專利名稱:密封容器的制作方法
技術領域:
本發明涉及具備以淀粉為主要原料并且含有具有生物降解性的發泡成形物和在其表面上粘貼的覆蓋膜的生物降解性容器本體,和在容器本體的開口周圍邊緣部分上熱密封的蓋子的密封容器,特別涉及適合作為食品容器等使用后可以廢棄的一次性各種發泡成形物使用的密封容器。
背景技術:
通常,作為使用后可以廢棄的一次性成形物,塑料成形物和紙漿成形物已成為主流。這是因為,根據成形物的用途,通常對上述一次性成形物的材料要求具有一定程度的耐久性和強度,同時要求容易成形。
但是,上述塑料成形物和紙漿成形物都在作為一次性成形物使用時存在下述的各種問題。
首先,塑料成形物存在下面的問題在焚燒處理時產生非常高的溫度,損壞焚燒爐,或者副產二惡烷(ダイオキシン)類的環境污染物質。而且,即使對塑料成形物進行填埋處理,塑料在自然環境下也基本上不分解,因此,在第一次填埋的場所不可能再次填埋塑料。而且,由于近年來廢棄物的量增加,填埋場所也難以連年得到保證。另外,由于塑料成形物不容易分解,在自然環境下持續經過很長時間仍會造成污染。
而且,由于作為塑料原料的石油等化石燃料的貯藏量年年減少,因此,將來塑料成形物的價格可能會比現在高。
另一方面,對于紙漿成形物而言,除了材料容易焚燒處理之外,其在自然環境下也能夠分解,因此,在這方面也優于塑料成形物。但是,作為紙漿原料的樹木其生長周期長,因此,大量的紙漿消耗會大幅度減少森林資源。森林資源的減少不僅會大量破壞該地區的環境,從大規模上看,還大量損害森林吸收二氧化碳的效果,加速大氣中二氧化碳增加造成的全球變暖。
因此,為了解決上述問題,特別是從環境方面考慮,近年來,成形物的處理方法從廢棄處理轉移到再利用處理。
但是,在上述再利用處理中,例如,如果舉出對一次性成形物的一個主要用途即食品容器的例子,在將容器返回到再利用處理之前,必須除去附著在該容器中的食物殘留物和調味品等殘渣。這是因為作為再利用原料必須盡可能地避免混入雜質。
由于這些殘渣的除去通常是通過水洗進行的,因此,結果一旦污水排放量增大,就會導致由此引起的河流和海洋等水質污染這一其他環境問題。而且,上述殘渣的除去本身就非常費工,降低了再利用的效率,并且,目前社會上還沒有確定足夠的再利用體系,因此,再利用處理在成本方面也存在問題。
因此,作為與再利用處理不同的成形物的新的處理方法,開發了通過利用微生物生物降解的成形物處理技術,并已經展露頭腳。在該處理技術中,以各種生物降解性的塑料和淀粉等天然高分子為主要原料成形成形物,因此,能夠避免上述各種問題的產生。
特別是,在采用上述生物降解的處理技術中,從實用性方面考慮,注意到了利用淀粉和蛋白質等天然高分子的技術。這是因為,上述各種生物降解性塑料具有與目前各種塑料(非分解性或者難分解性)基本相同的優質品質性能,但是實際上存在生物降解速度慢的問題。
例如,如果增大采用生物降解性塑料成形的成形物的厚度(壁厚),直至完全分解就需要非常長的時間,因此,在使用的范圍內不能增大成形物的體積。而且,在將上述生物降解性塑料構成的成形物作為特別是一次性飯盒等使用時,與食品殘渣一起廢棄(コンポスト化)成為對環境最沒有負荷的處理方法,但是,由于上述生物降解性塑料的分解速度比食品殘渣慢得多,廢棄處理困難。而且,通常,成形物具有厚度和強度時,難以焚燒處理,用于提高生物降解性塑料的分解速度的粉碎也變得困難,所有,混合處理生物降解性塑料制成的成形物事實上是不可能的。
與此不同,淀粉和蛋白質等具有良好的生物降解性,可以利用即使增大體積也非常容易分解的、通過農業等能夠大量生產的植物淀粉等,因此,資源的保證并不困難,基本上可以作為發泡成形體利用,因此,具有能夠獲得兼有適當厚度和絕熱性的成形物的優點,特別受關注。
作為上述使用淀粉和蛋白質等進行的生物降解的處理技術,可以舉出例如(1)日本公開專利公報“特開平5-320401號公報”(
公開日平成5年12月3日)、(2)日本公開專利公報“特開平7-224173號公報”(
公開日平成7年8月22日),(3)日本公開專利公報“特開平7-10148號公報”(
公開日平成7年1月13日),(4)日本公開專利公報“特開2000-142783公報”(
公開日平成12年5月23日),(5)日本公開專利公報“特開平7-97545號公報”(
公開日平成7年4月11日)等各種技術。
首先,在(1)和(2)的技術中,由于主要原料使用淀粉的天然物質,與生物降解性塑料相比,具有能夠發揮良好的分解性的優點,同時,與紙漿相比,具有成形形狀多樣性的優點,但是,缺乏耐水性和耐濕性,用途受到限制,導致必須保證防濕保管等問題。
(3)和(4)的技術中,以淀粉或者與其類似的各種多糖類為主要原料,成形為成形物,但是,為了提高耐水性,在成形物的表面涂覆天然樹脂(達瑪樹脂或者蟲膠樹脂等),形成耐水覆膜。
但是,在以淀粉為主要原料成形得到的成形物(包括發泡成形物)中,表面不形成完全的平滑狀態,而是產生細微的凹凸,因此,采用單純的涂覆方法,在與耐水覆膜中的凹凸部分對應的位置容易產生細微的針孔。因此,即使可能期望一定程度的防水效果,也難以賦予完全的耐水性。特別是在要求耐濕性的情況下,從上述耐水覆膜的針孔容易吸收潮氣,導致成形物容易變形等問題。
而且,上述達瑪樹脂和蟲膠樹脂等,為了涂覆,例如必須溶解在醇類等有機溶劑中。因此,在涂覆處理之后除去有機溶劑時,存在這些有機溶劑在空氣中擴散,需要不對大氣造成環境污染所用的大規模的裝置等制造設備上的問題。
在上述(5)的技術中,與上述(3)和(4)的技術同樣,對由淀粉等構成的缺乏耐水性的生物降解性材料的表面涂覆將聚酯溶解在鹵化烴中形成的生物降解性涂覆劑。在該技術中,作為具體的涂覆方法使用浸涂法(浸漬涂覆法),因此,即使對復雜形狀的成形物,也可以形成適度的耐水覆膜。
但是,在該技術中,必須除去用于涂覆劑溶解的鹵化烴,與上述(3)和(4)的技術同樣,存在需要用于防止鹵化烴擴散的裝置等問題。而且,鹵化烴對人體和環境不利的方面多,特別是在(5)的技術中具體舉出的鹵化烴是氟系的,因此,在大氣中必須盡可能地限制揮發。結果,作為上述裝置,存在需要大型的氣密室和回收裝置的問題。
除了上述各種技術之外,還有以蠟和疏水性蛋白質制成涂覆液之后涂覆在成形物表面上的方法,但是,通常,在成形物的整個表面上十分均勻并且完全地涂覆耐水覆膜很困難。如果是平板那樣的平的成形物,涂敷比較容易,但是,在上述以淀粉為主要原料的成形物中,其表面容易產生凹凸,妨礙形成均勻的膜,另外,如果是杯狀或者瓶狀等其截面大致呈圓形的成形物,需要旋轉成形物和涂敷裝置,涂敷的難度進一步增大。
進而,例如,即使采用浸涂法等能夠將涂敷液足夠均勻地涂敷,涂敷后的涂敷液直至發生固化形成覆膜之前都會流下來,存在在覆膜上容易產生不均的問題。
而且,上述蠟的熔點較低,因此,存在耐熱性差的問題。上述疏水性蛋白質雖然耐熱性比較良好并且不必使用有機溶劑,但是,多數情況下使用水系溶劑,因此,存在在涂敷過程中成形物吸收水分發生軟化變形的問題。
此外,目前還有人提出不對上述成形物表面涂敷耐水覆膜而是層壓耐水覆膜的技術。具體地說,例如(6)日本公開專利公報“特開平11-171238號公報”(
公開日平成11年6月29日),(7)日本公開專利公報“特開平5-278738號公報”(
公開日平成5年10月26日),(8)日本公開專利公報“特開平5-294332號公報”(
公開日平成5年11月9日)等技術。
在上述(6)的技術中,不是將淀粉成形,而是用非透水性或者非吸收性保護層被覆通過漿模壓法制備的容器。該技術具有可以直接使用目前實施的對紙容器被覆塑料的技術的優點,但是,漿模的主體是纖維,因此,生物降解速度緩慢,因此存在無法與食品的殘渣等一起廢棄,對容器也難以增加厚度,并且還無法進行深沖成型,無法制成多種多樣的成形物等問題。
另一方面,在上述(7)和(8)的技術中,在由天然多糖類和蛋白質或者將它們在可生物降解的范圍內進行化學修飾的產物制成的生物降解性容器的表面被覆生物降解性塑料薄膜,制造生物降解性容器。
在該技術中,使用生物降解性塑料作為薄的耐水覆膜,另一方面,容器本體是用天然多糖類和蛋白質等成形為具有足夠厚度的容器,因此,能夠發揮足夠的耐水性和足夠的生物降解性。因此,作為使用淀粉和蛋白質等的采用生物降解的處理技術,是特別需要的技術。
但是,在上述(7)的技術中,其僅具有對生物降解性容器本體被覆生物降解性塑料薄膜的構成,對生物降解性容器的具體構成幾乎沒有提及。
例如,生物降解性容器本體以多糖類或者蛋白質為主要成分時,其存在強度的問題,但是(7)的技術中,對于強度沒有任何說明。而且,對于怎樣具體被覆生物降解性塑料薄膜,例如是通過涂敷法形成,還是預先形成被覆膜再粘貼等,沒有任何記載。
在上述(7)的技術中,對于對生物降解性容器本體的生物降解性塑料薄膜的被覆狀態完全沒有規定。上述生物降解性塑料薄膜是為了提高以多糖類或者蛋白質為主要成分的生物降解性容器本體的耐水性而被覆的,但是,在上述(7)的技術中,僅描述了被覆,對被覆狀態是什么樣的沒有任何記載。
不管怎樣將生物降解性容器用在一次性使用的用途中,作為一次性容器的穩定性和耐久性都是必須的,生物降解性塑料薄膜容易從生物降解性容器本體上剝離這種情況當然不能說具有耐久性。所以,對容器本體的被覆狀態變成了重要的條件,但是,在上述(7)的技術中,對這方面沒有任何考慮。
而且,由于上述生物降解性塑料的生物降解速度遲緩,難以作為厚壁的成形物使用,但是,生物降解速度不僅與成形物的壁厚有關,還與成形物中所含的總量也有很大關系。因此,在上述(7)的技術中,只記載了將生物降解性容器本體發泡和提高生物降解性,對發泡的程度和生物降解性的關系,以及生物降解性塑料和生物降解性容器本體的生物降解的平衡沒有作任何說明,因此,無法使一個容器本體的生物降解良好地進行。
另一方面,上述(8)的技術可推測為對應于上述(7)公開的生物降解性容器的一個制造方法,但是,在該技術中,將熱塑性塑料溶解在溶劑中,涂敷在生物降解性容器本體的表面,將其干燥,揮發溶劑后,層壓由熱塑性塑料構成的其它涂敷薄膜并進行熱壓。也就是說,為了穩定并粘貼涂敷薄膜(相當于生物降解性塑料薄膜),公開了將熱塑性塑料用作粘結劑。
在本發明中,正如針對上述(3)到(5)的技術所描述的,如果將熱塑性塑料溶解在溶劑中加以利用,會導致需要用于防止溶劑擴散的裝置等問題。而且,在(8)的技術中的具體實施例中,作為溶劑使用氯仿,其在大氣中無法盡可能地發散,因此,與(5)的技術相同,作為上述裝置,還存在需要大規模的氣密室和回收裝置的問題。
在上述(8)的制造方法中,在預先由多糖類和蛋白質預先形成密封條之后,通過用模具壓制成形該密封條,可以得到生物降解性容器本體。因此,存在無法成形例如杯狀的深沖形狀的容器和帶間壁食品托盤那樣的成形物厚度均勻的成形物的問題。
而且,作為用于保存食品的容器可使用下述密封容器在內部具有用于容納食品的空間,并且,具備具有用于取放上述食品的開口的容器本體和用于密封上述容器本體開口的、以塑料為主要成分的蓋膜,上述蓋膜被熱封在容器本體開口的邊緣部分。
例如,作為杯面的容器,可以使用將在塑料膜上進行鋁蒸鍍的蓋膜熱封在由發泡苯乙烯構成的大碗形狀的容器本體的開口邊緣部分上的密封容器。但是,現在,作為杯面的容器使用的容器都是不具有生物降解性的容器。
因此,需要具有與現有的杯面容器等同的各種性能,例如在流通和保存時保持內容物即干燥狀態的面的質量,和用于防止損壞的作為保存用容器的功能、加入熱水放入面溶解湯料保持能吃狀態的作為調理用容器的功能、以及舒適并且安全地食用做好的面的作為容器的功能等,并且能夠發揮非常良好的生物降解性的生物降解性的密封容器。
發明公開本發明鑒于上述問題,其目的在于提供除了具有足夠強調和至少實現足夠耐水性之外還能夠發揮非常良好的生物降解性的生物降解性密封容器。
本發明的另一目的是提供在流通和保存時保持內容物的品質,具有用于防止破損的足夠的強度和遮光性、遮香性(保香性、氣味遮斷性)、阻氣性(水蒸氣阻擋性、酸阻擋性等)等作為保存用容器的功能,并且,具有耐熱性、耐水性、保溫性等作為調制用容器的功能,以及具有絕熱性和容易招待和拿取的作為餐具的功能等,除此之外,還能夠發揮非常良好的生物降解性的生物降解性的密封容器。
為了達到上述目的,本發明的密封容器的特征在于在內部具有用于容納內容物的空間,并且,具備具有用于取放上述內容物的開口的生物降解性的容器本體和用于密封上述容器本體開口的以塑料為主要成分制成的蓋子的密封容器中,上述容器本體包括成形成給定形狀的生物降解性發泡成形物和在其表面上粘貼的被覆膜,上述生物降解性發泡成形物是以淀粉或者其衍生物為主要成分,通過將在其中混合水得到的漿狀或者糊狀的成形用原料進行水蒸氣發泡進行成形的成形物,上述被覆膜以生物降解性塑料為主要成分,至少具有疏水性,上述蓋子熱封在容器本體的開口的邊緣部分。
