KR20070041558A - 코팅된 물품 형성을 위한 코팅 방법 및 장치 - Google Patents

코팅된 물품 형성을 위한 코팅 방법 및 장치 Download PDF

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KR20070041558A
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coating
preform
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coating material
tank
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KR1020077002730A
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Inventor
제럴드 에이. 헛친슨
로버트 에이. 리
새드 파르하
스리람 타르마푸람
파트 핀레이
Original Assignee
어드밴스드 플라스틱스 테크놀로지즈 룩셈부르크 에스.에이.
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Abstract

방법 및 장치는 하나 이상의 층을 갖는 코팅된 물품의 생산에 사용될 수 있다. 층은 침지, 스프레이 또는 플로우 코팅에 의해 적용될 수 있다. 장치 및 방법은 코팅된 프리폼으로부터, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 코팅된 용기를 생산할 수 있다. 몇몇 구성에서, 장치 및 방법은 코팅 손상의 위험을 감소시키는 에너지 효율이 높은 방식으로 코팅된 용기 또는 프리폼을 생산하도록 허용하며 따라서 최종 용기의 효능을 증진시킨다.
프리폼

Description

코팅된 물품 형성을 위한 코팅 방법 및 장치{COATING PROCESS AND APPARATUS FOR FORMING COATED ARTICLES}
본 출원은 2004년 7월 9일자 출원된 가출원 60/586,854호, 2005년 1월 14일자 출원된 가출원 제60/644,044호, 및 2005년 4월18일자 출원된 가출원 제60/672,321호에 대한 35 U.S.C. §119(e) 의 우선권을 청구하며, 그들 전체는 여기에 인용에 의해 혼입된다.
본 발명은 침지(dip), 스프레이 또는 플로우 코팅에 의해 하나 이상의 층을 구비한 코팅된 물품을 생산하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 한 구현 예에서, 본 발명은 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 함유하는 코팅된 용기를 코팅된 프리폼으로부터 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
프리폼은 그것으로부터 블로우 성형에 의해 용기가 제조되는 생산물이다. 다르게 명기하지 않는 한 용어 "용기(container)"는 광범위한 용어이고, 통상적인 의미로 사용되며, 제한없이 프리폼 및 그로부터의 병 용기 양자를 포함한다. 다수의 플라스틱 및 기타 물질이 용기를 위해 사용되고 왔고, 다수가 상당히 적합하다. 탄산 음료 및 식품과 같은 일부 생산물은 이산화탄소 및 산소와 같은 기체의 전달을 막는 용기가 필요하다. 이러한 용기의 코팅은 다년간 제안되고 왔다. 현재 용 기 산업에서 널리 사용되고 있는 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이고, 이 용어는 [베타]-히드록시에틸테레프탈레이트의 중축합에 의해 형성된 단독중합체뿐만 아니라, 다른 글리콜 또는 이산(diacids)으로부터 유도된 유닛의 소량을 함유하는 코폴리에스테르, 예를 들면 이소프탈레이트 공중합체를 포함한다.
2축 배향 PET 용기의 제조는 당업계에 잘 공지되어 있다. 2축 배향 PET 용기는 강하고, 크리프(creep)에 대한 좋은 저항성을 갖는다. 원하는 저장 수명에 걸쳐 과도한 변형 없이, 콜라 및 맥주를 포함하는 탄산 액체, 특히 소프트 드링크와 같은 음료에 의해 가해지는 압력에 견딜 수 있는, 비교적 얇은벽 및 경 중량의 용기가 생산될 수 있다.
얇은 벽의 PET 용기는 어느 정도까지 이산화탄소 및 산소와 같은 기체가 투과할 수 있어, 병 내용물의 향미 및 품질에 영향을 미칠 수도 있는 이산화탄소의 가압 손실 및 산소의 진입을 허용한다. 상업적 조작의 한 방법에 있어서, 프리폼은 사출성형에 의해 생산된 후 병으로 취입된다. 통상의 2리터 크기에 있어서, 12 내지 16주의 저장 수명이 기대될 수 있지만, 0.5리터와 같은 더 소형의 병은 더 큰 표면 대 체적 비가 저장 수명을 심각하게 제한한다. 탄산 음료는 기체의 4.5 체적까지 가압될 수 있지만 이러한 압력이 허용되는 생산물 특정 수준을 하회 한다면, 그 생산물은 만족스럽지 않다고 간주된다.
발명의 요약
한 양상에서, 본 발명은 하나 이상의 층을 포함하는 코팅을 갖는 물품, 바람직하게는 플라스틱 물품을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이들 층은 UV 보호, 내찰성(scuff resistance), 내블러싱(blush resistance), 내화학물질성 및/또는 O2 또는 CO2 스캐빈징(scavenging)과 같은 활성 성질을 제공하는 층뿐만 아니라, 양호한 기체 배리어 특성을 지닌 열가소성 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 다층 물품의 생산를 위한 방법이 제공된다. 그 방법은 기재 물품(substrate articles)을 전달 시스템으로 배송하는 것을 포함한다. 기재 물품은 전달 시스템을 따라 나아가 적재 시스템(loading system)으로 간다. 적재 시스템은 기재 물품을 보유하도록 배치된 캐리어 상에 기재 물품을 위치시킨다. 캐리어는 처리 라인을 따라 기재를 운반하도록 선택적으로 이동할 수 있다. 제1 코팅 물질은 각 기재 물품의 적어도 일부 위에 침착되어 각각의 기재 물품상에 제1 코팅을 형성한다. 제1 코팅 물질은 각각의 기재 물품의 하부 부분으로부터 제거된다. 몇몇 구현 예에서, 코팅 물질은 각 기재 물품의 최하 부분으로부터 제거된다. 몇몇 구현 예에서, 제2 코팅은 제1 코팅 물질이 기재 물품으로부터 제거된 후 각각의 기재 물품의 단면의 적어도 일부분에 적용된다.
몇몇 구현 예에서, 다층 물품의 생산 방법이 제공된다. 그 방법은 기재 물품을 컨베이어 시스템으로 배송하는 것을 포함한다. 컨베이어 시스템의 캐리어는 기재 물품을 보유하도록 구성된다. 캐리어는 처리 라인을 따라 기재를 운반한다. 코팅 물질은 각각의 기재 물품의 적어도 일부분 위에 침착되어 각각의 기재 물품상에 제1 코팅을 형성한다. 코팅 물질은 각각의 기재 물품의 부분으로부터 제거된다. 몇몇 구현 예에서, 과잉 코팅 물질은 각 기재 물품으로부터 제거된다. 몇몇 구현 예에서, 물질 제거 시스템은 코팅된 물품으로부터 물질을 제거하기 위해 사용된다.
몇몇 구현 예에서, 코팅 시스템은 전달 시스템 및 캐로셀(carousel; 물건 이동용 회전되는 큰 벨트) 시스템을 갖는다. 전달 시스템은 기재 물품을 연속적으로 또는 불연속적으로 캐로셀 시스템으로 배송한다. 몇몇 구현 예에서, 전달 시스템은 기재 물품을 캐로셀 시스템에 뱃치(batch) 공급한다. 몇몇 구현 예에서, 캐로셀 시스템은, 전달 시스템으로부터의 기재 물품을 취하고 기재 물품을 캐로셀 시스템으로 배송하도록 구성된 적재 시스템을 갖는다.
몇몇 구현 예에서, 외부 액체 코팅(outer liquid coating)을 갖는 기재 물품이 제공된다. 외부 코팅의 적어도 일부분은 물질 제거 시스템에 의해 제거될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 물질 제거 시스템은 물품의 말단 캡 영역 내의 코팅의 일부분을 제거한다. 몇몇 구현 예에서, 기재 물품은 코팅 물질이 물품의 상기 일부분을 재코팅하도록 촉진하는 충분히 높은 온도로 가열된다. 몇몇 구현 예에서, 물품은 액체 코팅 물질이 각 물품의 상기 일부분 위로 흐르도록 야기하는 중력으로 인해 자가 코팅된다.
몇몇 구현 예에서, 다층 물품의 생산을 위한 장치가 제공된다. 장치는 기재 물품을 수취하고 운반하도록 구성된 전달 시스템을 포함한다. 적재 시스템은 복수의 적재기를 포함한다. 적재기는 적재(loading) 위치 및 내리기(unloading) 위치 사이에서 이동가능하다. 복수의 이동 가능한 캐리어는 선택적으로 기재 물품을 보유하도록 구성된 파지 기계(gripping mechanism)을 가질 수 있다. 적재기는 적재 위치에 있을 때 전달 시스템으로부터 기재 물품을 수취하도록 구성된다. 적재기는 적재기가 내리기 위치에 있을 때 기재 물품을 이동 가능한 캐리어로 배송하도록 구성된다. 복수의 이동 가능한 캐리어는 처리 라인을 따라 기재 물품을 유지(retain)하고 기재 물품을 운반하도록 구성된다. 코팅 유닛은 처리 라인을 따라 옆에 위치한다. 코팅 유닛은 캐리어에 의해 유지된 기재 물품상으로 물질을 배송하도록 구성된다.
몇몇 구현 예에서, 이동 가능하게 캐리어가 컨베이어에 부착된다. 캐리어는 하나 이상의 파지 기계를 가질 수 있다. 각각의 파지 기계는 상응하는 기재 물품(예컨대, 프리폼(preform) 또는 용기)의 내부에 들어맞는 치수일 수 있다. 각각의 파지 기계는 기재 물품을 보유하기 위한 제1 위치 및 기재 물품을 수취하기 위한 제2 위치 사이에서 이동가능하다. 몇몇 구현 예에서, 파지 기계는 심축(mandrel)의 형태이다.
몇몇 구현 예에서, 코팅 시스템은 기재 물품을 코팅하도록 구성된다. 코팅 시스템은 복수의 온도 센서와 연결된 제어기 및 기재 물품상의 물질 층을 경화하도록 구성된 경화 시스템을 포함한다. 제어기는 적어도 하나의 센서로부터의 적어도 하나의 온도 신호에 대하여 반응하여 경화 시스템의 산출(output)을 선택적으로 제어한다. 몇몇 구현 예에서, 온도 센서는 고온계 또는 열전대(thermocouple)이다. 온도 센서는 생산 사이클 동안 기재의 온도를 측정할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 전달 시스템은 캐로셀 시스템으로 기재 물품을 배송한다. 전달 시스템은 하나 이상의 성형휠(starwheel) 시스템을 포함한다. 성형휠 시스템은 기재 물품을 수취하기 위한 크기 및 치수를 갖는 복수의 주변 포켓을 포함한다. 복수의 주변 포켓은 성형휠 시스템의 구동축에 대하여 회전가능하다. 몇몇 구현 예에서, 전달 시스템은 복수의 성형휠을 포함한다. 성형휠은 캐로셀 시스템으로 기재 물품을 운송하도록 배열될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 다층 물품을 생산하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 캐리어를 갖는 컨베이어 시스템을 포함한다. 각각의 캐리어는 처리 라인을 따라 적어도 하나의 기재를 운반하도록 구성된다. 코팅 시스템은 처리 라인의 옆에 위치된다. 코팅 시스템은 처리 라인을 따라 이동하는 캐리어 상에 유지되는 기재 상으로 코팅 물질을 배송하도록 구성된 전달 시스템을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 전달 시스템은 코팅 유닛을 포함한다. 모듈러 탱크 시스템(modular tank system)은 컨베이어 시스템에 대하여 이동가능하고 위치조정가능하다. 몇몇 구현 예에서, 모듈러 탱크 시스템은 코팅 물질을 보유하기 위해 구성된 탱크 및 탱크와 연결된 펌프를 포함한다. 모듈러 탱크 시스템은 원격 위치와 배송 위치 사이에서 이동 가능하다. 몇몇 구현 예에서, 모듈러 탱크 시스템이 배송 위치를 차지하고 펌프가 조작될 때, 코팅 물질은 탱크에서 배송 시스템으로 배송된다. 몇몇 구현 예에서, 모듈러 탱크 시스템이 배송 위치를 차지하고 펌프가 조작될 때, 모듈러 탱크 시스템은 전달 시스템의 옆에 있으며 코팅 물질은 탱크로부터 배송 시스템으로 배송된다. 몇몇 배열에서, 컨베이어 시스템은 캐로셀 시스템이다.
몇몇 구현 예에서, 모듈러 탱크 시스템은 지지체 표면을 따라 구르도록 구성된 운송 시스템(transportation system)을 포함한다. 운송 시스템은 하나 이상의 휠 조립체를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 운송 시스템은 모듈러 탱크 시스템의 프레임에 탑재된 4개의 휠 조립체(wheel assemblies)를 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 운송 시스템은 선형 슬라이드를 포함한다.
모듈러 탱크 시스템은 탱크와 유체 연결하는 여과 시스템을 포함할 수 있다. 여과 시스템은 코팅 물질로부터 물질 또는 불순물을 제거하도록 구성된 복수의 필터를 포함할 수 있다.
바람직한 구현 예에서, 코팅된 물품의 생산 공정이 제공된다. 그 공정은 폴리에틸렌테레프탈레이트을 포함하는 물품, 바람직하게는 용기 또는 프리폼을 제공하고; 그 물품에 열가소성 에폭시 수지의 수성 분산액의 코팅을 적용하며; 및 그 코팅을 경화/건조하는 것을 포함한다. 물품이 프리폼인 구현 예에서, 그 방법은 바람직하게는 블로우 성형 공정에서 배향에 적합한 온도에서, 건조된 코팅된 프리폼을 병 용기 내로 축 방향으로 및 방사상으로 연신시키는 것을 포함하는 블로우 성형 조작을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 공정에서, 열가소성 에폭시 코팅은 물품의 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅에 의해 적용되고, 코팅 및 건조는 코팅 성질이 각각의 코팅층에 따라 증가 되도록 1회보다 많이(more than one pass) 적용한다. 코팅 침착의 체적은 물품 온도, 물품 각도, 용액/분산액의 온도, 용액/분산액의 점도 및 층의 수에 의해 변경될 수 있다. 바람직한 공정의 다중 코팅은, 층 사이가 실질적으로 구별이 없는 다층, 향상된 코팅 성능 및/또는 표면 보이드(surface voids) 및 코팅 벗겨짐(coating holiday)의 감소를 결과시킨다. 또한, 바람직한 다중 코팅 공정은 물품을 충분하게 코팅하는 코팅 물질의 감소하는 양을 요구하는 연속적인 층을 초래한다.
바람직한 구현 예에서, 코팅 및 건조 공정은 향상된 표면 장력 성질을 초래한다. 더욱이, 바람직한 공정에서, 물품의 건조 공정은 완성 물품의 표면 결함에 대한 수리 효과를 갖는다. 또한, 바람직한 공정에서, 건조/경화 공정은 실질적으로 블러싱을 나타내지 않는 물품을 생산한다.
한 구현 예에 따라, 열가소성 수지 코팅된 물품을 생산하는 공정이 제공되고, 이 공정은 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅에 의해 물품 기재의 외면 상에 제1 열가소성 수지의 수성 용액 또는 분산액을 적용하고; 제1 점착성 막을 형성하도록 하는 속도로 침지(dip), 스프레이, 또는 플로우 코팅으로부터 물품을 회수하며; 제1 코팅을 형성하도록 제1 막이 실질적으로 건조될 때까지 코팅된 물품을 경화/건조하는 것을 포함한다. 임의로, 그 방법은 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅에 의해 물품 기재의 외면상에 제2 열가소성 수지의 수성 용액 또는 분산액을 적용하고; 제2 점착성 막을 형성하도록 하는 속도로 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅으로부터 물품을 회수하며; 제2 코팅을 형성하도록 제2 막이 실질적으로 건조될 때까지 코팅된 물품을 경화/건조하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 바람직한 구현 예에서, 하나 이상의 제1 및 제2 열가소성 수지는 열가소성 에폭시 수지를 포함하고, 제1 및 제2 수지는 동일하거나 상이할 수도 있다.
바람직한 구현 예에 따라, 하기의 단계를 포함하는, 물품을 침지 코팅하기 위한 방법이 제공된다: a) 물품을 흐름에 완전히 노출시키기 위해 물품을 회전시키면서 정적 배트(vat) 또는 플로우 코터 중 어느 하나에 수용된 수성 코팅 용액/분산액에 물품을 침지 하는 단계; b) 점착성 막(coherent film)이 관측되는 속도 미만에서 정지된 배트 또는 플로우 코터로부터 물품을 회수하는 단계; 및 c) 임의로 물품을 공기로 냉각하면서, 막이 실질적으로 건조될 때까지 적외선 히터에 물품 및 막을 노출시키는 단계.
바람직한 구현 예에 따라, 침지 코팅 시스템을 통하여 물품을 운송하는 물품 컨베이어; 컨베이어가 탱크 또는 배트를 통해 물품을 끌어당기거나 침지 하는, 수성 용액/분산액 코팅 물질을 수용하는 탱크 또는 배트; 및 경화/건조 원이 비치된 오븐 또는 챔버를 포함하는 경화/건조 유닛을 포함하고, 여기서 물품이 컨베이어에 의해 오븐 또는 챔버를 통하여 이동되는 침지 코팅된 물품을 위한 장치가 제공된다. 임의로 경화/건조 유닛은 물품을 공기로 냉각시키기 위한 팬 또는 송풍기와 연결된다. 바람직한 장치는 코팅 물질의 제2 탱크 또는 배트 및 제2 경화/건조 유닛을 추가로 포함할 수 있다. 또 다른 바람직한 장치에서, 컨베이어는 물품에 제2 코팅을 제공하기 위해 탱크 및/또는 경화/건조 유닛을 통해 뒤로 물품을 운송한다. 바람직한 장치는 코팅 탱크 또는 배트 및 경화/건조 유닛 사이에, 또는 경화/건조 유닛 전에 다른 장소에 위치한 하나 이상의 점적 제거기를 임의로 포함할 수 있다.
또 다른 바람직한 구현 예에 따라, 하기의 단계를 포함하는, 물품을 코팅하기 위한 방법이 제공된다: a) 물품을 흐름에 완전히 노출시키기 위해 회전하면서 수성 코팅 용액/분산액으로 물품을 스프레이 코팅하는 단계; b) 점착성 막이 관측되는 속도로 물품에 스프레이 하는 단계; 및 c) 임의로, 물품을 공기로 냉각하면서, 막이 실질적으로 건조될 때까지 적외선 히터에 물품 및 막을 노출시키는 단계.
바람직한 구현 예에 따라, 스프레이 코팅 시스템을 통하여 물품을 운송하는 물품 컨베이어; 탱크 또는 배트에 수용될 수도 있는 코팅 물질의 수성 용액/분산액과 유체 연결되는 하나 이상의 스프레이 노즐; 사용되지 않은 코팅 물질을 수취하는 코팅 물질 수집기; 및 경화/건조 원이 비치된 오븐 또는 챔버를 포함하는 경화/건조 유닛을 포함하고, 여기서 물품이 컨베이어에 의해 오븐 또는 챔버를 통하여 이동되는, 물품을 스프레이 코팅하기 위한 장치가 제공된다. 경화/건조 유닛은 물품을 공기로 냉각시키기 위한 팬 또는 송풍기와 임의로 연결된다. 바람직한 장치는 코팅 물질의 제2 탱크 또는 배트, 하나 이상의 스프레이 노즐의 제2 그룹, 및/또는 제2 경화/건조 유닛을 추가로 포함할 수도 있거나, 제2 코팅을 제공하는데 있어서, 제1 스프레이 코팅 시스템의 하나 이상의 구성 요소가 사용될 수도 있다. 바람직한 장치는 스프레이기와 경화/건조 유닛 사이에, 또는 경화/건조 유닛 앞의 다른 장소에 위치한 하나 이상의 점적(drip) 제거기를 임의로 포함할 수도 있다.
또 다른 바람직한 구현 예에 따라, 하기의 단계를 포함하는, 물품을 플로우 코팅하기 위한 방법이 제공된다: a) 물품을 흐름에 완전히 노출시키기 위해 회전시키면서 수성 코팅 용액/분산액으로 물품을 플로우 코팅하는 단계; b) 점착성 막이 관측되는 속도로 플로우 코팅의 시이트로부터 물품을 회수하는 단계; c) 막이 실질적으로 건조될 때까지 적외선 히터에 물품 및 막을 노출하는 단계; 및 임의로 d) 공기로 물품을 냉각하는 단계.
바람직한 구현 예에 따라, 플로우 코팅 시스템을 통하여 물품을 운송하는 물품 컨베이어; 코팅 물질이 유체 가이드를 흘러내려 시이트 또는 하강 샤워 커튼을 형성하는, 유체 가이드와 유체 연결되는 코팅 물질의 수성 용액/분산액을 수용하는 탱크 또는 배트; 사용되지 않은 코팅 물질을 수취하는 코팅 물질 수집기; 및 경화/건조 원이 비치된 오븐 또는 챔버를 포함하는 경화/건조 유닛을 포함하고, 여기서 물품이 컨베이어에 의해 오븐 또는 챔버를 통하여 이동되는 물품을 플로우 코팅하기 위한 장치가 제공된다. 경화/건조 유닛은 물품을 공기로 냉각시키기 위한 팬 또는 송풍기와 임의로 연결된다. 바람직한 장치는 코팅 물질의 제2 탱크 또는 배트, 제2 유체 가이드, 및/또는 제2 경화/건조 유닛을 추가로 포함할 수 있거나, 또는 제2 코팅을 제공하는데 있어서, 제1 플로우 코팅 시스템의 하나 이상의 구성 요소가 사용될 수도 있다. 바람직한 장치는 코팅 탱크 또는 배트와 경화/건조 유닛 사이에, 또는 경화/건조 유닛 앞의 다른 장소에 위치한 하나 이상의 점적 제거기를 임의로 포함할 수도 있다.
한 구현 예에서, 바람직한 장치는 시스템 내로 물품의 진입; 물품의 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅; 임의로 과잉 물질의 제거; 건조 또는 경화; 임의로, 건조/경화 동안 및/또는 후에 냉각, 및 시스템으로부터 분출을 위한 수단을 포함한다. 한 구현 예에서, 장치는 각각의 스테이션에서 물품을 코팅하여, 다중 코팅을 가진 물품을 생산하는 다수의 스테이션을 함유하는 단일의 통합 공정 라인이다. 또 다른 구현 예에서, 시스템은 각각의 공정 라인이 또 다른 라인으로 전환하는 능력이 내장되는 모듈러이므로, 얼마나 많은 모듈이 접속되는지에 따라 단일 또는 다중 코팅을 허용함으로써, 최대의 작업 융통성(processing flexibility)을 가능하게 한다.
한 구현 예에 따라, 기재, 및 물에 함침 되거나 그렇지 않으면 직접적으로 물에 노출될 때, 바람직하게는 블러싱 또는 백화를 실질적으로 나타내지 않는 코팅된 물품을 형성하기 위해 상기 기재의 적어도 일부 상에 배치된 열가소성 에폭시 수지 코팅 물질을 포함하는 하나 이상의 층을 포함하는 다층 물품이 제공된다. 바람직한 구현 예에서, 이러한 물품은 약 70% 이상의 습도를 포함하여 고 습도에 노출될 때, 블러싱 또는 백화를 실질적으로 또한 나타내지 않는다. 물 또는 고 습도에 대한 이러한 노출 또는 함침은 약 6시간, 12시간, 24시간, 48시간, 및 그 이상을 포함하여 수시간 이상 동안 발생할 수도 있고/있거나 실온 부근의 온도 및 감소된 온도에서 발생할 수도 있다. 한 구현 예에서, 코팅된 물품은 약 5℃, 10℃, 15℃, 20℃, 22℃, 및 25℃를 포함하여 약 0℃ 내지 30℃의 온도에서, 약 24시간 동안 물에 함침시키거나 그렇지 않으면 직접적으로 노출될 때, 블러싱 또는 백화가 실질적으로 나타나지 않는다. 바람직한 구현 예에서, 기재는 고분자 물질, 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리카르보네이트, 폴리아미드 및 아크릴 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 열가소성 물질을 포함한다. 물품이 본체부 및 목부를 갖는 프리폼 또는 병인 구현 예에서, 코팅은 실질적으로 프리폼의 본체부 상에만 배치되는 것이 바람직하다. 바람직한 구현 예에서, 하나 이상의 부가적인 코팅층이 물품상에 배치된다. 이러한 3개 이상의 층 구현 예에서, 바람직하게는 코팅층 사이에 실질적으로 구별이 없고/없거나 하나 이상의 부가적인 층이 열가소성 물질을 포함한다. 코팅층(들)은 바람직한 구현 예에서 하나 이상의 하기의 특성을 함유할 수 있다: 기체-배리어 보호, UV 보호, 내찰성, 내블러싱, 내화학물질성.
바람직한 구현 예에 따라, 다층 용기가 생산되고, 바람직하게는 본체부 및 목부를 갖는 프리폼 또는 병이 생산된다. 바람직하게는 용기, 프리폼 또는 병은 열가소성 물질 기재 및 하나 이상의 열가소성 수지 코팅 물질의 층을 포함한다. 바람직하게는 열가소성 기재 물질은 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 폴리아미드 및 아크릴 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 것으로부터 선택된다. 바람직하게는 코팅층은 하나 이상의 하기의 특성을 포함한다: 기체-배리어 보호, UV 보호, 내찰성, 내블러싱, 내화학물질성. 바람직하게는 코팅은 실질적으로 프리폼의 본체부 상에만 배치된다. 또한, 완성품은 바람직하게는 층 사이에 실질적으로 구별을 갖지 않는다.
바람직한 구현 예에서, 코팅된 프리폼으로부터 형성된 코팅된 물품 또는 용기는 실온 또는 (실온에 대하여) 감소 되거나 상승된 온도에서 수시간 이상의 기간 동안 물 또는 고 습도에 노출될 때, 실질적으로 블러싱 또는 백화(whitening)를 나타내지 않는다. 한 구현 예에서, 코팅된 물품 또는 용기는 물에 함침되거나 그렇지 않으면 노출될 때 실질적으로 블러싱을 나타내지 않는다. 관련 구현 예에서, 적외선 가열은 화염 경화, 가스 히터, 전자빔 처리, 또는 UV 방사로 대체되고 임의로 이어서 공기로 냉각되는 것과 조합된다.
모든 이들 구현 예는 본원에 개시된 본 발명의 범주 내에 포함되도록 하는 것이다. 본 발명의 이들 및 다른 구현 예는 첨부된 도면을 참고하여 바람직한 구현 예의 하기의 상세한 설명으로부터 당업자가 용이하게 알 수 있을 것이며, 본 발명은 개시된 임의의 특정한 바람직한 구현 예(들)로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 바람직한 구현 예를 위한 출발 물질로서 사용되는 바와 같이 코팅되지 않은 프리폼이다.
도 2는 바람직한 구현 예에 따라 코팅되는 타입의 바람직한 코팅되지 않은 프리폼의 횡단면이다.
도 3은 코팅된 프리폼의 바람직한 한 구현 예의 횡단면이다.
도 4는 코팅된 프리폼의 벽부 단면의 확대이다.
도 5는 코팅된 프리폼의 또 다른 구현 예의 횡단면이다.
도 6은 본 발명의 구현 예의 바람직한 코팅된 용기를 생산하는데 사용될 수 있는 타입의 블로우 성형 장치의 캐비티 내의 바람직한 프리폼의 횡단면이다.
도 7은 블로우 성형 공정에 따라 생산된 코팅된 용기이다.
도 8은 본 발명에 따른 특징을 갖는 코팅된 용기의 바람직한 한 구현 예의 횡단면이다.
도 9는 프리폼의 3층 구현 예이다.
도 10은 바람직한 공정을 도시하는 비제한적인 흐름도이다.
도 11은 시스템이 단일 코팅 유닛을 포함하는 바람직한 공정의 한 구현 예의 비제한적인 흐름도이다.
도 12는 시스템이 하나의 통합 시스템에 다중 코팅 유닛을 포함하는 바람직 한 공정의 비제한적인 흐름도이다.
도 13은 시스템이 모듈러 시스템 내에 다중 코팅 유닛을 포함하는 바람직한 공정의 비제한적인 흐름도이다.
도 14는 시스템이 단일 플로우 코팅 유닛을 포함하는 바람직한 공정의 한 구현 예의 비제한적인 상면도이다.
도 15는 시스템이 단일 플로우 코팅 유닛을 포함하는 바람직한 공정의 한 구현 예의 비제한적인 정면도이다.
도 16은 시스템이 단일 플로우 코팅 유닛을 포함하는 바람직한 공정의 한 구현 예의 비제한적인 횡단면도이다.
도 17A 및 도 17B는 바람직한 IR 건조/경화 유닛의 한 구현 예의 비제한적인 도면을 도시한다.
도 18은 코팅 시스템의 한 구현 예의 비제한적인 상면도이다.
도 19는 전달 시스템이 프리폼으로 적재되지 않은 도18의 코팅 시스템의 전달 시스템의 한 구현 예의 비제한적인 투시도이다.
도20은 전달 시스템이 프리폼을 맞물리는 도19의 전달 시스템의 비제한적인 부분적 상면도이다.
도21은 전달 시스템이 프리폼을 맞물리는 도19의 전달 시스템의 비제한적인 부분적 측면도이다.
도22는 코팅 시스템의 전달 시스템의 일례에 대한 비제한적인 도면이다.
도23은 도18의 코팅 시스템의 회전식 원형 컨베이어의 한 구현 예의 비제한 적인 일부 도면이다.
도24A는 적재 시스템이 프리폼으로 적재되지 않은, 적재 시스템의 일부분에 대한 비제한적인 측면도이다.
도24B는 코팅 시스템이 프리폼으로 적재되지 않은, 적재 시스템 및 전달 시스템의 일부분에 대한 비제한적인 상면도이다.
도25는 파지 기계의 한 구현 예에 대한 비제한적인 측면도이다.
도26A는 캐로셀 시스템의 캐리어의 한 구현 예에 대한 비제한적인 배면도(back view)이다.
도26B는 캐로셀 시스템의 캐리어의 한 구현 예에 대한 비제한적인 측면도이다.
도27은 코팅 시스템의 플로우 코팅 시스템의 한 구현 예에 대한 비제한적인 투시도이다.
도28은 도27의 플로우 코팅 시스템의 탱크의 비제한적인 횡단면도이다.
도29는 도28의 (29)-(29)를 따라 확대된 횡단면도이다.
도30은 코팅 시스템의 탱크의 일부분에 대한 확대도이다.
도31은 코팅 시스템의 유체 시스템의 한 구현 예에 대한 비제한적인 개략도이다.
도32는 코팅 시스템의 수집 탱크의 한 구현 예에 대한 비제한적인 횡단면도이다.
도33은 프리폼을 운반하는 캐로셀 시스템 및 프리폼을 코팅하는 코팅 시스템 의 일부분에 대한 비제한적인 도면이다.
도34는 도31의 유체 시스템의 저장기의 비제한적인 측면도이다.
도35는 캐로셀 시스템의 일부분 및 제거 시스템의 한 구현 예에 대한 비제한적인 도면이다.
도36은 제거 시스템의 한 구현 예에 대한 비제한적인 상면도이다.
도37은 도36의 제거 시스템의 비제한적인 측면도이다.
도38은 코팅 물질로 부분적으로 피복된 프리폼의 한 구현 예에 대한 비제한적인 측면도이다.
도39A 내지 39E는 제거 시스템의 다양한 구현 예에 대한 비제한적인 도면을 도시한다.
도40은 코팅 시스템의 유체 시스템의 한 구현 예의 비제한적인 개략도이다.
도41은 경화 유닛 내의 프리폼의 비제한적인 측면도이다.
도42는 프리폼을 보유하는 파지 기계의 한 구현 예에 대한 비제한적인 횡단면도이다.
도43은 경화 유닛 내의 프리폼의 또 다른 구현 예의 비제한적인 측면도이다.
도44는 냉각 시스템의 비제한적인 투시도이다.
도45는 또 다른 구현 예에 따라 코팅 시스템의 상부 평면도이다.
도46은 도45의 코팅 시스템의 일부분에 대한 투시도이다.
도47은 도45의 코팅 시스템의 일부분에 대한 투시도이다.
도48은 도45의 코팅 시스템의 플로우 코팅 시스템에 대한 비제한적인 측면도 이다.
도49는 파지 기계는 프리폼을 수취하기 위한 제1 위치 내에 있는, 파지 기계 및 프리폼의 측면도이다.
도50은 프리폼을 보유하기 위한 제2 위치 내에서의 도49의 파지 기계의 측면도이다.
도51은 또 다른 구현 예에 따른 파지 기계의 횡단면도이다.
도52는 프리폼을 보유하는 도51의 파지 기계에 대한 횡단면도이다.
도53은 프리폼을 보유하는 파지 기계의 비제한적인 측면도이다.
바람직한 구현 예의 상세한 설명
A. 바람직한 구현 예의 일반적인 설명
하나 이상의 층을 포함하는 물품을 코팅하기 위한 방법 및 장치가 여기에서 설명된다. 이들 층은 UV 보호, 내찰성, 내블러싱, 내화학물질성, 및/또는 O2 및/또는 CO2 스캐빈징을 위한 활성 성질을 제공하는 첨가제 또는 층뿐만 아니라, 양호한 가스 배리어 특성을 지닌 열가소성 물질을 포함할 수도 있다.
현재 검토되고 있는 바와 같이, 코팅된 물품의 한 구현 예는 음료 용기를 위해 사용된 타입의 프리폼이다. 대안적으로, 본 발명의 코팅된 물품의 구현 예는 액체 식품, 의료품, 또는 기체 노출에 민감한 다른 물품을 보유하기 위한 단지 (jar), 튜브, 트레이(tray), 병의 형태를 취할 수 있다. 그렇지만, 간단히 하기 위해, 이들 구현 예는 물품 또는 프리폼으로써 여기에서 주로 기술될 것이다.
또한, 본원에 설명된 물품은 특정의 기재인, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 관하여 구체적으로 기술될 수도 있지만, 바람직한 방법은 폴리에스테르 타입의 다수의 다른 열가소성 수지에 적용될 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "기재(substrate)"는 그의 통상적인 의미로 사용된 광범위한 용어이고, "기재"가 코팅되는 베이스 물품을 형성하는데 사용된 물질을 의미하는 구현 예를 포함한다. 다른 적당한 물품 기재는 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 나일론을 포함하는 폴리아미드, 또는 아크릴 수지와 같은 다양한 중합체를 포함하지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 이들 기재 물질은 단독으로 사용되거나 서로 병용하여 사용될 수 있다. 더 구체적인 기재의 예는 폴리에틸렌 2,6- 및 1,5-나프탈레이트(PEN), PETG, 폴리테트라메틸렌 1,2-디옥시벤조에이트 및 에틸렌테레프탈레이트와 에틸렌이소프탈레이트의 공중합체를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
한 구현 예에 있어서, PET는 코팅되는 폴리에스테르 기재로써 사용된다. 여기에서 사용된 바와 같이, "PET"는 다른 물질과 배합된 PET 뿐만 아니라 변형된 PET를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 변형된 PET의 일례는 "고(high) IPA PET" 또는 IPA-변형 PET. 용어 "고 IPA PET"는 약 2-10중량% IPA를 포함하여, IPA 함량이 바람직하게는 약 2중량% 초과인 PET를 의미한다.
