TW508334B - Molding base paper and molded paper vessel produced from it - Google Patents
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Description
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五、發明説明(P 發明背景 本發明有關一種模製基底紙,此模製基底紙係作爲工 業產品或類似物之各種包裝容器的一種材料。此等容器亦 可用以保存新鮮食物譬如肉類、蔬菜及魚類、以及各種加 工食品譬如午餐、佐菜、冷凍食品、蛋糕及麵。特定言 之,本發明有關一種模製基底紙,其棄置時僅會造成少量 的環保負擔並特別適合加壓模製。 因爲塑膠容器容易模製而可量產並具有低的造價,已 經大量使用塑膠容器作爲食品容器或各種工業產品的包裝 材料。 廣泛使用的塑膠容器範例係爲聚苯乙烯圓粒模製發泡 或是聚苯乙烯片加壓模製發泡所獲得之發泡苯乙烯容器; 聚丙烯容器、聚對苯二甲酸乙二酯容器及聚氯乙烯容器。 然而,這些塑膠容器所具有的一項問題爲拋棄時將會 產生很重的環保負擔,亦即,塑膠容器埋在地下時將會半 永久性地保存於地下而不分解。並且,塑膠容器焚化時因 爲具有高的焚化卡路里値,焚化爐將會受損;塑膠容器無 法容易且完全地燃燒,特別是在焚化聚氯乙烯時,有可能 形成具有強烈腐蝕效果的氣態氯化氫。 在這些情況下,由於環保問題、回收問題及節省資源 等考量因素,近來對於僅具有低環保負擔、僅有低焚化卡 路里之紙漿製成的可回收、可生物分解性容器產生需求, 藉以取代塑膠容器。 對於僅由紙漿或一種主要包含紙漿的材料所製成之立 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' " I---------ΙΦ.— (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508334 A7 _ _ B7 _ 五、發明説明(2> 體模製物,已經使用紙漿模製容器。 已經廣泛使用紙漿模製容器作爲包裝容器,藉由包含 以下步驟之一種方法來製造紙漿模製容器:製備具有與預定 容器形狀相對應的凹形與凸形之一網模,以吸力在網模上 使用一紙漿體來製紙並加以乾燥。可藉由此方法將初始的 紙漿材料模製成所需要的形狀,因此,此方法獲得的容器 具有可極廣汎選擇的形狀。然而,紙漿模的製造很耗時並 具有生產力的問題。 並且,模製容難以具有食物用盤容器時常需要之充分 防冰性與防油性,此技術將增加成本。 對於主要由並非紙漿模製物的紙漿所構成之模製物製 造而言,其中具有主要由紙漿構成的一基底紙張(譬如卡紙) 之一種程序係爲加熱式加壓模製。 此方法中,具有痕線的基底紙係放置在公模與母模之 間,然後在加熱下施壓。 此加壓模製方法因爲可藉由一加壓操作產生模製,所 以具有很高的生產力。 然而,主要由紙漿構成的基底紙通常具有不良的抽拉 性質、可伸展性及彈性,而與樹脂及金屬不同。因此,爲 了產生具有譬如40公厘或更深的特定深度之盤件而進行一 深加壓模製時,墓底紙無法承受抽拉而可能破裂。 因此,當使用普通紙卡或類似物作爲基底材料時,僅 可產生淺型的容器,亦即僅有20公厘深度的紙板。因此, 習知技藝所生成的模製物僅具有有限的形狀。 本紙張尺度適用^國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐1 ~ I-------ΙΦΙ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -口 -5- 508334 A7 B7 五、發明説明(g (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外,即使當容器並未破裂,痕線上的摺疊將變得不 平整且不易弄平容器的表面。在從盤的側壁上緣往外及水 平延伸之盤的凸緣或外緣並不平整之情形中,以蓋子覆蓋 住盤時或以一膜或類似物密封住盤時將因爲不平整而形成 一間隙,因而降低密封效果。並且,摺疊處的破裂點將會 降低盤的強度。 已提供解決這些問題的方法,譬如,日本專利公開Hei 5-286023號揭露一種在加熱下於模中壓縮褶縐紙之方法, 其中在一紙材料上提供許多波狀彎曲部使之可伸展藉以製 備此褶縐紙;日本專利公開Hei 6-134898號揭露一種濕潤 然後在加熱下加壓模製具有整體凹-凸表面而可伸展之一種 紙材料之方法;日本專利公開Hei 7-214705號揭露一種藉 由一黏劑將兩層或更多層已濕潤的基底紙相疊並將生成的 疊層予以褶縐然後加壓模製之方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而,所有這些方法中,均先行褶縐基底層使其可伸 展而賦予可壓製加工能力然後加壓,因此,在加壓步驟之 前需要褶縐步驟,且褶縐仍留在壓製的容器中而損及容器 外觀並使容器具有不足的強度。 日本專利公開Hei 7-3 1 5358號揭露一種在金屬模中加 熱時加壓一褶縐層之方法,此方法以褶縐層作爲基底材 料,故藉由凹槽狀結構某程度吸收了加壓所造成的扭曲。 然而,當使用一種普通的基底材料譬如紙卡時,將無 法採用此種應以褶縐層作爲基底層之方法。此外,無法完 全移除因加壓造成的褶痕。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -6- 508334 A7 B7 五、發明説明(』 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 日本專利公開Hei 6-239334號揭露一種使紙漿纖維浸 有一烯烴樹脂之方法,並從此混合物獲得因而具有可伸展 性之一層然後將此層加壓。日本專利公開Hei 10-8393號揭 露一種從熱塑性樹脂纖維及紙漿纖維的一混合物獲得具有 改良的可伸展性的一層之方法,然後在加熱時將此層加 壓。 然而,這些方法係添加熱塑性樹脂以對於主要含紙的 基底層賦予可壓製加工的能力,這些參考文件並未揭露藉 由控制基底紙的物理性質並藉由構成特定層結構而對於基 底紙賦予可壓製加工的能力。此外,大量使用熱塑性樹脂 將可能導致拋棄時降低可回收性並增加環保負擔等重大的 問題。 上述方法所獲得的基底層具有以下缺點:當加熱壓製所 獲得之一模製具有一嚴重扭曲的一曲線部份時,在彎曲部 份中具有嚴重的褶痕不平整,且無法以加壓方式移除。因 此具有不良好的可模製性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當容器使用於濕性食品、飮料、湯及湯麵及各種其他 用途時’係採用具有比盤形容器及杯形模製容器更高的側 壁之模製塑膠容器。 圖式簡單說明 圖1顯示如何藉由一對模1、2來模製一紙胚料層3的 流程圖;圖1 A顯示一胚料紙層在加壓前位於一母模上之狀 態;圖1B顯示一紙模製產品在加壓後存在於母模的凹部上 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210 X297公釐) -7 - 508334 A7 _____ B7 _ 五、發明説明(g 之狀態; 圖2爲顯示紙容器的一範例形狀之一紙盤的立體圖; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3爲顯示紙容器的一不同範例的形狀之紙盤的立體 圖; 圖4爲一紙盤沿著圖2的線a-a或圖3的線b-b之剖視 圖,其中顯示一推拔角(4 )及一曲率半徑(r); 圖5爲具有一圓底部之一紙盤的立體圖; 圖6爲一紙盤之剖視圖,其中顯示紙盤的一突起底部 區域(S3); 圖7爲一具有一圓底部的紙盤之剖視圖,其中顯示紙 盤的一虛擬底部區域(S4); 圖8顯示一胚料層的平面圖,其中兩側均形成痕線; 圖9顯示使用圖8所示的胚料層之一模製容器的立體 圖; 圖10顯示範例3-1所獲得之一長方形模製容器於不同 角度的立體圖; 圖11顯示範例3-2所獲得之一正方形模製容器的立體 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖; 圖12顯示範例3-3所獲得之一圓形模製容器的立體 圖; 圖13顯示範例4所獲得之一圓形模製容器的立體圖。 發明槪論 本發明之目的係提供一種適於加壓模製之基底紙’此 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x297公釐) 麵δ- 508334 A7 B7 五、發明説明(▲ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 基底紙主要包含一紙漿並具有優良的可模製性,所以在加 壓步驟時基底材料不易破裂且在摺疊部份的褶痕部份上不 會形成不平整,並具有高的生產力。 本發明之另一目的係提供以一種抽拉方法(深抽拉)製成 並可作爲較深(譬如具有40公厘或更大深度)杯與盤之紙容 器,以及一種製造此等紙容器之方法。 本發明之另一目的係提供由深抽拉方法製造之紙容 器,此等紙容器具有輕重量且在體部與底部不會脹大並具 有高的勁度(stiffness)。 爲了達成上述目的,本發明提供一種滿足以下條件(D 至(4)之模製基底紙: (1) 至少2.0仟牛頓/公尺(kN/m)之抗拉強度UIS-P 8113), (2) 1·5至5.7%之破壞前伸長UIS-P 8113), (3) 依下式定義具有1至10百萬帕(MPa)範圍內之臨界壓縮 應力:
臨界壓縮應力=A/B 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 其中A代表依nS-P 8126決定的壓縮強度,B代表決定壓 縮強度時測試件的受負荷部份的面積,及 (4) 10至74%之壓縮變形量,藉由在厚度方向施加20公斤/ 平分公分(kgf/cm2)的壓縮應力所造成。 本發明亦提供一種模製基底紙,其具有0.7至0.9克/立 方公分的密度之一高密度層以及0.2至0.7克/立方公分的 密度之一低密度層,並具有100至500克/平方公分的整體 基重及0.4至0.7克/立方公分的整體密度,其中該低密度層 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -9- 508334 A7 B7 五、發明説明(7) 主要由機械紙漿、蜷曲纖維及鹼化紙漿所選出之至少一種 紙漿所構成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳實施例的描述 用於形成根據本發明的模製基底紙之天然紙漿纖維譬 如爲:木纖維(化學纖維及機械纖維)、非木纖維及廢紙漿, 可依需要作適當的選擇。 木纖維包括針葉木及寬葉木纖維,木纖維中,化學纖 維包括木屑消化步驟使用氫氧化鈉及硫化鈉所產生的牛皮 紙漿、以及使用硫酸及亞硫酸氫鹽所產生的亞硫酸鹽紙 漿,這些紙漿可能未經漂白或經過漂白。 此等牛皮紙漿係包括針葉牛皮紙漿及寬葉牛皮紙漿, 可依據紙漿是否經過漂白而分類爲:經漂白牛皮紙漿,譬如 針葉經漂白牛皮紙漿(NBKP)及寬葉經漂白牛皮紙漿 (LBKP);以及未經漂白牛皮紙漿,譬如針葉未經漂白牛皮 紙漿(NUKP)及寬葉未經漂白牛皮紙漿(LUKP)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 機械紙漿包括:硏磨機硏磨原木而成之硏磨木漿(GP), 製材廠精製廢木而成之精製硏磨木漿(RGP),及加熱與精製 木屑而成之熱機械漿(TMP)。 