JP2006511364A - 発泡性熱可塑性粒子で作製した使い捨て容器のための熱可塑性フィルム - Google Patents

Abstract

発泡性熱可塑性粒子、たとえば発泡性ポリスチレンから型成形された発泡熱可塑性容器、たとえばカップ、ボウルは、液体ならびに油および脂肪を含む食品の漏れを防ぐ障壁を作り出し、容器の辺縁強度を増大されるために、その側壁内表面に熱および圧力で融着された、熱可塑性樹脂、たとえば固体ポリスチレン、ゴム改質ポリスチレン、ＰＥＴ、ポリエチレン、ポリプロピレンで作製されたフィルムを有する。この熱可塑性樹脂フィルムは、印刷の目的でかつ／または障壁を作り出すために容器の外表面に融着することができ、および／または容器の底部表面に融着することができる。発泡容器を成形するために使用した型成形機を、フィルムを容器に融着するために使用する。

Description

本発明は、使い捨て容器に関する。より詳しくは、本発明は、熱可塑性容器側壁の内表面および／または外表面、ならびに、場合によっては、容器底部の内表面および／または外表面に熱圧融着される熱可塑性フィルムに関する。この容器は、一般に発泡性の熱可塑性粒子、たとえば発泡性ポリスチレン粒子（ＥＰＳ）から型成形法によってあらかじめ成形される。この容器は、コーヒーのような液体、あるいはあらかじめ調理された脂肪含有食品、たとえばインスタント麺類、スープ、フライドチキンなど油成分および／または脂肪成分を含む食品を入れるために使われる。

容器、すなわちカップ、ボウルなど型成形された物品を、発泡させた熱可塑性粒子から製造することは周知である。最も一般的に使われる熱可塑性粒子は、ＥＰＳとして知られている発泡性ポリスチレン粒子である。通常は、ポリスチレンビーズに発泡剤を含浸させてあり、発泡剤はポリスチレンの軟化点よりも低い温度で沸騰するもので、加熱すると含浸ビーズを発泡させる。

含浸ポリスチレンビーズからの型成形物の成形は、一般に２段階で行われる。第１段階では、含浸ポリスチレンビーズを密度約０．０３〜０．２ｇ／ｃｍ^３（約２〜１２ポンド／ｆｔ^３）まで予備発泡させる。第２段階では、予備発泡させたビーズを閉じた金型の中で加熱し、予備発泡させたビーズをさらに発泡させて金型の形をもつ融着した物品を成形する。

発泡容器を製作するために使用する発泡ポリスチレン粒子は一般に水系の懸濁重合法で調製し、得られたビーズは比較的正確な粒子サイズに篩い分けることができる。通常、ビーズの直径は、約０．２〜約０．５ｍｍ（約０．００８〜約０．０２インチ）の範囲内である。時には、カップ類は、ビーズ直径が０．８ｍｍ（０．０３インチ）もある粒子から作られることもある。

注意深いビーズサイズの管理にもかかわらず、容器産業界を悩ませ続ける１つの問題は、ある時間が過ぎるとＥＰＳ容器がコーヒーあるいは容器に入っている食物の中の油成分および／または脂肪成分を漏らす傾向があることである。すなわち、コーヒーあるいは油および／または脂肪が、融着しているポリスチレンビーズの周囲を浸透して容器側壁の外表面に達するのである。その結果は、容器側壁外表面の見苦しい汚れおよび／または容器を持つ人にとっていやなものとなり得る。

液体および／またはあらかじめ調理された食品を保持するこうした容器の漏れを減少させることを対象として何年にもわたっていくつかの方法が生まれてきた。

Ａｍｂｅｒｇらの米国特許第４，０３６，６７５号は、片面または両面を無延伸のポリオレフィンフィルム、好ましくはポリプロピレンで被覆した発泡プラスチック材料、好ましくは発泡ポリスチレンから作製した容器を開示している。フィルムは、感熱性の接着剤としてビニル系ポリマーまたはポリアミド樹脂を使用して発泡プラスチック母材に固着される。フィルムに、湿った接着剤を塗布して、フィルムを発泡材料にラミネートする前に乾燥する。ラミネートは、発泡材料を１２１〜１３５℃（２５０〜２７５°Ｆ）まで加熱し、被覆フィルムは３８〜８２℃（１００〜１８０°Ｆ）に予熱し、冷たい圧着板またはローラーを用いて被覆したフィルム表面を加熱した発泡材に１０〜１５秒間圧しつける。

