JP2001504399A - 二軸延伸ポリエステルを含む透明な脱酸素性物品 - Google Patents
二軸延伸ポリエステルを含む透明な脱酸素性物品Info
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Abstract
(57)【要約】
酸素−敏感性製品、例えばビール、ジュース、ケチャップなどを包装するための透明な脱酸素性物品。この脱酸素性物品は例えばポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリエチレンアフタレート(PEN)の如き二軸延伸した芳香族ポリエステル重合体、並びにこのポリエステル重合体と適合性である脱酸素性芳香族エステル重合体を含む。この脱酸素性重合体は芳香族基および式(I)のアルファー水素カルボニル基を含む。例はコハク酸、グルタル酸、アジピン酸またはスベシン酸とヒドロキノン、ビスフェノールA、スチレンオキシドもしくはジスチレングリコールまたはコポリエチレンアフタレートを含有する脂肪族ジカルボン酸からのポリエステル類である。両者の重合体は共重合体、配合物または好ましくは物品の異なる層でありうる。脱酸素性重合体は遮断パッケージ中に競合しうる価格で加えることができ、そして透明性、耐熱性、および加圧強度の所望する性質を与える。
Description
【発明の詳細な説明】
二軸延伸ポリエステルを含む透明な脱酸素性物品発明の分野
本発明は酸素−敏感性製品を保持するための脱酸素性材料およびパッケージ、
そして特に脱酸素性芳香族エステル重合体および二軸延伸ポリエステルを加えら
れた透明な物品に関し、この物品は酸素−敏感性製品を変性から保護するために
有用である。発明の背景
プラスチック包装はガラスおよび金属包装と比べてある種の固有利点、例えば
軽い重量、パッケージデザインの多様性、非破壊性、および安い製造価格、を有
する。しかしながら、プラスチック包装はガラスまたは金属よりある種の気体(
酸素および二酸化炭素)並びに液体(水)に対する高い透過性を有することがあり
、これらの気体/液体はプラスチックを透過しそして中に含有されている製品の
貯蔵寿命を減ずる。ある種の酸素−敏感性製品、例えばジュースおよびケチャッ
プ、に関する許容できる貯蔵寿命を有する市販のプラスチック遮断パッケージを
提供するために、種々の特殊なプラスチックおよび層構造が開発されている。
二つの一般的なタイプ、すなわち受動的および能動的タイプ、の酸素−遮断材
料がある。「受動的」遮断はパッケージ中への酸素透過を予防する。例えば、多
層技術を用いて高価な遮断重合体(例えば、ポリ塩化ビニリデン共重合体(PVDC)
もしくはエチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)の薄層または金属フィルムの
薄層を、市販のプラスチック樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)の
構造層と組み合わせて、加えることが可能である。
「能動的」遮断系では、酸素「スキャベンジング剤」が一つまたは多層プラス
チック構造に加えられて、最初に存在しているかおよび/またはパッケージの内
側から発生する酸素を消費し、且つ外部酸素がパッケージの内部に達することを
防止する。それ故、脱酸素剤はパッケージの内側から酸素を除去し且つパッケー
ジ中へのその侵入も防止する。
酸素−遮断包装に関する他の重要な設計上のパラメーターは耐熱性である。し
ばしば製品は、パッケージを高温および/または高圧に呈するような方法で「殺
菌」しなければならない。例えば、商業的な「熱充填」法では、製品(ジュース
)は容器に加えられる時に80−85℃の温度であり、容器は次に密封され(ふ
たをされ)、そしてジュース/容器は放冷される。容器は熱充填温度と製品が冷
えるにつれて密封容器中で発生する真空との両方に対して歪なしに耐えられなけ
ればならない。商業的に成功を収めた熱充填ジュース容器はニューハンプシャー
州ベッドフォードのコンチネンタルPETテクノロジーズ・インコーポレーテッド
により開発されており、それは標準的な商業用の単層PET容器に比べて酸素遮断
性質において1.5−4倍の改良を与える。これらの多層ジュース容器は新品の
PETの内部および外部層の間に配置されたEVOHの2つの非常に薄い中間遮断層並
びに新品または再循環PETの芯層を含む。
しかしながら、ジュースよりさらに「酸素敏感性」である製品がある。例えば
、ほとんどのビールは標準的な商業用のPET単独容器により供されるものより少
なくとも10倍ほど高い酸素遮断保護を必要とする。さらに、ほとんどのビール
は「湿潤低温殺菌」法によりパッケージされており、そこではビールを容器に約
−1ないし7℃の温度で加え、容器を密封し、そして密封容器を次に60−75
℃の浴の中に少なくとも10分間浸漬させる(図12を参照のこと)。この低温殺
菌法は、高温に対してはるかに長い時間にわたり呈されるため、熱充填法より変
性を受けると考えられる。また、ビールは炭酸で飽和され、従って密封容器はこ
の長い高温浸漬中に加圧された液体を保持しなければならない。高められた温度
および圧力の両者は容器側壁に対して膨張力を生じ、それらの力が多層容器の層
を離層させることがある。
プラスチック容器中にビールを包装するために克服しなけらばならないさらに
別の問題は二酸化炭素(CO2)の透過である。貯蔵寿命を保つためには、容器は指
定された貯蔵寿命にわたってビールから出て行くCO2の量を最少にするようなCO2
遮断材を装備しなければならない。
ビールの瓶詰め会社は現在までに湿潤低温殺菌装置に対して数10億ドルを投
資しており、従ってこの方法にとって許容できないとしたら新しいパッケージを
採用しないであろう。標準的な商業用の単層PET容器は湿潤低温殺菌法をそのま
ま使用することができず、必要な遮断性質を与えることもできない。既知の多層
PET/EVOH容器もビールに必要な遮断性質を競合可能な価格で提供することはでき
ない。
ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)に似てい
るポリエステルを含むが、実質的に酸素−遮断性質および耐熱性を強化させた単
層または多層容器を提供する試みがなされていた。しかしながら、価格効果的な
代替として広く許容されないほどPENの価格はPETよりかなり高い。
さらに、使用される材料は食品製品の包装に関する政府認可、例えば米国FD
A、により認可されなければならない。これらの要素の全てが、既知の脱酸素性
重合体の比較的高い費用(原料および処理価格)とあいまって、ビール用のプラ
スチック遮断パッケージングの商業的な許容を妨害していた。
それ故、以前から認識されていた要望および潜在的な大きい市場規模にもかか
わらず、プラスチックビール容器用の苛酷な熱、圧力および気体透過性条件に耐
えうるプラスチック遮断パッケージングの改良は現在要望中である。発明の要旨
本発明は、二軸延伸芳香族ポリエステル重合体並びに芳香族エステルスキャベ
ンジング重合体を含む透明な脱酸素性物品に関する。このスキャベンジング重合
体は、下記のようなアルファ−水素を有するカルボニル基を有し、
[式中、n=2もしくはそれ以上である]
この基は脱酸素機能を備える。α−水素を有するカルボニル基および芳香族基の
相対的重量百分率は、透明性の実質的な損失なしにポリエステル重合体の二軸延
伸を可能にするような所望する脱酸素速度およびTGを与えるように選択される
。この芳香族基はスキャベンジング重合体の主鎖または側鎖中に一つもしくは複
数の芳香族環を備え、そして好ましくは主鎖中にをそして側鎖中に
を含む。
この物品はフィルムもしくはパッケージまたはそれらの一部であることができ
、それらの例には横方向に延伸されたフィルム並びに軸およびフープ膨張を受け
たブロー成形容器が包含される。この物品は単層または多層でありうる。スキャ
ベンジング重合体はポリエステルとは別個の層に供給されてもよく、或いはそれ
をポリエステルと配合または共重合してもよい。
本発明の目的は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリエチレ
ンナフタレート(PEN)の如き芳香族ポリエステルと適合性であるためポリエステ
ルが透明度の損失なしに二軸延伸できるようなスキャベンジング重合体を提供す
ることである。透明度とは、物品の壁またはフィルムの厚さHT(以下で定義さ
れている)を通って伝達される光に関してASTM方法D1003に従い標準的比色
計を用いて測定される曇り率として定義される。この物品は好ましくは10%よ
り低い、そしてより好ましくは5%より低い、曇り率を有する。
スキャベンジング重合体およびポリエステルの工程適合性は2種の重合体のガ
ラス転移温度(TG)により示され、それによると重合体の配合物、共重合体、
または別個の層を同じ温度範囲で透明度の損失なしに処理することができ、すな
わちTGより高い温度に保たれそして横方向に延伸されてポリエステルを二軸延
伸することができる。好ましくは、平均二軸延伸比は9:1−15:1である。
スキャベンジングポリエステルのTGは重合体中の芳香族基の百分率を変えるこ
とにより調節でき、芳香族性の量が高まるにつれてTGが高まる。
一般的には、商業用プラスチック容器中で使用される重合体のTGは周囲使用
温度より少なくとも5℃高くなければならず、例えば、炭酸飲料瓶を温度が35
℃に達するかもしれない環境で使用する場合には、重合体は少なくとも40℃の
TGを有していなければならず、そうでないと重合体が融解するかもしれない(も
はや固体物品でなくなる)。TGはまた、二軸延伸を可能にするためにその温度よ
り上に芳香族ポリエステルを加熱しなければならず、それにより重合体を延伸し
且つ部分的に結晶化して構造強度を与える温度も決定する。例えばPETは約70
℃のTGを有し、そしてPENは約120℃のTGを有しており、処理の容易さのた
めには、典型的には重合体をTGより少なくとも20℃高い延伸温度範囲で延伸
する(例えば、PETに関しては少なくとも90℃、PENに関しては少なくとも14
0℃、そして共重合体含有量に応じて変動する)。スキャベンジング重合体が二
軸延伸しようとするポリエステル(例えば、PETまたはPEN)の延伸温度より低い
が延伸工程中にスキャベンジング重合体が結晶化する(不透明または半透明にな
る)ものほど低くはないTGを有することが望ましい。スキャベンジング重合体
のTGはポリエステルを二軸延伸するために使用される延伸温度より少なくとも
10℃低くすべきである。非晶質性質を有する(すなわち、いずれの条件下でも
3%より多く結晶化しない)スキャベンジング重合体に関するTGの好ましい範
囲はポリエステルのTGより0−15℃低く、より好ましくは3−7℃低く、そ
して最も好ましくは約5℃低い。結晶可能なスキャベンジング重合体に関するTG
の好ましい範囲はポリエステルのTGより0−15℃高く、より好ましくは3−
7℃高く、そして最も好ましくは約5℃高い。
それ故、固体物品を一般的に許容される商業的使用条件下で保つためには、ス
キャベンジング重合体は少なくとも40℃の、好ましくは少なくとも48℃の、
そしてより好ましくは70−135℃の、範囲のTGを有する。PET重合体を用い
る処理の容易さのためには、スキャベンジング重合体は好ましくは70−85℃
のTGを有し、そしてPEN重合体を用いる処理の容易さのためには、スキャベンジ
ング重合体は好ましくは120−135℃のTGを有する。非晶質スキャベンジ
ング剤に関しては、PEN重合体を用いる使用より低い90−100℃のTGが許容
される。
一般的には、スキャベンジング重合体中の種々の基の相対的なモルまたは重量
百分率は所望するスキャベンジングおよび適合特性を最適にするように選択され
る。ここで、α−水素カルボニル基の増加は脱酸素速度を高めるであろう。エス
テル基(COO)はポリエステルとの適合性を与える。芳香族基が増加すると、TGが
高まる。脂肪族鎖長(カルボキシ基に隣接する)の増加は以下に記載されている
ように脱酸素能力(容器の貯蔵寿命にわたるスキャベンジング能)を高めるであ
