(57)【要約】  容器は壁と底とを備えている。前記壁は、熱可塑性ポリマー材料を含有し、筒形状を形成する。前記熱可塑性ポリマー材料は、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有し、これら気泡室の各々が空隙を内包すると共に、各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法は、１マイクロメートルから２００マイクロメートルである。前記底は、前記筒形状の端部に接合されて、前記筒形状の内部に入れられた飲料および／または物が前記筒形状の端部から漏れ出ないように当該端部を塞いでいる。【選択図】図７Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料および／またはその他の物を保持するための容器を形成する方法であって、
２つの端部を有する形状を形成すべく、壁の第１の部分を前記壁の第２の部分と接合させる工程であって、前記壁が、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有すると共に、各気泡室が空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法が１マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲にある、工程と、
前記形状の一方の端部で底を前記壁に接合させて、当該端部を塞ぐ工程と、
外被を前記形状の壁に接合させる工程と、
を備えた方法。
【請求項２】
前記壁の第１の部分を前記壁の第２の部分と接合させる工程が、
前記第１の部分に接着剤を塗布することと、
前記第２の部分を前記接着剤に押し付けることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記壁の第１の部分を前記壁の第２の部分と接合させる工程が、
前記二つの部分を合わせて保持するボンド（結合）を形成すべく、前記第１の部分および前記第２の部分に圧力を印加することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記閉じた気泡室の各々が、前記気泡室内部で圧力を発揮するガスを前記空隙内に含有し、
前記壁の前記二つの部分を合わせて保持するボンド（結合）を形成すべく前記二つの部分に圧力が印加される間、前記複数の気泡室内部の圧力が前記二つの部分に印加される圧力と同じか又はそれ以上である、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記壁の第１の部分を前記壁の第２の部分と接合させる工程が、
前記第１の部分の表面を加熱して、当該表面の材料を溶融させることと、
前記第１の部分および前記第２の部分に圧力を印加して、前記表面を前記第２の部分と融合させることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記底を一方の端部で接合させる工程が、
前記端部に接着剤を塗布することと、
前記底の一部分を前記接着剤に押し付けることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記底を一方の端部で接合させる工程が、
前記底と端部とを合わせて保持するボンド（結合）を形成すべく前記底および端部に圧力を印加することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記底を一方の端部で接合させる工程が、
前記端部の表面を加熱して、当該表面の材料を溶融させることと、
前記底および前記端部に圧力を印加して、前記表面を前記底と融合させることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記底を前記形状の一方の端部で接合させる工程が、
前記形状の前記端部が裾を形成するように、前記底を前記形状の内側に設置すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記形状の開口端部に口縁部を形成する工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記外被を前記形状の外表面と接合させる工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記外被を前記形状と接合させる工程が、
前記外被の表面を加熱して、当該表面の材料を溶融させることと、
前記外被および前記形状に圧力を印加して、前記外被の表面を前記形状と融合させることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
口縁部を、前記形状の開口端部と隣接するように前記外被に形成する工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記外被を前記形状と接合させる工程が、
前記形状の閉鎖端部に隣接した前記外被の一方の端部が、前記閉鎖端部を取り巻く裾を形成するように、前記外被を前記形状に対して設置すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
口縁部を、前記形状の開口端部と隣接するように、前記外被に形成する工程を更に備え、
前記外被を前記形状と接合させる工程が、前記形状の閉鎖端部に隣接した前記外被の一方の端部が当該閉鎖端部を取り巻く裾を形成するように、前記外被を前記形状に対して設置すること、を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記形状の開口端部に第１の口縁部を形成する工程と、
第２の口縁部を、それが前記第１の口縁部内に入れ子状に重なるように、前記外被に形成する工程と、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
飲料および／またはその他の物を保持するための容器であって、
熱可塑性ポリマー材料を含有する壁であって、ある形状を形成し、且つその形状の内部に配置された飲料および／またはその他の物が当該壁から漏れ出すことを防止するように第２の部分と接合された第１の部分を有する壁と、
前記形状の一方の端部で前記壁と接合される底であって、、前記形状の内部に配置された飲料および／またはその他の物が前記形状の端部から漏れ出ないように前記端部を塞いでいる底と、
前記壁に接合された外被と、を備え、
前記熱可塑性ポリマー材料が、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有し、各気泡室が空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法が、１マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲にある、
ことを特徴とする容器。
【請求項１８】
前記複数の閉じた気泡室のそれぞれの最大寸法が、１マイクロメートルから５０マイクロメートルの範囲にある、請求項１７に記載の容器。
【請求項１９】
前記壁の材料の前記微細構造が、前記壁の外表面を規定する固体皮膜を含有する、請求項１７に記載の容器。
【請求項２０】
前記壁の前記第１の部分と前記第２の部分との間の接着剤が、当該第１の部分と第２の部分とを接合させる、請求項１７に記載の容器。
【請求項２１】
前記壁の前記第１の部分が前記壁の前記第２の部分と融合されている、請求項１７に記載の容器。
【請求項２２】
前記形状が筒形である、請求項１７に記載の容器。
【請求項２３】
前記形状が切頭円錐形を含む、請求項１７に記載の容器。
【請求項２４】
前記底が、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有し、これら気泡室の各々が空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法が、１マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲にある、請求項１７に記載の容器。
【請求項２５】
前記底が透明である、請求項１７に記載の容器。
【請求項２６】
前記底が広告を含んでいる、請求項１７に記載の容器。
【請求項２７】
前記底が裾を形成するように、前記底が前記形状の端部の内側に配置されている、請求項１７に記載の容器。
【請求項２８】
前記外被が前記形状の前記端部を取り巻いて裾を形成している、請求項１７に記載の容器。
【請求項２９】
前記外被が前記形状の開口端部を取り巻くとともに、前記開口端部と隣接した口縁部を含んでいる、請求項１７に記載の容器。
【請求項３０】
前記外被が、
前記形状の前記端部を取り巻いて裾を形成し、且つ、
前記形状の開口端部を取り巻き、前記開口端部に隣接した口縁部を含んでいる、
請求項１７に記載の容器。
【請求項３１】
前記外被が、
前記形状の前記端部を取り巻いて裾を形成し、且つ、
前記形状の開口端部を取り巻き、前記形状の口縁部の内側に入れ子状に重なる口縁部を含んでいる、
請求項１７に記載の容器。
【請求項３２】
飲料および／またはその他の物を保持するための容器を形成する方法であって、
熱可塑性材料をその材料が塑性変形可能な温度にまで加熱する工程であって、前記熱可塑性材料は、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有し、各気泡室が空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法が１マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲にある、加熱工程と、
