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課題

改善された視覚的特性および触覚的特性を提供し、革新的なパッケージング設計を可能にし、改善されたグリップ性および断熱性を提供することができるオーバーモールドされた容器およびその製造方法。

解決手段

容器はポリマーリサイクル流に最小限の影響しか与えずに、コスト効率の良い方法で作ることができる。容器を作る方法は、PET共重合体などの熱可塑性ポリマーを含む容器プリフォームを提供するステップと、プリフォームの少なくとも一部上にエラストマー材料をオーバーモールドして、オーバーモールドされたプリフォームを形成するステップと、オーバーモールドされたプリフォームをブロー成形してオーバーモールドされた容器を形成するステップと、を含む。一実施形態においては、オーバーモールドされた容器は飲料容器である。

概要

背景

ポリエチレンテレフタレート(PET)系ポリエステルは、良好な機械的特性およびバリア性があるので、容器の材料として広く使用されてきている。しかし、PETから作られている容器は、通常、表面が硬質で平滑である。これらの表面はつかみにくく、容器が消費者の手から滑り落ち容器内容物こぼれる可能性がある。このつかみにくさは低温で(例えば、冷蔵庫の中で)保存されていた充填容器製品(例えば、飲料入りボトル)が、容器の外側に水が凝結するような室温において使用するために取り出される時にしばしば悪化する。したがって、他の熱可塑性ポリ容器と同様に、PET容器、特に、容器の外側に結露が発生する状況においてしばしば使用される製品容器に対して、そのグリップ性を改善することが非常に望ましい。本明細書で使用される「つかみやすい」および「グリップ性」という用語は、手から滑り落ちることなしにしっかりと保持することができる容器の表面の特性を指す。

PETの飲料および消費財産業における用途が増加するにつれて、ブランドオーナーは、特に包装革新によって彼らの製品を差別化するための方法を独自に工夫することを強いられている。革新的な設計特性の例としては、容器における質感の違いおよび着色容器の使用がある。これらの販売革新の多くは概念的には魅力的であり得るが、それらを実施することは製造、コストまたは環境的見地から実際的でないか、またはその容器が他の態様においてその設計が不適切なある種の特性を有している場合がある。例えば、着色容器はPETリサイクル流を大きく損なう可能性がある。何故なら、それらは他のPET流から簡単には分離できないからである。さらに、テクスチャ付き容器を作るにはテクスチャ付き金型が必要である。そのような金型は費用が非常にかかることが多く、および一度その金型が作られると、そのテクスチャを変更することが困難である。したがって、この産業においては、PETリサイクル流における不利益な影響なしに、または必要以上のコストの増加なしにPETパッケージ製品を差別化できることが望ましい。

オーバーモールディングまたは多成分成形は、射出成形業界で広く使用されている。オーバーモールディングは、本質的には射出成形によって2つ以上の熱可塑性ベース樹脂仕上げられた成分を作り出す工程として定義される。オーバーモールディングは、ケーブル産業において長年にわたって使用されてきており、工業および消費財産業においてますます関心が高くなってきている。これらの産業においては、多くの用途はソフトタッチの材料と剛性の部分とを組み合わせている。ソフトタッチの材料は改善された芸術性、より良い触覚的性質、および改善されたグリップ性を提供する。軟性材料剛性材料とを組み合わせるために最も広く使用されている方法は、オーバーモールディングによる方法である。従来、剛性材料上に直接軟性材料をオーバーモールドすることによって、最終製品の部分がつくられ。ソフトタッチの材料を、剛性容器、例えば飲料容器で使用するための方法を提供することが望ましい。

概要

改善された視覚的特性および触覚的特性を提供し、革新的なパッケージング設計を可能にし、改善されたグリップ性および断熱性を提供することができるオーバーモールドされた容器およびその製造方法。容器はポリマーのリサイクル流に最小限の影響しか与えずに、コスト効率の良い方法で作ることができる。容器を作る方法は、PET共重合体などの熱可塑性ポリマーを含む容器プリフォームを提供するステップと、プリフォームの少なくとも一部上にエラストマー材料をオーバーモールドして、オーバーモールドされたプリフォームを形成するステップと、オーバーモールドされたプリフォームをブロー成形してオーバーモールドされた容器を形成するステップと、を含む。一実施形態においては、オーバーモールドされた容器は飲料容器である。

目的

ソフトタッチの材料は改善された芸術性、より良い触覚的性質、および改善されたグリップ性を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
5件

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請求項1

オーバーモールドされた容器を作るための方法であって、熱可塑性ポリマーを含むプリフォームを容器に対して提供する工程と、オーバーモールドされたプリフォームを形成するために、前記プリフォームの少なくとも一部上にエラストマーオーバーモールド材料をオーバーモールドする工程と、前記オーバーモールドされたプリフォームをブロー成形して、オーバーモールドされた容器を形成する工程と、を含む方法。

請求項2

前記オーバーモールド容器飲料容器である、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記熱可塑性ポリマーが1つまたは複数のポリエステルを含む、請求項1に記載の方法。

請求項4

前記熱可塑性ポリマーがポリエチレンテレフタレート共重合体を含む、請求項3に記載の方法。

請求項5

前記オーバーモールド材料が熱可塑性エラストマーを含む、請求項1に記載の方法。

請求項6

前記オーバーモールド材料が、ポリオレフィンエラストマーポリオレフィンプラストマー変性ポリオレフィンエラストマー変性ポリオレフィンプラストマー、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項1に記載の方法。

請求項7

前記オーバーモールド材料がアクリルオレフィン共重合体エラストマー、ポリエステルエラストマー、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項1に記載の方法。