코팅 물질의 하나 이상의 층이 바람직한 방법 및 공정에 사용된다. 층은 배 리어 층, UV 보호 층, 산소 스캐빈징 층, 이산화탄소 스캐빈징 층, 및 특정의 적용을 위해 필요에 따라 다른 층을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "배리어 물질", "배리어 수지" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상적인 의미로 사용되고, 제한함이 없이, 물품을 코팅하기 위해 사용될 때, 바람직하게는 물품 기재에 잘 부착하고, 물품 기재보다 산소 및 이산화탄소에 대한 더 낮은 투과성을 갖는 물질을 의미한다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "UV 보호" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상적인 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 물품을 코팅하기 위해 사용될 때, 바람직하게는 물품 기재에 잘 접착하고, 물품 기재보다 더 높은 UV 흡수율을 갖는 물질을 의미한다. 여기에 사용된 바와 같이, 용어 "산소 스캐빈징" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상적인 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 물품을 코팅하기 위해 사용될 때, 바람직하게는 물품 기재에 잘 접착하고, 물품 기재보다 더 높은 산소 흡수율을 갖는 물질을 의미한다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "이산화탄소 스캐빈징" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상적인 의미로 사용되고, 제한 없이, 물품을 코팅하기 위해 사용될 때, 바람직하게는 물품 기재에 잘 접착하고, 물품 기재보다 더 높은 이산화탄소 흡수율을 갖는 물질을 의미한다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "가교결합(crosslink)", "가교결합된(crosslinked)" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상적인 의미로 사용되고, 제한함이 없이, 매우 작은 가교결합 정도로부터 열경화성 에폭시와 같은 완전히 가교 결합된 물질까지 포함하는 단계적으로 변화하는 물질 및 코팅을 의미한다. 가교결합의 정도는 특정의 상황을 위한 화학적 또는 기계적 남용 내성의 적당한 정도를 제공하도록 조절될 수 있다.
적당한 코팅물질이 일단 선택되면, 코팅된 물품을 상업적으로 생산하기 위한 장치 및 방법이 필요하다. 하나의 이러한 방법 및 장치가 하기에 설명된다.
바람직한 방법은 나중에 병으로 블로우 성형되는 물품, 구체적으로 프리폼 상에 위치하는 코팅을 제공한다. 이러한 방법은 많은 예에서 병 자체 상에 코팅을 놓는 것이 바람직하다. 프리폼은 그로부터 블로우 성형된 용기보다 크기가 보다 작고, 보다 규칙적인 형상을 가지므로, 균일하고 규칙적인 코팅을 더 간단하게 얻게 한다. 더욱이, 형상 및 크기를 변화시킨 병 및 용기는 유사한 크기 및 형상의 프리폼으로부터 생산될 수 있다. 따라서, 동일한 장비 및 공정이 수개의 상이한 타입의 용기를 형성하는 프리폼을 코팅하기 위해 사용될 수 있다. 블로우 성형은 성형 및 코팅 후 바로 발생할 수 있거나, 또는 프리폼이 생산되어 나중의 블로우 성형을 위해 저장될 수도 있다. 프리폼이 블로우 성형 전에 저장된다면, 그들의 더 작은 크기에 의해 저장 공간을 더 작게 차지하게 한다. 코팅된 프리폼으로부터 용기를 형성하는 것이 종종 바람직할지라도, 용기가 또한 코팅될 수도 있다.
블로우 성형 공정은 수개의 과제를 나타내고 있다. 가장 큰 난점이 발생하는 하나의 단계는 용기가 프리폼으로부터 형성되는 블로우 성형 공정 동안이다. 이 공정 동안, 층의 박리(delamination), 코팅의 균열 또는 갈라짐, 불균일한 코팅 두께, 및 불연속적인 코팅 또는 보이드와 같은 결함이 생길 수 있다. 이들 난점은 층 사이에 양호한 부착을 허용하는 방식으로 적당한 코팅 물질을 사용하여 프리폼을 코팅함으로써 극복될 수 있다.
따라서, 바람직한 구현 예는 적당한 코팅물질을 포함한다. 적당한 코팅물질이 사용될 때, 코팅은 임의의 상당한 박리 없이 프리폼에 직접적으로 부착되고 프리폼이 병으로 블로우 성형될 때 및 나중에 계속하여 부착될 것이다. 적당한 코팅물질의 사용은 또한 상술한 바와 같이 블로우 성형 용기로부터 유래할 수 있는 미적 및 구조적 결함의 발생을 감소시키는 것을 돕는다.
코팅 용액 또는 분산액을 사용하여 코팅함으로써 형성된 물품에 나타난 하나의 일반적인 문제는 물품이 물 또는 고 습도 (약 70% 이상의 상대 습도를 포함한다)에 함침 하거나(부분적인 함침을 포함한다), 또는 직접적으로 노출될 때 "블러싱" 또는 백화이다. 바람직한 구현 예에서, 여기에 개시된 물품 및 여기에 개시된 방법에 의해 생산된 물품은 물 또는 고 습도에 함침 되거나 또는 그렇지 않으면 직접적으로 노출될 때 최소 또는 실질적으로 블러싱 또는 백화를 나타내지 않는다. 이러한 노출은 약 6시간, 12시간, 24시간, 48시간, 및 그 이상을 포함하여 수시간 이상 동안 발생할 수도 있고/있거나 실온 부근의 온도 및 얼음 또는 얼음물을 수용하는 냉각기에 물품을 놓음으로써 나타나는 바와 같은 감소된 온도에서 발생할 수도 있다. 노출은 또한 상승된 온도에서 발생할 수도 있고, 이러한 상승된 온도는 일반적으로 용기 또는 코팅을 형성하는 물질의 상당한 연화를 야기할 정도로 높은 고온을 포함하지 않고, 물질의 Tg 에 근접한 온도를 포함한다. 한 구현 예에서, 코팅된 물품은 약 5℃, 10℃, 15℃, 20℃, 22℃, 및 25℃를 포함하여 약 0℃ 내지 30℃의 온도에서, 약 24시간 동안 물에 함침 하거나 그렇지 않으면 직접적으로 노출 될 때, 블러싱 또는 백화를 실질적으로 나타내지 않는다. 코팅층을 경화하거나 건조하기 위해 사용된 공정은 물품의 내블러싱에 대한 효과를 갖는 것으로 나타난다.
B. 도면의 상세한 설명
도1를 참고로 하여, 바람직한 코팅되지 않은 프리폼(1)이 도시된다. 프리폼은 미사용의(virgin) PET와 같은 FDA 승인된 물질로 제조되는 것이 바람직하고, 임의의 광범위하고 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 프리폼은 16온스의 탄산음료 병을 형성할 타입의 24g의 프리폼 이지만, 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 다른 프리폼 형상이 최종제품의 원하는 형상, 특성 및 용도에 따라 사용될 수 있다. 코팅되지 않은 프리폼(1)이 당업계에 공지된 바와 같은 사출 성형 또는 다른 적당한 방법에 의해 생산될 수도 있다.
도2를 참고로 하여, 도 1의 바람직한 코팅되지 않은 프리폼(1)의 횡단면이 도시된다. 코팅되지 않은 프리폼(1)은 목부(2) 및 본체부(4)를 갖는다. 또한 목 마감(neck finish)이라 불리는 목부(2)는 프리폼(1)의 내부에 대한 개구(18)에서 시작하여 서포트 링(6)까지 연장하여 이를 포함한다. 목부(2)는 프리폼(1)으로부터 생산된 병을 위한 캡을 고정하는 수단을 제공하는 나사산(8)의 존재에 의해 추가로 특징 지워진다. 본체부(4)는 목부(2)로부터 아래로 연장하고 둥근 말단 캡(10) 내에서 완결되는 가늘고 긴 원통형 구조이다. 프리폼 두께(12)는 프리폼(1)의 전체 길이 및 얻어지는 용기의 벽 두께 및 전체 크기에 의존할 것이다. 여기에서 사용된 바의 용어 "목" 및 "본체"는 "긴목(longneck)" 용기라고 구어적으로 불리는 용기에 있어서, 캡이 고정되는 서포트 링, 나사산 및/또는 귀때(lip) 바로 아 래의 가늘고 긴 부분이 용기의 "본체"의 부분으로서 간주 되고, "목"의 부분으로 간주 되지 않는다는 것에 주목해야 한다. 설명되지 않은 다른 구현 예에서, 목부(2)는 목 마감(2)을 포함하지 않지만(예컨대, 그것은 나사산(8)을 갖지 않는다) 서포트 링을 포함한다. 다른 설명되지 않은 구현 예에서, 목부(2)는 목 마감 또는 서포트 링을 포함하지 않는다.
도3을 참고로 하여, 바람직한 구현 예에 따른 특색을 갖는 한 타입의 코팅된 프리폼(20)의 횡단면이 도시된다. 코팅된 프리폼(20)은 도1 및 도2의 코팅되지 않은 프리폼(1)에서와 같이 목부(2) 및 본체부(4)를 갖는다. 코팅층(22)은 본체부(4)의 약 전체 표면에 배치되고, 서포트 링(6)의 저부에서 종결된다. 도면에서 나타낸 구현 예에서 코팅층(22)는 목부 (2)까지 연장하지 않고, 바람직하게는 PET 와 같은 FDA 승인된 물질로 생산된 프리폼의 내부 표면(16) 상에도 존재하지 않는다. 코팅 층(22)은 단일 물질의 한층, 수개의 복합 물질의 한층, 또는 2 이상의 물질의 수개의 층을 포함할 수 있다. 프리폼의 전체 두께(26)는 초기 프리폼의 두께와 코팅 층 또는 층들의 두께(24)의 합과 같고, 얻어지는 용기의 전체 크기 및 원하는 코팅 두께에 의존한다.
도4는 프리폼의 한 구현 예에서의 코팅층의 구조를 나타내는 프리폼의 벽 단면의 확대이다. 층(110)은 프리폼의 기재 층이고, (112)는 프리폼의 코팅층을 포함한다. 외부 코팅 층(116)은 1층 이상의 물질을 포함하고, 한편 (114)는 내부 코팅층을 포함한다. 바람직한 구현 예에서, 하나 이상의 외부 코팅층이 있을 수 있다. 여기에서 나타낸 바와 같이, 코팅된 프리폼은 1 층의 내부 코팅층 및 2층의 외 부 코팅층을 갖는다. 도4의 프리폼 모두가 이 타입이라는 것은 아니다.
도5를 참고로 하여, 코팅된 프리폼(25)의 또 다른 구현 예가 횡단면으로 나타낸다. 코팅된 프리폼(25) 및 도3의 코팅된 프리폼(20) 과의 주요한 차이는 코팅 층(22)이 본체부(4) 뿐만 아니라 목부(2)의 서포트 링(6) 상에도 배치된다는 것이다. 바람직하게는 특히 상부 표면상, 또는 서포트 링(6) 위에 배치되는 임의의 코팅은 PET 와 같은 FDA 승인된 물질로 생산된다.
코팅된 프리폼 및 용기는 광범위하고 다양한 상대적 두께를 갖는 층을 가질 수 있다. 본 명세서의 관점에서, 소정의 지점에서나 전체 용기에 걸쳐서 소정의 층의 두께 및 전체 프리폼 또는 용기의 두께는 코팅 공정 또는 용기의 특정의 최종 용도에 맞도록 선택될 수 있다. 더욱이, 도3의 코팅층에 관하여 상기 논의된 바와 같이, 여기에서 개시된 프리폼 및 용기 구현 예에서 코팅층은 단일 물질, 수개의 복합 물질의 한 층, 또는 2개 이상의 물질의 수개의 층을 포함할 수 있다.
도3에 도시된 것과 같은 코팅된 프리폼이 하기에 상세히 논의된 것과 같은 방법 및 장치에 의해 생산된 후, 연신 블로우 성형 공정이 수행된다. 도6을 참고로 하여, 이 공정에서, 코팅된 프리폼(20)이 원하는 용기 형상에 상응하는 캐비티를 갖는 금형(28)에 놓인다. 이어서, 코팅된 프리폼은 가열되고, 연신에 의해 및 프리폼(20)의 내부로 강제된 공기에 의해 팽창되어, 금형(28) 내의 캐비티를 채워서 코팅된 용기(30)를 생성한다. 블로우 성형 작업은 일반적으로 프리폼에서와 같이 원래의 형상를 유지하는 서포트 링, 필퍼(pilfer)링, 및 나사산을 포함하는 목부(2)가 있는 프리폼의 본체부(4)로 제한된다.
도7를 참고로 하여, 도3의 코팅된 프리폼(20)을 블로우 성형하여 생산될 수도 있는 바와 같은, 바람직한 구현 예에 따른 코팅된 용기(40)의 구현 예가 개시된다. 용기(40)는 도3의 코팅된 프리폼(20)의 목부 및 본체부에 상응하는 목부(2) 및 본체부(4)를 갖는다. 목부(2)는 용기 상에 캡을 고정하는 수단을 제공하는 나사산(8)의 존재에 의해 추가로 특징 지워진다.
도8에서와 같이, 코팅된 용기(40)가 횡단면으로 도시될 때, 구조를 볼 수 있다. 코팅(42)은 용기(40)의 전체 본체부(4)의 바깥쪽을 피복하고, 서포트 링(6) 바로 아래에서 정지한다. FDA 승인된 물질, 바람직하게는 PET로 생산되는 용기의 내부 표면(50)은 내부 표면(50)만이 음료, 식품, 또는 약제와 같은 일괄 물품과 접촉하기 위하여 코팅되지 않는다. 탄산 음료 용기로서 사용되는 바람직한 한 구현 예에서, 24g의 프리폼은 약 0.1 내지 약 0.2g을 포함하여 약 0.05 내지 약 0.75g 범위의 코팅을 사용하여 16온스 병으로 블로우 성형된다.
도9를 참고로 하여, 바람직한 3층 프리폼(76)이 도시된다. 코팅된 프리폼의 이 구현 예는 바람직하게는 도1에 도시된 바와 같은 프리폼(1) 상에 2층의 코팅 층(80 및 82)을 놓아 생산된다.
도10을 참고로 하여, 바람직한 공정 및 장치를 설명하는 비제한적인 흐름도를 나타낸다. 바람직한 공정 및 장치는 시스템으로의 물품의 진입(84), 물품의 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅(86), 과잉 물질의 제거(88), 건조/경화(90), 냉각(92), 및 시스템으로부터 방출(94)을 포함한다.
도11을 참고로 하여 시스템이 단일의 코팅된 물품을 생산하는 도10 타입의 단일 코팅 유닛인 A를 포함하는 바람직한 공정의 한 구현 예의 비제한적인 흐름도를 나타낸다. 물품은 코팅 유닛 이전에 시스템에 진입하고(84), 코팅 유닛을 떠난 후에 시스템을 퇴장한다(94).
도12를 참고로 하여, 시스템이 다수의 스테이션(100, 101, 102)을 함유하는 단일의 통합 공정 라인을 포함하고, 각각의 스테이션이 물품을 코팅하고 건조하거나 또는 경화하여 다중 코팅을 갖는 물품을 생산하는 바람직한 공정의 비 제한적인 흐름도를 나타낸다. 물품은 제1 스테이션(100) 이전에 시스템에 진입하고(84), 최종 스테이션(102) 후에 시스템을 퇴장한다(94). 여기에서 설명된 구현 예는 3개의 코팅 유닛을 갖는 단일의 통합 공정 라인을 설명하지만, 코팅 유닛 상하의 수가 또한 포함된다는 것을 알 수 있다.
도13을 참고로 하여 바람직한 공정의 한 구현 예의 비 제한적인 흐름도를 나타낸다. 이 구현 예에서, 시스템은 각각의 공정라인(107, 108, 109)이 또다른 라인(103)에 전환하는 능력이 내장되는 모듈러이므로, 얼마나 많은 모듈이 접속되는지에 따라 단일 또는 다중 코팅을 허용함으로써, 최대의 유연성을 허용한다. 물품은 우선 시스템에서의 수개의 지점 중의 하나에서 시스템에 진입한다(84 또는 120). 물품은 시스템에 진입(84)하고 제1 모듈(107)을 진행한 후, 물품은 (118)에서 시스템을 퇴장하거나, 당업자에게 공지된 전환(hand off) 매커니즘(103)을 통하여 다음의 모듈(108)로 계속될 수 있다. 이어서, 물품은 (120)에서 다음의 모듈(108)에 진입한다. 이어서, 물품은 다음의 모듈(109)로 계속되거나 또는 시스템을 퇴장할 수 있다. 모듈의 수는 필요한 생산 상황에 따라 변화될 수 있다. 또한 개별의 코 팅 유닛(104, 105, 106)은 특정의 처리 라인의 요구에 따라 상이한 코팅물질을 포함할 수도 있다. 상이한 모듈 및 코팅 유닛의 호환성은 최대의 유연성을 제공한다.
도 14, 15 및 16을 참고로 하여 바람직한 공정의 한 구현 예의 비제한적인 도면의 교대도를 나타낸다. 이 구현 예에서, 단일 플로우 코터(86)를 포함하는 시스템의 상면도를 나타낸다. 프리폼이 시스템에 진입(84)한 후, 프리폼(1)이 코팅물질 워터폴(waterfall)을 통과하는 플로우 코터(86)로 진행한다. 코팅 물질은 탱크 또는 배트(150)로부터 탱크 내의 틈새(155)를 통하여 프리폼 상을 통과할 때 워터폴(도시되지 않음)을 형성하는 각도진 유체 가이드(160) 아래로 진행한다. 탱크 내의 틈새(155)는 물질의 흐름을 조절하기 위해 넓어지거나 좁아질 수 있다. 물질은 저장기(도시되지 않음)로부터 코팅물질 수준을 틈새(155)의 것 이상으로 유지하는 속도로 배트 또는 탱크로 펌프질로 유입된다. 유리하게는, 이 구성은 코팅물질의 일정한 흐름을 가능하게 한다. 과잉량의 물질은 펌프의 순환에 기인한 임의의 유체 변동을 또한 완충시킨다. 프리폼이 코팅 워터폴 밖으로 통과할 때, 과잉 물질은 물질 수집 저장기(170)로 적하한다. 코팅물질 수집기(도시되지 않음)는 임의의 미사용의 코팅 워터폴을 수취하고 물질을 코팅 탱크 또는 배트로 회수한다. 이어서, 과잉 물질이 프리폼(88)의 저부로 부터 제거된다. 이어서 프리폼은 시스템(94)으로부터 방출되기 전에 건조/경화 유닛(90)을 향하여 이동한다. 여기에서 나타낸 바와 같이, 프리폼은 방출 전에 정지시켜서 냉각한다. 수집 저장기 및 코팅 물질 수집기는 바람직하게는 시스템으로부터의 낭비를 감소시키도록 탱크 또는 배트에 공급하는 저장기로 흘러 들어 간다.
도 17A 및 도 17B를 참고로 하여 바람직한 IR 건조/경화 유닛(90)의 한 구현 예의 비제한적인 도면을 나타낸다. 도 17A에서 나타낸 바와 같이 유닛(90)이 개방된다. 유닛의 저부에서 화살표는 유닛이 어떻게 밀폐되는지를 나타낸다. 공정 라인의 일측에서 일련의 10개의 램프(200)를 나타낸다. 프리폼 아래에 보다 완전한 경화를 위한 프리폼의 저부를 향하여 열을 반사하는 각도진 반사기(210)가 도시된다. 램프의 반대 측은 보다 완전하고 효율적으로 경화하도록 IR 열을 프리폼 상에 재반사하는 반원형 반사기(230)이다. 다른 형태 및 크기의 반사기가 또한 사용될 수 있다.
도17B를 참고로 하여 바람직한 IR 건조/경화 유닛(90)의 한 구현 예에서의 램프 배치를 상세히 하는 확대 단면이 도시된다. 이 구현 예에서 램프는 조절가능한 것(220)이고, 프리폼에 근접하거나 이로부터 멀리 이동될 수도 있어 최대의 건조/경화 유연성을 가능하게 한다.
코팅된 물품, 보다 구체적으로 프리폼을 생산하기 위한 바람직한 방법 및 장치는 하기에서 더 상세하게 논의된다.
C. 바람직한 물질의 일반적인 기술
여기에서 개시된 물품은 여기에서 논의된 광범위하고 다양한 물질로부터 생산될 수 있다. 몇몇 물품이 특정 베이스 프리폼 물질 및/또는 코팅 물질에 관하여 구체적으로 기술될 수 있지만, 이들 동일 물품, 및 그 물품을 생산하기 위해 사용된 방법은 제한되는 것은 아니지만, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리락트산, 폴리카르보네이트, 등을 포함하는 많은 다른 열가소성 수지에 적용될수 있다. 기타 적 당한 물질은 제한하는 것은 아니지만 열경화성 중합체, 열가소성 물질 예컨대, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 나일론(예컨대, 나일론6, 나일론66) 및 MXD6을 포함하는 폴리아미드, 폴리스티렌, 에폭시, 공중합체, 배합물, 그라프트 중합체, 및/또는 개질 중합체(측쇄기로써 또 다른 기를 갖는 단량체 또는 그의 일부, 예컨대, 올레핀 개질 폴리에스테르)를 비롯한 고분자 물질을 포함한다. 이들 물질은 단독으로 또는 기타 다층 구조, 배합물, 또는 공중합체와 함께 사용될 수 있으며, 나노입자 배리어 물질, 산소 스캐빈저, UV 흡수제, 발포제 등과 같은 상이한 첨가제와 또한 결합 될 수 있다. 더 구체적인 물질의 예는 제한되는 것은 아니지만, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리에틸렌 2,6- 및 1,5-나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), 폴리(시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리락트산(PLA), 폴리카르보네이트, 폴리글리콜산(PGA), 폴리스티렌, 시클로올레핀, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리딘 클로라이드(PVDC), 스티렌 아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리아세탈, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 고분자 이오노머 예컨대 PET의 술포네이트, 폴리술폰, 폴리테트라-플루오로에틸렌, 폴리테트라메틸렌, 1,2-디옥시벤조에이트, 폴리우레탄 및 에틸렌 테레프탈레이트와 에틸렌 이소프탈레이트의 공중합체, 및 상술한 하나 이상의 공중합체 및/또는 배합물을 포함한다.
여기에서 사용된 바의, 용어 "폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜"(PETG)은 추가의 공단량체인 시클로헥산 디-메탄올(CHDM)이 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 사업부의 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. 변형 PET의 또 다른 예는 "고 IPA PET" 또는 IPA-변형(modified) PET이며, 이것은 IPA 함량이 약 2-20중량% IPA를 포함하며, 또한 약 5-10중량% IPA를 포함하는 바람직하게는 약 2중량% 초과인 PET를 지칭한다. 명세서 전반에 걸쳐, 제제 및 조성물에서의 모든 백분율은 다른 언급이 없으면 중량에 관한 것이다.
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 개질 또는 그라프트 될 수 있다. 다른 구현 예에서 폴리프로필렌은 또한 청징화된 폴리프로필렌을 의미한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "청징화된 폴리프로필렌(clarified polypropylene)"은 광범위한 용어이며 그의 통상적인 의미에 따라 사용될 수 있으며 제한함이 없이 핵형성 저해제 및/또는 청징 첨가제를 포함하는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 청징화된 폴리프로필렌은 폴리프로필렌의 단독중합체 또는 블록 공중합체와 비교하여 일반적으로 투명한 물질이다. 핵 형성 저해제의 포함은 결정화도 또는 결정화도의 효과를 방지 및/또는 감소하도록 도울 수 있으며, 이것은 폴리프로필렌 또는 그들이 첨가된 기타 물질 내에서, 폴리프로필렌의 혼탁(haziness)에 기여한다. 몇몇 청징제는 결정질 영역의 크기를 감소시키고 및/또는 청징제의 부재시 형성될 수 있는 더 큰 영역 크기에 반대로써 수개의 작은 영역의 형성을 유도함으로써 전체 결정화도를 감소시킴에 의해 그렇게 많이 작용하지 않는다. 청징화된 폴리프로필렌은 다우 케미칼 사와 같은 다양한 원으로부터 구입할 수 있다. 대안적으로, 핵 형성 저해제가 폴리프로필렌 또는 기타 물질에 첨가될 수 있다. 한 적당한 핵 형성 저해제 첨가제의 원은 슐만(Schulman)이다.
특정 구현 예에서 바람직한 물질은 순수(virgin), 소비 전, 소비 후, 분쇄재생, 재순환, 및/또는 그의 조합일 수 있다. 예를 들어, PET는 순수, 소비 전 또는 소비 후, 재순환, 또는 분쇄재생 PET, PET 공중합체 및 그의 조합일 수 있다. 바람직한 구현 예에서, 거기에서 사용된 완성 용기 및/또는 물질은 후속하는 플라스틱 용기 재순환 흐름에서 양호하다.
바람직한 구현 예에서, 기재 즉 용기, 단지(jar), 병 또는 프리폼(때때로 베이스 프리폼으로 지칭함)과 같은 물품은 여기에서 기술된 장치, 방법, 및 물질을 사용하여 코팅된다. 베이스 프리폼 또는 기재는 제한되는 것은 아니지만 후속하는 블로우 성형과 함께 또는 없이 단층 사출 성형, 사출-오버-사출 성형, 및 공사출 성형을 포함하는 사출 성형, 압출 성형, 및 압축 성형을 비롯한 당업계에 공지된 방법을 포함하여 임의의 적당한 방법에 의해 생산될 수 있다. 기재는 유리, 플라스틱, 금속 등을 비롯한 임의의 물질 또는 물질의 조합으로 생산될 수 있다. 열가 소성 물질과 같은 중합체가 바람직하다. 적당한 열가소성 수지의 예로는 제한되는 것은 아니지만 폴리에스테르(예컨대, PET, PEN), 폴리올레핀(PP, HDPE), 폴리락트산, 폴리카르보네이트, 및 폴리아미드를 포함한다.
기재를 코팅하는 하나 이상의 층 각각은 여기에서 개시된 방법에 따라 코팅층 조성물을 적용하여 형성된다. 바람직한 코팅층 조성물은 하나 이상의 고분자 물질(바람직하게는 열가소성 물질) 및 임의로 하나 이상의 첨가제를 포함하는 용액, 현탁액, 유탁액, 및/또는 분산액을 포함한다. 첨가제는 바람직하게는 공정(예를 들어, 열 향상제, 항발포제) 동안 건조 또는 경화된 코팅층(예컨대, UV 내성, 배리어, 내찰성) 및/또는 코팅 조성물에 기능성을 제공한다. 층 조성물에 사용된 고분자 물질은 그 자체가 기체 배리어 등과 같은 기능적 성질을 제공할 수 있다.
코팅층 조성물은 휘발성 유기 화학물의 양이 최소화된 물질(낮은 VOC)이 바람직하지만, 수성 및/또는 유기 용매를 포함할 수 있다. 다층이 사용될 때, 각 층은 후속하는 층이 적용되기 전에 완전히 건조(즉, 휘발성 용매는 제거됨)된 것이 바람직하다.
바람직한 방법 및 공정의 구현 예에서, 하나 이상의 층은 배리어 층, UV 보호 층, 산소 스캐빈징 층, 산소 배리어 층, 이산화탄소 스캐빈징 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, 산소, 이산화탄소 및/또는 완성 물품(기재 포함)의 하나 이상의 다른 층에 대 하여 더 낮은 투과성을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "UV 보호" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 물품의 하나 이상의 층보다 더 높은 UV 흡수율을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "산소 스캐빈징(oxygen scavenging)" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 물품의 하나 이상의 다른 층보다 더 높은 산소 흡수율을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "산소 배리어" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 사실상 수동 또는 활성이며 물품의 안으로 및/또는 밖으로의 산소의 전도가 느린 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "이산화탄소 스캐빈징" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 물품의 하나 이상의 다른 층보다 더 높은 이산화탄소 흡수율을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "이산화탄소 배리어" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 사실상 수동 또는 활성이며 물품의 안으로 및/또는 밖으로의 이산화탄소의 전도가 느린 물질을 지칭한다. 이론에 국한됨이 없이, 출원인은 탄산 물품, 예를 들어 물품 내에 함유된 소프트 드링크 음료가 과탄산화된 적용에서, 물품의 하나 이상의 층 내에 이산화 탄소 스캐빈저의 포함은 이산화탄소 스캐빈저를 함유하는 층을 포화하는 과잉의 탄산화를 허용하는 것으로 믿는다. 그러므로, 물품으로부터 대기로 이산화탄소가 누출함에 따라, 그것은 그 안에 함유된 생성물 보다 물품 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 완전히 가교 결합된 물질을 포함하는 것까지 단계적으로 변화하는 물질 및 코팅을 지칭한다. 가교 결합 도는 조절될 수 있어, 특정 상황을 위한 화학적 또는 기계적 남용 내성 도와 같은 요구되거나 또는 적당한 물리적 성질을 제공한다.
다른 기능성과 함께 또는 단독으로, 하나 이상의 코팅층에 의해 제공된 기타 기능성은 제한되는 것은 아니지만 염료 및 안료를 포함하는 색상, 기재 및/또는 또 다른 코팅층으로의 코팅층의 접착력을 향상시키기 위한 접착 촉진제, 및 내 마모성을 포함한다.
D. 바람직한 코팅 물질 및 물품의 예
1. 코팅 물질의 예
바람직한 한 구현 예에서, 바람직한 코팅 물질은 열가소성 물질을 포함한다. 더 바람직한 구현 예는 "펜옥시형 열가소성 수지"를 포함한다. 여기에서 사용된 용어처럼, 펜옥시형 열가소성 수지는 WO 제99/20462호에서 논의된 것들을 포함하는 광범위하고 다양한 물질을 포함한다. 한 구현 예에서 물질은 열가소성 에폭시 수지(TPEs), 펜옥시형 열가소성 수지의 서브셋을 포한한다. 게다가 펜옥시형 열가소성 수지의 서브셋, 및 열가소성 물질은 바람직한 히드록시-펜옥시에테르 중합체이며, 그중 특정 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 펜옥시 형 열가소성 수지는 하기의 타입 중 하나를 포함한다:
(1) 화학식Ia, Ib 또는 Ic 중의 어느 하나로 표시된 반복 단위를 갖는 히드록시 작용기의 폴리(아미드에테르):
Figure 112007010246138-PCT00001
(2) 화학식IIa, IIb 또는 IIc 중의 어느 하나에 의해 독립적으로 표시된 반복 단위를 갖는 폴리(히드록시아미드에테르):
Figure 112007010246138-PCT00002
(3) 화학식III으로 표시된 반복 단위를 갖는 아미드- 및 히드록시메틸- 작용기를 갖는 폴리에테르:
Figure 112007010246138-PCT00003
(4) 화학식IV로 표시된 반복 단위를 갖는 히드록시 작용기의 폴리에테르:
Figure 112007010246138-PCT00004
(5) 화학식Va 또는 Vb로 표시된 반복 단위를 갖는 히드록시 작용기의 폴리(에테르술폰아미드):
Figure 112007010246138-PCT00005
(6) 화학식VI으로 표시된 반복 단위를 갖는 폴리(히드록시에스테르에테르):
Figure 112007010246138-PCT00006
(7) 화학식VII로 표시된 반복 단위를 갖는 히드록시-펜옥시에테르 중합체:
Figure 112007010246138-PCT00007
및
(8) 화학식VIII로 표시된 반복 단위를 갖는 폴리(히드록시아미노에테르):
Figure 112007010246138-PCT00008
식중, 각각의 Ar은 개별적으로 2가의 방향족 부분, 치환된 2가의 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분, 또는 상이한 2가의 방향족 부분, 치환된 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분의 조합이고; R은 개별적으로 수소 또는 1가의 히드로카르빌 부분이고; 각각의 Ar1은 2가의 방향족 부분 또는 아미드 또는 히드록시메틸기를 가진 2가의 방향족 부분의 조합이고; 각각의 Ar2는 Ar과 동일하거나 상이하고, 개별적으로 2가의 방향족 부분, 치환된 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분, 또는 상이한 2가의 방향족 부분, 치환된 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분의 조합이고; R1은 개별적으로 주로 히드로카르빌렌 부분, 예컨대, 2가의 방향족 부분, 치환된 2가의 방향족 부분, 2가의 헤테로방향족 부분, 2가의 알킬렌 부분, 2가의 치환 된 알킬렌 부분 또는 2가의 헤테로알킬렌 부분, 또는 이러한 부분의 조합이고; R2는 개별적으로 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 112007010246138-PCT00009
Figure 112007010246138-PCT00010
식중, Y는 없거나, 공유 결합, 또는 결합기이고, 적당한 결합기는 예를 들 면, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐 원자, 술포닐기, 또는 메틸렌기 또는 유사한 결합을 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 표시된 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 생산된다.
화학식II로 표시된 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 생산된다.
화학식III으로 표시된 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 생산될 수 있다. 이들 폴리에테르 및 이들의 생산는 미국 특허 제5,115,075호 및 제5,218,075호에서 설명된다.
화학식IV로 표시된 히드록시 작용기의 폴리에테르는 예를 들면, 미국 특허 제5,164,472호에 기술된 공정을 사용하여 디글리시딜에테르 또는 디글리시딜에테르의 조합을 2가 페놀 또는 2가 페놀의 조합과 반응시킴으로써 생산될 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 표시된 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 생산된다.
화학식VI으로 표시된 폴리(히드록시에스테르에테르)는 디글리시딜테레프탈레이트, 또는 2가 페놀의 디글리시딜에테르와 같은 지방족 또는 방향족 이산의 디글리시딜에테르와 아디프산 또는 이소프탈산과 같은 지방족 또는 방향족 이산을 반응시킴으로써 생산된다. 이들 폴리에스테르는 미국 특허 제5,171,820호에 기술되어 있다.
화학식VII로 표시된 히드록시-펜옥시에테르 중합체는 예를 들면, 2 친핵성 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 생산된다. 이들 히드록시-펜옥시에테르 중합체는 미국 특허 제5,184,373호에 기술되어 있다.
화학식VIII로 표시된 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 생산된다. 이들 화합물은 미국 특허 제5,275,853호에서 기술된다. 예를 들면, 폴리히드록시아미노에테르 공중합체는 레소르시놀디글리시딜에테르, 히드로퀴논디글리시딜에테르, 비스페놀A 디글리시딜에테르, 또는 이의 혼합물로부터 생산될 수 있다. 히드록시-펜옥시에테르 중합체는 2가 다핵 페놀, 예컨대 비스페놀A 와 에피할로히드린의 축합 반응 생성물이며 Ar이 이소프로필리덴디페닐렌 부분인 화학식 IV로 표시된 반복 단위를 갖는다. 이들의 생산 방법은 미국 특허 제3,305,528호에 기술되어 있고, 온전히 그대로 여기에 참고로 혼입되었다.
일반적으로, 바람직한 펜옥시형 물질은 상대적으로 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%를 포함하며, 이들 값들의 상하를 또한 고려하지만, 이러한 백분율을 포괄하는 범위인 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 펜옥시형 용액 및/또는 분산액을 기술하는 미국 특허 제6,455,116호, 제6,180,715호, 및 제5,834,078호를 참조한다.
