DE60118545T2

DE60118545T2 - Kartonartikel geringer dichte

Info

Publication number: DE60118545T2
Application number: DE60118545T
Authority: DE
Inventors: Krishna Kosaraju Texarkana MOHAN; A. Alexander Ridgewood KOUKOULAS; Matthew Peter Chester FROASS; Verd. David Blanchester REED
Original assignee: International Paper Co
Current assignee: International Paper Co
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2021-01-27
Also published as: PL358427A1; CN1161225C; US20050133183A1; DE60118545D1; RU2243308C2; CA2398451A1; EP1280707B1; US20040052989A1; AU2001233066B2; US20040065424A1; US20080163992A1; HK1051023A1; JP4180825B2; MXPA02007263A; CO5390097A1; WO2001054988A2; BR0107907A; JP2003520913A; WO2001054988A3; US7740740B2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-Part der parallel anhängigen Provisional Application der Serien-Nr. 60/178,214, eingereicht am 26. Januar 2000.
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von Gegenständen aus Papier und Pappe niedriger Dichte und auf isolierte Gegenstände, die daraus erzeugt sind, und insbesondere auf Becher, die aus Papier und Pappe niedriger Dichte erzeugt sind.
Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung
Isolierte Becher und Behälter werden weit verbreitet zum Servieren von heissen und kalten Getränken und anderen Nahrungsmittelerzeugnissen verwendet. Derartige Gegenstände können aus einer Vielfalt von Materialien erzeugt werden, einschließlich Polystyrolschaum, doppelwandige Behälter und vielschichtige, auf Papier basierende Behälter, wie Pappebehälter, die eine äußere geschäumte Schicht enthalten. Auf Pappe basierende Behälter sind oft erwünschter als Behälter, die aus auf Styrol basierenden Materialien erzeugt sind, weil auf Pappe basierende Materialien im allgemeinen einem Recycling zugänglicher sind, bioabbaubar sind und eine Oberfläche besitzen, die akzeptabler für Bedrucken ist. Jedoch sind vielschichtige und vielwandige, auf Papier basierende Behälter relativ teuer in der Herstellung, im Vergleich zu auf Polystyrolschaum basierenden Gegenständen, und zeigen oft keine vergleichbaren Isoliereigenschaften. Pappebehälter mit einer äußeren Schaumisolierung sind im allgemeinen weniger teuer herzustellen als doppelwandige Behälter, aber die äußere Oberfläche ist mit dem Bedrucken weniger kompatibel.
Versuche wurden gemacht, um bestimmte Eigenschaften des Papiers zu verbessern, durch Einbauen von ausgedehnten, wie auch nicht ausgedehnten Mikrokugeln innerhalb des Papiers. Zum Beispiel beschreibt US-Patent-Nr. 3,556,934 für Meyer eine Herstellung von Papierprodukten für Bücher, Magazine und dergleichen, bei der nicht ausgedehnte Mikrokugeln in Papiererzeugungsrohstoffen eingebaut werden, die dann in eine Bahn gebildet und getrocknet werden. Die Mikrokugeln dehnen sich aus beim Trocknen, um einen Bogen zu erzeugen, von dem gesagt wird, dass er eine verbesserte Steifigkeit und Dicke besitzt. Jedoch handelt das '934-Patent von Papier mit relativ niedrigem Basisgewicht, das nicht zur Herstellung isolierter Behälter geeignet ist, erwähnt nicht die Verwendung des Produkts in der Herstellung von Pappebehältern mit isolierenden Eigenschaften und gibt keine Lehre in Bezug darauf, wie ein derartiges Produkt hergestellt werden könnte, um so die Verwendung des Produktes in der Fabrikation isolierender Behälter, wie Becher und dergleichen, zu ermöglichen.
Demgemäß gibt es eine fortdauernde Notwendigkeit für auf Papier basierenden Materialien, die gute isolierende Eigenschaften besitzen und die auf einer mit auf Polystyrolschaum basierenden Gegenständen konkurrenzfähigen Basis hergestellt werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Pappematerial niedriger Dichte gerichtet, zur Verwendung beim Herstellen isolierter Behälter wie Pappbecher. Im allgemeinen umfasst das Pappematerial eine Pappebahn, die ausgedehnte Mikrokugeln enthält und ein Basisgewicht besitzt, das zum Herstellen eines isolierten Behälters, wie ein Pappbecher geeignet ist, wobei die Pappe bevorzugt ein Basisgewicht besitzt, das von ungefähr (200 bis ungefähr 220 lbs/3000 ft.² (3MSF)) 325 bis ungefähr 358 g/m² reicht. Pappe niedriger Dichte gemäß der Erfindung hat ungefähr 0,25 bis 10 Gew.-% (auf einer trockenen Basis) ausgedehnte Mikrokugeln eingebaut und besitzt eine relativ niedrige Rohdichte, die von ungefähr (6,0 bis ungefähr 10 lb./3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³ reicht, und eine relativ hohe Dichte, die von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mil) 610 bis ungefähr 889 μm reicht. Diese Eigenschaften sind besonders gut geeignet für Pappeprodukte, die zum Herstellen von Bechern verwendet werden, insbesondere von Bechern, die abgemessen sind, um (16 oz.) 473 ml Fluid (Innenbasisdurchmesser = (2¼ Inch) 5,715 cm) zu enthalten. Jedoch soll anerkannt werden, dass Pappe niedriger Dichte gemäß der Erfindung einen Nutzen in einem weiten Bereich von Anwendungen und Produktabmessungen finden kann, bei denen Eigenschaften von niedriger Dichte/Wärmeisolierung erwünscht sind.
In Becheranwendungen, bei denen beabsichtigt ist, dass das Produkt eine Flüssigkeit enthält, ist es bevorzugt, auf der Oberfläche der Pappe, die mit der Flüssigkeit in Kontakt stehen soll, eine Barrierenbeschichtung einzubauen, die zum Blockieren des Laufens von Flüssigkeit in die Pappe geeignet ist. Eine Polyethylenbeschichtung niedriger Dichte ist für diesen Zweck bevorzugt.
Für Becher und Behälter, die für erwärmte Fluide beabsichtigt sind, ist es im allgemeinen nur nötig, die Oberfläche der Pappe, die auf der Innenseite des Behälters verwendet werden soll, zu beschichten, und für gekühlte Fluide (d.h. eisgekühlt oder kalte Drinks), bei denen eine äußere Kondensation ein Problem ist, beide Oberflächen zu beschichten.