請求項8

前記オーバーモールド材料の密度が1.00g/cc未満である、請求項1に記載の方法。

請求項9

前記オーバーモールド材料が1つまたは複数の添加剤をさらに含む、請求項1に記載の方法。

請求項10

前記1つまたは複数の添加剤が、着色剤紫外線遮断剤潤滑剤、スリップ剤加工助剤酸化防止剤抗菌剤熱安定剤、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項9に記載の方法。

請求項11

前記ブロー成形工程が、前記オーバーモールドされたプリフォームを予熱し、次に前記予熱されたプリフォームを延伸ブロー成形することを含む、請求項1に記載の方法。

請求項12

前記オーバーモールド材料が、前記オーバーモールドされた容器の外面の大部分を覆う、請求項1に記載の方法。

請求項13

ブロー成形された容器であって、外面および内部空間を有し、熱可塑性ポリマープリフォームをブロー成形することによって形成される容器本体と、熱可塑性エラストマーを含み、前記容器本体の外面の少なくとも一部に適合するように固定されているオーバーモールド層と、を備えた容器。

請求項14

容器がボトルである、請求項13に記載の容器。

請求項15

前記熱可塑性ポリマーが1つまたは複数のポリエステルを含む、請求項13に記載の容器。

請求項16

前記熱可塑性ポリマーがポリエチレンテレフタレート共重合体を含む、請求項13に記載の容器。

請求項17

前記オーバーモールド層が、ポリオレフィンエラストマー、ポリオレフィンプラストマー、変性ポリオレフィンエラストマー、変性ポリオレフィンプラストマー、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項13に記載の容器。

請求項18

前記オーバーモールド層が、アクリルオレフィン共重合体エラストマー、ポリエステルエラストマー、およびそれらの組合せからなるグループから選択されるオーバーモールド材料を含む、請求項13に記載の容器。

請求項19

前記オーバーモールド層が、密度が1.00g/cc未満であるオーバーモールド材料を含む、請求項13に記載の容器。

請求項20

前記オーバーモールド層が1つまたは複数の添加剤をさらに含む、請求項13に記載の容器。

請求項21

前記1つまたは複数の添加剤が、着色剤、紫外線遮断剤、潤滑剤、スリップ剤、加工助剤、酸化防止剤、抗菌剤、熱安定剤およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項20に記載の容器。

請求項22

前記オーバーモールド層が前記オーバーモールドされた容器の外面の大部分を覆う、請求項13に記載の容器。

請求項23

前記オーバーモールド層の厚さが0.1mm〜5mmである、請求項13に記載の容器。

請求項24

前記ボトルは、円筒形であると共に、開放端部の口とキャッピングフランジとの間に配置されている外ネジ付きネック仕上げを含む、請求項14に記載の容器。

請求項25

前記オーバーモールド層は、基端部と、キャッピングフランジで終端する当該オーバーモールド層の縁部を有する側壁と、を覆う、請求項24に記載の容器。

請求項26

前記オーバーモールド層が、前記基端部、前記側壁、および前記キャッピングフランジを覆う、請求項24に記載の容器。

請求項27

前記オーバーモールド層の硬度が、ショアD30未満である、請求項13に記載の容器。

請求項28

容器詰飲料であって、請求項13に記載の容器と、前記容器の前記内部空間内に配置される飲料とを含む容器詰飲料。

請求項29

容器詰飲料であって、少なくとも1つのPET共重合体から形成され、ブロー成形されたボトルと、熱可塑性エラストマーを含むオーバーモールド層であって、前記ボトルの外面の少なくとも一部上に適合するように固定される前記オーバーモールド層と、前記ボトルの内部に配置された飲料と、を含む容器詰飲料。

請求項30

前記熱可塑性エラストマーがポリオレフィンプラストマーを含む、請求項29に記載の容器詰飲料。

請求項31

前記オーバーモールド層が機械加工によりPET共重合体から分離可能である、請求項29に記載の容器詰飲料。

請求項32

オーバーモールドされた容器をリサイクルするための方法であって、請求項13に記載の容器を複数の破片細断する工程と、機械的分離工程を使用して前記オーバーモールド層の破片を前記容器本体の破片から分離する工程と、を含む方法。

請求項33

前記物理的分離工程が、空気分離工程または浮沈分離工程を含む、請求項32に記載の方法。

請求項34

オーバーモールドされたプリフォームであって、ボトルへのブロー成形に適している熱可塑性ポリマープリフォームと、熱可塑性エラストマーを含み、少なくとも前記プリフォームの一部上にオーバーモールドされたオーバーモールド材料と、を備えた、オーバーモールドされたプリフォーム。

技術分野

0001

本発明は、概して、成形されたポリ容器に関し、特に、表面質感および手触り感、彩色および他の視覚設計変数断熱性、および他の機能などの容器のある種の機能性を高めることができるオーバーモールドされた容器を作るための方法に関する。

背景技術

0002

ポリエチレンテレフタレート(PET)系ポリエステルは、良好な機械的特性およびバリア性があるので、容器の材料として広く使用されてきている。しかし、PETから作られている容器は、通常、表面が硬質で平滑である。これらの表面はつかみにくく、容器が消費者の手から滑り落ち容器内容物こぼれる可能性がある。このつかみにくさは低温で(例えば、冷蔵庫の中で)保存されていた充填容器製品(例えば、飲料入りボトル)が、容器の外側に水が凝結するような室温において使用するために取り出される時にしばしば悪化する。したがって、他の熱可塑性ポリ容器と同様に、PET容器、特に、容器の外側に結露が発生する状況においてしばしば使用される製品容器に対して、そのグリップ性を改善することが非常に望ましい。本明細書で使用される「つかみやすい」および「グリップ性」という用語は、手から滑り落ちることなしにしっかりと保持することができる容器の表面の特性を指す。

