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KR100921267B1 - 단일층 및 다층 제품 및 그것을 제조하는 압출 방법 - Google Patents

단일층 및 다층 제품 및 그것을 제조하는 압출 방법 Download PDF

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KR100921267B1
KR100921267B1 KR1020067024071A KR20067024071A KR100921267B1 KR 100921267 B1 KR100921267 B1 KR 100921267B1 KR 1020067024071 A KR1020067024071 A KR 1020067024071A KR 20067024071 A KR20067024071 A KR 20067024071A KR 100921267 B1 KR100921267 B1 KR 100921267B1
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KR
South Korea
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layer
delete delete
bottle
foam
container
Prior art date
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KR1020067024071A
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Inventor
제럴드 허친슨
로버트 리
새드 파르하
Original Assignee
어드밴스드 플라스틱스 테크놀로지즈 룩셈부르크 에스.에이.
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Filing date
Publication date
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Abstract

압출 블로우 성형된 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 몸체부는 제1 내층 및 제2층을 포함한다. 제1 내층은 폴리에스테르, 페녹시형 열가소성수지, 페녹시-폴리올레핀 열가성 수지 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1물질을 포함한다. 제2층은 순수 PET, 재생 PET, PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 페녹시형 열가소성수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 재연마 스크랩 물질, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 물질을 포함한다. 제2 물질은 제1 물질과 상이하다.
블로우 성형

Description

단일층 및 다층 제품 및 그것을 제조하는 압출 방법{MONO AND MULTI-LAYER ARTICLES AND EXTRUSION METHODS OF MAKING THE SAME}
본 발명은 형성할 수 있는(formable) 물질을 갖는 제품, 더 구체적으로 형성할 수 있는 물질을 갖는 단일층 및 다층 제품 및 이러한 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
음료 및 식료품을 담기 위한 제품들이 통상적으로 사용되어 왔다. 음료를 포장하는 완전히 유리 또는 금속용기에 대한 대체품으로서 플라스틱 용기와 같은 제품의 사용이 갈수록 늘어가고 있다. 플라스틱 포장의 장점은 무게가 가볍고, 유리에 비해 깨질 염려가 없으며, 잠재적으로 비용을 낮춘다는 장점이 있다. 오늘날 음료 용기를 만드는데 사용되는 가장 일반적인 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET")이다. 순수(virgin) PET는 식료품과 접촉하여 사용해도 괜찮다는 승인을 FDA로부터 받았다. PET로 만들어진 용기들은 일반적으로 투명하고, 벽이 얇고, 가볍고, 탄산음료와 같은 압축된 내용물에 의해 용기의 벽에 가하는 힘을 견딜 수 있어 그의 형상을 유지하는 능력을 갖는다. PET 수지는 또한 상당히 값이 싸며, 가공도 쉽다.
대부분의 PET 병은 사출 성형 또는 압출 공정을 포함하는 공정에 의해 만들 어진 플라스틱 프리폼(preforms)의 블로우 성형(blow molding)을 포함하는 공정에 의해 만들어진다. PET 병은 PET 병의 벽을 통해 열 교환(thermal communication)을 제한하기 위한 적당한 열 배리어가 없을 수 있다. 병 안에 있는 액체의 온도를 유지하기 위해 병 안의 액체 및 병을 에워싸는 주변 간의 열 전달(heat transfer)을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 유사하게, 식료품을 담는 대부분의 값이 싼 용기는 용기를 통해 열 전달을 감소시키기 위한 효과적인 열 배리어를 제공하지 않는다. 용기 또는 포장을 통해 열 전달을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다.
추가로, 도관(conduits) 형태의 제품, 식품 포장 등은 적당하지 않은 구조, 배리어, 또는 기타 특성을 가질 수 있다. 많은 경우, 유체, 식품, 또는 탄산 소다와 같은 음료는 그의 내용물에 바람직하지 않은 영향을 줄 수 있는 용기에 저장된다. 유감스럽게도, 식품이 공지 제품의 몇몇 물질의 표면에 접촉할 때, 식품의 맛은 나쁘게 변할 수 있다. 제품과의 접촉시 식료품의 맛을 유지하는 것이 바람직할 수 있다.
발명의 요약
바람직한 구현 예에서, 프로파일의 형성을 위한 방법이 제공된다. 프로파일의 적어도 일부분은 반응하여 열 배리어를 형성할 수 있는 팽창성 물질을 포함한다. 프로파일은 블로우 성형에 적당한 온도에서 압출되고 팽창성 물질의 적어도 일부분이 팽창된다. 프로파일은 용기 내로 블로우 성형된다. 한 배열에서, 프로파일은 단일층 프로파일이다. 또 다른 배열에서, 프로파일은 다층 프로파일이다.
또 다른 구현 예에서, 발포체 코팅된 중합체 프로파일을 제공하고 원하는 용기 형상으로 프로파일을 블로우 성형하는 작용을 포함하는 발포체 코팅된 중합체 제품의 제조 방법을 제공한다. 한 배열에서, 방법은 블로우 성형하기 전에 발포체 코팅된 중합체 프로파일을 예열하고, 미소구(microsphere)를 포함하는 발포체 코팅이 미소구의 팽창을 개시시키는 것을 야기하는 것을 포함한다. 미소구는 블로우 성형 전, 블로우 성형 동안, 및/또는 블로우 성형 후에 팽창할 수 있다.
한 구현 예에서, 발포체 코팅된 중합체 제품은 실질적으로 폴리에스테르를 포함하는 다른 층의 적어도 일부분을 에워싸는 1층 이상의 발포체를 포함한다. 발포체는 중합체 담체 물질 및 발포제를 포함한다.
또 다른 구현 예에서, 발포체를 포함하는 제품을 만들기 위한 방법이 제공된다. 발포체는 제1 성분 및 제2 성분을 가질 수 있다. 제1 성분은 열적으로 활성화될 때 팽창될 수 있다. 임의로, 제1 성분은 일반적으로 제1 팽창 상태로 있는 미소구를 포함한다. 한 배열에서, 제2 성분은 제1 성분과 혼합된 담체 물질이다. 혼합물이 가열될 때, 혼합물은 팽창되어 일반적으로 폐쇄된 셀(closed cell)을 형성한다.
한 구현 예에서, 혼합물은 제1 팽창 상태에서 제2 팽창 상태로 팽창된 미소구를 갖는 프로파일로 형성된다. 프로파일은 제2 팽창 상태에서 제3 팽창 상태로 팽창되는 미소구를 갖는 용기로 성형된다. 한 배열에서, 미소구의 상당 부분은 일반적으로 제1 위치에서 팽창되지 않는다. 임의로, 미소구의 상당 부분은 일반적으로 제2 위치에서 부분적으로 팽창된다. 임의로, 미소구의 상당 부분은 일반적으로 제3 위치에서 팽창된다.
한 구현 예에서, 프로파일은 복수의 층을 포함하며 층 중의 한 층은 팽창성 물질을 포함한다. 프로파일은 임의로 용기로 형성된다. 한 구현 예에서, 프로파일 또는 용기의 내층은 식료품 및/또는 액체와 접촉하기 위한 적당한 물질을 포함하며 프로파일 또는 용기의 보유 챔버를 한정한다. 한 배열에서, 내층은 열가소성 물질을 포함한다. 프로파일 또는 용기의 제2층은 중합체 및 미소구를 포함하는 팽창성 물질을 포함한다. 대안적으로, 팽창성 물질은 프로파일 또는 용기의 내층 또는 라이너(liner)를 형성할 수 있다.
한 구현 예에서, 팽창성 물질은 담체 물질 및 발포제를 포함한다. 담체 물질은 팽창성 물질을 형성하는 미소구와 혼합될 수 있는 물질이 바람직하다. 담체 물질은 에틸렌 아크릴산("EAA"), 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA"), 선형 저밀도 폴리에틸렌("LLDPE"), CHDM(시클로헥산 디메탄올) 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PETG), 폴리(히드록시아미노 에테르)("PHAE"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 폴리에틸렌("PE"), 폴리프로필렌("PP"), 폴리스티렌("PS"), 셀룰로오스 물질, 펄프, 및 그들의 혼합물 등과 같은 열가소성 또는 고분자 물질일 수 있다. 한 구현 예에서, 발포제는 가열시 팽창하고 발포체를 생성하기 위해 담체 물질과 함께 작용하는 미소구를 포함한다. 한 배열에서, 발포제는 EXPANCEL® 미소구를 포함한다.
한 바람직한 구현 예에서, 팽창성 물질은 그것을 포함하는 용기의 벽을 통한 열 전달을 저해하는 절연 속성을 갖는다. 팽창성 물질은 따라서, 식품, 유체 등의 온도를 유지하기 위해 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 액체가 용기 내에 있을 때, 용기의 팽창성 물질은 용기 내의 액체와 용기 주변의 환경 간의 열 전달을 감소시킨다. 한 배열에서, 용기는 냉각된 액체를 담을 수 있으며, 용기의 팽창성 물질은 환경으로부터 냉각된 액체로의 열 전달을 저해하는 열 배리어이다. 대안적으로, 가열된 액체는 용기 내에 있을 수 있으며, 용기의 팽창성 물질은 액체로부터 용기를 둘러싸는 환경으로의 열 전달을 감소시키는 열 배리어이다. 식품 및 음료와 관련한 용도가 하나의 바람직한 용도이지만, 이들 용기는 또한 식품이 아닌 품목에도 사용될 수 있다.
한 구현 예에서, 발포 물질은 압출되어, 식품을 담기 위한 용기, 트레이, 병 등을 만드는 시이트(sheet)를 생성한다. 임의로, 상기 시이트는 식품을 담기 위해 채택된 클램쉘(clamshells)로 형성된다. 발포 시이트는 예비-절단되고 식료품을 담기 위한 용기를 형성하도록 배치된다. 시이트는 하나 이상의 공정, 예컨대 열형성 공정, 진공형성 공정, 연신 형성(draw forming) 공정에 의해 용기로 형성될 수 있다. 추가로, 시이트는 힌지(예컨대, 리빙 힌지)와 같은 다른 제품을 만들기 위해 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 시이트는 힌지를 형성하도록 접힐 수 있다.
또 다른 구현 예에서, 제품은 종이 또는 목재 펄프 기재 물질 또는 용기 상에 코팅을 형성하는 발포 물질을 포함하는 것으로 제공된다. 한 배열에서, 발포 물질은 펄프와 혼합된다. 임의로, 발포 물질 및 펄프는 원하는 형상으로 형성될 수 있는 일반적으로 균일한 혼합물을 형성하도록 혼합될 수 있다. 혼합물은 혼합물의 발포 물질 성분의 적어도 일부분의 팽창을 야기하도록 혼합물이 형태를 이루기 전, 동안, 및/또는 후에 가열될 수 있다.
다른 구현 예에서, 프로파일은 적어도 식료품을 접촉하기에 적당한 물질을 포함하는 제1층 및 폴리프로필렌을 포함하는 제2층을 포함한다. 임의로, 제1층은 PET를 포함하며 제2층은 폴리프로필렌 및 미소구를 갖는 발포 물질을 포함한다. 임의로, 제1층은 PET를 포함하며, 제2층은 대부분 또는 전부 폴리프로필렌을 함유한다. 임의로, 제1층은 페녹시형 열가소성 수지를 포함하며 제2층은 폴리프로필렌과 같은 또 다른 물질을 함유한다. 프로파일은 하나 이상의 공정, 예컨대, 블로우 성형 공정에 의해 용기로 형성될 수 있다.
한 구현 예에서, 병의 제조 방법은 저온 가공 물질(예컨대, PET, 재생 PET)의 내층 및 고온 가공 물질(예컨대, PP)을 포함하는 외층을 포함하는 프로파일을 제공하는 것을 포함한다. 프로파일의 외층은, 내층을 가공하기 위해 전형적으로 적당하지 않은 온도에서 압출될 수 있다. 예를 들어, 바깥쪽 물질은 안쪽 물질보다 더 높은 가공 온도를 가질 수 있다. 따라서, 내층은 외층보다 더 낮은 온도에서 일수 있다. 프로파일은 프로파일을 압출한 후 병으로 블로우 성형된다. 따라서, 상이한 성질을 갖는 물질을 포함하는 층은 함께 가공될 수 있다. 한 배열에서, 외층은 발포 물질을 포함한다. 한 배열에서, 외층은 대부분 또는 전부 PP를 포함한다.
다른 구현 예에서, 제1층 및 제2층을 포함하는 관이 있다. 한 구현 예에서, 제1층은 PET를 포함하며 제2층은 PP 및 발포제를 포함한다. 임의로, 제1층은 실질적으로 PET를 포함하며 제2층은 PP를 갖는 발포 물질을 포함한다. 또 다른 배열에서, 관은 공압출(co-extrusion) 공정에 의해 형성된다. 임의로, 상기 관은 용기로 블로우 성형될 수 있다. 임의로, 관은 섭취할 수 있는 액체를 배달하기 위한 유체 전달 선으로서 사용될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 제품은 나사산(threads)을 갖는 목부 및 몸체부를 포함한다. 몸체부는 제1층 및 제2층을 포함한다. 제1층은 목부의 나사산 아래에서 끝나는 상부 말단을 가지며 발포 물질을 포함한다. 제2층은 제1층의 안쪽에 위치한다. 몇몇 구현 예에서, 제품은 프로파일, 병, 용기 등이다. 제2층은 식료품을 접촉하기에 적당한 물질을 임의로 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2층은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 몸체부는 폴리에스테르를 포함하는 내층 및 발포 물질을 포함하는 외층을 포함한다. 발포 물질은 폴리프로필렌을 포함한다. 내층 및 외층은 몸체부 벽의 적어도 일부분을 한정한다.
한 구현 예에서, 음료를 운반하기 위한 프로파일은 제1층 및 제2층을 포함하는 몸체부를 포함한다. 제1층은 팽창성 물질을 포함하며, 제2층은 폴리에스테르, 페녹시형 열가소성수지, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하고, 여기에서 제2층은 가장 내층이다.
한 구현 예에서, 음료를 담기 위한 압출된 프로파일은 발포체, 폴리프로필렌, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 제1 압출층 및 식료품과 접촉하기에 적당한 제2 압출층을 포함한다.
한 구현 예에서, 음료를 담기 위한 압출 프로파일은 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 제1 압출층을 포함한다. 제2 압출층은 제1층을 지지한다. 층 중의 적어도 한층은 다른 층 중의 적어도 한 층과 비교하여 비교적 높은 용융 강도를 가질 수 있다. 높은 용융 강도층은 프로파일 내의 낮은 용융 강도층을 지지하고 운반할 수 있다. 따라서, 비슷하지 않은 용융 강도를 갖는 물질이 압출 공정 동안 사용될 수 있다. 예를 들어, PET 층은 PET보다 높은 용융 강도를 갖는 또다른 물질(예컨대, 페녹시, 올레핀, PETG, 발포체, 등)과 함께 압출될 수 있다. 추가로, 비교적 낮은 용융 강도를 갖는 재생 PET는 높은 용융 강도를 갖는 하나 이상의 다른 물질과 함께 압출될 수 있다.
한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 식료품을 접촉하기에 적당한 물질을 포함하는 제1층, 및 폴리프로필렌을 포함하는 제2층을 포함한다.
한 구현 예에서, 병은 나사산을 갖는 목부, 및 제1층 및 제2층을 포함하는 몸체부를 포함한다. 제1층은 발포 물질을 포함한다. 제2층은 제1층에 대하여 안쪽에 위치한다. 제2층은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 식료품이 접촉하기에 적당한 물질을 포함한다.
한 구현 예에서, 압출 블로우 성형된 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 몸체부는 폴리에스테르를 포함하는 내층 및 발포 물질을 포함하는 외층을 포함한다. 발포 물질은 폴리프로필렌을 포함한다. 내층 및 외층은 몸체부의 벽의 적어도 일부분을 한정한다.
한 구현 예에서, 압출 블로우 성형된 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 병은 제1 물질 및 제2 물질을 포함한다. 제1 물질은 발포체, 폴리프로필렌, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 제2 물질은 순수 PET, 재생 PET, PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀, 열가소성 블렌드, 나노복합물, 재연마(regrind) 물질, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
한 구현 예에서, 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 몸체부는 제1 물질 및 제2 물질을 포함한다. 제1물질은 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 제2 물질은, 순수 PET, 재생 PET, PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀, 열가소성 블렌드, 나노복합물, 재연마 물질, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
한 구현 예에서, 병은 발포 물질을 포함한다. 발포 물질은 미소구 및 결합제 물질을 포함한다.
한 구현 예에서, 병은 제1층을 포함하는데, 이것은 중합체 물질을 포함하며, 저부(base portion)로부터 클로저(closure) 부재를 수용하기에 적당한 목 마무리 부(neck finish portion)를 포함한다. 제2층은 제1층과 함께-연장되고(co-extend) 제1층과 맞물리며 발포 물질을 포함한다.
한 구현 예에서, 식품 용기는 복수의 층을 포함한다. 복수의 층은 제1층 및 제1층과 결합된 제2층을 포함한다. 제1층은 미소구를 갖는 발포 물질을 포함한다.
한 구현 예에서, 압출된 프로파일의 제조 방법은 프로파일의 제1층을 형성하는 것을 포함한다. 제1층은 폴리에스테르, 페녹시형 열가소성 수지, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함한다. 프로파일의 제2층이 형성된다. 제2층은 제어가능한 팽창성 물질을 포함한다.
한 구현 예에서, 압출 블로우 성형된 병의 제조 방법은 프로파일을 형성하는 물질의 적어도 일부가 부분적으로 팽창하여 발포체를 형성하는 대체로(generally) 균일한 프로파일을 압출하는 것을 포함한다. 프로파일은 발포 물질의 제1층 및 PET, 페녹시형 열가소성 수지, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 제2층을 포함하는 병으로 블로우 성형 된다.
한 구현 예에서, 병의 제조 방법은 적어도 두 층을 포함하는 압출된 프로파일을 제공하는 것을 포함한다. 제1 내층은 PET를 포함하며 제2층은 PP를 포함한다. 프로파일은 상이한 온도일 수 있는 하나 이상의 물질을 포함한다. 예를 들어, 프로파일의 제1층의 적어도 일부분은 제1 온도일 수 있으며 프로파일의 제2층의 적어도 일부분은 제2 온도일 수 있다. 접착은 압출된 층 사이의 계면에서 일어날 수 있다.
한 구현 예에서, 식품 용기를 형성하는 방법은 식품 용기의 몸체를 형성하는 것을 포함한다. 발포 물질의 시이트는 몸체와 짝을 이루도록 형성되고 배치된다. 시이트는 식품 용기의 몸체에 부착된다.
한 구현 예에서, 액체 분배 시스템은 기체 시스템과 연결되도록(communicate with) 배치된 분배 기계를 포함한다. 유체원(fluid source)은 유체를 포함한다. 하나 이상의 압출 도관은 분배 기계 및 유체원 간의 유체 교환이 되도록 배치된다. 하나 이상의 압출 도관은 제1층 및 제2층을 포함한다. 제1층은 식료품과 접촉하기에 적당하다. 제2층은 제1층을 지지하도록 제공한다. 제2층은 높은 용융 강도 및/또는 제1층의 가공을 용이하게 하는 기타 성질을 가질 수 있다.
한 구현 예에서, 관은 열가소성 물질을 포함하는 제1층을 포함한다. 제2층은 PP를 포함한다. 다른 구현 예에서, 관은 PVC 물질을 포함하는 제1층 및 페녹시형 열가소성 수지를 포함하는 예컨대 라이너인 제2층을 포함한다.
한 구현 예에서, 적층체는 열 활성화 되었을 때 팽창하도록 배치된 발포 물질의 제1층을 포함한다. 제2층은 제1층에 부착된다.
한 구현 예에서, 적층체를 형성하는 방법은 제1 물질을 제공하는 것을 포함한다. 팽창성 물질이 제공된다. 제1 물질 및 팽창성 물질은 공압출 된다. 시이트는 공압출된 제1 물질 및 팽창성 물질로부터 형성된다. 제1 물질은 일반적으로 고체인 층을 형성하며 팽창성 물질은 발포층을 형성한다.
또 다른 구현 예에서, 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 몸체부는 제1 내층 및 제2층을 포함한다. 제1 내층은 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 물질을 포함한다. 제2층은 순수 PET, 재생 PET, PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 페녹시형 열가소성수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 나노복합물, 재연마 물질, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 물질을 포함한다. 제2 물질은 제1 물질과 상이하다.
다른 구현 예에서, 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 몸체부는 제1 내층, 제2층, 및 제3층을 포함한다. 제1 내층은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 물질을 포함한다. 제2층은 재연마 물질을 포함한다. 제2층은 제1 내층의 바깥쪽에 위치한다. 제3층은 순수 PET, 재생 PET, PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 페녹시형 열가소성수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 나노복합물, 재연마 물질, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함한다. 제3층은 제2층의 외부에 위치한다.
또 다른 구현 예에서, 병의 제조 방법은 제1층 및 제2층을 포함하는 프로파일을 압출하는 것을 포함한다 제1층은 순수 PET, 재생 PET, PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 나노복합물, 재연마 물질, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 물질을 포함한다. 제2층은 순수 PET, 재생 PET, PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 페녹시형 열가소성수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 나노복합물, 재연마 물질, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 물질을 포함한다. 제2물질은 제1물질과 상이하다. 층 중의 한 층은 높은 용융 강도 및/또는 다른층의 가공성을 용이하게 하는 기타 성질을 가질 수 있다.
한 구현 예에서, 액체 분배 시스템은 기체 시스템과 연결되도록 배치된 분배 기계를 포함한다. 유체원(fluid source)은 유체를 포함한다. 하나 이상의 압출 도관은 분배 기계 및 유체원 간을 유체 연결(fluid communication)한다. 하나 이상의 압출 도관은 제1층 및 제2층을 포함한다. 제1층은 식료품을 접촉하기에 적당하며 제2층은 제1층을 지지한다. 제2층은 높은 용융 강도 및/또는 제1층의 가공성을 용이하게 하는 기타 성질을 가질 수 있다.
다른 구현 예에서, 음료를 운반하기 위한 압출된 프로파일은 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 제1 압출 내층을 포함한다. 제2 압출층은 제1층을 지지한다.
한 구현 예에서, 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 몸체부는 제1 내층 및 제2층을 포함하며, 제1 내층은 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 물질을 포함하며, 제2층은 발포 물질을 포함하고, 발포 물질은 팽창성 물질 및 담체 물질을 포함하며, 제1 내층 및 제2층은 공압출되어 프로파일을 형성한다. 병은 공압출된 프로파일을 블로우 성형하여 제조된다.
또 다른 구현 예에서, 병을 형성하는 방법은 제1 내층 및 제2층을 갖는 프로파일을 공압출하는 것을 포함한다. 제1 내층은 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 물질을 포함한다. 제2층은 발포 물질을 포함하고, 발포 물질은 팽창성 물질 및 담체 물질을 포함한다. 프로파일은 블로우 성형하여 병을 형성한다.
또 다른 구현 예에서, 병은 목부 및 몸체부를 포함한다. 몸체부는 제1 내층, 제2층, 및 제3층을 포함한다. 제1 내층은 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 페녹시-작용화된 폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1물질을 포함한다. 제2층은 폴리프로필렌, 작용화된 폴리프로필렌, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하며, 제2층은 제1 내층의 바깥쪽에 위치한다. 제3층은 재연마 스크랩 물질을 포함하며, 재연마 스크랩 물질은 압출 블로우 성형 공정으로부터 폐기된 물질을 재연마하여 형성된다. 폐기 물질은 제1물질 및 제2물질을 포함한다. 제3층은 제1 내층의 바깥쪽 및 제2층의 안쪽에 위치한다.
다른 구현 예에서, 병을 형성하는 방법은 압출 블로우 성형 공정으로부터 폐기 물질을 재연마하여 재연마 스크랩 물질을 형성하는 것을 포함한다. 폐기 물질은 페녹시형 열가소성 수지, 작용기화(functionalized) 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 작용기화 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1물질을 포함한다. 제2 물질은 폴리프로필렌, 작용기화 폴리프로필렌, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 프로파일은 제1 내층, 제2층, 및 제3층을 가지며 공압출 된다. 제1 내층은 제1 물질을 포함한다. 제2층은 제2 물질을 포함한다. 제2층은 제1 내층의 바깥쪽에 위치한다. 제3층은 재연마 스크랩 물질을 포함한다. 제3층은 제1 내층의 바깥쪽 및 제2층의 안쪽에 위치한다. 프로파일은 블로우 성형 되어 병을 형성한다.
다른 구현 예에서, 액체 분배 시스템은 기체 시스템과 연결되도록 배치된 분배 기계를 포함한다. 유체 원은 유체를 포함한다. 하나 이상의 압출 도관은 분배 기계 및 유체 원 간을 유체 연결한다. 하나 이상의 압출 도관은 제1층 및 제2층을 포함한다. 제1층은 식료품을 접촉하기에 적당하며 제2층은 제1층을 지지하도록 제공한다.
다른 구현 예에서, 음료를 운반하기 위한 압출 프로파일은 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 제1 압출 내층을 포함한다. 제2 압출 층은 발포체, 폴리프로필렌, 프로파일 형성 공정으로부터의 재연마 스크랩 물질, 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함한다. 제2 압출 층은 제1 압출 내층을 지지한다.
다른 구현 예에서, 압출 블로우 성형 용기는 열가소성 폴리에스테르를 포함하는 내층을 포함한다. 외층은 내층의 열가소성 폴리에스테르보다 더 큰 내열성을 갖는 열가소성 물질을 포함한다. 중간 결속 층은 내층 및 외층 간에 접착력을 제공한다. 층은 블로우 성형 전에 공압출된다.
구현 예의 한 변형에 따라, 내층의 열가소성 폴리에스테르는 PET이다. 다른 변형에서, 내층은 열가소성 폴리에스테르와 배합된 하나 이상의 산소 스캐빈저 및 수동 배리어(passive barrier) 물질을 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 수동 배리어 물질은 폴리아미드이다. 또 다른 변형에서, 폴리아미드는 MXD6이다. 다른 변형에서, 산소 스캐빈저는 PET 중에 분산된, 불포화 올레핀계 물질 및 전이 금속 촉매이다. 또 다른 변형에서, 산소 스캐빈저는 내층의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 20중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 변형에서, 산소 스캐빈저는 내층의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 10중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 변형에서, 산소 스캐빈저는 내층의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 변형에서, 수동 배리어 물질은 내층의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 20중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 변형에서, 수동 배리어 물질은 내층의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 10중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 변형에서, 수동 배리어 물질은 내층의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 변형에서, 외층의 열가소성 물질은 폴리프로필렌이다. 또 다른 변형에서, 폴리프로필렌이 투명화된다. 또 다른 변형에서, 폴리프로필렌은 1 내지 15%의 양으로 수동 배리어 물질을 함유한다. 또 다른 변형에서, 외층의 적어도 일부분이 발포된다. 또 다른 변형에서, 외층은 하나 이상의 발포제 및 발포제의 반응 생성물을 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 발포제는 아조비스포름아미드, 아조비스이소부티로니트릴, 디아조아미노벤젠, N,N 디메틸 N,N 디니트로소 테레프탈아미드, N,N 디니트로소펜타메틸렌 테트라민, 벤젠술포닐히드라지드, 벤젠 1,3 디술포닐히드라지드, 디페닐술폰 3 3, 디술포닐 히드라지드, 4,4' 옥시비스 벤젠술포닐히드라지드, p 톨루엔술포닐 세미카르비지드, 바륨 아조디카르복실레이트, 부틸아민 니트릴, 니트로우레아, 트리히드라지노 트리아진, 페닐 메틸 우레탄, p 술포닐히드라지드, 퍼옥시드, 중탄산암모늄, 및 중탄산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 변형에서, 가압 기체는 폐쇄된 셀 발포체(closed cell foam)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 변형에서, 압출 전에, 발포제는 외층의 중량을 기준으로 약 1 내지 약 20중량%의 양까지 열가소성 물질에 존재한다. 또 다른 변형에서, 압출 전에, 발포제는 외층의 중량을 기준으로 약 1 내지 약 10중량%의 양으로 열가소성 물질에 존재한다. 또 다른 변형에서, 압출 전에, 발포제는 외층의 중량을 기준으로, 약 1 내지 약 5 중량%의 양으로 열가소성 물질에 존재한다. 또 다른 변형에서, 중간 결속층은 열가소성 접착제를 포함한다. 또 다른 변형에서, 열가소성 접착제는 PET 내에 분산된 불포화 올레핀계 물질 및 전이 금속 촉매를 포함한다. 또 다른 변형에서, 결속층은 하나 이상의 산소 스캐빈저 및 수동 배리어 물질을 포함한다. 또 다른 변형에서, 내층은 적어도 하나의 중간 결속층 및 외층보다 더 작은 두께를 갖는다.
또 다른 구현 예에서, 압출 블로우 성형된 용기의 제조 방법은 복수의 열가소성 물질을 공압출하여 다층 관을 형성하는 것을 포함한다. 적어도 다층관의 세그멘트는 블로우 몰드에 놓여진다. 다층관은 압출 블로우 성형된 용기를 형성하는 블로우 성형된 것이다.
본 구현 예의 한 변형에 따라, 그 방법은 외층을 발포하는 것을 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 방법은 압출 전 또는 동안 외층의 열가소성 수지로 발포제를 배합하는 것을 더 포함한다. 또 다른 변형에서, 발포제는 아조비스포름아미드, 아조비스이소부티로니트릴, 디아조아미노벤젠, N,N 디메틸 N,N 디니트로소 테레프탈아미드, N,N 디니트로소펜타메틸렌 테트라민, 벤젠술포닐히드라지드, 벤젠 1,3 디술포닐히드라지드, 디페닐술폰 3 3, 디술포닐 히드라지드, 4,4' 옥시비스 벤젠술포닐히드라지드, p 톨루엔술포닐 세미카르비지드, 바륨 아조디카르복실레이트, 부틸아민 니트릴, 니트로우레아, 트리히드라지노 트리아진, 페닐 메틸 우레탄, p 술포닐히드라지드, 퍼옥시드, 중탄산암모늄, 및 중탄산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 변형에서, 발포제는 압축 기체이다.
몇몇 바람직한 구현 예에서, PETG 및 폴리프로필렌을 포함하는 적층체, 프리폼, 용기, 및 제품, 및 그의 제조 방법이 개시된다. 한 구현 예에서, 폴리프로필렌은 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 접착력 개선을 위한 유사한 화합물로 그라프트 또는 개질될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 폴리프로필렌은 "나노입자" 또는 "나노입자 물질(nanoparticular material)"을 더 포함한다. 또 다른 구현 예에서 폴리프로필렌은 나노입자를 포함하며 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사한 화합물로 그라프트화 또는 개질된다.
바람직한 적층체, 프리폼, 용기, 및 제품은 다양한 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 적층체, 프리폼, 용기, 및 제품은 사출 성형, 오버성형, 블로우 성형, 사출 블로우 성형, 압출, 공압출, 및 사출 연신 블로우 성형, 및 여기에서 개시된 및/또는 당업자에게 알려진 기타 방법을 통해 형성될 수 있다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제품은 하기 유리한 특성을 하나 이상 갖는 하나 이상의 층 또는 부분을 포함하는 물질일 수 있다: 절연층, 배리어층, UV 보호층, 보호층(예컨대, 비타민 보호층, 내찰과성층(scuff resistance layer) 등), 식료품 접촉층, 무미 스캘핑층(non-flavor scalping layer), 무색 스캘핑층, 고강도층, 순응층(compliant layer), 결속층, 기체 스캐빈지층(예컨대, 산소, 이산화탄소 등), 고온 충전(hot fill) 적용에 적당한 층 또는 부분, 압출에 적당한 용융 강도를 갖는 층, 강도, 재생할 수 있는(소비 후 및/또는 탈공업화), 투명도 등. 한 구현 예에서, 단일층 또는 다층 물질은 하나 이상의 하기 물질을 포함한다: PET(재생 및/또는 순수 PET 포함), PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지, 폴리올레핀, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및/또는 그들의 조합.
도1은 용기를 형성하기 위해 출발 물질로써 사용된 프리폼이다.
도2는 도1의 프리폼의 횡단면이다.
도3은 바람직한 용기를 만드는데 사용될 수 있는 타입의 블로우 성형 장치의 횡단면이다.
도4는 프리폼으로부터 형성된 용기의 측면도이다.
도4A는 압출 블로우 성형 공정에 의해 형성된 또 다른 용기의 측면도이다.
도5는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도5A는 압출 부분을 포함하는 또 다른 다층 프리폼의 횡단면이다.
도6은 도5의 다층 프리폼으로부터 형성된 다층 용기의 횡단면이다.
도7은 7을 따라 취하여진 도6의 용기의 확대도 이다.
도8은 다층 프리폼의 횡단면이다.
도8A는 8A를 따라 취하여진 도8의 프리폼의 확대도이다.
도9는 다층 목부을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도10은 또 다른 구현예에 따르는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도11은 프리폼의 안쪽을 한정하는 내층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도12는 목부을 한정하는 내층 및 외층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도12A 및 12B는 각기 목부을 한정하는 내층 및 외층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도12B는 목부을 한정하는 내층 및 외층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도13은 플렌지가 있는 내층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도13A 및 도13B는 몇몇 구현 예에 따르는 다층 프리폼 부분들의 확대된 횡단면이다.
도14는 결합 구조가 있는 외층을 갖는 다층 프리폼의 횡단면이다.
도14A는 도14의 프리폼으로부터 제조된 용기의 횡단면이며, 클로저가 용기에 부착되어 있다.
도14B는 14B를 따라 취하여진 도14A의 용기 및 클로저 일부의 확대도이다.
도14C는 또 다른 구현 예에 따르는 용기 및 클로저의 일부의 확대도이다.
도15A는 나사산이 없는 목부을 갖는 프리폼의 일부의 횡단면이다.
도15B는 도15A의 프리폼의 횡단면이다.
도15C는 다중 단편(multi-piece) 프리폼의 일부의 횡단면이다.
도16은 또 다른 구현예에 따르는 프리폼의 횡단면이다.
도17은 또 다른 구현예에 따르는 프리폼의 횡단면이다.
도18은 용기를 밀폐하기에 적당한 클로저의 투시도이다.
도19는 내층을 갖는 다층 클로저의 횡단면이다.
도20은 클로저의 측면을 따라 연장한 내층을 갖는 다층 클로저의 횡단면이다.
도21A-21E는 다층 클로저의 횡단면이다.
도22A-22B는 시이트의 횡단면이다.
도23은 프로파일의 한 바람직한 구현예의 투시도이다.
도24는 라벨 및 클로저를 갖는 용기를 포함하는 포장의 한 바람직한 구현예의 측면도이다.
도25는 또 다른 구현 예에 따르는 용기 및 클로저의 측면도이다.
도26A는 용기의 투시도이다.
도26B는 트레이의 투시도이다.
도27은 층상 용융 흐름 발생 시스템의 구현 예의 개략도이다.
도27A는 도27의 층상 용융흐름 발생 시스템으로부터 만들어진 층상 물질의 횡단면이다.
도28은 프로파일을 용기로 형성하는 한 구현 예에서 사용될 수 있는 압출기 및 몰드의 개략도이며, 몰드은 개방 위치로 나타낸 것이다.
도29는 밀폐 위치의 몰드으로, 도28의 몰드의 개략도이다.
도30은 프로파일을 용기로 형성하는 또 다른 구현 예에서 사용될 수 있는 압 출기 및 몰드의 개략도이며, 몰드은 개방 위치로 나타낸 것이다.
도31는 밀폐 위치의 몰드으로, 도30의 압출기 및 몰드의 개략도이다.
도32A는 한 구현 예에 따르는 압출기 및 단일층 물질의 개략도이다.
도32B는 또 다른 구현 예에 따르는 다층 물질의 개략도이다.
도33A는 한 구현 예에 따르는 유체 분배 시스템의 개략도이다.
도33B는 한 구현 예에 따르는 다층 프로파일의 개략도이다.
도33C는 유체 분배장치(dispenser)의 한 부분의 또 다른 구현 예의 개략도이다.
도33D는 한 구현 예에 따르는 압출기 및 프로파일의 개략도이다.
도33E는 또 다른 구현 예에 따르는 다층 프로파일의 개략도이다.
바람직한 구현 예의 상세한 설명
여기에서 명시된 모든 특허 및 공보는 온전히 그대로 참고로 하여 여기에서 혼입하였다. 여기에서 더 기술되는 것을 제외하고, 몇몇 구현 예로, 여기에서 기술된 특정 구현 예, 특징, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술은 온전히 그대로 여기에서 참고로 혼입된 미국 특허 제6,109,006호; 제6,808,820호; 제6,528,546호; 제6,312,641호; 제6,391,408호; 제6,352,426호; 제6,676,883호; 미국 특허 출원 제09/745,013호(공보 제2002-0100566호); 제10/168,496호(공보 제2003-0220036호); 제09/844,820호(2003-0031814); 제10/090,471호(공보 제2003-0012904호); 제 10/614731(공보 제2004-0071885호), 가출원 제60/563,021호, 2004년 4월 16일 출원, 가출원 제60/575,231호, 2004년 5월28일 출원, 가출원 제60/586,399호, 2004년 7월 7일 출원, 및 가출원 제60/620,160호, 2004년 10월 18일 출원, 제60/621,511, 2004년 10월 22일, 및 제60/643,008호, 2005년 1월 11일, 본 출원과 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "MONO AND MULTI-LAYER ARTICLES AND COMPRESSION METHODS OF MAKING THE SAME"인 미국 특허 출원 변호사 관리번호(docket number) 제APTPEP1.090A호, 본원과 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "MONO AND MULTI-LAYER ARTICLES AND INJECTION MOLDING METHODS OF MAKING THE SAME"인 미국 특허 출원 변호사 관리번호 제APTPEP1.091A호에 기술된 구현 예, 특징, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술 중의 하나 이상과 유사할 수 있다. 게다가, 여기에서 기술된 구현 예, 특징, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술은 특정 구현 예에서 상술한 특허 및 출원에 개시된 하나 이상의 구현 예, 특징, 시스템, 장치, 물질, 방법 및 기술과 연관하여 적용되거나 사용될 수 있다.
A. 제품
바람직한 구현 예에서 제품은 하나 이상의 형성가능한 물질을 포함할 수 있다. 여기에서 기술된 제품은 단일층 또는 다층(즉, 2 이상의 층)일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제품은 (프리폼, 용기, 병, 클로저 등을 포함하는) 음료용기, 상자, 골판지 상자 등과 같은 포장일 수 있다.
다층 제품은 규제 기관(예컨대, 미국 식품 및 의약회)에 의해 승인된 물질 또는 식품(음료 포함), 의약품, 화장품 등과의 접촉에 대하여 규제 승인된 물질의 내층(예컨대 용기의 내용물과 접촉하는 층)을 포함할 수 있다. 다른 구현 예에서, 내층은 식품과 접촉될 규제 계획에 의해 승인되지 않은 물질(들)을 포함한다. 제2층은 제2 물질을 포함할 수 있으며, 이것은 내층을 형성하는 물질보다 상이하거나 또는 유사할 수 있다. 제품은 원하는 만큼의 많은 층을 가질 수 있다. 제품은 "층"이 아닌 다양한 부분을 형성하는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다고 고려된다.
1. 도면의 상세한 설명
도 1 및 2에 의해, 바람직한 단일층 프리폼(30)이 도해된다. 일반적으로 프리폼(30)은 목부(32) 및 몸체부(34)를 갖는다. 도해된 프리폼(30)은 블로우 성형될 수 있는 물질로 형성된 단일층을 가질 수 있다. 프리폼(30)은 바람직하게는 과일 쥬스, 물 등과 같은 비탄산 액체와 같은 액체를 담기 위한 용기로 블로우 성형된다. 임의로, 프리폼(30)은 탄산 액체와 같은 기타 액체를 담는 용기로 형성될 수 있다. 설명된 프리폼(30)은 탄산 음료를 담기에 특히 매우 적당한 16 온스 음료 병을 형성하기에 적당할 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "병"은 광범위한 용어이며 통상의 의미에 따라 사용되고, 제한함이 없이 용기(전형적으로 비교적 좁은 목 부분 또는 주둥이(mouth)를 갖는 유리 및/또는 플라스틱), 유체(바람직하게는 액체)를 저장하기 위한 병 형상 용기, 등을 포함할 수 있다. 병은 손잡이를 갖거나 갖지 않을 수 있다.
