JP2007015771A - 熱絶縁型容器及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱絶縁容器50は、折り目により分離された2つの部分を有する側壁ブランク12と、該部分の1つに接着剤で締結された別個の絶縁シート18(波形、リブ付き、エンボス加工、発泡、有孔等)とを有する。折り目に隣接する領域に接着剤を塗布し、折り目に隣接する2つの部分を接合する。アセンブリは、マンドレルの周りに巻いて、外端縁を共に側部継目に接触させ、該側部継目は密封されて、側壁12を形成する。
【選択図】図1
Description
ポリスチレンカップは、審美的に好まれるが、絶縁効果がそれほど大きくなく、このため、冷たい飲料を入れるためにしか使用されていない。更に、これらのカップは、生物分解性でなくすなわち容易にリサイクルできない。冷たい飲料を入れたとき、これらカップの外側に結露が生じ、このためカップは濡れて冷たくなり、また、長時間使用するのに快適でなくなる。また、この結露は、カップを滑り易くし且つ取り扱い難くする。
本発明の第一の実施の形態に従い、カップ又は容器(図1)は、底部11及び側壁12を有する。底部は底部ブランク11Bから形成される(図2D及び図2E)。
側壁12B(図2A)及び層18(図2B)を切断し且つ形成した後、これらを次のようにして組み立てて側壁12となるようにする(図1)。図3Aのアセンブリを提供し得るようにシート18を側壁ブランク12Bに取り付ける。最初に、熱溶融型接着剤であることが好ましい少量の接着剤を接着領域20にて部分13Fの中心付近に塗布する。次に、シート18を部分13Fの実質的に中心決めした位置に配置し、この位置にて、シートを接着剤により所定の位置に保持する。シート18は部分13よりも小さいため、その端縁は部分13の端縁まで伸びていない。好ましくは、左端縁18L及び13Sの間、右端縁18R及び折り目15の間、上端縁18T及び13Uの間、下端縁18B及び13Lの間に、少なくとも6mm(1/4インチ)の空隙又は縁部が存在するようにする。
次に、折り畳み端縁22(以前の折り目15)を有する平坦な三層の構造を形成し得るように部分13を部分14の上に折り畳み(又はその逆に)、部分13、14が絶縁シート18(13B及び図13C)の両側部にあるようにする。部分13、14は、折り畳んだブランク12Bの内面(図3B、図3C)にて折り畳み端縁22に隣接して接着領域21にて互いに直接、接着、接合又はその他の方法で締結される(すなわち2つの層同士を直接に)。この接合は、ブランク12Bを折り畳んだ状態に保つのに役立つ。以下に説明するように、好ましくは、折り畳み端縁22から5.1cm(2インチ)以内の距離にて部分13、14が折り畳み端縁22又は折り畳み端縁22付近でのみ互いに締結されるように、側壁を形成することが重要である。
次に、図3B及び図3Cに図示した三層の構造体を既知のテーパー付きマンドレル(図示せず)の周りで巻き又は曲げて、内層24、中間層25及び外層26を有する側壁12(図4A)を形成する。この巻きは、折り畳み端縁22が内側となり、このため、内層24の一部分となるように行われる。端縁14Sに隣接する部分14の周縁部分は、折り畳み端縁22に隣接する部分13の周縁部分に重なり合う。部分13は、部分14よりも長く、このため、端縁13Sは、折り畳んだ端縁22に隣接して端縁14S及び部分13の周縁部分の双方に重ね合わさる。これら重なり合い層は、側部継目を形成し得るように熱及び圧力を作用させることにより、共に熱密封される。この熱は、ポリエチレン又はその他の熱密封可能で且つ防水性被覆の以前に塗布した層を溶融し且つ接合させる。密封後に巻いた側壁の図4Bの断面図から、重ね合わさる端縁は側部継目22Sを形成することが分かる。
上述したように、絶縁シート18(図2B)に代えて、多くの異なる型式の絶縁材料を使用することができる。
ある用途の場合、中間絶縁層に対し、絶縁シート18に代えて、平坦な折り目無しの板紙シート(図5)を使用することがより適している。この場合、シートに折り目を形成しないことによる絶縁効果を相殺するためより厚い板紙を使用することができる。チップ板紙、ライナー、SBS、又はSUS板紙のような、折り目無しの板紙の好ましい厚さは、0.25乃至1mm(10乃至40ミル)の範囲にある。
