の理由のために、例えば改良された耐性を付与するために、例えば、溝、リブ、把持要素または表示等のインプリント(imprint)を含んでいる。対応するインプリント部材は、吹込み成形工程の間に使用される金型上に存在し、一般的にボトルのエンベロップ(envelop)に上記インプリントを与えるよう、ボトルの製造のために使用される。
[発明の概要]
(ボトル)
上記の目的のため、第1の態様によれば、本発明はハウジングを規定するエンベロップを含むボトルを提案する。このボトルは、少なくとも1つのフランジカルボン酸(FDCA)モノマー、好ましくは2,5−フランジカルボン酸(2,5−FDCA)モノマーと、少なくとも1つのジオールモノマー、好ましくはモノエチレングリコール(MEG)モノマーとの少なくとも1つの熱可塑性ポリマーから金型成形されており、ハウジングは少なくとも1つのインプリントを備えている。
・インプリントは、キー溝、溝、リブ、浮き出し、装飾のパターン、把持要素、商標表示、製造表示、点字文字およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、
・インプリントは、同一平面上の2つのエッジおよび2つのエッジの間の中間部分を有し、上述の中間部分は2つのエッジに対してシフトした頂点(溝およびキー溝等のような、凹んでいるインプリントでは内側に、そしてリブ等のような、突き出ているインプリントでは外側にシフト)を与え、上記インプリントは2つのエッジの間を測定した幅(w)およびエッジと頂点との間を測定した最大高さ(h)を与える、
・上記インプリントは2つのエッジに対して内側にシフトした頂点を有する溝を構成する、
・上記幅(w)および上記最大高さ(h)は、幅に対する最大高さの比率(h/w)が−好ましさが増加する順で−0.8以上;1.0以上;1.2以上であり、好ましくは1.2および200の間;1.2および50の間;1.2および20の間で構成される、
・エンベロップは、軸に沿ってピッチ(Pi)に従って互いに間隔をあけて離れている少なくとも2つの隣接したインプリントを備えており、インプリントの上記ピッチ(Pi)および最大高さ(h)は以下のとおりである:
最大高さが2mmと等しい場合、ピッチは5mm以下であり、好ましくは4mm以下であり、より好ましくは3mm以下であり、より好ましくは2mm以下であり、より好ましくは1mm以下であり、
ピッチが5mmと等しい場合、最大高さは2mm以上であり、好ましくは3mm以上であり、より好ましくは4mm以上であり、より好ましくは6mm以上であり、より好ましくは8mm以上である、
・インプリントは、エッジに対する横断面中にインプリント外形を有し、上記インプリント外形はそれぞれが曲率半径(RcPEF)を有する複数の点を含み、インプリント外形の各点での上記曲率半径(RcPEF)は1mmより小さく、好ましくは0.7mmより小さく、より好ましくは0.5mmより小さく、より好ましくは0.3mmより小さい、
・エンベロップは軸に沿って円筒型であり、軸に沿って外側壁が延び、少なくとも1つの上述のインプリントは、少なくとも部分的に軸の周囲に広がる、外側壁上の少なくとも1つの円周のインプリントを含む、
・上記エンベロップはさらに上記軸に対して横断面方向に広がる底部を含み、上記外側壁は底部から自由端へ延びている、
・上述の少なくとも1つのインプリントは、底部の中心に広がっているドーム状インプリントを含み、上述のドーム状インプリントは外部に向いた凹面を示している、
・上述の少なくとも1つのインプリントは、軸に対して放射状に底部に広がる少なくとも1つの放射状のインプリントを含む、
・エンベロップは、上記ハウジングの境界を定める内部表面と、内部表面の反対側にある外部表面とを有し、上記インプリントは、エンベロップの2つの隣接した部分の間においてエンベロップの内部表面および外部表面の両方の部分的な変形であり、上述の部分的な変形は、2つの隣接した部分に対して凹んでいる変形と2つの隣接した部分に対して浮出ている変形との間から選択されている、
・インプリントは、炭酸液用の成型プラスチックボトルの花弁底部と明確に異なっている、
・ボトルは液体で満たされており、上記液体は例えば飲料またはホームケア製品もしくはパーソナルケア製品等の非食用の液体であり、好ましくは飲料である、
