(57)【要約】本発明は、ディップ、スプレーまたはフローコーティングにより１層またはそれ以上の層で被覆された物品を形成するための方法および装置に関する。１つの局面では、本発明は、被覆されたプリフォームから、好ましくはポリエチレンテレフタレートを有する、被覆された容器を形成する方法および装置に関する。好ましい実施形態では、コーティングがダメージを受ける危険性を低減し、これによって最終的な容器の効果を高めるのにエネルギー的に十分な方法で、被覆された容器またはプリフォームが形成されることを可能にする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１熱可塑性樹脂の水系溶液または分散物を物品基材の外側の表面にディップ、スプレーまたはフローコーティングにより塗布する工程と、
第１の密着した膜を形成するような速度で、前記物品を前記ディップ、スプレーまたはフローコーティングから取り出す工程と、
前記第１の膜が実質的に乾燥して第１のコーティングを形成するまで、被覆された前記物品を固化／乾燥する工程と、
任意に、第２熱可塑性樹脂の水系溶液または分散物を物品基材の外側の表面にディップ、スプレーまたはフローコーティングにより塗布する工程と、
第２の密着した膜を形成するような速度で、前記物品を前記ディップ、スプレーまたはフローコーティングから取り出す工程と、
前記第２の膜が実質的に乾燥して第２のコーティングを形成するまで、被覆された前記物品を固化／乾燥する工程と
を有し、
前記第１および第２熱可塑性樹脂の少なくとも１つが熱可塑性エポキシ樹脂を有する
熱可塑性樹脂で被覆された物品を形成する工程。
【請求項２】
熱可塑性エポキシ樹脂を有する前記コーティングの前記固化／乾燥が、水に曝されたときに曇りや白化を実質的に呈さない物品を形成するように、施される
請求項１に記載の工程。
【請求項３】
前記物品への１層またはそれ以上の追加の層の塗布をさらに有する
請求項１または２に記載の工程。
【請求項４】
前記第３のコーティングが、乾燥工程中に架橋するアクリル、フェノキシ、ラテックスまたはエポキシコーティングである
請求項３に記載の工程。
【請求項５】
少なくとも１つのコーティング層が架橋して、化学的または機械的酷使の耐性を提供する
請求項１，２または３に記載の工程。
【請求項６】
前記物品基材が、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミドおよびアクリル樹脂からなるグループから選択されたポリマーを有する
請求項１〜５のいずれかに記載の工程。
【請求項７】
前記物品基材がアモルファスおよび／または半結晶のポリエチレンテレフタレートを有する
請求項６に記載の工程。
【請求項８】
前記物品基材がプリフォームを有する
請求項６または７に記載の工程。
【請求項９】
前記コーティング工程と前記固化／乾燥工程の間に過剰な材料を除去する工程をさらに有する
請求項１〜８のいずれかに記載の工程。
【請求項１０】
前記物品基材の望まれない加熱をすることなしに前記コーティングが形成されるように、前記固化／乾燥の源が、赤外線加熱、電子ビーム加工、収束した空気、フレーム固化、ガスヒーター、紫外線放射からなるグループの１つまたはそれ以上から選択される
請求項１〜９のいずれかに記載の工程。
【請求項１１】
前記固化／乾燥の源が赤外線加熱と収束された空気である
請求項１０に記載の工程。
【請求項１２】
前記収束された空気の温度が、約１０℃〜約５０℃の間であり、排出されない液体を取り込むように前記物品の外側の表面を早期にふさいでしまうことなく、液体の除去を最大にしながら、物品の望まれない収縮を避けるのに十分である
請求項１１に記載の工程。
【請求項１３】
徹底したコーティングと固化／乾燥を達成するように、前記物品が回転される
請求項１〜１２のいずれかに記載の工程。
【請求項１４】
熱可塑性樹脂コーティングが、次の、ガスバリア保護、紫外線保護、磨り減り耐性、曇り耐性、および／または化学耐性の特性の１つまたはそれ以上を有する
請求項１〜１３のいずれかに記載の工程。
【請求項１５】
前記熱可塑性エポキシ樹脂コーティングがフェノキシ樹脂を有する
請求項１〜１４のいずれかに記載の工程。
【請求項１６】
前記コーティングがヒドロキシフェノキシエーテルポリマーを有する
請求項１〜１５のいずれかに記載の工程。
【請求項１７】
前記ヒドロキシフェノキシエーテルポリマーコーティングが、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ハイ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あるいはそれらの混合物から形成されたポリヒドロキシアミノエーテル共重合体を有する
請求項１６に記載の工程。
【請求項１８】
前記熱可塑性エポキシ樹脂の前記溶液または分散物が、ポリヒドロキシアミノエーテルと、リン酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酢酸、グリコール酸および／またはそれらの混合物の反応から形成された有機酸塩を有する
請求項１〜１７のいずれかに記載の工程。
【請求項１９】
被覆された物品を形成する装置であって、
コーティングシステムを通して前記物品を搬送するコンベアと、
コーティングシステムと
を有し、
前記コーティングシステムは、
第１のコーティングユニットと、
第１の固化／乾燥ユニットと、
第２のコーティングユニットと、
第２の固化／乾燥ユニットと
を有し、
前記第１のコーティングユニットは、前記物品コンベアが前記コーティングユニットを通して前記物品を移動させるコーティング装置と液体伝達する水系溶液／分散物のコーティング材料を有し、
前記第１の固化／乾燥ユニットは、固化／乾燥の源が配されたオーブン又はチャンバーを有し、前記物品は前記物品コンベアにより前記オーブンまたはチャンバーを通して移動し、
前記第２のコーティングユニットは、前記物品コンベアが前記コーティングユニットを通して前記物品を移動させるコーティング装置と液体伝達する水系溶液／分散物のコーティング材料を有し、
前記第２の固化／乾燥ユニットは、固化／乾燥の源が配されたオーブン又はチャンバーを有し、前記物品は前記物品コンベアにより前記オーブンまたはチャンバーを通して移動し、
少なくとも１つの水系溶液／分散物のコーティング材料が熱可塑性エポキシ樹脂を有する
被覆された物品の形成装置。
【請求項２０】
前記第１のコーティングユニットが、第１のディップコーティングユニットを有し、
前記第１のディップコーティングユニットが、水系溶液／分散物のコーティング材料を含むタンクまたはバットを有し、前記物品コンベアが前記タンクまたはバットを通して前記物品を引き出し、または浸し、
前記第２のコーティングユニットが、第２のディップコーティングユニットを有し、
前記第２のディップコーティングユニットが、水系溶液／分散物のコーティング材料を含むタンクまたはバットを有し、前記物品コンベアが前記タンクまたはバットを通して前記物品を引き出し、または浸す
請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１のコーティングユニットが、第１のスプレーコーティングユニットを有し、
前記第１のスプレーコーティングユニットが、任意にタンクまたはバットに含まれ、１つまたはそれ以上のスプレーノズルに液体伝達している水系溶液／分散物のコーティング材料を有し、
前記第２のコーティングユニットが、第２のスプレーコーティングユニットを有し、
前記第２のスプレーコーティングユニットが、任意にタンクまたはバットに含まれ、１つまたはそれ以上のスプレーノズルに液体伝達している水系溶液／分散物のコーティング材料を有し、
コーティング材料コレクタが未使用のコーティング材料を受けとる
請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１のコーティングユニットが、第１のフローコーティングユニットを有し、
前記第１のフローコーティングユニットが、
水系溶液／分散物のコーティング材料を含み、液体ガイドと液体伝達するタンクまたはバットと、
前記コーティング材料が前記液体ガイドから流れてシートまたは落ちるシャワーカーテンを形成する液体ガイドと、
未使用のコーティング材料を受けとるコーティング材料コレクタとを有し、
前記第２のコーティングユニットが、第２のフローコーティングユニットを有し、
前記第２のフローコーティングユニットが、
水系溶液／分散物のコーティング材料を含み、液体ガイドと液体伝達するタンクまたはバットと、
前記コーティング材料が前記液体ガイドから流れてシートまたは落ちるシャワーカーテンを形成する液体ガイドと、
未使用のコーティング材料を受けとるコーティング材料コレクタとを有する
請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
第３のコーティングユニットおよび第３の固化／乾燥ユニットが含まれる
請求項１９，２０，２１または２２に記載の装置。
【請求項２４】
１つの一体化した工程ラインが、２つまたはそれ以上のフローコーティングユニットと、２つまたはそれ以上の固化／乾燥ユニットを有し、前記物品コンベアが前記工程ラインを通して前記物品を搬送する
請求項１９〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
１つまたはそれ以上のコーティングモジュールおよび物品コンベアを有し、
前記各コーティングモジュールは、
１個またはそれ以上のフローコーティングユニットおよび１個またはそれ以上の固化／乾燥ユニットを有する自己包含された工程ラインを有し、
前記物品コンベアは，コーティングモジュールへ、コーティングモジュールまで、およびコーティングモジュール間で、前記物品を搬送可能で、前記システムから前記物品を取り出す
請求項１９〜２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
前記物品コンベアが前記システムを通して前記物品を搬送する間、前記物品を回転する
請求項１９〜２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記液体ガイドに角度が付けられている
請求項２２〜２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
前記コーティング材料コレクタが前記タンクまたはバットと液体伝達しており、それによって過剰の材料がリサイクルされ、再使用される
請求項２２〜２７のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
前記第１および第２のコーティングユニットの前記タンクまたはバットが１つであり、共通のタンクまたはバットである
請求項２０〜２８のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
前記第１および第２の固化／乾燥ユニットの前記オーブンまたはチャンバーが１つであり、共通のオーブンまたはチャンバーである
請求項２０〜２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
前記固化／乾燥ユニットの前に配置された液滴除去部をさらに有する
請求項１９〜３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
前記液滴除去部が、次の、回転、重力、ワイパー、ブラシ、スポンジローラー、エアナイフまたは空気の気流の１つまたはそれ以上を有する
請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記固化／乾燥の源が、赤外線加熱ランプ、電子ビーム加工源、収束された空気、フレーム、ガスヒーター、または紫外線放射源から選択された１つまたはそれ以上の源を有する
請求項２０〜３２のいずれかに記載の装置。
【請求項３４】
前記固化／乾燥の源が、赤外線加熱と収束された空気を有する
請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記収束された空気の温度が１０Ｃ〜約５０Ｃの間である
請求項３３または３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記収束された空気の温度が、表面を早期にふさいで排出されない液体を取り込むことなく、液体の除去を最大にしながら、物品の望まれない収縮を避けるのに十分である
請求項３３，３４または３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記物品がプリフォームである
請求項１９〜３６のいずれかに記載の装置。
【請求項３８】
前記プリフォームが、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミドおよびアクリル樹脂からなるグループから選択された材料を有する
請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記プリフォームが、アモルファスまたは半結晶のポリエチレンテレフタレートを有する
請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
基材の少なくとも一部に配された、少なくとも１層の熱可塑性エポキシ樹脂コーティング材料を有する層を有して、被覆された物品を形成する基材であり、
被覆された前記物品は水に曝されたときに曇りや白化を実質的に呈さない
多層物品。
【請求項４１】
前記物品が、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からなるグループから選択された熱可塑性材料を有する
請求項４０に記載の物品。
【請求項４２】
前記基材がポリエチレンテレフタレートを有する
請求項４０または４１に記載の物品。
【請求項４３】
前記基材に配された、１層またはそれ以上の熱可塑性樹脂コーティング材料の層をさらに有する
請求項４０〜４２のいずれかに記載の物品。
【請求項４４】
前記さらなる１層またはそれ以上の層は、次の、ガスバリア保護、紫外線保護、磨り減り耐性、曇り耐性、化学耐性の１つまたはそれ以上の特性を有する
請求項４０〜４３のいずれかに記載の物品。
【請求項４５】
前記物品が、本体部とネック部を有するプリフォームまたはボトルであり、前記コーティングが実質的に前記プリフォームまたはボトルの本体部上のみに配されている
請求項４０〜４４のいずれかに記載の物品。
【請求項４６】
被覆された前記物品が前記コーティング層間に実質的に区別がない
請求項４０〜４５のいずれかに記載の物品。
【請求項４７】
前記コーティング層はディップ、スプレーまたはフローコーティングで塗布されたものである
請求項４０〜４６のいずれかに記載の物品。
【請求項４８】
約０℃〜約２５℃の温度の水に対して、水への曝しが約２４時間発生する
請求項４０〜４７のいずれかに記載の物品。
【請求項４９】
多層物品であって、
ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミドおよびアクリル樹脂からなるグループから選択された熱可塑性材料を有する基材と、
前記基材に配された、２層またはそれ以上の熱可塑性樹脂コーティング材料の層を有し、
前記層のうちの少なくとも１層が熱可塑性エポキシ樹脂を有し、
前記層のうちの少なくとも１層が、次の、ガスバリア保護、紫外線保護、磨り減り耐性、曇り耐性、化学耐性の１つまたはそれ以上の特性を有し、
前記物品の層間に実質的に区別がない
多層物品。
【請求項５０】
前記物品が、本体部とネック端部を有するプリフォームまたはボトルであり、前記コーティングが実質的に前記プリフォームの前記本体部上のみに配されている
請求項４９に記載の物品。
【請求項５１】
前記コーティング層が、
酸素捕捉体の内側のコーティング層と、
二酸化炭素捕捉体の中間の層と、
紫外線保護の中間の層と、
部分的または高く架橋した材料の外側の層と
を有する
請求項４９または５０に記載の物品。
【請求項５２】
前記コーティング層が、
紫外線保護材料の内側のコーティング層と、
部分的または高く架橋した材料の外側の層と
を有する
請求項４９，５０または５１に記載の物品。
【請求項５３】
前記基材がアモルファスまたは半結晶のポリエチレンテレフタレートを有する
請求項４９〜５２のいずれかに記載の物品。
【請求項５４】
前記コーティング層がディップ、スプレーまたはフローコーティングで塗布されたものである
請求項４９〜５３のいずれかに記載の物品。
【請求項５５】
前記物品を完全に被覆するのに必要とされるコーティング材料の量において、連続する層のコーティング材料が減少する
請求項４９〜５４のいずれかに記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願データ
