(57)【要約】  コーティングされた板紙容器を製造する方法は、コーティングされた板紙底面ブランクを供給するステップであって、前記コーティングされた板紙底面ブランクが、板紙基材と、前記板紙基材の第1の最外面上の第1のバリアコーティング層とを含む、ステップと、前記コーティングされた板紙底面ブランクを加熱するステップと、加熱された前記コーティングされた板紙底面ブランクを成形し、それによって、外縁スカート部分を前記コーティングされた板紙底面ブランクの底壁部分の外縁の周囲に形成する、ステップと、コーティングされた板紙側壁を前記外縁スカート部分の前記第1のバリアコーティング層にシーリングするステップとを含む。
2021523030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングされた板紙容器60を製造する方法10であって、
コーティングされた板紙底面ブランク20を供給するステップ12であって、前記コーティングされた板紙底面ブランク20が、板紙基材22と、前記板紙基材22の第1の最外面上の第1のバリアコーティング層24とを含む、ステップ12と、
前記コーティングされた板紙底面ブランク20を加熱するステップ14と、
加熱された前記コーティングされた板紙底面ブランク20を成形し、それによって、外縁スカート部分44を前記コーティングされた板紙底面ブランク20の底壁部分42の外縁の周囲に形成する、ステップ16と、
コーティングされた板紙側壁62を前記外縁スカート部分44の前記第1のバリアコーティング層24にシーリングするステップ18と
を含む方法10。
【請求項２】
前記板紙底面ブランク20が、前記板紙基材22の第2の面上に第2のバリアコーティング層26をさらに含む、請求項1に記載の方法10。
【請求項３】
前記コーティングされた板紙側壁62を前記外縁スカート部分44の前記第2のバリアコーティング層26にシーリングするステップをさらに含む、請求項2に記載の方法10。
【請求項４】
前記板紙基材22が、固体漂白硫酸塩を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項５】
前記第1のバリアコーティング層24が、スチレンアクリレート、スチレンブタジエンゴム、エチレンアクリル酸、ポリビニルアセテート、ポリビニルアクリル、およびポリエステル分散体のうちの少なくとも1つを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項６】
前記第1のバリアコーティング層24が、スチレンアクリレートを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項７】
前記コーティングされた板紙底面ブランク20を加熱するステップが、前記コーティングされた板紙底面ブランク20の少なくとも一部を約90°F以上に加熱するステップを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項８】
前記コーティングされた板紙底面ブランク20を加熱するステップが、前記コーティングされた板紙底面ブランク20の少なくとも一部を約100°F以上に加熱するステップを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項９】
前記コーティングされた板紙底面ブランク20を加熱するステップが、前記コーティングされた板紙底面ブランク20の少なくとも一部を約110°F以上に加熱するステップを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項１０】
前記コーティングされた板紙底面ブランク20を加熱するステップが、前記コーティングされた板紙底面ブランク20を非接触ヒータを使用して加熱するステップを含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項１１】
前記コーティングされた板紙底面ブランク20を加熱するステップが、加熱された前記コーティングされた板紙底面ブランク20を成形するための工程の前および/または加熱された前記コーティングされた板紙底面ブランク20を成形するための工程中に、前記コーティングされた板紙底面ブランク20を加熱ダイと接触させるステップを含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項１２】
コーティングされた板紙容器60を製造する方法10であって、
キャリパ厚さがtであるコーティングされた板紙底面ブランク20を供給するステップ12であって、前記コーティングされた板紙底面ブランク20が、板紙基材22と、前記板紙基材22の第1の最外面上の第1のバリアコーティング層24とを含む、ステップ12と、
前記コーティングされた板紙底面ブランク20をパンチ30を使用して成形し、それによって、外縁スカート部分44を前記コーティングされた板紙底面ブランク20の底壁部分42の外縁の周囲に形成する、ステップ16であって、前記パンチ30は、前縁半径32が3tよりも大きい、ステップ16と、
コーティングされた板紙側壁62を前記外縁スカート部分44の前記第1のバリアコーティング層24にシーリングするステップ18と
を含む方法10。
【請求項１３】
前記板紙底面ブランク20が、前記板紙基材22の第2の面上に第2のバリアコーティング層26をさらに含む、請求項12に記載の方法10。
【請求項１４】