Für Pappe gemäß der Erfindung innerhalb der zuvor erwähnten Bereiche der Dichte und der Dicke, die für eine Herstellung eines Bechers bestimmt sind, ist es bevorzugt, dass die Pappe auch derart gebildet ist, dass sie eine durchschnittliche (d.h. Durchschnitt von MD und CD) Gefügefestigkeits-Stärke von mindestens ungefähr (100 × 10^–3 ft-lbf) 210 × 10^–3 kJ/m² aufweist. Diese minimale Gefügefestigkeit wird mit anderen Pappeeigenschaften als notwendig erachtet, damit die Pappe erfolgreich in Becherformen und ähnliche Gegenstände umgewandelt werden kann, ohne signifikante nachteilige Effekte, die durch die Umwandlungsarbeitsschritte verursacht werden. Unter diesen nachteiligen Effekten sind sogenannte „Dellen", die entlang der Höhe eines Bechers während des Verfahrens der Becherbildung erscheinen können, bei der Polyethylen-beschichtete Pappe kleine rippenartige Deformationen entwickelt, wenn ein Rohteil um einen Dorn gewunden wird, um eine Becherwand zu bilden.
Andere Faktoren, von denen geglaubt wird, dass sie die Entwicklung von Dellen während der Umwandlungsbetriebsschritte beeinflussen, umfassen das Verfahren zum Aufbringen der Beschichtung auf die Pappe und das Gewicht der Beschichtung. So wird geglaubt, dass für herkömmliche extrudierte Polyethylenbeschichtungs-Bedingungen (Geschwindigkeit und Gewicht) die minimale durchschnittliche (100 × 10^–3 ft-lbf) 210 × 10^–3 kJ/m²-Gefügefestigkeit nötig ist für eine genaue Umwandlung, während Verringern der Extrusionsgeschwindigkeit um 25% unter die herkömmliche Geschwindigkeit oder Vergrößern des Beschichtungsgewichts in die Nachbarschaft von ungefähr 50% oberhalb des herkömmlichen Gewichts üblicherweise eine entsprechende Reduktion in der minimalen durchschnittlichen Gefügefestigkeit auf ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m² ermöglichen wird. Gemäß eines Aspektes der Erfindung besitzt die unbeschichtete Pappeoberfläche niedriger Dichte eine Rauigkeit, die im wesentlichen höher ist als das herkömmliche Bechermaterial auf der Sheffield-Glätteskala, die ziemlich überraschend zu einer vergleichbaren Druckqualität in einem Flexo-Druckbetrieb führt. So zeigt für eine typische Pappe niedriger Dichte gemäß der Erfindung, die zur Bechererzeugung geeignet ist, die unbeschichtete Oberfläche der Pappe eine Sheffield-Glattheit von mindestens ungefähr 300 SU und eine PPS I0 Glattheit bei oder unterhalb von ungefähr 6,5 (Mikron) μm.
Die Pappe niedriger Dichte der Erfindung steht im Kontrast zum herkömmlichen Bechermaterial, das kalandriert wird, um unter anderem eine viel höhere Dichte in der Größenordnung von (11–12 lb/3MSF/mil) 0,704–0,769 g/cm³, eine viel geringere Dicke im Bereich von (20 mil) 508 μm und eine damit verbundene relativ glatte Oberfläche im Bereich von ungefähr 160 bis ungefähr 200 SU bereitzustellen, die für eine annehmbare Druckqualität als nötig erachtet wird. Diese Pappe höherer Dichte/niedrigerer Dicke besitzt den Effekt des Vergrößerns der Wärmeleitfähigkeit der Pappe (d.h. verringerte Isolierung).
In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines Pappematerials niedriger Dichte bereit, das zur Verwendung beim Herstellen isolierter Behälter, wie Becher, geeignet ist. Das Verfahren umfasst Bereitstellen von Papierherstellungsrohstoffen, enthaltend Zellulosefasern und von ungefähr 0,25 bis ungefähr 10 Trockenbasisgewichts% ausdehnbare Mikrokugeln, bevorzugt von ungefähr 5 bis ungefähr 7 Gew.-%, Bilden einer Pappebahn aus den Papierherstellungsrohstoffen auf einer Papierherstellungsmaschine und Trocknen und Kalandern der Bahn auf eine Rohdichte von ungefähr (6,0 bis ungefähr 10,0 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³, am meisten bevorzugt von ungefähr (6,5 bis ungefähr 10,0 lb/3MSF/mil) 0,416 bis ungefähr 0,64 g/cm³ und eine Dicke von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mil) 610 bis ungefähr 889 μm, am meisten bevorzugt von ungefähr (28 bis ungefähr 35 mil) 711 bis ungefähr 889 μm.
In einem noch anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines isolierten Behälters, wie einen Pappbecher aus einem Pappematerial bereit. Das Verfahren umfasst Bereitstellen von Papierherstellungsrohstoffen, die Zellulosefasern und ungefähr 0,25 bis ungefähr 10 Trockenbasisgewichts% ausdehnbare Mikrokugeln, bevorzugt ungefähr 5 bis ungefähr 7 Gewichts%, enthält, Bilden einer Pappebahn aus den Papierherstellungsrohstoffen auf einer Papiermaschine und Trocknen und Kalandern der Bahn auf eine Rohdichte, die von ungefähr (6,0 bis ungefähr 10,0 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³, bevorzugt ungefähr (6,5 bis ungefähr 10,0 lb/3MSF/mil) 0,416 bis ungefähr 0,64 g/cm³ reicht, eine Dicke, die von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mil) 610 bis ungefähr 889 μm, bevorzugt von ungefähr (28 bis ungefähr 35 mil) 711 bis ungefähr 889 μm reicht, eine Gefügefestigkeit von mindestens ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m², bevorzugt mindestens ungefähr (100 × 10^–3 ft-lbf) 210 × 10^–3 kJ/m² und eine Sheffield-Glätte bei oder oberhalb von ungefähr 300 SU, und danach Bilden der Bahn in einen Behälter, wie einen Pappbecher, der die Pappebahn mindestens für den Seitenwandabschnitt des Bechers umfasst.
Pappebahnen, die gemäß der Erfindung erzeugt sind, weisen vergrößerte Isoliereigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen einlagigen Pappebahnen auf und sind signifikant preiswerter herzustellen als viellagige Pappeprodukte oder Pappeprodukte, die eine geschäumte äußere Beschichtung enthalten. Das Pappematerial niedriger Dichte kann deshalb in Becher und andere isolierte Behälter auf einer herkömmlichen Verarbeitungsausrüstung mit minimalem Verlust in der Maschinengeschwindigkeit und einer verringerten Tendenz, Dellen und andere Unregelmäßigkeiten bei den Umwandlungsbetriebsschritten zu bilden, umgewandelt werden.