ろう。
何らかの理論的説明に限定しようとは望まないが、これらの重合体の脱酸素性
質はカルボニル基の位置におけるまたはその近くの主鎖分子構造における例えば
よじれの如き非均一性を与えるカルボニル基の存在から生ずると信じられている
。この非均一性がカルボニル炭素に対するα原子に結合されている水素原子の化
学的安定性を減少させると信じられている。その結果、これらの水素原子は結合
強度をかなり減少させ、それが次に二原子性気体状酸素によりはるかに容易に解
離され、そしてその結果として相対的に高い酸素と反応する傾向を有するように
なり、脱酸素性質を生ずる。
これは、酸素反応性を与えるために重合体の主鎖中の炭素−炭素二重結合(不
飽和)を利用する先行技術の酸素−反応性材料とは対照的である。その結果、本
発明の脱酸素性重合体はスキャベンジングを行うために主鎖中に炭素−炭素二重
結合を含む必要がない。
カルボニル炭素に隣接する脂肪鎖(例えば、(CH2)n)が、図13A−13Kの
段階で説明されているように酸素消費のための連続的な(カスケード)部位を与
えると信じられている。
図13Aでは、我々はカルボニルに結合されている2−炭素脂肪鎖を有するエ
ステル基で出発し、そして酸素分子(O=O)が接近して(消費される)。
図13Bでは、酸素分子がアルファ水素を遊離してアルファ炭素上のラジカル
を形成しそして酸素分子を・O−O−Hのようにラジカル化する。
図13Cでは、アルファ炭素のラジカルが、少なくとも一時的に、ラジカル・
O−O−Hの結合により満たされる。別の酸素分子をそれ以上の反応に加えそし
て事実上それは消費される。
図13Dでは、遊離酸素分子が第二のアルファ水素を遊離して、第一のアルフ
ァ炭素上の新たなラジカルを生成しそして再びフリーO−O−Hラジカルを生成
する。
図13Eでは、3種の反応が同時に起きる:
1. フリーラジカル・O−O−H上のHがアルファ炭素と結合された−O−O
−Hの末端で−O−Hと一緒になって、水を生成する(図13Eに循環される)。
2. 水が生成する時に、その前のフリーラジカル・O−O−Hが単なる酸素O
=Oになる。
3. アルファ炭素上のラジカルが結合された酸素原子に移行して二重結合を生
成する(矢印により示される)。
図13Fでは、最終的な安定な反応物が示されている。新たなカルボニルはそ
の前のアルファ水素の位置にあり、水分子が生成し、そして酸素分子はこの時点
では遊離している。
図13Gでは、遊離酸素分子O=Oまたは他の利用できる酸素分子が新たに生
成された(第二の)アルファ炭素からアルファ水素を遊離して、第二のアルファ
炭素上のラジカルおよびフリーラジカル化された酸素分子・O−O−Hを製造す
る。
図13Hでは、ラジカル化された酸素分子・O−O−Hがそれ自身第二のアル
ファ炭素と結合して一時的にラジカルを満たす。別の酸素分子を加えて消費させ
る。前の段階から生じた水分子はそれがもはや反応性に関係しないため示されて
いない。
図13Iでは、新たに出現した酸素分子O=Oが残っているアルファ水素を遊
離させてフリーラジカル・O−O−Hを生じさせ、そして第二のアルファ炭素上
にラジカルを生成する。
図13Jでは、再び図13Eに示されているもののような多段階反応があり、
そこでは第二のアルファ炭素と結合されたO−O−HからのO−Hがフリーラジ
カル・O−O−Hの水素を遊離させて水を生ずる。これも再び酸素分子O=Oを
生ずる。第二のアルファ炭素の残っているラジカルは、残っている隣接する酸素
原子に移動して酸素に対する二重結合を生成する。
図13Kには、分子構造の最終的な形状は、水を生じさせるため全て遊離され
たアルファ水素と共に示されており、そして全てのアルファ炭素はカルボニル基
になっている。・O−O−Hラジカルから生じた脱ラジカル化された酸素分子も
示されている。これは脂肪鎖の継続する(カスケード)スキャベンジング機能を
説明しており、ここでは鎖長が大きくなるほど潜在的なスキャベンジング部位数
が大きくなる。これは長時間にわたるスキャベンジング能力に拡張できる、すな
わちパッケージの貯蔵寿命を延長することが理解されよう。
スキャベンジング重合体とポリエステルとの適合性は一般的に溶解度パラメー
ターの実質的な合致により示される。例えば、スキャベンジング重合体およびポ
リエステルに関するファンクレヴェレン溶解度パラメーター(以下で定義されて
いる通りである)は好ましくは3単位以内でありそしてより好ましくは1単位以
内である。溶解度の合致は重合体の配合および付着を促進させる。
スキャベンジング重合体とポリエステルとの適合性は結晶化速度によっても示
され、スキャベンジング重合体の結晶化速度はポリエステルのものより低いかま
たはそれと同等である。これが、配合物、共重合体または別個の層のいずれかに
おける透明度の損失なしでPETの二軸延伸を可能にする工程適合性を与える。
芳香族エステルスキャベンジング重合体はホモ重合体、ランダム共重合体、交
互共重合体、またはブロック共重合体であってよい。スキャベンジング重合体は
脱酸素機能を与えるためのアルファ−水素カルボニル基、並びにポリエステルと
の適合性のための芳香族およびエステル基を含む。ポリエステルとの適合性が保
たれる限り、重合体は他の官能基を含んでいてもよい。
例えば、好ましいスキャベンジングホモ重合体は以下に示されておりREVPETと
称される単独−繰り返し単位を有する:REVPET繰り返し単位は、PETと同じ量の芳香族基(一つの主鎖環)および同じ数
のエステル基(2)、並びに主鎖中に同じ2−炭素(エチル)基を有する。それが
溶解度パラメーターの正確な合致を与える。
交互ホモ重合体は下記の一繰り返し単位を有しており、そして修飾されたREVP
ETと称される:
修飾されたREVPETには溶解度パラメーターの非常に近い合致を有する。TGを減
ずるような脂肪族炭素鎖中の余分の炭素原子がある。用途に応じて、共重合体を
生成する(例えば、TGまたは結晶化速度を変えるように追加の基を加える)こ
とが望ましい。種々の他のスキャベンジング重合体は詳細な記述に記載されてい
る。
好ましい透明な脱酸素性物品は、二軸延伸されたPET重合体の1つもしくはそ
れ以上の層および、例えばREVPETの如きスキャベンジング重合体の1つもしくは
それ以上の層を有する多層パッケージ、例えばブロー成形された容器である。1
つもしくはそれ以上のREVPET層の厚さは比較的薄い(例えば、容器の約2重量%
)または比較的厚い(例えば、容器の約40重量%)の範囲であってよい。
一つの態様では、芳香族エステルスキャベンジング縮合重合体は下記の式を有
する脂肪族ジカルボン酸から調製することができる。
[式中、n=2またはそれ以上、そして好ましくは2−10、である]
またはこの酸の誘導体(例えば、ジメチルエステル、酸塩化物、酸無水物、ジア
シルクロリド)であり、アルファ−水素カルボニル基を備える。脂肪族ジカルボ
ン酸(または誘導体)を下記の一般式を有する1種もしくはそれ以上の芳香族グ
リコール類またはジアセテート類と反応させる。または
[式中、nおよびmは0−6の同一もしくは異なる整数であり、そしてR'および
R''は同一もしくは異なる前記の芳香族主鎖または側鎖基である(4−5頁を参
照のこと)]
これらのグリコール類およびジアセテート類は芳香族環および隣接する酸素(芳
香族エステル重合体のエステル基中の主鎖上の酸素)を与える。好ましくは、芳
香族基:エステル基:アルファ水素カルボニル基のモル比は重縮合ホモ重合体に
関しては1:2:2である。共重合体はしばしばスキャベンジング重合体のTG
を最適化するために異なる比を有する。
コバルトが本発明の芳香族エステルスキャベンジング重合体の脱酸素速度を促
進させるであろうと予期される。好ましくは、1グラムのスキャベンジング重合
体当たり50−500マイクログラムのコバルトを加える。好ましくは、コバル
トはネオデコン酸コバルトまたは酢酸コバルトの形態で加えられる。別の促進剤
はマグネシウムおよび酢酸マグネシウムを含む。
本発明のこれらのおよび他の特徴は以下の詳細な記述および図面にさらに特に
記載される。図面の簡単な記述
図1A−1KはPETを製造するための先行技術の二段階法を含む種々の重合体
の製造方法を示しており(図1A)、そして図1B−1Kには本発明で有用な種々
の脱酸素性重合体の製造方法が示されており、
図2は本発明の一つの態様に従う飲料容器の製造において有用な多層プレフォ
ームの垂直断面図であり、
図3は図2のプレフォームから製造された多層加圧容器の側面立面図であり、
図4は容器の多層側壁を示す図3の線4−4に沿った水平断面図であり、
図5は図3の容器を製造するためのブロー成形装置の垂直断面図であり、
図6は1フィートの容器ベースを示す図3の線6−6に沿った垂直断面図であ
り、
図7Aは一態様に従う結晶化されたネック仕上げおよびキャップの拡大された
断片的な断面図であり、
図7Bは別の態様に従う結晶化されたネック仕上げおよびキャップの拡大され
た断片的な断面図であり、
図8Aおよび8Bは本発明の別の態様に従う多層プレフォームおよび生じた容
器の側面立面図であり、
図9は他の態様に従う缶を製造するためのプレフォームを横切る図式的部分図
であり、
図10は、下方部分としての仕上げにより二軸延伸されている缶および除去さ
れそして廃棄される上方部分を含む、図9のプレフォームから製造される中間物
晶の図式的部分図であり、
図11はネック仕上げ挿入部並びに多層の本体−およびベースー形成部分を有
する別の態様に従うプレフォームを通しての図式的部分図であり、そして
図12は2.5容量で炭酸処理されたジュース製品が充填された先行技術の1
2オンスガラス容器に関する典型的な低温殺菌サイクルにわたる内部温度および
圧力における変化を示すグラフであり、そして
図13A−13Kはアルファ−水素カルボニル基の脂肪鎖による酸素消費を示
す一連の工程である。詳細な記述
本発明は、酸素−敏感性製品の貯蔵用の透明な物品を製造するための、芳香族
ポリエステル重合体と配合もしくは共重合(エステル交換を含む)することもで
き、またはポリエステル重合体を含む層構造の中で使用することもできる、脱酸
素性の、アルファ−水素をもつカルボニル基を有する、芳香族エステルスキャベ
ンジング重合体に関する。ここに記載されている主な態様では、スキャベンジン
グ重合体は実質的に透明なプレフォームを射出成形するためおよびこれらのプレ
フォームのブロー成形用に使用され、ビール、ジュース、ケチャップおよび他の
酸素−敏感性製品用の実質的に透明な容器を形成する。特定の材料、壁厚さ、層
構造および容器デザインは特定の製品用途並びに充填、殺菌および使用の条件に
依存するが、共通の目標は市販の芳香族ポリエステル樹脂(例えば、PETおよびP
EN)を用いて価格効果的な方法で活性な遮断保護を与えることであり、その結果
として最終的な容器は実質的な透明度を有し、軽量であり、そして商業的に許容
できるポリエステル容器に求められる構造一体性を有する。
この態様では、芳香族エステル脱酸素性重合体は実質的に透明なプレフォーム
および包装構造体をそこから部分的にまたは完全に形成可能にするような化学的
および物理的性質を有していなければならない。例えば、使用中のそれらの脱酸
素能力の他に、このスキャベンジング重合体はプレフォームおよび包装構造体を
製造するために使用される条件下並びにそのようなプレフォームおよび包装構造
体未充填の貯蔵条件下で実質的に化学的に不活性でなければならない。例えば、
重合体の末端基は化学的反応性を減少させるものが望ましい。好ましくは、脱酸
素性重合体は重合体組成物の透明度、融解温度、粘度または他の処理パラメータ
ーに実質的な悪影響を与えてはならない。さらに、態様の選択においては、脱酸
素性重合体は包装構造体内に貯蔵しようとする食品および/または飲料に対して
実質的に化学的に不活性でなければならない。
紹介のために、PET製造の一部の既知の原理を最初に記載する。PETの如き線状
ポリエステルを製造するためには、二塩基酸をグリコールと縮合させてもよく、
またはヒドロキシ酸を自己縮合させてもよい。図1A(K.Wissermal and H.J
.