這些機械紙漿中,由於所產生的層之體積與強度因 素,較佳採甩TMP。TMP亦包含:木屑經過化學處理然後在 壓力下精製成之C-TMP,以及額外漂白處理成之BC-TMP。 較佳,TMP的用量一般係佔模製基底紙的紙漿質量的 10 至 100%、更佳 20 至 80%。 本1^張尺度適用中國國家標準(€奶)八4規格(210><297公釐) -10- 508334 A7 ____ B7 _ 五、發明説明(〇) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 這些木纖維紙漿中,具有來自譬如松、落葉松、雪 松、冷杉及日本柏等針葉木的長纖維之木纖維紙漿係適合 改良基底紙的可伸展性及強度。 只要不損害本發明的效果,來自譬如樺、山毛櫸、 楓、榆及核桃木等短纖維的紙漿亦可與具有長纖維的木材 合倂使用。 本發明可使用的非木纖維包括:朝皮纖維,譬如紙桑、 紙灌木、雁皮(ganpi)、亞麻、.大麻、洋麻、苧麻、黃麻及 印度麻;種子纖維,譬如綿及綿籽絨;葉纖維,譬如馬尼 拉麻、波羅麻及細莖針茅;及莖纖維,譬如竹、稻桿、麥 桿及甘蔗渣。 特定言之,紙桑、紙灌木、洋麻、馬尼拉麻、波羅 麻、綿及綿籽絨因爲具有長纖維並能夠改良本發明之基底 紙的可伸展性及強度所以爲較佳。 可以木纖維相同的方式來消化非木纖維。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明可使用之廢紙漿譬如包括廢瓦愣紙及廢雜誌 紙,廢瓦楞紙因爲能夠改良紙張的可伸展性及強度所以爲 特佳。 可單獨使用這些漿纖維或以兩種或更多種合倂使用。 只要不損及本發明的效果,合成樹脂纖維可依需要與 此等纖維相混合,可使用的合成樹脂纖維譬如爲聚乙烯纖 維、聚丙烯纖維、聚醯胺纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維 及聚對苯二甲酸丁二酯纖維。然而,基於模製基底紙的回 收性質與降低環保負擔等因素,合成纖維應具有盡量小的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210X297公# ) 糧 "~ -11 - 508334 A7 B7 五、發明説明(9) 。譬如若在使用時,用量適合最高佔模製基底紙中之 總纖維的10% 〇 上述紙漿纖維製成之模製基底紙較佳具有至少2.0仟牛 頓/公尺的抗拉強度UIS-P 8113),模製基底紙較佳具有至少 1·5%、更佳至少2.0%之破壞前伸長UIS-P 8113)。當模製基 底紙具有小於2.0仟牛頓/公尺的抗拉強度或小於1.5%的破 壞前伸長時,基底紙具有低的可伸展性且基底紙將在加壓 模製時破裂。 可藉由已知方法將基底紙的性質控制在這些範圍內, 譬如一種以多層製備基底紙且多層中有至少一層由NBKP 製成之方法,或是一種採用一強度添加劑之方法。 當壓模具有一高扭曲(或較大曲率)的一曲線部份時,需 要藉由加壓模製步驟在曲線部份中形成折疊褶痕來吸收扭 曲,此情形中,褶痕係如摺箱狀塞入平面方向以形成一不 平整的表面,然後藉由加壓在厚度方向壓縮此不平整的表 面。因此,爲了獲得更高的可模製性,較佳如下式所決定 將臨界壓縮應力控制於1至10百萬帕、較佳3至9百萬帕 的範圍內,且厚度方向的可壓縮性係爲10%或更大、較佳 爲15%或更大。此情形中,“可壓縮性”係代表施加20公斤/ 平分公分的壓縮應力時之厚度方向。
臨界壓縮應力=A/B 其中A代表〗IS-P 8126所決定之壓縮應力,B代表決定 壓縮應力時測試件的受負荷部份的面積。 當臨界壓縮應力高於10百萬帕時,褶痕部份並未充分 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 508334 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(4 塞入,當可壓縮性低於10%時,褶痕部份中的壓縮模製將 變得不夠。因此這些情形中無法獲得優良的可模製性。 爲了將臨界壓縮應力及厚度方向中的可壓縮性控制在 上述範圍內,模製基底紙應保持低的密度,基於此因素, 較佳爲剛性紙槳纖維。一般係擊打紙漿纖維以獲得具有均 勻構造的一紙張(亦即將一機械性外力施加至紙漿纖維以使 纖維的細胞壁部份地原纖維化)。然而,本發明中,應將擊 打控制爲很輕以保持纖維的勁度。譬如,較佳控制擊打的 程度使得化學紙漿的自由性(Tappi T-227加拿大標準)至少 應爲500mlcsf,機械紙漿至少應爲180mlcsf,大麻漿及洋麻 至少應爲500mlcsf,廢紙槳至少應爲500mlcsf。爲了擊打紙 漿纖維,使用一擊打器、錐形精製器、筒型精製器、碟型 精製器或類似物。 只要不損及本發明的效果,可在模製基底紙中採用一 發泡劑來降低密度。 可使用含有一低沸點溶劑之熱膨脹微囊部作爲發泡 劑,微囊部係爲具有10至30微米平均直徑之顆粒狀,其 在短時間加熱至80至200°C的較低溫度時將會膨脹約4至 5倍加大的直徑及約50至100倍加大的體積,各微囊部包 含一揮發性有機溶劑(膨脹劑)譬如異丁烷、戊烷、石油醚、 己烷、覆蓋有一含有偏二氯乙烯、丙烯腈、一丙烯酸酯等 的一共聚物的熱塑性樹脂之一低沸點鹵化碳氫化合物或甲 基矽烷。當囊部加熱至比聚合物軟化點更高的溫度時,聚 合物膜開始軟化並且其中所含的膨脹劑蒸氣壓逐漸升高使 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 一 --------— ^w--------IT------ii#— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -13- 508334 A7 _ B7 ___
五、發明説明(A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 膜膨脹而令囊部膨脹。將發泡劑添加至一紙漿體,且製造 模製基底紙之加熱與乾燥步驟中,當此模製基底紙通過高 溫的水時,泡沬或發泡劑將發泡。並且,可在製造步驟中 將譬如白須氣球(shirasu balloons)等輕質顏料加入紙漿體來 降低基底紙的密度。 可用於製造本發明的基底紙之化學物係與製紙常用者 相同而爲可依需要使用之上漿劑、強度添加劑、降伏改良 劑等。 本文可用之上漿劑係包括內上漿劑,譬如烷基乙烯酮 二聚物、苯乙烯/丙烯酸樹脂及松香。強度添加劑及降伏改 良劑係包括有機化合物,譬如聚丙烯醯胺樹脂、聚醯胺環 氧氯丙烷樹脂、環乙亞胺及其衍生物、聚環氧乙烷、聚 胺、聚醯胺、聚醯胺聚胺及其衍生物、陽離子性及兩性澱 粉、氧化澱粉、羰甲基化澱粉、蔬菜樹膠、及聚乙烯醇; 及無機化合物,譬如氧化鋁硫酸鹽、氧化鋁溶膠、膠體二 氧化矽及膨潤土,其可以適當的合倂形式使用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可將添加劑在製紙步驟中噴灑於紙層之間或在製紙過 程或製紙後施加至基底紙表面,藉以添加這些添加劑。 本發明可在製紙過程中使用一塡充物,塡充物係包括 無機塡充物,譬如滑石、高嶺土、焙燒高嶺土、黏土、矽 藻土、重碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鋁、二氧化鈦、硫酸 鎂、二氧化矽、矽酸鋁及高嶺土;及有機合成塡充物,譬 如聚苯乙烯顆粒及尿素/甲醛水樹脂顆粒,其可以適當的合 倂形式使用。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210'〆297公釐) -14- 508334 A7 ______ B7 五、發明説明(4 此外,可依用途適當地使用製紙輔助物,譬如一染 料、一 PH調整劑、一黏質控制劑、一消泡劑及一稠化劑。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之製紙方法中,依情況需要將pH値適當地選擇 爲約4·5(酸性製紙方法)至約6到8(中性製紙方法)的範圍。 藉由一種普通方法以一種包含上述初始材料及化學物 之漿體來製造本模製基底紙,並未特別限制造紙機,可使 用譬如長網造紙機、一圓柱造紙機、一坦摩機(tanin〇 machine)、一傾斜式造紙機或其適當組合等普通造紙機。 可以一普通的多筒式乾燥器、洋基乾燥器或貫通式乾 燥器來乾燥紙張,並未特別限制乾燥器。 本發明的模製基底紙可能爲單層所構成或可能爲一種 含有不只兩層的多層結構中的一個多層紙,可能藉由一種 多層紙製造方法容易地獲得多層紙。 如此獲得的模製基底紙具有較佳100至500克/平方公 尺、更佳200至400克/平方公尺範圍的基重,當基重低於 100克/平方公尺時,加壓模製後所獲得之模製產品將無法 具有足夠強度。相反地,當基重高於500克/平方公尺時, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將不利地降低褶痕部份的可模製性。 模製基底紙的密度適合較佳爲0.4至0.7克/立方公分、 更佳爲0.50至0.65克/立方公分。 可藉由上述方法製備滿足上述本發明的條件(1)至(4)之 紙,爲了在強度、伸長、勁度及可壓縮性之間取得良好平 衡,應該適於合倂使用一高密度層及一低密度層來製備模 製基底紙。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -15- 508334 Α7 Β7 五、發明説明(i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本模製基底紙需要爲一種多層紙’其中使用一低密度 層作爲一中間層,並使用高密度層作爲嵌夾住中間層之外 層,對於基底紙賦予此種構造’所產生的基底紙將變得很 佔體積並具有高的勁度。低密度層及高密度層可分別由兩 層或更多層所構成。 多紙狀的模製基底紙中所使用的高密度層密度適合爲 0.7至0.9克/立方公分、較佳爲0.75至0.85克/立方公分。 高密度層係爲較佳並主要包含牛皮紙漿或高品質廢紙,藉 由此方式構成的基底紙可在強度、伸長、勁度及可壓縮性 之間取得良好平衡。 多紙狀的模製基底紙中所使用的低密度層的密度係適 合小於0.7克/立方公分、較佳小於0.2至0.6克/立方公 分。 以下式代表此紙張、紙卡或類似物之勁度(假設此張爲 一懸臂):
S = E · I/B · W = E · T3/12 · W 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中E代表楊氏模數(百萬帕),〗代表幾何慣量(N ·平方公 分)’ B代表樣本寬度(公厘),w代表樣本重量(公斤),T代 表樣本厚度(公厘)。 亦即’可將勁度S視爲與楊氏模數及此張的厚度立方 成正比。 對於具有譬如紙卡等一種多層結構之一張的勁度,Α.τ. 路依(A.T.Luey)在 Tappi,1963 年 11 月的 Vol.46,No.ll 中記 錄如Τ :各層中的勁度値係取決於各層的楊氏模數及幾何慣 本紙張尺度適用中周國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) " -16- 508334 Α7 Β7
