JP3470743B2 - 紙板容器 - Google Patents
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Description
造に関するもので、より詳細には、本発明は曲げに対す
る高い抵抗を有する加圧された紙板プレート又はトレイ
に関する。
成型容器は、普通パルプスラリーを容器の希望の形状に
成型するか、紙板素材を成型型の間で希望する形に加圧
する方法により製造されていた。成型されたパルプ製品
は乾燥後かなり強くかつ剛直であるが、一般的に表面が
粗雑で普通被覆されないので水、油及び他の液体の通過
が可能である。他方、成型された紙板容器は希望する形
に成型される前に装飾を施し液体を通さない被覆を施す
ことができる。加圧された紙板容器は成型されたパルプ
製品よりも一般に低コストで貯蔵スペースも少ない。多
数の紙製のプレートや同様な製品がこれらの各方法で毎
年比較的低コストで製造されている。これらの製品は多
くの異なった形をしており、矩形又は多角形、円形、及
び多くの区画を有する形である。
られた容器に比べて強度と剛性が低い傾向にある。両方
式で作られたプレート状容器の曲げに対する強度と抵抗
は容器の中央又は底部を囲む側壁とリム領域に依存して
いる。使用時には、そのような容器はリムと側壁で支持
され、一方容器で保持される荷重は底部に掛かる。かく
して、リムと側壁は容器が使用される時には一般に引張
り荷重を受け撓む。
プレートの側壁及びひっくり返ったリムは一体で結合力
のある繊維構造であり、損傷を受けたり割られない限り
曲げに対して良好な抵抗を有する。なぜならばパルプ成
型容器のリム及び側壁は結合力のある一体構造である
為、破壊することなく大きい張力と撓みに耐えるのであ
る。
り製造する時には、平坦な素材は希望する三次元の形に
なる為にゆがみかつ面積が変化しなければならない。こ
の必要な歪みにより側壁とリムに溝やひだが生じ、容器
の加圧成型中に容器の面積は減少する。これらの溝やひ
だは側壁やリムに材料欠陥線を作り、そのような容器は
ひびのない側壁やリムを有する容器よりも容易に撓む。
その上、そのような溝やひだは元の平坦な形に戻ろうと
する傾向を有する。加圧紙板容器の側壁やリムのこれら
のひだは最も強度を要する領域を最も弱くする。このよ
うな容器はパルプ成型容器に比べて荷重を支持できな
い、なぜならば使用中に荷重が増大するとリムと側壁に
より高い応力が掛かるからである。ひだに張力、湾曲、
捩じりを加えるとひだが開く傾向が増大する。この為、
従来の加圧紙板容器はパルプ成型容器に比べて大幅に低
い荷重搬送能力しか備えていなかった。対応するパルプ
成型プレートより安価な為に、対等な強度と剛性を有す
る加圧紙板プレートは高い商業上の価値を有する。
なされ、側壁やリムの面積の減少も図られた。紙板容器
に加圧される素材の周囲に刻み線を設けておき、勝手に
溝やひだができることを少なくした。この刻み線は溝や
ひだの位置を限定する。刻み線は或時には特殊な型の形
状と協力して側壁やリムに美的な又は構造上の目的の為
に縦溝や皺を形成する為に使用されて来た。このような
容器の側壁に縦溝や皺を作る為の型の余計のコストや複
雑さはコスト上の不利を生じ、これは完全には調整する
ことができない。
縦溝、又は皺により達成されるかよりも、基本的に困難
なことは、制限された応力の元で紙板が元の形に戻ろう
とすることである。
化技術を適用することが提案されている。最初の努力
は、リム部分の紙板の厚さを各種増加することであっ
た。しかしながら、この容器は追加の製造工程を要しコ
ストが増し容器の貯蔵スペースが増加した。
られた米国特許第4609140号に開示されているよ
うに、加圧された紙板容器の改良された剛性が達成され
ており、容器のリムに圧力と温度を加え、一方側壁と底