・満たされているまたは空のボトルは、例えばキャップ等のクロージャーで閉じられている。
第2の態様によれば、本発明は以下のステップを含んだボトルの製造方法を提案する:
・少なくとも1つのフランジカルボン酸(FDCA)モノマー、好ましくは2,5−フランジカルボン酸(2,5−FDCA)モノマーと、少なくとも1つのジオールモノマー、好ましくはモノエチレングリコール(MEG)モノマーとの少なくとも1つの熱可塑性ポリマーでできた予備形成物を準備するステップ、
空洞を有しており、少なくとも1つのインプリント部材を含む金型内に予備形成物を収容するステップ、
ハウジングを規定する、少なくとも1つのインプリントが付与されたエンベロップを含む上記ボトルを形成するように、金型内の予備形成物を吹込み成形するステップ。
ポリマーは、FDCAモノマーに対応する成分およびジオールモノマーに対応する成分を含む。FDCAモノマーは好ましくは2,5−FDCAであり、ジオールモノマーは好ましくはモノエチレングリコールである。ポリマーは、通常は、ポリマーにおけるこのような成分を付与するモノマーを重合させることによって得られる。そのために、FDCA、好ましくは2,5−FDCA、またはそのジエステルをモノマーとして用いることができる。したがって、重合は、エステル化またはトランス−エステル化とすることができ、両方ともにポリ縮合反応として言及される。2,5−フランジカルボン酸ジメチル(DMF)がモノマーとして好ましく用いられる。
さらに本発明の目的および利点は、非限定的な例として示される後述する本発明の特定の実施形態の開示によって明らかにされるだろう。上記開示は、同封される図を参照してなされており:
・図1は、本発明の実施形態に係る溝を付与されたエンベロップを含んだボトルの側面図であり、
・図2は、ボトルの溝の一つを示している図1上のDの詳細な拡大図であり、
・図3は、ボトルの溝の一つの変形を示している図1上のDの詳細な拡大図であり、
・図4は、図1のボトルの底面図であり、
・図5は、図1のボトルの作製のための吹込み成形工程に用いられる予備形成物の側面図であり、
・図6は、ボトルの溝の一つの溝外形を得るための実験設備の概略図であり、
・図7a、7bおよび7cは、それぞれ図6の実験設備によって得られる図1上のR1、R2およびR3で示される溝の溝外形を示したものであり、溝外形は、PETより製造されていることを除いて図1のボトルと同一である参照ボトルの溝に対応する溝外形に、重ね合わせられている。
・最大高さが2mmと等しい場合、ピッチは、より好ましくなる順に、5mm以下、4mm以下、3mm以下、2mm以下または1mm以下である、
・ピッチが5mmと等しい場合、最大高さは、より好ましくなる順に、2mm以上、3mm以上、4mm以上、6mm以上または8mm以上である。
[実施例]
(材料)
・例えばWO2011/043660に従って調製される2,5−フランジカルボン酸(2,5−FDCA)およびジメチル−2,5−フランジカルボキシレート(DMF)。
・MEG:ジオールとして生物由来であるMEG。
・PET(比較):以下の特性がある、Indoramaによって供給されるPETw170:
・ガラス転移温度、Tg=75℃、
・融点、Tf=235℃、
・密度(非結晶)、d=1.33。
重合を15L撹拌回分反応器にて実行した。ジメチル−2,5−フランジカルボキシレート(5.0kg;27.17mol)、バイオ−エチレングリコール(4.02kg;64.83mol)、および酢酸カルシウム一水和物(8.48g;10.4mmol)を、メタノールが留出する温度である130℃まで加熱しながら、窒素雰囲気下、予め乾燥させた反応器中で混合した。温度を、メタノールの大部分が留出されるまで約130℃に保持した。その後、温度を、窒素気流下で2時間かけて、190℃(マントル温度)に上昇させた。次に、バイオエチレングリコール200mL中に溶解させたグリコール酸アンチモン(3.48gのSb2O3)を、40rpmの撹拌下で添加した。ゆっくりと真空にしながら、温度を210℃に上昇させた。300ミリバールでエチレングリコールの大部分は留出した。最後に、可能な限り、しかし確実に1ミリバールよりも下に、真空度を下げた。マントル温度を240℃に上昇させ、分子量の上昇を、撹拌のトルクを測定することによって観察した。反応器から得られたポリマーは、16000g/molのMnを有することが示された。そしてMw/Mnは2.5であった。固体重合をタンブル乾燥機にて実行した。最初の12時間、ポリマーの結晶化を145℃にて実行した。その後、72時間かけて、温度を200℃以上にゆっくりと上昇させた。注意すべき点はポリマー粒子同士をくっつけないことであった。72時間後、ポリマーは以下の特性を有した:
・GPCによって測定された数平均分子量、Mn=30000、
・ガラス転移温度、Tg=85℃、
・融点、Tf=210℃、
・密度(非結晶)、d=1.42、
・多分散性指数、Mw/Mn PDI=2.1。
本発明に係るボトルを、好ましくは、1つまたはいくつかのインプリント部材を含む空洞を有する、Sidel SBO 1機等の金型と、吹込み圧力で流動体を空洞へ供給するように適合された吹込み装置とを使用した、吹込み成形工程によって製造した。各インプリント部材は、ボトル1のエンベロップ2上に所望のインプリントを形成するために合わせられた、2つの同一平面上のエッジおよび2つのエッジの間の中間部分を有する。特に、各インプリント部材の中間部分は2つのエッジに対してシフトされた先端を有する。説明された実施形態において、ボトル1のエンベロップ2上に溝を形成するために、中間部分は2つのエッジに対して浮き出ており、2つのエッジに対して内部に(空洞に対してということを言えば、すなわち空洞の中心軸に向かって)シフトする先端を付与する。先端は好ましくは平らである。例えば、インプリント部材が2つの同一平面上のエッジの間に幅w=2.5mm、エッジと先端との間に高さh=6.5mmを有する。
PETに対してPEFが提示する驚くべき成形性改良を評価するために、いくつかの検査を実行した。
図7aは、PEF検査ボトルおよびPET参照ボトルの対応している溝R1の重ね合わせられた拡大溝外形の画像を示し、
図7bは、PEF検査ボトルおよびPET参照ボトルの対応している溝R2の重ね合わせられた拡大溝外形の画像を示し、
図7cは、PEF検査ボトルおよびPET参照ボトルの対応している溝R3の重ね合わせられた拡大溝外形の画像を示す。
Claims (8)
- ハウジングを規定するエンベロップ(2)を含むボトル(1)を製造する方法であって、該ボトルは、少なくとも1つのフランジカルボン酸(FDCA)モノマーと、少なくとも1つのジオールモノマーとの少なくとも1つの熱可塑性ポリマーから形成されており、該エンベロップは、少なくとも1つのインプリント(10a、10b、15、16)を備えている、ボトル(1)の製造方法であって、
・少なくとも1つのフランジカルボン酸(FDCA)モノマーと、少なくとも1つのジオールモノマーとの少なくとも1つの熱可塑性ポリマーでできた予備形成物(20)を準備するステップ、
・空洞を有しており、少なくとも1つのインプリント部材を含む金型内に上記予備形成物(20)を収容するステップ、
・ハウジングを規定し、少なくとも1つのインプリント(10a、10b、15,16)が付与されたエンベロップ(2)を含む上記ボトル(1)を形成するように、金型内の上記予備形成物(20)を吹込み成形するステップ、を含み、
上記予備形成物(20)を準備する上記ステップにおいて、上記予備形成物(20)は、軸(A0)に沿って延び、閉じられた底端(22)および開かれた上端(23)を有する中空管(21)を含んでおり、
上記予備形成物(20)を吹込み成形する上記ステップは、吹込み成形の圧力を35バール以下にして、上記開かれた上端(23)を通して上記予備形成物(20)を吹込み成形する、方法。 - 上記吹込み成形の圧力が30バール以下である、請求項1に記載の方法。
- 上記吹込み成形の圧力が25バール以下である、請求項1に記載の方法。
- 上記吹込み成形の圧力が20バール以下である、請求項1に記載の方法。
- 上記吹込み成形の圧力が15バール以下である、請求項1に記載の方法。
- 上記吹込み成形の圧力が10バール以下である、請求項1に記載の方法。
- 上記ボトルに液体を満たすステップをさらに含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
- 上記液体は飲料である、請求項7に記載の方法。
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