(57)【要約】  被覆された物体は、耐水性被覆を含む1またはそれ以上の被覆層を具備し得る。方法は、火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理およびプラズマアーク処理およびディップ、スプレーまたはフロー被覆から選択される1またはそれ以上の方法により物体基材を処理することによりそのような被覆層を塗布することを具備する。さらに、方法は第１の基材材料を成形して物体を形成し、火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理およびプラズマアーク処理から選ばれる１またはそれ以上の方法により物体表面を処理し、1またはそれ以上のバリア材料で物体基材をオーバーモールドする注入を含む。
2009515676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体に１またはそれ以上の被膜を塗布する方法であって、
物体基材の表面を火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理およびプラズマアーク処理からなるグループから選択された１またはそれ以上により処理し、
ガスバリア材料の第１の水ベース溶液、分散液あるいはエマルジョンを物体基材の表面にディップ、スプレーあるいはフロー被覆により塗布して第１の被覆層を形成し、
前記第１の被覆層を乾燥することを
具備する方法。
【請求項２】
耐水性被覆材料の第２の水ベース溶液、分散液あるいはエマルジョンを前記物体の外面にディップ、スプレーあるいはフロー被覆により塗布して第２の被覆層を形成し、
前記第２の被覆層を乾燥することをさらに具備する
請求項１の方法。
【請求項３】
物体基材の表面を処理するステップが前記ガスバリア材料を塗布するステップの前である
請求項１または２の方法。
【請求項４】
火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理およびプラズマアーク処理からなるグループから選択された１またはそれ以上で乾燥した第１の被覆層を処理し、
耐水性被覆材料の第２の水ベース溶液、分散液あるいはエマルジョンを前記物体の外面にディップ、スプレーあるいはフロー被覆により塗布して第２の被覆層を形成し、
前記第２の被覆層を乾燥することを
をさらに具備する
請求項３の方法。
【請求項５】
ガスバリア材料がビニルアルコールポリマーまたはコポリマーおよびフェノキシ系熱可塑性プラスチックの1またはそれ以上を有する
請求項１から４のいずれかの方法。
【請求項６】
前記ガスバリア材料がビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを有する
請求項１５のいずれかの方法。
【請求項７】
前記ガスバリア材料がＥＶＯＨおよびＰＶＯＨから選択された１またはそれ以上を有する
請求項１から６のいずれかの方法。
【請求項８】
前記ガスバリア材料がフェノキシ系熱可塑性プラスチックを有する
請求項１から７のいずれかの方法。
【請求項９】
前記ガスバリア材料がＰＨＡＥを有する
請求項８の方法。
【請求項１０】
前記ガスバリア材料がＥＶＯＨ，ＰＶＯＨおよびＰＨＡＥから選択された２あるいはそれ以上の混合物を有する
請求項１から９のいずれかの方法。
【請求項１１】
前記耐水性被覆材料がポリオレフィンポリマーあるいはコポリマーを有する
請求項２から１０のいずれかの方法。
【請求項１２】
前記耐水性被覆材料がＰＥ、ＰＰあるいはそれらのコポリマーを有する
請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記耐水性被覆材料がワックスを有する
請求項２から１２のいずれかの方法。
【請求項１４】
前記耐水性被覆材料がアクリルポリマーあるいはコポリマーを有する
請求項２から１３のいずれかの方法。
【請求項１５】
前記耐水性被覆材料がポリプロピレンとＥＡＡとの混合物を有する
請求項２から１４のいずれかの方法。
【請求項１６】
前記物体基材がＰＥＴ、ＰＰおよびＰＬＡからなるグループから選択された1またはそれ以上を有する
請求項１から１５のいずれかの方法。
【請求項１７】
上塗り層がＰＥＩを有する
請求項１から１６のいずれかの方法。
【請求項１８】
前記第２の被覆層が上塗り層である
請求項２から１７のいずれかの方法。
【請求項１９】
表面を有する物体を提供し、
前記物体の表面を火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理およびプラズマアーク処理からなるグループから選択された1またはそれ以上で処理し、
第１のバリア材料を前記物体の前記表面上に配置してバリア層が形成された物体を形成することを有し、
前記第１のバリア材料が前記表面上に、ディップ被覆、スプレー被覆、フロー被覆およびオーバーモールドからなるグループから選択された被覆方法により配置される
バリア被覆された物体を製作する方法。
【請求項２０】
前記被覆方法がオーバーモールドである
請求項１９の方法。
【請求項２１】
前記被覆方法がフロー被覆である
請求項１９の方法。
【請求項２２】
前記物体の前記表面がＰＥＴ、ＰＰあるいはＰＬＡから選択された１またはそれ以上を有する
請求項１９から２１のいずれかの方法。
【請求項２３】
前記第１バリア材料がビニルアルコールポリマーまたはコポリマーおよびフェノキシ系熱可塑性プラスチックから選択された１またはそれ以上を有する
請求項１９から２２のいずれかの方法。
【請求項２４】
前記バリア層が形成された物体の表面を火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理およびプラズマアーク処理からなるグループから選択された１またはそれ以上により処理することをさらに有する
請求項１９から２３のいずれかの方法。
【請求項２５】
第２のバリア材料を前記物体の前記表面上に配置してバリア層が形成された物体を形成することをさらに有し、
前記第２バリア材料が前記表面上にディップ被覆、スプレー被覆、フロー被覆およびオーバーモールドからなるグループから選択された被覆方法により配置される
請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記第２のバリア材料がアクリルポリマーまたはコポリマー、ポリオレフィンポリマーまたはコポリマー、ポリウレタン、エポキシポリマーおよびワックスからなるグループから選択された１またはそれ以上を有する
請求項２５の方法。
【請求項２７】
ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ乳酸およびフェノキシ熱可塑性プラスチックから選択された１またはそれ以上を有する第１の材料を第１の成型キャビティ内で射出成形して、物体を形成し、
前記物体の表面の少なくとも一部をプラズマ処理で処理し、
ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ乳酸およびポリアミドからなるグループから選択された１またはそれ以上を有する第２の材料を第２の成型キャビティ内で前記物体上に射出成形することを有し、
前記第２の材料が前記プラズマ処理された前記表面の一部と直接接触する
射出成形されたプリフォームを形成する方法。
【請求項２８】
前記第１の材料がＰＥＩを有する
請求項２７の方法。
【請求項２９】
前記プラズマ処理は前記物体に1またはそれ以上のプラズマヘッドにより供給される
請求項２７または２８の方法。
【請求項３０】
前記プラズマ処理を前記物体の表面に晒すように構成されたトンネルにより前記プラズマ処理を前記物体に供給することをさらに有する
請求項２７、２８または２９の方法。
【請求項３１】
前記物体の被膜がＰＧＡを有する
請求項１から３０のいずれかの方法。
【請求項３２】
前記被膜が前記物体上のベース被膜である
請求項３１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、ここに全体を関連づけて一体化した、２００５年１０月１４日に出願された仮出願６０／７２６，９７３号、２００５年１１月１７日に出願された仮出願６０／７３７，５３６号、および、２００６年１月２４日に出願された仮出願６０／７６１，６６７号について、第３５米国法典１１９条（ｅ）の下に優先権を主張する。
【０００２】
本発明の背景
発明の技術分野
この発明は物体の表面処理に関し、ガスバリアおよび耐水性層を有するそれらを含む。前記表面処理された物体を、物体基材上に1またはそれ以上の層の形成前、間および後に1またはそれ以上の物体の表面を処理することにより製作する方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の記述
プリフォームは、例えば容器などの物体が、ブロー成形によって製造される製品である。種々のプラスチックおよび他の材料が容器のために使用されており、多くのものが極めて適切である。例えば炭酸飲料および食料品などのいくつかの製品は、炭酸ガスまたは酸素などのガスの透過に対する耐性を示す容器を必要としている。そのような容器の被膜および層が長年にわたって示唆されてきた。容器産業において現在広く使用されている樹脂は、ポリエチレン・テレフタテレート（ＰＥＴ）であり、その用語としては、我々は、β−ヒドロキシエチル・テレフタレートの重縮合によって形成されたホモ重合体ばかりではなく、他のグリコールまたは二塩基酸、例えば、イソフタレートコポリマーから導き出された少量単位を含む共重合ホリエステルを含めている。
【０００４】
双軸方向に配向されたＰＥＴの製造は、従来から良く知られている。双軸方向に配向されたＰＥＴの容器は、強く、そして、クリープ（creep)に対して良好な耐性を有する。相対的に薄い壁で軽量の容器は、所望のシェルフ（shelf)寿命を越えて歪むことなく、炭酸液体、特に、コーラ、ビールを含むソフトドリンクなどの飲料から受ける圧力に耐えうるように製造できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
薄い壁のＰＥＴ容器は、例えば炭酸ガスおよび酸素ガスなどのガスに対してある程度透過可能であり、それゆえ、ビンの内容物の香りおよび品質に悪影響を及ぼし得る、炭酸ガスの圧力低下および酸素ガスの侵入が起こり得る。商業運転の一つの方法において、プリフォームが射出注入により製作され、それから、ビンにブロー成形される。商業的な２リットルの大きさで、１２〜１６週間のシェル寿命が期待できるが、半リットルなどのより小さなビンに関して、大きな表面対容積の比率がシェル寿命を制約している。炭酸飲料は４．５ガス容積（体積）に加圧され得るが、もしこの圧力が許容可能な製品の仕様レベル以下に低下した場合、その製品は満足されていないと考慮される。プラスチック容器を製作するために使用される材料の多くは、水蒸気にも影響を受けやすい。容器中への水蒸気の透過は、しばしば、容器内にパッケージ化された食料品の急速な悪化をもたらす。
【０００６】
このように、容器の表面と各層がガスおよび／または水浸透性に対する有効なバリアを提供することは、重要である。多くの異なる種類の材料がそのような浸透性に対してバリアとして働くために使用される間、そのような材料は、しばしば他のバリア材料と相いれないか、あるいは消費者向け容器に必要とされる材料間の所望の接着が欠如している。一般に、プラスチックは、それらを基材、印刷用インク、被膜および接着剤と接着することを受け入れないでもたらされる低い表面張力で化学的に不活発および無孔表面を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の要約
ここで記述されていることは、被覆された物体および被覆物体を製作する方法である。いくつかの実施形態において、物体は被覆材料の1またはそれ以上の層により被覆されている。好ましくは、物体は機能的な被覆材料の1またはそれ以上の層により被覆されている。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層は、２あるいはそれ以上の機能的な被覆材料の混合物を含む。いくつかの実施形態において、物体は第１の層と第２の層を含み、第１の層と第２の層は、異なる機能的な被覆材料を含む。いずれかのこれらの実施形態において、火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理およびプラズマアーク処理からなるグループから選択された1またはそれ以上の表面処理は、被覆の前、あるいは被覆の間、物体基材の表面に塗布され得る。
【０００８】
いくつかの実施形態の第１の観点は、物体基材の水およびガス浸透性を減らす方法を含む。いくつかの実施形態において、その方法は物体基材を火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理、およびプラズマアーク処理から選択された1またはそれ以上の方法により物体基材を処理することを含み、ビニルアルコールポリマーあついはコポリマーおよびフェノキシ系熱可塑性プラスチックから選択された1またはそれ以上を含むガスバリア材料の第１の水ベース溶液、分散液、あるいはエマルジョンを物体基材の表面にディップ、スプレーあるいはフロー被覆により塗布して、第１の内部の被覆層を形成し、第１の内側被覆層を乾燥する。選択的に、第１の内部の被覆層は、火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理、およびプラズマアーク処理から選択される1またはそれ以上の方法により処理される。その方法は、アクリルポリマーあるいはコポリマー、ポリオレフィンポリマーあるいはコポリマー、ポリウレタン、エポキシポリマー、およびワックスからなるグループから選択される1またはそれ以上を含む耐水性被覆材料の第２の水ベース溶液、分散液またはエマルジョンを物体の外面にディップ、スプレーまたはフロー被覆により塗布させて、第２の被覆層を形成し、第２の被覆層を乾燥させることを含む。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層の乾燥は、遂行され、水に晒されたとき、実質的にブラッシングを示さない物体を形成する。
【０００９】
特定の実施形態において、基材および／または1またはそれ以上の被覆層が処理されて、被覆層の接着を助ける。処理法は、火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理、プラズマアーク処理、およびそれらの組み合わせを含む。これらの処理は、中間層接着、特に異なる材料間で役立つ。被覆する前に表面前処理のそのようなシステムを使用するので、ポリプロピレン（無水マレイン酸または他の化合物の変性あるいはグラフトのううにかかわらず）とポリ乳酸、ＥＶＯＨまたはＰＥＴとの間ポリ乳酸とポリエチレン（無水マレイン酸または他の化合物の変性あるいはグラフトの有無にかかわらず）との間、ＥＶＯＨとＥＡＡまたはポリプロピレンの間、および、例えばフェノキシ系熱可塑性プラスチック、熱可塑性エポキシ樹脂、他の熱可塑性プラスチックなどのお互いまた他の樹脂をもつ上記の個々の材料のいずれかおよび全ての組み合わせの優れた接着を達成することが可能である。
【００１０】
その処理は、被覆装置の一部としてインラインを達成させ得る。好ましい方法において、プリフォームまたはビンなどの基材は、空気プラズマおよび／または化学プラズマで処理され、処理された基材は、その後被覆材料の第１の層により被覆されて、被覆された基材を形成する。被覆は、フロー被覆、ディップ被覆、スプレー被覆、オーバーモールド（例えばIＯIまたはインデックスによって）、あるいは他の適した被覆処理によりなされ得る。いくつかの状況において、最も顕著に被膜が溶剤ベースである場合に、被膜は、好ましくはキュア（ｃｕｒｅｄ）されおよび／または乾燥される。被覆基材は、選択的に空気プラズマおよび／または化学プラズマで処理され、それから、更なる層で被覆される。処理、被覆および選択的なキュア／乾燥のプロセス（ｐｒｏｃｅｓｓ）は、要求されるごとに繰り返され、要求される物体上の層の数および特徴を得る。いくつかの実施形態において、処理工程は、各々の被覆工程の間では遂行されない。
【００１１】
もう１つの実施形態において、接着性に影響を与え得る、例えば表面張力、極性、および/またはその他の表面特性を変更することにより、1またはそれ以上の化合物は、被覆する前に層または基材の表面に塗布され、接着性を向上させる。例えば、液体を構成する1またはそれ以上の極性分子はプリフォーム、容器またはその他の物体に、ディップ、フローまたはスプレー被覆（ここに記述される特有の装置を使用の有無にかかわらず）により塗布され得る。１つの実施形態において、液体は、モノマー、オリゴマー、およびまたは層または基材のポリマーに対応するポリマーを含む。例えば、ＰＬＡ基材は、乳酸ＰＬＡオリゴマーおよび／またはＰＬＡポリマーを含む液体に被覆され、またはそうでなければ晒され得る。物体はそれからＥＡＡ、ポリオレフィンまたはそれらの混合物などの材料により被覆され得る。
【００１２】
１つの特有の実施形態において、１またはそれ以上の被膜を物体に塗布する方法は、物体基材の表面を、火炎処理、コロナ処理、空気イオン化処理、プラズマ空気処理、プラズマアーク処理からなるグループから選択される1またはそれ以上により処理することを含む。その方法は、第１の水ベース溶液、分散液またはガスバリア材料のエマルジョンを物体基材の表面にディップ、スプレーまたはフロー被覆により塗布して、第１の被覆層を形成し、そして第１の被覆層を乾燥することをさらに含む。その方法は第２の水ベース溶液、耐水性被覆材料の分散液またはエマルジョンを物体の外面にディップ、スプレーまたはフロー被覆により塗布して、第２の被覆層を形成し、そして第２の被覆層を乾燥することも含み得る。いくつかの実施形態において、物体基材の表面を処理する工程は、ガスバリア材料を塗布する工程より前である。１つの特有の実施形態において、その方法は、第２の水ベース溶液、耐水性被覆材料の分散液またはエマルジョンを物体の外面にディップ、スプレーまたはフロー被覆により塗布し、第２の被覆層を形成し、そして第２の被覆層を乾燥するより前に、乾燥された第１の被覆層を火炎処理、コロナ処理、空気イオン化処理、プラズマ空気処理、プラズマアーク処理からなるグループから選択される１またはそれ以上により処理することを含む。
【００１３】
ここに記述されるように、さまざまな機能性材料は、ガスバリア材料および耐水性材料を含んで使用され得る。1つの実施形態において、ガスバリア材料は、ビニルアルコールポリマーあるいはコポリマーおよびフェノキシ系熱可塑性プラスチックの1またはそれ以上を含む。もう１つの実施形態において、ガスバリア材料は、ビニルアコールポリマーまたはコポリマーを含む。もう１つの実施形態において、ガスバリア材料は、ＥＶＯＨおよびＰＶＯＨから選択される1またはそれ以上を含む。いくつかの実施形態において、ガスバリア材料は、フェノキシ系熱可塑性プラスチックを含む。特定の実施形態において、ガスバリア材料はＰＨＡＥを含む。他の実施形態において、ガスバリア材料は、ＥＶＯＨ、ＰＶＯＨ、ＰＨＡＥから選択される２あるいはそれ以上の混合物を含む。
【００１４】
いくつかの実施形態において、耐水性被覆材料は、ポリオレフィンポリマーまたはコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、耐水性被覆材料は、ＰＥ、ＰＰまたはそれらのコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、ＰＥはＰＥＭＡを含む。いくつかの実施形態において、ＰＰはＰＰＭＡを含む。いくつかの実施形態において、耐水性被覆材料はワックスを含む。いくつかの実施形態において、耐水性被覆材料はアクリルポリマーまたはコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、耐水性被覆材料はポリプロピレンとＥＡＡの混合物を含む。
【００１５】
前述のいくつかの実施形態において、物体基材はＰＥＴ、ＰＰおよびＰＬＡからなるグループから選択される1またはそれ以上を含む。いくつかの実施形態において、物体のトップ被覆層は、ＰＥＩを含む。いくつかの実施形態において、耐水性被覆層は、トップ被覆層である。
【００１６】
いくつかの実施形態において、被膜は１回のパスより多くのパスが適用されて、被覆特性が各被覆層で向上される。被覆堆積の容積は、物体の温度、物体の角度、溶液／分散液／エマルジョン／懸濁液／融液温度または粘度により変化させることができる。好ましいプロセスの多層被覆は、複数の層間に実質的に差別（distinction)のない多層、向上した被覆性能および／または表面ボイド（void)と被覆ホリディ（holidays)の減少をもたらす。
【００１７】
いくつかの実施形態において、物体基材の表面は、ポリエステル、ＰＬＡまたはポリプロピレンから選択される１またはそれ以上を含む。好ましい実施形態において、表面はＰＥＴを含む。いくつかの実施形態において、表面はアモルファスおよび／または半結晶ＰＥＴを含む。いくつかの実施形態において、物体は容器である。他の実施形態において、物体はプリフォームである。
【００１８】
１つの実施形態において、バリア被覆された物体を製作する方法は、物体を提供し、前記物体は表面を有し、そして、物体の表面を火炎処理、コロナ処理、空気イオン化処理、プラズマ空気処理、プラズマアーク処理からなるグループから選択される1またはそれ以上により処理することを含む。その方法は、さらに第１のバリア材料を物体の表面に配置して、バリア層が形成された物体を形成することを含む。いくつかの実施例において、第１のバリア材料は、表面にディップ、スプレーまたはフロー被覆およびオーバーモールドからなるグループから選択される被覆方法により配置される。1つの好ましい実施形態において、被覆法はオーバーモールドである。もう１つの好ましい実施形態において、被覆方法は、フロー被覆である。前述のいくつかの実施例において、物体の表面は、ＰＥＴ、ＰＰ、またはＰＬＡから選択される1またはそれ以上を含む。いくつかの実施形態において、第１のバリア材料はビニルアルコールポリマーまたはコポリマーおよびフェノキシ系熱可塑性プラスチックから選択される1またはそれ以上を含む。
【００１９】
いくつかの実施形態において、前述の方法は、さらにバリア層が形成された物体を火炎処理、コロナ処理、空気イオン化処理、プラズマ空気処理、プラズマアーク処理からなるグループから選択される1またはそれ以上により処理することを含む。その方法は、第２のバリア材料を物体の表面に配置して、バリア層が形成された物体を形成することを含む。いくつかの実施例において、第２のバリア材料は、表面にディップ、スプレーまたはフロー被覆およびオーバーモールドからなるグループから選択される被覆方法により配置される。特定の実施形態において、第２のバリア材料は、アクリルポリマーまたはコポリマー、ポリオレフィンポリマーまたはコポリマー、ポリウレタン、エポキシポリマーおよびワックスからなるグループから選択される１またはそれ以上を含む。
【００２０】
１つの実施形態において、射出成形されたプリフォームを形成する方法は、第１の材料を第１の成型キャビティ内に射出成形することを含む。特定の実施形態において、第１の材料はポリエステル、ポリオレフィン、ポリ乳酸、およびフェノキシ−熱可塑性プラスチックからなるグループから選択される１またはそれ以上を含む。いくつかの実施形態において、第１の材料はＰＥＩを含む。第１の材料は冷却して、物体を形成することを可能にされる。少なくとも物体の表面の一部は、火炎処理、コロナ処理、空気イオン化処理、プラズマ空気処理、プラズマアーク処理からなるグループから選択される1またはそれ以上により処理され得る。好ましい実施形態において、プラズマ処理が使用される。いくつかの実施形態において、物体は第１の成型キャビティ内で処理される。いくつかの実施形態において、物体は、それから第１の成型キャビティから除かれ、表面処理により処理され得る。他の実施形態において物体は、処理される前に第２の成型キャビティに移される。特定の実施形態において、物体は処理するために表面処理モジュールに移される。いくつかの実施形態において、プラズマ処理は表面処理モジュール（例えば、プラズマ処理装置）の1またはそれ以上のヘッドにより物体に供給される。もう１つの実施形態において、プラズマ処理は、構成されたトンネル(tunnel)により物体に供給されて、物体の表面をプラズマ処理に晒す。これらはプラズマ処理の好ましい方法に関して記述されているが、1またはそれ以上の他の表面処理の方法はオーバーモルディング工程の前に使用され得る。
【００２１】
いくつかの実施形態において、その方法は、さらに第２の材料を物体上で第２の成型キャビティ内に射出成形することを含む。いくつかの実施形態において、第２の材料はポリエステル、ポリオレフィン、ポリ乳酸およびポリアミドからなるグループから選択される1またはそれ以上を含む。特定の実施形態において、第２の材料は直接、プラズマまたは他の表面の一部の処理と接触する。
【００２２】
いくつかの実施形態において、被覆材料はバリア材料である。いくつかの好ましい実施形態において、バリア材料はガスバリア材料である。物体は、1またはそれ以上のガスバリア材料を具備する1またはそれ以上のガスバリア層を含み得る。ガスバリア材料は使用されて、物体基材および／または物体基材に配置された他の層を通り抜ける進入および放出ガスの透過率を減らし得る。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上のガスバリア材料は、物体基材全域で酸素透過率を減らす。他の実施形態において、1またはそれ以上のガスバリア材料は、物体基材を通り抜ける二酸化炭素の透過率を減らす。
【００２３】
いくつかの実施形態において、ガスバリア層は物体基材上に被覆される1またはそれ以上の層の内層である。いくつかの実施形態において、ガスバリア層は物体基材上に被覆される最も内層あるいは基層である。
【００２４】
いくつかの実施形態において、機能的な被覆材料は、耐水性被覆材料である。物体は1またはそれ以上の耐水性被覆材料を具備する1またはそれ以上の耐水性被覆層を含み得る。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の耐水性被覆材料は使用されて、物体基材を通り抜ける水蒸気の透過率を減らし得る。いくつかの実施形態において、耐水性被覆層は物体基材上に基層として配置される。いくつかの好ましい実施形態において、耐水性被覆層は、物体基材上に配置されるトップまたは最も外部の層である。
【００２５】
いくつかの実施形態において、物体は1またはそれ以上のガスバリア層および1またはそれ以上の耐水性の被覆層を含む。いくつかの実施形態において、耐水性被覆層は、ガスバリア層の外側に配置される。他の実施形態において、耐水性被覆層は、最も外部あるいはトップ被覆層である。
【００２６】
いくつかの実施形態において、物体基材は1またはそれ以上の結合層を含む。いくつかの実施形態において、結合層は機能的な接着材料を含む。いくつかの実施形態において、結合層は物体基材の表面と被覆層の間に配置される。いくつかのこれらの実施形態において、結合層は最も内部の被覆層である。他の実施形態において、結合層は２あるいはそれ以上の被覆層の間に配置される。
【００２７】
物体に配置される1またはそれ以上の機能性をもつさまざまな層があり得る。いくつかの実施形態において、物体は少なくとも１つのガスバリア層、少なくとも１つの耐水性被覆層および少なくとも１つの結合層から選択される1またはそれ以上を含み得る。これらの層のどれでも、互いにあるいは物体基材に配置され得る。例えば、結合層は物体基材の表面に配置され得る。ガスバリア層は結合層に配置され得る。いくつかの実施形態において、耐水性被覆層は、ガスバリア層に配置され得る。他の実施形態において、第２の結合層は、ガスバリア層に配置され得る。これらの実施形態において、耐水性被覆層は、第２の結合層に配置され得る。
【００２８】
いくつかの実施形態において、物体は、ビニルアルコールポリマーあるいはコポリマーおよびフェノキシ系熱可塑性プラスチックの1またはそれ以上、および1またはそれ以上の耐水性被覆材料を具備する1またはそれ以上の耐水性被覆層を具備するガスバリア層を含み、耐水性材料は、アクリルポリマーあるいはコポリマー、ポリオレフィンポリマーあるいはコポリマー、ポリウレタン、エポキシポリマーおよびワックスからなるグループから選択される１またはそれ以上を含む。
【００２９】
いくつかの実施形態において、ガスバリア層は、酸素と二酸化炭素に対する透過性を有するバリア材料を含み、物体基材を製作する材料のそれより少ない。いくつかの実施形態において、ガスバリア層は、酸素と二酸化炭素に対する透過性を有するバリア材料を含み、ポリエチレンテレフタル酸のそれより少ない。
【００３０】
いくつかの実施形態において、ガスバリア層はビニルアルコールポリマーあるいはコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、ガスバリア層はＥＶＯＨを含む。いくつかの実施形態において、ガスバリア層はＰＶＯＨを含む。他の実施形態において、ガスバリア層はフェノキシ系熱可塑性プラスチックを含む。いくつかの実施形態において、ガスバリア層はＰＨＡＥを含む。いくつかの実施形態において、ガスバリア層は、ビニルアルコールポリマーあるいはコポリマーとフェノキシ系熱可塑性プラスチックの混合物を含む。他の実施形態において、バリア層は、ＥＶＯＨ、ＰＶＯＨおよびＰＨＡＥから選択される1またはそれ以上の混合物を含む。いくつかの実施形態において、ＥＶＯＨは約６０から約８０wt%のエチレン含有量を有する。
【００３１】
いくつかの実施形態において、ガスバリア層は、ＥＶＯＨとＰＨＡＥの混合物を含む。いくつかのこれらの実施形態において、混合物はＰＨＡＥの約５から約９５ｗｔ％を含み、ＥＶＯＨとＰＨＡＥの総重量に基づく。他の実施形態において、混合物はＰＨＡＥの約３０から約７０ｗｔ％を含み、ＥＶＯＨとＰＨＡＥの総重量に基づく。いくつかの他の実施形態において、混合物はＰＨＡＥの約４０から約６０ｗｔ％を含み、ＥＶＯＨとＰＨＡＥの総重量に基づく。
【００３２】
いくつかの実施形態において、耐水性被覆層は、1またはそれ以上の耐水性材料を含み、耐水性材料はアクリルポリマーあるいはコポリマー、ポリオレフィンポリマーあるいはコポリマー、ポリウレタン、エポキシポリマーおよびワックスからなるグループから選択される1またはそれ以上を含む。いくつかの実施形態において、耐水性被覆層は、ポリエチレンまたはポリプロピレンを含む。他の実施形態において、耐水性被覆層はカルナバとパラフィンから選択される1またはそれ以上のワックスを含む。いくつかの実施形態において、ワックスは1またはそれ以上の他の耐水性被覆材料と混合され得る。いくつかの実施形態において、耐水性被覆層は、アクリルポリマーあるいはコポリマーを含む。いくつかの実施形態で、耐水性被覆層は、ポリオレフィンポリマーあるいはコポリマーとアクリルポリマーあるいはコポリマーとの混合物を含む。いくつかのこれらの実施形態において、耐水性被覆層は、ＥＡＡを含む。
【００３３】
いくつかの耐水性被覆層は、ＥＡＡとポリプロピレンとの総重量に基づくＥＡＡの３０から約５０ｗｔ％を含む。他の場合において、混合物はＥＡＡとポリプロピレンの総重量に基づくＥＡＡの５０から約７０ｗｔ％を含む。
【００３４】
いくつかの実施形態において、耐水性被覆層は水蒸気に対する透過性を有し、物体基材またはガスバリア層のそれより少ない。
【００３５】
ここで記述されるように１またはそれ以上の層は、接着強化化合物を含み得る。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層は、ＰＰＭＡあるいはＰＥＭＡを含む。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層はＰＰＭＡとポリプロピレンの混合物を含む。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層はポリエチレンイミン（PEI）を含む。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層は1またはそれ以上のジルコニウム塩類を含む。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層は1またはそれ以上の有機アルデヒドを含む。
【００３６】
被覆層は、好ましい実施形態において、以下の特徴の1またはそれ以上を含む。：ガス-バリア保護、紫外線保護、スカフ耐性（scuff resistance)、ブラシ(blush) 耐性、耐化学性、耐水性および撥水性。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層はＯ２捕捉（scavengers）、ＣＯ２捕捉（scavengers）およびＵＶ保護添加剤からなるグループから選択される1またはそれ以上を含む。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層は実質的にＶＯＣｓがない。いくつかの好ましい実施形態において、物体基材に被覆される全ての層は、実質的にＶＯＣｓがない。
【００３７】
いくつかの実施形態に、ここで記述されているように1またはそれ以上の層は、物体基材の表面に塗布され得る。いくつかの実施形態に、ここで記述されているように1またはそれ以上の層は物体基材の全体上に被覆される。他の実施形態において、ここで記述されるように、1またはそれ以上の層は、一部の物体基材上に塗布される。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層は、物体基材の表面上に塗布され得る。いくつかの実施形態において、表面は、1またはそれ以上の層が塗布される前に熱せられ得る。
【００３８】
1またはそれ以上の層がディップ、スプレーまたはフロー被覆方法によって塗付されることは好ましい。いくつかの実施形態において、層は被覆材料の水溶液、水性分散液、水性懸濁液、水性エマルジョンあるいは融液として塗布される。他の実施形態において、溶液、エマルジョン、分散液と懸濁液は、溶剤を含み得る。
【００３９】
その上、いくつかの実施形態において、プリフォームは射出成形処理によって製作され得る。ここに記述される1またはそれ以上の物体基材材料は、第１の成型キャビティ中に射出され得る。そのような材料は冷却して、プリフォームを形成することを可能とされる。ここで記述されるように、そのようなプリフォームは、それから1またはそれ以上のバリア材料でオーバーモールドされ得る。
【００４０】
いくつかの実施形態において、被覆される物体は容器またはプリフォームである。実施形態において、物体はプリフォームであり、当該方法は、ブロー成形操作をさらに具備し、好ましくは、ブロー成形プロセスにおいて、配向させるために（orientation)適切な温度で、ビン容器内に、乾燥され被覆されるプリフォームを軸方向および放射状に引き延ばすこと（stretching)を含む。
【００４１】
これら全ての実施形態は、ここに開示されている本発明の範囲内にあるべきことが意図されている。本発明のこれらのそして他の実施形態は、添付した図面に関連づけた好適な実施形態の下記の詳細な記述から当業者にとって容易に明らかになり、本発明は開示した任意の特定の好適な実施形態に限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
好ましい実施形態の詳細な説明