도해된 프리폼(30)은 프리폼(30)의 안쪽으로의 개구부(36)(도2)에서 시작하여 연장되며 지지체 고리(38)을 포함하는 목부(32)를 갖는다. 여기에서 사용된 용어 "목부(neck portion)"는 넓은 의미의 용어이며 통상의 의미에 따라 사용되며 제한함이 없이, 몸체 부에 부착된 프리폼의 일부를 포함할 수 있다. 목부는 목 마무리(finish)를 포함할 수 있다. 목 실린더와 함께 목 마무리는 "목부"로서 여기에서 언급된 것을 형성할 수 있다. 설명된 구현 예에서 목부(32)는 나사산(40)의 존재에 의해 더 특징 지워지며, 이것은 프리폼(30)으로부터 생성된 병에 캡 또는 클로저 부재를 단단히 죄는(fasten) 방식을 제공한다. 대안적으로, 목부(32)는 클로저를 맞물리도록 하는 배치 되지 않을 수 있거나 또는 클로저를 맞물리게 하기 위해 나사산 이외의 수단을 가질 수 있다. 몸체부(34)는 길쭉하며 목부(32)로부터 아래쪽으로 연장하는 일반적으로 실린더형 구조이며, 말단 캡(42)에 이른다. 도해된 말단 캡(42)은 둥글다; 그러나, 말단캡은 다른 적당한 형상을 가질 수 있다. 프리폼 두께(44)는 프리폼(30)의 전체 길이 및 수득한 용기의 전체 크기 및 원하는 벽두께에 의존할 것이다.
도3을 보면, 이 블로우 성형 공정에서 프리폼(30)은 원하는 용기 형상에 상응하는 캐비티를 갖는 몰드에 위치한다. 프리폼(30)은 그후 가열되고 공기 또는 기타 적당한 유체를 프리폼의 안쪽으로 밀어넣음으로써 팽창되어 프리폼을 연신시켜서 그것이 캐비티를 채우도록 하고, 그럼으로써 용기(37)을 만든다 (도4). 블로우 성형 공정은 하기에서 상세히 기술된다. 당업계에 알려진 바와 같이, 연신된 막대 또는 유사한 수단이 블로우 성형 공정에 도움이 되도록 또한 사용될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 블로우 성형 기계는 당업계에 알려진 바와 같이 블로우 성형 공정에 도움이 되는 따뜻한(warm) 제품(예컨대, 슬리브, 프리폼 등과 같은 프 로파일)을 받을 수 있다. 몰드(28)은 여기에서 기술된 사출 성형 기계와 같은 사출 성형 기계로부터 따뜻한 프리폼을 받을 수 있다. 사출 성형 기계에 의해 제조된 프리폼은 배달 시스템을 통해 몰드(28)으로 신속하게 운송될 수 있다. 프리폼의 고유열은 하기 중의 하나 이상을 제공할 수 있다: 감소된 블로우 성형 시간, 블로우 성형에 적당한 온도로 프리폼을 가열하기 위해 요구되는 감소된 에너지, 및/또는 기타.
임의로, 하나 이상의 배달 시스템은 블로우 몰드로 프리폼을 운송 및/또는 블로우 몰드으로부터 병을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 배달 시스템은 몰드(28)로 프리폼을 운송 및/또는 몰드로부터 제거하기 위한 셔틀 시스템(예컨대, 선형 또는 회전 셔틀 시스템)을 포함할 수 있다. 셔틀 시스템은 몰드(28)에 프리폼을 배치 공급하거나 또는 그로부터 블로우 성형된 병을 제거할 수 있다. 대안적으로, 배달 시스템은 왕복식(reciprocating) 및/또는 휠(wheel) 배달 시스템을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 휠 배달 시스템은 프리폼을 몰드(28)으로 신속하게 배달하거나 그로부터 병을 제거하기 위해 사용된다. 유리하게, 휠 배달 시스템은 몰드(28)으로 및 그로부터 제품을 연속해서 운송함으로써 생산량을 향상시킨다.
배달 시스템이 블로우 성형 프리폼, 압출 블로우 성형, 압출 프로파일 등에 적당한 성형 기계와의 조합으로 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 추가로, 배달 시스템은 제품의 운송에 함께 작용하는 휠 배달 시스템 및 셔틀 시스템과 같은 복수의 시스템을 포함할 수 있다.
도4를 보면, 프리폼(30)으로부터 형성될 수 있는 용기(37)의 구현예가 개시된다. 용기(37)는 프리폼(30)의 목부 및 몸체부에 상응하는 목부(32) 및 몸체부(34)를 갖는다. 상술한 바와 같이, 프리폼과 관련하여, 목부(32)는 클로저가 맞물리도록 채택될 수 있다. 도해된 목부(32)는 용기 상에 캡을 고정하도록 하는 방식을 제공하는 나사산(40)의 존재에 의해 특징 지워진다. 임의로, 용기(37)의 벽은 용기(37)의 벽을 통한 기체(예컨대, CO2)의 이동을 저해, 바람직하게는 실질적으로 방지할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 용기(37)은 발포체를 통해 유체의 이동을 저해할 수 있는 실질적으로 폐쇄된 셀 발포체를 포함한다.
블로우 성형 조작은 보통은 프리폼에서와 같이 원래의 배치를 유지하는 나사산, 필퍼링 (pilfer ring), 및/또는 서포트링을 포함하는 목부(32)가 있는 프리폼의 몸체부(34)로 제한된다. 그러나, 프리폼(30)의 임의의 부분(들)은 연신 블로우 성형될 수 있다. 용기(37)는 또한 압출 공정을 통해 또는 공정의 조합(예컨대, 압출된 부분 위에서의 사출)과 같은 기타 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 용기(37)는 압출 블로우 성형 공정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 여기에서 기술된 용기는 프리폼, 압출된 프로파일, 등으로부터 형성될 수 있다.
도5를 보면, 바람직한 구현 예에 따른 특징을 갖는 한 유형의 다층 프리폼(50)의 단면이 개시된다. 프리폼(50)은 바람직하게는 외층(52)으로 코팅된 코팅되지 않은 (단일층) 프리폼(39)을 포함한다. 바람직하게는 코팅되지 않은 프리폼(39)은 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 및/또는 기타 열가소성 물질과 같은, 바람직 하게는 식품과 접촉하기에 적당한 중합체 물질을 포함한다. 한 구현 예에서, 예를 들어, 코팅되지 않은 프리폼(39)은 실질적으로 폴리프로필렌을 포함한다. 다른 구현 예에서, 코팅되지 않은 프리폼(39)은 실질적으로 PET와 같은 폴리에스테르를 포함한다.
다층 프리폼(50)은 도1 및 2의 프리폼(30)과 유사한 목부(32) 및 몸체부(34)를 갖는다. 설명된 구현 예에서, 외층(52)은 몸체부(34)의 적어도 일부에 대하여 배치된다. 한 구현 예에서, 외층(52)은 서포트링(38)의 저부에서 종결하는 (도1의 프리폼(39)로써 설명된) 내층의 몸체부(34)의 표면의, 상당한 부분, 바람직하게는 전체 부분에 대하여 배치된다. 설명된 구현 예에서 외층(52)은 목부(32)로 연장되지 않으며, 또한 수득한 용기의 내용물과 접촉하기에 적당한 물질로 바람직하게 만들어진 내층(39)의 안쪽 표면상에 존재하지 않는다. 외층(52)은 단일 물질 또는 하나 이상의 물질의 여러층(예컨대, 미세층(microlayer))을 포함할 수 있다. 추가로 외층(52)은 일반적으로 균일, 일반적으로 불균일, 또는 어떤 곳에서는 중간일 수 있다. 설명되진 않았지만, 외층(52)은 프리폼(50)의 기타 부분을 형성할 수 있다. 예를 들어, 외층(52)은 (예컨대, 외층이 양쪽 말단에서 개방된 프로파일 또는 관 위에서 사출될 때) 프리폼(50)의 내부 표면의 적어도 일부분 또는 목부(32)의 적어도 일부분을 형성할 수 있다. 외층(52)은 식료품 접촉에 적당하거나 적당하지 않을 수 있다.
프리폼의 전체 두께(56)는 초기의 코팅되지 않은 프리폼(39)(즉, 내층(54))의 벽두께와 외층(52)의 두께(58)의 합과 같으며, 수득한 용기의 전체 크기 및 원 하는 코팅 두께에 의존한다. 그러나, 프리폼(50)은 프리폼(50)으로부터 형성된 용기의 원하는 열, 광학, 배리어, 및/또는 구조적 성질에 의존하여 임의의 두께를 가질 수 있다. 결속층이 포함된다면, 전체 두께는 결속층의 두께를 포함할 것이다. 프리폼 및 용기는 광범위하고 다양한 상대적인 두께를 갖는 층을 가질 수 있다. 본 명세서의 관점에서, 주어진 층 및 전체 프리폼 또는 용기의 두께는 주어진 지점에서 또는 전체 용기에 대하여 상관없이, 용기를 위한 제조 공정 또는 특정 최종 용도에 맞도록 선택될 수 있다. 설명된 구현 예에서, 외층(52)은 일반적으로 균일한 두께를 갖는다. 그러나 외층(52) 및/또는 내층(54)은 균일할 필요가 없으며 예를 들어 프리폼(50)의 세로축을 따라 가변하는 두께를 가질 수 있다.
다층 프리폼은 용기를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리폼(50)은 용기(83)을 형성하기 위해 사용될 수 있다(도 6). 한 구현 예에서, 외층(52)은 도6 및 7에서 나타낸 바와 같이 그들 사이에 층 또는 스페이스(85)가 제공되도록 내층(54)과 함께 작용한다. 층(85)은 층(52,54) 사이의 공기의 통과를 허용할 수 있으며 용기(83)를 유리하게 더 절연할 수 있다. 통로는 내층(54)을 느슨하게 에워싸는 층(52) 사이에서 형성될 수 있다. 대안적으로, 외층(52)은 내층(54)을 달라붙게 보유하도록 하는 치수로 만들고 배치될 수 있으며 이와 같이 하여 층(52)의 내부 표면은 층(54)의 외부 표면과 접촉한다. 몇몇 구현 예에서, 층(85)은 하나 이상의 층(52, 54)과 유사하거나 유사하지 않은 발포층일 수 있다. 여전히 또 다른 구현 예에서, 층(85)은 층(52)과 내층(54)을 결합하게 하는 층 일 수 있다. 예를 들어, 층(85)은 층(52), (54) 간의 상대적인 이동을 저해, 바람직하게는 실질적으로 방지하는 기능(crafting) 또는 결속 층일 수 있다. 예를 들어, 층(85)은 층(52, 54)간의 상대적인 이동을 제한하는 접착층일 수 있다. 여기에서 개시된 구현 예의 층의 아무것도 또는 몇몇은 결속층, 등과 함께 결합될 수 있다고 고려되어 진다.
한 구현 예에서, 층(52, 54)의 적어도 하나는 층(52, 54) 간의 접착력을 증진 또는 감소시키기 위해 처리될 수 있다. 예를 들어, 내층(54)의 외부 표면은 외층(52)이 내층(54)에 접착하도록 화학적으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 결속 물질은 층(52, 54)의 적어도 하나를 반응 및 화학적으로 처리하기 위해 적용될 수 있다. 그러나, 층(들)은 프리폼의 층 사이에서 원하는 상호작용을 성취하도록 개질될 수 있다는 것이 고려된다. 임의로, 층(52, 54)은 함께 직접 부착될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 용기는 바람직하게는 용기의 벽을 통해 열 전달을 저해하는 절연 성질을 갖는 발포 물질을 포함한다. 액체가 도6의 용기(83)와 같은 용기 내에 있을 때, 예를 들어 용기(83)의 벽(84)을 형성하는 발포 물질이 액체 내용물 및 용기(83)을 에워싸는 환경 사이의 열 전달을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 용기(83)는 탄산 음료와 같은 냉각된 내용물을 담을 수 있으며, 발포체는 용기(83)를 절연하여 냉각된 유체의 온도 변화를 억제한다. 따라서, 내용물은 액체의 온도보다 더 높은 외기 온도에도 불구 하고 원하는 지속 시간 동안 여전히 냉각될 수 있다. 대안적으로, 예컨대, 뜨거운 음료와 같은 가열된 물질은 용기(83) 내에 있을 수 있으며 벽(84)은 용기(83)을 절연하여 용기(83)을 에워싸는 환경으로 액체로부터의 열 전달을 저해한다. 또한, 용기(83)의 발포 물질은 사람이 가열 또는 냉각 한 액체를 담는 용기(83)을 편안하게 잡을 수 있도록 원하는 온도 범위 내의 용기(83)의 표면 온도를 초래할 수 있다. 용기의 발포층의 두께 및 크기 및 발포 부분의 배치는 원하는 용기의 열 성질을 얻기 위해 가변할 수 있다.
도8을 보면, 다층 프리폼(60)의 바람직한 구현 예를 단면으로 보여준다. 코팅된 프리폼(60) 및 도5의 프리폼(50) 간의 하나의 차이점은 말단 캡의 구역에서 두층의 상대적인 두께이다. 프리폼(50)에서, 외층(52)은 프리폼의 몸체부 전체에 걸쳐 초기 프리폼의 두께보다 일반적으로 더 얇다. 그렇지만, 프리폼(60)에서는, 외층(52)의 두께가 벽부분(66)의 (64)에서 보다 말단캡(42) 근처의 (62)에서 더 두꺼우며, 반대로, 내층(54)의 두께는 말단캡(42)의 영역 내의 (70)에서 보다 벽부분(66)의 (68)에서 더 크다. 이러한 프리폼 설계는 하기 기술되는 바와 같이 다층 프리폼을 만들기 위한 오버성형(overmolding) 공정에서 외부 코팅이 초기 프리폼에 가해질 때 특히 유용하며, 그것은 성형 순환 시간 감소와 관련하는 것을 포함하는 특정한 장점을 나타낸다. 층은 균일하거나 복수의 미세층을 포함할 수 있다. 나타내지 않은 프리폼(60)의 다른 구현 예에서, 외층(52)은 벽 부분(66)의 (64)에서보다 말단캡(42) 부근의 (62)에서 더 얇으며, 반대로, 내층(54)의 두께는 말단캡(42)의 영역의 (70)에서보다 벽 부분(66)의 (68)에서 더 작다. 층(52, 54)의 적어도 한 층은 임의로 배리어 물질을 포함할 수 있다.
도8A는 LIM-오버-사출 구현 예에서, 층의 구성을 나타내는 프리폼의 벽 섹션의 확대도이다. 층(54)은 프리폼의 내층이며 층(52)은 프리폼의 외층이다. 외층(52)은 LIM 시스템이 사용될 때 만들어지는 것과 같은 물질의 복수의 미세층(즉, 층상 물질)을 포함한다. 물론, 도8의 모든 프리폼이 이러한 유형는 아닐 것이다.
도9를 보면, 다층 프리폼의 또 다른 구현 예가 횡단면에 나타낸다. 코팅된 프리폼(76) 및 도5 및 도8의 프리폼(50) 및 (60)간의 주요한 차이는 각기 외층(52)이 몸체부(34) 뿐만 아니라 목부(32) 상에도 배치되어 있다는 것이다.
프리폼 및 용기는 광범위하고 다양한 상대적인 두께를 갖는 층을 가질 수 있다. 본 명세서의 관점에서, 주어진 층 및 전체 프리폼 또는 용기의 두께는, 주어진 지점 또는 전체 용기에 상관없이, 용기를 위한 코팅 공정 또는 특정의 최종 용도에 맞도록 선택될 수 있다. 더욱이, 도8에서 층(들)에 대하여 상술한 바와 같이, 여기에서 개시된 프리폼 및 용기의 구현 예에서 층은 단일 물질, 하나 초과의 물질, 또는 여러 물질을 포함할 수 있다.
여기에서 개시된 장치 및 방법은 또한 3 이상의 층이 있는 프리폼을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 도10에, 프리폼(132)의 3층 구현 예를 나타낸다. 거기에서 나타낸 프리폼은 2 코팅층, 중간층(134) 및 외층(136)을 갖는다. 도10에 나타낸 층의 상대적인 두께는 상이한 크기의 병을 만들도록 허용하기 위해 또는 물질의 특정 조합에 적합하도록 변화될 수 있다. 당업자에 의해 이해 되어질 것처럼, 초기 프리폼이 이미 코팅되어 있는 것이라는 점을 제외하고 여기에서 개시된 것과 유사한 절차는 오버성형을 포함하는 여기에서 기술된 코팅된 프리폼의 제조 방법 중의 하나에 의하는 것으로서 수행될 것이다.
도11은 바람직한 구현 예에 따른 특징을 갖는 한 유형의 다층 프리폼(160)의 횡단면을 설명한다. 프리폼(160)은 바람직하게는 외층(162) 및 내층(164)을 포함 한다.
다층 프리폼(160)은 상술한 프리폼과 유사한 목부(132) 및 몸체부(134)를 갖는다. 바람직하게는, 외층(162)은 몸체부(134)의 외부 표면(165) 및 목부(132)의 외부 표면(166)을 형성한다. 외부 표면(166)은 클로저를 맞물리도록 배치될 수 있다. 외층(162)은 내층(164)의 상당 부분, 바람직하게는 전체 부분에 대하여 배치된다.
설명된 외층(162)은 내층(164)의 상부 말단(168)에서 프리폼(160)의 개구부(169)로 연장한다. 설명된 구현 예에서 내층(164)은 목부(132)를 따라 연장하지 않는다. 따라서, 외층(162)은 도11에서 나타낸 바와 같이, 실질적으로 전체 목부(132)를 형성할 수 있다. 다른 구현 예에서, 내층(164)의 상부 말단(168)은 목부(132)를 따라 몇몇 지점에 배치될 수 있다. 따라서, 내층(164) 및 외층(162)은 양자가 목부를 한정한다. 비 제한적인 한 구현 예에서, 외층(162)은 중량으로 목부(132) 약 70% 이상의 목부(또는 목 마무리)를 포함한다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 외층(62)은 중량으로 목부(132)의 약 50% 이상을 포함한다. 여전히 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 외층(162)은 중량으로 목부(132)의 약 30% 초과를 포함한다.
프리폼(160)의 총 두께(171)는 외층(162)의 두께(172)와 내층(164)의 두께(174)의 합이며 수득한 용기의 총 크기에 의존한다. 한 구현 예에서, 외층(162)의 두께(172)는 실질적으로 내층(164)의 두께(174)보다 더 크다. 외층(162) 및 내층(164)은 설명된 바와 같이 일반적으로 균일한 두께를 갖는다. 그러나, 외층(162) 및 내층(164)은 균일한 두께를 가지지 않을 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 양자의 층(162, 164)은 프리폼(160)의 길이를 따라 변하는 두께를 가질 수 있다.
외층(162)은 제1 물질을 포함하며, 내층(164)은 바람직하게는 다른 물질을 포함한다. 예를 들어, 외층(162)은 발포 물질을 포함할 수 있으며 내층(164)은 PET(예컨대, 순수 또는 소비후/재생된 PET), 페녹시, 등과 같은 발포되지 않은 중합체 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 외층(162)의 상당 부분은 제1 물질을 포함하며, 내층(164)의 상당한 부분은 제2 물질을 포함한다. 제1 및 제2 물질은 서로 상이하거나 유사할 수 있다.
도12는 다층 프리폼(180)의 횡단면도이다. 프리폼(180)은 일반적으로 프리폼(160)과 유사하며, 따라서, 프리폼(180)의 많은 양상은 상세히 기술하지 않았다. 프리폼(180)은 내층(184) 및 외층(183)을 포함한다. 내층(184)은 프리폼(180)의 안쪽 표면(173)의 상당 부분을 한정한다. 내층(184)은 프리폼(180)의 개구부(191)에 가장 가까운 말단(188)을 갖는다. 설명된 구현 예에서, 외층(183)은 목부(132)의 외부 표면(186)을 한정하며, 내층(184)은 목부(132)의 내부 표면(187)을 한정한다. 물론, 외층(183)은 클로저를 맞물리는 배치일 수 있다. 설명된 구현 예에서, 외부 표면(86)은 나사산 캡(예컨대, 스크루 캡)을 받도록 개조된 나사산(189)을 한정한다.
도해되지는 않았지만, 프리폼(160 및 180)은 2층 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프리폼(160)의 외층(162)은 하나 이상의 하기를 포함하는 복수의 층을 포함할 수 있다: 층상 물질, 발포 물질, PP, PET, 및/또는 기타. 유사하게, 내층 (164)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 당업계의 통상의 기술을 가진 사람은 여기에서 기술된 프리폼을 형성하는 층의 치수 및 수를 결정할 수 있다. 층(183, 184)은 상술한 층(162, 164)과 유사하거나 상이한 물질로 만들어질 수 있다.
임의로, 층은, 특히 프리폼의 적어도 일부가 발포 물질로 만들어졌다면, 마쇄(abrasion) 또는 마모(wearing)를 방지하기 위해 프리폼의 적어도 일부 상에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 코팅층은 발포체로 만들어진 목부의 나사산을 에워쌀 수 있으며 PET, PP, 그들의 조합, 또는 다른 열가소성 물질을 포함할 수 있다.
도13은 프리폼(190)의 횡단면도이다. 프리폼(190)은 하기에서 더 상세히 설명된 것을 제외하고, 도12에 나타낸 프리폼(180)과 유사하다.
프리폼(190)은 프리폼의 안쪽을 한정하고 개구부(191)로부터 아래쪽으로 연장한 내층(194)을 포함한다. 내층(194)은 플랜지(193)를 포함한다. 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "플랜지(flange)"는 광범위한 용어이며 그의 통상적인 의미로 사용되고, 제한함이 없이 하나 이상의 하기를 포함할 수 있다: 귀때(lip), 신장된 부분, 테두리, 돌기 가장자리(projection edge), 돌출부, 및 그들의 조합. 플랜지는 고정 구조(locking structure)로써 작용할 수 있다. 추가로, 프리폼은 임의로 복수의 플랜지를 포함할 수 있다.
플랜지(193)는 프리폼의 내부 표면(201)의 일부 및 상부 표면(195)의 적어도 일부분을 한정한다. 플랜지(193)는 목부(132)의 원하는 성질에 의존하여 일정하거나 변화하는 두께 F를 가질 수 있다. 도해된 구현 예를 포함하여, 몇몇 구현 예에서, 플랜지(193)는 클로저를 수용하기 위한 구조(들)(예컨대, 나사산(192)) 위에 위치한다. 몇몇 구현 예에서, 플랜지(193)는 클로저를 맞물리도록 하기 위한 하나 이상의 나사산, 돌출부, 움푹 들어간 곳(recess), 및/또는 기타 구조의 일부를 한정한다.
연속해서 도13을 참조하면, 플랜지(193)는 개구부(191)의 주변부의 적어도 일부에 대하여 연장하며 물질의 층을 한정한다. 플랜지(193)는 바람직하게는 개구부(191)의 전체 주변부에 대하여 연장한다. 따라서, 플랜지(193)는 일반적으로 고리모양인 플랜지일 수 있다. 클로저가 프리폼(190)으로 만들어진 용기의 목 부(132)에 부착되었을 때, 플랜지(193)의 상부 표면(195)은 용기로부터 식료품이 새나가는 것을 억제하거나 방지하기 위해 클로저와 함께 밀봉을 형성할 수 있다. 플랜지(193)는 내층(194) 및 외층(199) 사이의 분리를 억제하거나 방지할 수 있다.
도13의 하나 이상의 고정 구조(197)는 내층(194) 및 외층(199) 간의 상대적인 이동을 억제할 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "고정 구조"는 광범위한 용어이며 그의 통상적인 의미에 따라 사용되며, 제한함이 없이 하나 이상의 하기를 포함할 수 있다: 돌출부, 표면 처리(예컨대, 거칠어진 표면), 뾰족한 끝(prongs), 융기(protuberances), 미늘(barbs), 플랜지, 움푹 들어간 곳, 돌기, 조직 패턴(textured pattern), 등을 포함하며, 바람직하게는 층(194 및 199)간에 이동을 저해하거나 또는 방지한다. 고정 구조(197)는 내층(194) 및/또는 외층(199)으로 형성될 수 있다. 설명된 구현 예에서, 고정 구조(197)는 내층(194)의 외부 표면에 대하여 및 그로부터 연장하는 돌출부이다. 몇몇 구현 예에서, 고정 구조(197)는 내층(194)의 외부 표면에 대하여 주변을 둘러싸며 연장하는 고리모양 돌출 부이다. 고정 구조(197)는 연속 또는 불연속 구조일 수 있다. 내층(194)은 조직 패턴(예컨대, 일련의 홈, 융기, 등)과 같은 하나 이상의 고정 구조를 가질 수 있다.
추가로, 고정 구조(197)는 양 또는 음 드래프트를 제공하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 내층(194)은 어느 정도 가요성 물질(예컨대 PET) 및 몰드 제거동안 양의 드래프트를 제공할 수 있는 고정 구조(197)를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 외층(199)은 몰드 제거 동안 양 또는 음의 드래프트를 제공할 수 있는 어느 정도 경질 물질(예컨대, 올레핀)을 포함한다.
외층(199)은 고정 구조(197)를 수용하도록 구성된다. 고정 구조(197)는 내층(194)에 외층(199)을 효과적으로 고정한다. 도해되지는 않았지만, 복수의 고정 구조(197)는 층(194, 199)에 의해 한정될 수 있으며 프리폼(190)의 목부(132) 및/또는 몸체부(134) 내에 배치될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 결속층은 외층(199)에 내층(194)을 결합시키기 위해 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 내층(194) 및 외층(199)은 각기 서로 직접적으로 결합 또는 부착되는 물질을 형성한다. 다른 구현 예에서, 내층(194)은 외층(199)을 결속하며, 이와 같이 하여 층(194 및 199)은 예건대 재순환 공정 동안 용이하게 분리될 수 있다. 그렇지만, 결속층을 포함하는 제품은 몇몇 구현 예에서 재순환될 수 있다.
외층(199)의 상부 말단은 프리폼의 상부 표면(195)으로부터 이격된다. 당업자는 프리폼의 원하는 구조적 성질, 열성질, 내구성, 및/또는 기타 성질을 성취하기 위해 층(194, 199)의 두께를 선택할 수 있다.
도13A 및 13B는 도13의 프리폼(190)의 일부분의 변경된 구현 예를 나타낸다. 도13A의 프리폼(190)은 프리폼의 상부 표면(195)의 부분을 따라 연장한 플랜지(193)을 갖는다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 플랜지(193)의 길이 LF 는 목부(132)의 벽두께T의 약 95% 미만이다. 비 제한적인 한 구현 예에서, 플랜지(193)의 길이 LF는 목부의 벽두께 T의 약 50% 내지 90%이다. 비 제한적인 특정 구현예에서, 플랜지(193)의 길이 LF 는 목부의 벽두께 T의 약 60%, 70%, 75%, 또는 80% 또는 이러한 백분율을 포함하는 범위이다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 플랜지(193)의 길이 LF는 목부의 벽두께T의 약 40% 내지 60%이다. 여전히 또 다른 구현 예에서, 플랜지(193)의 길이 LF는 목부의 벽두께T의 약 40% 미만이다.
도13B는 플랜지(223)를 한정하는 외층(203)을 갖는 프리폼의 일부분을 도해한다. 플랜지(223)는 안쪽으로 연장되어 있고 상부 표면(225)을 한정한다. 플랜지(223)는 프리폼의 안쪽 표면을 한정할 수 있거나, 또는 그로부터 이격될 수 있다. 플랜지(223)는 플랜지(193)의 길이와 유사하거나 또는 상이한 길이를 가질 수 있다. 목부(132)는 클로저를 수용하기 위한 나사산을 갖는다. 그러나, 목부는 클로저를 맞물리게 하기 위한 다른 구조(예컨대, 움푹 들어간 곳(recess), 융기선(ridges), 홈, 등)을 가질 수 있다. 상기 기술된 프리폼은 원하는 성질을 얻기 위해 하나 이상의 층을 첨가하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 배리어층은 프리폼의 몸체부 상에서 형성될 수 있다.
도14는 프리폼(202)의 변경된 구현예를 설명한다. 프리폼(202)은 클로저를 수용하도록 구성된 결합 구조(207)를 한정하는 목부(132)를 갖는다. 여기에서 사 용된 바와 같은 용어 "결합 구조"는 광범위한 용어이며 그의 통상의 의미에 따라 사용되고 특징을 제한함이 없이, 양의 특징(예컨대, 돌기, 돌출부, 등) 또는 음의 특징(예컨대, 만입(indentation), 움푹 들어간 곳, 등)을 포함할 수 있다. 결합 구조는 원하는 위치에서 클로저를 홀딩하기 위한 클로저와 맞물리는 구성일 수 있다.
도해된 결합 구조(207)는 클로저 장치의 일부를 수용하도록 개조된 움푹 들어간 것의 형태이다. 커플링 구조(207)는 프리폼(202)의 하나 이상의 부분에 대하여 연장할 수 있다. 다른 구현 예에서, 결합 구조(207)는 프리폼(202)의 전체 주변 또는 원주에 대하여 연장한다. 결합 구조(207)는 곡선형(예컨대, 반원형), v형, u-형, 또는 기타 적당한 횡단면의 프로파일을 가질 수 있다. 도해되지는 않았지만, 상기 구조(207)는 외층(203)에 의해 한정된 고리모양 돌출부와 같은 돌출부 일 수 있다. 임의로, 프리폼(202)은 다양한 구성의 클로저가 프리폼으로 만들어진 용기에 부착될 수 있도록 복수의 결합 구조(207)를 가질 수 있다. 상부 표면(205) 및 상기 구조(207) 간의 거리 및 상기 구조(207)의 형상은 밀봉을 위해 사용된 클로저의 형상에 의해 결정되며 프리폼(202)으로부터 만들어진 용기를 밀폐한다.
도14A는 도14의 프리폼(202)으로부터 생성된 용기(211)를 도해한다. 클로저(213)는 용기(211)의 목부(132)에 부착된다. 클로저(213)는 1 단편 또는 다중 단편의 클로저일 수 있다. 클로저(213)는 용기(211)에 일시적으로 또는 영구적으로 부착될 수 있다. 전체 클로저(213)는 액체가 소비될 때 용기(211)로부터 제거될 수 있다. 다른 구현 예에서, 소비되는 동안, 클로저(213)의 일부분은 제거되고 클로저(213)의 또 다른 부분은 용기(211)에 부착되어 남아있는다. 클로저(213)는 용기에 반영구적으로 또는 영구적으로 부착될 수 있다. 클로저(213)가 용기(211)에 반 영구적으로 부착되었다면, 클로저(213)는 용기(211)로부터 잡아당겨 떼낼 수 있다. 한 구현 예에서, 클로저(213)가 용기(211)에 영구적으로 부착되었다면, 클로저(213) 및 용기(211)는 일반적으로 하나의 몸체를 형성할 수 있다.
도14B에서 나타낸 바와 같이, 프리폼의 상부 표면(205) 및 클로저(213)는 바람직하게는 용기(211) 및 클로저(213) 간의 액체의 누출을 억제 및 방지하는 기밀 밀봉(hermetic seal) 또는 기타 밀봉인 밀봉(231)을 형성할 수 있다. 임의로, 용기(211)는 개스킷 또는 제거할 수 있는 밀봉을 가질 수 있다. 예를 들어, 용기(211)는 용기의 상부 귀때에 부착된 막과 같은 제거 할 수 있는 밀봉, 또는 제거 될 수 있는 클로저(213)의 부분을 가질 수 있다. 제거할 수 있는 밀봉은 편리하게 잡고 밀봉을 제거하기 위한 탭(tab) 또는 고리를 가질 수 있다. 대안적으로, 밀봉(231)은 용기(211)를 열도록 찢거나 또는 조각이 될 수 있는 막 또는 시이트에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 밀봉(231)의 완전성(integrity)을 확실히 하기 위해 플랜지(209)가 클로저(213) 및 외층(203)간에 압축될 수 있도록 하기 위해, 용기(211)의 외층(203)이 일반적으로 고강도 물질 또는 경질 물질(예컨대, PP)로 형성된다.
도14A 및 14B에서 나타낸 바와 같이 클로저(213)는 몸체(215) 및 커버(218)를 갖는다. 몸체(215)는 힌지(221)(예컨대, 이동을 허용하는 리빙 힌지 또는 다른 구조로써 작용하는 성형 물질)에 의해 커버(218)에 연결될 수 있다. 걸쇠(latch) 또는 슴베(tang)(217)(도14A)는 커버(218)을 몸체(215)에 단단히 고정시킬 수 있다. 걸쇄(217)는 클로저(213)를 개방하기 위해 커버(218)를 이탈시키도록 움직여질 수 있다. 대안적으로, 커버(218) 및 몸체(215)는 커버(218)가 몸체(215)로부터 제거될 수 있도록 하기 위해 별개의 단편일 수 있다. 클로저(213)가 개방된 위치에 있을 때, 내용물은 바람직하게는 목부 마무리에 부착된 몸체(215)가 남아 있는 상태에서, 용기(211)의 밖으로 배달될 수 있다. 용기(211)로부터 원하는 양의 식료품이 제거된 후 커버(218)는 용기를 재밀봉하기 위해 닫힌 위치로 되돌아 올 수 있다.
클로저(213)의 몸체(215)는 목부에 방출가능하게(releasably) 결합 될 수 있다. 예를 들어, 몸체(215)는 목부(132)에서 찰칵 채워질 수(snap) 있다. 대안적으로, 몸체(215)는 목부(132)에 영구적으로 결합 될 수 있다. 목부(132)는 하나 이상의 클로저 부착 구조(227)를 포함하여, 상기 클로저(213)가 용기로 찰칵 채워지거나 용기에서 찰칵 떨어질 수 있도록 한다. 도해된 구현 예에서의 목부(132)는 오목(recess) 또는 만입(indentation)과 같은 음의 특징의 형태의 클로저 부착 구조(227)를 갖는다. 몸체(215)는 용접 또는 융합 공정(예컨대, 유도 용접), 접착제, 마찰적인 상호작용, 및/또는 등에 의해 외층(203)에 영구적으로 결합 될 수 있다. 용기(211)는 바프코 클로저스 사(Bapco Closures Limited)(영국)에서 제조된 BAP
Figure 112008061780510-pct00001
클로저(또는 유사한 클로저), 스크루 캡, 스냅 클로저, 및/또는 등과 같은 다양한 유형의 클로저를 받기 위해 배치될 수 있다. 당업자는 상이한 배치의 클로저를 받기 위해 용기(211)의 목 마무리를 설계할 수 있다.
도14A를 계속해서 참고로 하여, 용기(211)는 고온 충전 적용에 특히 적절하다. 용기(211)는 고온 충전 공정 동안 그의 형상을 일반적으로 유지할 수 있다. 블로우 성형 또는 고온 충전 후, 용기(211)의 목부의 최종 치수는 바람직하게는 프리폼의 초기 치수와 실질적으로 동일하다. 추가로, 이것은 목 마무리 상에 나사산의 치수 변화 감소를 초래한다. 예를 들어, 내층(284)은 PET와 같이 식료품을 접촉하기 위한 물질을 형성할 수 있다. 외층(203)은 고온 충전에 적당한 성형성 물질(예컨대, PP, 발포 물질, 결정성 또는 반 결정성 물질, 층상 물질, 단독중합체, 공중합체, 그들의 조합, 및 여기에서 기술된 기타 물질)을 포함할 수 있다. 외층(203)은 고온 충전 동안 및/또는 후에서조차 목부(132)에 치수 안정성을 제공한다. 외층(203)의 폭은 목부(132)의 치수 안정성을 각기 증가 또는 감소시키기 위해 증가 또는 감소 될 수 있다. 바람직하게는, 목부(132)를 형성하는 층 중의 한층은 높은 열 안정성을 갖는 물질을 포함한다; 그러나, 목부(132)는, 또한 특히 비 고온 충전 적용을 위해 낮은 온도 안정성을 갖는 물질로 만들어질 수도 있다.
추가로, 외층(203)의 치수 안정성은 클로저(213)가 용기(211)에 부착되어 있는 것을 확실하게 한다. 예를 들어, 외층(203)은 고강도 물질(예컨대, PP)를 포함할 수 있으며, 그의 형상을 유지시킬수 있고 그럼으로써 클로저(213)가 용기(211)로부터 비의도적으로 탈착되는 것을 방지한다.
도14C를 보면, 용기는 찰칵 들어맞기(snap fit) 위한 클로저 부착 구조(232)를 포함하는 목부(132)를 갖는다. 설명된 구현 예에서, 목부(132)는 클로저(213)를 맞물리도록 하기에 적당한 돌출부, 플랜지, 등과 같은 양의 특징의 형태로 클로 저 부착 구조(227)를 갖는다. 클로저(213)는 1 단편 또는 다중 단편 구조를 가질 수 있다. 도해된 용기(211)는 목 마무리를 형성하는 위쪽으로 점점 가늘어지는 벽을 갖는다. 목 마무리의 점점 가늘어진 부분은 스냅 캡 클로저(213)에 대하여 지탱할 수 있으며 밀봉을 형성한다.
15A는 또 다른 구현 예에 따라 프리폼(220)의 부분을 도해한다. 프리폼(220)은 서포트링(222) 및 그로부터 아래쪽으로 연장한 몸체부(224)를 갖는다. 프리폼(220)은 그의 상부 말단에 개구부(226)를 갖는다. 프리폼의 목 마무리는 나사산을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 나사산은 프리폼의 목부(225)에 부착된다. 프리폼(220)은 서포트링 없이 형성될 수 있음을 고려한다. 서포트링 및/또는 나사산은 후속하는 공정에서 프리폼(220) 상에 임의로 형성될 수 있다.
도15B는 클로저가 구조(228)에 부착한 후 프리폼이 목 영역(225)에 부착되는 것을 설명한다. 나사산, 스냅 캡을 맞물리는 구조, 또는 적재 또는 부착하는 구조의 기타 유형은 프리폼(220)이 용기로 만들어 지기 전 또는 후에 목 영역(225)에 부착될 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 클로저 적재 구조(228)은 프리폼이 성형된 후, 바람직하게는 용기로 블로우 성형된 후 프리폼(220)에 부착될 수 있다.
프리폼은 서로 각기 부착 또는 결합된 다른 부분을 가질 수 있다. 도15C는 프리폼의 몸체(242)에 결합된 목 마무리(240)의 적어도 일부를 갖는 프리폼(234)을 나타낸다. 도해된 프리폼(234)은 프리폼(234)의 저부(252)의 상부 말단(250)에 결합된 부분(238)을 갖는다. 상기 부분(238)은 저부(252) 보다 상이한 물질 및/또는 미세구조를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 상기 부분(238)은 결정성 물질을 포함한다. 따라서, 프리폼(230)은 고온 충전 적용에 적당할 수 있다. 저부(252)는 블로우 성형 공정을 용이하게 하기 위해 무정형 일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 상부(238)는 저부(252)보다 상이한 물질을 포함한다. 당업자는 프리폼을 형성하는 물질을 선택할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 상부 말단(250)은 서포트링에 또는 그 아래에 위치한다. 도15A 내지 15C에 도해된 프리폼은 단일층 또는 다층벽을 가질 수 있다.
상술한 단일층 및 다층 프리폼을 포함하는 프리폼은 다른 형상 및 구성을 가질 수 있다. 도16은 점점 가늘어지는 몸체부(272) 및 목 마무리(274)를 갖는 프리폼(270)을 도해한다. 프리폼(270)은 블로우 성형되어 단지 형태의 용기를 형성할 수 있다. 단지는 병의 개구부보다 더 큰 주둥이 또는 개구부를 가질 수 있다. 프리폼(270)은 바람직하게는 스냅 클로저 또는 기타 형태의 클로저와 상호작용하도록 배치된 하나 이상의 클로저 부착 구조(279) 및 서포트링(278)을 가진다. 도17은 나사산이 없는 목 마무리를 갖는 프리폼의 구현 예를 설명한다. 프리폼(280)은 몸체부(281)을 포함하며, 이것은 말단캡(283) 및 목 마무리(282)를 갖는다. 프리폼(280)은 용기로 블로우 성형하기 위해 적당할 수 있다. 도16 및 17에서 도해된 프리폼은 단일층 또는 다층 프리폼(예컨대, 상술한 층을 갖는)일 수 있다. 상술한 프리폼은 목 마무리 없이 형성될 수 있다.
