JPH09502154A - 密封性、水密性を有する薄壁面容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 物質を貯蔵し取り出すための、又は従来の密閉且つ水密性容器が用いられる他の目的のための密閉且つ水密性容器又はその容器を経済的に製造する方法。その容器は、水硬性セメント、石膏及び粘度のような水硬性バインダと水との混合物から容易に且つ経済的に形成される製造される。この混合物及び硬化した容器に所望する特質及び性質を与えるために添加物を混合物に添加してもよい。種々の方法で混合物を容器に形成することが可能である。１つの方法は、混合物を十分に混合せずに混合物を圧縮して混合物を水和することによって容器を形成するものである。他の方法は、その混合物をモールドし、その混合物を押し出し、そしてその混合物からシートを形成して容器にするものである。容器が乾燥され、コートされ、内張りされ、ラミネートされ、及び／又は印刷される。

Description

【発明の詳細な説明】 密封性、水密性を有する薄壁面容器発明の背景 １．発明の分野 本発明は、炭酸飲料のような材料の貯蔵及び分配用として用いられ、密封性、 水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器に関するものである。特に、本発明は、 水硬性セメント及び石膏のような水硬性バインダから商業的経済的に形成される 容器及びその製作法に関するものである。本容器は水硬性バインダから作られた マトリックスを有するが、このマトリックスはこのようなバインダを用いて作ら れたマトリックスではかつて得られたことがない性質を有している。バインダに 添加物を添加することもオプションとして可能であるが、これにより独特な性質 を有するマトリックスを得ることが出来る。特に、容器のマトリックスは水密性 障壁及び耐圧性障壁として機能する。さらに、マトリックスは約10メガパスカル に及ぶ外部と内部の圧力差に耐えることが出来る。２．関連技術 Ａ．密封性、水密性、耐圧性を有する容器 従来の、密封性、水密性、耐圧性を有する容器（今後「容器」と呼ぶ）は、非 常に多くの異なった構造を持ち、多くの異なった材料から製作されている。これ らの容器には、缶、びん、ジャー、カートン等があり、これらは金属、ガラス、 プラスチック、紙複合製品等から作られている。 一般に容器は、飲料、食料、家庭用品のようなものを入れるのに用いられる。 飲料の例としては、炭酸飲料、アルコール飲料、さらに果汁、ミルク、水等の炭 酸飲料ではない飲料がある。食料には、びん、缶、カートンのような容器に液体 にとけた状態で密封されている食料や乾燥した状態でそのような容器に密封され たものがある。食料と共に用いられる液体には水、オイル、砂糖液、非中性液等 がある。一般に容器に蓄えられる家庭用品やその他の物品には、エアゾル、防臭 剤、香水、化粧品、洗剤、オイル、潤滑剤、ペイント等がある。 容器の構造は多種多様で、現在の状態に至るまでに多くの進化があった。密封 性、水密性、耐圧性を有する容器の設計及び進歩にとって重要な一つの要素は、 容器が、その中に貯蔵された液体や気体に対して浸透できない障壁として働き、 また、その中に貯蔵された液体や気体の保護のため容器の外部に接触する物質に 対して浸透できない障壁として働くことである。 それに加えて、密封性、水密性、耐圧性を有する容器は外部と内部の圧力差に 耐えることが出来なくてはならない。この圧力差は色々の原因で生じる。即ち、 炭酸飲料のような圧力を出す物質の密封、加圧下での物質の密封、減圧下での物 質の密封、常圧下での物質の密封ではあるがその後温度変化や化学平衡の変化が 生じること、さらには容器の取り扱いやそれを積み重ねること等である。 密封性、水密性、耐圧性を有する容器の設計及び進歩にとって重要な他の要素 は、強度、靭性、重量、貯蔵物の適切な保護、経済性、安全性、環境問題等であ る。貯蔵物の適切な保護としては、液体又は気体の侵入、光、微生物、害虫、物 理的ショック、破砕力、振動、漏れ、こぼれ等から物質を保護する性質が含まれ る。 容器は異物がその物質に付かないよう、また、それに浸み込まないようにしな くてはならない。さらに、容器は、物質に対して化学的に耐性、即ち、化学的に 不活性でなくてはならない。殆どの容器はコーティングやライナーを施し物質が 十分な保護を得られるようにしてある。ただし、ガラスは例外である。ガラス容 器の欠点は、壊れやすいことである。それを防ぐため十分な靭性を持たせるのに 壁を厚くしたがって重くしなくてはならないことである。 従来の容器に用いられる材料は、貯蔵物に対して安全な方法で十分な保護を与 えると考えられている。しかし、最近、健康及び環境問題に関連して、従来の容 器の製造に用いる材料の使用を減らすことに注意が向けられてきた。しかし、こ れらの問題にもかかわらず、これらの材料は依然として使用されている。その理 由は、それら材料の強度及び特に大量生産に関する優れた性質のためである。意 図された全ての用途において、そのような材料は、比較的成形しやすく、強度、 耐久性を持ち、使用中の劣化が少なく、ガラス容器を例外として、それらは一般 に軽量で壁を薄くすることができる。 Ｂ．従来の容器の環境的、経済的効果 金属、ガラス、プラスチック、及び紙複合材料（以後「従来材料」と呼ぶ）は 多くの点で環境に対して悪い効果をもたらす。環境問題は、必要な原材料を採掘 するとき、原料をプロセスするとき、容器を製造する時、使用済み容器を廃棄す るとき、さらには再生利用するときにさえ生じる。 従来の容器を製造するために用いられる主な原材料は、アルミ、スズ、鉛のよ うな金属鉱石、鉱物（ミネラル）、石油製品、材木から得られる。これらの必要 な原材料を得るのに、世界中の生態系が乱され、自然のサイクル及び依存関係が 破壊されていく。これに加えて、従来の容器を製造するのに用いる原材料の多く は再生不可能な資源である。 金属鉱石、ミネラル、石油製品、材木のような原材料をプロセスすることによ って大気、水、土壌の汚染が生じる。種々の原材料をプロセスすることによって もたらされる環境破壊の形態は夫々の場合において異なっているが、夫々が大き な環境破壊を生じているのである。容器製造に必要な原材料のプロセスによる環 境破壊は全体のほんの一部ではあるが、この産業は非常に大きい。例えば、清涼 飲料水やアルコール飲料のために1000億以上のアルミ缶がアメリカ合衆国で毎年 使用されている。 さらに、金属鉱石、ミネラル、石油製品、材木のような原材料をプロセスする には非常に大量のエネルギーが必要である。これら原材料のプロセスには一般に これら材料を加熱し、化学的、機械的方法を用いて金属、ガラス、プラスチック 、紙複合製品を生産する。さらに、これらの材料から容器を形成するのにも一般 に大きなエネルギーを必要とする。 容器に関連して最も明瞭な問題は廃棄の問題である。容器の廃棄が全国の市営 廃棄システムに与える影響は途方も無く大きなものである。さらに、使用済み容 器から出る散らかした塵芥も大きな問題である。この廃棄及び散らかし塵芥のた めヨーロッパのいくつかの国ではアルミ缶の使用が禁止されている。再生利用が 廃棄された従来の容器の量を減らす最も有効な方法ではあるが、再生利用は廃棄 及び散らかし塵芥の問題の部分的な解決を与えるだけである。従来の材料で作ら れた容器を再生利用することの不利な点は分類と新たなプロセスが必要なことで ある。これは環境にさらに影響を与え、新たな汚染をもたらす。それに必要なエ ネルギーの費用はしばしば元のものよりも高く付くことがある。 従来の材料を用いることに関するもう一つの問題は、材料及びプロセスの価格 の問題である。アルミ缶の材料費は1缶当り$0.045、プロセスに要する費用は約$ 0.03で、１缶当り合計約$0.09である。ガラスびんに対する材料費及びプロセス の費用は１びん当り約$0.095から約$0.13である。 従来の容器に関連した環境問題やコストにもかかわらず、金属、ガラス、プラ スチック、紙複合製品で作られたそのような容器が広く用いられている理由は、 そのような材料が多種多様な構造で物質を貯蔵できるという有用性を持っている からである。従来の容器を作るのに用いられる材料は容器の形に容易に成形でき 、その容器はそこに貯蔵される物質に対して安全な方法で十分な保護を与える。 それらがいつまでも使われるいくつかの他の理由は、変化への抵抗、習慣、及び 、使い物になる代替え品が今までなかったという実用上の理由と思われる。 Ｃ．伝統的なセメント性材料 密封性、水密性、耐圧性を有する容器で、それに貯蔵される物質に対して安全 な方法で十分な保護を与える容器を大量生産するために必要な環境的に優しく安 価な材料の必要性は長い間存在していた。これらの性質を持たない容器を経済的 に可能な方法で生産することは不可能である。 密封性、水密性、耐圧性を有する容器の生産において安価で環境的に優しい材 料が必要であるということからセメントや石膏のような水硬性材料（今後、「水 硬性」、「水硬」、又は「セメント性」組成、材料、又は混合物）を使用するこ とを思いついたのではない。しかし、水硬性材料は安価で、岩、砂、粘土、水と いった環境的には無害の組成で出来ている。経済的、生態的観点から見て、水硬 性材料は、そのような容器用の材料として最も適したものとして、金属、ガラス 、プラスチック、紙複合製品に置き換えるのに理想的なものである。 水硬性材料は、容器のような薄く、軽量な製品を大量生産するのに今まで用い られたことはなかったが、その理由は、水硬性材料のよく知られた性質とその材 料のプロセスに付随する問題のためであった。よく知られた性質とその材料のプ ロセスに付随する問題としては、大きな流動性、小さな引っ張り強度、高度な多 孔性、炭酸飲料のような酸性溶液に対する反応性等である。その材料を製品にす るプロセスに付随した問題としては、材料成形後の低い形状安定性、長い硬化時 間、成形機への付着、完成品の表面への水のブリーディング等である。水硬性材 料のよく知られた性質とその材料のプロセスに付随する問題の結果として、それ らの用途は、耐久性があり、強度を持ち、比較的安価だが、大きく、かさばった 構造のみに限られていた。 水硬性セメントが入ったものの構造物は、一般に、水硬性セメントを水及び通 常はある種の骨材と一緒にかき混ぜ、コンクリートに硬化するセメント性混合物 を形成することによって作られる。理想的には、新しく混合したセメント性混合 物は、かなり粘着性がなく、半流動性で、手でかき混ぜ成形が可能なものである 。一般にコンクリートは、その流動性のためモールドに流し込んで成形し、大き なエアーポケットを取り、そして硬化させる。 ある種のコンクリート混合物は、簡単な形をした極めて平らな板に押し出し成 形することも可能である。後者の場合には、セメント性混合物はスランプ（即ち 、所望する形から変化すること）を防ぐため十分に粘性があり凝集力がなくては ならない。もし、コンクリート歩道のように、コンクリート構造物の表面を露出 するのであれば、さらにいくつかの表面処理を施しその表面がより機能的になる よう、そして所望する表面の性質を持つようにしなくてはならない。 典型的なセメント性混合物は十分な加工性を持つようその流動性を高めなくて はならないため、コンクリート及び他の水硬性混合物は、材料が十分に硬化する までその形を保つため機械力を必要とし、通常大きく、重く、かさのはる簡単な 形に主に用いられているだけであった。セメント性材料を用いることには、コン クリートの強度の性質、即ち、引っ張り強度が比較的低く、引っ張り強度に対す る圧縮強度が大きな比を持つことによる制限もある。引っ張り強度に対する圧縮 強度の比は通常10:1のオーダーである。 密封性、水密性、耐圧性を有する容器の製造に水硬性材料を用いることは、そ れが高度の多孔性であることから特に望ましくない。水硬性材料の多孔性は、空 気トラップを作る低い充填度及び反応しなかった水分の蒸発から生じる。これら 材料の多孔性は毛細管吸入を生じる。毛細管吸入は水硬性マトリックスを通して 重力により液体が漏れていくこと以上のことで、マトリックスを通して液体を吸 い上げる輸送機構である。この高度の多孔性のため水硬性材料は液体や気体の障 壁の機能をすることは出来ない。これら材料の多孔性が厚いガラス容器の到来を 促したのであるが、それは、何世紀も昔土器が多孔性で自然のソーダ水を入れて おけないということが分かったときであった。 簡単に述べると、セメント性材料は歴史的に、脆く、硬く、多孔性で、折り畳 んだり曲げたりできなく、弾性、たわみ、及び屈曲強度が低いと考えられてきた 。それに加えて、セメント性材料の酸に対する反応性は、殆どの炭酸飲料水のよ うな酸性飲料を入れる容器にこれらの材料が不向きであることを示している。 従来のセメント性混合物即ちスラリーの形状安定性はほんの少ししかないか又 は全くないかであり、セメント性混合物を最終的な形に成形するにはその混合物 を外部から支持された境界即ち壁を持つ空間に流し込まなくてはならないことが もう一つの制限となっていた。セメント性材料が、例えば、柱、土台、道路、歩 道、壁のような、サイズ及び重量が制限にならず、コンクリートに掛かる力や負 荷が圧縮力及び負荷に通常限られているような応用にのみ伝統的に有用であった のは、まさに、この成形性の欠如と単位重量当りの引っ張り強度が低いことに原 因があるのである。 コンクリートの引っ張り強度が低いこと(約1-4ＭPa)は、金属、紙、プラスチ ック、陶器などと異なり、コンクリートは収縮又は曲げに際して容易にひび割れ や割れ目が生じるという事実によって明らかである。結論として、典型的なセ メント性材料は、容器のような小さく、薄く、軽い物を作るのには適さず、この ようなものは、典型的なセメント性材料に比べてはるかに大きな引っ張り強度及 び屈曲強度を持つ材料から作らなくてはならなく、また大きな断面積は実用的で はない。 最近、強度の高いセメント性材料が開発されたが、これは、小さく、密度の高 い物体に成形可能なものかも知れない。そのような材料の１つは、「Ｍacro-Ｄe fect Free(マクロディフェクトがない)」又は「ＭＤＦ」コンクリートとして知 られているもので、バーチャル等(Ｂirchall et al)に発行されたＵＳ特許No.4, 410,366に開示されているようなものである。さらに、エス・ジェイ・ワイス(Ｓ .Ｊ.Ｗeiss)、イー・エム・ガートナー(Ｅ.Ｍ.Ｇartner)、エス・ダブリュー・ トレサウシック(Ｓ.Ｗ.Ｔresouthick)著「金属、プラスチック、セラミック、木 材の低エネルギー代替えとなる高張力セメントペースト(Ｈigh Ｔensile Ｃemen t Ｐastesas a Ｌow Ｅnergy Ｓubstitute for Ｍetals,Ｐlastics,Ｃeramincs, and Ｗood)」、アメリカ合衆国エネルギー省ＣＴＬプロジェクトＣＲ7851-4330( 最終レポート、1984年秋)も参照のこと。しかし、そのような高強度セメント性 材料は著しく高価で、安価な容器を作るのには適していないであろう、実際その ような用途にはもっと安価な材料がより適している（例えば、紙やプラスチック ）。他の欠点は、ＭＤＦコンクリートは、成形及び硬化に費やされる時間と労力 が大きいため小型で軽量物体を大量生産するのに用いることは出来ないことと、 それは水に対する溶解度が高いことである。それに加えて、そのような材料は大 きな粘性と高い降伏応力を持つが、このためモールドがしにくく、モールド後の 形状安定性を得るのが難しい。 従来のコンクリート及びさらに最近開発された高強度コンクリートに対しての 問題点は、殆どのコンクリートに共通して、長い硬化時間が必要なことである。 流動性のある混合物から典型的な製品を成形する際、コンクリートが機械的に自 立できるようになるまでに10-24時間、コンクリートがその最大強度に近い強度 に達するまで長いときには１ヵ月も要する。モールドから取り出すのに十分な強 度をセメント性製品が得るまで、それらを動かさないようにするため細心の注意 を払わなくてはならなかった。これより前にセメント性マトリックスを動かした りモールドから取り出したりすると通常クラックやひびが生じた。一たん自立す るようになると製品をモールドから取り出すことができるが、最終強度に近い強 度に達するにはその後典型的に数日若しくは数週間が必要であった。 セメント性製品を成形するモールドは、普通、コンクリート製品の生産では再 使用されるが、最短のコンクリート硬化にも長い時間が必要であるので、セメン ト性製品を経済的商業的に大量生産することは困難なことであった。このモール ドに於ける困難は、小さく、軽量で、最大で１／４インチの厚さのように比較的 薄い壁面を持つ製品に対しては一層大きなものである。モールドした板、大きな パイプ、れんがのような、大きくて嵩が大きな製品で、すぐに自立するものを「 大量生産」するのにゼロスランプコンクリートが使われてきたが、そのような「 大量生産」は一日に数千個を生産する場合にのみ有効なものである。そこで使わ れる組成や方法を、一時間当り数千個の割合で、小さく、軽量で、壁面の薄い製 品を大量生産するのに用いることは出来ない。その上、ゼロスランプコンクリー トは通常高い粘性と大きな降伏応力を有するので、モールド及びモールド後の形 状安定性を困難にする。 セメント性製品のモールド取り出しはさらに別の問題を生む。コンクリートが 硬化するにしたがって、滑り油のような高価な滑り剤を用いないかぎりそれは型 枠と結合する傾向がある。しばしば、型枠を外すため型枠をくさびで分離しなく てはならない。もし毎回適切に且つ注意深く行われなければ、そのようなくさび による分離は構造物の端でひび割れや破損をしばしば生じることになる。この問 題は、特に商業的大量生産で、平らな板以外の、小さく、軽量で、壁面が薄いセ メント性製品又は成形物を作る可能性をさらに制限してしまう。 もしモールドされたセメント性製品の外壁とモールド間の結合力が、モールド された製品の内部凝集力即ち引っ張り強度より大きければ、モールドから取りは ずすとき、モールド製品の比較的弱い壁面又は他の構造部分が破損される可能性 が高くなる。したがって、モールドから取りはずすとき破損を防ぐためには、高 価な滑り剤を用い注意して行わないかぎり、従来のセメント性製品は体積が大き く厚みが厚くなくてはならず、またその形状は非常に簡単なものでなくてはなら ない。 コンクリートの典型的プロセス技術として、型枠間又はマトリックス中に空隙 が存在しないことを確実にするため、コンクリートが打ち込まれた後適切に一体 化されていることが必要である。これは通常種々の振動又はつっつきの手法で行 われる。しかし、この一体化の問題点は、コンクリートが打ち込まれた後それを 過度に振動し過ぎるとコンクリートの分離叉はブリーディングが生じることであ る。 ブリーディングとは、新しく打ち込まれたコンクリートに於いて重い骨材が下 に沒むことにより水が最上面にしみ出してくる現象である。過度のブリーディン グはコンクリート板の最上面近辺の水分／セメント比を増加させるが、これはそ の板の耐久性を弱め減少させる。最終プロセスでコンクリートに過度の処置を施 すと余分の水分だけでなく細かい材料も表面に出てき、それによって表面欠陥が 生じる。 それに加えて、従来のセメント性材料の性質が、その多孔性及びコストに関係 したもう一つの設計上の制約を与える。従来のセメント性材料では、好ましくは ないが高い多孔性のものを用いて安価な製品を作るか、高価な低い多孔性のもの を用いるかのどちらかである。 上述した全ての理由及び他の多くの理由のため、セメント性材料は、建築物、 基礎、歩道、高速道路、屋根の材料に於けるような、若しくは、れんがを接着す るモルタール又は硬化したコンクリートブロックのような大きく、板状の製品を 形成する以外に顕著な商業的応用を有していなかった。金属、ガラス、プラスチ ック、及び紙の複合材料から現在生産されている容器のような、小さく、軽量で 、壁面の薄い製品をセメント性材料から生産することは、（実際に経験すること は言うまでもなく）想像することさえ全く直感に反するものである。 一口で言って、必要とするものは、改良された容器、及び、生産に必要な原材 料の確保、原材料のプロセス、容器の製造、使用済み容器の廃棄、ごみ、再使用 プロセス等から現在の環境問題を生じない容器を製造する方法である。 さらに、容器は、最終的には、環境的に優しく地中に廃棄されることになるが 、この地球と両立するような化学組成を持つ容器及びそのような容器の製造法を 提供することは全く新しく重要な進歩を与えるものであろう。 また、容器、特に飲料水や食料品用の容器の生産のコストを下げることは大き な進歩をもたらすことであろう。 さらに、容器として一般に望ましいと考えられる性質を持つが、金属、ガラス 、プラスチック、紙の複合材料のような通常用いられる材料以外の材料で作られ る容器を提供することはこの技術においてもう一つの進歩をもたらすことであろ う。そのような望ましい性質には以下のものが挙げられる：即ち、容器の内部と 外部間の圧力差に対抗できる十分な引っ張り強度及び不透過性、横方向の内部圧 力応力に対抗できる十分な引っ張り強度、軽量、薄い壁面、気体や液体に対する 最小の浸透性、貯蔵品の酸化を生じる酸素の最小限の侵入、炭酸ガス飽和の最小 の減少、安価、容器に貯蔵される物質のpHレベルに対する反応としての最小限の 腐食、異物が貯蔵される物質に付きその味を変えたり有害な反応物を作らないよ うにする不浸出性、環境への最小限の影響、容器の製造、運搬、使用上の安全性 等である。 また、安価に大量生産され得るが、運送、積み重ね、物質の貯蔵、物質の密封 、物質の分配、物質の再密封に最適な構造を持つ容器及びその形成法を提供する ことも一つの進歩となるであろう。 水硬性セメントや石膏のような安価な水硬性材料から、低い引っ張り強度、大 きな多孔性、及び化学成分の浸出といった、典型的な望ましくない性質を持たな いように容器を形成する方法を提供することはセメント製造技術において大きな 進歩を意味するであろう。 製造の観点からして、水硬性材料から商業的に形成され、形状安定性がすぐに 得られ、外部の支持なくその形を維持し成形後すぐに取り扱いができるような容 器及びその形成法を提供することはセメント技術において大きな進歩となるであ ろう。 水硬性混合物から成形され、成形装置に付着せず、成形直後に容器の品質を損 なわずに成形装置からはずすことが可能な容器及びそのような容器の大量生産法 を提供することはさらにもう一つの進歩であろう。 水硬性容器の表面の最終処理が不要で、しかも直ちに容器にコートしたりプリ ントしたり出来るような容器及びそのような容器の生産法を提供することはもう 一つの進歩となるであろう。 最後に、この技術で必要とされることは、従来の容器を作るのに既に用いられ ている方法や装置を用いて容器を製造する能力である。そのような方法がここで 開示され特許請求されるのである。本発明の簡単な要約 本発明は、密封性、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器、及びそのような 容器の製造方法を含むが、これら容器は、例えば水硬性セメント、石膏、及び水 で凝結叉は硬化する材料のような水硬性材料から形成されたマトリックスを有す る。水硬性バインダから形成された容器のマトリックスは、そのようなバインダ からはかつて得られたことがないような特性を備えている。これらの材料を用い ることにより、このような材料に通常付随したプロセス上の問題点を生ぜずに経 済的な大量生産が可能になる。それに加え、オプションとしてバインダに添加物 を用いることができ、それによりマトリックスが独特の特性を持つようになる。 本発明の範囲内に入る容器は、例えば飲料、食品、家庭用品を入れたり、金属 、ガラス、プラスチック、及び紙の複合製品から作る従来の容器、缶、びん、ジ ャー、及びカートンに入れる他の製品を入れるのに有用である。飲料の例として は、炭酸飲料、アルコール飲料、及び、例えば果汁、ミルク、水のような非アル コール飲料がある。食品には、ガラスびん、金属缶、叉は紙のカートンのような 従来の容器に溶液状で密封される食料、及び、そのような容器に乾燥状態で密封 される食料がある。食品に用いられる液体溶液には、水、オイル、砂糖溶液、及 び非中性溶液がある。従来の容器に通常貯蔵される家庭用品及び他の物質の例と しては、エーロゾル、防臭剤、香水、化粧品、クレンザー、潤滑油、及びペンキ 等がある。 密封性、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器として一般に望ましい特性は 、物質の減損や変質を最小限に押さえ、しかも安価で、環境に優しく、安全な方 法で物質を保存保護できることである。これらの特性は、従来の水硬性材料に付 随したプロセス上の問題点及び望ましくない性質を克服して、水硬性材料を用い ることによって得られる。例えば高い多孔性、小さな引っ張り強度、低い形状安 定 性、及び長い硬化時間といったような望ましくない性質及びプロセス上の問題点 は混合設計及び特殊なプロセスの独特な組み合わせによって克服される。 物質の減損や変質を最小限に押さえ物質を保存保護できるという容器の特性は 、容器の靭性、不浸透性、及び、容器が不浸出性障壁叉は化学的不活性障壁とな るような容器と物質との間の化学的両立性とに関係している。靭性及び不浸透性 は、容器の水硬性マトリックスの引っ張り強度及び多孔性に直接関係している。 個々の容器が必要とする引っ張り強度及び多孔性の大きさは、貯蔵する物質の種 類、それらが貯蔵される方法、容器内に密封した後に行うかも知れないプロセス 、その後の取り扱い、他の設計条件により変わる。同様に、化学的両立性叉は非 反応性に対する設計条件は貯蔵する物質によって変わる。両立性及び非反応性の 最適なレベルを有する容器の設計には無機材料が好ましい。 本発明の範囲内に入る気密性容器は、容器の内部と外部に生じる圧力差に耐え られるだけの十分な靭性及び不浸透性を有する。内部と外部の圧力が等しくない とき「圧力差」が生じる。圧力差は、貯蔵する物質の種類、物質貯蔵法、物質が 容器内に密封された後のプロセス、叉は容器の圧縮等のために生じる。そのよう な圧力差が起きる例としては、容器内に炭酸飲料を貯蔵する場合、容器内に物質 を圧力を掛けて密封する場合、容器内に物質を真空下で密封する場合、容器内に 密封した物質の温度を変化させる場合、容器内に密封した物質の化学平衡を変化 させる場合、及び、積み重ねたり取り扱い時に容器を圧縮したりする場合が挙げ られる。 それに加え、物質の減損や変質を最小限に押さえ物質を保存保護できるという 容器の特性は、気体や液体に対して十分な不浸透性を有する容器を設計できるか どうかに依存する。これはまた容器の多孔性にも関係する。十分に不浸透性のあ る容器では、窒素叉は酸素の浸入が最小であるため物質の酸化が防がれ、容器内 に貯蔵された炭酸飲料からの炭酸ガスの減損が最小である。物質の保存保護には 、容器から変な臭いや風味がつかないこと、及び、容器が物質のpHに耐え得ると いう条件も必要である。容器が、製造、流通、使用上において、軽量、薄壁、安 価、安全であることが望ましい。 水密性及び気密性のある容器に望ましい特性を有する容器を、水硬性材料は用 いるが従来の水硬性材料に付随した望ましくない性質及びプロセス上の問題点を 生ぜずに作ることはミクロ構造工学を用いて行われた。ミクロ構造工学は、所望 する予め決められた特性を水硬性コンポジションのミクロ構造に作り込むことで ある。このミクロ構造工学は、予め決められた特性を持つマトリックスを有する 容器を普通に得られる広い範囲の材料を用いて設計することを可能にする。この 方法を用いることにより、マトリックスのミクロ構造が望ましい特性を持つよう に設計でき、一方、大量生産製造システムのコスト及び他の点を最適化すること ができる。 ミクロ構造工学法により、今まで金属、ガラス、プラスチック、紙の複合材料 から得られてきた多種多様の特性を持つ容器が、それらの材料で作られる場合の コストと通常競争可能なコスト、多くの場合それより優れたコストで製造が可能 になる。さらに、本発明の容器は、環境的に優しい成分からできているので、こ のような容器の製造は、金属、ガラス、プラスチック、紙の複合材料でできた容 器の製造に比べ、環境にずっと小さな影響しか与えない。 本発明の容器の主要な成分には主に無機材料が含まれるが、それには、例えば 水硬性バインダ（例えば、水硬性セメント及び石膏）、骨材（例えば、砂、方解 石、ボーキサイト、ドロマイト、花崗岩、石英、ガラス、シリカ、パーライト、 蛭石、粘土、及び使用済みコンクリート製品等）、繊維（有機及び無機繊維）、 レオロジー調整剤、分散剤、急硬剤、水硬性バインダを水化する即ち水硬性バイ ンダと反応するのに必要な水分等がある。これらの材料は水硬性混合物を形成す る。 本発明により製造される容器に好ましいマトリックスは、セメント性叉は他の 水硬性混合物の反応生成物から形成される。水硬性混合物は、最低、水硬性セメ ント叉は半水化石膏のような水硬性バインダ及び水を含む。これらの混合物から できる水硬性マトリックスの多孔性は、水分／水硬性バインダ比を小さく保つこ とにより低く押さえることが可能である。 水硬性混合物、及び／叉は、硬化した水硬性マトリックスに所望の特性を持た すため種々の他の添加物が水硬性混合物内に加えられるが、それには、例えば、 一種類叉はそれ以上の骨材、繊維、レオロジー調整剤、分散剤、急硬剤、空気連 行剤、発泡剤、叉は、反応性金属等がある。各添加物の種類及び量は、水硬性混 合物及びそれから作られた最終的に硬化した容器の双方の特性による。 ある場合には一種類叉はそれ以上の骨材材料を混合物内に加え、滑らかな表面 を作り、嵩を増し、混合物のコストを下げることが好ましい。骨材は、しばしば 大きな強度をもたらし加工性を増加させる。そのような骨材の例としては、通常 の砂、方解石、石灰岩、ボーキサイ卜 ドロマイト、花崗岩、及び、石英がある が、これらは全く環境的に安全で、非常に安価で、そして本質的に資源が尽きな いものである。 他の場合には、軽量な骨材を加え、軽量で、しばしばより断熱的な、硬化した 最終製品を得ることができる。軽量な骨材の例としては、膨張したパーライト、 蛭石、中空ガラス球、エアロゲル、ゼロゲル、及び他の軽量ミネラル材料がある 。これらの骨材もまた、環境的に安全で、比較的安価である。 繊維は、引っ張り強度、屈曲強度、圧縮強度、凝集強度、及び衝撃抵抗等を増 加させるため、水硬性混合物に加えられる。繊維は、引き裂き強度、破裂強度、 引っ張り強度が大きいのが好ましい。水硬性材料に強度及び靭性を与える点では 、高いアスペクト比を有する繊維が一番よい。 容器の製造に用いられる水硬性混合物の融通性のため、広い範囲の有機及び無 機の繊維が使用可能である。好ましい繊維の例として、生物分解可能なプラスチ ック、ガラス、シリカ、セラミック、金属、炭素、アサ、植物の葉及び茎、木材 の繊維（例えば、ダイオウマツ）、アマ、バガス（サトウキビ繊維）、綿、及び アサ（大きなアスペクト比）等がある。アバカは好ましい繊維であるが、これは 、フィリピンで自生するバナナ状のアサから抽出される。それに加え、ケルバー 、ポリアラマイト、ガラス繊維、炭素繊維、及びセルロース繊維のような連続繊 維を用いてもよい。 凝集強度、「プラスチック的」性質、及びモールドしたり押し出しを行ったと き混合物がその形を保つ性質等を強化するため、レオロジー調整剤を添加するこ とができる。これは、濃縮剤として振る舞い、混合物の粘性、及び、混合物を変 形するのに必要な力である降伏応力を増加させる。これは、モールドした製品叉 は押し出しをした製品の「生強度」を強くする。適当なレオロジー調整剤として は、セルロースをベースにした材料、澱粉をベースにした材料、蛋白質をベース にした材料等が含まれるが、それらは、個々のセメント粒子を結合したり水のゲ ル化をする。 これに反して、分散剤は、個々の水硬性バインダ粒子を分散させて混合物の粘 性及び降伏応力を減少させるように働く。これは、適当な加工性を保ち、且つ水 の使用量を減らすことができる。分散剤は、水硬性バインダ粒子の表面に付着し 、粒子表面叉は近接のコロイド二重層に電荷を帯電させることにより粒子を分散 させる材料であればどんな材料でも適当である。 レオロジー調整剤及び分散剤の両方を用いる場合には、夫々の利点を得るには 、分散剤を先に加え、レオロジー調整剤をその後に加えるのが通常有効である。 もし、レオロジー調整剤がバインダ粒子に先に付着すれば、それは、コロイド保 護膜を形成するかもしれず、このコロイド保護膜が、分散剤が粒子に付着し水硬 性混合物に分散剤の効果を与えることを妨げるからである。 水硬性マトリックスは主に無機材料からなるが、いくつかの実施例では、例え ばセルロースをベースにした繊維、及び／叉は、レオロジー調整剤のような有機 成分をも含む。しかし、これらの有機成分は、容器を製造するのに使用される水 硬性材料の全量に比べてほんのわずかな量に過ぎない。これに加え、アバカ繊維 のような、本発明で用いられるいくつかの有機繊維は、農事産業で栽培収穫を行 うことができる。 容器はまた、従来のコーティング材料やライナーを用いてコートしたり、裏張 りをしたり、ラミネートをしたりして、容器の強度及び不浸透度を増加させたり 、酸性、アルカリ性、砂糖または油成分を含む溶液に対する障壁を形成すること ができる。 容器に用いる硬化した水硬性マトリックスのある性質を得るため、ライナー、 コーティング、ラミネートを用いることができること、及び、混合物成分の種類 や量を変更できることに加えて、容器を形成するのに用いられる種々の工程が、 密封性、水密性、気密性を有する容器に望ましいと考えられる特性を付けたり強 化したりする。 密封性、水密性、気密性を有する容器に望ましいと考えられる特性を付けたり 強化したりする工程の例として、十分に乾燥した粉末状水硬性セメントを所望の 形に充填し、その後そのセメントと水との機械的混合をあまり行わずセメントを 水化する工程がある。この工程は、機械的に混合されたセメントに共通に見られ る間隙空間を減少させる。間隙空間叉は空隙を減らすことにより引っ張り強度を 増加させ多孔性を減少させることができる。従って、それによってできる硬化し た水硬性マトリックスはより靭性があり浸透性が少ない。 容器を製造する他の一般的方法には、(1)高剪断混合機で粉末状水硬性セメン トと水を機械的に混合しセメントペーストを形成し、(2)その混合物から密封性 、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器を形成する、ものがある。粉末状セメ ントと水を混合する以外に、例えば骨材、繊維、レオロジー調整剤、分散剤、及 び急硬剤のような望ましい他の材料を添加し、所望のレオロジー性や最終的な強 度、重量、低価格性を有する水硬性混合物を形成するのが好ましい場合がある。 混合物から形成されたシースは引き続き乾燥され凝結される。混合及び凝結の方 法もまた硬化した水硬性シースの最終的特性に影響する。 混合物を機械的に混合した後容器を形成するのはいくつかの方法を用いて行え るが、それらはいずれも容器の最終的な性質に影響を与える。これらの方法には 、モールドによる成形、前以て作られたシートからの成形、押し出しからの成形 等がある。しかし、モールドによる成形及び乾燥したシートからの成形もまた、 押し出された品物をさらにプロセスする前の工程として混合物の押し出しを利用 することができる。これらの方法の組み合わせもまた用いることができる。これ に加え、この分野で知られた手段としてコーティング、ライナー、及びラミネー トを用い、障壁を形成し、容器に所望の仕上げを与えてもよい。 水硬性混合物の特性のため、プラスチック、セラミックス、金属、紙の複合材 料に用いられる複雑なモールド工程の適用が可能になる。複雑なモールドにより 多くの変化に富んだ形を有する容器の形成が可能になる。そのような複雑なモー ルド技術には、例えば、スプリットモールド、多重分離モールド、多重キャビテ ィモールド、及び多重段金型等が含まれる。その結果、輸送や積み重ねに適し、 容器に物質を貯蔵し、容器に物質を密封し、物質を取り出し、物質を容器に再密 封するのに適した構造を得ることが可能になる。 単一の連続した表面を有する容器の全体を統一して形成することは本発明の範 囲内に入るが、一般に、殆どの容器は、中空本体部及び閉鎖手段の２つの主要な 構造部品を有する。これら構造部品は異なった製造方法により形成され、最終工 程及び容器の組立に回される。これに加え、構造部品が容器に組み立てられた後 、最終工程に回されてもよい。最後に、物質が容器内に入れられ、容器内に貯蔵 され密封される。容器の成形中に物質を入れることもまた本発明の範囲内に入る 。 本発明のその他の利点は以下に説明されるが、その一部はその説明から明らか であろうし、叉は本発明を実行することから学ぶことができるであろう。本発明 の目的及び利点は、特にこれに付随した特許請求範囲の内容から明らかとなろう 。図面の簡単な説明 本発明に関する、上で述べた利点及び目的及び他の利点及び目的を得るため、 上で簡単に述べた本発明のより具体的な説明を、図面で示した本発明の具体的な 実施例を参照して与える。これら図面は本発明の典型的な実施例のみを描いてい るのであって、本発明の範囲を制限するものと考えるべきではないという理解の 下に、本発明を、以下の図面を用いてより具体的、より詳細に記述する。 第１図は、本発明の容器の一つの好適な実施例の分解透視図である。 第２Ａ図は、本発明の容器の他の好適な実施例の上部より見た透視図である。 第２Ｂ図は、本発明の容器の他の好適な実施例の下部より見た透視図である。 第３図は、本発明の容器の他の好適な実施例の分解透視図で、水硬性材料の外 部層の一部が取られ水硬性材料の内部層の一部が見えるようにされている。 第４図は、本発明の容器のさらに他の好適な実施例の分解透視図である。 第５図は、本発明の容器の他の好適な実施例の分解透視図である。 第６図は、本発明の容器の他の好適な実施例の透視図である。 第６Ａ図は、本発明の閉鎖手段の透視図である。 第６Ｂ図は、本発明の閉鎖手段の透視図である。 第７図は、本発明の容器のさらに他の好適な実施例の分解透視図である。 