根據上述構成,生物降解性發泡成形物雖然通過以淀粉為主要成分制備漿狀或者糊狀的成形用原料,用其進行水蒸氣發泡成形,可以成形成非常復雜的形狀,同時成形達到的發泡成形物保持一定程度的含水率,與現有的淀粉成形物相比,能夠發揮優良的強度。而且,由于對該成形發泡成形物粘貼了具有生物降解性的被覆膜,例如,采用與發泡成形物成形時的成形模相同的成形模進行熱壓,在發泡成形的同時粘貼,可以依照發泡成形物的形狀確實并且容易地被覆。
根據上述構成,構成容器本體的成形物是發泡體(發泡成形物),因此絕熱性優良。結果,例如,在往容器本體內部的空間內加入熱水時,能夠避免熱量散到外部和水冷卻,或者容器本體的外側表面變得過熱不易拿取。而且,根據上述構成,構成容器本體的成形物是發泡體(發泡成形物),因此,能夠獲得一定的遮光性。結果,例如,在容器本體內部的空間容納作為內容物的食品時,能夠防止光造成的食品的質量降低。
上述被覆膜以具有接近常規塑料的形狀的生物降解性塑料為主要成分,至少具有疏水性,因此,僅通過粘貼該被覆膜,能夠使以上述淀粉為主要成分的發泡成形物具有耐水性。而且,通過適當選擇生物降解性塑料的種類等,能夠另外賦予阻氣性等其它各種功能。
采用上述構成,蓋子被熱封在容器本體的開口的邊緣部分,因此,能夠提供保持足夠密封性和阻氣性的密封容器。
上述蓋子優選是以生物降解性塑料為主要成分的膜。
采用上述構成,由于容器本體和蓋子都可生物降解,因此,可以在打開密封容器取出內容物之后,不將蓋子從容器本體上分離,或者,將從容器本體上分離的蓋子與容器本體一起,進行生物降解處理。而且,不必將蓋子分開,可以省去廢棄處理的步驟。而且,還提供了對環境有利到蓋子能夠生物降解程度的密封容器。
采用上述構成,由于蓋子是以塑料為主要成分的膜,因此能夠對蓋子賦予耐透濕性和阻氣性。而且,蓋子是膜,容易彎曲,因此,在開封時蓋子容易撕下。
上述被覆膜和蓋子都優選作為主要成分的生物降解性塑料的熔點在130℃以上。
采用上述構成,容器本體用耐熱性膜(被覆膜)被覆以原本就具有非常優良的耐熱性的淀粉為主要成分的發泡成形體容器(生物降解性發泡成形體),蓋子也由耐熱性材料構成,容器本體和蓋子都具有良好的耐熱性。因此提供了在加入100℃左右的高溫內容物時,容器本體和蓋子都能夠維持足夠的強度和耐熱性、耐水性、耐透濕性的密封容器。而且,上述構成的密封容器適用于例如杯面容器等加入熱水的用途。
作為上述熔點在130℃以上的生物降解性塑料優選改性聚酯。
本發明的密封容器適合作為食品容器。也就是說,在本發明被覆膜的密封容器中,優選在上述容器本體內部的看見封入食品作為內容物。這樣,即使在密封容器內部的空間殘留食品,也會起到能夠進行包括食品殘渣的整個的生物降解處理這樣的顯著效果。
本發明的其它目的、特征和優點通過如下所示的記載能夠充分理解。而且,被覆膜的優點在下面參照附圖的說明中也變得清楚。
附圖的簡單說明
圖1表示作為本發明一個實施方案的一例密封容器的大碗型密封容器的形狀的截面簡圖。
圖2表示作為本發明一個實施方案的一例密封容器的盤型密封容器的形狀的截面簡圖。
圖3表示作為本發明一個實施方案的一例密封容器的杯型密封容器的形狀的截面簡圖。
圖4(a)和圖4(b)表示作為本發明一個實施方案的一例生物降解性容器本體的大碗型密封容器的形狀的截面簡圖。
圖5(a)和圖5(b)表示作為本發明一個實施方案的其它例生物降解性容器本體的盤型密封容器的形狀的截面簡圖。
圖6(a)和圖6(b)表示作為本發明一個實施方案的其它例生物降解性容器本體的杯型密封容器的形狀的平面簡圖。
圖7表示本發明使用的成形用原料組成的圖表,表示以成形物原料整體作為基準的圖表(I)、以固形部分總量為基準的圖表(II)、和以原料成分總量和水的比例表示的圖表(III)之間的大致關系。
圖8(a)和圖8(b)表示用于成形形成圖4(a)和圖4(b)表示的大碗型容器的本體的發泡成形物的成形模構成的截面簡圖。
圖9(a)和圖9(b)表示用于成形形成圖5(a)和圖5(b)表示的盤型容器的本體的發泡成形物的成形模構成的截面簡圖。
圖10(a)和圖10(b)表示用于成形形成圖6(a)和圖6(b)表示的杯型容器的本體的發泡成形物的成形模構成的截面簡圖。
圖11(a)和圖11(b)表示用于成形形成圖6(a)和圖6(b)表示的杯型容器的本體的發泡成形物的成形模的構成的其它例子的截面簡圖。
圖12表示在圖8(a)和圖8(b)所示的成形模中具備內部加熱用電極的一例構成的說明簡圖。
圖13(a)表示用圖8(a)和圖8(b)表示的成形模形成的發泡成形物的形狀的截面簡圖,圖13(b)表示用圖9(a)和圖9(b)表示的成形模形成的發泡成形物的形狀的截面簡圖,圖13(c)表示用圖10(a)和圖10(b)或者圖11(a)和圖11(b)表示的成形模形成的發泡成形物的形狀的截面簡圖。
圖14是用于說明在圖13(a)表示的生物降解性發泡成形物的表面上使用后粘貼法粘貼被覆膜的粘貼工序的說明簡圖。
圖15(a)表示使用后粘貼法粘貼被覆膜的生物降解性容器本體的表面被覆膜的粘貼狀況的說明簡圖,圖15(b)表示使用同時粘貼法粘貼被覆膜的生物降解性容器本體的表面的被覆膜的粘貼狀況的說明簡圖。
圖16說明在制造圖5(a)表示的盤型容器的同時粘貼法中采用制法1情況的說明圖。
圖17是說明在制造圖4(a)表示的大碗型容器的同時粘貼法中采用制法2情況的說明圖。
圖18是說明在制造圖5(a)表示的盤型容器的同時粘貼法中采用制法3情況的說明圖。
圖19是說明在制造圖4(a)表示的大碗型容器的同時粘貼法中采用制法4的情況的說明圖。
圖20(a)是表示在采用制法5制造圖6(a)表示的杯型容器時,將被覆膜切成膜片狀態的兩份的一個例子的平面簡圖,圖20(b)是將被覆膜切成膜片狀態的三份的一個例子的平面簡圖。
圖21是說明在制造圖6(a)表示的杯型容器的同時粘貼法中采用制法5的情況的說明圖。
圖22是說明在制造圖6(a)表示的杯型容器的同時粘貼法中采用制法6的情況的說明圖。
圖23是說明在制造圖6(a)表示的杯型容器的同時粘貼法中采用制法7的情況的說明圖。
圖24(a)是表示在圖1所示的大碗型密封容器中,在大碗型容器的邊緣部分粘貼被覆膜的情況下,蓋子和大碗型容器的粘結狀態的說明簡圖,圖24(b)是表示在大碗型容器的邊緣部分不粘貼被覆膜的情況下干燥和大碗型容器的粘結狀態的說明簡圖。
用于實施發明的最佳技術方案基于附圖對本發明的一個實施方案進行如下說明。但是,本發明并不限于此。
本發明的密封容器在內部具有用于容納內容物的空間,并且,具備具有用于取放上述內容物的開口的生物降解性容器本體(容器本體)和用于密封上述生物降解性容器本體的開口的以塑料為主要成分的蓋子,上述蓋子被熱封在生物降解性容器本體的開口的周邊部分。
上述生物降解性容器本體包括成形為給定形狀的生物降解性發泡成形物和在其表面上粘貼的被覆膜的生物降解性成形物。該被覆膜以生物降解性塑料為主要成分,至少具有疏水性。因此,上述生物降解性發泡成形物以淀粉或者其衍生物為主要成分,通過水蒸氣發泡將在其中混合水得到的漿狀或者糊狀的成形用原料成形。
而且,在上述生物降解性容器本體中,優選將被覆膜等生物降解性塑料相當于生物降解性發泡成形物的量規定為一定量,或者規定生物降解性發泡成形物中所含的空氣相的體積比例,進而,上述被覆膜優選在該生物降解性發泡成形物的表面上以大致致密的狀態被覆。這時的粘著狀態為被覆膜直接粘結更為優選,但是通過粘結劑層粘結也可以。
在以下的說明中,將上述生物降解性發泡成形物簡單記為“發泡成形物”。而且,所謂上述的漿狀是指至少在淀粉中加入水的狀態即具有足夠流動性的狀態。但是,淀粉不需要溶解在水中,可以形成接近懸浮液的狀態。另一方面,所謂上述糊狀是指,流動性比上述漿狀低的狀態,即接近半固形的狀態。
下面對生物降解性容器本體進行說明。具體地說,作為該生物降解性容器本體的一個例子,舉出大碗形狀的容器(是指大碗型容器),如圖4(a)所示,該大碗型容器10a具有上述生物降解性發泡成形物即容器本體11a和直接大致密合粘貼以覆蓋其表面的被覆膜12。或者,在上述大碗型容器10a中,如圖4(b)所示,可以具有插入在容器本體11a和被覆膜12中間并將該被覆膜12粘貼在容器本體11a的表面上的粘結劑層13。如后所述,容器本體11a的表面不需要完全被被覆膜12覆蓋,可以是部分覆蓋的狀態。
同樣,作為生物降解性容器本體的其它例子,可舉出盤型的容器(盤型容器),如圖5(a)所示,該盤型容器10b也由容器本體11b和被覆膜12構成,或者,如圖5(b)所示,形成在容器本體11b和被覆膜12中間具有粘結劑層13的構成。
作為生物降解性容器本體的其它例子,可舉出杯型的容器(杯型容器),如圖6(a)所示,該杯型容器10c也由容器本體11c和被覆膜12構成,或者,如圖6(b)所示,形成在容器本體11c和被覆膜12中間具有粘結劑層13的構成。在圖6(a)和圖6(b)中,上圖是杯型容器10c的縱向截面圖,下圖是對應于上圖的平面圖(從上方俯瞰杯型容器10c的圖)。
形成生物降解性容器本體的本體(上述容器本體11a·11b·11c)的上述生物降解性發泡成形物以淀粉或者其衍生物為主要成分,通過水蒸氣發泡由在其中混合水得到的漿狀或者糊狀成形用原料成形。
作為上述成形用原料的主原料使用的淀粉,沒有特別的限定。例如,可以使用馬鈴薯、玉米、木薯、米、小麥、甘薯等由作為主要谷物的世界上生產的農產品容易得到的淀粉。上述淀粉可以由特定的農產品制造,也可以混合由多種農產品制造的產物。
上述淀粉的衍生物是指在不影響生物降解性的范圍內對淀粉進行修飾的,具體的可舉出例如α化淀粉、交聯淀粉、改性淀粉等。也可以使用上述未修飾的淀粉和上述淀粉的衍生物混合的混合物。但是,廣義上說,本發明的淀粉包括未作任何修飾的淀粉(狹義的淀粉)和上述淀粉的衍生物及它們的混合物。在以下的說明中如果沒有特別的限定寫為“淀粉”,就是指廣義的淀粉。
作為上述成形用原料中所含淀粉的含有率,如圖7的“(II)主要固形部分總量中”的圖表所示,以該成形用原料的主要固形部分的總量為100重量%時,優選在50重量%到100重量%的范圍內。而在以加水的成形用原料全部為100重量%時,如圖7的“(I)成形用原料中”的圖表所示,優選在20重量%到60重量%的范圍內。在該范圍內,生物降解性容器本體可以看成其主要成分為淀粉,能夠發揮良好的生物降解性。下面對上述主要固形部分和其總量進行說明。
在上述成形用原料中,除了上述淀粉之外,還可以含有各種添加劑。作為這些添加劑,具體地說,可舉出增量劑、強度調整劑、可塑劑、乳化劑、穩定劑、均質性調整劑、保濕劑、手感調整劑、導電率調整劑、介電損失調整劑、膨化劑、著色劑等。
這些添加劑可以舉出具有提高生物降解性容器本體的制造效率和避免制造過程中的問題的制造過程上的優點,以及提高得到的生物降解性容器本體的品味和降低生物降解性容器本體的成本的作為成品的密封容器的優點。這些添加劑只要不會大幅度降低發泡成形物和生物降解性容器本體的質量,就沒有特別的限定。
上述增量劑是目的在于通過加入到成形用原料中增加該成形用原料重量并盡可能地減小主要原料即淀粉的使用量,是降低成本的添加劑。因此,只要是比淀粉更便宜的,就沒有特別的限定,優選可以使用兼顧廢物處理的伴隨食品等的加工制造的副產物。
具體地說,可以舉出例如(1)以芹、土豆、柑桔類(桔子、檸檬、葡萄柚等)、蘋果、葡萄、漿果類、鳳梨、甘蔗、甜菜等蔬菜和水果為原料的食品(飲料)的制造加工時等產出的榨汁渣和壓榨渣或者它們的混合物;(2)以豆腐渣等豆腐等的豆腐渣為原料的加工食品制造時產生的副產物;(3)日本酒、燒酒、啤酒、紅酒等酒類制造時產生的酒糟、燒酒糟、啤酒酵母渣、紅酒酵母渣或者它們的化合物;(4)咖啡、紅茶、麥茶、綠茶、烏龍茶等茶類等嗜好物類的殘渣、茶渣或者它們的混合物;(5)大豆、玉米、菜籽、蓖麻等榨油后的榨油渣或者它們的混合物;(6)麩子、米糠、稻殼等渣類精制時生產的副產物或者它們的混合物;(7)麩質粗粉等淀粉生產時產生的副產物;(8)玉米蛋筒、餅干、薄脆、華夫餅干等糕點和面包制造產品制造時產生的烘烤屑或者它們的混合物;(9)對上述各副產物等干燥處理和或粉碎處理的產物等等。它們可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