0003

PETの飲料および消費財産業における用途が増加するにつれて、ブランドオーナーは、特に包装革新によって彼らの製品を差別化するための方法を独自に工夫することを強いられている。革新的な設計特性の例としては、容器における質感の違いおよび着色容器の使用がある。これらの販売革新の多くは概念的には魅力的であり得るが、それらを実施することは製造、コストまたは環境的見地から実際的でないか、またはその容器が他の態様においてその設計が不適切なある種の特性を有している場合がある。例えば、着色容器はPETリサイクル流を大きく損なう可能性がある。何故なら、それらは他のPET流から簡単には分離できないからである。さらに、テクスチャ付き容器を作るにはテクスチャ付き金型が必要である。そのような金型は費用が非常にかかることが多く、および一度その金型が作られると、そのテクスチャを変更することが困難である。したがって、この産業においては、PETリサイクル流における不利益な影響なしに、または必要以上のコストの増加なしにPETパッケージ製品を差別化できることが望ましい。

0004

オーバーモールディングまたは多成分成形は、射出成形業界で広く使用されている。オーバーモールディングは、本質的には射出成形によって2つ以上の熱可塑性ベース樹脂仕上げられた成分を作り出す工程として定義される。オーバーモールディングは、ケーブル産業において長年にわたって使用されてきており、工業および消費財産業においてますます関心が高くなってきている。これらの産業においては、多くの用途はソフトタッチの材料と剛性の部分とを組み合わせている。ソフトタッチの材料は改善された芸術性、より良い触覚的性質、および改善されたグリップ性を提供する。軟性材料剛性材料とを組み合わせるために最も広く使用されている方法は、オーバーモールディングによる方法である。従来、剛性材料上に直接軟性材料をオーバーモールドすることによって、最終製品の部分がつくられ。ソフトタッチの材料を、剛性容器、例えば飲料容器で使用するための方法を提供することが望ましい。

発明が解決しようとする課題

0005

したがって、包装業界において、簡単に着色され、グリップ機能が制御でき、断熱機能、および/または他の機能がある容器をつくること、およびPETまたは他の熱可塑性リサイクル流に負の影響を与えずに、これらの設計特性を達成することに対するニーズが存在する。さらに、包装業界において、コスト効率の良いプロセスでこのような容器をつくることに対するニーズが存在する。

課題を解決するための手段

0006

1つおよび複数のオーバーモールドされた容器を作るための方法を提供する。オーバーモールドされた容器は改善された視覚的および触覚的特性を提供し、革新的な包装設計を可能にし、改善されたグリップ性および断熱性を有利に提供することができる。その製造方法は、これらの容器の利点を、コスト効率の良い方法で、材料のリサイクル流に影響しないか、またはその影響が最小限であるように実現する。

0007

1つの態様においては、その容器を作る方法は、熱可塑性ポリマーを含むプリフォームを容器に対して提供する工程と、プリフォームの少なくとも一部上にエラストマーオーバーモールド材料をオーバーモールドして、オーバーモールドされたプリフォームを形成する工程と、オーバーモールドされたプリフォームをブロー成形して、オーバーモールドされた容器を形成する工程と、を含む。好ましい実施形態においては、オーバーモールドされた容器は飲料容器である。

0008

プリフォームは各種の熱可塑性ポリマーから作ることができる。一実施形態においては、熱可塑性ポリマーは1つまたは複数のポリエステルを含む。好ましい実施形態においては、熱可塑性ポリマーは、ポリエチレンテレフタレート共重合体であるか、またはそれを含む。

0009

オーバーモールド材料は、ブロー成形工程と両立する温度および圧力において処理可能であり、オーバーモールド材料はプリフォームに適合するように伸びることができ、結果のブロー成形された容器の形状を取るように選択される。一実施形態においては、オーバーモールド材料は熱可塑性エラストマーを含む。適切なオーバーモールド材料の例としては、ポリオレフィンエラストマーポリオレフィンプラストマー変性ポリオレフィンエラストマー変性ポリオレフィンプラストマー熱可塑性ウレタンエラストマーおよびそれらの組合せなどがある。

0010

一実施形態においては、オーバーモールド材料は、密度が1.00g/ccより小さい。それにより、熱可塑性ポリマーの究極リサイクルが、例えば、熱可塑性ポリマーとオーバーモールド材料との間の密度差に依存する水性浮沈操作によって容易化される。

0011

オーバーモールド材料は任意選択として1つまたは複数の添加剤を含むことができる。可能な添加剤の例としては、着色剤紫外線遮断剤潤滑剤、スリップ剤加工助剤酸化安定剤、熱安定剤、およびそれらの組合せがある。

0012

一実施形態においては、オーバーモールド材料はオーバーモールドされる容器の外面の大部分を覆う。

0013

他の態様においては、ブロー成形された容器が提供される。一実施形態においては、容器は外面および内部空間を有する容器本体を含み、容器本体は熱可塑性ポリマープリフォームをブロー成形することによって形成され、オーバーモールド層が容器本体の外面の少なくとも一部に適合するように固定される。

0014

一実施形態においては、容器はボトルである。一実施形態においては、ボトルは円筒形であり、開放端部の口とキャッピングフランジとの間に配置されている外ネジ付きネック仕上げを含む。一実施形態においては、オーバーモールド層は、基端部と、オーバーモールド層の端がキャッピングフランジのところで終端している側壁と、を覆うオーバーモールド材料を含む。他の実施形態においては、オーバーモールド層は基端部、側壁、およびキャッピングフランジを覆う。

0015

さらに他の態様においては、容器詰飲料が提供される。一実施形態においては、その容器詰飲料は外面および内部空間を有する容器本体を含み、容器本体は、熱可塑性ポリマープリフォームをブロー成形することによって形成され、オーバーモールド層がその容器本体の外面の少なくとも一部に適合するように固定され、容器の内部空間に飲料が配置されている。