第８図は、本発明の容器の他の好適な実施例の分解透視図である。 第９Ａ図は、本発明の容器のさらに他の好適な実施例の透視図である。 第９Ｂ図は、本発明の容器の他の好適な実施例の透視図である。 第９Ｃ図は、第９Ｂ図の実施例に沿った断面図である。 第10Ａ図は、本発明の容器のさらに他の好適な実施例の透視図である。 第10Ｂ図は、本発明の容器の他の好適な実施例の透視図である。 第10Ｃ図は、第10Ｂ図の実施例に沿った断面図である。 第11図は、本発明の容器のさらに他の好適な実施例の透視図である。 好的な実施例の詳細な説明 本発明は、従来の容器と類似した方法で使用することが可能な新しい容器及び 水硬性混合物を容器に形成する方法を含んでいる。従来の容器に比べ環境に対し 著しく小さな影響を与え容易にまた経済的に容器を大量生産することが出来る水 硬性混合物をミクロ構造工学の手法を用いることにより設計することが可能であ る。その容器は十分な靭性を持ち、十分に不透過性であるので、容器内に貯蔵さ れる物質を保存保護し、その物質の減損や変質を最小限に押さえることができる 。Ｉ． 一般論 本発明の範囲内の、密封性、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器は、容器 内に貯蔵される物質を十分に保存保護し、その物質の減損や変質を最小限に押さ えることが可能である。容器は、安価で実質上絶えることのない資源材料から形 成され、従来の材料に比べて環境に対し著しく小さな影響しか与えない。さらに 、この容器は軽量で、壁面が薄く、大量生産可能で、製造、運搬、使用に当たっ て安全である。 この容器は、従来の容器に比べて材料費製作費でコストを下げ、容器を製造す る材料の確保、容器を作るための材料の加工、使用済みの容器の廃棄と再利用に おいて環境への影響を少なくする。これらの目的は、従来の水硬性材料に付随し た望ましくない性質及びプロセス上の問題を克服し、水硬性材料から形成した容 器を使用することにより達成される。 従来の水硬性材料に付随した望ましくない性質のため、水硬性材料は、密封性 、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器を大量生産するのに使用できないと現 在まで考えられていた。従来の水硬性材料を容器を作るために使用することを阻 害してきた従来の水硬性材料の性質としては大きな多孔性及び低い引っ張り強度 がある。また、大量生産を阻害する問題には、材料を成形した後の低い形状安定 性、長い硬化時間、成形装置への付着、成形製品の表面への水分のブリーディン グ等があげられる。これら望ましくない性質及びプロセス上の問題は、混合物の 設計とプロセスの独特な組み合わせにより克服されるのである。 従来の水硬性材料の望ましくない性質とプロセス上の問題を取り除き、出来上 がった容器に望ましい性質を持たせるため、ミクロ構造工学の手法に基づいて水 硬性バインダが開発された。食料品又は飲料水用容器を製造するのに用いられる 水硬性バインダに関する説明は下記の出願に詳しく与えられている。即ち、「食 料及び飲料の貯蔵、取り出し、パケッジ用の水硬性容器及びその製造方法」と題 し、パー・ジャスト・アンデルセン博士(Ｐer Ｊust Ａndersen,PhＤ)及びサイ モン・ケイ・ホドソン(Ｓimon Ｋ.Ｈodson)の名で1993年７月21に出願された、 同時継続中の出願No.08/095662。この出願は、「食料及び飲料の貯蔵、取り出し 、パケッジ用のセメント性容器及びその製造方法」と題し、パー・ジャスト・ア ンデルセン博士(Ｐer Ｊust Ａndersen.PhＤ)及びサイモン・ケイ・ホドソン（ Ｓimon Ｋ.Ｈodson)の名で1992年8月11日に出願された出願No.07/929,898で現在 は放棄された出願の一部継続出願である。さらに、全ての種類の物品用のパケッ ジ及び貯蔵用一般容器を製造するのに用いるセメント性材料の詳しい説明は、「 パケッジ用容器に用いるセメント性材料及びその製造法」と題し、パー・ジャス ト・アンデルセン博士(Ｐer Ｊust Ａndersen,PhＤ)及びサイモン・ケイ・ホド ソン(Ｓimon Ｋ.Ｈodson)の名で1993年２月17日付けで出願された同時継続中の 出願No.08/019,151に与えられている。開示の目的のため、これらの出願の内容 は当該出願に組み込まれているものとする。一旦適切な水硬性材料が作られたの で、ここで開示され特許請求される、さらに速く安価に容器を製造する特殊な方 法が開発されたのである。 一口に言って、従来の水硬性材料の望ましくない性質及びプロセス上の問題は 本発明により、部分的には以下のいくつかの共同的組合せにより克服される。即 ち、開示する水硬性混合物の成分、混合物の成分比、成分の形態と化学的性質、 混合物成分の添加順序、混合法、混合物成分を正しく打ち込み容器全体に一様な 性質が出るようミクロ構造工学を適用すること、混合物成分の充填、混合物から 容器を形成する方法、成形装置、硬化法、コーティング、ライナー、ラミネート の使用、構造設計等である。さらに具体的には、従来の水硬性材料の低い引っ張 り強度及び高い多孔性は、水分／水硬性バインダ比を小さく（化学量論比より小 さく）保ち、混合物成分を充填し、コーティング、ライナー、ラミネートを使用 することにより克服することが出来た。材料を成形した後の低い形状安定性、長 い硬化時間、成形装置への付着、及び成形された製品の表面への水分のブリーデ ィングのような大量生産への障害はいくつかの方法で乗り越えられる。これらに は、ミクロ構造工学を適用することとレオロジー調整剤を用いてレオロジーを制 御すること、加熱し成形装置により混合物から水分を取り除くこと、加速した硬 化等である。この技術に関してより詳しく以下に説明する。 Ａ．ミクロ構造工学設計 上述したように、本発明の容器はミクロ構造工学の観点から開発された。ミク ロ構造工学には、ミクロ構造を組立て、マトリックスが均一な最終製品を生む均 一なミクロ構造を得るプロセス順序を利用することが含まれる。ミクロ構造工学 では、コスト及び他の製造上の問題を認識しつつ、水硬性材料に、予め決められ た望ましいある種の性質を設計して加えることが許される。従来の試行錯誤、ミ ックス・テストの手法とは対照的に、ミクロ構造工学解析の手法は、靭性、最小 の浸透性、強度、重量、断熱性、コスト、環境的中立性といった適切な容器に必 要な性質を持つ水硬性材料の設計を可能にした。 ある一つの製品を設計するために入手可能な異なった原材料の数は膨大で、５ 万から８万の間と推定される。それらは、金属、高分子、エラストマー、セラミ ック、ガラス、複合材料、セメントのような非常に広範囲な種類のものから選ば れ るのである。一つの種類の中では、性質、プロセス、利用の型に関して共通性が 存在する。例えば、セラミックスは大きなモジュラスを持つが、高分子は小さな モジュラスを持つ。金属は鋳造及び鍛造で成形できるが、複合材料にはレイアッ プ又は特殊なモールド技術が必要である。水硬性セメントから作られるものを含 む水硬性材料は歴史的に小さな屈曲強度を持つが、エラストマーは大きな屈曲強 度を持つ。 しかし、材料の性質に関するこの分割手法にはそれ自身危険性がある。即ち、 それは専門化（セラミックについて何も知らない冶金家）や、保守的思考（「今 迄ずっと使ってきたので、今回も金属を使おう」）に繋がる可能性がある。密封 性、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器に関係するような種々の製品に水硬 性材料を用いようという考えを制限していたのはまさにこの専門化と保守的思考 のためである。しかし、水硬性材料には広い応用があり、設計可能で、ミクロ構 造的に処理できるということが一旦分かると、多くの製品へそれを応用する可能 性は自明となるのである。 本発明の組成の設計は、最初、主要な設計条件を与え、その後、成分の性能を 最大にする材料のサブセットを探すことにより進められた。このプロセスにおい てコスト的に競争力のある工程で製作する必要性を常に考慮することが非常に重 要である。 材料選択における主要な条件は、成功する製品を作るのに非常に重要な、部品 の設計の性質により課せられる。容器に関しては、これら主要な条件としては、 最小の浸透性、最小の重量、強度（圧縮と引っ張りの双方）靭性の条件であるが 、一方同時に、金属、プラスチック、ガラス、紙のような代替え品のコストと同 程度に押さえるのも重要である。 上で述べたように、過去における水硬性材料の１つの問題は、典型的な水硬性 混合物は、型に流し込み、作業をした後、硬化させるのに典型的に数日ないしは 数週間の長い間放置しなければならないことであった。専門家の間では、従来の コンクリート製品はその最適強度に近い程度に達するには少なくとも１カ月掛か ると考えられている。廃棄可能な容器やそれに類似の製品を大量生産するときに は、そのような時間は明らかに非現実的である。 その結果、本発明の重要な点は、水硬性混合物が成形されるとき、それが生の 状態であっても外部の支持なくその形（即ち、重力やプロセス装置を通過してい く動きのような弱い力に対して自分自身の重量を支持する）を保つことができる ことである。さらに、製造の視点からすると、生産が経済的であるためには、成 形された容器が即座に（数分又は数秒間で）十分な強度に達し、水硬性混合物が まだ生の状態で完全に硬化していない状態であっても通常生産手順を用いて取り 扱えることが重要である。 本発明のミクロ構造設計法の他の利点は、典型的な従来の技術に比べマトリッ クスの断面がより均一になる組成を開発することが出来ることである。理想的に は、水硬性混合物マトリックスの約0.5n³（ここで「n」は材料の最小の断面積で ある）のいかなる２つのサンプルを取り出しても、両者は殆ど同量の孔、骨材、 繊維、又は他の添加物を持ち、殆ど同様なマトリックスの特性を持つ。マトリッ クスの均一性を得るには混合成分の適切な打ち込みが必要であり、それにより、 各混合成分の特性を最適化し、成分間の共同を促し望ましい特性が達成される。 この均一性の全体的な効果は製品全体に均一な性能が得られることである。この 方法を通して行われる成分間の共同作業の証拠は引っ張り強度／圧縮強度比に現 れ、それは従来の水硬性材料のそれに比べて格段に大きくなっている。 以下の議論を通し、水硬性混合物の各成分が主要な設計条件にどのように寄与 するかが分かるであろう。 Ｂ．密封性、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器 この明細書及び特許請求範囲で用いられる「密封性」という用語は、容器内の 物質を密封する性能を含むものとする。物質は、多くの方法で容器内に密封する ことができる。一般に、容器は、構造部品を噛み合わせるか、構造部品に厳しい 許容度を達成するか、接着剤、又はクリンピングによって物質の周りで密封され る。さらに、物質を密封するためその物質の周りに１つの連続した表面を用いて 容器を形成してもよい。 この明細書及び特許請求範囲で用いられる「水密性」という用語は、密封した 容器内に貯蔵された液体物質のしみ出し、及び容器内への液体の侵入を十分に防 ぐ障壁として動作する性能を含むものとする。この明細書及び特許請求範囲で用 いられる「気密性」という用語は、容器内に貯蔵された気体及び液体の漏れ出し 、及び容器内への気体及び液体の侵入を防ぐ障壁として動作する性能を含むもの とする。「気密性」のある容器には、最大約10メガパスカルの容器の外部と内部 の圧力差に耐える性能を持つ水硬性マトリックスを持つ容器が含まれる。 この明細書及び特許請求範囲で用いられる「容器」という用語は、その容器内 に密封され、のちに取り出される物質を貯蔵するのに用いる入れ物又は器を含む ものとする。容器の例には、金属、ガラス、プラスチック、紙の複合材料等で通 常作成される缶、びん、ジャー、カートン等がある。 「容器」という用語は２つの一般的な構造部品を含み、１つは、物質を入れる 中空本体部で、他のものは、その物質を容器内に密封し容器内に貯蔵されたその 物質を取り出すための閉鎖手段である。ある応用では、この閉鎖手段は缶内の物 質を再密封するのにも用いることができる。「閉鎖手段」という用語には、缶、 びん、ジャー、カートンのような従来の容器と共に用いられるふた、エンクロー ズキャップ、ツイストキャップ、びんのキャップ、プルタブ、タンパープルーフ のふた、ポンプスプレー、他のスプレー機構等が含まれる。 さらに、「閉鎖手段」という用語には、ミルクのカートン、果汁のカートン、 冷凍果汁のカートンのような紙の複合材料と共に用いられる閉鎖手段も含まれて いる。ミルクカートンは折り畳まれた紙の複合材料で、その上部にシールを持ち 、そのシールの一部を破ることにより、物質を取り出すことができる構成になっ ている。紙の複合材料容器に用いられる他の便利な閉鎖手段は、多くの果汁に用 いられる折り畳まれ密封された上部である。折り畳まれ密封された上部は、薄い 金属フォイル又はプラスチックカバーを持ち、ストローがそれを突き破り貯蔵さ れた果汁を取り出す。さらに、冷凍果汁に用いられる閉鎖手段も有用である。こ の構成には、ら旋上に巻かれた紙の複合材料チューブの両端にあるキャップ、及 び、物質を容易に取り出すために一方のキャップの周りを取り巻くプラスチック の取り出し装置が含まれている。 「容器」という用語は、そこに入れられた又は貯蔵されたある特別な製品又は その種類に関係なく、すべての入れ物又は器のことをいう。従って、本発明の容 器は、一種類の製品のために作られたものに限られるわけでは全くない。「物質 」という用語は、金属、ガラス、プラスチック、紙の複合材料から作られる缶、 びん、ジャー、カートンのような従来の容器を用いる必要がある全ての製品を含 むことにする。容器を通常用いる必要がある物質の例には飲料、食料、及び家庭 用製品が含まれる。飲料の例としては、炭酸飲料、アルコール飲料、及び、果汁 、ミルク、水のような非炭酸飲料等が挙げられる。食料には、びん、缶、カート ン等に乾燥パッキング又は液体溶液中で密封される全ての食料を含む。食料製品 に用いられる液体溶液には、水、油、砂糖溶液、及び、非中性溶液が含まれる。 家庭用製品及び容器中に通常貯蔵される物質の例としては、エーロゾル、防臭剤 、香水、化粧品、クレンザー、油、潤滑剤、ペンキ等が含まれる。 本発明の主要な目的の一つは、飲料用の容器の製造である。従って、本発明の ある実施例で、安全な環境で飲料製品を貯蔵、密封、取り出し、配分、再密封が できるような水硬性材料の設計が開発された。 Ｃ．密封性、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器に必要な性質 本発明の範囲内の容器は、それが予め与えられた性質を持つように、種々のプ ロセス技術を使用し色々な量の水硬比混合物成分を用いて製造することができる 。いかなる実施例の性質及び品質も、マトリックスのミクロ構造に望ましい性質 を付与するようミクロ構造工学の手法を用いて予め決定することができる。ミク ロ構造工学の手法により、当業者は、コストと大量生産システムに関する配慮を しつつ望ましい性質を有する容器を作るため、添加物の種類及び量を調節したり プロセス技術を変更したりすることができる。 本発明の範囲内の、密封性、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器は、容器 内に貯蔵されている物質を十分に保存保護することが可能なので、容器内の物質 の減損や変質を最小限にとどめることができる。容器は安価で実際上尽きること のない材料から作成され、従来の材料に比べて環境への影響が著しく少ない。さ らに、容器は、軽量で、壁面が薄く、その上、製造、流通、使用上において安全 である。 これらの容器は、材料及び生産に於いて従来の容器に比べて低いコストですみ 、容器生産用材料の確保、その材料の容器へのプロセス、使用済み容器の廃棄及 び再利用において環境への影響を少なくする。これらの目的は、従来の水硬性材 料に関連した望ましくない性質及びプロセス上の問題点を克服して水硬性材料か ら形成された容器を用いることによって達成される。これらの望ましくない性質 及びプロセス上の問題点、即ち、高い多孔性、低い引っ張り強度、低い形状安定 性、長い凝固時間等は、混合物の設計とプロセスの独特な組み合わせにより解決 されるのである。 容器は、その靭性及び不浸透性に基づき貯蔵された物質を保存保護することが でき、容器内の物質の減損や変質を最小限にとどめることができる。容器は、水 、非中性溶液、油又は砂糖の入った溶液との接触に耐え得る。容器はそのような 物質と接触しているが、最小量の異物しか貯蔵された物質に付かなく、浸出も起 こらない。 これらの製造方法で用いられる水硬性材料の他の利点は、通常の水硬性製品か ら浸み出てくる重金属が存在しないことである。それ故、本発明は、製品を貯蔵 したり取り出したりするため、使い捨て可能な缶、びん、ジャー、カートンをよ く用いる飲料産業において特に有用である。 容器の靭性及び不浸透性は容器の水硬性マトリックスの引っ張り強度及び多孔 性に直接関係している。ある容器に対して必要とされる靭性及び不浸透性の大き さは、貯蔵される物質の種類、それらが貯蔵される方法、それらが容器の中に密 封された後に起きるかも知れないプロセス、取り扱い方、他の設計条件等によっ て変わる。 本発明の範囲内にある気密性容器は、容器の内部と外部の圧力差に耐えるのに 十分な靭性及び不浸透性を持たなければならない。容器の内部と外部の圧力が異 なるとき圧力差が生じる。即ち、貯蔵される物質の種類、貯蔵される方法、物質 が容器の中に密封された後に起きるプロセス、及び、容器の圧縮等の結果圧力差 が生じるのである。そのような圧力差が起きる例として、容器中に炭酸飲料を貯 蔵するとき、容器中を真空にして物質を密封するとき、温度を変えたり容器中に 密封されている物質の平衡反応を変化させるとき、及び容器を壁に押しつけ圧縮 したり多くの容器を次々と積み重ねたりするとき等がある。 十分な引っ張り強度及び最小の多孔性を容器のマトリックスに設計することに より、気密性容器が、容器内の圧力から生じる内部縦方向の圧力応力及び内部横 方向の圧力応力に耐えるようにすることができる。明細書及び特許請求範囲で用 いられる「内部縦方向の圧力応力」及び「内部横方向の圧力応力」という用語は 、容器のマトリックスに対する縦方向及び横方向の応力を反映している。内部横 方向の圧力応力は次の式によって定義される： δ_L＝(p^*r)/(2t) ここで、pは内部圧力、rは容器の内部半径、tは壁の厚さである。同様に、内部 横方向の圧力応力は次の式によって定義される： δ_T＝(p^*r)/t 又は δ_T＝2δ_L である。ここで変数の定義は上と同様である。 内部横方向の圧力応力は内部縦方向の圧力応力の２倍である。従って、内部横 方向の圧力応力が、ある内部圧力に耐えるために必要な引っ張り強度を決めるこ とになる。横方向ベクトルに沿った約10ＭPaの内部横方向の圧力応力に耐え得る マトリックスを持つ容器を製造するため、最適な混合設計で上記の材料を予め決 められた範囲で混合する。気密性容器の圧縮強度は通常約50から約150ＭPaの範 囲内にある。 それに加えて、気体や液体に対して十分に不浸透性を持つように水硬性マトリ ックスを設計することにより、容器は、貯蔵される物質を保存保護し、その物質 の減損や変質を最小限に押さえるようにする。マトリックスが不浸透性障壁とし て働く性能はそのマトリックスの多孔性の関数でもある。不浸透性が大きな容器 は以下のものに対する障壁になる。即ち、酸素の浸入、従って貯蔵物の酸化を防 ぐ；窒素の浸入又は浸出、従って、圧力差のモニタをする；炭酸ガスの減損；貯 蔵された液体物質のリーク等である。気体や液体に対して不浸透性になるように 容器を設計するにはいくつかの方法がある。一つは、次の引例で詳しく述べられ ている粉末充填法を用いてマトリックスの密度を非常に高く設計することである 。引例は、同時係属中の出願No.07/981,615で、「水硬性結合セメントの製造方 法及 び応用」と題し、1992年11月25日付けで、ハムリン・エム・ジェニングス博士( Ｈamlin Ｍ.Jennings,PhＤ)、パー・ジャスト・アンデルセン博士(Ｐer Ｊust Ａndersen,PhＤ)、サイモン・ケイ・ホドソン(Ｓimon Ｋ.Ｈodson)の名で出願さ れたもので、これは次の出願の一部継続出願である。即ち、出願No.07/856,257 で、「水硬性結合セメントの組成、その製造方法、及び、使用方法」と題し、19 92年３月25日付けで、ハムリン・エム・ジェニングス博士（Ｈamlin Ｍ．Ｊennl ngs,PhＤ)及びサイモン・ケイ・ホドソン(Ｓimon Ｋ.Ｈodson)の名で出願された もの（現在は放棄）で、これはまた次の出願のファイルラッパー継続である。即 ち、出願No.07/526,231で、「水硬性結合セメントの組成、その製造方法、及び 、使用方法」と題し、1990年５月18日付けで、ハムリン・エム・ジェニングス博 士(Ｈamlin Ｍ.Ｊennings,PhＤ)及びサイモン・ケイ・ホドソン（Ｓimon Ｋ.Ｈo dson)の名で出願されたもの（現在は放棄）である。そのような充填法及びその 使用法を理解するため、前述の出願の開示を参照することにより当該出願の明細 書の記載内容が本明細書に組み込まれているものとする。気体及び液体に対する 不浸透性を得る他の方法には、高分子が注入された材料及び可塑剤を取り入れた 混合物を用いること、並びに、水分／水硬性バインダ比が低い混合物を用いるこ とが含まれる。気体及び液体に対する不浸透住を得るもう一つの方法には、コー ティング、ライナー、及び／又は、ラミネートを施すことが含まれる。コーティ ング、ライナー、及び／又は、ラミネートは、炭酸飲料に存在する酸のような、 物質のpHレベルによって生じる腐食効果を最小にする。 本発明のマトリックスは、引っ張り強度／嵩密度比が約１から約300ＭPa-cm³/ gの範囲になるように設計することができる。より好ましい引っ張り強度／嵩密 度比は約２から約50ＭPa-cm³/gの範囲で、最も好ましい引っ張り強度／嵩密度比 は約３から約20ＭPa-cm³/gの範囲である。 容器は、必要な靭性及び不浸透性を持つようになるが、容器は軽量で壁面は薄 いままである。 本発明の容器のマトリックスは、その容器が水密性だけでよいのかそれとも気 密性も必要なのかによって変わる有効厚さを用いて設計される。本明細書及び特 許請求の範囲で用いられる「有効厚さ」という用語は、容器の最も弱い部分の厚 さと定義するものとする。水密性だけを持つ容器のマトリックスの有効厚さは、 最高約１cmであり、より好ましくは、約５mmで、最も好ましくは、約１mmである 。水密性と気密性を持つ容器のマトリックスの有効厚さは、最高約５cmであり、 より好ましくは、約１cmで、最も好ましくは、約３mmである。 水蜜性、気密性容器を形成する条件となる十分な引っ張り強度及び最小の多孔 性を有するマトリックスを歴史的にこれらの性質を持たない材料から作ることに 加えて、従来の水硬性材料に付随したプロセスの問題も解決しなくてはならない 。ミクロ構造工学を用いることによって、高い形状安定性、短い硬化時間、成形 装置への最小限の付着、及び、形成される物品表面への水の最小限のブリーディ ングを伴って容器が形成される。 Ｄ．容器の構造 本発明の範囲内の容器の構造は、主に、貯蔵される物質の性質、その物質を貯 蔵する方法、物質が容器内で密封された後に起こる可能性のあるプロセス、及び 、取り扱い方により変わってくる。そのような多様な設計条件から非常に多数の 有用な構造の形状が出てくるのである。 容器の構造は、一般に、２つの構造部品を備えているが、１つは中空本体部で 、他のものは閉鎖手段である。中空本体部は、側壁、底部、及び、開放端である 。底部は側壁と接合し、物質が開放端から中空本体部に入れられ、閉じた端の底 部と側壁によって支持される。閉鎖手段は、容器内の物質を密封するため中空本 体部の開放端と填めあうのに用いられる。ある実施例の閉鎖手段は、物質の取り 出しに使われるのと共に容器内の物質を再密封するのにも用いられる。 容器の構造部品、即ち、中空本体部及び閉鎖手段は、飲料、食料製品、家庭用 品のような物質を入れるために用いられる金属、ガラス、プラスチック、紙の複 合材料から作られた従来の容器と著しく類似するように設計することが可能であ る。 水硬性材料から製造される容器の設計の多くの例が、炭酸飲料、アルコール飲 料、及び、果汁、ミルク、水のような非炭酸飲料用に用いられる容器の構造設計 から与えられる。本発明の構造部品は、ガラスやプラスチックから製造される飲 料用アルミ缶又は飲料用びんに著しく類似するように設計することができる。さ らに、本発明の構造部品は、現在よく出回っている容器の前の形を基にして設計 してもよい。 特に飲料用に有用な、容器の構造に関する好適な実施例が第１図に示されてい る。一般に10で示された本発明の容器は、中空本体部12及び閉鎖手段14を備えて いる。中空本体部12は、側壁16、底部18、及び、開放端20を有する。底部18は側 壁16と一体に形成されている。中空本体部12はまた、開放端20に隣接した外周部 に外部ねじ22を含んでいる。以下に詳しく説明するように、外部ねじ22は、閉鎖 手段14に形成された相補的内部ねじと噛み合うように構成されている。 側壁16の厚さは、好ましくは３mm以下であり、より好ましくは1.5mm以下であ り、最も好ましくは0.75mm以下である。この好適な実施例においては、中空本体 部16[sic]の外径は約６cmで、中空本体部16[sic]の内径は約5.8cmで、中空本体 部６[sic]の縦軸方向に添った長さは約12cmである。 さらに第１図で示されているように、閉鎖手段14は、トップ24及びキャップ26 を有する。トップ24は、基部端28、円錐部30、及び、抹消部端32を有する。基部 端28は、中空本体部12の開放端20を填めあいの関係で受け入れるように構成され ている。トップ24の基部端28の内周部に、中空本体部12の外部ねじ22と相補的で それと噛み合うように構成された内部ねじ34が形成されている。好適な実施例で は、トップ24の内部ねじ34及び中空本体部12の外部ねじ22は左ねじである。トッ プ24は、その抹消部端32でノズル又は噴出口として終わる。ノズル36の外周部に 外部ねじ38が形成されている。以下に詳しく説明するように、外部ねじ38は、キ ャップ26に形成された相補的内部ねじと噛み合うように構成されている。 好適な実施例ではキャップ26は取り囲まれたキャップである。キャップ26は、 本質的に円盤又は円形の板状をした平坦部40を有する。同心円状の内部環状リン グ42及び外部環状リング44が平坦部の一方の面に一体となって取付けられている 。外部環状リング44の外径は、トップ24の基部端28の外径及び中空本体 部12の外径とほぼ等しい。従って、容器10の全ての構成部品が共に組み立てられ ると、容器10の外形は、比較的均一な外径を持った長く延びた円筒に類似したも のになるであろう。内部環状リング42は、トップ24のノズル36を填めあいの関係 で受け入れるように構成されている。内部環状リング42の内周には、ノズル36の 外部ねじ38と相補的でそれと噛み合うように構成された内部ねじ46が形成されて いる。内部環状リング42の内部ねじ46及びノズル36の外部ねじ38は右ねじである 。 以下に詳しく説明するように、容器10の各々の構成部品、即ち、中空本体部12 、トップ24、キャップ26は、水硬性材料から別々にモールドされ、その後にそれ らの各構成部品が組み立てられ容器10が形成される。 この実施例の利点として、容器の上部及び底部が平らな表面であるため支持用 パケッジがなくても容器を積み重ねることが可能なこと及び中空本体部開放端を 通して大量生産で作られた飲料のような物質を容器に容易に満たすことができる こと等が含まれる。それに加えて、閉鎖手段は、容器中の物質を密封するのに中 空本体部の開放端とかみ合わせるため、物質を取り出すため、さらに容器中の物 質を再密封するため等に用いることができる。この容器は、アルミかんのような 多くの従来の容器と同様に積み重ねることが可能であるだけでなく、この実施例 の閉鎖手段は容器内に貯蔵された物質の再密封を可能にするのである。 第２Ａ図及び第２Ｂ図は容器に対する他の好適な実施例を示すが、この構造デ ザインは、現在アルミから製造されている飲料容器に類似している。一般に10で 示された容器は、中空本体部12及び閉鎖手段14を備えている。底部18は側壁16と 一体に形成されている。側壁16及び底部18は水硬性材料から形成することができ 、金属や複合材料から作られた閉鎖手段14を用いて物質を容器内に密封すること ができる。 底部18は、最適強度が得られ、十分な強度及び不浸透性を持つ容器を形成する のに必要な材料を最小限に押さえるように構成されている。最適強度を得、必要 な材料を最小限に押さえるためにアルミ缶産業で用いられてきた設計技術が水硬 性材料から製造される容器の設計を最適化するのに本発明の範囲内で用いること が可能である。さらに、金属、ガラス、プラスチック、紙の複合材料のような 他の材料から容器を作るために用いられる設計技術を用いてもよい。 この実施例の利点として、容器の上部及び底が平らな表面であるため支持用パ ケッジがなくても容器を積み重ねることが可能なこと及び中空本体部開放端を通 して大量生産で作られた飲料のような物質を容器に容易に満たすことができるこ と等が含まれる。しかし、この閉鎖手段は容器内の物質を再密封することはでき ない。 第３図は、一般に10で示された容器の他の好適な実施例を示しているが、それ は、一般に12で示された中空本体部及び一般に14で示された閉鎖手段を有する。 この実施例においては、中空本体部12は両端ともに開いている。さらに、底部18 は中空本体部12から分離されている。 以下に詳しく説明するように、中空本体部12は、水硬性材料で出来た２層から 形成されている。第３図に示すように内層48は第一の向きにら旋状に巻かれてお り、外層50は第二の向きにら旋状に巻かれている。内層48の外部表面は外層50の 内部表面に適当な接着剤で接着されている。中空本体部12の引っ張り強度は、内 層48と外層50の間に連続的な繊維52を添加することにより強化することが可能で ある。以下に詳しく述べるように、水硬性材料をマンドレル上にら旋状に巻き、 長い連続した円筒のチューブを作り、それを従来の方法で切断し、複数の中空本 体部16[sic]を形成する。 底部18は、外部周辺に一体として形成された平坦部54及び環状リング56を有し ている。図に示すように、リング56は、はめ合わせの関係で中空本体部12を受け 入れるように形成されている。しかし逆に、底部18は、中空本体部12の端の中に 入るようなはめ合い構成にすることも出来る。どちらにしても、底部18は中空本 体部12のどちらか一方の端に適当な接着剤で接着されている。 第３図に示された実施例は、一般に14として示された閉鎖手段の他の実施例も 含んでいる。この実施例においては、閉鎖手段14は上部58及びフォイルタブ60か らなっている。上部58は、本質的にはこの実施例の底部と同様であるが、違うの は、これは切り抜き部分（フォイルタブ60でカバーされている）を持ち、フォイ ルタブ60を取り去った後それを通して飲料が取り出されることである。フォイル タブ60は、従来の非炭酸飲料の容器に現在用いられているものと類似 したものである。底部18の場合と同様に、閉鎖手段14は、はめ合わせの関係で中 空本体部12を受け入れるように構成され、中空本体部12の端に適当な接着剤で接 着されている。 あるいは、第１図で示された閉鎖手段を第３図に示された中空本体部に合うよ う改造してもよいが、その場合容器内の物質を再密封できるようになる。この場 合、トップ24の基部端28の内周部の内部ねじ34は除かれ、基部端28は、はめ合わ せの関係で中空本体部12の端を受け入れるように構成される。さらに、第２Ａ図 及び第２Ｂ図に示されている閉鎖手段を第３図に示された中空本体部に合うよう に改造してもよい。 水硬性シートをら旋状に巻いた他の構成を形成し、紙の複合材料をら旋状に巻 いて作られる容器と同様なやり方で利用することも可能である。そのような構成 の例として、従来のオートミール用容器、冷凍オレンジジュース用容器、パン生 地用容器、アイスクリーム用カートン、及びモーターオイル用缶のような紙の複 合材料を使った容器をモデルにした容器が挙げられる。そのような容器の側壁は 通常紙の複合材料であるが、底部及び閉鎖手段には多くの異なった構成が考えら れる。そのような底部及び閉鎖手段の例として、容器の中で物質を密封するよう に構成された平らな紙の複合材料ふた、ら旋状に巻いたふた、及び、金属円盤が 挙げられる。 本発明の範囲内のら旋状に巻かれた容器は、第３図に示した容器と同様な方法 で、水硬性材料で作られたシートをら旋状に巻いて形成した側壁を用いて形成す ることが可能である。底部及び閉鎖手段は、水硬性材料で作られたシートをら旋 状に巻くことにより形成することが可能である。以下に詳しく述べる他の方法で 底部又は閉鎖手段を形成してもよい。さらに、水硬性材料で側壁を形成し、底部 又は閉鎖手段を他の材料で形成することも本発明の範囲内にある。ら旋状に巻く これらの構成の利点は、強度、容器を容易に積み重ねることができること、及び 、容器から物質を容易に取り出すことができることである。 第４図及び第５図を参照して、容器の他の２つの実施例が一般に10で示されて いる。これらの実施例は、中空本体部12の構造を除いて第３図に図示されたもの と本質的に同様である。第４図に示された実施例では、中空本体部12は、 水硬性材料の１枚のシートをぐるっと回旋状に巻いて円筒チューブを形成するこ とによって形成される。シートの両端は、15で示されるように、互いに重ね合わ し、適当な接着剤で接着し、中空本体部12を形成する。第５図に示された実施例 では、中空本体部12は、連続した長い円筒チューブを押し出し、それをいくつに も切断することによって形成される。双方の実施例において、底部18は第３図に 示されたものと本質的に同様であり、填め合わせの関係で中空本体部12を受け入 れるか又は中空本体部12の端の中で填め合うかするような構成にすることが出来 る。第４図及び第５図は共に、一般に14で示された閉鎖手段を含んでいるが、こ れらは第３図に示されたものと類似している。しかし、第１図、第２Ａ図、第２ Ｂ図の閉鎖手段及びこの分野で既知の閉鎖手段を第４図及び第５図に図示した実 施例に合うように改造することが出来ることを理解すべきである。 第６図で示されている実施例は、ガラス又はプラスチックで製造され、通常ブ ローモールドによって形成される飲料びんを示している。一般に10で表される容 器は、ブローモールドによって形成可能な、一体に形成された中空本体部12及び 閉鎖手段14を有する。閉鎖手段は、缶[sic]の中の飲料を密封するよう中空本体 部の開放端とかみ合うため、飲料を取り出すため、及び、容器内に物質を再密封 するために用いることが出来る。第６Ａ図に示されるようにねじりキャップ62は 閉鎖手段として有用であり、第６Ｂ図に示されるようにびんキャップ64もまた用 いることが出来る。閉鎖手段は水硬性材料から種々の方法によって製造すること ができるが、金属やプラスチックのような通常の材料を用いることも出来る。び んと共に用いられるいくつかの閉鎖手段の利点は、容器内の飲料を再密封するこ とが出来ることである。飲料を再密封することが出来ることは、一杯分の量より も大きな体積を持つ容器には特に有用である。しかし、この容器の上部構造のた め、この実施例を積み重ねるには外部のパケッジが必要である。 金属缶、ガラスジャー、紙の複合材料容器のような食料品を貯蔵するために通 常用いられる構造も、本発明の範囲内の容器の構造を設計するのに用いることが 出来る。第７図に示す実施例は、鮪のような食料品を入れるための金属缶のデザ インを示している。一般に10で表される容器は、側壁16、底部18、及び開放端20 を持つ中空本体部12を有する。底部18は、側壁16と一体で金属から形成さ れている。閉鎖手段14は、缶の中の物質を密封するよう開放端20とかみ合うため に用いられる。閉鎖手段14は、中空本体部12の側壁16の一部を填め合いの関係で 受け入れ、圧縮、クリンピング、叉は接着で閉鎖手段14と中空本体部12を結合し シールするように構成されている。このような平らな構成の利点は支持パケッジ を使わずに積み重ねることが出来ることである。さらに、閉鎖手段に磁気的性質 を必要とする缶オープナーを使いやすくするために、閉鎖手段中に金属缶を入れ ることが出来る。リングトップやプルトップのような他の閉鎖手段を用いてもよ い。 第８図に、従来のガラスジャーに類似の構成を持つ容器の実施例を示す。一般 に10で示された容器は、中空本体部12及び閉鎖手段14を有する。中空本体部12は 、側壁６[sic]、底部18、及び開放端20を有する。開放端20の外周部に外部ねじ2 2が付けられている。閉鎖手段14は、中空本体部12の外部ねじと相補的でそれと かみ合うように構成された内部ねじ（図示せず）を有する。 第９Ａ図、第９Ｂ図、第10Ａ図、第10Ｂ図に、ミルクや果汁用の容器を形成す るため紙の複合材料を用いて従来作られてきたデザインを反映した容器を示す。 一般に10で示された容器は、一般に矩形の形に折り畳まれ密封されたシートから 形成された中空本体部及び閉鎖手段を有する。第９Ａ図及び第９Ｂ図に示された ミルクカートンのデザインは、上部が接着剤で密封され、その密封部の一部を開 けて物質が取り出せるような構成になっている。第９Ａ図のミルクカートンデザ インは、接着剤で密封される重畳部を示すが、第９Ｂ図は、気密的に密封した重 畳部を示す。気密的に密封した重畳部は、互いに押しつけ合うか互いにクリンプ して作ることが出来る。第９Ｃ図は気密的に密封した重畳部の断面を示す。 第10Ａ図、第10Ｂ図に示す果汁用容器に用いられる閉鎖手段は、折り畳まれ密 封された上部で、それには、中の果汁を取り出すためストローが通る孔を覆うフ オイルがついている。