한 바람직한 펜옥시형 물질은 폴리히드록시아미노에테르(PHAE), 분산액 또는 용액이다. 용기 또는 프리폼에 적용될 때, 분산액 또는 용액은 예측 가능하고 잘 알려진 방식으로 용기 벽을 통한 다양한 기체의 투과율을 매우 감소시킨다. 그의 생산된 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 휘젓거나 또는 그렇지 않으면 교반하여(agitating) 생산될 수도 있다. 이들 PHAE 용액/분산액은 또한 폴리히드록시아미노에테르와 이들 산과의 반응에 의해 생산될 수 있는 유기산 염을 포함한다.
몇몇 구현 예에서, 펜옥시형 열가소성 수지는 당업자에게 알려진 방법을 사용하여 다른 물질과 혼합 또는 배합된다. 몇몇 구현 예에서, 상용화제(compatibilizer)가 배합물에 첨가될 수 있다. 상용화제가 사용되었을 때, 바람직하게는 배합물의 하나 이상의 성질이 개선되며, 이러한 성질은 제한되는 것은 아니지만, 착색, 탁함(haze), 및 배합물을 포함하는 층과 다른 층간의 접착력을 포함한다. 한 바람직한 배합물은 하나 이상의 펜옥시형 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 증가시키기 위한 유사한 화합물을 포함하는, 극성 분자, 기, 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 침지, 플로우, 또는 스프레이 코팅에 의해 액체로써 적용된다면 사용될 수 있는 적당한 펜옥시형 용액 또는 분산액의 예이다. 한 적당한 물질은 BLOX
Figure 112007010246138-PCT00011
실험 배리어 수지, 예를 들면 다우 케미컬사(Dow Chemical Corporation)에 의해 생산된 인산으로 만들어진 XU-19061.00이다. 이러한 특정의 PHAE 분산액은 하기의 전형적인 특성을 갖는 것으로 말하여진다: 30% 퍼센트 고체, 1.30의 비중, 4의 pH, 24 센티포이즈의 점도(브룩필드, 60rpm, LVI, 22℃.), 및 1,400 내지 1,800옹스트롬의 입자 크기. 다른 적당한 물질은 배리어 물질로서 뛰어난 결과를 또한 제공하고 있는 레조르시놀을 기초한 BLOX
Figure 112007010246138-PCT00012
588-29 수지를 포함한다. 이 특정의 분산액은 하기의 대표적인 특성을 갖는 것으로 말하여진다: 30% 퍼센트 고체, 1.2의 비중, 4.0의 pH, 20센티포이즈의 점도(브룩필드, 60rpm, LVI, 22℃.), 및 1,500 내지 2000옹스트롬의 입자 크기. 폴리히드록시아미노에테르 화학의 다른 변화가 히드로퀴논 디글리시딜에테르에 기초한 결정성 이형(crystalline version)과 같이 유용하다고 입증될 수도 있다. 다른 적당한 물질은 명칭 OXYBLOK하에 입수 가능한 임페리얼 케미컬사(Imperial Chemical Industries)("ICI", 오하이오주, 미국)에 의한 폴리히드록시아미노에테르 용액/분산액을 포함한다. 한 구현 예에서, PHAE 용액 또는 분산액은 가교 결합 물 질을 포함하는 제제를 사용함으로 써 부분적으로(반-가교 결합), 완전히, 또는 적당한 적용을 위해 요구되는 정도로 가교될 수 있다. 가교 결합의 이점은, 제한되는 것은 아니지만 하기를 하나 이상 포함한다: 향상된 내화학물질성, 향상된 내마모성, 낮은 블러싱, 및 낮은 표면 장력. 가교 결합제 물질의 예로는 제한되는 것은 아니지만 포름알데히드, 아세트알데히드 또는 알데히드계 물질의 다른 구성원을 포함한다. 적당한 가교 결합제는 또한 물질의 Tg 를 변화시킬 수 있으며, 이것은 특정 용기의 형성을 용이하게 할 수 있다. 다른 적당한 물질은 BLOX
Figure 112007010246138-PCT00013
5000 수지 분산액 중간체, BLOX
Figure 112007010246138-PCT00014
XUR 588-29, BLOX
Figure 112007010246138-PCT00015
0000 및 4000 시리즈 수지를 포함한다. 이들 물질을 용해하는데 사용된 용매는 제한되는 것은 아니지만 알콜, 물, 글리콜 에테르 또는 그의 배합물과 같은 극성 용매를 포함한다. 다른 적당한 물질은 제한되는 것은 아니지만 BLOX
Figure 112007010246138-PCT00016
R1을 포함한다.
한 구현 예에서, 바람직한 펜옥시형 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 휘젓거나 그렇지 않으면 교반으로 생산될 수도 있다. 바람직한 구현 예에서, 중합체 용액 중의 산 농도는 총 중량을 기준으로 약 5중량%-10중량%을 포함하며, 약 5중량%-20중량%의 범위인 것이 바람직하다. 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 구 현 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℃에서 10% 아세트산 용액 중에 중합체를 용해함으로써 생산된다. 이어서, 아직 고온일 때, 용액을 20% 증류수로 희석하여 8% 중합체 용액을 제공한다. 중합체의 더 높은 농도에서, 중합체 용액은 보다 점성이 되는 경향이 있다. 한 바람직한 비 제한적인 히드록시-펜옥시에테르 중합체, PAPHEN 25068-38-6은 펜옥시 어소시에이트, 사(Phenoxy Associates, Inc)로 부터 상업적으로 입수가능하다. 기타 바람직한 펜옥시 수지는 InChem
Figure 112007010246138-PCT00017
(Rock Hill, South Carolina)으로부터 입수 가능하며, 이들 물질은 제한하는 것은 아니지만 INCHEMREZtm PKHH 및 PKHW 물품 계열을 포함한다.
다른 적당한 코팅 물질은 미국 특허 제4,578,295호(Jabarin)에서 기술된 바와 같은 바람직한 코폴리에스테르 물질을 포함한다. 그들은 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 생산된다. 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 것으로써 미쓰이 페트로케미칼사(Mitsui Petrochemical Ind. Ltd.(일본)) 로부터 입수 가능하다.
바람직한 폴리아미드 물질의 예는 미쓰비시 가스 케미칼사(Mitsubishi Gas Chemical)(일본)의 MXD-6을 포함한다. 다른 바람직한 폴리아미드 물질은 나일론 6, 및 나일론 66을 포함한다. 다른 바람직한 폴리아미드 물질은 폴리에스테르가 PET 이오노머를 비롯하여, 바람직하게는 PET 또는 변형된 PET인 약 1-10중량% 폴리에스테르를 포함하여, 약 1-20중량% 폴리에스테르를 포함하는 것들을 포함하는, 폴리아미드 및 폴리에스테르의 배합물이다. 또 다른 구현 예에서, 바람직한 폴리아미드 물질은 폴리에스테르가 PET 이오노머를 비롯하여, 바람직하게는 PET 또는 변형된 PET인 약 1-20중량% 폴리아미드, 및 약 1-10중량% 폴리아미드를 포함하는 것들을 포함하는, 폴리아미드 및 폴리에스테르의 배합물이다. 배합물은 통상의 배합물일 수 있거나 또는 이들은 하나 이상의 항산화제 또는 다른 물질과 상용성이 될 수 있다. 이러한 물질의 예는 2003년 3월 21일자 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.
특정 코팅 물질은 바람직하게는 상부 코팅부 바로 아래층 보다, 부식성 또는 산성 물질과 같은 내 화학성을 제공하는 상부 코팅부 또는 층의 일부로써 적용된다. 특정 구현 예에서, 이들 상부 코팅부 또는 층은 임의로 부분적으로 또는 완전히 가교 결합된 수성계 또는 비수성계 폴리에스테르, 폴리올레핀, 및 그의 배합물이다. 한 바람직한 수성계 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트이지만, 다른 폴리에스테르도 또한 사용될 수 있다.
한 적당한 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 테레프탈레이트 중합체, 10-40중량%의 하나 이상의 글리콜 및 5-25중량%의 하나 이상의 옥시알킬화된 폴리올의 반응 생성물을 포함하는 수성계 폴리에스테르 수지를 기술한다.
또 다른 적당한 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 예비중합체 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, 그 예비 중합체 수지는 예비 중합체 수지의 100g 당 알파, 베타-에틸렌으로 불포화된 디카르복실산 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 아황산염 약 0.5몰 내지 약 1.5몰과 반응하여 술폰화-종결된 수지를 생성한다.
여전히 또 다른 적당한 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 기술하고 있고, 여기서, 반응 생성물은 2작용기의, 유 기산과 추가로 반응하고, 산 대 글리콜의 중량비는 6:1 내지 1:2의 범위이다.
상기 예가 바람직한 수성계 중합체 코팅 조성물로써 제공되지만, 다른 수성계 중합체가 여기에서 기술한 생성물 및 방법에 사용되는데 적당하다. 일례로서만, 제한함이 없이, 추가의 적당한 수성계 조성물이 미국 특허 제4,104,222호(Date, 등)에 기술되어 있고, 참고로 여기에서 혼입하였다. 미국 특허 제4,104,222호는 직쇄 폴리에스테르 수지와 고급 알콜/에틸렌옥시드 첨가형 표면-활성제를 혼합하고, 혼합물을 용융하고 휘저음 하에 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 휘저음 하에 수득한 용융물을 알칸올아민의 수용액 중에 부어 이를 분산시킴으로써 얻어지며, 상기 알칸올아민은 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노메틸에탄올아민, 모노에틸에탄올아민, 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 팽 윤성 중합체 입자의 물 불혼화성 액체 중의 분산액을 개시하고 있고, 이것은 물 불혼화성 액체 내에서 역상 중합에 의해 생산되며, C4 -12 알킬렌 글리콜 모노에테르, 그들의 C1 -4 알카노에이트, C6 -12 폴리알킬렌 글리콜 모노에테르 및 그들의 C1 -4 알카노에이트에서 선택된 비이온 화합물을 포함한다.
몇몇 구현예에서, 코팅 물질은 베이스 프리폼 물질로써 또한 사용될 수 있다.
2. 코팅 물질 향상을 위한 첨가제
여기에서 개시된 바람직한 방법의 이점은 다양한 조합 및/또는 하나 이상의 층 내에 다수의 기능성 첨가제의 사용을 가능하게 하는 그들의 융통성이다. 향상된 CO2 배리어, O2 배리어, UV 보호, 내찰성, 내블러싱, 내충격성 및/또는 내화학물질성을 제공하는 그들의 능력에 대하여 당업자에게 공지된 첨가제가 그 중에서 사용될 수 있다. 여기에서 명시된 첨가제에 대하여, 주어진 백분율은 용매를 제외한 코팅 용액 내에서 물질의 중량 백분율이며, 때때로 모든 비용매 물질이 고체가 아닐 지라도 "고체"로서 칭한다.
바람직한 첨가제는 당업자에게 공지된 방법에 의해 생산될 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 첨가로 특정 물질과 결합될 수도 있다. 또한, 몇몇 구현 예에서, 바람직한 첨가제는 단일층으로써 또는 단일층의 부분으로 사용될 수 있다.
바람직한 구현 예에서, 층의 배리어 성질은 첨가제의 사용에 의해 향상될 수 있다. 첨가제는 또한 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 1중량%, 약 0.01중량% 내지 약 0.1중량%, 및 약 0.1중량% 내지 약 1중량%를 포함한다. 몇몇 구현 예에서 첨가제는 바람직하게는 수성 상태에서 안정하다.
레소르시놀(m-디히드록시벤젠)의 유도체는 물질의 형성에서 배합물로써 또는 첨가제 또는 단량체로써 다양한 바람직한 물질과 함께 사용될 수 있다. 레소르시놀 함량이 더 높을수록 물질의 배리어 성질이 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 타입의 첨가제는 "나노입자(nanoparticles)" 또는 "나노미립 물질(nanoparticulate material)"이다. 편리를 위해 용어 나노입자는 나노입자 및 나노미립 물질 양자를 지칭하는 것으로 여기에서 사용될 것이다. 이들 나노입자는 일반적으로 이들이 물질을 투과할 때 취하여지는, 기체분자, 예컨대 산소 또는 이산화탄소를 이동시키기 위한 보다 굴곡이 있는 경로를 생성함으로써 물질의 배리어 성질을 향상시키는 무기 물질 예컨대 점토, 세라믹, 제올라이트, 원소, 금속 및 금속 화합물 예컨대 알루미늄, 알루미늄 산화물, 철 산화물, 및 실리카를 포함하는 작은, 마이크론 또는 서브 마이크론 크기(직경)의, 물질 입자이다. 바람직한 구현 예에서, 나노미립 물질은 0.1중량%, 0.5중량%를 비롯하여 0.05중량% 내지 1중량% 범위의 양으로 존재하며 이들 양을 포괄하는 범위이다.
나노미립 물질의 한 바람직한 타입은 서던 클레이 프러덕츠(Southern Clay Products)로부터 입수가능한 미립자 점토 기재 물품이다. 서던 클레이 프러덕츠로부터 입수할 수 있는 물품의 한 바람직한 계열은 클로이시트(Cloisite)
Figure 112007010246138-PCT00018
나노입자이다. 한 구현 예에서, 바람직한 나노입자는 사차 암모늄 염으로 개질된 몬모릴로나이트를 포함한다. 다른 구현 예에서, 나노입자는 삼차 암모늄염으로 개질된 몬모릴로나이트를 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 생성물이 또한 사용될 수 있다. 인조 및 천연 물품 양자가 또한 적당하다.
또 다른 타입의 바람직한 나노미립 물질은 금속의 복합 물질을 포함한다. 예를 들어, 한 적당한 복합물은 BYK 케미(독일)로부터 입수가능한 나노미립 형태의 물 기재 산화 알루미늄의 분산액이다. 이러한 타입의 나노미립 물질은 하나 이상의 하기 장점을 제공할 수 있다고 추정된다: 증진된 내마모성, 증진된 내스크래치성, 증진된 Tg, 및 열 안정성.
바람직한 나노미립 물질의 또 다른 타입은 중합체-실리케이트 복합물을 포함한다. 바람직한 구현 예에서, 실리케이트는 몬트모릴로나이트를 포함한다. 적당 한 중합체-실리케이트 나노미립 물질은 나노코르 엔 RTP사(Nanocor and RTP Company)에서 입수 가능하다. 기타 바람직한 나노 입자 물질은 카보실(Cab-O-Sil)과 같은 건식 실리카(fumed silica)를 포함한다.
바람직한 구현 예에서, 물질의 UV 보호 성질은 상이한 첨가제의 첨가에 의해 향상될 수 있다. 바람직한 구현 예에서, 사용된 UV 보호 물질은 약 370㎚이하, 및 약 400㎚ 이하를 비롯하여 약 350㎚이하까지 UV 보호를 제공한다. UV 보호 물질은 층이 부가적인 기능성을 제공하는 첨가제로서 사용되거나, 또는 하나 이상의 층 내에 다른 기능성 물질 또는 첨가제로부터 개별적으로 적용될 수 있다. 바람직하게는, 향상된 UV 보호를 제공하는 첨가제는 약 0.05 내지 20중량%로 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 클리어쉴드(ClearShield)
Figure 112007010246138-PCT00019
이다. UV390A는 바람직하게는 대략 동등한 체적부로 액체와 물을 우선 배합함으로써 혼합이 촉진되는 유성 액체이다. 이어서 이 배합물은 물질 용액, 예를 들면, BLOX
Figure 112007010246138-PCT00020
599-29에 첨가되고 교반된다. 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 아자페노 티아진을 포함한다. UV 보호 물질은 용융상(melt phase) 공정 동안 사용 전에 예컨대 사출 성형 압출 또는 팔레타이징 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.
이산화탄소(CO2) 소기 성질은 하나 이상의 물질 및/또는 층에 부가될 수 있다. 한 바람직한 구현 예에서, 이러한 성질은 높은 기체 배리어 염을 형성하는 CO2와 반응할 활성 아민과 같은 하나 이상의 스캐빈저를 포함함으로써 성취될 수 있다. 이어서, 이 염은 수동 CO2 배리어로서 작용한다. 활성 아민은 첨가제일 수도 있거나, 또는 하나 이상의 층의 수지 물질 내에 있는 하나 이상의 부분일 수도 있다. 아민 이외의 적당한 이산화탄소 스캐빈저 물질이 또한 사용될 수 있다.
산소(O2) 소기 성질은 당업계에 알려진 안트로퀴논 등과 같은 하나 이상의 O2 스캐빈저를 포함함으로써 바람직한 물질에 첨가될 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 112007010246138-PCT00021
O2 스캐빈저이며, 상기 특허의 명세서는 온전히 그대로 여기에서 혼입하였다. 한 구현 예에서, O2 스캐빈저 성질은 상이한 활성 기구를 갖는 펜옥시형 물질 내에서 O2 스캐빈저를 포함하므로 써 바람직한 펜옥시형 물질, 또는 기타 물질에 첨가된다. 바람 직한 O2 스캐빈저는 예컨대 특정 트리거(trigger)에 의해 개시될 때 비로서 자발적으로, 서서히 또는 지연 상태로 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.
특정 구현 예의 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 물질을 포함할 수 있으며 반면 외층은 높은 가교결합 물질 또는 기타 적당한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, PET 표면 상의 내부 코팅은 BLOX
Figure 112007010246138-PCT00022
588-29와 같은 가교 결합되지 않았거나 또는 낮은 가교 결합된 물질을 활용할 수 있고, 외부 코팅은 PET 또는 PP층과 같은 밑에 있는 층에 더 큰 접착력을 제공하도록 가교 결합할 수 있는 ICI로부터의 EXP 12468-4B와 같은 또 다른 물질을 활용할 수 있다. 가교 결합할 수 있는 적당한 첨가제가 하나 이상의 층에 첨가될 수도 있다. 적당한 가교 결합제가 이들이 첨가되는 수지 또는 물질의 화학 및 기능성에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 아민 가교 결합제는 에폭시드기를 포함하는 수지를 가교 결합하는데 유용할 수 있다. 바람직하게는 가교 결합 첨가제는 만약 존재한다면, 코팅 용액/분산액의 약 1중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 약 1중량% 내지 5중량%, 더 바람직하게는 약 0.01 중량% 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 물질을 포함하는 층 물질로 혼입되거나 또는 그 위에 코팅될 수 있다. TPE 물질은 여기에서 개시된 물품의 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, 중합체 층에 포함되었을 때, 열 향상제 없는 층과 비교시 중합체 층이 열 에너지를 흡수하는 속도를 증진 및/또는 온도를 증진시키는 것을 포함한다. 바람직한 열 향상제는 제한 없이, 전이 금속, 전이 금속 화합물, 방사선 흡수 첨가제(예컨대, 카본 블랙)을 포함한다. 열 향상제의 유효량은 경화 공정을 향상시키기 위해 활용될 수 있다. 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, 주어진 경화 공정 동안 성취될 수 있는 물질의 온도를 상당히 증진시킬 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현 예에서, 열 향상제(예컨대, 카본 블랙)는 가열 또는 경화 공정(예컨대, IR 조사)이 수행되는 중합체의 최종 온도 또는 가열 속도가 동일하거나 유사한 공정을 수행할 때 열 향상제가 없는 중합체보다 상당히 더 크도록 중합체에 첨가될 수 있다. 열 향상제에 의해 야기된 중합체의 증진된 가열 속도는 경화 또는 건조의 속도를 증진시킬 수 있으며 따라서 생산 속도를 증진시키는데 그 이유는 시간의 단축이 공정을 위해 필요시 되기 때문이다.
몇몇 구현 예에서, 열 향상제는 또한 약 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 물품을 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 물품에 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 교반된다. 열 향상제는 물품의 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 배합물에 첨가될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 중합체는 또한 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 300, 400, 500, 600, 및 700ppm의 열 향상제 및 이들 양을 포괄하는 범위를 포함하여 약 5 내지 800ppm, 바람직하게는 약 20 내지 약 150ppm, 바람직하게는 약 50 내지 125ppm, 바람직하게는 약 75 내지 100ppm을 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 물품의 형성을 위한 촉매화 방법"으로 하여 2004년 11월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제10/983,150호에 개시되어 있으며, 그의 명세서는 온전히 그대로 참고로 하여 여기에서 혼입하였다.
몇몇 구현 예에서, 항-발포/기포제의 첨가가 요구된다. 용액 또는 분산액을 활용하는 몇몇 구현 예에서, 용액 또는 분산액은 바람직한 공정을 방해할 수 있는 발포 및/또는 기포를 형성한다. 이 방해를 피하는 하나의 방법은 용액/분산액에 항-발포/기포제를 첨가하는 것이다. 적당한 항-발포제는, 제한하는 것은 아니지만, 비이온 계면활성제, 알킬렌옥시드계 물질, 실록산계 물질, 및 이온 계면활성제를 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
Figure 112007010246138-PCT00023
, CELOGEN
Figure 112007010246138-PCT00024
, HYDROCEROL
Figure 112007010246138-PCT00025
, MIKROFINE
Figure 112007010246138-PCT00026
, CEL-SPAN
Figure 112007010246138-PCT00027
, 및 PLASTRON
Figure 112007010246138-PCT00028
FOAM을 포함한다. 발포제 및 발포된 층은 하기에서 더 상세히 기술된다.
발포제는 바람직하게는 코팅층(즉, 용매는 제거됨)의 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 상술한 통상의 블로잉제 대신에 발포체를 생성하는 대안적인 수단으로써 또한 사용될 수 있을 것이다.
3. 바람직한 물품의 예
특정의 바람직한 구현 예에서, 완성 물품은 프리폼, 또는 병, 또는 임의의 다른 타입의 용기 형태일 수 있는 베이스 물품상에 후속하여 적용된 2이상의 코팅 층을 포함하는 방법으로부터 형성된다. 베이스 물품은 후속하여 적용될 한층 이상의 코팅층보다 더 작은 기체 배리어 성능 및/또는 다른 기능적인 성능을 갖는 열가소성 물질로부터 생산될 수 있으며, PET를 포함할 수 있지만, 다른 구현 예에서 또한 상술한 바와 같은 PEN, PLA, PP, 폴리카르보네이트 또는 기타 물질도 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 베이스 프리폼 또는 물품은 산소 스캐빈저, 바람직하게는 완성 물품이 폐기된 후 후속하는 재순환 흐름에 양호한 것을 혼합할 수 있다.
베이스 물품상에 적용될 코팅층은 바람직하게는 베이스 기재와 비교시 작은 두께를 갖는 층에 적용될 때, 베이스 물품 단독보다 개선된 기체 및/또는 방향 배리어 성질을 부여하는 열가소성 물질을 포함한다. 제1코팅층에 사용될 적당한 물질은 열가소성 에폭시, PHAE, 펜옥시 타입 열가소성 수지, 펜옥시 타입 열가소성 수지를 포함하는 배합물, MXD6, 나일론, 나노입자 또는 나노복합재 및 그의 배합물, PGA, PVDC, 또는 여기에서 개시된 기타 물질을 포함한다. 그 물질은 바람직하게는 수계 용액 또는 분산액의 형태로 적용되지만, 또한 바람직하게는 낮은 VOCs를 나타내는 용매계 용액 또는 분산액으로써 적용될 수 있다. 물질은 직접 식품에 접촉하기 위해 FDA에 의해 승인된 것이 바람직하지만 이러한 인증이 필요한 것은 아니다. 제1코팅층으로의 첨가제는 UV 흡수제, 착색제 및 기재로의 코팅의 접착력을 향상시키기 위한 접착촉진제를 포함할 수 있다. 요구되는 성질을 성취하기 위해, 적당한 물질이 적용에 의존하여 다양한 정도로 부분적 열 경화 및/가교될 수 있다. 코팅층 물질은 바람직하게는 여기에서 기술된 바와 같은 침지, 스프레이 또는 플로 우 코팅에 의해 적용되고, 이어서 필요하다면, 바람직하게는 IR로 건조 및/또는 경화된다. 코팅 물질이 용액, 분산액, 등의 형태로 적용된다면, 코팅된 기재는 바람직하게는 제2 또는 상부 코팅층이 적용되기 전에 완전히 건조된다.
한층 이상의 추가의 코팅층이 적용될 수 있다. 한 구현 예에서, 추가의 코팅층은 바람직하게는 베이스 물품 단독보다 내화학물질성 및/또는 내마모성을 부여하는 열가소성 물질을 포함한다. 요구되는 성질을 성취하기 위해 적당한 물질이 적용에 의존하여 다양한 정도로 부분적 열 경화 및/또는 가교 될 수 있다. 물질은 바람직하게는 낮은 VOCs를 나타내는 수성 또는 용매계 용액 또는 분산액의 형태로 적용되는 것이 바람직하다. 추가의 코팅층으로의 첨가제는 윤활제, 열 향상제, UV 흡수제 및 접착 촉진제를 포함할 수 있다. 적용은 바람직하게는 침지, 스프레이 또는 플로우 코팅에 의해 고온(hot) 프리폼 상에서 수행되고, 이어서, 바람직하게는 IR로 건조 및/또는 경화된다.
E. 바람직한 발포 물질
몇몇 구현 예에서, 발포 물질은 기재(베이스 물품 또는 프리폼) 내에 또는 코팅층 내에서 사용될 수 있다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "발포 물질"은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미에 따라 사용되며, 제한 없이, 발포제, 발포제 및 결합제의 혼합물 또는 캐리어 물질, 팽창성 기포 물질, 및/또는 보이드를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 용어 "발포 물질" 및 "팽창성 물질"은 여기에서 상호 교환적으로 사용된다. 바람직한 발포 물질은 물품(예컨대, 용기)의 열 및/또는 구조적 특성을 개선하는 하나 이상의 물리적 특성을 나타낼 수 있으며 용기에 의해 전 형적으로 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 이에 따라 용기의 파손을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 더욱이, 또 다른 구현 예에서 발포체는 편안한 파지 표면을 제공할 수 있으며 및/또는 용기의 심미성 또는 외관을 향상시킬 수 있다.
한 구현 예에서, 발포 물질은 발포제 또는 블로잉제 및 캐리어 물질을 포함한다. 한 바람직한 구현 예에서, 발포제는 팽창될 수 있는 팽창성 구조(예컨대, 미소구)를 포함하며 캐리어 물질과 함께 작용하여 발포체를 생성한다. 예를 들어, 발포제는 아크조 노벨사에서 판매되는 EXPANCEL
Figure 112007010246138-PCT00029
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 캐리어 물질은 여기에서 기술된 물품의 발포체 부분을 형성할 수 있다. 발포 물질은 단일 물질(예컨대, 일반적으로 발포제 및 캐리어 물질의 균일 혼합물), 물질의 혼합물 또는 배합물, 2 이상의 물질로 형성된 매트릭스, 2 이상의 층, 또는 바람직하게는 2 이상의 상이한 물질을 포함하는 복수의 미세층(층상(lamellae))을 포함하는 층을 형성할 수 있다. 대안적으로, 미소구는 다른 적당한 제어 적으로 팽창할 수 있는 물질 일 수 있다. 예를 들어, 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 포함하는 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 생산되는 구조이다. 임의로, 미소구는 일반적으로 고체 구조일 수 있다. 임의로, 미소구는 고체, 액체, 및/또는 기체로 충전된 쉘일 수 있다. 미소구는 발포체를 형성하기에 적당한 구성 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 미소구는 일반적으로 구형일 수 있다. 임의로, 미소구는 길죽한(elongated) 또는 비스듬한(oblique) 스페로이드 일 수 있다. 임의로, 미소구는 미소구를 팽창하게 하기 위한 적당한 기체의 배합물 또는 기체를 포함할 수 있다. 한 구현 예에서, 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 발포제 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), 균열(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 균열될 수 있다. 추가로, 미소구의 다양한 배합물 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, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 등을 포함하는 쉘을 가질 수 있다. 미소구 쉘은 단일 물질 또는 2이상의 상이한 물질의 배합물을 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 그의 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 내부 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 생산된 쉘을 갖는다면, 미소구는 특정 캐리어 물질(예컨대, 높은 용융점을 갖는 PET 또는 폴리프로필렌)을 가공하기에 적당한 고온에서 수행될 때 파단될 수 있다. 몇몇 상황에서, 예를 들어, EXPANCEL
Figure 112007010246138-PCT00030
미소구는 비교적 고온에서 가공될 때 파단 될 수 있다. 유리하게, 중간 온도 또는 고온 미소구는 비교적 높은 용융점을 갖는 캐리어 물질과 함께 사용되어 미소구의 파단 없이 제어 적으로 팽창할 수 있는 발포 물질을 생성할 수 있다. 예를 들어, 미소구는 중간 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 캐리어 물질, 바람직하게는 팽창성 물질을 형성하는 블로잉제(예컨대, 미소구)와 혼합될 수 있는 물질을 포함하는 매트릭스일 수 있다. 캐리어 물질은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 고분자 물질, 예컨대 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, 캐리어 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 windows) 및/또는 물리적 성질을 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 물리적 성질을 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 등의 원하는 범위에 걸쳐 가공하기에 적당한 형성할 수 있는 물질을 생성할 수 있도록 조합될 수 있다. 예를 들어, 더 바람직한 가공 윈도우를 갖는 물질의 비는 증가 될 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, 기재(예컨대, PP)는 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 PP에 대하여 일반적으로 적당하며 PET에 대하여 일반적으로 적당하지 않은 온도 범위에서 가공, 예컨대 압출될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질의 조성물은 물품의 하나 이상의 성질에 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.
F. 바람직한 물품
일반적으로, 여기에서 바람직한 물품은 하나 이상의 코팅층을 갖는 프리폼 또는 용기를 포함한다. 코팅층 또는 층들은 바람직하게는 배리어 보호, UV 보호, 내충격성, 내찰성, 내블러싱, 내화학물질성, 항균 성질 등과 같은 몇몇 기능성을 제공한다. 층은 각각의 층이 하나 이상의 기능적 특성을 갖는 다층으로써 적용될 수도 있고, 또는 하나 이상의 기능적 성분을 함유하는 단층으로 적용될 수도 있다. 층들은 각각의 코팅층이 다음의 코팅층이 적용되기 전에 부분적으로 또는 완전히 건조/경화되어 연속적으로 적용된다.
바람직한 기재는 상술한 바와 같이 PET 프리폼 또는 용기이다. 그렇지만, 다른 기재 물질이 또한 활용될 수도 있다. 다른 적당한 기재 물질은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리카르보네이트, 폴리아미드 및 아크릴을 포함하지만 이것으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 하나의 다층 물품에서, 내층은 PET에 대한 증진된 접착력, O2 소기, UV 내성 및 수동 배리어(passive barrier)에 대한 기능적 성질을 갖는 프라이 머(primer) 또는 베이스 코팅이고, 하나 이상의 외부 코팅은 수동 배리어 및 내찰성을 제공한다. 코팅층에 관한 여기에서의 설명에서, 내부는 기재에 더 가까운 것으로 하고, 외부는 용기의 바깥쪽 표면에 더 근접한 것으로 한다. 내층 및 외층 사이의 임의의 층은 일반적으로 "중간" 또는 "중앙"으로서 기술된다. 다른 구현 예에서, 다중 코팅된 물품은 O2 스캐빈저를 포함하는 내부 코팅층, 중간 활성 UV 보호층, 이어서 부분적으로 또는 고도로 가교결합된 물질의 외층을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 다중 코팅된 프리폼은 O2 스캐빈저를 포함하는 내부 코팅층, 중간 CO2 스캐빈저층, 중간 활성 UV 보호층, 이어서, 부분적으로 또는 고도로 가교결합된 물질의 외층을 포함한다. 이들 조합은 맥주와 같은 탄산 음료에 적당한 경질의 증진된 가교 결합된 코팅을 제공한다. 탄산 소프트 음료를 위해 유용한 또 다른 구현 예에서, 내부 코팅층은 UV 보호층이고, 이어서 가교 결합된 물질의 외층 이다. 상기 구현 예는 특정의 음료와 관련하여 설명되고 있지만, 그들은 다른 목적에 유용할 수도 있고, 다른 층 구성이 참조된 음료에 사용될 수도 있다.
관련 구현 예에서, 프리폼의 최종 코팅 및 건조는 용액 또는 분산액이 용기의 표면 장력을 감소시키기 위해 희석 또는 현탁된 파라핀 또는 왁스, 슬립제(slipping agent), 폴리실란 또는 저분자량 폴리에틸렌을 함유한다는 점에서 프리폼 및 완성된 용기의 표면에 대한 내찰성을 제공한다.
G. 코팅된 물품의 생산의 방법 및 장치
일단 적당한 코팅 물질이 선택되면, 프리폼은 바람직하게는 2개의 물질 사이 의 접착을 촉진하는 방식으로 코팅된다. 하기의 논의가 프리폼에 대한 것이지만, 이러한 논의는 기술된 방법 및 장치가 용기 및 다른 물품에 적용되거나 적합하게 될 수 있다는 점에서 한정되는 것으로 간주 되어서는 안 된다. 일반적으로, 코팅 물질과 프리폼 기재 사이의 접착성은 프리폼의 표면 온도가 증가함에 따라 증가한다. 그러므로, 바람직한 코팅 물질은 실온에서 프리폼에 접착할지라도, 가열된 프리폼 상에 코팅을 수행하는 것이 바람직하다.
일반적으로 플라스틱 및 구체적으로 PET 프리폼은 프리폼에 분진(dust)을 끌어들여 급속히 더러워지는 것을 유발하는 정전기를 갖는다. 바람직한 구현 예에서, 프리폼은 사출 성형기로부터 직접적으로 취해지고, 여전히 가온(warm) 하는 것을 포함하여 코팅된다. 사출 성형기로부터 프리폼이 즉시 제거된 후 프리폼을 코팅함으로써, 분진 문제가 회피될 뿐만 아니라, 가온 프리폼이 코팅 공정을 향상시킨다고 추정된다. 그렇지만, 그 방법은 또한 코팅 전에 저장되는 프리폼의 코팅을 가능하게 한다. 바람직하게는, 프리폼은 실질적으로 청결하지만, 세정이 필수적이지 않다.
바람직한 구현 예에서 자동화 시스템이 사용된다. 바람직한 방법은 시스템으로의 프리폼의 진입, 프리폼의 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅, 과잉 물질의 임의의 제거, 건조/경화, 냉각, 및 시스템으로부터 방출을 포함한다. 시스템은 또한 임의로 재순환 단계를 포함할 수도 있다. 한 구현 예에서 장치는 다중 코팅을 구비한 프리폼을 생산하는 2 이상의 침지, 플로우, 또는 스프레이 코팅 유닛 및 2 이상의 경화/건조 유닛을 함유하는 단일의 통합 공정 라인이다. 또 다른 구현 예에서, 시스템은 하나 이상의 코팅 모듈을 포함한다. 각각의 코팅 모듈은 하나 이상의 침지, 플로우, 또는 스프레이 코팅 유닛 및 하나 이상의 경화/건조 유닛을 갖는 내장형 공정 라인을 포함한다. 모듈의 구성에 따라, 프리폼은 하나 이상의 코팅을 수취할 수 있다. 예를 들면, 하나의 구성은 3개의 코팅 모듈을 포함할 수도 있고, 여기서, 프리폼은 하나의 모듈로부터 다음의 것으로 전달되며, 또 다른 구성에서, 동일한 3개의 모듈은 소정의 위치에 있을 수도 있지만, 프리폼은 제1 모듈로부터 제3 모듈로 제2 모듈을 생략하고 전달된다. 상이한 모듈 구성 사이를 전환하는 이 능력은 유연성을 가능하게 한다. 추가의 바람직한 구현 예에서 모듈러 또는 통합 시스템 중의 어느 하나는 프리폼 사출 성형기 및/또는 블로우 성형기에 직접적으로 연결 될 수 있다. 사출 성형기는 본 발명에서 사용하기 위한 프리폼을 생산한다.
