JPH08500075A - 水和凝結性容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 セメントのような水硬性結合剤を含む、飲食品の保管、分割分配、梱包包装等用の水和凝結性構造マトリクスの容器が開示された。使い捨て用または使い捨て用ではない、本飲食品関連製品は、引張強度、圧縮強度、および曲げ強度が強く、軽量で（望みであれば）保温性があり、安価で、現在使用されているものより環境に適合する。これらの使い捨て用容器およびコップは、ファーストフードレストランで冷熱飲食品を供するのに特に有益である。飲食品容器の構造マトリクスは、水硬性セメントペースト（水と例えばポ−トランドタイプセメントとの反応によって形成される）を含んでいる。このペーストは好ましくは、メチルヒドロキシエチルセルロースのようなレオロジ−修正用可塑剤、経済的なコストで必要な特性をもたらす各種骨材および繊維素材を組み合わせて含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】 水和凝結性容器 発明の背景 １． 発明の利用分野 本発明は容器あるいは飲食品の保管、分配、および包装に使用される製品に関 し、さらに詳細には 水和凝結性材料で作成された、軽量で保温性があり安価で 、その上、環境的には現在飲食品の保管、分配（盛り、分割等）、包装に使用さ れている製品よりも穏やかである、使い捨て用の、あるいは半永久的な、食品及 び飲料製品の容器および関連製品に関するものである。特許請求の範囲内におけ る使い捨て用の容器とコップは、ファーストフードレストランにおける冷熱両方 の飲食品に特に有益である。 ２． 当面関連する技術 Ａ．飲食品用容器 今日、世界における飲食製品は以前と比べてはるかに安全なものになってきた 。高度な処理技術そして梱包技術のため、生産地点から遠距離にまで食品を安全 に運搬することが可能となった。長くて時間のかかる分配網を通ってすら、今日 の食品は健全な状態で到着する。梱包と包装の技術向上により、食品を環境的影 響や流通上の損傷、特に化学的、物理的損傷から守ることができる。また包装は 消費者に情報をもたらす役割も果し、例えば栄養に関す る情報、調理方法、成分、製品重量、宣伝、ブランドの証明、定価などが表示さ れている。 梱包、包装は、ガス、湿度、光、微生物、害虫、物理的衝撃、破壊力、振動、 漏れ、こぼれ等から食品を守る。さらに、食品は、使い捨てのコップ、皿、箱（ ファーストフード産業でハンバーガーやサンドイッチやサラダによく使われる二 枚貝式の箱等）のような特定の補助パッケージを備えていることもある。 ふつう、そのような使い捨て容器やコップは 紙（ダンボール紙を含む）、プ ラスチック（特にポリスチレン）、ガラス、金属等でできている。紙、金属製品 は特に冷たい飲食品に向いている。ソフトドリンク、ジュース、ビールの保管、 分配に、毎年、一千億以上のアルミ缶、何十億ものガラスびん、何千トンもの紙 とプラスチックが使われている。 熱いもの（ファーストフードや種々の飲料など）の場合には、熱の逃げるのを 防ぎ、食品を保温すると同時に、消費者が火傷をするのを防ぐための、容器の断 熱性が必要とされる。現在まで、この目的に最適の容器はポリスチレン製のもの である。紙製品やプラスチック塗装の容器は、取り扱い用の特別な把手をつける ことが可能ではあるが、保温性、経費、安定性等の点から使い捨て容器としては 、ポリスチレン製品の右に出るものはない。 紙やプラスチック素材の使用を減らそうという最近の世論にもかかわらず、そ の物性の強さと大量生産性ゆえ、これらの材料はあいかわらず幅広く使われてい る。さらに、こういった材料は、いかなる用途であれその使用目的に 応じてデザインされ、比較的安価で、軽量、成型に容易で、強く、耐久性があり 、使用中に変質しないものである。 Ｂ．紙、プラスチック、ガラス、金属の影響 最近、これらの材料（紙、プラスチック、ガラス、金属の缶など）のうち、ど れが一番、環境破壊に影響を与えるかという討論があった。注意喚起グループの いくつかは、ある材料に代ってより環境的に「正しい」他の材料の使用を認めさ せた。討論の際には、材料のそれぞれが独自の環境的弱点を持っているという点 がよく見失われた。ある材料は、特定の環境問題においては他の材料より優れて いるかもしれないが、その好ましく思われる材料の抱えている他のしばしばより 重大な問題を見のがしているのである。事実、紙、ダンボール、プラスチック、 ポリスチレン、ガラス、および金属はすべてそれぞれ固有の環境的弱点を持って いる。 なかでもポリスチレン製品、とりわけ容器と他の梱包包装用物質は環境論者の 怒りを買ってきた。ポリスチレンそのものは比較的不活性な物質であるが、その 製造の際、様々な危険性化学物質や原料を使用する。重合していないスチレンは 非常に反応性が高く、これを取り扱う作業員に健康上の問題を引き起こす。スチ レンはベンゼン（突然変異誘導物として知られ、発癌性物質である可能性もある 。）から製造されるため、スチレン中にはベンゼンの残渣が認められる。 より危険性を含むのは「ふくらました」あるいは「発泡」ポリスチレン製品の 製造におけるクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）の使用であり、これはＣＦＣ がオゾン層の破壊につながるためである。発泡ポリスチレンを含む泡の製造にお いては、ポリスチレンをふくらませ、発泡物質にするために、ＣＦＣ（揮発性の 高い液体）が使用され、この発泡物質はその後、コップ、皿、お盆、ボックス、 「貝殻」容器、空間仕切り、梱包材料等に成型される。発泡剤をもっと環境的に 害の少ない物質（例えばＨＣＦＣ、二酸化炭素、ペンタン等）に置き換えてもや はり有害であり、これをなくすことが望ましい。 その結果、企業に広くポリスチレン製品の使用を禁止し、代わりにもっと環境 的に安全な物質の使用を促す圧力がかかってきた。ある環境論者グループは、生 物学的に分解可能な紙や木のような天然素材の使用へ一時的に戻るべきだと主張 した。しかしまた他のグループは木を伐採し森林が減っていくことをくい止める ため、この意見に反対した。 紙製品は表面上は生物学的に分解可能であり、またオゾン層の破壊にもつなが らないと言われる一方、最近の研究は、紙の生産がポリスチレンの生産より環境 に与える影響が大きいことを示している。実際、木材、パルプ、製紙産業は、ア メリカ国内で最大の汚染源である五産業のうちのひとつにかぞえられる。例えば 、紙から作られる製品は、同じようなポリスチレン製品に比べ、蒸気は１０倍、 電力は１４倍から２０倍、冷却水は２倍を必要とする。 様々な研究結果は、製紙会社からの流出物には、発泡ポリスチレンメーカーが吐 き出す量の１０倍から１００倍の汚染物質が含有されていることを示している。 さらに紙製造の際の副産物は有害、有毒なダイオキシンによる環境への影響で ある。ダイオキシン（正確には、２、３、７、８−テトラクロロジベン ゾ[b,e][1,4]ダイオキシン）は非常に有毒な、奇形誘導汚染物質であり、微量で も大変危険である。動物や人体にたいするダイオキシンの毒性効果は以下の諸症 状となって現われる、即ち、食欲減退、極端な体重の減量、肝臓毒、（血液）ポ ルフィリン症、血管障害、塩素ざそう、胃潰瘍、ポルフィリン尿症、ポルフイリ ン症、クタネターダ（cutanea tarda）、若死等である。この分野の専門家の殆 どが、ダイオキシンが発癌性物質であると考えている。 製紙工場からの排水中に含まれるダイオキシンの最高許容量は約０.５pptであ る。しかし製紙工場より下流で見つかった魚には２００ppt近くものダイオキシ ンが含有されていることもあり、５０ppt程度含有するものはざらである。 飲食品用の、金属の缶（特にアルミや錫製のもの）、ガラスびん、セラミック の容器等を製造する過程は、まず溶解してそれから別々に原料を中間体あるいは 最終製品にまで成型したりしなければならないので、大量のエネルギーを必要と する。この製造工程に費やされる大量のエネルギーは、貴重なエネルギー資源の 消費というだけでなく、大気汚染、水汚染、熱汚染等の環境の大規模な被害をも たらす。 ガラスやセラミックについては、工程にコストがかかることに加えて、最終的 な飲食用製品が脆いということがある。さらに、ガラスはリサイクルが可能とは 言え、ごみ埋立地に行くものは生物的分解不可能である。（本発明の製品と比べ た時、金属製品の問題の多くはガラスやセラミックの問題と同様なので、手間を 省くため、これより先は、従来の金属製品と、その問題だけについて言及するこ とにする。しかし全てとはいわないまでも、多くの同様なコメントは、金属だけ でなく、ガラスやセラミック製の飲食用容器にも 適用できるということを考慮しなくてはならない。） これらの汚染問題のいくつかは既に苦情を呈されてきた。しかしその結果は、 より大量のエネルギーを消費し、製造施設にさらに資本を投下することであった 。さらに、リサイクルプログラムにはかなりの努力が払われているにもかかわら ず、ほんの一部の原料がリサイクルから来るだけで、原料の殆どは新生不可能の 資源から来ている。 容器、梱包用材料、マット、使い捨ての道具、缶、装飾品といった種々諸々の 製品が、現在、紙、プラスチック、金属から大量生産されている。残念ながら、 紙、ポリスチレン製品の殆どは（金属でさえも）ますます消滅しつつある、ごみ 埋立地に行き着くことになり、もっと悪いことには、大地に散らばったり、川、 湖沼、海等へごみとして捨てられる。プラスチックや金属は、基本的に生物分解 不可能なので陸地や水地にそのまま残り、景観を損ない価値を減少させ、（また ある時は）有毒な部外者となる。 多くの人が生物分解可能だと信じている紙やダンボールにしても、自然な生物 分解に必要な、空気、光、水を閉ざされたごみ埋立地では何年も、あるいは何十 年も残存する。何十年も前に、ごみ埋め立て地に埋められた電話帳や新聞紙が回 収されたという報告がある。この紙自身の寿命の長さに加えて、さらに問題にな るのは、紙を保護するために通常ほどこされる塗装や含浸といった処理が、生物 分解をさらに困難にしている。 紙、ダンボール、ポリスチレン、プラスチック等の別の問題は、これらが全て 比較的高価な有機物質を原料として必要することである。そのうちのあ るものは、例えばポリスチレン、プラスチックの製造工程のように、新生不能資 源である石油を使用する。紙やダンボールの製造に使われる木は、新生可能であ るとは言うが、木を育てるには広大な土地を必要とし、またその土地が世界にお いてますます少なくなっていることを考えると、簡単に新生可能とは言い難い。 であるから、使い捨て容器を作るのに、基本的に新生不能な材料を大量に使用す るということは、そのまま続けられるはずがなく、長い目で見れば賢いとは言え ない。さらに、紙パルプ、スチレン、金属プレートといった梱包材料を製造する 工程はエネルギーを大量に消費し、水、大気汚染の元になり、叉かなりの資本を 必要とする。 そこで 討論の方向は、どの物質が環境に対してより有害、無害であるかとい うことでなく、現在使用されている物質それぞれに関連する諸問題を解決する（ 全部とは言えないまでも）、何か他の物質はないだろうかという方向へ向けられ るべきである。 ３． 伝統的な水和凝結性材料 一方、人類は何千年もの間、粘土とか石という消滅しない無機物質を使って来 た。同様に水硬セメントや石膏（以後、「水和凝結性の」 「水和性」「セメン ト状」組成物、物質、混合物）は何千年もの間、強く、丈夫で、比較的安価であ る上に有益で、一般的に大きく、ボリュームがある建造物に使用されてきた。例 えばセメントは粘土と石灰岩から得られる水和凝結性接合剤で、基本的に不消耗 である。 これら水硬セメントを含む材料は普通、水硬セメントと水と、セメント状混合 物を形成してコンクリートに固まるある種の骨材を混合して得られる。理想的に は 新しく混ぜたセメント状混合物はあまり粘性がなく、半流動的で手で混ぜた り成型したりできる。その流動性のため、コンクリートは型に流し込み、気泡を 抜いて固化させる。歩道のように、コンクリート組織の表面を曝す場合は、その 用途に見合った特徴を持たせるために表面仕上げを施す。 作業性を良くするためにセメント状混合物には高い流動性が要求されるが、そ のためにコンクリートあるいは水和凝結性混合物の用途は主として簡単な形状に 限定され、一般的には大きくて重く、十分固化するまでの間その形状を保つには 機械力を要する。叉、従来のセメント状混合物やスラリーの用途を制限するもの として、形状安定性が少ないか全く無いことがあげられる。最終的な型にするに は外側から仕切りや壁で支えられた空間に混合物を流し込む。 この成型性の欠落（これは不良作業性や不良成型安定性の結果であるかもしれ ないのだが）と、単位重量当りの引っ張り強さが弱いという二点のために、セメ ント状用材は伝統的にサイズや重量があまり問題にならず、コンクリート上に加 わる力や荷重は圧力に限られるという場合にのみ、使用されてきた。即ち、道路 、土台、歩道、壁などである。 さらにセメント状用材は歴史的に脆く、堅く、折り重ねたり曲げたりできず、 弾性が低く、柔軟性が弱い。脆くて引っ張り強さ（約１〜４ＭＰａ）に欠けるコ ンクリートの特性は至る所に見ることができる。例えば金属、紙、プラ スチック、セラミック等と異なり、コンクリートはほんの少しでも縮んだり曲げ たりすると、ひびが入ったり 壊れたりする。必然的に、典型的セメント状用材 は、容器や薄いシートのような 小型で軽い物体を作るのに適さない。これらを 作るには、単位重量当りの典型的セメント状用材に比べ、もっと引っ張り強さや 柔軟性に富んだ材料のほうが適している。 近年、小型で、緻密な物体も形成できる、強力なセメント状用材が開発された 。そのような用材のひとつは、Birchall等による米国特許申請書連番Ｎo.4,410, 366に開示された、「Macro-defect Free」 叉は「ＭＤＦ」コンクリートである 。また、S.J.Weiss,E.M.Gartner, S.W.Tresouthick によるU.S.DepartmentofE nergyCＴLProjectCR7851-4330 「金属、プラスチック、セラミック、木にとり 代わる、エネルギー消費の少ない、引っ張り強さに富むセメントペースト」（最 終報告１９８４年１１月）も参照されたい。 しかしそのような強力セメント用材は高価すぎて安い容器を作るには適してい ない。紙やプラスチックのようなそれに適した安い材料が手に入るのだから。叉 別のＭＤＦコンクリートの欠点は、成型と固化に時間がかかるため小型で軽量の 物体を大量生産することができず、その上水に溶けやすいことである。そのため ＭＤＦコンクリートは高価でかつ簡単な形状のものに限られていた。 また従来のコンクリートの問題は、最近開発された強力コンクリートも含めて どれもみな固化するのに時間がかかることであった。典型的コンクリート製品は 流動状態から固化して機械的に自身を支えられるようになるまで、１０時間から ２４時間かかる。そしてコンクリートがその最高の強度に到達 するのに、時にはさらに１か月かかることもある。そして型をはずすにしても、 十分な強さを持つようになるまで動かしてはならず、細心の注意が必要である。 この時期に到達する前に動かしたり型をはずしたりすると、セメント構造マトリ クスにひびが入ったり、欠陥の原因となる。自立できるようになれば、十分な強 度を得るためにはまだ数日あるいは数週間待たねばならないとは言うものの、型 をはずすことはできる。 コンクリート製品製造において、セメント物体の形成に使われる型は通常再利 用される。コンクリートの固化には最低でもある一定時間を要するため、セメン ト物体を経済的に商業的に大量生産することは困難であった。経済的には商業的 規模で、スランプゼロのコンクリートを使って大型の製品（例えば石板、大型パ イプ、すぐに自立可能なレンガ等）を製造するにしても、そのような生産過程は たかだか一日に数千個の割合で生産するような場合にのみ有益であるにすぎない 。そのような組成物や方法は、小型で肉薄の物体を１時間に何千個という割合で 大量に生産することはできない。 セメント物体を型からとりはずす時にも問題はおこる。コンクリートは固化す ると高価な離型剤を使わないと型枠に接着しやすい。しばしば型枠をはずすため に、くさびを押し込んだりしなければならない。くさびを押し込んだりする時は 正しく注意深く行わないと製品の端を欠いたり、傷つけたりする。この問題のた めに肉薄のセメント物体や平らな石板以外の形を作るのは難しく、特にそれを商 業的に大量生産することは難しい。 形作られたセメント物体の外壁と型との間の接着力がセメント物体内部の結合 力や引張強度より大きいと、型からはずす際に、比較的弱い壁やその他 構築組織を破損する。このため、離型の際の破損を防ぐため、セメント物体は伝 統的にボリュームが大きく、形状は非常に簡単でなければならない。 （高価な離型剤を使ったりその他の手段をこうじたりしない場合。） コンクリートの処理技術として典型的なことは、打ち込んだ後、型の間や構造 基質中に空気泡が入らないように正しく密化させなければならない。このために 普通、振動させたりつっ突いたり、様々な手段がこうじられる。けれども密化の 際にも問題がある。打ち込まれたコンクリートの密化を十分にすればするほど、 コンクリートは分離やブリーディングを起こす。 「ブリーディング」は新しく打ち込んだコンクリートの上表面に水が出て来る ことで、これは骨材が沈降することによって起こる。ブリーディングがひどいと 、スラブの上面近くでは水のセメントに対する割合が増え、スラブ表面を弱くし 耐久力を減少させる。仕上げ段階の処理をしすぎると、水だけでなく細かい物質 も表面に集まり、このため、均一でなくなって表面欠陥を示す結果となる。 以上の理由により、またここに掲載できない数々の別の理由により、セメント 状用材は一般に大型のスラブ状の物体、例えば ビル、基礎工事、歩道、ハイエ イ、あるいはレンガやコンクリートブロックを結合させるモルタル等の他には用 途がなかった。本発明の範囲に記載されたような、セメント状用材から小さくて 軽い物体（例えば容器、それも、紙、プラスチック、木のような軽量材料ででき た容器に匹敵する）を作ることを想像するのは、全く直感と正反対で人類の経験 にも背くものである。 （増加するばかりの政治的圧力を述べるまでもなく）紙、ダンボール、プラス チック、ポリスチレン、金属の、たった一回だけの使用、主として食品容器のよ うな使い捨て製品に使用することによる環境への影響のため、このような使い捨 て製品に使える、例えばセメント状用材のような環境的に健全な物質を見つける ことが急ぎ望まれていた。 そのような圧力や長く望まれていたという事実にもかかわらず、容器の作成に 、紙、ダンボール、プラスチック、ポリスチレン、金属にとって代われるような セメント状用材を、経済的に可能なように生産する技術が存在しなかった。しか しセメント状用材は、例えば、石、砂、粘土、水、といった基本的に環境に自然 な成分からできているので、紙、ダンボール、プラスチック、ポリスチレン、金 属にとって代わりその用途にこれを適用することは、生態学的見地からは理想的 である。 そのような物質は、消耗しない成分から成り立っているだけでなく、紙、ダン ボール、プラスチック、ポリスチレンほどには環境に影響を与えない。セメント あるいは他の無機用材の優れている点は他にもあり、紙、ダンボール、プラスチ ック、ポリスチレン、金属等よりはるかに安い。 紙、ダンボール、プラスチック、ポリスチレン、金属製品はお互いに比肩しう る値段かもしれないが、通常のセメント状用材よりもはるかに高価である。合理 的なビジネスは、紙、ダンボール、プラスチック、ポリスチレン、金属の代わり にぐっと安いセメント用材を使うことから来る経済利益を無視するはずが無い。 それが行われなかったのは、ただ単に、そのような置き換えを可能にする技術が 無かったからにすぎない。 前述のように、必要なのは、飲食品を保管、分配、包装梱包するための容器作 成に使用される、紙、ダンボール、プラスチック、ポリスチレン以外の、新しい 用材である。もし、木や石油や、その他本質的に新生不可能か、新生速度が非常 に遅い資源を主要な原材料源として使用せずに、そのような用材が作成できれば 、技術における大きな進歩である。 もしそのような用材が、製造と廃棄の両面において、環境的にもっと自然であ るなら、それも技術の進歩である。特に、もし飲食物容器のメーカーが、現在の 材料を使用しているために放出する、ダイオキシンやＣＦＣやその他の危険な化 学物質を放出しなくなればそれは大きな進歩と言える。 同様に、容器は廃棄さ れると結局自然界へ戻って行くのだから、もし容器が、本質的に地球自然界に存 在する成分からできていたらそれは進歩である。 もしそのような用材に、ポリスチレン製容器のような保温特性が備わるよう、 高率で気泡を含ませることができたら進歩である。 そして、もしそのような用 材が、紙、プラスチック、薄い金属と同程度の強度と美観を兼ね備えることがで きたら、さらに大きな進歩といえる。 もしそのような新素材が 市場に見られる種々多様な飲食品容器すべての製造 に使われている従来の材料の特性を備えることができたら大きな進歩である。も しそのような材料が、新しい飲食品容器の製造に利用できる、従来の材料には無 い別の特性（例えば保存性が長い、腐食しない、耐火、耐熱等）を備えることが できたらこの改良はより重要である。 合理的観点から言えば、もしそのような材料が 飲食品容器の製造に使用され た時、代価が従来の容器に匹敵するかそれより安いようであるなら、大きな技術 進歩である。 製造側の見地から言えば、もしそのような材料がすぐに成型安定でき、外側か らの支え無しに自身の形を保つことができ、現在、飲食品容器の製造に使用され ている材料と同じように取り扱うことができれば、大きな技術進歩である。 ここに開示されたのは、飲食品容器の製造に使用するための、そのような材料 であり、ここに特許請求するものである。 発明の要旨 本発明は水和凝結性材料でできた、飲食品容器を製造するための新規な組成物 および方法に関するものである。材料科学において開発された革新的な工程と微 細構造工学的アプローチにより、軽量で強く環境的に適合する、（その上、望む なら柔軟性も保温性もある）飲食品容器が、セメントや石膏を含む水和凝結性材 料から、容易に安価に大量生産できることになった。本発明の範囲に含まれる使 い捨て容器、コップ、その他の製品は、ファーストフードレストランで熱冷飲食 品を供するのに特に有益である。 材料科学と微細構造工学的アプローチを駆使して、本発明の水和凝結性材料は 要請される物理特性を持つに至ったが、コストその他、大規模な製造シ ステムにまつわる複雑な諸事情も、同時に考慮した。そうしているあいだに、歴 史的に水和凝結性材料の使用を大型構造物だけにとどめていた沢山の問題を解決 することができた。 これより先、詳細に述べられるように、材料科学と微細構造工学的アプローチ は、伝統的な試行錯誤やミックス・アンド・テスト方式に代わって、飲食品用使 い捨て容器に要求される、引っ張り強さ、柔軟性、保温性、軽量性、価格性、環 境への影響の低さ、といった特質を持つ水和凝結性材料を、特別にデザインする ことを可能ならしめる。微細構造レベルでの水和凝結性組成の決定は、部分的に は、物体形成中に（ａ）か（ｂ）を行うことができるという発見による。即ち、 （ａ）レオロジー組成は、成型性と迅速な成型安定性を与えるために、化学的に 修正されなければならない。あるいは、（ｂ）組成中の水のセメントに対する割 合を、処理するかエネルギーを与えるかして減少させるべきである。 その結果、水和凝結性材料から幅広い種類の飲食品用容器類（使い捨て用を含 めて）を、他の材料を使った場合と同程度あるいはそれ以下のコストで、商業的 に成り立つ規模で、大量生産することが可能となった。さらに、本発明の水和凝 結性材料は、環境に自然な成分から成るので、これを使う飲食品用容器類メーカ ーの環境へ与える悪影響は、他の材料を使っているメーカーよりも、はるかに小 さいものとなる。本発明の水和凝結性材料は、最適にも、飲食品用容器を、紙、 ダンボール、プラスチック、ポリスチレン、金属等から製造するメーカーが消費 するような、大量の木材パルプや石油製品を必要とはしない。 本発明の水和凝結性材料の主要成分は、主として無機物質であり、それは例え ば、水和結合剤（セメントや石膏のような）、骨材（パーライト、砂、ガラス、 シリカ、ひる石、粘土、雲母、コンクリート廃棄物等）、そして水和結合剤と水 和あるいは反応するのに十分な水である。 ある実施例は、セルロース繊維やレオロジー修正剤のような有機成分を含んで いるが、飲食品用容器製造に使われる水和凝結性材料の全体量に比べると微々た るものである。また有機成分は普通、未固化水和凝結性材料の容量の約３０％以 内にすぎず、好ましくは１５％以下である。 しかし飲食品用容器製造に使われる水和凝結性材料の多様性のために、様々な 有機、無機両方の繊維が使用される。豊富に存在するどんな繊維でも、木繊維だ けでなく、好ましくは農産業において植えつけ収穫できるような繊維類も、本発 明中でみごとに活躍する。そのような繊維類を使用することは、消滅していく森 林を守る意味でも有益である。 ともあれ、木、亜麻、マニラ麻、大麻、綿、きび殻等の自然繊維が好ましい。 これらは水和結合剤によって結合されるので、殆どの紙やダンボール製品製造に 要する猛烈な加工工程を必要としない。製紙産業においては、木材パルプ中のリ グニンをとばし、繊維をばらばらにほぐし、各繊維間に網状組織をもたらし結合 させるために、そのような工程が必要である。そのような猛烈な加工工程は、本 発明においては不必要であり、繊維は元の強度を保てるので、含まれる量は少量 でも強度を保持できる。 つまり、繊維の利点は、少量の添加で紙のような猛烈な加工工程抜きに水 和結合剤と混合できることである。さらに製紙産業における副産物である水汚染 は、本発明工程においては問題でない。 プラスチックやポリスチレンの製造とは異なり、本発明の水和凝結性材料は石 油ベースの製品あるいはその誘導体を、スタート材料としてほんの少ししか、あ るいはまったく使用しない。水和凝結性容器製造に消費されるエネルギーを生み 出すために、少量の化石燃料は必要であるが、プラスチックやポリスチレン製品 製造に消費される石油全体量に比べると わずかなものである。さらに、本発明 におけるエネルギー消費は、製紙産業のそれよりはるかに少ない。同様に、始め の資本投下は本発明の場合、はるかに少なくてすむ。 最後に、本発明の水和凝結性容器の別の利点は、これを捨てても、環境に対す る影響は紙やダンボール製品の場合より小さく、プラスチックやポリスチレン製 品の場合よりはるかに小さいことである。本発明の水和凝結性用材は容易にリサ イクルできる。また、たとえリサイクルされなくても、本発明の水和凝結性容器 は廃棄されて埋められ、そこで地球の成分と同様な組成を持つ細粒になる。 この崩壊の工程は生分解の力によって左右されるのではなく、水分および、ま たは圧力などのいろいろな力の結果として発生する。例えば、レオロジー修正剤 は水に露出されることによって時間経過に伴い分解し、材料のマトリクスの中に 空隙を作り出す。これらの空隙は材料を軟らかく、そして破砕しやすくする効果 を持つ。さらに、レオロジー修正剤およびセルロース・ファイバーともに生分解 性を持つ（すなわち、微生物、熱、光および水による影 響で破壊される）。 水硬性廃棄物を埋め立てに使用した場合、これらの廃棄物は他の塵芥の圧力を 受けて微粒状粉末に粉砕され、特定の地表部分の生分解と腐食をさらに促進させ る。また地上に投棄した場合、水硬性廃棄物は水と風の力、および地上を走行す る車両や歩行する人たちによる偶然の圧縮力によって実質的に無機物に還元され 、一般的な処分可能紙類または発泡ポリスチレンカップが同じ環境で分解するの に通常要する時間に対し相対的に短時間内で無害な粒状粉末に変わる。 湖または河川に投棄されたプラスチックまたは金属缶は１０年間、恐らく数世 紀にわたってそのまま残るが、水和凝結性容器は短期間内に本質的にほこり状の 砂または泥に分解される。この場合の分解に要する時間は、容器の製造に使用さ れた水和凝結性混合物の混和処方によって大きく異なる。 本発明に従って製作された食品および飲料容器の望ましい構造マトリクスはセ メント状またはその他の水和凝結性混合物の反応生成物によって形成される。水 和凝結性混合物は少なくとも水性セメントまたは半水石膏などの水性結合剤を含 有する。 所要の機能特性を特定容器のための水和凝結性混合物および、または硬化構造 マトリクスに適用するためには、レオロジー修正剤、分散剤、１個または複数の 骨材、気泡化剤、発泡剤、または反応性金属などの各種添加物を水性混合物に含 める。添加物の使用および数量は水和凝結性混合物およびこれらから作られる最 終硬化容器に要求される特性または性能基準によって決ま る。 粘着力、「プラスチック状」の性質、およびモールドまたは押し出したときの 形状を保持する混合物の能力を高めるにはレオロジー修正剤を添加する。レオロ ジー修正剤は濃化剤として作用し、水和凝結性混合物の変形に必要な力の量であ る降伏応力を高める。これによって、モールドまたは押し出された製品の「グリ ーン強度」が強化される。適切なレオロジー修正剤としては各種のセルローズ、 スターチ、およびプロテイン系物質（一般に極性が高い）があり、いずれも個々 の粒子の結合を助長する効力を持つ。 これに対して、分散剤は、個々の水性結合粒子を分散させることにより混合物 の粘性と降伏応力を減退させる作用をする。これによって、少ない水分で適正レ ベルの加工性が保持される。適正な分散剤は水性結合粒子の表面に吸着して粒子 表面または近膠質の二重層に封入部分を作り出して、粒子を分散させる作用をす る。 レオロジー修正剤と分散剤の両方を使用する場合、それぞれの有益な効果を得 るためには、通常は最初に分散剤を、次にレオロジー修正剤を添加する方法が望 ましい。さもないと、レオロジー修正剤を結合粒子に最初に吸収させると保護膠 質の層が作り出され、粒子による分散剤の吸着が防止され、水和凝結性混合物へ の有益な効果の妨げになる。 体積を増やして混合物のコストを下げるためには、水和凝結性混合物中に１個 または複数の骨材を含めることが望ましい。多くの場合、骨材によって十分な強 度特性が得られ加工性が改善される。この場合の骨材としては、環 境的に完全に安全であり、超廉価で実質的に無尽蔵に入手できる普通の砂または 粘土がある。 また、別な方法として、軽量骨材を追加することにより軽量で、断熱性に優れ た最終製品を作り出すことができる。この場合の軽量骨材の例としては、パーラ イト、ひる石、中空ガラス粒、エーロゲル、キシロゲル、軽石、およびその他の 軽量で岩石状の物質がある。これらの骨材も環境的に無害で比較的廉価である。 水分を含有する材料およびこれから作られた硬化容器の圧縮、引張、曲げの性 質および粘着性を増すためには、水和凝結性混合物に繊維を追加する。硬化シー トから作られた食品または飲料容器の場合、繊維を含めることによって水硬性シ ートの巻き上げ、刻み目入れ、希望する形状の食品または飲料容器の形状に折り 畳むことが可能になる。繊維は引裂および破裂強度（すなわち、大きい引張強度 ）の大きいものが望ましく、その例としてはアバカ、サザンパイン、フラックス 、バガス（砂糖きびの茎の繊維）、木綿、麻などがある。水硬性物質に強度と堅 牢性を与えるには大きいアスペクト比の繊維が有効である。 本発明の有意義な側面の一つは食品および飲料缶を経済的に、そして大量生産 方式で製造できることである。本発明で開示されている食品および飲料缶は１回 に数個の割合で作る手作業を意図したものではなく、１時間に何百、何千または 何万個もの製造を目的にしている。このような方法で迅速に処理できる新しい材 料（すなわち、紙、プラスチックまたは金属と同じ）は、製造の過程で次のいず れかのアプローチを用いることにより製作することがで きる。（ａ）水和凝結性混合物を化学的に変性させて（例えば、レオロジー修正 剤を添加する）混合物を加工可能にし、急速に成形安定させる、または（ｂ）形 成の過程で水対セメント比を下げる（例えば、熱または圧力の形式でエネルギー を加えることによる）。これらの原理の適用は次の製造方法により容易に明らか にできる。 本発明の範囲内で水和凝結性容器を製造する望ましい方法は次のステップによ る。（１）水性結合剤と水をハイ・シーア・ミキサーで混合して水性ペーストを 作り、（２）他の必要な材料、例えば、レオロジー修正剤、分散剤、骨材、およ び繊維などを加えて所要の流動性および最終強度、重量、断熱性、および低コス ト特性を得る、そして（３）水和凝結性混合物から適宜な飲食品容器を形成する 。この形成段階（モールドおよび水和凝結性混合物を含む）は様々な方法により 実行することができるが、現在望ましいとされている三つの方法は（ａ）ある量 の水性混合物から製品を直接モールドする、（ｂ）水分を帯びた混合物から製品 をモールドまたはスタンピングする、および（ｃ）材料からモールドした実質的 に乾燥状態のシートからローリング、曲げまたは折り畳みにより製品を成形する 。以下、本説明書中ではこれらの方法をそれぞれ「直接モールディング」、「ウ ェットシート・モールディング」、「ドライシート・モールディング」という。 前述の「直接モールディング」製造法による場合、所要の性質を持つ水和凝結 性混合物（前述の方法により調製する）を所要の形状を持つ雄の型と、実質的に 雄の型を補完する形状を持つ雌の型の間に置く。一般的に、混合物は部分的に型 と嵌合させ、オーガー形式（シングルまたはダブル）またはピストン形式の押出 機により型の間に注入する。あるいは、ある量の混合物を 最初の型と第二の型が嵌合するように最初の型の上に置き、混合物はこれらの型 の間に置く。 次に、容器として必要な形状にモールドするため混合物を型の間に圧入する。 使用できる型の形式は圧造丸型、調整丸型、および順送り型などである。 使用する型の形式は製造する容器のサイズ、形状、および複雑性に応じて決める 。 容器および物品を経済的に製造するには、成形した容器の形状を素早く安定さ せる必要がある。ある実施例においては、形状安定容器を製作するのに、予め決 めておいた温度まで型を加熱しておき、容器の表面を急速に乾燥させる方法が用 いられている。型を加熱することによって、容器が型に付着するのを最小限にと どめるスチーム・バリヤーを形成することができる。容器を速やかに安定させる ためには、型を急速に冷却する方法、または蒸発がはやい非水性溶液を追加する 方法がある。これら以外に形状を安定させる方法としては、半水石膏、炭酸塩、 急結剤、メチルセルローズ、スターチ、および繊維を混合物に添加する方法、ま たは混合物中の水分を制限する方法などがある。 容器の形状が十分に安定したら、型から取り出す。一般的に、型から取り出す 場合にはモールドから容器を引き出すか、エアベイングする方法がとられる。あ るいは、テンプレートを使ってモールドから容器を持ち上げる方法もある。 最後に、乾燥機に容器を通して容器内の余分な水分を除去し、容器の強度 と形状の安定を高める。乾燥機により加えられる熱によって水性セメントが水和 する速度がはやまり、セメント状マトリクスの硬化に必要な時間が短縮される。 十分な強度になった容器は梱包して出荷する。 食品および飲料用の容器を製造するため、現在望ましいとされている「ウェッ トシート・モールディング」の実施例では、必要な特性を持つ水和凝結性混合物 （前述の手順に従って調製したもの）を、例えば、オーガーまたはピストン形式 の押出機のような型を使って、比較的薄い、予め決めておいた厚みのシートに成 形する。ある実施例においては、オーガーに真空性を持たせることで混合物から 余分な空気を取り除く方法がとられている。次に、押し出したシートを圧延ロー ラーの間に通して「カレンダー処理」し、厚みがより均一で表面が滑らかなシー トに成形する。ローラーは、ローラーと水和凝結性混合物の間が付着するのを防 止するスチーム・バリヤーが形成されるように、加熱しておくことができる。ロ ーラーを加熱することでシート内の水分を除去することができる。また、混合物 の付着を防止するにはローラーを冷却しておく方法もある。場合によっては、厚 みが順次薄くなっているカレンダー状態のシートにするため、間隔が次第に狭く なっている一連のローラーにシートを通す方がよい。 さらに、「Ｚ」方向に対して異なったオリエンテーションを持つ（またはシー ト表面に対して法線方向）一対のローラーを使用、例えば、円すいローラーと対 になったフラット・ローラーを使用することで、ある割合の繊維を「Ｘ」方向（ または横方向）に向けることができる。この方法により、双方向性オリエンテー ションの繊維を持つシートを製造することができる。これは、円すいローラーに よってシートの幅を「Ｘ」に拡げることが可能なため である。双方向の整合性を持つシートによって、より均一な強度を持つ容器を製 作することができる。 次にシートの部分を容器または物品として必要な形状に成形する。これは、所 要の形状の雄の型と実質的に雄の型を補完する雌の型の間にシートを圧入して行 う。使用できる型の形式は調整丸型と順送り型である。また、水硬性シートに真 空状態を作り出す多くの技術の中の１つを使って容器を成形することもできる。 次に、直接モールド法の場合と同じく、乾燥機の間に容器を通して容器内の水 分をさらに除去し、容器の強度を高め、形状の安定を改善するとともに、水性セ メントの水和速度をはやめ、セメント状マトリクスが最終的に硬化するまでの時 間を短縮することができる。実際に、直接モールド法で急速に形状を安定させる ため使用した各技術は、ウェットシートのモールドにも適用することができる。 最後に、残りのシートから容器を切り取る。 本発明の範囲内の水硬性シートから容器を製造するため現在用いられている「 ドライシート・モールド」法は、（１）「ウェットシート・モールド」法と実質 的に同じ方法により押出機、例えば、オーガーまたはピストン形式の押出機に水 和凝結性混合物（前述の方法により調製）を置き、（２）水性混合物から脱気す るための手段を用いながら、適宜の型より混合物を所要の厚みを持つフラット・ シートの形状、または開くとシート状になる管状に押し出し、（３）「ウェット シート・モールド」法と同じように、少なくとも一対のローラーの間にシートを 通して厚みを薄くし、そして（４）シートを乾燥させて実質的に硬化した状態の 構造マトリクスを作る。 さらに、構造マトリクス内の不必要な空隙をなくし、繊維の接着性を高め、孔 を少なくし、および／または表面の滑らかさを増すため、やや水分を帯びた状態 でシートを任意に締め固めることができる。これは、１つまたは複数のコンパク ション・ローラー ・セットの間にシートを通すことにより行う。また、水分を 慎重に調整することにより、シートを伸ばすことなく、締め固めローラーにより 締め固めと密度だけを大きくする処理が可能になる。 締め固めのステップによって、滑らかなシートの表面を保ちながら均質な構造 マトリクスを作り、最終的に硬化状態になっているシートの強度を高めることが 可能になる。任意の締め固めのステップは、厚み単位で最高の強度が要求され、 断熱性はあまり重要でない薄いシートの場合に望ましい方法である。一般的に、 高い断熱性および／または低重量特性が要求される厚いシートに対しては締め固 めは不要である。 また、シートは、やや水分を含む状態または乾燥した状態でも、後でヒンジを 付けたり、曲げたりする構造マトリクスの内部に線を作るため、任意に刻み目を 付け、スコアー・カットし、または穿孔することができる。シートを任意に波形 ローラーに通すことにより波形シートおよび／または厚紙を作ることができる。 前述の三つの工程の前、最中、または後で、実質的に乾燥しているシートの表 面に塗装を施すことができる。これには、容器の防水性を高める、柔軟性を高め る、表面に光沢を与えるなど、多くの理由がある。大豆またはmethocelなどの材 料は、単一またはポリエチレン・グリコールとの組み合わせで表面に塗布し、シ ートまたは容器または容器内のヒンジを永久的に軟ら かい状態にしておくことができる。 エラストーマー、プラスチック、またはペーパー・コーティングは折り畳みま たはヒンジ部分の完全性を保持する上で有効である。この場合、ヒンジの曲げに よって下にある硬化構造マトリクスが破砕するかどうかは関係ない。また、シー トまたは容器には証印、ロゴ、またはその他の印刷材料を印刷または刻印してお くことが望ましい。 さらに、本発明の別な実施例としては、空隙を追加することによってカップお よび容器の断熱性（冷熱食品および飲料の両方に対する）を高める方法がある。 これらの空隙はいろいろな方法によってセメント状混合物にガスを導入して作る 。その一つは混合の過程で空隙を機械的に作り出す方法であり、もう一つはセメ ント・ペースト内のインシチュー（元の位置）に化学的に生成したガスを導入す る方法である。 本発明による配合を変えることによって、本質的に性質が異なる製品を作るこ とができる。例えば、壁が丈夫な超軽量製品（発泡ポリスチレンの壁に似ている ）の製造が可能である。便宜上、最初の形式の製品を「泡状」製品と呼ぶ。 また、陶器またはセラミック製品によく似た外見を持つ製品を本発明に従って 製造することができる。だだし、本発明による製品はずっと軽量で、一般的に体 積の比重は約１.５以下であるのに対して、陶器またはセラミック製品の体積の 比重は２.０以上である。本発明による第二の形式の製品を「粘土状」製品とい う。これは、スランプがゼロで、形成が安定し、すぐれた加工特性を 持続する水和凝結性材料であることによる。 泡状および粘土状材料ともに、先ずシート（または連続ロール）にモールドし 、後でスタンピング、プレス、刻み目、折り畳みまたはロール処理によって必要 な容器またはその他の物品を製造する。この第三の形式の製品を「シート」状製 品といい、多くの食品または飲料容器に使用される紙または厚紙によく似ている ことから、これらの代わりに使用される。 本発明の微細構造工学の設計による主な特徴は、それぞれ要求される特性に対 して材料科学が最適化されている（コストの最少化を含む）点である。本発明特 有の微細構造によってはじめて、セメント状混合物を飲食品容器のような薄壁で 複雑、軽量の製品にモールドし、なおかつ硬化するまでの固まらない状態におい ても外部からの支持なしで形状を維持できるのである。 実際に、セメント状材料から食品および飲料カップを大量生産することによる 経済的な効果は、グリーン状態でも支持を必要とせず、養生の過程全体を通じて モールド状態の維持が可能であることにより、はじめて実現する。さらに重要な ことは、本発明による配合を通じて、モールドした容器を在来の方法によって取 り扱いおよび操作するのに必要な引張／圧縮強度に短時間で達するセメント状混 合物が得られることである。 本発明によるこれらの特徴については、以下の記述および添付の特許請求の範 囲によりさらに明らかにすることができ、あるいは本発明の実施を通じて習得で きる。 好適実施例の詳細説明 本発明は、多様な食料および飲用製品の保管、分配および包装に使われる容器 およびその他の製品の製造に使用される斬新な水和凝結性組成およびその方法に 関する。より詳細には、本発明は使い捨ておよび使い捨てでない水和凝結性食品 容器および飲料容器およびコップ製品であって、軽量であり、高い引っ張りおよ び曲げ強度があり、嵩密度が低く、絶縁可能で（必要であれば）、コスト効率よ く生産でき、また特にファーストフード産業で使われる食品と飲料を保管、分配 および包装するのに今日使われている容器に比べて、環境に対する影響が少ない ものに関する。 上記で検討したように、本発明の適用範囲内におけるコップと容器は多様な密 度と物理的性質を与えることができる。使用する材料の密度とタイプおよび、利 用される成形、鋳造または押しだし工程によって「泡状」、「粘土状」および「 シート状」の製品を製造できる。 Ｉ． 一般的検討 Ａ．微細構造技術デザイン 上記に説明したように、本発明の食品および飲料容器および製品は、水和凝結 性材料の微細構造に、コストおよびその他の製造上の問題を顧慮した上で、ある 望ましい、事前に決められた性質を与えるために微細構造技術の観点から開発さ れた。さらに、従来の試行錯誤および混合・テスト的アプロー チとは対照的に、この微細構造技術によるアプローチを行うことにより、適切な 食品および飲料容器に必要な強度、重量、絶縁、コストおよび環境に対して中性 的な性質をもった水和凝結性材料をより効率的な方法で設計することができた。 特定の生成物を作り上げるのに使われる原材料の種類は非常に多様であり、推 定では五千から八千種類にも登る。これらは金属、重合体、エラストマー、セラ ミック、ガラス、合成物およびセメントの様な多岐に渡る種類の中から選択でき る。特定の種類の中でも、性質、工程および利用方法にはある種の共通性がある 。例えばセラミックでは、高い弾性率をもつのに対して、重合体は係数が低く、 金属は鋳造そして鍛造で成形できるのに対して、合成物は休止または特別な成形 技術を必要とし、水硬性セメントから作られるものを含む水和凝結性材料は歴史 的に低い曲げ強度をもつのに対して、エラストマーは曲げ強度が高い。 しかしながら、材料の性質の区画化には危険があり、特殊化（冶金技術者はセ ラミックに関しては無知である）および保守的な思考（「我々が金属を使うのは 、いままで使ってきたからだ」）に陥る可能性がある。水和凝結性材料を食品お よび飲料産業との関連のような多様な製品に使おうとする思考を妨げてきたもの はこのような特殊化と保守的な施工のためである。 それにもかかわらず、水和凝結性材料に多様な用途があり、設計と微細構造技 術が可能であることが認識されることにより、多様な製品に応用できることが明 らかになった。水和凝結性材料は従来の材料に比べて比較的穏和で破壊的でない 条件でその性質を得ることができるという追加的利点がある。 （他の材料は、材料の組成物に重大な影響を及ぼす高エネルギー、高温または過 酷な化学的処理を必要とする。）したがって、正しく設計、製造することにより 多くの非水和凝結性材料を水和凝結性材料に混ぜることにより驚くべき相乗的性 質または効果を得ることができる。 本発明の組成の設計は、最初に設計上の主要な制約を次に、成分の性質を最大 限に利用できる材料の仲間を探すことにより開発され、対象が絞られていった。 この過程を通じてコスト効率のよい方法で製造できる製品を設計する必要性を常 に念頭におくことが重要である。 材料選択の第一の制約は、満足できる製品にとって重要な成分の選択の点にあ る。食品および飲料製品用のコップまたは容器においては、このような制約には 軽量、強度（圧縮および引っ張り）および耐久性並びにコストを、競合する紙、 プラスチックおよび金属と同程度に抑えなければならないことである。 上記に検討したように、過去における水和凝結性材料の問題の一つは、このよ うな材料を通常型の中に流し込み、作用させ、次に数日あるいは数週間という長 期間固定、硬化、養生させることであった。多くの専門家は、従来のコンクリー ト製品が最適な強度に実質的に近い強度に達するのに少なくとも１カ月必要であ ると見なしている。仮に高価な「凝結促進剤」を加えてもその強度になるには数 日必要である。使い捨て容器や類似の製品の大量生産にとってこのような所用期 間は非常に非現実的である。 そのため、本発明の重要な特徴は、それが外部的な支えを使わずにグリー ンな状態でその形状（すなわち、重力や処理装置の振動の様な微小な力に対して それ自身の重量を支持できる）を維持できることである。さらに、製造の面から みると、経済的に製造するためには、成形された容器（あるいは容器を作るため のシート）が急速に（数分、または数秒で）十分な強度をもつようになり、水和 凝結性材料がまだ十分硬化していないグリーンな状態にある時でも、通常の製造 工程で取り扱うことができることが重要である。 本発明の微細構造技術的アプローチのもう一つの利点は、構造マトリクスの横 断面が従来技術で通常得られるよりもより均一な組成をを作り出すことができる ことである。好都合なことに、水和凝結性構造マトリクスが約１〜２ｍｍ³の二 つのサンプルを取り上げた場合、これらのサンプルはすき間、骨材、繊維、その 他の添加剤の量とマトリクスの性質が実質的に同様になる。 最も単純な形を取り上げた場合、水和凝結性材料の微細構造技術と設計に材料 科学を応用する工程は、（ａ）骨材、（ｂ）予期される粒子の詰まり具合い、（ ｃ）システムのレオロジーおよび（ｄ）製造システムの処理とエネルギーを特性 化、分析および変更（必要であれば）することである。骨材の特性化においては 、平均粒度が決定され、粒子（粒子の粒度分布の関数）の自然な充填密度が決定 され、粒子の強度が確認される。 この情報により、数学的モデルにより粒子の詰まり具合いが予測される。粒子 の詰まり具合いは、加工性、形状安定性、収縮性、嵩密度、断熱性、引っ張り、 圧縮および曲げ強度、弾力性、耐久性および最適価格のような最終製品に対する 望ましい必要条件を決めるための最も重要な要素であることが知られている。粒 子の詰まり具合いは、粒子と骨材の特性化のみに左右される だけでなく、水の量および水と充填された骨材のすき間の容積との関係にも影響 される。 システムのレオロジーはマクロレオロジーとマイクロレオロジーの関数である 。マクロレオロジーは、粒子の詰まり具合いによって定義される固体粒子相互の 関係である。マイクロレオロジーは、システムの潤滑部分の関数である。潤滑材 （水、レオロジー修正剤、可塑剤、その他の材料）の変更により、粘度と降伏応 力が科学的に変更できる。マイクロレオロジーは、粒子の形状またはサイズを変 更することにより物理的に変更することもできる、つまり切断した繊維、板状雲 母、丸い形のシリカ蒸気あるいは破砕した荒いセメント粒子は潤滑剤と様々な相 互作用を行う。 最後に、製造工程を変更して加工性と形状安定性の間のバランスを調整するこ とができる。本発明に利用した場合、これは化学的添加剤（レオロジー修正剤を 加えるなど）によりまたはシステム（型を加熱するなど）にエネルギーを加える ことによって製造する粒子の形成中の降伏応力を大幅に増加することにおいて重 要となる。実際に、形成過程で組成の形状安定性を急速に増加させるためには、 水和凝結組成を如何に操作するかを発見するかが本発明をこの技術の進展にとっ て重要なものたらしめる理由である。 以下の検討から、水和凝結性混合物の中の構成材料のそれぞれ並びに工程パラ メータが、如何に食品および飲料容器の設計上の主要な制約に影響を及ぼし、経 済的な大量生産ができるようになるかが理解できるはずである。各成分の性能を 最大限に利用することによって望ましい性質の組合せがどの様に行われるかを示 すための特定の組成の例を後述する。 Ｂ．食品および飲料容器 本明細書および付属の請求事項で使われる「容器」という用語は、短期、長期 目的の別を問わず保管、分配、包装あるいは品物の分割に使われる品物、受容体 または入れ物を含むことを意図している。この様な容器の例としては、箱、コッ プ、ジャー、ビン、板、カートン、ケース、クレート、皿、卵ケース、ふた、ス トロー、刃物、器具あるいはその他の種類の保持具を含む。ある種の状況では、 容器は中身を外部の空気から密閉することがあり、また別の場合にはその品物を 単に支え、保持するだけのこともあることは理解できるはずである。 本明細書および付属の請求事項で使われる「使い捨て」 という用語は、通常 使い捨て材料と係わりのある性質をもつ容器を指す。つまり、この容器は、（ａ ）容器が一度使っただけで後は不用とするように経済的な方法で製造されたもの および（ｂ）環境に無害なもの（環境に対して重大で例外的な害毒を及ぼさない ）として普通の埋立地に廃棄または投棄できるように作られたものである。「使 い捨て」という用語は、必ずしも容器が１度しか使われず、使われた後は捨てな ければならないことを意味しない。 「食品」および、または「飲料」という用語は、ここでは集合的に使われ、し ばしば互換性があるものとして使われる。本発明の目的は、食品と飲料のための 容器製品の開発を目的としている。したがって、本発明の容器に使われる水和凝 結性材料は、食品と飲料製品の保管、分配、包装および分割という特定の必要性 を満たすために開発されたものである。本発明は、特に製品 の分配に使い捨てコップ、板、皿、大皿および「貝殻状」容器が頻繁に使われる 「ファーストフード」産業用の利用のためのものである。 本発明の目的にしたがい、本発明で開示、請求される食品および飲料容器は、 容器と組み合わされるかも知れない塗装またはライナーを含み、食品または飲料 と直接接触する容器や材料に関する。いいかえれば、本発明は一般的な包装材料 または、食品または飲料製品を保持する他の容器を保持するための容器に関する ものではない。その様な一般的包装材料は関連特許明細書に開示されており、そ の優先性は上記のように請求されている。 「大量生産」あるいは「商業用」または「経済的な」方法で製造されたと云う 用語は、本明細書および付属の請求事項では、時間当り数百、数千または数万の 割合で高速で生産される容器および品物の能力を指すことを意図している。本発 明は、水和凝結性結合剤を、一度に一個の製品を手作業で製造する（「投げおき ポット」の様な）のではなく、機械で高速度で製造される製品のマトリクスに組 み込む際の先行技術の問題を解決する革新的な組成に関する。 製品は現在、紙、プラスチック、ポリスチレンまたは金属のような多様な材料 で作られる食品または飲料容器と市場で競合できることを意図している。したが って、本発明で製造される品物は製造上経済的でなければならない（通常、コス トは一個当り、数セント以下であること））。この様なコスト面の制約は、きわ めて短時間で数千の品物を自動的に生産することを必要とする。したがって、本 発明の製品を経済的に大量生産する必要性は材料と製品に対して大きな制約とな る。 Ｃ．水和凝結性材料 本発明の食品および飲料容器の製造に使われる材料は水と、水硬性セメント、 半水硫酸カルシウム（または石膏）および水と接触すると硬化する他の物質のよ うな水和性結合剤との化学反応を通じて強度を高めて行く。本明細書および付属 の請求事項で使われる「水和凝結性材料」と云う用語は、その構造マトリクスと 強度の性質が水和性凝結剤の硬化または養生によって引き起こされる材料を含む 。これらにはセメント系材料、プラスターおよび本書に定義されるその他の水和 凝結性材料を含む。本発明で使用される水和凝結性結合剤は、重合できる、水に 溶けない有機セメント、膠あるいは接着剤のような他のセメントまたは結合剤と は区別すべきである。 本書で使われる「水和凝結性材料」、「水和セメント材料」または「セメント 系材料」と云う用語は、発生した水和または養生の程度に関係なく水和凝結性結 合剤と水の両方を含む組成と材料を広く定義することを意図している。したがっ て、「水和凝結性材料」と云う用語は、グリーンな状態（つまり硬化していない ）の水和ペーストまたは水和凝結性混合物並びに硬化した水和凝結性または固体 製品を含まなければならない。 １． 水硬性セメント 本明細書および付属の請求事項で用いられる「水和凝結性結合剤」または「水 和結合剤」と云う用語は、水硬性セメント、半水石膏または水と、場合 によっては、空気と水の中の二酸化炭素との化学反応によって強度の性質と硬度 を生成する酸化カルシウムの様な無機結合剤を含むことを意図している。本明細 書および付属の請求事項で使われる「水硬性セメント」または「セメント」と云 う用語は、クリンカーおよび粉砕の様々な段階および様々な粒度に粉砕され、挽 かれ、摩砕および処理されたクリンカーを含むことを意図している。 この技術で知られている代表的水硬性セメントの例は、広範なポートランドセ メントの系統（石膏を含まない通常のポートランドセメントを含む）、アルミン 酸カルシウムセメント（凝結レギュレータを含まないアルミン酸セメント）、プ ラスター、シリケートセメント（珪酸β二カルシウム、珪酸三カルシウムおよび その混合物）、石膏セメント、リン酸セメント、高アルミナセメント、微粒セメ ント、スラグセメント、マグネシウムオキシクロライドセメント、ＭＤＦ、「デ ンシトタイプ」セメントおよび微粒セント粒子でコートした骨剤を含む。 「水硬性セメント」と云う用語は、本発明の適用範囲内で水和状態で水和性に することができる珪酸三カルシウムの様な、この技術で知られた他のセメントを 含むことも意図している。本発明の適用範囲内での水硬性セメントの基本的化学 組成は通常様々に組み合わされたＣａＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｍｇ Ｏ、ＳＯ₃を含む。これらは互いに一連の複雑な反応を起こして不溶性のカルシ ウムシリケートハイドレート、カルボネート（空気および添加された水のＣＯ₂ から）スルフェートおよび他の塩またはカルシウムとマグネシウムの生成物と水 化物を生成する。アルミと鉄分は、前述の不溶性の塩の複雑な複合剤に組み込ま れると考えられる。養生されたセメント生成物 は、不溶性の水化物および、石によく似た、不活性な複合され、リンクされた塩 の複合マトリクスである。 水和凝結性組成は通常、水和結合剤またはその組合せと水の混合によって生成 され、その混合物は「水和ペースト」（または「セメントペースト」）と呼ぶこ とができる。水和結合剤と水は、 「水和凝結性混合物」を生成するためにある 種の骨材を調合して同時または続けて混合される。モルタルとコンクリートは、 水硬セメント、水および砂または岩の様なある種の骨材を混合して生成される水 和凝結性混合物の例である。 石膏も、硬化した結合剤を生成するために水和できる水和凝結性結合材である 。石膏の水和でできる形の一つは、一般に「半水石膏」として知られる半水硫酸 カルシウムである。石膏の水和した形は、一般に「二水石膏」として知られるジ ハイドレート硫酸カルシウムである。半水硫酸カルシウムは、一般に「一水石膏 」または単に「硬石膏」として知られるアンヒドライド硫酸カルシウムと混ぜる こともできる。 酸化カルシウムのような石膏結合剤または他の水和結合剤は一般に水硬セメン トほど強くないが、一部の適用例では高い強度は他の性質（例えば硬化）ほど重 要でないことがある。コスト面では、石膏と酸化カルシウムは、それほど高価で ないため水硬セメントよりも有利である。さらに、水和凝結性材料が比較的高い パーセントの弱く、軽量の骨材（パーライトのような）を含む場合は、骨材がし ばしば構造マトリクスの中の「弱いリンク」を構成する。一定の点では、弱い骨 材の割合が高すぎるため結合材の高い潜在力が働けないため、強い結合剤を加え ても効果が出ないことがある。 更に、半水石膏は従来のセメントよりはるかに短時間で反応または硬化するこ とが知られている。事実、本発明で使用した場合、約３０分以内に硬化し、最終 強度の大部分までに達する。そのため半水石膏は、本発明の適用範囲内で、単独 または他の水和結合剤と組み合わせて使うことができる。 「水和した」または「養生した」水和凝結性混合物、材料またはマトリクスと 云う用語は、その潜在的または最終的最大強度の大部分を有する水和結合性生成 物を生成するのに十分な実質的な水を触媒とした反応のレベルを意味する。それ にもかかわらず、水和結合性材料は十分な硬化およびその最終的最大強度の大部 分を得た後も長く水和を続けることができる。 「グリーン」または「グリーンな状態」と云う用語は、その強度が人工的乾燥 、養生または他の方法で達成されたかどうかに係わりなく、その最終強度の大部 分を達成しない水和結合混合物との関連で使われる。水和凝結性混合物は、希望 する形に成形する直前またはそれに引き続く状態の時に「グリーン」または「グ リーンな状態」にあると云われる。水和凝結性混合物がもはや「グリーン」また は「グリーンな状態」でない瞬間は、その様な混合物は一般的にその全強度の大 部分を獲得するのは徐々に時間を掛けて行われるため、必ずしも明確な境界線を 引けるものではない。水和凝結性混合物は、もちろん「グリーンな力」の増加を 示しても依然として「グリーン」である。そのため、本書での検討では水和凝結 性材料のグリーンな状態における安定性の形成を指すことが多い。 上述したように、好適な水和凝結剤は、主としてその低いコストと本発明 の製造工程に適合することを理由として、ホワイトセメント、ポートランドセメ ント、微細セメント、高アルミナセメント、スラグセメント、半水石膏および酸 化カルシウムを含む。このセメントのリストは決して全てを網羅するものではな く、また以下に付記される請求事項の適用範囲内の水和凝結性容器の製作に有用 である結合剤の種類を限定することを意図するものでもない。 本発明は、Ｈ．Ｍ．ジェニングス、Ｐｈ．Ｄ．およびＳ．Ｋ．ホドソンにより 、「水和凝結セメント組成およびその製造および利用方法」と題して１９９０年 ５月１８日提出の係属中の特許申請書連番Ｎo.07/526,231であって、粉末状水硬 セメントを正味最終位置近くに置き、水和のために水を加える前に成形したもの で検討されている他の種類のセメント系化合物を含むことができる。関連する一 部継続申請書は、１９９２年１１月１０日、Ｈ．Ｍ．ジェニングスＰｈ．Ｄ．、 Ｐ．Ｊ．アンダーソンＰｈ．Ｄ．、およびＳ．Ｋ．ホドソンの名で、同じく「水 和結合セメント組成およびその製造および利用方法」として提出された。開示の 目的にしたがって、前述の特許はその都度言及することにより本書に組み込まれ る。 別の種類の水硬セメント化合物は、二酸化炭素が水硬セメントと水と混合され るものを含む。この方法で作られる水硬セメント化合物は、グリーンな強度をよ り急速に達成できることによって知られている。この種の水硬セメント化合物は １９８９年１０月１０日、Ｈ．Ｍ．ジェニングスＰｈ．Ｄ．およびＳ．Ｋ．ホド ソンの名で、「改良された建築材料とその製品の製作の工程」と題して提出の係 属中の特許申請書連番Ｎo.07/418,027であって、水と水硬セメントが、二酸化炭 素、一酸化炭素、カーボネート塩およびそれらの 混合物からなるグループから選択されたカルボネートソースが存在する中で混合 されたものの中で検討されている。開示の目的にしたがって、前記特許はその都 度言及することによって本書に組み込まれる。 多くの状況において、食品または飲料容器が水溶性であるのは望ましくないこ とがある。残念ながら、その様な容器に組み込むことが望ましいと考えられるあ る種の材料は水の中で溶解する。水和結合性混合物を利用することの重要な利点 は、結果としての構造マトリクスが一般的に水溶性であり（少なくとも生成物の 使用が意図される間）、水溶性骨材または他の材料で水和凝結性混合物に添加さ れるものを包み込むことができることである。したがって、むしろ水溶性の成分 が非常に不溶性の水和凝結性マトリクスの中に組み込むことができ、その有利な 性質と特性を最終生成物に与えることができる。 それにもかかわらず、その使用目的を遂げた後直ちに分解または崩壊する使い 捨て食品または飲料容器を設計するためには、食品または飲料容器が水または水 分が存在すると分解するのが望ましいことがある。本発明の微細構造技術的アプ ローチの利点の一つは、水和凝結性構造マトリクスの中に水に対する望ましい抵 抗性または溶解性を設計できることである。水が存在すると直ちに分解する容器 を得るためには、一般的に物質内の水和凝結剤の量を減らす必要がある。そのた め、水に対する溶解性または不溶性の程度は一般的に、水和凝結性混合物内の水 和凝結剤、特に水硬セメントの濃度に関係する。ほとんどの場合、水和凝結剤の 添加量を増やすと容器は水の中で溶解し難くなる。 ２． 水硬ペースト 本発明の各実施例において、水硬ペーストまたはセメントペーストは、最終的 に容器に強度の性質を「調整」および発達させる能力を与えるキーとなる成分で ある。「水硬ペースト」の用語は、水と混合された水和凝結剤を指すものでなけ ればならない。より特定的には、「セメントペースト」と云う用語は、水と混合 された水硬セメントを指すものでなければならない。「水和凝結性」、「水和」 または「セメント系」混合物と云う用語は、グリーンな状態または硬化および／ または養生した後に骨材、繊維、レオロジー修正剤、分散剤または他の材料が加 えられた水硬セメントペーストを意味しなければならない。水硬ペーストに加え られたその他の成分は、硬化しないもの並びに最終硬化生成物で強度、収縮、柔 軟性、嵩密度、絶縁性、色、多孔性、表面仕上げおよびきめを含むが、それに限 定されないものの性質を変更する目的を遂行する。 水和接合剤は、水和凝結性混合物に調整、硬化および材料の強度の性質の多く を達成させる成分として理解されるが、ある種の水和凝結剤も初期の良好な結合 力およびグリーンな強度の発達を助ける。例えば、水硬セメント粒子は、硬化す る前であっても水と初期のゲル化反応を行うことが知られており、このことによ り混合物の内部の結合に寄与することができる。 ポートランド灰色セメントの中に多く含まれる様な（アルミン酸三カルシウム の形で）アルミン酸は水和の初期の段階中のセメント粒子間のコロイド相互作用 の原因であると考えられる。これはさらにセメント粒子間に凝結／ゲル化のレベ ルを発生させる。この様な結合剤のゲル化、コロイドおよび凝結の効果は、そこ で作られた水和凝結性混合物の成形性（つまり結合力およ び可塑性）を増加することが示された。以下により詳細に説明するように、繊維 やレオロジー修正剤のような添加剤は水和結合性材料に対して、引っ張り、曲げ および圧縮強度の点で実質的な影響を及ぼす。それにもかかわらず、繊維および ／またはレオロジー修正剤の高い濃度があり、硬化した材料の引っ張りおよび曲 げ強度に実質的な影響を与える場合でも水和凝結剤は最終硬化材料に対して引き 続き実質的な量の圧縮強度および他の重要な性質を付加することが示された。水 硬セメントの場合は、水の中の硬化材料の溶解性も実質的に減少させる。 混合物全体に対する水和凝結剤の割合は他の添加成分の中身によって変動する 。しかしながら、水和結合剤はウェットな水和凝結性混合物の重量百分率で５〜 ９０％の範囲の量を添加するのが望ましい。本書による開示と例から、この広い 範囲の重量は、泡状、粘土状またはシート状材料と容器に使われる水和結合性混 合物をカバーできることが理解されるはずである。 前記から、本発明の適用範囲内の実施例は非常に軽量な「泡状」製品から、あ る程度高密度の「粘土状」製品までにわたることが理解されるはずである。さら に、泡状あるいは粘土状の材料は最初、殆ど紙、ボール紙、プラスチックあるい は金属シート同様に取り扱うことができる「シート状」の生成物とする事ができ る。これらの広いカテゴリーの中で、成分の分量および種類を調節することによ って多様なバリエーションと変化をもたらすことができる。成分とその相対的な 量は、製作しようとする特定の容器またはその他の製品によって大きく異なる。 一般的には、「泡状」の製品を作るには、水和凝結剤をウェットな水和凝 結性混合物の重量比で約１０〜９０％の範囲で混ぜるのが望ましく、より好適に は約２０〜５０％の範囲が望ましい。 「粘土状」製品では、ウェットな水和凝結性混合物の重量比で約５〜７５％の 範囲で混ぜるのが好適であるが、より効果的にするには約８〜６０％、また最も 効果的にするには約１０〜４５％の範囲が望ましい。 最後に「シート状」の製品の製作では、ウェエットな水和凝結性混合物の重量 比で約５〜９０％の範囲で混ぜるのが好適であるが、より効果的にするには約８ 〜５０％、また最も効果的にするには約１０〜３０％の範囲が望ましい。 しかしながら、濃度と分量はすべて最終製品に要求される品質と性質によって 大きく変わり得ることは理解できるであろう。例えば、飲用ストローの様な非常 に薄い（例えば０.０５ｍｍ）壁の構造でしかも強度が必要な場合は、水和凝結 剤の比率を非常に高くし、骨材を少なく、またはゼロにするとより経済的にでき る。その様な場合には、柔軟性と強度を与えるために多量の繊維を混ぜることも 必要になる。 また逆に、製品に多量の空気が取り入れられる場合には（低密度、軽量、耐熱 性コップ）、レオロジー修正剤の割合を高め、セメントの量を少なくまた多量の 軽量の骨材を使うことが考えられる。この様な材料では、ポリスチレンフォーム 製品と同程度の高い割合の空気を保有することになる。 水和ペーストのもう一つの重要な成分は水である。定義によれば、水は本 発明の適用範囲において 水和凝結性材料の基本的な成分の１つである。水和結 合剤と水の水和反応では、水和凝結性材料に強度の性質を固定し、高める力を与 える反応生成物を作り出す。 本発明のほとんどの利用例においては、成形、押しだしおよび／またはつや出 しの後でグリーンな状態で自分で支えられる水和凝結性混合物を得るために水と セメントの割合を慎重に操作することが重要である。それにもかかわらず、使用 する水の量は、水和凝結性混合物の中の水和結合剤、骨材、繊維質、レオロジー 修正剤および他の材料および添加剤の種類と量並びに使われる成形または形状加 工工程、製作する特定の生成物およびその性質を含む多様な要素によって変化す る。 適用例における水の好適な添加量は、次の二つの主要な変数によって決まる、 すなわち（１）結合剤と反応し、水和するのに必要な水の量および（２）水和凝 結性混合物に必要な流動的性質と加工性を与えるために必要な水の量である。 グリーンな水和凝結性混合物が適度の加工性をもつためには、一般的に特定の 成分それぞれを濡らし、また粒子（例えば、結合剤の粒子、骨材および繊維物質 を含む）の間のすき間を少なくとも部分的に埋めるのに必要な量の水を含ませな ければならない。水溶性添加剤が含まれる場合は、溶解または添加剤と反応させ るのに必要なだけの水を加えなければならない。分散剤が添加されるような一部 の場合には、水が少ない方が加工性が増す。 水の量は、水和凝結性混合物を十分加工しやすいようにするため、また同 時に水の量を減らすことによりグリーン強度および硬化した生成物の最終強度が 増すことを考慮して注意深くバランスさせる必要がある。もちろん、混合物に最 初から少量の水が含まれている場合は、それを除去しないと製品が硬化できなく なる。 これらの要求を満たす適切なレオロジーは降伏応力の条件で定義することがで きる。水和凝結比混合物の降伏応力は通常約５〜５,０００KPaの範囲であり、よ り好適には約１００〜１,０００KPaであり、最も好適な混合物では降伏応力の範 囲は約２００〜７００KPaである。降伏応力の望ましいレベルは、食品または飲 料容器の形成に必要な特定の成形工程に調節、また最適な状態にすることができ る（またそうしなければならないことがある）。 各成形工程においては、成形工程中またはその後で成形した製品を加熱して過 剰な水を除去できるとの観点から、最初比較的高い水対セメントの割合にするこ とが望ましいかも知れない。製紙と比べた場合の本発明の重要な特徴の一つは、 初期混合物中の水の量がはるかに少なく、そのため水和凝結性混合物の降伏応力 がより高くなることである。その結果、自分を支えられる材料（すなわち形状の 安定した材料）を作るために初期混合物から除去しなければならない水の全体量 は、製紙に比較して本発明の場合の方がはるかに少なくなる。 それにもかかわらず、この技術に卓越した者にとっては、骨材および水を吸収 しやすい添加剤が多く含まれる場合は、同程度の加工性と水和凝結性結合剤を水 和するのに必要な水を確保するためにより高い水対水和凝結性結合剤の割合が必 要であることが明らかなはずである。これは、骨剤の量が多い と、水で埋めなければならない粒子間のすき間が大きくなるためである。多孔性 で軽量の骨剤は、すき間が多い分だけ内部的に大量の水を吸収する。 高い加工性と高いグリーン強度と云う相反する目標は、最初比較的多量の水を 入れ、後で通常鋳型、ローラーを加熱あるいは乾燥トンネルを通すことにより、 成形の工程で大部分の水を放出できる。 前述の条件に基づき、本発明の適用範囲での代表的な水和凝結化合物は水対セ メント比が約０.１対４であり、より好適には０.３対３.５、また最も好適には １対３である。乾燥して余分な水を除去した後の残留する水の全量は、乾燥、硬 化した水和凝結性シートまたは溶器に対して重量比で約１０％までの範囲となる 。 結合剤粒子は水と化学的に反応し、粒子間のすき間の自由水の量を減らすため 、水和凝結性混合物に対する内部乾燥効果があることを理解すべきである。この 内部乾燥効果は、半水石膏のような反応の早い水和結合剤と反応の遅い水硬セメ ントを併用して混ぜると促進される。 本発明の好適実施例によると、「混合および撹拌装置」と題する米国特許申請 書連番No.4,225,247、「コロイド状混合物の製造方法と装置」と題する米国特許 申請書連番No.4,552,463、「ロータリーミル」と題する米国特許申請書連番No.4, 889,428、「セメント製造材料の製造装置」と題する米国特許申請書連番No.4,944 ,595および「セメント材料製造の工程」と題する米国特許申請書連番No.5,061,3 19で開示、請求されているように水和凝 結剤と水を高せん断力の混合物に混合することが望ましいことが知られている。 開示の目的にしたがって、前述の特許はその都度引用することによって本書に組 み込まれる。これらの特許の適用範囲における高せん断力混合物は、本特許の譲 受人である、カリフォルニア州、サンタ・バーバラ市、Ｅ．カショギ工業会社か ら入手できる。 高せん断力混合物の使用により、より強度の高い生成物であるより均一な水和 凝結性混合物が得られた。さらに、これらの高せん断力混合物は、多量の空気を 水和凝結性混合物に取り込んで「泡状」製品を作り出すのに利用できる。 Ｄ．レオロジー修正剤 レオロジー修正剤を使うことによって水和凝結性混合物の可塑性または結合性 を増し、成形可能粘土とよく似たものとすることができる。レオロジー修正剤は 、混合物の粘性を大きく増やさずに降伏応力を増すことによって水和凝結性混合 物を濃くする傾向がある。粘性との関連で降伏応力を上げることは、一方で付随 的な形状安定性またはグリーン強度を大幅に増しながら、その材料をよりプラス チックに似たものとし、成形可能にすることができる。 粘性および水溶性を含む広範な性質を持った多様な自然および合成有機レオロ ジー修正剤を利用することができる。例えば、容器が急速に分解して環境に穏や かな化合物になる必要がある場合には、より水に溶けやすいレオロジー修正剤を 使用することが望ましい場合がある。また逆に、長期間水に接触するのに耐えら れる材料の設計においては、水に溶けにくいレオロジー修 正剤を使うか、レオロジー修正剤に関して水和結合剤の量を多くするのが望まし い場合がある。 本発明で検討されている多様なレオロジー修正剤は、大きく次のようなカテゴ リーに分けることができる。（１）多糖類とその誘導体、（２）タンパク質とそ の誘導体および（３）人工有機材料。多糖類レオロジー修正剤はさらに次のもの に分類される。すなわち（ａ）セルロースベースの材料と誘導体、（ｂ）澱粉ベ ース材料と誘導体および（ｃ）その他の多糖類。 適切なセルロースベースのレオロジー修正剤は、例えば次のものを含む、すな わちメチルハイドロキエチルセルソース、ハイドロオ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、ハイ ドロオキシエチルセルロース、ハイドロオキシエチルプロピルセルロース、その 他。置換が可能な範囲は多岐にわたるため割愛するが、他のセルロース材料で、 これらと同じか同様の性質をもつものも同様に有効である。 適切な澱粉ベースの材料には次のものが含まれる、すなわち、アミロペクチン 、アミロース、シーゲル、スターチアセテート、スターチハイドロオキシエチル エーテル、イオニックスターチ、長鎖アルキルスターチ、デクストリン、アミン スターチ、フォスフェートスターチ、および、ジアルデハイドスターチ。 その他の自然多糖類ベースのレオロジー修正剤には次のものが含まれる。すな わち、アルギン酸、ピココロイド、カンテン、アラビアゴム、グアーガ ム、いなご豆ガム、ガムカラヤおよびガムトラガカンス。 適切な澱粉ベースレオロジー修正剤には次のものが含まれる。すなわちゼイン （コーンから誘導されたたプロラミン）、コラーゲン（ゼラチン及び膠の様な動 物性結合組織化ら抽出した誘導体）およびカゼイン（牛乳の主要タンパク質）。 最後に、適切な有機可塑剤は例えば次のものを含む。すなわちポリビニルピロ 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、ポリアクリリック酸、ポリアクリリック酸塩、ポリビニルアクリリック 酸塩、ポリアクリルイミド、エチレノキサイドポリマー、ポリラクチック酸、お よびスチレンブタジエンのコポリマーであるラテックス。 ポリラクチック酸のレオロジーは、熱により大きく変更され、単体としてまた は前述のレオロジー修正剤と組み合わせても使うことができる。 現在好適とされるレオロジー修正剤は、メチルハイドロオキエチルセルロース で、その例はＴｙｌｏｓｅ［登］《※注：登録商標は以下［登］と記す。》［登 ］ＦＬ１５００２およびＴｙｌｏｓｅ［登］４０００があり、両方ともドイツ、 フランクフルトのヘキスト社が発売している。Ｔｙｌｏｓｅ［登］４０００のよ うな低い分子量のレオロジー修正剤は混合物を濃縮するよりも可塑性にするよう に働き、押しだしまたはローリング工程で作用する。 より特定的には、低い分子量のレオロジー修正剤は、粒子を潤滑することによ る成形工程中に水和凝結性混合物の内部的な流れを改善する。これによ り粒子間並びに混合物と隣接する型の表面との摩擦を減少する。メチルハイドロ オキシエチルセルロースのレオロジー修正剤は好的であるが、必要な性質をもた らす毒性のないレオロジー修正剤（上記のものを含めて）ならばほとんどのもの が使える。 Ｔｙｌｏｓｅ［登］の代わりとしてあるいはこれと併用できるもう一つの好的 なレオロジー修正剤は、分子量が２０,０００〜３５.０００ポリエチレングリコ ールである。ポリエチレングリコールは、むしろ潤滑剤として働き、混合物質に 滑らかな密度を与える。そのためポリエチレングリコールは、より正確には「可 塑剤」と呼ぶ方が適切かも知れない。さらに、これは成形した水和結合性材料に 滑らかな表面を与える。最後に、ポリエチレングリコールは、混合物の可溶性成 分の周りに膜を作り、そのため硬化した生成物がより水に溶け難くなる。 最後に、澱粉ベースレオロジー修正剤は、それらがＴｙｌｏｓｅ［登］の様な セルロースベースのレオロジー修正剤に比べて比較的コストが安いため本発明の 適用範囲においては特に興味深いものとなる。澱粉はゲル化するためには通常加 熱および／または圧力を必要とするが、変更または前反応を行って室温でゲル化 するようにできる。澱粉並びに上記のレオロジー修正剤の多くが、多様な可溶性 、粘度およびレオロジーを持つ事実は、必要な性質を多様に組み合わせることに より特定の食品または飲料容器に特有な製造および性能基準に合わせることが可 能となる。 本発明の水和結合性材料の中のレオロジー修正剤は、混合物の重量比で５０％ まで添加することができる。しかしながら一般的には、好適な濃度約２０％ であり、より好適には１０％以下である。 Ｅ．骨材 コンクリート産業における一般的な骨材は、本発明の水和凝結性混合物に使う ことができるが、本発明では一般に薄い壁構造が使われることによるサイズの制 約によりよりしばしば細かに摩砕する点が異なる。使用される骨材の直径はほと んどの場合容器の構造マトリクスの断面積約３０％以下である。 骨材は、強度を増し、充填材としてコストを下げ、重量を軽減しまた／あるい は結果として得られる水和凝結性材料の断熱性能を増すために添加することがで きる。骨材、特に板状の骨材は、滑らかな仕上げ面を作るのにも有効である。 有用な骨材の例としては次のようなものが含まれる、すなわちパーライト、ひ る石、砂、砂利、岩、切開石、砂岩、ガラス球、エーロゲル、クセロゲル、シー ゲル、雲母、粘土、人造粘度、アルミナ、シリカ、フライアッシュ、シリカフュ ーム、板状アルミナ、カオリン、マイクロ球、中空ガラス玉、多孔セラミック球 、半水石膏、炭酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、コーク材、種、軽量ポリ マー、ゾノトライト（結晶カルシウムシリカゲル）、軽量膨張粘土、未反応セメ ント粒子、軽石、板岩および他の地質材料。 未反応セメント粒は、広義には「骨材」と見なすこともできる。本発明による 廃棄されたシート、容器その他の物の様な、廃棄した水和凝結性材料を充填骨材 または強化材として利用することもできる。本発明の容器が効果的 にリサイクルできることも評価すべき点である。 粘土と石膏は共に入手が簡単で、非常に安価、加工しやすい、成形が簡単であ り、また十分な量を使えば一定の結合力と強度を生むことができるため、特に重 要な骨材である。粘土は、水と混ぜると糊状となり、乾燥すると硬化するあらゆ る土を指すのに使われる一般的な用語である。最も普通の粘土はシリカとアルミ ナ（陶器、タイル、煉瓦および土管を作るのに使われる）およびカオリナイトを 含んでいる。カオライト系粘土は、化学式がＡｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂・Ｈ₂Ｏであるア ノキサイトおよび、化学式がＡｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂・Ｈ₂Ｏであるモンモリナイトで ある。しかしながら、粘土は多様なその他の物質、例えば酸か鉄、酸化チタン、 酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウムおよびパイライトを含むこ とがある。 更に、粘土は過去数千年使われており、加熱しないでも硬くなるが、その様な 加熱しない粘土は水による劣化、風化に弱く、非常に脆く、強度も低い。それに もかかわらず、水和凝結性構造マトリクスにおいては良好で、安価な骨材となる 。 同様に、半水石膏も水があると水和して、二水硫酸カルシウムを作る。したが って石膏は、半水または二水の形（およびその濃縮）が水和結合性混合物に添加 されるかによって骨材および結合剤の両方の特性を示すことがある。 セメント系混合物に軽量の特性を与えられる骨剤の例としては、次のものが含 まれる。即ちパーライト、ひる石、ガラス球、中空ガラス球、炭酸カルシウム、 人造材料（例えば多孔セラミック球、板状アルミ、他）、コルク剤、 軽量膨張粘土、砂、砂利、岩、石灰岩、砂岩、軽石および他の地質材料。 セメント産業で使われる従来の骨材に加えて、次に列記するような多様な骨材 を本発明の適用範囲内で水硬セメントに組み合わせることができる。即ち繊維、 強化材、金属と合金（ステンレス、アルミン酸、鉄、銅、銀および金）、球また は中空球材（ガラス、重合物、金属）、充填材、ペレット、粉体（マイクロシリ カのような）および繊維（グラファイト、シリカ、アルミナ、ガラス繊維、重合 対、有機繊維および各種の化合物を作るのに通常使われる様なその他の繊維）。 種、澱粉、ゼラチンおよびカンテンの様な材料を本発明の骨材に組み込むことが できる。 前記より、混合物の中の特定の骨材の量は、特定の食品または飲料容器が必要 とする性能によって変化することが理解される。骨材を少量あるいはまったく使 わないケースも多くある。しかしながら、大部分の場合、グリーンまたはウェッ トな水和凝結性混合物の重量比で約８０％までの骨材が使われる。 高い断熱性が必要とされる本発明で考慮する製品においては、軽量骨材の量は 通常約３〜５０％の範囲であり、最も好適にはグリーンな混合物の重量比で約２ ０〜３５％の範囲である。重い骨材の場合も大体同量のものが使われるが、単位 体積当りでは少ない量となる。 更に、ある生成物に対しては、これらの骨材のあるものは好適であり、その他 のものには使えないことがある。例えば、骨材のあるものは、ある種の例では水 和凝結性混合物から溶出する有害な材料を含むことがある。しかしながら、ほと んどの好適な材料は食品および飲料産業におけるほとんどの使 用例において無害であるだけでなく、既存の使い捨て製品の成分よりも環境に対 して中性である。 本発明で使われる繊維性骨材は、主としてセメント系の混合物の重量の性質を 修正し、混合物に形状安定性を与え、また結果として得られるセメント系マトリ クスに強度と柔軟性を与えるためであるが、一部の繊維は最終製品にある程度の 断熱性を与えるものもある。したがって、「骨材」と云う用語は、非繊維性で、 その機能が主として材料に強度、レオロジー、組織上のまた断熱性を与える他の 全ての充填材料を指す。 本発明によれば、複数のサイズとグレードの異なる骨材でより完全に骨材と水 和凝結性粒子の間のすき間を埋めることができるものを混入することが望ましい ことが多い。粒子の充填密度を最適にすることにより、しばしば「毛細管水」と 称される内在する水分で埋められる可能性のあるすき間を解消することにより適 切な加工性を得るのに必要な水の量を減らすことになる。さらに、使う水の量を 減らすことにより最終硬化生成物の強度を増すことができる（フェレットの方程 式）。 充填密度を最適にするため、粒子サイズが約０.５μｍと小さいものから、約 ２ｍｍと大きいものまでの異なるサイズの骨材を使うことができる。（当然、使 用される多様な骨材の適切な粒子サイズは結果としての生成物に必要な目的と厚 みによって決められる。）最終的な水和凝結性の品物または容器に必要な性質を 得るために使うべき骨材の種類とサイズを一般的に知ることはその技術に携わる 者の技能にかかわっている。 本発明のある実施例においては、骨材の性質と特性を（強度の質、低密度ある いは高断熱性）最大限にするために水和凝結性混合物の中の骨材の量を最大にす るのが望ましいことがある。骨材の量を最大にするために、粒子充填技術を水和 凝結性材料に採用することもできる。 粒子充填の詳細な検討は本発明の発明者の一人が著者に加わっている下記の論 文に書かれている。Ｖ．ジャンセン＆Ｐ．Ｊ．アンダーソン、「粒子充填とコン クリートの性質」、コンクリート材料科学ＩＩ、１１１〜１４７、米国セラミッ ク学界（１９９１）。さらなる情報は、Ｐ．Ｊ．アンダーソンによる博士論文、 「コンクリート生産の制御とモニタリング−−粒子充填とレオロジーの研究」、 デンマーク技術科学アカデミーに書かれている。開示の目的にしたがって、前述 の論文と博士論文は、その都度本書に組み込まれる。骨材のこの様な充填の利点 は、水和結合性混合物の中のガラス球の量を最大にするために様々なサイズの中 空ガラス球が混ぜられている下記の例を参考にすることによってさらに理解する ことができる。 高い断熱能力をもった食品および飲料容器を得ることが必要な実施例において は、水和凝結性マトリクスに、低い熱伝導性または「ｋ因子」（Ｗ／ｍ・ｋと定 義される）をもった軽量骨材を組み込むのが望ましいことがある。ｋ因子は、米 国において特定の材料の全熱抵抗を記述するために広く使われている値の逆数ま たは、一般的にhr・ft²F/BTUの単位をもつと定義される「Ｒ因子」にほぼ等しい 。Ｒ因子と云う用語は、材料の厚みとは無関係に、ある材料の全熱抵抗を記述す るために米国で最も広く使われている。しかしながら、単に比較を目的とする限 り、Ｒ因子を問題の材料の厚みのインチ当りの熱抵抗またはhr・ft²F/BTUを表わ すとするのが一般的である。 本発明の仕様のため、以下与えられた材料の断熱能力はすべてＩＵＰＡＣ方式 の熱伝導性（すなわち「Ｋ因子」）記述で表現される。（英国単位（hr・ft²F/B TU・in）で表された熱抵抗のＩＵＰＡＣ単位への変換は正規化された数字に6.93 35を掛け、その積の逆数をとることにより求められる。）一般的にＫ因数の小さ い骨材は、多量の封入内部空間、空気、混合されたガスあるいは部分的真空を含 み、骨材の強度を大幅に低下させる。そのため骨材の断熱性と強度に対する関心 はともすると対立しやすいので、所定の混合を設計する時はこのことを常に念頭 におきバランスを保つべきである。 好適な断熱、軽量な骨材は、膨張または板状ひる石、パーライト、焼成けいそ う土および中空ガラス球の様な、多量の内部空間をもつものを含む。ただし、こ のリストは全てを網羅するものではなく、単にコストが低いことおよび入手が簡 単なことを理由に挙げたに過ぎない。いずれにしても、セメント系食品容器に十 分な断熱性を与えることができる低いｋ因数の骨材は、本発明の適用範囲内にあ る。 Ｆ．繊維 本明細書および付属の請求事項で使われる「繊維」または「繊維性材料」と云 う用語は無機繊維と有機繊維の両方を含む。繊維は水和凝結性混合物に添加され た場合、最終水和凝結性材料の結合力、伸張性、撓み力緑、耐久性、破断エネル ギー、曲げ、引っ張りおよび、場合によっては、圧縮力を高める特定の種類の骨 材である。繊維性材料は、水和凝結性材料に横断面に強い力を与えたときにちぎ れ難くする。 構造マトリクスに組み込まれる繊維は、好適には麻、綿、植物の葉、木材また は幹から抽出されたセルロース繊維のような天然に産する繊維またはガラス、シ リカまたは金属から作られた繊維である。ガラス繊維はできれば事前にアルカリ に対する耐性を与えておくのが望ましい。 特に好適な繊維は、ガラス繊維、アバカ、バガセ、木材繊維（硬質木材と南洋 材の様な軟質の両方）および綿である。再生紙繊維も使えるが、最初の製紙工程 で繊維の破壊が行われるためその望ましさは欠けるところがある。そのほか強度 と曲げ強さを与える同等の繊維も本発明の適用範囲に入る。アバカ繊維はフィリ ピンのイサログ社で発売している。Ｃｅｍｆｉｌｌ［登］の様なガラス繊維は英 国のピルキントン社で発売している。 これらの繊維は、その低コスト、強さおよび入手しやすさの理由で本発明で使 用するのが望ましい。しかしながら、圧縮および引っ張り強度並びに耐久性と曲 げ力（必要に応じ）を与える同等なものも本発明の適用範囲に入る。 唯一の限定的基準は、水和材料の他の成分に逆の影響を与えずまたその様な繊維 を含む容器内に入れたまたは頒布される食品を汚染しないと云うことである。 本発明の食品および飲料容器に使われる繊維は、長く、細い繊維は、混合物の 嵩を増すこと無く強い力を構造マトリクスに与えることができるため、長さ対幅 の比率（「縦横比」）が高いものが好適である。繊維の縦横比は約１０：１以上 、より好適には１００：１以上また最も好適には２００：１であるべきである。 好適な繊維はまた、水和結合粒子の直径の数倍の長さをもつことも必要である 。水和結合粒子の少なくとも２倍の長さをもつ繊維は使うことができ、平均長さ が水和結合粒子の直径の１０倍以上のものが望ましく、より好適には１００倍以 上また１、０００倍以上のものも非常に有用である。 水和凝結性混合物のマトリクスに加える繊維は、強度、耐久性、曲げ力および コストを混入する繊維の量の決定の主要条件として、最終製品に必要な性質によ り添加する量が変動する。ほとんどの場合、添加される繊維の量は水和凝結性混 合物の重量比で約０.２〜５０％、より好適には約１〜３０％また最も好適には 約５〜１５％の範囲である。 ただし、繊維の強度が使用する繊維の量を決定する重要な要素であることは考 慮しなければならない。繊維の引っ張り強度が強ければ強いほど、結果としての 同等の生成物の強度をもたらす量が少なくなる。もちろん、一部の繊維は高い引 っ張り強度を持ち、他の種類の繊維は引っ張り強度は低いが弾性率が高いことが ある。したがって、高引っ張り力と高弾性の様な最終生成物の複合的特性を最大 にすることができる複数の繊維を組み合わせることが望ましい。 本発明の適用範囲内で使われる繊維は、主として繊維を処理する方法において 通常製紙またはボール紙とは異なることを理解すべきである。製紙では、パルプ シートを作るのに通常クラフトまたは硫化工程が使われる。クラフトの工程では 紙繊維は繊維を破壊するためにＮａＯＨ工程で「料理」される。硫化工程では、 繊維の分解の工程で酸が使われる。 これら両方の工程において、末繊維を処理して繊維壁の中に閉じこめられたリ グニンを開放する。