五、發明説明(A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 量,然後,計算各層的勁度的總値以決定整張的勁度。依 據此槪念,當與紙厚度中心的距離變大(亦即紙變厚)時,勁 度將變高,因此需要較佔體積的中間層。因爲以(厚 度)χ(楊氏丨旲數)來表币勁度,外層具有愈局的楊氏模數, 則愈能有效地改良勁度。 因此,中間層的密度適合爲0.2至0.6克/立方公分、較 佳爲0·3至0.5克/立方公分。當中間層的密度低於〇.2克/ 立方公分時,將嚴重降低疊層間的強度。相反地,當超過 0.6克/立方公分時,無法將整體基底紙的密度控制在〇.4至 0.7克/立方公分。 本發明中,外層密度應爲0·7至0·9克/立方公分,當外 層的密度低於0.7克/立方公分時,外層具有低的楊氏模 數,且無法預期本發明具有勁度的改良。相反地,當密度 超過0.9克/立方公分時,基底紙的外層表面將過度緊繃。 因此,實質難以在製紙步驟中獲得具有較高密度的一層, 此外,無法獲得適當的可加壓模製性, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 並未特別限制用於形成高密度層之紙漿的種類,特佳 爲一種藉由高度擊打譬如NUKP及ΝΒΚΡ等針葉木漿以保持 其勁度所獲得的紙漿,爲了獲得本發明的效果,外層(一高 密度層)的基重理想上爲15至100克/平方公尺,當基重小 於15克/平方公尺時,可能難以獲得具有高楊氏模數的層並 難以製造此紙。相反地,當外層的基重超過100克/平方公 尺時,低密度層的基重較爲降低,因此,整體基底紙的密 度增加,難以控制在0.4至0.7克/立方公分範圍內。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -17- 508334 A7 B7 五、發明説明(4 本發明中,以類似製造普通紙卡時的一種多層組合樣 模來製造多層基底紙,譬如,將與數十克/平方公尺的乾基 重相符合數量之紙漿體連續地疊層於約ίο站的索線元件上 以形成一濕紙張。 具體言之,首先,約40克/平方公尺的一紙漿層係形成 於一索線元件上將一紙層形成爲外層,然後進行脫水並在 一毯上移動。然後,一有待成爲中間層之紙層亦以上述相 同方式重覆形成於另一索線元件中。因此將所需要數量的 中間層放置於外層,最後形成另一外紙層以獲得本發明的 模製基底紙。 本發明用於形成低密度層之紙漿係依據加拿大標準 ns-p 8121在重新解離狀態中具有200至650毫升、較佳 250至550毫升的自由性。當自由性低於200毫升時,紙漿 纖維無法有效地脫水,因此,經擠壓的紙張將具有一種稠 密的結構,故難以製造一種低密度的紙層結構。相反地, 當自由性高於650毫升時,具有過低的紙張密度,因此在 製紙程序的壓製步驟中造成疊層分離,故造成氣球狀脹 大。 可將具有200至650毫升重新解離狀的自由性之一種原 料調整爲250至700毫升的加拿大標準的自由性,而與作 爲初始材料的紙漿無關。係有效地藉由基底紙的重新解離 來決定紙漿的自由性,以快速地從一種具有優良操作性質 的產品決定所需要的紙漿性質。任何機械紙紙槳、鹼化紙 漿及蜷曲纖維的量更佳係佔總紙漿之50%或更高。. 本紙張尺度適用中周國家標準(CNS ) A4規格(210X;297公釐) I I--ΙΦΙ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 508334 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(4 用於形成低密度層之紙漿材料主要係爲能夠容易使一 低密度紙層發泡之一種紙漿材料,具體言之,這些紙漿爲 機械紙漿,通常由機械性打破尤其針葉木的木材然後予以 解離而產生機械紙漿,可使用GP、TMP、RGP,其中較佳 使用TMP及RGP。特定言之,來自蒙特雷松、南方松、道 格拉斯冷杉或類似樹木之紙漿因具有剛性且不易變形,所 以對於獲得低密度的紙層係爲較佳的紙漿,此外在使用 時,加壓模製步驟中僅會略爲降低密度。亦可使用譬如洋 麻、蘆葦、竹及甘蔗渣(已除去糖份並經過壓榨的甘薦)等非 木材料。機械紙漿中亦包括藉由一種部份化學處理產生之 紙漿,譬如藉由存在一種化學物情形下機械性壓榨成之紙 漿以及經過漂白之紙漿。 並且,較佳亦採用可製備可能具有經化學處理降低密 度之一低密度層之紙漿材料,譬如鹼化紙漿及蜷曲纖維。 本發明中,上述紙漿主要用以形成低密度層,其可以 與普通木材製備成的紙漿以及與譬如洋麻、蘆葦、竹及甘 蔗渣等各種非木材料製備成的化學紙漿之適當的混合物形 式使用。 爲了在深抽拉程序過程中於所產生的容器表面上防止 形成破裂,可有效地在所有上述模製基底紙的至少一表面 上(相對於MD與CD方向中的至少一方向)形成具有至少5% 破壞前伸長(HS-P 8113)之一紙張的一最外層(下文稱爲“防 裂層”)。 在模製步驟中藉由深抽拉技術產生的模製係具有比淺 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 '〆297公釐) I , 訂 n 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 508334 A7 _ B7 五、發明説明( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 抽拉技術產生的模製更大的拉伸,特定言之,形成模製外 側的一紙層係比形成內側的一層具有更高程度的拉伸,因 此,外側應有更大的破壞前伸長。外層的破壞前伸長較佳 至少爲6%、更佳7%或以上。 可用於形成最外層之紙漿係爲上述的紙漿,木纖維紙 漿中,具有來自譬如松、落葉松、雪松、冷杉及日本柏等 針葉木的長纖維之木纖維紙漿係適合改良紙張的可伸展性 及強度。 非木纖維中,紙桑、紙灌木、洋麻、馬尼拉麻、波羅 麻、綿及綿籽絨係爲較佳,因爲其具有長纖維並能夠改良 紙張的可伸展性及強度。 可造紙之化學物係爲甩於製造本發明的模製基底紙之 普通化學物,其可從下列各物適當地選擇:上漿劑、強度添 加劑、降伏改良劑、礦物性塡充劑、有機剛性塡充劑、染 料、pH調整劑、黏質控制劑、消泡劑及稠化劑。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可藉由一種含有上述初始材料及化學物之漿體以下列 步驟製備具有高破壞前伸長的防裂層所用之一紙張:一種用 於加壓旋轉一連續厚橡膠帶使其通過軋縫輥之設備係施用 至一濕造紙機中的一部份乾燥輥。一濕紙係通過乾燥器與 橡膠帶之間,藉由上述延伸的橡膠帶產生收縮而使紙收 縮,此方法稱爲克魯沛(Clupak)方法。另一方法中,以一刮 片從一造紙機或處理機的一壓輥、圓筒乾燥器或洋基乾燥 器剝離一紙張以形成皺紋,此方法稱爲“縐褶(crepe)方法.”, 可依據纖摺的位置採用譬如刮片裝置等各種裝置以多種方 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 20- 508334 A7 B7
五、發明説明(A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 式進行縐褶方法,譬如,在雙應力(duo-stress)方法中,縐 褶在造紙機的一加壓元件中具有一刮片,然後紙藉由通過 位於乾燥器的中間部份之槽狀輥而在縱長及寬度方向延 伸。 上述製紙步驟所獲得之防裂層的紙張不只爲一單層紙 張,亦可爲具有本發明的兩層或更多層之一組合板。 用於形成防裂層之紙張的基重較佳係爲40至300克/平 方公尺、更佳爲50至150克/平方公尺的範圍,當紙張的基 重低於40克/平方公尺時,紙張的抗拉強度不足且紙張在模 製步驟時容易破裂。相反地,當超過300克/平方公尺時, 與作爲防裂層的此紙張相疊而成之模製基底紙的密度將增 大,而不利地降低模製的褶痕部份之可模製性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可利用一種黏劑將此方法所獲得用於形成防裂層之紙 張與模製基底紙相疊,並未特別限制疊層方法,進行疊層 時可藉由一種濕疊層方法,其中將一譬如合成樹脂乳劑、 澱粉或PVA等水性黏劑施加至基底紙,然後經由軋縫輥將 防裂層壓在基底紙上;一熱融疊層方法,其中經由軋縫輥 將加熱融化的一熱融黏劑施加至基底紙上;或一種擠製疊 層方法,其中將藉由加熱融化之一種譬如聚乙烯或聚丙烯 等熱塑性樹脂以一薄膜形式分散於基底紙上,然後經由軋 縫輥將防裂層壓在基底紙上。 依需要,含有一顏料及一黏劑之一顏料塗覆層可形成 於本發明的模製基底紙之一或兩表面上,可藉由形成塗覆 層對於模製基底紙表面提供很高的可印刷性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -21 - 508334 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7
五、發明説明(A 並且,可利用一普通的印刷機以一種譬如染料墨水或 一顏料墨水等墨水來形成一印刷層。 用於形成塗覆層之顏料可從譬如以下已知的顏料適當 選出:碳酸15、高嶺土、黏土、滑石、氧化駄及塑性顏料。 用於形成塗覆層之黏劑可從譬如以下的黏劑適當地選 出:澱粉、酪蛋白、SBR乳膠及聚乙烯醇。 塗覆層可能爲單層或多層,理想的塗覆量總共約爲2〇 至30克/平方公尺。 當形成此一塗覆層時,直接位於塗覆層下之層較隹具 有增大的自由性及經整平的表面。 塗覆層可具有從各種已知設備中適當地選用之一塗覆 設備,亦可能進一步在塗覆層上形成一印刷層。 可依需要將一防水膜形成於本發明的模製基底紙之一 或兩表面上讓紙不受到液體浸漬或洩漏,防水膜可依需要 直接形成於基底紙上或是塗覆層或印刷層上。 可藉由塗覆一防水塗層或藉由疊設一合成樹脂來形成 防水膜,可依據狀況適當地選擇用於形成防水膜之方法。 施加至基底紙表面使其防水之塗層係包括:乳劑,譬如 微晶性鱲質及石鱲質;乳膠,譬如SBR乳膠及聚偏氯乙烯 乳膠;及合成樹脂乳劑,譬如丙烯酸樹脂乳劑、可自行乳 化聚烯烴乳劑及聚乙烯共聚物樹脂乳劑。並未特別限制用 於施加防水塗層之設備而從普通的桿片塗覆器、氣刀塗覆 器、輥塗覆器、刮片塗覆器、閘塗覆器、上漿塗覆器中適 當地選用。乾燥之後的塗覆量較佳總共約爲1.0至2.0克/ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) I--------1 ------訂------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -22- 508334 A7 _ B7_ 五、發明説明(i 平方公尺,塗覆層可爲單層或多層式。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有待形成於基底紙表面上之合成樹脂層可能由以下材 料製成:聚烯烴樹脂,譬如聚乙烯、聚丙烯及聚甲基戊烯; 飽和聚酯樹脂,譬如聚對苯二甲酸乙二酯及聚對苯二甲酸 丁二酯;聚醯胺樹脂,譬如耐綸;乙烯/乙烯基醇共聚物; 聚苯乙烯樹脂;及聚丙烯腈樹脂。基底紙係與這些合成樹 脂中的一者或與其中兩者或更多者之一混合物相疊或塗覆 以形成一防水膜,並未特別限制用於疊設合成樹脂層之方 法’通常從譬如以下方法選出:濕疊層、熱融疊層、擠製疊 層、乾疊層、熱性疊層方法。 當以極高壓力加壓進行抽拉時,沿著模製基底紙中即 將成爲容器表面之痕線部份係產生色彩不均,其中形成折 疊的褶痕。色彩不均將會嚴重損害產品外觀而降低商業價 値。 藉由合成樹脂層中採用一種顏料以有效解決此問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 合成層中的顏料量較佳爲3至40%重量之範圍,當低於 30%重量時,無法達成充分隱藏色彩不均之效果。相反地, 當大於40%重量時,合成樹脂的物理與化學穩定性將降低 而難以在基底紙上形成一穩定的合成樹脂層。 