Arpe,Industrial Organic Chemistry,Section 14.4,Applications of Tereph
athalic Acid and Dimethyl Terephthalate,Verlag Chemical Press,pages 34
9-351(1978)から採用)はPET製造のための二段階法を記載している。第一段階に
おいて、ジメチルテレフタレート(DMT)をCH3OHの損失を伴いエチレングリ
コールとエステル交換し、別の第一段階(示されていない)としてはテレフタル
酸(TPA)をエチレングリコールとエステル化してH2Oの損失を生ずる。この第一段
階は100−150℃の程度の温度および10−70バールの圧力において、例
えば銅、コバルトまたは酢酸亜鉛触媒の存在下で実施される。生じた中間生成物
はビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレートである。第二段階として、中間
生成物を触媒重縮合にかけてPETを製造し、これは典型的にはPETの融点(246
℃)より約10−20℃高い温度において真空下でそして一般的には例えばSb2
O3の如き触媒を用いて行われる。重縮合段階中に、エチレングリコールは除去
される。生じたPET融解物を次に冷却しそして造粒する。図1Aおよびその後の
図面では、除去される原子/基は、反応部位の容易な同定のために、矢印のつい
た囲みの中に示されている。
PETは包装用フィルムとして並びにブロー成形されたソフトドリンク容器とし
ての歪−延伸された形態で使用される熱可塑性ポリエステルである。それはホモ
重合体としてまたはより典型的には加工もしくは性能(例えば、耐熱性)を高め
るための少量の他の単量体との共重合体として市販されている。例えば、種々の
量の、一般的には約10モル%までの、PETと適合性であり且つPET構造性質また
は処理パラメーターを実施的に損なわない他の単量体を含む既知のPET共重合体
がある。これらも本発明の概念において使用できる。それ故、ここで使用される
「PET」はPETホモ重合体および共重合体を含むことを意味する。図1B:REVPET
図1Bはここでは「REVPET」と称される脱酸素性重合体の製造方法をREVPET(図
1Bに示されている)用の繰り返し単位はPET(図1Aに示されている)用の繰り
返し単位と同じ数の炭素、酸素および水素原子、従って同じ分子量を有する。
そのREVPETはPETとの高水準の適合性を有しており、それがPETとの配合および/
または共重合を可能にしたり、PETとの層構造体中での使用を可能にし、ここでP
ETは二軸延伸し且つ実質的に透明のままである。ここで使用される「透明な」と
は、一般的に透明な容器と称されるものの中で結晶化などにより引き起こされる
光伝達における幾らかの減少があることが商業的に許容されるという点で実質的
な透明を含むことを意味する。透明度の定義は、ASTM方法D1003に関して以
下に述べる。
REVPETおよびPETの間の構造的な差(図1A−1Bで説明されている)は、REV
PETでは各エステル(COO)基の中の主鎖中の酸素が芳香族環に隣接しており、そ
の結果としてCH2基(エステル基のCに隣接する)が脱酸素のためのアルファ−
水素カルボニル官能基を与える。
REVPETは1個の繰り返し単位当たり2個のアルファ−水素カルボニル基を有し
、それが相対的に高い脱酸素度を与える。主鎖中の2個のエステル基、1個の芳
香族環および2個のメチル基がPETとの溶解度パラメーターの合致を与え、層間
の良好な付着性および透明性を有する配合物、共重合体、および層構造体中での
使用を可能にする。
請求の範囲の直前の49頁の付録C中の表はPETとREVPET(および図1B−1
Kに示されている他の重合体)を挙げている。
性質は下記のものを含む:
TG ガラス転移温度
Tm 融解温度
SOL 溶解度パラメーター(以下で論じられている、ファンクレヴェレン)
ADEN 非晶質重合体の密度
CDEN 結晶化した重合体の密度
PERM 非晶質重合体の窒素透過性
AROM スキャベンジング重合体(1個の繰り返し単位当たり)の合計重量に対
する芳香族の分子量百分率、例外として、ビスフェノールAの場合は、芳香族環
の重量百分率は2つの環の間のCH3-C-CH3を含む
CARB スキャベンジング重合体(1個の繰り返し単位当たり)の合計重量に対
するカルボニル基中のCおよびOの分子量百分率、例外として、ナイロンの場合
は、カルボニル基が隣接するNH上にあるという影響を含めるため1.5を掛けた
数
ALPHA スキャベンジング重合体(1個の繰り返し単位当たり)の合計重量に
対するカルボニル基に隣接する脂肪族基中の(CH2)nの分子量百分率、例外として
、ナイロンの場合は、カルボニル基が隣接するNH上にあるという影響を含めるた
め1.5を掛けた数
第一列であるTGは以上で論じた重要なパラメーターである。スキャベンジング
重合体は(透明な物品中で)それと組み合わされるポリエステル重合体の延伸温
度より少なくとも10℃低いTGを有していなければならない。REVPETは、PETの
典型的な延伸温度(例えば90℃およびそれ以上)よりかなり低い、43℃のTG
を有する。第列のTmはREVPETが214℃の融解温度を有することを示す。第三列
である溶解度パラメーターは、REVPETがPETと全く同じ溶解度パラメーター(2
0.53)を有することを示す。第四および第五列である非晶質および結晶性重
合体の密度は、REVPETおよびPETに関して同一である。また、窒素に対する溶解
度(PERM)は同一である。
最後の三つの列であるAROM、CARB、およびALPHAは性能にかなりの影響を有す
るスキャベンジング重合体中の3個の官能基の分子量百分率を定量化することを
試みている。AROM、すなわち芳香族環の重量百分率、はTGに対する大きな影響を
有しており、芳香族性の百分率が大きくなればなるほど一般的にはTGが大きくな
る。例えば、REVPETは以下に記載されているスキャベンジング重合体と比べてむ
しろ低いTGを有する。比較的高いTGは比較的高い温度を与えそしてスキャベンジ
ング重合体が延伸工程中に結晶性(不透明)となる可能性を減ずるであろう。CA
RB、すなわちカルボニル(CO)の重量百分率、はスキャベンジング速度に大きな影
響を有しており、すなわちアルファ−水素カルボニル基が多くなればなるほどス
キャベンジング速度は大きくなる。ALPHA、すなわち脂肪鎖の百分率、は長期ス
キャベンジング能力に対して大きな影響を有しており、すなわち鎖長の増加が可
能なスキャベンジング部位を増加させその結果としてパッケージが供することが
できる貯蔵寿命を増加させる。これらのパラメーターに関する例示計算値を付録
Cに示す。
好ましい範囲は
AROM: 30−70
CARB: 5−30
ALPHA: 5−30
である。
図1Bで説明されている反応は下記の種々の既知の方法に従い実施できる。
界面重縮合法によるコハク酸ポリヒドロキノン、REVPET、の調製(W.M.Earec
kson III,J.Polymer Science,40,399(1959)を参照)
300ml(ミリリットル)の水を含む配合器に、0.05モルのヒドロキノン
および、0.1モルの水酸化ナトリウムを加える。3.0g(グラム)のラウリ
ル硫酸ナトリウムの30mlの水中溶液を加える。速度を調節して、低速で0.0
5モルの塩化スクシノイルの150mlのヘキサン中の第二溶液を急速添加する。
この混合物を高速で10分間攪拌し、次にアセトン中に注ぐ。重合体を濾過し
、水で洗浄し、そして乾燥して、80%+の収率を与える。
ビスフェノールAをヒドロキノンの代わりに使用してそれより高いTGの重合
体を製造することもできる(以下の図1Jを参照のこと)。
コハク酸塩化物の代わりに他の酸塩化物を使用してスキャベンジング能力を高
めるかまたはTGを調節することもできる。コハク酸の代わりにグルタル酸を使
用して、下記の修飾されたREVPETを与えうる。脂肪酸を使用する時には、上記の
反応においてピリジンを水酸化ナトリウムおよび水の代わりに使用することが有
利である。
コハク酸ヒドロキノン(REVPET)の他の調製方法(1950年4月26日に発行
されたEric R.Wallsgrove and Frank Reederに対する英国特許636,429
を参照)
10部の二酢酸ヒドロキノンを9.5部のコハク酸および0.1部のp−Me
−C6H4SO3Hと一緒にする。それらを全て大気圧において180℃に45分
間、次に200−220℃に1時間、次に280℃に3時間、そして最後に1m
mHgにおいて280℃に3時間加熱しながら、窒素を融解混合物中で泡立たせ
る。
他の方法として、TGにおける小さな調節および結晶度水準におけるそれより
大きな調節を行うために上記の単量体の異性体を使用することができる。例えば
、REVPETを製造するための上記の方法においてヒドロキノンを種々のモル濃度の
レゾルシノール:
に代えることができ、例えば20モル%のレゾルシノール置換はTGを2℃高め
そして結晶性を50%減少させるであろう。図1C:修飾されたREVPET
図1Cは、ここでは修飾されたREVPETと称されている第二の脱酸素性重合体の
製造方法を説明する。修飾されたREVPETとREVPETとの間の唯一の差は脂肪鎖中の
1個のCH2の付加にある。49頁の付録Cの表に示されているように、修飾され
たREVPETは、PETに対する20.53に比べて、20.18の溶解度パラメータ
ー(SOL)を有する。(脂肪族炭素鎖中の)余分の炭素原子も、REVPETのTGに比べ
て、TGを減少させる。TGを高めるであろう追加の官能基を加えることか望まし
い。TGに対するそのような変更の例は以下の図1D−1Kの方法/ポリマーに
関して記載されている。
修飾されたREVPETを製造する工程条件は上記のREVPETの製造用のものと同様で
あり、ここでグルタル酸をコハク酸の代わりに使用している。図1D:重合体1D
図1Dは、本発明において有用なここでは重合体−1Dと称される別の芳香族
エステル脱酸素性重合体の製造方法を示す。繰り返し単位(図1Dに示されてい
る)は2個のアルファ−水素カルボニル基、2個のエステル基、6個の芳香族環
(主鎖中の2個および側鎖上の4個)、並びに1個の3−炭素脂肪族基を含む。
6個の芳香族環はTGを(PETに比べて)増加させるが、脂肪鎖(3CH2)はTGを
(PET中の2−炭素鎖に比べて)減少させる。それ故、重合体中の種々の官能基
を変化させることにより、および/または重合体中の官能基の相対的割合を変え
ることにより、一般的にTGを増減させることができる。これらの官能基、およ
びそれらの規則性も同様に結晶化速度に影響を与える。一般的には、当該業者は
二軸延伸PETを含む透明な脱酸素性重合体を得るために必要な工程条件に基づい
て特定の用途に適する種々の基の割合、並びに芳香族エステル重合体がPETと配
合もしくは共重合するかどうか、或いは別個の層に供給されるかを決めることが
できる。同様に、出発材料を商業的にどれが入手しやすいかよっておよびそのよ
うな成分の価格によって変えることができる。
ジフェニック酸(diphenicacid)のジメチルエステル、ジスチレングリコールお
よびグルタル酸のジメチルエステルからの重合体−1Dの製造方法
密封された三首1リットルフラスコ中で、0.25モルの2種のジメチルエス
テル類および1.1モルのグリコール、並びに0.0464gの酢酸コバルトを
攪拌しながら混合する。容器を10psiに加圧しそして攪拌しながら加熱して約
180℃でわずかに沸騰させる。10psiを保ちながら温度をゆっくり250℃
まで加熱してわずかな沸騰を保つ。250℃に2時間保つ。次に圧力を放出しそ
して真空に切替える。少量のグルタル酸のジメチルエステルと混合された0.0
33gのSbO3を加える。温度を280℃に上昇させる。圧力を1トルに4時
間保つ。図1E:重合体1E
図1Eは、本発明における使用のための別の芳香族エステル脱酸素性重合体を
示す。繰り返し単位(図1Eに示されている)は主鎖中に2個のアルファ−水素
カルボニル基、2個のエステル、4−炭素原子脂肪鎖、および1個の芳香族構造
(2個の環を含む)を含む。4−炭素原子脂肪鎖は(PET中の2−炭素鎖と比べ
て)TGを減少させるであろうが、余分の芳香族環は(PET中の一つの環と比べて)
TGを高めるであろう。重合体−1Eは71℃(49貞の付録Cを参照)の推定
TGを有しており、それはPET(70℃)のすぐ上でありそして好適な範囲内であ
る。重合体−1Eは米国ミシガン州ミドランドのダウケミカルから市販されてい
る。
成分の相対的割合を特定用途用に調節することができる。一般的には、脱酸素
水準を高めるためには、さらにアジピン酸を代わりに使用しそしてビス−フェノ
ールAのジグリシジルエーテルの量を減少させることによりアルファ−水素カル
ボニル基のレベルを高めるであろう。コハク酸を用いて製造される重合体−1E
の修飾物質は70℃のTGを有する。図1F:重合体−1F
図1Fはここでは重合体−1Fと称されるさらに別の芳香族エステル脱酸素性
重合体を示す。繰り返し単位は主鎖中に2個のアルファ−水素カルボニル基、2
個のエステル基、4−炭素脂肪鎖を、そして1個の芳香族側鎖を含む。ここでも
、成分の相対的割合は特定用途用に変えることができる。
アジピン酸の代わりにコハク酸を用いて製造される別の重合体は比較的高いTG
を有する(49頁の付録C中の表を参照のこと)。(スチレンオキシドの代わり
に)ジスチレンオキシドをアジピン酸と共にまたは(スチレンオキシドの代わり
に)ジスチレングリコールをコハク酸と共に使用することにより、TGを更に上
昇させることが可能である。図1G:REVPEN
図1GはここではREVPENと称される別のスキャベンジング重合体の製造方法を
示す。これはREVPET(図1B)と同様であるが、ベンゼンでなくナフタレンを基
にしている。REVPENは1,2または2,6ナフタレンジアセテートおよびコハク
酸のジメチルエステルを縮合させることにより調製される。反応条件はREVPETを
製造するためのものと同様であるが、最終段階ではより高い温度である(例えば
、300℃)。
芳香族環の各側に追加のCH2基を有するREVPENの修飾物質を以下に示す。
図1H:重合体−1H
図1HはA、B、およびC群のランダム重合体を示し、ここでAはジカルボン
酸ナフタレン(NDC)により供給され、Bはアジピン酸により供給され、そしてC
はエチエレングリコールにより供給される(ここで失なわれる原子/分子は矢印
のついた囲みで示される)。生じた重合体−1Hは基本的にはPENおよび脂肪酸の
ランダム共重合体である。各々2つのナフタレン成分に関して、1つの脂肪族成
分(モル部数)が存在する。これは固体の高い結晶性の重合体であり、それは高
温で安定である。これにより、重合体は容易に乾燥することができ、そして固体
は分子量を増加させると言える。高い結晶性の構造および高い融解温度を有する
重縮合ポリエステルは分子量を高めると言われる固体でありうる。
透明な多層のブロー成形された瓶を、新品のPETの層および重合体−1Hの層
を含むプレフォームから製造した。層間には良好な付着性か存在し、それが離層
を予防する。
より一般的には、脂肪酸成分(ここではアジピン酸)は(CH2)n基を有すること
ができ、ここでn=2−10である。
ジメチル2,6ナフタレンジカルボキシレート/アジピン酸とエチエングリコ
ールとの共重合体−重合体−1Hの調製方法
密封された3リットル二首フラスコ中で、2.4モル(580g)のNDC、1
.2モル(175g)のアジピン酸、8モル(496g)のエチレングリコール
および0.4725gのSbO3を攪拌しながら混合する。系に8psiで窒素を流
し、サンプルを175℃に加熱し、そして10分間にわたり保つ。次に温度を2
10℃に上昇させ、そして5分間にわたり保つ。再び温度を240℃に上昇させ
そしてサンプルが透明になった後に1時間にわたり保つ。温度を260℃に上昇
させそして1時間にわたり保つ。温度を275℃に上昇させそして3時間にわた
り保つ。圧力を真空に切替えそして定常な真空下で275℃に4時間以上にわた
り保つ。最終的な真空は1トル以下であるべきである。図1I:重合体−1I
図1Iには、一端においてアセテートをそして他の端部においてエチル、メチ
ルエステルを有する置換されたヒドロキシ酸単量体が示されており、この単量体
はそれ自身で反応して示されている繰り返し単位を有する別の脱酸素性重合体を
製造する。重合体1Iは1個の芳香族環、1個のエステル基、1個のアルファ水
素カルボニル基、および2−炭素脂肪鎖を有する。
重合体−1Iを製造するための4−(アセチルオキシ)ベンゼンプロパン酸の
重合方法
密封された二首1リットルフラスコ中で、1モル(136g)の酸、0.13
gのSbO3および0.19gの酢酸コバルトを攪拌しながら加える。10psiで
0.251/分の窒素流下でわずかに攪拌しながら150℃に加熱する。わずか
な沸騰が起きるまで加熱し、次に10psiを保ちながら流れを減少させる。沸騰
および10psiを保つために温度を180℃の温度に上昇させ続ける。圧力およ
び温度を40分間保つ。真空に引きそして温度を210−220℃に90分間保
つ。図1J:重合体−1J
図1Jは、2個のアルファ−水素カルボニル基、2個のエステル、1個の芳香
族主鎖構造(2個の環を有する)、および4−炭素鎖脂肪族基を有する重合体−1
Jを製造するための二酢酸ビスフェノール−Aおよびアジピン酸の縮合を示す。
49頁の付録C中の表に示されているように、重合体−1Jは91℃の相対的に
高いTGを有する。表中の重合体−1Jのすぐ下に挙げられている「ビスAアセ
テート/スベリン酸」と同定されている修飾された重合体は79℃のより低いTG
を有しており、それはPET延伸温度と共に使用に好適な範囲内である。
下記の方法を二酢酸ビスフェノールAおよびスベリン酸から重合体を調製する
のに使用することができる。
ビスフェノールAおよびスベリン酸からの重合体の調製(例えばPreparative
Methods Of Polymer Chemistry,2nd Edition,Sorensen,Campbell,page 149
を参照)
第一段階において、エルレンマイヤーフラスコ25ーml中で11g(グラム)
のビスフェノールAを9g(.22モル)の水酸化ナトリウムの45mlの水中溶
液の中に溶解することによりビスフェノールAのジアセテートを製造する。混合
物を氷浴中で冷却しそして少量の氷をフラスコに加える。次に、22.4g(0
.22モル)の無水酢酸を加えそしてフラスコを氷浴中で10分間にわたり激し
く振る。白色固体を濾過し、水で洗浄し、そしてエタノールから再結晶化させる
。
312g(1モル)のビスフェノールAジアセテート、174g(1モル)の
スベリン酸、0.60gのトルエンスルホン酸(一水和物)の混合物を攪拌器付
きの2リットル二首フラスコ中に入れる。20分間にわたり攪拌しながらフラス
コに窒素を流す。次に攪拌しながらそして窒素を周囲圧力で流しながら温度を1
80℃に高める。温度を180℃から250℃にゆっくり高めながら圧力を約1
トルにゆっくり下げると酢酸が蒸留する。融解物を250℃および1トルに一時
間保つ。
脂肪酸を使用する時には、上記の反応においてピリジンを水酸化ナトリウムお
よび水の代わりに使用するのが有利である。図1K:重合体−1K
図1Kは環式エステルの開環重合を示す。カプロラクトン(環式)を環式カル
ボン酸エステルと一緒にして、重合体−1Kを製造する。生じた重合体は主鎖(
ビスフェノールA)中の2個のアルファ−水素カルボニル基、2−環芳香族構造
、並びに5−炭素脂肪鎖を有する。49頁の付録C中の表に示されているように
、重合体−1Kは、PET重合体と共の使用に好適な範囲内にある85℃のTGを有
する。重合体−1KはPETとの溶解度パラメーターの良好な合致(20対20.