완전히 자동화된 코팅 시스템의 바람직한 구현 예가 하기에 설명된다. 이 시스템은 현재 바람직한 물질의 관점에서 기술되지만, 사용된 물질 및 원하는 최종품인 프리폼의 특정의 물리적 구조에 따라 특정의 파라미터가 변화할 것이라는 것을 당업자는 알 수 있다. 이 방법은 약 0.07, 0.09, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40, 0.45, 0.50, 0.55, 0.60, 0.65, 및 0.70g을 포함하여, 프리폼 상에 부착되는 전체 약 0.05 내지 약 0.75g의 코팅 물질을 갖는 코팅된 24g의 프리폼을 생산하는 관점에서 기술된다. 하기 기술된 방법에서, 코팅 용액/분산액은 적당한 온도 및 점도에서 24g의 프리폼 상의 코팅층 당 약 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.11, 0.12, 0.13, 0.14, 0.15, 0.16, 0.17, 0.18, 및 0.19g을 포함하여 24g의 프리폼 상의 코팅층 당 약 0.06 내지 약 0.20g의 코팅 물질을 침착할 수 있다. 다양한 크기 의 물품에 대한 바람직한 부착량은 24g의 프리폼과 비교하여 표면적의 증가 또는 감소에 따라 일정한 비율로 정할 수 있다. 따라서, 24g 프리폼 이외의 물품은 상기한 범위를 벗어날 수도 있다. 또한, 몇몇 구현 예에서, 상기한 범위를 벗어나는 24g의 프리폼 상에 단층 또는 전체 코팅량을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
장치 및 방법은 또한 다른 유사한 크기의 프리폼 및 용기에 사용될 수 있거나, 또는 하기의 논의의 관점으로 당업자에게 자명할 것인 다른 크기의 물품을 위해 적합하게 될 수도 있다. 현재 바람직한 코팅 물질은 위에서 언급된 BLOX 수지를 포함하여, TPE, 바람직하게는 펜옥시 타입 수지, 더 바람직하게는 PHAE을 포함한다. 이들 물질 및 방법은 단지 예로서 제공되고, 본 발명의 범위를 결코 한정하는 것은 아니다.
1. 시스템으로의 진입
프리폼은 우선 시스템으로 가져온다. 한 바람직한 방법의 이점은 당업자에 의해 보통 사용된 것들과 같은 통상의 프리폼이 사용될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 16온스 병을 생산하기 위한 상용 타입의 24g 단층 프리폼이 시스템으로의 진입 전에 임의의 변경 없이 사용될 수 있다. 한 구현 예에서 시스템은 프리폼 사출 성형기에 직접적으로 연결되어 가온(warm) 프리폼을 시스템에 제공한다. 또 다른 구현 예에서 저장된 프리폼은 부가적인 가공를 위한 장치 내로 프리폼을 적재하는 것들을 포함하여 당업자에게 잘 공지된 방법에 의해 시스템에 부가된다. 바람직하게는 저장된 프리폼이 시스템으로의 진입 전에 약 120℉를 포함하여 약 100℉ 내지 약 130℉로 예열(pre-warmed)된다. 저장된 프리폼은 바람직하게는 청결하지만, 청 결이 필수적인 것은 아니다. PET 프리폼이 바람직하지만, 다른 프리폼 및 용기 기재가 사용될 수 있다. 다른 적당한 물품 기재는 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 나일론을 포함하는 폴리아미드, 또는 아크릴 과 같은 다양한 중합체를 포함하지만 이것으로 한정되는 것은 아니다.
2. 침지(Dip), 스프레이, 또는 플로우 코팅
적당한 코팅 물질이 일단 선택되면, 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅 중 어느 하나가 준비되어 사용될 수 있다. 물질 생산는 침지, 스프레이, 및 플로우 코팅에 대하여 필수적으로 동일하다. 코팅 물질은 코팅 물질의 수지가 용해 및/또는 현탁되는 하나 이상의 용매로부터 생산된 용액/분산액을 포함한다.
코팅 용액/분산액의 온도는 용액/분산액의 점도에 대폭적인 효과를 가질 수 있다. 온도가 증가함에 따라, 점도가 감소하고, 역의 경우도 마찬가지이다. 또한, 점도가 증가함에 따라, 물질 부착률도 증가한다. 그러므로 온도는 부착을 제어하는 기구로서 사용될 수 있다. 플로우 코팅을 사용하는 한 구현 예에서, 용액/분산액의 온도는 코팅 물질의 경화를 최소화할 정도로 충분히 차가운 범위로 보유되지만, 적당한 점도를 유지하도록 충분히 따뜻하다. 한 구현 예에서, 온도는 약 70℉를 포함하여, 약 60℉-80℉이다. 몇몇 경우에서, 너무 점성이어서 스프레이 또는 플로우 코팅에 사용될 수도 없는 용액/분산액은 침지 코팅에 사용될 수 있다. 유사하게, 코팅 물질은 스프레이 코팅에서 상승된 온도에서 더 짧은 시간을 보낼 수도 있기 때문에, 경화 문제 때문에 침지 또는 플로우 코팅에 대해 추천되는 것보 다 높은 온도가 스프레이 코팅에 활용될 수도 있다. 어쨌든, 용액 또는 분산액은 적용에 적당한 성질을 나타내는 임의의 온도에서 사용될 수 있다. 바람직한 구현 예에서, 온도 제어 시스템이 사용되어 적용 공정 동안 코팅 용액/분산액의 일정한 온도를 확보한다. 특정한 구현 예에서, 점도가 증가함에 따라, 물의 첨가는 용액/분산액의 점도를 감소시킬 수 있다. 다른 구현 예는 점도가 원하는 범위를 벗어날 때 신호를 제공하고/하거나 원하는 범위 내의 점도를 얻기 위해 물 또는 다른 용매를 자동적으로 첨가하는 물 함량 모니터 및/또는 점도 모니터를 또한 포함할 수 있다.
바람직한 구현 예에서, 용액/분산액은 적당한 온도 및 점도에서 24g의 프리폼 상의 코팅층 당 약 0.07, 0.08,0.09, 0.1, 0.11, 0.12, 0.13, 0.14, 0.15, 0.16, 0.17, 0.18, 및 0.19g을 포함하여, 24g의 프리폼의 코팅당 약 0.06 내지 약 0.2g을 부착할 수 있다. 다양한 크기의 물품에 대한 바람직한 부착량은 24g의 프리폼과 비교시 표면적의 증가 또는 감소에 따라 일정한 비율로 정할 수 있다. 따라서, 24g 프리폼 이외의 물품은 상술한 범위를 벗어날 수 있다. 또한, 일부 구현 예에 있어서, 상술한 범위를 벗어나는 24g의 프리폼 상에 단일 층을 갖는 것이 바람직할 수도 있다.
한 구현 예에서, 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅으로부터 생산된 코팅된 프리폼은 도3에 도시된 타입의 것이다. 코팅(22)은 프리폼의 본체부(4) 상에 배치되고, 목부(2)에는 코팅되지 않는다. 코팅된 프리폼(16)의 내부는 코팅되지 않는 것이 바람직하다. 바람직한 구현 예에서 이것은 프리폼의 목부 외측을 포위하는 하우징과 결합된 프리폼 내로 삽입되는 확장형 콜레트(collet) 또는 파지 기계를 포함하는 보유 기구의 사용을 통하여 달성된다. 콜레트는 확장하여 콜레트와 하우징 사이의 소정 위치에 프리폼을 보유한다. 하우징은 스레딩(threading)을 포함하는 목의 외측을 피복하여, 코팅으로부터 목부뿐만 아니라 프리폼의 내측을 보호한다.
바람직한 구현 예에서, 침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅으로부터 생산된 코팅된 프리폼은 층 사이에 실질적 구별이 없는 완성품을 생산한다. 또한, 침지 및 플로우 코팅 절차에 있어서, 프리폼 상에 침착된 코팅 물질의 양은 각각의 연속적인 층에 따라 약간 감소한다는 것을 알아내었다.
a. 침지 코팅(Dip Coating)
바람직한 구현 예에서, 코팅은 침지 코팅 공정을 통하여 적용된다. 프리폼은 코팅 물질을 수용하는 탱크 또는 다른 적당한 용기에 침지 시킨다. 코팅 물질로의 프리폼의 침지는 유지 선반(retaining rack) 등의 사용에 의해 수동적으로 행하여질 수 있거나, 또는 완전히 자동화 공정에 의해 행하여질 수 있다. 도14에 나타낸 장치가 자동화 플로우 코팅 유닛의 한 구현 예를 도시하지만, 자동화 침지 코팅을 활용하는 특정한 구현 예에서, 플로우 코터(86)의 위치는 코팅 물질을 수용하는 침지 코팅 탱크 또는 다른 적당한 용기의 위치 결정을 나타낼 것이다.
바람직한 구현 예에서, 프리폼은 코팅 물질에 침지 되는 동안 회전하고 있다. 프리폼은 바람직하게는 약 30-80RPM, 더 바람직하게는 약 40RPM의 속도로 회전하지만 또한, 약 50, 60, 및 70RPM을 포함한다. 이것은 프리폼의 완전한 코팅을 가능하게 한다. 다른 속도가 사용될 수 있지만, 바람직하게는 원심력 때문에 코팅 물질의 손실을 야기할 만큼 높지 않다.
프리폼은 프리폼의 완전한 피복을 행하기에 충분한 기간 동안 바람직하게는 침지된다. 일반적으로, 이것은 약 0.25 내지 약 5초의 범위이지만, 이 범위 상하의 시간이 또한 포함된다. 임의의 이론에 국한되는 것을 바라지 않고, 더 긴 체류 시간이 부가된 코팅 이점을 제공하지 않는 것으로 나타난다.
침지 시간 및 이에 의한 속도를 결정하는데 있어서, 코팅 물질의 탁도가 또한 고려되어야 한다. 속도가 너무 높으면, 코팅 물질은 코팅 결함을 야기하는 물결형상 및 튀김(splatter)이 될 수 있다. 또 다른 고려 사항은 많은 코팅 물질 용액 또는 분산액이 코팅 공정을 방해할 수 있는 발포 및/또는 기포를 형성한다는 것이다. 이 방해를 피하기 위해, 침지 속도는 코팅 물질의 과도한 교반을 피하기 위해 선택되는 것이 바람직하다. 필요하다면 항- 발포/기포제가 코팅 용액/분산액에 첨가될 수도 있다.
b. 스프레이 코팅
바람직한 구현 예에서, 코팅은 스프레이 코팅 공정을 통하여 적용된다. 프리폼은, 코팅 물질을 수용하는 탱크 또는 다른 적당한 용기와 유체 연결되어 있는 코팅 물질로 스프레이 된다. 코팅 물질을 사용한 프리폼의 스프레이는 유지 선반 등의 사용으로 수동적으로 행하여질 수 있거나, 완전한 자동화 공정에 의해 행하여질 수도 있다. 도14에 도시된 장치는 자동화 플로우 코팅 유닛의 한 구현 예를 도시하지만, 자동화 스프레이 코팅을 활용하는 특정한 구현 예에서, 플로우 코터(86) 의 위치는 스프레이 코팅 장치의 위치 결정을 나타낼 것이다.
바람직한 구현 예에서, 프리폼은 코팅 물질이 스프레이 되고 있는 동안 회전하고 있다. 프리폼은 바람직하게는 약 30-80RPM, 더 바람직하게는 약 40RPM의 속도로 회전하지만 또한 약 50, 60, 및 70RPM을 포함한다. 바람직하게는, 프리폼은 코팅 스프레이를 통하여 진행되는 동안에 약 360°이상 회전한다. 이것은 프리폼의 완전한 코팅을 가능하게 한다. 그렇지만, 프리폼은 스프레이가 프리폼에 향하고 있는 동안 정지한 채로 유지될 수 있다.
프리폼은 프리폼의 완전한 피복을 행하기에 충분한 기간 동안 스프레이 되는 것이 바람직하다. 스프레이에 필요한 시간은 스프레이 율(단위 시간 당 스프레이의 체적), 스프레이에 의해 포괄된 면적, 등을 포함할 수도 있는 수개의 인자에 의존한다.
코팅 물질은 처리 라인과 유체 연결된 탱크 또는 다른 적당한 용기에 수용된다. 바람직하게는 밀폐 시스템은 사용되지 않은 코팅 물질의 재순환에서 사용된다. 한 구현 예에서, 이것은 코팅 물질 탱크와 유체 연결되는 코팅 물질 수집기 중의 임의의 사용되지 않은 코팅 물질을 수집함으로써 달성될 수 있다. 다수의 코팅 물질 용액 또는 분산액은 코팅 공정을 방해할 수 있는 발포 및/또는 기포를 형성한다. 이 방해를 피하기 위해, 코팅 물질은 탱크의 저부 또는 중앙으로부터 제거되는 것이 바람직하다. 추가로, 발포 및/또는 기포를 더욱 감소시키기 위해 코팅 탱크에 반송하기 전에 물질 흐름을 감속시키는 것이 바람직하다. 이것은 당업자에게 공지된 수단에 의해 행하여질 수 있다. 필요하다면 항 발포/기포제가 코팅 용액/분산액에 첨가될 수 있다.
스프레이 시간과 노즐 크기 및 구성과 같은 관련 파라미터를 결정하는데 있어서, 코팅 물질의 성질이 또한 고려되어야 한다. 속도가 너무 높고/높거나 노즐 크기가 부정확하다면, 코팅 물질이 튀겨서 코팅 결함을 야기할 수도 있다. 속도가 너무 느리거나 또는 노즐 크기가 부정확하다면, 코팅 물질은 원하는 것보다 더 두꺼운 방식으로 적용될 수 있다. 적당한 스프레이 장치는 노드슨사(Nordson Corporation)(웨스트레이크, 오하이오주)에 의해 시판된 것들을 포함한다. 또다른 고려 사항은 많은 코팅 물질 용액 또는 분산액이 코팅 공정을 방해할 수 있는 발포 및/또는 기포를 형성한다는 것이다. 이 방해를 피하기 위해, 스프레이 속도, 사용된 노즐 및 유체 연결은 코팅 물질의 과도한 교반을 피하도록 선택되는 것이 바람직하다. 필요하다면 항- 발포/기포제가 코팅 용액/분산액에 첨가될 수 있다.
c. 플로우 코팅
바람직한 구현 예에서, 코팅은 플로우 코팅 공정을 통하여 적용된다. 플로우 코팅의 목적은 프리폼이 완전한 코팅을 위해 통과하는 하강 샤워 커튼 또는 워터폴과 유사한 물질의 시이트를 제공하는 것이다. 유리하게는, 플로우 코팅의 바람직한 방법은 코팅 물질 내의 프리폼의 짧은 체류 시간을 가능하게 한다. 프리폼은 프리폼의 표면을 코팅하기에 충분한 기간 동안 시이트를 통과하기만 하면 된다. 임의의 이론에 국한되는 것을 바라지 않고, 더 긴 체류 시간이 임의의 추가된 코팅 이점을 제공하지 않는 것으로 추정된다.
도 14, 15 및 16을 참고로 하여 바람직한 플로우 코팅 공정의 한 구현 예의 비제한적인 도면의 교대도를 나타낸다. 이 구현 예에, 단일 플로우 코터(86)를 포함하는 시스템의 상면도를 나타낸다. 프리폼이 시스템(84)에 진입한 후, 프리폼(1)이 코팅 물질 워터폴(도시되지 않음)을 통해 통과하는 플로우 코터(86)로 진행한다. 코팅 물질은 탱크 또는 배트(150)로부터 탱크 내의 틈새(155)를 통하여 각도진 유체 가이드(160) 아래로 진행하고, 프리폼 상을 통과할 때 워터폴을 형성한다. 다른 구현 예는 실질적으로 수평인 유체 가이드를 가질 수 있다. 탱크(150)내의 틈새(155)는 물질의 흐름을 조절하기 위해 넓어지거나 좁아질 수도 있다. 물질은 저장기(도시되지 않음)로부터 코팅 물질 수준을 틈새(155)의 것 이상으로 유지하는 속도로 배트 또는 탱크(150)안으로 펌프질 된다. 유리하게는, 이 구성은 코팅 물질의 일정한 흐름을 확보한다. 과잉 량의 물질은 펌프의 순환에 기인한 임의의 유체 변동을 또한 완충시킨다.
균일한 코팅을 제공하기 위해 프리폼은 코팅 물질의 시이트를 통해 통과하는 동안 회전하는 것이 바람직하다. 프리폼은 약 30-80RPM, 더 바람직하게는 약 40RPM의 속도로 회전하는 것이 바람직하지만 또한 50, 60, 및 70RPM을 포함한다. 바람직하게는, 프리폼은 코팅 물질의 시이트를 통해 진행하는 동안 약 2회 이상 완전한 회전 또는 720°회전한다. 한 바람직한 구현 예에서, 프리폼은 코팅 물질 시이트를 통해 진행하는 동안 회전하고, 각도를 이루어 놓인다. 프리폼의 각도는 코팅 물질 시이트의 평면에 대해 예각인 것인 바람직하다. 이것은 유리하게는 프리폼의 목부 또는 내측을 코팅하는 일 없이 프리폼의 완전한 코팅을 가능하게 한다. 다른 바람직한 구현 예에서, 도16에 나타낸 바와 같이 프리폼(1)은 코팅 물질 시이 트를 통해 진행하는 동안 밑바닥에 대하여 수직, 또는 직각이다. 코팅 물질 시이트가 프리폼과 접촉할 때, 시이트는 접촉의 초기점으로부터 프리폼의 벽 위쪽으로 크리프되는 경향이 있다는 것을 알아냈다. 당업자는 유량, 코팅 물질 점도, 및 프리폼에 대한 코팅 시이트 물질의 물리학적 배치와 같은 파라미터를 조절함으로써 이 크리프 효과를 제어할 수 있다. 예를 들면, 흐름이 증가함에 따라 크리프 효과는 또한 증가할 수 있고, 가능하게는 코팅 물질을 바람직한 것보다 더 많이 프리폼에 코팅시킨다. 또 다른 예로서, 코팅 물질 시이트에 대한 프리폼의 각도를 감소시킴으로써, 각도 조절이 중력에 의해 프리폼의 저부로 옮기거나 제거된 물질의 양을 감소시키는 것과 같이 코팅 두께는 프리폼의 중심 또는 몸체에 보다 많은 물질이 유지되도록 조절될 수도 있다. 이 크리프 효과를 조작하는 능력은 유리하게는 프리폼의 목부 또는 내측을 코팅하는 일 없이 프리폼의 완전한 코팅을 위해 가능하게 한다.
코팅 물질은 밀폐 시스템에서의 처리 라인과 유체 연결된 탱크 또는 다른 적당한 용기에 수용된다. 임의의 사용되지 않은 코팅 물질을 재순환시키는 것이 바람직하다. 한 구현 예에서, 이것은 코팅 물질 탱크와 유체 연결되는 코팅 물질 수집기에서 반송 워터폴 플로우 흐름을 수집함으로써 달성될 수도 있다. 많은 코팅 물질 용액 또는 분산액은 코팅 공정을 방해할 수 있는 발포 및/또는 기포를 형성한다. 이 방해를 피하기 위해, 코팅 물질은 탱크의 저부 또는 중앙으로부터 제거되는 것이 바람직하다. 또한, 발포 및/또는 기포를 더욱 감소시키기 위해 코팅 탱크에 반송하기 전에 물질 흐름을 감속시키는 것이 바람직하다. 이것은 당업자에게 공지된 수단에 의해 행하여질 수 있다. 필요하다면 항- 발포/기포제가 코팅 용액/분산액에 첨가될 수 있다.
코팅 물질의 적당한 유량을 선택함에 있어서, 코팅 물질 점도, 유량 속도, 프리폼의 길이 및 직경, 라인 속도 및 프리폼 간격을 포함하여, 수개의 변수가 적당한 피복을 피복을 위해 고려되어야 한다.
유량 속도 물질 시이트의 정밀도를 결정한다. 유량이 너무 빠르거나 너무 느리면, 물질은 정밀하게 프리폼을 코팅하지 못할 수도 있다. 유량이 너무 빠를 때, 물질은 처리 라인에 튀기고 쏟아져 내려 프리폼의 불완전한 코팅, 코팅 물질의 낭비, 및 증가된 발포 및/또는 기포 문제를 야기할 수도 있다. 유량이 너무 느리면, 코팅 물질은 부분적으로만 프리폼을 코팅할 수도 있다.
코팅되는 프리폼의 길이 및 직경은 유량을 선택할 때 또한 고려되어야 한다. 물질의 시이트는 완전하게 전체 프리폼을 덮어야 하고, 그러므로 프리폼의 길이 및 직경이 바뀔 때 유량 조절이 필요할 수 있다.
고려하는 다른 요소는 라인 상의 프리폼의 간격이다. 프리폼이 물질 시이트를 통해 진행할 때 소위 반류(wake) 효과가 관측될 수 있다. 차기의 프리폼이 이전 프리폼의 반류 중의 시이트를 통해 통과한다면, 적당한 코팅을 수취하지 못할 수 있다. 그러므로 프리폼의 속도 및 중심선을 감시하는 것이 중요하다. 프리폼의 속도는 사용된 특수 장비의 처리량에 의존할 것이다.
3. 과잉 물질의 제거
유리하게는 바람직한 방법은 사실상 프리폼 상의 모든 코팅이 활용되도록( 즉, 사실상 제거할 과잉 물질이 없다) 효과적인 부착을 제공한다. 그렇지만, 프리폼이 침지, 스프레이 또는 플로우 방법에 의해 코팅된 후에 과잉의 코팅 물질을 제거하는 것이 필요한 상황이다. 바람직하게는, 회전 속도 및 중력은 서로 작용하여 프리폼 상의 시이트를 정규화하고 임의의 과잉 물질을 제거한다. 바람직하게는, 프리폼은 약 5 내지 약 15초 동안, 더 바람직하게는 약 10초 동안 정규화된다. 프리폼이 코팅 후에 탱크 위를 통과하도록 하는 방식으로 코팅 물질을 유지하는 탱크가 위치한다면, 프리폼의 회전 및 중력은 몇몇 과잉 물질을 프리폼으로부터 코팅 물질 탱크로 다시 적하시킬 수 있다. 이것은 임의의 부가적인 수고 없이 과잉 물질을 재순환시킨다. 과잉 물질이 탱크로 다시 적하하지 않는 방식으로 탱크가 놓이면, 코팅 탱크 또는 배트와 유체 연결된 코팅 물질 수집기 또는 저장기와 같은, 과잉 물질을 포획하고 재사용되도록 반송하는 다른 적합한 수단이 채택될 수도 있다.
상기 방법은 생산 상황으로 인해 비실용적이거나 불충분하여, 점적 제거기(88)와 같은 다양한 장치 및 방법이 과잉 물질을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 도14, 15 및 16을 참조한다. 예를 들면, 적당한 점적 제거기는 하기 중의 하나 이상을 포함한다: 단독으로 사용되거나 서로 병용하여 사용될 수 있는 와이퍼, 브러쉬, 스폰지 롤러, 에어 나이프 또는 에어 플로우. 또한, 이들 방법은 상술한 회전 및 중력 방법과 결합될 수도 있다. 바람직하게는 이들 방법에 의해 제거된 임의의 과잉 물질은 추가의 사용을 위해 재순환된다.
4. 건조 및 경화
프리폼(1)이 코팅되어, 임의의 과잉 물질이 제거(88)된 후에, 코팅된 프리폼은 건조 및 경화(90)된다. 건조 및 경화 공정은 바람직하게는 적외선(IR) 가열(90)에 의해 수행된다. 도 14, 15, 17A 및 17B를 참조한다. 한 구현 예에 서, 1000W 석영 IR 램프(200)가 원으로서 사용된다. 바람직한 원은 제너럴 일렉트릭(General Electric) Q1500 T3/CL 석영라인(Quartzline) 텅스텐-할로겐 램프이다. 이 특정한 원 및 등가의 원은 제너럴 일렉트릭 및 필립스사를 포함하는 원 중의 어느 하나로부터 상업적으로 구매될 수도 있다. 그 원은 전체 용량으로 사용될 수도 있거나, 약 50%, 약 65%, 약 75% 등과 같은 부분적 용량에서 사용될 수도 있다. 바람직한 구현 예는 단일 램프 또는 다수의 램프의 병용으로 사용될 수도 있다. 예를 들면, 6개의 IR 램프가 70% 용량으로 사용될 수도 있다.
바람직한 구현 예는 프리폼에 대한 물리적 배향이 조절 가능한 램프를 또한 사용할 수 있다. 도17A 및 도17B에 도시된 바와 같이, 램프 위치(200)는 프리폼으로부터 더 가깝거나 더 멀리 램프를 위치시키도록 조절(220)될수도 있다. 예를 들면, 다수의 램프를 사용한 한 구현 예에서, 프리폼의 저부 밑에 비치한 하나 이상의 램프를 프리폼에 근접시키도록 이동하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 유리하게는 프리폼 저부의 완전한 경화를 가능하게 한다. 조절 가능한 램프를 사용한 구현 예가 다양한 폭의 프리폼에서 또한 사용될 수도 있다. 예를 들면, 프리폼이 저부에서 보다 상부에서 더 넓다면, 램프는 프리폼의 저부에서 프리폼에 더 근접하게 위치하여 균일한 경화를 실현할 수 있다. 램프는 코팅의 모든 표면의 비교적 균일한 조도를 제공하도록 배향되는 것이 바람직하다.
다른 구현 예에서 반사기가 완전한 경화를 제공하기 위해 IR 램프와 병용하여 사용된다. 바람직한 구현 예에서 램프(200)는 공정 라인의 일 측 상에 위치하고 한편 하나 이상의 반사기(210, 230)는 공정 라인의 반대측 또는 아래에 비치된다. 이것은 유리하게는 프리폼에 램프 출력을 다시 반사하여 더 완전한 경화를 가능하게 한다. 더 바람직하게는 부가적인 반사기(210)가 프리폼 아래에 비치되어 램프로부터의 열을 프리폼의 저부를 향하여 상방으로 반사한다. 이것은 유리하게는 프리폼 저부의 완전한 경화를 가능하게 한다. 다른 바람직한 구현 예에서 반사기의 다양한 조합이 물품의 특성 및 사용된 IR 램프에 따라 사용될 수도 있다. 더 바람직하게는 반사기는 상술한 조절 가능한 IR 램프와 병용하여 사용된다.
도17은 바람직한 IR 건조/경화 유닛의 비제한적인 한 구현 예의 도면을 도시한다. 공정 라인의 일측에 일련의 램프(200)를 나타낸다. 프리폼 아래에 보다 완전한 경화를 위해 프리폼의 저부를 향하여 열을 반사하는 각도진 반사기(210)를 나타낸다. 램프의 반대측은 보다 완전하고 효율적으로 경화하도록 IR 열을 프리폼에 재반사하는 반원형 반사기(230)이다. 도17B는 램프 배치가 조절 가능(220)한 구현 예를 설명하는 램프의 확대된 단면이다. 램프는 프리폼에 근접하거나 또는 이로부터 멀리 이동될 수도 있어 최대의 건조/경화 유연성을 허용한다.
또한, 적외선 가열의 사용은 PET 기재를 과열시키는 일 없이 열가소성 에폭시(예를 들면 PHAE) 코팅을 건조시키고, 블로우 성형 전에 프리폼 가열 동안 사용될 수 있어, 에너지 효율이 높은 시스템을 생산하도록 허용한다. 또한, IR 가열의 사용이 블러싱을 감소시키고 내화학물질성을 개선시킬 수 있다는 것을 알아냈다.
이 공정이 부가적인 공기 없이 실시될 수도 있지만, IR 가열은 강제된 공기(forced air)와 병용되는 것이 바람직하다. 사용된 공기는 고온, 저온, 또는 주위 온도일 수도 있다. IR 및 공기 경화의 병용은 바람직한 구현 예의 뛰어난 내화학물질성, 내블러싱 및 내찰성의 독특한 특질을 제공한다. 또한, 임의의 특정한 이론에 구속되는 것을 바라지 않고, 코팅의 내화학물질성은 가교 결합 및 경화의 기능이라고 여겨진다. 경화가 보다 완전할수록, 내화학물질성이 더 크다.
코팅을 충분하게 건조 및 경화시키기에 필요한 시간의 길이를 결정하는데 있어서 코팅 물질, 부착의 두께 및 프리폼 기재와 같은 수개의 인자가 고려되어야 한다. 상이한 코팅 물질이 다른 것보다 더 빠르거나 더 느리게 경화한다. 추가로, 고체의 정도가 증가함에 따라, 경화 속도가 감소한다. 일반적으로, 약 0.05 내지 약 0.75g의 코팅 물질을 갖는 24g의 프리폼의 IR 경화에 대하여, 경화 시간은 약 5 내지 60초이지만, 이 범위 상하의 시간에서도 또한 사용될 수 있다.
고려하는 또 다른 요소는 기재 및 코팅 물질의 유리 전이 온도(Tg)와 관계가 있기 때문에 프리폼의 표면 온도이다. 바람직하게는 코팅의 표면 온도는 경화/건조 공정 동안 기재 Tg 위로 기재를 가열하는 일 없이 코팅 물질의 Tg 를 초과한다. 이것은, 기재를 과열시키는 것에 기인한 프리폼 형상을 변형시키는 일 없이 원하는 막 형성 및/또는 가교 결합을 제공한다. 예를 들면, 코팅 물질이 프리폼 기재 물질보다 높은 Tg 를 갖는 경우에, 프리폼 표면은 기재 Tg 에서나 아래의 기재 온도를 보유하는 동안에 코팅의 Tg 초과의 온도로 가열되는 것이 바람직하다. 다른 방법이 또한 사용될 수 있지만, 이러한 균형을 얻기 위해 건조/경화 공정을 조절하는 하나의 방법은 IR 가열과 공기 냉각을 병용하는 것이다.
IR 가열에 더하여 공기를 사용하는 이점은 공기가 프리폼의 표면 온도를 조절하여 방사열의 침투를 제어하는데 유연성을 제공한다는 점에 있다. 특정한 구현 예가 더 느린 경화 속도 또는 더 깊은 IR 침투를 요구한다면, 이것은 공기 단독, IR 유닛에서 소비된 시간, 또는 IR 램프 주파수로 제어될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 병용하여 사용될 수도 있다.
바람직하게는, 프리폼은 IR 히터를 통해 진행하면서 회전한다. 프리폼은 바람직하게는 약 30-80RPM, 더 바람직하게는 약 40RPM의 속도로 회전한다. 회전 속도가 너무 높으면, 코팅은 튀켜서 프리폼의 불균일한 코팅을 야기할 것이다. 회전 속도가 너무 느리면, 프리폼은 불균일하게 건조한다. 더 바람직하게는, 프리폼은 IR 히터를 통해 진행하는 동안 약 360° 이상 회전한다. 이것은 유리하게는 완전한 경화 및 건조를 허용한다.
다른 바람직한 구현 예에서, 전자빔 처리(Electron Beam Processing)가 IR 가열 또는 다른 방법 대신에 채택될 수도 있다. 전자빔 처리(EBP)는 주로 이의 큰 크기 및 비교적 고 비용으로 인해 사출 성형된 프리폼 및 용기와 함께 및 이를 위해 사용된 중합체의 경화를 위해 사용되고 있지 않다. 그렇지만, 이 기술에서의 최근의 발전은 보다 작은 저가의 기계가 등장하는 것이 기대된다. EBP 가속기는 그들의 에너지 및 힘의 관점에서 전형적으로 설명된다. 예를 들면, 식품 막 코팅의 경화 및 가교 결합을 위해, 150-500keV의 에너지를 갖는 가속기가 전형적으로 사용된다.
EBP 중합은 분자의 수개의 개별 기가 함께 결합하여 하나의 대형 기(중합체)를 형성하는 공정이다. 기재 또는 코팅이 고도로 가속된 전자에 노출될 때, 물질 내의 화학 결합이 깨지고, 새로운, 개질된 분자 구조가 형성되는 반응이 발생한다. 이 중합은 생성물의 상당한 물리적 변화를 야기하며, 고 광택 및 내마찰 과 같은 바람직한 특성을 유발할 수 있다. EBP는 많은 물질에서 중합 공정을 개시하는 매우 효율적인 방식일 수 있다.
EBP 중합과 유사하게, EBP 가교 결합은 처리되는 물질의 물리적 특성을 변경및 향상하는 화학 반응이다. 이것은 화학 결합 또는 연결의 상호연결된 네트워크가 대형 중합체 사슬 사이를 성장시켜 더 강한 분자 구조를 형성하는 공정이다. EBP는 저가의 범용 열가소성 수지의 열, 화학, 배리어, 충격, 마모 및 기타 성질을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 가교결합성 플라스틱의 EBP는 개선된 치수 안정성, 감소된 응력 균열, 더 높은 설정 온도, 감소된 용매와 물 투과성 및 개선된 열기계적 성질을 갖는 물질을 생산할 수 있다.
고분자 물질에 대한 이온화 방사선의 효과가 하기의 3개의 방식 중 하나로 명백해진다: (1) 사실상 분자량 증가인 것들(가교결합); (2) 사실상 분자량 감소인 것들(절단); 또는 (3) 내방사선성 중합체의 경우에 있어서, 분자량의 상당한 변화가 관측되지 않는 것들. 특정 중합체는 (1) 및 (2)와 조합할 수도 있다. 방사 동안, 사슬 절단이 가교결합과 동시에 및 경쟁적으로 발생하고, 최종 결과는 이들 반응의 생산율에 의해 결정된다. 각각의 탄소 원자에서 수소 원자를 함유하는 중합 체는 주로 가교 결합하고, 한편 4차 탄소 원자를 함유하는 중합체 및 -CX2-CX2- 타입(X=할로겐일 때)의 중합체에 대해서, 사슬 절단이 우세하다. 방향족 폴리스티렌 및 폴리카르보네이트는 EBP에 대해 비교적 내성이 있다.
폴리비닐클로라이드, 폴리프로필렌 및 PET에 대해서, 양쪽 방향의 변환이 가능하다; 특정 조건이 각자의 우세에 대해 존재한다. 절단에 대한 가교결합의 비율은 전체 방사선량, 선량률, 산소의 존재, 안정화제, 라디칼 스캐빈저, 및/또는 구조적 결정성 힘으로부터 유래된 방해를 포함하여 수개의 인자에 의존할 수 있다.