前記熱可塑性材料を、底と、外表面を含んでなる壁とを有する形状に塑性変形させる工程と、
外被を前記壁の外表面に接合させる工程と、
を備える、方法。
【請求項３３】
前記外被を前記壁の外表面に接合させる工程が、
前記第１の部分に接着剤を塗布することと、
前記第２の部分を前記接着剤に押し付けることと、
を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記外被を前記壁の外表面に接合させる工程が、
前記外被と前記外表面とを合わせて保持するボンド（結合）を形成すべく、前記壁に圧力を印加することを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
閉じた気泡室の各々が、気泡室内部で圧力を発揮するガスを前記空隙内に含有し、
前記壁の複数の部分を合わせて保持するボンド（結合）を形成すべく、その壁に圧力が印加される間、前記複数の気泡室内部の圧力が前記壁に印加される圧力と同じか又はそれ以上である、
請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記外被を前記壁の外表面に接合させる工程が、
前記外被の表面を加熱して、当該表面の材料を溶融させることと、
前記外被に圧力を印加して、前記表面を前記壁の外表面と融合させることと、
を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
口縁部を、前記形状の開口端部に隣接するように、前記外被に形成する工程を更に備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
前記外被を前記形状の外表面に接合させる工程が、
前記形状の閉鎖端部に隣接した前記外被の一方の端部が前記閉鎖端部を取り巻く裾を形成するように、前記外被を前記形状に対して設置すること、
を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
口縁部を、前記形状の開口端部に隣接するように前記外被に形成する工程を更に備え、
前記外被を前記形状の外表面に接合させる工程が、
前記形状の閉鎖端部に隣接した前記外被の一方の端部が前記閉鎖端部を取り巻く裾を形成するように、前記外被を前記形状に対して設置すること、を含む、
請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
前記形状の開口端部に第１の口縁部を形成する工程と、
第２の口縁部を、それが前記第１の口縁部の内側に入れ子状に重なるように、前記外被に形成する工程と、
を更に備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項４１】
前記外被を前記壁の外表面に接合する前に、前記形状を冷却する工程を更に備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項４２】
飲料および／またはその他の物を保持するための熱成形された容器であって、
底と、
前記底と共に、飲料および／またはその他の物を内包し得る空洞を規定する壁であって、この壁は外表面を有すると共に、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有し、これら気泡室の各々が空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法が、１マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲にある、壁と、
前記壁の外表面に接合された外被と、
を備えることを特徴とする容器。
【請求項４３】
前記複数の閉じた気泡室の各々の最大寸法が、１マイクロメートルから５０マイクロメートルの範囲にある、請求項４２に記載の容器。
【請求項４４】
前記壁の材料の前記微細構造が、外表面を有する固体皮膜を有する、請求項４２に記載の容器。
【請求項４５】
前記外被が前記底を取り巻いて裾を形成している、請求項４２に記載の容器。
【請求項４６】
前記外被が前記容器の開口端部を取り巻くと共に、前記開口端部に隣接した口縁部を含む、請求項４２に記載の容器。
【請求項４７】
前記外被が、
前記形状の底を取り巻いて裾を形成すると共に、
前記容器の開口端部を取り巻いて、前記開口端部に隣接した口縁部を有する、
請求項４２に記載の容器。
【請求項４８】
前記外被が、
前記形状の底を取り巻いて裾を形成すると共に、
前記容器の開口端部を取り巻いて、前記壁の口縁部の内側に入れ子状に重なる口縁部を有する、
請求項４２に記載の容器。
【請求項４９】
前記壁の外表面と前記外被との間の接着剤が、前記壁の外表面を前記外被と接合させている、請求項４２に記載の容器。
【請求項５０】
前記外被が前記壁の外表面と融合されている、請求項４２に記載の容器。
【請求項５１】
前記形状が筒形である、請求項４２に記載の容器。
【請求項５２】
前記形状が切頭円錐形を含む、請求項４２に記載の容器。
【請求項５３】
前記底が透明である、請求項４２に記載の容器。
【請求項５４】
飲料および／または物を保持するための容器に外被を形成する方法であって、
２つの端部を有する形状を形成すべく、本体の第１の部分を当該本体の第２の部分と接合させる工程を備え、
前記２つの端部の各々が開いており、
前記本体が、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有し、これら気泡室の各々が空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法が、１マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲にある、
ことを特徴とする方法。
【請求項５５】
前記本体の第１の部分を前記本体の第２の部分と接合させる工程が、
前記第１の部分に接着剤を塗布することと、
前記第２の部分を前記接着剤に押し付けることと、
を含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記本体の第１の部分を前記本体の第２の部分と接合させる工程が、
前記二つの部分を合わせて保持するボンド（結合）を形成すべく、前記第１および第２の部分に圧力を印加することを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記閉じた気泡室の各々が、前記気泡室内部で圧力を発揮するガスを前記空隙内に含有し、
前記二つの部分を合わせて保持するボンドを形成すべく前記本体部分に圧力が印加される間、前記複数の気泡室内部の圧力が前記二つの部分に印加される圧力と同じか又はそれ以上である、
請求項５４に記載の方法。
【請求項５８】
前記本体の第１の部分を前記本体の第２の部分と接合させる工程が、
前記第１の部分の表面を加熱して、当該表面の材料を溶融させることと、
前記第１および第２の部分に圧力を印加して、前記表面を前記第２の部分と融合させることと、
を含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５９】
前記外被に口縁部を形成する工程を更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６０】
前記外被を容器に接合させる一方、前記容器の口縁部の内側に入れ子状に重なるように構成された口縁部を前記外被に形成する工程を更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６１】
前記外被を容器に接合させる一方、前記容器の底を超えて延在する裾を前記外被に形成する工程を更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６２】
前記本体の内表面に波形をつける工程を更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６３】
飲料および／またはその他の物を保持する容器のための外被であって、
ある形状を有すると共に、容器の一部分を取り巻くように構成された本体を備え、
前記本体が、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有し、これら気泡室の各々が空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法が、１マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲にある、
ことを特徴とする外被。
【請求項６４】
前記複数の閉じた気泡室のそれぞれの最大寸法が、１マイクロメートルから５０マイクロメートルの範囲にある、請求項６３に記載の外被。
【請求項６５】
前記本体の材料の前記微細構造が、前記壁の内表面を規定する固体皮膜を含んでいる、請求項６３に記載の外被。
【請求項６６】
前記本体の第１の部分と第２の部分との間の接着剤が、前記第１の部分と前記第２の部分を接合させて前記形状を形成する、請求項６３に記載の外被。
【請求項６７】
前記本体の第１の部分が前記本体の第２の部分と融合されて前記形状を形成する、請求項６３に記載の外被。
【請求項６８】
前記形状が筒形である、請求項６３に記載の外被。
【請求項６９】
前記形状が切頭円錐形を含む、請求項６３に記載の外被。