53)を有する。
環式炭酸エステルおよびラクトンを重合する方法は、George Odian,Principl
es of Polymerization,3d edition,John Wylie & Sons,Inc.,New York(1991
),pp.569-573に記載されている。
上記の脱酸素性重合体(図1B−1Kに示されている)は単独で、或いは芳香
族ポリエステル重合体、好ましくはPETまたはPEN重合体、と配合または共重合し
て使用して、脱酸素性重合体を製造することができる。この物質を次に包装用の
容器構造体に加えて上記のような所望するレベルの脱酸素性質を与えることがで
きる。低温殺菌ビール容器
図2−6は、本発明の多層構造体および脱酸素性重合体を使用する透明な1リ
ットルの低温殺菌可能なビール容器の製造方法を説明する。
射出成形された多層プレフォーム30が図2に示されている。プレフォームは
、垂直な中心線32により規定されているように、実質的に円筒状であり、そし
て下方の本体形成部分36と一体になっている上方のネック部分すなわち仕上げ
部分34を含む。このネック部分は、プレフォームの開放上端部を規定する密封
性の上表面31、並びにスレッド33および最も低いフランジ35のついた一般
的に円筒状の外表面を有する。フランジの下には上方の円筒状部分41を含む本
体形成部分36、壁厚さが上部から底に向って内部で放射的に増加するフレアー
状
の肩形成部分37、実質的に均一な壁厚さを有する円筒状のパネル形成部分38
、並びにパネル形成部分38より薄い厚くされたベース−形成部分39がある。
プレフォーム40の閉鎖された底端部は実質的に半球状でありそしてベース−形
成部分39より薄くてよい。
プレフォーム30は3種材料の5層(3M、5L)構造を有しておりそして実
質的に非晶質であり且つ透明である。多層プレフォーム層は、順番に、新品PET
の外部層42、EVOHの外部中間層43、脱酸素性材料の中心芯層44、EVOHの内
部中間層45、および新品PETの内部層46を含んでなる。新品PETは約0.90
dl/gの固有粘度を有する市販されている瓶等級のPETホモ重合体または共重合体
である。EVOHは、米国ネブラスカ州オマハのエヴァルカまたは日本大阪のクラレ
株式会社からの32モル%のエチレン含有量を有する市販品である。芯層は約0
.70dl/gの固有粘度、43℃のTG、および214℃の融点を有する前記(図
1B)のPEVPETである。REVPET重合体はネオデコン酸コバルトとして加えられる
1グラムのREVPET当たり150マイクログラムのコバルトを含む。
プレフォーム30を、図3に示されているように、ビール用の1.0リットル
の低温殺菌可能な加圧容器を製造するために適用する。プレフォーム30は約1
50mmの長さ、および約23.8mmのパネル形成部分38の外径を有する。
パネル形成部分38の合計した壁厚は約4.1mmであり、種々の側壁層の厚さ
は以下の通りである:外部および内部層は各々約1.1mmの厚さであり、内部
および外部中間層は各々約0.1mmの厚さであり、そして芯層は約1.7mm
の厚さである。容量が約0.3−1.5リットルであり、約0.25−約0.3
8mmのパネル壁厚さを有しそして約2.0−4.0容量のCO2水溶液が充填さ
れている低温殺菌可能な炭酸処理した飲料容器用には、プレフォームパネル形成
部分38は好ましくは約13.0−14.5の平均平面延伸比を受ける。平面延
伸比は、プレフォームパネル形成部分38の平均厚さ対容器パネル86(図3に
示されている)の平均厚さの比であり、この平均はそれそれのプレフォームおよ
び容器部分の長さに沿って採用される。平均パネルフープ延伸は好ましくは約4
.0−4.5であり、そして平均パネル軸延伸は約3.0−3.2である。これ
が所望する二軸延伸および視覚的透明度を有する容器パネル86を製造する。選
択
される個々のパネル厚さおよび延伸比は瓶の寸法、内圧、および加工特性(例え
ば使用する特定の材料の固有粘度により測定される)に依存する。
図2に示されているプレフォームは、ニューハンプシャー州ベッドフォードの
コンチネンタルPETテクノロジーズにより所有されている米国特許第4,550
,043号、第4,609,516号、第4,710,118号、第4,781
,954号、第4,990,301号、第5,049,345号、第5,098
,274号、および第5,582,788号に記載された順次計量法により射出
成形できる。この方法では、予め決められた量の種々の材料をプレフォーム型の
ゲート中に以下の通りにして加える:それが動いて外部型および芯壁を冷却する
につれて部分的に固化した内部および外部プレフォーム層を形成する新品のPET
の第一ショット;内部および外部中間層を形成するであろうEVOHの第二ショット
;
およびEVOHを側壁まで押して(薄い遮断層を形成し)そして脱酸素性材料の中
心芯層を形成する第三ショット。新品PETの最終ショットはノズルを清掃しそし
てプレフォームの底を新品のPETで仕上げるために使用できる。
型が充填された後に、圧力を高めて型をプレフォームの収縮に対抗して充填す
る。充填後に、型の圧力を部分的に下げそしてプレフォームを冷却しながら保つ
。標準的方法では、重合体融解物の各々を型に毎秒約10−12グラムの速度で
射出し、約7500psi(50×106Nm-2)の充填圧力が約4秒間適用され、
そして圧力を次に約4500psi(30×106Nm-2)にその後の15秒間にわ
たり下げ、その後に圧力を放出しそしてプレフォームを型から出す。これらの水
準より圧力を高めると、より高い水準の中間層結合を強制し、それは鎖のもつれ
、水素結合、低水準の中間層の結晶化および層浸透を含むかもしれず、これらの
ことはプレフォームおよび容器の両者において層分離耐性を増加させるために有
用である。さらに、高められた圧力はプレフォームを冷たい型の壁に対して保持
してプレフォームを曇りなしに、すなわち透明度の損失なしに、最短の可能な循
環時間で固化する。さらに、より迅速な射出速度は射出空洞内でのより高い融解
温度を生じて、射出循環の増加した圧力部分中で泳動およびもつれを改良する増
加した重合体可動性を生じ、そしてその結果として離層耐性を増加させる。別の
意見として、平均プレフォーム温度の増加および/またはプレフォーム壁を通る
温
度勾配の減少が、プレフォーム膨張中の層境界におけるせん断を最少にすること
により、層分離をさらに減ずることがある。
図5はプレフォーム30から容器80を製造するための延伸ブロー成形装置7
0を示す。より特定すると、実質的に非晶質であり且つ透明なプレフォーム本体
成形部分36を内部/外部PETおよび芯脱酸素層のガラス転移温度より高い温度
に再加熱し、そしてこの加熱されたプレフォームを次にブロー型71中に配置す
る。延伸棒72はブロー型内のプレフォームを軸方向に伸ばして(延伸して)完
全な軸方向の伸びおよびプレフォームの中心配置を確実にする。プレフォームの
厚くされたベース形成領域39はパネル−および肩−形成部分38および37と
比べて軸方向の変形に耐性がある。ブローガス(矢印73により示されている)
が加えられてプレフォームを放射方向に膨張させて、ブロー型の内部成形表面7
4の配置に合致させる。成形された容器は実質的に透明のままであるが、歪で誘
発した二軸延伸を受けて、炭酸処理並びに低温殺菌の高められた温度および圧力
に耐えるのに必要な増加した強度を与える。
図3は図2のプレフォームから製造される1.0リットルの低温殺菌可能な多
層飲料瓶80を示す。プレフォーム本体形成部分36は膨張させて透明な二軸延
伸された容器本体81を形成している。上方のスレッド仕上げ34は膨張されて
いないが、必要な強度を与えるの充分な厚さまたは材料構成を有する。瓶は開放
している上端部82を有しておりそしてスクリューオンキャップを受ける(図7
A−7Bを参照)。膨張した容器本体81は下記のものを含む:
(a)一般的にはネック仕上げフランジ35の下から円筒状パネル部分86に向っ
て直径が増加する外側に突出した輪郭を有する上方のフレアー状の型部分83、
それは丸くされた(半球状の)肩83を備えることが好ましく、その理由はこの
形が二軸延伸を最大にし且つ適用される応力水準を最小にするからである。より
高い延伸およびより低い応力は(低温殺菌中の)高められ温度におけるクリープ
による容器容量の増加を低下させ、そしてその結果として充填水準の低下を最小
にし、また、ネック仕上げ34と肩83の間に小さい移行半径84を与えて肩の
上部における未延伸領域を最小にすることも好ましい(未延伸領域はクリープす
る傾向がある)。
(b)側璧中の応力を最小にし(そしてクリープを最小にする)ためには、実質的
に円筒状のパネル部分86は好ましくは相対的に高く且つ細長い構造、すなわち
2.0−3.0の程度の高さ対直径比、を有することが好ましく、相対的に浅い
移行領域87および88がそれぞれパネル86の上部および下部の端部に備えら
れ、より広い移行領域は低温殺菌中に膨張(延長)しやすい傾向があり、そして
容量の増加(充填水準の低下)をもたらすようであり、同じ理由のために、好ま
しくはパネル部分86にはリブ(クリープするかもしれない)は備えられていな
い。
(c)足のついたベース90は実質的に半球状の底壁92および例えばその底壁か
ら下方に伸びて上に容器が置かれる5個の足パッド93を形成するための5個の
脚91を有し、脚91は容器周囲の周りに対称的に配置され、さらに、強度およ
びクリープ耐性を最大にするためには非常に深いベースをすなわち半球ベース近
くに備えることが好ましく、クリープ条件下で外側に移動するがなお容器の直径
内にとどまることができる角度のついた足パッドを装備することも好ましい。
プレフォームのパネル形成部分38は13.0−14.5の程度の平均平面延
伸比で延伸され、生じたパネル部分86の新品のPET層は20%−30%程度
のそして好ましくは25%−29%程度の平均歪誘発結晶度を有する。肩83は
約10.0−12.0の平均平面延伸比を受け、生じた肩83の新品のPET層は
約20%−25%の平均結晶度を有する。ベース中の半球状の底壁92は約5.