Ein Schlüsselmerkmal der Erfindung ist die Verwendung von ausdehnbaren Mikrokugeln in den Papierherstellungsrohstoffen und eine resultierende Pappe relativ niedriger Dichte/hoher Dicke, die die ausgedehnten Kugeln enthält. Obwohl gedacht wurde, dass das Vorhandensein von Mikrokugeln in den Papierherstellungsrohstoffen die physikalische Eigenschaften der resultierenden Materialien für bestimmte Endgebrauchsanwendungen nachteilig beeinflusst, wurde nun gefunden, dass durch Erzeugen der Materialien gemäß der Erfindung die resultierende Pappe auf einfache Weise in Behälter, wie isolierte Becher umgewandelt werden kann. Ohne zu wünschen, durch die Theorie gebunden zu werden, wird geglaubt, dass geeignete isolierende Pappeprodukte mit Festigkeitseigenschaften, die für Becher-Umwandlungsbetriebsschritte erforderlich sind, durch beträchtliches Vergrößern der Dicke des Materials und Verringern der Dichte (im Vergleich zu herkömmlichen Pappeprodukten) erzeugt werden können, während eine relativ hohe Gefügefestigkeit beibehalten wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben genannten und andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden weiter offenbar durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, wenn sie in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, in denen:
1 eine graphische Darstellung des Wand-Wärmeflusses gegen die Zeitdauer ist, in der ein Becher, der (190°F) 87,8°C warmes Wasser enthält, gehalten werden kann;
2 eine schematische perspektivische Ansicht eines isolierten Pappebechers ist, der gemäß der Erfindung erzeugt ist;
3 eine Querschnittsansicht eines Wandabschnitts eines Pappebechers ist, der gemäß der Erfindung erzeugt ist;
4 eine Querschnittsansicht einer Verbindung zwischen einem Bodenabschnitt und einem Seitenwandabschnitt eines Bechers gemäß der Erfindung ist; und
5 eine Querschnittsansicht eines Wandabschnitts des oberen Randes eines Bechers gemäß der Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen:
Isolierte Behälter, wie Becher, werden weit verbreitet zum Verteilen heißer und kalter Getränke verwendet. Pappebahnen, die mit einer isolierenden Schicht beschichtet sind, liefern oft annehmbare isolierende Eigenschaften, jedoch ist die äußere Schicht üblicherweise eine geschäumte thermoplastische Polymerschicht, die die Kosten vergrößert und schwierig zu bedrucken ist. Gewellte und doppelwandige Pappebehälter liefern auch üblicherweise geeignete isolierende Eigenschaften, sind aber komplexer und teurer herzustellen als einlagige Behälter. Bis heute war es schwierig, einen wirtschaftlichen, isolierten Behälter herzustellen, der im wesentlichen aus Pappe erzeugt ist, die die erforderliche Festigkeit für die Umwandelbarkeit besitzt, isolierende Eigenschaften aufweist und eine Oberfläche enthält, die für das Bedrucken empfänglich ist.
Die Erfindung stellt ein verbessertes Pappematerial niedriger Dichte bereit, das isolierende Eigenschaften besitzt, die für Behälter eines heißen oder kalten Getränkes geeignet sind, und das die Festigkeitseigenschaften besitzt, die zum Umwandeln in Becher in einem Becherbildungsarbeitsschritt nötig sind. Das Pappematerial niedriger Dichte wird erzeugt durch Bereitstellen von Papierherstellungsrohstoffen, die Hartholzfasern, Weichholzfasern oder eine Kombination von Hartholz- und Weichholzfasern enthält. Bevorzugte Papierherstellungsrohstoffe enthalten von ungefähr 60 bis ungefähr 80 Trockenbasisgewichtsprozent Hartholzfaser und von ungefähr 20 bis ungefähr 40 Trockenbasisgewichtsprozent Weichholzfaser.
Bevorzugt stammen die Fasern von gebleichtem Hartholz- und Weichholz-Kraftzellstoff. Die Rohstoffe enthalten auch von ungefähr 0,25 bis ungefähr 10 Trockenbasisgewichtsprozent ausdehnbare Mikrokugeln, bevorzugt in einem nicht ausgedehnten Zustand. Am meisten bevorzugt umfassen die Mikrokugeln von ungefähr 5 bis ungefähr 7 Gewichtsprozent des Rohstoffes auf einer Trockenbasis. Andere herkömmliche Materialien, wie Stärke, Füllstoffe, Leimungschemikalien und verstärkende Polymere können auch in den Papierherstellungsrohstoffen enthalten sein. Unter den Füllstoffen, die verwendet werden können, sind organische und anorganische Pigmente, wie, nur als Beispiel angegeben, polymere Teilchen, wie Polystyrollatexe und Polymethylmethacrylat, und Mineralien, wie Calciumcarbonat, Kaolin und Talk.
Die Herstellung von Papier, das ausdehnbare Mikrokugeln enthält, ist allgemein beschrieben z. B. in US-Patent Nr. 3,556,934 für Meyer. Geeignete ausdehnbare Mikrokugeln umfassen synthetische harzhaltige Teilchen mit einem im allgemeinen kugelförmigen flüssigkeits-enthaltenden Zentrum. Die harzhaltigen Teilchen können erzeugt sein aus Methylmethacrylat, Methylmethacrylat, ortho-Chlorstyrol, Poly-ortho-chlorstyrol, Polyvinylbenzylchlorid, Acrylonitril, Vinylidenchlorid, para-tert-Butylstyrol, Vinylacetat, Butylacrylat, Styrol, Methacrylsäure, Vinylbenzylchlorid und Kombinationen von zwei oder mehreren der Vorstehenden. Bevorzugte harzhaltige Teilchen umfassen ein Polymer, das enthält von ungefähr 65 bis ungefähr 90 Gew.-% Vinylidenchlorid, bevorzugt von ungefähr 65 bis ungefähr 75 Gew.-% Vinylidenchlorid und von ungefähr 35 bis ungefähr 10 Gew.-% Acrylonitril, bevorzugt von ungefähr 25 bis ungefähr 35 Gew.-% Acrylonitril.
Das Zentrum der ausdehnbaren Mikrokugeln kann ein flüchtiges fluides Schäummittel enthalten, das bevorzugt nicht ein Lösungsmittel für das Polymerharz ist. Ein besonders bevorzugtes Schäummittel ist Isobutan, das in einer Menge vorhanden sein kann, dass von ungefähr 10 bis ungefähr 25 Gew.-% der harzhaltigen Teilchen reichen kann. Beim Erwärmen auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 80° bis ungefähr 190° Celsius in der Trockeneinheit einer Papiererzeugungsmaschine, dehnen sich die harzhaltigen Teilchen auf einen Durchmesser aus, der von ungefähr 0,5 bis ungefähr 50 (Mikron) μm reicht.