上述強度調整劑是調整發泡成形物和生物降解性容器本體的強度(特別是提高強度)的添加劑,沒有特別的限制,具體地說,例如,作為上述增量劑舉出的(1)~(9)各種副產物;(10)葡萄糖(葡萄糖)、糊精或者異構化湯等糖類或者它們的混合物;(11)山梨糖醇、甘露糖醇、乳糖醇等糖醇或者它們的混合物;(12)植物性油脂、動物性油脂、它們的加工油脂等油脂或者它們的混合物;(13)巴西棕櫚蠟、小燭樹蠟、蜂蠟、石蠟、微晶蠟等蠟類或者它們的混合物;(14)黃元膠、蟲膠、愈瘡膠、刺槐豆膠、果膠、阿拉伯樹膠、梧桐膠、楤木膠、カラギ—ナン、フア—セルラン、寒天、藻酸及其鹽等、微生物產生的多糖類或者由植物產生的多糖類等增粘多糖類或者它們的混合物;(15)鈣、鈉、鉀、鋁、鎂、鐵等金屬的氯化物、硫酸鹽、有機酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物、磷酸鹽等金屬鹽類或者它們的混合物;(16)石英粉、硅藻土、滑石、硅等不溶性礦物類或者它們的混合物;(17)纖維素、微晶纖維素、紙、紙漿(也指廢紙漿、原漿)、羧甲基纖維素、甲基纖維素、乙酰纖維素等植物性纖維及其衍生物或者它們的混合物;(18)玻璃、金屬、碳、陶瓷等無機物或者由它們構成的纖維等的各種構造物;(19)貝殼、骨粉、蛋殼、葉子、木粉等天然原料或者它們的混合物;(20)碳酸鈣、碳、滑石、二氧化鈦、硅膠、氧化鋁、非纖維填料或者它們的混合物;(21)硬脂酸、乳酸、月桂酸等脂肪酸或者它們的金屬鹽等鹽類,或者酸酰胺、酯等脂肪酸衍生物或者它們的混合物;(22)甘油、聚甘油、丙二醇、乙二醇甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、糖酯、卵磷脂、山梨聚糖脂肪酸酯、聚山梨醇酯等其它食品添加劑或者它們的混合物;(23)蟲膠、松香、白松樹脂、古塔波膠、達瑪樹脂等天然樹脂或者它們的混合物;(24)聚乙烯醇、聚乳酸等生物降解性樹脂或者它們的混合物;(25)乙酰基三丁基サイトレ—ト、鋯鹽溶液、堿式銨鋯碳酸鹽溶液或者它們的混合物等。這些強度調整劑可以只使用一種,也可以兩種以上混合使用。
上述可塑劑是指改善成形用原料的流動特性丙賦予得到的發泡成形物和生物降解性容器本體柔軟性的添加劑,沒有特別的限定,但是,具體的說例如上述增量劑中舉出的(1)~(9)各種副產物;作為強度調整劑舉出的(10)~(21)和(23)、(24)的各種化合物;(26)乙酰基聚丁基サイトレ—ト、或者甘油、聚甘油、丙二醇、乙二醇等糖醇類或者它們的混合物等。這些可塑劑可以只使用一種,也可以兩種以上混合使用。
上述乳化劑是在往成形用原料中加入油性添加劑時,將該油性添加劑充分混合制成水中油滴型的乳液狀的添加劑,對此沒有特別的限定,具體可舉出(27)甘油酸酯、聚甘油酸酯、丙二醇脂肪酸酯、糖酯、山梨糖醇酯、卵磷脂、聚山梨糖醇等表面活性劑或者它們的混合物。
上述穩定劑是能夠使調制的成形用原料的狀態穩定化的添加劑,沒有特別的限定,具體的可舉出作為上述主原料的淀粉(狹義的、沒有修飾的)或者其衍生物;上述強度調整劑中舉出的(10)糖類;(11)糖醇;(14)增粘多糖類;(17)植物性纖維及其衍生物(但是除紙之外);(21)脂肪酸、脂肪酸鹽、脂肪酸衍生物等。這些穩定劑可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
上述離模劑是用于從成形模容易取出成形后的發泡成形物并盡可能地使發泡成形物的表面光滑而添加的添加劑,對此沒有特別的限定,具體的可舉出例如上述強度調整劑中舉出的(12)油脂;(13蠟;(14)增粘多糖類;(21)脂肪酸、脂肪酸鹽、脂肪酸衍生物等。這些離模劑可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
上述均質性調整劑是用于使漿狀或者糊狀的成形用原料中的均質性,即盡可能的細化成形用原料的“紋理”(這時,形成處于漿狀或者糊狀狀態的固形部分的粒子等)、并形成均一并且光滑的狀態的添加劑,沒有特別的限定,具體的例如可舉出作為上述主原料的淀粉(狹義的、未修飾的)或者其衍生物;在增量劑中舉出的(1)~(9)的各種副產物;強度調整劑中舉出的(10)~(25)的各種化合物等。這些調整劑可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
上述保濕劑是使發泡成形物中含有一定水分的物質,具有與上述可塑劑同樣的技能。也就是說,如果能使以淀粉為主要成分的發泡成形物處于含有一定程度水分的狀態(保濕狀態),能夠獲得α化的淀粉的脆度(脆性)降低,其強度和柔軟性提高的效果。因此,保濕劑還具有作為可塑劑和強度調整劑的功能。
作為上述保濕劑也沒有特別的限定,具體的可舉出例如上述主要原料的淀粉(狹義的、未修飾的)或者其衍生物;作為增量劑舉出的(1)~(9)的各種副產物;強度調整劑中舉出的(10)糖類;(11)糖醇;(12)油脂;(13)蠟;(14)增粘多糖類;(15)金屬鹽類;(17)植物性纖維及其衍生物;(19)貝殼、骨粉、蛋殼、葉子、木粉等天然材料類;(22)食品添加劑類等。這些保濕劑可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
上述這些手感調整劑是具有作為漿料調整劑的功能的并且能夠提高漿狀或者程序員預料的手感的添加劑,沒有特別的限定,可舉出上述作為可塑劑、乳化劑、穩定劑舉出的所有材料和化合物等。這些調整劑可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
上述導電率調整劑是在成形發泡成形物時,在如后所述使內部發熱時,特別是通過通電加熱使內部發熱進行加熱成形時,用于控制發熱狀態的一個因素,即調整成形用原料的導電率的添加劑,沒有特別的限定,具體的可舉出例如上述強度調整劑中舉出的(12)油脂;(13)蠟;(14)增粘多糖類;(15)金屬鹽類;(28)鹽類、酸、堿、醇等的各種水溶性電介質等。這些調整劑可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
上述介電損失調整劑是在成形發泡成形物時,特別是在通過高頻介質加熱使內部發熱進行加熱成形時,用于控制發熱狀態的一個因素,即用于調整成形用原料的介電損失的添加劑,沒有特別的限定,具體的可舉出例如(12)油脂;(13)蠟;(15)金屬鹽類;(16)不溶性礦物類;(17)植物性纖維及其衍生物;上述介電率調整劑中舉出的(28)各種水溶性電介質;(29)鋯鹽、銨鋯碳酸鹽水溶液等含鋯鹽的化合物或者它們的混合物等。這些介電損失調整劑可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
上述膨化劑是用于調整成形用原料的發泡程度并通過膨化進行促進制成與形狀和用途相應的發泡成形物,對此沒有特別的限定,具體的可舉出例如(30)苯磺酰肼化合物、偶氮腈化合物、亞硝基化合物、二偶氮乙酰胺化合物、偶氮縮算化合物等有機類膨化劑及其含有它們的各種制劑;(31)イスパタ等銨類膨脹劑以及含有它們的各種制劑;(32)碳酸氫鈉、硫酸鋁鉀酒石酸氫銨、碳酸鎂等無機類膨化劑以及含有它們的各種制劑等。這些膨化劑可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
上述著色劑是基于對發泡成形物整體進行著色的目的而添加的添加劑,沒有特別的限定,具體的例如(33)二氧化鈦和碳黑等無機類顏料;(34)例如顏料索引中規定的各種被稱為著色劑的天然或者合成的有機類染料;(35)焦糖、可可粉等天然原料的著色劑等。這些著色劑可以只使用一種也可以兩種以上混合使用。
作為上述成形用原料中所含的添加劑,二氧化鈦遮光性優良,呈現提高表面印刷時的美觀性的美麗的白色,并且,基于能夠提高強度和阻氣性,是優選的添加劑。為了含有二氧化鈦并充分獲得這些性能,在成形用原料中二氧化鈦的用量優選為0.2重量%以上,更優選在0.3重量%以上,進一步優選在0.4重量%以上。
在被覆膜中,在上述成形用原料中所含的添加劑中,增量劑(有時也作為增量性添加劑)的含量優選為該成形用原料的主要固形成分總量中所含的淀粉的含量以下。
也就是說,可以不特別含有增量性添加劑(增量劑),但是,從減小被覆膜的生物降解性容器本體的原料成分或者有效利用上述各種廢物的觀點出發,優選以與淀粉的含量相當的量為最大的含量范圍。因此,對于作為主原料的淀粉和作為添加劑中的增量性添加劑的增量劑,將它們合并作為主要固形部分。
主要固形部分中,如果增量性添加劑的含量超過了淀粉的含量,得到的生物降解性容器本體的主要成分實質上不是淀粉,因此,生物降解性容器本體的性質降低,因此是不利的。而且,由于成形用原料中所含的“固形部分”中也包含功能型添加劑的固形部分(參照圖7的“(I)成形用原料中”的圖表)中將上述淀粉和增量劑和在一起表示為“主要固形部分”。
即,在本發明中,如圖7的“(II)主要固形部分總量中”的圖表所示,以主要固形部分(淀粉和增量劑)的總量(主要固形部分總量)為100重量%時,淀粉(包括衍生物)在50重量%以上100重量%以下的范圍內,增量劑在0重量%以上不到50重量%的范圍內(圖中記為0到不足50重量%)。
如圖7的的“(I)成分用原料中”的圖表橫一欄中所示,上述主要固形部分總量在以加上水的成形用原料全部為100重量%時,優選為70重量%以下。
上述成形用原料中所含的添加劑中,除去上述增量劑(增量性添加劑)的各添加劑(即功能型添加劑)的含量如圖7的“(I)成形用原料中”所示,在以加上水的成形用原料總量為100重量%時,優選在0重量以上25重量%以下的范圍內,更優選在0重量%以上20重量%以下的范圍內。而且,對于在以主要固形部分總量為100重量%時的功能型添加劑的添加量,即功能型添加劑相當于主要固形部分總量的量,只要成形用原料中的最終含量在上述范圍內,就沒有特別的限定。
上述功能型添加劑與上述增量劑同,在成形用原料中也可以不特別含量,但是,為了提高被覆膜的生物降解容器本體的性能,優選在成形用原料100重量%中含有25重量%以下。在功能型添加劑的含量超過25重量%時,除了不能發揮與其含量對應的功能,之外,還有可能根據狀況降低生物降解性容器本體的性能,因此是不利的。
在將上述主要固形部分(作為主要原料的淀粉+增量劑)和功能型添加劑合起來作為原料成分時,在本發明所使用的成形用原料中,可進一步含有水。這里所說的水可以是工業上使用的水,沒有特別的限定。
作為上述成形用原料中的水的含量,如圖7的“(I)成形用原料中”的圖表所示,如果以該成形用原料為100重量%,加入水,使其在20重量%以上70重量%以下的范圍內,優選在25重量%以上55重量%以下的范圍內。
換言之,如圖7的“(III)原料成分和水的對比”的圖表所示,在以成形用原料中的原料成分(主要固形部分+功能型添加劑)的總量為100重量%時,水在25重量%以上230重量%以下的范圍內加入,優選在33重量%以上120重量%以下的范圍內加入。如果水的含量在上述范圍內,成形用原料就成為漿狀或者糊狀。
成形用原料中水的含量如果不足20重量%,成形用原料中所含的水分過少,幾乎沒有流動性,對成形上是不利的。另一方面,如果超過70重量%,成形用原料中所含水的含量過多,固形部分的含量降的過多,無法充分成形,因此是不利的。
由于上述成形用原料變成了漿狀或者糊狀,因此,如后續所述,成形模內的模穴內可能容易填充成形用原料,成形加工型提高。而且,在成形后的發泡成形物中可能殘留一定程度的水分,如后續所述,可以提高發泡成形物的柔軟性。
在上述成形用原料中,除了上述主原料、添加劑、水分之外,可以含有其它添加劑。作為其它添加劑的具體例子,可根據對生物降解性容器本體賦予的什么功能適當選擇,沒有特別的限定。
而且,所謂本實施方案中所述的漿狀或者糊狀,只是基于成形用原料的流動性方便地分類,與水的含量沒有關系。例如,在一定的含量下,含水的成形用原料形成漿狀的,如果增加該成形用原料中的穩定劑和豆腐渣等這樣的吸水性的增量劑或者紙漿等的含量,有時會形成糊狀。
如果使用上述成形用原料上述發泡成形物成形,但是,作為其成形方法,可舉出采用具有與所需成形物的形狀一致的模穴并由至少兩個以上部分構成的成形模的方法。在上述成形模的模穴內加入上述成形用原料,如果加熱和加壓,成形上述發泡成形物。
作為上述成形模,可舉出至少具有成形后可取出發泡成形物的能夠分割的兩個以上金屬制的模片的構成。
具體地說,作為成形模的例子,可舉出如圖8(a)、圖9(a)、圖10(a)所示,如由上下兩個金屬制的模片21a、22a構成的模具20a、模片21b、21b構成的模具20b以及由模片21c、22c構成的模具20c,以及,如圖11(a)所示,由具有與上述模片21c同樣形狀的上模片21d和所述下模片22c分成兩部分的形狀的下模片23d、24d構成的模具20d等。
也就是說,本發明所使用的成形模可以是包括能夠分割的多個模片的構成,對于分割的方法(即模片的個數),可與發泡成形物的形狀一致適當設定,沒有特別的限定。
例如,對于上述大碗型容器10a的盤型容器10b,由于形成了在平面上擴展的方向的尺寸大的形狀,如上述模具20a和模具20b所示,優選使用上下分成兩部分的成形模。另一方面,即使在上述杯型容器10c的情況下,與模具20a和模具20b同樣,可以是上述分成兩部分的成形模即模具20c,這種杯型容器10c與大碗型容器10a和盤型容器10b相比,形成在高度方向上尺寸大的形狀,因此,與模具20c這樣的分成兩部分類型相比,更優選使用模具20d這樣的分成三部分類型的。
上述模具20a、20b、20c是將上下各模片21a、21b、21c和22a、22b、22c組合的狀態,如圖8(b)、圖9(b)、圖10(b)所示,在內部形成與所需的發泡成形物(參見圖4(a)、圖4(b)、圖5(a)、圖5(b)、圖6(a)和圖6(b))的形狀一致的模穴25a、25b、25c。同樣,上述模具20d也是將各模片21d、23d、25d組合的狀態,如圖11(b)所示,形成模穴25d。
而且,雖然未圖示,但是,在上述模具20a、20b、20c、20d中可以具備可動地連接用于取出發泡成形物的頂出桿和上述各模片21a~21d以及20a~22c,23d、24d的鉸鏈和導軌或者拉桿等。
在本實施方案中,作為成形模的一個例子,雖然舉出了上述模具20a、20b、20c、20d,但是并不限于此,可以使用目前公知的各種成形模,而且其形狀也與發泡成形物一致適當選擇。
但是,如后述所述,本發明中使用的成形模要求具有用于水蒸氣發泡成形的耐熱性,同時也必須具有強度、耐磨耗性等。進而,在采用微波進行內部加熱時,微波透過性也是必須的。而且,在采用微波的內部加熱時,作為上述成形模,優選使用具備微波透過性、耐熱性、強度、耐磨耗性的樹脂和陶瓷等構成的成形模,但是,除此之外,特別是后述的采用通電、高頻介電的內部加熱時,由于模本身作為電極的一部分發生作用,因此,更優選金屬制的“模具”。
作為上述成形時的加熱手段,可以使用例如直火和遠紅外線、電熱器、IH加熱裝置等、采用直接加熱成形模的直接加熱手段的外部加熱、通電加熱、高頻介質加熱、微波加熱等加熱內部成形用原料本身的通過內部加熱手段的內部加熱。
外部加熱時,可通過上述直接加熱手段直接加熱成形模(模具20a等)。由此,從成形模對模穴(模穴25a等)內的成形用原料進行外部加熱,該成形用原料通過水蒸氣發泡,發泡成形物成形。
另一方面,內部加熱時,可以使用與外部加熱用的上述成形模同樣形狀的,這時,例如,如圖12中示意性所表示的,如果作為例子舉出上述模具20a,在各模片21a、22a的組合中,對各模片21a、22a分別連接電極26、26,同時,在各模片21a、22a的接觸部分配制絕緣體27,進而,在電極26、26上可以使用連接電泳28的構成。因此,可以對填充在模穴25a內的成形用原料進行內部加熱。電極26除了上述電源28之外,與未圖示的開關和控制電路等連接。
而且,將上述電極26配子在模片21a或者模片22a上的構成也可以適用于上述外部加熱的情況。即,即使在外部加熱的情況下,為了直接加熱成形模,可以采用配制直接加熱手段和電極26的構成。而且,配制上述電極26的圖12所示的構成可以同時使用外部和內部加熱。
作為加熱成形的加熱溫度,沒有特別的限定,外部加熱時,優選將成形模在140℃以上240℃以下的范圍內加熱。如果成形模的加熱溫度在該范圍內,可以充分加熱模穴(模穴25a等)內的漿狀或者或者成形用原料,得到作為固形物的成形物。而且,由于上述溫度范圍在水的沸點100℃以上,成形用原料中所含的水分必定形成水蒸氣發泡,可以容易地獲得上述發泡成形物。
另一方面,在內部加熱時,通過對上述電極26施加低頻交流電壓和高頻電場,可以對模穴(模穴25a等)內成形用原料本身,因此,加熱溫度與內部加熱的各種條件有關,沒有特別的限定,在成形用原料在水蒸氣發泡的溫度范圍內即可。
作為上述各種條件,具體地說,電極26的特性與上述低頻交流電壓和高頻電場的大小有很大關系,另外,如上所述,與成形用原料的導電率和電介損失也有很大關系。這是因為,在通過通電加熱進行加熱成形時,其發熱狀態受成形用原料的導電率的控制,在通過高頻介質加熱進行加熱成形時,其發熱狀態受成形用原料的介電損失的控制。
對于上述各種條件的具體設定范圍,實際使用上,模穴的溫度可以設定得在與外部加熱同樣的溫度范圍內,沒有特別的限定。
作為上述加熱時間,可根據加熱溫度和發泡成形物的形狀和厚度等適當設定,但是,優選至少成形后的發泡成形物的含水率達到規定的范圍內的時間。換言之,優選使成形用原料中的水分基本上沒有完全蒸發的時間。
上述加熱時間如果達到了直至發泡成形物的水分小于后述的給定范圍的長時間,該發泡成形物形成過剩發泡的狀態,并且不具有給定的含水率,因此,變硬和變脆,并且降低了發泡成形物的品質,因此是不利的。
作為具體的加熱時間,沒有特別的限定。例如,在進行高頻介質加熱時,與一般的外部加熱相比,在非常短的時間內就可以成形,而且,在發泡成形物壁厚時,加熱時間有變長的傾向。因此,加熱時間基本上根據加熱手法和發泡成形物的形狀等適當設定,通常,優選在10秒以上5分鐘以內的范圍內。
對于加熱成形時的加壓也沒有特別的限定,通常例如優選5kg/cm2以上50kg/cm2以下的范圍。當然,對于該成形壓力,可根據各種條件改變。
通過采用上述模具20a、20b、20c、20d等的成形模并對模穴25a、25b、25c、25d內的成形用原料加熱、加壓,如圖13(a)、圖13(b)、圖13(c)所示,可以得到作為發泡成形物的大碗型容器本體11a、盤型容器本體11b或者杯型容器本體11c,這些發泡成形物成形后的最終含水率在3重量%以上20重量%以下的范圍內,優選在3重量%以上15重量%以下的范圍內。
如果最終的含水率不足3重量%,含水率過低,發泡成形物變硬變脆,柔軟性降低,因此是不利的。另一方面,如果含水率超過了20重量%,含水率變得過高,發泡成形物潮濕到需要以上的程度,重量增大,被覆膜12難以粘貼和粘合,因此是不利的。
如在上述保濕劑的說明中所描述的那樣,僅僅將淀粉單純地α化制成成形物,該成形物變硬變脆,其用途非常受限制。因此,在被覆膜中,將成形用原料制成漿狀或者糊狀,含有足夠的水分,僅通過簡單地成形,就能夠將得到的發泡成形物的含水率設定在上述范圍內。根據成形條件和其它環境條件,有時含水率多少在上述范圍之外,但是,這時,通過將發泡成形物在一定濕度的倉庫內放置一定時間,或噴霧,反之,在干燥庫內放置一定時間,可以調整含水率。
在生物降解性容器本體中,對上述發泡成形物(容器本體11a等)的表面,可粘貼由生物降解性塑料構成的被覆膜12。該被覆膜12至少具有疏水性,因此,通過粘貼在上述發泡成形物上,至少賦予該發泡成形物耐水性。而且,更優選該被覆膜12賦予阻氣性、絕熱性、耐磨耗性、提高強度和柔軟性等。
特別是,在將被覆膜的密封容器用在密封性高的保存容器等中時,必須避免內部容納的內容物的氧化和吸濕,因此,被覆膜12能夠賦予阻氣性即具有阻氣性是非常優選的。
而且,特別是,在將被覆膜的密封容器用作杯面容器等時,必須避免內部容納的內容物的熱量造成生物降解性容器本體的變形和熔融,因此,被覆膜12優選具有高的耐熱性。具體地說,被覆膜12優選開始軟化溫度在130℃以上,更優選開始軟化溫度在150℃以上。而且,被覆膜12優選熔點在130℃以上,更優選熔點在170℃以上,進一步優選熔點在200℃以上。特別優選被覆膜12的開始軟化溫度在130℃以上,并且熔點在170℃以上,最優選開始軟化溫度在150℃以上,并且熔點在200℃以上。這樣就能夠避免因內部容納的內容物的熱量等造成的生物降解性容器本體的變形和熔融。
作為上述被覆膜12的原料,只要是能夠發揮生物降解阻并且至少粘貼在上述發泡成形物的表面上之后能夠發揮耐水性,優選能夠發揮阻氣性等的材料,就沒有特別的限定。
具體地可舉出例如3-羥基丁酸-3-羥基戊酸共聚物、聚-對-羥基苯醛(PHB)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己內酯(PLC)、醋酸纖維素類(PH)聚合物、聚丁二酸乙二醇酯(PESU)、聚酯酰胺、改性聚酯、聚乳酸(PLA)、マタ—ビ—(注冊商標,イタリア·ノバモント公司;以淀粉為主要成分,以具有生物降解性的聚乙烯醇類樹脂和脂肪族聚酯類樹脂等為次要成分)、纖維素脫乙酰殼多糖復合物等所謂作為“生物降解塑料”公知的各種材料。這些原料可以只使用一種,也可以以兩種以上的復合物的形式使用。而且,在這些生物降解性塑料中,可以加入生物降解性的可塑劑和填料等副原料。
作為上述被覆膜12的原料,從具有良好的阻氣性和耐透濕性、耐熱性方面考慮,優選改性聚酯。而且,作為上述被覆膜12,從強度、耐熱性、阻氣性優良的方面考慮,優選可二軸拉伸的生物降解性膜。而且,作為上述被覆膜12,最優選可二軸拉伸的改性聚酯。
可以對上述各原料(生物降解性塑料)混合淀粉,制作被覆膜12。這時,上述生物降解性塑料對淀粉的混合比只要不降低被覆膜12的疏水性等各種功能,就沒有特別的限定,例如,優選使用重量比為1∶1左右的混合比。
另外,在上述被覆膜12中可以加入各種添加劑。作為具體的添加劑,例如,可舉出著色劑和能夠提高耐水性、阻氣性等添加劑、能夠提高粘貼時的軟化的各種特性的添加劑等,沒有特別的限定。
上述被覆膜12的厚度(膜厚)沒有特別的限定,如果是在粘貼到發泡成形物上之前,能夠形成0.01mm以上數mm以下的范圍內的膜或者片就可以。
如后所述,上述被覆膜12加熱軟化后粘貼在發泡成形物的表面上,因此,粘貼后的厚度比上述范圍薄。該粘貼后的被覆膜12的厚度根據作為原料的生物降解性塑料的種類,可適當設定到能夠發揮耐水性和阻氣性等程度的厚度,沒有特別的限定,優選其上限為80微米以下,更優選為50微米以下。對于下限,如上所述,只要是能夠發揮耐水性和阻氣性等的程度的厚度就可以,通常優選使用5微米以上。
在生物降解性容器本體中,在整個重量中,發泡成形物所占的重量優選為60重量%以上。也就是說,在生物降解性容器本體中,在整個重量中,生物降解性塑料所占的重量優選至少在40重量%以下。
如上所述,生物降解性塑料比淀粉的生物降解速度慢。具體地說,在將以淀粉為主要成分的發泡成形物的生物降解速度規定為1時,相同重量的生物降解性塑料的生物降解速度因生物降解性塑料的種類和形狀大大不同,但是,通常可以認為在數分鐘到數十分鐘的范圍內。
因此,如果生物降解性容器本體中所含的生物降解性塑料的量過多,不管具有多少生物降解性,作為生物降解性容器本體整體的生物降解性都低。因此,為了發揮更優良的生物降解性,規定整個重量中生物降解性塑料的量的上限非常有利。
在此,在生物降解性容器本體中,也有作為生物降解性塑料,一定包含上述被覆膜12,同時,作為后述的粘結劑(粘結劑層13)使用生物降解性塑料的情況。因此,所謂規定生物降解性塑料的量的上限是指規定該被覆膜12和粘結劑層13的量的上限。
但是,上述粘結劑層13不一定必須使用(例如圖4(a)中表示的大碗型容器10a等),并且,作為上述粘結劑層13,如后所述可以使用所謂淀粉類等非塑料制的天然原料。因此,作為被覆膜的生物降解制的成形物,通過規定以淀粉為主體的發泡成形物的量來規定上述生物降解性塑料的量。
在生物降解性容器本體中,由于將被覆膜12和粘結劑層13薄膜化,生物降解性塑料變得容易分解。如果考慮到此,在生物降解性容器本體中,如上所述,通過使發泡成形物所占的重量在60重量%以上,可將生物降解性塑料(被覆膜12和粘結劑層13)的重量規定在至少40重量%以下。結果,生物降解性塑料和發泡成形物的生物降解的平衡變得良好,因此,能夠更進一步地提高生物降解性容器本體的生物降解性。
特別是,發泡成形物由于是發泡體,因此生物降解性良好,由于控制了被覆膜12和粘結劑層13相對于發泡體的含量,因此,從整體上看,能夠發揮非常良好的生物降解性。因此,在將被覆膜的密封容器用作食品容器等時,即使將生物降解性容器本體與食品殘渣一起丟棄,也不產生任何問題。
在生物降解性容器本體中,在整個重量中,發泡成形物所占的重量優選為60重量%以上。也就是說,在生物降解性容器本體中,在整個重量中,生物降解性塑料所占的重量優選至少在40重量%以下。
在本發明中,作為粘貼被覆膜12的構成,因生物降解性容器本體的制造方法,有在發泡成形物上直接粘貼的構成(例如參見圖4(a))和通過粘結劑層13粘貼的構成(例如參見圖4的(b))兩種,如果是后一種構成,在粘貼被覆膜12時需要粘結劑。
作為上述粘結劑,只要具有生物降解性并且能夠將被覆膜12粘貼在發泡成形物上就可以,沒有特別的限定,具體地說,可舉出例如淀粉和蛋白質為主要原料的天然的各種糊和粘結劑、在其中混合PVA(聚乙烯醇)的混合物等、水性的粘結劑;在水中具有難溶性或者不溶性并因熱改性而固化的蛋白質;在上述被覆膜12的熔點以下可熔融的低熔點的生物降解性塑料(通常為合成品),以及,它們的混合物等低熔點的粘結劑;在常溫下具有流動性的熱固性的粘結劑等。
由于上述水性粘結劑以天然物質為主體,基本上與發泡成形物相同的淀粉等材料作為原料,因此,具有在生物降解性和穩定性方面非常優良的優點。上述水性粘結劑的使用方法沒有特別的限定,可用毛刷等在發泡成形物表面上涂敷之后粘貼被覆膜12,或者反之在被覆膜12的表面上涂敷后粘貼在發泡成形物表面上。
作為上述低熔點的粘結劑,可以使用在上述被覆膜12的熔點以下可熔融的低熔點的生物降解性塑料(通常為合成品)和它們的混合物等。即,在作為上述被覆膜12的具體例舉出的生物降解性塑料中,可適當選擇比作為形成最表層的被覆膜12選擇的生物降解性塑料的熔點低的,具體地說,在低于被覆膜12的軟化點的溫度下熔融或者在不到被覆膜12的軟化點以上的溫度下熔融的物質。
例如,在作為被覆膜12使用以聚乳酸和改性聚酯為主要成分的膜時,其軟化點在80℃~100℃的范圍內,因此,作為上述低熔點的粘結劑,優選使用熔點在60~70℃的聚己內酯。
上述低熔點生物降解性塑料通常可形成薄膜狀來使用。即上述低熔點生物降解性塑料非常優選作為粘結劑薄膜使用。如后所述,上述被覆膜12通過粘貼模對發泡成形物進行加熱和加壓壓制來粘貼,因此,這時,被覆膜12和發泡成形物中間夾入了由低熔點生物降解性塑料構成的粘結劑膜,通過加熱和加壓壓制,低熔點生物降解性塑料溶解,因此,具有作為良好的粘結劑的作用。
作為包括上述水性粘結劑和低熔點生物降解性塑料的被覆膜的粘結劑,優選不使用揮發性有機溶劑。在使用有機溶劑時,在被覆膜12的粘結工序,還需要設置防止有機溶劑揮發擴散等的裝置,因此,制造設備大型化,所以是不利的。
下面對生物降解性容器本體的制造方法進行說明。
作為生物降解性容器本體的制造方法,有在將由成形用原料構成的給定形狀的發泡成形物進行水蒸氣發泡成形之后,粘貼被覆膜的方法(后粘貼法),和,在成形用原料的水蒸氣發泡成形的同時粘貼被覆膜的方法(同時粘貼法)兩種方法。
首先,對后粘貼法進行說明。該后粘貼法包括將至少由上述成形用原料構成的給定形狀的發泡成形物(容器本體11a、11b、11c等)進行水蒸氣發泡成形的成形工序,和,將上述被覆膜12在加熱軟化之后壓制在上述發泡成形物表面上進行粘貼的粘貼工序這兩個工序。該方法制成的生物降解性容器本體如圖4(b)、圖5(b)、圖6(b)等所示,具有在被覆膜12和發泡成形物(容器本體11a、11b、11c)中間含有粘結劑層13的構成。
由此,在成形時能夠保持能夠發揮足夠強度的程度的含水率,同時,獲得對穩定的含水率的本體(發泡成形物)穩定粘貼被覆膜12的生物降解性容器本體。
本發明中,在粘貼上述被覆膜12時,采用具有與上述發泡成形物成形所使用的成形模(模具20a等)形狀大致相同的粘貼模。例如,在構成大碗型容器10a的容器本體11a上粘貼被覆膜12時,如圖14所示,采用具有與上述模具20a形狀大致相同的模具30。
上述粘貼模的形狀不需要與發泡成形物的外形完全一致,只要是能夠以充分粘貼在發泡成形物表面的程度將被覆膜12導入的形狀就可以。通常,能夠以低成本制造粘貼模,同時,能夠確實并且容易地將被覆膜12粘貼在復雜形狀的發泡成形物上。結果,可以以更加簡單的工序制造生物降解性容器本體。
上述粘貼模的形狀可以形成具有與成形模基本上相同形狀的模穴的構造,對此沒有特別的限定,在粘貼被覆膜12和粘結劑膜兩層膜時,為了確實熔融粘結劑膜,可具備與成形模相同的加熱手段。而且,例如,在粘結制造上述大碗型容器10a時的被覆膜12時,可以將圖8(a)、圖8(b)或者圖12所示的模具20a直接用作粘貼模。
如果對一例具體的粘貼方法進行說明,如圖14所示,首先,對模具30配置作為發泡成形物的大碗型容器本體11a,同時,在該容器本體11a中的與要粘貼被覆膜12的表面對應的位置配置被覆膜12。
圖14中,為了舉出在發泡成形物整體上粘貼被覆膜12的例子,在模具30的下模片32上裝載被覆膜12,在其上裝載容器本體11a,再在其上裝載被覆膜12,再在其上配置模具30的上模片31。而且,容器本體11a以夾持在兩塊被覆膜12之間的方式配置。
在作為粘結劑采用上述低熔點的生物降解性塑料時,如圖14所示,在被覆膜12和容器本體11a之間配置由其構成的粘結劑膜13a。也就是說,在下模片32上按順序放置被覆膜12、粘結劑膜13a、容器本體11a(發泡成形物)、粘結劑膜13a和被覆膜12。在圖14中,為了便于說明,在膜之間和成形物與膜之間離開一定的間隔。
然后,在預先將模片31、32的溫度設定在被覆膜12的軟化點以上熔點以下的溫度之后,從上下閉合上模片31和下模片32,通過在各模片31、32上施加適當的壓力,將被覆膜12粘貼在容器本體11a的表面上。這時,粘結劑膜13a在被覆膜12的軟化點以下的溫度下熔融,因此,熔融的粘結劑膜13a在容器本體11a的表面上融著,變成粘著劑層13,在其上粘貼被覆膜12。
在將被覆膜12的軟化點以上熔點以下的溫度下熔融的生物降解性塑料作為粘結劑膜13a使用時,各模片31、32的加熱溫度也必須設定在被覆膜12的軟化點以上熔點以下的溫度。
作為上述被覆膜12的粘貼時的壓力,因使用的粘著劑的這類可適當設定,沒有特別的限制,優選施加減小發泡成形物厚度程度的高壓。由此,由粘結劑層13產生的被覆膜12的粘結性變得良好,同時,作為最終成形物的生物降解性容器本體(圖4)b〔中的大碗型容器10a〕的厚度也能夠變薄,并能夠提高疊放性(杯子的重疊難易和將杯子重疊至給定高度時杯子的數量)。
在本發明的制造方法中,在采用后粘貼法時,如上所述,作為用于粘貼被覆膜12的粘結劑,特別優選使用粘結劑膜13a。在該方法中,在粘貼被覆膜12之前,由于可以只配置粘結劑膜13a,需要在發泡成形物的表面上涂覆粘結劑的工序,可以進一步簡化生物降解性塑料容器本體的制造方法。
也就是說,構成生物降解性塑料容器本體的本體的發泡成形物(容器本體11a等)以淀粉為主要成分并具有一定的含水量,因此,顯然是親水性的。與此不同,被覆膜12如上所述是疏水性的。因此,采用后粘貼法在發泡成形物上簡單地粘貼被覆膜12,對發泡成形物沒有充分粘結的可能性非常高。
與此不同,如果采用上述粘結劑膜13a粘貼被覆膜12,如圖15(a)所示,通過粘結劑層13可將被覆膜12確實粘貼在親水性的發泡成形物11上。結果,能夠使生物降解性塑料容器本體中的被覆膜12的粘貼狀態穩定化并進一步提高耐水性和阻氣性。
在上述后粘貼法中,作為上述被覆膜12可以使用后述的同時粘貼法中使用的所謂成形模、膜片或者外形型膜等的、預先成形為與要準備的生物降解性容器本體的外形大致一致形狀的被覆膜。
這樣,如果預先將被覆膜成形為與生物降解性容器本體的外形大致一致的形狀,在粘貼工序中被覆膜不會被破壞。因此能夠將深沖的深形的生物降解性容器本體良好地成形。對應上述成形膜、膜片或者外形形膜等在同時粘貼法中進行更詳細地說明。
下面對同時粘貼法進行說明。同時粘貼法如上所述至少包括在將成形用原料進行水蒸氣發泡成形的同時粘貼被覆膜12的成形同時粘貼的工序。采用該方法得到的生物降解性容器本體的構成為,如圖4(a)、圖5(a)、圖6(a)等所示,在發泡成形物(容器本體11a、11b、11c)等的表面上直接形成被覆膜12。這種同時粘貼法與上述后粘貼法相比,具有如下的優點。
首先,可舉出的第一個優點是能夠減少工序數量。也就是說,同時粘貼法實際上能夠在一個工序中粘貼被覆膜12,因此,與至少需要兩個工序的上述后粘貼法相比可以減少工序數量。而且,由于能夠在一個工序粘貼,因此,能夠縮短制造所需要的時間。而且,可以提高生物降解性容器本體的生產效率。
可舉出的第二個優點是不需要使用粘貼模。也就是說,在同時粘貼法中,由于在用成形模(模具20a等)成形發泡成形物(容器本體11a等)的同時還粘貼被覆膜12,因此,不需要如后粘貼法所述用于粘貼被覆膜12的粘貼模(圖14表示的模具30等)。因此,能夠降低制造設備的成本,并也不需要包括粘貼模的粘貼用設備,因此,能夠達到節省制造設備空間的目的。
可舉出的第三個優點是不需要使用粘結劑。也就是說,在同時粘貼法中,由于在成形的同時粘貼被覆膜12,因此,被覆膜12能夠以大致緊密的狀態粘貼在發泡成形物(容器本體11a等)的表面上。而且,能夠一致粘結劑部分的原材料費用,并且由于不使用粘結劑,因此提高了達到的生物降解性容器本體容器本體的淀粉含有比例,可進一步提高生物降解性。
可舉出的第四個優點是將被覆膜12基本上貼緊粘貼在發泡成形物上,因此,被覆膜12的粘貼狀態可形成與采用粘結劑膜13a的上述后粘貼法同樣程度的穩定的狀態。
如上所述,容器本體11a等的發泡成形物具有親水性,與此不同,被覆膜12是疏水性的,因此,在發泡成形物上簡單地粘貼被覆膜12,對發泡成形物沒有充分粘結的可能性非常高。
但是,在同時粘貼法中,在至少形成被覆膜12主要成分的生物降解性塑料的軟化點以上熔點以下的溫度下,與成形用原料的水蒸氣發泡成形同時貼被覆膜12。因此,被覆膜12在加熱加壓狀態下面對處于發泡成形過程的發泡成形物,在軟化狀態下承受來自外部的由成形模產生的壓力,并且承受來自內部的處于發泡成形過程的發泡成形物的壓力,形成與該發泡成形物粘貼的狀態。結果,被覆膜12以在發泡成形物的表面上熔融的形式粘貼。
這樣,如圖15(b)所示,在達到的生物降解性容器本體的截面上,被覆膜12的層和發泡成形物11的表面的截面15不形成簡單粘貼時(參見圖15(a)所示的后粘貼法的狀態)那樣的平滑的面,例如形成具有凹凸的不規則的面,形成被覆膜12對發泡成形物11充分粘貼的狀態。結果,被覆膜12的粘貼狀態非常牢固,粘貼狀態的穩定性也與具備粘結劑層13的情況處于同一水平。因此,能夠進一步提高得到的生物降解性容器本體容器本體的耐水性和阻氣性。
在圖15(b)中,將被覆膜12的層和發泡成形物11的表面的截面15示意性地表示為例如具有凹凸的不規則的面,當然并不限于此,根據被覆膜12的成分和發泡成形物11中所含的成分或者同時粘貼法中的諸多條件可以得到各種形狀的截面。而且,在被覆膜中,在通過同時粘貼法得到的生物降解性容器本體中,只要被覆膜12的層和發泡成形物11處于大致完全緊貼的狀態就可以。
綜合上述四個優點,通過采用同時粘貼法,與后粘貼法相比,可以更有效并且低成本制造具有與后粘貼法同樣特征的生物降解性容器本體,因此,能夠以更低的價格提供該生物降解性容器本體。而且,根據一次性用途可以方便地使用被覆膜的密封容器。
但是,根據被覆膜12的這類和成形用原料的組成等,同時粘貼法有時難以實施,這時,使用后粘貼法非常有利。也就是說,后粘貼法和同時粘貼法各有各的優點,這些方法根據情況可適當選擇。而且,任何方法都具有作為生物降解性容器本體的制造方法的優良特征。
在此,在同時粘貼法中,有在成形用原料的水蒸氣發泡成形的同時,在熔點以下軟化點以上的溫度下將被覆膜12軟化,在與發泡成形物成形的同時粘貼被覆膜12的方法。因此,對所使用的被覆膜12必須適當設定加熱手法的條件。
也就是說,為了將成形用原料水蒸氣發泡成形,必須簡單地加熱到100℃以上,因此,在采用外部加熱作為加熱手法時,作為被覆膜12必須選擇其低熔點在100℃以上的生物降解性塑料作為主要成分的。被覆膜12如果以熔點在100℃以下的生物降解性塑料為主要成分,在用于將成形用原料充分進行水蒸氣發泡成形的溫度下,被覆膜12完全熔融。因此,被覆膜12無法維持膜的形狀或者片的形狀,在發泡成形物的表面上不能形成沒有間隙和球(ホ—ル)等的均勻的被覆膜12的層。
另一方面,在作為加熱手法采用內部加熱時,被覆膜12優選使用以熔點在100℃以上的生物降解性塑料為主要成分。但是,與外部加熱相比,可以使用熔點比較低的。
在內部加熱時,直接加熱成形用原料。而且,被覆膜12被處于發泡成形過程中的高溫的成形用原料加熱,粘貼在發泡成形物的表面上。因此,如果使用內部加熱,被覆膜12不在模具中直接加熱,因此,可以使用以熔點比較低的生物降解性塑料為主要成分的被覆膜12。
作為內部加熱,特別優選介質加熱。采用介質加熱,在發泡成形時的初期,成形用原料在短時間內發熱,整體上一次膨脹。這樣,將被覆膜12擠壓在模具中的壓力強并且均一地產生。而且,通過控制成形模的溫度和成形用原料的發熱,可將被覆膜中的成形模接觸面(與成形模接觸的面)的溫度控制在熔點以下,同時,將發泡成形物中的粘結面(與被覆膜粘結的面)的溫度提高到熔點附近。結果,可以得到發泡成形物和被覆膜12的粘結度高的生物降解性容器本體。
上述介質加熱是指通過被加熱物質的介質損傷加熱被加熱物的方法,有對被加熱物(介電體)作用高頻(HF;3~30MHz)進行介質加熱的高頻節點加熱和對被加熱物(介電體)作用微波(HF;1~100GHz)進行介質加熱的微波加熱等。其中,高頻介質加熱從由于可以控制采用金屬制的“模具”作為電極進行介質加熱的輸出設備(高頻波產生裝置)的精密輸出從而容易控制成形用原料的發熱等方面考慮更為優選。
另一方面,采用外部加熱,由于在通過成形模直接加熱被覆膜12之外,還加熱其內部的成形用原料,因此,為了使成形用原料充分發泡成形,就要對被覆膜12施加很高的溫度。因此,作為被覆膜12優選使用熔點更高的,而且,成形模的加熱溫度考慮到被覆膜12的熔點和軟化點必須仔細設定。
因此,在同時粘貼法中,如果從容易粘貼和被覆膜12的選擇范圍等方面研究,同時粘貼法中的加熱手法比內部加熱法更加具有實用性。
但是,外部加熱是由成形模直接加熱被覆膜12,具有容易控制被覆膜12的軟化和與發泡成形物表面的粘著的優點。而且,在軟化點高的被覆膜12的情況下,如果使用內部加熱,一旦將成形用原料加熱到能夠使被覆膜12充分軟化的程度,根據成形用原料的種類,有可能過度發泡成形,或者發泡成形物的品質降低,因此有時外部加熱更為優選。這樣,在同時粘貼法中,加熱手法的外部加熱和內部加熱都有各自的優點,因此,所謂加熱手法的條件是根據制造什么樣的生物降解性容器本體,采用外部加熱,或者采用內部加熱,或者并用二者等適當選擇的條件,對此沒有特別的限定。
在上述同時粘貼法中,根據粘貼時被覆膜12的使用方法,可以分為例如如下的七種制造方法。
<制法1>
制法1是與上述后粘貼法中的被覆膜12的粘貼工序同樣,不作任何成形,在片狀的被覆膜12中夾持成形用原料,與在成形模中進行水蒸氣發泡成形的同時在得到的發泡成形物上粘貼被覆膜12的方法。這種制法特別適合用在如圖5(a)所示的盤型容器10b,與片狀的被覆膜12一致,成形為在水平擴展的方向上尺寸大的形狀的生物降解性容器本體的用途。
如果具體說明該制法1,如圖16所示,在圖9(a)、圖9(b)所示的模具20b中,在上下模片21b、22b之間配制兩塊片狀的被覆膜12,再在這些被覆膜12、12之間提供漿狀或者糊狀的成形用原料14。在這種狀態下,將模具20b加熱到被覆膜12的主要成分即生物降解性塑料的熔點以下的溫度。之后,閉合上下模片21b、22b,采用上述外部加熱和/或內部加熱進行加熱和加壓成形。在此工序中,可以得到作為生物降解性容器本體的盤型容器10b(參見圖5(a))。
<制法2>
制法2是在上述制法1中將所使用的被覆膜12成形為與生物降解性容器本體的外形大致一致的形狀的方法。該制法適合用于如圖4(a)表示的大碗型容器10a等所示,成形為一定程度深沖的深形即高度方向的尺寸大的形狀的生物降解性容器本體的用途。
在上述被覆膜12中,雖然取決于作為主要成分的生物降解性塑料的種類,但是,也包含在成形時不能大幅度延伸的被覆膜。因此,在成形例如圖4(a)表示的大碗型容器10a這樣的深沖的深形生物降解性容器本體時,如果使用上述制法1,被覆膜12損壞,有可能無法充分覆蓋發泡成形物。因此,要預先準備接近成形被覆膜12之后的外形的形狀的成形模。這樣,可確實并且有效地覆蓋對更加復雜的深沖的深形發泡成形物。
對于上述被覆膜12的成形方法,采用片膜的通常的成形方法,沒有特別的限定,例如優選真空成形、射出成形、吹制成形等各種成形方法。而且,對于成形形狀,只要與成形后的生物降解性容器本體的形狀大致一致就可以,沒有必要進行直至細部都一致的成形。被覆膜12具有一定程度的柔軟性,因此,只要其大致的形狀與成形后生物降解性容器本體的形狀即成形模的形狀一致就可以。
如果具體說明制法2,如圖17所示,在圖8(a)、圖8(b)所示的模具20a中,在上下模片21a、22a之間配制兩塊預先成形為與大碗型容器10a的外形大致一致的形狀的成形模12a,再在這些被覆膜12a、12a之間提供漿狀或者糊狀的成形用原料14。在這種狀態下,將模具20b加熱到被覆膜12a(被覆膜12)的主要成分即生物降解性塑料的熔點以下的溫度。之后,閉合上下模片21a、22a,采用上述外部加熱或內部加熱進行加熱和加壓成形。在這個工序中,可以得到作為生物降解性容器本體的盤型容器10a(參見圖4(a))。
<制法3>
制法3是在上述制法1中,將使用的被覆膜12加工成帶狀,再在該袋狀的被覆膜1 2中放置成形用原料的方法。該制法特別適合用于成形為如圖5(a)表示的盤型容器10b所示的、與片狀被覆膜12一致、在平面上擴展的方向上尺寸大的形狀的生物降解性容器本體的用途。
在該制法中,將被覆膜12加工成袋狀以能夠在內部容納成形用原料,制成包袋膜。如果在該包袋膜的內部放入成形用原料,用包袋膜將成形用原料大致包裝,因此,除了能大量準備預先在包袋膜中分注成形用原料的包裝物之外,還能夠保存一定的時間。進而,在制造生物降解性容器本體時,只將該原料包裝物一小包放入成形模中就能完成成形的準備。而且,具有能夠進一步簡化制造工序的優點。
作為將上述被覆膜12加工成袋狀包袋膜的方法沒有特別的限定,適合使用用于將片狀或者膜狀的塑料加工成帶狀的現有公知的方法。具體地可舉出高溫包裝等。而且,對于在包裝膜內分注成形用原料的原料包裝物的保存方法,沒有特別的限定,只要是不使淀粉腐爛的現有的保存方法就可以。
在被覆膜中,在上述包裝膜12b中放置成形用原料的物質使發泡成形用組合物。這種發泡成形用組合物(下面簡稱為成形用組合物)如上所述能夠預先大量準備并保存一段時間,同時,只要一小包加入成形模中進行成形,就很容易地制造粘貼了被覆膜的生物降解性容器本體。因此,適合作為以容易并且簡單的工序制造生物降解性容器本體的組合物。
具體說明制法3,如圖18所示,將被覆膜12預先加工成袋狀制成包裝膜12b,在該包裝膜12b中分注給定量的成形用原料14,制備成形用組合物40b。該成形用組合物40b可保存在給定的儲料器等中。然后,在圖9(a)、圖9(b)所示的模具20b中,在下模片22b上裝載從儲料器出來的上述成形用組合物40b。僅此就可完成成形準備。
在該狀態下,將上述模具20b加熱到被覆膜12(包裝膜12b)的主要成分即生物降解性塑料的熔點以下的溫度。之后,閉合上下模片21b、22b,采用上述外部加熱或者內部加熱進行加熱和加壓成形。在這個工序中,可以得到作為生物降解性容器本體的盤型容器10a(參見圖5(a))。
<制法4>
制法4是綜合上述制法1、2和3的方法,所使用的被覆膜12被預先成形為呈袋狀并且與生物降解性容器本體的外形大致一致的形狀。也就是說,制法3中的包袋膜12d進一步形成與生物降解性容器本體的外形大致一致形狀的成形包袋膜。該制法適合用于如圖4(a)所示的大碗型容器10a等那樣的成形為一定程度深沖的深形即高度方向的尺寸大的生物降解性容器本體的用途。
上述成形包袋膜可以在將被覆膜12預先加工成袋狀的包袋膜之后大致按照生物降解性容器本體的外形成形,也可以按照上述外形成形之后加工成包袋膜。成形方法和對包袋膜的加工方法沒有特別的限定,如上所述,適合使用目前公知的方法。
具體說明制法4,如圖19所示,將被覆膜12成形為成形包袋膜12c,在該包裝膜12c中分注給定量的成形用原料,制備成形用組合物40c。該成形用組合物40c可保存在給定的儲料器等中。然后,在圖8(a)、圖8(b)所示的模具20a中,在下模片22a上裝載從儲料器出來的上述成形用組合物40c。僅此就可完成成形準備。
在該狀態下,將上述模具20a加熱到被覆膜12(成形包裝膜12c)的主要成分即生物降解性塑料的熔點以下的溫度。之后,閉合上下模片21a、22a,采用上述外部加熱或者內部加熱進行加熱和加壓成形。在這一個工序中,可以得到作為生物降解性容器本體的大碗型容器10a(參見圖4(a))。
<制法5>
制法5是在上述制法1中將被覆膜12預先切成與生物降解性容器本體的外形大致一致的形狀的膜片來說明的方法。該制法適合用于成形為如圖6(a)表示的杯型容器10c等所示的、深沖程度深的形狀和更復雜形狀的生物降解性容器本體的用途。
上述模片的具體形狀沒有特別的限定,通常優選使用如圖20(a)、圖20(b)所示,按照成形后的生物降解性容器本體(例如杯型容器10c)的展開簡圖,制成切下各面的多個膜片12d的方法。
上述膜片12d如圖20(a)、20(b)所示,還具有與粘貼處相當的重疊部分12e。該重疊部分12e設置在將構成底面的膜片12d的周圍和構成側面的膜片12d卷成圓筒狀時粘結的端部等上。
這些重疊部分12e,在成形時,在將膜片12d配置在成形模的模穴內時,各膜片12d彼此給定的部位相互重疊。這樣,成形時,該重疊部分12e和與其重疊的膜片12d的一部分相互軟化并粘結(熔敷)。結果,形成多個膜片12d疊成一個的大致杯形的被覆膜12,該被覆膜12再粘貼在發泡成形物的表面上,制成被覆膜的杯型容器10c。
對于作為展開簡圖的膜片12d的形狀沒有特別的限定,以與杯型容器10c一致的情況為例,可以上如圖20(a)所示的將側面和底面分別作為一個膜片12d的、將展開圖分成側面和底面兩部分的形狀,也可以是如圖20(b)所示分成一個底面兩個側面三部分的膜片12d的、將展開圖分成三部分的形狀。這種膜片12d只要在全部加起來重疊,重疊部分12e的狀態下形成與杯型等生物降解性容器本體相應的形狀就可以。
在該制法中,使粘貼前的被覆膜12成形為與通過上述制法2和制法4進一步成形之后的形狀一致的形狀。因此,這種制法可以有效地用在使用以拉伸性差的生物降解性塑料為主要成分的被覆膜12時,特別是,用在用拉伸性差的被覆膜12成形上述杯型容器10c這樣的深沖形狀的生物降解性容器本體時,進而用在想任意調整粘貼后的被覆膜12的厚度時等。
具體說明該制法5,如圖21所示,在圖11(a)、圖11(b)所示的模具20d中,沿著下模片23d、24d的模穴的形狀,配制與杯型容器10c的底部對應的膜片12d和與側面對應的膜片12d。這時,要充分確保使上述重疊部分12e重疊。
然后,對形成為大致杯型的膜片12d進一步提供成形用原料14。另一方面,與上模片21d的形狀一致,配制與杯型容器10c的底部對應的膜片12d和與側面對應的膜片12d,與該膜片12d一起將上模片21d與下模片23d、24d閉合。當然,這些模片21d、23d、24d都被加熱到被覆膜12的主要成分即生物降解性塑料的熔點以下的溫度。
然后,采用上述外部加熱或者內部加熱進行加熱和加壓成形。該加熱加壓成形時,通過如上所述熔融膜片12d中的重疊部分12e,相對于發泡成形物(容器本體11c)的表面形成沒有間隙的被覆膜12的層。結果,通過上述工序,可以制成生物降解性容器本體的杯型容器10c(參見圖6(a))。
<制法6>
制法6是,在制法5中,在重疊部分12e粘貼膜片12c,在成形之前的時候完全與生物降解性容器本體的外形基本一致。該制法也與制法5同樣,適合用于如圖6(a)表示的杯型容器10c等成形為深沖程度深的形狀和形狀更復雜的生物降解性容器本體的用途。
這種制法與制法5基本上同樣,但是,預先將重疊部分12e、12e熔融,然后確實地粘貼,形成外形型膜。因此,在分批成形時,是對使用上述制法5中重疊部分12e、12e的熔融困難的被覆膜12的情況有效的方法。
具體說明本制法6,如圖22所示,在圖11(a)、圖11(b)表示的模具20d,在上模片21d、23d、24d之間重疊配置兩塊預先以大致杯形粘貼的外形型膜12f,再向這些外形型膜12f、12f之間提供成形用原料。在這種狀態下,模具20b被加熱到外形型膜12f(被覆膜12)的主要成分即生物降解性塑料的熔點以下的溫度。然后,閉合上下模片21c、23d、24d,采用上述外部加熱或者內部加熱進行加熱和加壓成形。通過這個工序,能夠制造作為生物降解性容器本體的杯型容器10c(參見圖6(a))。
<制法7>
在制法7中,是在制法6中進一步組合制法3的方法。即,在重疊部分12e粘貼膜片12c,使得在成形之前的時候完全與生物降解性容器本體的外形基本一致,將它們重疊,加工成大致袋狀的形狀,向內部分注成形用原料。這種制法與制法5和制法6同樣,優選用于如圖6(a)表示的杯型容器10c等所示的成形為深沖程度深的形狀和更為復雜形狀的生物降解性容器本體的用途。
這種制法與制法3和制法4也同樣,在將被覆膜12制成包袋膜之后,準備在內部放置成形用原料構成的成形用組合物,因此,能夠將該成形用組合物保存一定時間,同時,只通過將該成形用組合物一小份加入到成形模中,就可完成成形的準備。而且,能夠進一步簡化制造工序。
具體說明該制法7,如圖23所示,在將被覆膜12按照杯型容器10c的外形制成膜片之后,將其粘貼制成外形型膜,再將其兩片粘貼,預先加工層袋狀的外形包袋膜12g。然后,在該外形包袋膜12g中分注給定大量成形用原料14,準備成形用組合物40g。該成形用組合物40g可以保存在給定的儲料器等中。然后,在圖11(a)、圖11(b)表示的模具20d中,在下模片23d、24d上裝載從儲料器出來的大致杯形的成形用組合物40g。僅此,就可完成準備。
在這種狀態下,上述模具20d被加熱到被覆膜12(外形包袋膜12g)的主要成分即生物降解性塑料的熔點以下的溫度。然后,閉合上下膜片21d、23d、24d,采用上述外部加熱或者內部加熱進行加熱和加壓成形。通過這一個工序,就能夠獲得作為生物降解性容器本體的杯型容器10c(參見圖6(a))。
在本發明中,要粘貼被覆膜12,如上所述,如果采用后粘貼法,可再準備一組具有與發泡成形物的成形使用的成形模形狀大致相同的模穴的粘貼模用于膜的粘貼。而如果使用同時粘貼法,可以不需要粘貼模在成形時成批粘貼被覆膜12。
因此,能夠以正確并且確實的基本上粘著的狀態在發泡成形物的表面上粘貼被覆膜12。特別是,在制造形狀復雜的成形物時,由于其形狀與成形模的模穴的形狀有關,因此,在例如采用后粘貼法中,按照發泡成形物制造粘貼模30,即使不細微地調整形狀,也能夠在復制成形模的程度上很容易地制造。
而且,在本發明中,在以天然原料即淀粉為主要原料進行水蒸氣發泡成形預先成形成給定形狀的發泡成形物之后,粘貼被覆膜12或者在發泡成形的同時粘貼被覆膜12。因此,只要是可起模的形狀,任何形狀的成形物都可以成形。例如,即使是杯子這樣的深沖形狀和厚度不均勻的帶間壁的食品托盤等,也能夠確實地成形。
另外,通過后粘貼法粘貼被覆膜12時,如上所述,可以使用與成形使用的成形模大致形狀相同的粘貼模,因此能夠獲得具有生物降解性并且耐水、耐濕性優良的非常多種多樣形狀的成形物。
作為被覆膜12,如果使用不僅具有耐水性還具有阻氣性等的本發明,可以賦予生物降解性容器本體阻氣性等各種功能,因此,在作為容器等使用時,可以防止內容物的氧化的吸濕,并且能夠提供保存性優良的成形容器。
進而,如果在被覆膜12的表面預先用生物降解性油墨印刷上文字和圖案,只粘貼該被覆膜12就可以。這樣,與在發泡成形物表面上直接印刷相比,就能夠更加容易地在發泡成形物的表面上施以賦予裝飾性的細微的印刷。
也就是說,在被覆膜中,由于預先對被覆膜12賦予了任何功能,因此,如果在發泡成形物上粘貼該被覆膜12,就可以對生物降解性容器本體簡單并且確實地賦予各種功能。
接著,對本發明的密封容器舉出采用上述圖4(a)、圖5(a)和圖6(a)表示的容器10a~10c的情況作為例子,采用圖1、圖2和圖3進行說明。這里,雖然未圖示,但是代替圖4(a)、圖5(a)和圖6(a)表示的容器10a~10c,可以使用圖4(b)、圖5(b)和圖6(b)表示的容器10a~10c。
如圖1所示,作為本發明的密封容器的大碗型密封容器50a在內部具有用于容納內容物51的空間,并且,具備具有用于取放內容物51的開口的大碗型容器10a和用于密封大碗型容器10a的開口的以塑料為主要成分的蓋子17,上述蓋子17被熱封在大碗型容器10a的開口的周邊部分。
如圖2所示,作為本發明的密封容器的盤型密封容器50b在內部具有用于容納內容物51的空間,并且,具備具有用于取放內容物51的開口的盤型容器10b和用于密封盤型容器10b的開口的以塑料為主要成分的蓋子17,上述蓋子17被熱封在盤型容器10b的開口的周邊部分。
如圖3所示,作為本發明的密封容器的杯型密封容器50c在內部具有用于容納內容物51的空間,并且,具備具有用于取放內容物51的開口的杯型容器10c和用于密封杯型容器10c的開口的以塑料為主要成分的蓋子17,上述蓋子17被熱封在盤型容器10c的開口的周邊部分。
被覆膜12至少如圖24(a)所示粘貼在容器本體(大碗型容器10a、盤型容器10b、杯型容器10c)的開口的邊緣部分16上以能夠進行熱封。
發泡成形物11由于是以天然淀粉為主要原料進行水蒸氣發泡的,因此,如圖24(a)和圖24(b)示意性所示的,在發泡成形物11的表面上產生非常細微的凹凸。因此,如圖24(b)所示,在容器本體的開口的邊緣部分16上不粘貼被覆膜12時,如果存在上述凹凸,片狀的蓋子17和邊緣部分16的接觸狀態變差,無法實現足夠的密封狀態。
而且,也存在涂敷具有耐水性的樹脂的現有技術,但是,由于一開始在發泡成形物11的表面上就存在細微的凹凸,因此,不管怎樣均勻涂敷樹脂,在凹凸位置涂敷的樹脂的被膜上容易產生間隙和真空,難以形成一致的被膜。因此,無法發揮足夠的耐水性和耐濕性。并且,在必須防止內容物氧化等的情況下,還要求具有阻氣性,但是上述細微凹凸的存在也降低了阻氣性。
與此不同,在被覆膜中,將原本作為完整的膜成形的被覆膜12通過例如粘結劑層13粘貼,在發泡成形的同時軟化,直接緊貼并粘貼,因此,如圖24(a)所示,在上述邊緣部分16中,提高了密封狀的蓋子17和粘貼被覆膜12的邊緣部分16的粘結性。結果,開口部分的耐水性、耐濕性、阻氣性等的密閉性(密封性)提高,能夠進一步提高內容物的保存性。
被覆膜的密封容器在例如象在內部加入沸水的杯面的容器(圖1中表示的大碗型密封容器50a等)等在內面暴露于高溫(100℃左右)的用途中,在整個容器上粘貼被覆膜12,賦予容器高的耐熱性是優選的。
本發明的密封容器中,在例如在內部放入干燥面的杯面容器等作為在內部放入干燥食品的容器使用時,為了使內部的干燥食品(干燥面等)不氧化或者不吸濕,在整個容器上粘貼被覆膜12,賦予整個容器阻氣性是優選的。
蓋子17優選是以塑料為主要成分的膜。這樣,在能夠賦予蓋子17耐透濕性和阻氣性的同時,開封時蓋子17還容易剝離。
而且,蓋子17優選具有遮光性。作為具有遮光性的蓋子17,可認為是層壓塑料層和折光層的層壓體,即將在塑料上加入遮光性材料的材料成形的產物等,從能夠獲得足夠的遮光性方面考慮,優選是層壓塑料層和遮光層的層壓體(其中,在至少與生物降解性容器本體接觸的一側存在塑料層)。而且,作為折光層,可舉出由鋁等金屬形成的層、二氧化硅等無機化合物形成的層、紙等纖維形成的層等。蓋子17由于遮光性優良并且可以進行印刷,因此,最優選是塑料層和金屬層、紙層、塑料層按順序層壓的層壓體。
蓋子17可以以不具有生物降解性的塑料為主要成分,這時,由于無法將蓋子17與容器本體(大碗型容器10a、盤型容器10b、杯型容器10c)一起進行生物降解,因此,在廢棄時必須分開蓋子17。因此,蓋子17優選以生物降解性塑料為主要成分。這樣,容器本體(大碗型容器10a、盤型容器10b、杯型容器10c)和蓋子17兩方都可以生物降解。因此,在打開密封容器(大碗型容器50a、盤型容器50b、杯型容器50c)取出內容物51之后,從容器本體上不分離蓋子17,或者將容器本體上分離的蓋子與容器本體一起進行生物降解處理。而且,不需要分離蓋子17,能夠省去廢棄處理的麻煩。而且,蓋子17盡可能地是可生物降解的,能夠提高更利于環境的密封容器。
由于上述原因,蓋子17的最佳方案是層壓由生物降解性塑料構成的生物降解性膜和遮光層形成的層壓膜,至少在與生物降解性容器本體接觸一側的表面上存在生物降解性膜。
上述生物降解性膜進一步優選賦予了阻氣性、絕熱性、耐磨耗性、強度提高和柔軟性等的膜。特別是,在使用本發明的密封容器作為密封性高的保存容器等時,由于必須避免在內部容納的內容物的氧化和吸濕,因此,生物降解性膜非常優選能夠賦予阻氣性的,即具有阻氣性的。
在將本發明的密封容器用作杯面容器等時,由于必須避免因內部容納的內容物51的熱量引起的生物降解性容器本體的變形和熔融,因此,生物降解性膜優選具有高的耐熱性。具體地說,生物降解性膜優選熔點在130℃以上。這樣,能夠避免因內部放置的內容物51的熱量等熱量引起的蓋子17的變形和熔融。
作為上述生物降解性膜的原料,只要能夠發揮生物降解性,并且至少在上述發泡成形物的表面上粘貼之后能夠發揮耐水性優選阻氣性等的材料,就沒有特別的限制。具體地說,作為被覆膜12的原料可舉出示例的各種材料。在示例的各種材料中,作為構成蓋子17的生物降解性膜的原料,從具有良好的阻氣性和耐透濕性方面考慮,優選改性聚酯,從強度優良的角度考慮,特別優選二軸拉伸的改性聚酯。示例的各種材料可以只使用一種,也可以制成兩種以上的復合物使用。而且,在生物降解性塑料中,可以加入生物降解性的可塑劑、填料等副產物。
對上述各原料(生物降解性塑料)可以混合淀粉制成被覆膜12。這時,對于淀粉相對于上述生物降解性塑料的混合比,只要不降低被覆膜12的疏水性等各種功能,就沒有特別的限定,例如,優選使用以重量比計1∶1左右的混合比。
另外,在上述生物降解性膜中,可以加入各種添加劑。作為具體的添加劑,可舉出例如著色劑、能夠提高耐水性和阻氣性等的添加劑、能夠提高粘貼時軟化中的各種特性的添加劑等,沒有特別的限定。
作為上述層壓膜中的遮光層,只要是具有遮光功能的層就可以,沒有特別的限定,可舉出鋁蒸鍍層等金屬蒸鍍層、二氧化硅蒸鍍層等無機化合物蒸鍍層、紙層等纖維層等。而且,在遮光層是金屬蒸鍍層和無機化合物蒸鍍層時,在遮光層的一個面上可以層壓生物降解性膜,在遮光層的兩個面上可以層壓生物降解性膜。另一方面,遮光層是紙層時,為了避免紙層剝離,優選遮光層用生物降解性膜夾持。
而且,作為上述層壓膜中的層壓方案,可舉出(a)在生物降解性的一個面上施以鋁蒸鍍或者二氧化硅蒸鍍、(b)在生物降解性膜的一個面上施以鋁蒸鍍或者二氧化硅蒸鍍后,在鋁蒸鍍面或者二氧化硅蒸鍍面上粘貼生物降解性膜,(c)用生物降解性膜夾持紙層(紙疊層)等。
上述層壓膜的厚度(膜厚)根據生物降解性塑料的種類等,適當選擇能夠發揮耐水性和阻氣性等的程度的厚度,沒有特別的限定。至于下限,只要是能夠發揮上述耐水性和阻氣性等的程度的厚度就可以。
上述蓋子17通過熱封在容器本體(大碗型容器10a、盤型容器10b、杯型容器10c)的開口的邊緣部分,與被覆膜12熔融。作為蓋子17的熱封方法,可以上在加熱被覆膜12和蓋子17的同時將蓋子17擠壓在被覆膜12上的方法,對此沒有特別的限定,例如,有將蓋子17上存在塑料的面和容器本體的邊緣面合在一起,采用加熱到給定溫度的密封模進行加熱加壓的方法。
作為熱封時蓋子17的加熱溫度(密封型的表面溫度),只要是熔融被覆膜12和蓋子17的溫度,即被覆膜12和蓋子17的主要成分即塑料的熔點以上的溫度就可以。而且,作為加熱手法,可以使用上述外部加熱和內部加熱。具體地說,可以使用例如直火或者遠紅外線、電熱器、IH加熱裝置等直接加熱密封模的加熱手段的外部加熱和通電加熱、高頻介質加熱、微波加熱等加熱內部的被覆膜12和蓋子17本身的內部加熱手段的內部加熱。
作為放置在本發明的密封容器中的容器本體內部的空間的內容物51,例如杯面(杯裝拉面、杯裝烏東面、杯裝蕎麥面、杯裝炒面等)等方便食品、湯和果汁等液狀的食品等食品是合適的。在將本發明的密封容器作為封入上述食品的食品用密封容器使用時,廢棄時,即使在密封容器內部的空間殘留食品,包括食品的殘渣,也可以整個進行生物降解處理。
本發明的密封容器具有特別的耐水性,因此,適合作為水分含量多的食品使用。而且,本發明的密封容器在蓋子17和容器本體具有阻氣性和耐透濕性、遮光性的情況下,適合用作經過一段時間保持質量的同時能夠保存杯面等方便食品這樣的干燥食品的保存容器。
如上所述,本發明密封容器的容器本體在以淀粉為主要原料的發泡成形物的杯面上粘貼生物降解性塑料構成的本發明。這樣,保持具有上述發泡成形物所具有的形狀的維持性(保持適當厚度的形狀)和絕熱性,對其表面能夠賦予牢固的耐水性。同時,還能夠提高上述發泡成形物的強度和柔軟性。
而且,發泡成形物和模都具有生物降解性,特別是壁厚的發泡成形物由于以淀粉為主要原料具有非常優良的生物降解性,同時,膜雖然以生物降解速度緩慢的生物降解性塑料為主要原料,但是膜厚小,也能夠充分進行生物降解。因此,生物降解性容器本體在廢棄時能夠發揮良好的生物降解性。
在發泡成形物的表面上粘貼作為完整的膜的本發明,在發泡成形物的開口的邊緣熱封密封狀的蓋子,因此,能夠完全密封開口。
下面基于實施例和比較例對本發明進行更詳細的說明,但是,本發明并不限于此。
在容器內放入作為內容物的100g氯化鈣,將蓋子熱封,制成密封的密封容器“試驗品”,采用什么都沒有封入的密封容器作為“空白”。然后,將“試驗品”和“空白”放入40℃、相對濕度為90%的恒溫恒濕器中,測定每十天的重量變化。然后,通過計算(試驗品增加重量)-(空白增加重量)算出因透濕造成的每十天的重量變化。
將容器在40℃相對濕度90%的高濕度環境下放置30天,通過確認有無因吸濕引起的軟化和變形、吸濕后的表面狀態(良好還是不良)、吸濕后的強度(優秀(◎)、良好(○)、不良(×)三個等級評價),來評價耐濕強度。
采用モコン公司(MOCON,Inc.)制的氧透過試驗機(OX-TRAN),從容器的口不將氮氣入管和出管插入到容器內,用粘結劑固定密封口部,開通該管子,往容器內通入一定流量的氮氣,在23℃、相對濕度50%的氣氛下測定從外部透過容器的空氣中的氧量(容器內部的氣體中的氧氣不利)。氧氣100%的氣體透過量(氧氣透過率)的換算是通過空氣的試驗值(空氣透過度)乘以系數4.8的演算來進行。
采用ガ—ドナ—公司(BYK-Gardner GmbH)制的光透過度測定器“ヘイズ·ガ—ド·デユアル”,在該測定器的感光部分密封容器底面的外側,從容器開口部分的外側照射光,測定透過的光的比例(光透過度)。該測定對各樣品各進行30個,采用其測定值的平均值作為遮光性的判斷。該值在沒有遮光性時為100%。
采用株式會社レオテツク制的電流計,使用直徑2mm、頂端部分的曲面率為1R的棒狀插入件,計算將該棒狀插入件以6cm/分鐘的速度扎入容器時的最大應力和進入距離。
在オリエンテツク公司(Orientec corporation)制的“ORIENTEC-1250A”上安裝5KN的負載傳感器,將安裝在負載傳感器上的比容器開口部分尺寸大的平板圓板狀的圓盤以100.0mm/分鐘的速度下降,測定將容器整體壓縮變形時的損壞點負荷。