Ｓｏｎｎｅｎｂｅｒｇの米国特許第４，７０３，０６５号および第４，７２０，４１９号は、型成形の前に表面をフッ素系界面活性剤で被覆した熱可塑性ポリマー粒子から型成形したコーヒー用の熱可塑性ポリマー発泡材カップを開示している。

Ｓｏｎｎｅｎｂｅｒｇの米国特許第４，７８５，０２２号は、発泡性ポリスチレン粒子を様々なゴム状ポリマーおよびコポリマーで被覆することを含む、型成形した発泡カップのコーヒー保持性を高める方法を開示している。この発明において有用なゴムは、ポリブテン、ポリイソブチレン、イソブチレン−ブテンコポリマー、およびブテン−エチレンコポリマーからなる群から選択することができる。

Ａｒｃｈらの米国特許第４，７９８，７４９号は、ブテン、ｎ−ペンタン、ヘキサン、ハロゲン化炭化水素など従来の発泡剤に代えてイソペンテンを発泡性スチレンポリマー粒子中に入れることによってコーヒーの漏れの問題に取り組んでいる。

Ｉｋｅｄａらの米国特許第４，６９８，３６７号は、フッ素化ビニルポリマー部分と親水性のビニルポリマー部分で構成されるコポリマーが、発泡性熱可塑性粒子の表面を被覆するかまたは表面層に含まれる発泡性熱可塑性樹脂粒子を開示している。この樹脂粒子は、油や脂肪を多く含む食品の包装容器に有用である。

Ｓａｋｏｄａらの米国特許第６，２７７，４９１ Ｂ１号は、発泡性熱可塑性樹脂ビーズから型成形を経て得た容器への油の浸透防止を対象としている。これは、含フッ素ビニル系モノマーから誘導した含フッ素ビニル系ポリマーセグメントおよび親油性ビニル系モノマーから誘導した親油性ビニル系ポリマーセグメントを含む含フッ素ブロックコポリマーを用いて、樹脂ビーズ表面を被覆するかまたは樹脂ビーズに組み込むことによって達成される。

上記の従来技術の容器は、一般にカップまたはボウルなどのポリスチレン容器を対象としている。以下の特許は、断熱を目的とするかまたは液体に対する高い不浸透性をもたらすために、スプレー被覆されたまたは熱可塑性樹脂フィルムを含む紙カップに関するものである。

たとえば、Ｓｕｚｕｋｉらの米国特許第４，２０６，２４９号は、プレポリマーを含んでいて重合可能な溶液を、あらかじめ作成した紙製容器の壁面にスプレー塗布し、塗布された壁を紫外線で照射することによって、容器壁面にあるプレポリマーの硬化を起こさせることを含む、液体に対して高い不浸透性を持つ紙製容器を製造する方法を開示している。これによって、水、ミルク、ソフトドリンク、油その他の液体に対して不浸透性の被覆が形成される。この‘２４９号特許はまた、第２欄４５〜６２行において、容器の内壁面を熱可塑性フィルムで内張りする方法があることも開示している。まず熱可塑性フィルムを未加工の紙にラミネートしてから未加工紙を容器に成形する。

Ｉｉｏｋａの米国特許第４，４３５，３４４号は、本体部材の外表面および内表面を熱可塑性合成樹脂フィルムで押し出し被覆またはラミネートする断熱性の紙製容器を開示している。樹脂フィルムを紙基材上の発泡層に転換した後で容器を成形する。その結果、良好な断熱特性を有する容器が得られる。このフィルムは好ましくはポリスチレンであるが、第３欄５０〜５５行に教示されているように、この樹脂フィルムはポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ナイロンなどでもよい。

Ｉｉｏｋａの米国特許第５，４９０，６３１号は、外表面の印刷される範囲には熱可塑性合成樹脂フィルムで作製した厚い発泡断熱層を形成し、外表面の印刷されない範囲には同じ熱可塑性合成樹脂フィルムで作製することのできるより厚みの少ない発泡断熱層を形成した本体部分を含む断熱性紙容器を開示している。この熱可塑性合成樹脂フィルムは、代表的にはポリエチレンである。