しかしながら繊維からリグニンを開放する際に繊維の強度が 多少損なわれる。硫化工程はもっと過酷な条件であって、この工程で作られる紙 の強度は、クラフト工程で作られる紙に比べて通常その７０％に過ぎない。（し たがって木材繊維を含む量としては、クラフト工程で処理されるものの方が好適 である。 木材がクラフトまたは硫化工程で木材パルプにされた後、さらにビーター工程 にかけてリグニンとヘミセルロースを繊維内部から開放し、繊維をほぐす。水９ ９.５％、木材パルプ０.５％を通常含むスラリーを重くおさ打ちして十分なヘミ セルロースを放出し繊維を十分にほぐらして繊維上混合物を作成する。この混合 物は繊維の間に織り込まれたウェブの効果により本質的には自己接着性を有して いる。 繊維は、ほぐされた繊維の絡まり効果と開放されたリグニンとヘミセルロース の粘着力により基本的に自己結合性をもっている。したがって、「ウェブ物性」 と水素結合が最終の紙またはボール紙製品の強度を維持する力を決める。しかし ながら、このような過酷な処理の代償として繊維はその全長にわたって大きな傷 をもち、そのためその引っ張り、せん断および破裂強度が失われる。 これと比べて本発明の範囲の繊維はビーターの様な過酷な処理を行わないため その初期強度の大部分が保有される。これは繊維が水素結合によって互いに結合 されているためである。したがってウェブ物性力よりも繊維の結合 のマトリクスの方が本発明の製品の強度を維持する主要な理由となる。 したがって、本発明の水和凝結性混合物に添加される繊維の量はより少ないに もかかわらず、高レベルの繊維の力を引き出すことができる。良好な強度を維持 しつつ繊維の量が少ないことは、次のような理由によりシートまたは容器を（紙 に比べて）より経済的にできる。すなわち（１）繊維は通常水和結合剤または骨 材より高価であり、また（２）処理装置に対する資本投資額が少ない。 また次のことも理解すべきである、すなわち南洋材とアバカの様な高いせん断 および破裂力をもつ繊維があるのに対して、綿のようなものは強度は低いが柔軟 性が高い。柔軟性と高いせん断、破裂力をの両方を必要とする場合には、多様な 性質をもった繊維を混合物に混ぜて使うことができる。 Ｇ．分散剤 ここで使われる「分散剤」と云う用語は、水和凝結性混合物の粘性と降伏応力 を減らすために添加される材料の種類を指す。分散剤の使用に関する詳細な説明 は、Ｐ．Ｊ．アンダーソンの修士論文「有機超可塑性混合材とそのゼータポテン シャル成分の効果とセメント材料の関連する性質」に見られる。発明の開示の目 的にしたがい、この修士論文はその都度引用して本書に組み込まれる。 分散剤は通常水和凝結剤粒子の表面上および／または結合剤粒子のコロイド状 重層の中に吸収されて働く。これにより、粒子の周りまたは表面にマイ ナス電気が生じ、互いに反発し合う結果となる。この粒子同士の反発により、粒 子が大きな相互作用を帯びる元となる摩擦または吸着力を減らす「潤滑性」を増 すことになる。したがって、少量の水を加えるだけで水和凝結性混合物の加工性 が維持できる。 プラスチックに似た性質、結合力および／または形状安定性を必要としない場 合には、粘性と降伏応力を大きく減らすことが望ましいことがある。分散剤を加 えることにより、特に水の「欠乏」状態の時に少量の水しか加えないでも水和凝 結性混合物の加工性を維持しやすくなる。したがって分散剤を加えることにより 水の欠乏の程度を多くすることができるが、分散剤の添加量があまり増すと成形 したシートまたは容器の形状安定性が損なわれることになる。しかしながら、初 期含有水の量が少なければ、フェレットの方程式により理論的には養生後の最終 生成物により高い強度が与えられる。 水の欠乏があるかないかと云うことは、結合剤を水和するために必要な水の量 と、水硬結合剤粒子自身、結合剤内部の粒子および／または繊維材料を含む水和 凝結性混合物の中の粒子のすき間を埋める水の量との関数である。上記に説明し たように、粒子の充填は水硬結合剤と骨材粒子間のすき間を少なくし、そのため 結合剤を完全に水和および内部空間を埋めることにより水和凝結混合物の加工性 を維持するのに必要な水の量が少なくなる。 しかしながら分散剤のコート性のメカニズムにより、分散剤を混合物に添加す る順序が重要になることが多い。Ｔｙｌｏｓｅ［登］の様な凝集／ゲル化剤を加 える場合、先ず分散剤を加え、次に凝集剤を加えなければならない。そうしない と、Ｔｙｌｏｓｅ［登］は表面に不可逆的に吸収されて保護コロ イドを作るため分散剤の吸収を妨げる結果となるため、分散剤が水和凝結剤の表 面に吸収されなくなる。 好適な分散剤はスルホン化ナフタレンホルムアルデヒドであり、その例はボル チモア所在のＷ．Ｒ．グレース社が発売しているＷＲＤＡ１９がある。その他利 用できる分散剤には、スルホン化メラミンホルムアルデヒド、リグノスルホネー トおよびポリアクリリック酸がある。 添加される分散剤の量は、水硬結合剤の重量比で約５％の、より好適には約０ .２〜４％の範囲また最も好適には０.５〜２％の範囲である。しかしながら、分 散剤を多く加えすぎると例えば水硬結合剤セメントと水の間の水和反応を遅くす る傾向があるため注意しなければならない。事実、分散剤が多いと水和が妨げら れ、そのためセメントペーストの結合力が完全に失われてしまう。 本発明の適用範囲で考慮される分散剤は、コンクリート産業では「超可塑剤」 と呼ばれることがある。分散剤をしばしば可塑剤として働くレオロジー修正剤か ら区別するため、本明細書では「超可塑剤」と云う用語は使わない。 Ｈ．空間 強度ではなく断熱性が決定的な要素の場合は（例えば熱いまたは冷たい材料の 断熱が必要な場合）、容器の断熱性を高めるために軽量骨剤に加えて、あるいは 、その代わりに、容器の水和凝結性構造マトリクスに小さな空気の空間を組み込 むのが望ましいことがある。セメント系混合物に空気の空間を組み込むことは、 容器の強度が使用に耐えないほどに弱くしない程度に必要 な断熱性を生み出すために慎重に計算しなければならない。しかしながら、一般 的に特定の生成功物にとって断熱性が重要な要素でない場合は、強度を強め、嵩 を減らすために空気のすき間を最小限にすることが望ましい。 ある種の実施例では、空気のすき間を作り出すのを助けるために混合物に発泡 性または安定化材料とともに水和凝結性材料を高せん断、高速で混合することに よって非凝集性の空気のすき間を作り出すことができる。この様な高せん断、高 エネルギーミキサーはこの様な必要性を満たすのに特に有用である。適切な発泡 性および空気捕捉性剤には、広く使われている表面活性剤を含む。現在好適な界 面活性剤としてはＭｅａｒｌｃｒｅｔｅ［登］発泡液の様なポリペプチドアルキ レンポリオールがある。 界面活性剤の使用にともない、人造の液体陰イオン生物分解性溶液であるＭｅ ａｒｌｃｅｌ ３５３２［登］の様な安定剤を使って材料内に捉えられた空気を 安定する必要がある。Ｍｅａｒｌｃｒｅｔｅ［登］とＭｅａｒｌｃｅｌ［登］は 、ニュージャージー所在のマール社で発売している。もう一つの発泡および空気 捕捉剤は、ビンソル樹脂である。さらに、レオロジー修正剤も捕捉された空気を 安定させる。様々な空気捕捉、安定剤は水和凝結性混合物に様々な泡安定性を与 えるものであり、特定の製造工程に最適の性質を生み出すものを選択すべきであ る。 空気の捕捉時には、高速ミキサー上の空気を、早期疑似凝結を起こし、発泡と 水和凝結性混合物の泡安定性をもたらすことが発見された二酸化炭素の様なガス で飽和させる。早期の疑似凝結と泡の安定性は、溶解性のナトリウムおよびカリ ウムカーボネートイオンを形成する水和凝結性混合物の中のＣ Ｏ₂と水酸化イオンの反応から、これらのイオンがセメントの中のアルミン酸塩 相と相互作用して混合物の凝結を促進するためと考えられる。 泡の安定性は分散の継続を助け、養生されていない水和凝結性混合物の中の空 気のすき間の凝集を妨げる。空気のすき間の癒着を防止できないと、実際に断熱 効果が下がり、また養生後の水和凝結性混合物の強度が大きく下がる。ｐＨを高 め、ナトリウムまたはカリウムの様な溶解性アルキル金属の濃度を高め、多糖類 レオロジー剤の様な安定剤を加えまた水和凝結性混合物内の界面活性剤と水の濃 度を注意深く調整することは、すべて混合物の泡安定性を高める助けとなる。 成形および／また水和凝結性混合物の硬化の過程では、水和凝結性混合物を加 熱し、空気のすき間の容積を多くすることが望ましいことが多い。水和凝結性混 合物の中から多量の水分を急速に排除し、それにより成形生成物のグリーン強度 を増すには加熱も有用である。 水和凝結性混合物にガスが組み込まれた場合、例えば２５０℃で混合物を加熱 すると、（理想気体方程式によると）ガスの容積が約８５％増加する。適切に行 われた場合、加熱は約１００〜２５０℃の範囲内であるのがのぞましことが分か った。さらに重要なことは、適切に制御した場合、加熱によって容器の構造マト リクスの割れ、または容器の表面組織に降伏による不完全性が起きない。 他の使用例では、一部の成形工程で要求されるように水和凝結性混合物の粘性 が高い場合は、高せん断混合で空気のすき間を十分に得ることははるか に困難である。その様な場合には、天然のアルカリ性物質（水硬セメントまたは 酸化カルシウム含有混合物）またはアルカリ性にしたもの（石膏または別のアル カリ性水性結合剤）である水性混合物に容易に酸化する金属、例えばアルミ、マ グネシウム、亜鉛または錫を空気のすき間と交互に水和凝結性混合物に混ぜるこ とができる。 この反応の結果、水和凝結性混合物の全体に細かな水素の泡が発生する。か性 ソーダの様なベースを加えることおよび／または加熱（下記に説明するように） することにより水和凝結性混合物は水素の泡の発生の割合を増す。 さらに化学反応を起こさせ、水素の泡の形成の割合を増すために混合物を加熱 することが望ましい。成形した生成物を約５０〜１００℃の範囲、またより好適 には約７５℃から約８５℃の温度に加熱すると反応を効果的に制御でき、またか なりの量の水を排除できることが分かった。さらに、この加熱工程は成形生成物 のマトリクスにクラックを生じないことも分かった。この空気のすき間を構造マ トリクスに導入する第２の方法は、一部の成形工程で使われる低粘性水性混合物 の場合に空気を高速、高せん断混合で導入することと併せて、またはその代わり に使うことができる。 最後に、混合物に熱を加えたときに膨張するブロー剤を混合物に添加して成形 中に空気のすき間を導入することができる。ブロー剤は通常低沸点の液体と細か く砕いた炭酸カルシウム（タルク）でできている。タルクおよびブロー剤は均一 に水和凝結混合物に混合され、加熱しながら圧力を加える。液体のブロー剤は個 々のタルク粒子の孔の中に浸透し、圧力を突然下げたときに熱膨張で蒸発する。 成形または押しだし工程中には、混合物は圧縮と同時に加熱される。熱が通常 ブロー剤を蒸発させるのに対し、圧力によりブロー剤の蒸発が抑制され、一時的 に平衡状態が作られる。成形または押しだしの後で圧力を上げると、ブロー剤が 蒸発し、そのため水和凝結性材料が膨張または「ブロー」する。最終的に水和凝 結性材料は、非常に細かな空間が構造マトリクスに分散した形で硬化する。水も 、混合物が水の沸点以上に加熱し、５０バールの圧力が維持されるとブロー剤と して働くことができる。 空気の泡は水和凝結性容器の断熱性を増し、また、嵩密度を大幅に下げ、その 結果最終製品の重量を軽くする。これにより、最終生成物の全体の嵩が減り、容 器製造に必要な材料の量が少なくて済み、使い捨て容器であれば究極的に捨てら れる材料の量が少なくなる。 セメント系の容器が硬化した後、本発明の組成の設計の多くは、わずかに浸透 性で、特に構造マトリクスの外に拡散できる細かな水素ガス分子に対してわずか に浸透性のあるマトリクスになることも発見された。この呼吸性の要素は、ファ ーストフード産業で使われる「貝殻」状容器のような一部の食品容器にとって非 常に望ましいものであり、その結果パン製品が湿っぽくなることがなくなる。 Ｉ． 凝結促進剤 場合によっては、適当な凝結促進剤を加えて水和凝結性混合物の初期凝結 を促進するのが望ましいことがある。この様なものには次のものが含まれる。す なわちＮａ₂ＣＯ₃、ＫＣＯ₃、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣａＣｌ₂、ＣＯ₂、トリエタ ノールアミン、アルミン酸およびＨＣｌ、ＨＮＯ₃およびＨ₂ＳＯ₄の様な強酸の 無機アルキル塩。実際には石膏と消石灰の溶解性を増す化合物であれば水和凝結 性混合物、特にセメント系混合物の初期凝結を促進する傾向がある。 特定の水和凝結性混合物に添加できる凝結促進剤の量は必要な凝結促進の程度 によって決まる。このことはさらに多くの要素例えば、混合の設計、成分の混合 と水和凝結性混合物の成形の時間間隔、混合物の温度および促進剤の種類によっ てによって左右される。この技術で一般的な方法の一つは、水和凝結性混合物の 凝結時間を最適にするための特定な製造工程のパラメータにしたがって添加する 凝結促進剤の量を調節することが可能である。 Ｊ．塗料 容器の構成成分のそれぞれは基本的に人や動物に無害である。しかしながら、 水和凝結性食品、飲料容器にシール剤および他の保護塗料を塗布することは本発 明の適用範囲である。その様な塗料の一つは炭酸カルシウムであり、この場合容 器表面に表示を印刷することもできる。他の適切な塗料としては次の様なものが ある、ハイドロオキシプロピルメチルセルロース、ポリエチレングリコール、カ オリン粘土、アクリリック、ポリアルキレート、ポリウレタン、メラミン、ポリ エチレン、ポリラクチック酸、人造ポリマーおよびワックス（蜜蝋、石油系ワッ クス等））。 ある種の場合には塗料が弾力性、変形できまたは耐水性であることが望ましい 。ある種の塗料は、箱の蝶番または「貝殻」状容器の様に水和凝結性材料が強く 曲げられる部分の強化材として使われることもある。その様な場合は、しなやか で、できれば弾力のある塗料が望ましい。これらの他にＦＤＡ承認の塗料も使用 目的によっては利用可能である。 例えば、耐酸性の珪酸ナトリウムから作られるＦＤＡ承認の塗料は特に有用な 塗料である。耐酸性は、例えば容器が酸性の高い飲食品、例えばドリンク類やジ ュースに触れる場合には重要である。基本的な物質から容器を保護するのが望ま しい場合は、紙製容器に使われるような適切なポリマーやワックスで塗装するこ とができる。 暖かく湿った食物の様なものに使用する場合では、容器に「通気性」または水 の分子を透過できるが、湯気の立つ食物を効果的に断熱できる塗料であることが 重要である。云いかえれば、「通気性」の容器では水は容器の壁を通過できない が、水の蒸気は通過できる。この様な通気性のある特徴は、ある種の食品例えば バーガーの様なものの場合はバンの中が湿っぽくなるという問題もなくなる。 本発明の容器の表面に使える塗料のもう一つの種類は容器の内外に熱を反射す る反射性塗料である。この様な反射性容器は関連技術の中では知られているが、 これを水和凝結性容器に利用することは斬新である。 ＩＩ． 材料を容器に使用する特定の方法 本発明による飲食品容器に強度を与える主要な構造成分は水和凝結性構造マト リクスである。水性結合剤と水の反応生成物によって形成される基本的マトリク スの中には、強度を含む別の特性や性質を追加する他の成分（繊維、骨剤、空気 のすき間、レオロジー修正剤、分散剤および被促進剤）が組み込まれる。 Ａ．水和凝結性剤中の成分の目的 上記で検討したように、繊維は水和凝結性容器に特定の引っ張り強度と耐久性 を与えるために添加され、繊維はしばしば製造される品物の断熱性に寄与する。 断熱および／または軽量容器の場合は、断熱性をまし、水和凝結性容器の容積に 対する重量を減らすために骨剤が使われる。さらに不連続で、細かく分散された 空気のすき間が機械的または化学的に水和凝結性混合物に導入され、軽量骨剤を 補佐または置換する。 重量と断熱の要求度が低い場合、または圧縮力の高い中身が詰まったものが特 に要求される場合は、細かく砕いた砂や石灰石の様なより重い（そして安価な） 骨材を加えて、嵩を増し、水和凝結性材料のコストを下げることができる。すで に述べたように、骨材の選択は最終生成物の仕上げ面ときめを決定するのに非常 に重要である。滑らかで艶のある仕上げ面は、「板状」骨材（例えば雲母）を使 うことによって得られるのに対し、荒い砂を使えば荒いきめのものが得られる。 本発明は食品と接触することを意図した容器に関するものであるため、容 器の内部の材料は中の食品または飲料に有害な物質を含んだり、作りだしたりし てはならない。本発明で使われる代表的な水性結合材、骨材および繊維はこの要 求を満足する。ここで使用できる好適な水硬性セメントは次に示すような化合物 で水和する以前のものを様々な量で含む、すなわちＣａＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃ 、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯおよびＳＯ₃。水和に際してこれらは基本的に人畜に無害な 非常に安定した、岩の様な化合物となる。 水和に際し特にこれらの物資は、十分水に溶ける結晶相にしっかりと結合する 。この様な結晶相は次のように分類される。 エーライト：珪酸三カルシウム（３ＣａＯ・ＳｉＯ₂またはＣ₃Ｓ） ビーライト：珪酸二カルシウム（２ＣａＯ・ＳｉＯ₂またはＣ₃Ｓ） シーライト：アルミン酸三カルシウム（３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃またはＣ₃Ａ） および鉄アルミン酸四石灰 （４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₂またはＣ₄ＡＦ） これらの珪酸カルシウムは長期にわたってごく微量水に溶ける。 ここで使われる繊維は、植物の材料から得られる天然有機繊維が望ましいが、 ガラス繊維の様な不活性な無機繊維でもよい。いずれの繊維も人畜に無害である 。 骨材は、小さく、軽量の岩のような物質であり、多くの場合これらの材料は天 然に産するものまたは既存の処理技術で材料に与えられる空気のすき間を高いパ ーセンテージで含むことが望ましい。水硬セメントの様に、本使用例の特定のパ ラメータの中におけるこれらの骨材も非常に安定で、反応せずまた人畜に無害で ある。骨材のサイズは、望ましい性質と特性を最大限にす るため水和凝結性混合物に対する粒子充填密度を最適にするように制御できる。 簡単に云うと粒子充填技術はマトリクス内の骨材の量を最大にし、粒子間のすき 間を（したがって不連続性）最小にする。このため加える水の量が少なくても加 工性が大きくなり、乾燥工程が安価になるとともに飲食品容器の中の構造マトリ クスが強く硬化したものとなる。 構造マトリクスに化学的に導入される不連続の空間は、水素がマトリクスから 拡散した後殆ど空気で充満する。（本書の中で述べるように、製造工程に他の同 様に安全なガスを使うことができる。）これをポリスチレンフォーム容器と比べ てみると、前者では形成されたマトリクスの中のポケットが空気で満たされるの に対して、この場合は有害なＣＦＣまたはポリスチレンの製造に含まれる他のガ ス状のブロー材料を含むことになる。同様に漂白した紙製品は上記で検討したよ うに微小なダイオキシンを含んでいることがある。 本発明の適用範囲の水和凝結性容器は、軽量でしかも目的に合った十分な強度 を保有する。本発明の泡状の組成は、嵩密度が約０.７ｇ／ｃｍ³以下、粘土状成 分は０.７ｇ／ｃｍ³以下またシート状の成分は約１.２ｇ／ｃｍ³以下であること が好適である。 水和凝結性容器は通常、引っ張り強度と嵩密度の割合が約１ＭＰａ・ｃｍ³／ ｇから約３００ＭＰａ・ｃｍ³／ｇである。好適実施例では、引っ張り強度と嵩 密度の割合は通常約２〜６０ＭＰａ・ｃｍ³／ｇの範囲であり、より好適には約 ３〜３０ＭＰａ・ｃｍ³／ｇの範囲となる。 本発明による水和凝結性容器の重要な利点は、ダイオキシンまたはオゾン 破壊化学物質を必要とせず、それらを発生しないことである。さらに、地中に投 棄しても、環境に無害になるまでに、生物化学的に分解すべき（しばしば数年ま たは数十年）異物としての容器または物質であり続けることはない。さらに水和 凝結性容器の廃棄物は基本的にすでに地中にあるのと同じ材料で作られている。 通常の埋立地の重量と圧力で、これらのコップや容器はつぶれ、壊れて、すでに 埋立地に存在したゴミや岩と同等の、環境に対して中性の粒状の粉末になる。こ の様な容器が地上に捨てられても、水や他の自然の力によって基本的にゴミと同 様の粒状の粉末に急速に分解する。 またさらに水和凝結性コップや容器は最小のエネルギーと努力で完全に再生が 可能である。適切な初期材料の形を回復するためにかなりの量の処理を必要とす る紙やプラスチック製品とは異なり、水和凝結性容器は、破砕したものを新しい 容器や他のセメント系材料に未来使用の水和ペーストの中の骨財成分として組み 込むだけでリサイクルができる。 Ｔｙｌｏｓｅ［登］および他の一部のレオロジー修正剤は降伏応力を増すこと を促進し、そのため水和凝結性混合物の加工性が増す。Ｔｙｌｏｓｅ［登］はま た最終硬化した容器の柔軟性と引っ張り強度（十分な量だけ）を増すことも示さ れた。分子量の低いレオロジー修正剤は骨材と結合剤粒子ならびに隣接する型の 表面を潤滑し、そのため混合物の成形性が増す。 水和結合材と骨材の両方を含むこのこの品質は、先行技術による容器が通常ポ リスチレン、紙または金属のような均一な材料から成立ち、そこでは不純物がリ サイクル時の可能性を少なくしていることに比べてさらなる利点としてあげられ る。またナプキン、紙製ストローあるいは食べ物の残り（基本 的にすべてセルロースを原料としている）は、本発明の水和凝結性飲食品の完全 なリサイクルになんら影響しない。 Ｂ．処理技術と条件 単純化のために、本明細書と付属の請求事項で使われる用語「成形」は、本書 で検討される様々な成形、鋳物および押しだし工程または粘土、セラミックスお よびプラスチックの様なこの技術では知られたもの並びに鋳型から水和凝結生成 物を取り出す（「型だし」）工程を含むことを意図している。用語「成形」はま た、水和凝結性混合物が型の中に入っている間に起きるその他の工程、例えば水 和凝結性混合物の加熱、水和混合物凝結性混合物とアルミまたは他の金属との反 応により水和凝結性混合物の中に取り込まれるガスの泡の放出を行うことおよび 水和凝縮性混合物の体積の膨張を含む。 本発明の水和凝結性混合物が効果的に成形されるためには、水和凝結性組成が グリーンな状態で安定していることが重要であり、つまり成形された生成物が急 速にそれ自身の重量を支持できるようにならなければならない。さらに型からす ぐに取り出せるほど硬化しなければならない。さもないと、成形のコストにより その工程が経済的でなくなることになる。 形状安定性が達成される間の成形工程は経済的に大量生産される通常の生成物 に対しては１分以内に終了する必要がある。好適には、その様な成形安定性は１ ０秒以内また最も好適には１〜３秒以内である。 更に、成形したセメント系の品物はあまり粘着性が強いと、型だし工程が 不可能になり、取扱と格納が困難となる。 水和結合材、骨材、繊維および（オプションとして）空気のすき間の組合せを することにより、従来の紙やポリスチレン製のコップや容器とほぼ同じ厚みの組 成が作られる。この組成は、直ちにコップ、容器、皿、大皿、盆、「貝殻」容器 、箱、ストロー、フタ、器具および類似の製品を含む様々な形状に成形または工 程される。 この様に作られた水和凝結性容器はまた嵩密度が低く（多くの場合嵩比重は約 １ｇ／ｃｃ以下である）、そのため従来の紙やポリスチレン製の使い捨てコップ や容器と比較できる軽量の生成物ができる。 材料に高い引張強度、丈夫さおよび断熱性の点で最高の性質をもたせるために は、構造マトリクス全体に、ランダムに分散させる代わりに、本発明にしたがっ て、繊維を一方向または二方向に並べるか、積み上げることができる。繊維を水 和凝結性シートまたは容器の壁の二面のどちらかと平行に並べるのがしばしば望 ましい。 繊維をこの様に配置することは多くの成形技術、例えば水和凝結性混合物をジ ガリング、ラムプレッシング、プルトルージョン、ホットプレスまたはカレンダ ーで使うことができる。一般的に、繊維は成形工程の材料の流れの方向に向けら れる。成形工程で材料の流れのパターンを制御することにより、必要な繊維の方 向をもった容器を作ることができる。 これらの工程はまた、通常のコンクリートの製造でよく起きる比較的大き な、連続した、望ましくないエアポケットを殆どゼロにすることができる。これ により、水和凝結性材料の圧縮および引っ張り強度を大幅に増し、容器に外部か ら機械的な力を加えたときにマトリクスが割れたり、裂けたりする傾向を軽減で きる。 セメント系製品における望ましくない不連続性およびすき間は、ガスの直接導 入、高せん断ミキサーまたは反応金属により水和凝結性構造マトリクスに意図的 に導入できる空気（または他のガス）のきれいに分散された微小な孔と混同すべ きではない。望ましくないすき間または不連続性は、大きなランダムに分散して おり、断熱性能には殆ど貢献しないだけでなく、同時に構造マトリクスの完全さ を大きく損なう。 これと対照的に、意図的に導入されたガスの泡または空間は一般に均一に水和 凝結性混合物全体にきれいに分散され、断熱することができるにもかかわらず飲 食品容器を作るのに使われる材料に十分な強度を与えられる。 空気のすき間をもった軽量骨材を使うことにより、容器の強度を高めながら受 容できる断熱レベルを得ることが一般的に可能である。このことはより強い、連 続的な水和凝結性結合材マトリクスに粒子を互いに結びつけさせることを可能に する。 かなりの量のきれいに分散したガスの泡またはすき間をもたせたこれらのコッ プや他の容器は、ポリスチレンコップや容器のものと同じ断熱性を示し、また２ 〜３メートルの高さから大理石の床に落としても割れない十分な圧縮、引っ張り および曲げ強度をもっている。断面石の薄いコンクリートは通常非 常に弱く、非常に低い曲げ応力と弾力性の脆いものであるため、この様なことは 予想できないことである。 本発明によって作られた水和凝結性容器は熱い飲物（約４５℃以上、好適には ６５℃以上、最も好適には約８０℃以上）および食品（約２５℃以上）に対して ファーストフード産業におけるその様な食品や飲物の分配に通常使われる時間の 間十分な断熱性を与えことが示された。さらに、この材料は食品（アイスクリー ムや他の冷凍製品を含む）および冷たい飲物（約１５℃以下および一部の食品で は約０℃以下）を飲食を終えるまでの時間保有できることを示した。 セメント、水、骨材、繊維およびレオロジー修正可塑材の量を変えることによ り、水和性ペーストのレオロジーまたは流れの性質を制御することができる。例 えば、ラムプレス、ジガリングまたは射出成形を用いた場合、グリーン状態で形 状安定性が高い、比較的高い粘性の水和凝結性混合物から始めることが望ましい ことが多く、その結果成形された生成物は成形後、乾燥または硬化する前でもそ の形状を保つことができる。 押しだし、カレンダー、プルトルージョンまたはホットプレスを用いた場合、 水和凝結性混合物は粘性が低く、降伏応力が低いものが望ましく、そのためより 加工しやすく簡単に流れることができる。これらの方法で形成される容器は通常 より乾燥した、より形状の安定した生成物を得るためにより多くの水を取り除く ために形成中に通常加熱されるため、水和凝結性混合物は他の成形工程のような できるだけ高い降伏応力または初期形状安定性をもつ必要はない。 それにもかかわらず、これら低い粘性の水和凝結性混合物でも加熱により急速 に形状安定性を得ることができ、これらを使った製造方法を経済的に受け入れら れるものにし、製品の大量生産が可能となる。これは、多くの場合生成物が型の 中にいる時間が長ければ長いほど、製造コストが高くなることから重要である。 粘性が高いか低いかを問わず、特定の成形工程に必要なレオロジーを得るのに 必要なだけの最低限の水を含んでいることが望ましいことが多い。水の量を最小 限にする一つの理由は、水和凝結性混合物中の毛細管作用を制御することであり 、この作用は水和凝結性混合物の粘着性の原因となり、さらに混合物を型から出 すときのトラブルの原因にもなる。水の量を最小限にすることにより自由水がな くなり、材料と型の化学的、機械的粘着が弱くなる。そのため、毛細管作用と関 連する水の表面張力は、成形工程における水和凝結混合物がすぐに取り出せるよ うにするため、できるだけ最小にすべきである。 更に、結果として得られる水和凝結性製品は水の量が少ない方が丈夫になる。 もちろん最初にもっと多くの水を加えることは、乾燥または硬化の工程で水和混 合物からより多くの水を除去する必要を伴い、その結果製造コストがかさむこと になる。 適切な加工性とグリーン強度をもつ水和凝結性混合物を得るためには、レオロ ジー修正剤および、オプションとして、水和凝結性混合物内の分散剤の使用に関 連して水の含有量を調節することが重要である。上記に開示したよ うに、適切なレオロジー修正剤には様々なものがある。 レオロジー修正剤は降伏応力を増し、混合物をより可塑性にし、そのため変形 し、成形し、次に成形圧力から開放したときにその形状を維持させることができ る。このため、成形した生成物は重力（すなわち、外部の支持無しにそれ自身の 重量を支えることができる）や、生成物の型だしおよびその後の、実質的硬度に 達する前における容器の取扱に伴う各種の力に耐えることができる。 従来の成形工程には、製造工程を楽にするために採用するのが望ましい改良点 がいくつかある。例えば、粘着を防止するため離型剤で型を処理するのが望まし いことがしばしばある。適切な離型剤にはシリコンオイル、テフロン［登］、Ｄ ｅｌｅｒｏｎ［登］およびＵＨＷ［登］がある。型自身をステンレスとしおよび ／または非常に滑らかな仕上げとなる材料、例えばテフロン［登］、Ｄｅｌｅｒ ｏｎ［登］を塗布するかまたはおよそ０.１ＲＭＳに磨いたクロムメッキを施す のが望ましい。 同じような硬化は摩擦力を使って得られる。成形装置のヘッドをセメント系材 料の内部および／外部表面に対して回転させることにより、型との化学的、機械 的粘着（すなわち張り付き）は打負かすことができる。 成形および／または養生の工程において、容器内の多孔性とその容積を正しく 制御させることによって空気のすき間の系を制御するためにセメント系混合物を 加熱するのが望ましい場合が多い。しかしながら、この加熱工程はまた表面に急 速に強度を得させることによりグリーン状態（成形の直後）で のセメント系混合物の形状を安定にすることを助ける。もちろんこの加熱により 、セメント系混合物から急速に大量の水分が除去されるのが促進される。これら の利点の結果、加熱工程の利用はセメント系飲食品容器の製造を楽にする。 ガスをセメント系混合物に混入させた場合は、混合物を２５０℃に加熱すると （ガス体積方程式により）ガスの容積が約８５％増加する。適切な加熱を行った 場合、この加熱は約１００℃から約２５０℃の範囲が望ましいことが分かった。 より重要なことは、適切に制御した場合、容器の構造マトリクス内に亀裂または 容器の表面組織に不完全さが発生することはない。 事実、成形工程でセメント系混合物にＣＯ₂ガスを加える工程により、成形し た生成物が急速に安定性を得るのを促進する。前記の開示に対し、このことはＣ Ｏ₂ガスまたはＣＯ₂ガスを発生する材料、例えば亜鉛またはアルミの様な簡単に 酸化する金属の様なものを加えることによって達成され、ＣＯ₂発生の工程はベ ースおよび／または熱を与えることによって加速することが明かであるはずであ る。 １． 混合工程 本発明の容器の製造に可能性のある種々なモールディングの使用はできるが、 前述したように現在三つの好ましい方法がある。即ち「直接モールディング」、 「ウェットシート・モールディング」、「ドライシート・モールディング」であ る。水和凝結混合物の組成はモールディング工程により異なるが、 混合工程は本質的には同じである。もちろんストックを具合よくモールディング 機に供給する装置は方法により異なる。 望ましい水和凝結性混合物を準備するために、繊維、水、レオロジー修正剤、 およびその他の添加剤を、十分分散した均質の混合物が生成されるように高シー アミキサで調合することが望ましい。繊維が混合物全体に十分分散するように、 繊維材の添加に対しては高シーアミキシングを使用する。これによりいっそう均 一に分散した混合物が得られるが、これは生混合物の稠度を向上し、硬化最終製 品の強度を高める。さらに、出来るだけ短い時間で均質な混合物が得られるよう に、高シーアミキシング中に、水硬結合剤、そのほか雲母等の特定のより低濃度 の骨材を添加することが望ましい場合もある。 通常のセメント混合手法による繊維材の添加は通常、繊維の混晶を生じさせ、 得られるシートまたは品目の形状異常の発生につながる。ドラムミキサ等の標準 ミキサは、低エネルギー撹拌または回転を成分に与えることにより望ましい混合 物の成分を化合する。対照的に、高シーアミキサは、水硬性素材および添加繊維 材の内部で粒子に対し高せん断力を与えるように混合物を高速ミキシングするこ とができる。 その結果、繊維および粒子は混合物全体に均一に分散され、それによって硬化 シート内部により均質な構造混合物が生成される。比較的高い強度の細粒骨材（ 砂、シリカ、アルミナ等）もまた、高速ミキサを用いて混合することができる。 ただし、これは水硬混合物に比較的低い含水量および高い稠度を持たせるような 高濃度で含まれていない場合に限る。 その後で、低シーアミキサを用いて、より高濃度で含まれる骨材（および時と して水和結合剤）を調合して混合物を生成する。これは、破損せずに高せん断力 に耐えることができない軽量の骨材を添加する場合に特に有効である（パーライ トや空洞ガラス粒等）。大きすぎる骨材はローラに損傷を与え、シート表面内に きずを付けることがあるため、骨材のサイズはシートの最終厚さの３０％を超え ないようにすることが望ましい。 高または低シーアミキシング操作中に水和結合剤を添加するか否かは、また混 合液をどのように処理するかは、水和結合剤の性質によって決まる。粒状ハイド ロゾルゲルの形成後に水硬性セメントの高シーアミキシングを施すと、ゲルがか き乱され、その結果、圧縮強さおよび引っ張り強さが非常に低下した硬化最終製 品が生成され得るものと考えられる。 代替実施例においては、より低い密度およびより高い絶縁能力を有する最終材 料が得られるように、空気連行（ＡＥ）剤や反応メタル等のほかの添加剤を混合 物に取り込むことができる。 実験室での典型的なミキシング工程においては、高シーア高速ミキサを用いて 、該当の成分を約１分間調合する。その後で、低シーア低速ミキサを用いて残り の成分を約５分間調合して混合物を生成する。ただし、水和凝結性混合物の性質 に応じて、これは変わる場合がある。工業的には、適切なミキサを使用すること により、このミキシング工程を大幅に短縮することができる。特に、現在好まし いミキシング法は連続ミキシングシステムである。 一つの実施例では、高シーアならびに低シーアミキシング能力のあるセメント ミキサ使用してバッチモードで材料を計量し混合する。このミキサは、１バッチ 当たり最大３５０１の材料を処理することができ、６分間のミキシングサイクル を仮定すると、毎時２，０００ｋｇの水和凝結性混合物を製造する能力を有する （１立法フィート当たり０.５ｇ／ｃｍと仮定）。 ある代替実施例においては、「Mixing and Agitating Device（ミキシングと 撹拌装置）」という表題の米国特許申請書連番No.4,225,247および「Methodsand ApparatusforProducingaColloidalMizture（コロイド状混合物を生成するための 方法と装置）」という表題の米国特許申請書連番No.4,552,463に記述されている 高シーアミキサを、水和凝結性混合物の混合のために使用することができる。そ の後で、混合工程を完了するために混合物を低速低シーアミキサに移すことがで きる。さらに、高シーアミキシングチャンバを内蔵した現代的な押し出し装置を 用いて、ミキシング操作と押し出し操作（後述）を組み合わせてもかまわない。 工業硬化のための現在好ましい装置は、水和凝結性混合物に含まれる材料を自 動的かつ連続的に計量、ミキシング、脱気、およびツインオーガー押し出し装置 で押し出す装置である。ツインオーガー押し出し装置は、低シーアミキシング、 高シーアミキシング、真空排気、ポンプ移送等の特定の目的を持ついくつかのセ クションから構成される。それぞれのセクションで特定の目的を実現できるよう に、ツインオーガー押し出し装置は様々なフライトピッチおよび配向を持つ。 さらに、必要に応じて容器中で成分の一部を予混合し、予混合した成分をツイ ンオーガー押し出し装置にポンプで移送することも可能である。好ましいツイン オーガー押し出し装置は、装置内でオーガーが同一方向に回転する均一回転式オ ーガーを利用する。装置内でオーガーが反対方向に回転する逆回転式ツインオー バ−押し出し装置も同じ目的を実現する。さらに、同じ目的のためパッグミルを 利用してもかまわない。こうした仕様を満たす装置は、ミネソタ州ミネアポリス のBuhler-Miag,Inc.から市販されている。 含水量が比較的高いのでミキサへの付着は大きくなく、したがって、ミキサの 内部構成部分はステンレス鋼で作ってもかまわない。ただし、ミキサは、寿命を 延ばすためにカーバイドで塗装してもかまわない。それによって、あらゆる付着 に対する、また骨材と水和結合剤を含む混合物から予想される大変基本的な条件 に対する耐性が得られる。 本発明の水和凝結性混合物内部で化合される各種成分については、容易に入手 でき、安価で大量購入もできる。袋、ビン、または貨車で出荷および保管し、後 日、技術で公知の従来手段を用いて輸送または荷降ろしすることもできる。さら に、材料を大形貯蔵サイロに保管し、コンベヤーによって取り出し混合場所に搬 送することができる。 前述したように、水和凝結性混合物は、特定の望ましい性質を持つように微細 構造を巧妙に操作される。したがって、成分のバッチまたは連続ミキシング中に 添加する材料の量を正確に計量することが重要である。 ２． 「直接成形」工程 （ａ）位置決め 前述したように水和凝結性混合物を準備した後、「直接成形」の次の操作は、 セメント状容器の後続形成のため一組の型間でセメント状混合物を位置決めする ことである。型は所望の形状を持つ雄型と、雄型の形状を実質的に相補する形状 を持つ雌型から成る。よって、セメント状混合物が型間で圧搾されると、セメン ト状混合物は型の相補形状を持つ容器に成形される。 本発明では、雄型と雌型間でセメント状混合物を位置決めするため二つの一般 方法を心に描く。好ましい実施例においては、型間にすき間距離を作るように雄 型を一部、雌型に挿入する。「すき間距離」は、一方の型が型のはめ合いのため もう一方の型に対し移動する距離として定義される。型間に成形部分を形成する ように互いに挿入されたときに、型は「はめ合わされる」。「モールド部分」と は、容器の所望の形状を定めるもので、型のはめ合い時にセメント状混合物が押 し込まれる部分を指す。 すき間距離を持つように型が位置決めされたとき、型間には空洞部が維持され る。この「空洞部」は、型間のモールド部分、およびすき間距離に対応する型間 の第二部分も構成する。空洞部が形成された後は、型の一方の穴から、またはす き間距離から注入させることにより、セメント状混合物を空洞 部の中に、こうして型間に位置決めすることができる。 好ましい実施例においては、雌型を雄型の上側に垂直方向に位置決めする。次 に、雌型から伸びた注入口からセメント状混合物を型間に注入する。雄型の上側 に雌型を持つ配置は好ましい。なぜなら、セメント状容器の形成後に、型は離さ れ、重力の助けによってセメント状容器が雄型中に保持されるからである。容器 を変形させることなく雄型から容器を引き続いて取り出すことがより簡単である ため、これは有利である。 セメント状混合物を位置決めするのに先立ち、最終圧搾または型のはめ合い中 にセメント状混合物の移動を制限するように、型間のすき間距離を最小にするこ とが望ましい。混合物の移動を最小に抑えると、セメント状混合物内の特異な流 れによって発生する最終容器の凸凹の可能性が小さくなる。 雄型と雌型のすき間距離は、通常は約２ｍｍ〜約５ｃｍの範囲内になるが、２ ｍｍ〜約３ｃｍの範囲にあるのが望ましく、さらに２ｍｍ〜約１ｃｍの範囲にあ るのが最も望ましい。ただし、ここで注意すべき点として、例外的に大きな物体 の場合、セメント状混合物の位置決めを促進するためにすき間距離はずっと大き く取ってもかまわない。 ある代替実施例においては、真空オーガーを使用してセメント状混合物を型間 に注入または送り込む。この真空オーガーは、位置決めのため混合物が送られて いるときにセメント状混合物に負圧を与える。この負圧によって、セメント状混 合物内に侵入した空気を除去する。そのような空気を除去しな い場合には（ただし、絶縁特性を与えるために空げきを作る場合はこの限りでは ない）、欠陥のある、または不均質な構造マトリクスを持つ容器が生成される可 能性がある。 型間でセメント状混合物を位置決めする二番目の方法は、型がまだ十分離され ているときに実施される。この方法では、セメント状材料の一部を一つのかたま り、即ち容器を作るのに十分な部分に形成し、次に、通常はそのかたまりを雄型 の上面に置くことにより、かたまりを型間にセットする。続いて、型をはめ合わ させると、かたまりは型間で圧搾される。 ある代替実施例においては、テンプレートを使用してセメント状のかたまりを 位置決めする。この実施例では、雄型は円周があるベースを持ち、テンプレート は雄型のベースの円周を大きく相補する周囲がある通路を持つ。 この方法では、セメント状混合物の一部を、テンプレートの通路にわたるだけ 十分な大きさの径を持つかたまりに形成する。次に、通路にわたるようにこのか たまりをテンプレート上に置く。最後に、通路が型と相補的に合うように、テン プレートを雄型と雌型の間に置く。そうして、型を互いに押し合わすと、型間で セメント状混合物を圧搾するように雄型はテンプレートの通路を通って移動する 。 前記方法には、かたまりが独立して雄型上に載っている間にテンプレートが雄 型のベースあたりで位置決めされた状態になるように、テンプレートを雄型上に 置く操作をさらに含めることができる。続いて、型を互いに押し合 わせると、かたまりも型間で圧搾されます。テンプレートの使用に関する追加の 利点については、型から容器を取り出すことに関連した操作に関して後述する。 （ｂ）形成と成形 製造工程の次の操作は、セメント状混合物をセメント状容器の所望の形状に成 形するためにセメント状混合物を雄型と雌型間で圧搾することである。 型によって与えられる圧力により、セメント状混合物を容器のための所望の構 成に形成する。よって、圧力は型間でセメント状混合物を実際に成形するのに十 分なものでなければならない。さらに、圧力は均質かつ滑らかな完成表面を持つ 容器を作るのに十分なものにすることが望ましい。 セメント状混合物に加える圧力量もまた、得られる容器の強度に影響する。研 究によって、セメント粒子が密になっている混合物の場合は得られる製品の強度 が向上することが分かっている。型間でセメント混合物を圧搾するのに使用する 圧力が大きくなるほど、圧搾されたセメント粒子はいっそう密になり、それによ って得られる容器の強度が向上する。即ち、セメント状混合物内に存在する多孔 度が小さいほど、得られる製品の強度が向上する。 水分濃度が低いセメント状混合物に高圧力を加えると、粒子間隔が狭まる。し たがって、混合物内に存在する水分は、粒子を包み込み、その摩擦力を抑える上 でより大きな効果をもたらすことになる。本質的には、あるセメント 状混合物に圧力を加えると、混合物はさらに流動的または加工性を持つようにな り、したがって、添加する水が少なくて済む。順に、得られる製品の強度が向上 する。本発明への適応においては、型で発揮される圧力が高くなるほど、混合物 に添加する水の所要量が少なくなる。 通常は高圧が望ましいが、高圧にはマイナスの影響もあり得る。軽量のセメン ト状容器を作るには、通常は低密度骨材（パーライトや空洞ガラス粒等）を混合 物に添加する。型で発揮される圧力が上がると、こうした骨材は押しつぶされる 場合があり、それによって骨材および得られる容器の密度が高くなり、そのため 骨材の絶縁効果が低下する。 よって、セメント状容器の強度、構造上の完全性、および低密度を最大にする ように、型で加えられる圧力を最適化する必要がある。本発明の中では、セメン ト状混合物に対し雄型および雌型で発揮される圧力は、約５０ｐｓｉ〜約２０, ０００ｐｓｉの範囲内にあるのが望ましく、約１００ｐｓｉ〜約１０,０００ｐ ｓｉの範囲にあるならばさらに望ましく、約１５０ｐｓｉ〜約２０００ｐｓｉの 範囲にあるのが最も望ましい。ただし、以下に記述するように、圧力量は成形工 程温度および時間によって異なったものになろう。 圧搾操作では、さらに、型を押しつけたときに型間から空気を排除することも 行う。そのような空気を除去しない場合には、セメント状容器の構造マトリクス にエアポケットまたは形状異常が発生する可能性がある。通常は、型間の空気は 、型が押しつけられたときにすき間距離から排除される。 ある代替実施例においては、透水性を与えるように型を通して延びた複数のベ ント穴を型に持たせている場合がある。よって、型を押し合わせると、型間の空 気はベント穴から排除される。このように、ベント穴はセメント状容器に変形を もたらすことがあるエアポケットが空洞部に形成されないようにする。 またベント穴は、空気が空洞部に戻るようにすることにより、型が離されたと きに空洞部内に真空が生じるのを防ぐ働きもする。そのような真空は。新たに形 成されたセメント状容器に不当な力を及ぼし、それによってその構造上の完全性 を乱すことがある。