Herkömmliche Zellstoffherstellung (Kochen, Bleichveredelung, und dergleichen) und Papiererzeugungsprozesse können zum Bilden von Pappebahnen aus den Rohstoffen verwendet werden. Jedoch ist ein Merkmal der Erfindung, dass die Bahn niedriger Dichte, die ausgedehnte Mikrokugeln enthält, bevorzugt auf eine derartige Weise hergestellt wird, dass sie eine minimale durchschnittliche Gefügefestigkeit (Durchschnitt von CD- und MD-Gefügefestigkeit) in Zusammenhang mit seiner verringerten Dichte und vergrößerten Dicke in Relation zu herkömmlicher Pappe, die zum Erzeugen isolierender Behälter, wie Pappbecher verwendet wird, aufweist. Zu diesem Zweck sind sich jene Fachleuchte verschiedener Maßnahmen bewusst, die allein oder in Kombination unternommen werden können, um die Gefügefestigkeits-Stärke-Eigenschaften von Pappebahnen für ein gegebenes Basisgewicht zu vergrößern. Diese umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Vergrößern der Zugabe von Mitteln für Nass- und/oder Trocken-Festigkeit, wie Melaminformaldehyd, Polyamine-epichlorohydrin und Polyamid-epichlorohydrin für Nass-Festigkeit und Mittel für Trocken-Festigkeit wie Stärke, Gummis und Polyacrylamide für Trocken-Festigkeit in den Rohstoffen, Verstärken des Veredelns des Zellstoffs und verstärktes Pressen der nassen Bahn im Pressabschnitt der Papiermaschine. Zusätzlich zum Verbessern der Gefügefestigkeit verringert vergrößertes Nasspressen auch die Feuchtigkeit in der Bahn und ermöglicht, dass die Pappe in einer größeren Geschwindigkeit als andernfalls möglich getrocknet wird.
Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass Maßnahmen unternommen werden, die ausreichen, um eine minimale durchschnittliche Gefügefestigkeit von mindestens ungefähr (100 × 10^–3 ft-lbf) 210 × 10^–3 kJ/m² beizubehalten. Diese Maßnahmen sind bevorzugt mindestens im Hinblick auf Bechermaterial, das ein herkömmliches Gewicht einer Barrierenbeschichtung trägt, die auf eine herkömmliche Weise auf einer oder beiden seiner Oberflächen aufgebracht wurde. Jedoch kann die minimale Gefügefestigkeits-Stärke etwas für die schwereren Barrierenbeschichtungen gelockert werden, die mit dem mittleren bis oberen Ende des herkömmlichen (0,5 bis 3,5 mil) 12,7 bis 88,9 μm-Bereichs der Beschichtungsdicken aufgebracht werden. Zum Beispiel wird geglaubt, dass bei Barrierenbeschichtungs-Dicken oberhalb von ungefähr (1,5 mil) 38,1 μm eine minimale Gefügefestigkeit von ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m² für annehmbare Umwandlungsleistungsfähigkeit ausreicht. Auch ermöglicht eine Verringerung in der Extrusionsverarbeitungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von ungefähr 25% eine Lockerung des Gefügefestigkeits-Erfordernisses auf ungefähr dasselbe minimale Niveau.
Unter den verschiedenen Ansätzen zum Vergrößern der durchschnittlichen Gefügefestigkeit ist es bevorzugt, die erwünschte Vergrößerung auszuführen durch Verstärken der Veredelung der Zellstoffrohstoffe, Vergrößern des Gehalts an interner Stärke und Trockenfestigkeit-Additiven, das Nasspressen der nassen Bahn während der Papierherstellung auf ein Niveau unterhalb des Blattbrechens, und Vergrößern der Menge an Stärke und anderer Materialien, die auf die Oberfläche der Papierbahn aufgebracht werden, wie es z. B. an der Leimpresse durchgeführt wird.
Der Einbau ausdehnbarer Mikrokugeln in die Papierherstellungsrohstoffe in einem nicht ausgedehnten Zustand besitzt den Effekt des Verringerns der Rohdichte der resultierenden getrockneten Pappe. Jedoch wurde gefunden, dass Verringern der Dichte der Pappe durch Einbau ausgedehnter Mikrokugeln die Umwandelbarkeit der Pappe in Becher und andere Behälter nachteilig beeinträchtigt. Gemäß der Erfindung wurde bestimmt, dass Pappeprodukte niedriger Dichte, die ausgedehnte Mikrokugeln enthalten und in einem relativ engen Bereich von Dichten und Dicken in Zusammenhang mit der oben erwähnten vergrösserten Gefügefestigkeit erzeugt sind, die physikalischen Eigenschaften liefert, die für die Verarbeitbarkeit in verschiedenen Umwandlungsarbeitsschritten nötig ist. Derartige Pappen zeigen eine beträchtlich verbesserte Isolierleistungsfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichem Bechermaterial und doppelwandigen Behältern und liefern isolierende Eigenschaften vergleichbar zu Behältern mit einer geschäumten äußeren Schicht bei viel geringeren Kosten. Zum Beispiel wurde beobachtet, dass die Pappe niedriger Dichte gemäß der Erfindung einen R-Wert annähernd von (0,0752 ft²-°F-hrs/btu) 0,0132 m² k/W im Vergleich zu einem R-Wert in der Größenordnung von ungefähr (0,03 ft²-°F-hrs/btu) 0,00528 m² k/W für herkömmliches Bechermaterial zeigt, alldieweil sie gute Umwandelbarkeits-Eigenschaften, Druckqualität und andere Vorteile zeigt.
So wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Pappebahn, die ausdehnbare Mikrokugeln enthält, getrocknet und auf der Papiererzeugungsmaschine kalandriert auf eine Rohdichte die von ungefähr (6,0 bis ungefähr 10,0 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³ reicht, und eine Dicke in der Grössenordnung von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mil) 609 bis ungefähr 889 μm. Wie oben beschrieben, wird die resultierende Bahn, die ausgedehnte Mikrokugeln enthält, die unter den Fasern eingefügt sind, bevorzugt aus einem Zellstoff und/oder Rohstoffen hergestellt, die behandelt sind, um zu verursachen, dass die Bahn eine durchschnittliche Gefügefestigkeit von mindestens ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m² für stärker beschichtete Pappe (d.h. oberhalb ungefähr (1,5 mil) 38,1 μm bis zum Maximum von ungefähr (3,5 mil) 88,9 μm) und mindestens ungefähr (100 × 10^–3 ft-lbf) 210 × 10^–3 kJ/m² für den Durchschnitt für leicht beschichtete Pappe (d.h. von ungefähr (0,5 bis 1,5 mil) 12,7 bis 38,1 μm) zeigt. Eine Pappebahn, die ausgedehnte Mikrokugeln enthält und Dichten und Dicken außerhalb dieser Bereiche besitzt, oder, falls innerhalb davon, mit einer Gefügefestigkeit unterhalb ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m², wird nicht als zur Verwendung beim Bilden kommerziell isolierter Becher geeignet betrachtet. Die obere Grenze für die Dicke ist ausgewählt, um Pappebahnen bereitzustellen, die in Becher auf vorhandener Bechererzeugungsausrüstung mit nur wenig oder keinen Modifikationen an den Maschinen umgewandelt werden können.