第10Ａ図のミルクカートンデザインは、接着剤で密封され る重畳部を示すが、第10Ｂ図は、気密的に密封した重畳部を示す。気密的に密封 した重畳部は、互いに押しつけ合うか互いにクリンプして作ることが出来る。第 10Ｃ図は気密的に密封した重畳部の断面を示す。 紙の複合材料からできた従来の果汁用容器を形成するのに、「折り目を備えた パッキング積層物(Ｐacking Ｌaminates Ｐrovided ｗith Ｃrease Ｌines)」と 題するＵＳ特許No.4,287,247で開示された技術がしばしば利用される。スエーデ ンのテトラパックインターナショナル・エイビイ(Ｔetra Ｐak Ｉnternational ＡＢ)に譲渡されたＵＳ特許No.4,287,247で開示された技術は、積層物から、積 層物の層内に割れ目が出来るのを防ぎ漏れを防ぐ独特な折り目を有するパッキン グ容器を形成する方法を教示している。 第11図に示すように、ポンプスプレー容器は、本発明の範囲内にある容器の他 の構造である。一般に10で示されたポンプスプレー容器は、通常、底部及び開放 端を持つ中空本体部12を有する。一般に14で示された閉鎖手段は、容器内の物質 を密封するよう中空本体部の開放端とかみ合うため、また物質を取り出すために 用いることができる。物質を取り出すための閉鎖手段はポンプスプレー又は他の スプレー機構である。閉鎖手段は従来の材料から製造することも可能である。 従来の容器は実現化されて来、しかも多様な形で実現されている。この変化は 、主に、容器内に貯蔵される物質の多様性と各々の物質に対して消費者が持つ異 なった要望の結果である。本発明は、先に述べた構造形態に限られるだけではな く、本発明は、水硬性材料から作られる容器の全ての構造形態を含んでいる。水 硬性材料から形成された中空本体部、及び、金属、ガラス、プラスチック、紙の 複合材料の中から選ばれた材料から製造された閉鎖手段を有する容器を製造する ことも本発明の範囲内にある。さらに、金属、ガラス、プラスチック、紙の複合 材料の中から選ばれた材料から形成された中空本体部、及び、水硬性材料から形 成された閉鎖手段を有する容器を製造することも本発明の範囲内にある。II．水硬性混合物成分 Ａ．水硬性材料 本発明の方法と関連して用いられる材料は、水硬セメント、硫酸カルシウム（ 石膏）半水化物、及び水に曝されると硬化する他の物質のような水硬バインダー と水との化学反応を通して強度を増加させる。この明細書及びそれに付随する特 許請求範囲で用いる「水硬性材料」という用語は、マトリックスを持ち且つ水硬 バインダーの硬化に由来する強度特性を持つすべての物質を意味している。 こ れらには、セメント性材料、プラスター、及びここで定義される他の水硬性材料 が含まれる。本発明で用いられる水硬性バインダーは、にかわ、又は接着剤のよ うな非水溶性重合化有機セメントのような他の接合材又はバインダーと区別すべ きものである。 ここで用いられる「水硬性材料」、「水硬セメント材料」又は「セメント性材 料」という用語は、今迄にどれだけの水化即ち硬化が起きたかに関係なく水硬性 バインダー及び水の双方を含むコンポジション及び材料を広く定義するものとす る。従って、「水硬性材料」という用語は、硬化した水硬性製品即ちコンクリー ト製品はもとより水硬ペースト即ち生（硬化していない）状態の水硬性混合物も 含んでいる。 １．水硬性バインダー この明細書及び付随の特許請求範囲で用いられる「水硬性バインダー」または 「水硬バインダー」という用語は、水硬セメント、石膏半水化物、又は酸化カル シウムのような、水と反応することにより、またある場合には水と大気中の二酸 化炭素と反応することにより強度特性及び硬度を増加さす全ての無機バインダー を含むものとする。この明細書及び付随の特許請求範囲で用いられる「水硬セメ ント」または「セメント」という用語は、クリンカー及び粉砕過程の種々の段階 にあり、色々な粒径を持つ圧搾され、すり砕かれ、破砕され、処理されたクリン カーを含むものとする。 この分野で知られた典型的な水硬性セメントの例は、広範な種類のポートラン ドセメント（石膏を含まない通常のポートランドセメントを含む）、アルミ酸カ ルシウムセメント（セットレギュレータなしのアルミ酸カルシウムセメントを含 む）、プラスター、ケイ酸塩セメント（β-ケイ酸二カルシウム、ケイ酸三カル シウム、及びその混合物を含む）、石膏セメント、リン酸塩セメント、高アルミ ナセメント、微粒セメント、スラッグセメント、マグネシウムオキシクロライド セメント、微粒セメントの粒子でコートされた骨材等が挙げられる。 「水硬セメント」という用語は、本発明の範囲内の水化条件の下で水硬性を持 つようにすることができる、α-ケイ酸二カルシウムのようなこの分野で知られ た他のセメントも含むものとする。本発明の範囲に含まれる水硬性セメントの基 本的な化学成分は通常、ＣaＯ、ＳiＯ₂、Ａl₂Ｏ₃、Ｆe₂Ｏ₃、ＭgＯ、ＳＯ₃の色 々な組み合わせを持つものである。これらは、一連の複雑な反応をし、不溶性の ケイ酸カルシウム水化物、炭酸塩（大気及び加えられた水分中のＣＯ₂から）、 硫酸塩、及び他の塩即ちカルシウムとマグネシウムの生成物及びそれらの水化物 が生成される。アルミニウム及び鉄の成分は、上記の不溶性塩内の精巧な錯体に 取り入れられていると考えられている。硬化したセメント製品は、石のように複 雑化され互いに繋がりあった不溶性の水化物及び塩の複雑なマトリックスである 。 水硬性コンポジションは、水硬性バインダ又は（水硬性セメントのような）そ の組み合わせと水を混合することにより通常形成される。その結果できる混合を 「水硬性ペースト」（又は「セメントペースト」）とよんでもよい。水硬性バイ ンダと水は同時に又は順次に混合さし、さらに、ある種の骨材を加えて「水硬性 混合物」を形成する。モルタール及びコンクリートは、水硬性セメント、水、並 びに砂や小石のようなある種の骨材を混合して形成される水硬性混合物の例であ る。 石膏もまた水化し、硬化した結合剤になる得る水硬性バインダーである。石膏 の水化可能な形態の一つは半水化硫酸カルシウムであり、これは一般に「半水化 石膏」として知られている。石膏の水化物は二水化硫酸カルシウムで、一般に「 二水化石膏」として知られている。半水化硫酸カルシウムは 「無水石膏」又は 単に「無水」として一般に知られている無水硫酸カルシウムと混合することがで きる。 石膏バインダー又は酸化カルシウムのような他の水硬バインダーは一般に水硬 セメント程の強度はないが、ある応用では大きな強度が必ずしも重要とは限らな い。石膏及び酸化カルシウムは水硬セメントよりも比較的に安価であるのでコス ト面で利点がある。さらに、水硬材料が弱く軽量の骨材（パーライトのような） を比較的高い比率で含んでいる場合には、その骨材は構造マトリックス中でしば しば「弱いリンク」を構成する。ある点において強いバインダーを添加するのは 非効率である。その理由は、弱い骨材の比率が大きいためバインダーはそれ以上 の高い強度に寄与出来ないからである。 それに加えて、半水化石膏は、従来のセメントに比べてずっと短い時間で硬化 することが知られている。実際、本発明で用いられるときには、約30分以内で硬 化し、最終強度とほぼ同程度の強度に達する。従って、半水化石膏は単独で用い てもよいし、又は、本発明の範囲の他の水硬性材料と組み合わせて用いてもよい 。 「水化した」又は「硬化した」水硬性混合物、水硬性材料、又は水硬性マトリ ックスという用語は、潜在的ないしは最終最大強度の大部分の強度を持つ水硬性 製品が得られるほど十分な水触媒反応が行われた程度のことを表す。しかし、水 硬性材料は、大きな硬度及び大部分の最終最大強度を得た後も長い間水化を続け る。 水硬性バインダ及び水の他に、本発明の水硬性混合物には、骨材、繊維、レオ ロジー調整剤、分散剤、空気連行剤、並びに、硬化した混合物及び硬化していな い混合物のマトリックスに望ましい強度や他の性能を持たせるために加えられる 他の添加物が含まれている。 「生」或いは「生状態」という用語は、その最終強度の大部分の強度にまだ達 していない水硬性混合物に関連して用いられるが、その強度が強制乾燥、硬化、 或いは他の方法によって得られるものかどうかは問題ではない。水硬性混合物は 、与えられた形にモールドされる直前及び直後に「生」又は「生状態」と言われ る。水硬性混合物がもはや「生」ではない、又は「生状態」ではないという時点 が、必ずしもはっきりしているわけではない、その理由は、そのような混合物で は一般に最大強度の大部分の強度は時間を掛けて徐々に得られるからである。勿 論、水硬性混合物は、「生」の状態で「生の強度」が増加することはあり得る。 この理由のため、ここでの議論では、生の状態の水硬性材料の形状安定性にしば しば言及する。 先に述べたように、好適な水硬性バインダには、白セメント、ポートランドセ メント、微粒セメント、高アルミナセメント、スラッグセメント、半水化石膏、 酸化カルシューム等が含まれるが、その主な理由は、それらが安価であること及 び本発明の製造プロセスに適しているためである。セメントに関するこのリスト は全てを網羅しているものではないし、この発明の特許請求範囲の水硬性容器を 製作するのに有用なバインダーの種類を制限しようとするものでも全くない。 本発明には他の型のセメント性コンポジションも含まれるが、それには、ハム リン・エム・ジェニングス博士(Ｈamlin Ｍ.Ｊennings,PhＤ)、パー・ジャスト ・アンデルセン博士(Ｐer Ｊust Ａndersen,PhＤ)、及びサイモン・ケイ・ホド ソン(ＳimonＫ.Ｈodson)の名前で、1992年11月25日付けで出願された同時係属中 の特許出願No.07/981,615、「水硬性接着セメントの製造法及び応用（Ｍethods of Ｍanufacture and Ｕse Ｆor Ｈydraulically Ｂonded Ｃement)」で述べら れているようなものがある。これは次の出願の一部継続出願である。即ち、出願 No.07/856,257で、「水硬性結合セメントコンポジション、その製造方法、及び 、使用方法(Ｈydraulically Ｂonded Ｃement Ｃompositions and Ｔheir Ｍanu facture andＵse)」と題し、1992年３月25日付けで、ハムリン・エム・ジェニン グス博士(Ｈamlin Ｍ.Ｊennings,PhＤ)及びサイモン・ケイ・ホドソン(Ｓimon Ｋ.Ｈodson)の名で出願されたもの（現在は放棄）で、これはまた次の出願のフ ァイルラッパー継続である。即ち、出願No.07/526,231で、「水硬性結合セメン トの組成、その製造方法、及び、使用方法(Ｈydraulically Ｂonded Ｃement Ｃ ompositions and Ｔheir Ｍethods of Ｍanufacture and Ｕse)」と題し、1990 年５月18日付けで、ハムリン・エム・ジェニングス博士(Ｈamlin Ｍ.Ｊennings, PhＤ)及びサイモン・ケイ・ホドソン(Ｓimon Ｋ.Ｈodson)の名で出願されたもの （現在は放棄）である。この出願では、粉末化された水硬セメントがほぼ最終的 位置に詰められ、水化用の水を添加する前に充填される。 水硬セメントコンポジションの他の型には、二酸化炭素が水硬セメントと水と 共に混合されているものが含まれている。この方法で作られた水硬性セメントコ ンポジションでは生強度がより速く得られるということが知られている。この型 の水硬セメントコンポジションは、ハムリン・エム・ジェニングス博士(Hamlin Ｍ.Ｊennings,PhＤ)及びサイモン・ケイ・ホドソン(Ｓimon Ｋ.Ｈodson)の名で1 989年10月10日付けで出願された同時係属中のＵ.Ｓ.特許出願No.07/418,027、「 改良された建築材料及び製品の製造プロセス(Ｐrocess for Ｐroducing Ｉmprov ed Ｂuilding Ｍaterial and Ｐroducts Ｔhereof)」で述べられているが、そこで は、水と水硬セメントが、二酸化炭素、一酸化炭素、炭酸塩、又はその混合物の 炭酸塩源と共に混合されている。 水硬性混合物を用いる利点は、それから出来るマトリックスが一般に水に不溶 性であることで（少なくも製品の寿命とされる期間以上の間）、水に可溶性の材 料又は水硬性混合物に添加される他の材料を内部に閉じ込めておくことが出来る ことである。それ故、水に可溶性の成分を不溶性の水硬性マトリックス内に入れ ることができ、最終製品にそれが持つ有益な性質を付与することができるのであ る。 ２．水硬ペースト 本発明の各実施例において、水硬性ペースト即ちセメントペーストは最終的に は容器を硬化させその強度を増加させる成分である。「水硬ペースト」という用 語は水と混合した水硬バインダーのことをいう。より具体的には、「セメントペ ースト」という用語は、水と混合した水硬セメントのことをいう。「水硬性」、 「水硬」又は「セメント性」混合物という用語は、生の状態の時、或いは硬化し た後などに関係なく、骨材、繊維、レオロジー調整剤、分散剤、又は他の物質を 添加した水硬セメントペーストのことをいう。固化していない状態又は固化した 状態の水硬ペーストの性質を変化させるために他の成分が添加されるが、それら の性質には、強度、収縮量、柔軟性、嵩密度、断熱性能、色、多孔度、表面仕上 げ、きめ等があるが、これらに限るものではない。 水硬性バインダーは、水硬性混合物を硬化させその材料強度の殆どを得るため の成分として理解されているが、ある種の水硬バインダーはより強い初期の凝集 力及び生状態の強度を強めるのにも役に立つ。例えば、水硬セメント粒子は、硬 化する前にも水との初期ゲル化反応を行うことが知られているが、これは混合物 の内部凝集力に寄与する。 アルミ酸、即ち、ポートランド灰色セメントでよく用いられるようなもの（ア ルミ酸三カルシウムの形）は、水化の初期の段階でセメント粒子間に起きるコロ イド相互作用を引き起こすといわれている。これは、引き続き、ある段階のフロ ー キュレーション／ゲル化をセメント粒子間に引き起こす。そのようなバインダー のゲル化、コロイド、フローキュレーティングの効果が、それから出来た水硬性 混合物の成形性（即ち、可塑性）を増加させることが示されている。 以下に詳しく述べるように、繊維やレオロジー調整剤のような添加物は、引っ 張り強度、曲げ強度、圧縮強度の点で水硬性材料に大きな影響を及ぼす。しかし 、繊維及び／又はレオロジー調整剤が多量に含まれ、硬化した材料の引っ張り強 度、曲げ強度が著しく大きくなっている場合でも、水硬バインダーは、最終的に 硬化した材料の圧縮強度をさらに大きくし続けることが示されている。水硬セメ ントの場合には、それは、硬化した材料の水に対する溶解度を著しく減少させる 。 混合物全体に於ける水硬バインダーの比率は、水硬性容器に対してミクロ構造 的に設計されるべき性質や他の添加物の種類により変化する。しかし、好ましい 水硬バインダーの量は、湿った水硬性混合物の重量比で約5％から約90重量％で 、より好ましくは、約8％から約60％で、もっとも好ましくは、約10％から約45 ％である。 上述したことにも係わらず、全ての成分比及び量は最終製品に必要な品質及び 性質に大きく依存していることが分かるであろう。例えば、強度を必要とする非 常に薄い壁構造（0.5mm程の薄さでさえ）に於いては、水硬バインダーの成分比 を非常に高くし、骨材を少量又は皆無にするのが経済的である。そのような場合 には、多くの繊維を含ませ柔軟性及び靭性を増加させることも好ましいであろう 。 水硬ペーストの他の重要な成分は水である。定義から、水は、本発明の範囲に はいる水硬性材料の必須の成分である。水硬バインダーと水との水化反応が生成 する反応物により水硬性材料は硬化し強度を得るようになる。 本発明の大部分の応用に於いて、成形された後、生状態で自己支持が可能な水 硬性混合物を得るためにはセメントに対する水の比を注意深く制御することが大 切である。しかし、必要な水の量は種々の要因に依存しており、それには、水硬 バインダー、骨材、繊維材料、レオロジー調整剤、及び水硬性混合物内の他の材 料又は添加物等の種類及び量、さらに、用いられるモールド又は成形工程、製作 される製品、及びその性質等が挙げられる。 どの応用においても望ましい水の量は、主に２つの重要な変数による。即ち、 (1)バインダーと反応し水化するのに必要な水分、及び、(2)水硬性混合物に対し 必要な流動性及び加工性をもたらす水分である。 生の水硬性混合物が十分な加工性を持つためには、各成分を濡らし、粒子間（ 例えば、バインダー粒子、骨剤、繊維材料を含んだ）の隙間を少なくも部分的に 満たすのに十分な量の水を与えなければならない。また、溶解性の添加物が含ま れている場合には、溶解するか、そうでなければその添加物と反応するのに十分 なだけの水を加えなくてはならない。分散剤が添加されているようなある種の場 合には水を少なくすることによって加工度を増加させることが可能である。 水硬性混合物に十分に加工性を持たすと同時に、水分を減らすと生状態の強度 及び硬化したときの生成物の最終強度の双方を増加さすことができることを考慮 して注意深く水の量を調整しなくてはならない。勿論、混合物内に最初より水分 が少なければ、生成物が硬化するのに少ない量の水分を取り除くだけですむ。 これらの要求を満たすための適切なレオロジーを降伏応力を用いて定義するこ とができる。水硬性混合物の降伏応力は通常約５kPaから約5,000kPaの範囲であ り、より好ましい混合物は約100kPaから約1,000kPaの範囲、最も好ましい混合物 は約200kPaから約700kPaの範囲である。容器を作るのに用いる成形工程を何にす るかにより降伏応力の望ましいレベルを調整することが可能である（必ず必要で あるかも知れない）。 成形工程の夫々において、最初は、水／セメント比が比較的高いことが望まし い、その理由は、余分な水分は、成形工程中又はそのすぐ後で製品を熱すること によって取り除くことができるからである。紙の複合材料の製造と比較して本発 明の重要な特徴の一つは、最初の混合物中の水分が非常に少ないことである。そ れ故、降伏応力は水硬性混合物の方が大きくなる。その結果、自立材料（即ち、 形状安定の材料）を得るために最初の混合物から取り除かなくてはならない水分 の総量は、紙の複合材料の製造に比較して本発明の場合非常に少ない。 しかし、当業者にとって、骨材及び他の水分を吸収する添加物が多く含まれて いる時には、同程度の加工性を得るための水分また水硬バインダーを水化するた めの水分を供給するため、それに応じて水／水硬性バインダー比を大きくとらな くてはならないことは明らかである。この理由は、骨材の成分比が大きくなると 粒子間の隙間の体積が増え、水がそれを満たさなくてはならないためである。多 孔性で、軽量の骨材はまた、空洞の比率が大きいため大量の水をその内部に吸収 する。 しかし、当業者にとって、骨材及び他の水分を吸収する添加物が多く含まれて いる時には、同程度の加工性を得るためまた水硬バインダーを水化するための水 分を供給するため、それに応じて水／水硬性バインダー比を大きくとらなくては ならないことは明らかである。この理由は、骨材の成分比が大きくなると粒子間 の隙間の体積が増え、水がそれを満たさなくてはならないためである。多孔性で 、軽量の骨材は高い浸透性をもたらし、また、空洞の比率が大きいため大量の水 をその内部に吸収する。 加工性を高めること及び生状態の強度を強めるという相反する目的を共に達成 するため、最初比較的多めに水を加え、その後、乾燥トンネルを用い成形工程中 に蒸気として水分を取り出す。さらに、これらの相反する目的は、成形工程中に 高圧を掛け粒子間の隙間の体積を減らすことにより達成でき、加工性は十分で、 成形後は水分は少なく、十分な生の強度が得られるようになる。 水硬性バインダ、水、及び他の成分を以下に述べる米国特許で開示され特許請 求がなされているような剪断混合機中で混合するのが好ましい場合がしばしばあ る。これらの特許は、米国特許Ｎo.5,061,319「セメント建築材料生産工程(Ｐro cess for Ｐroducing Ｃement Ｂuilding Ｍaterial)」、米国特許Ｎo.4,944,59 5「セメント建築材料の生産装置(Ａpparatus for Ｐroducing Ｃement Ｂuildin g Ｍaterial)」、米国特許Ｎo.4,552,463「コロイド混合物生産の方法と装置(Ｍ ethod and Ａpparatus for Ｐroducing a Ｃolloidal Ｍixture)」、及び、米国 特許Ｎo.4,225.247「混合攪拌機(Ｍixing and Ａgitating Ｄevice)」である。 これらの高剪断エネルギー撹拌機及びその使用法を理解する目的で、前述の米国 特許Ｎo.5,061,319、4,944,595、4,552,463、及び、4.225,247の開示を引例とし てここに組み入れることにする。これらの特許の範囲にある高エネルギー混合機 は、本発明の譲受人でカリフォルニア州サンタバーバラにあるカショギ産業(Ｋh ashoggi Ｉndustries)で得ることが可能である。高剪断混合機を用いることによ ってより均一な水硬性混合 物が得られ、さらに、より強度の大きな生産物が得られる。 上述の条件に基づくと、本発明の範囲にある典型的水硬性混合物の水／セメン ト比は約0.01から約４の範囲であり、好ましくは約0.1から約3.5で、最も好まし くは約0.15から約３である。それに加えて、反応しない水分の総量は、乾燥した 、硬化した混合物の重量の10％以下である。 水硬バインダーは水硬性混合物に対して内部乾燥効果を持つ。その理由は、バ インダー粒子は化学的に水と反応し、粒子間の隙間内にある水分を減少さすから である。半水化石膏のような反応力の強い水硬バインダーを反応力の弱い水硬セ メントと混ぜて用いることにより内部乾燥効果を高めることが可能である。 Ｂ．繊維 明細書及びそれに付随した特許請求範囲で用いられるように、「繊維」及び「 繊維状材料」という用語は無機繊維並びに有機繊維を含んでいる。繊維は、凝縮 力、靭性、破損エネルギー、引っ張り強度、時には圧縮強度等を増加させるため に水硬性混合物に添加される。繊維状材料は、強い断面力が掛かった時水硬性容 器が粉々になるという確率を減少させる。 マトリックスに入れられる繊維には、ガラス、シリカ、セラミック、炭素から 作られる繊維のような自然繊維が含まれる。ガラス繊維は耐アルカリ性になるよ うに前処理されていることが好ましい。他の自然繊維には、アサ、植物の葉及び 茎、並びに木材の繊維から取られるものがある。用いることができる他の繊維に は、プラスチック、ポリアラマイト、及び、ケルバー(Ｋelvar)等がある。ポリ 乳酸及びバイオポル(Ｂiopol)のような生物分解可能なプラスチックは環境に優 しい繊維で、マトリックスに大きな補強になる。 好ましい繊維としては、ガラスファイバー、マニラアサ繊維、バガス、木材繊 維（ダイオウマツのような堅木又は軟木）及び、綿等がある。再利用紙の繊維も 使用可能であるが、あまり望ましくはない。その理由は、元の紙を製造する過程 で繊維の破壊が起こるためである。しかし、強度及び柔軟性を与える同等ないか なる繊維も本発明の範囲内に入る。マニラアサ繊維は、フィリピンのイサログ社 ス繊維は、イギリスのピルキングトン社(Ｐilkington Ｃorp.)から入手可能であ る。 これらの繊維は、コストが低い、強い強度である、及び容易に入手できるとい う理由で本発明で好んで用いられる。しかし、圧縮強度及び引っ張り強度並びに （もし必要なら）靭性及び柔軟性を与える同等ないかなる繊維も本発明の範囲内 に入る。ただ一つの限定条件は、その繊維が、水硬性材料の他の成分と不都合な 反応をせず、またそのような繊維を含んだ容器に貯蔵された物質を汚染しないで 、望ましい性質を与えることができるということである。 繊維は、長さ／幅の比（即ち、「アスペクト比」）が高いことが望ましい。そ の理由は、長くて細い繊維材料は、その混合物にさらに体積と重量を付加するこ となくマトリックスに強度を与えることが可能だからである。繊維材料のアスペ クト比は少なくも約10:1でなくてはならず、少なくも約900:1が好ましい。少な くも約3000:1のアスペクト比が最も好ましい。 繊維の長さはまた、水硬性バインダーの直径の何倍もあることが好ましい。水 硬性バインダー粒子の平均直径の少なくとも約２倍の長さの繊維でも有効であろ うが、少なくとも10倍の長さの繊維が好ましく、少なくとも100倍のものはより 好ましく、少なくとも1,000倍のものが最も好ましい。 水硬性マトリックスに加えられる繊維材料の量は、最終生成物に必要な特性に より変化する。強度、靭性、柔軟性、及びコストは、どの混合物の設計において も加えるべき繊維の量を決定する主要な条件である。殆どの場合、加えられる繊 維の量は、水硬性混合物に対して体積比で約0.2％から約50％の範囲である。よ り好ましくは約0.5％から約30％の範囲であり、もっとも好ましくは約１％から 約15％の範囲である。 しかし、使用する繊維の量を決める際に、繊維の強度が大変重要な要因である ことは理解できるであろう。繊維の引っ張り強度が強ければ、最終的生成物で同 程度の引っ張り強度を得るには、それだけ少ない量を用いるだけで済む。勿論、 ある繊維は高い引っ張り強度を持つが、他の型の繊維は低い引っ張り強度にもか かわらず高い塑性を持つこともあり得る。それ故、例えば、高い引っ張り強度と 高い塑性というような、複数の性質を最大にする最終生成物を得るためには２つ 又はそれ以上の繊維を組み合わせることが望ましいかも知れない。 ダイオウマツやマニラアサのような繊維は引き裂き及び破裂に対して高い強度 を持つが、綿のような他の繊維はそれに比べ弱いが大きな柔軟性を持つ。柔軟性 及び高い引き裂き破裂強度の双方が望ましい場合には、種々の性質を有する繊維 の組み合わせを混合物に加えることができる。 それに加えて、ある実施例では、連続繊維即ち繊維状巻物が、ケブラー(Ｋevl ar)、ポリアラマイト、ガラス繊維、炭素繊維、及び、セルロース繊維等と共に 混合物内で用いられる。連続繊維は、ら旋状巻きが非常に有用であるが、それは マトリックスに対して大きな補強になる。ら旋巻きには、繊維をら旋状に容器の 上又は中に覆う上張りとして用いることが含まれている。ら旋巻きの追加的上張 りを容器の上又は中に覆うようにしてもよい。繊維を反対方向にら旋状に巻くこ とによって交差させることから大きな強度の増加が得られる。連続繊維は、繊維 が互いに交差して重なり合うようにして、容器の側壁を形成するチューブと共押 し出しすることができる。同様に、連続繊維を、外部補強として混合物から形成 するシートと共に用いることができる。この方法には、容器の側壁用にら旋巻き チューブを形成するためにシートを巻くこと、及び、同時に、そのシートの上か ら連続繊維を巻くことが含まれている。 連続繊維はまた他の繊維と共に用いることもできる。その連続繊維と共に連続 繊維及び他の繊維の組み合わせを用いることによって混合物中の繊維の体積率を 減らすことができる。 Ｃ．レオロジー調整剤 レオロジー調整剤を入れることにより、水硬性混合物の可塑性又は凝集性を増 加させ、それが成形可能な粘土のように振る舞うようにすることが出来る。レオ ロジー調整剤は、水硬性混合物の粘性を大きく変化させずに混合物の降伏応力を 高めることにより、水硬性混合物を濃くする傾向がある。粘性に関係した降伏応 力を上げることにより、材料は、よりプラスチック状で成形しやすいものになり 、一方、生状態の強度を大幅に増加させることができる。 粘性や水中溶解度等の特性が大きく異なった、種々の天然又は合成の有機レオ ロジー調整剤を用いることが出来る。例えば、環境に優しい成分にもっと速く分 解する容器が望ましい場合には、水中溶解度がより高いレオロジー調整剤を用い るのが望ましい。逆に、水に長期間曝されても耐え得る材料を設計するためには 、水硬性材料が硬化した後の水中溶解度が低いレオロジー調整剤を用いるか、レ オロジー調整剤に対して水硬性バインダーの成分比を高くするのが好ましい。 本発明の範囲に入る種々のレオロジー調整剤は、概略次のように分類される。 即ち、多糖類及びその誘導体、及び、有機合成材料である。多糖類のレオロジー 調整剤はさらに以下のように分割される、即ち、セルロースをベースにした材料 及びその誘導体、澱粉をベースにした材料及びその誘導体、及び、他の多糖類で ある。 セルロースをベースにしたレオロジー調整剤で適切なものの例として、メチル ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルエチルセルロース、カルボキシ ルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチル プロピルセルロース、木粉等が挙げられる。可能な置換体の数は膨大なのでここ には列挙しないが、それらと同様又は類似の特性を有するセルロース材料もまた 適切なものであろう。 澱粉をベースにしたレオロジー調整剤で適切なものの例として、アミロペクチ ン、アミロース、シーゲル(seagel)、アセテート澱粉、ヒドロキシルエチルエー テル澱粉、イオン性澱粉、長鎖アルキル澱粉、デキストリン、アミン澱粉、リン 酸塩澱粉、ジアルデヒド澱粉等が挙げられる。 他の天然多糖類をベースにしたレオロジー調整剤で適切なものの例としては、 アルギル酸、ピココロイド、寒天、アラビアゴム、グアーゴム、ローカスティビ ンゴム、カラヤゴム、トラガカントゴム等が挙げられる。 （Ｚein、トウモロコシから抽出されたプロラミン）、コラーゲン誘導体（ジェ ラチンやニカワのような動物の連結組織から抽出される）、及びカゼイン（牛乳 の主蛋白質）等が挙げられる。 最後に、有機合成可塑剤で適切なものの例として、ポリビニルピロリドン、ポ リエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポ リアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアクリル酸、ポリビニルアクリル 酸塩、ポリアクリルイミド、エチレンオキシド重合体、及び(これはスチレンブ タジエン共重合体)等が挙げられる。 ある特定の混合物に対して上にリストアップしたレオロジー調整剤のなかから １つ以上のものを用いて可塑性やレオロジー調整効果の望ましい性質を得たり、 降伏応力を最適化することができる。それに加えて、レオロジー調整剤の組み合 わせによって形状安定性に対するレオロジー調整剤効果を温度及び水分の差を最 小に留めて最適化する。 上記の種々のカテゴリーにはっきりと入らないが重要と思われるもう１つのレ オロジー調整剤はポリ乳酸である。この重合体のレオロジーは熱によって大きく 変化し、それ単独でも、又は、上記の他のレオロジー調整剤と組み合わせても用 いることができる。 好ましいレオロジー調整剤は、メチルヒドロキシエチルセルロースで、その例 4000のような低分子量レオロジー調整剤は混合物を濃くするというより柔軟にす るのであるが、これは成形工程に於いて都合がいい。 特に、低分子量レオロジー調整剤は、モールド工程において、粒子を滑らかに することにより、水硬性混合物の内部流を増加させる。これは、混合物とその近 くにあるモールド型との間の摩擦の他に粒子同士の摩擦も減少させる。メチルヒ ドロキシエチルセルロースレオロジー調整剤が好ましいが、必要な特性を与える 殆ど全ての無害なレオロジー調整剤（上にリストアップした全てのものを含めて ）を使用することが可能であろう。 ジー調整剤は、分子量が約20,000と35,000の間にある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、混合物に滑らかさ を付加する。この理由のため、ポリエチレングリコールはより正確には「可塑剤 」と呼ばれてもよいであろう。その上、それはモールドされた水硬性材料の表 面を滑らかにする。最後に、ポリエチレングリコールは混合物内の可溶性成分の 表面をコートするため硬化した生成物は水に溶け難くなり、硬化した生成物の浸 透性を減少させる。 本発明の水硬性材料内のレオロジー調整剤は、一般に、混合物に対する重量比 で約0.5％から約50％の範囲内である。 Ｄ．分散剤 「分散剤」という用語は、以後、水硬性混合物の粘度及び降伏応力を減少さす ために添加される物質のことを意味する。分散剤の利用に関する説明は、P.J.ア ンデルセン（Ａndersen）の修士論文「有機超可塑化混合物及びその成分のゼー タポテンシャルへの効果及びそれに関連したセメント材料の特性(Ｅffects of Ｏrganic Ｓuperplasticizing Ａdmixtures and Ｔheir Ｃomponents on Ｚeta Ｐotential and Ｒelated Ｐroperties of Ｃement Ｍaterials)」(1987)により 詳しく述べられている。 一般に分散剤は、水硬バインダー粒子の表面に、及び／又は、その粒子のコロ イド二重層近辺に吸着されることによって作用する。これは粒子の表面の周り又 はその上に負の電荷を作るためお互いに反発し合う。この粒子の反発力は、「摩 擦」即ち引力（分散剤がなければ大きな相互作用を生じさす）を減少さすことに より「潤滑度」を増加させる。このため、最初に加える水の量を少なめにしても 水硬性混合物の加工性を保つことが出来るのである。 粘度状の特性、凝集度、及び／又は、形状安定度が重要でない場合には、粘性 及び降伏応力を大幅に減少さすことが望ましいかもしれない。ほんの少しの水し か加えられないとき、特に水が「欠乏」している場合でも分散剤を加えることに より水硬性混合物を加工性よくすることが可能である。従って、分散剤を加える ことにより水の欠乏をさらに大きくすることが可能となるが、分散剤を多く使い 過ぎるとモールドした容器の形状安定性はいくぶん悪くなる。しかし、最初に加 える水の量を少なくすると、フェレット（Ｆeret）の方程式により理論的には強 度の強い硬化容器を得ることが出来る。 水量が欠乏しているかいないかということは、バインダーを水化するのに必要 な化学当量の水分及び水硬性混合物内の粒子間の間隙に入り込むのに必要な水分 によって決まる。ここで粒子とは水硬バインダー自身及び骨材材料、及び／又は 、繊維材料内の粒子を含む。先に述べたように粒子充填法は水硬バインダー粒子 と骨材粒子の間の間隙の体積を減少さす、即ち、バインダーを完全に水化し且つ 水硬性混合物の加工性を保つため間隙を満たすのに必要な水量を減少さす。 しかし、分散剤のコーティングの性質のため、分散剤を混合物に加える順序が には、分散剤を最初に加え、その後固形剤を加えなくてはならない。もしそうし なければ、分散剤は水硬バインダー粒子の表面に吸着出来なくなるかもしれない からである。その理由は、フロキュレーション剤が保護コロイドを形成するに際 して粒子の表面に非可逆的に吸着し、分散剤が吸着されるのを妨げるからである 。 好ましい分散剤は、スルフォン化ナフタレン‐フォルムアルデヒド凝縮液で、 その例として、メリーランド州、ボルティモアにあるＷ.Ｒ.Ｇrace社から得られ るＷＲＤＡ19がある。他の好ましい分散剤としては、スルフォン化メラミン−フ ォルムアルデヒド凝縮液、リグノスルフォン酸塩、重合アクリル酸等がある。 加える分散剤の量は、一般に重量比で、水硬性バインダの約5％以下であるが 、より好ましくは、約0.25％から約4％の範囲内、最も好ましくは、約0.5％から 約２％の範囲内である。しかし、分散剤は、例えば水硬セメントと水間の水化反 応を遅らせる傾向にあるので、多く加え過ぎないように注意しなくてはならない 。実際、分散剤を多く加え過ぎると、水化が阻止され、そのためにセメントペー ストの結合力を破壊してしまうのである。 本発明の範囲の分散剤は、コンクリート産業界では「超塑性化剤」と呼ばれて きたものである。多くの場合超塑性化剤として働くレオロジー調整剤と分散剤を はっきりと区別するためこの明細書では「超塑性化剤」という用語は用いない。 Ｅ．骨材 コンクリート産業界で普通に使われている骨材を本発明の水硬性混合物中で用 いてもよい、ただし、それらは、本発明の一般的薄壁構造からくるサイズの制限 のためより細かく砕かれていなくてはならない。水硬性混合物内で用いられる骨 材の直径は、約0.01ミクロンから約３ミリの範囲である。より好ましくは、骨材 の直径は、約0.1ミクロンから約0.5ミリの範囲であり、もっとも好ましくは、約 0.2ミクロンから約100ミクロンの範囲である。 骨材は、強度を増すため、フィラーとなるのでコスト削減のため、重量を減ら すため、及び／又は、水硬性材料の断熱性を向上さすために加えられる。骨材、 特に平板状の骨材は滑らかな表面仕上に有用である。有用な骨材には以下のよう なものが含まれる。即ち、パーライト、蛭石、砂(石英、か焼ボーキサイト、及 びドロマイトの全ての組合せ)、砂利、岩、石灰岩、砂岩、ガラスビーズ、エア ロゲル、ゼロゲル、シーゲル、マイカ、粘土、合成粘土、けいそう土、アルミナ 、シリカ、フライアッシュ、シリカフューム、薄層アルミナ、カオリン、ミクロ スフェア、中空ガラス球、多孔性セラミック球、二水化石膏、炭酸カルシウム、 アルミ酸カルシュウム、コルク、種、軽量重合体、ゾノトラ石(結晶ケイ酸カル シウムゲル)、軽量膨張粘土、未反応セメント粒子、軽石、剥離された岩、及び 、他の地質材料などである。 未反応セメント粒子も、広い意味での「骨材」と見做してもよいであろう。廃 棄された本発明の容器のような廃棄された水硬性材料さえ骨材フィラー及び補強 材として用いることができる。 粘土及び石膏は共に特に重要な骨材材料である。その理由としては、容易に手 に入ること、非常に安価であること、加工性、容易な成形性、さらに十分な量を 添加するとある程度の結合力と強度が得られること等が挙げられる。粘土は、水 と共にペーストを形成し乾燥すると硬化する全ての土類を表すために用いられる 一般的な用語である。主な粘土には、シリカ及びアルミナ（陶器、タイル、れん が、及びパイプ等を作るのに用いられる）並びにカオリナイトが含まれる。