本出願は、２００２年７月３日出願のシリアルナンバー６０／３９４，０９２号、２００２年１０月２８日出願のシリアルナンバー６０／４２２，２５１号、および２００３年１月２３日出願のシリアルナンバー６０／４４１，７１８号の仮出願から、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ１１９（ｅ）の優先権を主張し、それらの開示は参照によりその全体でここに編入される。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明は、ディップ、スプレーまたはフローコーティングにより１層またはそれ以上の層で被覆された物品を形成するための方法および装置に関する。１つの局面では、本発明は、被覆されたプリフォームから、コーティングが形成され、好ましくはポリエチレンテレフタレートを有する容器を形成する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の記述
プリフォームはそれからブロー成形で容器が形成される製品である。明示されない限り、「容器」という用語は広い用語であり、その通常の意味で用いられ、限定なしに、プリフォームとそれからのボトル容器の両方を含む。いくつかのプラスチックなどの材料が容器に用いられてきて、多くはとても適している。炭酸飲料と食品などのある製品は容器が必要であり、それらは二酸化炭素および酸素などのガスの透過に耐性がある。そのような容器のコーティングが何年も示唆されてきた。現在容器産業に広く用いられている樹脂は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であり、その用語によって、β−ヒドロキシエチルテレフタレートの縮重合により形成されるホモポリマーのみでなく、例えばイソフタレート共重合体などの他のグリコールあるいは二酸から導かれるユニットを少量含む共重合エステルも含まれる。
【０００４】
二軸配向性のＰＥＴ容器は従来技術でよく知られている。二軸配向性のＰＥＴ容器は強くて、良好なクリープ耐性を有する。過度の歪みなしに、望ましい棚期間や、特にコーラを含むソフトドリンクおよびビールなどの飲料である炭酸含有液体により及ぼされる圧力に対して持ちこたえる、相対的に壁が薄く軽量な容器を製造することが可能である。
【０００５】
壁の薄いＰＥＴ容器は、ある程度二酸化炭素および酸素などのガスに対して透過性があり、このゆえに圧力をかけている二酸化炭素の損失と、容器内容物の風味および品質に影響を与える酸素の進入を許す。１つの商業的操作方法では、プリフォームは射出成形により形成され、それからボトルへとブロー成形される。商業的2リットルの大きさでは、１２〜１６週間の棚期間が期待可能であるが、しかし０．５リットルなどのより小さいボトルに対しては、より大きな表面／体積比が厳しく棚期間を制限する。炭酸飲料は４．５倍の体積のガスの圧力をかけることができるが、この圧力が許容な製品の特定のレベルより下に下がったら、製品は不満足と考えられる。
【０００６】
このため、蒸気およびガスの透過率の低いバリア材料の層を有する容器を提供することが望まれている。薄層でコーティングされた容器を形成するために、バリア材料は、共同射出成形、化学気相成長、アモルファスカーボンおよび／またはＳｉＯXなどのプラズマコーティングを含む様々な技術で提供されうる。他の例は、バリアポリマーの水系分散物の使用に関係し、塩化ビニリデンとアクリロニトリルおよび／またはメチルアクリレートから形成され、任意で、メチルメタクリレート、塩化ビニル、アクリル酸あるいはイタコン酸などの他のモノマーから導かれたユニットを含む分散物、ＥＶＯＨおよびＭＸＤ６から形成された分散物などを含んできた。分散物は概してアルキルスルホン酸ナトリウムなどの表面活性剤を含んでいた。
【特許文献１】米国特許第６，４５５，１１６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１８０，７１５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０１１，１１１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，８３４，０７８号明細書
【特許文献５】米国特許第５，８１４，３７３号明細書
【特許文献６】米国特許第５，４６４，９２４号明細書
【特許文献７】米国特許第５，２７５，８５３号明細書
【特許文献８】国際公開第９９／４８９６２号パンフレット
【特許文献９】国際公開第９９／１２９９５号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第９８／２９４９１号パンフレット
【特許文献１１】国際公開第９８／１４４９８号パンフレット
【特許文献１２】米国特許第５，０８９，５８８号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，１４３，９９８号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，１３４，２１８号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，１１５，０７５号明細書
【特許文献１６】米国特許第５，２１８，０７５号明細書
【特許文献１７】米国特許第５，１６４，４７２号明細書
【特許文献１８】米国特許第５，１４９，７６８号明細書
【特許文献１９】米国特許第５，１７１，８２０号明細書
【特許文献２０】米国特許第５，１８４，３７３号明細書
【特許文献２１】米国特許第３，３０５，５２８号明細書
【特許文献２２】米国特許第４，５７８，２９５号明細書
【特許文献２３】米国特許出願第１０／３９５，８９９号明細書
【特許文献２４】米国特許第４，９７７，１９１号明細書
【特許文献２５】米国特許第５，２８１，６３０号明細書
【特許文献２６】米国特許第５，７２６，２７７号明細書
【特許文献２７】米国特許第４，１０４，２２２号明細書
【特許文献２８】米国特許第４，５２８，３２１号明細書
【特許文献２９】米国特許第６，５２８，５４６号明細書
【非特許文献１】Journal of Applied Polymer Science, Vol.7, p.2135 (1963)
【発明の開示】
【０００７】
発明のまとめ
１つの局面では、本発明は、１層またはそれ以上の層を有するコーティングを有する物品、好ましくはプラスチック物品を形成するための方法および装置に関する。これらの層は、紫外線保護、磨り減り耐性、曇り耐性、化学耐性、および／または酸素あるいは二酸化炭素の捕捉などの活性を提供するのと同様に、ガスバリア特性が良好な熱可塑性材料を有してよい。
【０００８】
好ましい実施形態では、被覆された物品の製造のための工程が提供される。工程は、好ましくはポリエチレンテレフタレートを有する容器またはプリフォームである物品を提供すること、前記物品に熱可塑性エポキシ樹脂の水系分散物のコーティングを塗布すること、および、コーティングを固化／乾燥することを有する。物品がプリフォームである実施形態で、方法は、配向に適した温度でブロー成形工程において乾燥した被覆されたプリフォームを軸方向および径方向にボトル容器へと拡張することを好ましく含む、ブロー成形操作を好ましくはさらに有する。工程において、熱可塑性エポキシコーティングは物品のディップ、スプレーあるいはフローコーティングによって塗布され、各コーティング層でコーティングの特性が増えていくように、コーティングと乾燥が１通過より多く行われる。コーティング堆積の体積は、物品の温度、物品の角度、溶液／分散物の温度、溶液／分散物の粘度および層の数によって変えられてもよい。好ましい工程の多層のコーティングは、実質的に層間に区別がない多数の層、改善されたコーティングし性能および／または表面のボイドとコーティング休みの削減のという結果となる。加えて、好ましい多層コーティング工程は、物品を完全に被覆するために、連続する層は、コーティング材料の量の減少を必要とする結果となる。
【０００９】
好ましい実施形態では、コーティングと乾燥工程は、高められた表面張力特性という結果となる。さらに、好ましい実施形態では、物品の乾燥工程は最終物品の表面欠損の修復効果を有する。また、好ましい実施形態では、乾燥／固化工程は実質的に曇りを呈さない物品を製造する。
【００１０】
１つの実施形態に従って、第１熱可塑性樹脂の水系溶液または分散物を物品基材の外側の表面にディップ、スプレーまたはフローコーティングにより塗布する工程と、第１の密着した膜を形成するような速度で、物品をディップ、スプレーまたはフローコーティングから取り出す工程と、第１の膜が実質的に乾燥して第１のコーティングを形成するまで、被覆された物品を固化／乾燥する工程と、を有する熱可塑性樹脂で被覆された物品を形成する工程が提供される。任意に、この方法はさらに、第２熱可塑性樹脂の水系溶液または分散物を物品基材の外側の表面にディップ、スプレーまたはフローコーティングにより塗布する工程と、第２の密着した膜を形成するような速度で、物品をディップ、スプレーまたはフローコーティングから取り出す工程と、第２の膜が実質的に乾燥して第２のコーティングを形成するまで、被覆された物品を固化／乾燥する工程とを含む。好ましい実施形態では、第１および第２熱可塑性樹脂の少なくとも１つが熱可塑性エポキシ樹脂を有し、第１および第２の樹脂は同じでも異なってもよい。
【００１１】
好ましい実施形態に従って、物品をディップコーティングする方法は、ａ）物品を静置されたバットあるいはフローコーターに含まれる水系コーティング溶液／分散物に、完全な流れへの曝しを達成するために物品を回転しながら浸す工程、ｂ）密着された膜が観察される速度より遅くして、物品を静置されたバットあるいはフローコーターから取り出す工程、ｃ）任意に物品を空気で冷却しながら、膜が実質的に乾燥するまで物品と膜を赤外線ヒーターに曝す工程を有して提供される。
【００１２】
好ましい実施形態に従って、ディップコーティングシステムを通して物品を搬送する物品コンベアと、水系溶液／分散物のコーティング材料を含むタンクまたはバットであって、このタンクまたはバットを通してコンベアが物品を引き出し、または浸すタンクまたはバットと、固化／乾燥の源が配されたオーブン又はチャンバーを有し、物品がコンベアによりオーブンまたはチャンバーを通して移動する、固化／乾燥ユニットとを有する物品をディップコーティングする装置が提供される。固化／乾燥ユニットは、物品を空気で冷却するため、任意にファンまたは送風機とつなぎ合わせられる。好ましい装置はコーティング材料の第２のタンクまたはバットと第２の固化／乾燥ユニットをさらに有してもよい。もう１つの好ましい実施形態では、物品に第２のコーティングを提供するために、コンベアがタンクおよび／または固化／乾燥ユニットを通して物品を戻して搬送する。好ましい装置は、コーティングタンクまたはバットと固化／乾燥ユニットの間に、あるいは固化／乾燥ユニットの前の他の場所に配された１つまたはそれ以上の滴下除去部を任意に含む。
【００１３】
もう１つの好ましい実施形態に従って、物品をコーティングする方法は、ａ）完全な流れへの曝しを達成するために物品を回転しながら物品を水系コーティング溶液／分散物でスプレーコーティングする工程、ｂ）密着された膜が観察される速度で物品にスプレーする工程、ｃ）任意に物品を空気で冷却しながら、膜が実質的に乾燥するまで物品と膜を赤外線ヒーターに曝す工程を有して提供される。
【００１４】
好ましい実施形態に従って、スプレープコーティングシステムを通して物品を搬送する物品コンベアと、タンクまたはバットに含まれてもよい、水系溶液／分散物のコーティング材料と液体伝達されている１つまたはそれ以上のスプレーノズルと、未使用のコーティング材料を受け取るコーティング材料コレクタと、固化／乾燥の源が配されたオーブン又はチャンバーを有し、物品がコンベアによりオーブンまたはチャンバーを通して移動する、固化／乾燥ユニットとを有する物品をスプレーコーティングする装置が提供される。固化／乾燥ユニットは、物品を空気で冷却するため、任意にファンまたは送風機とつなぎ合わせられる。好ましい装置は、コーティング材料の第２のタンクまたはバット、第２グループの１つまたはそれ以上のスプレーノズル、および／または第２の固化／乾燥ユニットをさらに有してもよく、あるいは、第２のコーティングを提供するのに、第１のスプレーコーティングシステムの１つまたはそれ以上の要素が使用されてもよい。好ましい装置は、スプレー部と固化／乾燥ユニットの間に、あるいは固化／乾燥ユニットの前の他の場所に配された１つまたはそれ以上の滴下除去部を任意に含む。
【００１５】
もう１つの好ましい実施形態に従って、物品をフローコーティングする方法は、ａ）完全な流れへの曝しを達成するために物品を回転しながら物品を水系コーティング溶液／分散物でフローコーティングする工程、ｂ）密着された膜が観察される速度で、フローコーティングのシートから物品を取り出す工程、ｃ）膜が実質的に乾燥するまで物品と膜を赤外線ヒーターに曝す工程、ｄ）任意に物品を空気で冷却する工程を有して提供される。
【００１６】
好ましい実施形態では、フローコーティングシステムを通して物品を搬送する物品コンベアと、液体ガイドと液体伝達している水系溶液／分散物のコーティング材料を含み、コーティング材料が液体ガイドへ流れてシートまたは落ちるシャワーカーテンを形成するタンクまたはバットと、未使用のコーティング材料を受け取るコーティング材料コレクタと、固化／乾燥の源が配されたオーブン又はチャンバーを有し、物品がコンベアによりオーブンまたはチャンバーを通して移動する、固化／乾燥ユニットとを有する物品をフローコーティングする装置が提供される。固化／乾燥ユニットは、物品を空気で冷却するため、任意にファンまたは送風機とつなぎ合わせられる。好ましい装置は、コーティング材料の第２のタンクまたはバット、第２の液体ガイド、および／または第２の固化／乾燥ユニットをさらに有してもよく、あるいは、第２のコーティングを提供するのに、第１のフローコーティングシステムの１つまたはそれ以上の要素が使用されてもよい。好ましい装置は、コーティングタンクまたはバットと固化／乾燥ユニットの間に、あるいは固化／乾燥ユニットの前の他の場所に配された１つまたはそれ以上の滴下除去部を任意に含む。
【００１７】
１つの実施形態では、好ましい装置は、物品のシステムへのエントリー手段、物品のディップ、スプレーまたはフローコーティング手段、任意の過剰の材料の除去手段、乾燥または固化手段、乾燥／固化中またはその後での任意の冷却手段、およびシステムからの取り出し手段を含む。１つの実施形態では、装置は、多数個のステーションを含む１つの一体化した工程ラインを有し、各ステーションは物品にコーティングを形成し、乾燥または固化し、それによって多重のコーティングを有する物品を製造する。もう１つの実施形態では、システムはモジュラーであり、ここで、各工程ラインは他のラインに渡す能力で自己包含され、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層または多層のコーティング形成を可能にし、それによって最大の加工の柔軟性を可能にする。
【００１８】
１つの実施形態に従って、基材と、被覆された物品を形成する、少なくとも基材の一部に配された、少なくとも１層の熱可塑性エポキシ樹脂コーティング材料を有する層とを有し、被覆された物品は好ましくは水に浸されたとき、あるいは直接水に曝されたときに曇りや白化を実質的に呈さない、多層物品が提供される。好ましい実施形態では、そのような物品はまた、約７０％あるいはそれ以上の高い湿度を含む高湿に曝されたたときに、実質的に曇りや白化を呈さない。そのような水または高湿への曝しまたは浸しは、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の間起こりえ、および／または、室温および下げられた温度周辺の温度で起こりえる。１つの実施形態では、コーティングを形成された物品は、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、直接水に浸漬あるいは曝されたときに、実質的に曇りまたは白化を示さない。好ましい実施形態では、基材はポリマー材料、好ましくは、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミドおよびアクリル樹脂からなるグループから選択された熱可塑性材料を有する。物品が本体部とネック部を有するプリフォームまたはボトルである場合は、コーティングは実質的にプリフォームの本体部上のみに配される。好ましい実施形態では、１つまたはそれ以上の追加のコーティング層が物品上に配される。そのような3層またはそれ以上の層の実施形態では、好ましくは実質的にコーティング層間に区別がなく、および／または１つまたはそれ以上の追加の層が熱可塑性材料を有する。コーティング層は、好ましい実施形態において、次のガスバリア保護、紫外線保護、磨り減り耐性、曇り耐性、化学耐性のうちの１つまたはそれ以上の特性を含んでよい。