特定言之,因爲合成樹脂層具有不足的分散性,所以 T-模中發生了融化膜的頸縮(neck-in),且部份缺乏合成樹脂 層。 當一聚烯烴樹脂及顏料中所採用的合成樹脂爲氧化鈦 時,氧化鈦量較佳爲5至10%重量,且基重較佳爲15至60 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -23- 508334 A7 B7 五、發明説明(4 克/平方公尺。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述的防水塗層或合成樹脂可能爲可生物分解的熱塑 性樹脂。 只要具有與紙相等或更高的可生物分解性,即不特別 限制可生物分解的熱塑性樹脂,其中包括:脂肪族聚酯,譬 如3-羥基丁酸酯/3-羥基戊酸酯共聚物、3-羥基丁酸酯聚合 物及聚己內酯;聚乙交酯,譬如聚乳酸;聚乙烯醇;聚乙 烯醇/澱粉複合物;及纖維素衍生物,譬如醋酸纖維素。可 單獨使用或以其一種混合物形式來使用合成及/或天然樹 脂。 這些可生物分解的熱塑性樹脂中,脂肪族聚酯對於本 發明爲特佳,可生物分解的脂肪族聚酯與基底紙相疊時係 具有優良的可處理性並且製成的產品將具有優良的防水 性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可將可生物分解性或不可生物分解性樹脂及添加物加 入這些熱塑性樹脂中以改良其可處理性及物理性質。當添 加不可生物分解性樹脂及添加物時,較佳具有不比熱塑性 樹脂更多的用量。當不可生物分解性樹脂及添加物比熱塑 性樹脂具有更大用量時,將對於盤或容器本身之生物分解 性產生不良影響。 然後描述模製基底紙之加壓模製。 〈模製方法〉 基底紙的水含量控制 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -24- 508334 A7 B7 五、發明説明(心 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由所謂的抽拉方法來製造本發明之模製紙容器,其 中以基底紙來沖製成容器的胚料層,胚料層在需要部份上 設有痕線,各胚料層放置於一壓機的公與母模之間並加熱 進行壓製,此程序中,應提前控制模製基底紙的水含量。 基底紙的水含量應爲10至20%、較佳11至17%、最佳 12至15%的範圍,本文“基底紙的水含量”係指水佔模製基 底紙中整體紙漿烤乾重量之重量%。 當基底紙的水含量保持在此較佳範圍內時,紙將塑化 而改良可模製性並在模製過程中減少紙層的破裂。因此, 抽拉成的容器將具有增大的深度、平順且美觀的外表及高 的勁度。 當基底紙的水含量低於10%時’無法獲得具有足夠勁 度的模製。另一方面,超過20%時’模製基底紙將起水泡 且基底紙層將剝落,此外’因爲水含量很高所以需要長時 間乾燥,因此不利地降低生產力。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可利用在加壓模製前片刻將水供應至基底紙之一種方 法、或是在製紙程序從一乾燥器輸送紙後立即予以濕潤並 在保持水含量的同時運送及儲存此紙之一種方法’藉以控 制基底紙的水含量。 模製方法 現在描述以本發明的模製基底紙製成之胚料層來製造 模製容器之步驟。 根據本發明,以一對壓模進行抽取’如圖1所示’一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -25- 508334 A7 B7 五、發明説明(h (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 對壓模爲:一公模(凸模)1,其爲凹狀並具有與所產生模製內 表面相對應的形狀;以及一母模(凹模)2,其爲凸狀並具有 與f吴製外表面相對應的形狀。圖1中,凸模1向下移往凹 模2以壓住胚料層3。此情形中,.熟悉此技藝者易於暸解且 並未限制模的移動方向(其中包括模的一相對移動)。爲了方 便顯示,凸模稱爲一上模,一凹模稱爲一下模,現在參照 上模移往下模而壓住胚料層之情形進行描述。 譬如可藉由高頻加熱方法、熱空氣加熱方法、紅外線 加熱方法或類似方法來加熱胚料層3,可提前加熱整個模, 此情形中需要一種加熱此模之裝置,在一普通的加熱裝置 中,以一電熱裝置來加熱壓模。另一方法中,壓模與一高 頻產生器相連接以高頻加熱來加熱基底層,亦可能採用電 熱及高頻加熱之一組合。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 模製步驟中的加熱溫度可使得經加熱的模製基底紙溫 度較佳處於100至150°C、更佳110至140°C的範圍內。當 加熱的模製基底紙溫度低於100°C時,需花長時間進行模製 而降低了生產力。相反地,當溫度高於15(TC時,基底紙尤 其在具有高冰含量時將容易起水泡。 可在加熱的壓機中進行設定而將模製基底紙控制在上 述的預定溫度,另一種方法中,以譬如微波等電磁波來加 熱模製含水的基底紙,然後放置在壓機中。 將胚料層所模製成之容器取出模外,取出模外的容器 雖然可用空氣加以乾燥,高溫容器較佳保持在一冷卻模中 一段預定的時間進行冷卻。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210><297公釐) -26- 508334 A7 B7 五、發明説明(h 熱壓模係由譬如鋁、鋁合金、鐵、不銹鋼或陶瓷等一 種習知材料所製成。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 可藉由任意的液壓壓機、空氣缸體及凸輪機構來操作 此模,可藉由一液壓或空壓方法來控制上模與下模之間 隙,可依據模製厚度藉由一電腦、或藉由調整一制動部的 位置來控制壓力。在凸輪機構中,可依據凸輪的先前設計 形狀以及模的下降速度來控制間隙。 加壓模製中,壓力較佳爲10至100公斤/平分公分的範 圍,當小於10公斤/平分公分時,痕線部份具有不足的壓縮 變形。相反地,當超過100公斤/平分公分時,紙層在折疊 褶痕部不利地破裂。 就可模製性及可加工性來看,加壓模製步驟中之加壓 時間較佳爲2至30秒的範圍。 〈容器形狀〉 本發明的容器一般係在上邊緣開啓並在上邊緣具有一 凸緣或外緣(圖2、3、5),凸緣可能爲蜷曲狀。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 容器的平面圖可能爲正方形、長方形、圓形、卵形或 類似形狀,若其爲長方形,角落通常爲圓形。 圖2及3顯示抽拉方法製成之本發明的容器之範例, 圖2顯示一卵形的容器,圖3顯示一長方形的容器。 容器具有一底部以及從底部往上延伸之一側壁,底部 一般爲平坦狀,圖2及3中,從平坦底部站立的側壁並不 與底部呈垂直狀而是往外傾斜或稱爲推祓狀。當側壁與底 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -27 - 508334 A7 B7 五、發明説明( 部垂直時,容易無法堆疊在彼此頂上。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4爲沿著圖2的線a_a或圖3的線b-b之容器的剖視 圖,此情形中,在圖2及3所示的容器之間具有相同的剖 視圖。 圖4中,推拔角(0 )係爲容器內的底部與側壁所界定之 角度,推拔角較佳爲95至130° ,圖4以(r)表示由底部與 側壁所界定之容器角落的曲率半徑。 本發明的紙容器中,底部與側壁之間的角落並未折疊 而是呈蜷曲狀,當曲率半徑很小時,紙容易在角落破裂, 特別是在四個角落處,此外,容易增加位於側壁之間角落 的皺紋。 當曲率半徑很大時,無法藉由抽拉獲得深的容器,並 且具有低的材料使用效率,當平坦底部的面積譬如爲10公 分Χίο公分時,曲率半徑較佳約爲0.5至2公分,應依據底 部面積精確地決定曲率半徑,當曲率半徑(r)除以底部面積 (S1)平方根所得的數値爲0.05至0.2時,可以抽拉獲得一種 不具有紙破裂之深容器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明中,除了上述具有大致平坦底部及大致平坦側 壁之容器以外,亦可獲得不具有平坦底部之容器。譬如圖5 所示,可製成一種半球型容器,如圖5所示容器的一部份 底部在模製之後可藉由另一壓機在容器內加以翻轉’藉以 穩定地放置容器。 〈底部面積〉 本紙張尺度適用中,國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -28- 508334 Α7 Β7 五、發明説明(“ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 底部的區域(si)係爲容器放在平坦表面上時此容器與一 平坦表面相接觸部份之區域。當不易決定底部的區域時, 可採用如下列方法(A)及(B)所說明的突起底部區域S3或虛 擬底部區域S4。 (A)當側壁幾乎爲平坦時,突起底部區域係爲從底部的 平坦表面延伸的一線以及與邊緣呈直角的一側壁脊之一線 相交而繪出之一條線所包圍之一部份的區域,突起底部區 域S 3顯示於圖6中,圖6爲類似圖4之剖視圖。 (B)依據下式,決定此容器的內立體容積V,決定位於容器 頂上的開放區域S2,決定虛擬底部區域 S4:V = (S4 + S2)xH/2。 此情形中,S2爲圖7所示的容器的開放側的周邊邊緣 所包圍之區域,圖7爲類似圖4的剖視圖。 〈容器高度〉 本發明抽拉成的紙容器係爲較深,應依容器底部面積 來決定深度(容器高度)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 亦即,本發明抽拉成之紙容器其特徵爲滿足下式(1): 0.2^ (H)/(S1)1/2 …-⑴ 其中S1代表容器的底部面積,Η代表其高度。 S1如上所描述,可依需要採用上述的S3或S4數値作 爲底部面積S 1。 依公式(1)將高度Η除以底部面積S1的平方根所獲得之 數値較佳係爲0.3至1.2,特定言之,當具有0.4或以上數 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -29- 508334 A7 ___ B7 _ 五、發明説明(\Ί 値時,容器可爲杯狀。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 當此値低於0 · 2時,表示無法達成足夠的抽拉,所產生 的容器並不適合液體且不適於接收具有高水含量的材料, 此外,此情形中,側壁對於增加容器勁度之效果並不足 夠。 當此値大於1.2時,深抽拉係產生過深的容器而無法讓 基底紙在模製步驟中不會破裂。 當容器不具有大致平面的底部時,高度Η與開口面積 S2之間的關係式較佳應滿足下式(2): 0.15^ (H)/(S2)1/2 -- — (2) 容器的形狀與圖5相同,圖5的S2與圖7相同。 <模製容器壁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了獲得具有上述形狀及實際需要的勁度之容器並防 止在蜷曲區域中產生破裂,必須使用一種具有低密度及高 強度的模製基底紙作爲抽拉形成的容器壁之一種材料。爲 了獲得此種基底紙,較佳採用留有大量木質素之機械紙 漿,可由依據nS P-8211的卡巴(Kappa)數來決定整體紙中 的機械紙漿量。 亦即’用於形成本發明容器之整體紙漿的卡巴(Kappa) 數較佳係爲40至160。 本發明的模製基底紙含有作爲主要成份之天然紙漿, 且其具有優於習知模製基底紙之可模製性。 下列範例進一步顯示本發明,但絕未限制本發明的範 圍,除非另外指明,份(part)表示所佔的固體重量。