壁には実質的に圧力を加えないのである。特に、その容
器は一般的に平坦な底壁と、上記底壁の外周縁から上方
に起立した側壁と、側壁の外周縁から延びるひっくり返
ったリムとを備えている。容器を一体に加圧成型する間
に、底壁と側壁には実質的に圧力は加えられず、圧力は
ひっくり返ったリムに加えられた。リムに加えられた圧
力の大きさは約200ー250psiで、リムと側壁と
の接合点からリムの外周縁へと次第に増加した。リムに
形成されたひだはリムの厚さまで圧縮され、一方側壁に
形成されたひだには特別な圧力は加えられなかった、こ
のように形成された容器は従来の紙板容器よりも際立っ
た改良を示した。更に、マークス外に与えられた米国特
許第4606496号は上述のものに対する改良を開示
している。その中で、リムの環状部分に円周方向に離れ
た半径方向に延びる密な部分を含む容器が開示されてい
る。この密度の高い領域は素材を容器に加圧形成する際
に作られる少なくとも3枚の紙板を含むひだで形成され
ており、上記リム領域は充分に加圧されてひだが粘着力
を持つ繊維構造にされ、リムに隣接した領域と実質的に
同じ厚さを持ちかつより大きい密度を備えている。
工程で形成された紙板容器はその他の従来技術の容器よ
り大きい剛性を発揮するが、その容器はパルプ成型容器
の強度を備えておらず、従って消費者により食物が盛ら
れた時に安定して曲げに抵抗するより安定した強力な加
圧紙板容器の必要性が残されている。従来技術の上記欠
点を克服する試みの中で、米国特許第5326020号
は重い加圧重量の採用と、特に紙板容器に強度を加える
為にサイジング粘結剤として澱粉を使用することを開示
している。しかし注目するべき点は、ここで述べられて
いるように澱粉を使用する時に、重い加圧重量の採用さ
れた紙板を乾燥させるのに要する時間が生産性を低下さ
せることである。従って優れた紙板容器ができても、そ
のような容器のコストは生産性の低下により増加する。
その為、曲げに強くかつ低いコストで製造でき、より強
く、より剛直な紙板容器は、依然として必要なのであ
る。即ち、上述の紙板容器に比べて剛性を備えかつ生産
性の高い紙板容器を提供することが本発明の要点であ
る。
従来の剛直な紙板容器が備えていた上述の欠点を軽減す
ることである。
つ紙プレートの形状の紙板容器を提供し、その容器は例
えば消費者が1又は2個の手で保持して荷重を加えた時
によく耐えることができるようにすることである。
し、その紙板容器は容器の側壁とリムの部分にその剛性
を増す為に多数の半径方向に延びかつ開放に抵抗するひ
だを備え、従ってその紙板容器はひだ無しの容器に対し
て実質的に等しい強度と剛性を備え、好ましくはひだ無
し容器に対して少なくとも80%の剛性を有する。
成した時、そのリムと側壁に形成されたひだを完全な形
に保持するのに役立つ紙板材料を提供することである。
容器に比べて向上した生産性により低いコストで製造で
きる紙板容器を提供することである。
器の製造方法を提供することであり、その中で紙板材料
が多くの固形内蔵物を含み、これにより容器の生産性が
向上する。
施例では1個の一体の紙板素材から1個の容器を形成す
ることにより達成され、上記容器は1個の実質的に平坦
な内部領域と、上記平坦領域の外周縁に形成される1個
の側壁と1個のリム領域とを備えている。上記側壁領域
は平坦内部領域の外周縁より上方かつ外方へ拡開する1
個の概ね環状領域と上記環状領域に隣接しかつ環状領域
から外方かつ上方へ拡開する第1の円錐台領域とを備え
ている。リム領域は側壁の第1の円錐台領域の外周縁に
隣接して外方に拡開する弓形環状領域と、その中に第1
の円錐台領域から概ね外方かつ上方へ延びる第1部分
と、平坦内部領域により定まる面に対して或角度だけ下
方かつ外方に拡開する第2部分とを備えている。弓形環
状領域の第2部分から下方かつ外方へ延びるのは第2の