【００１９】
好ましい実施形態に従って、多層物品、好ましくは本体部とネック部を有するプリフォームまたはボトルが製造される。好ましくは、容器、プリフォームまたはボトルは、熱可塑性材料の基材と、1層またはそれ以上の層の熱可塑性樹脂のコーティング材料の層を有する。好ましくは、熱可塑性の基材材料は、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミドおよびアクリル樹脂からなるグループから選択される。好ましくは、コーティング層は、次のガスバリア保護、紫外線保護、磨り減り耐性、曇り耐性、化学耐性のうちの１つまたはそれ以上の特性を含む。好ましくは、コーティングはプリフォームの本体部上のみに配される。また、最終製品は好ましくは実質的に層間の区別がない。
【００２０】
好ましい実施形態では、被覆された物品または被覆されたプリフォームから形成された容器は、室温または(室温に対して)下げられたあるいは上げられた温度で水または高湿に数時間あるいはそれより長い間曝されたときに、実質的に曇りあるいは白化を示さない。１つの実施形態において、被覆された物品または容器は、水に浸漬あるいは曝されたときに実質的に曇りを呈さない。関連する実施形態では、赤外線加熱が、任意に空気での冷却が続けて行われ、あるいは組み合わされ、フレーム固化、ガスヒーター、電子ビーム加工、あるいは紫外線放射に置き換えられる。
【００２１】
これらの全ての実施形態は、ここに開示された本発明の範囲内であることを意味する。これらおよびその他の本発明の実施形態は、添付した図面を参照する次の好ましい実施形態の詳細な説明から、当業者に容易に明らかになるだろう。本発明は開示された特定の好ましい実施形態に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
好ましい実施形態の詳細な説明
Ａ．好ましい実施形態の一般的な記載
ここで、物品に一層以上の層を有するコーティングを形成する方法および装置が記載される。これらの層は、紫外線保護、磨り減り(scuff)耐性、曇り(blush)耐性、化学耐性、および／または、酸素および／または二酸化炭素の捕捉活性をもたらす層または添加剤だけでなく、良好なガスバリア特性を持つ熱可塑性の材料を有してよい。
【００２３】
ここで考慮されるように、被覆された物品の１つの実施形態は飲料容器として用いられるタイプのプリフォーム(preform)である。あるいは、本発明の被覆された物品の実施形態は、液体、食品、医薬品、あるいは他のガスに曝されることに敏感な製品を収容する広口びん、管、トレー、ボトルの形を取りうる。しかし、単純化のため、これらの実施形態は、ここでは最初に物品またはプリフォームとして記載される。
【００２４】
さらに、ここに記載される物品は、特定の基材、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に関係して特定的に記載されうる。しかし、好ましい方法は多くの他の熱可塑性のポリエステルタイプに適用可能である。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品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。他の適切な物品の基材は、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種々のポリマーを含む。これらの基材の材料は、単独で、あるいは互いに複合して使用されてよい。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共重合体を含む。
【００２５】
１つの実施形態において、ＰＥＴはコーティングが形成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。「高ＩＰＡ ＰＥＴ」との用語は、ＩＰＡ含有量が好ましくは約２重量％より多く、約２〜１０重量％のＩＰＡを含有しているＰＥＴを指す。
【００２６】
一層以上のコーティング材料は、好ましい方法および工程で使用される。この層は、バリア層、紫外線保護層、酸素捕捉層、二酸化炭素捕捉層、および特定の応用のために必要とされる他の層を有してもよい。ここで用いられるように、「バリア材料」、「バリア樹脂」などの用語は、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、好ましくは、物品にコーティングを形成するのに用いられたときに、物品の基材によく接着し、物品の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を指す。ここで用いられるように、「紫外線保護」などの用語は、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、好ましくは、物品にコーティングを形成するのに用いられたときに、物品の基材によく接着し、物品の基材よりも紫外線吸収率が高い材料を指す。ここで用いられるように、「酸素捕捉」などの用語は、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、好ましくは、物品にコーティングを形成するのに用いられたときに、物品の基材によく接着し、物品の基材よりも酸素の吸収率が高い材料を指す。ここで用いられるように、「二酸化炭素捕捉」などの用語は、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、好ましくは、物品にコーティングを形成するのに用いられたときに、物品の基材によく接着し、物品の基材よりも二酸化炭素の吸収率が高い材料を指す。ここで用いられるように、「架橋」、「架橋した」などの用語は、広い用語であり、通常の意味で用いられ、限定はないが、大変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コーティングを指す。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。
【００２７】
適当なコーティング材料が選択されたら、被覆された物品を商業的に生産する装置および方法が必要である。そのような１つの方法および装置が以下に記載される。
【００２８】
好ましい方法は、特定的には後で容器へとブロー成形されるプリフォームである、物品の上に配されるコーティングを提供する。そのような方法は、多くの例で、ボトル自体の上にコーティング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、均一で規則的なコーティング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ボトルと容器は、同様な大きさと形のプリフォームから形成することができる。このように、いくつかの異なるタイプの容器を形成するためのプリフォームにコーティングを形成するのに、同じ装置および工程を使用することができる。ブロー成形は、成形およびコーティング形成の後で直ちに行ってもよく、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てもよい。プリフォームがブロー成形に先立って蓄えられたら、それらの大きさがより小さいことが、それらが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、容器もまたコーティングを形成されてもよい。
【００２９】
ブロー成形工程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中である。この工程中、層の剥がれ、コーティングの亀裂やクレージング(crazing)、不均一なコーティングの膜厚、および不連続なコーティングなどの欠損または空隙(void)が生じうる。これらの困難は、適切なコーティング材料を用い、層間の良好な接着を与える方法でプリフォームにコーティングを形成することで克服できる。
【００３０】
このように、好ましい実施形態は適切なコーティング材料を有する。適切なコーティング材料が用いられたとき、コーティングは、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。適切なコーティング材料の使用はまた、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。
【００３１】
コーティング溶液または分散物を用いたコーティングの形成により形成された物品に生じる１つの共通の問題は、物品が直接水または高湿（相対湿度約７０%以上を含む）中に浸漬（部分的な浸漬を含む）あるいは曝されたときの「曇り」または白化(whitening)である。好ましい実施形態では、ここで開示された物品およびここで開示された方法により製造された物品は、直接水または高湿中に浸漬あるいは曝されたときに、最小のまたは実質的にゼロの曇りまたは白化を示す。そのような曝されることは、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生じるかもしれなく、また／あるいは、氷または氷水を入れたクーラー中に物品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るかもしれない。曝されることはまた、通常は容器あるいはコーティング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、コーティングを形成された物品は、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、直接水に浸漬あるいは曝されたときに、実質的に曇りまたは白化を示さない。コーティング層を固化あるいは乾燥するために用いられる工程は、物品の曇り耐性に硬化を持つと思われる。
【００３２】
Ｂ．図面の詳細な記載
図１を参照すると、好ましいコーティングが形成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、好ましくは未使用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オンスの炭酸飲料ボトルを形成するタイプの２４グラムのプリフォームであるが、当業者に理解されるように、望まれる形状、特性および最終物品の用途に応じて、他のプリフォーム形状も用いることができる。コーティング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てよい。
【００３３】
図２を参照すると、図１の好ましいコーティング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。コーティングが形成されていないプリフォーム１はネック部２と本体部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から形成されたボトルにキャップを閉める手段を提供する。本体部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「ネック」および「本体」の用語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では、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「本体」の一部と考えられることに注意されたい。
【００３４】
図３を参照すると、好ましい実施形態に従った特徴を有する被覆されたあるタイプのプリフォーム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のコーティングが形成されていないプリフォームのように、ネック部２と本体部４を有する。コーティング層２２は本体部４のほぼ全表面に配されており、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コーティング層２２はネック部２まで伸びてはおらず、好ましくは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。コーティング層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有していてもよい。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コーティング層または複数のコーティング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コーティングの厚みに依存する。
【００３５】
図４はプリフォームのある実施形態におけるコーティング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はプリフォームのコーティング層を有する。外側のコーティング層１１６は１層以上の層の材料を有し、一方１１４は内側のコーティング層を有する。好ましい実施形態では、１層以上の外側のコーティング層があってもよい。ここに示されるように、被覆されたプリフォームは１層の内側のコーティング層と２層の外側のコーティング層を有する。図４の全てのプリフォームがこのタイプということではない。
【００３６】
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、コーティング層２２が本体部３だけでなくネック部２の支持リング６上にも配されていることである。好ましくは、特に上層表面上、または支持リング６より上に配されたいずれのコーティングも、ＰＥＴなどのＦＤＡが認可した材料から形成されている。
【００３７】
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、コーティング形成工程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のコーティング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コーティング層は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有していてもよい。
【００３８】
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工程が施される。図６を参照すると、この工程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型空間を有する型２８に配される。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の型空間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。ブロー成形工程の操作は、通常、プリフォームの本体部４に限定され、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は元のプリフォームの形状を保つ。
【００３９】
図７を参照すると、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、好ましい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のネックと本体部に対応するネック部２本体部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。
【００４０】
被覆された容器４０が図８のように断面で見られると、構成を見ることができる。コーティング４２は容器４０の本体部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、好ましくはＰＥＴで形成された容器の内側の表面５０はコーティング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つの好ましい実施形態では、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グラムの範囲のコーティングを有する１６オンスのボトルへとブロー成形される。
【００４１】
図９を参照すると、好ましい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、好ましくは、図１に示されたようなプリフォーム１上に２層のコーティング層８０および８２を配することで形成される。
【００４２】
図１０を参照すると、好ましい工程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。好ましい工程および装置は、物品のシステムへのエントリー(entry)８４、物品のディップ、スプレーまたはフローコーティング８６、過剰な材料の除去８８、乾燥／固化９０、冷却９２、システムからのエジェクション(ejection)９４、を包含する。