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ^ ' -30- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508334 A7 ____ B7 __ 五、發明説明(& <範例1 -1 > 藉由一碟式精製機將市售的NBKP擊打至 5 50mlcsf(Tappi T-227,加拿大標準),將蒙特雷松TMP擊打 至300mlcsf並將市售NUKP擊打至550mlcsf。 藉由這些原料,以一台多層組合紙機來製備含有以下 三層的一紙卡:40克/平方公尺NBKP之第一層、250克/平方 公尺TMP之第二層、40克/平方公尺NUKP之第三層,使用 此紙卡作爲模製基底紙。 由下述方法決定基底紙之厚度方向的壓縮變形、臨界 壓縮應力、破壞前伸長及抗拉強度。 使用如此獲得之基底紙形成一盤,並評估其可模製 性。 〈範例1-2> 製備一種含有80份以一碟式精製機擊打至500mlcsf的 市售LBKP原料;20份擊打至500mlcsf的市售NBKP ;及 1〇份發泡微囊部(品名:松本微球F-30D ;松本油脂精藥有限 公司(Matsumoto Yushi Seiyaku Co.,Ltd·)的產品)之原料。 藉由一部用於製造手製紙的實驗性機具以此原料製造 一張具有150克/平方公尺基重的紙,然後旋轉乾燥器以 11 〇°C進行乾燥,使用手製紙作爲模製基底紙並以範例1-1 相同的方式進行評估。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) I 訂 I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -31 - 508334 A7 _____B7__ 五、發明説明(^ <範例1 - 3 > (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以一碟式精製機將市售NBKP撃打至600mlcsf以獲得 一種原料,藉由一部用於製造手製紙的實驗性機具以此原 料製造一張具有260克/平方公尺基重的紙,然後以一旋轉 乾燥器於11(TC進行乾燥,使用手製紙作爲模製基底紙並以 範例1 -1相同方式進行評估。 <範例1 -4> 以一碟式精製機將蒙特雷松TMP擊打至300mlcsf以獲 得一種原料,藉由一部用於製造手製紙的實驗性機具以此 原料製造一張具有280克/平方公尺基重的紙,然後以一旋 轉乾燥器於110°C進行乾燥,使用手製紙作爲模製基底紙並 以範例1 -1相同方式進行評估。 <比較性範例1 -1 > 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將50份重量的蜷曲纖維(懷海瑟公司(Weyerhaeuser Co.) 的產品)及50份重量的蒙特雷松TMP進行解離並混合在一 起而不加熱,藉以獲得一種原料,藉由一部用於製造手製 紙的實驗性機具以此原料製造一張具有290克/平方公尺基 重的紙,使用手製紙作爲模製基底紙並以範例1-1相同方式 進行評估。 〈比較性範例1-2> 以與範例1-1相同的方式進行評估,差異在於以製造濾 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 一 -32- 508334 A7 B7 五、發明説明(3(3 紙(品名:標準瀘紙Νο·2 ;先技東洋(Advantech Toyo)(KK); 基重:125克/平方公尺)取代模製基底紙。 <比較性範例1-3> 以與範例1 -1相同的方式進行評估,差異在於以K襯 墊(品名:NRK 280 ;鳳次紙業有限公司(Oji Paper Co.,Ltd·; 基重:280克/平方公尺)取代模製基底紙。 〈比較性範例1-4〉 以與範例1-1相同的方式進行評估,差異在於以杯用基 底紙(新富士製紙(Shin-Fyji Seishi)(KK)的產品;基重:290克 /平方公尺)取代模製基底紙。 (評估方法) (1) 抗拉強度 分別在流動方向及交會方向將一測試紙切成1 5公厘寬 度與250公厘長度所產生之測試件係保持在23°C及50%相 對濕度的條件下至少24小時以控制其濕度,然後以 Strograph M2 測試器(Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.之產品)依 據nS P 8113以20公厘/分鐘的拉動速率來決定測試件的抗 拉強度。 (2) 破壞前伸長 分別在流動方向及交會方向將一測試紙切成15公厘寬 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 秦· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33 - 508334 A7 B7 五、發明説明(4 度與250公厘長度所產生之測試件係保持在23°C及50%相 對濕度的條件下至少24小時以控制其濕度,然後以 Strograph M2 測試器(Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.之產品)依 據JIS P 8113以20公厘/分鐘的拉動速率來決定測試件的破 壞前伸長。 (3) 臨界壓縮應力 分別在流動方向及交會方向將一測試紙切成12.7公厘 寬度與152.4公厘長度所產生之測試件係保持在23°C及50% 相對濕度的條件下至少24小時以控制其濕度,然後以數位 環壓榨測試器X-1104((KK)東技(Orientech)之產品)依據JIS-P 8 1 26決定測試件的壓縮強度A。並且,在決定壓縮強度 的步驟中決定出測試件的受負載部份之面積B,依下式計算 出臨界壓縮應力:
臨界壓縮應力=A / B 其中臨界壓縮應力的單位爲百萬帕,壓縮強度的單位爲牛 頓’依下式計算出測試件之受負載部份的面積: (測試件厚度)(公厘)x 152.4公厘 其中利用具有在231及50%相對濕度至少24小時條件下受 到控制的濕度之一樣本而依據JIS-P 8118決定測試件的厚 度0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 508334 A7 _ _ B7 _ 五、發明説明(‘ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 厘x50公厘之測試件的濕度,利用Strograph M2測試器 (Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.之產品)以1.0公厘/分鐘的壓縮 速率在厚度方向中加壓各測試件以繪出一應力-扭轉曲線, 來決定20公斤/平分公分的壓縮應力下之壓縮(扭轉)。 (5)可模製性 一模製基底紙設有24條痕線以如圖8所示形成一模製 胚料層,以模及一加壓模製機在包含35公斤/平方公分加壓 壓力、1 50°C加壓溫度及5秒加壓時間之條件下將胚料層模 製成一盤,藉以形成如圖9所示之一盤(具有約20公分的一 主軸線、約14公分的一次要軸線及約4公分的高度)。 依據以下三項判別標準來評估可模製性: 〇:此層可模製成盤形且所產生的產品具有平順的表面。 △:此層雖然模製成盤形,所產生的產品尤其在折疊褶痕部 份係具有粗糙的表面。 X:胚料在模製步驟中產生破裂,故不可能模製成盤形。 表1及2顯不目平估結果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中,國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -35- 508334
7 B 五、發明説明(‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 模製基底紙 基重 (克/平方公尺) 範例1-1 NBKP/TMP/NUKP 336 範例1-2 LBKP + NBKP +發泡劑 156 範例1-3 NBKP手製紙 255 範例1 - 4 TMP手製紙 282 比較性範例1-1 蜷曲纖維/TMP 290 比較性範例1-2 N 〇. 2瀘紙 132 比較性範例1-3 NRK280 274 比較性範例1-4 杯用基底紙 289 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -36- 508334 A7 B7 五、發明説明(心 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1(續) 厚度(公厘) 密度 各層的基重 各層的密度 ΝΒΚΡ 0.70 範例1-1 0.642 0.52 ΤΜΡ 0.48 NUKP 0.70 範例1-2 0.997 0.16 範例1-3 0.493 0.52 範例1-4 . 0.970 0.29 比較性範例 1-1 1.040 0.28 比較性範例 1-2 0.281 0.47 比較性範例 1-3 0.335 0.82 比較性範例 1-4 0.327 0.88 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 線! 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -37 - 508334
7 B 五、發明説明(“ 表2 抗拉強度 (仟牛頓/公 尺) 破壞前伸 長(%) 臨界壓縮應 力(百萬帕) 壓縮 變形 (%) 可模 製性 MD CD MD CD MD CD 範例1-1 19.7 9.4 2.4 5.7 7.8 5.7 17 〇 範例1-2 2.4 2.8 1.1 74 〇 範例1-3 7.3 4.4 3.5 11 〇 範例1 - 4 6.4 2.7 1.7 20 〇 比較性 範例1 -1 6.2 3.4 1.4 3.0 1.9 1.4 36 X 比較性 範例1 - 2 3.4 1.7 1.4 3.3 3.7 2.6 22 X 比較性 範例1 - 3 16.8 7.3 2.4 6.5 14.8 11.0 10 Δ 比較性 範例1-4 23.1 9.9 2.6 8.3 15.8 11.6 8.4 Δ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從表1及2可淸楚看出,本發明之模製基底紙張因爲 不會破裂且其折疊褶痕部份在模製步驟時不會變得不平 整,所以具有優良的可模製性。 〈範例2:1> 藉由Kumagi Riki Kogyo之一部實驗性定向造紙機以 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 Χ:297公釐) -38 - 508334 A7 B7 五、發明説明(“ 300公尺/分鐘的索線速度依下列順序將以下三種紙漿(1)至 (3)合倂在一起以製造一種組合紙。 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) (1) 具有450mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 (2) 具有350mlcsf之蒙特雷松TMP.,180克/平方公尺 (3) 具有450mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 (這些原料以Kumagai Riki Kogyo的KRK高濃度碟式精製機 型擊打器擊打至預定自由性) 疊層時,一 2.0%的澱粉(ONL510:鳳次玉米澱粉(〇ji Corn Starch)的產品)水性分散物係以施加1.0克/平方公尺固 體的用量噴灑在各層表面(氈側)上,這些層合倂在一起形成 一種疊層。 