さらに、ベント穴は後述の加熱工程中に発生する過剰蒸気を 逃す働きもする。ベント穴は型の片側または両側にあってもかまわない。 （ｃ）加熱 製造工程の次の操作は、セメント状容器に対し改善された形状安定性を与える ために十分な期間、セメント状混合物を加熱することである。セメント状混合物 の好ましい加熱方法では、セメント状混合物を圧搾する前に、雄型と雌型をそれ ぞれ所定の温度まで加熱する。 圧搾操作に先立ち型温度を上げることは、いくつかの機能を果たす。骨材を押 しつぶすことなくセメント状混合物を容器に成形するのを容易にするため、余分 の水を混合物に加える。加熱した型を混合物に当てることにより、 セメント状混合物内の水分は蒸気として蒸発し、それによって含水容量比率が低 下するため、容器の最終強度が向上する。 さらに、容器表面上の水分が蒸発すると、セメント状混合物のその部分は急速 に乾燥状態になる。セメント状混合物内の乾燥粒子間の摩擦力により、容器の周 りに強くて薄い「殼」が形成され、セメント状容器に形状安定性をもたらす。 また、セメント状混合物に熱を加えると、養生速度も上がる。ただし、以下に 記述するように、セメント状混合物の一画分のみが反応して硬化状態になるよう な短い期間、型はセメント状混合物に押し当てられたままに置かれる。こうして 、形状安定性のために必要な実質的な強度量は、乾燥粒子間の摩擦力によって生 じる。その結果、形成安定性を達成した後も容器は引き続きグリーン状態に置か れる。 グリーン状態でセメント状容器に形状安定性を急速に与える能力は、容器の大 量生産を可能にするので、重要である。形状安定性があれば、圧搾装置から容器 を速やかに取り出すことができるため、同じ圧搾または成形装置を用いて新しい 容器を形成することが可能になる。 型温度を上げるもう一つの目的は、型に対するセメント状混合物の付着を最小 限に抑えることにある。セメント状混合物から蒸気が放出されると、蒸気は型と セメント状混合物間の一つの「クッション」となる。この蒸気境界層は、セメン ト状混合物を型から押し離し、これでセメント状混合物が型に 付着するのを防ぐ実質的に均一な力を提供する。 さらに、実験によって、雄型と雌型に温度差がある場合は、セメント状材料は 型を離したときに温度の低い方の型に残る傾向があるということが確認されてい る。よって、所望の型をより低い温度にして置くことにより、型を離したときに セメント状容器が残る型を選択することができる。 型のそれぞれの温度は製造工程の速度を最大化する上で重要であり、型がセメ ント状材料と接触する持続時間に部分的に依存する。通常は、温度を出来るだけ 高くすることが望ましい。温度が高くなるほど、コップ表面の乾燥が速くなり、 コップをより速く取り出すことができ、また単位時間当たり、より多くのコップ を製造できる。 ただし、より高温度に関する問題は、セメント状混合物が熱くなりすぎた場合 に、セメント状混合物内全体にある水分が、容器表面上の水分とは対照的に、一 気に蒸気に変わるという点である。脱成形に伴う圧力の突然の解放によって、型 を離した後で成形容器の割れが、あるいは爆発すらも起きる可能性がある。ただ し、プレスの開閉速度を速くすることにより、この割れは解消できることが多い 。 さらに、セメント状材料の養生が速くなると、特異な流れの結果としてセメン ト状容器内で発生する形状異常の可能性が大きくなる。即ち、型を押し合わせる と、セメント状材料は所望の形状に向けて流れる。しかし、容器表面のセメント 状混合物がいったん乾燥し始めると、より乾燥したセメントは、 残りの湿潤セメント状材料と比べて異なる流れ特性を持つ。この流れ特性の特異 性は、セメント状容器の構造マトリクスの凝集、空げき（ボイド）、割れ、およ びその他の凸凹等の形状異常の原因となり得る。 よって、時間と温度の相関関係は、型がセメント状混合物と接触している時間 を短くすると、型温度を上げることができるということである。さらに、型間の すき間間隔を短くすると、温度を上げることができる。ただし、水硬混合物が損 傷を受けるようになるまでどのくらい高い温度にできるかには限界がある。 上記の所望の目的を達成するため、雌型と雄型を約５０℃〜約２５０℃の範囲 の温度、さらに望ましくは約７５℃〜約１６０℃の範囲、最も望ましいのは約１ ２０℃〜約１４０℃の範囲の温度まで加熱することが好ましい。前述した理由か ら、型を離した後でセメント状容器が雄型上に残るようにすることが望ましい。 よって、雄型は雌型より低い温度を持つことが望ましい。雌型と雌型の温度差は 、好ましくは約１０℃〜約３０℃の範囲にすべきである。 加熱した雄型と加熱した雌型をセメント状材料と接触させて置く持続時間（即 ち、型をはめ合わせて置く時間）は、約０.０５_s〜約３０_sの範囲にあることが 望ましく、約０.７_s〜約１０_sの範囲にあればさらに望ましく、約０.８_s〜約５_s の範囲にあれば最も望ましい。 ある代替実施例においては、セメント状容器の加熱操作で、さらに、型を 離してから容器を型から取り出すまでの間に、即ち、セメント状容器が雄型に支 持されている間にセメント状容器を加熱した空気にさらすことも行う。加熱空気 にさらすことにより、型から取り出す前に容器は確実に形状が安定する。 別の代替実施例においては、セメント状混合物をマイクロ波にさらすことでセ メント状混合物の加熱操作を実現可能にしている。 （ｄ）取り出し 成形された品目がある程度の形状安定性に達した後で、新たに形成されたセメ ント状容器を型から取り出す。好ましい実施例においては、新たに形成されたセ メント状容器は、型を離したときに雄型上に置かれたままである。一つの実施例 においては、セメント状容器が型に付着しないように離すときに雄型と雌型を回 転させる。 前述したように、型を離すと、加熱した空気が数秒間容器全体に吹き出してさ らに形状安定性を高めることが可能である。次に、変形なく雄型からセメント状 容器を取り出すことができる。好ましい実施例においては、エアベイング（airv eing）として公知の標準工程を使用して、雄型からセメント状容器を取り出す。 エアベイングは、型から容器を吸い出すために負圧を容器に加える工程である。 次に、容器は、右側面を上にして容器を置く「Ｕ」形の管を通して移動する。 このエアベイング工程は、形状安定容器を穏やかに取り扱い、また運転および 資本費用が安いという理由で好ましい。乾燥容器に存在する加熱空気を使用して 、容器を管長を通して搬送するバルクエア搬送を提供してもかまわない。エアダ クトは雄型の単に排出口であり、ここから、空気を注入して型から容器を押し出 す均一な力を与えることができる。そのようなエアダクトは、前記のベント穴と 実質的にサイズ、形状、および位置が同じである。 一つの実施例においては、エアダクトおよびベント穴を一つにして同じにして いる場合がある。エアダクトに注入される空気は、容器に損傷を与えないように 十分低くしなければならない。好ましい実施例においては、容器を雄型から排出 し、また管へ排出するのを助けるように雄型上にエアダクトを配置することが心 に描かれる。 ある代替実施例においては、単に容器を取り上げるだけで、セメント状容器を 雄型から機械的に取り出すことができるようにしている。ただし、そのような工 程では、容器を変形させないように特別な注意が要る。セメント状容器を機械的 に取り出す好ましい方法は、テンプレートの使用を採り入れている。 このテンプレートは雄型のベースに円周状に配置され、着脱可能である。テン プレートを持ち上げるか、雄型を降ろすことにより、セメント状容器の口から、 セメント状容器をテンプレートにロードする。型から容器を取りだしたとき、表 面が乾燥しているために容器は形状安定状態になっている。ただし、容器は壁の 間に生セメントが残るであろうし、このため、最大強度に は達していないであろう。そのような状態においては、セメント状容器は垂直軸 方向に圧縮することで最も強くなる。よって、テンプレートを使用することの利 点は、容器を取り出すために加える力が容器の最強軸に加わり、それによって容 器に対し起こり得る変形が最小に抑えられるということである。 （ｅ）初期硬化 成形された後は、セメント状混合物を放置してセメント状容器の所望の形状で 硬化させる。発明容器を経済的に製造するため、包装、出荷、および使用するの に十分な強度を有する点まで急速に硬化させなければならない。 容器の硬化は、容器を例えば従来のトンネルオーブン等で加熱した空気にさら すことにより行う。加熱空気を加えることで、セメント状混合物内の水分の一部 から空気が追い出され、それによって粒子間の摩擦力が増加するため、得られる 容器の強度が向上する。さらに、加熱空気を容器に加えることで、セメントの反 応速度が上がり、養生を通して容器に早期に強度を与える。よって、硬化は、粒 子間の摩擦力の増加ならびにセメント状混合物の養生によって生じる。 好ましい実施例においては、変形なく包装および輸送するのに十分な強度を有 する程度までしか容器を硬化させない。理想的には、硬化した容器は小量の未反 応水を保持するが、これは容器が引き続き養生し、こうして、使用に先立ち輸送 および保管される期間中に強度を増すことができるようにする。 さらに別の実施例においては、容器全体に空気を吹き付けてセメント状混合物 の乾燥速度を高め、それによって硬化速度を高める。 さらに、湿度、圧力、および容器が養生される環境中の温度を調整することが できるオートクレーブを通して空気を加えることもできる。湿度と温度を上げる ことは、セメント状混合物のより完成した脱水を生じさせ、それによってより強 度の高い容器を製造する上で助けになる。 セメント状容器を急速に硬化し、セメント状容器の大量生産を経済的に遂行で きるようにするのは、この能力である。 要約すると、セメント状製品の乾燥に関して、以下の結論を引き出すことがで きる。 （１）温度を上げるほど、乾燥時間が短くなる。 （２）空気速度を上げるほど、乾燥時間が短くなる。 （３）容器から水分の大部分が除去され後で、容器を２５０℃を超える温度にさ らすことで、混合物内の有機繊維が燃焼し、それによって繊維および容器の引っ 張り強さが低下するであろう。 （４）容器の材料壁が薄くなるほど、乾燥時間が短くなる。 （５）温度が１００℃を超えて高くなるほど、得られる容器の引っ張り強さが低 下する。 ３．「ウェットシート・モールド」工程 （ａ）押し出し 水和凝結性混合物を適切に調合した後で、厚板タイプの型を通して押し出す。 最初に適切な押し出し機の型を通して材料を押し出した後、押し出した材料を一 対または複数対の縮小ローラを通過させることにより、水和凝結性混合物を正確 な厚さを持つシートに形成する。 内部チャンバ内で、一つまたは複数のオーガースクリューにより水和凝結性混 合物に前方圧力を与え、混合物を、横方向スリットを持つ型ヘッドに向けて内部 チャンバを通して前進させる。型スリットの断面形状は、通常は型幅および型厚 さに対応する所望の幅および厚さを持つシートを製造するように構成される。 あるいは、水和凝結性混合物に前方圧力を与え、内部チャンバを通して前進さ せるためにオーガースクリューの代わりに押し出し装置はピストンを含んでもか まわない。ピストン押し出し機を使用する利点は、水和凝結性混合物に対しはる かに大きな圧力を与えることにある。にもからわらず、本発明 で典型的に採用されている混合物の高い塑性様の性質のために、オーガー式押し 出し機を使用して得られる圧力以上の圧力を与えることは通常は不要であるか、 または有利ですらない。 対照的に、オーガー式押し出し機を使用する重要な利点は、水和凝結性混合物 内の不要なマクロエアボイドを除去する能力を有しているということである。不 要なエアボイドを除去しない場合には、欠陥のある、または不均質なマトリクス を有するシートが製造される可能性がある。エアボイドの除去は押し出し技術で 公知の従来のベント手段を用いて行ってもよいが、この場合、混合物を最初に第 一オーガースクリューで真空チャンバ内に通した後、第二オーバースクリューに よって押し出しを通して押し出す。 あるいは、「ベント」として公知の工程によって水和凝結性混合物から不要な エアボイドを除去してもよいが、この場合、チャンバ内で過剰な空気を圧力下で 収集し、押し出し機から逃がす一方、混合物をオーガースクリューで圧縮および 前方に移動する。 型の好ましい幅と厚さは製造する特定のシートの幅と厚さによって異なったも のになろうが、通常、押し出しシートの厚さは最終つや出しシートの厚さの少な くとも二倍、時として何倍にもなろう。縮小量（および、それに応じて、厚さ乗 数）は、該当のシートの性質によって異なったものになろう。縮小工程は繊維配 向を制御する助けになるため、縮小量は所望の配向度に対応しよう。 さらに、厚さの縮小が大きくなるほど、シートの伸びが大きくなる。典型的な 製造工程では、厚さ約６ｍｍの押し出しシートをつや出しして、厚さ約０.５ｍ ｍ〜約１ｍｍのシ−トを形成する。 型スリットは通常は長方形であるが、幅方向に可変厚さを有する押し出しシー トを形成するために幅方向に厚さを増した部分を含んでもかまわない。この場合 は、通常は、押し出し厚さを増した部分に対応する凹みまたはすき間変化を有す る一連のローラの中をシートを通過させることも好ましいことになろう。この方 法では、強度および堅さを高めた強化部分を有するシートを製造することができ る。 フラットシートを形成する狭い型スロットに加えて、他の型を使用して他の物 体または形状を形成してもかまわない。唯一の基準は、押し出し形状をローラ対 を通過させることができることである。例えば、きわめて広幅のシートを押し出 すことは望ましくないといえるが、これは非常に大形の高価な型が必要になろう 。代わりに、パイプを押し出し、型ヘッドの外側に配置されたナイフを用いて連 続的に切断し折り畳む。 押し出しの最適速度またはレートに影響することになる重要な要因はシートの 最終厚さであるということは理解されよう。より厚いシートにはより多くの材料 が含まれ、必要な材料を提供するのにより高い押し出しレートが必要になろう。 逆に、より薄いシートにはより少ない材料が含まれ、必要な材料を提供するため により低い押し出しレートが必要になろう。 前述したように、混合物が水分の不足を呈し、ある程度の粒子詰め込み最適化 を有する場合に水和凝結性混合物の加工性を一時的に高めるためには、適切な圧 力が必要である。水分が不足した混合物においては、粒子間の空間（即ち、すき 間）に含まれる水分は、通常条件下で適切な加工性を作るために粒子を潤滑する のに十分でない。 しかし、押し出し機内部で混合物を圧縮すると、圧縮力により粒子は強制的に 結集し、それによって粒子間のすき間が狭まり、粒子を潤滑するのに利用可能な 水分の見掛け量が増加する。この方法では、混合物が型ヘッドから押し出される まで加工性は高まり、押し出された時点で、減じられた圧力によって混合物はこ わさおよびグリーン強度のほとんど即時の増加を呈するが、これは通常、望まし いものである。 押し出し工程中に水和凝結性混合物に与えられる圧力は、軽量ので、より低強 度の骨材（パーライト、空洞ガラス粒、軽石や層状岩（exfoliated rock）等） を押しつぶしたり破損するほど大きくすべきではないことは理解されるはずであ る。 上に取り上げた要因のそれぞれに照らして、水和凝結性混合物を押し出すため に押し出し機で加えられる圧力量は、約５０ＫＰａ〜約７０ＭＰａの範囲内にあ ることが望ましく、約１５０ｋＰａ〜約３０ＭＰａの範囲にあればさらに望まし く、また約３５０kPa〜約３.５MPaの範囲にあれば最も望ましいものとなろう。 場合によっては、特により低密度で、より高絶縁シートが望ましい場合には、 押し出し工程に先立ち混合物に添加される発泡剤を採用することが有利であると いってよい。 型ヘッドからの水硬性結合剤の押し出しは、「Ｙ」軸方向、または押し出しシ ートの長さ方向に水和凝結性混合物内で個々の繊維を一方向に配向する傾向を持 つということは理解されよう。以下に示すように、つや出し工程は、縮小工程中 にシートがさらに伸ばされたときに繊維を「Ｙ」方向にさらに配向することにな る。さらに、「Ｚ」方向に可変すき間距離を持つローラ（コニカルローラ等）を 採用することにより、繊維の一部を「Ｘ」方向に、即ち、シート幅方向に配向さ せることができる。このように、つや出しと結合して押し出しによりシートを製 造することが可能で、これは双方向に配向した繊維を持つであろう。 （ｂ）形成と成形 シートが形成されたら、次の操作はシートの一部を容器または品目の所望の形 状に形作ることである。好ましい実施例においては、所望の形状を持つ雄型と雄 型の実質的に相補形状を持つ雌型の間でシートを圧搾する。シートの一部が型間 で圧搾されると、混合物は型の相補形状を持つ容器に形成される。 簡易さおよび経済性の点からソリッド単片型（それぞれ一つのソリッド片 から成る雄型と雌型）が望ましい型であるが、代替の型として、スプリット型お よびプログレッシブ型が挙げられる。多要素スプリット型の使用により、モール ドから容易に取り出せる複雑な形状の製造が可能となる。 構成要素が同時に押し合って物体を形成するスプリット型とは対照的に、プロ グレッシブ型はその様々なパーツが遅延順序で押し合わされて圧搾して所望の容 器を形成する多要素型である。順序と、型の様々な要素が互いに押し合わされる 時間を選択することにより、より均一な厚さを持つ複雑な容器を形成することが できる。 例えば、ボールを作るのに使用されるプログレッシブ型には、ベースと、サイ ド構成要素を含めてもかまわない。ベース構成要素を最初に押し当てることによ り、シートの残りの部分を雌型の側面に対して引き入れる。押す型のサイド構成 要素を押し当ててシートを引き伸ばすことなくボールの側面を形成することがで き、それによってさらに均一な厚さを持つボールが形成される。 直接成形工程と同様に、シートに対し型で与えられる圧力量はいくつかの機能 を果たすが、これは加える圧力量を決定する際に考慮しなければならない。材料 のシートは材料を直接注入する場合と同等に使用されるが、前述したパラメータ および注意は通常、ウェットシート・モールド工程に当てはまるだろう。 シートから容器を形作るある代替方法においては、プラスチック産業で一 般に使用されているような真空形成の各種方法を採り入れることができる。真空 形成は、大気圧（約１４.７psi）を使用してシートを強制的にモールドに適合さ せる。真空形成では雄と雌の両方のモールドの使用が可能である。 明細書および添付クレームで使用されている「真空モールド」という用語は、 真空形成で使用される雄モールドおよび雌モールドのどちらか一方または両方を 含むように意図したものである。 雄モールドに関してはドレープ形成が使用される。シートをモールド上面に対 し位置決めするか、またはモールドをシートにセットする。次に、シートとモー ルド間の空気を真空排気し、モールドを囲んでシートの輪郭を作る。得られる製 品は、材料が最初にモールドに当たる部分の中央で最も厚くなる。モールドに最 後に当たる周辺の高ドロー部分で最も薄くなる。雌モールドに関しては直真空形 成が使用される。シートを雌モールドの上面に密封する。モールド空洞部を真空 排気すると、大気圧によって材料が空洞部の側壁に押しつけられる。この形成手 法により、（中央で薄く、縁のあたりで厚い）材料分布が得られるが、これは同 じパーツを雄モールドでドレープ形成によって作ったときに得られる材料分布と は本質的に反対である。 ドレープ形成とは対照的に、ドレープ真空形成は直真空形成と類似しているが 、シートの縁を雌モールドのベースに全面的に押し当ててから空洞部を真空排気 する点が異なる。これにより、成形工程の上でより良好な真空が得られる。 スナップバック、ビロー／エアスリップ、およびビロー・ドレープは、モール ドに当たる前にシートを予め引き伸ばすことにより、雄モールドで製造される製 品の肉厚の均一性を改善することを意図した多操作真空形成手法である。何にも 当たることなく空気中でシートを自由に引き伸ばすことにより、材料を均一に薄 くすることができる。その結果、シートの表面積も増えるため、モールドの表面 積にさらにぴったりと適合する。 スナップバック真空形成は、シートを予め引き伸ばすための真空ボックスを利 用する。この真空ボックスは雄モールドの反対側のプラテンに取り付けられる。 セメント状シートを真空ボックスに密封し、所望の引き伸ばし量を実現するのに 十分な部分真空を真空ボックスに加える。次に、モールドを凹面のシートに押し つける。真空ボックスを大気圧にベントし、モールドに対し真空を引き出す。次 に、大気圧によって材料はモールドに押し当てられる。 ビロー／エアスリップ真空形成は、雄型が内部に配置された圧力ボックスを利 用する。シートを圧力ボックスに密封する。圧縮空気で圧力ボックスを加圧する と、シートがふくれて気泡部が発生し、適切な引き伸ばしが行われる。モールド を上げて凸面の気泡部に押しつける。次に、圧力ボックスと雄モールドを真空排 気すると、シートはモールドに押し当てられる。 ビロー・ドレープ真空形成は、気泡をシートに吹き込む圧力ボックスを利用し た逆引き手動である。圧力ボックスの反対側に取り付けられた雄モールドを、凸 面の気泡部に押しつける。気泡部内の空気を制御して大気に排気する。排気空気 量をモールドによって押し出される空気量に一致させることに より、シート材をモールドに対しこすりつけるまたはまとわせる。モールドが完 全にシートに貫入したら、モールドに真空を与え、圧力ボックスを大気圧にベン トして形成作業を完了する。 プラグアシストおよびビロー／プラグアシスト／スナップアックは、雌モール ドで作られるパーツの肉厚の均一性を改善することを意図した多操作真空形成手 法である。より多くの材料をパーツの高乾燥部分に押し入れるためにメカニカル アシスト（またはプラグ）を利用する。 プラグアシスト真空形成は、直真空またはドレープ形成手法と併せて使用され る。プラグは雌モールドの反対側のプラテンに取り付けられる。シートをモール ドに密封し、プラグで材料をモールドに押し込んでから、真空を引き出す。モー ルドを真空排気すると、材料はプラグから引き離され、モールド空洞部に押し当 てられる。 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手法 を組み合わせたものである。気泡を吹き込むことによりモールドを加圧してシー トを引き伸ばす。モールドの反対側に取り付けられたプラグを凸面の気泡部に押 し込み、押し出される空気の制御されたベントを行うことにより、材料をプラグ にまとわせる。プラグが完全に伸長したら、モールドを真空排気して材料をプラ グから引き離し、モールドに押し当てる。 圧力形成では、大気圧のほかに圧縮空気を使用する。通常、圧力は約４０Ｐａ 〜約２００Ｐａの範囲になる。圧力形成では、必要な圧力をロックアップおよび 保持することができる圧力ボックス内に配置されたプラテンまたはモールドある いはその両方を有する特別な装置が必要である。前述の真空形成手法のいずれに も圧力形成を採り入れることができる。 ツインシート形成工程は、空洞部品を製造するものである。２枚のシートを、 対応する周囲または接触面を持つ二つの雌モールド間に位置決めする。モールド の空洞部の輪郭は全く同じでも同じでなくてもよい。モールドは近付き、モール ドが合わされた所で二枚のシートを結合する。２枚のシートは、従来の形成手法 を用いて、同時に圧力形成してよいし、あるいはその後で真空形成してもよい。 添付クレームで使用されている「真空形成工程」という用語は、特に列挙した 真空形成手法のほかに圧力形成おおびツインシート形成工程を含むことを意図し たものである。 （ｃ）加熱と形状安定性 成形後に水和凝結性製品の初期形状安定性を生じさせることは、直接成形工程 と実質的に同じ方法で行うことができる。 （ｄ）乾燥 初期形状安定性が実現されると、直接成形に関連して前述した同じ各種手 法によって水和凝結性製品を乾燥および硬化させることができる。 ４．乾燥シート成形」工程 （ａ）押し出し 「乾燥シート成形」工程に関連して使用される押し出し方法は、すべての材料 の状況において、ウェットシート・モールド工程で好ましく利用されている押し 出し方法と実質的に同じである。もちろん、処理ライン下流で異なる処理装置を 使用すると、押し出し工程に多少の修正を加える必要が生じる場合があるが、そ のような修正は、前記教示に照らして技術の技量範囲内に収まる。 （ｂ）つや出し 乾燥シート成形工程の大半の実施例においては、押し出しシートを少なくとも 一対のローラを通過させることにより、押し出しシートの「つや出し」を行うこ とが望ましいであろう。この目的は、シートの均質性および表面品質を向上する ほかに、通常はシートの厚さを縮小することにもある。ある実施例では、つや出 し操作は、あったとしてもシートの厚さを小量だけ縮小するだけだろう。また他 の例では、つや出し工程はシートの厚さを大幅に縮小するだろう。 一対のローラ通過時にシートの厚さが縮小されると、シートはまた、前方移動 方向に伸びる。シート伸びの一つの結果として、繊維は「Ｙ」方向にさらに配向 または並べられる。この方法では、初期押し出し工程と組み合わされた縮小工程 により、「Ｙ」方向、即ち、長さ方向に繊維が大幅に一方向に配向されたシート が製造されるであろう。 シートを絞り出すまたは圧搾するこの工程は、送り込まれるシートとローラ間 の速度差と同様に、シートに対する特定量のせん断力を生成する。過度に大きな せん断力を加えると、構造マトリクスの完全性が乱され、シート内に欠陥が発生 する可能性があり、それによってシートが脆弱化する。このため、シートに不当 な損傷を与えないように十分小量で段階的にシートの厚さを縮小すべきである。 大抵の場合、各ローラ対を通過するシート厚さの縮小は、約８０％以下にすべき で、さらに望ましくは、縮小は約５０％以下にすべきである。 各ローラの径は、水和凝結性混合物の性質および水硬性シートの厚さ縮小量に 応じて最適化すべきである。ローラの径を最適化するに当たっては、二つの相反 する関心事を考慮しなくてはならない。第一はローラの径が小さくなると、ロー ラ通過時にシ−トに掛かるせん断力が大きくなる傾向があるということに関する 。これは、ローラ間を通過するとき、水硬性シートの縮小速度が、より小径のロ ーラに関するどんな特定速度よりはるかに大きくなるからである。 より大径のローラを使用すれば、シートのより多くの部分が、ローラ間通過時 にローラ表面に接触する。このように、ローラによってシートをより薄板に絞り 出すまたは圧搾する操作については、大径ローラと比べて小径ローラを使用する 場合は、より短距離およびより短時間の方向で行う。 ただし、大径ローラの使用にも、水和凝結性材料がより長い時間ローラと接触 し、それによってつや出し工程時にシートの乾燥が高まるという欠点がある。あ る程度の乾燥は有利であるが、つや出し中にシートを余り速く乾燥させると、構 造マトリクス内に破損およびその他の欠陥が取り込まれることがある。小径ロー ラを使用すると、つや出し工程の乾燥効果が低下する。 水硬性シートがローラに粘着または付着しないようにローラ表面を処理するこ とが望ましい。一つの方法では、ローラを加熱し、これで水硬混合物内の水分の 一部を蒸発させ、シ−トとローラ間に蒸気バリヤーを作る。また、水分の一部の 蒸発で水硬混合物内の水分量が減り、それによってシートのグリーン強度が向上 する。ただし、ローラ温度については、残留応力、破損、剥離（フレーキング） 、またはその他のシートの形状異常や凸凹が発生するであろう点までシート表面 を乾燥させたり硬化させるほど高くしてはならない。よって、ローラは、約５０ ℃〜約１４０℃の範囲内の値まで加熱することが望ましいが、これは約７０℃〜 約１２０℃の範囲にあればさらに望ましく、また約８５℃〜約１０５℃の範囲に あれば最も望ましい。 さらに、比表面積の小さい骨材を取り入れることにより、シートの乾燥速度を 下げることができる。より大きな比表面積を持つ骨材は、よい小さい比 表面積を持つ骨材と比べて骨材内に吸収された水分をより速く放出することがで きる。 最後に、本発明の水和凝結性混合物を加熱すると、水和結合剤と水分間の脱水 反応速度が上がることが判明している。本発明の水和混合物を加熱することによ り、最小１時間で水和結合剤の大幅な脱水を行うことができる。脱水反応は標準 ２８日レベルに到達する前であっても大きな最終強度量を得ることができるため 、本発明の加熱された水硬性シートは、最小１０分間以内で大きな最終強度量を 実現することができる。 ある代替実施例においては、ローラを室温まで、またはそれ以下に冷却するこ とにより、水硬性シートとローラ間の付着を抑えることができる。例えば、押し 出し機内の今後物を約８５℃まで加熱した後でシート表面を冷却すると、蒸発水 の凝縮が起こるが、これはシートとローラ間に薄い水の膜を作るものと考えられ る。シート表面がローラに付着しないようにシートは十分冷却すべきであるが、 シートを凍らせたり、つや出し工程中にシートが破損したり破壊するくらい堅く なったり剛直するほどまで冷却してはいけない。 また、材料の過冷却は脱水反応を大きく減退させる可能性がある。ただし、こ れは一部のケースでは望ましい場合がある。よって、ローラは、約２０℃〜約４ ０℃の範囲内の値まで冷却することが望ましいが、これは約０℃〜約３５℃の範 囲にあればさらに望ましく、また約５℃〜約３０℃の範囲にあれば最も望ましい 。ローラと水硬性シート間の付着レベルを抑えるもう一つの方法は、 付着を受け難くするためにローラ表面を処理することである。ローラは通常、研 摩ステンレス鋼で作られ、みがきクロム、ニッケル、またはテフロン等の反粘着 材で塗装する。 フラットローラと併せて多少円錐状の形を持つローラを採用することにより、 引き続き同量のシート縮小量を引き出す一方で、ローラのせん断量および下方圧 力を抑制可能であることが発見されている。ただし、円錐形の結果生じる「Ｚ」 方向のすき間差の度合いを制御して「Ｘ」方向にシートが拡がったり広幅になら ないようにすべきである。ただし、そのような広幅が望ましい場合はこの限りで はない。ただし、広幅部分はふつう厚さが一定ではなく、通常は切り取ったり破 棄しなければならないため、広幅は通常は望ましくなく。円錐形ローラを使用す れば、大きなせん断をシートに与えずにより大きな伸びおよびシート縮小を実現 できる。 繊維を配向することで、配向方向の繊維の引っ張り強さ分与性質が最大化する 。さらに、繊維を配向することは、シート内のヒンジまたはスコアを強化する上 で特に有効である。折り畳みまたは曲げの幅より長さの方が長い繊維は、折り畳 みまたは曲げ方向にマトリクスが一部破損された場合でも、または大きく破損さ れた場合ですら、折り畳みまたは曲げのどちらかの側で材料をつなげる橋渡し役 を果たすことができる。通常、繊維が折り畳みまたは曲げに垂直に配列された場 合には、この架橋効果が高まる。 最後に、水和凝結性混合物の持つ塑性性質および比較的高レベルの加工性のた めに、つや出し工程は通常、シートの大きな圧縮はもたらさないであろ うということを理解しなくてはいけない。即ち、シート密度はつや出し工程全体 を通して実質的に同じに保たれよう。ただし、特にシートが他の縮小ローラを通 過中にシートがかなり乾燥している場合には、多少の圧密は予想されるであろう 。圧密が望ましい場合には、以下に詳述するように、乾燥操作に続いてシートを 一対の圧密ローラの間を通過させることができる。 技術の通常技量を持つ者は、押し出し操作では、技術で用語が定義されている ように「押し出し機」の使用を以前には採り入れる必要はないと認識するであろ う。押し出し操作の目的は、ローラに対して水和凝結性材料の連続した、十分調 整された供給を与えることにある。押し出し操作は繊維を材料の流れ方向に好ま しく配向する。これは、適切な開口部から材料の「押し出し」または流れに影響 を与えるため、技術の技量がある者に公知の他のメカニズムによって実現しても かまわない。 （ｃ）ローラ乾燥 つや出し操作により、水硬性シートの一部乾燥が起きたり、大幅な乾燥すらも 起きることがよくあるが、引張強および靭性の所望の性質を持つシートを得るた めシートをさらに乾燥させることは望ましいことになろう。これは、いろいろな 方法で実現してもかまわないが、それぞれ余分な水分を追い出すためにシートを 加熱することを伴う。シートを乾燥させる好ましい方法は、「ヤンキー」ローラ として技術で公知の大径の加熱した乾燥ローラの使用を伴う。主な関心事は、ロ ーラの全体の表面積はシートの乾燥を効率的に行うのに十分であるという点であ る。 通常は対で配列される縮小ローラとは対照的に、乾燥ローラについては、シー トが各ローラの最大表面上を順番に個別に通過するように個別に配列される。こ の方法では、水硬性シートの二つの面を段階的に交互に乾燥させる。ふつう直線 の経路を辿ってつや出し操作中にシートは縮小ローラ間を通過する一方、乾燥操 作中にローラ（例えば「ヤンキー」ローラ）に巻き付いて通過するときに、シー トはふつう正弦波状の経路を辿る。 第一乾燥ローラに隣接した面は乾燥ローラによって加熱され、一方、反対面は 空気にさらされる。加熱されたシートは蒸気の形で水分を失うが、これはローラ の側面から、またはローラの反対側のシート表面から逃げることができる。さら に、蒸気はシートとローラ間に非粘着バリヤーも提供する。乾燥ローラには表面 内に小さな穴を設けて、乾燥操作中に水蒸気の一部が穴から逃げられるようにし てもかまわない。 経路上を続けて移動すると共に、シートは第二乾燥ローラに巻き付き、そこで 反対側の面がローラ表面と接触して、乾燥される。所望の量だけシートを乾燥さ せるのに必要な操作回数だけ、この工程を継続してもかまわない。場合によって は、シートの片側の面を反対側の面よりも多く乾燥させることが好ましいことも ある。 乾燥ローラ温度は、特定のローラ上を通過するときのシートの含水量を含め、 様々な要因によって決まるであろう。いかなる場合でも、乾燥ローラ温度は、約 ３００℃以下にすべきである。水和凝結性材料の内部温度については、 有機成分（レオロジー修正剤や繊維等）の破壊を防ぐために２５０℃以上に加熱 してはならない。この温度以上に加熱されたローラは、水分が蒸発すると共に材 料を冷却するため混合物内に適量の水分がある限り使用してもかまわない。にも かかわらず、乾燥工程中に水分量が低下すると共に、材料の過度の加熱を防ぐた めにローラ温度を下げるべきである。 場合によっては、乾燥ローラと併せて乾燥トンネルまたはチャンバを使用する ことが望ましいこともある。熱対流乾燥の効果をフルに引き出すためには、乾燥 工程をスピードアップするため加熱空気を循環させることが望ましいことが多い 。 場合によっては、前述した乾燥工程は、シートを使用して容器またはその他の 物体を形成するか、その代わりに、必要になるまでシートとしてスプールに巻い て置くかまたは積み重ねて置く作業に先立つ最終操作になるだろう。また他の場 合、特に、より滑らかで、より紙らしい仕上げを持つシートが望まれる場合には 、この乾燥操作に続いて、圧密操作または仕上げ操作あるいはその両方を含めて 、以下に詳述する一つまたは複数の追加操作が行われるだろう。圧密の場合は、 任意選択の圧密操作中にマトリクスの破損を防ぐためにシートを若干量の水分を 持ったままにして置くことが一般に望ましい。さもなければ、乾燥操作に続いて 圧密操作が行われない場合には、シートの引っ張り強さおよび靭性を速やかに最 大化するためにシートを十分に乾燥し切ることが一般に望ましい。 （ｄ）仕上げ 多くの場合、最終厚さ、許容差、および表面仕上げを実現するために水硬性シ ートを圧密することが望ましいことがある。さらに、圧密工程を使用して、構造 マトリクス内の不要なボイドを除去することができる。乾燥工程中に十分乾燥さ せた後でシートを一対の圧密ローラ間を通過させる。通常、圧密工程によって密 度および挙度が高く、表面欠陥が少なく、厚さが薄いシートが得られる。 圧密工程により、それ以上のシートの伸びを起こすことなく、また構造マトリ クスを否定的に乱したり脆弱化させることなく厚さの薄い、密度の高いシートを 得るのが望ましい。シートを伸ばすことなく、また構造マトリクスを脆弱化させ ることなく圧密を実現するには、シートが最適範囲内で一定量の水分を含むよう に乾燥工程を制御することが重要である。シートに含まれる水分が多すぎる場合 には、圧密ローラは縮小ローラと同様にしてシートを引き伸ばす。実際、圧密ロ ーラは縮小ローラと実質的に同じであり、唯一の相違点は、シートが十分乾燥し ていない場合に伸びではなく圧密が起こるということである。 他方、圧密操作に先立ちシートを過度に乾燥させると、弱いシートが生成され る可能性がある。ある段階で、水硬性シートは、構造マトリクスを破損なしには 圧縮できないほど乾燥および硬化した状態になり得る。構造マトリクスの破損は 、破損部分が微視的なもので、肉眼では見えないものであってもシートの最終強 度を減少させる可能性がある。乾燥シートの圧密工程は、シート表面に水を吹き 付けることで改善してもかまわないが、この吹き付け はシートに適切な水分を与え、さらにシート表面内で圧密粒子を固定および整列 させる。 また、シートを一対または複数対の仕上げローラを通過させることで水硬性シ ート表面をさらに改変することが望ましい場合もある。例えば、片面または両面 に非常に滑らかな表面を持つシートを作るために、シートを一対の硬ローラと軟 ローラ間を通過させてもかまわない。 また他の実施例においては、仕上げローラは、メッシュ面または縞模様面等の 所望の肌合い（テクスチャー）を与えることができる。硬ローラと軟ローラを使 用する代わりに、所望の仕上げをシートに刻印できるローラを使用してもかまわ ない。希望に応じて、このローラはログまたはその他のデザインをシートに刻印 することができる。すかしを施すことができる特殊ローラを単独またはこれらの 他のローラのどれかと併せて使用することもできる。 段ボールと同様にしてシートのコルゲーションを行うことが望ましい場合もあ る。これは、半湿潤シートを一対の波形ローラ間を通過させることで行われる。 コルゲーション工程により構造マトリクスに傷が付いたシートが製造されないよ うにシートの含水量を制御すべきである。これは通常、蒸気を用いて行うことが できる。 （ｅ）スコアイング 場合によっては、その線でシートを折り畳んだり曲げる線を定義するため にシートに一つ置きにスコアを付けたり、スコアカットしたり、穿孔することが 望ましいことがある。スコアカットは、スコアプレス上に取り付けた鋭いナイフ の刃を用いて行える。あるいは連続型カットローラを用いて行える。スコアはソ コアイング型によってシートに施してもよい。最後に、穿孔は穿孔ナイフによっ て行ってもよい。 スコア、スコアカット、または穿孔の目的は、シートを曲げたり折り畳むこと ができる水硬性シートの一つの場所を作ることにある。これにより、スコアのな い、または未穿孔の水硬性シートで可能なものよりはるかに曲げ可能性および反 発弾性（レジリエンス）の大きなシート内「ヒンジ」が作られる。場合によって は、複数のスコアカットまたは穿孔が望ましいこともある。 シート内にスコア線を切り取ったり穿孔を施すことで、様々な理由から、より 良好な折り畳み線またはヒンジが作られる。第一に、これはシートがより自然に 曲がったり折り畳む一つの場所を提供する。第二に、スコアを切り取ると、シー トはスコア線の所が他の部分よりも薄くなり、シートを曲げている間の表面の長 さ方向の伸び量が減少する。表面伸びが減少するため、曲げまたは折り畳み時に 構造マトリクスの破損傾向が抑えられる。第３に、スコアカットまたは穿孔は、 構造マトリクスの破損が起きた場合にマトリクス内での抑制された割れ形成を見 込む。 時として、スコアカットまたは穿孔を施す場所により多くの繊維を集めること が望ましい場合もある。これは、スコアカットまたは穿孔場所に対応するように 、予め決められた時間間隔で、より高い繊維含有量を含む水和凝結 性材料の第二層を共に押し出しすることで行うことができる。さらに、所望の場 所でより高い繊維濃度を実現するために押し出しまたはつや出し工程中に繊維を シートの上面にセットしたり、シート内に注入することが可能である。 水硬性シートは、望ましくはスコアイングまたは穿孔工程中に実質的に乾燥ま たは半硬化状態に置くことになろう。これは、湿った材料のスコアカットへの移 動によってスコアまたは穿孔が接近しないようにする上で望ましい。スコアイン グは通常（および穿孔は常に）、構造マトリクスの一部を切り抜くことを伴うた め、シートを傷つけるスコアイングまたは穿孔工程なしにシートは完全に乾燥し た状態すらとることができる。ただし、シート表面に切り込むのではなくスコア をプレスする場合には、構造マトリクスのずれが原因の破損を防ぐためにシート は十分湿った状態にして置くべきである。 より薄いシート（＜１ｍｍ）をスコアカットしている大抵の場合は、カットは シートの厚さに相対する深さを持つであろうが、これは約１０〜約５０％の範囲 内にあり、約２０〜約３５％の範囲にあればさらに望ましい。より厚いシートの 場合には、スコアカットは通常、厚シートの曲げ可能性の低下によってさらに深 くなるであろう。 以下に記述するように、シートを塗装したりシート表面にプリントまたはその 他の印を施すことが望ましい場合もある。これは、紙または段ボール製品にプリ ントする技術の公知のプリント手段を用いて行うことができる。シートは紙や段 ボールのように比較的高い多孔度を有しているため、塗布インキ は急速に乾燥する傾向があろう。さらに、技術で公知の方法を用いて、デカルコ マニア、ラベルまたはその他の印をセメント状シートに張り付けたり接着するこ とができる。 最後に、実質的に硬化されたシートを直ちに使用して。容器またはその他の物 体を形成することができる。あるいは、例えば、シートをロールに巻き付けたり 個々のシートを積み重ねてパイルにしたりして必要になるまで保管して置いても よい。前述した工程に従って作られる水硬性シーは、紙または段ボールのように 使用することができ、また、きわめて多種多様な容器またはその他の有用な物体 を形作ることができる。これは紙または段ボールを使って現在使用されている製 造装置であっても例外ではない。 前記工程によって製造される水和凝結性材料のシートまたは連続ロールを既存 装置で利用して、各種の食品および飲料用容器を作ることができる。そのような 材料のシートは、紙を使って使用する目的で設計された従来から利用できるコッ プおよび包装容器製造装置で使用されてきている。本発明の水和凝結性組成を持 つ乾燥シートの機能特性が紙に類似していることに照らして、かかるシートはほ とんどの装置で紙に採って代わることがでできる。容器製造および処理操作にお いて行わなければならない修正は、技術のそれらの技量範囲内に容易に収まるこ とが明らかになっている。 ５． ポスト・モールディングおよび養生の工程 （ａ）塗装 上記に述べた工程を使って製作した水和凝結性製品は塗装した方がよい場合が ある。塗装は、水和凝結性製品の表面特性をいろいろな方法で変えるときに多く 使用される。また、水分、ベース、酸またはオイル性の溶剤に対する保護用にも 用いられる。表面を滑らかにしあるいは光沢を出すときにも塗装される。なお水 和凝結性製品の強化、特に容器として成形した場合のシート材の曲げ度または折 り線の強化に適している。 シート形成または製品成形の工程において製品の表面に塗装を施すことがある 。この場合の工程は「オンマシン」工程と呼ばれる。オンマシン工程においては 、液状、ゲル、または薄膜シートの形式で塗装が行われる。なお、塗装は、水和 凝結性製品の形成が終わり、少なくとも下限まで乾燥してから行うことが望まし い。これを「オフマシン」工程という。 塗装工程の目的は通常、製品表面の欠陥をできるだけ少なくして均一な膜を得 ることにある。どの塗装工程を選択するかは、いろいろな基材の変動要素および 塗装組成の変動要素によって決まる。基材の変動要素に含まれるのは力、湿潤性 、多孔性、密度、滑らかさ、および製品マトリクスの均一性などである。また、 塗装の変動要素に含まれるのは、全体の固形物含有量、溶剤のベース（水溶性お よび揮発性を含む）、表面張力、およびレオロジーなどである。この技術におい て知られる塗装には、本発明の水硬性シートまたは製品の塗装に使用されるスプ レー、ブレード、パドル、エアナイフ、プリント、およびグラビヤ塗装などが含 まれる。 （ｂ）スタッカー／アキュミュレータ 製造ラインの端末にカスタム・オートマチック・スタッカーを設置して一群の スタックを作る。スタックは回転テーブルに載せ、スタック・コップを手動で取 り除いたり、ダウンストリームの印刷ステップにスタックを送ることができるよ うにする。 （ｃ）印刷 製造の工程におけるもう一つの選択可能なステップは、オフセット、ＶａｎＤ ａｍ、レーザー、直接転写、およびサーモグラフィック・プリンターなどの従来 の印刷機を使用してコンテナに印刷またはデザインする方法である。ただし、こ の場合、任意の手作業または機械的な手段を用いることができる。ここで開示す るような水和凝結性製品がこのような用途に特に適していることは言うまでもな い。さらに、既に述べたように、政府承認の塗装方式による容器の塗装も本発明 の範囲内であり、その大部分は現在使用され、特に証印の押捺に適していること が判明している。この技術に熟知している者はシートの多孔性とインク量の適合 の必要性を十分承知しているはずである。 （ｄ）バッギングおよびカートナイジング 容器は出荷前に十分に包装しなければならない。したがって、仕上がった コップのスタックを印刷機から取り出し、手作業でポリバッグに詰め、さらにカ ートンに詰める必要がある。 （ｅ）パレッタイジング 次に、仕上がったカートンを集め、密封し、印をつけ、発送のため標準カート ン取撒パレット積載装置でスタックおよびラッピングする。 III． 望ましい実施例 現在まで、いろいろな組成の容器の特性を対比する試験が行われてきた。 次に、本発明によるセメント状混合物の組成の例を示す。 