Im Hinblick auf andere physikalische Eigenschaften, die für die Becherherstellung benötigt werden, besitzen Pappebahnen niedriger Dichte gemäß der Erfindung auch bevorzugt eine minimale Zugfestigkeit, wie bestimmt durch Tappi Standard Test T von ungefähr (30 lbf/in) 5,25 kN/m, einen minimalen Wert für die durchschnittliche CD-Ausdehnung des Substrats, wie bestimmt durch Tappi Standard Test T494 von ungefähr 3,3%.
Es ist ein zusätzliches Merkmal der Erfindung, dass die Pappe niedriger Dichte eine Rauhigkeit von mindestens ungefähr 300 auf der Sheffield-Glätte-Skala besitzt, während sie eine vergleichbare Druckqualität in einem Flexo-Druckarbeitsschritt zeigt. Die Bedruckbarkeit der Pappe ist ziemlich unerwaret, da herkömmliche Pappe, wie Bechermaterial gewöhnlich bis auf eine Dicke von ungefähr (20 mil) 508 μm herunterkalandriert wird, um eine Oberflächenglätte (unbeschichtet) allgemein in der Grössenordnung von ungefähr 125 bis ungefähr 200 SU (von einer Glätte vor dem Kalandern über 400 SU) zu erreichen, die als notwendig für annehmbare Druckqualität erachtet wird.
So wird beim Kalandern der Pappe der Erfindung herab bis auf eine Dicke von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mil) 609 bis ungefähr 889 μm (bevorzugt von ungefähr (28 bis ungefähr 35 mil) 711 bis ungefähr 889 μm) und eine Dichte von ungefähr (6,0 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/m² (bevorzugt von ungefähr (6,5 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,416 bis ungefähr 0,64 g/m²), was eine relativ rauhe Oberfläche mit einer Sheffield-Glätte unbeschichtet von ungefähr 300 SU oder höher (gewöhnlich von ungefähr 320 bis ungefähr 350 SU) und eine PPS10-Glätte von weniger als ungefähr 6,5 (Mikron) μm hinterläßt, ein überraschender Bonuseffekt, beobachtet im Hinblick auf die Bedruckbarkeit über und oberhalb des Isolierwerts und der Umwandelbarkeit der Pappe für die Becherherstellung. Ohne durch die Theorie gebunden zu sein, wird geglaubt, dass die Bedruckbarkeit der Pappe ihrer relativ hohen Komprimierbarkeit zuzuschreiben ist, was eine verbesserte Leistungsfähigkeit auf Flexo-Druckmaschinen ermöglicht.
Wie zuvor erwähnt, ist die Pappe, die gemäß der Erfindung erzeugt ist, für das Erzeugen von Bechern gut geeignet, die gute Wärmeisoliereigenschaften erfordern. Derartige Becher werden gewöhnlich mit Bechermaterial erzeugt, das eine Barrierenbeschichtung auf einer oder mehreren Seiten umfasst. Becher, entworfen für heisse Getränke, wie Kaffee, Suppen und anderes erwärmtes Material, erfordern im allgemeinen eine Beschichtung auf der Innenoberfläche, so dass Bechermaterial gemäß der Erfindung zum Erzeugen dieser Produkte nur auf einer Seite barrierenbeschichtet werden kann, wobei die andere Seite oft Druckzeichen/Designs trägt, die direkt auf ihrer Oberfläche aufgebracht sind. Im zusammengebauten Becher ist die beschichtete Seite innen angeordnet.
Becher, die für kalte Getränke entworfen sind, werden gewöhnlich aus Bechermaterial erzeugt, das auf beiden Seiten beschichtet ist und jegliches Bedrucken wird auf einer der Beschichtungsschichten aufgebracht. Dem gemäß kann Bechermaterial der Erfindung zum Erzeugen dieser Produkte auf beiden Seiten barrierenbeschichtet sein, wobei die nicht beschichtete Seite innen angeordnet ist. In Bechern, die gekühlte Getränke tragen, hilft die äußere Barrierenbeschichtung zu verhindern, dass jegliche Kondensation, die sich auf der Außenseite bildet, das Pappesubstrat durchdringt und möglicherweise schwächt.
Irgendeine geeignete Barrierenbeschichtung kann verwendet werden, um das Produkt für die Umwandlung in einen thermisch isolierten Behälter, wie einen Becher, zu vervollständigen. Obwohl Beschichtungen aus Polyethylen niedriger Dichte für viele derartige Produkte verwendet werden und zur Verwendung in der Erfindung bevorzugt sind, können natürliche und synthetische chemische Systeme, wie auf Stärke basierende Beschichtungen und auf Polyvinylalkohol basierende Beschichtungen auch verwendet werden, wie auch pigmentierte Beschichtungen, die anorganische oder organische Pigmente enthalten, wie Ton, Carbonat und Latexe, solang wie sie eine ausreichende Barriere oder andere Eigenschaften für die beabsichtigte Anwendung liefern. Die Beschichtung(en) kann (können) durch herkömmliche Mittel aufgebracht werden, und im Falle von Polyethylen können sie auf der Oberfläche der Pappe niedriger Dichte durch eine Extrusionslaminierung oder durch Laminieren eines vorgeformten Films aufgebracht werden. Die Dicke der Beschichtung kann im allgemeinen reichen von ungefähr (0,5 bis ungefähr 3,5 mil) 12,7 bis ungefähr 88,9 μm, und beträgt bevorzugt ungefähr (1,5 mil) 38,1 μm auf der Innenoberfläche des Behälters oder Bechers und ungefähr (1 mil) 25,4 μm, wenn sie auf der äußeren Oberfläche verwendet wird.