0−7.0の平均平面延伸比を受け、そして新品のPET層は約5%−15%の平
均結晶度を有し、脚および足は約13.0−14.0の平均平面延伸を受けそし
て新品のPET層は約20%−26%の平均結晶度を有する。芯脱酸素層は容器の
各々の部分で新品のPET層より約2%低い平均結晶度、例えば、パネル中で18
−28%、肩中で18−23%、半球状の底壁中で3−12%、並びに脚および
足中で18−24%、を有する。
図4は、新品PETの内部層95、脱酸素性材料の芯層96、新品PETの外部層9
7、EVOHの内部および外部中間層98,99を含むパネル壁86の断面を示す。
この態様では、パネル部分中の種々の層の合計重量による相対的百分率は内部層
95に関しては約30%、芯層96に関しては約40%、外部層97に関しては
約30%である(EVOH層98,99は一緒で2重量%以下である)。EVOH内部中間
層98は製品からの水蒸気が内部PET層95の中を透過する時に酸素透過性にな
り、これにより容器中の酸素が層95および98を透過しそして芯層96に達し
、そこでそれは消費される。対照的に、外側中間層99は相対的に乾いたままで
ありそして外部酸素が容器に入るのに抵抗する。別の態様では、芯層中のREVPET
をPETおよびREVPETの配合物で代用することが望ましく、そこでは芯層の5−2
0重量%がREVPETであり、これが比較的高いTGを与えるであろう。
足のついた容器ベースの好適な特徴が図6にさらに明白に示されている。比較
の基礎として、既知の5本足のPET使い捨て炭酸飲料容器(低温殺菌不能)は相
対的に低いベース分布(約45°のθ)を有する。対照的に、本ベースは好まし
くは60°もしくはそれより良好な程度の相対的に高いベース分布を有する。図
6は実線でθ=90°である完全半球Aを有するベースをそして点線でθ=60
°である先端が切られた半球Bを示し、θは半球状の底壁92を規定する半径R
が容器本体の垂直中心線(CL)から伸びている角度である。ベースの相対的な高さ
は完全半球に関してはHAとしてそして先端が切られた半球に関してはHBとして
説明されている。HAとHBの間のベース高さを与えることが好ましく、そしてよ
り好ましくはθが65°より大きい。
さらに、角度のついた足パッドを装備することが好ましい。足パッドは脚91
(θ=90°)または91'(θ=60°)上の点GおよびKの間に伸びている
。足パッドは垂直な中心線CLから半径RGの中心点と垂直に整列している点Gま
での距離LFの間隔があけられる。半径RGが足パッドの外側端部を形成する。足
パッドは水平表面102と共に急な角度αを形成し、その上にベースが置かれる
。好ましくは、各足パッドおよび脚がクリープ条件下で移動して且つそれでも容
器の直径内にとどまるようにするには、LFは0.32R〜0.38Rの程度、
そしてαは5°−10°の程度であるのが望ましい。
図7Aは一つの態様に従う不透明にされたネック仕上げ閉鎖部の拡大断面図で
ある。より特に、未延伸のネック仕上げ部110は例えば高温露呈により熱的に
結晶化されており(不透明にされており)、これが強度を高めそして低温殺菌の高
められた温度および圧力に対するその耐性を強める。熱処理された領域はフラ
ンジ111のすぐ下まで伸びてよい。キャップ116は柔軟な材料(例えば、プ
ラスチゾルまたは他の熱可塑性エラストマー)の環状環117を有しており、そ
れはネック仕上げ部の密封上表面112を密封する。低温殺菌中にネック仕上げ
部の変形がある場合には、ライナー117が変形して密な密封を確実にしそして
漏出を防止する。
図7Bに示されている別の態様では、実質的に非晶質であり且つ未延伸のネッ
ク仕上げ部120が装備されており、すなわちそれは結晶化されていない。この
場合には、非晶質のネック仕上げ部が積層されたフォイルライナー124と共に
装備されており、それがキャップ126の内表面内にあり、そしてそれは例えば
ネック仕上げ部の上部密封表面122に熱密封されるかまたは接着密封される。
ここでも、ネック仕上げ部の変形がある場合には、ライナー124が密な密封を
確実にして漏出を防止する。他の態様
図8は1/2リットルの低温殺菌不能なビール容器を含んでなる別の態様を示す
。この例では、瓶はビールを非常に濾過するため、瓶は熱処理を受ける必要はな
い。瓶を製造するためのプレフォーム200が図8Aに示されており、それはス
レッド仕上げ部201、フレアー状の肩部分202、円筒状の本体部分203、
および閉鎖された底204を含む。プレフォーム200および生じたブロー成形
された容器210(図8B)は5層構造(示されていない)を有しており、それ
は新品のPET(合計重量の62重量%)の内部および外部層、使用後のPETの芯層
(35重量%)、並びに脱酸素性重合体(3重量%)としてのREVPETホモ重合体の
2つの薄い中間層を含む。REVPETは0.70dl/gの固有粘度、43℃のTGおよ
び214℃融点を有する。新品PETは公称0.80IVを有しそして4モル%のイ
ソフタル酸(isothalic acid)共重合体を含むシェル8006である(米国テキサ
ス州ヒューストンのシェル・オイル・カンパニーから入手できる)。前の態様と
は対照的に、このビール瓶は中央のプッシュアップドーム216を取り囲む起立
している環214を含むシャンペンベース212を有する。この容器は約1
6週間のビールに関する貯蔵寿命を与える。
別の態様は、本発明の脱酸素性材料を含む例えば缶の如き相対的に広口の容器
を含んでなる。この缶は、引用することにより本発明の内容となる1985年1
月29日に発行されたBeck et al.への米国特許第4,496,064号に記載
されている方法に従うプレフォームから製造することができる。図9はプレフォ
ーム142(Beckの特許から)を示しており、それは支持フランジ144、厚く
一般的に円筒状の主本体部分146の中にフレアー状になる薄い上部本体部分1
45、および一般的に半球状の底部分148を含む。Beck法は、生成する容器の
全ての部分において高度の二軸延伸を可能にするため、容器は経済的な薄い壁お
よび所望する強度特性を有する。この場合、プレフォームは膨張して中間物品1
50を形成し、それは所望する容器の形状の下方部分152および上方部分15
4を含む。下方部分は円筒状本体132、くぼんだ底134、テーパーする肩1
36、口138、および環状フランジ130を含む。上方部分はフランジ130
から点164で(切断またはレーザー切断により)切断されていてもよくそして
廃棄されてもよく、または粉砕されそして再使用されてもよい。二軸延伸は必要
な強度を与えるため、容器の上端部を熱的に結晶化させたりまたはその他の方法
で強化することは一般的に必要ない。膨張したプレフォームを切断して上方の未
延伸部分を除去する方法は、引用することにより本発明の内容となる1985年
9月3日に発行されたPiccioli et al.への米国特許第4,539,463号に
記載されている。
結晶化したネック部仕上げを有する多層の膨張したプレフォーム容器を提供す
るためのさらに別の方法は、引用することにより本発明の内容となる1995年
9月26日にCollette et al.により出願された「結晶化したネック部仕上げを
有するプレフォームおよび容器並びにその製造方法」という名称の米国特許出願
番号08/534,126(docket no.7191)に記載されている。そこに記載されているよ
うに、インデクサー(例えば回転式または揺動式)は2つの面を有しており、各
々が一組のプレフォーム成形芯を有し、そして同時に2つの芯を2種のプレフォ
ーム成形空洞の組の中に配置する。第一組の空洞(第一成形台)では、高いTG
の非晶質または結晶化したネック部分が一組の芯の上で形成されるが、他の組の
空洞(第二成形台)では複数の非晶質の本体形成部分が他の組の芯の上で形成さ
れる。芯は順次第一および第二の成形台の中に配される。二組の空洞中で同時に
成形することにより、効率的な方法が提供される。ネックおよび本体成形部分を
異なる空洞中で別個に成形することにより、異なる温度および/または圧力を使
用して異なる成形条件をそしてその結果として2つのプレフォーム部分で異なる
性質を得ることができる。例えば、図11に示されているように、1つの態様に
おいてポリエステルプレフォーム(熱充填可能な容器を製造するため)はCPETの
結晶化したネック部分180を有しており、CPETは射出成形中に重合体を急速に
結晶化させる核生成剤を有するテレフタル酸系ポリエステルである。CPETは米国
テネシー州キングスポートのイーストマン・ケミカル・カンパニーにより販売さ
れている。本体形成部分181は、新品のポリエチレンテレフタレート(PET)の
内部および外部層並びに本発明の脱酸素性重合体の芯層を含む2材料3層(2M
,3L)構造である。ベース−形成部分182は本体形成部分と同様であるが、
少なくとも底部分には新品のPETの芯層183を含むことができそして多分プレ
フォームの外部に伸びることができる。或いは、ベース中の芯層183は生じた
容器ベースの熱安定性を高めるために比較的高いTGの重合体からなっていても
よく、これは特にシャンペンタイプの容器ベースで有用である。比較的高いTG
の重合体は第三の押し出し機を通して射出してもよい。多くの別の高いガラス転
移(TG)の重合体、例えばアクリレート重合体、ポリエチレンナフタレート(PE
N)ホモ重合体、共重合体または配合物、ポリカーボネート、ポリアクリレートな
どをCPETの代わりに使用してもよい。本体成形部分に関しては、PEN、エチレン
/ビニルアルコール(EVOH)またはMXD-6ナイロン遮断層などを含む多くの別の重
合体および層構造体が可能である。容器は、再充填可能な、低温殺菌可能な、そ
して熱充填可能な容器を含む種々の用途に有用である。
脱酸素性材料をパッケージの壁の一部として提供することの別の代替として、
その代わりにまたはそれに加えて、材料を容器に加えることができる挿入体とし
て提供することもできる。例えば、挿入体は乾燥時には酸素不透過性であるそし
て湿潤時に透過性である重合体でコーティングされた脱酸素性材料からなること
ができる。製品中の水分はするとコーティングを透過して、酸素を脱酸素性芯層
まで透過させることができる。別の材料および性質の測定
ここで使用されるPET重合体はPETのホモ重合体、共重合体、および他の既知の
適合性重合体との配合物を含み、それらは他のポリエステル類、例えばポリブチ
レンテレフタレート(PBT)、ポリプロピレンテレフタレート(PPT)、ポリエチレン
ナフタレート(PEN)、およびPETG(米国テネシー州キングスポートのイーストマ
ン・ケミカル・カンパニーから入手できる)として知られるシクロヘキサンジメ
タノール置換されたPET共重合体を含む。好ましくは、少なくとも90モル%が
テレフタル酸でありそして少なくとも90モル%が脂肪族グリコールまたはグリ
コール類、特にエチレングリコールであろう。
使用後のPET(PC-PET)は消費者により再循環操作用に戻されたPETプラスチック
容器および他の再循環物から製造され、そしてある種の食品容器中での使用のた
めにFDAにより現在認可されている。PC-PETはある水準のI.V.(固有粘度)、水分
含有量、および不純物を有することが知られている。例えば、典型的なPC-PET(
最大半インチのフレーク寸法を有する)は約0.66dl/gのI.V.平均、0.25%以
下の水分含有量、および下記の不純物水準を有する:
PVC:<100ppm
アルミニウム:<50ppm
オレフィン重合体(HDPE,LDPE,PP):<500ppm
紙およびラベル:<250ppm
着色PET:<2000ppm
他の不純物:<500ppm
PC-PETは単独でまたは価格を下げるためもしくは他の利点のために一種もしくは
それ以上の層の中で使用することができる。
別の有用な芳香族ポリエステルはポリエチレンナフタレート(PEN)である。PEN
はPETと比べて酸素および二酸化炭素遮断性質並びに耐熱性の増加において3−
5倍の改良を与える。ポリエチレンナフタレート(PEN)は、ジメチル2,6−ナ
フタレンデカルボキシレート(NDC)をエチレングリコールと反応させる時に製造
されるポリエステルである。PEN重合体はエチレン2,6ナフタレートの繰り返
し単位を含んでなる。0.67dl/gの固有粘度および約20,000の分子量を有す
るPEN樹脂はイリノイ州シカゴのアモコ・ケミカル・カンパニーから入手できる
。PENは約120℃のガラス転移温度TGおよび約267℃の融解温度Tmを有す
る。PETおよびPENは種々の量で配合または共重合できる。約0−20%のPENお
よび80−100%のPENの範囲で、材料は結晶性であるが、約20−80%のP
ENから材料は実質的に非晶質である。
他の有用な二軸延伸可能な芳香族ポリエステル類には、ポリプロピレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリシ
クロヘキサンジメタノールテレフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリ
ブチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールナフタレートが包含さ
れる。
多層プレフォームは、酸素/二酸化炭素/水分遮断材料、例えばエチレン/ビ
ニルアルコール(EVOH)、PEN、ポリビニルアルコール(PVOH)、ポリビニリデンク
ロリド(PVDC)、ナイロン6、結晶性ナイロン(MXD-6)、LCP(液晶重合体)、非晶質
ナイロン、ポリアクリロニトリル(PAN)およびスチレンアクリロニトリル(SAN)、
の1つもしくはそれ以上の層を含んでいてもよい。これらの遮断材料の一部の性
質は比較目的のために49頁の付録Cの表中に含まれている。
脱酸素性触媒として、例えばコバルト、マンガン、または有機配位子を有する
マグネシウムを使用することが望ましい。例には、ネオデカン酸コバルト、酢酸
コバルト、酢酸マグネシウム、および酢酸マンガンが包含される。コバルトはア
ルファー水素カルボニル部位における結合エネルギーを減じて酸素との反応性を
高めると信じられている。有機配位子は重合体中への酸素の侵入を促進させそし
て酸化気体の移動を加速すると信じられている(図13A−Kを参照のこと)。
固有粘度(I.V.)は樹脂の加工性に影響を与える。約0.8の固有粘度を有す
るポリエチレンテレフタレートは炭酸ソフトドリンク(CSD)産業において広く使
用されている。種々の用途のためのポリエステル樹脂は約0.55−約1.04
、そしてより特に約0.65−0.85、dl/gの範囲でありうる。ポリエステル
樹
脂の固有粘度測定はASTMD-2857の方法に従い、o-クロロフェノール(融点0℃)
を含んでなる溶媒中で0.0050±0.0002g/mlの重合体をそれぞれ30