【請求項７０】
口縁部を更に備える、請求項６３に記載の外被。
【請求項７１】
前記外被を容器に接合させるときに、前記容器の口縁部の内側に入れ子状に重なるように構成された口縁部を更に備える、請求項６３に記載の外被。
【請求項７２】
前記外被を容器に接合させるときに、前記容器の底を超えて延在する裾を更に備え３、請求項６３に記載の外被。
【請求項７３】
前記本体が、波形を有する内表面を含んでいる、請求項６３に記載の外被。
【請求項７４】
第１の部品、及び、前記第１の部品と接合される第２の部品を備えた、飲料および／またはその他の物を保持するための熱成形された容器であって、
前記第１の部品が、
底と、
前記底と共に、飲料および／またはその他の物を内包しうる空洞を規定する壁であって、この壁は、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有する前記熱可塑性ポリマー材料を含有し、これら気泡室の各々が空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法が１マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲にある、壁と、
を具備しており、
前記第２の部品が、
第２の底と、
前記第１の部品がこの第２の部品の中に入れ子状に重なるように、前記第２の底と共に前記第１の部品に対応する輪郭を有する表面を規定する第２の壁であって、
この第２の壁は、複数の閉じた気泡室を含む微細構造を有する前記熱可塑性ポリマー材料を含有し、これらの気泡室の各々が空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法が、１マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲にある、第２の壁と、
を具備する、
ことを特徴とする容器。
【請求項７５】
前記第１および第２の部品の少なくとも一方における、複数の閉じた気泡室のそれぞれの最大寸法が１マイクロメートルから５０マイクロメートルの範囲にある、請求項７４に記載の容器。
【請求項７６】
前記第１および第２の壁の少なくとも一方における熱可塑性ポリマー材料の微細構造が、外表面を有する固体皮膜を含む、請求項７４に記載の容器。
【請求項７７】
外被が前記２つの底を取り巻いて裾を形成している、請求項７４に記載の容器。
【請求項７８】
前記外被が前記容器の開口端部を取り巻いており、前記開口端部に隣接した口縁部を含む、請求項７４に記載の容器。
【請求項７９】
前記外被が、
前記２つの底を取り巻いて裾を形成すると共に、
前記容器の開口端部を取り巻いて、前記開口端部に隣接した口縁部を含む、
請求項７８に記載の容器。
【請求項８０】
前記外被が、
前記２つの底を取り巻いて裾を形成すると共に、
前記容器の開口端部を取り巻いて、前記第２の壁の口縁部の内側に入れ子状に重なる口縁部を含む、
請求項７８に記載の容器。
【請求項８１】
前記第２の壁の外表面と前記外被との間の接着剤によって、前記第２の壁の外表面が前記外被に対し接合されている、請求項７８に記載の容器。
【請求項８２】
前記外被が前記第２の壁の外表面と融合されている、請求項７８に記載の容器。
【請求項８３】
前記容器が切頭円錐形を含む、請求項７４に記載の容器。
【請求項８４】
前記複数の底が透明である、請求項７４に記載の容器。
【請求項８５】
前記第１および第２の部品の間の接着剤によって、前記第１と第２の部品とが接合されている、請求項７４に記載の容器。
【請求項８６】
前記第１の部品が前記第２の部品と融合されている、請求項７４に記載の容器。
【請求項８７】
前記第１の部品が第１の口縁部を含み、前記第２の部品が第２の口縁部を含み、
前記第１の口縁部が前記第２の口縁部内に入れ子状に重なっている、請求項７４に記載の容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性ポリマー含有の容器及び外被並びにそれらの製造方法に関する。
［関連出願の相互参照および優先権主張］
本出願は、本出願と出願人を同じくする、２０１０年８月１８日に出願され、現在係属中の米国特許仮出願第６１／４０１，７３０号「Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｃｕｐｓ  ａｎｄ／ｏｒ  Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ，  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」に基づいて優先権を主張し、本願に引用をもって援用される。
【背景技術】
【０００２】
飲料を保持するためのコップ、液体およびその他の物品を保持するための箱、液体およびその他の物品を保持するためのボウルなどの使い捨て容器は、様々な天然材料および／または合成材料から、材料を所望の形状に熱成形、射出成形および／またはコンボリュート成形(convolute forming)することによって形成される。例えば、そのような容器はしばしば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＥＰＳ（発泡ポリスチレン）およびポリプロピレン（ＰＰ）などの紙、ポリコート紙、発泡プラスチックならびに固体プラスチックから形成される。これらの容器は、その目的および機能によって様々な形状および大きさで形成され、口縁部を有するものも有しないものもあり、壁および／または外被が単層であっても多層であってもよい。また、これらの容器は、使用される材料の種類ならびにそのデザインおよび構造により、断熱性、強度、頑丈さ、印刷適性、品質保持特性、電子レンジ対応性、生分解性、堆肥化性、リサイクル性ならびに製造の容易さおよび／またはコストを含む様々な性能および経済的パラメータに基づき、望ましいまたは望ましくないと考えられる様々な特性および属性を発揮する。
【０００３】
これらの容器の殆どは、利点と共に欠点も有する。例えば、ＥＰＳ（発泡ポリスチレン）材料製の使い捨てコップは、外側の接触表面に影響することなく内容物を長時間にわたって保温または保冷する優れた断熱性を有する。しかし、ＥＰＳ製のコップは、生分解可能、堆肥化可能またはリサイクル可能ではなく、また表面に凹凸があるために高品質のグラフィック印刷が困難である。
【０００４】
別の例として、単層の紙コップは優れた生分解性を有するが、断熱性には乏しい。高温の飲料向けには二重層のコップまたはコップスリーブがしばしば用いられるが、これらを用いることで、飲料の販売業者に余計な費用負担がかかる。
【０００５】
固体プラスチック製の単層プラスチックコップは、断熱性に乏しい傾向にあり、また扱いやすい硬さでもない。これらは熱成形または射出成形されるため、印刷はコップ成形後になされることになり、面倒かつ高価となってしまう。プラスチックコップの種類によっては、食品をより長期にわたって保存するようにデザインされているものもある。例えば、ＨＤＰＥのプラスチック容器は、食品の品質保持期間を延ばす水分バリアおよび酸素バリアとして機能する。電子レンジで使用されるようにデザインされている種類のプラスチックコップもある。例えば、ポリプロピレン製のプラスチックコップは、食品および／または飲料の電子レンジ加熱中にしばしば発生する高熱に耐性がある。
【０００６】
多層コップは、単層の紙またはプラスチックのコップを二層からなる断熱性の外被で取り囲んだものである。この二層は、エンボス加工を施された、または波形をつけたシートを、コップと同様のまたは異なる材料で形成された、より大きいサイズの平らなシートの片面に貼り付けたものである。外被は、断熱材として機能する波形をつけた側が、コップと平らなシートとの間に挟まれるようにコップの周りに巻かれる。この種類のコップはより優れた断熱性をもたらし、より優れた頑丈さを有するようにデザインされている。また、この種類のコップは印刷可能であり、電子レンジで使用可能である。またリサイクル可能な材料で製造されてもよい。しかし、多層コップは組み立てステップが多く、また断熱性材料の層を余分に要することから、製造コストがかさんでしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】（なし）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様においては、容器は壁および底を備えている。壁は、熱可塑性ポリマー材料を含有し、筒形を形成している。熱可塑性ポリマー材料は、複数の閉じた気泡室（独立した気泡）を含有する微細構造を有し、これら気泡室のそれぞれが空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の前記空隙を横切って延在する最大寸法は、１マイクロメートルから２００マイクロメートルである。底は筒形の一方の端部に接合されており、筒形の内部に入れられた飲料および／またはその他の物が筒形の端部から漏れ出ないように、端部を塞いでいる。
【０００９】
本発明の別の一態様においては、外被が、容器の一部を取り巻くように構成された筒形の本体を備えている。本体は、複数の閉じた気泡室（マイクロセルラー気泡）を含有する微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有しており、これらの気泡室のそれぞれが空隙を内包し、且つ各気泡室の、その内部の空隙を横切って延在する最大寸法は、１マイクロメートルから２００マイクロメートルである。