二つ のカオリナイト粘土は、化学式がＡl₂Ｏ₃・3ＳiＯ₂・2Ｈ₂Ｏで表されるアノーキ サイト、及び、化学式がＡl₂Ｏ₃・4ＳiＯ₂・Ｈ₂Ｏで表されるモンモリロン石で ある。しかし、粘土は、酸化鉄、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化ジルコニュ ウム、及び、黄鉄鉱のような他の種々の物質を含んでもよい。 それに加えて、粘土は、何千年もの間使われて来、火を通さなくても硬度が得 られるが、そのような火を通していない粘土は水に対して弱点があり、湿気にさ らされる容器には用いられていなかった。しかし、火を通していない粘土及び火 を通した粘土は、セメント性マトリックス内で良好で非常に安価な骨材となる。 同様に、半水化石膏は水化反応が可能で、水の存在下で硫酸カルシウムの二酸 化物を形成する。石膏は、水硬性混合物に半水化物として添加されるか、二水化 物として添加されるかによって（又、その比率によって）骨材とバインダーの双 方の性質を示す。 セメント性混合物を軽量にする骨剤の例として以下のものがある。即ち、パー ライト、蛭石、ガラスビーズ、中空ガラス球、炭酸カルシウム、合成材料（多孔 性セラミック球、薄層アルミナ等）、コルク、軽い膨張粘土、砂、砂利、岩、石 灰岩、砂岩、軽石、及び他の地質材料などである。 セメント産業界で用いられる従来の骨剤に加えて、広範な種類の他の骨剤を本 発明の範囲にある水硬性セメントと混合してもよい。それらの骨剤としては、充 填材、金属及び金属合金（ステンレススチール、アルミ酸カルシウム、鉄、銀、 金のような）を含む強化材、球又は中空球材料（ガラス、重合体、金属のような ）、やすり屑、ペレット、粉末（マイクロシリカのような）、及び繊維（グラフ ァイト、シリカ、アルミナ、ファイバーガラス、重合体、有機繊維、そして色々 な型の複合物質を作るのに典型的に用いられる他の繊維のような）が挙げられる 。種子、澱粉、ジェラチン、及び寒天のような材料さえ骨材として本発明に取り 入れることが可能である。 前述のことから、混合物内のある骨材の量は、与えられた容器に対して必要な 性能によって変わるということは理解できるであろう。骨材の量は、全く骨材を 加えない場合から水硬性混合物の重量の約80％にのぼる場合まであるが、より好 ましくは、約3％から約60％の範囲で、もっとも好ましくは、約20％から約50％ の範囲である。 さらに、ある製品に対して、これら骨材のいくつかは好ましいが他のものは使 用できないということがあり得ることは理解できるであろう。例えば、ある種の 骨材が、ある用途において、水硬性混合物からしみ出てくる有害物質を含んでい る場合である。しかし、殆どの好適な材料は無害であるばかりか、それらは現存 の使い捨て製品よりも環境に対して中性的でもある。 繊維材料が本発明で用いられる主な理由は、セメント性混合物の重量を調整す るため、混合物に形状安定性を与えるため、及び出来上がったセメント性混合物 に強度及び柔軟性を与えるためである。勿論、ある種の繊維は最終製品に対して ある程度の断熱性を付与することもある。それ故、「骨材」という用語は、その 主な作用が、材料に強度、流動性、表面のきめ、断熱的性質を与える繊維を除い た全ての他のフィラー材料のことを言う。 本発明によると、骨材と水硬性バインダ粒子のあいだの隙間をより完全に満た すことができるように大きさの異なった複数の骨材を用いるのがしばしば好まし い。粒子の充填密度を最適化すると、適当な加工性を得るのに必要な水分を減ら すことになるが、それは、本来は水で満たされるべき隙間がなくなるためである 。この水のことをしばしば「毛管水」と呼ぶ。それに加えて、水分を減らすと最 終的に硬化した製品の強度を増加させることになる（フェレットの公式による。 ） 充填密度を最適化するために、約0.5μｍから約２mmの範囲の大きさの異なっ た骨材を用いることができる。（勿論、作る製品の目的及び厚さによって用いる 種々の骨材の粒子の大きさが決定される。）当業者は、最終製品である水硬性容 器の望ましい性質を得るため、各種骨材の性質及び大きさについての一般的知識 を持っている。 本発明のある好ましい実施例に於いては、骨材の特性や性質（強度、低密度、 又は高断熱性のような）を最大限に発揮するため、水硬性混合物内の骨材の量を 最大にすることが望ましい場合がある。骨材の量を最大にするため水硬性材料内 で粒子充填法を用いてもよい。 粒子充填に関する詳しい説明は、本発明の発明者の一大が共著である次の論文 に述べられている：ブイ・ヨハンセン(Ｖ.Ｊohansen,)及びＰ.Ｊ.アンデルセン( Ａndersen)、「粒子充填とコンクリートの特性(Ｐarticle Ｐacking and Ｃoncr ete Ｐroperties)」、Ｍaterial Ｓcience of Ｃoncrete II、111-147、Ｔhe Ａ merican Ｃeramic Ｓociety(1991)。Ｐ.Ｊ.アンデルセンの博士論文、「コンク リート生産の制御及び監視 -- 粒子充填及び流動性の研究(Ｃontrol and Ｍon itoring of Ｃoncrete. Ｐroduction‐Ａ Ｓtudy of Ｐarticle ｐacking and Ｒheology)」、the Ｄani sh Ａcademy of Ｔechnical Ｓciencesにも詳しく述べられている。そのような 骨材充填の利点は、大きさの異なった中空ガラス球を水硬性混合物内でその量を 最大にするように混合する例を参照することでさらに理解を深めることが出来る 。 水硬性混合物の固体材料内で最適な粒子充填構成を得ることは、望ましい流動 性及び最終強度を有する水硬性混合物を得るために望ましい。乾燥混合物の粒子 充填密度が決定されると、水分欠乏の望ましい程度を得るのには混合物にどれく らいの水を加えるべきかを計算することが可能になる。 水硬性バインダ粒子、及び骨材を含んだ水硬性混合物内の種々の粒子の望まし い充填密度を得るためには、粒子は少なくとも２つの大きさの範囲を持たなくて はならない。より高い理論的限界まで粒子充填密度を増すには、ある場合には、 ３種類あるいはそれ以上の異なった大きさの範囲の粒子を用いるのが好ましい。 粒子充填の目的のため、粒子の大きさに関して２つの異なった範囲を含んだ混合 物は「２成分系」、粒子の大きさに関して３つの異なった範囲を含んだ混合物は 「３成分系」、等々と呼ばれる。簡潔には、２成分系の２つの異なった成分は微 細成分及び粗大成分と呼ばれ、３成分系の３つの成分は、微細成分、中間成分、 粗大成分と呼ばれる。 粒子充填の好ましいレベルを得るためには、１つの大きさの範囲の粒子平均サ イズが、一つ小さい大きさの範囲の粒子サイズの約10倍になるぐらいが好ましい 。（多くの場合この比はもっと大きい。）例えば、２成分系では、粗大成分の平 均粒子サイズが、微細成分の平均粒子サイズの少なくとも約10倍であることが好 ましい。同様に、３成分系では、粗大成分の平均粒子サイズが、中間成分の平均 粒子サイズの少なくとも約10倍で、そして、この中間成分の平均粒子サイズが、 微細成分の平均粒子サイズの少なくとも約10倍であることが好ましい。しかし、 さらに多くの異なった大きさの粒子が使われるに従って、粒子サイズの大きさ間 の比はいつもこのように大きい必要はない。 ３成分系では、微細骨材粒子の直径が約0.01ミクロンから約２ミクロンの範囲 内にあり、中間サイズの骨材粒子の直径が約１ミクロンから約20ミクロンの範囲 内にあり、そして、粗大サイズの骨材粒子の直径が約100ミクロンから約２ミ リの範囲内にあることが好ましい。２成分系では、これらの範囲のどの２つの範 囲のものでもよい。これより大きい粒子、又は、小さい粒子を用いてもよい。ま た、異なった粒子の種類の数により異なった範囲内にある粒子を用いてもよい。 明細書及びそれに付随した特許請求範囲において、骨材、水硬性バインダ、及 び他の固体粒子に関して用いられる「型」という用語は、使用される材料の種類 及び粒子サイズの範囲を含むものとする。例えば、粗大骨材の直径は通常約100 ミクロンから約２ミリの範囲内にあるが、１つの型の粗大骨材のサイズが約200 ミクロンから約500ミクロンの範囲にあり、もう１つの型の粒子のサイズが約700 ミクロンから約1.2mmの範囲にあるようになっていてもよい。ここで述べたよう に、混合物の最適な粒子充填は、異なった型の骨材を選択的に組み合わせて得る ことができる。骨材の各々の型は、はっきりとした平均粒子サイズを有している 。しかし、粒子サイズにギャップを持たせると良好な充填が得られるが、粒子サ イズが連続的に変化するものに比べて低い加工性を示すことが分かっている。 一般に、２成分充填系では、全体としての充填密度が約80％以上になることは まれであるが、３成分系の上限は約90％である。２成分系、又は、３成分系でよ り広くより最適化した粒子サイズを選ぶことにより、夫々80％又は90％以上の粒 子充填が得ることもできるが、より高い粒子充填を得るには、殆どの場合、４つ 又はそれ以上の成分を加えることが必要である。 本発明で用いられる水硬性バインダは、通常水硬性セメント、石膏、又は酸化 カルシウムであるが、ある場合には、フライアッシュ、シリカフュームからなる 。水硬性セメントは、水との反応でできる水化生成物によって特徴づけられる。 水硬性セメントの粒子サイズは一般に0.1μｍから100μｍの範囲である。タイプ １のポートランドセメントの平均粒子サイズは約10ミクロンから約25ミクロンの 範囲である。 本発明で用いられる骨材及び水硬性セメントは、さらに、その粒子の平均直径 (d¹)及び自然充填密度(φ)によって決められる。これらの値は実験的に決定され るもので、出来上がった水硬性混合物の充填密度を計算するのに必要である。 各種の材料の自然充填密度は、その材料の最大粒子径の少なくも10倍の直径を 持つ円筒にその材料を満たすことによって決定される。続いて、その円筒を堅 い表面に対してとんとんと叩いてその材料が十分に充填されるようにする。その 円筒中の材料の高さ及び重量を測定し、充填密度はつぎの公式から計算される： φ＝Ｗ_M/ (ＳＧ_M・Ｖ_M) (1) ここで、Ｗ_M＝材料の重量、 ＳＧ_M＝材料の比重 Ｖ_M＝材料の体積、である。 勿論、２種類又はそれ以上の種類の水硬性バインダを混合物に加えてもよい。 しかし、水硬性バインダの粒子サイズは通常非常に小さいので、異なった種類の 水硬性バインダを組み合わせても混合物の充填密度に大きな影響を及ばさないの が普通である。しかし、ある状況では、異なった種類の水硬性バインダの組み合 わせは意味がある。これらの状況では、水硬性バインダの種類は、微細骨材及び 粗大骨材に対するのと同じ方法で、疑似粒子として表すことができる。 上述したプロセスは、与えられた原料の全ての可能な組み合わせに対する充填 密度を決定する方法を教示する。レオロジー的な効果に関して言えば、粒子充填 密度を増やすと含有水分を減らすことができるが、混合物に対して同程度の加工 性とプラスチックに似た振る舞いを保つことができる。粒子充填密度を最大にす ると、生状態のときに混合物のレオロジー的性質を向上させる以外に、空気、水 、又はその両方の組み合わせで満たされる隙間の空間の体積が減少するので硬化 した最終生成物の強度も増大する（強度公式による）。 しかし、粒子の充填系を「最適化する」ことが単に粒子充填密度を最大にする のと必ずしも同じでないことに注意しなくてはならない。一般的規則として、粒 子充填密度を最大にすると粒子充填を通して得られる望ましい性質が増加する傾 向がある。しかし、ある種の骨材に対するコスト、及び／又は、入手の容易さの ような制限のため、ある特別の目的に対して適当なレオロジー的性質を持つ混合 物が得られるなら、低い粒子充填密度でもいい場合がある。 粒子充填密度を増やすことによって、水硬性混合物のレオロジー的性質の制御 を容易にできることは分かったが、従来の技術の最大充填密度は約65％であっ た。それと対照的に、上述した粒子充填法を用いると65％以上の自然粒子充填密 度を得ることができる。一般に、粒子充填密度は約0.65から約0.99％の範囲内が 好ましく、より好ましくは約0.70と約0.95の間で、もっとも好ましくは約0.75と 約0.90の間である。（99％の粒子充填密度を得るのに掛かる費用は多くの場合非 常に高い。それ故、もっとも好ましい充填密度はそれより幾分小さいものである 。） 高い断熱性を有する容器が望ましい実施例では、熱伝導即ち「k係数」（Ｗ/ｍ・ Ｋとして定義される）が低い軽量の骨材を水硬性マトリックスに入れることが 好ましい場合がある。ここでk係数とは、おおまかに、ある材料の全体の熱抵抗 を表すために米国でよく用いられ、hr・ft²°F/ＢＴＵという単位を持つように一 般に定義された「Ｒ係数」の逆数になっている。「Ｒ係数」という用語は、米国 で最もよく用いられており、ある材料の全体的な熱抵抗をその材料の厚さに関係 なく表現するものである。しかし、比較を出来るようにするため、Ｒ係数を規格 化し、問題にしている材料の厚さ１インチ当りの熱抵抗即ちhr・ft²°F/ＢＴＵ・i nを表すようにするのが普通である。 この明細書の目的のためには今後、任意の材料の断熱性を、熱伝導を表すＩＵ ＰＡＣの方法、即ちk係数を用いて表すことにする。（英国単位(hr・ft²°F/ＢＴ Ｕ)で表された熱抵抗をＩＵＰＡＣ単位に変換するには、規格化されたＲ係数に6 .9335を掛け、その後その逆数をとればよい。）一般に、非常に低いk係数を持つ 骨材は、また、大量の隙間空間即ち閉じ込められた空気を含んでいるが、これは また、その骨材の強度を大きく減少さすことになる。それ故、断熱性と強度は相 反する傾向にあるので、ある混合物を設計する際にはそれらを注意深く釣り合わ せなくてはならない。 好ましい、断熱性のある、軽量の骨材には、膨張した又は剥離した蛭石、パー ライト、か焼ケイソー土、中空ガラス球等が含まれるが、これらは全て大量の隙 間空間を含んでいる。しかし、このリストは全てを網羅しようとしたものでは全 くなく、これらの骨材は、安価であること及び容易に手に入るという理由で選ば れたに過ぎない。しかし、セメント性容器に十分な断熱性を付与することが可能 な、低いk係数を有する全ての骨材は本発明の範囲に含まれている。 Ｆ．空気空隙 断熱性が強度に比べより重要な要素となる場合には(熱い材料、又は、冷たい 材料のどちらを断熱したい場合でも)、容器の水硬性マトリックス内に、軽量の 骨材に加えて若しくはそれと置き換えて、小さな空気空隙を導入し、最終生成物 の断熱特性を上げることが望ましい。セメント性混合物に空気空隙を導入するに は、容器の不浸透性及び強度を過度に弱め使用不能にならないようにして与えら れた断熱特性が得られるように注意深い計算を行うのである。しかし、一般に、 断熱性がある生成物にとって重要な性質でない場合、強度及び不浸透性を最大に し体積を最小にするため空気空隙を最小に押さえることが望ましい。 空気空隙を有するマトリックスは、容器の強度及び不浸透性を増加させるため コーティング、ライナー、又は、ラミネートを用いないかぎり、低圧で物質を貯 蔵する容器を製造するのに用いられる。空気空隙を有するマトリックスと共に用 いられるコーティング、ライナー、及び、ラミネートに関しては以下で詳しく論 じる。 ある実施例では、空気空隙導入を促進するため水硬性混合物に起泡剤又は安定 剤を加え、混合物を高剪断、高速混合することにより分散した空気空隙を導入す ることが出来る。上で述べた高剪断、高エネルギー混合機はこの目的の達成のた めに特に有用なものである。適切な起泡剤及び安定剤としては、一般に用いられ る表面活性剤が含まれる。そのような表面活性剤で現在好んで使われているもの ポリオールがある。 ン生物分解可能溶液を用いて、気泡が入った材料を安定化する必要があるかも知 (Ｍearl Ｃorporation)から得ることができる。他の起泡剤及び安定剤としてビ ンソル樹脂がある。それに加えて、レオロジー調整剤も材料中の空気を安定化さ せることができる。 空気連行の際に、高速混合機の上にある大気を二酸化炭素のような気体で飽和 させてもよいが、これは、早期誤硬化を生じ、水硬性混合物の成形及び気泡安定 を生成することが知られている。初期の誤硬化及び発泡安定化は、ＣＯ₂と水硬 性混合物内の水酸化物イオンとが反応し溶解可能なナトリウム及びカリウム炭酸 塩イオンを作り、今度はそれらがセメント内のアルミン酸塩相と相互作用し、混 合物の硬化を加速することによると考えられている。 発泡安定性は、硬化していない水硬性混合物内の空気空隙の分散状態を保ち、 その集塊化を防ぐ。空気空隙の凝結を防がなければ、硬化した水硬性混合物の断 熱効果及び強度が減少してしまう。pHを上げること、ナトリウム、カリウム等の 溶解性アルカリ金属の濃度を増やすこと、多糖類レオロジー調整剤のような安定 剤を加えること、及び水硬性混合物内の表面安定剤と水の濃度を注意深く調整す ることなどは全て発泡安定性を増加させるのに役に立つ。 空気空隙を他の方法で導入することもできるが、それは、セメント性即ちカル シウム酸化物を含むような自然にアルカリ性になっている水硬性混合物、又は、 石膏若しくは他のアルカリ性の低い水硬性バインダを含むような人工的にアルカ リ性にされた水硬性混合物に、アルミニウム、マグネシウム、鉛、錫のような容 易に酸化する金属を添加することである。この反応により、水硬性混合物中に小 さな水素気泡が発生する。水硬性混合物にナトリウム水酸化物のような塩基を加 えること、及び／又は、その混合物に熱を加えることは、水素気泡の生成速度を 速める。 水硬性混合物の成形工程、及び／又は、硬化工程に於いて、混合物を加熱する ことにより、空気空隙システムの体積を増加さすのが望ましいことがしばしばあ る。加熱はまた水硬性混合物から多量の水を取り除くのを促進し、したがって成 形された製品の生の強度を強める。 ガスが水硬性混合物に導入されているとき、例えば、250℃に混合物を加熱す るとガスは約85％体積を膨張させる（理想気体-体積公式により）。加熱するこ とが適切な場合、それが約100℃と約250℃の範囲にあるのが望ましいことが分か っている。より重要なことは、もし適切に制御されていれば、加熱は、容器のマ トリックスにクラックや容器の表面のきめの収率欠陥を生じないことである。 ある種の成形工程に於いて必要なように粘性度が高い水硬性混合物を用いる応 用においては、高剪断混合によって空気空隙の十分な数を得ることは困難である 。この場合には、（水硬性セメント即ちカルシウム酸化物を含むような）自然に アルカリ性になっている水硬性混合物、又は、（石膏若しくは他のアルカリ性の 水硬性バインダを含むような）人工的にアルカリ性にした水硬性混合物に、アル ミニウム、マグネシウム、鉛、錫のような容易に酸化する金属を添加することに より水硬性混合物中に空気空隙を導入してもよい。 この反応により、水硬性混合物中に小さな水素気泡が発生する。水硬性混合物 にナトリウム水酸化物のような塩基を加えること、及び／又は、その混合物に熱 を加えることは、水素気泡の生成速度を速める。 さらに、化学反応を促進し水素気泡の生成率を増加させるため混合物を加熱す るのが望ましい場合がある。成形された製品を約50℃から約100℃の範囲、より 好ましくは、約75℃から約85℃の範囲の温度に加熱することによりその反応を効 率良く制御し、大量の水分を蒸発させることができることが知られている。もう 一度述べるが、この加熱工程は、成形された製品のマトリックスにクラックを生 じない。マトリックス中に空気空隙を導入するこの第二の方法は、ある成形工程 で用いる低粘性水硬性混合物の場合に高速、高剪断混合により空気を導入する方 法と共に、又は、それに代えて用いることができる。 最後に、加熱すると膨張する発泡剤(blowing agent)を成形工程中に水硬性混 合物に添加することにより水硬性混合物に空気空隙を導入することが可能である 。通常、発泡剤は低沸点の液体及び細かく粉砕された炭酸カルシウム（タルク） から出来ている。タルク及び発泡剤は水硬性混合物中で均一に混合され、加熱中 は加圧される。液体発泡剤は各タルク粒子の孔に入り込むが、これらの孔は、圧 力が急に下がり、発泡剤が熱膨張する時それが気化する元点の役目をする。 成形工程中混合物は加熱されると同時に圧縮される。普通熱は発泡剤を蒸発さ せるが、この圧力の増加が発泡剤が蒸発するのを押さえ、従って一時的に平衡状 態を作っている。材料の成形又は押し出しが終了し圧力が抜かれると発泡剤は蒸 発し、それにより膨張即ち水硬性混合物を「膨張さす(blow)」のである。水硬性 混合物は、構造マトリックス中に細かく分散した空隙を作って最後に硬化する。 水もまた発泡剤として働くが、この場合混合物は水の沸点以上に加熱され、最高 50気圧の高圧下に置かれなくてはならない。 空気空隙は水硬性容器の断熱特性を増加すると共に嵩密度を著しく減少させる 。従って、最終製品の重量も減少する。これは最終製品の全体的な重量を減らし 、容器の製造に必要な材料の量を減少させ、使い捨て容器の場合には、最終的に は廃棄される材料の量を減少させることになる。 Ｇ．急結剤 ある場合には、適当な急結剤を水硬性混合物に加えることにより、水硬性混合 物の初期凝結を加速することが望ましい。これらには、Ｎa₂ＣＯ₃、ＫＣＯ₃、Ｋ ＯＨ、ＮaＯＨ、ＣaＣl₂、ＣＯ₂、トリエタノーラミン、アルミン酸塩、並びに 、ＨＣl、ＨＮＯ₃、Ｈ₂ＳＯ₄のような強酸の無機アルカリ塩が含まれる。実際、 石膏及びＣa(ＯＨ)₂の溶解度を増加させる全ての化合物は、水硬性混合物、特に セメント性混合物の初期凝結を加速する傾向にある。 個々の水硬性混合物に添加される急結剤の量は、どれほどの急結が必要かによ って決まってくる。これはまた、種々の要因に依存するが、それには、混合の設 計、成分の混合工程と水硬性混合物の成形又は押し出し工程間の時間間隔、混合 物の温度、及び、急結剤の種類等が含まれる。当業者は、水硬性混合物の凝結時 間を最適化するため、個々の製造工程のパラメータにしたがって、急結剤の量を 調整することが可能である。急結剤の量は、水硬性バインダの重量の２％以下で あろう。III．密封性、水密性を有する薄壁容器の形成 本発明の密封性、水密性、気密性を有し、薄壁面の容器の形成には多くの方法 がある。１つの方法は、ある型に水硬性材料を詰め込み、その材料と水を強く機 械的に混合することなしに水化する方法である。他の方法は、材料と水とをよく 機械的に混ぜ合わせ、押し出し成形、モールド成形、シート成形のいずれかを使 っ て容器を作るものである。これらの方法で容器が成形された後、いくつかの別の 過程、例えば、加熱、コーティング、内張り、又はラミネートするといった過程 をとることもある。 水硬性バインダー、骨材、繊維、（オプションとして）空気空隙の組み合わせ によってコンポジションを作り、それを用いて従来の容器とほぼ同じ厚みを持つ 薄壁容器を成形することが可能である。そのコンポジションは、中空本体部や閉 鎖手段も含め、種々の形をした容器の構造部品に容易に成形できる。 その材料が引っ張り強度、靭性、断熱性に対して最良の特性を発揮するために 、マトリックスの中全体にわたって、繊維をでたらめな配向でなく、本発明によ ると、一方向又は二方向に、配列又は積み重ねることが可能である。繊維は、水 硬性シート、又は容器の壁の二面のどちらかに平行な面に並べられているのが好 ましい。 上記のような繊維の配向はいくつかの方法で実現できる。例えば、水硬性混合 物のジガリング、ラムプレス、引抜き成形、ホットプレス、押し出し成形、又は 、カレンダリングするといった方法がある。一般に、繊維は、成形の過程で、材 料の流れの方向に並べられる。モールド工程で材料の流れのパターンを制御する ことによって、繊維がいかなる方向に向いた容器も作ることができる。 これらの工程はまた、コンクリート工程で一般に起こる比較的大きな連続した 好ましくないエアーポケットについていえば、ゼロに近い多孔性をもたらすとい える。このことは水硬性材料の圧縮、引っ張り強度を増すことになり、また容器 が外部からの機械的な力に曝されたときに起こるマトリックスの割れや亀裂を軽 減させる。 通常のセメント性製品に見られるような好ましくない不速続性や空隙と、気体 の直接導入、高剪断混合機の使用、反応金属の添加等によって水硬性マトリック スに意図的に作られる細かく分散した不連続の空気（又は、他の気体）のマイク ロポケットとを同一に考えてはならない。不用な空隙、又は、不連続性は大きく 不均一に分散している。また、断熱特性はほとんど改善されないし、さらにマト リックスの品質を落し強度特性を下げる結果になる。 反対に、意図的に入れられた気泡、又は空隙は一般に、水硬性混合物中全体に 均一に細かく分散している。これらの空隙によって断熱性が生じ、その上、容器 を作る上において、特にコーティング、ライナーやラミネートを共に施すと、十 分な強度と浸透性[sic]がもたらされる。 空隙を含んだ軽量骨材を使って、容器の強度を増しながら、満足なレベルの断 熱性を得ることは一般に可能である。このことは、粒子が互いに結合した、より 強力で連続した水硬性バインダーマトリックスを可能にする。 本発明の水硬性混合物が効果的に成形されるためには、水硬性コンポジション が生の状態で形状安定性を持つことが重要である。言い換えれば、成形された製 品は自分自身の重量を直ぐに（３秒又はそれ以下）支持しなければならない。さ らに、モールドから素早く取り出されるために、成形された製品は十分に硬くな ければならない。さもなければ、成形の費用が高くなりその工程は非経済的にな ってしまう。さらに、成形された製品の表面は余り粘り気があってもよくない。 というのは、製品を成形機から取り出したり、運んだり、積み重ねたりすること が困難になるからである。 セメント、水、骨材、繊維、レオロジー調整可塑剤の量を変えることによって 水硬性ペーストのレオロジー即ち流動性を制御することができる。例えば、ラム プレス、ジガリング、射出成形が使われる場合、生の状態で形状安定性の高い比 較的高粘性の水硬性混合物を使って始めるのがよい場合がしばしばある。その結 果成形された製品は乾燥したり硬くなる前においてもその形状を保つことができ る。 押し出し成形、カレンダリング、引出し成形、又は、ホットプレスが使われる 場合、水硬性混合物は、加工性がよく、また材料の流れがよくなるように、低粘 性と小さい降伏応力を持つのが好ましい。この方法で成形された容器は、水分を 除くため、そしてより乾燥した形の安定な製品を作るため通常加熱されるので、 水硬性混合物は他のモールドプロセスで要求されるような大きな降伏応力、又は 初期形状安定性を必要としない。 しかし、これらの低粘性水硬性混合物ですら加熱することによって迅速な形状 安定性を得ることができ、それを使った製造プロセスが商業ベースに乗り大量生 産を可能にする。このことは重要なことで、殆どの場合、製品がモールドの中に ある時間が長い程、生産コストが高くつくからである。 水硬性ペーストの粘性が大きい場合でも小さい場合でも、ある特定のモールド プロセスに必要なレオロジーを与える最小限の水分を含むことが一般に望ましい 。水分を最小限に抑える理由は、水硬性混合物中の水の毛細管現象を制御するた めである。この毛細管現象は水硬性混合物の粘着性の原因になり、モールドから 混合物を取り出す時に問題になる。水分を最小に抑えることによって余分な水分 が出るのを減らし、材料が化学的、機械的にモールドに付着するのを減少させる 。したがって、毛細管現象とかそれに関係した水の表面張力は、モールドプロセ ス中に水硬性混合物を素早く取り外すために、出来るならば、最小にすべきであ る。 さらに言えることは、より少ない水を使った場合、出来上がった水硬性製品は より強靭なものになる。当然、始めに水を多く加えると、乾燥や硬化の工程で水 硬性混合物からより多くの水を除く必要があり、その結果生産コストを上昇させ ることになる。 水硬性混合物が好ましい加工性や生の状態での強度を得るためには、水硬性混 合物中にレオロジー調整剤や、オプションとして分散剤を使いながら水の含量を 調整することが重要である。前述のごとく、種々の適当なレオロジー調整剤が選 択可能である。 レオロジー調整剤は、水硬性混合物の降伏応力を高め、より可塑性を与えるの で、水硬性混合物は、変形し、モールドし、さらに、モールド中の圧力を逃がし たときその形状を保つことが可能である。これによって、モールドされた製品は 、十分硬くなる前に、モールドから製品を取りはずす時やその後の取り扱い時に かかる力ばかりでなく、重力にも耐えることができるのである（つまり、それ自 身の重さを外部からの支えなしで保持できる。） 従来のモールドプロセスに対して、生産工程を容易にするために好んで使われ るいくつかの改良点がある。例えば、付着を防ぐために滑り剤をモールドに使用 することはしばしば望ましいことである。滑り剤には、シリコンオイル、テフロ 物質でコートされるか、又は、0.1RMSまで研磨したクロームメッキが施されて いることもある。 それと同じ効果を、摩擦力を用いて実現できる。セメント性の材料の内面と外 面、又はそのいずれかに対してモールド装置のヘッドを回転することによって、 化学的及び機械的なモールドへの付着（粘着）を防ぐことができる。 セメント性混合物の成形や硬化、又はそのいずれかの工程において、容器中の 多孔性とその体積を正しく制御して空気空隙を制御するためにセメント性混合物 を加熱することが望ましい場合がしばしばある。しかし、この加熱工程はまた、 表面が強度を迅速に得ることによって、セメント性混合物が生の状態（成形され た直後）で形を安定に保つのに役だつ。もちろんこの加熱工程は、水硬性混合物 からかなりの量の水分を素早く除去するのに役立つ。これらの利点から得られる ことは、加熱工程を取り入れることにより容器の製造が容易になるということで ある。 もしある気体が水硬性混合物と一緒に使われ、混合物を250℃迄加熱した場合 、気体の体積は約85％〈気体・体積公式による）増加する。加熱が適当であれば 温度の範囲は約100℃から約250℃迄が好ましいことがわかっている。更に重要な ことは、正しく制御されれば、加熱によってマトリックス中でクラックが生じた り、あるいは、容器の表面生地に傷ができたりはしないことである。 実際、モールドプロセス中に水硬性混合物に炭酸ガスを添加すると、モールド 製品が早く安定になる。前述のことから、これは、炭酸ガスを導入したり、又は 炭酸ガスを発生する物質、例えば、亜鉛又はアルミニウムのような容易に酸化す る金属を添加することによって実現できることは明らかである。ここで炭酸ガス の発生は塩基、及び／又は、熱を加えることにより加速することができる。 Ａ．水硬性材料の粉末圧縮法 マトリックスは粉末圧縮法を用いることによって非常に高密度にすることがで きる。このことはハムリン・エム・ジェニングス博士(Ｈamlin Ｍ.Ｊennings,Ph Ｄ)、パー・ジャスト・アンデルセン博士(Ｐer Ｊust Ａndersen,PhＤ)、及びサ イモン・ケイ・ホドソン(Ｓimon Ｋ.Ｈodson)の名前で、1992年11月25日付けで 出願さ れた同時係属中の特許出願Ｎo.07/981,615、「水硬性接着セメントの製造法及び 応用(Ｍethods of Ｍanufacture Ａnd Ｕse Ｆor Ｈydraulically Ｂonded Ｃem ent)」に詳しく説明されている。この出願は、前に引例として引用されている。 粉末圧縮法は水硬性バインダーを水化する前に、水硬性バインダーを操作し位 置決めし望ましい構成にするのである。水硬性バインダーコンポジションは、水 硬性バインダと水を機械的によく混合しなくても水化することができる。 水化する前に水硬性バインダーを望ましい構成にすることの利点は、水硬性ペ ーストを形成するときに通常生じる好ましくない破壊的な混合力に骨材を曝すこ となく、骨材を容器のマトリックス中に入れることができる点である。 粉末水硬性セメントが慎重に予め決められた構成に入れられると、その後水硬 性バインダーが水化される。水化作用は、水（気体、又は液体状）があらかじめ 形づくられた容器中へ拡散することによって行われる。高圧を使うと水は容器中 にうまく浸透し化学的に水硬性バインダーと反応する。水化作用はオートクレー ブの中でも可能であり圧力や温度を変えて水化作用をうまく制御することができ る。さらに、キャリアガスを用いて反応過程を助ける事もできる。 容器の構造部品の型の中で行われる水化作用の前に、粉末水硬性バインダー粒 子を慎重に入れていくための技法は種々ある。この目的のためのセメント工程技 術には、適当に変更した固体工程技術、例えば、圧縮法(pressure compaction p rocesses)、スリップキャスト法、塑性成形法(plastic forming processes)、振 動パッキング法(vibratory packing processes)、温熱圧力法(warm pressing)、 そして、空圧・機械的衝撃法(pneumatic-mechanical compaction)などが含まれ る。 乾式圧縮法は一つの圧力圧縮法で、密閉されたキャビテイ中の金型面の間に粉 末を詰め込む方法である。スリップキャステイング法は特に、薄壁の容器を生産 するのに適している。 これらの工程の中には、粉末状水硬性バインダーの懸濁 液を多孔質のモールド中にキャステイングして容器の構造部品を形づくる工程が ふくまれる。多孔質のモールドの中に注入する懸濁液には水が使われる。モール ドはスラリー中の液体を吸い取り、粒子の沈積物をモールド壁上に形成する。ス ラリーを乾燥させることによって製品が収縮し適当な水分を含んでいるとモール ドから容易に取り外すことができる。残りのスラリーをモールドから流し出すと モールドの内輪郭をあらわす外形を持った製品ができ上がる。 さらに、連続的静水圧圧縮成形を用いることにより、水硬性材料から、容器の 側面に使うチューブ状の製品を作ることができる。連続的静水圧圧縮成形にはふ たつあり、ひとつは、型の中での材料の金型に対する圧縮で、もうひとつは、そ の金型に向かう材料の流れに垂直な向きの圧縮である。その金型はチューブを作 るようにできている。連続的静水圧圧縮成形機はドイツのヘンデル社から購入で きる。 粉末圧縮法において、可塑化効果を与えるために内部潤滑剤を加えることがあ る。材料が一旦可塑性化されると、それは、従来のプラスチック成形工程、たと えば、押し出し成形、ジガリング、湿式加圧法、射出成形等で処理することがで きる。振動パッキング圧力法は、適当な振幅の振動を利用し、理論的な充填密度 、すなわち与えられた粉末粒子サイズ分布で可能な最高の充填密度の100％まで 達成できる。 セメント業界で一般に使われている骨材は、水化する前に、粉末水硬性バイン ダーと共に用いられる。粉末水硬性バインダーと骨材の隙間を埋めるために異な った大きさの複数の骨材を使うことが、高い充填密度を得るのに好ましい。他の 混合コンポジションも水化の前に粉末水硬性バインダーと混ぜてもよい。 軽量骨材を粉末水硬性バインダーと一緒に用いることによって、容器完成品の 密度を減らすことができる。また以下の固体を粉末水硬性バインダーに混ぜて圧 縮することによっても容器完成品の密度を軽減することができる。即ち、例えば 、氷、ドライアイス、凍結水溶液、あるいは、ある種の塩等で、これらは後で、 融けたり、揮発したり、蒸発したり、溶解したりするので容器完成品の中に空隙 を残すのである。 これらの圧縮法によって、高い引っ張り強度、及び低い多孔性を持つ容器構造 部品の生産ができる。この工程で成形された部品は、加熱、コーティング、ライ ナー及び積層板の追加、並びに印刷及び組み立てといった次の工程に耐えること ができる。 容器の構造部品を作るための既に開示された他の方法と関連させて粉末圧縮法 を使うことは本発明の範囲に入る。例えば、容器の中空本体部を成形するのに粉 末圧縮法が適しており、同じ容器の閉鎖手段を作るのには、モールド法が好まし い場合がある。また、水硬性材料から形成した多層板や他の材料を用いてラミネ ートを形成するため、粉末圧縮法を使うことも本発明の範囲に入る。その例とし て、粉末圧縮法で成形した中空本体部の周りに水硬比シートを積み重ねる方法が ある。 Ｂ．水硬性材料の機械的な混合 本発明の容器を成形するのに用いる水硬性材料を準備するために使われる混合 装置には、混合機、ハンドラー、押し出し機等が含まれる。材料はホッパーの中 に運ばれ、そこで重量計測され、混合機の中に供給され、水硬性混合物が作られ る。前述のごとく、水硬性混合物はある種の好ましい特性を持つように、ミクロ 構造工学的に設計されている。したがって、材料の計量は、水硬性混合物の設計 仕様にしたがって正しい配合比を維持するよう制御されている。 その混合方法は、モールド法、前成形された乾燥シート、そして押し出し成形 で容器を作るときに使う方法とほぼ同じである。しかし、混合物のコンポジショ ンは異なっている。混合物が正しく混合されたならば、それは、上で述べた方法 のどれかで容器を成形するのに使われる。 望ましい混合物を調合する方法には次の手順がふくまれる。(a)粉末水硬性材 料を水と混ぜペースト即ち混合物を作る。随意に分散剤を使うこともある。(b) 繊維質の物質（例えば、セルロース繊維、又はガラス、プラスチック若しくは金 属のような他の物質）をペーストの中に、繊維がよく分散するように高剪断力で もって混ぜる。(c)混合物の中にレオロジー調整剤（例えば、メチルハイドロオ キシエチルセルロース）を添加して、混合物がよりプラスチック的な流体性を持 つようにする。そして、(d)混合物の好ましい性質を得るために、一種類、又は それ以上の骨材を正常低剪断力混合を使って混合物に混ぜる。他の実施例では、 例えば、空気連行剤や反応性金属のような別の添加剤を混合物の中に加え好まし い特性を得ている。混合物中の含水量が、高剪断力混合のもとで成分を混ぜる時 間を左右する。水分が少ない方が水分が多い場合に比べて一般に混合に長い時間 がかかる。 高剪断力混合は、繊維質材料が添加された場合に混合物中に十分に分散するた めに使用される。これにより均一に混ざった混合物ができ、硬化前の混合物の均 一性が改善され、同時に硬化後の製品の強度が増加する。 