KR20070010059A - 단일층 및 다층 제품 및 그것을 제조하는 사출 성형 방법 - Google Patents

단일층 및 다층 제품 및 그것을 제조하는 사출 성형 방법 Download PDF

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KR20070010059A
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KR
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preform
layer
mold
cavity
container
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Application number
KR1020067024069A
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English (en)
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제럴드 허친슨
로버트 리
새드 파르하
Original Assignee
어드밴스드 플라스틱스 테크놀로지즈 룩셈부르크 에스.에이.
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Publication date
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Abstract

바람직한 구현 예에서, 방법 및 장치는 형성할 수 있는 물질을 갖는 제품을 생산할 수 있다. 상기 제품은 단일층 및 다층일 수 있다. 상기 제품은 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.
단일층 및 다층 제품, 프리폼, 사출 성형

Description

단일층 및 다층 제품 및 그것을 제조하는 사출 성형 방법{MONO AND MULTI-LAYER ARTICLES AND INJECTION MOLDING METHODS OF MAKING THE SAME}
본 발명은 형성할 수 있는(formable) 물질을 갖는 제품, 더 구체적으로는 형성할 수 있는 물질을 갖는 단일층 및 다층 제품 및 이러한 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
음료 및 식료품을 담기 위한 제품들이 통상적으로 사용되어 왔다. 음료를 포장하는 완전히 유리 또는 금속용기에 대한 대체품으로서 플라스틱 용기와 같은 제품의 사용이 갈수록 늘어가고 있다. 플라스틱 포장의 장점은 무게가 가볍고, 유리에 비해 깨질 염려가 없으며, 잠재적으로 비용을 낮춘다는 장점이 있다. 오늘날 음료 용기를 만드는데 사용되는 가장 일반적인 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET")이다. 순수(virgin) PET는 식료품과 접촉하여 사용해도 괜찮다는 승인을 FDA로부터 받았다. PET로 만들어진 용기들은 일반적으로 투명하고, 벽이 얇고, 가볍고, 탄산음료와 같은 압축된 내용물에 의해 용기의 벽에 가하는 힘을 견딜 수 있어 그의 형상을 유지하는 능력을 갖는다. PET 수지는 또한 상당히 값이 싸며, 가공도 쉽다.
대부분의 PET 병은 사출 성형 또는 압출 공정을 포함하는 공정에 의해 만들 어진 플라스틱 프리폼(preforms)의 블로우 성형(blow molding)을 포함하는 공정에 의해 만들어진다. PET 병은 PET 병의 벽을 통해 열 교환(thermal communication)을 제한하기 위한 적당한 열 배리어가 없을 수 있다. 병 안에 있는 액체의 온도를 유지하기 위해 병 안의 액체 및 병을 에워싸는 주변 간의 열 전달(heat transfer)을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 유사하게, 식료품을 담는 대부분의 값이 싼 용기는 용기를 통해 열 전달을 감소시키기 위한 효과적인 열 배리어를 제공하지 않는다. 용기 또는 포장을 통해 열 전달을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다.
추가로, 도관(conduits) 형태의 제품, 식품 포장 등은 적당하지 않은 구조, 배리어, 또는 기타 특성을 가질 수 있다. 많은 경우, 유체, 식품, 또는 탄산 소다와 같은 음료는 그의 내용물에 바람직하지 않은 영향을 줄 수 있는 용기에 저장된다. 유감스럽게도, 식품이 공지 제품의 몇몇 물질의 표면에 접촉할 때, 식품의 맛은 나쁘게 변할 수 있다. 제품과의 접촉시 식료품의 맛을 유지하는 것이 바람직할 수 있다.
발명의 요약
바람직한 구현 예에서, 프리폼(preform)의 형성을 위한 방법이 제공된다. 프리폼의 적어도 일부분은 팽창하여 열 배리어 또는 원하는 마무리를 형성할 수 있는 팽창성 물질을 포함한다. 프리폼은 블로우 성형에 적당한 온도에서 압출되고 팽창성 물질의 적어도 일부분이 팽창된다. 프리폼은 용기 내로 블로우 성형된다. 한 배열에서, 프리폼은 단일층 프리폼이다. 또 다른 배열에서, 프리폼은 다층 프리폼이다.
또 다른 구현 예에서, 발포체 코팅된 중합체 프리폼을 제공하고 원하는 용기 형상으로 프리폼을 블로우 성형하는 작용을 포함하는 발포체 코팅된 중합체 제품의 제조 방법을 제공한다. 한 배열에서, 방법은 블로우 성형하기 전에 발포체 코팅된 중합체 프리폼을 예열하고, 미소구(microsphere)를 포함하는 발포체 코팅이 미소구의 팽창을 개시시키는 것을 야기하는 것을 포함한다. 미소구는 블로우 성형 전, 블로우 성형 동안, 및/또는 블로우 성형 후에 팽창할 수 있다.
한 구현 예에서, 발포체 코팅된 중합체 제품은 실질적으로 폴리에스테르를 포함하는 다른 층의 적어도 일부분을 에워싸는 1층 이상의 발포체를 포함한다. 발포체는 중합체 담체 물질 및 발포제를 포함한다.
또 다른 구현 예에서, 발포체를 포함하는 제품을 만들기 위한 방법이 제공된다. 발포체는 제1 성분 및 제2 성분을 가질 수 있다. 제1 성분은 열적으로 활성화될 때 팽창될 수 있다. 임의로, 제1 성분은 일반적으로 제1 팽창 상태로 있는 미소구를 포함한다. 한 배열에서, 제2 성분은 제1 성분과 혼합된 담체 물질이다. 혼합물이 가열될 때, 혼합물은 팽창되어 일반적으로 독립 기포 발포체(closed cell form)를 형성한다.
한 구현 예에서, 혼합물은 제1 팽창 상태에서 제2 팽창 상태로 팽창된 미소구를 갖는 프리폼으로 형성된다. 프리폼은 제2 팽창 상태에서 제3 팽창 상태로 팽창되는 미소구를 갖는 용기로 성형된다. 한 배열에서, 미소구의 상당 부분은 일반적으로 제1 위치에서 팽창되지 않는다. 임의로, 미소구의 상당 부분은 일반적으로 제2 위치에서 부분적으로 팽창된다. 임의로, 미소구의 상당 부분은 일반적으로 제3 위치에서 팽창된다.
한 구현 예에서, 프리폼은 복수의 층을 포함하며 층 중의 한 층은 팽창성 물질을 포함한다. 프리폼은 임의로 용기로 형성된다. 한 구현 예에서, 프리폼 또는 용기의 내층은 식료품 및/또는 액체와 접촉하기 위한 적당한 물질을 포함하며 프리폼 또는 용기의 저장 챔버를 한정한다. 한 배열에서, 내층은 열가소성 물질을 포함한다. 프리폼 또는 용기의 제2층은 중합체 및 미소구를 포함하는 팽창성 물질을 포함한다. 대안적으로, 팽창성 물질은 프리폼 또는 용기의 내층 또는 라이너(liner)를 형성할 수 있다.
한 구현 예에서, 팽창성 물질은 담체 물질 및 발포제를 포함한다. 담체 물질은 팽창성 물질을 형성하는 미소구와 혼합될 수 있는 물질이 바람직하다. 담체 물질은 에틸렌 아크릴산("EAA"), 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA"), 선형 저밀도 폴리에틸렌("LLDPE"), CHDM(시클로헥산 디메탄올) 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PETG), 폴리(히드록시아미노 에테르)("PHAE"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 폴리에틸렌("PE"), 폴리프로필렌("PP"), 폴리스티렌("PS"), 셀룰로오스 물질, 펄프, 및 그들의 혼합물 등과 같은 열가소성 또는 고분자 물질일 수 있다. 한 구현 예에서, 발포제는 가열시 팽창하고 발포체를 생성하기 위해 담체 물질과 함께 작용하는 미소구를 포함한다. 한 배열에서, 발포제는 EXPANCEL® 미소구를 포함한다.
한 바람직한 구현 예에서, 팽창성 물질은 그것을 포함하는 용기의 벽을 통한 열 전달을 저해하는 절연 속성을 갖는다. 팽창성 물질은 따라서, 식품, 유체 등의 온도를 유지하기 위해 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 액체가 용기 내에 있을 때, 용기의 팽창성 물질은 용기 내의 액체와 용기 주변의 환경 간의 열 전달을 감소시킨다. 한 배열에서, 용기는 냉각된 액체를 담을 수 있으며, 용기의 팽창성 물질은 환경으로부터 냉각된 액체로의 열 전달을 저해하는 열 배리어이다. 대안적으로, 가열된 액체는 용기 내에 있을 수 있으며, 용기의 팽창성 물질은 액체로부터 용기를 둘러싸는 환경으로의 열 전달을 감소시키는 열 배리어이다. 식품 및 음료와 관련한 용도가 하나의 바람직한 용도이지만, 이들 용기는 또한 식품이 아닌 품목에도 사용될 수 있다.
한 구현 예에서, 발포 물질은 압출되어, 식품을 담기 위한 용기, 트레이, 병 등을 만드는 시이트(sheet)를 생성한다. 임의로, 상기 시이트는 식품을 담기 위해 채택된 클램쉘(clamshells)로 형성된다. 발포 시이트는 예비-절단되고 식료품을 담기 위한 용기를 형성하도록 배치된다. 시이트는 하나 이상의 공정, 예컨대 열성형 공정, 열형성 공정에 의해 용기로 형성될 수 있다.
또 다른 구현 예에서, 제품은 종이 또는 목재 펄프 기재 물질 또는 용기 상에 코팅을 형성하는 발포 물질을 포함하는 것으로 제공된다. 한 배열에서, 발포 물질은 펄프와 혼합된다. 임의로, 발포 물질 및 펄프는 원하는 형상으로 형성될 수 있는 일반적으로 균일한 혼합물을 형성하도록 혼합될 수 있다. 혼합물은 혼합물의 발포 물질 성분의 적어도 일부분의 팽창을 야기하도록 혼합물이 형태를 이루기 전, 동안, 및/또는 후에 가열될 수 있다.
다른 구현 예에서, 프리폼은 적어도 식료품을 접촉하기에 적당한 물질을 포함하는 제1층 및 폴리프로필렌을 포함하는 제2층을 포함한다. 임의로, 제1층은 PET를 포함하며 제2층은 폴리프로필렌 및 미소구를 갖는 발포 물질을 포함한다. 임의로, 제1층은 PET를 포함하며, 제2층은 대부분 또는 전부 폴리프로필렌을 함유한다. 임의로, 제1층은 페녹시형 열가소성 수지를 포함하며 제2층은 폴리프로필렌과 같은 또 다른 물질을 함유한다. 프리폼은 하나 이상의 공정, 예컨대, 블로우 성형 공정에 의해 용기로 형성될 수 있다.
한 구현 예에서, 병의 제조 방법은 PET의 내층 및 PP을 포함하는 외층을 포함하는 프리폼을 제공하는 것을 포함한다. 프리폼은 PP를 가공하기에 전형적으로는 적당하지 않은 온도로 가열된다. 프리폼은 프리폼을 가열한 후 병으로 블로우 성형된다. 한 배열에서, 외층은 발포 물질을 포함한다. 한 배열에서, 외층은 대부분 또는 전부 PP를 포함한다.
다른 구현 예에서, 프리폼은 플랜지를 갖는 내층을 포함하는데, 플랜지는 프리폼의 개구(opening)의 적어도 일부분을 한정한다. 외층은 내층을 둘러싸고 프리폼의 목 피니시의 상당 부분을 한정하며 프리폼의 몸체부의 외부면을 형성한다.
다른 구현 예에서, 제1층 및 제2층을 포함하는 관이 있다. 한 구현 예에서, 제1층은 PET와 같은 열가소성 물질을 포함하며 제2층은 PP와 같은 동일 또는 상이한 열가소성 물질 및 발포제를 포함한다. 임의로, 제1층은 주로 PET를 포함하며 제2층은 PP 기반의 발포 물질을 포함한다. 하나의 배열에서, 관은 공압출(co-extrusion) 공정에 의해 형성된다. 임의로, 상기 관은 용기로 블로우 성형될 수 있다. 임의로, 관은 섭취할 수 있는 액체를 배달하기 위한 유체 전달 선으로서 사용될 수 있다.
다른 구현 예에서, 프리폼은 내층 및 외층을 포함한다. 상기 외층은 상기 내층을 둘러싸고, 프리폼의 목 피니시의 상당 부분을 한정한다. 상기 외층은 또한 프리폼의 몸체부의 외표면을 형성한다.
다른 구현 예에서, 성형 프리폼을 위한 장치는 몰드 코어 섹션(section) 및 몰드 캐비티 섹션을 포함한다. 상기 몰드 캐비티 섹션은 배달 시스템을 갖는다. 상기 몰드 코어 섹션(section) 및 몰드 캐비티 섹션이 폐쇄 위치에 있을때, 이들은 협력하여 공극(void)을 한정한다. 상기 배달 시스템은 결속 물질(tying material)을 공극으로 배달하도록 구성된다. 임의로 상기 장치는 또한 공극과 유체 연결된 배기(exhaust) 시스템을 포함한다.
다른 구현 예에서, 프리폼 형성 방법은 몰드의 맨드렐상의 프리폼의 일부를 위치시키는 것을 포함한다. 결속 물질은 캐비티를 한정하는 태비티 섹션내에 셩성된 배달 시스템의 출구로부터 배달된다. 상기 프리폼의 적어도 일부분이 결속 물질로 코팅된다.
몇몇 구현 예에서, 프리폼은 목부 및 본체부를 포함한다. 본체부는 벽부 및 말단 캡을 갖고, 제1층 및 제2층을 포함하며, 제1층은 팽창성 물질을 포함한다. 몇몇 배열에서 상기 팽창성 물질은 열처리에 의해 확장되도록 조정된다.
몇몇 구현 예에서, 프리폼은 나사산을 갖는 목부 및 본체부를 포함한다. 본체부는 벽부 및 말단 캡을 포함한다. 본체부는 프리폼의 40중량% 미만을 형성하는 팽창성 물질을 포함한다. 몇몇 구현 예에서는, 상기 팽창성 물질은 프리폼의 20중량% 미만을 형성한다. 상기 팽창성 물질은 임의로 미소구 및 바람직하게는 폴리프로필렌, PET 및 그들의 조합으로부터 선택되는 것들을 포함하는 열가소성 담체 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 프리폼을 제조하는 방법은 프리폼의 제1층을 형성하는 것을 포함한다. 프리폼의 제2층이 형성되며 이것은 조정가능한 팽창성 물질을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 상기 제1층은 바람직하게는 폴리에스테르를 포함하는 제1물질을, 게이트를 통해, 캐비티 몰드 하프 및 코어 몰드 하프에 의해 한정된 공간에 주입함(injection)에 의해 형성되고, 제품을 형성한다. 상기 제품은 내표면 및 외표면을 포함한다. 상기 제2층은, 팽창성 물질을, 상기 제1 주입된 물질에 의해 형성되는 제품의 외표면 및 제2 캐비티 몰드 하프에 의해 한정된 제2 공간으로 주입함에 의해 형성되어 프리폼의 제2층을 형성한다.
몇몇 구현 예에서, 병을 생산하는 방법은 목부 및 몸체부를 갖는 프리폼을 제공하는 것을 포함한다. 상기 프리폼은 가열되어 프리폼의 일부가 적어도 부분적으로 팽창하여 발포체를 형성한다. 상기 프리폼은 발포 물질을 포함하는 병으로 블로우 성형된다.
몇몇 구현 예에서, 제품은 나산산을 갖는 목부 및 몸체부를 포함한다. 상기 몸체부는 제1층 및 제2층을 포함한다. 상기 제1층은 목부의 나사산 밑에서 끝나는 상부 말단을 갖고 발포 물질을 포함한다. 상기 제2층은 상기 제1층 안쪽에 위치한다. 몇몇 구현 예에서, 상기 제품은 프리폼, 병, 용기 등이다. 제2층은 식료품과 접촉하기에 적합한 물질을 임의로 포함한다. 예를 들면, 상기 제2층은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 페녹시-형 열가소성수지 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하는 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 상기 몸체부는 폴리에스테르를 포함하는 내층 및 발포 물질을 포함하는 외층을 포함한다. 상기 발포 물질은 폴리프로필렌을 포함한다. 상기 내층 및 상기 외층은 몸체의 벽의 적어도 일부분을 한정한다.
몇몇 구현 예에서, 다층 프리폼을 제작하는 방법은 당업계에 알려진 다양한 방법에 의해 만들어져온 기판(substrate) 프리폼을 제공한다. 상기 기판 프리폼은, 제1 몰드부 및 제2몰드부 사이에 한정된 캐비티 내에 위치한다. 제1 물질은 제1몰드부의 출구로부터 기판 프리폼상에 캐비티로 사출된다. 상기 제1 물질은 기판 프리폼상에 층을 형성하도록 조정된다. 제2 물질은 제1 몰드부의 용융 게이트로부터 기판 프리폼상으로 사출된다. 몇몇 구현 예에서, 상기 제1 물질은 결속 물질을 포함한다. 몇몇 구현 예에서는, 상기 제1 물질은 기판 프리폼의 몸체부의 적어도 일부분, 바람직하게는 상당 부분을 코팅한다. 상기 제2 물질은 제1 물질상에 직접 사출되어 외층을 형성할 수 있다. 임의로, 제1 물질의 미사용 부분은 배기 시스템에 의해 캐비티로부터 제거될 수 있다. 몇몇 배열에서는, 제1 몰드부는 캐비티 섹션이고 제2 몰드부는 코어 섹션이다.
몇몇 구현 예에서, 제품을 성형하기 위해 몰드로 물질을 사출하는 방법은 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이를 움직일 수 있는 사출 몰드를 제공하는 것을 포함한다. 상기 몰드는 코어 섹션 및 캐비티 섹션을 포함한다. 물질은 상기 캐비티 섹션의 제1 게이트를 통해 배달된다. 몇몇 배열에서는, 상기 제품은 프리폼 또는 클로저이다. 제1 게이트를 통해 배달된 상기 물질은 결속 물질을 포함하는 유체를 임의로 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 프리폼 또는 용기를 성형하기 위한 몰드는 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이를 움직일 수 있는 캐비티 섹션 및 코어 섹션을 포함한다. 코어 섹션 및 캐비티 섹션이 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 코어 섹션 및 캐비티 섹션은 캐비티를 한정한다. 캐비티 섹션 내의 게이트는 용융물(melt)을 캐비티 내로 사출하도록 구성된다. 캐비티 섹션 내의 출구는 제1 물질을 입구 선으로부터 캐비티로 사출하도록 위치되고 구성된다. 캐비티 섹션 내의 입구는 캐비티 내에서 물질내에 연신시키고 생산물 라인으로 물질을 배달하도록 위치되고 구성된다. 몇몇 배열에서는, 상기 게이트는 프리폼의 말단 캡을 성형하기 위해 캐비티 섹션의 구역에 위치된다. 임의로, 상기 게이트, 상기 출구 및 상기 입구는 서로 떨어져 있고 캐비티 섹션의 성형 표면에서 형성된다.
몇몇 구현 예에서, 제품을 성형하기 위한 몰드는 제1 성형 표면을 한정하는 제1 몰드 섹션을 포함한다. 제2 몰드 섹션은 제2 성형 표면을 한정한다. 상기 제1 몰드 섹션 및 제2 몰드 섹션은 협력하여 제품 형상의 캐비티를 형성한다. 몰드의 배달 시스템은 유체의 원(source) 및 공급 라인(feed line)을 갖는다. 상기 공급 라인은 유체의 원 및 생산물(output)과 유체 연결된다. 상기 생산물은 제1 몰드 섹션 및 제2 몰드 섹션의 하나를 따라 위치된다. 배기 시스템은 제1 몰드 섹션 및 제2 몰드 섹션의 하나를 따라 위치되는 입구를 갖는다. 상기 배기 시스템은 캐비티와 유체 연결되는 배기 라인을 포함한다. 용융 사출 게이트는 제2 몰드 섹션을 따라 위치되고 용융물을 캐비티로 배달하도록 구성된다. 몇몇 배열에서는, 상기 배달 시스템은 캐비티 내로 배달되는 액체의 양을 선택적으로 조절하도록 구성된 밸브 시스템을 더 포함한다. 임의로, 상기 캐비티는 프리폼 또는 클로저의 형상이다.
몇몇 구현 예에서, 제품을 생산하기 위한 몰드는 결합하여 프리폼을 성형하기 위한 캐비티를 형성하도록 구성된 캐비티 하프 및 코어 하프를 포함한다. 상기 캐비티 하프는 게이트를 갖는다. 상기 몰드는 코팅 물질을 캐비티로 배달하기 위한 수단 및 코팅 물질을 캐비티로 배달하기 위한 상기 수단에 의해 배달된 코팅 물질을 제거하기 위한 수단을 갖는다. 임의로, 상기 제품은 프리폼 또는 클로저일 수 있다. 상기 게이트는 코팅 물질을 배달하기 위한 수단 및 코팅 물질을 제거하기 위한 수단으로부터 이격될 수 있다.
바람직한 구현 예에서, PETG 및 폴리프로필렌을 포함하는 적층체, 프리폼, 용기, 및 제품, 및 그의 제조 방법이 개시된다. 한 구현 예에서, 폴리프로필렌은 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 접착력 개선을 위한 유사한 화합물로 그라프트 또는 개질될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 폴리프로필렌은 "나노입자" 또는 "나노입자 물질(nanoparticular material)"을 더 포함한다. 또 다른 구현 예에서 폴리프로필렌은 나노입자를 포함하며 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사한 화합물로 그라프트화 또는 개질된다.
바람직한 적층체, 프리폼, 용기, 및 제품은 다양한 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 적층체, 프리폼, 용기, 및 제품은 사출 성형, 오버성형, 블로우 성형, 사출 블로우 성형, 압출, 공압출, 및 사출 연신 블로우 성형, 및 여기에서 개시된 및/또는 당업자에게 알려진 기타 방법을 통해 형성될 수 있다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제품은 하기 유리한 특성을 하나 이상 갖는 하나 이상의 층 또는 부분을 포함하는 물질일 수 있다: 절연층, 가스 배리어층, UV 보호층, 보호층(예컨대, 비타민 보호층, 내찰과성층(scuff resistance layer) 등), 식료품 접촉층, 무미 스캘핑층(non-flavor scalping layer), 무색 스캘핑층, 고강도층, 순응층(compliant layer), 결속층, 기체 스캐빈지층(예컨대, 산소, 이산화탄소 등), 고온 충전(hot fill) 적용에 적당한 층 또는 부분, 압출에 적당한 용융 강도를 갖는 층, 강도, 재생할 수 있는(소비 후 및/또는 탈공업화), 투명도 등. 한 구현 예에서, 단일층 또는 다층 물질은 하나 이상의 하기 물질을 포함한다: PET(재생 및/또는 순수 PET 포함), PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지, 폴리올레핀, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및/또는 그들의 조합.
도1은 용기를 형성하기 위해 출발 물질로써 사용된 프리폼이다.
도2는 도1의 프리폼의 횡단면이다.
도3은 바람직한 용기를 만드는데 사용될 수 있는 타입의 블로우 성형 장치의 횡단면이다.
도4는 프리폼으로부터 형성된 용기의 측면도이다.
도5는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도5A는 압출 부분을 포함하는 또 다른 다층 프리폼의 횡단면이다.
도6은 도5의 다층 프리폼으로부터 형성된 다층 용기의 횡단면이다.
도7은 7을 따라 취하여진 도6의 용기의 확대도 이다.
도8은 다층 프리폼의 횡단면이다.
도8A는 8A를 따라 취하여진 도8의 프리폼의 확대도이다.
도9는 다층 목부을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도10은 또 다른 구현예에 따르는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도11은 프리폼의 안쪽을 한정하는 내층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도12는 목부을 한정하는 내층 및 외층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도12A는 목부을 한정하는 내층 및 외층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도12B는 목부을 한정하는 내층 및 외층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도13은 플렌지가 있는 내층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도13A 및 도13B는 몇몇 구현 예에 따르는 다층 프리폼 부분들의 확대된 횡단면이다.
도14는 결합 구조가 있는 외층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도14A는 도14의 프리폼으로부터 제조된 용기의 횡단면이며, 클로저가 용기에 부착되어 있다.
도14B는 14B를 따라 취하여진 도14A의 용기 및 클로저 일부의 확대도이다.
도14C는 또 다른 구현 예에 따르는 용기 및 클로저의 일부의 확대도이다.
도15A는 나사산이 없는 목부을 갖는 프리폼의 일부의 횡단면이다.
도15B는 도15A의 프리폼의 횡단면이다.
도15C는 다중 단편(multi-piece) 프리폼의 일부의 횡단면이다.
도16은 또 다른 구현예에 따르는 프리폼의 횡단면이다.
도17은 또 다른 구현예에 따르는 프리폼의 횡단면이다.
도18은 용기를 밀폐하기에 적당한 클로저의 투시도이다.
도19는 내층을 갖는 다층 클로저의 횡단면이다.
도20은 클로저의 측면을 따라 연장한 내층을 갖는 다층 클로저의 횡단면이다.
도21A-21E는 다층 클로저의 횡단면이다.
도22A-22B는 시이트의 횡단면이다.
도23은 프로파일의 한 바람직한 구현예의 투시도이다.
도24는 라벨 및 클로저를 갖는 용기를 포함하는 포장의 한 바람직한 구현예의 측면도이다.
도25는 또 다른 구현 예에 따르는 용기 및 클로저의 측면도이다.
도26A는 용기의 투시도이다.
도26B는 트레이의 투시도이다.
도27은 층상 용융 흐름 발생 시스템의 구현 예의 개략도이다.
도27A는 도27의 층상(lamellar) 용융흐름 발생 시스템으로부터 만들어진 층상 물질의 횡단면이다.
도28은 도1의 프리폼을 제조하는데 사용될 수 있는 타입의 몰드(mold)의 횡단면이다.
도29는 도5의 프리폼의 외층을 제조하는데 사용될 수 있는 몰드의 횡단면이다.
도30은 도11의 프리폼의 내층을 제조하는데 사용될 수 있는 타입의 몰드의 횡단면이다.
도31은 도11의 프리폼의 외층을 제조하는데 사용될 수 있는 타입의 몰드의 횡단면이다.
도32는 클로저를 제작하는데 사용될 수 있는 타입의 몰드의 횡단면이다.
도33은 도20의 클로저의 외층을 제작하는데 사용될 수 있는 타입의 몰드의 횡단면이다.
도34는 결착층을 갖는 다층 프리폼을 제작하기 위해 구성된 몰드 시스템이다.
도35는 도34의 몰드 시스템의 몰드의 횡단면이다.
도36은 줄 36-36을 따라 취해진 도35의 몰드의 횡단면이다.
도37은 37-37을 따라 도35의 면적의 안이 보이도록 표층부를 잘라낸(cutaway) 클로즈업이다.
도38은 줄 36-36을 따라 취해진 도35의 변형된 몰드의 횡단면이다.
도39는 줄 37-37을 따라 취해진 도35의 변형된 몰드의 안이 보이도록 표층부를 잘라낸 클로즈업이다.
도40은 층상 물질의 횡단면도이다.
바람직한 구현 예의 상세한 설명
여기에서 명시된 모든 특허 및 공보는 온전히 그대로 참고로 하여 여기에서 혼입하였다. 여기에서 더 기술되는 것을 제외하고, 몇몇 구현 예로, 여기에서 기술된 특정 구현 예, 특징, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술은 온전히 그대로 여기에서 참고로 혼입된 미국 특허 제6,109,006호; 제6,808,820호; 제6,528,546호; 제6,312,641호; 제6,391,408호; 제6,352,426호; 제6,676,883호; 미국 특허 출원 제09/745,013호(공보 제2002-0100566호); 제10/168,496호(공보 제2003-0220036호); 제09/844,820호(2003-0031814); 제10/090,471호(공보 제2003-0012904호); 제10/395,899 (공보 제 2004-0013833호), 제10/614731(공보 제2004-0071885호), 가출원 제60/563,021호, 2004년 4월 16일 출원, 가출원 제60/575,231호, 2004년 5월28일 출원, 가출원 제60/586,399호, 2004년 7월 7일 출원, 가출원 제60/620,160호, 2004년 10월 18일 출원, 제60/621,511, 2004년 10월 22일, 및 가출원 제60/643,008, 2005년 1월 11일 출원, 본 출원과 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "MONO AND MULTI-LAYER ARTICLES AND COMPRESSION METHODS OF MAKING THE SAME"인 미국 특허 출원 변호사 관리번호(docket number) 제APTPEP1.090A호, 본원과 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "MONO AND MULTI-LAYER ARTICLES AND INJECTION MOLDING METHODS OF MAKING THE SAME"인 미국 특허 출원 변호사 관리번호 제APTPEP1.091A호에 기술된 구현 예, 특징, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술 중의 하나 이상과 유사할 수 있다. 게다가, 여기에서 기술된 구현 예, 특징, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술은 특정 구현 예에서 상술한 특허 및 출원에 개시된 하나 이상의 구현 예, 특징, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술과 연관하여 적용되거나 사용될 수 있다.
A. 제품
바람직한 구현 예에서 제품은 하나 이상의 형성가능한 물질을 포함할 수 있다. 여기에서 기술된 제품은 단일층 또는 다층(즉, 2 이상의 층)일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제품은 (프리폼, 용기, 병, 클로저 등을 포함하는) 음료용기, 상자, 골판지 상자 등과 같은 포장일 수 있다.
다층 제품은 규제 기관(예컨대, 미국 식품 및 의약회)에 의해 승인된 물질 또는 식품(음료 포함), 의약품, 화장품 등과의 접촉에 대하여 규제 승인된 물질의 내층(예컨대 용기의 내용물과 접촉하는 층)을 포함할 수 있다. 다른 구현 예에서, 내층은 식품과 접촉될 규제 계획에 의해 승인되지 않은 물질(들)을 포함한다. 제2층은 제2 물질을 포함할 수 있으며, 이것은 내층을 형성하는 물질보다 상이하거나 또는 유사할 수 있다. 제품은 원하는 만큼의 많은 층을 가질 수 있다. 제품은 "층"이 아닌 다양한 부분을 형성하는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다고 고려된 다.
1. 도면의 상세한 설명
도 1 및 2에 의해, 바람직한 단일층 프리폼(30)이 도해된다. 일반적으로 프리폼(30)은 목부(32) 및 본체부(34)를 갖는다. 도해된 프리폼(30)은 블로우 성형될 수 있는 물질로 형성된 단일층을 가질 수 있다. 프리폼(30)은 바람직하게는 과일 쥬스, 물 등과 같은 비탄산 액체와 같은 액체를 담기 위한 용기로 블로우 성형된다. 임의로, 프리폼(30)은 탄산 액체와 같은 기타 액체를 담는 용기로 형성될 수 있다. 도해된 프리폼(30)은 탄산 음료를 담기에 특히 매우 적당한 16 온스 음료 병을 형성하기에 적당할 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "병"은 광범위한 용어이며 통상의 의미에 따라 사용되고, 제한함이 없이 용기(전형적으로 비교적 좁은 목 부분 또는 주둥이(mouth)를 갖는 유리 및/또는 플라스틱), 유체(바람직하게는 액체)를 저장하기 위한 병 형상 용기, 등을 포함할 수 있다. 병은 손잡이를 갖거나 갖지 않을 수 있다.
도해된 프리폼(30)은 프리폼(30)의 안쪽으로의 개구부(36)(도2)에서 시작하여 연장되며 지지체 고리(38)을 포함하는 목부(32)를 갖는다. 여기에서 사용된 용어 "목부(neck portion)"는 넓은 의미의 용어이며 통상의 의미에 따라 사용되며 제한함이 없이, 본체 부에 부착된 프리폼의 일부를 포함할 수 있다. 목부는 목 피니시(finish)를 포함할 수 있다. 목 실린더와 함께 목 피니시는 "목부"로서 여기에서 언급된 것을 형성할 수 있다. 설명된 구현 예에서 목부(32)는 나사산(40)의 존재에 의해 더 특징 지워지며, 이것은 프리폼(30)으로부터 생성된 병에 캡 또는 클 로저 부재를 단단히 죄는(fasten) 방식을 제공한다. 대안적으로, 목부(32)는 클로저를 맞물리도록 하는 배치 되지 않을 수 있거나 또는 클로저를 맞물리게 하기 위해 나사산 이외의 수단을 가질 수 있다. 본체부(34)는 길쭉하며 목부(32)로부터 아래쪽으로 연장하는 일반적으로 실린더형 구조이며, 말단 캡(42)에 이른다. 도해된 말단 캡(42)은 둥글다; 그러나, 말단캡은 다른 적당한 형상을 가질 수 있다. 프리폼 두께(44)는 프리폼(30)의 전체 길이 및 수득한 용기의 전체 크기 및 원하는 벽두께에 의존할 것이다.
도3을 보면, 이 블로우 성형 공정에서 프리폼(30)은 원하는 용기 형상에 상응하는 캐비티를 갖는 몰드에 위치한다. 프리폼(30)은 그후 가열되고 공기 또는 기타 적당한 유체를 프리폼의 안쪽으로 밀어넣음으로써 팽창되어 프리폼을 연신시켜서 그것이 캐비티를 채우도록 하고, 그럼으로써 용기(37)을 만든다 (도4). 블로우 성형 공정은 하기에서 상세히 기술된다. 당업계에 알려진 바와 같이, 연신된 막대 또는 유사한 수단이 블로우 성형 공정에 도움이 되도록 또한 사용될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 블로우 성형 기계는 당업계에 알려진 바와 같이 블로우 성형 공정에 도움이 되는 따뜻한(warm) 제품(예컨대, 슬리브, 프리폼 등과 같은 프로파일)을 수용할 수 있다. 몰드(28)은 여기에서 기술된 사출 성형 기계와 같은 사출 성형 기계로부터 따뜻한 프리폼을 수용할 수 있다. 사출 성형 기계에 의해 제조된 프리폼은 배달 시스템을 통해 몰드(28)로 신속하게 운송될 수 있다. 프리폼의 고유열은 하기 중의 하나 이상을 제공할 수 있다: 감소된 블로우 성형 시간, 블로우 성형에 적당한 온도로 프리폼을 가열하기 위해 요구되는 감소된 에너지, 및 /또는 기타.
임의로, 하나 이상의 배달 시스템은 블로우 몰드로 프리폼을 운송 및/또는 블로우 몰드으로부터 병을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 배달 시스템은 몰드(28)로 프리폼을 운송 및/또는 몰드로부터 제거하기 위한 셔틀 시스템(예컨대, 선형 또는 회전 셔틀 시스템)을 포함할 수 있다. 셔틀 시스템은 몰드(28)에 프리폼을 배치 공급하거나 또는 그로부터 블로우 성형된 병을 제거할 수 있다. 대안적으로, 배달 시스템은 왕복식(reciprocating) 및/또는 휠(wheel) 배달 시스템을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 휠 배달 시스템은 프리폼을 몰드(28)로 신속하게 배달하거나 그로부터 병을 제거하기 위해 사용된다. 유리하게, 휠 배달 시스템은 몰드(28)으로 및 그로부터 제품을 연속해서 운송함으로써 생산량을 향상시킨다.
배달 시스템이 블로우 성형 프리폼, 압출 블로우 성형, 압출 프로파일 등에 적당한 성형 기계와의 조합으로 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 추가로, 배달 시스템은 제품의 운송에 함께 작용하는 휠 배달 시스템 및 셔틀 시스템과 같은 복수의 시스템을 포함할 수 있다.
도4를 보면, 프리폼(30)으로부터 형성될 수 있는 용기(37)의 구현예가 개시된다. 용기(37)는 프리폼(30)의 목부 및 본체부에 상응하는 목부(32) 및 본체부(34)를 갖는다. 상술한 바와 같이, 프리폼과 관련하여, 목부(32)는 클로저가 맞물리도록 채택될 수 있다. 도해된 목부(32)는 용기 상에 캡을 고정하도록 하는 방식을 제공하는 나사산(40)의 존재에 의해 특징 지워진다. 임의로, 용기(37)의 벽은 용기(37)의 벽을 통한 기체(예컨대, CO2)의 이동을 저해, 바람직하게는 실질적으로 방지할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 용기(37)은 발포체를 통해 유체의 이동을 저해할 수 있는 실질적으로 독립 기포 발포체를 포함한다.
블로우 성형 조작은 보통은 프리폼에서와 같이 원래의 배치를 유지하는 나사산, 필퍼링 (pilfer ring), 및/또는 서포트링을 포함하는 목부(32)가 있는 프리폼의 본체부(34)로 제한된다. 그러나, 프리폼(30)의 임의의 부분(들)은 연신 블로우 성형될 수 있다. 용기(37)는 또한 압출 공정을 통해 또는 공정의 조합(예컨대, 압출된 부분 위에서의 사출)과 같은 기타 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 용기(37)는 압출 블로우 성형 공정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 여기에서 기술된 용기는 프리폼, 압출된 프로파일, 등으로부터 형성될 수 있다.
도5를 보면, 바람직한 구현 예에 따른 특징을 갖는 한 유형의 다층 프리폼(50)의 단면이 개시된다. 프리폼(50)은 바람직하게는 외층(52)으로 코팅된 코팅되지 않은 (단일층) 프리폼(39)을 포함한다. 바람직하게는 코팅되지 않은 프리폼(39)은 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 및/또는 기타 열가소성 물질과 같은, 바람직하게는 식품과 접촉하기에 적당한 중합체 물질을 포함한다. 한 구현 예에서, 예를 들어, 코팅되지 않은 프리폼(39)은 실질적으로 폴리프로필렌을 포함한다. 다른 구현 예에서, 코팅되지 않은 프리폼(39)은 실질적으로 PET와 같은 폴리에스테르를 포함한다.
다층 프리폼(50)은 도1 및 2의 프리폼(30)과 유사한 목부(32) 및 본체부(34) 를 갖는다. 도해된 구현 예에서, 외층(52)은 본체부(34)의 적어도 일부에 대하여 배치된다. 한 구현 예에서, 외층(52)은 서포트링(38)의 저부에서 종결하는 (도1의 프리폼(39)로써 설명된) 내층의 본체부(34)의 표면의, 상당한 부분, 바람직하게는 전체 부분에 대하여 배치된다. 설명된 구현 예에서 외층(52)은 목부(32)로 연장되지 않으며, 또한 수득한 용기의 내용물과 접촉하기에 적당한 물질로 바람직하게 만들어진 내층(39)의 안쪽 표면상에 존재하지 않는다. 외층(52)은 단일 물질 또는 하나 이상의 물질의 여러층(예컨대, 미세층(microlayer))을 포함할 수 있다. 추가로 외층(52)은 일반적으로 균일, 일반적으로 불균일, 또는 어떤 곳에서는 중간일 수 있다. 설명되진 않았지만, 외층(52)은 프리폼(50)의 기타 부분을 형성할 수 있다. 예를 들어, 외층(52)은 (예컨대, 외층이 양쪽 말단에서 개방된 프로파일 또는 관 위에서 사출될 때) 프리폼(50)의 내부 표면의 적어도 일부분 또는 목부(32)의 적어도 일부분을 형성할 수 있다. 외층(52)은 식료품 접촉에 적당하거나 적당하지 않을 수 있다.