【発明の効果】
【００１０】
材料の微細構造中に多数のマイクロセルラー気泡が含有されているので、容器または外被の構築に用いられる材料の量は、従来の使い捨ての単層および多層の紙／プラスチック容器で用いられる材料の量よりも少ない。加えて、多数のマイクロセルラー気泡が、容器または外被に、従来の使い捨ての単層および多層の紙／プラスチック容器よりも優れた断熱性および剛性を付与している。微細構造に滑らかな皮膜が含有されている場合には、材料の手触りがよくなり、またその表面上に高品質のグラフィックを印刷することも可能である。更に、多数のマイクロセルラー気泡が閉じて（独立して）いるので、材料および微細構造が耐漏性を有し、液体が材料全体に浸み込んでしまうことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施例における、図２Ａから９に図示する容器および外被に含有される独立気泡微細構造を有する熱可塑性材料の一部分の断面の写真である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施例における容器の斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の一実施例における図２Ａの容器の部分断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施例における図２Ａの容器の壁の平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の一実施例における図２Ａの容器の底の斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の別の一実施例における、別の底の平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例における、図３Ａの壁が筒形に形成されるところの斜視図である。
【図５】図５は、本発明の別の一実施例における容器の斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例における、図５の容器が筒形に形成されるところの斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の一実施例における外被(overwrap)の斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の一実施例における図７Ａの外被の部分断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の一実施例における、外被が接合された容器の斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の別の一実施例における、外被が接合された容器の断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の更に別の一実施例における、外被が接合された容器の断面図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、本発明の更に別の一実施例における、外被が接合された容器の断面図である。
【図９】図９は、本発明の別の一実施例における、外被が接合された容器の断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例における別の容器の斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施例における、図１に記載のような熱可塑性材料中に独立気泡微細構造を形成するための工程の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［詳細な説明］
容器（以下に図２Ａから図６と関連させてより詳細に説明する）および外被（以下に図７Ａから図９と関連させてより詳細に説明する）は、本特許出願において開示し、請求項に記載する発明の幾つかの実施態様の例である。各容器および外被は、（以下に図１０と関連させてより詳細に説明する）工程によってマイクロセルラーレベルで発泡させて、（以下に図１と関連させてより詳細に説明する）多数のマイクロセルラー気泡を含有する微細構造を生成した熱可塑性ポリマー材料を含有している。発泡マイクロセルラー熱可塑性ポリマー材料は、多数の微小な泡を有する独立気泡熱可塑性プラスチックを含む。典型的には、泡または気泡は、直径約０．１から１００マイクロメートルであり、マイクロセルラー構造内に、１立方センチメートル（ｃｍ３）あたり１０８個以上の気泡が存在する。これらの泡により、発泡マイクロセルラー熱可塑性材料の原料となる固体材料の密度が低くなるので、一用途に使用される材料の量が低減される。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例における、容器および外被が含有しうる熱可塑性ポリマー材料２０の一部分の断面の写真である。本実施例および他の特定の実施例において、材料２０は独立気泡微細構造２２および皮膜２４を含有する。独立気泡微細構造は、多数のマイクロセルラー気泡２６（分かりやすくするために３つのみを明示）を含有し、気泡サイズは典型的には０．１から２００マイクロメートルであり、独立している。これらの多数の気泡２６が、（両）皮膜２４間に挟まれる芯を形成している。各皮膜２４は滑らかな外側層であり、その微細構造はマイクロセルラー気泡を含有していない、または芯の微細構造よりもはるかに少ない気泡しか含有していない。本実施例および他の実施例において、各皮膜２４は独立気泡微細構造２２と一体となっている。より詳細には、各皮膜２４と微細構造２２とは、図１０と関連させて示し、説明する単一の工程で、一枚の固体熱可塑性材料の原料シートから形成される。他の実施例においては、皮膜が独立気泡微細構造２２と一体ではない場合もあり、微細構造２２の形成後に形成されてもよい。
【００１４】
芯の微細構造中に多数のマイクロセルラー気泡が含まれているので、加工後の材料は、加工前の材料よりも実質的に厚みがあり、また断面積も実質的に大きい。したがって、そのような加工後の材料を容器または外被の構築に使用すると、従来の使い捨ての単層および多層の紙／プラスチック容器と比較して、使用する材料が少なくて済む場合もある。加えて、多数のマイクロセルラー気泡が容器または外被に、従来の使い捨ての単層および多層の紙／プラスチック容器よりも優れた断熱性および剛性を付与する。また、皮膜が滑らかなので、材料は外観が美しく手触りがよいだけでなく、表面上に高品質なグラフィック印刷を施すことが可能である。更に、マイクロセルラー気泡が独立しており、皮膜が滑らかなので、材料および微細構造が耐漏性を有し、液体が材料全体に浸み込んでしまうことが防止される。
【００１５】
熱可塑性ポリマー材料は、いかなる所望の材料であってもよい。例えば、本実施例および他の特定の実施例において、熱可塑性ポリマー材料はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含有する。別の実施例においては、熱可塑性ポリマー材料は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）および、Ｃｅｒｅｐｌａｓｔ社製などのバイオプラスチックのうちの１つまたは複数を含有してもよい。
【００１６】
熱可塑性ポリマー材料の気泡サイズは、いかなる所望のサイズであってもよい。例えば、特定の微細構造の気泡２６のサイズは、１００から５００マイクロメートルであってもよい。他の例では、特定の微細構造の気泡２６のサイズは、０．１から１００マイクロメートルであってもよい。様々な加工方法を用いることで、様々に異なる気泡サイズを実現可能である。例えば、押出し工程を用いて、２００マイクロメートル超など、従来のフォームの気泡サイズを有する発泡プラスチックを製造してもよい。押出し工程においては、固体熱可塑性プラスチック顆粒を化学添加剤または物理的発泡剤と共に押出し成形機に投入し、高温高圧下で混合して溶融液を形成する。次に、ポリマーガス溶液を押出し型から押し出して発泡させ、多数の独立気泡および／または連続気泡を有する気泡構造を形成し、これを次に、所望の大きさに形成および／または切断する。
【００１７】
図２Ａは、本発明の一実施例における容器３０の斜視図である。図２Ｂは、本発明の一実施例における、図２Ａに記載の容器３０の部分断面図である。図３Ａは、本発明の一実施例における、図２Ａに記載の容器３０の壁３２の平面図である。図３Ｂは、本発明の一実施例における、図２Ａに記載の容器３０の底３４の斜視図である。図３Ｃは、本発明の別の一実施例における、別の底３６の平面図である。図４は、本発明の一実施例における、コンボリュート成形によって筒形に形成された図３Ａに記載の壁３２の斜視図である。
【００１８】
図２Ａを参照すると、容器３０は壁３２および底３４を含む。本実施例および他の特定の実施例において、壁３２および底３４は双方とも、図１と関連させて説明した微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有している。より詳細には、微細構造は、複数の独立気泡２６（図１）を含有し、これらの気泡２６のそれぞれが空隙を内包し、また各気泡２６の、その内部の空隙を横切って延在する最大寸法は、１マイクロメートルから２００マイクロメートルである。実施例においては、各気泡２６の、その内部の空隙を横切って延在する最大寸法は、１から５０マイクロメートルであってもよい。滑らかな一体の皮膜２４（図１）を有するので、壁３２および／または底３４の使用者に露出している側の表面に、印刷またはエンボス加工を施して、使用者に広告などの情報を提供することが可能である。