0016

1つの特定の実施形態においては、少なくとも1つのPET共重合体から形成されたブロー成形されたボトルを含む飲料容器が提供され、オーバーモールド層はエチレンアルファオレフィン樹脂または他のポリオレフィンエラストマーまたはプラストマーを含み、オーバーモールド層はボトルの外面の少なくとも一部に適合するように固定され、飲料がボトルの内部に配置されている。

0017

さらに他の態様においては、オーバーモールドされた容器をリサイクルするための方法が提供される。一実施形態においては、その方法は、容器を複数の破片刻む工程と、オーバーモールド材料層の破片を容器本体の破片および熱可塑性容器材料から物理的分離法によって分離する工程とを含む。1つの例においては、その物理的分離法は空気分離または浮沈工程を含む。

発明を実施するための最良の形態

0018

オーバーモールドされた熱可塑性容器およびその製造方法が開発されている。好ましい実施形態においては、その容器を作る方法は、熱可塑性ポリマーから作られている容器に対するプリフォームを提供する工程と、プリフォームの少なくとも一部上にエラストマーのオーバーモールド材料をオーバーモールドして、オーバーモールドされたプリフォームを形成する工程と、次に、オーバーモールドされたプリフォームをブロー成形して、飲料容器として使用できるオーバーモールドされた容器を形成する工程と、を含む。その新しい方法によって、ソフトタッチの材料がオーバコートされている広範囲の容器をコスト効率良く製造することができ、それは改善された視覚的特性および触覚的特性(例えば、鮮やかな色、ソフトタッチの感触)、新しい包装設計、改善されたグリップ性および/または断熱性、および他の技術的利点を提供することができ、しかもその容器は、ポリマー材料のリサイクル流にほとんど影響せずにリサイクルすることができるという利点を持つ。

0019

1つの特定の利点においては、エラストマーのオーバーモールド材料の比較的軟質の特性によって、そのオーバーモールドされた容器の外面を、細かい細部、細かく鋭い隆起型の変化を表面に付けて成形することができる。これによって、その容器が、その外面に成形されたテキストおよび絵画と同様に、複合テクスチャ付きの表面を有するようにすることができる。対照的に、そのような鋭い細部は、従来のPET共重合体などの硬質材料内にブロー成形することは普通はできない。

0020

本明細書で使用されている用語「備える」、「備えている」、「含む」および「含んでいる」は、別段の明示的な指定がない限り、公開の非制限的用語であることを意図している。

0021

オーバーモールドされた容器を作る方法
工程の一実施形態が図1に示されている。図1は、オーバーモールドされた熱可塑性容器20を作るための工程10のステップを示す。最初にオーバーモールドを施すことができる適切なプリフォーム12が提供される。次に、射出成形を使用してオーバーモールド材料14でプリフォーム12がオーバーモールドされ、オーバーモールドされたプリフォーム16が形成される。次にオーバーモールドされたプリフォーム16が、例えば、延伸ブロー成形を使用してブロー成形される。

0022

好ましい実施形態においては、そのプリフォームは熱可塑性ポリマー組成の射出成形によって、当業者であれば周知の技法および装置を使用して作られる。1つの典型的な実施形態においては、容器のプリフォームはポリエステルの組成をブロー可能な幾何学形状に射出成形することによって形成される。代替的に、そのプリフォームを他の既知の技法、例えば、圧縮成形によって作ることができる。

0023

好ましい実施形態においては、オーバーモールドは当業者には周知の技法および装置を使用して、オーバーモールド材料の射出成形によって作られる。例えば、オーバーモールドはプリフォームが作られるのと同じ金型(例えば、2ショット成形工程または2成分射出成形工程を使用して)で行うことができるか、またはそのプリフォームをオーバーモールドのステップに対する第2の金型に転送することができる(例えば、インサート成形品を使用して)。オーバーモールド工程のステップの一実施形態においては、適切なエラストマーが溶融され、次に、プリフォームの上に射出成形され、元のプリフォームの上にエラストマーの層でオーバーモールドされたプリフォームが作られる。オーバーモールド材料の厚さおよびそのオーバーモールド材料に覆われた表面積は、例えば、究極のオーバーモールドされた容器の特定の設計の考慮事項により変更することができる。

0024

代替実施形態においては、オーバーモールドされたプリフォームを単一のステップで作ることができる。例えば、当業者には周知の共射出工程を使用することができる。その場合、熱可塑性ポリマーおよびエラストマーのオーバーモールド材料がプリフォームおよびオーバーモールド構造の両方に対する金型内に同時に注入される。

0025

好ましい実施形態においては、オーバーモールドされたプリフォームは延伸ブロー成形プロセスを使用して、当業者には周知の技法および装置を使用してオーバーモールドされた容器に移送される。例えば、この工程のステップは、オーバーモールドされるプリフォーム材料の加熱プロファイルと類似のプロファイルでオーバーモールドされたプリフォームを加熱するステップ(例えば、赤外線オーブン内での)と、次にそのオーバーモールドされたプリフォームを延伸ブロー成形して、圧縮空気および延伸ロッドによって最終容器の形にするステップとを含むことができる。代替的に、その容器を、当業者であれば周知のように、一段のブロー成形工程によって作ることができる。ある種のブロー成形パラメータを、オーバーモールド材料層の存在に適応するために調整する必要がある。しかし、これらの調整は従来の熱可塑物(例えば、PET)の処理条件の範囲内で行われる。