普通のセメント混合法で繊維質材料を加えると、それの凝塊が発生し容器や完 成品の中に変形が生じる原因になる。標準のミキサー、例えばドラムミキサーは 、低エネルギーのかき混ぜ、又は、回転を所望の混合物の成分に加えることによ り各成分を混合する。それと反対に、高剪断力混合機は、強力混合機に匹敵し、 水硬性材料の粒子と添加された繊維質材料に繊維を傷つけることなく高剪断力を 加え、混合物を素早く混合することができる。その結果、繊維材料は均一に混合 物中に混ざり、完成品容器は均一な構造を持つようになる。砂、シリカ、アルミ ナのような比較的大きな強度を持つ微細粒子状骨材も高速ミキサーで混ぜること ができる。可塑剤、界面活性剤、安定剤も加えることができる。 しかし、パーライト、軽石、又は剥離した石等の、軽量骨材の場合、通常、骨 材が砕けて粉末状になることを避けるために、低速ミキサーを使うのが最もよい 。 低剪断力混合条件のもとで通常発生する。 ある実施例では、混合物に使われる材料は、自動的に連続して計量、混合、脱 気され、双オーガ押し出し成形機によって成形される。双オーガ押し出し成形機 は、低剪断力混合、高剪断力混合、真空や圧力を作る等の特定の目的を持った部 分からできている。それぞれの部分は、それぞれの目的に合うよう、異なった進 め距離及び方向を持っている。必要に応じて、いくつかの成分を予め混合し、そ れを双オーガ押し出し成形機にポンプで送り込むこともできる。好ましい双オー ガ押し出し成形機は、同一方向に回転する均一な回転をするオーガを有するもの である。反対方向に回転するオーガを持つ双オーガ押し出し成形機も同じ働きを する。パグミル（混合機）も同じ目的に使用してもよい。 他の実施例では、高剪断力混合と低剪断力混合の両能力のあるセメントミキサ ー、例えばドイツのアイリッヒ社(Eirich)のＲＶ-11型ミキサーが、計量と混合 をバッチ処理するときに使用される。筒単なミキサーは、一般に、容器を成形す るのに用いる後方生産ラインに対して、混合した水硬性混合物を供給するのに用 いられ る。そのミキサーは、１バッチ当たり13立方フイートの材料を扱うことができ、 １立方フイートは31パウンド、１サイクル６分間かかると仮定し、１時間当たり 4000パウンドの水硬性混合物を生産する能力がある。 もう１つの実施例としては、次に掲げる特許で開示された高エネルギーミキサ ーが、水硬性混合物の混合のために用いられることがある。即ち、米国特許Ｎo. 5,061,319「セメント建築材料生産工程(Ｐrocess for Ｐroducing Ｃement Ｂui lding Ｍaterial)」、米国特許Ｎo.4,944,595「セメント建築材料の生産装置(Ａ pparatus for Ｐroducing Ｃement Ｂuilding Ｍaterial)」、米国特許Ｎo.4,55 2,463「コロイド混合物生産の方法と装置（Ｍethod and Ａpparatus for Ｐrodu cing a Colloidal Ｍixture)」、及び、米国特許Ｎo.4,225.247「混合攪拌機（ Ｍixing and Ａgitating Ｄevice)」である。これらはすでに引例として引用さ れている。これらの特許の範囲に含まれている高剪断エネルギー混合物は、カリ フォルニア州、サンタバーバラにあるイー・カショギ産業(Ｅ.Ｋhashoggi Ｉndu stries)から入手することができる。 一般に、ミキサーの内部部品はカーバイドコーティングされ、骨材やセメント による摩耗を押さえ長寿命になるようにされている。しかし、本発明の範囲内の 混合物は、工程で使われる圧力が低いため及びなんらかの圧力が加わったときも 大量の水が潤滑剤の役目をするため他の水硬性混合物より小さい摩耗ですむ。 Ｃ．機械的に混合された水硬性材料から容器を製造する方法 処理された水硬性混合物が容器の構造部品を成形するのに使われる。主な構造 部品は中空本体部と閉鎖手段である。構造部品が成形された後、それらが容器と して組み立てられる前に、さらにプロセスが必要である。 水硬性混合物から容器の構造部品を製造するいくつかの異なった方法が本発明 の範囲に入る。さらに、これらの異なった方法の種々の組み合わせを使って容器 を成形することもできるが、これによって、望ましい特性を有するいろいろな容 器を設計できる可能性が増える。水硬性材料を使った容器をこれらの方法で製造 することによって、選ばれた成形工程を通じて混合物のレオロジーの最適化が可 能になり、形状安定性が高いため成形後ただちにその容器を取り扱うことができ る。 製造方法は、大まかに３つのグループに分類できる。つまり、モールドによる 成形、乾燥シートによる成形、押し出し法による成形である。モールドによる成 形は一般に容器に成形する前に混合物からの空気抜きが必要である。この空気抜 きは混合物を押し出すことにより行うことができる。したがって、混合物はモー ルドで成形される前に押し出しされる。同様に、空気抜きは一般に、容器の製造 に使う混合物からシートを成形するときの一工程でもある。 混合過程の後、混合物から空気を抜くために水硬性混合物は、従来のピストン 型押し出し機を使って金型を通して押し出される。混合物から押し出される品物 の形状は、金型の断面形状によってきまる。金型の形は、押し出し成形された混 合物の特定の表面積を最小にするように、したがって、空気の取込みを最小にす るように構成されるべきである。欠陥のあるマトリックス、又は、不均一なマト リックスができるのを防ぐため空気の取込みを最小にすることが望ましい。後で 詳しく述べるが、本発明によると、混合物は、円筒、平らなシート、そして中空 円筒といった多種多様な形を持った品物に押し出し成形される。その押し出し成 形の形状は、容器のどの部分が製造されているのか、且つ、押し出されたものが モールドによる容器の成形のための準備工程として作られたものなのか、それと も水硬性シートから作られたものなのかによってきまる。 混合物を押し出しするときに加える圧力はいくつかの要素によって決まる。高 圧押し出しは高強度容器の製造に適している。一般に、水分が少ない程押し出し 成形された物の強度は高い。しかし、水分が少なくなると混合物の加工性が低下 する。一つの理由は、粒子の周りに十分な水がなく摩擦力を低下できないからで ある。その結果、混合物を詰め込んだり成形したりすることがより困難になる。 水の含有量が低い水硬性混合物に高圧力を加えると、粒子間の空間が小さくな る。これらの隙間の空間が減るにつれて、混合物中に存在する水はより効果的に 粒子を包み摩擦力をへらす。したがって、混合物に圧力を加えると混合物は一層 流動性、又は加工性を増し、そのために、より少ない水分を加えるだけでよいこ とになる。さらに、水分を減らすことは出来上がる製品の強度を増すことになる 。 本発明の応用として、押し出し成形機により高い圧力を加えると、混合物の加工 性を出すために混合物に加えなくてはならない水分をそれだけ減らすことができ る。また、混合物が非常に乾燥している場合でも、粉末圧縮法で使われる潤滑剤 と同様に、押し出し成形を容易にするため内部潤滑剤を加えることもできる。 一般には、高圧力を加えることは好ましいことであるが、嵩密度の低い容器、 軽量容器、断熱性のある容器等を製造するのには逆効果になる。軽量製品を作る のには、低密度骨材（例えば、パーライト、又は中空ガラス球）が一般に混合物 に加えられる。押し出し成形機によって圧力が増加すると、これらの骨材が砕け て、密度が増えて、出来上がった容器の密度が高くなる。骨材を粉砕すると空隙 がなくなるので、断熱効果も減少する。 好ましい実施例では、混合物が容器に押し出し成形される前に、混合物を減圧 する。これは、真空を押し出し成形機に接続するか、混合物を押し出し成形機に 供給する従来の真空オーガによって行うことができる。減圧によって混合物の中 に取り込まれた空気を除去する。もし空気を取り除かなければ、欠陥又は不均一 な構造マトリックスを持つ押し出し物ができてしまう。しかしながら、いくつか の実施例では、混合物中に均一に分散した小さな空気空隙があることが好ましく 、したがってこの場合減圧は不用である。 取り込まれた空気は、断熱のための効果的な一つの手段であり、そのため、あ る種の混合物はいくらかの割合で連行空気を含めるように設計されている。結果 的に、製品の壁の中にエアーポケットがある成形品は低いk係数を示す。 金型を通して水硬性バインダーを押し出すと、水硬性混合物中の繊維質材料は 一方向に配向し、繊維質材料は、押し出しの流れ方向に、かなり平坦、又は平行 になる。 容器の構造部品は押し出し成形によって直接成形することができる。金型の形 は、いろいろの容器の構造部品を作るために変化させることができる。主な構造 部品は中空本体部と閉鎖手段である。中空本体部は側壁をもち、一方が開口し、 底部を有する。金型の形を変更して、例えば、円筒状部品を中空本体部の側壁と して成形し、円盤状の部品を底部として成形することができる。押し出し成形さ れた円筒は連続した繊維、又は、フイラメントを巻くことによって補強される。 そのための繊維として、ケルバー、ポリアラマイト、ガラス繊維、炭素繊維、セ ルロース繊維等がある。さらに、シート状部品を作るのに別の形の金型を用いて もよい。そのシートは、中空本体部の側面を形成するため、硬化前にぐるっと回 旋状に巻かれる。さらに詳しくいうと、押し出し成形されたシートを所望の縦及 び横寸法に切り、縦の端に接着剤を付け重ね併せて側壁を形成する。 １．モールド成形による構造部品の成形 本発明の容器製造において多種多様のモールド成形法が使われる。例えば、射 出成形、直接モールド法、生シートモールド法(wet sheet molding)、乾燥シー トモールド法(dry sheet molding)、ブローモールド法などがある。容器は、ス プリットモールド、多重分離金型(multiple parting dies)、多段金型(progress ive dies)、多重キャビテイモールド(multiple cavity molds)といった装置を使 ったモールド技術の分野で知られた従来のモールド法によって成形することがで きる。 しかし、殆どのモールドシステムは、プラスチックのような熱成形材料を用い る。一方、本発明の水硬性材料は熱硬化性である。熱成形は加熱した材料を成形 しそれを冷やす。一方熱硬化法は、材料を成形し硬化させる。本発明の範囲で使 われる工程と装置は、この違いに基づいて変更されている。さらに、モールド過 程や装置は、成形と同時又は直後に水硬性混合物が化学反応を起こすことができ るように変更されている。他の変更は、水硬性材料から容器を成形する場合は、 従来の材料から作るときに比べて、小さな圧力を使う点である。混合物中の比較 的多い水分のために水硬性材料が自由に流れるので、小さな圧力が必要なのであ る。 モールド前に、水硬性混合物は、混合し、モールド工程のために好ましい均一 性になるまで、流体学的に準備される必要がある。水硬性混合物の押し出し成形 は望ましいが、その理由は、ある種の押し出し機を混合物や完成品の多くの異な った特性を変える可能性をさらに高める連続計量、混合、脱気装置として使える からである。 ２．射出成形と直接成形 （a）位置ぎめ 水硬性混合物が上記のとおり準備されたら、射出成形と直接モールドの次の工 程は、容器を形成するために水硬性混合物を金型の間に充填することである。金 型は、所望の形をした雄型と、この雄型と相補的な形をした雌型からなる。その 結果、水硬性混合物は金型の間で圧縮され、水硬性混合物は金型と相補的な形を した容器に成形される。射出成形は真空オーガを用いて金型の間に水硬性混合物 を射出する。水硬性混合物が金型間を充填するために運ばれていくにしたがって 、真空オーガは水硬性混合物に圧力差を加える。この圧力差によって水硬性混合 物中の空気が除去される。空気を除去しない場合、欠陥又は不均一の構造のマト リックスを持った容器ができることになる。（ただし、断熱の目的で容器の中に 空気の空隙を必要とする場合はこの限りでない。） 射出成形は、押し出し成形機も一緒に使うことができる。この押し出し成形機 はピストンの働きで射出成形機の方へ動いて行き、成形機に材料を押し出しその 後射出成形機から離れていく。このやり方は、押し出し成形と射出成形を異なっ た温度で操作でき、金型の熱で材料が硬化し押し出し成形機を詰まらせるのを防 止する。このピストン動作によって射出成形機からの熱が押し出し機へ伝わるの を最小に押さえその結果、安全な生産が行われる。 混合物が押し出されたら、射出成形と直接成形のための次の工程は、水硬性混 合物を雄型と雌型の金型間に充填させることである。雄型は雌型に一部挿入され 両型間に小さな隙間ができるようにする。その「ギャップ距離」は一方の金型が 他方の金型に対して結合するために移動する距離と定義される。金型は互いに挿 入されて「結合」され、金型間のモールド空間を作る。この「モールド空間」が 容器の所望の形を作り出し、金型が結合したとき水硬性混合物が押し込まれる空 間のことである。 金型がギャップ距離を保って位置決めされると、キャビテイが金型間に作られ る。このキャビテイは金型間のモールド空間とギャップ距離に対応した第二の空 間とからなる。キャビテイが形成されると水硬性混合物がキャビテイしたがって 、金型間に、一方の金型にある孔、又はギャップ距離を通って充填される。 好ましい実施例では、雌型が雄型の垂直上に位置している。続いて水硬性混合 物が雌型の射出口を通して金型間に射出される。雌型を上に置く理由は、水硬性 容器が成形され金型が分離された後、その容器が重力によって雄型の上に残って いるようにするためである。容器を変形しないで雄型から容器を取り除くことの 方が簡単であるので、この方法は利点がある。 最終圧縮、即ち、金型の結合時に水硬性混合物が動くのを最小にするため、水 硬性混合物を充填する前に、金型間のギャップ距離を最小にするのが好ましい。 混合物の動きを最小にすることにより、水硬性混合物の中に生じる流差によって 完成品容器に異形ができる確率を減らすことができる。 雄型と雌型間のギャップ距離は一般に、約２mmから約５cmの範囲で、約２mmか ら約３cmが好ましく、約２mmから約１cmが最も好ましい。しかしながら、例外的 に、大きな製品のためには、水硬比混合物を充填しやすいように、ギャップ距離 はより大きくなる。 金型間に水硬性混合物を充填する他の方法は、金型がまだ完全に離れている間 に行うものである。その方法は、水硬性混合物を、容器を作るのに十分な量の塊 にし、それを金型の間、一般には雄型の上に置く。それで、金型が結合されると 、その塊が金型間で圧縮される。 別の実施例では、テンプレートを使って水硬性の塊を充填する。この例では、 雄型は縁があるベースを持ち、テンプレートには雄型のベースの縁と相補的な形 をした通路がある。 この方法によると、テンプレートの通路をまたがるのに十分な大きさの直径の 塊に水硬性混合物を成形する。その塊をテンプレートの上に通路をまたがるよう に置く。最後に、その通路が金型と相補的に位置が合うように、雄型と雌型の間 にテンプレートをおく。そこで、金型が一緒に押されると、雄型がテンプレート の通路に沿って動くので、水硬性混合物が金型の間で圧縮される。上記の方法は さらに、テンプレートが雄型のベースの周りにきて、混合物の塊がひとりで雄型 の上に留まるようにした工程を含む。その結果、金型が押されるとその塊は金型 の間で圧縮される。テンプレートを使うことの他の利点については、金型から製 品の容器を取り出す工程と結び付けて、後程述べることとする。 第１、２、７、８、11図で示した容器は射出成形、又は、直接モールドのどち らかの方法で作られた構造部品を持つ。例えば、図１において、容器10の個々の 部品である中空本体部12、トップ24、キャップ26、を成形して容器は形成される 。個々の部品それぞれに、別々のモールドが必要である。 第１図に示された中空本体部12を全体として成形するためには、一般に、押し 出し成形された板状材料、又は棒状材料を雄型の上に置く。雄型が上昇し混合物 を上方に持ち上げ雌型のスプリットモールド中に入れる。結合した金型が押し出 し成形された板状の材料を所望する形に成形する。雄型は、成形された物を取外 しやすいように、雌型より温度を下げてある。雄型は約85℃から約120℃に保た れており、雌型は約140℃から約150℃に保たれている。両型の温度差は約10℃が 望ましい。中空本体部16[sic]の開放端20の外周に沿って外部ねじ22があるため 、中空本体部を金型からはずすために分割した雌型が必要である。 トップ24、キャップ26はよく似たモールド工程を通して作られるが、異なる点 は、これらの部品にねじがあるため、雌型は２つに分割され、雄型はへっこまな くてはならない。スプリットモールド、多重分離モールド、多重キャビティ金型 、多段金型はモールド技術の分野において、複雑な他の形と同様、ねじのある部 品を金型から取りはずす（負に取りはずす）ときに使われる技法である。 （b）成形及びモールド 次の製造工程は、水硬性容器の所望の形に水硬性混合物をモールドするため、 雄型と雌型の間で水硬性混合物を圧縮することである。 型に加わる圧力が、水硬性混合物を所望の形に成形し容器ができる。したがっ て、圧力は金型の間で水硬性混合物を成形するのに十分でなくてはならない。さ らに、容器が均一で、表面がスムーズになるように圧力が十分であることが好ま しい。 水硬性混合物に加わる圧力は製品の容器の強度にも影響を与える。混合物のセ メント粒子が互いに接近していると製品の強度が増すという研究がある。金型の 中でセメント混合物に加える圧力が大きい程セメント粒子がより接近し製品の容 器が強くなる。つまり、水硬性混合物の中の多孔性が小さい程、製品の強度が大 きいということである。 水分含有量が低い水硬性混合物に高圧を加えると、粒子間の空間が小さくなる 。これらの隙間の空間が減るにつれて、混合物中に存在する水はより効果的に粒 子を包み摩擦力をへらす。したがって、混合物に圧力を加えると混合物は一層流 動性又は加工性を増し、そのため、より少ない水分を加えるだけでよい。水分を 減らすと出来上がる製品の強度が増すことになる。本発明の応用として、より高 い圧力を金型によって加えると、混合物に加えられる水量をそれだけ減らすこと ができる。 一般には、高圧力を加えることは好ましいことであるが、逆効果もある。軽量 水硬性容器を作るのには、低密度骨材（例えば、パーライト、又は中空ガラス球 ）が一般に混合物に加えられる。金型によってかかる圧力が増加すると、これら の骨材が砕けて、密度がふえて、出来上がった容器の密度が高くなり、骨材の断 熱効果が減る。 したがって、金型に加える圧力は、水硬性容器の強度、構造的完全さ、低密度 を最善な状態にするために最適化されなくてはならない。本発明の範囲内では、 金型が水硬性混合物に加える圧力は、約50psiから約100,000psiの範囲が好まし く、約100psiから約20,000psiの範囲はより好ましく、約150psiから約2,000psi の範囲がもつとも好ましい。しかし、以下に述べる如く、圧力は温度とモールド 工程の時間に関係してくる。また深いドローの付いた容器の成形は、加圧の時間 を減らすために、速度を増すことが要求される。材料が早いうちに乾燥すること なく、必要な材料の流れを保持するために時間を減らさなければならない。 金型をさらに加圧する工程には、金型の間から空気を抜くことが含まれる。そ のような空気を抜かない場合、水硬性容器の中にエアーポケット又は歪みが生じ ることがある。一般に、空気は、金型が押されたときに金型のギャップ距離から 逃げる。 別の実施例では、金型には金型を突き通す複数の排気孔が有り通気性をもたせ てある。したがって、金型が押しつけられると金型の間の空気はその排気孔を通 って外へ出る。従って、排気孔は、水硬性容器を変形させ得るエアーポッケトが キャビテイ中で発生するのを防ぐのである。 排気孔はまた、金型が分離するときにキャビテイ中に真空が発生するのを、空 気をキャビテイ中に取り込むことにより防ぐことができる。そのような真空は新 しく成形された容器に不適当な力を加え、容器の構造的完全性を破壊することが ある。さらに、排気孔は後述の熱工程中に発生する余分な蒸気を逃がすことがで きる。排気孔は金型のどちらか、又は、両方に付けることができる。 （c）.加熱と形状安定性 製造の次の工程は、水硬性容器に形状安定性を与えるために、水硬性混合物に 十分な時間熱を加えるための工程である。水硬性混合物を加熱する好ましい方法 は、水硬性混合物を加圧する前に、雄型と雌型をそれぞれ別々の温度になるよう に加熱する方法である。 加圧前に金型の温度を上げることはいくつかの働きをする。骨材を粉砕するこ となく水硬性混合物を容器にモールドするのを容易にするため、混合物に多めの 水を加える。加熱した金型を混合物に当てることにより、水硬性混合物の一部の 水は蒸気に変わり、水分の割合が減り、容器の最終強度が増す。 さらに、容器の表面の水分が蒸発し、その部分の水硬性混合物が急速に乾燥す る。水硬性混合物の中の乾いた粒子間の摩擦力が容器の周りに強い薄い「殼」を 形成し、形状安定性を容器に与える。 水硬性混合物を加熱することはまた、硬化のスピードも速める。しかし、後述 するように、金型は水硬性混合物をほんの短い時間だけ加圧するので、水硬性混 合物の僅かの部分のみが、硬化するだけである。したがって、形状安定性に必要 な十分な強度は内部毛細管張力と同時に乾燥粒子間の摩擦力と粘着力から得られ る。そのため、容器は形状安定性が得られた時もまだ生の状態である。 生状態の水硬性混合物の容器に形状安定性を素早く与えることは大量生産のた めに重要なことである。形状安定性があれば容器が素早く金型から取り除かれ、 その同じ金型を用いて次の容器が成形されることが可能である。 金型の温度を上げる他の目的は、水硬性混合物が金型に付着するのを最小に押 えるためである。水硬性混合物から水蒸気が吹き出すと金型と水硬性混合物の間 に境界層ができる。この境界層は十分均一な力を作りそれが水硬性混合物を金型 から押し離し、金型に付着するのを防ぐ。 さらに、もし雄型と雌型の温度が異なると、金型が分離するときに、水硬性混 合物は低い温度の金型の方に残るという傾向があることが、実験で分かっている 。したがって、水硬性容器がどちらの金型に残るのが好ましいかを決め、その金 型の温度を低く選べばよい。 それぞれの金型の温度は、生産工程の高速化に重要であり、水硬性混合物と金 型が接触している期間にも一部関係する。一般に温度は高いほど好ましい。つま り、温度が高いほど容器の表面が早く硬化するし、容器を早く金型から取り出せ 、単位時間当たりにより多くの容器が生産できるのである。 しかし、温度が高いと問題も起こる。つまり、もし水硬性混合物が高温になり すぎると、容器の表面だけでなく、水硬性混合物全体の水が蒸気になる。金型を 分離したときに起こる急激な圧力の弛緩が、モールドされた容器のひび割れや爆 発すら起こす原因になることがある。（ただし、このひび割れは、プレスの制御 弁の素早い開閉操作で解決することがしばしばある。） さらに、水硬性混合物が速く硬化すればするほど、流差の結果として水硬性容 器の内部で変形の起こる確率が大きくなる。すなわち、金型が互いに押されるに つれて、水硬性混合物が流れ所望の形が形成される。しかし、容器の表面の水硬 性混合物が硬化し始めると、その乾燥したセメントは、残りの生の水硬性材料よ りも、異なった流れ特性をもつようになる。流れ特性のこの違いが水硬性容器の マトリックスの中に、変形、例えば、凝集塊、空隙、ひび、及び他の異常を発生 させる。 よって、時間と温度の相関関係は、金型が水硬性混合物に接している時間が短 くなれば、金型の温度を高くすることができるということである。さらに、金型 のギャップ距離が小さくなるにつれて温度を上げることが可能である。しかし、 温度上昇にも限界があり、それ以上になると水硬性混合物の性能が破壊されてし まう。 上記の望ましい目的を達成するために、雌型と雄型を、約50℃から約200℃の 範囲に加熱するのが好ましい。より好ましくは、約75℃から約160℃の範囲，最 も好ましくは約120℃から約140℃の範囲である。前に述べた理由により、金 型を分離するときに水硬性容器を雄型の上に残すのが好ましい。したがって、雄 型は雌型よりも低い温度が好ましい。雌型と雄型の温度差は約10℃から約30℃の 範囲内が好ましい。 加熱された雄型と雌型が水硬性材料に接触している時間（つまり、金型が結合 されている時間）は、約0.05秒から約30秒の範囲内が好ましく、より好ましくは 約0.7秒から約10秒で、最も好ましいのは約0.8秒から約５秒の範囲内である。 別の実施例では、水硬性容器を加熱する工程はさらに、金型が分離し容器が金 型から取り外される前に、つまり容器が雄型の上に残っているうちに、その容器 を加熱された空気に曝すという工程を含む。熱風に曝すことによって、容器は金 型から取り外される前に形状安定になることが保証される。 もう一つの別の実施例として、水硬性混合物の加熱工程は、マイクロウエーブ 、エックス線、赤外線に当てることによっても実施できる。 （d）取外し モールドされた製品がいくらか形状安定性を得たならば、その新しく成形され た水硬性容器は金型から取り外される。好ましい実施例においては、金型が分離 したときに、新しく成形された水硬性容器は、雄型の上に取り残されている。一 つの実施例においては、雄型と雌型が分離するときに水硬性容器が金型に付着し ないように雄型と雌型に回転を与える。 金型が分離すると、熱風を数秒間容器に吹きかけて、（以前に述べたごとく） 形状安定性をさらに向上させる。次に、水硬性容器を雄型から変形させずに取り 外すことができる。好ましい実施例において、真空搬送として知られている標準 的工程が、容器を雄型から取り外すために使われる。真空搬送とは、真空を容器 に与えて金型から容器を吸い取るようにした工程のことである。容器は、次に「 Ｕ字型」管に沿って搬送され正しい姿勢に配置される。 真空搬送工程は、形状安定した容器を静かに扱うことができ、しかも設備費や 運転費用が安いので好ましい方法である。容器を乾燥するために使用する加熱用 空気を、容器を管に沿って運ぶ空気壁による輸送として用いてもよい。空気ダク トは、雄型に作られたいくつかの単なる気孔で、その気孔を通って空気を噴射し 、 容器を雄型から押し離すための均一な力を形成するものである。その空気ダクト は、上に述べた排気孔とほとんど同じ大きさや形を有し、そして位置もほとんど 同じである。 一つの実施例では、空気ダクトと排気孔は同一である。空気ダクトに入る空気 の強さは容器を破損しないよう十分弱くなくてはならない。好ましい実施例では 、空気ダクトは、容器を雄型から取り出し輸送管に挿入するのを容易にするため に雄型上に配置されるように考慮されている。 別の実施例では、水硬性容器を単につまんで雄型から機械的に取り除く。しか し、その方法は容器を変形させないよう特別な注意を払う必要がある。機械的に 水硬性容器を取り外すための好ましい方法は、テンプレートを使うことである。 テンプレートは雄型のベースを円形に取り囲むように位置し、取り外し可能で ある。テンプレートを持ち上げるか雄型を下に動かすかして容器の縁でもって、 容器をテンプレートの上に置くことができる。容器が金型から取りはずされる時 、容器は表面が乾燥して形状安定な状態になっている。しかし、容器はまだ壁面 間に生のセメントを有し、最高の強度に到達していない。そのような条件におい ては、水硬性容器は、その垂直軸方向の圧縮に対して強度が最大になる。したが って、テンプレートを使うことの利点は、容器を取り外すときにかかる力が、容 器の最大強度の軸方向に沿っており、容器が変形する可能性を最小限に押えると いう点である。 （e）初期硬化 モールド後、水硬性混合物は容器の所望の形に固まることができる。独創的な 容器を経済的に生産するためには、容器が変形しないで、梱包や出荷そして使用 に耐えられる強度に迄、速く硬化する必要がある。 容器を硬化させるには、例えば従来のトンネル型オーブンの中で熱風に曝すこ とによって実現できる。熱風をかけると水硬性混合物中の一部の水分を蒸発させ 、粒子間の摩擦力を増やし、出来上がった容器の強度を高める。さらに、熱風を 容器に当てると、セメントの反応スピードがあがり、硬化中容器に強度を早く持 たせることになる。したがって、硬化は、粒子間の摩擦力の増加及び水硬性混合 物 の硬化の双方によって生じるのである。 好ましい実施例では、容器は、変形することなく梱包や運送するために十分な 強度を持つところまで硬化させる。理想的には、硬化した容器が、反応していな い水分を少し含んでいて、そのため容器が連続して硬化進行するのがよい。こう すると容器が使用される前に、運送中とか保管されている間に容器の強度が増す からである。 さらにもう一つの実施例では、水硬性混合物が乾燥する速度を増すために容器 に空気を吹きつける。そうすることで、硬化を速めることができる。 また、容器が硬化する環境の湿度、圧力及び温度を制御できるオートクレイブ の中で空気を容器に吹きかけることができる。湿度や温度を上げることによって 、水硬性混合物の水化をより完全なものにし、より強度のある、浸透性の低い容 器ができるのである。 いずれの場合でも、トンネル型オーブンの温度は、水硬性マトリックスのひび 割れ、又は繊維質若しくは可塑性添加剤の破壊を避けるため、250℃を越えない ことが好ましい。好ましい温度範囲は、20℃から250℃、より好ましい範囲は30 ℃から200℃、最も好ましい範囲は20℃から250℃である。 トンネル型オーブン中の滞留時間は、トンネル中の温度と乾燥させる構造部品 の厚みによって決まる。構造部品の厚みが１mmで、トンネルの温度が200℃の場 合、構造部品はトンネル中で45秒間留まるのが好ましいであろう。 要約すると、水硬性製品の乾燥に関して、次のことが結論づけられる： １） 温度が高いと乾燥時間が短い。 ２） 空気の流速が高いと、乾燥時間が短い。 ３） 一度容器からほとんどの水分が除去された後、容器を250℃以上の温 度にさらすと、混合物の中の繊維が焼ける。したがって、繊維と容器の引っ張り 強度が低下する。 ４） 容器の材料の壁が薄ければそれだけ乾燥時間が短い。 ５） 温度が高いほど、容器の引っ張り強度が低下する。 ６） オーブンの中の空気の流速及び滞留合計時間は容器の引っ張り強度に ほとんど影響しない。 ３．生シートモールド工程 （a）押し出し成形 水硬性混合物が適切に混合されたら、次にそれは、バッチ輸送コンベヤーシス テムで、押し出し成形装置まで運ばれる。水硬性混合物は、その材料を適当な押 し出し金型を通して押し出し、次に、その押し出し成形された材料を一対、又は それ以上の対の圧延ローラに通して正確な厚みのシートに成形する。 内筒の中で、オーガのスクリューが前方向に圧力を加え、水硬性混合物を横長 のスリットの付いた金型ヘッドの方に進めていく。金型スリットの断面形状は、 所望の幅と厚みを持つシートが作られるように構成されているが、これらは、一 般に、金型の幅と厚さに対応している。 他の方法では、押し出し成形機は、水硬性混合物に、前方向に圧力をかけて内 筒に沿って水硬性混合物を進めるために、オーガスクリューの代わりにピストン を備えていることもある。ピストン式押し出し成形機を使うことの利点は、水硬 性混合物により大きな圧力を加えることが可能であるという点である。しかし、 本発明で通常用いられる混合物がプラスチック的な性質を多く有しているため、 オーガ式押し出し成形機を用いて得られる以上の圧力を加えることは一般に必要 でないし、有利にもならない。 それと対照的に、オーガ式押し出し成形機を用いる大きな利点は、水硬性混合 物中の好ましくない大きな空気空隙を取り除くことができることである。好まし くない大きな空気空隙を取り除くことができなければ、欠陥のある即ち一様でな いマトリックスを持ったシートができてしまうからである。大きな空気空隙を取 り除くのは、押し出し成形の分野で既知である従来の排気手段を用いて行うこと ができるが、この方法では、混合物は、まず第１のオーガスクリューで真空チャ ンバを通過させられ、その後、第２のオーガスクリューで押し出し金型を通して 押し出されるのである。 他の方法として、好ましくない空気空隙を水硬性混合物から「排気」として知 られるプロセスで取り除いてもよい。この方法では、余分な空気が圧力の下で内 筒内に集まり、混合物が圧縮されオーガスクリューで前方に運ばれている間に押 し出しチャンバーから放出される。 好ましい金型の幅、及び厚さは製造しようとする個々のシートの幅及び厚さに 依存するが、押し出されたシートの厚さは、一般に、最終的にカレンダーされた シートの厚さの少なくも２倍、ときには数倍もある。縮小率（相対的に、厚さ拡 大率）は今問題にしているシートの性質による。縮小工程は繊維の配向を制御す るのに役立つため、縮小率は、しばしば、所望する方向に繊維がどれだけ配向し ているかの程度を表している。 これに加え、縮小率が大きくなれば、それだけシートの長さは長くなる。典型 的な製造工程では、約６mmの厚さで押し出されたシートはカレンダーをされ約0. 5mmから約１mmの厚さの乾燥していないシートに形成される。 一般に金型のスリットは矩形をしているが、幅に沿って厚さが変化する押し出 しシートを形成するため、スリットがその幅方向に沿って厚さが広がっている場 所を持つような場合もある。この場合、押し出し厚みが増えている場所に対応し た引っ込み即ちギャップ変化を持った一連のローラ中にシートを通過させるのが 一般に好ましい。このようにして、強度及び硬直度が増加した強化領域を持つシ ートを生産することが可能になる。 平らなシートを形成する狭い金型スリットに加えて、他の物体及び形状を形成 するため、他の金型を用いてもよい。ただ一つの基準は、押し出された物の形が 一対のローラの間を通過できるかどうかということである。例えば、非常に幅の 広いシートを押し出すのは望ましくないかも知れないが、それは、非常に大きく 高価な金型が必要だからである。その代わり、チューブを押し出し、金型ヘッド のすぐ外側に備えたナイフで連続的に切断しそれを広げてもよい。 厚いシートにはより多くの材料が含まれている。従って、必要な量の材料を供 給するためには厚い板を押し出さなくてはならない。厚い板の押し出しを行い、 その板を薄くする場合でも高速の生産速度を得ることができる。 上で詳しく説明したように、水硬性混合物に水分が欠乏しており、粒子充填最 適化がある程度なされている場合には、混合物の加工性を一時的に向上させるた め、適当な圧力を掛けることが必要である。水分が欠乏した混合物では、粒子間 の空間（隙間）に、通常の条件では適当な加工性を生み出すため粒子に潤滑性を 与えるのに十分な水分が存在しない。 しかし、混合物が押し出し機内で圧縮されるので、この圧縮力が粒子を互いに 押しつけ、それによって粒子間の隙間の空間が減少し、粒子に潤滑性を与える水 分が相対的に増加するのである。このようにして、混合物が金型から押し出され てしまうまで加工性が増加するが、押し出された時点で、混合物の凝集性、可塑 性、モールド性、生状態の強度の増加が見られる。一般にこれは望ましいことで ある。 注意すべきことは、押し出し工程中に水硬性混合物に加えられる圧力は、軽量 で低強度の骨材（例えば、パーライト、中空ガラス球、軽石、又は剥離された岩 ）をつぶしたり破損したりするほど大きくてはならないことである。 上に挙げた種々のことがらの各々に照らしてみれば、水硬性混合物を押し出す のに押し出し機が掛ける圧力は、好ましくは約50kPaから約70ＭPaの範囲であり 、より好ましくは約150kPaから約30ＭPaの範囲で、最も好ましくは約350kPaから 約3.5ＭPaの範囲である。 ある場合、特に低密度で高い断熱性を持つシートが必要な場合には、発泡剤を 押し出し工程の前に混合物に添加するのが有利かも知れない。 注意すべきことは、水硬性バインダを金型を通して押し出すことにより、水硬 性混合物内の個々の繊維が「Ｙ」軸方向、即ち押し出されたシートの長さ方向に 沿って一軸的に配向される傾向があることである。以下に見られるように、カレ ンダー工程によって繊維はさらに「Ｙ」軸方向に配向させられるが、それは縮小 工程中にシートがさらに引き伸ばされるからである。これに加え、「Ｚ」軸方向 にギャップ変化を持つローラ（例えば、円錐ローラ）を用いることにより、いく らかの繊維を「Ｘ」方向、即ちシートの幅方向に沿って配向させることも可能で ある。従って、カレンダー工程と共同して、押し出し工程により双方向に配向し た繊維を持つシートを形成することが可能となる。 （b） 成形及びモールド シートが形成されると、次の工程は、容器又は物品の所望の形状をそのシート の一部から成形することである。好ましい実施例においては、シートが、所望の 形状をした雄型とそれと十分に相補的な形状をした雌型との間で圧縮される。シ ートの一部が金型の間で圧縮されるので、混合物は、その金型の相補的形状を有 する構造部品に成形される。 単一金型（雄型、雌型各々が単一部分からできている）が使いやすさ及び経済 的観点から好ましい金型ではあるが、他の金型として、スプリット金型や多段金 型等がある。多重スプリット金型(multicomponent split dies)は、複雑な形状 を有するがモールドから容易に取り外し可能な製品の生産を可能にする。 スプリット金型では各部品が同時に圧縮を行い物品を成形するのに反して、多 段金型は複数の部品を有する金型で、その各部品は違った時間に圧縮を行い所望 の容器を成形する。金型の種々の部品が圧縮される時間及び順序を適当に選ぶこ とにより、より均一な厚さを有する複雑な容器を成形することが可能である。 例えば、ボールを形成するのに用いられる多段金型の雄型は、底部及び側壁部 を含んでもよい。底部を先に圧縮すると、シートの残りの部分は雌型の側壁に引 っ張りこまれる。引き続き、雄型の側壁部が圧縮されシートを引き伸ばすことな くボールの側壁部を成形するが、これによってより均一な厚さを有するボールが 形成される。 直接モールド工程のときと同様に、金型がシートに掛ける圧力はいくつかの機 能に影響するので、圧力値を決定するに当りそれらの機能を考慮しなくてはなら ない。