【００１９】
容器３０の形状はいかなる所望の形状であってもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、形状は筒形である。より詳細には、容器３０の形状は逆切頭円錐形を含有する。別の実施例においては、容器３０の形状は、容器の開口部が底部よりも小さい切頭円錐形を含有してもよい。更に別の実施例においては、容器３０の形状は角錐形のような断面が四角形の筒形であってもよい。
【００２０】
図２Ｂを参照すると、容器３０の壁３２を形成するよう、壁３２の第１の部分３６は壁３２の第２の部分３８に接合されている。これら２つの部分３６と３８との接合は、いかなる所望の手段によって行ってもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、これら２つの部分は第１の部分３６と第２の部分３８との間の接着剤（図示せず）によって貼り合わせられ、第１の端部４０と第２の端部４２とを有する逆切頭円錐形を形成している。本実施例および他の特定の実施例においては、第１の端部４０は容器３０から円滑に飲むことおよび／または注ぐことができるよう口縁部４３を含む。他の実施例においては、２つの部分３６と３８との間に配置された薬剤は、活性化温度まで加熱された時にこれらの２つの部分３６と３８とを互いに封止するものであってもよい。更に別の実施例においては、部分３６および３８の一方または双方の皮膜２４（図１）を融解させ、次にこれらの部分に圧力を印加して、皮膜内の融解した材料を合体させることにより、部分３６と部分３８とを互いに融合させてもよい。そのような融合工程の一例が、２０１１年４月１９日に出願されたＰＣＴ特許出願、ＰＣＴ／ＵＳ１１／３３０７５号「Ａ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＪＯＩＮＩＮＧ  ＴＨＥＲＭＯＰＬＡＳＴＩＣ  ＰＯＬＹＭＥＲ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ」に記載されており、本願に引用をもって援用される。
【００２１】
底３４は、逆切頭円錐形の端部４２を塞いで、飲料などの液体および／またはその他の物品が端部４２を介して容器から漏れ出さないようにする手段であれば、いかなる所望の手段を用いて壁３２に接合されてもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、底３４と壁３２とは、底３４の外周部４４（内側に折り込む前を図３Ｂに図示）と壁３２との間の接着剤（図示せず）によって貼り合わせられる。別の実施例においては、外周部４４と壁３２との間に配置された薬剤は、活性化温度まで加熱された時にこれら２つを互いに封止するものであってもよい。更に別の実施例においては、外周部４４と壁３２とを、上述のＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＵＳ１１／３３０７５号に記載のように、互いに融合させてもよい。
【００２２】
底３４も同様に、端部４２のいかなる所望の位置に設置されてもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、底は端部４２が裾４６を形成するように、端部４２に設置されている。他の実施例においては、底３４は端部４２と同一平面に設置してもよい。裾４６はそれによって底３４が上げ底となり、複数のそのような容器を重ねた中で隣り合う容器から、容器３０を容易に取り外すまたは取り出すことが可能になるので、望ましいであろう。加えて裾４６によって、容器３０が完全に平らでない表面（図示せず）上に置かれた時に、その安定を保つことが可能になる。これは、裾４６に囲まれる表面の外形が底３４に向かって隆起しているにもかかわらず、裾の縁４８の大部分が表面に接することを可能にしているためである。上記の状況で、もしも容器３０が裾４６を含有していなければ、表面の盛り上がった部分が底３４に接触するので、コップが転倒して内容物がこぼれてしまうか、そのようなアンバランスな位置に向かって傾いてしまうであろう。
【００２３】
図３Ｃについて、容器３０は別の底３６を有してもよく、この底３６はいかなる所望の材料であることができる。例えば底３６は、透き通った固体熱可塑性材料であってもよいし、または単色のカラーコーティングが表面上に施された固体熱可塑性材料であってもよい。更に底３６は、所望の形状およびサイズに熱成形または押出し成形することができる。透明な底３６は、実用的機能と美的機能との双方を有する。透明なので、容器３０の内容物が容器３０の外側から見られる場合もある。また、底３６の外表面５０または内表面５２上に印刷またはエンボス加工しうる広告などの文字および／またはグラフィックを、見ることが可能となる。このように、表面５０および５２のいずれにも（商標などの）文字やグラフィックを印刷またはエンボス加工してもよく、そのような目的のために割り当てられた場所として機能させることができる。加えて底３６は、従来の紙製の底では湾曲および／または屈曲してしまう荷重にも耐えうる程度に十分に硬質であることにより、容器全体の剛性を向上させるものであってもよい。
【００２４】
カラーコーティングが施された固体の底３６または発泡体の底３４もまた、実用面および美観面の双方を目的とするものである。コーティングを用いて、容器３０の内容物、サイズおよびリサイクル性を見分けやすくすることができる。更に、色自体が使用者に美観上新鮮な印象を与えるものであってもよい。
【００２５】
図４を参照すると、容器３０のコンボリュート成形は、容器３０を平らな部品から組み立てることを含有する。本実施例および他の特定の実施例においては、この工程の最初のステップで、多数のマイクロセルラー気泡を含有する芯と、芯を挟む滑らかな一体の皮膜とを有する図１に記載の微細構造を、熱可塑性材料の一枚のシートで形成する。次に弓形の壁３２（図３Ａ）をシートから切り出し、マンドレル５４に巻き付けて、弓形の壁３２の部分３６と３８とを互いに前述のように接合することにより、切頭円錐形に形成する。次に、このように新たに形成された逆切頭円錐形の壁３２に、底部３４を接合する。口縁部４３を含有する実施例の場合には、弓形の壁３２をマンドレル５４に巻き付ける前または巻き付けた後に、弓形の壁３２の上縁部５６を外向きに丸めて口縁部４３を形成してもよい。
【００２６】
他の既存の使い捨ての、コンボリュート成形された単層の紙コップおよび容器と同様に、弓形の壁３２を底３４と組み合わせて容器３０を形成する前に、弓形の壁３２上に文字またはグラフィックを印刷してもよい。しかし、容器３０は、図１と関連させて説明した微細構造を有することにより、典型的な使い捨ての単層の紙コップおよび容器よりも強度が高く、また断熱性に優れているので、より快適に取り扱うことができ、より優れた内容物の保温または保冷が得られる。
【００２７】
図５は、本発明の別の一実施例における容器６０の斜視図である。図６は、本発明の一実施例における、熱成形により筒形に形成された図５に記載の容器６０の斜視図である。
【００２８】
図５を参照すると、容器６０は壁６２と底６４とを含む。本実施例および他の特定の実施例においては、壁６２および底６４の双方が、図１と関連させて説明した微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有する。より詳細には、微細構造が複数の独立気泡２６（図１）を含有し、これらの気泡２６のそれぞれが空隙を内包し、また各気泡２６の、その内部の空隙を横切って延在する最大寸法は、１マイクロメートルから２００マイクロメートルである。別の実施例においては、各気泡２６の、その内部の空隙を横切って延在する最大寸法は、１マイクロメートルから５０マイクロメートルであってもよい。滑らかな一体の皮膜２４（図１）を有するので、壁６２および／または底６４の使用者に露出する側の表面に、印刷またはエンボス加工を施すことが可能である。
【００２９】
容器６０の形状はいかなる所望の形状であってもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、容器６０の形状は筒形である。より詳細には、容器６０の形状は逆切頭円錐形を含有する。別の実施例においては、容器６０の形状は、容器の開口部が底よりも小さい切頭円錐形を含有してもよい。更に別の実施例においては、容器６０の形状は、角錐形のような四角形の断面を有する筒形であってもよい。
【００３０】
図６を参照すると、容器６０を熱成形することは、材料のシートを所望の容器形状に塑性変形させることを含有する。本実施例および他の特定の実施例においては、この工程の最初のステップで、多数のマイクロセルラー気泡を含有する芯と、その芯を挟む滑らかな一体の皮膜とを有する図１に記載の微細構造を、熱可塑性材料のシート６６で生成する。次にシート６６を、材料を塑性変形させることの可能な温度まで加熱する。次に、前記加熱されたシート６６を形成装置に供給し、ここでシートを型６８内に引き込んで、容器６０の所望の形状を形成する。口縁部７０（図５）を含有する実施例の場合には、型６８は口縁部７０を形成するための輪郭を有してもよい。次に、材料の更なる塑性変形を防止し、型６８がシート６６にもたらした形状を保持するために、容器６０を冷却する。次に、容器６０をシート６６から切り離す。不要な部分を切り落として、容器６０を完成させてもよい。