前記コーティングされた板紙側壁62を前記外縁スカート部分44の前記第2のバリアコーティング層26にシーリングするステップをさらに含む、請求項13に記載の方法10。
【請求項１５】
前記板紙基材22が、固体漂白硫酸塩を含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項１６】
前記第1のバリアコーティング層24が、スチレンアクリレート、スチレンブタジエンゴム、エチレンアクリル酸、ポリビニルアセテート、ポリビニルアクリル、およびポリエステル分散体のうちの少なくとも1つを含む、請求項12〜15のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項１７】
前記第1のバリアコーティング層24が、スチレンアクリレートを含む、請求項12〜16のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項１８】
前記パンチ30は、前縁半径32が4tよりも大きい、請求項12〜17のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項１９】
前記パンチ30は、前縁半径32が5tよりも大きい、請求項12〜18のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項２０】
前記パンチ30は、前縁半径32が6tよりも大きい、請求項12〜19のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項２１】
前記パンチ30は、前縁半径32が7tよりも大きい、請求項12〜20のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項２２】
加熱された前記コーティングされた板紙底面ブランク20が前記パンチ30を使用して成形されるように、前記コーティングされた板紙底面ブランク20を成形するステップの前および/または前記コーティングされた板紙底面ブランク20を成形するステップ中に、前記コーティングされた板紙底面ブランク20を加熱するステップをさらに含む、請求項12〜21のいずれか一項に記載の方法10。
【請求項２３】
キャリパ厚さがtであるコーティングされた板紙底面40であって、前記コーティングされた板紙底面40が、板紙基材22と、前記板紙基材22の第1の最外面上の第1のバリアコーティング層24とを含み、底壁部分42の外縁の周囲に形成された外縁スカート部分44を有し、前記外縁スカート部分44と前記底壁部分42との間に画定される半径は3tより大きい、コーティングされた板紙底面40と、
前記外縁スカート部分44の前記第1のバリアコーティング層24にシールされたコーティングされた板紙側壁62と
を含む、コーティングされた板紙容器60。
【請求項２４】
前記コーティングされた板紙底面40が、前記板紙基材22の第2の面上に第2のバリアコーティング層26をさらに含む、請求項23に記載のコーティングされた板紙容器60。
【請求項２５】
前記コーティングされた板紙側壁62が、前記外縁スカート部分44の前記第2のバリアコーティング層26にシールされている、請求項24に記載のコーティングされた板紙容器60。
【請求項２６】
前記板紙基材22が、固体漂白硫酸塩を含む、請求項23〜25のいずれか一項に記載のコーティングされた板紙容器60。
【請求項２７】
前記第1のバリアコーティング層24が、スチレンアクリレート、スチレンブタジエンゴム、エチレンアクリル酸、ポリビニルアセテート、ポリビニルアクリル、およびポリエステル分散体のうちの少なくとも1つを含む、請求項23〜26のいずれか一項に記載のコーティングされた板紙容器60。
【請求項２８】
前記第1のバリアコーティング層24が、スチレンアクリレートを含む、請求項23〜27のいずれか一項に記載のコーティングされた板紙容器60。
【請求項２９】
前記外縁スカート部分44と前記底壁部分42との間に画定される前記半径が、4tよりも大きい、請求項23〜28のいずれか一項に記載のコーティングされた板紙容器60。
【請求項３０】
前記外縁スカート部分44と前記底壁部分42との間に画定される前記半径が、5tよりも大きい、請求項23〜29のいずれか一項に記載のコーティングされた板紙容器60。
【請求項３１】
前記外縁スカート部分44と前記底壁部分42との間に画定される前記半径が、6tよりも大きい、請求項23〜30のいずれか一項に記載のコーティングされた板紙容器60。
【請求項３２】
前記外縁スカート部分44と前記底壁部分42との間に画定される前記半径が、7tよりも大きい、請求項23〜31のいずれか一項に記載のコーティングされた板紙容器60。
【請求項３３】
外縁スカート部分44をコーティングされた板紙底面ブランク20の底壁部分42の外縁の周囲に形成するために前記コーティングされた板紙底面ブランク20を成形するためのパンチングアセンブリと、
前記外縁スカート部分44の形成よりも前および/または前記外縁スカート部分44の形成中に、前記コーティングされた板紙底面ブランク20を加熱するために位置したヒータ55、56と
を含む、カップ底面形成装置50。
【請求項３４】
前記ヒータ56が、前記コーティングされた板紙底面ブランク20のパンチングよりも前に前記コーティングされた板紙20を加熱するために位置した非接触ヒータ56を含む、請求項33に記載のカップ底面形成装置50。
【請求項３５】
前記ヒータ55が、前記パンチングアセンブリ内の前記コーティングされた板紙に接触するダイを加熱するために位置した接触ヒータ55を含む、請求項33または34に記載のカップ底面形成装置50。
【請求項３６】
前記コーティングされた板紙底面ブランクをコーティングされた板紙の巻き取り紙から切り取るための切断アセンブリをさらに含む、請求項33〜35のいずれか一項に記載のカップ底面形成装置50。
【請求項３７】
前記ヒータ56が、前記コーティングされた板紙底面ブランクの切断よりも前に前記コーティングされた板紙を加熱するために位置した非接触ヒータ56を含む、請求項36に記載のカップ底面形成装置50。
【請求項３８】
前記ヒータ55が、前記切断アセンブリ内の前記コーティングされた板紙に接触するダイを加熱するために位置した接触ヒータ55を含む、請求項36に記載のカップ底面形成装置50。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
本出願は、参照によって本明細書に全体の内容が組み込まれている2018年4月30日出願の米国特許出願第62/664,404号からの優先権を主張するものである。
【０００２】
分野
本出願は、コーティングされた板紙容器、詳細にはコーティングされた板紙カップおよびタブの分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
コーティングされた板紙は、様々な包装用途において使用されている。たとえば、コーティングされた板紙は、飲料容器、冷凍食品、シリアルおよび多種多様な他の食品ならびに食品以外の消費財を包装するのに使用されている。コーティングされた板紙は、油、グリース、水および/または水蒸気バリア特性を含む、強化されたバリア特性を有するために必要であることが多い。さらに、多くの板紙包装、たとえば、食品またはドリンク事業用の板紙カップもまた、板紙がヒートシール可能であり、カップ機械上でカップを形成することを可能にすることを必要とする。従来のポリエチレン押出コーティングされた板紙は、バリアおよびヒートシール特性の両方をもたらすことによってこのような用途において独占する。
【０００４】
しかしながら、従来のポリエチレン押出コーティングされた板紙は、リパルプ（repulping）に課題があり、容易にリサイクルすることができないので、環境への懸念を生じさせる。
【０００５】
リパルプ可能な（repulpable）水性コーティングは、この要求に応える見込みのある解決策の1つである。しかしながら、リパルプ可能な水性コーティングの使用には、コーティングされた板紙底面ブランクを板紙容器で使用するために成形するときにコーティングのひび割れに関して提示された課題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、コーティングされた板紙容器の当分野における研究と開発の努力が当業者により続けられている。
【０００７】
1つの実施形態においては、コーティングされた板紙容器を製造する方法は、板紙底面ブランクを供給するステップであって、前記板紙底面ブランクが、板紙基材と、前記板紙基材の第1の最外面上の第1のバリアコーティング層とを含む、ステップと、前記コーティングされた板紙底面ブランクを加熱するステップと、加熱された前記コーティングされた板紙底面ブランクを成形し、それによって、外縁スカート部分を前記コーティングされた板紙底面ブランクの底壁部分の外縁の周囲に形成する、ステップと、コーティングされた板紙側壁を前記外縁スカート部分の前記第1のバリアコーティング層にシーリングするステップとを含む。
【０００８】
別の実施形態においては、コーティングされた板紙容器を製造する方法は、キャリパ厚さがtである板紙底面ブランクを供給するステップであって、前記板紙底面ブランクが、板紙基材と、前記板紙基材の第1の最外面上の第1のバリアコーティング層とを含む、ステップと、前記コーティングされた板紙底面ブランクをパンチを使用して成形し、それによって、外縁スカート部分を前記コーティングされた板紙底面ブランクの底壁部分の外縁の周囲に形成する、ステップであって、前記パンチは、前縁半径が3tよりも大きい、ステップと、コーティングされた板紙側壁を前記外縁スカート部分の前記第1のバリアコーティング層にシーリングするステップとを含む。
【０００９】
さらに別の実施形態においては、コーティングされた板紙容器は、キャリパ厚さがtであるコーティングされた板紙底面であって、前記コーティングされた板紙底面が、板紙基材と、前記板紙基材の第1の最外面上の第1のバリアコーティング層とを含み、底壁部分の外縁の周囲に形成された外縁スカート部分を有し、前記外縁スカート部分と前記底壁部分との間に画定される半径は3tより大きい、コーティングされた板紙底面と、前記外縁スカート部分の前記第1のバリアコーティング層にシールされたコーティングされた板紙側壁とを含む。
【００１０】
さらに別の実施形態においては、カップ底面形成装置は、外縁スカート部分をコーティングされた板紙底面ブランクの底壁部分の外縁の周囲に形成するために前記コーティングされた板紙底面ブランクを成形するためのパンチングアセンブリと、前記外縁スカート部分の形成よりも前および/または前記外縁スカート部分の形成中に、前記コーティングされた板紙底面ブランクを加熱するために位置したヒータとを含む。
【００１１】
開示される方法およびコーティングされた板紙容器の他の実施形態は、次の詳細な説明、添付の図面、および別添の特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コーティングされた板紙容器を製造する例示的な方法を表すフローチャートである。
【図２Ａ】例示的なコーティングされた板紙底面ブランクの斜視図である。
【図２Ｂ】例示的なコーティングされた板紙底面ブランクの側断面図である。
【図３Ａ】コーティングされた板紙底面ブランクを成形するステップで使用できる前縁半径を有する例示的なパンチの斜視図である。
【図３Ｂ】コーティングされた板紙底面ブランクを成形するステップで使用できる前縁半径を有する例示的なパンチの側断面図である。
【図４Ａ】外縁スカート部分を底壁部分の外縁の周囲にある状態とする成形ステップの後の例示的な底面ブランクの下方斜視図である。
【図４Ｂ】外縁スカート部分を底壁部分の外縁の周囲にある状態とする成形ステップの後の例示的な底面ブランクの上方斜視図である。
【図５Ａ】コーティングされた板紙底面ブランクを成形するための例示的なカップ底面形成装置の概略図である。
【図５Ｂ】コーティングされた板紙底面ブランクを成形するための例示的なカップ底面形成装置の概略図である。
【図５Ｃ】コーティングされた板紙底面ブランクを成形するための例示的なカップ底面形成装置の概略図である。
【図６】本発明の実施形態によるコーティングされた板紙容器を表す斜視概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
コーティングされた板紙底面ブランクの成形工程中のコーティングのひび割れは、成形工程前にコーティングされた板紙底面ブランクを予め加熱することによって、および成形工程中に使用されるパンチの前縁半径を拡大することによって低減できることが今やわかっている。ポリエチレンなど、従来のポリマ押出コーティングは、通常、これらの変更をしなくてもひび割れすることなく形成工程を耐え抜く。これらの変更によって、柔軟性がより低く、より脆くまたは強くないコーティングがより少ないひび割れで形成工程を耐え抜くことができる。
【００１４】
図１は、コーティングされた板紙容器を製造する例示的な方法10を表すフローチャートである。この方法は、ブロック12において、キャリパ厚さがtであるコーティングされた板紙底面ブランクを供給するステップを含み、図2Aおよび2Bに例が示されている。
【００１５】
図2Aおよび2Bに示したように、コーティングされた板紙底面ブランク20は、第1の主面および第2の主面を有する板紙基材22と、板紙基材22の第1の主面に塗布された第1のバリアコーティング層24と、板紙基材22の第2の主面に塗布された第2のバリアコーティング層26とを含む層状構造体を含むことができる。しかしながら、コーティングされた板紙底面ブランク20の層状構造体は、示した実施形態に限定されない。いずれの場合でも、コーティングされた板紙底面ブランクのキャリパ厚さtは、コーティングされた板紙底面ブランクの第1の最外面から反対側の第2の最外面までの全厚さを含むものとみなされる。
【００１６】
図2Aおよび2Bに示した実施形態を参照すると、第1のバリアコーティング層24は、コーティングされた板紙底面ブランク20の第1の最外面を画定することができ、第2のバリアコーティング層26は、コーティングされた板紙底面ブランク20の第2の最外面を画定することができる。
【００１７】
ここで、当業者は、様々な追加の層が、本開示の範囲から逸脱することなく、コーティングされた板紙底面ブランク20の中に組み込まれていてもよいことを認識するであろう。1つの変形形態においては、コーティングされた板紙底面ブランク20は、板紙基材22と第1のバリアコーティング層24との間の第1のベースコートを含んでいてもよく、コーティングされた板紙底面ブランク20は、板紙基材22と第2のバリアコーティング層26との間の第2のベースコート、または第2のバリアコーティング層26の上面上の第3のトップコートを含んでいてもよい。別の変形形態においては、コーティングされた板紙底面ブランク20は、第2のバリアコーティング層26なしで、板紙基材22上の第1のバリアコーティング層24のみを単に含んでいてもよい。
【００１８】
コーティングされた板紙底面ブランク20の板紙基材22は、バリアコーティング層でコーティングすることができる任意のセルロース系材料であっても(または含んでいても)よい。当業者は、板紙基材22が漂白されていても、または無漂白であってもよいことを認識するであろう。適切な板紙基材の例には、波形中芯、ライナーボード、固体漂白硫酸塩(SBS: solid bleached sulfate)、折り畳まれたボックスボード(FBB: folding box board)、およびコーティングされた無漂白クラフト(CUK: coated unbleached kraft)が挙げられる。
【００１９】
板紙基材22は、非コーティングの坪量が、3000ft2当たり少なくとも約40ポンドとすることができる。1つの表現においては、板紙基材22は、非コーティングの坪量が、3000ft2当たり約40ポンド〜約300ポンドの範囲とすることができる。別の表現においては、板紙基材22は、非コーティングの坪量が、3000ft2当たり約85ポンド〜約300ポンドの範囲とすることができる。別の表現においては、板紙基材22は、非コーティングの坪量が、3000ft2当たり約85ポンド〜約250ポンドの範囲とすることができる。さらなる別の表現においては、板紙基材22は、非コーティングの坪量が、3000ft2当たり約100ポンド〜約250ポンドの範囲とすることができる。
【００２０】
さらには、板紙基材22は、キャリパ(厚さ)が、たとえば、約4ポイント〜約30ポイント(0.004インチ〜0.030インチ)の範囲とすることができる。1つの表現においては、キャリパ範囲は、約8ポイント〜約24ポイントである。別の表現においては、キャリパ範囲は、約10ポイント〜約20ポイントである。
【００２１】
適切な板紙基材22の1つの特定の非限定例は、ジョージア州アトランタのWestRock Companyによって製造される13ポイントSBSカップストックである。適切な板紙基材22の別の特定の非限定例は、WestRock Companyによって製造される12.4ポイントSBSカップストックである。適切な板紙基材22のさらに別の特定の例は、WestRock Companyによって製造される18ポイントSBSカップストックである。
【００２２】
第1のバリアコーティング層24および第2のバリアコーティング層26が板紙基材22の露出した、最外面上に形成されるように、第1のバリアコーティング層24および第2のバリアコーティング層26は、紙マシンにおける1つまたは複数のコータか、あるいはオフマシンコータとしてなど、任意の適切な方法を使用して塗布することができる。1つの態様においては、第1のバリアコーティング層24および第2のバリアコーティング層26は、ヒートシール可能なバリアコーティング層であってもよい。ヒートシールコーティングは、加熱されると、それが接触する他の製品領域（たとえば、容器の側壁）への接着を可能にする。
【００２３】
第1のバリアコーティング層24および第2のバリアコーティング層26は、様々なコート重量で板紙基材22に塗布することができる。1つの非限定例として、第1のバリアコーティング層24および第2のバリアコーティング層26は、3,000平方フィート当たり約2〜20ポンドのコート重量で塗布することができる。別の非限定例として、第1のバリアコーティング層24および第2のバリアコーティング層26は、3,000平方フィート当たり約4〜14ポンドのコート重量で塗布することができる。
【００２４】
第1のバリアコーティング層24および第2のバリアコーティング層26は、結合剤および顔料を含んでいてもよい。1つの表現においては、結合剤と顔料との比率は、重量で少なくとも約1:2とすることができる。別の表現においては、結合剤と顔料との比率は、重量で約1:2〜約9:1とすることができる。別の表現においては、結合剤と顔料との比率は、重量で約1:1〜約4:1とすることができる。さらなる別の表現においては、結合剤と顔料との比率は、重量で少なくとも約1:1とすることができる。
【００２５】
結合剤は、水性結合剤とすることができる。1つの概括的な非限定例としては、結合剤は、スチレンアクリレート(SA)とすることができる（すなわち、結合剤は、スチレンアクリレート(SA)「で構成される」または「で本質的に構成される」）。別の概括的な非限定例としては、結合剤は、スチレンアクリレート(SA)を含む結合剤の混合物とすることができる。スチレンブタジエンゴム(SBR)、エチレンアクリル酸(EAA)、ポリビニルアクリル、ポリビニルアセテート(PVAC)、ポリエステル分散体、およびそれらの組み合わせなど、他の水性結合剤もまた企図される。
【００２６】
1つの変形形態においては、顔料は、クレイ顔料とすることができる。1つの例としては、クレイ顔料は、微細カオリンクレイなど、カオリンクレイとすることができる。別の例としては、クレイ顔料は、高アスペクト比の板状クレイ(たとえば、アスペクト比が少なくとも40:1)など、板状クレイとすることができる。別の変形形態においては、顔料は、炭酸カルシウム(CaCO3)顔料とすることができる。さらなる別の変形形態においては、顔料は、炭酸カルシウム顔料とクレイ顔料との両方を含む顔料ブレンドとすることができる。
【００２７】
図1に戻り、本方法は、ブロック14において、コーティングされた板紙底面ブランクを加熱するステップを含む。コーティングされた板紙底面ブランクの成形工程中のコーティングのひび割れは、成形工程前にコーティングされた板紙底面ブランクを加熱することによって、低減することができることがわかっている。本発明は、理論により限定されないが、コーティングされた板紙底面ブランクを加熱することは、板紙基材上のバリアコーティング層の柔軟性を向上させることができ、および/または板紙基材の柔軟性を向上させることができ、形成工程中のバリアコーティング層と板紙基材との間の応力転移を軽減すると考えられている。従来のポリエチレン押出コーティングされた板紙の場合、ポリエチレンコーティングを加熱することは、ポリエチレン押出コーティングの優れたしなやかさのために、通常、不要である。水性コーティングされた板紙底面ブランクの成形工程中のひび割れは、予備加熱によって低減されることが示されているが、予備加熱は他のコーティングにとって有効であり得ることが見積もられる。
【００２８】
1つの態様においては、コーティングされた板紙底面ブランクを加熱するステップは、コーティングされた板紙底面ブランクの少なくとも一部を90°F以上に、好ましくは100°F以上に、より好ましくは110°F以上に加熱するステップを含む。ひび割れの低減への加熱の効果は、温度上昇に応じて増大することが予想される。
【００２９】
コーティングされた板紙底面ブランクを加熱するステップは、いかなる特定の工程によっても限定されない。
【００３０】
1つの変形形態においては、コーティングされた板紙底面ブランクを加熱するステップは、コーティングされた板紙底面ブランクを、温風送風機または赤外線ヒータなど、非接触ヒータを使用して加熱するステップを含むことができる。
【００３１】
別の変形形態においては、コーティングされた板紙底面ブランクを加熱するステップは、加熱されたコーティングされた板紙底面ブランクを成形するための工程中に、コーティングされた板紙底面ブランクを加熱ダイと接触させるステップを含むことができる。
【００３２】
実験的検査は、温風を最大1100°Fまで、ツール熱（tool heat）を最大230°Fまで検査した（個別だけでなく組み合わせても）。高熱であるほどひび割れを低減させることがわかった。検査した温度より高い温度では、さらにひび割れを低減できることが予想される。
【００３３】
1つの態様においては、本方法はコーティングされた板紙底面ブランクを加熱するステップを省くことができる。
【００３４】
図1に戻り、本方法は、ブロック16において、コーティングされた板紙底面ブランクをパンチを使用して成形し、それによって、外縁スカート部分をコーティングされた板紙底面ブランクの底壁部分の外縁の周囲に形成するステップを含み、パンチは、前縁半径が3tよりも大きい。図3Aおよび3Bは、コーティングされた板紙底面ブランクを成形するステップで使用できる前縁半径32を有する例示的なパンチ30を示す。
【００３５】
図4Aおよび4Bは、外縁スカート部分44を底壁部分42の外縁の周囲にある状態とする成形ステップの後の例示的な底面ブランク40を示す。
【００３６】
コーティングされた板紙底面ブランクの成形工程中のコーティングのひび割れは、成形工程中に使用されるパンチの前縁半径を増大させることによって、低減できることがわかっている。本発明は、理論により限定されないが、成形工程中に使用されるパンチの前縁半径を増大させることは、板紙基材上のバリアコーティング層のひずみをバリアコーティング層のより広い面積にわたって分配でき、結果として、ひび割れすることなく形成工程を耐え抜くためにバリアコーティング層に必要である最大ひずみを低減させると考えられている。従来のポリエチレン押出コーティングされた板紙の場合、成形工程中に使用されるパンチの前縁半径がより小さいパンチが、通常、利用される。
【００３７】
1つの態様においては、パンチは、好ましくは前縁半径が4tよりも大きく、より好ましくは5tよりも大きく、さらにより好ましくは6tよりも大きく、さらにより好ましくは7tよりも大きい。
【００３８】
好適な方法は、コーティングされた板紙底面ブランクを予備加熱するステップと、加熱された板紙底面ブランクを前縁半径が3tよりも大きいパンチを使用して成形するステップとを含む。予備加熱および前縁半径の増大の組み合わせ効果は、成形工程中のコーティングのひび割れをかなり最小限にすることがわかっている。しかしながら、変形形態においては、予備加熱は、成形工程中のパンチの従来の前縁半径とともに採用でき、または予備加熱は、任意の他の成形工程とともに採用できる。別の変形形態においては、前縁半径が3tよりも大きいパンチは、予備加熱なしで採用できる。
【００３９】
1つの態様においては、本方法は、内臓ヒータを有するカップ底面形成装置によって行うことができる。カップ底面形成装置は、外縁スカート部分をコーティングされた板紙底面ブランクの底壁部分の外縁の周囲に形成するためにコーティングされた板紙底面ブランクを成形するためのパンチングアセンブリと、外縁スカート部分の形成よりも前および/または外縁スカート部分の形成中に、コーティングされた板紙底面ブランクを加熱するために位置したヒータとを含む。
【００４０】
1つの態様においては、ヒータが、コーティングされた板紙底面ブランクのパンチングよりも前にコーティングされた板紙を加熱するために位置した非接触ヒータを含む。
【００４１】
別の態様においては、ヒータが、パンチングアセンブリ内のコーティングされた板紙に接触するダイを加熱するために位置した接触ヒータを含む。
【００４２】
カップ底面形成装置は、コーティングされた板紙底面ブランクをコーティングされた板紙の巻き取り紙（web）から切り取るための切断アセンブリをさらに含むことができる。
【００４３】
1つの態様においては、ヒータが、コーティングされた板紙底面ブランクの切断よりも前にコーティングされた板紙を加熱するために位置した非接触ヒータを含む。
【００４４】
1つの態様においては、ヒータが、切断アセンブリ内のコーティングされた板紙に接触するダイを加熱するために位置した接触ヒータを含む。
【００４５】
図5A、5Bおよび5Cは、示した図の垂直下向きに紙片を搬送するロール紙から切断されたコーティングされた板紙底面ブランクを成形するための例示的なカップ底面形成装置50の概略図である。示すように、カップ底面形成装置は、パンチが切り出されたブランクを主ダイ53を通して引き出すときに、外縁スカートが周りに形成されるパンチ30を含む。1つの態様においては、カップ底面形成装置50は、コーティングされた板紙をコーティングされた板紙底面ブランクに切断するためのカッター52と、枠54とをさらに含むことができる。パンチ30およびカッター52は、それぞれの機能を果たすためにピストン（図示せず）に取り付けることができる。
【００４６】
1つの態様においては、カップ底面形成装置50は、加熱されたコーティングされた板紙底面ブランクPを成形するための工程中にダイを加熱するための接触ヒータ55をさらに含むことができる。当然のことながら、接触ヒータの配置は一例にすぎず、コーティングされた板紙底面ブランクPに接触する、パンチ30を含むカップ底面形成装置50内の任意のダイまたはツールは、コーティングされた板紙底面ブランクPの加熱に作用するために加熱されていてもよい。
【００４７】
1つの態様においては、カップ底面形成装置50は、コーティングされた板紙Pを加熱するための非接触ヒータ56をさらに含むことができる。1つの例においては、非接触ヒータ56は、加熱された空気をコーティングされた板紙Pの表側および/または裏側に送る温風送風機を含むことができる。別の例においては、非接触ヒータ56は、コーティングされた板紙Pの表側および/または裏側を加熱するための赤外線ヒータを含むことができる。
【００４８】
1つの態様においては、カップ底面形成装置50は、コーティングされた板紙Pと接触するダイを加熱するための接触ヒータ56をさらに含むことができる。1つの例においては、接触ヒータ56は、熱反射性（heat-reflective）金属テープで各ダイ上へと保持された加熱テープを含むことができる。
【００４９】
しかしながら、当然のことながら、図5A、5Bおよび5Cのカップ底面形成装置は、本発明を実行するための1つの例示的なカップ底面形成装置を表したものに過ぎない。
【００５０】
図6は、本発明の実施形態によるコーティングされた板紙容器を表す斜視概略図である。
【００５１】
図６に示すように、コーティングされた板紙容器60は、キャリパ厚さがtであるコーティングされた板紙底面40と、コーティングされた板紙側壁62とを含む。コーティングされた板紙底面40は、板紙基材と、板紙基材の最外面上の第1のバリアコーティング層とを含み（図2Aおよび2B参照）、コーティングされた板紙底面40は、底壁部分42の外縁の周囲に形成された外縁スカート部分44を含み、外縁スカート部分44と底壁部分42との間に画定される半径R’は3tより大きい。コーティングされた板紙側壁62は、外縁スカート部分44の第1のバリアコーティング層にシールされている。
【００５２】
1つの態様においては、半径R’は、コーティングされた板紙底面ブランクから外縁スカート部分44および底壁部分42を成形するために使用されるパンチの半径Rに対応する。
【００５３】
1つの態様においては、板紙底面は、板紙基材の別の最外面上の第2のバリアコーティング層をさらに含み、コーティングされた板紙側壁は、外縁スカート部分の第2のバリアコーティング層にシールすることができる。たとえば、示すように、板紙側壁の底面部分は、外縁スカート部分を超えて折り畳まれ、外縁スカートの両側に結合（たとえば、ヒートシール）することができる。
【００５４】
1つの態様においては、コーティングされた板紙側壁の内面は、コーティングされた板紙側壁の最外面でのバリアコーティングを含むことができる。たとえば、バリアコーティングは、板紙底面上のバリアコーティングの1つまたは両方と同じとすることができる。1つの態様においては、バリアコーティングは、スチレンアクリレートなど、水性結合剤を含むことができる。
【００５５】
1つの態様においては、外縁スカート部分と底壁部分との間に画定される半径は、好ましくは4tよりも大きく、より好ましくは5tよりも大きく、さらにより好ましくは6tよりも大きく、さらにより好ましくは7tよりも大きい。
【実施例】
【００５６】
実施例1〜4
カップの実施例で使用されたボトムストックは、ジョージア州アトランタのWestRock Companyによって製造された13ptの固体漂白硫酸塩（SBS）カップストックを基材として使用してパイロットブレードコータ上に作成された。板紙のフェルト側は、10lb/3000ft2のコート重量でヒートシール可能なバリアコーティングでコーティングされ、配合物には、HYDROCARB（登録商標） 60（ドイツ、OftringenのOmya AG）、BARRISURF（商標） HX（IMERYS Kaolin）、 ROPAQUE（商標） AF-1353（The Dow Chemical Company）、およびCARTASEAL（登録商標） SCR（Archroma）が重量比で31.4 62.8/5.8/200で含まれていた。コーティングされたフェルト側は、カップの内側を向いており、30分の水コブは14.1g/m2であった。板紙のワイヤ側は、それぞれ8.7lb/3000ft2および2.1lb/3000ft2のコート重量で2層のバリアコーティングでコーティングされ、バリアコーティング配合物には、HYDROCARB（登録商標） 60、BARRISURF（商標） HX、ROPAQUE（商標） AF-1353、およびCARTASEAL（登録商標） SCRが重量比で31.4/62.8/5.8/100で含まれていた。コーティングされたワイヤ側は、カップの外側を向いており、30分の水コブは18.0g/m2であった。
【００５７】