【００４３】
図１１を参照すると、好ましい工程の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、システムが１つのコーティング物品を製造する図１０のタイプの１つのコーティングユニットＡを有する。物品はシステム８４にコーティングユニットより先に入れられ、コーティングユニットを取り去った後でシステム９４から取り出される。
【００４４】
図１２を参照すると、好ましい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、システムは、多数個のステーション１００，１０１，１０２を含む１つの一体化した工程ラインを有し、各ステーションは物品にコーティングを形成し、乾燥または固化し、それによって多重のコーティングを有する物品を製造する。物品はシステム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の後にシステム９４から取り出される。ここで記載された実施形態は、３つのコーティングユニットを有する１つの一体化された工程ラインを図解し、上記および下記のコーティングユニットの数も含まれていることが理解されはずである。
【００４５】
図１３を参照すると、好ましい工程の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、システムはモジュラーであり、ここで、各工程ライン１０７，１０８，１０９は他のライン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層または多層のコーティング形成を可能にし、それによって最大の柔軟性を可能にする。物品は最初にシステム８４または１２０のいくつかの点の１つでシステムに入る。物品は８４に入り、第１のモジュール１０７を通して進行することができ、その後、物品は１１８においてシステムから出てもよく、あるいは、当業者により知られている渡し(hand off)機構１０３を通して、次のモジュール１０８へと続けてもよい。物品は１２０において次のモジュール１０８に入る。物品は次のモジュール１０９へと続けてもよく、あるいはシステムから出てもよい。モジュールの数は、必要な製造環境に応じて変えてもよい。さらに、個々のコーティングユニット１０４，１０５，１０６は、特定の製造ラインの必要に応じて、異なるコーティング材料を有してもよい。異なるモジュールとコーティングユニットの互換性が最大の柔軟性を提供する。
【００４６】
図１４，１５および１６を参照すると、好ましい工程の１つの実施形態の限定のないダイアグラムの交互の図が示されている。この実施形態では、１つのフローコーター８６を有するシステムの上面図が示されている。プリフォームはシステム８４に入り、フローコーター８６へと進行し、ここでプリフォーム１はコーティング材料のウォーターフォールを通過する。コーティング材料は、タンクから、またはタンク中のギャップ１５５を介してバット１５０から、角度の付いた液体ガイド１６０を下って進み、ここで、プリフォーム上へと通過するときにウォーターフォール（不図示）を形成する。タンク中のギャップ１５５は、材料の流れを調整するために広げられ、あるいは狭められてもよい。材料は、コーティング材料の液面がギャップのレベルより上になるように保持する速度で、リザーバ（不図示）からバットまたはタンクへとポンプで汲みいれられる。好都合に、この配置はコーティング材料の一定の流れを確実にする。過量の材料は、また、ポンプの回転に起因する流体の変動を低減する。プリフォームがコーティングのウォーターフォールから出るとき、過剰の材料が材料収集リザーバ１７０に滴下する。コーティング材料コレクタ（不図示）が未使用のコーティングウォーターフォールを受け、材料をコーティングタンクまたはバットに返す。その後、過剰の材料はプリフォーム８８の底部から除去される。それからプリフォームは、システム９４から取り出される前に、乾燥／固化ユニット９０へと移動する。ここの示すように、プリフォームは、冷却のために取り出しの前に静止させられる。収集リザーバとコーティング材料コレクタは、好ましくは、システムからの排出を減らすことができるように、タンクまたはバットに供給するリザーバへと注ぐ。
【００４７】
図１７（ａ）および図１７（ｂ）を参照すると、好ましい赤外乾燥／固化ユニット９０の１つの実施形態の限定のない図を示す。図１７（ａ）に示すように、ユニット９０は開かれている。ユニットの底部の矢印がどのようにユニットが閉じるのかを示す。工程ラインの一方のサイドで、一連の１０個のランプ２００が示されている。プリフォームの下方に、より完全な固化のためにプリフォームの底部へと熱を反射する角度を付けられたリフレクタ２１０が示されている。ランプの反対側に、より完全で効率的な固化を可能にするために赤外線の熱をプリフォームへと反射して返す半円形のリフレクタ２３０がある。他の形状や大きさのリフレクタを使用してもよい。
【００４８】
図１７（ｂ）を参照すると、好ましい赤外線乾燥／固化ユニット９０の１つの実施形態におけるランプの配置を詳細にする拡大された断面図である。この実施形態におけるランプは調整可能２２０であり、最大の乾燥／固化の柔軟性を可能にするために、プリフォームへと近づけられ、あるいは遠ざけられてよい。
【００４９】
被覆された物品、より特定的にはプリフォームを形成する好ましい方法および装置は、以下により詳細に議論される。
【００５０】
Ｃ．好ましいコーティング材料の物理特性
次の物理特性は好ましい材料、ＰＥＴに関して記載されている。しかし当業者は、上述の他の適切な基材を使用してもよいことを理解するだろう。
【００５１】
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ポリマーのガラス体からプラスチック体への転移に関する特性である。Ｔｇより上の温度範囲では、材料は、外部からの力や圧力を受けたときに容易に流れることを可能にするのに十分に軟らかくなるが、柔軟な固体より液体に近い振舞いをするというほど粘性が低いというほど軟らかくはない。Ｔｇより上の温度範囲は、プリフォームの中に吹き込まれる空気の力によって材料が流れて型にフィットするのに十分軟らかく、しかし、分解したり組織が不均一になるほど軟らかくはないので、ブロー成形工程を行うのに好ましい温度範囲である。このように、材料が同様なガラス転移温度を持つとき、それらは同様な好ましいブロー温度範囲を持ち、一方の材料の特性を損なうことなく、ともに加工することが可能になる。
【００５２】
プリフォームからボトルを製造するブロー成形工程において、プリフォームはプリフォーム材料のＴｇよりわずかに上の温度まで加熱され、空気がプリフォームの内側に押し込められたときに、プリフォームが配されている型を満たすように流れることが可能になる。プリフォームを十分に加熱しなかったときには、プリフォーム材料は当然ながら流れるにはあまりに硬く、コーティングの亀裂やクレージングが起きたり、型を満たすまで拡張しない。逆に、プリフォームがＴｇよりかなり高い温度まで加熱されると、材料はその形状を保つことができないほど軟らかくなり、あるいは結晶化して正しくないプロセスとなる。
【００５３】
コーティング層を形成する材料が選択された基材材料と同様なＴｇを有していたら、それは基材と同様な範囲のブロー温度を持つ。例えば、ＰＥＴプリフォームがそのような材料で被覆された場合、両材料がそれらの好ましいブロー温度範囲で加工されることを可能にするブロー温度が選択可能である。もしコーティングがＰＥＴと異なるＴｇを持っていたら、両材料に適切なブロー温度を選択することは、不可能でないにしても、困難となる。コーティング材料がＰＥＴ（または選択された基材材料）と同様なＴｇを持つポリマーを有するときは、被覆されたプリフォームはブロー成形の間、実質的にそれが１つの材料からなるような振舞いをし、なめらかに拡張して、均一な厚みと塗布された場所に均一な材料のコーティングがある、表面に魅力のある容器が形成される。
【００５４】
ＰＥＴのガラス転移温度は、ＰＥＴがその前にどのように加工されてきたかに依存して、約７５〜８５℃の窓に現れる。そのため、ＰＥＴを被覆する好ましいコーティング材料に対するＴｇは、好ましくは約５５〜約１４０℃の範囲であり、より好ましくは約９０〜約１１０℃であり、約６０，６５，７０，８０，９５，１００，１０５，１１５，１２０および１３０を含む。もしコーティングがボトルなどの容器に形成されるときは、ブロー成形に対する必要性がないので、コーティング材料のＴｇは重要性を大きく下げられる。
【００５５】
ブロー成形中におけるコーティングを形成されたプリフォームの性能に衝撃を与えるもう１つの要因は、材料の状態である。コーティング材料が結晶よりむしろアモルファスであることが好ましい。これは、アモルファス状態の材料はブロー成形工程の使用によりボトルや容器に形成するのが結晶状態の材料より容易であるからである。ＰＥＴは結晶とアモルファスの形態の両方に存在できる。しかし、本発明のある実施形態においては、半結晶状態を形成するために、ＰＥＴの結晶性を最小にして、アモルファス状態を最大にすることが好ましく、それはブロー成形工程における層間接着を助ける。被覆された物品が続いてブロー成形が行われることのない容器であるときや、結晶性が望まれているときなど、熱いものを注ぐ容器などの他の実施形態では、アモルファスの基材および／またはコーティングを有することは重要ではなく、むしろ逆に示されるかもしれない。
【００５６】
好ましいコーティング材料は、ＰＥＴまたは選択された基材材料と同様な張力およびクリープ耐性を有する。そうであれば、それらは容器の構造的要素として振舞いえて、プリフォームの性能を犠牲にすることなく、プリフォームにおけるポリエチレンテレフタレートの幾分かをコーティング材料が置換するのを可能にする。ＰＥＴとコーティング材料の張力の類似性は、容器が構造的完全性(integrity)を持つ助けとなり、一方で、ＰＥＴとコーティング材料のクリープ耐性の類似性は、容器がその形状を保持する助けとなる。クリープ耐性は、印加された力に応じた形状の変化に材料が抗する能力に関係する。ある実施形態は構造的完全性をもたらすコーティングを有しうるけれども、他の好ましい実施形態はそうではない。
【００５７】
光学的透明性が重要である応用に対して、好ましいコーティング材料はＰＥＴまたは選択された基材材料と同様な屈折率を有する。ＰＥＴとコーティング材料の屈折率が同様であるとき、プリフォームと、おそらくより重要なことには、それからブローされた容器は光学的に透明であり、このように、ボトルの透明性がしばしば望まれる飲料容器として表面的に魅力を有する。しかし、２つの材料が実質的に異なる屈折率を有して、お互いに接して配された場合には、結果として得られる組み合わせは、材料の屈折率の差に応じて、視覚的歪であり、あるいは曇り、不透明でありうる。
【００５８】
ポリエチレンテレフタレートは、物理的な形状に応じて、約１．４０〜１．７５の範囲内の可視光に対する屈折率を有する。プリフォームに形成されると、屈折率は好ましくは約１．５５〜１．７５の範囲内であり、より好ましくは１．５５〜１．６５の範囲である。プリフォームがボトルに形成された後、最終生成物の壁は、それがブロー成形の操作においてフープと軸の両ストレスに曝されるので、二軸配向性(biaxially-oriented)の膜として特徴付けられうる。ブロー生成されたＰＥＴは、ブロー成形操作に関連したストレッチ比に依存して、一般に約１．４０〜１．７５、大抵は約１．５５〜１．７５の範囲の屈折率を呈する。約６：１の相対的に低いストレッチ比に対して屈折率は上記の範囲の下限近くとなり、一方約１０：１の高いストレッチ比に対しては上限近くとなる。ここで言及されるストレッチ比は結果として生じる二軸ストレッチ比であり、フープストレッチ比と軸ストレッチ比の積を含む、ということが認められるだろう。例えば、軸方向に２．５のファクターで、径方向に３．５のファクターで最終プリフォームが拡大されるブロー成形操作において、ストレッチ比は約８．７５（２．５×３．５）となる。
【００５９】
ＰＥＴに対する屈折率を示すのにｎi、コーティング材料に対する屈折率を示すのにｎ0という称号を使用すると、ｎiとｎ0の間の比は好ましくは０．８〜１．３であり、より好ましくは１．０〜１．２であり、最も好ましくは１．０〜１．１である。当業者によって認められるように、比ｎi／ｎ0＝１に対しては、２つの屈折率が等しいので、屈折率による歪は最小となる。比が１から次第に変動するにつれて、歪は次第に増加する。
【００６０】
Ｄ．好ましいコーティング材料
好ましい実施形態において、コーティング材料は熱可塑性のエポキシ樹脂（ＴＰＥｓ）を有する。さらに好ましい実施形態は熱可塑性樹脂の部分集合である「フェノキシ」樹脂を含む。フェノキシ樹脂は、この用語がここで用いられるときは、ＷＯ９９／２０４６２で議論されたものを含む多くの種類の材料を含む。さらなるフェノキシ樹脂の部分集合は、そして熱可塑性樹脂は、好ましいヒドロキシフェノキシエーテルポリマーであり、そのうちのポリヒドロキシアミノエーテル共重合体（ＰＨＡＥ）はさらに好ましい材料である。例えば特許文献１；特許文献２；特許文献３；特許文献４；特許文献５；特許文献６；および特許文献７を参照されたい。また、特許文献８；特許文献９；特許文献１０；および特許文献１１をも参照されたい。
【００６１】
好ましくは、本発明でコーティング材料として用いられる、熱可塑性樹脂、より特定的にはフェノキシ樹脂は、次のタイプの１つを有する：
（１）式Ia，IbまたはIcのいずれか１つで表される繰り返し単位を有するヒドロキシ−機能性ポリ（アミドエーテル）：
【００６２】
【化１】
2005532167.tif 000002
【００６３】
（２）式IIa，IIbまたはIIcのいずれか１つで独立に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）：
【００６４】
【化２】
2005532167.tif 000003
【００６５】
（３）式IIIで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で機能性付与されたポリエーテル：
【００６６】
【化３】
2005532167.tif 000004
【００６７】
（４）式IVで表される繰り返し単位を有するヒドロキシ−機能性ポリエーテル：
【００６８】
【化４】
2005532167.tif 000005
【００６９】
（５）式VaまたはVbで表される繰り返し単位を有するヒドロキシ−機能性ポリ（エーテルスルホンアミド）：
【００７０】
【化５】
2005532167.tif 000006
【００７１】
（６）式VIで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）：
【００７２】
【化６】
2005532167.tif 000007
【００７３】
（７）式VIIで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：
【００７４】
【化７】
2005532167.tif 000008
【００７５】
および（８）式VIIIで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）：
【００７６】
【化８】
2005532167.tif 000009
【００７７】
上記において、各Arは、それぞれ、二価の芳香属部分、置換された二価の芳香属部分またはヘテロ芳香族部分、あるいは、異なる二価の芳香属部分、置換された二価の芳香属部分またはヘテロ芳香族部分の組み合わせを示し、Rは、それぞれ、水素原子または一価のハイドロカルビル部分であり、各Ar1は、二価の芳香属部分、またはアミドまたはヒドロキシメチル基を持つ二価の芳香属部分の組み合わせであり、各Ar2は、それぞれ、Arと同じまたは異なり、二価の芳香属部分、置換された芳香属部分またはヘテロ芳香族部分、あるいは、異なる二価の芳香属部分、置換された芳香属部分またはヘテロ芳香族部分の組み合わせであり、R1は、それぞれ、二価の芳香属部分、置換された二価の芳香属部分または二価のヘテロ芳香族部分、二価のアルキレン部分、置換された二価のアルキレン部分または二価のヘテロアルキレン部分、またはそれらの部分の組み合わせなどの主要なハイドロカルビレン(predominantly hydrocarbylene)部分であり、R2は、それぞれ、一価のハイドロカルビル部分であり、Aは、アミン部分または異なるアミン部分の組み合わせであり、Xは、アミン、アリレンジオキシ、アリレンジスルホンアミド、またはアリレンジカルボキシ部分またはそのような部分の組み合わせであり、さらにAr3は、次式のいずれか１つで表されるカード(cardo)部分である：
【００７８】
【化９】
2005532167.tif 000010