実施例 １ ジグを使って次の成分のセメント混合物からセメント状コップを制作した。 ポートランド・ホワイト・セメント 2.0kg 水 1.004kg パーライト 0.702kg Tylose［登］4000 60g ポートランド・セメント、Ｔylose［登］とパーライトを約２分間混合する。 その後、水を追加して混合物をさらに１０分間ブレンドする。これによってでき 上がったセメント状混合物の水対セメント状の比率は約０.５である。この混合 物中のセメント状・ペースト（セメント状と水）の濃度は重量比で７９.８％、 パーライトの成分１８.６％、Ｔｙｌｏｓｅ［登］はセメント状混合物との重量 比で１.６％であった。 次にセメント状材料をジグによりコップの形に流し込んだ。このコップの肉厚 は４.５ｍｍで、断熱能力は６５℃である。したがって、湯（８８℃）をコップ に満たした場合のコップ外側の最大温度は６５℃になる。コップは多孔質骨材（ この場合はパーライト）を追加することによって予め所定の嵩密度になるような 設計にしてある。 珪酸カルシウム微細粒や中空ガラス粒などの多孔性骨材を使用することもでき る（後述の実施例を参照）。多孔性骨材は比重が小さいため、容器内の物質に対 して相当な断熱能力を与えることができる。この事実および後述の説明によって 、特定の目的に合った断熱性を持つ軽量容器をセメント状から製造できることが 証明される。一般的に、容器の断熱効果を高めると強度の低下を伴うので、目的 に対して必要な範囲の断熱性だけに止めて設計することが望ましい。さらに、容 器の設計を変更することにより、容器内の物質の実断熱効果を高めないで適正な 断熱性を得ることができるが、この点については後で説明する。 この最初の実施例においては、コップの断熱性を高めようとしてコップの肉厚 が比較的大きくなってしまっている。この場合、コップの適正な強度を確保する のに大きい肉厚が必要だったことは理由にならない。しかし、結果としてでき上 がったセメント状コップの表面は良好で、ジグにより容易に流し込むことができ た。コップの相対密度は高かったが（嵩比重は約１.６）、セメント状混合物の 設計によってはグリーン状態で形状を安定させ、なおかつ通常の方法によってモ ールドできるようにする考え方がこれによって証明されている。 実施例 ２ 次の成分を含有するセメント状混合物をジグによりセメント状コップに形成し た。 ポートランド・ホワイト・セメント 2.0kg 水 1.647kg パーライト 0.647kg Tylose［登］４０００ 20g Tylose［登］ＦＬ１５００２ 15g Cemfill [登] グラスファイバー (4.5ｍｍ)370g 上の例の手順を使ってセメント状混合物を調製した。ただし、セメント、水、 Ｔylose［登］およびパーライトを約１０分間混合した後でガラスファイ バーを追加した。この混合物をさらに１０分間混合した。これによってでき上が ったセメント状混合物の水対セメント状の比率は約０.８２である。この混合物 中のセメントペースト（セメントと水）の濃度は重量比で７７.６％、パーラィ トの成分１３.７％、Ｔｙｌｏｓｅ［登］４０００およびＦＬ１５００２はそれ ぞれ０.４３％および０.３２％で、ガラスファイバーはセメント状混合物の重量 比で７.９％であった。 このセメント状混合物をジグによりコップの形に流し込んだ。コップの表面の 仕上げは、実施例のコップと同じく、良好であったが、ガラスファイバーが追加 されたことにより実施例のコップよりも高いねばり強さと破砕エネルギーが得ら れた。これによって得られたコップは十分な強度を持ち、２メートルの高さから コンクリートまたは大理石の床に落下させても、同じ高さから肉薄のセメント状 物体を落下させた場合の予想とは異なり、こわれないことが証明された。 実施例 ３ 次の成分を含有する押出セメント状混合物をジグによりセメント状コップに形 成した。 ポートランド・ホワイト・セメント 4.0g 水 1.179g 珪酸カルシウム微細粒 1.33kg Tylose［登］ＦＬ15002 30g Cemfill [登] グラスファイバー 508g (4.5mm、耐アルカリ性) 実施例２で記述されている手順を使ってセメント状混合物を調製した。ただし 、パーライトに代えて珪酸カルシウム微細粒を添加した。結果としてでき上がっ たセメント状混合物の水対セメントの比率は約０.２９で、実施例１と２の場合 を相当下回っている。これは、骨材システムに応じて、かなり異なる水対セメン トの比率を配合に取り入れる必要があることを意味している。この混合物のセメ ントペースト（セメント状と水）の濃度は重量比で７３.５％、微細粒の成分１ ８.９％、Ｔｙｌｏｓｅ［登］０.４３％、そしてガラスファィバーは７.２％で あった。 結果として得られたセメント状コップの表面の仕上げは実施例１と２の場合よ りも劣っていたが、軽量である。このセメント状混合物はジグによる操作と押出 が容易で、断熱能力は６３℃であった。 本発明の初期原型、すなわち、実施例１〜３に従って製作したコップの場合、 同コップで試験された概念が健全なものであることが証明された。これらの実施 例の場合、セメント状混合物に多孔性、軽量の骨材を追加するだけではポリスチ レンと同じ断熱性を持つ材料はできないことを教えている。また、パーライトま たは珪酸カルシウム微細粒を追加しても、これらの実施例で使用されている混合 設計の範囲内でコーヒーやその他のホットドリンクに商用として使用するのに必 要な断熱性は得られない。したがって、無機質材 料をセメント状マトリクスに単に追加する以外の方法で断熱性を得る方法が研究 された。 次の一連の実施例においては、微細に拡散した微小な不連続空気ボイドが水和 凝結性構造物マトリクスに導入されている。この場合、コップの断熱性の大幅な 上昇という結果が得られている。 実施例 ４ 次の成分を含有するセメント状混合物をジグを使ってセメント状コップに形成 した。 ポートランド・ホワイト・セメント 2.52kg 水 1.975kg ひる石 1.457kg Vinsol樹脂 2.5kg Tylose［登］４０００ 25g Tylose［登］ＦＬ１５０２ 75g アバカ・ファイバー 159g セメント状混合物は、アバカ・ファイバーを予め湿らせておき（セルローズの ８５％以上が−ヒドロキシセルローズになるように予め製造業者が苛性ソーダで 処理）、次にひる石を除くその他の成分と繊維を組合せて製作した。こ の混合物を約１０分間混合し、さらにひる石を添加した後で１０分間混合した。 結果として得られたセメント状混合物の水対セメントの比率は約０.７８であっ た。この混合物中のセメント状・ペーストの濃度（セメントおよび水）は重量比 で７２.３％、ひる石の成分２３.４％、Ｔｙｌｏｓｅ［登］４０００およびＦＬ １５００２はそれぞれ０.４０％と１.２１％、Ｖｉｎｓｏｌ樹脂（気泡化剤）０ .０４％、アバカ・ファイバー２.６％であった。 実施例４のコップはジグにより肉厚約２.５ｍｍに仕上げたが、これは実施例 １〜３の場合の肉厚よりも相当薄くなっている。しかし、実施例４のセメント状 コップにおいては断熱性を６２℃まで（肉厚の減少という意味では従来のコップ よりも相当な改善になっている）引き下げることができた。表面の仕上げは非常 に滑らかで、コップのねばり強さと破砕エネルギーも相当高くなっている。コッ プの容量は約３９０ｃｃ、重量は約９５ｇである。 実施例 ５ 次の成分を含有するセメント状混合物をジグを使ってセメント状コップに形成 した。 ポートランド・ホワイト・セメント 2.52kg 水 2.31kg ひる石 2.407kg Vinsol樹脂 2.5kg Tylose［登］４０００ 25g Tylose［登］ＦＬ１５００２ 75g アバカ・ファイバー 159g アルミニウム(<100メッシュ) 0.88g 実施例４に関する手順を活用してセメント状混合物を調製した。結果として得 られたセメント状混合物の水対セメント状の比率は約０.９２であった。この混 合物は、水対セメント状の比率が比較的大きいにもかかわずジグにより容易に流 し込むことができた。この混合物におけるセメント状・ペーストの濃度（セメン ト状と水）は重量比で６４.４％、ひる石の成分３２.１％、そしてＴｙｌｏｓｅ ［登］４０００および１５００２の成分はそれぞれ０.３３％と１０％、Ｖｉｎ ｓｏｌ樹脂（気泡剤）の成分は０.０３％、アバカ・ファイバー２.１％、アルミ ニウムは０.０１％であった。 アルミニウムを添加することにより水素泡が形成され、セメント状混合物の中 に細かく拡散していた。したがって、結果的に得られたコップは実施例４のコッ プよりも軽量、多孔性で、重量は僅かに８５ｇであった。さらに、このコップの 表面仕上げは滑らかで、ねばり強さ、破砕エネルギー、または断熱性の低下は見 られなかった。 実施例 ６ 次の成分を含有するセメント状混合物をジグを使ってセメント状コップに 形成した。 ポートランド・ホワイト・セメント 2.52kg 水 1.65kg ひる石 1.179kg パーライト 0.262kg Vinsol樹脂 5.0g Tylose［登］４０００ 12.5g Tylose［登］ＦＬ１５００２ 37.5g アバカ・ファイバー 159g アルミニウム(<100メッシュ) 1.5g 実施例４に関する手順を活用してセメント状混合物を調製した。結果として得 られたセメント状混合物の水対セメント状の比率は約０.６５であった。この混 合物中のセメント状ペースト（セメント状と水）の濃度は重量比で７１.６％、 パーライトの成分４.５％、ひる石成分２０.２％、Ｔｙｌｏｓｅ［登］４０００ および１５００２の成分はそれぞれ０.２１％と0.６４％、そしてＶｉｎｓｏｌ 樹脂（気泡剤）の成分は０.０８６％、アバカ・ファイバー２.７％、アルミニウ ムは０.０２６％であった。 結果として得られたセメント状コップの特性および特徴は実施例５におけるコ ップに実質的に類似していた。 実施例４〜６の場合のコップは、これまでの実施例によるコップの場合と比較 すると、強度、特に断熱性において良い結果が得られている。実施例４〜６によ り作られたコップは６２℃の断熱能力がある。これらの実施例は微小な空気ボイ ドの導入によって、強度を低下させることなく容器の断熱性が大幅に高まること を証明している。また、セメント状混合物の中に連行された気泡をアルミニウム で発生させる可能性が明らかにされている。 これらの実験によって、パーライトには容器の強度を低下させる傾向があり、 一方でセメント・ペーストの混合またはモールドに関係なく、同程度の断熱性が 得られることが判明した。これに対して、ひる石はプレート形をしているため、 容器の壁の中の並行平面に沿って個々の粒子を整列させる場合、強度と断熱性の 両方の面で有利である。これはジグの利用、ラム・プレッシング、押し出し、ま たは混合物のローリングなどにより実現させることができる。 同じように、添加した繊維の最大効果を得るため、水和凝結性構造物のマトリ クス内部で繊維を揃える方法が有利であることも判明している。これも前述のモ ールディングの工程により実現させることができる。このような整列方式によっ て、製品として作り出される食品や飲料容器の強度とねばり強さを高めることで きる。 粘性の高い水性ペーストが使用されている場合には、セメント状ペーストを５ 分から１０分混合して良いフロキュレーションを求めることで可塑性が得られる ことも明らかになっている。さらに、混合物に濃厚効果を持たせるに は、Ｔｙｌｏｓｅ［登］を水分を伴う環境で約５分「反応」させ、あるいはゲル 化する必要がある。 実施例 ７〜１０ 中空のガラス粒（直径＜１００ミクロン）を含有する各種セメント状混合物を 骨材として一対のローラー経由で通過させ、セメント状プレートを形成した。 各実施例における組成は次の通りであった。 実施例 セメント 水 Tylose［登］ＦＬ15002 ガラス粒 ７ 4ｋｇ 2.18ｋｇ 200ｇ 445ｇ ８ 3ｋｇ 1.85ｋｇ 150ｇ 572ｇ ９ 2ｋｇ 1.57ｋｇ 100ｇ 857ｇ １０ 1ｋｇ 1.55ｋｇ 100ｇ 905ｇ セメント状混合物は、先ず、５分間水性セメント状、Ｔｙｌｏｓｅ［登］およ び水をハイ・シーア・ミキサーを使って混合して調製した。その後でガラス球を 添加し、ロー・シーア・ミキサーを使って５分間混合した。実施例７〜１０によ って得られたセメント状混合物の水対セメントの比率はそれぞれ０.５５、０.６ ２、０.７９および１.５８であった。水対セメントの比率が高い実施例１０の場 合であっても、まだ固まらない状態でのセメント状混合物の形状は安定し、モー ルドも容易であった。各実施例７〜１０におけるガラス粒の重量比はそれぞれ６ .５％、１０.３％、１８.９％および２５.３％であった。 これらの材料は非常に軽量で、密度は０.２５〜０.５であった。これらの混合 物で作られ、２.０ｍｍの肉厚を持つコップの断熱性は、８８℃の水をコップ内 側に入れた場合のコップ外壁の最大温度で測定した場合、次のようになり、これ も同様に重要である。 実施例 断熱温度 ７ 62℃ ８ 55℃ ９ 56℃ １０ 57℃ 実施例９と１０における断熱能力は表示されているよりも大きいと考えられる 。これらのコップには試験前にメラミンが塗布されており、メラミン中の溶剤に よりコップの実行厚み２.０ｍｍが得られる。実際に、厚み２.０ｍｍのシートを １５０℃のオーブンに３時間入れておいた後でも、手で取り出すことができる。 これは、これらの実施例により作られたセメント状材料の比熱が比較的低いため 、表面温度は６０℃をかなり下回ったことを意味している。 実施例 １１〜１４ ハイ・シーア・ミキサーを使ってブレンドしたアバカ・ファイバーを実施例７ 〜１０によるセメント状混合物に添加して組成を変えた。 実施例 対応実施例 アバカ・ファイバーの量 １１ ７ 149ｇ １２ ８ 152ｇ １３ ９ 180ｇ １４ １０ 181ｇ 結果として得られた実施例１１〜１４のアバカ・ファイバーの重量比は、それ ぞれ２.１％、２.７％、３.８％および４.８％であった。これらのセメント状材 料は実施例７〜１０の場合と同じく軽量で、同等の断熱性を示したが、ねばり強 さと破砕エネルギーにおいてずっと優れていた。さらに、繊維を多く添加するこ とによって、ヒンジ式フラップが付いた容器またはその他の密閉メカニズムと同 様に製品の曲げ性能が改善された。したがって、これらのアバカ・ファイバーお よびその他の形式の繊維ともに、記述したような特徴が要求される状況に特に適 している。 実施例 １５〜１７ 実施例の手順および組成（すなわち、ポートランド・ホワイト・セメント４ｋ ｇを使用）に従ってこれら実施例７によるセメント状混合物を包含するプレート とコップを製作した。ただし、次の分量のアルミニウム粉末（＜１００メッシュ ）およびＮａＯＨをセメント状混合物に添加し、結果として得られたモールド・ プレートを８０℃で３０〜６０分間加熱した。 実施例 アルミニウム ＮａＯＨ １５ 4ｇ 21.9ｇ １６ 6ｇ 34.7ｇ １７ 8ｇ 34.7ｇ 約１３.１〜１３.８の範囲の望ましいｐＨを確保するため、セメント状混合物 にＮａＯＨを添加してアルミニウムを活性化させた。その結果、セメント状混合 物の孔が増え、嵩密度が低下しプレートとコップは一層軽量になった。アルミニ ウム金属の反応率と範囲は、アルミニウムの分量を調整した後で熱を加えること により変えることができた。さらに添加量が増えるのに応じて、材料は軽くふわ ふわとして軟らかくなり、良好なクッション材が得られるようになった。 実施例１５〜１７においては、セメント状混合物を加熱したため水分が急速に 失われてしまったにもかかわらず、プレートに収縮ひび割れはほとんど見られな かった。 実施例 １８〜２０ 次のような各実施例の配合成分を持つセメント状混合物を一対のローラを通し て通過させることにより、セメント状プレートを形成した。 実施例 アルミニウム ＮａＯＨ アバカ・ファイバー １８ 10.0ｇ 22.3ｇ 60ｇ １９ 15.0ｇ 22.3ｇ 60ｇ ２０ 22.5ｇ 22.3ｇ 60ｇ これらそれぞれの実施例において、ポートランド・ホワイト・セメント４ｋｇ 、水１.４ｋｇおよびＴｙｌｏｓｅ［登］ＦＬ１５００２を４０ｇ使用した。セ メント状混合物は、実質的に実施例１において述べられている手順に従って調製 した。ただし、パーライト骨材に代えて繊維を添加した。実施例１５〜１７のセ メント状混合物の場合と同じく、これらの材料は非常に軽量で、水和凝結性混合 物に導入される空気量の関係で断熱性が非常にすぐれている。ただし、これらの 実施例によるセメント状混合物のねばり強さと破砕エネルギーは繊維を添加した ことにより向上している。 実施例 ２１〜２４ 次のような各実施例の配合成分を持つセメント状混合物を一対のローラーを通 して通過させることにより、セメント状・プレートを形成した。 ガラス粒 実施例 細粒 中粒 粗粒 アルミニウム ＮａＯＨ ２１ 133ｇ 317ｇ 207ｇ 4.0ｇ 19.7ｇ ２２ 133ｇ 317ｇ 207ｇ 6.0ｇ 31.2ｇ ２３ 133ｇ 317ｇ 207ｇ 8.0ｇ 31.2ｇ ２４ 133ｇ 317ｇ 207ｇ 0.0ｇ 0ｇ これらそれぞれの実施例において、ポートランド・ホワイト・セメント４ｋｇ と水１.９６ ｋｇを使用し、水対セメントの比率は０.４９であった。各混合物 におけるＴｙｌｏｓｅ［登］ＦＬ１５００２とアバカ・ファイバーの分量はそれ ぞれ２００ｇと６０ｇであった。セメント状混合物は、実質的に実施例１５〜１ ７において述べられている手順に従って調製した。ただし、使用した中空ガラス 粒の直径は３種類の異なるものを使用し、ガラス粒の直径はすべて１ミリ以下で あった。（ただし、実施例２４にはアルミニウムとＮａＯＨは含まれていない。 ） 実施例２１〜２４における各セメント状混合物のガラス粒全体の量の重量比は ２.１％であった。また、雄モールドと雌モールドを使ってセメント状混合物を コップの形状に成形した。コップの性質はプレートと同じで、セメント状混合物 を容器の形状にモールドすることの効果が実証された。 これらの材料は、混合物の中に導入された空気の量とガラス粒の効果的パッキ ングの関係で、いずれも非常に軽量（密度＜０.７）で、すぐれた断熱性が得ら れた。これらの実施例のセメント状混合物により、骨材をパックすることにより 結果的な組成における骨材の効果を最大化する価値が証明された。実施例２４に よるセメント状混合物は、ほとんどの状況に対して効果的な組成であるが、断熱 性に関しては実施例２１〜２３のセメント状混合物ほど優れてはいない。 実施例 ２５〜２８ 次のような各実施例の配合成分を持つセメント状混合物を一対のローラーを通 して通過させることにより、セメント状プレートを形成した。 ガラス粒 実施例 細粒 中粒 粗粒 アルミニウム ＮａＯＨ ２５ 171ｇ 394ｇ 267ｇ 3.0ｇ 16.7ｇ ２６ 171ｇ 394ｇ 267ｇ 4.5ｇ 26.6ｇ ２７ 171ｇ 394ｇ 267ｇ 6.0ｇ 26.6ｇ ２８ 171ｇ 394ｇ 267ｇ 0.0ｇ 0ｇ これらの各実施例において、ポートランド・ホワイト・セメント３ｋｇと水１ .６７ｋｇを使用し、水対セメントの比率は０.５６であった。各混合物における Ｔｙｌｏｓｅ［登］ＦＬ１５００２とアバカ・ファイバーの分量はそれぞれ１５ ０ｇと６０ｇであった。実施例２５〜２８における各セメント状混合物のガラス 粒全体の量の重量比は３.４％であった。それ以外は、これらの実施例における セメント状混合物は、実質的に実施例２１〜２４において述べられている手順に 従って調製した。 これら実施例による材料は、混合物の中に導入された空気の量とガラス粒の効 果的パッキングの関係で、いずれも非常に軽量で、すぐれた断熱性が得 られた。これらの実施例のセメント状混合物によって、骨材をパックすることに より結果的な組成における骨材の効果を最大化する価値が証明された。実施例２ ８によるセメント状混合物は、ほとんどの状況に対して効果的な組成であるが、 実施例２５〜２７のセメント状混合物ほど優れた断熱性は証明しない。 実施例２５〜２８のプレートは実施例２１〜２４の同等プレートよりも軽量で 、断熱性が高い。しかし、これらのプレートの強度はセメント状を多く使用した 場合よりも低下している。 実施例 ２９〜３２ 次のような各実施例の配合成分を持つセメント状混合物を一対のローラーを通 して通過させることにより、セメント状プレートを形成した。 ガラス粒 実施例 細粒 中粒 粗粒 アルミニウム ＮａＯＨ ２９ 257ｇ 591ｇ 400ｇ 2.0ｇ 14.2ｇ ３０ 257ｇ 591ｇ 400ｇ 3.0ｇ 22.5ｇ ３１ 257ｇ 591ｇ 400ｇ 4.0ｇ 22.5ｇ ３２ 257ｇ 591ｇ 400ｇ 0.0ｇ 0ｇ これらそれぞれの実施例において、ポートランド・ホワイト・セメント２ ｋｇと水１.４１ｋｇを使用し、水対セメントの比率は０.７１であった。Ｔｙｌ ｏｓｅ［登］ＦＬ１５００２とアバカ・ファイバーを各混合物に添加し、その分 量はそれぞれ１００ｇおよび６０ｇであった。実施例２９〜３２における各セメ ント状混合物のガラス粒全体の量の重量比は６.８％であった。それ以外は、セ メント状混合物は、実質的に実施例２９〜３２【《※注： ここでの実施例の番 号は、これ以前の番号を指すべきものであり、これはおそらく英文の誤りと思わ れるが、ここでは英文の原文通りに残してある。》】の手順に従って調製した。 これらの実施例による材料は、混合物の中に導入された空気の量とガラス粒の 効果的パッキングの関係で、いずれも非常に軽量で、すぐれた断熱性が得られた 。これらの実施例のセメント状混合物によって、骨材をパックすることにより結 果的な組成における骨材の効果を最大化する価値が証明された。実施例３２によ るセメント状混合物は、ほとんどの状況に対して効果的な組成になっているが、 実施例２９〜３１のセメント状混合物ほど優れた断熱性は証明しない。 実施例２９〜３２のプレートは実施例２１〜２８の同等プレートよりも軽量で 、断熱性が高い。しかし、これらのプレートの強度はセメントを多く使用した場 合よりも低下している。 実施例 ３３〜３６ 次のような配合成分を持つセメント状混合物を一対のローラーを通して通 過させることにより、セメント状プレートを形成した。 ガラス粒 実施例 細粒 中粒 粗粒 アルミニウム ＮａＯＨ ３３ 217ｇ 624ｇ 422ｇ 1.0ｇ 14.3ｇ ３４ 271ｇ 624ｇ 422ｇ 1.5ｇ 22.6ｇ ３５ 271ｇ 624ｇ 422ｇ 2.0ｇ 22.6ｇ ３６ 271ｇ 624ｇ 422ｇ 0.0ｇ 0ｇ これらそれぞれの実施例において、ポートランド・ホワイト・セメント１ｋｇ と水１.４２ｋｇを使用し、水対セメントの比率は１.４２であった。Ｔｙｌｏｓ ｅ［登］ＦＬ１５００２とアバカ・ファイバーを各混合物に添加し、その分量は それぞれ１００ｇおよび６０ｇであった。セメント状混合物は実質的に実施例２ １〜２４の手順に従って調製した。これらのセメント状混合物の水対セメントの 比率は非常に高かったが、押し出しおよびジグによる流し込みは容易であった。 実施例３３〜３６の各セメント状混合物のガラス粒の全体の量は９.７％であ った。 これらの材料は、混合物の中に導入された空気の量とガラス粒の効果的パッキ ングの関係で、いずれも非常に軽量で、すぐれた断熱性が得られた。これらの実 施例のセメント状混合物により、骨材をパックすることで結果的に得 られる組成の骨材の効果を最大化する価値が証明された。実施例３６によるセメ ント状混合物は、ほとんどの状況に対して良好な組成であるが、実施例３３〜３ ５のセメント状混合物ほど優れた断熱性は証明しない。 実施例３３〜３６のプレートは、実施例２１〜３２の同等プレートと比較し更 にまた軽量で、断熱性が高い。しかし、これらのプレートの強度はセメントを多 く使用した場合よりも低下している。 実施例 ３７〜３８ 次の組成によるセメント状混合物を使用しセメント状シートを製作した。 Tylose［登］ アバカ・ 実施例 セメント 水 ＦＬ15002 ファイバー 界面活性剤 ３７ 10kg 23.0kg 300ｇ 200ｇ 300ｇ ３８ 10kg 20.0kg 300ｇ 200ｇ 300ｇ これらの実施例においては、ミクロファイン・セメント状を使用してセメント 状シリンダーを製作した。セメント状混合物は、前にすでに述べたＥ．Ｋａｓｈ ｏｇｇｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ製のハイ・エネルギー形式のミキサーを使って 成分を約１０分間混合して調製した。このハイ・エネルギーおよびハイ・スピー ド・ミキサーにより相当量の空気がセメント状混合物中に導入された。この空気 を界面活性剤を使ってセメント状混合物中で気泡化しＴｙｌｏｓｅ［登］により 安定させた。結果としてでき上がったセメント状混合物を一対のローラーの 間に通し、薄いシート（１ｍｍ）に形成した。次にシートに刻み目を入れ、シリ オル箱の形にし、業界で知られている接着技術により接着させた。次に、これら の製品を交互にヒート・トンネルを通して硬化させ、これにより余分な水分が除 去され、グリーン状態での強度を高めることになった。 実施例 ３９〜４０ 次の組成によるセメント状混合物を使用してセメント状シートを製作した。 Tylose［登］ グラファイト・ 実施例 セメント 水 ＦＬ15002 ファイバー 界面活性剤 ３９ 4.23kg 8.1kg 120ｇ 260ｇ 135ｇ ４０ 10.0kg 20.0kg 300ｇ 300ｇ 300ｇ これらの実施例では、ミクロファイン・セメント状を使用した。実施例３７と ３８の製品の場合と同様、セメント状混合物は、すでに述べたＥ．Ｋａｓｈｏｇ ｇｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ製のハイ・シーア・ミキサーを使って成分を約１０ 分間混合して調製した。このハイ・シーアおよびハイ・スピード・ミキサーによ り、相当量の空気がセメント状混合物中に導入された。この空気を界面活性剤を 使ってセメント状混合物中で気泡化した。 しかし、グラファイト・ファイバーのため混合物は容易に気泡化せず、グラフ ァイト・ファイバーを含有しない材料ほど軽量ではなく、断熱性にも劣る。結果 的にでき上がったセメント状混合物を、一対のローラの間に通して 薄いシート（１ｍｍ）状に形成し、これをシリオル箱の形状に折り曲げ、本技術 において知られる接着技術で接着した。これらの製品を、交互にヒ−ト・トンネ ルを通すことにより硬化させ、これにより余分な水分を除去し、グリーン状態で の強度を高めることになった。 結果として得られたセメント状材料は断熱性にも優れ、嵩比重も０.２５〜０. ４という低い範囲であった。 実施例 ４１ セメント、水、およびＴｙｌｏｓｅ［登］の「気泡した」混合物に１.２ｋｇ のガラス粒を添加したこと以外には、実施例３７の手順でセメント状混合物より セメント状プレートを形成した。結果として得られたプレートの断熱性は標準発 泡ポリスチレンプレートのものと大差はなかった。この実施例によるプレートは 、１５０℃のオーブンに３時間入れておいた後でも、手で取り出すことができた 。 実施例 ４２ 次の組成によるセメント状混合物をモールドして、薄いセメント状シートを形 成した。 ポートランド・ホワイト・セメント 1.0kg 水 2.5kg Tylose［登］ＦＬ１５００２ 200g 中空ガラスつぶ(<100ミクロン) 1.0kg アバカ・ファイバー 容量費で５％ このセメント状混合物は、アバカ・ファイバーに予め水分を加えておき（セル ローズの８５％以上がａ−ヒドロキシセルローズになるよう製造業者が予め処理 をしている）、その上でＴｙｌｏｓｅ［登］とポートランド・セメントの混合物 に余分な水と繊維を加えた。この混合物を比較的はやい速度で約１０分間混合し 、それに中空ガラス粒を加えた後、今度は比較的遅い速度で更に１０分間混合し た。結果的に得られたセメント状混合物の水対セメントの比率は約２.５であっ た。 一対のローラーの間にこの混合物を通し、厚みが約１ｍｍの薄いシートに形成 した。湿ったシートに刻み目をつけ、箱を作るよう折り曲げた。しかし、かなり な量の裂け目ができ、十分な強度と一体性を持つ箱の形成はできなかった。 この後、先ずシーを硬化させ、刻み目をつけて箱形に折り曲げ、製紙技術にお いてよく知られている接着法により接着した。折り曲げによる裂け目は無視でき るほど僅かで、このことから、何らかの方法で硬化または固化した後で、刻み目 をつけそして折り畳むのが望ましい方法であることが立証された。この薄いシー トを使って、現在使われている段ボール製の乾燥シリオル箱と同じ形状、外見お よび重量の箱を形成した。 実施例 ４３ 実施例４２の乾燥シートを適宜の形状に切り、コップの形に丸め、関連技術に おいて知られる接着法にて接着した。段ボール、紙、またはプラスチックから現 在製造されているものと形状が類似した箱、コップまたはその他の容器の製作が 可能であることが、実施例４２と４３により証明された。 次の実施例は、高度な粘性と強度を持つ柔軟なセメント状材料の製作が可能で あることを示している。これらはクッション性と柔軟性が重要な基準となる閉じ 込めの用途において有効である。 実施例 ４４〜４８ 次の成分を含有するセメント状混合物から柔軟なシートを製作した。 実施例 プラスチック粒 セメント 水 Tylose［登］ ４４ 0.12ｋｇ 1.0ｋｇ 2.0ｋｇ 0.1ｋｇ ４５ 0.1213ｋｇ 0.8ｋｇ 2.0ｋｇ 0.1ｋｇ ４６ 0.1225ｋｇ 0.6ｋｇ 2.0ｋｇ 0.1ｋｇ ４７ 0.1238ｋｇ 0.4ｋｇ 2.0ｋｇ 0.1ｋｇ ４８ 0.1251ｋｇ 0.2ｋｇ 2.0ｋｇ 0.1ｋｇ 「プラスチック粒」はポリプロピレン製で、平均の粒子サイズは１００ミ クロン以下そして平均密度は０.０２ｇ／ｃｍ₃である。セメント状混合物を混合 し、実施例４２の手順に従ってシートに形成した。このセメント状シートはこれ までの混合成分と比較して強靭で、しかも非常に柔軟である。実施例４４に従っ て製作されたプレートの圧縮強さは２ＭＰａで、引張強度は１ＭＰａであった。 驚くべき特徴は、圧縮と引張強度が同じ度合で、これは多くのセメント状製品に とって異常なことである。通常は、引張強度よりも圧縮強度の方がはるかに高い 。添加するセメント状の量が少ないと、圧縮および引張強度ともに漸減し、実施 例４８のプレートの場合の引張強度は０.５ＭＰａである。 これらのパッケージ材料は、発泡スチロール容器において通常見られるより大 きな力を受けた場合でも、柔軟性のない以前の実施例によるセメント状容器のよ うに破砕することなく、物理的に圧縮できる。柔軟なセメント状材料を交互に長 方形の棒状に押し出した結果、この混合による柔軟性の度合いが更にはっきりと 実証された。 これらの実施例により製作したセメント状パッケージ材料の密度は０.１〜０. .６ｇ／ｃｍ３の範囲内で、添加するセメント状の量が少ないと密度が下がった 。 実施例 ４９〜５３ 実施例４４〜４８に従って柔軟セメント状容器の材料を製作した。ただし、予 め水分を含有させたアバカ・ファイバーをセメント状混合物に下記の容量比のよ うに加えた。 実施例 アバカ・ファイバー ４９ 2 ％ ５０ 4 ％ ５１ 6 ％ ５２ 8 ％ ５３ 10％ ハイ・シーア・ミキサーを使って繊維をセメント状混合物全体に十分に拡散さ せた。結果として得られたセメント状プレートおよびそれにより作られた長方形 の棒の密度と柔軟性は、実施例４４〜４８の場合と実質的に同じだったが、アバ カ・ファイバーの分量が増すにつれ、引張強度も大きくなった。この材料の引張 強度の範囲は最高５ＭＰａである。 実施例 ５４ 実施例４４〜５３の任意の成分と手順に従いセメント状容器を形成する。 ただし、セメント状混合物の表面近くにプラスチック粒を集中させるので、最終 硬化製品の表面またはその近くにプラスチック粒が集中しているモールド材料を 得ることできる。これによって形成された容器は、柔軟性がより重要な要素にな るセメント状マトリクスの表面近くにおけるプラスチック粒の集中度が高く、柔 軟性をさほど重要としないパッケージ材料の中心部にはプラスチック粒は事実上 存在しない。これによる利点は、組成全体におけるプラスチック粒の量が同じか それ以下で、表面で高い柔軟性が得られることである。同時に、容器の壁中央部 が硬直であるため、前記の更に頑丈な容器の 場合と耐久性、強靭性に関してはほぼ同じである。 次の実施例は、比較的比重が高いが、構造内に大きな空間を持つハニカム構造 のように固形物質に成形されるセメント状混合物を使用する。これによって最終 製品の嵩比重を減少させるので、より軽量でなおかつ優れた強靭性、耐久性が得 られる。 実施例 ５５ 以下の成分を含むセメント状混合物よりハニカム容器構造物に押し出す。 ポートランド・ホワイト・セメント 4.0kg 細粒砂 6.0kg 水 1.5kg Tylose［登］ＦＬ１５００２ 200g セメント状混合物は、均質性の高い混合物を得るためハイ・スピード・ミキサ で成分をまとめて１０分間混合して製作する。次に、セメント状混合物を非常に 大きい圧縮強度を持つハニカム構造を形成するよう押し出す。ハニカム構造のた め、養生した材料はブロック密度が僅かに１.０２ｇ／ｃｍ³と非常に軽量になる 。さらに、養生した材料の圧縮強度は約７５ＭＰａである。ハニカム構造内の空 間の量に応じて、０.５〜１.６ｇ／ｃｍ³の範囲で任意のブロック密度が容易に 得られる。 これらの材料は、非常に強靭でしかも比較的軽量な大型の食品または飲料品の 梱包容器の壁の形成に使用できる。 実施例 ５６〜５８ 実施例５５に従ってセメント状混合物を製作する。ただし、この場合には、ア バカ・ファイバーをセメント状混合物中に下記の分量（セメント状混合物の容量 との百分率で測定）含む。 実施例 アバカ・ファイバー ５６ 1 ％ ５７ 2 ％ ５８ 3 ％ 結果として得られたハニカム構造物は、ハニカム構造による強化効果により、 グリーン状態および養生後の両方において強度が高い。これらの実施例で形成さ れたハニカム構造は実施例５５のものより延性が優れ、圧縮強度はさらに大きく なるものと予想される。これらの材料は、非常に強靭でしかも比較的軽量な大型 飲食品梱包容器の壁の形成に使用できる。 実施例 ５９〜６１ セメント状混合物に下記の分量のファイバー ・グラスを加えた点を除いて は、実施例５５の手順でセメント状混合物を製作する。測定はセメント状混合物 に対する容量の割合である。 実施例 ファイバー・グラス ５９ 1 ％ ６０ 2 ％ ６１ 3 ％ 結果として得られたハニカム構造物は、ハニカム構造による強化効果により、 グリーン状態および養生後の両方において強度が高い。これらの実施例で形成さ れたハニカム構造は実施例５５のものより延性が優れ、圧縮強度はさらに大きく なるものと予想される。これらの材料は、非常に強靭でしかも比較的軽量な大型 飲食品梱包容器の壁の形成に使用できる。 実施例 ６２ 前述の任意の組成を使用して、二枚の平らなシートの間にサンドイッチのよう にはさんだ立て溝を内部に含む波形セメント状シートを形成する。平らな外側シ ートは、一枚の材料をカレンダーにかけて適宜の厚みに成形する。波形または溝 付き内側シート （普通の段ボール箱の溝付きまたは波形内側シートに類似して いる）は、適宜の厚みを持つ硬化または再度水分を持たせた平らなセメント状シ ートを噛み合い波形表面または歯を持つ一対のローラーの間に通して成形した。 波形シートの表面に接着剤つけ、それを二枚の平らなシートではさんで硬化さ せる。 実施例 ６３ 前述の任意の組成を使用して、セメント状混合物をボール箱の形にプレスまた はモールドする。組成に応じて、カートンの強度の高さ、耐久性、柔軟性、低重 量、および／または低密度を示すであろう。 実施例 ６４ 前述の任意の組成を使用して、セメント状混合物を木枠の形にモールドする。 これはハニカム構造または波形シートを押し出すか、あるいは適宜の強度を持つ その他の適切な材料をモールドして行える。組成に応じて、木枠の強度の高さ、 耐久性、柔軟性、低重量、および／または低密度を示すであろう。 実施例 ６５ 前述の任意の組成を使用して、セメント状混合物を蓋の形にモールドまたはプ レスする。組成に応じて、蓋の強度の高さ、耐久性、柔軟性、低重量、および／ または低密度を示すであろう。 実施例 ６６ 前述の任意の組成を使用して、セメント状混合物を間仕切りの形にモールドす る。組成に応じて、間仕切りの強度の高さ、耐久性、柔軟性、低重量、および／ または低密度を示すであろう。 実施例 ６７ 前述の任意の組成を使用して、セメント状混合物を裏当ての形にモールドする 。組成に応じて、裏当ての強度の高さ、耐久性、柔軟性、低重量、および／また は低密度を示すであろう。 実施例 ６８ 前述の任意の組成を使用して、セメント状混合物を箱形にモールドする。これ は押し出し、カレンダー、切り込み、折り曲げ方式等により行う。組成に応じて 、箱の強度の高さ、耐久性、柔軟性、低重量、および／または低密度を示すであ ろう。 実施例 ６９ 前述の任意の組成を使用して、セメント状混合物をびんの形にブローモールド する。組成に応じて、びんの強度の高さ、耐久性、柔軟性、低重量、および／ま たは低密度を示すであろう。 実施例 ７０ 前述の任意の組成を使用して、セメント状混合物を家庭用品の形にモールドす る。組成に応じて、家庭用品の強度の高さ、耐久性、柔軟性、低重量、および／ または低密度を示すであろう． 実施例 ７１〜８８ 下記の成分を含有するセメント状混合物で形成された種々の厚さのセメント状 シートから飲食品容器を製作した。 ポートランド・ホワイト・セメント 1.0kg パーライト 0.5kg 雲母 0.5kg 繊維(サザンパイン) 0.25kg Tylose［登］ＦＬ１５００２ 0.2kg 水 2.5kg ポートランド・セメント、マイカ、繊維、Ｔｙｌｏｓｅ［登］および水をハイ ・シーア・ミキサーで５分間混合した。その後、パーライトを添加し、結果とし てできた混合物をさらに５分間ロー・シーア・ミキサーで混合した。次に、セメ ント状混合物をオーガー押し出し機に入れ、スリットの形をした開口を持つ型を 通して押し出した。幅３００ｍｍ、厚み６ｍｍの連続したシートを押し出した。 最終的な厚みをそれぞれ０.２ｍｍ、０.３ｍｍ、０.４ｍｍ、および０.５ｍｍ にするため、その後、一対もしくは複数対のリダクション・ローラーの間にシー トを通した。ローラーは直径が１７ｃｍで、セメント状混合物がローラーに付着 するのを防止する光沢ニッケル塗装のステンレス鋼製である。さらに、ローラー は混合物とローラーの間の付着を防止するため１１０℃に加熱した。 必要な厚みをシートに持たせるため、ローラー間の幅が漸次狭くなっているリ ダクション・ローラーの対を使用して段階的に押し出しシートの厚みを減らして いった。シートの厚みは次のように縮小する。 ６mm-->２mm-->0.5mm-->最終的な厚み (0.45mm,0.4mm,0.35mm,0.3mm,0.25mmまたは0.2mm) 押し出し工程とカレンダー工程の組み合わせによって、シートの長さに沿って 実質的に単方向性（または伸び方向）の繊維が得られるため、横方向（５〜 Ｍ Ｐａ）よりも縦方向（１０〜１２ＭＰａ）の方がシートの引張強度は強くなった 。 硬化セメント状シートを仕上げ、塗装し、各種の飲食品容器に形成した。例え ば、「冷コップ」（ファーストフードのレストランで冷たいソフトドリンクを供 するのに使用される）は、シートを適切な形に切り取り、コップの形に丸め、通 常の水性接着剤で丸めた端を接着し、コップの底にディスクを置いて、底部を安 定させるために丸めた壁の部分の底部にひだをよせ、コップの縁を強化して飲用 面を滑らかにするために丸めて製作した。シートは厚 さ０.３および０.４ｍｍのものを使用した。 縁の下１インチの部分に一定の力を加えた時のたわみは普通の紙コップと同じ 程度であった。メチレンブルーを含有する水溶液と０.１％の界面活性剤を、無 塗装のセメント状コップに５分間入れておいた場合、漏れは見られなかった。も ちろん、起こり得るどのような漏れも適切な塗装で防止できる。 「貝殻」容器（現在ファーストフード業界でハンバーガーのパッケージに使わ れているような）は、シートを適切な形に切り取り、シートに刻み目を付けて望 みの折り線を作り、シートを貝殼容器の形に折り曲げ、折り曲げたシートの端部 を接着して（接着剤とインターロッキング・フラップの両方を使用する）容器の 一体性を保持する方法により製作した。シートは厚さ０.４と０.５ｍｍのものを 使用した。 シートは刻み目が入っている反対側の方が曲げが容易で、一体性が損なわれな いことが判明した。これは記しておくべきであるが、通常の材料の場合は刻み目 が入っている側の方が曲げが容易で、一体性が損なわれない。結果として得られ た貝殻容器は、紙製の貝殻容器と比較して断熱性は同等または上回っていた。 フライドポテトの容器（ファーストフード業界で調理したフライドポテトを供 するのに使用されているような）は、シートを適切な形に切り取り、シートに刻 み目を付けて望みの折り線を作り、シートをフライドポテトの容器の形に折り曲 げ、容器の一体性を保持するため曲げたシートの端部を接着剤で 接着して製作した。フライドポテトの容器の製作には厚さ０.２５ｍｍ、０.３ｍ ｍ、０.３５ｍｍ、０.４ｍｍ、０.４５ｍｍおよび０.５ｍｍのシートを使用した 。 冷凍食品の箱（野菜やフライドポテトなどの冷凍食品をパックするのにスーパ ーマーケットで使用されているような）は、シートを適切な形に切り取り、シー トに刻み目を付けて望みの折り線を作り、シートを冷凍食品の箱の形に折り曲げ 、箱の一体性を保持するため曲げたシートの端部を接着剤で接着して製作した。 冷凍食品の箱の製作には厚さ０.２５ｍｍ、０.３ｍｍ、０.３５ｍｍ、０.４ｍｍ 、０.４５ｍｍおよび０.５ｍｍのシートを使用した。 コールド・シリオル箱は、シートを適切な形に切り取り、シートに刻み目を付 けて望みの折り線を作り、シートをコールド・シリオル箱の形に折り曲げて、シ リオル箱の一体性を保持するため曲げたシートの端部を接着剤で接着して製作し た。シートは厚さ０.３ｍｍのものを使用した。 ストローは、０.２５ｍｍのシートをストローの形に丸め、業界で知られてい る技術により端部を接着して製作した。ストローの製作に当たっては、前述の各 容器の製作の場合と同様、シートに再度いくらか水分を含ませることが一時的に 柔軟性を高める上で有利であり、これによって、シートのひびや裂けを最小限度 に押さえることができた。それでも、シートを再度湿らせることなく、目に見え るひびや裂けを起こさないで、丸めてひだをよせてストローを作ることができた 。 容器は、長時間水の存在下にあると壊れることが判明し、その平均時間は一日 であった。容器の製造の際にシートを切った切り屑は糸かくしてそのまま水和凝 結性混合物に戻して混合することができ、容易にリサイクルできる。 上述の各種容器とその製造に使用した各シートの厚みは下記の通りである。 実施例 容器 シートの厚さ ７１ 冷コップ ０．３ｍｍ ７２ 冷コップ ０．４ｍｍ ７３ 貝殻 ０．４ｍｍ ７４ 貝殻 ０．５ｍｍ ７５ フライドポテトの箱 ０．２５ｍｍ ７６ フライドポテトの箱 ０．３ｍｍ ７７ フライドポテトの箱 ０．３５ｍｍ ７８ フライドポテトの箱 ０．４ｍｍ ７９ フライドポテトの箱 ０．４５ｍｍ ８０ フライドポテトの箱 ０．５ｍｍ ８１ 冷凍食品の箱 ０．２５ｍｍ ８２ 冷凍食品の箱 ０．３ｍｍ ８３ 冷凍食品の箱 ０．３５ｍｍ ８４ 冷凍食品の箱 ０．４ｍｍ ８５ 冷凍食品の箱 ０．４５ｍｍ ８６ 冷凍食品の箱 ０．５ｍｍ ８７ シリアルの箱 ０．３ｍｍ ８８ 飲用ストロー ０．２５ｍｍ 実施例 ８９ 実施例７１〜８８の容器の作成に用いたセメントシートは、通常の紙シートの 印刷に使われる従来の印刷機で印刷することができた。通常の紙シートの場合と 比べて、インクは同速もしくはそれ以上の速度で乾いた。印刷されたシートは未 印刷シートと同様に、上述のいずれの容器にでも形成することができた。 実施例 ９０ 実施例８９で得られたプリントセメントシートを、実施例７１の手順でコップ の形に形成した。ただし、コップの縁を巻く段階以前に、潤滑剤としてミネラル オイルを縁にほどこした。それでも上述の例のように、ミネラルオイルなしでも カールできた。コップはファーストフード産業で商業的に使用するのに必要とさ れる特性、つまり情報提供を含め、重量、強度、耐水性等を全て備えていた。 実施例 ９１ 実施例７１〜８８に述べられた方法により得られたシートを使って、貝殻容器 を作成した。シートに切り込みを入れる際、ヒンジの最強度と弾力を保ちながら 、なお最も曲げやすくなるような最適な切り込みの深さを決定するためのテスト をした。切り込みの深さ、２０％から５０％の範囲でテストをしたところ、２５ ％のものが最高の結果を示した。更に、厚いシート（０.４〜０.５ ｍｍ）はより良好な切り込みが得られ、より強くて堅牢な貝殻式容器を得ること ができた。 実施例 ９２ トリプル・リバース・ヒンジを用いたことを除いては、実施例７１〜８８から のシートを使用して貝殻式容器を作成した。これは一連の三つの切り込みを貝殻 式容器の外側に入れたものである。このため個々の切り込み線が曲げなければな らない距離が減るので、切り込み線一本のヒンジに比べ、ヒンジを壊さずに開閉 できる回数が増した。 実施例 ９３ 実施例７１と７２に従って得られた冷コップを、商業用ワックス塗装機にかけ 、表面に均一なワックスの層をほどこした。ワックスの層は、コップの表面を水 に対して完全に密閉し、コップを耐水性のものにした。 実施例 ９４ 実施例７１と７２に従って作成された冷コップを、微粒噴霧器を使って、アク リル塗装した。実施例９３におけるワックスと同様、アクリル層はコップの表面 を水に対して完全に密閉し、コップを耐水性のものにした。けれども、アクリル 塗装はワックス塗装ほど目につかないという利点があった。より薄いアクリル塗 装が可能なので、コップはまるで無塗装のように見えた。コップの光沢は異なっ たタイプのアクリル塗料を使うことにより調節できた。 