実施例で使用された側壁ブランクは、板紙からダイカットされ、WestRock Companyによって製造された18ptのSBSカップストックのワイヤ側上にベースコートおよびヒートシール可能なバリアトップコートを有するパイロットコータ上にコーティングされた。ベースコート配合物には、約9lb/3000ft2〜10lb/3000ft2のコート重量で、顔料としてCaCO3100部（HYDROCARB（登録商標） 60またはHYDROCARB（登録商標） HG、ともにOftringenのOmya AG製）またはクレイ100部（HYDRAFINE（登録商標） 90W、ジョージア州メーコンのKaMin LLC製）と、SA結合剤35部（ACRONAL（登録商標） S504、BASF Corporation製）とが含まれ、ベースコートはブレードコータによって塗布された。ヒートシール可能なバリアトップコート配合物には、SA結合剤100％（CARTASEAL（登録商標） SCR、Archroma製）が含まれ、トップコートは、IPI #030ロッドを使用してロッドコータに約4lb/3000ft2の推定コート重量で塗布された。コーティングされた表面は、5.2g/m2〜7.2g/m2の30分の水コブを示した。
【００５８】
実施例5〜9
カップの実施例で使用されたボトムストックは、13ptのSBSカップストックを基材として使用し、ヒートシール可能なバリアコーティング配合物をフェルト側上に9lb/3000ft2、ワイヤ側上に11lb/3000ft2のコート重量で使用してパイロットブレードコータ上に作成された。バリアコーティング配合物には、HYDROCARB（登録商標） 60（OftringenのOmya AG）、BARRISURF（商標） HX（IMERYS Kaolin）、ROPAQUE（商標） AF-1353（The Dow Chemical Company）、およびCARTASEAL（登録商標） SCR（Archroma）が重量比で62.8/31.4/5.8/300の比率で含まれていた。コーティングされたフェルト側は、カップの内側を向いており、30分の水コブは4.2g/m2であった。コーティングされたワイヤ側は、カップの外側を向いており、30分の水コブが16.6g/m2であった。
【００５９】
実施例で使用された側壁ブランクは、18ptのSBSカップストックを基材として使用し、ボトムストックに使用されたものと同じヒートシール可能なバリアコーティング配合物を10.6lb/3000ft2のコート重量で使用して、パイロットブレードコータ上にコーティングされた板紙からダイカットされた。ヒートシール可能な側壁のコーティングされた表面は、30分の水コブが5.7g/m2であった。
【００６０】
結果
以下の表は、バリアコーティングのカップ形成についての現行および提案した解決策による、30分後のカップ底面（コーヒーを排出して洗い流した後、上から見た）への熱いコーヒーおよび乳成分不使用のクリーム混合物の浸透を示す。ここで、提案した解決策が、予め熱を加えること、および提案したパンチ半径の選択で生じるものであり、プロセスパラメータのさらなる改良と最適化によってより良い結果が得られる可能性があることに留意すべきである。パンチの前縁半径が3/32’’（R = 6.7t）以上の条件では、コーヒーの染み間の距離が0.5’’よりも大きいことがある。
【００６１】
以下の写真のコーヒーの染みは、最悪の場合の状態（特に染みこみやすい（aggressive）乳成分不使用のクリームを使用した非常に熱いコーヒー）に関連する。これらのカップは、従来製造されたカップを除いて、通常、標準的なコーヒー、コカコーラ（登録商標）など、他の染みこみにくい液体については染みを示さない。
【００６２】
【表１】
2021523030.tif 000003
【００６３】
【表２】
2021523030.tif 000004
【００６４】
開示された方法およびコーティングされた板紙容器の様々な実施形態について、示し説明してきたが、本明細書を読むと、当業者には変更形態が思い付く可能性がある。本出願は、そのような変更形態を含み、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  方法
１２  ステップ/ブロック
１４  ステップ/ブロック
１６  ステップ/ブロック
１８  ステップ
２０  コーティングされた板紙底面ブランク
２２  板紙基材
２４  第１のバリアコーティング層
２６  第２のバリアコーティング層
３０  パンチ
３２  前縁半径
４０  コーティングされた板紙底面
４２  底壁部分
４４  外縁スカート部分
５０  カップ底面形成装置
５２  カッター
５３  主ダイ
５４  枠
５５  接触ヒータ
５６  非接触ヒータ
６０  コーティングされた板紙容器
６２  コーティングされた板紙側壁
Ｐ  コーティングされた板紙/コーティングされた板紙底面ブランク
Ｒ  パンチの半径
Ｒ’  外縁スカート部分と底壁部分との間に画定される半径
【図１】
2021523030.tif 000005
【図２Ａ】
2021523030.tif 000006
【図２Ｂ】
2021523030.tif 000007
【図３Ａ】
2021523030.tif 000008
【図３Ｂ】
2021523030.tif 000009
【図４Ａ】
2021523030.tif 000010
【図４Ｂ】
2021523030.tif 000011
【図５Ａ】
2021523030.tif 000012
【図５Ｂ】
2021523030.tif 000013
【図５Ｃ】
2021523030.tif 000014
【図６】
2021523030.tif 000015
【国際調査報告】
2021523030.tif 000016
2021523030.tif 000017
2021523030.tif 000018