0026

特定の実施形態においては、その方法は炭酸飲料および非炭酸飲料ソフトドリンク産業および食品産業における包装の用途に対して容器を作るために適合される。これらの容器を形成するための共通の製造方法は、容器のプリフォームを射出成形するステップと、次に、そのプリフォームから、単一工程、または2段階のブロー成形製造システムにおいて容器を作るステップとを含む。そのような方法は、当業者には周知のものである。可能なプリフォームおよび容器の構造の例が米国特許第5,888,598号に開示されており、その開示は参照によって本明細書に組み込むものとする。上記方法は容器のプリフォーム上にオーバーモールドされたエラストマー層の存在に容易に適応させることができる。一実施形態においては、薄壁の単独使用PET飲料容器の製造において使用されるような市販の装置を使用して、本明細書に記載されているオーバーモールドされた容器を作ることができる。他の実施形態においては、従来の厚壁の再充填可能なPET容器の製造において使用されるような市販の装置を使用することもできる。

0027

熱可塑性ポリマーおよびプリフォーム
各種の熱可塑性ポリマーからプリフォームを作ることができる。一実施形態においては、その熱可塑性ポリマーは1つまたは複数のポリエステルを含む。一実施形態においては、その熱可塑性ポリマーはポリプロピレンを含む。好ましい実施形態においては、その熱可塑性ポリマーはポリエチレンテレフタレート共重合体であるか、またはそれを含む。一実施形態においては、そのポリエステルは炭酸飲料または非炭酸飲料および酸素感受性飲料または食品に適している。適切なポリエステルとしては、PET共重合体、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンイソフタレートグリコール変性晶性PET共重合体(商用的にはPETGとして知られている)、二酸変性非晶性PETなどがある。PET共重合体は多くの容器の用途において使用されているので特に有用である。本明細書で使用されている「PET共重合体」という用語は、エチレングリコールからの繰返し単位を有しているジオール成分、およびテレフタレート酸からの繰返し単位を有している二酸成分を含む組成を示す。望ましくは、いくつかの実施形態においては、PET共重合体は、100モル%二酸成分および100モル%ジオール成分に基づいた、20%未満の二酸成分変性および/または10%未満のジオール成分変性を有するPET共重合体である。そのようなPET共重合体は周知のものである。

0028

任意選択として、多層プリフォームを使用することができる。例えば、そのプリフォームは、当業者であれば周知のように、3層または5層の構造を含むことができる。3層のプリフォーム構造の一実施形態においては、その中間層はバリア層であり、製品接触層(product−contacting layer)及び外層は、ポリエステル層である。5層のプリフォーム構造の一実施形態においては、その内部層および外部層は純粋ポリエステル層であり、第2および第4層はリサイクルされたPET層であり、第3層はバリア層である。

0029

好ましい実施形態においては、そのプリフォームは開いた上端およびネック仕上げを有している円筒形の射出成形されたプリフォームを含む。一実施形態においては、そのプリフォームはテーパ付きショルダー形成部分と、ほぼ一様な厚さの中間の円筒状部分と、ベース形成部分とをさらに含む。各種の実施形態において、そのプリフォームは非晶質であり、実質的に透明である。

0030

プリフォーム30の一実施形態が図2に示されている。このプリフォーム30は、射出成形PETベースの樹脂から作られており、キャッピングフランジ34の中のその下端で終端するネジ付きのネック仕上げ32を含む。キャッピングフランジ34の下には、壁の厚さの増加に対して提供するための、外径が徐々に増加している部分36内に終端する一般的に円筒形の部分35がある。部分36の下には、細長胴体部分38がある。

0031

オーバーモールド材料およびオーバーモールド工程
好ましい実施形態においては、オーバーモールドのステップは、容器のプリフォームと一緒に、またはその上にエラストマーのオーバーモールド材料を射出成形するステップを含む。エラストマーのオーバーモールド材料の選択は、特定の用途に対して所望の特定の機能性によって変わる。例えば、オーバーモールド材料の組成は、所望のテクスチャまたは手の中での柔らかい感触、ある種のグリップ性、または他の機能性を得るために選択することができる。処理の考慮事項および他のファクタもその選択に影響する。例えば、異なるオーバーモールド材料の密度、延伸倍率、色、コスト、およびリサイクル可能性はそのオーバーモールド容器の究極の使用または設計の制約により異なる可能性がある。

0032

オーバーモールド材料によって覆われるプリフォームの表面の量は、例えば、その作られる容器の特定の設計により変更することができる。一実施形態においては、そのオーバーモールド材料はそのオーバーモールド容器の外面の大部分を覆う。例えば、オーバーモールド材料がプリフォームの外面の面積の50〜95%を覆う場合もある。他の実施形態においては、外面の50%未満が覆われる。

0033

本明細書で使用される用語「エラストマーのオーバーモールド材料」は、プリフォームおよびブロー成形工程と両立する条件においてオーバーモールドすることができる熱可塑性エラストマーを含んでいる組成を指す。好ましい実施形態においては、オーバーモールド材料はブロー成形工程と両立する温度および圧力において処理されるように選択され、そのオーバーモールド材料はプリフォームに適合して伸びることができ、結果のブロー成形された容器の形状を取るように選択される。エラストマーのオーバーモールド材料の層は、粗い表面を通じての機械的インターロック、またはエラストマー内の官能基による機械的接合によって下地の熱可塑性ポリマー構造に分離可能に固定される。

0034

エラストマーのオーバーモールド材料は、処理の途中およびその後に金型の形を取る十分に柔らかいものであるように選択される。下地の熱可塑性ポリマーは、ブロー成形工程の後、一度冷却され、そのエラストマーのオーバーモールド材料を延伸した成形された形状に維持するために十分な剛性を有するポリマーである。