【００７９】
上記において、Yはなし、共有結合または架橋基であり、好ましい架橋基は、例えば酸素原子、硫黄原子、カルボニル原子、スルホニル基、またはメチレン基あるいは類似の結合であり、nは約１０〜約１０００の整数であり、xは０．０１〜１．０、そしてyは０〜０．５である。
【００８０】
「主要なハイドロカルビレン(predominantly hydrocarbylene)」という用語は、主要なハイドロカーボンである二価のラジカルを意味し、しかしそれは追加的に、酸素、硫黄、イミノ、スルホニル、スルホキシルなどの少量のヘテロ原子部分を含む。
【００８１】
式Iで表されるヒドロキシ−機能性ポリ（アミドエーテル）は、好ましくは特許文献１２および特許文献１３に記載されているように、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ンをジグリシジルエーテルと接触させることで調製される。
【００８２】
式IIで表されるポリ（ヒドロキシアミドエーテル）は、好ましくは特許文献１４に記載されているように、N,N'-ビス（3-ヒドロキシフェニル）アジポアミドあるいはN,N'-ビス（3-ヒドロキシフェニル）グルタルアミドなど、ビス（ヒドロキシフェニルアミド）アルカンまたはアレンまたはこれらの化合物2つ以上の組み合わせエピハロヒドリンと接触させることで調製される。
【００８３】
式IIIで表されるアミド−およびヒドロキシメチルで機能性付与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などのジグリシジルエーテルを、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-ジヒドロキシベンズアミドなど、ペンダントアミド、N置換アミドおよび／またはヒドロキシアルキル部分を有するジヒドリックフェノールと反応させることで、調整可能である。これらのポリエステルおよびそれらの調製は、特許文献１５および特許文献１６に記載されている。
【００８４】
式IVで表されるヒドロキシ−機能性ポリエーテルは、例えば、特許文献１７に記載された方法を用いて、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ジヒドリックフェノールまたはジヒドリックフェノールの組み合わせと反応させることで調製可能である。あるいは、ヒドロキシ−機能性ポリエーテルは、非特許文献１において、Reinking, BarnabeoおよびHaleにより記載された方法を用いて、ジヒドリックフェノールまたはジヒドリックフェノールの組み合わせを、エピハロヒドリンと反応させることで得ることができる。
【００８５】
式Vで表されるヒドロキシ−機能性ポリ（エーテルスルホンアミド）は、例えば、特許文献１８に記載されているように、N,N'-ジアルキルまたはN,N'-ジアリルジスルホンアミドジグリシジルエーテルとポリマー化することで調製される。
【００８６】
式VIで表されるポリ（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などの脂肪族あるいは芳香族二酸のジグリシジルエーテルあるいはジヒドリックフェノールのジグリシジルエーテルを、アジピン酸あるいはイソフタル酸などの脂肪族あるいは芳香族二酸と反応させることで調製される。これらのポリエステルは特許文献１９に記載されている。
【００８７】
式VIIで表されるヒドロキシ−フェノキシエーテルポリマーは、例えば、少なくとも１つの二求核性モノマーを、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あるいはフェノールフタルイミジンなどの少なくとも１つのカード(cardo)ビスフェノールのジグリシジルエーテル、あるいは置換されたビス（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あるいは置換されたフェノールフタルイミジンなどの置換されたカードビスフェノールと、二求核性モノマーの求核部分がエポキシ部分と反応して、ペンダントヒドロキシ部分と、エーテル、イミノ、アミノ、スルホンアミドあるいはエステル結合を含むポリマー主鎖を形成させるのに十分な条件で、接触させることにより調製される。これらのヒドロキシ−フェノキシエーテルポリマーは特許文献２０に記載されている。
【００８８】
式VIIIで表されるポリ（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、１つ以上のジヒドリックフェノールのジグリシジルエーテルを、２つのアミン水素原子を有するアミンと、アミン核部分がエポキシ部分と反応して、アミン結合、エーテル結合およびペンダントヒドロキシ部分を有するポリマー主鎖を形成させるのに十分な条件で、接触させることにより調製される。これらの化合物は特許文献７に記載されている。例えば、ポリヒドロキシアミノエーテル共重合体は、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ハイ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あるはそれらの混合物から形成可能である。
【００８９】
フェノキシアソシエーツ(Phenoxy Associates)社から商業的に購入できるフェノキシ熱可塑性物質、一例としてＰＡＰＨＥＮ２５０６８−３８−６は、本発明の使用に適切である。これらのヒドロキシ−フェノキシエーテルポリマーはビスフェノールＡなどのジヒドリック多核フェノールとエピハロヒドリンの縮合反応性生物であり、Arがイソプロピリデンジフェニレン部分式IVで表される繰り返し単位を有する。これらを調製する工程は特許文献２１に記載されており、その全体を参照してここに編入される。
【００９０】
一般に、フェノキシおよびＰＨＡＥを含む好ましいＴＰＥのコーティング材料は、安定な水系溶液または分散物を作る。好ましくは、溶液／分散物のコーティング特性は、反対に、水との接触に影響されない。好ましいコーティング材料は、１５%，２０%，２５%，３０%，３５%，４０%および４５％を含んで、固形分が１５％〜５０％の範囲であり、そのような百分率を包含する範囲である。好ましくは、用いられるコーティング材料は極性溶媒に溶解あるいは分散する。これらの極性溶媒は、限定はされないが、水、アルコール、およびグリコールエーテルを含む。例えば、好ましいＴＰＥの溶液および／または分散物を記載する特許文献１、特許文献２、特許文献４を参照されたい。
【００９１】
１つの好ましい熱可塑性エポキシコーティング材料は、式VIIIで表されるポリヒドロキシアミノエーテル共重合体（ＰＨＡＥ）の分散物または溶液である。分散物または溶液は、容器またはプリフォームに塗布されると、予言でき、かつよく知られた方法で、容器の壁を通しての様々なガスの透過率を大幅に減少させる。１つの分散物またはそれから形成されたラテックスは、１０〜３０％の固形分を有する。ＰＨＡＥ溶液／分散物は、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酸および／またはそれらの混合物も含む酢酸またはリン酸とともに水溶液中にＰＨＡＥをかきまぜ、あるいはその他攪拌することで調製されうる。これらのＰＨＡＥ溶液／分散物はまた、ポリヒドロキシアミノエーテルとこれらの酸反応で製造された有機酸塩を含む。
【００９２】
次のＰＨＡＥ溶液は適したＴＰＥ溶液の例である。１つの適した材料はＢＬＯＸ（商標）の実験的バリア樹脂であり、例えばダウケミカル社によってリン酸で製造されたＸＵ−１９０６１．００である。この特にＰＨＡＥ分散物は次の代表的特性を有すると言われる：固形分が３０％、比重が１．３０、ｐＨが４、粘度が２４センチポイズ（ブルックフィールド(Brookfield)、６０ｒｐｍ、ＬＶＩ、２２℃）、および粒子サイズが１，４００〜１，８００オングストローム間。レゾルシノール系のＢＬＯＸ（商標）５９９−２９樹脂を含む他の適した材料は、また、バリア材料としての優れた結果を提供してきた。この特に分散物は次の代表的特性を有すると言われる：固形分が３０％、比重が１．２、ｐＨが４．０、粘度が２０センチポイズ（ブルックフィールド、６０ｒｐｍ、ＬＶＩ、２２℃）、および粒子サイズが１，５００〜２，０００オングストローム間。ポリヒドロキシアミノエーテルの化学性の他の変化は、ハイドロキノンジグリシジルエーテル系の結晶型が有用であることを証明しうる。他の適した材料は、インペリアルケミカル社（“ＩＣＩ”、オハイオ州、米国）による、より特定的には、高い化学耐性、低い曇りおよび低い表面張力を呈する架橋した材料を含む、ＥＸＰ１２４６８およびＥＸＰ１２４６８−４Ｂとコードされたポリヒドロキシアミノエーテル溶液を含む。他の適した溶液／分散物は、主要成分がＰＸＲ−１５７００、Ｅ６０３９、およびＦ３４７３というＩＣＩコードを有する、ＢＬＯＸ（商標）５０００樹脂を基にＩＣＩから購入可能である独占の材料である。この材料は、良好な架橋性と化学耐性を呈し、過剰な泡立ちを示さない。他の適した材料は、ＢＬＯＸ（商標）５０００樹脂分散物の中間物、ＢＬＯＸ（商標）ＸＵＲ５８８−２９、ＢＬＯＸ（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のに用いられる溶媒は、限定されないが、アルコール、水、グリコールエーテルあるいはそれらの混合物などの極性溶媒を含む。
【００９３】
１つの実施形態では、好ましい熱可塑性のエポキシは水系酸に可溶である。ポリマーの溶液／分散物は、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酸および／またはそれらの混合物も含む酢酸またはリン酸とともに水溶液中に熱可塑性エポキシをかきまぜ、あるいはその他攪拌することで調製されうる。好ましい実施形態では、ポリマー溶液の酸濃度は、好ましくは、全重量に対する重量で、約５％〜１０％を含む、約５％〜２０％の範囲である。他の好ましい実施形態では、酸濃度は５％を下回って、あるいは２０％を超えてもよく、また、ポリマーの種類やその分子量などの要因によって変えてもよい。好ましい実施形態における溶解したポリマーの量は、約０．１％〜約４０％の範囲である。均一で自由に流れる溶液ポリマー溶液が好ましい。１つの実施形態では、ポリマーを９０℃の１０％酢酸溶液中に溶解することで１０％ポリマー溶液が調製される。それからまだ熱い間に、８％ポリマー溶液が得られるように、溶液は蒸留水で希釈される。ポリマーの濃度が高いほど、ポリマー溶液は粘性がより高くなる傾向である。
【００９４】
好ましい共重合エステルコーティング材料とその調製の例は、ジャバリン(Jabarin)に対する特許文献２２に記載されている。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1,3ビス（2-ヒドロキシエトキシ）ベンゼンおよびエチレングリコールとのＣ1〜Ｃ4アルキルエステルから選択された少なくとも１つの反応質の混合物を加熱することで調製される。任意に、混合物はさらに1つまたはそれ以上のエステルを形成するジヒドロキシハイドロカーボンおよび／またはビス（4-β-ヒドロキシエトキシフェニル）スルホンを有してもよい。特に好ましい共重合エステルコーティング材料は、Ｂ−０１０、Ｂ−０３０およびこの一群の他のものとして、三井石油化学社（日本）から購入可能である。
【００９５】
好ましいポリアミドコーティング材料の例は三菱ガス化学社（日本）からのＭＸＤ−６を含む。他の好ましいポリアミドコーティング材料は、約１〜１０重量％のポリステルを有するものを含む、ポリアミドとポリエステルの混合物であり、ここでポリエステルは好ましくはＰＥＴまたは変性ＰＥＴである。混合物は通常の混合物でもよく、あるいは抗オキシダントまたは他の材料と融和化(compatibilized）されてもよい。そのような材料の例は、２００３年３月２１日に出願された特許文献２３に記載されたものを含み、その全体を参照してここに編入される。ポリアミド材料はまた、基材材料としても使用されうる。
【００９６】
他の好ましいコーティング材料はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＮ共重合体、ＰＥＴ／ＰＥＮ混合物を含む。ＰＥＮ材料はシェル化学社から購入可能である。
【００９７】
Ｅ．コーティング材料を向上させる添加剤
ここに開示される好ましい方法の利点は、多くの機能性添加剤の使用を可能にするそれらの柔軟性である。高められた二酸化炭素バリア、酸素バリア、紫外線保護、磨り減り耐性、曇り耐性、衝撃耐性、および／または化学耐性を提供する能力で当業者に知られている添加剤が使用できる。
【００９８】
好ましい添加剤は当業者に知られた方法によって調製できる。例えば、添加剤は特定のコーティング溶液／分散物に直接混合されてもよく、別途溶解／分散され、それから特定のコーティング溶液／分散物に加えられてもよく、あるいは溶液／分散物を形成する溶媒の添加に先立って特定のコーティングと組み合わされてもよい。さらに、ある実施形態では、好ましい添加剤は１層のコーティング層として単独で使用されてもよい。
【００９９】
好ましい実施形態において、コーティング層のバリア特性は異なる添加剤の添加によって高められうる。添加剤は、好ましくは、コーティング溶液／分散物の約３０％、２０％、１０％、５％および１％の量までを含んで、コーティング溶液／分散物の約４０％の量まで存在する。さらに、添加剤は好ましくは水系の状態で安定である。例えば、レゾルシナール（ｍ−ジヒドロキシベンゼン）の誘導体はコーティング材料の結合において使用されうる。レゾルシノールの含有量が高まるほど、コーティングのバリア特性が強くなる。使用されうる、もう１つの添加剤はナノ粒子またはナノ粒子材料である。これらのナノ粒子は、移動する酸素または二酸化炭素に対するよりねじれた通路を形成することにより材料のバリア特性を高める材料の小さな粒子である。１つの好ましいタイプのナノ粒子材料は、サザンクレイプロダクツ社から購入可能な、微細な粒子のクレイ系製品である。
【０１００】
好ましい実施形態においては、コーティングの紫外線保護特性は異なる添加剤の添加により高められうる。好ましい実施形態において、紫外線保護コーティング材料は、約３５０ｎｍ以上まで、より好ましくは約３７０ｎｍ以上まで、さらに好ましくは４００ｎｍ以上までの紫外線保護をもたらす。紫外線保護材料は、追加の機能を提供する層の添加剤として用いられ、あるいは単一のコーティングとして別個に塗布されてよい。好ましくは、高められた紫外線保護を提供する添加剤は、コーティング溶液／分散物中に、約３％、５％、１０％および１５％も含んで、約１〜２０％存在する。好ましくは、紫外線保護材料は、水系溶液／分散物に融和性である形で添加される。例えば、好ましい紫外線保護材料はミリケン(Milliken)ＵＶ３９０Ａクリアシールド(clear shield)である。ＵＶ３９０Ａは油状の液体であり、それに対する混合は、最初にその液体と水を、好ましくは大体同し体積で混合することにより助けられる。この混合物は、それからＴＰＥ溶液、例えばＢＬＯＸ（商標）５９９−２９へと加えられ、攪拌される。結果として生じる溶液は、約１０％のＵＶ３９０Ａを含有し、プリフォーム上に塗布されたときに４００ｎｍまでの紫外線保護を提供する。前述のように、もう１つの実施形態では、ＵＶ３９０Ａ溶液は単一の層として塗布される。
【０１０１】
好ましい実施形態では、二酸化炭素の捕捉特性がコーティングに加えられる。１つの好ましい実施形態では、そのような特性は、二酸化炭素と反応して高いガスバリア性の塩を形成する活性アミンを含有することにより達成される。この塩は受動的な二酸化炭素バリアとして振舞う。活性アミンは添加剤であってもよく、あるいは１層以上の熱可塑性樹脂材料の１つ以上の部分であってもよい。
【０１０２】
好ましい実施形態において、アントロキノンあるいは従来技術で知られた他の酸素捕捉体を含有することにより、酸素捕捉特性をコーティングに加えることができる。他の実施形態では、これらの酸素捕捉体は別個のコーティングとして単独で用いられてもよい。これらの酸素捕捉材料は、最初に紫外線で活性化されなければならず、それは乾燥／固化工程の前に行うことができる。
【０１０３】
もう１つの好ましい実施形態では、最上層コーティングは、厳しい化学品に対する化学耐性をもたらすために塗布される。好ましくは、これらの最上層コーティングは、水系ポリエステルあるいはアクリル樹脂であり、それは追加的に部分的あるいは完全に架橋している。好ましい水系ポリエステルはポリエチレンテレフタレートでありが、他のポリエステルが用いられてもよい。好ましい水系アクリル樹脂はＩＣＩ  ＰＸＲ１４１００  Ｃａｒｂｏｘｙｌ  Ｌａｔｅｘである。
【０１０４】