実施例 ９５ 実施例７１と７２に従って得られた冷コップに、微粒噴霧器を使って商業用メ ラミン塗料を塗った。実施例９３や９４と同様、メラミン層はコップの表面を水 に対して完全に密閉し、コップを耐水性のものにした。けれどもメラミン塗装も 、ワックス塗装ほど目につかず、より薄く塗ることができた。コップの光沢は異 なったタイプのメラミン塗料を使うことにより調節できた。 実施例 ９６ 実施例７１と７２に従って作成された冷コップを、ポリエチレングリコールで 塑性化したハイドロキシメチルセルロースの混合物から成る、環境に全く安全な 塗料で塗装した。この塗料は、コップの表面を水に対して完全に密閉し、コップ を耐水性のものにした。けれども、表面は、ワックス、アクリル、メラミンを塗 ったコップより、更に自然で光沢も少なかった。 実施例 ９７〜１００ 実施例７３と７４に従って作成した貝殻式容器を、実施例９３〜９６で冷コッ プの塗装に使ったものと同じ塗料物質で選択的に塗装した。結果は塗装コップで 得られたものと、実質的に同じであった。 実施例 塗装物質 ９７ ワックス ９８ アクリル ９９ メラミン １００ 塑性ハイドロキシメチルセルロース 実施例 １０１〜１０４ 実施例７５〜８０に従って作成したフライドポテト容器を、実施例９３〜９６ で冷コップの塗装に使ったものと同じ塗料物質で選択的に塗装した。結果は塗装 コップで得られたものと、実質的に同じであった。 実施例 塗装物質 １０１ ワックス １０２ アクリル １０３ メラミン １０４ 塑性ハイドロキシメチルセルロース 実施例１０５〜１０８ 実施例８１〜８６に従って作成した冷凍食品容器を、実施例９３〜９６で冷コ ップの塗装に使ったものと同じ塗料物質で選択的に塗装した。結果は塗装コップ で得られたものと、実質的に同じであった。 実施例 塗装物質 １０５ ワックス １０６ アクリル １０７ メラミン １０８ 塑性ハイドロキシメチルセルロース 実施例 １０９〜１１２ 実施例８７に従って作成したコールドシリアルの箱を、実施例９３〜９６で冷 コップの塗装に使ったものと同じ塗料物質で選択的に塗装した。結果は塗装コッ プで得られたものと、実質的に同じであった。 実施例 塗装物質 １０９ ワックス １１０ アクリル １１１ メラミン １１２ 塑性ハイドロキシメチルセルロース 実施例 １１３〜１１６ 実施例８８に従って作成した飲用ストローを、実施例９３〜９６で冷コップの 塗装に使ったものと同じ塗料物質で選択的に塗装する。この方法でストローの内 側に十分な塗装をほどこすことはより困難であるが、ストローの外側表面につい ての結果は、塗装コップで得られたものと実質的に同じである。 実施例 塗装物質 １１３ ワックス １１４ アクリル １１５ メラミン １１６ 塑性ハイドロキシメチルセルロース 実施例 １１７ 実施例７１〜８８に示したのと同じ混合デザインで、０.２５ｍｍから０.５ｍ ｍの異なる厚みのシートを作成した。混合、押し出し、カレンダー等の工程は全 て同様である。それぞれの厚さのドライシートを円形に切り、紙皿製作に使用さ れる順送り型をはめた商業用機械プレスを使って、紙皿の形に形成した。型打ち されたセメント皿は、細部まで完全にはっきりしていて、形状、強度、外観とも に、従来の紙皿に実質的に類似していた。しかしセメント皿は従来の紙皿よりも 硬直で、そのため食物を皿にのせた時、紙皿よりも構造的に完全であることが判 明した。 実施例 １１８ 実施例１１７で得られたドライシートを皿の形にプレスする前に、まずドライ シートの始めの重量の５％増しの水分を含ませて湿らせた。（一見上の「乾燥」 シートには、たとえ乾いた感じがして最大の硬直さを保持していても、水和凝結 性構造マトリクス内に水分が含まれていることを頭に入れておく必要がある。） 加えた水のためシートはより柔軟になり（つまり破壊前の伸長が増加する）、そ のため、くぼみや細部は同じ工程で形成した従来の紙 皿より良好であった。プレスは２００℃に熱せられ、非常に短時間（１秒以下） のプレスの間に余分な水分が熱したモールド内の通気孔から蒸発するので、得ら れたドライ製品は紙製品より硬直であった。 実施例 １１９ 実施例１１７で得られたドライシートを皿の形にプレスする前に、まずドライ シートの始めの重量の１０％増しの水分を含ませて湿らせた。くぼみや細部は実 施例１１８の結果と同様であったが、加えた水のためにシートはまえにも増して 柔軟になった。水分を増した結果として、余分な水分をとばし実質的に乾いた皿 を形成するのに、モールドには少し余計に時間がかかった。モールドの温度を上 げることにより、モールドの時間を短縮することが可能なことが判明した。最終 製品は、同等の紙皿より硬直であった。 実施例 １２０ 実施例１１７で得られたドライシートを皿の形にプレスする前に、まずドライ シートの始めの重量の２０％増しの水分を含ませて湿らせた。加えた水のために 、シートは実施例１１９のシートより更に柔軟になり、工程は、ドライシート・ スタンプ工程というより、ウエット・シート・モールド工程に該当するほどであ った。得られた製品は、プレスされた物質に折り曲げ線が皆無なので、紙スタン プ工程による製品より優れていた。最終製品は、同等の紙皿より硬直であった。 実施例 １２１ 実施例１１７で得られたドライシートを皿の形にプレスする前に、まずドライ シートの始めの重量の３０％増しの水分を含ませて湿らせた。モールド工程と結 果は同様であったが、加えた水のためシートは実施例１２０のシートよりわずか に柔軟になった。得られた製品は、プレスされた物質に折り曲げ線が皆無なので 、紙スタンプ工程による製品より優れていた。シートを湿らせるのに少量の水を 加えた場合に比べ、余分な水分のためモールド工程に多少時間がかかった。モー ルドをより高温に熱すると、この時間を短縮できることが判明した。最終製品は 、同等の紙皿より硬直であった。 実施例 １２２ 実施例１１７〜１２１の工程を、上述のように皿の形にプレスする前に、シー トの片側に商業用アクリル塗装をほどこした点を除いて、全く同様に繰り返した 。シートを再度濡らす場合、塗装された側と反対側に水を噴霧した。塗装は皿の 表面により高い光沢と耐水性をもたらした。 実施例 １２３ 実施例１１７〜１２１の工程を、上述のように皿の形にプレスする前に、シー トの片側に商業用ポリエチレン塗装をほどこした点を除いて、全く同様に繰り返 した。シートを再度濡らす場合、塗装された側と反対側に水を噴霧した。塗装は 皿の表面により高い光沢と耐水性をもたらした。 実施例 １２４〜１３０ 実施例１１７〜１２３の工程を、紙製使い捨てボールを製造するのに使われる 従来のプレスを用いて、シートをボールの形にプレスした点を除いて、全く同様 に繰り返した。セメント製ボールは、直径１５ｃｍ、深さ３ｃｍであった。平ら なシートからボールを形成するのに必要な、より深いくぼみ、そして高度の曲げ と変形の度合の為、加えた水分が１０％未満のものでは、いくらか欠陥が生じた 。しかし、少なくとも１０％の水分を加えたものは、紙製のボールと比較してよ り良いくぼみがあり、折り重ねの無いスムーズな表面の良好な製品を作った。 実施例 加えた水 塗装 １２４ 0％ 無し １２５ 5％ 無し １２６ 10％ 無し １２７ 20％ 無し １２８ 30％ 無し １２９ 変化 アクリル １３０ 変化 ポリエチレン 実施例 １３１〜１３７ 実施例１１７〜１２３に示されたモールド工程を、シートを朝食用の上下二つ の部分を持つ大皿の形にプレスした点を除いて、全く同様に繰り返した。上半分 は長さ２０ｃｍ、深さ３.５ｃｍで、下半分は長さ２１ｃｍ、深さ１.０ｃｍであ った。シートは厚さ０.８ｍｍのものを使用し、得られた部分のそれぞれの重量 は １２ｇから１５ｇの間であった。重量は、ファーストフード産業で使用している 従来の朝食用大皿と類似していたが、こちらの方がぺらぺらとしたもろさが少な かった。 上半分と下半分はマッチする大きさで、上皿の横についたつまみと下皿の横に ついた切れ込みとを連結させて、閉じた容器を形成できる。製品は十分に柔軟で 、潰れた時、粉砕しなかった。塗装をほどこしたものは塗装と水和凝結性構造マ トリクスとの間に相乗効果を示した。即ち、製品はより強く、丈夫で、弾力ある 塗装の伸びのために、破壊前にはより弾性があった。 実施例 加えた水 塗装 １３１ 0％ 無し １３２ 5％ 無し １３３ 10％ 無し １３４ 20％ 無し １３５ 30％ 無し １３６ 変化 アクリル １３７ 変化 ポリエチレン 実施例 １３８ 実施例１３１〜１３７に示された混合物設計を用いて、二つの部分を持つ朝食 用の大皿を製作した。異なるのは、カレンダー済みのシーを乾燥させ、その後再 び濡らす代わりに、ウエットシートを直接に朝食用大皿の形にモールドしたこと である。ウエットシートは容易にモールドでき、表面と構造上 の欠陥は非常に少なかった。この例で作られた朝食用の大皿は、厚さ０.５ｍｍ で、前の実施例で作られた大皿と同じような重量と保温特性を持っていた。 実施例 １３９ 上述した容器を電子レンジに入れ電子レンジ加熱のテストした。つまり、容器 と食物が電磁波放射を受けた時、容器自身、あるいはその中の食物が熱くなるか どうかを知るためのテストである。容器は、水和凝結性構造マトリクス中に含ま れる水分のため、放射エネルギーを吸収して熱くなると思われたが、実際には容 器自身は熱くならなかった。材料の誘電定数が低いため、全てのエネルギーは容 器でなく、食物へ行くことが判明した。 同じ理由で、電子レンジ加熱の初期段階において、水蒸気が容器の表面に凝縮 するかもしれないが、加熱が続くうちにすばやく蒸発することがわかった。この ため、電子レンジ加熱の後で食物容器を開けたとき、凝縮した蒸気、つまり水滴 が、容器表面に溜っていなかった。容器を開けたとき、余分な水蒸気が無いほう が、食物は見た目も味も良い。この点がポリスチレン容器との際立った違いであ り、ポリスチレン容器の場合は凝縮した大量の蒸気、つまり水滴が容器表而に溜 り、「ふやけた」すなわち、好ましさに劣る食物となる。さらにポリスチレン容 器は長く熱しすぎると溶けることもある。 本発明の水和凝結性材料の比熱は比較的低く、約０.９Ｊ／（ｇ・Ｋ）であり 、熱定数は０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）から０１４Ｗ／（ｍ・Ｋ）の間である。これ は、電子レンジ加熱中の食物から容器への熱伝導を少なくする。 このため全て の場合において、素手で火傷をせずに、電子レンジから容器を取り出すことがで きた。電子レ ンジから取り出した後、容器はゆっくりと暖まったが（食物中の熱を吸収して） さわるのに熱いほどにはならなかった。 実施例 １４０ 下記の成分を含む水硬性セメント状混合物から、各種飲食品容器を製造するの に適した平らな紙状のシートを製造した。 ポートランド・セメント 1.0kg パーライト 0.3kg 空洞ガラス粒（＜0.1ｍｍ） 0.8kg 雲母 0.5kg 繊維（サザンパイン） 0.25kg Ｔylose［登］ＦＬ 15002 0.2kg 水 2.6kg ポートランド・セメント、雲母、繊維、Ｔｙｌｏｓｅ［登］、水を高速シアー ミキサで５分間混合し、その後、パーライトと空洞ガラス粒を加えてさらに低速 シアーミキサで混合した。その後、セメント状混合物をオーガ押し出し機に入れ 、型を通して押し出し、幅３０ｃｍ、厚さ0.６ｃｍのシートにした。シートを次 々と連続して、熱したローラー間に通し、厚みを０.１ｍｍから２ｍｍとした。 パーライトに比べ、空洞ガラス粒のほうが比表而積が小さいため（２００〜２ ５０ｍ２／ｋｇ）、実施例１４０の混合物の製品は、実施例７１〜８８の混合物 設計に比べて、厚さがより均一であり、表面仕上げも向上した。骨材の比表面 積が減少したため、熱したカレンダーロールに接触した時に逃げる水分が減少し た。このため、材料はより型作りしやすく、最高のレオロジーを保持し、カレン ダー工程における微細欠陥が少なく、より均一なものとなる。 実施例 １４１ 実施例１４０に従って作成したシートを切り、丸めて接着し、商業用紙コップ 製造機を使って１０オンスのコップを作った。コップは耐水性を持たせるために ワックスを塗った。 実施例 １４２ 雲母を０.５ｋ９ のカオリンで置き換えた点を除いて全く同様に、実施例７ １〜８８の混合物設計とモールド工程を繰り返した。この混合物設計を用いたシ ートは雲母を使ったものより表面光沢があった。表面の光沢は、シートが、スム ーズ（くせとり）ローラとしての役目もはたす、カレンダーローラの間を、連続 して通る時に、カオリンの細粒がシーと表面内に整列するためである。 実施例 １４３ １.０ｋｇ のカオリンを用いた点を除いて全く同様に、実施例１４２の混合 物設計とモールド工程を繰り返した。このカオリンの量を増やしてモールドした シートは、０.５ｋｇしかカオリンを使わなかったものより、なめらかな表面仕 上げになった。 実施例 １４４ １.５ｋｇ のカオリンを用いた点を除いて全く同様に、実施例１４２の混合 物設計とモールド工程を繰り返した。この、カオリンの量を増やしてモールドし たシートは、０.５ｋｇ あるいは１.０ｋｇしかカオリンを使わなかったものよ り、なめらかな表面仕上げになった。しかしカオリンの増量はシートをもろくし た。さらに、比表面積の増大による乾燥の際に起こる欠陥は、減厚ローラーでシ ートを薄くしていく時に問題であった。 実施例 １４５ パーライトをぬかし、雲母の量を１.５ｋｇに増やした点を除いて、全く同様 に、実施例７１〜８８の混合物設計とモールド工程を繰り返した。この選択的な 混合物設計を用いて作られたシートは、なめらかな表面仕上げになった。しかし 、水和凝結性構造マトリクスはより緻密で、よりもろい。さらに乾燥欠陥が増え た。シートはコップの形に丸めることができたが、表面には、ひびわれという形 で少なからず欠陥があらわれた。また、縁を巻き込むのも、実施例７１と７２に 比べうまくいかなかった。 実施例 １４６ パーライトの量を１.０ｋｇに増やした点を除いて、全く同様に、実施例７１ 〜８８の混合物設計とモールド工程を繰り返した。得られたシートと容器は、密 度がわずかに低かったが、同時に強さと靭性もわずかに低くなった。 実施例 １４７ パーライトの量を０.７５ｋｇに増やした点を除いて、全く同様に、実施例７ １〜８８の混合物設計とモールド工程を繰り返した。得られたシートと容器は、 密度がわずかに低かったが、同時に強さと靭性もわずかに低くなった。しかし、 強さ特性は、パーライトを１.０ｋｇ使った実施例１４６のものよりもわずかに 良かった。 実施例 １４８ パーライトの量を０.２５ｋｇに減らした点を除いて、全く同様に実施例７１ 〜８８の混合物設計とモールド工程を繰り返した。得られたシートと容器は、繊 維合有量が高くなり、密度はわずかに高くなったが、強さと靭性は強いものであ った。 実施例 １４９ パーライトを全くなくした点を除いて、全く同様に実施例７１〜８８の混合物 設計とモールド工程を繰り返した。得られたシートと容器は、密度はわずかに高 くなったが、強さと靭性は強いものであった。 実施例 １５０ 下記の成分を含む水和凝結性混合物を直接モールドして、保温コツプを製 造した。 ポートランド・セメント 1.0kg 空洞ガラス粒（＜１ｍｍ） 1.1kg 繊維（サザンパイン） 0.08kg Ｔylose［登］ＦＬ 15002 0.1kg 水 2.5kg ポートランド・セメント、繊維、Ｔｙｌｏｓｅ［登］、水を高速シアーミキサ で５分間混合し、その後、空洞ガラス粒を加えてさらに５分間、低速シアーミキ サで混合した。得られた混合物は、こね粉状の堅さで、グリーン状態でも形を保 持し、容易に型作ることができた。 混合物は、一対の雌雄の型を使ってコップの形に成形した。型は接着をふせぐ ため、１１０℃〜１３０℃の温度に熱して使った。型から取り出したコップは、 グリーン状態でも自身の形状を支えることができた。グリーン状態のコップは乾 燥させた。 コップの圧縮強さは１.１ＭＰａ、 引っ張り強さは０.８ＭＰａ、Ｋ因数は０ .０７Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。 実施例 １５１ ガラス粒を１.１ｋｇのパーライトで置き換えた点を除いて全く同様に、実施 例１５０の混合物設計とモールド工程を繰り返した。得られた乾燥コツプの 圧縮強さは８.０ＭＰａ、引っ張り強さは３２ＭＰａ、Ｋ因数は０.１４Ｗ／（ｍ ・Ｋ）であった。このように、空洞ガラス粒の代わりにパーライトを使ったコッ プは、圧縮強さと引っ張り強さが格段に向上したが、熱伝導の程度も高かった。 実施例 １５２ 水和凝結性材料の粒子詰め込み効果を上げるため、注意深く直径によって等級 分けしたガラス粒を使用した点を除いては全く同様に、実施例１５０の混合物設 計とモールド工程を繰り返した。詳しくは、空洞ガラス粒の細粒２３１ｇ、中粒 ５２８ｇ、粗粒３４１ｇ，で、合計１.１ｋｇを含有させた。「細粒」と呼ばれ る空洞ガラス粒の平均直径は３０ミクロン、 「中粒」４７ミクロン、「粗粒」 ６７ミクロンであった。 粒子間のすき間が減ったため、混合物の作業性が向上した。得られたコップは 表面が滑らかで、強度もわずかに優れていた。Ｋ因数は０.０８３Ｗ／（ｍ.Ｋ） （実施例１５０よりわずかに高い。）であったが、これは、わずかにすき間が減 ったことと、全体としての材料の密度が増加しためである。 次の実施例は、製品が要求される性能基準を持てるよう、混合物設計を最高の ものにするためのテストに関する。残りのテスト例ではシートを作っただけだが 、そのようなシートが、ここに述べられた様々な方法で（実施例を含む）どのよ うに適切な飲食品容器に形成されるかということは、業界の通常の人間ならわか ることである。更に混合物設計の多くは、飲食品容器作成のために、直接モール ドもしくはウェットシート・モールドにも適用できる。 実施例 １５３〜１５８ 実施例７１〜８８に従い下記の成分を含む水和凝結性混合物から、厚さ０.４ ｍｍのセメントシートを作成した。 ポートランド・セメント 1.0kg パーライト 変化 雲母 0.5kg Ｔylose［登］ＦＬ 15002 0.2kg 繊維（サザンパイン） 0.25kg 水 変化 異なる量のパーライトを添加することによる材料の物性、特に硬化したシート の強度に及ぼす影響を調べた。パーライトは水分吸収性があるので、同等のレオ ロジーと作業性を保持するためには、パーライトの量が減少するに伴い、水分の 量を減らす必要があった。各実施例におけるパーライトと水の量は下記の通りで ある。 実施例 パーライト 水 １５３ 0.5kg 2.15kg １５４ 0.4kg 2.05kg １５５ 0.3kg 1.85kg １５６ 0.2kg 1.65kg １５７ 0.1kg 1.50kg １５８ 0.0kg 1.40kg 押し出しとカレンダー工程は、繊維を長手方向に実質的に一方向性を持たせる 効果があった。このため、シーは「強い」方向と「弱い」方向を持つに至った。 強い方向を０゜弱い方向を９０゜として、シートの二方向に対する引っ張り強さ をテストした。更に、各シートにおける破断する前の伸長性のレベルを、ヤング の弾性率のように測定した。 シートはまた中間方向（４５゜）についても強度テストをしたが、この方向に ついては典型的な結果しか得られなかった。＝４５゜の方向におけるシートの引 張強度、伸長、ヤング率は、一般規定では弱方向の測定値の方に近いのだが、測 定した強方向と弱方向の間に通例おさまった。結果は下記の通りである。 これらの実施例は、パーライトの量が減少するに伴い（繊維の濃度が増加する ことにつながる）、ある一定量以下にまでパーライトの量が減少した後を除いて は、引張強度、伸長、ヤング率の全てが増大した。引張強度とヤン グ率は共に実施例１５８のように、パーライトが全くなくなるまで連続して増大 した。しかし、材料の伸長能力は、パーライトの減少が０.２ｋｇ以下になるま で増大し、その後伸びは大きく落ちた。この混合物設計においてパーライトの量 をある一定量以下にまで減少させることは、シートの欠陥を増加し、そのため強 度、伸長、および弾性を減少することにつながった。 しかし一般に、パーライトの量が減少すると、繊維、レオロジー修正剤、およ び水硬性セメントの濃度が増えるが、これは引張強度を増大すると考えられた。 更に、セメント濃度の増加は剛性（率）を増すが、同時に製品の伸長力には否定 的影響を及ぼした。 もう一つの興味深い点は、これらシートにおける引張強度の強弱方向への比率 は約２：１であったが、紙製品の場合はこの比率が代表的に３：１ であった。 上述でテストしたシートは実質的に乾燥してはいたが、実施例１５３〜１５８ に従って作成したシートは、最大乾燥状態を得るためオーブンでさらに乾燥させ た。これは一定条件下でのシートの強度と他の物性をより正確に見るために行わ れた。混合物設計、テスト工程中の湿度、あるいは他の可変事項によって、シー トはある一定の水分を吸収するか保持すると予期された。更に乾燥したシートに おける強度、伸長、および弾性率の結果を以下に記す。 これらの例に示されるように、完全に乾燥させたシートは伸長性をいくらか減 少させてはいるが、強度と弾性率は増加している。これらの実施例から学べるの は、高い強度と剛性が重要な場合はシートを完全に乾燥させるべきであり、高い 伸長性が重要な場合はシートの水分によって伸長性を調節できるであろう。 実施例 １５９〜１６３ 下記の成分を含む水和凝結性混合物から、実施例７１〜８８に従い、厚さ０. ４ｍｍのセメントシートを作成した。 ポートランド・セメント 1.0kg ＣaＣＯ₃(チョーク) 可変 Ｔylose［登］ ＦＬ 15002 0.20kg 繊維（サザンパイン） 0.25kg 水 可変 異なる量のチョークを添加することによる材料の物性、特に硬化したシートの 強度に及ぼす影響を調べた。パーライトと比べてチヨークの水分吸収性は少ない ので、同等のレオロジーと作業性を保持するために、タルク（※翻訳者注： 英 文の原文におけるチヨークの間違いと思われる）の量の減少分と同等になる水分 の量を減らすことは必要ではなかった。各実施例におけるＣａＣＯ₃と水の量は 下記の通りである。 実施例 ＣaＣＯ₃ 水 １５９ 5.0kg 2.25kg １６０ 4.0kg 2.15kg １６１ 3.0kg 2.05kg １６２ 2.0kg 2.00kg １６３ 1.0kg 1.96kg 異なった混合物設計から形成したシートを完全に乾燥させた上での強度、伸長 、およびヤング率を求めた結果を以下に記す。 パーライト使用時と比較して、チヨークの使用は微細構造をさらに均質にする と共に、表面をより滑らかで欠陥のないものとした。 実施例 １６４〜１７０ 下記の成分を含む水和凝結性混合物から実施例７１〜８８に従い、厚さ０.４ ｍｍのセメントシートを作成した。 ポートランド・セメント 1.0kg パーライト 0.5kg 雲母 0.5kg Ｔylose［登］ ＦＬ 15002 可変 繊維（サザンパイン） 0.25kg 水 可変 セメント混合物中でのＴylose［登］の量の増加が及ぼす影響を調べるため、 Ｔylose［登］の量を変化させた。Ｔylose［登］を溶解して同等のレオロジーと 作業性を保持するためには、混合物中のＴylose［登］の量を増加すると、水を さらに加える必要があった。 実施例 Ｔylose［登］ 水 １６４ 0.1kg 2.25kg １６５ 0.3kg 2.75kg １６６ 0.4kg 3.00kg １６７ 0.5kg 3.25kg １６８ 0.6kg 3.50kg １６９ 0.7kg 3.75kg １７０ 0.8kg 4.0kg 引張強度と伸長性はＴylose［登］の増加に伴いある点まで増大したが、ヤン グ率は変動した。様々な混合物設計から作られたシートをオーブンで乾燥させて テストした結果は下記の通りである。 例証するように、Ｔylose［登］の濃度を増すと、破壊前の引張強度、弾性、 伸長性は、一般的に増える傾向にある。伸長能力が高いと、シートからコップを 形成した際の切込でのシートの強度を増し、コップの縁の巻き込みを容易にする と予期される。しかし、Ｔylose［登］の濃度がある一定量を超えると、材料の 作業性が減少し構造マトリクス内の欠陥が増え、そのことがシートの引張強度、 弾性、伸長性を減少させると予期される。にもかかわらず、欠陥の量（またそれ に起因する強度）はカレンダー工程を最良にすることで改善できる。 実施例 １７１ 混合物中の繊維とＴylose［登］の量が共に増えるに伴い、引張強度と伸長性 は一般的に増大するという認識に基づいて、その両方を最大にするように混合物 をデザインした。セメント混合物は下記の成分を含む。 ポートランド・セメント 1.0kg 水 2.2kg パーライト 0.1kg 繊維（サザンパイン） 0.25kg Ｔylose［登］ ＦＬ 15002 0,5kg 混合物を押し出し、そして一連の複数対のローラーにかけ、厚さ０.４ｍｍの シートを形成した。完全に乾燥したシートは引張強度と伸長性に優れてい ることが判明した。引張強度は強方向に３９.０５ＭＰａ、弱方向に１８.８６Ｎ Ｐａ、伸長性は強方向に１.９７％、弱方向に１.２３％、弾性率は強方向に３９ ３５、弱方向に２２９７というテスト結果で、これは通常の紙と同程度である。 実施例 １７２〜１７６ 下記の成分を含む水和凝結性混合物から、実施例７１〜８８に従い、厚さ０. ４ｍｍのセメントシートを作成した。 ポートランド・セメント 1.0kg 空洞ガラス粒（4000 psi） 可変 Ｔylose［登］ ＦＬ 15002 0,2kg 繊維（サザンパイン） 0.25kg 水 可変 異なる量の空洞ガラス粒を添加することによる材料の物性、特に硬化したシー トの強度に及ぼす影響を調べた。空洞ガラス粒は大量の水分を吸収しないが、ガ ラス粒の量が減少すると粒子間空間が対応して減るため、同等のレオロジーを保 持するためには、水分の量を減らす必要があった。各実施例におけるガラス粒と 水の量は下記の通りである。 実施例 ガラス粒 水 １７２ 0.5kg 1.6kg １７３ 0.4kg 1.45kg １７４ 0.3kg 1.40kg １７５ 0.2kg 1.35kg １７６ 0.1kg 1.25kg 異なった混合物設計から形成したそれぞれのシートを完全に乾燥させた上での 強度、伸長性およびヤング率を求めた結果を以下に記す。 例証するようにガラス粒の場合は、他の混合物設計と比較して、伸長性がかな り高いのに反し、弾性率が非常に低い。そのためシートはしなやかで曲げやすく 伸縮性がある。実施例１７２〜１７６で形成したシートは非常に保温性に優れ、 Ｋ因数は０.０８〜０.１４Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲であった。 実施例 １７７〜１８０ 下記の成分を含む水和凝結性混合物から、実施例７１〜８８の工程に従い、厚 さ０.４ｍｍのセメントシートを作成した。 ポートランド・セメント 1.0kg パーライト 0.5kg 雲母 可変 Ｔylose［登］ ＦＬ 15002 0,2kg 繊維（サザンパイン） 0.25kg 水 可変 異なる量の雲母を添加することによる材料の物性、特に硬化したシートの強度 に及ぼす影響を調べた。雲母は水分吸収性があるため雲母の量が増加するに伴い 、同等のレオロジーと作業性を保持するためには、水分の量を増やす必要があっ た。各実施例における雲母と水の量は下記の通りである。 実施例 雲母 水 １７７ 1.0kg 2.7kg １７８ 1.5kg 2.9kg １７９ 2.0kg 3.0kg １８０ 2.5kg 3.2kg 異なった混合物設計から形成したシートを完全に乾燥させた上での強度、伸長 性、および弾性率を求めた結果を以下に記す。 雲母の量が増加するとシートの強度は増大したが、伸長性が減少した。大量に 雲母を含有したシートは非常にもろくなった。 実施例 １８１ 上述した任意の混合物設計を使用して、水硬セメントをほぼ同じ重量の半水石 膏に置き換えて水和凝結性混合物を製作する。この水和凝結性混合物は硬化は速 くなるが、得られるシートは一般的に同じような強度、伸長性、および剛性にな るであろう。 実施例 １８２ 上述した任意の混合物設計を使用して、水硬セメントをほぼ同じ重量の酸化カ ルシウムに置き換えて水和凝結性混合物を製作する。酸化カルシウムと炭酸ガス の反応がより遅いため、この水和凝結性混合物は硬化は遅くなるが、得られるシ ートは一般的に同じような強度、伸長性、および剛性になるであろう。しかし、 混合物中の大量の水分をモールド工程中または後に取り除くことによって、すば やくグリーン強度を得ることは可能である。 実施例 １８３ 下記の成分を含む水和凝結性混合物を製作する。 半水石膏 1.0kg パーライト 0.5kg Ｔylose［登］ 0,075kg 繊維（サザンパイン） 0.25kg 水 2.6kg 石膏、繊維、Ｔｙｌｏｓｅ［登］、および水を高速シアーミキサで３分間混合 し、その後、パーライトを加えてさらに３分間低速シアーミキサで混合する。 混合物を厚さ６ｍｍのシートに押し出し、その後、最終的なシートの厚みを０ .２５〜０.５ｍｍの範囲まで下げるため、段階的にカレンダーに通す。 これらのシートは、本特許説に述べた任意の手順で、すぐ適宜の飲食品容器の 形に形成できる。強度は水硬セメント使用の容器と同等で、紙、ダンボール、ポ リスチレン製等の容器に代わるものとして有益かもしれない。 実施例 １８４ 水硬セメントの２５％の重量の半水石膏を含むよう、水硬性セメント使用の任 意のセメント混合物の配合を変える。石膏は水分吸収成分（あるいは内 部における乾燥剤）としてはたらくので成形安定を速める。これによって形成さ れた容器の強度は、石膏を含まない混合物から製作したものと同等のものである 。 実施例 １８５ 上述の任意の混合物設計に急結剤を含め、成形安定のさらに速い水和凝結性混 合物にする。材料の最終的な強度は、急結剤を含まない材料と同等のものである 。 実施例 １８６ セメント容器廃棄物を食品廃棄物と一緒に捨てた。４週間後、容器は完全に崩 壊し、良好な混合物となっていた。 ＩＶ．要約 以上のように、本発明は、飲食品の保管、分配、包装及び梱包、仕分け等に用 いられる水和凝結性容器のための、新しい組成と工程を提供する。 本発明は、発泡ポリスチレン製容器とほぼ同等の保温性その他の特性を持ちな がら、環境的にはより自然な水和凝結性容器を製作するための新しい組成と工程 をも提供する。特に本発明は、オゾン層の減少を起こすとされる化学物質を使用 したり放出したりする必要がない。そればかりでなく、ゴミ埋 め立て地で、分解しないか非常にゆっくりとしか分解しないで美観をそこねるゴ ミを出すこともない。 更にまた本発明は、比較的安価に大量生産できる水和凝結性容器を製作するた めの、新しい組成と工程を提供する。 その上、本発明は、柔軟性があり使い捨て可能でありながら、その廃棄物が、 紙、プラスチック、発泡スチレン、金属製といった他の使い捨て容器に比べて、 環境的により健全である水和凝結性容器のための新しい組成と工程を提供する。 本発明は、基本的に地球と同じ成分からなり、土や岩に類似しているので、捨て られた時環境に対するリスクが小さいもしくは皆無となる、水和凝結性容器のた めの新しい組成と工程を提供する。 本発明は更に、紙製容器の製造に必要であるように出発原料を求めて大量の木 々を伐採するという必要を無くし、原料が大地から得られるような新しい組成と 工程を提供する。 本発明は更に、水和凝結性容器がダイオキシンのように有毒な化学物質を食物 中に放出したり、容器製造中にダイオキシンを生成することが無いので、保管お よび分配用容器の安全性を高めるような新しい組成と工程を提供する。 本発明は更に、使い捨て容器の再利用性を高める新しい組成と工程を提供する 。特に、水和凝結性材料は骨材として新しいセメントペーストに再混入できるし 、あるいは多くのセメント使用の場において適切な骨材として利用することがで きる。 本発明は更に、軽量でも飲食品を十分構造的にサポートできるような軽量容器 作成のための、新しい組成と工程を提供する。 本発明は更に、モールド直後のグリーン状態においても外部からのサポートな しに形状を保持し、すばやく十分な強度に到達するため、成形された容器は通常 の製造方法で取り扱い可能となるような新しい水和凝結性の飲食品容器を提供す る。 本発明は、その精神あるいは本質的特質を逸脱すること無く、他の特定な形に 具体化することもできる。述べられた具体例は説明のためであって、これに限定 されるものではない。そのため発明の範囲は上述した記述によってでなく、添付 した特許請求欄の記述によって示されるものである。特許請求欄記載事項に相当 する意味や範囲内でのすべての変更は、発明の範囲に包含されるものとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年７月２６日 【補正内容】 １． 英文明細書第８頁１行〜同頁第３２行（和文明細書第８頁第３パラグラフ 〜第９頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 この成型性の欠落（これは不良作業性や不良成型安定性の結果であるかもし れないのだが）と、単位重量当りの引っ張り強さが弱いという二点のために、セ メント状用材は伝統的にサイズや重量があまり問題にならず、コンクリート上に 加わる力や荷重は圧力に限られるという場合にのみ、使用されてきた。即ち、道 路、土台、歩道、壁などである。 さらに、セメント状用材は、歴史的に脆く、堅く、折り重ねたり曲げたりでき ず、低弾性で、撓みおよび曲げ強さが弱い。脆くて引っ張り強さ（約１〜４ＭＰ ｄ）に欠けるコンクリートの特性は至る所に見ることができる。例えば、金属、 紙、プラスチック、セラミック等と異なり、コンクリートはほんの少しでも縮ん だり曲げたりすると、ひびが入ったり壊れたりする。必然的に、典型的セメント 状用材は、容器や薄いシートのような小型で軽い物体を作るのに適さない。これ らを作るには、単位重量当りの典型的セメント状用材に比べ、もっと引っ張り強 さや柔軟性に富んだ材料のほうが適している。 近年、小型で、緻密な物体も成形できる、強力なセメント状用材が開発された 。そのような用材のひとつは、Ｂｉｒｃｈａｌｌ等による米国特許申請書連番No .4,410,366に開示された、「Macro-defect-Free」又は「ＭＤＦ」コンクリート である。また、S.J.Weiss,E.M.Gartner,S.W.TresouthickによるU.S.Department of Energy CTL ProjectCR7851-4330 「金属、プラスチック、セラミック、木 にとり代わる、エネルギー消費の少ない、引っ張り強さに富むセメントペースト 」 （最終報告１９８４年１１月）も参照されたい。」 ２． 英文明細書第１２頁第１行〜第１２頁末行（和文明細書第１２頁第４ パラグラフ〜第１３頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 紙、ダンボール、プラスチック、ポリスチレン、金属製品はお互いに比肩し うる値段かもしれないが、通常のセメント状用材よりもはるかに高価である。合 理的なビジネスは、紙、ダンボール、プラスチック、ポリスチレン、金属の代わ りにぐっと安いセメント用材を使うことから来る経済利益を無視するはずがない 。それが行われなかったのは、ただ単に、そのような置き換えを可能にする技術 が無かったからにすぎない。 前述のように、必要なのは、飲食品を保管、分配、包装梱包するための容器作 成に使用される、紙、ダンボール、プラスチック、ポリスチレン以外の、新しい 用材てある。もし．、木や石油や、その池本質的に新生不可能か、新生速度が非 常に遅い資源を主要な原材料源として使用せずに、そのような用材が作成できれ ば、技術における大きな進歩である。 もしそのような用材が、製造と廃棄の両面において、環境的にもっと自然であ るなら、それも技術の進歩である。特に、もし飲食物容器のメーカーが、現在の 材料を使用しているために放出する、ダイオキシンやＣＦＣやその他の危険な化 学物質を放出しなくなればそれは大きな進歩と言える。同様に、容器は廃棄され ると結局自然界へ戻って行くのだから、もし容器が、本質的に地球自然界に存在 する成分からできていたらそれは進歩である。 もしそのような用材に、ポリスチレン製容器のような保温特性が備わるよう、 高率で気泡を含有させることができたら進歩である。そして、もしそのような用 材が、紙、プラスチック、薄い金属製のものと同程度の強度と美観を兼ね備える ことができたら、さらに大きな進歩といえる。」 ３． 英文明細書第１３頁第１行〜第１４頁第２行（和文明細書第１３頁第４パ ラグラフ〜第１４頁〜第５パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 もしそのような新素材が市場に見られる種々多様な飲食品容器すべての製造 に使われている従来の材料の特性を備えることができたら大きな進歩である。も し．そのような材料が、新しい飲食品容器の製造に利用できる、従来の材料には 無い別の特性（例えば、保存性が長い、腐食しない、耐火、耐熱等）を備えるこ とができたらこの改良はより重要である。 合理的観点から言えば、もしそのような材料が飲食品容器の製造に使用された 時、代価が従来の容器に匹敵するかそれより安いようであるなら、大きな技術進 歩である。 製造側の見地から言えば、もしそのような材料がすぐに成型安定でき、外測か らの支え無しに自身の形を保つことができ、現在、飲食品容器の製造に使用され ている材料と同じように取り扱うことができれば、大きな技術進歩である。 ここに開示されたのは、飲食品容器に使用するための、そのような材料であり 、ここに特許請求するものである。 発明の要旨 本発明は水和凝結材料でできた、飲食品容器を製造するための新規な組成物お よび方法に関するものである。材料科学において開発された革新的な工 程と微細構造工学的アプローチにより、軽量で強く環境的に適合する、（その上 、望むなら柔軟性も保温性もある）飲食品容器が、セメントや石膏を含む水和凝 結材料から、容易に安価に大量生産できることとなつた。本発明の範囲に含まれ る使い捨て容器、コップ、その他の製品は、ファーストフードレストランで熱冷 飲食品を洪するのに特に有益である。」 ４． 英文明細書第１５頁第３２行〜第１６頁末行（和文明細書第１６頁第４パ ラグラフ〜第１７頁第３バラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 ともあれ、木、亜麻、マニラ麻、大麻、綿、きび殻等の自然繊維が好ましい 。これらは、水和結合剤によって結合されるので、殆どの紙やダンボール製品製 造に要する猛烈な加工工程を必要としない。製紙産業においては、木材パルプ中 のリグニンをとばし、繊維をばらばらにほぐし、各繊維間に網状組織をもたらし 結合させるために、そのような工程が必要である。そのような猛烈な加工工程は 、本発明においては不必要であり、繊維は元の強度を保てるので、含まれる量は 少量でも強度を保持できる。 つまり、繊維の利点は、少量の添加で紙のような猛烈な加工工程抜きに水和結 合剤と混合できることである。さらに、水汚染は、製紙製造におけるように、本 発明の処理工程においては、著しく重要な問題ではない。 プラスチックやポリスチレンの製造とは異なり、本発明の水和凝結材料は石油 ベースの製品あるいはその誘導体を、スタート材料としてほんの少ししか、ある いはまったく使用しない。水和凝結性容器製造に消費されるエネルギーを生み出 すために、少量の化石燃料は必要であるが、プラスチックやポリスチレン製品製 造に消費される石油全体量に比べると、わずかなものである。さらに、本発明に おけるエネルギー消費は、製紙産業のそれよりはるか に少ない。同様に、始めの資本投下は本発明の場合、はるかに少なくてすむ。 最後に、本発明の水和凝結性容器の別の利点は、これを捨てても、環境に対す る影響は紙やダンボール製品の場合より小さく、プラスチックやポリスチレン製 品の場合よりはるかに小さいことである。本発明の水和凝結性用材は容易にリサ イクルできる。また、たとえリサイクルされなくても、本発明の水和凝結性容器 は廃棄されて埋められ、そこで、地球の成分と同様な組織を持つ細粒になる。」 ５． 英文明細書第１７頁第１行〜同頁末行（和文明細書第１７頁第４パラグラ フ〜第１８頁第４パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 この崩壊の工程は生分解の力によって左右されるのではなく、水分および、 または圧力などのいろいろの力の結果として発生する。例えば、レオロジー修正 剤は水に露出されることによって時間経過に伴い分解し、材料のマトリクスの中 に空隙を作り出す。これらの空隙は材料を軟らかく、そして、破砕しやすくする 効果を持つ。さらに、レオロジー修正剤およびセルロース・ファイバーともに生 分解性を持つ（すなわち、微生物、熱、光および水による影響で破壊される）。 水硬性廃棄物を埋め立てに使用した場合、これらの廃棄物は他の塵芥の圧力を 受けて微粒状粉末に粉砕され、特定の地表部分の生分解と腐蝕をさらに促進させ る。また、地上に投棄した場合、水硬性廃棄物は水と風の力、および、偶然の圧 縮力、例えば、地上を走行する車両や歩行する人たちによる力によって実質的に 無機物に還元され、一般的な処分可能紙類または発泡ポリスチレンカップが同じ 環境で分解するのに通常要する時間に対し相対的に短時間内に無害な粒状粉末に 変わる。 湖または河川に投棄されたプラスチックまたは金属缶は１０年間、恐らく数世 紀にわたつてそのまま残るが、水和凝結性容器は短期間内に本質的にほこり状の 砂または泥に分解される。この場合の分解に要する時間は、容器の製造に使用さ れた水和凝結性混合物の混和処方によって大きく異なる。 本発明に従って製作された食品および飲料容器の望ましい構造マトリクスはセ メント状またはその他の水和凝結性混合物の反応生成物によつて形成される。水 和凝結性混合物は少なくとも水性セメントまたは半水石膏などの水性結合剤を含 有する。」 ６． 英文明細書第２４頁第３６行〜第２６頁第２行（和文明細書第２６頁第２ パラグラフ〜第２７頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 エラストーマー、プラスチック、またはペーパー ・コーテイングは折り畳 みまたはヒンジ部分の完全性を保持する上で有効である。この場合、ヒンジの曲 げによって下にある硬化構造マトリクスが破砕するかどうかは関係ない。また、 シートまたは容器には証印、ロゴ、またはその他の印刷材料を印刷または刻印し ておくことが望ましい。 さらに、本発明の別な実施例としては、空隙を追加することによってカップお よび容器の断熱性（冷熱食品および飲料の両方に対する）を高める方法がある。 これらの空隙はいろいろな方法によってセメント状混合物にガスを導入して作る 。その一つは、混合の過程で空隙を機械的に作り出す方法であり、もう一つはセ メント・ペースト内のインシチュー（元の位置）に化学的に生成したガスを導入 する方法である。 本発明による配合を変えることによって、本質的に性質が異なる製品を作るこ とができる。例えば、壁が丈夫な超軽量製品（発泡ポリスチレンの壁に似ている ）の製造が可能である。便宜上、最初の形式の製品を「泡状」製品と呼ぶ。 また、陶器またはセラミック製品によく似た外見を持つ製品を本発明に従って 製造することができる。ただし、本発明による製品はずっと軽量で、一般的に体 積の比重は約１．５以下であるのに対して、陶器またはセラミック製品の体積の 比重は２．０以上である。本発明による第二の形式の製品を「粘土状」製品とい う。これは、スランプがゼロで、形成安定な、すぐれた加工特性を有する、水和 凝結性材料てあることによる。 泡状および粘土状材料ともに、先ずシート（または連続ロール）にモールドし 、後でスタンピング、プレス、刻み目、折り畳みまたはロール処理によって必要 な容器またはその他の物品を製造する。この第三の形式の製品を「シート」状製 品といい、多くの食品または飲料容器に使用される紙または厚紙によく似ている ことから、これらの代わりに使用される。」 ７． 英文明細書第２７頁第３１行〜第２８頁末行（和文明細書第２９頁第２パ ラグラフ〜第３０頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 特定の生成物を作り上げるのに使われる原材料の種類は非常に多様であり、 推定では、五千から八千種類にも登る。これらは金属、重合体、エラストマー、 セラミック、ガラス、合成物およびセメントの様な多岐に渡る種類の中から選択 できる。特定の種類の中でも、性質、工程および利用方法にはある種の共通性が ある。例えば、セラミックでは、高い弾性率をもつのに対 して、重合体は係数が低く、金属は鋳造そして鍛造で成形できるのに対して、合 成物は休止または特別な成形技術を必要とし、水硬性セメントから作られるもの を含む水和凝結性材料は歴史的に低い曲げ強度をもつのに対して、エラストマー は曲げ強度が高い。 しかしながら、材料の性質の区画化には危険があり、特殊化（冶金技術者はセ ラミックに関しては無知である）および保守的な思考（我々が金属を使うのは、 いままで使ってきたからだ」）に陥る可能性がある。水和凝結性材料を食品およ び飲料産業との関連のような多様な製品に使おうとする思考を妨げてきたものは このような特殊化と保守的な施工のためである。 それにもかかわらず、水和凝結性材料に多様な用途があり、設計と微細構造技 術が可能であることが認識されることにより、多様な製品に応用できることが明 らかになった。水和凝結性材料は従来の材料に比べて比較的穏和で破壊的でない 条件でその性質を得ることができるという追加的利点がある。 （他の材料は、材料の組成物に重大な影響を及ぼす高エネルギー、高温または 苛酷な化学的処理を必要とする。）したがって、正しく設計、製造することによ り多くの非水和凝結性材料を水和凝結性材料に混ぜることにより驚くべき相乗的 性質または効果を得ることができる。 