【００３１】
容器６０において文字および／またはグラフィックを壁６２に含ませる場合には、文字および／またはグラフィックを、従来のインモールドラベリング工程によって壁６２に施してもよい。この工程は、シート６６を型６８内に引き込む前に、所望の文字および／またはグラフィックを有するシート（図示せず）を型６８とシート６６との間に挿入すること、次に双方のシートを型６８内に引き込んで、壁６２に文字および／またはグラフィックが施された容器６０を生成することを含む。
【００３２】
熱成形された容器６０が、図１と関連させて説明した微細構造を有する材料を含有するので、容器６０は従来の使い捨ての熱成形コップよりも剛性があり、また従来の熱成形コップよりも断熱性に優れている。したがって容器６０は、従来の使い捨ての熱成形コップよりも長時間にわたって内容物を保温または保冷することができ、また手を容器の内容物の温度からより効果的に断熱することが可能である。
【００３３】
その他の実施形態も可能である。例えば、図１と関連させて説明した微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有する容器を、射出成形および／またはブロー成形によって作製してもよい。別の一例として、容器６０を前述のように熱成形した後に、その底６４を除去して、底３６（図３Ｃ）を前述のように接合してもよい。
【００３４】
図７Ａは本発明の一実施例における外被(overwrap)８０の斜視図である。図７Ｂは本発明の一実施例における、図７Ａに記載の外被８０の部分断面図である。外被８０を、容器３０（図２Ａ）の壁３２（図２Ａ）または容器６０（図５）の壁６２（図５）のような、容器の壁に取り外し可能にまたは固定して接合し、更なる断熱性、強度、剛性ならびに／あるいは文字および／またはグラフィックを印刷しうる表面を設けてもよい。
【００３５】
図７Ａを参照すると、外被８０は本体８２を含む。本実施例および他の特定の実施例においては、本体８２は、図１と関連させて説明した微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有している。より詳細には微細構造は、滑らかな一体の皮膜２４（図１）の間に挟まれた複数の独立気泡２６（図１）を含有する。各気泡２６は空隙を内包し、各気泡２６の、その内部の空隙を横切って延在する最大寸法は、１マイクロメートルから２００マイクロメートルである。別の実施例においては、各気泡２６の、その内部の空隙を横切って延在する最大寸法は、１マイクロメートルから５０マイクロメートルであってよい。滑らかな一体の皮膜を有するので、使用者に露出している側の本体８２の表面に、印刷またはエンボス加工を施すことが可能である。
【００３６】
外被８０は図１と関連させて説明した微細構造を有する材料を含有しているので、外被８０は使い捨ての単層壁の容器に、多層壁の従来のコップよりも高い強度、剛性および／または断熱性を付与することができる。この結果、外被８０と組み合わせることの可能な容器は壁がより薄くてもよいので、多層壁を有する従来のコップと比較して、必要な材料および組み立ての労力が少なくて済む。加えて、外被と組み合わせられる容器も図１と関連させて説明した微細構造を含有する場合には、容器および外被を構成する材料が、他の、従来の外被を有する従来のコップと比較して、大幅に少なくて済む。更に、容器および外被が同一の熱可塑性ポリマー材料から作製される場合には、これらをリサイクル前に引き剥がして分別する必要がない。
【００３７】
外被８０の形状は、容器の壁を覆って嵌合するものであれば、いかなる所望の形状であってもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、外被８０の形状は筒形である。より詳細には外被８０の形状は、底３４（図２Ａ）または６４（図５）に被せることができるようサイズ形成された逆切頭円錐形を含有する。別の実施例においては、外被８０の形状は、外被８０の頂部８４の寸法が底８６よりも小さい切頭円錐形を含有してもよい。更に別の実施例においては、外被８０の形状は、角錐形のような四角形の断面を有する筒形であってもよい。
【００３８】
図７Ｂについて、容器８０の本体８２を形成するには、本体８２の第１の部分８８を本体８２の第２の部分９０と接合させる。２つの部分８８および９０の接合は、いかなる所望の手段で行ってもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、第１の部分８８と第２の部分９０との間の接着剤（図示せず）によって、２つの部分は貼り合わされ、頂部８４と底８６とを有する逆切頭円錐形を形成する。本実施例および他の特定の実施例においては、頂部８４には、外被８０を含有する容器から円滑に飲むことおよび／または注ぐことができるよう口縁部９２が設けられている。別の実施例においては、２つの部分８８と９０との間に配置された薬剤は、活性化温度まで加熱された時にこれらの２つの部分８８と９０とを互いに封止するものであってもよい。更に別の実施例においては、部分８８と９０とを、前述のＰＣＴ特許出願：ＰＣＴ／ＵＳ１１／３３０７５号に記載のように、互いに融合させてもよい。
【００３９】
外被８０は、その他の実施例も可能である。例えば外被８０の本体８２を、熱可塑性ポリマー材料の一枚のシートを熱成形することによって、図７Ａおよび７Ｂに図示される容器６０と同様の容器に形成し、その後、容器６０の底を除去してもよい。
【００４０】
前述のように、外被８０を、容器３０（図２Ａ）の壁３２（図２Ａ）または容器６０（図５）の壁６２（図５）のような容器の壁に、取り外し可能にまたは固定して接合させてもよい。例えば、本実施例および他の特定の実施例においては、外被８０を壁３２または６２に被せてもよい。別の実施例においては、外被８０は壁３２または６２にいかなる所望の手段を用いて固定して接合させてもよい。例えば、外被８０と容器３０または６０とは、表面９４（図７Ｂ）と壁３２または６２の外表面との間の接着剤（図示せず）によって貼り合わせてもよい。または、表面９４と容器の外表面との間に配置された薬剤は、活性化温度まで加熱された時にこれら２つを互いに封止するものであってもよい。あるいは、外被の表面９４と容器の外表面とを、上述のＰＣＴ特許出願：ＰＣＴ／ＵＳ１１／３３０７５号に記載のように、互いに融合させてもよい。
【００４１】
図８Ａから８Ｄは、容器３０（図２Ａ）または容器６０（図５）などの容器と組み合わされた、本発明における４つの外被のそれぞれの図である。
【００４２】
図８Ａは、本発明の一実施例における、外被１０２が接合された容器１００の斜視図である。外被１０２は、図７Ａおよび７Ｂと関連させて説明した外被８０と同様であり、容器１００を持つ人が、外被１０２がない場合に容器１００を握る可能性が最も高い場所である、容器１００の中間部を取り巻いている。本実施例および他の特定の実施例においては、外被１０２は、容器１００の中間部に容器の下方から、外被１０２が容器に密着するまで単に被せるように構成されている。このような方法で、人が容器を持っている間、その人の指またはその他の体の部分を更に断熱するよう、ならびに／あるいはその人の人口統計上のおよび／または特定の嗜好または要望に基づいて、その人を対象として印刷された文字および／またはグラフィックによってメッセージを伝えるよう、外被は迅速かつ容易に容器１００と組み合わせられ得る。
【００４３】
図８Ｂは、本発明の別の一実施例における、外被１０４が接合された容器１００の断面図である。外被１０４は、図７Ａおよび７Ｂと関連させて説明した外被８０と同様であり、容器１００の大部分を取り巻き、図７Ａおよび７Ｂと関連させて説明したように、接着剤（図示せず）によって容器１００に接合されている。加えて外被１０４は、容器１００の底１０８より下方に延在する裾（スカート）１０６を含む。
【００４４】
図２Ａから３Ｃと関連させて説明したように、裾１０６が設けられていることにより、外被１０４と容器との組み合わせが凹凸のある表面に置かれた場合に、外被１０４が容器に更なる安定性を付与することが可能である。加えて、裾１０６が底１０８を上げ底とすることにより、容器と外被との組み合わせを、複数のそのような容器を重ねた中の隣り合う容器から容易に取り外す、または取り出すことが可能となる。これらの効果は双方とも、多くの状況において熱成形された容器よりもコンボリュート成形された容器が好まれる理由である。しかし、外被１０４は熱成形された容器と組み合わせることが可能なので、そのような状況で、コンボリュート成形された容器よりも、熱成形された容器と外被１０４との組み合わせがより好ましい場合もある。外被１０４および熱成形された容器は、コンボリュート成形されたコップ（毎分約２００個）よりも迅速に（毎分約１０００個）製造しうるので、より低コストで製造され得る。
【００４５】
図８Ｃは、本発明の更に別の実施例における、外被１１０が接合された容器１００の断面図である。外被１１０は、図７Ａおよび７Ｂと関連させて説明した外被８０と同様であり、容器１００の大部分を取り巻いている。外被１１０は、容器１００の底１１４より下方に延在する裾（スカート）１１２と口縁部１１６とを含む。容器１００は口縁部１１８を含む。本実施例および他の特定の実施例においては、外被の口縁部１１６が容器の口縁部１１８の内側に入れ子状に重なるように、容器１００の頂部と外被１１０とが一緒に巻き合わせられている。こうすることで、そうでなければ容器の口縁部１１８のみによって担持される荷重の一部を外被部の口縁部１１６へと転じさせ、荷重を外被１１０の本体１２０へと分散し、容器１００の支持を補助する。したがって、容器の口縁部１１８からの荷重の一部は、容器１００の側壁には伝わらない。別の実施例において、外被１１０の容器１００への接合は、図７Ａおよび７Ｂと関連させて説明した、いずれの更なる手段を用いてもよい。