Ｂｒｅｉｎｉｎｇらの米国特許第６，４１６，８２９ Ｂ２号は、本体部分の外表面は発泡低密度ポリエチレンで、内表面は発泡していない改質低密度ポリエチレンで被覆された断熱性紙カップを開示している。

従来技術の容器はどれも、コーヒー、スープ、肉などを保持するための発泡型成形容器の内表面および／または外表面に融着させた薄い熱可塑性フィルムを、これらの食品品目中の液体および／または油成分もしくは脂肪成分が、発泡容器を通過して浸透するのを低減させる目的を有していない。

本発明は、コーヒーあるいはインスタントスープやシチューなどの食品品目に加えられた水などの、熱い液体を保持する際に使用するのに適した容器に関する。発泡性熱可塑性粒子から作られる発泡型成形容器を成形し、押出し成形またはブロー成形された薄い熱可塑性フィルムで少なくとも容器の内側全周を取り囲んで、フィルムを容器側壁内表面に熱融着させる。場合によっては、薄い熱可塑性フィルムで容器側壁の外表面を取り囲んで熱融着させてもよく、また場合によっては、フィルムを容器底部の内表面および／または外表面に融着させてもよい。得られる容器は液体および／または油や脂肪を多く含んだ食品による漏れおよび／または汚れを浸透させない。また容器側壁外表面のフィルムは、ラベル貼りおよび印刷の目的に使用することもできる。

この熱可塑性フィルムは、固体ポリスチレン、ゴム改質ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ゴム改質ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびこれらの混合物からなる群から選択したポリマーで作製される。加えて、これらのポリマーの１種または複数種をスチレン／無水マレイン酸コポリマーとブレンドすることもできる。

本発明の好ましい実施形態において、熱可塑性フィルム用のポリマーは、固体ポリスチレンおよびゴム改質ポリスチレン、すなわち中耐衝撃性ポリスチレン樹脂と高耐衝撃性ポリスチレン樹脂からなる群から選択される。高対衝撃性ポリスチレン樹脂が最良の結果をもたらすようである。熱可塑性フィルムの厚さは約２．５〜１２７ミクロン（約０．１〜約５．０ミル）の範囲であり、好ましくは約２５ミクロン（１．０ミル）であり、実質的に容器側壁の内表面および／または外表面全周にわたって容器の深さに達する広さがある。

好ましくは熱可塑性フィルムは、発泡容器を型成形したのと同じ装置によって発泡容器外壁の内表面および／または外表面に融着される。熱可塑性フィルムは、場合によっては、発泡容器底部の内表面および／または外表面に融着することもできる。

発泡型成形容器は発泡性熱可塑性樹脂ビーズで作製され、好ましい実施形態においては、この発泡性熱可塑性樹脂は発泡性ポリスチレン粒子（ＥＰＳ）である。

本発明の一目的は、漏れおよび／または汚れに対して改善された耐性を示しかつ改善された辺縁強度および表面硬度などの機械的諸特性を示す、熱可塑性発泡容器を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、発泡型成形容器側壁の少なくとも内表面に熱および圧力により融着され、場合によっては側壁外表面および／または容器の底部表面にも融着できる熱可塑性フィルムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、コーヒーおよびインスタントスープ、インスタントシチューなど用の熱湯などの熱い液体を受け入れるのに適し、および内容物と共にマイクロウェーブで再加熱できる熱可塑性容器を提供することである。

（発明の詳細な説明）
本発明においては、発泡容器、たとえばカップ、ボウルなどが発泡性熱可塑性粒子から型成形される。これらの発泡性熱可塑性粒子は、どの適当な熱可塑性ホモポリマーまたはコポリマーからでも作成できる。特に使用に適しているのは、スチレン、イソプロピルスチレン、α−メチルスチレン、核メチルスチレン、クロロスチレン、ｔｅｒｔ−ブチルスチレンなどを含むビニル芳香族モノマーから誘導されるホモポリマー、ならびに少なくとも１種のビニル芳香族モノマーとジビニルベンゼン、ブタジエン、メタクリル酸アルキル、アクリル酸アルキル、アクリロニトリル、無水マレイン酸などのモノマーとの共重合によって調製されるコポリマーであって、ビニル芳香族モノマーがコポリマーの少なくとも５０重量％存在するものである。しかし、これ以外のポリオレフィン（たとえばポリエチレン、ポリプロピレン）、およびポリカーボネート（ポリフェニレンオキサイド）、ならびにこれらの混合物などの適当なポリマーも使用できる。