0035

本明細書で使用されている用語「熱可塑性エラストマー」は、当業者であれば周知のように、エラストマー、プラストマー、変性エラストマー、および変性プラストマーを含む。従来の射出成形装置で使用することができる適切な熱可塑性エラストマーの代表的な例としては、ポリオレフィンエラストマー(エチレンプロピレンゴムなど)、ポリオレフィンプラストマー、変性ポリオレフィンエラストマー(エチレンプロピレンおよびスチレンターポリマーなど)、変性プロピレンプラストマー、熱可塑性ウレタンエラストマー、アクリルオレフィン共重合体エラストマー、ポリエステルエラストマー、およびそれらの組合せがある。特定の、ただし限定されるものではない、市販のオーバーモールド材料としては、ダウケミカル社からのVERSIFY(商標)プラストマー、およびAffinity(商標)エラストマー;DSMからのSarlink(商標)およびVersalloy(商標);GLS社からのDynaflex(商標)、Kraton(商標)、およびVersaflex(商標);エクソンモービルからのSantoprene(商標);Uniprene;Tekbond;Elexar;Monprene;テクノールアペックスからのTekronなどがある。これらの材料のいくつかはバティスティーニ、Macromol.Symp.100:137〜42(1995)にさらに記載されている。

0036

一実施形態においては、熱可塑性エラストマーは密度が1.00g/cc未満であることが望ましい。これにより、熱可塑性ポリマーおよび/またはオーバーモールド材料の分離およびリサイクリングを容易にできる。

0037

一実施形態においては、オーバーモールドされた容器の上のオーバーモールド材料の層の厚さは0.1mm〜5mmであり、0.1mm〜3mmが好ましい。

0038

熱可塑性エラストマーの軟度硬度は、ショアD45硬度未満であることが望ましく、ショアD30硬度未満であることが好ましい。

0039

オプションの実施形態においては、オーバーモールド材料は1つまたは複数の添加剤を含むことができる。可能な添加剤の例としては、当業者であれば周知のような、顔料および他の着色剤、紫外線遮断剤、潤滑剤またはスリップ剤、加工助剤、酸化防止剤抗菌性添加剤および熱安定剤、およびそれらの組合せがある。一実施形態においては、スリップ剤は製造工程ライン(例えば、エアコンベア)において発生するボトル間摩擦を改善するために添加される。他の実施形態においては、オーバーモールド材料は、必要であれば、オーバーモールド層と下地の熱可塑性層との間の接着を改善するための官能基を有している化合物を含むことができる。

0040

また明らかなように、必要であれば、オーバーモールドは2つ以上のオーバーモールド組成を使用してオーバーモールドされたプリフォームを形成するために2つ以上のモールディング操作を含むことができる。例えば、2種類以上の異なる、あるいは2色以上のエラストマー樹脂がプリフォームの異なる領域を覆うことができ、結果のブロー成形された容器が異なる外観または異なる感触の部分を有するようにすることができる。

0041

オーバーモールドされたプリフォーム40の一実施形態が図3に示されている。この図に示されているオーバーモールドされたプリフォーム40は、図2に示されている基本プリフォーム30を含み、部分38および部分36の一部上にエラストマーのオーバーモールド材料42をさらに含む。他の実施形態(図示せず)においては、オーバーモールド材料42をその容器製品の設計の考慮事項によって変わる基本プリフォームの狭い部分または広い部分(例えば、部分38の一部だけ、または部分38、36、および35などのすべて)を覆うように形成する(オーバーモールドする)ことができる。

0042

ブロー成形
一般に本発明の実施形態はブロー成形で作ることができる。ブロー成形の各種の方法が周知のものである。好ましい実施形態においては、ブロー成形工程は、当業者であれば周知のように、プリフォーム再加熱延伸ブロー成形工程を含む。

0043

一実施形態においては、オーバーモールドされたプリフォームがブロー成形装置内に配置され、装置はネック仕上げを行う上部金型部と、容器の側壁の形状を形成する内部キャビティを有する中央金型部と、容器ベースの外側に向かって窪んでいるドーム部分を形成する上面を有する下部金型部とを有する。好ましい実施形態においては、そのベース材料はPET共重合体である。従来の再加熱延伸ブロー成形工程に従って、射出成形プリフォームが最初に延伸および配向に適している温度(例えば、80〜130℃)まで再加熱されて、ブロー成形用金型内に配置され、次に、開かれた上端内に軸方向の延伸ロッドが挿入され、そして下方に向かって動かされてプリフォームを軸方向に延伸させる。その後に続いて、または同時に、膨張気体がプリフォームの内部に導入されてショルダー半径方向に膨張させ、側壁およびベース形成部分を外側に向かって金型部の内面と接触するように膨張させる。結果のブロー成形された容器は、外ネジおよび最下端のネックフランジが付いている、プリフォームと同じネック仕上げを有する。ボトルの残りの部分は膨張するが、その程度は物によって異なる。通常、オーバーモールド材料はベースのプリフォームと一緒に比例的に膨張および延伸する。

0044

オーバーモールドされた容器
オーバーモールドされて、ブロー成形された各種の容器を作ることができる。オーバーモールドされた容器は本質的に任意の食品、飲料、パーソナルケア、または医薬品に対して使用することができる。オーバーモールドされた容器の適切なタイプの代表的な例としては、ボトル、ジャードラムカラフ(carafe)、清涼飲料容器などがある。

0045

一実施形態においては、その容器は外面および内部空間を有する容器本体を含み、容器本体は熱可塑性ポリマープリフォームをブロー成形することによって形成され、オーバーモールド層が容器本体の外面の少なくとも一部に適合するように固定されている。一実施形態においては、容器本体は、基端部と、開放端部の口と、基端部から開放端部の口まで延びている側壁とを備える。

0046

好ましい実施形態においては、容器はボトルである。一実施形態においては、ボトルは円筒形であり、開放端部の口とキャッピングフランジとの間に配置されている外ネジ付きネック仕上げを含む。一実施形態においては、オーバーモールド材料は、基端部およびそのオーバーモールド材料の端がキャッピングフランジのところで終端している側壁を覆う。他の実施形態においては、オーバーモールド材料は、基端部、側壁、およびキャッピングフランジを覆う。