本発明の組成の設計は、最初に設計上の主要な制約を次に、成分の性質を最大 限に利用できる材料の仲間を探すことにより開発され、対象が絞られていった。 この過程を通じてコスト効率のよい方法で製造できる製品を設計する必要性を常 に念頭におくことが重要である。」 ８． 英文明細書第２９頁第３３行〜第３１頁第２行（和文明細書第３１頁第２ パラグラフ〜第３２頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 本発明の微細構造技術的アプローチのもう一つの利点は、構造マトリクスの 横断面が従来技術で通常得られるよりもより均一な組成を作り出すことができる ことである。好都合なことに、水和凝結性構造マトリクスが約１〜２ｍｍ³の二 つのサンプルを取り上げた場合、これらのサンプルはすき間、骨材、繊維、その 他の添加剤の量とマトリクスの性質が実質的に同様になる。 最も単純な形を取り上げた場合、水和凝結性材料の微細構造技術と設計に材料 科学を応用する工程は、（ａ）骨材、（ｂ）予期される粒子の詰まり具合い、（ ｃ）システムのレオロジーおよび（ｄ）製造システムの処理とエネ・ルギーを特 性化、分析および変更（必要であれば）することである。骨材の特性化において は、平均粒度が決定され、粒子（粒子の寸法分布の関数である）の自然な充填密 度が決定され、粒子の強度が確認される。 この情報により、数学的モデルにより粒子の詰まり具合いが予測される。粒子 の詰まり具合いは、加工性、形状安定性、収縮性、嵩密度、断熱性、引っ張り、 圧縮および曲げ強度、弾力性、耐久性および最適価格のような最終製品に対する 望ましい必要条件を決めるための最も重要な要素であることが知られている。粒 子の詰まり具合いは、粒子と骨材の特性化のみに左右されるだけでなく、水の量 および水と充填された骨材のすき間の容積との関係にも影響される。 システムのレオロジーはマクロレオロジーとマイクロレオロジーの関数で ある。マクロレオロジーは、粒子の詰まり具合いによつて定義される固体粒子相 互の関係である。マイクロレオロジーは、システムの潤滑部分の関数である。潤 滑材（水、レオロジー修正剤、可塑剤、その他の材料）の変更により、粘度と降 伏応力が科学的に変更できる。マイクロレオロジーは、粒子の形状またはサイズ を変更することにより物理的に変更することもできる、つまり、切断した繊維、 板状雲母、丸い形のシリカ蒸気あるいは破砕した荒いセメント粒子は潤滑材と様 々な相互作用を行う。」 ９． 英文明細書第３６頁第３２行〜第３８頁第１３行（和文明細書３８頁第３ パラグラフ〜第４０頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「「グリーン」または「グリーンな状態」と云う用語は、その強度が人工的乾燥 、養生または他の方法で達成されたかどうかに係わりなく、その最終強度の大部 分を達成し．ない水和結合混合物との関連で使われる。水和凝結性混合物は、希 望する形に成形される直前およびそれに引き続く状態にある時に、「グリーン」 または「グリーンな状態」にあると云われる。水和凝結性混合物がもはや「グリ ーン」または「グリーンな状態」でない瞬間は、その様な混合物は一般的にその 全強度の大部分を獲得するのは徐々に時間を掛けて行われるため、必ずしも明確 な境界線を引けるものではない。水和凝結性混合物は、もちろん「グリーンな力 」の増加を示しても依然として「グリーン」である。そのため、本書での検討で は水和凝結性材料のグリーンな状態における安定性の形成を指すことが多い。 上述したように、好適な水和凝結剤は、主としてその低いコストと本発明の製 造工程に適合することを理由として、ホワイトセメント、ポートランドセメント 、微細セメント、高アルミナセメント、スラグセメント、半水石膏 および酸化カルシウムを含む。このセメントのリストは決して全てを網羅するも のではなく、また、以下に付記される請求事項の適用範囲内の水和凝結性容器の 製作に有用である結合剤の種類を限定することを意図するものでもない。 本発明は、Ｈ．Ｍ．ジェニングス、Ｐｈ．Ｄ．およびＳ．Ｋ．ホドソンにより 、「水和凝結セメント組成およびその製造および利用方法」と題して１９９０年 ５月１８日提出の係属中の特許申請書連番No.07/526,231であって、粉末状水硬 セメントを正昧最終位置近くに置き、水和のために水を加える前に成形したもの で検討されている他の種類のセメント系化合物を含むことができる。関連する一 部係属申請書は、１９９２年１１月１０日、Ｈ．Ｍ．ジェニングスＰｈ．Ｄ．、 Ｐ．Ｊ．アンダーソンＰｈ．Ｄ．、およびＳ．Ｋ．ホドソンの名で、同じく「水 和結合セメント組成およびその製造および利用方法］として提出された。開示の 目的にしたがって、前述の特許はその都度言及することにより本書に組み込まれ る。 別の種類の水硬セメント化合物は、二酸化炭素が水硬セメントと水と混合され るものを含む。この方法で作られる水硬セメント化合物は、グリーンな強度をよ り急速に達成できることによって知られている。この種の水硬セメント化合物は 、１９８９年１０月１０日、Ｈ．Ｍ．ジェニングスＰｈ．Ｄ．およびＳ．Ｋ．ホ ドソンの名で、「改良された建築材料とその製品の製作の工程」と題して提出の 係属中の特許申請書連番No.07/418,027であって、水と水硬セメントが二酸化炭 素、一酸化炭素、カーボネート塩およびそれらの混合物からなるグループから選 択されたカルボネートソースが存在する中で混合されたものの中で検討されてい る。開示の目的にしたがって、前記特許 はその都度言及することによって本書に組み込まれる。」 １０． 英文明細書第３８頁第２８行〜第３９頁末行（和文明細書第４０頁第３ パラグラフ〜第４１頁第２パラグラフまで）を、以下のとおり、補正します。 「 それにもかかわらず、その使用目的を遂げた後直ちに分解または崩壊する使 い捨て食品または飲料容器を設計するためには、食品または飲料容器が水または 水分が存在すると分解するのが望ましいことがある。本発明の微細構造技術的ア プローチの利点の一つは、水和凝結性構造マトリクスの中に水に対する望ましい 抵抗性または溶解性を設計できることである。水が存在すると直ちに分解する容 器を得るためには、一般的に物質内の水和凝結剤の量を減らす必要がある。その ため、水に対する溶解性または不溶性の程度は一般的に、水和凝結性混合物内の 水和凝結剤、特に水硬セメントの濃度に関する。ほとんどの場合、水和凝結剤の 添加料を増やすと容器は水の中で溶解し難くなる。 ２． 水硬ペースト 本発明の各実施例において、水硬ペーストまたはセメントペーストは、最終的 に容器に強度の性質を「調整」および発達させる能力を与えるキーとなる成分で ある。「水硬ペースト」の用語は、水と混合された水和凝結剤を指すものでなけ ればならない。より特定的には、「セメントペースト」と云う用語は、水と混合 された水硬セメントを指すものでなければならない。「水和凝結性」、「水和」 または「セメント系」混合物と云う用語は、グリーンな状態または硬化および／ または養生した後に骨材、繊維、レオロジー修正剤、分散剤または他の材料が加 えられた水硬セメントペーストを意昧しなけ ればならない。水硬ペーストに加えられたその他の成分は、硬化しないもの並び に最終硬化生成物て強度、収縮、柔軟性、嵩密度、絶縁性、色、多孔性、表面仕 上げおよびきめを含むが、それに限定されないものの性質を変更する目的を遂行 する。 水和接合剤は、水和凝結性混合物に調整、硬化および材料の強度の性質の多く を達成させる成分として理解されるが、ある種の水和凝結剤も初期の良好な結合 力およびグリーンな強度の発達を助ける。例えば、水硬セメント粒子は、硬化す る前であっても水と初期のゲル化反応（gelating reactions）を行うことが知ら れており、このことにより、混合物の内分の結合に寄与することができる。」 １１． 英文明細書第４０頁第３４行〜第４１頁末行（和文明細書第４２頁第３ パラグラフ〜第４３頁第４パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 前記から、本発明の適用範囲内の実施例は非常に軽量な「泡状」製品から、 ある程度高密度の「粘土状」製品までにわたることが理解されるはずである。さ らに、泡状あるいは粘土状の材料は最初、殆ど紙、ボール紙、プラスチックある いは金属シート同様に取り扱うことができる「シート状」の生成物とする事がで きる。これらの広いカテゴリーの中で、成分の分量および種類を調節することに よって多様なバリエーションと変化をもたらすことができる。成分とその相対的 な量は、製作しようとする特定の容器またはその他の製品によって大きく異なる 。 一般的には、「泡状」の製品を作るには、水和凝結剤をウエットな水和凝結性 混合物の重量比で約１０〜９０％の範囲で混ぜるのが望ましく、より好 適には約２０〜５０％の範囲が望ましい。 「粘土状」製品では、ウエットな水和凝結性混合物の重量比で約５〜７５％の 範囲で混ぜるのが好適であるが、より効果的にするには約８〜６０％、また最も 効果的にするには約１０〜４０％の範囲が望ましい。 最後に「シート状」の製品の製作では、ウエットな水和凝結性混合物の重量比 で約５〜９０％の範囲で混ぜるのが好適であるが、より効果的にするには約８〜 ５０％、また最も効果的にするには約１０〜３０％の範囲が望ましい。 しかしながら、濃度と分量はすべて最終製品に要求される品質と性質によって 大きく変わり得ることは理解できるであろう。例えば、飲用ストローの様な非常 に薄い（例えば０.０５ｍｍ）壁の構造でしかも強度が必要な場合は、水和凝結 剤の比率を非常に高くし、骨材を少なく、またはゼロにするとより経済的にでき る。その様な場合には、柔軟性と強度を与えるために多量の繊維を混ぜることも 必要になる。」 １２． 英文明細書第４４頁第１行〜第４５頁第１２行（和文明細書第４５頁第 ４パラグラフ〜第４７頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 それにもかかわらず、この技術に卓越した者にとっては、骨材および水を吸 収しやすい添加剤が多く含まれる場合は、同程度の加工性と水和凝結性結合剤を 水和するのに必要な水を確保するためにより高い水対水和凝結性結合剤の割合が 必要であることが明らかなはずである。これは、骨剤の量が多いと、水で埋めな ければならない粒子間のすき間が大きくなるためである。 多孔性で軽量の骨剤は、すき間が多い分だけ内部的に大量の水を吸収する。 高い加工性と高いグリーン強度と云う相反する目標は、最初比較的多量の水を 入れ、後で通常鋳型、ローラーを加熱あるいは乾燥トンネルを通すことにより、 成形の工程で大部分の水を放出できる。 前述の条件に基づき、本発明の適用範囲での代表的な水和凝結化合物は水対セ メント比が約０.１対４であり、より好適には０.３対３.５、また最も好適には １対３である。乾燥して余分な水を除去した後の残留する水の全量は、乾燥、硬 化した水和凝結性シートまたは容器に対して重量比で約１０％までの範囲となる 。 結合剤粒子は水と化学的に反応し、粒子間のすき間の自由水の量を減らすため 、水和凝結性混合物に対する内部乾燥効果があることを理解すべきである。この 内部乾燥効果は、反応の早い水和結合剤、例えば、半水石膏と反応の遅い水硬セ メントを併用して混ぜると促進される。 本発明の好適実施例によると、「混合および各半装置」と題する米国特許申請 書連番No.4,225,247、「コロイド状混合物の製造方法と装置」と題する米国特許 申請書連番No.4,889,428、「セメント製造材料の製造装置」と題する米国特許申 請書連番No.4,944,595および「セメント材料製造の工程」と題する米国特許申請 書連番No.5,061,319で開示、請求されているように水和凝結剤と水を高せん断力 の混合物に混合することが望ましいことが知られている。開示の目的にしたがっ て、前述の特許はその都度引用することによって本書に組み込まれる。これらの 特許の適用範囲における高せん断力混合物は、 本特許の譲受人である、カリフォルニア州、サンタ・バーバラ市、Ｅ．カショギ 工業会社から入手できる。」 １３． 英文明細書第４９頁第３５行〜第５１頁第２行（和文明細書第５２頁第 ３パラグラフ〜第５３頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 更に、粘土は過去数千年使われており、加熱しないでも硬くなるが、その様 な加熱しない粘土は水による劣化、風化に弱く、非常に脆く、強度も低い。それ にもかかわらず、水和凝結性構造マトリクスにおいては良好で、安価な骨材とな る。 同様に、半水石膏も水があると水和して、二水硫酸カルシウムを作る。したが って、石膏は、半水または二水の形（およびその濃縮）が水和結合性混合物に添 加されるかによって骨材および結合剤の両方の特性を示すことがある。 セメント系混合物に軽量の特性を与えられる骨材の例としては、次のものが含 まれる。即ちパーライト、ひる石、ガラス球、中空ガラス球、炭酸カルシウム、 人造材料（例えば多孔セラミック球、板状アルミナ、他）、コルク剤、軽量膨張 粘土、砂、砂利、岩、石灰岩、砂岩、軽石および他の地質材料。 セメント産業で使われる従来の骨材に加えて、次に列記するような多様な骨材 を本発明の適用範囲内で水硬セメントに組み合わせることができる。即ち繊維、 強化材、金属および合金（ステンレス、アルミン酸、鉄、銅、銀および金）、球 または中空球材（ガラス、重合物、金属）、充填材、ペレット、粉体（マイクロ シリカのような）および繊維（グラファイト、ジリカ、アル ミナ、ガラス繊維、重合体、有機繊維および各種の化合物を作るのに通常使われ る様なその他の繊維）を含むその他の多種多様な骨材を本発明の範囲内で水硬性 セメントと組み合わせることができる。種、澱粉、ゼラチンおよびカンテンの様 な材料でさえも本発明の骨材に組み込むことができる。 前記より、混合物の中の特定の骨材の量は、特定の食品または飲料容器が必要 とする性能によって変化することが理解される。骨材を少量あるいはまったく使 わないケースも多くある。しかしながら、大部分の場合、グリーンまたはウエッ トな水和凝結性混合物の重量比で約８０％までの骨材が使われる。」 １４． 英文明細書第５３頁第３行〜第５３頁第３２行（和文明細書第５５頁第 ３パラグラフ〜第５６頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 高い断熱能力をもった食品および飲料容器を得ることが必要な実施例におい ては、水和凝結性マトリクスに、低い熱伝導性または「ｋ因子」（Ｗ／ｍ・ｋと 定義される）をもった軽量骨材を組み込むのが望ましいことがある。ｋ因子は、 米国において特定の材料の全熱抵抗を記述するために広く使われている値の逆数 または、一般的にhr・ft²F/BTUの単位をもつと定義される「Ｒ因子」にほぼ等し い。Ｒ因子と云う用語は、材料の厚みとは無関係に、ある材料の全熱抵抗を記述 するために米国で最も広く使われている。しかしながら、単に比較を目的とする 限り、Ｒ因子を問題の材料の厚みのインチ当たりの熱抵抗またはhr・ft²F/BTUを 表すとするのが一般的である。 本発明の仕様のため、以下与えられた材料の断熱能力は、以降、すべてＩＵＰ ＡＣ方式の熱伝導性（すなわち、「Ｋ因子」）記述で表現される。（英 国単位（hr・ft²F/BTU・in）で表された熱抵抗のＩＵＰＡＣ単位への変換は正規 化された数字に６．９３３５を掛け、その積の逆数をとることにより求められる 。）一般的にＫ因数の小さい骨材は、多量の封入内部空間、空気、混合されたガ スあるいは部分的真空を含み、骨材の強度を大幅に低下させる。そのため骨材の 断熱性と強度に対する関心はともすると対立しやすいので、所定の混合を設計す る時はこのことを常に念頭におきバランスを保つべきである。」 １５． 英文明細書第５３頁第３３行〜第５４頁末行（和文明細書第５６頁第２ パラグラフ〜第５７頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 好適な断熱、軽量な骨材は、膨張または板状ひる石、パーライト、焼成けい そう土および中空ガラス球の様な、多量の内部空間をもつものを含む。ただし、 このリストは全てを網羅するものではなく、単にコストが低いことおよび入手が 簡単なことを理由に挙げたに過ぎない。いずれにしても、セメント系食品容器に 十分な断熱性を与えることができる低いｋ因数の骨材は、本発明の適用範囲内に ある。 Ｆ． 繊維 本明細書および付属の請求事項で使われる「繊維」または「繊維性材料」と云 う用語は無機繊維と有機繊維の両方を含む。繊維は水和凝結性混合物に添加され た場合、最終水和凝結性材料の結合力、伸張性、撓み力緑、耐久性、破断エネル ギー、曲げ、引っ張りおよび、場合によっては、圧縮力を高める特定の種類の骨 材である。繊維性材料は、水和凝結性材料に横断面に強い力を与えたときにちぎ れ難くする。 構造マトリクスに組み込まれる繊維は、好適には、麻、綿、植物の葉、木材ま たは幹から抽出されたセルロース繊維のような天然に産する繊維またはガラス、 シリカまたは金属から作られた繊維である。ガラス繊維はできれば事前にアルカ リに対する耐性を与えておくのが望ましい。 特に好適な繊維は、ガラス繊維、アバカ、パガセ、木材繊維（広葉樹または針 葉樹、例えば、南洋材）および綿である。再生紙繊維も使えるが、最初の製紙工 程で繊維の破壊が行われるためその望ましさは欠けるところがある。そのほか強 度と曲げ強さを与える同等の繊維も本発明の適用範囲に入る。アバカ繊維は、フ ィリピンのイサログ社で発売している。Cemfill［登］の様なガラス繊維は英国 のピルキントン社で発売している。」 １６． 英文明細書第５５頁第１行〜第５６頁第２行（和文明細書第５７頁第３ バラグラフ〜第５８頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 これらの繊維は、その低コスト、強さおよび入手しやすさの理由て本発明で 使用するのが望ましい。しかしながら、圧縮および引っ張り強度並びに耐久性と 曲げ力（必要に応じ）を与える同等なものも本発明の適用範囲に入る。唯一の限 定的基準は、水和材料の他の成分に逆の影響を与えずまたその様な繊維を含む容 器内に入れたまたは頒布される食品を汚染しないと云うことである。 本発明の食品および飲料容器に使われる繊維は、長く、細い繊維は、混合物の 嵩を増すこと無く強い力を構造マトリクスに与えることができるため、長さ体幅 の比率（「縦横比」）が高いものが好適である。繊維の縦横比は約 １０：１以上、より好適には１００：１以上また最も好適には２００：１である べきである。 好適な繊維はまた、水和結合粒子の直径の数倍の長さをもつことも必要である 。水和結合粒子の少なくとも２倍の長さをもつ繊維を使うことができ、水和結合 粒子の直径の少なくとも１０倍の平均長さを有する繊維が望ましく、より好適に は少なくとも１００倍、さらには、１，０００倍のものさえ、非常に有用である 。 水和凝結性混合物のマトリクスに加える繊維は、強度、耐久性、曲げ力および コストを混入する繊維の量の決定の主要条件として、最終製品に必要な性質によ り添加する量が変動する。ほとんどの場合、添加される繊維の量は水和凝結性混 合物の重量比で約０.２〜５０％、より好適には約１〜３０％また最も好適には 約５〜１５％の範囲である。」 １７． 英文明細書第５７頁第５行〜同頁第３１行（和文明細書第５９頁第３パ ラグラフ〜第６０頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 繊維は、ほぐされた繊維の絡まり効果と開放されたリグニンとヘミセルロー スの粘着力により基本的に自已結合性をもっている。したがって、「ウエブ物性 」と水素結合が最終の紙またはボール紙製品の強度を維持する力を決める。しか しながら、このような過酷な処理の代償として繊維はその全長にわたって大きな 傷をもち、そのためその引っ張り、せん断および破裂強度が失われる。 これと比べて本発明の範囲の繊維はビーターの様な過酷な処理を行わないため その初期強度の大部分が保有される。これは繊維が水素結合によって互 いに結合されているためである。したがってウエブ物性力よりも繊維の結合のマ トリクスの方が本発明の製品の強度を維持する主要な理由となる。 したがって、本発明の水和凝結性混合物に添加される繊維の量はより少ないに もかかわらず、高レベルの繊維の力を引き出すことができる。良好な強度を維持 しつつ繊維の量が少ないことは、次のような理由によりシートまたは容器を（紙 に比べて）より経済的にできる。すなわち（１）繊維は通常水和結合剤または骨 材より高価であり、また（２）処理装置に対する資本投資額が少ない。」 １８． 英文明細書第５８頁第４行〜同頁末行（和文明細書第６０頁第４パラグ ラフ〜第６１頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「Ｇ． 分散剤 ここで使われる「分散剤」と云う用語は、水和凝結性混合物の粘性と降伏応力 を減らすために添加される材料の種類を指す。分散剤の使用に関する詳細な説明 は、Ｐ．Ｊ．アンダーソンの修士論文「有機超可塑性混合材とそのゼータポテン シャル成分の効果とセメント材料の関連する性質」に見られる。 発明の開示の目的にしたがい、この修士論文はその都度引用して本書に組み込ま れる。 分散剤は通常水和凝結剤粒子の表面上および／または結合剤粒子のコロイド状 重層の中に吸収されて働く。これにより、粒子の周りまたは表面にマイナス電気 が生じ、互いに反発し合う結果となる。この粒子同士の反発により、粒子が大き な相互作用を帯びる元となる摩擦または吸着力を減らす「潤滑性」を増すことに なる。したがって、少量の水を加えるだけで水和凝結性混合物 加工性が維持できる。 プラスチックに似た性質、結合力および／または形状安定性を必要としない場 合には、粘性と降伏応力を大きく減らすことが望ましいことがある。分散剤を加 えることにより、特に水の「欠乏」状態の時に少量の水しか加えないでも水和凝 結性混合物の加工性を維持しやすくなる。したがって分散剤の添加量があまり増 すと成形したシートまたは容器の形状安定性が損なわれることになる。しかしな がら、初期含有水の量が少なければ、フェレットの方程式により理論的には養生 後の最終生成物により高い強度が与えられる。」 １９． 英文明細書第５９頁第１行〜同頁第２９行（和文明細書第６１頁第３パ ラグラフ〜第６２頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 水の欠乏があるかないかと云うことは、結合剤を水和するために必要な水の 量と、水硬結合剤粒子自身、結合剤内部の粒子および／または繊維材料を含む水 和凝結性混合物の中の粒子のすき間を埋める水の量との関数である。上記に説明 したように、粒子の充填は水硬結合剤と骨材粒子間のすき間を少なくし、そのた め結合剤を完全に水和および内部空間を埋めることにより水和凝結混合物の加工 性を維持するのに必要な水の量が少なくなる。 しかしながら分散剤のコート性のメカニズムにより、分散剤を混合物に添加す る順序が重要になることが多い。Tylose［登］の様な凝集／ゲル化剤を加える場 合、先ず分散剤を加え、次に凝集剤を加えなければならない。そうしないと、Ty lose［登］は表面に不可逆的に吸収されて保護コロイドを作るため分散剤の吸収 を妨げる結果となるため、分散剤が水和凝結剤の表面に吸収されなくなる。 好適な分散剤はスルホン化ナフタレンホルムアルデヒドであり、その例はボル チモア所在のＷ．Ｒ．グレース社が発売しているＷＲＤＡ１９がある。その他利 用できる分散剤には、スルホン化メラミンホルムアルデヒド、リグノスルホネー トおよびポリアクリリック酸がある」 ２０． 英文明細書第６２頁第４行〜第６３頁第７行（和文明細書第６４頁第４ パラグラフ〜第６５頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 水和凝結性混合物にガスが組み込まれた場合、例えば２５０℃で混合物を加 熱すると、（理想気体方程式によると）ガスの容積が約８５％増加する。適切に 行われた場合、加熱は約１００〜２５０℃の範囲内であるのがのぞましいことが 分かった。さらに重要なことは、適切に制御した場合、加熱によって容器の構造 マトリクスの割れ、または容器の表面組織に降伏による不完全性が起きない。 他の使用例では、一部の成形工程で要求されるように水和凝結性混合物の粘性 が高い場合は、高せん断混合で空気のすき間を十分に得ることははるかに困難で ある。その様な場合には、天然のアルカリ性物質（水硬セメントまたは酸化カル シウム含有混合物）またはアルカリ性にしたもの（石膏または別のアルカリ性水 性結合剤）である水性混合物に容易に酸化する金属、例えばアルミ、マグネシウ ム、亜鉛または錫を空気のすき間と交互に水和凝結性混合物に混ぜることができ る。 この反応の結果、水和凝結性混合物の全体に細かな水素の泡が発生する。か性 ソーダの様なベースを加えることおよび／または加熱（下記に説明するように） することにより水和凝結性混合物は水素の泡の発生の割合を増す。 さらに化学反応を起こさせ、水素の泡の形成の割合を増すために混合物を加熱 することが望ましい。成形した生成物を約５０〜１００℃の範囲、またより好適 には約７５℃〜約８５℃の温度に加熱すると反応を効果的に制御でき、またかな りの量の水を排除できることが分かった。さらに、この加熱工程は成形生成物の マトリクスにクラックを生じないことも分かった。この空気のすき間を構造マト リクスに導入する第２の方法は、一部の成形工程で使われる低粘性水性混合物の 場合に空気を高速、高せん断混合で導入することと併せて、またはその代わりに 使うことができる。」 ２１． 英文明細書第６３頁第８行〜同頁第３２行（和文明細書第６５頁第４パ ラグラフ〜第６６頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 最後に、混合物に熱を加えたときに膨張するブロー剤を混合物に添加して成 形中に空気のすき間を導入することができる。ブローは通常低沸点の液体と細か く砕いた炭酸カルシウム（タルク）でできている。タルクおよびブローは均一に 水和凝結混合物に混合され、加熱しながら圧力を加える。液体のブローは個々の タルク粒子の孔の中に浸透し、圧力を突然下げたときに熱膨張する。 成形または押しだし工程中には、混合物は圧縮と同時に加熱される。熱が通常 ブローを蒸発させるのに対し、圧力によりブローの蒸発が抑制され、一時的に平 行状態が作られる。成形または押しだしの後で圧力を上げると、ブロー剤が蒸発 し、そのため、水和凝結性材料が膨張または「ブロー」する。最終的に水和凝結 性材料は、非常に細かな空間が構造マトリクスに分散した形で硬化する。混合物 が水の沸点以上に加熱され、５０バールまでの圧力下に維持されると、水もブロ ーとして働くことができる。」 ２２． 英文明細書第６４頁第４行〜同頁末行（和文明細書第６６頁第３パラグ ラフ〜第６７頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 セメント系の容器が硬化した後、本発明の組成の設計の多くは、わずかに浸 透性で、特に構造マトリクスの外に拡散できる細かな水素ガス分子に対してわず かに浸透性のあるマトリクスになることも発見された。この吸収性の要素は、フ ァーストフード産業で使われる「貝殼（clam^-shell）」状容器の用な一部の食品 容器にとって非常に望ましいものであり、その結果パン製品が湿っぽくなること がなくなる。 Ｉ 凝結促進剤 場合によっては、適当な凝結促進剤を加えて水和凝結性混合物の初期凝結を促 進するのが望ましいことがある。この様なものには次のものが含まれる。すなわ ち、Ｎａ₂ｃｏ₃、ＫＣＯ₃、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣａＣｌ₂、ＣＯ₂、トリエタノ ールアミン、アルミン酸およびＨＣ１、ＨＮＯ₃およびＨ₂ＳＯ₄ の様な強酸の無機アルキル塩。実際には、石膏と消石灰の溶解性を増す化合物で あれば水和凝結性混合物、特にセメント系混合物の初期凝結を促進する傾向があ る。 特定の水和凝結性混合物に添加できる凝結促進剤の量は必要な凝結促進の程度 によって決まる。このことはさらに多くの要素例えば、混合の設計、成分の混合 と水和凝結性混合物の成形の時間間隔、混合物の温度および促進剤の種類によっ て左右される。この技術で一般的な方法の一つは、水和凝結性混合物の凝結時間 を最適にするための特定な製造工程のパラメータにしたがって添加する凝結促進 剤の量を調節することが可能である。」 ２３． 英文明細書第６５頁第３２行〜第６６頁第２１行（和文明細書第６８頁 第３パラグラフ〜同頁第４パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 暖かく湿った食物の様なものに使用する場合では、容器に「通気性」または 水の分子を透過できるが、湯気の立つ食物を効果的に断熱できる塗料であること が重要である。云いかえれば、「通気性」の容器では水は容器の壁を通過できな いが、水の蒸気は通過できる。この様な通気性のある特徴は、ある種の食品、例 えばバーガーの場合には、パンの中が湿っぽくなるという問題もなくなる。 本発明の容器の表面につかえる塗料のもう一つの種類は容器の内外に熱を反射 する反射性塗料である。この様な反射性容器は関連技術の中では知られているが 、これを水和凝結性容器に利用することは斬新である。」 ２４． 英文明細書第６６頁第３６行〜第６７頁第２２行（和文明細書第６９頁 第４パラグラフ〜第７０頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 重量と断熱の要求度が低い場合、または圧縮力の高い中身が詰まったものが 特に要求される場合は、より重い（そして安価な）骨材、例えば、細かく砕いた 砂や石灰石を加えて、嵩を増し、水和凝結性材料のコストを下げることができる 。すでに述べたように、骨材の選択は、最終生成物の仕上げ面ときめを決定する のに非常に重要である。滑らかて艷のある仕上げ面は、「板状」骨材（例えば雲 母）を使うことによって得られるのに対し、荒い砂を使えば荒いきめのものが得 られる。 本発明は食品と接触することを意図した容器に関するものであるため、容 器の内部の材料は中の食品または飲料に有害な物質を含んたり、作り出したりし てはならない。本発明で使われる代表的な水性結合材、骨材および繊維はこの要 求を満足する。ここで使用できる好適な水硬性セメントは次に示すような化合物 で水和する以前のものを様々な量で含む、すなわちＣａＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃ 、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯおよびＳＯ_3。水和に際してはこれらは基本的に人畜に無害 な非常に安定した、岩の様な化合物となる。」 ２５． 英文明細書第６９頁第４行〜同頁第２８行（和文明細書第７１頁第４パ ラグラフ〜第７２頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 水和凝結性容器は通常、引っ張り強度と嵩密度の割合が約１ＭＰａ.ｃｍ³／ ｇ〜約３００ＭＰａ.ｃｍ³／ｇである。好適実施例では、引っ張り強度と嵩密度 の割合は通常約２〜６０ＭＰａ.ｃｍ³／ｇの範囲であり、より好適には約３〜３ ０ＭＰａ.ｃｍ³／ｇの範囲となる。 本発明による水和凝結性容器の重要な利点は、ダイオキシンまたはオゾン破壊 化学物質を必要とせず、それらを発生しないことである。さらに、地中に投棄し ても、環境に無害になるまでに、生物化学的に分解すべき（しばしば数年または 数十年）異物としての容器または物質であり続けることはない。さらに水和凝結 性容器の廃棄物は基本的にすてに地中にあるのと同じ材料で作られている。通常 の埋立地の重量と圧力で、これらのコップや容器はつぶれ、壊れて、すでに埋立 地に存在したゴミや岩と同等の、環境に対して中性の粒状の粉末になる。この様 な容器が地上に捨てられても、水や他の自然の力によって基本的にゴミと同様の 粒状の粉末に急速に分解する。」 ２６． 英文明細書第７１頁第３０行〜第７２頁第１９行（和文明細書第７４頁 第４パラグラフ〜第７５頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 材料に高い引張強度、丈夫さおよび断熱性の点で最高の性質をもたせるため には、構造マトリクス全体に、ランダムに分散させる代わりに、本発明にしたが って、繊維を一方向または二方向に並べるか、積み上げることができる。繊維を 水和凝結性シートまたは容器の壁の二面のどちらかと平行に並べるのがしばしば 望ましい。 繊維をこの様に配置することは多くの成形技術、例えば、水和凝結性混合物を ジガリング、ラムプレッシング、プルトルージョン、ホットプレスまたはカレン ダーで使うことができる。一般的に、繊維は成形工程の材料の流れの方向に向け られる。成形工程で材料の流れのパターンを制御することにより、必要な繊維の 方向をもった容器を作ることができる。 これらの工程はまた、通常のコンクリートの製造でよく起きる比較的大きな、 連続した、望ましくないエアポケットを殆どゼロにすることができる。 これにより、水和凝結性材料の圧縮および引っ張り強度を大幅に増し、容器に外 部から機械的な力を加えたときにマトリクスが割れたり、裂けたりする傾向を軽 減できる。」 ２７． 英文明細書第７７頁第３３行〜第７８頁第２８行（和文明細書第８１頁 第１パラグラフ〜同頁第４パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 その後で、低シーアミキサーを用いて、より高濃度で含まれる骨材（および 時として水和結合剤）を調合して混合物を生成する。これは、破損せずに高せん 断力に耐えることができない軽量の骨材を添加する場合に特に有効である（パー ライトや空洞ガラス粒等）。大きすぎる骨材はローラに損傷を与え、シート表面 内にきずを付けることがあるため、骨材のサイズはシート の最終厚さの３０％を超えないようにすることが望ましい。 高または低シーアミキシング操作中に水和結合剤を添加するか否かは、また混 合液をどのように処理するかは、水和結合剤の性質によって決まる。粒状ハイド ロゾルゲルの形成後に水硬性セメントの高シーアミキシングを施すと、ゲルがか き乱され、その結果、圧縮強さおよび引っ張り強さが非常に低下した硬化最終製 品が生成され得るものと考えられる。 代替実施例においては、より低い密度およびより高い絶縁能力を有する最終材 料が得られるように、空気連行（ＡＥ）剤や反応メタル等のほかの添加剤を混合 物に取り込むことができる。 実験室での典型的なミキシング工程においては、高シーア高速ミキサを用いて 、該当の成分を約１分間調合する。その後で、低シーア低速ミキサを用いて残り の成分を約５分間調合して混合物を生成する。ただし、水和凝結性混合物の性質 に応じて、これは変わる場合がある。工業的には、適切なミキサを使用すること により、このミキシング工程を大幅に短縮することができる。特に、現在好まし いミキシング法は連続ミキシングシステムである。」 ２８． 英文明細書第７９頁第１０行〜同頁第３０行（和文明細書第８２頁第３ パラグラフ〜第８３頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 工業硬化のための現在好ましい装置は、水和凝結性混合物に含まれる材料を 自動的かつ連続的に計量、ミキシング、脱気、およびツインオーガー押し出し装 置で押し出す装置である。ツインオーガー押し出し装置は、低シーアミキシング 、高シーアミキシング、真空排気、ポンプ移送等の特定の目的 を持ついくつかのセクションから構成される。それぞれのセクションで特定の目 的を実現できるように、ツインオーガー押し出し装置は様々なフライトピッチお よび配向を持つ。 さらに、必要に応じて容器中で成分の一部を予混合し、予混合した成分をツイ ンオーガー押し出し装置にポンプで移送することも可能である。好ましいツイン オーガー押し．出し装置は、装置内でオーガーが同一方向に回転する均一回転式 オーガーを利用する。装置内でオーガーが反対方向に回転する逆回転式ツインオ ーガー押し出し装置も同じ目的を実現する。さらに、同じ目的のためバックミル を利用してもかまわない。こうした仕様を満たす装置は、ミネソタ州ミネアポリ スのBuhler-Miag,Incから市販されている。 含水量が比較的高いのでミキサへの付着は大きくなく、したがって、ミキサの 内部構成部分はステンレス鋼で作ってもかまわない。ただし、ミキサは、寿命を 延ばすためにカーバイドで塗装してもかまわない。それによって、あらゆる付着 に対する、また骨材と水和結合剤を含む混合物から予想される大変基本的な条件 に対する耐性が得られる。」 ２９． 英文明細書第８２頁第９行〜同頁第３１行（和文明細書第８６頁第２パ ラグラフ〜同頁第４パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 型間でセメント状混合物を位置決めする二番目の方法は、型がまだ十分離さ れているときに実施される。この方法では、セメント状材料の一部を一つのかた まり、即ち容器を作るのに十分な部分に形成し、次に、通常はそのかたまりを雄 型の上面に置くことにより、かたまりを型間にセットする。続いて、型をはめ合 わさせると、かたまりは型間で圧搾される。 ある代替実施例においては、テンプレートを使用してセメント状のかたまりを 位置決めする。この実施例では、雄型は円周を有するベースを持ち、テンプレー トは雄型のベースの円周を大きく相補する周囲がある通路を持つ。 この方法では、セメント状混合物の一部を、テンプレートの通路にわたるだけ 十分な大きさの径を持つかたまりに形成する。次に、通路にわたるようにこのか たまりをテンプレート上に置く。最後に、通路が相補的に合うように、テンプレ ートを雄型と雌型の間に置く。そうして、型を互いに押し合わすと、型間でセメ ント状混合物を圧搾するように雄型はテンプレートの通路を通って移動する。」 ３０． 英文明細書第８６頁第９行〜同頁第３４行（和文明細書第９０頁第５パ ラグラフ〜第９１頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 型温度を上げるもう一つの目的は、型に対するセメント状混合物の付着を最 小限に抑えることにある。セメント状混合物から蒸気が放出されると、蒸気は型 とセメント状混合物間の一つの「クッション」となる。この蒸気境界層は、セメ ント状混合物を型から押し離し、これで、セメント状混合物が型に付着するのを 防ぐ実質的に均一な力を提供する。 さらに、実験によって、雄型と雌型に温度差がある場合は、セメント状材料は 型を離したときに温度の低い方の型に残る傾向があるということが確認されてい る。よって、所望の型をより低い温度にして置くことにより、型を離したときに セメント状容器が残る型を選択オることができる。 型のそれぞれの温度は製造工程の速度を最大化するために重要であり、型がセ メント状材料と接触する持続時間に部分的に依存する。通常は、温度を 出来るだけ高くすることが望ましい。温度が高くなるほど、コップ表面の乾燥が 速くなり、コップをより速く取り出すことができ、また単位時間当たり、より多 くのコップを製造できる。」 ３１． 英文明細書第８８頁第２１行〜第８９頁第３行（和文明細書第９３頁第 ３パラグラフ〜同頁第５パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 （ｄ） 取り出し 成形された品目がある程度の形状安定性に達した後で、新たに形成されたセメ ント状容器を型から取り出す。好ましい実施例においては、新たに形成されたセ メント状容器は、型を離したとき、雄型上に置かれたままである。一つの実施例 においては、セメント状容器が型に付着しないように離すときに雄型と雌型を回 転させる。 前述したように、型を離すと、過熱した空気が数秒間容器全体に吹き出してさ らに形状安定性を高めることが可能である。次に、変形なく雄型からセメント状 容器を取り出すことができる。好ましい実施例においては、エアべイング（airv eing）として公知の標準工程を使用して、雄型からセメント状容器を取り出す。 エアベイングは、型から容器を吸い出すために負圧を容器に加える工程である。 次に、容器は、右側面を上にして容器を置く「Ｕ」形の管を通して移動する。」 ３２． 英文明細書第９２頁第１４行〜同頁第３０行（和文明細書第９８頁第２ パラグラフ〜同頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 対照的に、オーガー式押し出し機を使用する重要な利点は、水和凝結性混合 物内の不要なマクロエアボイドを除去する能力を有しているということである。 不要なエアボイドを除去しない場合には、欠陥のある、または不均 質なマトリクスを有するシートが製造される可能性がある。エアボイドの除去は 押し出し技術で公知の従来のべント手段を用いて行ってもよいが、この場合、混 合物を最初に第一オーガースクリューで真空チャンバ内に通した後、第二オーガ ースクリューによって押し出しを通して押し出す。 あるいは、「べント（venting）」として公知の工程によって水和凝結性混合 物から不要なエアボイドを除去してもよいが、この場合、チャンバ内で過剰な空 気を圧力下で収集し、押し出し．機から逃す一方、混合物をオーガースクリュー で圧縮および前方に移動する。」 ３３． 英文明細書第９３頁第９行〜同頁第２５行（和文明細書第９９頁第２パ ラグラフ〜同頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 型スリットは通常は長方形であるが、幅方向に可変厚さを有する押し出しシ ートを形成するために幅方向に厚さを増した部分を含んでもかまわない。この場 合は、通常は、押し出し厚さを増した部分に対応する凹みまたはすき間変化を有 する一連のローラの中をシートを通過させることも好ましいことになろう。この 方法では、強度および堅さを高めた強化部分を有するシートを製造することがで きる。 フラットシートを形成する狭い型スロットに加えて、他の型を使用して他の物 体または形状を形成してもかまわない。唯一の基準は、押し出し形状をローラ対 を通過させることができることである。例えば、きわめて広幅のシートを押し出 すことは望ましくないといえるが、これは非常に大形の高価な型が必要になろう 。代わりに、パイプを押し出し、型ヘッドの外側に配置されたナイフを用いて連 続的に切断し折り畳む。」 ３４． 英文明細書第９４頁第１５行〜同頁第３０行（和文明細書第１００ 頁第３パラグラフ〜第１０１頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正しま す。 「 押し出し工程中に水和凝結性混合物に与えられる圧力は、軽量ので、より低 強度の骨材（パーライト、空洞ガラス粒、軽石や層状岩（exfol iated rock等） を押しつぶしたり破損するほど大きくすべきではないことは理解されるはずであ る。 上に取り上げた要因のそれぞれに照らして、水和凝結性混合物を押し出すため に押し出し機で加えられる圧力量は、約５０ｋＰａ〜約７０ＭＰａの範囲内にあ ることが望ましく、約１５０ｋＰａ〜約３０ＭＰａの範囲にあればさらに望まし く、また約３５０ｋＰａ〜約３.５ＭＰａの範囲にあれば最も望ましいものとな ろう。 場合によっては、特により低密度で、より高絶縁シートが望ましい場合には、 発泡剤を使用することが好ましく、これは、押し出し工程に先立ち、混合物に添 加される。」 ３５． 英文明細書第９５頁第９行〜同頁第３１行（和文明細書第１０１頁第３ パラグラフ〜第１０２頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 （ｂ） 形成と成形 シートが形成されたら、次の操作はシートの一部を容器または品目の所望の形 状に形作ることである。好ましい実施例においては、所望の形状を持つ雄型と雄 型の実質的に相補形状を持つ雌型の間でシートを圧搾する。シートの一部が型間 で圧搾されると、混合物は型の相補形状を持つ容器に形成され る。 簡易さおよび経済性の点からソリッド単片型（それぞれ一つのソリッド片から なる雄型と雌型）が望ましい型であるが、代替の型として、スプリット型および プログレッジブ型が挙げられる。多要素スプリット型の使用により、モールドか ら容易に取り出せる複雑な形状の製造が可能となる。 構成要素が同時に押し合って物体を形成するスプリット型とは対照的に、プロ グレッシブ型はその様々なパーツが遅延順序で押し合わされて圧搾して所望の容 器を形成する多要素型である。順序と、型の様々な要素が違いに押し合わされる 時間を選択することにより、より均一な厚さを持つ複雑な容器を形成することが できる。」 ３６． 英文明細書第９６頁第１６行〜同頁第３３行（和文明細書第１０３頁第 ２パラグラフ〜同頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 明細書および添付クレームで使用されている「真空モールド」という用語は 、真空成形で使用される雄モールドおよび雌モールドのどちらか一方または両方 を含むように意図したものである。 雄モールドに関してはドレープ形成が使用される。シートをモールド上面に対 し位置決めするか、またはモールドをシートにセットする。次に、シートとモー ルド間の空気を真空排気し、モールドを囲んでシートの輪郭を作る。得られる製 品は、パーツの中央で最も厚くなり、そこで、材料が最初にモールドに当たる。 モールドに最後に当たる周辺の高ドロー部分で最も薄くなる。雌モールドに関し ては直真空形成が使用される。シートを雌モールドの上面に密封する。