直接材料を射出するのに比べ、ここではシート材料が用いられるわけであ るが、上述したパラメータ及び注意は、一般に、生シートモールド工程にも適用 できる。 シートから容器を成形する他の方法として、プラスチック工業で普通に用いら れる種々の真空成形手法を取り入れてもよい。真空成形はシートをモールドにそ わせるのに大気圧（約14.7psi）を用いる。真空成形には雄型及び雌型の双方が 用いられる。 本明細書及び特許請求範囲で用いられる「真空モールド」という用語は、真空 成形で用いられる雄型モールド及び雌型モールドの双方を含むものとする。 ドレープ成形法（drape forming）は雄型モールドを用いて行われる。シート はモールドの上部に配置される、又は、モールドがシートの中に配置される。そ の 後、シートとモールドの間の空気が抜かれ、シートはモールドの輪郭を写し取る 。出来上がりの製品は、材料が最初にモールドと接触する中心部で一番厚くなる 。厚さは、モールドと最後に接触する周辺近くの高度に引き伸ばされた部分で一 番薄くなる。 ストレート真空成形法は雌型モールドを用いる。シートで雌型モールドの上部 をシールする。モールドキャビティは真空に引かれ、大気がその材料をキャビテ ィの側壁に押しつける。この成形手段を用いると、同じ部品を雄型モールド上で ドレープ成形を用いて作ったものとは本質的に反対の材料分布（中央部が薄く、 周辺部が厚い）が得られる。 ドレープ成形法とは反対に、ドレープ真空成形法はストレート真空成形に類似 しているが、異なる点は、キャビティが真空に引かれる前にシートの端が雌型モ ールドの底部まで圧縮されることである。これによってモールド工程のためによ り高い真空が得られる。 スナップバック法(Snapback)、ビロー／エアースリップ(billow/air slip)法 、及びビロードレープ法(billow drape)は、雄型モールドで生産される製品の壁 厚の一様性を向上するための多段真空成形法であるが、この方法では、雄型モー ルドに接触する前に、シートを予め引き伸ばしておく。シートを、空気中で何に も触れず自由に伸ばすことにより、材料を一様に薄くするのである。その結果、 シートの表面積は増加し、シートはモールドの表面とより緊密にマッチするよう になる。 スナップバック真空成形法は、シートを予め引き伸ばすのに真空箱を用いる。 この真空箱は、雄型モールドに相対するプラテンに取付けられている。水硬性シ ートで真空箱をシールし、所望する引き伸ばしが得られるようその箱の真空を引 く。次に、モールドが凹型になったシート中に押し込まれる。箱は大気に戻され 、モールドの真空が引かれる。今度は、大気圧がその材料をモールドに押しつけ る。 ビロー／エアースリップ真空成形法は、圧力箱を用いるが、雄型モールドがそ の箱の中に入っている。シートでその箱をシールする。その箱が圧搾空気で加圧 されるとシートは膨張し、適当な引き伸ばしを与えるバブルを形成する。モール ドが凸型のバブルの中に押し込まれる。箱と雄型モールドは真空に引かれシート はモールドに押しつけられる。 ビロードレープ真空成形法は、シートにバブルを作る加圧箱を用いる逆引き法 である。箱に相対して取付けられた雄型モールドが凸型のバブル中に押し込まれ る。バブル中の空気は十分に制御されながら大気中に排気される。モールドが占 める量と同じ量の空気が排気されるとシート材料はモールド上を覆うようになる 。モールドが完全にシートに入れば、モールドが真空に引かれ、その箱は大気圧 に排気され成形工程が終了する。 プラグ・アシスト(Plug-assist)法及びビロー／プラグ・アシスト／スナップ バック法は、雌型モールドで生産される部品の壁厚の一様性を向上するために考 案された多段真空成形法である。それらは、部品の乾燥した高い部分に多くの材 料を押し込むために機械的補助（プラグ）を使用する。 プラグ・アシスト真空成形法は、ストレート真空法、又はドレープ成形法と共 に用いられる。プラグは雌型モールドに相対するプラテン上に取付けられる。シ ートでモールドをシールし、ピラグがその材料をモールドに押しつけ、その後真 空が引かれる。モールドの真空が引かれると、材料はプラグから強制的に引き離 されモールドキャビテイに押しつけられる。 ビロー／プラグ・アシスト／スナップバック成形法は、いくつかの異なった成 形法を組み合わせるものである。シートでモールドをシールする。モールドは加 圧され、バブルを作ることによってシートを引き伸ばす。モールドに相対して取 付けられたプラグが凸型のバブル中に押し込まれるが、バブル中で押しのけられ た分の空気を制御しながら排気することによって材料はプラグを覆うようになる 。プラグが一杯に入った時点でモールドは真空に引かれると、材料はプラグから 引き離されモールド上に押しつけられる。 加圧成形法(pressure forming)は、大気以外に圧搾空気を用いる。一般に圧力 は、約40Paから約200Pa範囲である。加圧成形法では、必要な圧力を閉じ込め維 持可能な圧力箱中にプラテン、及び／又は、モールドを備えた特殊な装置が必要 になる。加圧成形法は前に述べたどの真空成形法にも取り入れることができる。 二重シート成形工程で中空部品が生産される。２枚のシートが、マッチした周 囲即ち接触表面を有する２つの雌モールドの間に置かれる。モールドキャビティ の輪郭は同型でも同型でなくてもよい。モールドは接近し、モールドが接したと ころで２枚のシートは結合する。２枚のシートは、同時に加圧成形されてもよい し、従来の成形法を用いて順番に成形されてもよい。 本特許請求範囲で用いられる「真空成形工程」という用語は、具体的に列挙し た真空成形法に加えて加圧成形法及び二重シート成形法も含むこととする。 （c）加熱と形状安定性 モールド後の水硬性製品の初期形状安定性は、直接モールド工程と殆ど同様な 方法で達成することが可能である。 （d）乾燥 初期形状安定性が達成されると、水硬性製品は、直接モールド工程に関して先 に述べた種々の方法と同様の方法で乾燥させ硬化させることが可能である。 ４．乾燥シートによる構造部品の成形 （a）押し出し 「乾燥シートからの成形」と関連して用いられる押し出し法は、材料面全てに おいて、生シートモールド工程で好ましく用いられたものと殆ど同じである。勿 論、工程の先で異なったプロセス装置を用いるためその押し出し工程にいくつか の変更を加える必要性が出てくるであろうが、そのような変更は、前述した教示 に照らしてみれば当業者の技術範囲に入るであろう。 （b）カレンダリング 乾燥シート成形工程の殆どの実施例では、押し出されたシートを少なくも一対 のローラ間を通過させることによってカレンダリングすることが好ましい。押し 出されたシートをカレンダリングすることによってシートの厚さを減らし、シー ト内の繊維を配向させ、シートの一様性及びその表面品質を向上させることが可 能である。ある実施例では、カレンダリング工程は、厚さ縮小工程、繊維配向工 程、表面仕上工程、又は乾燥工程として用いてもよい。 一対のローラを通過するときシートの厚さが減少するので、それは、前方進行 方向にシートを延伸することにもなる。シートが延伸する結果として、繊維は、 さらに、「Ｙ」方向に配向する即ち並ぶ。このようにして、縮小工程及びその前 に行う押し出し工程は共同して、「Ｙ」方向即ち長さ方向に殆ど一軸性に繊維が 配向したシートを形成する。 シートを圧縮、即ち圧搾する工程、及び、入ってくるシートとローラの速度の 違いが、シートに剪断力を形成する。過度の剪断力が加わるとシートのマトリッ クスの完全性が破壊され、シート内に傷が生じ、従ってシートの強度が弱くなる 。このため、シートの厚さの減少は何段階にも分けて行いシートに不適当な破損 をもたらさないようにすべきである。殆どの場合、一対のローラによるシートの 厚さの減少は約80％以下にすべきであり、より好ましくは、その減少は約50％以 下にすべきであろう。 各ローラの直径は、水硬性混合物の性質及び水硬性シートの厚さの縮小量によ って最適化されなくてはならない。ローラの直径を最適化する際には２つの相反 することがらを考慮しなくてはならない。最初のものは、ローラの直径が小さい ほど、シートがローラの間を通過するときより大きな剪断力を受けるという事実 に関係している。この理由は、水硬性シートがローラの間を通過するとき、ある きまった速度に対してローラの直径が小さいほどシートの厚さの縮小率が大きく なるからである。 大きな直径のローラを用いることによりシートがそのローラ間を通過するとき より多くのシートがローラの表面と接触するようになる。従って、ローラによっ てシートを圧縮即ち圧搾しより薄いシートにする工程は、直径の大きなローラに 比べて直径の小さなローラを用いると、短い距離でしかも短い時間で行われるこ とになる。 しかし、大きな直径のローラを用いることにも欠点がある。それは、水硬性材 料がローラと長い時間接触することになるので、カレンダリング工程中にシート がより速く乾燥するようになることである。ある程度の乾燥には利点があるが、 カレンダリング工程中にシートの乾燥が速すぎるとマトリックス中に割れ目や他 の欠陥が生じるようになる。小さな直径のローラを用いるとカレンダリング工程 の乾燥効果を減少さすことができる。 水硬性シートがローラへ付着するのを防ぐため、ローラの表面に処理を施すこ とは好ましい。一つの方法ではローラの加熱が必要となるが、これによって、水 硬性混合物中のいくらかの水分が蒸発し、できた水蒸気がシートとローラの間に 障壁を形成するようになるのである。いくらかの水分の蒸発は、水硬性混合物内 の水分含有量を減少させるので、シートの生の強度を増加させることになる。し かし、ローラの温度が高くなりすぎ、シートの表面が乾燥又は硬化し、シート内 に残留応力、割れ目、はがれ、又は、他の欠陥若しくは不規則性が生じるように なってはならない。従って、シートの厚さを縮小するときには、ローラの温度を 約50℃から約140℃の範囲内に設定するのが好ましく、より好ましくは、約70℃ から約120℃の範囲内で、最も好ましくは、約85℃から約105℃の範囲内である。 しかし、シートをカレンダリングする主な目的がシートを乾燥させることである 場合には、以下に示すように、最高で250℃までの温度を使用することが可能で ある。 それに加えて、低い比表面積を持つ骨材を取り入れることによって、シートの 乾燥速度を減少させることができる。高い比表面積を持つ骨材は、それに吸収さ れた水分を低い比表面積を持つ骨材に比べ、より容易に放出するからである。 最後に、本発明の水硬性混合物を加熱すると、水硬性バインダと水との水化反 応速度が増加するということが分かっている。本発明の水硬性混合物を加熱する と水硬性バインダの大部分の水化反応がわずか１日で得られるようになる。水化 反応が標準的な28日のレベルに達する以前に最終強度の大部分が得られるので、 本発明の水硬性シートはその最終強度の大部分を10分以内で得ることができる。 他の実施例では、水硬性シートとローラの間の付着をローラを室温、又は、そ れ以下に下げることによって減少させることができる。混合物を押し出し機内で 、例えば85℃に加熱し、その後シートの表面を冷却すると蒸発した水分が凝縮す るが、それが、シートとローラ間に薄い膜を形成すると考えられる。ローラは、 シートの表面がローラに付着しない程度に十分冷たくなくてはならないが、冷た すぎて、シートが凍結したり、硬くなったり、柔軟性を失い、カレンダリング工 程中に破損したり粉々になるようになってはならない。 材料を冷やし過ぎると、水化反応が遅くなる。もっともこれが好ましい場合も ある。ローラの温度は約20℃と約40℃の範囲内にするのが好ましく、より好まし くは、約0℃と約35℃の範囲内で、最も好ましくは、約５℃と約30℃の範囲内で ある。 ローラと水硬性シートの間の付着の程度を減らす他の方法は、ローラ表面が付 着しにくいようにローラに処理を施すことである。通常ローラは研磨されたステ ンレススチールでできており、研磨されたクロム、ニッケル、又はテフロンでコ ートされている。 平坦ローラと共にわずかに円錐形をしたローラを採用することにより、同じ量 のシートの縮小を引き出す一方、シート内の繊維の配向は、ローラの下向き圧力 のベクトルに影響されることが分かっている。円錐形の結果として生じる「Ｚ」 方向のギャップ差の程度を、シートが「Ｘ」方向に広がるのを防ぐように（その ような広がりが望ましいのでなければ）制御することができる。多くの場合、広 がった部分は、普通一定の厚みを持たずその部分を切り取り捨てなければならな いので、広がりは通常望ましくない。円錐形ローラを用いることにより、シート にそれ以上の剪断力を与えず、大きな延伸及びシート縮小を得ることが可能であ る。 繊維を配向することにより、引っ張り強度を最大にできるが、それは、配向方 向に繊維の性質を付与するからである。それに加えて、繊維を配向するのは、シ ート中のヒンジ（蝶番）又はスコア（刻み目）を強化するのに有用である。折畳 み部又は曲げ目部の幅より長さが長い繊維は、その折畳み部又は曲げ目部に沿っ てマトリックスが部分的に又は大きく破損していても、その折畳み部又は曲げ目 部の両側にある材料を結び付けるブリッジとしての働きをする。繊維が概して折 畳み部又は曲げ目部に垂直に整列されていると、このブリッジ効果は大きくなる 。 最後に、水硬性混合物の可塑的性質、及び比較的高い加工性のため、通常、カ レンダリング工程ではシートに対して大きな圧縮は生じないことを理解すべきで ある。言い換えると、シートが他の縮小ローラを通過するときによく乾燥した場 合は特に、ある程度の圧縮が起きることは予想されるが、シートの密度は、カレ ンダリング工程を通して殆ど同じである。圧縮が望ましい場合には、以下に詳し く説明するように、乾燥工程に続いて、シートを一対の圧縮ローラの間を通過さ せてもよい。 当業者は、この押し出し工程にはこの分野で意味するような「押し出し機」を 必ずしも用いる必要がないことが分かるであろう。押し出し工程の目的は、水硬 性材料を、十分に制御して連続的にローラに供給することである。押し出し機が 繊維を材料の流れる方向に配向するのが好ましい。これらは、「押し出し」(適 当な開口を通して材料を流すこと)を行う、当業者によく知られた他の機構を用 いて行ってもよい。 （c）ローラ乾燥 カレンダリング工程が水硬性シートを部分的に、又は殆ど乾燥させてしまうこ とがしばしばあるが、所望の引っ張り強度、及び靭性を有するシートを得るため 、シートをさらに乾燥させることが好ましいであろう。これは多くの方法で行う ことができるが、それらは全て、余分な水分を蒸発させるためにシートを加熱す ることを含んでいる。シートを乾燥させる好ましい方法には、大きな直径の加熱 乾燥ローラを用いることが含まれる。ある種の加熱乾燥ローラは、この分野で、 「ヤンキー」ローラとして知られている。合計したローラの表面積を、シートの 乾燥を効率良く行うのに適当なものにすることが一番考慮を要する点である。 縮小ローラは一般に対になって並べられているのに反して、乾燥ローラは個別 に並べられ、シートが各ローラの表面上を順番に通過するようになっている。こ のようにして水硬性シートの両面が交互に順番に乾燥される。カレンダリング工 程中シートは縮小ローラ間を一般に直線的に通過するが、乾燥工程中は、シート はローラ（例えば、「ヤンキー」ローラ）の周りを巻くようにして正弦的に動い ていく。 第１の乾燥ローラに接触した面はその乾燥ローラによって加熱されるが、他の 面は空気に曝されている。加熱されたシートは水蒸気の形でローラ面又はローラ に対抗するシート面から水分を放出する。また、その蒸気はシートとローラの間 に防着障壁を形成する。乾燥ローラはその表面に小さな孔を持っていてもよく、 乾燥工程中に水蒸気のいくらかがその孔を通して逃げられるようにしてもよい。 シートがその経路を進んでいくに従い、シートは第２の乾燥ローラ上を転がり 、そこでもう一方の面がローラの表面に接触し乾燥する。シートが所望の状態に まで乾燥するよう、こういう工程を必要なだけ何段も続けていくことができる。 ある場合には、シートの一方の面を他の面よりも良く乾燥させるのが好ましいこ とがある。 乾燥ローラの温度は、多くの要素に関係しているが、その中には個々のローラ を通過するときのシートの湿気分量が含まれる。どの場合でも、乾燥ローラの温 度は約300℃以下にすべきである。水硬性材料は、有機成分（例えば、レオロジ ー調整剤、又は繊維）が破壊するのを防ぐため250℃以上に加熱してはならない が、混合物中に適当な水分があるかぎり、それが蒸発するとき材料を冷やすので それ以上の温度にローラを加熱してもよい。しかし、乾燥工程中に水分が減少す るにつれて、材料の加熱を防ぐためローラの温度を下げていかなくてはならない 。 ある場合には、乾燥トンネル、又は乾燥室を乾燥ローラと共に用いるのが好ま しい。対流乾燥の最大限の効果を得るには、熱した空気を循環させ乾燥工程を加 速するのが好ましい場合が多い。 ある場合には、上で説明したこの乾燥工程は最終工程であり、この後シートは 容器又は他の製品を成形するのに用いられるか、あるいは、スプールに巻かれ必 要になるまでシートのままで保管される。他の場合、特に、滑らかで、もっと紙 面のように仕上がったシートが必要な場合、この乾燥工程の後に以下に詳しく説 明する一つ又はそれ以上の工程が続くが、それには圧縮工程、及び／又は、仕上 工程が含まれている。圧縮の場合には、このオプションとして行う圧縮工程中に マトリックスが割れるのを防ぐためシートにある程度の湿気を残しておくのが一 般に好ましい。それ以外の場合、即ち、乾燥工程の後に圧縮工程がない場合には 、シートを十分に乾燥させ、シートの引っ張り強度及び靭性を最大にするのが好 ましい。 （d）仕上げ 多くの場合、最終的厚さ、許容度、表面仕上を得るため水硬性シートの圧縮、 又は仕上げをするのが好ましいかも知れない。それに加えて、圧縮工程は、マト リックス内の空隙を取り除くのに用いることができる。シートは、乾燥工程で十 分に乾燥された後、一対の圧縮ローラの間に入れられる。一般に圧縮工程は、シ ートの密度及び強度を高め、表面欠陥を減らし、厚さを薄くする。 圧縮工程は、シートをこれ以上延ばさず、またマトリックスを破壊したり弱め たりせず、シートの厚さを減らし密度を上げるのが好ましい。シートを引き伸ば さず、マトリックスを弱めることなく圧縮を行うには、シートの水分含有量が最 適な範囲に入っているように制御するのが重要である。もしシートの水分が多す ぎると、圧縮ローラは、縮小ローラと同様にシートを引き伸ばす。実際、圧縮ロ ーラは縮小ローラと殆ど同様で、ただ異なる点は、シートが十分に乾燥していれ ば引き伸ばしではなく圧縮が起きるというだけである。 他方、圧縮工程の前にシートを乾燥させ過ぎると弱いシートができる。ある時 点で水硬性シートは非常に乾燥し硬くなってしまっているのでマトリックスに割 れ目を作らずに圧縮することは不可能である。マトリックスの割れ目は、その割 れ目が微小で肉眼では見ることができないものであっても、シートの最終強度を 弱める。しかし、乾燥シートの圧縮工程はシートに水をスプレーして改良するこ とができる。これによって、シートに適当な水分が与えられシート表面内の圧縮 された粒子を固定し整列させる。 一対またはそれ以上の仕上げローラ間にシートを通し、水硬性シートの表面を さらに変化させるのも好ましいかも知れない。例えば、一面または両面が非常に 滑らかなシートを作るには、一対の硬いローラ及び柔らかいローラの間にシート を通してもよい。 他の実施例では、仕上げローラにより、網目またはチェック模様のような所望 のきめを持つ表面を作ることができる。硬いローラ及び柔らかいローラを用いる 代わりに、所望の仕上げをシートに刻印するローラを用いてもよい。もし必要な ら、シートの表面にロゴまたは他の模様を刻印することもできる。すかしを入れ られる特殊なローラを独立してまたはこれら他のローラのいずれかと共に用いて もよい。 しわの入ったボール紙と同様にシートにしわを入れるのが望ましい場合もある 。 これは、しわの入った一対のローラの間に湿気が半分あるシートを通すことによ って行うことができる。シートの湿気の分量は、しわ入れ工程によりシートのマ トリックスが破壊されないように調整されなくてはならない。これは通常、蒸気 （スチーム）を用いて行われる。 （e）スコア ある場合には、シートを折り畳んだり曲げたりするための線を示すため、シー トに刻み目（スコア）を入れたり、鑽孔するのが望ましい。スコアカットは、ス コアプレスに取付けられた鋭い刃を用いるか、連続的なダイカットローラを用い て行うことができる。シート内のスコアは、スコアリングダイを用いて作られる 。最後に、鑽孔は、鑽孔ナイフを用いて作ることができる。 スコア、スコアカット、鑽孔を付ける目的は、水硬性シート上にそれを折り畳 んだり、曲げたりできる場所を作るためである。これによって、スコア又は鑽孔 のない水硬性シートに比べて、大きな曲げと反発力を持つ「ヒンジ」をシート内 に作ることができる。ある場合には、複数のスコアカット、又は鑽孔が望ましい 場合がある。 スコアの線や鑽孔をシート内に切ることによって、いい折り目線やヒンジを作 ることができるが、それには多くの理由がある。まず最初に、それが、シートを より自然に折り曲げたり、折り畳んだりする場所を定めることである。第二は、 スコアを切ることによって、スコア線に沿ったシートの部分を他の部分よりも薄 くするので、シートを曲げるとき表面の長さ方向の伸張量を減少させることがで きることである。表面伸張を減少させると、折り畳んだり曲げたりするときマト リックスが破壊する傾向が減少する。第三に、スコアカットや鑽孔は、マトリッ クスの破壊が起きたときには、マトリックス内でクラックがある程度規則的に発 生することである。 時には、スコアカットや鑽孔が作られる場所に多くの繊維を集中させるのが好 ましい場合がある。これは、繊維の含有量を大きくした水硬性材料の第２の層を 、スコアカットや鑽孔を作る位置と対応するようにある時間間隔を於いて共押し 出しすることによって行うことができる。それに加え、所望の場所に繊維の含有 量 を高くするため、押し出し工程又はカレンダリング工程中に、繊維をシート上に のせたり、シート中に注入することもできる。 スコアリング工程又は鑽孔工程においては、水硬性シートは十分に乾燥した状 態、即ち、半硬化状態にあるのが好ましいであろう。これは、湿った材料がスコ アカットに入り込みスコアや鑽孔を塞いでしまうのを防ぐのに望ましい。一般に スコアリング（鑽孔の場合には常に）は、マトリックスのある部分をカットする ので、シートが完全に乾燥していてもスコアリング工程又は鑽孔工程がシートを 傷めることはない。しかし、スコアを、シート表面を切るのではなくプレスで作 る場合、シートは十分に湿ったもので、マトリックスの位置ずれによる破損を防 がなくてはならない。 薄いシート(＜１mm)をスコアカットする殆どの場合、カットの深さは、シート の厚さの約10％から約50％の範囲内であり、より好ましくは、約20％から約35％ の範囲内である。厚いシートの場合には、スコアカットは、通常もっと深くなる が、それは、厚いシートは曲げにくいからである。 シート表面上に他の印をプリントするのが望ましい場合がある。これは、紙又 はボール紙に印刷する分野で知られた印刷手段を用いて行うことができる。シー トは、紙又はボール紙と同様比較的多孔性が高いので、塗られたインクは速やか に乾く傾向がある。それに加え、デカルコマニア、ラベル、又は、他の印をその 分野で知られた手法を用いて水硬性シートに付着させることも可能である。 最後に、十分に硬化したシートは、容器又は他のものを形成するために即座に 使用してもいいが、シートをロールに巻いたりそれをカットし積み重ねておくか して必要になるまで保管しておいてもよい。 上に説明した工程に従って作られた水硬性シートは、紙又はボール紙のように 用いることができ、現在、紙やボール紙に用いられている装置で多種多様な容器 又は他の有用な製品を形成することが可能である。 （f）乾燥シートからの構造部品の成形 乾燥シートからの構造部品、特に容器の中空本体部の側壁を成形する一つの方 法は、水硬性材料でできたシートから中空チューブを成形することが含まれる。 この構成部品を成形するこの方法には、水硬性材料の幅の狭いシートをら旋状に 巻き、第３図に示すような中空本体部12を成形することが含まれる。ら旋巻きで 中空本体部12を成形するには、長く、幅の狭いシートの一方の側を、例えばワッ クスのような潤滑剤でコートし、マンドレルの周りにら旋状に巻くのである。第 ３図に示すように、一回転毎に、シートの端を、その前にマンドレルに巻いたシ ートの反対側の端に接するようにする。巻く角度は、マンドレルの垂線に対して 15°が好ましい。この角度は容器の可塑性、及び引っ張り強度の最適値に影響す る。 より強い強度を得るため、水硬性材料の第２の層を第１の層の上に同様な方法 で巻いてもよい。第３図に示すように、第２の層50も、第１の層と同様、マンド レルの垂線に対し15°の角度で巻くのが好ましいが、第１の層とは反対の方向で ある。したがって、第１の層48と第２の層50は約30°の角度をなす。第２の層50 の内側即ち下側の表面に接着剤を施し、第２の層50が第１の層48の外側表面と接 着するようにする。より大きな強度を得るために、連続繊維又は線状のもの52を 用いてもよい。例えばケブラー、ポリアマライト、ガラス繊維、炭素繊維、セル ロース繊維のような連続繊維52をシートと共に導入し、第３図に示すように、第 １の層48と第２の層50の間に挟み込んでもよい。連続繊維を巻く角度を制御する ことにより、強化度を高めることができる。それに加え、強化材として連続繊維 を用いると、混合物中で必要な繊維の量を減らすことができる。 構造部品を形成する他の方法は、水硬性材料のシートを巻き、第４図に示すよ うに中空本体部12を成形することである。容器の側壁は、まずシートを所望の長 さと幅に切断し、一方向にシートを巻いて中空チューブを成形し、続いてシート の反対側の部分を重ね合わせ適当な接着剤で接着し、第４図に示すような中空本 体部12を形成するのである。好ましくは、一方向のシートの長さを、中空チュー ブの長さ軸方向の所望する長さに等しくし、他の方向のシートの長さは、中空本 体部12の所望する周囲の長さに等しくするのである。底部を側壁に合わせて、完 全な中空本体部が出来上がる。この工程は、多くの産業、特に紙コップ産業にお いて、大量生産のため機械化されている。 容器を形成する他の方法は、上で述べたように、所望の形に折ることができる ようシートをスコアリングすることである。これらの方法で形成される容器の例 は、第９Ａ、９Ｂ、10Ａ、及び10Ｂ図に示されている。第９Ａ、９Ｂ、10Ａ、及 び10Ｂ図に示されるような形に水硬性シートから成形された従来の容器は果汁及 びミルク用としてしばしば用いられる。第９Ａ、９Ｂ、10Ａ、及び10Ｂ図に示さ れるような形の容器を、紙の複合材料からできる同様の容器を生産するのと同じ 工程及び装置を用いて形成可能である。そのような折り畳まれた容器に上部開放 端から物質が入れられた後開放端は閉じられシールされる。貯蔵された物質は、 従来のミルクカートンが用いられるのと同様にして第９Ａ、９Ｂ図から取り出さ れる。第10Ａ、10Ｂ図の場合には、貯蔵された物質は、フォイルでカバーされた 開口部をストローで突き刺すことによって取り出される。ストローも水硬性材料 から製造することが可能である。以下で述べるように、シートを他の材料でラミ ネートしたりコートしたりすることができるし、ライナーを用いることもできる 。 第９Ａ図及び第10Ａ図に示されているような容器の重なり合った部分は接着剤 でシールされる。第９Ｂ図及び第10Ｂ図に示されているような重なり合った部分 はハーメチックシールが施されていた。ハーメチックシールが施された重なり合 った部分は互いに圧縮するか又はクリンプすることができる。第９Ｃ図及び第10 Ｃ図は、ハーメチックシールが施された重なり合った部分の断面を示している。 ５．押し出しによる構造部品の成形 第５図に示す容器の中空本体部12は押し出し工程から直接に成形される。水硬 性混合物の準備ができると、それは押し出し機内に入れられ金型を通して押し出 され、複数の中空本体部12を成形できる長い中空チューブが生産される。チュー ブが押し出され、硬化した後、チューブは個々の中空本体部12に切断される。そ の後中空本体部12は、この明細書の始めに述べたやり方で、種々の閉鎖手段14及 び底部18と組み合わされ、完成した容器が形成される。強化材として連続繊維も 共押し出しすることができる。押し出し機内の円盤を反対方向に回転させ、繊維 上張りの交差した模様を形成するように連続繊維を共押し出しすることができる 。回転速度と前方押し出し速度を調整することにより、繊維の角度を制御するこ とが可能である。角度を調整することにより、最適な可塑性及び引っ張り強 度が得られる。それに加え、繊維間の距離を変化させ強度を変化させることも可 能である。繊維間の距離を適当に選び且つ所望の強度を達成させ、使用する繊維 の量を押さえることが可能となる。 容器の構造部品を形成する他の方法は、他の方法と組み合わせて２つ以上の方 法を用いることである。組み合わせて用いられる方法には、上述した製造法の全 ての組み合わせで作られるラミネート（積層）が含まれる。例えば、押し出した りモールドしたチューブ、又は中空本体部の周りにシートを巻いたり、ら旋状に 巻いたりすることができる。他の例としては、３層のラミネートが挙げられるが 、これは、押し出したり、或はモールドしたチューブ又は中空本体部を内層とし 、ぐるっと回旋状に巻いたシート又はら旋状に巻いたシートを中間層とし、ら旋 状に巻いた中間層と交差するようにぐるっと回旋状に巻いたシート又はら旋状に 巻いたシートを外層として用いるものである。もう一つの３層ラミネートの例に は、ら旋状に巻きチューブ状にしたシートの周りにチューブを押し出し、さらに その押し出されたチューブの上に第２のシートをら旋状に巻いたりぐるっと回旋 状に巻いたりするものがある。 Ｄ．容器の最終工程 容器の種々の構造部品が形成された後、いくつかの工程を経て容器に組み立て られる。これらの工程には、容器のコーティング、ライナーの取付け、印刷又は 他の印付け等が含まれる。これらの最終工程は、構造部品が形成された後でも、 或はそれら構造部品が容器に組み立てられた後でもどちらでもよい。 １．コーティング、ラミネート、及びライナー 容器の表面の性質は、容器にコーティングを施したり、ラミネートを付けたり 、ライナーを用いたりといった、多くの方法で変化させることが可能である。こ れらの方法を用いることによって、容器の引っ張り強度を高め、液体及び気体に 対する不浸透性障壁としての性質を増加させる場合がある。それに加え、それら は、アルカリ性溶液、酸性溶液、砂糖溶液、又は、オイルベースの溶剤に対する 防護 にもなる。それらはまた、よりなめらかな、即ちより光沢のある表面をもたらす 場合もある。それらは、水硬性製品を、特に容器に形成されたシート材料中の折 り曲げ線、又は折畳み線に沿った部分を、強化する場合さえある。コーティング は容器の水などに対する耐久度を高め、ばらばらになった容器を１つに保つ場合 もある。 ある種のコーティングは、シート形成工程又は製品モールド工程中にその表面 に施すことができるが、その場合、その工程は「オンマシン(on-machine)」工程 である。「オンマシン」工程では、コーティングは、液体、ゲル、又は、薄膜シ ートとして施される。水硬性製品が形成され少なくもある程度まで乾燥した後に コーティングを施すのが好ましい場合があるが、その場合、その工程は「オフマ シン(off-machine)」工程である。 コーティング工程の通常の目標は、製品の表面の欠陥を最小に押さえ均一な製 品を作ることである。ある一つのコーティング工程を選択するには、基盤に関す る多くの変数と、コーティングの処方に関する変数を考慮しなくてはならない。 基盤に関する変数には、強度、濡れ性、多孔性、密度、なめらかさ、及び製品の マトリックスの均一性等がある。コーティングの処方に関する変数としては、全 固体含有量、溶媒ベース（水に対する溶解度及び揮発性）、表面張力、及びレオ ロジー等がある。水硬性シート又は本発明の製品をコートするのに用いられるこ の分野で知られたコート工程には、スプレー、ブレード、パドル、空気ナイフ、 印刷、グラビアコート等がある。コーティングの量は、スプレーの量若しくは構 造部品がスプレーされている時間、又はそれら双方によって調節される。それに 加え、コーティング工程及び押し出し工程をまとめて行うため、容器成分と共に コーティングを共押し出ししてもよい。 ある場合には、コーティングがエラストマー性を持つ、即ち変形可能であるこ とが好ましい。例えば、折り畳まれた容器のヒンジのように、水硬性材料が厳し く曲げられた場所を強化するため、あるコーティングが用いられる場合もある。 そのような場合には、しなやかな、多分エラストマー的なコーティングが好まし いかも知れない。例えば、ソフトドリンクや果汁のような酸性度が高い食物や飲 料に容器が曝されるような場合には、酸性に対する耐久性が重要となる。容器を 塩基性の物質から保護することが望ましい場合には、紙製容器をコートするのに 用いるような適当な高分子又はワックスで容器をコートすることができる。これ らのコーティングの他に、FDAに認可された全てのコート材を夫々の応用に応じ て用いることができる。 例えば、酸性に対して耐性のあるケイ酸ナトリウムからできたFDA認可のコー ティングは特に有用なコーティングである。多くのケイ酸を基にしたコーティン グにより、不浸透性障壁及び酸性耐久性が得られる。オルトケイ酸塩、及びシロ キ酸塩は容器のコーティングに特に有用であるが、その理由は、硬化した水硬性 マトリックスの孔を埋める傾向があるからでる。それに加え、有機高分子分散、 フィルム、及び繊維中のコロイド状のシリカから有用なコーティングが得られる 。これらのコーティング組成は、水分に対する不浸透性障壁を作り、硬度及び耐 久性を増加させる。 生物分解可能なプラスチックは特に有用なコーティングである。ポリ乳酸やバ イポルのような生物分解可能なプラスチックは、液体及び気体に対する障壁を作 り、水及び酸性の溶液に不溶性である。 他の有用なコーティング材料は炭酸カルシウムであるが、これは、酸性に耐久 性があり、容器の表面に印の印刷が可能にする。他の適当なコーティングには、 アクリル製品、ポリアクリレート、ポリウレタン、メラミン、ポリエチレン、合 成高分子、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリエチレングリコール、カ セテート、セラミックス、ワックス（蜜ろう、又は石油ベースのワックス）等が ある。 本発明の容器の表面に施されるコーティングの他の種類は、反射コーティング で、容器内外への熱を反射するものである。このような反射コーティングはこの 分野ではよく知られているが、水硬性容器に応用するのは新規である。 ライナーもコーティングと同様の目的を達成するものであるが、ライナーは連 続的なシートとして施されるのに比べ、コーティングはスプレー、ディップ等で 施される。ポリエチレンのようなプラスチックのライナーは、種々の溶液に対す る不浸透性、及び不溶性のような性質を得るために用いられる。フォイルのライ ナーも使用される。ラミネートは、シート、コーティング、ライナーの複数の層 を含んでいるが、少なくも１層は水硬性材料から形成されている。ラミネートす ることにより、容器の内部のコーティングやライナーの性質が、容器の外部のコ ーテイングやライナーのものと異なった容器を生産することが可能となる。 ２．印刷 製造工程におけるもう一つのオープションは、オフセット、バンダム、レーザ 、直接転写、盛り上げ印刷等の従来の印刷機を用いて容器にプリントやデザイン を施すことである。他の方法には、凸版印刷、凹版印刷、刷り込み印刷（stenci l printing)、ホットスタンピング等がある。本質的には、手を用いる手段、機 械手段等どんな手段も用いることができる。勿論、ここで開示されているような 水硬性製品は特にそのような用途に適している。それに加え、デカルコマニア、 ラベル、又は他の印をこの分野で知られた方法を用いて容器に取付けたり接着し たりすることができる。さらに、上で述べたように、政府に認可されたコーティ ングを用いて容器をコートすることは本発明の範囲に入る。これらのコーティン グの殆どは現在用いられており、容器に印を施すのによく適している。乾燥工程 を高速化するため、構造部品を第２の乾燥トンネル内に通し、インクの乾燥速度 を増加することができる。 ３．構造部品の容器への組立 構造部品の容器への組立は、本発明の容器に飲料を「ボトルする」又は「パッ ケージする」工程の一部として起こる。この技術を、例えば第１図に示す容器に 適用すると、非常に基本的なレベルで、中空本体部12をコンベアで第１のステー ションに運び、そこで中空本体部12を予め決められた量の飲料水で満たすという 工程が含まれる。次に、飲料水で満たされた中空本体部12はさらにコンベアで第 ２のステーションに運ばれ、そこで適当な接着剤が中空本体部12の外部ねじ22に 付けられ、中空本体部12、及び／又は、トップ24をお互いに対して回転しトップ 24が飲料水で満たされた中空本体部12の上部にねじ止めされる。最後に、容器は さらにコンベアで第３のステーションに運ばれ、そこで、キャップ26、 及び／又は、トップ24をお互いに対して回転しキャップ26がトップ24にねじ止め される。或は、トップ24とキャップ26を最初に組立てておき、その後それを中空 本体部12に取付けることもできるであろう。IV．好適な実施例のいくつかの例 現在まで、種々の方法で製造され種々の組成を持った容器の性質を比較するた め多くのテストが実施されてきた。本発明に従って作られた水硬性組成の具体的 な例を以下に示す。 例１ 密封性、水密性、気密性を有し、壁面の薄い容器が以下の成分を用いモールド によって作成された： それに加え、これらの容器に必要な引っ張り強度を、内部横方向の圧力応力の公 式、重量、及びコストを用いて計算可能である。 