円錐台領域で、これは弓形環状領域の第2部分から実質
的に接線方向に延びている。容器のリムは更に第2の円
錐台領域の外周縁に接続し外方かつ下方に拡開する円錐
台リップを備え、消費者が紙板容器を掴むことを容易に
している。
径方向に延びるひだが形成されており、ひだは紙板容器
を成型する際に加圧閉塞される。半径方向に延びるひだ
により、どのひだも充分な半径方向成分を備えているの
で、素材の外周部分の面積が充分に減少する。更に、上
述の容器を形成する為の紙板材料の構成時に、紙板材料
は紙板材料の3000平方フィート(280平方メート
ル)連当たり少なくとも6ポンド(2.7キログラム)
に相当する量のサイジング粘結剤を含み、好ましくは紙
板材料の3000平方フィート連当たり約13ポンド
(1平方メートル当たり20グラム)に相当する量を含
んでいる。単語“サイジング粘結剤”は紙板を堅くする
為に適用することのできるどの様な材料をも意味してお
り、少なくともひだ領域とひだの形成に適用される。サ
イジング粘結剤の一つの構成要素は顔料又は樹脂で、樹
脂は全てのサイジング粘結剤の約65重量%より少な
く、好ましくは全てのサイジング粘結剤の約50重量%
である。
乾燥前の粘結剤の%で、紙板の重量と粘結剤の量で定ま
り、成型が行われる前の合計重量(紙板+粘結剤)に対
するパーセントで、乾燥による水のなくなる量も加味さ
れ、完成品内の対応する比率は経験的に容易に決定され
る。完成品の重量パーセントは物により変化するが、当
業者であれば工程が与えられると決定することができ
る。特に、粘結剤中の樹脂の重量パーセントに対応する
完成品中の樹脂の重量パーセントは材料を作る際に簡単
に決定でき;その方法はこれらの結果を1又はそれ以上
遡ることにより、又は挿入又は余分の物を加えることに
より、又は試行錯誤であり、開始材料中に要求される樹
脂のパーセンテージを決定することができ、これにより
完成品中の特殊なパーセンテージが得られる。この明細
書内に用意された情報を用いて、樹脂の最適重量パーセ
ンテージは試行錯誤により決定することができる。
どの様な公知の樹脂又は顔料であってもよい。粘土、特
にカオリン粘土は特に優れた剛性向上をもたらすし、低
コストである。驚くべきことに、サイジング粘結剤の重
量を増加すると、使用中に応力が増加した時に、ひだの
開放に対する抵抗能力が期待以上に増加する。多くの場
合、ひだの接着が改良されて、得られた容器はひだ無し
の容器と同等の強度を有し、度々ひだ無し容器の強度の
80%又は90%以上の強度を示した。
以下に述べる好ましい実施例の詳細な説明と各種の図面
を読むことによりより明らかになるであろう。
土)が容器の剛性(サイジング粘結剤(例えば澱粉)の
みを有する容器の剛性に比べて)を増加するのに有効な
量だけ入れてある。好ましくは、上記樹脂はサイジング
粘結剤(成型前)の少なくとも5重量パーセント、より
好ましくは少なくとも10重量パーセント、20重量パ
ーセント、又は少なくとも30重量パーセントである。
完成品はひだ領域に好ましくは少なくとも5重量パーセ
ントの樹脂(好ましくは(カオリン)粘土)を含んでい
る。
では期待されなかった;樹脂は普通粘結剤の作用を抑制
するものと思われている。
る紙板容器に付いて詳細に言及するが、その紙板容器は
1個の実質的に平坦な内部領域と、1個の側壁領域と1
個のリム領域が接続して平坦内部領域の周縁から延びて
いる。本発明の容器はプレート又はボウルの形に形成さ
れることができ、従って円形の輪郭を備え、又はその様
な容器は正方形又は矩形で皿のような丸みのある隅部を
有する。更に、追加の形状を考えることができ、その中
には仕切られた皿又はプレートや卵形の大皿も含まれ
る。各実施例において、全ての隅部は図1のように丸み
があり又は湾曲している。
質的に平坦な内部領域12とその周縁を囲む側壁領域1