將如此獲得之濕疊層放置在單塑性帆布層(式島帆布公 司(Shikishima Canvas Co·)的產品)之間並以一軋機(百合輥機 (Yuri Roll Machine)的產品)在10公斤/公分的軋縫壓力下以 30公尺/分鐘速率加壓。 然後,以一上光圓筒加熱乾燥器來乾燥此層。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在20°C及65%相對濕度的條件下控制此層的濕度並以 一軋機(Yuri Roru Kikai的產品)在20公斤/公分的軋縫壓力 下以20公尺/分鐘速率進行處理。用手以2·0克/平方公尺 的塗覆量將 8.0%的 PVA(Kuraray POVAL PVA-KL 118,庫雷 瑞有限公司(Kuraray Co.,Ltd·)的產品)施用於此層。然後用 一軋機(百合輥機(Yuri Roll Machine))的產品)在40公斤/公 分的軋縫壓力下以20公尺/分鐘速率及120°C處理此層,藉 以獲得模製基底紙。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) " -39- 508334 A7 B7 五、發明説明(k (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在20°C及65%相對濕度的條件下控制模製基底紙的濕 度,然後決定其基重、厚度、密度及Z強度泰柏勁度(Z strength Taber stiffness) 〇 並且,藉由融化擠製將40微米厚的一聚丙烯膜疊在模 製基底紙的表面上,以獲得用於製造一模製紙容器的一 層。 將此層沖製爲一卵形胚料層,如圖8所示,胚料層在 兩側徑向具有痕線。 藉由一測試壓模機(Dai-Ichi Koki的產品)以13CTC在35 公斤/平方公分下將如此獲得之胚料層加熱壓在一對上與下 模之間形成一卵形盤,以獲得具有約20公分的一主軸線、 約14公分的一次要軸線及約4公分高度之一種紙容器(見圖 9) 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將7 %澱粉(Oji Ace A ;鳳次玉米澱粉公司的產品)於70 °C的水中凝膠化形成之一種凝膠化液體冷卻至環境溫度並 藉以取代食品,將250克的凝膠化液體饋送入模製紙容器 中,確認含有凝膠化液體的模製紙容器顯然不在體部及底 部中脹大之後,將容器的開啓邊緣覆蓋有一聚乙烯膜並放 在一冰箱內。容器以5°C靜置12小時之後,藉由一種下述 方法來判斷模製紙容器的體部及底部中之脹大程度。 <範例2 - 2 > 以與範例2-1相同的方式製造一種組合紙,差異在於使 用下列的三種紙漿,並用手以梅耳板(Mayer bar)將一種下述 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40- 508334 A7 B7 五、發明説明(^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 塗覆液體施加至表面,故在乾燥之後形成9.0克/平方公尺 的一底塗層及10·0克/平方公尺的一頂塗層,且在一熱空氣 乾燥器(先技(Advantech)KK)中以105°C及60秒乾燥此疊層 紙: (1) 具有450mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 (2) 具有300mlcsf之蒙特雷松TMP/具有150mlcsf之市售 NBKP(70/30),組合後的自由性:280mlcsf,230克/平方公尺 (3) 具有450mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 [塗層組成物] 一頂塗層:高嶺土(超白(Ultrawhite)90 ;英高哈特公司 (Engelheart Co·))/碳酸蔣(輝亮(Brilliant)15 ; Shiraishi Kogyo)/氧化鈦(TCA333 ; Tokemu 產品)= 50/35/1 5,及乳膠 (L1410 ;朝日化學工業有限公司(Asahi Chemical Industry (:〇.,1^〇1.))/尿素澱粉磷酸鹽(1^4600;^11〇11311〇1:111^11:^]^〇 Co.,Ltd.) = 15/5(固體的重量份數,下文亦適用)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --底塗層:高嶺土(高亮(Kaobright);希耳公司(Thiele Co·)/碳 酸鈣(Softon 2200; Bihoku-Funka) = 50/50,及乳膠(0668:JSR)/ 尿素澱粉磷酸鹽(MS4600 ; Nihon Shokuhin Kako Co.,Ltd.) = 15/5 〇 以與範例2-1相同的方式來製造模製基底紙及模製紙容 器,以上述相同方式進行決定及評估。 〈範例2-3> 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -41 - 508334 A7 __ B7 五、發明説明(“ 以與範例1相同的方式製造一種組合紙,差異在於使 用下列的三種紙漿: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (1) 具有45〇111:^£之市售的_1^,50克/平方公尺 (2) 具有300mlcsf之市售鹼化紙漿/具有i5〇rnlcsf之市售 NBKP(70/30) ’組合後的自由性:25〇mlcsf,200克/平方公尺 (3) 具有450mlcsf之市售的nbkp,50克/平方公尺 以與範例2-1相同的方式來製造模製基底紙及模製紙容 器’以上述相同方式進行決定及評估。 <範例2-4> 以與範例1相同的方式製造一種組合紙,差異在於使 用下列的三種紙漿: (1) 具有450mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 (2) 具有150mlcsf之市售NBKP /具有750mlcsf之蜷曲纖維 (懷海瑟(WeyerhaUser))(70/30),組合後的自由性:300mlcsf, 160克/平方公尺 (3) 具有450mlcsf之市售的NBKP,40克/平方公尺 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以與範例2-1相同的方式來製造模製基底紙及模製紙容 器,以上述相同方式進行決定及評估。 〈範例2-5〉 以與範例2-1相同的方式製造一種組合紙,差異在於使 用下列的三種紙漿: (1)具有450mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 一 -42- 508334 A7 ___ ·_ B7 _ 五、發明説明( (2) 具有350mlcsf之洋麻TMP ,:185克/平方公尺 (3) 具有380mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以與範例2-1相同的方式來製造模製基底紙及模製紙容 器,以上述相同方式進行決定及評估。 <參考範例2-1> 以與範例2-1相同的方式製造一種紙,差異在於僅使用 下列一種紙漿以僅形成一層 (1)具有450mlcsf之市售的NBKP,3 50克/平方公尺 以與範例2-1相同的方式來製造模製基底紙及模製紙容 器,以上述相同方式進行決定及評估。 <參考範例2-2> 以與範例2-1相同的方式製造一種紙,差異在於使用下 列的兩種紙漿來形成兩層: (1) 具有450mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 (2) 具有350mlcsf之蒙特雷松TMP,250克/平方公尺 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以與範例2-1相同的方式來製造模製基底紙及模製紙容 器,以上述相同方式進行決定及評估。 〈參考範例2-3〉 以與範例1相同的方式製造一種紙,差異在於僅使用 下列的一種紙漿以僅形成一層: 丨 (1)具有450mlcsf之市售的NBKP,360克/平方公尺 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 麵43讎 508334 A7 B7 _ 五、發明説明(1 以與範例2-1相同的方式來製造模製基底紙及模製紙容 器,以上述相同方式進行決定及評估。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述範例及比較性範例所獲得的決定及評估結果係顯 示於表3及4中。 具有如下的評估方法: [各紙層的密度] 藉由依據JIS P 8 1 39的組合紙卡的疊層間剝離強度測試 所插述之一種疊層間剝離方法使紙層彼此分離,並決定其 各層的厚度(公厘)及基重(克/平方公尺)。 因爲各剝離層均爲毛狀且因爲茸毛而比實際厚度更 厚,依據下式計算一矯正因數來矯正各剝離層的厚度,並 計算層的密度: 矯正因數=(剝離前之整體層厚度)/(剝離後的總厚度) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當難以藉由依據〗IS P 8139的疊層紙卡的疊層間剝離強 度測試所描述之疊層間剝離方法將層剝離時,組合的層樣 本係浸於60°C水中一小時,然後樣本以剝離方式分成表面 層、中間層及背層。將因此產生的各層加以乾燥,並決定 其各者的厚度(公厘)及基重(克/平方公尺)。然後,如上述計 算出矯正因數,並矯正各層的厚度,且計算層的密度。 [體部脹大率的判斷] 量測紙盤體部中央的周邊,計算在測試前正常狀態所 量測的周邊與12小時後所量測的周邊間之差異,然後計算 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 一 -44- 508334 五、發明説明(l 體部脹大率。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 體部脹大率(%) = [(12小時後的體部中央周邊)-(評估測 S式SU之體部中央的周邊)]/(評估測試前之體部中央的周邊) 將高於3.0%的體部脹大率判定爲XX,1.5至3.〇%範圍 內判定爲X,低於1 · 5 %判定爲〇。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表3
範例 編號 模製 方法 層 紙漿組合 總基重(克/平方 公尺) 頂層 NBKP 2-1 加壓 中間層 TMP 310 背層 NBKP 頂層 NBKP 2-2 加壓 中間層 N 材料 TMP + NBKP 330 背層 NBKP 頂層 NBKP 2-3 加壓 中間層 鹼化紙漿+NBKP 310 背層 NBKP 頂層 NBKP 2-4 加壓 中間層 NBKP+CF 260 背層 NBKP 頂層 NBKP 2-5 加壓 中間層 洋麻TMP 290 背層 NBKP 註記:“N材料”係指一種針葉樹材料。 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -45 - 508334