例２ 容器は以下の成分を含んだセメント性混合物からジガリングにより形成された ： その後、水を加え、混合物をさらに10分間混合した。出来上がったセメント性混 合物は、約05の水／セメント比を有していた。セメントペースト（セメント及び 水）の組成は重量比でセメント性混合物の79.8％で、パーライトのそれは 出来上がったセメント性材料は容器の型にジガリングで流し込まれた。この容 器の側壁は4.5mmで、65℃まで断熱する。このことは、容器を88℃の熱湯で満た したとき、その容器の外側の最高温度は65℃であることを意味する。容器は、多 孔性の骨材（この場合パーライト）を加えることによって予め決められた嵩密度 が得られるように設計されていた。 ケイ酸カルシウム又は中空ガラス球のような他の多孔性骨材を用いることもで きる（以下の例で見られる）。多孔性骨剤は低い比重を持っているので、容器の 材料に、ある程度の断熱性を与えることができる。この例及び以下の例は、ある 特定の目的のために適当な断熱性を持つように設計された軽量容器を、セメント から製造することが可能であることを示している。一般に、容器の断熱性を高め ると強度が弱くなるので、ある目的に必要な範囲のみの断熱性が得られるように 材料を設計することが好ましい。それに加え、以下の例では、容器内の材料自身 の実際の断熱効果は増加させずに容器の設計を変更することにより、適当な断熱 性を持つ容器を得ることができることが示される。 本例で、容器の側壁の厚さが比較的厚いのは、容器をより断熱的にしようとし たからであって、適当な強度を得るためにその厚さが必要であったためではない 。しかし、出来上がった容器の表面仕上がりはよく、ジガリングで簡単に流し込 むことができた。この容器は比較的詰まっているが（嵩密度約1.6）、これは、 セメント性混合物は生の状態で形状安定性を持ち、しかも従来の方法でモールド できることを示している。液体及び気体に対して容器を不浸透性にするため内部 コーティングが施された。 例３ 容器は以下の成分を含んだセメント性混合物からジガリングにより形成された ： 分間かき混ぜた後に繊維を加えることを除き例２で説明した方法を用いて準備さ れた。繊維を加えた混合物は、さらに10分間混合された。できたセメント性混 合物は水／セメント比が約0.82であった。この混合物のセメントペースト（セメ ント及び水）の組成は重量比でセメント性混合物の77.6％で、パーライトのそれ ガラス繊維は7.9％であった。 出来上がったセメント性材料は容器の型にジガリングで流し込まれた。第２例 と同様、この容器の表面仕上がりはよく、さらに、ガラス繊維が入っているため 第２例に比べてより高い靭性及び破損エネルギーを有していた。このようにして 得られた容器は適当な強度を示し、最高２ｍの高さからコンクリート又は大理石 の床に落としたときも破損しなかったが、これは、薄壁のセメント性物体をこの 高さから落としたときに期待されるのと同様であった。液体及び気体に対して容 器を不浸透性にするため内部コーティングが施された。 例４ 容器は以下の成分を含み、押し出しされたセメント性混合物からジガリングに よって形成された： このセメント性混合物は、パーライトの代わりに微小球を加えることを除き例 ３で説明した方法を用いて準備された。できたセメント性混合物は水／セメント 比が約0.29であったが、これは、第２及び第３例に比べて非常に低い。このこと は、骨材の種類によって水／セメント比を大きく変えた組成を設計できることを 示している。この混合物のセメントペースト（セメント及び水）の組成は重量比 ガラス繊維は7.2％であった。 出来上がった容器は、第２及び第３例程いい表面仕上がりではなかったが、よ り軽量であった。セメント性混合物は、簡単にジガリング、押し出しができ、熱 湯を63℃まで断熱した。 本発明の初期のプロトタイプではあるが、例２から例４で準備された容器は、 そこでテストされた考え方が正しいことを教示した。これらの例は、多孔性で軽 量の骨材をセメント性混合物に加えることだけでは、ポリスチレンと同じ断熱性 を持つ材料が一般には形成できないことを教示した。しかし、ケイ酸カルシウム 微小球やパーライトを加えても、熱せられた物質に望ましい程度の断熱性を与え ることはできなかった。それ故、無機材料を単にセメントマトリックスに添加す る以外の方法によって断熱性を与えることができる他の方法が求められた。 以下の一連の例で、細かく分散した、微小、不連続の空気空隙が水硬性材料に 導入されるが、これは、容器の断熱性を大きく増加させる効果を持つ。液体及び 気体に対して容器を不浸透性にするため内部コーティングが施された。 例５ 容器は以下の成分を含んだセメント性混合物からジガリングにより形成された ： セメント性混合物は、マニラアサ繊維を予め濡らし（これは製造元により苛性 ソーダで前処理されており、従ってセルロースの85％以上はα-ヒドロキシセル ロースである）、その後、その繊維と蛭石以外の各成分とを一緒にすることによ って準備された。この混合物は約10分間混合され、その後蛭石を加え、さらに10 分間混合された。できたセメント性混合物は水／セメント比が約0.78であった。 この混合物のセメントペースト（セメント及び水）の組成は重量比でセメント性 れぞれ0.40％、1.21％であり、ビンソル樹脂（空気連行剤）は0.04％で、マニラ アサ繊維は2.6％であった。 例５で形成された容器はジガリングで流し込まれ、約2.5mmの側壁を持つよう に形成されたが、この厚さは、例２から例４の容器に比べ著しく薄い。それにも かかわらず例５の容器は、62℃まで断熱することができた（薄い側壁を考えれば 著しい向上である。）表面仕上がりは大変滑らかで、容器は高い靭性及び破損エ ネルギーを有していた。容器の容量は約390ccで、重量は約95gであった。液体及 び気体に対して容器を不浸透性にするため内部コーティングが施された。 例６ 容器は以下の成分を含んだセメント性混合物からジガリングにより形成された ： このセメント性混合物は、例５で説明した方法を用いて形成された。できたセ メント性混合物は水／セメント比が約0.92であった。この混合物は、比較的大き な水／セメント比を持っているが、ジガリングですぐに流し込むことができた。 この混合物のセメントペースト（セメント及び水）の組成は重量比でセメント性 れぞれ0.33％、1.0％であり、ビンソル樹脂（空気速行剤）は0.03％で、マニラ アサ繊維は2.1％で、アルミ0.01％であった。 アルミによりセメント性混合物に細かく分散した水素の気泡が導入された。従 って、できあがった容器は、例５の容器に比べより軽量、より多孔性で、重量は ほんの85ｇであった。しかし、容器は、滑らかな表面仕上げを有し、靭性、破損 エネルギー、断熱性の劣化は見られなかった。液体及び気体に対して容器を不浸 透性にするため内部コーティングが施された。 例７ 容器は以下の成分を含んだセメント性混合物からジガリングにより形成された ： このセメント性混合物は、例５で説明した方法を用いて形成された。できたセ メント性混合物の水／セメント比は約0.65であった。この混合物のセメントペー スト（セメント及び水）の組成は重量比でセメント性混合物の71.6％で、パーラ ぞれ0.21％、0.64％であり、ビンソル樹脂（空気連行剤）は0.086％で、マニラ アサ繊維は2.7％で、アルミ0.026％であった。 できあがった容器の性質は、例６で作成された容器の性質に著しく類似してい た。 例５から例７の容器では、それ以前の容器に比べて、強度及び、特に、断熱性 においてよい結果が得られた。例５から例７の容器は62℃の断熱性を示した。こ れらの例は、微小空気空隙を導入することにより、強度を大きく弱めることなく 容器の断熱性を高めることが可能であることを示している。それらは、さらに又 、アルミ缶を用いてセメント性混合物中に空気の気泡を発生させることができる ことも示している。 これらの実験や他の実験から、パーライトは容器の強度を減らす傾向があり、 セメントペーストが混合されたり、モールドされたりする方法には関係なく、同 じ程度の断熱性を与えることが示された。他方、蛭石は板状であるので、強度及 び断熱の点から、容器の側壁内の平行な平面に沿って各粒子を並べるのは利点が ある。これは、ジガリング、ラムプレス、押し出し、又は混合物をロールするこ とによって行われる。 同様に、添加した繊維を最も効果的にするには、水硬性マトリックス内でそれ らを整列させるのがいいことが分かっている。これは、上述したモールド工程を 用いて行うこともできる。このような整列はできあがった容器に非常に大きな強 度及び靭性を与えることになる。 水硬性ペーストがより粘性のある場合には、セメントペーストの良好なフロキ ュレーション、及びそれがもたらす可塑的性質を得るには、５分ないし10分の混 合が必要であることも分かっている。それに加え、混合物に濃密化の効果を与え 分掛かる。液体及び気体に対して容器を不浸透性にするため内部コーティングが 施された。 例８ 容器は以下の成分を含んだセメント性混合物からモールドにより形成された： 混合物はより硬度の高い材料を形成し、重量は45gであった。内部コーティング をした後、内部空気圧力を掛けて圧力テストが行われた。容器は、25-35psiで破 損した。 例９ 容器は以下の成分を含んだセメント性混合物からモールドにより形成された： 混合物はより硬度の高い材料を形成し、重量は38gであった。内部コーティング をした後、内部空気圧力を掛けて圧力テストが行われた。容器は、25-35psiで破 損した。 例10 容器は以下の成分を含んだセメント性混合物からモールドにより形成された： 混合物はより硬度の高い材料を形成し、重量は35gであった。内部コーティング をした後、内部空気圧力を掛けて圧力テストが行われた。容器は、25-35psiで破 損した。 例11 容器は以下の成分を含んだセメント性混合物からモールドにより形成された： 混合物はより硬度の高い材料を形成し、重量は28gであった。内部コーティング をした後、内部空気圧力を掛けて圧力テストが行われた。容器は、25-35psiで破 損した。 例12 容器は例６で述べたようなセメント性混合物からジガリングにより形成され、 メラミンコーティングが施された。容器は、例８から例11で形成された容器より も強度が高かった。容器は、圧力テストが行われ約50psi（3.4気圧）で破損した が、これは、殆どのコーラ飲料が作る圧力である。 例13 容器は前成形された水硬性シートから形成された。このシートは、以下の成分 を含んだセメント性混合物から形成された： シートは１インチ幅に切断され、マンドレルの周りに互いに交差するようら旋状 に巻かれた。シートの厚さは、２層からなり0.42-0.46mmであった。ケブラー繊 維がシートの周りに互いに交差するようら旋状に巻かれた。ケブラー繊維の直径 は0.02mmで、繊維間の間隔は約５mmであった。シートの外層は約0.25mmの厚さで あった。全厚さは約２mmで、重量は約66gであった。容器は内面がコートされ、 コーラで満たした。容器は圧力テストがなされ、60psiで破損した。 例14 容器は前成形された水硬性シートから形成された。このシートは、例13で述べ た水硬性混合物から形成された。シートは、繊維が円周方向に整列するように 円筒状にぐるっと回旋状に巻かれ、圧力テストがなされ、20psiで破損した。直 径0.02mmのケブラー繊維をマトリックス中に入れたり、マトリックスに接着する のではなく、マトリックスの周りにゆるく巻いた。繊維は約10mm間隔で巻かれ、 容器の側壁の平均厚さは約0.30mmと約0.35mmの間であった。容器は25psiまで圧 力テストがなされた。 例15 容器は前成形された水硬性シートから形成された。このシートは、以下の成分 を含んだセメント性混合物から形成された： 混合物は押し出された後、一連の対になったローラ間を通り、厚さが0.4mmの シートが形成された。完全に乾燥したシートは、優れた強度、及び伸張度を有す ることが分かった。押し出し及びカレンダリング工程は、繊維を縦方向に十分に 一軸的に配列させる効果があった。それ故、シートは「強い」方向、及び「弱い 」方向を有する。シートの引っ張り強度が２つの方向でテストされた。強い方向 を０°方向とし、弱い方向を900°とした。また、破損するまでの伸張度、及び ヤング弾性率も測定された。 引っ張り強度は、強い方向で39.05ＭPa、弱い方向で18.86ＭPaであった。伸張 度は、強い方向で1.97％、弱い方向で1.23％であった。弾性率は、強い方向で39 35、弱い方向で2297であったが、これは普通の紙と同程度である。 シートは、円筒状にぐるっと回旋状に巻かれ、圧力テストがなされ、30psiで 破損した。直径0.02mmのケブラー繊維をマトリックス中に入れたり、マトリッ クスに接着するのではなく、マトリックスの周りにゆるく巻いた。繊維は約10mm 間隔で巻かれ、容器の側壁の平均厚さは約0.36mmと約0.40mmの間であった。容器 は60psi以上まで圧力テストがなされた。 例16 容器は例15で述べたような前成形された水硬性シートから形成されたが、容器 の強度及び不浸透性を強化するためラミネートが施された。 例17 容器はセメント性混合物からモールドにより形成された。水硬性材料から形成 した２枚のシートを、２つの半容器モールド型の間で合わせ、殆ど混合物をブロ ーモールドするように内部空気圧を加え、さらに横から２枚の層を引っ張り、容 器に成形した。この２つの層はモールドにより切断されたが、モールド圧力を掛 けることにより継ぎ合わされた。どんな新しい紙または濡らした紙も用いること ができる。 例18 容器は水硬性混合物から連続静水圧圧縮成形により形成された。この混合物は 50％のセメントと体積比で50％のシリカ砂を含んでいる。これに加え、５mmの長 さのガラス繊維を全混合物体積の２％になるように添加した。この工程で成形さ れたチューブは、後で、調節された湿度下で硬化された。 例19 容器は、例18で述べた水硬性混合物に、強化材として連続的巻きフィラメント を添加したものから、連続静水圧圧縮成形により形成された。Ｖ．まとめ 上述のことから、本発明は、従来の容器を用いて行う貯蔵、取り出し、及びそ の他の目的に使用される新しい容器を提供する。より具体的には、本発明は、水 硬性セメントや石膏のような水硬性バインダから簡単で経済的に形成される容器 及びそのような容器の生産法に関するものである。 本発明は、比較的安価に生産される新しい容器、及びそれら容器の生産法を提 供する。 本発明はまた、生態系の撹乱、森林消滅、紙製品の製造からくる廃棄物の生成 、紙製品の再利用に関係した複雑な問題、及び紙製品に関係した埋立の問題等を 生じない新しい容器及びそのような容器の製造法を提供する。 それに加え、本発明は、最終的な捨て場所となる地球と両立する化学成分を有 する新しい容器及びそれら容器の製造法を提供する。 本発明はさらに、予め決められた望ましい特性及び品質を持ち、水硬性マトリ ックスを有する新しい容器、及びそれら容器の製造法を提供する。望ましいと考 えられる容器の特性及び品質には、物質の保存保護を、その物質の減損や変質を 最小限に押さえしかもそれが安価で安全な方法で行えるような性質が含まれてい る。これらの具体的特性及び品質のいくつかは、容器の内部と外部の圧力差に対 抗できる特性、縦方向及び横方向の高い内部圧力応力に耐える特性、高い引っ張 り強度、液体及び気体に対する最小の浸透性、貯蔵品の酸化を生じる酸素の最小 限の浸入、炭酸ガス飽和の最小の減少、貯蔵物質に異臭を与えない性質、貯蔵物 質のpＨレベルによる腐食が最低である性質等である。容器がまた軽量、薄壁、 安価で、製造、流通、使用上で安全であることが望ましい。 その上、本発明は、水硬性セメントや石膏のような安価な水硬性材料から形成 され、低い引っ張り強度や化学成分の浸出といった望ましくない性質を持たない 容器及びそのような容器を形成する方法を提供する。 さらに、本発明は、水硬性材料から商業ベースで形成され、形状安定性が速や かに得られ、外部からの支持なくその形が保てるので、成形の後すぐに取り扱う ことが可能な容器、及びそのような容器を形成する方法を提供する。 本発明はさらに、成形のすぐ後に十分な形状安定性を持つので、引き続く硬化 工程のため変形させずに取り扱えるような容器、及びそのような容器を形成する 方法を提供する。 さらに、本発明は、成形装置に付着せず、容器を傷めることなく成形後すぐに 成形装置から取り外すことが可能な容器及びそのような容器を形成する方法を提 供する。 本発明はさらに、容器の表面仕上げを必要としない新しい容器及びそのような 容器を形成する方法を提供する。 本発明はまた、新しい容器、及び、容器を作るため既に用いられている手順及 び方法を用いて容器を製造する方法を提供する。 本発明を、本発明の精神、及び基本的性質から逸脱することなく他の特別な形 で実現させ得るかも知れない。上で述べた実施例は、全ての点において単なる例 として考えるべきであり、制限を付けるものと考えるべきではない。従って、本 発明の範囲は、先に述べた説明ではなく、以下の特許請求範囲によって規定され る。本請求項と同等の意味及び範囲内でのいかなる変更もそれら請求項の範囲内 に入るものとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年３月１０日 【補正内容】 請求の範囲 １． 水密性障壁を有する密封可能な容器を備えた製造物であって、上記密封 可能な容器の一部は、水硬性バインダ、水、及びレオロジー調整剤を含む水硬性 混合物から構成され、ここで水硬性混合物から形成される密封可能な容器の一部 が、水硬性混合物のレオロジーにより、水硬性混合物が所望の構成に最初に成形 された後１０分以内の生の状態にある間に形状安定性を得ることで特徴づけられ る水硬性マトリックスを有し、ここで水硬性マトリックスは最大約１ｃｍの厚さ を有することを特徴とする製造物。 ２． 水密性障壁を有する密封可能な容器を備えた製造物であって、上記密封 可能な容器の一部は、水硬性バインダ、水、レオロジー調整剤、及び繊維材料を 含む水硬性混合物から形成され、ここで水硬性混合物から形成される密封可能な 容器の一部が、水硬性混合物のレオロジーにより、水硬性混合物が所望の構成に 最初に形成された後約１０分以内の生の状態にある間に形状安定性を得ることで 特徴づけられる水硬性マトリックスを有し、ここで水硬性マトリックスは最大約 １ｃｍの厚さを有することを特徴とする製造物。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年８月４日 【補正内容】 ３． 請求項１から２項記載の製造物であって、水硬性マトリックスは最大約 １ｍｍの厚さを有することを特徴とする製造物。 ４． 請求項１から２項記載の製造物であって、水硬性マトリックスが約６０ 秒以内に形状安定性を得ることを特徴とする製造物。 ５． 請求項１から２項記載の製造物であって、水硬性マトリックスが約１０ 秒以内に形状安定性を得ること特徴とする製造物。 ６． 請求項２項記載の製造物であって、 水密性障壁は気密性を有し； 密封可能な容器は内部及び外部を有し； 水硬性マトリックスは、密封可能な容器の内部と外部間に掛かる最大約１０メ ガパスカルの圧力差に抗することが可能であることを特徴とする製造物。 ７． 請求項６項記載の製造物であって、水硬性マトリックスが最大約３ｍｍ の有効厚さを有することを特徴とする製造物。 ８． 請求項６項記載の製造物であって、水硬性マトリックスは、密封可能な 容器の内部と外部間に掛かる約１メガパスカルの圧力差に抗することが可能であ ることを特徴とする製造物。 ９． 請求項６項記載の製造物であって、水硬性マトリックスは、密封可能な 容器の内部と外部間に掛かる約０．５メガパスカルの圧力差に抗することが可能 であることを特徴とする製造物。 １０． 請求項２項記載の製造物であって、密封可能な容器のマトリックスの 引っ張り強度／密度比がＩＭＰａ−ｃｍ³／ｇから約３００ＭＰａ−ｃｍ³／ｇま での範囲にあることを特徴とする製造物。 １１． 請求項２項記載の製造物であって、密封可能な容器のマトリックスの 引っ張り強度／密度比が３ＭＰａ−ｃｍ³／ｇから約２０ＭＰａ−ｃｍ³／ｇまで の範囲にあることを特徴とする製造物。 １２． 請求項２項記載の製造物であって、水硬性バインダが水硬性セメント であることを特徴とする製造物。 １３． 請求項１２項記載の製造物であって、水硬性セメントがポートランド セメントであることを特徴とする製造物。 １４． 請求項１２項記載の製造物であって、水硬性セメントが微粒セメント であることを特徴とする製造物。 １５． 請求項１２項記載の製造物であって、水硬性バインダはスラッグセメ ント、アルミン酸カルシウムセメント、プラスター、ケイ酸塩セメント、石膏セ メント、リン酸塩セメント、白セメント、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、微粒セメントの粒子でコートされた骨材、及び、前記 のものの混合物からなるグループから選択されたものであることを特徴とする製 造物。 １６． 請求項２項記載の製造物であって、水硬性バインダが石膏であること を特徴とする製造物。 １７． 請求項１２から１６項記載の製造物であって、水硬性セメントは混合 物に対する重量比で約５％から約９０％に至る範囲で含まれていることを特徴と する製造物。 １８． 請求項１２から１６項記載の製造物であって、水硬性セメントは混合 物に対する重量比で約１０％から約４５％に至る範囲で含まれていることを特徴 とする製造物。 １９． 請求項２項記載の製造物であって、水は混合物に対する重量比で最大 約１０．０％含まれていることを特徴とする製造物。 ２０． 請求項２項記載の製造物であって、マトリックスの、水／水硬性バイ ンダ比が約０．０１から約４の範囲であることを特徴とする製造物。 ２１． 請求項２項記載の製造物であって、マトリックスの、水／水硬性バイ ンダ比が約０．１から約３の範囲であることを特徴とする製造物。 ２２． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料がマトリックスの引っ張 り強度を強化することを特徴とする製造物。 ２３． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料がマニラアサ繊維、ガラ ス、セルロース、アサ、金属、炭素、セラミック、及びシリカからなるグループ から選択されることを特徴とする製造物。 ２４． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料がプラスチックであるこ とを特徴とする製造物。 ２５． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料は、アスペクト比が少な くとも１０：１である繊維を含むことを特徴とする製造物。 ２６． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料は、アスペクト比が少な くとも９００：１である繊維を含むことを特徴とする製造物。 ２７． 請求項２項記載の製造物であって、水硬性混合物は個々の粒子を含み 、繊維材料は、混合物内の各粒子の有効直径の少なくとも１０倍の長さを有する 繊維を含むことを特徴とする製造物。 ２８． 請求項２項記載の製造物であって、水硬性混合物は個々の粒子を含み 、繊維材料は、混合物内の各粒子の有効直径の少なくとも１００倍の長さを有す る繊維を含むことを特徴とする製造物。 ２９． 請求項２２〜２８項記載の製造物であって、繊維材料は混合物に対す る体積比で約０．２％から約５０％に至る範囲で含まれていることを特徴とする 製造物。 ３０． 請求項２２〜２８項記載の製造物であって、繊維材料は混合物に対す る体積比で約１％から約１５％に至る範囲で含まれていることを特徴とする製造 物。 ３１． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料が連続繊維を含むことを 特徴とする製造物。 ３２． 請求項３１項記載の製造物であって、連続繊維は、ケプラー、ポリア ラマイト、ガラス繊維、炭素繊維、及び、セルロース繊維からなるグループから 選択されることを特徴とする製造物。 ３３． 請求項２項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は成形工程中に 混合物の可塑性を高め、成形後にはマトリックスに形状安定性を与えることを特 徴とする製造物。 ３４． 請求項３３項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は多糖類又は その誘導体を含む、多糖類を基礎にした材料を含むことを特徴とする製造物。 ３５． 請求項３４項記載の製造物であって、多糖類を基礎にした材料はセル ロース又はその誘導体を含む、セルロースを基礎にした材料を含むことを特徴と する製造物。 ３６． 請求項３５項記載の製造物であって、セルロースを基礎にした材料は 、メチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルエチルセルロース、メ チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルポキシルメチルセルロース 、エチルセルロース、ヒドロキシエチルプロピルセルロース、及びそれらの混合 物からなるグループから選択されることを特徴とする製造物。 ３７． 請求項３６項記載の製造物であって、メチルヒドロキシエチルセルロ ースの２％の水溶液が２０℃で約４，０００ｃｐｓから約１５，０００ｃｐｓに 至る範囲の粘度を有することを特徴とする製造物。 ３８． 請求項３５項記載の製造物であって、セルロースを基礎にした材料は カルボキシルメチルセルロースを含むことを特徴とする製造物。 ３９． 請求項３３項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は木粉を含む ことを特徴とする製造物。 ４０． 請求項３４項記載の製造物であって、多糖類を基礎にした材料は澱粉 、又はその誘導体を含む、澱粉を基礎にした材料を含むことを特徴とする製造物 。 ４１． 請求項４０項記載の製造物であって、澱粉を基礎にした材料はアミロ ペクチン、アミロース、シーゲル（ｓｅａ ｇｅｌ）、アセテート澱粉、ヒドロ キシルエチルエーテル澱粉、イオン性澱粉、長鎖アルキル澱粉、デキストリン、 アミン澱粉、リン酸塩澱粉、ジアルデヒド澱粉、及びそれらの混合物からなるグ ループから選択されることを特徴とする製造物。 ４２． 請求項３４項記載の製造物であって、多糖類を基礎にした材料は、ア ルギル酸、ピココロイド、寒天、アラビアゴム、グアーゴム、ローカスティビン ゴム、カラヤゴム、トラガカントゴム、及びそれらの混合物からなるグループか ら選択されることを特徴とする製造物。 ４３． 請求項３３項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は蛋白質又は その誘導体を含む、蛋白質を基礎にした材料を含むことを特徴とする製造物。 ４４． 請求項４３項記載の製造物であって、蛋白質を基礎にした材料は、プ ロラミン、ジェラチン、ニカワ、カゼイン、及びそれらの混合物からなるグルー プから選択されることを特徴とする製造物。 ４５． 請求項３３項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は、ポリビニ ルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリ ル酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアクリル酸、ポリビニルアクリル酸塩、ポ リアクリルイミド、エチレンオキシド重合体、及びそれらの混合物からなるグル ープから選択された一つの合成材料を含むことを特徴とする製造物。 ４６． 請求項３３項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は、合成粘土 及びラテックスからなるグループから選択されることを特徴とする製造物。 ４７． 請求項３３項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は混合物に対 する重量比で最高約５０％含まれていることを特徴とする製造物。 ４８． 請求項２項記載の製造物であって、混合物はさらに骨材材料を含むこ とを特徴とする製造物。 ４９． 請求項４８項記載の製造物であって、骨材材料は、パーライト、マイ カ、粘土、カオリン、ミクロスフェア、中空ガラス球、多孔性セラミック球、水 酸化カルシウム、炭酸カルシウムからなるグループから選択されることを特徴と する製造物。 ５０． 請求項４８項記載の製造物であって、骨材材料は、パーライト、蛭石 、ケイ藻土、剥離された岩、中空ガラス球、ケイ酸ナトリウム球、剥離された岩 、軽量コンクリート、多孔性セラミック球、薄層アルミナ、エアロゲル、軽量膨 張粘土、膨張フライアッシュ、膨張鉱滓、軽石、及びそれらの混合物からなるグ ループから選択されることを特徴とする製造物。 ５１． 請求項４８項記載の製造物であって、骨材材料は、ガラスビーズ、ミ クロスフェア、炭酸カルシウム、金属、重合体、セラミック、アルミナ、及びコ ルクからなるグループから選択されることを特徴とする製造物。 ５２． 請求項４８項記載の製造物であって、骨材材料は、粘土、砂、方解石 、ボーキサイド、ドロマイト、花崗岩、石英、砂利、岩、石灰石、未反応セメン ト粒子、炭酸カルシウム、砂岩、石膏、アルミナ、シリカ、砕かれた石英、及び それらの混合物からなるグループから選択されることを特徴とする製造物。 ５３． 請求項４８項記載の製造物であって、骨材材料は、種子、澱粉、ジェ ラチン、及び寒天状材料からなるグループから選択されることを特徴とする製造 物。 ５４． 請求項４８項記載の製造物であって、骨材材料は中空ガラス球を含む ことを特徴とする製造物。 ５５． 請求項５４項記載の製造物であって中空ガラス球の各々は約１ｍｍ以 下の直径を有することを特徴とする製造物。 ５６． 請求項４８〜５５項記載の製造物であって、骨材材料は約０．０１ミ クロンから約３ｍｍに至る範囲の平均直径を有する個々の粒子を含むことを特徴 とする製造物。 ５７． 請求項４８〜５５項記載の製造物であって、骨材材料は混合物に対す る重量比で約３％から約８０％に至る範囲で含まれていることを特徴とする製造 物。 ５８． 請求項４８〜５５項記載の製造物であって、骨材材料は混合物に対す る重量比で約２０％から約５０％に至る範囲で含まれていることを特徴とする製 造物。 ５９． 請求項４８項記載の製造物であって、骨材材料はプラスチック粒子を 含むことを特徴とする製造物。 ６０． 請求項５９項記載の製造物であって、水硬性マトリックスは柔軟性が あることを特徴とする製造物。 ６１． 請求項５９項記載の製造物であって、プラスチック粒子は混合物に対 する重量比で約１％から約１０％に至る範囲で含まれていることを特徴とする製 造物。 ６２． 請求項５９項記載の製造物であって、プラスチック粒子は混合物に対 する重量比で約２％から約４％に至る範囲で含まれていることを特徴とする製造 物。 ６３． 請求項２項記載の製造物であって、さらに、密封可能な容器の水硬性 マトリックスの表面の少なくとも一部にコーティングを有することを特徴とする 製造物。 ６４． 請求項６３項記載の製造物であって、密封可能な容器の水硬性マトリ ックスの表面の少なくとも一部に施したコーティングはマトリックスの中へ又は マトリックスから外へ如何なる物質も浸出するのを防止することを特徴とする製 造 物。 ６５． 請求項６３項記載の製造物であって、密封可能な容器の水硬性マトリ ックスの表面の少なくとも一部に施したコーティングは気体及び液体に対してそ の部分を不浸透性にすることを特徴とする製造物。 ６６． 請求項６３項記載の製造物であって、コーティングは、ケイ酸ナトリ ウム、オルトケイ酸塩、シロキ酸、有機高分子分散中のコロイド状シリカ、フィ ルム中のコロイド状シリカ、繊維中のコロイド状シリカ、生物分解可能なプラス チック、炭酸カルシウム、アクリル製品、ポリアクリレート、ポリウレタン、メ ラミン、ポリエチレン、合成高分子、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポ リエチレングリコール、カオリン粘土、プロラミン、ポリ塩化ビニル、ポリビニ ルアルコール、ポリビニルアセテート、セラミック、及びワックスからなるグル ープから選択されることを特徴とする製造物。 ６７． 請求項２項記載の製造物であって、密封可能な容器の水硬性マトリッ クスの表面の少なくとも一部にライナーを有することを特徴とする製造物。 ６８． 請求項２項記載の製造物であって、混合物はさらに、水硬性マトリッ クス内に細かく分散し、凝集していない空隙の不連続相を形成する手段を有する ことを特徴とする製造物。 ６９． 請求項６８項記載の製造物であって、水硬性マトリックス内に細かく 分散し、凝集していない空隙の不連続相を形成する手段を有することを特徴とす る製造物。 ７０． 請求項６９項記載の製造物であって、空気連行剤は表面活性剤である ことを特徴とする製造物。 ７１． 請求項６９項記載の製造物であって、さらに、混合物が水硬性マトリ ックスに硬化する際その中で細かく分散した空気空隙を保持するための安定剤を 含むことを特徴とする製造物。 ７２． 請求項６８項記載の製造物であって、水硬性マトリックス内に細かく 分散し、凝集していない空隙の不連続相を形成する手段は、水硬性混合物と反応 し水硬性マトリックスに空隙を導入するため気体を発生する材料を含むことを特 徴とする製造物。 ７３． 請求項２項記載の製造物であって、混合物はさらに、分散剤を含むこ とを特徴とする製造物。 ７４． 請求項７３項記載の製造物であって、分散剤は、スルフォン化ナフタ レン−フォルムアルデヒド凝縮液、スルフォン化メラミン−フォルムアルデヒド 凝縮液、リグノスルフォン酸塩、及びアクリル酸からなるグループから選択され ることを特徴とする製造物。 ７５． 請求項２項記載の製造物であって、水硬性マトリックスは使い捨て式 のものであることを特徴とする製造物。 ７６． 請求項２項記載の製造物であって、水硬性マトリックスは再利用可能 なものであることを特徴とする製造物。 ７７． 請求項２項記載の製造物であって、密封可能な容器は、異なった性質 を持ち、互いに結合した、複数の構造マトリックスを有することを特徴とする製 造物。 ７８． 請求項２項記載の製造物であって、マトリックスは所望の構成に成形 された直後に生状態で強い強度を有することを特徴とする製造物。 ７９． 請求項２、６〜１６、１９〜２８、３１〜５５、及び５９〜７８項 記載の製造物であって、密封可能な容器は、 底部及び開放端に接続した側壁を備えた中空本体部：及び 中空本体部の開放端にかみあい物質を密封可能な容器内に密封する閉鎖手段を 備えた構造部品を有することを特徴とする製造物。 ８０． 請求項７９項記載の製造物であって、密封可能な容器の構造部品の一 部分は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙の複合材料からなるグループから 選択される一つの材料を含むことを特徴とする製造物。 ８１． 密封可能で水密性の容器で、その一部が水硬性混合物から形成される 容器を製造する方法であって、 水硬性混合物を形成するために水硬性バインダ、レオロジー調整剤、及び水を 共に混合するステップと； 水硬性混合物を、密封可能で水密性の容器の構造部品に成形するステップと、 ここで構造部品は成形された直後１０分以内の生の状態で形状安定性を持つ水硬 性マトリックスを有し； 密封可能で水密性の容器の構造部品の水硬性マトリックスを硬化させるステッ プとを有することを特徴とする方法。 ８２． 請求項８１項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、複数の 構造部品を共に接合的に固定する方法を含むことを特徴とする方法。 ８３． 請求項８２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、複数の 構造部品を接合的に固定する方法は、構造部品を共に密封するため複数の構造部 品を共にかみ合わせるステップを含むことを特徴とする方法。 ８４． 請求項８２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、複数の 構造部品を共に接合的に固定する方法は、複数の構造部品を共に密封するため接 着剤を施すステップを含むことを特徴とする方法。 ８５． 請求項８２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、複数の 構造部品を共に接合的に固定する方法は、複数の構造部品を共に密封するため構 造部品をクリンプするステップを含むことを特徴とする方法。 ８６． 請求項８２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、複数の 構造部品を共に接合的に固定する方法は、複数の構造部品を共に密封するため構 造部品を圧縮するステップを含むことを特徴とする方法。 ８７． 請求項８１項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬性 バインダは水硬性セメントであることを特徴とする方法。 ８８． 請求項８１項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬性 マトリックスは最高約５ｍｍの厚さを有することを特徴とする方法。 ８９． 請求項８１項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬性 マトリックスは最高約１ｍｍの厚さを有することを特徴とする方法。 ９０． 