Als ein spezifisches und speziell bevorzugtes Pappeprodukt niedriger Dichte gemäß der Erfindung umfasst ein Pappematerial niedriger Dichte eine Pappebahn, die ausgedehnte Mikrokugeln umfasst und eine Rohdichte von (7,0 lbs/3000 ft²/mil) 0,448 g/cm³, eine Dicke von (28 mil) 711 μm, eine Sheffield-Glätte von mindestens 300 SU, eine PPS10-Glätte von 6,5 (Mikron) μm oder weniger, eine Zugfestigkeit (Querrichtung) von (30 lbf/in) 5,25 kN/m und eine Gefügefestigkeit (Querrichtung) von (90 × 10^–3 ft/lbf/mil) 189 × 10^–3 kJ/m² besitzt. Diese Pappe besitzt ein Basisgewicht von (200 lb/3000 ft²) 325 g/m² und die Mikrokugeln bilden 5 bis 6 Trockenbasisgew% der Bahn. Ein Polyethylen niedriger Dichte wird extrusionslaminiert auf ein oder beide Seiten der Bahn in einer Dicke von ungefähr (1,5 mil) 38,1 μm. Das resultierende Pappematerial niedriger Dichte ist in Becher ohne signifikante Probleme umwandelbar und zeigt einen R-Wert in der Größenordnung von (0,07 ft²-°F-hrs/btu) 0,0123 m² k/W.
Wieder soll anerkannt werden, dass die Pappe niedriger Dichte gemäß der Erfindung verwendet werden kann zum Erzeugen einer Breite möglicher Produkte einschließlich, aber nicht beschränkt auf Becher und andere Pappebehälter, die zum Halten eines warmen, heissen oder kalten Materials gebildet sind, wo es eine Notwendigkeit für eine Isolierung und mindestens kurzzeitige Barriereneigenschaften gibt. Auch ist, wenn sie zum Erzeugen von Bechern (eine primär beabsichtigte Anwendung) verwendet wird, der Bodenabschnitt normalerweise ein flaches getrenntes Stück und kann oder kann nicht aus isolierter Pappe niedriger Dichte, erzeugt gemäß der Erfindung, gebildet werden, abhängig von der Wirtschaftlichkeit und anderen Faktoren.
Auch ist es beim Bilden von Bechern eine wirtschaftliche Realität, dass einige der herkömmlichen Verpackungsmaschinerien entworfen sind, um der Verwendung nur eines engen Bereichs von Pappe-Dicken Rechnung zu tragen. Weil isolierte Pappe gemäß der Erfindung dicker sein kann als Standard-Bechermaterial (für ein gegebenes Basisgewicht), kann die vergrößerte Dicke Herstellungsprobleme verursachen, die möglicherweise ein neues oder modifiziertes Werkzeug erfordern. Die vorliegende Erfindung kann zum Vorteil in diesen Situationen verwendet werden durch Aussetzen eines Abschnitts der Pappe (im allgemeinen nachdem sie geschnitten wurde, um ein Rohteil zu bilden) relativ hohen Drücken (annähernd (200 psi) 1,378 kPa oder grösser), was den Abschnitt der Pappe permanent komprimieren wird, um zu ermöglichen, dass es in einem herkömmlichen Werkzeug verwendet wird.
Ein Beispiel ist der Seitensaum einer Verpackung oder eines Bechers. Bei einem gegebenen Basisgewicht kann die isolierte Pappe der Erfindung eine signifikant höhere Dicke als eine Standardpappe besitzen, wobei ein Seitensaum erzeugt wird, der zu dick sein kann für einige herkömmliche Umwandlungs-Anwendungen. Indem der Seitenabschnitt des Rohteils oder des gebildeten Kartons hohen Drücken ausgesetzt wird, kann die Dicke auf oder in die Nähe herkömmlicher Pappedicken-Niveaus reduziert werden (allgemein ungefähr (20 mil) 508 μm). Dieser Verarbeitungsschritt wird in der Technik im allgemeinen als „Crimpen" bezeichnet und kann als eine Vorbehandlung der fertigen Pappe niedriger Dichte (d.h. die Pappe wurde beschichtet) betrachtet werden, um seine Verwendung beim Bilden von Bechern oder anderen Pappebehältern mit einem oder mehreren Überlappungssäumen zu vereinfachen.
Dieselbe Art von Crimp-Arbeitsschritt kann mit dem Abschnitt des Rohteils ausgeführt werden, der verwendet werden soll, um den Rand eines Becher- oder Bottichtyps eines Behälters zu erzeugen, um die fertige Randdicke zu verringern. Dies hat den Vorteil des Verbesserns des ästhetischen Erscheinungsbildes mit dem Rand eines kleineren Durchmessers oder des Ermöglichens der Verwendung von vorhandenen Deckeln auf einem Becher- oder Bottichbehälter, der aus isolierter Pappe erzeugt ist. Der Rand besteht aus einer Kante der Verpackung, die zu einem Zylinder gerollt ist. Dies ist typischerweise eine Wicklung der Pappe von 360°.
Es soll auch beachtet werden, dass der minimale Durchmesser des Randzylinders typischerweise eine Funktion der Pappe-Dicke ist. So beträgt für einen herkömmlichen Becher-Herstellungsprozess der Randdurchmesser (der Durchmesser der Zylinderform, der von dem übergerollten Teil des Rohteils eingenommen wird, der den Rand bildet, der die obere Kante einkreist und bildet) gewöhnlich ungefähr sieben Mal die Pappedicke. Falls der obere Abschnitt des Randes gecrimpt wird, um die Dicke zu verringern, kann der Durchmesser des Randzylinders auch verringert werden. Der Abschnitt des Rohteils, der den Rand bilden wird, kann gecrimpt werden, um seinen gesamten Durchmesser zu verringern, oder er kann gecrimpt werden mit einer Reihe von parallelen Bereichen, die die Deformation unterstützen werden.
Die gleiche Crimp-Technologie kann auf Seitensäume angewandt werden, nachdem sie gebildet wurden, um ihre Gesamtdicke zu verringern.
Weitere Aspekte, Vorteile und Merkmale der Erfindung können mittels der folgenden nichtbeschränkenden Beispiele gesehen werden. In diesen Beispielen wurde die Pappe mit einer LDPE-Beschichtung verwendet, um das Seitenwandrohteil für die Becher zu bilden, auf einer Becher-Erzeugungsmaschine, wobei die Becher einen Seitenwandsaum besitzen. In den Tabellen ist das Basisgewicht dasjenige der Pappe selbst ohne die Polyethylen-Beschichtung, die gewöhnlicherweise annähernd ungefähr zusätzliche 5 bis 20% des Gesamtgewichtes der Pappe zufügt, wenn, z. B. LDPE-Material auf eine Oberfläche der Pappe mit ungefähr 1,5 mil (38,1 μm) Dicke extrusionslaminiert wird.