好ましい実施形態においては、発泡性熱可塑性粒子は発泡性ポリスチレン（ＥＰＳ）粒子である。これらの粒子は、ビ−ズ形状、顆粒形状、またはその他の発泡操作および型成形操作に都合のよい粒子でよい。水系懸濁法で重合させた粒子はほぼ球形であり、本発明の発泡容器を型成形するためには好ましい。この粒子をふるいにかけてサイズが約０．２〜０．５ｍｍ（約０．００８〜０．０２インチ）の範囲になるようにする。

この発泡性熱可塑性粒子に、従来のいずれかの方法を用いて適当な発泡剤を含浸させる。たとえば、ポリマーの重合中に水系懸濁物の中へ発泡剤を加えても、あるいは、Ｄ．Ａｌｅｌｉｏの米国特許第２，９８３，６９２号が教示するように、ポリマー粒子を水系媒体中に再懸濁してから発泡剤を組み入れても含浸できる。ガス状物質または加熱するとガスを発生する物質はどれでも発泡剤として使用できる。よく使われる発泡剤には、ブタン、ペンタン、ヘキサンなど分子中に炭素原子４〜６個を含む脂肪族化合物、およびハロゲン化炭化水素、たとえばＣＦＣおよびＨＣＦＣであって、選んだポリマーの軟化点よりも低い温度で沸騰するものが含まれる。また、これらの脂肪族炭化水素の混合物も使用できる。

あるいは、水をこれらの炭化水素発泡剤にブレンドすることもでき、またはＮＯＶＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）Ｓ．Ａ．に譲渡された米国特許第６，１２７，４３９号、第６，１６０，０２７号、および６，２４２，５４０号が教示するように、水を単独の発泡剤として使うこともできる。これらの特許では、水保持剤が使われている。発泡剤として使う水の重量％は、１〜２０％の範囲でよい。米国特許第６，１２７，４３９号、第６，１６０，０２７号、および６，２４２，５４０号の本文を参照により本明細書に組み込む。

含浸させた熱可塑性粒子は、一般に約０．０３４〜約０．２ｇ／ｃｍ^３（約２〜約１２ポンド／ｆｔ^３）の密度まで予備発泡させる。予備発泡ステップは通常、含浸させたビーズをスチーム、熱風、熱水、または輻射熱など一般的な任意の加熱媒体で加熱することによって行われる。含浸熱可塑性粒子の予備発泡を達成するためによく採用される方法は、Ｒｏｄｍａｎの米国特許第３，０２３，１７５号に教示されている。

含浸熱可塑性粒子は、ＮＯＶＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃに譲渡され、その教示を参照により本明細書に組み込むＡｒｃｈらの米国特許出願第１０／０２１，７１６号が教示するように、発泡した細胞状ポリマー粒子であってもよい。この発泡した細胞状粒子は、好ましくは約０．２１〜約０．５７７ｇ／ｃｍ^３（約１２．５〜約３４．３ポンド／ｆｔ^３）の密度まで予備発泡させたポリスチレンであり、揮発性の発泡剤をポリマーの重量に対して６．０重量％未満、好ましくは約２．０重量％〜約５．０重量％の範囲、より好ましくは約２．５重量％〜約３．５重量％の範囲の濃度で含む。

従来法では、予備発泡粒子すなわち「プレ−パフ」を閉じた金型の中で加熱してプレ−パフをさらに発泡させて本発明の容器を成形する。

熱可塑性フィルムは、固体ポリスチレン、ゴム改質ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ゴム改質ポリメタクリル酸メチル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびこれらの混合物からなる群から選択したポリマーで作製される。加えて、先に挙げたポリマーの１種をスチレン／無水マレイン酸コポリマーとブレンドすることもできる。本発明の好ましい実施形態においては、熱可塑性フィルム用のポリマーは固体ポリスチレンおよびゴム改質ポリスチレンすなわち中耐衝撃性ポリスチレン樹脂および高対衝撃性ポリスチレン樹脂からなる群から選択される。