ある用途の場合、中間層に対し、絶縁シート18に代えて、フォイル又は金属被覆フィルムにて積層したシート(図6A)を使用することが望ましい。フォイル及び金属被覆フィルムは、優れた水分障壁として作用し且つ輻射熱を反射し、これにより、更なる絶縁効果を提供する作用も果たす。当該出願人は、平坦で且つ折り目を形成したフォイル、又は金属被覆フィルム積層板紙の双方は効果的な絶縁部を提供し且つ水分障壁として作用することが分かった。フォイル又は金属被覆フィルム30F(図6B)は、板紙シート30Pの少なくとも一側部に積層される。フォイル又は金属被覆フィルムの好ましい厚さは、0.013乃至0.05mm(0.5乃至2.0ミル)の範囲にある。フォイルが積層される板紙の好ましい厚さは、0.25mm乃至1mm(10乃至40ミル)の範囲内にある。金属被覆フィルムを積層したチップ板紙は、カリフォルニア州、サンタクララのジェファーソン・スマフィット・コーポレーション(Jefferson Smurfit Corporation)から購入することができる。このシートは、内層24と外層26との間に捕捉されるため、この型式の絶縁層と共に作られたカップは、金属がアーク放電することなく、マイクロ波の用途にて使用することができる。
ある用途の場合、中間絶縁層に対し、絶縁シート18に代えて小孔のシート(図7)すなわち表面の全体に亙って開けた複数の穴を有するシートを使用することが望ましい。穴31(三角形、四角形又は矩形のような、円形以外の形状とすることができる)を板紙の平坦なシートに開ける。平坦なシートの好ましい厚さは、図5におけるものと同一である。これら穴は、内層24と外層26との間に絶縁空間を提供し、また、仕上がったカップの重量を軽減するという二重の利点を有する。これら穴は、当該技術分野で周知の標準的なダイカッティング工程によりシートの表面に開けることができる。
ある用途の場合、中間絶縁層に対し、絶縁シート18に代えて、発泡材、好ましくは膨張ポリスチレンで作られた図8のシートを使用することが望ましい。ポリスチレン発泡材は軽量で且つ経済的な材料であり、また、優れた熱絶縁性を有する。このシートは、ポリスチレン発泡材のより大きい種板からダイカットすることができ、又はこのシートは適正な仕上げ寸法となるように熱成形し又は押出し成形することができる。ポリスチレン発泡材からシートを提供する方法は、当該技術分野にて周知である。このシートの好ましい厚さは、図5のシートの厚さと同一である。その多孔質の構造のため、このシートは、内層24と外層26との間の空間を絶縁し且つ仕上がったカップの重量を軽減するという二重の利点を有する。
ある用途の場合、中間絶縁層に対し、絶縁シート18に代えて、段付き板紙で作られたシート(図9)を使用することが望ましい。このシートは段付きメディアム33Mのみから成り(図9A)、又は段の先端にてシート33Mに接着させたライナーボード33L(図9B)と組み合わせたシート33Mから成るものとすることができる。この型式の材料は、マイクロ縦溝(microflute)としばしば称される。縦溝板紙の製造方法は当該技術分野にて周知である。このシートの好ましい厚さは、図5乃至図8のシートと同様である。縦溝板紙は、多数の納入業者から容易に入手可能である。このシートは、標準的なダイカッティング工程によりより大きい種板又はロール(図示せず)からダイカットすることができる。
ある用途の場合、中間絶縁層に対し、絶縁シート18に代えて、水溶性材料で作られたシート(図5のシートと同様の外観)を使用することが望ましい。このシートは、澱粉系材料のような水溶性材料で出来ている。この材料は、通常シートの形態に押し出し成形される。この材料は、より大きい種板(図示せず)からダイカットすることができる。このシートの厚さは、図5のシートと同一であることが好ましい。その多孔質の構造及び水溶性のため、このシートは、内層と外層との間に絶縁空間を提供し且つカップの重量を軽減するという二重の利点を有する。