도1-18에서 도시된 것과 같은 프리폼은 연신 블로우 성형 공정으로 수행될 수 있다. 블로우 성형 공정은 다층 프리폼(예컨대, 프리폼(50, 60, 76, 80, 132, 160, 180, 290, 및 216)이 유사한 방식으로 가공될 수 있지만 단일층 프리폼(30)에 대하여 주로 기술된다. 상술한 용기는 예를 들어 (압출 블로우 성형을 포함하는)다양한 성형 공정에 의해 형성될 수 있다.
2. 클로저의 상세한 설명
상술한 바와 같이, 클로저는 밀봉 용기에 사용될 수 있다. 여기에서 사용된, 용어 "클로저"는 넓은 용어이며 그의 통상의 의미에 따라 사용되며, 제한함이 없이, 캡(스냅캡, 플립캡, 병캡, 나사산화된 병캡, 절취 방지캡), 크라운 클로저, 코르크(천연 또는 인조), 펑크낸 밀봉(punctured seal), 뚜껑(lid)(예컨대, 컵을 위한 뚜껑), 다중 단편 클로저(예컨대, 바프코 클로저스사(영국)에서 제조된 BAP
Figure 112006084012050-pct00002
클로저, 또는 유사한 클로저), 스냅 클로저, 및/또는 등을 포함할 수 있다.
일반적으로, 클로저는 추가의 장점을 제공하는 하나 이상의 특징을 가질 수 있다. 몇몇 클로저는 하기를 하나 이상 가질 수 있다: 개봉 확인(tamper evident) 특징, 변조 방지(tamper resistant) 특징, 밀봉 향상제, 저장 구획, 클로저의 제거/놓기를 용이하게 하는 잡는 구조, 엎지르지 않는 특징, 및 그들의 조합.
클로저는 1-단편 또는 다중-단편 구조를 가질 수 있으며 용기에 영구적으로 또는 일시적으로 결합하기 위한 구성일 수 있다. 예를 들어, 도14A에 나타낸 클로저는 다중 단편 구조를 갖는다. 도18에 나타낸 클로저는 1-단편 구조를 갖는다. 용어 "클로저" 및 "캡"은 여기에서 상호교환적으로 사용될 수 있다. 클로저는 병, 상자(특히 예를 들어, 쥬스와 같은 식료품을 담기 위해 사용된 상자), 골판지 상자, 및 기타 포장 또는 제품과 함께 사용될 수 있다고 고려되어 진다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "병 캡"은 광범위한 용어이며 그의 통상의 의미에 따라 사용되 며 제한함이 없이 유리 또는 플라스틱 병(예컨대, 알콜성 음료 또는 쥬스를 담기 위해 구성된 병)과 같은 병에 부착되기에 적당한 캡을 포함하며 나사산을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 병 캡은 당업계에 알려진 바와 같이 전형적으로 병 오프너를 사용하여 제거된다. 용어 "나사산화된 병 캡(threaded bottle cap)"은 광범위한 용어이며 통상의 의미에 따라 사용되며 제한함이 없이, 나사산을 갖는 병에 부착되기에 적당한 캡(예컨대, 스크루 캡)을 포함할 수 있다. 본 개시의 관점에서, 나사산을 갖는 클로저의 구현 예는 병 캡, 또는 상이한 배치의 용기를 위한 다른 유형의 클로저를 형성하기 위해 개조될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 클로저는 용기에 나사식으로 맞물림 할 수 있거나 또는 초음파 용접, 유도 용접, 다단계 성형 공정, 접착제, 열형성, 등과 같은 다양한 방법에 의해 용기에 부착될 수 있다.
도18은 용기의 목부와 같은 제품에 결합 될 수 있는 클로저(302)의 한 구현예를 설명한다. 설명된 구현 예에서, 클로저(302)는 클로저(302)가 용기에 제거할 수 있게 결합되도록 목부의 나사산과 일치하는 배치인 내부 나사산(306)(도19)을 갖는다. 클로저(302)는 병의 주둥이 또는 개구부를 닫기 위해 용기(예컨대, 병)에 단단히 고정시킬 수 있다. 클로저(302)는 주 몸체(310) 및 하나 이상의 커넥터(312)에 의해 몸체(310)에 결합된 밴드(313)(또는 스커트)와 같은 조작 방지(anti-tamper)구조 또는 임의의 개봉 확인 구조를 포함한다. 커넥터(312)는 클로저(302)가 용기로부터 제거될 때, 클로저(302)가 연관된 용기로부터 제거되었음을 나타내는 커넥터(312)가 끊어지고 이와 같이 하여 몸체(310)와 밴드(313)가 분리되도록 하는 크기로 만들고 개조될 수 있다. 설명되지는 않았지만, 다른 형태의 개봉 확인 구조가 사용될 수 있다. 몸체(310)의 표면(316)은 클로저(302)와의 마찰 상호작용을 용이하게 하기 위해 홈, 융기선, 조직 처리(texture treatment), 및/또는 등과 같은 표면 처리를 가질 수 있다.
도19에 대하여, 클로저(302)는 몸체(310)을 포함하며 라이너를 갖거나 갖지 않을 수 있다. 설명된 클로저(302)는 임의의 내부 클로저층(314)을 포함한다. 설명된 클로저 내층(314)은 몸체(310)의 외부 부분(311) 내에 함유된 라이너의 형태이다. 라이너(314)는 식료품 또는 액체와 접촉하도록 개조될 수 있으며 병의 개구를 형성하는 귀때와 밀봉을 형성할 수 있다. 따라서, 라이너(314)는 클로저(304)의 접촉 면적의 상당한 부분, 또는 전체 부분을 형성한다.
라이너(314)는 활성 또는 수동 배리어 라이너와 같은 배리어 라이너일 수 있다. 라이너(314)는 유체 배리어(예컨대, 액체 또는 기체), 풍미 배리어, 및 그들의 조합으로써 작용할 수 있다. 예를 들어, 라이너(314)는 그것을 통해서 산소, 이산화탄소, 등의 통과를 억제 또는 방지하는 기체 배리어 일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 라이너(314)는 기체 스캘핑(예컨대 산소 스캘핑)과 같은 스캘핑 능을 가질 수 있다.
라이너(314)는 클로저(302)에 의해 밀봉된 용기로부터 액체의 누출을 방지하기 위한 병의 귀때에 대하여 가압될 수 있다. 한 구현 예에서, 라이너(314)는 용기로부터 기체의 누출을 방지 또는 억제하는 기체 배리어이다. 또 다른 구현 예에서, 라이너(314)는 용기 내에서 유체의 맛의 변화를 방지하거나 제한하는 풍미(flavor) 배리어이다. 예를 들어, 라이너(314)는 용기 내의 식료품이 원하는 풍미를 유지하도록 확보하는 풍미 배리어로서 작용할 수 있는 중합체(예컨대, 열가소성 물질)로 형성될 수 있다. 따라서, 라이너(314)는 몸체(310)가 용기 내에서 식료품에 풍미 및/또는 향을 부여하지 않도록 도울 수 있다.
자주, 어느 정도 풍미를 부여하는 물질 및/또는 풍미 스캘핑 물질(예컨대, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀)이 그의 물성(예컨대, 내구성, 인성, 내충격성, 및/또는 강도)으로 인해 병의 캡과 같은 클로저 또는 용기를 형성하기 위해 사용된다. 특정 구현 예에서, 폴리프로필렌은 PET와 같은 중합체의 물성보다 바람직한 하나 이상의 물성을 나타낼 수 있다. 유감스럽게도, 특정 상황에서 폴리프로필렌은 병의 내용물에 불쾌한 풍미를 부여하거나 또는 내용물로부터 원하는 풍미 또는 방향 성분을 제거하는 경향을 갖는다. 따라서, PP와 미리 접촉하는 식품을 소비하는 사람은 풍미의 변화를 인지할 수 있다. 유리하게, 라이너(314)는 용기 내의 식료품이 라이너(314)와 식료품이 접촉하였을 때 일반적으로 영향을 받지 않도록 하는 풍미 보존 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 풍미 보존 물질은 식료품 접촉에 대하여 FDA에 의해 승인된 물질이다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 풍미 보존 물질은 PET(예컨대 순수 PET), 페녹시형 열가소성 수지, 및/또는 등을 포함한다. 몸체(310)는 따라서 폴리프로필렌과 같은 풍미 스캘핑 물질로 만들어져 원하는 물성을 제공할 수 있으며 라이너(314)는 용기의 내용물이 원하는 맛을 유지하도록 확보하는 효과적인 풍미 배리어를 위해 PET를 포함한다. 라이너(314)는 용기 내에서 식료품과 접촉하기에 적당한 임의의 물질로 형성될 수 있다고 고려되어 진다. 몇몇 구현 예에서, 라이너(314)는 용기의 내용물의 맛을 실질적으로 변화시키거나 또는 변화시키지 않는 여기에서 기술된 발포 물질로 형성될 수 있다. 추가로, 라이너(314)의 두께는 라이너를 통해 통과하는 기체 또는 기타 유체를 억제하기 위해 증가 될 수 있다. 임의로, 라이너(314)는 단일층 또는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 라이너(314)는 PET의 내층(즉, 용기 내용물과 접촉하는 층) 및 발포 물질의 외층을 포함할 수 있다.
라이너(314)는 식료품을 접촉하기에 적당한 층 및 여기에서 기술된 프리폼과 유사한, 배리어로서 작용하는 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 예를 들어, 라이너(314)는 발포 물질을 포함하는 제1층 및 배리어 물질을 포함하는 제2층을 포함할 수 있다. 따라서, 제2층은 라이너(314)를 통해 유체의 이동을 감소 또는 저해 시킬 수 있으며, 제1층은 클로저(302)를 절연한다.
몇몇 구현 예에서, 도19의 라이너(314)는 미리 형성될 수 있으며 몸체(310)로 삽입된다. 예를 들어, 몸체(310)는 병을 밀봉하기 위해 사용되는 전형적인 스크루 캡과 같은 형상일 수 있다. 라이너(314)는 하기에서 기술되는 시이트의 일부분을 절단함으로써 형성된다. 미리 자른 라이너(314)는 그후 몸체(310)로 삽입될 수 있으며 도19에서 나타낸 바와 같이 위치한다. 대안적으로, 라이너(314)는 몸체(310) 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 라이너(314)는 오버 성형과 같은 성형 공정을 통해 형성될 수 있다.
추가의 장점은 라이너(314)가 몸체(310) 내에서 유지될 수 있거나 또는 용기에 부착될 수 있도록 임의로 제공된다. 용기로부터 몸체가 분리된 후, 라이너(314)가 몸체(310)에 결합 되어 있도록 몸체(310)에 라이너(314)가 부착될 수 있다. 대안적으로, 라이너(314)는 몸체(310) 및 라이너가 분리할 수 있도록 용기에 결합될 수 있다. 예를 들어, 라이너(314)는 유도 용접 공정과 같은 용접 공정에 의해 용기의 개구부로 몸체(310)를 이송시킬 수 있다.
추가의 장점은 사용자가 클로저(302)를 편안하게 잡을 수 있도록 클로저(302)의 적어도 일부가 편안한 쥠 표면을 제공하는 물질로 형성된다는 것이 임의로 제공된다. 몸체(310)는 충분한 경질, (예컨대, PP), 편안한 쥠을 위한 압축성(예컨대, 발포 물질), 및/또는 기타를 위한 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 몸체(310)의 외부 부분(311)은 외부 부분(311)에 의해 점령된 공간을 증가시키는 발포체를 포함할 수 있으며 사용자에게 더 큰 레버리지(leverage)로 클로저(302)의 용이한 개봉 및 닫음을 제공할 수 있다. 예를 들어, 클로저(302)는 용기의 바깥쪽으로 나사산된 표면과 일치시켜 나사산적으로 배치된 안쪽으로 나사산된 표면을 가질 수 있다. 확대된 외부 부분(311)은 사용자가 용기 상에서 및 밖으로 클로저(302)를 용이하게 회전시킬 수 있도록 증가된 레버리지를 제공할 수 있다. 유리하게, 통상의 캡을 형성하는 유사한, 또는 동일한 양의 물질이 확대된 직경의 클로저를 형성하도록 사용될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 적어도 일부의 부분(311) 및 라이너(314) 중의 하나는 낮은 밀도의 발포 물질로 인한 매우 경량의 클로저를 성취하는 발포 물질로 형성될 수 있다. 감소된 중량의 클로저(302)는 클로저(302)의 운송 비용을 바람직하게 감소시킬 수 있다. 추가로, 클로저(302)의 발포 물질은 클로저를 형성하기 위해 사용된 물질의 양을 줄일 수 있는 데, 그 이유는 발포 물질이 상당한 수의 공극을 가 질 수 있기 때문이다.
하기에서 기술된 클로저는 도19에서 나타낸 클로저보다 상이하거나 또는 유사할 수 있다. 도20에 대하여, 클로저(330)는 내부 부분(332) 및 외부 부분(334)을 포함하는 몸체(331)를 갖는다. 도해된 벽(335)은 부분(332, 334)을 포함한다. 내부 부분(332)은 클로저(330)의 안쪽의 적어도 일부를 한정할 수 있으며 임의로 하나 이상의 나사산(336)을 한정할 수 있다. 도21A 내지 21E는 클로저의 비 제한적인 구현 예를 설명한다. 도21A는 외부 부분(342) 및 적어도 일부의 클로저(340)의 안쪽을 형성하는 내부 부분(344)을 갖는 클로저(340)를 설명한다. 즉, 외부 부분(342) 및 내부 부분(344)은 각기 클로저(340)의 안쪽 표면의 부분(예컨대, 나사산)을 한정할 수 있다. 내부 부분(344)은 외부 부분(342)으로 맞추어 들어간다(set into); 그러나, 다른 구현 예에서 내부 부분(344)은 외부(342)로 맞추어 들어가지 않는다. 도21B는 복수의 층(356, 358)을 포함하는 내부 부분(354)을 포함하는 클로저(350)를 도해한다. 도21C는 복수의 층을 포함하는 클로저(360)를 도해한다. 외층(362)은 클로저(360)의 외부 표면(상부 및 벽 포함)을 형성한다. 중간층(364)은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 내층(366)은 나사산화된 접촉 표면(368)을 한정한다.
클로저는 가변 두께의 부분 또는 층을 가질 수 있다. 도21D에서 나타낸 바와 같이, 클로저(370)의 적어도 하나의 부분 또는 층은 두꺼워진 부분을 포함한다. 설명된 클로저(370)는 벽 부분(376)의 두께보다 더 큰 두께를 갖는 상부의 두꺼워진 부분(372)을 갖는 내부 부분(374)을 갖는다.
도21E는 하나 이상의 커넥터(384)에 의해 클로저(380)의 내부 부분(383)에 연결된 밴드(382)를 포함하는 다층 클로저(380)를 설명한다. 도18 내지 21E에 도해된 클로저는 임의의 적당한 구조(들)을 가질 수 있거나 또는 용기에 결합하기 위해 설계될 수 있다. 예를 들어, 도18 내지 21E의 클로저는 클로저(213)(도14A)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 여기에서 기술된 도18-21E의 클로저는 나사산화할 수 있는 맞물림, 용접 또는 융합 공정(예컨대 유도 용접), 접착제에 의해, 마찰 상호작용, 등에 의해 용기에 부착될 수 있다. 도18-21E의 클로저는 밴드로 설명된다. 그러나, 클로저는 밴드를 갖지 않을 수 있거나, 또는 이들은 다른 조작 방지 지시기(anti-tamper indicators) 또는 구조를 가질 수 있다. 도18-21E의 클로저가 스크루 클로저로서 설명되었지만, 다른 형태의 클로저(예컨대, 열고 닫는 뚜껑이 있는 클로저, 젖꼭지(nipple)가 있는 클로저, 등과 같은, 다중 단편 구조의 클로저)가 유사한 구조를 갖는다.
클로저는 저장하도록 배치된 하나 이상의 구획을 가질 수 있다. 구획은 연관된 용기의 내용물에 첨가될 수 있는 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제는 용기의 내용물의 특성에 영향을 줄 수 있으며 고체, 기체, 및/또는 액체 상태일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 첨가제는 하기의 하나 이상에 영향을 줄 수 있다: 방향(예컨대, 첨가제는 향료가 든(scented) 기체/액체를 포함할 수 있다), 풍미, 색상(예컨대, 첨가제는 염료, 안료, 등을 포함할 수 있다), 영양 성분(예컨대, 첨가제는 비타민, 단백질, 탄수화물, 등을 포함할 수 있다), 및 그들의 조합. 첨가제는 후속하는 섭취 및 바람직하게는 내용물 및 소비 경험의 바람직한 상황을 향상시키기 위 해 용기 내에서 클로저로부터 내용물로 배달될 수 있다. 구획은 혼합물이 신선하게 되도록 클로저의 제거 동안 첨가제를 방출할 수 있다. 그러나, 구획은 클로저가 용기로부터 제거되기 전 또는 후에 개방될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 클로저는 클로저가 용기로부터 분리된 후 파단될(예컨대, 펑크낼(punctured)) 수 있는 구획을 갖는다. 구획은 펑크 공정, 인열(tearing), 등에 의해 파단(broken)될 수 있다. 구획은 그의 내용물을 방출하기 위한 구조를 갖는다. 구조는 따는 마개(pull plug), 스냅 캡 또는 구획의 내용물을 방출하기 위한 기타 적당한 구조일 수 있다.
용기는 또한 클로저와는 별개의 밀봉으로 밀폐될 수 있다. 밀봉은 클로저가 부착되기 전 용기에 적용될 수 있다. 밀봉 공정은 용기가 충전된 후 용기의 목 마무리에 밀봉을 부착하도록 수행될 수 있다. 밀봉은 클로저에 부착된 라이너보다 상이하거나 유사할 수 있다. 밀봉은 용기의 내용물의 일체성을 확보하는 기밀 밀봉(바람직하게는 내용물이 흐르지 않는(spill proof))일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 밀봉은 (바람직하게는 알루미늄 포일과 같은 금속을 함유하는)포일을 포함할 수 있으며 유도 용접과 같은 용접 공정에 의해 용기에 적용된다. 그러나, 밀봉은 다른 적당한 부착 공정을 사용하여 용기에 부착될 수 있다, 예를 들어 접착제가 사용될 수 있다.
클로저는 클로저 탑재 구조(closuring mounting structure)를 맞물리기 위한 적당한 내부 표면(예컨대, 나사산, 스냅 캡 건구(snap cap fittings), 등)을 가질 수 있다. 내부 표면은 용기로부터 클로저의 제거를 용이하게 하기 위한 어느 정도의 윤활 표면을 제공할 수 있다. 예를 들어, 클로저는 용기를 형성하는 물질을 맞 물리게 하는 윤활성 또는 낮은 마찰 물질(예컨대 올레핀 중합체)을 가질 수 있다. 클로저가 PET로 형성되었다면, 예컨대, 클로저는 PET 용기로 점착 또는 고정할 수 있다. 따라서, 클로저(스냅캡, 트위스트캡, 등 포함)는 상대적으로 높은 제거 토크(removal torque)가 필요할 수 있다. 유리하게는 윤활성 또는 낮은 마찰 물질을 갖는 클로저는 클로저의 제거를 용이하게 하기 위해 제거 토크을 감소시킬 수 있다. 윤활 또는 낮은 마찰 물질은 바람직하게는 클로저가 연관된 용기에 결합 되어 남아 있을 수 있도록 충분한 마찰력을 제공하며, 동시에 편리한 클로저 제거를 허용한다. 따라서, 윤활 또는 낮은 마찰 물질은 원하는 제거 토크을 얻기 위해 선택될 수 있다.
도20을 참고로 하여, 클로저(330)은 윤활 또는 낮은 마찰 물질(예컨대, 올레핀 또는 낮은 마찰 계수를 갖는 기타 물질)을 포함하는 내부 부분(332) 및 올레핀 중합체, 발포 물질, PET, 및 여기에서 기술된 기타 물질과 같은 중합체를 포함하는 외부 부분(334)을 포함할 수 있다. 여기에서 기술된 클로저는 용기와 계면할 수 있고 원하는 제거 토크을 성취하는 윤활 또는 낮은 마찰 물질을 포함할 수 있다. 클로저를 형성하는 윤활 또는 낮은 마찰 물질은 원하는 마찰 상호작용을 생성하기 위해 용기를 형성하는 물질을 근거로 선택될 수 있다. 여기에서 기술된 몰드은 에지 게이트(edge gate)로 변경하여 용기를 맞물리기 위한 클로저의 최 내층을 형성할 수 있는 것으로 고려된다.
3. 단일층 및 다층 프로파일 및 시이트의 상세한 설명
도22A 및 22B 는 시이트의 횡단면도이다. 시이트는 어느 정도 균일한 두께 또는 가변 두께를 가질 수 있다. 도22A의 시이트는 단일층 시이트(389)이다. 도22B의 시이트는 두 개의 층을 포함하는 다층 시이트(390)이다. 시이트는 예를 들어 시이트의 용도를 근거로 원하는 두께의 임의의 수의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 시이트(389, 390)는 라벨과 같은 포장을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 시이트(389, 390)의 적어도 일부분은 발포 물질을 포함한다. 예를 들어, 시이트(389, 390)는 발포 물질을 포함할 수 있어 라벨이 부착된 포장에 절연성을 제공한다. 임의로, 시이트(390)는 하나 이상의 결속층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시이트(390)는 층(392, 394) 사이의 결속층을 포함할 수 있다.
시이트는 다양한 적용에 사용될 수 있으며 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 시이트는 원하는 형상으로 절단, 성형(예컨대, 열성형 또는 주조에 의해), 및/또는 등이 될 수 있다. 당업자는 원하는 적용을 근거로 하여 시이트의 원하는 형상, 크기, 및/또는 배치를 선택할 수 있다.
도23은 다층 프로파일(402)을 설명한다. 프로파일(402)은 실질적으로 관형 형상을 갖는 도관의 형태이다. 프로파일(402)의 형상은 일반적으로 원형, 타원형, 다각형(둥근 다각형), 그들의 조합, 등일 수 있다. 설명된 프로파일(402)은 일반적으로 원형 횡단면 프로파일을 갖는다.
몇몇 구현 예에서, 프로파일(402)은 유체, 바람직하게는 음료 액을 배달하기 위해 개조된 도관일 수 있다. 프로파일(402)은 내층(404) 및 외층(406)을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 하나 이상의 층(404, 406)은 복수의 층(예컨대, 층상 물질)을 포함할 수 있다.
프로파일(402)은 식료품 및 원하는 물성(예컨대, 구조적 성질 및 열 성질)을 갖는 하나 이상의 부가 물질을 접촉하기 위한 적당한 물질을 포함하는 도관일 수 있다. 유리하게, 유체와 직접 접촉하는 내층(404)은 바람직하게는 그것이 접촉하는 식료품의 풍미를 실절적으로 변화시키지 않는다. 예를 들어, 자주 음료 분배 시스템의 유체 이송 라인은 풍미 스캘핑 폴리올레핀을 갖는다. 유리하게, 내층(404)은 바람직하게는 프로파일(402)의 루멘(408)을 통해 통과하는 유체의 풍미를 실질적으로 변화시키지 않는다. 몇몇 구현 예에서, 외층(406)은 프로파일(402)의 개선된 물리적 특성을 제공할 수 있다. 다른 구현 예에서, 외층(406)은 프로파일(402)의 증진된 절연성 및/또는 구조적 성질을 제공한다. 예를 들어, 한 구현 예에서 외층(406)은 증진된 내충격성을 제공할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 외층(406)은 프로파일(402)의 벽을 통해 열전달을 감소시킬 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 외층(406)은 고압 유체가 프로파일(402)을 통해 통과할 수 있도록 높은 인장 강도를 가질 수 있다. 따라서, 내층은 실질적으로 불활성 식품과 접촉하는 표면으로써 작용하며, 한편 외층(들)은 절연체 및/또는 외부 영향을 견디는 것으로 써 작용한다.
물론, 프로파일(402)은 다양한 다른 적용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로파일(402)은 병원(예컨대, 의약 유체를 위한 배달 라인, 제조 공정, 장치, 유체 시스템(예컨대, 섭취할 수 있는 유체 분배 시스템) 및/또는 등에 사용될 수 있다
4. 포장의 상세한 설명
여기에서 기술된 하나 이상의 제품은 단독으로 또는 포장과 같은 다양한 적 용에서 조합하여 사용될 수 있다. 도24는 여기에서 기술된 프리폼으로부터 만들어 질 수 있는 용기(420)를 포함하는 포장 시스템(416)을 도해한다. 클로저(422)는 용기를 폐쇄하기 위해 용기(420)의 목 마무리(432)에 부착될 수 있다.
도24는 또한 병 형태의 용기(420)에 부착된 라벨(440)을 도해한다. 라벨(440)은 병(420)과 맞물릴 수 있으며 단일층 또는 다층일 수 있다. 라벨(440)은 임의로 발포 물질을 포함할 수 있다.
라벨 (440)은 용기(420)의 외부 표면(442)에 바람직하게 결합 된다. 라벨(440)은 외부 표면(442)에 제거할 수 있도록 부착될 수 있다. 라벨(440)은 용기(420)의 형성 동안 및/또는 후에 부착될 수 있다. 도해된 구현 예에서, 라벨(440)은 일반적으로 병(420)의 적어도 일부를 에워싸는 관형 슬리브이다. 라벨(440)은 병에 부착되어 정보를 나타내기에 적당한 형상 또는 구성을 가질 수 있다. 도해되진 않았지만, 라벨(440)은 유리병, 금속 캔, 등에 부착될 수 있다. 또한, 라벨(440)은 다른 구조 또는 포장에 부착될 수 있다. 예를 들어, 라벨(440)은 상자, 골판지 상자, 병(플라스틱병, 유리병, 등), 캔, 및 기타 여기에서 기술된 기타 품목에 부착될 수 있다. 추가로, 라벨(440)은 그 위에 인쇄될 수 있다. 임의로, 라벨(440)의 외부 표면(446)은 적당한 인쇄 표면을 얻기 위해 처리될 수 있다.
접착제는 제품에 라벨(440)을 부착하기 위해 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 라벨이 제품에 부착된 후, 라벨(440)의 발포 물질은 열 배리어, 유체 배리어, 보호층, 및/또는 원하는 구조적 성질을 얻기 위해 팽창될 수 있다. 발포 물질은 바람직하게는 라벨(440)을 가열하여 팽창된다. 라벨(440)의 물질은 라벨(440)이 용기(420)에 놓여지기 전 및/또는 후에 발포될 수 있다. 물론, 라벨(440)의 발포 물질은 접착제를 사용함이 없이 직접 제품에 부착될 수 있다.
도25는 형성할 수 있는 물질을 포함하는 용기의 또 다른 구현 예를 설명한다. 용기(450)은 상술한 용기보다 상이하거나 유사할 수 있다. 설명된 구현 예에서, 용기(450)는 클로저(452), 몸체(454), 및 몸체(454)에 부착된 손잡이(456)을 포함한다. 몸체(454)는 실질적으로 경질 또는 가요성이다. 손잡이(456)은 바람직하게는 사용자에 의해 편안하게 쥘 수 있도록 배치되고 크기를 갖는다. 몸체(454)의 벽은 단일층 또는 다층 벽 일 수 있다. 용기(450)는 소화성 액체를 담기 위해 사용된 전형적인 용기와 유사한 형상을 포함하는 임의의 형상을 가질 수 있다. 용기(450)는 예를 들어, 압출 블로우 성형공정에 의해 형성될 수 있다.
도26A에 대하여, 용기(460)는 바람직하게는 발포 물질을 포함하는 포장(예컨대, 식품 포장)이다. 한 구현 예에서, 시이트(예컨대, 시이트(389) 또는 (390))는 예를 들어 열 성형 공정에 의해 용기(460)의 적어도 일부분을 형성하기 위해 사용된다. 용기(460)는 가요성 주머니, 식품 용기, 또는 기타 다른 적당한 구조의 형상일 수 있다.
예를 들어, 한 배열에서, 시이트는 햄버거와 같은 식품을 담도록 개조된 햄버거용 용기 포장으로 형성된다. 또 다른 배열에서, 시이트는 박스(예컨대, 피자 박스)를 형성하도록 배치된다. 또 다른 구현 예에서, 용기(460)의 물질 및 치수는 원하는 구조적 성질, 열 성질, 및/또는 기타 특징을 근거로 결정될 수 있다. 예를 들어, 용기(460)는 용기(460)의 단열에 효과적인 발포 물질을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 용기(460)가 일반적으로 경질이 되도록 용기(460)는 두꺼운 벽을 가질 수 있다.
도26B는 형성할 수 있는 물질을 포함하는 또 다른 제품을 설명한다. 한 구현 예에서, 제품(462)은 식료품을 받도록 배치된 트레이의 형태이다. 트레이(462)는 열 성형을 통해 시이트로부터 형성될 수 있다. 임의로, 트레이(462)는 용기 또는 상자 내에서 맞도록 개조된다.
트레이(462)는 열 공정을 위해 구성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 트레이(462)는 가열 및 재가열을 위해 사용될 수 있다. 트레이(462)는 식료품이 예를 들어 가열 램프, 전자렌지, 오븐, 토스터, 열수(heated water) 등에 의해 가열될 수 있도록 식료품을 담을 수 있다. 트레이(462)의 미세구조는 열 공정의 형태 및 방법을 근거로 채택될 수 있다. 예를 들어, 트레이(462)는 열 안정성을 향상시키기 위한 결정성 물질(예컨대, 결정성 PET)을 포함할 수 있다. 열성형 공정 동안 트레이의 하나 이상의 층은 적어도 한 층의 결정화를 야기하기 위한 소정 온도 위에서 가열될 수 있다. 따라서, 적어도 일부분의 트레이(462)는 제조 공정 동안 결정화될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 트레이(462)는 단일 또는 다층 시이트를 포함할 수 있다. 트레이(462)는 열가소성 물질의 제1층 및 제2층(예컨대, 발포체)을 가질 수 있다. 제1층은 (예컨대, 무정형, 부분 결정화, 또는 완전 결정화된)PET를 포함할 수 있다. 트레이(462)는 전자렌지에서 사용하기 위해 식품을 담는데에 사용될 수 있다. 물론, 다른 제품, 예컨대, 피자 박스와 같은 용기는 유사한 구성을 가질 수 있다.
제품은 또한 캔의 형태일 수 있다. 캔은 여기에서 개시된 바와 같은 중합체 물질을 포함할 수 있다. 캔은 금속층 및 하나 이상의 다른 물질층을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 금속 캔(예컨대, 알루미늄 캔)은 열가소성 물질과 같은 발포 물질로 코팅될 수 있다. 캔의 바깥쪽 및/또는 안쪽의 적어도 일부는 발포 물질로 코팅될 수 있다.
B. 결정성 목 마무리
몇몇 구현 예에서 플라스틱병 및 용기는 바람직하게는 적어도 부분적으로 결정성 상태인 목, 목 마무리 및/또는 목 실리더 내의 하나 이상의 물질을 포함한다. 이러한 병 및 프리폼은 또한 하나 이상의 물질의 층을 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 병은 플라스틱 프리폼의 블로우 성형을 포함하는 공정에 의해 만들어진다. 몇몇 상황에서, 플라스틱 프리폼 내의 물질은 무정형 또는 반 결정성 상태인 것이 바람직한 데 그 이유는 이러한 상태의 물질은 용이하게 블로우 성형될 수 있지만 완전한 결정성 물질은 일반적으로 그렇게 할 수 없기 때문이다. 그러나, 무정형 또는 반 결정성 물질 전체로 만들어진 병은 표준 고온 충전 공정 동안 충분한 치수 안정성을 갖지 않을 수 있다. 이러한 상황에서, 결정성 물질을 포함하는 병은 고온 충전 공정 동안 그의 형상을 보유하기 때문에 선호될 것이다.
몇몇 구현 예에서, 플라스틱병은 결정성 병 및 무정형 또는 반 결정성 병 양자의 유리한 점을 갖는다. 프리폼의 몸체를 무정형 또는 반 결정성(때때로 여기에서 "비결정성(non-crystalline)"으로써 언급됨)으로 유지하면서 프리폼의 가장 윗부분의 적어도 일부를 결정성으로 제조함으로 써, 고온 충전 공정 동안 중요한 목 영역에서 필요한 치수를 여전히 유지하는 블로우 성형을 용이하게 할 것인 프리폼을 만들 수 있다. 몇몇 구현 예는 결정성 및 무정형 또는 반 결정성 영역 양자를 갖는다. 이것은 널리 보급된 통상의 적용에 사용 되도록 충분한 강도를 갖는 프리폼을 초래한다.
여기에서 기술된 하나 이상의 구현 예는 일반적으로 결정성 목을 갖는 프리폼을 생성하며, 이것은 그후 전형적으로 음료 용기로 블로우 성형된다. 프리폼은 단일층 즉, 단일층의 기본 물질로 이루어질 수 있거나, 또는 이들은 다층일 수 있다. 이러한 층에서 물질은 단일 물질이거나 또는 하나 이상의 물질의 블렌드일 수 있다. 한 구현 예에서, 제품은 목부 및 몸체 부를 포함하는 것으로 제공된다. 목부 및 몸체부는 물질의 일체식 제1층이다. 몸체부는 주로 무정형 또는 반 결정성이며, 목부는 주로 결정성이다.
도1을 보면, 바람직한 프리폼(30)이 묘사된다. 프리폼(30)은 당업계에 알려진 바와 같은 사출 성형에 의해 또는 여기에서 개시된 방법에 의해 만들어질 수 있다. 프리폼(30)은 목부(32) 및 몸체부(34)를 가지며, 일체식으로 형성된다(즉, 단일, 또는 일원, 구조). 유리하게, 몇몇 구현 예에서, 프리폼의 일체식 배열은 병으로 블로우 성형될 때, 함께 결합되는 개별 목부 및 몸체부를 구성하는 프리폼과 비교시 더 큰 치수 안정성 및 개선된 물성을 제공한다.
성형 단계 동안 프리폼의 목부에 결정화된 상태를 달성함으로 써, 추가의 가열 단계가 사용될 때와는 달리 최종 치수는 실질적으로 초기 치수와 동일하다. 그러므로, 치수 변화는 최소화되고 치수 안정성이 성취된다. 이것은 목 마무리에서 나사산과 같은 클로저에 대하여 더 일관성이 있는 수행 능을 초래하며 성형 방법의 스크랩 속도를 감소시킨다.
비결정성 프로폼이 블로우 성형에 대하여 바람직한 반면, 더 큰 결정성 특성을 갖는 병은 고온 충전 공전 동안 그의 치수 안정성에 대하여 바람직하다. 따라서, 몇몇 구현 예에 따라 구성된 프리폼은 일반적으로 비 결정성 몸체 및 일반적으로 결정성 목부를 갖는다. 동일 프리폼에서 일반적으로 결정성 및 일반적으로 비 결정성 부분을 생성하기 위해, 일반적으로 비결정성 부분이 형성되는 것과 비교하여 결정성 부분이 형성될 영역의 몰드 내에서 상이한 수준의 가열 및/또는 냉각을 달성할 필요가 있다. 상이한 수준의 가열 및/또는 냉각은 상이한 온도를 갖는 영역의 열 단리에 의해 유지될 수 있다. 나사산 균열, 코어 및/또는 캐비티 계면 간의 이러한 열 단리는 이들 부분의 결합 면에 삽입 또는 분리 성분으로써 낮은 및 높은 열전도 물질의 조합을 이용하여 완수될 수 있다.
몇몇 바람직한 공정은 프리폼 생산에서 현재 사용되는 표준 방법에 의해 유사한 크기의 코팅되지 않은 프리폼에 대하여 바람직한 순환 시간 내에서 프리폼의 제조를 완수한다. 또한, 바람직한 공정은 동일 프리폼 상의 특정 위치에서 결정성 및 무정형 영역의 동시 생성을 위해 허용하는 공구 설계(tooling design) 및 공정 기술에 의해 가능하게 한다.
한 구현 예에서, 제1 몰드 온도 제어 시스템(예컨대, 냉각/가열 채널), 제2 온도 제어 시스템을 갖는 몸체부, 및 제3 온도 제어 시스템을 갖는 코어를 갖는 목부를 포함하는 프리폼의 제조를 위한 몰드이 제공되며, 여기에서 제1 온도 제어 시스템은 제2 및 제3 온도 제어 시스템에 독립적이며, 목부는 몸체부 및 코어로부터 열적으로 단리된다.
일반적으로 무정형 또는 반 결정성 물질이 바람직한 프리폼 표면을 형성하는 영역 내에서 몰드의 냉각은 몰드 캐비티 및 코어를 통해 차가운 유체 순환에 의해 성취될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 프리폼의 결정성 부분이 형성될 몰드의 부분에 대하여 독립적인 유체 회로(fluid circuit) 또는 전기 가열 시스템이 있다는 것을 제외하고 통상의 사출 성형 적용과 유사하게 설비된 몰드이 사용된다. 몸체 몰드, 목 마무리 몰드 및 코어 단면의 열 단리는 낮은 열전도성을 갖는 삽입물의 사용에 의해 성취될 수 있다. 몰드의 목, 목 마무리, 및/또는 목 실린더 부분은 냉각 동안 물질의 결정성을 증진하는 느린 냉각을 성취하기 위해 고온에서 유지되는 것이 바람직하다.
상기 구현예 뿐만 아니라 결정성 및 무정형 또는 반 결정성 영역을 갖는 프리폼에 관한 한층 더한 기술 및 구현 예는 미국 특허 번호 제6,217,818호, Collette 등; 제 6,428,737호, Collette 등; 미국 특허 공보 번호 제2003/0031814A1호, Hutchinson 등; 및 PCT 공보 번호 WO 제 98/46410호, Koch 등에 기술되어 있다.
C. 몇몇 바람직한 물질의 상세한 기술
1. 바람직한 물질의 일반적인 기술
더욱이, 여기에서 기술된 제품은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리프로필렌(PP)과 같은 특정 물질에 관하여 구체적으로 기술될 수 있지만, 바람직한 방법은 폴리에스테르 및 폴리올레핀 유형의 것을 포함하는 많은 다른 열가소성 수지에 적용될 수 있다. 다른 적당한 물질은 제한하는 것은 아니지만 발포 물질, 다양한 중합체 및 열경화성 수지, 열가소성 물질 예컨대, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 나일론(예컨대, 나일론 6, 나일론 66, MXD6)을 포함하는 폴리아미드, 폴리스티렌, 에폭시, 아크릴 수지, 공중합체, 블렌드, 그라프트 중합체, 및/또는 개질 중합체(측쇄기로써 또 다른 기를 갖는 단량체 또는 그의 일부, 예컨대, 올레핀 개질 폴리에스테르)를 포함한다. 이들 물질은 단독으로 또는 서로 결합하여 사용될 수 있다. 더 구체적인 물질의 예는 제한 되는 것은 아니지만, 에틸렌 비닐 알콜 공중합체("EVOH"), 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA"), 에틸렌 아크릴산("EAA"), 선형 저밀도 폴리에틸렌("LLDPE"), 폴리에틸렌 2,6- 및 1,5-나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), 폴리(시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리스티렌, 시클로올레핀, 공중합체, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리딘 클로라이드, 스티렌 아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리아세탈, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 이오노머, 폴리술폰, 폴리테트라-플루오로에틸렌, 폴리테트라메틸렌, 1,2-디옥시벤조에이트 및 에틸렌 테레프탈레이트 및 에틸렌 이소프탈레이트의 공중합체를 포함한다.