℃において使用することにより、行われる。固有粘度(I.V.)は下記の式:
I.V.=(In(Vsoln./Vsol.))/C
[式中、
Vsoln.はいずれかの単位での溶液の粘度であり、
Vsol.は同じ単位での溶媒の粘度であり、そして
Cは100mlの溶液当たりの重合体のグラムによる濃度である]
により示される。
ここで使用される重合体(芳香族エステル脱酸素性重合体および二軸延伸ポリ
エステル重合体)は、少なくとも約50,000の分子量を有する高分子重合体
であり、それに関しては融解粘度が重要な工程パラメーターである。融解粘度が
高すぎる場合には、それは重合体を射出マニホルド中に商業用プレフォームを製
造するのに充分なほど速く押し出すことが不可能となる。別の重要なパラメータ
ーは融解強度であり、融解強度が低すぎる場合には、1つもしくはそれ以上の相
対的に薄い層を有する多層構造中で一体性を保つことができない。一般的には、
重合体の分子量が高まると、融解粘度および融解強度が増加する。当業者はスキ
ャベンジング重合体およびポリエステル重合体の融解粘度および融解強度の適切
な組み合わせを決定できる。融解粘度は一般的には、ASTM1238Bに従い測定され
るメルトインデックスとして表示される。例えば、シェル8006新品PETは29g
/10分のメルトインデックスを有する。隣接するスキャベンジングの層は50-100g
/10分のメルトインデックスを有しているべきである。
ブロー成形された容器本体は実質的に透明であるはずである。透明度の1つの
測定法は、下記の式:
HT=[Yd÷(Yd+Ys)]×100
[式中、Ydは試料の厚さにより伝達される拡散光であり、そしてYsは試料の厚さ
により伝達される光である]
により示される壁を通って伝達される光に関する曇り率(HT)である。拡散およ
び反射光伝達値はASTM方法D1003に従い、例えば米国バージニア州レストン
のハンターラボ・インコーポレーテッドにより製造されたモデルD25D3Pの
如き標準的な比色計を使用して測定された。容器本体は約10%より低い、そし
てより好ましくは約5%より低い、曇り率(パネル壁を通る)を有していなけれ
ばならない。
プレフォーム本体形成部分も実質的に非晶質であり且つ透明であり、10%よ
り低い、そしてより好ましくは約5%より低い、曇り率を有していなければなら
ない。
容器は瓶の高さに沿ってネック仕上げ部からベースへの種々の位置において種
々の結晶度水準を有するであろう。結晶度百分率はASTM1505に従い下記の通りに
して測定できる:
%結晶度=[(ds-da)/(dc-da)]×100
[式中、ds=g/cm3でのサンプル密度であり、da=0%結晶度の非晶質重合体の
密度であり、そしてdc=単位セルパラメーターから計算された結晶の密度である
]。
容器のパネル部分が最も大きく延伸されそして好ましくは少なくとも約15%の
、そしてより好ましくは少なくとも約20%、の平均結晶度百分率を有する。一
般的には、25−29%結晶度範囲がパネル領域では有用である。
結晶度におけるさらなる増加は、歪−誘発性および熱−誘発性結晶化の組み合
わせを与えるように熱設定することにより得られる。熱−誘発性結晶度は透明性
を保つための、例えば温のブロー型と接触して容器を保つための、低温において
得られる。一部の用途では、側壁の表面だけにおける高水準の結晶度で充分であ
る。
本発明の脱酸素性材料はマスターバッチ法により製造することができ、そこで
は脱酸素性重合体が最初に製造され、そしてPET重合体と配合または共重合され
る。脱酸素性重合体をPETと組み合わせるためのマスターバッチ法は、1994
年12月14日に出願され1996年6月20日にWO6/18685として公表された
多層プレフォームおよび容器用の脱酸素性組成物という名称の現在出願継続中で
あり且つ共通して所有されているここに引用することにより本発明の内容となる
来国出願番号08/355,703(docket no.7180)に記載されている。
脱酸素性重合体の平均分子量は種々の目的に対して選択することができる。そ
のような目的の一つは、PET重合体との配合性を改良することであり、そしてこ
の目的のためには脱酸素性重合体の平均分子量は70000−100,000、
そしてより好ましくは78,000−94,000である。
脱酸素性重合体とPET重合体との適合性は、それらのサンプルを製造しそして
組み合わせる(配合または共重合する)ことにより決定できる。或いは、それを
種々の既知の適合性指数に基づいて決めることもできる。例えば、REVPETは既知
のファンックレヴェレン法に従い測定される溶解度パラメーターを有しており、
それは未修飾のPETと実質的に同じであることが見出されている。米国ミシガン4
8113-0304、アンアーバー、P.O.Box 130304のノベル・アドバンスト・システム
ス・フォー・エンジニアリング・アンド・リサーチによりPolymer-CAD,Version
1.6として知られる市販のソフトウエアプログラムがあり、それにより異なる添
加剤群の寄与方法を基にしてその構造から重合体の数種の基礎的な性質を計算す
ることができる。
式:C10H8O4
分子量:192.170800
構造
付着エネルギーおよび溶解度パラメーターは直接的なそしてモル引力定数寄与法
を使用して測定される。298°Kにおける144.24cm3/moleのモル量が使
用される。Van Krevelen,D.W.and Hoftyzer,P.J.,J.Appl.Polymer Sci.,
13,page 872(1969)およびVan Krevelen,D.W.,Properties Of Polymers,3r
d Edition,Elsevier Science Publishers(1990)を参照のこと。この方法は非晶
質重合体のモル量に対するグループ寄与およびその後のcm3/mole(グラムベース
)での結晶性重合体のものを利用する。これは4種の方法のデータの集積であり
、2つはBunn,C.W.,J.Polymer Sci.,16,page 323(1955)およびVan Krevele
n,D.W.,International Symposium On Macromolecules(IUPAC),Paper No.
IIIa-15(1970)から付着エネルギー(Ecoh)を計算するためであり、そして2つはS
mall,P.A.,J.Appl.Chem.,3,page 71(1953)およびVan Krevelen,D.W.,
Fuel,44,page 236(1965)から引力定数(F)を計算するためのものである。Bu
nnの方法は沸点においてのみ適用されるが、他のものは298°Kにおいて適用
される。
引力定数F(ファンクレヴェレン)=2961(Jcm3)1/2/mole(ここでJ=
ジュールであり、cm=センチメートルである)および付着エネルギーEcoh(ファ
ンクレヴェレン)=60784.3J/moleを使用すると、REVPETに関する溶解度パラメ
ーター(ファンクレヴェレン1)は20.5283J1/2/cm3/2であると計算さ
れ、ここで溶解度パラメーター=(Ecoh/モル容量)1/2であり、そしてEcoh=F1/1
/モル量である。修飾されたPETに関する溶解度パラメーターは同じである:
20.5283。
詳細な記述の最後に(請求の範囲の前に)、付録Aの副題のところに、指定さ
れた構造を有するPETに関する重合体-CADプログラムにより得られたサンプルの
結果が含まれている。この結果は、量的性質、熱量計性質、転移温度、付着エネ
ルギーおよび溶解度、モル分率および屈折率、電気的性質、磁気的性質、機械的
性質、音響的性質、および透過性、並びに熱分解温度を含んでいる。同様に、付
録BはPREVPETに関するサンプルの結果を示す。
脱酸素性重合体とPET重合体に関する溶解度パラメーターの合致度が近くなれ
ばなるほど、重合体はより適合性であると予測される。上記のソフトウエアプロ
グラム(ファンクレヴェレン1)により測定されて、重合体が3単位以内の、よ
り好ましくは1単位以内の、溶解度パラメーターを有することが好ましい。種々
の重合体の溶解度パラメーター(SOL)および他の特質のリストが付録Cとして
請求の範囲の前に含まれている。以上で論じたように、PETおよびREVPETは溶解
度パラメーターの同じ値(20.53)を有する。修飾されたREVPETは20.1
8の値を有する。MXD-6ナイロンは26.8というはるかに高い値を有し、それ
は3単位の好ましい範囲外でありそしてこの重合体がPETとあまり適合性でない
ことを示す。
3単位の好ましい範囲内に入るものは以下のものである
REVPET(図1B)
修飾されたREVPET(図1C)
ジスチレングリコール/ジフェン酸/グルタル酸(図1D)
ビスAエポキシ/アジピン酸(図1E)
スチレンオキシド/アジピン酸(図1F)
ビスAアセテート/アジピン酸(図1J)
ビスAアセテート/スベリン酸(テキストと図1J)
スチレンオキシド/コハク酸(テキストと図1J)
ジスチレンオキシド/アジピン酸(テキストと図1J)
ジスチレングリコール/コハク酸(テキストと図1J)、および
環式ビスAエステルカプロラクトン(図1K)。脱酸素性の測定
本発明の目的は、食品、飲料および他の製品用の商業用包装において効果的に
使用できる脱酸素性材料を提供することである。それは特に例えばビールの如き
製品の包装において有用であり、その理由はビールは酸素拡散により急速にその
香りを失うからである。これはまた、例えば柑橘類製品、トマトをベースとした
製品、および美的に包装された肉のごとき製品に関しても言える。それは炭酸ソ
フトドリンク容器を製造するためにも有用である。用途により、以下で論じられ
ているように特定のスキャベンジング速度が望まれたりまたは要求される。
「脱酸素速度」は包装構造体が1平方センチメートル(cm2)のパッケージ表面
辺り1日あたりのナノグラム(ng)の単位の酸素をスキャベンジングする酸素の量
を意味する(すなわちng/cm2/日の単位)。それ故、パッケージの表面積が増加す
るにつれて、同じ速度を保つためにはパッケージのスキャベンジング能力は増加
しなければならない。また、ビールはジュースより酸素敏感性であるため、同様
な寸法のパッケージに関してはビールを含有するように設計されたパッケージの
脱酸素速度はフルーツジュースを含有するように設計されたパッケージの脱酸素
速度より高くしなければならない。パッケージは少なくとも5ng/cm2/日、そし
て好ましくは少なくとも30ng/cm2/日、の脱酸素速度を有していなければなら
ない。
ここで使用される「スキャベンジング能比率」は芳香族ポリエステルだけから
製造された対照パッケージの酸素透過性対本発明のポリエステルと芳香族エステ
ル脱酸素性重合体の両者を含むパッケージの透過性の比率を称し、ここで2種の
パッケージは同じ寸法を有する。例えば、単独使用(例えば、8−12オンス)
ビール容器は少なくとも4のそしてより好ましくは約10以上のスキャベンジン
グ能比率を有していなければならない。単独使用(例えば、8−12オンス)フ
ルーツジュース容器は少なくとも1.5の、より好ましくは少なくとも約4の、
そして最も好ましくは少なくとも約8の、スキャベンジング能比率を有していな
ければならない。
パッケージは数週間または数ヶ月の貯蔵寿命を有するように設計される。例え
ば、ビールに関する典型的な条件は112日間の貯蔵寿命にわたり1ppmの酸素
である。それ故、1リットル瓶はその貯蔵寿命中に累積的に1000マイクログ
ラムのO2を有することができる(1ppm=1平方センチメートル(cc)の容積当た
り1マイクログラム)。
例として、対照容器を13ミルの厚さ、2.6インチの直径、および4.75
インチの高さを有する新品の瓶等級のPETの単層から製造した。容器の推定表面
積は約60平方インチであった。容器に脱酸素水を充填した。酸素がこの対照容
器の内部に外部から通る速度を酸素分析器(米国ミネソタ州ミネアポリスのモコ
ン・インコーオレーテッドから入手できるモデルLC700F、シリアルナンバ
ー695935)を使用してASTMS1307-90に従い測定した。この対照瓶に関する
酸素侵入速度は30,000ng/パッケージ/日であった。この酸素侵入速度を表
面積で割り算して、77ng/cm2/日の平方面積辺りの酸素侵入速度を生じた。一
般的には、脱酸素速度が酸素侵入速度に合致するようにパッケージを設計する。
この例では、REVPETの単層から製造された同じ寸法の容器は1もしくはそれ以下
の酸素侵入速度を有する。このパッケージでは1ng/cm2/日は112日間にわた
る70ppbの合計累積酸素に等しい。これは対照容器に対する77倍の改良であ
る。
PENをPETの代わりに使用する場合には、対照瓶は6000ng/パッケージ/日、
すなわち18.6ng/cm2/日の酸素侵入速度を有するでろう。
所望するなら、種々の触媒を使用して脱酸素性材料の脱酸素速度を高めること
ができる。例えば、イーストマン9921重合体は残留コバルトを有するPET重
合体であり、コバルトはPETの製造中に触媒として作用する。残存コバルトはPET
重合体を種々の脱酸素性組成物と配合または共重合する時に脱酸素用触媒として
作用する。イーストマン9921は米国テネシー州キングスポートのイーストマ
ン・コダック・ケミカルから入手できる。
同様に、水の存在も脱酸素速度を増加することが見出された。水を含有する液
体製品用の容器の予測される使用においては、この増加は固有に起きるであろう
。例えば、湿潤サンプルは乾燥サンプルの4倍高い速度でスキャベンジングする
であろう。低温殺菌法
先行技術の低温殺菌可能な炭酸飲料容器は典型的にはガラスまたは金属から製
造されており、その理由はそれらが低温殺菌サイクルの長い高温および高い内部
圧力に耐えうるからである。図12は、16−オンスガラス容器用の既知の湿潤
工程低温殺菌サイクル中の増加する内部温度および圧力を時間の関数としてグラ
フで説明しており、その容器には炭酸処理されたジュース製品が2.5容量充填
されており、「2.5容量」とは0℃における1気圧下での二酸化炭素の容量が
液体の容量の2.5倍であることを意味する。図12に示されているような典型
的な低温殺菌サイクルは下記の5段階を含む。
(1)容器および容器内容物をほぼ浴−1の温度まで上昇させるための、43
℃の浴温を有する浴1中での約12.5分間の浸漬、
(2)容器および容器内容物をほぼ浴−2の温度まで上昇させるための、77
℃の浴温を有する浴2中での12.5から21分の時間の間浸漬、
(3)容器および容器内容物をほぼ浴−3の温度まで上昇させるための、73
℃の浴温を有する浴3中での21から31.5分の時間の間浸漬、
(4)容器および容器内容物をほぼ浴−4の温度まで下げるための、40℃の
浴温を有する浴4中での31.5から43分の時間の間浸漬、
(5)容器および容器内容物を10℃まで下げるための、浴5中での43から
60分の時間の間浸漬、
温度曲線12は容器および内容物が70℃以上にほぼ10分間(浴3中)保た
れており、その間に内部圧力は約110psi(1x106Nm-2)にかなり上昇することを
示している。約70−75℃におけるこの10分間の保持期間が、100%フル
ーツジュースを含有するものを含むほとんどの炭酸飲料製品のための有効な殺菌
を与える。ガラス容器はこれらの温度および圧力に変形せずに耐えうる。
本発明の脱酸素性重合体を含むプラスチック容器を1種もしくはそれ以上の比
較的高いTG(より耐熱性である)のポリエステル、パッケージデザインの調節
、熱誘導性結晶度の使用、結晶化したネック仕上げ部の使用などにより低温殺菌
の温度/圧力に耐えるように製造することができる。
本発明のいくつかの態様を示し且つ記載してきたが、当業者は添付されている
請求の範囲により規定されている本発明の範囲から逸脱せずに種々の変更および
修飾を行えることは当業者には明らかであろう。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成10年11月6日(1998.11.6)
【補正内容】
請求の範囲
1.透明な脱酸素性の多層物品であって、
二軸延伸した芳香族ポリエステル重合体の層と、触媒と下記の式で示す脱酸素
機能を有する、アルファー水素を持つカルボニル基、
[式中、n=2もしくはそれ以上である]
およびスキャベンジング重合体の主鎖または側鎖中に一つもしくは複数の芳香族
環を与える芳香族基を含む芳香族エステルスキャベンジング重合体とを含む層と
、を含む透明な脱酸素性の多層物品であって、透明な物品中で芳香族ポリエステ
ル層の二軸延伸を達成しながら両方の重合体層の二軸膨張を可能にするようなス
キャベンジング重合体のガラス転移温度TGと、所望の脱酸素速度との両方を与
えるように、アルファー水素を持つカルボニル基と芳香族基の相対的重量%が選
択された物品。
2.前記スキャベンジング重合体がホモ重合体、ランダム共重合体、交互共重合
体、およびブロック共重合体よりなる群から選択される、請求の範囲第1項記載
の物品。
3.前記芳香族ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチ
レンナフタレート(PEN)、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレ
フタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリシ
クロヘキサンジメタノールナフタレート、並びにそれらの共重合体および配合物
よるなる群から選択される、請求の範囲第1項記載の物品。
4.前記芳香族ポリエステルが、PETホモ重合体および共重合体よりなる群から
選択される、請求の範囲第3項記載の物品。
5.前記芳香族ポリエステルが、PENホモ重合体および共重合体よりなる群から
選択される、請求の範囲第3項記載の物品。
6.前記芳香族基が下記に示す基よりなる詳から選択される主鎖環構造と
下記に示す基よりなる群から選択される側鎖環構造とを含む、請求の範囲第1項
記載の物品。
7.前記芳香族基が1個の芳香族環、2個の芳香族環、または二重芳香族環を有
する、請求の範囲第1項記載の物品。
8.前記芳香族基が下記に示す式である、請求の範囲第1項記載の物品。
9.前記スキャベンジング重合体が、下記に示す式の繰り返し単位を有する、請
求の範囲第1項記載の物品。[式中、n=2もしくはそれ以上である]
10.n=4である、請求の範囲第9項記載の物品。
11.前記スキャベンジング重合体が、下記に示す式のREVPETタイプの繰り返し
単位を有する、請求の範囲第1項記載の物品。
[式中、n=2もしくはそれ以上である]
12.前記スキャベンジング重合体が、下記に示す式のREVPETタイプの繰り返し
単位を有する、請求の範囲第1項記載の物品。
[式中、n=2もしくはそれ以上である]
13.前記スキャベンジング重合体が、30−70の範囲の重量百分率で芳香族
基AROMを有する、請求の範囲第1項記載の物品。
14.前記スキャベンジング重合体が、5−30の範囲の重量百分率でカルボニ
ル基CARBを有する、請求の範囲第1項記載の物品。
15.前記スキャベンジング重合体が、5−30の範囲の重量百分率でアルファ
基ALPHAを有する、請求の範囲第1項記載の物品。
16.前記スキャベンジング重合体が、1個の芳香族基、2個のエステル基、お
よび2個のアルファー水素カルボニル基の繰り返し単位を有する、請求の範囲第
1項記載の物品。
17.n=2、3または4である、請求の範囲第16項記載の物品。
18.n=2である、請求の範囲第1、10、11、12および16項のいずれ
か1項に記載の物品。
19.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の繰り返し単位を有する、請
求の範囲第1項記載の物品。
20.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の繰り返し単位を有する、請
求の範囲第1項記載の物品。
21.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の繰り返し単位を有する、請
求の範囲第1項記載の物品。
22.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の繰り返し単位を有する、請
求の範囲第1項記載の物品。
23.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の2成分とエチレングリコー
ルのランダム縮合重合体である、請求の範囲第1項記載の物品。
[式中、n=2−10である]
24.前記スキャベンジング重合体が、芳香族ポリエステルのファンクレヴェレ
ン溶解度パラメーターの3単位以内にあるファンクレヴェレン溶解度パラメータ
ーを有する、請求の範囲第1項記載の物品。
25.前記スキャベンジング重合体が、芳香族ポリエステルのファンクレヴェレ
ン溶解度パラメーターの1単位以内にあるファンクレヴェレン溶解度パラメータ
ーを有する、請求の範囲第24項記載の物品。
26.前記ファンクレヴェレン溶解度パラメーター(SOL)が
SOL=(Ecoh/モル容量)1/2
[式中、EcohはEcoh=F1/2/モル容量により定義される付着エネルギーであり
、そしてFはファンクレヴェレン引力定数である]
により定義される、請求の範囲第24および25項の何れか1項に記載の物品。
27.前記物品が式:
HT=[Yd÷(Yd+Ys)]×100
[式中、Ydは厚さにより伝達される拡散光であり、Ysは厚さにより伝達される
反射光であり、そして拡散および反射伝達価はASTM方法D1003に従い測定さ
れる、HTは10%より小さい]
により示される物品の厚さを通って伝達される光に関する曇り率(HT)として
定義される透明度を有する、請求の範囲第1項記載の物品。
28.HTが5%より小さい、請求の範囲第27項記載の物品。
29.前記二軸延伸物品がASTM方法1505の
%結晶度=[(ds-da)/(dc-da)]×100
[式中、ds=g/cm3での物品の密度であり、da=0%結晶度の非晶質重合体の密度
であり、そしてdc=単位セルパラメーターから計算された結晶の密度である]
により測定された少なくとも15%の平均結晶度を有する、請求の範囲第1項記
載の物品。
30.前記物品が少なくとも20%の平均結晶度を有する、請求の範囲第29項
記載の物品。
31.前記スキャベンジング重合体か、芳香族ポリエステルが二軸膨張を受ける
延伸温度より少なくとも10℃低いTGを有する、請求の範囲第1項記載の物品
。
32.前記芳香族ポリエステルがPETでありそして前記スキャベンジング重合
体が70−85℃のTGをを有する、請求の範囲第31項記載の物品。
33.前記芳香族ポリエステルがPENでありそして前記スキャベンジング重合
体が120−135℃のTGをを有する、請求の範囲第31項記載の物品。
34.前記スキャベンジング重合体が、芳香族ポリエステルの結晶化速度より大
きくない結晶化速度を有する、請求の範囲第1項記載の物品。
35.前記物品がフィルム、パッケージ、プレフォーム、ブロー成形容器、およ
びそれらの一部よりなる群から選択される、請求の範囲第1項記載の物品。
36.前記物品が低温殺菌可能な加圧容器の壁部分である、請求の範囲第35項
記載の物品。
37.前記物品が少なくとも5ng/cm2/日の脱酸素速度を有するパッケージであ
る、請求の範囲第1項記載の物品。
38.前記物品が少なくとも1.5のスキャベンジング能比率を有するパッケー
ジである、請求の範囲第1項記載の物品。
39.前記物品が少なくとも4のスキャベンジング能比率を有するパッケージで
ある、請求の範囲第1項記載の物品。
40.前記物品が少なくとも8のスキャベンジング能比率を有するパッケージで
ある、請求の範囲第1項記載の物品。
41.前記物品が少なくとも20のスキャベンジング能比率を有するパッケージ
である、請求の範囲第1項記載の物品。
42.前記物品が少なくとも40のスキャベンジング能比率を有するパッケージ
である、請求の範囲第1項記載の物品。
43.前記物品が、少なくとも5ng/cm2/日の脱酸素速度と、
9:1−15:1の平均二軸延伸比と、
少なくとも1つのスキャベンジング重合体の層、触媒および少なくとも1つの
PET、PEN、およびそれらの共重合体および配合物よりなる群から選択される芳香
族ポリエステル重合体の層と、
を有するブロー成形容器の壁部分である、請求の範囲第1項記載の物品。
44.前記スキャベンジング重合体が、少なくとも50,000の分子量および
70−135℃の範囲のTGを有する、請求の範囲第1項記載の物品。
45.酸素−敏感性製品を保持するための透明な脱酸素性包装材料であって、前
記材料が芳香族エステルスキャベンジング重合体、触媒および二軸延伸芳香族ポ
リエステル重合体を含むスキャベンジング重合体を含み、前記スキャベンジング
重合体が芳香族基およびアルファー水素カルボニル脱酸素性官能基を含み、前記
材料がポリエステル重合体およびスキャベンジング重合体の配合物、共重合体ま
たは層構造の1種もしくはそれ以上を含み且つ少なくとも10のスキャベンジン
グ能比率を有し、前記比率はポリエステル重合体およびスキャベンジング重合体
の両者から製造される酸素包装材料の酸素透過性に対するポリエステル重合体だ
けから製造された対照材料の酸素透過性として定義されるような材料。
46.酸素−敏感性製品を保持するための透明な脱酸素性パッケージであって、
前記材料が芳香族エステルスキャベンジング重合体、触媒および二軸延伸芳香族
ポリエステル重合体を含むスキャベンジング重合体を含み、前記スキャベンジン
グ重合体が芳香族基およびアルファー水素カルボニル脱酸素性官能基を含み、前
記材料がポリエステル重合体およびスキャベンジング重合体の配合物、共重合体
または層構造の1種もしくはそれ以上を含み且つ前記パッケージが少なくとも5
ng/cm2/日の脱酸素速度を有するようなパッケージ。
47.酸素−敏感性製品を保持するための透明な脱酸素性パッケージであって、
前記材料が芳香族エステルスキャベンジング重合体、触媒および二軸延伸芳香族
ポリエステル重合体を含むスキャベンジング重合体を含み、前記スキャベンジン
グ重合体が芳香族基およびアルファー水素カルボニル脱酸素性官能基を含み、前
記材料がポリエステル重合体およびスキャベンジング重合体の配合物、共重合体
または層構造の1種もしくはそれ以上を含み且つ前記パッケージが112日の期
間にわたり酸素1ppmの貯蔵寿命を有するようなパッケージ。
48.二軸膨張により形成される透明な多層壁を有する容器であって、前記多層
壁が、
触媒と下記の式で示す脱酸素機能を有する、アルファー水素を持つカルボニル
基、
[式中、n=2もしくはそれ以上である]
およびスキャベンジング重合体の主鎖または側鎖中に一つもしくは複数の芳香族
環を与える芳香族基を含む芳香族エステルスキャベンジング重合体とを含む脱酸
素性材料の芯層と
酸素遮断材料の内側および外側中間層と、
二軸延伸芳香族ポリエステル重合体の内側および外側層とを含み、
脱酸素性層が、ポリエステル重合体層と共に二軸膨張を受け且つ少なくとも5ng
/cm2/日の脱酸素速度を与えながら透明のままであるように適合した容器。
49.前記芳香族ポリエステルがPET、PEN並びにそれらの共重合体および配合物
よりなる群から選択される、請求の範囲第46−49項の何れか1項に記載の包
装材料または容器。
50.透明な脱酸素性の多層物品を製造する方法であって、
芳香族ポリエステル重合体の層を提供する工程、
下記に示す式の脱酸素能を有する、アルファー水素を持つカルボニル基、[式中、n=2もしくはそれ以上である]
およびスキャベンジング重合体の主鎖または側鎖中に一つもしくは複数の芳香族
環を供する芳香族基を含む芳香族エステルスキャベンジング重合体と、触媒を含
むスキャベンジング層を提供する工程、
アルファー水素カルボニルおよび芳香族基の重量百分率をスキャベンジング重
合体のガラス転移温度を調節するように選択する工程、そして、
ポリエステル重合体を二軸延伸させ且つ透明な物品を形成するためにスキャベ
ンジング重合体およびポリエステル重合体を二軸膨張させる工程、
を含む方法。
51.前記芳香族ポリエステルがPENでありそしてスキャベンジング重合体が非
晶質であり且つ90−100℃のTGを有する、請求の範囲第31項記載の物品
。
52.触媒とスキャベンジング重合体を含む前記層が配合体である、請求の範囲
第1項記載の物品。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG
,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT
,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,
CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F
I,GB,GE,GH,HU,ID,IL,IS,JP
,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,
LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M
W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD
,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,
TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW
(72)発明者 アグラワール,アミット,エス.
アメリカ合衆国,03054 ニューハンプシ
ャー,メリマック,ロンドン コート
141
(72)発明者 コールマン,アーネスト,エー.
アメリカ合衆国,06903 コネチカット,
スタムフォード,ジェーンズ レーン
293
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.透明な脱酸素性物品であって、 二軸延伸した芳香族ポリエステル重合体と、下記の式で示す脱酸素機能を有す る、アルファ−水素を持つカルボニル基、 [式中、n=2もしくはそれ以上である] およびスキャベンジング重合体の主鎖または側鎖中に一つもしくは複数の芳香族 環を与える芳香族基を含む芳香族エステルスキャベンジング重合体とを含む透明 な脱酸素性物品であって、スキャベンジング重合体が透明な物品中で芳香族ポリ エステルの二軸延伸を達成しながら両方の重合体の二軸膨張を可能にするような ガラス転移温度TGを有する物品。 2.前記スキャベンジング重合体および芳香族ポリエステルが、一つまたはそれ 以上の配合物、共重合体、および前記物品の別の層を形成する、請求の範囲第1 項記載の物品。 3.前記スキャベンジング重合体がホモ重合体、ランダム共重合体、交互共重合 体、およびブロック共重合体よりなる群から選択される、請求の範囲第1項記載 の物品。 4.前記芳香族ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチ レンナフタレート(PEN)、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ タレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレ フタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリシ クロヘキサンジメタノールナフタレート、並びにそれらの共重合体および配合物 よるなる群から選択される、請求の範囲第1項記載の物品。 5.前記芳香族ポリエステルが、PETホモ重合体および共重合体よりなる群から 選択される、請求の範囲第4項記載の物品。 6.前記芳香族ポリエステルが、PENホモ重合体および共重合体よりなる群から 選択される、請求の範囲第4項記載の物品。 7.前記芳香族基が下記に示す基よりなる群から選択される主鎖環構造と 下記に示す基よりなる群から選択される側鎖環構造とを含む、請求の範囲第1項 記載の物品。 8.前記芳香族基が1個の芳香族環、2個の芳香族環、または二重芳香族環を有 する、請求の範囲第1項記載の物品。 9.前記芳香族基が下記に示す式である、請求の範囲第1項記載の物品。 10.前記スキャベンジング重合体が、下記に示す式の繰り返し単位を有する、 請求の範囲第1項記載の物品。 [式中、n=2もしくはそれ以上である] 11.前記スキャベンジング重合体が、下記に示す式のREVPETタイプの繰り返し 単位を有する、請求の範囲第1項記載の物品。[式中、n=2もしくはそれ以上である] 12.前記スキャベンジング重合体が、下記に示す式のREVPETタイプの繰り返し 単位を有する、請求の範囲第1項記載の物品。 [式中、n=2もしくはそれ以上である] 13.前記スキャベンジング重合体が、30−70の範囲の重量百分率で芳香族 基AROMを有する、請求の範囲第1項記載の物品。 14.前記スキャベンジング重合体が、5−30の範囲の重量百分率でカルボニ ル基CARBを有する、請求の範囲第1項記載の物品。 15.前記スキャベンジング重合体が、5−30の範囲の重量百分率でアルファ 基ALPHAを有する、請求の範囲第1項記載の物品。 16.前記スキャベンジング重合体が、1個の芳香族基、2個のエステル基、お よび2個のアルファ−水素カルボニル基の繰り返し単位を有する、請求の範囲第 1項記載の物品。 17.n=2、3または4である、請求の範囲第16項記載の物品。 18.n=2である、請求の範囲第1、10、11、12および16項のいずれ か1項に記載の物品。 19.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の繰り返し単位を有する、請 求の範囲第1項記載の物品。 20.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の繰り返し単位を有する、請 求の範囲第1項記載の物品。 21.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の繰り返し単位を有する、請 求の範囲第1項記載の物品。 22.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の繰り返し単位を有する、請 求の範囲第1項記載の物品。 23.前記スキャベンジング重合体が下記に示す式の2成分とエチレングリコー ルのランダム縮合重合体である、請求の範囲第1項記載の物品。 [式中、n=2−10である] 24.前記スキャベンジング重合体が、芳香族ポリエステルのファンクレヴェレ ン溶解度パラメーターの3単位以内にあるファンクレヴェレン溶解度パラメータ ーを有する、請求の範囲第1項記載の物品。 25.前記スキャベンジング重合体が、芳香族ポリエステルのファンクレヴェレ ン溶解度パラメーターの1単位以内にあるファンクレヴェレン溶解度パラメータ ーを有する、請求の範囲第24項記載の物品。 26.前記ファンクレヴェレン溶解度パラメーター(SOL)が SOL=(Ecoh/モル容量)1/2 [式中、EcohはEcoh=F1/2/モル容量により定義される付着エネルギーであり 、そしてFはファンクレヴェレン引力定数である] により定義される、請求の範囲第24および25項の何れか1項に記載の物品。 27.前記物品が式: HT=[Yd÷(Yd+Ys)]×100 [式中、Ydは厚さにより伝達される拡散光であり、Ysは厚さにより伝達される 反射光であり、そして拡散および反射伝達価はASTM方法D1003に従い測定さ れる] により示される物品の厚さを通って伝達される光に関する曇り率(HT)として 定義される透明度を有する、請求の範囲第1項記載の物品。 28.HTが10%より小さい、請求の範囲第27項記載の物品。 29.HTが5%より小さい、請求の範囲第27項記載の物品。 30.前記二軸延伸物品がASTM方法1505の %結晶度=[(ds-da)/(dc-da)]×100 [式中、ds=g/cm3での物品の密度であり、da=0%結晶度の非晶質重合体の密度 であり、そしてdc=単位セルパラメーターから計算された結晶の密度である] により測定された少なくとも15%の平均結晶度を有する、請求の範囲第1項記 載の物品。 31.前記物品が少なくとも20%の平均結晶度を有する、請求の範囲第30項 記載の物品。 32.前記スキャベンジング重合体が、芳香族ポリエステルが二軸膨張を受ける 延伸温度より少なくとも10℃低いTGを有する、請求の範囲第1項記載の物品 。 33.前記芳香族ポリエステルがPETでありそして前記スキャベンジング重合 体が70−85℃のTGをを有する、請求の範囲第32項記載の物品。 34.前記芳香族ポリエステルがPENでありそして前記スキャベンジング重合 体が120−135℃のTGをを有する、請求の範囲第32項記載の物品。 35.前記スキャベンジング重合体が、芳香族ポリエステルの結晶化速度より大 きくない結晶化速度を有する、請求の範囲第1項記載の物品。 36.前記物品がフィルム、パッケージ、プレフォーム、ブロー成形容器、およ びそれらの一部よりなる群から選択される、請求の範囲第1項記載の物品。 37.前記物品が低温殺菌可能な加圧容器の壁部分である、請求の範囲第36項 記載の物品。 38.前記物品が少なくとも5ng/cm2/日の脱酸素速度を有するパッケージであ る、請求の範囲第1項記載の物品。 39.前記物品が少なくとも1.5のスキャベンジング能比率を有するパッケー ジである、請求の範囲第1項記載の物品。 40.前記物品が少なくとも4のスキャベンジング能比率を有するパッケージで ある、請求の範囲第1項記載の物品。 41.前記物品が少なくとも8のスキャベンジング能比率を有するパッケージで ある、請求の範囲第1項記載の物品。 42.前記物品が少なくとも20のスキャベンジング能比率を有するパッケージ である、請求の範囲第1項記載の物品。 43.前記物品が少なくとも40のスキャベンジング能比率を有するパッケージ である、請求の範囲第1項記載の物品。 44.前記物品が、少なくとも5ng/cm2/日の脱酸素速度と、 9:1−15:1の平均二軸延伸比と、 少なくとも1つのスキャベンジング重合体の層および少なくとも1つのPET、P EN、およびそれらの共重合体および配合物よりなる群から選択される芳香族ポリ エステル重合体の層と、 を有するブロー成形容器の壁部分である、請求の範囲第1項記載の物品。 45.前記スキャベンジング重合体が、少なくとも50,000の分子量および 70−135℃の範囲のTGを有する、請求の範囲第1項記載の物品。 46.酸素−敏感性製品を保持するための透明な脱酸素性包装材料であって、前 記材料が二軸延伸芳香族ポリエステル重合体および芳香族エステルスキャベンジ ング重合体を含み、前記スキャベンジング重合体が芳香族基およびアルファ−水 素カルボニル脱酸素性官能基を含み、前記材料がポリエステル重合体およびスキ ャベンジング重合体の配合物、共重合体または層構造の1種もしくはそれ以上を 含み且つ少なくとも10のスキャベンジング能比率を有し、ここで前記比率はポ リエステル重合体およびスキャベンジング重合体の両者から製造される酸素包装 材料の酸素透過性に対するポリエステル重合体だけから製造された対照材料の酸 素透過性として定義されるような材料。 47.酸素−敏感性製品を保持するための透明な脱酸素性パッケージであって、 前記材料が二軸延伸芳香族ポリエステル重合体および芳香族エステルスキャベン ジング重合体を含み、前記スキャベンジング重合体が芳香族基およびアルファ− 水素カルボニル脱酸素性官能基を含み、前記材料がポリエステル重合体およびス キャベンジング重合体の配合物、共重合体または層構造の1種もしくはそれ以上 を含み且つ前記パッケージが少なくとも5ng/cm2/日の脱酸素速度を有するよう なパッケージ。 48.酸素−敏感性製品を保持するための透明な脱酸素性パッケージであって、 前記材料が二軸延伸芳香族ポリエステル重合体および芳香族エステルスキャベン ジング重合体を含み、前記スキャベンジング重合体が芳香族基およびアルファ− 水素カルボニル脱酸素性官能基を含み、前記材料がポリエステル重合体およびス キャベンジング重合体の配合物、共重合体または層構造の1種もしくはそれ以上 を含み且つ前記パッケージが112日の期間にわたり酸素1ppmの貯蔵寿命を 有するようなパッケージ。 49.二軸膨張により形成される透明な多層壁を有する容器であって、前記多層 壁が、 脱酸素性材料の芯層と、 酸素遮断材料の内側および外側中間層と、 二軸延伸芳香族ポリエステル重合体の内側および外側層と を含み、ここで脱酸素性層が、ポリエステル重合体層と共に二軸膨張を受け且つ 少なくとも5ng/cm2/日の脱酸素速度を与えながら透明のままであるように適合 させる容器。 50.前記芳香族ポリエステルがPET、PEN並びにそれらの共重合体および配合物 よりなる群から選択される、請求の範囲第46−49項の何れか1項に記載の包 装材料または容器。 51.透明な脱酸素性物品を製造する方法であって、 芳香族ポリエステル重合体を提供する工程、 下記に示す式の脱酸素能を有する、アルファ−水素を持つカルボニル基、 [式中、n=2もしくはそれ以上である] およびスキャベンジング重合体の主鎖または側鎖中に一つもしくは複数の芳香族 環を供する芳香族基を含む芳香族エステルスキャベンジング重合体を提供する工 程、 アルファ−水素カルボニルおよび芳香族基の重量百分率をスキャベンジング重 合体のガラス転移温度を調節するように選択する工程、そして、 ポリエステル重合体を二軸延伸させ且つ透明な物品を形成するためにスキャベ ンジング重合体およびポリエステル重合体を二軸膨張させる工程 を含む方法。 52.前記芳香族ポリエステルがPENでありそしてスキャベンジング重合体が非 晶質であり且つ90−100℃のTGを有する、請求の範囲第32項記載の物品 。
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