가교결합의 전체 성질 효과는 특히 공중합체 및 배합물에서 상반하고 반대일 수 있다. 예를 들면, EBP 후에, HDPE와 같은 고 결정성 중합체는 인장 강도, 결정성 구조로부터 유래된 성질의 상당한 변화를 나타내지 않을 수도 있지만, 내충격성 및 내응력 균열성과 같은, 무정형 구조의 거동과 관련된 성질의 상당한 향상을 나타낼 수 있다.
방향족 폴리아미드(나일론)는 상당히 이온화 방사에 반응한다. 노출 후에 방향족 폴리아미드의 인장 강도는 개선되지 않지만, 직쇄 지방족 폴리아미드와 방향족 폴리아미드의 배합물에 대해서, 인장 강도의 증가가 신장의 상당한 감소와 함께 유도된다.
EBP는 프리폼 및 용기에 적용된 TPE 코팅의 보다 정밀하고 신속한 경화를 위해 IR에 대한 대안으로서 사용될 수 있다.
침지, 스프레이, 또는 플로우 코팅과 관련하여 사용될 때, EBP는 IR 경화와 비교시 더 낮은 비용, 개선된 속도 및/또는 개선된 가교 결합의 제어를 제공하는 가능성을 가질 수 있다고 믿어진다. EBP는 용융된 중합체로 실시된 대안적인 화학적 및 열적 반응과 대조적으로 이것이 유발하는 변화가 고체 상태에서 발생한다는 점에서 또한 유리할 수 있다.
다른 바람직한 구현 예에서, 가스 히터, UV 방사선, 및 화염이 IR 또는 EPB 경화와 함께 또는 대신에 채택될 수 있다. 바람직하게는 건조/경화 유닛은 사용되지 않은 코팅 물질의 불필요한 경화를 피하기 위해서 코팅 물질 탱크 및/또는 플로우 코팅 시이트로부터 충분한 거리에 놓이거나 단리된다.
5. 냉각
그후 프리폼이 냉각된다. 냉각 공정은 경화 공정과 결합하여 향상된 내화학물질성, 내블러싱 및 내찰성을 제공한다. 이것은 단일 코팅 후에 및 연속적인 코팅 사이에 용매 및 휘발 성분의 제거 때문이라고 추정된다.
한 구현 예에서 냉각 공정은 주위 온도에서 일어난다. 또 다른 구현 예에서, 냉각 공정은 강제된 주위 또는 냉각 공기의 사용에 의해 가속화된다.
냉각 공정 동안 고려되는 수개의 인자가 있다. 프리폼의 표면 온도는 프리폼 기재 또는 코팅의 낮은 Tg의 Tg 보다 아래인 것이 바람직하다. 예를 들면, 몇몇 코팅 물질은 프리폼 기재 물질보다 낮은 Tg를 가지며, 이 예에서 프리폼은 코팅의 Tg 보다 낮은 온도로 냉각되어야 한다. 프리폼 기재가 더 낮은 Tg 를 갖는 경우에 프리폼은 프리폼 기재의 Tg 미만으로 냉각되어야 한다.
냉각 시간은 냉각이 발생하는 공정에서 또한 영향을 받는다. 바람직한 구현 예에서 다중 코팅이 각각의 프리폼에 적용된다. 냉각 단계가 후속의 코팅 전일 때, 냉각 시간은 상승된 프리폼 온도가 코팅 공정을 향상시킨다고 믿어질 때 감소 될 수 있다. 냉각 시간이 변화하지만, 이들은 일반적으로 약 0.05 내지 약 0.75g의 코팅 물질을 갖는 24g의 프리폼에 대해 약 5 내지 40초이다.
6. 시스템으로부터 방출
한 구현 예에서, 일단 프리폼이 냉각되면, 시스템으로부터 방출되어 패키지를 위해 준비된다. 또 다른 구현 예에서 프리폼이 코팅 시스템으로부터 방출되어 추가의 공정을 위해 블로우 성형기로 보내어 진다. 여전히 또 다른 구현 예에서, 코팅된 프리폼은 추가의 코팅 또는 코팅들이 적용되는 또 다른 코팅 모듈로 전환된다. 이 추가의 시스템이 추가의 코팅 모듈 또는 블로우 성형기에 연결될 수도 또는 연결되지 않을 수도 있다.
7. 재순환
유리하게는, 상술한 바람직한 공정에 의해 생산되거나 유래된 병은 용이하게 재순환될 수 있다. 현행의 재순환 공정을 사용하여, 코팅은 회수된 PET로부터 용이하게 제거될 수 있다. 예를 들면, 침지 코팅에 의해 적용되고 IR 가열에 의해 경화된 폴리히드록시아미노에테르계 코팅은 pH가 12인 80℃의 수용액에 노출될 때 30초 내에서 제거될 수 있다. 게다가, pH가 4 이하인 수용액이 코팅을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 폴리히드록시아미노에테르로부터 생산된 산성염의 변화는 코팅 제거에 필요한 조건을 바꿀 수 있다. 예를 들면, 폴리히드록시아미노에테르 수지의 아세트산 용액으로부터 유래하는 산성염은 중성 pH에서 80℃의 수용액의 사용으로 제거될 수 있다. 대안적으로, 발명의 명칭이 히드록시-펜옥시에테르 중합체를 포함하는 물품의 재순환(Recycling of Articles Comprising Hydroxy-phenoxyether Polymers)인 미국 특허 제6,528,546호에서 설명된 재순환 방법이 또한 사용될 수 있다. 이 출원에서 개시된 방법은 여기에서 참고로 혼입하였다.
8. 실시예 I
실험실 규모의 플로우 코팅 시스템을 사용하여 24g의 PET 프리폼을 코팅하였다. IR 경화/건조 유닛을 갖는 단일 플로우 코팅 유닛을 포함하는 도14 내지 도 16에 도시된 바와 같은 시스템을 사용하였다. 프리폼을 수동으로 공정 라인에 적재하였다. 24g의 프리폼을 보유하기 위해 사용된 콜레트를 서로 중심에서 1.5" 간격을 두었다. 이 거리는 프리폼이 코팅 워터폴 또는 시이트를 통해 통과할 때 임의의 반류 효과를 피하는 적당한 간격을 제공한다는 것을 알아내었다. 비전단(non-shearing) 펌프를 사용하여 코팅 물질을 탱크로 펌프 되었다. 이어서 코팅 물질은 프리폼이 시이트를 통해 통과할 때 프리폼을 코팅한 시이트 또는 워터폴을 형성하는 탱크밖으로 흘렀다. 프리폼은 코팅 시이트를 통해 통과하는 동안 2회의 완전한 회전을 실현하기 위해 초당 3인치의 속도로 라인을 따라 이동하였다. 일단 시이트를 통해, 프리폼의 저부로부터 과잉의 코팅 물질을 제거하기 위해 스폰지 롤러 상에서 통과시키기 전에 라인 속도는 약 10초간 프리폼이 적하되게 하였다. 이어서 프리폼을 IR 경화/건조 유닛 내로 이동시켰다. 60% 용량으로 5개의 1000W 제너럴 일렉트릭 Q1500 T3/CL 석영라인 텅스텐-할로겐 램프를 원으로서 사용하였다. 램프를 중심선 상에 0.6인치에 위치시켰다. 프리폼을 약 10초간 IR 경화/건조 유닛 중에 유지하였다. 프리폼을 경화/건조 유닛으로부터 이동시킬 때 이들을 시스템으로부터 제거하기 전에 강제된 주위 공기로 약 10초간 냉각하였다.
이 실시예에서 사용된 코팅 물질은 30% 고체를 갖는 PHAE 분산액인 BLOX
Figure 112007010246138-PCT00031
XUR 588-29(다우 케미칼사 물품)이었다. 평균 부착(24g의 프리폼 상의 단일층)은 약 97㎎이었다.
9. 실시예 II
도18은 코팅 시스템의 한 구현예를 개략적으로 도시한 것이다. 코팅 시스템(300)은 바람직하게는 신속한 코팅 프리폼을 위한 자동화된 시스템이다. 도시된 코팅 시스템(300)은 전달 시스템(310), 컨베이어 시스템 또는 캐로셀 시스템(312), 코팅 유닛(316)(예컨대, 전달 시스템, 플로우 코팅 유닛, 등), 물질 제거 시스템(318), 온도 제어 시스템(320), 및 프리폼 제거 시스템(346)을 포함한다. 도시된 구현 예에서, 온도 제어 시스템(320)은 한 쌍의 경화 유닛(330, 332) 및 냉각 시스템(336)을 포함한다.
코팅 시스템(300)은 용기, 프리폼, 등과 같은 기재 물품을 코팅하기 위해 사용될 수 있다. 간단함을 위해, 하기 개시된 구현 예는 용기로 블로우 성형될 수 있는 프리폼에 관한 것을 기술한다. 일반적으로 전달 시스템(310)은 캐로셀 시스템(312)으로 프리폼을 공급할 수 있다. 캐로셀 시스템(312)은 프리폼이 코팅 유닛(316)에 의해 코팅되도록 처리 라인을 따라 프리폼을 이동시키고, 제거 시스템(318)에 의해 처리하고, 그후 온도 제어 시스템(320)을 통해 통과시켜 코팅층을 경 화할 수 있다. 코팅된 프리폼은 그후 냉각 시스템(336)에 의해 냉각되고 캐로셀 시스템(312)으로부터 내려진다.
몇몇 구현 예에서, 코팅 시스템(300)은 경화 공정을 돕기 위해 가온 프리폼을 수취할 수 있다. 도시된 도18의 구현 예에서, 코팅 시스템(300)은 기재 생산 시스템(340)으로부터 준비 프리폼을 수취할 수 있다. 도시된 기재 생산 시스템(34)은 게이로드(Gaylord) 사출 성형기 또는 기타 사출 성형기와 같은 사출 성형기이다. 사출 성형기에 의해 생산된 프리폼은 전달 시스템(342)을 통해 코팅 시스템(300)으로 신속하게 운송될 수 있다. 전달 시스템(342)은 사출 성형기로부터 프리폼을 다른 곳으로 운송하기 위해 사용된 전형적인 시스템일 수 있으며, 따라서 더 상세히 논의하지는 않을 것이다.
가온 프리폼의 고유 열은 하나 이상의 하기를 제공할 수 있을 것이다: 경화 시간 감소, 일반적으로 완전하게 경화된 코팅층 초래, 코팅층에 형성된 수포의 수 최소화, 코팅층의 응집성 촉진, 및/또는 등. 한 비제한적인 구현 예에서, 가온 프리폼의 온도는 프리폼이 코팅 유닛(316)에 의해 코팅되었을 때 약 30℃ 내지 70℃ 범위 내이다. 프리폼의 온도는 프리폼이 코팅 유닛(316)에 의해 코팅되었을 때 바람직하게는 일반적으로 약 30℃ 초과이다. 유리하게는, 사출 성형기(340) 및 코팅 시스템(300)간의 신속한 전달로 인해 프리폼의 표면상의 오염(예컨대, 분진)이 보다 적어질 수 있다. 감소된 수준의 오염은 코팅층 및 사출 성형된 프리폼 사이의 접착을 촉진할 수 있다. 사출 성형기로부터 출력된 프리폼은 코팅 시스템(300)에 의해 처리되기 전에 원하는 온도로 냉각될 수 있다.
기재 생성 시스템(340)은 기재를 생산하기 위한 임의의 적당한 시스템일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 기재 생성 시스템(340)은 압출 블로우 성형기이다. 압출된 블로우 성형 용기는 기재 생성 시스템(340)으로부터 출력되어 코팅층에 적용하기 위한 코팅 시스템(300)으로 배송될 수 있다. 대안적으로 기재 생성 시스템(340)은 압축 성형 시스템 또는 기재 물품을 생산하기 위한 기타 타입의 장치일 수 있다.
다른 구현 예에서, 프리폼은 사출기와 같은 기재 물품 생산 시스템으로부터 코팅 시스템(300)으로 간접적으로 공급될 수 있다. 예를 들어, 프리폼은 코팅 시스템에 의해 프리폼이 진행되기 전에 연장된 기간 동안 생산 및 저장될 수 있다. 프리폼이 더럽거나 또는 그렇지 않으면 오염되었다면, 프리폼은 예를 들어, 세척 공정에 의해 세정될 수 있다. 임의의 적당한 세정제가 프리폼을 세정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 세정제, 물, 화학약품, 계면활성제, 그의 조합 등이 프리폼의 표면이 코팅층 수취에 적당하도록 프리폼 세정에 사용될 수 있다. 프리폼은 그들이 코팅 시스템(300)으로 진입하기 전 및/또는 후에 세척될 수 있다. 세척 유닛(나타내지 않음)은 전달 시스템(310) 및 코팅 유닛(316) 사이의 처리 라인을 따라 비치될 수 있다. 프리폼은 처리 라인을 따라 임의의 점에서 세척될 수 있다고 고려되어 진다. 바람직하게는 세정 공정으로부터 임의의 과잉 액체는 프리폼이 플로우 코팅 시스템(312)에 진입하기 전에 제거된다. 물론, 프리폼은 세정 또는 세정 없이 코팅 시스템(300)에 의해 또는 다른 타입의 제제 공정에 의해 코팅될 수 있다.
임의로, 온도 제어 유닛은 코팅 물질이 프리폼에 부착되기 전에 프리폼을 가열하기 위해 가공라인을 따라 비치할 수 있다. 온도 제어 유닛(나타내지 않음)은 전달 시스템(310) 및 플로우 코팅 유닛(316) 사이의 처리 라인을 따라 위치할 수 있다. 온도 제어 유닛은 오븐, 에너지 배송 시스템(예컨대, 하나 이상의 가열 램프), 또는 제어적으로 프리폼을 가열 및/또는 냉각하기 위한 다른 적당한 장치를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 온도 제어 유닛은 프리폼이 코팅 유닛(316)에 의해 코팅되기 전에 프리폼을 직접적으로 예열할 수 있다.
도18 및 19를 참고로 하여, 전달 시스템(310)은 수취하고 그후 프리폼을 캐로셀 시스템(312)에 원하는 공급 속도에서 공급한다. 몇몇 구현 예에서, 전달 시스템(310)은 프리폼을 캐로셀 시스템(312)에 뱃치식(batch) 공급 및/또는 연속적으로 공급할 수 있다. 추가로, 복수의 전달 시스템(310)은 캐로셀 시스템(312)에 프리폼을 수취하고 배송하기 위해 사용될 수 있다.
도시된 전달 시스템(310)은 연속적으로 프리폼을 캐로셀 시스템(312)으로 공급한다. 전달 시스템(310)은 프리폼을 일반적으로 고정되거나 또는 가변 속도로, 바람직하게는 단번에 하나의 프리폼을 배송할 수 있다. 그러나, 다수의 프리폼은 동시에 및 연속적으로 캐로셀 시스템(312)에 배송될 수 있다. 유리하게는, 프리폼은 캐로셀 시스템(312)의 이동이 정지함이 없이, 바람직하게는 어느 정도 일정한 라인 속도에서, 코팅 유닛(316)을 통해 통과될 수 있다. 라인 속도의 요동은 프리폼상에 코팅 물질의 바람직하지 않은 분포를 야기할 수 있다. 추가로, 프리폼의 연속 공급은 코팅 시스템(300)의 출력을 증진시킬 수 있고, 코팅 유닛(316)으로부 터 흐르는 코팅 물질이 효과적으로 사용될 수 있도록 할 수 있다.
도시된 도19의 구현 예에서, 전달 시스템(310)은 하나 이상의 게이트(348), 구동축(drive shaft)(352)에 부착된 성형휠(starwheel)(350), 및 외부 가이드 부재(354)를 포함한다. 프리폼은 게이트(348)을 통과하고 성형휠(350)로 배송될 수 있다. 성형휠(350) 및 가이드 부재(354)는 프리폼을 캐로셀 시스템(312)으로 운반하기 위해 함께 작용할 수 있다.
게이트(348)은 성형휠(350)로 프리폼을 배송하도록 허용하거나 저해하도록 구성된다. 게이트(348)은 프리폼을 성형휠(350)로 배송하도록 하는 개방 위치 및 성형휠(350)로 프리폼을 배송하지 않도록 하는 밀폐 위치 사이에서 이동가능한 로드(360)를 갖는다. 로드(360)이 밀폐 위치를 차지하였을 때, 로드의 말단은 프리폼이 성형휠(350)로 배송되는 것을 정지시킨다. 로드(360)가 개방 위치를 차지하였을 때, 프리폼은 성형휠(350)로 배송될 수 있다. 공기 라인은 게이트(348)을 가동하기위해 사용되는 가압 공기를 제공할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 게이트(348)은 수동적으로, 전기적으로, 기계적으로, 공기의 작용으로(도시됨), 및/또는 기타 적당한 수단에 의해 가동될 수 있다.
성형휠(350)은 도20에 나타낸 바와 같이 프리폼을 맞물리게 하도록 배치된 슬롯 또는 포켓(362)을 가질 수 있다. 성형휠(350)은 그의 주변 부근에 위치한 수개의 포켓(362)을 가질 수 있다. 각각의 포켓(362)은 프리폼의 본체의 적어도 일부를 에워싸게 구성된다. 도18-20의 도시된 구현 예에서, 포켓(362)은 프리폼(1)의 본체(4)의 상부의 반경과 유사한 곡률 반경을 갖는 만곡 부분이다. 포켓(362) 내의 프리폼(1)은 도20에서 나타낸 바와 같이 외부 가이드 부재(354) 및 성형휠(350) 사이에 포획된다. 도20 및 21에서 나타낸 바와 같이, 서포트 링(6)의 저부 표면(363)은 성형휠(350)의 상부 표면(364) 및 외부 부재(354)의 상부 표면(368)을 활주 가능하게 맞물릴 수 있다.
구동축(352)은 캐로셀 시스템(312)으로 프리폼을 연속적으로 공급하기 위해 일반적으로 일정한 회전 속도에서 회전할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 축(352)은 생산 순환 동안 고정 및/또는 가변 속도에서 회전한다. 축(352)이 회전할 때, 각각의 포켓(362) 및 그것을 포획하는 상응하는 프리폼은 일치하여 회전한다. 프리폼이 이동함에 따라, 프리폼의 서포트 링(6)은 외부 부재(354)의 정지 상부 표면(368)을 따라 평행이동한다. 프리폼은 따라서 예컨대 배송 시스템(342)으로부터 캐로셀 시스템(312)으로 연장하는 만곡 표면을 따라 갈 수 있다.
성형휠(350)의 회전 속도는 원하는 코팅 시스템(300)의 출력, 및 성형휠(350)의 크기 및 구성에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 큰 반경을 갖는 성형휠은 작은 반경을 갖는 성형휠(350)보다 더 낮은 속도에서 회전될 수 있다. 한 비제한적인 구현 예에서, 성형휠(350)은 코팅 시스템(300)으로 시간당 5,000 내지 15,000 프리폼을 배송할 수 있다. 또 다른 비제한 적인 구현 예에서, 성형휠(350)은 코팅 시스템(300)에 대하여 시간당 약 40,000 프리폼 까지 배송할 수 있다. 비제한적인 구현 예에서, 성형휠(350)은 코팅 시스템(300)에 대하여 시간당 약 45,000 초과의 프리폼을 배송할 수 있다. 임의로, 성형휠(350)의 회전 속도는 프리폼 생산을 최적화하기 위한 사출 성형기(340)(도18)의 출력 용량을 근거로 할 수 있다.
성형휠(350)은 그의 주변을 따라 배치된 임의의 수의 포켓(362)을 가질 수 있다. 포켓(362)의 수는 코팅되지 않은 프리폼(1)의 크기 및 구성에 의해 선택될 수 있다. 바람직하게는, 전달 시스템(310)은 다양한 크기의 프리폼이 임의의 조절 또는 수정 없이 전달 시스템(310)에 의해 전달될 수 있도록 내구력이 있다.
도22는 코팅 시스템(300)으로 활용될 수 있는 전달 시스템의 또 다른 구현예를 도시한다. 전달 시스템(370)은 캐로셀 시스템(312)으로 프리폼을 뱃치식 공급할 수 있다. 예를 들어, 한 세트 수의 프리폼은 동시에 캐로셀 시스템(312)으로 배송될 수 있다. 캐로셀 시스템(312)은 그후 처리 라인을 따라 프리폼을 수취하고 운반할 수 있다. 그 기간 후, 또 다른 뱃치가 캐로셀 시스템(312)으로 배송될 수 있다.
전달 시스템(370)은 그리퍼(372)를 가질 수 있으며, 각각은 코팅되지 않은 프리폼(1)을 보유하기 위해 구성된다. 그리퍼는 선택적으로 프리폼을 보유 및 방출할 수 있는 임의의 적당한 파지 기계 또는 장치일 수 있다. 배송 시스템(342)(도18)은 하나 이상의 프리폼을 단번에 전달 시스템(370)으로 공급할 수 있다. 전달 시스템(370)이 프리폼(1)을 수취한 후, 전달 시스템(370)은 프리폼을 임의의 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 전달 시스템(370)은 각기 화살표(374, 376)에 의해 나타낸 수직 방향 및 수평 방향에서 프리폼을 이동시킬 수 있다. 전달 시스템(370)은 또한 캐로셀 시스템(312)의 구성에 따라 가로 방향으로 프리폼을 이동시킬 수 있다.
상술한 전달 시스템과 같은 전달 시스템은 캐로셀 시스템(312) 상으로 프리폼을 적재하는 구성인 적재 시스템(377)(도24A)으로 프리폼(1)을 운반 및 배송할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 전달 시스템은 동시에 복수의 프리폼(1)을 적재 시스템(377)으로 배송할 수 있다. 그러나, 전달 시스템은 다른 구현 예에서 프리폼을 연속해서 적재 시스템(377)으로 배송할 수 있다.
도18에 대하여, 캐로셀 시스템(312)은 전달 시스템(310)으로부터 프리폼을 수취하도록 구성된 하나 이상의 캐리어(374)를 포함할 수 있다. 캐리어(374)는 하나 이상의 프리폼을 운반하면서 캐로셀 시스템(312)을 따라 이동한다. 한 구현 예에서, 각각의 캐리어(374)는 단일 프리폼을 보유하고 운송한다. 도시된 구현 예를 포함하여, 또 다른 구현 예에서, 각각의 캐리어(374)는 1 초과의 프리폼, 바람직하게는 2 이상의 프리폼을 보유 및 운송한다. 캐로셀 시스템(312)은 캐로셀 시스템(312) 부근에 캐리어(374)를 구동하는 모터(나타내지 않음)를 가질 수 있다. 임의로, 캐리어(374)는 캐리어가 캐로셀 시스템(312)의 주변을 따라 이동함에 따라 프리폼을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 각각의 캐리어(374)는 처리 라인을 따라 캐리어(374)가 이동함으로써 하나 이상의 프리폼은 연속해서 회전할 수 있다. 임의로, 캐리어(374)는 캐로셀 시스템(312)에 대하여 바깥쪽 및/또는 안쪽 방향으로 프리폼을 이동 또는 회전 시킬 수 있다.
도24A에 대하여, 캐로셀 시스템(312)의 적재 시스템(377)은 캐리어(374)상에 프리폼이 놓이도록 활용될 수 있다. 도시된 적재 시스템(377)은 캐리어(374) 아래에 비치된 하나 이상의 적재기(376)을 포함한다. 도시된 적재기(376)는 적재 위치 및 내리기 위치 사이에서 수직 방향으로 축 방향 이동가능하다. 한 구현 예에서, 적재기(376)는 적재기(376)이 적재 위치를 차지할 때 전달 시스템(310)에 의해 배송된 하나 이상의 프리폼(1)을 수취한다. 적재기(376)는 이동 가능한 캐리어(374)로 프리폼을 리프트하기 위해 내리기 위치 쪽으로 수직으로 옮겨질 수 있다. 캐리어(374)는 들어 올려진 프리폼을 수취할 수 있다. 캐리어(374)는 그후 처리 라인을 따라 프리폼을 보유하고 운반할 수 있다.
각각의 적재기(376) 및 상응하는 캐리어(374)는 바람직하게는 적어로 일부분의 처리 라인을 따라 함께 이동한다. 각각의 적재기(376)는 캠 라이저(cam riser), 종동부(從動部; follower) 또는 프리폼을 캐리어(374)로 배송하기 위한 기타 적당한 기계를 포함할 수 있다.
만곡 가이드 부재(380) (도24B에서 상으로 나타냄)는 적재기(376)의 한 쌍의 보유 부재 또는 뾰족한 끝(prongs)(386) 사이에서 프리폼(1)을 위치시키는 성형휠(350)의 포켓(362) 내에 보유된 코팅되지 않은 프리폼(1)과 접촉할 수 있다. 프리폼(1)의 서포트 링(6)은 적재기(376)의 상부 표면(389) 상에서 걸려 있을 수 있으며, 후속하여 상응하는 캐리어(374)로 높여진다. 적재기(376)가 내리기 위치에 도달할 때, 프리폼은 캐리어(374)로 전환된다.
이러한 방식으로, 하나 이상의 프리폼(1)은 성형휠(350)로부터 캐리어(374)로 전달될 수 있다. 적재기(376)는 임의의 수의 프리폼(1)을 운반하도록 적합하게 할 수 있다. 한 구현 예에서, 예를 들어, 적재기(376)는 단지 하나의 프리폼(1)만 운반하도록 구성된다. 또 다른 구현 예에서, 적재기(376)는 복수의 프리폼(1)을 운반하도록 구성된다.
계속해서 도24B를 참고로 하여, 적재기(376)는 화살표(388)에 의해 지시된 방향으로 이동할 수 있으며, 성형휠(350)은 화살표(390)에 의해 지시된 방향으로 회전할 수 있다. 적재기(376) 및 성형휠(350)은 각 쌍의 뾰족한 끝(386)이 성형휠(350)의 상응하는 포켓(362)과 맞도록 동시성을 가질 수 있다. 바람직하게는, 부재(380)는 적재기(376) 및 성형휠(350)에 대하여 정지하여 위쪽에 위치한다.
다시 도24A를 참고로 하여, 적재기(376)는 프리폼을 상응하는 캐리어(374)로 운반 및 리프트할 수 있다. 캐리어(374)는 그후, 캐로셀 시스템을 따라 더 운송하기 위해 프리폼을 수취 및 보유할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 각각의 적재기(376)는 레일(400), 운반대(carriage)(402), 및 운반대(402)에 연결된 가늘고 긴 부재(404)를 포함한다. 가늘고 긴 부재(404)의 말단은 슬롯 또는 캠(412)을 따라 통과하도록 구성된 롤러(408)를 포함한다. 적재기(376)는 캐로셀 시스템(312)을 따라 갈 수 있으며 롤러(408)가 만곡 슬롯(412)를 따라 구를 때 수직으로 이동할 수 있다. 적재기(376)가 프리폼(1)을 보유한 후, 적재기(376)의 운반대(402)는 캐리어(374) 쪽으로 프리폼을 리프트 하도록 레일(400)을 따라 수직 위쪽으로 활주할 수 있다. 운반대(402)가 높여진 위치(예컨대, 내리기 위치)에 도달되었을 때, 캐리어(374)는 프리폼(1)의 목(2)를 수취하고 보유할 수 있다. 운반대(402)는 그후 뾰족한 끝(386)이 프리폼(1)으로부터 나오도록 수직 아래쪽으로 이동될 수 있다.
캐리어(374)가 프리폼을 수취한 후, 캐리어(374)는 도18 및 23의 화살표(375)에 의해 지시된 방향으로 캐로셀 시스템(312)의 주변 부근으로 프리폼을 운송 할 수 있다. 캐리어(374)는 캐리어(374)와 함께 이동하도록 서로 연결될 수 있다. 벨트, 연동장치(linkage), 타이, 로드, 등과 같은 임의의 적당한 수단이 캐리어(374)를 서로 연결하기 위해 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 코팅 시스템(300)의 캐리어(374)의 모두 또는 상당수가 어느 한쪽 상의 인접한 캐리어(374)에 결합된다. 프리폼을 보유하기 위해, 캐리어(374)는 프리폼의 내부 부분(예컨대, 내부 표면(16))을 맞물릴 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 캐리어(374)는 프리폼의 내부 부분 및 외부 부분 양자를 맞물리게 할 수 있다. 예를 들어, 각각의 캐리어(374)는 목(2)의 내부 표면(16) 및 외부 표면 나사산(8)을 맞물리게 할할 수 있다. 여전히 또 다른 구현 예에서, 각각의 캐리어(374)는 프리폼의 단지 외부 부분 (예컨대, 목(2)의 외부 부분)을 맞물릴 수 있다. 바람직하게는, 각각의 캐리어(374)는 본체(4)가 완전히 물질로 코팅될 수 있도록 서포트 링(6)의 외부 부분을 지나 아래쪽으로 연장되어 있지 않다.
도24A 및 25에 대하여, 캐리어(374)는 도42에 나타낸 바와 같이, 프리폼의 안쪽으로 연장되고 그 안에서 고정되도록 구성된 하나 이상의 파지 기계(420)를 가질 수 있다. 파지 기계는 프리폼을 안전하게 보유하기 위한 심축 또는 기타 적당한 장치를 포함할 수 있다. 도시된 파지 기계는 심축의 형태이다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어"심축"은 광범위한 용어이고 그의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 콜레트, 스핀들, 프리폼 홀더 등을 포함할 수 있다. 심축은 선택적으로 프리폼을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 심축은 보유 위치 및 방출 위치 사이에서 이동가능하다. 심축은 보유 위치를 차지할 때 프리폼을 보유할 수 있고 방출 위치를 차지할 때 프리폼을 방출하거나 또는 수취할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 심축(420)은 일반적으로 프리폼의 개구부에 맞도록 하는 크기로 만들어진 원통형의 가늘고긴 본체이다. 임의로, 심축(420)은 프리폼의 목의 상당 부분으로 및 이를 따라 연장될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 심축(420)은 대부분의 방법이 프리폼의 안쪽으로 연장되고 프리폼의 본체(4)를 따라 종결될 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 심축(420)의 부분은 프리폼의 안쪽 표면을 맞물리도록 구성된다.
몇몇 구현 예에서, 적어도 일 부분의 심축(420)은 프리폼을 보유 및/또는 방출하기 위해 이동될 수 있다. 바람직하게는 적어도 일부분의 심축(420)은 원하는 바에 따라 방사상 안쪽 및/또는 바깥쪽으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 심축(420)은 프리폼의 안쪽 표면(16)을 맞물림 및 보유하기 위해 방사상 바깥쪽으로 이동할 수 있다. 심축(420)은 심축(420)으로부터 프리폼을 방출하기 위해 방사상 안쪽으로 이동될 수 있다.
계속해서 도24A를 참고로 하여, 심축(420)은 스플릿, 슬립 링(424)과 같은 팽창성 링을 가질 수 있다. 한 구현 예에서, 링(424)은 링이 방사 방향으로 편리하게 팽창될 수 있도록 갭을 갖는 고리모양 본체이다. 슬립 링(424)은 안 쪽으로 편향되어 심축(420)의 본체를 단단히 에워쌀 수 있다.
도25를 참고로 하여, 심축(420)은 상부 립(430), 본체(432), 및 홈(groove)(436)을 가질 수 있다. 상부 립(430)은 프리폼이 상부 립(430)에 대하여 안전하게 착석할 수 있도록 프리폼의 상부 가장 자리에 접촉하기에 적당한 하부 표 면(431)을 가질 수 있다. 적재기(376)가 프리폼을 캐리어(374)로 배송할 때, 적재기(376)는 프리폼이 하부 표면(431)에 접촉 또는 인접할 때까지 프리폼을 리프트할 수 있다.
홈(436)은 링(424)의 적어도 일부를 수취하도록 적합하게 한다(횡 단면으로 나타냄). 홈(436)을 따라 하나 이상의 개구(440)는 선택적으로 링(424)을 가동시키기 위해 하나 이상의 돌기(444)와 함께 작용할 수 있다. 돌기(444)는 일반적으로 연합된 원형 개구부(440)로부터 연장될 수 있는 구형체이다. 돌기(444)가 개구부(440)로부터 연장될 때, 돌기(444)는 링(424)의 외부 표면이 안쪽 표면으로 충분히 압력을 가하여 프리폼을 보유하도록 바깥쪽 방향으로 링(424)을 밀어낸다. 돌기(444)는 일반적으로 돌기(444)가 링(424)이 본체(432)를 단단히 에워싸도록 안쪽으로 편향되게하여 힘을 가하지 않도록 심축(420)의 본체(432)로 집어넣어 질 수 있다. 돌기(444)가 집어넣어 질 때, 프리폼은 심축(420)으로 용이하게 적재될 수 있거나, 또는 심축(420)으로부터 방출될 수 있다. 따라서, 돌기(444)는 연장된 위치 및 집어 넣어진 위치 사이에서 각기 프리폼을 보유 및 방출하기 위해 이동될 수 있다. 돌기(444)는 링(424)의 내부 표면을 맞물리게 하기 위해 적당한 형상을 가질 수 있다. 도시된 구현 예에서, 심축(420)은 4개의 개구(440) 및 4개의 상응하는 돌기(444)를 갖는다. 그러나, 임의의 적당한 수의 돌기(444) 및 개구부(440)가 채택될 수 있다.
도26A 및 26B와 관련하여, 각각의 캐리어(374)는 링(424)의 이동을 선택적으로 제어하도록 적합하게된 레버(374) 시스템(450)을 가질 수 있다. 심축은 나타내 지 않았다.
레버 시스템(450)은 심축(420)(나타내지 않음)이 프리폼을 단단히 잡도록 또는 프리폼을 방출하도록 야기하는 한다는 것이 분명할 수 있다. 예를 들어, 심축(420)이 제1 위치를 차지하였을 때, 심축(420)은 단단히 프리폼을 쥘 수 있다. 심축(420)이 제2 위치를 차지하였을 때, 심축(420)은 프리폼을 방출 및/또는 수취할 수 있다. 심축(420)은 원하는 바에 따라 많은 위치 사이에서 가동시킬 수 있다. 도시된 레버 시스템(450)은 캐리어(374)의 본체(452)에 부착되고, 바람직하게는 레버(454), 베이스(455), 및 로드(456, 458)을 포함한다.
도26B에 나타낸 바와 같이, 레버(454)는 피벗(462)로 부터 연장되며 화살표(460)에 의해 지시된 방향으로 회전가능하다. 레버(374)의 말단은 캐로셀 시스템(312)의 제1 트랙을 맞물리기 위한 롤러(464)를 가질 수 있다. 레버(454)의 접촉 패드(468, 470) (도 26A)는 각기 로드(456, 458)의 상부 말단과 접촉할 수 있다.
베이스(455)는 도26B에서 나타낸 바와 같이, 화살표 (478)에 의해 지시된 방향으로 회전할 수 있으며 피벗(482)으로부터 연장할 수 있다. 베이스(455)의 말단은 캐로셀 시스템(312)의 제2 트랙을 맞물리기 위한 롤러(484)를 가질 수 있다. 도시된 도26A 및 26B의 구현 예에서, 각각의 로드(456, 458)은 베이스(455) 내의 구멍을 통해 연장된다.