ポリスチレンは、スチレンの重合によって製造される高分子量の鎖状ポリマーである。スチレンモノマーだけから作製した場合、得られるポリマーは約１００℃のガラス転移温度を有し、かつ脆く、非常に貧弱な強度すなわち破断伸び特性を示す。その強度特性は、ブタジエンゴムなどのゴム改質剤を組み込むことによって改善できることが知られており、その製品はスチレンに組み込まれるゴムポリマーの重量パーセントに応じて中耐衝撃性ポリスチレンまたは高耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）と呼ばれる。中耐衝撃性ポリスチレンでは、そのポリスチレン樹脂の重量に対して、ポリスチレンが約９５〜９８重量％の範囲であり、ゴムポリマーは約２〜約５重量％の範囲である。高耐衝撃性ポリスチレンでは、そのポリスチレン樹脂の重量に対して、ポリスチレンが約８５〜９５重量％の範囲であり、ゴムポリマーは約５〜約１５重量％の範囲である。

「ＨＩＰＳ」の製造方法は、当業者には周知である。そうした知られている方法は、米国特許第３，９０３、２０２号および米国特許第４，１４６，５８９号に例示されており、これらの教示を参照により本明細書に組み込む。このゴムは、スチレンモノマーに「溶解」する（実際にはゴムはモノマーで無限に膨潤する）。得られた「溶液」は反応器に供給され、適当な開始剤系を用いて通常は剪断されながら重合が起こる。重合反応の間にスチレンはゴムにグラフトされる。このグラフト化は、ポリスチレンとブタジエンゴムの単純なブレンドに比べてより高い弾性率とより高い衝撃強度をもたらすために必要と考えられている。スチレンの転化率が系のブタジエンゴムの重量パーセントにほぼ等しくなると相が反転する、すなわちスチレン／スチレンポリマー相が連続相となりゴム相が不連続となる。相の反転後、本質的にポリスチレンの停止と類似の方法でポリマーを停止させる。

本発明の高耐衝撃性ポリスチレンフィルムに用いるゴムの量は、そのポリスチレン樹脂の重量に対して約８重量％であり、中耐衝撃性ポリスチレンフィルムに用いるゴムの量は、樹脂重量の約３重量％である。

ポリスチレンを改質するのに適したゴムは、天然ゴム、ポリブタジエン、およびそのスチレンまたはその他のコモノマーとのコポリマー、すなわちスチレンブタジエンコポリマーゴム、ポリイソプレン、およびそのスチレンまたはその他のコモノマーとのコポリマー、アクリルゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリブチレンなどである。好ましくはこのゴムは、ポリブタジエンまたはスチレン−ブタジエンコポリマーゴムである。

ポリスチレンマトリックス中のゴムの粒度分布は、一様であることが好ましい。ゴムの平均粒子サイズは約０．５μ〜約８μの範囲であり、好ましくは約１．０μ〜約２．５μ、より好ましくは約１μ〜約２．０μであり、最も好ましくは約１．５μ〜約２μである。当業者には知られているように、ゴム粒子の粒子サイズは、一般にポリスチレンが連続相となる重合の反転段階の間に加える剪断速度、熱、圧力、またはこれらの因子の組合せによって制御される。

適当なゴム改質ポリスチレン粒子は市販されている。中および高耐衝撃性ポリスチレンの市販品の中で好ましいものは５５００、５２１０、４２１１であり、すべてＮＯＶＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．，５１００ Ｂａｉｎｂｒｉｄｇｅ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｃｈｅｓａｐｅａｋｅ，ＶＡ ２３３２０から入手できる。

ゴム改質ポリスチレン粒子は、ビーズまたはペレットの形状でよく、通例の成分および添加剤である顔料、着色料、可塑剤、離型剤、安定剤、紫外線吸収剤などを含んでいてもよい。代表的な顔料には、それだけに限らないが、カーボンブラック、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化鉄などの無機顔料も、キナクリドン赤および紫、銅フタロシアニン青および緑などの有機顔料も含まれる。