１またはそれ以上の層を有する物体と１またはそれ以上の層を含むそのような物体を製作する方法は、ここに記述される。いくつかの実施形態において、物体の層は、その上に被覆され得る。他の実施形態において、物体の層は、例えばオーバーモールドなどの他の方法により形成される。特に明示しない限り、用語「物体」は広い意味を示す用語であり、通常の意味で使用され、限定されずに、前後関係は、プレート、成形されたものあるいは中空体、パイプ、シリンダー、容器、ブランク、パリソンおよびプリフォームを認める。特に明示しない限り、用語「容器」は広い意味を示す用語であり、通常の意味で使用され、限定されずに、それからプリフォームとビン容器の両方を含む。ここに記述されるようにプロセスは、一般にプリフォーム、あるいはプリフォームの形成において使用される。いくつかの実施形態において、工程はビンあるいは他の物体で、またはそのような物体の形成において使用される。
【００４３】
そのような物体に配置される層は、良好なガスバリア特性を持つ熱可塑性の材料のほかに、ＵＶ保護、スカフ(scuff)耐性、ブラッシ(blush)耐性、化学耐性、および／またはＯ２および／またはＣＯ２捕捉のアクティブ特性をもたらす層または添加剤だけをも含み得る。好ましくは、物体の少なくとも１つの層は耐水性でもある。
【００４４】
ここで考慮されるように、物体の１つの実施形態は飲料容器として用いられる種類のプリフォームである。あるいは、物体の実施形態は、液体、食品、医薬品、あるいは酸素暴露または容器を通り抜けるガス移送の他の影響に敏感であるそれらを含む他の製品を収容する広口びん、管、トレー、ビンの形を取りうる。しかしながら、単純化のため、これらの実施形態は、ここでは最初に物体またはプリフォームとして記載される。
【００４５】
さらに、ここに記載される物体は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの特定の基材に関係して特定的に記載されうる。しかし、好適な方法は多くの他の熱可塑性プラスチックに適用可能である。ここで用いられるように、「基材(substrate)」という用語は、通常の意味で用いられる広い用語であり、「基材」が、被覆された基礎的な物体を形成するために用いられる材料を指す実施形態を含む。示唆されているように、１あるいはそれ以上の層は物体基材に被覆、オーバーモールドまたは配置プロセスを含む方法により配置されうる。他の適切な物体基材は、限定はないが、ポリエステル、ポリプロピレンおよびポリエチレンを含むポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ナイロンを含むポリアミド、あるいはアクリル樹脂などの種々のポリマーを含む。これらの基材材料は、単独で、あるいは互いに複合して使用され得る。より特定的な基材の例は、限定はないが、ポリエチレン２，６−および１，５−ナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＴＧ、ポリテトラメチレン１，２−ジオキシベンゾエートおよびエチレンテレフタレートとエチレンイソフタレートのコポリマーを含む。
【００４６】
１つの実施形態において、ＰＥＴは被覆されるポリエステル基材として用いられる。ここで用いられるように、「ＰＥＴ」は、限定はないが、他の材料と混合されたＰＥＴだけでなく、変性したＰＥＴも含む。変性したＰＥＴの一例は「高ＩＰＡ ＰＥＴ」またはＩＰＡ変性したＰＥＴである。用語「高ＩＰＡ ＰＥＴ」は、ＩＰＡ含有量が好適には重量の約２％より多く、重量の約２〜１０％のＩＰＡを含有しているＰＥＴに言及する。
【００４７】
1またはそれ以上の層の被覆材料は、好適な方法および処理で使用される。その層は、1またはそれ以上のバリア層、1またはそれ以上のＵＶ保護層、1またはそれ以上のガスバリア層、1またはそれ以上の酸素捕捉層、1またはそれ以上の二酸化炭素捕捉層、1またはそれ以上の耐水性層および／または特定の適用のために必要とされる他の層を含み得る。１つの好ましい実施形態において、しかし限定されず、物体は1またはそれ以上の耐水性被覆層および1またはそれ以上のガスバリア層を含み、ガスは酸素または二酸化炭素である。
【００４８】
ここで用いられるように、用語「バリア材料」、「バリア樹脂」などは、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、好適には、物体に被膜を形成するのに用いられたときに、物体基材および／または他の層によく接着し、物体基材よりも酸素および二酸化炭素に対する透過性が低い材料に言及する。バリア材料は「ガスバリア材料」を含み得り、物体基材よりも酸素または二酸化炭素に対する低い透過性を有する1またはそれ以上の材料に言及する。バリア材料は「耐水性バリア材料」にも言及し得り、物体基材よりも低い水蒸気透過率または高い耐水性を有する1またはそれ以上の材料に言及する。ここで用いられるように、用語「ＵＶ保護」などは、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、好適には、物体に被膜を形成するのに用いられたときに、物体基材によく接着し、物体基材よりもＵＶ吸収率が高い材料に言及する。ここで用いられるように、用語「酸素捕捉」などは、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、好適には、物体に被膜を形成するのに用いられたときに、物体基材によく接着し、物体基材よりも酸素の吸収率が高い材料に言及する。ここで用いられるように、用語「二酸化炭素捕捉」などは、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、好適には、物体に被膜を形成するのに用いられたときに、物体基材によく接着し、物体基材よりも二酸化炭素の吸収率が高い材料に言及する。ここで用いられるように、用語「架橋」、「架橋した」などは、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、非常に小さい架橋度から熱硬化性エポキシなどの完全に架橋した材料まで含む、程度がいろいろな材料および被膜に言及する。特定の環境における化学的または機械的酷使の耐性の適切な程度を提供するように、架橋度を調整することができる。
【００４９】
ここで使用されるように、用語「耐水性」、「撥水」などは、広い意味を示す用語であり、それらの通常の意味で使用され、限定されずに、材料を通り抜ける水透過率の減少をもたらす特定の材料の特性に言及する。いくつかの場合において、様々な温度で固体、液体または気体状態の水に晒しても実質的に化学的に不変のままである材料の能力に言及する。特定の材料の能力を含んで、さらに水に敏感で水に晒されて分解する材料に水の接近を妨げ得る。ここに使用されるように、用語「耐化学性」などは、広い意味を示す用語であり、それらの一般にの意味で使用され、限定されずに、固体、液体または気体状態かどうかにかかわらず水を含む薬品に晒しても実質的に化学的に不変のままである特定の材料の特性に言及する。
【００５０】
いくつかの実施形態において、多層物体の各々の層は、異なる機能を提供し得る。例えば、ＥＶＯＨとナイロン膜は、酸素バリア材料として酸素バリア層に使用され得る。これらのバリア材料は水と水蒸気に敏感であるので、それらはポリオレフィンバリア層と共に使用され、水が物体基材に入るか、または酸素バリア層を低下させるのを防ぐ。さらに、ガスバリア材料、耐水性層材料またはＵＶ保護材料を含む1またはそれ以上のさらなる層が、他のバリア層と共に使用され得た。いくつかの実施形態において、結合層は、1またはそれ以上の層および／または物体基材表面の間で十分な結合のために必要とされる。
【００５１】
いったん適切な層材料が選択されると、商業的に物体を製造するための装置および方法が必要となり得る。いくつかのディップ、スプレーおよびフロー被覆のそのような方法とディップ、スプレーまたはフロー被覆の装置は、「被覆された物体を形成するためのディップ、スプレーおよびフロー被覆工程」と表題つけられた米国の特許出願シリアル番号１０／６１４，７３１、現在２００４／００７１８８５Ａｌとして公開され、および「被覆された物体を形成するための被覆工程と装置」と表題つけらたＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２４７２６、現在ＷＯ２００６／０１０１４１Ａ２として公開されているのに記載されており、両方は全体として参照によりここに取り入れられる。被覆物体のためのさらなる方法と材料は、米国特許出願シリアル番号１１／４０５，７６１で記述され、「耐水性被覆物体と同じ物を製作する方法」と表題つけられ、全体として参照によりここに取り入れられる。多層物体を形成する他の方法は、米国特許番号６，３１２，６４１、６，３９１，４０８、６，３５２，４２６、６，６７６，８８３、６，９３９，９５１で記述され、全体として参照によりここに取り入れられる。
【００５２】
好適な方法は、特定的には後で容器へとブローされるプリフォームである、物体に被膜される層を提供する。そのような方法は、多くの例で、ビン自体に被膜を配するのに好ましい。プリフォームは、それからブロー成形された容器よりサイズが小さく、形もより規則的であり、均一で規則的な被膜を得ることをより簡単にしている。さらに、形と大きさが異なるビンと容器は、同様な大きさと形のプリフォームから製作することができる。このように、同じ装置およびプロセスは、被覆プリフォームに使用されて、いくつかの異なる種類の容器を形成し得る。ブロー成形は、成形および被覆の後で直ちに行われ得り、あるいはプリフォームが形成され、後でブロー成形するために蓄えられ得る。プリフォームがブロー成形に先立って蓄えられるならば、それらのより小さい大きさが、それらを占める貯蔵の空間をより小さくすることを可能にする。被覆されたプリフォームから容器を形成することがしばしば好ましいが、容器もまた被覆され得る。
【００５３】
ブロー成形プロセスはいくつかの課題を呈する。最大の困難が生じる１つの工程は、容器がプリフォームから形成されるブロー成形プロセス中である。このプロセス中、層の剥がれ、被覆の亀裂やクレージング(crazing)、不均一な被覆の膜厚、および不連続な被覆などの欠損または空隙(void)が生じうる。これらの困難は、適切な被覆材料を用い、層間の良好な接着を与える方法でプリフォームに被膜することにより克服できる。
【００５４】
このように、好適な実施形態は適切な被覆材料を含む。適切な被覆材料が用いられたとき、被覆は、重大な剥がれもなくプリフォームに直接接着し、プリフォームがブロー成形されて容器となってその後に至るまで、接着し続ける。適切な被覆材料の使用はまた、上述の容器のブロー成形の結果として生じうる表面的および構造的な欠損を減らすのに役立つ。
【００５５】
被覆溶液または分散液を用いた被覆の形成により形成された物体に生じる１つの共通の問題は、物体が直接水または高湿（相対湿度約７０%以上を含む）中にディップ（部分的なディップを含む）あるいは晒されたときの「ブラッシング」またはホワイトニング(whitening)である。好適な実施形態において、ここで開示された物体およびここで開示された方法により製造された物体は、直接水または高湿中にディップあるいは晒されたときに、最小のまたは実質的にゼロのブラッシングまたはホワイトニングを示す。そのような暴露は、約６時間、１２時間、２４時間、４８時間およびそれ以上を含んで、数時間あるいはそれ以上で生じ得り、および／または、氷または氷水を入れたクーラー中に物体を置いたときに見られるように、室温および下げられた温度付近で生じ得る。暴露はまた、通常は容器あるいは被膜を形成する材料の目に見える軟化を引き起こすのに十分高い温度は含まず、材料のＴｇに近づく温度は含む、上げられた温度において生じるかもしれない。１つの実施形態において、被膜を形成された物体は、５℃、１０℃、１５℃、２０℃、２２℃および２５℃を含んで０℃から３０℃までの温度で、２４時間の間、直接水にディップあるいは晒されたときに、実質的にブラッシングまたはホワイトニングを示さない。被覆層をキュアあるいは乾燥するために用いられるプロセスは、物体のブラッシ耐性に効果があると思われる。
【００５６】
バリア特性、ガスバリア特性、酸素バリア特性、二酸化炭素バリア特性、耐水性特性、または接着特性を有する組成の水ベース溶液、分散液またはエマルジョンでバリアおよび被膜を達成することは好ましい。好ましい実施形態において、ここで記述されるように水ベース溶液、分散液およびエマルジョンは実質的にまたは完全にＶＯＣｓおよび／またはハロゲン化合物がない。
図面の詳細な記載
【００５７】
図１を参照すると、好適には、被覆されていないプリフォーム１が描写されている。プリフォームは、好適には未使用ＰＥＴなどのＦＤＡが認可した材料から形成され、広い範囲の形状および大きさのいずれでもよい。図１に示されたプリフォームは、１６オンスの炭酸飲料ビンを形成する種類の２４グラムのプリフォームであるが、しかし当業者に理解されるように、望まれる形状、特性および最終物体の用途に応じて、他のプリフォーム形状も用いることができる。被膜を形成されていないプリフォーム１は、従来技術で知られた射出成形あるいは他の適切な方法で形成され得る。
【００５８】
図２を参照すると、図１の好適な被覆が形成されていないプリフォームの断面図が描写されている。被覆されていないプリフォーム１はネック部２とボディ部４を有する。ネック部２はネック・フィニッシュ(neck finish)とも称され、開口部１８からプリフォーム１の内側へと始まり、支持リング６まで延伸し、これを含む。ネック２はさらにねじ山８の存在で特徴付けられ、それはプリフォーム１から形成されたビンにキャップを閉める手段を提供する。ボディ部４はネック２から延伸して丸められた端部キャップ１０に達する細長い円筒形状の構造である。プリフォームの厚み１２は、プリフォーム１の全体の長さと得られる容器の壁の厚みと全体の大きさに依存する。ここで用語「ネック」および「ボディ」が用いられるように、口語で「ロングネック」容器と呼ばれる容器において、支持リングの直下の細長いところ、ねじ山、および／またはキャップが閉められる注ぎ口は、「ネック」の一部ではなく、容器の「ボディ」の一部と考えられることに注意されたい。図解されていない他の実施形態において、ネック部２はネックフィニッシュ（例えば、ネジ８を有さない）を含まないが、支持リングを含む。他の図解されていない実施形態において、ネック部２は、ネックフィニッシュまたは支持リングを含まない。
【００５９】
図３を参照すると、好適な実施形態に従った特徴を有する被覆されたある種類のプリフォーム２０の断面図が描写されている。被覆されたプリフォーム２０は、図１および図２の被覆が形成されていないプリフォームのように、ネック部２とボディ部４を有する。被覆層２２はボディ部４のほぼ全表面に配置されており、支持リング６の底部で末端をなしている。図面に示された実施形態における被覆層２２はネック部２まで伸びてはおらず、好適にはＰＥＴなどのＦＤＡが認可した材料から形成されたプリフォームの内側の表面１６上にも存在していない。被覆層２２は１つの材料の１層、組み合わされたいくつかの材料の１層、あるいは、少なくとも２つの材料のいくつかの層を含み得る。プリフォームの全厚み２６は、初期のプリフォームの厚みと被覆層または複数の被覆層の厚みの和に等しく、結果として生じる容器の全体の大きさと望まれる被覆の厚みに依存する。
【００６０】
いくつかの好ましい実施形態において、被覆層２２はバリア層である。いくつかの実施形態において、被覆層２２はガスバリア層である。他の実施形態において、被覆層２２は耐水性被覆層である。
【００６１】
図４はプリフォームの特定の実施形態における被覆層の構成を示すプリフォームの壁部断面の拡大図である。層１１０はプリフォームの基材層であり、一方１１２はプリフォームの被覆層を含む。外側の被覆層１１６は１あるいはそれ以上の層の層の材料を含み、一方１１４は内側の被覆層を含む。好適な実施形態において、１あるいはそれ以上の層の外側の被覆層があってもよい。ここに示されるように、被覆されたプリフォームは１層の内側の被覆層と２層の外側の被覆層を有する。図４の全てのプリフォームがこの種類ということではない。
【００６２】
いくつかの実施形態において、内部被覆層１１４はガスバリア層であり、また外部被覆層１１６は耐水性被覆層である。しかしながら、いくつかの実施形態において、内部被覆層１１４は耐水性被覆層であり得り、また外部被覆層は酸素、二酸化炭素またはＵＶ保護層である。
【００６３】
いくつかの図は、多層プリフォームの一般的な図解およびプリフォーム層の構成を提供する。そのような多層プリフォームの表面処理は、第１の被覆より前、被覆層の間および／またはトップ被覆層の後の物体基材上であろうとなかろうと、描写されない。多くの種類の記述された表面処理は、プリフォームの表面上でそれぞれのポリマーあるいは基材の特徴を変えるが、層を堆積させない。しかしながら、ここに記述されているようないくつかの表面処理は層を堆積させる。いくつかの実施形態において、表面処理に起因するこれらの堆積層は非常に薄く、図解される層より薄い。
【００６４】
図５を参照すると、被覆されたプリフォーム２５のもう１つの実施形態が断面で示されている。被覆されたプリフォーム２５と図３の被覆されたプリフォーム２０の主要な差は、被覆層２２がボディ部３だけでなくネック部２の支持リング６上にも配置されていることである。好適には、特に上層表面上、または支持リング６より上に配置されたいずれの被覆も、ＰＥＴなどのＦＤＡが認可した材料から形成されている。
【００６５】
被覆されたプリフォームと容器は、様々な相対的厚みの層を有することができる。本開示の観点において、与えられた層の厚みとプリフォームまたは容器全体の厚みは、与えられた点において、または容器全体にわたって、被覆形成処理または特に容器の最終用途に合うように選択することができる。さらに、図３における被覆層に関して上記で議論したように、ここに開示されるプリフォームと容器の実施形態における被覆層は１つの材料、いくつかの材料の１層、少なくとも２つ以上の材料のいくつかの層を含み得る。
【００６６】
図３に描写されたような被覆されたプリフォームが以下に詳細に記載されるような方法および装置により準備されたのち、それは引き伸ばすブロー成形プロセスが施される。図６を参照すると、このプロセスにおいて、被覆されたプリフォーム２０は望まれた容器形状に対応するキャビティを有する型２８に配置される。被覆されたプリフォームは、その後、加熱され、引き伸ばしにより拡張され、型２８のキャビティを満たすようにプリフォーム２０の内側に空気によって力で押し込められ、被覆された容器３０を形成する。ブロー成形の操作は、一般に、元のプリフォームの形状を保つねじ山、ピルファ(pilfer)リングおよび支持リングを含むネック部２をもつプリフォームのボディ部４に限定される。
【００６７】
図７を参照すると、例えば、図３の被覆されたプリフォーム２０をブロー成形して形成することができるような、好適な実施形態に従った被覆された容器４０の実施形態が開示されている。容器４０は、図３の被覆されたプリフォーム２０のネックとボディ部に対応するネック部２ボディ部４を有する。ネック部２は、容器にキャップを閉める手段を提供するねじ山８の存在でさらに特徴付けられる。
【００６８】
被覆された容器４０が図８のように断面で見られるとき、構成を見ることができる。被膜４２は容器４０のボディ部４全体の外側を被覆し、支持リング６の直下で止まる。ＦＤＡが認可した材料、好適にはＰＥＴで形成された容器の内側の表面５０は被覆が形成されていないままであるので、内側の表面５０のみが、飲料、食品あるいは薬品などの詰められた製品と接触する。炭酸飲料容器として用いられる１つの好適な実施形態において、２４グラムのプリフォームが、約０．１〜約０．２グラムを含む、約０．０５〜約０．７５グラムの範囲の被膜をもつ１６オンスのビン中にブロー成形される。
【００６９】
図９を参照すると、好適な３層のプリフォーム７６が示されている。この被覆されたプリフォームの実施形態は、好適には、図１に示されたようなプリフォーム１上に２層の被覆層８０および８２を配することで形成される。好ましい実施形態において、被覆層８０はガスバリア材料を含み、被覆層８２は耐水性被覆材料を含む。
【００７０】
図１０を参照すると、好適な処理および装置を図解する限定のないフローダイアグラムが示されている。好適なプロセスおよび装置は、装置８４への物体の挿入(entry)、選択的に、火炎処理、ｃｏｒｏｎａ処理イオン化された空気処理、プラズマ空気処理およびプラズマアーク処理８５、ディップ、スプレーまたはフロー被覆８６、過剰な材料の除去８８、乾燥／キュア９０、冷却９２および装置９４からの取り出しで物体を表面処理することを包含する。
【００７１】
図１１を参照すると、好適な処理の１つの実施形態の限定のないフローダイアグラムが示されており、ここで、装置が１つの被覆物体を製造する図１０のタイプの１つの被覆ユニットＡを含む。物体は装置８４に被覆ユニットより先に入れられ、被覆ユニットを取り去った後で装置９４から取り出される。
【００７２】
図１２を参照すると、好適な実施形態の限定のないフローダイアグラムが示されており、ここで、装置は、多数個のステーション１００，１０１，１０２を含む１つの一体化したプロセスラインを含み、各ステーションの表面は物体を処理し、被覆し、乾燥またはキュアし、それによって多重の被膜を有する物体を製造する。物体は装置８４に第１のステーション１００より先に入れられ、最後のステーション１０２の後に装置９４から取り出される。ここで記載された実施形態は、３つの被覆ユニットを有する１つの一体化された処理ラインを図解し、上記および下記の被覆ユニットの数も含まれていることが理解される。
【００７３】
図１３を参照すると、好適な処理の１つの実施形態の限定のないフローダイアグラムが示されている。この実施形態では、装置はモジュラーであり、ここで、各プロセスライン１０７，１０８，１０９はもう一つのライン１０３に渡す能力で自己包含され(self-contained)、それによって、いくつのモジュールが接続されているかに依存して１層または多層の被覆形成を可能にし、それによって最大の柔軟性を可能にする。物体は最初に装置８４または１２０のいくつかの点の１つで装置に入る。物体は８４に入り、第１のモジュール１０７を通り抜けて進行することができ、その後、物体は１１８において装置から出てもよく、あるいは、当業者により知られている渡し(hand off)機構１０３を通り抜けて、次のモジュール１０８に続いてもよい。物体は１２０において次のモジュール１０８に入る。物体は次のモジュール１０９に続いてもよく、あるいは装置から出てもよい。モジュールの数は、必要な製造環境に応じて変わり得る。さらに、個々の被覆ユニット１０４，１０５，１０６は、特定の製造ラインの必要に応じて、異なる被覆材料を含み得る。異なるモジュールと被覆ユニットの互換性が最大の柔軟性を提供する。
【００７４】
図１４は、オーバーモールドを利用する方法で使用するために、好ましい種類の型を図解する。型は２つの半体、キャビティ半体５２とマンドレル半体５１を含む。キャビティ半体５２は、被覆されていないプリフォームが配置されるキャビティを含む。プリフォームはマンドレル半体５１の間で適所に保たれ、それはプリフォームのトップと支持リング６が載置されるキャビティ半体５２の水平の出っ張り（ｌｅｄｇｅ）５８に圧力をかける。プリフォームのネック部は、プリフォームのボディ部から切り離される。プリフォーム内部は、マンドレル９６である。プリフォームが型内にあるとき、プリフォームのボディ部はボイドスペース６０に完全に囲まれている。このように配置されるプリフォームは、内部ダイマンドレル（ｄｉｅ  ｍａｎｄｒｅｌ）としてその後の射出手順において働き、オーバーモールド材料の融液は、ゲート５６を通ってボイドスペース６０に射出されて、被膜を形成する。被覆されていないプリフォームと同様に融液は、チャンネル５５と５７内に循環している流体により型の２つの半体内で冷却される。好ましくは、チャンネル５５内の循環は、チャンネル５７内の循環と完全に区別される。
【００７５】
図１５と１６は、一部の好ましいタイプの装置の概略図であり、本発明に従って被覆プリフォームを製作する。装置は、1またはそれ以上の被覆されていないプリフォームを製作し、その後に出来立てのプリフォームをバリア材料のオーバーインジェクションにより被覆するために設計された射出成形システムである。図１５と１６は、成形機内の反対である装置の型の一部の２つの半体を図解する。図１６の中のアライメントペグ（ｐｅｇ）９３は、型の他の半体におけるそれらに対応するレセプタクル（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）９５にはまる。
【００７６】
図１６中で描写される型半体は、数対の成型キャビティを有し、各々のキャビティが図１４中で描写される成型キャビティと類似している。成型キャビティは、２つのタイプ、第１の射出プリフォーム成型キャビティ９８と第２の射出プリフォーム被覆キャビティ２００である。プリフォームの表面処理は、成型キャビティ９８または被覆キャビティ２００でも可能である。あるいは、表面処理は、成型キャビティ９８から取り出し後、遂行され得る。２つのタイプのキャビティは、数が等しく、好ましくは１つのタイプのすべてのキャビティが、アライメントペグレセプタクル９５の間のラインにより二等分されるので射出ブロック２０１と同じ側になるように配列される。このように、全てのプリフォーム成型キャビティ９８は、プリフォーム被覆キャビティ２００から１８０°離れている。
【００７７】
図１５の中で描写される型半体は、いくつかのマンドレル９６を有し、各々の成型キャビティ（９８と２００）のため１つである。図１５と１６である２つの半体が組み立てられるとき、マンドレル９６は各々のキャビティ内にぴったり収まり、プリフォーム成形キャビティ９８のためのプリフォームの内部のための型として、およびプリフォーム被覆キャビティ２００の中の被覆されていないプリフォームのセンタリング装置として役立ち、成形後、プリフォームの内部スペースになるものを満たす。マンドレルはそのセンターについて１８０°回転するターンテーブル２０２に取り付けら、最初にプリフォーム成型キャビティ９８上に配置されるマンドレルが、回転後、プリフォーム被覆キャビティ２００上に配置され、そしてその逆も同様である。以下により詳細に記述されるように、この種の設備は、装置の同じ部分を使用して２工程プロセスでプリフォームを成形させ、被覆させることを可能にする。選択的に、プリフォームは成形され得り、それからオーバーモールドプロセスを含むプロセスの前に、表面処理され得る。
【００７８】
図１５と１６の図面が単に実施例であることに留意すべきである。例えば、図面は３つの成型キャビティ９８と３つの被覆キャビティ２００（３／３成型機）を有する装置を描写する。しかしながら、成型と被覆キャビティの数が等しく、例えば１２／１２、２４／２４、４８／４８などである限り、機械はいくつものキャビティを有し得る。キャビティは、当業者により決定され得るようなどんな適切な方法ででも配列され得る。これらと他のマイナーな変更は、この発明の一部として考えられる。
【００７９】
図１７と１８中に描写された２つの型半体は、図１５と１６に論じられるような４８／４８のキャビティ機械の型の実施形態を図解する。
【００８０】
図１９を参照すると、オーバーモールドする（ｉｎｊｅｃｔ−ｏｖｅｒ−ｉｎｊｅｃｔ）工程のためのタイプの型の斜視図が示されており、マンドレル９６は、部分的にキャビティ９８と２００内に位置する。矢印は可動型半体の動きを示し、マンドレル９６は型が閉まるような状態にある。
【００８１】
図２０は、オーバーモールド工程において使用されるタイプの型の斜視図を示し、ここでマンドレル９６は完全にキャビティ９８と２００から引っ張り出される。矢印は、ターンテーブル２０２が１８０°回転し、マンドレル９６を１つのキャビティから次まで動かすことを示す。また、型半体を冷却する方法を描写する概略図が示される。静止した半体上で、プリフォーム成型キャビティ２０６を冷却することは、プリフォーム被覆キャビティ２０８を冷却することと区別される。これらの両方はマンドレル１０４を可動半体において冷却することと区別される。いくつかの実施形態において、プリフォームは成型キャビティ９８または被覆キャビティ２００の範囲内で表面処理により処理され得る。あるいは、プリフォームはキャビティの外側、または別の表面処理キャビティ内で処理され得る。プリフォームが成型キャビティ９８から除去されたあと、そのような処理が生じ得る。
Ｉ．物体の表面処理
【００８２】
１またはすべての形成または被覆工程および／または被覆、乾燥、キュアおよび／または冷却工程の前に、プリフォーム基材は表面処理、例えば火炎、コロナまたはプラズマ処理などに晒される。そのような処理が実施され、表面を物質的および／または化学的方法により活性化しまたは変更し、これには限定されず、表面エネルギーを増加させ、表面をきれいにし、材料を堆積させ、表面をマイクロエッチング（microetching）し、表面をクロスリンクし、表面の機械的特性を変更することを含む。好ましい実施形態において、処理は被覆の前および／または被覆層の間でありのままの基材に遂行される。いくつかの実施形態において、表面処理はプリフォームの内面に被覆をする前に物体基材の内部で遂行される。好ましい実施形態において、表面処理は物体基材の外側、またはプリフォームの外側に存在する被覆層の間で遂行される。そのような表面処理の効果は、基材に対する被覆層またはもう１つの被覆層の増加した接着力、表面の増加した親水性または疎水性、増加したバリア特性、増加した表面硬さまたは化学的または物理的劣化に対する抵抗、1またはそれ以上の層のきれいな表面または物体基材および／または他の有用な特性を含み得る。
【００８３】
コロナ処理において、例えば基材の外面などの表面は、高電圧、高周波電気放電に晒される。コロナ処理は、例えば、表面の酸化、表面の微小な孔食（micropitting）または一部のポリマーの炭化により、処理された表面の増加した表面エネルギーを引き起こし、より活性な表面を形成する。例えばＰＥＴなどのポリマー基材の場合において、ポリマー表面は、この処理により例えば周囲の酸素によって酸化され得り、例えばヒドロキシ、カルボニル、カルボキシル基などの官能基をより活性的そしてポリマー表面の能力を増加し得る表面に残し、他の表面に接着する。コロナ処理は遂行され得り、例えばピラー技術（ハートランド、ウィスコンシンから入手可能な装置を使用する。
【００８４】
いくつかの実施形態において、例えばここで記述するバリア材料などの1またはそれ以上のプラスチック材料を具備するコロナ処理表面は、未処理のプラスチック材料と比較して、1またはそれ以上のプラスチック材料の表面エネルギーを増加させる。いくつかの実施形態において、コロナ処理された表面が、インク、被膜、および接着剤の湿潤性と接着を改善した。このように、1またはそれ以上の材料を含むコロナ処理される層は、バリア層であるかどうかに関係なく、改善された印刷または被膜品質を示し得り、処理されていないそれらの層または材料と比較して、より強い薄膜強さも同様である。
【００８５】
１つの実施形態において、物体は、間隔をあけた高電位電極と接地電位電極の間に配置される。電圧が高電位電極に印加されるので、高電位電極と接地電位電極の間の電圧の増加はエアギャップにおいて空気をイオン化する。これは、物体基材の選択される表面に晒されるコロナを作り出す。この露出は、高電位と接地電位電極の間で物体基材表面の表面張力を増加し得る。この種の処理が基材に配置される基材自体または層に適用され得るので、表面処理は要望どおり繰り返され得る。
【００８６】
いくつかの実施形態において、コロナ処理システムは構成され、物体基材の少なくとも一部の表面の表面張力の増加を引き起こす。増加した表面張力を与えるために、コロナ処理システムの1またはそれ以上の特性は、変化され得る。そのような特性は、限定されずに、電力、ワット密度、電極の長さ、電極のタイプ、処理の時間、処理ステーションの大きさ、処理装置のロール直径、電極間のギャップ、そして、処理とその後の工程間の時間を含む。これらの要因は当業者によって変更されて、物体をコロナ処理に露出過度にいない間、物体の表面の表面張力の増加を引き起こす。１つの実施形態において、電極はプリフォームの表面から約０．１から約５ｍｍに配置される。
【００８７】
その上、処理される表面の材料は、処理の前に可変の表面張力とコロナ処理に対する可変の反応とを有する。例えばポリエステル類のようないくつかの材料は、すぐに処理を受け入れ、相対的に低いワット密度レベルの下で、表面張力の急速な増加を示す。いくつかの実施形態において、低いワット密度レベルは、約０．９から約１．２ワット/ft2/minまで変動し得る。例えばポリエチレンなどの他の材料は、適度なワット密度レベルの下で、表面張力を増加する。いくつかの実施形態において、適度なワット密度レベルは約１．３から約２．４のｗａｔｔｓ／ｆＰ／ｍｍの間を変化し得る。例えばポリプロピレンのようないくつかの材料は、さらに高いワット密度レベルを必要し、それらの表面張力を増加する。そのようなレベルは、約２．５〜約３．０ワット／ｆｔ２／ｍｉｎを必要とし、材料の表面張力の増加を引き起こす。いくつかの材料は、プロセスのそれらの前処理方法によっても異なる。例えば、押出加工材料は、その形成において押出加工されなかった同じ材料と異なる表面張力を有し得る。
【００８８】
もう１つの種類の処理は火炎または熱の処理である。火炎処理において、表面は短く火炎に晒される。火炎処理は、ポリマー基材においてラジカル形成や鎖の切断を誘発することにより、表面の活性化または表面処理を引き起こすと考えられている。周囲のガスが空気であるならば、ラジカルまたは他の反応種の構造は、それから、例えば窒素、酸素と二酸化炭素のような周囲のガスと反応し得る。反応は、それから表面にヒドロキシル、カルボニル、アミドおよび／またはカルボキシル基を形成し得る。他の実施形態において、火炎処理は、処理された表面上で種の酸化をもたらし得る。この酸化は、表面分子の分極化も同様にもたらし得る。火炎処理は処理された表面上で電子分布と分子の密度を変更すると考えられている。いくつかの実施形態において、火炎処理は、セロン（theron）を配置された基材または1またはそれ以上の層を含む物体の表面上に上記の影響の1またはそれ以上を引き起こすように構成されている。
【００８９】
いくつかの実施形態において、火炎処理された表面は、ここに記述されるように、1またはそれ以上の他の材料に対し接着力を向上させた。そのような火炎処理は、物体面の処理と例えば被覆などのその後のプロセスとの間で大きなプロセスウインドウ（process window）のために、いくらか有利である。その上、火炎処理は、相対的に高い率で起こり得る。火炎温度は、いろいろなガスと、プロセスで使用されるガスの量によって変更され得る。その上、火炎処理は、三次元表面の上で異なるフレームヘッド（flame  head）と他の制御方法を使用することにより制御され得る。
【００９０】
もう１つの処理は、プラズマ処理であり、「グロー放電」処理としても知られているのも含む。プラズマアーク処理および／またはプラズマジェット処理も使用され得る、しかし、１つの実施形態において、低圧プラズマは好ましく、いくつかのアークとジェット処理はプラスチックに適していない。コロナ処理とグロー放電プラズマとの間にはいくつかの類似点がある。しかし、プラズマ処理は、特定の実施形態において有利である基材のジオメトリーに対しいくぶん敏感さに欠ける。
【００９１】
プラズマを使用する基材の処理において、エッチングと堆積との間の争いが、頻繁にある。どちらが優位であるかは、当業者に知られているように、材料の選択およびプロセス状況またはガスの種類、流速、圧力、露出時間または率、力および／または温度などのパラメータにより決定される。用語「プラズマ処理」は当業者に主にエッチング処理と同義で頻繁に使用され、この公開において、すべての表面変更を意味するのに使用され、エッチング支配および堆積支配モードの両方を含む。
【００９２】