1及び隣接したリム領域13とを備えている。側壁領域
11は平坦内部領域12の周縁から上方かつ外方へ朝顔
形に拡開する大体環状領域14と上記環状領域14の外
縁から上方かつ外方へ傾斜する第1の円錐台領域16を
備えている。リム領域13では、第1の円錐台領域の外
周縁に隣接した外方へ拡開した正確な環状領域18が、
第1の円錐台領域16から大体上方へ延びる第1部分2
0と、平坦内部領域12により定められる面に対して或
角度だけ下方かつ外方へ拡開する第2部分22とを備え
ている。第2の円錐台領域24は弓形環状領域18の第
2部分22から実質的に接線方向に延び、かくして弓形
環状領域18の第2部分22から平坦内部領域12によ
り定められる面に対して或角度だけ下方かつ外方へ拡開
する。第2の円錐台領域24の外周縁に隣接して外方か
つ下方へ拡開した円錐台リップ26があり、両者は強度
を大幅に増し、消費者が容器10の周縁部を掴むのを助
ける。図1に示されている破線28、30、32、3
4、36は容器の各種の構造上の区画を明確にする為に
設けられているものであり、容器の上に実際に表れる線
を示してはいない。更に、上記破線は上記区画の実際上
の境界を示しているのではなく、即ち、以下により詳細
に説明するように、区画間のサイズの関係は本発明の精
神と範囲から離れることなく変化可能である。又、図2
で示されているように、容器は1個の一体の紙板片で構
成されている。
容器の側壁とリム部分の特殊な形状がより詳細に説明さ
れる。
の断面を容器の中心線から始めて示す略図である。以下
の記述を通して、各寸法は与えられた直径Dとの関連で
示され、図3に示されている本発明によると上記直径は
約8.75インチである。しかしながら、紙板容器の上
記の特殊な直径は特定のものではなく、単なる一例とし
て述べられている。容器の特別な寸法は米国特許第53
26020号で述べられているものと同様であり、その
内容は一例として取り入れられる。
は半径X1を持ち、これは約0.3D−0.4D、好ま
しくは0.348Dに等しい。平坦内部領域12の外周
縁に側壁部分11が隣接し、側壁部分11は環状領域1
4を含み、環状領域14は湾曲の半径が約0.05D−
0.06D、好ましくは0.0572Dであり、その中
心は平坦内部領域12からY1の距離に位置している。
環状領域14の内包角度37は約40°から約70°、
好ましくは約60°−65°又は約62°である。環状
領域14の外周縁に第1の円錐台領域16が隣接してお
り、その領域16は垂直に対して上方に角度A1だけ傾
斜しており、角度A1は約20°から約35°、好まし
くは約25°−30°又は約27.5°である。更に、
円錐台領域16の長さは約0.015Dより大きく、好
ましくは約0.025Dから0.05D、及びより好ま
しくは約0.036Dからである。更に、第1の円錐台
領域16に弓形環状領域18が隣接し、領域18の曲率
半径は0.015Dから0.03D、好ましくは約0.
024Dで、その中心点は平坦内部領域12からY2の
距離に位置している。弓形環状領域18の内包角度39
は約61°から約82°、好ましくは66°−77°又
は約73°である。弓形環状領域18の第2部分22、
即ち弓形環状領域18の末端部分は、弓形環状領域18
の第2部分22における湾曲の接線が外方かつ下方へ傾
斜し、その角度は約6°から約12°、好ましくは約1
0.5°である。
上述のように弓形環状領域18の第2部分22へと達す
る。即ち、環状領域14の内包角度37が弓形環状領域
18の内包角度39と第1の円錐台領域16で結合する
と、弓形環状領域18の第2部分22は第2の円錐台領
域24に位置し、領域24は弓形環状領域18の第2部
分22の末端から実質的に接線方向に外方かつ下方に延
び、その角度は約6°から約12°、好ましくは約1
0.5°である。第2の円錐台領域24の長さは約0.