他の好ましい実施形態の１つにおいては、熱可塑性フィルムは、やはりＮＯＶＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．， Ｂｅａｖｅｒ Ｖａｌｌｅｙ Ｐｌａｎｔ， Ｍｏｎａｃａ， Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａから入手できる一般的な固体ポリスチレンからなっている。

熱可塑性フィルムは、押出成形法またはブロー型成形法によって成形すればよい。型成形条件は、耐衝撃性改質ポリスチレンの型成形に対して通常用いられる条件と同じでよい。本発明の熱可塑性フィルムは、好ましくはスロットまたはサーキュレート金型から押出成形したものである。

熱可塑性フィルムは、好ましくはアイゾット衝撃値が約５０〜約１００Ｊ／Ｍの範囲であり、衝撃抵抗値が０．０５ｍ−ｋｇ／ｃｍ（１．０フィート・ポンド／インチ）より大きい。

熱可塑性容器は、一般的な内殻と外殻を持つカップ成形機、たとえばＡｕｔｏｎａｔｉｏｎａｌ Ｂ．Ｖ．社製のＣｕｐ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ＭＯＤＥＬ ６−ＶＬＣ−１２５型で作成したポリスチレンカップでよい。

本発明の一実施形態においては、カップが型成形された後、熱可塑性フィルムを円筒形にしてカップに差し込み、次にカップをマンドレルに載せる。内殻をカップの中に差し込み、熱可塑性フィルムに熱と圧力を加えてフィルムをカップ側壁の内表面に融着させる。熱可塑性フィルムに当たっている内殻への圧力は約１．４〜約５．６ｋｇ／ｃｍ^２（約２０〜約８０ポンド／平方インチ）の範囲であり、好ましくは約２．１〜約３．５ｋｇ／ｃｍ^２（約３０〜５０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の範囲である。

２８３ｇ（１０オンス）のカップを製作する機械１台当たりのフィルム融着作業の加工速度は、１分間に約１８〜１２０カップの範囲である。製作速度を増すためには何台かの機械を使えばよい。熱可塑性フィルムおよび隣接するポリスチレンビーズを溶融して、カップ側壁の内表面と熱可塑性フィルムの間に粘着効果が生じるようにするために、スチームを使用して熱可塑性フィルムに熱を加える。この粘着のための温度と時間は変わり得るが、たとえば約３〜約２０秒に対して約６０℃〜約１２０℃である。

熱可塑性フィルムは、容器の辺縁強度も高め、これには容器全体の強度を増す効果があることが見出されている。辺縁強度は、開いた容器の端から６．４ｍｍ（４分の１インチ）変位するまで縁を潰すのに必要な力の強さ（ｋｇで）である。

本発明の他の実施形態は、熱可塑性フィルムを容器側壁の内表面および／または外表面および／または容器底部の内表面および／または外表面に融着させることを含む。

本発明をさらに以下の実施例によって例示するが、本発明はそれによって限定されるものではない。実施例において、割合およびパーセンテージは、別途明記しない限りすべて重量による。

（実施例）

本実施例は、熱可塑性フィルムで被覆した容器の製作を例示するものである。ステアリン酸亜鉛とブレンドしたＮＯＶＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社のＦ２７１ＴＵ（発泡性ポリスチレン）カップビーズを、４２リットル（１１−ガロン）のＲｏｄｍａｎ Ｓｔｅａｍ 予備発泡器（Ａｒｔｉｓａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．製）中で大気圧において予備発泡させた。予備発泡はバッチ式で操作した。カップビーズの重量（すなわち１．５９ｋｇ（３．５ポンド））は、密度が０．０４４〜０．０６０ｇ／ｃｍ^３（２．６〜３．６ポンド／ｆｔ^３（ｐｃｆ））の範囲のプレ−パフができるように調節した。新たに調製したプレ−パフは、水分を除去するために５分間空気乾燥し、型成形の前に約４時間熟成させた。

種々の密度の熟成させたプレ−パフを用いて１７０ｇ（６オンス）の標準カップを型成形した。用いたスチームヘッダー圧力は５．６ｋｇ／ｃｍ^２（８０ポンド／インチ^２（ｐｓｉ））、合計サイクル時間は７．５０〜８．２５秒の範囲であった。型成形したカップは一晩熟成させた。

ＮＯＶＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＰＳ２１１０（一般固体ポリスチレン）樹脂から押出成形したフィルム（厚さ０．０２５ｍｍ／１．０ミル）をあらかじめ裁断したものを、カップの成形に使用した同じ型成形機中でカップの側壁内表面に融着させた。フィルムの融着に用いたヘッダースチーム圧力は３．２ｋｇ／ｃｍ^２（４５ポンド／インチ^２）、合計サイクル時間は５．５５秒であった。フィルムで内張りした容器を試験前に一晩保管した。

様々な密度のプレ−パフビーズ、すなわち０．０５８２（３．４７）、０．０５９４（３．５４）、０．０５３８（３．２１）、および０．０４３８（２．６１）ｇ／ｃｍ^３（ｐｃｆ）を用いたカップを以下の方法で試験した。各容器に室温の香味油を容器の深さの約８０％まで注ぎ入れた。香味油が入った各容器の外壁に油汚れおよび漏れの有無を最初の１．５時間は１０分毎に、１，５時間〜６時間の間は３０分毎に、以後合計４８時間までは１時間毎に観察した。

それぞれのカップグループの平均不良化時間（ＡＴＦ）は、各カップの不良化までの時間を加算し、その合計時間を試験した容器の数で割って計算した。通常は、各グループの１０カップをサンプリングして試験した。最大のＡＴＦ値４８時間は、各カップグループでサンプリングされたカップがどれも汚れまたは漏れを示さなかったことを表す。最小のＡＦＴ値０．１７時間は、各カップグループでサンプリングされたカップがすべて最初の１０分間以内に不良となったことを表す。各グループでサンプリングされた各カップを試験して熱可塑性フィルムありとなしの辺縁強度を求め、平均の力を記録した。各グループサンプリング毎に１０個のカップを試験した。

油の保持および辺縁強度の結果を表１に示す。表１に示されているように、本発明の熱可塑性フィルム付きのカップサンプルは、熱可塑性フィルムのないカップサンプルと比較してＡＴＦおよび辺縁強度が増している。

プレ−パフ密度０．０５８２ｇ／ｃｍ^３（３．４７ｐｃｆ）のカップに対する油保持試験および辺縁強度試験を、実施例１と同様の方法で行った。結果を表２に示す。ポリスチレンフィルムは、実施例１において用いたものと同様であり、厚さを表２に示すように変えた。表２に示されているように、本発明の熱可塑性フィルム付きのカップサンプルは、熱可塑性フィルムのないカップサンプルと比較して、ＡＴＦおよび辺縁強度が向上している。

プレ−パフ密度０．５８７ｇ／ｃｍ^３（３．５０ｐｃｆ）のカップに対する油保持試験および辺縁強度試験を、実施例１と同様の方法で行った。熱可塑性フィルムは実施例１において用いたものと同様であり、表３に示したように押出成形したものかブロー成形したものかのどちらかであった。ＥＰＳカップの容量は、１７０ｇ（６オンス）から４５４ｇ（１６オンス）に変えた。結果を表３に示す。熱可塑性フィルムが押出成形法によって作成されたサンプルかブロー成形法かでは同等の試験結果であった。また、本発明の熱可塑性フィルム付きのサンプルは、熱可塑性フィルムの作成方法に関わらず、熱可塑性フィルムのないサンプルと比較してＡＴＦおよび辺縁強度が向上している。

本実施例においては、ポリスチレン樹脂フィルムをここに示す熱可塑性材料で置き換えた。ＮＯＶＡ ＰＳ ３５００、４２１１、５５００、および５１０２は中および高耐衝撃性ポリスチレンであり、すべて先に論じたものである。表４に示すように、種々の熱可塑性材料から加工された熱可塑性フィルム付きのカップサンプルは同等のＡＴＦ値および辺縁強度値を有する。

前記の実施例の融着した熱可塑性フィルム付きのカップは、一般に一様な「粗い」または「凹凸のある」側壁内表面を持つ。これは一部には、フィルム材料が、カップ側面に融着されるとき、カップの型成形加工の間に発泡ポリスチレンビーズによって形成された隙間を埋めることおよびこの「融着」工程のために加えられる温度が発泡ポリスチレンビーズをさらに発泡させることによる。