여기에서 사용된 바의, 용어 "폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜"(PETG)는 추가의 공단량체, 시클로헥산 디-메탄올(CHDM)의 PET 공중합체가 PET 혼합물에 유의량(예컨대, 약 40중량% 이상) 첨가된 PET의 공중합체를 지칭한다. 한 구현 예에 서, 바람직한 PETG 물질은 필수적으로 무정형이다. 적당한 PETG 물질은 다양한 원으로부터 구입될 수 있다. 한 적당한 원은 이스트만 케미칼 컴퍼니 부서의 보리디안(Voridian)이다. 다른 PET 공중합체는 수득한 물질이 결정화할 수 있거나 또는 반 결정성으로 남아 있도록 낮은 수준으로 CHDM을 포함한다. 낮은 수준의 CHDM을 함유하는 PET 공중합체의 한 예는 보리디안 9921 수지이다.
몇몇 구현 예에서, 그라프트 또는 개질된 중합체가 사용될 수 있다. 한 구현 예에서 폴리프로필렌 또는 기타 중합체는 제한되는 것은 아니지만, 접착성을 향상시키기 위한 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사한 화합물을 포함하는 극성기로 그라프트 또는 개질될 수 있다. 다른 구현 예에서 폴리프로필렌은 또한 투명화된 폴리프로필렌을 의미한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "투명화된 폴리프로필렌(clarified polypropylene)"은 광범위한 용어이며 그의 통상적인 의미에 따라 사용될 수 있으며 제한함이 없이 핵형성 제해제 및/또는 투명화용 첨가제를 포함하는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 투명화된 폴리프로필렌은 폴리프로필렌의 단독중합체 또는 블록 공중합체와 비교하여 일반적으로 투명한 물질이다. 핵형성 저해제의 포함은 결정화도를 방지 및/또는 감소하도록 도우며, 이것은 폴리프로필렌 내에서, 폴리프로필렌의 흐림도(haziness)에 기여한다. 투명화된 폴리프로필렌은 다우 케미칼 사와 같은 다양한 원(source)으로부터 구입할 수 있다. 대안적으로, 핵형성 저해제가 폴리프로필렌에 첨가될 수 있다. 한 적당한 핵형성 저해제 첨가제의 원은 슐만(Schulman)이다.
임의로, 물질은 미세층(microlayer), 미소구, 및 그들의 조합과 같은 미세 구조를 포함할 수 있다. 특정의 구현 예에서, 바람직한 물질은 순수, 소비 전, 소비 후, 재연마, 재생, 및/또는 그들의 조합일 수 있다.
여기에서 사용된 바의 "PET"는 한정하는 것은 아니지만 다른 물질과 배합된 PET 뿐만 아니라 개질된 PET를 포함한다. 개질된 PET의 일례는 "고(high) IPA PET" 또는 IPA 개질된 PET이며, 이것은 IPA 함량이 약 2-10중량% IPA를 포함하는, 또한 약 5-10중량% IPA를 포함하는 바람직하게는 약 2중량% 초과인 PET를 의미한다. PET는 순수, 소비 전 또는 소비 후, 재생, 또는 재연마 PET, PET 공중합체 및 그들의 조합일 수 있다.
바람직한 방법 및 공정의 구현 예에서, 하나 이상의 층은 배리어 층, UV 보호 층, 산소 스캐빈지 층, 산소 배리어 층, 이산화탄소 스캐빈지 층, 이산화탄소 배리어 층, 및 특정의 적용을 위해 필요시 되는 기타 층을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "배리어 물질", "배리어 수지" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 바람직한 방법 및 공정에 사용될 때, 하나 이상의 층보다 산소 및 이산화탄소에 대하여 더 낮은 투과성을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "UV 보호" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 제품의 하나 이상의 층보다 더 높은 UV 흡수율을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "산소 스캐빈지(oxygen scavenging)" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 제품의 하나 이상의 층보다 더 높은 산소 흡수율을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "산소 배리어" 등은 광범위한 용어이고, 이 들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 자연에서 수동 또는 활성이며 제품의 안으로 및/또는 밖으로의 산소의 전도가 느린 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "이산화탄소 스캐빈지" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 제품의 하나 이상의 층보다 더 높은 이산화탄소 흡수율을 갖는 물질을 지칭한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "이산화탄소 배리어" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 자연에서 수동 또는 활성이며 제품의 안으로 및/또는 밖으로의 이산화탄소의 전도가 느린 물질을 지칭한다. 이론에 국한됨이 없이, 출원인은 탄산 제품, 예를 들어 제품 내에 함유된 소프트 드링크 음료가 과탄산화된 적용에서, 제품의 하나 이상의 층 내에 이산화 탄소 스캐빈저의 포함은 이산화탄소 스캐빈저를 함유하는 층을 포화하는 과량의 탄산화를 허용하는 것으로 믿는다. 그러므로, 제품으로부터 대기로 이산화탄소가 누출함에 따라, 그것은 그 안에 함유된 제품보다 제품 층을 먼저 떠난다. 여기에서 사용된 바의 용어 "가교결합(crosslink)", "가교결합된(crosslinked)" 등은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 매우 작은 정도의 가교 결합으로부터 열경화성 에폭시와 같은 완전히 가교결합된 물질을 포함하는 것까지 정도가 변화하는 물질 및 코팅을 지칭한다. 가교결합 도는 조절될 수 있어, 특정의 상황을 위한 화학적 또는 기계적 남용 저항성의 적당한 정도를 제공한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "결속 물질"은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미로 사용되며, 제한함이 없이, 물리적 및/또는 화학적으로 두 물질을 함께 결합하는데 도움을 주는 물질을 포함하는 기체, 액체, 또는 현탁액을 지칭하며, 제 한함이 없이 접착제, 표면 개질제, 반응성 물질, 등을 포함한다.
2. 바람직한 물질
바람직한 구현 예의 물질은 열가소성 물질을 포함한다. 더 바람직한 구 현 예는 "페녹시형 열가소성 수지"를 포함한다. 여기에서 사용된 용어처럼, 페녹시형 열가소성수지는 WO 제99/20462호에서 논의된 것들을 포함하는 광범위하고 다양한 물질을 포함한다. 한 구현 예에서 물질은 열가소성 에폭시 수지(TPEs), 페녹시형 열가소성수지의 서브셋을 포한한다. 게다가 페녹시형 열가소성수지의 서브셋, 및 열가소성 물질은 바람직한 히드록시-페녹시에테르 중합체이며, 그중 폴리히드록시아미노에테르 공중합체(PHAE)는 더 바람직한 물질이다. 예를 들어 미국 특허 제6,455,116호; 제6,180,715호; 제6,011,111호; 제5,834,078호; 제5,814,373호; 제5,464,924호; 및 제5,275,853호 참조; 또한 PCT 출원 WO 제99/48962호; WO 제99/12995호; WO 제98/29491호; 및 WO 제98/14498호.참조. 몇몇 구현 예에서 PHAEs는 TPEs이다.
바람직하게는, 바람직한 구현에서 사용된 페녹시 형 열가소성 수지는 하기의 유형 중 하나를 포함한다:
(1) 식 Ia, Ib 또는 Ic 중의 어느 하나로 표시되는 반복 단위를 갖는 히드록시 작용기의 폴리(아미드에테르):
Figure 112006084012050-pct00003
(2) 식 IIa, IIb 또는 IIc 중의 어느 하나에 의해 독립적으로 표시되는 반복 단위를 갖는 폴리(히드록시아미드에테르):
Figure 112006084012050-pct00004
(3) 식III으로 표시되는 반복 단위를 갖는 아미드- 및 히드록시메틸- 작용기를 갖는 폴리에테르:
Figure 112006084012050-pct00005
(4) 식IV로 표시되는 반복 단위를 갖는 히드록시 작용기의 폴리에테르:
Figure 112006084012050-pct00006
(5) 식Va 또는 Vb로 표시되는 반복 단위를 갖는 히드록시 작용기의 폴리(에테르술폰아미드):
Figure 112006084012050-pct00007
(6) 식VI으로 표시되는 반복 단위를 갖는 폴리(히드록시에스테르에테르):
Figure 112006084012050-pct00008
(7) 식VII로 표시되는 반복 단위를 갖는 히드록시-페녹시에테르 중합체:
Figure 112006084012050-pct00009
(8) 식VIII로 표시되는 반복 단위를 갖는 폴리(히드록시아미노에테르):
Figure 112006084012050-pct00010
식중, 각각의 Ar은 개별적으로 2가의 방향족 부분(moiety), 치환된 2가의 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분, 또는 상이한 2가의 방향족 부분, 치환된 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분의 조합이고; R은 독립적으로 수소 또는 1가의 히드로카르빌 부분이고; 각각의 Ar1은 2가의 방향족 부분 또는 아미드 또는 히드록시메틸기를 가진 2가의 방향족 부분의 조합이고; 각각의 Ar2는 Ar과 동일하거나 상이하고, 독립적으로 2가의 방향족 부분, 치환된 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분, 또는 상이한 2가의 방향족 부분, 치환된 방향족 부분 또는 헤테로 방향족 부분의 조합이고; R1은 독립적으로 주로 히드로카르빌렌 부분, 예컨대, 2가의 방향족 부분, 치환된 2가의 방향족 부분, 2가의 헤테로방향족 부분, 2가의 알킬렌 부분, 2가의 치환된 알킬렌 부분 또는 2가의 헤테로알킬렌 부분, 또는 이러한 부분의 조합이 고; R2는 독립적으로 1가의 히드로카르빌 부분이고; A는 아민 부분 또는 상이한 아민 부분의 조합이고; X는 아민, 아릴렌디옥시, 아릴렌디술폰아미도 또는 아릴렌디카르복시 부분, 또는 이러한 부분의 조합이고; Ar3는 식 중의 어느 하나로 나타낸 "카르도" 부분이다:
Figure 112006084012050-pct00011
Figure 112006084012050-pct00012
식중, Y는 없거나, 공유 결합, 또는 결합기이고, 적합한 결합기는 예를 들면, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐 원자, 술포닐기, 또는 메틸렌기 또는 유사한 결 합을 포함하고; n은 약 10 내지 약 1000의 정수이고; x는 0.01 내지 1.0이고; y는 0 내지 0.5이다.
용어 "주로 히드로카르빌렌"은 주로 탄화수소인 2가의 라디칼을 의미하지만, 산소, 황, 이미노, 술포닐, 술폭실, 등과 같은 소량의 헤테로 원자 부분을 임의로 함유한다.
화학식I로 표시되는 히드록시 작용기의 폴리(아미드에테르)는 바람직하게는 미국 특허 제5,089,588호 및 제5,143,998호에서 기술된 바와 같은 N,N'-비스(히드록시페닐아미도)알칸 또는 아렌을 디글리시딜에테르와 접촉시킴으로써 제조된다.
화학식II로 표시되는 폴리(히드록시아미드에테르)는 미국 특허 제5,134,218호에 기술된 바와 같이 에피할로히드린을 비스(히드록시페닐아미도)알칸 또는 아렌, 또는 2 이상의 이들 화합물의 조합, 예컨대 N,N'-비스(3-히드록시페닐)아디프아미드 또는 N,N'-비스 (3-히드록시페닐)글루타르아미드와 접촉시킴으로써 제조된다.
화학식III으로 표시되는 아미드- 및 히드록시메틸- 작용기를 갖는 폴리에테르는 예를 들면, 비스페놀A의 디글리시딜에테르와 같은 디글리시딜에테르를 펜던트 아미도, N-치환 아미도 및/또는 히드록시알킬 부분을 갖는 2가 페놀, 예컨대 2,2-비스 (4-히드록시페닐)아세트아미드 및 3,5-디히드록시벤즈아미드와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 이들 폴리에테르 및 이들의 제조는 미국 특허 제5,115,075호 및 제5,218,075호에서 설명된다.
화학식IV로 표시되는 히드록시 작용기의 폴리에테르는 예를 들면, 미국 특허 제5,164,472호에 기술된 공정을 사용하여 디글리시딜에테르 또는 디글리시딜에테르의 조합을 2가 페놀 또는 2가 페놀의 조합과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 대안적으로, 히드록시 작용기의 폴리에테르는 문헌 『the Journal of Applied Polymer Science, Vol. 7, p. 2135(1963)』에서 리인킹(Reinking), 바르나베오(Barnabeo) 및 헤일(Hale)에 의해 기술된 공정에 의해 2가 페놀 또는 2가 페놀의 조합을 에피할로히드린과 반응시킴으로써 얻어질 수 있다.
화학식V로 표시되는 히드록시 작용기의 폴리(에테르술폰아미드)는 미국 특허 제 5,149,768호에 기술된 바와 같이 예를 들면, N,N'-디알킬 또는 N,N'-디아릴디술폰아미드와 디글리시딜에테르의 중합으로 제조된다.
화학식VI으로 표시되는 폴리(히드록시에스테르에테르)는 디글리시딜테레프탈레이트, 또는 2가 페놀의 디글리시딜에테르와 같은 지방족 또는 방향족 이산의 디글리시딜에테르와 아디프산 또는 이소프탈산과 같은 지방족 또는 방향족 이산을 반응시킴으로써 제조된다. 이들 폴리에스테르는 미국 특허 제5,171,820호에 기술되어 있다.
화학식VII로 표시되는 히드록시-페녹시에테르 중합체는 예를 들면, 2친핵성 단량체의 친핵성 부분을 에폭시 부분과 반응시켜 팬던트 히드록시 부분 및 에테르, 이미노, 아미노, 술폰아미도 또는 에스테르 결합을 함유하는 중합체 주쇄를 형성하기에 충분한 조건하에서, 하나 이상의 2친핵성 단량체를, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌, 페놀프탈레인 또는 페놀프탈이미딘과 같은 카르도 비스페놀 또는 치환된 비스(히드록시페닐)플루오렌, 치환된 페놀프탈레인 또는 치환된 페놀프탈이 미딘과 같은 치환된 카르도 비스페놀의 하나 이상의 디글리시딜 에테르와 접촉시킴으로써 제조된다. 이들 히드록시-페녹시에테르 중합체는 미국 특허 제5,184,373호에 기술되어 있다.
화학식VIII로 표시되는 폴리(히드록시아미노 에테르)("PHAE" 또는 폴리에테르아민)는 아민 부분을 에폭시 부분과 반응시켜 아민 결합, 에테르 결합 및 펜던트 히드록시 부분을 갖는 중합체 주쇄를 형성하기에 충분한 조건하에서 2가 페놀의 하나 이상의 디글리시딜 에테르를 2개의 아민 수소를 갖는 아민과 접촉시킴으로써 제조된다. 이들 화합물은 미국 특허 제5,275,853호에 설명된다. 예를 들면, 폴리히드록시아미노에테르 공중합체는 레소르시놀디글리시딜에테르, 히드로퀴논디글리시딜에테르, 비스페놀A 디글리시딜에테르, 또는 이의 혼합물로부터 제조될 수 있다.
히드록시-페녹시에테르 중합체는 2가 다핵 페놀, 예컨대 비스페놀A 와 에피할로히드린의 축합 반응 생성물이며 Ar이 이소프로필리덴디페닐렌 부분인 화학식 IV로 표시되는 반복 단위를 갖는다. 이들의 제조 방법은 미국 특허 제3,305,528호에 기술되어 있고, 온전히 그대로 여기에 참고로 혼입되었다. 한 바람직한 비 제한적인 히드록시-페녹시에테르 중합체, PAPHEN 25068-38-6은 페녹시 어소시에이트, 사(Phenoxy Associates, Inc)로 부터 상업적으로 입수가능하다. 기타 바람직한 페녹시 수지는 InChem
Figure 112006084012050-pct00013
(Rock Hill, South Carolina)로부터 입수 가능하며, 이들 물질은 제한하는 것은 아니지만 INCHEMREZtm PKHH 및 PKHW 제품 계열을 포함한다.
일반적으로, 바람직한 페녹시형 물질은 안정한 수성계 용액 또는 분산액을 형성한다. 바람직하게는, 용액/분산액의 성질은 물과의 접촉에 의해 악영향을 받지 않는다. 바람직한 물질은 약 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% 및 45%을 포함하며, 이러한 백분율을 포괄하는 범위이고 약 10% 고체 내지 약 50% 고체의 범위이다. 바람직하게는, 사용된 물질은 극성 용매에 용해되거나 분산된다. 이들 극성 용매는 물, 알콜, 및 글리콜에테르를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 일부 바람직한 페녹시형 용액 및/또는 분산액을 기술하는 미국 특허 제6,455,116호, 제6,180,715호, 및 제5,834,078호를 참조한다.
한 바람직한 페녹시형 물질은 분산액 또는 용액인 화학식VIII로 표시되는 폴리히드록시아미노에테르 공중합체(PHAE)이다. 용기 또는 프리폼에 적용될 때, 분산액 또는 용액은 예측 가능하고 잘 알려진 방식으로 용기 벽을 통한 다양한 기체의 침투율을 매우 감소시킨다. 이의 제조된 한 분산액 또는 라텍스는 10-30% 고체를 포함한다. PHAE 용액/분산액은 물과 유기산, 바람직하게는 아세트산 또는 인산, 그러나 또한 락트산, 말산, 시트르산, 또는 글리콜산 및/또는 그의 혼합물을 포함하는 용액에서 PHAE를 교반하거나 그렇지 않으면 흔들어서(agitating) 제조될 수도 있다. PHAE 용액/분산액은 또한 폴리히드록시아미노에테르와 이들 산과의 반응에 의해 제조된 유기산 염을 포함한다.
다른 바람직한 구현 예에서, 페녹시형 열가소성 수지는 당업자에게 알려진 방법을 사용하여 기타 물질과 혼합 또는 배합된다. 몇몇 구현 예에서, 상용화제(compatibilizer)가 블렌드에 첨가될 수 있다. 상용화제가 사용되었을 때, 바람직하게는 블렌드의 하나 이상의 성질이 개선되며, 이러한 성질은 제한되는 것은 아니 지만, 착색, 흐림(haze), 및 블렌드를 포함하는 층과 기타 층간의 접착력을 포함한다. 한 바람직한 블렌드는 하나 이상의 페녹시형 열가소성 수지 및 하나 이상의 폴리올레핀을 포함한다. 바람직한 폴리올레핀은 폴리프로필렌을 포함한다. 폴리프로필렌 또는 기타 폴리올레핀의 한 구현 예는 제한되는 것은 아니지만, 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 상용성을 향상시키기 위한 유사한 화합물을 포함하는, 극성 분자 또는 단량체로 개질 또는 그라프트 될 수 있다.
하기의 PHAE 용액 또는 분산액은 하나 이상의 수지층이 예컨대 WO 제04/004929호 및 미국 특허 제6,676,883호에 기술된 것과 같은 딥, 플로우, 또는 스프레이 코팅에 의해 액체로써 적용된다면 사용될 수 있는 적당한 페녹시형 용액 또는 분산액의 예이다. 한 적합한 재료는 BLOX
Figure 112006084012050-pct00014
실험 배리어 수지, 예를 들면 다우 케미컬사(Dow Chemical Corporation)에 의해 제조된 인산으로 만들어진 XU-19061.00이다. 이러한 특정의 PHAE 분산액은 하기의 전형적인 특성을 갖는 것으로 말하여진다: 30% 고체, 1.30의 비중, 4의 pH, 24 센티포이즈의 점도(Brookfield, 60rpm, LVI, 22℃.), 및 1,400 내지 1,800옹스트롬의 입자 크기. 다른 적합한 물질은 배리어 물질로서 뛰어난 결과를 또한 제공하고 있는 레조르시놀 기재 수지 BLOX
Figure 112006084012050-pct00015
588-29 수지를 포함한다. 이 특정의 분산액은 하기의 대표적인 특성을 갖는 것으로 말하여진다: 30% 고체, 1.2의 비중, 4.0의 pH, 20센티포이즈의 점도(Brookfield, 60rpm, LVI, 22℃.), 및 1,500 내지 2,000옹스트롬의 입자 크기. 폴리히드록시아미노에테르 화학의 다른 변화가 히드로퀴논 디글리시딜에테르에 기초 한 결정성 이형(crystalline version)과 같이 유용하다고 입증될 수도 있다. 다른 적당한 물질은 명칭 OXYBLOK하에 입수 가능한 임페리얼 케미컬 사(Imperial Chemical Industries)("ICI", 오하이오주, 미국)에 의한 폴리히드록시아미노에테르 용액/분산액을 포함한다. 한 구현 예에서, PHAE 용액 또는 분산액은 적절한 가교 결합제 물질을 첨가함으로써 부분적으로(반-가교 결합), 완전히, 또는 적용을 위해 적절한 경우 정확히 원하는 정도로 가교될 수 있다. 가교 결합의 이점은, 제한되는 것은 아니지만 하기를 하나 이상 포함한다: 향상된 내화학성, 향상된 내마모성, 낮은 블러싱, 낮은 표면 장력. 가교 결합제 물질의 예로는 제한되는 것은 아니지만 포름알데히드, 아세트알데히드 또는 물질의 알데히드계의 다른 구성원을 포함한다. 적당한 가교 결합제 또한 물질의 Tg 로 변화할 수 있으며, 이것은 특정 용기의 형성을 용이하게 할 수 있다. 다른 적당한 물질은 BLOX
Figure 112006084012050-pct00016
5000 수지 분산액 중간체, BLOX
Figure 112006084012050-pct00017
XUR 588-29, BLOX
Figure 112006084012050-pct00018
0000 및 4000 시리즈 수지를 포함한다. 이들 재료를 용해하는데 사용된 용매는 제한되는 것은 아니지만 알콜, 물, 글리콜 에테르 또는 그의 블렌드와 같은 극성 용매를 포함한다. 다른 적당한 물질은 제한되는 것은 아니지만 BLOX
Figure 112006084012050-pct00019
R1을 포함한다.
한 구현 예에서, 바람직한 페녹시형 열가소성 수지는 수성 산에 가용성이다. 중합체 용액/분산액은 물과 유기산, 바람직하게는 아세트산, 인산, 그러나 또한 락트산, 말산, 시트르산, 또는 글리콜산 및/또는 그의 혼합물을 포함하는 용액에서 열가소성 에폭시를 교반하거나 그렇지 않으면 흔들어서 제조될 수도 있다. 바 람직한 구현 예에서, 중합체 용액 중의 산 농도는 총 중량에 대하여 약 5중량%-10중량%을 포함하며, 바람직하게는 약 5중량%-20중량%의 범위이다. 다른 바람직한 구현 예에 있어서, 산 농도는 약 5% 미만 또는 약 20% 초과일 수도 있고; 중합체의 유형 및 그의 분자량과 같은 인자에 따라 변화할 수 있다. 다른 바람직한 구현 예에서, 산 농도 범위는 약 2.5 내지 약 5중량% 범위이다. 바람직한 구현 예에서, 용해된 중합체의 양은 약 0.1% 내지 약 40%의 범위이다. 균일하고 자유롭게 흐르는 중합체 용액이 바람직하다. 한 구현 예에서, 10% 중합체 용액은 90℃의 10% 아세트산 용액 중에 중합체를 용해함으로써 제조된다. 그들의 조합서, 아직 고온일 때, 용액을 20% 증류수로 희석하여 8% 중합체 용액을 제조한다. 중합체의 더 높은 농도에서, 중합체 용액은 보다 점성이 되는 경향이 있다.
바람직한 코폴리에스테르 물질의 예 및 이들의 제조 방법은 미국 특허 제4,578,295호(Jabarin)에서 기술된다. 이들은 일반적으로 1,3 비스(2-히드록시에톡시)벤젠 및 에틸렌 글리콜과 이소프탈산, 테레프탈산 및 그들의 C1 내지 C4 알킬 에스테르로부터 선택된 하나 이상의 반응물의 혼합물을 가열함으로써 제조된다. 임의로, 혼합물은 하나 이상의 에스테르 형성 디히드록시 탄화수소 및/또는 비스(4-β-히드록시에톡시페닐)술폰을 추가로 포함할 수도 있다. 특히 바람직한 코폴리에스테르 물질은 B-010, B-030 및 이들 패밀리의 다른 것과 같이 미쓰이 페트로케미칼 사(Mitsui Petrochemical Ind. Ltd.(일본)) 로부터 입수 가능하다.
바람직한 폴리아미드 물질의 예는 미쓰비시 가스 케미칼사(Mitsubishi Gas Chemical)(일본)의 MXD-6를 포함한다. 다른 바람직한 폴리아미드 물질은 나일론 6, 및 나일론 66을 포함한다. 한 바람직한 폴리아미드 물질은 폴리에스테르가 바람직하게는 PET 또는 개질된 PET인 약 1-20중량% 폴리에스테르, 더 바람직하게는 약 1-10중량% 폴리에스테르를 포함하는 것들을 포함하는, 폴리아미드 및 폴리에스테르의 블렌드이다. 또 다른 구현 예에서, 바람직한 폴리아미드 물질은 폴리에스테르가 바람직하게는 PET 또는 개질된 PET인 약 1-20중량% 폴리아미드, 더 바람직하게는 약 1-10중량% 폴리아미드를 포함하는 것들을 포함하는, 폴리아미드 및 폴리에스테르의 블렌드이다. 블렌드는 통상의 블렌드일 수 있거나 또는 그들은 항산화제 또는 다른 물질과 양립될 수 있다. 이러한 물질의 예는 2003년 3월 21 출원된 미국 특허 공보 제2004/0013833호에 기술된 것을 포함하며, 여기에서 온전히 그대로 참고로 혼입하였다. 다른 바람직한 폴리에스테르는 제한되는 것은 아니지만, PEN 및 PET/PEN 공중합체를 포함한다.
3. 바람직한 발포 물질
여기에서 사용된 바의, 용어 "발포 물질"은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미에 따라 사용되며, 제한 없이, 발포제, 발포제 및 결합제 또는 담체 물질의 혼합물, 팽창성 셀의 물질(expandable cellular material), 및/또는 공극을 갖는 물질을 포함한다. 용어 "발포 물질" 및 "팽창성 물질"은 여기에서 상호 교환적으로 사용된다. 바람직한 발포 물질은 제품(예컨대, 용기)의 열 및/또는 구조적 특성을 개선하는 하나 이상의 물리적 특성을 나타낼 수 있으며 용기에 의해 전형적으로 경험 되는 가공 및 물리적 스트레스를 견딜 수 있는 바람직한 구현 예를 가능하게 할 수 있다. 한 구현 예에서, 발포 물질은 용기에 구조적 지지체를 제공한다. 또 다른 구현 예에서, 발포 물질은 가공하는 동안 용기의 손상을 감소시킬 수 있는 보호층을 형성한다. 예를 들어, 발포 물질은 운송 동안 용기에 손상을 감소시킬 수 있는 내마모성을 제공할 수 있다. 한 구현 예에서, 발포체의 보호층은 용기의 내쇼크성 또는 내충격성을 증진시킬 수 있으며 따라서 용기의 파손을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 더욱이, 또 다른 구현 예에서 발포체는 편안한 쥠 표면을 제공할 수 있으며 및/또는 용기의 심미성 또는 외관을 향상시킬 수 있다.
한 구현 예에서, 발포 물질은 발포제 또는 블로잉제 및 담체 물질을 포함한다. 한 바람직한 구현 예에서, 발포제는 팽창될 수 있는 팽창성 구조(예컨대, 미소구)를 포함하며 담체 물질과 함께 작용하여 발포체를 생성한다. 예를 들어, 발포제는 아크조 노벨사에서 판매되는 EXPANCEL
Figure 112006084012050-pct00020
미소구와 같은 열가소성 미소구일 수 있다. 한 구현 예에서, 미소구는 기체를 캡슐화한 열가소성 쉘을 포함하는 열가소성 중공구(hollow sphere)일 수 있다. 바람직하게는, 미소구가 가열될 때, 열가소성 쉘은 연화되며 기체는 초기 위치에서 팽창된 위치로의 미소구의 팽창을 야기하는 그의 압력을 증진시킨다. 팽창된 미소구 및 적어도 일부의 담체 물질은 여기에서 기술된 제품의 발포체 부분을 형성할 수 있다. 발포 물질은 단일 물질(예컨대, 일반적으로 발포제 및 담체 물질의 균일 혼합물), 물질의 혼합물 또는 블렌드, 2 이상의 물질로 형성된 매트릭스, 2 이상의 층, 또는 바람직하게는 2 이상의 상이한 물질을 포함하는 복수의 미세층(층상)를 포함하는 층을 형성할 수 있다. 대안적으로, 미소구는 다른 적당한 제어가능한 팽창성 물질 일 수 있다. 예를 들 어, 미소구는 구조 내에서 또는 구조로부터 기체를 생성할 수 있는 물질을 포함하는 구조일 수 있다. 한 구현 예에서, 미소구는 기체 압력의 증가가 구조의 팽창 및/또는 파열을 야기하는 기체를 생성하거나 또는 함유하는 화학물질을 함유하는 중공 구조이다. 또 다른 구현 예에서, 미소구는 분해 또는 반응하여 기체를 생성하고 이와 같이 하여 미소구를 팽창 및/또는 파열하는 하나 이상의 물질을 함유하거나 및/또는 그로부터 제조되는 구조이다. 임의로, 미소구는 일반적으로 고체 구조일 수 있다. 임의로, 미소구는 고체, 액체, 및/또는 기체로 충전된 쉘일 수 있다. 미소구는 발포체를 형성하기에 적당한 구조 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 미소구는 일반적으로 구형일 수 있다. 임의로, 미소구는 길죽한(elongated) 또는 비스듬한(oblique) 타원체(speroid)일 수 있다. 임의로, 미소구는 미소구를 팽창하게 하기 위한 적당한 기체 또는 기체의 블렌드를 포함할 수 있다. 한 구현 예에서, 기체는 질소와 같은 불활성 기체를 포함할 수 있다. 한 구현 예에서, 기체는 일반적으로 난연성이다. 그러나, 특정 구현 예에서 비활성이 아닌 기체 및/또는 인화성 기체는 미소구의 쉘을 충전할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 발포 물질은 당업계에서 알려진 바와 같은 발포 또는 블로잉제를 포함할 수 있다. 추가로, 발포 물질은 주로 또는 전체적으로 발포제일 수 있다.
몇몇 바람직한 구현 예가 일반적으로 파단 또는 파열하지 않는 미소구를 함유하지만, 다른 구현 예는 파단(break), 파열(burst), 파손(fracture), 및/또는 등일 수 있는 미소구를 포함한다. 임의로 미소구의 일부는 미소구의 나머지 부분이 파단하지 않도록 하면서 파단될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 약 0.5중량%, 1중량 %, 2중량%, 3중량%, 4중량%, 5중량%, 10중량%, 20중량%, 30중량%, 40중량%, 50중량%, 60중량%, 70중량%, 80중량%, 90중량% 까지의 미소구, 및 이들 양을 포괄하는 범위가 파단 한다. 한 구현 예에서, 예를 들어, 상당 부분의 미소구가 이들이 팽창될 때 파열 및/또는 파손될 수 있다. 대안적으로, 미소구의 다양한 블렌드 및 혼합물이 발포 물질을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
미소구는 팽창을 야기하기에 적당한 임의의 물질로 형성될 수 있다. 한 구현 예에서 미소구는 여기에서 기술된 바와 같은 중합체, 수지, 열가소성수지, 열경화성 수지, 등을 포함하는 쉘을 가질 수 있다. 미소구 쉘은 단일 물질 또는 2이상의 상이한 물질의 블렌드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미소구는 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 폴리아미드(예컨대, 나일론6 및 나일론66) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), PEN, PET 공중합체, 및 그들의 조합을 포함하는 외부 쉘을 가질 수 있다. 한 구현 예에서, PET 공중합체는 통상적으로 불리우는 PETG 및 PET 사이의 수준에서 CHDM 공단량체를 포함한다. 또 다른 구현 예에서, DEG 및 IPA와 같은 공단량체는 미소구 쉘을 형성하기 위해 PET에 첨가된다. 물질 타입, 크기, 및 불활성 기체의 적절한 조합은 미소구의 원하는 팽창을 성취하도록 선택될 수 있다. 한 구현 예에서, 미소구는 고온에서 수행될 때, 바람직하게는 미소구의 파열을 야기함이 없이 팽창할 수 있는 고온 물질(예컨대, PETG 또는 유사한 물질)로 형성된 쉘을 포함한다. 미소구가 저온 물질(예컨대, EVA로써)로 제조된 쉘을 갖는다면, 미소구는 특정 담체 물질(예컨대, 높은 용융점을 갖는 PET 또는 폴리프로필렌)을 가공하기에 적당한 고온에서 수행될 때 파 단될 수 있다. 몇몇 상황에서, 예를 들어, EXPANCEL
Figure 112006084012050-pct00021
미소구는 비교적 고온에서 가공될 때 파단 될 수 있다. 유리하게, 중앙 온도 또는 고온 미소구는 비교적 높은 용융점을 갖는 담체 물질과 함께 사용되어 미소구의 파단 없이 제어 적으로 팽창할 수 있는 발포 물질을 생성할 수 있다. 예를 들어, 미소구는 중앙 온도(mid temperature) 물질(예컨대, PETG) 또는 고온 물질(예컨대, 아크릴로니트릴)을 포함할 수 있으며 비교적 고온 적용에 적당할 수 있다. 따라서, 중합체 발포를 위한 블로잉제는 사용된 가공 온도를 근거로 선택될 수 있다.
발포 물질은 팽창성 물질을 형성하는 담체 물질, 바람직하게는 블로잉제(예컨대, 미소구)와 혼합될 수 있는 물질을 포함하는 매트릭스일 수 있다. 담체 물질은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 중합 물질, 예컨대 에틸렌 아크릴산("EAA"), 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA"), 선형 저밀도 폴리에틸렌("LLDPE"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), 폴리(히드록시아미노 에테르)("PHAE"), PET, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌("PS"), 펄프(예컨대, 섬유의 목재 또는 종이 펄프, 또는 하나 이상의 중합체와 혼합된 펄프), 그의 혼합물 등일 수 있다. 그러나, 발포제를 운반하기에 적당한 다른 물질이 발포체의 하나 이상의 원하는 열, 구조적, 광학, 및/또는 기타 특성을 성취하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 담체 물질은 미소구의 더 용이하고 신속한 팽창을 위한 성질(예컨대, 높은 용융 지수)을 가지며, 이에 따라 순환 시간을 감소시켜 생산 증대를 초래한다.
바람직한 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질은 각기 상이한 가공 윈도우(processing window) 및/또는 물성을 갖는 복수의 성분을 포함하는 2이상의 성분을 포함할 수 있다. 성분은 형성할 수 있는 물질이 하나 이상의 원하는 특성을 갖도록 조합될 수 있다. 성분의 비는 원하는 가공 윈도우 및/또는 물성을 생성하도록 변화될 수 있다. 예를 들어, 제1 물질은 제2 물질의 가공 윈도우 보다 상이하거나 유사한 가공 윈도우를 가질 수 있다. 가공 윈도우는 예를 들어, 압력, 온도, 점도, 등을 기준으로 할 수 있다. 따라서, 형성할 수 있는 물질의 성분은 혼합되어 물질을 조형하기 위해 요구되는 예컨대, 압력, 또는 온도 범위를 달성할 수 있다.
한 구현 예에서, 제1 물질 및 제2 물질의 조합은 제2 물질의 가공 윈도우 보다 더 바람직한 가공 윈도우를 갖는 물질을 초래할 수 있다. 예를 들어, 제1물질은 광범위한 온도 범위에 걸쳐 가공을 위해 적당할 수 있으며, 제2 물질은 좁은 온도 범위에 걸쳐 가공을 위해 적당할 수 있다. 제1 물질로 형성된 부분 및 제2물질로 형성된 또 다른 부분을 갖는 물질은 제2 물질의 가공 온도의 좁은 범위보다 더 넓은 온도의 범위에 걸쳐 가공하기에 적당할 수 있다. 한 구현 예에서, 다 성분 물질의 가공 윈도우는 제1물질의 가공 윈도우와 유사하다. 한 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질은 PET를 포함하는 층 및 폴리프로필렌을 포함하는 층을 포함하는 다층 시이트 또는 관을 포함한다. PET 및 폴리프로필렌 양자로부터 형성된 물질은 PET에 대하여 적당한 가공 온도 범위와 유사한 광범위한 온도 범위 내에서 가공(예컨대, 압출)될 수 있다. 가공 윈도우는 하나 이상의 파라미터, 예컨대 압력, 온도, 점도, 및/또는 등에 대한 것일 수 있다.
임의로, 각 성분의 물질의 양은 원하는 가공 윈도우를 성취하기 위해 변화될 수 있다. 임의로, 물질은 압력, 온도, 점도, 및/또는 기타의 원하는 범위에 걸쳐 가공하기에 적당한 형성할 수 있는 물질을 생성할 수 있도록 조합될 수 있다. 예를 들어, 더 바람직한 가공 윈도우를 갖는 물질의 비는 증가될 수 있으며, 더 적은 바람직하지 않은 가공 윈도우를 갖는 물질의 비는 제1 물질의 가공 윈도우와 실질적으로 동일하거나 매우 유사한 가공 윈도우를 갖는 물질을 초래할 수 있도록 감소될 수 있다. 물론, 더 바람직한 가공 윈도우가 제1물질의 제1 가공 윈도우 및 제2 물질의 제2 가공 윈도우 사이에 있다면, 제1 및 제2 물질의 비는 형성할 수 있는 물질의 원하는 가공 윈도우를 달성하기 위해 선택될 수 있다.
임의로, 각기 유사하거나 상이한 가공 윈도우를 갖는 복수의 물질은 수득한 물질에 대하여 원하는 가공 윈도우를 얻기 위해 조합될 수 있다.
한 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질의 유동학적 특성은 상이한 유동학적 특성을 갖는 하나 이상의 그의 성분을 변화시켜 변경될 수 있다. 예를 들어, 기판(예컨대, PP)은 높은 용융 강도를 가질 수 있으며 압출을 받을 수 있다. PP는 압출하는 것을 어렵게 만드는 낮은 용융 강도를 갖는 PET와 같은 또 다른 물질과 조합되어 압출 공정에 적당한 물질을 형성할 수 있다. 예를 들어, PP 또는 다른 강한 물질의 층은 공압출(예컨대, 수평 또는 수직 공압출) 하는 동안 PET의 층을 지지할 수 있다. 따라서, PET 및 폴리프로필렌으로 형성된 형성할 수 있는 물질은 PP를 위해 일반적으로 적당하며 PET에 대하여 일반적으로 적당하지 않은 온도 범위에서 가공, 예컨대 압출될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질의 조성물은 제품의 하나 이상의 성 질에 영향을 주도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 열 성질, 구조적 성질, 배리어 성질, 광학 성질, 유동학적 성질, 바람직한 풍미 성질, 및/또는 여기에서 개시된 기타 성질 또는 특성은 여기에서 기술된 형성할 수 있는 물질을 사용하여 수득 될 수 있다.
4. 물질을 향상시키기 위한 첨가제
여기에서 개시된 바람직한 방법의 이점은 다수의 작용기화 첨가제의 사용을 가능하게 하는 그들의 융통성이다. 향상된 CO2 배리어, O2 배리어, UV 보호, 내찰성, 내블러싱, 내충격성 및/또는 내화학성을 제공하는 그들의 능력을 위한, 당업자에게 공지된 첨가제가 사용될 수 있다.
바람직한 첨가제는 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조될 수도 있다. 예를 들면, 첨가제는 직접적으로 특정 물질과 혼합될 수 있고, 이들은 개별적으로 용해/분산된 후, 특정의 물질에 첨가될 수 있거나, 또는 이들은 물질 용액/분산액을 형성하는 용매의 첨가에 특정 물질과 결합될 수도 있다. 또한, 몇몇 구현 예에서, 바람직한 첨가제는 단일층으로써 단독으로 사용될 수 있다.