03Dから約0.05D、又好ましくは0.04Dであ
る。第2の円錐台領域24は弓形環状領域18の第2部
分22から実質的に接線方向に延びているので、第2の
円錐台領域24は外方かつ下方へ延び、その角度は約6
°から12°、好ましくは平坦内部領域12で形成され
る水平面に対して約6°−10.5°の角度である。
6が隣接しており、このリップ26は又別の円錐台領域
を形成し、第2の円錐台領域24から外方かつ下方へ延
びている。このリップ26の長さは少なくとも0.00
5D、好ましくは約0.010Dである。更に、このリ
ップ26は角度A2で延びており、角度A2は垂直から
45°より少なく、好ましくは約15°から30°、よ
り好ましくは22.5°である。
は推移領域38である。この推移領域38は曲率半径R
3を含み、半径R3は約0.008Dと0.01Dの
間、好ましくは約0.0092Dで、その中心は平坦内
部領域12から距離Y3の位置にある。更に、推移領域
38は内包角度A4を含み、角度A4は約48°から7
0°、好ましくは約57°である。
0は皿やボウルのような円形容器を形成する為に普通に
使用されるタイプのものである。好ましくはこのブラン
クは円周方向に離れた多数の半径方向に延びる刻み線4
2を備えている。この刻み線は容器を形成する際に側壁
及びリム部分にひだを作る位置を定めている。刻み線4
2の数は1個の円形容器の場合要求される剛性、容器の
半径及び高さにより10から100の間で変化する。半
径方向の刻み線42で形成されるひだは一般に環状領域
14から始まり、容器10の第1の円錐台領域16から
容器の外周縁部へと延びる。
496号に開示されている工程に従って剛直な紙板容器
に形成される。容器を形成する際には、紙板ブランクは
雄と雌の型表面の間で加圧成型され容器の形と厚さが定
められる。好ましくは、少なくとも1個の型表面が加熱
され、ブランクの成型中の温度を200°Fから400
°F(90°C−200°C)に保持する。
が示されており、容器10の側壁11及びリム13のひ
だの構造が示されている。成型工程開始時に、ひだ50
は図5に略図的に示すように連通している。図5からわ
かるように容器の形成中には、紙板材料の3個の重合層
52、54、56は反転“Ω”(大文字オメガ)の形に
折り畳まれ、各刻み線42が中心となり、このようにし
て各刻み線42を中心とする初期のひだが形成される。
紙板容器10の形成中に圧力、熱、蒸気を掛けると、刻
み線により形成されている紙板材料の層52、54、5
6は互いに接近して板内に重なりひだの近傍で互いに変
形する。本発明の一つの実施例では、使用される板原料
は通常の量の澱粉を含み、その量は板原料に代表的に使
用される300平方フィート連に付いて約3ポンドであ
る。図6−8に示されているそのような場合、形成され
たプレートは第2の円錐台領域24が実質的に水平な従
来の形状のプレートに比べてより大きい剛性を示した。
図6−8に記載された紙板原料はサイジング粘結剤を含
み、その量は紙板材料の3000平方フィート連に対し
て少なくとも連当たり約6から20ポンドの澱粉に相当
する量、好ましくは紙板材料の3000平方フィート連
に対して約13ポンドの澱粉に相当する量である。容器
の為の紙板の普通の成型には使用される澱粉の量が約3
から5ポンドに制限されて来た。その理由は与えられた
荷重に対する曲げ剛性がこの領域で最高になると考えら
れるからである。このようなサイジング粘結剤は好まし
くは紙板材料のサイジング加圧時に加えられ、紙板スト
ック材料の形成時に紙板中に押し込まれる。
両面に供給される。サイジング粘結剤は本発明の容器内
にあらゆる適当な方法で一体化され、連当たり約3ー5
ポンドの澱粉を混ぜた標準的な板ストックで経験された
ひだの開放抵抗よりも、ひだの近傍の板に充分なサイジ
ング粘結剤を染み込ませてひだの開放抵抗を向上させる
ことができる。サイジング粘結剤は変形した内部層を好
ましい形状に固定すると信じられている。既に述べたよ
うに、サイジング粘結剤を加える最も好ましい方法は、
板を製造する際に板がサイジングプレスを通過する時に
加えることである。サイジング粘結剤が板に完全に浸透
している場合は、そのようにする必要はない。しかしな
がら、板内への実質的な程度の浸透が好ましく、これは
得られた証拠がひだを形成する板の内部の結合による改
良が効果的であったことを示している。我々はサイジン
グ粘結剤をプレートの食物の当たらない側のひだに単に
塗布して硬化させただけでもプレートの剛性が大幅に改
善されたことを見出だした。
する際、ひだ50の領域の温度、圧力、湿度が制御さ
れ、もし普通程度の澱粉を有する板が使用されておれば
ひだの開放に対する抵抗力が増大する。理想的には、対
応するひだなしの容器の強度の好ましくは80%又は9
0%以上の強度が得られる程度にひだの接着が改善され
ればサイジング粘結剤の量は充分である。開放に対して
充分に強いひだを作る為に多くの効果が役立つことがわ
かった。形成されたひだを顕微鏡的に解析すると、第1
の利点は板の内部の接着であり、隣接する板の面の間よ
りも板内の層の接着である。容器の食物の接触する面上
では、ポリマーが有ると板の面の隣接部分の接着の邪魔
になり、他の面では、ひだの部分の板の隣接部分の接着
は確実になる。サイジング粘結剤はひだの間の断面では
板の引っ張り強度を増す(曲げ強度を少し犠牲にす
る)。得られる証拠によると、上記の効果は、ひだの開
放に抵抗する内部接着の効果に比べて二次的なものであ
る。
量のサイジング粘結剤を浸透させることにより、紙板材
料の重量が減少し、しかも重い板から形成した従来の紙
板容器と同じ剛性をもたせることが出来る。又、本発明
によると同じ重量の紙板材料を使用して特に大きな剛性
を得ることが出来る。本発明を用いて、多くの紙板製品
の為に、同じ剛性で約22%の軽減が可能である。それ
は、従来の紙板容器では、3000平方フィート連に付
き約258ポンドを要して本発明による3000平方フ
ィート連に付き約202ポンドの紙板材料を使用して得
られる標準剛性が得られる。
ング粘結剤は、ひだ領域の板を堅くする為に紙板に普通
適用されるものを含んでいる。適当な粘結剤は偏倚した
層を望ましい形状にロックし、ひだ領域の板又は層が引
き続いて起こるひだ成型時に離れる傾向を減す。代表的
なサイジング粘結剤としては、ポリビニールアルコー
ル、カルボキシルメチール セルロース、天然ゴム、ソ
ーディアム シリケート、ポリビニール アセテート、
スチレン ブタジェン、澱粉等と上記の組合わせがあ
る。経済的理由により、澱粉が本発明で使用するのに適
したサイジング粘結剤である。澱粉以外の材料として、
サイジング粘結剤の適当量はプレートの試作及びひだの
開放抵抗、これらのプレートの剛性の比較等により決定
することが出来る。
るひだの改良された接着による改良された剛性を示して
いる。成型効率は8 3/4インチのプレートで示され
ており、このプレートは板の連当たり220ポンドで成
型され、サイジング粘結剤として各種量の酸化されたコ
ーンの澱粉が採用され、加えられる澱粉の量は図示のよ
うに連当たり0及び20ポンドの間で変化している。
型されたプレートの成型効率は成型時に適用される澱粉
の量の関数としてプロットされている。成型効率によ
り、プレートの実際の強度と計算された強度との比が示
されており、計算された強度はひだなしプレート又は完
全に接着されたプレートで、糊付けされていない板の物
理的属性を備えたものが制限された要素解析により計算
されている。普通の量の澱粉、即ち連当たり3又は4ポ
ンド以上を有するプレートの成型効率は80%より低い
ことがわかり、しかし連当たり6ポンドを越えるサイズ
プレスウエイトでは成型効率は90%又はそれ以上に達
している。図9は商業的スケールとパイロットスケール
の資料を組合わせており、商業的スケールの結果は実線
で示されており、パイロットスケールの結果は破線で示
されている。サイズプレスウエイトの低い範囲でのパイ
ロットスケールの結果は商業的スケールの結果の上に表
れているが、より高いウエイトの範囲ではパイロットス
ケールの結果は低い。かくして、図9に示すように、1
00%を越える成型効率は板の引っ張り強度に及ぼすサ
イジング粘結剤の結果によるもので、成型効率は糊付け
されていない板の成型前の特性に基づいて計算されてい
る。加圧乾燥効果も又板の特性を改良する。
の関数として板の引張り剛さ(幅のインチに対するポン
ド)を示している。わかることは、板の実際の引張り剛
さはサイジング粘結剤の量が連当たり0から20ポンド
に増加する間に約20%より低く増加していることであ
る。
ジング粘結剤の量グラムの効果を示しており、板の剛性
を測定する為のシングル サービス 協会の方式が使用
されている。図11は又、ひだをよく接着した場合の貢
献と、板ストックの引張り剛さを増加した場合の計算に
よる貢献との比較を示している。図11は使用するサイ
ジング粘結剤の量の増加による板ストックの強度の変化
により板の剛性が増加するとは言えないことを明確に示
している。