この熱可塑性容器は、たとえば食料品店の棚で販売されるインスタントの麺類、シチュー、チキンのようなあらかじめ包装された食品を保持するために使われる。この容器は、冷凍庫または再加熱の目的で電子レンジ中に、容器の健全性を損なわずに入れることができる。

本発明を、その特定の実施形態によって提示したが、この開示を考慮すれば、本発明の多数の変形形態が今や可能となっており、それらもまた本発明の範囲内に属することは理解されるであろう。したがって、本発明は、広く解釈するべきものであり、添付の特許請求の範囲に記載の範囲および精神によってのみ限定されるべきものである。

Claims (18)

1. 内表面および外表面を有する側壁ならびに内表面および外表面を有する底部を持つ発泡型成形された熱可塑性容器と、および
   前記容器を液体ならびに／または食品の油成分および／もしくは脂肪成分が前記容器の前記側壁を通過する浸透に対して耐性とするために、前記発泡型成形された熱可塑性容器の前記側壁の前記内表面または前記外表面の少なくとも一方に融着された熱可塑性フィルムと
   を含む、
   液体ならびに／または油成分および／もしくは脂肪成分を含む食品を保持するための容器。
2. 前記発泡型成形された熱可塑性容器が、発泡性熱可塑性粒子から作製される請求項１に記載の容器。
3. 前記発泡性熱可塑性粒子が発泡性ポリスチレン粒子である請求項２に記載の容器。
4. 前記熱可塑性フィルムが、固体ポリスチレン、ゴム改質ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびこれらの混合物からなる群から選択されるポリマーで作製される、請求項１に記載の容器。
5. 前記熱可塑性フィルムが、固体ポリスチレンおよびゴム改質ポリスチレンからなる群から選択されるポリマーで作製される請求項４に記載の容器。
6. 前記熱可塑性フィルムが、固体ポリスチレンで作製される請求項５に記載の容器。
7. 前記熱可塑性フィルムが、約２．５４μ〜約１２７μの範囲の厚さを持つ請求項１に記載の容器。
8. 前記熱可塑性フィルムが、前記容器の前記側壁の前記内表面に融着される請求項１に記載の容器。
9. 前記熱可塑性フィルムが、前記容器の前記側壁の前記外表面に融着される請求項１に記載の容器。
10. 前記熱可塑性フィルムが、前記容器の前記底部に融着される請求項１に記載の容器。
11. 前記熱可塑性フィルムが、押出成形法によって製造される請求項１に記載の容器。
12. 前記熱可塑性フィルムが、ブロー成形法によって製造される請求項１に記載の容器。
13. 内表面と外表面を有する側壁および内表面と外表面を有する底部を持つ発泡熱可塑性容器を成形するステップと、および
    前記容器を液体ならびに／または食品の油成分および／もしくは脂肪成分が、前記容器の前記側壁を通過する浸透に対して耐性とするために、前記容器の前記側壁の前記内表面または前記外表面の少なくとも一方に熱可塑性樹脂で作製した熱可塑性フィルムを融着するステップと
    を含む、
    液体ならびに／あるいは油成分および／または脂肪成分を含む食品を保持するための容器を形成する方法。
14. 前記融着が、約６０℃から約１２０℃の範囲の温度において約５から約２０秒間加熱すること、および前記熱可塑性フィルムに約１．４から約５．６ｋｇ／ｃｍ^２（約２０から約８０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））の範囲の圧力を加えることを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記発泡熱可塑性容器が、コンテナマシンによって加工されたものであり、
    前記容器の前記側壁の前記内表面および前記外表面の一方に、前記熱可塑性容器の加工に用いたのと同じマシンによって、前記熱可塑性フィルムを融着するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
16. さらに、熱可塑性樹脂で作製した熱可塑性フィルムを、前記容器の前記側壁の前記内表面に融着するステップを含む請求項１３に記載の方法。
17. さらに、熱可塑性樹脂で作製した熱可塑性フィルムを、前記容器の前記側壁の前記外表面に融着するステップを含む請求項１３に記載の方法。
18. さらに、熱可塑性樹脂で作製した熱可塑性フィルムを前記容器の前記底部に融着するステップを含む請求項１３に記載の方法。