Beispiel 1
Im folgenden Beispiel wurden Proben von Pappe niedriger Dichte hergestellt, die Mikrokugeln enthielt, und mit einer Probe verglichen, die als „Kontrolle" bezeichnet ist, die keine Mikrokugeln enthält. Ausdehnbare Mikrokugeln, die in den Rohstoffen verwendet wurden, sind erhältlich von Expancel, Inc. Of Duluth, Georgia und dem Markennamen EXPANCEL. Die Ziel-Dicke für die Proben betrug (19 mil) 483 μm, um herkömmliche Bechermaterial-Dicken zu simulieren. Nach dem Herstellen der Pappen wurden sie nicht maschinell zu einem Extruder gebracht und mit Polyethylen niedriger Dichte bei einer Geschwindigkeit von (14 lbs/3MSF) 23 g/m² extrusionsbeschichtet, um eine Barrierenbeschichtung auf einer Seite mit einer Dicke von ungefähr (1 mil) 25,4 μm vorzusehen. Alle Proben mit Ausnahme der Probe D enthielten die Polyethylenbeschichtung. Die Probe D besaß eine nicht ausreichende Festigkeit und war zu spröde, um mit Polyethylen extrusionsbeschichtet zu werden. Die Polyethylen-beschichteten Proben wurden in (16 oz.) 473 ml-Becher auf einer kommerziellen Bechermaschine umgewandelt. Die isolierenden Eigenschaften der Becher wurden durch Messen der Zeit bestimmt, die eine Person einen Becher halten konnte, der mit heißem Wasser gefüllt war, das eine Temperatur von (190°F) 87,8°C besaß. Relevante Eigenschaften der Proben der Pappe niedriger Dichte sind in Tabelle 1 angegeben.
Von den vorstehenden Proben zeigte die Probe G merklich gute isolierende Eigenschaften. Die durchschnittliche Zeit, die eine Person einen Becher, erzeugt aus Probe G, halten konnte, betrug 29 Sekunden, im Vergleich zu 11 Sekunden für die Kontrollprobe. Während die Probe G ausgezeichnete isolierende Eigenschaften besaß, führte das untere Basisgewicht der Pappe zu einer geringeren Steifigkeit und demzufolge besaß ein Becher, der mit der Pappe erzeugt war, eine geringere Starrheit. Starrheit ist eine wesentliche Eigenschaft für Becher, demgemäß war es nötig, die Steifigkeit des Bechermaterials zu verbessern. Die Probe M besaß eine Dichte von (6,6 lbf/3MSF/mil) 0,42 g/cm³ und eine durchschnittliche Gefügefestigkeits-Stärke von (91 × 10^–3 ft-lbf) 191 × 10^–3 kJ/m² konnte auf einer Extrusionslinie verarbeitet und in Becher umgewandelt werden. Die Steifigkeit der Pappe war etwas gegenüber der Steifigkeit der Probe G verbessert. Die Probe M besaß auch eine bessere Isolations-Leistungsfähigkeit als die Kontrollprobe, wobei die Letztere eine Dichte von (10,3 lb/3MSF/mil) 0,66 g/cm³ besaß.
Die Gefügefestigkeit der Probe M war etwas unterhalb der bevorzugten Gefügefestigkeit von mindestens ungefähr (100 × 10^–3 lb/3MSF/mil) 210 × 10^–3 kJ/m², war aber noch fähig, umgewandelt zu werden. Jedoch, wie früher erwähnt, kann diese etwas geringere Gefügefestigkeit akzeptierbar gemacht werden, wenn die Extrudergeschwindigkeit verringert wird und/oder das Gewicht der Barrierenbeschichtung vergößert wird.
Die Dichte der Probe D war zu gering für Bahn-Handhabungsprozesse. Die Dichte der Probe D betrug (2,3 lb/3MSF/mil) 0,147 g/cm³ und die durchschnittliche Gefügefestigkeits-Stärke betrug (49 × 10^–3 ft-lbf) 103 × 10^–3 kJ/m². Diese Festigkeits-Stärke wurde als zu gering befunden, als dass die Bahn in einem Extrusionsbeschichter verarbeitet werden konnte oder in einem Becherbildungs-Arbeitsschritt verwendet werden konnte.
Die offenbare Wärmeleitfähigkeit der Pappen niedriger Dichte wurde durch Guarded Heat Flow Method (ASTM C177) gemessen. Die Ergebnisse zeigten eine im wesentlichen lineare Beziehung zwischen der Dichte und der Leitfähigkeit, wobei die Pappen höherer Dichte eine höhere Leitfähigkeit zeigten (d.h. eine geringere Wärmeisolierung). Die Daten graphisch darstellend wurde bestimmt, dass die Beziehung zwischen der Leitfähigkeit und der Dichte für die getesteten Pappen durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann: Wärmeleitfähigkeit [(ft2-°F-hrs/btu)](m2K/W) = [0,494 × Dichte (lb/3MSF/mil) + 0,313 (ft2-°F-hrs/btu)]0,1797 × Dichte (g/cm3) + 0,313 (m2K/W)
Beispiel 2
In dem folgenden Beispiel wurden zwei verschiedene Pappematerialien niedriger Dichte erzeugt, mit Dichten im Bereich von ungefähr (6 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³ und aus Rohstoffen, die ausdehnbare Mikrokugeln enthielten. Das so erzeugte Pappematerial wurde in (16 oz.) 473 ml/Becher umgewandelt. Die physikalischen Eigenschaften des Pappematerials sind in Tabelle 2 gezeigt. Alle Proben in Tabelle 2 wurden mit Polyethylen niedriger Dichte auf einer Extrusionslinie beschichtet und auf einer Flexo-Wasserpresse bedruckt. Die Beschichtung wurde auf einer Seite der Pappe bei ungefähr (20 mil) 508 μm aufgebracht und das Bedrucken wurde auf der anderen Seite aufgebracht.
Die wie in Beispiel 19 angezeigte beschichtete Pappe wurde in Becher auf einer herkömmlichen Maschine mit vorhandenem Werkzeug in Becher umgewandelt. Die als Probe 32 angezeigte Pappe wurde in Becher umgewandelt unter Verwenden eines Prototyp-Werkzeugs auf einer kommerziellen Bechermaschine. Die Ränder der unter Verwenden des Prototyp-Werkzeugs gebildeten Becher waren nur teilweise geformt. Eine Modifikation des Werkzeugs wird vollständig geformte Becher ermöglichen.