の量の効果に起因する板剛性の増加の計算されたパーセ
ンテージを示しており、ひだの接着による改良は無視し
ており、ひだの接着による改良効果に起因する板剛性の
増加パーセンテージと比較しており、かくしてひだの良
好な接着による貢献が示され、その比較の対象は究極的
な要素の使用により決定される板の引張り剛さの増加に
よる計算された貢献である。各々の計算された効果は、
夫々の変化の効果が観察された多数の経験から引き出さ
れた修正に基づいている。
容器は紙板材料中に適用されるサイジング粘結剤の増加
により達成される。しかしながら、サイズプレス粘結剤
中の湿気含有量により紙板容器の生産性は低下する。こ
の為、サイズプレス粘結剤中への樹脂の添加が本発明に
よる容器の形成の生産性向上が決定された。即ち、その
様な容器を製造する際、機械の生産性はサイズプレスコ
ーティングの乾燥時間に制限される。従って、樹脂の添
加により、サイズプレス粘結剤の固形分は増加し、サイ
ズプレス粘結剤の湿気は減少する。この為、固形分の増
加により水分が減少し、紙板材料の乾燥時間が減少す
る。これにより生産性が向上する。
に、65%を越すような大量な樹脂の混入は容器の剛性
を低下させ始める。従って、本発明によると、サイズプ
レス粘結剤に加えられる樹脂は全サイジング粘結剤の6
5%を越えない量、好ましくは全サイジング粘結剤の約
50%である。本発明における語、樹脂は知られている
合成の、無機又は有機のタイプの樹脂で、容器製造分野
で一般に使用されているものである。本実施例において
は、粘土、特にカオリン粘土が本発明による樹脂として
使用されることが好ましい。しかしながら、上述のよう
に、知られているいかなる樹脂も使用することができ、
出願人の請求する発明による有効な効果を達成すること
ができる。各種の樹脂は化学技術百科事典、第3版、1
982年、ボリューム17に記載されており、その内容
は参照される。
比較した時の生産性の増加が示されている。その中で注
目されるように、材料の3000平方フィート連当たり
約220ポンドの高いベイシス ウエイトであっても、
生産性は際立って向上している。注目すべきことは、図
14に示されている結果を得る為に使用された樹脂の量
は約50%である。従って、本発明によると、サイズプ
レス粘結剤に65%を越えない量、好ましくは約50%
の樹脂を加えることにより樹脂を含まない同様な容器と
等しい剛性の紙板容器を提供し、より重要なことは高速
で製造でき、かつ低い製造コストの容器を提供できる。
て来たが、当業者であれば本発明がその精神と範囲を離
れることなく前述以外の方法で実施し得ることが理解さ
れるであろう。従って、本発明の精神と範囲は添付の請
求の範囲のみに限定されることを理解するべきである。
れる容器は現存する製造装置にわずかな変更を加えるこ
とにより製造することができ、上記変更は成型プレスの
型の形状を僅かに変え、紙板ストックの形成時にサイズ
プレスに澱粉と樹脂を加えることである。上述の容器は
皿やボウルのように円形であってもよく、又はトレイの
ように湾曲隅部を有する正方形又は矩形であってもよ
い。その他の形としては仕切りのあるトレイ又はプレー
トや長円形の大皿が考えられる。
面の斜視図である。
る。
式的な断面図である。
半加工品の平面図である。
にプレスする前の断面図である。
板容器の剛性を示す図表である。
した為の剛性の改善を示す図表である。
する容器と比較して本発明により形成された紙板容器の
剛性を示す図表である。
の向上を示す図表である。
Claims (27)
- 【請求項1】 紙板ストック材料で一体に形成された紙
板容器であって次の構成を有するもの;1個の実質的に
平坦な内部領域;及び上記平坦内部領域から少なくとも
上方に延びる起立側壁領域;上記紙板材料は予め定めら
れた量のサイジング粘結剤を含み上記サイジング粘結剤
は樹脂を含み、上記樹脂はサイジング粘結剤の約65重
量%より少ない量である。 - 【請求項2】 請求項1による容器において、 上記側壁領域は上記平坦内部領域の外周縁より上方かつ
外方へ拡開して外方へ拡開しているリム領域に接続し、
多数の実質的に半径方向のひだが上記側壁とリム領域に
形成されて延び、上記サイジング粘結剤の量は上記ひだ
が互いに接着されて上記側壁とリム領域に開放している
ひだに充分な抵抗を与え、容器が同じ構成と同じ幾何学
的形状を有するひだの無い容器と実質的に等しい剛性と
強度を備えている。 - 【請求項3】 請求項1又は2による容器において、上
記樹脂はサイジング粘結剤の約50%より少ない。 - 【請求項4】 請求項1又は2又は3による容器におい
て、上記予め定められた量のサイジング粘結剤は少なく
とも紙板ストックの3000平方フィート連当たり約6
ポンド(1平方メートル当たり10グラム)に相当する
澱粉である。 - 【請求項5】 請求項4による容器において、上記予め
定められた量のサイジング粘結剤は3000平方フィー
ト連当たり9ー20ポンド(1平方メートル当たり15
ー35グラム)に相当する澱粉である。 - 【請求項6】 請求項5による容器において、上記予め
定められた量のサイジング粘結剤は3000平方フィー
ト連当たり約13ポンド(1平方メートル当たり約20
グラム)に相当する澱粉である。 - 【請求項7】 請求項3による容器において、上記樹脂
は少なくとも合成樹脂、無機又は有機の樹脂の一つであ
る。 - 【請求項8】 請求項3による容器において、上記樹脂
は粘土を含んでいる。 - 【請求項9】 請求項8による容器において、上記樹脂
はカオリン粘土である。 - 【請求項10】 紙板容器の製造方法であって次の工程
を含むもの;紙板ストック材料を用意し;上記紙板スト
ック材料を樹脂を含むサイジング粘結剤で処理し、上記
樹脂は上記サイジング粘結剤の約65%を越えない量で
あり;及び上記紙板ストック材料を紙板容器に成型す
る。 - 【請求項11】 請求項10による方法において、上記
樹脂は上記サイジング粘結剤の約50%を越えない量で
ある。 - 【請求項12】 請求項11による方法において、上記
予め定められた量のサイジング粘結剤は少なくとも紙板
ストックの3000平方フィート連当たり約6ポンド
(1平方メートル当たり10グラム)に相当する澱粉で
ある。 - 【請求項13】 請求項12による方法において、上記
予め定められた量のサイジング粘結剤は3000平方フ
ィート連当たり9ー20ポンド(1平方メートル当たり
15ー35グラム)に相当する澱粉である。 - 【請求項14】 請求項13による方法において、上記
予め定められた量のサイジング粘結剤は3000平方フ
ィート連当たり約13ポンド(1平方メートル当たり約
20グラム)に相当する澱粉である。 - 【請求項15】 請求項10による方法において、上記
樹脂は少なくとも合成の、又は無機又は有機の顔料の一
つである。 - 【請求項16】 請求項11による方法において、上記
樹脂は粘土を含んでいる。 - 【請求項17】 請求項16による方法において、上記
樹脂はカオリン粘土である。 - 【請求項18】 紙板ストック材料から一体に成型され
た紙板容器であって次の構成を有するもの;1個の実質
的に平坦な内部領域;及び上記平坦内部領域から少なく
とも上方へ延びる1個の起立した側壁領域;上記紙板材
料はカオリン粘土を含む予め定められた量のサイジング
粘結剤を含んでいる。 - 【請求項19】 請求項18による容器において、上記
樹脂はサイジング粘結剤の約65%より少ない。 - 【請求項20】 請求項18による容器において、上記
樹脂はサイジング粘結剤の約50%より少ない。 - 【請求項21】 請求項18による容器において、上記
予め定められた量のサイジング粘結剤は少なくとも紙板
ストックの3000平方フィート連当たり6ポンド(1
平方メートル当たり10グラム)に相当する澱粉であ
る。 - 【請求項22】 請求項21による容器において、上記
予め定められた量のサイジング粘結剤は3000平方フ
ィート連当たり9ー20ポンド(1平方メートル当たり
15ー35グラム)に相当する澱粉である。 - 【請求項23】 請求項22による容器において、上記
予め定められた量のサイジング粘結剤は3000平方フ
ィート連当たり13ポンド(1平方メートル当たり約2
0グラム)に相当する澱粉である。 - 【請求項24】 請求項1又は18による容器におい
て、樹脂がサイジング粘結剤の少なくとも10重量パー
セント存在している。 - 【請求項25】 少なくとも1個のひだ付きの領域を持
つ成型された紙板容器であって、紙板はひだの上に重ね
られ、少なくとも上記ひだ付きの領域は強化剤を含み、
それは少なくとも1平方メートル当たり10グラムで2
0から70重量%の樹脂を含む粘結剤で構成されかつ加
圧されている。 - 【請求項26】 請求項25による成型された紙板容器
であって、粘結剤が澱粉を含んでいる。 - 【請求項27】 請求項25による成型された紙板容器
であって、樹脂が粘土を含んでいる。
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