ある用途の場合、中間絶縁層に対し、絶縁シート18に代えて、少なくとも1つの側部に被覆された発泡熱絶縁層35F(図10B)を有する板紙シート35Pにて作られたシート(図10A)を使用することが望ましい。層35Fは、低乃至中程度密度のポリマーであり、また、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ナイロン及びその他の同様の型式の材料(但し非限定的に)を含むことができる熱可塑性合成樹脂にて作られている。熱可塑性合成樹脂は、板紙シート35Pから押し出し成形し、次に、30秒乃至2.5分間、93°乃至204°C(200°乃至400°F)の範囲の温度にて加熱する。熱を加えたとき、ポリマーは発泡する。この発泡被覆の好ましい厚さは0.3乃至1mm(12乃至40ミル)の範囲である。発泡−被覆シートを製造する色々な方法が当該技術分野で周知である。発泡−被覆シートは、内層と外層との間に絶縁空間を提供する。
第二の実施の形態において、別個の絶縁シートを使用することは全く不要となる。この絶縁シートに代えて、図10Bに図示したものと同様の紙及び発泡被覆構造体を製造し得るようブランク12Bの部分13F及び/又は14F(図2A)に被覆された発泡層が使用される。発泡層を提供するため、ブランク12Bの部分13F(及び/又は部分14F)を最初に、熱可塑性合成樹脂フィルム層にて被覆する。熱可塑性合成樹脂は低乃至中程度密度のポリマーである。かかるポリマーは、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ナイロン及びその他の同様の型式の材料(但し非限定的に)を含むことができる。当該出願人は、低密度ポリエチレンを使用することを好む。ブランク12Bの対向部分13B及び14Bは、高密度ポリエチレンフィルムにて被覆する。次に、低密度熱可塑性合成樹脂フィルムが発泡し且つ熱絶縁層を形成することを許容するのに十分な温度及び時間、ブランク12Bを熱処理する。選択された熱可塑性合成樹脂の融点に依存して、材料は、図10に関して上述した温度にて加熱する。低密度ポリエチレンフィルムは高密度ポリエチレンフィルムよりも融点が低いため、低密度フィルムは発泡する一方、高密度フィルムは発泡しない。ブランク12Bは、図2Aの非折り畳み状態又は図3Bの折り折り畳み状態にて熱処理することができる。
第三の実施の形態によれば、ブランク12B及び絶縁シート18に代えて、ブランク40(図11B)を使用してカップ又は容器50(図1)を形成することができる。
ブランク40(図11A)は、紙又はその他の適当なシート材料の大きいシート又はロール(図示せず)から単一のシートとしてダイカットされる。このシートの好ましい厚さは、約0.33mm(13ミル)であるが、この厚さは、0.2乃至0.6mm(8乃至24ミル)の範囲とすることができる。ブランク40は、左側部分13、右側部分14及び絶縁部分42という3つの部分を有する点を除いて、ブランク12B(図2A)と同様である。左側部分13及び右側部分14は、共通の折り目15を共用し、図2Aの部分13、14と実質的に同一である。絶縁部分42(絶縁シート18に置換する)は、折り目41にて部分14に接続されている。部分42は、上端縁42Uと、下端縁42Lと、側端縁42Sと、前側部42Fと、後側部42Bとを有している。部分13、14、42は、側壁12´のそれぞれ外層、内層及び絶縁中間層を形成する(図13A及び図13B)。
次に、部分42を折り目41にて部分14の上に折り畳む(図12A)。ペースト接着剤、常温接着剤又は熱溶融型接着剤のような接着剤を折り目15に隣接して領域21に塗布する。次に、部分13を部分42の上方で折り畳み、折り畳み端縁22、43を有する平坦な三層の構造を形成し、部分13、14が絶縁部分42の両側部にあるようにする(図12B及び図12C)。部分13、14は、折り畳んだブランク40の内面にて折り畳み端縁22に隣接して部分13、14を接合領域21にて互いに接着し、接合し又はその他の方法で締結されている。この接合は、ブランク40を折り畳んだ状態に保つのに役立つ。第一の実施の形態にてより詳細に説明したように、側壁12を形成するとき、好ましくは折り畳み端縁22から約5.1cm(2インチ)を越えない距離にて折り畳み端縁22又はその付近でのみ部分13、14を互いに締結することが重要である。
次に、図12B及び図12Cに図示した三層の構造体を既知のテーパー付きマンドレル(図示せず)の周りに巻き又は曲げて、内層24、中間層25及び外層26を有する側壁12´(図13A)を形成する。この巻きは、折り畳み端縁22が内側となり、これにより内層24の一部となるようにして行われる。折り畳み端縁43に隣接する部分14の周縁部分は、折り畳み端縁22に隣接して部分13の周縁部分に重ね合わせる。部分13は、部分14よりも長く、このため、端縁13Sは折り畳み端縁43、22の双方に重なり合う。これらの重なり合い層は熱及び圧力を作用させることにより共に熱密封され、側部継目を形成する。熱は予め付与したポリエチレン層又はその他の熱密封可能で且つ防水性被覆を溶融させ且つ接続する。密封後の巻いた側壁の断面図である図13Bから重なり合い端縁は側部継目22S´を形成することが分かる。