好ましい水系ポリエステル樹脂は特許文献２４（Ｓａｌｓｍａｎ）に記載されており、参照によりここに編入される。より特定的には、特許文献２４には、２０〜５０重量％の廃物のテレフタレートポリマー、１０〜４０重量％の少なくとも１つのグリコール、および５〜２５重量％の少なくとも１つのオキシアルキル化ポリオールの反応性生物を含有する水系ポリエステル樹脂が記載されている。
【０１０５】
もう１つの好ましい水系ポリマーは、特許文献２５（Ｓａｌｓｍａｎ）に記載されたスルホン化した水系ポリエステル樹脂組成物であり、参照によりここに編入される。特定的には、特許文献２５には、２０〜５０重量％のテレフタレートポリマー、１０〜４０重量％の少なくとも１つのグリコールおよび５〜２５重量％の少なくとも１つのオキシアルキル化ポリオールの、ヒドロキシアルキルの機能を有するプレポリマー樹脂を生成するための反応の生成物を含有するスルホン化した水溶性あるいは水分散可能のポリエステル樹脂の水系懸濁液が記載されており、ここで、プレポリマー樹脂は、さらにプレポリマー樹脂１００ｇあたり約０．１０モル〜約０．５０モルのα，β−不飽和(ethylenically unsaturated)ジカルボン酸と反応し、このように生成された樹脂は、末端にα，β−不飽和ジカルボン酸の残渣が結合しており、α，β−不飽和ジカルボン酸の残渣１モルあたり約０．５〜約１．５モルの亜硫酸塩と反応して末端がスルホン化した樹脂が生成される。
【０１０６】
さらにもう１つの好ましい水系ポリマーは特許文献２６（Ｓａｌｓｍａｎ）に記載されたコーティングであり、参照によりここに編入される。特定的には、特許文献２６には、少なくとも５０重量％の廃物のテレフタレートポリマーとオキシアルキル化ポリオールを含むグリコールの混合物の糖分解触媒の存在下の反応性生物を有するコーティング組成物が記載されており、ここで反応性生物はさらに二機能性有機酸と反応し、また、酸のグリコールに対する重量比は６：１〜１：２の範囲である。
【０１０７】
上記の例が好ましい水系ポリマーコーティング組成物として提供される一方で、他の水系ポリマーがここに記載された生成物と方法において使用に適している。限定するつもりではないが、例のみを用いて、さらに適した水系組成物が特許文献２７（Ｄａｔｅら）に記載されており、参照によりここに編入される。特許文献２７は、線形ポリエステル樹脂を高級アルコール／酸化エチレン添加型表面活性剤と混合し、混合物を溶解し、結果として得られた溶解物をアルカリの水溶液中にかき混ぜながら注ぐことにより、溶解物を分散することにより得られる、線形ポリエステル樹脂の分散物が記載されている。特定的には、この分散物は、線形ポリエステル樹脂を高級アルコール／酸化エチレン添加型表面活性剤と混合し、混合物を溶解し、結果として得られた溶解物をアルカノールアミンの水溶液中に７０〜９５℃の温度でかき混ぜながら注ぐことにより、溶解物を分散することにより得られる。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、モノメチルエタノールアミン、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のアルカノールアミンからなるグループから選択され、アルカノールアミンは水溶液中に０．２〜５重量％の量で存在し、高級アルコール／酸化エチレン添加型表面活性剤は、少なくとも８個の炭素原子のアルキル基を有する高級アルコール、アルキル置換フェノールまたはモノアシル化ソルビタンの酸化エチレン添加生成物であり、表面活性剤少なくとも１２のＨＬＢ値を有する。
【０１０８】
同様に、例によって、特許文献２８（Ａｌｌｅｎ）には、水溶性または水で膨張できるポリマー粒子の水と混和しない液体中の分散物が記載されており、それは水と混和しない液体中での逆の相のポリマー化によって形成されたものであり、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(alkanoate)、Ｃ6-12ポリアルキレングリコール物エーテルおよびそれらのＣ1-4アルカノアートから選択された非イオン化合物を含有する。
【０１０９】
コーティング材料は、熱いものを注ぐ用途のために、コーティングの熱安定性を高めるために架橋してもよい。内側の層は低架橋の材料を有していてよく、一方で外側の層は高架橋の材料あるいは安定な組み合わせを有していてよい。例えば、ＰＥＴ表面上の内側のコーティングは、ＢＬＯＸ（商標）５９９−２９などの非または低架橋材料を利用してよく、外側の層は、ＰＥＴに対する最大の接着を確保するために架橋できる、ＥＸＰ１２４６８−４Ｂなどの材料を利用してよい。架橋可能な適した添加剤をコーティング層に添加してよい。架橋剤が添加される樹脂の化学性や機能性に応じて、適した架橋剤を選択することができる。例えば、アミン架橋剤はエポキシ基を有する樹脂を架橋させるのに役に立ちうる。好ましくは、架橋剤は、存在するならば、コーティング溶液／分散物の２％、３％、４％、６％、７％、８％および９％も含んで、約１％〜１０％の量で存在し、好ましくは約１％〜５％である。
【０１１０】
ある実施形態では、コーティング材料溶液または分散物は、コーティング形成工程を妨げる泡(foam)および／または気泡(bubble)を形成する。この妨げを避ける１つの方法は、コーティング材料溶液／分散物に消泡／気泡剤を添加することである。安定な消泡剤は、限定されないが、非イオン表面活性剤、酸化アルキレン系材料、シロキサン系材料、およびイオン表面活性剤を含む。好ましくは、消泡剤は、存在するならば、コーティング溶液／分散物の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んで、約０．０１％〜約０．３％の量で存在し、好ましくは約０．０１％〜約０．０２％である。
【０１１１】
本発明の利点は多くの種類の添加剤とコーティングを水系システムで取り扱いことができることである。これは本発明を使用しやすくし、他のシステムに比べて経済的にする。例えば、本発明は水系であるので、エポキシ熱セットなどの他のシステムで用いられるＶＯＣを取り扱う高価なシステムに対する必要なない。さらに、ほとんどの溶媒が人の肌に炎症なしに接触可能であり、製造における近い安さを可能にする。
【０１１２】
Ｆ．好ましい物品
一般的に、ここの好ましい物品は、１層またはそれ以上の層のコーティングを有するプリフォームまたは容器を含む。コーティング層または複数のコーティング層は、好ましくは、バリア保護、紫外線保護、衝撃耐性、磨り減り耐性、曇り耐性、化学耐性、抗微生物特性などのある機能を提供する。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、塗布されてよい。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。
【０１１３】
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、他の基材材料も利用してよい。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。
【０１１４】
例えば、１つの多層の物品において、内側の層は、高められたＰＥＴに対する接着、酸素の捕捉、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コーティングであり、１層またはそれ以上の外側の層は、受動的バリア性および磨り減り耐性を提供する。コーティング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。他の実施形態では、多層で被覆された物品は、酸素捕捉体を有する内側のコーティング、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つの実施形態では、多層で被覆された物品は、酸素捕捉体を有する内側のコーティング、二酸化炭素捕捉体の中間の層、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コーティングを提供する。炭酸ソフトドリンクに役立つもう１つの実施形態では、内側のコーティング層は紫外線保護層であり、架橋材料の外側の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。
【０１１５】
関連した実施形態において、プリフォームの最後のコーティング形成および乾燥は、プリフォームおよび最終的な容器の表面に磨り減り耐性を提供し、ここで、溶液または分散物は、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。
【０１１６】
Ｇ．被覆された物品の製造の方法および装置
適したコーティング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、プリフォームに好ましくコーティングが形成される。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品にも適用され、あるいは採用されてよい。一般的に、コーティング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、好ましいコーティング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コーティングを形成することが好ましい。
【０１１７】
一般的にプラスチックは、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。好ましい実施形態において、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、コーティングが形成される。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コーティングが形成されることにより、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がコーティング形成工程を強化すると信じられている。しかし、方法はまた、コーティング形成に先立って貯蔵されるプリフォームのコーティング形成を可能にする。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。
【０１１８】
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。好ましい方法は、プリフォームのシステムへのエントリー、プリフォームのディップ、スプレーあるいはフローコーティング、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。システムは任意にリサイクル工程も含んでよい。１つの実施形態では、装置は、２個またはそれ以上のディップ、フローまたはスプレーコーティングユニットおよび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コーティングモジュールを有する。各コーティングモジュールは、１個またはそれ以上のディップ、フローまたはスプレーコーティングユニットおよび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。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コーティングが形成されうる。例えば、１つの構成は３つのコーティングモジュールを有し、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柔軟性を許容する。さらに好ましい実施形態では、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。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。
【０１１９】
完全に自動化されたコーティングシステムの好ましい実施形態が次に記載される。このシステム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グラムのコーティング材料を有する。下記に記載の方法では、コーティング溶液／分散物は、２４グラムのプリフォーム上に、１コーティング層あたり約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コーティング層あたり約０．０６〜約０．２０グラムのコーティング材料を堆積するのに適した温度および粘度である。大きさの異なる物品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グラムプロフォーム以外の物品は、上記の範囲外となってもよい。さらに、ある実施形態では、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コーティング量を持つことが望まれてもよい。
【０１２０】
装置および方法は、他の似たような大きさのプリフォームおよび容器に対しても使用してよく、あるいは次の議論で当業者に明白となるように、他の大きさの物品に対して採用してもよい。現在好ましいコーティング材料は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。
【０１２１】
１．システムへのエントリー
プリフォームは、まずシステムにもたらされる。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オンスのボトル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、システムへのエントリー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、システムは、システム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つの実施形態では、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システムに加えられる。好ましくは、システムへのエントリーに先立って、貯蔵されたプリフォームは、約１２０°Ｆを含んで、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。他の適した物品基材は、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。
【０１２２】
２．ディップ、スプレーあるいはフローコーティング
適したコーティング材料が選択されたら、それは調製され、ディップ、スプレーあるいはフローコーティングのいずれかに使用できる。材料調製は本質的にディップ、スプレーおよびフローコーティングと同じである。コーティング材料は、コーティング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／分散物を有する。
【０１２３】
コーティング溶液／分散物の温度は、溶液／分散物の粘度に対して猛烈な影響を持つことができる。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。フローコーティングを用いる１つの実施形態において、溶液／分散物の温度は、コーティング材料の固化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。ある場合では、スプレーまたはフローコーティングで使用するには粘度が高すぎる溶液／分散物がディップコーティングで使用されうる。同様に、スプレーコーティングではコーティング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、固化の問題からディップまたはフローコーティングに対して推奨されているのより高い温度がスプレーコーティングにおいて利用されてよい。いずれの場合でも、溶液あるいは分散物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。好ましい実施形態では、温度制御システムが塗布工程中におけるコーティング溶液／分散物の一定の温度を確保するために使用される。ある実施形態では、粘度が高まるにつれて、水の添加が溶液／分散物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。
【０１２４】
好ましい実施形態では、溶液／分散物は、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。様々な大きさの物品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品に対しては上記の範囲外となりうる。さらに、ある実施形態では、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。
【０１２５】
１つの実施形態では、ディップ、スプレーあるいはフローコーティングから製造されたプリフォームは、図３に見られるタイプである。コーティング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、好ましくはコーティングが形成されていない。好ましい実施形態においては、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、ネック部をコーティング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。
【０１２６】
好ましい実施形態では、ディップ、スプレーあるいはフローコーティング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コーティングの手順では、プリフォーム上に堆積するコーティング材料の量は、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。
【０１２７】
ａ．ディップコーティング
好ましい実施形態では、コーティングはディップコーティング工程を通して塗布される。プリフォームは、コーティング材料を含むタンクまたは他の適した容器に浸される。プリフォームをコーティング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。図１４に示される装置は自動化されたフローコーティングユニットの１つの実施形態を描写するが、自動化されたディップコーティングを利用するある実施形態では、フローコーター８６が、コーティング材料を含むディップコーティングタンクあるいは他の適した容器の位置を示す。
【０１２８】
好ましい実施形態では、プリフォームはコーティング材料に浸けられながら回転する。プリフォームは好ましくは、５０，６０および７０ＲＰＭも含んで、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コーティングを可能にする。他の速度が使用されてもよいが、好ましくは、遠心力によりコーティング材料のロスを発生させるほど高くはない。
【０１２９】
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コーティングの利益をすこしももたらさないようである。
【０１３０】
浸ける時間とそれゆえに速度を決めるのに、コーティング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コーティング材料が波打ってきて、はね散らかってコーティングの欠損を引き起こす。もう１つの考慮は、多くのコーティング材料溶液または分散物が、コーティング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、好ましくはコーティング材料の過剰な攪拌を避けるように選択される。必要であれば、消泡／気泡剤がコーティング溶液／分散物に添加されてもよい。
【０１３１】
ｂ．スプレーコーティング
好ましい実施形態では、スプレーコーティング工程をと通してコーティングが行われる。プリフォームは、コーティング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)しているコーティング材料でスプレーされる。コーティング材料でプリフォームにスプレーすることは、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。図１４に示す装置は自動化されたフローコーティングユニットの１つの実施形態を描写するが、自動化されたスプレーコーティングを利用するある実施形態では、フローコーター８６の位置がスプレーコーティング装置の位置を示す。
【０１３２】
好ましい実施形態では、プリフォームはコーティング材料でスプレー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を含んで、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、プリフォームはコーティングスプレー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コーティングを可能にする。しかし、スプレー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。
【０１３３】
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スプレーされる。スプレーに必要とされる時間の長さは、スプレー速度（単位時間あたりのスプレーの堆積）、スプレー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。
【０１３４】
コーティング材料は、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、未使用のコーティング材料がリサイクルされる閉じたシステムが使用される。１つの実施形態では、これは、コーティング材料タンクに流体伝達しているコーティング材料コレクタに未使用のコーティング材料を収集することで成し遂げられてもよい。多くのコーティング材料溶液または分散物は、コーティング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、コーティング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、コーティング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／気泡剤がコーティング溶液／分散物に添加されてもよい。
【０１３５】
スプレー時間と、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、コーティング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、コーティング材料はコーティングの欠損を引き起こすはね散らかしかねない。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、コーティング材料は望まれているのよりも厚くして塗布されてもよい。適したスプレー装置は、Ｎｏｒｄｓｏｎ社（ウエストレイク、オハイオ州）によって売られているものを含む。もう１つの考慮は、多くのコーティング材料溶液または分散物がコーティング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、スプレー速度、用いられるノズルおよび流体結合が、コーティング材料の過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／気泡剤がコーティング溶液／分散物に添加されてもよい。
【０１３６】
ｃ．フローコーティング
好ましい実施形態では、フローコーティング工程をと通してコーティングが行われる。フローコーティングの目的は、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、完全なコーティング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、フローコーティングの好ましい方法は、コーティング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コーティングの利益をすこしももたらさないようである。
【０１３７】
図１４，１５および１６を参照すると、好ましいフローコーティング工程の１つの実施形態の限定のないダイアグラムの交互の図が示されている。この実施形態では、１つのフローコーター８６を有するシステムの上面図が示されている。プリフォームはシステム８４に入り、フローコーター８６へと進行し、ここでプリフォーム１はコーティング材料のウォーターフォール（不図示）を通過する。コーティング材料は、タンクから、またはタンク中のギャップ１５５を介してバット１５０から、角度の付いた液体ガイド１６０を下って進み、ここで、プリフォーム上へと通過するときにウォーターフォールを形成する。他の実施形態は実質的に水平である流体ガイドをもってよい。タンク１５０中のギャップ１５５は、材料の流れを調整するために広げられ、あるいは狭められてもよい。材料は、コーティング材料の液面がギャップのレベルより上になるように保持する速度で、リザーバ（不図示）からバットまたはタンク１５０へとポンプで汲みいれられる。好都合に、この配置はコーティング材料の一定の流れを確実にする。過量の材料は、また、ポンプの回転に起因する流体の変動を低減する。
【０１３８】
均一なコーティングを提供するために、プリフォームがコーティング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を含んで、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、プリフォームはコーティング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、プリフォームはコーティング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、コーティング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コーティングすることなく、プリフォームの完全なコーティングを可能にする。もう１つの好ましい実施形態では、図１６に示されるプリフォーム１６は、コーティング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。コーティング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這い登る傾向であることが見出された。当業者は、フロー速度、コーティング材料粘度およびプリフォームに対する相対的なコーティング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這う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、這う効果も増加し、コーティング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、コーティング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、コーティングの厚さが調整されうる。この這う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コーティングすることなしに、プリフォームの完全なコーティングを可能にする。
【０１３９】
コーティング材料は、閉じたシステムにおいて、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。未使用のコーティング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、コーティング材料タンクと流体伝達しているコーティング材料コレクタに戻ってきたウォーターフォールフローの流れを収集することによって成し遂げられてもよい。多くのコーティング材料溶液または分散物は、コーティング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、コーティング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、コーティング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／気泡剤がコーティング溶液／分散物に添加されてもよい。
【０１４０】
コーティング材料の妥当なフロー速度の選択において、コーティング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。
【０１４１】
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コーティング、コーティング材料のむだ使い、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、コーティング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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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、それは適切なコーティング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。
【０１４４】
３．過剰な材料の除去
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コーティングが利用されるように十分な堆積を提供する（即ち、事実上除去すべき過剰な材料がない）。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、過剰なコーティング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)して過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。コーティング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コーティング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コーティング材料タンクへと過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、追加の努力なしに過剰な材料がリサイクルされるのを可能にする。もし過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、コーティングタンクまたはバットとの流体伝達におけるコーティング材料コレクタあるいはリザーバなどの過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てもよい。
【０１４５】
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、当業者に知られたドリップリムーバ８８などが過剰な材料の除去のために用いられてもよい。図１４、１５および１６を参照。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てよい。好ましくは、これらの方法で除去された過剰な材料はさらなる使用のためにリサイクルされる。
【０１４６】
４．乾燥および固化
プリフォーム１にコーティングが形成され、過剰な材料が除去８８された後、被覆されたプリフォームは、それから乾燥され、固化される９０。乾燥および固化工程は、好ましくは赤外（ＩＲ）加熱９０により施される。図１４，１５，１７（ａ）および１７（ｂ）参照。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もよい。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てよい。例えば、６個の赤外ランプが７０％の容量で使用されてよい。
【０１４７】
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てよい。図１７（ａ）および１７（ｂ）に示すように、ランプ位置２００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てよい。例えば、多数個のランプを有する１つの実施形態では、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固化を可能にする。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てよい。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、固化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、コーティング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。
【０１４８】