바람직한 구현 예에서, 층의 배리어 성질은 상이한 첨가제의 첨가에 의해 향상될 수 있다. 첨가제는 물질의 약 30중량%, 20중량%, 10중량%, 5중량%, 2중량% 및 1중량%까지를 포함하며, 물질의 약 40%까지의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 또 다른 구현 예에서, 첨가제는 1중량% 이하의 양으로 존재하는 것이 바람직하며, 물질의 바람직한 범위는 제한하는 것은 아니지만, 약 0.01중량% 내지 약 1중 량%, 약 0.01중량% 내지 약 0.1중량%, 및 약 0.1중량% 내지 약 1중량%를 포함한다. 또한 몇몇 구현 예에서 첨가제는 바람직하게는 수성 상태에서 안정하다. 예를 들면, 레소르시놀(m-디히드록시벤젠)의 유도체는 물질의 형성에서 블렌드로써 또는 첨가제 또는 단량체로써 다양한 바람직한 물질과 함께 사용될 수 있다. 레소르시놀 함량이 더 높을수록 물질의 배리어 특성이 더 커진다. 예를 들어, 레소르시놀 디글리시딜 에테르는 PHAE에서 사용될 수 있으며 히드록시에틸 에테르 레소르시놀은 PET 및 기타 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 배리어 물질에 사용될 수 있다.
사용될 수 있는 또 다른 첨가제는 "나노입자(nanoparticles)" 또는 "나노입자 물질(nanoparticulate material)"이다. 편리를 위해 용어 나노입자는 나노입자 및 나노입자 물질 양자를 지칭하는 것으로 여기에서 사용될 것이다. 이들 나노입자는 이들이 물질을 투과할 때 취하여지는, 기체분자, 예컨대 산소 또는 이산화탄소를 이동시키기 위한 보다 비뚤어진 경로를 생성함으로써 물질의 배리어 성질을 향상시키는 작은, 마이크론 또는 서브 마이크론 크기(직경)의, 물질의 입자이다. 바람직한 구현 예에서, 나노입자 물질은 0.05중량% 내지 1중량% 범위의 양으로 존재하며 0.1중량%, 0.5중량%를 비롯하여 이들 양을 포괄하는 범위이다.
나노입자 물질의 한 바람직한 유형은 서던 클레이 프러덕츠(Southern Clay Products)로부터 입수가능한 미립자 점토 기재 제품이다. 서던 클레이 프러덕츠로부터 입수할 수 있는 제품의 한 바람직한 계열은 클로지트(Cloisite)
Figure 112006084012050-pct00022
나노입자이다. 한 구현 예에서, 바람직한 나노입자는 사차 암모늄 염으로 개질된 몬모릴로나이트를 포함한다. 다른 구현 예에서, 나노입자는 삼차 암모늄염으로 개질된 몬모 릴로나이트를 포함한다. 다른 구현 예에서, 나노입자는 천연 몬모릴로나이트를 포함한다. 추가의 구현 예에서, 나노입자는 미국 특허 제5,780,376호에 기술된 바와 같은 유기점토를 포함하며, 이것의 전체 명세서는 참고로 여기에서 혼입하였고 본 출원의 명세서의 일부를 형성한다. 다른 적당한 유기 및 무기 미립자 점토 기재 제품이 또한 사용될 수 있다. 인조 및 천연 제품 양자가 또한 적당하다.
또 다른 유형의 바람직한 나노입자 물질은 금속의 복합 물질을 포함한다. 예를 들어, 한 적당한 복합물은 BYK 케미(독일)로부터 입수가능한 나노입자 형태의 물 기재 산화 알루미늄의 분산액이다. 이러한 유형의 나노입자 물질은 하나 이상의 하기 장점을 제공할 수 있다: 증진된 내마모성, 증진된 내스크래치성, 증진된 Tg, 및 열 안정성.
바람직한 나노입자 물질의 또 다른 형태는 중합체-실리케이트 복합물을 포함한다. 바람직한 구현 예에서, 실리케이트는 몬트모릴로나이트를 포함한다. 적당한 중합체 실리케이트 나노입자 물질은 나노코르 엔 RTP 사(Nanocor and RTP Company)에서 입수 가능하다.
바람직한 구현 예에서, 물질의 UV 보호 성질은 상이한 첨가제의 첨가에 의해 향상될 수 있다. 바람직한 구현 예에서, 사용된 UV 보호 물질은 약 350㎚이하까지, 바람직하게는 약 370㎚이하, 더 바람직하게는 약 400㎚ 이하로 UV 보호를 제공한다. UV 보호 물질은 층이 부가적인 기능성을 부여하는 첨가제로서 사용되거나, 단일층으로서 개별적으로 적용될 수도 있다. 바람직하게는, 향상된 UV 보호를 제 공하는 첨가제는 약 0.05 내지 20중량%으로 물질 내에 존재하지만, 또한 약 0.1중량%, 0.5중량%, 1중량%, 2중량%, 3중량%, 5중량%, 10중량% 및 15중량% 를 포함하며, 이들 양을 포괄하는 범위이다. 바람직하게는 UV 보호 물질은 다른 물질과 상용성인 형태로 첨가된다. 예를 들면, 바람직한 UV 보호 물질은 밀리켄(Milliken) UV390A 클리어 쉴드(ClearShield)
Figure 112006084012050-pct00023
이다. UV390A는 바람직하게는 대략 동등한 체적부로 액체와 물을 우선 배합함으로써 혼합이 촉진되는 유성 액체이다. 그들의 조합서 이 블렌드는 물질 용액, 예를 들면, BLOX
Figure 112006084012050-pct00024
599-29에 첨가되고 흔들어진다. 수득한 용액은 약 10% UV390A를 함유하고, PET 프리폼에 적용될 때 390㎚까지 UV 보호를 제공한다. 상기 설명한 바와 같이, 다른 구현 예에서 UV390A 용액은 단일 층으로서 적용된다. 다른 구현 예에서, 바람직한 UV 보호 물질은 농축물로써 첨가되는 UV 흡수제로 개질되거나 그라프트된 중합체를 포함한다. 다른 바람직한 UV 보호 물질은 제한되는 것은 아니지만, 벤조트리아졸, 페노티아진, 및 아자페노티아진을 포함한다. UV 보호 물질은 용융상(melt phase) 공정 동안 사용 전에 예컨대 사출 성형 또는 압출 전에 첨가되거나, 또는 용액 또는 분산액의 형태인 코팅 물질로 직접 첨가될 수 있다. 적당한 UV 보호 물질은 밀리켄, 시바 엔 클래리언트(Milliken, Ciba and Clariant)로부터 입수가능하다.
바람직한 구현 예에서, CO2 스캐빈지 성질은 물질에 부가될 수 있다. 한 바람직한 구현 예에서, 이러한 성질은 높은 가스 배리어 염을 형성하는 CO2와 반응할 활성 아민을 포함함으로써 성취될 수 있다. 그 다음에, 이 염은 수동 CO2 배리어로 서 작용할 것이다. 활성 아민은 첨가제일 수도 있거나, 또는 하나 이상의 층의 열가소성 수지 물질 중의 하나 이상의 부분(moiety) 일 수도 있다.
바람직한 구현 예에서, O2 스캐빈지 성질은 당업계에 알려진 안트로퀴논 등과 같은 O2 스캐빈저를 포함함으로써 바람직한 물질에 부가될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 한 적당한 O2 스캐빈저는 미국 특허 제6,083,585호 (카힐 등)에 개시된 BP 아모코 코포레이션 및 컬러매트릭스 코포레이션으로부터 입수 가능한 AMOSORB
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O2 스캐빈저이며, 상기 특허의 명세서는 온전히 그대로 혼입하였다. 한 구현 예에서, O2 스캐빈저 성질은 상이한 활성 기전을 갖는 페녹시형 물질 내에서 O2 스캐빈저를 포함하므로 써 바람직한 페녹시형 물질, 또는 기타 물질에 부가된다. 바람직한 O2 스캐빈저는 특정 트리거(trigger)에 의해 개시될 때까지 자발적으로, 서서히 또는 지연 작동으로 작용할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, O2 스캐빈저는 UV 또는 물(예컨대, 용기의 내용물 내에 존재), 또는 양자의 조합으로 노출을 통해 활성화된다. O2 스캐빈저는 바람직하게는 코팅층의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 20중량%의 양으로, 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 10중량%의 양으로, 및 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 존재한다.
또 다른 바람직한 구현 예에서, 상부 코팅 또는 층은 외층에 제공된 보다 강한 화학물질에 대한 내화학성이 제공되도록 적용된다. 특정 구현 예에서, 바람직 하게는 이들 상부 코팅 또는 층은 임의로 부분적으로 또는 완전히 가교 결합된 수성계 또는 비수성계 폴리에스테르 또는 아크릴이다. 바람직한 수성계 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트이지만, 다른 폴리에스테르도 사용될 수 있다. 특정 구현 예에서, 상부 코팅 또는 층을 적용하는 공정은 발명의 명칭이 "코팅 제품을 형성하기 위한 딥, 스프레이, 및 흐름 코팅 공정"인 미국 특허 제2004/0071885호에 개시되었으며, 그의 명세서의 전체를 이와 같이 하여 참고로 온전히 그대로 혼입하였다.
바람직한 수성계 폴리에스테르 수지는 미국 특허 제 4,977,191(Salsman)에 기술되었고, 참고로 여기에서 혼입되었다. 더 구체적으로, 미국 특허 제4,977,191호는 20-50중량%의 폐(waste) 테레프탈레이트 중합체, 10-40중량%의 하나 이상의 글리콜 및 5-25중량%의 하나 이상의 옥시알킬화된 폴리올의 반응 생성물을 포함하는 수성계 폴리에스테르 수지를 기술한다.
다른 바람직한 수성계 중합체는 미국 특허 제5,281,630호(Salsman)에 기술된 바와 같은 술폰화 수성계 폴리에스테르 수지 조성물이고, 참고로 여기에서 혼입되었다. 구체적으로, 미국 특허 제5,281,630호는 히드록시알킬 작용기를 갖는 예비
중합체 수지를 생산하기 위해 20-50중량%의 테레프탈레이트 중합체, 10-40중량%의 하나 이상의 글리콜 및 5-25중량%의 하나 이상의 옥시알킬화된 폴리올의 반응 생성물을 포함하는, 술폰화 수용성 또는 수 분산성 폴리에스테르 수지의 수성 현탁액을 기술하고 있으며, 상기 예비 중합체 수지는 예비 중합체 수지의 100g 당 알파, 베타-에틸렌으로 불포화된 디카르복실산의 약 0.10몰 내지 약 0.50몰과 더 반응하고, 이와 같이 하여 생성된 알파, 베타-에틸렌으로 불포화된 디카르복실산의 잔기에 의해 종결된 수지는 알파, 베타-에틸렌으로 불포화된 디카르복실산 잔기의 몰 당 아황산염의 약 0.5몰 내지 약 1.5몰과 반응하여 술폰화-종결된 수지를 생성한다.
여전히 또 다른 바람직한 수성계 중합체는 미국 특허 제5,726,277호(Salsman)에서 기술된 코팅이고, 참고로 여기에서 혼입되었다. 구체적으로, 미국 특허 제5,726,277호는 50중량% 이상의 폐 테레프탈레이트 중합체의 반응 생성물 및 당분해(glycolysis) 촉매의 존재하에서 옥시알킬화된 폴리올을 포함하는 글리콜의 혼합물을 포함하는 코팅 조성물을 설명하고, 여기서, 반응 생성물은 2작용기의, 유기산과 추가로 반응하고, 산 대 글리콜의 중량비는 6:1 내지 1:2의 범위이다.
상기 예가 바람직한 수성계 중합체 코팅 조성물로 제공되지만, 다른 수성계 중합체가 여기에서 기술한 생성물 및 방법에 이용되는데 적합하다. 일례로서만, 제한함이 없이, 추가의 적합한 수성계 조성물이 미국 특허 제4,104,222호(Date, 등)에 기술되고, 참고로 여기에서 혼입하였다. 미국 특허 제4,104,222호는 직쇄 폴리에스테르 수지와 고급 알콜/에틸렌옥시드 첨가형 표면-활성제를 혼합하고, 혼합물을 용융하고 교반 하에서 얻어진 용융물을 알칼리의 수용액 중에 부어 이를 분산시킴으로써 얻어진 직쇄 폴리에스테르 수지의 분산액을 설명한다. 구체적으로, 이 분산액은 직쇄 폴리에스테르 수지와 고급 알콜/에틸렌옥시드 첨가형의 표면-활성제를 혼합하고, 혼합물을 용융하고, 70-95℃의 온도에서 교반 하에 수득한 용융물을 알칸올아민의 수용액 중에 부어 이를 분산시킴으로써 얻어지며, 상기 알칸올아민은 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노메틸에탄올아민, 모노에틸에 탄올아민, 디에틸에탄올아민, 프로판올아민, 부탄올아민, 펜탄올아민, N-페닐에탄올아민, 및 글리세린의 알칸올아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 알칸올아민은 0.2 내지 5중량%의 양으로 수용액 중에 존재하고, 고급 알콜/에틸렌옥시드 첨가형의 상기 표면-활성제는 8개 이상의 탄소 원자의 알킬기를 갖는 고급 알콜, 알킬-치환된 페놀 또는 소르비탄 모노아실레이트의 에틸렌옥시드 첨가 생성물이고, 여기서, 상기 표면-활성제는 12 이상의 HLB 값을 갖는다.
마찬가지로, 예로, 미국 특허 제4,528,321(Allen)호에는 수용성 또는 수 팽윤성 중합체 입자의 물 불혼화성 액체 중의 분산액을 개시하고 있고, 이것은 물 불혼화성 액체 내에서 역상 중합에 의해 제조되며, C4 -12 알킬렌 글리콜 모노에테르, 그들의 C1 -4 알카노에이트, C6 -12 폴리알킬렌 글리콜 모노에테르 및 그들의 C1 -4 알카노에이트에서 선택된 비이온 화합물을 포함한다.
특정 구현예의 물질은 다양한 적용, 예를 들어 고온 충전(hot fill) 적용에 대하여 열적 안정성을 향상시키기 위해 가교 결합 될 수 있다. 한 구현 예에서, 내층은 낮은 가교 결합의 재료를 포함할 수 있으며 반면 외층은 높은 가교결합 물질 또는 기타 적합한 조합물을 포함할 수도 있다. 예를 들면, PET 표면 상의 내부 코팅은 BLOX 599-29
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와 같은 가교 결합되지 않았거나 또는 낮은 가교 결합된 물질을 이용할 수도 있고, 외부 코팅은 PET에 대한 최대의 접착을 실현하는 가교 결합할 수 있는 ICI로부터의 EXP 12468-4B 와 같은 또 다른 물질을 이용할 수 있다. 가교 결합할 수 있는 적당한 첨가제가 하나 이상의 층에 첨가될 수도 있다. 적당한 가교 결합제가 이들이 첨가되는 수지 또는 물질의 화학 및 작용성에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 아민 가교 결합제는 에폭시드기를 포함하는 수지를 가교 결합하는데 유용할 수도 있다. 바람직하게는 가교 결합 첨가제는 만약 존재한다면, 코팅 용액/분산액의 약 1중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 약 1중량% 내지 5중량%, 더 바람직하게는 약 0.01중량% 내지 0.1중량%의 양으로 존재하며, 또한 2중량%, 3중량%, 4중량%, 6중량%, 7중량%, 8중량%, 및 9중량%를 포함한다. 임의로 열가소성 에폭시(TPE)는 하나 이상의 가교 결합제로 사용될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제제(예컨대, 카본 블랙)는 또한 TPE 물질에 혼입되거나 또는 그 위에 코팅될 수 있다. TPE 물질은 여기에서 개시된 제품의 일부를 형성할 수 있다. 카본 블랙 또는 유사한 첨가제가 물질의 성질을 향상시키기 위해 다른 중합체에 사용될 수 있는 것임이 고려된다.
특정 구현 예의 물질은 임의로 경화 향상제를 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "경화 향상제(curing enhancer)"는 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미에 따라 사용되며, 제한 없이, 화학 가교 결합 촉매, 열 향상제, 등을 포함한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "열 향상제"는 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미에 따라 사용되며, 제한 없이, 전이 금속, 전이 금속 화합물, 방사선 흡수 첨가제(예컨대, 카본 블랙)을 포함한다. 적당한 전이 금속은, 제한함이 없이, 코발트, 로듐, 및 구리를 포함한다. 적당한 전이 금속 화합물은 제한함이 없이 금속 카르복실레이트를 포함한다. 바람직한 카르복실레이트는 제한함이 없이, 네오데카노에이트, 옥토에이트, 및 아세테이트를 포함한다. 열 향상제는 단독으로 사용될 수 있거나 또는 하나 이상의 기타 열 향상제와 조합하여 사용될 수 있다.
열 향상제는 물질에 첨가될 수 있으며 열 향상제가 없는 물질과 비교시, 경화 공정 동안 물질의 온도를 상당히 증진시킬 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현 예에서, 열 향상제(예컨대, 카본 블랙)는 경화 공정이 수행되는 중합체의 온도(예컨대, IR 조사)가 동일하거나 유사한 경화 공정을 수행하는 열 향상제가 없는 중합체보다 상당히 더 크도록 중합체에 첨가될 수 있다. 열 향상제에 의해 야기된 중합체의 증진된 온도는 경화의 속도를 증진시킬 수 있으며 따라서 생성 속도를 증진한다. 몇몇 구현 예에서, 열 향상제는 열향상제 및 제품이 가열 장치로 가열되었을 때(예컨대, 적외선 가열 장치) 제품의 하나 이상의 층보다 더 높은 온도를 갖는 것이 일반적이다.
몇몇 구현 예에서, 열 향상제는 또한 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 300, 400, 500, 600, 및 700ppm, 및 이들 양을 포괄하는 범위를 포함하며 약 5 내지 800ppm, 바람직하게는 약 20 내지 약 150ppm, 바람직하게는 약 50 내지 125 ppm, 바람직하게는 약 75 내지 100 ppm의 양으로 존재한다. 열 향상제의 양은 제품을 포함하는 모든 층의 열 향상제 또는 총 중량을 포함하는 층의 중량을 기준으로 계산될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 바람직한 열 향상제는 카본 블랙을 포함한다. 한 구현 예에서, 카본 블랙은 코팅 물질의 경화를 향상시키기 위해 코팅 물질의 성분으로써 적용될 수 있다. 코팅 물질의 성분으로써 사용될 때, 카본 블랙은 코팅 물질이 제품에 적용(예컨대, 함침, 코팅, 등)되기 전, 동안, 및/또는 후에 하나 이상의 코팅 물질에 첨가된다. 바람직하게는 카본 블랙은 완전한 혼합을 실현하도록 코팅 물질에 첨가되고 흔든다. 열 향상제는 제품의 원하는 물질의 성질을 달성하기 위해 추가의 물질을 포함할 수 있다.
카본 블랙이 사출 성형 공정에 사용되는 또 다른 구현 예에서, 카본 블랙은 용융 상 공정에서 중합체 블렌드에 첨가될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 중합체는 또한 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 300, 400, 500, 600, 및 700ppm 열 향상제 및 이들 양을 포괄하는 범위를 포함하여 약 5 내지 800ppm, 바람직하게는 약 20 내지 약 150ppm, 바람직하게는 약 50 내지 125 ppm, 바람직하게는 약 75 내지 100 ppm 을 포함한다. 추가의 구현 예에서, 코팅물질은 적외선(IR) 가열과 같은 방사선을 사용하여 경화된다. 바람직한 구현 예에서, IR가열은 다른 방법을 사용하여 경화하는 것보다 더 효과적인 코팅을 제공한다. 다른 열 및 경화 향상제 및 그를 사용하는 방법은 발명의 명칭을 "코팅된 제품의 형성을 위한 촉매화 방법"으로 하여 2004년 11월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제10/983,150호에 개시되어 있으며, 그의 명서세는 온전히 그대로 참고로 하여 여기에서 혼입하였다.
몇몇 구현 예에서, 항-발포/기포제의 첨가가 바람직하다. 용액 또는 분산액을 이용하는 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 계면활성 제를 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 바로서, 통상적으로 입수가능한 발포제는, 제한되는 것은 아니지만, EXPANCEL®, CELOGEN®, HYDROCEROL®, MIKROFINE®, CEL-SPAN®, 및 PLASTRON®FOAM을 포함한다.
발포제는 바람직하게는 코팅층의 중량을 기준으로 약 1 내지 약 20중량% 까지, 더 바람직하게는 약 1 내지 약 10중량%, 및 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 코팅 물질에 존재한다. 압축 기체를 사용한 당업자에게 알려진 더 새로운 발포 기술이 또한 상술한 통상의 블로잉제 대신에 발포체를 생성하는 대안 적인 수단으로써 사용될 수 있을 것이다.
결속층은 바람직하게는 PET 중합체 사슬 상에서 카르복실 및/또는 히드록실기와 반응하는 무수물 및 에폭시와 같은 작용기를 갖는 중합체이다. 유용한 결속층 물질은 제한되는 것은 아니지만, 듀퐁(DuPont) BYNEL®, 미쓰이(Mitsui) ADMER®, 이스트만(Eastman's) EPOLINE, 아르케마(Arkema's) LOTADER 및 엑손모빌의(Exxon Mobil's) EVELOY®를 포함한다.
D. 층상 물질 제조를 위한 방법 및 시스템
다 성분층 또는 제품은 2 이상의 성분을 바람직하게 포함하는 층상 용융흐름(lamellar meltstream)으로 또한 제조될 수 있다. 여기에서 사용된 용어로써 층상 용융흐름은 제한함이 없이, 용융흐름 내의 층이 일반적으로 평행한 2 이상의 층을 포함하는 용융흐름이다. 비록 층상 용융흐름이 겨우 두개의 층을 가질지라도 층상 용융흐름은 복수의 박층을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 포함한다. 두 물질로 제조된 층상 용융흐름에서 용융흐름은 일반적으로 교차하는 두물질의 박층을 바람직하게 포함한다. 층상 용융흐름을 형성하기 위해 사용된 물질은 폴리에스테르, 폴리올레핀, 페녹시형 물질 및 여기에서 기술된 기타 물질을 포함하는 열가소성 수지와 같은 중합체가 바람직하다. 층 물질은 또한 2 이상의 물질의 블렌드를 포함한다. 층 물질은 나노입자, 산소 스캐빈저, UV 흡수제, 상용화제, 등과 같은 첨가제를 또한 혼입할 수 있다. 한 구현 예에서 층상 용융흐름은 재생 PET 및 배리어 물질과 같은 재생 폴리에스테르를 포함한다.
층상 용융흐름을 형성하는 한 방법은 슈랭크 (Schrenk), 미국 특허 제5,202,074호, 제5,540,878호, 및 제5,628,950호의 몇몇 특허에서 개시된 것과 유사한 시스템을 사용하며, 그 방법의 사용뿐만 아니라 층상 용융흐름의 획득을 위한 기타 방법들도 목하 고려되지만, 이들의 명세서는 참고로 온전히 그대로 여기에서 혼입되었다. 도27을 참고로, 층상 용융흐름 발생 시스템(482) 구현 예의 도식을 나타낸다. 도27의 시스템은 두 물질 시스템의 한 구현 예를 설명하지만, 3 이상의 물질에 관한 시스템이 유사한 양식으로 조작될 수 있음이 이해될 것이다. 층을 형성하는 두 물질은 개별 호퍼 또는 주입구(484 및 485)에 위치하며, 이것은 두 분리 압출물(486 및 487)을 각기 공급한다. 바람직한 구현 예에서, 압출물(486 및 487)은 원료를 용융물로 바꾸는 열 및 압력의 조합을 적용할 수 있는 스크루형 압출기이다. 물질은 한 층이 다른 층의 상부에 놓이도록 바람직하게 배열된 각각의 실린더로부터 층을 포함하는 2층 용융흐름(488)을 형성하기 위해 조합된 압출물의 각 물질 및 용융흐름의 원하는 상대적인 양을 제공하는 속도 및 두께에서 압출된다.
결합된 실린더로부터 2층 용융흐름(488) 산출물은 그후 바람직하게는 층 증가 시스템(layer multiplication system)(490)에 적용된다. 설명된 층 증가 시스템(490), 두층 용융흐름(488)은 도27A에서 도시된 바와 같이 설명된 구현 예에서 10층을 갖는, 다층 용융흐름(492)으로 증가된다. 도27A에서의 설명은 평균적으로 층상 물질의 층이 바람직하게는 서로 평행한 것이 일반적이지만, 층상 물질이 서로 평행이 아닌 층 및/또는 몇몇 지점에서 일반적으로 평행하고 다른 지점에서는 평행하지 않을 수 있는 층을 포함할 수 있다는 점에서 도식적이며 어느 정도 이상적이 다.
층 증가는 다수의 방식에 의해 수행될 수 있다. 한 구현 예에서, 우선 용융흐름의 단면을 두 층의 계면에 수직인 두 단편으로 분할한다. 그후, 두 단편은 각각의 두 단편이 제1 단계에서 2등분 되기 전에, 그러나 원래 단면의 단지 1/2 두께로 대략 원래 단편과 같은 길이가 되도록 평평하게 한다. 그후 두 단편은 두 물질의 하층(sublayer)이 서로 평행이 되도록 다른 단편의 상부에 한 단편을 쌓아 올림으로써 (즉, 용융흐름의 층에 수직 방향으로 쌓아 올림으로써) 원래 단면과 유사한 치수를 갖지만, 4층을 갖는 한 단편으로 재조합한다. 용융흐름의 분할, 평탄화, 및 재조합의 이들 단계는 더 얇은 층을 생성하기 위해 여러 번 수행될 수 있다. 용융흐름은 성분 물질의 복수의 하층으로 구성된 단일 용융흐름을 생성하도록 수차례 분할, 평탄화 및 재조합을 수행하여 증가될 수 있다. 이러한 두 물질의 구현 예에서, 층의 조성물은 두 물질 사이에서 변경할 수 있다. 층 발생의 다른 방법은 상기 약술한 것과 유사한 단계를 수행하는 것을 포함하지만, 분할 또는 그후의 재조합 전에 용융흐름을 평탄화한다. 대안적으로, 이들 구현예 중의 하나에서 그것을 단면으로 분할하기보다는 차라리 그것 자체로 용융흐름을 포갤 수 있다. 분할(dividing) 및 포갬(folding)의 조합이 또한 사용될 수 있지만, 포갬 및 분할은 약간 상이한 결과를 초래할 것인데 그 이유는 포갬은 한 층이 그 자체를 거점으로 2중으로 될 것이기 때문이다. 층 증가 시스템으로부터의 산출물은 노즐 또는 밸브와 같은 개구부(494)를 통과하고, 예컨대, 사출하거나 또는 몰드에 층상 용융흐름을 놓음으로써 제품 내의 다성분 층 또는 제품을 형성하기 위해 사용된다.
설명된 두 물질 구현 예에서, 층의 조성물은 일반적으로 두 물질 간에 교호적이다. 그러나, 다른 구현 예에서, 적당한 수의 물질은 용융흐름 성분으로 결합될 수 있으며 그후 물질의 반복 블록 또는 더미의 원하는 수 및/또는 크기로 층상 용융흐름을 생성할 수 있는 층 증가 시스템(490)으로 공급된다. 예를 들어, 한 구현 예에서, 시스템(482)은 층 증가 시스템(490)으로 물질을 동시에 배달하는 세개의 압출물을 포함한다. 층 증가 시스템(490)은 세 물질로 형성된 층의 더미를 형성할 수 있다.
층상 용융흐름이 기체 배리어 성질을 제공하는 하나 이상의 물질을 포함할 때, 용융흐름의 층이 일반적으로 제품의 하나 이상의 넓은 표면에 평행하도록 그것을 배향하는 방식으로 층상 용융흐름이 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 프리폼 또는 용기에서, 층은 벽 단면 또는 몸체부의 길이에 일반적으로 평행한 것이 바람직하다. 평행이 바람직하지만, 다른 배향이 사용될 수 있으며 본 명세서의 범주에 속한다. 예를 들어, 하나 이상의 용기의 벽의 부분은 서로 평행인 층 및 벽의 표면을 가질 수 있으며, 한편 하나 이상의 다른 부분은 서로 평행하지 않은 층을 갖는다. 용기의 벽을 통해 원하는 비틀린 통로가 용기를 형성하는 층의 배향 및 배치에 의해 결정된다. 예를 들어, 일반적으로 서로 평행인 층 및 벽 단면은 기체 분자에 의해 가로지르는 벽을 통해 통로의 길이를 실질적으로 증진시킬 수 있다. 대안적으로, 일반적으로 서로 평행하고 벽을 가로지르는 층은 벽을 통해 비틀린 유체 통로를 더 짧게 하거나 또는 감소시키는 것을 초래하며 따라서 평행한 양식으로 배향된 동일 용융흐름보다 더 낮은 배리어 성질을 가질 것이다.
여기에서 개시된 용기 및 프리폼과 같은 제품은 설명된 바와 같이 시스템으로부터의 층상 용융흐름 산출물을 사용하여 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 층상 용융물은 편리한 공정 및 성형을 위한 일반적으로 유사한 용융 온도, Tm 을 갖는 물질을 포함한다. 그러나, 층상 용융물은 실질적으로 상이한 Tms를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 층상 물질은 약 500℉의 범위 내에서 Tms를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 층상 물질의 물질은 물질의 열 성질, 구조적 성질, 배리어 성질, 유동학적 성질, 가공 성질, 및/또는 기타 성질을 근거로 하여 선택될 수 있다. 층상 용융물은 바람직하게는 하나 이상의 그의 성분이 실질적으로 분해되기 전에 형성되고 냉각될 수 있다. 당업자는 가공 특성 및 선택된 최종 용도에 적당한 바람직한 물질 안정성을 성취하도록 하기 위해 층상 물질을 형성하는 물질을 선택할 수 있다.
E. 바람직한 제품의 제조를 위한 방법 및 장치
단일층 및 다층 제품(클로저, 프로파일, 관, 용기, 병, 캔과 같은 포장을 포함)은 적어도 부분적으로 압출 공정에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압출 공정에 이어 블로우 성형 공정이 수행된다. 다층 제품의 한 제조 방법은 일반적으로 공압출로써 여기에서 불리워 진다. 여기에서 사용된 바의 용어 "공압출"은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미에 따라 사용되며, 단일층 및/또는 압출 다층에서 다층 물질의 압출을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바의 용어"공압출"은 광범위한 용어이고, 이들의 통상의 의미에 따라 사용되며, 단일층에서 단일 물질의 압출 뿐만 아니라 공압출을 포함할 수 있다.
공압출은 기판(예컨대, 기초층(underlying layer)) 위에 여기에서 기술된 PP, 팽창성/발포 물질, PET(재생 PET, 순수 PET 포함), 층상 물질, 배리어 물질, 그들의 조합, 및/또는 기타 물질을 포함하는 것과 같은 물질(들)의 하나 이상의 층이 놓이도록 사용될 수 있다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 기판은 압출된 프로파일의 내부 표면을 형성한다. 내부 표면은 바람직하게는 식료품과 접촉하기에 적당하다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일의 기판은 (순수 PET와 같은) PET, 페녹시형 열가소성 수지, 그들의 조합, 및/또는 기타를 포함한다.
제품은 하나 이상의 하기 유리한 특성을 갖는 하나 이상의 층 또는 부분을 포함할 수 있다: 절연층, 배리어층, 식료품 접촉층, 무미 스캘핑층, 고강도층, 순응층, 결속층, 기체 스캐빈지층, 고온 충전(hot fill) 적용에 적당한 층 또는 부분, 압출에 적당한 용융 강도를 갖는 층. 한 구현 예에서, 단일층 또는 다층 물질은 하나 이상의 하기 물질을 포함한다: PET(재생 및/또는 순수 PET 포함), PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지, 폴리올레핀, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 나노복합물, 및/또는 그들의 조합. 편리를 위해, 제품은 프로파일, 용기, 및 클로저에 대하여 주로 기술된다.
바람직한 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질은 각기 상이한 가공 윈도우 및/또는 물성을 갖는 복수의 성분을 포함하는 2 이상의 성분을 포함할 수 있다. 성분은 형성할 수 있는 물질이 하나 이상의 원하는 특성을 가지도록 조합될 수 있다. 성분의 비율은 원하는 가공 윈도우 및/또는 물성을 생성하기 위해 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 근거로 할 수 있다. 따라서, 형성할 수 있는 물질의 성분은 예를 들어 물질을 조형하기 위해 원하는 압력 또는 온도 범위를 성취하도록 혼합될 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, 제1 물질은 광범위한 범위의 온도에 걸쳐 가공하기에 적당하며, 제2 물질은 좁은 범위의 온도에 걸쳐 가공하기에 적당할 수 있다. 제1 물질로 형성된 부분 및 제2 물질로 형성된 또 다른 부분을 갖는 물질은 제2 물질의 가공 온도의 좁은 범위보다 더 넓은 온도의 범위에 걸쳐 가공하기에 적당할 수 있다. 한 구현 예에서, 다성분 물질의 가공 윈도우는 제1 물질의 가공 윈도우와 유사하다. 임의로, 물질의 각각의 성분의 양은 원하는 가공 윈도우를 성취하도록 변화될 수 있다. 임의로, 물질은 원하는 범위의 압력, 온도, 점도, 및/또는 등에 걸쳐 가공에 적당한 성형할 수 있는 물질을 생성하도록 조합될 수 있다. 예를 들어, 더 바람직한 가공 윈도우를 갖는 물질의 비는 증가될 수 있으며 덜 바람직한 가공 윈도우를 갖는 물질의 비는 감소될 수 있어 제1 물질의 가공 윈도우와 실질적으로 동일하거나 또는 매우 유사한 가공 윈도우를 갖는 물질을 초래한다. 물론, 더 바람직한 가공 윈도우가 제1 물질의 제1 가공 윈도우 및 제2 물질의 제2 가공 윈도우 사이에 있다면, 제1 및 제2 물질의 비는 형성할 수 있는 물질의 바람직한 가공 윈도우를 성취하기 위해 선택될 수 있다. 임의로, 각기 유사하거나 또는 상이한 가공 윈도우를 갖는 복수의 물질은 수 득한 물질에 대하여 원하는 가공 윈도우를 얻도록 조합될 수 있다.
한 구현 예에서, 형성할 수 있는 물질의 유동학적 특성은 상이한 유동학적 특성을 갖는 하나 이상의 그의 성분을 변화시켜 변경될 수 있다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 복수의 물질은 2 이상의 물질이 서로 상이한 가공 윈도우를 갖도록 가공된다. 예를 들어, 제1 물질은 제2 물질보다 더 넓은 가공 윈도우를 가질 수 있다. 물질이 서로 가공될 때, 그러나, 물질은 제2 물질의 가공 윈도우보다 더 큰 가공 윈도우에서 가공될 수 있으며, 가공 윈도우는 바람직하게는 제1 물질의 가공 윈도우와 유사하다. 예를 들어, 기판(예컨대, PP)은 높은 용융 강도를 가질 수 있으며 압출 받을 수 있다. PP는 압출을 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 공 압출(예컨대, 수평 또는 수직 공압출)하는 동안 PET의 층을 지지할 수 있다. 따라서, PET 및 PP(발포된 PP 및 비발포된 PP 포함)로 형성된 형성할 수 있는 물질은 PP에 일반적으로 적당하며 PET에 대하여는 일반적으로 적당하지 않은 온도 범위에서 가공, 예컨대 공 압출될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 비교적 박층의 PET, 재생 PET 및/또는 페녹시형 열가소성 수지가 사용될 수 있다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 또한 제품의 벽 두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만을 포함하며, 제품의 벽 두께의 약 90% 미만을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 90% 초과를 포함한다. 몇몇 비 제한 적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 50-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 70-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 90-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 20-80%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 30-70%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 40-60%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 1-50%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 1-30%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1 물질은 제품의 벽 두께의 약 1-10%를 포함한다. 제1 물질은 제품의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 및 범위보다 위, 아래, 범위 내, 또는 중복을 포함하는 적당한 벽 두께를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 또한 제품의 벽 두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만을 포함하며, 제품의 벽 두께의 약 90% 미만을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 90% 초과를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 50-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 70-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 90-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 20-80%를 포 함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 30-70%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 40-60%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 1-50%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 1-30%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2 물질은 제품의 벽 두께의 약 1-10%를 포함한다. 제2 물질은 제품의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 및 범위보다 위, 아래, 범위 내, 또는 중복을 포함하는 적당한 벽 두께를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층은 제1 물질을 포함하며 제2층은 제2 물질을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 추가층이 제공될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압출된 블로우 성형 용기의 벽의 총두께가 약 10밀 내지 약 80밀(약 0.25mm 내지 약 2mm)이다. 다른 구현 예에서, 총 벽 두께는 약 10밀(약 0.25mm) 미만이거나 또는 약 80 밀(약 2mm) 초과일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 총 벽 두께는 약 30 밀 내지 약 40밀(약 0.75mm 내지 약 1mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 총 벽 두께는 약 40밀 내지 약 60밀(약 1mm 내지 약 1.5mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 총 벽 두께는 약 35밀 내지 약 50밀(약 0.9mm 내지 약 1.25mm)이다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층은 내층이다. 다른 구현 예에서, 제1층은 외층 및/또는 중간층일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압출된 블로우 성형 용기의 제1층의 두께가 약 1밀 내지 약 15밀(약 0.025mm 내지 약 0.4mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제1층의 두께는 약 1밀(약 0.025mm) 미만이거나 또는 약 15 밀(약 0.4mm) 초과일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제1층의 두께는 약 2 밀 내지 약 10밀(약 0.05mm 내지 약 0.25mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제1층의 두께는 약 5 밀 내지 약 7.5밀(약 0.1mm 내지 약 0.2mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제1층의 두께는 약 2밀(약 0.05mm), 약 5밀(약 0.1mm), 약 7.5밀(약 0.2mm), 약 10밀(약 0.25mm)일 수 있으며 이러한 두께를 포괄하는 범위이다. 몇몇 구현 예에서, 제1층의 두께는 압출된 블로우 성형 용기의 총 벽 두께의 약 1% 내지 약 25% 의 두께가 바람직하다. 몇몇 구현 예에서, 제1층의 두께는 바람직하게는 압출된 블로우 성형 용기의 총 벽두께의 약 4% 내지 약 22%의 두께이다. 몇몇 구현 예에서, 제1층의 두께는 약 4%, 약 6%, 약 10%, 약 14%, 약 20%, 약 25%일 수 있으며, 압출된 블로우 성형 용기의 총 벽두께의 이러한 백분율을 포괄하는 범위이다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층은 외층이다. 다른 구현 예에서, 제2층은 내층 및/또는 중간층일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압출된 블로우 성형 용기의 제2층의 두께는 약 5밀 내지 약 60밀(약 0.1mm 내지 약 1.5mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제2층의 두께는 약 5밀(약 0.1mm) 미만이거나 또는 약 60밀(약 1.5mm) 초과일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제2층의 두께는 약 20밀 내지 약 50밀(약 0.5mm 내지 약 1.25mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제2층의 두께는 약 25밀내지 약 35밀(약 0.6mm 내지 약 0.9mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제2층의 두께는 약 35밀내지 약 50밀(약 0.9mm 내지 약 1.25mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제2층의 두께는 약 26밀(약 0.6mm), 약 29밀(약 0.7mm), 약 32밀(약 0.8mm), 약 37밀(약 0.9mm), 약 43밀(약 1.1mm), 약 47.5밀(약 1.2mm)일 수 있으며 이러한 두께를 포괄하는 범위이 다. 몇몇 구현 예에서, 제2층의 두께는 압출된 블로우 성형 용기의 총 벽 두께의 약 70% 내지 약 99%의 두께가 바람직하다. 몇몇 구현 예에서, 제2층의 두께는 압출된 블로우 성형 용기의 총 벽 두께의 약 74% 내지 약 95%의 두께가 바람직하다. 몇몇 구현 예에서, 제2층의 두께는 약 74%, 약 75%, 약 84%, 약 87%, 약 93%, 약 95%일 수 있으며, 압출된 블로우 성형 용기의 총 벽두께의 이러한 백분율을 포괄하는 범위이다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제3층이 제공된다. 제3층은 몇몇 구현 예에서 제3 물질을 포함한다. 한 구현 예에서 제3층은 중간층이다. 다른 구현 예에서, 제3층은 내층 또는 외층일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제3층은 결속층 또는 접착층일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압출된 블로우 성형 용기의 제3층의 두께는 약 0.25밀 내지 약 3밀(약 0.006mm 내지 약 0.08mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제3층의 두께는 약 0.25밀(약 0.006mm) 미만이거나 또는 약 3밀(약 0.08mm) 초과일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제3층의 두께는 약 0.5밀 내지 약 2.5밀(약 0.01mm 내지 약 0.06mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제3층의 두께는 약 0.75밀 내지 약 1.5밀(약 0.02mm 내지 약 0.04mm)이다. 몇몇 구현 예에서, 제2층의 두께는 약 0.5밀(약 0.01mm), 약 0.75밀(약 0.02mm), 약 1.5밀(약 0.04mm), 또는 약 2.5밀(약 0.06mm)일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제3층의 두께는 바람직하게는 압출된 블로우 성형 용기의 총 벽 두께의 약 0.25% 내지 약 10%의 두께이다. 몇몇 구현 예에서, 제3층의 두께는 바람직하게는 압출된 블로우 성형 용기의 총 벽 두께의 약 1% 내지 약 5%의 두께이다. 몇몇 구현 예에서, 제3층의 두께는 약 1%, 약 1.5%, 약 2%, 약 3%, 약 4%, 약 5%일 수 있으며, 압출된 블로우 성형 용기의 총 벽두께의 이러한 백분율을 포괄하는 범위이다.
예를 들어, 한 비 제한적인 구현 예에서, 약 50밀(약 1.25mm)의 총 벽 두께를 갖는 압출된 블로우 성형된 용기는 약 2밀(약 0.05mm)의 두께를 갖는 제1 내층, 약 47.5밀(약 1.2mm)의 두께를 갖는 제2 외층, 및 약 0.5밀(약 0.01mm)의 두께를 갖는 제3 중간 결속층을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 제2층은 하나 이상의 물질 예컨대, PE, PP, 및 발포 물질을 포함할 수 있다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 약 50밀(약 1.25mm)의 총 벽 두께를 갖는 압출된 블로우 성형된 용기는 약 5밀(약 0.1mm)의 두께를 갖는 제1 내층, 약 43.5밀(약 1.1mm)의 두께를 갖는 제2 외층, 및 약 1.5밀(약 0.04mm)의 두께를 갖는 제3 중간 결속층을 포함한다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 약 50밀(약 1.25mm)의 총 벽 두께를 갖는 압출된 블로우 성형 용기는 약 10밀(약 0.25mm)의 두께를 갖는 제1 내층, 약 37.5밀(약 0.9mm)의 두께를 갖는 제2 외층, 및 약 2.5밀(약 0.06mm)의 두께를 갖는 제3 중간 결속층을 포함한다.
또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 약 35밀(약 0.9mm)의 총 벽 두께를 갖는 압출된 블로우 성형 용기는 약 2밀(약 0.05mm)의 두께를 갖는 제1 내층, 약 32밀(약 0.8mm)의 두께를 갖는 제2 외층, 및 약 0.5밀(약 0.01mm)의 두께를 갖는 제3 중간 결속층을 포함한다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 약 35밀(약 0.9mm)의 총 벽 두께를 갖는 압출된 블로우 성형 용기는 약 5밀(약 0.12mm)의 두께를 갖는 제1 내층, 약 29밀(약 0.7mm)의 두께를 갖는 제2 외층, 및 약 0.7밀(약 0.02mm)의 두께를 갖는 제3 중간 결속층을 포함한다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 약 35밀(약 0.9mm)의 총 벽 두께를 갖는 압출된 블로우 성형 용기는 약 7.5밀(약 0.2mm)의 두께를 갖는 제1 내층, 약 26밀의 두께를 갖는 제2 외층, 및 약 1.5밀(약 0.4mm)의 두께를 갖는 제3 중간 결속층을 포함한다.
몇몇 구현 예에서, 부가 층이 첨가될 수 있다. 상이한 수의 층을 갖는 구현 예는 상술한 것보다 상이한 두께 및 백분율을 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현 예에서 제4층, 예컨대 재연마층은 제3층 및 제2층 사이에 첨가된다. 추가로, 몇몇 구현 예에서, 제5층, 예컨대, 또 다른 결속층이 제4층 및 제2층 사이에 첨가된다. 층의 첨가는 다른 층의 두께에 영향을 줄 수 있다. 압출된 블로우 성형된 병의 총 벽두께의 개별 층의 백분율 두께도 또한 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 한 비 제한적인 구현 예에서, 약 50밀(약 1.25mm)의 총 벽 두께를 갖는 압출된 블로우 성형 용기는 약 2밀(약 0.05mm)의 두께를 갖는 제1 내층, 약 17밀(약 0.4mm)의 두께를 갖는 제2 외층, 약 0.5밀(약 0.01mm)의 두께를 갖는 제3 중간 결속층, 약 30밀(약 0.7mm)의 두께를 갖는 제4 중간 재연마 층, 및 약 0.5밀(약 0.01mm)의 두께를 갖는 제5 중간 결속 층을 포함한다. 압출된 블로우 성형 용기는 적당한 수의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 용기는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 또는 그 이상의 층을 포함할 수 있다. 층은 임의의 적당한 두께를 가질 수 있다.
여기에서 기술된 몇몇 구현 예에서, 제1층은 제1 두께를 가지며, 제2층은 제1층의 두께보다 일반적으로 더 큰 제2 두께를 가지며, 제3층은 제1 두께의 두께보 다 일반적으로 더 작은 제3 두께를 갖는다. 그러나, 다른 구현 예에서, 제2층의 두께는 제1층의 두께보다 작거나 또는 유사할 수 있으며, 및/또는 제3층의 두께는 제1층의 두께보다 더 크거나 또는 유사할 수 있다. 다중 층을 포함하는 몇몇 구현 예에서, 층 두께의 차이는 제한된 수의 층이 사용된 층 두께의 차이보다 더 크지 않을 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 여기에서 기술된 원하는 성질을 근거로 하여 층의 두께를 증진 또는 감소시키는 것이 바람직할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 제품은 제한함이 없이 (1) 딥 코팅법, (2) 스프레이 코팅법, (3) 화염 스프레이법, (4)유동층 딥핑법(fluidized bed dipping), (5) 정전(electrostatic) 분말 스프레이법, (6) 오버성형법(예컨대, 사출-오버-사출), 및/또는 (7) 사출 성형법(공사출 포함)을 포함하는, 적당한 방법에 의해 제조될 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 몇몇 방법을 수행하기 위한 바람직한 방법 및 장치가 미국 특허 제6,352,426호 및 미국 출원 제2004/0071885호에 개시되어 있으며, 이들은 참고로 온전히 그대로 여기에서 혼입하였으며 본 출원의 명세서의 일부를 형성한다. 이들 방법 및 장치가 여기에서 기술된 다른 제품을 형성하기 위해 사용될 수 있음이 또한 고려된다. 몇몇 구현 예에서, 여기에서 개시된 프로파일은 본 발명에 참고로 혼입된 참고문헌에 개시된 방법 및 장치를 사용하여 블로우 성형될 수 있다.
1. 프로파일을 제조하기 위한 방법 및 장치
하기 구현 예에서 기술된 바와 같이, 예컨대, 도28, 30에서 나타낸 바와 같이, 단일층 또는 다층 물질을 갖는 프로파일은 압출기에 의해 제공될 수 있다. 압 출기는 다중 층을 공압출하여 몇몇 구현 예의 다층 물질을 제공한다. 한 구현 예에서, 고분자 원료, 바람직하게는 중합체 펠릿은 원료를 혼련하고 압축하는 하나 이상의 스크루형 장치를 사용하는 압출기로 통과될 수 있다. 열은 압출기 내에서 가해지며 열 및 압력의 조합은 원료를 용융 플라스틱으로 바꾼다. 압출기의 배출 말단에서, 용융 플라스틱은 다이를 통해 밀어 넣어지며, 더 구체적으로 외부 다이 부분과 중심 다이 사이에 삽입되어 프로파일을 형성한다. 프로파일을 형성하기 위해 모든 형태의 압출기가 사용될 수 있다. 예를 들어, 압출기 및 압출 공정은 또한 미국 특허 제6,109,006호 및 미국 특허 출원 제10/168,496호(공고 제2003-0220036호)에 기술되어 있으며, 이들은 참고로 여기에서 혼입하였다.
몇몇 구현 예에서, 압출된 프로파일은 블로우 성형되어 제품, 예컨대, 용기, 병, 캔, 관, 또는 다른 블로우 성형 제품을 형성할 수 있으며 하기에서 설명될 것이다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일은 압출되고 그후 블로우 성형된다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일은 압출, 압출기로부터 제거, 및 나중에 블로우 성형된다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일은 압출되고 그후 블로우 성형함이 없이 더 가공된다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일은 하기 기술되는 바와 같이 블로우 성형으로 또는 블로우 성형 없이 도관 또는 관을 형성할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일은 하기 기술되는 바와 같이 블로우 성형으로 또는 블로우 성형 없이 용기를 형성할 수 있다. 한 구현 예에서, 캔은 블로우 성형으로 또는 블로우 성형 없이 압출된 프로파일로부터 형성할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일은 하기 기술되는 바와 같이 블로우 성형으로 또는 블로우 성형 없이 클로저를 형성할 수 있다.
예를 들어, 한 구현 예에서, 프로파일은 압출기에 의해 형성된 실린더형 슬리브일 수 있다. 예를 들어 직사각형 슬리브, 삼각형 슬리브, 등과 같은 임의의 적당한 형상의 슬리브가 형성될 수 있다. 한 구현 예에서, 실린더형 슬리브는 압출기로부터 제거되고 홀더에 부착될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 압출기 및 몰드은 하기 기술되는 바와 같이 프로파일을 압출하고 이어서 압출기로부터 프로파일을 제거함이 없이 그후 비교적 즉시 블로우 성형되도록 배치된다.
2. 블로우 성형 용기를 위한 방법 및 장치
한 구현 예에서, 단일층 또는 공압출된 다층 물질을 포함하는 압출된 프로파일은 블로우 성형되어 단일층 또는 다층 용기를 형성할 수 있다. 몰드은 바람직하게는 개방 위치에서 몰드 절반부(mold halves)을 갖는다. 압출된 물질을 포함하는 프로파일은 몰드 절반부 사이에 개재된다. 프로파일이 개방 몰드으로 연장된 후, 몰드 절반부는 밀폐된 위치로 이동될 수 있다. 프로파일은 몰드의 몰드 캐비티를 통해 및 몰드의 저부(bottom) 밖으로 연장된다. 몰드 절반부의 하부(lower portions)는 프로파일의 하부를 틀이 잡히게(crimp) 할 수 있다. 몰드 절반부의 상부(upper portions)는 마찬가지로 프로파일의 상부를 틀이 잡히게 할 수 있다. 프로파일은 도4A에 나타낸 바와 같이 용기 (37A)로 블로우 성형될 수 있다. 용기 (37A)는 용기의 저부 부분의 형상이 일반적으로 편평하다는 것만 제외하고 도4A에 나타낸 것처럼 용기(37)과 유사하다. 용기(37A)는 여기에서 주목한 것을 제외하고 용기 (37)을 참고로 하여 상기 기술된 많은 특징 및 장점을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일은 임의의 적당한 용기, 예컨대, 병, 캔으로 블로우 성형될 수 있 다.
프로파일은 원하는 용기 형상에 해당하는 캐비티를 갖는 몰드 내에 위치한다. 프로파일은 압출되고 그후 프로파일을 연신하여 팽창함으로써 몰드 내의 캐비티를 충전하고, 이와 같이 하여 용기를 만든다. 연신은 예를 들어, 프로파일의 안쪽 부분으로 공기를 밀어 넣어 성취될 수 있다. 프로파일이 연신 되기 전에, 프로파일은 바람직하게는 블로우 성형 공정을 위한 블로우 온도 범위에 있다. 공기는 프로파일의 안쪽 부분으로 통과하여 프로파일을 용기(37A)의 원하는 형상으로 팽창시킨다. 프로파일 물질은 프로파일이 연신 하도록 공기를 밀어 넣어 팽창되며 원하는 형상으로 성형 된다.
몰드의 벽은 몇몇 구현 예에서 제어된 온도일 수 있다. 한 구현 예에서, 몰드은 벽의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 시스템을 갖는다. 온도 제어 시스템은 가열/냉각 채널을 가질 수 있거나 또는 벽의 온도를 효과적으로 제어하기 위한 적당한 시스템을 가질 수 있다. 한 구현 예에서, 예를 들어, 벽은 프로파일의 블로우 성형 동안 가열된다. 몰드의 벽은 그후 냉각되어 용기의 고형화를 돕는다. 벽은 하나 이상의 부분에서 가열되며 하나 이상의 제조 주기 동안 냉각될 수 있다. 벽은 바람직하게는 블로우 성형 공정의 제1 부분 동안 가열되며 제2 부분 동안 냉각된다. 그러나, 벽은 블로우 성형 공정 동안 적당한 시간에 가열 및/또는 냉각 될 수 있다.
몰드의 벽은 용기의 조직화된 표면을 초래할 수 있는 블로우 성형 공정 동안 원하는 반응을 달성하기 위해 표면 처리 또는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 벽의 표면은 용기의 외부 표면이 블로우 성형하는 동안 벽과 접촉할 때, 용기의 외부 표면이 조직화된 표면을 가지도록 거칠거나 또는 깔깔할 수 있다. 벽의 표면은 용기의 적당한 외부 표면 조직을 성취하기 위해 처리될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 예를 들어, 몰드의 벽은 몰드으로부터 용기의 용이한 박리를 위해 감소된 마찰 마무리, 예컨대, 증기 혼드(honed) 마무리를 가질 수 있다. 감소된 마찰 마무리는 용기의 박리을 용이하게 하도록 실질적으로 평활한 표면을 가질 수 있다.
여기에서 기술된 바와 같이, 몇몇 구현 예에서, 하나 이상의 배달 시스템은 프로파일을 블로우 몰드으로 및/또는 블로우 몰드으로부터 제거된 병을 운송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 배달 시스템은 프로파일 및/또는 병을 몰드으로 및/또는 몰드으로부터 제거하는 운송을 위한 셔틀 시스템(예컨대, 선형 또는 회전형 셔틀 시스템)을 포함할 수 있다. 셔틀 시스템은 배취 공급된 프로파일을 몰드으로 또는 몰드으로부터 블로우 성형된 병을 제거할 수 있다. 대안적으로, 배달 시스템은 왕복 운동 및/또는 휠(wheel) 배달 시스템을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 휠 배달 시스템은 몰드으로부터 병을 제거하거나 또는 몰드으로 프로파일을 신속하게 배달하기 위해 사용된다. 유리하게, 휠 배달 시스템은 연속해서 제품을 몰드으로 및 몰드으로부터 운송하여 산출량을 증진시킨다. 배달 시스템은 블로우 성형 프로파일, 압출 블로우 성형, 압출 프로파일에 적당한 성형 기계와 조합하여 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 추가로, 배달 시스템은 운송 제품과 함께 작용하는 휠 배달 시스템 및 셔틀 시스템과 같은 복수의 시스템을 포함할 수 있다.
3. 바람직한 제품의 제조 방법 및 장치
프로파일 및 용기와 같은 다양한 제품이 상술한 변경된 장치에 의해 형성될 수 있으며 여기에서 개시된 물질을 포함할 수 있다. 상술한 구현 예에 더하여, 몇몇 비 제한적인 제품이 하기에 기술된다.
a. 발포체 및/또는 폴리프로필렌 층을 포함하는 제품
몇몇 구현 예에서, 제품은 발포 물질을 포함할 수 있다. 발포 물질은 발포제 및 담체 물질을 조합하여 제조될 수 있다. 한 구현 예에서, 담체 물질 및 발포제는 바람직하게는 일반적으로 발포 물질의 균일한 혼합물을 위해 공압출된다. 담체 물질 및 발포제의 양은 하기의 하나 이상의 원하는 양에 따라 변할 수 있다: 팽창 성질, 구조적 성질, 열 성질, 공급 압력, 등. 일부 비 제한적인 구현 예에서, 팽창성/발포 물질은 또한 발포제의 약 10 중량% 미만을 포함하며, 또한 약 9중량%, 8중량%, 7중량%, 6중량%, 5중량%, 4중량%, 3중량%, 2중량%, 또는 1중량% 미만을 포함한다. 일부 비 제한적인 구현 예에서, 팽창성/발포 물질은 약 1-6중량%의 발포제를 포함한다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 팽창성/발포 물질은 약 3-6중량%의 발포제를 포함한다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 팽창성/발포 물질은 약 2-8중량%의 발포제를 포함한다. 팽창성/발포 물질은 발포 물질의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 위 및 아래의 것을 포함하는 적당한 양의 발포제를 포함할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 담체 물질(예컨대, 폴리프로필렌 펠릿) 및 미소구 형태의 발포제, 바람직하게는 EXPANCEL
Figure 112006084012050-pct00027
미소구 또는 유사한 물질은 호퍼에 공급된다. 담체 물질 및 미소구는 물질의 효과적인 혼합을 위해 담체 물질을 용융하도록 가열 된다. 혼합물이 가열될 때, 미소구는 팽창되거나 확대될 수 있다. 바람직하게는, 혼합물의 온도는 미소구의 상당 부분이 완전히 팽창 또는 파열되도록 하지 않는 온도 범위내에 있다. 예를 들어, 혼합물의 온도가 충분히 높은 온도로 상승 된다면, 미소구 내의 기체는 미소구가 파단 또는 붕괴하도록 팽창할 수 있다. 용융된 발포 물질은 공압출될 수 있으며 바람직하게는 미소구의 팽창량을 제한하기 위해 신속하게 급냉된다(rapidly quenched).
발포 물질이 가공(예컨대, 압출, 사출, 등)을 위해 가열될 때, 한 구현 예에 따른 미소구는 일반적으로 초기 팽창되지 않은 위치로부터 부분적으로 팽창될 수 있다. 이러한 미소구가 부분적으로 팽창될 때, 이들은 미소구의 크기를 증가시키기 위해 추가 팽창할 수 있는 능력을 보유한다. 바람직하게는, 압력 및 온도는 추가의 공정, 예컨대, 블로우 성형 동안 미소구의 추가의 팽창을 허용하기 위해 압출하는 동안 미소구가 완전히 팽창되지 않도록 하는 것이다. 추가로, 발포 물질의 압력은 미소구의 팽창을 감소시키거나, 또는 실질적으로 방지하도록 증가시킬 수 있다. 따라서, 발포 물질의 압력 및 온도는 미소구의 원하는 팽창량을 수득하기 위해 변화될 수 있다. 부분적으로 팽창된 미소구는 여기에서 기술된 바와 같이 (예컨대 블로우 성형 순환 동안) 재가열될 때 그 이상의 팽창을 견딜 수 있다.
한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 하나 이상의 발포체층을 포함한다. 한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 폴리프로필렌을 포함하는 하나 이상의 층을 포함한다. 한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 발포체 및/또는 폴리프로필렌층 및 PET층을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 프로파일은 발포체 및/또는 폴리프로필렌층 및 식료품과 접촉하기에 적당한 층을 포함한다. 한 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 바람직하게는 외층이다. 한 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 바람직하게는 내층이다. 한 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 바람직하게는 중간층이다. 다른 구현 예에서, 다른 열가소성 수지는 폴리프로필렌에 대하여 치환될 수 있다.
예를 들어, 한 구현 예에서, 프로파일은 발포체를 포함하는 단일층을 포함한다. 발포 물질은 비팽창, 부분적으로 팽창, 및/또는 완전히 팽창될 수 있다. 예를 들어, 압출기는 가열 공정과 같은 후속 공정에 의해 더 팽창될 수 있는 발포 물질을 포함하는 프로파일을 산출할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 담체 물질 및 발포제는 바람직하게는 일반적으로 발포 물질의 균일 혼합물을 위하여 공압출 된다. 담체 물질 및 발포제의 양은 하기의 하나 이상의 원하는 양에 따라 변화될 수 있다: 팽창 성질, 구조적 성질, 열 성질, 공급 압력, 등.
또 다른 구현 예에서, 프로파일은 제1층 및 제2층을 포함한다. 제1층은 압출을 위한 적당한 용융 강도를 갖는 기판일 수 있거나 또는 포함할 수 있다. 제2층은 단독으로 가공될 때 압출하기에 전형적으로 적당하지않은 용융 강도를 가질 수 있다. 함께 가공될 때, 제1 및 제2층은 공압출될 수 있다. 예를 들어, 한 구현 예에서, 제1층 또는 프로파일의 기판은 발포체 및/또는 폴리프로필렌을 포함할 수 있으며 제2층은 순수 PET를 포함할 수 있다. 한 구현 예에서, 제1층은 외층 또는 중간층이며 제2층은 내층이다. 한 구현 예에서 제1층은 내층이고 제2층은 외층 또는 중간층이다. 제1 및 제2층은 바람직하게는 압출기의 밖으로 공압출 될 수 있 다.
몇몇 구현 예에서, 프로파일은 제1 용융 강도를 갖는 물질로 형성된 제1층 또는 기판 및 제1 용융 강도보다 낮은 제2 용융 강도를 갖는 물질로 형성된 제2층을 포함한다. 비 제한적인 구현 예에서, 제2층은 제1층의 두께보다 일반적으로 작은 두께를 가질 수 있다. 한 비 제한적인 구현 예에서, 제2층의 벽 두께는 제1층의 벽 두께의 약 200% 미만이다. 한 비 제한적인 구현 예에서, 제2층의 벽 두께는 제1층의 벽 두께의 약 30% 미만이다. 비 제한적인 구현 예에서, 제2층의 벽 두께는 제1 층의 벽 두께의 약 20% 내지 70%이다. 또 다른 비 제한적인 구현 예에서, 제2층의 벽 두께는 제1 층의 벽 두께의 약 40% 내지 60%이다. 제1층 및 제2층의 벽 두께는 이들이 공압출될 수 있도록 그들의 용융 강도를 기준으로 하여 선택될 수 있다. 제1층은 제2 물질에 전형적으로 적당하지 않은 온도 범위 내에서 공압출하는 동안 제2층을 충분히 지지하도록 제공될 수 있다. 한 구현 예에서, 제2층은 프로파일의 내층을 형성할 수 있으며 PET를 포함할 수 있다. 제1층은 프로파일의 외층을 형성할 수 있으며 폴리프로필렌 및/또는 발포 물질을 포함할 수 있다.
제1층 및 제2층은 압출기(640)의 밖으로 공압출 되고 이어서 블로우 성형되어 예컨대 용기를 형성할 수 있다. 임의로, 제2층은 외층일 수 있으며 제1층은 내층일 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 압출된 물질의 프로파일은 음료 유체를 배달하기 위해 배치된 도관 또는 관을 만드는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로파일은 압출기(640)의 밖으로 압출되어 도관(402)을 형성한다.
도28-29에서 나타낸 바와 같이, 몇몇 구현 예에서, 프로파일(600)은 개방 몰 드(628)로 연장되고 몰드 절반부(629, 631)는 밀폐된 위치로 이동될 수 있다. 설명된 구현 예에서, 프로파일은 몰드(628)의 몰드 캐비티를 통해 연장되어 몰드(628)의 저부로 나간다. 몰드 절반부(629, 631)의 하부(637a, 639a)는 각기 프로파일의 하부(639)를 틀이 잡히게 한다. 몰드 절반부(629, 631)의 상부(637b, 639b)는 각기 프로파일의 상부를 마찬가지로 틀이 잡히게 할 수 있다. 프로파일은 상술한 바와 동일한 방식으로 용기 37A로 블로우 성형될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일은 압출기로부터 제거되고 후에 용기로 배치될 수 있다.
프로파일(600)은 압출 또는 공압출을 통해 형성된 단일층 또는 다층 프로파일일 수 있다. 한 구현 예에서, 발포 물질은 신속하게 냉각 또는 급냉시켜 발포제의 팽창을 제한할 수 있으며 생성물을 증진시키기 위한 순환 시간을 감소시킬 수 있다. 한 구현 예에서, 용융물의 배압(back pressure)은 미소구 형태의 발포제가 파단을 야기하기에 충분하도록 높지 않다. 그러나, 배압은 프로파일을 원하는 형상으로 블로우 성형하도록 및/또는 미소구가 더 팽창하도록 허용하기 위해 과 팽창으로부터 미소구를 방지해야 한다.
용융물의 온도는 용융물의 배압에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 고온에서 용융물은 미소구의 팽창을 유발할 수 있다. 미소구의 팽창을 억제 또는 방지하기 위해, 배압은 증진되어 각각의 미소구 내에서 증진된 압력을 설명할 수 있다. 그러나, 용융물의 압력이 너무 높으면, 미소구는 파단 또는 붕괴될 수 있다. 따라서, 용융물의 압력은 미소구의 상당 부분이 완전히 팽창하거나 파단 되지 않도록 하는 범위로 유지되는 것이 바람직하다. 다른 구현 예에서, 그러나, 구의 일부 또 는 전부는 발포체를 형성하기 위해 완전한 팽창시 파단할 수 있다.
한 구현 예에서, 용융물은 그것이 압출되기 전에 적어도 부분 팽창을 견딜 수 있다. 예를 들어, 용융물의 샷(shot)이 압출된 후, 압출기의 스크루는 철회되어 다음 샷을 위해 용융물을 축적한다. 회수 후, 스크루는 용융물의 압력을 감소시키기 위해 감압되어 용융물 내에서 미소구의 제어가능한 팽창을 성취한다. 한 구현 예에서, 용융물은 미소구가 자유롭게 팽창하도록 가압 하가 아니다. 그러나, 압력은 미소구의 팽창을 선택적으로 제어하기 위해 용융물에 적용될 수 있다. 따라서, 용융물 내의 미소구는 용융물이 압출되기 전에 부분적으로 또는 완전히 팽창될 수 있다. 바람직하게는, 미소구는 미소구가 예컨대 블로우 성형을 위한 예열 공정 동안 추가의 팽창을 견딜 수 있도록 하는 팽창의 상태이다. 팽창된 미소구를 갖는 용융물은 압출되어 팽창된 미소구를 갖는 프로파일을 형성한다. 팽창된 미소구를 갖는 프로파일은 그후 일반적으로 고르게 분포된 미소구를 갖는 용기로 형성될 수 있다.
압출된 프로파일을 에워싸는 영역은 가열되어 일반적으로 고르게 분포된 프로파일의 미소구를 초래할 수 있다. 가열은 일반적으로 발포 물질의 균일한 팽창을 유발할 수 있다. 한 구현 예에서, 용융물은 폴리프로필렌 및 미소구를 포함하며 가열된 영역으로 압출되고, 이것은 약 100℉ 내지 약 250℉의 온도일 수 있다. 가열된 면적은 미소구가 일반적으로 프로파일을 통해 고르게 분포된다는 것을 확증할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 영역은 약 150℉ 내지 약 225℉의 온도로 유지될 수 있다. 여전히 또 다른 구현 예에서, 면적은 약 200℉의 온도로 유지될 수 있다. 영역은 임의의 적당한 시간에 냉각되어 원하는 분포의 미소구를 달성할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 용융물은 폴리에틸렌 및 미소구를 포함한다. 면적은 일반적으로 고르게 분포된 미소구를 갖는 프로파일을 형성하도록 하는 약 75℉ 내지 약 125℉의 온도일 수 있다. 고르게 분포된 미소구를 갖는 프로파일은 그후 용기로 성형될 수 있으며, 이번에는, 고르게 분포된 미소구를 갖는다. 상기 명시된 온도는 사용된 특정 물질에 의존되며, 사용된 물질에 의존하여 조절될 수 있다.
압출기를 통해 통과하는 용융물의 속도는 마찰열을 야기할 수 있으며 따라서 미소구의 팽창을 유발한다. 몇몇 구현 예에서, 높은 열 전달 물질은 미소구의 팽창을 지연하는 영역으로 압출기를 통해 통과하는 용융물을 신속하게 냉각시키기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 조작 파라미터(예컨대, 속도, 압력, 온도, 혼합물비, 점도, 등)은 압출기의 형상, 크기, 및 다른 특성에 따라 변할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 프로파일의 적어도 일부가 그것이 압출기 헤드를 나아감에 따라 발포 물질을 형성하도록 팽창한다. 가공 압력(예컨대, 용융물 배달 시스템, 환경, 등)은 미소구의 팽창을 제어하기에 충분할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압력은 대기압일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압력은 대기압보다 더 크거나 작은 수준으로 유지될 수 있다.
프로파일(600)은 블로우 성형되어 도4A에 나타낸 바와 같은 용기 (37A)를 형성할 수 있다. 프로파일(600)이 연신되기 전에, 프로파일(600)은 바람직하게는 블로우 성형 공정 동안 블로우 온도 범위 내에 있다. 한 구현 예에서, 단일층 또는 다층 프로파일(600)은 블로우 성형에 대하여 블로우 온도 범위일 수 있다. 물질의 온도가 팽창 온도 범위, 예컨대, 약 100℃ 내지 약 300℃이라면, 미소구는 팽창될 수 있다. 이 온도 범위는 용융 가공 동안 사용될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 팽창 온도 범위는 압출 블로우 성형 동안 약 100-200℃ 일 수 있다. 예를 들어, 미소구는 용융 배달 시스템 내에서 팽창되고, 헤드를 통해 통과하거나, 또는 가공하는 동안 임의의 다른 적당한 시간일 수 있다. 팽창 온도 범위는 프로파일(600)의 연신 전, 동안, 또는 후에 성취될 수 있다. 바람직하게는 프로파일(600)의 미소구는 그들의 팽창 온도 범위로 가열되어 프로파일(600)이 블로우 성형되기 전에 적어도 미소구의 부분적인 팽창을 유발한다.
프로파일의 온도가 블로우 온도 범위로 상승된 후, 프로파일이 용기(37A)의 원하는 형상으로 팽창하도록 프로파일(600)의 안쪽부분으로 공기가 통과된다. 한 구현 예에서, 팽창 온도 범위는 미소구가 블로우 성형을 위한 가열 동안 팽창할 수 있도록 일반적으로 블로우 온도 범위와 유사하다. 발포 물질은 공기가 프로파일을 연신하도록 밀어넣어 팽창되며 원하는 형상으로 성형 된다. 또 다른 구현 예에서, 프로파일(600)은 원하는 형상으로 블로우 성형 될 수 있으며 그후 용기(37A)의 온도가 용기(37A)의 발포 물질의 팽창을 야기하도록 하는 팽창 온도 범위에 도착할 수 있다. 미소구의 팽창 속도를 증진시키기 위해, 블로우 성형 순환하는 동안의 온도는 증진될 수 있으며 및/또는 블로우 압력은 감소될 수 있다. 미소구의 팽창 속도를 감소시키기 위해, 블로우 성형 순환하는 동안의 온도는 감소될 수 있으며 및/또는 블로우 압력은 증진될 수 있다.
한 구현 예에서, 몰드(628)의 벽(633)은 프로파일(600)의 발포 물질의 원하 는 팽창을 성취하도록 온도 제어된다. 한 구현 예에서, 예를 들어, 벽(633)은 용기(37)의 미소구의 팽창을 야기하도록 가열된다. 프로파일(600)이 블로우 성형되어 용기(37A)를 형성한 후, 가열된 벽(633)은 용기(37A)의 벽에서 미소구의 팽창을 지속하므로써 벽의 밀도를 감소시킨다. 이러한 방식으로, 용기(37A)의 벽 내의 미소구는 팽창 또는 확대되어 높은 팽창 미소구로 인한 더 효율적인 열 배리어를 제공한다.
몰드(628)의 벽(633)은 냉각되어 미소구의 팽창을 지연 또는 방지할 수 있다. 벽(633)은 상술한 바와 같이 미소구의 팽창을 촉진하도록 열 순환 하는 동안 가열될 수 있다. 미소구가 원하는 바로 팽창된 후, 몰드 벽(633)은 바람직하게는 냉각되어 미소구의 추가의 팽창을 감소시키거나, 또는 바람직하게는 정지시킨다. 따라서, 벽(633)은 블로우 성형 공정의 제1 부분 동안 가열되며 제2 부분 동안 냉각될 수 있다. 그러나, 벽(633)은 블로우 성형 공정 동안 적당한 시간에서 가열 및/또는 냉각될 수 있다. 예를 들어, 또 다른 구현 예에서 몰드(628)의 벽(633)이 원하는 용기 형상으로 그의 초기 위치로부터 프로파일(600)의 연신 동안 냉각된다. 프로파일(600)은 냉각된 벽(633)과 프로파일의 벽이 접촉할 때까지 블로우 및 연신될 수 있다. 바람직하게는 프로파일(600)을 형성하는 발포 물질은 프로파일이 연신됨에 따라 국소화된 팽창(예컨대 미소구 팽창)을 견딘다. 프로파일(600)이 벽(633)과 열적으로 교환되었을 때, 열은 연신된 프로파일(600)에서 몰드(628)로 전달되어 형상화된 프로파일의 벽을 냉각한다. 프로파일(600)이 냉각됨에 따라, 미소구의 팽창은 감소 또는 정지될 수 있다. 몰드(628) 내의 압력은 미소구의 팽창 속도를 감소시키기 위해 증가될 수 있다. 몰드(628)내의 압력은 감소되어 미소구의 팽창의 속도를 증진시킬 수 있다.
몰드(628)의 벽(633)은 용기(37A)의 조직화된 표면을 초래할 수 있는 블로우 성형 공정 동안 원하는 발포 반응을 성취하기 위해 표면 처리 또는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 벽(633)의 표면은 용기(37A)의 외부 표면이 블로우 성형하는 동안 벽(633)과 접촉될 때, 용기(37A)의 외부 표면이 조직화된 발포체 표면을 가지도록 거칠거나 또는 깔깔할 수 있다. 벽(633)의 조직화된 표면은 용기의 적어도 일부가 몰드(628)의 벽(633)과 접촉한 후 미소구의 추가의 팽창을 촉진할 수 있다. 그러나, 벽(633)의 표면은 용기(37A)의 적당한 외부 표면 조직을 성취하기 위해 처리될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 프로필(600)은 다중 층을 가질수 있다. 한 예에서, 프로파일(600)은 실질적으로 PET, 폴리프로필렌, 및/또는 페녹시형 열가소성 수지를 포함하는 내층을 가질 수 있다. 프로필(600)의 외층은 발포 물질을 제조하기 위한 발포제(예컨대, EXPANCEL
Figure 112006084012050-pct00028
미소구)와 혼합된 중합체(예컨대, 폴리프로필렌, PET, 및/또는 에틸렌아크릴산)을 포함할 수 있다. 압출된 프로파일(600)은 제한되는 것은 아니지만 하기를 포함하는 임의의 적당한 방법에 의해 더 제조될 수 있다: (1) 딥 코팅법, (2) 스프레이 코팅법, (3) 불꽃 제거 토크법, (4)유동층 딥핑법, 및/또는 (5) 정전 분말 스프레이법. 이들 방법을 수행하기 위한 몇몇 방법 및 장치가 미국 특허 제6,352,426호 및 미국 출원 제2004/0071885호에 개시되어 있으며, 이들은 참고로 온전히 그대로 여기에서 혼입하였으며 본 출원의 명세서의 일부를 형성 한다. 이들 방법 및 장치가 여기에서 기술된 다른 제품을 형성하기 위해 사용될 수 있음이 또한 고려된다.
또 다른 구현 예에서, 프로파일(600)은 PET를 포함하는 내층 및 주로 또는 전적으로 PP를 포함하는 외층을 갖는다. 임의로, 외층은 발포 물질을 포함할 수 있다. 유리하게, 내층 및 외층은 PP로 전적으로 만들어진 프로파일의 가공 윈도우 보다 상당히 넓은 가공 윈도우 내에서 블로우 성형될 수 있다. 유리하게, 가공 윈도우는 내층 및 외층의 두께에 상관없이 확장될 수 있다. 임의로, 층(예컨대, 결속층)은 내층 및 외층 간의 접착력을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 결합제 또는 크라프팅(crafting)(예컨대, 접착제)는 층을 형성할 수 있으며 내층 및 외층 간에 접착력을 제공한다. 프로파일(600)은 다중층을 가질 수 있다. 하나 이상의 층은 상이한 공정에 의해 형성될 수 있다.
한 구현 예에서, PET로 바람직하게 형성된, 내층 및 발포체 층의 담체 물질은 양층이 이들의 바람직한 블로잉 온도 범위 내에서 가공될 수 있도록 유사한 Tg를 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 팽창 온도 범위는 미소구의 팽창을 야기하는 온도 범위일 수 있다. 팽창 온도 범위는 발포 물질에 적용된 압력을 바꾸어 변화될 수 있다. 바람직하게는 팽창 온도 범위는 층의 블로잉 온도 범위 내이거나 유사하다. 블로우 성형 공정 동안, 프로파일의 온도는 적어도 부분적인 미소구의 팽창을 야기하도록 하는 팽창 온도 범위 내일 수 있다. 따라서, 발포체 층의 발포제는 (1)블로우 성형을 위한 프로파일의 재가열 동안, (2) 용기의 형상을 위한 프로파일의 연신 동안, (3) 용기가 일반적으로 형성된 후, 및/또는 (4) 그들의 조합으 로 팽창할 수 있다.
또 다른 구현 예에서, 발포체를 포함하는 다층 프로파일은 용기 내에서 액체와 맞물리기 위한 적당한 내층을 갖는 용기로 블로우 성형될 수 있다. 예를 들어, 프로파일 또는 용기는 산화규소의 플라즈마 층과 같은 내층 또는 코팅을 가질 수 있으며, 이것은 음료액, 식료품, 등과의 접촉에서 사용하기에 적당하다. 플라즈마층은 용기의 제조 동안 적당한 시간에서 용기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마층은 프로파일 또는 형상화된 용기에 적용될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 용기 내에서 액체로 채워지기에 적당한 내층은 PET 및/또는 페녹시형 열가소성수지를 포함한다.
몇몇 구현 예에서, 압출 블로우 성형 제품은 인쇄된 라벨을 위한 적당한 기판 및 접착을 위한 적당한 표면뿐만 아니라 절연성을 기능적으로 제공하는 단일층 또는 다층 발포 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 단일층 또는 다층 물질은 예컨대, 폴리프로필렌과 같은 적당한 중합체 매트릭스 내에서 폐쇄된 셀 발포체를 포함한다. 폐쇄된 셀 발포체는 바람직하게는 수 마이크론 내지 수백 마이크론의 직경 범위이다. 한 구현 예에서, 폐쇄된 셀 발포체는 용융흐름 내에서 압축 기체를 사용함으로 써 압출 발포에 의해 생성될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 발포체는 연속 및 폐쇄된 셀 발포체의 조합을 생성하여 제조될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 발포체는 예컨대 섬유 적용을 위해 엑스판셀(Expancel) 또는 웰만사(wellman Inc.)에 의해 공급된 것과 같은 아크릴로니트릴 캡슐화된 기체 구와 같은 팽창하는 폐쇄된 셀 발포 첨가제를 사용하여 제조될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 미공질 발포체는 약 1 내지 2 마이크론의 셀 직경을 갖는 PET, 나일론 및 올레핀 내에서 생성될 수 있으며 약 1/2 내지 1/10의 열 전도도의 감소 및 중량 절약을 할 수 있다. 발포 물질은 예를 들어, 셔틀, 휠, 및 형성-충전-밀봉 플랫폼(platforms)를 포함하는 다양한 적용 및 플랫폼에서 사용될 수 있다. 발포 물질은 절연성 향상 및/또는 중량 감소를 도입할 수 있다. 더욱이, 폐쇄된 셀 발포체의 직경이 감소함에 따라, 발포체는 제품의 저온 충격 성질이 절충되지 않도록 결함 부위 (예컨대, 셀 반경은 갈라진 틈 확대를 위한 반경보다 더 작다) 를 야기하지 않아야 한다.
설명되진 않았지만, 발포 물질 또는 층은 다른 용기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 여기에서 기술된 바의 발포체 층은 금속, 세라믹, 또는 유리, 및 다른 형태의 용기, 포장, 음료용품, 등에 적용될 수 있다. 예를 들어, 발포 물질은 포장의 부분을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 발포 물질은 예를 들어 포장의 부분을 위한 효과적인 열 배리어를 제공할 수 있다. 발포 물질은 제품, 등을 위한 용기(예컨대, 가요성 제품 또는 클램 셀), 라벨, 트레이, 보호층 등으로 형성되는 단일층 및 다층 시이트를 형성할 수 있다. 예를 들어, 한 구현 예에서, 발포체층은 전형적으로 탄산 음료를 함유할 수 있는 금속(예컨대 알루미늄)의 외부 표면에 적용될 수 있다. 용기(예컨대, 캔)의 표면(예컨대 외부 표면)은 발포체 층으로 코팅되어 용기 내에서 음료의 온도 변화를 감소시키는 열 장벽을 제공한다. 임의로, 발포 물질은 층 예컨대 PET 및 알루미늄 용기의 표면사이에 배치될 수 있다.
b. 페녹시형 열가소성 수지 및/또는 페녹시 - 폴리올레핀 열가소성 블렌드 층 을 포함하는 제품
몇몇 구현 예에서, 페녹시형 열가소성 수지, 및/또는 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드는 직접 식품 접촉을 위해 적당하다. 몇몇 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질은 유리한 접착 성질을 갖는다. 몇몇 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질은 유리한 용융 온도를 갖는다. 몇몇 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질은 압출되어 제품의 뛰어난 습식 강도, 및/또는 강성도의 증진을 제공하는, 유리하게는 배리어를 형성하는 층 또는 코팅을 제공한다.
몇몇 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질은, 예컨대 하나 이상의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및/또는 투명화된 폴리프로필렌을 또한 포함하는 액체 용기를 제조하기 위해 압출/공압출 및 블로우 성형 될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 이것은 투명하고 동시에 손잡이를 갖는 액체를 위한 큰 크기의 포장을 형성할 수 있게 한다. 몇몇 구현 예에서 추가의 이점은 무미 스캘핑층, 무색 스캘핑층, 및/또는 배리어층, 예컨대 산소 배리어를 갖는 용기의 제공을 포함한다. 몇몇 구현 예에서 추가의 이점은 완전하게 재생할 수 있으며(소비후 뿐만 아니라 탈공업화 양자), 투명한 포장을 가지고, 및/또는 식료품과의 접촉에 대하여 FDA 승인을 받은 용기의 제공을 포함한다.
몇몇 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질은 유리한 배리어를 제공하는 나노복합물을 포함하는 액체 용기를 제조하기 위해 압출/공압출 및 블로우 성형될 수 있다. 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질 및 나노 복합물의 조합 은 몇몇 구현 예에서 4-6회의 인자에 의해 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질의 기체 장벽을 개선할 수 있다. 나노복합물은 하나 이상의 내층, 외층, 및 중간층을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 나노복합물, 및/또는 기타 배리어 향상제는 여기에서 기술된 하나 이상의 적용 및/또는 구현 예로, 여기에서 기술된 하나 이상의 물질과 조합될 수 있다.
페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질의 사용은 배리어 수행능을 향상시키기 위해 산소 스캐빈저와 조합될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 나노복합물 및 산소 스캐빈저와 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질의 조합은 밀봉 용기 내 상부의 공간 부분(headspace)으로부터 산소를 스캐빈지하기 위해 클로저에 대한 라이너로써 효과적으로 활용될 수 있다. 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질은 폴리프로필렌 및/또는 폴리에틸렌과 상용성일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 결속층으로 써 사용된 페녹시 블렌드는 포장에 사용되었을 때 순수한 페녹시형 내층의 상용화를 또한 도울 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 이것은 또한 압출 블로우 성형 및 열성형 공정으로부터 발생된 산업 스크랩을 재사용할 수 있다.
한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 페녹시형 열가소성 수지를 포함하는 하나 이상의 층을 포함한다. 한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드를 포함하는 하나 이상의 층을 포함한다. 한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드층 및 순수 PET 및/또는 재생 PET 층을 포함한다. 한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층 및 발포체 및/또는 폴리프로필렌 층을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 압출된 프로파일은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층 및 적당한 외층을 포함한다. 한 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 내층이다. 한 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 외층이다. 한 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 중간층이다.
예를 들어, 도30-31에서 나타낸 바와 같이, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질을 포함하는 단일층 또는 다층 프로파일은 압출기(740)에 의해 제공될 수 있다. 압출 방법 및 압출기(740)는 여기에서 기술된 방법 및 장치 및/또는 여기에서 참고로 혼입되고 이 명세서의 부분을 형성하는 미국 특허 제6,109,006호에서 개시된 방법 및 장치와 유사할 수 있다. 몰드(728)은 개방 위치로 나타낸 몰드 절반부(729, 731)를 가지며 프로파일은 몰드 절반부(729, 731) 사이에 개재된다. 한 구현 예에서, 단일층 프로파일은 페녹시형 및/또는 압출된 페녹시 블렌드층을 포함하며 그후 단일층 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 용기를 형성하기 위해 블로우 성형된다. 또 다른 구현 예에서, 프로파일은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질을 포함하는 제1층 및 제2층을 포함한다. 예를 들어, 프로파일은 PETG 및 제1층 및 제2층을 함께 결속할 수 있는 접착제 또는 결속층을 포함할 수 있다. 다층 프로파일은 그후 블로우 성형되어 여기에서 기술된 바의 다층 용기를 형성할 수 있다. 한 구현 예에서, 프로파일은 식료품의 접촉에 적당한 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질의 내층을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 프로파일은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질의 중간 또는 외층, 및 식료품 접촉에 적당한 내층을 포함한다.
한 구현 예에서, 프로파일은 제1층 및 제2층을 포함한다. 제1층은 압출에 적당한 용융 강도를 갖는 기판일 수 있거나 또는 포함할 수 있다. 제2층은 단독으로 가공되었을 때 압출하기에 전형적으로 적당하지 않은 용융 강도를 가질 수 있다. 함께 가공될 때, 제1 및 제2층은 공압출될 수 있다. 예를 들어, 한 구현 예에서, 제1층 또는 프로파일의 기판은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질을 포함할 수 있으며, 제2층은 PET, 예컨대, 재생 또는 순수 PET를 포함할 수 있다. 한 구현 예에서, 제1층은 내층이며 제2층은 외층 또는 중간층이다. 한 구현 예에서 제1층은 외층 또는 중간층이고 제2층은 내층이다. 제1 및 제2층은 여기에서 기술된 바에 따라 바람직하게는 압출기의 밖으로 공압출되며 그후 블로우 성형될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질의 벽두께는 실질적으로 PET층의 벽 두께보다 작다.
제1층 및 제2층은 압출기(740)의 밖으로 공압출 되고 그후 블로우 성형되어 예컨대 용기를 형성할 수 있다. 용기는 일반적으로 가요성 또는 경질 일 수 있다. 추가로, 용기의 일부는 가요성일 수 있으며 한편 용기의 일부는 경질이다. 임의로, 제1층은 외층이고 제2층은 내층일 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 압출된 물질 또는 프로파일은 음료 유체를 배달하기 위해 배치된 도관 또는 관을 만들기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로파일은 압출기(740)의 밖으로 압출되어 도관(402)을 형성한다.
c. 재생 물질 및/또는 재연마 층을 포함하는 제품
한 구현 예에서, 압출 프로파일은 재생 물질을 포함하는 하나 이상의 층을 포함한다. 한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 재연마 물질을 포함하는 하나 이상의 층을 포함한다.
한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 순수 PET층 및 재생 PET층을 포함한다. 한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 순수 PET층 및 재연마 층을 포함하며, 여기에서 재연마 층은 하나 이상의 페녹시형 물질, 페녹시 블렌드 물질, 스크랩 순수 PET 물질, 미리 재생된 PET 물질, PETG 물질, 발포 물질, 폴리프로필렌 물질, 배리어 물질, 및 결속 물질을 포함한다.
한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드층 및 재생된 PET층을 포함한다. 한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드층(예컨대, 폴리올레핀과의 페녹시 블렌드) 및 재연마층을 포함하며, 재연마층은 하나 이상의 페녹시형 물질, 페녹시 블렌드 물질, 스크랩 순수 PET 물질, 미리 재생된 PET 물질, PETG 물질, 발포 물질, 폴리프로필렌 물질, 배리어 물질, 및 결속 물질을 포함한다.
또 다른 구현 예에서, 압출된 프로파일은 재생층 및/또는 재연마 층 및 식료품 접촉에 적당한 내층을 포함한다. 한 구현 예에서, 재생층 및/또는 재연마 층은 외층이다. 한 구현 예에서 재생층 및/또는 재연마 층은 내층이다. 한 구현 예에서 재생층 및/또는 재연마 층은 중간층이다.
예를 들어 도28-31에서 나타낸 바와 같이, 단일층 또는 다층 프로파일은 압출기에 의해 제공될 수 있다. 단일층 또는 공압출된 다층 물질을 포함하는 압출된 프로파일은 블로우 성형되어 단일층 또는 다층 용기를 형성한다. 프로파일을 개방 몰드으로 연장한 후, 몰드 절반부는 밀폐된 위치로 이동될 수 있다. 프로파일은 몰드의 몰드 캐비티를 통해 연장하고 몰드의 저부로 나간다. 몰드 반절부의 하부는 프로파일의 하부를 틀이 잡히게 할 수 있다. 틀이 잡힌 위치를 넘어 연장한 프로파일의 하부는 스크랩 물질이다. 몇몇 구현 예에서, 스크랩 물질은 폐기된다. 그러나, 몇몇 구현 예에서, 스크랩 물질은 나중의 용도를 위해 재생 또는 재연마될 수 있다.
예를 들어, 한 구현 예에서, 압출된 프로파일은 순수 PET 및/또는 페녹시 형 열가소성 내층 및 재생 및/또는 재연마 외층 또는 중간층을 포함한다. 내층 및 외층은 외층 또는 중간 결속층 및/또는 배리어층과 함께 공압출될 수 있다. 몰드이 프로파일 상에서 밀폐되었을 때, 틀이 잡힌 위치를 넘어선 스크랩 물질의 일부가 제거될 수 있다. 스크랩 물질은 물질의 다중 층을 포함한다. 다층 스크랩 물질은 재연마되고 동일 압출기, 또는 다른 압출기로 다시 공급되어, 나중에 형성된 용기의 재생 또는 재연마 외층 또는 중간층을 형성한다. 따라서, 전형적으로 폐기되는 스크랩 물질은 폐기물을 줄이고 생산 비용을 감소시키기 위해 제품의 형성에 사용될 수 있다.
한 구현 예에서, 재연마은 예컨대 말레산 무수물, 에폭시기, 등과 같은 극성기로 개질 또는 그라프트된 폴리프로필렌과 같은 열가소성 수지와 같은 작용기를 갖는 물질을 포함한다. 중간층으로써 작용기를 갖는 재연마 층은 결속층으로써 작용한다. 작용기를 갖는 재연마 층은 투명성 및 접착력을 원조할 수 있다.
d. 내열성 층을 포함하는 제품
여기에서 기술된 제품은 하나 이상의 내열성 물질을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바의 구 "내열성 물질"은 광범위한 구이며 그의 통상의 의미로 사용되고, 제한함이 없이 고온 충전 또는 가온 충전(warm-fill) 적용에 적당할 수 있는 물질을 포함한다. 예를 들어, 내열성 물질은 고온 충전 공정 동안 치수 안정성을 갖는 높은 내열성 물질을 포함할 수 있다. 내열성 물질은 가온 충전 공정 동안 치수 안정성을 갖는 중온 내열성 물질을 포함할 수 있다. 내열성 물질은 폴리프로필렌, 결정성 물질, 폴리에스테르, 등을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 내열성 물질은 무정형 PET보다 더 큰 열 치수 안정성을 갖는다. 내열성 물질은 제품의 일부(예컨대, 여기에서 기술된 하나 이상의 프로파일, 프리폼, 시이트, 및 기타 제품의 층)를 형성할 수 있다.
한 구현 예에서, 압출 블로우 성형 용기는 열가소성 폴리에스테르를 포함하는 내층, 내층의 열가소성 폴리에스테르보다 더 큰 내열성을 갖는 열가소성 물질(예컨대 중합체 내열성 물질)을 포함하는 외층, 및 내층 및 외층 사이에 접착성을 제공하는 중간 결송층을 포함하며, 층은 블로우 성형 전에 공압출 된다. 한 구현 예에서, 내층의 열가소성 폴리에스테르는 PET이며, 하나 이상의 산소 스캐빈저 및 열가소성 폴리에스테르와 배합된 수동 배리어 물질을 더 포함할 수 있다. 한 구현 예에서, 수동 배리어 물질은 MXD6와 같은 폴리아미드이다.
바람직하게는 산소 스캐빈저는 PET 내의 분산된 불포화 올레핀 물질 및 전이 금속 촉매이다. 산소 스캐빈저는 바람직하게는 내층의 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. 대안적으로 상업적으로 이용 가능한 산소 스캐빈저가 사용될 수 있다.
바람직하게는 수동 배리어 물질은 내층의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 20중량%의 양으로, 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5중량%의 양으로, 및 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 10중량%의 양으로 존재한다.
한 구현 예에서, 외층의 열가소성 물질은 폴리프로필렌이며, 및 더 바람직하게는 투명화된 폴리프로필렌이다. 한 구현 예에서, 외층은 예컨대, 발포제 및/또는 발포제의 반응 생성물에 의해 발포된다. 유용한 발포제는 제한함이 없이, 아조비스포름아미드, 아조비스이소부티로니트릴, 디아조아미노벤젠, N,N 디메틸 N,N 디니트로소 테레프탈아미드, N,N 디니트로소펜타메틸렌테트라민, 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.
발포제는 바람직하게는 외층의 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 열가소성 물질에 존재한다.
중간 결속층은, 존재한다면, PET 내의 분산된, 불포화 올레핀 물질과 같은 열가소성 접착제 및 내층 및 외층과 함께, 및 전이 금속 촉매를 포함할 수 있으며 하나 이상의 산소 스캐빈저 및 수동 배리어 물질을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 내층은 하나 이상의 중간 결속층 및 외층보다 작은 두께를 가진다.
한 구현 예에서, 방법은 복수의 열가소성 물질을 공압출 하여 다층 튜브를 형성하고, 다층 관의 적어도 한 분절을 블로우 몰드에 놓고, 다층관을 블로우 성형하여 압출 블로우 성형 용기를 형성하는 것을 포함한다. 외층은 압출 동안 또는 전에 예컨대 외층의 열가소성 수지에 발포제를 배합함으로써 발포될 수 있다.
한 구현 예는 바람직하게는 발포된, 열가소성 폴리에스테르의 감각 수용성(organoleptic) 및 기체 배리어 성질 및 투명 또는 핵 형성 첨가제와 또는 첨가제 없이, 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체와 같은 열가소성 수지의 내열성을 갖는 용기의 압출 블로우 성형 방법, 및 그 방법으로 제조된 용기에 관한 것이다. 한 구현 예에서, 그 방법은 당업계에 공지된 공압출 방법을 사용하여 3층 이상을 포함하는 관을 공압출하는 것을 포함한다. 공압출된 관은 PET와 같은 열가소성 폴리에스테르의 내층, 폴리프로필렌과 같은 내열성 열가소성 수지의 외층, 및 내층 및 외층을 함께 유지하기 위해 필요한 접착력을 제공하는 중간 결속층을 포함한다.
바람직하게는 순수 PET이지만, 인간 소비의 목적인 음료 또는 식품과의 접촉에 대하여 FDA에 의해 승인된 열가소성 폴리에스테르 일 수 있는 폴리에스테르 내층은 바람직하게는 결속층 및 내열성 열가소성 수지 외층의 조합된 두께보다 더 얇은 두께를 가지며, 더 바람직하게는 하나 이상의 결속층 및 외층보다 작은 두께를 갖는다. 더 바람직하게는 내층은 각각의 결속층 및 외층보다 더 작은 두께를 갖는 다. 결속층은 바람직하게는 PET 중합체 사슬 상에서 카르복실 및/또는 히드록실기와 반응하는 무수물 및 에폭시와 같은 작용기를 갖는 중합체이다. 유용한 결속층 물질은 듀퐁 BYNEL
Figure 112006084012050-pct00029
접착 수지, 미쓰이 ADMER
Figure 112006084012050-pct00030
접착 수지, 이스트만 EPOLINE
Figure 112006084012050-pct00031
브랜드 물질, 아르케마 LOTADER 브랜드 물질 및 엑손모빌 EVELOY
Figure 112006084012050-pct00032
브랜드 물질을 포함한다. 그 물질은 별개의 결속층으로써 사용될 수 있거나, 또는 내부 폴리에스테르 및 외부 열가소성 수지층 중의 하나 또는 양자와 배합되어 2층 구조를 제공한다.
예를 들어, 약 150 내지 약 2000ml의 부피를 갖는 바람직한 구현 예에 따른 용기에 대하여, 블로우 성형에 의해 용기를 형성하기 위하여 사용된 압출된 다층 관의 부분은 약 100 내지 약 762mm(약 3.9 내지 약 30인치)의 길이, 약 0.22 내지 약 0.25mm 두께(약 1밀 내지 약 10밀)를 갖는 순수 PET의 내층, 약 0.08 내지 약 1.27mm(약 3밀 내지 약 50밀)의 두께를 갖는 발포된 폴리프로필렌의 외층, 및 약 0.013 내지 약 0.127mm(약 0.5밀 내지 약 5밀)의 두께를 갖는 ADMER
Figure 112006084012050-pct00033
접착 수지의 중간 결속층을 가질 수 있다.
당업자에 의해 이해될 것처럼, 장치에 필요한 압출기의 수는 바람직하게는 압출된 관내에서 층의 수와 동일하다. 각각의 압출기 통의 배출 말단(output end)은 부착되고 관의 층이 공 압출되는 다이 어댑터로 기능 교환된다. 각각의 압출기의 온도 및 배치는 압출기를 통해 압출된 수지에 대하여 적절할 것이다. 예를 들어, 순수 PET의 내층, 투명화된(clarified) 폴리프로필렌의 외층, 및 ADMER
Figure 112006084012050-pct00034
접착 수지의 결속층을 포함하는 용기에 대하여, PET 압출기는 바람직하게는 약 205 내지 약 280℃의 온도로 PET를 가열하도록 배치될 것이며, 폴리프로필렌 압출기는 폴리프로필렌을 약 205 내지 약 250℃의 온도로 가열하도록 배치될 것이고, ADMER
Figure 112006084012050-pct00035
접착 수지 압출기는 약 200 내지 약 260℃의 온도로 ADMER
Figure 112006084012050-pct00036
접착 수지가 가열되도록 배치될 것이다.
바람직하게는, 한 구현 예에서, 내층은 PET 및 하나 이상의 수동 기체 배리어 물질 및 산소 스캐빈저의 블렌드이다. 바람직한 기체 배리어 물질은 나노복합물, 플라스마 또는 화학 배리어 코팅, 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체를 포함한다. 한 구현 예에서, 가장 바람직한 산소 스캐빈지 물질은 미국 특허 제6,083,585호 (카힐 등)에 개시되고 BP 아모코 코포레이션으로부터 입수 가능한 AMOSORB
Figure 112006084012050-pct00037
과 같은 활성을 촉진하는 전이 금속 촉매와 PET 내에서 분산된 불포화 올레핀 물질이며, 그의 내용을 참고로 이곳에서 온전히 그대로 혼입하였다. 기체 배리어 물질은 기체 배리어 물질 및 PET의 총량을 기준으로 약 0.01 내지 약 10중량%의 양으로 바람직하게 배합되었고, 산소 스캐빈지 물질은 산소 스캐빈지 물질 및 PET의 총량을 기준으로 약 0.01 내지 약 20중량%의 양으로 존재한다.
한 구현 예에서, 압출 블로우 성형 용기는 여기에서 참고로 혼입된 미국 특허 제 6,740,377호(Pecorini 등)에 개시된 것과 같은 당업계에 잘 알려진 압출 블로우 성형 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는, 기체 배리어 및/또는 산소 스캐빈지 물질과 임의로 배합된 열가소성 폴리에스테르, 바람직하게는 순수 PET의 내층, 투명화된 폴리프로필렌과 같은 높은 내열성을 갖는 열가소성 물질의 외층 및 ADMER
Figure 112006084012050-pct00038
과 같은 결속층은 다이를 통해 공압출되어 바람직하게는 균일한 두께를 갖는 3층 관형 프로파일을 형성한다. 원하는 형상을 갖는 몰드은 프로파일 부근에서 죄어지며, 몰드의 형상 및 부피를 취하여 원하는 용기를 형성하기 위해 압출된 프로파일이 팽창하도록, 공기가 프로파일로 블로우되고, 그후 몰드으로부터 배출된다.
바람직하게는, 용기의 외층이 압출하는 동안 발포 되도록, 압출기에서 또는 압출기로 도입하기 전에 폴리프로필렌은 발포제와 배합돤다. 유용한 발포제는 EXPANCEL
Figure 112006084012050-pct00039
물질, CELOGEN
Figure 112006084012050-pct00040
물질, HYDROCEROL
Figure 112006084012050-pct00041
물질, MIKROFINE
Figure 112006084012050-pct00042
물질, CEL SPAN
Figure 112006084012050-pct00043
물질, 및 PLASTRON
Figure 112006084012050-pct00044
FOAM 물질을 포함한다. 유용한 화학 발포제는 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. 압축 기체를 사용한 새로운 발포 기술은 또한 상기 명시된 통상의 블로잉제 대신에 발포체를 발생하기 위해 대안적으로 사용될 수 있다.
한 구현 예에 따라, 프로파일은 목부를 가지며 열가소성 폴리에스테르를 포 함하는 내층, 및 내열성을 가지며 따라서 열가소성 폴리에스테르보다 더 큰 용융 강도를 갖는 열가소성 물질을 포함하는 외층을 포함한다. 바람직하게는, 하나 이상의 결속층이 존재한다. 한 구현 예에서, 두 결속층은 내층 및 외층 사이에 접착력을 제공한다. 대안적으로, 하나 이상의 결속층은 산소 스캐빈저 및/또는 수동 배리어 물질을 더 포함할 수 있다. 병 형태의 용기는 바람직하게는 캡을 맞물리기 위한 나사산을 포함하며, 블로우 성형 공정에 의해 연신된, 프로파일의 내층,외층, 및 하나 이상의 결속층을 포함한다.
e. PETG 및 폴리프로필렌을 포함하는 제품
한 구현 예에서, 제품은 제1 및 제2층을 포함하며, 제1층은 PETG를 포함하고 제2층은 폴리프로필렌을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 폴리프로필렌은 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 접착력을 개선하기 위한 유사한 화합물로 개질 또는 그라프트 될 수 있다. 한 구현 예에서, 폴리프로필렌은 나노입자를 더 포함한다. 추가의 구현 예에서, 폴리프로필렌은 나노입자를 포함하며, 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사 화합물로 개질 또는 그라프트 된다. 한 구현 예에서, 제1층은 제품의 내층이다. 또 다른 구현 예에서 제1층은 외층이다. 임의로, 제품은 열가소성 물질의 부가 층을 포함할 수 있다. 한 구현 예에서, 제품은 유체를 담기 위한 용기(예컨대, 음료 용기 또는 병)으로 블로우 성형될 수 있는 프로파일일 수 있다.
한 구현 예에서, 제품은 식품과 접촉될 것이며, 바람직하게는 내층(예컨대, 용기의 내용물과 접촉하는 층)은 식품과 접촉하게 되는 FDA에 의해 승인된 물질 및 /또는 식품 접촉을 위한 다른 적당한 물질을 포함할 것이다.
바람직하게는, 프로파일의 물질은 PETG를 포함하는 제1층 및 폴리프로필렌을 포함하는 제2층을 포함한다. 폴리프로필렌은 접착력을 개선하기 위해 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사 화합물로 개질 또는 그라프트될 수 있다. 한 구현 예에서, 폴리프로필렌은 나노입자를 더 포함한다. 추가의 구현예에서, 폴리프로필렌은 나노입자를 포함하며 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사 화합물로 개질 또는 그라프트된다. 그 물질은 그후 블로우 성형되어 여기에서 기술된 바와 같은 다층 용기를 형성한다.
또 다른 구현 예에서, 물질은 식료품을 접촉하기에 적당한 내층 및 외층을 포함한다. 내층 및 외층의 한층은 압출을 위한 적당한 용융 강도를 갖는 기판일 수 있다. 기판 및 내층 및 외층 중의 다른 한 층은 내층 및 외층의 다른 한층이 압출에 전형적으로 적당한 용융 강도를 갖지 않을지라도 공압출될 수 있다. 예를 들어, 물질의 내층 또는 기판은 PETG를 포함할 수 있으며 외층은 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 내층 및 외층은 압출기의 밖으로 공압출 되고 후에 블로우 성형될 수 있다.
한 구현 예에서, 제1층은 물질의 내층을 형성할 수 있고 PETG를 포함할 수 있다. 제2층은 물질의 외층을 형성할 수 있으며 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 제1층 및 제2층은 압출기의 밖으로 압출되며 그후 블로우 성형되어, 예컨대 용기를 형성한다. 임의로, 제1층은 외층일 수 있으며 제2층은 내층일 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 물질은 음료액을 배달하도록 배치된 도관 또는 관을 만들기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 물질은 압출기의 밖으로 압출되어 도관을 형성할 수 있다.
4. 시이트를 생성하기 위한 방법 및 장치
도 32A는 제품을 형성하기 위해 사용될 수 있는 단일층 시이트 또는 필름(800)의 개략적인 횡단면이다. 단일층 시이트는 도22A에 나타낸 시이트(389)와 유사할 수 있다. 예를 들어, 시이트(800)는 포장(예컨데, 라벨 또는 용기)의 전부, 또는 일부를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 시이트(800)는 발포 물질을 포함할 수 있으며 하나 이상의 제품의 부분을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는, 시이트(800)는 압출 공정에 의해 형성된다. 설명된 구현 예에서, 시이트(800)은 압출기(806)의 말단(804)으로부터 나와 연장한다. 시이트(800)은 형성공정에 의해 형상화될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 시이트(806)은 절단되고 임의의 원하는 형상으로 형성된다. 임의로, 시이트(800)은 성형 또는 다른 공정, 예컨대 열성형, 스탬핑, 등에 의해 형상화될 수 있다.
시이트(800)은 그로부터 만들어진 제품의 원하는 특성 및 성질에 의존하여 적당한 두께를 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 시이트(800)은 약 0.001인치(약 0.025mm) 이하 내지 약 0.3인치(약 8mm)이상의 두께를 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 시이트(800)은 가변 두께를 가질 수 있다.
도32B는 다층 시이트(810)의 개략적인 횡단면이다. 다층 시이트는 도22B에 나타낸 시이트(390)과 유사할 수 있다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 다층 시이 트(810)은 하나 이상의 발포 물질의 층을 포함할 수 있다. 설명된 구현 예에서, 시이트(810)은 제1층(812) 및 제2층(814)를 갖는다. 제1층(812)은 발포 물질을 포함하며 제2층(814)는 제2 물질을 포함한다. 설명된 구현 예에서, 층(812)는 직접적으로 층(814)에 접착된다. 예를 들어, 제1층(812)은 발포 물질을 포함하는 제2층(814)에 부착될 수 있는 페녹시형 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 결속층은 제1층(812) 및 제2층(814) 사이에 개재될 수 있다. 현 명세서의 관점에서, 당업자는 원하는 최종 용도를 위해 층의 물질, 두께, 및 시이트(390)의 용도를 선택할 수 있다.
층(812, 814)은 그로부터 만들어진 제품의 원하는 특성 및 성질에 의존하여 임의의 적당한 두께를 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 층(812, 814)은 별개로 또는 조합하여 약 0.001 인치(약 0.025mm) 이하 내지 약 0.3인치(약 8mm)이상의 두께를 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 층(812, 814)은 가변 두께를 가질 수 있다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 또한 다층 시이트의 두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만을 포함하며, 다층 시이트의 두께의 약 90% 미만을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 90% 초과를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 50-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 70-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 90-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 20-80%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 30-70%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 40-60%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 1-50%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 1-30%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제1층(812)은 다층 시이트의 두께의 약 1-10%를 포함한다. 제1층(812)은 다층 시이트의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 및 범위보다 위, 아래, 범위 내, 또는 중복을 포함하는 적당한 두께를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 또한 다층 시이트의 두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만을 포함하며, 다층 시이트의 두께의 약 90% 미만을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 90% 초과를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 50-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 70-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 90-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 20-80%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 30-70%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예 에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 40-60%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 1-50%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 1-30%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 제2층(814)은 다층 시이트의 두께의 약 1-10%를 포함한다. 제2층(814)은 다층 시이트의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 및 범위보다 위, 아래, 범위 내, 또는 중복을 포함하는 적당한 두께를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
시이트(810)은 임의의 수의 원하는 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 시이트(810)은 제1층(812) 및 제2층(814) 사이에 개재된 결속층(나타내지 않음)을 가질 수 있다. 시이트(810)은 또한 공 압출 공정에 의해 형성될 수 있다. 시이트(800, 810)을 제조하기 위한 다른 적당한 수단이 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 여기에서 기술되고 및/또는 미국 특허 제6,391,408호에서 개시된 바의 층상 사출 성형 시스템(LIM)이 시이트를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 시이트(800, 810)는 후속하는 공정에 의해 부분적으로 또는 완전히 팽창된 미소구를 가질 수 있다. 대안적으로, 시이트(800, 810)는 압출 공정 동안 일반적으로 완전히 팽창된 미소구를 가질 수 있다.
한 구현 예에서, 제1층(812) 및 제2층(814)은 압출에 적당한 물질로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1층(812)은 PET를 포함하며 제2층(814)은 PP를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시이트(810)는 임의로 발포 물질을 포함하는 제3층을 가질 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 제1층(812)은 PET를 포함할 수 있고 제2층 (814)는 발포 물질을 포함할 수 있다. 임의로, 발포 물질은 미소구 및 PP를 포함할 수 있다.
한 구현 예에서, 시이트는 하나 이상의 부가층, 예컨대, 배리어층, 지지체층을 가질 수 있다. 부가층은 발포층, 비발포층, 페녹시형 열가소성 수지층, 페녹시-폴리올레핀 블렌드층, BLOX층 재생 또는 재연마층, 목재 펄프층 및 여기에서 기술된 기타 층을 포함할 수 있다.
시이트(800, 810)는 다양한 용기를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 시이트(800, 810)는 액체를 담는 용기를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 시이트(800, 810)는 압출 공정을 통해 형성될 수 있다. 시이트(800, 810)는 그후 용기로 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 시이트는 용기, 예컨대 병을 위한 라벨을 형성하기 위해 사용된다. 용기를 위한 발포 라벨은 유리하게는 라벨을 통한 열 전달의 배리어를 제공하도록 용기에 대한 절연체로써 작용할 수 있다.
도25는 형성할 수 있는 물질을 포함하는 용기의 또 다른 구현예를 설명한다. 용기(450)는 도24의 용기(420) 보다 상이하거나 유사할 수 있다. 설명된 구현 예에서, 용기(450)는 클로저(452), 몸체(454), 및 몸체(454)에 부착된 손잡이(456)를 포함한다. 클로저(452)는 도24에서 나타낸 클로저(422)와 유사할 수 있다. 몸체(454)는 실질적으로 경질 또는 가요성일 수 있다. 손잡이(456)는 바람직하게는 사용자에 의해 편안하게 쥘 수 있도록 하는 크기로 만들어지며, 배치된다. 몸체(454)의 벽은 단일층 또는 다층 벽일 수 있다. 용기(450)는 섭취할 수 있는 액체를 담기 위해 사용된 전형적인 용기와 유사한 형상을 포함하는 임의의 형상을 가질 수 있다. 용기(450)는 압출 블로우 성형과 같은 여기에서 개시된 공정 중의 하나에 의해 형성될 수 있다.
도26A와 관련하여, 용기(460)는 성형 또는 압출 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 용기(460)는 피자 상자를 형성하는 당업계의 통상의 지식을 가진자에게 알려진 방식으로 접힐 수 있도록 개조된 예비 절단 발포 시이트로 부터 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 시이트는 용기를 제조하기 위해 사용되는 적층체를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 식료품 용기는 제1층 및 제2층을 포함하는 적층체로부터 형성될 수 있다. 한 구현 예에서, 식료품 상자는 피자 상자와 같은 용기의 형태로 있다. 제1층은 피자 상자의 외부 표면을 형성할 수 있으며 목재 펄프를 포함할 수 있다. 제2층은 피자 상자의 내부 표면을 한정할 수 있으며 발포 물질을 형성할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 용기의 층은 하기에서 더 설명되는 바와 같이 BLOX를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 용기의 층은 페녹시형 물질 또는 페녹시-폴리올레핀 블렌드 물질을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 발포체 구조의 적어도 일부는 구조적 강도, 등을 제공하는, 식품 접촉에 적당할 수 있는 또 다른 물질로 코팅될 수 있다.
또한, 발포 물질을 포함하는 시이트는 전형적인 용기를 절연하기 위해 사용될 수 있다. 시이트(800, 810)는 절단될 수 있으며 용기의 부분에 부착된다. 예를 들어, 시이트(800, 810)의 단편은 단열 용기를 형성하는 전형적인 종이 기재 식품 용기에 결합될 수 있다. 발포 물질을 갖는 시이트의 부분은 용기 또는 포장의 다양한 유형의 절연체에 사용될 수 있는 것으로 고려된다.
몇몇 구현 예에서, 발포체 라벨은 인쇄된 라벨에 대한 적당한 기판 및 접착을 위한 적당한 표면뿐만 아니라 절연성을 기능적으로 제공하는 단일층 또는 다층 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 단일층 또는 다층 물질은 예컨대, 폴리프로필렌과 같은 적당한 중합체 매트릭스 내에서 폐쇄된 셀 발포체를 포함한다. 폐쇄된 셀 발포체는 바람직하게는 수 마이크론 내지 수백 마이크론의 직경 범위이다. 한 구현 예에서, 폐쇄된 셀 발포체는 용융흐름 내에서 압축 기체를 사용함으로 써 압출 발포에 의해 생성될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 발포체는 개방 셀 발포체 및 폐쇄된 셀 발포체의 조합을 생성하여 제조될 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 발포체는 예컨대 섬유 적용을 위해 엑스판셀 또는 웰만사에 의해 공급된 것과 같은 아크릴로니트릴 캡슐화된 기체 구와 같은 팽창하는 폐쇄된 셀 발포 첨가제를 사용하여 제조될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 미공질 발포체는 약 1 내지 2마이크론의 셀 직경을 갖는 PET, 나일론 및 올레핀의 제조에서 생성될 수 있으며 약 1/2 내지 1/10의 열 전도도의 감소 및 중량 절약할 수 있다.
또 다른 구현 예에서, 종이 기재 복합 물질은 발포 물질을 포함할 수 있다. 발포 물질은 종이 기재 물질의 임의의 적당한 부분을 형성할 수 있다. 발포 물질은 예컨대 다우 케미컬사(Dow Chemical Corporation) 및 임페리얼 케미컬 사(Imperial Chemical Industries)로 부터 입수할 수 있는 BLOX
Figure 112006084012050-pct00045
과 같은 폴리히드록시아미노에테르 공중합체(PHAE)의 존재와 또는 존재 없이 종이 기재 복합 물질에 놓여 질 수 있다. 한 구현 예에서, 발포 물질은 펄프와 혼합되어 일반적으로 균일한 혼합물을 형성한다. 혼합물은 예를 들어, 성형 또는 롤링 공정을 통해 원하는 형상으로 형성될 수 있다. 혼합물은 혼합물이 형상화되기 전, 동안, 또는 후에 가열되어 혼합물의 발포 물질 성분(예컨대, 팽창성 미소구)의 팽창을 야기한다. 그러므로, 발포 물질은 팽창된 미소구 및 펄프를 포함하는 복합 구조 또는 용기를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 한 배열에서, 구조 또는 용기는 BLOX®과 같은 PHAEs를 가질 수 있다. 따라서, 발포 물질을 포함하는 구조는 임의의 처리, 코팅, 또는 원하는 특성을 제공하기 위한 기타 수단을 가질 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 발포 물질은 종이 또는 목재 펄프 기재 용기 상에서 코팅을 형성할 수 있다. 코팅은 가열되어 팽창된 코팅(즉, 코팅의 상당 부분이 팽창된 미소구를 포함하는 코팅)을 형성할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 발포 물질을 포함하는 시이트는 제품에 적용되어 질 수 있으며 발포 물질의 추가 팽창을 제공하기 위해 나중에 가공될 수 있다. 예를 들어, 발포체 라벨은 부분적으로 팽창되어 질 수 있다. 부분적으로 팽창된 발포체 라벨은 용기에 결합되어질 수 있다. 그후 용기와 발포체 라벨은 발포체 라벨의 추가 팽창이 허용되도록 가열될 수 있다.
발포 물질은 단열을 제공하기 위해 제품의 표면에 적용될 수 있다. 발포 물질은 제품의 적어도 일부분의 코팅을 위해 사용될 수 있다. 발포 물질은 다양한 코팅 기술을 사용하여 제품에 적용될 수 있다. 예를 들어, 제품은 미국 특허 제6,391,408호; 제6,676,883호; 및 미국 특허 출원 제10/705,748호에 개시된 방법 및 장치를 사용하여 코팅된 프로파일 또는 병일 수 있다. 물론, 발포 물질은 통상의 코팅 기술을 사용하여 적용될 수 있다. 또한, 발포 물질의 다층은 제품의 단열성을 증진시키기 위해 적용될 수 있다. 예를 들어, 단일 발포층을 갖는 병은 다중 발포층을 갖는 병을 초래하는 하나 이상의 부가 발포층으로 코팅될 수 있다.
몇몇 다른 구현 예에서, 시이트 및/또는 프로파일은 용기와 같은 제품을 맞물리게 하는 배치일 수 있다. 시이트 및/또는 프로파일은 용기에 일시적 또는 영구적으로 열 배리어, 기체 배리어, 및/또는 등을 형성할 수 있도록 부착될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 시이트 및/또는 프로파일은 컵, 병, 캔(예컨대, 알루미늄 캔)과 같은 용기의 적어도 일부를 에워 싸도록 배치된 슬리브를 포함한다. 슬리브는 용기를 속박하기에 적당한 임의의 형상을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 슬리브는 바람직하게는 열 배리어를 형성하는 발포 물질을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 슬리브는 발포 물질 및 제2 물질을 포함한다. 제2 물질은 섬유 물질, 중합체, 금속, 및/또는 등이다. 한 구현 예에서, 시이트 및/또는 프로파일은 발포층 및 섬유층을 포함하는 다층 슬리브이다. 섬유층은 슬리브의 바깥쪽 표면을 위해 제공될 수 있다. 슬리브가 유체 용기의 형태로 용기 상에서 미끄러졌을 때, 섬유층은 용기로부터 흐를 수 있는 유체를 흡수할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 시이트 및/또는 프로파일은 발포층 및 접착층을 포함하는 다층 슬리브이다. 예를 들어, 접착층은 슬리브를 용기에 부착시킬 수 있으며 압력 과민성 및/또는 온도 과민성 접착제를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 접착층은 열 과민성 층이 가열되었을 때(예컨대, 용기의 가열된 내용물에 의해), 접착층이 용기의 표면에 부착되도록 열 과민성인 중합체이다. 유리하게, 슬리브 내의 발포 물질은 용기를 절연하는 편안한 쥠 표면을 형성할 수 있다. 시이트 및/또는 프로파일은 원하는 바의 추가 층을 포함할 수 있다. 추가로, 슬리브는 몇몇 구현 예에서 발포 물질을 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 슬리브는 여기에서 기술된 비발포 물질을 포함하는 다층 슬리브일 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 압출 공정은 프리폼의 적어도 일부를 형성하는 제품을 만들기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 시이트, 슬리브, 또는 기타 압출된 제품은 생성되어질 수 있으며 도(5A)의 프리폼(50A)처럼, 다층 프리폼 층 형성에 사용될 수 있다. 프리폼 (50A)는 도(5)에서 보여지는 바와 같이 프리폼(50A)이 압출된 외층(52A)을 포함하는 것을 제외하고는, 프리폼(50)과 유사하다. 프리폼(50A)는 이곳에서 언급된 것을 제외하고는, 프리폼(50)과 관련하여 상기에서 기술된 많은 이점과 특징을 포함한다. 도(5A)와 관련하여, 코팅되지 않은 프리폼(39)(또는 다층 프리폼)은 압출된 외층(52A)으로 덮을 수 있다.
외층(52A)는 일반적으로 원통모양의 프로파일을 압출하고 및 그후 슬리브를 형성하기 위해 프로파일을 절단함으로써 형성될 수 있다. 슬리브는 프리폼(39)의 적어도 일부분을 받을 수 있는 크기로 만들어질 수 있다. 프리폼(39)의 말단 캡은 슬리브로 삽입될 수 있으며 외층(52A)이 프리폼(39)의 몸체부분(34)을 덮을때까지 슬리브안으로 진입될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 프리폼(39)은 지지링(38)이 슬리브의 상부 말단에 접촉할 때까지 슬리브안으로 진입될 수 있다. 도(5A)에서 나타낸 바와 같이, 외층(52A)의 하부 말단은 말단 캡 위쪽에 어떤 지점에서 프리폼(39)의 몸체부분을 따라 마무리한다. 대안적으로, 슬리브는 프리폼(39)의 몸체 부분(34)의 총 길이를 실질적으로 오버레이(overlay)하는 배치 및 크기로 만들어질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 슬리브는 목마무리의 적어도 일 부분 및/또는 프리폼의 몸체부를 형성할 수 있으며 및/또는 말단 캡 영역을 덮을수 수 있다. 예를 들어, 도(9)의 프리폼(76)은 몸체부(34) 및 목부(32) 상에 배치된 외층(52)을 갖는다.
프리폼(39)에 걸친 슬리브의 적합성을 향상시키기 위해, 슬리브는 프리폼(39)에 대해 가압 및 가열될 수 있다. 가열 및 가압 공정은 외층(52A)와 프리폼 사이의 접착을 촉진시킬 수 있으며, 및/또는 코팅되지 않은 프리폼(39)의 바깥쪽 표면에 외층(52A)가 합치되도록 확실하게 할 수 있다.
슬리브는 프리폼(50A)의 조립을 용이하게 하기 위해 슬리브의 적어도 일부, 또는 전체 길이를 따라 절단(바람직하게는 세로 절단)을 가질 수 있다. 예를 들어, 압출된 슬리브는 프리폼(39)이 절단 슬리브 안으로 삽입될 수 있도록 축으로 절단될 수 있다. 임의로, 접착제, 열 처리 가공, 및/또는 기타 수단들이 연신 블로우 성형 공정 동안 프리폼(39)상에 슬리브가 남아있도록 하기 위해 사용되어 질 수 있다. 압출된 슬리브는 프리폼의 안쪽 부분 또는 바깥쪽 부분을 형성하기 위해 사용될 수 있는 것으로 고려되어진다.
몇몇 구현 예에서, 압출된 물질은 프리폼의 말단 캡에 적어도 일시적으로 오버레이할 수 있다. 도5A의 외층(52)을 형성하기 위해, 압출된 슬리브는 프리폼(39)의 몸체부(34) 위에 위치될 수 있으며, 그로부터 연장된다. 프리폼(39)으로부터 연장하는 슬리브의 부분은 말단 캡에 대하여 가압될 수 있다. 슬리브의 과량의 물질은 예컨대, 틀이 잡히게 하는 공정, 절단 공정, 비틀림(twisting) 및 끌어 당김(pull process) 공정, 등에 의해 제거될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압출된 슬리브는 과량의 물질의 제거에 이어 말단 캡 부분을 덮는다.
슬리브는 압출된 물질이 일반적으로 균일한 외층(52A)을 형성하도록 가열될 수 있다. 압출된 물질은 슬리브가 프리폼(39) 상에 위치되기 전, 동안, 또는 후에 가열될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 코팅되지 않은 프리폼(39) 및 층(52A) 사이의 마찰 상호작용이 프리폼(39)의 미끄러짐으로부터 층(52A)을 억제 또는 제한할 수 있다. 임의로, 결속 물질은 외층(52A)을 프리폼(39)에 결속하기 위해 사용될 수 있다. 슬리브가 외층(52A)을 형성한 후 프리폼(50A)은 상술한 바와 같이 연신 블로우 성형될 수 있다.
외층(52A)는 또한 압출된 시이트(예컨대, 일반적으로 편평한 시이트)로부터 형성될 수 있다. 시이트(예컨대, 시이트 800, 시이트 810, 등)는 프리폼(39)의 바깥쪽의 적어도 일부 상에 맞도록 하는 절단 및 크기일 수 있다. 설명된 프리폼(50A)은 시이트가 프리폼(39)의 전체 몸체부를 실질적으로 감싸서 외층(52A)를 형성하도록, 시이트를 압출하고 정립(sizing)하여 형성될 수 있다.
압출된 제품은 또한 다른 타입의 다층 프리폼을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도8의 프리폼(60)은 프리폼(40)의 바깥쪽에 외층(52)을 형성함으로 써 제조될 수 있다. 도9-14의 다층 프리폼이 적어도 부분적으로, 하나 이상의 압출된 물질의 층으로 형성될 수 있다는 것이 고려되어 진다.
압출된 물질의 슬리브 또는 시이트는 절단, 가열, 화학적 처리, 연신 등이 되어 압출된 층의 위치 및/또는 정립을 용이하게 할 수 있다. 부가적으로, 하나 이상의 압출된 제품의 단편(예컨대, 시이트)는 프리폼의 적어도 일부분을 오버레이하기 위해 사용될 수 있다.
따라서, 여기에서 개시된 프리폼은 적어도 부분적으로 단일층 슬리브, 다층 슬리브, 단일층 시이트, 다층 시이트, 등과 같은 압출된 제품으로 형성될 수 있다. 본원과 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "단일층 및 다층 제품 및 그를 제조하는 사출 성형 방법" 미국 특허 출원 대리인 명세서 제APTPEP1.091A호, 본 출원과 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "단일층 및 다층 제품 및 그를 제조하는 압축 방법"인 특허 출원 대리인 명세서 제APTPEP1.090A호에 기술되며 여기에서 참고로 혼입된 제품(예컨대, 프리폼 및 클로저) 및 물질은 압출된 제품을 포함할 수 있다. 제품상의 발포층이 프리폼에 대하여 주로 기술되었지만, 용기의 층(예컨대, 블로우 성형된 병, 캔)은 압출 층에 의해 형성될 수 있다.
또 다른 구현 예에서, 적층체는 제1 및 제2층을 포함하며, 여기에서 제1층은 PETG를 포함하고 제2층은 폴리프로필렌을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 폴리프로필렌은 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 접착력을 개선하기 위한 유사한 화합물로 그라프트 또는 개질될 수 있다. 한 구현 예에서, 폴리프로필렌은 나노입자를 더 포함한다. 추가의 구현 예에서, 폴리프로필렌은 나노입자를 포함하며, 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사한 화합물로 그라프트 또는 개질될 수 있다. 임의로 적층은 열가소성 물질의 부가층을 포함할 수 있다.
적층이 식품과 접촉하게 될 구현 예에서, 바람직하게 내층(예컨대, 용기의 내용물과 접촉되는 층)은 식품 및/또는 식품 접촉을 위한 다른 적당한 물질과 접촉하게 되는 FDA에 의해 승인된 물질을 포함할 것이다.
도22B는 다층 적층체 또는 시이트(390)의 횡단면도이다. 시이트(390)는 절단되고 임의의 원하는 형상으로 형성된다. 임의로, 시이트(390)는 성형 또는 다른 공정에 의해 형상화될 수 있다. 설명된 구현 예에서 시이트(390)는 제1층(392) 및 제2층(394)을 갖는다. 한 구현 예에서, 제1층(392)은 PETG를 포함하며, 제2층(394)은 폴리프로필렌을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 폴리프로필렌은 나노입자를 더 포함하며, 및/또는 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴 메타크릴레이트 및/또는 유사한 화합물로 그라프트 또는 개질될 수 있다. 설명된 구현 예에서, 층(392)은 층(394)에 직접 부착된다. 시이트(390)는 원하는 임의의 수의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 시이트(390)는 제1층(392) 및 제2층(394) 사이에 개재된 결속층(나타내지 않음)을 가질 수 있다. 다른 구현 예에서 열가소성 물질의 제3층이 첨가된다. 시이트(390)는 또한 공압출 공정에 의해 형성될 수 있다. 시이트(390)을 생성하기 위한 다른 적당한 수단이 있다고 고려되어진다. 예를 들어, 미국 특허 제6,391,408호에 개시된 바와 같이, 층상 사출 성형 시스템이(LIM)이 시이트를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
5. 분배 시스템 및 도관을 제조하기 위한 방법 및 장치
도 33A는 액체 분배 시스템(960)을 설명한다. 액체 분배 시스템(960)은 음료와 같은 소화성 액체를 분배하기 위한 분수탑(fountain) 기계(962)를 포함할 수 있다. 분수탑 기계(962)는 기체 시스템(977)(예컨대, 이산화 탄소원) 및/또는 하나 이상의 유체원(예컨대 물원 및 음료 시럽 또는 농축물의 원)과 유체 교환될 수 있다.
하나 이상의 도관은 분수탑 기계(962) 및 음료 시럽, 혼합 음료, 또는 바람직하게는 소비에 적당한 유체간의 유체 교환을 제공할 수 있다. 설명된 구현 예에서, 액체 분배 시스템(960)은 하나 이상의 도관(963, 964, 965)을 포함한다. 도관(963, 964, 965)은 도23을 참고로 하여 상술한 도관(402)과 유사하다. 각 도관의 한 말단은 분수탑 기계(962)에 연결되었으며 도관의 다른 말단은 음료 농축 용기(973, 974, 및 975)와 같은 유체 공급에 연결된다. 도관(963, 964, 965)중의 하나 이상은 그를 통해 통과하는 유체의 미각 변화가 실질적으로 없도록 하는 배치가 바람직하다.
도관(963, 964, 및 965)은 각기 서로 상이 또는 유사하다. 도관(963, 964, 및 965)은 유체를 통과하기 위한 임의의 적당한 배치를 가질 수 있다. 예를 들어, 도관은 원형, 다각형, 또는 타원형 단면 프로파일을 가질 수 있다. 추가로, 도관(963, 964, 및 965)의 치수는 하나 이상의 하기를 근거로 결정될 수 있다: 온도, 압력, 유속, 및 그를 통해 통과하는 유체의 기타 요인.
도33B는 유체, 바람직하게는 음료액을 배달하기 위해 개조된 도관을 설명한다. 설명된 구현 예에서, 도관은 분수탑 기계(962)로 연결된 배치이다. 한 구현 예에서, 도관 또는 관(963)은 식료품을 접촉하기에 적당한 물질 및 원하는 물성(예컨대, 구조적 및 열 성질)을 갖는 하나 이상의 부가 물질을 포함한다. 유리하게, 유체와 직접 접촉하는 내층(967)은 그것이 접촉하는 식료품의 풍미를 실질적으로 변화시키지 않는다. 예를 들어, 종종 음료 분배 시스템의 유체 전달 라인이 폴리올레핀을 스캘핑하는 풍미를 갖는다. 유리하게, 내층(967)은 바람직하게는 도관(963)의 루멘(969)를 통해 통과하는 유체의 풍미를 실질적으로 변화시키지 않는다. 한 구현 예에서, 외층(968)은 도관(963)의 개선된 물리적 특성을 제공할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 외층(968)은 도관(963)의 증진된 절연성 및/또는 구조적 성질을 제공할 수 있다. 예를 들어, 한 구현 예에서, 외층(968)은 증진된 내충격성을 제공할 수 있다. 한 구현 예에서, 외층(968)은 도관(963)의 벽을 통해 열 전달을 감소시킬 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 외층(568)은 고압 유체가 도관(963)을 통해 통과하도록 높은 인장 강도를 가질 수 있다. 따라서, 내층은 실질적으로 식품 접촉 표면에 불활성이며, 한편 외층(들)은 열로부터의 절연체로써 작용하며 외부 영향에 견딜 수 있다.
도33B의 설명된 구현 예에서, 도관(963)은 PET를 포함하는 내층(967) 및 PP를 포함하는 외층(968)을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 외층(968)은 발포 물질을 포함한다. 예를 들어, 발포 물질은 PP 담체 물질 및 발포제를 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 발포 물질은 PET, PP, 미소구, 및/또는 등을 포함할 수 있다. 도관(963)은 임의의 적당한 수의 층을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 내층(967)은 함유된 유체의 풍미 스캘핑을 유리하게 감소시키는 PET 또는 페녹시형 열가소성 수지를 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 도관(963)은 나사산, 와이어, 링, 또는 기타 부재를 포함하여 도관의 부가적인 지지 및/또는 보강을 제공한다.
몇몇 구현 예에서, 관 및 관재료(tubing)를 형성하는 압출/공압출 프로파일은 경질 또는 가요성일 수 있다. 한 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질은 관 및 관재료를 위한 제조 라이너에 접착제로써 사용될 수 있다. 예를 들어, 관 또는 관 재료는 탄산 소다 분배 분수탑에 사용될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압출된 프로파일은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질을 배리어로써 함유하여 풍미 스캘핑 성질을 제공한다. 따라서 또 다른 구현 예에 따라, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질은 프로파일의 얇은 내층을 형성한다. 예를 들어, 얇은 내층은 프로파일에 접착하여 결합될 수 있다. 한 구현 예에서, 프로파일은 PVC 물질을 포함할 수 있다. 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 물질은 풍미 스캘핑 성질이 유리한 것이 사용될 수 있다.
분수탑 기계(962)는 또한 도33C에 나타낸 바와 같이 단일 도관 또는 호스에 의해 전달된 여러 음료를 선택적으로 분배할 수 있는 음료 분배의 형태일 수 있다. 예를 들어, 분수탑 기계(962)는 제어 버튼(973)을 가질 수 있어 분수탑 기계(962)의 노즐(974)의 밖으로 및 도관으로부터 배달된 음료의 형태를 선택할 수 있다. 분수탑 기계(962)는 술집, 식당, 등에 사용될 수 있다. 전형적으로 음료를 분수탑(962)로 배달하는 데 사용되는 통상의 도관의 내층은 도관을 통해 통과하는 각각의 음료로부터 풍미를 유지한다. 이들 잔류 풍미는 그후 후속해서 도관을 통해 통과하는 음료의 맛을 변화시킬 수 있다. 유리하게, 도관(963)은 도관(963)의 내부 표면에 의해 포획된 잔류물을 가짐이 없이 분수탑 기계(962)로 상이한 시간에서 상이한 유체를 선택적으로 배달하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, PET를 포함하는 내층(967) 및 PP를 포함하는 외층(968)을 포함하는 도관(963)은 유체의 맛의 감지할 수 있는 변화 없이 유체를 운반할 수 있다. 따라서, 도관(963)은 음료의 풍미를 상당히 변화시키지 않으면서 음료를 운반한다.
도관(963)은 다른 음료 유체를 분배시키기 위해 사용될 수 있으며 다른 적용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도관(963)은 양조장, 포도주 양조장, 약제학적 공정, 병원 라인, 반도체 가공, 등에 유체를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도관(963)은 의약 유체를 전달하기 위해 사용될 수 있다.
도33D에서 설명된 바와 같이, 단일층 또는 다층 물질(938)을 갖는 프로파일(900)은 압출기(940)에 의해 제공될 수 있다. 압출기는 다층을 공압출 하여 몇몇 구현 예에서의 다층 물질을 제공한다. 한 구현 예에서, 중합체 원료, 바람직하게는 중합체 펠릿은, 원료를 혼련 및 압축하는 하나 이상의 나사형 장치를 사용한 압출기로 통과될 수 있다. 열은 압출기(940)에 적용되며 열 및 압력의 조합은 원료를 용융 플라스틱으로 변화시킨다. 압출기의 배출 말단에서, 용융 플라스틱은 다이, 더 구체적으로 외부 다이 부분과 중심 다이 삽입물 사이를 통해 밀어 넣어져 프로파일을 형성한다. 모든 형태의 압출기가 사용될 수 있다. 한 구현 예에서, 물질은 음료 유체를 배달하도록 배치된 도관 또는 관을 만들기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 물질은 도33A, 33B, 33C 및/또는 33E 에서 나타낸 바와 같이, 도관(963)을 형성하기 위해 압출기의 밖으로 압출될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 압출된 프로파일은 약 12 인치 초과, 약 15인치 초과, 약 18인치 초과, 또는 약 24인치 초과의 길이를 가질 수 있다.
도33E 및 상기에서 기술된 바와 같이, 프로파일(900)은 하나 이상의 층 또는 부분을 포함하는 도관(963)을 형성할 수 있다. 도관(963)은 내층(967), 외층(968), 및 임의로, 하나 이상의 중간층(970)을 포함한다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "내층"은 광범위한 용어이고, 제품의 내부 부분에 또는 근처에 단일층 또는 다층을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바의, 용어 "외층"은 광범위한 용어이고, 제품의 외부 부분에 또는 그 근처에 단일층 또는 다층을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바의 용어 "중간층"은 광범위한 용어이며, 제품의 층 사이에 위치한 단일층 또는 다층을 포함할 수 있다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 또한 도관의 벽 두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만을 포함하며, 도관의 벽 두께의 약 90% 미만을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 90% 초과를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 50-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 70-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 90-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 20-80%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 30-70%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 40-60%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 1-50%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 1-30%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층(967)은 도관의 벽 두께의 약 1-10%를 포함한다. 내층(967)은 도관의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 및 범위보다 위, 아래, 범위 내, 또는 중복을 포함하는 적당한 벽 두께를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 또한 도관의 벽 두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만을 포함하며, 도관의 벽 두께의 약 90% 미만을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 90% 초과를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 50-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 70-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 90-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 20-80%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 30-70%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 40-60%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 1-50%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 1-30%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 외층(968)은 도관의 벽 두께의 약 1-10%를 포함한다. 외층(968)은 도관의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 및 범위보다 위, 아래, 범위 내, 또는 중복을 포함하는 적당한 벽 두께를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 또한 도관의 벽 두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만을 포함하며, 도관의 벽 두께의 약 90% 미만을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 90% 초과를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 50-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 70-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 90-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 20-80%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 30-70%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 40-60%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 1-50%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 1-30%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 벽 두께의 약 1-10%를 포함한다. 하나 이상의 중간층(970)은 도관의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 및 범위보다 위, 아래, 범위 내, 또는 중복을 포함하는 적당한 벽 두께를 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 프로파일(900)은 하나 이상의 하기의 유리한 특징을 갖는 하나 이상의 부분 또는 층을 포함하는 도관(963)을 형성할 수 있다: 절연층, 배리어층, 식 료품 접촉층, 무미 스캘핑층, 고강도층, 순응층, 결속층, 기체 스캐빈지층, 고온 충전 적용에 적당한 층 또는 부분, 압출에 적당한 용융 강도를 갖는 층. 몇몇 구현 예에서, 단일층 또는 다층 구조를 갖는 제품은 하나 이상의 하기 물질을 포함한다: PET(재생 및/또는 순수 PET 포함), PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지, 폴리올레핀, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및/또는 그들의 조합.
몇몇 구현 예에서, 내층(967)은 함유된 유체의 풍미 스캘핑을 유리하게 감소시키는 PET 또는 페녹시형 열가소성 수지를 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 도관(963)은 나사산, 와이어, 링, 또는 기타 부재를 포함하여 도관의 부가적인 지지 및/또는 보강을 제공한다. 상술한 바와 같이, 몇몇 구현 예에서 하나 이상의 중간층(970)이 제공될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 2이상의 내층(967), 외층(968), 및 하나 이상의 중간층(970)은 통상의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 구현 예에서, 도관은 발포체의 내층 및 발포체의 외층을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 도관은 페녹시형 열가소성 수지의 내층 및 페녹시형 열가소성 수지의 외층을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 두 중간층은 결속층 물질을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 내층은 PET 또는 페녹시형 열가소성 수지를 포함하며, 외층은 폴리프로필렌, 발포체, 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 블렌드 열가소성 수지, PET, PETG, 배리어 물질, 재생 물질, 재연마 물질, 또는 표면 처리 물질을 포함하며, 및 하나 이상의 중간층은 배리어 물질, 결속층 물질, 발포체, 재생 물질, 재연마 물질, PET, PETG, 또는 여기에서 기술된 기타 물질을 포함한다. 몇 몇 구현 예에서, 배리어 물질은 유리하게 도관의 벽을 통해 유체의 진입 또는 배출을 제한할 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 압출된 용기 또는 기타 제품, 예컨대, 캔은 하나 이상의 발포체 및/또는 폴리프로필렌층을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 압출된 용기 또는 기타 제품, 예컨대, 캔은 하나 이상의 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드층을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 캔은 여기에서 기술된 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캔의 형성과 관련된 몇몇 바람직한 방법 및 장치는 온전히 그대로 여기에서 참고로 혼입되고 본 출원의 명세서의 일부를 형성하는 미국 특허 제6,109,006호에 개시되어 있다. 또한, 이들 방법 및 장치가 여기에서 기술된 기타 제품의 형성에 사용될 수 있음이 고려된다. 추가로, 몇몇 구현 예에서, 여기에서 개시된 제품은 본 출원에 참고로 혼입된 참고문헌(예컨대, 미국 특허 제6,109,006호)에 개시된 방법 및 장치를 사용하여 형성될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 중간층은 단일층 내에 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 구현 예에서, 재연마 또는 재생층은 PET 및 발포체를 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예에서, 경질 또는 재생층은 페녹시형 열가소성 수지 및 PET를 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 제1 중간층은 제1물질을 포함하며 제2 중간층은 제2물질을 포함하고, 여기에서 제1물질은 제2물질과 상이하다. 중간층은 몇몇 구현 예에서 결속층 및/또는 배리어층을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 중간층은 제거될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 도관(963)은 발포층을 포함한다. 발포층은 바람직하게는 발포체를 형성하도록 팽창될 수 있는 물질이다. 바람직한 구현 예에서, 발포 물질은 담체 물질(예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트("PET") 또는 폴리프로필렌) 및 미소구를 포함한다. 미소구는 캡슐화된 기체를 포함하는 중공구(hollow sphere)이다. 미소구가 가열될 때, 쉘은 연화되며 기체는 초기 위치에서 팽창된 위치로의 미소구의 팽창을 야기하는 그의 압력을 증진시켜 발포 물질을 형성한다. 한 구현 예에서, 도관은 발포체 및/또는 폴리프로필렌층 및 PET 층을 포함한다. 또 다른 구현 예에서, 도관은 발포체 및/또는 폴리프로필렌층 및 식료품과 접촉하기에 적당한 층을 포함한다. 한 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 바람직하게는 외층(968)이다. 한 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 바람직하게는 내층(967)이다. PP는 바람직하게는 예컨대, PET 또는 페녹시형 열가소성 수지와 같은 식료품을 접촉하기에 적당한 내층을 임의로 가질 수 있다. 한 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 바람직하게는 중간층(970)이다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 또한 도관의 벽 두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만을 포함하며, 도관의 벽 두께의 약 90% 미만을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 90% 초과를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 50-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 70-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 90-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 20-80%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 30-70%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 40-60%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 1-50%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 1-30%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 벽 두께의 약 1-10%를 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층의 두께는 바람직하게는 최소화된다. 몇몇 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층의 두께는 바람직하게는 최대화된다. 몇몇 구현 예에서, 발포체 및/또는 폴리프로필렌층의 두께는 바람직하게는 도관을 가열함에 따라 증진된다. 발포체 및/또는 폴리프로필렌층은 도관의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 및 범위보다 위, 아래, 범위 내, 또는 중복을 포함하는 적당한 벽 두께를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
몇몇 구현 예에서, 도관(963)은 하나 이상의 페녹시형 열가소성 층을 포함한다. 한 구현 예에서, 도관은 하나 이상의 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드층을 포함한다. 한 구현 예에서, 도관은 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드층 및 PET 및/또는 재순환된 PET 층을 포함한다. 한 구현 예에서, 도관은 페녹시형 및/또는 페녹시층 및 적당한 외층(968)을 포함한다. 한 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페 녹시 블렌드 층은 내층(967)이다. 한 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 외층(968)이다. 한 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 중간층(970)이다.
몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 또한 도관의 벽 두께의 약 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1% 미만을 포함하며, 도관의 벽 두께의 약 90% 미만을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 90% 초과를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 50-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 70-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 90-100%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 20-80%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 30-70%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 40-60%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 1-50%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 1-30%를 포함한다. 몇몇 비 제한적인 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 벽 두께의 약 1-10%를 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층의 두께는 바람직하게는 최소화된다. 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층의 두께의 감소는 바람직하게는 도관 생성의 전체 비용을 감소시킨다. 몇몇 구현 예에서, 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층의 두께는 바람직하게는 최대화된다. 페녹시형 및/또는 페녹시 블렌드 층은 도관의 원하는 성질에 따라 상기 인용된 특정 백분율 및 범위보다 위, 아래, 범위 내, 또는 중복을 포함하는 적당한 벽 두께를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
6. 용기의 형성, 충전, 및 밀봉을 위한 방법 및 장치
몇몇 구현 예에서, 용기는 형성, 충전, 밀봉될 수 있다. 한 구현 예에서, 프로파일은 압출될 수 있다. 압출된 프로파일은 그 후 용기로 블로우 성형 될 수 있다. 용기는 그 후 충전될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 용기는 유체로 충전되어 질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 용기는 식료품으로 충전될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 블로우 성형 공정은 용기를 가열한다. 가열된 용기는 블로우 성형 공정 동안 및 직후에 효과적으로 살균된다. 용기가 효과적으로 살균되는 동안, 용기는 충전 될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 블로우 성형 공정 직후의 용기를 충전하는 것은 용기를 충전하기 전의 추가의 및/또는 후속하는 살균 공정을 불필요하게 한다. 용기는 그후 밀봉될 수 있다. 용기를 밀봉하는 임의의 적당한 방법이 사용되어질 수 있다.
예를 들어, 몇몇 구현 예에서, 용기의 살균은 용기 안으로 뜨거운 유체 또는 식료품을 도입함으로써 성취될 수 있다. 경질 목 부분을 갖는 용기는 고온 충전 적용에 특히 유리할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 고온 충전 적용에서, 결정성 목을 가진 용기가 사용되어 질 수 있다. 그러나, 몇몇 구현 예에서, 용기가 블로우 공정 된 직후에 충전된 곳에서, 용기 안으로 도입된 유체는 가열될 필요가 없다. 블로우 성형 공정은 용기를 효과적으로 살균한다. 고온 충전 적용은 용기를 살균하기위해 필요하지 않다. 따라서, 몇몇 구현 예에서, 용기는 경질 부분을 가질 필요가 없다. 몇몇 구현 예에서, 용기는 가요성인, 예컨대, 주머니 모양의 것(pouch)일 수 있다.
이곳에서 기술된 층 및/또는 물질의 적당한 수 및/또는 조합은 형성, 충전, 밀봉 공정에 사용되어 질 수 있다. 제품은 하나 이상의 하기의 유리한 특징을 갖는 하나이상의 층 또는 부분을 포함할 수 있다: 절연층, 배리어층, 식료품 접촉층, 무미 스캘핑층, 고강도층, 순응층, 결속층, 기체 스캐빈지층, 고온 충전 적용에 적당한 층 또는 부분, 압출에 적당한 용융 강도를 갖는 층. 한 구현 예에서,단일층 또는 다층 물질은 하나 이상의 하기 물질을 포함한다: PET(재생 및/또는 순수 PET 포함), PETG, 발포체, 폴리프로필렌, 페녹시형 열가소성 수지, 폴리올레핀, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블랜드, 나노복합물, 및/또는 그들의 조합.
본 명세서의 관점에서, 당업자는 그로부터 만들어진 제품의 원하는 성질을 성취하기 위해 다양한 유형의 층상 물질(들)을 선택할 수 있다. 여기에서 개시된 제품은 적당한 수단을 통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제품은 여기에서 개시된 사출 성형, 블로우 성형, 사출 블로우 성형, 압출, 공압출, 및 사출 연신 블로우 성형, 및 기타 방법을 통하여 형성될 수 있다. 상술한 다양한 방법 및 기술은 본 발명을 실행하기 위한 여러 가지 방법을 제공한다. 물론, 반드시 필요한 것은 아니지만 기술된 모든 목적 또는 이점은 여기에서 기술된 특정 구현 예에 따라서 성취될 것이라는 것이 이해되어 질 것이다. 따라서, 예를 들어, 당업자들은 여기에서 교시 또는 암시될 수 있는 기타 목적 또는 이점을 성취할 필요 없이 여기에서 교시된 것과 같은 이점 또는 집단 이점을 성취하거나 최적화하는 방식으로 그 방법이 수행될수 있다는 것을 인식할 것이다.
더욱이, 당업자는 여기에서 개시된 상이한 구현 예로부터 다양한 특징의 상호교환능을 인지할 것이다. 유사하게, 상술한 다양한 특징 및 단계, 및 각기 이러한 특징 또는 단계에 대하여 기타 알려진 동등한 것이 당업계의 통상의 지식을 가진 자에 의해 혼합 및 매치 되어 여기에서 기술된 원리에 따른 방법을 수행하도록 할 수 있다. 추가로, 여기에서 기술되고 설명된 방법은 기술된 일련의 정확한 행위로 제한되는 것은 아니며, 또한 상술한 모든 행위의 실행으로 제한할 필요는 없다. 기타 일련의 결과 또는 행위, 또는 모든 결과보다 작거나, 또는 결과의 동시 발생은 본 발명의 구현 예의 실행에 이용될 수 있다.
본 발명이 특정 구현예 및 실시예의 관점에서 개시되었지만, 본 발명은 구체적으로 개시된 구현 예를 넘어서 다른 대안적인 구현예 및/또는 용도 및 그의 명백한 변경 및 동등물 까지 연장한다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에서 바람직한 구현예의 특정 개시물에 의해 제한하고자 하는 것은 아니다. 그대신, 출원인은 본 발명의 범주를 오로지 첨부된 청구의 범위를 참고로 하여 제한하고자 하며, 당업자에게 명백한 여기에서 개시된 방법 및 물질에 대한 변형이 출원인의 발명의 범주내에 속하는 것이라고 생각한다.

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  63. 몸체부를 포함하는 병으로서,
    상기 몸체부는 하나 이상의 층을 포함하고,
    상기 하나 이상의 층은:
    내층으로서, 상기 병이 적어도 부분적으로 채워졌을 때 상기 내층의 일 측면이 상기 병의 내용물과 접촉하도록 구성된 것인 내층;
    발포 물질을 포함하는 발포층으로서, 상기 발포 물질이 미소구를 포함하는 것인 발포층; 및
    기재를 포함하는 기재층(substrate layer)으로서, 상기 발포 물질의 적어도 일부가, 상기 발포층의 측면이 상기 기재층의 측면에 부착되도록 상기 기재에 부착되는 것인 기재층,
    을 포함하는 것인 병.
  64. 청구항 63에 있어서, 상기 내층은 폴리프로필렌, 투명화된(clarified) 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 페녹시형 열가소성 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 병.
  65. 청구항 63에 있어서, 상기 기재는 폴리프로필렌, 투명화된(clarified) 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 페녹시형 열가소성 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 병.
  66. 청구항 63에 있어서, 상기 발포 물질은 담체 물질을 더 포함하고, 상기 담체 물질은 열가소성 물질을 포함하는 것인 병.
  67. 청구항 66에 있어서, 상기 열가소성 물질은 아크릴 수지(acrylic)를 포함하는 것인 병.
  68. 청구항 66에 있어서, 상기 열가소성 물질은 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 아크릴산, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 병.
  69. 청구항 63에 있어서, 접착제(adhesive)가 상기 기재층의 한 측면에 부착되고, 상기 기재층의 다른 측면(the other side)은 상기 발포층에 부착되는 것인 병.
  70. 청구항 63에 있어서, 상기 하나 이상의 층은 그 위가 인쇄되도록 구성된 인쇄가능 표면을 포함하는 것인 병.
  71. 청구항 70에 있어서, 상기 발포층의 한 측면은 상기 인쇄가능 표면을 포함하며, 상기 발포층의 다른 측면은 상기 기재층에 부착되는 것인 병.
  72. 청구항 70에 있어서, 상기 기재층의 한 측면은 상기 인쇄가능 표면을 포함하고, 상기 기재층의 다른 측면은 상기 발포층에 부착되는 것인 병.
  73. 청구항 63에 있어서, 상기 하나 이상의 층은 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 상기 발포층을 적어도 부분적으로 코팅하고 접촉하는 것인 병.
  74. 청구항 73에 있어서, 상기 코팅층은 폴리프로필렌, 투명화된 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 병.
  75. 청구항 73에 있어서, 상기 코팅층은 적층 물질(laminated material)을 포함하는 것인 병.
  76. 청구항 73에 있어서, 상기 코팅층의 한 측면은 그 위가 인쇄되도록 구성된 인쇄가능 표면을 포함하고, 상기 코팅층의 다른 측면은 상기 발포층과 접촉하는 것인 병.
  77. 청구항 73에 있어서, 상기 코팅층은 상기 병의 상기 몸체부의 최외층(outermost layer)을 형성하는 것인 병.
  78. 청구항 63에 있어서, 상기 발포 물질은 팽창하여 1 내지 2 마이크론(micron)의 평균 직경을 갖는 셀을 형성하는 것인 병.
  79. 청구항 63에 있어서, 상기 발포층은 상기 몸체부의 열 전도성을 50% 내지 10% 감소시키는 것인 병.
  80. 청구항 63에 있어서, 상기 내층은 상기 발포층의 벽 두께의 1/2 미만의 벽 두께를 갖는 것인 병.
  81. 청구항 80에 있어서, 상기 내층은 상기 발포층의 벽 두께의 1/4 미만의 벽 두께를 갖는 것인 병.
  82. 청구항 81에 있어서, 상기 내층은 상기 발포층의 벽 두께의 1/10 미만의 벽 두께를 갖는 것인 병.
  83. 청구항 63에 있어서, 상기 하나 이상의 층은, 산소 및 이산화탄소에 대한 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 투과성보다 낮은, 산소 및 이산화탄소에 대한 투과성을 갖는 배리어 물질을 포함하는 것인 병.
  84. 청구항 63에 있어서, 결속층이 상기 내층 및 상기 발포층 사이에 위치한 것인 병.
  85. 삭제
  86. 삭제
  87. 삭제
  88. 목부;
    몸체부; 및
    상기 몸체부에 배치된 시트;
    를 포함하는 병으로서, 상기 시트는 하나 이상의 층을 포함하고, 상기 하나 이상의 층은:
    발포 물질을 포함하는 발포층으로서, 상기 발포 물질은 미소구를 포함하는 것인 발포층; 및
    기재를 포함하는 기재층으로서, 상기 발포층의 한 측면이 상기 기재층의 한 측면에 부착되도록 상기 기재에 부착되도록 상기 발포 물질의 적어도 일부가 상기 기재에 부착되는 것인 기재층,
    을 포함하는 것인 병.
  89. 청구항 88에 있어서, 상기 기재는 폴리프로필렌, 투명화된 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 페녹시형 열가소성 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 병.
  90. 청구항 88에 있어서, 상기 발포 물질은 담체 물질을 더 포함하고, 상기 담체 물질은 열가소성 물질을 포함하는 것인 병.
  91. 청구항 90에 있어서, 상기 열가소성 물질은 아크릴 수지를 포함하는 것인 병.
  92. 청구항 90에 있어서, 상기 열가소성 물질은 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 아크릴산, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 병.
  93. 청구항 88에 있어서, 상기 하나 이상의 층은 그 위가 인쇄되도록 구성된 인쇄가능 표면을 포함하는 것인 병.
  94. 청구항 93에 있어서, 상기 발포층의 한 측면은 상기 인쇄가능 표면을 포함하며, 상기 발포층의 다른 측면은 상기 기재층에 부착되는 것인 병.
  95. 청구항 93에 있어서, 상기 기재층의 한 측면은 상기 인쇄가능 표면을 포함하고, 상기 기재층의 다른 측면은 상기 발포층에 부착되는 것인 병.
  96. 청구항 88에 있어서, 상기 하나 이상의 층은 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 상기 발포층을 적어도 부분적으로 코팅하고 접촉하는 것인 병.
  97. 청구항 96에 있어서, 상기 코팅층은 폴리프로필렌, 투명화된(clarified) 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 병.
  98. 청구항 96에 있어서, 상기 코팅층은 적층 물질(laminated material)을 포함하는 것인 병.
  99. 청구항 96에 있어서, 상기 코팅층의 한 측면은 그 위가 인쇄되도록 구성된 인쇄가능 표면을 포함하고, 상기 코팅층의 다른 측면은 상기 발포층과 접촉되는 것인 병.
  100. 청구항 88에 있어서, 상기 발포 물질은 팽창하여 1 내지 2 마이크론의 평균 직경을 갖는 셀을 형성하는 것인 병.
  101. 병의 형성 방법에 있어서,
    목을 형성하는 단계;
    몸체를 형성하는 단계;
    시트를 형성하는 단계로서,
    기재에 발포 물질을 부착시키는 단계로서, 상기 발포 물질을 포함하는 발포층의 측면이 상기 기재를 포함하는 기재층의 측면에 부착되도록 기재에 발포 물질을 부착시키는 단계, 및
    상기 발포 물질을 부분적으로 또는 완전히 팽창시키는 단계로서, 상기 발포 물질은 미소구를 포함하는 것인 단계,
    를 포함하는 시트를 형성하는 단계; 및
    상기 시트를 상기 몸체에 부착시키는 단계;
    를 포함하는 병의 형성 방법.
  102. 청구항 101에 있어서, 상기 발포 물질을 부분적으로 또는 완전히 팽창시키는 단계는 상기 발포 물질을 가열하는 것을 포함하는 것인 병의 형성 방법.
  103. 청구항 102에 있어서, 상기 발포 물질을 냉각시킴에 의해 상기 발포 물질의 상기 팽창을 제어하는 것을 더 포함하는 것인 병의 형성 방법.
  104. 목부 및 몸체부를 포함하는 병에 있어서,
    상기 몸체부는 제1 내층, 제2층, 및 제3층을 포함하고,
    상기 제1 내층은, 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 페녹시-작용기화된 폴리올레핀 열가소성 블렌드 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 제1 물질을 포함하며,
    상기 제2층은 폴리프로필렌, 작용기화된 폴리프로필렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 물질을 포함하며,
    상기 제2층은 상기 제1 내층의 바깥쪽에 위치하며,
    상기 제3층은 재연마 스크랩 물질을 포함하며,
    상기 재연마 스크랩 물질은 압출 블로우 성형 공정으로부터의 폐기물질을 재연마하여 형성되며,
    상기 폐기 물질은 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 포함하며,
    상기 제3층은 상기 제1 내층의 바깥쪽에 위치하고 상기 제2층의 안쪽에 위치하며,
    상기 제1 내층, 상기 제2층, 및 상기 제3층의 하나 이상은 미소구를 포함하는 발포 물질을 포함하는 것인 병.
  105. 병의 형성 방법에 있어서,
    압출 블로우 성형 공정으로부터의 폐기 물질을 재연마하여 재연마 스크랩 물질을 형성하는 단계로서, 상기 폐기 물질은 페녹시형 열가소성 수지, 작용기화된 페녹시형 열가소성 수지, 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 작용기화된 페녹시-폴리올레핀 열가소성 블렌드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 물질 및 폴리프로필렌, 작용기화된 폴리프로필렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 제2 물질을 포함하는 것인 재연마 스크랩 물질을 형성하는 단계;
    제1 내층, 제2층, 및 제3층을 갖는 프로파일을 공압출 하는 단계로서, 상기 제1 내층은 상기 제1 물질을 포함하며, 상기 제2층은 상기 제2 물질을 포함하며, 상기 제2층은 상기 제1 내층의 바깥쪽에 위치하고, 상기 제3층은 상기 재연마 스크랩 물질을 포함하며, 상기 제3층은 상기 제1 내층의 바깥쪽 및 상기 제2층의 안쪽에 위치하고, 상기 제1 내층, 상기 제2층, 및 상기 제3층의 하나 이상은 미소구를 포함하는 발포 물질을 포함하는 것인 제1 내층, 제2층, 및 제3층을 갖는 프로파일을 공압출 하는 단계; 및
    병을 형성하기 위해 상기 프로파일을 블로우 성형하는 단계;
    를 포함하는 병의 형성 방법.
  106. 청구항 105에 있어서, 상기 폐기 물질은 재연마 스크랩 물질을 포함하는 것인 병의 형성 방법.
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