当該出願人は熱絶縁性に優れたカップ及びその製造方法を提供するものであることが読者には理解されよう。このカップは、より低廉な材料を使用し且つ漏洩防止型である。また、このカップは既存のカップ機械にてより容易に製造することができ、生産速度が速く且つ製造コストがより低額となる。また、このカップは、リサイクル可能でありまた、容易に生物分解性で且つリサイクル可能な紙のような材料を使用する。更に、カップは、鮮明で且つはっきりした図形印刷を許容する面を有し、また、発泡カップの望ましくない外観及び感触がなく、これにより、消費者に十分に受け入れ可能である外壁を有する。
中間層及び外層は、内層の実質的に全てを覆うよう伸ばすことができる。
何れの実施の形態においても、リブ、ディンプル、波形部分、折り目等は、外層に配列し、これにより、絶縁効果を増し且つ把持し易い面を提供することができる。
接着剤に代えて、領域21にて可塑性被覆を共に溶融させるために熱を使用して折り畳む前に、ブランクを防水性プラスチックで被覆するといったようなその他の方法で折り畳んだブランクを折り畳んだ状態に保持し又は接合することができる。また、折り畳んだブランクは、この領域にて積み重ね、折り畳み部分の側部を共に保持することができる。
12 側壁 12B 側壁ブランク 13 左側部分
13B 後側部 13F 前側部 13L 下端縁
13S 側端縁 13U 上側部 14 右側部分
14B 後側部 14F 前側部 14L 下端縁
14S 側端縁 14U 上方端縁 15 折り目
16 タブ 18 絶縁シート 18T 上端縁
18B 下端縁 18L 左端縁 18R 右端縁
19 溝、折り目又は波形部分 20 接着領域
21 接着領域 22 折り畳み端縁 22S 側部継目
24 内層 25 絶縁中間層 26 外層
27 カップの内面 28 カップの外面
30F フォイル又は金属被覆膜 30P 板紙
31 穴 33M 段付きメディアム
33L ライナー板紙 35P 板紙 35F 発泡層
40 ブランク 41 折り目 42 絶縁部分
42L 下端縁 42S 側端縁 42U 上端縁
42F 前側部 42B 後側部 43 折り畳み端縁
50 カップ 51 頂部縁曲げ部分
Claims (21)
- 熱絶縁型容器において、
内部容積を画成する側壁包囲体であって、頂部分及び底部分を有し、該頂部分に開口部が形成された側壁包囲体と、
前記底部分に取り付けられた底部蓋とを備え、
前記側壁包囲体はシートから形成され、該シートは折り畳み端縁を有する折り畳んだシートを形成し得るように折り畳まれた第一及び第二の部分を有し、
該第一の部分は、前記包囲体の内層を提供し、前記第二の部分は前記包囲体の外層を提供し、前記第一及び第二の部分は内面を有し、
前記第二の部分は、下端縁から折り目まで伸びる小さいタブを有し、
前記内層と外層との間に挾持された絶縁中間層を備える、熱絶縁型容器。 - 請求項1に記載の熱絶縁型容器において、前記側壁包囲体は、前記第一及び第二の部分を前記折り畳み端縁に隣接する領域にて前記内面上に共に直接固定する手段を更に備える、熱絶縁型容器。
- 請求項1又は2に記載の熱絶縁型容器において、前記絶縁中間層は、別個のシート材料部分にて作られている、熱絶縁型容器。
- 請求項1又は2に記載の熱絶縁型容器において、前記絶縁中間層は、発泡熱可塑性材料にて作られている、熱絶縁型容器。
- 請求項1又は2に記載の熱絶縁型容器において、前記絶縁中間層は、発泡水溶性の生物分解性材料にて作られている、熱絶縁型容器。
- 容器の製造方法において、
底部蓋を提供することと、
折り目により分離された第一及び第二の部分を有し且つ内面及び外面を有するシートを提供することと、
前記第二の部分に、下端縁から折り目まで伸びる小さいタブを設けることと、
絶縁材料を提供し且つ該材料を前記内面上の前記部分の少なくとも一方に取り付けることと、
前記絶縁シートが前記第一及び第二の部分の間に狭持され、折り畳み端縁を有する多層の側壁ブランクを形成し、前記内面が、前記第一及び第二の部分の内側にあり、前記ブランクが両端部分を有するように前記第一及び第二の部分を前記折り目にて共に折り畳むことと、
前記両端部分を共に接続し、頂部分及び底部分を有する側壁を形成し、前記第一及び第二の部分が、前記側壁のそれぞれ内層及び外層を形成するようにすることと、
前記底部蓋を前記底部分に密封し、これにより容器を形成することとを備える、方法。 - 請求項6に記載の方法において、前記第一及び第二の部分を前記折り畳み端縁に隣接する領域にて前記内面上に直接、接合することを更に備える、方法。
- 請求項6又は7に記載の方法において、前記材料の所定の厚さがサイジング装置により除去される、方法。
- 請求項6ないし8のいずれかに記載の方法において、前記絶縁材料が発泡熱可塑性材料にて形成される、方法。
- 請求項6ないし8のいずれかに記載の方法において、前記絶縁材料が発泡水溶性の生物分解性材料にて形成される、方法。
- 熱絶縁型容器において、
頂部分及び底部分を有し、該頂部分に開口部が形成された側壁包囲体と、
前記底部分に取り付けられた底部蓋とを備え、
前記側壁包囲体はシートにて形成され、該シートは第一及び第二の部分を有し、該シートは、前記接続部に折り畳み端縁を有する折り畳んだシートを形成し得るように前記第一及び第二の接続部にて折り畳まれ、
該第一の部分は前記側壁の内層を提供し、前記第二の部分は前記側壁の外層を提供し、
前記第二部分は,前記外層に隣接する絶縁空間を提供し得るように形成された複数の変形部分を有し、
前記第二の部分は、下端縁から折り目まで伸びる小さいタブを有している、熱絶縁型容器。 - 請求項11に記載の熱絶縁型容器において、前記変形部分が複数の凹所を備える、熱絶縁型容器。
- 請求項11又は12に記載の熱絶縁型容器において、前記シートが紙である、熱絶縁型容器。
- 容器の製造方法において、
折り目により分離された第一及び第二の部分を有し、該第二の部分が複数の変形部分を有するシートを提供することと、
前記第二の部分に、下端縁から折り目まで伸びる小さいタブを設けることと、
前記第一及び第二の部分が折り畳み端縁を有する多層の側壁ブランクを形成し、該多層の側壁ブランクが両端部分を有するように、前記第一の部分及び第二の部分を前記折り目にて共に折り畳むことと、
頂部分及び底部分を有する側壁を形成し得るように、前記多層の側壁ブランクの前記両端部を接続し、該第一及び第二の部分が前記側壁のそれぞれ内層及び外層を形成し、前記変形部分が前記外層に隣接する絶縁空間を提供することと、
底部蓋を提供することと、
前記底部蓋を前記側壁の前記底部部分に密封し、これにより容器を形成することとを備える、方法。 - 請求項14に記載の方法において、前記所定の厚さの材料を除去することがスキービングにより行われる、方法。
- 請求項14に記載の方法において、前記変形部分がエンボス加工により形成される、方法。
- 請求項14に記載の方法において、前記所定の厚さの材料を除去することがスキービングによって行われ且つ前記変形部分がエンボス加工により形成される、方法。
- 熱絶縁型容器の側壁を形成するブランクにおいて、
シート材料と、
前記シートが境界により分離された第一及び第二の部分を有することと、
前記第二の部分は、下端縁から折り目まで伸びる小さいタブを有することと、
前記第二の部分が前記シートが折り畳まれたとき、前記第二の部分に隣接する絶縁空間を提供し得るように形成された複数の変形部分を有することとを備える、ブランク。 - 請求項18に記載のブランクにおいて、前記境界が折り目である、ブランク。
- 請求項18又は19に記載のブランクにおいて、前記変形部分がエンボス加工により形成される、ブランク。
- 請求項18ないし20のいずれかに記載のブランクにおいて、前記シート材料が紙である、ブランク。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/201,621 US6085970A (en) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Insulated cup and method of manufacture |
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