도26A를 다시 참고로 하여, 로드(456, 458)의 상부 말단(490, 492)은 각기 접촉 패드(468, 470)와 접촉하여 베이스(455)에 대하여 로드(456, 458)의 이동을 야기한다. 각기 로드(456, 458)의 일 부근에 배치된 스프링(494, 496)은 말단 (490, 492)을 레버(454) 쪽으로 편향되게 한다. 캐리어(374)가 캐로셀 시스템(312)을 따라갈 때, 각각의 롤러(464, 484)는 캐로셀 시스템(312)의 상응하는 트랙 내에 배치될 수 있다. 캐리어(374)가 트랙을 따라 이동함에 따라, 트랙 사이의 거리는 증가 또는 감소될 수 있어 롤러(464, 484)를 서로 벗어나거나 또는 가까이 이동시킨다. 롤러(464), (484)가 충분히 서로 인접할 때, 레버(454)는 스프링(494, 496)의 편향을 극복하기에 충분한 로드(456, 458)에 힘을 가하여, 로드(456, 458)을 각기 원형 하우징(500, 502)의 말단의 밖으로 밀어낸다. 각각의 원형 하우징(500, 502)은 상응하는 심축(420) 내에서 실린더형 통로(515)(도 25)를 통해 배치될 수 있다. 작동시, 심축은 각각의 원형 하우징(500, 502)에 탑재될 수 있다.
로드(456, 458)의 직경은 하우징(500, 502)에 대하여 상이한 위치에서 돌기(444)(나타내지 않음)가 연장 또는 집어 넣어지도록 가변 된다.
도26A 및26B에 대하여, 캐리어(374)는 심축의 회전을 야기하도록 캐로셀 시스템(312)의 일부를 맞물리게 하는 구동 기구를 갖는다. 도시된 구현 예에서, 구동 기구(503)(도26B)는 이(teeth), 기어, 사슬, 브러쉬 및/또는 캐로셀 시스템(312)의 기타 구조와 일치할 수 있는 구동 기어(505)를 갖는다. 회전식 원형 컨베이어 모터가 캐로셀 시스템(312)을 따라 캐리어(374)를 모두 이동시킴에 따라, 구동 기구(503)의 구동 기어(505)는 로드(456, 458)의 회전을 야기할 수 있으며, 번갈아 상응하는 심축을 회전한다. 임의로, 로드(456, 458)은 벨트에 의해 상호연결될 수 있다. 대안적으로 로드는 하나 이상의 구동 기구에 의해 독립적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 각각의 로드(456, 458)는 브러시 기어에 의해 구동될 수 있 다.
도24A에 나타낸 바와 같이, 심축(420)은 로드(456, 458)가 심축(420)의 하부 말단 밖으로 연장될 수 있도록 하우징(500, 502)에 대하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 하우징(500)은 심축(420)의 통로(515)(도25에서 상으로 나타냄) 내에서 배치될 수 있다. 바람직하게는 하우징(500) 및 심축(420)은 하우징(500)의 하나 이상의 개구부(510)가 심축(420)의 개구부(440)와 일직선이 되도록 일직선에 맞춘다. 돌기(444)는 그러므로 개구부(440, 510)의 밖으로 통과할 수 있다. 하우징(502)은 또 다른 심축(420)과 유사하게 일직선으로 맞출 수 있다.
계속해서 도26A를 참고로 하여, 캐리어(374)의 본체(452)는 캐리어(374)를 이동 가능한 캐로셀 시스템(312)에 부속시키기 위해 파스너(fastener)를 수취하도록 구성된 탑재 호울(516, 518)을 가질 수 있다.
도18 및 27을 참고로 하여, 코팅 시스템(300)은 하나 이상의 코팅 유닛(316)을 가질 수 있다. 도시된 코팅 유닛(316)은 플로우 코팅 시스템의 형태이다. 플로우 코팅 시스템(316)은 적용에 따라 침지 또는 스프레이 시스템으로 대체될 수 있다고 이해되어 진다.
도27 및 28에서 도시된 바와 같이, 플로우 코팅 시스템(316)은 바람직하게는 유체 원과 유체 연결되는 탱크 또는 배트(550)을 포함할 수 있다. 탱크(550) 내의 유체는 통과하는 프리폼(1)상에 플로우 코팅 시스템(316)에 의해 배송될 수 있다. 탱크(550) 내의 유체는 제한되는 것은 아니지만 배리어 물질(예컨대, 펜옥시 열가소성 수지와 같은 기체 배리어 물질), 첨가제(예컨대, 항발포제), 착색제, 열가소 성 수지, 중합체, 등을 포함할 수 있다. 임의의 원하는 유체가 탱크(550) 내에서 보유될 수 있다.
도시된 도28의 구현 예에서, 탱크(550)는 하우징(552) 및 플로우 제어 시스템(558)을 포함한다. 하우징(552)은 코팅 물질(예컨대, 유체 코팅 물질)을 보유하기 위해 적합하게 된 쳄버(554)를 한정하는 월(556)을 갖는다. 하우징(552)의 구현 예는 코팅 물질을 함유하기에 적당한 임의의 형상을 가질 수 있다. 쳄버(554)는 바람직하게는 액체 상태의 임의의 원하는 양의 코팅 물질을 보유하도록 하기 위한 크기를 가질 수 있다. 쳄버(554)의 크기는 예를 들어, 코팅 시스템(300)의 출력, 프리폼의 크기 및 구성, 코팅 물질의 성질, 적용될 코팅 물질의 양, 및/또는 등에 따라 선택될 수 있다.
유체 제어 시스템(558)은 플로우 코팅 시스템(316)으로 부터 나와 배송된 코팅 물질의 유량을 선택적으로 제어하기 위해 사용될 수 있다. 유체 제어 시스템(558)은 생산 순환 동안 일반적으로 일정하거나 가변 유량에서 코팅 물질을 제공할 수 있다. 한 구현 예에서, 유체 제어 시스템(558)은 이동성 게이트(562) 및 유체 가이드(566)에 대하여 게이트(562)를 선택적으로 움직이도록 구성된 게이트 위치 결정 조립체(564)(도27)를 포함한다. 도29에서 나타낸 바와 같이, 게이트(562)의 모서리(568) 및 유체 가이드(566)는 갭 또는 통로(570)을 한정한다. 게이트(562)의 모서리(568)는 일반적으로 게이트(562)의 길이를 따라 직선일 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 모서리(568)는 만곡될 수 있거나 또는 게이트(562) 및 유체 가이드(566) 사이에 하나 이상의 갭을 제공하기 위한 임의의 적당한 형상을 가질 수 있 다. 임의로, 모서리(568)는 유체 가이드(566)의 표면 및 프리폼 상을 따라 흐르는 코팅 물질의 층류(laminar flow)를 유리하게는 촉진할 수 있다. 탱크(550)는 코팅 물질의 난류를 감소시키기 위해 다른 수단을 가질 수 있다.
모서리(568)는 유체 가이드(566)의 표면과 일반적으로 평행인 표면(574)를 갖는다. 다른 구현 예에서, 갭(570)은 그의 길이 및/또는 폭을 따라 변하는 높이를 가질 수 있다. 추가로, 표면(574)은 유체 가이드(566)에 대한 임의의 각도에서 배향 및/또는 만곡될 수 있다. 갭(570)의 크기는 프리폼 상으로 및 유체 가이드(566)의 아래로 흐르는 유체의 양을 각기 증가 시키거나 또는 감소 시키기 위해 증가되거나 감소될 수 있다. 플로우 코팅 시스템(316) 밖으로 흐르는 코팅 물질로 써, 탱크(550) 내의 코팅 물질의 상부 표면은 바람직하게는 갭(570) 보다 더 높다. 코팅 물질이 거품 또는 기포를 갖는다면, 거품 또는 기포는 코팅 물질의 상부 표면에 남을 수 있다. 유리하게, 갭(570)을 통해 흐르는 코팅 물질은 실질적으로 거품, 기포, 또는 코팅 물질 내에서 부유하는 경향을 갖는 기타 오염물이 없을 수 있다.
도27 및 30의 게이트 위치 결정 조립체(564)는 임의의 원하는 크기의 갭(570)을 얻기 위해 선택적으로 게이트(562)를 위치하게 할 수 있다. 게이트 위치 결정 조립체(564)는 나사산으로 맞물린 하나 이상의 볼트(581)가 있는 하나 이상의 너트(580)를 가질 수 있다. 너트(580)가 회전함에 따라, 이들은 수직 방향으로 게이트(562)에 부착된 브래킷(bracket)(582)을 이동시킨다. 게이트 위치 결정 조립체(564)는 탱크(550)의 하우징(552)에 결합되는 부재(560)에 의해 지지될 수 있다. 다른 구현 예에서, 게이트 위치 결정 조립체(564)는 회전할 수 있으며/또는 게이트(562)의 가로축 이동을 제공한다. 또한 게이트 위치 결정 조립체(564)는 연속적으로 및/또는 증강식으로 게이트(562)를 이동시킬 수 있다. 특정 구현 예에서, 게이트 위치 결정 조립체(564)는 게이트(562)를 이동시키기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 모터 (예컨대, 스텝퍼 모터), 솔레노이드, 스크루 구동 작동기, 및/또는 등을 포함할 수 있다. 게이트 위치 결정 조립체(564)는 수동으로 또는 자동으로 제어될 수 있다는 것이 고려 된다. 예를 들어, 게이트 위치 결정 조립체(564)는 제어 시스템 (예컨대, 디지털 제어 시스템)에 의해 수치 제어될 수 있다.
임의로, 하나 이상의 게이트(562) 및 유체 가이드(566)는 층류를 생성하기 위한 수단을 가질 수 있다. 예를 들어, 게이트(562) 및 유체 가이드(566)는 플로우 코팅 시스템(316)에 의해 배송된 코팅 물질의 난류를 감소 시키기 위한 핀(fins), 코팅, 표면 처리, 또는 기타 구조를 가질 수 있다.
계속해서 도28을 참고로 하여, 탱크(550)은 임의로 쳄버(554) 내에서 코팅 물질의 오염을 제한하거나 방지하기 위해 탱크(550)을 피복하는 뚜껑 또는 상부(593)를 포함한다. 뚜껑(593)이 쳄버(554)로 편리하게 접근 또는 제거하기 위해 하우징(552)에 제거할 수 있도록 결합될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 파스너는 하우징(552)에 뚜껑(593)을 영구적으로 또는 일시적으로 결합시키기 위해 사용될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 탱크(550)은 탱크(550) 내의 물질의 양을 조절하기 위한 오버플로우 시스템(592)를 포함한다. 오버플로우 시스템(592)은 탱크(550) 내에서 원하는 양의 코팅 물질을 유지한다. 코팅 물질의 수준이 바람직하게는 관(591)을 포함하는 오버플로우 시스템(592)의 개구(594) 위로 상승한다면, 코팅 물질은 개구(594)로 흘러 관(591)을 통해 탱크(550) 밖으로 나와, 탱크(550) 내의 코팅 물질의 양을 감소시킨다. 도시된 구현 예에서, 관(591)은 탱크(550)의 저부로 부터 쳄버(554)로 위쪽으로 연장된다. 임의로, 탱크(550)는 탱크(550) 내에서의 코팅 물질의 수준을 결정하기 위해 사용될 수 있는 수준 센서(596)을 또한 포함할 수 있다. 오버플로우 센서(596)는 하나 이상의 펌프, 밸브, 및/또는 코팅 물질을 원하는 수준으로 유지하는 기타 장치와 연결될 수 있다. 예를 들어, 밸브는 코팅 물질이 센서(596)로부터 나온 신호를 직접적으로 또는 간접적으로 근거로 하여 탱크(550)의 밖으로 흐르도록 작동시킬 수 있다.
도31에 대하여, 유체 시스템(530)은 탱크(550)와 유체 연결될 수 있다. 유체 시스템(530)은 사용되지 않은 코팅 물질을 효과적으로 재사용하도록 코팅 물질을 재순환 하는 밀폐 시스템이다. 그러나, 유체 시스템(530)은 개방 시스템일 수 있다. 추가로, 유체 시스템(530)은 생산 사이클의 하나 이상의 부분에 대한 밀폐 시스템 및 생산 사이클의 하나 이상의 부분에 대한 개방 시스템 양자 일 수 있다.
계속해서 도31을 참고로 하여, 유체 시스템(530)은 하나 이상의 라인, 탱크, 펌프, 및/또는 여과 시스템을 포함할 수 있다. 도시된 구현 예에서, 유체 시스템(530)은 탱크 시스템(600)을 포함한다. 오버플로우 라인(604) 및 배수 라인(606)은 탱크(550) 및 저장기 또는 탱크(610) 사이로 연장되어 있다. 펌프(614)는 저장기(610) 및 탱크(550) 사이로 연장된 출력 라인(612)을 따라 비치된다.
한 구현 예에서, 탱크 시스템(600)은 플로우 코팅 시스템(316)으로부터 미사용 물질을 수취하는 수집 탱크(620)을 포함한다. 도33에서 나타낸 바와 같이, 수집 탱크(620)는 코팅되는 프리폼 아래 및/또는 가이드(566)의 말단 아래에 배치될 수 있다. 수집 탱크는 관통, 포획 탱크, 또는 미사용 코팅 물질을 수취하도록 구성된 기타 타입의 구조의 형태일 수 있다.
임의로, 수집 탱크(620)는 수집된 코팅 물질 내에 발포 및/또는 기포의 형성을 감소시키기 위한 수단을 가질 수 있다. 코팅 물질 내의 발포 또는 기포는 수득한 다층 프리폼의 불균일 코팅 또는 결함을 초래할 수 있다. 탱크(620) 내에서 수집된 코팅 물질은 프리폼을 코팅하기 위해 재사용될 수 있다. 따라서, 탱크(620) 내의 코팅 물질에 발포 및/또는 기포의 형성을 방지 또는 제한하기 위해 유리할 수 있다.
도32에 나타낸 바와 같이, 수집 탱크(620)는 발포 및/또는 기포의 형성을 감소 또는 예방 시키기 위한 배플(622)을 갖는다. 코팅 물질(624)의 커튼의 미사용 부분 (즉, 프리폼 상에 남아 있지 않은 코팅 물질)은 상당한 난류의 생성 없이 배플 상에 및 이를 따라 흐를 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 복수의 배플은 코팅 물질의 발포를 감소시킨다. 도시되진 않았지만, 다른 구조가 코팅 물질 내에서 발포/기포의 형성을 제한하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 경사진 표면, 핀, 채널, 및/또는 기타 적당한 구조가 발포를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 항 발포 구조의 위치 및 타입은 수집 탱크(620)의 밖으로 및 수집 탱크 라인(630)의 안으로의 원하는 흐름을 성취하기 하기 위해 선택될 수 있음이 고려된다. 추가로, 탱크(620)는 구조를 가질 수 있으며, 이것은 또한 라인(630)으로의 미사용 코팅 물질의 흐름을 가속하기 위한 와동을 촉진하는 항 발포 구조일 수 있다. 탱크(620)은 발포/기포의 형성을 감소시키기 위한 임의의 수단을 가지지 않을 수 있다. 물론, 탱크(620)의 구성은 코팅 물질의 성질을 근거로 하여 선택될 수 있다.
탱크(550) 및 수집 탱크(620) 간의 거리는 코팅 물질의 원하는 피복 작용(sheeting action), 코팅 물질의 성질 (예컨대, 발포 특성, 점도, 등), 유량, 캐로셀 시스템(312)의 라인 속도, 프리폼 간격, 및/또는 기타 공정 파라미터에 의해 결정될수 있다.
수집 탱크 라인(630)은 수집 탱크(620) 및 저장기(610) 사이에 뻗어있을 수 있다. 수집 탱크(620)에 의해 수집된 물질은 수집 탱크 라인(630)을 통해 저장기(610)로 배송될 수 있다.
계속 도31을 참고로 하여, 오버플로우 라인(604)은 탱크(550)로부터 저장기(610)로 연장될 수 있다. 오버플로우 관(591)을 통해 통과하는 유체는 오버플로우 라인(604)을 통해 저장기(610)로 후속하여 통과할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 수집 탱크(620)로 부터의 물질은 저장기(610)로 배송되지 않을 수 있다. 예를 들어, 오버플로우 라인(604)은 오프라인 저장 탱크로 코팅 물질을 배송할 수 있다.
임의로, 유체 시스템(530)은 탱크(550)로부터 저장기(610)로 연장하는 배수 라인(606)을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 배수 라인(606)은 펌프가 작동하지 않을 때 탱크(550) 내에 있는 코팅 물질의 경화를 방지하기 위해 탱크(550)를 배수하는데 사용된다. 추가로 탱크(550)는 탱크(550)의 내부 표면을 세정하기 위해, 또는 다른 정비를 수행하기 위해 배수될 수 있다. 플로우 조절기(예컨대, 밸브 시스템)은 배수 라인(606)을 따라 위치시킬 수 있다. 플로우 조절기는 배수 라인(606)을 통해 탱크(550)의 밖으로 유체의 플로우를 저해 또는 허용하기 위해 사용될 수 있다.
저장기(610)는 코팅 물질을, 특히 연장된 시간 동안 저장할 수 있고, 코팅 물질을 보유 하기 위한 적당한 크기 또는 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 저장기(610)는 약 5갈론, 10갈론, 15갈론, 20갈론, 30갈론, 초과 및 이러한 체적을 포괄하는 범위의 용량을 갖는 용기일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 저장기(610)는 약 15 갈론, 25갈론, 또는 35갈론, 초과의 용량을 가질 수 있다. 한 구현 예에서, 코팅 시스템(300)은 복수의 저장기(610)를 포함할 수 있다. 저장기(610) 중의 하나는 온라인 일 수 있으며 반면 또 다른 저장기는 오프라인일 수 있다. 온라인 탱크(610)으로부터 특정량의 코팅 물질을 사용한 후, 온라인 저장기(610)는 바람직하게는 코팅 물질로 채워진 오프라인 저장기(610)로 대체될 수 있다. 빈 저장기(610)는 그후 채워질 수 있으며, 바람직하게는 오프라인으로 채워진다. 이러한 방식으로, 코팅 물질은 코팅 시스템(300)에 신속하게 첨가되어, 프리폼의 출력을 증진시킬 수 있다.
계속 도31을 참고로 하여, 펌프(614)는 출력 라인(612)을 따라 몇몇 지점에 배치된다. 펌프(614)는 저장기(610)로부터 코팅 물질을 끌어당기고 코팅 물질이 출력 라인(612)를 통해 탱크(550)로 흐르도록 코팅 물질을 가압할 수 있다. 펌프(614)는 코팅 물질을 충분히 가압하기 위한 임의의 적당한 장치일 수 있다. 예를 들어, 펌프(614)는 격막 펌프, 스크루 타입 펌프, 등일 수 있으며, 고정 또는 가변 배수량(displacement)을 가질 수 있다. 한 구현 예에서, 예를 들어, 펌프(614)는 바람직하게는 극히 적은 전단(shearing)을 생성하는 격막 펌프이다. 유리하게는 이 격막 펌프(614)는 전단 감지 코팅 물질과 함께 이용될 수 있으며 하나 이상의 격막을 포함할 수 있다. 비제한적인 구현 예에서, 펌프(614)는 이중 격막 펌프이다. 임의로, 복수의 펌프는 유체 시스템(530)을 따라 다양한 위치에서 활용되어 코팅 물질을 가압할 수 있다.
도31 및 34에서 나타낸 바와 같이, 출력 라인(612)의 입구(632)는 저장기(610)의 하부에 연결된다. 도시된 입구(632)는 저장기(610)의 저부의 반에 연결된다. 한 비제한 적인 구현 예에서, 입구(632)는 저장기(610)의 저부로부터 2인치 미만이다. 한 비제한적인 구현 예에서, 입구(632)는 저장기(610)의 저부를 따라 배치된다. 유리하게는, 입구(632)는 최소량의 발포 또는 기포를 갖는 코팅 물질을 빼내기 위해 저장기(610) 내의 코팅 물질의 표면 아래에 위치할 수 있다. 그러나, 입구(632)는 코팅 물질을 수취하기에 적당한 저장기(610)를 따라 임의의 지점에서 연결될 수 있다.
임의로, 유체 시스템(530)은 여과 시스템을 가질 수 있다. 도31에 관하여, 여과 시스템(650)은 유체 시스템(530)을 통해 순환하는 코팅 물질 내에 존재할 수 있는 바람직하지 않은 물질을 제거하도록 구성된다. 예를 들어, 여과 시스템(650)은 불순물, 예컨대 코팅 물질의 경화된 부분, 오염물(예컨대, 프리폼의 표면 상에 및 수집 탱크(620)에 의해 포획된 미사용 코팅 물질 내의 존재하였던 분진), 및/또 는 기타 물질에서 선택되어 포획할 수 있다. 여과 시스템(650)은 다양한 바람직하지 않은 물질의 제거를 위해 적당한 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다.
도시된 여과 시스템(650)은 투입 라인(652), 펌프(654), 펌프 라인(656), 여과 유닛(660), 및 출력 라인(666)을 포함한다. 투입 라인(652)은 저장기(610)로부터 펌프(654)로 연장된다. 펌프(654)는 펌프(614)와 유사하거나 상이할 수 있다. 펌프 라인(656)은 펌프(654) 및 여과 유닛(660) 사이에 연장된다. 저장기(610) 내의 유체는 라인(652, 656), 여과 유닛(660) 및 그후 출력 라인(666)을 통해 통과하고 저장기(610)로 돌아온다.
여과 시스템(650)은 유체 시스템(530) 내의 다른 지점에 위치할 수 있다. 예를 들어, 탱크(610)으로부터 유체를 빼내기 보다는, 여과 시스템(650)은 출력 라인(614)를 따라 위치할 수 있다. 여과 시스템(650)은 효과적으로 코팅 물질을 여과하기 위한 임의의 적당한 장소에 위치할 수 있다.
여과 유닛(660)은 하나 이상의 필터를 가질 수 있다. 도시된 여과 유닛(660)은 유사하거나 상이한 필터 등급을 가질 수 있는 한 쌍의 필터(662, 664)를 포함한다. 몇몇 비제한 적인 구현 예에서, 필터(662)는 약 30 내지 70마이크론 범위 내의 등급(예컨대 마이크론 등급)을 가질 수 있다. 한 바람직한 구현 예에서, 필터(662)는 약 50마이크론의 마이크론 등급을 갖는다. 필터(664)는 10마이크론 미만의 마이크론 등급을 가질 수 있다. 한 비제한 적인 구현 예에서, 필터(664)는 약 5마이크론의 마이크론 등급을 가질 수 있다. 상류 필터(662)는 필터(664)가 큰 입자로 막힘이 없이 작은 오염물을 여과 제거할 수 있도록 비교적 큰 오염물을 여과 제거할 수 있다. 필터(662, 664)는 주기적으로 대체되거나 또는 세정될 수 있는(예컨대, 미립자는 여과 구조로부터 제거될 수 있다) 백, 카트리지, 및/또는 기타 여과 구조물을 가질 수 있다.
여과 시스템(650)을 통한 코팅 물질의 흐름은 필터 오프라인을 변화시키기 위해, 감소될 수 있으며, 바람직하게는 정지된다. 임의로, 밸브는 라인(652, 656)을 따라 배치되어 여과 시스템(650)을 통해 유량을 제어할 수 있다. 유리하게는, 코팅 시스템(300)은 연속적으로 프리폼을 코팅하기 위해 여과 시스템(650)을 우회할 수 있으며 한편 여과 시스템(650)이 제공된다. 그러나, 코팅 시스템(300)은 또한 여과 시스템(650)이 제공될 때 완전하게 차단될 수 있다.
작동시, 코팅물질은 탱크(610)로부터 투입 라인(652)로 흐를 수 있다. 펌프(654)는 투입라인(652)을 통해 코팅물질을 빼낼 수 있고 물질이 펌프 라인(656) 및 여과 유닛(660) 양자를 통해 흐르도록 유발할 수 있다. 여과 유닛(660)은 코팅물질로부터 바람직하지 않은 물질을 제거할 수 있다. 여과된 코팅 물질은 그후 출력 라인(666) 을 통해 통과하고 저장기(610)로 돌아온다.
다시 도18을 참고로 하여, 프리폼이 플로우 코팅 시스템(316)에 의해 코팅된 후, 캐로셀 시스템(312)은 프리폼 상의 과잉 코팅 물질을 제거하도록 구성된 물질 제거 시스템(318)으로 프리폼을 이동시킬 수 있다. 전형적으로 코팅 물질은 코팅된 프리폼이 제거 시스템(318)에 도달될 때 여전히 액체이다.
코팅 시스템(300)은 실질적으로 프리폼 상의 코팅물질 전부가 활용되어 (즉, 일반적으로 제거할 과잉 물질이 없음) 수득한 다층 프리폼을 형성하는 그러한 효율 적인 부착을 제공할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 각 프리폼 상에 부착된 대부분 또는 전체 코팅 물질은 경화되어 결과의 다층 프리폼을 형성한다. 그러나, 프리폼이 코팅된 후 과잉 코팅 물질을 제거하는 것이 바람직할 수 있는 상황이 있다. 한 구현 예에서, 프리폼의 회전 및 중력은 함께 작용하여 프리폼 상의 코팅 물질의 시이트를 일반적으로 표준화하고 적어도 일부의 과잉 물질을 제거한다.
몇몇 구현 예에서, 제거 시스템(318)은 추가의 바람직하지 않은 물질을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 프리폼이 과잉 물질을 갖는다면, 과잉 물질은 물집(blister), 분사(burn), 또는 달리 생성한 상당한 결함일 수 있으며, 그에 의해 프리폼은 후속하는 블로우 성형 및 사용에 적당하지 않을 수 있다.
도35는 제거 시스템(318)의 한 구현 예의 투시도이다. 제거 시스템(318)은 어느정도 균일한 코팅을 갖는 프리폼을 생성하기 위해 프리폼 상에 코팅층의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 바람직하게는, 코팅층은 코팅된 프리폼이 제거 시스템(318)에 도달될 때 경화되지 않는다. 도시된 제거 시스템(318)은 프리폼으로부터 물질을 접촉 및 제거하기 위해 적합하게된 표면(700)을 갖는 디-티어(de-tear)장치이다. 제거 시스템(318)은 프리폼이 지나감에 따라 프리폼으로부터 코팅 물질을 빼내는 흡수 성분을 가질 수 있다. 흡수 성분은 코팅 물질의 제거를 더 향상시키기 위해 회전할 수 있다.
도36 및 37에 대하여, 표면(700)은 모터(706)에 의해 구동된 구동 휠 704(도37)을 맞물리는 스폰지 롤러 또는 벨트(702)에 의해 한정된다. 하나 이상의 휠(710)은 벨트(702)를 팽팽하게 할 수 있다. 벨트(702)의 표면(700)은 바람직하게 는 연속 기포 발포체(open celled foam)(예컨대, 연속 기포 폴리우레탄 발포체)와 같은 흡수 물질을 포함할 수 있다. 다른 구현 예에서, 벨트(702)는 비흡수성 물질을 포함한다. 벨트(702)를 형성하는 물질은 벨트(702)에 의해 흡수된 원하는 양의 물질을 근거로 하여 선택될 수 있다.
도시된 제거 시스템(318)은 제거 시스템(318)으로부터 물질을 추출하도록 구성된 제거 시스템 세정기(711)를 포함한다. 제거 시스템 세정기(711)는 휠(704) 사이에서 벨트(702)를 압축하여 벨트(702)로부터 코팅 물질을 제거할 수 있다. 도시된 구현 예에서, 벨트(702)는 휠(704, 712) 사이에서 압축되어 액체 코팅 물질을 짜낸다. 이러한 제거 시스템 세정기는 벨트(702)의 포화를 방지하기 위해 채택될 수 있다.
작동시, 플로우 코팅 시스템(316)이 프리폼을 코팅한 후, 코팅된 프리폼은 도35에서 나타낸 화살표(720)에 의해 지시된 방향으로 처리 라인을 따라 이동한다. 프리폼이 이동하고 제거 시스템(318)과 맞물림에 따라, 모터(706)는 구동휠(704)을 회전시키고, 이것은 차례로, 벨트(702) 및 그의 표면(700)의 이동을 야기할 수 있다. 표면(700)은 캐로셀 시스템(312)의 회선 속도로써 동일하거나 상이한 선형 속도를 가질 수 있다. 표면(700)은 하나 이상의 프리폼에 대하여 가압되어 프리폼으로부터 물질을 제거할 수 있다. 도시된 구현 예에서, 제거 시스템(318)은 여러 프리폼의 본체 상에서 코팅 물질의 적어도 일부분을 동시에 제거할 수 있다.
유체는 코팅 물질의 제거를 더 향상 시키기 위해 벨트(702) 상으로 공급될 수 있다. 도시된 도36의 구현 예를 비롯하여, 몇몇 구현 예에서, 라인(715)은 벨 트(702)의 표면(700) 상으로 액체, 예컨대, 물, 용매, 코팅 물질, 등을 배송한다. 임의의 수의 라인은 제거 시스템(318)으로 액체를 배송하기 위해 사용될 수 있다. 액체는 벨트(702)의 세정을 도우며 벨트(702)의 효율을 개선 시킬 수 있다.
임의로 표면(700)은 프리폼으로부터 과잉 물질을 제거하거나 맞물리는 정지 표면 일 수 있다. 프리폼은 정지 표면(700)을 가로 질러 끌어 당겨 질 수 있다.
제거 시스템(318)은 각 프리폼의 하나 이상의 부분으로부터 물질을 제거할 수 있다. 둥근 말단 캡의 표면 상에서 바람직하게는 액체 상태에서, 코팅의 상당 부분은 제거 시스템(318)에 의해 제거될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제거 시스템(318)은 둥근 말단 캡상의 대부분 또는 모든 코팅 물질을 제거할 수 있다. 제거 시스템(318)은 말단 캡의 표면상에 배치된 코팅 물질의 박막을 남길 수 있다. 제거 시스템(318)은 또한 프리폼의 다른 부분으로부터 코팅 물질을 제거하기 위해 사용될 수 있다.
제거 시스템(318)은 코팅된 프리폼으로부터 제거된 물질의 양을 조절하기 위해 프리폼에 대하여 이동될 수 있다. 도35 및 38에서 나타낸 바와 같이, 제거 시스템(318)은 길이 L1을 갖는 프리폼 말단부(716)로부터 물질을 제거할 수 있다. 말단부(716)는 제거 시스템 (318)이 물질을 빼내는 프리폼의 단면이다. 프리폼은 전체 길이 L2를 가질 수 있다. 몇몇 비제한 적인 구현 예에서, 말단부(716)는 일반적으로 말단 캡(10)의 반경인 r 보다 작은 길이 L1을 갖는다. 몇몇 비제한적인 구현 예에서, 말단부(716)는 일반적으로말단 캡(10)의 반경과 같은 길이 L1을 갖는다. 몇몇 비제한적인 구현 예에서, 말단부(716)는 일반적으로 길이 L2의 약 1/2 미만인 길이 L1을 갖는다. 또 다른 비제한적인 구현 예에서, 길이 L1은 길이 L2의 약 5% 내지 30%의 범위이다. 여전히 또 다른 비제한적인 구현 예에서, 길이 L1은 길이 L2의 약 10% 내지 40%의 범위이다. 몇몇 비제한 적인 구현 예에서, 길이 L1은 길이 길이 L2 의 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%이며 이러한 백분율을 포괄하는 범위이다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제거 시스템(318)은 프리폼 상의 코팅 물질의 약 2.5 %, 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50 중량%의 코팅 물질을 제거하며, 이러한 백분율을 포괄하는 범위이다. 물질(714)의 임의의 백분율은 제거 시스템(318)에 의해 제거될 수 있는 것으로 생각된다.
임의의 수의 제거 시스템(318)은 프리폼으로부터 물질을 제거하기 위해 활용될 수 있다. 예를 들어, 제1 제거 시스템(318)은 처리 라인을 따라 이동하는 각각의 프리폼으로부터 물질의 제1 양을 제거할 수 있다. 제2 제거 시스템(318)은 후속하여 각각의 프리폼으로부터 물질의 제2 양을 제거할 수 있다. 물질의 제1 양은 일반적으로 물질의 제2 양과 상이하거나 동일할 수 있다. 한 구현 예에서, 물질의 제1 양은 물질의 제2 양 보다 더 클 수 있다. 각각의 제거 시스템(318)은 프리폼의 동일 및/또는 상이한 부분으로부터 물질을 제거할 수 있다. 한 구현 예에서, 제1 제거 시스템(318)은 각각의 프리폼의 제1 부분으로부터 물질을 제거할 수 있다. 제2 제거 시스템(318)은 각각의 프리폼의 제2 부분으로부터 물질을 제거할 수 있다. 한 구현 예에서, 제1 부분은 제2 부분의 길이 보다 일반적으로 더 긴 길이를 갖는다. 임의의 수의 제거 시스템(318)이 사용될 수 있고, 다양한 적당한 위치에서 배향되어 캐리어(374)에 의해 보유된 프리폼으로부터 물질을 제거할 수 있음은 물론이다.
제거 시스템(318)의 특정 부분이 예컨대, 코팅 물질의 점도, 프리폼의 회전 속도, 회선 속도, 온도 제어 시스템(320)의 설정, 원하는 양의 코팅된 프리폼, 및/또는 등을 근거로 선택될 수 있다고 생각된다. 예를 들어, 바람직하지 않은 수의 수포가 경화 공정 동안 코팅 물질에 의해 형성되었다면, 제거 시스템(318)은 수포화에 기여할 수 있는 과잉 물질을 제거할 수 있다. 예를 들어, 수포가 경화하는 동안 말단 캡(10) 상에서 형성되었다면, 물질은 코팅된 프리폼이 온도 제어 시스템(320)으로 진입하기 전에 말단 캡(10)으로부터 제거될 수 있다. 프리폼 상의 코팅 물질은 그후 말단 캡을 다시 코팅하여 말단 캡(10) 위에 비교적 박층의 물질을 형성한다. 박층은 바람직하지 않은 다수의 수포를 형성함이 없이 바람직하게 경화할 수 있다.
코팅된 프리폼이 온도 제어 시스템(320)으로 진입할 때, 온도 제어 시스템(320)은 코팅된 프리폼을 가열하여, 코팅 물질의 점도 감소를 야기하며, 따라서 코팅 물질(714)가 프리폼의 말단을 향해 도포한다. 제거 시스템(318)은 코팅 물질의 점도 변화에 대한 보완을 위해 프리폼에 대하여 위치할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 코팅 물질(714)은 경화된 코팅 층이 말단 캡(10)을 피복하도록 경화 공정 전 및/또는 동안 부분(716)을 피복할 수 있다.