プラズマ処理によって達成され得る表面改質の種類は、表面活性、表面洗浄、マイクロエッチング、薬品／材料の堆積または吸着、架橋結合、化学修飾、重合（表面上で材料を重合する材料を堆積させ、表面上で新しいポリマーを形成する材料を堆積させることを含む）、表面エネルギーの改変または変性、電気特性、機械的特性、化学特性および／または形態論などを含む。使用されるガスまたはガス類を選択し、パラメータを処理することにより、当業者に知られているように、これらの特性の1またはそれ以上は他のものの上に強調され得る。ほとんど廃棄物が生成されないという点で、プラズマ処理の長所は、環境上の利点を含む。より高い表面活性度は、火炎またはコロナ処理と比較して達成され得り、生じる基材損傷がほとんどなく、処理は、一般に材料のバルク（bulk）特性に影響を及ぼさず、そして、処理は実質的に制限されず、基材のジオメトリーに影響を受けない。１つの実施形態において、Ｄｙｎｅ−Ａ−Ｍｉｔｅプラズマ処理（例えばグロー放電）装置（Ｅｎｅｒｃｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）または類似した装置は使用され、プラズマ処理をもたらす。
【００９３】
１つの実施形態において、Ｄｙｎｅ−Ａ−Ｍｉｔｅ  ＶＣＰプラズマ処理装置または類似した装置が使用される。いくかのこれらの実施形態において、ここに記述されるように、装置は1またはそれ以上のガスを使用し得り、混合ガスを含み、表面上でさまざまな化学基を堆積させ、表面エネルギーを向上させる。いくつかの実施形態において、そのような処理は層間の接着力を向上させる。いくつかの実施形態において、そのような処理は接着剤、インク、ラベルおよび他のマークの向上した接着を提供する。
【００９４】
使用されるガスは、処理の好ましい影響および同様に基材材料に依存する。適切なガスは酸素（例えばポリマーの変性、洗浄、酸化表面、親水性の表面、脱脂、親水性の増加）、水素（例えば洗浄、表面の酸化の減少）、炭化水素（例えば重合、疎水性の増加）、フッ化材料とフルオロカーボン（例えば重合、疎水性の増加、こびりつかないまたは簡単に放出する面）、不活性／希ガス（例えば表面活性、洗浄、脱脂）を含みます。そして、窒素を含むガス（例えばＮ２Ｏ、ＮＨ３、Ｎ２）および／または二酸化炭素（例えば化学特性の変更）、シリコン酸化物（例えば重合）および他の適切な材料を含む。
【００９５】
いくつかの実施形態において、プリフォームはチャンバー内に配置され、処理の前に空気または存在する他のガスを抜く。１つの実施形態において、チャンバーは真空により抜かれ得る。好ましいガスは、それから、プリフォームまたは電極に供給され、プラズマを作り出す。そのようなプラズマはプリフォームの表面に供給され得る。いくつかの実施形態において、処理チャンバーは部分的に抜かれ、大気中より低い圧力でガスを含み得る。
【００９６】
いくつかの実施形態において、二酸化炭素の使用は物体基材の表面でカルボキシルまたはカルボン酸基の形成をもたらし得る。他の実施形態において、アンモニアガスの使用は物体基材の表面でニトリルまたはアミド基の形成をもたらし得る。もう１つの実施形態において、酸素の使用は物体基材の表面でヒドロキシル基の形成をもたらし得る。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上のガスが使用され、物体基材の表面上で異なる反応基を提供する。そのような反応基は、表面とその後に塗布されたプラスチック材料との間の付加的な接着を可能にし得る。
【００９７】
接着特性がプラズマまたは他の処理により強化され得る方法は、表面活性、所望の被膜に適応し表面に塗布される材料の層の堆積（例えば重合）、大きい材料より所望の被覆材料と適応する表面を形成するための化学的特性の変性、結合するための物理的表面を増大するための表面のマイクロエッチングおよび／または結合を妨げ得るグリース、埃または油を除去するための表面の洗浄である。
【００９８】
１つの実施形態において、放射線あるいは他の外部または応用エネルギー、材料または力にさらして遊離基を形成する遊離基または化合物は、ポリマーで使用されまたは付随ガス内に供給され、火炎、コロナまたはプラズマ処理の間、表面のより高い偏極を与える。
【００９９】
上記の表面処理モダリティのための装置は、いくつかの販売元から市販されている。そのような装置は、フロー被覆システムに取り入れら、非常に効果的で実質的に均一な処理を三次元表面に供給する。体積ヘッド（deposit  head）または電極の設計は変性され得り、処理を例えばプリフォームまたは容器などの特定形状の基材に、被覆機の速度と一致する効果的な処理のために集中させる。１つの実施形態において、物体は、表面処理の間回転され、物体のすべての側面および表面を処理する。もう１つの実施形態において、物体は特定の領域で選択的に処理され、好ましい仕上げ処理を物体に提供する。あるいは、処理システムは、プリフォームまたは容器のまわりで回転され得る。ポリマー／被覆接着の高水準を成し遂げるために、プラズマ処理は使用され得り、被覆材料に適合できる適切なガスを選ぶことにより、さらに最適化され得る。
【０１００】
いくつかの実施形態において、プリフォームは、表面の接着および／または他の機能的な特性を促進するために使用される特定の状況の下で、表面処理に晒される。当業者は、異なる表面処理のための条件と、特定の基材の間の接着を向上させるためのそれらの処理を構成する方法を理解する。プラズマ処理のためのいくつかの条件は米国特許第５，０７４，７７０号およびその中の引用文献で記述されている。それは全体として参照によりここに取り入れらる。しかしながら、この発明のさまざまな実施形態で使用され得る条件は、それに制限されない。いくつかの実施形態において、プリフォームは約５秒〜約３００秒の間、表面処理に晒される。好ましい実施形態において、これらの時間は、高速製造工程において表面被覆されたプリフォームまたは物体の高出力に必要である。
【０１０１】
上述のように、いくつかの実施形態において、プリフォームは、処理されている間、回転され得る。いくつかの実施形態において、処理はインライン（ｉｎ−ｌｉｎｅ）商業プロセス（commercial process）の一部である。商業的に実現可能なそのような形成、処理および／または被覆プロセスをするために、高速インライン処理工程は、いくつかの実施形態に従って、使用され得る。１つの実施形態において、物体が処理領域内に移動する間、処理装置は静止している。いくつかの実施形態において、処理領域はプラズマ領域である。プリフォームは選択的に1またはそれ以上の処理領域内に移動し得る。いくつかの実施形態において、物体は処理領域で回転する。いくつかの商業プロセスにおいて、物体はネックフィニッシュ（neck  finish）から物体のエンドキャップまで軸に沿って回転する。１つの実施形態において、物体は１分間に約１０から約１００回転、軸に沿って回転する。１つの実施形態において、物体は１分間に約４０から約８０回転、軸に沿って回転する。その上、物体はそれから約０．５から約１０秒、処理領域に晒される。いくつかの実施形態において、物体の全ての表面は、1またはそれ以上処理領域を通り抜けるのに適している。
【０１０２】
上記プロセスのいずれにおいても、プリフォームは回転し得り、物体の全ての表面を処理する。いくつかの実施形態において、プリフォームは複数回、回転し得り、物体の表面を表面処理の複数のパス(passes)に晒す。１つの実施形態において、表面処理装置がプリフォームの縦方向と実質的に平行して前後に通過される間、プリフォームは回転する。いくつかの実施形態において、処理ヘッドが好ましい表面の長さに伸ばして、処理するので、処理装置は静止している。
【０１０３】
いくつかの実施形態において、プリフォームは処理の前および間に温められ、被覆層および／または物体基材の間のより優れた接着を促進する。
【０１０４】
上述のように、1またはそれ以上の官能基は、ここに記述されるいろいろな方法および実施形態に従って処理された表面上に堆積され得る。これらの官能基および処理された表面の表面の化学的性質を変える方法は、変更され得り、特定の層の間の接着を促進する。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の表面処理は、異なり、そして互いに弱い接着を有する材料間の接着を強化するために使用され得る。例えば、1またはそれ以上の表面処理は使用され、例えばＰＥＴなどのポリエステルと、例えばＥＶＯＨ５などのビニルアルコールポリマーまたはコポリマー、または例えばＰＥあるいはＰＰなどのポリオレフィン間の接着を強化する。もう１つの例において、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーとポリオレフィンの1またはそれ以上の層の間の接着は、強化され得る。いくつかの実施形態において、有極性と無極性の材料間の接着は強化され得る。
【０１０５】
いくつかの実施形態において、表面処理によって堆積されまたは作り出された官能基は、その後の被覆層に基づいて、表面に堆積される。例えば、二酸化炭素ガスは、プラズマ処理において使用され得り、特にフェノキシ系材料のその後の層のために好まれるカルボキシル基を提供する。いくつかの実施形態において、２つの異なる表面処理は、下塗りと上塗りのために必要であり得る。
II．表面処理アプリケーションの好ましい材料と方法
Ａ．好ましい材料の一般的な説明
１.物体基材の材料
【０１０６】
ここに記述されるように、ここに公開される物体は、多種多様な材料のどれからでも製作され得る。いくつかの実施形態において、物体基材はガラス、プラスチックまたは金属から選択される1またはそれ以上の材料で作られている。例えば、熱可塑性材料のようなポリマーは好まれる。適切な熱可塑性物質の例は、限定されずに、ポリエステル類（例えばＰＥＴ、ＰＥＮ）、ポリオレフィン（ＰＰ、ＨＤＰＥ）、ポリ乳酸、ポリカーボネートおよびポリアミドを含む。
【０１０７】
いくつかの物体が特定の基礎的なプリフォーム材料および／またはこれらと同じ物体の被覆材料に関係して特定的に記載されうる。そして、物体を製造するために使用される方法は、多くの他の熱可塑性樹脂に適用でき、熱可塑性プラスチックおよび熱硬化性ポリマーを含む。いくつかの実施形態において、基材材料は、ポリエステル、ポリオレフィンなどの熱可塑性材料、ポリプロピレンおよびポリエチレンポリカーボネート、ポリカーボネート、ポリ乳酸（PLA）、ポリアミドを含み、ナイロン（例えばナイロン６、ナイロン６６）およびＭＸＤ６、ポリスチレン、エポキシ、アクリル、コポリマー、ブレンド（blends）、グラフトポリマーおよび／または変性ポリマー（モノマー、または側基としてもう一つの群を有するそれの部分、例えばオレフィン変性ポリエステル）を含む。これらの基材材料は、単独で、または、もう一つの基材材料と併せて使われてもよい。より特定的な基材材料例は、限定されないが、ポリエチレン２，６−および１，５−ナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＴＧ、ポリテトラメチレン１，２−ジオキシベンゾエート、およびエチレンテレフタレートとエチレンイソフタレートのコポリマーを含む。付加的に、例えば高いＩＰＡ  ＰＥＴなどの変性されたＰＥＴまたはＩＰＡ変性されたＰＥＴはいくつかの実施形態においても使用され得る。
【０１０８】
物体基材材料は、バリア層材料の材料を含み、物体基材を製作する。例えば、物体基材は、ＰＥＴと共にビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含み得る。物体基材材料は、例えばナノ粒子バリア材料、脱酸素剤、紫外線吸収剤、発泡剤などの異なる添加物と結合され得る。
【０１０９】
特定の実施形態において、好ましい基材材料は、未使用、使用前、使用済み、粉砕再生材料、リサイクルおよび／またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、ＰＥＴは未使用、使用前または使用済み、リサイクル、粉砕再生材料ＰＥＴ、ＰＥＴコポリマーおよびそれらの組み合わせであり得る。好ましい実施形態において、その中で使用される完成品の容器および／または材料は、その後のプラスチック容器リサイクル動向において有益である。これは物体基材材料および／または物体基材上に被覆されるバリア層を製作するために使用される材料を含む。
【０１１０】
ここで用いられるように、用語「ポリエチレン・テレフタレートグリコール」（ＰＥＴＧ）は、ＰＥＴのコポリマーに参照づけられており、付加的なコモノマー、シクロヘキサン・ジメタノール（ＣＨＤＭ）がＰＥＴの混合物に有効な量（例えば重量として約４０％以上）加えられる。一実施において、好適なＰＥＴＧ材料は、基本的に非結晶質である。適切なＰＥＴＧ材料は、様々な販売源から購入できる。１つの適切な販売源は、ボリディアン（Voridian）、イーストマンケミカル株式会社（Eastman Chemical Company）の事業部である。結果として得られる材料が結晶化可能な、または半結晶質のままであるように、他のＰＥＴコポリマーは、下位レベルでＣＨＤＭを含む。ＣＨＤＭの下位レベルを含むＰＥＴコポリマーの１つの例は、ボリディアン（Ｖｏｒｉｄｉａｎ）９９２１樹脂である。変性ＰＥＴの他の例は、ＩＰＡ含有量が好適には重量の２％より多く、重量の約２〜２０％のＩＰＡを含み、また重量の約５〜１０％のＩＰＡを含むＰＥＴに参照づけられる「高ＩＰＡ  ＰＥＴ」またはＩＰＡ変性されたＰＥＴである。明細書中で、式（formulations）および組成における全ての割合は、他に規定されていない限り、重量に対してである。
【０１１１】
いくつかの実施形態において、ポリマーの基材材料とバリア材料は、他の有機化合物、ポリマーまたはコポリマーによりグラフトまたは変性されたポリマーまたはコポリマーを含み得る。
【０１１２】
好ましい実施形態において、そこで使用される最終容器および／または材料は、次のプラスチック容器のリサイクル動向において有益である。好適な実施形態において、容器、広口びん、ビンまたはプリフォーム（たまに基礎的なプリフォームとして参照づけられる）などの物体である基材は、ここで記載されている装置、方法および材料を使用して被覆される。基礎的なプリフォームまたは基材は、任意の適切な方法によって製造される。当技術分野で周知のものを含むが、限定されず、単分子射出成型を含む射出成型、インジェクト−オーバー−インジェクト（inject-over-inject）成型、および共射出成型、押出し成型、および圧縮成型を、ブロー成型の有無にかかわらず含む。
２．被覆層の材料
【０１１３】
基材を被覆する1またはそれ以上の層は、ここに記載される方法に従った被覆層の構成に適用することにより形成される。好適な被覆層の構成は、少なくとも１つの高分子材料（好適には熱可塑性材料）および選択的に1またはそれ以上の添加剤を具備する溶液、懸濁液、エマルジョン、分散液および／または融液を含む。固体であるか液体である添加剤は、好適に、乾燥またはキュア（cured）被覆層（例えば、ＵＶ抵抗、バリア、引っかき抵抗（scratch resistance））および／または物体基材を形成し、最終容器を形成し、被覆層を塗布するプロセス（例えば、熱的エンハンサー、非発泡剤）の間に被覆の構成に対して機能性を提供する。層の構成で使用される高分子材料は、それ自身で、バリア、耐水性などの機能特性を提供する。
【０１１４】
好ましい方法および処理の実施形態において、一つまたは複数の層は、バリア層、ＵＶ保護層、酸素捕捉層（oxygen scavenging layers）、酸素バリア層、二酸化炭素捕捉層（carbon dioxide scavenging layers）、二酸化炭素バリア層、耐水性被覆層および特定の応用のために必要とされる他の層を含み得る。ここに使われるように、用語「バリア材料」、「バリア樹脂」などは、広い用語であって、それらの通常の意味で使われ、限定されないが、好適な方法および処理において使われるとき、酸素および二酸化炭素の低い透過性を有する材料および／または最終物体（基材を含む）の１つまたは複数の他の層に言及する。ここに使われるように、用語「ＵＶ保護」用語は、広い用語であって、それらの通常の意味で使われ、限定されないが、物体の1またはそれ以上の他の層より高いＵＶ吸収率を有する材料に言及する。ここに使われるように、用語「酸素捕捉」などは、広い用語であって、それらの通常の意味で使われ、限定されないが、物体の1またはそれ以上の他の層より高い酸素吸収率を有する材料に言及する。ここに使われるように、用語「酸素バリア」などは、広い用語であって、それらの通常の意味で使われ、限定されないが、事実上、不活性または活性、および物体の中および／または外への酸素の透過を遅らせる材料に言及する。ここに使われるように、用語「二酸化炭素捕捉」などは、広い意味であって、それらの通常の意味で使われ、限定されないが、物体の1またはそれ以上の他の層より高い二酸化炭素吸収率を有する材料に言及する。ここに使われるように、用語「二酸化炭素バリア」などは、限定されないが、事実上、不活性または活性、および物体の中および／または外への酸素の透過を遅らせる材料に言及する。任意の理論に束縛されることを望むことなく、出願人は、物体に含まれる炭酸ガス製品、例えば清涼飲料が、過度に炭酸ガスがある用途において、物体の１またはそれ以上の層で二酸化炭素捕捉の包含が、過剰な炭酸化作用を許容し、二酸化炭素捕捉を含む層を飽和させる。したがって、二酸化炭素が物体から大気に抜けるとき、それは第１にその中に含まれる製品よりむしろ物体層から出る。ここに使われるように、用語「架橋」、「架橋され」などは、広い意味であって、それらの通常に意味で使われ、限定されないが、材料および被膜を指す。それらは、非常にわずかの架橋から熱硬化性エポキシのような完全に架橋された材料を含むまで変化する。架橋度は、調整することができ、特定の状況のために耐化学的不正または耐機械的不正の程度などの好適なまたは適切な物理的特性を提供する。
【０１１５】
ここに使われるように、用語「耐水性」、「撥水剤」は広い意味を示す用語であり、それらの一般にの意味で使用され、限定されずに、材料を通り抜けて水透過の減少をもたらす特定材料の特徴に言及する。いくつかの場合において、さまざまな温度でその固体、液体、またはガス状態で水に晒されて実質的に化学的に不変のままであることは、材料の能力に言及する。ここで使用されるように、用語「対化学性」などは広い意味を示す用語であり、それらの一般にの意味で使用され、限定せずに、固体、液体、またはガス状態にかかわらず水を含み、限定されず水を含む薬品に晒されても実質的に化学的に不変のままであるという特定の材料の特徴を指す。
a.ガスバリア材料
【０１１６】
物体基材は1またはそれ以上のガスバリア層を含み得る。これらの実施形態において、ガスバリア材料は、物体基材材料または物体基材上に被覆された他の層に浸透するガス透過を減少させる1またはそれ以上の材料を含む。いくつかの実施形態において、ガスバリア層は、物体基材材料または他の被覆層を通り抜けてガス浸透性の実質的な減少をもたらす材料を含む。このために、ガスバリア材料は、少なくとも一部の物体基材の外側に、または物体基材上に既に堆積された層の上の層として堆積され得る。
【０１１７】
被覆層または物体基材を通り抜けて、酸素および二酸化炭素を含む特定のガスの透過を減少させる多くの材料がある。ここに記述されるように、ガスバリア層において使用される材料は特に制限されない。いくつかの実施形態において、材料の選択は、物体基材材料と他の被覆層材料を考慮して最も相性の良い材料に基づき得る。例えば、いくつかの特定の材料は、組合せて機能し、物体基材の壁を通り抜けるガス透過率を実質的に減少させ、一方、特定の層および／または物体基材の間の接着を強化する。
【０１１８】
１つの好ましい実施形態において、被覆材料は熱可塑性材料を含む。ビニルアルコールポリマーおよびコポリマーは、ガス、特に酸素による浸透性に対する優れた抵抗を有する。一般に、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含むガスバリア層は例えば酸素の減少した透過性、優れた耐油性、そして物体基材に対する剛性などの有利な点を与える。ビニルアルコールポリマーとコポリマーは、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）とエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）コポリマーを含む。このようにいくつかの実施形態において、ガスバリア層は、1またはそれ以上のＰＶＯＨとＥＶＯＨを含み得る。いくつかの実施形態において、ＥＶＯＨは加水分解されたエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマーであり得る。いくつかの実施形態において、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーは、ＥＶＡを含む。
【０１１９】
１つの好ましいガスバリア材料は、ＥＶＯＨコポリマーである。ＥＶＯＨで調製される層は、エチレン含有量、鹸化度およびＥＶＯＨの分子量による特性が異なる。好ましいＥＶＯＨ材料の例は、制限されずに、それらが約３５から約９０重量％のエチレン含有量を有するそれらを含む。いくつかの実施形態において、エチレン含有量は、約５０から約７０重量％である。他の実施形態において、エチレン含有量は、約６５から約８０重量％である。いくつかの実施形態において、エチレン含有量は、約２５から約５５重量％である。いくつかの実施形態において、エチレン含有量は約２７から約４０重量%であることが好ましく、エチレンとビニルアルコールの総重量に基づく。いくつかの実施形態において、低いエチレン含有量は好まれる。いくつかの実施形態において、低いエチレン含有量は、ガスバリア層のより高いバリア効力と相関する。いくつかの実施形態において、鹸化度は、約２０から約９５%である。他の実施形態において、鹸化度は、約７０から約９０%である。しかしながら、鹸化度は、アプリケーションに従って列挙される値より小さくまたは大きくできる。
【０１２０】
一般に、好ましいビニルアルコールポリマーとコポリマー材は、相対的に安定した水性溶液、分散液またはエマルジョンを形成する。実施形態において、その溶液／分散液の特性は、水との接触により悪影響を受けない。好ましい材料は、約１０%固形分から約５０%固形分に分布しており、約１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％と４５％を含み、そしてそのようなパーセンテージを囲んで分布する。しかし、これらの値の上下の値も考慮される。好ましくは、使用される材料は、極性溶媒中において、溶解、または、分散する。これらの極性溶媒は、限定されず、水、アルコール類とグリコールエーテル類を含む。いくつかの分散液はＥＶＯＨコポリマーの約２０から約５０モル％を含む。他の分散液は、ＥＶＯＨコポリマーの約２５から約４５モル％を含む。
【０１２１】
いくつかの実施形態において、イオン変性されたビニルアルコールポリマーまたはコポリマー材料は、米国特許第5,272,200号と米国特許第５，３０２，４１７号ヤマグチ等に記載されているように安定化された水性分散液の構成において使用され得る。水性ＥＶＯＨコポリマー組成物を生産する他の方法は、米国特許第６，６１３，８３３号と６，８３８，０２９カワハラ等に記載されている。
【０１２２】
いくつかの実施形態において、市販のＥＶＯＨ溶液と分散液が使用され得る。例えば、適切なＥＶＯＨは、限定されず、クラレグループのエバルカ（Ｅｖａｌｃａ）により製造されるようにＥＶＡＬ(登録商標)製品種目を含む。
【０１２３】
ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）が、ガスバリア層において使用され得る。ＰＶＯＨはガス、酸素と二酸化炭素と香りに対して非常に不浸透である。いくつかの実施形態において、ＰＶＯＨを含むガスバリア層は耐水性でもある。いくつかの好ましい実施形態において、ＰＶＯＨは部分的に加水分解されるか、完全に加水分解される。ＰＶＯＨ材料の例は、限定されず、デュポン(登録商標)Ｅｌｖａｎｏｌ（登録商標）製品種目を含む。
【０１２４】
好ましくは、いくつかの実施形態において使われるフェノキシタイプ熱可塑性プラスチックは、以下のタイプのうちの１つを具備する：
（１）化学式Ｉａ、Ｉｂ、または、Ｉｃのどれか一つによって代表される繰り返し単位を有するヒドロキシ基で官能化されたポリ（アミドエーテル）：
【０１２５】
【化１】
2009515676.tif 000003
【０１２６】
【化２】
2009515676.tif 000004
または、
【０１２７】
【化３】
2009515676.tif 000005
（２）化学式ＩＩａ、ＩＩｂ、または、ＩＩｃのどれか一つによって個々に代表される繰り返し単位を有するポリ（ヒドロキシアミドエーテル）
【０１２８】
【化４】
2009515676.tif 000006
【０１２９】
【化５】
2009515676.tif 000007
または、
【０１３０】
【化６】
2009515676.tif 000008
（３）化学式ＩＩＩによって代表される繰り返し単位を有するアミドおよびヒドロキシメチル基で官能化されたポリエーテル
【０１３１】
【化７】
2009515676.tif 000009
（４）化学式ＩＶによって代表される繰り返し単位を有するヒドロキシ基によって官能化されたポリエーテル
【０１３２】
【化８】
2009515676.tif 000010
（５）化学式Ｖａ、または、Ｖｂによって代表される繰り返し単位を有するヒドロキシ基によって官能化されたポリ（エーテルスルホンアミド）
【０１３３】
【化９】
2009515676.tif 000011
【０１３４】
【化１０】
2009515676.tif 000012
（６）化学式ＶＩによって代表される繰り返し単位を有するポリ（ヒドロキシエステルエーテル）
【０１３５】
【化１１】
2009515676.tif 000013
（７）化学式ＶＩＩによって代表される繰り返し単位を有するヒドロキシ−フェノキシエーテルポリマー
【０１３６】
【化１２】
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そして、
（８）化学式ＶＩＩＩによって代表される繰り返し単位を有するポリ（ヒドロキシアミノエーテル）
【０１３７】
【化１３】
2009515676.tif 000015
ここでは、各々のＡｒは、個々に、二価芳香族部分、置換二価芳香族部分、または、ヘテロ芳香族部分、または、異なる二価芳香族部分、置換芳香族部分、または、ヘテロ芳香族部分の組み合わせを表す。Ｒは、個々に、水素、または、一価のヒドロカルビル基部分である。各々のＡｒ１は、二価芳香族部分、または、アミド、または、ヒドロキシメチル基を有する二価芳香族部分の組合せである。各々のＡｒ２は、Ａｒと同じ、または、異なり、個々に、二価芳香族部分、置換芳香族部分、または、ヘテロ芳香族部分、または、異なる二価芳香族部分、置換芳香族部分、または、ヘテロ芳香族部分の組合せである。Ｒ１は、個々に、主に、ヒドロカルビレン基部分、例えば、二価芳香族部分、置換二価芳香族部分、二価ヘテロ芳香族部分、二価アルキレン部分、置換二価アルキレン部分、または、二価へテロアルキレン部分、または、そのような部分の組合せである。Ｒ２は、個々に、一価のヒドロカルビル基部分である。Ａは、アミン部分、または、異なるアミン部分の組合せである。Ｘは、アミン、アリーレンジオキシ、アリーレンジスルホンアミド、または、アリーレンジカルボキシ部分、または、そのような部分の組合せである。そして、Ａｒ３は、カルド（ｃａｒｄｏ）部分である。
【０１３８】
【化１４】
2009515676.tif 000016
【０１３９】
【化１５】
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【０１４０】
ここでは、Ｙは、共有結合、または、リンク群であり、そこで、適切なリンク群は、例えば、酸素原子、硫黄原子、カルボニル原子、スルホニル基、または、メチレン基、または、類似した結合を含む。ｎは、約１０〜約１０００の整数である。ｘは、０．０１〜１．０である。そして、ｙは０〜０．５である。
【０１４１】
用語「主に、ヒドロカルビレン」は、主に、炭化水素である二価のラジカルを意味しているが、選択的に、例えば、酸素、硫黄、イミノ基、スルホニル基、スルホキシル基などのような、少量のヘテロ原子部分を含む。
【０１４２】
化学式Ｉによって表されるヒドロキシ基によって官能化されたポリ（アミドエーテル）は、アメリカ特許番号第５，０８９，５８８号および５，１４３，９９８号に記述されているように、好ましくは、Ｎ，Ｎ’−ビス（ヒドロキシフェニルアミド）アルカン、または、アレーンを、ジグリシジルエーテルにコンタクトすることによって、調製される。
【０１４３】
化学式ＩＩによって表される、ポリ（ヒドロキシアミドエーテル）は、アメリカ特許番号第５，１３４，２１８号に記述されているように、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ヒドロキシフェニル）アジプアミド、または、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ヒドロキシフェニル）グルタミドなどのビス（ヒドロキシフェニルアミド）アルカン、または、アレーン、または、これらの化合物の２以上の組み合わせを、エピハロヒドリンとコンタクトすることによって調製される。
【０１４４】
化学式ＩＩＩによって表される、アミドおよびヒドロキシメチルによって官能化されたポリエーテルは、例えば、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルのようなジグリシジルエーテルを、ペンダントアミド、Ｎ−置換アミド、および／または、ヒドロキシルアルキル部分を有する二価フェノール、例えば、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）アセトアミドおよび３，５−ヒドロキシベンズアミドと反応させることによって、調製され得る。これらのポリエーテル、および、それらの生成物は、アメリカ特許番号５，１１５，０７５号、および、５，２１８，０７５号に記述されている。
【０１４５】
化学式ＩＶによって表されるヒドロキシ基によって官能化されたポリエーテルは、アメリカ特許番号５，１６４，４７２号に記述されるプロセスを使用して、例えば、ジグリシジルエーテル、または、ジグリシジルエーテルの組み合わせを、二価フェノール、または、二価フェノールの化合物を反応させることによって調製される。それに代わって、ヒドロキシ基で官能化されたポリエーテルは、二価フェノール、または、二価フェノールの組み合わせを、Ｒｅｉｎｋｉｎｇ，Ｂａｒｎａｂｅｏ  ａｎｄ  Ｈａｌｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．７，ｐ．２１３５（１９６３）に記述されるプロセスによって、エピハロヒドリンと反応させることによって、得られる。
【０１４６】
化学式Ｖによって表される、ヒドロキシ基で官能化されたポリ（エーテルスルホンアミド）は、アメリカ特許番号５，１４９，７６８号に記述されているように、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル、または、Ｎ，Ｎ’−ジアリルジスルホンアミドをジグリシジルエーテルと重合させることによって調製される。
【０１４７】
化学式ＶＩによって表されるポリ（ヒドロキシエステルエーテル）は、ジグリシジルテレフタレートまたは二価フェノールのジグリシジルエーテルのような、脂肪族、または、芳香族の二酸のジグリシジルエーテルを、アジピン酸またはイソフタル酸のような、脂肪族、または、芳香族の二酸と、反応させることによって調製される。これらのポリエステル類は、アメリカ特許番号５，１７１，８２０号に記述されている。
【０１４８】
式ＶＩＩに示したヒドロキシ−フェノキシ・エーテルポリマーは、たとえば、少なくとも１つの複核モノマーを、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、フェノールフタレイン、または、フェノールフタリミジン、または、置換されたビス（ヒドロキシフェニル）フルオレン、置換されたフェノールフタレイン、または、置換されたフェノールフタリミジンのような、置換されたカルド・ビスフェノールのような、カルド・ビスフェノールの少なくとも一つのジグリシジルエーテルと、その複核モノマーの求核部をエポキシ部と反応させ、吊下ったヒドロキシ部、そして、エーテル、イミノ、アミノ、スルフォン・アミド、または、エステル鎖を含むポリマーの基幹を形成するのに十分な状態の下で、コンタクトすることによって、調製される。これらのヒドロキシ−フェノキシエーテルポリマーは、米国特許番号５，１８４，３７３において開示されている。
【０１４９】
式ＶＩＩＩに示されるポリ（ヒドロキシアミノエーテル）（「ＰＨＡＥ」、または、ポリエーテルアミン）は、２つの水酸基を含むフェノールのジグリシジルエーテルの１以上を、２つのアミン水素を有するアミンに、アミン鎖、エーテル鎖、そして、吊下ったヒドロキシ部を有するポリマー基幹を形成するようにエポキシ部分と反応するアミノ部分をもたらすのに十分な状態の下で、接触することによって、調製される。これらの化合物は、米国特許番号５，２７５，８５３において開示されている。たとえば、ポリヒドロキシアミノエーテルコポリマーは、ジグリシジルエーテル、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ、ジグリシジルエーテル、または、それらの組合せから作る。ヒドロキシ−フェノキシエーテルポリマーは、ビスフェノールＡ、そして、エピハロヒドリンのような、分子中に２個の水酸基を有する多核なフェノールの縮合反応性生物であり、そして、式ＩＶによって示す繰り返し単位を有し、ここでは、Ａｒは、イソプロピリデン・ジフェニレン部である。これらを調製するプロセスは、米国特許番号３，３０５，５２８において開示されており、それの全てにおける言及によって組み込まれている。
【０１５０】
一般に、好ましいフェノキシ−タイプ材料は、安定した水性な溶液、または、分散液を形成する。好ましくは、その溶液／分散液の特性は、水との接触によって逆行して作用されない。好ましい材料は、略１０％固形分から、略５０％固形分に分布しており、略１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、および、４５％を含み、そして、そのようなパーセンテージを囲んで分布する。好ましくは、用いられた材料は、極性溶媒中において、溶解、または、分散される。これらの極性溶媒は、限定されないが、水、アルコール、および、グリコールエーテルである。たとえば、米国特許番号６，４５５，１１６、６，１８０，７１５、および、５，８３４，０７８を参照すれば、そこでは、いくつかの好ましいフェノキシ系溶液、および／または、分散液を記載している。
【０１５１】
一つの好ましいフェノキシ系材料は、ポリヒドロキシアミノエーテルコポリマー（ＰＨＡＥ）であって、式ＶＩＩＩによって示されている分散液、または、溶液である。分散液または溶液は、容器またはプリフォームに適用するとき予測され、よく知られた方法において、容器の壁を通り抜けるさまざまなガスの浸透速度を大きく減らす。それにより作られた、一つの分散液またはラテックスは、１０〜３０パーセント固形分を具備する。ＰＨＡＥ溶液／分散液は、ＰＨＡＥを、水の溶液において有機酸、好ましくは、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、または、グリコールの酸、および／または、それらの組合せを含むもの以外である、酢酸、または、リン酸と共に、かき混ぜ、または、さもなければ撹拌することによって、調製される。これらのＰＨＡＥ溶液／分散液は、また、これらの酸と、ポリヒドロキシアミノエーテルとの反応によって生成された有機酸塩を含む。
【０１５２】