【００４６】
図８Ｄは、本発明の更に別の一実施例における、外被１２２が接合された容器１００の断面図である。この外被と容器との組み合わせは、外被１２２が裾を有しない点を除いて、図８Ｃと関連させて説明した組み合わせと同様である。この組み合わせは、裾によってもたらされる優れた安定性が重要でない場合または、外被の口縁部によって担持され、外被の本体へと分散される荷重のために更なる長さを必要とし、その長さが裾によって本体に付加される場合に、望ましい場合もある。
【００４７】
図９は、本発明の更に別の一実施例における、外被１３２が接合された容器１３０の部分断面図である。容器１３０は波形をつけた外表面１３４を含有し、外被１３２は、波形をつけられ、外被１３２を容器１３０に接合してＩ形鋼状の構造を形成しうるように構成された内表面１３６を含有している。そのような構造を有することにより、容器１３０の壁１４０および外被１３２の本体１４２を補助し、コップ内の内容物を断熱し、外被１３２と容器１３０との組み合わせに更なる剛性を付与する複数の空気ポケット１３８を形成してもよい。
【００４８】
本実施例および他の特定の実施例においては、外被１３２および容器１３０のそれぞれが、図１と関連させて説明した微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有し、外被１３２は、図７Ａおよび７Ｂと関連させて説明した外被８０と同様である。外被１３２の内表面１３６および容器１３０の外表面１３４の波形は、外表面１３４および内表面１３６のそれぞれの上でエンボス加工したローラの表面を転がし、外表面１３４および内表面１３６のそれぞれの領域をデボッシングする(de-bossing)、または凹ませることで形成してもよい。このローラを転がすステップを、材料を可鍛化するまで加温した時などの材料が可鍛性である間に行ってもよいし、マイクロセルラー気泡が材料の微細構造中に生じる前または生じた後に行ってもよい。
【００４９】
図１０は、本発明の別の一実施例における容器１５０の斜視図である。容器１５０は、第２の部品１５４内に入れ子状に重なる第１の部品１５２を有している。各部品１５２および１５４は、図５および６に関連させて説明した容器６０と同様である。各部品１５２および１５４は、壁１５６および１５８ならびに底１６０および１６２を各々有している。本実施例および他の特定の実施例においては、壁１５６および１５８ならびに底１６０および１６２のそれぞれが、図１と関連させて説明した微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有している。より詳細には、微細構造は、複数の独立気泡２６（図１）を含有し、これらの気泡２６のそれぞれが空隙を内包し、各気泡２６の、その内部の空隙を横切って延在する最大寸法は、１マイクロメートルから２００マイクロメートルである。別の実施例においては、各気泡２６の、その内部の空隙を横切って延在する最大寸法は、１から５０マイクロメートルであってもよい。滑らかな一体の皮膜２４（図１）を有するので、壁３２および／または底３４の、使用者に露出している側の表面に、印刷またはエンボス加工を施すことが可能である。
【００５０】
熱成形された容器１５０が２つの部品１５２および１５４を含有し、そのそれぞれが図１と関連させて説明した微細構造を有するので、容器１５０は、容器６０（図５）および従来の使い捨ての熱成形されたコップよりも剛性が高く、また、容器６０および従来の熱成形されたコップよりも断熱性に優れている。このように容器１５０は、容器６０および従来の使い捨ての熱成形されたコップよりも長く内容物を保温または保冷することが可能であり、また、手を容器の内容物の温度からよりよく断熱することが可能である。
【００５１】
容器１５０の形状は、いかなる所望の形状であってもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、形状は筒形である。より詳細には、容器１５０の形状は逆切頭円錐形を含有する。別の実施例においては、容器１５０の形状は、容器の開口部が底よりも小さい切頭円錐形を含有してもよい。更に別の実施例において、容器１５０の形状は、角錐形のような四角形の断面を有する筒形であってもよい。
【００５２】
容器１５０は口縁部１６４を更に含有してもよい。本実施例および他の特定の実施例において、口縁部１６４は、第１の部品１５２の一部分である第１の口縁部（図示せず）と、第２の部品１５４の一部分である第２の口縁部１６６を含む。口縁部１６４は、第１の部分１５２に形成された口縁部が第２の部品１５４の口縁部１６６の内側に入れ子状に重なるように、第１の部品１５２の頂部と第２の部品１５４の頂部とを一緒に巻き合わせて形成されている。本実施例および他の特定の実施例においては、第１および第２の部品１５２および１５４の各々が口縁部１６４によって接合されている。別の実施例においては、第１および第２の部品１５２および１５４の各々が、図７Ａおよび７Ｂと関連させて説明したいずれの更なる手段を用いて互いに接合されていてもよい。
【００５３】
その他の実施例も可能である。例えば、図１と関連させて説明した微細構造を有する熱可塑性ポリマー材料を含有する容器を、射出成形および／またはブロー成形によって作製してもよい。別の例として、容器１５０を前述のように熱成形した後に、その底１６０および１６２を切り取って、底３６（図３Ｃ）を前述のように接合してもよい。
【００５４】
図１１は、本発明の一実施例における、図１に図示したような熱可塑性材料中に含有される独立気泡微細構造を生成するための工程の略図である。図１１と関連させて示し説明する工程は、車両が製造されるときの組み立てラインを移動する車両に似て、材料がその微細構造の生成中に移動する半連続式の工程であるが、微剤構造を形成するための工程は半連続式でなくてもよい。そのような一例においては、材料は、その微細構造の生成中は静止したままで、一つの加工ステーションから別の加工ステーションに移動するのみであってもよい。
【００５５】
図１１を参照すると、本実施例および他の特定の実施例においては、熱可塑性材料１７０中に独立気泡微細構造２２（図１）を生成するための工程は、ポリマー１７０（ここではドラム１７２に巻き付けられたフィルムとして図示されているが、塊状または薄いシート状でもよい）中に、ポリマー１７０と反応しないガス１７４を溶解させることを含む。この工程には、ガスが溶解したポリマー１７０を、ポリマーと溶解したガスとの複合材料のガラス転移温度、即ちポリマー１７０が容易に可鍛化するがまだ融解はしない温度、またはこれに近い温度で熱力学的に不安定化させることも含む。ガラス転移温度またはこれに近い温度では、ガス１７４の複数の気泡２６（図１）が、ポリマー１７０の熱力学的に不安定化した領域に凝集および成長する、即ち過飽和状態となる。気泡２６が所望のサイズにまで成長すると、ポリマー１７０の温度が低下してガラス転移温度未満となり、気泡の成長が止まるので、１マイクロメートルから２００マイクロメートルの大きさの複数の独立気泡を有する微細構造を備えたポリマー１７０が形成される。
【００５６】
上記工程における最初のステップでは、ポリマー１７０に、ポリマー１７０と反応しない任意の所望のガス１７４を溶解させる。例えば、この工程の本実施例および他の特定の実施例においては、ガス１７４が二酸化炭素（ＣＯ２）であってもよい。なぜなら、ＣＯ２は豊富にあり、かつ安価で、ＰＥＴと反応しないからである。この工程の別の実施例においては、ガスは窒素および／またはヘリウムであってもよい。ガス１７４のポリマー１７０への溶解は、ある温度および圧力を有するガス１７４の雰囲気にポリマーを一定時間曝露することによって行ってもよい。温度、圧力および時間は、所望の量のガス１７４をポリマー１７０に溶解させるものであれば、いかなる所望の温度、圧力および時間であってもよい。ポリマー１７０に溶解されるガス１７４の量は、ガス１７４の圧力および、ポリマー１７０が特定の温度および特定の圧力下でガス１７４に曝露される時間に正比例するが、ガス１７４の温度には反比例する。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、温度が華氏７２度、圧力が７２５ポンド平方インチ（ｐｓｉ）、時間が１０時間であってもよい。この条件で、典型的にはポリマー１７０がガス１７４で飽和する。別の実施例においては、圧力が５００ｐｓｉから１０００ｐｓｉであってもよく、時間が４時間から２４時間であってもよい。
【００５７】
ロール状に巻かれたポリマーフィルム１７０において、隣り合う層の間にある、またはある層とドラム１７２との間にある層は、ロールが雰囲気中に置かれている時でも、雰囲気に実質上曝露されないので、ロール状に巻かれたポリマーフィルムの各層の間に材料１７６を介在させることで、各層が雰囲気に曝露されるようにする。本実施例および他の特定の実施例においては、材料１７６はセルロースシートを含み、このシートをフィルムと複合化させた後に、この複合体を円筒状に巻いて１つのロール１７８とすることにより、ポリマーフィルム１７０の各層間に配置される。材料１７６は、ガスを容易に通過させることで、ポリマーフィルム１７０の各層を曝露する。ガス１７４がポリマーフィルム１７０を飽和させた後は、材料１７６をロール１７８から除去し、再使用のためにロール１８０として保管してもよい。