프리폼은 수직으로 배향되거나, 또는 수직 축에 대한 각도를 가질 수 있다. 도시된 구현 예에서, 프리폼은 제거 시스템(318)을 따라 통과하는 한편, 그들은 말단 캡(10)의 부분이 제거 시스템(318)과 접촉하도록 수직축으로부터 각도진다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 프리폼의 세로축(722)(도38)은 수직축과 90°미만의 각도를 형성한다. 한 비제한 적인 구현 예에서, 프리폼의 세로축(722)은 수직축에 대하여 약 20° 내지 약 70°의 범위 내에서 각도를 형성한다. 한 비제한적인 구현 예에서, 프리폼의 세로축(722)은 수직축에 대하여 약 40° 내지 약 60°의 범위 내에서 각도를 형성한다. 몇몇 구현 예에서, 일반적으로 수직으로 배향된 프리폼은 코팅 시스템(316)에 의해 생성된 코팅 물질의 시이트를 통해 통과하고 그후 프리폼의 배향은 도35에 나타낸 바와 같이 프리폼이 제거 시스템(318)에 도달하기 전에 바꾸어 진다. 추가로, 프리폼은 그들이 제거 시스템(318)을 따라 진행됨에 따라 프리폼의 표면상에서 물질의 분포 및/또는 제거를 향상하기 위해 그들의 세로축(722) 부근에서 회전될 수 있다. 예를 들어, 프리폼은 그들의 본체 부에 코팅 물질을 더 유지하기 위해 각을 가지며 회전될 수 있다. 한 구현 예에서, 예를 들어, 프리폼의 배향 및 회전은 프리폼의 본체(4)의 상부 및/또는 중심 부분에 코팅 물질의 체류(retention)을 초래하며, 코팅 물질의 균일층의 형성을 또한 촉진할 수 있다. 그러나, 다른 구현 예에서, 프리폼은 그들이 처리 라인 아래로 이동함에 따라 그들의 세로축(722) 부근를 회전하지 않을 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 프리폼은 그들이 하나 이상의 제거 시스템(318)을 통과함에 따라 연속적으로 또는 주기적으로 회전할 수 있다.
제거 시스템(318)의 표면(700)은 캐로셀 시스템(312)을 따라 운반된 프리폼으로부터 물질을 제거하기에 적당한 크기 및 구성을 가질 수 있다. 도39A를 참고로 하여, 표면(700)은 표면 처리 또는 구조(들)(730)를 가질 수 있다. 표면 구조(들)(730)은 하나 이상의 톱니모양, 융기(ridges), 돌기, 홈, 채널, 및/또는 코팅 물질의 제거 및/또는 도포를 용이하게 할 수 있는 임의의 기타 구조를 포함할 수 있다.
도39B를 참고로 하여, 표면(700)은 프리폼 상의 코팅 물질의 제거를 향상시키기 위해 하나 이상의 채널(730)을 가질 수 있다. 코팅 물질은 프리폼으로부터 벗어나 채널(730)을 따라 통과되거나 그 내에서 수취될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 채널(730)은 도35에서 보여진 화살표(720)에 평행하거나 또는 횡단할 수 있다. 임의로, 제거 시스템(318)은 유체(예컨대, 물, 용매, 희석제(thinner), 코팅 물질, 계면활성제, 그의 조합, 등)를 표면(700)으로 공급할 수 있는 하나 이상의 라인(715)을 가질 수 있다. 구조(730) 및 액체의 조합은 프리폼 상의 과잉 코팅 물질을 신속하게 빼낼 수 있다.
표면(700)은 또한 일반적으로 평활한 표면을 가질 수 있다. 바람직하게는, 유체의 흐름은 라인(715)에 의해 프리폼으로부터 경화되지 않은 코팅 물질을 빼내고 평활한 표면(700) 상에 제공된다. 임의의 양의 액체(예컨대, 액적, 풀, 및/또는 액체의 흐름)는 프리폼으로부터 과잉 물질을 제거하기 위해 사용될 수 있다고 생각된다.
프리폼은 표면(700)과 접촉하거나 또는 접촉하지 않을 수 있다. 한 구현 예 에서, 표면(700) 상의 유체는 프리폼과 접촉하지만, 표면(700)은 프리폼으로부터 간격을 둔다. 물론, 표면(700)은 제거 공정 동안 프리폼과 접촉할 수 있다.
제거 시스템(318)은 캐로셀 시스템(312) 상의 프리폼의 줄을 따라 연장되어 다수의 프리폼으로부터 동시에 코팅 물질을 제거할 수 있다. 그러나, 제거 시스템(318)은 단번에 한 프리폼으로부터 물질을 제거하도록 크기를 맞추고 구성될 수 있다.
라인(715)는 임의로 제거 시스템(318)에 코팅 물질을 배송할 수 있다. 코팅 물질은 프리폼 밖으로 유사하거나 또는 상이한 코팅 물질을 빼내기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 코팅 물질은 라인(715)에 의해 표면(700)으로 배송될 수 있다. 코팅 물질이 표면(700)의 적어도 일부분을 따라 흐를 때, 프리폼 상에 배치된 물질, 바람직하게는 액체 상태 물질을 제거할 수 있다. 한 구현 예에서, 코팅 물질은 과잉 물질이 프리폼으로부터 제거되고 프리폼 상에서 코팅 물질의 박층을 남길 수 있다.
도39C를 참고로 하여, 제거 시스템(318)은 유체 흐름이 프리폼(20) 상에서 코팅 물질(714)의 제거 및/또는 재분포를 위해 향할 수 있다. 도시된 제거 시스템(318)은 하나 이상의 프리폼을 향하여 빠른 속도의 유체의 흐름 방향으로 출력하는 유체 원(750)을 포함한다. 유체는 공기, 질소, 산소, 및/또는 등과 같은 기체일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 유체원(750)은 캐로셀 시스템(312)상의 프리폼의 줄을 따라 연장되어 각각의 프리폼 상에서 코팅 물질을 동시에 제거할 수 있다.
도시된 유체원(750)은 에어 나이프이다. 라인(752)은 공기를 에어 나이프 (750)로 배송하고, 이번에는 노즐(756) 밖에서의 공기를 프리폼으로 배송하여 프리폼으로부터의 과잉 물질을 분출시킨다. 도시되지 않았지만, 유체원(750)은 에어 나이프와 같은 복수의 유체원을 포함할 수 있다. 임의로, 유체원(750)은 액체를 스프레이하여 프리폼으로부터 코팅 물질을 제거한다.
도39D를 참고로 하여, 제거 시스템(318)은 위치 에너지와 같은 에너지를 사용하여 코팅된 프리폼으로부터 코팅 물질을 제거할 수 있다. 도시된 구현 예에서, 제거 시스템(318)은 전하를 생성할 수 있는 에너지 원(760)을 포함한다. 전하는 프리폼으로부터 경화되지 않은 물질을 빼어낼 수 있다. 전기 라인(762)이 에너지원(760)에 전력을 공급할 수 있다. 도시되지 않았지만, 에너지원(760)은 복수의 에너지원을 포함할 수 있다.
도39E를 참고로 하여, 제거 시스템(318)은 하나 이상의 하기 액체를 포함할 수 있는 조(bath)(764)이다: 물, 코팅 물질, 계면 활성제, 그의 혼합물 등. 적어도 일부의 코팅된 프리폼(20)은 프리폼으로부터 물질을 제거하기 위해 탱크(766) 내의 조(764)를 통해 끌어당겨 질 수 있다. 예를 들어, 프리폼은 말단 캡상의 코팅의 적어도 일부가 제거되도록 프리폼의 말단 캡이 액체에 침지되도록 하는 위치일 수 있다. 대안적으로, 조(764)는 프리폼 상에 코팅 물질을 부착하도록 사용될 수 있다.
여기에서 기술된 하나 이상의 제거 시스템(318)은 처리 라인을 따라 임의의 지점에 배치될 수 있는 것으로 생각된다. 예를 들어, 하나 이상의 제거 시스템(318)은 온도 제어 시스템(320)의 경화 유닛(330, 332) 사이에 배치될 수 있다.
제거 시스템(318)은 프리폼으로부터 제거된 유체를 재순환시키기 위해 제거 유체 시템을 가질 수 있다. 도시된 도40의 구현 예에서, 유체 제거 시스템(800)은 여기에서 기술된 유체 시스템(530)과 유체 연결될 수 있다. 유체 시스템(800)은 수집 트레이(802), 출력 라인(804), 및 탱크(806)을 포함한다. 트레이(802)는 제거 시스템(318)에 의해 제거된 과잉 유체를 수집할 수 있다. 바람직하게는, 트레이(802)는 프리폼 및/또는 제거 시스템(318)로부터 떨어지는 유체(예컨대, 물, 용매, 희석제, 코팅 물질, 계면활성제, 그의 조합, 등)을 포획하도록 하는 크기로 맞추고 구성될 수 있다. 제거 시스템(318)이 프리폼으로부터 물질을 제거하기 위해 코팅 물질을 사용한다면, 물질은 플로우 코팅 시스템(316) 및/또는 제거 시스템(318)에 의해 재순환 및 후속하여 사용될 수 있다. 트레이(802)는 처리 라인의 임의의 부분의 아래에 위치할 수 있다. 수집 트레이(802)는 제거 시스템(318) 아래의 플로우 코팅 시스템(316)의 아래 라인에 위치할 수 있다.
출력 라인(804)은 트레이(802) 및 탱크(806) 사이에서 연장한다. 트레이(802) 내에 포획된 유체는 라인(804)을 따라 탱크(806)로 흐를 수 있다. 펌프(614)와 유사하거나 상이할 수 있는 펌프(810)는 탱크(806)로부터 유체를 라인(715)으로 끌어낼 수 있다. 펌프(806)는 유체가 라인(715)를 통과하여 밖으로 나가도록 유체를 가압할 수 있다.
탱크(806)는 임의로 탱크(806)에 함유된 유체를 교반 및 혼합하기 위한 교반기(811)를 가질 수 있다. 교반기(811)는 탱크(806) 내에 포함된 물질의 혼합을 촉진하여 코팅 물질의 경화를 최소화하고, 혼합물의 균일성을 향상하는 등을 할 수 있다.
계속 도40을 참고로 하여, 유체 제거 시스템(800)은 유체 시스템(530)과 유체 연결될 수 있다. 한 구현 예에서, 유체는 시스템(530, 800) 사이를 통과하여 적당량의 유체가 하나 및/또는 양자의 유액 시스템(530, 800) 내에 있도록 할 수 있다. 한 구현 예에서, 유체 라인(814)은 탱크(806) 및 저장기(610) 사이에 유체 연결을 제공한다. 여과 유닛(660)은 임의로 라인(814)를 따라 배치되어 그를 통해 통과하는 유체로부터 오염물을 제거할 수 있다. 펌프(614)는 라인(814)을 따라 배치되어 탱크(610) 및 탱크(806) 사이에 흐르는 유체를 가압할 수 있다. 한 구현 예에서, 하나 이상의 탱크(610, 806)는 탱크 내의 유체의 양을 결정하기 위한 하나 이상의 센서(816)를 가질 수 있다. 탱크 들 중의 한 탱크 내의 유체의 양이 바람직하지 않은 수준으로 도달된다면, 펌프(614)는 필요에 따라 탱크(610, 806) 사이에 유체를 배분하는 데 사용될 수 있다.
센서(816)는 작동 유체의 성분을 나타내는 신호를 검출 및 보내기 위해 구성될 수 있다. 센서(816)로부터의 신호는 물질의 성분의 백분율을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 첨가제는 원하는 혼합물을 얻기 위한 신호를 근거로 작동 유체에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 센서(816)는 첨가제가 유체에 첨가되어야 할지 아닐지를 결정하기 위한 코팅 물질의 성질(예컨대, 점도, 밀도, 기포의 양, 광학 특성, 굴절률, 등)을 측정하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서(816)가 유체 내의 작은 양의 항-발포제를 검출한다면, 항-발포제는 예를 들어 수동으로 또는 자동으로 첨가될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 센서(816)는 코팅 물질의 다양한 구성 요 소의 농도를 결정하기 위한 광학 분석 시스템(예컨대, 분광계 시스템, 비색분석 시스템, 등), 굴절계, 등을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 하나 이상의 센서(816)는 신호를 제어기에 보낼 수 있다. 제어기는 유체의 구성성분의 양을 선택적으로 제어하기 위해 사용될 수 있다. 여기에서 온전히 그대로 참고로 혼입한 미국 특허 제6,067,151호 및 제5,309,288호에 기술된 장치 및 방법을 활용할 수 있다. 센서(816)는 또한 코팅 물질의 다른 파라미터를 측정하기 위해 구성될 수 있다. 센서(816)는 특정 적용에 따라 연속적으로 또는 단속적으로 작동 유체의 파라미터를 측정할 수 있다. 몇몇 비제한적인 구현 예에서, 센서(816)는 코팅 물질의 온도, 점도, 농도, 구성 성분의 양, 등을 측정하기 위해 구성될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 유체 시스템(530)은 코팅 물질의 온도를 선택적으로 제어하기 위한 유체 온도 제어 시스템(817)을 갖는다. 유체 온도 제어 시스템(817)은 유체 시스템(530)을 따라 임의의 위치에 있을 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 유체 온도 제어 시스템(817)은 유체 라인을 따라 탱크 내에, 또는 코팅 물질의 온도를 변화하기 위한 적당한 다른 장소에 위치할 수 있다. 도40의 도시된 구현 예를 포함하여, 몇몇 구현 예에서, 유체 온도 제어 시스템(817)은 탱크(610) 내의 유체 물질의 온도를 신속하게 변화시킬 수 있는 열교환기이다. 유체 온도 제어 시스템(817)은 예컨대, 물질 파손, 경화, 등을 최소화하기 위해 원하는 온도 범위 내로 코팅 물질의 온도를 유지하도록 작동될 수 있다. 임의의 적당한 타입의 열 교환기가 채택될 수 있다.
도18을 다시 참고로 하여, 코팅 물질을 프리폼으로부터 제거한 후, 프리폼은 코팅층을 경화하기 위해 온도 제어 시스템(320)을 통해 통과될 수 있다. 온도 제어 시스템(320)은 프리폼의 외부 표면상에 배치된 코팅 물질의 적어도 일부분을 경화할 수 있다. 온도 제어 시스템(320)은 바람직하게는 각각의 프리폼 상의 코팅 물질의 상당 부분을 경화한다.
온도 제어 시스템(320)의 물리적 배향은 프리폼에 대하여 조절가능하다. 도41에서 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 램프(736)는 심축(420)에 의해 보유된 프리폼에 대하여 제거될 수 있다. 도시된 구현 예에서, 각각의 램프(736)는 프리폼 쪽으로 및/또는 밖으로 개별적으로 이동될 수 있다. 도41에서 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 램프(736)는 말단 캡(10) 근처에 위치하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 프리폼의 저부의 경화를 통해 허용하는 것이 유리하다. 예를 들어, 중력은 코팅 물질(714)(도38)이 말단 캡(10)을 향해 본체(4) 아래로 도포할 수 있도록 유발한다. 코팅 물질은 말단 캡(10)에서 축적될 수 있다. 이러한 축적된 코팅 물질은 경화 유닛(330) 및 프리폼의 더 낮은 램프 사이의 간격으로 인해 완전히 경화될 수 있다. 조절 가능한 램프의 구현 예는 또한 가변 폭의 프리폼과 함께 사용될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 프리폼이 저부 보다 상부에서 더 넓다면, 램프는 고른 경화를 위해 프리폼의 저부에 근접하게 위치할 수 있다. 램프는 코팅의 모든 표면을 비교적 더 조사하도록 제공하기 위해 바람직하게는 배향된다. 하나 이상의 램프(736)는 일반적으로 코팅된 프리폼으로부터 동일하게 간격을 둘 수 있다. 추가로, 프리폼은 수직으로 배향되거나 또는 수직축으로부터 각도진다. 프리폼은 그들이 램프(736) 옆을 통과함에 따라, 그들의 세로축(722) 부근에서 회전될 수 있어 일반적으로 코팅 물질의 균일한 경화를 성취한다.
몇몇 구현 예에서, 기재 물품상의 코팅 물질은 경화 향상제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅 물질은 코팅 물질의 가교를 용이하게 할 수 있는 카본 블랙 및/또는 다른 경화 향상제를 포함할 수 있다. 유효량의 경화 향상제는 코팅 물질, 경화 유닛의 디자인, 원하는 생산 시간, 등을 근거로 코팅 물질에 첨가될 수 있다. 임의의 적당한 가교 결합제가 경화 공정을 향상시키기 위해 채택될 수 있다.
계속 도41을 참고로 하여, 경화 유닛(330, 332)은 프리폼을 향해 램프(736)로부터 출력을 반사할 수 있는 하나 이상의 반사기(740)를 가질 수 있다. 반사기(740)는 프리폼의 경화를 최대화하기 위해 적외(IR) 램프(736)와 함께 사용될 수 있다. 램프(736)는 처리 라인의 한 측에 위치하며 한편 반사기(740)는 처리 라인의 반대 측에 비치된다. 이러한 디자인은 유리하게는 램프(736)로부터의 출력을 프리폼으로 다시 반사하여 보다 신속하고 완전한 경화, 및 램프(736) 출력의 효과적인 사용을 허용한다. 도시되지는 않았지만, 추가의 반사기는 램프로부터 프리폼으로 IR 선을 반사하기 위해 프리폼에 대하여 임의의 적당한 위치에 비치될 수 있다. 반사기(740)는 원하는 양의 반사된 에너지를 성취하기 위해 일반적으로 편평하고 만곡될 수 있으며, 표면 처리 및/또는 등을 가질 수 있다.
온도 제어 시스템(320)은 하나 이상의 하기를 사용할 수 있다: 프리폼의 온도를 제어하기 위한 전도, 단열, 및 방사. 가열 및 냉각 방식은 프리폼의 온도를 제어하기 위해 채택될 수 있다. 예를 들어, 단열은 프리폼의 표면 온도를 선택적으로 통제하기 위해 사용되어, 방사열 침투의 제어에 유연성을 제공할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 온도 제어 시스템(320)은 프리폼의 표면 온도를 제어하기 위해 유체 흐름(예컨대 기체 흐름)을 제공하는 흐름 시스템을 가질 수 있다. 유체는 가열 또는 냉각될 수 있다. 바람직하게는 냉각된 기체는 프리폼의 표면을 따라 냉각된 경계층을 형성하기 위해 사용되어 코팅층의 표면 온도를 감소시킨다. 경계층은 향상된 열 단리를 위해 프리폼으로부터 가열된 주위 공기를 분리할 수 있다. 이것은 코팅된 프리폼의 표면을 과열 없이 프리폼 상에서 코팅의 신속하고 완전한 경화를 위해 허용될 수 있다. 코팅층의 감소된 표면 온도는 코팅층 상의 표피의 형성을 바람직하게 지연할 수 있다. 표피가 코팅 물질 상에 형성되었다면, 표피는 트랩된 유체(예컨대, 물, 공기, 등)가 코팅 물질의 밖으로 이동함에 따라 수포가 생길 수 있으며 표피를 통해 파열될 수 있다. 물론, 특정 구현 예가 낮은 경화 속도 또는 더 깊은 IR 침투가 필요하다면, 경화 속도는 하나 이상의 하기로 제어될 수 있다: 냉각된 기체, 온도 제어된 파지 기계(예컨대, 온도 제어 심축), IR 유닛에서 소비된 시간, IR 램프 주파수, 및 그의 조합
온도 제어 시스템(320) 및 캐리어(374)는 프리폼의 온도를 제어하기 위해 단독으로 또는 조합하여 작동될 수 있다. 한 구현 예에서, 코팅의 표면 온도는 경화/건조 공정 동안 기재 Tg 위에서의 기재의 가열 없이 코팅 물질 Tg를 초과할 수 있다. 이것은 기재의 과열로 인해 프리폼 형상의 뒤틀림 없이 원하는 막 형성 및/또는 가교를 제공한다. 예를 들어, 코팅 물질이 프리폼 기재 물질보다 더 높은 Tg 및 가교 결합 온도를 가질 때, 코팅의 표면은 바람직하게는 기재 Tg에서 또는 미만 에서 기재 온도를 유지하면서 코팅의 가교 결합을 야기하는 온도로 가열된다. 이러한 균형을 성취하기 위한 건조/경화 공정을 통제하는 한 방식은 다른 방법이 또한 채택될 수 있지만 IR 가열 및 공기 냉각(상술한 바와 같음)을 병용하는 것이다. 이에 따라, 기재는 원하는 온도로 유지될 수 있으며 한편 적어도 일부의 코팅 물질은 상이한 온도에서 유지될 수 있다.
도시된 도42의 한 구현 예에서, 심축(420)은 그위에 위치한 프리폼의 온도를 제어하기 위한 수단을 갖는다. 심축(420)은 프리폼, 바람직하게는 프리폼의 목(2)의 온도를 제어하기 위한 하나 이상의 채널(744)을 포함한다. 심축(420)의 본체(432)는 프리폼의 안쪽 챔버의 부분을 통해 연장할 수 있다. 가열 또는 냉각된 유체는 심축(420)을 통해 통과하여 그 위에서 그 위에 유지된 프리폼(20)의 온도를 통제할 수 있다. 냉각된 유체(예컨대, 냉매, 물, 공기, 등)는 채널(744)을 통해 흘러 프리폼으로 부터 밖으로 열을 전달한다. 램프(736) 및 심축(420)은 프리폼의 결정성 목 마감을 성취하기 위해 병용하여 사용될 수 있다. 추가로, 프리폼(20) 및 연관된 심축(420)이 온도 제어 시스템(320)을 통해 처리 라인을 따라 진행된는 한편, 심축(420) 및 프리폼(20)은 일반적으로 프리폼(20)의 본체를 통해 균일한 열 분포를 더 확보하기 위해 축(722) 부근을 회전할 수 있다.
온도 제어 시스템(320)은 프리폼 및/또는 코팅층을 침투하는 방사열의 양을 감소시키거나 차단하는 구조를 가질 수 있다. 도43에서 나타낸 바와 같이, 차폐판(shield)(750)은 램프(736)에 의해 방사된 적어도 일부의 방사열을 차단할 수 있다. 차폐판(750)은 하나 이상의 램프(736)에 의해 생성된 대부분 또는 모든 방사 를 차단할 수 있다. 차폐판(750)은 예컨대 프리폼의 목(2)을 침투하는 방사를 방지하기 위해 램프(736)에 의해 출력된 일부분의 방사를 차단하고 그것이 프리폼의 위쪽 부분을 따라 연장하도록 크기를 맞추고 구성될 수 있는 예컨대 금속 또는 플라스틱의 조각일 수 있다. 차폐판(750)은 램프(736)의 전체 길이를 따라 연장할 수 있다. 임의로, 차폐판(750)은 그것을 통과하는 램프(736)에 의해 생성된 몇몇 방사 에너지를 허용하는 불투명한 물질을 포함할 수 있다. 임의로, 복수의 차폐판(750)은 프리폼의 상이한 부분의 침투로부터 방사를 저해하거나 또는 방지하기 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 경화 유닛(예컨대, 경화 유닛(330, 332))이 적용에 따라 하나 이상의 차폐판(750)을 가질 수 있다는 것이 고려된다.
경화 유닛(330, 332)은 프리폼 상의 코팅층을 경화하기 위한 적당한 온도에서 유지될 수 있다. 코팅 유닛 내의 온도는 바람직하게는 처리 라인을 따라 감소 된다. 상향선 (up-line) 경화 유닛(330)은 표피가 코팅층의 외층 상에서 형성되지 않을 때 코팅층을 침투할 수 있는 높은 양의 방사 에너지를 출력할 수 있다. 프리폼이 하향선으로 진행됨에 따라, 하향선 경화 유닛 또는 유닛들(332)은 수포화, 또는 다른 결함의 형성을 방지하기 위해 상향선 경화 유닛과 비교하여 감소된 양의 방사 에너지를 방사 할 수 있다. 그러나, 하나 이상의 경화 유닛은 일반적으로 일정한 양의 방사열을 출력할 수 있다. 임의로, 프리폼의 말단 캡(10) 근처의 하향선 램프(736)는 코팅층의 수포화를 최소화하기 위해 작은 양의 방사 에너지를 생성할 수 있다.
프리폼이 경화 공정을 수행 한 후, 프리폼이 냉각될 수 있다. 몇몇 구현 예 에서, 프리폼은 프리폼이 경화 유닛 모두를 배출한 후 냉각된다. 그러나, 프리폼은 경화 유닛 간의 냉각 공정을 받을 수 있다. 냉각 공정은 강제 대류(forced convection)로 또는 없이 주위 공기를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 냉각 공정은 강제 냉각 공기를 사용하여 가속화된다. 도시된 도18 및 44의 구현 예에서, 냉각 시스템(336)은 송풍기 또는 팬(도시 되지 않음)이 주위 공기(바람직하게는 냉각 공기)를 통해 구동될 수 있는 채널(770)을 포함한다. 공기는 캐리어(374)에 의해 보유되고 채널(770)의 길이를 아래로 운반하는 프리폼을 냉각할 수 있다. 임의의 적당한 수단이 프리폼 상의 경화된 코팅층을 냉각하기 위해 채택될 수 있다. 프리폼이 원하는 양으로 냉각된 후, 그들은 캐리어(374)로부터 방출되고 컨베이어 시스템일 수 있는 제거 시스템(346)에 의해 밖으로 운송된다.
임의로, 코팅 시스템(300)은 하나 이상의 온도 센서를 가질 수 있다. 한 구현 예에서, 온도 센서는 프리폼의 온도를 측정하기 위한 처리 라인을 따라 조심스럽게 위치될 수 있는 광학 고온계(824)이다. 유리하게는, 고온계(824)는 프리폼에 의해 방사된 광 방사를 측정함으로 써 직접적으로 프리폼의 온도를 결정할 수 있다. 이에 따라, 고온계는 코팅 물질의 접촉 및 교란 없이 액체 코팅 물질의 온도를 측정할 수 있다. 도시된 구현 예에서, 코팅 시스템(300)은 4개의 고온계(824)를 갖는다. 제1 고온계(824)는 전달 시스템(310) 및 플로우 코팅 시스템(316) 사이에 위치한다. 제2 고온계(824)는 물질 제거 시스템(318) 및 온도 제어 시스템(320) 사이에 위치한다. 제3 고온계(824)는 온도 제어 시스템(320) 및 냉각 시스템(336) 사이에 위치한다. 제4 고온계(824)는 냉각 시스템(336)의 하향선에 위치 한다. 코팅 시스템(300)은 진행되는 프리폼 또는 코팅 시스템의 성분의 온도를 임의의 지점에서 측정하는 임의의 수의 고온계(824)를 채택할 수 있다. 그러나, 다른 온도 장치가 코팅 시스템(300)의 성분 및/또는 프리폼의 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 열전대가 코팅 시스템(300)의 성분 또는 프리폼의 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다.
온도 제어 시스템(320)은 밀폐형 루우프 또는 개방형 루우프 시스템일 수 있다. 예를 들어, 온도 제어 시스템(320)은 밀폐형 루우프 시스템일 수 있으며, 그에 따라 램프(736)에 대한 전력은 하나 이상의 온도 센서(예컨대, 고온계(824))로부터의 피드백 신호를 근거로 제어되며 이어서 그들 기록물을 근거로 램프(736)에 의해 생성된 방사 열의 양을 조절할 수 있다. 대안적으로, 온도 제어 시스템(320)은 램프(736)에 의해 생성된 방사열의 양이 사용자 입력에 의해 설정된 개방형 루우프 시스템일 수 있다. 예를 들어, 램프(736)는 고정 전력 방식으로 설정될 수 있다. 각각의 램프(736)는 원하는 목적 온도 또는 전력 출력으로 설정될 수 있다. 온도 제어 시스템(320)은 밀폐형 및 개방형 루우프 방식 사이에서 전환될 수 있음이 고려된다. 몇몇 구현 예에서, 제어기는 복수의 센서 및 온도 제어 시스템(320)과 연결된다. 제어기는 하나 이상의 온도 센서로부터 나온 하나 이상의 신호에 응답하여 온도 제어 시스템(320)의 출력을 선택적으로 제어할 수 있다.
도18을 참고로 하여, 코팅 시스템(300)은 시스템(300)의 하나 이상의 구성요소를 제어하기 위해 사용자가 작동할 수 있는 제어기(860)를 가질 수 있다. 제어기(860)는 예컨대 고온계(824)로부터의 기록을 수취하고 나타낼 수 있다. 제어기 (860)는 코팅 시스템(300)이 상이한 크기의 프리폼을 코팅할 수 있도록 프로그램을 저장하고 운전하며 코팅 시스템(300)을 제어할 수 있다. 각각의 프로그램은 코팅 시스템(300)의 하나 이상의 구성 요소를 이동하기 위해 사용될 수 있다. 전달 시스템(310), 플로우 코팅 시스템(316), 제거 시스템(318), 및/또는 온도 제어 시스템(320)과 같은 코팅 시스템(300)의 다양한 구성 요소는 위치 결정하기 위한 기구를 가질 수 있다. 예를 들어, 이동을 위한 대표적인 시스템은 선형 슬라이드 및 작동 시스템(예컨대, 스크루 구동 작동기)를 포함할 수 있다. 제어기(860)는 원하는 위치로 코팅 시스템(300)의 구성 요소를 이동시키기 위해 작동 시스템(예컨대, 하나 이상의 솔레노이드, 구동 또는 스텝퍼 모터를 포함하는 모터, 등)을 지시할 수 있다. 이들 구성 요소는 제어기(860)(예컨대, 디지털 제어 시스템)에 의해 수치 제어될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 각각의 구성 요소는 원하는 위치에서 관심의 구성 요소를 위치시키기 위해 하나 이상의 자유도를 갖는다. 따라서, 코팅 시스템(300)의 구성 요소는 처리 라인을 따라 임의의 원하는 지점에 위치되어 질 수 있다. 각각의 구성 요소는 가공될 프리폼의 크기 및 구성을 근거로 하여 상이한 위치를 가질 수 있다. 제어기(860)는 프로그램이 프리폼의 구성, 코팅 물질의 타입, 동작 조건(예컨대, 주위 온도, 습도, 등) 또는 기타 당업계에 공지된 파라미터를 근거로 운전 및 선택될 수 있는 저장된 사전설정 프로그램을 가질 수 있다. 코팅 시스템(300)은 그러므로 다양한 상이한 타입의 프리폼을 코팅하기 위해 활용될 수 있다.
10. 실시예 III
도45는 하기에서 더 상세하게 기술되는 것만 제외하고 상기 도시된 구현예와 전체적으로 유사할 수 있는 코팅 시스템의 또 다른 구현 예를 도시한다. 가능하다면, 유사한 엘리먼트가 상술한 구현 예의 서술에서와 동일한 참고 번호로 식별된다.
코팅 시스템(1000)은, 프리폼을 전달 시스템(1004)에 배달하고 그것은 다시 캐로셀 시스템(312)으로 배송하는 공급 시스템(1002)을 포함한다. 프리폼이 캐로셀 시스템(312)에 의해 처리 라인을 따라 운송됨에 따라, 코팅 시스템(1010a)은 화살표(375)에 의해 지시된 방향으로 처리 라인을 따라 이동하는 프리폼 상에 물질을 침착시킨다.
도45 및 46을 참고로 하여, 공급 시스템(1002)은 전달 시스템(1004)에 프리폼을 배송하도록 구성된 복수의 컨베이어 및 슬라이드를 포함할 수 있다. 도46에서 나타낸 바와 같이, 공급 시스템(1002)은 상부 컨베이어 라인 및 전달 시스템(1004)으로 코팅 시스템(1000)을 향해 아래쪽으로 연장한 하부 컨베이어 라인(도시하지 않음)을 포함한다. 도시되지는 않았지만, 공급 시스템(1002)은 공급 시스템(1002)으로부터 전달 시스템(1004)으로의 프리폼의 배송을 제어하기 위한 게이트 또는 기타 시스템을 가질 수 있다.
전달 시스템(1004)은 복수의 성형휠을 포함할 수 있다. 도시된 전달 시스템(1004)은 제1 성형휠(1016) 및 제2 성형휠(1018)을 포함한다. 성형휠(1016)은 공급 시스템(1002)에 의해 배송된 프리폼을 수취하고 보유하도록 구성된 주변 포켓(1020)을 갖는다. 성형휠(1016)은 프리폼이 성형휠(1018)의 포켓(1022)으로 통과 되도록 하기 위해 회전할 수 있다. 그러면 성형휠(1018)은 회전하고 프리폼을 캐로셀 시스템(312)으로 배송한다. 임의의 성형휠이 코팅 시스템 디자인에 따라 활용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 캐리어(374)는 전달 시스템(1004)에 의해 배송된 프리폼을 수취하고 보유할 수 있다. 캐로셀 시스템(312)은 코팅 시스템(1010a)를 통과하는 회합(associated) 캐리어(374) 및 프리폼을 이동시킬 수 있다. 코팅 시스템(1010a)은 바람직하게는 캐로셀 시스템(312)의 하우징(1023)에 제거할 수 있도록 부착된 플로우 코팅 시스템이다(도46). 하우징(1023)은 코팅 시스템(1000)을 에워싸고 보호할 수 있다.
도45 내지 47에서 나타낸 바와 같이, 플로우 코팅 시스템(1010a)은 바람직하게는 탱크 시스템(1030) 및 배송 시스템(1032)를 포함한다. 탱크 시스템(1030)은 프레임(1036) 및 그안에 위치한 탱크(1038)을 포함하는 모듈러 구조를 가질 수 있다. 모듈러 탱크 시스템(1030)은 바람직하게는 코팅 시스템(100)으로 및 코팅시스템으로부터 떨어지도록 운송될 수 있다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "모듈러" 는 광범위한 용어이고 그의 통상적인 의미로 사용되며 제한함이 없이 독립적인 장치 또는 시스템을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 모듈러 탱크 시스템은 원격 위치와 배송 위치 사이에서 이동 가능하다. 탱크 시스템(1030)이 배송 위치를 차지할 때, 모듈러 탱크 시스템은 배송 시스템(1032) 옆에 있을 수 있으며 탱크 시스템(1030)의 펌프(1065)가 작동할 때 코팅 물질은 탱크(1038)로부터 배송 시스템으로 배송된다.
몇몇 구현 예에서, 탱크(1038)는 프레임(1036) 내에 탑재되고 배송 시스템(1032)과 유체 연결된다. 프레임(1036)은 편리한 운송을 위해 탱크(1038)를 에워싸고 지지하는 하우징일 수 있다. 탱크(1038)는 전체적으로 탱크 또는 저장기(610)와 유사하거나 또는 동일할 수 있으며, 따라서 더 상세히 기술되지 않을 것이다.
프레임(1036)은 탱크 시스템(1030)이 도킹 및 도킹을 풀 수 있도록 하우징(1023)과 제거가능하게 결합되는 것이 바람직하다. 탱크 시스템(1030)은 운송 시스템(1039)을 포함할 수 있다. 도시된 운송 시스템(1039)은 탱크 시스템(1030)에 결합된 복수의 휠 시스템(1040)을 포함한다. 이에 따라, 탱크 시스템(1030)은 편리하게 지지체 표면 상을 구를 수 있다. 설명된 구현 예에서, 휠 시스템(1040)은 프레임(1036)의 바닥(bottom)에 부착된다. 설명되지는 않았지만, 프레임(1036)은 탱크 시스템(1030)을 운송하기 위한 적당한 다른 수단 상에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 프레임(1036)은 슬라이드(예컨대, 선형 슬라이드 시스템)상에, 갠트리(gantry) 시스템 상에, 롤러 상에, 또는 당 업계에 공지된 다른 운송 수단에 탑재될 수 있다.