いくつかの実施形態において、フェノキシ系熱可塑性プラスチックは、当業者に知られている技術を使用して、他の材料と、混合、または、ブレンドされる。いくつかの実施形態において、相溶化剤は、混合物に加えられる。相溶化剤が使用されるとき、好ましくは、例えば、限定されないが、混合物と他の層とを具備する層の間の色、ヘイズおよび接着を含む、その混合物の１またはそれ以上の特性が、改善される。一の好ましい混合物は、１またはそれ以上のフェノキシタイプ熱可塑性プラスチック、および、１またはそれ以上のポリオレフィンを具備する。好ましいポリオレフィンは、ポリプロピレンを具備する。１つの実施形態において、ポリプロピレン、または、他のポリオレフィンは、無水マレイン酸、グリシジルメタクリレート、アクリルメタクリレート、および／または、相溶性を増す、類似した化合物を含む、限定されない、極性分子、または、モノマーで、グラフト、または、変性される。
【０１５３】
以下のＰＨＡＥの溶液または分散液は、例えばＷＯ０４／００４９２９およびアメリカ特許番号６，６７６，８８３号に記述されているように、樹脂の１またはそれ以上の層が、例えば、ディップ、フローまたはスプレー被覆による液体として塗布されるときに使用され得る、適したフェノキシ系溶液または分散液の例である。
【０１５４】
ポリヒドロキシアミノエーテルの例は米国特許番号５，２７５，８５３に記載されている。一の適切なポリヒドロキシアミノエーテルは、ＢＬＯＸ（登録商標）の試験的なバリア樹脂であって、例えば、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社によって製造されたリン酸で製造されるＸＵ−１９０６１．００である。この特定のＰＨＡＥの分散液は、以下の典型的特徴を有すると言われている。固形分３０％、比重１．３０、ｐＨ４、２４センチポアズの粘性（ブルックフィールド、６０ｒｐｍ、ＬＶＩ、２２°Ｃ。）、および、粒径１，４００〜１，８００オングストローム。他の適切な材料は、レゾルシノールに基づくＢＬＯＸ（登録商標）５８８−２９樹脂を含み、レゾルシノールは、バリア材料として優れた結果も提供する。この特定の分散液は、以下の典型的特徴を有すると言われている：固形分３０％、比重１．２、ｐＨ４．０、２０センチポアズの粘性（ブルックフィールド、６０ｒｐｍ、ＬＶＩ、２２°Ｃ。）および粒径１，５００〜２，０００オングストローム。他の適当な材料は、ＢＬＯＸ（登録商標）５０００樹脂分散液の中間体、ＢＬＯＸ（登録商標）ＸＵＲ５８８−２９、ＢＬＯＸ（登録商標）００００および４０００シリーズの樹脂を含む。これらの材料を溶解するために使われる溶媒は、限定されないが、極性溶剤、例えば、アルコール類、水、グリコールエーテル類、または、それらの混合物を含む。他の適切な材料は、限定されないが、ＢＬＯＸ（登録商標）Ｒ１を含む。
【０１５５】
好ましいガスバリア層は、少なくとも1つのポリヒドロキシアミノエーテルとビニルアルコールポリマーまたはコポリマーの混合物を含む。いくつかの実施形態において、ＰＨＡＥはＥＶＯＨを混ぜ合わせ、ガスバリア層を物体基材に提供する。これらの実施形態において、ここに記述されるように、ＥＶＯＨ/ＰＨＡＥ混合物は水溶液、分散液またはエマルジョンを被覆するディップ、スプレーまたはフローにより物体基材に塗布され得る。
【０１５６】
ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーとフェノキシ系熱可塑性プラスチックとの混合物とは、安定した水溶液、分散液またはエマルジョンを形成する。いくつかの実施形態において、混合物は少なくとも1つのビニルアルコールポリマーまたはコポリマーの５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０および約９５重量％を含み、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーとフェノキシ系熱可塑性プラスチックの総重量に基づく。好ましい実施形態において、さらにここに記述されるように、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーはＥＶＯＨまたはＰＶＯＨである。好ましい実施形態において、フェノキシ系熱可塑性プラスチックは、ＰＨＡＥである。
【０１５７】
ポリヒドロキシアミノエーテルの化学的性質の他のバリエーションは、ヒドロキノンジグリシジルエーテルに基づく結晶バージョンのように有用であると分かる。他の適切な材料は、Ｉｍｐｅｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（「ＩＣＩ」、オハイオ、ＵＳＡ）によって、名称ＯＸＹＢＬＯＫの下で利用可能な、ポリヒドロキシアミノエーテルの溶液／分散液を含む。１つの実施形態において、ＰＨＡＥの溶液または分散液は、適切な架橋剤材料を加えることによって、部分的に（半架橋）、完全に、またはアプリケーションに適するような正確に要求される程度に、架橋される。架橋の利点は、限定されないが、以下の１またはそれ以上を含む：向上される耐化学性、向上される耐摩耗性、低いブラッシング、低い表面張力。架橋剤材料の例は、限定されないが、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、または、材料のアルデヒド族の他のもの含む。適切な架橋剤もまた、材料のＴｇを変化させ、特定の容器の形成を容易にする。１つの実施形態において、好ましいフェノキシタイプ熱可塑性プラスチックは、水溶性の酸に溶解する。ポリマー溶液／分散液は、熱可塑性エポキシを、水の溶液中において、好ましくは、酢酸、または、リン酸であって、また、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、グリコール酸、および／またはそれらの混合物も含む有機酸と共に、撹拌、さもなければ、かき混ざることによって、調製される。好ましい実施形態において、ポリマー溶液中の酸濃度は、総重量に基づく重量で、好ましくは、約５％〜２０％の範囲であり、約５％〜１０％を含む。他の好ましい実施形態において、酸濃度は、約５％以下、または、約２０％以上でもよく、そして、ポリマーのタイプ、および、その分子量のような因子に依存して変えてもよい。他の好ましい実施形態において、酸濃度は、重量で約２．５から約５％で分布する。好ましい実施形態における、溶解されたポリマーの量は、約０．１％〜約４０％まで分布する。均一で、自由に流動するポリマー溶液が、好ましい。１つの実施形態において、１０％のポリマー溶液は、９０℃でポリマーを１０％の酢酸溶液に溶解することによって調製される。そして、まだ熱い間に、その溶液は、２０％の蒸留水で希釈され、８％のポリマー溶液を与える。ポリマーの濃度がより高いと、ポリマー溶液は、より高い粘性になる傾向がある。一つの好ましい、限定されない、ヒドロキシ−フェノキシエーテルポリマー、ＰＡＰＨＥＮ  ２５０６８−３８−６は、フェノキシ・アソシエートＩｎｃ（Ｐｈｅｎｏｘｙ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ）から、市販されている。別の好ましいフェノキシ樹脂は、イン・ケム（ＩｎＣｈｅｍ（登録商標）（Ｒｏｃｋ  Ｈｉｌｌ，Ｓｏｕｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ））から入手可能であり、これらの材料は、限定されないが、ＩＮＣＨＥＭＲＥＺ(登録商標)のＰＫＨＨ、および、ＰＫＨＷ、製品ラインを含む。
【０１５８】
ジャバリンのアメリカ特許番号４，５７８，２９５号において記述されているように、他の適切な被覆材料は、好ましい、コポリエステル材料を含む。それらは、一般的に、イソフタル酸、テレフタル酸、および、それらのＣ１からＣ４のアルキルエステルから選択される、少なくとも１つの反応体の混合物を、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシル）ベンゼンおよびエチレングリコールと共に加熱することによって調製される。選択的に、その混合物は、１またはそれ以上のエステル形成ジヒドロキシ炭化水素、および／または、ビス（４−β−ヒドロキシエトキシフェニル）スルホンを、さらに、具備してもよい。特に、好ましいコポリエステル材料は、Ｂ−０１０、Ｂ−０３０、および、このファミリーの他のものとして、Ｍｉｔｓｕｉ  Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄ．  Ｌｔｄ．（日本）から入手可能である。
【０１５９】
好ましいポリアミド材料の例は、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ  Ｇａｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  （日本）からのＭＸＤ−６を含む。他の好ましいポリアミド材料は、ナイロン６、そして、ナイロン６６を含む。他の好ましいポリアミド材料は、ポリアミドとポリエステルとの混合物であって、重量で約１〜２０％のポリエステルを具備するものを含み、より好もしくは、重量で約１〜１０％のポリエステルを具備するものを含み、そこでは、そのポリエステルが、好ましくは、ＰＥＴ、または、変性ＰＥＴである。他の実施形態において、好ましいポリアミド材料は、ポリアミドとポリエステルとの混合物であって、重量で約１〜２０％のポリアミドを具備するものを含み、より好もしくは、重量で約１〜１０％のポリアミドを具備するものを含み、そこでは、そのポリエステルは、好ましくは、ＰＥＴ、または、変性ＰＥＴである。その混合物は、普通の混合物であり、または、それらは酸化防止剤、または、他の材料で相溶化される。そのような材料の例は、２００３年３月２１日に出願された、アメリカ特許公報番号２００４／００１３８３３号に記述されるものを含み、それを完全に参照することによって、ここに取り入れられる。他の好ましいポリエステルは、限定されないが、ＰＥＮ、および、ＰＥＴ／ＰＥＮコポリマーを含むが、これらに限定されない。
【０１６０】
一の適切な水溶性ベースのポリエステル樹脂は、アメリカ特許番号４，９７７，１９１号（Ｓａｌｓｍａｎ）に記述され、参照することによって、ここに取り入れられる。更に具体的には、アメリカ特許番号４，９７７，１９１号は、不用なテレフタレートポリマーの重量による２０〜５０％、少なくとも１つのグリコールの重量の１０〜４０％、少なくとも１つのオキシアルキレート化されたポリオールの重量の５〜２５％の反応性生物を具備する水溶性ベースのポリエステル樹脂を記述している。
【０１６１】
もう一つの好ましい水溶性ベースポリマーは、スルホン化された水溶性ベースのポリエステル樹脂組成物であり、アメリカ特許番号５，２８１，６３０号（Ｓａｌｓｍａｎ）に記述され、ここでは、参照することによって取り入れられる。具体的には、アメリカ特許番号５，２８１，６３０は、スルホン化された水溶液の水性懸濁液、または、テレフタレートポリマーの重量の２０〜５０％、少なくとも１つのグリコールの重量の１０〜４０％、少なくとも１つのオキシアルキレート化されたポリオールの重量の５〜２５％の反応性生物を具備し、ヒドロキシアルキル機能を有するプレポリマーを生成する水和性ポリエステル樹脂であって、そのプレポリマー樹脂が、さらに、プレポリマー樹脂およびこのように生産された樹脂の１００ｇ当たり約０．１０ｍｏｌから約０．５０ｍｏｌのα，β−エチレン不飽和ジカルボン酸に反応され、α、β−エチレン不飽和ジカルボニル酸の残留物によって終了され、α、βエチレン不飽和ジカルボニル酸残余物の１モル当たりの亜硫酸塩剤の約０．５モルから約１．５モルで反応されて、スルホン末端化された樹脂を生成することを記述している。
【０１６２】
さらに他の好ましい水溶性ベースのポリマーは、アメリカ特許番号５，７２６，２７７号（Ｓａｌｓｍａｎ）に記述された被覆であって、ここでは、参照により、取り入れられる。具体的には、アメリカ特許番号５，７２６，２７７号は、不用なテレフタレートポリマー、および、解糖触媒の存在するオキシアルキレートポリオールを含むグリコールの混合物の重量で少なくとも５０％の反応生成物を具備する被覆組成であって、その反応生成物が、さらに、二官能基、有機酸と反応され、グリコール中の酸の重量割合が、６：１〜２：１の範囲であることを記述している。
【０１６３】
上記の例が、好ましい水溶性ベースのポリマー被覆組成物として提供される一方、他の水溶性ベースのポリマーは、その生成物、および、ここに記述される方法で使用するのに適している。一例として、限定されないが、さらに、適切な水溶性ベースの組成物は、アメリカ特許番号４，１０４，２２２号（Ｄａｔｅほか）に記述されており、ここでは、参照することによって取り入れられる。アメリカ特許番号４，１０４，２２２は、直鎖状ポリエステル樹脂を高級アルコール／エチレン酸化物添加タイプの界面活性剤と共に混合することによって得られる直鎖状ポリエステル樹脂の分散液であって、その混合物を融解し、特に、撹拌の下、アルカリの水溶液中に融液を注入することによって得られる融液を分散することを記述している。この分散液は、直鎖状ポリエステル樹脂を、高級アルコール／エチレン酸化物添加剤タイプとともに混合することによって得られ、混合物を融解し、撹拌の下、アルカリの水溶液中へ注入することによって、結果として得る融液を分散することを記述している。具体的には、この分散液は、直鎖状ポリエステルを、高級アルコール／エチレン酸化物添加タイプの界面活性剤と共に混合することによって得られ、混合物を融解し、７０〜９５℃の温度で撹拌の下、アルカノールアミンの水溶液中へ注入することによって、結果として得る融液を分散するものであって、前記のアルカノールアミンは、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチレンエタノールアミン、モノエチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミン、Ｎ−フェニルエタノールアミン、および、グリセリンノアルカノールアミンから成る群から選択され、そのアルカノールアミンが、水溶液中に０．２〜０．５重量％の量で存在し、高級アルコール／エチレン酸化物添加剤タイプの前記の界面活性剤が、少なくとも８個の炭素原子のアルキル基を有するエチレン酸化物添加剤の高級アルコールの生産物、アルキル置換フェノール、または、ソルビタンモノアクリレートであり、前記の界面活性剤は、少なくとも１２価のＨＬＢを有する。
【０１６４】
同様に、例えば、アメリカ特許番号４，５２８，３２１号（アレン）は、水溶な、または、水膨張可能なポリマー粒子の、水に不混和な液体における分散を開示しており、水に不混和な液体中で、逆層重合によって作られ、Ｃ４〜１２アルキレングリコールモノエーテル、それらのＣ１〜４アルカノアート、Ｃ６〜１２ポリアルキレングリコールモノエーテル、そして、それらのＣ１〜４アルカノアートから選択される非イオン化合物を含む。
【０１６５】
さらなるガスバリア層は、さらに1またはそれ以上のエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリエチレン2,6-1,5-ナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタル酸グリコール（ＰＥＴＧ）、ポリエステルシクロヘキシレンジメチレンテレフタル酸、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリヒドロキシアミノエーテル、ポリエチレンイミン、エポキシ樹脂、ウレタン、アクリル酸塩、ポリスチレン、シクロオレフィン、ポリ-4-メチルペンテン-１、ポリメタクリル酸メチル、アクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、スチレンアクリロニトリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタル酸、エチレンテレフタル酸とエチレンイソフタル酸のＰＥＴ、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラメチレン１，２−ジオキシベンゾ酸、ポリウレタン、およびエチレンテレフタル酸およびエチレンイソフタル酸のコポリマー、および前述の1またはそれ以上のコポリマーおよび／または混合物を含み得る。
【０１６６】
１つの実施形態において、ガスバリア耐性被覆は、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）を含み得る。この材料は物体基材上にベース被覆層として堆積され得る。いくつかの実施形態において、ＰＧＡの水分散液または溶液は物体基材上に堆積され、被覆層を形成する。
【０１６７】
実施形態において、ガスバリア耐性被覆は、水溶性ポリマー溶液、水性ポリマー分散液またはポリマーの水性エマルジョンとして塗布され得る。
【０１６８】
当業者は、ここに記述されるような特定のガスバリア材料が耐水性被覆材料、またはそのような材料と結合して使用され得ることを理解するであろう。
b.耐水性被覆材料
【０１６９】
特定の被覆材料は、好ましくは、1またはそれ以上の層または上塗りの下の物体基材材料と比較して、例えば熱湯、蒸気、腐食剤または酸性材料などに対する改善された耐化学性を提供する上塗りまたは層の一部として塗布される。特定の実施形態において、これらの上塗りまたは層は、水性または非水性ポリエステル、アクリル、例えばＥＡＡのようなアクリル酸コポリマー、例えばポリプロピレンまたはポリエチレンのようなポリオレフィンポリマーまたはコポリマー、および選択的に部分的または完全に架橋されたそれらの混合物である。１つの好ましい水性ポリエステルは、ポリエチレンテレフタル酸である、しかしながら、他のポリエステルも、使用され得る。
【０１７０】
耐水性被覆層は、水の存在下で分解する材料または材料の層を含む物体基材に塗布されることに特に役立つ。水に晒されるとき、ＰＶＯＨおよびＥＶＯＨのようなビニルアルコールポリマーまたはコポリマーは分解する傾向がある。このように、水への露出は、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含むガスバリア層または他の水に敏感なガスバリア材料の能力を低下させる。そのうえ、紫外線保護バリア材のようないくつかの添加物と他のバリア材料は、水への露出にも敏感であり得る。
【０１７１】
いくつかの実施形態において、外層において材料間で架橋することは、実質的に内層および物体基材の耐水特性を増加する。いくつかの実施形態において、架橋度は、架橋密度および度により調節され得る。
i.重合耐水性被覆材料
【０１７２】
いくつかの実施形態において、被覆されていないまたは1またはそれ以上の層で被覆されている表面を含む基材物体は、さらに耐水性被覆材料により被覆され得る。好ましい実施形態において、耐水性被覆材料で用いられる材料はアクリルポリマーまたはコポリマーである。いくつかの実施形態において、アクリルポリマーまたはコポリマーは、アクリル酸ポリマーまたはコポリマー、メタクリル酸ポリマーまたはコポリマーまたはメタクリル酸またはアクリル酸ポリマーまたはコポリマーのアルキルエステルを含む。いくつかの実施形態において、アクリル酸コポリマーは、エチレンアクリル酸（ＥＡＡ）コポリマーを含む。ＥＡＡは、エチレンとアクリル酸の高圧共重合によって生成される。実施形態において、ＥＡＡは約７５から約９５重量％のエチレンと約５から約２５重量％のアクリル酸を含むコポリマーである。共重合は、コポリマーのバックボーン（backbone）と側鎖に従って大きなカルボキシル基をもたらす。これらのカルボキシル基は遊離しており、接合を形成し、水のような極性基材により相互に作用する。さらに、カルボキシル基の水素結合はバリア層の増大した堅さをもたらし得る。ＥＡＡ材料は、透明性、低い融点およびコポリマーの軟化点を強化し得る。
【０１７３】
例えばＥＡＡのアンモニウム塩のようなアクリル酸ポリマーまたはコポリマーの塩は、ここに記述されるように、ディップ、スプレーおよびフロー被覆プロセスの適用の容易さを可能にするアクリル酸の水生分散液の形成を可能にする。しかしながら、アクリル酸塩ポリマーまたはコポリマーを含む構成のいくつかの実施形態は、エマルジョンと溶液として塗布され得る。
【０１７４】
ＥＡＡ水性分散液の市販の例は、２５％固形分を有しそして８０重量％のエチレンと２０重量％のアクリル酸の共重合から得られる水性分散液として、ＤＯＷ  ＰＬＡＳＴＩＣＳから入手可能なＰＲＩＭＡＣＯＲを含む。Ｍｉｃｈｅｍ（登録商標）  Ｐｒｉｍｅ４９８３、Ｐｒｉｍｅ４９９０Ｒ、Ｐｒｉｍｅ４４２２ＲとＰｒｉｍｅ  ４８５２５Ｒは、約２０％から約４０％に分布している固形分を持つＥＡＡの水分散液として、Ｍｉｃｈｅｌｍａｎから入手可能である。いくつかの実施形態において、ＥＡＡは水性のまたはワックスエマルジョンとして塗布され得る。いくつかの実施形態において、ＥＡＡ分散液またはエマルジョンは、低いＶＯＣ含有量を有し、一般に、ＶＯＣｓの約０．２５重量％より少ない。しかしながら、いくつかのＥＡＡ分散液またはエマルジョンは、実質的にまたは完全にＶＯＣｓの遊離している。
【０１７５】
いくつかの実施形態において、ポリオレフィンポリマーまたはコポリマーが、耐水性被覆材料として使用され得る。例えば、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含むガスバリア層を含む物体は、耐水性被覆層として例えばポリプロピレンのようなポリオレフィンポリマーまたはコポリマーにより被覆され得る。いくつかの実施形態において、ポリオレフィンとアクリルポリマーおよびコポリマーの混合物は、耐水性被覆材料として使用され得る。例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）とＥＡＡは、耐水性被覆層として使用され得る。ＥＡＡとＰＰの混合物は約５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７６、８０、８５、９０、また９５重量％のＥＡＡを含み得り、耐水性被覆層においてＰＰとＥＡＡの総重量に基づく。
【０１７６】
ポリエチレンまたはプロピレンのようなポリオレフィンポリマーまたはコポリマーの1またはそれ以上の層は、例えばＥＶＯＨまたはＰＶＯＨのようなビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含む乾燥被覆層上に被覆され得り、感水性を減らし、物体基材の水蒸気透過率を低下させる。いくつかの実施形態において、例えばＥＶＯＨなどのビニルアルコールポリマーまたはコポリマーおよび、例えばＰＨＡＥなどのフェノキシ系熱可塑性プラスチックを含むガスバリア層は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、またはそれらの化合物などのポリオレフィンポリマーまたはコポリマーの層により上塗りされ得る。いくつかの実施形態において、例えばＥＶＯＨなどのビニルアルコールポリマーまたはコポリマーおよび例えばＰＨＡＥなどのフェノキシ系熱可塑性プラスチックを含むバリア層はＥＡＡを含む層により上塗りされ得る。
【０１７７】
他の実施形態において、例えばＥＶＯＨなどのビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含むバリア層は、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーの感水性を減らし、および／またはバリア層の耐水性を増大させる添加された添加物をも含み得る。例えば、ＥＶＯＨを含むガスバリア層は、層の耐水性を、例えばＰＨＡＥなどのフェノキシ系熱可塑性プラスチックを加えることにより、実質的に増大させ得る。ＥＶＯＨがポリヒドロキシアミノエーテルと混合するいくつかのこれらの実施形態において、付加的な上塗り耐水性被覆層は使用され、さらに下位層の感水性を減少させて、物体基材材料の水透過率を低下させる。上記の例のどれにおいても、ＥＶＯＨはＰＶＯＨまたはＥＶＯＨ/ＰＶＯＨの混合物と置き換えられ得る。
ｉｉ．ワックス
【０１７８】
いくつかの実施形態において、耐水性被覆層はワックスを含む。いくつかの実施形態において、ワックスは例えばブラジルロウヤシまたはパラフィンのような天然ワックスである。他の実施形態において、ワックスは例えばポリエチレン、ポリプロピレンおよびフィッシャー−トロップシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ）ワックスなどの合成ワックスである。ワックス分散液は、水の中で分散される微粒状にされるワックスであり得る。溶媒分散液は、溶媒と結合されるワックスを含む。いくつかの実施形態において、ワックス分散液の粒径は、代表的に１ミクロン（ｌμ）より大きい。しかしながら、いくつかの分散液の粒径は、所望の被覆層および／またはワックス材料に従い変化し得る。
【０１７９】
１つの好ましい実施形態において、耐水性被覆層はブラジルロウヤシを含む。カルナウバワックスは、ブラジルのヤシの木（Ｃｏｐｅｒｎｉｃａ  ｃｅｒｉｆｅｒａ）の葉から生じる天然ワックスです。その源のため、ブラジルロウヤシはＦＤＡ対応である利点を提供する。さらに、ブラジルロウヤシとブラジルロウヤシ混合物のエマルジョンは更なるスリップ、傷抵抗およびブロック抵抗が必要である性能優位性を提供する。
【０１８０】
ここに記述されるように、いくつかのブラジルロウヤシは高固体エマルジョンとして使用され、物体基材に塗布され得る。いくつかのエマルジョンは、約１０から約８０パーセントの固形分を含み得る。
【０１８１】
他の実施形態において、耐水性被覆層はパラフィンを含む。いくつかの実施形態において、パラフィンは４８℃から７４℃に分布する融点を持つ低分子量のワックスである。それらは非常に洗練され、低い油含有量を有し、直鎖炭化水素である。好ましい実施形態において、パラフィンを含む耐水性被覆層は、反ブロッキング、スリップ、耐水性または水蒸気透過抵抗を提供する。耐水性被覆層のいくつかの実施形態は、ブラジルロウヤシとパラフィンの混合物を含み得る。更なる実施形態において、耐水性被覆層はポリオレフィンとワックスの混合物を含み得る。耐水性被覆材料のいくつかの実施形態は、天然ワックスおよび／または合成ワックスの混合物を含み得る。例えば、カルナウバワックスとパラフィンの混合物が、いくつかの実施形態の耐水性被覆層で使用され得る。
【０１８２】
水性ワックスエマルジョンは、マイケルソン（Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ）から市販されている。好ましい実施形態において、水性ワックスエマルジョンは、低いＶＯＣ含有量を有する。低いＶＯＣ含有量を持つ水性ブラジルロウヤシエマルジョンの例は、Ｍｉｃｈｅｍ  Ｌｕｂｅ１５６、およびＭｉｃｈｅｍ  Ｌｕｂｅ１６０である。低いＶＯＣ含有量を持つブラジルロウヤシとパラフィンとの水性混合物の例は、Ｍｉｃｈｅｍ  Ｌｕｂｅ１８０とＭｉｃｈｅｍ  Ｌｕｂｅ１８２を含む。耐水性被覆層のための混合されたポリオレフィン／ワックス材料の１つの例は、ポリエチレンとパラフィンとを含むＭｉｃｈｅｍ  Ｌｕｂｅ１１０である。
ｃ.発泡材料
【０１８３】
いくつかの実施形態において、フォーム材料は、基材（ベース物体またはプリフォーム）、または、被覆層において使用される。ここで用いられるように、用語「フォーム材料」は、広義語であって、そのものの通常の意味に従って使用され、そして、限定されないが、発泡剤、発泡剤の混合物、および、バインダー、または、キャリア材、エキスパンダブルな気泡材料、および／または、ボイドを有する材料を含む。用語「フォーム材料」と「エキスパンダブルな材料」とは、ここでは、同義的に使用される。好ましいフォーム材料は、物体（例えば、容器）の、熱的な、および／または構造的な特性を改良する１またはそれ以上の物理的特性を示し、そして、容器によって典型的に経験される、プロセス、および、物理的ストレスに耐えられるように、好ましい実施形態を可能にする。１つの実施形態において、フォーム材料は、容器に対する、構造的なサポートを提供する。他の実施形態において、フォーム材料は、プロセスの間に容器に対するダメージを減らす保護層を形成する。例えば、フォーム材料は、輸送の間、容器に対するダメージを減らす耐摩耗性を提供する。１つの実施形態において、発泡体の保護層は、容器のショック、または、耐衝撃性を増し、それ故、容器の破損を防止、または、減らす。さらに、他の実施形態において、発泡体は、容易にグリップする表面、および／または美的を強化または、容器の美観を提供することができる。
【０１８４】
１つの実施形態において、フォーム材料は、発泡剤（ｆｏａｍｉｎｇ）、または、発泡剤（ｂｌｏｗｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、および、キャリア材を具備する。１つの好ましい実施形態において、発泡剤は、膨張され、発泡体を生成するためにキャリア材と協働する、エキスパンダブルな構造体（例えば、微小球体）を具備する。例えば、発泡剤はＡｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌによって販売される、ＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）微小球体のような、熱可塑性微小球体である。１つの実施形態において、微小球体は、ガスをカプセル化する熱可塑性シェルを具備する熱可塑性の中空球体である。好ましくは、微小球体が加熱されるとき、熱可塑性シェルは、柔らかくなり、そして、ガスは、最初の位置から膨張された位置に微小球体の膨張をもたらす圧力を増加させる。その膨張された微小球体、および、キャリア材の少なくとも一部は、ここに記述される物体の発泡体の部分を形成する。フォーム材料は、単一材料（例えば、発泡剤とキャリア材の一般的に同質の混合物）、材料のミックス、または、ブレンド、２つ以上の材料により形成された基材、２つ以上の層、複数のマイクロ層（薄板）を具備し、好ましくは、少なくとも二つの異なる材料を含む層を形成する。あるいは、微小球体は、他のコントロール可能な、エキスパンダブルな材料に適している。例えば、微小球体は、構造内または構造からガスを生成する材料を具備する構造である。１つの実施形態において、その微小球体は、ガスを生成、または、含んでおり、ガス圧力の増加が、膨張、および／または、破裂する構造をもたらす、化学薬品を含む中空構造である。他の実施形態において、その微小球体は、ガスを生成するために、分解、または、反応し、微小球体を膨張、および／または、破裂させる、１またはそれ以上の材料から製造される、および／または、含む構造である。任意で、その微小球体は、一般的に、硬い構造である。任意で、その微小球体は、固体、液体、および／または、気体で満たされたシェルである。微小球体は、発泡体を形成するのに適した任意の構成および形状を有する。例えば、その微小球体は、一般的に球形である。任意で、その微小球体は、細長く、または、斜位回転楕円体である。任意で、その微小球体は、微小球体を膨張するのに適している任意のガス、またはガスの混合ガスを具備できる。１つの実施形態において、ガスは、不活性ガス、例えば、窒素などを具備できる。１つの実施形態において、ガスは、一般的に不燃性である。しかし、特定の実施形態において、非不活性ガス、および／または、可燃性ガスは、微小球体のシェルを満たすことができる。いくつかの実施形態において、公知技術として、フォーム材料は、発泡（ｆｏａｍｉｎｇ）剤、または、発泡（ｂｌｏｗｉｎｇ）剤を具備してもよい。その上、フォーム材料は、ほぼ、または、完全に発泡剤であってもよい。
【０１８５】
いくつかの好ましい実施形態は、一般的に、壊れない、または、破裂しない微小球体を具備するが、他の実施形態は、壊れ、破裂し、裂け、および／またはそのようなことになる微小球体を具備する。選択的に、その微小球体の部分は、壊れてもよいが、一方、微小球体の残りの部分は、壊れない。いくつかの実施形態において、微小球体の重量にて、約０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、および、これらの量を含む範囲で、壊れる。１つの実施形態において、例えば、微小球体の相当な部分は、微小球体が膨張されるとき、破裂、および／または、裂ける。加えて、微小球体の、様々な混合物および混合体は、フォーム材料を形成するために用いられる。
【０１８６】
微小球体は、膨張を引き起こすのに適している任意の材料によって形成される。１つの実施形態において、ここに記述されるように、微小球体は、ポリマー、樹脂、熱可塑性プラスチック、熱硬化性樹脂などを具備するシェルを有する。その微小球体シェルは、１つの材料、または２つ以上の異なる材料の混合物を具備してもよい。例えば、その微小球体は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（例えば、ナイロン６およびナイロン６６）、ポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）、ＰＥＮ、ＰＥＴコポリマーおよびそれらの組み合わせを具備する、外殻を有する。１つの実施形態において、ＰＥＴコポリマーは、ＰＥＴＧとして一般的に呼ばれているものと、ＰＥＴとの間のレベルで、ＣＨＤＭコモノマーを具備する。他の実施形態において、ＤＥＧおよびＩＰＡのようなコモノマーは、ＰＥＴに加えられ、微小球体シェルを形成する。材料のタイプ、大きさ、および不活性ガスの特定の組み合わせは、微小球体の要求される膨張を達成するように選択される。１つの実施形態において、その微小球体は、好ましくは、微小球体が破裂を引き起こさずに、高温を条件のときに膨張可能な高温材料（例えば、ＰＥＴＧ、または、類似した材料）によって形成されるシェルを具備する。その微小球体が低温材料（例えば、ＥＶＡとして）によって作成されたシェルを有するならば、その微小球体は、特定のキャリア材料（例えば、高い融点を有するＰＥＴ、または、ポリプロピレン）を処理することに適した高温を条件として壊れる。いくつかの状況において、例えば、ＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）の微小球体は、相対的に高い温度で処理されるときに、壊れる。有利に、中間、または、高温な微小球体は、相対的に高い融点を有するキャリア材とともに使用され、その微小球体を壊すことなしに、コントロール可能に、エキスパンダブルなフォーム材料を生成する。例えば、微小球体は、中間な温度の材料（例えば、ＰＥＴＧ）、または、高温な材料（例えば、アクリロニトリル）を具備でき、相対的に高い温度のアプリケーションに適している。それ故、ポリマーを発泡するための発泡剤（ｂｌｏｗｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）は、使用される処理温度に基づいて選択される。
【０１８７】
フォーム材料は、キャリア材を具備するマトリクスであり、好ましくは、エキスパンダブルな材料を形成する発泡剤（ｂｌｏｗｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）（例えば、微小球体）と混合可能な材料である。そのキャリア材は、熱可塑性プラスチック、熱硬化性樹脂、または、ポリマー化された材料であり、エチレンアクリル酸（ＥＡＡ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）、ポリ（ヒドロキシアミノエーテル）（ＰＨＡＥ）、ＰＥＴ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン（ＰＳ）、パルプ（例えば、木、または、繊維の製紙用パルプ、または、１またはそれ以上のポリマーとともに混合されたパルプ）、それらの混合物、などである。しかしながら、発泡剤を運ぶのに適した他の材料は、発泡体の要求される熱、構造、光学、および／または、他の特徴の１またはそれ以上を達成するために、用いられる。いくつかの実施形態において、キャリア材は、微小球体の容易で迅速な膨張のための、特性（例えば、高メルトインデックス）を有し、それ故に、サイクル時間を減らし、それにより、生産量を増やす結果となる。