他の実施形態では、完全な固化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。好ましい実施形態ではランプ２００は工程ラインの一方のサイドに配され、一方、１つまたはそれ以上のリフレクタ２１０，２３０が工程ラインの反対側あるいは下方に配される。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、より完全は固化を可能にする。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２１０がプリフォームの下方に配される。これは、好都合に、プリフォームの底部の完全な固化を可能にする。他の好ましい実施形態では、物品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。
【０１４９】
図１７は好ましい赤外乾燥／固化ユニットの限定しない実施形態の図を描写する。工程ラインの一方のサイドに一連のランプ２００が示されている。プリフォームの下方に、より完全な固化のために、熱をプリフォームの底部へ向けて反射する角度を付けられたリフレクタ２１０が示されている。ランプの反対側に、赤外線熱を反射して戻す半円形のリフレクタ２３０があり、より完全で効率のよい固化を可能にする。図１７（ｂ）は、ランプの配置が調節可能２２０である実施形態を示すランプの拡大した断面図である。ランプはプリフォームに近づけ、あるいは遠ざけて動かされてよく、最大の乾燥／固化の柔軟性を可能にする。
【０１５０】
さらに、赤外線熱の使用は、ＰＥＴ基材を過剰に加熱することなく熱可塑性エポキシ（例えばＰＨＡＥ）コーティング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システムに役立つ。また、赤外線加熱の使用は曇りを減らし、化学耐性を向上させることが発見された。
【０１５１】
この工程は追加の空気なしに施すことができるが、赤外加熱は収束し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。赤外線と空気の固化の組み合わせは、好ましい実施形態の優れた化学、曇りおよび磨り減り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、コーティングの化学耐性は架橋と固化の機能であると思われる。固化がより完全なほど、化学耐性がより大きい。
【０１５２】
コーティングを完全に乾燥および固化させるために必要な時間の長さを決めるには、コーティング材料、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。異なるコーティング材料は他より早くあるいは遅く固化する。また、固形分の度合いが高くなるにつれ、固化速度は遅くなる。一般的に、約０．０５〜約０．７５グラムのコーティング材料が形成された２４グラムのプリフォームの赤外線固化に対して、この範囲より長いおよび短い時間も使用してよいが、固化時間は約５〜６０秒である。
【０１５３】
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、それは基材およびコーティング材料のガラス転移温度（Ｔｇ）に関連するからである。乾燥／固化工程において、基材のＴｇを超えて基材を加熱することなく、コーティングの表面温度がコーティング材料のＴｇを超えるのが好ましい。これは、基材の過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、コーティング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コーティングの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／固化工程を調節する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。
【０１５４】
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固化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。
【０１５５】
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、コーティングははね散らかってプリフォームの不均一なコーティングの原因となる。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、好都合に完全な固化および乾燥を可能にする。
【０１５６】
他の好ましい実施形態では、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、主にその大きなサイズ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固化のために用いられてはこなかった。しかし、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、食品の膜のコーティングの固化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。
【０１５７】
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。基材またはコーティングが高速に加速された電子に曝されると、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。
【０１５８】
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、より高い固化温度、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。
【０１５９】
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）；（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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
ＥＢＰは、プリフォームおよび容器に塗布されたＴＰＥコーティングのより正確で早い固化のために、赤外線に代わるものとして用いることができる。
【０１６４】
ディップ、スプレーあるいはフローコーティングとともに用いられたら、赤外線固化と比較して、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。
【０１６５】
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固化に加えて、あるいはこれに代えて、採用されてよい。好ましくは、乾燥／固化ユニットは、未使用のコーティング材料の望まない固化を避けるために、コーティング材料タンクおよび／またはフローコーティングシートから十分な距離であるいは分離されて配される。
【０１６６】
５．冷却
プリフォームはそれから冷却される。冷却工程は固化工程と組み合わされ、高められた化学、曇り、磨り減り耐性をもたらす。それは１層のコーティングの後あるいは連続的コーティング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。
【０１６７】
１つの実施形態では、冷却工程は周囲の温度で行われる。他の実施形態では、冷却工程は収束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。
【０１６８】
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コーティングのＴｇの低いほうのＴｇより低いことが好ましい。例えば、あるコーティング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コーティングの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。
【０１６９】
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。好ましい実施形態では、多層のコーティングが各プリフォームに塗布される。冷却工程が、続いて行われるコーティングの前であるときは、上昇されたプリフォームの温度がコーティング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。
【０１７０】
６．システムからのエジェクション
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、それはシステムから取り出されてパッケージの準備がなされる。もう１つの実施形態では、プリフォームはコーティングシステムから取り出され、さらなる工程のためにブロー成形装置へと送られる。さらにもう１つの実施形態では、被覆されたプリフォームは、さらなるコーティングまたは複数のコーティングが形成されるもう１つのコーティングモジュールへと渡される。このさらなるシステムはさらなるコーティング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。
【０１７１】
７．リサイクル
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ボトルは、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からコーティングが容易に除去できる。例えば、ディップコーティングで塗布され、赤外線加熱で固化されたポリヒドロキシアミノエーテル系コーティングは、ｐＨ１２の８０℃の水溶液に曝されると３０秒で除去できる。また、４と等しいかそれより低いｐＨの水溶液がコーティング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、コーティング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品のリサイクル方法という名称の特許文献２９に記載のリサイクル方法を使用してもよい。この出現に開示された方法は参照によりここに組み込まれる。
【０１７２】
８．実施例
実験室規模のフローコーティングシステムが２４グラムのＰＥＴのプリフォームにコーティングを形成するのに使用された。図１４〜１６に図解され、１つのフローコーティングユニットと赤外線固化／乾燥ユニットを有するシステムが使用された。プリフォームは手動でプロセスラインに装填された。２４グラムのプリフォームを保持するために使用されたコレットは互いに１．５”の間隔で中央に配置された。プリフォームがコーティングウォーターフォールまたはシートを通して通過するときのウェイク効果を避けるのに、この距離が適切な間隔をもたらすことが見出された。コーティング材料がタンクに非せん断(non-shearing)ポンプを用いて汲みいれられた。それからコーティング材料がタンクから流れ出してウォーターフォールまたはシートを形成し、プロフォームがシートを通して通過するときにそれがプリフォームにコーティングを形成した。２回の完全な回転を確保するために、コーティングシートを通して通過する間に、プリフォームは毎秒３インチの速度でラインに沿って移動した。一度シートを通過したら、ラインスピードは、過剰なコーティング材料をプリフォームの底部から除去するために、プリフォームがスポンジローラー上を通過する前に約１０秒間滴下するのを可能にした。プリフォームはそれから赤外線固化／乾燥ユニットへと移動した。源として５個の１０００W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−ハロゲンランプが６０％の容量で使用された。ランプは中央ラインに０．６インチで配された。プリフォームは赤外線固化／乾燥ユニット内に１０秒間保持された。プリフォームは固化／乾燥ユニットから出てきたときに、システムから取り除かれるまえに、それらは収束された周囲の空気で冷却された。
【０１７３】
この実施例で使用されたコーティング材料はＢＬＯＸ（商標）ＸＵＲ５８８−２９（ダウケミカル社から）の３０％の固形分を有するＰＨＡＥ分散物であった。平均の堆積（２４グラムのプリフォーム上に１層）は約９７ｍｇであった。
【０１７４】
上述の様々な方法および技術が本発明を実施するいくつかの方法を提供する。もちろん、ここに記載された特定の実施形態に従って記載された全ての目的および利点が必ずしも達成されなくてもよいことが理解されなければならない。
【０１７５】
さらに、当業者は異なる実施形態からの様々な特徴の互換性を識別するだろう。同様に、ここに記載された本質に従った方法を実施するために、上述の様々な特徴と工程が、そのような特徴と工程のそれぞれに対して他に知られている等価なものと同様に、当業者によって混合され、適合されることが可能である。
【０１７６】
本発明はある実施形態と実施例の面において開示されたが、本発明は、特徴的に開示された実施形態を超えて、他の代わりの実施形態および／または使用および明らかな改変およびその等価なものにまで広がることが当業者によって理解されるだろう。従って、本発明はここの好ましい実施形態の特定的な開示に限定されることを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】図１は好ましい実施形態の開始材料として用いられるコーティングのないプリフォームである。
【図２】図２は好ましい実施形態に従ってコーティングが形成されるタイプの好ましいコーティングのないプリフォームの断面図である。
【図３】図３は被覆されたプリフォームの１つの好ましい実施形態の断面図である。
【図４】図４は被覆されたプリフォームの壁部の断面の拡大図である。
【図５】図５は被覆されたプリフォームのもう１つの実施形態の断面図である。
【図６】図６は本発明の実施形態の好ましい被覆された容器を形成するために用いられうるタイプのブロー成形装置の型空間における好ましいプリフォームの断面図である。
【図７】図７はブロー成形工程に従って作成された被覆された容器である。
【図８】図８は本発明に従った特徴を有する被覆された容器の１つの好ましい実施形態の断面図である。
【図９】図９はプリフォームの三層の実施形態である。
【図１０】図１０は好ましい工程を図解する限定のないフローダイアグラムである。
【図１１】図１１はシステムが１つのコーティングユニットを有するときの好ましい工程の１つの実施形態の限定のないフローダイアグラムである。
【図１２】図１２はシステムが１つの一体化したシステムにおいて複数個のコーティングユニットを有するときの好ましい工程の限定のないフローダイアグラムである。
【図１３】図１３はシステムがモジュラーシステムにおいて複数個のコーティングユニットを有するときの好ましい工程の限定のないフローダイアグラムである。
【図１４】図１４はシステムが１つのフローコーティングユニットを有するときの好ましい工程の１つの実施形態の限定のない上面図である。
【図１５】図１５はシステムが１つのフローコーティングユニットを有するときの好ましい工程の１つの実施形態の限定のない正面図である。
【図１６】図１６はシステムが１つのフローコーティングユニットを有するときの好ましい工程の１つの実施形態の限定のない断面図である。
【図１７】図１７（ａ）および図１７（ｂ）は好ましい赤外線乾燥／固化ユニットの１つの実施形態の限定のない図を描写する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年1月27日(2005.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
好ましい実施形態においては、コーティングの紫外線保護特性は異なる添加剤の添加により高められうる。好ましい実施形態において、紫外線保護コーティング材料は、約３５０ｎｍ以下まで、より好ましくは約３７０ｎｍ以下まで、さらに好ましくは４００ｎｍ以下までの紫外線保護をもたらす。紫外線保護材料は、追加の機能を提供する層の添加剤として用いられ、あるいは単一のコーティングとして別個に塗布されてよい。好ましくは、高められた紫外線保護を提供する添加剤は、コーティング溶液／分散物中に、約３％、５％、１０％および１５％も含んで、約１〜２０％存在する。好ましくは、紫外線保護材料は、水系溶液／分散物に融和性である形で添加される。例えば、好ましい紫外線保護材料はミリケン(Milliken)ＵＶ３９０Ａクリアシールド(ClearShield、商標)である。ＵＶ３９０Ａは油状の液体であり、それに対する混合は、最初にその液体と水を、好ましくは大体同し体積で混合することにより助けられる。この混合物は、それからＴＰＥ溶液、例えばＢＬＯＸ（商標）５９９−２９へと加えられ、攪拌される。結果として生じる溶液は、約１０％のＵＶ３９０Ａを含有し、プリフォーム上に塗布されたときに４００ｎｍまでの紫外線保護を提供する。前述のように、もう１つの実施形態では、ＵＶ３９０Ａ溶液は単一の層として塗布される。
【国際調査報告】
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