モールド 空洞部を真空排気すると、大気圧によって材料が空洞 部の測壁に押しつけられる。この形成手法により、（中央で薄く、縁のあたりで 厚い）材料分布が得られるが、これは同じパーツを雄モールドでドレープ形成に よって作ったときに得られる材料分布とは本質的に反対てある。」 ３７． 英文明細書第９７頁第１２行〜同頁第２８行（和文明細書第１０４頁第 ２パラグラフ〜同頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 スナップバック真空形成は、シートを予め引き伸ばすための真空ボックスを 利用する。この真空ボックスは、雄モールドの反対側のプラテンに取り付けられ る。セメント状シートを真空ボックスに密封し、所望の引き伸ばし量を実現する のに十分な部分真空を真空ボックスに加える。次に、モールドを凹面のシートに 押しつける。真空ボックスを大気圧にべントし、モールドに対し真空を引き出す 。次に、大気圧によって材料はモールドに押し当てられる。 ビロー／エアスリップ真空形成は、雄型が内部に配置された圧力ボックスを利 用する。シートを圧力ボックスに密封する。圧縮空気で圧力ボックスを加圧する と、シートがふくれて気泡部が発生し、適切な引き伸ばしが行われる。モールド を上げて凸面の気泡部に押しつける。次に、圧力ボックスと雄モールドを真空排 気すると、シートはモールドに押し当てられる。」 ３８． 英文明細書第９８頁第２４行〜第９９頁第２行（和文明細書第１０５頁 第５パラグラフ〜第１０６頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します 。 「 圧力形成では、大気圧のほかに圧縮空気を使用する。通常、圧力は約４ＯＰ ａ〜約２００Ｐａの範囲になる。圧力形成では、必要な圧力をロックアップおよ び保持することができる圧力ボックス内に配置されたプラテンまたはモールドあ るいはその両方を有する特別な装置が必要である。前述の真空形成 手法のいずれにも圧力形成を採り入れることができる。 ツインシート形成工程は、空洞部品を製造するものである。２枚のシートを、 対応する周囲または接触面を持つ二つの雌モールド間に位置決めする。モールド の空洞部の輪郭は全く同じでも同じでなくてもよい。モールドは近付き、モール ドが合わされた所で二枚のシートを結合する。２枚のシートは、従来の形成手法 を用いて、同時に圧力形成してもよいし、あるいはその後で真空形成してもよい 。」 ３９． 英文明細書第１００頁第２５行〜第１０１頁第７行（和文明細書第１０ ８頁第３パラグラフ〜第１０９頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正し ます。 「 各ローラの径は、水和凝結性混合物の性質および水硬性シートの厚さ縮小量 に応じて最適化すべきである。ローラの径を最適化するに当たっては、二つの相 反する関心事を考慮しなくてはならない。第一は、ローラの径が小さくなると、 ローラ通過時にシートに掛かるせん断力が大きくなる傾向があるということに関 する。これは、ローラ間を通過するとき、水硬性シートの縮小速度が、より小径 のローラに関するどんな特定速度よりはるかに大きくなるからである。 より大径のローラを使用すれば、シートのより多くの部分が、ローラ間通過時 にローラ表面に接触する。このように、ローラによってシートをより薄板に絞り 出すまたは圧搾する操作については、大径ローラと比べて小径ローラを使用する 場合は、より短距離およびより短時間の方向で行う。」 ４０． 英文明細書第１０９頁第３１行〜第１１０頁第１６行（和文明細書第１ １９頁第２パラグラフ〜同頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補 正します。 「 最後に、実質的に硬化されたシートを直ちに使用して、容器またはその他の 物体を形成することができる。あるいは、例えば、シートをロールに巻き付けた り個々のシートを積み重ねてパイルにしたりして必要になるまで保管して置いて もよい。前述した工程に従って作られる水硬性シートは、紙または段ボールのよ うに使用することができ、また、きわめて多種多様な容器またはその他の有用な 物体を形作ることができ、紙または段ボールを使って現在使用されている製造装 置においてさえ、きわめて多種多様な容器またはその他の有用な物体を形作るこ とができる。 前記工程によって製造される水和凝結性材料のシートまたは連続ロールを既存 装置て利用して、各種の食品および飲料容器を作ることかできる。そのような材 料のシートは、紙を使って使用する目的で設計された従来から利用できるコップ および包装容器製造装置で使用されてきている。本発明の水和凝結性組成を持つ 乾燥シートの機能特性が紙に類似していることに照らして、かかるシートはほと んどの装置で紙に採って代わることができる。容器製造および処理操作において 行わなければならない修正は、技術のそれらの技量範囲内に容易に収まることが 明らかになっている。」 ４１． 英文明細書第１１１頁第１８行〜同頁第２３行（和文明細書第１２１頁 第１パラグラフ〜同頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 （ｂ） スタッカー／アキュミュレータ その製造ラインの端末にカスタム・オートマチック・スタッカーを設置して一 群のスタックを作る。スタックは回転テーブルに載せ、スタック・コッ プを手動で取り除いたり、ダウンストリームの印刷ステップにスタックを送るこ とができるようにする．」 ４２． 英文明細書第１１４頁第１行〜同頁第１０行（和文明細書第１２４頁第 ３パラグラフ〜同頁第４パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 次の成分を含有するセメント状混合物をジグによりセメント状コップに形成 した。 ポートランド・ホワイト・セメント 2.0kg 水 1.645kg パーライト 0.645kg Tylose［登］4000 20g Tylose［登］FL15002 15g Cemfill［登］グラスファイバー(4.5mm) 370g ４３． 英文明細書第１１５頁第１３行〜同頁第２５行（和文明細書第１２６頁 第２パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 実施例２で記述されている手順を使ってセメント状混合物を調製した。ただ し、パーライトに代えて珪酸カルシウム微細粒を添加した。結果としてでき上が ったセメント状混合物の水対セメント比は約０.２９で、実施例１と２の場合を 相当下回っている。これは、骨材システムに応じて、かなり異なる水対セメント 比を配合に取り入れる必要があることを意味している。この混合物のセメントペ ースト（セメントと水）の濃度は重量比で７３.５％、微細粒の成分１８.９％、 ＴｙｌｏＳｅ［登］０.４３％、そしてガラスファーイバーは７.２％であった。 」 ４４． 英文明細書第１１５頁第３０行〜第１１６頁第９行（和文明細書第 １２６頁第４パラグラフ〜第１２７頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補 正します。 「 本発明の初期原型、すなわち、実施例１〜３に従って製作したコップの場合 、同コップで試験された概念が健全なものであることが証明された。これらの実 施例の場合、セメント状混合物に多孔性、計量の骨材を追加するだけではポリス チレンと同じ断熱性を持つ材料はできないことを教えている。また、パーライト または珪酸カルシウム微細粒を追加しても、これらの実施例で使用されている混 合設計の範囲内でコーヒーやその他のホットドリンクで商業的に使用するのに所 望される程の断熱性は得られない。したがって、無機質材料をセメント状マトリ クスに単に追加する以外の方法で断熱性を得る方法が研究された。 次の一連の実施例においては、微細に拡散した微小な不連続空気ボイドが水和 凝結性構造物マトリクスに導入されている。この場合、コップの断熱性の大幅な 上昇という結果が得られている。」 ４５． 英文明細書第１１８頁第１行〜同頁第１２行（和文明細書第１２９頁第 ２パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 実施例４に関する手順を活用してセメント状混合物を調製した。結果として 得られたセメント状混合物の水対セメント比は約0.９２であった。この混合物は 、水対セメント比が比較的大きいにもかかわらずジグにより容易に流し込むこと ができた。この混合物におけるセメント状・ペーストの濃度（セメントと水）は 重量比で６４.４％、ひる石の成分３２.１％、そしてＴｙｌｏｓｅ［登］４００ ０および１５００２の成分はそれぞれ0.３３％と１.０％、Ｖｉｎｓｏｌ樹脂（ 気泡剤）の成分は０.０３％、アバカ・ファイバー２.１％、アルミヌムは０.０ １％であった。」 ４６． 英文明細書第１２０頁第２２行〜同頁第３３行（和文明細書第１３２頁 第５パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 セメント状混合物は、先ず、５分間水性セメント、Tylose［登］および水を ハイ・シーア・ミキサーを使って混合して調製した。その後でガラス球を添加し 、ロー・シーア・ミキサーを使って５分間混合した。実施例７〜１０によって得 られたセメント状混合物の水対セメント比はそれぞれ０.５５、０.６２、０.７ ９および１.５８であった。水対セメント比が高い実施例１０の場合であっても 、まだ固まらない状態でのセメント状混合物の形状は安定し、モールドも容易で あった。各実施例７〜１０におけるガラス球の重量比はそれぞれ６.５％、１０. ３％、１８.９％および２５.３％であった。」 ４７． 英文明細書第１２３頁第１２行〜同頁第２３行（和文明細書第１３６頁 第２パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 これらそれぞれの実施例において、ポートランド・ホワイト・セメント４ｋ ｇ、水１.４ｋｇおよびTylose［登］FL15002を４０ｇ使用した。パーライト骨材 に代えて繊維を添加した以外は、セメント状混合物は、実質的に実施例１におい て述べれらている手順に従って調製した。実施例１５〜１７のセメント状混合物 の場合と同じく、これらの材料は非常に軽量で、水和凝結性混合物に導入される 空気量の関係で断熱性が非常にすぐれている。ただし、これらの実施例によるセ メント状混合物のねばり強さと破砕エネルギーは繊維を添加したことにより向上 している。」 ４８． 英文明細書第１２４頁第１行〜同頁第２８行（和文明細書第１３７頁第 ２パラグラフ〜同頁第４パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 これらそれぞれの実施例において、ボートランド・ホワイト・セメント４ｋ ｇと水１.９６ｋｇを使用し、水対セメント比は０.４９であった。各混合物にお けるTylose［登］FL15002とアバカ・ファイバーの分量はそれぞれ２００ｇと６ ０ｇであった。セメント状混合物は、実質的に、実施例１５〜１７において述べ られている手順に従って調製した。ただし、使用した中空ガラス球の直径は３種 類の異なるものを使用し、ガラス粒の直径はすべて１ミリ以下であった。（ただ し、実施例２４にはアルミニウムとＮａＯＨは含まれていない。） 実施例２１〜２４における各セメント状混合物のガラス球全体の量の重量比は ２.１％であった。また、雄モールドと雌モールドを使ってセメント状混合物を コップの形状に成形した。コップの性質はプレ・ートと同じで、セメント状混合 物を容器の形状にモールドすることの効果が実証された。 これらの材料は、混合物の中に導入された空気の量とガラス球の効果的パッキ ングの関係で、いずれも非常に軽量（密度＜０.７）で、すぐれた断熱性が得ら れた。これらの実施例のセメント状混合物により、骨材をパックすることにより 結果的な組成における骨材の効果を最大化する価値が証明された。実施例２４に よるセメント状混合物は、ほとんどの状況に対して効果的な組成であるが、断熱 性に関しては実施例２１〜２３のセメント状混合物ほど優れていない。」 ４９． 英文明細書第１２５頁第８行〜同頁第１７行（和文明細書第１３８頁第 ４パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 これらの各実施例において、ポートランド・ホワイト・セメント３ｋｇと水 １.６７ｋｇを使用し、水対セメント比は０.５６であった。各混合物にお けるTylose［登］FL15002とアバカ・ファイバーの分量はそれぞれ１５０ｇと６ ０ｇであった。実施例２５〜２８における各セメント状混合物のガラス球全体の 量の重量比は３.４％であった。それ以外は、これらの実施例におけるセメント 状混合物は、実質的に実施例２１〜２４において述べられている手順に従って調 製した。」 ５０． 英文明細書第１２６頁第１３行〜同頁第２１行（和文明細書第１３９頁 第６パラグラフ〜第１４０頁第１パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正しま す。 「 これらそれぞれの実施例において、ポートランド・ホワイト・セメント２ｋ ｇと水１.４１ｋｇを使用し、水対セメント比は０.７１であった。Tylose［登］ FL15002とアバカ・ファイバーを各混合物に添加し、その分量はそれぞれ１００ ｇおよび６０ｇであった。実施例２９〜３２における各セメント状混合物のガラ ス球全体の量の重量比は６.８５であった。それ以外は、セメント状混合物は、 実質的に実施例２９〜３２の手順に従って調製した。」 ５１． 英文明細書第１２７頁第１３行〜同頁第２１行（和文明細書第１４１頁 第３パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 これらそれぞれの実施例において、ポートランド・ホワイト・セメント１ｋ ｇと水１.４２ｋｇを使用し、水対セメント比は１.４２であった。Tylose［登］ FL15002とアバカ・ファイバーを各混合物に添加し、その分量はそれぞれ１００ ｇおよび６０ｇであった。セメント状混合物は実質的に実施例２１〜２４の手顧 に従って調製した。これらのセメント状混合物の水対セメント比は非常に高かっ たが、押し出しおよびジグによる流し込みは容易であった。」 ５２． 英文明細書第１３０頁第７行〜同頁第１６行（和文明細書第１４５ 頁第２パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 このセメント状混合物は、アバカ・ファイバーに予め水分を加えておき（セ ルロースの８５％以上がα−ヒドロキシセルロースになるよう製造業者が予め処 理をしている）、その上でTylose［登］とポートランド・セメントの混合物に余 分な水と繊維を加えた。この混合物を比較的はやい速度で約１０分間混合し、そ れに中空ガラス球を加えた後、今度は比較的遅い速度で更に１０分間混合した。 結果的に得られたセメント状混合物の水対セメント比は約２.５であった。」 ５３． 英文明細書第１３１頁第２０行〜同頁第３４行（和文明細書第１４６頁 第６パラグラフ〜第１４７頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正します 。 「「プラスチック球」はポリプロピレン製で、平均の粒子サイズは１００ミクロ ン以下そして平均密度は０.０２ｇ／ｃｍ³である。セメント状混合物を混合し、 実施例４２の手順に従ってシートに形成した。このセメント状シートはこれまで の混合成分と比較して強靭で、しかも非常に柔軟である。実施例４４に従って製 作されたプレートの圧縮強さは２ＭＰａで、引張強度は１ＭＰａであった。驚く べき特徴は、圧縮と引張強度が同じ度合で、これは、多くのセメント状製品にと って異常なことである。通常は、圧縮強度の方が引張強度よりもはるかに高い。 添加するセメント状の量が少ないと、圧縮および引張強度とともに漸減し、実施 例４８のプレートの場合の引張強度は０.５１ＭＰａである。」 ５４． 英文明細書第１３２頁第２４行〜同頁第３１行（和文明細書第１４８頁 第２パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 ハイ・シーア・ミキサーを使って繊維をセメント状混合物全体に十分拡 散させた。結果として得られたセメント状プレートおよびそれにより作られた長 方形の棒の密度と柔軟性は、実施例４４〜４８の場合と実質的に同じだったが、 アバカ・ファイバーの分量が増すにつれ、引張強度も大きくなった。この材料の 引張強度の範囲は最高５ＭＰａである。」 ５５． 英文明細書第１３２頁第３３行〜第１３３頁第１２行（和文明細書第１ ４８頁第３パラグラフ〜第１４９頁第１パラグラフ末まで）を、以下の通り、補 正します。 「実施例 ５４ 実施例４４〜５３の任意の成分と手順に従いセメント状容器を形成する。ただ し、セメント状混合物の表面近くにプラスチック球を集中させるので、最終硬化 製品の表面またはその近くにプラスチック球が集中しているモールド材料を得る ことができる。これによて形成された容器は、柔軟性がより重要な要素になるセ メント状マトリクスの表面近くにおけるプラスチック球の集中度が高く、柔軟性 をさほど重要としないパッケージ材料の中心部にはプラスチック球は事実上存在 しない。これによる利点は、組成全体におけるプラスチック球の量が同じかそれ 以下で、表面で高い柔軟性が得られることである。同時に、容器の壁中央部が硬 直であるため、前記の更に頑丈な容器の場合と耐久性、強靭性に関してほぼ同じ である。」 ５６． 英文明細書第１４５頁第２５行〜第１４６頁第２行（和文明細書第１６ ４頁第２パラグラフ〜第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「実施例 １１７ 実施例７１〜８８に示したのと同じ混合デザインで、０.２５ｍｍから０.５ｍ ｍの異なる厚みのシートを作成した。混合、押し出し、カレンダー等の工 程は全て同様である。それぞれの厚さのドライシートを円形に切り、紙皿（pape r plates）製作に使用される順送り型をはめた商業用機械プレスを使って、紙皿 の形に形成した。型打ちされたセメント皿は、細部まで完全にはっきりしていて 、形状、強度、外観ともに、従来の紙皿に実質的に類似していた。しかし、セメ ント皿は従来の紙皿よりも硬直で、そのため食物を皿にのせた時、紙皿よりも構 造的に完全であることが判明した。」 ５７． 英文明細書第１５０頁第１０行〜同頁第２２行（和文明細書第１６９頁 第４パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 同じ理由で、電子レンジ加熱の初期段階において、水蒸気が容器の表面に凝 縮するかもしれないが、加熱が続くうちにすばやく蒸発することがわかった。こ のため、電子レンジ加熱の後で食物容器を開けたとき、凝縮した蒸気、つまり、 水滴が、容器表面に溜まっていなかった。容器を開けたとき、余分な水蒸気が無 いほうが、食物は見た目も昧も良い。この点がポリスチレン容器との際立った違 いであり、ポリスチレン容器では凝縮した大量の蒸気、つまり、水滴が容器表面 に溜まりやすく、「ふやけた」すなわち、好ましさに劣る食物となる。さらにポ リスチレン容器は長く熱しすぎると溶けることもある。」 ５８． 英文明細書第１５２頁第２６行〜同頁末行（和文明細書第１７２頁第１ バラグラフ〜同頁第２パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「実施例 １４４ １.５ｋｇのカオリンを用いた点を除いて全く同様に、実施例１４２の混合物 設計とモールド工程を繰り返した。この、カオリンの量を増やしてモールドした シートは、０.５ｋｇあるいは１.０ｋｇしかカオリンを使わなかったも のより、なめらかな表面仕上げになった。しかしカオリンの増量はさらにもろい シートを生成した。さらに、比表面積の増大による乾燥の際に起こる欠陥は、減 厚ローラでシートを薄くしていく時に問題であった。」 ５９． 英文明細書第１５３頁第１行〜同頁第１１行（和文明細書第１７２頁第 ３パラグラフ〜同頁第４パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「実施例 １４５ パーライトをぬかし、雲母の量を１.５ｋｇに増やした点を除いて、全く同様 に、実施例７１〜８８の混合物設計とモールド工程を繰り返した。この選択的な 混合物設計を用いて作られたシートは、なめらかな表面仕上げになった。しかし 、水和凝結性構造マトリクスはより緻密で、よりもろい。さらに乾燥欠陥が増え た。シートは、コップの形に丸めることができたが、表面には、ひびわれという 形で少なからず欠陥があらわれた。また、縁の巻き込みも、実施例７１および７ ２と比べて首尾よく成功しなかった。」 ６０． 英文明細書第１５５頁第７行〜同頁第１７行（和文明細書第１７５頁第 ２パラグラフ〜同頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「実施例 １５２ 水和凝結性材料の粒子詰め込み効果を上げるため、注意深く直径によって等級 分けしたガラス球を使用した点を除いては全く同様に、実施例１５０の混合物設 計とモールド工程を繰り返した。詳細には、空洞ガラス球の細粒２３１ｇ、中粒 ５２８ｇ、粗粒３４１ｇで、合計１.１ｋｇを含有させた。「細粒」と呼ばれる 空洞ガラス球の平均直径は３０ミクロン、「中粒」４７ミクロン、「粗粒」６７ ミクロンであった。」 ６１． 英文明細書第１５６頁第１４行〜同頁第２１行（和文明細書第１７ ６頁第４パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 異なる量のパーライトの添加が材料の物性、特に、硬化したシートの強度に 及ぼす影響を調べた。パーライトは水分吸収性があるので、同等のレオロジーと 作業性を保持するためには、パーライトの量が減少するに伴い、水分の量を減ら す必要があった。各実施例におけるパーライトと水の量は下記の通りである。」 ６２． 英文明細書第１５６頁第３１行〜第１５７頁第２行（和文明細書第１７ ７頁第１パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 押し出しとカレンダー工程は、繊維を長手方向に実質的に一方向性を持たせ る効果があった。このため、シートは「強い」方向と「弱い」方向を持つに至っ た。強い方向を０゜弱い方向を９０゜として、シートの二方向に対する引っ張り 強さをテストした。更に、各シートにおける破断する前の伸長性のレベルを、ヤ ングの弾性率のように、測定した。」 ６３． 英文明細書第１３行〜第２１行（和文明細書第１８０頁第１パラグラフ ）を、以下の通り、補正します。 「 異なる量のチョーク（chalk）を添加する効果が材料の物性、特に、硬化し たシートの強度に及ぼす影響を調べた。パーライトと比べてチョークの水分吸収 性は少ないので、同等のレオロジーと作業性を保持するために、タルクの量と同 レベルに水の量を減らす必要はなかった。各実施例に対するＣａＣＯ₃と水の量 は下記の通りである。」 ６４． 英文明細書第１６０頁第９行〜同頁第１４行（和文明細書第１８１頁第 ２パラグラフ〜同頁第３パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 チョークの使用は、パーライトの使用時と比較して、微細構造をさらに 均質にすると共に、表面をより滑らかで欠陥のないものとした。 実施例 １６４〜１７０ 」 ６５． 英文明細書第１６２頁第１行〜同頁第６行（和文明細書第１８３頁第３ パラグラフ〜同頁第４パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「実施例 １７１ 混合物の繊維とTylose［登］の量が混合物デザイン内で共に増えるに伴い、引 張強度と伸長性が一般的に増大するという認識に基づいて、その両方を最大にす るように混合デザインした。セメント混合物は下記の成分を含む。」 ６６． 英文明細書第１６３頁第１行〜同頁第９行（和文明細書第１８４頁第５ パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 異なる量の中空（空洞）ガラス球を添加する効果が材料の物性、特に、硬化 したシートの強度に及ぼす影響を調べた。中空ガラス球は大量の水分を吸収しな いが、ガラス球の量が減少すると粒子間空間が対応して減るため、同等のレオロ ジーを保持するためには、水分の量を減らす必要があった。各実施例におけるガ ラス球と水の量は下記の通りである。」 ６７． 英文明細書第１６４頁第１４行〜同頁第２１行（和文明細書第１８６頁 第３パラグラフ〜同頁同パラグラフ末まで）を、以下の通り、補正します。 「 異なる量の雲母を添加する効果が材料の物性、特に、硬化したシートの強度 に及ぼす影響を調べた。雲母は、水分吸収性があるため雲母の量が増加するに伴 い、同等のレオロジーと作業性を保持するためには、水分の量を増やす必要があ った。各実施例における雲母と水の量は下記の通りである。」 ６８． 英文明細書第１６５頁第２２行〜同頁第３２行（和文明細書第１８ ７頁第５パラグラフ〜同頁第６パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「実施例 １８２ 上述した任意の混合物設計を使用して、水硬セメントを酸化カルシウムに置き 換えて水和凝結性混合物を製作する。酸化カルシウムと炭酸ガスの反応がより遅 いため、この水和凝結性混合物は硬化が遅くなるが、得られるシートは一般的に 同じような強度、伸長性、および剛性になるであろう。しかし、混合物中の大量 の水分をモールド工程中または後に取り除くことによって、すばやくグリーン強 度を得ることは可能である。」 ６９． 英文明細書第１６６頁第７行〜同頁第２９行（和文明細書第１８８頁第 ４パラグラフ〜第１８９頁第１パラグラフまで）を、以下の通り、補正します。 「 石膏、繊維、Tylose［登］、および水を高速シアーミキサで３分間混合し、 その後、パーライトを加えてさらに３分間低速シアーミキサで混合する。 混合物を厚さ６ｍｍのシートに押し出し、その後、最終的なシートの厚みを０ .２５〜０.５ｍｍの範囲まで下げるため、段階的にカレンダーに通す。 これらのシートは、本特許説に述べた任意の手順で、すぐ適宜の飲食品容器の 形に形成できる。強度は水硬セメント使用の容器と同等で、紙、ダンボール、ポ リスチレン製等の容器に代わるものとして有益かもしれない。 実施例 １８４ 水硬セメントの２５％の重量の半水石膏を含むよう、水硬性セメント使用の任 意のセメント混合物の配合を変える。石膏は水分吸収成分（あるいは内部におけ る乾燥剤）としてはたらくので、より迅速な成形安定を生ずる。これによって形 成された容器の強度は、石膏を含まない混合物から製作したものと同等である。 」

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｂ２８Ｂ 1/52 9260−4Ｇ 3/00 Ｃ 9261−4Ｇ 3/02 Ｐ 9261−4Ｇ 21/70 9439−4Ｇ Ｃ０４Ｂ 14/02 Ｂ 2102−4Ｇ 24/00 2102−4Ｇ 24/38 Ｚ 2102−4Ｇ 28/00 7728−4Ｇ 41/62 9440−4Ｇ 41/65 9440−4Ｇ (31)優先権主張番号 ０９５，６６２ (32)優先日 1993年７月21日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 水和凝結性結合剤、水、そしてレオロジー修正剤とから成る水和凝結性 混合物の化学反応生成物を含み、水和凝結性混合物は飲食品用容器形成中にレオ ロジーと初期のグリーン強度を所有するため、望ましい飲食品用容器の形を形成 した後の水和凝結性混合物から水分を除去する約１０分以内の間、水和凝結性容 器の水和凝結性マトリクスに成形安定性があり、またマトリクスの密度が約２. ０／ｃｍ³以下であるような、水和凝結性マトリクスから形成される飲食品用容 器より成る製品。 ２． 容器の水和凝結性マトリクスが、望ましい形に形成した後の約１分以内 の間形状安定であるような、請求項１に定義した製品。 ３． 容器の水和凝結性マトリクスが、望ましい形に形成した後の約１０秒以 内の間形状安定であるような、請求項１に定義した製品。 ４． 容器の水和凝結性マトリクスが、望ましい形に形成した後の約３秒以内 の間形状安定であるような、請求項１に定義した製品。 ５． 飲食品容器の水和凝結性マトリクスの引張強度対嵩密度の比率が、約２ ＭＰａ・ｃｍ³／ｇから約５０Ｍａ・ｃｍ³／ｇの範囲であるような、請求項１に定 義した製品。 ６． 飲食品容器の水和凝結性マトリクスの引張強度対嵩密度の比率が、約Ｍ Ｐａ.ｃｍ³／ｇから約２０ＮＰａ.ｃｍ³／ｇの範囲であるような、請求項１に定 義 した製品。 ７． 水和凝結性結合剤にポートランドタイプのセメントを含む、請求項１に 定義した製品。 ８． 水和凝結性結合剤に微細セメントを含む、請求項１に定義した製品。 ９． 水和凝結性結合剤を、スラグセメント、アルミン酸カルシウムセメント 、しっくい、珪酸塩セメント、石膏セメント、燐酸塩セメント、ホワイトセメン ト、高アルミナセメント、マグネシウム・オキシクロライド・セメント、微細セ メント粒で塗装した骨材、およびこれらの混合物あるいは誘導体より成るグルー プから選択するような、請求項１に定義した製品。 １０． 水和凝結性マトリクスにおいて、初期の水に対する水和凝結性結合剤 の比率が約０.５から４Ｗ／Ｗの範囲であるような、請求項１に定義した製品。 １１． 水和凝結性マトリクスが更に最低一種の骨材をむような、請求項１に 定義した製品。 １２． 骨材がパーライトを含むような、請求項１１に定義した製品。 １３． 骨材が空洞ガラス粒を含むような、請求項１１に定義した製品。 １４． 骨材の粒子詰め込み密度を最大にするために、個々の粒子直径は 効果的な複数種を選び、骨材がそのような粒子から成るような、請求項１１に定 義した製品。 １５． 骨材が、質量に対する容積の比率を増やすための空間を自然に所有す るかあるいは生み出すように処理された天然骨材を含むような、請求項１１に定 義した製品。 １６． 骨材を、ガラスビーズ、微細粒、炭酸カルシウム、金属、ポリマー、 セラミック、アルミナ、およびコルクから成るグループから選択するような、請 求項１１に定義した製品。 １７． 該骨材が、飲食品容器の水和凝結性マトリクスに予め決められた構造 構成を与えるような、請求項１１に定義した製品。 １８． 骨材を、砂、砂利、石、石灰岩、砂岩、軽石、ひる石、膨張粘土、お よびこれらの混合物あるいは誘導体から成るグループから選択するような、請求 項１１に定義した製品。 １９． 骨材を、種、澱粉、ゼラチン、かんてんのような物質、およびこれら の混合物や誘導体から成るグループから選択するような、請求項１１に定義した 製品。 ２０． 骨材が、水和凝結性混合物の重量の約３％から約５０％の範囲で含有 されるような、請求項１１に定義した製品。 ２１． 水和凝結性マトリクスに引張強度を加えるために、水和凝結性マトリ クスが繊維を含むような、請求項１に定義した製品。 ２２． 繊維を、ガラス、セルロース、麻、金属、セラミック、シリカ、およ びこれらの混合物や誘導体から成るグループから選択するような、請求項２１に 定義した製品。 ２３． 繊維の平均縦横比が少なくとも１００：１であるような、請求項２１ に定義した製品。 ２４． 水和凝結性結合剤が個々の粒子を含み、繊維の平均の長さがこの個々 の水和凝結性結合剤粒子の有効直径の最低１００倍はあるような、請求項２１に 定義した製品。 ２５． 含有する繊維が、水和凝結性混合物の容量の約２０％まであるような 、請求項２１に定義した製品。 ２６． 水和凝結性マトリクスがレオロジー修正剤を含むような、請求項１に 定義した製品。 ２７． レオロジー修正剤がセルロースベースの物質を含むような、請求項２ ６に定義した製品。 ２８． セルロースベースの物質を、メチルハイドロキシエチルセルロース、 カルボキシメチルセルロース、ハイドロキシエチルセルロース、および これらの混合物や誘導体から成るグループから選択するような、請求項２７に定 義した製品。 ２９． レオロジー修正剤を、かんてん、アラビアゴム、澱粉、合成粘土、お よびこれらの混合物や誘導体から成るグループから選択するような、請求項２６ に定義した製品。 ３０． レオロジー修正剤が澱粉ベースの物質を含むような、請求項２６に定 義した製品。 ３１． レオロジー修正剤が蛋白質ベースの物質を含むような、請求項２６に 定義した製品。 ３２． レオロジー修正剤がポリ乳酸を含むような、請求項２６に定義した製 品。 ３３． レオロジー修正剤が合成有機物質を含むような、請求項２６に定義し た製品。 ３４． レオロジー修正剤の含有量が、水和凝結性マトリクスの容量の約０. ２％から約５％までの範囲であるような、請求項２７に定義した製品。 ３５． 水和凝結性マトリクスが、細かく分散した間隙を含む不連続の非塊状 相を含むような、請求項１に定義した製品。 ３６． 水和凝結性マトリクス内の間隙を保持するために安定剤を含むような 、請求項３５に定義した製品。 ３７． 安定剤が界面活性剤であるような、請求項３６に定義した製品。 ３８． 容器の水和凝結性マトリクス表面の少なくとも一部には塗装を施すよ うな、請求項１に定義した製品。 ３９． 塗料を、メラミン、ポリビニル・クロライド、ポリビニル・アルコー ル、ポリビニル・アセテート、珪酸ナトリウム、炭酸カルシウム、ポリアクリレ ート、セラミック、およびこれらの混合物や誘導体から成るグループから選択す るような、請求項３８に定義した製品。 ４０． 容器が飲用コップの形状であるような、請求項１に定義した製品。 ４１． 飲用コップの水和凝結性マトリクスが、十分な強度と約６５℃以上の 飲料の提供に使用可能な保温性とを備えるような、請求項４０に定義した製品。 ４２． 飲用コップの水和凝結性マトリクスが、十分な強度と約１５℃以下の 飲料の提供に使用可能な保温性とを備えるような、請求項４０に定義した製品。 ４３． 飲用コップが一回限りの使用目的で製造されるような、請求項４０に 定義した製品。 ４４． 容器が食品分配用の箱の形状であるような、請求項１に定義した製品 。 ４５． 箱の水和凝結性マトリクスが、十分な強度と約０℃以下の食品の提供 に使用可能な保温性とを備えるような、請求項４４に定義した製品。 ４６． 箱の水和凝結性マトリクスが、十分な強度と約２５℃以上の食品の提 供に使用可能な保温性とを備えるような、請求項４４に定義した製品。 ４７． 箱が一回限りの使用目的で製造されるような、請求項４４に定義した 製品。 ４８． 容器が液体を通せるストローの形状であるような、請求項１に定義し た製品。 ４９． 容器が容器の蓋の形状であるような、請求項１に定義した製品。 ５０． 容器がヒンジ開閉式箱の形状であるような、請求項１に定義した製品 。 ５１． 容器が卵カートンの形状であるような、請求項１に定義した製品。 ５２． 容器が、コップ、壷、びん、カートン、ケース、貝殻式容器、木枠、 ボール、および深皿のグループから選択する物質の形状であるような、 請求項１に定義した製品。 ５３． 容器が皿の形状であるような、請求項１に定義した製品。 ５４． 容器が家庭用品の形状であるような、請求項１に定義した製品。 ５５． 水和凝結性マトリクスが「泡状」の製品であるような、請求項１に定 義した製品。 ５６． 水和凝結性マトリクスの厚みが約１ｃｍ以下であるような、請求項５ ５に定義した製品。 ５７． 水和凝結性マトリクスが「粘土状」の製品であるような、請求項１に 定義した製品。 ５８． 水和凝結性マトリクスの厚みが約１ｃｍ以下であるような、請求項５ ７に定義した製品。 ５９． 水和凝結性マトリクスが「シート状」の製品であるような、請求項１ に定義した製品。 ６０． 水和凝結性マトリクスの厚みが約１ｍｍ以下であるような、請求項５ ９に定義した製品。 ６１． 水和凝結性マトリクスが空気導入剤を含むような、請求項１に定 義した製品。 ６２． 水和凝結性混合物の成分と反応して水和凝結性マトリクス中に間隙を 組み込むためのガスを発生する物質を水和凝結性マトリクスが含むような、請求 項１に定義した製品。 ６３． ガス発生剤が金属であるような、請求項６２に定義した製品。 ６４． 水和凝結性混合物がガス発生剤の反応を加速する塩基を含むような、 請求項６２に定義した製品。 ６５． 水和凝結性マトリクスの厚みが約１０ｍｍ以下であるような、請求項 １に定義した製品。 ６６． 水和凝結性マトリクスの厚みが約３ｍｍ以下であるような、請求項１ に定義した製品。 ６７． 水和凝結性マトリクスが塗料を含むような、請求項１に定義した製品 。 ６８． 水和凝結性マトリクスが印刷したしるしを含むような、請求項１に定 義した製品。 ６９． 水和凝結性マトリクスの密度が約１.５ｇ／ｃｍ³以下であるような、 請求項１に定義した製品。 ７０． 請求項１に定義した製品の製造方法。 ７１． 飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器、即ち、水和凝結 性混合物の重量の約５％から６５％の範囲で含有される水硬性結合剤と、水対水 硬性結合剤の比率が約０.５から３Ｗ／Ｗの範囲になるように加えられる水と、 含有量が水和凝結性混合物の重量の約０.２％から５％の範囲のレオロジー修正 剤と、含有量が水和凝結性混合物の重量の約１％から５０％の範囲の骨材と、含 有量が水和凝結性混合物の容量の約０.５％から１５％の範囲の繊維素材とから 構成され、水硬性結合剤、水、レオロジー修正剤、骨材、および繊維素材の含有 量はお互いに、飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器形成中に水和 凝結性混合物がレオロジーと初期のグリーン強度を所有し、飲食品の保管、分割 分配、梱包包装等用に望ましい容器の形に形成した後１０分以内の間、容器の水 和凝結性マトリクスには形状安定性があり、また水和凝結性マトリクスの密度が 約２.０ｇ／ｃｍ³以下であるような、水和凝結性混合物の反応生成物を含む水和 凝結性マトリクスから形成された容器。 ７２． 水和凝結性マトリクス中に空間を作りだす手段を含むような請求項７ １に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器。 ７３． 水硬性結合剤がポートランドセメントから成るような請求項７１に定 義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器。 ７４． レオロジー修正剤が最低一種のメチルヒドロキシエチルセルロースで あるような請求項７１に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等 のための容器。 ７５． パーライトを骨材として含むような請求項７２に定義した飲食品の保 管、分割分配、梱包包装等のための容器。 ７６． 空洞ガラス粒を骨材として含むような請求項７４に定義した飲食品の 保管、分割分配、梱包包装等のための容器。 ７７． 水和凝結性マトリクスの密度が約１.５ｇ／ｃｍ³以下であるような請 求項７１に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器。 ７８． 水和凝結性マトリクスから形成される飲食品の保管、分割分配、梱包 包装等のための容器製造方法で、その手順が、まず水硬性ペーストを形成するた めに水硬性結合剤と水を混合し、水和凝結性混合物を形成するためにレオロジー 修正剤を水硬性ペーストと混ぜ、予め決定した飲食品用容器の形状に水和凝結性 混合物を型作り、それで得られた飲食品用容器の形の水和凝結性マトリクスをす ばやく固化させ、望ましい容器の形に形成した後の約１０分以内の間の水和凝結 性マトリクスには形状安定性があり又その密度が約２.０ｇ／ｃｍ³以下であるよ うな方法。 ７９． 容器の水和凝結性マトリクスに望ましい強度を添えるため、水和凝結 性混合物に骨材を添加する段階を含むような請求項７８に定義した飲食品の保管 、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ８０． 骨材の粒子詰め込み効果を向上するために、個々のサイズが数種 に異なる粒子を骨材に含むような請求項７９に定義した飲食品の保管、分割分配 、梱包包装等のための容器製造方法。 ８１． 水和凝結性混合物に繊維素材を添加する段階を含むような請求項７８ に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ８２． 水和凝結性混合物を予め決定した形状に型作る段階に先立ち、シート を形成するために水和凝結性混合物を型を通して押し出すような請求項７８に定 義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ８３． 水和凝結性混合物を型作る段階で、水和凝結性混合物を予め決定した 形にジグするような請求項７８に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等 のための容器製造方法。 ８４． 水和凝結性混合物を型作る段階で、水和凝結性混合物を予め決定した 形にラムプレスするような請求項７８に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包 包装等のための容器製造方法。 ８５． 水和凝結性混合物を型作る段階で、熱したモールド内で水和凝結性混 合物を予め決定した形にホットプレスするような請求項７８に定義した飲食品の 保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ８６． 約１００℃から２５０℃の間の温度でモールド段階を行うため、容器 の水和凝結性マトリクスに形状安定性を添えるような請求項７８に定義した飲食 品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ８７． 容器表面の最低一面に塗装を施す段階を含むような請求項７８に定義 した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ８８． モールド時に、モールドした水和凝結性マトリクスが容易にモールド から取り出せるように離型剤を塗ったモールドで型作る段階を含むような請求項 ７８に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ８９． 約１００℃から２５０℃の間の温度でモールド段階を行うことにより 、容器がモールドから離型し易いような請求項７８に定義した飲食品の保管、分 割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ９０． 水硬性ペーストを混合する段階の最低一部には高エネルギーミキサを 使用するような請求項７８に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のた めの容器製造方法。 ９１． 望ましい飲食品容器の形状に形成した後の約５分以内の間、モールド 段階が水和凝結性マトリクスに形状安定性を添えるような請求項７８に定義した 飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ９２． 望ましい飲食品容器の形状に形成した後の約１０秒以内の間、モール ド段階が水和凝結性マトリクスに形状安定性を添えるような請求項７８に定義し た飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ９３． モールド段階の後に容器の乾燥段階を含むような請求項７８に定義し た飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ９４． シートを形成し、その厚みを減らし、それを容器の形状に形成する工 程を含むような請求項７８に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のた めの容器製造方法。 ９５． シートの乾燥段階を含むような請求項９４に定義した飲食品の保管、 分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ９６． シートを引き締ませる、あるいは緻密にする工程を含むような請求項 ９４に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ９７． シートをロールか個別のシートとして保管する工程を含むような請求 項９４に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 ９８． 容器のモールド時、乾燥したシートから容器を形成する段階を含むよ うな請求項７８に定義した飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製 造方法。 ９９． 容器のモールド時、シートを再度湿らせ、その湿ったシートから容器 を形成する工程を含むような請求項９８に定義した飲食品の保管、分割分配、梱 包包装等のための容器製造方法。 １００． シートの表面仕上げをする工程を含むような請求項９４に定義した 飲食品の保管、分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 １０１． 容器の塗装段階を含むような請求項７８に定義した飲食品の保管、 分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 １０２． 容器の印刷段階を含むような請求項７８に定義した飲食品の保管、 分割分配、梱包包装等のための容器製造方法。 １０３． 請求項７８に定義した方法に従って製造される製品。