請求項８１項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、密封可 能で水密性の容器は気密性を有し； 密封可能な容器は内部及び外部を有し；さらに、 水硬性マトリックスは、密封可能な容器の内部と外部間に掛かる最高約１０メ ガバスカルの圧力差に抗することが可能であることを特徴とする方法。 ９１． 請求項９０項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水性マ トリックスは、密封可能な容器の内部と外部間に掛かる最高約１メガパスカルの 圧力差に抗することが可能であることを特徴とする方法。 ９２． 請求項９０項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水性マ トリックスは、密封可能な容器の内部と外部間に掛かる最高約０．５メガパスカ ルの圧力差に抗することが可能であることを特徴とする方法。 ９３． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、 水は混合物に対する重量比で５．０％から約１０．０％に至る範囲で含まれてい ることを特徴とする方法。 ９４． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、 さらに繊維材料を添加するステップを含むことを特徴とする製造物。 ９５． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、 レオロジー調整剤は混合物の可塑性的一貫性を高めることを特徴とする製造物。 ９６． 請求項９５項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、レオロ ジー調整剤は多糖類材料を含むことを特徴とする方法。 ９７． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、 さらに骨材材料を添加するステップを含むことを特徴とする方法。 ９８． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、 さらに混合物に分散剤を添加するステップを含むことを特徴とする方法。 ９９． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、 水硬性セメント、レオロジー調整剤、及び水は高エネルギー高剪断混合機で混合 されることを特徴とする方法。 １００． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、さらに空気空隙を導入するステップを含むことを特徴とする方法。 １０１． 請求項１００項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、押 し出し機内の気圧を高圧に保ち混合物が押し出し機を出るとき混合物内の水を蒸 発させることにより空気空隙を導入することを特徴とする方法。 １０２． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、水硬性混合物を密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、混合物を密 封可能な容器の構造部品に粉末圧縮するステップを含むことを特徴とする方法。 １０３． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、水硬性混合物を密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、混合物を密 封可能な容器の構造部品に押し出すステップを含むことを特徴とする方法。 １０４． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、水硬性混合物を密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、 混合物を金型を通してシートに押し出すステップと； シートが生状態にあるときぐるっと回旋状に巻き密封可能な容器の構造部品を 形成するステップとを有することを特徴とする方法。 １０５． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、水硬性混合物を密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、混合物を密 封可能な容器の構造部品にモールドするステップを含むことを特徴とする方法。 １０６． 請求項１０４項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さ らに、構造部品を、ケプラー、ポリアラマイト、ガラス繊維、炭素繊維及びセル ロース繊維、並びに、それらの混合物からなるグループから選択される繊維で強 化するステップを含むことを特徴とする方法。 １０７． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、水硬性混合物を密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、 混合物を金型を通してシートに押し出すステップと； シートを縮小ローラの間に通すステップと： シートをら旋状に巻き、密封可能な容器の構造部品を形成するステップとを有 することを特徴とする方法。 １０８． 請求項１０７項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さ らに、構造部品を、ケプラー、ポリアラマイト、ガラス繊維、炭素繊維及びセル ロース繊維、並びに、それらの混合物からなるグループから選択される繊維で強 化するステップを含むことを特徴とする方法。 １０９． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、水硬性混合物を密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、 混合物を金型を通してシートに押し出すステップと： シートをカレンダリングするステップと； シートを所望の形に折り曲げるステップと：及び 折り曲げたシートを密封するステップとを有することを特徴とする方法。 １１０． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、さらに、構造部品をラミネートするステップを含むことを特徴とする方法。 １１１． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、さらに、水硬性マトリックスを持った構造部品を、混合物内の大量の水分を取 り除くため乾燥トンネル中に通すステップを含むことを特徴とする方法。 １１２． 請求項１１１項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、大 量の水分を取り除くことにより水硬性マトリックスの形状安定性を増加させるこ とを特徴とする方法。 １１３． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、さらに、構造部品をコートするステップを含むことを特徴とする方法。 １１４． 請求項１１３項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、構 造部品は、ケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸塩、シロキサン、有機高分子分散中 のコロイド状シリカ、フィルム中のコロイド状シリカ、繊維中のコロイド状シリ カ、生物分解可能なプラスチック、炭酸カルシウム、アクリル製品、ポリアクリ レート、ポリウレタン、メラミン、ポリエチレン、合成高分子、ヒドロキシプロ ピルメチルセルロース、ポリエチレングリコール、カオリン粘土、プロラミン、 ポリ塩化ビニール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、セラミック ス、及びワックスからなるグループから選択された一つの材料を用いてコートさ れることを特徴とする方法。 １１５． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、さらに、密封可能な容器内でライナーを用いるステップを含むことを特徴とす る方法。 １１６． 請求項８１〜９２項記載の密封可能な容器を製造する方法であって 、さらに、密封可能な容器に印を印刷するステップを含むことを特徴とする方法 。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０４Ｂ 41/68 0334−3Ｅ Ｂ６５Ｄ 1/00 Ｂ //(Ｃ０４Ｂ 28/00 14:38 16:02 16:06 24:38 24:14 24:26 24:32 14:10 14:02 16:08） 103:32 (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)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｋ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 水密性障壁を有する密封可能な容器を備えた製造物であって、上記密封 可能な容器の一部は、水硬性バインダ及び水を含む水硬性混合物から形成され、 最大約１cmの有効厚さを有する水硬性マトリックスを有し、ここで水硬性マトリ ックスは、密封可能な容器が大量生産可能な程度に十分短時間に形状安定性を得 ることができることを特徴とする製造物。 ２． 水密性障壁を有する密封可能な容器を備えた製造物であって、上記密封 可能な容器の一部は、水硬性バインダ、水、及び繊維材料を含む水硬性混合物か ら形成され、最大約１cmの有効厚さを有する水硬性マトリックスを有し、ここで 水硬性マトリックスは、密封可能な容器が大量生産可能な程度に十分短時間に形 状安定性を得ることができることを特徴とする製造物。 ３． 請求項１から２項記載の製造物であって、水硬性マトリックスが最大約 １mmの有効厚さを有することを特徴とする製造物。 ４． 請求項１から２項記載の製造物であって、水硬性マトリックスが約60秒 以内に形状安定性を得ることを特徴とする製造物。 ５． 請求項１から２項記載の製造物であって、水硬性マトリックスが約10秒 以内に形状安定性を得ることを特徴とする製造物。 ６． 請求項２項記載の製造物であって、 水密性障壁は気密性を有し； 密封可能な容器は内部及び外部を有し； 水硬性マトリックスは、密封可能な容器の内部と外部間に掛かる最高約10メ ガパスカルの圧力差に抗することが可能であり；さらに、 水硬性マトリックスの有効厚さが最大約１cmであることを特徴とする製造 物。 ７． 請求項６項記載の製造物であって、水硬性マトリックスが最大約３mmの 有効厚さを有することを特徴とする製造物。 ８． 請求項６項記載の製造物であって、水硬性マトリックスは、密封可能な 容器の内部と外部間に掛かる約１メガパスカルの圧力差に抗することが可能であ ることを特徴とする製造物。 ９． 請求項６項記載の製造物であって、水硬性マトリックスは、密封可能な 容器の内部と外部間に掛かる約0.5メガパスカルの圧力差に抗することが可能で あることを特徴とする製造物。 10． 請求項２項記載の製造物であって、密封可能な容器のマトリックスの引 っ張り強度／嵩密度比が約１ＭPa-cm³/gから約300ＭPa-cm³/gまでの範囲内にあ ることを特徴とする製造物。 11． 請求項２項記載の製造物であって、密封可能な容器のマトリックスの引 っ張り強度／嵩密度比が約３ＭPa-cm³/gから約20ＭPa-cm³/gまでの範囲内にある ことを特徴とする製造物。 12． 請求項２項記載の製造物であって、水硬性バインダが水硬性セメントで あることを特徴とする製造物。 13． 請求項12項記載の製造物であって、水硬性セメントがポートランドセメ ントであることを特徴とする製造物。 14． 請求項12項記載の製造物であって、水硬性セメントが微粒セメントであ ることを特徴とする製造物。 15． 請求項12項記載の製造物であって、水硬性バインダはスラッグセメント 、アルミ酸カルシウムセメント、プラスター、ケイ酸塩セメント、石膏セメント 、リン酸塩セメント、白セメント、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、微粒セメントの粒子でコートされた骨材、及び、前記のもの の混合物からなるグループから選択されたものであることを特徴とする製造物。 16． 請求項２項記載の製造物であって、水硬性バインダが石膏であることを 特徴とする製造物。 17． 請求項12から16項記載の製造物であって、水硬性セメントは混合物に対 する重量比で約5％から約90％に至る範囲内で含まれていることを特徴とする製 造物。 18． 請求項12から16項記載の製造物であって、水硬性セメントは混合物に対 する重量比で約10％から約45％に至る範囲内で含まれていることを特徴とする製 造物。 19． 請求項２項記載の製造物であって、水は混合物に対する重量比で最大約 10.0％含まれていることを特徴とする製造物。 20． 請求項２項記載の製造物であって、マトリックスの、水／水硬性バイン ダ比が約0.01から約４の範囲であることを特徴とする製造物。 21． 請求項２項記載の製造物であって、マトリックスの、水／水硬性バイン ダ比が約0.1から約３の範囲であることを特徴とする製造物。 22． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料がマトリックスの引っ張り 強度を強化することを特徴とする製造物。 23． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料は、マニラアサ繊維、ガラ ス、セルロース、アサ、金属、炭素、セラミック、及びシリカからなるグループ から選択されることを特徴とする製造物。 24． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料がプラスチックであること を特徴とする製造物。 25． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料は、アスペクト比が少なく とも10:1である繊維を含むことを特徴とする製造物。 26． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料は、アスペクト比が少なく とも900:1である繊維を含むことを特徴とする製造物。 27． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料は、混合物内の他の材料の 各粒子の有効直径の少なくとも10倍の長さを有する繊維を含むことを特徴とする 製造物。 28． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料は、混合物内の他の材料の 各粒子の有効直径の少なくとも100倍の長さを有する繊維を含むことを特徴とす る製造物。 29． 請求項22〜28項記載の製造物であって、繊維材料は混合物に対する体積 比で約0.2％から約50％に至る範囲で含まれていることを特徴とする製造物。 30． 請求項22〜28項記載の製造物であって、繊維材料は混合物に対する体積 比で約１％から約15％に至る範囲で含まれていることを特徴とする製造物。 31． 請求項２項記載の製造物であって、繊維材料が連続繊維を含むことを特 徴とする製造物。 32． 請求項31項記載の製造物であって、連続繊維は、ケブラー、ポリアラマ イト、ガラス繊維、炭素繊維、及び、セルロース繊維からなるグループから選択 されることを特徴とする製造物。 33． 請求項２項記載の製造物であって、混合物はさらにレオロジー調整剤を 含み、これが、モールド工程中に混合物の可塑性を高め、モールド後にはマトリ ックスに形状安定性を与えることを特徴とする製造物。 34． 請求項33項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は多糖類又はその 誘導体を含む、多糖類を基礎にした材料を含むことを特徴とする製造物。 35． 請求項34項記載の製造物であって、多糖類を基礎にした材料はセルロー ス又はその誘導体を含む、セルロースを基礎にした材料を含むことを特徴とする 製造物。 36． 請求項35項記載の製造物であって、セルロースを基礎にした材料は、メ チルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルエチルセルロース、メチル セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、エ チルセルロース、ヒドロキシエチルプロピルセルロース、及びそれらの混合物か らなる類から選ばれた一つの材料を含むことを特徴とする製造物。 37． 請求項36項記載の製造物であって、メチルヒドロキシエチルセルロース の2％の水溶液が20℃で約4,000cpsから約15,000cpsに至る範囲内の粘性を有する ことを特徴とする製造物。 38． 請求項35項記載の製造物であって、セルロースを基礎にした材料はカル ボキシルメチルセルロースを含むことを特徴とする製造物。 39． 請求項33項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は木粉を含むこと を特徴とする製造物。 40． 請求項34項記載の製造物であって、多糖類を基礎にした材料は澱粉、又 はその誘導体を含む、澱粉を基礎にした材料を含むことを特徴とする製造物。 41． 請求項40項記載の製造物であって、澱粉を基礎にした材料は、アミロペ クチン、アミロース、シーゲル(seagel)、アセテート澱粉、ヒドロキシルエチル エーテル澱粉、イオン性澱粉、長鎖アルキル澱粉、デキストリン、アミン澱粉、 リン酸塩澱粉、ジアルデヒド澱粉、及びそれらの混合物からなる類から選ばれた 一つの材料を含むことを特徴とする製造物。 42． 請求項34項記載の製造物であって、多糖類を基礎にした材料は、アルギ ル酸、ピココロイド、寒天、アラビアゴム、グアーゴム、ローカステイビンゴム 、カラヤゴム、トラガカントゴム、及びそれらの混合物からなるグループから選 ばれた一つの材料を含むことを特徴とする製造物。 43． 請求項33項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は蛋白質又はその 誘導物を含む、蛋白質を基礎にした材料を含むことを特徴とする製造物。 44． 請求項43項記載の製造物であって、蛋白質を基礎にした材料は、プロラ ミン、ジェラチン、ニカワ、カゼイン、及びそれらの混合物からなる類から選ば れた一つの材料を含むことを特徴とする製造物。 45． 請求項33項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は、ポリビニルア ルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸 、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアクリル酸、ポリビニルアクリル酸塩、ポリア クリルイミド、エチレンオキシド重合体、及びそれらの混合物からなる類から 選ばれた一つの材料を含む合成材料を含むことを特徴とする製造物。 46． 請求項33項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は、合成粘土及び ラテックスからなる類から選ばれた一つの材料を含むことを特徴とする製造物。 47． 請求項33項記載の製造物であって、レオロジー調整剤は混合物に対する 重量比で最高約50％含まれていることを特徴とする製造物。 48． 請求項２項記載の製造物であって、混合物はさらに骨材材料を含むこと を特徴とする製造物。 49． 請求項48項記載の製造物であって、骨材材料は、パーライト、マイカ、 粘土、カオリン、ミクロスフェア、中空ガラス球、多孔性セラミック球、水酸化 カルシウム、炭酸カルシウムからなるグループから選ばれることを特徴とする製 造物。 50． 請求項48項記載の製造物であって、骨材材料は、パーライト、蛭石、ケ イ藻土、剥離された岩、中空ガラス球、ケイ酸ナトリウム球、剥離された岩、軽 量コンクリート、多孔性セラミック球、薄層アルミナ、エアロゲル、軽量膨張粘 土、膨張フライアッシュ、膨張鉱滓、軽石、及びそれらの混合物からなるグルー プから選ばれることを特徴とする製造物。 51． 請求項48項記載の製造物であって、骨材材料は、ガラスビーズ、ミクロ スフェア、炭酸カルシウム、金属、重合体、セラミック、アルミナ、及びコルク からなるグループから選択されることを特徴とする製造物。 52． 請求項48項記載の製造物であって、骨材材料は、粘土、砂、方解石、ボ ーキサイト、ドロマイト、花崗岩、石英、砂利、岩、石灰岩、未反応セメント粒 子、炭酸カルシウム、砂岩、石膏、アルミナ、シリカ、砕かれた石英、及びそ れらの混合物からなるグループから選択された一つの材料を含むことを特徴とす る製造物。 53． 請求項48項記載の製造物であって、骨材材料は、種子、澱粉、ジェラチ ン、及び寒天状材料からなるグループから選択された一つの材料を含むことを特 徴とする製造物。 54． 請求項48項記載の製造物であって、骨材材料は中空ガラス球を含むこと を特徴とする製造物。 55． 請求項54項記載の製造物であって、個々の中空ガラス球は約１mm以下の 有効直径を有することを特徴とする製造物。 56． 請求項48〜55項記載の製造物であって、骨材材料は約0.01ミクロンから 約３mmに至る範囲内の直径を有することを特徴とする製造物。 57． 請求項48〜55項記載の製造物であって、骨材材料は混合物に対する重量 比で約３％から約80％に至る範囲で含まれていることを特徴とする製造物。 58． 請求項48〜55項記載の製造物であって、骨材材料は混合物に対する重量 比で約20％から約50％に至る範囲で含まれていることを特徴とする製造物。 59． 請求項48項記載の製造物であって、骨材材料はプラスチック粒子を含む ことを特徴とする製造物。 60． 請求項59項記載の製造物であって、マトリックスは柔軟性があることを 特徴とする製造物。 61． 請求項59項記載の製造物であって、プラスチック粒子は混合物に対す る重量比で約１％から約10％に至る範囲内で含まれていることを特徴とする製造 物。 62． 請求項59項記載の製造物であって、プラスチック粒子は混合物に対する 重量比で約２％から約４％に至る範囲内で含まれていることを特徴とする製造物 。 63． 請求項２項記載の製造物であって、さらに、密封可能な容器のマトリッ クスの表面の少なくとも一部にコーティングを有することを特徴とする製造物。 64． 請求項63項記載の製造物であって、密封可能な容器のマトリックスの表 面の少なくとも一部に施したコーティングはマトリックスの中へ、又は、マトリ ックスから外へ如何なる物質も浸出するのを防止することを特徴とする製造物。 65． 請求項63項記載の製造物であって、密封可能な容器のマトリックスの表 面の少なくとも一部に施したコーティングは気体及び液体に対してその部分を不 浸透性にすることを特徴とする製造物。 66． 請求項63項記載の製造物であって、コーティングは、ケイ酸ナトリウム 、オルトケイ酸塩、シロキ酸、有機高分子分散中のコロイド状シリカ、フィルム 中のコロイド状シリカ、繊維中のコロイド状シリカ、生物分解可能なプラスチッ ク、炭酸カルシウム、アクリル製品、ポリアクリレート、ポリウレタン、メラミ ン、ポリエチレン、合成高分子、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリエ チレングリコール、カオリン粘土、プロラルミン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル アルコール、ポリビニルアセテート、セラミックス、及びワックスからなるグル ープから選択された一つの材料を含むことを特徴とする製造物。 67． 請求項２項記載の製造物であって、密封可能な容器のマトリックスの表 面の少なくとも一部にライナーを有することを特徴とする製造物。 68． 請求項２項記載の製造物であって、混合物はさらに、マトリックス内に 細かく分散し、凝集していない空隙の不連続相を形成する手段を有することを特 徴とする製造物。 69． 請求項68項記載の製造物であって、マトリックス内に細かく分散し、凝 集していない空隙の不連続相を形成する手段は空気連行剤を含むことを特徴とす る製造物。 70． 請求項69項記載の製造物であって、空気連行剤は表面活性剤であること を特徴とする製造物。 71． 請求項69項記載の製造物であって、さらに、混合物がマトリックスに硬 化する際その中で細かく分散した空気空隙を保持するための安定剤を含むことを 特徴とする製造物。 72． 請求項68項記載の製造物であって、マトリックス内に細かく分散し、凝 集していない空隙の不連続相を形成する手段は、混合物の成分と反応しマトリッ クスに空隙を導入するため気体を発生する材料を含むことを特徴とする製造物。 73． 請求項２項記載の製造物であって、混合物はさらに、分散剤を含むこと を特徴とする製造物。 74． 請求項73項記載の製造物であって、分散剤は、スルフォン化ナフタレン −フォルムアルデヒド凝縮液、スルフォン化メラミン−フォルムアルデヒド凝縮 液、リグノスルフォン酸塩、及びアクリル酸からなるグループから選択されるこ とを特徴とする製造物。 75． 請求項２項記載の製造物であって、マトリックスは使い捨て式のもので あることを特徴とする製造物。 76． 請求項２項記載の製造物であって、マトリックスは再利用可能なもので あることを特徴とする製造物。 77． 請求項２項記載の製造物であって、密封可能な容器は、異なった性質を 持ち、互いに接合した、複数の構造マトリックスを有することを特徴とする製造 物。 78． 請求項２項記載の製造物であって、マトリックスはモールド直後に生状 態で強い強度を有することを特徴とする製造物。 79． 請求項２、６〜16、19〜28、31〜55、及び59〜78項記載の製造物であっ て、密封可能な容器は、 底部及び開放端に接続した側壁を備えた中空本体部；及び 中空本体部の開放端にかみ合い物質を密封可能な容器内に密封する閉鎖手段 を備えた構造部品を有することを特徴とする製造物。 80． 請求項79項記載の製造物であって、密封可能な容器の構造部品の一部分 は、金属、ガラス、プラスチック、及び紙の複合材料からなるグループから選択 される一つの材料を含むことを特徴とする製造物。 81． 密封可能で水密性の容器で、その一部が水硬性混合物から形成された水 硬性マトリックスを有する容器を製造する方法であって、 水硬性混合物を形成するために十分な比率で水硬性バインダ及び水を混合す るステップと； 水硬性混合物から水硬性マトリックスを形成し、水硬性マトリックスの有効 厚さが最高約１cmになるようにするステップと； 水硬性マトリックスを、密封可能で水密性の容器の構造部品に成形するステ ッ プと； 密封可能で水密性の容器の水硬性マトリックスを十分短い時間に硬化させ、 密封可能で水密性の容器が形状安定性を得、大量生産を可能にするステップとを 有することを特徴とする方法。 82． 請求項81項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、構造部品を 共に接合的に固定する方法を含むことを特徴とする方法。 83． 請求項82項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、構造部品を 接合的に固定する方法は、構造部品を共に密封するため構造部品を共にかみ合わ せるステップを含むことを特徴とする方法。 84． 請求項82項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、構造部品を 接合的に固定する方法は、構造部品を共に密封するため接着剤を施すステップを 含むことを特徴とする方法。 85． 請求項82項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、構造部品を 接合的に固定する方法は、構造部品を共に密封するため構造部品をクリンプする ステップを含むことを特徴とする方法。 86． 請求項82項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、構造部品を 接合的に固定する方法は、構造部品を共に密封するため構造部品を圧縮するステ ップを含むことを特徴とする方法。 87． 請求項81項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬性バイ ンダは水硬性セメントであることを特徴とする方法。 88． 請求項81項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬性マト リックスは最高約５mmの有効厚さを有することを特徴とする方法。 89． 請求項81項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬性マト リックスは最高約１mmの有効厚さを有することを特徴とする方法。 90． 請求項81項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、密封可能で 水密性の容器は気密性を有し； 密封可能な容器は内部及び外部を有し；さらに、 水硬性マトリックスは、密封可能な容器の内部と外部間に掛かる最高約10メ ガパスカルの圧力差に抗することが可能であることを特徴とする方法。 91． 請求項90項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水性マトリ ックスは、密封可能な容器の内部と外部間に掛かる最高約１メガパスカルの圧力 差に抗することが可能であることを特徴とする方法。 92． 請求項90項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水性マトリ ックスは、密封可能な容器の内部と外部間に掛かる最高約0.5メガパスカルの圧 力差に抗することが可能であることを特徴とする方法。 93． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水は混 合物に対する重量比で5.0％から約10.0％に至る範囲内で含まれていることを特 徴とする方法。 94． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さらに 繊維材料を添加するステップを含むことを特徴とする方法。 95． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さらに 混合物の可塑性的一貫性を高めるため混合物にレオロジー調整剤を添加するステ ップを含むことを特徴とする方法。 96． 請求項95項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、レオロジー 調整剤は多糖類材料を含むことを特徴とする方法。 97． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さらに 骨材材料を添加するステップを含むことを特徴とする方法。 98． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さらに 混合物に分散剤を添加するステップを含むことを特徴とする方法。 99． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬性 セメント及び水は高エネルギー高剪断混合機で混合されることを特徴とする方法 。 100． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さら に空気空隙を導入するステップを含むことを特徴とする方法。 101． 請求項100項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、押し出し 機内の気圧を高圧に保ち混合物が押し出し機を出るとき混合物内の水を蒸発させ ることにより空気空隙を導入することを特徴とする方法。 102． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬 性マトリックスを密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、混合物を密 封可能な容器の構造部品に粉末圧縮するステップを含むことを特徴とする方法。 103． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬 性マトリックスを密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、混合物を密 封可能な容器の構造部品に押し出すステップを含むことを特徴とする方法。 104． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水 硬性マトリックスを密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、 混合物を金型を通してシートに押し出すステップと； シートが生状態にある時ぐるっと回旋状に巻き密封可能な容器の構造部品を 形成するステップとを有することを特徴とする方法。 105． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬 性マトリックスを密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、混合物を密 封可能な容器の構造部品にモールドするステップを含むことを特徴とする方法。 106． 請求項104項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さらに、 シートをぐるっと回旋状に巻いて形成した構造部品を、ケブラー、ポリアラマイ ト、ガラス繊維、炭素繊維及びセルロース繊維、並びに、それらの混合物からな るグループから選ばれる繊維で強化するステップを含むことを特徴とする方法。 107． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬 性マトリックスを密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、 混合物を金型を通してシートに押し出すステップと； シートをカレンダリングするステップと； シートをら旋状に巻き、密封可能な容器の構造部品を形成するステップとを 有することを特徴とする方法。 108． 請求項107項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さらに、 シートをら旋状に巻いて形成した構造部品を、ケブラー、ポリアラマイト、ガラ ス繊維、炭素繊維及びセルロース繊維、並びに、それらの混合物からなるグルー プから選ばれる繊維で強化するステップを含むことを特徴とする方法。 109．請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、水硬性 マトリックスを密封可能な容器の構造部品に成形するステップは、 混合物を金型を通してシートに押し出すステップと； シートをカレンダリングするステップと； シートを所望の形に折り曲げるステップと；及び 折り曲げたシートを密封するステップとを有することを特徴とする方法。 110． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さら に、構造部品をラミネートするステップを含むことを特徴とする方法。 111． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さら に、密封可能な容器を、混合物内の大量の水分を取り除くため乾燥トンネル中に 通すステップを含むことを特徴とする方法。 112． 請求項111項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、大量の水 分を取り除くことによりマトリックス密封可能な容器の形状安定性を増加させる ことを特徴とする方法。 113． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さら に、密封可能な容器をコートするステップを含むことを特徴とする方法。 114． 請求項113項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、密封可能 な容器は、ケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸塩、シロキ酸、有機高分子分散中の コロイド状シリカ、フィルム中のコロイド状シリカ、繊維中のコロイド状シリカ 、生物分解可能なプラスチック、炭酸カルシウム、アクリル製品、ポリアクリレ ート、ポリウレタン、メラミン、ポリエチレン、合成高分子、ヒドロキシプロピ ルメチルセルロース、ポリエチレングリコール、カオリン粘土、プロラミン、ポ リ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、セラミックス、 及びワックスからなるグループから選択された一つの材料を用いてコートされる ことを特徴とする方法。 115． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さ らに、密封可能な容器内でライナーを用いるステップを含むことを特徴とする方 法。 116． 請求項81〜92項記載の密封可能な容器を製造する方法であって、さら に、密封可能な容器に印を印刷するステップを含むことを特徴とする方法。