【００５８】
上記工程の次のステップは、ガスが溶解したポリマーフィルム１７０を、第１のステップにおける圧力よりも低圧の雰囲気に曝露して、ポリマーフィルム１７０とポリマーフィルム１７０に溶解したガスとの複合体を熱力学的に不安定化させる、即ちポリマー全体またはポリマーの複数の領域を溶解ガスで過飽和状態とすること含有する。例えば、本実施例および他の特定の実施例においては、圧力の低下を、ポリマーフィルム１７０を単に周囲環境中の約１４．７ｐｓｉである雰囲気に曝露することによって達成してもよい。
【００５９】
ポリマーフィルム１７０と溶解ガスとの複合体が熱力学的に不安定な状態になると、溶解ガスは、フィルム１７０からフィルム１７０を取り巻く周囲環境へと拡散しようとする。ポリマーフィルム１７０の内部領域内の溶解ガスは、ポリマーフィルム１７０から放出されるためには、ポリマーフィルム１７０の表面により近いフィルムの領域を通って拡散しなければならないので、内部領域内の溶解ガスは、表面領域内の溶解ガスが拡散し始めた後に拡散し始め、フィルムの表面により近いフィルムの領域内の溶解ガスよりも、ポリマーフィルム１７０を取り巻く周囲環境に到達するのに時間がかかる。したがって、ポリマーフィルム１７０をそのガラス転移温度またはこれに近い温度にまで加熱するまでは、ポリマーフィルム１７０を、第１のステップにおける圧力よりも低圧の雰囲気に一定時間曝露することで、ポリマーフィルム１７０の複数の領域内の溶解ガスの濃度を調整することが可能である。溶解ガスの濃度は、ポリマーフィルム１７０を取り巻く周囲環境中に放出されるガスの量に左右されるので、溶解ガスの濃度は、フィルム１７０がそのガラス転移温度またはこれに近い温度にまで加熱されるまでに低圧の雰囲気に曝露される時間に反比例する。
【００６０】
このような方法で、ポリマーフィルム１７０をそのガラス転移温度またはこれに近い温度にまで加熱する際に、皮膜２４（図１）などの皮膜をフィルム１７０内に形成してもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例においては、ポリマーフィルムのロール１７８および介在する材料１７６は、材料１７６をロール１７８から除去してフィルムを加熱する前に、熱力学的に不安定な状態に一定時間保持してもよい。こうすることで、フィルムの表面と隣り合うフィルムの領域内に溶解したガスの一部が放出されることが可能となる。ガスがフィルムの領域からなくなるので、この領域は、フィルムの表面からより離れた領域と比較して熱力学的により安定な状態となる。その領域が熱力学的に十分に安定な状態となることにより、フィルムをそのガラス転移温度近くにまで加熱しても、気泡が凝集しなくなる。この結果、独立気泡２６（図１）がフィルムのこの領域から消失し、皮膜２４（図１）のような、微細構造の独立気泡部分と一体化した微細構造の固体部分(solid portion)が残る。皮膜２４または固体部分の厚さは、フィルム１７０の領域における溶解ガスの不在によって左右されるので、皮膜２４または固体部分の厚さは、フィルム１７０がそのガラス転移温度またはこれに近い温度にまで加熱される前に熱力学的に不安定な状態であった時間に正比例する。本実施例および他の特定の実施例において、一体的な皮膜の厚さは５から２００マイクロメートルである。
【００６１】
前記工程の次のステップ１８１では、ポリマーフィルム１８２が所望の相対密度となるように、ポリマー１８２内の気泡２６（図１）を凝集および成長させる。気泡は、ガスが溶解したポリマーフィルム１８２の温度がそのガラス転移温度またはこれに近い温度となった頃に、凝集および成長し始める。気泡２６がポリマー１８２内で凝集および成長する時間および温度は、所望の相対密度をもたらすものであれば、いかなる所望の時間および温度であってもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例において、ＰＥＴポリマーは華氏約２００度から２８０度にまで加熱されるが、この温度は溶解ガスを全く含有しないポリマーのガラス転移温度よりも約４０度から１２０度高い。ＰＥＴフィルム１８２は、華氏約２００度から２８０度で約３０秒間保持される。この結果、独立気泡フィルムの相対密度が約１８．５％となる。ＰＥＴフィルム１８２を、例えば１２０秒間など、３０秒間よりも長く華氏２００度から２８０度に保持した場合には、気泡２６がより大きく成長するので、独立気泡のサイズもより大きくなる。この結果、独立気泡フィルムの相対密度が約１０％から２０％となりうる。ＰＥＴフィルム１８２を、例えば１０秒間など、３０秒間よりも短く華氏２００度から２８０度に保持した場合には、気泡２６は小さいままなので、独立気泡のサイズもより小さくなる。この結果、独立気泡フィルムの相対密度が約４０％となりうる。
【００６２】
溶解ガスを含有するポリマーフィルム１８２の加熱には、いかなる所望の加熱装置を用いてもよい。例えば、本実施例および他の特定の実施例において、ＰＥＴフィルム１８２を、２００９年４月１４日に出願され現在係属中である米国特許出願第１２／４２３，７９０号、「ＲＯＬＬ  ＦＥＤ  ＦＬＯＴＡＴＩＯＮ／ＩＭＰＩＮＧＥＭＥＮＴ  ＡＩＲ  ＯＶＥＮＳ  ＡＮＤ  ＲＥＬＡＴＥＤ  ＴＨＥＲＭＯＦＯＲＭＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＣＯＲＲＵＧＡＴＩＯＮ−ＦＲＥＥ  ＨＥＡＴＩＮＧ  ＡＮＤ  ＥＸＰＡＮＤＩＮＧ  ＯＦ  ＧＡＳ  ＩＭＰＲＥＧＮＡＴＥＤ  ＴＨＥＲＭＯＰＬＡＳＴＩＣ  ＷＥＢＳ」において開示されているロール供給式浮遊／衝突エアーオーブンを用いて加熱してもよい。上記米国出願は本願に引用をもって援用される。このオーブンは、オーブン内を移動するポリマーフィルムを、フィルムの膨張を妨げることなく浮遊させて加熱する。
【００６３】
上記工程の次のステップ１８３は、気泡２６の成長を停止させるために、加熱されたポリマー１８４の温度を低下させることおよび、それによってガラス転移温度またはこれに近い温度で起こるポリマー１８４の可鍛化を抑制することを含む。この時点で、ポリマーフィルム１８６は図１に示すような独立気泡微細構造を含有しており、後に使用するためにロール１８８に巻き取ることが可能である。加熱されたポリマーの温度の低下は、いかなる所望の技術を用いて行ってもよい。例えば本実施例および他の特定の実施例において、ポリマーフィルム１８４を室温で放置して冷却してもよい、即ち単に加熱装置から取り出すだけでもよい。別の実施例においては、加熱されたポリマーフィルム１８４に、冷水、冷気またはその他の所望の媒体をしみこませることによって冷ましてもよい。
【００６４】
上記工程は別の実施形態も可能である。例えばポリマーフィルム１８２は、最初にそれに溶解されたガスを熱力学的に不安定化させる雰囲気に曝露する時に、そのガラス転移温度またはこれに近い温度にまで加熱することができる。こうすることで、皮膜を含有していない、または極めて薄い皮膜を含有するフィルムを作製することが可能となる。
【００６５】
以上の説明は、当業者が本発明を作製し使用することを可能にするために提示されたものである。これらの実施例を様々に変更可能であることは、当業者に容易に理解されよう。また、本願中に記載の原理全体を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく他の実施例および用途に適用してもよい。このように、本発明はここに示される実施例に限定されるものではなく、ここに開示される原理および特徴と一致する最も広い範囲に従うものである。
【図１】
2013534198.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2013534198.tif 000007
【図３Ｃ】
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【図４】
2013534198.tif 000009
【図５】
2013534198.tif 000010
【図６】
2013534198.tif 000011
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2013534198.tif 000013
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月17日(2013.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2013534198.tif 000022
【図３Ａ】
2013534198.tif 000023
【図３Ｂ】
2013534198.tif 000024
【図３Ｃ】
2013534198.tif 000025
【図４】
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【図５】
2013534198.tif 000027
【図６】
2013534198.tif 000028
【図７Ａ】
2013534198.tif 000029
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
2013534198.tif 000036
【図１１】
2013534198.tif 000037
【図１】
2013534198.tif 000038
【国際調査報告】
2013534198.tif 000039