프리폼의 전체 두께(56)는 초기의 코팅되지 않은 프리폼(39)(즉, 내층(54))의 벽두께와 외층(52)의 두께(58)의 합과 같으며, 수득한 용기의 전체 크기 및 원하는 코팅 두께에 의존한다. 그러나, 프리폼(50)은 프리폼(50)으로부터 형성된 용기의 원하는 열, 광학, 배리어, 및/또는 구조적 성질에 의존하여 임의의 두께를 가질 수 있다. 결속층이 포함된다면, 전체 두께는 결속층의 두께를 포함할 것이다. 프리폼 및 용기는 광범위하고 다양한 상대적인 두께를 갖는 층을 가질 수 있다. 본 명세서의 관점에서, 주어진 층 및 전체 프리폼 또는 용기의 두께는 주어진 지점 에서 또는 전체 용기에 대하여 상관없이, 용기를 위한 제조 공정 또는 특정 최종 용도에 맞도록 선택될 수 있다. 설명된 구현 예에서, 외층(52)은 일반적으로 균일한 두께를 갖는다. 그러나 외층(52) 및/또는 내층(54)은 균일할 필요가 없으며 예를 들어 프리폼(50)의 세로축을 따라 가변하는 두께를 가질 수 있다.
다층 프리폼은 용기를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리폼(50)은 용기(180)을 형성하기 위해 사용될 수 있다(도 6). 한 구현 예에서, 외층(52)은 도6 및 7에서 나타낸 바와 같이 그들 사이에 층 또는 스페이스(85)가 제공되도록 내층(54)과 함께 작용한다. 층(85)은 층(52,54) 사이의 공기의 통과를 허용할 수 있으며 용기(83)를 유리하게 더 절연할 수 있다. 통로는 내층(54)을 느슨하게 에워싸는 층(52) 사이에서 형성될 수 있다. 대안적으로, 외층(52)은 내층(54)을 달라붙게 보유하도록 하는 치수로 만들고 배치될 수 있으며 이와 같이 하여 층(52)의 내부 표면은 층(54)의 외부 표면과 접촉한다. 몇몇 구현 예에서, 층(85)은 하나 이상의 층(52, 54)과 유사하거나 유사하지 않은 발포층일 수 있다. 여전히 또 다른 구현 예에서, 층(85)은 층(52)과 내층(54)을 결합하게 하는 층 일 수 있다. 예를 들어, 층(85)은 층(52), (54) 간의 상대적인 이동을 저해, 바람직하게는 실질적으로 방지하는 기능(crafting) 또는 결속 층일 수 있다. 예를 들어, 층(85)은 층(52, 54)간의 상대적인 이동을 제한하는 접착층일 수 있다. 여기에서 개시된 구현 예의 층의 아무것도 또는 몇몇은 결속층 등과 함께 결합될 수 있다고 고려되어 진다.
한 구현 예에서, 층(52, 54)의 적어도 하나는 층(52, 54) 간의 접착력을 증 진 또는 감소시키기 위해 처리될 수 있다. 예를 들어, 내층(54)의 외부 표면은 외층(52)이 내층(54)에 접착하도록 화학적으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 결속 물질은 층(52, 54)의 적어도 하나를 반응 및 화학적으로 처리하기 위해 적용될 수 있다. 그러나, 층(들)은 프리폼의 층 사이에서 원하는 상호작용을 성취하도록 개질될 수 있다는 것이 고려된다. 임의로, 층(52, 54)은 함께 직접 부착될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 용기는 바람직하게는 용기의 벽을 통해 열 전달을 저해하는 절연 성질을 갖는 발포 물질을 포함한다. 액체가 도6의 용기(83)와 같은 용기 내에 있을 때, 예를 들어 용기(83)의 벽(84)을 형성하는 발포 물질이 액체 내용물 및 용기(83)을 에워싸는 환경 사이의 열 전달을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 용기(83)는 탄산 음료와 같은 냉각된 내용물을 담을 수 있으며, 발포체는 용기(83)를 절연하여 냉각된 유체의 온도 변화를 억제한다. 따라서, 내용물은 액체의 온도보다 더 높은 외기 온도에도 불구 하고 원하는 지속 시간 동안 여전히 냉각될 수 있다. 대안적으로, 예컨대, 뜨거운 음료와 같은 가열된 물질은 용기(83) 내에 있을 수 있으며 벽(84)은 용기(83)을 절연하여 용기(83)을 에워싸는 환경으로 액체로부터의 열 전달을 저해한다. 또한, 용기(83)의 발포 물질은 사람이 가열 또는 냉각한 액체를 담는 용기(83)을 편안하게 잡을 수 있도록 원하는 온도 범위 내의 용기(83)의 표면 온도를 초래할 수 있다. 용기의 발포층의 두께 및 크기 및 발포 부분의 배치는 원하는 용기의 열 성질을 얻기 위해 가변할 수 있다.
도8을 보면, 다층 프리폼(60)의 바람직한 구현 예를 단면으로 보여준다. 코팅된 프리폼(60) 및 도5의 프리폼(50) 간의 하나의 차이점은 말단 캡의 구역에서 두층의 상대적인 두께이다. 프리폼(50)에서, 외층(52)은 프리폼의 본체부 전체에 걸쳐 초기 프리폼의 두께보다 일반적으로 더 얇다. 그렇지만, 프리폼(60)에서는, 외층(52)의 두께가 벽부분(66)의 (64)에서 보다 말단캡(42) 근처의 (62)에서 더 두꺼우며, 반대로, 내층(54)의 두께는 말단캡(42)의 영역 내의 (70)에서 보다 벽부분(66)의 (68)에서 더 크다. 이러한 프리폼 설계는 하기 기술되는 바와 같이 다층 프리폼을 만들기 위한 오버성형(overmolding) 공정에서 외부 코팅이 초기 프리폼에 가해질 때 특히 유용하며, 그것은 성형 순환 시간 감소와 관련하는 것을 포함하는 특정한 장점을 나타낸다. 층은 균일하거나 복수의 미세층을 포함할 수 있다. 도해되지 않은 프리폼(60)의 다른 구현 예에서, 외층(52)은 벽 부분(66)의 (64)에서보다 말단캡(42) 부근의 (62)에서 더 얇으며, 반대로, 내층(54)의 두께는 말단캡(42)의 영역의 (70)에서보다 벽 부분(66)의 (68)에서 더 작다. 층(52, 54)의 적어도 한 층은 임의로 배리어 물질을 포함할 수 있다.
도8A는 LIM-오버-사출 구현 예에서, 층의 구성을 나타내는 프리폼의 벽 섹션의 확대도이다. 층(54)은 프리폼의 내층이며 층(52)은 프리폼의 외층이다. 외층(52)은 LIM 시스템이 사용될 때 만들어지는 것과 같은 물질의 복수의 미세층(즉, 층상 물질)을 포함한다. 물론, 도8의 모든 프리폼이 이러한 유형은 아닐 것이다.
도9를 보면, 다층 프리폼의 또 다른 구현 예가 횡단면에 나타낸다. 코팅된 프리폼(76) 및 도5 및 도8의 프리폼(50) 및 (60)간의 주요한 차이는 각기 외층(52)이 본체부(34) 뿐만 아니라 목부(32) 상에도 배치되어 있다는 것이다.
프리폼 및 용기는 광범위하고 다양한 상대적인 두께를 갖는 층을 가질 수 있 다. 본 명세서의 관점에서, 주어진 층 및 전체 프리폼 또는 용기의 두께는, 주어진 지점 또는 전체 용기에 상관없이, 용기를 위한 코팅 공정 또는 특정의 최종 용도에 맞도록 선택될 수 있다. 더욱이, 도8에서 층(들)에 대하여 상술한 바와 같이, 여기에서 개시된 프리폼 및 용기의 구현 예에서 층은 단일 물질, 하나 초과의 물질, 또는 여러 물질을 포함할 수 있다.
여기에서 개시된 장치 및 방법은 또한 3 이상의 층이 있는 프리폼을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 도10에, 프리폼(132)의 3층 구현 예를 나타낸다. 거기에서 나타낸 프리폼은 2 코팅층, 중간층(134) 및 외층(136)을 갖는다. 도10에 나타낸 층의 상대적인 두께는 상이한 크기의 병을 만들도록 허용하기 위해 또는 물질의 특정 조합에 적합하도록 변화될 수 있다. 당업자에 의해 이해 되어질 것처럼, 초기 프리폼이 이미 코팅되어 있는 것이라는 점을 제외하고 여기에서 개시된 것과 유사한 절차는 오버성형을 포함하는 여기에서 기술된 코팅된 프리폼의 제조 방법 중의 하나에 의하는 것으로서 수행될 것이다.
도11은 바람직한 구현 예에 따른 특징을 갖는 한 유형의 다층 프리폼(160)의 횡단면을 설명한다. 프리폼(160)은 바람직하게는 외층(162) 및 내층(164)을 포함한다.
다층 프리폼(160)은 상술한 프리폼과 유사한 목부(132) 및 본체부(134)를 갖는다. 바람직하게는, 외층(162)은 본체부(134)의 외부 표면(165) 및 목부(132)의 외부 표면(166)을 형성한다. 외부 표면(166)은 클로저를 맞물리도록 배치될 수 있다. 외층(162)은 내층(164)의 상당 부분, 바람직하게는 전체 부분에 대하여 배치 된다.
설명된 외층(162)은 내층(164)의 상부 말단(168)에서 프리폼(160)의 개구부(169)로 연장한다. 설명된 구현 예에서 내층(164)은 목부(132)를 따라 연장하지 않는다. 따라서, 외층(162)은 도11에서 나타낸 바와 같이, 실질적으로 전체 목부(132)를 형성할 수 있다. 다른 구현 예에서, 내층(164)의 상부 말단(168)은 목부(132)를 따라 몇몇 지점에 배치될 수 있다. 따라서, 내층(164) 및 외층(162)은 양자가 목부를 한정한다. 비 제한적인 한 구현 예에서, 외층(162)은 중량으로 목부(132) 약 70% 이상의 목부(또는 목 피니시)를 포함한다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 외층(62)은 중량으로 목부(132)의 약 50% 이상을 포함한다. 여전히 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 외층(162)은 중량으로 목부(132)의 약 30% 초과를 포함한다.
프리폼(160)의 총 두께(171)는 외층(162)의 두께(172)와 내층(164)의 두께(174)의 합이며 수득한 용기의 총 크기에 의존한다. 한 구현 예에서, 외층(162)의 두께(172)는 실질적으로 내층(164)의 두께(174)보다 더 크다. 외층(162) 및 내층(164)은 설명된 바와 같이 일반적으로 균일한 두께를 갖는다. 그러나, 외층(162) 및 내층(164)은 균일한 두께를 가지지 않을 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 양자의 층(162, 164)은 프리폼(160)의 길이를 따라 변하는 두께를 가질 수 있다.
외층(162)은 제1 물질을 포함하며, 내층(164)은 바람직하게는 다른 물질을 포함한다. 예를 들어, 외층(162)은 발포 물질을 포함할 수 있으며 내층(164)은 PET(예컨대, 순수 또는 소비후/재생된 PET), 페녹시, 등과 같은 발포되지 않은 중 합체 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 외층(162)의 상당 부분은 제1 물질을 포함하며, 내층(164)의 상당한 부분은 제2 물질을 포함한다. 제1 및 제2 물질은 서로 상이하거나 유사할 수 있다.
도12는 다층 프리폼(180)의 횡단면도이다. 프리폼(180)은 일반적으로 프리폼(160)과 유사하며, 따라서, 프리폼(180)의 많은 양상은 상세히 기술하지 않았다. 프리폼(180)은 내층(184) 및 외층(183)을 포함한다. 내층(184)은 프리폼(180)의 안쪽 표면(173)의 상당 부분을 한정한다. 내층(184)은 프리폼(180)의 개구부(191)에 가장 가까운 말단(188)을 갖는다. 설명된 구현 예에서, 외층(183)은 목부(132)의 외부 표면(186)을 한정하며, 내층(184)은 목부(132)의 내부 표면(187)을 한정한다. 물론, 외층(183)은 클로저를 맞물리는 배치일 수 있다. 설명된 구현 예에서, 외부 표면(86)은 나사산 캡(예컨대, 스크루 캡)을 받도록 개조된 나사산(189)을 한정한다.
도해되지는 않았지만, 프리폼(160 및 180)은 2층 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프리폼(160)의 외층(162)은 하나 이상의 하기를 포함하는 복수의 층을 포함할 수 있다: 층상 물질, 발포 물질, PP, PET, 및/또는 기타. 유사하게, 내층(164)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 당업계의 통상의 기술을 가진 사람은 여기에서 기술된 프리폼을 형성하는 층의 치수 및 수를 결정할 수 있다. 층(183, 184)은 상술한 층(162, 164)과 유사하거나 상이한 물질로 만들어질 수 있다.
임의로, 층은, 특히 프리폼의 적어도 일부가 발포 물질로 만들어졌다면, 마쇄(abrasion) 또는 마모(wearing)를 방지하기 위해 프리폼의 적어도 일부 상에 코 팅될 수 있다. 예를 들어, 코팅층은 발포체로 만들어진 목부의 나사산을 에워쌀 수 있으며 PET, PP, 그들의 조합, 또는 다른 열가소성 물질을 포함할 수 있다.
도13은 프리폼(190)의 횡단면도이다. 프리폼(190)은 하기에서 더 상세히 설명된 것을 제외하고, 도12에 나타낸 프리폼(180)과 유사하다.
프리폼(190)은 프리폼의 안쪽을 한정하고 개구부(191)로부터 아래쪽으로 연장한 내층(194)을 포함한다. 내층(194)은 플랜지(193)를 포함한다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "플랜지(flange)"는 광범위한 용어이며 그의 통상적인 의미로 사용되고, 제한함이 없이 하나 이상의 하기를 포함할 수 있다: 귀때(lip), 신장된 부분, 테두리, 돌기 가장자리(projection edge), 돌출부, 및 그들의 조합. 플랜지는 고정 구조(locking structure)로써 작용할 수 있다. 추가로, 프리폼은 임의로 복수의 플랜지를 포함할 수 있다.
플랜지(193)는 프리폼의 내부 표면(201)의 일부 및 상부 표면(195)의 적어도 일부분을 한정한다. 플랜지(193)는 목부(132)의 원하는 성질에 의존하여 일정하거나 변화하는 두께 F를 가질 수 있다. 도해된 구현 예를 포함하여, 몇몇 구현 예에서, 플랜지(193)는 클로저를 수용하기 위한 구조(들)(예컨대, 나사산(192)) 위에 위치한다. 몇몇 구현 예에서, 플랜지(193)는 클로저를 맞물리도록 하기 위한 하나 이상의 나사산, 돌출부, 움푹 들어간 곳(recess), 및/또는 기타 구조의 일부를 한정한다.
연속해서 도13을 참조하면, 플랜지(193)는 개구부(191)의 주변부의 적어도 일부에 대하여 연장하며 물질의 층을 한정한다. 플랜지(193)는 바람직하게는 개구 부(191)의 전체 주변부에 대하여 연장한다. 따라서, 플랜지(193)는 일반적으로 고리모양인 플랜지일 수 있다. 클로저가 프리폼(190)으로 만들어진 용기의 목 부(132)에 부착되었을 때, 플랜지(193)의 상부 표면(195)은 용기로부터 식료품이 새나가는 것을 억제하거나 방지하기 위해 클로저와 함께 밀봉을 형성할 수 있다. 플랜지(193)는 내층(194) 및 외층(199) 사이의 분리를 억제하거나 방지할 수 있다.
도13의 하나 이상의 고정 구조(197)는 내층(194) 및 외층(199) 간의 상대적인 이동을 억제할 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "고정 구조"는 광범위한 용어이며 그의 통상적인 의미에 따라 사용되며, 제한함이 없이 하나 이상의 하기를 포함할 수 있다: 돌출부, 표면 처리(예컨대, 거칠어진 표면), 뾰족한 끝(prongs), 융기(protuberances), 미늘(barbs), 플랜지, 움푹 들어간 곳, 돌기, 텍스쳐 패턴(textured pattern), 등을 포함하며, 바람직하게는 층(194 및 199)간에 이동을 저해하거나 또는 방지한다. 고정 구조(197)는 내층(194) 및/또는 외층(199)으로 형성될 수 있다. 설명된 구현 예에서, 고정 구조(197)는 내층(194)의 외부 표면에 대하여 및 그로부터 연장하는 돌출부이다. 몇몇 구현 예에서, 고정 구조(197)는 내층(194)의 외부 표면에 대하여 주변을 둘러싸며 연장하는 고리모양 돌출부이다. 고정 구조(197)는 연속 또는 불연속 구조일 수 있다. 내층(194)은 조직 패턴(예컨대, 일련의 홈, 융기, 등)과 같은 하나 이상의 고정 구조를 가질 수 있다.
추가로, 고정 구조(197)는 양 또는 음 드래프트를 제공하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 내층(194)은 어느 정도 가요성 물질(예컨대 PET) 및 몰드 제거 동안 양의 드래프트를 제공할 수 있는 고정 구조(197)를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 외층(199)은 몰드 제거 동안 양 또는 음의 드래프트를 제공할 수 있는 어느 정도 경질 물질(예컨대, 올레핀)을 포함한다.
외층(199)은 고정 구조(197)를 수용하도록 구성된다. 고정 구조(197)는 내층(194)에 외층(199)을 효과적으로 고정한다. 도해되지는 않았지만, 복수의 고정 구조(197)는 층(194, 199)에 의해 한정될 수 있으며 프리폼(190)의 목부(132) 및/또는 본체부(134) 내에 배치될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 결속층은 외층(199)에 내층(194)을 결합시키기 위해 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 내층(194) 및 외층(199)은 각기 서로 직접적으로 결합 또는 부착되는 물질을 형성한다. 다른 구현 예에서, 내층(194)은 외층(199)을 결속하며, 이와 같이 하여 층(194 및 199)은 예건대 재순환 공정 동안 용이하게 분리될 수 있다. 그렇지만, 결속층을 포함하는 제품은 몇몇 구현 예에서 재순환될 수 있다.
외층(199)의 상부 말단은 프리폼의 상부 표면(195)으로부터 이격된다. 당업자는 프리폼의 원하는 구조적 성질, 열성질, 내구성, 및/또는 기타 성질을 성취하기 위해 층(194, 199)의 두께를 선택할 수 있다.
도13A 및 13B는 도13의 프리폼(190)의 일부분의 변경된 구현 예를 나타낸다. 도13A의 프리폼(190)은 프리폼의 상부 표면(195)의 부분을 따라 연장한 플랜지(193)을 갖는다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 플랜지(193)의 길이 LF 는 목부(132)의 벽두께T의 약 95% 미만이다. 비 제한적인 한 구현 예에서, 플랜지(193)의 길이 LF는 목부의 벽두께 T의 약 50% 내지 90%이다. 비 제한적인 특정 구현예에 서, 플랜지(193)의 길이 LF 는 목부의 벽두께 T의 약 60%, 70%, 75%, 또는 80% 또는 이러한 백분율을 포함하는 범위이다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 플랜지(193)의 길이 LF는 목부의 벽두께 T의 약 40% 내지 60%이다. 여전히 또 다른 구현 예에서, 플랜지(193)의 길이 LF는 목부의 벽두께 T의 약 40% 미만이다.
도13B는 플랜지(223)를 한정하는 외층(203)을 갖는 프리폼의 일부분을 도해한다. 플랜지(223)는 안쪽으로 연장되어 있고 상부 표면(225)을 한정한다. 플랜지(223)는 프리폼의 안쪽 표면을 한정할 수 있거나, 또는 그로부터 이격될 수 있다. 플랜지(223)는 플랜지(193)의 길이와 유사하거나 또는 상이한 길이를 가질 수 있다. 목부(132)는 클로저를 수용하기 위한 나사산을 갖는다. 그러나, 목부는 클로저를 맞물리게 하기 위한 다른 구조(예컨대, 움푹 들어간 곳(recess), 융기선(ridges), 홈 등)을 가질 수 있다. 상기 기술된 프리폼은 원하는 성질을 얻기 위해 하나 이상의 층을 첨가하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 배리어층은 프리폼의 본체부 상에서 형성될 수 있다.
도14는 프리폼(202)의 변경된 구현예를 설명한다. 프리폼(202)은 클로저를 수용하도록 구성된 결합 구조(207)를 한정하는 목부(132)를 갖는다. 여기에서 사용된 바와 같은 용어 "결합 구조"는 광범위한 용어이며 그의 통상의 의미에 따라 사용되고 특징을 제한함이 없이, 양의 특징(예컨대, 돌기, 돌출부, 등) 또는 음의 특징(예컨대, 만입(indentation), 움푹 들어간 곳, 등)을 포함할 수 있다. 결합 구조는 원하는 위치에서 클로저를 홀딩하기 위한 클로저와 맞물리는 구성일 수 있다.
도해된 결합 구조(207)는 클로저 장치의 일부를 수용하도록 개조된 움푹 들어간 것의 형태이다. 커플링 구조(207)는 프리폼(202)의 하나 이상의 부분에 대하여 연장할 수 있다. 다른 구현 예에서, 결합 구조(207)는 프리폼(202)의 전체 주변 또는 원주에 대하여 연장한다. 결합 구조(207)는 곡선형(예컨대, 반원형), v형, u-형, 또는 기타 적당한 횡단면의 프로파일을 가질 수 있다. 도해되지는 않았지만, 상기 구조(207)는 외층(203)에 의해 한정된 고리모양 돌출부와 같은 돌출부 일 수 있다. 임의로, 프리폼(202)은 다양한 구성의 클로저가 프리폼으로 만들어진 용기에 부착될 수 있도록 복수의 결합 구조(207)를 가질 수 있다. 상부 표면(205) 및 상기 구조(207) 간의 거리 및 상기 구조(207)의 형상은 밀봉을 위해 사용된 클로저의 형상에 의해 결정되며 프리폼(202)으로부터 만들어진 용기를 밀폐한다.
도14A는 도14의 프리폼(202)으로부터 생성된 용기(211)를 도해한다. 클로저(213)는 용기(111)의 목부(132)에 부착된다. 클로저(213)는 1 단편 또는 다중 단편의 클로저일 수 있다. 클로저(213)는 용기(211)에 일시적으로 또는 영구적으로 부착될 수 있다. 전체 클로저(213)는 액체가 소비될 때 용기(211)로부터 제거될 수 있다. 다른 구현 예에서, 소비되는 동안, 클로저(213)의 일부분은 제거되고 클로저(213)의 또 다른 부분은 용기(211)에 부착되어 남아있는다. 클로저(213)는 용기에 반영구적으로 또는 영구적으로 부착될 수 있다. 클로저(213)가 용기(211)에 반영구적으로 부착되었다면, 클로저(213)는 용기(211)로부터 잡아당겨 떼낼 수 있다. 한 구현 예에서, 클로저(213)가 용기(211)에 영구적으로 부착되었다면, 클로저(213) 및 용기(211)는 일반적으로 하나의 본체를 형성할 수 있다.
도14B에서 나타낸 바와 같이, 프리폼의 상부 표면(205) 및 클로저(213)는 바람직하게는 용기(211) 및 클로저(213) 간의 액체의 누출을 억제 및 방지하는 기밀 밀봉(hermetic seal) 또는 기타 밀봉인 밀봉(231)을 형성할 수 있다. 임의로, 용기(211)는 개스킷 또는 제거할 수 있는 밀봉을 가질 수 있다. 예를 들어, 용기(211)는 용기의 상부 귀때에 부착된 막과 같은 제거 할 수 있는 밀봉, 또는 제거 될 수 있는 클로저(213)의 부분을 가질 수 있다. 제거할 수 있는 밀봉은 편리하게 잡고 밀봉을 제거하기 위한 탭(tab) 또는 고리를 가질 수 있다. 대안적으로, 밀봉(231)은 용기(211)를 열도록 찢거나 또는 조각이 될 수 있는 막 또는 시이트에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 밀봉(231)의 완전성(integrity)을 확실히 하기 위해 플랜지(209)가 클로저(213) 및 외층(203)간에 압축될 수 있도록 하기 위해, 용기(211)의 외층(203)이 일반적으로 고강도 물질 또는 경질 물질(예컨대, PP)로 형성된다.
도14A 및 14B에서 나타낸 바와 같이 클로저(213)는 본체(215) 및 커버(218)를 갖는다. 본체(215)는 힌지(221)(예컨대, 이동을 허용하는 리빙 힌지 또는 다른 구조로써 작용하는 성형 물질)에 의해 커버(218)에 연결될 수 있다. 걸쇠(latch) 또는 슴베(tang)(217)(도14A)는 커버(218)을 본체(215)에 단단히 고정시킬 수 있다. 걸쇄(217)는 클로저(213)를 개방하기 위해 커버(218)를 이탈시키도록 움직여질 수 있다. 대안적으로, 커버(218) 및 본체(215)는 커버(218)가 본체(215)로부터 제거될 수 있도록 하기 위해 별개의 단편일 수 있다. 클로저(213)가 개방된 위치에 있을 때, 내용물은 바람직하게는 목부 마무리에 부착된 본체(215)가 남아 있는 상태에서, 용기(211)의 밖으로 배달될 수 있다. 용기(211)로부터 원하는 양의 식료품이 제거된 후 커버(218)는 용기를 재밀봉하기 위해 폐쇄 위치로 되돌아 올 수 있다.
클로저(213)의 본체(215)는 목부에 방출가능하게(releasably) 결합 될 수 있다. 예를 들어, 본체(215)는 목부(132)에서 찰칵 채워질 수(snap) 있다. 대안적으로, 본체(215)는 목부(132)에 영구적으로 결합 될 수 있다. 목부(132)는 하나 이상의 클로저 부착 구조(227)를 포함하여, 상기 클로저(213)가 용기로 찰칵 채워지거나 용기에서 찰칵 떨어질 수 있도록 한다. 도해된 구현 예에서의 목부(132)는 오목(recess) 또는 만입(indentation)과 같은 음의 특징의 형태의 클로저 부착 구조(227)를 갖는다. 본체(215)는 용접 또는 융합 공정(예컨대, 유도 용접), 접착제, 마찰적인 상호작용, 및/또는 등에 의해 외층(203)에 영구적으로 결합 될 수 있다. 용기(211)는 바프코 클로저스 사(Bapco Closures Limited)(영국)에서 제조된 BAP
Figure 112006084010812-PCT00001
클로저(또는 유사한 클로저), 스크루 캡, 스냅 클로저, 및/또는 등과 같은 다양한 유형의 클로저를 받기 위해 배치될 수 있다. 당업자는 상이한 배치의 클로저를 받기 위해 용기(211)의 목 피니시를 설계할 수 있다.
도14A를 계속해서 참고로 하여, 용기(211)는 고온 충전 적용에 특히 적절하다. 용기(211)는 고온 충전 공정 동안 그의 형상을 일반적으로 유지할 수 있다. 블로우 성형 또는 고온 충전 후, 용기(211)의 목부의 최종 치수는 바람직하게는 프리폼의 초기 치수와 실질적으로 동일하다. 추가로, 이것은 목 피니시 상에 나사산의 치수 변화 감소를 초래한다. 예를 들어, 내층(284)은 PET와 같이 식료품을 접 촉하기 위한 물질을 형성할 수 있다. 외층(203)은 고온 충전에 적당한 성형성 물질(예컨대, PP, 발포 물질, 결정성 또는 반 결정성 물질, 층상 물질, 단독중합체, 공중합체, 그들의 조합, 및 여기에서 기술된 기타 물질)을 포함할 수 있다. 외층(203)은 고온 충전 동안 및/또는 후에서조차 목부(132)에 치수 안정성을 제공한다. 외층(203)의 폭은 목부(132)의 치수 안정성을 각기 증가 또는 감소시키기 위해 증가 또는 감소 될 수 있다. 바람직하게는, 목부(132)를 형성하는 층 중의 한층은 높은 열 안정성을 갖는 물질을 포함한다; 그러나, 목부(132)는, 또한 특히 비 고온 충전 적용을 위해 낮은 온도 안정성을 갖는 물질로 만들어질 수도 있다.
추가로, 외층(203)의 치수 안정성은 클로저(213)가 용기(211)에 부착되어 있는 것을 확실하게 한다. 예를 들어, 외층(203)은 고강도 물질(예컨대, PP)를 포함할 수 있으며, 그의 형상을 유지시킬수 있고 그럼으로써 클로저(213)가 용기(211)로부터 비의도적으로 탈착되는 것을 방지한다.
도14C를 보면, 용기는 찰칵 들어맞기(snap fit) 위한 클로저 부착 구조(232)를 포함하는 목부(132)를 갖는다. 설명된 구현 예에서, 목부(132)는 클로저(213)를 맞물리도록 하기에 적당한 돌출부, 플랜지, 등과 같은 양의 특징의 형태로 클로저 부착 구조(227)를 갖는다. 클로저(213)는 1 단편 또는 다중 단편 구조를 가질 수 있다. 도해된 용기(211)는 목 피니시를 형성하는 위쪽으로 점점 가늘어지는 벽을 갖는다. 목 피니시의 점점 가늘어진 부분은 스냅 캡 클로저(213)에 대하여 지탱할 수 있으며 밀봉을 형성한다.
15A는 또 다른 구현 예에 따라 프리폼(220)의 부분을 도해한다. 프리폼 (220)은 서포트링(222) 및 그로부터 아래쪽으로 연장한 본체부(224)를 갖는다. 프리폼(220)은 그의 상부 말단에 개구부(226)를 갖는다. 프리폼의 목 피니시는 나사산을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 나사산은 프리폼의 목부(225)에 부착된다. 프리폼(220)은 서포트링 없이 형성될 수 있음을 고려한다. 서포트링 및/또는 나사산은 후속하는 공정에서 프리폼(220) 상에 임의로 형성될 수 있다.
도15B는 클로저가 구조(228)에 부착한 후 프리폼이 목 영역(225)에 부착되는 것을 설명한다. 나사산, 스냅 캡을 맞물리는 구조, 또는 적재 또는 부착하는 구조의 기타 유형은 프리폼(220)이 용기로 만들어 지기 전 또는 후에 목 영역(225)에 부착될 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 클로저 적재 구조(228)은 프리폼이 성형된 후, 바람직하게는 용기로 블로우 성형된 후 프리폼(220)에 부착될 수 있다.
프리폼은 서로 부착 또는 결합되는 다른 부분을 가질 수 있다. 도15C는 프리폼의 본체(242)에 결합된 목 피니시(240)의 적어도 일부를 갖는 프리폼(234)을 나타낸다. 도해된 프리폼(234)은 프리폼(234)의 저부(252)의 상부 말단(250)에 결합된 부분(238)을 갖는다. 상기 부분(238)은 저부(252) 보다 상이한 물질 및/또는 미세구조를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 상기 부분(238)은 결정성 물질을 포함한다. 따라서, 프리폼(230)은 고온 충전 적용에 적당할 수 있다. 저부(252)는 블로우 성형 공정을 용이하게 하기 위해 무정형 일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 상부(238)는 저부(252)보다 상이한 물질을 포함한다. 당업자는 프리폼을 형성하는 물질을 선택할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 상부 말단(250)은 서포트링에 또는 그 아래에 위치한다. 도15A 내지 15C에 도해된 프리폼은 단일층 또는 다층벽을 가질 수 있다.
상술한 단일층 및 다층 프리폼을 포함하는 프리폼은 다른 형상 및 구성을 가질 수 있다. 도16은 점점 가늘어 지는 본체부(272) 및 목 피니시(274)를 갖는 프리폼(270)을 도해한다. 프리폼(270)은 블로우 성형되어 예를 들면 단지(jar) 형태의 용기를 형성할 수 있다. 단지 또는 다른 유사한 용기는 병의 개구부보다 더 큰 주둥이 또는 개구부를 가질 수 있다. 프리폼(270)은 바람직하게는 스냅 클로저 또는 기타 형태의 클로저와 상호작용하도록 배치된 하나 이상의 클로저 부착 구조(279) 및 서포트링(278)을 가진다. 도17은 나사산이 없는 목 피니시를 갖는 프리폼의 구현 예를 설명한다. 프리폼(280)은 본체부(281)을 포함하며, 이것은 말단캡(283) 및 목 피니시(282)를 갖는다. 프리폼(280)은 용기로 블로우 성형하기 위해 적당할 수 있다. 도16 및 17에서 도해된 프리폼은 단일층 또는 다층 프리폼(예컨대, 상술한 층을 갖는)일 수 있다. 상술한 프리폼은 목 피니시 없이 형성될 수 있다.
도1-18에서 도시된 것과 같은 프리폼은 연신 블로우 성형 공정으로 수행될 수 있다. 블로우 성형 공정은 다층 프리폼(예컨대, 프리폼(50, 60, 76, 80, 132, 160, 180, 290, 및 216)이 유사한 방식으로 가공될 수 있지만 단일층 프리폼(30)에 대하여 주로 기술된다. 상술한 용기는 예를 들어 (압출 블로우 성형을 포함하는)다양한 성형 공정에 의해 형성될 수 있다.
2. 클로저의 상세한 설명
상술한 바와 같이, 클로저는 밀봉 용기에 사용될 수 있다. 여기에서 사용 된, 용어 "클로저"는 넓은 용어이며 그의 통상의 의미에 따라 사용되며, 제한함이 없이, 캡(스냅캡, 플립캡, 병캡, 나사산화된 병캡, 절취 방지캡), 크라운 클로저, 코르크(천연 또는 인조), 펑크낸 밀봉(punctured seal), 뚜껑(lid)(예컨대, 컵을 위한 뚜껑), 다중 단편 클로저(예컨대, 바프코 클로저스사(영국)에서 제조된 BAP
Figure 112006084010812-PCT00002
클로저, 또는 유사한 클로저), 스냅 클로저, 및/또는 등을 포함할 수 있다.
일반적으로, 클로저는 추가의 장점을 제공하는 하나 이상의 특징을 가질 수 있다. 몇몇 클로저는 하기를 하나 이상 가질 수 있다: 개봉 확인(tamper evident) 특징, 조작 방지(tamper resistant) 특징, 밀봉 향상제, 저장 구획, 클로저의 제거/놓기를 용이하게 하는 잡는 구조, 엎지르지 않는 특징, 및 그들의 조합.
클로저는 1-단편 또는 다중-단편 구조를 가질 수 있으며 용기에 영구적으로 또는 일시적으로 결합하기 위한 구성일 수 있다. 예를 들어, 도14A에 나타낸 클로저는 다중 단편 구조를 갖는다. 도18에 나타낸 클로저는 1-단편 구조를 갖는다. 용어 "클로저" 및 "캡"은 여기에서 상호교환적으로 사용될 수 있다. 클로저는 병, 상자(특히 예를 들어, 쥬스와 같은 식료품을 담기 위해 사용된 상자), 골판지 상자, 및 기타 포장 또는 제품과 함께 사용될 수 있다고 고려되어 진다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "병 캡"은 광범위한 용어이며 그의 통상의 의미에 따라 사용되며 제한함이 없이 유리 또는 플라스틱 병(예컨대, 알콜성 음료 또는 쥬스를 담기 위해 구성된 병)과 같은 병에 부착되기에 적당한 캡을 포함하며 나사산을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 병 캡은 당업계에 알려진 바와 같이 전형적으로 병 오프너를 사용하여 제거된다. 용어 "나사산화된 병 캡(threaded bottle cap)"은 광범위한 용어이며 통상의 의미에 따라 사용되며 제한함이 없이, 나사산을 갖는 병에 부착되기에 적당한 캡(예컨대, 스크루 캡)을 포함할 수 있다. 본 개시의 관점에서, 나사산을 갖는 클로저의 구현 예는 병 캡, 또는 상이한 배치의 용기를 위한 다른 유형의 클로저를 형성하기 위해 개조될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 클로저는 용기에 나사식으로 맞물림 할 수 있거나 또는 초음파 용접, 유도 용접, 다단계 성형 공정, 접착제, 열형성, 등과 같은 다양한 방법에 의해 용기에 부착될 수 있다.
도18은 용기의 목부와 같은 제품에 결합 될 수 있는 클로저(302)의 한 구현예를 설명한다. 설명된 구현 예에서, 클로저(302)는 클로저(302)가 용기에 제거할 수 있게 결합되도록 목부의 나사산과 일치하는 배치인 내부 나사산(306)(도19)을 갖는다. 클로저(302)는 병의 주둥이 또는 개구부를 닫기 위해 용기(예컨대, 병)에 단단히 고정시킬 수 있다. 클로저(302)는 주 본체(310) 및 하나 이상의 커넥터(312)에 의해 본체(310)에 결합된 밴드(313)(또는 스커트)와 같은 조작 방지(anti-tamper)구조 또는 임의의 개봉 확인 구조를 포함한다. 커넥터(312)는 클로저(302)가 용기로부터 제거될 때, 클로저(302)가 연관된 용기로부터 제거되었음을 나타내는 커넥터(312)가 끊어지고 이와 같이 하여 본체(310)와 밴드(313)가 분리되도록 하는 크기로 만들고 개조될 수 있다. 설명되지는 않았지만, 다른 형태의 개봉 확인 구조가 사용될 수 있다. 본체(310)의 표면(316)은 클로저(302)와의 마찰 상호작용을 용이하게 하기 위해 홈, 융기선, 텍스쳐 처리(texture treatment), 및/또는 등과 같은 표면 처리를 가질 수 있다.
도19에 대하여, 클로저(302)는 본체(310)을 포함하며 라이너를 갖거나 갖지 않을 수 있다. 설명된 클로저(302)는 임의의 내부 클로저층(314)을 포함한다. 설명된 클로저 내층(314)은 본체(310)의 외부 부분(311) 내에 함유된 라이너의 형태이다. 라이너(314)는 식료품 또는 액체와 접촉하도록 개조될 수 있으며 병의 개구를 형성하는 귀때와 밀봉을 형성할 수 있다. 따라서, 라이너(314)는 클로저(304)의 접촉 면적의 상당한 부분, 또는 전체 부분을 형성한다.
라이너(314)는 활성 또는 수동 배리어 라이너와 같은 배리어 라이너일 수 있다. 라이너(314)는 유체 배리어(예컨대, 액체 또는 기체), 풍미 배리어, 및 그들의 조합으로써 작용할 수 있다. 예를 들어, 라이너(314)는 그것을 통해서 산소, 이산화탄소, 등의 통과를 억제 또는 방지하는 기체 배리어 일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 라이너(314)는 기체 스캘핑(예컨대 산소 스캘핑)과 같은 스캘핑 능을 가질 수 있다.
라이너(314)는 클로저(302)에 의해 밀봉된 용기로부터 액체의 누출을 방지하기 위한 병의 귀때에 대하여 가압될 수 있다. 한 구현 예에서, 라이너(314)는 용기로부터 기체의 누출을 방지 또는 억제하는 기체 배리어이다. 또 다른 구현 예에서, 라이너(314)는 용기 내에서 유체의 맛의 변화를 방지하거나 제한하는 풍미(flavor) 배리어이다. 예를 들어, 라이너(314)는 용기 내의 식료품이 원하는 풍미를 유지하도록 확보하는 풍미 배리어로서 작용할 수 있는 중합체(예컨대, 열가소성 물질)로 형성될 수 있다. 따라서, 라이너(314)는 본체(310)가 용기 내에서 식료품에 풍미 및/또는 향을 부여하지 않도록 도울 수 있다.
자주, 어느 정도 풍미를 부여하는 물질 및/또는 풍미 감소 또는 스캘핑 물질 (예컨대, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀)이 그의 물성(예컨대, 내구성, 인성, 내충격성, 및/또는 강도)으로 인해 병의 캡과 같은 클로저 또는 용기를 형성하기 위해 사용된다. 특정 구현 예에서, 폴리프로필렌은 PET와 같은 중합체의 물성보다 바람직한 하나 이상의 물성을 나타낼 수 있다. 유감스럽게도, 특정 상황에서 폴리프로필렌은 병의 내용물의 풍미를 감소시키거나 스캘핑시키거나, 또는 내용물로부터 원하는 풍미 또는 방향 성분을 제거하는 경향을 갖는다. 따라서, PP와 미리 접촉하는 식품을 소비하는 사람은 풍미의 변화를 인지할 수 있다. 유리하게, 라이너(314)는 용기 내의 식료품이 라이너(314)와 식료품이 접촉하였을 때 일반적으로 영향을 받지 않도록 하는 풍미 보존 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 풍미 보존 물질은 식료품 접촉에 대하여 FDA에 의해 승인된 물질이다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 풍미 보존 물질은 PET(예컨대 순수 PET), 페녹시형 열가소성 수지, 및/또는 등을 포함한다. 본체(310)는 따라서 폴리프로필렌과 같은 풍미 스캘핑 물질로 만들어져 원하는 물성을 제공할 수 있으며 라이너(314)는 용기의 내용물이 원하는 맛을 유지하도록 확보하는 효과적인 풍미 배리어를 위해 PET를 포함한다. 라이너(314)는 용기 내에서 식료품과 접촉하기에 적당한 임의의 물질로 형성될 수 있다고 고려되어 진다. 몇몇 구현 예에서, 라이너(314)는 용기의 내용물의 맛을 실질적으로 변화시키거나 또는 변화시키지 않는 여기에서 기술된 발포 물질로 형성될 수 있다. 추가로, 라이너(314)의 두께는 라이너를 통해 통과하는 기체 또는 기타 유체를 억제하기 위해 증가 될 수 있다. 임의로, 라이너(314)는 단일층 또는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 라이너(314)는 PET의 내층(즉, 용기 내용물과 접촉하는 층) 및 발포 물질의 외층을 포함할 수 있다.
라이너(314)는 식료품을 접촉하기에 적당한 층 및 여기에서 기술된 프리폼과 유사한, 배리어로서 작용하는 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 예를 들어, 라이너(314)는 발포 물질을 포함하는 제1층 및 배리어 물질을 포함하는 제2층을 포함할 수 있다. 따라서, 제2층은 라이너(314)를 통해 유체의 이동을 감소 또는 저해 시킬 수 있으며, 제1층은 클로저(302)를 절연한다. 몇몇 구현 예에서, 라이너(314)는 PET층 및 제2물질을 포함하는 층을 포함한다. 상기 PET층은 바람직하게는 최하단의 층이어서 그것이 용기의 귀때와 함께 밀봉을 형성하도록 한다. 상기 제2물질은 EVA 또는 라이너의 일부를 형성하기 위한 적합한 물질이다.
몇몇 구현 예에서, 도19의 라이너(314)는 미리 형성될 수 있으며 본체(310)로 삽입된다. 예를 들어, 본체(310)는 병을 밀봉하기 위해 사용되는 전형적인 스크루 캡과 같은 형상일 수 있다. 라이너(314)는 하기에서 기술되는 시이트의 일부분을 절단함으로써 형성된다. 미리 자른 라이너(314)는 그후 본체(310)로 삽입될 수 있으며 도19에서 나타낸 바와 같이 위치한다. 대안적으로, 라이너(314)는 본체(310) 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 라이너(314)는 오버 성형과 같은 성형 공정을 통해 형성될 수 있다. 라이너(314)의 적어도 일부분은 스프레이 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 단일층 라이너는 폴리머(예를 들면, PET, 페녹시 형 열 가소성 수지, 또는 여기 기술된 다른 물질들)로 스프레이되고 코팅되어 다층 라이너를 형성한다.
추가의 장점은 라이너(314)가 본체(310) 내에서 유지될 수 있거나 또는 용기 에 부착될 수 있도록 임의로 제공된다. 용기로부터 본체가 분리된 후, 라이너(314)가 본체(310)에 결합 되어 있도록 본체(310)에 라이너(314)가 부착될 수 있다. 대안적으로, 라이너(314)는 본체(310) 및 라이너가 분리할 수 있도록 용기에 결합될 수 있다. 예를 들어, 라이너(314)는 유도 용접 공정과 같은 용접 공정에 의해 용기의 개구부로 본체(310)를 이송시킬 수 있다.
추가의 장점은 사용자가 클로저(302)를 편안하게 잡을 수 있도록 클로저(302)의 적어도 일부가 편안한 쥠 표면을 제공하는 물질로 형성된다는 것이 임의로 제공된다. 본체(310)는 충분한 경질, (예컨대, PP), 편안한 쥠을 위한 압축성(예컨대, 발포 물질), 및/또는 기타를 위한 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 본체(310)의 외부 부분(311)은 외부 부분(311)에 의해 점령된 공간을 증가시키는 발포체를 포함할 수 있으며 사용자에게 더 큰 레버리지(leverage)로 클로저(302)의 용이한 개봉 및 닫음을 제공할 수 있다. 예를 들어, 클로저(302)는 용기의 바깥쪽으로 나사산된 표면과 일치시켜 나사산적으로 배치된 안쪽으로 나사산된 표면을 가질 수 있다. 확대된 외부 부분(311)은 사용자가 용기 상에서 및 밖으로 클로저(302)를 용이하게 회전시킬 수 있도록 증가된 레버리지를 제공할 수 있다. 유리하게, 통상의 캡을 형성하는 유사한, 또는 동일한 양의 물질이 확대된 직경의 클로저를 형성하도록 사용될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 적어도 일부의 부분(311) 및 라이너(314) 중의 하나는 낮은 밀도의 발포 물질로 인한 매우 경량의 클로저를 성취하는 발포 물질로 형성될 수 있다. 감소된 중량의 클로저(302)는 클로저(302)의 운송 비용을 바람직하게 감 소시킬 수 있다. 추가로, 클로저(302)의 발포 물질은 클로저를 형성하기 위해 사용된 물질의 양을 줄일 수 있는 데, 그 이유는 발포 물질이 상당한 수의 공극을 가질 수 있기 때문이다.
하기에서 기술된 클로저는 도19에서 나타낸 클로저보다 상이하거나 또는 유사할 수 있다. 도20에 대하여, 클로저(330)는 내부 부분(332) 및 외부 부분(334)을 포함하는 본체(331)를 갖는다. 도해된 벽(335)은 부분(332, 334)을 포함한다. 내부 부분(332)은 클로저(330)의 안쪽의 적어도 일부를 한정할 수 있으며 임의로 하나 이상의 나사산(336)을 한정할 수 있다. 내부 부분(332)는 사출 성형 공정, 스피레이 코팅 공정, 또는 제품의 일부를 형성하기 위해 여기에 기술된 다른 공정에 의해 형성될 수 있다. 비-제한적인 몇몇 구현 예에서, 상기 내부 부분(332)는 폴리올레핀(예를 들면, PET), 페녹시형 열가소성수지, 및/또는 여기에 기술된 다른 물질을 포함한다. 도21A 내지 21E는 클로저의 비 제한적인 구현 예를 설명한다. 도21A는 외부 부분(342) 및 적어도 일부의 클로저(340)의 안쪽을 형성하는 내부 부분(344)을 갖는 클로저(340)를 설명한다. 즉, 외부 부분(342) 및 내부 부분(344)은 각기 클로저(340)의 안쪽 표면의 부분(예컨대, 나사산)을 한정할 수 있다. 내부 부분(344)은 외부 부분(342)으로 맞추어 들어간다(set into); 그러나, 다른 구현 예에서 내부 부분(344)은 외부(342)로 맞추어 들어가지 않는다. 도21B는 복수의 층(356, 358)을 포함하는 내부 부분(354)을 포함하는 클로저(350)를 도해한다. 도21C는 복수의 층을 포함하는 클로저(360)를 도해한다. 외층(362)은 클로저(360)의 외부 표면(상부 및 벽 포함)을 형성한다. 중간층(364)은 하나 이상의 층을 포 함할 수 있다. 내층(366)은 나사산화된 접촉 표면(368)을 한정한다.
클로저는 가변 두께의 부분 또는 층을 가질 수 있다. 도21D에서 나타낸 바와 같이, 클로저(370)의 적어도 하나의 부분 또는 층은 두꺼워진 부분을 포함한다. 설명된 클로저(370)는 벽 부분(376)의 두께보다 더 큰 두께를 갖는 상부의 두꺼워진 부분(372)을 갖는 내부 부분(374)을 갖는다.
도21E는 하나 이상의 커넥터(384)에 의해 클로저(380)의 내부 부분(383)에 연결된 밴드(382)를 포함하는 다층 클로저(380)를 설명한다. 도18 내지 21E에 도해된 클로저는 임의의 적당한 구조(들)을 가질 수 있거나 또는 용기에 결합하기 위해 설계될 수 있다. 예를 들어, 도18 내지 21E의 클로저는 클로저(213)(도14A)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 여기에서 기술된 도18-21E의 클로저는 나사산화할 수 있는 맞물림, 용접 또는 융합 공정(예컨대 유도 용접), 접착제에 의해, 마찰 상호작용, 등에 의해 용기에 부착될 수 있다. 도18-21E의 클로저는 밴드로 설명된다. 그러나, 클로저는 밴드를 갖지 않을 수 있거나, 또는 이들은 다른 조작 방지 지시기(anti-tamper indicators) 또는 구조를 가질 수 있다. 도18-21E의 클로저가 스크루 클로저로서 설명되었지만, 다른 형태의 클로저(예컨대, 열고 닫는 뚜껑이 있는 클로저, 젖꼭지(nipple)가 있는 클로저, 등과 같은, 다중 단편 구조의 클로저)가 유사한 구조를 갖는다.
클로저는 저장하도록 배치된 하나 이상의 구획을 가질 수 있다. 구획은 연관된 용기의 내용물에 첨가될 수 있는 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제는 용기의 내용물의 특성에 영향을 줄 수 있으며 고체, 기체, 및/또는 액체 상태일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 첨가제는 하기의 하나 이상에 영향을 줄 수 있다: 방향(예컨대, 첨가제는 향료가 든(scented) 기체/액체를 포함할 수 있다), 풍미, 색상(예컨대, 첨가제는 염료, 안료, 등을 포함할 수 있다), 영양 성분(예컨대, 첨가제는 비타민, 단백질, 탄수화물, 등을 포함할 수 있다), 및 그들의 조합. 첨가제는 후속하는 섭취 및 바람직하게는 내용물 및 소비 경험의 바람직한 상황을 향상시키기 위해 용기 내에서 클로저로부터 내용물로 배달될 수 있다. 구획은 혼합물이 신선하게 되도록 클로저의 제거 동안 첨가제를 방출할 수 있다. 그러나, 구획은 클로저가 용기로부터 제거되기 전 또는 후에 개방될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 클로저는 클로저가 용기로부터 분리된 후 파단될(예컨대, 펑크낼(punctured)) 수 있는 구획을 갖는다. 구획은 펑크 공정, 인열(tearing), 등에 의해 파단(broken)될 수 있다. 구획은 그의 내용물을 방출하기 위한 구조를 갖는다. 구조는 따는 마개(pull plug), 스냅 캡 또는 구획의 내용물을 방출하기 위한 기타 적당한 구조일 수 있다.
용기는 또한 클로저와는 별개의 밀봉으로 밀폐될 수 있다. 밀봉은 클로저가 부착되기 전 용기에 적용될 수 있다. 밀봉 공정은 용기가 충전된 후 용기의 목 피니시에 밀봉을 부착하도록 수행될 수 있다. 밀봉은 클로저에 부착된 라이너보다 상이하거나 유사할 수 있다. 밀봉은 용기의 내용물의 일체성을 확보하는 기밀 밀봉(바람직하게는 내용물이 흐르지 않는(spill proof))일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 밀봉은 (바람직하게는 알루미늄 포일과 같은 금속을 함유하는)포일을 포함할 수 있으며 유도 용접과 같은 용접 공정에 의해 용기에 적용된다. 그러나, 밀봉은 다른 적당한 부착 공정을 사용하여 용기에 부착될 수 있다, 예를 들어 접착제가 사 용될 수 있다.
클로저는 클로저 탑재 구조(closuring mounting structure)를 맞물리기 위한 적당한 내부 표면(예컨대, 나사산, 스냅 캡 건구(snap cap fittings), 등)을 가질 수 있다. 내부 표면은 용기로부터 클로저의 제거를 용이하게 하기 위한 어느 정도의 윤활 표면을 제공할 수 있다. 예를 들어, 클로저는 용기를 형성하는 물질을 맞물리게 하는 윤활성 또는 낮은 마찰 물질(예컨대 올레핀 중합체)을 가질 수 있다. 클로저가 PET로 형성되었다면, 예컨대, 클로저는 PET 용기로 점착 또는 고정할 수 있다. 따라서, 클로저(스냅캡, 트위스트캡, 등 포함)는 상대적으로 높은 제거 토크(removal torque)가 필요할 수 있다. 유리하게는 윤활성 또는 낮은 마찰 물질을 갖는 클로저는 클로저의 제거를 용이하게 하기 위해 제거 토크를 감소시킬 수 있다. 윤활 또는 낮은 마찰 물질은 바람직하게는 클로저가 연관된 용기에 결합 되어 남아 있을 수 있도록 충분한 마찰력을 제공하며, 동시에 편리한 클로저 제거를 허용한다. 따라서, 윤활 또는 낮은 마찰 물질은 원하는 제거 토크를 얻기 위해 선택될 수 있다.
도20을 참고로 하여, 클로저(330)은 윤활 또는 낮은 마찰 물질(예컨대, 올레핀 또는 낮은 마찰 계수를 갖는 기타 물질)을 포함하는 내부 부분(332) 및 올레핀 중합체, 발포 물질, PET, 및 여기에서 기술된 기타 물질과 같은 중합체를 포함하는 외부 부분(334)을 포함할 수 있다. 여기에서 기술된 클로저는 용기와 계면할 수 있고 원하는 제거 토크를 성취하는 윤활 또는 낮은 마찰 물질을 포함할 수 있다. 클로저를 형성하는 윤활 또는 낮은 마찰 물질은 원하는 마찰 상호작용을 생성하기 위해 용기를 형성하는 물질을 근거로 선택될 수 있다. 여기에서 기술된 몰드는 에지 게이트(edge gate)로 변경하여 용기를 맞물리기 위한 클로저의 최 내층을 형성할 수 있는 것으로 고려된다.
3. 단일층 및 다층 프로파일 및 시이트의 상세한 설명
도22A 및 22B 는 시이트의 횡단면도이다. 시이트는 어느 정도 균일한 두께 또는 가변 두께를 가질 수 있다. 도22A의 시이트는 단일층 시이트(389)이다. 도22B의 시이트는 두 개의 층을 포함하는 다층 시이트(390)이다. 시이트는 예를 들어 시이트의 용도를 근거로 원하는 두께의 임의의 수의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 시이트(389, 390)는 라벨과 같은 포장을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 시이트(389, 390)의 적어도 일부분은 발포 물질을 포함한다. 예를 들어, 시이트(389, 390)는 발포 물질을 포함할 수 있어 라벨이 부착된 포장에 절연성을 제공한다. 임의로, 시이트(390)는 하나 이상의 결속층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시이트(390)는 층(392, 394) 사이의 결속층을 포함할 수 있다.
시이트는 다양한 적용에 사용될 수 있으며 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 시이트는 원하는 형상으로 절단, 성형(예컨대, 열성형 또는 주조에 의해), 및/또는 등이 될 수 있다. 당업자는 원하는 적용을 근거로 하여 시이트의 원하는 형상, 크기, 및/또는 배치를 선택할 수 있다.
도23은 다층 프로파일(402)을 설명한다. 프로파일(402)은 실질적으로 관형 형상을 갖는 도관의 형태이다. 프로파일(402)의 형상은 일반적으로 원형, 타원형, 다각형(둥근 다각형), 그들의 조합, 등일 수 있다. 설명된 프로파일(402)은 일반 적으로 원형 횡단면 프로파일을 갖는다.
몇몇 구현 예에서, 프로파일(402)은 유체, 바람직하게는 음료 액을 배달하기 위해 개조된 도관일 수 있다. 프로파일(402)은 내층(404) 및 외층(406)을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 하나 이상의 층(404, 406)은 복수의 층(예컨대, 층상 물질)을 포함할 수 있다.
프로파일(402)은 식료품 및 원하는 물성(예컨대, 구조적 성질 및 열 성질)을 갖는 하나 이상의 부가 물질을 접촉하기 위한 적당한 물질을 포함하는 도관일 수 있다. 유리하게, 유체와 직접 접촉하는 내층(404)은 바람직하게는 그것이 접촉하는 식료품의 풍미를 실절적으로 변화시키지 않는다. 예를 들어, 자주 음료 분배 시스템의 유체 이송 라인은 풍미 스캘핑 폴리올레핀을 갖는다. 유리하게, 내층(404)은 바람직하게는 프로파일(402)의 루멘(408)을 통해 통과하는 유체의 풍미를 실질적으로 변화시키지 않는다. 몇몇 구현 예에서, 외층(406)은 프로파일(402)의 개선된 물리적 특성을 제공할 수 있다. 다른 구현 예에서, 외층(406)은 프로파일(402)의 증진된 절연성 및/또는 구조적 성질을 제공한다. 예를 들어, 한 구현 예에서 외층(406)은 증진된 내충격성을 제공할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 외층(406)은 프로파일(402)의 벽을 통해 열전달을 감소시킬 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 외층(406)은 고압 유체가 프로파일(402)을 통해 통과할 수 있도록 높은 인장 강도를 가질 수 있다. 따라서, 내층은 실질적으로 불활성 식품과 접촉하는 표면으로써 작용하며, 한편 외층(들)은 절연체 및/또는 외부 영향을 견디는 것으로 써 작용한다.
물론, 프로파일(402)은 다양한 다른 적용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로파일(402)은 병원(예컨대, 의약 유체를 위한 배달 라인, 제조 공정, 장치, 유체 시스템(예컨대, 섭취할 수 있는 유체 분배 시스템) 및/또는 등에 사용될 수 있다
4. 포장의 상세한 설명
여기에서 기술된 하나 이상의 제품은 단독으로 또는 포장과 같은 다양한 적용에서 조합하여 사용될 수 있다. 도24는 여기에서 기술된 프리폼으로부터 만들어 질 수 있는 용기(420)를 포함하는 포장 시스템(416)을 도해한다. 클로저(422)는 용기를 폐쇄하기 위해 용기(420)의 목 피니시(432)에 부착될 수 있다.
도24는 또한 병 형태의 용기(420)에 부착된 라벨(440)을 도해한다. 라벨(440)은 병(420)과 맞물릴 수 있으며 단일층 또는 다층일 수 있다. 라벨(440)은 임의로 발포 물질을 포함할 수 있다.
라벨 (440)은 용기(420)의 외부 표면(442)에 바람직하게 결합 된다. 라벨(440)은 외부 표면(442)에 제거할 수 있도록 부착될 수 있다. 라벨(440)은 용기(420)의 형성 동안 및/또는 후에 부착될 수 있다. 도해된 구현 예에서, 라벨(440)은 일반적으로 병(420)의 적어도 일부를 에워싸는 관형 슬리브이다. 라벨(440)은 병에 부착되어 정보를 나타내기에 적당한 형상 또는 구성을 가질 수 있다. 도해되진 않았지만, 라벨(440)은 유리병, 금속 캔, 등에 부착될 수 있다. 또한, 라벨(440)은 다른 구조 또는 포장에 부착될 수 있다. 예를 들어, 라벨(440)은 상자, 골판지 상자, 병(플라스틱병, 유리병, 등), 캔, 및 기타 여기에서 기술된 기타 품목에 부착될 수 있다. 추가로, 라벨(440)은 그 위에 인쇄될 수 있다. 임의로, 라 벨(440)의 외부 표면(446)은 적당한 인쇄 표면을 얻기 위해 처리될 수 있다.
접착제는 제품에 라벨(440)을 부착하기 위해 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 라벨이 제품에 부착된 후, 라벨(440)의 발포 물질은 열 배리어, 유체 배리어, 보호층, 및/또는 원하는 구조적 성질을 얻기 위해 팽창될 수 있다. 발포 물질은 바람직하게는 라벨(440)을 가열하여 팽창된다. 라벨(440)의 물질은 라벨(440)이 용기(420)에 놓여지기 전 및/또는 후에 발포될 수 있다. 물론, 라벨(440)의 발포 물질은 접착제를 사용함이 없이 직접 제품에 부착될 수 있다.
도25는 형성할 수 있는 물질을 포함하는 용기의 또 다른 구현 예를 설명한다. 용기(450)은 상술한 용기보다 상이하거나 유사할 수 있다. 설명된 구현 예에서, 용기(450)는 클로저(452), 본체(454), 및 본체(454)에 부착된 손잡이(456)을 포함한다. 본체(454)는 실질적으로 경질 또는 가요성이다. 손잡이(456)은 바람직하게는 사용자에 의해 편안하게 쥘 수 있도록 배치되고 크기를 갖는다. 본체(454)의 벽은 단일층 또는 다층 벽 일 수 있다. 용기(450)는 소화성 액체를 담기 위해 사용된 전형적인 용기와 유사한 형상을 포함하는 임의의 형상을 가질 수 있다. 용기(450)는 압출 블로우 성형공정에 의해 형성될 수 있다.
도26A에 대하여, 용기(460)는 바람직하게는 발포 물질을 포함하는 포장(예컨대, 식품 포장)이다. 한 구현 예에서, 시이트(예컨대, 시이트(389) 또는 (390))는 예를 들어 열 성형 공정에 의해 용기(460)의 적어도 일부분을 형성하기 위해 사용된다. 용기(460)는 가요성 주머니, 식품 용기, 또는 기타 다른 적당한 구조의 형상일 수 있다.
예를 들어, 한 배열에서, 시이트는 햄버거와 같은 식품을 담도록 개조된 햄버거용 용기 포장으로 형성된다. 또 다른 배열에서, 시이트는 박스(예컨대, 피자 박스)를 형성하도록 배치된다. 또 다른 구현 예에서, 용기(460)의 물질 및 치수는 원하는 구조적 성질, 열 성질, 및/또는 기타 특징을 근거로 결정될 수 있다. 예를 들어, 용기(460)는 용기(460)의 단열에 효과적인 발포 물질을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 용기(460)가 일반적으로 경질이 되도록 용기(460)는 두꺼운 벽을 가질 수 있다.
도26B는 형성할 수 있는 물질을 포함하는 또 다른 제품을 설명한다. 한 구현 예에서, 제품(462)은 식료품을 받도록 배치된 트레이의 형태이다. 트레이(462)는 열 성형을 통해 시이트로부터 형성될 수 있다. 임의로, 트레이(462)는 용기 또는 상자 내에서 맞도록 개조된다.
트레이(462)(또는 여기에 기술된 다른 제품들)는 열 공정을 위해 구성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 트레이(462)는 가열 및 재가열을 위해 사용될 수 있다. 트레이(462)는 식료품이 예를 들어 가열 램프, 전자렌지, 오븐, 토스터, 열수(heated water) 등에 의해 가열될 수 있도록 식료품을 담을 수 있다. 트레이(462)의 미세구조는 열 공정의 형태 및 방법을 근거로 채택될 수 있다. 예를 들어, 트레이(462)는 열 안정성을 향상시키기 위한 결정성 물질(예컨대, 결정성 PET)을 포함할 수 있다. 열성형 공정 동안 트레이의 하나 이상의 층은 적어도 한 층의 결정화를 야기하기 위한 소정 온도 위에서 가열될 수 있다. 따라서, 적어도 일부분의 트레이(462)는 제조 공정 동안 결정화될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 트레이(462) 는 단일 또는 다층 시이트를 포함할 수 있다. 트레이(462)는 열가소성 물질의 제1층 및 제2층(예컨대, 발포체 층)을 가질 수 있다. 제1층은 (예컨대, 무정형, 부분 결정화, 또는 완전 결정화된) 결정성 물질을 포함할 수 있다. 트레이(462)는 전자렌지에서 사용하기 위해 식품을 담는데에 사용될 수 있다. 물론, 다른 제품, 예컨대, 피자 박스와 같은 용기는 유사한 구성을 가질 수 있다.
제품은 또한 캔의 형태일 수 있다. 캔은 여기에서 개시된 바와 같은 중합체 물질을 포함할 수 있다. 캔은 금속층 및 하나 이상의 다른 물질층을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 금속 캔(예컨대, 알루미늄 캔)은 열가소성 물질과 같은 발포 물질로 코팅될 수 있다. 캔의 바깥쪽 및/또는 안쪽의 적어도 일부는 발포 물질로 코팅될 수 있다.
B. 결정성 목 피니시
몇몇 구현 예에서 플라스틱병 및 용기는 바람직하게는 적어도 부분적으로 결정성 상태인 목, 목 피니시 및/또는 목 실리더 내의 하나 이상의 물질을 포함한다. 이러한 병 및 프리폼은 또한 하나 이상의 물질의 층을 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 병은 플라스틱 프리폼의 블로우 성형을 포함하는 공정에 의해 만들어진다. 몇몇 상황에서, 플라스틱 프리폼 내의 물질은 무정형 또는 반 결정성 상태인 것이 바람직한 데 그 이유는 이러한 상태의 물질은 용이하게 블로우 성형될 수 있지만 완전한 결정성 물질은 일반적으로 그렇게 할 수 없기 때문이다. 그러나, 무정형 또는 반 결정성 물질 전체로 만들어진 병은 표준 고온 충전 공정 동안 충분한 치수 안정성을 갖지 않을 수 있다. 이러한 상황에서, 결정성 물질을 포함하는 병은 고온 충전 공정 동안 그의 형상을 보유하기 때문에 선호될 것이다.
몇몇 구현 예에서, 플라스틱병은 결정성 병 및 무정형 또는 반 결정성 병 양자의 유리한 점을 갖는다. 프리폼의 본체를 무정형 또는 반 결정성(때때로 여기에서 "비결정성(non-crystalline)"으로써 언급됨)으로 유지하면서 프리폼의 가장 윗부분의 적어도 일부를 결정성으로 제조함으로 써, 고온 충전 공정 동안 중요한 목 영역에서 필요한 치수를 여전히 유지하는 블로우 성형을 용이하게 할 것인 프리폼을 만들 수 있다. 몇몇 구현 예는 결정성 및 무정형 또는 반 결정성 영역 양자를 갖는다. 이것은 널리 보급된 통상의 적용에 사용 되도록 충분한 강도를 갖는 프리폼을 초래한다.
여기에서 기술된 하나 이상의 구현 예는 일반적으로 결정성 목을 갖는 프리폼을 생성하며, 이것은 그후 전형적으로 음료 용기로 블로우 성형된다. 프리폼은 단일층 즉, 단일층의 기본 물질로 이루어질 수 있거나, 또는 이들은 다층일 수 있다. 이러한 층에서 물질은 단일 물질이거나 또는 하나 이상의 물질의 블렌드일 수 있다. 한 구현 예에서, 제품은 목부 및 본체 부를 포함하는 것으로 제공된다. 목부 및 본체부는 물질의 일체식 제1층이다. 본체부는 주로 무정형 또는 반 결정성이며, 목부는 주로 결정성이다.
도1을 보면, 바람직한 프리폼(30)이 묘사된다. 프리폼(30)은 당업계에 알려진 바와 같은 사출 성형에 의해 또는 여기에서 개시된 방법에 의해 만들어질 수 있다. 프리폼(30)은 목부(32) 및 본체부(34)를 가지며, 일체식으로 형성된다(즉, 단일, 또는 일원, 구조). 유리하게, 몇몇 구현 예에서, 프리폼의 일체식 배열은 병 으로 블로우 성형될 때, 함께 결합되는 개별 목부 및 본체부를 구성하는 프리폼과 비교시 더 큰 치수 안정성 및 개선된 물성을 제공한다.
성형 단계 동안 프리폼의 목부에 결정화된 상태를 달성함으로 써, 추가의 가열 단계가 사용될 때와는 달리 최종 치수는 실질적으로 초기 치수와 동일하다. 그러므로, 치수 변화는 최소화되고 치수 안정성이 성취된다. 이것은 목 피니시에서 나사산과 같은 클로저에 대하여 더 일관성이 있는 수행 능을 초래하며 성형 방법의 스크랩 속도를 감소시킨다.
비결정성 프로폼이 블로우 성형에 대하여 바람직한 반면, 더 큰 결정성 특성을 갖는 병은 고온 충전 공전 동안 그의 치수 안정성에 대하여 바람직하다. 따라서, 몇몇 구현 예에 따라 구성된 프리폼은 일반적으로 비 결정성 본체 및 일반적으로 결정성 목부를 갖는다. 동일 프리폼에서 일반적으로 결정성 및 일반적으로 비 결정성 부분을 생성하기 위해, 일반적으로 비결정성 부분이 형성되는 것과 비교하여 결정성 부분이 형성될 영역의 몰드 내에서 상이한 수준의 가열 및/또는 냉각을 달성할 필요가 있다. 상이한 수준의 가열 및/또는 냉각은 상이한 온도를 갖는 영역의 열 단리에 의해 유지될 수 있다. 나사산 균열, 코어 및/또는 캐비티 계면 간의 이러한 열 단리는 이들 부분의 결합 면에 삽입 또는 분리 성분으로써 낮은 및 높은 열전도 물질의 조합을 이용하여 완수될 수 있다.
몇몇 바람직한 공정은 프리폼 생산에서 현재 사용되는 표준 방법에 의해 유사한 크기의 코팅되지 않은 프리폼에 대하여 바람직한 순환 시간 내에서 프리폼의 제조를 완수한다. 또한, 바람직한 공정은 동일 프리폼 상의 특정 위치에서 결정성 및 무정형 영역의 동시 생성을 위해 허용하는 공구 설계(tooling design) 및 공정 기술에 의해 가능하게 한다.
한 구현 예에서, 제1 몰드 온도 제어 시스템(예컨대, 냉각/가열 채널), 제2 온도 제어 시스템을 갖는 본체부, 및 제3 온도 제어 시스템을 갖는 코어를 갖는 목부를 포함하는 프리폼의 제조를 위한 몰드가 제공되며, 여기에서 제1 온도 제어 시스템은 제2 및 제3 온도 제어 시스템에 독립적이며, 목부는 본체부 및 코어로부터 열적으로 단리된다.
일반적으로 무정형 또는 반 결정성 물질이 바람직한 프리폼 표면을 형성하는 영역 내에서 몰드의 냉각은 몰드 캐비티 및 코어를 통해 차가운 유체 순환에 의해 성취될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 프리폼의 결정성 부분이 형성될 몰드의 부분에 대하여 독립적인 유체 회로(fluid circuit) 또는 전기 가열 시스템이 있다는 것을 제외하고 통상의 사출 성형 적용과 유사하게 설비된 몰드가 사용된다. 본체 몰드, 목 피니시 몰드 및 코어 단면의 열 단리는 낮은 열전도성을 갖는 삽입물의 사용에 의해 성취될 수 있다. 몰드의 목, 목 피니시, 및/또는 목 실린더 부분은 냉각 동안 물질의 결정성을 증진하는 느린 냉각을 성취하기 위해 고온에서 유지되는 것이 바람직하다.
상기 구현 예 뿐만 아니라 결정성 및 무정형 또는 반 결정성 영역을 갖는 프리폼에 관한 한층 더한 기술 및 구현 예는 미국 특허 번호 제6,217,818호, Collette 등; 제 6,428,737호, Collette 등; 미국 특허 공보 번호 제2003/0031814A1호, Hutchinson 등; 및 PCT 공보 번호 WO 제 98/46410호, Koch 등에 기술되어 있다.
C. 몇몇 바람직한 물질의 상세한 기술
1. 바람직한 물질의 일반적인 기술
더욱이, 여기에서 기술된 제품은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리프로필렌(PP)과 같은 특정 물질에 관하여 구체적으로 기술될 수 있지만, 바람직한 방법은 폴리에스테르 및 폴리올레핀 유형의 것을 포함하는 많은 다른 열가소성 수지에 적용될 수 있다. 다른 적당한 물질은 제한하는 것은 아니지만 발포 물질, 다양한 중합체 및 열경화성 수지, 열가소성 물질 예컨대, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 나일론(예컨대, 나일론 6, 나일론 66, MXD6)을 포함하는 폴리아미드, 폴리스티렌, 에폭시, 아크릴 수지, 공중합체, 블렌드, 그라프트 중합체, 및/또는 개질 중합체(측쇄기로써 또 다른 기를 갖는 단량체 또는 그의 일부, 예컨대, 올레핀 개질 폴리에스테르)를 포함한다. 이들 물질은 단독으로 또는 서로 결합하여 사용될 수 있다. 더 구체적인 물질의 예는 제한되는 것은 아니지만, 에틸렌 비닐 알콜 공중합체("EVOH"), 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA"), 에틸렌 아크릴산("EAA"), 선형 저밀도 폴리에틸렌("LLDPE"), 폴리에틸렌 2,6- 및 1,5-나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), 폴리(시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리스티렌, 시클로올레핀, 공중합체, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리딘 클로라이드, 스티렌 아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리아세탈, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 이오노머, 폴리술 폰, 폴리테트라-플루오로에틸렌, 폴리테트라메틸렌, 1,2-디옥시벤조에이트 및 에틸렌 테레프탈레이트 및 에틸렌 이소프탈레이트의 공중합체를 포함한다.
여기에서 사용된 바의, 용어 "폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜"(PETG)는 추가의 공단량체, 시클로헥산 디-메탄올(CHDM)의 PET 공중합체가 PET 혼합물에 유의량(예컨대, 약 40중량% 이상) 첨가된 PET의 공중합체를 지칭한다. 한 구현 예에서, 바람직한 PETG 물질은 필수적으로 무정형이다. 적당한 PETG 물질은 다양한 원으로부터 구입될 수 있다. 한 적당한 원은 이스트만 케미칼 컴퍼니 부서의 보리디안(Voridian)이다. 다른 PET 공중합체는 수득한 물질이 결정화할 수 있거나 또는 반 결정성으로 남아 있도록 낮은 수준으로 CHDM을 포함한다. 낮은 수준의 CHDM을 함유하는 PET 공중합체의 한 예는 보리디안 9921 수지이다.
몇몇 구현 예에서, 그라프트 또는 개질된 중합체가 사용될 수 있다. 한 구현 예에서 폴리프로필렌 또는 기타 중합체는 제한되는 것은 아니지만, 접착성을 향상시키기 위한 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사한 화합물을 포함하는 극성기로 그라프트 또는 개질될 수 있다. 다른 구현 예에서 폴리프로필렌은 또한 투명화된 폴리프로필렌을 의미한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "투명화된 폴리프로필렌(clarified polypropylene)"은 광범위한 용어이며 그의 통상적인 의미에 따라 사용될 수 있으며 제한함이 없이 핵형성 제해제 및/또는 투명화용 첨가제를 포함하는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 투명화된 폴리프로필렌은 폴리프로필렌의 단독중합체 또는 블록 공중합체와 비교하여 일반적으로 투명한 물질이다. 핵형성 저해제의 포함은 결정화도를 방지 및/또는 감소 하도록 도우며, 이것은 폴리프로필렌 내에서, 폴리프로필렌의 흐림도(haziness)에 기여한다. 투명화된 폴리프로필렌은 다우 케미칼 사와 같은 다양한 원(source)으로부터 구입할 수 있다. 대안적으로, 핵형성 저해제가 폴리프로필렌에 첨가될 수 있다. 한 적당한 핵형성 저해제 첨가제의 원은 슐만(Schulman)이다.
임의로, 물질은 미세층(microlayer), 미소구, 및 그들의 조합과 같은 미세 구조를 포함할 수 있다. 특정의 구현 예에서, 바람직한 물질은 순수, 소비 전, 소비 후, 재연마, 재생, 및/또는 그들의 조합일 수 있다.
여기에서 사용된 바의 "PET"는 한정하는 것은 아니지만 다른 물질과 배합된 PET 뿐만 아니라 개질된 PET를 포함한다. 개질된 PET의 일례는 "고(high) IPA PET" 또는 IPA 개질된 PET이며, 이것은 IPA 함량이 약 2-10중량% IPA를 포함하는, 또한 약 5-10중량% IPA를 포함하는 바람직하게는 약 2중량% 초과인 PET를 의미한다. PET는 순수, 소비 전 또는 소비 후, 재생, 또는 재연마 PET, PET 공중합체 및 그들의 조합일 수 있다.
바람직한 방법 및 공정의 구현 예에서, 하나 이상의 층은 배리어 층, UV 보호 층, 산소 스캐빈지 층, 산소 배리어 층, 이산화탄소 스캐빈지 층, 이산화탄소 배리어 층, 및 특정의 적용을 위해 필요시 되는 기타 층을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "배리어 물질", "배리어 수지" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 바람직한 방법 및 공정에 사용될 때, 하나 이상의 층보다 산소 및 이산화탄소에 대하여 더 낮은 투과성을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "UV 보호" 등은 광범위한 용어이고, 이 들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 제품의 하나 이상의 층보다 더 높은 UV 흡수율을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "산소 스캐빈지(oxygen scavenging)" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 제품의 하나 이상의 층보다 더 높은 산소 흡수율을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "산소 배리어" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 자연에서 수동 또는 활성이며 제품의 안으로 및/또는 밖으로의 산소의 전도가 느린 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "이산화탄소 스캐빈지" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 제품의 하나 이상의 층보다 더 높은 이산화탄소 흡수율을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "이산화탄소 배리어" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 자연에서 수동 또는 활성이며 제품의 안으로 및/또는 밖으로의 이산화탄소의 전도가 느린 물질을 지칭한다. 이론에 국한됨이 없이, 출원인은 탄산 제품, 예를 들어 제품 내에 함유된 소프트 드링크 음료가 과탄산화된 적용에서, 제품의 하나 이상의 층 내에 이산화 탄소 스캐빈저의 포함은 이산화탄소 스캐빈저를 함유하는 층을 포화하는 과량의 탄산화를 허용하는 것으로 믿는다. 그러므로, 제품으로부터 대기로 이산화탄소가 누출함에 따라, 그것은 그 안에 함유된 제품보다 제품 층을 먼저 떠난다. 여기에서 사용된 바의 용어 "가교결합(crosslink)", "가교결합된(crosslinked)" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 매우 작은 정도의 가교 결합으로부터 열경화성 에폭시와 같은 완전히 가교결합된 물질을 포함 하는 것까지 정도가 변화하는 물질 및 코팅을 지칭한다. 가교결합 도는 조절될 수 있어, 특정의 상황을 위한 화학적 또는 기계적 남용 저항성의 적당한 정도를 제공한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "결속 물질"은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 물리적 및/또는 화학적으로 두 물질을 함께 결합하는데 도움을 주는 물질을 포함하는 기체, 액체, 또는 현탁액을 지칭하며, 제한함이 없이 접착제, 표면 개질제, 반응성 물질, 등을 포함한다.
2. 바람직한 물질
바람직한 구현 예의 물질은 열가소성 물질을 포함한다. 더 바람직한 구 현 예는 "페녹시형 열가소성 수지"를 포함한다. 여기에서 사용된 용어처럼, 페녹시형 열가소성수지는 WO 제99/20462호에서 논의된 것들을 포함하는 광범위하고 다양한 물질을 포함한다. 한 구현 예에서 물질은 열가소성 에폭시 수지(TPEs), 페녹시형 열가소성수지의 서브셋을 포한한다. 게다가 페녹시형 열가소성수지의 서브셋, 및 열가소성 물질은 바람직한 히드록시-페녹시에테르 중합체이며, 그중 폴리히드록시아미노에테르 공중합체(PHAE)는 더 바람직한 물질이다. 예를 들어 미국 특허 제6,455,116호; 제6,180,715호; 제6,011,111호; 제5,834,078호; 제5,814,373호; 제5,464,924호; 및 제5,275,853호 참조; 또한 PCT 출원 WO 제99/48962호; WO 제99/12995호; WO 제98/29491호; 및 WO 제98/14498호.참조. 몇몇 구현 예에서 PHAEs는 TPEs이다.
바람직하게는, 바람직한 구현에서 사용된 페녹시 형 열가소성 수지는 하기의 유형 중 하나를 포함한다:
(1) 식 Ia, Ib 또는 Ic 중의 어느 하나로 표시되는 반복 단위를 갖는 히드록시 작용기의 폴리(아미드에테르):
Figure 112006084010812-PCT00003
(2) 식 IIa, IIb 또는 IIc 중의 어느 하나에 의해 독립적으로 표시되는 반복 단위를 갖는 폴리(히드록시아미드에테르):
Figure 112006084010812-PCT00004
(3) 식III으로 표시되는 반복 단위를 갖는 아미드- 및 히드록시메틸- 작용기를 갖는 폴리에테르:
Figure 112006084010812-PCT00005
(4) 식IV로 표시되는 반복 단위를 갖는 히드록시 작용기의 폴리에테르:
Figure 112006084010812-PCT00006
(5) 식Va 또는 Vb로 표시되는 반복 단위를 갖는 히드록시 작용기의 폴리(에테르술폰아미드):
Figure 112006084010812-PCT00007
(6) 식VI으로 표시되는 반복 단위를 갖는 폴리(히드록시에스테르에테르):
Figure 112006084010812-PCT00008
(7) 식VII로 표시되는 반복 단위를 갖는 히드록시-페녹시에테르 중합체:
Figure 112006084010812-PCT00009
(8) 식VIII로 표시되는 반복 단위를 갖는 폴리(히드록시아미노에테르):
Figure 112006084010812-PCT00010
식중, 각각의 Ar은 개별적으로 2가의 방향족 부분(moiety), 치환된 2가의 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분, 또는 상이한 2가의 방향족 부분, 치환된 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분의 조합이고; R은 독립적으로 수소 또는 1가의 히드로카르빌 부분이고; 각각의 Ar1은 2가의 방향족 부분 또는 아미드 또는 히드록시메틸기를 가진 2가의 방향족 부분의 조합이고; 각각의 Ar2는 Ar과 동일하거나 상이하고, 독립적으로 2가의 방향족 부분, 치환된 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분, 또는 상이한 2가의 방향족 부분, 치환된 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분의 조합이고; R1은 독립적으로 주로 히드로카르빌렌 부분, 예컨대, 2가의 방향족 부분, 치환된 2가의 방향족 부분, 2가의 헤테로방향족 부분, 2가의 알킬렌 부분, 2가의 치환된 알킬렌 부분 또는 2가의 헤테로알킬렌 부분, 또는 이러한 부분의 조합이 고; R2는 독립적으로 1가의 히드로카르빌 부분이고; A는 아민 부분 또는 상이한 아민 부분의 조합이고; X는 아민, 아릴렌디옥시, 아릴렌디술폰아미도 또는 아릴렌디카르복시 부분, 또는 이러한 부분의 조합이고; Ar3는 식 중의 어느 하나로 나타낸 "카르도" 부분이다:
Figure 112006084010812-PCT00011
Figure 112006084010812-PCT00012
식중, Y는 없거나, 공유 결합, 또는 결합기이고, 적합한 결합기는 예를 들면, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐 원자, 술포닐기, 또는 메틸렌기 또는 유사한 결 합을 포함하고; n은 약 10 내지 약 1000의 정수이고; x는 0.01 내지 1.0이고; y는 0 내지 0.5이다.
용어 "주로 히드로카르빌렌"은 주로 탄화수소인 2가의 라디칼을 의미하지만, 산소, 황, 이미노, 술포닐, 술폭실, 등과 같은 소량의 헤테로 원자 부분을 임의로 함유한다.
화학식I로 표시되는 히드록시 작용기의 폴리(아미드에테르)는 바람직하게는 미국 특허 제5,089,588호 및 제5,143,998호에서 기술된 바와 같은 N,N'-비스(히드록시페닐아미도)알칸 또는 아렌을 디글리시딜에테르와 접촉시킴으로써 제조된다.
화학식II로 표시되는 폴리(히드록시아미드에테르)는 미국 특허 제5,134,218호에 기술된 바와 같이 에피할로히드린을 비스(히드록시페닐아미도)알칸 또는 아렌, 또는 2 이상의 이들 화합물의 조합, 예컨대 N,N'-비스(3-히드록시페닐)아디프아미드 또는 N,N'-비스 (3-히드록시페닐)글루타르아미드와 접촉시킴으로써 제조된다.
화학식III으로 표시되는 아미드- 및 히드록시메틸- 작용기를 갖는 폴리에테르는 예를 들면, 비스페놀A의 디글리시딜에테르와 같은 디글리시딜에테르를 펜던트 아미도, N-치환 아미도 및/또는 히드록시알킬 부분을 갖는 2가 페놀, 예컨대 2,2-비스 (4-히드록시페닐)아세트아미드 및 3,5-디히드록시벤즈아미드와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 이들 폴리에테르 및 이들의 제조는 미국 특허 제5,115,075호 및 제5,218,075호에서 설명된다.
화학식IV로 표시되는 히드록시 작용기의 폴리에테르는 예를 들면, 미국 특허 제5,164,472호에 기술된 공정을 사용하여 디글리시딜에테르 또는 디글리시딜에테르의 조합을 2가 페놀 또는 2가 페놀의 조합과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 대안적으로, 히드록시 작용기의 폴리에테르는 문헌 『the Journal of Applied Polymer Science, Vol. 7, p. 2135(1963)』에서 리인킹(Reinking), 바르나베오(Barnabeo) 및 헤일(Hale)에 의해 기술된 공정에 의해 2가 페놀 또는 2가 페놀의 조합을 에피할로히드린과 반응시킴으로써 얻어질 수 있다.
화학식V로 표시되는 히드록시 작용기의 폴리(에테르술폰아미드)는 미국 특허 제 5,149,768호에 기술된 바와 같이 예를 들면, N,N'-디알킬 또는 N,N'-디아릴디술폰아미드와 디글리시딜에테르의 중합으로 제조된다.
화학식VI으로 표시되는 폴리(히드록시에스테르에테르)는 디글리시딜테레프탈레이트, 또는 2가 페놀의 디글리시딜에테르와 같은 지방족 또는 방향족 이산의 디글리시딜에테르와 아디프산 또는 이소프탈산과 같은 지방족 또는 방향족 이산을 반응시킴으로써 제조된다. 이들 폴리에스테르는 미국 특허 제5,171,820호에 기술되어 있다.
화학식VII로 표시되는 히드록시-페녹시에테르 중합체는 예를 들면, 2친핵성 단량체의 친핵성 부분을 에폭시 부분과 반응시켜 팬던트 히드록시 부분 및 에테르, 이미노, 아미노, 술폰아미도 또는 에스테르 결합을 함유하는 중합체 주쇄를 형성하기에 충분한 조건하에서, 하나 이상의 2친핵성 단량체를, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌, 페놀프탈레인 또는 페놀프탈이미딘과 같은 카르도 비스페놀 또는 치환된 비스(히드록시페닐)플루오렌, 치환된 페놀프탈레인 또는 치환된 페놀프탈이 미딘과 같은 치환된 카르도 비스페놀의 하나 이상의 디글리시딜 에테르와 접촉시킴으로써 제조된다. 이들 히드록시-페녹시에테르 중합체는 미국 특허 제5,184,373호에 기술되어 있다.
화학식VIII로 표시되는 폴리(히드록시아미노 에테르)("PHAE" 또는 폴리에테르아민)는 아민 부분을 에폭시 부분과 반응시켜 아민 결합, 에테르 결합 및 펜던트 히드록시 부분을 갖는 중합체 주쇄를 형성하기에 충분한 조건하에서 2가 페놀의 하나 이상의 디글리시딜 에테르를 2개의 아민 수소를 갖는 아민과 접촉시킴으로써 제조된다. 이들 화합물은 미국 특허 제5,275,853호에 설명된다. 예를 들면, 폴리히드록시아미노에테르 공중합체는 레소르시놀디글리시딜에테르, 히드로퀴논디글리시딜에테르, 비스페놀A 디글리시딜에테르, 또는 이의 혼합물로부터 제조될 수 있다.
히드록시-페녹시에테르 중합체는 2가 다핵 페놀, 예컨대 비스페놀A 와 에피할로히드린의 축합 반응 생성물이며 Ar이 이소프로필리덴디페닐렌 부분인 화학식 IV로 표시되는 반복 단위를 갖는다. 이들의 제조 방법은 미국 특허 제3,305,528호에 기술되어 있고, 온전히 그대로 여기에 참고로 혼입되었다. 한 바람직한 비 제한적인 히드록시-페녹시에테르 중합체, PAPHEN 25068-38-6은 페녹시 어소시에이트, 사(Phenoxy Associates, Inc)로 부터 상업적으로 입수가능하다. 기타 바람직한 페녹시 수지는 InChem
Figure 112006084010812-PCT00013
(Rock Hill, South Carolina)로부터 입수 가능하며, 이들 물질은 제한하는 것은 아니지만 INCHEMREZtm PKHH 및 PKHW 제품 계열을 포함한다.
일반적으로, 바람직한 페녹시형 물질은 안정한 수성계 용액 또는 분산액을 형성한다. 바람직하게는, 용액/분산액의 성질은 물과의 접촉에 의해 악영향을 받지 않는다. 바람직한 물질은 약 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% 및 45%을 포함하며, 이러한 백분율을 포괄하는 범위이고 약 10% 고체 내지 약 50% 고체의 범위이다. 바람직하게는, 사용된 물질은 극성 용매에 용해되거나 분산된다. 이들 극성 용매는 물, 알콜, 및 글리콜에테르를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 일부 바람직한 페녹시형 용액 및/또는 분산액을 기술하는 미국 특허 제6,455,116호, 제6,180,715호, 및 제5,834,078호를 참조한다.
한 바람직한 페녹시형 물질은 분산액 또는 용액인 화학식VIII로 표시되는 폴리히드록시아미노에테르 공중합체(PHAE)이다. 용기 또는 프리폼에 적용될 때, 분산액 또는 용액은 예측 가능하고 잘 알려진 방식으로 용기 벽을 통한 다양한 기체의 침투율을 매우 감소시킨다. 이의 제조된 한 분산액 또는 라텍스는 10-30% 고체를 포함한다. PHAE 용액/분산액은 물과 유기산, 바람직하게는 아세트산 또는 인산, 그러나 또한 락트산, 말산, 시트르산, 또는 글리콜산 및/또는 그의 혼합물을 포함하는 용액에서 PHAE를 교반하거나 그렇지 않으면 흔들어서(agitating) 제조될 수도 있다. PHAE 용액/분산액은 또한 폴리히드록시아미노에테르와 이들 산과의 반응에 의해 제조된 유기산 염을 포함한다.
다른 바람직한 구현 예에서, 페녹시형 열가소성 수지는 당업자에게 알려진 방법을 사용하여 기타 물질과 혼합 또는 배합된다. 몇몇 구현 예에서, 상용화제(compatibilizer)가 블렌드에 첨가될 수 있다. 상용화제가 사용되었을 때, 바람직하게는 블렌드의 하나 이상의 성질이 개선되며, 이러한 성질은 제한되는 것은 아니 지만, 착색, 흐림(haze), 및 블렌드를 포함하는 층과 기타 층간의 접착력을 포함한다. 한 바람직한 블렌드는 하나 이상의 페녹시형 열가소성 수지 및 하나 이상의 폴리올레핀을 포함한다. 바람직한 폴리올레핀은 폴리프로필렌을 포함한다. 폴리프로필렌 또는 기타 폴리올레핀의 한 구현 예는 제한되는 것은 아니지만, 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 상용성을 향상시키기 위한 유사한 화합물을 포함하는, 극성 분자 또는 단량체로 개질 또는 그라프트 될 수 있다.
하기의 PHAE 용액 또는 분산액은 하나 이상의 수지층이 예컨대 WO 제04/004929호 및 미국 특허 제6,676,883호에 기술된 것과 같은 딥, 플로우, 또는 스프레이 코팅에 의해 액체로써 적용된다면 사용될 수 있는 적당한 페녹시형 용액 또는 분산액의 예이다. 한 적합한 재료는 BLOX
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실험 배리어 수지, 예를 들면 다우 케미컬사(Dow Chemical Corporation)에 의해 제조된 인산으로 만들어진 XU-19061.00이다. 이러한 특정의 PHAE 분산액은 하기의 전형적인 특성을 갖는 것으로 말하여진다: 30% 고체, 1.30의 비중, 4의 pH, 24 센티포이즈의 점도(Brookfield, 60rpm, LVI, 22℃.), 및 1,400 내지 1,800옹스트롬의 입자 크기. 다른 적합한 물질은 배리어 물질로서 뛰어난 결과를 또한 제공하고 있는 레조르시놀 기재 수지 BLOX
Figure 112006084010812-PCT00015
588-29 수지를 포함한다. 이 특정의 분산액은 하기의 대표적인 특성을 갖는 것으로 말하여진다: 30% 고체, 1.2의 비중, 4.0의 pH, 20센티포이즈의 점도(Brookfield, 60rpm, LVI, 22℃.), 및 1,500 내지 2,000옹스트롬의 입자 크기. 폴리히드록시아미노에테르 화학의 다른 변화가 히드로퀴논 디글리시딜에테르에 기초 한 결정성 이형(crystalline version)과 같이 유용하다고 입증될 수도 있다. 다른 적당한 물질은 명칭 OXYBLOK하에 입수 가능한 임페리얼 케미컬 사(Imperial Chemical Industries)("ICI", 오하이오주, 미국)에 의한 폴리히드록시아미노에테르 용액/분산액을 포함한다. 한 구현 예에서, PHAE 용액 또는 분산액은 적절한 가교 결합제 물질을 첨가함으로써 부분적으로(반-가교 결합), 완전히, 또는 적용을 위해 적절한 경우 정확히 원하는 정도로 가교될 수 있다. 가교 결합의 이점은, 제한되는 것은 아니지만 하기를 하나 이상 포함한다: 향상된 내화학성, 향상된 내마모성, 낮은 블러싱, 낮은 표면 장력. 가교 결합제 물질의 예로는 제한되는 것은 아니지만 포름알데히드, 아세트알데히드 또는 물질의 알데히드계의 다른 구성원을 포함한다. 적당한 가교 결합제 또한 물질의 Tg 로 변화할 수 있으며, 이것은 특정 용기의 형성을 용이하게 할 수 있다. 다른 적당한 물질은 BLOX
Figure 112006084010812-PCT00016
5000 수지 분산액 중간체, BLOX
Figure 112006084010812-PCT00017
XUR 588-29, BLOX
Figure 112006084010812-PCT00018
0000 및 4000 시리즈 수지를 포함한다. 이들 재료를 용해하는데 사용된 용매는 제한되는 것은 아니지만 알콜, 물, 글리콜 에테르 또는 그의 블렌드와 같은 극성 용매를 포함한다. 다른 적당한 물질은 제한되는 것은 아니지만 BLOX
Figure 112006084010812-PCT00019
R1을 포함한다.
한 구현 예에서, 바람직한 페녹시형 열가소성 수지는 수성 산에 가용성이다. 중합체 용액/분산액은 물과 유기산, 바람직하게는 아세트산, 인산, 그러나 또한 락트산, 말산, 시트르산, 또는 글리콜산 및/또는 그의 혼합물을 포함하는 용액에서 열가소성 에폭시를 교반하거나 그렇지 않으면 흔들어서 제조될 수도 있다. 바 람직한 구현 예에서, 중합체 용액 중의 산 농도는 총 중량에 대하여 약 5중량%-10중량%을 포함하며, 바람직하게는 약 5중량%-20중량%의 범위이다. 다른 바람직한 구현 예에 있어서, 산 농도는 약 5% 미만 또는 약 20% 초과일 수도 있고; 중합체의 유형 및 그의 분자량과 같은 인자에 따라 변화할 수 있다. 다른 바람직한 구현 예에서, 산 농도 범위는 약 2.5 내지 약 5중량% 범위이다. 바람직한 구현 예에서, 용해된 중합체의 양은 약 0.1% 내지 약 40%의 범위이다. 균일하고 자유롭게 흐르는 중합체 용액이 바람직하다. 한 구현 예에서, 10% 중합체 용액은 90℃의 10% 아세트산 용액 중에 중합체를 용해함으로써 제조된다. 그들의 조합서, 아직 고온일 때, 용액을 20% 증류수로 희석하여 8% 중합체 용액을 제조한다. 중합체의 더 높은 농도에서, 중합체 용액은 보다 점성이 되는 경향이 있다.
바람직한 코폴리에스테르 물질의 예 및 이들의 제조 방법은 미국 특허 제4,578,295호(Jabarin)에서 기술된다. 이들은 일반적으로 1,3 비스(2-히드록시에톡시)벤젠 및 에틸렌 글리콜과 이소프탈산, 테레프탈산 및 그들의 C1 내지 C4 알킬 에스테르로부터 선택된 하나 이상의 반응물의 혼합물을 가열함으로써 제조된다. 임의로, 혼합물은 하나 이상의 에스테르 형성 디히드록시 탄화수소 및/또는 비스(4-β-히드록시에톡시페닐)술폰을 추가로 포함할 수도 있다. 특히 바람직한 코폴리에스테르 물질은 B-010, B-030 및 이들 패밀리의 다른 것과 같이 미쓰이 페트로케미칼 사(Mitsui Petrochemical Ind. Ltd.(일본)) 로부터 입수 가능하다.
바람직한 폴리아미드 물질의 예는 미쓰비시 가스 케미칼사(Mitsubishi Gas Chemical)(일본)의 MXD-6를 포함한다. 다른 바람직한 폴리아미드 물질은 나일론 6, 및 나일론 66을 포함한다. 한 바람직한 폴리아미드 물질은 폴리에스테르가 바람직하게는 PET 또는 개질된 PET인 약 1-20중량% 폴리에스테르, 더 바람직하게는 약 1-10중량% 폴리에스테르를 포함하는 것들을 포함하는, 폴리아미드 및 폴리에스테르의 블렌드이다. 또 다른 구현 예에서, 바람직한 폴리아미드 물질은 폴리에스테르가 바람직하게는 PET 또는 개질된 PET인 약 1-20중량% 폴리아미드, 더 바람직하게는 약 1-10중량% 폴리아미드를 포함하는 것들을 포함하는, 폴리아미드 및 폴리에스테르의 블렌드이다. 블렌드는 통상의 블렌드일 수 있거나 또는 그들은 항산화제 또는 다른 물질과 양립될 수 있다. 이러한 물질의 예는 2003년 3월 21 출원된 미국 특허 공보 제2004/0013833호에 기술된 것을 포함하며, 여기에서 온전히 그대로 참고로 혼입하였다. 다른 바람직한 폴리에스테르는 제한되는 것은 아니지만, PEN 및 PET/PEN 공중합체를 포함한다.
3. 바람직한 발포 물질
여기에서 사용된 바의, 용어 "발포 물질"은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미에 따라 사용되며, 제한 없이, 발포제, 발포제 및 결합제 또는 담체 물질의 혼합물, 팽창성 발포 물질, 및/또는 공극을 갖는 물질을 포함한다. 용어 "발포 물질" 및 "팽창성 물질"은 여기에서 상호 교환적으로 사용된다. 바람직한 발포 물질은 제품(예컨대, 용기)의 열 및/또는 구조적 특성을 개선하는 하나 이상의 물리적 특성을 나타낼 수 있으며 용기에 의해 전형적으로 경험 되는 가공 및 물리적 스트레스를 견딜 수 있는 바람직한 구현 예를 가능하게 할 수 있다. 한 구현 예에서, 발포 물질은 용기에 구조적 지지체를 제공한다. 또 다른 구현 예에서, 발포 물질은 가공하는 동안 용기의 손상을 감소시킬 수 있는 보호층을 형성한다. 예를 들어, 발포 물질은 운송 동안 용기에 손상을 감소시킬 수 있는 내마모성을 제공할 수 있다. 한 구현 예에서, 발포체의 보호층은 용기의 내쇼크성 또는 내충격성을 증진시킬 수 있으며 따라서 용기의 파손을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 더욱이, 또 다른 구현 예에서 발포체는 편안한 쥠 표면을 제공할 수 있으며 및/또는 용기의 심미성 또는 외관을 향상시킬 수 있다.
한 구현 예에서, 발포 물질은 발포제 또는 블로잉제 및 담체 물질을 포함한다. 한 바람직한 구현 예에서, 발포제는 팽창될 수 있는 팽창성 구조(예컨대, 미소구)를 포함하며 담체 물질과 함께 작용하여 발포체를 생성한다. 예를 들어, 발포제는 아크조 노벨사에서 판매되는 EXPANCEL
Figure 112006084010812-PCT00020
미소구와 같은 열가소성 미소구일 수 있다. 한 구현 예에서, 미소구는 기체를 캡슐화한 열가소성 쉘을 포함하는 열가소성 중공구(hollow sphere)일 수 있다. 바람직하게는, 미소구가 가열될 때, 열가소성 쉘은 연화되며 기체는 초기 위치에서 팽창된 위치로의 미소구의 팽창을 야기하는 그의 압력을 증진시킨다. 팽창된 미소구 및 적어도 일부의 담체 물질은 여기에서 기술된 제품의 발포체 부분을 형성할 수 있다. 발포 물질은 단일 물질(예컨대, 일반적으로 발포제 및 담체 물질의 균일 혼합물), 물질의 혼합물 또는 블렌드, 2 이상의 물질로 형성된 매트릭스, 2 이상의 층, 또는 바람직하게는 2 이상의 상이한 물질을 포함하는 복수의 미세층(층상)를 포함하는 층을 형성할 수 있다. 대안적으로, 미소구는 다른 적당한 제어가능한 팽창성 물질 일 수 있다. 예를 들 어, 미소구는 구조 내에서 또는 구조로부터 기체를 생성할 수 있는 물질을 포함하는 구조일 수 있다. 한 구현 예에서, 미소구는 기체 압력의 증가가 구조의 팽창 및/또는 파열을 야기하는 기체를 생성하거나 또는 함유하는 화학물질을 함유하는 중공 구조이다. 또 다른 구현 예에서, 미소구는 분해 또는 반응하여 기체를 생성하고 이와 같이 하여 미소구를 팽창 및/또는 파열하는 하나 이상의 물질을 함유하거나 및/또는 그로부터 제조되는 구조이다. 임의로, 미소구는 일반적으로 고체 구조일 수 있다. 임의로, 미소구는 고체, 액체, 및/또는 기체로 충전된 쉘일 수 있다. 미소구는 발포체를 형성하기에 적당한 구조 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 미소구는 일반적으로 구형일 수 있다. 임의로, 미소구는 길죽한(elongated) 또는 비스듬한(oblique) 타원체(speroid)일 수 있다. 임의로, 미소구는 미소구를 팽창하게 하기 위한 적당한 기체 또는 기체의 블렌드를 포함할 수 있다. 한 구현 예에서, 상기 기체는 질소와 같은 불활성 기체를 포함할 수 있다. 한 구현 예에서, 기체는 일반적으로 난연성이다. 그러나, 특정 구현 예에서 비활성이 아닌 기체 및/또는 인화성 기체는 미소구의 쉘을 충전할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 발포 물질은 당업계에서 알려진 바와 같은 발포 또는 블로잉제를 포함할 수 있다. 추가로, 발포 물질은 주로 또는 전체적으로 발포제일 수 있다.
몇몇 바람직한 구현 예가 일반적으로 파단 또는 파열하지 않는 미소구를 함유하지만, 다른 구현 예는 파단(break), 파열(burst), 파손(fracture), 및/또는 등일 수 있는 미소구를 포함한다. 임의로 미소구의 일부는 미소구의 나머지 부분이 파단하지 않도록 하면서 파단될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 약 0.5중량%, 1중량 %, 2중량%, 3중량%, 4중량%, 5중량%, 10중량%, 20중량%, 30중량%, 40중량%, 50중량%, 60중량%, 70중량%, 80중량%, 90중량% 까지의 미소구, 및 이들 양을 포괄하는 범위가 파단 한다. 한 구현 예에서, 예를 들어, 상당 부분의 미소구가 이들이 팽창될 때 파열 및/또는 파손될 수 있다. 대안적으로, 미소구의 다양한 블렌드 및 혼합물이 발포 물질을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
미소구는 팽창을 야기하기에 적당한 임의의 물질로 형성될 수 있다. 한 구현 예에서 미소구는 여기에서 기술된 바와 같은 중합체, 수지, 열가소성수지, 열경화성 수지, 등을 포함하는 쉘을 가질 수 있다. 미소구 쉘은 단일 물질 또는 2이상의 상이한 물질의 블렌드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미소구는 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 폴리아미드(예컨대, 나일론6 및 나일론66) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), PEN, PET 공중합체, 및 그들의 조합을 포함하는 외부 쉘을 가질 수 있다. 한 구현 예에서, PET 공중합체는 통상적으로 불리우는 PETG 및 PET 사이의 수준에서 CHDM 공단량체를 포함한다. 또 다른 구현 예에서, DEG 및 IPA와 같은 공단량체는 미소구 쉘을 형성하기 위해 PET에 첨가된다. 물질 타입, 크기, 및 불활성 기체의 적절한 조합은 미소구의 원하는 팽창을 성취하도록 선택될 수 있다. 한 구현 예에서, 미소구는 고온에서 수행될 때, 바람직하게는 미소구의 파열을 야기함이 없이 팽창할 수 있는 고온 물질(예컨대, PETG 또는 유사한 물질)로 형성된 쉘을 포함한다. 미소구가 저온 물질(예컨대, EVA로써)로 제조된 쉘을 갖는다면, 미소구는 특정 담체 물질(예컨대, 높은 용융점을 갖는 PET 또는 폴리프로필렌)을 가공하기에 적당한 고온에서 수행될 때 파 단될 수 있다. 몇몇 상황에서, 예를 들어, EXPANCEL
Figure 112006084010812-PCT00021
미소구는 비교적 고온에서 가공될 때 파단 될 수 있다. 유리하게, 중앙 온도 또는 고온 미소구는 비교적 높은 용융점을 갖는 담체 물질과 함께 사용되어 미소구의 파단 없이 제어 적으로 팽창할 수 있는 발포 물질을 생성할 수 있다. 예를 들어, 미소구는 중앙 온도(mid temperature) 물질(예컨대, PETG) 또는 고온 물질(예컨대, 아크릴로니트릴)을 포함할 수 있으며 비교적 고온 적용에 적당할 수 있다. 따라서, 중합체 발포를 위한 블로잉제는 사용된 가공 온도를 근거로 선택될 수 있다.
발포 물질은 팽창성 물질을 형성하는 담체 물질, 바람직하게는 블로잉제(예컨대, 미소구)와 혼합될 수 있는 물질을 포함하는 매트릭스일 수 있다. 담체 물질은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 중합 물질, 예컨대 에틸렌 아크릴산("EAA"), 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA"), 선형 저밀도 폴리에틸렌("LLDPE"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), 폴리(히드록시아미노 에테르)("PHAE"), PET, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌("PS"), 펄프(예컨대, 섬유의 목재 또는 종이 펄프, 또는 하나 이상의 중합체와 혼합된 펄프), 그의 혼합물 등일 수 있다. 그러나, 발포제를 운반하기에 적당한 다른 물질이 발포체의 하나 이상의 원하는 열, 구조적, 광학, 및/또는 기타 특성을 성취하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 담체 물질은 미소구의 더 용이하고 신속한 팽창을 위한 성질(예컨대, 높은 용융 지수)을 가지며, 이에 따라 순환 시간을 감소시켜 생산 증대를 초래한다.
바람직한 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질은 각기 상이한 가공 윈도우(processing window) 및/또는 물성을 갖는 복수의 성분을 포함하는 2이상의 성분을 포함할 수 있다. 성분은 형성할 수 있는 물질이 하나 이상의 원하는 특성을 갖도록 조합될 수 있다. 성분의 비는 원하는 가공 윈도우 및/또는 물성을 생성하도록 변화될 수 있다. 예를 들어, 제1 물질은 제2 물질의 가공 윈도우 보다 상이하거나 유사한 가공 윈도우를 가질 수 있다. 가공 윈도우는 예를 들어, 압력, 온도, 점도, 등을 기준으로 할 수 있다. 따라서, 형성할 수 있는 물질의 성분은 혼합되어 물질을 조형하기 위해 요구되는 예컨대, 압력, 또는 온도 범위를 달성할 수 있다.
한 구현 예에서, 제1 물질 및 제2 물질의 조합은 제2 물질의 가공 윈도우 보다 더 바람직한 가공 윈도우를 갖는 물질을 초래할 수 있다. 예를 들어, 제1물질은 광범위한 온도 범위에 걸쳐 가공을 위해 적당할 수 있으며, 제2 물질은 좁은 온도 범위에 걸쳐 가공을 위해 적당할 수 있다. 제1 물질로 형성된 부분 및 제2물질로 형성된 또 다른 부분을 갖는 물질은 제2 물질의 가공 온도의 좁은 범위보다 더 넓은 온도의 범위에 걸쳐 가공하기에 적당할 수 있다. 한 구현 예에서, 다 성분 물질의 가공 윈도우는 제1물질의 가공 윈도우와 유사하다. 한 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질은 PET를 포함하는 층 및 폴리프로필렌을 포함하는 층을 포함하는 다층 시이트 또는 관을 포함한다. PET 및 폴리프로필렌 양자로부터 형성된 물질은 PET에 대하여 적당한 가공 온도 범위와 유사한 광범위한 온도 범위 내에서 가공(예컨대, 압출)될 수 있다. 가공 윈도우는 하나 이상의 파라미터, 예컨대 압력, 온도, 점도, 및/또는 등에 대한 것일 수 있다.
임의로, 각 성분의 물질의 양은 원하는 가공 윈도우를 성취하기 위해 변화될 수 있다. 임의로, 물질은 압력, 온도, 점도, 및/또는 기타의 원하는 범위에 걸쳐 가공하기에 적당한 형성할 수 있는 물질을 생성할 수 있도록 조합될 수 있다. 예를 들어, 더 바람직한 가공 윈도우를 갖는 물질의 비는 증가될 수 있으며, 더 적은 바람직하지 않은 가공 윈도우를 갖는 물질의 비는 제1 물질의 가공 윈도우와 실질적으로 동일하거나 매우 유사한 가공 윈도우를 갖는 물질을 초래할 수 있도록 감소될 수 있다. 물론, 더 바람직한 가공 윈도우가 제1물질의 제1 가공 윈도우 및 제2 물질의 제2 가공 윈도우 사이에 있다면, 제1 및 제2 물질의 비는 형성할 수 있는 물질의 원하는 가공 윈도우를 달성하기 위해 선택될 수 있다.
임의로, 각기 유사하거나 상이한 가공 윈도우를 갖는 복수의 물질은 수득한 물질에 대하여 원하는 가공 윈도우를 얻기 위해 조합될 수 있다.
한 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질의 유동학적 특성은 상이한 유동학적 특성을 갖는 하나 이상의 그의 성분을 변화시켜 변경될 수 있다. 예를 들어, 기판(예컨대, PP)은 높은 용융 강도를 가질 수 있으며 압출을 받을 수 있다. PP는 압출하는 것을 어렵게 만드는 낮은 용융 강도를 갖는 PET와 같은 또 다른 물질과 조합되어 압출 공정에 적당한 물질을 형성할 수 있다. 예를 들어, PP 또는 다른 강한 물질의 층은 공압출(예컨대, 수평 또는 수직 공압출) 하는 동안 PET의 층을 지지할 수 있다. 따라서, PET 및 폴리프로필렌으로 형성된 형성할 수 있는 물질은 PP를 위해 일반적으로 적당하며 PET에 대하여 일반적으로 적당하지 않은 온도 범위에서 가공, 예컨대 압출될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질의 조성물은 제품의 하나 이상의 성 질에 영향을 주도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 열 성질, 구조적 성질, 배리어 성질, 광학 성질, 유동학적 성질, 바람직한 풍미 성질, 및/또는 여기에서 개시된 기타 성질 또는 특성은 여기에서 기술된 형성할 수 있는 물질을 사용하여 수득 될 수 있다.
4. 물질을 향상시키기 위한 첨가제
여기에서 개시된 바람직한 방법의 이점은 다수의 작용기화 첨가제의 사용을 가능하게 하는 그들의 융통성이다. 향상된 CO2 배리어, O2 배리어, UV 보호, 내찰성, 내블러싱, 내충격성 및/또는 내화학성을 제공하는 그들의 능력을 위한, 당업자에게 공지된 첨가제가 사용될 수 있다.
바람직한 첨가제는 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조될 수도 있다. 예를 들면, 첨가제는 직접적으로 특정 물질과 혼합될 수 있고, 이들은 개별적으로 용해/분산된 후, 특정의 물질에 첨가될 수 있거나, 또는 이들은 물질 용액/분산액을 형성하는 용매의 첨가에 특정 물질과 결합될 수도 있다. 또한, 몇몇 구현 예에서, 바람직한 첨가제는 단일층으로써 단독으로 사용될 수 있다.
바람직한 구현 예에서, 층의 배리어 성질은 상이한 첨가제의 첨가에 의해 향상될 수 있다. 첨가제는 물질의 약 30중량%, 20중량%, 10중량%, 5중량%, 2중량% 및 1중량%까지를 포함하며, 물질의 약 40%까지의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 또 다른 구현 예에서, 첨가제는 1중량% 이하의 양으로 존재하는 것이 바람직하며, 물질의 바람직한 범위는 제한하는 것은 아니지만, 약 0.01중량% 내지 약 1중 량%, 약 0.01중량% 내지 약 0.1중량%, 및 약 0.1중량% 내지 약 1중량%를 포함한다. 또한 몇몇 구현 예에서 첨가제는 바람직하게는 수성 상태에서 안정하다. 예를 들면, 레소르시놀(m-디히드록시벤젠)의 유도체는 물질의 형성에서 블렌드로써 또는 첨가제 또는 단량체로써 다양한 바람직한 물질과 함께 사용될 수 있다. 레소르시놀 함량이 더 높을수록 물질의 배리어 특성이 더 커진다. 예를 들어, 레소르시놀 디글리시딜 에테르는 PHAE에서 사용될 수 있으며 히드록시에틸 에테르 레소르시놀은 PET 및 기타 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 배리어 물질에 사용될 수 있다.
사용될 수 있는 또 다른 첨가제는 "나노입자(nanoparticles)" 또는 "나노입자 물질(nanoparticulate material)"이다. 편리를 위해 용어 나노입자는 나노입자 및 나노입자 물질 양자를 지칭하는 것으로 여기에서 사용될 것이다. 이들 나노입자는 이들이 물질을 투과할 때 취하여지는, 기체분자, 예컨대 산소 또는 이산화탄소를 이동시키기 위한 보다 비뚤어진 경로를 생성함으로써 물질의 배리어 성질을 향상시키는 작은, 마이크론 또는 서브 마이크론 크기(직경)의, 물질의 입자이다. 바람직한 구현 예에서, 나노입자 물질은 0.05중량% 내지 1중량% 범위의 양으로 존재하며 0.1중량%, 0.5중량%를 비롯하여 이들 양을 포괄하는 범위이다.
나노입자 물질의 한 바람직한 유형은 서던 클레이 프러덕츠(Southern Clay Products)로부터 입수가능한 미립자 점토 기재 제품이다. 서던 클레이 프러덕츠로부터 입수할 수 있는 제품의 한 바람직한 계열은 클로지트(Cloisite)
Figure 112006084010812-PCT00022
나노입자이다. 한 구현 예에서, 바람직한 나노입자는 사차 암모늄 염으로 개질된 몬모릴로나이트를 포함한다. 다른 구현 예에서, 나노입자는 삼차 암모늄염으로 개질된 몬모 릴로나이트를 포함한다. 다른 구현 예에서, 나노입자는 천연 몬모릴로나이트를 포함한다. 추가의 구현 예에서, 나노입자는 미국 특허 제5,780,376호에 기술된 바와 같은 유기점토를 포함하며, 이것의 전체 명세서는 참고로 여기에서 혼입하였고 본 출원의 명세서의 일부를 형성한다. 다른 적당한 유기 및 무기 미립자 점토 기재 제품이 또한 사용될 수 있다. 인조 및 천연 제품 양자가 또한 적당하다.
또 다른 유형의 바람직한 나노입자 물질은 금속의 복합 물질을 포함한다. 예를 들어, 한 적당한 복합물은 BYK 케미(독일)로부터 입수가능한 나노입자 형태의 물 기재 산화 알루미늄의 분산액이다. 이러한 유형의 나노입자 물질은 하나 이상의 하기 장점을 제공할 수 있다: 증진된 내마모성, 증진된 내스크래치성, 증진된 Tg, 및 열 안정성.
바람직한 나노입자 물질의 또 다른 형태는 중합체-실리케이트 복합물을 포함한다. 바람직한 구현 예에서, 실리케이트는 몬트모릴로나이트를 포함한다. 적당한 중합체 실리케이트 나노입자 물질은 나노코르 엔 RTP 사(Nanocor and RTP Company)에서 입수 가능하다.
바람직한 구현 예에서, 물질의 UV 보호 성질은 상이한 첨가제의 첨가에 의해 향상될 수 있다. 바람직한 구현 예에서, 사용된 UV 보호 물질은 약 350㎚이하까지, 바람직하게는 약 370㎚이하, 더 바람직하게는 약 400㎚ 이하로 UV 보호를 제공한다. UV 보호 물질은 층이 부가적인 기능성을 부여하는 첨가제로서 사용되거나, 단일층으로서 개별적으로 적용될 수도 있다. 바람직하게는, 향상된 UV 보호를 제 공하는 첨가제는 약 0.05 내지 20중량%으로 물질 내에 존재하지만, 또한 약 0.1중량%, 0.5중량%, 1중량%, 2중량%, 3중량%, 5중량%, 10중량% 및 15중량% 를 포함하며, 이들 양을 포괄하는 범위이다. 바람직하게는 UV 보호 물질은 다른 물질과 상용성인 형태로 첨가된다. 예를 들면, 바람직한 UV 보호 물질은 밀리켄(Milliken) UV390A 클리어 쉴드(ClearShield)
Figure 112006084010812-PCT00023
이다. UV390A는 바람직하게는 대략 동등한 체적부로 액체와 물을 우선 배합함으로써 혼합이 촉진되는 유성 액체이다. 그들의 조합서 이 블렌드는 물질 용액, 예를 들면, BLOX
Figure 112006084010812-PCT00024
599-29에 첨가되고 흔들어진다. 수득한 용액은 약 10% UV390A를 함유하고, PET 프리폼에 적용될 때 390㎚까지 UV 보호를 제공한다. 상기 설명한 바와 같이, 다른 구현 예에서 UV390A 용액은 단일 층으로서 적용된다. 다른 구현 예에서, 바람직한 UV 보호 물질은 농축물로써 첨가되는 UV 흡수제로 개질되거나 그라프트된 중합체를 포함한다. 다른 바람직한 UV 보호 물질은 제한되는 것은 아니지만, 벤조트리아졸, 페노티아진, 및 아자페노티아진을 포함한다. UV 보호 물질은 용융상(melt phase) 공정 동안 사용 전에 예컨대 사출 성형 또는 압출 전에 첨가되거나, 또는 용액 또는 분산액의 형태인 코팅 물질로 직접 첨가될 수 있다. 적당한 UV 보호 물질은 밀리켄, 시바 엔 클래리언트(Milliken, Ciba and Clariant)로부터 입수가능하다.
바람직한 구현 예에서, CO2 스캐빈지 성질은 물질에 부가될 수 있다. 한 바람직한 구현 예에서, 이러한 성질은 높은 가스 배리어 염을 형성하는 CO2와 반응할 활성 아민을 포함함으로써 성취될 수 있다. 그 다음에, 이 염은 수동 CO2 배리어로 서 작용할 것이다. 활성 아민은 첨가제일 수도 있거나, 또는 하나 이상의 층의 열가소성 수지 물질 중의 하나 이상의 부분(moiety) 일 수도 있다.
바람직한 구현 예에서, O2 스캐빈지 성질은 당업계에 알려진 안트로퀴논 등과 같은 O2 스캐빈저를 포함함으로써 바람직한 물질에 부가될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 한 적당한 O2 스캐빈저는 미국 특허 제6,083,585호 (카힐 등)에 개시된 BP 아모코 코포레이션 및 컬러매트릭스 코포레이션으로부터 입수 가능한 AMOSORB
Figure 112006084010812-PCT00025
O2 스캐빈저이며, 상기 특허의 명세서는 온전히 그대로 혼입하였다. 한 구현 예에서, O2 스캐빈저 성질은 상이한 활성 기전을 갖는 페녹시형 물질 내에서 O2 스캐빈저를 포함하므로 써 바람직한 페녹시형 물질, 또는 기타 물질에 부가된다. 바람직한 O2 스캐빈저는 특정 트리거(trigger)에 의해 개시될 때까지 자발적으로, 서서히 또는 지연 작동으로 작용할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, O2 스캐빈저는 UV 또는 물(예컨대, 용기의 내용물 내에 존재), 또는 양자의 조합으로 노출을 통해 활성화된다. O2 스캐빈저는 바람직하게는 코팅층의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 20중량%의 양으로, 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 10중량%의 양으로, 및 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 존재한다.
또 다른 바람직한 구현 예에서, 상부 코팅 또는 층은 외층에 제공된 보다 강한 화학물질에 대한 내화학성이 제공되도록 적용된다. 특정 구현 예에서, 바람직 하게는 이들 상부 코팅 또는 층은 임의로 부분적으로 또는 완전히 가교 결합된 수성계 또는 비수성계 폴리에스테르 또는 아크릴이다. 바람직한 수성계 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트이지만, 다른 폴리에스테르도 사용될 수 있다. 특정 구현 예에서, 상부 코팅 또는 층을 적용하는 공정은 발명의 명칭이 "코팅 제품을 형성하기 위한 딥, 스프레이, 및 흐름 코팅 공정"인 미국 특허 제2004/0071885호에 개시되었으며, 그의 명세서의 전체를 이와 같이 하여 참고로 온전히 그대로 혼입하였다.
바람직한 수성계 폴리에스테르 수지는 미국 특허 제 4,977,191(Salsman)에 기술되었고, 참고로 여기에서 혼입되었다. 더 구체적으로, 미국 특허 제4,977,191호는 20-50중량%의 폐(waste) 테레프탈레이트 중합체, 10-40중량%의 하나 이상의 글리콜 및 5-25중량%의 하나 이상의 옥시알킬화된 폴리올의 반응 생성물을 포함하는 수성계 폴리에스테르 수지를 기술한다.
다른 바람직한 수성계 중합체는 미국 특허 제5,281,630호(Salsman)에 기술된 바와 같은 술폰화 수성계 폴리에스테르 수지 조성물이고, 참고로 여기에서 혼입되었다. 구체적으로, 미국 특허 제5,281,630호는 히드록시알킬 작용기를 갖는 예비
중합체 수지를 생산하기 위해 20-50중량%의 테레프탈레이트 중합체, 10-40중량%의 하나 이상의 글리콜 및 5-25중량%의 하나 이상의 옥시알킬화된 폴리올의 반응 생성물을 포함하는, 술폰화 수용성 또는 수 분산성 폴리에스테르 수지의 수성 현탁액을 기술하고 있으며, 상기 예비 중합체 수지는 예비 중합체 수지의 100g 당 알파, 베타-에틸렌으로 불포화된 디카르복실산의 약 0.10몰 내지 약 0.50몰과 더 반응하고, 이와 같이 하여 생성된 알파, 베타-에틸렌으로 불포화된 디카르복실산의 잔기에 의해 종결된 수지는 알파, 베타-에틸렌으로 불포화된 디카르복실산 잔기의 몰 당 아황산염의 약 0.5몰 내지 약 1.5몰과 반응하여 술폰화-종결된 수지를 생성한다.
여전히 또 다른 바람직한 수성계 중합체는 미국 특허 제5,726,277호(Salsman)에서 기술된 코팅이고, 참고로 여기에서 혼입되었다. 구체적으로, 미국 특허 제5,726,277호는 50중량% 이상의 폐 테레프탈레이트 중합체의 반응 생성물 및 당분해(glycolysis) 촉매의 존재하에서 옥시알킬화된 폴리올을 포함하는 글리콜의 혼합물을 포함하는 코팅 조성물을 설명하고, 여기서, 반응 생성물은 2작용기의, 유기산과 추가로 반응하고, 산 대 글리콜의 중량비는 6:1 내지 1:2의 범위이다.
상기 예가 바람직한 수성계 중합체 코팅 조성물로 제공되지만, 다른 수성계 중합체가 여기에서 기술한 생성물 및 방법에 이용되는데 적합하다. 일례로서만, 제한함이 없이, 추가의 적합한 수성계 조성물이 미국 특허 제4,104,222호(Date, 등)에 기술되고, 참고로 여기에서 혼입하였다. 미국 특허 제4,104,222호는 직쇄 폴리에스테르 수지와 고급 알콜/에틸렌옥시드 첨가형 표면-활성제를 혼합하고, 혼합물을 용융하고 교반 하에서 얻어진 용융물을 알칼리의 수용액 중에 부어 이를 분산시킴으로써 얻어진 직쇄 폴리에스테르 수지의 분산액을 설명한다. 구체적으로, 이 분산액은 직쇄 폴리에스테르 수지와 고급 알콜/에틸렌옥시드 첨가형의 표면-활성제를 혼합하고, 혼합물을 용융하고, 70-95℃의 온도에서 교반 하에 수득한 용융물을 알칸올아민의 수용액 중에 부어 이를 분산시킴으로써 얻어지며, 상기 알칸올아민은 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노메틸에탄올아민, 모노에틸에 탄올아민, 디에틸에탄올아민, 프로판올아민, 부탄올아민, 펜탄올아민, N-페닐에탄올아민, 및 글리세린의 알칸올아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 알칸올아민은 0.2 내지 5중량%의 양으로 수용액 중에 존재하고, 고급 알콜/에틸렌옥시드 첨가형의 상기 표면-활성제는 8개 이상의 탄소 원자의 알킬기를 갖는 고급 알콜, 알킬-치환된 페놀 또는 소르비탄 모노아실레이트의 에틸렌옥시드 첨가 생성물이고, 여기서, 상기 표면-활성제는 12 이상의 HLB 값을 갖는다.
마찬가지로, 예로, 미국 특허 제4,528,321(Allen)호에는 수용성 또는 수 팽윤성 중합체 입자의 물 불혼화성 액체 중의 분산액을 개시하고 있고, 이것은 물 불혼화성 액체 내에서 역상 중합에 의해 제조되며, C4 -12 알킬렌 글리콜 모노에테르, 그들의 C1 -4 알카노에이트, C6 -12 폴리알킬렌 글리콜 모노에테르 및 그들의 C1 -4 알카노에이트에서 선택된 비이온 화합물을 포함한다.
특정 구현예의 물질은 다양한 적용, 예를 들어 고온 충전(hot fill) 적용에 대하여 열적 안정성을 향상시키기 위해 가교 결합 될 수 있다. 한 구현 예에서, 내층은 낮은 가교 결합의 재료를 포함할 수 있으며 반면 외층은 높은 가교결속 물질 또는 기타 적합한 조합물을 포함할 수도 있다. 예를 들면, PET 표면 상의 내부 코팅은 BLOX 599-29
Figure 112006084010812-PCT00026
와 같은 가교 결합되지 않았거나 또는 낮은 가교 결합된 물질을 이용할 수도 있고, 외부 코팅은 PET에 대한 최대의 접착을 실현하는 가교 결합할 수 있는 ICI로부터의 EXP 12468-4B 와 같은 또 다른 물질을 이용할 수 있다. 가교 결합할 수 있는 적당한 첨가제가 하나 이상의 층에 첨가될 수도 있다. 적당한 가교 결합제가 이들이 첨가되는 수지 또는 물질의 화학 및 작용성에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 아민 가교 결합제는 에폭시드기를 포함하는 수지를 가교 결합하는데 유용할 수도 있다. 바람직하게는 가교 결합 첨가제는 만약 존재한다면, 코팅 용액/분산액의 약 1중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 약 1중량% 내지 5중량%, 더 바람직하게는 약 0.01중량% 내지 0.1중량%의 양으로 존재하며, 또한 2중량%, 3중량%, 4중량%, 6중량%, 7중량%, 8중량%, 및 9중량%를 포함한다. 임의로 열가소성 에폭시(TPE)는 하나 이상의 가교 결합제로 사용될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제제(예컨대, 카본 블랙)는 또한 TPE 물질에 혼입되거나 또는 그 위에 코팅될 수 있다. TPE 물질은 여기에서 개시된 제품의 일부를 형성할 수 있다. 카본 블랙 또는 유사한 첨가제가 물질의 성질을 향상시키기 위해 다른 중합체에 사용될 수 있는 것임이 고려된다.
특정 구현 예의 물질은 임의로 경화 향상제를 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "경화 향상제(curing enhancer)"는 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미에 따라 사용되며, 제한 없이, 화학 가교 결합 촉매, 열 향상제, 등을 포함한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "열 향상제"는 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미에 따라 사용되며, 제한 없이, 전이 금속, 전이 금속 화합물, 방사선 흡수 첨가제(예컨대, 카본 블랙)을 포함한다. 적당한 전이 금속은, 제한함이 없이, 코발트, 로듐, 및 구리를 포함한다. 적당한 전이 금속 화합물은 제한함이 없이 금속 카르복실레이트를 포함한다. 바람직한 카르복실레이트는 제한함이 없이, 네오데카노에이트, 옥토에이트, 및 아세테이트를 포함한다. 열 향상제는 단독으로 사용될 수 있거나 또는 하나 이상의 기타 열 향상제와 조합하여 사용될 수 있다.
열 향상제는 물질에 첨가될 수 있으며 열 향상제가 없는 물질과 비교시, 경화 공정 동안 물질의 온도를 상당히 증진시킬 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현 예에서, 열 향상제(예컨대, 카본 블랙)는 경화 공정이 수행되는 중합체의 온도(예컨대, IR 조사)가 동일하거나 유사한 경화 공정을 수행하는 열 향상제가 없는 중합체보다 상당히 더 크도록 중합체에 첨가될 수 있다. 열 향상제에 의해 야기된 중합체의 증진된 온도는 경화의 속도를 증진시킬 수 있으며 따라서 생성 속도를 증진한다. 몇몇 구현 예에서, 열 향상제는 열향상제 및 제품이 가열 장치로 가열되었을 때(예컨대, 적외선 가열 장치) 제품의 하나 이상의 층보다 더 높은 온도를 갖는 것이 일반적이다.
몇몇 구현 예에서, 열 향상제는 또한 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 300, 400, 500, 600, 및 700ppm, 및 이들 양을 포괄하는 범위를 포함하며 약 5 내지 800ppm, 바람직하게는 약 20 내지 약 150ppm, 바람직하게는 약 50 내지 125 ppm, 바람직하게는 약 75 내지 100 ppm의 양으로 존재한다. 열 향상제의 양은 제품을 포함하는 모든 층의 열 향상제 또는 총 중량을 포함하는 층의 중량을 기준으로 계산될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 바람직한 열 향상제는 카본 블랙을 포함한다. 한 구현 예에서, 카본 블랙은 코팅 물질의 경화를 향상시키기 위해 코팅 물질의 성분으로써 적용될 수 있다. 코팅 물질의 성분으로써 사용될 때, 카본 블랙은 코팅 물질이 제품에 적용(예컨대, 함침, 코팅, 등)되기 전, 동안, 및/또는 후에 하나 이상의 코팅 물질에 첨가된다. 바람직하게는 카본 블랙은 완전한 혼합을 실현하도록 코팅 물질에 첨가되고 흔든다. 열 향상제는 제품의 원하는 물질의 성질을 달성하기 위해 추가의 물질을 포함할 수 있다.
카본 블랙이 사출 성형 공정에 사용되는 또 다른 구현 예에서, 카본 블랙은 용융 상 공정에서 중합체 블렌드에 첨가될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 중합체는 또한 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 300, 400, 500, 600, 및 700ppm 열 향상제 및 이들 양을 포괄하는 범위를 포함하여 약 5 내지 800ppm, 바람직하게는 약 20 내지 약 150ppm, 바람직하게는 약 50 내지 125 ppm, 바람직하게는 약 75 내지 100 ppm 을 포함한다. 추가의 구현 예에서, 코팅물질은 적외선(IR) 가열과 같은 방사선을 사용하여 경화된다. 바람직한 구현 예에서, IR가열은 다른 방법을 사용하여 경화하는 것보다 더 효과적인 코팅을 제공한다. 다른 열 및 경화 향상제 및 그를 사용하는 방법은 발명의 명칭을 "코팅된 제품의 형성을 위한 촉매화 방법"으로 하여 2004년 11월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제10/983,150호에 개시되어 있으며, 그의 명서세는 온전히 그대로 참고로 하여 여기에서 혼입하였다.
몇몇 구현 예에서, 항-발포/발포제의 첨가가 바람직하다. 용액 또는 분산액을 이용하는 몇몇 구현 예에서, 용액 또는 분산액은 바람직한 공정을 방해할 수 있는 발포 및/또는 발포체를 형성한다. 이 방해를 피하는 하나의 방법은 용액/분산액에 항-발포/발포제를 첨가하는 것이다. 적당한 항-발포제는, 제한하는 것은 아니지만, 비이온 계면활성제, 알킬렌옥시드계 물질, 실록산계 물질, 및 이온 계면활 성제를 포함한다. 바람직하게는, 항-발포제는 만약 존재한다면, 용액/분산액의 약 0.01% 내지 약 0.3%, 바람직하게는 약 0.01% 내지 약 0.2%의 양으로 존재하지만, 또한 약 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.1%, 0.25%, 및 이들 양을 포괄하는 범위를 포함한다.
또 다른 구현 예에서, 발포제는 코팅층을 발포하기 위해 코팅 물질에 첨가될 수 있다. 추가의 구현 예에서, 발포제의 반응 생성물이 사용된다. 유용한 발포제는 제한되는 것은 아니지만, 아조비스포름아미드, 아조비스이소부티로니트릴, 디아조아미노벤젠, N,N-디메틸-N,N-디니트로소 테레프탈아미드, N,N-디니트로소펜타메틸렌-테트라민, 벤젠술포닐-히드라지드, 벤젠-1,3-디술포닐히드라지드, 디페닐술폰- 3-3, 디술포닐 히드라지드, 4,4'-옥시비스벤젠술포닐히드라지드, p-톨루엔술포닐 세미카르비지드, 바륨 아조디카르복실레이트, 부틸아민 니트릴, 니트로우레아, 트리히드라지노 트리아진, 페닐-메틸-우레탄, p-술포닐히드라지드, 퍼옥시드, 중탄산암모늄, 및 중탄산나트륨을 포함한다. 현재 고려되는 바로써, 통상적으로 입수가능한 발포제는, 제한되는 것은 아니지만, EXPANCEL®, CELOGEN®, HYDROCEROL®, MIKROFINE®, CEL-SPAN®, 및 PLASTRON®FOAM을 포함한다.
발포제는 바람직하게는 코팅층의 중량을 기준으로 약 1 내지 약 20중량% 까지, 더 바람직하게는 약 1 내지 약 10중량%, 및 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 코팅 물질에 존재한다. 압축 기체를 사용한 당업자에게 알려진 더 새로운 발포 기술이 또한 상술한 통상의 블로잉제 대신에 발포체를 생성하는 대안 적인 수단으로써 사용될 수 있을 것이다.
결속층은 바람직하게는 PET 중합체 사슬 상에서 카르복실 및/또는 히드록실기와 반응하는 무수물 및 에폭시와 같은 작용기를 갖는 중합체이다. 유용한 결속층 물질은 제한되는 것은 아니지만, 듀퐁(DuPont) BYNEL®, 미쓰이(Mitsui) ADMER®, 이스트만(Eastman's) EPOLINE, 아르케마(Arkema's) LOTADER 및 엑손모빌의(Exxon Mobil's) EVELOY®를 포함한다.
D. 층상 물질 제조를 위한 방법 및 시스템
다 성분층 또는 제품은 2 이상의 성분을 바람직하게 포함하는 층상 용융흐름(lamellar meltstream)으로 또한 제조될 수 있다. 여기에서 사용된 용어로써 층상 용융흐름은 제한함이 없이, 용융흐름 내의 층이 일반적으로 평행한 2 이상의 층을 포함하는 용융흐름이다. 비록 층상 용융흐름이 겨우 두개의 층을 가질지라도 층상 용융흐름은 복수의 박층을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 포함한다. 두 물질로 제조된 층상 용융흐름에서 용융흐름은 일반적으로 교차하는 두물질의 박층을 바람직하게 포함한다. 층상 용융흐름을 형성하기 위해 사용된 물질은 폴리에스테르, 폴리올레핀, 페녹시형 물질 및 여기에서 기술된 기타 물질을 포함하는 열가소성 수지와 같은 중합체가 바람직하다. 층 물질은 또한 2 이상의 물질의 블렌드를 포함한다. 층 물질은 나노입자, 산소 스캐빈저, UV 흡수제, 상용화제, 등과 같은 첨가제를 또한 혼입할 수 있다. 한 구현 예에서 층상 용융흐름은 재생 PET 및 배리어 물질과 같은 재생 폴리에스테르를 포함한다.
층상 용융흐름을 형성하는 한 방법은 슈랭크 (Schrenk), 미국 특허 제5,202,074호, 제5,540,878호, 및 제5,628,950호의 몇몇 특허에서 개시된 것과 유사한 시스템을 사용하며, 그 방법의 사용뿐만 아니라 층상 용융흐름의 획득을 위한 기타 방법들도 목하 고려되지만, 이들의 명세서는 참고로 온전히 그대로 여기에서 혼입되었다. 도27을 참고로, 층상 용융흐름 발생 시스템(482) 구현 예의 도식을 나타낸다. 도27의 시스템은 두 물질 시스템의 한 구현 예를 설명하지만, 3 이상의 물질에 관한 시스템이 유사한 양식으로 조작될 수 있음이 이해될 것이다. 층을 형성하는 두 물질은 개별 호퍼 또는 주입구(484 및 485)에 위치하며, 이것은 두 분리 압출물(486 및 487)을 각기 공급한다. 바람직한 구현 예에서, 압출물(486 및 487)은 원료를 용융물로 바꾸는 열 및 압력의 조합을 적용할 수 있는 스크루형 압출기이다. 물질은 한 층이 다른 층의 상부에 놓이도록 바람직하게 배열된 각각의 실린더로부터 층을 포함하는 2층 용융흐름(488)을 형성하기 위해 조합된 압출물의 각 물질 및 용융흐름의 원하는 상대적인 양을 제공하는 속도 및 두께에서 압출된다.
결합된 실린더로부터 2층 용융흐름(488) 생산물은 그후 바람직하게는 층 증가 시스템(layer multiplication system)(490)에 적용된다. 설명된 층 증가 시스템(490), 두층 용융흐름(488)은 도27A에서 도시된 바와 같이 설명된 구현 예에서 10층을 갖는, 다층 용융흐름(492)으로 증가된다. 도27A에서의 설명은 평균적으로 층상 물질의 층이 바람직하게는 서로 평행한 것이 일반적이지만, 층상 물질이 서로 평행이 아닌 층 및/또는 몇몇 지점에서 일반적으로 평행하고 다른 지점에서는 평행하지 않을 수 있는 층을 포함할 수 있다는 점에서 도식적이며 어느 정도 이상적이 다.
층 증가는 다수의 방식에 의해 수행될 수 있다. 한 구현 예에서, 우선 용융흐름의 단면을 두 층의 계면에 수직인 두 단편으로 분할한다. 그후, 두 단편은 각각의 두 단편이 제1 단계에서 2등분 되기 전에, 그러나 원래 단면의 단지 1/2 두께로 대략 원래 단편과 같은 길이가 되도록 평평하게 한다. 그후 두 단편은 두 물질의 하층(sublayer)이 서로 평행이 되도록 다른 단편의 상부에 한 단편을 쌓아 올림으로써 (즉, 용융흐름의 층에 수직 방향으로 쌓아 올림으로써) 원래 단면과 유사한 치수를 갖지만, 4층을 갖는 한 단편으로 재조합한다. 용융흐름의 분할, 평탄화, 및 재조합의 이들 단계는 더 얇은 층을 생성하기 위해 여러 번 수행될 수 있다. 용융흐름은 성분 물질의 복수의 하층으로 구성된 단일 용융흐름을 생성하도록 수차례 분할, 평탄화 및 재조합을 수행하여 증가될 수 있다. 이러한 두 물질의 구현 예에서, 층의 조성물은 두 물질 사이에서 변경할 수 있다. 층 발생의 다른 방법은 상기 약술한 것과 유사한 단계를 수행하는 것을 포함하지만, 분할 또는 그후의 재조합 전에 용융흐름을 평탄화한다. 대안적으로, 이들 구현예 중의 하나에서 그것을 단면으로 분할하기보다는 차라리 그것 자체로 용융흐름을 포갤 수 있다. 분할(dividing) 및 포갬(folding)의 조합이 또한 사용될 수 있지만, 포갬 및 분할은 약간 상이한 결과를 초래할 것인데 그 이유는 포갬은 한 층이 그 자체를 거점으로 2중으로 될 것이기 때문이다. 층 증가 시스템으로부터의 생산물은 노즐 또는 밸브와 같은 개구부(494)를 통과하고, 예컨대, 사출하거나 또는 몰드에 층상 용융흐름을 놓음으로써 제품 내의 다성분 층 또는 제품을 형성하기 위해 사용된다.
설명된 두 물질 구현 예에서, 층의 조성물은 일반적으로 두 물질 간에 교호적이다. 그러나, 다른 구현 예에서, 적당한 수의 물질은 용융흐름 성분으로 결합될 수 있으며 그후 물질의 반복 블록 또는 더미의 원하는 수 및/또는 크기로 층상 용융흐름을 생성할 수 있는 층 증가 시스템(490)으로 공급된다. 예를 들어, 한 구현 예에서, 시스템(482)은 층 증가 시스템(490)으로 물질을 동시에 배달하는 세개의 압출물을 포함한다. 층 증가 시스템(490)은 세 물질로 형성된 층의 더미를 형성할 수 있다.
층상 용융흐름이 기체 배리어 성질을 제공하는 하나 이상의 물질을 포함할 때, 용융흐름의 층이 일반적으로 제품의 하나 이상의 넓은 표면에 평행하도록 그것을 배향하는 방식으로 층상 용융흐름이 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 프리폼 또는 용기에서, 층은 벽 단면 또는 본체부의 길이에 일반적으로 평행한 것이 바람직하다. 평행이 바람직하지만, 다른 배향이 사용될 수 있으며 본 명세서의 범주에 속한다. 예를 들어, 하나 이상의 용기의 벽의 부분은 서로 평행인 층 및 벽의 표면을 가질 수 있으며, 한편 하나 이상의 다른 부분은 서로 평행하지 않은 층을 갖는다. 용기의 벽을 통해 원하는 비틀린 통로가 용기를 형성하는 층의 배향 및 배치에 의해 결정된다. 예를 들어, 일반적으로 서로 평행인 층 및 벽 단면은 기체 분자에 의해 가로지르는 벽을 통해 통로의 길이를 실질적으로 증진시킬 수 있다. 대안적으로, 일반적으로 서로 평행하고 벽을 가로지르는 층은 벽을 통해 비틀린 유체 통로를 더 짧게 하거나 또는 감소시키는 것을 초래하며 따라서 평행한 양식으로 배향된 동일 용융흐름보다 더 낮은 배리어 성질을 가질 것이다.
여기에서 개시된 용기 및 프리폼과 같은 제품은 설명된 바와 같이 시스템으로부터의 층상 용융흐름 생산물을 사용하여 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 층상 용융물은 편리한 공정 및 성형을 위한 일반적으로 유사한 용융 온도, Tm 을 갖는 물질을 포함한다. 그러나, 층상 용융물은 실질적으로 상이한 Tms를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 층상 물질은 약 500℉의 범위 내에서 Tms를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 층상 물질의 물질은 물질의 열 성질, 구조적 성질, 배리어 성질, 유동학적 성질, 가공 성질, 및/또는 기타 성질을 근거로 하여 선택될 수 있다. 층상 용융물은 바람직하게는 하나 이상의 그의 성분이 실질적으로 분해되기 전에 형성되고 냉각될 수 있다. 당업자는 가공 특성 및 선택된 최종 용도에 적당한 바람직한 물질 안정성을 성취하도록 하기 위해 층상 물질을 형성하는 물질을 선택할 수 있다.
E. 바람직한 제품의 제조를 위한 방법 및 장치
단일층 및 다층 제품(클로저, 프리폼, 용기, 병과 같은 포장을 포함)은 성형 공정(예를 들면, 공사출 성형을 포함하는 사출 성형)에 의해 형성될 수 있다. 다층 제품 제조 방법의 하나는 일반적으로 오버성형으로, 그리고 어떤때는 사출-오버-사출("IOI")로서 여기에서 불리워 진다. 상기 이름은 사출 성형에 의해 스스로 만들어지는, 기존의 층위에 물질의 하나 이상의 층을 사출하기 위한 사출 성형에 사용되는 절차를 뜻한다. "오버사출" 및 "오버성형"이라는 용어는 물질의 층이 기존의 층 또는 프리폼 위에 사출되는 코팅 절차를 기술하기 위해 여기에 사용되었 다.
프리폼을 만들기 위한 오버성형 방법의 하나는 맨드렐 또는 코어 및 캐비티를 포함하는 몰드와 함께 사출 성형 기계를 사용하는 것과 관련이 있다. 프리폼의 제1층은, 용융된(molten) 중합체 (즉 중합체 용융물)를 몰드내의 빈 공간에 사출함에 의해 맨드렐 및 몰드의 제1 캐비티의 사이에 성형된다. 맨드렐이 캐비티로부터 제거될때 제1층은 맨드렐 상에 남게 된다. 맨드렐의 제2층은 그 다음에 기존의 제1 프리폼 층 상에 사출된다. 상기 맨드렐 및 함께있는 프리폼은 그 다음에 제2 캐비티로부터 제거되고 상기 프리폼은 맨드렐로부터 제거된다.
몇몇 구현예에서, 상기 오버성형 공정은 기초층(underlying layer)이 아직 완전히 냉각되지 않았을때 수행된다. 상기 기초층은 그 기초층을 형성한 사출 성형 공정으로부터의 고유 열을 보유하고 있을 수도 있다. 몇몇 구현 예에서는, 기초층은 실온 또는 오버성형에 적합한 임의의 온도에 놓일 수 있다. 예를 들면, 실온에 있는 제품은 물질의 하나 이상의 층으로 오버성형될 수 있다. 이들 제품들은 오버성형 되기 전에 연장된 기간동안 저장되었을 수 있다.
오버사출은 기판(예컨대, 기초층(underlying layer)) 위에 여기에서 기술된 PP, 팽창성/발포 물질, PET(재생 PET, 순수 PET 포함), 층상 물질, 배리어 물질, 그들의 조합, 및/또는 기타 물질을 포함하는 것과 같은 물질(들)의 하나 이상의 층이 놓이도록 하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 기판은 프리폼의 형식이고, 바람직하게는 식품류와 접촉하기 위한 내부 표면을 갖는다. 몇몇 구현 예에서, 상기 기판 프리폼은 (순수 PET와 같은) PET, 페녹시형 열가소성 수지, 그들의 조합, 및/또는 기타를 포함한다.
제품은 하나 이상의 하기 유리한 특성을 갖는 하나 이상의 층 또는 부분을 포함할 수 있다: 절연층, 배리어층, 식료품 접촉층, 무미 스캘핑층, 고강도층, 순응층, 결속층, 기체 스캐빈지층, 고온 충전(hot fill) 적용에 적당한 층 또는 부분, 압출에 적당한 용융 강도를 갖는 층. 한 구현 예에서, 단일층 또는 다층 물질은 하나 이상의 하기 물질을 포함한다: PET(재생 및/또는 순수 PET 포함), PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지, 폴리올레핀, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및/또는 그들의 조합. 편리를 위해, 제품은 프리폼, 용기, 및 클로저에 대하여 주로 기술된다.
몇몇 구현 예에서, 제품은 발포 물질을 포함할 수 있다. 발포 물질은 발포제 및 담체 물질을 조합하여 제조될 수 있다. 한 구현 예에서, 담체 물질 및 발포제는 바람직하게는 일반적으로 발포 물질의 균일한 혼합물을 위해 공압출된다. 담체 물질 및 발포제의 양은 하기의 하나 이상의 원하는 양에 따라 변할 수 있다: 팽창 성질, 구조적 성질, 열 성질, 공급 압력, 등. 일부 비 제한적인 구현 예에서, 팽창성/발포 물질은 또한 발포제의 약 10 중량% 미만을 포함하며, 또한 약 9중량%, 8중량%, 7중량%, 6중량%, 5중량%, 4중량%, 3중량%, 2중량%, 또는 1중량% 미만을 포함한다. 일부 비 제한적인 구현 예에서, 팽창성/발포 물질은 약 1-6중량%의 발포제를 포함한다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 팽창성/발포 물질은 약 3-6중량%의 발포제를 포함한다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 팽창성/발포 물질은 약 2-8중량%의 발포제를 포함한다. 팽창성/발포 물질은 발포 물질의 원하는 성질 에 따라 상기 인용된 특정 백분율 위 및 아래의 것을 포함하는 적당한 양의 발포제를 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 담체 물질(예컨대, 폴리프로필렌 펠릿) 및 미소구 형태의 발포제, 바람직하게는 EXPANCEL
Figure 112006084010812-PCT00027
미소구 또는 유사한 물질은 호퍼에 공급된다. 담체 물질 및 미소구는 물질의 효과적인 혼합을 위해 담체 물질을 용융하도록 가열된다. 혼합물이 가열될 때, 미소구는 팽창되거나 확대될 수 있다. 바람직하게는, 혼합물의 온도는 미소구의 상당 부분이 완전히 팽창 또는 파열되도록 하지 않는 온도 범위내에 있다. 예를 들어, 혼합물의 온도가 충분히 높은 온도로 상승 된다면, 미소구 내의 기체는 미소구가 파단 또는 붕괴하도록 팽창할 수 있다. 용융된 발포 물질은 공압출될 수 있으며 바람직하게는 미소구의 팽창량을 제한하기 위해 신속하게 급냉된다(rapidly quenched).
발포 물질이 가공(예컨대, 압출, 사출, 등)을 위해 가열될 때, 한 구현 예에 따른 미소구는 일반적으로 초기 팽창되지 않은 위치로부터 부분적으로 팽창될 수 있다. 이러한 미소구가 부분적으로 팽창될 때, 이들은 미소구의 크기를 증가시키기 위해 추가 팽창할 수 있는 능력을 보유한다. 바람직하게는, 압력 및 온도는 추가의 공정, 예컨대, 블로우 성형 동안 미소구의 추가의 팽창을 허용하기 위해 압출하는 동안 미소구가 완전히 팽창되지 않도록 하는 것이다. 추가로, 발포 물질의 압력은 미소구의 팽창을 감소시키거나, 또는 실질적으로 방지하도록 증가시킬 수 있다. 따라서, 발포 물질의 압력 및 온도는 미소구의 원하는 팽창량을 수득하기 위해 변화될 수 있다. 부분적으로 팽창된 미소구는 여기에서 기술된 바와 같이 ( 예컨대 블로우 성형 순환 동안) 재가열될 때 그 이상의 팽창을 견딜 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 제품은 제한함이 없이 (1) 딥 또는 플로우 코팅법, (2) 스프레이 코팅법, (3) 화염 스프레이법, (4)유동층 딥핑법(fluidized bed dipping), (5) 정전(electrostatic) 분말 스프레이법, (6) 오버성형법(예컨대, 사출-오버-사출), 및/또는 (7) 사출 성형법(공사출 포함)을 포함하는, 적당한 방법에 의해 제조될 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 상기 방법을 수행하기 위한 바람직한 방법 및 장치가 미국 특허 제6,352,426호 및 미국 출원 제2004/0071885호에 개시되어 있으며, 이들은 참고로 온전히 그대로 여기에서 혼입하였으며 본 출원의 명세서의 일부를 형성한다. 이들 방법 및 장치가 여기에서 기술된 다른 제품을 형성하기 위해 사용될 수 있음이 또한 고려된다. 몇몇 구현 예에서, 여기에서 개시된 프리폼은 본 발명에 참고로 혼입된 참고문헌(예를 들면, 미국 특허 제6,352,426호)에 개시된 방법 및 장치를 사용하여 블로우 성형될 수 있다.
1. 발포체를 포함하는 제품을 제조하기 위한 방법 및 장치
프리폼(30)과 같은 제품(article)은 사출몰드를 사용하여 사출성형에 의해 형성될 수 있다. 도 28은 코어(499) 및 몰드 캐비티 부분(504)에 의해 한정된 캐비티(500)을 갖는 몰드(501)을 도해한다. 몰드(501)은 팽창 가능한/발포 물질을 포함하는 제품을 성형할 수 있다. 도해된 구현 예를 포함하는 몇몇 구현 예에서, 발포 물질(foam material)은 라인(509)를 따라 통과하고 게이트(508)을 통하여 캐비티(500) 내로 간다. 발포 물질은 캐비티(500)을 채워 프리폼(30)을 형성할 수 있 다. 캐비티(500) 내의 발포 물질은 신속하게 냉각 또는 급냉하여 발포제의 팽창을 제한시킬 수 있으며 또한 사이클 회수를 감소시켜 생산을 증가시킬 수 있다. 몰드는 팽창하는 발포체의 역류를 방지하기 위해 게이트 또는 니들 밸브(511)을 가질 수 있다.
용융물의 후 압력(back pressure)은 미소구 형태의 발포제를 파괴할 만큼 충분히 높지 않을 수 있다. 그러나 후 압력은 프리폼을 원하는 형태로 블로우 성형하며/하거나 미소구를 더욱 팽창시키기 위하여 미소구가 과대 팽창되는 것을 방지해야 한다. 용융물의 온도는 용융물의 후 압력에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어 고온에서 용융물은 미소구를 팽창시키는 원인이 될 수 있다. 미소구의 팽창을 억제 또는 방지하기 위하여, 후 압력은 증가하여 각각의 미소구 내에서 증가된 압력의 원인이 될 수 있다. 그러나 용융물의 압력이 너무 높으면, 미소구는 파괴 또는 붕괴할 수 있다. 따라서 용융물의 압력은 미소구의 실질적인 부분이 완전하게 팽창 또는 파괴하지 않는 범위에서 유지하는 것이 바람직하다. 그러나 다른 구현 예에서 구(sphere)의 일부 또는 전부는 전체 팽창 시 파괴되여 발포체 (예, 개방 셀 발포체)를 형성할 수 있다.
몇몇 구현 예에서 용융물은 몰드 캐비티(500)내로 사출되기 전에 적어도 부분적인 팽창을 수행할 수 있다. 예를 들어, 하나의 쇼트(one shot)의 용융물이 캐비티(500) 내에 주입된 후에, 압출기의 스크류는 수축되어 다음 쇼트를 위해 융용물을 축적할 수 있다. 회수 후, 스크류는 느슨해져서 용융물의 압력을 감소시켜 용융물 내의 미소구의 조절 가능한 팽창을 달성할 수 있다. 하나의 구현 예에서 용융 물은 미소구가 자유로이 팽창할 수 있도록 압력 하에 있지 않다. 그러나 미소구의 팽창을 선택적으로 조절하기 위해, 압력이 용융물에 가해질 수 있다. 따라서 용융물 중의 미소구는 용융물이 캐비티(500) 내로 용융물이 사출되기 전에 부분적으로 또는 전체적으로 팽창할 수 있다. 바람직하게, 미소구는 예를 들어 블로우 성형을 위한 예비가열 공정 도중에 추가의 팽창을 수행할 수 있도록 팽창상태로 있다. 미소구를 갖는 용융물은 캐비티(500) 내에 사출되어 팽창된 미소구를 갖는 프리폼을 형성할 수 있다. 다음에 팽창된 미소구를 갖는 프리폼은 일반적으로 균일하게 분포된 미소구를 갖는 용기로 형성될 수 있다.
캐비티(500)을 가열하면 프리폼의 미소구의 일반적으로 균일한 분포를 생기게 할 수 있다. 상기 가열은 발포 물질의 거의 균일한 팽창을 야기할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 용융물은 폴리프로필렌 및 미소구를 포함할 수 있으며 또한 약 100℉ (37.8℃) 내지 약 250℉ (121.1℃)의 온도에 있을 수 있는 캐비티(500) 내로 주입된다. 가열된 캐비티(500)은 미소구가 프리폼 전반에 걸쳐 일반적으로 균일하게 분포되는 것을 보장할 수 있다. 또 하나의 구현 예에서 캐비티(500)은 약 150℉(65.6℃) 내지 약 225℉ (107.2℃)의 온도에서 유지할 수 있다. 또 다른 구현 예에서 캐비티(500)은 약 200℉ (93.3℃)미만의 온도에서 유지할 수 있다. 캐비티(500)은 미소구의 원하는 분포를 달성하기 위해 적절한 시간에 냉각할 수 있다. 또 하나의 구현 예에서 용융물은 폴리에틸렌 및 미소구를 포함한다. 캐비티(500)은 약 75℉ (23.9℃) 내지 약 125℉ (51.7℃)의 온도에 있어서 프리폼, 바람직하게 일반적으로 균일하게 분포된 미소구를 형성할 수 있다. 프리폼은 균일하게 분포된 미소구를 가지며 다음에 용기로 성형되고, 다시 이 용기는 균일하게 분포된 미소구를 가질 수 있다. 상기 지적한 온도는 사용된 특정한 물질에 따라 달라진다. 본 설명내용으로 보아 당업자는 다양한 형태의 제품을 제조하기 위해 물질(들), 공정 매개변수 및 몰드 디자인을 선택할 수 있다.
라인(509) 및 캐비티(500)을 통과하는 용융물의 속도는 마찰열을 야기하며, 따라서 용융물의 가열에 추가하여 미소구의 팽창 원인이 될 수 있다. 도 28의 도해된 몰드는 미소구의 팽창을 방해하기 위해 캐비티(500)을 통과하는 용융물을 신속하게 냉각할 수 있는 높은 열 전도물질(507)을 갖는다. 높은 열 전도물질(507)은 몰드 캐비티 부분(504)의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다. 따라서 조작 매개변수(예, 유속, 압력, 온도, 혼합비, 점도 등)는 몰드의 형태, 크기 및 다른 특성에 따라 변할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 캐비티(500) 내의 프리폼은 빠르게 냉각 또는 급냉하여 미소구의 팽창을 지연시키거나 또는 심지어 정지시킬 수도 있다. 이것은 부분적으로 팽창할 수 있는 미소구가 블로우 성형 도중에 팽창할 수 있는 견고한 구조를 형성하게 한다. 프리폼이 충분히 냉각된 후에 미소구의 추가 팽창 없이 편리하게 조절할 수 있다. 하나의 구현 예에서 캐비티(500)은 성형 공정 도중에 미소구의 팽창속도를 조절하기에 적합한 온도에서 유지된다. 하나의 비 제한적인 구현 예에서, 캐비티(500)은 약 40℉ (4.4℃) 내지 약 180℉ (82.2℃)의 온도에서 유지하여 미소구의 팽창을 감소 또는 정지시킨다. 캐비티(500)의 온도는 예를 들어 몰드 물질, 프리폼의 크기 및 윤곽, 발포 물질로 충진된 공간크기 및/또는 공정 매개변수를 기 준으로 선택할 수 있다. 물질의 처리온도는 발포체(담체 물질, 발포제, 미소구)의 조성, 원하는 팽창 정도 및/또는 다른 매개변수가 주어지면 당업자에 의해 선택 또는 결정할 수 있다.
a. 블로우 성형공정에 의한 제품의 제조
성형물을 포함하는 제품은 블로우 성형공정에 의해 제조할 수 있다. 프리폼(30) 형태의 제품은 연신-블로우 성형되어 용기 예를 들어 용기(37) (도 4)를 형성할 수 있으며, 바람직하게는 미소구의 팽창을 야기한다. 프리폼(30)은 도 3에 도해된 몰드에서 연신-블로우 성형공정으로 처리할 수 있다. 팽창 가능한 물질을 포함하는 프리폼(30)은 원하는 용기 형태에 상응하는 캐비티를 갖는 몰드(28)에 위치한다. 이어서 프리폼(30)은 가열된 다음, 프리폼(30)의 연신에 의해 팽창시켜 캐비티를 몰드(28) 내를 충진하며, 따라서 용기를 생성시킨다. 연신은 예를 들어 프리폼(30)의 내부로 공기를 밀어넣어 수행할 수 있다. 상기 블로우 성형 조작은 보통 몽체부(34)에 제한된다.
프리폼(30)을 연신하기 전에, 프리폼(30)은 블로우 성형 공정을 위한 블로우 온도 범위로 예비 가열하는 것이 바람직하다. 프리폼(30)의 온도가 팽창온도 범위에 도달하면 프리폼(30)의 미소구는 팽창할 수 있다. 팽창온도 범위는 프리폼 20의 연신 전에, 도중에 또는 이후에 달성할 수 있다. 바람직하게 프리폼(30)의 미소구는 이의 팽창온도 범위로 가열하여 프리폼(30)이 블로우 성형되기 전에 미소구의 적어도 부분 팽창을 야기한다.
프리폼(30)의 온도가 블로우 온도범위로 올라가면 공기는 프리폼(30)의 내부 로 통과하여 프리폼을 용기(37)의 원하는 형태로 팽창한다. 팽창온도 범위는 미소구가 블로우 성형을 위해 가열 또는 재가열 도중에 팽창할 수 있도록 블로우 온도범위에 일반적으로 유사한 것이 바람직하다. 팽창 가능한 물질은 공기가 프리폼을 연신시켜 원하는 형태로 성형함에 따라 팽창한다. 또 하나의 구현 예에서 프리폼(30)은 원하는 형태로 블로우 성형한 다음 용기(37)의 온도는 용기(37)의 발포 물질의 팽창 원인이 되도록 팽창온도 범위에 도달할 수 있다. 미소구의 팽창속도를 증가시키기 위하여 블로우 성형 사이클 도중의 온도는 증가하며/하거나 블로우 압력은 감소할 수 있다. 미소구의 팽창속도를 감소시키기 위하여 블로우 성형 사이클 도중의 온도는 감소하며 및/또는 블로우 압력은 증가할 수 있다. 따라서 프리폼은 가열/냉각할 수 있으며 또한 압력은 필요 시 고정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 몰드(28)의 벽(33)은 프리폼(30)/용기(37)의 발포 물질의 원하는 팽창을 달성하기 위해 조절된 온도일 수 있다. 하나의 구현 예에서 몰드(28)은 벽(33)의 온도를 조절하기 위해 온도 조절 시스템을 갖는다. 온도조절 시스템은 가열/냉각 채널 또는 벽(33)의 온도를 효과적으로 조절하는데 적절한 시스템을 가질 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 예를 들어, 벽(33)은 가열되어 용기(37)의 미소구의 팽창 원인이 된다. 프리폼(30)은 블로우 성형하여 용기(37)을 형성하며, 가열된 벽(33)은 용기(37)의 벽에서 미소구의 팽창을 계속하며, 따라서 벽의 밀도를 감소시킨다. 이러한 방식으로, 용기(37)의 벽에서 미소구는 팽창 또는 확장하여 고도로 팽창된 미소구로 인한 더욱 효과적인 열적 장벽을 제공할 수 있다.
몰드(28)의 벽(33)은 냉각되어 미소구의 팽창 또는 추가 팽창을 방해 또는 방지할 수 있다. 벽(33)은 하나 이상의 생산 사이클 부분 도중에 가열되며 또한 하나 이상의 부분 도중에 냉각할 수 있다. 벽(33)은 상술한 바와 같이 미소구의 팽창을 촉진하기 위해 가열 사이클 도중에 가열할 수 있다. 미소구가 원하는 만큼 팽창된 후, 몰드 벽(33)은 미소구의 추가 팽창을 감소 또는 바람직하게 정지시키기 위해 냉각하는 것이 바람직하다. 따라서 벽(33)은 블로우-성형 공정의 제1 부분 도중에 가열되며 또한 제2부분 도중에 냉각된다. 그러나 벽(33)은 블로우-성형 공중 도중의 적절한 시간에 가열 및/또는 냉각할 수 있다. 예를 들어, 또 하나의 구현 예에서 몰드(28)의 벽(33)은 그의 초기 위치로부터 원하는 용기 형상까지 프리폼(30)의 연신 도중에 냉각된다. 프리폼(30)은 프리폼의 벽이 냉각 벽(33)에 접촉할 때까지 가열, 블로우닝 및 연신 할 수 있다. 바람직하게, 프리폼(30)을 형성하는 팽창 가능한 물질은 프리폼이 연신함에 따라 국부 팽창을 수행한다. 프리폼(30)이 벽(33)과 열적으로 접촉하는 경우 열은 연신된 프리폼(30)에서 몰드(28)로 전달되어 형성된 프리폼의 벽(84)를 냉각한다. 프리폼(30)이 냉각됨에 따라 미소구의 팽창은 감소 또는 정지될 수 있다. 몰드(28) 내의 압력을 증가시켜 미소구의 팽창속도를 감소시킬 수 있다. 몰드(28) 내의 압력은 감소되어 미소구의 팽창속도를 증가시킬 수 있다.
몰드(28)의 벽(33)은 용기(37)의 텍스쳐 가공 표면에 생길 수 있는 블로우 성형공정 도중에 원하는 성형 반응을 달성하기 위한 표면 처리 또는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어 벽(33)의 표면은 견고 또는 견실하며 따라서 용기(37)의 외부 표면이 블로우 성형 도중에 벽(33)과 접촉하는 경우 용기(37)의 표면이 텍스쳐(texture) 가공 발포체 표면을 가질 것이다. 벽(33)의 텍스쳐 가공 표면은 용기의 적어도 일부가 몰드(28)의 벽(33)에 접촉한 후 미소구의 추가 팽창을 촉진할 수 있다. 그러나 벽(33)의 표면은 용기(82)의 적합한 외부 표면 텍스쳐를 달성하기 위해 어떠한 처리를 할 수 있다. 예를 들어 또 하나의 구현 예에서 몰드(28)의 벽(33)은 몰드(28)로부터 용기(37)의 용이한 방출을 위해 증기 연마 가공 등의 감소된 마찰가공을 가질 수 있다. 감소된 마찰가공은 용기의 방출을 용이하게 하기 위해 실질적으로 유연한(smooth) 표면일 수 있다. 몰드(28)은 도 6의 용기(82)와 같은 다층 용기를 생산하기 위해 사용할 수 있다.
2. 프리폼을 제조하는 바람직한 방법 및 장치
단일 층 또는 다층을 갖는 제품은 공사출, 오버 성형 등의 사출성형 공정을 통하여 형성할 수 있다. 사출성형의 결합을 수행하여 상이한 모형의 제품을 생산할 수 있는 것으로 생각된다.
a. 공사출성형을 위한 바람직한 방법 및 장치
도 28은 단일 층 또는 다층 제품을 각각 형성하기 위해 사출 또는 공사출시키기 위해 사용할 수 있는 몰드(501)을 도해한다. 다층 성형물은 복수의 물질을 캐비티(500) 내에 공사출하는 공사출 절차에 의해 형성할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 제1 물질 및 제2 물질은 캐비티(500) 내에 공사출되어 다층 프리폼을 형성한다. 도 11에 도해된 구현 예에서 내층(164)를 형성하는 제1 물질 및 외층(162)를 형성하는 제2 물질은 게이트(508)을 통해 공사출할 수 있다. 프리폼(160)의 내부표면을 따라 내층(164)를 종결시키기 위해서, 제1 물질을 포함하는 용융물 흐름이 전체 캐비티(500) 전반에 걸쳐 진행하기 전에, 내층(164)를 형성하는 상기 제1 물질의 흐름을 정지시킬 수 있다. 따라서 하나 이상의 물질은 상이한 유동속도로, 동시에 또는 상이한 회수로, 다양한 양으로 게이트(508)을 통하여 배달되어 원하는 제품을 형성할 수 있다.
프리폼(160)은 외층(162)에 대하여 얇은 내층(164)를 가질 수 있다. 이것은 내층(164)를 형성하는 물질이 외층(162)를 형성하는 물질보다 실질적으로 더 비싼 경우에 특히 유리하다. 예를 들어 약간의 형태의 페녹시 형 열가소성 수지는 용이하게 입수 가능한 물질, 예를 들어 PET보다 더 고가일 수 있으며, 따라서 페녹시 형 열가소성 수지의 량은 최소량으로 사용되어 프리폼(160)의 재료비용을 줄일 수 있다.
도 12의 프리폼(180)은 또한 몰드(501)을 사용하는 공사출 공정을 통하여 형성할 수 있다. 당업자는 프리폼(160, 180)의 층이 프리폼의 원하는 특성을 달성하기 위해 변화할 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다. 도 12A 및 12B는 다층 프리폼의 또 다른 구현 예를 도해한다. 도 12B는 다양한 두께를 가질 수 있는 내부 층(184B) 및/또는 외부 층(182B)를 포함하는 프리폼(180B)를 도해한다. 도해된 층 (182B, 184B)는 프리폼의 본체부 내에 두꺼운 부분을 포함할 수 있다. 내부 층(184B)는 목 피니시(neck finish)에 대하여 약간 두꺼운 본체부를 갖는다. 외부 층(182B)의 두께는 내부 층(184B)의 두께보다 일반적으로 더 크다. 비록 도해되지는 않았지만, 도 13의 프리폼(190)은 또한 변화하는 두께의 내층(194) 및 외층(199)를 가질 수 있다.
도 11-14의 프리폼은 물질(예, 배리어 물질)로 오버 성형 되어 바람직하게 프리폼의 본체부분을 따라 지지 링(support ring)으로부터 연장하는 층을 형성한다. 미국특허 제6,312,641호는 여기에 전반적으로 참고로 소개하며 또한 하나 이상의 성형공정에 의해 형성된 방법, 시스템 및 제품을 기술한다. 본 개시내용으로 보아, 시스템의 다양한 결합이 사용되어 공사출 공정을 사용하여 광범위한 제품을 생산할 수 있다.
b. 오버 성형을 위한 제1 바람직한 방법 및 장치
다층을 갖는 제품은 오버 성형 공정 등의 사출 성형공정을 통해 형성할 수 있다. 도 29는 오버 성형을 위한 몰드(520)의 일 예를 도해한다. 몰드(520)은 오버사출 전에 폐쇄 위치에서 도해된 캐비티 하프(524) 및 코어 하프(522)를 갖는다. 캐비티 하프(524)는 기체 형태의 미코팅 제품 (예, 프리폼(528))이 위치하는 캐비티를 포함한다. 오버 성형 공정은 기체 상에 하나 이상의 층을 침착하기 위해 사용할 수 있다.
프리폼(528)은 단일 층 또는 다층 프리폼일 수 있다. 도해된 프리폼은 하나 이상의 다음 성분: PET (예, 순수 PET 및/또는 재순환 PET), 폴리에스테르, PP, 페녹시 형 열가소성 수지, 열가소성 수지 및/또는 등등을 포함할 수 있는 단일 층 프리폼이다. 프리폼(528)은 또한 본 출원에 참고로 도입된 출원 또는 특허 문헌들에 기술된 프리폼과 유사할 수 있다.
프리폼(528)의 지지 링(538)은 선반(536)에 의존할 수 있으며 또한 코어 하 프(522)에 의해 적절히 유지되며, 이는 지지 링(538)상에 압력을 발휘하며, 따라서 기체 프리폼의 몸체 부분으로부터 목 부분을 밀봉한다. 몰드의 코어 하프(522)는 코어(540)을 포함한다. 코어(540)은 프리폼(528)의 내부를 선택적으로 가열/냉각하는 반면, 채널(544)는 캐비티 하프(524)를 가열/냉각할 수 있다. 예를 들어 냉각은 몰드(520)의 코어 하프(522)에서 채널(546)을 통해 순환하는 유체에 의해 수행한다.
프리폼(528)은 몰드 캐비티 중에 위치하기 때문에, 프리폼의 본체부분은 캐비티 내에 실질적으로 중앙에 있으며 또한 바람직하게는 빈 공간 또는 캐비티(550)에 의해 완전히 둘러싸인다. 따라서 위치된 프리폼은 후속 사출공정에서 내부 다이 맨드릴로서 작용한다. 다음에 오버 성형 물질의 용융물은 게이트(554)를 거쳐 사출기로부터 몰드 캐비티(550) 내에 도입되며 또한 적어도 프리폼(528)의 본체를 바람직하게 둘러싸는 프리폼(528) 주위에 유동한다. 오버사출 후, 오버 몰드 층은 캐비티(550)의 적당한 크기 및 형태를 가질 것이다.
코팅물질을 가열하여 사출성형 장치에서 사용하기 적합한 점도의 용융물을 형성할 수 있다. 이를 위한 온도, 즉 사출온도는 고분자 내의 용융범위 및 용융물의 점도가 역사, 화학 인자, 분자량, 분지도 및 물질의 다른 특성으로 인하여 변할 수 있기 때문에 고분자 내의 용융범위로서 물질들 중에서 상이할 것이다.
몰드(520)은 프리폼(50)과 같은 여기에 기술된 코팅된 프리폼을 형성하는데 사용할 수 있다. 도 5의 프리폼(50)은 실질적으로 PET, 페녹시 형 열가소성 수지 (페녹시 및 폴리올레틴-페녹시 혼합물 포함), 폴리프로필렌, 층상 물질, 및/또는 다 른 열가소성 수지를 포함하는 층(52, 54)중의 하나를 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 프리폼(50)의 층(52, 54)의 다른 것은 발포체와 같은 또 하나의 물질을 포함할 수 있다. 팽창 가능한/발포 물질은 발포 물질을 제조하기 위해 발포제(예, EXPANCEL® 미소구 등의 미소구)와 혼합된 담체 물질 (예, PP, PET, 및/또는 에틸렌 아크릴산)을 포함할 수 있다. 예를 들어 내층(54)는 PET를 포함할 수 있으며 또한 외층(52)는 팽창 가능한/발포 물질을 포함할 수 있다. 기체 프리폼은 PET를 포함할 수 있다. 발포 물질은 라인(552) 및 게이트(554)를 통하여 캐비티(550) 내로 공급될 수 있다. 이어서 사출된 팽창 가능한/발포 물질은 후속 제거를 위해 냉각된다. 본 개시내용으로 보아, 당업자는 물질(들)의 특성 및 이로부터 만든 원하는 제품에 의거하여 물질(들)을 선택할 수 있다.
i. 블로우 성형에 의한 다층 성형물의 제조
다층 제품은 하기에 더욱 상세하게 설명되는 것을 제외하고는 단일 층 제품과 유사한 방식으로 블로우 성형할 수 있다. 편의를 위하여, 다층 제품의 블로우 성형은 프리폼(50)에 대하여 설명할 것이다. 물론 다층 프리폼은 특히 발포 물질을 포함하는 다층 프리폼을 유사한 방식으로 블로우 성형할 수 있다.
프리폼(50)은 원하는 용기 형태에 해당하는 캐비티를 갖는 몰드 (예, 도 3의 몰드(28))내에 위치된다. 이어서 프리폼(50)은 프리폼을 연신하기 위해 프리폼의 내부에 공기를 주입시킴으로써 가열 및 팽창되며, 따라서 캐비티를 충진하여 다층 용기를 제조한다. 임의로, 프리폼(50)은 연신 로드 또는 프리폼을 연신하는 다른 수단으로 연신 할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 프리폼(50)은 유사 또는 상이한 처리 윈도우를 갖는 물질을 포함한다. 프리폼은 PET를 포함하는 내층(54) 및 또 하나의 물질 예를 들어 PP (발포체화된(foamed) 및 비-발포체된 PP)를 포함하는 외층(52)를 포함할 수 있다. 외층(52)는 주로 또는 전적으로 PP로 이루어질 수 있다. 유리하게는 처리 윈도우는 내층(54) 및 외층(52)의 두께에 상관없이 확장할 수 있다. 임의로, 층(85)는 내층(54)와 외층(52) 사이의 접착을 향상시키기 위해 사용할 수 있다. 하나의 구현 예에서 커플링 제 또는 크라프팅 (예, 접착제)은 층(85)를 형성하며 또한 내층(54)와 외층(52) 사이의 접착을 제공한다.
몇몇 구현 예에서 층(52)는 기존의 프리폼 (예 PET, 페녹시 형 열가소성 수지 등을 포함하는 프리폼)위에 팽창 가능한 물질의 적어도 한 층을 사출하기 위해 사출성형을 사용하여 오버 성형을 통해 성형된 팽창 가능한 물질일 수 있다. 발포체 층(52)의 담체 물질 및 내층(54)은 유사한 Tg를 가질수 있으므로 양 층(52, 54)는 이들의 바람직한 블로잉 온도 범위 내에서 처리할 수 있다. 상기 논의한 바와 같이 팽창온도 범위는 미소구의 팽창을 야기하는 온도범위일 수 있다. 팽창온도 범위는 팽창 가능한 물질에 적용된 압력을 변화시킴으로써 변할 수 있다. 바람직하게, 팽창온도 범위는 층(52, 54)의 블로잉 온도 범위 이내이거나 유사하다. 블로우 성형공정 도중에 프리폼의 온도는 미소구의 적어도 부분적인 팽창의 원인이 되는 팽창온도 범위 이내일 수 있다. 따라서 발포체 층(52)의 발포제는 (1) 블로우 성형을 위한 프리폼의 재가열 도중, (2) 프리폼을 용기의 형태로 연신 도중, (3) 용기가 일반적으로 형성된 후에, 및/또는 (4) (1), (2) 및/또는 (3)의 조합에 의해 팽창할 수 있다.
몇몇 구현 예에서 다층 프리폼은 용기 내에 액체와 계합(engaging)하는데 적합한 내층을 갖는 용기로 블로우 성형할 수 있다. 예를 들어 프리폼 또는 용기는 음료액, 식품 등과 접촉되게 사용하기에 적절한 내층 또는 코팅물 (예, 실리콘 옥사이드의 플라스마 층, 특정한 유형의 페녹시 등)을 가질 수 있다. 이 층은 용기의 제조 도중에 적절한 시기에 용기 (예, 용기(37) 또는 용기(83))에 적용할 수 있다.
c. 오버 성형을 위한 제2 바람직한 방법 및 장치
여기에 기술된 방법 및 장치는 변형되어 여기에 기술된 다른 프리폼을 만들 수 있다. 예를 들면, 도 30은, 물질을 사출하기 전에, 기체 프리폼의 기초층을 형성하는데 사용되는 몰드를 도해한다. 상기 프리폼은 목 피니시를 갖거나 갖지 않을 수 있다. 상기 프리폼은 목 없는 프리폼일 수 있다. 몰드(560)은 코어부분(570) 및 캐비티 부분 표면(568)을 갖는 캐비티 부분(566)을 갖는다. 몰드(560)은 코어 부분(561) 의 코어(562) 및 캐비티 부분(566)으로 한정된 캐비티(570)를 포함한다. 라인(572)는 게이트(574)를 통하여 또한 캐비티(570) 내로 용융물을 공급할 수 있다.
캐비티(570)은 프리폼의 일부의 원하는 형태에 해당하는 형태를 갖는다. 도해된 구현 예에서 캐비티(570)은 도 11의 프리폼(160)의 내층(164)를 형성하기 위해 배열 및 크기 조정된다. 그러나 캐비티(570)은 원하는 제품을 형성하기 위해 크기조정 및 배열될 수 있다. 예를 들어 캐비티(570)은 상술한 바와 같은 프리폼의 내부 층과 같은 내부 층의 형태에 해당하는 형태를 가질 수 있다. 용융물은 제품을 형성하기 위해 상술한 방식으로 캐비티(570) 내로 주입할 수 있다. 제품은 캐비티 부분(566)으로부터 제거한 다음 오버 성형 공정을 위한 또 하나의 캐비티 부분 (예, 도 31의 캐비티 부분(580))내로 삽입될 수 있다.
오버 성형은 내층(164)를 형성하기 위해 사용된 것과 유사한 장비를 사용하는 사출성형 공정을 사용하여 수행할 수 있다. 도 31에 도시된 바와 같이 층(164)가 도 30의 몰드(560) 내에서 형성된 후에 코어(562)는 캐비티 부분(580) 내에 삽입될 수 있다. 층(164) 및 캐비티 부분(580)은 도 11의 프리폼(160)의 외층(162)의 형태에 해당하는 빈공간(void) 또는 캐비티(582)를 한정할 수 있다. 일반적으로, 용융물은 라인(584)를 따라 이동한 다음 게이트(586)을 통해 이동하고 캐비티(582)로 전해진다. 용융물은 캐비티(582)를 충진하여 외층(162)를 형성한다. 프리폼(160)은 충분한 량으로 냉각된 후, 몰드 캐비티(582)로부터 제거할 수 있다. 오버사출에 이어서, 오버 성형 된 외층(162)는 캐비티(582)의 대략적인 크기 및 형상을 가질 것이다.
오버 성형 공정을 수행하기 위하여 하나는 바람직하게 Tg 이상의 온도로 오버 성형 될 수 있는 초기 층(164)를 가열하는 것이 바람직하다. PET의 경우에 그 온도는 바람직하게 약 100 내지 200℃, 더욱 바람직하게 약 180 내지 약 225℃이다. PET의 결정화 온도 또는 그 이상의 온도가 사용되는 경우, 즉 약 120℃인 경우 프리폼 중의 PET를 냉각할 때 주의를 해야 한다. 냉각은 PET가 바람직한 무정형 및/또는 반 결정성 상태에 있도록 프리폼에서 특히 본체부에서 PET의 결정화를 최소 화하는데 충분하다. 이와는 달리, 초기 내층(164)는 매우 최근에 오버 성형 공정에 때때로 바람직한 승온이 되도록 사출 성형할 수 있으며 또한 완전히 냉각하지 않을 수 있다.
오버 성형 물질은 가열되어 사출성형 장치에서 사용하기에 적합한 점도의 용융물을 형성한다. 발포체 및 PP 등의 일부 물질의 경우, 사출온도는 바람직하게 약 375℉ 내지 550℉ 범위이다.
오버 성형 공정 후에, 다층 프리폼은 추가의 냉각이 발생하는 몰드에서 제거되거나 손상되지 않고 조정되거나 몰드으로부터 변위 될 수 있는 지점에서 적어도 냉각하는 것이 바람직하다. 프리폼의 본체부가 본체부를 형성하는 물질의 결정화 온도 부근 또는 그 이상의 온도로 가열되는 경우, 냉각은 프리폼이 충분히 냉각될 때 물질이 반-결정 상태에 있도록 하기 위해 상당히 빠르고 충분해야 한다. 이 공정의 결과로서, 강하고 효과적인 결합이 초기 층(164)와 후속 적용된 외층(162) 물질 사이에서 발생한다. 목 부분 가공은 특히 후속 공정 (예, 블로우 성형, 가열 충진 등) 도중에 증가된 형태안정성을 위해 더 많은 부분의 결정성 물질을 가질 수 있다. 본 개시내용으로 보아, 당업자는 몰드의 형태 및 디자인을 선택하여 여기에 기술된 단층 및 다층 제품을 만들 수 있다. 다른 프리폼 구현 예의 몰드 및 공정들은 여기 설명내용으로 보아 상술한 것들을 포함한다. 성형공정의 추가적인 상세한 내용 (예, 사출-오버-사출 성형 공정)은 여기에 참고로 도입된 미국특허 제6,352,426호에서 발견할 수 있다.
3. 클로저를 제조하는 방법 및 장치
도 18-21E에 도해된 클로저(closure)와 같은 클로저는 사출몰드를 사용하여 형성할 수 있다. 도 31 및 32의 몰드는 하기 추가로 상세히 설명한 것을 제외하고는 도 28 내지 31에 도해된 몰드과 일반적으로 유사하다.
도 31은 클로저의 적어도 일부를 형성하기 위해 배열된 몰드(700)을 도해한다. 몰드(700)은 코어(704)를 갖는 캐비티 부분(702) 및 캐비티 부분(706)에 의해 한정된다. 하나의 구현 예에서 물질 (예, 순수 및/또는 재순환 PET를 포함한 PET, PP, 페녹시 형 열가소성 수지, 팽창 가능한/발포 물질, PP, 및/또는 다른 적절한 물질(들))은 라인(709)를 따라 통과한 다음 게이트(708)을 통하여 캐비티(710) 내로 통과하며, 이는 코어(704) 및 캐비티 부분(706)에 의해 한정된다. 상기 물질은 캐비티(70)을 충진하여 클로저의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 상기 도해된 캐비티(710)은 클로저의 본체의 내층의 형상으로 크기조정 및 배열된다. 그러나 캐비티(710)은 배열되어 완전한 클로저를 형성할 수 있다. 캐비티(710)은 또한 임의로 클로저의 본체와 밴드 사이의 밴드 및 커넥터를 형성하기 위한 일부(711)을 포함한다.
다층을 갖는 상술한 클로저는 오버 성형 공정을 통하여 형성할 수 있다. 도 33은 오버 성형을 위한 몰드(730)을 도해한다. 몰드(700) (도 32)에 의해 형성된 주요 층 또는 기체(732)는 몰드(730) (도 33)에 위치할 수 있다. 몰드(730)은 오버 사출 전에 폐쇄된 위치에 도해된 코어 부분(734) 및 캐비티 부분(736)을 갖는다. 분할 링(740)은 기체(732)의 본체(742) 및 밴드(744)의 일부를 계합 할 수 있다. 캐비티 부분(736)은 미 코팅된 기체(732)가 위치한 캐비티(738)을 포함한다.
도해된 기체(732)는 클로저의 단층부분이다. 그러나 기체(732)는 다층 기체일 수 있다. 약간의 비-제한적 구현 예에서 기체(732)는 하나 이상의 다음 성분: PET (예, 순수 PET 및/또는 재순환 PET), 폴리에스테르, PP, 페녹시, 열가소성 수지 (페녹시 형 열가소성 수지 포함), 층상 물질, 이들의 결합물 및/또는 등등을 포함할 수 있다. 기체(732)는 또한 병을 폐쇄하기 위해 사용되는 표준 클로저 일 수 있다. 당업자는 클로저의 원하는 최종 용도를 기준으로 하여 기체(732)의 크기 및 윤곽을 선택할 수 있다.
기체(732)가 몰드 캐비티에 위치됨에 따라 기체(732)의 본체(742)는 캐비티 내에 바람직하게 중심을 잡고 또한 빈 공간(750)에 의해 완전히 둘러싸인다. 이렇게 하여 배열된 기체(732)는 후속 사출절차에서 내부 다이(die)로서 작용한다. 이어서 오버 성형 물질의 용융물은 게이트(752)를 거쳐 사출기로부터 몰드 캐비티 내로 주입된 다음 기체(732)의 적어도 몸체 부분을 바람직하게 둘러싸면서, 기체(732) 주위에 유동한다. 오버사출 후에 오버 성형된 층은 빈 공간(750)의 적절한 크기 및 형태를 가질 것이다.
몰드(730)은 여기에 기술된 코팅 또는 다층 클로저를 형성하기 위해 사용할 수 있다. 약간의 비-제한적 구현 예에서, 도 18-21E 및 24의 클로저는 실질적으로 PET, 페녹시 형 열가소성 수지, 폴리프로필렌, 발포 물질, 및/또는 다른 열가소성 수지를 포함하는 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 임의로, 클로저 층들 중 적어도 하나는 팽창성/발포 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 클로저(302) (도 19)는 제1 물질 (예, PET)의 층(314) 및 PP의 외층 (예, 발포체된 또는 발포체되지 않은 PP)를 가질 수 있다.
본 출원에 참고로 도입된 문헌에 기술된 방법 및 장치는 클로저를 제조하기 위해 변형할 수 있다. 예를 들어 미국특허 제6,352,426호 (참조 예를 들어 도 10-15, 17-24)에 기술된 성형기계, 장치 및 방법은 클로저를 제조하기 위해 변형할 수 있다. 예를 들어 몰드는 높은 가열 전이재료, 냉각 채널, 결합층 시스템, 기체 삽입 시스템, 및/또는 등등을 포함할 수 있다.
F. 기체 상에 물질을 침착하는 방법 및 장치
제품을 제조하는 시스템은 다수의 물질을 침착하는 하나 이상의 장치 또는 시스템을 가질 수 있다. 상술한 몰드는 프리폼, 클로저,등의 형태의 제품과 같은 기체 상에 물질을 침착하는 하나 이상의 공급 시스템을 가질 수 있다. 침착된 물질은 결속 층 또는 다른 층 (예, 배리어 층)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 편의상, 여기에 기술된 공급 시스템은 성형장치, 예를 들어 프리폼을 제조하는 사출성형기에 대해서 주로 논의된다. 그러나 공급 시스템은 클로저, 용기 (예, 병), 시이트, 튜브 등의 형태로 기체 상에 다른 재료 (예, 배리어 재료, 열가소성 수지를 포함하는 플라스틱, 발포 물질 등)을 공급하기 위해 사용할 수 있다.
도 34에 관하여, 성형 시스템(1008)의 배달 시스템(1004)은 상이한 유형의 성형 시스템, 예를 들어 사출성형 시스템 또는 압축 성형 시스템에 사용할 수 있다. 성형 장치는 재료들 사이에 접착을 증가시키며/시키거나 성형된 제품의 방출을 돕기 위한 배달 시스템(1004)를 가질 수 있다.
도 33은 단층 및/또는 다층 프리폼을 제조하기 위한 성형 시스템 1000을 도 해한다. 성형시스템 1000은 하기 더욱 상세히 설명하는 것을 제외하고는 도 28에 도해된 몰드(501)에 유사한 몰드(1002)및 배달 시스템(1004)를 갖는다.
도 34 및 35의 몰드(1002)는 오버 성형 공정에 적합하다. 도해된 몰드(1002)는 다수의 프리폼을 오버 성형 하기 위해 배열되며 또한 몰드(1002)가 도 35의 도해된 폐쇄 위치에 있을 때 캐비티(1008)을 한정하기 위해 계합하는 캐비티 부분(1054) 및 코어 부분(1052)를 포함한다.
도 34 및 35에 관하여, 몰드(1002)는 캐비티(1008) 내로 물질, 바람직하게는 결속 물질을 삽입하기 위한 유체 배달 시스템(1004)를 포함한다. 유체 배달 시스템(1004)는 유체 근원으로부터 유체, 바람직하게는 가압 유체를 접수하는 공급라인(1010)을 갖는다. 배기 시스템(1012)는 몰드 1008 및 벤트(1020) (도 33)에 연결된 배기 라인(1016)을 포함한다. 유체 배달 시스템(1004)는 공급 라인(1010)을 통하여 및 캐비티(1008) 내로 유체, 바람직하게는 결속 유체를 사출하여 기체 (1022) (도 35)의 적어도 일부를 코팅한다. 도해된 기체 (1022)는 프리폼 형태이다. 이어서 프리폼은 물질의 층으로 오버 성형 된다. 결속 유체는 기체 프리폼(1022)에 오버 성형 층을 부착하는 결속 층을 형성하는 것이 바람직하다.
유체는 배기 라인(1016)을 통하여 및 벤트(1020)의 외부로 유체를 통과시켜 캐비티(1008)로부터 제거할 수 있다 (도 34). 몇몇 구현 예에서 유체 또는 가압 장치(예, 펌프)는 배기 라인(1016)을 따라 약간의 지점에서 배열되어 저압 또는 진공 (예, 흡인)을 형성하여 결속 유체의 흐름을 촉진할 수 있다. 공급라인(1010)에 의해 제공된 가압 결속 유체 및 진공은 캐비티(1008) 내에서 선택적으로 조절된 유속 을 생기게 할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 결속 유체는 캐비티(1008)내로 공급된 다음 진공을 끌어서 재사용 결속 유체를 제거한다. 그러나 배기 시스템(1012)는 진공을 형성하는 장치를 갖지 않을 수 있다. 예를 들어 배기 시스템(1012)는 대기에 직접적으로 또는 집진기를 통하여 배출되어 VOC와 같은 잠재적으로 생태학적으로 해로운 물질을 제거할 수 있다.
배달 시스템(1004)는 몰드(1002)내로 물질, 바람직하게는 코팅물질을 공급하는데 사용할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 물질은 비결합 코팅물질이다. 여기서 사용되는 용어“코팅물질”은 넓은 용어이며 또한 그의 통상적인 의미에 따라 사용되며 또한 몰드 내에 제품 또는 층의 표면의 전부 또는 일부에 층을 형성하는 결속 유체 또는 물질, 고분자 물질, 접착제 등을 제한 없이 포함할 수 있다. 코팅물질은 기체에 원하는 특성들을 제공할 수 있다. 약간의 바람직한 구현 예에서 코팅물질은 표면상에 구조적 층 (예, 결속 층, 고분자 층, 배리어 층)을 형성하는데 적합하다.
여기서 사용되는 용어 “결속 유체”(tie fluid)는 광범위한 용어이며 또한 그의 통상적인 의미에 따라 사용되며 또한 결합, 부착제, 또는 크라프트 층을 형성하기 위해 프리폼 상에 침착할 수 있으며 또한 물질들 사이의 접착을 촉진할 수 있는 유체를 제한 없이 포함할 수 있다. 예를 들어 결속 유체는 열가소성 수지, 고분자, 발포제, 플라스틱, 또는 여기에 기술된 다른 물질 및 그의 결합물 사이의 접착을 촉진할 수 있는 화학물질일 수 있다. 결속 유체는 하나 이상의 무수물 고분자 (예, 말레산 무수물), 아크릴레이트 그룹 함유 고분자, 에폭시 그룹 함유 고분자, 산, 염기, 유기 용매, 화학 부식제, 접착제, 가교 결합제, 및/또는 접착을 촉진하 는 다른 물질, 페녹시, 및/또는 페녹시/폴리올레핀 혼합물을 포함할 수 있다. 결속 유체는 하나 이상의 다음 성분 즉 안개, 기체, 플라스마, 입자, 액체, 및/또는 이들의 결합물을 포함할 수 있다. 결속 유체는 결속 유체에 의해 접촉된 물질을 기준으로 하여 선택할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 결속 유체는 PP층이 원인이 되어 PET 층에 더욱 강하게 결합하는 결속 층을 형성한다. 접착제 (예, 화학물질, 거대 입자, 결합제 등)은 결속 유체에 첨가되어 결속 유체의 접착 특성을 증가시킬 수 있다. 따라서 결속 유체는 결속 층, 예를 들어 도 6의 용기(83)의 결속 층을 포함한다. 몇몇 구현 예에서 결속 유체는 상술한 결속 물질의 하나 이상을 포함한다. 약간의 경우에 용어 “결속 유체” 및 “결속 물질”은 여기서 상호 교환되게 사용된다.
도 35 및 37에 도시된 바와 같이, 배달 시스템(1004)는 몰드 캐비티 표면(1018)의 구성원들 사이에 접합부(1024)에서 형성할 수 있다. 출구(1028)은 몰드 캐비티 표면(1018)을 따라 위치되며 또한 게이트(1040)으로부터 바람직하게 배치된다. 게이트(1040)은 캐비티(1008) 내로 물질 (예, 용융물, 용융 고분자 등)을 사출하기 위해 배열될 수 있다. 도해된 출구(1028)은 캐비티(1008)의 적어도 일부에 원주방향으로 형성된다. 출구(1028)은 실질적으로 용융되지 않은 물질이 용융 사출 도중에 들어가지 않은 정도로 충분히 작다. 이와는 달리, 출구(1028)은 하나 이상의 개개 개구 또는 구멍을 포함할 수 있다. 임의로, 공급 라인(1010)은 공급 라인(1010)을 통한 유체의 흐름을 선택적으로 조절하기 위한 밸브 시스템(1030) (도 34)을 갖는다. 밸브 시스템(1030)은 존재한다면 공급 라인(1010)을 따라 특정한 지점에서 위치할 수 있다. 도 34의 도해된 구현 예를 포함하는 몇몇 구현 예에서, 밸브 시스템(1030)은 다수의 캐비티(1008)의 상류에 위치한다. 밸브는 공급 라인(1010)을 통해 캐비티로 흐름을 선택적으로 허락하거나 억제한다. 밸브 시스템(1030)은 캐비티 부분(1054)를 형성하는 물질로 끼워 넣은 것이 바람직하다. 도해되어 있지 않지만, 밸브 시스템(1030)은 공급라인(1010)의 출구 (예, 출구(1028)) 근처에 위치할 수 있다.
밸브 시스템(1030)은 정 또는 부 압력과 같은 압력에 대응하여 조작할 수 있으며 또한 리프트 타입 체크 밸브와 같은 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. 하나의 구현 예에서 리프트 타입 체크 밸브는 볼 및 시트 배열을 갖는 볼 체크 밸브이다. 공급 라인(1010) 내의 압력은 시트로부터 떨어진 볼을 리프트 하지만, 반대 방향의 압력은 볼을 시트에 대하여 밀어붙이며 가역 방향으로 흐름을 방지할 수 있다. 대표적으로 시트와 접촉되게 볼을 기울어지게 하는 스프링이 있다. 공급 라인(1010) 내의 압력이 스프링의 바이어스를 압도하는 경우, 볼은 시트로부터 변위되어 캐비티(1008)로 흐르게 한다 (도 35). 몇몇 구현 예에서 부 압력은 밸브 시스템(1030)을 통해 유체를 흐르게 하는 원인이 될 수 있다. 예를 들어 캐비티(1008) 내에 부압력이 있는 경우, 밸브 시스템(1030)을 통해 유동하게 하는 원인이 될 수 있다. 이와는 달리 밸브 시스템(1030)은 압력과는 독립적으로 기계적으로 조절할 수 있다. 예를 들어 밸브 시스템(1030)은 하나 이상의 밸브 (예, 게이트 밸브, 글로브 밸브 등)을 포함할 수 있다. 밸브 시스템 130은 소정 량의 결속 유체를 캐비티(1008)에 공급하기 위해 조작할 수 있다.
도 35의 출구(1028)은 몰드 캐비티 표면(1018)을 따라 특정한 지점에 위치할 수 있다. 출구(1028)의 위치는 프리폼에 대한 원하는 유체 흐름으로 결정할 수 있다. 예를 들어 도 35의 도해된 몰드(1002)는 프리폼의 말단 캡에 상응하는 몰드 캐비티(1008)의 근처에 또는 그 부분에 위치한 출구(1028)을 갖는다. 공급 라인(1010)에 의해 제공된 유체는 프리폼의 말단 캡 주위에 흐를 수 있으며 또한 캐비티(1008)을 따라 배기 라인(1016)으로 상 방향 진행하여 프리폼의 적어도 일부에 물질을 침착한다. 도해된 몰드(1002)는 프리폼의 본체부에 결속 유체를 침착하기 위해 배열할 수 있다. 도 37에 도시된 바와 같이 출구(1028)은 깊이 약 0.05mm (0.02인치)와 약 0.127mm (0.005인치) 및 바람직하게 약 0.076mm (0.003인치)사이의 스텝 1036에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 그의 작은 크기 때문에 출구(1028)은 일반적으로 성형 도중에 용융물로 채워지지 않지만 출구(1028) 외부에 공급되도록 유동(결속 유체, 공기, 및/또는 다른 유체) 할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 유체 (예, 공기, 결속 유체 등)은 출구(1028)을 통과하여 출구(1028) 내에 특정한 물질을 제거할 수 있다. 도해되어 있지 않지만, 출구(1028)은 프리폼의 본체,목 피니시(neck finish) 및/또는 지지 링에 상응하는 표면(1018)을 따라 특정한 지점에 위치할 수 있다. 예를 들어 출구(1028)은 몰드의 말단 캡 영역 근처에, 프리폼의 지지 링 아래에, 프리폼의 목 부분에, 또는 프리폼의 본체부에 위치할 수 있다. 그 외에 다소의 출구(1028)은 표면(1018)을 따라 위치할 수 있다. 당업자는 기체 상에 물질의 원하는 침착을 얻기 위하여 출구(1028)의 크기, 윤곽 및 위치를 선택할 수 있다. 출구(1028)은 미사용 결속 유체를 접수하기 위해 배열된 입구와 동일 또는 반대편의 프리폼에 위치할 수 있다. 예를 들어 출구(1028)은 입구로부터 동적으로 배치될 수 있다. 도해된 구현 예에서 입구(1029) 및 출구(1028)은 프리폼의 동일 측면에 위치할 수 있다.
도 34 및 35에 관하여, 배기 라인(1018)은 캐비티(1008)로부터 유체로 되도록 배열할 수 있다. 이어서 배기 라인(1016)은 결속 유체를 벤트(1020)에 공급하거나, 또는 재순환 시스템에 의해 유체가 다시 캐비티(1008)을 통과할 수 있다. 배기 라인(1016)은 밸브 시스템(1030)에 유사할 수 있는 밸브 시스템을 가질 수 있으며, 따라서 더욱 상세히 설명되지 않을 것이다.
운영중에, 프리폼이 몰드(1002)내에 위치한 후에, 조작에서, 밸브 시스템(1030)은 유체를 공급 라인(1010)을 통하여 캐비티(1008) 내로 유동시킨다. 도 36 및 37에 도시된 바와 같이 결속 유체 TF는 캐비티(1008)을 통하여 흐르며 또한 프리폼의 외부 표면의 적어도 일부를 코팅할 수 있다. 바람직하게, 결속 유체 TF는 캐비티(1008)을 한정하는 내부 표면을 형성하는 프리폼의 상당 부분을 코팅한다. 도해된 구현 예를 포함하는 몇몇 구현 예에서, 결속 유체 TF는 프리폼의 본체부의 대부분에 물질의 박층, 또는 일반적으로 균일한 연속 또는 불연속 코팅을 형성한다. 그러나 결속 유체 TF는 유체에 노출된 프리폼의 임의의 부분을 코팅 할 수 있다. 예를 들면 나사산 피니시(thread finish) 및 본체부는 캐비티(1008)이 나사산 피니시 및 프리폼의 본체부에 의해 한정되는 경우 결속 유체로 코팅할 수 있다.
프리폼의 코팅을 증가시키기 위하여, 몰드(1002)는 프리폼의 온도를 선택적으로 조절할 수 있다. 하나의 구현 예에서, 도 35의 코어(1040)은 프리폼을 가열 또는 냉각하여 프리폼의 코팅을 증진할 수 있다. 당업자는 프리폼을 코팅하는 결속 유체의 성질에 따라 프리폼의 원하는 온도를 선택할 수 있다. 이와는 달리, 프리폼은 정전rl적으로(electrostatically) 충전되어 프리폼의 코팅을 증진할 수 있다. 다른 구현 예에서 프리폼은 물리적으로 또는 화학적으로 표면을 거칠게 하거나(roughened) 결을 내서(textured) 프리폼의 코팅을 증진시킬 수 있다. 임의로, 몰드 캐비티 표면(1018)은 열적으로 조절되어 프리폼의 코팅을 증진할 수 있다. 예를 들면, 캐비티(1008) 내에 기체가 일반적으로 기체 상으로 잔류하도록 보장하기 위해 몰드 캐비티 표면(1018)을 냉각할 수 있다.
임의로, 결속 물질의 온도는 선택적으로 조절할 수 있다. 예를 들면 결속 물질은, 결속 유체의 확산을 촉진시키기 위해, 가열시켜 결속 유체의 점도를 감소시킨 결속 유체를 포함할 수 있다. 가열기 및/또는 냉각기는 결속 물질의 온도를 조절하기 위해 사용할 수 있다.
배달시스템(1004)가 유체를 캐비티(1008) 내로 공급함에 따라, 결속 유체는 프리폼을 코팅하며, 캐비티(1008) 외부로 및 배기 시스템(1012) 내부로 흐른다. 프리폼이 코팅된 후, 또는 소정 기간 이후에, 배달 시스템(1004)는 캐비티(1008) 내로 유체의 흐름을 감소시키거나 또는 바람직하게는 정지시킬 수 있다. 프리폼 상의 코팅물은 나중에 게이트(1040)을 통하여 캐비티(1008) 내로 주입되는 물질에 기체 프리폼(1022)를 결합하는 결속층을 형성할 수 있다. 결속 물질이 용매/용질인 경우, 흐름은 감소 또는 정지할 수 있으며 또한 캐비티(1008)은 배기할 수 있다. 공급 라인(1010)은 기체 또는 증기 (예, 공기, 질소 같은 불활성 기체, 또는 다른 기 체)를 공급하여 캐비티(1008)을 깨끗하게 한다. 배기 시스템(1012)은 캐비티(1008) 내에 기체 또는 증기를 제거하는 원인이 되는 부압력을 임의로 제공할 수 있다. 이러한 방식으로 하나 이상의 용매는 결속층 및/또는 오버 성형 된 물질의 바람직한 특성을 얻기 위하여 제거할 수 있다.
용융 사출 도중에 밸브 시스템(1030)은 바람직하게는 정지된다. 게이트(1040)을 통하여 사출된 용융물은 캐비티(1008)을 따라 진행하여 이를 채운다. 몇몇 구현 예에서 과잉의 결속 유체는 사출된 용융 흐름에 의해 몰드 캐비티(1008)의 외부로 방출된다. 따라서 용융 흐름은 유체를 캐비티(1008)로부터 제거하는 원인이 된다. 예를 들어 결속 유체가 기체인 경우, 기체는 전진하는 용융 흐름에 의해 캐비티(1008)의 외부로 밀려날 수 있다. 프리폼 상에 형성된 결합 코팅물은 용융 흐름에 의해 프리폼 상에 확산할 수 있다. 용융 흐름이 캐비티(1008)을 따라 진행함에 따라 용융 흐름은 본체 부부의 적어도 일부, 바람직하게는 본체부의 대부분 또는 전부가 결속 물질로 코팅되는 것을 보장하기 위해 프리폼의 표면에 대하여 결속 물질을 밀어 확산할 수 있다. 당업자는 프리폼로부터 생성된 용기 내에 원하는 결속층을 달성하기 위해 결속층 및 용융 흐름의 특성에 근거하여 출구(1028)의 적절한 위치를 결정할 수 있다.
도 35에 관하여, 용융 흐름의 사출 도중에, 밸브 시스템(1038)은 개방되어 결속 유체를 캐비티(1008)로부터 회피할 수 있다. 밸브 시스템(1038)은 소정 량의 용융 흐름이 사출되어 배기 라인(1016)으로 들어가는 것을 방지 또는 억제한 후에 닫힐 수 있다. 추가로, 배기 라인(1016)의 입구(1029)는 용융물이 그 내부에 실질 적으로 들어가지 않지만 유체 (결속 유체, 공기, 및/또는 다른 유체)를 배기 라인(1016) 내로 공급하도록 작은 크기를 갖는다.
임의로, 사출이 완료되면 가압 유체, 바람직하게 공기는 프리폼과 캐비티 벽 사이에 형성할 수 있는 진공을 없애기 위해 출구(1028)에 공급된다. 공기의 공급물은 약 75psi (약 0.52 MPa)와 150psi (약 1.03MPa) 및 가장 바람직하게는 약 100psi (약 0.69 MPa)사이의 압력에서 출구(1028)에 배달된다. 다른 구현 예에서 프리폼은 공급 라인(1010)으로부터 가압 유체의 도움 없이 몰드 캐비티(1018)로부터 제거된다. 추가적으로, 유사한 배달 시스템은 나사산 영역과 같은 몰드의 다른 부분에 사용될 수 있지만 이로 제한되는 것이 아니다.
임의로, 코어 부분(1052) 및 캐비티 부분(1054)는 협력하여 밀봉을 형성하여 도 35에 도해된 몰드(1002)를 둘러싸는 환경으로 유체가 탈출하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 따라서 결속 유체가 휘발성 유기화합물 (VOCs) 또는 흡입 또는 환경에 바람직하지 않은 다른 성분을 갖는 경우, 상기 결속 유체는 몰드(1002)내에 포함될 수 있다. 몰드(1002)는 결속 유체를 순환 및 재사용하여 쓰레기를 감소시킬 수 있다. 결속 유체는 배출 시스템(1012) 또는 또 하나의 수단에 의해 통기 할 수 있다. 결속 유체가 대기 내로 방출에 적합한 경우, 결속 유체는 대기로 배기할 수 있다. 예를 들면 결속 유체는 프리폼과 선반(ledge)(1056) 사이에서 유출할 수 있으며 또한 다음에 코어 부분(1052)와 캐비티(1054) 사이로 진행하고 대기로 빠져나갈 수 있다.
프리폼은 몰드(1002)가 완전히 폐쇄된 위치에 있기 전에 결속 물질로 코팅할 수 있다. 결속 물질은 프리폼이 삽입되어 캐비티 부분(1054)내로 진행함에 따라 기체 프리폼 상에 침착할 수 있다. 따라서 프리폼은 캐비티 부분(1054) 근처에 또는 적어도 부분적으로는 그 내부에 있을 때 결속 물질로 코팅된다. 몇몇 구현 예에서 배달 시스템(1004)는 몰드(1002)가 부분 또는 완전 개방된 위치에 있을 때 유체를 유출한다. 하나의 구현 예에서, 배달 시스템(1004)는 개방 지점으로부터 도 35의 도해된 폐쇄 지점까지 몰드(1002)가 이동함에 따라 결속 유체를 캐비티(1008)내로 사출한다. 프리폼은 캐비티 부분(1054) 내로 전진되기 때문에, 결속 유체는 캐비티(1008)을 통하여 상방으로 흐르며 또한 프리폼의 적어도 일부를 코팅한다. 몰드(1002)가 폐쇄 위치에 있기 전에 결속 유체는 대기 내로 방출할 수 있다. 따라서 몰드(1002)는 배출 시스템(1012)를 가질 수 있거나 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 몰드(1002)가 폐쇄 위치에 있기 전에 결속 물질이 침적되는 경우에 몰드 2002는 배출시스템(1012)를 갖지 않는 것이 바람직하다. 몰드(1002)가 폐쇄 위치에 있은 후에 결속 물질이 침적되는 경우에는 몰드(1002)는 특히 결속 유체가 대기에 직접적으로 배기하는데 적절하지 않은 경우 배출 시스템(1012)를 갖는 것이 바람직하다.
도 38은 배달 시스템(1004)의 또 하나의 구현 예를 도해한다. 배달 시스템(1004)는 캐비티(1008)내로 유체 (예, 결속 유체, 공기 등)를 사출 또는 배달하는 다수의 입구(1060)을 갖는다. 유체는 공급 라인(1010)중에 정 압력에 대응하여 배달되거나 부 압력 하에 캐비티(1008)내로 끌어내 진다. 도해된 구현 예에서 몰드(1002)는 각각의 입구에 연결된 공급라인(1010)을 갖는다. 다수의 출구(1060)을 갖는 배달 시스템(1004)는 프리폼(1022)의 더 균일한 코팅을 증진할 수 있다.
도 39의 배달 시스템(1004)는 말단 캡 영역에 의해 한정된 입구(1061)을 갖는다. 입구(1061)의 위치는 캐비티(1008)을 통해 거의 균일한 단일 방향성 흐름을 생기게 한다. 몇몇 구현 예에서 공급라인(1010)은 프리폼의 말단 캡을 닫는 액체 형태로 결속 유체를 배달한다. 일정량의 결속 유체가 배달된 후에 용융물은 게이트(1040)을 통해 캐비티(1008)내로 배달될 수 있다. 용융물은 프리폼의 표면상에 결속 물질을 확산한다.
여기에 기술된 다른 장치는 제품 상에 결속 물질을 침착하는데 사용할 수 있다. 예를 들어 도 28, 30, 31의 몰드를 변형시켜 내층 또는 기초(underlying) 기체 상에 결속 물질을 침착할 수 있다.
임의로, 배달 시스템(1004)는 용융물을 캐비티 내로 공급하는 라인에 결합할 수 있다. 예를 들어 공급 라인(1010)은 기체를 코팅하기 위해 게이트를 통해 라인 내로 결속 유체를 공급할 수 있다. 기체가 코팅된 후에 용융물은 동일 라인 및 게이트를 통해 사출되어 외층을 형성할 수 있다.
추가로, 미국특허 제6,352,426호 및 다른 삽입된 출원 및 특허의 몰드 (예, 도 276에 도해된 몰드)의 삽입 시스템은 결속 유체를 사출하여 프리폼을 코팅 함과 동시에 프리폼의 방출을 보조한다. 코팅된 기체 프리폼은 오버 성형될 수 있다. 배달 시스템 (또는 삽입시스템)은 제품 상에 다른 물질 (예, 여기에 기술된 하나 이상의 물질)을 배달하는데 사용할 수 있다. 편의상, 결속 유체를 배달하는 장치가 설명된다. 그러나 많은 경우에 다른 물질들도 상술한 장치에 의해 공급될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어 결속 물질 또는 유체는 착색제, 화학물질, 용 융물, 고분자, 분말, 코팅물질, 배리어물질, 및/또는 기체의 적어도 일부를 코팅하는데 적합한 다른 물질로 대체할 수 있다.
C. 바람직한 제품
일반적으로, 여기에 기술된 바람직한 제품은 하나 이상의 물질을 포함하는 제품을 포함한다. 물질(들)은 제품의 하나 이상의 층을 형성할 수 있다. 성형물의 층들은 약간의 기능성을 제공하는 것이 바람직하며 또한 복수 층으로 (여기서 각각의 층은 하나 이상의 기능성 특성을 가짐), 또는 하나 이상의 기능성 성분들을 함유하는 단일 층으로 적용할 수 있다. 제품은 충진물, 예를 들어 프리폼, 클로저, 용기 등의 형태일 수 있다. 여기에 기술된 물질들, 방법들, 범위들, 및 구현 예들은 실시예에 의거하여 설명하지만 어떤 식으로든 설명내용의 범위를 제한하는 것은 아니다. 여기에 기술된 제품은 여기에 기술된 적절한 물질로 형성할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 약간의 제품 및 물질들이 이하에 설명된다. 본 기재내용으로 보아 구현 예 및 물질들은 당업자에 의해 변형하여 다른 대체 구현 예 및/또는 용도 및 그의 명백한 변형 및 균등물을 생산할 수 있다.
1. 제품을 형성하는 바람직한 물질들의 일반적 설명
a. 발포 물질을 포함하는 비제한적 제품
제품은 발포 물질을 포함할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 발포 물질은 프리폼의 본체 또는 목 피니시와 같은 제품의 일부를 형성할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 발포 물질은 제품 (예, 프리폼, 클로저, 용기, 시트 등)의 약 90중량% 미만을 포함하며, 또한 약 10중량%, 20중량%, 30중량%, 40중량%, 50중 량%, 60중량%, 60중량%, 70중량%, 80중량%를 포함한다. 약간의 비제한적 구현 예에서, 발포 물질은 제품의 약 5 내지 30중량%를 포함한다. 약간의 비제한적 구현 예에서, 발포 물질은 제품의 약 20-60중량%를 포함한다. 약간의 비제한적 구현 예에서 발포 물질은 10-30중량%를 포함한다. 몇몇 구현 예에서 발포 물질은 제품의 약 90중량% 이상을 포함한다. 발포 물질은 제품의 대부분 또는 전부를 형성할 수 있다. 발포 물질은 통상의 제품에 비하여 감소된 중량 제품을 생기게 할 수 있으며, 따라서 제품의 이송비용을 바람직하게 감소시킬 수 있다. 추가로, 발포 물질은 상당한 수의 구멍을 가질 수 있기 때문에 발포 물질은 제품을 형성하는데 사용되는 물질의 양을 감소시킬 수 있다.
발포 물질은 팽창 가능한 물질로부터 만들 수 있다. 예를 들어 제품의 적어도 일부는 팽창 가능한 것을 포함할 수 있으며 이는 팽창 가능한 물질이 팽창되는 경우 감소되는 제1 밀도를 갖는다. 약간의 비-제한적인 구현 예에서 제1 물질, 바람직하게 팽창 가능한 물질은 제1 밀도를 가지며, 또한 제1 물질로부터 만든 제2 물질, 바람직하게 발포 물질은 제2 밀도를 갖는다. 제2 물질은 약 95%, 90%, 80%, 70%, 50%, 30%, 20%, 10%, 5%, 2%, 1% 미만, 제1 밀도의 이러한 백분율을 포함하는 범위이다. 약간의 비-제한적 구현 예에서 제2 밀도는 제1 밀도의 약 30% 내지 60% 범위이다. 따라서 팽창 가능한 물질에 대하여 저밀도를 갖는 발포 물질을 제조할 수 있다.
제품은 제품의 원하는 용도에 따라 상기 인용한 특별한 백분율 이상 및 이하를 포함하는 적절한 량의 발포제를 포함할 수 있다고 생각된다.
b. 페녹시 형 열가소성 수지 물질을 포함하는 비-제한적 제품
제품은 페녹시 형 열가소성 수지, 예를 들어 페녹시 및 혼합물 (예, 폴리올레핀-페녹시 혼합물). PET-페녹시, 및 이들의 결합물을 포함할 수 있다. 약간의 비-제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 수지는 제품의 일부, 예를 들어 프리폼, 클로저, 용기 등의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 수지는 제품의 약 30중량% 미만을 포함하며, 또한 약 1중량%, 2중량%, 5중량%, 7.5중량%, 10중량%, 12중량%, 15중량%, 20중량%, 25중량%, 50중량%를 포함한다. 약간의 비제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 수지는 제품의 약 1-4중량%를 포함한다. 또 하나의 비제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 수지는 제품의 약 1-15중량%를 포함한다. 또 하나의 비제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 수지는 제품의 약 7-25중량%를 포함한다. 또 하나의 비제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 수지는 제품의 약 5-30중량%를 포함한다. 몇몇 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 수지는 분리된 층 또는 또 하나의 물질과 혼합된 층을 형성한다. 몇몇 구현 예에서 분리된 층은 제품의 약 0.1중량% 내지 1 중량%를 형성하는 페녹시 형 열가소성 수지를 포함한다. 몇몇 구현 예에서 분리된 층은 제품의 약 0.1 내지 1중량%를 형성하는 페녹시 형 열가소성 수지를 포함한다. 몇몇 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 수지는 고분자 물질 (예, PET, 폴리올레핀, 이들의 결합물)과 혼합되며 또한 제품의 약 0.5중량%, 1중량%, 2중량%, 5중량%, 7.5중량%, 10중량%, 12중량%, 15중량%, 20중량%, 25중량%, 50중량%, 70중량%를 포함한다. 이들 백분율은 특정한 구현 예에서 용적당 일 수 있다. 페녹시 형 열가소성 수지는 하나 이 상의 다음 성분 즉 바람직한 향미 스캘핑(scalping), 착색 스캘핑, 산소배리어, 재순환 가능한, 및/또는 식품 접촉에 특히 적합한 다른 특성을 갖는 성형물을 생기게 할 수 있다. 이들 백분율은 사용된 페녹시 열가소성 수지의 량을 최소화하면서 효과적인 바람직한 특성을 생기게 하여 비용 절감적인 성형물을 제공한다.
폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 발포 물질 등과 페녹시 형 열가소성 수지의 다양한 결합물은, 특히 페녹시 형 열가소성 수지가 식품에 접촉하는 패킹의 표면을 형성하는 경우, 바람직한 특성을 가지며, 또한 프리폼, 용기, 및 비교적 큰 크기의 다른 패킹을 생산하는데 사용할 수 있다. 페녹시 형 열가소성 수지는 PET 함유 층과 PP 함유 층 사이의 바람직한 접착을 제공할 수 있다.
제품은 제품의 원하는 용도에 따라 상기 인용한 특정의 백분율 이상 및 이하의 것을 포함하는 적절한 량의 페녹시 형 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
2. 프리폼 /용기 형태의 제품
발포 물질은 제품(예, 프리폼 및 용기를 포함한 패킹)의 층의 하나 이상의 부분을 형성할 수 있다. 도 1의 프리폼은 발포 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 프리폼(30)은 대부분이 발포 물질로 구성된다. 몇몇 구현 예에서 프리폼(30)은 성형공정을 통해 형성된 페녹시 형 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어 프리폼(30)은 대부분 페녹시 형 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 프리폼(30)은 공사출 공정에 의해 성형할 수 있으며, 여기서 프리폼(30)의 내부 및 외부는 상이한 물질을 포함한다. 공사출된 물질은 원하는 형상으로 압축할 수 있다. 예를 들어 프리폼(30)은 하나 이상의 다음 성분 즉 페녹시 형 열가소성 수지, PET, PETG, 팽창 가능한/발포 물질 등을 포함하는 내부 부분을 가질 수 있다. 프리폼(30)의 외부 부분은 하나 이상의 다음 성분 즉 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 (투명한 폴리프로필렌 함유), PET, 그의 결합물 등을 포함할 수 있다. 임의로, 프리폼(30)의 일부는 발포 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서 프리폼(30)은 층으로 코팅하여 배리어특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 프리폼(30)은 배리어 물질로 코팅 할 수 있다. 예를 들어 여기에 그 전체가 삽입된 미국출원 제10/614,731호 (공개번호 제2004-0071885호)는 프리폼을 코팅하는 시스템 및 장치를 기술하고 있다. 여기에 기술되거나 삽입된 이 시스템 및 다른 시스템은 여기에 기술된 배리어 층을 형성하기 위해 사용할 수 있다. 코팅된 프리폼은 또 하나의 물질로 오버 성형 되어 외층을 형성할 수 있다.
도 5에 관하여, 프리폼(50)은 발포체 층(52)로 코팅된 미 코팅 프리폼(39)를 포함할 수 있다. 바람직하게 미코팅 프리폼(39)는 고분자 물질, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에스테르, PET, PETG, 페녹시 형 열가소성 수지, 및/또는 다른 열가소성 물질을 포함한다. 예를 들어, 하나의 구현 예에서 미 코팅 프리폼(39)는 실질적으로 폴리프로필렌을 포함한다. 또 하나의 구현 예에서 미 코팅 프리폼(39)는 실질적으로 폴리에스테르를 포함한다.
발포체 층(52)는 단일 물질 또는 여러 가지 물질 (예, 적어도 두 개의 물질의 여러 미세층)을 포함할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 발포체 층(52)는 약 2%, 5%,10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 및 프리폼의 이러한 백분율을 포함하는 범위를 포함한다. 몇몇 구현 예에서 발포체 층(52)는 프리폼의 약 2% 내지 약 90%를 포함할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 발포체 층(52)는 프리폼의 약 5% 내지 약 50%를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 발포체 층(52)는 프리폼의 약 10% 내지 약 30%를 포함한다. 악간의 비제한적 구현 예에서 발포체층(52)는 프리폼의 약 5% 내지 약 25%를 포함할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 발포체 층(52)는 프리폼의 약 20% 미만을 포함할 수 있다. 이들 백분율은 상이한 구현 예에서 중량당 또는 용적당 일 수 있다고 생각된다. 발포체층(52)는 팽창되지 않는 발포 물질을 포함할 수 있다. 프리폼(50)의 외층(52)는 약 0.2mm (0.008인치) 내지 약 0.5mm (0.02인치)의 두께, 바람직하게는 평균 벽두께를 가질 수 있다. 또 하나의 비제한적 구현 예에서, 외층(52)는 약 0.3mm (0.02인치)의 두께를 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서 상기 평균 벽두께는 프리폼(50)의 몸체부 만을 따라 취한다. 약간의 비제한적 구현 예에서, 외층(52)은 프리폼(50)의 벽의 평균두께의 약 90% 미만을 포함하며, 또한 프리폼(50)의 평균두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5% 미만을 포함한다.
발포체 층(52)는 예를 들어 팽창되지 않거나 부분적으로 팽창되는 미소구를 포함할 수 있다. 또한, 발포체 층(52)는 일반적으로 균일하거나 또는 불균일할 수 있다. 도해되지 않았지만 발포체 층(52)는 프리폼(50)의 다른 부분을 형성할 수 있다. 예를 들어 발포체 층(52)는 프리폼(50)의 내부표면의 적어도 일부 또는 목부(32)의 일부를 형성할 수 있다.
몇몇 구현 예에서 내층(54)는 하나 이상의 다음 성분 즉 폴리에틸렌, PET, 폴리프로필렌 (예, 발포체된 폴리프로필렌, 비-발포체된 폴리프로필렌, 순수 폴리 프로필렌), 이들의 결합물 등을 포함할 수 있다. 예를 들어 프리폼(50)은 폴리프로필렌 (바람직하게 발포체된 것) 및 PET를 포함하는 내층(54)를 포함할 수 있다. 임의로 결속층은 층 (52,54) 사이에 삽입될 수 있으며 또한 페녹시 형 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서 배리어 층은 층 (52,54) 사이에 삽입될 수 있다. 배리어 층은 프리폼(50)으로부터 만든 용기의 벽을 통하여 하나 이상의 기체, UV광선 등의 배출 및/또는 유입을 억제 또는 방지할 수 있다.
몇몇 구현 예에서 제2층(54)는 폴리프로필렌을 포함한다. 폴리프로필렌은 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사 화합물와 그라프트 또는 변형되어 접착을 증진시킨다. 하나의 구현 예에서 폴리프로필렌은 나노입자를 추가로 포함한다. 추가의 구현 예에서 폴리프로필렌은 나노 입자를 포함하며 또한 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사 화합물과 접목 또는 변형된다.
도 6에 관하여, 용기(83)은 탄화 음료용기로서 사용될 수 있고, 상기 용기(83)의 외층(52)의 두께(44), 바람직하게는 평균 벽 두께는 약 0.76mm(0.030 인치), 1.52mm (0.060인치), 2.54mm (0.10 인치), 3.81mm (0.15인치), 5.08mm (0.2인치), 6.35mm (0.25인치), 및 이러한 두께를 포함하는 범위들이다. 몇몇 구현 예에서 외층은 바람직하게 약 7.62mm (0.3인치)미만, 더욱 바람직하게 약 1.27 mm (0.05인치) 내지 5.08 mm (0.2인치)이다. 외층(52)는 약 3.81 mm (0.15인치) 이상의 두께를 갖는 발포 물질을 포함할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 외층 (52)는 약 0.127mm (0.005인치) 내지 약 0.635mm(0.025인치) 범위의 두께를 갖는다.
몇몇 구현 예에서, 내층(54)의 두께(46), 바람직하게는 내층(54)의 평균두께는 바람직하게는 약 0.127mm(0.005 인치), 0.635mm (0.025인치), 1.07mm (0.040인치), 1.52mm (0.060인치), 2.03mm (0.080인치), 2.54mm (0.100인치), 3.05mm(0.120 인치), 3.56mm (0.140인치), 4.07mm(0.160인치), 및 이러한 두께를 포함하는 범위들이다. 몇몇 구현 예에서 용기(83)의 내층(54)는, 비용 효과적인 식품 배리어을 제공하기 위해, 약 2.54mm (0.1인치) 미만의 두께를 갖는다. 약간의 비제한적 구현 예에서 내층(54)는 약 0.127mm(0.005인치) 내지 약 0.635mm(0.025인치) 범위의 두께를 갖는다. 용기 벽의 전체두께(48)은 용기(83)의 원하는 특성을 달성하기 위해 선택할 수 있다.
용기(83)의 배리어특성을 증가시키기 위하여 용기(83)은 배리어 층을 가질 수 있다. 하나 이상의 배리어 층은 내층(54)의 내부 표면상에, 층(52, 54)의 사이에, 외층(52)의 외부상에 및 기타에 형성될 수 있다. 예를 들어 용기 (또는 용기(83)을 만드는 프리폼)은 여기에 기술된 방법을 사용하여 배리어물질로 코팅 할 수 있다. 예를 들어 배리어 층은 여기에 전반적으로 도입되는 미국출원 제10/614,731호 (공개번호 2004-0071885호)에 기술된 장치, 방법 및 시스템을 사용하여 형성할 수 있다. 추가로, 몇몇 구현 예에서 용기(82)는 발포체를 통하여 유체의 이동을 억제할 수 있는 거의 폐쇄된 셀 발포체를 포함한다. 예를 들어 발포체는 프리폼로부 터 형성된 용기(83)의 벽(84)를 통하여 CO2 기체의 이동을 억제 및 바람직하게는 방지하는 배리어 일 수 있다.
도 11의 프리폼(60)은 제1 물질을 포함하는 내층(164)를 가지며 또한 외부층(162)는 바람직하게는 또 하나의 물질을 포함한다. 약간의 비제한적 구현 예에서 층(162)는 약 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 및 프리폼의 이러한 백분율을 포함하는 범위들을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 발포체 층(162)는 프리폼의 약 97% 미만을 포함한다. 몇몇 구현 예에서 층(162)는 프리폼의 약 5% 내지 약 99%를 포함한다. 약간의 비제한적 구현 예에서 층(162)는 프리폼의 약 90% 미만을 포함할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 층(162)는 프리폼의 약 40% 내지 80%를 포함할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 층(162)는 프리폼의 약 60% 내지 90%를 포함할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 층(162)는 프리폼의 약 60% 미만을 포함할 수 있다. 이들 백분율은 상이한 구현 예에서 중량당 또는 용적당 일 수 있다고 생각된다. 몇몇 구현 예에서 외층(162)는 발포 물질을 포함할 수 있으며 또한 내층(164)는 PET (예, 순수 또는 포스트-컨슈머/재순환 PET)와 같은 고분자 물질을 포함할 수 있다. 발포체 층(162)는 팽창되지 않은 발포 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 발포체 층(162)는 예를 들어 팽창되지 않거나 부분 팽창된 미소구를 포함할 수 있다. 발포체 층(162)는 프리폼(160)이 용기로 성형될 때 바람직한 절연 층을 제공할 수 있다.
바람직하게, 외층(162)의 상당 부분이 발포 물질을 포함하며, 또한 내층 (164)의 상당 부분은 PET 또는 식품 접촉용 다른 물질을 포함한다. 하나의 비제한적 구현 예에서 발포 물질은 PP 및 팽창 가능한 미소구를 포함한다. 또 하나의 구현 예에서 외층(162)는 PP를 포함하며, 또한 내층(164)는 PET를 포함할 수 있다. 바람직하게, 외층(162)의 실질적인 부분은 PP를 포함하며, 또한 내층(164)의 실질적인 부분은 PET를 포함한다. 하나의 비제한적 구현 예에서 외층(162)는 일반적으로 전적으로 PP를 포함한다. 또 다른 구현 예에서 내층(164) 및 외층(162)의 실질적 부분은 발포 물질을 포함할 수 있다. 프리폼(76, 132)는 발포 물질 및 식품 접촉에 적합한 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서 내층(164)는 하나 이상의 다음 성분 즉 PET, 페녹시 형 열가소성 수지 (혼합물을 포함), 발포 물질 (예, 발포체 PET), 및/또는 식품 접촉에 적합한 다른 코팅물/층을 포함할 수 있다. 외층(162)는 하나 이상의 성분 즉 발포 물질 (발포체 PP, 발포체 PET 등), 비 발포 물질 (예, 페녹시 형 열가소성 수지, PET, PP), 또는 프리폼의 형성에 적합한 다른 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 프리폼(160)은 페녹시 형 열가소성 수지를 포함한다. 약간의 비제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 수지는 약 1%, 2.5%, 5%, 10%, 20%, 30%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 미만, 및 프리폼의 이러한 백분율을 포함하는 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 물질은 프리폼의 약 10 내지 30 중량%를 포함한다. 몇몇 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 물질은 프리폼의 대부분 또는 전부를 포함한다. 중량은 분리된 또는 혼합 형태의 페녹시 형 열가소성 수지에 대한 것이다. 이들 백분율은 상이한 구현 예에서 중량당 또는 용적당 일 수 있다고 생각 된다. 예를 들어 몇몇 구현 예에서, 층(164)는 프리폼의 10% 미만을 형성하는 페녹시 형 열가소성 수지를 포함한다. 층(164)는 식품 접촉 층을 형성하기에 적합한 두께를 가질 수 있다. 내층(164)의 두께(174)는 비용 효과적인 식품 접촉 층을 형성하기 위해 바람직하게는 약 3.81mm(0.150인치) 미만이다. 내층(164)의 두께(174)는 약 0.01mm (0.0004인치), 0.02mm (0.0007인치),0.05mm (0.002인치),0.10mm (0.004인치), 0.15mm (0.006인치),0.20mm (0.008인치),0.30mm (0.01인치),0.5mm (0.019인치) 미만, 및 이러한 두께를 포함하는 범위일 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 내부 층(174)는 약 0.01mm (0.0004인치) 내지 약 0.05mm (0.002인치) 범위의 두께를 갖는 페녹시 형 열가소성 수지를 포함한다. 몇몇 구현 예에서 프리폼(160)은 성형 공정에 의해 형성할 수 있으며, 여기서 프리폼의 내부와 외부는 상이한 물질을 포함한다.
몇몇 구현 예에서 외층(162)는 제1 물질을 포함하며 또한 내층(164)는 바람직하게 또 하나의 물질을 포함한다. 예를 들어 외층(162)는 폴리프로필렌을 포함하며 또한 내층(164)는 PETG를 포함한다. 또 하나의 구현 예에서 폴리프로필렌은 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사한 화합물과 그라프트 또는 변형되어 접착을 증진할 수 있다. 하나의 구현 예에서 폴리프로필렌은 나노 입자를 추가로 포함한다. 추가의 구현 예에서 폴리프로필렌은 나노입자를 포함하며, 또한 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사 화합물로 그라프트 또는 변형한다.
프리폼(180) (도 12)은 내층(164)와 유사 또는 동일한 내층(184), 및 외층 (162)와 유사 또는 동일한 외층(182)을 가질 수 있다. 프리폼(190) (도 13)은 내층(164)와 유사 또는 동일한 내층(194), 및 외층(162)와 유사 또는 동일한 외층(199)를 가질 수 있다. 내층(194) 및 외층(199)를 형성하는 물질은 로킹 구조(197)와 바람직한 상호작용을 제공하도록 선택될 수 있다. 프리폼(202) (도 14)는 프리폼(160)과 유사 또는 동일 물질로 형성된 층들을 가질 수 있다.
프리폼 및 수득된 용기는 가열 충진 공정과 같은 열적 적용에 특히 잘 적합할 수 있다. 도 14A의 용기(211)은 일반적으로 가열 충진 공정 도중에 형상을 유지할 수 있다. 블로우 성형 또는 가열-충진 후, 용기(211)의 목부(132)의 최종 치수는 프리폼의 초기 치수와 실질적으로 동일하다. 추가로, 이것은 목 피니시에 대한 나사산의 치수변화를 감소하게 한다. 예를 들어 내층(283)은 PET와 같은 식품과 접촉하기 위한 물질로 형성할 수 있다. 외층(203)은 가열 충진에 적합한 성형 가능 물질 (예, PP, PP 및 발포제, 결정성 PET, 층상 물질, 호모 고분자, 공중합체, 및 여기에 기술된 다른 물질의 대부분 또는 전부)를 포함할 수 있다. 외층(203)은 가열 충진 도중 및 이후에도 목 피니시(132)에 치수 안정성을 제공한다. 외층(203)의 폭은 각각 목 피니시(132)에 대한 치수 안정성을 증가 또는 감소시키기 위해 각각 증가 또는 감소시킬 수 있다. 바람직하게는, 목 피니시(132)를 형성하는 층의 하나는 높은 열적 안정성을 갖는 물질을 포함하지만; 목 피니시(132)는 또한 특히 비가열-충진 적용을 위해 낮은 온도 안정성을 갖는 물질로 만들 수도 있다.
추가로 외층(203)의 열적 안정성은 클로저(213)이 도 14A의 용기(211)에 부착되어 있음을 보장한다. 예를 들어 PP의 외층(203)은 그의 형상을 유지하여 클로 저(213)이 용기(211)로부터 비의도적으로 분리되는 것을 방지한다.
상술한 프리폼은 원하는 특성을 달성하기 위해 하나 이상의 층을 첨가하여 변형할 수 있다. 예를 들어 배리어 층은 프리폼의 본체부상에 형성할 수 있다.
3. 클로저 형태의 제품
클로저(closure)는 발포 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 비제한적 구현 예에서 발포 물질은 95중량% 미만을 포함하며, 또한 약 5%, 15%, 25%, 35%, 45%, 55%, 65%, 75%, 85% 미만, 및 클로저의 이러한 백분율을 포함하는 범위를 포함한다. 이들 백분율은 상이한 구현 예에서 중량당 또는 용적당 일 수 있다고 생각된다. 몇몇 구현 예에서 발포 물질은 클로저의 이들 중량%를 포함하는 범위를 포함한다. 하나의 비제한적 구현 예에서 발포 물질은 클로저의 약 45-60 중량%를 포함한다. 또 하나의 비제한적 구현 예에서 발포 물질은 클로저의 약 15-70 중량%를 포함한다. 몇몇 구현 예에서 클로저는 발포 물질의 대부분 또는 전부로 이루어진다. 예를 들어 클로저는 발포 물질로부터 만든 단일층 클로저 일 수 있다.
도 19에 관하여, 클로저(302)의 적어도 일부는 발포 물질을 포함한다. 층(314) 및/또는 외부 부분(311)은 발포 물질 (예, 발포체 PET, 발포체 PP 등)을 포함할 수 있다. 하나의 구현 예에서 외부 부분(311)은 발포 물질을 포함하며 또한 층(314)는 비 발포체된 물질 (예, PP, PET 등)을 포함한다.
추가로, 클로저의 내부 부분은 발포 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 클로저의 외부 부분은 발포 물질을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 도 21A 내지 21E의 클로저는 유사 또는 상이한 내층 및 외층 (또는 외부 부분)을 가질 수 있다.
도 21C는 원하는 구조적, 열적, 광학적, 배리어 및/또는 특성들을 갖는 물질로 구성된 중간 층(364)를 가질 수 있는 클로저(360)을 도해한다. 예를 들어 층(364)는 PET, PP, PET, PETG 및/또는 등등으로 형성할 수 있다.
하나의 구현 예에서, 클로저의 외부 부분이 사용자가 용기로부터 클로저를 편안하게 제거할 수 있도록 편안한 파지 표면을 제공하기 위해 발포 물질로 클로저의 외부 부분을 형성하는 경우에 추가의 이점들이 제공된다. 도 19의 외부 부분(311)은 발포체되어 외부 부분(311)에 의해 점유된 공간을 증가시킬 수 있으며 또한 클로저 장치의 용이한 개방 및 폐쇄를 위해 더 큰 레버리지(leverage)를 사용자에게 제공할 수 있다.
클로저는 용기의 외부적으로 나사산화된 표면과 나사니 짝을 이루게 구성된 내부적으로 나사산화된 표면을 가질 수 있다. 도 19의 확대된 외부 부분(311)은 사용자가 용기로 또는 용기로부터 떨어지도록 클로저(302)를 용이하게 회전시킬 수 있도록 증가된 레버리지를 제공할 수 있다. 유리하게는 기존의 캡을 형성하는 유사한 또는 동일한 량의 물질이 확대된 직경의 클로저 장치를 형성하는데 사용할 수 있다. 따라서 클로저(302)를 생산하는 물질의 비용은 감소할 수 있다.
클로저는 타녹시 타입 열가소성 물질을 포함할 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 물질은 클로저의 약 25중량% 미만을 포함하며, 또한 클로저의 약 1중량%, 2 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 미만을 포함한다. 몇몇 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 물질은 클로저의 이들 중 량%를 포함하는 범위를 포함한다. 중량은 분리된 또는 혼합된 형태의 페녹시 형 열가소성 수지에 대한 것이다. 하나의 비제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 물질은 클로저의 약 0.5 내지 5중량%를 포함한다. 또 하나의 비제한적 구현 예에서 페녹시 형 열가소성 물질은 클로저의 약 1 내지 6중량%를 포함한다.
페녹시 형 열가소성 수지는 클로저의 내부 표면의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어 페녹시 형 열가소성 수지는 층(314) (도 19)의 내부 표면 309에 침착할 수 있다. 임의로 층(314)는 페녹시 형 열가소성 수지로 만들 수 있다. 페녹시 형 열가소성 수지는 예를 들어 클로저(340)의 층(344) (도 21A), 클로저(350)의 층(356) (도 21B), 및/또는 클로저(360)의 층(366) 및 또는 층(364) (도 21C), 클로저(370)의 층(374) (도 21D), 클로저(380)의 층(383) (도 21E)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 물론 이들 층은 페녹시 또는 폴리올레핀-페녹시 혼합물과 같은 페녹시 형 열가소성 수지로 코팅된 물질 (예, 층상 물질, PET, PP 및/또는 등등)을 포함할 수 있다.
여기에 기술된 클로저는 그의 배리어 특성을 증가시키기 위해 하나 이상의 배리어층을 가질 수 있다. 예를 들어 내층, 하나 이상의 중간 층 및/또는 외부 배리어층은 여기에 전반적으로 도입한 미국특허 출원 제10/614731호 (공개번호 제2004-0071885호)에 기술된 시스템 및 방법을 사용하여 성형할 수 있으며, 이 특허는 배리어 층을 형성하는 시스템 및 방법을 기술하고 있다. 몇몇 구현 예에서 클로저의 물질은 변형하여 배리어특성을 증진할 수 있다. 예를 들어 발포 물질은 발포 물질의 배리어특성을 향상시키는 첨가제 (예, 미소구)를 가질 수 있다. 당업자는 원하는 배리어특성을 달성하기 위하여 클로저의 디자인을 선택할 수 있다.
4. 결속층을 갖는 제품
예시적인 제품은 다층 제품일 수 있다. 결속층은 제품의 하나 이상의 부분 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어 제품은 물질의 층들 사이에 삽입된 결속층을 가질 수 있다. 제품은 다수의 결속층을 가질 수 있으며, 바람직하게 결속층의 하나는 한 쌍의 인접 층 사이에 위치된다. 몇몇 구현 예에서 다수 쌍의 인접 층들은 각각 그들 사이에 결속층들의 하나를 사이에 넣는다.
도 6의 용기(83)은 층(52)와 층(54) 사이에 결속층(85) (도 7)을 가질 수 있다. 몇몇 비제한적 구현 예에서 층(52)는 하나 이상의 다음 성분 즉 발포 물질 (발포체화된(foamed) PP, 발포체화된 PET 등), 비 발포 물질 (예, 페녹시 형 열가소성 수지, PET, PP), 이들의 결합물, 또는 프리폼의 외부 부분을 형성하는데 적합한 다른 물질을 포함한다. 층(54)는 하나 이상의 다음 성분 즉 PET, 페녹시, 폴리올레핀-페녹시 혼합물, 이들의 결합물, 또는 용기 벽의 일부를 형성하는데 적합한 다른 적절한 물질을 포함한다. 몇몇 구현 예에서 외층(52)는 PP (발포체된 또는 미발포체된)를 포함하며 또한 내층(54)는 PET를 포함한다. 결속층(85)는 접착제, 페녹시 형 열가소성 수지, 폴리올레핀, 또는 이들의 결합물 (예, 폴리올레핀-페녹시 결합물)을 포함할 수 있다. 결속층(85)는 층(52,54)의 양쪽에 접착하는 것이 유리하다. 페녹시는 예를 들어 PET를 포함하는 내층(54)와 PP를 포함하는 외층(52) 사이에 바람직한 접착을 제공할 수 있다.
도 8-14B 및 18-21E에 도해된 다층 제품은 하나 이상의 결속층을 가질 수 있 으며, 바람직하게는 하나의 결속층은 제품 층의 적어도 두 층 사이에 있다. 예를 들어 결속층은 프리폼(76)의 층 (52,54) 사이에 삽입될 수 있다 (도 9). 결속층은 도 10의 층(134, 136) 및/또는 프리폼(30)과 층(134) 사이에 삽입될 수 있다. 프리폼(160) (도 11)은 층(164)와 층(162) 사이에 삽입된 결속층을 가질 수 있다. 프리폼(180) (도 12)는 층(184)와 층(183) 사이에 삽입된 결속층을 가질 수 있다. 프리폼(202) (도 14)는 층(203)과 층(283) 사이에 삽입된 결속층을 가질 수 있다.
도 19에 관하여, 클로저(302)는 층(314)와 외부 부분(311) 사이에 결속층(302)를 가질 수 있다. 약간의 비제한적 구현 예에서 외부 부분(311)은 하나 이상의 다음 성분 즉 발포 물질 (발포체된 PP, 발포체된 PET 등), 비-발포체된 물질 (예, 페녹시 형 열가소성 수지, PET, PP), 이들의 결합물, 또는 클로저의 외부 부분을 형성하기에 적합한 다른 물질을 포함한다. 층(314)는 하나 이상의 다음 성분 즉 PET, 페녹시, 폴리올레핀-페녹시 혼합물, 이들의 결합물, 또는 클로저의 일부를 형성하기에 적합한 다른 적합한 물질을 포함한다. 결속층은 접착제, 페녹시, 폴리올레핀, 이들의 결합물 (예, 폴리올레핀-페녹시 혼합물)을 포함할 수 있다. 유사하게, 도 21A-21E에 도해된 클로저는 마찬가지로 하나 이상의 결속층을 가질 수 있으며, 바람직하게는 적어도 하나의 결속층이 한 쌍의 인접 층 사이에 있다.
페녹시 혼합물과 같은 페녹시 형 열가소성 수지를 포함하는 결합층은 순수한 페녹시 층과 또 하나의 층의 융합성을 보조할 수 있다는 추가의 이점이 제공된다. 페녹시 층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등과 효과적으로 융합할 수 있다.
본 기술내용으로 보아, 당업자는 제품의 원하는 특성을 달성하기 위하여 다 양한 물질(들) 및 결속층(들)을 선택할 수 있다.
5. 층상 물질을 포함하는 제품
층상 물질은 제품 층의 하나 이상의 부분을 형성할 수 있다 (예, 프리폼을 포함한 패킹, 클로저 및 용기). 도 2에 관하여, 프리폼(30)은 층상 물질을 포함할 수 있다. 도 40은 프리폼(30)의 벽부(43)의 확대 단면도이다. 도해된 구현 예에서 벽부(43)은 하나 이상의 층들을 포함하는 층상 물질을 포함한다. 바람직하게, 층상 물질은 다수의 미세층으로 구성된다. 그러나 층상 물질의 층들은 프리폼 및 이로부터 형성된 용기의 원하는 특성 및 특징을 바탕으로 적절한 크기를 가질 수 있다. 벽부(43)의 층들은 일반적으로 서로 유사하거나 상이한 물질을 포함할 수 있다. 벽부(43)을 형성하는 하나 이상의 층들은 여기에 기술된 물질, 또는 당 업계에 공지된 다른 물질로 만들 수 있다.
도해된 구현 예에서 벽부(43)은 내층(47), 외층(45), 및 그들 사이에 하나 이상의 증간 층을 갖는다. 몇몇 구현 예에서 내층(47)은 식품, 예를 들어 순수 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 또는 프리폼(30)으로 만든 병의 내부 챔버를 형성할 수 있는 다른 적합한 물질을 접촉시키는데 적합하다.
임의로, 벽부(43)은 양호한 기체 배리어 특성을 갖는 물질의 적어도 하나의 층을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서 프리폼(30)의 벽부(43)은 양호한 기체 배리어특성을 갖는 복수의 층을 갖는다. 유리하게는, 배리어물질을 포함하는 벽부(43)의 하나 이상의 층은 프리폼(30)으로 만든 용기 벽을 통하여 유체의 유입 및/또는 유출을 억제 또는 방지할 수 있다. 그러나 벽부(43)은 양호한 배리어 특성을 갖지 않는 복수의 층을 포함할 수 있다.
프리폼(30)의 벽부(43)은 재순환 또는 포스트-컨슈머 PET ("RPET")로부터 형성된 적어도 하나의 층을 가질 수 있다. 예를 들어 하나의 구현 예에서 벽부(43)은 RPET로부터 형성된 복수의 층들을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서 내부 층들 47은 순수 PET로부터 형성할 수 있으며 또한 벽부(43)으로부터 다른 층들은 순수 PET 또는 RPET로부터 형성할 수 있다. 따라서 프리폼(30)은 PET, RPET, 배리어물질, 및 이들의 결합물의 박층들을 교체하는 것을 포함한다. 추가로, 다른 물질들은 프리폼(30), 또는 프리폼(30)으로부터 만든 용기의 원하는 특성 및 물성을 얻는데 사용할 수 있다.
벽부(43)의 각 층들은 일반적으로 동일한 두께를 가질 수 있다. 이와는 달리 벽부(43)의 층들은 일반적으로 서로 상이한 두께를 가질 수 있다. 당업자는 원하는 층수, 각 층의 두께, 및 벽부(43)의 각층의 결합을 결정할 수 있다. 하나의 비제한적 구현 예에서 프리폼(30)은 2 이상의 층들을 포함하는 벽부(43)을 가질 수 있다. 약간의 바람직한 구현 예에서 벽부(43)은 3개 이상의 층들을 갖는다.
도 40에 도시된 바와 같이, 벽부(43)을 형성하는 층상 물질의 층들은 프리폼(30)의 내부 표면 49와 외부 표면 51의 하나에 거의 평행할 수 있다. 본체부 34를 형성하는 층상 물질의 부분은 프리폼(30)의 길이방향 축에 거의 평행한 층들을 포함한다.
벽면 45의 층들의 거리 및/또는 배열은 변할 수 있거나 벽부(43)을 따라 거의 일정하게 잔류할 수 있다. 추가로, 벽부(43)의 하나 이상의 층의 두께는 또한 변할 수 있거나 또는 이들은 프리폼(30)을 따라 거의 일정할 수 있다. 하나 이상의 층들이 구멍, 개구를 갖거나 또는 인접 층 내에 분산할 수 있다.
층상 물질은 또한 단층 및 다층 성형물을 형성할 수 있다. 예를 들어 도 5에 관하여, 프리폼 5O은 프리폼(50)의 내부 표면을 한정하는 외층(52) 및 내층(54)를 포함할 수 있다. 외층(52)는 바람직하게는 넥 부분 32에 연장하지 않으며, 또한 프리폼(50)의 내부 표면에 존재하지도 않는다. 외층(52)와 내층(54)의 적어도 하나는 층상 물질을 포함할 수 있다. 도해된 구현 예에서 외층(52)는 층상 물질을 포함하며 또한 내층(54)는 또 하나의 물질을 포함한다. 바람직하게, 내층(54)는 프리폼(50)의 내부 표면이 식품을 접촉하는데 적합하도록 PET, 바람직하게 순수 PET를 포함한다. 도해되지 않은 또 하나의 구현 예에서 내층(54)는 층상 물질을 포함하며 또한 외층(52)는 또 하나의 물질을 포함한다. 바람직하게, 내층(54)는 내부 표면을 형성하는 PET를 포함한다. 그러나 내층(54)는 여기에 기술된 다른 물질 (예, 발포 물질, 순수 PET 및 RPET를 포함하는 PET, PP 등)을 포함할 수 있다. 이와는 달리 내층(54)와 외층(52)는 둘 다 층상 물질을 포함할 수 있다. 따라서 물질들의 다양한 결합물은 여기에 기술된 프리폼을 성형하는데 사용할 수 있다.
도 6-17에 도해된 제품은 복수 층을 포함할 수 있다. 이들 제품의 하나 이상의 층은 층상 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 도 8A에 도해된 프리폼(60)은 층상 물질로 형성된 외층(52)를 포함한다. 외층(52)는 지지 링 38의 바닥 표면을 덮으며 또한 본체부 34를 따라 확장한다.
도 10에 관하여, 층(134) 및 135의 하나 이상은 층상 물질을 포함할 수 있 다. 예를 들어 하나의 구현 예에서 실질적으로 전체 프리폼 132는 함께 부착되는 상이한 라멜라 층(134) 및 136으로 형성된다. 몇몇 구현 예에서 층(134) 및 136의 적어도 하나는 층상 물질, 발포 물질, 페녹시 형 열가소성 수지, PET, PP (발포체된 및 비-발포체된 것을 포함) 등을 포함한다. 임의로 층(134) 및 136의 단지 하나는 층상 물질로 형성할 수 있다.
클로저는 또한 층상 물질을 포함할 수 있다. 층상 물질은 클로저의 실질적인 부분 또는 그의 단지 일부를 형성할 수 있다. 약간의 비-제한적 구현 예에서 층상 물질은 클로저의 약 95중량% 미만을 포함하며, 또한 약 5중량%, 15중량%, 25중량%, 35중량%, 45중량%, 55중량%, 65중량%, 75중량%, 85중량% 미만을 포함한다. 몇몇 구현 예에서 층상 물질은 클로저의 이들 백분율을 포함하는 범위를 포함한다.
도 19에 도시한 바와 같이 클로저(302)의 적어도 일부는 층상 물질을 포함한다. 층(314) 및/또는 외부 부분(311)은 층상 물질을 포함할 수 있다. 하나의 구현 예에서 외부 부분(311)은 층상 물질을 포함하며 또한 층(314)는 층상 물질 (예, PP, PET 등)를 포함한다. 추가적으로, 클로저의 내부 부분은 층상 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 클로저의 외부 부분은 층상 물질을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 도 21A 내지 21E의 클로저는 동일 또는 상이한 내부 및 외부 층들 (또는 외부 부분)을 가질 수 있다.
도 21C는 클로저(360)이 원하는 구조적, 열적, 광학적, 배리어 및/또는 특성들을 갖는 물질로 형성된 중간층(364)를 가지고 있음을 도해한다. 예를 들어 층(364)는 층상 물질로 형성할 수 있다.
층상 물질은 예를 들어 클로저(340)의 층(344) (도 21A), 클로저350의 층(356) (도 21b), 클로저(360)의 층 366 및/또는 층(364) (도 21C),클로저(370)의 층(374) (도 21D),클로저(380)의 층(383) (도 21E)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 클로저의 다른 부분들은 유사 또는 상이한 물질로 형성할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 대부분 또는 전체 클로저는 층상 물질을 포함한다.
6. 열 저항성 층을 포함하는 제품
여기에 기술된 제품은 하나 이상의 열 저항성 물질을 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 문구 “열 저항성 물질”은 광범위한 문구이며 또한 그의 원래 의미로 사용되며 또한 가열-충진 또는 가온-충진(warm-fill) 적용에 적합한 물질들을 제한 없이 포함한다. 예를 들어 열 저항 물질은 가열-충진 공정 도중에 치수 안정성을 갖는 높은 열 저항성 물질을 포함할 수 있다. 열 저항 물질은 가온-충진 공정 도중에 치수 안정성을 갖는 중간 열 저항 물질을 포함할 수 있다. 열 저항 물질은 제한되지는 않지만 폴리프로필렌, 결정성 물질, 폴리에스테르 등을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서 열 저항성 물질은 비정형 PET 보다 더 큰 열적 치수 안정성을 갖는다. 열 저항 물질은 제품 (예, 프리폼, 용기, 클로저, 시이트, 및 여기에 기술된 다른 제품의 하나 이상의 층)의 일부분을 형성할 수 있다.
몇몇 구현 예에서 용기는 열가소성 폴리에스테르를 포함하는 내부 층, 내부 층의 열가소성 폴리에스테르보다 더 큰 열 저항성을 갖는 열가소성 물질 (예, 중합체 열 저항성 물질)을 포함하는 외부 층, 및 내부 층과 외부 층 사이에 접착을 제공하는 중간층을 포함하며, 여기서 상기 층들은 블로우 성형 전에 동시 압출된다. 바람직하게, 내부 층의 열가소성 폴리에스테르는 PET이며 또한 열가소성 폴리에스테르로 혼합된 부동성 배리어물질 및 산소 스카빈저의 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.바람직하게, 수동 배리어 물질은 MXD 6과 같은 폴리아미드이다.
본 명세서의 관점에서, 당업자는 그로부터 만들어진 제품의 원하는 성질을 성취하기 위해 다양한 유형의 층상 물질(들)을 선택할 수 있다. 여기에서 개시된 제품은 적당한 수단을 통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제품은 여기에서 개시된 사출 성형, 블로우 성형, 사출 블로우 성형, 압출, 공압출, 및 사출 연신 블로우 성형 및 기타 방법을 통하여 형성될 수 있다. 상술한 다양한 방법 및 기술은 본 발명을 실행하기 위한 여러 가지 방법을 제공한다. 물론, 반드시 필요한 것은 아니지만 기술된 모든 목적 또는 이점은 여기에서 기술된 특정 구현 예에 따라서 성취될 것이라는 것이 이해되어 질 것이다. 따라서, 예를 들어, 당업자들은 여기에서 교시 또는 암시될 수 있는 기타 목적 또는 이점을 성취할 필요 없이 여기에서 교시된 것과 같은 이점 또는 집단 이점을 성취하거나 최적화하는 방식으로 그 방법이 수행될수 있다는 것을 인식할 것이다.
더욱이, 당업자는 여기에서 개시된 상이한 구현 예로부터 다양한 특징의 상호교환능을 인지할 것이다. 유사하게, 상술한 다양한 특징 및 단계, 및 각기 이러한 특징 또는 단계에 대하여 기타 알려진 동등한 것이 당업계의 통상의 지식을 가진 자에 의해 혼합 및 매치 되어 여기에서 기술된 원리에 따른 방법을 수행하도록 할 수 있다. 추가로, 여기에서 기술되고 설명된 방법은 기술된 일련의 정확한 행위로 제한되는 것은 아니며, 당업자가 그것들로부터 만들어진 제품의 소망하는 속 성을 달성하기 위한 층상 물질(들)의 다양한 유형을 선택할 수 있는 것이 아니다. 여기에 기술된 제품은 임의의 적합한 수단을 통해 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제품은 사출 성형, 블로우 성형, 사출 블로우 성형, 압출, 공압출, 및 사출 신장 블로우 성형, 및 기타 여기에 기술된 방법을 통해 형성될 수 있다. 상기 기술된 다양한 방법 및 기술은 본 발명을 수행하는 많은 방법을 제공한다. 물론, 기술된 모든 목적 및 장점이 여기에 기술된 어느 특정 구현 예에 따라 반드시 달성되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 그러므로, 예를 들면, 당업자는 상기 방법이 여기에서 제시된 또는 가르쳐주는(be taught) 다른 목적 또는 장점을 반드시 달성함이 없이 하나의 장점 또는 장점의 그룹을 달성 또는 최적화하는 방식으로 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
본 발명이 특정 구현예 및 실시예의 관점에서 개시되었지만, 본 발명은 구체적으로 개시된 구현 예를 넘어서 다른 대안적인 구현예 및/또는 용도 및 그의 명백한 변경 및 동등물 까지 연장한다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에서 바람직한 구현예의 특정 개시물에 의해 제한하고자 하는 것은 아니다. 그대신, 출원인은 본 발명의 범주를 오로지 첨부된 청구의 범위를 참고로 하여 제한하고자 하며, 당업자에게 명백한 여기에서 개시된 방법 및 물질에 대한 변형이 출원인의 발명의 범주 내에 속하는 것이라고 생각한다.

Claims (76)

  1. 목부; 및
    벽부 및 말단 캡을 갖는 몸체부로서, 상기 몸체부는 제1층 및 제2층을 포함하고, 상기 제2층은 팽창성 물질을 포함하는 몸체부,
    를 포함하는 프리폼(preform).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1층이 내층이고 상기 제2층이 외층인 것인 프리폼.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창성 물질은 가열 처리에 의해 팽창되도록 조정되는 것인 프리폼.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창성 물질은 가열 처리 도중 확장되는 미소구(microsphere)를 포함하는 것인 프리폼.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 가열 처리는 프리폼의 온도를 블로우 몰딩에 적합한 온도로 상승시키기 위한 예비가열 사이클을 포함하는 것인 프리폼.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창성 물질은 중합체 담체 및 발포제(forming agent)를 포함하는 것인 프리폼.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창성 물질은, 대부분 완전히 부서진 미소구, 부분적으로 팽창된 미소구, 또는 완전히 팽창된 미소구인 것인 프리폼.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창성 물질은, 팽창 온도 위로 가열했을 때 발포체를 형성하도록 확장되도록 구성된 것인 프리폼.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창성 물질은 프리폼의 약 5중량% 내지 약 60중량%를 포함하는 것인 프리폼.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1층은 최내층이며 폴리에스테르, 페녹시 형 열가소성 수지 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 프리폼.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 제1층 및 상기 제2층이 사출 성형에 의해 형성되는 것인 프리폼.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 목부는 단일층 나사산화된(threaded) 목 피니시(neck finish)인 것인 프리폼.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창성 물질은 중량의 대부분이 폴리프로필렌인 것인 프리폼.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 제1층 및 상기 제2층의 적어도 하나가 배리어 물질을 포함하는 것인 프리폼.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 프리폼은 배리어 물질을 포함하는 다른 하나의 층을 더 포함하는 것인 프리폼.
  16. 나사산화된 목부; 및
    벽부 및 말단 캡을 포함하는 몸체부로서, 상기 몸체부는 활성화되었을 때 발포체를 생산하도록 조정된 팽창성 물질을 포함하는 몸체부,
    를 포함하는 프리폼.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 팽창성 물질은 프리폼의 약 40중량% 미만을 형성하는 것인 프리폼.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 팽창성 물질은 프리폼의 약 20중량% 미만을 포함하는 것인 프리폼.
  19. 청구항 16에 있어서, 상기 팽창성 물질은 상기 나사산화된 목부의 적어도 일부분을 형성하는 것인 프리폼.
  20. 청구항 16에 있어서, 상기 팽창성 물질은 미소구를 포함하고 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 담체 물질을 포함하는 것인 프리폼.
  21. 청구항 16에 있어서, 상기 몸체부는 복수의 층을 포함하고, 상기 층들의 적어도 하나가 식료품과 접촉하도록 구성되는 것인 프리폼.
  22. 청구항 16에 있어서, 프리폼의 적어도 일부분을 형성하는 배리어 물질을 더 포함하는 것인 프리폼.
  23. 프리폼의 제1층을 형성하는 단계; 및
    조정가능한 팽창성 물질을 포함하는, 프리폼의 제2층을 형성하는 단계,
    를 포함하는 프리폼의 생산 방법.
  24. 청구항 23에 있어서, 상기 제1층이 프리폼의 내층이고 상기 제2층이 프리폼의 외층인 것인 방법
  25. 청구항 23에 있어서,
    상기 제1층은, 내 표면 및 외 표면을 포함하는 폴리에스테르 제품을 형성하기 위해, 폴리에스테르를 포함하는 제1 물질을 게이트를 통해, 캐비티 몰드 하프 및 코어 몰드 하프에 의해 한정된 공간으로 주입함에 의해 형성되고,
    상기 제2층은, 프리폼의 제2층을 형성하기 위해, 팽창성 물질을 폴리에스테르 제품의 외표면 및 제2 캐비티 몰드 하프에 의해 한정된 공간에 주입함에 의해 형성되는 것인,
    방법.
  26. 청구항 23에 있어서, 상기 팽창성 물질은 가열시 팽창되도록 구성된 미소구를 포함하는 것인 방법
  27. 병을 생산하는 방법에 있어서:
    목부 및 몸체부를 갖는 프리폼을 제공하는 단계;
    상기 프리폼의 일부분이 적어도 부분적으로 팽창하여 발포체를 형성하도록 상기 프리폼을 가열하는 단계; 및
    상기 프리폼을 발포 물질을 포함하는 병으로 블로우 성형하는 단계,
    를 포함하는 방법.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 프리폼이 내층 및 팽창 위치에서 미소구를 갖는 외(outer) 발포층을 포함하는 것인 방법.
  29. 청구항 27에 있어서, 상기 미소구가 상기 프리폼을 가열하는 동안 부분적으로 팽창된 위치에서 팽창된 위치로 팽창되는 것인 방법.
  30. 청구항 27에 있어서, 상기 병이 팽창된 위치에서 미소구를 포함하는 것인 방법.
  31. 청구항 27에 있어서, 가열하기 전의 프리폼의 상기 일부분이 제1 밀도를 갖고 상기 발포체가 제2 밀도를 갖고, 상기 제2 밀도는 제1 밀도의 약 90% 미만인 것인 방법.
  32. 청구항 27에 있어서, 상기 프리폼은 적어도 제1층 및 제2층을 포함하고, 상기 제1층은 PET, 페녹시형 열 가소성 수지 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 물질이고, 상기 제2층은 팽창성 물질인 것인 방법.
  33. 나사산을 갖는 목부; 및
    제1층 및 제2층을 갖는 몸체부로서, 상기 제2층은 목부의 나사산 아래에서 종결하는 상부 말단을 갖고 발포 물질을 포함하고, 상기 제1층은 상기 제1층의 내부에 위치하는 것인 몸체부,
    를 포함하는 병(bottle).
  34. 청구항 33에 있어서, 상기 제1층은 식료품과 접촉시키기에 적합한 물질을 포함하는 것인 병.
  35. 청구항 33에 있어서, 상기 제1층은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하는 물질을 포함하는 것인 병.
  36. 청구항 33에 있어서, 목부의 나사산은 나사산화된(threaded) 클로저(closure)와 들어 맞도록 구성된 것인 병.
  37. 청구항 33에 있어서, 상기 제2층은 병의 외부표면의 95% 미만을 한정하는 것인 병.
  38. 청구항 33에 있어서, 상기 병은 프리폼을 가열하고 블로우 성형하여 제조되는 것인 병.
  39. 청구항 33에 있어서, 상기 목부는 대부분 비-발포 물질을 포함하는 것인 병.
  40. 청구항 33에 있어서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 침투성보다 산소 및 이산화탄소에 대해 더 낮은 침투성을 갖는 배리어 물질을 포함하는 것인 배리어 층을 더 포함하는 것인 병.
  41. 청구항 40에 있어서, 상기 배리어는 병의 몸체부의 적어도 일부분을 형성하는 것인 병.
  42. 목부 및 몸체부를 포함하는 병으로서,
    상기 몸체부는: 폴리에스테르를 포함하는 내층; 및 폴리프로필렌을 포함하는 발포 물질을 포함하는 외층을 포함하고,
    상기 내층 및 외층은 몸체부의 벽의 적어도 일부분을 한정하는,
    병.
  43. 청구항 42에 있어서, 상기 내층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것인 병.
  44. 청구항 42에 있어서, 상기 외층은 미소구를 더 포함하는 것인 병.
  45. 청구항 42에 있어서, 상기 목부는 클로저를 수용하기 위해 구성된 것인 병.
  46. 청구항 42에 있어서, 상기 병은 목 피니시 및 프리폼 몸체부를 갖는 프리폼의 블로우 성형에 의해 만들어지는 것인 병.
  47. 하기 단계를 포함하는, 다층 프리폼의 제조 방법:
    기체(substrate) 프리폼을 제공하는 단계;
    상기 기체 프리폼을 제1몰드부 및 제2 몰드부 사이에 한정된 캐비티내에 위치시키는 단계;
    상기 제1 몰드부의 출구로부터의 제1 물질을 캐비티 내로 상기 기체 프리폼에 주입하는 단계로서, 상기 제1 물질은 기체 프리폼상에 층을 형성하도록 조정되는 것인 단계; 및
    제1 몰드부의 용융 게이트(melt gate)로부터 제2 물질을 상기 기체 프리폼에 주입하는 단계.
  48. 청구항 47에 있어서, 상기 제1 물질은 결속 물질(tie material)인 것인 방법.
  49. 청구항 47에 있어서, 상기 용융 게이트 및 상기 출구는 서로 이격되는 것인 방법.
  50. 청구항 47에 있어서, 상기 제1 몰드부는 캐비티 섹션이고 상기 제2 몰드부는 코어 섹션이고, 상기 캐비티는 프리폼의 적어도 일부분의 형상인 것인 방법.
  51. 청구항 47에 있어서, 상기 제1 물질은 상기 기체 프리폼의 몸체부의 상당 부분을 코팅하고, 상기 제2 물질은 상기 제1 물질에 직접적으로 주입되어 외층을 형성하는 것인 방법.
  52. 청구항 51에 있어서, 상기 제2 물질은, 제2 물질로 코팅된 기체 프리폼의 상기 일부분 및 제1 몰드부 사이에 한정된 공간으로 주입되어 프리폼을 형성하는 것인 방법.
  53. 청구항 51에 있어서, 상기 제1 물질은 상기 기체 프리폼의 외부 표면에 부착하도록 구성된 결속 물질인 것인 방법.
  54. 청구항 47에 있어서, 배기 시스템에 의해 상기 캐비티로부터 상기 제1 물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  55. 청구항 54에 있어서, 상기 제1 물질은 결속 물질이고, 상기 결속 물질의 상기 제거는 캐비티 내의 결속 물질을 입구를 통해 생산물 라인으로 끌어내는 단계를 포함하는 것인 방법.
  56. 청구항 47에 있어서, 상기 제1 물질은,
    제1 몰드부 및 제2 몰드부가 완전히 개방된 위치, 부분적으로 개방된 위치 또는 폐쇄된 위치에 있을때, 상기 캐비티내로 주입되는 것인 방법.
  57. 프리폼 또는 용기를 성형하기 위해 몰드 내로 물질을 주입시키는 방법으로서,
    개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 움직일 수 있는 사출 몰드를 제공하는 단계로서, 상기 몰드는 코어 섹션 및 캐비티 섹션을 포함하는 것인 단계;
    캐비티 섹션의 제1 게이트를 통해 물질을 배달하는 단계; 및
    용융물을 상기 캐비티 섹션의 제2 게이트를 통해 배달하는 단계,
    를 포함하는 방법.
  58. 청구항 57에 있어서, 상기 제1 게이트를 통해 배달되는 물질은 기체상태의 결속 물질을 포함하는 것인 방법.
  59. 청구항 57에 있어서, 상기 용융물이 상기 제2 게이트를 통해 배달되기 전에, 상기 물질이 상기 제1 게이트를 통해 배달되는 것인 방법.
  60. 청구항 57에 있어서, 캐비티 섹션의 개구를 통해 상기 물질을 통과시킴으로써, 상기 물질을 상기 캐비티로부터 끄집어 내는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  61. 청구항 57에 있어서, 상기 용융물은 상기 제2게이트를 통해 배달되어 프리폼을 형성하고 상기 물질은 그 다음에 제1 게이트를 통해 프리폼의 표면으로 배달되는 것인 방법.
  62. 청구항 57에 있어서, 상기 제1 게이트를 통해 배달된 상기 물질은 접착 물질을 포함하는 것인 방법.
  63. 청구항 57에 있어서, 상기 코어 섹션 및 캐비티 섹션은, 상기 몰드가 폐쇄 위치에 있을때, 프리폼 또는 용기 형상의 캐비티를 한정하는 것인 방법.
  64. 프리폼 또는 용기를 성형하기 위한 몰드에 있어서, 상기 몰드는:
    개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 움직일 수 있는 코어 섹션 및 캐비티 섹션으로서, 상기 코어 섹션 및 캐비티 섹션은 코어 섹션 및 캐비티 섹션이 상기 폐쇄 위치를 점유할 때 캐비티를 한정하는 것인 코어 섹션 및 캐비티 섹션;
    용융물을 캐비티 내로 주입하도록 구성된 캐비티 섹션 내의 게이트;
    입구 라인으로부터의 물질을 캐비티 내로 주입하기 위해 위치되고 구성된, 캐비티 섹션 내의 출구; 및
    캐비티 내의 물질을 끄집어 내서 상기 물질을 생산물 라인으로 배달하기 위해 위치되고 구성된, 캐비티 섹션 내의 입구,
    를 포함하는 것인 몰드.
  65. 청구항 64에 있어서, 상기 게이트가 프리폼의 말단 캡을 성형하기 위한 캐비티 섹션의 구획내에 위치되고, 상기 게이트, 상기 출구, 및 상기 입구는 서로 이격되고 캐비티 섹션의 성형 표면에 형성되는 것인 몰드.
  66. 제품을 성형하기 위한 몰드에 있어서, 상기 몰드는:
    제1 성형 표면을 한정하는 제1 몰드부;
    제2 성형 표면을 한정하는 제2 몰드부로서, 상기 제1 몰드부 및 제2 몰드부는 협력하여 제품 형상의 캐비티를 형성하는 것인 제2 몰드부;
    유체 원(source) 및 공급 라인을 갖는 배달 시스템으로서, 상기 공급 라인은 유체 원 및 생산물과 유체 연결되어 있고, 상기 생산물은 상기 제1 몰드부 및 제2 몰드부 중의 하나를 따라 위치되는 것인 배달 시스템;
    상기 제1 몰드부 및 제2 몰드부의 하나를 따라 위치되는 입구를 갖는 배기 시스템으로서, 상기 배기 시스템은 상기 캐비티와 유체 연결되어 있는 배기 라인을 포함하는 것인 배기 시스템; 및
    상기 제1 몰드부 및 제2 몰드부의 하나를 따라 위치되고 용융물을 상기 캐비티로 배달하도록 구성되는 용융물 주입 게이트,
    를 포함하는 것인 몰드.
  67. 청구항 66에 있어서, 상기 유체 원은 기체를 코팅하기에 적합한 물질을 제공하여 층을 형성하는 것인 몰드.
  68. 청구항 66에 있어서, 상기 배달 시스템은 캐비티 내로 배달되는 유체의 양을 선택적으로 조절하도록 구성된 밸브 시스템을 더 포함하는 것인 몰드.
  69. 청구항 66에 있어서, 상기 배기 시스템은 입구로 인출되고 이를 통해 배기 라인으로 가는 캐비티 내의 유체의 양을 선택적으로 조절하도록 구성된 밸브 시스템을 더 포함하는 것인 몰드.
  70. 청구항 66에 있어서, 상기 배기 시스템은 상기 배기 라인에 흡입관(suction)을 제공하도록 위치되고 구성된 압력화 장치를 더 포함하는 것인 몰드.
  71. 청구항 66에 있어서, 상기 캐비티는 프리폼 또는 클로저의 형상인 것인 몰드.
  72. 청구항 66에 있어서, 상기 생산물 및 상기 입구는 용융 주입 게이트에 의해 배달되는 용융물이 실질적으로 상기 생산물 및 상기 입구에 들어가지 않도록 크기를 만드는 것인 몰드.
  73. 프리폼을 만드는 몰드에 있어서, 상기 몰드는:
    합쳐져서 프리폼을 성형하기 위한 캐비티를 형성하도록 구성된 코어 하프 및 케이트를 갖는 캐비티 하프;
    코팅 물질을 게이트로부터 이격된 캐비티로 배달하기 위한 수단; 및
    코팅 물질을 배달하기 위한 상기 수단에 의해 배달된 코팅 물질을 캐비티로부터 제거하기 위한 수단,
    을 포함하는 것인 몰드.
  74. 청구항 73에 있어서, 상기 게이트는 코팅 물질을 제거하기 위한 상기 수단으로부터 이격되는 것인 몰드.
  75. 청구항 73에 있어서, 상기 코팅 물질은 결속 물질, 배리어 물질, 중합체, 및 그들의 조합으로부터 선택되는 것인 몰드.
  76. 청구항 73에 있어서, 코팅 물질을 배달하기 위한 수단은 물질의 원을 포함하는 배달 시스템이고 상기 코팅 물질을 제거하기 위한 수단은 압력화 장치를 포함하는 배기 시스템인 것인 몰드.
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