A B 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五、發明説明(U 表3(1 聲) 各層的基 整體層的 各層的密 勁度, 範例 體部脹 重(克/平方 密度(克/立 度(克/立方 MD(克· 編號 大 公尺) 方公分) 公分) 公分) 50 0.80 2-1 200 0.55 0.50 410 〇 50 0.80 50 0.80 2-2 200 0.60 0.52 375 〇 50 0.80 50 0.80 2-3 200 0.60 0.52 360 〇 50 0.80 50 0.80 2-4 160 0.55 0.5 0 285 〇 40 0.80 50 0.80 2-5 185 0.55 0.50 410 〇 50 0.80 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -46 - 508334 A7 B7 五、發明説明(\4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
表4 範例 編號 模製 方法 層 紙漿組合 總基重(克/平方公尺) 頂層 NBKP 2-1 加壓 中間層 Μ 360 背層 te j \w 頂層 NBKP 2-2 加壓 中間層 NBKP 260 背層 te J \ w 頂層 NBKP 2-3 加壓 中間層 te J \ 370 背層 M 表4(危 1) 範例編 號 各層的基重(克/ 平方公尺) 整體層的密度 (克/立方公分) 各層的密度(克/ 立方公分) 勁度,MD (克·公分) 體部脹大 2-1 350 0.80 0.80 200 X 紐 ^\\\ Μ 姐 j\\\ 2-2 50 0.80 0.80 150 X 200 0.80 姐 川N te 2-3 360 0.80 0.80 210 X Μ Μ 並 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -47- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508334 A7 B7
五、發明説明(U <範例3 -1 > 與範例2-1相同方式獲得之模製基底紙係由水蒸氣處理 而將水含量控制在1 2%,從基底紙沖製一卵形胚料層,如 圖8所示,此胚料層在徑向於兩側上具有痕線。 如此獲得之胚料層係用一測試壓模製機(Dai-Ichi Koki 的產品)以130°C及35公斤/平方公分熱壓製在一對上與下模 之間形成一紙盤,藉以獲得如圖10所示具有4公分高度及 幾乎呈長方形的18·6公分長與12.6公分寬的一開口之一種 紙盤,其亦具有0.7公分寬之一凸緣,如此抽拉成之盤容器 係具有一彎曲的側壁並在側壁與底部之間亦有一彎曲區 域。 所獲得的盤係具有11 5 °的推拔角(0 )、2公分的曲率 半徑⑴及72平方公分的底部面積(S1),因此,H/(S1)1/2爲 0.47,r/(Sl)1/2 爲 0.24,H/(S2)W2 爲 0.26。 亦以下列方式來決定抽拉成的盤體部中之脹大程度。 <範例3-2> 以範例2-2相同方式獲得一種模製基底紙。 以範例3-1相同方式獲得一種胚料層,差異在於:胚料 層約略爲正方形;其角落爲圓形;採用可形成一正方形容 器之一對上與下模;胚料層的水含量爲15%且模製溫度爲 140〇C。 因此’如圖11所示,藉由抽拉產生幾乎呈正方形的 盤,此盤具有2.8公分高度及幾乎呈長方形在開口各邊爲8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4i^f21〇X297公襲)-一 I. IAWI 訂 I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -48 - 508334 A7 B7 __ 五、發明説明(& 公分長的一*開口’其亦具有1公分寬之一*凸緣或外緣及一* 彎曲側壁並在側壁與底部之間亦有一彎曲區域。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此盤具有113°的推拔角(0)、1·3公分的曲率半徑(0及 20平方公分的底部面積(S1),因此’ H/(S1)1/2爲0.62 ’ r/(Sl)1/2 爲 0.29,H/(S2)1/2 爲 〇·35。 以範例3 -1相同方式來評估如此抽拉成的盤。 <範例3-3> 以範例3-1相同方式製造一種組合紙,差異在於使用下 列三種紙漿: ⑴具有450mlcsf之市售的ΝΒΚΡ,50克/平方公尺 (2) 具有350mlcsf之蒙特雷松TMP/具有350mlcsf之市售 LBKP(70/30),組合後的自由性:350mlcsf,200克/平方公尺 (3) 具有3 80mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 以範例3-1相同方式製造模製基底紙,在20°C及65% 相對濕度條件下控制濕度之後,決定紙的基重、厚度及密 度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以範例3-1相同方式將基底紙的表面(容器內表面)與一 種40微米厚的聚丙烯膜相疊層,藉以獲得一種用於形成容 器之胚料層。 然後,以範例1相同方式獲得胚料層,差異在於:胚料 層約略爲正方形;模爲碗形;胚料層的水含量爲13%且模 製溫度爲120°C。如圖12所示,抽拉成的碗形容器係具有 5.5公分的高度以及一 12公分直徑的開口,其亦具有〇·8公 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' ' 一 -49- 508334 Α7 Β7 、發明説明( 分寬之一凸緣或外緣及一彎曲側壁並在側壁與底部之間亦 有一彎曲區域。 此容器具有114°的推拔角(0)、1公分的曲率半徑(I*) 及28平方公分的底部面積(S1),因此,H/(S1)1/2爲1.03, r/(Sl)1/2 爲 0.19,H/(S2)1/2 爲 0·52。 表5中顯75範例3 -1至3 - 3之評估結果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表5 範例 編號 層 紙漿組合 總基重(克/平方公尺) 頂層 NBKP 3-1 中間層 TMP 310 冃僧 NBKP 頂層 NBKP 3-2 中間層 N 材料 TMP + NBKP 330 背層 NBKP 頂層 NBKP 3-3 中間層 N 材料 TMP + LBKP 310 背層 te —— I張 ;紙 本 (€:1^)八4規格(210';<297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 -秦· 50- 508334 A7 ___ B7 五、發明説明(心 續) 範例 編號 各層的基 重(克/平方 公尺) 整體層的 密度(克/立 方公分) 各層的密 度(克/立 方公分) 體部 脹大 破壞前伸長 (MD/CD)(%) 3-1 50 0.55 0.80 〇 3.4/6.9 200 0.50 50 0.80 3-2 50 0.60 0.80 〇 2.9/6.3 200 0.52 50 0.80 50 0.80 3-3 200 0.60 0.52 〇 2.4/5.2 50 0.72 <範例4-1>(基底紙上的外層效果) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由一碟式精製機將市售的NBKP擊打至 550mlcsf(Tappi T-227,加拿大標準)並將蒙特雷松TMP撃打 至300mlcsf,以一種多層組合紙機利用這些原料製備包含 兩層之一紙支撐部,亦即40克/平方公尺NBKP的第一層以 及250克/平方公尺TMP的第二層。將一經漂白的拉伸牛皮 紙(鳳次紙業有限公司,基重:75克/平方公尺)對於紙支撐部 作爲一外層紙張,藉以獲得一種模製基底紙。如下進行組 合:將20克/平方公尺(就固體而言)的一 EVA型黏劑(品 名:Vinisol 141 2 ; Daido Kasei)以梅耳板(Mayer bar)施加至紙 卡的TMP層表面,其後立即用一手輥將經漂白的拉伸牛皮 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -51 - 508334
A B 五、發明説明(>9 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 紙卡壓在未經乾燥的塗覆層上,一熱空氣乾燥器於110°C乾 燥20秒之後,如此獲得之模製基底紙進行下述測試以檢查 其破壞前伸長及可模製性。 此情形中,無外層之多層基底紙具有以下的層結構。 紙漿種 類 密度(克/立方公 分) 基重(克/平方公尺) 頂層 NBKP 0.70 40 中間層 TMP 0.48 250 全層 -* 0.50 250 <範例4-2> 以範例4-1相同方式製備及評估一種模製基底紙,差異 在於:藉由水泥袋用之一種未經漂白的拉伸牛皮紙來取代施 加至紙支撐部之外層紙張(鳳次紙業有限公司,基重:8 3克/ 平方公尺)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 <範例4-3> 以範例4-1相同方式製備及評估一種模製基底紙,差異 在於:藉由黏膠帶用之一種拉伸牛皮紙來取代含有1 80克/平 方公尺的TMP的紙支撐部的第二層以及施加至紙支撐部之 外層紙張。 (評估方法) 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -52 - 508334 A7 ___ B7 五、發明説明(^ (1) 破壞前伸長 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 分別在流動方向及交會方向將所生成的測試紙切成15 公厘寬度與250公厘長度所產生之一胚料層係保持在23°C 及50%相對濕度的條件下至少24小時以控制其濕度,然後 以 Strograph M2 測試器(Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.之產品) 依據JIS-P 8113以20公厘/分鐘的拉動速率來決定胚料層的 破壞Slf伸長。 (2) 可模製性 以水蒸氣處理將層的濕度控制在12%,以此層沖製圓 形的胚料層,此胚料層在徑向具有痕線,藉此獲得之胚料 層係藉由一測試壓模製機(Dai-Ichi Koki的產品)以130°C及 35公斤/平分公分熱壓在一對上與下模之間形成一杯形盤, 藉以獲得具有7公分高度及一 1 2公分直徑的圓形開口及6 公分直徑的圓形底部之一種杯形紙容器,其如圖13所示亦 具有一 0.8公分寬的凸緣或外緣及一彎曲側壁並在側壁與底 部之間亦具有一彎曲區域,藉由所形成的此紙張外層側係 爲容器外側之方式來進行模製,如下評估可模製性: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〇:此層可模製成杯形,各模製的外層並未破裂且模製表面 呈平順狀。 △:此層可模製成杯形,但杯的外層破裂。 X:胚料層在模製步驟中產生破裂而不可模製成杯。 表6顯示評估結果。 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 53· 508334