【０１８８】
別の実施形態において、発泡剤は被覆材料に加えられ、被覆層を泡立たる。さらなる実施形態において、発泡剤の反応生成物が使用される。役に立つ発泡剤は、限定されず、アゾビスホルムアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾミノベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ，Ｎ−ジニトロソテレフタルアミド、Ｎ，Ｎ−ジニトロソペンタメチレン−テトラアミン、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ベンゼン−ｌ，３−ジスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルフォン−３−３、ジスルホニルヒドラジド、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニル基ヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニル基セミカルバジド、バリウムアゾジカルボン酸、ブチルアミンニトリル、ニトロウレアス（ｎｉｔｒｏｕｒｅａｓ）、トリヒドラジノトリアジン、フェニル−メチル−ウレタン、ｐ−スルホンヒドラジド、過酸化物、重炭酸アンモニウムと重炭酸ナトリウムを含む。現在考えられているものとして、市販の発泡剤は、限定されず、ＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）、ＣＥＬＯＧＥＮ（登録商標）、ＨＹＤＲＯＣＥＲＯＬ（登録商標）、ＭＫＲＯＦＩＮＥ（登録商標）、ＣＥＬ−ＳＰＡＮ（登録商標）およびＰＬＡＳＴＲＯＮ（登録商標）ＦＯＡＭを含む。発泡剤と発泡層は、後で詳しく記述される。
【０１８９】
発泡剤は、被覆層の重量に基づいて（すなわち、溶媒は除外される）、好ましくは被覆材料中に総計で重量として約１から約２０パーセント存在し、より好ましくは重量として約１から約１０パーセント、そして、最も好ましくは、重量として約１から約５パーセント圧縮ガスを用いた、当業者に知られている新しい発泡技術は、また上記に列記した従来の発泡剤（ｂｌｏｗｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）に代わって、泡を発生するための代替の手段として使用され得る。
【０１９０】
好ましい実施形態において、成形可能な材料は、異なるプロセスウィンドウ、および／または物理的特性を有する各々の複数の成分を含む、２またはそれ以上の成分を具備する。その成分は、その成形可能な材料が１またはそれ以上の要求される特質を有するように、組み合わせられる。その成分の割合は、要求されるプロセスウィンドウ、および／または物理的特性をもたらすように変更させる。例えば、第１の材料は、第２の材料のプロセスウィンドウと類似、または、異なるプロセスウィンドウを有する。そのプロセスウィンドウは、例えば、圧力、温度、粘性などに基づく。それ故、成形可能な材料の成分は、その材料を形作るのに望ましい圧力、または温度範囲を実現するように混合される。
【０１９１】
１つの実施形態において、第１の材料と第２の材料との組合せは、第２の材料のプロセスウィンドウよりも望ましいプロセスウィンドウを有する材料を結果として得る。例えば、その第１の材料は、広い温度範囲にわたって処理することに適しており、そして、第２の材料は、狭い温度範囲にわたって処理することに適している。第１の材料により形成される部分、および、第２の材料により形成される他の部分を有する材料は、第２の材料の処理温度の狭い範囲より広い温度範囲にわたって処理することに適している。１つの実施形態において、マルチコンポーネント材料のプロセスウィンドウは、第１の材料のプロセスウィンドウと類似している。１つの実施形態において、成形可能な材料は、多層シート、または、ＰＥＴを具備する層とポリプロピレンを具備するチューブを具備する。ＰＥＴおよびポリプロピレンの両方から形成される材料は、ＰＥＴに適している処理温度範囲に類似した広い温度範囲で、処理される（例えば、押出される）ことができる。そのプロセスウィンドウは、例えば、圧力、温度、粘性などの１またはそれ以上のパラメータのためのものである。
【０１９２】
選択的に、その材料の各々の成分の量は、所望のプロセスウィンドウを達成するために変更される。選択的に、その材料は組み合わされ、圧力、温度、粘性などの所望の範囲にわたって処理することに適した成形可能な材料を生成する。例えば、より所望のプロセスウィンドウを有する材料の割合は増やされ、より望ましくないプロセスウィンドウを有する材料の割合は減らされて、第１の材料のプロセスウィンドウと実質的に同様なプロセスウィンドウを有する材料を結果として得る。もちろん、より所望のプロセスウィンドウが、第１の材料の第１のプロセスウィンドウと第２の材料の第２のプロセスウィンドウとの間にあれば、第１および第２の材料の割合は、成形可能な材料の要求されるプロセスウィンドウを達成するように選択される。
【０１９３】
選択的に、同様の、または異なるプロセスウィンドウを有する複数の材料の各々は、組み合わされて、結果として得る材料にとって所望のプロセスウィンドウを得る。
【０１９４】
１つの実施形態において、成形可能な材料の流動学的特性は、異なる流動学的特性を有する１またはそれ以上の成分を変更することによって、変えられ得る。例えば、基材（例えば、ＰＰ）は、高い溶融強度を有しており、押出し成形に従う。ＰＰは、例えば押出し成形を困難にさせる低い溶融強度を有するＰＥＴなどの他の材料と組み合わされて、押出し成形処理に適した材料を形成する。例えば、ＰＰ、または他の強い材料の層は、共押出成形（例えば、水平な、または、垂直な共押出成形）の間、ＰＥＴ層をサポートし得る。それ故、ＰＥＴおよびポリプロピレンにより形成された成形可能な材料は、一般的にＰＰに適し、一般的にＰＥＴに適さない温度範囲において、例えば押出し成形などの処理をされ得る。
【０１９５】
いくつかの実施形態において、成形可能な材料の組成は、物体の１またはそれ以上の特性に影響を及ぼすように選択され得る。例えば、熱特性、構造特性、バリア特性、光学特性、流動特性、好ましい風味特性、および／または、他の特性、または、ここに開示される特性は、ここに記述される成形可能な材料を用いて得られる。
ｄ．接着材料
【０１９６】
いくつかの実施形態において、特定の粘着材料は、物体基材の1またはそれ以上の層に加えられ得る。他の実施形態において、1またはそれ以上の層は、粘着材料を含む。それ故に、ここに記述されるように、実施形態は粘着材料を具備するバリア層を含み得る。他の実施形態において、結合層は、粘着材料を含み得る。
【０１９７】
いくつかの好ましい実施形態において、ポリオレフィン層は接着層および／またはバリア層として使用される。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層は変性されたポリオレフィン組成を含み得る。実施形態において、エチレンまたはプロピレンホモポリマーまたはコポリマーは接着層のための材料として使用される。１つの実施形態において、ポリプロピレンまたは他のポリマーは、極性基によりグラフとされ、または変性され得り、限定されずに、無水マレイン酸、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸アクリルおよび／または類似した化合物を含み、接着を向上させる。好ましい実施形態において、無水マレイン酸変性されたポリプロピレンホモポリマー、あるいは無水マレイン酸変性されたポリプロピレンコポリマーもまた使用され得る。ここで使用されるように、「ＰＰＭＡ」は無水マレイン酸変性されたポリプロピレンホモポリマーおよびコポリマーの両方の頭字語である。ここで使用されるように、「ＰＥＭＡ」は無水マレイン酸変性されたポリエチレンホモポリマーとコポリマーの両方の頭字語である。これらの材料は、他のガスバリアと耐水性被覆材料と混合され得り、互いにまたは物体基材材料に対しこれらの層の接着を助ける。あるいは、材料は、基材または被覆層をもう一つの被覆層に接着する結合層として塗布され得る。
【０１９８】
いくつかの実施形態において、ポリプロピレンとＰＰＭＡの混合物は使用され得る。いくつかの実施形態において、ＰＰＭＡは、約２０から約８０重量％であり、ポリプロピレンとＰＰＭＡの総重量に基づく。
【０１９９】
他の実施形態において、ポリプロピレンも澄んだ（clarified）ポリプロピレンを指す。ここで用いられるように、用語「澄んだポリプロピレン」は、広い意味を示す用語であり、そのものの通常の意味に従って使われ、限定されないが、核生成抑制剤および／または澄んだ添加物を含むポリプロピレンを含む。澄んだポリプロピレンは、一般的にホモポリマーまたはポリプロピレンのブロックコポリマーと比較して透明な材料である。核生成抑制剤の含有物は、結晶化度または結晶化度の影響を防止および／または減らすのに役立ち、ポリプロピレンまたはそれに加えられる他の材料内で、それはポリプロピレンのかすみに寄与する。いくつかの浄化剤は、結晶性ドメインの大きさを減らすことよりも減らす合計の結晶化度を減らすことにより働き、および／または浄化剤の不足により形成されうる大きいドメインの大きさに対抗するように多くの小さいドメインの形成を含む。澄んだポリプロピレンは、ダウケミカル社（Dow Chemical Co.）のような様々な販売源から購入できる。また、核生成抑制剤は、ポリプロピレンまたは他の材料に加えられてもよい。核生成抑制剤添加物の１つの適切な源は、シュルマン（Ｓｃｈｕｌｍａｎ）である。
【０２００】
いくつかの実施形態において、これらが結合層またはバリア層に関わらず、フェノキシ系熱可塑性プラスチックが他の層と共に使用され得る。例えば、ＰＨＡＥはに、1またはそれ以上の層に加えられ、物体基材材料および／または他のバリア層の間の接着を増大させる。他のヒドロキシル官能性エポキシ樹脂はガスバリア材料や接着材料として使用され得る。
【０２０１】
いくつかの実施形態において、接着材料は、1またはそれ以上の被覆層で使用され得るポリエチレンアミン（ＰＥＩ）である。これらのポリマーは多数の利用できる第１級、第２級、または第３級アミノ基を有し、バリア層の接着を増大させることに効果的である。いくつかの実施形態において、ＰＥＩは約２５％の第１級アミノ基、５０％の第二のアミノ基と２５％の第三アミノ基を持つ高い分岐ポリマーである。
【０２０２】
ＰＥＩは接着を促進し、充填剤と顔料を分散させ、濡れ特性を強化し得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＩはさらにカーボン、窒素、硫黄、揮発性のアルデヒド、塩素、臭素および有機ハロゲン化物の酸化物を取り除き得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＩｓは水性エマルジョンまたは分散液で存在し得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＩｓの分子量は約５，０００―１，０００，０００である。いくつかの実施形態において、ガスバリア被覆層または耐水性被覆層へのポリエチレンアミンの添加は、バリア層と物体基材を通り抜けるＣＯ２の透過率の減少をもたらす。いくつかの実施形態において、ＰＥＩは例えばアクリルアミドとエチレンイミンのコポリマーのようなエチレンイミンのコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上のＰＥＩが、層の総重量に基づく約１０重量％未満の量で使用され得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＩは約１０から約２０重量％である。他の実施形態において、ＰＥＩは約０．０１から約５重量％である。
【０２０３】
好ましい実施形態において、ＰＥＩは被覆の前にビニルアルコールポリマーまたはコポリマーと共に混合され得る。例えば、ＰＥＩは、被覆層として物体基材に塗布される前に、ＥＶＯＨおよび／またはＰＶＯＨを混合され得る。構成要素の混合物は、いくつかの実施形態において、ＥＶＯＨを含む押出機に液体ＰＥＩを注入し、または押出機のスクリューにより混合する前に供給ホッパー中に液体ＰＥＩとＥＶＯＨを配置することにより、得られ得る。他の実施形態において、ＰＥＩは、例えばＰＨＡＥのようなフェノキシ系熱可塑性プラスチックを含む1またはそれ以上の他のガスバリアまたは耐水性被覆材料と混合され得る。
【０２０４】
いくつかの実施形態において、1またはそれ以上のジルコニウム塩は、物体基材上に被覆される1またはそれ以上の層のための接着エンハンサー（enhancer）としても使用され得る。いくつかの実施形態において、ジルコニウム塩は、チタン酸またはジルコン酸の1またはそれ以上である。チタン酸塩とジルコン酸塩が、接着促進剤（promoter）として使われ得る。いくつかの実施形態において、オルガノジルコン酸（organozirconates）が接着促進剤として使用され得る。いくつかの実施形態において、配位ジルコニウム、ネオアルコキシジルコン酸（neoalkoxyzirconate）、ジルコニウムプロピオン酸、ジルコアルミン酸(zircoaluminates)、ジルコニウムアセチルアセトン酸(zirconium acetylacetonate)とジルコニウムメタクリル酸から選択される1またはそれ以上が、接着促進剤として使用され得る。いくつかの実施形態において、ジルコニウム塩は、溶媒中に溶かされる。ジルコニウム塩の例は、例えばオキシ塩化ジルコニウム、塩化ヒドロキシジルコニウム、四塩化ジルコニウムと臭化ジルコニウムなどのハロゲン化されたジルコニウム塩；例えば硫酸ジルコニウム、塩基性の硫酸ジルコニウムおよびジルコニウム硝酸などの無機酸のジルコニウム塩；例えばジルコニウムギ酸塩、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムプロピオン酸塩、ジルコニウムカプリル酸塩およびジルコニウムステアリン酸塩などの有機酸のジルコニウム塩；例えばジルコニウム炭酸アンモニウム、ジルコニウム硫酸ナトリウム、ジルコニウムアンモニウムアセテート、ジルコニウムナトリウムシュウ酸エステル、ジルコニウムクエン酸ナトリウム、ジルコニウムアンモニウムクエン酸などのジルコニウム錯塩などを含み得る。いくつかの実施形態において、ジルコニウム塩は、水素結合基（例えば水酸基）に対して架橋材として働き得る。そのうえ、ジルコニウム塩は、ＰＶＯＨおよびＥＶＯＨのようなビニルアルコールポリマーまたはコポリマーまたはポリヒドロキシアミノエーテルなどのフェノキシ系熱可塑性プラスチック、およびそれらの化合物のような高水素結合樹脂の耐水性をも向上させ得る。いくつかのこれらの実施形態において、1またはそれ以上のジルコニウム塩化合物は約０．１から約３０重量パーセントであり、ジルコニウム塩が加えられる層の総重量に基づく。他の実施形態において、1またはそれ以上のジルコニウム塩化合物は、約０．０５から約３重量％である。他の実施形態において、1またはそれ以上のジルコニウム塩化合物は、約５から約１５重量％である。いくつかの実施形態において、接着剤の重量は１０重量％未満である。いくつかの実施形態において、重量は３０重量％を越え得り、約５０重量％を含む。ジルコニウム塩またはジルコニウム塩の分散液は、他のバリア材料の溶液、分散液またはエマルジョンに加えられ得る。
【０２０５】
いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の有機アルデヒドが、1またはそれ以上の被覆層に対する接着エンハンサーとして使用され得る。適切な有機アルデヒドの例は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、重合可能なアルデヒドおよびプロピオンアルデヒドを含むが、それには限定されない。いくつかの実施形態において、有機アルデヒドは、物体がディップ、スプレーまたはフロー被覆であり、1またはそれ以上の層を形成する溶液中に存在する。他の実施形態において、被覆層が物体基材に塗布された後、有機アルデヒドは被覆層に加えらる。実施形態において、有機アルデヒドは約０．１から約５０重量パーセントであり、加えられる層の総重量に基づく。いくつかの実施形態において、有機アルデヒドは約１０から約３０重量パーセントである。さらに実施形態において、有機アルデヒドは約０．５から約５重量パーセントである。他の実施形態において、有機アルデヒドは約１０重量％未満である。
３．被覆層の添加剤
【０２０６】
1またはそれ以上の被覆層は、例えばナノ粒子バリア材料、脱酸素剤、紫外線吸収剤、着色剤、染料、顔料、耐磨耗添加剤、充填剤などの添加物を含み得る。
【０２０７】
ここに開示される好ましい方法の利点は、複数の官能化された添加物の使用を可能にする、それらの柔軟性である。強化されたＣＯ２バリア、Ｏ２バリア、ＵＶ保護、スカフ耐性、ブラシ耐性、耐衝撃性、耐水性および／または、耐化学性を提供するそれらの能力のために、当業者に知られている添加物が、使用されてもよい。ここでリストされた添加物にとって、そのパーセントは、溶媒の閉鎖的な被覆溶液中における、その材料の重量によるパーセントであり、全ての溶媒でない材料（non-solvent material）が固体ではないが、しばしば、「固体」として言及される。
【０２０８】
好ましい添加物は、当業者に知られている方法によって準備される。例えば、その添加物は、直接、特定の材料と混合されて、それらは、別々に、溶解／分散され、それから、特定の材料に加えられ、または、それらは、溶媒の追加に特定の材料を組み合わされ、材料の溶液／分散液を形成する。そのうえ、いくつかの実施形態において、好ましい添加物が、一つの層として単独で使用される。
【０２０９】
好ましい実施形態において、層のバリア特性は、異なる添加物の追加によって強化される。添加物は、好ましくは、その材料の約４０％の量まで存在し、また、材料の重量の約３０％、２０％、１０％、５％、２％、および、１％も含む。他の実施形態において、添加物は、好ましくは、１％以下の量で存在し、材料の好ましい範囲は、限定されないが、重量で、約０．０１％〜約１％、約０．０１％〜約０．１％および約０．１％〜約１％である。さらに、いくつかの実施形態において、添加物は、好ましくは、水性の状態において安定している。
【０２１０】
レゾルシノール（ｍ−ジヒドロキシベンゼン）の誘導体は、混合物として、または、材料の形成で添加物、または、モノマーとして、様々な好ましい材料とともに使用される。より高いレゾルシノールは、より優れた材料のバリア特性を含む。例えば、レゾルシノール・ジグリシジルエーテルは、ＰＨＡＥにおいて使用され、ヒドロキシエチルエーテルレゾルシノールは、ＰＥＴおよび他のポリエステルおよびコポリエステルバリア材料において使用される。
【０２１１】
使用される他の添加物は、「ナノ粒子」、または、「ナノ粒子材料」である。便宜のために、ナノ粒子の語句は、ここでは、ナノ粒子およびナノ粒子材料の両方に言及するように使われる。これらのナノ粒子は、小さく、ミクロン、あるいは、サブミクロン以下のサイズ（直径）、移動するガス分子、例えば、酸素、または、二酸化炭素のために、それらが材料に浸透するように、より捩れた経路をつくることによって、材料のバリア特性を強化する、材料の特性である。好ましい実施形態において、ナノ粒子材料は、重量で、０．０５〜１％まで変動する量で存在し、重量で、０．１％、０．５％を含み、および、これらの量を包含する範囲である。
【０２１２】
ナノ粒子材料の一の好ましいタイプは、Ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ｃｌａｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓからの入手可能な製品に基づく、マイクロ粒子クレイである。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ｃｌａｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能な製品の一の好ましいラインは、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ(登録商標)ナノ粒子である。１つの実施形態において、好ましいナノ粒子は、第４アンモニウム塩で変性される、モンモリロナイトを具備する。他の実施形態において、ナノ粒子は、第３アンモニウム塩で変性されるモンモリロナイトを具備する。他の実施形態において、ナノ粒子は、天然のモンモリロナイトを具備する。さらなる実施形態において、ナノ粒子は、アメリカ特許番号５，７８０，３７６号に記述されているように、有機粘土を具備し、ここでの全体の開示は、言及によって受け入れられて、そして、本明細書の開示の一部を形成する。製品に基づいた、他の適切な、有機、および、無機のマイクロ粒子クレイは、また、使用される。人工、および、天然な製品が、また、適切である。
【０２１３】
好ましいナノ粒子材料の他のタイプは、金属の複合材料を具備する。例えば、一の適切な複合物は、ＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ（Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なナノ粒子形状における酸化アルミニウムの、水をベースとした分散液である。このタイプのナノ粒子材料は、以下の利点の１またはそれ以上を提供すると考えられている。増加された耐摩耗性、スクラッチ抵抗性、増加されたＴｇ、および、熱的安定性。
【０２１４】
他のタイプの好ましいナノ粒子材料は、ポリマー−ケイ酸塩複合物を具備する。好ましい実施形態において、ケイ酸塩は、モンモリロナイトを具備する。適切なポリマー−ケイ酸塩ナノ粒子材料は、Ｎａｎｏｃｏｒ、および、ＲＴＰ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。他の好ましいナノ粒子材料は、燻したシリカ（fumed silica）を含み、たとえば、Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｉｌである。
【０２１５】
好ましい実施形態において、材料のＵＶ保護特性は、異なる添加物の添加によって強化される。好ましい実施形態において、その使用されるＵＶ保護材料は、約３５０ｎｍ以下、好ましくは、約３７０ｎｍ以下、より好ましくは、約４００ｎｍ以下までＵＶ保護を提供する。そのＵＶ保護材料は、付加的な機能を与え、または、単一の層として別々に適用される層と共に、添加物として使用される。好ましくは、強化されたＵＶ保護を提供する添加物は、重量で約０．０５〜２０％まで材料で存在し、また、重量の約０．１％、０．５％、１％、２％、３％、５％、１０％および１５％、および、それらの量の包含する範囲である。好ましくは、ＵＶ保護材料は、他の材料と適合する形で加えられる。例えば、好ましいＵＶ保護材料は、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ，Ｃｉｂａ  ａｎｄ  Ｃｌａｒｉａｎｔ（登録商標）である。ＵＶ３９０Ａは、最初に、それの混合が、好ましくは、体積で略同じな、液体を水と混合させることによって補助される、油性液体である。それから、この混合物は、その材料溶液、例えば、ＢＬＯＸ（登録商標）  ５９９−２９に加えられて、撹拌される。その結果として得た溶液は、約１０％のＵＶ３９０Ａを含み、そして、ＰＥＴプリフォームに適用されるとき、３９０ｎｍまでＵＶ保護を提供する。前述のとおり、他の実施形態において、ＵＶ３９０Ａ溶液は、単一な層として適用される。他の実施形態において、好ましいＵＶ保護材料は、濃縮物として加えられるＵＶ吸収材で、グラフト、または、変性されたポリマーを具備する。他の好ましいＵＶ保護材料は、限定されないが、ベンゾトリアゾール、フェノチアジン、および、アザフェノチアジンを含む。ＵＶ保護材料は、使用の前、例えば、射出成形、または、押出し成形の前に、溶解段階プロセスの間に、加えられ、または、溶液、または、分散液の形成において、直接、被覆材料に加えられる。適切なＵＶ保護材料は、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ，Ｃｉｂａ  ａｎｄ  Ｃｌａｒｉａｎｔから入手可能である。
【０２１６】
二酸化炭素（ＣＯ２）捕捉特性が、１あるいはそれ以上の材料および／または層に加えられる。１つの好ましい実施形態において、そのような特性は、例えば高いガスバリア塩を形成するＣＯ２と反応する活性アミンなどの捕捉剤を含むことによって実現される。この塩は、それから受動的なＣＯ２バリアの働きをする。その活性アミンは、添加物であり、または、それは、１またはそれ以上の層の熱可塑性樹脂材料における１またはそれ以上の部分でもよい。アミン以外の適する二酸化炭素捕捉材料もまた、使用される。
【０２１７】
酸素（Ｏ２）捕捉特性は、例えば、アンスロクイノン（ａｎｔｈｒｏｑｕｉｎｏｎｅ）、および、公知な技術の他のもののような、脱酸素剤を含むことによって、好ましい材料に加えられる。別の実施形態において、１つの適切な脱酸素剤は、ＢＰ  Ａｍｏｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、および、Ｃｏｌｏｒ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＡＭＯＳＯＲＢ（登録商標）の脱酸素剤であり、それらは、Ｃａｈｉｌｌその他のアメリカ特許番号６，０８３，５８５号で開示され、その開示は、完全にここに取り入れられる。１つの実施形態において、Ｏ２捕捉特性は、異なる活性化メカニズムで、脱酸素剤をフェノキシ系材料中に含むことによって、好ましいフェノキシ系材料、または、他の材料に加えられる。好ましい脱酸素剤は、また、徐々に、または特定のトリガーによって活性化されるまで、遅延作用で、各々自発的に作用できる。いくつかの実施形態において、脱酸素剤は、ＵＶ、または、水（例えば、容器の内容物に存在する）、または両方の組み合わせのいずれかの露出によって活性化する。脱酸素剤は、好ましくは、重量で約０．１〜約２０パーセントまでの量にて、より好ましくは、約０．５〜約１０パーセントの量にて、最も好ましくは、約１〜約５パーセントの量にて存在し、被覆層の総重量に基づく。
【０２１８】
特定の実施形態の材料は、様々なアプリケーション、例えば、高温充填アプリケーションのための熱的安定性を強化するために、架橋され得る。１つの実施形態において、内層は、低い架橋性の材料を具備し、一方、外層は、高い架橋材料、または、他の適切な組合せを具備し得る。例えば、ＰＥＴ面上における内側の被覆は、非架橋性、または、低い架橋材料、例えば、ＢＬＯＸ(登録商標)５８８−２９などを利用し、外側の被覆は、他の材料、例えば、ＩＣＩからのＥＸＰ  １２４６８−４Ｂなどを利用し、ＰＥＴまたはＰＰ層のような底部の層に対してより強力に接着するような架橋を可能にする。架橋が可能な適切な添加物は、１またはそれ以上の層に加えられてもよい。適切な架橋剤は、それらが加えられる、樹脂、または、材料の化学的性質および機能性に依存して選択される。例えば、アミン架橋剤は、エポキシド・グループを具備する架橋剤樹脂に有用である。好ましくは、架橋添加物は、存在するならば、被覆溶液／分散液の重量で、約１％〜１０％の量で存在し、好ましくは、重量で約１％〜５％、より好ましくは、重量で約０．０１％〜０．１％であり、また、重量で２％、３％、４％、６％、７％、８％、および、９％を含む。選択的に、熱可塑性エポキシ（ＴＰＥ）は、１またはそれ以上の架橋剤と共に使用される。いくつかの実施形態において、薬剤（例えば、カーボンブラック）は、ＴＰＥ材料を含む層材料で被覆され、そのＴＰＥ材料に組み込まれる。そのＴＰＥ材料は、ここに開示される物体の一部を形成可能である。カーボンブラック、または、類似した添加物が、他のポリマーにおいて使用されて材料特性を強化することが、意図されている。
【０２１９】
特定の実施形態の材料は、任意に、硬化エンハンサーを具備してもよい。ここに使われるように、用語「硬化エンハンサー（ｃｕｒｉｎｇ  ｅｎｈａｎｃｅｒ）」は、広義語であって、その通常の意味で使われ、限定されないが、化学的に架橋する触媒、熱エンハンサーなどを含む。ここで用いられるように、用語「熱エンハンサー（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｎｈａｂｃｅｒ）」は、広義語であって、そのものの通常の意味で使われ、限定されないが、ポリマー層に含まれるとき、熱を吸収するポリマー層の割合を増加し、および／または熱エンハンサーのない層と比較して温度を増加する材料を含む。好ましい熱エンハンサーは、限定されないが、遷移金属、遷移金属化合物、放射線吸収添加物（例えば、カーボンブラック）を含む。適切な遷移金属は、限定されないが、コバルト、ロジウム、および銅を含む。適切な遷移金属化合物は、限定されないが、金属カルボキル酸塩を含む。好ましいカルボン酸塩は、限定されないが、ネオデカン酸塩、オクチル酸塩、および酢酸塩を含む。熱エンハンサーが、単独で、または、１またはそれ以上の他の熱エンハンサーとの組み合わせにおいて、使用される。
【０２２０】
その熱エンハンサーは、材料に加えられることができ、熱エンハンサーがない材料と比較して、硬化プロセスの間、材料の温度を、著しく増加する。例えば、いくつかの実施形態において、熱エンハンサー（例えば、カーボンブラック）は、硬化プロセス（例えば、ＩＲ放射線）を受けたポリマーの温度が、同一、または類似した硬化プロセスを受けた熱エンハンサーがないポリマーよりも著しく高くなるように、ポリマーに加えることができる。熱エンハンサーによってもたらされたポリマーの増加された加熱速度は、硬化の割合を増加可能であり、それゆえに、生産率を増加可能である。なぜならば、そのプロセスにとって、必要とされる時間が少ないからである。
【０２２１】
いくつかの実施形態において、熱エンハンサーは、約５〜８００ｐｐｍの量で存在し、好ましくは、約２０〜約１５０ｐｐｍ、好ましくは、約５０〜１２５ｐｐｍ、好ましくは、約７５〜１００ｐｐｍであって、約１０、２０、３０、４０、５０、７５、１００、１２５、１５０、１７５、２００、３００、４００、５００、６００、および、７００ｐｐｍ、そして、これらの量を包む範囲を含む。その熱エンハンサーの量は、その熱エンハンサー、または、その物体を具備する全層の総重量を具備する層の重量に基づいて計算される。
【０２２２】
いくつかの実施形態において、好ましい熱エンハンサーは、カーボンブラックを具備する。１つの実施形態において、カーボンブラックは、被覆材料の成分として適用されて被覆材料の硬化を強化する。被覆材料の成分として使われるとき、カーボンブラックは、その被覆材料が物体へ適用（例えば、浸透、コート、など）される前、間、および／または、後に、１つ以上の被覆材料に加えられる。好ましくは、カーボンブラックは、被覆材料に加えられて、完全な混合を確実にするように撹拌される。その熱エンハンサーは、付加的な材料を具備して物体の要求される材料特性を実現する。カーボンブラックが射出成形プロセスにおいて使われる、他の実施形態において、そのカーボンブラックは、溶解段階プロセスにおいて、ポリマー混合物に加えられる。
【０２２３】
いくつかの実施形態において、そのポリマーは、約５〜８００ｐｐｍを具備し、好ましくは、約２０〜約１５０ｐｐｍ、好ましくは、約５０〜１２５ｐｐｍ、好ましくは、約７５〜１００ｐｐｍであり、約１０、２０、３０、４０、５０、７５、１００、１２５、１５０、１７５、２００、３００、４００、５００、６００および７００ｐｐｍの熱塩ハンサーを含み、これらの総量を包む範囲である。さらなる実施形態において、その被覆材料は、放射線、例えば、赤外線（ＩＲ）加熱を用いて、硬化される。好ましい実施形態において、ＩＲ加熱は、他の方法を用いて硬化するよりも、効果的な被膜を提供する。他の熱および硬化エンハンサー、そして、それらを使用する方法は、２００４年１１月５日に出願されたアメリカ特許出願番号第１０／９８３，１５０号、表題「ｔｈｅ  ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ  ｏｆ  ｗｈｉｃｈ  ｉｓ  ｈｅｒｅｂｙ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｂｙ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｉｔ  ｉｔｓ  ｅｎｔｉｒｅｔｙ」で開示され、そこでの開示は、参照によって、ここで取り込まれる。
【０２２４】
いくつかの実施形態において、非発泡剤の添加が要求される。溶液、または、分散液を利用する、いくつかの実施形態において、その溶液、または、分散液は、好ましいプロセスを妨害する、発泡体、および／または、バブルを形成する。この妨害を避ける一の方法は、非発泡／バブル剤を、溶液／分散液へ加えることである。適切な非発泡剤は、限定されないが、ノニオン界面活性剤、酸化アルキレンをベースにする材料、シロキサンをベースにする材料、そして、イオン界面活性剤を含む。好ましくは、非発泡剤は、存在するならば、溶液／分散液の約０．０１％〜約０．３％の量で存在し、好ましくは、約０．０１％〜約０．２％であって、約０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１％、０．２５％、および、これらの量を包含する範囲も含む。
Ｂ.好ましい物体の詳細
【０２２５】
一般的に、この好ましい物体は、１層またはそれ以上の層の被膜を有するプリフォームまたは容器を含む。被覆層または複数の被覆層は、好ましくは、バリア保護、紫外線保護、衝撃耐性、スカフ耐性、ブラシ耐性、化学耐性、撥水度、水蒸気特性、抗菌特性などのいくつかの機能を提供する。その層は、各層が１つまたはそれ以上の機能的特徴を有する多数の層として、あるいは１つまたはそれ以上の機能的成分を含む単一の層として、塗布され得る。その層は、次の層が塗布されるより前に、各層が部分的あるいは完全に乾燥／固化されて、連続して塗布される。
【０２２６】
ここに記述されるように、好ましい物体は、表面処理アプリケーションを使用して形成される。いくつかの実施形態において、好ましい物体は、火炎処理、コロナ処理、イオン化空気処理、プラズマ空気処理とプラズマアーク処理から選択される1またはそれ以上により処理される。好ましい実施形態において、これらの処理方法の1またはそれ以上は物体基材と物体基材上に配置される層の間、または物体上に配置される層の間の増大した接着を導く。さらに、いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の処理は、物体に対して所望の完成品を生産するために使用され得る。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の処理は、ビンを作るために使用され、印またはラベルを受ける。
【０２２７】
好ましい基材は、上記のようにＰＥＴのプリフォームまたは容器である。しかしながら、他の基材材料も利用し得る。他の適した基材材料は、限定はされないが、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミドおよびアクリル樹脂を含む。
【０２２８】