按照杯面容器的JAS(日本農林規格)規格的規定,往空的容器中加入熱水,確認經過15分鐘后的變形和保留60分鐘之后的狀態(或者向外滲出水(熱水)),并確認有無變形和水(熱水)的滲出。
向容器內部加入沸水,在容器的外側表面(外面)和內側表面(內面)粘貼具有溫度記錄針的熱電偶,測定5分鐘時間的溫度變化。
在容器內部加入25℃的水530g,將其放入家庭用的微波爐中,施加600W的功率,加熱10分鐘,然后,測定容器外面的溫度,同行研究容器有無變形等。
采用JIS K6950“塑料—水系培養液中好氣的最終性生物降解度的求出方法—采用封閉呼吸計的耗氧量的測定的方法”,測定生物降解度。
首先,混合高脂檀醇淀粉(脂檀醇含量為60%的玉米淀粉)30.0g和作為水不溶性纖維(強度調整劑)的針葉樹原漿(バ—ジンパルプ)7.0g、作為強度調整劑的碳酸鈣7.0g、作為穩定劑和強度調整劑的瓜爾膠0.2g、水55.8g,制成糊狀的成形用原料(下面稱為成形用原料(1))100g。
接著,除了代替高脂檀醇淀粉,使用分別含有馬鈴薯淀粉25重量%和高脂檀醇淀粉(脂檀醇含量為60%的玉米淀粉)75重量%的混合物之外,與成形用原料(1)的制法同樣,制備糊狀的成形用原料(下面稱為成形用原料(2))100g。
再將作為主要原料的馬鈴薯淀粉30.0g和聚乙烯醇15.0g、作為水不溶性纖維(強度調整劑)的針葉樹原漿4.0g、作為強度調整劑的碳酸鈣10.0g、作為穩定劑和強度調整劑的瓜爾膠0.2g、水58.5g混合,制成糊狀的成形用原料(下面稱為成形用原料(3))127.7g。這時固形部分(成形用原料中除水之外的成分)的重量為69.2g,成形用原料的固形部分比例(固形部分相對于成形用原料的總重量的比例)為54.2重量%。
下面,按照上述同時粘貼法的制法1,采用上述成形用原料(1)~(3)作為成形用原料14,采用厚度為35微米的二軸拉伸的改性聚酯膜作為被覆膜12,采用圖8(a)和圖8(b)表示的模具20a,制造大碗型容器10a。
這時,作為加熱手法,并采用電加熱器加熱模具20a的外部加熱和采用高頻介質加熱的內部加熱。而且,這些外部加熱和內部加熱要將模具20a的溫度調整到130~160℃。
接著,使用改性聚酯/紙/鋁(鋁蒸鍍層)/改性聚酯的四層膜作為蓋子17,將上述膜對得到的大碗型容器10a進行熱封。具體地說,通過將上述膜中的接近紙鋁一方的面(鋁上形成的改性聚酯露出表面的面)與大碗型容器10a的邊緣面閉合,采用加熱的密封模加熱加壓,進行熱封。
這樣,可得到大碗型密封容器50a。對于得到的大碗型密封容器50a,采用上述試驗方法進行耐透濕性試驗,計算由透濕產生的重量變化。結果列在表1。
除了作為被覆膜12,使用厚度50微米的二軸拉伸的改性聚酯膜之外,與實施例1同樣,制造大碗型密封容器50a。
混合作為主要原料的馬鈴薯淀粉35.0g和聚乙烯醇7.0g、作為水不溶性纖維(強度調整劑)的針葉樹原漿7.0g、作為填充劑和著色劑的二氧化鈦0.3g、水50.7g,制成糊狀的成形用原料(下面稱為成形用原料(4))100.0g。
除了使用上述成形用原料(4)作為成形用原料14之外,與實施例2同樣,制造大碗型密封容器50a。
在將大碗型容器本體成形之后,在40℃、相對濕度90%的恒溫恒濕器中調整到容器本體的含水量為10%,除此之外,與實施例3同樣,制造大碗型密封容器50a。
對于得到的大碗型密封容器50a,采用上述試驗方法進行耐透濕性試驗,計算由透濕引起的重量變化。而且,作為實施例1~3的對照,采用市售的快餐面(杯面)容器(發泡苯乙烯制;下面簡單地稱為市售品),作為評價基準。結果在表1表示。
表1
由表1表示的結果,本發明的密封容器是具有與發泡苯乙烯制的密封容器等同或者其之上的耐透濕性的密封容器。
下面為了確認該耐透濕性是不是由覆蓋容器表面的被覆膜引起的性能,采用六種透濕度不同的膜。所謂六種膜是指透濕度為2.8cc/m2·24小時·大氣壓(28ml/m2·天·MPa)的膜(厚度50微米的二軸拉伸的聚丙烯(OPP)膜)、透濕度為5.5cc/m2·24小時·大氣壓(54ml/m2·天·MPa)的膜(厚度25微米的二軸拉伸的聚丙烯膜)、透濕度為7.0cc/m2·24小時·大氣壓(69ml/m2·天·MPa)的膜(厚度20微米的二軸拉伸的聚丙烯膜)、透濕度為32cc/m2·24小時·大氣壓(320ml/m2·天·MPa)的生物降解性膜(厚度50微米的二軸拉伸的改性聚酯膜)、透濕度為46cc/m2·24小時·大氣壓(450ml/m2·天·MPa)的生物降解性膜(厚度30微米的二軸拉伸的改性聚酯膜)和透濕度為80cc/m2·24小時·大氣壓(790ml/m2·天·MPa)的生物降解性膜(厚度25微米的二軸拉伸的改性聚酯膜)。然后,對這六種膜,分別將兩塊膜重疊成形為與大碗同樣的形狀,為了使容積率一定,制成在外側設置環狀支撐的膜制的大碗狀袋。然后,對制成的六中大碗狀袋采用與上述試驗方法同樣的方法進行耐透濕性試驗。
除了用比較例1使用的三種生物降解性膜(二軸拉伸的改性聚酯膜)的一種只代替被覆膜12之外,與實施例3同樣,制造三種大碗型密封容器50a。它們也與上述試驗方法同樣,進行耐透濕性試驗。
比較例1和實施例5的結果是,只重疊兩塊膜(比較例1)時,如果所用的膜的透濕度為5.5cc/m2·24小時·大氣壓(54ml/m2·天·MPa)以下,不能發揮與市售品同等的足夠的耐透濕性,與此不同,被覆膜的大碗型密封容器50a(實施例5)中,所使用的膜的透濕度為46cc/m2·24小時·大氣壓(450ml/m2·天·MPa)以下,具有與市售品等同的足夠的耐透濕性。
由此可見,在被覆膜的密封容器中,除了由表面的膜引起的防透過效果之外,構成容器本體的淀粉發泡成形物本身也具有大的防止透過效果。
在現有技術中,對于生物降解性膜,厚度100微米以下時難以實現透濕度10cc/m2·24小時·大氣壓(98ml/m2·天·MPa)以下的膜。但是,由實施例5的結果可見,根據本發明,采用即使是生物降解性膜都容易實現的46~80cc/m2·24小時·大氣壓(450~790ml/m2·天·MPa)的透濕度的膜,就可以制造耐透濕性優良的容器。
而且,對實施例1~3中制備的大碗型密封容器50a,采用上述試驗方法測定耐濕強度試驗。其結果在表2表示。
表2
由表2表示的結果可見,本發明的密封容器完全消除了淀粉發泡成形物的一般性性質即濕度差的缺點,是具有作為容器的足夠的耐濕強度的密封容器。
對于實施例1~4中獲得的大碗型密封容器50a,采用上述試驗方法進行氧透過試驗。作為各實施例的對照,使用市售的方便面容器(發泡苯乙烯制),作為評價的基準。結果在表3表示。
表3
由表3表示的結果可知,本發明的密封容器具有比市售的發泡苯乙烯制的容器更加優良的氧阻擋性,是能夠用于保護內容物不受氧化改性的用途的密封容器。
對于實施例1~3中得到的大碗型密封容器50a,采用上述試驗方法進行遮光性試驗。而且,作為各實施例的對照,使用市售的方便面容器(發泡苯乙烯制),作為評價基準。其結果在表4表示。
表4
由表4的結果可見,本發明的密封容器使具有與市售的發泡苯乙烯制的容器等同的遮光性的密封容器。
對于實施例1、3、4中得到的大碗型密封容器50a,采用上述試驗方法進行扎透試驗和屈壓強度試驗。作為各實施例的對照,使用市售的方便面容器(發泡苯乙烯制),作為評價基準。其結果在表5表示。
表5
由表5表示的扎透強度的最大應力和屈壓強度的結果可見,本發明的密封容器具有優于市售的發泡苯乙烯制的容器的剛性。而且,由扎透強度的進入距離的結果可見,本發明的密封容器還兼有與上述的發泡苯乙烯制的容器大致等同的柔軟性。
對實施例1~4中制備的大碗型密封容器50a采用上述試驗方法進行耐熱水性試驗。其結果在表6表示。
表6
由表6的結果可見,沒有發現水的滲透和變形等。而且,由此結果可見,本發明的密封容器在其中注入熱水即使用于當時面的烹調等也沒有任何問題,可以情人具備耐熱水性。
對于實施例1~4中制備的大碗型密封容器50a,采用上述試驗方法進行絕熱性和保溫性試驗。作為各實施例的對照,使用市售的方便面容器(發泡苯乙烯制),作為評價基準。其結果在表7表示。
表7
由表7的結果可見,本發明的密封容器是具有與上述的發泡苯乙烯制的容器等同的絕熱性和保溫性的密封容器。
對于實施例3中制備的大碗型密封容器50a,使用上述試驗方法進行微波爐使用試驗。
結果,從試驗開始6分鐘30秒時容器內的水開始沸騰,從試驗開始直到10分鐘后,沸騰狀態繼續。然后,從試驗開始到10分鐘后取出的容器外面的溫度最高部分為78℃,是能用手端著的溫度。而且,大碗型密封容器50a在加熱10分鐘之后沒有熔融和變形的地方。
由此可見,本發明的密封容器與上述的發泡苯乙烯制的容器不同,能夠耐受采用微波爐的加熱烹調。
而且為了確認容器的生物降解性,對于實施例4中得到的大碗型容器50a采用上述試驗方法進行30天期間的生物降解性試驗,計算生物降解度。其結果在表8表示。
表8
在本試驗中,表示25天左右60%以上的分解度。由表8的結果可見,本發明的密封容器具有足夠的生物降解性。
在針對實施發明的最佳方案的項目中完成的具體的實施方案或者實施例到底是用于說明本發明的技術內容的,并不是只限于這些具體的例子和狹義的接受,本發明的精神在如下記載的權利要求的范圍內,可以進行許多改變來實施。
工業上的可利用性根據本發明,如上所述,能夠提供除了具有足夠強度和實現至少足夠的耐水性之外,還能夠發揮非常良好的生物降解性的生物降解性的密封容器。
根據本發明,如上所述,能夠提供保持流通和保存時內容物的質量,具有用于防止破損的足夠的強度和遮光性、遮香性、阻氣性等的作為保存用容器的功能,并且,具有耐熱性和耐水性、保溫性等作為烹調用容器的功能,以及具有絕熱性和容易招待端取的作為餐具的功能等,還能夠發揮非常良好的生物降解性的生物降解性的密封容器。
而且,本發明的密封容器適合作為在內部空間放入食品的密封容器使用。特別是,本發明的密封容器要求兼有上述作為保存用容器的功能、作為烹調用容器的功能和作為參加的功能,而且,適合用作能夠與食品的殘渣一起廢棄處理的、杯面等在內部空間放入方便食品的密封容器。
權利要求
1.一種密封容器,其中,在內部具有用于容納內容物的空間,并且,具備具有用于取放上述內容物的開口的生物降解性的容器本體和用于密封上述容器本體開口的、以塑料為主要成分的蓋子的密封容器中,上述容器本體包括成形成給定形狀的生物降解性發泡成形物和在其表面粘貼的被覆膜,上述生物降解性發泡成形物以淀粉或者其衍生物為主要成分,通過將在其中混合水得到的漿狀或者糊狀的成形用原料進行水蒸氣發泡進行成形而成,上述被覆膜以生物降解性塑料為主要成分,至少具有疏水性,上述蓋子熱封在容器本體開口的周圍邊緣部分。
2.權利要求1記載的密封容器,其中,上述蓋子是以生物降解性塑料為主要成分的膜。
3.權利要求2記載的密封容器,其中,上述被覆膜和蓋子的主要成分即生物降解性塑料的熔點都在130℃以上。
4.權利要求1到3的任意一項記載的密封容器,其中,上述生物降解性塑料是改性聚酯。
5.權利要求1到4的任意一項記載的密封容器,其中,上述被覆膜是二軸拉伸的膜。
6.權利要求1到5的任意一項記載的密封容器,其中,在上述容器本體內部的空間放入食品作為內容物。
7.權利要求6記載的密封容器,其中,在上述容器本體內部的空間封入作為上述食品的杯面。
8.權利要求1到7的任意一項記載的密封容器,其中,上述蓋子是層壓由生物降解性塑料構成的生物降解性膜和遮光層而成的層壓膜。
9.權利要求8記載的密封容器,其中,上述遮光層包括金屬蒸鍍層和紙層。
10.權利要求1到9的任意一項記載的密封容器,其中,上述生物降解性發泡成形物包含二氧化鈦。
11.權利要求1到10的任意一項記載的密封容器,其中,上述容器本體的總重量中上述生物降解性發泡成形物所占的重量為60重量%以上。
12.權利要求1到11的任意一項記載的密封容器,其中,上述成形用原料以整體為100重量%時水的含量為20重量%以上70重量%以下。
13.權利要求1到12的任意一項記載的密封容器,其中,上述被覆膜以大致緊貼的狀態直接粘貼在上述生物降解性發泡成形物的表面上。
14.權利要求1到13的任意一項記載的密封容器,其中,上述生物降解性發泡成形物的最終含水率為3重量%以上20重量%以下。
全文摘要
大碗型容器(10a)在以淀粉為主要成分的容器本體(11a)的表面上粘貼以生物降解性塑料為主要成分并至少具有疏水性的被覆膜(12)。上述容器本體(11a)通過將含有淀粉和水的漿狀或者糊狀的成形用原料進行水蒸氣發泡來成形,能夠發揮非常優良的生物降解性。
文檔編號B65D65/46GK1639022SQ0380437
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月20日 優先權日2002年2月21日
發明者小笹晃夫, 橋本明久, 篠原ゐみ 申請人:日世株式會社