0047

オーバーモールドされた容器の一実施形態が図4A図4Bに示されている。容器50は熱可塑性ポリマーの本体52を含み、その本体は口56を定義しているネジ付きのネック仕上げ54と、ネジ付きのネック仕上げの下のキャッピングフランジ58と、キャッピングフランジから延びているテーパ付きの部分60と、テーパ付きの部分の下に延びている本体部分62と、容器の底にあるベース64と、を備える。容器50は、部分62を覆うが、部分60は覆わないオーバーモールド層66を含む。容器を製品(例えば、飲料)で満たした後、栓68が容器50の口56を封止する。

0048

オーバーモールドされた容器の他の実施形態が図5A図5Bに示されている。容器70は熱可塑性ポリマーの本体52を含み、本体は口56を定義しているネジ付きのネック仕上げ54と、ネジ付きのネック仕上げの下にあるキャッピングフランジ58と、キャッピングフランジから延びているテーパ付きの部分60と、テーパ付きの部分の下に延びている本体部分62と、容器の底にあるベース64と、を備える。容器70は、部分62および部分60を覆い、キャッピングフランジ58の下で終端しているオーバーモールド層72を含む。その容器を製品(例えば、飲料)で満たした後、栓68が容器70の口56を封止する。

0049

オーバーモールドされた容器の他の実施形態が図6に示されている。容器80は熱可塑性ポリマーの本体52を含み、本体は口56を定義しているネジ付きのネック仕上げ54と、ネジ付きのネック仕上げの下にあるキャッピングフランジ58と、キャッピングフランジから延びているテーパ付きの部分60と、テーパ付きの部分から延びている本体部分62と、容器の底にあるベース64とを備える。容器80は、部分62および部分60を覆ってキャッピングフランジ58上に延びるオーバーモールド層82を含む。

0050

容器詰飲料
1つの特定の実施形態においては、オーバーモールドされた容器を含む容器詰飲料が提供される。飲料製品は、圧力がかかっているもの(例えば、炭酸ソフト飲料、ビール)または圧力がかかっていないもの(例えば、清水ジューススポーツドリンクなど)があり得る。そのオーバーモールドされた容器は冷たい充填製品または暖かい充填製品で使用することができる。

0051

一実施形態においては、容器詰飲料は外面および内部空間を有する容器本体を含み、容器本体は熱可塑性ポリマープリフォームをブロー成形することによって形成され、オーバーモールド層が容器本体の外面の少なくとも一部に適合するように固定されており、飲料が容器の内部空間内に設けられている。容器本体は、通常、開口部およびそれに対して取り外し可能に固定できる栓を含む。

0052

1つの特定の実施形態においては、少なくとも1つのPET共重合体から形成されたブロー成形されたボトルと、オレフィンTPE樹脂を含んでいるオーバーモールド層とを含む飲料容器が提供され、オーバーモールド層はボトルの外面の少なくとも一部に適合するように固定され、飲料がボトルの内部に配置されている。

0053

容器詰飲料の一実施形態が図7に示されている。容器詰飲料90はオーバーモールドされたボトル94を含み、ボトル94は熱可塑性ポリマーの本体52を備え、本体52はオーバーモールド材料92の表面の一部に成形された点刻領域94があるオーバーモールド92を有する。

0054

図7の点刻は、下地の硬い熱可塑性ポリマーの場合に比較してその軟性および成形可能性が高いことにより、オーバーモールド材料の表面に成形することができる細かいレベルの細部の例である。この点刻または他の成形されたテクスチャは審美的な設計目的のため、またはボトルまたは他の容器のグリップ性を改善するために提供することができる。言い換えれば、そのような成形された細部はオーバーモールドの他の領域においても形成することができる。さらに、成形された細部はテキストまたは絵画の形をとることができる。通常、これらの微細な成形された細部はオーバーモールド材料内にのみ形成され、下地の熱可塑性ポリマーへは拡大しない。

0055

リサイクリング方法
有利なことに、オーバーモールドされた容器はリサイクルすることができる。好ましい実施形態においては、そのリサイクリング方法はオーバーモールド材料および熱可塑性ポリマー(PET共重合体が好ましい)が、例えば、PETリサイクル工程において周知であるような1つまたは複数の従来の技法を使用して物理的に分離される処理ステップを含む。一実施形態においては、その方法は、容器を複数の破片(フレークと呼ばれることがある)に細断(例えば、粉砕裁断切削など)するステップと、次にそのオーバーモールド材料層の破片を容器本体および熱可塑性容器材料の破片から物理的分離法によって分離する工程とを含む。1つの例においては、その物理的分離法は空気分離または浮沈工程を含む。浮沈工程の一実施形態においては、エラストマーオーバーモールド材料の破片が水槽の上面に浮き、一方、熱可塑性ベースポリマー(例えば、PET共重合体)は水槽の底に沈む。

0056

オーバーモールドされた容器に対するリサイクル工程の一例が図8に示されている。オーバーモールドされた容器100が細断工程に供給され、その中で容器が多くの小さい破片または粒子に切断、細断、裁断、または粉砕される。次に、これらの破片/粒子は分離プロセスに供給され、その中でオーバーモールド材料102(例えば、エラストマー)の破片/粒子が熱可塑性ポリマー104(例えば、PET共重合体)の破片/粒子から分離する。

0057

製造方法および物品は、下記の例を読めばさらに理解することができるだろう。しかし、これらの例は、本発明を制限するものではない。

0058

例1:Affinity(商標)PF1140Gでオーバーモールドされた500mlのPETボトル
オーバーモールドされた500mlのボトルが次のように製造された。すべての射出成形が1つの研究所規模のArburg1個取り射出成形装置で行われた。最初に、プロフォームが市販のCSD級PET(Invista,Spartanburg,SC)から作られ、それが140℃で真空炉内で一晩乾燥され、50ppm未満水分レベルにまで乾燥された。16gのPETプリフォームが、270℃の溶融温度において射出成形によって作られた。

0059

オーバーモールド材料は、Affinity(商標)PF1140G樹脂(エチレン系の熱可塑性プラストマー)(ダウケミカル社)であった。オーバーモールドのステップにおいて、PETのプリフォームがキャビティ内に搬送されて配置され、次に、オーバーモールド材料が212℃のバレル温度においてPETプリフォーム上に射出成形された。いくつかのボトルのオーバーモールドに先立って、Affinity PF1140Gに赤色および銀色の着色剤を添加することによって赤色および銀色のオーバーモールドされたボトルが作られた。

0060

次に、そのオーバーモールドされたプリフォームが研究所規模のSBO1ブロー成形機へ搬送された。オーバーモールドされたプリフォームは90〜100℃の温度まで加熱され、500mlのボトル金型において500mlのボトルにブロー成形された。

0061

オーバーモールドされた熱可塑性ボトルは着色されたサンプルにおいて良好なグリップ性および認識可能な赤および銀の色を示した。

0062

例2:Tekbond(商標)6000‐45でオーバーモールドされた500mlのPETボトル
例1において記述された工程が繰り返されたが、この例では158〜165℃のバレル温度においてオーバーモールド材料がオーバーモールドされる際にTekbond(商標)6000‐45樹脂(熱可塑性エラストマー)(テクノールアペックス)が使用された。次に、オーバーモールドされたプリフォームは500mlのボトル金型において500mlのボトルにブロー成形された。オーバーモールドに先立って、Tekbond 6000‐45樹脂に赤色または銀色の着色剤を添加することによって、着色されたオーバーモールドされたボトルが作られた。オーバーモールドされたボトルは良好なグリップ性、色、および柔らかい手の感触を示した。

0063

例3:オーバーモールドされた容器の断熱特性
例2において記述されたように作られた容器が、容器内への熱伝達率をその容器がどのように削減することができるかを判定するために試験された。オーバーモールドされた容器およびオーバーモールドされていないPET容器が冷水で満たされ、室温にまで加熱された。温度対時間のプロットを発生するために水温が測定された。図9に示されているように、オーバーモールドされたPET容器はオーバーモールドされていないPET容器より長く低温を保つことができ、良好な断熱性を示した。

0064

例4:AffinityPF1140GオーバーモールドによるPETボトルのリサイクル可能性
例1において作られたオーバーモールドされたボトルが、模擬されたリサイクル工程におけるように破片に切断され、その破片が水に浸された。Affinity PF1140G樹脂の赤色または銀色の破片が水の表面に浮き、PETの透明の破片が水の底に瞬時に落下した。オーバーモールドされた樹脂およびPETの破片は、何の困難もなく水で分離された。この工程は従来のPETリサイクル分離における浮沈工程を模擬した。

0065

例5:Tekbond(商標)6000‐45オーバーモールドによるPETボトルのリサイクル可能性
例2において作られたオーバーモールドされたボトルが、リサイクル工程におけるように破片に切断され、その破片が水に浸された。Tekbond(商標)6000‐45樹脂の赤色または銀色の破片が水の表面に浮かび、PETの透明な破片が水の底に瞬時に落下した。オーバーモールドされた樹脂およびPETの破片は、何の困難もなしに水で分離された。この工程は、従来のPETリサイクリング分離における浮沈工程を模擬した。

0066

例6:各種のオーバーモールドされたボトルの構造およびポリマー
各種の着色剤(黒、黄、および青など)および各種の形状のボトルを使用し、ボトル上のオーバーモールドの被覆の量を変えて、例1および2に記述された一般的な工程が繰り返された。また、いくつかのアクリルオレフィン共重合体エラストマーなど、各種のエラストマーが使用された。

0067

あるケースにおいては、ネックのラインより下のボトル全体が実質的にオーバーモールドで覆われ、他のケースにおいては、オーバーモールドはそのボトルの下半分だけを覆った。

0068

本明細書で引用された公報は、参照によって組み込むものとする。当業者であれば、本明細書に記載された方法および装置の変更および変形は、上記詳細な説明から明らかであろう。上記変更および変形も、添付の特許請求の範囲内に含まれる。

図面の簡単な説明

0069

オーバーモールドされた容器を作るための工程の一実施形態の処理の概略的流れ図である。
ボトル用の熱可塑性ポリマープリフォームの一実施形態の断面図である。
ボトル用のオーバーモールドされた熱可塑性ポリマープリフォームの一実施形態の断面図である。
オーバーモールドされたボトルの一実施形態の平面図(図4A)および断面図(図4B)であり、オーバーモールドがボトルの本体の一部だけを覆っている。
オーバーモールドされたボトルの一実施形態の平面図(図5A)および断面図(図5B)であり、オーバーモールドはボトルの本体を覆い、キャッピングフランジの下で終端している。
オーバーモールドされたボトルの一実施形態の断面図であり、そのオーバーモールドはボトルの本体を覆い、キャッピングフランジ上にまで延びている。
オーバーモールド材料の表面の一部に点刻があるオーバーモールドされたボトルにおける、容器詰飲料の一実施形態の平面図である。
オーバーモールドされた熱可塑性容器のリサイクルにおいて使用するための工程の一実施形態を示す処理の流れ図である。
一実施形態におけるオーバーモールドされた2つの例の熱可塑性容器と非PET容器との断熱特性を対比したグラフ(温度対時間)である。

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