特定の好ましい実施形態において、その完成された物体は、ベース物体上に順次適用された２以上の層を具備し、プリフォーム、または、ビン、または、コンテナの他のタイプの形成におけるもののプロセスから形成される。そのベース物体は、ガスバリア特性および／または、他の機能特性が、被覆層が順次適用されたものよりも小さい熱可塑性プラスチックから製造され、そして、ＰＥＴを備えるが、他の実施形態において、また、ＰＥＮ，ＰＬＡ，ＰＰ，ポリカーボネート，または、ここで述べた他の材料であってもよい。別の実施形態において、そのベース・プリフォーム（base preform）または、物体は、好ましくは、その完成された物体が廃棄された後に、次にリサイクルする流れに対して良性な酸素捕捉剤（oxygen scavenger）を、組み込む。
【０２２９】
例えば、１つの多層の物体において、内層は、高められたＰＥＴ（例えばベースコートに塗布された他の付加的な被覆のための結合層）に対する接着、Ｏ２捕捉、紫外線耐性および受動的バリア性という機能的特性を有するプライマーまたは基礎被覆であり、１層またはそれ以上の外層は、受動的バリア性およびスカフ耐性を提供する。被覆についてのここの記述において、内側は基材により近く、外側は容器の外の表面により近いとみなされる。内側と外側の層の間のいずれの層も、一般的には中間(intermediate)あるいは真ん中(middle)と記載される。他の実施形態において、多層で被覆された物体は、Ｏ２捕捉体を有する内側の被覆、紫外線保護活性な中間の層、その後の部分的あるいは高度に架橋した材料の外側の層を有する。もう１つの実施形態において、多層で被覆された物体は、Ｏ２捕捉体を有する内側の被覆、ＣＯ２捕捉体の中間の層、紫外線保護活性な中間の層、その後の部分的あるいは高度に架橋した材料の外側の層を有する。これらの組み合わせは、ビールなどの炭酸飲料に適した硬く増強して架橋された被膜を提供する。炭酸ソフトドリンクに役立つ別の実施形態では、内側の被覆層は紫外線保護層であり、架橋材料の外層がその外側にある。上記の実施形態は特定の飲料と関連して記載されたが、それらは他の目的に使用されてもよく、他の層構成が言及された飲料に対して使用されてもよい。
【０２３０】
１つの実施形態において、そのベース物体上に塗布された被覆層は、好ましくは、ベース基材と比較して低い厚みを有する層において塗布されるときに、ベース物体のみを超える、改善されたガスおよび／またはアロマバリア特性を与える熱可塑性材料を含む。バリア被覆層において使用されるのに適した材料は、熱可塑性のエポキシ、ＰＨＡＥ、フェノキシ系（Phenoxy-type）熱可塑性プラスチック、フェノキシ系熱可塑性プラスチックを含むブレンド、ＭＸＤ６、ナイロン、ナノ粒子、または、ナノコンポジット（nanocomposite）、そして、それらのブレンド、ＰＧＡ、ＰＶＤＣおよび／または、ここで開示した他の材料を含む。その材料は、好ましくは、水性溶液、分散液エマルジョンの形成において適用されるが、また、溶媒ベース溶液、分散液またはエマルジョンとして適用可能であり、好ましくは、低いＶＯＣまたは溶液として示す。材料は、好ましくは、直接的な食物接触に対するＦＤＡによる承認がなされたものであるが、その承認は、必須ではない。バリアまたは他のいずれの被覆層への添加物は、紫外線吸収剤（UV absorber）、着色剤（coloring agent）、そして、基材への、その被覆の接着を強化する接着促進剤（adhesion promoter）を含む。所望の特性を達成するために、適切な材料は、そのアプリケーションに応じた、さまざまな程度に、部分的に、熱キュア、および／または、架橋される。その被覆層の材料は、好ましくは、ここで示されているように、ディップ、スプレー、またはフロー被覆よって塗布され、次いで、乾燥および／または、好ましくは、ＩＲまたは他の適切な方法により、必要ならば、キュアする。その被覆材料が、溶液、分散液、または、そのようなものの形成において適用される際には、その後の被覆層が適用される前に、その被覆された基材は、好ましくは、完全に乾燥される。
【０２３１】
１つの実施形態において、３あるいはそれ以上の層の物体またはプリフォームまたは１層被覆プロセスにおいて少なくとも２層有するプリフォームまたは容器を作るための第１の被覆層のための２層被覆プロセスにおける第２の被覆などの外層または表面の被覆層は、好ましくは耐水性被覆材料を含み、水蒸気に対するバリアを与え、撥水性を示し、熱湯に対する耐化学性を示す熱可塑性材料である。好ましい実施形態において、材料は速いキュアおよび／または耐熱性である。選択的に、ベース物体のみを越えるなめらかさと耐摩耗性を増大させるそれらのような添加物も含まれる。所望の特性を達成するために、適切な材料は、そのアプリケーションに応じた、さまざまな程度に、部分的に、熱キュア、および／または、架橋される。さらに、1またはそれ以上のベース層またはトップ層は、表面処理される可能性がある。
【０２３２】
耐水性被覆層のための適切な材料は、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリオレフィン、ポリエチレン、ＥＡＡを持つポリエチレン／ポリプロピレン／他のポリオレフィンの混合物、ウレタンポリマー、エポキシポリマーおよびパラフィンを含む。他の適切な材料は米国特許第６，４２９，２４０号に記述されるそれらを含み、完全に参照によりここに取り入れられる。ポリオレフィンの間で、１つの好ましいクラスは低分子量のポリオレフィンであり、好ましくは、当業者に知られていているように、材料を所望の特性に調製することを容易にすることができるメタロセン（metallocene）技術を使用する。例えば、メタロセン技術は、材料を微調整するのに使用され得り、取り扱いを改善し、所望の融解温度または他の溶融挙動を達成し、所望の粘性を達成し、特定の分子量または分子量分布（例えばＭｗ、Ｍｎ）を達成しおよび／または、他のポリマーとの互換性を向上させる。適切な材料の例は、クラリアントにより製造されるポリマーのＬＩＣＯＣＥＮＥ範囲である。範囲は、例えば商用名ＬＩＣＯＷＡＸ、ＬＩＣＯＬＵＢおよびＬＩＣＯＭＯＮＴの下のクラリアントから入手可能なポリエチレン、ポリプロピレンおよびＰＥ／ＰＰワックスなどのオレフィンワックスを含む。詳細な情報は、ｗｗｗ．ｃｌａｒｉａｎｔ．ｃｏｍで利用できる。他の材料はポリプロピレンのようなポリオレフィンを含むグラフとされまたは変性されるポリマーを含み、例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィンを含み、グラフトまたは変性は、例えば無水マレイン酸、メタクリル酸グリシド（glycidyl methacrylate）、メタクリル酸アクリル（acryl methacrylate）および／または類似した化合物などの極性化合物を含む。そのようなグラフトまたは変性されたポリマーは、材料の特性を変え、例えば、例えばポリプロピレンおよび／またはＰＥＴまたは他のポリエステル類などの両方のポリオレフィンに対して優れた接着を可能にし得る。材料は、好ましくは、直接的な食物接触に対するＦＤＡによる承認がなされたものであるが、その承認は、必須ではない。
【０２３３】
ポリエチレン／ＥＡＡ混合物において、一般的に言えば、より高いポリエチレンはより良い結果として起こる耐水性を含み、しかしより低いＥＡＡはより弱い接着を含む。類似したトレードオフ（trade-offs）は、上記に列記された材料の1またはそれ以上を含む他の混合物とともに発生し得る。したがって、混合物における各々の構成要素のパーセンテージは、選ばれ、所定のアプリケーションおよび物体において使用される所定の他の材料においてより重要であると考えらるいずれの特徴でも最大にする。
【０２３４】
１つの実施形態において、限定されないがＰＥＴまたはＰＬＡを含む適切なベース材料で作られているプリフォームまたは容器は、提供される。プリフォームは、さらに、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ＥＡＡ、ＰＰ／ＥＡＡ混合物または他の耐水性被覆材料のようなポリプロピレンの耐水性被覆層を含む。いくつかの実施形態において、プリフォームは、フェノキシ系熱可塑性プラスチックのような、例えばＰＨＡＥまたは熱可塑性エポキシ、例えばＥＶＯＨのようなビニルアルコールポリマーまたはコポリマーのような1またはそれ以上のガスバリア材料を含む。いくつかの実施形態において、フェノキシ系熱可塑性プラスチックとビニルアルコールポリマーたはコポリマーの混合物が使用される。好ましい実施形態において、ガスバリア層は、ＥＶＯＨとＰＨＡＥの混合物を含む。いくつかの実施形態において、ガスバリア層はベースコートであり、そして耐水性被覆層は外側の被覆層である。
【０２３５】
１つの好ましい実施形態において、物体基材は表面、表面に配置されているガスバリア層および耐水性被覆層を含む。この実施形態において、材料の特定の組合せは、1またはそれ以上のバリア層および物体基材の表面を越えるガスおよび水浸透の実質的な減少を可能にし得る。
【０２３６】
１つの実施形態において、物体基材の表面はＰＥＴを含む。これらの実施形態において、ガスバリア層はビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーはＥＶＯＨである。いくつかの実施形態において、ＥＶＯＨは約７５重量％から約９５重量％までのエチレン含有量を有する。他の実施形態において、ＥＶＯＨは約６５重量％から約８５重量％までのエチレン含有量を有する。他の実施形態において、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーはＰＶＯＨです。いくつかのこれらの実施形態のにおいて、接着剤はアプリケーションの前にまたは、キュアする前に構成に加えらる。いくつかの好ましい実施形態において、ガスバリア層は、例えばＥＶＯＨまたはＰＶＯＨまたはそれらの混合物などのビニルアルコールポリマーまたはコポリマーおよびポリエチレンイミンを含む。もう１つの被覆層はガスバリア層上に配置される。いくつかの実施形態において、被覆層は耐水性被覆層である。いくつかの実施形態において、耐水性被覆層はポリオレフィンポリマーおよびコポリマーを含む。いくつかの場合において、ポリオレフィン、ポリプロピレンまたはそれらのコポリマーである。他の実施形態において、トップの耐水性被覆層は、例えばＥＡＡなどのアクリルポリマーまたはコポリマーを含む。さらに、いくつかのこれらの実施形態は、ｐポリエチレンイミンを含んでいる1またはそれ以上の層を含む。１つの特定の実施形態において、内層は過剰なポリエチレンイミンを含む。いくつかの場合において、ＣＯ２が過剰なポリエチレンイミンを含む層に達し、全体的な物体基材のそれと同様に、ＰＥＩを含む層のガスバリア特性に付加的に役立つ塩が形成される。
【０２３７】
他の実施形態において、ガスバリア層は、例えばＥＶＯＨとＰＶＯＨの混合物などのビニルアルコールポリマーまたはコポリマーの混合物を含む。いくつかの実施形態において、混合物はＥＶＯＨの約５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、および９５重量％を含み、ＥＶＯＨとＰＶＯＨの混合物の総重量に基づく。いくつかのこれらの実施形態において、付加的な耐水性被覆層はその上に被覆される。これらの実施形態において、耐水性被覆層はポリオレフィンポリマーまたはコポリマーを含む、いくつかの場合において、ポリオレフィンポリマーまたはコポリマーはポリエチレン、ポリプロピレンまたはそのコポリマーである。他の実施形態において、耐水性被覆層はＥＡＡを含む。
【０２３８】
いくつかの実施形態において、ガスバリア層は、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーとポリヒドロキシアミノエーテルのようなフェノキシ系熱可塑性プラスチックとの混合物を含む。いくつかのこれらの実施形態において、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーはＰＶＯＨである。他の実施形態において、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーはＥＶＯＨである。いくつかの実施形態において、混合物はポリヒドロキシアミノエーテルの約５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、および約９５重量％を含む。耐水性被覆層は、ガスバリア層上に表層として被覆され得る。いくつかの実施形態において、耐水性被覆層はポリオレフィンポリマーまたはコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、ポリオレフィンはポリエチレン、ポリプロピレンまたはそのコポリマーでである。他の実施形態において、耐水性被覆層はＥＡＡを含む。
【０２３９】
いくつかの実施形態はＥＶＯＨと他の熱可塑性反応材料の混合物を含む。いくつかの実施形態において、ＥＶＯＨは、例えばＰＨＡＥなどのエポキシベースの熱可塑性材料を混合され得る。他の実施形態において、ＥＶＯＨはポリエステルポリマー材料を混合され得る。他の実施形態において、ＥＶＯＨは、ポリエーテルベースの熱可塑性物質、場合によってはポリウレタンを混合され得る。
【０２４０】
いくつかの物体は、表面を含み得り、表面はＰＬＡを含む。いくつかのこれらの実施形態において、ＰＬＡを含む物体は、生物分解性であり得る。いくつかの実施形態において、1またはそれ以上の層はＰＬＡ物体基材表面上に被覆され得る。いくつかの実施形態において、ＰＰ／ＰＰＭＡ混合物はＰＬＡ表面上に配置される。いくつかの実施形態において、結合層はＰＬＡ表面とガスバリア層および／または耐水性被覆層の間に配置される。いくつかの実施形態において、耐水性被覆層はポリオレフィンポリマーまたはコポリマーを含むガスバリア層または結合層に配置される。これらの実施形態において、ガスバリア層はビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含み得る。他の実施形態において、ガスバリア層は、例えばポリヒドロキシアミノエーテルなどのフェノキシ系熱可塑性プラスチックを含む。いくつかの実施形態において、ガスバリア層はビニルアルコールポリマーまたはコポリマーの混合物とポリヒドロキシアミノエーテルを含む。ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーとポリヒドロキシアミノエーテルの混合物は、ビニルアルコールポリマーの約５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０および９５％を含み得り、1またはそれ以上のビニルアルコールと1またはそれ以上のポリヒドロキシアミノエーテルとの総重量に基づく。実施形態において、ガスバリア層はポリヒドロキシアミノエーテルとポリエチレンイミンを含む。
【０２４１】
他の実施形態において、基材はＰＬＡで作られており、ポリプロピレンとＰＰＭＡの混合物を含む層は、基材表面上で被覆され得る。他の実施形態において、ポリエチレンはＰＬＡ面で被覆される。いくつかの実施形態において、基材は、例えばポリエステルなどの熱可塑性材料で作られており、場合によってはＰＥＴであり、ポリプロピレンとＰＰＭＡの混合物を含む層は基材表面上で被覆され得る。いくつかの実施形態において、ポリプロピレンとＰＰＭＡの混合物を含む層は、例えばＥＶＯＨおよび／またはＰＶＯＨなどのビニルアルコールポリマーまたはコポリマーの1またはそれ以上を含むガスバリア被覆材料により被覆され得る。いくつかの実施形態において、ＥＶＯＨとＰＶＯＨを含む層は、ＥＡＡとＰＰの1またはそれ以上を含む耐水性被覆材料により被覆され得る。
【０２４２】
いくつかの実施形態において、物体基材が例えばポリエステルなどの熱可塑性材料で作られているとき、ＥＶＯＨを含むガスバリア層は塗布され、第１の被覆層を形成する。この層に、例えばＰＰＭＡまたはＰＥＭＡなどの変性されたポリオレフィンを含むもう１つの被覆層は塗布され、第１の内部被覆層を形成する。変性されたポリオレフィンのポリマーまたはコポリマー層上に、ＥＡＡ、ＥＶＡ、ＰＰから選択される1またはそれ以上が堆積され得る。いくつかの実施形態において、表層はナイロンを含む。ここに記述されるように、前述の層の全ては、水性溶液、分散液またはエマルジョンとしてディップ、スプレーまたはフロー被覆方法により塗布され得る。
【０２４３】
いくつかの実施形態において、物体基材は、熱可塑性材料で作られている。いくつかの実施形態において、ポリアミド膜は物体基材の表面上に配置され、第１のポリアミド層を形成する。１つの実施形態において、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含むガスバリア層は第１のポリアミド層に配置される。いくつかのこれらの実施形態において、付加的な耐水性被覆層は、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含む層に配置され得る。他の実施形態において、第２のポリアミド層は、ビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含むガスバリア層に配置され得る。さらに、第２のポリアミド層は、ポリオレフィンポリマーまたはコポリマーを含み得る。いくつかの実施形態において、ガスバリア層、ポリアミド層または耐水性被覆層は、さらに過剰なポリエチレンイミンを含み得る。すべてのこれらの実施形態において、ここに記述されるように、層は、水溶液、分散液またはエマルジョンとして、ディップ、スプレーまたはフロー被覆により塗布され得る。
【０２４４】
いくつかの実施形態において、熱可塑性材料を含む物体基材は、第１の結合層、ガスバリア層、第２の結合層および耐水性被覆層により被覆される。これらの実施形態において、第１および第２の結合層は、ここに記述されるように、１または接着材料を含み得る。いくつかの実施形態において、第１および第２の結合層は、ＰＰＭＡおよび／またはＰＰＭＡ／ＰＰ混合物を含む。いくつかの実施形態において、ワックスを含む耐水性層は、1またはそれ以上の結合層に配置され得る。いくつかの実施形態において、ワックスはカルナウバワックスまたはパラフィンのような天然ワックスである。他の実施形態において、ワックスは合成ワックスである。いくつかのこれらの実施形態において、ガスバリア層はビニルアルコールポリマーまたはコポリマーを含む。他の実施形態において、ガスバリア層は、例えばＰＨＡＥのようなフェノキシ系材料を含む。他の実施形態において、ガスバリア層は、ＰＨＡＥとＥＶＯＨとの混合物を含む。
【０２４５】
被覆は、好ましくは液体状態で塗布される。液体は溶液、分散液またはエマルジョンまたは融液であり得る。いくつかの実施形態において、液体は水性溶液、分散液またはエマルジョンを形成する水である。１つの実施形態において、材料は融液として塗布される。前およびこの中の他の場所に記述されるように、融液は1またはそれ以上の材料を含み得り、機能的な添加物を含む1またはそれ以上の添加物も含み得り、例えばこの中の他の場所に記述される。アプリケーションの間の溶融温度は、1またはそれ以上の構成要素の溶融温度に依存し、例えば粘性、添加剤、アプリケーションのモードなどの1またはそれ以上の他の特徴にも依存し得る。１つは、溶融被覆のためのアプリケーション温度を選択する前に、基材と基礎となる被覆材料の溶融温度とＴｇを考慮するべきである。１つの実施形態において、熱溶融材料は約１２０−１５０℃まで加熱され、プリフォームまたは容器にディップまたはフロー被覆、あるいはスプレー被覆により塗布され、冷却が続き、被膜を固める。溶融被覆の１つの利点は、それが撥水または耐水被覆を可能とし、基材または他の被覆層を水に晒すことなく塗布させるということである。熱溶融ディップまたはフロー被覆のための１つの好ましい材料は、例えばポリプロピレンなどの低分子量のポリエステルである。
【０２４６】
他の実施形態において、水および／または蒸気耐性材料は、融液または水性または溶媒ベース溶液または分散液の形で塗布され、好ましくは低いＶＯＣｓを示す。被覆層の添加剤は、シリコーンベース潤滑油、ワックス、パラフィン、熱エンハンサー、紫外線吸収剤および接着促進剤を含み得る。アプリケーションは、好ましくは、ディップ、スプレーまたはフロー被覆により、例えば容器などのプリフォームまたは物体にもたらされ、その後に乾燥およびキュアが続き、好ましくはＩＲ、他の放射線により、ブローエアーまたは他の適切な方法による。１つの実施形態において、物体の外面は、例えば食物と飲料をパッケージする技術に使用するのに適切なそれらを含むインクおよび顔料を使用することなどによる所望のグラフィックデザインでその上に直接印刷することに適している。
【０２４７】
結果として生じる容器は、冷たい充填物、熱い充填物および低温殺菌工程の使用に適し得る。もう１つの実施形態において、ガスバリア特性が必要でないか層にとって望ましくない場合、水蒸気バリアは重要であるところに、被覆層は、高いガスバリア材料の被膜を塗布する必要とせずに、直接ベース物体に塗布され得る。
【０２４８】
関連した実施形態において、プリフォームの最後の被覆形成および乾燥は、プリフォームおよび最終的な容器の表面にスカフ耐性を提供し、ここで、溶液または分散液は、容器の表面張力を下げるために、希釈されたあるいは懸濁されたパラフィンまたはワックス、滑り剤、ポリシランまたは低分子量ポリエチレンを含有する。
Ｃ．好ましい材料の強化された接着
【０２４９】
ここに記述されるように、被覆より前または被覆の間に、表面の前処理を使用して、特定の材料の間の優れた接着を成し遂げることは可能である。いくつかの実施形態において、１つの材料は、表面の前処理がなかったら、別の材料に優れた接着を有さない。表面処理は使用され、同じまたは異なる材料を含む層の間の接着を強化する。
【０２５０】
いくつかの実施形態において、ここに記述されるように、1またはそれ以上のポリオレフィンを含む層と、ポリ乳酸、ビニルアルコールのポリマーまたはコポリマーまたはポリエステルから選択される1またはそれ以上を含む層との間の接着は、表面処理により増大され得る。特定のこれらの実施形態において、表面処理は、ポリプロピレン（無水マレイン酸または他の化合物の変性またはグラフトの有無にかかわらず）を含む層とポリ乳酸、ビニルアルコール（例えばＥＶＯＨとＰＶＯＨ）のポリマーまたはコポリマーまたはＰＥＴを含む層との接着を増大する。もう１つの実施形態において、ここに記述されるように、ポリ乳酸とポリエチレン（無水マレイン酸または他の化合物の変性またはグラフトの有無にかかわらず）の間の接着は表面処理により増大され得る。
【０２５１】
他の実施形態において、ここに記述されるように、ビニルアルコール（例えばＥＶＯＨ）とアクリル酸（例えばＥＡＡ）またはポリオレフィン（例えばポリプロピレン）の1またはそれ以上のポリマーまたはコポリマーを含む層の間の接着は表面処理により増大し得る。
【０２５２】
ここに記述される方法は、少しの特定の方法にも限定されず、そして、互いにそして他の樹脂を持つ上記の個々の材料のいずれかおよび全ての組合せを含む層の接着を増大することを含む。いくつかの特定の実施形態において、記述された材料のいずれかを含む層は、接着を例えばフェノキシ系熱可塑性プラスチック、熱可塑性エポキシ樹脂と他の熱可塑性物質などの樹脂を含む1またはそれ以上の層に対して増大し得た。
【０２５３】
好ましい方法において、例えばプリフォームまたはビンなどの基材はプラズマや他の表面処理により処理され、処理された基材はそれから、被覆材料の第１の層により被覆され、被覆された基材を形成する。被覆はフロー被覆、ディップ被覆、スプレー被覆、オーバーモールド（例えばＩＯＩまたはインデックスによる）または他の適切な被覆プロセスによりなされ得る。いくつかの状況において、最も顕著に、被覆が溶媒ベースである場合、被覆は好ましくはキュアおよび／または乾燥される。被覆された基材は、選択的に空気プラズマおよび／または化学プラズマにより処理され、それから、更なる層により被覆される。処理、被覆および選択的にキュア／乾燥のプロセスは、所望するのと同じくらい頻繁に繰り返され、所望の数と層の特徴を物体上で得る。いくつかの実施形態において、処理工程は各々の被覆工程の間で遂行されない。
【０２５４】
前述のプロセスは、ディップ、スプレーまたはフロー被覆プロセスと関連して使用され得り、そこで基材が例えばＰＥＴ、ＰＰまたはＰＬＡなどの材料を含み、1またはそれ以上の被覆層がフェノキシタイプ熱可塑性プラスチック（例えばＰＨＡＥまたはＢＬＯＸ樹脂）またはＥＶＯＨを含み、そして選択の上塗り層はＥＡＡ、ＰＰＭＡ（無水マレイン酸により変性され、またはグラフトされるポリプロピレン）を持つＥＡＡ、またはＰＥＭＡ（無水マレイン酸で変性され、またはグラフとされるポリエチレン）を含む。本公開のほかの場所で言及されるそれらを含む他の材料は、この方法に従う基材、被覆または上塗り材料として使用され得る。
【０２５５】
前述のプロセスは、射出成形で使用され得り、基材（第１の注入、内層）がＰＥＴ、ＰＰ、ＰＬＡまたはフェノキシ系熱可塑性材料（ＰＨＡＥとヒドロキシフェノキシエーテルを含む）を含み、そしてオーバーモールド層がＰＥＴ、ＰＰ、ナイロン、ＰＥ、ＰＬＡまたはＰＰＭＡを含む。本公開のほかの場所で言及されるそれらを含む他の材料は、この方法に従って内部のおよび／またはオーバーモールドされた層で使用され得る。
【０２５６】
もう１つの実施形態において、1またはそれ以上の化合物は、被覆の前に層または基材の表面に塗布され、例えば表面張力、両極性および／または接着に影響を及ぼし得る他の表面特性を変えることにより接着を増大する。例えば、1またはそれ以上の極性分子を含む液体は、プリフォーム、容器または他の物体にディップ、フローまたはスプレー被覆（ここに記述される特定の装置の使用の有無にかかわらず）により塗布され得る。１つの実施形態において、液体は、層または基材のポリマーと一致するモノマー、オリゴマー、および、またはポリマーを含む。例えば、ＰＬＡ基材は被覆され、あるいはその逆で、乳酸、ＰＬＡオリゴマーやＰＬＡポリマーを含む液体に晒され得る。物体は、それから、例えばＥＡＡ、ポリオレフィンまたはその混合物などの材料で被覆され得る。
Ｄ．被覆された物体の調製のための方法と装置
【０２５７】
適した被覆材料が選択されたら、２つの材料の間の接着を増進する方法で、プリフォームは好ましく被覆される。下記の議論はプリフォームに関しているが、そのような議論は限定とみなされるべきではなく、そこに記載された方法および装置は容器および他の物体にも適用され、あるいは採用されてよい。一般的に、被覆材料とプリフォーム基材の間の接着は、プリフォームの表面温度が高まるにつれて増強する。このため、好ましい被覆材料は室温でプリフォームに接着するが、加熱されたプリフォームに被覆を形成することが好ましい。さらに、被覆材料および／またはプリフォーム基材の間の接着は、ここに記述される1またはそれ以上の表面処理方法により増大され得る。
【０２５８】
一般的にプラスチック、特定的にはＰＥＴプリフォームは、静電気を有し、その結果プリフォームはごみを引き付けてすぐに汚れてしまう。１つの実施形態において、プリフォームは射出成形装置から直接取り出され、まだ暖かい間を含んで、被覆される。別の実施形態において、プリフォームは射出成形装置から直接取り出され、ここに記述されるように、被覆に続き、1またはそれ以上の表面処理で処理される。プリフォームが射出成形装置から取り出された後ですぐに被覆が形成され、または被覆の前にプリフォームを表面処理することにより、ごみの問題が避けられるだけでなく、暖かいプリフォームおよび／または表面処理されたプリフォームが被覆形成工程を強化すると信じられている。しかしながら、方法はまた、被覆形成に先立って貯蔵されるプリフォームの被覆形成を可能にする。例えば、プリフォームは被覆の前に、保存され、表面処理される。そのような方法は、プリフォームと被覆材料との間の接着を強化すると信じられている。好ましくは、プリフォームは実質的に清浄であるが、クリーニングは不要である。
【０２５９】
１またはすべての被覆工程、および／または被覆に続く、乾燥、キュア、および／または、冷却工程の前に、プリフォーム基材は、例えば火炎、コロナまたはプラズマなどの表面処理を受け得る。そのような処理がされ得り、表面エネルギーを増大し、表面を洗浄し、材料を堆積し、表面をマイクロエッチし、表面を架橋し、表面の機械的特性を変性し、表面の化学的特性を変性し、および／または、表面の形態を変性する。
【０２６０】
１つの実施形態において、例えばプラズマ処理装置またはモジュールなどの処理装置は被覆システムに配置され、プリフォームは処理装置によって運ばれ、そして被覆プロセスの一部として処理される。１つの実施形態において、Ｄｙｎ−Ａ−Ｍｉｔｅプラズマ処理（例えばグロー放電）装置または類似した装置は使用され、限定されず、1またはそれ以上の酸素、水素、炭化水素、フッ化材料、フルオロカーボン、不活性／希ガス、窒素を含有するガス（例えばＮ２Ｏ、ＮＨ３、Ｎ２）、二酸化炭素、シリコン酸化物および他の適切な材料を含む適切なガスを使用して表面を処理する。好ましい実施形態において、処理は被覆の前におよび／または被覆層の間にありのままの基材に遂行される。
１．ディップ、スプレーまたはフロー被覆
【０２６１】
１つの実施形態において、被覆されている物体は、最初に表面の変性および／または洗浄の影響を与える表面処理に晒され得る。この処理は、被覆装置の一部としてインラインに生じ得り、例えば送り込みからの歯車により、プリフォームがシステム中に取り入れられた後、直ちに処理を遂行することにより基材を処理することを含む。１つの実施形態において、第１の被覆層は処理された表面に塗布され、そしてその結果として、プリフォームまたは容器基材の表面に対する接着を強化した。増大された接着は、ほこりまたは油粒子の減少または欠如から、および／またはイオン化された空気またはプラズマ処理から生じる基材の表面の活性化からであり得る。第１の被覆層が塗布され、乾燥されおよび／またはキュアされた後、被覆されたプリフォームまたは容器は、それから同じまたは異なる種類のさらなる処理に晒され得る。１つの実施形態において、更なる処理は、被覆された基材を例えば表面被膜などの塗布される次の被覆層の接着を強化する効果を提供するプラズマ処理に晒すことによってである。別の実施形態において、プラズマ処理は、被覆層だけに適用され得り、基材にされない。さらに別の実施形態において、最も外部の被覆層はプラズマ処理を受け、完成品の外面で所望の特性をつくる。そのような処理は、ブロー成形または他の処理の前後に起こり得り、容器を形成する。
【０２６２】
好ましい実施形態において、自動化されたシステムが用いられる。１つの好ましい方法は、プリフォームのシステムへの挿入、プリフォームの表面処理、プリフォームのディップ、スプレーあるいはフロー被覆、任意の過剰な材料の除去、乾燥／固化、冷却、システムからのエジェクションを包含する。システムは選択的にリサイクル工程も含んでよい。システムは選択的に第２の表面処理を含み得り、所望の仕上がりを提供する。１つの実施形態において、装置は、２個またはそれ以上の表面処理ユニット、２個またはそれ以上のディップ、フローまたはスプレー被覆ユニットおよび２個またはそれ以上の乾燥／固化ユニットを含む１つの一体化した工程ラインを有し、多層で被覆されたプリフォームを製造する。もう１つの実施形態では、システムは１つまたはそれ以上の被覆モジュールを有する。各被覆モジュールは、１個またはそれ以上のディップ、フローまたはスプレー被覆ユニットおよび１個またはそれ以上の乾燥／固化ユニットで自己包含された工程ラインを有する。被覆モジュールは選択的に表面処理ユニットを含み得る。
【０２６３】
モジュールの構成により、プリフォームは１層またはそれ以上の被覆が形成されうる。例えば、１つの構成は３つの被覆モジュールを有し、そこでプリフォームは１つのモジュールから次へと移動する。他の構成では、同じく３つのモジュールが存在しているが、プリフォームは第１のモジュールから第３のモジュールへ、第２のモジュールをスキップして移動する。異なるモジュール構成間を切り替えるこの能力は、被覆および表面処理において柔軟性を可能にする。さらに好ましい実施形態において、モジュラーも一体化したシステムも、プリフォームの射出成形装置および／またはブロー成形装置と直接結合されてもよい。特定の機会において、射出成形機は表面処理モジュールを含み、１またはそれ以上の被服の前にプリフォームを処理する。いくつかの実施形態において、射出成形装置は本発明での使用のためのプリフォームを製造する。
【０２６４】
完全に自動化された被覆装置の好ましい実施形態が次に記載される。この装置は現在好ましい材料に関して記載されているが、当業者により、使用される材料と望まれる最終製品のプリフォームの特定の物理構造に応じてパラメータが変わることを理解される。この方法は、被覆された２４グラムのプリフォームに関して記載され、プリフォームはその表面に堆積された、トータルで、約０．０７，０，０９，０．１０，０．１５，０．２０，０．２５，０．３０，０．３５，０．４０，０．４５，０．５０，０．５５，０．６０，０．６５および０．７０グラムを含む、約０．０５〜約０．７５グラムの被覆材料を有する。下記に記載の方法では、被覆溶液／分散液は、２４グラムのプリフォーム上に、１被覆層あたり約０．０７，０．０８，０．０９，０．１，０．１１，０．１２，０．１３，０．１４，０．１５，０．１６，０．１７，０．１８および０．１９グラムを含んで、１被覆層あたり約０．０６〜約０．２０グラムの被覆材料を堆積するのに適した温度および粘度である。大きさの異なる物体に対する好ましい堆積量は、２４グラムのプリフォームと比較したときの表面積の増加または減少に応じて見積もられ得る。従って、２４グラムプロフォーム以外の物体は、上記の範囲外となってもよい。さらに、特定の実施形態では、単層あるいは上記の範囲外となる２４グラムプリフォーム上の総被覆量を持つことが望まれ得る。
【０２６５】
いくつかの特定の実施形態において、ここに記述される方法が使用され、ガスバリア層と耐水性被覆層を含む被覆された物体を作る。ガスバリア構成を含む水溶液、エマルジョンまたは分散液は物体に塗布され得る。特定の実施形態において、これは表面処理の前、または後に起こる。いくつかの好ましい実施形態において、ガスバリア構成は、ＥＶＯＨ、ＰＶＯＨとポリヒドロキシアミノエーテルの1またはそれ以上を含む。いくつかの特定の実施形態において、ガスバリア構成は、ＥＶＯＨとポリヒドロキシアミノエーテルの混合物を含む。いくつかのこれらの実施形態において、構成はＥＶＯＨの約２０から約８０重量％とポリヒドロキシアミノエーテルの約２０から約８０重量％を含み、ＥＶＯＨとポリヒドロキシアミノエーテルの総重量に基づく。さらに、ガスバリア構成は、ガスバリア層全体でさらにガスの浸透を減少するポリエチレンイミンを含み得る。層が物体基材上に配置される後、乾燥させて、第１の被覆層を形成する。この層に、ガスバリア層、耐水性層または結合層の1またはそれ以上が堆積され得る。いくつかの実施形態において、結合層は、ガスバリア層の塗布の前に基材に塗布され、またはガスバリア層の表面に塗布される。結合層は、ガスバリア層に塗布されるＰＰＭＡおよびＰＥＭＡの1またはそれ以上を含み得る。ＰＥＭＡとＰＰＭＡは、また、乾燥する前に直接ガスバリア層に加えられる得る。
【０２６６】
内層が部分的にまたは完全に乾いた後、耐水性被覆材料を含む耐水性被覆層の１あるいは、水溶液、分散液またはエマルジョンにより作られた。耐水性被覆材料は表面処理の前または後に、発生し得る。いくつかの実施形態において、耐水性被覆材料はワックスである。いくつかの実施形態において、耐水性被覆材料は、例えばＰＥまたはＰＰなどのポリオレフィンである。いくつかの実施形態において、耐水性被覆材料はＥＡＡである。いくつかの実施形態において、耐水性被覆材料はＥＡＡ／ＰＰ混合物を含み、混合物はＥＡＡの約５、１０，１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０および９５重量％を含み、混合物の総重量に基づく。耐水性被覆層は、乾燥して、耐水性被覆層を形成してもよい。
【０２６７】
例えば、ここに記述される方法のいくつかの実施形態において、２４グラムのプリフォームフォームはその上に堆積される被覆材料の約０．０５〜約０．７５総グラムを有し、約０．０７、０．０９、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５および０．７０グラムを含む。以下に記述される方法において、水溶液、分散液またはエマルジョン被覆は好ましくは、適切な温度と粘性において、２４グラムのプリフォームのガスバリア被覆層につき約０．０６から約０．２０グラムのガスバリア材料を堆積させる。また、２４グラムのプリフォームの被覆層につき約０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．１１、０．１２、０．１３、０．１４、０．１５、０．１６、０．１７、０．１８および０．１９グラム含む。このガスバリア被覆層は、ＥＶＯＨ、ＰＶＯＨとポリヒドロキシアミノエーテルの1またはそれ以上を含む。材料はＰＥＩも含み得る。以下に記述する方法において、水溶液、分散液またはエマルジョン被覆は、好ましくは、適切な温度と粘性において、２４グラムのプリフォームの耐水性被覆層につき約０．０６から約０．２０グラムの耐水性被覆材料を堆積させる。また、２４グラムのプリフォームの被覆層につき約０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．１１、０．１２、０．１３、０．１４、０．１５、０．１６、０．１７、０．１８および０．１９グラム含む。この耐水性被覆層は、ワックス、例えばポリプロピレンなどのポリオレフィンおよびＥＡＡの1またはそれ以上を含み得る。さらに、結合層は、バス（bas）バリア被覆層と耐水性被覆層の間に配置され得る。好ましくは、水溶液、分散液またはエマルジョンは、２４グラムのプリフォームの結合層につき接着材料の約０．０１〜約０．１５グラムを堆積させるのに使用し得る。さまざまな寸法の物体のための好ましい堆積量は、２４グラムのプリフォームと比較して表面積の増大またはで減少に従い概算され得る。したがって、２４グラムのプリフォーム以外の物体は、上記の範囲から外れ得る。さらに、いくつかの実施形態において、単一層または上記の範囲外である２４グラムのプリフォーム上に総被覆量を有することを要求され得る。前述のいずれにおいても、表面処理は、被覆の前、間、または後で、プリフォームに適用され得る。
【０２６８】
装置および方法は、他の似たような寸法のプリフォームおよび容器に対しても使用され得り、あるいは次の議論で当業者に明白となるように、他の大きさの物体に対して採用され得る。現在好ましい被覆材料はＴＰＥを含み、好ましくはフェノキシタイプの樹脂、より好ましくは上述のＢＬＯＸ樹脂を含むＰＨＡＥを含む。これらの材料および方法は、例のみによって与えられ、いずれにしても発明の範囲を限定しようとするものではない。
a.システム内への挿入
【０２６９】
プリフォームは、まず装置にもたらされる。１つの好ましい方法の利点は、当業者により普通に使用されるプリフォームなどの通常のプリフォームを使用してよいということである。例えば、１６オンスのビンを形成するのに一般的に使用されるタイプの２４グラム単層プリフォームは、装置への挿入に先立ってどんな修正もなしに使用可能である。１つの実施形態において、装置は、装置に温かいプリフォームを提供するプリフォーム射出成形装置に直接結合される。もう１つの実施形態において、貯蔵されたプリフォームが、追加の工程の装置にプリフォームを装填する方法を含む、当業者によってよく知られた方法によって装置に加えられる。好ましくは、装置への挿入に先立って、貯蔵されたプリフォームは、約１２０°Ｆを含む、約１００°Ｆ〜１３０°Ｆまで前もって温められる。貯蔵されたプリフォームは、クリーニングが不要であるとはいえ、好ましくは清浄である。他のプリフォームおよび容器基材が使用可能であるが、ＰＥＴプリフォームが好ましい。他の適した物体基材は、限定はないが、ポリエステル、ポリプロピレンおよびポリエチレンを含むポリオレフィン、ポリカーボネート、ナイロンを含むポリアミドあるいはアクリル樹脂などの様々なポリマーを含む。
ｂ．ディップ、噴霧あるいはフロー被覆
【０２７０】
適した被覆材料が選択されたら、それは調製され、ディップ、噴霧あるいはフロー被覆のいずれかに使用できる。材料調製は本質的にディップ、噴霧およびフロー被覆と同じである。被覆材料は、被覆材料の樹脂が溶解および／または懸濁された１つあるいはそれ以上の溶媒から形成された溶液／分散液を有する。
【０２７１】
被覆溶液／分散液の温度は、溶液／分散液の粘度に対して猛烈な影響を有することができる。温度が高くなると、粘度が下がり、その逆も成立する。さらに、粘度があがるにつれて、材料堆積の割合も大きくなる。そのため、温度は堆積を制御する機構として使用できる。フロー被覆を用いる１つの実施形態において、溶液／分散液の温度は、被覆材料のキュアリングを最小にするのに十分低温で、しかし適した粘度を維持するのに十分高温である範囲に維持される。１つの実施形態では、温度は約７０°Ｆを含んで、約６０°Ｆ〜８０°Ｆである。いくつかの場合において、噴霧またはフロー被覆で使用するには粘度が高すぎる溶液／分散液がディップ被覆で使用されうる。同様に、スプレー被覆では被覆材料は上昇された温度でより少ない時間を過ごしうるので、キュアリングの問題からディップまたはフロー被覆に対して推奨されているのより高い温度がスプレー被覆において利用されてよい。いずれの場合でも、溶液あるいは分散液はそれが塗布に対して適した特性を呈するどのような温度で使用されてもよい。好ましい実施形態において、温度制御装置が塗布工程中における被覆溶液／分散液の一定の温度を確保するために使用される。特定の実施形態では、粘度が高まるにつれて、水の添加が溶液／分散液の粘度を減少させうる。他の実施形態は、また、粘度が望ましい範囲を外れたときに信号を出し、および／または水あるいは他の溶媒を自動的に添加して望ましい範囲の粘度を達成する、水含有量モニターおよび／または粘度モニターを含んでよい。
【０２７２】
好ましい実施形態において、溶液／分散液は、２４グラムプリフォーム上に、塗布あたり０．０７，０．０８，０．０９，０．１，０．１１，０．１２，０．１３，０．１４，０．１５，０．１６，０．１７，０．１８および０．１９グラムを含んで、塗布あたり約０．０６〜約０．２グラムを堆積するのに適した温度および粘度である。様々な大きさの物体に対する好ましい堆積量は、２４グラムのプリフォームと比較したときの表面積の増加または減少に応じて見積もられてよい。従って、２４グラムプリフォーム以外の物体に対しては上記の範囲外となりうる。さらに、特定の実施形態では、２４グラムプリフォーム上に上記の範囲外である単一の層を有することが望まれうる。
【０２７３】
１つの実施形態において、ディップ、噴霧あるいはフロー被覆から製造された被覆されたプリフォームは、図３に見られるタイプである。被覆２２がプリフォームの本体部４上に堆積し、ネック部２は被覆しない。被覆されたプリフォーム１６の内側は、好ましくは被覆が形成されていない。好ましい実施形態において、これが、プリフォームのネック部の外側を取り囲むハウジングと組み合わされてプリフォーム内に挿入される、拡張できるコレットを有する保持メカニズムまたはグリップメカニズムの使用を通して、達成される。コレットが拡張し、それによってコレットとハウジング間でのプリフォームの保持がなされる。ハウジングはねじ山を含むネックの外側をカバーし、それによって、ネック部を被覆から保護するのと同様に、プリフォームの内側を保護する。
【０２７４】
好ましい実施形態において、ディップ、スプレーまたはフロー被覆から生産される被覆されたプリフォームは、実質的には層間の区別なしで、完成品を生産する。さらに、ディップとフロー被覆手順において、プリフォーム上に堆積される被覆材料の量が各々の連続する層でわずかに減少することが分かっている。
【０２７５】
好ましい実施形態では、ディップ、噴霧あるいはフロー被覆から製造された被覆されたプリフォームは実質的に層間の区別なしに最終製品を製造する。さらに、ディップおよびフロー被覆の手順では、プリフォーム上に堆積する被覆材料の量は、連続する各層で、わずかに減少することが発見されている。
ｉ．ディップ被覆
【０２７６】
好ましい実施形態において、被覆はディップ被覆工程を通して塗布される。プリフォームは、被覆材料を含むタンクまたは他の適した容器に浸される。プリフォームを被覆材料へ浸けることは、保持棚などの使用により相互に行うことが可能で、あるいは、完全に自動化された工程で行うことができる。好ましい実施形態では、プリフォームは被覆材料に浸けられている間回転する。プリフォームは好ましくは、５０，６０および７０ＲＰＭも含む、約３０〜８０ＲＰＭの速度で回転し、より好ましくは４０ＲＰＭである。これはプリフォームの完全な被覆を可能にする。他の速度が使用されてもよいが、好ましくは、遠心力により被覆材料のロスを発生させるほど高くはない。
【０２７７】
プリフォームは好ましくは、プリフォームの完全な被覆が可能となるように、十分な時間、浸けられる。これは一般的に、この上と下の範囲も含まれるが、約０．２５〜約５秒の範囲である。理論に束縛されることを望むことなしに、長い滞在時間は加えられた被覆の利益をすこしも提供しないと考えられる。
【０２７８】
浸ける時間とそれゆえに速度を決めるのに、被覆材料の不透明性も考慮に入れるべきである。もし速度が速すぎると被覆材料が波打ってきて、はね散らかって被覆の欠損を引き起こす。もう１つの考慮は、多くの被覆材料溶液または分散液が、被覆工程を妨げうる泡および／または気泡を形成することである。この妨げを避けるために、浸ける速度は、好ましくは被覆材料の余剰な攪拌を避けるように選択される。必要であれば、消泡／気泡剤が被覆溶液／分散液に添加されてもよい。
【０２７９】
ii．スプレー被覆
好ましい実施形態において、スプレー被覆工程をと通して被覆が行われる。プリフォームは、被覆材料を含むタンクあるいはその他の適した容器に流体接続(connection)している被覆材料で噴霧される。被覆材料でプリフォームに噴霧することは、保持棚などを用いて手動で行うこともでき、あるいは、完全に自動化された工程で行われてもよい。好ましい実施形態において、プリフォームは被覆材料で噴霧される間回転している。プリフォームは好ましくは、約５０，６０および７０ＲＰＭを含む、約３０〜８０ＲＰＭの速度で回転し、より好ましくは４０ＲＰＭである。好ましくは、プリフォームは被覆噴霧を通して進行する間、少なくとも約３６０°回転する。これは、プリフォームの完全な被覆を可能にする。しかし、噴霧がプリフォームに向けられている間、プリフォームは静止したままでもよい。
【０２８０】
プリフォームは、好ましくはプリフォームの完全な被覆を可能にするのに十分な時間の間噴霧される。噴霧に必要とされる時間の長さは、噴霧速度（単位時間あたりの噴霧の堆積）、噴霧により取り囲まれる領域などを含むいくつかの要因に依存する。
【０２８１】
被覆材料は、製造ラインと流体伝達(communication)しているタンクあるいはその他の適した容器に含まれている。好ましくは、未使用の被覆材料がリサイクルされる閉じた装置が使用される。１つの実施形態において、これは、被覆材料タンクに流体伝達している被覆材料コレクタに未使用の被覆材料を収集することで成し遂げられてもよい。多くの被覆材料溶液または分散液は、被覆工程を妨げることができる泡または気泡を生成する。この妨げを避けるために、被覆材料は好ましくはタンクの底または中部から取り出される。また、さらに泡および／または気泡をさらに減らすために、被覆タンクに戻る前に材料の流れを減速することが好ましい。これは当業者に知られた手段によってなされうる。必要であれば、消泡／気泡剤が被覆溶液／分散液に添加されてもよい。
【０２８２】
噴霧時間と、ノズルの大きさおよび形状などの関連するパラメータの決定において、被覆材料の特性も考慮されるべきである。もし速度が速すぎるおよび／またはノズルの大きさが正しくない場合、被覆材料は被覆の欠損を引き起こすはね散らかし得る。もし速度が遅すぎるまたはノズルの大きさが正しくない場合、被覆材料は所望よりも厚意方法で塗布され得る。適した噴霧装置は、Ｎｏｒｄｓｏｎ社（ウエストレイク、オハイオ）によって売られているものを含む。もう１つの考慮は、多くの被覆材料溶液または分散液が被覆工程を妨げることができる泡または気泡を生成することである。この妨げを避けるため、噴霧速度、用いられるノズルおよび流体結合が、被覆材料の余剰な攪拌を避けるために、好ましく選択される。必要であれば、消泡／気泡剤が被覆溶液／分散液に添加されてもよい。
iii．フロー被覆
【０２８３】
好ましい実施形態において、フロー被覆工程をと通して被覆が行われる。フロー被覆の目的は、落ちるシャワーカーテンまたはウォーターフォールのような、完全な被覆のためにプリフォームが通過する材料のシートを提供することである。好都合に、フロー被覆の好ましい方法は、被覆材料中におけるプリフォームの短い滞在時間を可能にする。プリフォームは、プリフォームの表面に被覆するのに十分な時間の間、シートを通過することのみを必要とする。理論に束縛されることを望むことなしに、長い滞在時間は加えられた被覆の利益をすこしももたらさないようである。
【０２８４】
均一な被膜を提供するために、プリフォームが被覆材料のシートを通過して進行する間、プリフォームは好ましくは回転している。プリフォームは好ましくは、約５０，６０および７０ＲＰＭを含む、約３０〜８０ＲＰＭの速度で回転し、より好ましくは４０ＲＰＭである。好ましくは、プリフォームは被覆材料のシートを通過して進行する間、少なくとも完全な２回回転または約７２０°回転する。１つの好ましい実施形態において、プリフォームは被覆材料のシートを通過して進行する間、回転してある角度がつけられている。プリフォームの角度は、好ましくは、被覆材料のシートの平面に対して鋭角である。これは好都合に、プリフォームのネック部や内側に被覆することなく、プリフォームの完全な被覆を可能にする。別の好ましい実施形態において、図１６に示されるプリフォーム１は、被覆材料のシートを通過して進行する間、垂直あるは床に対して直行する。被覆材料のシートがプリフォームと接触するとき、シートは接触の初期の位置からプリフォームの壁を徐々に上がる傾向であることが見出された。当業者は、フロー速度、被覆材料粘度およびプリフォームに対する相対的な被覆シート材料の物理的位置取りなどのパラメータを調節することでクリープ(creep)効果を制御することができる。例えば、フローが増加するとき、クリープ効果も増加し、被覆材料がプリフォームを所望する以上に多く被覆することを引き起こしうる。もう１つの例として、角度の調節は重力によるプリフォームの底部へ取り除かれ、または置き換えられた材料の量を減らすので、より多くの材料をプリフォームの中心またはボディ部に保持するために、被覆材料シートに対する相対的なプリフォームの角度を小さくすることにより、被覆の厚さが調整されうる。このクリープ効果を巧みに処理する能力は、好都合に、プリフォームのネック部あるいは内側を被覆することなしに、プリフォームの完全な被覆を可能にする。
【０２８５】
被覆材料は、閉じた装置において、製造ラインと流体伝達しているタンクまたは他の適した容器に含まれている。未使用の被覆材料をリサイクルすることが好ましい。１つの実施形態では、被覆材料タンクと流体伝達している被覆材料コレクタに戻ってきたウォーターフォールフロー(waterfall flow)の流れを収集することによって成し遂げられてもよい。多くの被覆材料溶液または分散液は、被覆工程を妨げることができる泡または気泡を生成する。この妨げを避けるために、被覆材料は好ましくはタンクの底または中部から取り出される。また、さらに泡および／または気泡をさらに減らすために、被覆タンクに戻る前に材料の流れを減速することが好ましい。これは当業者に知られた手段によってなされうる。必要であれば、消泡／気泡剤が被覆溶液／分散液に添加されてもよい。
【０２８６】
被覆材料の妥当なフロー速度の選択において、被覆材料の粘度を含む妥当なシート化、フロー速度、プリフォームの長さおよび直径を提供するためにいくつかの変数を考慮するべきである。
【０２８７】
フロー速度は材料のシートの正確性を決定する。もしフロー速度が速すぎ、あるいは遅すぎると、材料はプリフォームを正確に被覆しないかもしれない。フロー速度が速すぎると、材料は跳ね散らかり、製造ラインに無理を強いるかもしれず、それは、プリフォームの不完全な被覆、被覆材料のむだ使い、および増加した泡および／または気泡の問題を引き起こす。もしフロー速度が遅すぎたら、被覆材料はプリフォームを部分的に被覆するだけかもしれない。
【０２８８】
被覆されるプリフォームの長さおよび直径も、フロー速度を選択する際に考慮されるべきである。材料のシートはプリフォーム全体を完全に被覆するべきであり、それゆえに、プリフォームの長さや直径が変わったときにフロー速度調整が必要かもしれない。
【０２８９】
もう１つの考慮すべき要因は、プリフォームのライン上の間隔である。プリフォームが材料のシートを通過して進むとき、いわゆるウェイク(wake)効果が観察されうる。もし次のプリフォームが先のプリフォームの通った位置においてシートを通過すると、それは適切な被覆がなされないかもしれない。それゆえ、プリフォームのスピードとセンターラインをモニターすることが重要である。プリフォームのスピードは使用される特定の装備の処理量に依存する。
ｃ．余分な材料の除去
【０２９０】
好都合に、好ましい方法は、事実上プリフォーム上の全ての被覆が利用されるように十分な堆積を提供する（即ち、事実上除去すべき余剰な材料がない）。しかし、プリフォームにディップ、スプレーあるいはフロー法によって被覆された後、余剰な被覆材料を除去することが必要な状況がある。好ましくは、プリフォーム上のシートを常態化(normalize)して余剰な材料を除去するために、回転速度と重力がともに作用する。好ましくは、プリフォームは約５〜約１５秒間、さらに好ましくは約１０秒間、常態化させられる。被覆の後にプリフォームがタンクの上を通過することを可能にするように被覆材料を保持するタンクが配置されていれば、プリフォームの回転と重力はプリフォームから被覆材料タンクへと余剰な材料が戻って滴下することを引き起こすかもしれない。これは、追加の努力なしに余剰な材料がリサイクルされるのを可能にする。もし余剰な材料がタンクに戻って滴下しないような状況にタンクがあれば、被覆タンクまたはバットとの流体伝達における被覆材料コレクタあるいはリザーバなどの余剰な材料を捕らえて再使用のために戻す他の適した手段が採用され得る。
【０２９１】
製造環境あるいは不適切で様々な方法および装置に起因して、上記の方法が非実用的である場合、当業者に知られているドリップリムーバなどが余剰な材料の除去のために用いられ得る。例えば、適したドリップリムーバは１つまたはそれ以上の次を含む：単独あるいは互いに組み合わせて用いられる、ワイパー、ブラシ、スポンジローラー、エアナイフあるいは空気の気流。さらに、これらの方法のいずれも、上述の回転および重力の方法と組み合わせられ得る。好ましくは、これらの方法で除去された余剰な材料はさらなる使用のためにリサイクルされる。
ｄ．乾燥とキュア
【０２９２】
プリフォーム１に被覆が形成され、余剰な材料が除去された後、被覆されたプリフォームは、それから乾燥され、キュアされる。乾燥およびキュアリング工程は、好ましくは赤外（ＩＲ）加熱により施される。１つの実施形態で、１０００Ｗのクオーツ赤外ランプ２００が源(source)として用いられる。好ましい源はゼネラルエレクトリックＱ１５００ Ｔ３／ＣＬクオーツライン タングステン−ハロゲンランプである。この特定の源および等価な源は、ゼネラルエレクトリックおよびフィリップスを含むいくつかの源から商業的に購入できる。源は全容量で用いてもよく、あるいは約５０％、約６０％、約７５％などの部分的な容量で用いられて得る。好ましい実施形態は、１個のランプまたは多数個のランプの組み合わせを使用し得る。例えば、６個の赤外ランプが７０％の容量で使用され得る。
【０２９３】
好ましい実施形態は、プリフォームに対する物理的な配向が調節できるランプも使用し得る。ランプ位置はプリフォームに近づくあるいは遠ざかる位置に調節され得る。例えば、多数個のランプを有する１つの実施形態において、プリフォームの底部の下方に配置されていた１つまたはそれ以上のランプをプリフォームに近づけて動かすことが望ましい。これは、好都合に、プリフォームの底部の完全なキュアリングを可能にする。調節可能なランプを有する実施形態は、種々の幅を有するプリフォームにも用いられ得る。例えば、プレフォームが頂部において底部より幅が広い場合、キュアリングをいっそう確実にするために、ランプはプリフォームの底部においてプリフォームにより近づけてよい。ランプは好ましくは、被覆の全表面の相対的に均一な照明を提供するように配向されている。
【０２９４】
他の実施形態において、完全なキュアリングをもたらすためにリフレクタが赤外ランプとの組み合わせで使用される。好ましい実施形態においてランプは工程ラインの一方のサイドに配置され、一方、１つまたはそれ以上のリフレクタが工程ラインの反対側あるいは下方に配置される。これは、好都合に、ランプの出力をプリフォーム上に反射して戻す、より完全なキュアリングを可能にする。より好ましくは、ランプからの熱を上方へプリフォームの底部に向けて反射するために、追加のリフレクタがプリフォームの下方に配置される。これは、好都合に、プリフォームの底部の完全なキュアリングを可能にする。他の好ましい実施形態では、物体および用いられる赤外ランプの特性に応じて様々なリフレクタの組み合わせが用いられてよい。より好ましくは、リフレクタは上述の調節可能な赤外ランプとの組み合わせで用いられる。
【０２９５】
さらに、赤外線熱の使用は、ＰＥＴ基材を余剰に加熱することなく熱可塑性エポキシ（例えばＰＨＡＥ）被覆が乾燥するのを可能にし、ブロー成形前のプリフォームの加熱中に使用でき、このようにエネルギー効率のよい装置に役立つ。また、赤外線加熱の使用はブラシを減らし、化学耐性を向上させることが発見された。
【０２９６】
この工程は追加の空気なしに施すことができるが、赤外加熱は強制された空気と組み合わされることが好ましい。使用される空気は熱くても、冷たくても、あるいは周囲のものでもよい。赤外線と空気のキュアリングの組み合わせは、好ましい実施形態の優れた化学、ブラシおよびスカフ耐性という独特の特性をもたらす。さらに、理論に束縛されることを望むことなしに、被覆の化学耐性は架橋とキュアリングの機能であると思われる。キュアリングがより完全なほど、化学耐性がより大きい。
【０２９７】
被膜を完全に乾燥およびキュアリングさせるために必要な時間の長さを決めるには、被覆材料、堆積の厚み、および基材の材料などのいくつかの要因を考慮すべきである。異なる被覆材料は他より早くあるいは遅くキュアリングする。また、固形分の度合いが高くなるにつれ、キュアリング速度は遅くなる。一般的に、約０．０５〜約０．７５グラムの被覆材料が形成された２４グラムのプリフォームの赤外線キュアリングに対して、この範囲より長いおよび短い時間も使用してよいが、キュアリング時間は約５〜６０秒である。
いくつかの実施形態において、長い間、物体は低いIR密度によりキュアされ得る。いくつかの実施形態において、低いER密度は物体の完全な架橋を可能にする。他の実施形態において、材料の低い堆積重量または層は低いIR密度キュアと組み合わせてキュアされ得る。いくつかの実施形態において、キュアされる材料の低い堆積重量または層（層を製作するために使用される１つの材料より多くある）は、２４グラムのプリフォーム上で約０．０１から約０．７５ｇである。他の実施形態において、キュアされる材料の低い堆積重量または層は、２４グラムのプリフォーム上で約０．１から約０．５ｇである。他の実施形態において、堆積重量は０．６グラムより軽く、材料または層の約０．５５、０．５、０．４５、０．４、０．３５、０．３、０．２５、０．２、０．１５または約０．１グラム含む。
【０２９８】
考慮すべきもう１つの要因はプリフォームの表面温度であり、それは基材および被覆材料のガラス転移温度（Ｔｇ）に関連するからである。乾燥／キュアリング工程において、基材のＴｇを超えて基材を加熱することなく、被覆の表面温度が被覆材料のＴｇを超えるのが好ましい。これは、基材の余剰の加熱に起因するプリフォーム形状の変形なしに、望ましい膜形成および／または架橋をもたらす。例えば、被覆材料がプリフォームの基材材料より高いＴｇを有する場合、基材の温度は基材のＴｇかそれより下に保ったままで、プリフォームの表面が被覆のＴｇを超えた温度に加熱されるのが好ましい。このバランスを達成する乾燥／キュアリング工程を調節する１つの方法は、他の方法も使用してよいが、赤外線加熱と空気冷却を組み合わせることである。
【０２９９】
赤外線加熱に加えて空気を使用することの利点は、空気がプリフォームの表面温度を調節し、それによって輻射熱の浸透の制御における柔軟性を可能にすることである。特定の実施形態がより遅いキュアリング速度またはより深い赤外線の浸透を必要とする場合、これは空気単独で、赤外線ユニットに留まる時間、あるいは赤外線ランプの周波数で制御可能である。これらは、単独であるいは組み合わせて使用できる。
【０３００】
好ましくは、プリフォームは赤外線ヒーターを通して進行する間、回転する。プリフォームは好ましくは約３０〜８０ＲＰＭの速度で回転し、より好ましくは約４０ＲＰＭである。回転速度が速すぎると、被覆ははね散らかってプリフォームの不均一な被覆の原因となる。回転速度が遅すぎると、プリフォームは不均一に乾燥する。より好ましくは、赤外線ヒーターを通して進行する間、プリフォームは少なくとも約３６０°回転する。これは、好都合に完全なキュアリングおよび乾燥を可能にする。
【０３０１】
他の好ましい実施形態において、赤外線加熱またはその他の方法の代わりに、電子ビーム加工(Electron Beam Processing)が採用されてもよい。電子ビーム加工（ＥＢＰ）は、主にその大きな寸法と高いコストに起因して、射出成形されたプリフォームおよび容器に用いられ、これに関連したポリマーのキュアリングのために用いられてはこなかった。しかしながら、この技術における最近の進歩は、より小さくて安価な装置のもととなることが期待されている。ＥＢＰ加速器はそのエネルギーとパワーによって特徴的に記載される。例えば、食品の膜の被覆のキュアリングおよび架橋に対して、１５０〜５００ｋｅＶのエネルギーの加速器がだいたいは使用される。
【０３０２】
ＥＢＰポリマー化は分子のいくつかの個々のグループが結合して１つの大きなグループ（ポリマー）を形成する工程である。基材または被覆が高速に加速された電子に晒されると、材料中の化学結合が破壊して新しい変性された分子構造が形成される反応が起こる。このポリマー化は生成物に重大な物理的変化起こし、高い光沢と摩擦耐性などの望ましい特性に帰着しうる。ＥＢＰは多くの材料においてポリマー化工程を開始する大変効率的な方法となりうる。
【０３０３】
ＥＢＰポリマー化と同様に、ＥＢＰ架橋は処理される材料の物理特性を改め、高める化学反応である。それは、それによって化学結合(chemical bond)または結合(link)の内部結合のネットワークが大きなポリマー鎖間で発展し、より強い分子構造を形成する工程である。ＥＢＰは安価な産物の熱可塑性物質の熱的、化学的、バリア、衝撃、摩滅および他の特性を改善させるために用いてもよい。架橋可能なプラスチックのＥＢＰは、改善された寸法安定性、低減された応力による亀裂、より高いセット温度、低減された溶媒および水の透過率および改善された熱機械的特性を有する材料を作り出すことができる。
【０３０４】
ポリマー化した材料のイオン化反応の効果は３つのうちの１つで現れる：（１）自然に分子量が増加する（架橋）；（２）自然に分子量が減少する（分割）；あるいは（３）放射耐性のあるポリマーの場合、分子量に重大な変化が観測されない。あるポリマーは（１）と（２）の組み合わせを経験しうる。照射の間、鎖の分割が架橋と同時にかつ競争的に発生し、最終結果はこれらの反応の収率比によってきまる。各炭素原子にハロゲン原子を含むポリマーは主に架橋を経験し、一方で４級の炭素原子を含むポリマーおよび−ＣＸ2−ＣＸ2−型（Ｘはハロゲン）のポリマーの場合は、鎖の分割が支配的である。芳香族ポリスチレンおよびポリカーボネートはＥＢＰに相対的に耐性がある。
【０３０５】
ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンおよびＰＥＴに対して、両方向の変質が可能である；ある条件はそれぞれの優勢のために存在する。架橋と分割の比は、全放射ドーズ量、ドーズ速度、酸素、安定剤、ラジカル捕捉体の存在、および／または構造上の結晶の力から導かれる妨害(hindrance)を含むいくつかの要因による。
【０３０６】
特に共重合体と混合物において、架橋の全体の特性の効果は矛盾して反対となりうる。例えば、ＥＢＰの後、ＨＤＰＥのような高度に結晶化したポリマーは、結晶構造から導かれる特性である、張力に重大な変化を示さないかもしれないが、衝撃および応力亀裂耐性などのアモルファス構造の振る舞いに関連した特性における重大な改善を明示しうる。
【０３０７】
芳香族ポリイミド(ナイロン)はイオン化放射にかなり敏感である。露光後、芳香族ポリアミドの張力は改善されないが、芳香族ポリアミドと線形脂肪族ポリアミドの混合物に対しては、実質的な長さの減少と共に張力の増加が導かれる。
【０３０８】
ＥＢＰは、プリフォームおよび容器に塗布されたＴＰＥ被覆のより正確で早いキュアリングのために、赤外線に代わるものとして用いることができる。
【０３０９】
ディップ、噴霧あるいはフロー被覆とともに用いられたら、赤外線キュアリングと比較して、ＥＢＰはより安いコスト、改善された速度および／または改善された架橋の制御を提供する力があると思われる。ＥＢＰはまた、溶解したポリマーに施された代わりの化学および熱反応とは反対に、それがもたらす変化が固相で発生するという点で有益である。
【０３１０】
他の好ましい実施形態では、ガスヒーター、紫外線放射、フレーム(flame)が、赤外線またはＥＢＰキュアリングに加えて、あるいはこれに代えて、採用され得る。好ましくは、乾燥／キュアリングユニットは、未使用の被覆材料の望まないキュアリングを避けるために、被覆材料タンクおよび／またはフロー被覆シートから十分な距離であるいは分離されて配置される。
ｅ．冷却
【０３１１】
プリフォームはそれから冷却される。冷却工程はキュアリング工程と組み合わされ、高められた化学、ブラシ、スカフ耐性をもたらす。それは１層の被覆の後あるいは連続的被覆の間の溶媒と揮発性物質の除去に起因すると考えられる。
【０３１２】
１つの実施形態において、冷却工程は周囲の温度で行われる。別の実施形態において、冷却工程は強制された周囲のあるいは冷たい空気の使用により加速される。
【０３１３】
冷却工程中にはいくつかの考慮すべき要因がある。プリフォームの表面温度は、プリフォーム基材または被覆のＴｇの低いほうのＴｇより低いことが好ましい。例えば、ある被覆材用はプリフォーム基材材料より低いＴｇを持ち、この例ではプリフォームは被覆のＴｇより低い温度に冷却すべきである。プリフォーム基材がより低いＴｇを持つ場合は、プリフォームはプリフォーム基材のＴｇより低く冷却すべきである。
【０３１４】
冷却時間も、工程中のどこで冷却が行われるかによって影響を受ける。好ましい実施形態において、多層の被覆が各プリフォームに塗布される。冷却工程が、続いて行われる被覆の前であるときは、上昇されたプリフォームの温度が被覆工程を向上すると思われるので、冷却時間は短くされてもよい。冷却時間は変わるが、それらは約０．０５〜約０．７５グラムの被覆された２４グラムのプリフォームに対して一般的に約５〜４０秒である。
ｆ．システムからの排出
【０３１５】
１つの実施形態において、プリフォームが一度冷却されたら、それは装置から取り出されてパッケージの準備がなされる。別の実施形態において、プリフォームは被覆装置から取り出され、さらなる工程のためにブロー成形装置へと送られる。さらに別の実施形態において、被覆されたプリフォームは、さらなる被覆または複数の被覆が形成されるもう１つの被覆モジュールへと渡される。このさらなる装置はさらなる被覆モジュールまたはブロー成形装置に接続されてもよく、されなくてもよい。
ｇ.リサイクル
【０３１６】
好都合に、上記の好ましい方法で形成され、またはその結果として形成されたビンは、容易にリサイクルされうる。現在のリサイクル工程を用いて、回収されたＰＥＴから被覆が容易に除去できる。例えば、ディップ被覆で塗布され、赤外線加熱でキュアされたポリヒドロキシアミノエーテル系被覆は、ｐＨ１２の８０℃の水溶液に晒されると３０秒で除去できる。また、４と等しいかそれより低いｐＨの水溶液が被膜を除去するために使用できる。ポリヒドロキシアミノエーテルから形成される酸の塩の多様性は、被覆の除去に必要とされる条件を変える。例えば、ポリヒドロキシアミノエーテル樹脂の酢酸溶液から結果として生じる酸の塩は中性のｐＨの８０℃の水溶液の使用で除去できる。代わりに、ヒドロキシフェノキシエーテルポリマーを有する物体のリサイクル方法という名称のアメリカ特許番号６，５２８，５４６に記載のリサイクル方法を使用してもよい。このアプリケーションに開示された方法は参照によりここに組み込まれる。
２．オーバーモールド
【０３１７】
被覆されたプリフォームを生産する１つの方法は、一般に、ここではオーバーモールド、時々インジェクト-オーバー-インジェクト（inject−over−inject）（「ＩＯＩ」）と称される。その名称は、射出成形を使用する手順に言及し、好ましくは射出成形によりそれ自身で作られる既存のプリフォームの上のバリア材料の1またはそれ以上の層を注入する。用語「オーバーインジェクト(overinjecting)」と「オーバーモールド(overmolding)」はここで使用され、好ましくはバリア材料を含む材料の層が既存のプリフォームフォーム上に射出される被覆プロセスを記述する。1つの実施形態において、基礎となるプリフォームフォームがまだ完全に固まらない間、オーバーインジェクトプロセスは遂行される。オーバインジェクトは使用され得り、1またはそれ以上の、例えばそれらを被覆するバリア材料などの材料、リサイクルされたＰＥＴまたは他の材料を被覆された又は被覆されていないプリフォームの上に配置する。
【０３１８】
同じ表面の前処理の概念は、いかなる多層射出オーバーモールドシステム（ＩＯＩとインデックスシステムを含む、限定されず当業者に知られているそれらを含む）、インサート成型システムおよび他の方法に適用し、１つのプラスチック材料がもう１つに接着し、類似したまたは異なる材料の層間の接着を強化する。そのように、前述された方法のいずれも、オーバーモールドプロセスに適用され得る。射出ベース被覆の場合において、表面処理材料はプリフォームごとに、個々のヘッドを使用し、またはトンネルにより取り入れられ得る。
【０３１９】
いくつかの実施形態において、プリフォームは射出成形プロセスによって形成され得る。プリフォームが冷却された時、ここに記述されるように、それは射出成形装置から放出され得り、1またはそれ以上の処理プロセスに従って処理領域に晒され得る。その後、ここにさらに記述されるように、プリフォームはオーバーモールドプロセスを受け得る。そのような方法は、プリフォームのベース基材層と被覆層の間の接着を向上させ得る。
【０３２０】
オーバーモールドすることは、被覆されていないプリフォーム自体を形成するのに使用されるのに類似した装置を使用する射出成形プロセスを使用することにより実行される。オーバーモールドするための好ましい型は、所定の位置に被覆されていないプリフォームを持ち、図１４に示される。型は２つの半体、キャビティ半体５２とマンドレル半体５１を含み、オーバーインジェクトする前に、閉じた状態で図１４に示される。キャビティ半体５２は、被覆されていないプリフォームが配置されるキャビティを含む。プリフォームの支持リング６は水平の出っ張り（ｌｅｄｇｅ）５８の上に載り、支持リング６に圧力をかけるマンドレル半体５１により適切な状態に保たれ、このように、プリフォームのボディ部からネック部を封印する。キャビティ半体５２は複数のチューブまたはその中に流体を運ぶチャンネル５５を有する。好ましくは、チャンネル中の流体は、流体がキャビティ半体５２中を通る通路中を循環し、チャンネル５５を通り抜けて、アウトプット（output）を通り抜けてキャビティ半体５２の外へ、冷却装置または他の冷却方法を通り抜け、そして流入装置(input)に戻る。循環する流体は型を冷やすのに役立ち、順番に型に注入されるプラスチック溶液を冷却し、被覆プリフォームを形成する。
【０３２１】
型のマンドレル半体は、マンドレルを含む。時々コアと呼ばれるマンドレル９６は、型のマンドレル半体５１から突き出て、プリフォームの中心キャビティを占有する。プリフォームを型に集中させるのを助けることに加えて、マンドレル９６はプリフォームの内部を冷却する。冷却は、循環している流体により、型のマンドレル半体５１中のチャンネル５７を通り抜けてなされ、最も重要なことに、マンドレル９６自体の長さを通り抜ける。マンドレル半体５１のチャンネル５７は、それらが型半体の内部にある冷却する流体が進む経路の一部をつくるという点で、キャビティ半体５２中の類似しているチャンネル５５で働く。
【０３２２】
プリフォームが成型キャビティにあるとき、プリフォームのボディ部はキャビティ範囲内で中心に集められて、ボイド(void)スペース６０に完全に囲まれる。このように配置されるプリフォームは、その後の注入手順において内部のダイマンドレルとして働く。オーバーモールド材料の融液は、好ましくはバリア材料を含み、門５６とプリフォームのまわりの流れを通って、注入器から成型キャビティ内に挿入され、好ましくは、少なくともプリフォームのボディ部４を囲む。オーバーインジェクションの後で、オーバーモールドされた層は、およその寸法とボイドスペース６０の形を取る。
【０３２３】
オーバーモールド手順を実行するために、１つは好ましくは、そのＴｇより上の温度で被覆される最初のプリフォームを加熱する。ＰＥＴの場合において、その温度は好ましくは１００から２００℃であり、より好ましくは１８０−２２５°Ｃである。ＰＥＴの結晶化の温度、またはより上の温度、約１２０℃、で使用されるならば、プリフォーム中でＰＥＴを冷やすとき、注意を必要とする。冷却は、プリフォームの中のＰＥＴを好ましくは、結晶状態よりアモルファス状態を取るのを可能とするのに十分でなければならない。あるいは、使用される最初のプリフォームは、直近で射出成形され、完全には冷やされず、現状のまま高温であるのでオーバーモールドプロセスが好まれる。
【０３２４】
被覆材料は加熱されて、射出成形装置の使用に適応する粘性融液を形成する。ポリマーの溶融範囲と溶融の粘度が、過程、化学的特性、分子量、分岐度および材料の他の特徴に起因して異なるので、このための温度、注入温度は材料間で異なる。上述された好ましいバリア材料のために、注入温度は好ましくは約１７５−３２５℃の範囲であり、より好ましくは、２００から２７５℃である。例えば、コポリエステルバリア材料Ｂ−０１０のための好ましい温度は約２７５℃であるが、それに対しＰＨＡＥ  ＸＵ−１９０４０．００Ｌのための好ましい温度は約２００℃である。リサイクルされたＰＥＴが使用されるならば、注入温度は好ましくは２５０-３００℃である。被覆材料は、ボイドスペース６０を満たすのに十分な量で、型内に注入される。被覆材料がバリア材料を含むならば、被覆層はバリア層である。
【０３２５】
被覆されたプリフォームは、好ましくは、それが型から移動され得り、または損害を受けることなく取り扱われる温度まで少なくとも冷やされ、さらなる冷却が行われる得る型から取り出される。ＰＥＴが使用され、そしてプリフォームがＰＥＴの結晶化の温度の近くまたはより上の温度まで加熱されたならば、冷却はかなり急速でなければならず、プリフォームが完全に冷却されるとき、ＰＥＴが主にアモルファス状態であることを確実とするのに十分でなければならない。このプロセスの結果として、強く、そして効果的な結合が、最初のプリフォームとその後塗布された被覆材料の間で起こる。
【０３２６】
オーバーモールドすることは、３あるいはそれ以上の層で被覆されたプリフォームをつくるのに使用され得る。図９において、本発明のプリフォームの３層の実施形態が示される。その中で示されるプリフォームは、２つの被覆層、中間層８０と外層８２を有する。図９に示される層の相対的な厚さは変更され、層材料の特有の組合せに適応し、または異なる大きさのビンを作ることができる。当業者により理解されるように、上述されるのと類似する手順に従い、最初のプリフォーム既に被覆されているものであること以外は、ここに記述される被覆されたプリフォームを作るための方法の１つによるように、オーバーモールドすることを含む。
ａ．表面処理オーバーモールドのための好ましい装置
【０３２７】
オーバーモールドプロセスを遂行する好ましい装置は、エンゲル（オーストリア）による３３０−３３０−２００機械の使用に基づ、型の一部は固定された半体と可動半体を含む。両方の半体は、好ましくは硬い金属から作られる。固定された半体は、少なくとも２つの型部を含み、各々の型部が、Ｎ（Ｎ＞０）と等しい成型キャビティ、冷却流体のための流入装置および流出装置(output)、型領域内の冷却流体の循環を可能にするチャンネル、注入装置および注入装置から各々の成型キャビティの門まで溶解材料を導く熱い通路を含む。各々の型部が異なったプリフォーム層を形成し、各々のプリフォーム層が好ましくは異なる材料で作られるので、各々の型部は別々に制御され、各々の材料と層に必要な潜在的に異なる条件に対応させる。特定の型部と関連した注入器は、融解材料を、その特定の材料にふさわしい温度で、その型部の熱い通路と門を通って、成型キャビティ内に注入する。冷却流体のための型部自身の流入装置および流出装置は、型部の温度を変えることを可能にし、型部に注入される特定の材料の特徴に対応する。従って、各々の型部は、異なる注入温度、型温度、圧力、注入量、冷却流体温度などを有し、特定のプリフォーム層の材料と操作上の必要条件に適応させる。
【０３２８】
図１５を参照すると、型の可動半体は、ターンテーブル２０２および複数のコアまたはマンドレル９６を含む。アライメントピンはプレートを導き、スライド可能なように好ましくは水平方向へまたは固定された半体から離れて動く。ターンテーブルは時計回りまたは反時計回りの方向に回転し得り、プレート上に備え付けられる。複数のマンドレルは、ターンテーブル上に貼り付けられる。これらのマンドレルは、プリフォーム内部のための型枠として、成型操作の間のプリフォームに対してキャリヤーおよび冷却手段として働くことと同様に働く。マンドレルにおける冷却手段は、型部における冷却手段と別である。
【０３２９】
型のための型温度または冷却は、流体を循環させる手段によって制御される。別々の冷却流体循環が、可動半体のためおよび固定された半体の各々の型部のためにある。それ故に、固定された半体で２つの型部を有する型において、各々の２つの型部のための別の冷却装置に加えて型の可動半体のための別の冷却装置がある。同じように、固定された半体で３つの型部を有する型において、別の４つの冷却流体循環設備がある:各々型部のために１つ、合計３つ、加えて可動半体のために１つ。各々の冷却流体循環設備は、同様の方法で働く。流体は型に入り、図９で上述されたようにチャンネルまたはチューブの中のネットワークを通り抜けて流れ、そして、流出装置を通って出る。出力装置から、流体は、流体を流れさせ続けるポンプ手段を通り抜けて進み、そして、型に戻る前に、所望の温度範囲に流体を保つ冷やす手段を通り抜ける。
【０３３０】
好ましい実施形態において、マンドレルとキャビティは、例えばベリリウムなどの高熱伝導材料を含み、例えばスズまたはクロムなどの硬い金属で被覆される。硬い被覆は、ベリリウムをプリフォームと直接の接触させないようにし、排出のための解放として働き、硬い表面を長い間提供することと同様である。高熱伝導材料はより効果的な冷却を可能にし、そしてより低いサイクル時間を成し遂げる助けをする。高熱伝導材料は各々のマンドレルおよび／またはキャビティの全域上に配置され、または、それがその一部だけの上であり得る。好ましくは、少なくともマンドレルの表面は、高熱伝導材料を含む。
【０３３１】
マンドレルの数はキャビティの総数と等しく、そして可動半体上のマンドレルの配置は固定された半体上のキャビティの配置を映す。型を閉じるために、可動半体は固定された半体の方に移動し、マンドレルをキャビティと結合させる。型を開けるために、可動半体は固定された半体から移動し、マンドレルは固定された半体上のブロックをきれいに取り除く。マンドレルが型部から完全に引き出された後、可動半体のターンテーブルは異なる型部と協力してマンドレルを回転させる。このように、固定された半体からマンドレルの各々の引き出し後、可動半体は３６０７（固定された半体の多くの型部）程度を回転させる。機械が運転中のとき、引き出しと回転工程の間、いくつかまたは全てのマンドレルの存在するプリフォームがある。
【０３３２】
型部に与えられるキャビティの寸法は同一であるが、しかしながらキャビティの寸法は型部の間で異なる。被覆されていないプリフォームが最初に成形されるキャビティ、プリフォーム成型キャビティは、寸法がもっとも小さい。最初の被覆工程が遂行される型部におけるキャビティの寸法は、プリフォーム成型キャビティより大きく、被覆されていないプリフォームに対応し、スペースを被覆材料に提供し、オーバーモールドされた被膜を形成するために注入される。各々のその後の型部において、キャビティは、さらなるオーバーモールド工程が遂行され、次第に寸法が大きくなり、各々の被覆工程で大きくなるようにプリフォームに適応させる。
【０３３３】
一組のプリフォームが完全に成形され、オーバーモールドされた後、一連の排出装置はマンドレルから離れた完成品のプリフォームを排出する。マンドレルのための排出装置は独立して動き、あるいは、少なくとも、一つの排出装置が一組のマンドレルと等しい数あり、一つの型部を構成する。そのため、完成品のプリフォームだけが排出される。被覆されていないまたは不完全に被覆されたプリフォームはマンドレル上にとどまり、それらは次の型部に対するサイクルにおいて続き得る。排出は、プリフォームを完全にマンドレルから分離し、容器内にまたは運搬装置上に分類する。あるいは、排出後プリフォームがマンドレルにとどまり、その後ロボットアームまたは他の装置は、プリフォームまたはプリフォームのグループを容器、運搬装置または他の所望の位置に移動するためにつかみ得る。
【０３３４】
図１５と１６は、上述された装置の実施形態のための概略図を図解する。図１６は、型の固定された半体である。この実施形態において、ブロック２０１は２つの型部を有し、１つは一組の３つのプリフォームの成型キャビティ９８を含み、そして他のものは一組の３つのプリフォームの被覆キャビティ２００を含む。各々のプリフォーム被覆キャビティ２００は、好ましくは、上述されるように図１４に示されるのと同様のものである。各々のプリフォーム被覆キャビティ９８は、材料がマンドレル（すでにその上のプリフォームなくても）によって定義されるスペースと循環している流体により型ブロック内でチャンネルを通って冷却される型の壁内に注入されるという点で、好ましくは、図１４に示されるのと類似のものである。従って、この装置の１つの完全な生産サイクルは、３つの２層のプリフォームをもたらす。サイクル当たりの３つのプリフォームより多いことを望むならば、固定された半体は変更され得り、型部の各々においてより多くのキャビティに対応する。これの例は、図１８において見られ、２つの型部を含む型の固定された半体が示され、１つは４８のプリフォーム成型キャビティ９８を含み、そして他のものは４８のプリフォーム被覆キャビティ２００を含む。３つあるいはそれ以上の層プリフォームが望まれるならば、固定された半体は変更され得り、各々のプリフォーム層のための１つである、さらなる型部に対応する。
【０３３５】
図１５は、型の可動半体を図解する。可動半体は、ターンテーブル２０２に取り付けられる６本の同一のマンドレル９６を含む。各々のマンドレルは、型の固定された半体上で、キャビティと一致する。可動半体もアライメントペグ９３を含み、固定された半体上でレセプタクル９５と一致する。型の可動半体が型を閉じるために移動するとき、成型キャビティ９８と被覆キャビティ２００がマンドレル９６で位置を調整するように、アライメントペグ９３はそれらの対応するレセプタクル９５に係合される。位置の調整と閉鎖の後、マンドレル９６の半体はプリフォーム成型キャビティ９８の範囲内で中心に集められ、他のマンドレル９６の半体はプリフォーム被覆キャビティ２００の範囲内で中心に集められる。
【０３３６】
型が分離され、適切な角度を回転させる後のように、キャビティ、マンドレルおよびアライメントペグの構成と容器はすべて十分な対称を有さなければならない。全てのマンドレルはキャビティと一致し、そして、すべてのアライメントペグは容器と一致する。さらに、回転の前にあったよりも、各々のマンドレルは異なる型部においてキャビティ内になければならず、それが機械で作られる各々のプリフォームと同一の方法で形作りそしてオーバーモールドする順序の正しいプロセスを達成する。
【０３３７】
２つの型半分の２つの図は、図１９と２０に同時に示される。図１９において、矢印により示されるように、可動半体は固定された半体の方へ移動する。ターンテーブル２０２に取り付けられる２本のマンドレル９６は、キャビティに入り始め、１つは成型キャビティ９８に入り、そして、他はブロック２０１に取り付けられた被覆キャビティ２００に入る。図１６において、マンドレル９６は固定した側でキャビティから完全に引き出される。この図において、冷却装置は概略的に示され、プリフォーム成型キャビティ９８は冷却循環２０６を有し、他の型部を含むプリフォーム被覆キャビティ２００のために冷却循環２０８から分離される。２本のマンドレル９６は、すべてのマンドレルを結びつける単一システム２０４により冷却される。図２０中の矢印は、ターンテーブル２０２の回転を示す。ターンテーブルは、時計回りに回転することもできた。機械が運転中であるならば、マンドレル上にある被覆されまたは被覆されていないプリフォームは示されない。アライメントペグと容器も、明瞭のために省略される。
【０３３８】
オーバーモールド装置の操作は、２層プリフォームを作る好ましい２つの型部装置に関して論じられる。それらが接触するまで、その型は固定された半体の方に可動半体を移動することにより閉じられる。第１の注入装置は、第１の型部内に第１の材料の融液を注入し、熱い通路を通り抜けて、そしてプリフォーム成型キャビティ９８内にそれらのそれぞれの門を通り抜け、各々の被覆されたプリフォームの内層になる被覆されていないプリフォームを形成する。第１の材料は、プリフォーム成型キャビティ９８とマンドレル９６の間でボイドを満たす。同時に、第２の注入装置は、第２の材料の融液を固定された半体の第２の型部に注入し、熱い通路を通り抜けて、各々のプリフォーム被覆キャビティ２００内にそれらのそれぞれの門を通り抜け、第２の材料は空所（図１４の中の６０）を被覆キャビティ２００とその中のマンドレル９６上に取り付けられた被覆されていないプリフォームの壁の間で満たす。
【０３３９】
この全プロセスの間に、冷却流体は循環し、プリフォーム成型キャビティ型部、プリフォーム被覆キャビティの型部および型の可動半体と一致する３つの分離した部分２０６、２０８および２０４を通り抜ける。このように、融液とプリフォームは、可動半体において循環により中心で冷却され、マンドレルの内部を通り抜けていき、キャビティの各々において循環により外側も同様である。プリフォーム成型キャビティ９８を含む第１の型部中に冷却流体の操作パラメータは、被覆キャビティを含む第２の型部における冷却流体の操作パラメータと別に制御され、プリフォームと被覆の異なる材料特性を明らかにする。型が開いているか閉じているかに関わらず、これらはサイクルを通り抜けて一定の冷却を隠れたプリフォームに提供する型の可動半体のそれらから離れている。
【０３４０】
その上にプリフォームを有する全てのマンドレル９６が、プリフォーム成型キャビティ９８およびプリフォーム被覆キャビティ２００から完全に取り出されるまで、可動半体は、後ろにすべり、２つの型半体を分離し、型を開く。排出装置は、被覆された、完成品のプリフォームをマンドレル９６から離して排出し、プリフォーム被覆キャビティから取り外された。上述のように、排出はプリフォーム９６を完全にマンドレルから分離し、容器内にまたは運搬装置上に分類し、あるいは、排出後プリフォームがマンドレルにとどまるならば、ロボットアームまたは他の装置は、プリフォームまたはプリフォームのグループを容器、運搬装置または他の所望の位置に移動するためにつかみ得る。ターンテーブル２０２はそれから１８０Ｄを回転させ、その上に被覆されていないプリフォームを有する各々のマンドレル９６がプリフォーム被覆キャビティ２００の上に配置され、そして被覆プリフォームが排出された各々のマンドレルはプリフォーム成型キャビティ９８上に配置される。ターンテーブル２０２の回転は、０．３秒と同じくらい速く起こり得る。アライメントペグ９３を使用して、型半体は再び位置を調整し、閉じて、そして、第１の注入装置が第１の材料をプリフォーム成型キャビティ中に注入し、一方、第２の注入装置がプリフォーム被覆キャビティ中にバリア材料を注入する。
【０３４１】
型を閉じ、融液を注入し、型を開け、完成品のバリアプリフォームを排出し、ターンテーブルを回転させ、型を閉じる生産サイクルは繰り返され、プリフォームは連続的に成形され、そしてオーバーモールドされる。
【０３４２】
装置が最初に起動し始めるとき、最初のサイクルの間、プリフォームはまだ、プリフォーム被覆キャビティ２００中にない。それ故に、オペレータは第２の注入装置が、第１の注入の間、第２の型部に第２の材料を注入するのを防がなければならないか、または第２の材料を注入され、排出し、第２の材料だけを含む結果として生じる単一層プリフォームを廃棄しなければならない。この開始工程の後、オペレータが手動で操作を制御するか、または所望のパラメータをプログラムして、プロセスが自動的に制御される得る。
ｂ．好ましいオーバーモールド装置を使用して２層プリフォームを作る方法
【０３４３】
２層プリフォームは、上述の好ましいオーバーモールド装置を使用して作られる得る。１つの好ましい実施形態において、２層プリフォームは、ポリエステルを含む内層とバリア材料を含む外層とを具備する。特に好ましい実施形態において、内層は未使用のＰＥＴを含む。説明は、以下の記載にしたがって、未使用のＰＥＴの内層を含む２層プリフォームの特に好ましい実施形態に向けられる。説明は、図３で見られるタイプの単一セットの被覆されたプリフォームの形成を記述することに向けられ、すなわち、全体として装置の操作を記述することよりむしろ、成形、オーバーモールドおよび排出を経て一組のプリフォームに続く。記述されるプロセスは、約３ｍｍの壁部３における総厚みを有するプリフォームに向けられ、約２ｍｍの未使用のＰＥＴと約１ｍｍのバリア材料を含む。図３で示すように、２層の厚みは、プリフォームの他の部分で変わる。
【０３４４】
プリフォームの他の実施形態が使用されるならば、下で詳述されるいくつかのパラメータが異なることは、当業者にとって明らかである。例えば、型が閉じた状態にある時間は、プリフォームの壁の厚さにより異なる。しかしながら、この好ましい実施形態およびここで公開の残部の下記の公開が与えられれば、当業者は、他のプリフォーム実施形態の適切なパラメータを決定することができる。
【０３４５】
上述される装置は組み立てられ、プリフォーム成型キャビティ９８を含む型部を供給する注入装置は未使用のＰＥＴを供給され、そして、プリフォーム被覆キャビティ２００を含む型部を供給する注入装置はバリア材料を供給される。両方の型半分は、循環流体により冷却され、好ましくは水、好ましくは０−５０℃の温度で、より好ましくは１０−１５℃。
【０３４６】
型の可動半体は動かされ、型が閉じられる。未使用のＰＥＴの融液は、ブロック２０１の後ろを通り抜けて、そして、各々のプリフォーム成型キャビティ９８内に注入され、被覆されたプリフォームの内層になる被覆されていないプリフォームを形成する。ＰＥＴ融液の注入温度は、好ましくは２５０から３００℃であり、より好ましくは２６５から２８０℃である。型は好ましくは３から１０秒の間閉じてられており、より好ましくは、ＰＥＴが型を循環している水により冷却される間の４から６秒である。この間に、プリフォーム形成キャビティ９８またはマンドレル９６の表面と接触するプリフォームの表面は膜を形成し始め、しかし一方プリフォームのコアは融解され、凝固していない。
【０３４７】
型の可動半体は動かされ、型の２つの半体は、マンドレル９６上にとどまる新しく成形されたプリフォームが型の固定された側から取り除かれるポイントで、またはそれを過ぎて、切り離される。プリフォームの内部は、マンドレル９６と接触して、冷却され続ける。冷却は、好ましくは、ＰＥＴの晶析速度より速い速度で熱を取り除く方法でなされ、プリフォームにおいてＰＥＴはアモルファス状態にある。上述のように、型を通って循環している冷却された水は、この課題を達成するのに十分でなければならない。しかしながら、プリフォームの内部が冷却している間、プリフォームの融解されたコアから熱を吸収するので、プリフォームの外面の温度は上がり始める。この加熱は、新しく成形されたプリフォームの外面で膜を柔らかくし始める。
【０３４８】
そして、ターンテーブル２０２は１８０°回転し、その上に成形されたプリフォームを有する各々のマンドレル９６がプリフォーム被覆キャビティ２００の上に配置される。このように配置され、その上に成型されたプリフォームを有さない各々の他のマンドレル９６は、各々プリフォーム成型キャビティ９８の上に配置される。型は、再び閉じられる。好ましくは、プリフォーム成型キャビティからの除去からプリフォーム被覆キャビティへの挿入の間の時間は１から１０秒であり、より好ましくは１〜３秒である。
【０３４９】
成形されたプリフォームがプリフォーム被覆キャビティ２００内に最初に配置されるとき、プリフォームの外面は型面と接触していない。このように、接触冷却はマンドレルの内部からだけであるので、外膜は、上述されているようにまだ柔らかく、熱い。被覆されていないプリフォーム（被覆されたプリフォームの内層を形成する）の外面の高温は、ＰＥＴと完成品のバリア被覆されたプリフォームにおけるバリア層との間の接着を促進するのに役立つ。熱いとき、材料の表面がより反応すると仮定される。このように、バリア材料と未使用のＰＥＴの間の化学相互作用が高温により強化される。バリア材料はプリフォームを冷えた表面で被覆し、接着する。そして、このように、操作は冷えた最初の被覆されていないプリフォームを使用して遂行され得り、しかし、オーバーモールドプロセスが高温でなされるとき、接着は著しくよく、被覆されていないプリフォームを成形することの後ですぐに起こる。
【０３５０】
それから、第２の注入操作があとに続き、バリア材料の融液は各々のプリフォーム被覆キャビティ２００に注入され、プリフォームを被覆する。バリア材料の融液の温度は、好ましくは１６０℃から３００℃である。どんな個々のバリア材料の正確な温度範囲でもバリア材料の特定の特徴に依存する。しかし、当業者の能力の範囲内であり、ここの公開を与える決まりきった実験により適切な範囲を決定する。例えば、ＰＨＡＥバリア材料ＸＵ１９０４０．００Ｌが使用されるならば、融液の温度（注入温度）は好ましくは１６０から２４０℃であり、より好ましくは２００から２２０℃である。コポリエステルバリア材料（Copolyester Barrier Material）Ｂ−０１０が使用されるならば、注入温度は好ましくは１６０から２４０℃であり、より好ましくは２００から２２０℃である。この一組のプリフォームがプリフォーム被覆キャビティ２００においてバリア材料でオーバーモールドされている同じ時間の間、もう一組の被覆されていないプリフォームは、上述されたように、プリフォーム成型キャビティ内で成形される。
【０３５１】
型の２つの半体は、好ましくは３から１０秒再び離され、より好ましくは注射工程の開始の後４〜６秒である。ちょうどプリフォーム被覆キャビティ２００内でバリア被覆されたプリフォームは、マンドレル９６から排出される。ちょうどプリフォーム成型キャビティ９８内で成形された被覆されていないプリフォームは、それらのマンドレル９６にとどまる。それからターンテーブルが１８０°回転し、その上に被覆されていないプリフォームを有する各々のマンドレルが被覆キャビティ２００上に配置され、そして、ちょうど被覆プリフォームが除去された各々のマンドレル９６は、成型キャビティ９８上に配置される。
【０３５２】
型を閉じ、材料を注入し、型を開け、完成品のバリアプリフォームを排出し、ターンテーブルを回転し、そして型を閉じるサイクルは繰り返され、そのため、プリフォームは連続的に成形され、オーバーモールドされる。最初の型の後、プリフォームはここに記述される方法によって表面処理され得る。
【０３５３】
ここに公開されるプロセスを使用する多くの利点の１つは、プロセスのサイクル時間が被覆されていないプリフォームを生産するための標準的なプロセスに対するものと類似している；すなわちこのプロセスによるプリフォームフォームの成形および被覆は、プリフォーム生産において現在使用される標準的な方法により同程度の寸法の被覆されていないＰＥＴプリフォームを作るのに必要であるのと同程度の期間でなされる。したがって、１つは生産出力と能力を十分に変更することなしで、被覆されていないＰＥＴプリフォームの代わりにバリア被覆されたＰＥＴプリフォームを作ることができる。
【０３５４】
ＰＥＴ融液がゆっくり冷却するならば、ＰＥＴは結晶性形状を呈する。結晶質のポリマーがアモルファスポリマーと同様にブロー成形しないので、結晶質ＰＥＴのプリフォームは本発明により容器を作るのと同様に遂行することを期待されない。しかしながら、ＰＥＴが結晶形成速度より速い速度で冷却されるならば、ここに記述されるように、それはアモルファス形状を呈する。アモルファス形状は、ブロー成形に適している。このように、ＰＥＴの十分な冷却は、処理されるとき、必要に応じて遂行するプリフォームを形成することに対してとても重要である。
【０３５５】
例えばここに記述されるように、ＰＥＴの層が型で冷却する速度は、ＰＥＴの層の厚みに比例し、接触している冷却面の温度と同様である。型温度の要素が一定の状態に保たれるならば、ＰＥＴの厚い層は薄い層よりゆっくり冷却する。これは、熱が厚い層中を進まなければならない距離が長いのでＰＥＴの薄い層より、熱が厚いＰＥＴ層の内部の内部から型の冷却面と接触するＰＥＴの外面に移動するので加熱により長い期間かかるからである。このように、ＰＥＴの厚い層を有するプリフォームは、ＰＥＴの薄い層を有するプリフォームより長い時間の間、型の冷却面と接触する必要がある。言い換えると、すべてのものが等しいならば、ＰＥＴの薄い壁を有するプリフォームを成形するのに必要であるより、ＰＥＴの厚い壁を有するプリフォームを成形するにはより長い時間必要である。
【０３５６】
上述された装置で第１の注入により作られるそれらを含む、この発明の被覆されていないプリフォームは、所定の容器寸法の従来のＰＥＴプリフォームより好ましくは薄い。これは、本発明のバリア被覆されたプリフォームを作る際に、従来のＰＥＴプリフォームの中にあるＰＥＴの量が、好ましいバリア材料のうちの１つと同程度の量だけ配置され得るからである。上述されたように、好ましいバリア材料がＰＥＴと類似する物理的特性を有するので、これはなされ得る。このように、バリア材料が、ＰＥＴとほぼ等しい量をプリフォームまたは容器の壁に配置するとき、容器の物理的特性に関する有意差はない。本発明のバリア被覆されたプリフォームの内層を形成する好ましい被覆されていないプリフォームが薄い壁であるので、それらはそれらの厚い壁の従来の対応物よりすぐに型から取り出され得る。約３ｍｍの総壁厚を有する従来のＰＥＴプリフォームの約１４−２４秒と比較して、例えば、本発明の被覆されていないプリフォームは、結晶化することなく、好ましくは約４−６秒後に型から取り出され得る。全体で本発明のバリア被覆されたプリフォームを作る時間は、同じ総厚さの単層ＰＥＴプリフォームを作るのに必要な時間と等しく、またはわずかに長い（最長約３０％）。
【０３５７】
さらに、好ましいバリア材料がアモルファスであるので、そらはＰＥＴと同じ種類の処理を必要としない。このように、成形−オーバーモールドプロセスのサイクル時間は、上述されたように、一般に、ＰＥＴで必要な冷却時間により影響される。上述された方法において、バリア被覆されたプリフォームは、被覆されていない従来のプリフォームを生産するのに必要であるのとほぼ同じ時間で作られ得る。
【０３５８】
本発明の好ましいバリア材料の物理的特性は、この種のプリフォーム設計を実行可能にするのに役立つ。物理的特性の類似性のため、主にバリア材料である壁部を有する容器は、容器の性能を犠牲にすることなく作製され得る。使用されるバリア材料がＰＥＴと類似していないならば、図４のように可変的な壁構成を有する容器は、容器性能に影響を及ぼし得る弱点または他の欠点を有するであろう。
【０３５９】
ここで引用された全ての特許と公報は、全て引用によって以下に組み込まれている。ここで、さらに記載するものを除き、所定の実施形態、特徴、装置、デバイス、材料、方法そして、ここで記載された技術事項は、実施形態によっては、アメリカ特許番号６,１０９,００６；６，８０８，８２０；６，５２８，５４６；６，３１２，６４１；６，３９１，４０８；６，３５２，４２６；６，６７６，８８３；  アメリカ特許出願番号０９／７４５，０１３（公開番号  ２００２−０１００５６６）；１０／１６８，４９６（公開番号  ２００３−０２２００３６）；０９／８４４，８２０（２００３−００３１８１４）；１０／０９０，４７１（公開番号  ２００３−００１２９０４）；１０／３９５，８９９（公開番号  ２００４−００１３８３３）；１０／６１４，７３１（公開番号  ２００４−００７１８８５），２００４年４月１６日に出願された仮出願６０／５６３，０２１，２００４年５月２８日に出願された仮出願６０／５７５，２３１，２００４年７月７日に出願された仮出願６０／５８６，３９９，２００４年１０月１８日に出願された仮出願６０／６２０，１６０，２００４年１０月２２日に出願された仮出願６０／６２１，５１１そして、２００５年１月１１日に出願された仮出願６０／６４３，００８，２００５年４月１８日に出願された名称「単一／複数層の物体とその物体を製造するための圧縮方法」のアメリカ特許出願番号１１／１０８，３４２、２００５年４月１８日に出願された名称「単一／複数層の物体とその物体を製造するための注入方法」のアメリカ特許出願番号１１／１０８，３４５、２００５年４月１８日に出願された名称「単一／複数層の物体とその物体を製造するための延伸方法」のアメリカ特許出願番号１１／１０８，６０７（これらは引例によってそれらの全体に組み入れられる）に記載された実施形態、特徴、装置、デバイス、材料、方法、記載された技術事項のうちの１またはそれ以上と類似するものもある。そして、上記の実施形態、特徴、装置、デバイス、材料、方法そして、そこで記載された技術事項は、実施形態によっては、実施形態、特徴、装置、デバイス、材料、方法そして、上述した特許や出願において開示された技術事項に適用したり使用したりすることができる。
【０３６０】
上述した様々な方法や技術は、本発明を実施するための多数の方法を提供する。もちろん、ここに記載したある特定の実施形態によっては、記載したすべての目的や利点が必ずしも達成されるわけではないことがわかる。
【０３６１】
さらに、当業者ならば異なる実施形態から様々な特徴の変形例を見つけることができる。同様に、上述した様々な特徴や工程は、この技術の方法を実施する当業者は、ここに記述された手法に従って、他の既知の特徴や工程の同等なものとともに、組み合わせたり適合させたりすることができる。
【０３６２】
本発明は、所定の実施形態や例についての文脈から開示されたものであるが、本発明は、当業者により、特に記載された実施形態を超えて他の実施形態としたり、および／もしくは、使用したり変形したりその同等なものと、することができることがわかる。したがって、本発明はここでの好適な実施形態で特に開示されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０３６３】
【図１】図１は好適な実施形態の開始材料として使用される被覆されていないプリフォームである。
【図２】図２は好適な実施形態に基づいて被覆される種類の好適な被覆されていないプリフォームの断面である。
【図３】図３は好適な１つの実施形態の被覆されたプリフォームの断面である。
【図４】図４は被覆されたプリフォームの壁部の一部の拡大である。
【図５】図５は他の実施形態の被覆されたプリフォームの断面である。
【図６】図６は本発明の好適な被覆された容器を製作するために使用され得る種類のブロー成形装置のキャビティにおける好適なプリフォームの断面である。
【図７】図７はブロー成形処理に基づいて準備された被覆された容器である。
【図８】図８は本発明に基づく特徴を有する好適な実施形態の被覆された容器の断面である。
【図９】図９はプリフォームについての３層の実施形態である。
【図１０】図１０は好適なプロセスを図解する制限のない流れ図である。
【図１１】図１１はある好適なプロセスについての制限のない流れ図であり、ここで、装置は単一の被覆ユニットを備える。
【図１２】図１２はある好適なプロセスについての制限のない流れ図であり、ここで、装置は１つに一体化された装置内に多数の被覆ユニットを備える。
【図１３】図１３はある好適なプロセスについての制限のない流れ図であり、ここで、装置はモジュラー装置内の多数の被覆ユニットを備える。
【図１４】図１４はバリア被覆されたプリフォームを製作するために使用される種類の射出成形金型の断面図である。
【図１５】図１５は成形機の２つの半体であり、バリア被覆されたプリフォームを製作する。
【図１６】図１６は成形機の２つの半体であり、バリア被覆されたプリフォームを製作する。
【図１７】図１７は成形機の２つの半体であり、４８の２層プリフォームを製作する。
【図１８】図１８は成形機の２つの半体であり、４８の２層プリフォームを製作する。
【図１９】図１９は成形キャビティ内に部分的に配置されたマンドレルを持つ概略図の斜視図である。
【図２０】図２０は回転の前に、成形キャビティから完全に回収されたマンドレルを持つ型の斜視図である。
【０３６４】
図は、一定の縮尺で描かれていない可能性がある。
【図１】
2009515676.tif 000018
【図２】
2009515676.tif 000019
【図３】
2009515676.tif 000020
【図４】
2009515676.tif 000021
【図５】
2009515676.tif 000022
【図６】
2009515676.tif 000023
【図７】
2009515676.tif 000024
【図８】
2009515676.tif 000025
【図９】
2009515676.tif 000026
【図１０】
2009515676.tif 000027
【図１１】
2009515676.tif 000028
【図１２】
2009515676.tif 000029
【図１３】
2009515676.tif 000030
【図１４】
2009515676.tif 000031
【図１５】
2009515676.tif 000032
【図１６】
2009515676.tif 000033
【図１７】
2009515676.tif 000034
【図１８】
2009515676.tif 000035
【図１９】
2009515676.tif 000036
【図２０】
2009515676.tif 000037
【国際調査報告】
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