A B 五、發明説明(心 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表6 範例4 -1 範例4-2 範例4-3 外層紙張 種類 經漂白的 拉伸牛皮 紙 水泥袋用 的未經漂 白的拉伸 牛皮紙 黏膠帶用 的未經漂 白的拉伸 牛皮紙 基重(克/平 方公尺) 75 83 73 密度(克/立 方公分) 0.72 0.60 0.68 破壞前伸 長(%):MD CD 9.0 7.9 6.5 7.9 7.4 8.9 基底紙的基重(克/平 方公尺) 292 292 225 總基底紙 基重(克/平 方公尺) 387 396 320 密度(克/立 方公分) 0.56 0.54 0.60 可模製性 〇 〇 〇 從表6可淸楚看出.,本發明之模製基底紙張因爲即便 使用於深模製形成一杯或類似物時外紙層仍不會裂開或破 壞,所以具有優良的可模製性。 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X;297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -54- 508334 A7 一 _ _ _ B7 _ 五、發明説明( 〈範例5-1> 以範例2-1相同的方式獲得一種模製基底紙。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) [決定外層的密度] 藉由依據JIS P 8 1 39的組合紙卡的疊層間剝離強度測試 所描述之一種疊層間剝離方法使紙層彼此分離,並決定其 各層的厚度(公厘)及基重(克/平方公尺)。 因爲各剝離層均呈毛狀且因爲茸毛而比實際厚度更 厚,依據下式計算一矯正因數來矯正各剝離層的厚度,並 計算層的密度: 矯正因數=(剝離前之整體層厚度)/(剝離後的總厚度) 當難以藉由依據】IS P 8139的疊層紙卡的疊層間剝離強 度測試所描述之疊層間剝離方法將層剝離時,組合的層樣 本係浸於6 (TC水中一小時,然後樣本以剝離方式分成表面 層、中間層及背層。將因此產生的各層予以乾燥,並決定 其各者的厚度(公厘)及基重(克/平方公尺)。然後,如上述計 算出矯正因數,並矯正各層的厚度,且計算層的密度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [擠製疊層方法] 以一部1^13〇11&81:〇111丨11(丁〇3/〇86丨]^(1!〇.,1^(1)在一聚丙烯 (SunAllomenMSS的產品)中採用氧化鈦使得氧化鈦含量佔 10%重量,將所獲得的混合物施加至基底紙的表面藉由融化 擠製方法形成30微米厚的一合成樹脂層,因此獲得一種用 於形成容器之基底紙。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210X297公釐) -55- 508334 A7 __ B7 五、發明説明(^ 以此基底紙沖製一卵形胚料層,如圖8所示,此胚料 層在徑向具有痕線。 藉由一測試壓模製機(Dai-Ichi Koki的產品)以130°C在 35公斤/平方公分下將如此獲得之胚料層加熱壓在一對上與 下模之間形成一卵形容器,藉以獲得具有約20公分的一主 軸線、及約14公分的一次要軸線及約4公分高度之一種容 器(見圖9)。 〈範例5-2> 以範例5-1相同的方式製造一種模製基底紙及模製紙容 器’差異在於:採用以下三種紙漿(1)至(3);氧化鈦含量變爲 8%重量;且形成40微米厚的合成樹脂層: (1) 具有450mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 (2) 具有300mlcsf之蒙特雷松TMP/具有150mlcsf之市售 NBKP(70/30),組合後的自由性:280mlcsf,200克/平方公尺 (3) 具有450mlcsf之市售的NBKP,50克/平方公尺 <參考範例5 -1 > 以範例5-1相同方式製造模製基底紙及模製紙容器,差 異在於:僅使用聚丙烯(SunAllomer:MSS的產品)而不含有氧 化鈦以形成30微米厚之一合成樹脂層。 以下列方法評估範例及參考範例中獲得之模製容器: <表面評估方法> 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 S. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -56 - 508334 A7 B7 五、發明説明(& (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 將各模製容器的凸緣或外緣予以抽樣,以一微色差計 R_3〇(Nippon Denshoku Kokyo)來測試一份(縱向中爲 20 公 厘),以10點來決定色差(WB値),點直徑爲0.6公厘,當R 値(最大與最小之間的差距)爲10點或以上時,以X顯示結 果,當小於10點時,以〇顯示結果。 表7
基底紙 合成 樹脂 Ti〇2( 重量 %) 表面 基重 密度(外 層) 密度(整 體) 克/平 方公尺 克/立方 公分 克/立方 公分 範例5 -1 250 0.80 0.50 PP 10 〇 範例5 - 2 300 0.80 0.60 PP 8 0 參考範例1 250 0.80 0.50 PP 0 X <範例6 -1 > 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以範例2-1相同的方式獲得一種模製基底紙,以融化擠 製方法將40微米厚的一種脂肪族聚酯(品名:Bi〇nolle,
Showa Highpolymer Co.,Ltd)施加至此基底紙表面,藉以形成 作爲模製紙容器的一層紙張之一種疊層。 以此基底紙沖製一卵形胚料層,如圖8所示,此胚料 層在徑向具有痕線。 藉由一測試壓模製機(Dai-Ichi Koki的產品)以130°C在 35公斤/平方公分下將胚料層加熱壓在一對上與下模之間形 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2iOX 297公釐) -57- 508334 A7 B7 五、發明説明(知 成一卵形紙盤’藉以獲得具有約2〇公分的一主軸線及約] A分的 A要軸線及約4公分高度之一種容器(見圖9)。 <參考範例6-1> 以範例6-1相同方式獲得一種模製紙容器,差異在於: 以聚丙録取代施加至模製基底紙表面以形成疊層之脂肪族 聚酯。 表8顯示上述範例及比較性範例之決定及評估結果 評估方法如下: [可生物分解性] 將模製紙容器埋在農場地下6個月 其分解的程度。 然後取出並觀察 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表8 疊層樹脂 保存在地下6個月後的狀態 範例6-1 脂肪族聚酯 容器僅留下少量紙纖維,但不 具原始的形式 參考範例6-1 聚丙烯 紙部份分解,並完全保留疊層 如上表8淸楚顯示,使用一種可生物分解性樹脂作爲 本基底紙張的外層將可降低環保的負擔。 裁張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -58
Claims (1)
- 508334 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 第901 24305號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國91年9月η 日修正 1 . 一種模製基底紙,其滿足以下條件(1)至(4): U)至少2·0仟牛頓/公尺之一抗拉強度(jis-P 8113), (2) 1.5 至 5.7%之一破壞前伸長(JIS-P 8113), (3) 依下式定義具有1至10百萬帕(MPa)範圍內之一臨界壓 縮應力: 臨界壓縮應力=A/B ' 其中A代表依JIS-P 8126決定的壓縮強度,B代表決定壓 縮強度時測試件的受負荷部份的面積,及 (4) 10至74 %之一壓縮變形量,其由於在厚度方向施加20公 斤/平分公分(kgf/cm2)的壓縮應力所造成。 2 ·如申請專利範圍第1項之模製基底紙,其包含‘機· 械紙漿。 3 · —種模製基底紙,其包含一高密度層及一低密度 層’其中該高密度層具有0.7至0.9克/立方公分的一密 度’且該低密度層具有0.2至0.7克/立方公分的一密度, 且其中該基底紙具有100至500克/平方公分的一基重及0.4 至0.7克/立方公分的一密度。 4 .如申請專利範圍第3項之模製基底紙,其.中該低 密度層主要包含選自下列各物組成之群組之紙漿:機械紙 漿、蜷曲纖維及鹼化紙漿。 5 .如申請專利範圍第4項之模製基底紙,其中該低 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格了 :21〇X297公釐) — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508334 A8 B8 C8 D8 _、申請專利範圍 密度層主要由機械紙漿所構成。 6 ·如申請專利範圍第5項之模製基底紙,其中該機 械紙漿爲熱機械性紙漿(TMP)。 7 .如申請專利範圍第1至6項任一項之模製基底 紙,其進一步包含一防裂層,該防裂層在至少一表面上具 有5至9%之一破壞前伸長。 8 ·如申請專利範圍第7項之模製基底紙,其中該破 壞前伸長爲6至9%。 9 ·如申請專利範圍第7項之模製基底紙,其中該防 裂層具有50至150克/平方公尺的一基重。 1 〇 ·如申請專利範圍第1至6項任一項之模製基底 紙,其進一步包含位於至少一表面上之一合成樹脂層。 1 1 .如申請專利範圍第10項之模製基底紙,其中該 合成樹脂係選自下列各物組成之群組:聚乙烯、聚丙烯、聚 甲基戊烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、 聚醯胺、乙烯/乙烯基醇共聚物、聚苯乙烯及聚丙烯腈。 1 2 ·如申請專利範圍第10項之模製基底紙,其中 該合成樹脂係爲選自下列各物組成之群組之一可生物分解 性熱塑性樹脂:3-羥基丁酸酯/3-羥基戊酸酯共聚物、3-羥基 丁酸酯聚合物、聚己內酯、聚乙交酯、聚乙烯醇、聚乙烯 醇/澱粉複合物、及纖維素衍生物。 1 3 ·如申請專利範圍第10項之模製基底紙,其中該 合成樹脂層進一步包含一顏料。 1 4 ·如申請專利範圍第13項之模製基底紙,其中該 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210 X 297公釐) ------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -2- 观334 A8 B8 C8 D8 、申請專利範園 顏料係選自下列各物組成之群組:碳酸鈣、高嶺土、黏土、 ^石、氧化鈦及塑膠。 1 5 · —種模製紙容器,其係藉由根據申請專利範圍 胃1至6項任一項之模製基底紙抽拉而成。 1 6 .如申請專利範圍第15項之模製紙容器,其滿足 下式: 0.15S (H)/(S2)1/2 其中S2代表位於該容器頂上的開口面積,Η代表高度。 -------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 •Γ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 準 標 家 國 國 中 用 1.34 一囔 公 7 9 2 -3-
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |