JP2001523196A - 無機物充填マトリックスから構成される密閉可能で液体漏れのない容器の組成及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 密閉可能で液体漏れがない容器、及び材料を保存及び取り出したりするため、且つ従来の密閉可能で液体漏れのない容器が利用される上での他の目的のために、密閉可能で液体漏れがない容器を経済的に製造する方法。この容器は、水分散性有機高分子バインダー、骨材充填材、繊維、及び水で構成される無機物充填した混合物から容易に且つ経済的に形成される。別の方法として、そのような容器は、任意選択として無機物充填材を約90％まで含ませた、大量のデンプンを含有する組成物から形成される。そのような組成物は、直接成形したり、湿潤薄板に形成してから成形したり、乾燥薄板に形成してから再形成したり、又は容器要素に押し出し成形することができる。容器又はその構成要素は、任意に、被膜、裏打ち、ラミネート、及び／又は印字を施すことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 無機物充填マトリックスから構成される密閉可能で 液体漏れのない容器の組成及び製造方法 発明の背景 １．産業上の利用分野 本発明は、液体等の物質を保存及び取り出すための、密閉可能で液体漏れがな く且つ耐圧性がある薄壁容器に関するものである。特に、本発明は、大量に無機 物を充填した構造マトリックスを有する、密閉可能で液体漏れのない耐圧容器の 製造に関するものである。構造マトリックスには、水分散性有機物バインダーに より結合された、天然に存在する石灰岩、マイカ、シリカ、粘土といった無機物 充填材が含まれている。好ましくは構造マトリックスは繊維により補強される。 ２．従来技術 Ａ．密閉可能で液体漏れのない耐圧容器 従来の密閉可能な液体漏れのない耐圧容器（以後「容器」）には、多様な構造 的構成があり、多くの異なる材料から作ることが可能である。そのような密閉可 能な容器には、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物から形成された缶、 瓶、広口瓶、カートンが含まれる。 一般に、容器は、飲料、食品、或いは家庭用の液体又は粉末製造品等の多様な 物質を維持又は保管するために利用される。飲料の例としては、炭酸飲料、アル コール飲料、並びに果実ジュース、牛乳、水といった非炭酸飲料が含まれる。食 品には、液体中に入れて密閉する食品又は乾燥状態で密閉する食品が含まれる。 食品のパッケージ用液体としては、水、油、水溶液等がある。加圧容器内に密閉 できる家庭用品及び他の物質には、エアゾール、脱臭剤、香水、化粧品、洗剤、 油、潤滑剤、塗料が含まれる。 密閉可能で液体漏れがなく、且つ／又は耐圧性のある容器の設計及び考案にお ける重要な要因は、容器が、容器内に保存される液体及び気体に対する不透過性 の壁、及び容器の外部と接触する可能性のある物質から保存液体及び気体を保護 するための不透過性壁として機能することである。 更に、そのような容器は一般に、容器の内部と外部との間における圧力差に耐 え得るものでなければならない。圧力差は、炭酸飲料、正の圧力下での物質の密 閉、真空圧下での物質の密閉、無圧で物質を密閉した後に、その物質に温度変化 又は化学的平衡の変化を与えること、及び容器の取り扱いや積み重ねによる圧縮 によって生じる。 密閉可能で液体漏れのない耐圧容器の設計における他の重要な要因は、強度、 靭性、重量、保存物質の十分な保護、経済性、安全性、そして最近に至っては環 境に対する配慮が挙げられる。保存物質の十分な保護には、液体や気体の侵入、 光、微生物、害虫、物理的衝撃、破壊力、振動、漏れ、又はこぼれから物質を保 護するための容器の機能性が含まれる。容器によって、異物が収容物質の中に混 入又は通過することがあってはならない。また、容器は、収容物質に対して化学 的に耐性又は不活性でなければならない。ガラス製容器を除き、ほとんどの容器 では、被膜或いは裏当てを用いることにより、物質が十分に保護される。しかし ながら、ガラス製容器の短所は、非常にもろいことであり、このため厚く重い壁 で必要な靱性を得て壊れないようにしなければならない。 一般に、従来の容器は、前述のパッケージ基準には十分であることが証明され ている。しかしながら、最近多くのパッケージ材は、環境への影響を理由に精査 が十分行われるようになった。ところが、環境に対する配慮が深刻であるにも拘 わらず、多くのパッケージ材が、費用及び機械的性能面から十分な代替物がない まま、継続して使用されている。 Ｂ．従来の容器に関する環境上及び経済的な影響 金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物（以下「従来物質」）から製造さ れる容器は、必要な原料の入手、原料加工、容器製造、使用済み容器の処分、更 に再利用過程といった多様な面において環境に対する影響が大きい。従来型容器 の製造に使用される主原料は、例えば金属鉱石、特にアルミニウム、錫、鉛、そ して石油生成物、及び木材から得られる。必要な原料を得るためには、世界中に おける生態系をかく乱するのが日常茶飯事となり、自然環境の循環並びに関係を 侵食し、かく乱する結果となった。更に、従来型容器の製造に利用される原料の 多くは、非再生資源から得られる。そして、金属鉱石、石油精製物、木材といっ た原料を加工した結果、空気、水、土に公害を及ぼすことになる。 従来型容器に付随する他の問題として、それらの処分がある。地方自治体の廃 棄機構内における使い捨て容器の廃棄処理による影響は、当事国では非常に大き な問題である。更に、使用済み容器から生じるごみも重要な問題である。廃棄処 分とごみの問題から、ヨーロッパの数カ国ではアルミニウム製及び発泡ポリスチ レン製の容器を共に禁止している。再利用は、従来型容器の全体の処分量を減少 させることのみに多少効果を与えている。しかしながら、再利用は廃棄処分とご みの問題に部分的に対処しているに過ぎない。従来物質から製造される容器をあ る程度再利用する上での短所には、種分け、輸送、及び追加処理の必要性が含ま れこれらにより環境に対して更に影響を与えることになる。往々にして、再利用 過程により更に公害が生じ、未加工原料の製造よりも多くのエネルギーを消費す る。 Ｃ．無機材料 歴史的には、粘土やセメント等の無機材料は、いろいろな形成物又は構造物を 製造するために使用されてきた。このような物質の長所は、それらが本質的に土 壌に天然に存在する鉱物から構成されるということから、環境に無害であるとい う点である。粘土は鉢、コップ、壷等の陶磁器の製造において、多くの文明で広 く使用されてきた。粘土或いは陶土からの製造物の大部分は、それらの使用目的 上十分な強度並びに化学的不活性を備えている。しかしながら、粘土は土壌に存 在する物質でほぼ無尽蔵で、且つ廉価ではあるが、通常うわぐすりをかけ、火を 用いて窯で焼結させた形成物の製造に限定されてきた。粘土を材料とする陶器は 非常に強く、剛性に富み、比較的肉厚で、劣化に耐性がある傾向がある。しかし ながら、液体や固体を保存し、取り出すために使用される廉価で使い捨て可能な 様々な容器に比べ、粘土陶器及び陶器類は重たく、かさばるものである。その結 果、コーヒーカップ、花瓶、長期保存用の容器等のために使用するには、比較的 廉価で適度の重量ではあるが、粘土製造物は、使い捨て容器として大量に使用さ れたことはない。更に、粘土陶器は一度焼結させると、機械的崩壊に対する耐性 が非常に大きい。陶器のほとんどの用途において、この特性は非常に好ましいも のである。しかし、使用後の環境に対する影響という点では、粘土陶器の破壊耐 性は不都合である。 広範に使用されている他の無機材料はコンクリートであり、これはポルトラン ドセメント等の水硬性バインダー、及びコンクリートの強度を増加させ、費用を 低減させる骨材充填物から構成される。しかしながら、コンクリート及び他のセ メント系材料は、歩道、縁石、壁、道路といった大型構造物以外にはほとんど使 用されないできた。その結果、セメント系材料は、一般的には環境的に健全であ るが、棺、飼槽、又は墓といった大型構造物以外の収容製品のために商業上で製 造されてはこなかった。セメント系材料は、密閉可能で液体漏れがなく且つ／又 は耐圧性のある容器等の使い捨てパッケージ材料の製造においては、商業上、開 発されてきていないが、食品及び飲料用の容器の製造におけるそれらの使用は米 国特許第5,385,764号に、また一般パッケージ容器としての製造は米国特許第5,4 53,310号に記述されている。 粘土陶器及びセメント系材料の前述の制限にも拘わらず、密閉可能で液体漏れ がなく且つ／又は耐圧性のある肉薄の軽量容器を製造するために、大量に無機物 充填した組成物を使用できる場合、そのような容器を従来型容器に代わりに使用 することにより、そのような容器を製造及び処分する上で環境に対する影響が大 幅に減少することが期待されるであろう。そのような組成物並びにそれから製造 される容器は、天然に存在する石灰岩、マイカ、シリカ、砂、或いは粘土等の鉱 物充填材から主に構成され得るため、それらの製造は原料調達において環境に対 する影響を大幅に減少させることになり、更にそれらは土壌に存在する天然成分 に分解されることになる。それに加え、そのような無機材料で大量に充填した容 器を肉薄で軽量に製造することが可能であれば、廃棄処分に際し、粘土又は陶土 と比較して非常に少ない容積を占めることになる。 前述に関して言及すれば、必要なことは、従来のパッケージ容器の製造に起因 する環境への影響を大幅に減少させ得るであろう、無機鉱物を大量に含有した容 器を製造するための改良された組成物及び方法である。 容器技術において、土壌とより融和性のある化学組成物を有する容器を製造す るための組成物及び方法を提供し、最終的には、従来のパッケージ容器では考え られなかった廃棄の可能性が得られることは新しい進歩であろう。 また、この技術において、そのような組成物及び方法により、密閉可能で液体 漏れのない又は耐圧性のある容器の大量生産にかかる費用を低減する結果を導く ことができれば、これは重要な向上であろう。 或いはこの技術において、例えば金属、ガラス、プラスチック、又は紙から成 る従来型容器と機械的特性が同等又は優秀である、無機鉱物成分を大量に有する 容器を製造するための組成物及び方法を提供することは進歩であろう。 更に、この技術において、容器の内部と外部との間の圧力差に耐え得るくらい に、気体及び液体に対して十分な強度及び不透過性を有す、天然鉱物成分を大量 に含んだ、環境的に健全な容器を製造するための新しい組成物及び方法を提供す ることは大きな進歩であろう。 更に、この技術において、従来方法で製造される粘土陶器と比較して重量が小 さく、肉薄の容器に製造することが可能な、天然鉱物充填材の成分が比較的多い 組成物を提供することは進歩であろう。 更に、この技術において、パッケージ容器を廃棄処分にし、水又は他の劣化強 制物に露出した場合にすぐに劣化するような容器であれば一層の進歩であろう。 ここでは、以上のような液体漏れがなく、且つ／又は耐圧性のある容器を多様に 製造するための組成物及び方法を開示し特許を請求するものである。 発明が解決しようとする課題 本発明は、密閉可能で液体漏れがなく、且つ／又は耐圧性のある肉薄の容器を 製造するための新しい組成物及び方法に関するものである。この組成物及び方法 は、水分散性有機バインダーにより結合された無機鉱物充填材を含んだ構造マト リックスを有する容器を製造するものである。これらは、無機材料で充填し有機 材料で結合したマトリックス、即ち「無機充填マトリックス」を形成する。望ま しくは、無機物充填マトリックスは繊維で補強される。本発明の組成物及び方法 を使用すると、経済的及び環境的に実現可能な方法で容器を量産することが可能 となる。 本発明の範囲に含まれる容器は、金属、ガラス、プラスチック、紙、又はこれ らの組成物から作られる缶、広口瓶、箱、カートンといった従来型容器に通常保 存又は梱包される広範な物質、例えば飲料、食品、家庭用品、及び他の物質等を 梱包又は保存するのに有益である。代表的な飲料には、炭酸飲料、アルコール飲 料、及び果実ジュース、牛乳、水といった非炭酸飲料が含まれる。代表的な食品 には、ガラス瓶、金属缶、又は紙製カートン等の従来型容器内に密閉されるすべ ての食品で、液体中に入れられるものもあれば乾燥状態で保存されるものもある 。食品を保存するための代表的な液体には、水、油、水溶液（例、砂糖水、塩水 ）、及び非中性液が含まれる。従来型容器に保存される家庭用品及び他の物質の 代表的な例には、エアゾール、脱臭剤、香水、化粧品、洗剤、油、潤滑剤、塗料 が含まれる。 密閉可能で液体漏れがなく、耐圧性のある肉薄の容器に対して一般に望ましい と考えられる特性には、収容物質の損失或いは変化を最小限にとどめながらも廉 価で環境に優しく且つ安全である方法で達成される、物質の保存及び保護に対す る機能性が含まれる。これらの特性は、成形する組成材料の形成段階と成形工程 自体の両方において経済及び環境的に生産され得る、無機物を大量に充填した物 質を使用することにより達成される。そのような容器の製造は、豊富で非常に安 価な無機物充填材を比較的大量に用いるため、非常に経済的である。それに加え て、例えばプラスチックから成る同様の容器と比較すると、はるかに少量の水分 散性有機バインダーが使用されるため、水分散性有機バインダー成分にかかる費 用が大幅に低減される。繊維成分についても同様である。更に、非常に安価な再 生繊維を使用することが可能であり、多くの場合、木材が大量に処理されたパル プ繊維が望ましい。 更に、そのような容器は土壌に天然に存在する鉱物成分にすぐに分解されるた め、その廃棄処理が環境に及ぼす影響は従来のパッケージ用材料よりはるかに少 ない。本発明においては、大量に無機物充填した組成物の使用を削減するため、 水分散性有機バインダー及び繊維といった有機成分が及ぼす環境への影響が、例 えば紙又はダンボール製造品と比較して大幅に減少する。更に、無機物充填マト リックス内の各種成分の結合方法により、例えば紙又はダンボール製容器や他の 形成物に見られる同類の成分と比較して、有機成分の分解を大きく促進すること ができる。それにも拘わらず、被膜及び／又はラミネートの手段により、無機物 充填した容器の寿命全体に渡ってそのような分解を制御することが可能である。 一般に、収容物質の損失或いは変化を最小限にとどめるといった、物質を保存 及び保護する容器の能力は、その容器の靭性と非透過性、並びに収容物質に対す る容器の化学的適応性に関係する。靱性及び非透過性は、容器の無機物充填マト リックスの引っ張り強度と多孔度に直接関係する。特定の容器に要求される靱性 及び不透過性の度合いは、保存物質の種類、保存方法、保存物質を収容した後に 容器に施される処理、付随する処理、及び他の設計要件に依存して変化する。同 様に、化学的適合性又は不活性に対する設計要件は、保存しようとする物質に特 有である。本発明における容器の無機物充填マトリックスは、化学的適合性及び 不活性の最適水準で容器製造するためには非常に適用である。 更に、本発明により、容器の内部と外部との間の圧力差に耐えるのに十分な靱 性及び不透過性を有する耐圧容器の製造が可能となる。「圧力差」が存在するの は、容器の内壁及び外壁に加わる圧力が等しくない場合である。圧力差は、保存 物質の種類、保存方法、物質を容器に密閉した後に施される処理の結果、又は容 器の圧縮のために生じる可能性がある。圧力差が生じる例としては、容器内部で の炭酸飲料の保存、容器内部に圧力を加えた物質密閉、真空状態での容器内部へ の物質密閉、容器内部に密閉される物質の温度変化、容器内部に密閉された物質 の化学平衡の変化、及び積み重ねや取り扱いによる密閉容器の圧縮で生じること が挙げられる。 更に、収容物質の損失又は変化を最小限にとどめるといった物質の保存及び保 護に関する容器の機能性は、気体及び液体にとって十分な不透過性がある容器を 設計することができるか否かに依存する。これには、容器の多孔度が大きく関わ ってくる。十分に不透過性のある容器を用いれば、窒素又は酸素を含む空気の侵 入を最小限にし、収容物質の酸化を防止し、容器に収容されている炭酸飲料又は 他の加圧溶液から炭酸又は他の必要な圧力の損失を最小にすることが可能である 。また、物質の保存及び保護には、容器から又は容器を通じて、異臭味或いは他 の汚染物質が侵入しないことが要求される。多くの場合、容器は非中性pHを有す る液体に耐え得ることが必要である。また容器は、軽量で肉薄、そして製造、輸 送及び使用に対して費用効果が高く安全であることが一般的に望ましい。 本発明の液体漏れのない耐圧容器に関する前述の望ましい特性は、容器に対し て設計することが可能であり、微小構造技術のアプローチを通じて必要に応じて 変更することが可能である。微小構造技術とは、無機物充填マトリックスを最終 的に形成するために使用される、無機物充填した組成物内の一成分以上を種類及 び／又は量について変更することにより、無機物充填マトリックスに所望の好ま しい既定の特性を組み入れる過程を意味する。この方法を利用して、製造工程の 経費及び他の局面を最適にしながらも、マトリックスの微小構造に対して望まし い特性を設計することが可能となる。 微小構造技術のアプローチの結果、金属、ガラス、プラスチック、紙等の様々 な物質に見られる広範な特性が備わった容器を、従来のパッケージ用材料を製造 する費用と通常は同等、或いは多くの場合は更に廉価に製造することが可能とな る。更に、本発明の容器は、環境に優しい成分で構成されるため、そのような容 器の製造は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙から製造される従来型容器の 製造よりも環境に及ぼす影響がはるかに少ない。 本発明の容器を製造するのに使用される組成物の成分には、無機材料充填材（ 石灰岩、砂、方解石、ボーキサイト、苦灰岩、花崗岩、石英、ガラス、シリカ、 パーライト、バームキュライト、粘土、及び廃棄コンクリート又は他の無機材料 が大量に充填された加工品等）、天然又は誘導された水分散性有機バインダー（ エチルセルロース、デンプン、たんぱく質等）、十分に均一分散された繊維（無 機繊維及び有機繊維）、及び成分を分散させ有機バインダーを作用させるのに十 分な量の水が含まれる。蒸発により水の大部分の量を除去するとき、水分散性有 機バインダーの結合強度が高まり、大きな引っ張り強度に転換される。このよう にして、無機物充填マトリックス、即ち容器の構造が形成される。更に、連続し た繊維を無機物充填マトリックスの大部分の外部に巻いたり内部に配置したりし て、容器に引っ張り強度又は結合力を更に追加することができる。 無機物充填マトリックスが湿気から保護されている限り、その強度及び耐破壊 性は十分に維持される。また、その収容機能性も十分に達成される。しかしなが ら、多量の湿気に露出した場合は、水分散性バインダーは必ず融解するか又は破 壊され、構成要素を結合するための機能が失われる。この時点で、無機物充填マ トリックスはその構成成分に分解される。土壌中に廃棄された場合は、バインダ ー及び繊維は迅速に生物分解され、無機充填材は、土壌で採取時と同じ状態に分 解される。或いは、構成要素は、必要に応じて新しい容器又は他の無機物充填の 製造品に再利用することが可能である。 本発明の容器における無機物充填マトリックスを液体漏れしないようにするに は、一般に、無機物充填マトリックスを十分な耐水性を持つ材料で被膜及び／又 はラミネートすることにより、容器の透過性を一時的に減少させ、水分散性有機 バインダーの早期劣化を防止する必要がある。これにより、容器が目的の機能を 果たすことが可能となる。しかしながら、これは、最終的に起こる無機物充填マ トリックスの分解を妨げるものではない。容器を押したりつぶしたりすると無機 物充填マトリックス表面の被膜が破れ、マトリックスに湿気が入るようになり、 水分散性有機バインダーの分解に有利に作用する。また、被膜、裏打ち、又はラ ミネートは、容器の強度を増加させたり、酸、アルカリ、又は他の化学的に破壊 的又は腐食性の強い物質に対する化学的障壁として作用する。 処理の見地からは、一般に、無機物充填マトリックス又は本発明の容器を製造 するのに使用される組成物の内部で各構成要素を十分に均一分散させることが望 ましい。このようにして、各構成要素から与えられる強度及び他の望ましい特性 が容器全体に一様に分散される。弱い個所は、厚めの壁によりそのような弱い個 所を厚めの壁で補強した容器を製造することが必要とされる場合があるが、上記 の方法により弱い個所の形成を最小限にとどめることが可能である。 無機物充填した混合物から容器を形成するにはいくつかの方法があり、それら は容器の最終的な特性に影響を及ぼす可能性がある。形成方法には、無機物充填 した混合物を目的とする容器の形に直接成形する方法、或いは、最初に無機物充 填した混合物の薄板を形成し、次に例えばらせん、渦巻き、折り重ね、切断、及 びそれらの組み合わせにより目的とする容器の形に変形する方法がある。更に、 液体漏れがなく、及び／又は耐圧性のある障壁を作成し、且つ容器に必要な仕上 げを施すために、この技術では周知の手段を用いて、被膜、裏打ち、及びラミネ ートを直接成形させた容器、又は薄板から形成された容器に形成することができ る。 無機物充填した混合物は、成形前後で広範な特性を有するように設計すること ができ、これによりプラスチック、セラミック、金属、金属薄板、又は紙を容器 に形成する技術で利用される複雑な成形工程を使用することができる。その結果 、容器の輸送及び積み置き、容器内への物質の保存、容器内への物質の密閉、物 質の取り出し、及び容器内への物質の再密閉といった点において最大限の容易さ が得られるような容器の最適設計を達成することが可能となる。 容器全体を単一の連続表面で統合的に形成するということは本発明の範囲に入 るが、多くの容器では、空洞部分及び閉鎖手段という二つの主要構造要素を含む のが有利である。この方法においては、本明細書で記述される組成物及び方法に より、無数に近い種類の容器を製造することが可能である。 図の簡単な説明 上記方法及び他の利点並びに発明の目的を得るために、添付図に示されている 特定の実施例を参照して、上述した発明が解決しようとする課題で簡単に記述さ れている発明をより詳細に説明する。これらの図は単に本発明の典型的な実施例 を描写しているに過ぎず、従って発明の範囲を制限するものではないことを理解 すれば、添付図を用いることで、本発明の更なる特異性及び詳細を説明できるで あろう。 図１は、本発明の容器に関する好ましい一実施例の分解図を示す。 図２Ａは、本発明の容器に関するもう一つの好ましい実施例を上から見た遠近 図を示す。 図２Ｂは、本発明の容器に関するもう一つの好ましい実施例を下から見た遠近 図を示す。 図３は、本発明の容器に関するもう一つの好ましい実施例の分解図であり、無 機物充填マトリックスの外部層の一部が除去され無機物充填マトリックスの内部 層の一部が露出している様子を示す。 図４は、本発明の容器に関する別の更に好ましい実施例の分解図を示す。 図５は、本発明の容器に関するもう一つの好ましい実施例の分解図を示す。 図６は、本発明の容器に関するもう一つの好ましい実施例の遠近図を示す。 図６Ａは、本発明の閉鎖手段の遠近図を示す。 図６Ｂは、本発明の閉鎖手段の遠近図を示す。 図７は、本発明の容器に関する別の更に好ましい実施例の遠近分解図を示す。 図８は、本発明の容器に関するもう一つの好ましい実施例の遠近分解図を示す 。 図９Ａは、本発明の容器に関する別の更に好ましい実施例の遠近図を示す。 図９Ｂは、本発明の容器に関するもう一つの好ましい実施例の遠近図を示す。 図９Ｃは、図９Ｂに示す実施例の断面図を示す。 図10Ａは、本発明の容器に関する別の更に好ましい実施例の遠近図を示す。 図10Bは、本発明の容器に関するもう一つの好ましい実施例の遠近図を示す。 図10Cは、図10Bに示す実施例の断面図を示す。 図11は、本発明の容器に関する別の更に好ましい実施例の遠近図を示す。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明は、密閉可能で液体漏れがなく且つ／又は耐圧性のある、無機物充填マ トリックスを有する新しい容器、及びそのような容器の製造方法に関する。微小 構造技術のアプローチを利用することにより、従来型容器の製造と比較して環境 により優しい方法で容器を迅速に且つ経済的に量産できるような、無機物充填し た混合物を設計することが可能である。 II 一般的議論 本発明の範囲に入る容器は、廉価で、ほぼ無尽蔵で、原理的に未処理の材料か ら形成され、従来の材料に比べて環境に及ぼす影響がはるかに少ない。更に、こ の容器は、容器の製造、配布、及び利用の面で軽量、肉薄、量産可能で、しかも 安全である。その結果、この容器は従来型容器と比較して、材料及び生産費用を 低減させ、容器を製造するための材料の入手、材料から容器への加工、及び使用 済み容器の処分と再利用において環境に及ぼす影響を減少させることになる。 Ａ．微小構造技術設計 本発明の容器は、微小構造技術の視点から開発されてきた。微小構造技術は、 無機物充填マトリックスの微小構造を構成し、均一な微小構造を達成するための 処理工程を利用して、均一マトリックスの製造品を完成することに関与する。微 小構造技術により、価格及び他の製造上の複雑性を認識すると同時に、特定の望 ましい、予め定義された特性を設計し、無機物充填マトリックスの微小構造に組 み入れることが可能である。この微小構造技術解析のアプローチにより、従来の 試行錯誤的、試作試験的アプローチとは対照的に、靱性、最小透過性、強度、重 量、絶縁、価格、及び環境的中性といった容器に必要な適切な特性を有する無機 物充填マトリックスを設計することができた。 特定の製造品を開発するための原料の種類は非常に多数で、50,000種類乃至80 ,000種類と推定されている。これらは、金属、重合体、エラストマー、セラミッ ク、ガラス、組成物、セメント等の広範な種類から引き出すことができる。一つ の特定種類においては、特性、加工、及び使用形式に共通性がある。例えば、セ ラミックは高い剛性率を有するが、高分子は低い剛性率を有する。金属は鋳造又 は鍛造により形成することができるが、組成物の場合は層状に重ねたり、又は特 殊な成形技術を必要とする。また、水硬セメントから製造されるセメント系材料 は、歴史的に見ると低い柔軟性を有するが、エラストマーは高い柔軟性を有する 。 しかしながら、材料特性を機械的に分けることは危険である。つまり、専門知 識（専門的冶金技術者にセラミックについての知識はない）、及び保守的思考（ 「これまで使用してきたという理由で鉄を使用する」）に陥りがちである。まさ にこの専門的及び保守的思考が原因で、本発明の密閉可能で液体漏れがなく、耐 圧性のある肉薄の容器に関連するような様々な製造品に対し、大量に無機物充填 した材料の使用が考慮されなかったのである。しかしながら、無機物充填した材 料の用途が広いこと、及び材料特性を設計し、微小構造技術を施して特定用途用 に適合させることが可能であることが一度認識されると、多様な製造品への適用 可能性は自明となる。 本発明における組成物の設計は、最初に設計上の主要拘束条件、次に組成物の 性能を最大化する材料を探求することで、開発され淘汰されきた。しかしながら 、価格競合性のある工程で製造することができる製造品を設計することの必要性 が、開発中は常に認識されてきた。 材料選択における主な拘束条件は、成功した製造品に重要である成分の設計特 徴により課せられる。容器に関する主要拘束条件には、透過性の最小化、重量の 最小化、強度の最大化（圧縮及び引っ張り）、及び靭性の最大化、それと同時に 金属、プラスチック、ガラス、又は紙から成る従来型容器に匹敵する製造費用を 維持することが含まれる。 本発明の一つの重要な特徴は、無機物充填した混合物が直接成形される際、外 部支持を必要としないままその処理前の形を維持する（即ち、重力及び処理装置 中を移動する際の小さな力が加わった状態で自己重量を支持すること）ことであ る。最初に薄板に形成された場合は、無機物充填した処理前の薄板は、十分な凝 集力を有し、一組のローラから次へと処理される際にも下側における支持がなく ても、薄板の形状を完全に維持する。製造面から考えた場合は、処理前の高強度 が容器製造を経済的に行うために重要である。 本発明の微小構造技術アプローチにおけるもう一つの利点は、マトリックスの 断面が、従来の技術において典型的に達成できたものより均一であるように組成 物を製造できることである。理想的には、無機物充填マトリックスから約0.5n³ （ここで、ｎはこの材料の最小断面積）の二個の試料が取り出された場合、それ らは、ほぼ同数の間隙、集体、繊維、又は他の添加物、及びマトリックスの特性 を有する。マトリックスの均一性を達成するには、混合物の正しい混合及び成分 配分が必要であり、これにより各混合物成分の特性を最適化し、望ましい特性を 達成するために成分間で協働させることができる。この均一性の正味の効果は、 製造品全体を通した性能が均一化されること、及び成分の相乗効果が向上するこ とである。 次に述べる議論から、無機物充填した混合物の各成分物質がどのように設計上 の主要拘束条件に寄与するかを理解できるであろう。 Ｂ．定義 本明細書及び添付請求項目で使用されている「無機物充填マトリックス」とい う用語は、本発明の密閉可能で液体漏れのない容器内の、無機物充填した材料の 基本構造を意味する。無機物充填マトリックスは、有機高分子バインダーにより 結合しており、従来の紙或いはダンボールに見られるように繊維間にあるクモの 巣状態には依存していない。無機物充填マトリックス全体を通じて繊維が十分均 一に分散されていると言った場合、これは、紙或いはダンボールのように機械的 結合或いは水素結合を形成する程には繊維が相互に絡み合っていないことを意味 する。その代わり、無機物充填マトリックスの方向は、無機骨材充填材のように 、その全体を通じて完全に不規則である。繊維は単に、他の固体成分を凝集させ る有機バインダーマトリックスの補強として作用するに過ぎない。 「デンプン結合薄板」という用語は、本発明の一つの実施例であり、デンプン バインダーが多く、エチルセルロースバインダーが少量含まれる、密閉可能で液 体漏れのない容器に形成することができる薄板を含むものである。デンプン結合 薄板内のデンプンは、本発明の範囲に含まれる他の有機バインダーと比較して非 常に廉価であり、またデンプン自体は環境上健全であるため、デンプン結合薄板 は、無機骨材充填材を含むことがある。本発明の容器を製造するために使用され るデンプン結合薄板についての詳細な議論は、Per Just Andersen，Ph.D.，Shao de Ong，Ph.D.，Bruce J．Christensen，Ph.D.，及びSimon K．Hodsonによる同 時出願（出願番号：08/631,676、名称：Methods for Manufacturing Molded She ets Having a High Starch Content、申請日：1996年4月9日）にあり、以前にこ こで特定の参考文献により組み込まれた。 本発明の「デンプン結合薄板」は、水が発泡剤として働く水溶性デンプン組成 物を直接成形することにより形成される、発泡デンプンマトリックスとは区別さ れなければならない。一般に、デンプン結合薄板には間隙があまりなく、密度は 約0.5g/cm³以上である。これと反対に、デンプンを基本とした多孔性マトリック スは一般に、約0.35g/cm³以下、通常は約0.25g/cm³以下の密度を有する。 本明細書及び添付請求項目で、特に発明された容器を示す場合に使用されてい る「密閉可能」という用語は、容器内部の物質を密閉する能力を含むものである 。物質は、多くの方法により容器内に密閉することができる。一般に、容器は、 粘着或いは折り目により構成要素間を合わせて物質の周囲を密閉する。その他、 容器は、物質を密閉するために、単一の連続表面を使って物質の周囲に形成させ ることが可能である。 本明細書及び添付請求項目で使用されている「液体漏れのない」という用語は 、密閉した容器内部に保存されている液体物質の漏れ、及び液体が容器内部へ侵 入することを十分防ぐための障壁として働く能力を含むものである。 本明細書及び添付請求項目で使用されている「耐圧性のある」という用語は、 密閉した容器内部に保存されている気体及び液体物質の漏出、及び気体及び液体 が容器内部へ侵入することを十分防ぐための障壁として働く能力を含むものであ る。「耐圧性のある」容器には、容器の内部と外部との間の圧力差として約10Mp aまで耐える能力を有する容器が含まれる。 本明細書及び添付請求項目で使用されている「容器」という用語は、物質の保 存に利用される受け取り器あるは収容器を含むもので、その容器の内部には、後 で取り出せるように物質が密閉される。容器の例には、金属、ガラス、プラスチ ック、及び紙組成物から従来技術で製造される缶、瓶、広口瓶、カートンがある 。「容器」という用語は、そこに収容又は保存される特定の形成物又は形成物の 種類とは無関係に、任意の受け取り器又は収容器を指す。従って、本発明の容器 は、使用意図がある単一種類の形成物に制限されるものでは決してない。「容器 」という用語は、（1）物質を保持する空洞部分と、（2）容器内部に物質を密閉 し、その容器内部の保存物質を取り出せるための閉鎖手段という二つの構造的要 素を含むことを意図する。応用例の中には、閉鎖手段が物質を缶内部に再密閉す るために利用され得るものがある。用語「閉鎖手段」は、缶、瓶、広口瓶及びカ ートン等の従来型容器と関連して利用される、蓋、囲いキャップ、回しキャップ 、瓶キャップ、プルトップ、硬質蓋、ポンプスプレー、他のスプレー機構を含む 。また、「閉鎖手段」という用語には、牛乳パック、果実ジュース、冷凍果実ジ ュース等の紙組成物に利用される閉鎖手段も含まれる。牛乳パックは、密閉され た上部から構成されている重ねられた紙組成物であり、密閉部分の一部を破り内 容物を取り出すようになっている。紙組成物製容器に利用される別の有益な閉鎖 手段は、多くの果実ジュースに利用されている、折り重ねて密閉する上部である 。折り重ねて密閉する上部には、保存されているジュースを取り出すためのスト ロー差込口として金属製薄膜又はプラスチック製の覆いがある。更に、冷凍果実 ジュースに利用される閉鎖手段もまた有益である。この構成は、らせん状に巻か れた紙組成物の筒両端の蓋と、内容物に容易に到達するために一方の蓋を囲んで いるプラスチック製の取り外し装置を含む。 「物質」という用語は、例えば金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物か ら製造される缶、瓶、広口瓶、及びカートンといった従来型の容器内に保存され 得る任意の形成物を含むことを意図する。一般に容器の使用を必要とする物質の 例には、飲料、食品、及び家庭用品が含まれる。飲料の例には、炭酸飲料、アル コール飲料、及び果実ジュース、牛乳、水等の非炭酸飲料が含まれる。食品には 、乾燥パッキング或いは液体中に入れることにより、瓶、缶、カートン等の容器 内に密閉された食品全てを含む。食品を保存するために使用される液体には、水 、油、砂糖水、非中性溶液が含まれる。家庭用品及び一般に容器に保存される他 の物質の例には、エアゾール、脱臭剤、香水、化粧品、洗剤、油、潤滑剤、及び 塗料が含まれる。 本発明の主な目標の一つは、飲料用容器の製造である。従って、本発明の特定 の実施例において使用されている、無機物充填した材料の設計は、安全な環境に おいて飲料製造品を保存、密閉、取り出し、分配、及び再密閉という特定の必要 性を許容するために開発されてきた。 Ｃ．密閉可能で液体漏れがなく、耐圧性のある肉薄容器に対する要件 本発明の範囲に入る容器は、無機物充填した混合物から製造することが可能で あり、この混合物においては、成分物質及び量が変化し、既定の広範な特性を有 する容器を製造するためにいろいろな技術が利用される。無機物充填マトリック スの微小構造に望ましい特性を与えるために微小構造技術的アプローチを適用す ることで、特定の実施例の特性及び品質を予め決定することができる。微小構造 技術のアプローチを使用すれば、この技術の熟練者は、望ましい特性を有しなが らも同時に大規模製造装置に関連する費用及び他の問題が考慮された容器を製造 するために、添加できる各種成分の種類と配合量を調整したり、加工工程を変化 させたりすることが可能である。 本発明の範囲に入る密閉可能で液体漏れがなく、且つ／又は耐圧性のある肉薄 の容器には、容器内部に保存される物質を十分に保存及び保護する能力があるた め、収容物質の損失又は変化を最小限にとどめることができる。 この容器は、廉価でほぼ無尽蔵の物質から形成され、その結果従来型容器と比 較して環境に及ぼす影響が著しく少ない。また、容器は、水、非中性溶液、及び 油或いは糖を含有する溶液との接触にも耐え得る。 容器の靱性及び非透過性は、容器の無機物充填マトリックスの引っ張り強度及 び多孔度に直接関係する。特定の容器に必要な靱性及び非透過性の度合いは、保 存物質の種類、保存方法、容器内部に物質が密閉された後に施される処理、保存 後の取り扱い、そして他の設計及び性能要件に基づいて変化する。 本発明の範囲に入る耐圧性のある容器は、容器の内部と外部との間に生じる差 圧に耐えうる十分な靱性及び非透過性を有する必要がある。「差圧」は、内部と 外部のそれぞれに加わる圧力が等しくない時に存在する。差圧は、保存物質の種 類、保存方法、容器内部に物質が密閉された後に施される処理、そして容器の圧 縮の結果である。そのような差圧の発生例には、炭酸飲料を容器内に保存する場 合、真空下で容器内に物質を密閉する場合、容器内に密閉された物質の温度又は 平衡反応を変化させる場合、及び容器の両壁を押しつぶしたり、或いは多数の容 器を積み重ねたりして圧縮する場合がある。 十分な引っ張り強度及び最小の多孔度を容器のマトリックスに設計すると、耐 圧性のある容器が、容器内部の圧力から生じる内部縦方向応力及び内部横方向応 力に耐えられるようになる。本明細書及び添付請求項目で使用されている「内部 縦方向圧力応力」及び「内部横方向圧力応力」という用語は、それぞれ容器のマ トリックスにおける縦方向及び横方向の応力を意味する。内部縦方向圧力応力は 、次式で決定される。 δ_L=(p*r)/(2t) ここで、ｐは内部圧力、ｒは容器の内半径、そしてｔは壁厚である。同様に、内 部横方向圧力応力は、次式で決定される。 δ_T=(p*r)/t即ちδ_T=２δ_L ここでも、同じ定義が用いられている。 内部横方向圧力応力は内部縦方向圧力応力の二倍である。その結果、内部横方 向圧力応力により、特定の内部圧力に耐えるのに必要な引っ張り強度が決まる。 約10MPaまでの横方向ベクトルにおける内部横方向圧力応力に耐えられるような マトリックスを有する容器を製造するためには、混合物の最適設計に前述の種類 の材料を組み入れる。一般に、耐圧性のある容器の圧縮強度は、約50MPa乃至約1 50Mpaの範囲である。 無機物充填マトリックスが不透過性の障壁として作用する能力は、マトリック スの多孔度に依存する。十分な不透過性がある容器は、酸素侵入、即ち保存物質 の酸化防止、窒素の侵入又は侵出、即ち差圧の監視、炭酸損失、及び保存液体の 漏出に対する障壁となる。容器は、いくつかの方法で、気体及び液体に対して不 透過性であるように設計することが可能である。一つの方法としては、無機物充 填マトリックス内の高分子などの密閉剤を融合した混合物の使用がある。気体及 び液体に対して不透過性を達成する別の方法としては、被膜、裏打ち及び／又は ラミネートの使用が含まれる。また、被膜、裏打ち及び／又はラミネートは、炭 酸飲料中の酸等、いくつかの物質のpH値に起因する腐食効果を最小限にするのに も有益である。水硬化性セメントバインダーを使用する場合は、米国特許第5,35 8,676号（発明の名称：Methods of Manufacture and Use For Hydraulically Bo nded Cement）に開示されている高密度セメント系マトリックスを得るための方 法を利用することが可能である。開示目的上、上述特許を参照文献とする。 本発明の無機物充填マトリックスは、体積密度比に対する引っ張り強度が約２ MPa-cm³/g乃至約500MPa-cm³/gの範囲となるように設計することが可能である。 体積密度比に対する引っ張り強度は、約５MPa-cm³/g乃至約150MPa-cm³/gの範囲 にあることがより好ましい。 本発明の容器の無機物充填マトリックスは、容器に液体漏れがないかどうかの みに依存して変化する有効厚、又は液体漏れがなく且つ耐圧性があるかどうかに 依存して変化する有効厚を有するように設計される。本明細書及び添付請求項目 で使用されている「有効厚」という用語は、容器の最も弱い個所での厚みで定義 される。液体漏れがないだけの容器のマトリックスの有効厚は約１cmまでで、望 ましくは約0.25mm乃至約５mmの範囲であり、最も望ましくは約0.5mm乃至約２mm の範囲である。液体漏れがなく且つ耐圧性のある容器の有効厚は、約２cmまでで 、望ましくは約１cmまで、更に望ましくは約５mm以下で、最も望ましくは約３mm 以下である。 Ｄ．容器の構造 本発明の範囲に入る容器の構造は、保存物質の特性、保存方法、容器内部に物 質が密閉された後に施される処理、及び容器の取り扱い方法に基づいて変化する 。そのような広範な設計要件の結果、多数の有益な構造配置が可能となる。 一般に、本発明の容器は、空洞部及び閉鎖手段という二つの部分から構成され る。典型的に、空洞部は、側壁、底部、及びこの空洞部内に物質を入れるための 、最初には開いている開口端を有する。閉鎖手段は、容器内に入れられた物質が 密閉されるように空洞開口端部分に合わせるために利用される。また、多くの実 施例において、閉鎖手段は、容器内の物質の取り出し及び再密閉にも利用するこ とができる。容器の構造要素、即ち、空洞部分及び閉鎖手段は、飲料、食品、及 び家庭用品等の物質を包含するために利用される、金属、ガラス、プラスチック 、及び紙組成物から製造される従来型容器の構造要素と非常に類似するよう設計 することが可能である。 炭酸飲料、アルコール飲料、そして果実ジュース、牛乳、水等の非炭酸飲料の ために利用される容器の構造設計により、無機物充填した材料から製造される容 器の多数の例が提供される。本発明の構造要素は、従来の飲料用アルミニウム缶 、或いはガラス又はプラスチックから製造される瓶に酷似するよう設計すること が可能である。 飲料又は他の液体の保存及び取り出しに特に有用な容器の好ましい実施例が図 １に示されている。一般的に示されている図１の容器10は、空洞部12と閉鎖手段 14とを有する。空洞部12は、側壁16、底部18、及び開口端20を有する。底部18は 、側壁16と共に統合的に形成されている。また、空洞部12は、開口端20に隣接し た外周辺部で形成された外部ねじ山22を含む。以下に詳説するように、外部ねじ 山22は、閉鎖手段14内に形成された相補的内部ねじ山に合うように構成されてい る。 側壁16の厚さは、望ましくは約３mm以下で、更に望ましくは約1.5mm以下で、 最も望ましくは約0.75mm以下である。好ましい実施例において、空洞部16の外部 直径は約６cm、空洞部16の内部直径は約5.8cm、空洞部16の縦軸に沿った長さは 約12cmである。 更に図１に示されるように、閉鎖手段14は、上部24と蓋26とから構成される。 上部24は、近位端28、円錐部分30、及び遠位端32を有する。近位端28は、空洞部 12の開口端20を対関係で受けるように構成される。上部24の近位端28の内周辺部 付近で形成される要素には、空洞部12の外部ねじ山22と相補的に合うように構成 されるねじ山34がある。この好ましい実施例において、上部24の内部ねじ山34及 び空洞部12の外部ねじ山22は左巻きのねじ山である。上部24は、ノズル即ち取り 出し口36における遠位端32で終端する。外部ねじ山38は、ノズル36の該周辺部で 形成される。以下で詳説するように、外部ねじ山38は、蓋26内で形成される内部 ねじ山と相補的に合うように構成される。 好ましい実施例における蓋26は密閉蓋である。蓋26は、必ず円形の盤或いは板 である平坦部40を有する。平坦部の側面の一方に付いて統合的に付いている要素 は、同心の内輪42及び外輪44である。外輪44の外部直径は、上部24の近位端28の 外部直径及び空洞部12の外部直径とほぼ等しい。従って、容器10の全ての要素が 組み立てられると、容器10の様子は、比較的均一な外部直径の長い筒に類似した ものになる。内輪42は、上部24のノズル36を対関係で受けるように構成される。 内輪42の内周辺部に形成される要素は、ノズル36の外部ねじ山38と相補的に合う ように構成された内部ねじ山46である。内輪42の内部ねじ山46及びノズル36の外 部ねじ山38は右巻きねじ山である。 以下に詳説するように、容器10の個々の要素、即ち空洞部12、上部24、及び蓋 26は無機物充填した材料から個別に成形され、それらの個々の要素が組み立てら れて容器10が形成される。 図１に描写されている実施例の利点には、容器の上部及び底部の平坦性により 、支持用梱包材がなくても容器を重ねられるという能力、及び量産時において空 洞部の開口端を通じて容易に容器への充填ができるという能力が含まれる。更に 、閉鎖手段は、容器内に物質を密閉するために空洞部の開口端を利用する、容器 内の物質を取り出す、及び容器内に物質を再密閉するために利用することができ る。この容器は、アルミニウム缶等の多くの従来型容器と同様に積み重ねできる が、本実施例の閉鎖手段は、容器内部に保存された物質を再密閉することが可能 である。 図2A及び2Bは、容器のもう一つの好ましい実施例を示しており、これは現在ア ルミニウムから製造される飲料容器に類似している。一般的に表示されている容 器10は、空洞部12と閉鎖手段14とを有する。底部18は、側壁16と統合的に形成さ れている。側壁16及び底部18は、無機物充填した材料から形成することが可能で あり、金属、プラスチック、又は他の組成材料等、他の材料から製造された閉鎖 手段14を用いて容器10内に物質を密閉することができる。 底部18は、最適な強度を与え、且つ十分な強度及び不透過性を有する容器を形 成するために必要な材料の料を最小限にするように構成される。アルミニウム缶 産業において利用されている、必要な材料の強度を最適にし、且つ量を最小にす るための設計技法が、無機物充填した材料から製造される容器の設計を最適にす るために本発明の範囲で利用することが可能である。加えて、他の金属、ガラス 、プラスチック、及び紙組成物などの他の材料から容器を製造するために利用さ れる設計技法もまた利用することが可能である。 図2A及び2Bに描写されている具体例の利点には、容器の上部及び底部の平坦性 により、支持用梱包材がなくても容器を重ねられるという能力、及び量産時に空 洞部の開口端を通じて容易に容器に充填ができるという能力が含まれる。しかし ながら、この閉鎖手段では典型的に、容器内の物質を再密閉することは可能であ る。 図３で一般的に示されているもう一つの好ましい容器の実施例は、空洞部12と 閉鎖手段14とを有する。この実施例において、空洞部12は両端で開口している。 更に、底部18は空洞部12から分離している。 以下に詳説するように、空洞部12は、無機物充填マトリックスの二層から形成 される。図３に示すように、内層48は第一の向きにらせん状に巻かれ、外層50は 第二の向きにらせん状に巻かれる。内層48の外部表面は、適切な接着剤を使って 外層50の内部表面と結合される。空洞部12の引っ張り強度は、内層48と外層50と の間に連続した繊維52を追加することでさらに向上する。以下に詳説するように 、無機物充填した薄板は心棒上でらせん状に巻かれることにより、長い連続した 円筒状の筒を形成するので、従来の方法によりこれを切断して複数個の空洞部12 を形成することができる。 底部18は、平坦部54、及び外周辺部について統合的に形成される円輪56を有す る。図に示すように、円輪56は、空洞部12を対関係で受けるように構成される。 しかしながら、それとは別に底部18を空洞部12に末端部で合致させるように構成 することも可能であろう。どちらの方法においても、底部18は、空洞部12の末端 部と適切な接着剤で結合される。 また、図３は、一般的に示されている閉鎖手段14のもう一つの実施例も表して いる。この実施例において、閉鎖手段14は、上部58と薄膜製プルトップ60とから 構成される。上部58に切り抜き部分（薄膜製プルトップにより被覆）があること により、薄膜製プルトップ60が除去された後に、この切り抜き部分を通じて飲料 が取り出せること以外、この上部は本質的にこの実施例の底部と同じである。薄 膜製プルトップ60は、非炭酸飲料の容器において現在使用されているものに類似 する。底部18と同様に、閉鎖手段14は空洞部分12を対関係で受けるように構成さ れ、適切な接着剤を使って空洞部12の末端に結合される。 別の方法として、図1に示す閉鎖手段は、図3に示す空洞部12に合うように適応 させることも可能であり、そうすれば容器内に物質を再密閉することができるよ うになる。この場合、上部24の近位端28における内周辺部の内部ねじ山34は省略 され、近位端28が空洞部12を対関係で受けるように構成される。更に、図2A及び 2Bに示す閉鎖手段も、図3に示す空洞部に合うように適応させることが可能であ る。 他の構成も、無機物充填した薄板をらせん状に巻いて形成し、紙組成物をらせ ん状に巻いて形成される容器と同様な方法で利用することができる。そのような 構成例には、従来のオートミール容器、冷凍オレンジジュース容器、パン生地容 器、アイスクルームカートン、自動車オイル缶等の紙組成物容器を用いて成形し た容器が含まれる。そのような容器の側璧は、典型的には紙組成物で構成される が、底部及び閉鎖手段は多くの異なる構成を有することが可能である。そのよう な底部及び閉鎖手段の例には、容器内に物質を密閉するよう構成される、紙組成 物の平坦な蓋、らせん巻きの蓋、及び金属製円盤が含まれる。 本発明の範囲に入るらせん巻き容器は、図3に示す容器と同様の方法で無機物 充填した薄板をらせん巻きにすることにより形成された側壁で形成することが可 能である。底部及び閉鎖手段も、無機物充填した薄板をらせん巻きにして形成す ることができる。また、以下に詳説する他の方法も、底部及び閉鎖手段を形成す るために利用することが可能である。更に、無機物充填した材料で側壁を形成し 、他の材料で底部及び閉鎖手段を形成することは、本発明の範囲内にある。これ らのらせん巻き構成の利点は、強度、容器を簡単に積み重ねることができる能力 、 及び容器からの物質の取り出すときの容易さである。 図４及び５を参照すると、容器の他の二つの実施例が10として示されている。 これらの実施例は、空洞部12の構造を除き、図3に示す具体例と本質的に同じで ある。図４に示す実施例において、空洞部12は、一枚の無機物充填した薄板を巻 きいて円筒形の筒を形成することにより形成される。薄板の両端は15で示すよう に重ねられ、空洞部12を形成するように適切な接着剤で結合される。図5に示す 実施例において、空洞部12は、連続した長い円筒状の筒を押し成形することによ り形成され、その後に個々の空洞部を複数個形成するために切断される。両実施 例において、底部18は図３に示すものと本質的に同じであり、空洞部12の末端部 を対関係で受けるか、又は空洞部12の末端部で合致させるかのいずれかで構成す ることが可能である。図４及び５には、図３に示す閉鎖手段と類似のものが14で 一般的に示されている。しかしながら、図１、2A、及び2Bの閉鎖手段、並びにこ の技術では周知である他の形式の閉鎖手段もまた、図４及び５に示す実施例に関 連させて適応することが可能であることは理解されるべきである。 図6A及び6Bに示す実施例では、一般に吹き込み成形により形成されるガラス又 はプラスチックから製造される飲料瓶の設計を表している。一般的に示されてい る容器10は、吹き込み成形により一体化形成される空洞部12及び閉鎖手段14を有 する。閉鎖手段14は、空洞部12の開口端で容器内の飲料を密閉したり、飲料を取 り出したり、容器内に物質を再密閉したりするために利用することが可能である 。図6Aに描写するように、回しキャップ62は有用な閉鎖手段を与える。また、図 6Bに描写するように、瓶キャップも利用することができる。更に、コルク及び栓 も利用することが可能である。閉鎖手段は、無機物充填した材料を用いた各種方 法により製造したり、又は金属やプラスチック等の従来の材料から構成すること が可能である。瓶に利用される閉鎖手段の利点は、容器内の飲料を再密閉するこ とができる能力である。この飲料を再密閉する能力は、一回の消費量より大きい 容量を保持する容器には特に有用である。しかしながら、容器上部の構成のため 、この実施例の積み重ねには外部梱包が必要である。 金属缶、ガラス広口瓶、紙組成物容器等の食品の保存に従来利用されている構 造設計もまた、本発明の範囲に入る容器の構造設計に利用することができる。図 ７に描写される実施例は、ツナ等の食品を収容するための金属缶の設計を表して いる。一般的に示されている容器10は、側壁16、底部18、及び開口端20を伴う空 洞部12を有する。底部18は、金属から側壁16と一体化形成される。閉鎖手段14は 、容器内部に物質を密閉するよう開口端20を塞ぐために利用される。閉鎖手段14 は、空洞部12の側壁16の部分を対関係で受けるように構成される。閉鎖手段14は 、圧縮、クリンプ、又は接着剤により空洞部分12に対して密閉することが可能で ある。そのような平坦構成の利点は、缶を積み重ねるのに支持梱包が不用なこと である。更に、金属缶は、閉鎖手段に磁気的特性を必要とする缶開け具の使用を 可能する閉鎖手段として取り入れることが可能である。また、リングトップ又は プルトップ構成といった他の閉鎖手段も利用することができる。 図８は、従来のガラス広口瓶と同様の構成を有する容器のもう一つの実施例を 示す。一般的に示されている容器10は、空洞部12及び閉鎖手段14を有する。空洞 部12は、側壁16、底部18、及び開口端20を有する。開口端20の外周辺部は、外部 ねじ山22である。閉鎖手段14は、空洞部12の外部ねじ山22と相補的であり、且つ かみ合うように構成されている内部ねじ山（図には示されていない）を有する。 図9A、9B、10A、及び10Bに描写される容器は、牛乳及び果実ジュースの容器を 形成するために紙組成物から製造される従来の設計を反映している。一般的に示 されているこれらの容器10は、通常矩形に折り曲げて密閉される薄板から形成さ れる空洞部及び閉鎖手段を有する。図9A及び9Bに描写される牛乳パックは、上部 が接着剤で密閉されており、密閉部分を破り内容物を取り出せるように構成され る。図9Aの牛乳パックには、接着剤で密閉された重複部分が描写されているが、 図9Bにはハーメチックシールされた重複部分が描写されている。ハーメチックシ ールされた重複部分は、圧縮又は折り曲げることが可能である。図9Cはハーメチ ックシールされた重複部分の断面を示す。 図10A及び10Bに描写された果実ジュース容器に利用される閉鎖手段は、折り曲 げられて密閉された上部を含み、上部には保存されているジュースを取り出すた めにストローを貫通させるための薄膜被覆がある。図10Aの果実ジュース容器は 、接着剤で密閉された重複部分を含み、一方図10Bの容器はハーメチックシール された重複部分を含む。ハーメチックシールされた重複部分は圧縮又は折り曲 げることが可能である。図10Cは、ハーメチックシールされた重複部分の断面を 示す。 紙組成物から形成される従来型の果実ジュース容器には、しばしば米国特許第 4,287,247号（発明の名称：Packing Laminates Provided with Crease Lines） で開示された技術が利用される。スェーデン所在のTetra Pak International AB 社に承認された米国特許第4,287,247号は、ラミネート層における割れの形成及 びそれに伴う漏れを防止する、ラミネートから独自の折り目パック容器への変換 を教示するものである。開示目的上、上述特許を参照文献とする。 ポンプ噴霧容器は、本発明の範囲に入る容器のもう一つ設計を提供するもので 、図11に描写されている。一般的に示されているポンプ噴霧容器10は、底部及び 開口端を伴う空洞部分12を有する。一般的に示されている閉鎖手段14は、空洞部 分の開口端をかみ合わせて、容器内に物質を密閉したり、又は物質を取り出した りするのに利用される。物質の取り出しに用いる閉鎖手段は、典型的にはポンプ 噴霧又は他の噴霧機構である。また、閉鎖手段は、従来の材料から製造すること も可能である。 従来型容器は具現されており、多数の構成で従来具現されてきた。その変化の 幅は、主に容器内部に保存される物質の多様性、及び各物質に関連する消費者か らの要求の相違に起因する。本発明は、これまで記述されてきた構造構成に限定 されるものではなく、本発明は無機物充填した材料から製造される容器の全ての 構造構成を含む。また、無機物充填した材料から空洞部分を有し、且つ金属、ガ ラス、プラスチック、及び紙組成物から成るグループから選択された材料で形成 した閉鎖手段を有す容器を製造することは本発明の範囲内である。更に、金属、 ガラス、プラスチック、及び紙組成物から成るグループから選択された材料で形 成した空洞部を有し、無機物充填した材料から形成した閉鎖手段を有す容器を製 造することも本発明の範囲内である。 II．無機物充填した混合物 本明細書及び添付請求項目で使用されている「無機物充填した成形可能な混合 物」、「無機物充填した混合物」、又は「無機物充填した組成物」という用語は 、ここで開示され、且つ特許請求される容器の少なくとも一部分を成形すること が 可能な混合物を示すものとする。そのような混合物は、一般に十分な濃度の無機 材料充填材又は骨材を有するが、特定の実施例では無機物をわずかに或いは全く 使用しないことが望ましい場合もある。一般に、無機物充填材成分は、混合物に おける全固体重量の0%乃至約90％の範囲に含まれるが、通常は固体重量の約20％ より多い量である。また、無機物充填した混合物は、水、水分散性バインダー、 及び繊維物質を含む。 本明細書及び添付請求項目で使用されている「全固体」という用語は、無機物 充填した混合物内に入っているかどうか、又は溶け込んでいるかどうかに関係な く、全ての固体を含むものとする。全固体の重量には、水の重量又は主に液体状 態である他の成分は含まれないが、水及び他の液体成分の重量は差し引いて計算 されている。また、無機物充填した混合物は、可塑剤、潤滑剤、分散剤、湿潤剤 、モールド型剥離剤、水硬化無機物骨材、及び発泡剤等の他の添加剤を含み得る 。 無機物充填した混合物は、容器又はその一部を形成するために用いた工程に依 存して、多様なレオロジー（降伏応力及び／又は粘性により測定）を有するよう に設計することが可能である。典型的に、無機物充填した混合物は、比較的高い 降伏応力及び内部凝集性を有し、そのため加工し易く、必要な形状に成形した直 後又は暫く後での成形安定性もよい。無機物充填した混合物は、成形が困難なほ ど粘性を高くするべきではない。 無機物充填した混合物が必要な形状に形成され、その成形安定性が達成された 後、そこで形成された物は、「大量に無機充填した有機高分子マトリックス」又 は「無機物充填マトリックス」を有する。本明細書及び添付請求項目で使用され ているこれらの用語は、その物が成形安定である限り、結果的に起こった乾燥度 或いは硬化度とは無関係に、そのようなマトリックスを意味するものである。典 型的に、無機物充填マトリックスは、無機物充填した混合物から少なくとも一部 の水を蒸発により除去することで形成される。一般に、水は、無機物充填した混 合物が液体状態である時に排水したり、他の方法で除去したりしない。 ここで形成される、無機物充填した混合物及び無機物充填マトリックスはいず れも、「大量に無機充填した材料」、「無機充填した材料」、又は「大量に無機 物充填した組成物」を構成する。本明細書及び添付請求項目で使用されているこ れらの用語は、結果として起こった湿潤度、定着度、乾燥度、又は硬化度とは無 関係に材料又は組成物を意味するものとする。 本明細書及び添付請求項目で使用されている「湿った」又は「生」という用語 は、成形されているか成形されていないかに拘わらず、構造マトリックスが破損 したり、又ははなはだしく損傷せずに成形又は形成されるよう、十分な水分を含 有した無機物充填した材料を示すものとする。一部が乾燥した物であっても構造 マトリックスに著しい損傷を与えずに成形することが可能であれば、「湿った」 又は「生」という用語の意味に含まれるものとする。 本明細書及び添付請求項目で使用されている「成形安定」という用語は、形成 物が、部分的に湿ってはいるが機械的に著しい変形なしに自己支持すること、即 ち、外部支持（例、モールド型）なしに重力に抗して自己形状を維持できること を意味する。また、成形安定の形成物は、形成後の暫く後で著しく変形すること なく工程取り扱いに耐え得る。特定の形成物に対する最適な成形安定性は、無機 物充填した混合物の混合及び処理条件の設計を通じて、混合物の降伏応力を制御 することで達成される。一般に、降伏応力が増加すると、成形安定性が増加する 。更に、モールド型混合物の成形安定性は、形成物の形状、構造、及び壁厚に影 響され得る。 本明細書及び添付請求項目で使用されている「乾燥」、「乾燥した」、又は「 硬化した」という用語は、それ以上成形した場合に、損傷したり割れたりするよ うな構造マトリックスを有する無機物充填した材料を意味する。しかしながら、 部分的に乾燥したモールド型成形品、又は水を一部残してはいるがそれ以上成形 すると損傷するモールド型成形品も、「乾燥」、「乾燥した」、「硬化した」の 定義に含まれると理解すべきである。これは特に、無機物質充填した材料が常温 大気から湿度を吸収し、ほとんど完全には乾燥しない傾向にあることを考慮する と正しいと言える。 Ａ．水分散性有機重合体バインダー 本明細書及び添付請求項目で使用されている「水分散性有機高分子バインダー 」、「水分散性バインダー」、「有機高分子バインダー」、及び「有機バインダ ー」という用語は、少なくとも部分的に水に融解しているか、又は水性相、乳状 液、 又は混濁液を形成できるくらい十分に水との親和性があり、水を除去すると、繊 維及び骨材物質を含む、無機物充填した材料の非水溶性成分を結合即ち共に保持 する能力を有する有機物質を示すものとする。水分散性有機バインダーは、乾燥 又は硬化に伴い混合物内の個々の集合粒子及び繊維を結合する（従って、構造或 いは大量に無機物充填したマトリックスを形成する）のみならず、それらは無機 物充填した混合物のレオロジーに影響を及ぼすという一般的傾向がある。 本発明の容器を製造するために使用される無機物充填した混合物は、溶媒和化 又はゲル化された水分散性有機バインダーを十分乾燥させて強度特性を増大させ る。まず、無機物充填した混合物は、固体無機集合粒子及び繊維を潤滑にし、且 つ水分散性有機バインダーを溶媒和化、ゲル化又は少なくとも十分に分散させる のに十分な水を混合物に加えることにより、加工可能性及び流動性をもたせる。 次に、蒸発等で水を除去することにより、水分散性バインダーは、その強度特性 を最大にすることができる。 本発明における有機バインダーの例は天然デンプンであり、これは粉体のよう な微粒子として購入することができる。デンプンに水を加え、ゲル化温度以上（ 一般には65Ｃ乃至95Ｃの範囲）に加熱することでゲル化させて、デンプン粒子を 「活性化」する。蒸発により水を除去すると、ゼラチン化したデンプンは逆行或 いは部分的に結晶化して、約40MPa乃至約50Mpaの強度を有する固体結合材料を形 成する。綿密な微小構造技術を通じ、大量の無機材料を充填した容器及び他の形 成物は、多様な引っ張り強度を有することが可能で、形成物内のデンプン及び繊 維の種類及び濃度に従い、100Mpaにまで到達する場合もあり得る。 本発明により熟慮された様々な水分散性有機バインダーは、次の範疇に大別さ れる。即ち、（1）多糖類及びそれらの誘導物、（2）タンパク質及びそれらの誘 導物、及び(3)有機合成物である。多糖水分散性有機バインダーは更に、（a）セ ルロース系物質及びそれらの誘導物、（b）デンプン系物質及びそれらの誘導物 、及び(c)その他の多糖類に区別される。これらの広範な範疇には、非常に様々 な特性を持つ多数多種な物質があることを理解すべきである。二つのバインダー が十分に異なるとしても、ここで対象とする無機物充填した混合物内における振 る舞い及び特性が同じであれば、等価である。 適切なセルロース系バインダーには、例えば、メチルヒドロキシエチルセルロ ース、ヒドロキシメチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチ ルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエ チルプロピルセルロース等が含まれる。可能な組替えの総数は膨大であり、ここ では列挙しないが、上記物質と同じ又は類似の特性を有する他のセルロース物質 もまた同様に作用するであろう。セルロース系バインダーの中には、溶液内で交 差重合させることができるものもある。この例としては、Union Carbide社のヒ ドロキシエチルセルロース製造品であるCellosizeがある。Cellosizeは、水中で ジアルデヒド、メチロール尿素、又はメラニンフォルムアルデヒド樹脂と橋かけ され、より低水溶性のバインダーを形成することが可能である。 適切なデンプン系バインダーには、例えば、ゲル化デンプン粒、アミロペクチ ン、アミロース、シーゲル、デンプンアセテート、デンプンヒドロキシエチルエ ーテル、イオンデンプン、長鎖アルキルデンプン、デキストリン、アミノデンプ ン、燐酸塩デンプン、及びジアルデヒドデンプンが含まれる。多くの場合、無機 物充填した混合物内では最初ゼラチン化していなく、成形工程でデンプンのゲル 化温度以上に混合物を昇温させてゼラチン化できる未変性デンプン粒を使用する ことが有効的であろう。また、このような場合は、デンプン粒のゼラチン化温度 より低い熱的沈殿温度を有する上記エチルセルロースの一つを含むことが有効的 であろう。これにより、薄板又はモジュール型成形品の表面上にべとつかない薄 膜を形成することができ、ゼラチン化したデンプンがモールド型又は薄板成形装 置に付着するのを防止又は減少させるのに有益である。 他の天然多糖類系バインダーには、例えば、アルギン酸、海藻コロイド、アガ ー、アラビアゴム、グアールガム、イナゴマメゴム、梧桐ゴム、及びトラガカン トゴムが含まれる。 適切なタンパク質系バインダーには、例えば、Zein（トウモロコシから誘導し たプロラミン）、コラーゲン（ゼラチンや膠等の動物性結合組織から抽出した誘 導物）、及びカゼイン（牛乳の主要タンパク質）が含まれる。 最後に、適切な水分散性有機合成バインダーには、例えば、ポリビニルピロリ ドン、ポリエチレングルコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエー テル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアクリル酸、ポリビニル アクリル酸塩、ポリアクリルイミド、酸化エチレン重合体、乳酸重合体、及びラ テックス（水性乳濁液で形成される重合可能な各種物質を含む広範な範疇で、例 としてはスチレンブタジエン共重合体がある）が含まれる。 本発明の成形可能な混合物内の水分散性有機バインダーは、硬化物内に固体総 重量の約1%乃至約60％の有機結合物を含むことが望ましい。更に望ましくは重量 の約2%乃至約30％である。最も望ましくは、重量の約5%乃至約20％である。 Ｂ．水 上述のように、ゲル化、溶媒和化、又は水分散性有機バインダーを混合物内に 少なくとも十分に分散させるために、水が無機物充填した混合物に添加される。 多くの場合、水の一部は、実際に有機バインダーと反応して化学結合を生じる。 他の場合は、しばしば水素結合で有機バインダーに弱く結合する。また、特定量 の水は、水硬性無機骨材又はバインダー、或いは水と化学反応する他の物質とい った、混合物内の添加剤と反応することが可能である。 また、水は、レオロジーの粘性及び降伏応力等の望ましい特性を有す混合物を 作成する機能にも役立つ。これらの特性は、無機物充填混合物の「加工性」或い は流動性を近似する一般的な方法である。混合物が十分な加工性を有するために は、十分な量の水を含むことにより、各無機物骨材粒子、繊維、又は他の固体粒 子を湿潤させて、ゲル化、溶媒和化、又は少なくとも有機バインダーを十分に分 散させ、且つ間隙即ち固体間の間隙を少なくとも部分的に充填する必要がある。 場合によっては、分散剤又は潤滑剤が添加され、最初に水を少なく使用し、十分 な加工性を維持することができる。 無機物充填した混合物に添加される水の量は、混合物が十分な加工性を有しな がらも、最初の水含有量を低くして湿潤状態の製造品の成形安定性及び硬化状態 の製造品の最終的強度を増大させるために、慎重に釣り合いが取られる。一般に 、水が少ないと、成形工程中に総合的な多孔度が減少するため、最終製造品の強 度は増大する結果となる。更に、最初に成形可能な混合物に添加された水が少量 であれば、成形された製造品を乾燥させるにも少量の水を除去すればよいことに なる。 これらの必要性を満足するための適切なレオロジーは、降伏応力により定義す ることが可能である。本発明の無機物充填した混合物の降伏応力は、望ましくは 約２kPa乃至約５kPaの範囲である、更に望ましくは約100kPa乃至約1Mpaの範囲で あり、最も望ましくは約200kPa乃至約700kPaの範囲である。容器又はその部分を 形成するために使用される特定の成形工程に従い、降伏応力の必要な程度を調節 及び最適化しなければならない。 従来の紙製造品の製造と比較した場合、本発明の重要な特徴の一つは、無機物 充填した混合物に最初に添加される水の量が、従来の紙製造品を製造するために 使用される、繊維スラリーに通常見られる量よりはるかに少ないことである。こ の結果、混合物が紙製造用スラリーと比較してはるかに大きな降伏応力及び成形 安定性を有することになる。従って、自己支持（即ち、安定物質を形成）するた めに混合物から除去されるべき水の総量は、従来の紙製造品を製造するのに使用 されるスラリーと比較してはるかに少ない。実際、従来の紙製造用スラリーは、 かなりの程度まで脱水乾燥しないと成形安定性は事実上得られない。 無機物充填した混合物に添加する水の量は、混合物に添加する固体の濃度と種 類、添加される水分散性バインダーの種類と量、及び最終混合物の必要なレオロ ジーに大きく依存する。無機物充填した混合物を形成するために添加される水の 量は、無機物充填した混合物の重量における最小5%から最大80％までの範囲であ り、好ましくは約10％乃至約70％の範囲であり、更に望ましくは約20％乃至約50 ％である。 ほとんどの場合、無機物充填した混合物に目的とする程度の加工性を与えるた めの最小量の水を含ませ、製造品から除去すべき水の量を減少させることが望ま しい。一般に、除去すべき水の量を減少させると、水を除去するエネルギーも減 少するため、製造費が低減する。 Ｃ．骨材充填材 本明細書及び添付請求項目で使用されている「骨材」又は「骨材充填材」とい う用語には、いろいろな大きさの粒子分布を有し、且つ一般に水に非溶解性であ る無機物粒子及び有機物粒子の両方が含まれる。本発明の範囲に入る骨材の大部 分は水に非溶解性であるが、僅かに溶解性があるものもあり、また沈殿或いは重 合によりその位置に形成できる骨材もある。 紙産業でよく利用される無機物質並びにコンクリート産業で利用されるより細 かな粉末骨材は、本発明の無機物充填した混合物に流用することが可能である。 しかしながら、骨材又は無機物充填材した粒子の大きさは、多くの場合、紙産業 で使用される無機充填材の何倍も大きい。紙産業で利用される無機物充填材内の 粒子の平均直径は、通常2マイクロンより小さく、本発明で使用される骨材物質 粒子の平均直径は、最終製造品の壁厚に依存して100マイクロン以上となる場合 もある。本発明に使用される無機物質の粒子には様々な大きさがあるため、これ らは典型的に高い充填密度及び小さな特定の表面積を有する。 紙製造品の場合、無機物充填材は、主に最終紙製造品の色彩及び表面の質に影 響を与えるために添加されるが、本発明に使用される骨材物質は、強度（引っ張 り、特に圧縮強度）の増大、弾性率と伸び率の増加、廉価な充填材として作用さ せることによる費用低減、重量の軽減、及び／又は結果的に大量に無機物充填し た成形物の絶縁能力の向上を図るために添加される。更に、本発明の成形物にお いて滑らかな表面仕上げを作り出すために、マイカ及びカオリンといった板状の 骨材を使用することが可能である。一般に、炭酸カルシウムのような大きな骨材 は光沢のない表面を与えるが、小さい粒子は光沢のある仕上げ面を与える。 有益な骨材充填材としては、パーライト、バーミキュライト、砂、砂利、岩、 石灰岩、砂岩、ガラスビーズ、エーロゲル、キセロゲル、シーゲル、マイカ、粘 土、合成粘土、アルミナ、シリカ、フライアッシュ、燻状シリカ、融解シリカ、 卓状アルミナ、カオリン、微小球、中空ガラス球、多孔性セラミック球、半水化 及び二水化石膏、炭酸カルシウム、カルシウムアルミネート、コルク、小粒物、 軽量高分子、クソノトライト（xonotlite）（結晶カルシウムシリケートゲル） 、軽量膨張粘土、水化或いは未水化水硬セメント粒子、軽石、剥離岩、及び他の 鉱物が含まれる。一部が水和された及び水和されたセメント、並びにシリカフュ ームは、表面積が大きく、新たに形成された成形物の初期凝集力が高いといった 卓越した利点を有する。 本発明の処分された容器又は他の成形物等、処分された無機物充填した物質は 、骨材充填材及び補強材として利用することが可能である。また、本発明の容器 又 は他の成形物は、骨材充填材として無機物充填した混合物に新たに添加すること により、容易に且つ効果的に再利用することができる。 粘土及び石膏は、利用可能性、非常に廉価であること、加工性、簡便な形成可 能性、及び十分な量を添加すれば相当な結合力及び強度が得られるという理由か ら特に重要な骨材である。「粘土」とは、土壌中に見出される、特定の化学組成 物及び特性を有する物質を示す用語である。主要粘土としては、シリカ及びアル ミナ（陶器、タイル、レンガ、菅の製造に使用される）、及びカオリナイトが含 まれる。カオリン粘土は、化学式Al₂O₃SiO₂H₂Oで表せるアノーキシト（anauxite ）、及び化学式Al₂O₃SiO₂H₂Oで表せるモントモリロナイト（montmorilonite）で ある。しかしながら、粘土は、酸化鉄、酸化チタン、酸化カルシウム、石灰石、 酸化ジルコニウム、黄鉄鉱等の他の広範な物質を含み得る。 更に、粘土は数千年間使用されてきており、焼き上げなくとも硬度を得ること が可能であるが、そのような焼き上げていない粘土は水との接触で劣化し、非常 にもろく、強度も低いという弱さがある。それにも拘わらず、粘土は本発明の無 機物充填した組成物内における良質で廉価な骨材となる。 同様に、半水化石膏もまた水化が可能であり、水が存在すると硫化カルシウム の二水化物を形成する。従って、石膏は、半水化石膏を使用するか否か、又はど のくらいの量を使用するかに依存して、骨材とバインダーの両方の特性を示し得 る。 ポルトランドセメント等の水硬セメントでも、本発明の無機物充填した混合物 内の無機物充填材として添加することが可能である。水硬セメントは、比較的廉 価で且つ豊富にあるだけでなく、十分な量を添加すれば無機物充填マトリックス に相当な結合力を与えることができる。更に、水硬セメントは水と化学反応し、 従って、蒸発を必要とせずに、混合物内の水を少なくともある程度効果的に除去 する内部乾燥効果を生じる。半水化石膏及び焼き粘土に対しても同様である。予 め水和化されたセメント粒子もまた骨材充填材として添加することが可能である 。 更に、水硬セメントは成形可能な混合物のレオロジーに影響を与え、少なくと も一部が水と化学反応すため、骨材粒子及び繊維を潤滑するのに利用できる水の 量を低減させる。更に、ポルトランド灰体セメントは、無機物充填した混合物の 内部凝集を増大できることが判明している。 内部間隙が多い軽量骨材は、向上した絶縁性を有するモールド型成形物を産す るために使用することができる。軽量骨材の例には、パーライト、バーミキュラ イト、クソノトライト（xonotlite）、エローゲル、キセロゲル、中空ガラス球 、合成物質（例、多孔性セラミック球、卓状アルミナ等）、コルク、軽量膨張粘 土、砂、砂利、岩、石灰岩、砂岩、軽石、剥離岩、及び他の鉱物が含まれる。こ のような物質は、容器の熱伝導率又は「ｋ−因子」を減少させるために添加する ことができる。 紙産業及びセメント産業において従来より使用される骨材に加えて、充填材、 補強材、金属及び合金（例、ステンレス鋼、カルシウムアルミネート、鉄、銅、 銀、金）、ボール状又は中空球状の物質（例、ガラス、高分子、金属）、やすり 粉、ペレット、粉末（例、マイクロシリカ）、及び繊維（例、グラファイト、シ リカ、アルミナ、グラスファイバー、高分子、有機繊維、及び各種組成物を作る のに一般に用いられる繊維）といった他の広範な骨材は、本発明の範囲に入る無 機物充填した組成物に添加することが可能である。小粒物、ゼラチン化されてい ないデンプン顆粒、ゼラチン、及びアガータイプの物質でさえも骨材として用い ることができる。最近用いられるようになったこれらの骨材は、有機物質（及び 生物分解性）であるが、バインダーとしてではなく主に充填材として作用するた め、この節に含められた。 無機物充填した混合物に添加が可能なもう一つの範疇の骨材には、シリカゲル 、珪酸カルシウムゲル、珪酸アルミニウムゲル等のゲル及びマイクロゲルが含ま れる。これらは、通常の骨材物質のように固形で添加したり、又はその位置に沈 殿させたりすることができる。これらは吸水性であるため、無機物充填した混合 物の水含有量を減少させる（降伏応力を増大させる）ために添加することができ る。 更に、シリカ系ゲル及びマイクロゲルの高い吸湿性により、これらは最終的に 硬化された形成物内の湿度制御剤として利用することが可能となる。空気中の湿 度を吸収することで、ゲル及びマイクロゲルは、通常の環境下で無機物充填した 形成物に既定量の湿度を維持させることができる。（勿論、空気中からの湿度吸 収率と空気中の相対湿度との間には相関関係がある）。形成物の水分含有量を制 御すると、形成物の伸張、弾性率、曲げ可能性、折り曲げ可能性、柔軟性、及び 延性の慎重な制御が可能となる。 また、重合可能な珪酸塩といった重合可能な無機物骨材用材料を成形可能な混 合物内に含めることも、本発明の範囲内である。これらは、通常のシリカ或いは 珪酸塩として混合物に添加することが可能であり、その場合、これらの添加物は 、重合された珪酸塩骨材を作り出すために、その位置で重合反応を起こすよう処 理される。重合された無機物骨材は、他のほとんどの無機骨材充填材と比較して 柔軟性が高いため、特定の応用例においてしばしば利点がある。 本発明に従うと、無機物充填した混合物内の骨材粒子と繊維との間隙をより完 全に充填する能力を持った、複数の異なる寸法及び等級の骨材を含むことはしば しば望ましいことである。粒子充填密度を最適化すると、水で充填された間隙を なくすことで、望ましい程度の加工性を得るために必要な水の量を低減すること が可能となる。 充填密度を最適化するには、最小約0.05マイクロンから最大約2mmまでの範囲 の大きさの粒子により大きさを異にする骨材が使用できる。（勿論、最終製品の 望ましい目的及び厚さは、使用される様々な骨材の粒子の適切な大きさにより決 定される）。無機物充填した混合物が湿潤状態である間の望ましいレオロジー特 性、並びに最終的に硬化された形成物の最終的な強度及び重量特性を達成するた めに使用される骨材の種類及び大きさを一般的に知ることは、この技術分野の技 術の一つである。 粒子充填についての詳細な議論は、本発明の発明者の一人により共著された文 献にあり、その文献とはJohansen，V．& Andersen，P.J.，Particle Packing an d Concrete Properties，Materials Science of Concrete II at 111-147，The American Ceramic Society（1991）である。更に詳細な情報は、P.J．Anderson の博士論文（Control and Monitoring of Concrete Production--A Study of Pa rticle Packing and Rheology，デンマーク技術科学アカデミー）にある。 前述の見地から、無機物充填した混合物内に含まれる骨材充填材の望ましい量 は、他の添加成分の量と種類並びに骨材自体の粒子充填密度を含むいろいろな条 件因子に依存する。ほとんどの場合、無機物骨材充填材は大量に含まれ、通常は 無機物充填した混合物内の固体総重量の約20％より多い量となる。しかしながら 、無機物充填材を含まない薄板又は混合物から容器を製造することは可能である 。従って、無機物骨材充填材は、無機物充填した混合物内の固体総重量の0%から 最大90％までの範囲で含まれ、更に望ましくは約20重量%乃至約80重量％の範囲 であり、最も望ましくは約30重量％乃至約70重量％の範囲である。 Ｄ．繊維 本明細書及び添付請求項目で使用されている「繊維」及び「繊維性物質」とい う用語には、無機物質繊維と有機物質繊維の両方が含まれる。繊維は成形可能な 混合物に添加され、その結果得られる無機物充填マトリックスの凝集力、伸長性 、たわみ性、靱性、延性、破砕エネルギー、たわみ及び引っ張り強度を向上させ ることが可能な特別な骨材である。繊維性物質により、大量に無機物充填したマ トリックスの断面方向に力が加えられた場合に、それが割れる可能性を低減させ る。 無機物充填マトリックスに用いられる繊維には、望ましくは、植物から抽出さ れるセルロース系繊維といった天然有機物質繊維、或いはガラス、グラファイト 、シリカ、セラミック、金属物質から製造される無機物質繊維が含まれる。 選択する際に望ましい繊維には、グラスファイバー、マニラアサ、バガス、サ イザル材繊維（堅材又は軟材、例としてはそれぞれ南方産堅材、南方産松材があ る）、及び綿が含まれる。これらの繊維は、廉価、高強度、及び利用可能性のた め、本発明において望ましく利用される。しかしながら、必要な特性を等しく与 える他の繊維も確かに本発明の範囲内にある。再利用される紙繊維も利用するこ とが可能であるが、最初の製紙工程中で起こる繊維分裂のために、多少適切性を 欠く。無機物充填マトリックスに用いられる他の繊維には、プラスチック、ポリ アラマイト、及びKelvarが含まれる。乳酸重合体及びBiopol等の生物分解性プラ スチックは、環境に優しく、マトリックスに十分な補強を提供する。 本発明の容器及び他の形成物を製造するにあたり使用される繊維は、繊維が長 く狭い程、組成物の容積及び質量を著しく増加させずに、無機物充填した構造マ トリックスの強度を増大させることができるため、長さ対幅の比（「アスペクト 」比）が高い方が望ましい。繊維は、少なくとも約10:1のアスペクト比を有する 必要があり、より望ましくは約100:1で、最も望ましくは約200:1である。 無機物充填した混合物に添加する繊維の量は、最終製造品の望ましい特性、引 っ張り強度、靱性、柔軟性、及び全ての混合設計において繊維の添加量を決定す るための主要基準となる価格に依存する。最終的な硬化形成物における繊維の濃 度は、望ましくは固体総重量の約0.5%乃至約60%の範囲であり、更に望ましくは 約2%乃至約40%であり、最も望ましくは約5%乃至約20%である。 しかしながら、繊維の強度が繊維の使用量を決定する上で非常に重要であるこ とは理解されるべきである。繊維の引っ張り強度が高い程、最終形成物に望まし い引っ張り強度を得るために添加しなければならない繊維が少なくなる。勿論、 繊維の中には、引っ張り、引き裂き、及び破裂に対する強度が高いものもあるが 、その他の種類の繊維は引っ張り強度が低く、より弾性的な場合がある。アスペ クト比が小さい繊維を用いると、配置し易く、より欠陥の少ない形成物を製造で きるが、アスペクト比が大きくなるにつれて、繊維の強度寄与効果は増大する。 高い引っ張り強度、高い弾性率、又はより良い繊維配置といった複数の特性を最 大限にした最終製造品を得るためには、数種類の繊維を組み合わせるのが望まし い。 例えば、南方産松材及びマニラアサ等の繊維は、引き裂きと破裂に対する強度 が高い一方、綿等の他の繊維は、強度は低いが柔軟性は高い。南方産堅材繊維は 、アスペクト比が小さい。南方産堅材と南方産松材を混合すると、無機物充填し た混合物内でより良い繊維の分散が得られ、優秀な繊維分散性と卓越した折り曲 げ耐久性とが生まれる。望ましいことに、本発明で使用される繊維は、元来の強 度よりはるかに高い強度を維持するために、紙製の製造品を作るために使用され る繊維を集中した処理工程に通すことはない。 最後に、ある種の繊維と無機充填材は、化学反応を起こし、特定のデンプン系 有機バインダーで結合することが可能で、従って本発明の物質に他の局面を追加 することが知られている。例えば、多くの繊維及び無機物充填材は、陰性で存在 しており、負の電荷を有することが知られている。従って、有機バインダーと陰 性繊維及び無機物質との間における相互作用を最大限にするためには、陽性デン プン等、正に帯電した有機バインダーを追加することが有効的であるかもしれな い。 繊維をロジン（Al₂(SO₄)₃）及びミョウバン（NaAl(SO₄)₂）で処理すると、耐 水性が向上する。後者は、繊維表面にロジンを沈殿させ、その結果、繊維が高度 に疎水性となる。ミョウバンで形成されるアルミニウムの綿状沈殿物は、陽性デ ンプン等の正に帯電した有機バインダーに対し、繊維表面に陰性吸収場所を生成 する。 いくつかの実施例においては、容器の無機物充填マトリックスに埋め込まれた 、或いは周囲に巻き付けられた、連続繊維又はフィラメントを利用することが望 ましいであろう。連続繊維又はフィラメントは、一般に、Kevlar、ポリアラマイ ト、ガラス、炭素、及びセルロース繊維から構成される。いくつかの場合におい ては、連続繊維を無機物充填マトリックスの周囲又は内部でらせん巻きにするこ とにより、最大強度が得られる。繊維を交差方向にらせん巻きにすると、全ての 方向おいて引っ張り強度が大きく向上する。連続繊維は、容器の側壁を形成する ために使用される筒内で、共に押し出し成形することができる。同様に、連続繊 維は、望ましい容器内に曲げて入れた、折り込んで入れた、又は巻いて入れた無 機物充填混合物から形成された薄板内に利用することができる。最後に、繊維性 メッシュ、織物、又はマットもまた、無機物充填マトリックスを補強するのに使 用することができる。 Ｅ．分散剤 本明細書及び添付請求項目で使用されている「分散剤」という用語は、与えら れた濃度又は水に対し、無機物充填した混合物の粘性及び降伏応力を減少させる ために添加することができる材料の範疇を示す。分散剤の使用に関する詳細な記 述は、Andersen，P.Jの修士論文（"Effects of Organic Superplasticizing Adm ixtures and their Components on Zeta Potential and Related Properties of Cement Materials"、米国ペンシルベニア州立大学、物質材料研究所，1987）に 見出される。 一般に、分散剤は骨材粒子の表面上に吸収され、及び／又は特に水硬セメント が添加され場合は粒子のコロイド二重層内部にも吸収されることにより機能する 。これにより、粒子の表面上又は周囲に負電荷が発生し、相互に反発する。この 粒子の反発力が、粒子の相互作用を大きくさせている摩擦又は引力を減少させる ことにより、「潤滑性」を加える。また、潤滑性は、骨材粒子の充填密度を多少 増 加させ、それにより混合物の加工性を維持する上で必要な水の添加量を低減させ る。一般に、分散剤は、混合物内にゼラチン化した有機バインダーを添加又は生 成する前に添加すると、良く機能する。分散材は、有機バインダーとは反対又は 異なる方法で作用するため、無機物充填マトリックス内のバインダーの一つとは 考えられない。 望ましい分散剤は、スルホン酸塩ナフタリン‐ホルムアルデヒド濃縮物であり 、例えばWRDA 19なる商標で市販されており、W．R．Grace，Inc社から入手可能 である。同様に作用する他の分散剤には、スルホン酸塩メラミンホルムアルデヒ ド濃縮物、リグノスルホン酸塩、及びポリアクリル酸が含まれる。分散剤を添加 する場合、分散剤の濃度範囲は水の約５重量％までで、更に望ましくは約0.5%乃 至約4%の範囲であり、最も望ましくは約1%乃至約2%の範囲である。 Ｆ．内部間隙 本明細書及び添付請求項目で使用されている「内部間隙」及び「空気間隙」と いう用語は、無機物充填マトリックス内における空の空間を示す。容器又は他の 形成物の密度を減少させたり、断熱性を向上させるために、軽量骨材に加え、又 はその代わりに、無機物充填マトリックス内に空気間隔を用いることが望ましい こともある。 空気間隙は、空気間隙の組み込み又は保持を助けるために、無機物充填した混 合物に発泡剤又は安定剤を添加し、高せん断変形、高速混合を行うことにより混 合物に導入することが可能である。適切な発泡及び空気混入剤には、通常使用さ れる表面活性剤が含まれる。現在望ましい表面活性剤は、Mearlcrete発泡液とい ったポリペプチドアルキレンポリオールである。 表面活性剤に関連して、一般に、成形可能な混合物内に混入した空気は、陰性 の生物分解性溶液の合成液体であるMearlcel 3532のような安定剤を用いて安定- させる必要がある。Mearlcrete及びMearlcelは共に、米国ニュージャージー州所 在のMearl Corporation社から入手可能である。他の発泡及び空気混入剤は、ビ ンソール（vinsol）樹脂である。更に、有機高分子バインダーは、混入した空気 を安定化させることができる。空気混入剤及び安定剤が異なると、無機物充填し た混合物に対する発泡安定度が異なるため、それらは特定の製造工程に最適な特 性を与えるように選択すべきである。理想気体状態方程式によると、加熱成形工 程では、空気間隙の体積が増加する傾向にある。 もう一つの発泡剤には、クエン酸及び重炭酸塩の混合物、又は微小顆粒又は粒 子化され、且つワックス、デンプン、又は水溶性被膜で処理された重炭酸塩があ る。これは、二通りの方法の間隙形成に用いることができる。即ち、（1）無機 物充填マトリックス内で細胞状の泡構造を形成させるために水と反応させてCO₂ 気体を発生させる方法、及び(2)マトリックスの一部として粒子を充填し、マト リックスが硬化した後に、その製造品を180℃以上に昇温させ、発泡粒子を除去 する方法であり、後者は粒子の吸熱分解が起こるために、良く制御された細胞状 の軽量構造を残す。 空気間隙は、無機物充填した混合物内に膨張剤を添加させることにより、成形 処理中にその混合物内に導入することが可能であり、この場合、混合物は加熱す ると膨張する。典型的に、膨張剤は、低い沸点を持つ液体と微細な炭酸カルシウ ム（チョーク）とで構成される。チョーク及び膨張剤は、成形可能な混合物に均 一に混合し、加熱時には一定圧に保たれる。液体膨張剤は個々のチョーク粒子の 孔に浸透し、これらの孔は、圧力が突然減少した時に膨張剤が熱膨張して蒸発す る位置として作用する。水は、無機物充填した混合物を沸点以上に加熱すること により、廉価な膨張剤又は発泡剤として機能する。 III．材料から形成物への特定の応用 本発明の容器における無機物充填マトリックスに強度を与える中心的要素は、 有機高分子バインダーから蒸発により十分な量の水を除去することにより生じる バインダー効果である。構造マトリックス内には、材料に特性又は性質をさらに 追加する他の要素（例、繊維、骨材充填材、空気間隙、他の添加物）がある。 Ａ．混合物レオロジーに対する要素の影響 加工性及び流動性を有する混合物を得るために添加する水の量は、無機充填材 又は骨材、繊維、有機バインダー、及び他の添加物（例、発散剤、可塑剤、離型 剤、又は潤滑剤）といった各種要素の種類及び濃度に依存する。しかしながら、 一般に水を添加する程、無機物充填した混合物の粘性及び降伏応力は低下し、従 って十分な量の水が蒸発により除去されるまでは、混合物の流動性が高くなり、 成形される形成物の成形安定性が低下する。 水分散性バインダーは、その種類、濃度、及び有機バインダーのゼラチン化度 により、混合物のレオロジーに大きく影響する。前述のように、好ましい有機高 分子バインダーは、セルロース系、デンプン系、タンパク質系、多糖類系、そし て合成系という範疇に大きく分けることができる。これらの広範な各範疇には、 多数の副範疇及び分類がある。一般に、これらの各材料に共通した特徴は、水に 融解、ゲル化、又は少なくとも水の中で十分に分散することである。従って、混 合物内におけるそれらの分散及び活性化（ゲル化を含む）には、十分な量の水が 必要である。 しかしながら、有機高分子バインダーの水溶性又は水分散性の度合い、並びに 粘性率及び降伏応力の度合いは、大きく変化する。同じ範疇の有機高分子でも、 その分子量により粘性率は大きく変わる。例えば、20℃におけるTylose FL 1500 2の2%水溶液は約15000cpsの粘性を有するが、同じような条件のTylose 4000溶液 は約4000cpsの粘性を有する。前者は成形可能な混合物の降伏応力及びプラスチ ックのような特性を増すが、後者は潤滑剤又は可塑剤のように作用する。 他の有機高分子は、水中で異なる率及び異なる温度で反応する。Tylose等の多 くの有機高分子バインダーは、成形可能な混合物に添加されたときに重合も解重 合もせず、ゲル化してから乾燥して結合マトリックスを形成するが、成形可能な 混合物に水溶性又は水分散性の重合可能な単位を添加し、そこで時間の経過と共 に重合させることは本発明の範囲内である。重合反応の率は、混合物の温度を調 整すること、且つ／又は触媒又は抑制剤を添加することで一定化させることが可 能である。成形可能な混合物に添加することができる重合可能な単位の例には、 セロサイズ(Cellosize)及びラテックスを形成する単量体が含まれる。 ゲル化に関して言及すれば、大部分のセルロース系重合体（例、Tylose）は、 室温の水中で容易にゲル化する。多くのデンプン等、他の材料は、室温以上の水 中でゲル化する。しかしながら、変性デンプンは室温でゲル化することが可能で ある。従って、セルロース系及び変性デンプン系の重合体バインダーは、室温に おいて成形可能な混合物を形成できる点において有利である。しかしながら、一 般に、それらは未変性デンプン顆粒よりかなり高価であり、ゲル化するには昇温 しなければならない。 成形可能な混合物のレオロジーに直接影響するように、添加することが可能な 他の添加物には、分散剤、可塑剤、及び潤滑剤が含まれる。スルホニル基系材料 等の分散剤は、水の量を一定に保つが、成形可能な混合物の粘性を増加させ、加 工性を減少させる。その結果、分散剤を使用すれば、同等の加工性を維持しつつ も、少量の水を含めばよいことになる。望ましい可塑剤及び潤滑剤はポリエチレ ングルコールである。 骨材の量、種類、及び粒子充填密度は、成形可能な混合物のレオロジー及び加 工性に影響を及ぼし得る。多孔性がある骨材又は比表面積が大きな骨材は、非多 孔性の骨材よりも水を多く吸収し、従って粒子潤滑に利用できる水の量が減少す る。この結果、より剛性に富み、粘性のある混合物が出来上がる。粒子充填密度 は、混合物に流動性をもたせるために水、潤滑剤、有機高分子、又は他の液体で 一般的に充填されなければならない間隙の量を決定することにより、混合物のレ オロジーに大きな影響を与えることができる。 例を挙げれば、充填密度が0.65の骨材系は、一般に、粒子間の間隙を十分に充 填するために約35体積％の液体（水を含む）が必要である。一方、充填密度が0. 95の骨材系は、一般に、粒子間の間隙を十分に充填するために約５体積％の液体 （水を含む）が必要である。これは、間隙充填に必要な量の水が７分の１である ことを意味し、これは、混合物の加工性の程度を含め、レオロジー特性に直接相 関する。実際の粒子充填密度は、一般に、両極値間の範囲にあり、混合物に最初 に添加する水の量を決定する際に計算しなければならない。骨材粒子の大きさ及 び形状もまた、混合物のレオロジー及び流動性にある程度の影響を及ぼす。 水硬セメント、半水化石膏、及び酸化カルシウム等の水硬性材料は、吸水剤と して利用することが可能である。これらは水と化学反応を起こし、従って加熱又 は乾燥技術を用いずに、無機物充填した混合物内の水の有効度を減少させる。こ のような材料は水和度の関数、つまり時間関数として混合物のレオロジーに影響 を及ぼし得る。更に、水硬セメントは、無機物充填した直後の混合物、及びそれ から形成した直後の組成物における凝集力を増加させる。無機物充填した材料を 一緒に保持しておく内部凝集力により、材料を形成し、その後十分な強度が得ら れるよう十分乾燥するまで形状を維持しておくことが可能となる。 最後になるが、繊維等の混合物内における他の固体成分も、骨材と同様な方法 で混合物のレオロジーに影響を及ぼす。繊維の中には、その多孔度及び膨張可能 性に依存して水を吸収するものがある。更に、繊維の中には、イオン化するよう に処理できる繊維があり、それによりイオン化したデンプン等、イオン化した有 機可塑剤と化学的に相互作用を起こさせることが可能である。 Ｂ．最終的特性に対する成分の影響 無機物充填マトリックスの最終的な乾燥又は硬化に関して言及すると、一般に 望ましいとされる特性には、高い引っ張り強度（一般的又は特定の方向）、柔軟 的な強度、たわみ強度、柔軟性、及び伸長性、そり又は曲げに対する能力が含ま れる。場合によっては、紙、ダンボール、又はプラスチック性の材料から作られ た既存形成物の特性をかなり取り入れた形成物を得ることが望ましいことがある 。しかしながら、従来の材料を使用して得られないような特性を有する構造マト リックスを得ることが望ましい場合もある。そのような特性には、より高い靱性 、より高い引っ張り応力、耐水性、又はより低い体積密度が含まれることがある 。 木紙又はダンボールから形成される形成物では、薄板及び結果的に得られる形 成物は使用されるパルプの特性に非常に大きく依存するが、それとは対照的に、 本発明の形成物の特性は、成形可能な混合物を形成用に作る際に使用する繊維の 特性とはほぼ無関係である。確かに、より長くより柔軟性に富む繊維を使用する と、より短くより剛性に富む繊維を使用した場合に比べて形成物の柔軟性が増す 。しかしながら、従来の紙類において主にパルプに依存する特性は、無機物充填 した混合物の非繊維成分の濃度を調整すること、並びに使用する処理技術により 、本形成物の設計に組み込むことが可能である。固さ、剛性、表面仕上がり、多 孔度等の特性は、一般に、現在の形成物に取り入れる繊維の種類には依存しない 。 柔軟性、引っ張り強度、たわみ強度、又は引っ張り応力は、無機物充填した混 合物内の成分の相対濃度を変化させることにより、容器の特定の性能基準に適合 させることが可能である。場合によっては、高い引っ張り強度が重要な特性にな ることがある。その他の場合には、それほど重要ではないであろう。いくつかの 形成物では、より柔軟性に富むことが望まれ、その他の形成物では剛性が望まれ る。比較的密度の高いものもあれば、より厚く、より軽く、そしてより断熱的な ものもある。重要な事は、価格及び他の実用的な製造工程パラメータを認識しな がらも、特定の用途に適合した特性を有する材料を実現することである。特定の 特性を「過大」又は「過小」に有することは、性能の面から考えると瑣末ではあ るが、価格面から考えると、特定の特性を過剰に与えることは浪費的又は非能率 的である。 一般に、水分散性有機高分子バインダーの量を増加すると、最終的に硬化した 形成物の柔軟性及び弾性が大きく増加させながらも、引っ張り及びたわみ強度が 増加する。また、有機バインダーをより多く添加する程、形成物の剛性が減少す る。同様に、混合物内の繊維の濃度を上げると、最終的な形成物の引っ張り強度 が増加し、特にセラミック製の繊維等の繊維では引っ張り強度より高くなる。た だし、そのような繊維は固く、比較的硬く硬化した形成物を生じる。反対に、天 然のセルロース系繊維等の柔軟な繊維を添加すると、形成物の柔軟性並びに引っ 張り、裂け、及び破裂に対する強度が増加する。 繊維によって、裂け及び破裂に対する強度、柔軟性、引っ張り強度、破砕され ずに伸長する可能性、及び剛性は大きく異なる。異なる種類の繊維について有利 な特性を得るには、無機物充填した混合物内で複数種類の繊維を組み合わせるの が望ましいであろう。 押し出し成形、ロール成形といった特定の成形工程は、繊維を混合物の伸長方 向に方向付けする傾向がある。これは、形成物又は薄板の引っ張り強度を特定方 向に沿って最大限にするには利点となろう。例えば、形成物を成形する薄板はヒ ンジに沿って曲げる必要があるため、繊維をヒンジの両端に効果的に橋かけする ように、又は折り目に垂直な方向に曲げさせるように、繊維の方向付けをするこ とが望ましい。ヒンジの領域、又は薄板がより靱性及び強度を必要とする個所に 繊維を多く集めることが望ましいであろう。混合物から成形された薄板を使って 形成物を成形する場合は、以下で述べるロール工程を通じて繊維の方向付けを実 現することも可能である。 また、骨材の種類も、最終的に硬化した形成物の特性に影響を及ぼす。粘土、 カオリン、チョークのような一般に硬質で柔軟性のない小粒子から成る骨材は、 一般に、滑らかな表面及び高い光沢度を有する形成物を産する。パーライト又は 中空ガラス球等の軽量の骨材は、より低い密度、より低い光沢度、及びより大き な断熱性を有する形成物を産する。粉砕した砂、シリカ、石膏、粘土といった骨 材は、非常に廉価であり、そこから形成物を製造するための費用を顕著に低減さ せることが可能である。比表面積が大きい材料の場合はすべて、乾燥縮小及び縮 小欠陥が増大する。比表面積が小さい材料は、あまりべとつかず、混合物を成形 装置に付着させないという利点がある。 水硬セメント、半水化石膏、酸化カルシウム等の水硬性材料は、その添加量に 依存して、硬化した形成物の曲げ率に僅かな影響を与えたり、重大な影響を与え たりする。このような水硬性無機物骨材は、最終的な形成物の剛性及び圧縮強度 を増加させ、引っ張り強度もある程度増加させる。また、水硬セメントは、形成 物の水溶性を減少させ、従って形成物の水性劣化に対する耐性を向上させる。 最後に、ロジン及びミョウバンを混合物に追加する等、成形可能な混合物内の 他の添加物により、最終的な形成物に耐水性を不可することが可能である。これ らの材料は、構造マトリックス内で大きな耐水性を形成するように相互作用する 。耐水性は、表面の孔を塞ぐために形成物の表面を5-10重量％のデンプン溶液で 処理することにより導入することができる。そのような耐水剤が十分に添加され ていない場合、水が形成物を再湿潤させるのに使用され、破壊前に柔軟性、曲げ 可能性、及び伸長性が一時的に増大する。これは、混合物が最初に薄板の中に形 成され、続いて容器の中に形成される場合に特に有益である。 一般的な規則として、有機高分子バインダー及び繊維の濃度が低く、無機物骨 材の濃度が高い形成物はより剛性に富み、断熱性が高く、圧縮強度が高く、凝集 力が低く、熱損傷に耐え、引っ張り強度が低く、水性劣化に耐える（特に、形成 物が相当量の水硬セメントを含む場合は、最終的な形成物の圧縮強度もまた増大 する。） 有機バインダーの濃度が低く、繊維及び無機物骨材の含有量が多い形成物は、 たわみ強度及び剛性は低いが、より高い引っ張り強度、圧縮強度、及び靱性を有 し、中間程度の柔軟性を有すると共に、水性劣化に対して極めて耐性がある（特 に、十分な量の水硬セメントが含まれる場合）。 有機高分子バインダーの濃度が高く、繊維及び無機物骨材の濃度が低い形成物 は、より水溶性及び水分解性があり、成形が容易（より薄い形成物の製造が可能 ）で、適度に高い圧縮強度及び引っ張り強度があり、靭性が高く、適度な柔軟性 、及びより低い剛性を有する。 最後に、有機高分子バインダー及び繊維の濃度が高く、無機物骨材の濃度が低 い形成物は、紙（木及び草の紙）に非常に良く似た性質を有し、引っ張り強度、 靭性、及び折りに対する耐性がより高く、中間程度の圧縮強度を有し、水性劣化 に対する耐性が非常に低く、耐熱性が低く（特に繊維の発火点又はバインダーの 分解温度に近づいた場合）、より高い柔軟性とより低い剛性を有する。 ここで記述されている組成物を用いて形成した形成物の無機物充填マトリック スにおける引っ張り強度は、望ましくは約0.05Mpa乃至約100Mpaの範囲にあり、 更に望ましくは約5Mpa乃至約150Mpaの範囲にある。更に、この形成物の無機物充 填マトリックスにおける濃度は、望ましくは約0.2g/cm³乃至約2g/cm³の範囲であ り、更に望ましくは約0.5g/cm³乃至約1.5g/cm³の範囲である。一般に、形成物の 密度がこの範囲の低い側、中間、高い側があるかどうかは、特定の用途に対して 望まれる性能基準に依存する。前述に言及すれば、本発明の形成物の無機物充填 マトリックスにおける引っ張り強度の体積密度比は、約2MPa・cm³/g乃至約500MPa ・cm³/gの範囲にあるのが望ましく、更に望ましくは約5MPa・cm³/g乃至約150MPa ・cm³/gの範囲である。 本発明の形成物に関して本明細書及び添付請求項目で使用されている「伸長」 という用語は、形成物の構造マトリックスが破壊されずに伸びることができるこ とを意味する。形成物の構造マトリックスにおける破壊前の伸長性は、インスト ロン引っ張り試験及び応力ひずみ試験により測定することが可能である。 混合設計の最適化することにより、成形直後の形成物の場合は最大約30％まで 、また乾燥後の形成物の場合は約0.5%乃至12%の範囲で、裂けたり破裂するまで に伸長できる構造マトリックスを有する形成物を製造することが可能である。通 常、これは、成形可能な混合物及び結果的に得られるマトリックス内の繊維及び 有機バインダーの量を最適化することにより達成される。指定範囲内の伸長性が ある構造マトリックスを有する形成物を製造することは、硬化した形成物内に最 大約 60重量%までの量の繊維を含有させることにより達成できる。一般に、繊維又は 有機バインダーの添加量が多い程、又は繊維に対するマトリックスの界面が良好 な程、形成物が破壊されずに伸長性が大きくなる。 本明細書及び添付請求項目で使用されている「そり」という用語は、乾燥した 形成物が破壊されず、且つ仕上げ表面が変化せずに曲げる、折る、又は丸めるこ とができる性質に関連するものである。形成物のそり能力は、この技術分野にお いては既知の方法を使って、形成物の弾性率及び破壊エネルギーを測定すること で計測することができる。すべての材料の場合と同様に、本発明に従い製造され た形成物のそり能力は、形成物の壁の厚さに大きく依存する。 壁厚とは無関係にそりを測定する一つの方法は、壁又は薄板の片側について、 その反対側に対する相対的な伸長としてそりを定義することである。壁が一つの 軸の周りに丸められる又は曲げられるにつれ、外側の長さは伸長し、内側は一般 には伸長しない。その結果、肉薄の形成物は、内側の伸長に対する外側の相対伸 長が肉厚の形成物と比較してかなり小さいため、良く曲がる。 部分的に乾燥した薄板を適切な形成物内に形成する工程中、薄板の曲がり性は 、水で再湿潤することにより一時的に大きくすることができる。水は繊維、水分 散性有機バインダー、及び骨材間の間隙に吸収されると考えられている。形成さ れた形成物を乾燥させると、一般に曲がり性の度合いは小さくなり、靱性及び硬 度が大きくなる。 望ましい強度、曲がり性、断熱性、靱性、重量、又は他の性能基準を有する形 成物を得るためには、ダイ及び／又はローラ間の間隙を調整することにより、形 成物の厚さを変化させることが可能である。厚さ及び望ましい性能基準に応じて 、構成要素及びそれらの相対濃度は、特定の計生物の厚さを満たすように調整す ることができる。本発明の形成物は厚さをいろいろ変化させて設計することが可 能であるが、薄い壁を必要とするほとんどの形成物は、一般に、約0.05mm乃至約 ３mmの範囲の厚さを有する。それにも拘わらず、断熱性、又は高い強度や剛性が より重要となる応用では、壁の厚さが最大約２cmになることがある。 III．密閉可能な肉薄容器の形成 本発明の密閉可能で液体漏れがなく、且つ／又は耐圧性のある肉薄容器を形成 するためには多くの方法がある。これらには、容器又は容器の一部を押し出しこ とによる成形、直接成形、乾燥又は湿潤した薄板からの形成等が含まれる。容器 が形成された後、それらには印刷、被膜又は裏打ちを適用すること、又は容器の ラミネート化等のいくつかの処理工程を施すことが可能である。組成物は、空洞 部及び閉鎖手段を含み、いろいろな形状を持つ容器の構造要素に容易に形成する ことができる。 無機物充填マトリックスが向上した方向性引っ張り強度、靱性、及び破壊エネ ルギーの特性を示すようにするには、本発明に従って繊維を有効的に単方向又は 双方向に整列させたり重ねたりすることが可能である。しかしながら、繊維の分 散が不規則的な方が、より均一な強度を有する無機物充填マトリックスを産する 。繊維の整列は、無機物充填した混合物をジッガ、ラムプレス、引き出し、ホッ トプレス、押し出し、又はロール等の任意数の成形技術により達成することが可 能である。一般に、繊維は、成形工程中の材料の流れの方向に向く。成形工程中 に材料の流れパターンを制御することにより、望ましい繊維の方向を有する容器 を構築することが可能である。 本発明の無機物充填した混合物を効果的に形成するためには、無機物充填した 組成物が加工処理前に安定に形成されることが重要である、即ち、形成された製 造品は、直ちに自己重量を支持できなければならない。更に、十分に硬化し、モ ールド型から迅速に射出されなければならない。そうでなければ、成形の費用の ため製造工程が経済的ではなくなるであろう。更に、形成された形成物の表面が べとつくと、成形装置の取り外し、並びに形成された形成物の取り扱い及び積み 重ねが困難となるため、あまりべとつかないようにする。蒸発により十分な量の 水を除去すると、成形された無機物充填材料の成形安定性が向上し、べとつきが 減少する。 無機物充填した混合物の粘性を増減させる必要があるかどうかに拘わらず、特 定の成形工程に対して必要なレオロジーを与えるためには、一般に、最低限必要 な量の水を含むことが望ましい。水の量を最小限にする一つの理由は、無機物充 填した混合物内における水の毛細管作用が無機物充填した混合物にべとつきを生 じさせ、それによりモールド型から混合物を取り外す時に問題が起こるため、そ の毛細管作用を制御することである。水の量を最小限にすると、自由水がなくな り、モールド型に対する材料の化学的及び機械的な付着を減少させる。更に、最 初に添加した水が少ないと、無機物充填した材料の強度は一般に増す。更に、含 まれている水の量が多いと、成形工程中に除去しなければならない量も多くなり 、製造費用が増大することになる。 製造工程を改良するために、望ましくは従来の成形工程に適用されるべき、い くつかの改良点がある。例えば、多くの場合において、べとつきを防止するため には、離型剤でモールド型を処理することが望ましい。適切な離型剤には、シリ Sまで研磨したクロームメッキ等の非常に滑らかな仕上がりを有す材料を用いて 被膜したステンレス鋼製であることが望ましい。 Ａ．無機物充填した混合部の調製 本発明の容器の形成において使用される無機物充填した混合物を調製するため に用いられる混合装置には、攪拌器及び配送装置が含まれる。典型的には、無機 物充填した混合物の作成においては、各種成分の重量が計測されるホッパーに入 れられ、攪拌器に供給される。既に述べたように、無機物充填した混合物は、微 小構造技術を用いて特定の望ましい特性を有するように設計される。その結果、 大量物質の計測が一定化されて、無機物充填した混合物の特性がその設計仕様に 従うようになる。 混合方法は、直接成形、既に形成された湿潤又は乾燥の薄板から、又は押し出 し成形により形成される容器に対するものとほぼ同じである。しかしながら、混 合物の組成は変わる。必要な混合物を調製する望ましい方法には、（a）水分散 性有機高分子バインダーと水とを混合してゲル又は懸濁液を形成し、（b）せん 断力の大きな混合方法を用いて繊維性材料（例、セルロース系繊維、又はガラス 、プラスチック、金属等の他の原料からの繊維性材料）をゲル又は懸濁液に混合 し、繊維が十分に分散された混合物を形成し、（c）一般にせん断力の小さな混 合方法を用いて、混合物に一つ以上の骨材充填材を添加する。パーライト、軽石 、表面剥離した岩等の軽量骨材の場合は、通常、せん断力の小さな混合方法を用 いて、 骨材が粉末にならないようにすることが最良である。もう一つの実施例として、 空気混入剤、分散剤、離型剤、湿潤剤、可塑剤、及び他の混合剤などの添加剤を 混合物に加え、望ましい特性を有する混合物を得ることが可能である。 無機物充填した混合物に添加することができる可塑剤の一例はグリセリンであ る。更に、新たにモールド型からは取り外した形成物又は薄板の表面を、通常は 水性混合物としてグリセリンで処理することが可能である。場合によって、水性 グリセリン溶液は、適用される耐水性被膜を含み得る。グリセリンは無機物充填 マトリックスを安定させるのに有益であり、無機物充填マトリックスが水又は水 溶性材料と接触する場合に、より成形に耐えるようになる。 水分散性バインダーにより、混合物に高せん断力混合及び高降伏応力を組み合 わせると、せん断力及び混合力が繊維レベルまで伝達され、繊維が混合物中で十 分に分散されるようになる。この結果、混合物がより均一に混合され、処理加工 前の混合物の一貫性並びに最終的に硬化した容器又はその一部の強度を増大させ る。一実施例として、混合物に利用した材料は、双対オーガ押し出し成形装置に より、自動的且つ連続的に、計量、混合、空気抜き、及び押し出し成形が行われ る。双対オーガ押し出し成形装置は、低せん断混合、高せん断混合、真空及びポ ンピング等の特定目的用の部分を有する。双対オーガ押し出し成形装置は、各部 分がその特定目的を達成できるように、経過ピッチ及び方向を有する。また、必 要に応じて、ある成分を器で予め混合し、予め混合した成分を双対オーガ押し出 し装置にポンプで送ることも可能である。望ましい双対オーガ押し出し装置は、 均一な回転オーガを利用し、そこでオーガは同一方向に回転する。逆回転の双対 オーガ押し出し装置は、オーガが反対方向に回転し、同様の目的を達成する。パ グミルもまた利用される。 他の一実施例では、ドイツのEIRICH社から入手可能なRV-11攪拌器等の高低の いずれのせん断混合も可能であるセメント攪拌器が使用され、バッチモードで材 料を計量及び混合するように使用される。典型的には、簡単な攪拌器が、容器の 形成に使用される生産ライン中の工程の進んだ段階において無機物充填した混合 物を供給することが可能である。米国特許第5,061,319号（発明の名称：Process for Producing Cement Building Material）、米国特許第4,944,595号（発明の 名称：Apparatus for Producing Cement Building Material）、米国特許第4,55 2,463号（発明の名所：Method and Apparatus for Producing a Colloidal Mixt ure）、及び米国特許第4,225,247号（発明の名称：Mixing and Agitating Devic e）はここで特定の参考文献とされ、それらに記述されている高出力攪拌器は、 無機物充填した混合物を混合するために使用することが可能である。これらの発 明の範囲に入る高せん断力攪拌器は、米国カリフォルニア州サンタバーバラ所在 のE．Khashoggi Industries社から入手可能である。 Ｂ．無機物充填した混合物から容器又はその一部を製造する方法 上述で識別した成分及び混合方法を用いて得られた、処理済の無機物充填した 混合物は、成形、ロール、又は押し出し成形されて、本発明の範囲内に入る容器 の少なくとも一部を形成する。本発明の密閉可能な容器の主要構成要素は、空洞 部分及び閉鎖手段である。各構成要素が形成された後も、それらを容器に組み立 てるには、その前に加工処理が更に必要となることもある。 無機物充填した混合物から容器の構成要素を製造するいくつかの異なる方法は 、本発明の範囲内である。容器は、広範な設計特徴及び強度特性を有する、一種 類以上の異なる方法を利用することにより形成することが可能である。製造方法 は、（1）直接成形、（2）無機物充填した湿潤又は乾燥薄板の再形成、及び(3) 押し出し成形の三つの範疇に大別される。直接成形は典型的には、角度又は丸み のある部分を含む三次元的形状を有する形成物を形成するために用いられる。乾 燥薄板形成は、缶、瓶、又は他の一般的に円筒状容器の側壁並びに箱を形成する ために用いられる。押し出し成形は、一般に均一な断面を有する、空洞側壁部分 及び他の要素を形成するために用いられる。勿論、押し出し成形された混合物は 、どのような形状にも再形成することが同様に可能である。 １．直接成形により構造要素の形成 射出成形、ダイプイレス成形、湿式薄板成形、吹き込み成形といった、いろい ろな可能な直接成形法が本発明の容器の製造において使用することが可能である 。容器は、割り成形、多品成形、全身ダイ、及び多空洞成形等の装置を使って、 成形技術分野では知られている従来の成形工程により形成することが可能である 。 しかしながら、代表的な成形法は、プラスチック等の熱成形材料に利用される のに対し、本発明の無機物充填した材料は、熱硬化性であると考えられる。熱成 形では加熱材料を成形し冷却するが、熱硬化では材料を成形し硬化又は凝固させ るために加熱する。本発明の範囲内で利用されている工程及び装置は、この相違 に基づいて改良された。特に、無機物充填した混合物を加熱し、水蒸気を脱出さ せるための典型的な手段が与えられなければならない。 (a) 配置 無機物充填した混合物を前述のように調製した後、直接成形における次の段階 は、無機物充填した容器又はその一部を成形するための、対をなすダイの間に無 機物充填した混合物を配置することである。典型的に、成形型には、必要な形状 を有するオスダイと、そのオスダイと実質上相補的な形状を有するメスダイが含 まれる。従って、無機物充填した混合物は、これらのダイの間でプレスされなが ら、ダイの相補的形状を有する容器又はその一部に成形される。 射出成形は、真空オーガを利用して無機物充填した混合物をダイの間に射出又 は供給する。真空オーガは、無機物充填した混合物内から不要な空気を除去する ために、無機物充填した混合物に負の圧力を加える。このような空気を除去しな い場合（その空気が、微小な間隙を作り断熱的特徴を与えるためのものでない限 り）、欠陥又は不均一な構造マトリックスを有する容器となってしまう。 また、射出成形は、ピストン動作で成形装置に向かって移動し、成形装置に入 り、そして成形装置から離れるように配置された押し出し器を利用する。この構 成は、モールド型を加熱することで硬化する混合物で押し出し器が詰まらないよ うにするために、異なる温度で押し出し及び成形を行うのに有益である。この装 置のピストン動作により、モールド型から押し出し器への熱伝導を最小限に止め 、より安全な方法で製造を行うことができる。 混合物が押し出された後、無機物充填した混合物の直接成形では、オスダイと メスダイとの間の無機物充填した混合物を配置することになる。オスダイは部分 的にメスダイに挿入されており、ダイ間にはギャップが作られる。「ギャップ距 離」は、一方のダイが移動して他方のダイとかみ合うまでの距離として定義され る。ダイは、互いに挿入され、ダイ間に成形領域が形成される時に「かみ合う」 。「成形領域」は、目的とする容器の形状を定義し、ダイがかみ合った時に無機 物 充填した混合物が配置される領域のことである。 ダイがギャップ距離を有するように配置されると、ダイ間に空洞が残る。この 空洞は、ダイ間の成形領域、及びギャップ距離に相当するダイ間の第二の領域か ら構成される。空洞が形成されると、一方のダイの孔又はギャップ距離を通じて 無機物充填した混合物を射出することにより、空洞内に配置させることが可能で ある。 一つの望ましい実施例においては、メスダイがオスダイの上で垂直方向に配置 される。その場合、無機物充填した混合物は、メスダイを通って延長されている 射出口を通じてダイ間に射出される。メスダイをオスダイの上部に有する配置は 、一旦無機物充填した容器が形成されダイが離されると、重力のおかげで成形さ れた容器がオスダイに残るようになるため、望ましいものである。これは、容器 を変形させることなくオスダイから容易に取り外せるため有益である。 無機物充填した混合物を配置する前に、ダイ間のギャップ距離を最小にするこ とで、最終プレス即ちダイのかみ合わせ時に、無機物充填した混合物の動きを制 限することが望ましい。混合物の動きを最小限にすると、無機物充填した混合物 の流れに差があるために生じる、仕上がり容器における不規則性の発生確率が減 少する。従って、オスダイ及びメスダイ間のギャップ距離は、一般に、約0.1mm 乃至約1cmの範囲であり、約0.25mm乃至約５mmが更に望ましく、最も望ましくは 約0.5mm乃至２mmである。しかしながら、非常に大きな物に対しては、ギャップ 距離をかなり大きくして、無機物充填した混合物の配置を容易にしなければなら ないことに注意すべきである。 ダイが完全に離れている時に、無機物充填した混合物をダイ間に配置させるも う一つの方法がある。この方法は、無機物充填した材料を塊に形成し、その塊を 、典型的にはオスダイの上に乗せることにより、ダイ間に置くことから成る。そ の後、ダイがかみ合うと、塊がダイ間でプレスされる。 別の実施例においては、雛型を使用して、無機物充填した物資塊を配置する。 この実施例において、オスダイは円周状の底を有し、雛型は、オスダイの底の円 周に十分相補的な内部空洞周囲を持つ通路を有する。この方法は、無機物充填し た混合物の一部を雛型の内部空洞の大きさより十分に大きな直径を有する塊に形 成することから成る。その場合、この塊が雛型の内部空洞に広がるように雛型の 上に置かれる。最後に、雛型の空洞がダイと相補的に整列するように、雛型がオ スダイとメスダイの間に置かれる。その後、ダイが共にプレスされるにつれ、ダ イ間で無機物充填した混合物がプレスされるように、オスダイが雛型の空洞を通 過する。 上記の方法は更に、雛型がオスダイの底付近に位置する一方、塊が雛型の動き とは無関係にオスダイの上に乗っているように、雛型をオスダイの上に下げる段 階を含む。その結果、ダイが共にプレスされるにつれ、塊がダイ間でプレスされ る。ダイから容器を除去する段階に関して、雛型の使用における更なる利点が以 下で議論される。 図１、２、７、８及び11において示す容器は全て、押し出し又は直接成形に関 係する成形工程を通じて製造された構成要素を有する。例えば、図１において、 容器は、一般的に示される容器10の個々の要素、即ち空洞部12、上部24、及びキ ャップ26を成形することにより形成される。個々の要素に対して、それぞれ別の モールド型が必要になる。 図１に描写されている空洞部12を統合的に形成するには、押し出された薄板又 はプラグがオスモールド型の上に配置されるのが望ましい。オスモールド型部分 が上昇し、混合物を持ち上げながら、分離メスモールド型の内部に入る。かみ合 ったオスメスのモールド型は、押し出された板状の形成物を目的の形状に形成す る。メス及びオスモールド型間の温度差は、約10℃が望ましい。空洞部16の開口 端20の外部周辺にある外部ねじ山22のため、モールド型のメス片対部分から空洞 部を取り外すには、分離メスモールド型が必要である。 上部24及びキャップ26は、これらの要素にあるねじ構造のために、メスモール ド型部分が分離され、そのためにオスモールド型部が壊れなければならないこと 以外は、同様な成形工程を通じて形成することが可能である。分離モールド型、 多品モールド型、多空洞及び前進ダイは、このようなねじ構造並びに他の複雑な 構造を有する要素の内側の取り外しを達成するために、成形技術分野においては よく利用される技術である。 (b) 形成及び成形 製造工程の次の段階は、無機物充填した混合物を必要な形状の容器又はその一 部に成形するために、無機物重点した混合物をオスダイとメスダイとの間でプレ スすることである。無機物充填した混合物に加える圧力の大きさは、製造する容 器の強度及び表面の質に影響を及ぼす。 一般に、高圧が望まれるが、そうではない場合もある。軽量の容器を製造する には、典型的に、低密度の骨材（例、パーライト又は中空ガラス球）が混合物に 添加される。ダイにより加えられる圧力が増加するにつれ、骨材は崩壊すること があり、従って骨材の密度は増加し、容器の密度も増加するが、骨材の断熱効果 は減少する。 従って、ダイにより加えられる圧力は、容器の強度、構造完全性を最大化し、 且つ適切な密度を維持するように最適化する必要がある。従って、無機物充填し た混合物に加えられるオス及びメスの両ダイによる圧力は、望ましくは約50psi 乃至約100,000psiの範囲内であり、約100psi乃至約20,000の範囲が更に望ましく 、最も望ましくは約150psi乃至約2000psiの範囲である。しかしながら、以下で 議論するように、圧力の大きさは成形工程の温度及び時間に依存して変化する。 更に、引き抜きが深い容器は、一般に、速度を増加させてプレス時間を減少させ る必要がある。時間は、材料が永久的に乾燥されないまま必要な流れを維持する ように減少させる必要がある。 更に、プレス段階には、ダイが共にプレスされた時にダイ間から空気及び水蒸 気を押し出すことが含まれる。そのような空気及び水蒸気の除去に失敗すると、 無機物充填マトリックス内にエアーポケット又は変形が生じることがある。典型 的に、ダイ間の空気は、ダイが共にプレスされるにつれ、ダイ間のギャップ距離 を通じて追い出される。また、ダイには、水蒸気の脱出を許容するための複数個 の通気孔が備わっているのが典型的である。通気孔はまた、ダイが分離して空洞 部に空気が逆流するときに、空洞内で真空が作られることを防止する。そのよう な真空は、新たに形成された容器に不用な力を及ぼし、そのため構造完全性を乱 すことになる。 (c) 加熱及び成形安定性 プレス工程と同時に、無機物充填した混合物を十分な時間加熱して無機物充填 した混合物から十分な量の水蒸気を除去する段階がある。無機物充填した混合物 を加熱する望ましい方法は、混合物をプレスする前に、オスダイ及びメスダイを それぞれの温度に加熱することである。 プレス工程の前にダイを昇温させると、いくつかの機能が与えられる。まず、 加熱されたダイは、成形された無機物充填した混合物から蒸発により十分な量の 水蒸気を除去する。更に、容器表面から水が蒸発するにつれ、無機物充填した混 合物のその部分が急速に乾燥し、容器周辺に薄い「殻」を形成し、成形された容 器の成形安定性を増加させ、混合物のモールド型との付着を減少させる。 未処理状態の無機物充填した容器に成形安定性を急速に与える機能は、容器の 量産を可能にするために重要である。成形安定性により、容器をプレス装置から 迅速に取り外し、同じプレス又は成形装置を使って容器を新たに形成することが 可能になる。また、ダイと無機物充填した混合物との間に蒸気の境界層を形成す ることにより、無機物充填した混合物に対するダイの付着が最小限になる。 オスダイとメスダイとの間に温度差がある場合、ダイが分離した時に、無機物 充填した材料が低い温度の方のダイに残留する傾向があることが、実験により判 明した。つまり、ダイが分離した時に無機物充填した容器が残る方のダイを選択 することが可能となる。 ダイのそれぞれの温度は、製造速度を最大限にするために重要であり、無機物 充填した材料とダイとの接触時間にも多少依存する。一般に、成形温度は可能な 限り高温であることが望ましく、これは温度が高い程、容器表面の乾燥が早く、 そのためモールド型から迅速に取り外すことができ、単位時間当りの容器製造量 も多くなるためである。 この望ましい目標を達成するには、メス及びオスダイを望ましくは約50℃乃至 約240℃の範囲の温度まで加熱し、更に望ましくは約80℃乃至約160℃の範囲、最 も望ましくは約100℃乃至約130℃の範囲の温度まで加熱することである。 加熱されたオスダイ及び加熱されたメスダイが無機物充填した材料と接触して いる時間（即ち、ダイがかみ合っている時間）は、望ましくは約0.5秒乃至約120 秒の範囲であり、約２秒乃至約80秒が更に望ましく、最も望ましくは約15秒乃至 約40秒間である。 (d) 取り外し 成形された形成物が形成安定に達した後、新たに形成された容器又はその一部 はモールド型から取り外される、望ましい実施例では、ダイが分離された時に新 たに形成された容器はオスダイに残る。ある実施例では、オスダイ及びメスダイ は分離されながら回転し、容器がダイから取り外される。 ダイが分離した後、加熱された空気を容器の上に数秒間吹きつけ、形状安定を 更に増加させることが可能である。そうすれば、容器は、変形することなしにオ スダイから取り外すことができる。望ましい実施例においては、空送として知ら れる標準工程が容器をオスダイから取り外すために使用される。空送とは、負の 圧力を容器に加えて、容器を吸いつけながらダイから取り出す工程のことである 。その場合、容器は、容器の側面が上を向くようにU字型管を通って移動する。 空送工程は、成形安定した容器の穏やかな取扱い、及び低稼動費と資本の理由 から望ましい。容器を乾燥させるための加熱空気は、管の長さに渡り容器を移送 させる空気輸送を提供し得る。空気導管は単にオスダイ内の出入口であり、そこ を通じてオスダイから容器を外すための均一な力を与えるよう空気が注入される 。そのような空気導管は、前述した排気孔と同じ程度の大きさ、形状、及び位置 を有する。 ある実施例において、空気導管及び排気孔は同じもの一つでよい。空気導管に 吹き込まれる空気は、容器を損傷しない程度に弱いものでなければならない。望 ましい実施例において、空気導管は、容器をオスダイから追い出し空送菅に入れ るためにオスダイ上に位置することが想定される。 別の実施例において、成形された容器は、オスダイから機械的に取り外される 。しかしながら、そのような工程には、容器を変形させないように非常な注意が 払われなければならない。機械的な取り外しに対する一つの好ましい方法は、前 述の雛型の使用である。 雛型はオスダイの底部に円周上に位置し、取り外しが可能である。成形された 容器は、雛型を持ち上げるか又はオスダイを下げることにより、容器の縁から雛 型に載せられる。 (e) 最終硬化 成形された後、無機物充填した混合物は、容器の望ましい形状に更に硬化され る。発明した容器を経済的に製造するには、特に変形することなく梱包、輸送、 及び使用できる程度の強度になるまで急速に硬化させなければならない。容器の 硬化は、容器を従来のトンネル型オーブンに入れる等、加熱空気と接触させるこ とで達成される。加熱空気の応用により、無機物充填した混合物内に残っている 水分のほとんどを蒸発させることができる。他の方法としては、容器を乾燥させ る環境の湿度、圧力、及び温度を制御できるオートクレブを通じて、空気を適用 することが可能である。湿度及び温度を増加させると、適度な最終湿度を有する 形成物の製造が助長される。 まとめれば、無機物充填した混合物の乾燥に関して、次の結論が導き出される 。 (1) 高温である程、乾燥時間は短くなる。 (2) 空気流量が多い程、乾燥時間は短くなる。 (3) 容器を250℃以上の温度の空気に接触させることにより、容器からほとんど の水が除去されると、混合物内の繊維が燃焼し、そのため繊維及び容器の引っ張 り強度が減少する。 (4) 容器が肉薄である程、乾燥時間が短くなる。 ２．湿潤薄板成形工程 湿潤薄板成形工程は、湿潤の無機物充填組成物を目的の形状の容器又はその一 部に形成するダイ又は他の成形装置の使用に関連するため、直接成形工程の派生 と考えるべきである。主な相違は、直接成形工程では無機物充填した混合物の塊 即ち無構造の質量塊を単に使用するのに対し、無機物充填した湿潤混合物は、成 形される前にまず薄板に形成されるということである。湿潤薄板形成法は、直接 成形工程では成形するのが困難であろう比較的長く肉薄の構造物を製造する場合 に都合がよい。以下で議論するように、折れ曲げや曲げより滑らさを必要とする 場合には、乾燥薄板成形工程が望ましい。 (a) 湿潤薄板の形成 無機物充填した混合物は、一対以上の減厚ローラ間に混合物を通過させること により高精度の厚さの湿潤薄板を形成することが可能である。混合物は、ローラ 間で直接巻かれるか押し出されることが可能であり、或いはダイにより押し出さ れてから減厚ローラ間を通過する場合もある。最初に混合物を薄板、個別のひも 、又は開くようになっている筒の中に押し出すと、より一様になり、均等に混合 物をローラに加えられる。 好ましいとされる押し出し器には、オーガ押し出し器及びピストン押し出し器 という二種類の主要な型がある。オーガ押し出し器には、一つ以上の内部チャン バ、及び各チャンバ内に一つ以上のオーガねじがあり、一つ以上の内部チャンバ を通じて、横方向のスリット又は他の適切な断面形状を有するダイヘッドに向か って無機物充填した混合物を前進させる。ダイスリットの断面形状は、減厚ロー ラ間に混合物を供給し易くする特定の幅及び厚さを有する薄板又は他の押し出さ れた形状が作成されるように構成される。 ピストン押し出し器は、オーガねじの代わりにピストンを利用して無機物充填 した混合物に圧力を加え、内部チャンバを通じてその無機物充填した混合物を前 進させる。ピストン押し出し器を使用する利点は、より大きな圧力を無機物充填 した混合物に加えられるという点である。しかしながら、本発明において典型的 に利用されている混合物は多分にプラスチックのような性質を持つため、一般に は、オーガ押し出し器を用いて達成される以上の圧力を加えることは不必要であ り、不利でさえある。 対照的に、オーガ押し出し器を使用する重要な利点は、無機物充填した混合物 内の好ましくない間隙を除去できるという点である。好ましくない間隙の除去に 失敗すると、欠陥のある即ち非等方的な無機物充填マトリックスを有する薄板と 成り得る。空気間隙の除去は、押し出し技術において既知である従来の排気手段 を用いて達成することができ、その場合、混合物は第一オーガねじにより真空チ ャンバに送り込まれ、次に第二チャンバを通じて押し出しダイヘッドの方へ押し 出され、更に第二オーガねじの手段により押し出しダイヘッドを通じて押し出さ れる。 ダイの望ましい幅及び厚さは、製造する特定の薄板の幅及び厚さに依存するが 、通常、押し出された薄板の厚さは、最終的にカレンダーされた薄板の厚さの少 なくとも二倍となり、場合によっては数倍になることもある。減厚の程度（及び 、これに対応して、厚さ倍増器）は、薄板の望ましい特性に依存する。減厚工程 は、 繊維方向の制御を助けるため、減厚量は、しばしば目的とする繊維方向の角度に 対応する。更に、減厚が大きい程、薄板の伸長性は大きくなる。 一般にダイスリットは矩形であるが、押し出された薄板がいろいろな幅及び厚 さを有するように、幅及び厚さを増大させた領域を含むことが可能である。この 場合、増大させた押し出し厚さの領域に対応する凹みがある一連のローラを介し て、薄板を渡すことが望ましい。この方法により、強度及び固さを増加させるこ とで補強された領域を有する薄板を製造することができる。 平坦な薄板を形成するための狭いダイスリットに加え、他のダイを用いて他の 物体又は形状を形成することが可能である。十分凝集した湿潤性薄板を形成する ために一対のローラ間を通過させることができるような押し出された形状である ことが唯一の基準である。例えば、極端に広い薄板を押し出すことは、非常に大 きく高価なダイを必要とするために望ましくないであろう。その代わりに、円筒 が押し出され、ダイヘッドのすぐ外側に位置するナイフを用いて連続的に切断し て広げることができる。 押し出し器を用いて少なくとも部分的に薄板を形成することのもう一つの利点 は、水含有量が比較的低く、降伏応力が非常に大きいような無機物充填した混合 物を使用できることである。本発明の無機物充填した混合物は、ビンガム流動性 に似た特性を呈し、混合物が降伏応力に従うと粘性が減少し、且つ流動性が増加 する。押し出し器は両種類とも、無機物充填した混合物に大きなせん断力を加え 、ダイヘッドを通じて押し出すことができる。これにより、蒸発により水を除去 する前でも、十分な成形安定性及び内部凝集を有するような無機物充填した混合 物を使用することが可能となる。この機能は、多くの成形工程において有利であ る。 しかしながら、軽量骨材（例、パーライト、中空ガラス球、軽石又は表面剥離 した岩）を使用する場合は、押し出し工程中に無機物充填した混合物に加える圧 力が過大にならにように注意し、軽量で低強度の骨材が破砕又は崩壊されないよ うにしなければならない。そうしないと、軽量性及び断熱性が失われてしまう。 このような場合は、一般に、無機物充填した混合物が押し出されるように、押し 出し器が与えなければならないせん断力を小さくするために、水含有量を増加さ せることが望ましい。増量した水は、加熱ローラ等により、後で蒸発させること が可能である。 一般に、無機物充填した混合物を押し出すために押し出し器が加える圧力は、 約50kPa乃至約70MPaの範囲が望ましく、更に望ましくは約150kPa乃至約30MPaの 範囲であり、最も望ましくは約350kPa乃至約3.5MPaの範囲である。直接成形工程 の場合と同様に、低い密度及び高い断熱性を有する薄板を製造するためには、押 し出し工程の前に混合物に添加する膨張剤を利用すると有利である。 無機物充填した混合物をダイヘッドを通じて押し出すと、この技術分野では縦 方向として知られている、機械（即ちＹ）方向に混合物の個々の繊維が一方向に 向く傾向があることが理解されるであろう。薄板が減厚工程中で更に伸長される と、繊維はロール工程により更に機械方向に向く。更に、Ｚ方向にいろいろなギ ャップ間隔を有するローラ（例、円錐ローラ）を用いることにより、この技術分 野では横方向として知られている、機械横断（即ちＸ）方向に向く繊維もある。 従って、ロール工程と組み合わせた押し出しにより、双方向に向いた繊維を有す る薄板を製造することが可能である。 無機物充填した薄板について更に詳しい内容は、「乾燥薄板の成形」の節で述 べられる。二つの工程の大きな相違は、湿潤薄板成形工程では、薄板は乾燥ロー ラを用いて薄板形状で乾燥されるのではなく、加熱ダイ間で薄板が成形されると いう点である。 (b) 形成及び成形 湿潤した又は未硬化の無機物充填した混合物の薄板が形成されると、少なくと も薄板の一部が容器又はその一部の望ましい形状に作りかえられる。望ましい実 施例においては、目的形状のオスダイと、直接成形の場合のようにオスダイに対 して十分な相補的形状を有するメスダイとの間で、湿潤薄板がプレスされる。薄 板の一部がダイ間でプレスされるにつれ、混合物がダイに対して相補的形状を有 する構成要素へと形成される。 単体のダイ（オスダイ及びメスダイが一体構成）が簡便性及び経済性からは望 ましいが、別のダイとしては分離ダイ及び前進ダイがある。多要素の分離ダイを 使用すると、複雑な形状の形成物でもモールド型から容易に取り外せるようにな る。 物体形成のため要素が同時にプレスされる分離ダイとは対照的に、前進ダイは 多要素構造のダイであり、その様々な部分が一定の遅延を以って逐次プレスされ て必要な容器を形成する。ダイの各要素がプレスされる順序及び時間を選択する ことにより、より均一な壁厚を持つ複雑な容器を形成することができる。 例えば、ボール形状の形成物を作るための前進オスダイは、底要素及び側壁要 素を含み得る。底要素を最初にプレスすることにより、薄板の残りの部分はメス ダイの側壁に抗して引っ張られる。次に、オスダイの側壁部分がプレスされて薄 板を引き伸ばすことなくボールの側壁を形成し、従ってより均一な厚さを有する ボールが形成される。 直接成形工程の場合と同様に、ダイが薄板に加わる圧力により、いくつかの機 能が与えられるが、これらの機能は加える圧力の大きさを決定する際に考慮する 必要がある。薄板材料は、直接射出される材料と比較されて使用されるが、一般 には、上述のパラメータ及び注意が湿潤薄板成形工程に適用される。 薄板から容器を製造するための別の方法において、プラスチック分野ではよく 使用される、真空形成の各種方法を取り入れることができる。真空形成では、大 気圧（約14.7psi）を用いて、薄板をモールド型に合わせる。本明細書及び添付 請求項目で使用されている「真空成形」という用語には、真空形成において使用 されるオスモールド型又はメスモールド型のいずれか、又は両方が含まれる。 ドレープ成形にはオスモールド型が使用される。薄板がモールド型の上に配置 されるか、又はモールド肩が薄板内に配置される。そして、薄板とモールド型と の間の空気が抜かれ、薄板がモールド型の周りに合わせられる。その結果得られ る製造品では、薄板がモールド型に最初に接触する部分である中心部が最も厚い 。モールド型に最後に接触する部分である周辺部の周りにある大きな引出し部が 最も薄い。 ストレート真空形成にはメスモールド型が使用される。薄板は、メスモールド 型の上部に対して密閉される。モールド型の空洞から空気が抜かれ、大気圧が薄 板を空洞側壁に押し付ける。この形成技術における材料分布（中央部で薄く末端 部で厚い）は、オスモールド上でドレープ形成される同じ部分と本質的に逆であ る。 ドレープ真空形成は、ドレープ形成とは反対に、ストレート真空形成に似てい るが、空洞から空気が抜かれる前にメスモールド型の底まで薄板端がプレスされ る点が異なる。 スナップバック、ビロー／空気スリップ、及びビロードレープは、薄板をモー ルド型に接触させる前に予め延ばしておくにより、オスモールド型上で製造され る製造物の厚さの均一性を向上するように設計された、複数工程の真空形成法で ある。他の物体と接触せずに空中で自由に薄板を延ばすことにより、材料を均一 に薄く延ばすことが可能である。その結果、薄板の表面積もまた増加し、モール ド型の表面積により近くなる。 スナップバック真空形成は、薄板を予め延ばすために真空箱を利用する。真空 箱は、オスモールド型と反対向きのテーブルに設置される。無機物充填した湿潤 薄板が真空箱に対して密閉され、目的とする延びを達成するのに十分な程度の部 分真空が箱に適用される。その後、モールド型が凹形薄板の中に押し込まれる。 箱には大気中への孔があり、モールド型上で真空となる。この場合、大気圧によ り薄板がモールド型に押し付けられる。 ビロー／空気スリップ真空形成は、オスモールド型を内部に備えた圧力箱を利 用する。薄板は、箱に対して密閉される。箱は圧縮空気で加圧され、薄板は適切 な延びが与えられるように膨らみを形成する。モールド型が凸形の膨らみに持ち 上げられるように押し込まれる。そして、箱とオスモールド型が真空にされ、薄 板がモールド型に押し付けられる。 ビロードレープ真空形成は、圧力箱を利用して薄板に膨らみをもたせる逆引き 技術である。オスモールド型は箱に反対向きに設置され、凸形の膨らみに押し込 まれる。膨らみの中の空気は、制御された方法で吸引される。吸引される空気と モールド型により排気される空気の量を一致させることにより、薄板材料がモー ルドに対して延ばされる。モールド型が完全に薄板に入り込むと、モールド型が 真空にされ、箱が吸引されて形成操作が完了する。 プラグアシスト及びビロー／プラグアシスト／スナップバックは複数工程の真 空形成技術であり、メスモールド型で製造される部分の壁厚に対する均一性を向 上させる。これらは、機械的な助力（プラグ）を利用して、乾燥部分により多く の材料を押し込む。 プラグアシスト真空形成は、ストレート真空形成技術又はドレープ形成技術と 一緒に使用される。プラグは、メスモールド型に反対向きのテーブルに設置され る。薄板はモールド型に対して密閉され、真空に引かれる前にプラグがモールド 型の中に薄板を押し込む。モールド型が真空になると、薄板はプラグから離され 、モールド型の空洞に押し上げられる。 ビロー／プラグアシスト／スナップバック形成は、いくつかの異なる形成技術 を組み合わせている。薄板はメスモールド型に対して密閉される。モールド型は 加圧され、薄板を膨らませて延ばす。モールド型に反対向きに設置されたプラグ が凸形の膨らみの中に押し込まれた後、膨らみから排気される空気の吸引を制御 すると、材料がプラグの上に広がるようになる。プラグが完全に拡張されると、 モールド型は真空にされ、材料がプラグから離されモールド型に押し込まれる。 圧力形成は、大気圧に加えて圧縮空気を利用する。典型的に圧力は、約40Pa乃 至約200Paの範囲である。圧力形成には、必要な圧力を固定し保持することがで きる圧力箱内にテーブル及び／又はモールド型を備えた特殊な装置を必要とする 。圧力形成は、前述の真空形成技術のいずれにも組み込むことが可能である。 空洞部分を製造するために、双対の薄板形成工程を使用することができる。二 枚の薄板は、周囲の長さと接触表面とが一致するようにして、二つのメスモール ド型の間に配置される。モールド型の空洞形状は同一でないこともある。モール ド型が合わさった位置で二枚の薄板を結合させる。二枚の薄板は、従来の方法を 利用して同時に圧力形成することも、連続して真空形成することも可能である。 (c) 初期及び最終加熱並びに成形安定性 無機物充填した形成物の成形後に水を蒸発させることにより初期の成形安定性 を持たせる場合、これは、直接成形工程による場合とほぼ同じ方法で達成するこ とができる。一般に、加熱したモールド型を使用すると、成形安定及び初期乾燥 がうまくできる。多くの場合、形成物は完全に乾燥してから再成形することが可 能であり、或いは部分的に湿潤状態でも成形安定している間であれば再成形する ことができ、その後の直接成形に関して前述した方法により更に乾燥させること が可能である。 ４．乾燥薄板からの容器の形成 (a) 初期薄板形成 無機物充填した乾燥薄板の形成は、上述のように、湿潤薄板の形成に似ている が、最初に湿潤している薄板を容器又はその一部に再形成する前に薄板の状態で 完全に又は部分的に乾燥させる点が異なる。特に、減厚ローラ又は形成ローラを 通して無機物充填した材料の流量を一定化するには、オーガ又はピストン押し出 し器の使用が望ましい。減厚ローラ又は形成ローラを使用すると、高精度の断面 厚を有する密な薄板が生じる。しかしながら、一般に、湿潤薄板形成工程におい て使用される湿潤薄板と比較すると、乾燥薄板は典型的に低精度の断面厚を有し ている。これは湿潤薄板が十分な厚さを有すことにより、成形工程中の減厚に際 して破壊しないようにするためである。 上述のように、押し出された薄板が一対以上の対向回転減厚ローラ間を通過す ると、薄板の厚さが減少すると同時に繊維が薄板の伸長又は流れる方向に向く。 典型的に、薄板から水の一部を蒸発により除去し、それにより薄板の内部凝集力 を増大させる目的から、形成又は減厚ローラは加熱されている。しかしながら、 更に減厚ローラにより薄板を減厚させようとする場合は、各減厚ローラ工程前に 必ず薄板を湿潤させ、減厚させる際に破損しないようにしなければならない。 薄板が特定の厚さまでほぼ減少した後、しばしば「ヤンキー」ローラと呼ばれ る、一つ以上のより大きな直径を持つ乾燥ローラの大部分の表面の周りで薄板を ローリングさせることにより、その薄板を乾燥させることが可能である。薄板が 十分乾燥された後、一つ以上のカレンダーローラ又は他の仕上げローラ間を通過 させ、薄板の表面の質を変えたり改善することが可能である。 上述のように、減厚させるにつれ、典型的には前進方向、即ち「機械」方向を 始めとして、一方向以上に薄板が伸長する。薄板伸長の一つの結果は、繊維が伸 長方向に向く又は整列する傾向があるということである。典型的に、初期の押し 出し工程と組み合わされた薄板減厚工程は、繊維が機械（即ちY）方向に沿って ほぼ一方向に向いた薄板を生じる。 各ローラの直径は、無機物充填した混合物の特性及び薄板の減厚度に依存して 最適化されなければならない。ローラの直径を最適化する際、二つの競合内容が 考慮されるべきである。一つは、減厚される時に薄板に加わえる断力の大きさに 関係する。もう一つは、湿潤薄板がローラに付着する傾向である。せん断力及び 付着を同時に最小化することが理想的であるが、これらはローラ直径の関数とし て逆に関係する。 第一に、ローラの直径が小さいと、薄板の厚さが減少するにつれ、薄板に大き なせん断力を与える傾向があることが知られている。これは、ローラの直径が小 さくなると、接触角及びローラとの接触面における単位長さ当りの薄板の減厚率 がより鋭くなるためである。直径の小さなローラを使用すると薄板の厚さは短時 間で減少させられるため、下向きのせん断力がこれに比例して大きくなる。これ により、裂け、破砕、又は他の欠陥が薄板に生じる可能性が高くなるため、薄板 が損傷する危険性が大きくなる。 一方、直径の大きなローラを使用すると、薄板がより緩やかに傾いたローラ表 面と接触することになるため、薄板の減厚が叙々に行われる。結果として、薄板 の減厚中に加えられるせん断力が低下することになる。しかしながら、直径の大 きなローラを使用すると、直径が大きくなるにつれ無機物充填した材料が大きな ローラ表面積と接触するという競合する欠点を持つ。この結果、薄板が減厚ロー ラに付着する傾向が大きくなるが、付着は一般に、薄板とローラ間で蒸気の層を 発生させるようにローラを加熱することで克服される。 しかしながら、大きな直径を持ち、且つ一般的に熱い減厚ローラにより薄板の 乾燥度が増大すると、減厚完了前に少なくとも薄板の片側表面において、乾燥が 過度になってしまうことがある。このため、薄板の無機物充填マトリックスに割 れ又は欠陥が生じる可能性もある。これとは対照的に、直径の小さなローラを使 用すると、直径を大きくすることで生じる付着又は過度の乾燥の効果は減少する 。 以下で述べるように、一般に、異なる無機物充填した混合物に対してローラ直 径、ローラ速度、及びローラ温度を慎重に最適化する必要がある。この技術分野 で通常使用されている一技法を本発明に取り入れることにより、最適なローラ直 径、速度、及び温度を見出すことが可能である。しかしながら、薄板減厚の段階 では、一般に、減厚ローラは約50℃乃至約140℃の範囲の温度に加熱されるのが 望ましく、更に望ましくは約70℃乃至約120℃の範囲で、最も望ましくは約85℃ 乃至約105℃の範囲である。 別の実施例において、無機物充填した薄板及びローラ間の付着は、ローラを室 温以下に冷却することにより減少させることが可能である。例えば、押し出し器 内で混合物を約85℃まで加熱し、その後、薄板表面を冷却すると蒸発した水が凝 集し、薄板とローラとの間に水の薄膜を生じる。薄板の表面がローラに付着する のを防止するのに十分な程度にローラが冷却されている必要があるが、薄板が凍 結したり固くなり柔軟性がなくなって薄板減厚工程中に破砕したり砕けたりする 程冷却し過ぎないようにする。従って、ローラは、約-20℃乃至約40℃の範囲に 冷却するのが望ましく、更に望ましくは約０℃乃至約35℃の範囲で、最も望まし くは約５℃乃至約30℃の範囲である。 また、無機物充填した薄板のローラに対する粘性及び付着を減少させるために 、ローラ表面に処理を施すことも望ましい。ローラと無機物充填した湿潤薄板と の間の付着度を減少させる一つの方法は、ローラ表面を付着しにくいように処理 することである。ローラは、典型的に、研磨したステンレス鋼から作られ、研磨 したクロム、ニッケル、又はテフロン等の非付着性材質で被膜される。 平坦なローラではなく僅かに円錐状のローラを利用すると、減厚は量は同じで も、薄板内の繊維の方向がローラの下向き圧力のベクトルにより影響を受け得る ことが発見された。円錐形であることから得られる「Ｚ」方向におけるギャップ 差の度合いを制御することにより、機械横断（即ち「Ｘ」）方向における広がり を防止することが可能である。 繊維を方向付けすると、繊維により与えられる引っ張り強度が、方向付けされ た方向において最大になる。繊維の方向付けは、薄板内のヒンジ又は刻み目の補 強に特に有益である。折る又は曲げる幅よりも長さが長い繊維は、折り又は曲げ に沿ってマトリックスが部分的に或いはほとんど破砕していても、折り又は曲げ の片側の材料を結ぶ橋として機能する。一般に繊維が折り又は曲げと直交するよ うな方向に整列している場合、この橋かけ効果が向上する。 最後に、無機物充填した混合物のプラスチック的性質及び比較的高い加工性の ために、通常、ロール工程は薄板に多大な高密度化をもたらすものではないこと を理解すべきである。言い換えれば、薄板の密度は、薄板減厚工程を通じてほぼ 一定に保たれる。圧密が目的であれば、以下で完全に述べるように、薄板を部分 的に乾燥させた後、一対の圧密ローラ間に通過させることができる。 (b) 薄板乾燥 薄板減厚工程の結果、はしばしば無機物充填した薄板が部分的に又はかなり乾 燥することがあるが、必要な引っ張り強度及び靱性を薄板に持たせるためには薄 板を更に乾燥させることが望ましい。これを達成するには数々の方法があり、ど の方法においても余分な水を取り出すために薄板を加熱する。薄板の望ましい乾 燥方法には、例えば「ヤンキー」ローラのような、大きな直径の加熱乾燥ローラ の使用がある。 一般に対で整列する減厚ローラとは対照的に、乾燥ローラは、個々に整列して おり、薄板が各ローラの大部分を順次通過する。このようにして、無機物充填し た薄板の両面が段階的に乾燥する。更に、薄板が減厚ローラ間を通過する経路は 一般に直線的な経路であるが、乾燥ローラの周りを通過する経路は一般に正弦波 状の経路である。 望ましい乾燥工程中、乾燥ローラに隣接する薄板の面は、乾燥ローラにより加 熱され、他方の面は空気にさらされる。加熱された薄板は蒸発の形で水を失い、 これはローラ側又はローラとは反対側の薄板の面から抜け出る。また、蒸気は、 薄板と乾燥ローラ間に非付着性の障壁を与える。乾燥ローラは、ローラ表面に小 さな孔を備えることが可能であり、それにより、そこを通じて水蒸気が抜け出る ようになる。 薄板がその経路を進んでいくと次の乾燥ローラにかかり、そこで前のローラを 通過する際に露出していた面が次の乾燥ローラの表面と接触するようになる。こ の工程は、薄板に必要な乾燥度が得られるまで何回でも反復することが可能であ る。 乾燥ローラの温度は、特定のローラを通過する時の薄板の水分含有量及び必要 な乾燥度といった様々な要因に依存する。いずれの場合においても、乾燥ローラ の温度は、約300℃以下であるべきである。無機物充填マトリックスは、有機物 成分（有機バインダー又は繊維等）の破壊防止のため250℃以上には過熱すべき ではないが、混合物内に十分な水があり水が蒸発するにつれ混合物が冷却される 限り、混合物にこの温度以上の加熱ローラを使用することが可能である。しかし ながら、乾燥工程中に水の量が減少するにつれ、ローラの温度は250℃以下に下 げて材料の過熱を防止すべきである。 乾燥ローラに代わり、乾燥トンネル又はチャンバの使用が望ましいことがある 。熱対流乾燥の効果を完全に得るためには、加熱空気を循環させ乾燥工程を迅速 化することがしばしば望ましい。 場合よっては、上述の乾燥工程が、本発明の容器又はその一部を形成するため に薄板が使用される前、或いは必要になるまで薄板として巻き取られたり積み重 ねられたりする前の最終過程になる。それ以外の場合、特に滑らかな紙のような 仕上げが必要である場合は、以下で完全に述べるように、乾燥過程の後に圧密過 程及び／又は仕上げ過程を含む一つ以上の追加過程が続くことがある。圧密の場 合は、一般に、薄板に水分を残しておき、追加の圧密過程においてマトリックス が破砕しないようにするのが望ましい。しかし、乾燥過程の後に圧密過程が続か ない場合は、一般に、薄板の引っ張り強度及び靭性を最大限にするために、薄板 を更に仕上げる前に十分乾燥させるのが望ましい。 (c) 仕上げ 必要なキメ即ち表面仕上げを達成するために、無機物充填した薄板に圧密又は 仕上げを施すのが望ましいであろう。圧密工程では、薄板をより高密度化し、無 機物充填マトリックスから不必要な間隙及び欠陥を除去する。一般に、圧密工程 では、薄板がそれ以上伸長することはなく、また無機物充填マトリックスを粉砕 又は弱化することなしに、厚さを減少させ且つ密度を増加させた薄板が仕上がる 。 薄板を伸長させることなく、且つマトリックスを弱化させることなく圧密を達 成するためには、乾燥工程を制御して、圧密の段階で薄板に最適の水分が含まれ ていることが重要である。圧密ローラは減圧ローラに非常に似ているため、水を 過剰に含む薄板は、減厚ローラ間を通過する場合と同じように伸長するが、薄板 が十分乾燥している場合は、伸長ではなく圧密が起こる。 一方、過度に乾燥した薄板を圧密すると、弱い薄板が得られる。同じ意味で、 無機物充填した薄板が乾燥し過ぎて硬化すると、圧密したときに破砕してしまう 。マトリックスが破砕すると、破砕が微視的で肉眼では確認できない場合でも、 薄 板の最終強度が減少する。しかしながら、最適な水分を含んだ薄板は、伸長せず 圧密されるが破砕されない。 また、無機物充填した薄板を一対以上の仕上げローラ間に通過させることによ り、薄板の表面を更に変えることも望ましい。例えば、一対の「硬」及び「軟」 ローラ間に乾燥薄板を通過させることにより、片側又は両側の表面が滑らかな薄 板を作ることができる。軟ローラは、薄板が二つのローラ間を通過する速度に対 応する回転速度を有し、硬ローラは、それよりもかなり速い速度で回転する。そ の結果、乾燥薄板の表面が硬ローラ上を滑ることにより薄板が研磨され、従って 硬ローラに隣接した面がより滑らかとなる。 他の実施例において、仕上げローラは、網状又は格子目等、目的とする表面仕 上げを与えるための表面を有することが可能である。必要であれば、ローラを用 いて、ロゴ又は他のデザインを薄板表面に印字することもできる。すかし模様を 与えることができる特殊ローラは、他のローラに代わり単独で使用することが可 能である。 段ボール紙のひだのように薄板にひだを付けることを必要とする場合もある。 これは、半乾燥又は乾燥薄板を一対の波形ローラ間に通過させることにより達成 される。薄板の水分は、ひだ付け工程で薄板のマトリックスが損傷されることが ないように制御されなければならない。これは、蒸気を使用することで実行され 得る。 (d) ヒンジ形成、刻み目、ミシン目 場合によっては、薄板に刻み目、切り込み、又はミシン目を別に入れ、薄板を 容易に曲げたり折ったりするための線を定義することが望ましい場合がある。切 り込みは、切り込みプレスに設置された鋭利なナイフを用いて作ったり、又は連 続ダイ切断ローラを用いて達成することが可能である。刻み目は、刻み目ダイの 手段により薄板に設けることが可能である。最後に、ミシン目は、ミシン目ナイ フの手段により設けることが可能である。 刻み目、切り込み、又はミシン目の目的は、薄板内に「ヒンジ」を設け、刻み 目又はミシン目がない薄板では全く不可能な曲げ又は弾力を持たせることである 。場合によっては、複数の切り込み又はミシン目が必要な場合もある。 薄板内に刻み目線又はミシン目を入れると、いろいろな理由からより良い折り 線又はヒンジが得られる。第一に、薄板が自然に曲がる又は折れる個所を提供す る。第二に、刻み目を入れると、刻み目のところで薄板が他の部分より薄くなり 、薄板を曲げる時に長さ方向の伸長を減少させる。表面伸長が減少すると、折っ たり曲げたりする際にマトリックスが破砕する傾向が減少する。第三に、切り込 み又はミシン目があると、マトリックスの破砕が発生した時にマトリックス内に 制御された割れが形成される。 切り込み又はミシン目を付ける個所にはより多くの繊維を集中させた方が良い 場合もある。これは、切り込み又はミシン目の位置に対応した既定の時間間隔で 、繊維含有量がより多い無機物充填した材料を含んだ第二層を共に押し出し成形 することにより達成することが可能である。 無機物充填した薄板は、刻み目又はミシン目の工程中、十分乾燥した状態又は 半乾燥の状態であるのが望ましい。これは、切り込みから湿潤材料が混入して刻 み目又はミシン目が閉じるのを防止するのに望ましい。切り込み及びミシン目は 、マトリックスの一部を通して切り込まれるため、刻み目又はミシン目の工程に より薄板が損傷することなく、薄板を完全に乾燥させることができる。しかしな がら、薄板表面に刻み目を切断ではなくプレスする場合、薄板は、マトリックス の転位のために破砕されないよう十分に湿潤している必要がある。 薄板（1mm未満）が切り込まれる際、ほとんどの場合は、薄板の厚さに対する 相対的な刻み目の深さは約10％乃至約50％の範囲である、更に望ましくは約20％ 乃至約35％の範囲である。厚めの薄板の場合は、厚めの薄板の曲がり性が減少す るため、刻み目は通常より深くなる。 (e) 印字及び保存 薄板の表面に、印字又は他の刻印を施すことが必要な場合がある。これは、紙 又は段ボール製品の印刷に関する技術分野においては既知の印字手段を用いて達 成することが可能である。薄板は、紙又は段ボールのように比較的高い多孔性を 有するため、付けられたインクは素早く乾燥する傾向がある。更に、ステッカー 、ラベル、又は他の刻印が、この技術分野においては既知の方法で、無機物充填 した薄板に付着又は接着することが可能である。 最後に、ほぼ硬化した薄板は、容器又は他の物体を形成するためにすぐに使用 したり、又は必要となるまで、例えばロール状に巻いたり、個々の薄板を切って 積み重ねたりして保存することが可能である。 前述の工程に従って製造された無機物充填した薄板は、紙又は段ボールのよう に使用することが可能であり、紙や段ボールに現在使用されている製造装置を用 いて限りがないくらい多様な容器又はその一部を製造することが可能である。 (f) 乾燥薄板から構成要素の形成 本発明の密閉可能で液体漏れのない容器の構成要素の多く又は全ては、乾燥薄 板から形成することができる。容器の形状及び機能は、用いる乾燥薄板形成法の 種類で決定される。例えば、容器又はその一部がほぼ円筒状又は湾曲している場 合、無機物充填した乾燥薄板は、その乾燥薄板をらせん状に巻くか又は包旋状に 巻くことにより、空洞筒又は空洞のある物体にすることが可能である。カートン 等の箱型容器が必要な場合は、薄板を折ったり曲げたりして目的の容器に形成す ることが望ましい。 図３に描写されている容器の空洞部12は、無機物充填した乾燥薄板をらせん状 に巻いて形成することができる。らせん状に巻くことにより空洞部12を形成する には、細長い薄板の片側をワックス等の潤滑剤で被膜し、マンドレルの周りにら せん状に巻く。図３に描写されているように、一回転毎に薄板の一端が前回マン ドレルに巻かれた薄板の反対側の一端と重なる。巻きの角度は、マンドレルの法 線方向から15℃が望ましい。角度の大きさは、容器の最適な弾性及び引っ張り強 度に影響する。 無機物充填した薄板の第二層が、強度を増大させるために同様の方法で第一層 の上に巻くことができる。図３に示すように、第二層50もまたマンドレルの法線 方向から15℃の角度をなす方向に向くのが望ましいが、反対方向に巻いて、第一 層48と第二層50と約30℃の角度をなすようにする。接着剤が第二層50の底部即ち 内部表面に付けられ、第二層50が第一層48の外側表面に接着される。連続繊維即 ちフィラメント巻き52は、強度を増すために使用することが可能である。図３に 示すように、Kelvar、ポリアラマイト（polyaramite）、グラスファイバー、カ ーボンファイバー、セルロース系繊維といった連続繊維52を薄板に加え、第一層 48と第二層50との間に挟むことが可能である。連続繊維の適用角度を制御すると 、補強の最適ベクトルを制御できる。連続繊維を補強用として使用すると、混合 物に添加する繊維の量を低減することができる。 湾曲した空洞部を形成するもう一つの方法は、無機物充填した乾燥薄板を包旋 状に巻いて、図4に描写されている空洞部12を形成することである。容器の側壁 は薄板を必要な長さ及び幅に切断し、その薄板を一方向に丸めて空洞筒を形成し 、相対する縁を重ね合わせから適切な接着剤で接着して、図4に描写されている 空洞部12を製造する。望ましくは、薄板の一方向における寸法が空洞筒の縦軸方 向に沿った長さに相当し、薄板のもう一方の方向における寸法が空洞部12の円周 の長さに相当するのが望ましい。底部が側壁に適合して空洞部が完了する。この 工程は、紙コップ産業の場合と同じように、量産用として機械化することが可能 である。 箱型構造物を形成するように無機物充填した薄板を折ったり丸めたりして形成 される容器の例は、図9A、9B、10Ａ、及び10Ｂに描画されている。図9A、9B、10 Ａ、及び10Ｂに示されている容器は、しばしば果実ジュース及び牛乳に利用され る。図9A、9B、10Ａ、及び10Ｂに示されているように、容器は、紙組成物からそ のような容器を形成する際に利用されるのと同じ工程及び機械を用いて形成する ことが可能である。液体又は固体の物質をそのような折り込まれた容器の上部開 口を通じて入れた後に、開口が密閉される。保存された物質は、従来の牛乳パッ クに利用されている方法と類似の方法で、図9A及び9Bから取り出せる。図10Ａ及 び10bBにおいて、保存された材料は、薄膜で覆われた開口をストローで貫通させ ることにより取り出せる。また、ストローも無機物充填した乾燥薄板で製造する ことが可能である。以下で議論するように、薄板は他の材料でラミネート又は被 膜することができ、裏打ちも同様に利用することができる。 図9A及び10Ａに描写されている容器の重複部分は、接着剤を用いて密閉するこ とが可能である。図9B及び10Ｂで描写された容器の重複部分はハーメチックシー ルすることが可能である。ハーメチックシールされた重複部分は、圧着又はクリ ンプすることができる。図9C及び10Ｃは、ハーメチックシールされた重複部分断 面を示す。デンプンは正しい環境下で熱塑性材料として機能するため、デンプン 系バインダーを十分含んだ薄板は、ある程度の熱塑性的な振舞いを呈し得る。薄 板の重複部分を加熱することにより、デンプンが融解してからガラス転移温度以 下に冷却するような手段を以って、薄板間に接着性の結合を作り出すことが可能 である。無機物充填した湿潤薄板は、有機バインダーの種類及び濃度に応じてあ る程度の自己接着性を呈し得る。 乾燥薄板から容器を形成する前述の方法は、紙技術分野において最もよく利用 される方法のうちの一つではあるが、薄板から容器を形成する方法はすべて、本 発明の無機物充填した薄板に適応して使用することができるという点を理解すべ きである。更に、無機物充填した薄板独自に適応された方法も利用することが可 能である。例えば、他の材料とは異なり、僅かに湿潤した無機物充填薄板は接着 性を呈すことがあり、それ自体又は他の無機物充填薄板を結合することが可能で ある。 ５．押し出しによる構成要素の形成 図５に示されている容器の空洞部12は、別の方法として、押し出し工程により 直接形成することも可能である。無機物充填した適切な混合物を調製した後、押 し出し成形機に入れ、伸長した空洞筒を生成するように設定したダイを通じて押 し出し、複数個に切断できるような空洞部12を得ることが可能である。筒が安定 した筒形状に押し出された後は、通常、それを加熱して蒸発により十分な量の水 を除去するという加速的な方法で乾燥させることができる。その後、筒を個々の 空洞部12に切断する。この空洞部12は、本明細書にこれまで記述した方法で、完 成した容器を形成するように各種閉鎖手段14及び底部18と結合させることができ る。 連続繊維即ちフィラメントは、補強として筒と同時に押し出すことが可能であ る。連続繊維を同時に押し出するために、押し出し成形機内の逆方向に回転する 円盤を利用して、十字交差模様のフィラメントオーバーレイを達成することが可 能である。回転速度及び前進押し出し速度を制御すると、フィラメントの巻き角 を調節することができる。この角度を制御することにより、最適の弾性及び引っ 張り強度が達成される。更に、繊維間の間隔を変更して、強度を変化させること が可能である。繊維間の間隔を適切にすると、目的の強度を得ながらも、利用す る繊維の量を制限することができる。 無機物充填した混合物から容器を形成する前述の方法は、前述の二種類以上の 製造方法の有益な強度及び構造的特性を得られるように、組み合わせられること を理解すべきである。例えば、無機物充填した薄板は、押し出された又は成形さ れた筒又は空洞部の周囲で、包旋状又はらせん状に巻くことができる。もう一つ の例は、押し出された又は成形された筒又は空洞部に三層ラミネートを施し、こ のうち内部及び中間層はらせん状又は包旋状に巻かれた薄板で、外部層は中間層 のらせん巻きと十字交差するようにらせん状又は包旋状に巻かれた別の薄板であ る。 Ｄ．容器の追加処理工程 容器の各種構成要素を形成している間又は形成後、それらの構成要素は、選択 可能ないくつかの追加処理段階に通して、それから容器に組み立てることが可能 である。選択可能な工程には、構成要素又は容器の被膜、裏打ちの取り付け、無 機物充填した乾燥薄板のラミネート化、及び印字又は他の刻印を施すことが含ま れる。これらの選択可能な工程は、構成要素を容器に組み立てる前後に適用され 得る。 １．被膜、ラミネート、裏打ち 容器の表面特性は、容器の被膜、ラミネート作成、裏打ちの利用といったいく つかの方法で変えることが可能である。これらは、容器の引っ張り強度の増大及 び容器の液体及び気体に対する不透過性障壁としての機能の向上するために使用 することができる。更に、アルカリ溶液、酸性溶液、糖溶液、又は油性溶液に対 する保護を提供し得る。また、滑らかで光沢のある表面も提供する。これらは、 特に容器に形成された乾燥薄板の曲げ線又は折り線において、無機物充填マトリ ックスを補強する。また、被膜は、容器の耐候性を向上し、破砕した容器の形状 維持能力を提供し得る。 被膜のいくつかは、薄板形成時又は直接成形工程中に製造品の表面に施すこと ができ、この場合、その工程は「オンマシン」工程である。 オンマシン工程において、被膜は液体、ゲル、又は薄膜で施すことが可能であ る。無機物充填した混合物が形成され、少なくともその一部が乾燥した後に被膜 を施すのが望ましいこともあり、この場合、この工程は「オフマシン」工程であ る。 通常、被膜工程の目的は、容器又はその要素の表面に均一の薄膜を達成し、欠 陥を最小限にすることである。特定の被膜工程の選択は、基板変数並びに被膜形 成変数の数に依存する。基板変数には、製造品のマトリックスの強度、湿潤度、 多孔度、密度、滑らかさ、及び均一性が含まれる。被膜形成変数には、全固体含 有物、溶剤ベース（水溶性及び揮発性を含む）、表面張力、及びレオロジーが含 まれる。この技術分野では既知である、本発明の無機物充填した薄板又は製造品 を皮膜するために使用可能な皮膜工程には、スプレー、ブレード、パッドル、エ アーナイフ、印字、及びグラビア被膜がある。被膜量は、スプレー量、又は構成 要素がスプレー下に置かれる時間、或いはその両方により制御される。更に、被 膜は、被膜工程を押し出し工程と統合するために、容器の要素と共に同時に押し 出すことが可能である。 場合によっては、エラストマー状又は変形可能な被膜であることが望ましい。 皮膜の中には、折り込まれた容器のヒンジ等、無機物充填した材料を激しく曲げ るような個所を強化するために利用されるものもある。そのような場合には、曲 げ易く、多分にエラストマー状の被膜が望ましいでこともある。例えば、容器が 清涼飲料又はジュースといった酸性物質を多く含有する食品又は飲料にさらされ る場合は、耐酸性が重要である。容器を塩基材料から保護することが望ましい場 合には、紙容器を被膜するのに使用されるような適切な高分子又はワックスで容 器を被膜することが可能である。これらの被膜以外に、米国食品医薬品局（FDA ）が認可した被膜材料はすべて、関係する応用に応じて機能するであろう。 例えば、FDA認可の被膜には珪酸ナトリウムがあり、これは耐酸性である。多 くの珪酸ベースの被膜は、不透過性障壁を提供し、且つ耐酸性である。珪酸塩の 多くは、水に非常に溶けにくい珪酸を形成するために、酸と共に処理することが できる。オルソ珪酸塩及びシロキサンは、硬化した無機物充填マトリックスの孔 を塞ぐ傾向があるため、容器被膜には特に有益である。更に、有機高分子分散、 薄膜、及び繊維中のコロイド状シリカから有益な被膜を得ることができる。これ らの被膜成分は耐水性の障壁を提供し、容器の硬さ及び耐性を向上させる。 生物分解性プラスチックは、特に有益な被膜を提供する。乳酸重合体及びBipo lといった生物分解性プラスチックは、液体及び気体に対する障壁を提供し、水 及び酸性溶液には溶けない。 もう一つの有益な被膜材料は炭酸カルシウムであり、これには塩基に対する耐 性があり、容器の表面に印字又は刻印を施すことも可能である。他の適切な被膜 には、アクリル樹脂、ポリアクリル酸塩、ポリウレタン、メラミン、ポリエチレ ン、合成高分子、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルセルロース・ポ リエチレングリコール、カオリン、粘土、Zein、ポリビニル塩化物、ポリビニル アルコール、乳酸重合体、ポリビニルアセテート、セラミック、ワックス（蜜蝋 、パラフィン又は石油系ワックス等）が含まれる。 本発明の容器の表面に施すことができるもう一つの被膜タイプは、容器の内部 又は外部へ熱を反射させるための反射被膜である。そのような反射被膜は、この 技術分野においては周知であるが、無機物充填した容器に対する応用は新しいも のである。 裏打ちは、被膜と同じ目的の多くを提供するが、被膜がスプレー、浸け等によ り施されるのに対し、裏打ちは連続した薄板として適用される。ポリエチレン等 のプラスチックの裏打ちが、様々な溶液に対する不透過性及び不溶性等の特性を 達成するために利用され得る。また、薄膜裏打ちも利用することができる。 如何なる種類の熱塑性被膜も、容器の内部でブロー成形することが可能である 。裏打ちの新しい種類として、陽気の内側に薄いガラスをブロー成形することが 挙げられる。その場合、容器は、新たにブロー成形されたガラス又は熱塑性物質 が従うモールド型又は形成物として振舞う。ガラス及び熱塑性被膜は、酸及び／ 又は塩基及び薬品の全てのタイプに耐性がある。特にガラスは、他の被膜タイプ に触れると味が変わることが知られている飲料又は食品の味を保護するのに役立 つ。 ラミネートは裏打ちに似ており、薄板、被膜、裏打ちの多層を含み、少なくと も一層は本発明の無機物充填した材料から形成される。ラミネートにより、内部 が被膜又は裏打ちされた容器を製造することが可能になり、外部が被膜又は裏打 ちされた容器とは異なる特性を有する。 ２．印字 製造工程におけるもう一つの任意選択過程は、オフセット、バンダム(Van Dam )、レーザ、直接転移接触、及びサーモグラフィック等の従来のプリンタを使用 して容器に印字又は模様を施すことである。更に、レリーフ印刷、凹刻印刷、ス テンシル印刷、ホットスタンプを利用することも含まれる。本質的に、どのよう な手作業又は機械による手段でも使用することが可能である。勿論、ここで開示 されているような無機物充填した材料は、特に印字工程には好適である。更に、 ステッカー、ラベル、又は他の刻印を、この技術分野において既知の方法を用い て容器に付着又は接着することが可能である。上述のように、政府認可の被膜に より容器を被膜することは本発明の範囲内であり、その大部分は刻印のために現 在使用されており、且つうまく適合されている。 ３．構成要素から容器への組み立て 構成要素から容器への組み立ては、食品、飲料、又は他の製造品を本発明の容 器に「瓶詰め」又は「パッケージ」する工程の一部として発生する場合がある。 例えば、図１に示されている容器に対し、この技術は、基本レベルにおいて、空 洞部12をコンベヤーで第一ステーションまで移送し、そこで空洞部12に既定量の 飲料を充填するというように応用される。次に、空洞部12は、更にコンベヤーで 第二ステーションまで移送され、そこで空洞部12の外部ねじ山22に適切な接着剤 が塗布され、充填された空洞部12の上部に空洞部12を回転させ且つ／又は上部24 を相対的に回転させることにより上部24をねじ込む。最後に、容器はコンベヤー で第三ステーションまで更に移送され、そこで上部24にキャップ26を回転させ且 つ／又は上部24を相対的に回転させることによりキャップ26をねじ込む。又は、 上部24及びキャップ26を最初に組み立てておき、その後に空洞部12に組み合わせ ることも可能であろう。 無機物充填した組成物から直接成形された容器に対する可能な方法についての 詳細な議論は、同時申請の第08/218,967号、同時申請の第08/353,543、及び同時 申請の第08/288,667に見出すことができ、既に参照文献とされている。更に、大 量に無機物充填した薄板からの容器製造に対する議論は、同時申請の第08/154,8 24号に見出され、これは米国特許第5,506,046号として1996年４月９日に発行さ れており、既に参考文献とされている。更に、密閉可能な容器に形成することが 可能な、大量のデンプンを含んだ薄板の製造に関する議論は、同時申請の第08/6 31,676号（発明の名称：Methods for Manufacturing Molded Sheets Having a H igh Starch Content）に見出され、これは1996年４月９日付けでPer Just And e rsen，Ph.D.、Shaode Ong，Ph.D.、Bruce J．Christensen，Ph.D．、及びSimon K．Hodsonの連名で提出されている。この最後の応用もまた参考文献とされてい る。 密閉可能な容器を直接成形する、又は密閉可能な容器にされる薄板を製造する のに使用され得る、いろいろな組成物の特定例は、前述の応用のそれぞれで特定 的に見出され、本明細書の「関連した応用」の節に記述されているそれぞれの応 用例に一般的に見出される。 Ｖ．発明のまとめ 前述から、保存、取り出し、及び従来の容器が利用される他の任意の目的に対 し、新しい容器を提供するものである。特に、本発明は、有機バインダー、繊維 、及び任意に選択することが可能な無機物充填材を含んだ組成物から、容易に且 つ経済的に形成される容器を製造するための方法及び容器に関係する。 本発明は、比較的廉価に製造することが可能な新しい容器及び方法を提供する ものである。 また、本発明は、環境に多大な影響を及ぼさず、森林伐採をせず、紙製品製造 に関与する排水を発生させず、紙製品に付随する紙製品再利用及び土地埋め立て に関連する複雑化を生じない、新しい容器及びその製造方法を提供するものであ る。 更に、本発明は、最終的には土壌に廃棄することが可能な、土壌との適合性を 持つ化学組成を含んだ、新しい容器及びその製造方法を提供するものである。 更に、本発明は、既定の望ましい特性及び品質を備えた無機物充填マトリック スを有する新しい容器及びその製造方法を与えるものである。望ましいと考えら れる特性及び品質には、材料の損失又は変性が最小限に抑えられながらも廉価で 安全な方法により達成される仕方で材料を保存及び保護する機能が含まれる。こ れらの特性及び品質の中には、容器内外部間の差圧に対する耐性、縦方向及び横 方向の大きな内部圧力応力に対する耐性、大きな引っ張り強度、最小限の気体及 び液体の透過性、内容物の酸化を生じる酸素侵入の最小化、飽和炭酸の損失の最 小化、内容物の異味発生の最小化、材料のpHレベルに起因する腐食の最小化が含 まれる。また、容器の製造、配給、及び利用に関して、容器が軽量、肉薄、廉価 、及び安全であることが望ましい。 更に、本発明は、無機物充填した材料から商業的に形成することが可能で、且 つ成形安定性が用意に得られ、そのため外部支持体が無くても形状が維持され形 成後すぐに処理できるような、新しい容器及びその製造法を提供する。 更に、本発明は、形成装置に付着せず、且つ形成直後に形成装置から容器の劣 化なしに取り外しが可能な、新しい容器及びその製造方法を提供する。 また、本発明は、既に容器製造に使用されている手順及び装置を用いて製造す る、新しい容器及びその製造方法を提供する。 本発明は、密閉可能で液体漏れがなく又は耐圧性がある容器の量産費用を低減 させる組成物及び方法を提供する。 更に、本発明は、比較的大量の天然鉱物充填材を有するにも拘わらず、従来の 粘土セラミックと比較して比較的軽量で肉薄の容器に製造することが可能である ような組成物を提供する。 更に、本発明は、水又は一般に使い捨てパッケージ容器が遭遇する他の劣化要 因にさらされた場合、容易に劣化する容器を提供するものである。 本発明は、その精神又は本質的な特徴から遺脱することなしに他の特定の形で 実施することが可能である。ここで記述された実施例は、全ての点について説明 を目的とするものであり、限定的なものではないと考えるべきである。従って、 本発明の範囲は、前述の記述ではなく、添付されている請求項目により示される 。請求項目と同等な意味又は範囲内における変更は全て、本発明の範囲内に包括 される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成９年１１月５日（１９９７．１１．５） 【補正内容】 請求の範囲 １．液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品であって、少な くとも密閉可能な容器の大部分が無機物充填した混合物から成形された無機物 充填マトリックスから成り、前記無機物充填した混合物は、 水と、 多糖類、タンパク質、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群よ り選ばれる有機高分子バインダーと、 前記混合物内にある固体物の約20重量％乃至約90重量％の範囲の濃度を有す る無機物骨材充填材と、 繊維性材料とを含み、 ここで、前記繊維性材料は、前記無機物充填マトリックスの内部全体に十分 均一に分散し、該無機物充填マトリックスはその中にある固体物の少なくとも 約５重量％の量の有機物成分を含み、該無機物充填マトリックスは約１cm未満 の厚さを有する、液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品 。 ２．液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品であって、少な くとも密閉可能な容器の大部分が無機物充填マトリックスを有する薄板から成 り、前記マトリックスは、 多糖類、タンパク質、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群よ り選ばれる有機高分子バインダーと、 前記無機物充填マトリックス内にある固体物の約20重量％乃至約90重量％の 範囲の濃度を有する無機物骨材充填材と、 前記無機物充填マトリックスの全体を通して十分均一に分散された繊維性材 料とを含み、 ここで、該無機物充填マトリックスはその中にある固体物の少なくとも約５ 重量％の量の有機物成分を含み、該無機物充填マトリックスは約５mm未満の厚 さを有する、液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品。 ３．液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品であって、少な くとも密閉可能な容器の大部分がデンプン結合した薄板から成り、前記デンプ ン結合した薄板は、 該デンプン結合した薄板内にある固体物の約５重量％乃至約90重量％の範囲 の量のデンプン、及び該デンプン結合した薄板内にある固体物の約0.5重量％ 乃至約10重量％の範囲の量のセルロースエーテルを含む結合マトリックスと、 該デンプン結合した薄板内にある固体物の約３重量％乃至約40重量％の範囲 の量の繊維と、 該デンプン結合した薄板内にある固体物の約０重量％乃至約90重量％の範囲 の量の任意に選択可能な無機物充填材とを含み、 ここで、該デンプン結合した薄板は約１cm未満の厚さ及び約0.5g/cm³を超え る密度を有する、液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品 。 ４．前記水は、前記無機物充填した混合物の約５重量％乃至約80重量％の範囲の 量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 ５．前記水は、前記無機物充填した混合物の約10重量％乃至約70重量％の範囲の 量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 ６．前記水は、前記無機物充填した混合物の約20重量％乃至約50重量％の範囲の 量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 ７．前記有機高分子バインダーは、前記無機物充填した混合物内にある固体物の 約１重量％乃至約60重量％の範囲の量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 ８．前記有機高分子バインダーは、前記無機物充填した混合物内にある固体物の 約２重量％乃至約30重量％の範囲の量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 ９．前記有機高分子バインダーは、前記無機物充填した混合物内にある固体物の 約５重量％乃至約20重量％の範囲の量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 10．前記有機高分子バインダーは、メチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ キシメチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロー ス、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルプロ ピルセルロース、及びこれらの混合物又は誘導物から成る群より選ばれるセル ロース系材料から成る、請求項１に記載の製造品。 11．前記有機高分子バインダーは、アミロペクチン、アミロース、シーゲル、デ ンプンアセテート、デンプンヒドロキシエチルエーテル、イオンデンプン、長 鎖アルキルデンプン、デキストリン、アミノデンプン、燐酸塩デンプン、ジア ルデヒドデンプン、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選 ばれるデンプンベースの材料から成る、請求項１に記載の製造品。 12．前記有機高分子バインダーは、プロラミン、コラーゲン、ゼラチン、膠、カ ゼイン、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれるタン パク質ベースの材料から成る、請求項１に記載の製造品。 13．前記有機高分子バインダーは、アルギン酸、海藻コロイド、アガー、アラビ アゴム、グアールゴム、イナゴマメゴム、梧桐ゴム、トラガカントゴム、及び これらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれる多糖類から成る、 請求項１に記載の製造品。 14．前記無機物充填した混合物は合成有機高分子を含む、請求項１に記載の製造 品。 15．前記合成有機高分子は、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、 ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸、ポリア クリル酸塩、ポリビニルアクリル酸、ポリビニルアクリル酸塩、ポリアクリル イミド、乳酸重合体、酸化エチレン重合体、合成粘土、ラテックス、及びこれ らの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれる、請求項14に記載の製 造品。 16．前記無機物骨材充填材は、前記無機物充填した混合物内にある固体物の約20 重量％乃至約80重量％の範囲の量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 17．前記無機物骨材充填材は、前記無機物充填した混合物内にある固体物の約30 重量％乃至約70重量％の範囲の量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 18．前記無機物骨材充填材は、前記無機物骨材充填材の既定の粒子充填密度を達 成すべく寸法が最適化された個々の粒子から成る、請求項１に記載の製造品。 19．前記無機物骨材充填材は、前記無機物骨材充填材の密度を減少させ、且つ断 熱機能を向上させる軽量骨材から成る、請求項１に記載の製造品。 20．前記軽量骨材は、パーライト、バーミキュライト、中空ガラス球、多孔性セ ラミック球、クソノトライト(xonotlite)、エーロゲル、キセロゲル、卓状ア ルミナ、膨張粘土、軽量膨張地質学的物質、軽石、微小球体、及びこれらの混 合物から成る群より選ばれる、請求項19に記載の製造品。 21．前記無機物骨材は、粘土、石膏、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、燻状シ リカ、アルミナ、金属、砂、砂利、砂岩、石灰岩、水硬セメント粒子、カルシ ウムアルミネート、ガラス球、及びこれらの混合物から成る群から選ばれる、 請求項１に記載の製造品。 22．前記無機物充填した混合物は更に、種、デンプン、ゼラチン、高分子、コル ク、アガー材料、プラスチック球、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物か ら成る群より選ばれる有機骨材を含む、請求項１に記載の製造品。 23．前記無機物充填した混合物は更に水硬化製材料を含む、請求項１に記載の製 造品。 24．前記繊維性材料は、前記無機物充填した混合物内にある固体物の約0.5重量 ％乃至約60重量％の範囲の量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 25．前記繊維性材料は、前記無機物充填した混合物内にある固体物の約２重量％ 乃至約40重量％の範囲の量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 26．前記繊維性材料は、前記無機物充填した混合物内にある固体物の約５重量％ 乃至約20重量％の範囲の量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 27．前記繊維性材料は天然有機繊維から成る、請求項１に記載の製造品。 28．前記天然有機繊維は、インドアサ繊維、サイザル材繊維、綿繊維、バガス繊 維、マニラアサ繊維、アマ繊維、南方産松材繊維、南方産堅材繊維、及びこれ らの混合物から成る群より選ばれる、請求項27に記載の製造品。 29．前記繊維性材料は無機繊維から成る、請求項１に記載の製造品。 30．前記無機繊維は、ガラスファイバー、シリカファイバー、セラミックファイ バー、グラファイトファイバー、金属ファイバー、及びこれらの混合物から成 る群より選ばれる、請求項29に記載の製造品。 31．前記繊維性材料は合成有機繊維から成る、請求項１に記載の製造品。 32．前記合成有機繊維は、プラスチック繊維、ポリアラミド(polyaramide)繊維 、 乳酸重合体繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、及びこれらの混合 物から成る群より選ばれる、請求項31に記載の製造品。 33．前記繊維性材料は、約10:1より大きなアスペクト比を有する個々の繊維から 成る、請求項１に記載の製造品。 34．前記繊維性材料は、約100：1より大きなアスペクト比を有する個々の繊維か ら成る、請求項１に記載の製造品。 35．前記繊維性材料は連続的な繊維を含む、請求項１に記載の製造品。 36．前記連続的な繊維は、密閉可能な容器の無機物充填マトリックスの周囲に巻 かれる、請求項35に記載の製造品。 37．前記連続的な繊維は、密閉可能な容器の無機物充填マトリックス内に埋め込 まれる、請求項35に記載の製造品。 38．前記連続的な繊維は、らせん状に巻かれる、請求項35に記載の製造品。 39．前記繊維性材料は、繊維性のメッシュ、マット、及び織物から成る群より選 ばれる、請求項１に記載の製造品。 40．前記無機物充填マトリックスは約５mm未満の厚さを有する、請求項１に記載 の製造品。 41．前記無機物充填マトリックスは約３mm未満の厚さを有する、請求項１に記載 の製造品。 42．前記無機物充填マトリックスは約１mm未満の厚さを有する、請求項１に記載 の製造品。 43．前記液体漏れのない障壁は耐圧であり、前記密閉可能な容器は内部及び外部 を有し、前記無機物充填マトリックスは前記密閉可能な容器の内部と外部との 間における約10Mpaまでの差圧に耐えことができる、請求項１に記載の製造品 。 44．更に、前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一部 の表面において被膜を含む、請求項１に記載の製造品。 45．前記被膜は、気体を透過させないように前記無機物充填マトリックスの部分 に施す、請求項44に記載の製造品。 46．前記被膜は、液体を透過させないように前記無機物充填マトリックスの部分 に施す、請求項44に記載の製造品。 47．前記被膜は、前記無機物充填マトリックス部分を強化する、請求項44に記載 の製造品。 48．前記被膜は、珪酸ナトリウム、オルソ珪酸塩、シロキサン、有機高分子分散 内のコロイド状シリカ、薄膜内のコロイド状シリカ、繊維内のコロイド状シリ カ、炭酸カルシウム、カオリン粘土、セラミック、及びこれらの混合物から成 る群から選ばれる、請求項44に記載の製造品。 49．前記被膜は、生物分解性プラスチック、アクリル樹脂、ポリアクリル酸、ポ リウレタン、メラミン、ポリエチレン、合成高分子、ヒドロキシプロピルメチ ルセルロース、エチルセルロース、ポリエチレングリコール、プロラミン、ポ リビニル塩化物、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、乳酸重合体 、ワックス、及びこれらの混合物から成る群から選ばれる、請求項44に記載の 製造品。 50．更に、前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一部 の表面において裏打ちを含む、請求項１に記載の製造品。 51．前記裏打ちはブロー成形されたガラスから成る、請求項50に記載の製造品。 52．更に、前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一部 の表面においてラミネートされた材料を含む、請求項１に記載の製造品。 53．前記密閉可能な容器は缶から成る、請求項１に記載の製造品。 54．前記密閉可能な容器はカートンから成る、請求項１に記載の製造品。 55．前記密閉可能な容器は箱から成る、請求項１に記載の製造品。 56．前記密閉可能な容器は瓶から成る、請求項１に記載の製造品。 57．前記密閉可能な容器は広口瓶から成る、請求項１に記載の製造品。 58．前記密閉可能な容器は袋から成る、請求項１に記載の製造品。 59．前記密閉可能な容器は円形断面を有する、請求項１に記載の製造品。 60．前記密閉可能な容器は矩形断面を有する、請求項１に記載の製造品。 61．前記密閉可能な容器は正方形断面を有する、請求項１に記載の製造品。 62．前記密閉可能な容器は楕円断面を有する、請求項１に記載の製造品。 63．前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一部はヒン ジである、請求項１に記載の製造品。 64．前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉するための前記空洞部の前記開口にかみ 合う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項１に記載の製造品。 65．前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉したり、物質を取り出したり、前記密閉 可能な容器内に物質を再密閉したりするための前記空洞部の前記開口にかみ合 う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項１に記載の製造品。 66．前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉したり、物質を取り出したりするための 前記空洞部の前記開口にかみ合う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項１に記載の製造品。 67．前記空洞部の前記底部は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物から 成る群より選ばれる材料から成る、請求項66に記載の製造品。 68．前記空洞部の前記側壁は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物から 成る群より選ばれる材料から成る、請求項66に記載の製造品。 69．前記閉鎖手段は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物から成る群よ り選ばれる材料から成る、請求項66に記載の製造品。 70．前記空洞部の前記底部及び前記空洞部の前記側壁は一体的に形成される、請 求項66に記載の製造品。 71．前記閉鎖手段は蓋から成る、請求項66に記載の製造品。 72．前記閉鎖手段は薄膜の覆いから成る、請求項66に記載の製造品。 73．前記閉鎖手段は、 円錐部分及びノズル部分を有する上部と、 キャップと から成る、請求項66に記載の製造品。 74．前記キャップは内部ねじ山を有し、且つ前記上部の前記ノズル部分は前記キ ャップの前記内部ねじ山とかみ合い密閉状態を作り出すように構成される相補 的な外部ねじ山を有する、請求項73に記載の製造品。 75．前記キャップはクリンプされた瓶キャップである、請求項73に記載の製造品 。 76．前記閉鎖手段は平坦なカバー及びプルトップから成る、請求項66に記載の製 造品。 77．前記閉鎖手段は上部及びスプレー機構から成る、請求項66に記載の製造品。 78．前記有機高分子バインダーは、前記無機物充填マトリックス内にある固体物 の約１重量％乃至約60重量％の範囲の量で含まれる、請求項２に記載の製造品 。 79．前記有機高分子バインダーは、前記無機物充填マトリックス内にある固体物 の約２重量％乃至約30重量％の範囲の量で含まれる、請求項２に記載の製造品 。 80．前記有機高分子バインダーは、前記無機物充填マトリックス内にある固体物 の約５重量％乃至約20重量％の範囲の量である、請求項２に記載の製造品。 81．前記有機高分子バインダーは、メチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ キシメチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロー ス、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルプロ ピルセルロース、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ば れるセルロース系材料から成る、請求項２に記載の製造品。 82．前記有機高分子バインダーは、アミロペクチン、アミロース、シーゲル、デ ンプンアセテート、デンプンヒドロキシエチルエーテル、イオンデンプン、長 鎖アルキルデンプン、デキストリン、アミノデンプン、燐酸塩デンプン、ジア ルデヒドデンプン、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選 ばれるデンプンベースの材料から成る、請求項２に記載の製造品。 83．前記有機高分子バインダーは、プロラミン、コラーゲン、ゼラチン、膠、カ ゼイン、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれるタン パク質ベースの材料から成る、請求項２に記載の製造品。 84．前記有機高分子バインダーは、アルギン酸、海藻コロイド、アガー、アラビ アゴム、グアールゴム、イナゴマメゴム、梧桐ゴム、トラガカントゴム、及び これらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれる多糖類から成る、 請求項２に記載の製造品。 85．前記無機物充填した混合物は合成有機高分子を含む、請求項２に記載の製造 品。 86．前記合成有機高分子は、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、 ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸、ポリア クリル酸塩、ポリビニルアクリル酸、ポリビニルアクリル酸塩、ポリアクリル イミド、乳酸重合体、酸化エチレン重合体、合成粘土、ラテックス、及びこれ らの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれる、請求項85に記載の製 造品。 87．前記無機物骨材充填材は、前記無機物充填した混合物内にある固体物の約20 重量％乃至約80重量％の範囲の量で含まれる、請求項２に記載の製造品。 88．前記無機物骨材充填材は、前記無機物充填した混合物内にある固体物の約30 重量％乃至約70重量％の範囲の量で含まれる、請求項２に記載の製造品。 89．前記無機物骨材充填材は、前記無機物骨材充填材の既定の粒子充填密度を達 成すべく寸法が最適化された個々の粒子から成る、請求項２に記載の製造品。 90．前記無機物骨材充填材は、前記無機物骨材充填材の密度を減少させ、且つ断 熱機能を向上させる軽量骨材から成る、請求項２に記載の製造品。 91．前記軽量骨材は、パーライト、バーミキュライト、中空ガラス球、多孔性セ ラミック球、クソノトライト(xonotlite)、エ一ロゲル、キセロゲル、卓状ア ルミナ、膨張粘土、軽量膨張地質学的物質、軽石、微小球体、及びこれらの混 合物から成る群より選ばれる、請求項90に記載の製造品。 92．前記無機物骨材は、粘土、石膏、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、燻状シ リカ、アルミナ、金属、砂、砂利、砂岩、石灰岩、水硬セメント粒子、カルシ ウムアルミネート、ガラス球、及びこれらの混合物から成る群より選ばれる、 請求項２に記載の製造品。 93．前記無機物充填した混合物は更に、種、デンプン、ゼラチン、高分子、コル ク、アガー材料、プラスチック球、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物か ら成る群より選ばれる有機骨材を含む、請求項２に記載の製造品。 94．前記無機物充填した混合物は更に水硬化製材料を含む、請求項２に記載の製 造品。 95．前記繊維性材料は、前記無機物充填マトリックス内にある固体物の約0.5重 量％乃至約60重量％の範囲の量で含まれる、請求項２に記載の製造品。 96．前記繊維性材料は、前記無機物充填マトリックス内にある固体物の約２重量 ％乃至約40重量％の範囲の量で含まれる、請求項２に記載の製造品。 97．前記繊維性材料は、前記無機物充填マトリックス内にある固体物の約５重量 ％乃至約20重量％の範囲の量で含まれる、請求項２に記載の製造品。 98．前記繊維性材料は天然有機繊維から成る、請求項２に記載の製造品。 99．前記天然有機繊維は、インドアサ繊維、サイザル材繊維、綿繊維、バガス繊 維、マニラアサ繊維、アマ繊維、南方産松材繊維、南方産堅材繊維、及びこれ らの混合物から成る群より選ばれる、請求項98に記載の製造品。 100.前記繊維性材料は無機繊維から成る、請求項２に記載の製造品。 101.前記無機繊維は、ガラスファイバー、シリカファイバー、セラミックファイ バー、グラファイトファイバー、金属ファイバー、及びこれらの混合物から成 る群より選ばれる、請求項100に記載の製造品。 102.前記繊維性材料は合成有機繊維から成る、請求項２に記載の製造品。 103.前記合成有機繊維は、プラスチック繊維、ポリアラマイド（polyaramide） 繊維、乳酸重合体繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、及びこれ らの混合物から成る群より選ばれる、請求項102に記載の製造品。 104.前記繊維性材料は、約10:1より大きなアスペクト比を有する個々の繊維から 成る、請求項２に記載の製造品。 105.前記繊維性材料は、約100：1より大きなアスペクト比を有する個々の繊維か ら成る、請求項２に記載の製造品。 106.前記繊維性材料は連続的な繊維を含む、請求項２に記載の製造品。 107.前記連続的な繊維は、密閉可能な容器の無機物充填マトリックスの周囲に巻 かれる、請求項106に記載の製造品。 108.前記連続的な繊維は、密閉可能な容器の無機物充填マトリックス内に埋め込 まれる、請求項106に記載の製造品。 109.前記連続的な繊維はらせん状に巻かれる、請求項106に記載の製造品。 110.前記繊維性材料は、繊維性のメッシュ、マット、及び織物から成る群より選 ばれる、請求項２に記載の製造品。 111.前記無機物充填マトリックスは約３mm未満の厚さを有する、請求項２に記載 の製造品。 112.前記無機物充填マトリックスは約１mm未満の厚さを有する、請求項２に記載 の製造品。 113.前記液体漏れのない障壁は耐圧であり、前記密閉可能な容器は内部及び外部 を有し、前記無機物充填マトリックスは前記密閉可能な容器の内部と外部との 間における約10Mpaまでの差圧に耐えことができる、請求項２に記載の製造品 。 114.更に、前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一部 の表面において被膜を含む、請求項２に記載の製造品。 115.前記被膜は、気体を透過させないように前記無機物充填マトリックスの部分 に施す、請求項114に記載の製造品。 116.前記被膜は、液体を透過させないように前記無機物充填マトリックスの部分 に施す、請求項114に記載の製造品。 117.前記被膜は、前記無機物充填マトリックス部分を強化する、請求項114に記 載の製造品。 118.前記被膜は、珪酸ナトリウム、オルソ珪酸塩、シロキサン、有機高分子分散 内のコロイド状シリカ、薄膜内のコロイド状シリカ、繊維内のコロイド状シリ カ、炭酸カルシウム、カオリン粘土、セラミック、及びこれらの混合物から成 る群より選ばれる、請求項114に記載の製造品。 119.前記被膜は、生物分解性プラスチック、アクリル樹脂、ポリアクリル酸、ポ リウレタン、メラミン、ポリエチレン、合成高分子、ヒドロキシプロピルメチ ルセルロース、エチルセルロース、ポリエチレングリコール、プロラミン、ポ リビニル塩化物、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、乳酸重合体 、 ワックス、及びこれらの混合物から成る群から選ばれる、請求項114に記載の 製造品。 120.更に、前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一部 の表面において裏打ちを含む、請求項２に記載の製造品。 121.前記裏打ちはブロー成形されたガラスから成る、請求項120に記載の製造品 。 122.更に、前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一部 の表面においてラミネートされた材料を含む、請求項２に記載の製造品。 123.前記密閉可能な容器は缶から成る、請求項２に記載の製造品。 124.前記密閉可能な容器はカートンから成る、請求項２に記載の製造品。 125.前記密閉可能な容器は箱から成る、請求項２に記載の製造品。 126.前記密閉可能な容器は瓶から成る、請求項２に記載の製造品。 127.前記密閉可能な容器は広口瓶から成る、請求項２に記載の製造品。 128.前記密閉可能な容器は袋から成る、請求項２に記載の製造品。 129.前記密閉可能な容器は円形断面を有する、請求項２に記載の製造品。 130.前記密閉可能な容器は矩形断面を有する、請求項２に記載の製造品。 131.前記密閉可能な容器は正方形断面を有する、請求項２に記載の製造品。 132.前記密閉可能な容器は楕円断面を有する、請求項２に記載の製造品。 133.前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一部はヒン ジである、請求項２に記載の製造品。 134.前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉するための前記空洞部の前記開口にかみ 合う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項２に記載の製造品。 135.前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉したり、物質を取り出したり、前記密閉 可能な容器内に物質を再密閉したりするための前記空洞部の前記開口にかみ合 う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項２に記載の製造品。 136.前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉したり、物質を取り出したりするための 前記空洞部の前記開口にかみ合う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項２に記載の製造品。 137.前記空洞部の前記底部は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物から 成る群より選ばれる材料から成る、請求項136に記載の製造品。 138.前記空洞部の前記側壁は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物から 成る群より選ばれる材料から成る、請求項136に記載の製造品。 139.前記空洞部の前記閉鎖手段は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物 から成る群より選ばれる材料から成る、請求項136に記載の製造品。 140.前記空洞部の前記底部及び前記空洞部の前記側壁は一体的に形成される、請 求項136に記載の製造品。 141.前記閉鎖手段は蓋から成る、請求項136に記載の製造品。 142.前記閉鎖手段は薄膜の覆いから成る、請求項136に記載の製造品。 143.前記閉鎖手段は 円錐部分及びノズル部分を有する上部と、 キャップと から成る、請求項136に記載の製造品。 144.前記キャップは内部ねじ山を有し、且つ前記上部の前記ノズル部分は前記キ ャップの前記内部ねじ山とかみ合い密閉状態を作り出すように構成される相補 的な外部ねじ山を有する、請求項143に記載の製造品。 145.前記キャップはクリンプされた瓶キャップである、請求項143に記載の製造 品。 146.前記閉鎖手段は平坦なカバー及びプルトップから成る、請求項136に記載の 製造品。 147.前記閉鎖手段は上部及びスプレー機構から成る、請求項136に記載の製造 品。 148.前記薄板は、前記密閉可能な容器の部分を形成するためにらせん状に巻かれ ている、請求項２に記載の製造品。 149.前記薄板は、前記密閉可能な容器の部分を形成するためにロールされている 、請求項２に記載の製造品。 150.前記薄板は、前記密閉可能な容器の部分を形成するために折重されている、 請求項２に記載の製造品。 151.前記デンプンは、前記デンプン結合した薄板内にある固体物の約15重量％乃 至約75重量％の範囲の量で含まれる、請求項３に記載の製造品。 152.前記デンプンは、前記デンプン結合した薄板内にある固体物の約30重量％乃 至約70重量％の範囲の量で含まれる、請求項３に記載の製造品。 153.前記デンプンは未変性のジャガイモのデンプンである、請求項３に記載の製 造品。 154.前記デンプンは未変性のトウモロコシのデンプンである、請求項３に記載の 製造品。 155.前記デンプンは未変性の蝋（Waxy）トウモロコシのデンプンである、請求項 ３に記載の製造品。 156.前記セルロースエーテルは、前記デンプン結合した薄板内にある固体物の約 １重量％乃至約５重量％の範囲の量で含まれる、請求項３に記載の製造品。 157.前記セルロースエーテルは、前記デンプン結合した薄板内にある固体物の約 ２重量％乃至約４重量％の範囲の量で含まれる、請求項３に記載の製造品。 158.前記セルロースエーテルは、メチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキ シメチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース 、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルプロピ ルセルロース、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれ る、請求項３に記載の製造品。 159.前記結合マトリックスは更に、プロラミン、コラーゲン、ゼラチン、膠、カ ゼイン、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれるタン パク質ベースの材料を含む、請求項３に記載の製造品。 160.前記結合マトリックスは更に、アルギン酸、海藻コロイド、アガー、アラビ アゴム、グアールゴム、イナゴマメゴム、梧桐ゴム、トラガカントゴム、及び これらの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれる多糖類を含む、請 求項３に記載の製造品。 161.前記結合マトリックスは更に合成有機高分子を含む、請求項３に記載の製造 品。 162.前記合成有機高分子は、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングルコール、 ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸、ポリア クリル酸塩、ポリビニルアクリル酸、ポリビニルアクリル酸塩、ポリアクリル イミド、乳酸重合体、酸化エチレン重合体、合成粘土、ラテックス、及びこれ らの混合物又はこれらの誘導物から成る群より選ばれる、請求項161に記載の 製造品。 163.前記無機物骨材充填材は、前記デンプン結合した薄板内にある固体物の約20 重量％乃至約80重量％の範囲の量で含まれる、請求項３に記載の製造品。 164.前記無機物骨材充填材は、前記デンプン結合した薄板内にある固体物の約30 重量％乃至約70重量％の範囲の量で含まれる、請求項３に記載の製造品。 165.前記無機物骨材充填材は、前記デンプン結合した薄板の密度を減少させ、且 つ断熱機能を向上させる軽量骨材から成る、請求項３に記載の製造品。 166.前記軽量骨材は、パーライト、バーミキュライト、中空ガラス球、多孔性セ ラミック球、クソノトライト(xonotlite)、エーロゲル、キセロゲル、卓状ア ルミナ、膨張粘土、軽量膨張地質学的物質、軽石、微小球体、及びこれらの混 合物から成る群より選ばれる、請求項165に記載の製造品。 167.前記無機物骨材は、粘土、石膏、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、燻状シ リカ、アルミナ、金属、砂、砂利、砂岩、石灰岩、水硬セメント粒子、カルシ ウムアルミネート、ガラス球、及びこれらの混合物から成る群より選ばれる、 請求項３に記載の製造品。 168.前記デンプン結合した薄板は更に、種、デンプン、ゼラチン、高分子、コル ク、アガー材料、プラスチック球、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物か ら成る群より選ばれる有機骨材を含む、請求項３に記載の製造品。 169.前記デンプン結合した薄板は更に水硬化製材料を含む、請求項３に記載の製 造品。 170.前記繊維性材料は、前記デンプン結合した薄板内にある固体物の約５重量％ 乃至約30重量％の範囲の量で含まれる、請求項３に記載の製造品。 171.前記繊維性材料は、前記デンプン結合した薄板内にある固体物の約７重量％ 乃至約20重量％の範囲の量で含まれる、請求項３に記載の製造品。 172.前記繊維性物質は天然有機繊維から成る、請求項３に記載の製造品。 173.前記天然有機繊維は、インドアサ繊維、サイザル材繊維、綿繊維、バガス繊 維、マニラアサ繊維、アマ繊維、南方産松材繊維、南方産堅材繊維、及びこれ らの混合物から成る群より選ばれる、請求項172に記載の製造品。 174.前記繊維性材料は無機繊維から成る、請求項３に記載の製造品。 175.前記無機繊維は、ガラスファイバー、シリカファイバー、セラミックファイ バー、グラファイトファイバー、金属ファイバー、及びこれらの混合物から成 る群より選ばれる、請求項174に記載の製造品。 176.前記繊維性材料は合成有機繊維から成る、請求項３に記載の製造品。 177.前記合成有機繊維は、プラスチック繊維、ポリアラマイド(polyaramide)繊 維、乳酸重合体繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、及びこれらの 混合物から成る群より選ばれる、請求項176に記載の製造品。 178.前記繊維性材料は、約10:1より大きなアスペクト比を有する個々の繊維から 成る、請求項３に記載の製造品。 179.前記繊維性材料は、約100：1より大きなアスペクト比を有する個々の繊維か ら成る、請求項３に記載の製造品。 180.前記繊維性材料は連続的な繊維を含む。請求項３に記載の製造品。 181.前記連続的な繊維は、密閉可能な容器のデンプン結合した薄板の周囲に巻か れる、請求項180に記載の製造品。 182.前記連続的な繊維は、密閉可能な容器のデンプン結合した薄板内に埋め込ま れる、請求項180に記載の製造品。 183.前記連続的な繊維は、らせん状に巻かれる、請求項180に記載の製造品。 184.前記繊維性材料は、繊維性のメッシュ、マット、及び織物から成る群より選 ばれる、請求項３に記載の製造品。 185.前記デンプン結合した薄板は約５mm未満の厚さを有する、請求項３に記載の 製造品。 186.前記デンプン結合した薄板は約３mm未満の厚さを有する、請求項３に記載の 製造品。 187.前記デンプン結合した薄板は約１mm未満の厚さを有する、請求項３に記載の 製造品。 188.前記液体漏れのない障壁は耐圧であり、前記密閉可能な容器は内部及び外部 を有し、前記デンプン結合した薄板は前記密閉可能な容器の内部と外部との間 における約10Mpaまでの差圧に耐えことができる、請求項３に記載の製造品。 189.更に、前記密閉可能な容器の前記デンプン結合した薄板の少なくとも一部の 表面において被膜を含む、請求項３に記載の製造品。 190.前記被膜は、気体を透過させないように前記デンプン結合した薄板の部分に 施す、請求項189に記載の製造品。 191.前記被膜は、液体を透過させないように前記デンプン結合した薄板の部分に 施す、請求項189に記載の製造品。 192.前記被膜は、前記デンプン結合した薄板の部分を強化する、請求項189に記 載の製造品。 193.前記被膜は、珪酸ナトリウム、オルソ珪酸塩、シロキサン、有機高分子分散 内のコロイド状シリカ、薄膜内のコロイド状シリカ、繊維内のコロイド状シリ カ、炭酸カルシウム、カオリン粘土、セラミック、及びこれらの混合物から成 る群より選ばれる、請求項189に記載の製造品。 194.前記被膜は、生物分解性プラスチック、アクリル樹脂、ポリアクリル酸、ポ リウレタン、メラミン、ポリエチレン、合成高分子、ヒドロキシプロピルメチ ルセルロース、エチルセルロース、ポリエチレングリコール、プロラミン、ポ リビニル塩化物、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、乳酸重合体 、ワックス、及びこれらの混合物から成る群より選ばれる、請求項189に記載 の製造品。 195.更に、前記密閉可能な容器の前記デンプン結合した薄板の少なくとも一部の 表面において裏打ちを含む、請求項３に記載の製造品。 196.前記裏打ちはブロー成形されたガラスから成る、請求項195に記載の製造品 。 197.更に、前記密閉可能な容器の前記デンプン結合した薄板の少なくとも一部の 表面においてラミネートされた材料質を含む、請求項３に記載の製造品。 198.前記密閉可能な容器は缶から成る、請求項３に記載の製造品。 199.前記密閉可能な容器はカートンから成る、請求項３に記載の製造品。 200.前記密閉可能な容器は箱から成る、請求項３に記載の製造品。 201.前記密閉可能な容器は瓶から成る、請求項３に記載の製造品。 202.前記密閉可能な容器は広口瓶から成る、請求項３に記載の製造品。 203.前記密閉可能な容器は袋から成る、請求項３に記載の製造品。 204.前記密閉可能な容器は円形断面を有する、請求項３に記載の製造品。 205.前記密閉可能な容器は矩形断面を有する、請求項３に記載の製造品。 206.前記密閉可能な容器は正方形断面を有する、請求項３に記載の製造品。 207.前記密閉可能な容器は楕円断面を有する、請求項３に記載の製造品。 208.前記デンプン結合した薄板の少なくとも一部はヒンジである、請求項３に記 載の製造品。 209.前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉するための前記空洞部の前記開口にかみ 合う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項３に記載の製造品。 210.前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉したり、物質を取り出したり、前記密閉 可能な容器内に物質を再密閉したりするための前記空洞部の前記開口にかみ合 う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項３に記載の製造品。 211.前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉したり、物質を取り出したりするための 前記空洞部の前記開口にかみ合う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項３に記載の製造品。 212.前記空洞部の前記底部は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物から 成る群より選ばれる材料から成る、請求項211に記載の製造品。 213.前記空洞部の前記側壁は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物から 成る群より選ばれる材料から成る、請求項211に記載の製造品。 214.前記空洞部の前記閉鎖手段は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙組成物 から成る群より選ばれる材料から成る、請求項211に記載の製造品。 215.前記空洞部の前記底部及び前記空洞部の前記側壁は一体的に形成される、請 求項211に記載の製造品。 216.前記閉鎖手段は蓋から成る、請求項211に記載の製造品。 217.前記閉鎖手段は薄膜の覆いから成る、請求項211に記載の製造品。 218.前記閉鎖手段は、 円錐部分及びノズル部分を有する上部と、 キャップと から成る、請求項211に記載の製造品。 219.前記キャップは内部ねじ山を有し、且つ前記上部の前記ノズル部分は前記キ ャップの前記内部ねじ山とかみ合い密閉を作り出すように構成される相補的な 外部ねじ山を有する、請求項218に記載の製造品。 220.前記キャップはクリンプされた瓶キャップである、請求項218に記載の製造 品。 221.前記閉鎖手段は平坦なカバー及びプルトップから成る、請求項211に記載製 造品。 222.前記閉鎖手段は上部及びスプレー機構から成る、請求項211に記載の製造品 。 223.前記デンプン結合した薄板は、前記密閉可能な容器の部分を形成するために らせん状に巻かれている、請求項３に記載の製造品。 224.前記デンプン結合した薄板は、ロールされ前記密閉可能な容器の部分を形成 する、請求項３に記載の製造品。 225.前記デンプン結合した薄板は、前記密閉可能な容器の部分を形成するために 折重されている、請求項３に記載の製造品。 【手続補正書】 【提出日】平成１２年１２月２２日（２０００．１２．２２） 【補正内容】 １．請求の範囲を下記の通りに補正する。「 請求の範囲 １．液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品であって、少な くとも密閉可能な容器の大部分が無機物充填した混合物から成形された無機物 充填マトリックスから成り、前記無機物充填した混合物は、 水と、 多糖類、タンパク質、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群よ り選ばれる有機高分子バインダーと、 前記混合物内にある固体物の約20重量％乃至約90重量％の範囲の濃度を有す る無機物骨材充填材と、 繊維性材料とを含み、 ここで、前記繊維性材料は、前記無機物充填マトリックスの内部全体に十分 均一に分散し、該無機物充填マトリックスはその中にある固体物の少なくとも 約５重量％の量の有機物成分を含み、該無機物充填マトリックスは約１cm未満 の厚さを有する、液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品 。 ２．前記水は、前記無機物充填した混合物の約５重量％乃至約80重量％の範囲の 量で、好ましくは、無機物充填した混合物の約10重量％乃至約70重量％の範囲 の量で、より好ましくは無機物充填した混合物の約20重量％至約50重量％の範 囲の量で含まれる、請求項１に記載の製造品。 ３．液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品であって、少な くとも密閉可能な容器の大部分が無機物充填マトリックスを有する薄板から成 り、前記マトリックスは、 多糖類、タンパク質、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群よ り選ばれる有機高分子バインダーと、 前記無機物充填マトリックス内にある固体物の約20重量％乃至約90重量％の 範囲の濃度を有する無機物骨材充填材と、 前記無機物充填マトリックスの全体を通して十分均一に分散された繊維性材 料とを含み、 ここで、該無機物充填マトリックスは約５mm未満の厚さを有する、液体漏れ のない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品。 ４．前記有機高分子バインダーは、前記無機物充填した混台物内にある固体物の 約１重量％乃至約60重量％の範囲の量で、好ましくは前記無機物充填した混合 物内にある固体物の約２重量％乃至約30重量％の範囲の量で、より好ましくは 前記無機物充填した混合物内にある固体物の約５重量％乃至約20重量％の範囲 の量で含まれる、請求項１または３に記載の製造品。 ５．前記有機高分子バインダーは、メチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ キシメチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロー ス、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルプロ ピルセルロース、アミロペクチン、アミロース、シーゲル、デンプンアセテー ト、デンプンヒドロキシエチルエーテル、イオンデンプン、長鎖アルキルデン プン、デキストリン、アミノデンプン、燐酸塩デンプン、ジアルデヒドデンプ ン、プロラミン、コラーゲン、ゼラチン、膠、カゼイン、アルギン酸、海藻コ ロイド、アガー、アラビアゴム、グアールゴム、イナゴマメゴム及び梧桐ゴム 、トラガカントゴムの少なくとも１つから成る群より選ばれる多糖類から成る 、請求項１または３に記載の製造品。 ６．前記無機物充填した混合物は、さらに、ポリビニルピロリドン、ポリエチレ ングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアク リル酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアクリル酸、ポリビニルアクリル酸塩 、ポリアクリルイミド、乳酸重合体、酸化エチレン重合体、合成粘土及びラテ ックスから選んだ少なくとも１つの合成有機高分子から成る、請求項１または ３に記載の製造品。 ７．前記繊維性材料は、固体物の約0.5重量％乃至約60重量％の範囲の量で、好 ましくは固体物の約２重量％乃至約40重量％の範囲の量で、より好ましくは固 体物の約５重量％乃至約20重量％の範囲の量で含まれる、請求項１または３に 記載の製造品。 ８．前記繊維性材料は、密閉可能な容器の無機物充填マトリックスの周囲に巻か れた連続的繊維、あるいは該無機質充填マトリックス内に埋め込まれている 連続的繊維等の、連続的な繊維を含有する請求項１または３に記載の製造品。 ９．前記無機物充填マトリックスは約５mm未満の厚さ、この好ましくは約３mm未 満の厚さを有する、請求項１または３に記載の製造品。 １０．更に、前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一 部の表面上に被膜を含み、該被膜は、珪酸ナトリウム、オルソ珪酸塩、シロキ サン、コロイド状シリカ、炭酸カルシウム、カオリン粘土、セラミック、生物 分解性プラスチック、アクリル樹脂、ポリアクリル酸、ポリウレタン、メラミ ン、ポリエチレン、合成高分子、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチ ルセルロース、ポリエチレングリコール、プロラミン、ポリビニル塩化物、ポ リビニルアルコール、ポリビニルアセテート、乳酸重合体及びワックスの少な くとも１つを含む請求項１または３に記載の製造品。 １１．液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品であって、少 なくとも密閉可能な容器の大部分がデンプン結合した薄板から成り、前記デン プン結合した薄板は、 デンプン及びセルロースエーテルを含む結合マトリックスと、 該デンプン結合した薄板内にある固体物の約３重量％乃至約40重量％の範囲 の量の繊維と、 該デンプン結合した薄板内にある固体物の約０重量％乃至約90重量％の範囲 の量の任意に選択可能な無機物充填材とを含み、 ここで、該デンプン結合した薄板は約１cm未満の厚さ及び約0.5g/cm³を超え る密度を有する、液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品 。 １２．前記無機物骨材充填材は、固体物の約20重量％乃至約80重量％の範囲の量 で、好ましくは固体物の約30重量％乃至約70重量％の範囲の量で含まれる、請 求項１、３または１１に記載の製造品。 １３．前記軽量骨材は、パーライト、バーミキュライト、中空ガラス球、多孔性 セラミック球、クソノトライト(xonotlite)、エーロゲル、キセロゲル、錠剤 状アルミナ、膨張粘土、軽量膨張地質学的物質、軽石、微小球体、粘土、石膏 、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、燻状シリカ、アルミナ、金属、砂、 砂利、砂岩、石灰岩、水硬セメント粒子、カルシウムアルミネート、水圧硬化 性材料、及びガラス球の少なくとも１つから成る群から選ばれる、請求項１、 ３または１１に記載の製造品。 １４．前記無機物充填した混合物は更に、種、デンプン、ゼラチン、高分子、コ ルク、アガー材料及びプラスチック球から選ばれた有機骨材を含む、請求項１ 、３または１１に記載の製造品。 １５．前記繊維材料は、インドアサ繊維、サイザル材繊維、綿繊維、バガス繊維 、マニラアサ繊維、アマ繊維、南方産松材繊維及び南方産堅材繊維の少なくと も１つの天然有機繊維からなる請求項１、３または１１に記載の製造品。 １６．前記繊維材料は、ガラスファイバー、シリカファイバー、セラミックファ イバー、グラファイトファイバー及び金属ファイバー等の少なくとも１つの無 機繊維からなる請求項１、３または１１に記載の製造品。 １７．前記合成有機繊維は、プラスチック繊維、ポリアラミド（polyaramide） 繊維、乳酸重合体繊維、ポリエチレン繊維及びポリプロピレン繊維の少なくと も１つを含む１つの合成有機繊維からなる請求項１、３または１１に記載の製 造品。 １８．前記繊維性材料は、約10:1より大きいアスペクト比、より好ましくは約10 0：1より大きなアスペクト比を有する個々の繊維から成る、請求項１、３また は１１に記載の製造品。 １９．前記繊維性材料は、繊維性のメッシュ、マット、及び織物から成る群より 選ばれる、請求項１、３または１１に記載の製造品。 ２０．更に、前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一 部の表面においてライナーまたはラミネートされた材料を含む、請求項１、３ または１１に記載の製造品。 ２１．前記密閉可能な容器は、缶、カートン、箱、瓶、広口瓶、または袋から成 る、請求項１、３または１１に記載の製造品。 ２２．前記密閉可能な容器は円形断面、矩形断面、正方形断面、または楕円断面 を有する、請求項１、３または１１に記載の製造品。 ２３．前記密閉可能な容器の前記無機物充填マトリックスの少なくとも一部はヒ ンジである、請求項１、３または１１に記載の製造品。 ２４．前記液体漏れのない障壁は耐圧であり、前記密閉可能な容器は内部及び外 部を有し、前記無機物充填マトリックスは前記密閉可能な容器の内部と外部と の間における約10Mpaまでの差圧に耐えことができる、請求項１、３または１ １に記載の製造品。 ２５． 前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口端を有する空洞部と、 前記密閉可能な容器内に物質を密閉するための前記空洞部の前記開口端にか み合う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項１、３または１１に記載の製造品。 ２６．前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口端を有する空洞部と、 、物質を取り出したり、前記密閉可能な容器内に物質を再密閉したりするため に、前記空洞部の前記密閉可能な容器内に物質を密閉したり前記開口端にかみ 合う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項１、３または１１に記載の製造品。 ２７．前記密閉可能な容器は、 底部に接続された側壁及び開口端を有する空洞部と、 物質を取り出したりするために、前記密閉可能な容器内に物質を密閉するため の前記空洞部の前記開口端にかみ合う閉鎖手段と から構成される構成要素を有する、請求項１、３または１１に記載の製造品。 ２８．前記空洞部の前記底部及び前記空洞部の前記側壁は一体的に形成されてい る請求項２５、２６または２７に記載の製造品。 ２９．前記閉鎖手段は、蓋、薄膜の覆い、円錐部分及びノズル部分を有する上部 、キャップ、クリンプされた瓶キャップ、平坦なカバー及びプルトップの少な くとも１つから成る、請求項２５、２６または２７に記載の製品。 ３０．前記薄板は、前記密閉可能な容器の部分を形成するためにらせん状に巻か れているか、ロールされているか、あるいは折重されている、請求項３または １１に記載の製造品。 ３１．前記デンプンは未変性のジャガイモのデンプン、未変性のトウモロコシの デンプンまたは未変性の蝋（Waxy）トウモロコシのデンプンである、請求項１ １に記載の製造品。 ３２．前記セルロースエーテルは、メチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ キシメチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロー ス、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースおよびヒドロキシエチル プロピルセルロースの少なくとも１つからなる請求項１１に記載の製造品。 ３３．前記結合マトリックスは更に、プロラミン、コラーゲン、ゼラチン、膠、 カゼイン、アルギン酸、海藻コロイド、アガー、アラビアゴム、グアールゴム 、イナゴマメゴム、梧桐ゴム、トラガカントゴム、ポリビニルピロリドン、ポ リエチレングルコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、 ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアクリル酸、ポリビニルアク リル酸塩、ポリアクリルイミド、乳酸重合体、酸化エチレン重合体、合成粘土 、ラテックス等の合成有機高分子の少なくとも１つから成る群より選ばれる、 請求項１１に記載の製造品。 ３４．前記繊維材料は、密閉可能な容器のデンプン結合した薄板の周囲に巻かれ る連続繊維か、密閉可能な容器のデンプン結合した薄板内に埋め込まれる連続 繊維等の連続繊維からなる請求項１１に記載の製造品。 182.前記連続的な繊維は、 ３５．前記デンプン結合した薄板は約５mm未満の厚さ、好ましくは約３mm未満の 厚さ、前記デンプン結合した薄板はより好ましくは約１mm未満の厚さを有する 、請求項１１に記載の製造品。 ３６．更に、珪酸ナトリウム、オルソ珪酸塩、シロキサン、コロイド状シリカ、 炭酸カルシウム、カオリン粘土、セラミック、生物分解性プラスチック、アク リル樹脂、ポリアクリル酸、ポリウレタン、メラミン、ポリエチレン、合成高 分子、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルセルロース、ポリエチレ ングリコール、プロラミン、ポリビニル塩化物、ポリビニルアルコール、ポリ ビニルアセテート、乳酸重合体あるいはワックス等の、前記密閉可能な容器の 前記デンプン結合した薄板の少なくとも一部の表面における被膜を含む請求項 １１に記載の製造品。 ３７．前記薄板は、前記密閉可能な容器の部分を形成するためにらせん状に巻か れているか、ロールされているか、あるいは折重されている、請求項１１に記 載の製造品。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 5/00 Ｃ０８Ｌ 89/00 89/00 Ｂ６５Ｄ 1/00 Ａ (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)，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，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 ホドソン サイモン ケイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 93110 サンタ バーバラ ヴィア ロブ ラダ 4621

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品であって、少な くとも密閉可能な容器の大部分が無機物充填した混合物から成形された無機物 充填マトリックスから成り、前記無機物充填した混合物は、 水と、 多糖類、タンパク質、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群よ り選ばれる有機高分子バインダーと、 前記混合物内にある固体物の約20重量％乃至約90重量％の範囲の濃度を有す る無機物骨材充填材と、 繊維性材料とを含み、 ここで、前記繊維性材料は、前記無機物充填マトリックスの内部全体に十分 均一に分散し、該無機物充填マトリックスはその中にある固体物の少なくとも 約５重量％の量の有機物成分を含み、該無機物充填マトリックスは約１cm未満 の厚さを有する、液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品 。 ２．液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品であって、少な くとも密閉可能な容器の大部分が無機物充填した薄板から成り、前記無機物充 填した薄板は、 多糖類、タンパク質、及びこれらの混合物又はこれらの誘導物から成る群よ り選ばれる有機高分子バインダーと、 前記混合物内にある固体物の約20重量％乃至約90重量％の範囲の濃度を有す る無機物骨材充填材と、 前記無機物充填した薄板の全体を通して十分均一に分散された繊維性材料と を含み、 ここで、該無機物充填した薄板はその中にある固体物の少なくとも約５重量 ％の量の有機物成分を含み、該無機物充填した薄板は約５mm未満の厚さを有す る、液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品。 ３．液体漏れのない障壁を有する密閉可能な容器を備える製造品であって、少な くとも密閉可能な容器の大部分がデンプン結合された薄板から成り、前記デン プン結合した薄板には、その中にある固体物の約５重量％乃至約90重量％の範 囲に入る量のデンプンと、該薄板内の固体物の約0.5重量％乃至約10重量％の 範囲に入る量のエチルセルロースと、該薄板内の固体物の約３重量％乃至約40 重量％の範囲に入る量の繊維と、該薄板内の固体物の約０重量％乃至約90重量 ％の範囲に入る量の任意に選択可能な無機物充填材とを含み、ここで該デンプ ン結合薄板は約0.5g／cm³を超える密度を有する、液体漏れのない障壁を有す る密閉可能な容器を備える製造品。