계속해서 도46을 참고로 하여, 코팅 시스템(312)의 하우징(1023)은 탱크 시스템(1030)을 수취하기 위한 독(dock)(예컨대, 개구)을 가질 수 있다. 프레임(1036)이 하우징(1023)과 맞물림될 때, 하나 이상의 잠금 기구(1050)가 탱크 시스템(1030)을 하우징(1023)에 일시적으로 결합시키기 위해 채택될 수 있다. 임의로, 정렬(alignment) 구조는 탱크 시스템(1030)이 하우징(1023)과 정열로 되도록 돕기 위해 채택될 수 있다. 탱크(1038)는 캐로셀 시스템(312)에 의해 운반된 프리폼 상으로 배송될 수 있는 코팅 물질을 함유한다.
유리하게는, 탱크(1038) 내의 코팅 물질의 수준이 미리 설정된 낮은 수준에 도달할 때, 탱크 시스템(1030)은 용이하게 하우징(1023)으로부터 멀어지도록 굴러 가고, 또 다른 탱크 시스템(1030), 바람직하게는 코팅 물질로 가득 찬 탱크 시스템으로 대체될 수 있다. 이 방식에서, 모듈러 탱크 시스템(1030)은 신속하게 대체되고 하우징(1023)에 안전하게 고정된다. 빈 탱크 시스템(1030)이 코팅 시스템(1000)으로부터 제거되었을 때, 탱크(1038)는 탱크 시스템(1030)이 배송 시스템(1032)으로 물질을 배송하는데 다시 한번 사용될 수 있도록 코팅 물질로 다시 채울 수 있다. 배송 시스템(1032)은 플로우 코팅 유닛, 침지 코팅 유닛, 스프레이 코팅 유닛, 및 그의 조합을 포함하는 코팅 유닛을 포함할 수 있다. 당 업자는 탱크 시스템(1030)을 운송하는 수단, 크기, 구성, 등을 탱크(1038)에 의해 보유된 코팅 물질의 양에 따라 선택할 수 있다.
탱크 시스템(1030)은 탱크(1038) 위에 위치한 위쪽 탱크(1060)를 포함할 수 있다. 탱크(1038) 내의 물질은 유체 라인(1062)을 통해 탱크(1060)으로 배송될 수 있다. 위쪽 탱크(1060)로부터의 코팅 물질은 코팅 시스템(1032)을 통해 처리 라인을 따라 이동하는 프리폼 위에 부어질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 탱크 시스템(1030)은 도31의 유체 시스템(530)의 구성 요소의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 여과 유닛(660)은 탱크 시스템(1030)에 탑재될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 전체 유체 시스템(530)은 탱크 시스템(1030)에 탑재된다. 따라서, 탱크 시 스템(1030)은 하나 이상의 센서(816), 유체 온도 제어 시스템(817), 유체 라인, 등을 포함할 수 있다.
도45의 도시된 코팅 시스템(1000)은 프리폼이 상응하는 캐리어 상에 유지되면서 프리폼 상에 복수의 층을 부착하기 위해 구성된다. 제1층은 코팅 시스템(1010a)에 의해 각각의 프리폼 상에 부착될 수 있다. 제2 코팅 시스템(1010b)은 코팅된 프리폼 위에서 제2층을 부착할 수 있다. 코팅 시스템(1010b)은 코팅 시스템(1010a)과 유사할 수 있다. 각각의 코팅 시스템(1010a, 1010b)은 하나 이상의 배송 시스템(1032)를 포함할 수 있다. 코팅 시스템의 모듈러 탱크 시스템은 상응하는 배송 시스템과 일치하도록 구성될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 프리폼은 코팅 시스템(1010b)에 의해 제1 물질로 코팅된다. 코팅된 프리폼은 물질 제거 시스템(318)을 지나 온도 제어 시스템(320)을 통과할 수 있다. 온도 제어 시스템(320)은 코팅된 프리폼을 가열하여, 적어도 일부의 코팅 물질을 경화할 수 있다. 코팅된 프리폼은 처리 라인을 따라 이동될 수 있으며 제2 코팅 시스템(1010b)으로 배송될 수 있다. 제2층은 제2 코팅 시스템(1010b)에 의해 코팅된 프리폼 상에 부착될 수 있다.
온도 제어 시스템(320)을 통과한 코팅된 프리폼은 가온될 수 있다. 프리폼의 고유열은 제2 코팅 시스템(1010b)에 의해 부착된 물질의 접착, 경화, 및/또는 건조를 촉진할 수 있다. 대안적으로, 온도 제어 시스템(320)의 밖으로 배송된 코팅된 프리폼은 제2 코팅 시스템(1010b)으로 전달하기 전에 냉각될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 제1 및 제2 코팅 시스템(1010a, 1010b)은 처리 라인을 따 라 서로 옆에 위치할 수 있다. 이와 같이 하여, 코팅 시스템(1010a)에 의해 부착된 코팅층은 제2 코팅 시스템(1010b)이 그 위의 물질의 제2 층을 부착할 때 경화되지 않을 수 있다. 임의의 수의 코팅 시스템이 임의의 수의 층을 갖는 다층 물품을 형성하기 위해 활용될 수 있다.
도48을 참고로 하여, 배송 시스템(1032)은 캐리어(374)에 의해 운반된 프리폼 상에 코팅 물질을 배송하기 위한 구성이다. 배송 시스템(1032)은 바람직하게는 유체 가이드(1070)을 포함하는데, 이것은 그것을 지나는 프리폼 상에 탱크(1060)로부터 물질을 배송하기 위한 것이다. 개구(1061)을 통해 처리 라인을 따라 이동하는 프리폼은 코팅 물질(1063)로 코팅된다.
프리폼으로부터 떨어지는 코팅 물질(1063)을 포획하기 위해 캐치-올(catch-all) 탱크(1074)가 새로이 코팅된 프리폼의 아래에 비치된다. 캐치-올 탱크(1074)는 그후 코팅 물질을 탱크(1038), 오프라인(off-line) 탱크, 및/또는 처분 시스템(disposal system)으로 배송할 수 있다. 캐치-올 탱크(1074)는 임의의 타입의 수집 탱크일 수 있다.
유체 가이드(1070) 및/또는 캐치-올 탱크(1074)는 지지 구조(1080)에 이동 가능하게 탑재될 수 있다. 위치결정 시스템(1082)는 유체 가이드(1070) 및/또는 캐치-올 탱크(1074)를 이동시키기 위해 채택될 수 있다. 위치 결정 시스템(1082)은 유체 가이드(1070) 및/또는 캐치-올 탱크(1074)의 위치 결정을 위해 구동 스크루 시스템, 선형 작동기, 모터, 제어기, 및/또는 기타 적당한 수단을 포함할 수 있다. 도시된 구현 예에서, 지지 구조(1080)는 캐치-올 탱크(1074) 및 유체 가이드 (1070)의 수직 이동을 제공하기 위해 수직 방향으로 연장된 선형 슬라이드이다. 위치결정 시스템(1082)은 원하는 위치로 유체 가이드(1070) 및/또는 캐치-올 탱크(1074)를 이동 시키기 위해 작동될 수 있다.
다시 도47을 참고로 하여, 구유(trough) 형태의 수집 트레이(1086a)는 프리폼으로부터 낙하하는 코팅 물질이 포획되도록 위치될 수 있다. 구유 (1086a)는 코팅된 프리폼의 아래에 있는 가늘고 긴 탱크일 수 있으며, 바람직하게는 처리 라인을 따라 캐치-올 탱크(1074) 다운 라인으로부터 연장된다. 도45에서 나타낸 바와 같이, 구유(1086a)는 제거 시스템(318) 쪽으로 연장된다. 바람직하게는, 구유(1086a)는 플로우 코팅 시스템(1010a) 및 제거 시스템(318) 사이 거리의 적어도 1/2을 연장한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 구유(1086a)는 약 2 피트, 3 피트, 4 피트, 6 피트 초과, 및 이러한 길이를 포괄하는 범위이다. 몇몇 구현 예에서, 구유(1086a)는 플로우 코팅 시스템(1010a) 및 제거 시스템(318) 간의 1/2 거리 초과인 길이를 갖는다. 임의로 유체 라인은 탱크(1038), 또는 저장기 탱크로 그 안에 함유된 코팅 물질을 배송하기 위하여 구유(1086)에 연결될 수 있다. 따라서, 프리폼으로부터 구유(1086)로 낙하하는 코팅 물질은 재순환될 수 있고 코팅 물질의 효율적인 사용을 위해 프리폼의 코팅에 사용된다.
도49를 참고로 하여, 상술한 캐리어는 프리폼을 보유하도록 구성된 심축(1100)의 형태의 파지 기계를 가질 수 있다. 심축(1100)은 선택적으로 프리폼(1103)을 보유하도록 제어할 수 있게 작동될 수 있는 가늘고 긴 본체(1102)를 갖는다. 도시된 심축(1100)은 제1 위치에 있다. 가늘고 긴 본체(1102)는 서로에 대하 여 이동가능한 복수의 부분을 가질 수 있다. 도시된 가늘고 긴 본체(1102)는 제1 부분(1106) 및 제2 부분(1108)으로 구획된다. 도49에서 나타낸 바와 같이, 프리폼(1103)은 가늘고 긴 본체(1102) 위에서 수직으로(화살표(1120)으로 지시됨) 이동될 수 있다. 일단 가늘고 긴 본체(1102)가 프리폼(1103) 내에 위치하면, 제1 부분(1106) 및 제2 부분(1108)은 안전하게 프리폼을 보유하기 위해 프리폼(1103)의 내부 표면을 서로 맞물리도록 하여 이동하여 나간다. 따라서, 제1 위치(도49) 내의 심축(1100)은 프리폼(1103)을 수취할 수 있다. 프리폼(1103)을 보유하기 위해, 심축(1100)은 제2 위치로 이동(도50)될 수 있다.
도50을 참고로 하여, 심축(1100)은 제1 부분(1106) 및 제2 부분(1108)이 서로로부터 멀어지도록 이동하게 하기 위한 하나 이상의 작동기(1130)를 가질 수 있다. 임의로, 심축(1100)은 심축(1100) 위에서 프리폼(1103)의 활주 및 전진(advancing) 을 용이하게 하기 위해 도입선(1136)을 가질 수 있다.
도51은 심축(1150)의 또 다른 구현 예를 도시한다. 심축(1150)은 프리폼을 보유하고 맞물리게 하기 위한 기구(1154)를 수용하는 가늘고 긴 본체(1152)를 포함한다. 기구(1154)는 보유 위치 및 방출 위치 사이에서 이동가능하다. 도시된 가늘고 긴 본체(1152)는 기구(1154)의 적어도 일부의 이동가능한 부재(1161)(예컨대, 분할 링)를 수취하도록 구성된 홈(1156)을 포함한다. 기구(1154)의 구동 기구(1160)는 필요에 따라 바깥쪽으로 및/또는 안쪽으로 분할 링(1161) 을 선택적으로 이동할 수 있다. 분할 링(1161)은 바깥쪽으로 이동될 수 있으며 프리폼을 보유하기 위한 보유 위치를 차지할 수 있다. 분할 링(1161)은 프리폼을 수취하거나 또는 프리폼을 방출하기 위해 방출 위치를 차지하도록 안쪽으로 이동될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 구동 기구(1160)는 밀기 부재(1162) 및 스프링(1164)를 포함한다. 스프링(1164)은 분할 링(1161)에 대하여 바깥쪽으로 밀기 부재(1162)를 옮겨 놓을 수 있다. 임의의 수의 구동 기구(1160)가 채택될 수 있다. 프리폼이 가늘고 긴 본체(1152) 상에서 전진될 때, 프리폼의 개구는 이것이 분할 링(1161)의 하부 외부 표면과 접촉할 때까지 가늘고 긴 본체(1152) 위에서 활주한다. 프리폼이 심축(1150)을 따라 더 전진할 때, 프리폼은 스프링(1164)의 치우침을 극복하여, 프리폼이 심축(1150)을 따라 위쪽으로의 진행이 계속됨에 따라 분할 링(1161)을 안쪽으로 옮긴다.
구동 장치(1181)는 심축(1150)에 연결될 수 있다. 도시된 구동 장치(1181)는 기어, 스프로킷, 브러시, 또는 심축(1150)에 회전 동작을 부여하기 위한 임의의 다른 적당한 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 장치(1181)는 캐로셀 시스템의 기어 또는 사슬과 일치하는 기어를 포함할 수 있다. 대안적으로, 구동 장치(1181)는 컨베이어 시스템의 브러시를 맞물리는 브러시일 수 있다. 여전히 또 다른 구현 예에서, 구동 장치(1181)는 심축(1150)을 회전하도록 구성된 브러시 기어일 수 있다. 심축(1150)은 따라서 그것이 처리 라인을 따라 이동할 때 그의 세로축에 대하여 회전할 수 있다.
구동 장치(1181)은 심축(1150)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 도시된 구동 장치(1181)는 연결 부재(1183)를 통해 심축(1150)에 연결된다.
도52에 대하여, 프리폼(1170)이 심축(1150) 위에서 완전하게 삽입될 때이다. 구동 기구(1160)는 분할 링(1161)에 대하여 바깥쪽으로 향한 힘을 가한다. 분할 링(1061)의 외부 표면 및 프리폼(1170)의 내부 표면 간의 마찰 상호 작용은 그 위에 프리폼을 보유하기에 충분하다. 유리하게, 프리폼(1170)은 심축(1150) 위에서 용이하게 활주할 수 있으며 복잡한 기구의 채택 없이 그 위에서 보유되어, 유지될 필요가 있는 또는 실패할 수 있는 부분을 감소시킨다. 심축(1150)으로부터 프리폼(1170)을 제거하기 위해, 프리폼은 용이하게 심축(1150)의 밖으로 끌어당겨 질 수 있다. 예를 들어, 캐리어(374)가 캐로셀 시스템(312) 부근을 이동함에 따라, 코팅된 프리폼은 프리폼(1170) 상에서 아래쪽으로 끌어당기는 스트리핑(stripping) 기구를 따라 이동될 수 있다. 스트리핑 기구는 심축(1150) 및 프리폼 사이에서 마찰력을 극복하기에 적당한 힘을 가한다. 몇몇 구현 예에서, 스트리핑 기구는 심축(1150)의 프리폼을 밀어냄으로써 통과하는 프리폼의 서포트 링의 상부 표면을 맞물리도록 구성된 캠 표면을 포함할 수 있다.
도53을 참고로 하여, 파지 기계(1200)는 프리폼의 목 마감의 바깥쪽을 보유할 수 있다. 파지 기계(1200)는 프리폼의 일부, 바람직하게는 프리폼의 목 마무리(예컨대, 나사산)를 맞물리게 하기 위해 구조(1202)(예컨대, 돌기, 플랜지, 및/또는 등)를 가질 수 있는 프리폼 홀더이다. 프리폼은 개구를 통해 및 홀더(1200)로 프리폼을 수직으로 전진함에 의해 심축 또는 홀더(1200)에 결합될 수 있다. 홀더(1200)는 목 마감에 압력을 가하도록 적합하게된 부분(1204)을 한정하는 분할 고리모양 본체를 포함할 수 있다. 홀더(1200)로부터 프리폼을 제거하기 위해, 프리폼은 홀더(1200)의 바깥으로 프리폼을 활주시키기 위해 아래 쪽으로 끌어 당겨질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 홀더(1200)는 프리폼을 적하하기 위해 개방 위치로 작동 및 이동될 수 있다. 물론, 심축은 프리폼이 처리 라인을 따라 왕복운동할 때 회전하거나 또는 회전하지 않을 수 있다.
코팅 시스템의 구성 요소는 코팅 물질의 제거를 용이하게 하기 위해 디자인될 수 있다. 방출제는 코팅 시스템의 세정에 도움이 되도록 코팅 시스템의 표면에 적용될 수 있다. 예를 들어, 코팅 물질과 접촉하게 되는 코팅 시스템의 표면은 코팅 물질의 용이한 제거를 허용하는 방출 물질을 포함할 수 있다. 방출제는 하나 이상의 하기 방출 물질을 포함할 수 있다: 테플론
Figure 112007010246138-PCT00032
, 폴리비닐 클로라이드("PVC"), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리올레핀(예컨대, 나일론). 예를 들어, 수집 트레이(1086a)의 내부 표면은 처리 라인을 따라 이동하는 프리폼으로부터 낙하하는 경화되지 않은 코팅 물질(예컨대 펜옥시형 열가소성 수지와 같은 열가소성 물질)의 용이한 제거를 위해 방출제로 코팅될 수 있다. 코팅 시스템의 임의의 구성 요소는 방출물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수집 트레이(1086a)는 성형된 PVC 트레이 일 수 있다. 코팅 물질을 접촉하는 임의의 표면이 경화되지 않은 코팅 물질의 제거를 돕는 방출 물질이 형성될 수 있다.
여기에서 언급된 모든 특허 및 간행물은 여기에서 온전히 그대로 참고로 혼입되었다. 여기에서 기술된 추가의 것을 제외하고, 여기에서 기술된 특정 구현 예, 특질, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술은 몇몇 구현 예에서, 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); 제10/395,899호(공보 제2004-0013833호); 제10/614,731호 (공보 제2004-0071885호), 가출원 제60/563,021호, 2004년 4월 16일자 출원, 가출원 60/575,231, 2004년 5월 28일자 출원, 가출원 60/586,399, 2004년 7월 7일자 출원, 가출원 제60/620,160호, 2004년 10월 18일자 출원, 가출원 제60/621,511호, 2004년 10월 22일자 출원, 및 가출원 제60/643,008호, 2005년 1월 11일자 출원, 2005년 4월 18일자 출원된 발명의 명칭이 "MONO AND MULTI-LAYER ARTICLES AND COMPRESSION METHODS OF MAKING THE SAME"인 미국 특허 출원 일련 번호 제11/108,342호, 2005년 4월 18일자 출원된 발명의 명칭이"MONO AND MULTI-LAYER ARTICLES AND INJECTION METHODS OF MAKING THE SAME"인 미국 특허 출원 일련 번호 제11/108,345호, 2005년 4월 18일자 출원된 발명의 명칭이"MONO AND MULTI-LAYER ARTICLES AND EXTRUSION METHODS OF MAKING THE SAME"인 미국 특허 출원 일련 번호 제11/108,607호에서 기술된 임의의 하나 이상의 구현 예, 특질, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술과 유사하며, 여기에서 온전히 그대로 인용에 의해 혼입되었다. 또한, 여기에서 기술된 구현 예, 특질, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술은 특정 구현 예에서, 상술한 특허 및 적용에서 개시된 임의의 하나 이상의 구현 예, 특질, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술과 연관되어 사용되거나 적용될 수 있다.
상술한 다양한 방법 및 기술은 본 발명을 수행하기 위한 다수의 방식을 제공한다. 물론, 여기에서 기술된 모든 목적 또는 장점이 여기에서 기술된 특정 구현 예에 따라 반드시 성취되지 않을 수도 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 당업자는 상이한 실시 형태로부터 다양한 특질의 호환성을 인지할 것이다. 마찬가지로, 각각의 이러한 특질 및 단계에 대해 다른 공지된 등가물 뿐만 아니라, 상기 논의된 다양한 특질 및 단계는 여기에서 기술된 원리에 따라 프리폼 방법에 대한 당업자에 의해 혼합 및 조화될 수 있다.
특정한 구현 예 및 실시예와 관련하여 본 발명이 개시되고 있지만, 본 발명은 구체적으로 개시된 구현 예를 넘어 다른 대안적인 구현 예 및/또는 용도 및 자명한 변형 및 이의 등가물까지 연장한다는 것을 당업자는 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에서 바람직한 실시 형태의 구체적인 개시에 의해 제한하고자 하는 것은 아니다.

Claims (34)

  1. 다층 물품 생산용 장치로서, 상기 장치는:
    기재(substrate) 물품을 수취 및 운반하기 위해 구성된 전달 시스템;
    복수의 적재기(loader)를 포함하는 적재 시스템으로서, 상기 적재기는 적재 위치(loading position) 및 내리기 위치(unloading position) 사이에서 이동 가능한 것인 적재 시스템;
    기재 물품을 선택적으로 보유할 수 있게 구성된 파지(gripping) 기작을 갖는 복수의 이동 가능한 캐리어로서, 상기 적재기는 적재기가 적재 위치에 있을 때 상기 전달 시스템으로부터 기재 물품을 수취하도록 구성되며 적재기가 내리기 위치에 있을 때 기재 물품을 이동 가능한 캐리어로 배송하도록 구성되고, 상기 복수의 이동 가능한 캐리어는 처리 라인을 따라 기재 물품을 유지하고 운반하도록 구성되는 것인 복수의 이동 가능한 캐리어; 및
    처리 라인 옆에 위치한 코팅 유닛으로서, 캐리어에 의해 유지된 기재 물품상으로 코팅 물질을 배송하도록 구성된 코팅 유닛,
    을 포함하는 다층 물품 생산용 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 파지 기계는 심축(mandrel)을 포함하며, 각각의 심축은 상응하는 기재 물품의 내부 안에 들어맞는 크기이고, 각각의 심축은 기재 물품을 보유하기 위한 제1 위치 및 기재 물품을 수취하기 위한 제2 위치 사이에서 이 동가능한 것인 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 전달 시스템은 하나 이상의 성형휠(starwheel) 시스템을 포함하며, 상기 성형휠 시스템은 기재 물품을 수취하도록 크기를 맞추고 치수를 갖는 복수의 주변 포켓을 포함하고, 상기 복수의 주변 포켓은 성형휠 시스템의 구동축에 대하여 회전가능한 것인 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 전달 시스템은 복수의 성형휠 시스템을 포함하며, 기재 물품은 성형휠 시스템이 작동될 때 성형휠 시스템 사이로 전달되는 것인 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 각각의 파지 기계는 기재 물품을 보유하기 위한 보유 위치 및 기재 물품을 방출하기 위한 방출 위치 사이에서 이동가능한 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 처리 라인을 따라 위치한 물질 제거 시스템을 더 포함하며, 물질 제거 시스템은 기재 물품이 물질 제거 시스템을 지나가는 처리 라인을 따라 캐리어에 의해 운반될 때 기재 물품상에 배치된 코팅 물질을 제거하도록 구성된 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기재 물품이 복수의 프리폼을 포함하며, 각각의 프리 폼은 목, 본체, 및 말단 캡을 가지며, 상기 물질 제거 시스템은 프리폼의 말단 캡 상에서 비경화된 코팅 물질의 상당한 부분을 제거하도록 위치되고 구성된 것인 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 코팅 물질의 온도를 효과적으로 제어하도록 구성된 열 교환기를 더 포함하는 것인 장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 코팅 물질의 점도를 연속적으로 검출하도록 구성된 센서를 더 포함하는 것인 장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 탱크 및 여과 시스템을 포함하는 유체 시스템을 포함하며, 상기 탱크는 코팅 물질을 보유하도록 구성되며, 상기 탱크는 여과 시스템 및 코팅 유닛과 유체 연결되며, 상기 여과 시스템은 탱크로부터 코팅 물질을 수취 및 여과하도록 구성된 것인 장치.
  11. 청구항 1에 있어서, 코팅 유닛과 유체 연결된 이동성 탱크 조립체를 더 포함하며, 상기 이동성 탱크 조립체는 탱크를 포함하는 하우징을 포함하며, 상기 탱크는 코팅 유닛으로 배송된 코팅 물질을 보유하도록 구성된 것인 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 이동성 탱크 조립체는 복수의 휠 조립체 상에 탑 재된 것인 장치.
  13. 청구항 1에 있어서, 코팅 유닛과 유체 연결되어 있는 탱크를 더 포함하며, 탱크의 크기 및 구성은 10 갈론(gallon) 이상의 코팅 물질을 보유하도록 된 것인 장치.
  14. 청구항 1에 있어서, 하나 이상의 온도 센서를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 온도 센서는 처리 라인을 따라 이동하는 기재 물품의 온도를 측정하기 위해 위치된 것인 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 하나 이상의 온도 센서와 연결된 제어기 및 기재 물품상의 코팅 물질을 경화시키도록 구성된 경화 시스템을 더 포함하며, 상기 제어기는 하나 이상의 온도 센서로부터의 하나 이상의 온도 신호에 대하여 반응하여 경화 시스템의 산출(output)을 선택적으로 제어하는 것인 장치.
  16. 청구항 14에 있어서, 하나 이상의 온도 센서가 고온계(pyrometer)를 포함하는 것인 장치.
  17. 다층 물품 생산용 시스템으로서:
    캐리어들을 갖는 컨베이어 시스템으로서, 각각의 캐리어가 처리 라인을 따라 하나 이상의 기재를 운반하도록 구성된 것인 컨베이어 시스템;
    처리 라인 옆에 위치한 코팅 시스템으로서, 상기 코팅 시스템은:
    처리 라인을 따라 이동하는 캐리어 상에 유지되는 기재상으로 코팅 물질을 배송하도록 구성된 배송 시스템; 및
    컨베이어 시스템에 대하여 이동가능하고 위치 조정가능한 모듈러 탱크시스템으로서, 상기 모듈러 탱크 시스템은:
    코팅 물질을 보유하도록 구성된 탱크; 및
    탱크와 연결된 펌프,
    를 포함하는 것인 모듈러 탱크 시스템,
    을 포함하고,
    상기 모듈러 탱크 시스템은 원격 위치와 배송 위치 사이에서 이동 가능하며, 모듈러 탱크 시스템이 배송 위치를 차지하고 펌프가 작동할 때, 모듈러 탱크 시스템은 배송 시스템의 옆에 있으며 코팅 물질은 탱크로부터 배송 시스템으로 배송되는 것인
    다층 물품 생산용 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서, 처리 라인을 따라 위치한 제2 전달 시스템을 더 포함하며, 상기 제2 전달 시스템은 처리 라인을 따라 이동하는 캐리어 상에 유지되는 기재상으로 코팅 물질을 배송하도록 구성된 것인 시스템.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 모듈러 탱크 시스템이 지지체 표면을 따라 구르도록 구성된 운송 시스템을 포함하는 것인 시스템.
  20. 청구항 17에 있어서, 상기 모듈러 탱크 시스템이 탱크 내의 코팅 물질과 유체 연결된 여과 시스템을 더 포함하는 것인 시스템.
  21. 청구항 17에 있어서, 제2 코팅 시스템을 더 포함하며, 상기 제2 코팅 시스템은:
    제2 배송 시스템; 및
    상기 컨베이어 시스템에 대하여 이동가능하고 위치조정가능한 제2 모듈러 탱크 시스템으로서, 상기 제2 모듈러 탱크 시스템은 제2 배송 시스템과 일치하도록 구성되고, 제2 모듈러 탱크 시스템으로부터의 코팅 물질은 제2 배송 시스템을 통해 기재상에 침착(deposit)되는 것인 제2 모듈러 탱크 시스템,
    을 포함하는 것인 시스템.
  22. 청구항 17에 있어서,
    기재를 수취하고 운반하도록 구성된 전달 시스템;
    복수의 적재기를 포함하는 적재 시스템으로서, 적재기는 적재 위치 및 내리기 위치 사이에서 이동가능하며, 적재기는 적재기가 적재 위치 내에 있을 때 전달 시스템으로부터 기재를 수취하도록 구성되며, 적재기가 내리기 위치 내에 있을 때 기재를 컨베이어 시스템으로 배송하도록 구성되고; 및
    처리 라인을 따라 위치한 하나 이상의 경화 유닛으로서, 기재 상에 침착된 코팅 물질을 경화하도록 구성되는 것인 하나 이상의 경화 유닛,
    을 더 포함하는 것인 시스템.
  23. 다층 물품의 생산 방법으로서:
    기재 물품을 전달 시스템으로 배송하는 단계;
    전달 시스템을 따라 기재 물품을 적재 시스템에 보내는 단계로서, 상기 적재 시스템은 기재 물품을 보유하도록 구성된 캐리어 상에 기재 물품을 위치시키며, 상기 캐리어는 처리 라인을 따라 기재를 운반하도록 이동가능한 것인 단계;
    제1 코팅 물질을 각 기재 물품의 적어도 일부 위에 침착시켜 각각의 기재 물품상에 제1 코팅을 형성시키는 단계;
    처리 라인을 따라 위치한 물질 제거 시스템을 제공하는 단계; 및
    각각의 기재 물품의 하부 부분으로부터 제1 코팅 물질을 제거하는 물질 제거 것인 시스템,
    을 포함하는 방법.
  24. 청구항 24에 있어서, 제1 코팅 물질이 기재 물품으로부터 제거된 후 제2 코팅을 각각의 기재 물품의 하부 부분의 적어도 일부분에 적용하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  25. 청구항 24에 있어서, 제2 코팅의 적용은 제1 코팅 물질이 각 기재 물품의 하부 부분 위로 흘러 제2 코팅이 형성되는 것을 촉진하는 충분히 높은 온도로 제1 코팅 물질을 가열하는 것을 포함하는 것인 방법.
  26. 청구항 24에 있어서, 제2 코팅의 적용이 각 기재 물품의 하부 부분 위로 제1 코팅 물질이 흐르도록 야기하는 중력으로 인한 기재 물품의 자가 코팅을 포함하는 것인 방법.
  27. 청구항 24에 있어서, 제1 코팅 및 제2 코팅이 경화됨에 따라 기재 물품을 회전하는 것을 더 포함하는 것인 방법.
  28. 청구항 23에 있어서, 상기 기재 물품은 프리폼이며, 각각의 하부 부분은 프리폼들 중의 하나의 말단 캡 영역의 적어도 일부분인 것인 방법.
  29. 청구항 23에 있어서, 상기 전달 시스템은 연속적으로 기재 물품을 적재 시스템으로 배송하는 것인 방법.
  30. 청구항 23에 있어서, 전달 시스템은 적재 시스템으로 기재 물품을 뱃치(batch) 공급하는 것인 방법.
  31. 청구항 23에 있어서, 적재 시스템은 복수의 적재기를 포함하며, 각각의 적재기는 적재 위치 및 내리기 위치 사이에서 이동 가능한 것인 방법.
  32. 제31항에서 있어서,
    적재 위치에서 적재기 상에 기재 물품을 위치시키는 단계;
    적재기를 내리기 위치로 이동시키는 단계; 및
    적재기가 적재 위치에 있을 때 적재기에 기재 물품을 전달하는 단계,
    를 더 포함하는 방법.
  33. 청구항 23에 있어서, 제1 코팅 물질은 펜옥시형(phenoxy-type) 열가소성 수지를 포함하는 것인 방법.
  34. 청구항 23에 있어서, 제1 코팅 물질은 카본 블랙을 포함하는 것인 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109669488A (zh) * 2018-12-21 2019-04-23 中广核达胜加速器技术有限公司 一种用于辐照小车大链传动的控制方法及相关产品

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2890061A1 (en) 2005-08-29 2007-03-02 Sidel Sas Container loader for transporter has ejector for incorrectly loaded containers equipped with receiver synchronised with movement of gripper
FR2890062B1 (fr) 2005-08-29 2008-10-31 Sidel Sas Dispositif de chargement ou de dechargement de recipients comportant un col sur un element de transport
EP2489472A3 (en) 2006-07-14 2012-09-12 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Method of making a backingless abrasive article
MX2009003671A (es) * 2006-10-18 2009-04-23 Khs Ag Metodo y dispositivo para tratar recipientes de plastico.
WO2008116005A2 (en) 2007-03-19 2008-09-25 Csp Technologies, Inc. Method for incorporating an anti-counterfeiting device into a multi-walled container and the multi-walled container containing such device
FR2942620B1 (fr) * 2009-02-27 2011-03-25 Sidel Participations Dispositif de prehension d'un corps creux par son col
WO2010137015A2 (en) * 2009-05-25 2010-12-02 Oplon B.V Bioactive container
DE102010020996A1 (de) * 2010-05-11 2011-11-17 Khs Corpoplast Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren sowie Vorrichtung zur Blasformung von Behältern
US20130303887A1 (en) 2010-08-20 2013-11-14 Veran Medical Technologies, Inc. Apparatus and method for four dimensional soft tissue navigation
JP5955160B2 (ja) * 2012-08-22 2016-07-20 アサヒ飲料株式会社 容器の製造装置
DE102016001630A1 (de) 2016-02-15 2017-08-17 Khs Corpoplast Gmbh Heizvorrichtung zur thermischen Konditionierung von für die Blasformung vorgesehenen Vorformlingen
CN105922484B (zh) * 2016-07-06 2018-06-19 淄博鸿烨上勤塑胶有限公司 Pvc负离子抗菌手套专用浸渍设备及其浸渍工艺
WO2019131678A1 (ja) * 2017-12-25 2019-07-04 サントリーホールディングス株式会社 プリフォームコーティング装置
US20200346389A1 (en) * 2017-12-25 2020-11-05 Suntory Holdings Limited Preform coating device
US10871326B2 (en) 2018-09-06 2020-12-22 Stolle Machinery Company, Llc Infrared can curing oven
CN109675772A (zh) * 2018-12-26 2019-04-26 宁波东顺电子科技有限公司 一种自动恒温涂胶烘道
CN113874127B (zh) * 2019-04-19 2024-06-07 福泰克斯有限公司 用于罐内固化的系统及方法
WO2021242732A1 (en) 2020-05-26 2021-12-02 Ball Corporation Apparatus and method to heat metallic containers or workpieces
US11648584B2 (en) * 2021-07-22 2023-05-16 Hardie Boys, Inc. Production method and apparatus for applying faux wood grain finish on material
EP4422840A1 (en) * 2021-12-22 2024-09-04 Transitions Optical, Ltd. Inert ultraviolet curing apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5820263A (ja) * 1981-07-28 1983-02-05 Mitsubishi Rayon Co Ltd 合成樹脂成形品の表面硬化処理方法およびその装置
DE8416309U1 (de) * 1984-05-26 1985-03-28 Opticproduct GmbH + Co Vertriebs KG, 6100 Darmstadt Kompakte vorrichtung zur kontinuierlichen kratzfestbeschichtung von kunststoff-formkoerpern
AU2003232621A1 (en) * 2002-05-24 2003-12-12 Sig Technology Ltd. Method and device for plasma treating workpieces
DE50302862D1 (de) * 2002-05-24 2006-05-18 Schott Ag Vorrichtung für CVD-Beschichtungen
EG23499A (en) * 2002-07-03 2006-01-17 Advanced Plastics Technologies Dip, spray, and flow coating process for forming coated articles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109669488A (zh) * 2018-12-21 2019-04-23 中广核达胜加速器技术有限公司 一种用于辐照小车大链传动的控制方法及相关产品
CN109669488B (zh) * 2018-12-21 2022-01-28 中广核达胜加速器技术有限公司 一种用于辐照小车大链传动的控制方法及相关产品

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Publication number Publication date
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WO2006010141A2 (en) 2006-01-26
AU2005265401A1 (en) 2006-01-26
EP1765573A2 (en) 2007-03-28
JP2008505785A (ja) 2008-02-28

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