Tabelle 2
Von den vorstehenden Proben zeigt die Probe 32 merklich gute isolierende Eigenschaften. Die durchschnittliche Zeit, die eine Person einen Becher halten konnte, der aus Probe 32 erzeugt war, betrug 37 Sekunden, verglichen mit 11 Sekunden für die Kontrollprobe. Außerdem führte die relativ hohe Steifigkeit der Pappe der Probe 32 wie in der Tabelle angezeigt zu einer geeigneten Starrheit im Vergleich zur Standardpappe. Die Steifigkeit der Probe 32 war signifikant größer als die Steifigkeit irgendeiner der Proben des Beispiels 1.
Die isolierenden Eigenschaften eines Bechers, der aus Pappe-Bechermaterial erzeugt war, wurde durch Messen der Seitenwandtemperatur eines Bechers bestimmt, der eine heiße Flüssigkeit enthielt. Ein maximaler Wert der Seitenwandtemperatur für einen Becher, der eine heiße Flüssigkeit enthält, ist typischerweise für einen isolierten Becher spezifiziert. Die Sinneswahrnehmung für Wärme wird diktiert durch Hautgewebe, das den Seitenwänden des heißen Bechers für eine Zeitdauer ausgesetzt ist. Gewebetemperatur ist eine Funktion des Wärmeflusses zum Gewebe von dem Becher und der internen Wärmeableitung innerhalb des Gewebes. Der Wärmefluss zum Gewebe ist eine Kombination mehrerer Faktoren einschließlich der Wärmeeigenschaften der Pappe, der Temperatur der Flüssigkeit und des Kontaktwiderstandes zwischen dem Gewebe und der äußeren Wand des Bechers. Es wird auch geglaubt, dass die Becherstarrheit und Oberflächenrauhigkeit (d.h. Oberflächenstruktur) zur Sinneswahrnehmung der Wärme beiträgt durch Beeinflussen der wirksamen Kontaktfläche zwischen den Becherseitenwänden und dem Gewebe.
1 ist eine graphische Darstellung des Wand-Wärmeflusses über die Zeit für die Becher, die (190°F) 87,8°C warmes Wasser enthielten. Die in 1 gezeigten Daten wurden durch Anwenden von Druck auf den Flusssensor gesammelt. In der Figur ist die Kurve A ein Becher erzeugt mit Probe 32 (Tabelle 2), die Kurve B ist ein Becher, erzeugt gemäß U.S.-Patent 4,435,344 für loka, der eine äußere isolierende Schicht enthält, Kurve C ist ein herkömmlicher doppelwandiger Becher und die Kontrollkurve ist ein herkömmlicher einwandiger nicht isolierter Becher.
Es wird geglaubt, dass die Daten für 1 eine relativ genaue Messung von Wärme repräsentieren, die zum Gewebe fließt, für Becher, die unter normalem Haltedruck gehalten werden. An dem Punkt, an dem übermäßige Wärme wahrgenommen wurde, wurde die Datensammlung beendet.
Wie durch die Kurven der 1 gezeigt ist, zeigte ein Becher, der aus der Pappe der Probe 32 (Kurve A) erzeugt war, vergleichbare thermische isolierende Eigenschaften zu Bechern, die gemäß U.S.-Patent Nr. 4,435,344 für loka (Kurve B) erzeugt waren. In dieser Hinsicht wird angemerkt, dass die Kurve-B-Becher durch Beschichten der äußeren Wand eines Bechers mit einem thermoplastischen Harz, das nachfolgend geschäumt wird, erzeugt waren. Jedoch erfordert der Prozeß zum Herstellen der Kurve-B-Becher zusätzliche Kapitalausstattung für die Umwandlung, und die thermoplastische Beschichtung beeinträchtigt die Druckqualität und das Anfühlen der Becher per Hand nachteilig. Im Gegensatz dazu besaßen Becher, erzeugt unter Verwenden des Pappematerials der Probe 32, keine externe thermoplastische Beschichtung (die Beschichtung war nur auf der inneren Oberfläche) und ein Erscheinungsbild und ein Anfühlen ähnlichen zu jenem herkömmlicher Pappbecher. Die Probe-32-Becher zeigten auch bessere thermische isolierende Eigenschaften als der herkömmliche doppelwandige Becher der Kurve C.
Beispiel 3
Im folgenden Beispiel wurden acht Pappematerialien niedriger Dichte mit Dichten im Bereich von ungefähr (6 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³ und aus Rohstoffen, die ausdehnbare Mikrokugeln enthielten, erzeugt. Das so erzeugte Pappematerial wurde in (16 oz.) 473 ml-Bechern umgewandelt. Die physikalischen Eigenschaften des Pappematerials sind in Tabelle 3 gezeigt. Alle Proben in Tabelle 3 waren mit Polyethylen niedriger Dichte auf einer Extrusionslinie beschichtet und auf einer flexographischen Wasserpresse bedruckt. Die Beschichtung wurde auf einer Seite der Pappe mit ungefähr (1,5 mil) 38,1 μm aufgebracht und das Bedrucken wurde auf der anderen Seite direkt auf der Pappoberfläche aufgebracht.
Die Proben P1 und P2 wurden auf einer Pilot-Papiermaschine hergestellt und auf einem Pilot-Extruder extrudiert, wohingegen die Proben C1 bis C5 auf einer herkömmlichen Papiermaschine hergestellt waren. In beiden Fällen enthielten die Papier-Herstellungsrohstoffe, die zum Herstellen dieser Proben verwendet wurden, eine Mischung aus Hartholz- und Weichholz-Faserstoffen und Nasspartie-Chemikalien, wie Stärke und Trocken-Festigkeits-Additive, und eine geeignete Menge expandierbarer Mikrokugeln, um einen Bereich von Pappedichten zu erreichen. In jedem Fall wurden die Veredelungs-Energien und das Ausmaß der Nasspartie-Chemikalien-Zugabe variiert, um einen Bereich von Gefügefestigkeits-Stärken zu erreichen. Nach der Polyethylen-Extrusion und Umwandlung in Becher wurden die Proben untersucht und auf den Grad von MD-Dellenbildung oder -Falten beurteilt, die ein Maß des Umwandlungspotentials der beschichteten Pappe sind. Proben mit einem schwerwiegenden Grad an Dellenbildung würden als ein kommerzielles Produkt ungeeignet sein.
Die Proben P1 und C1 veranschaulichen den Zustand, bei dem die Gefügefestigkeits-Stärke unterhalb des Minimums von (80 × 10^–3 lb/3MSF/mil) 168 × 10^–3 kJ/m² liegt. Für diese Bedingungen zeigten die Proben schwerwiegende MD-Dellenbildung, was anzeigt, dass sie nicht als ein kommerzielles Produkt geeignet sein würden. Die Probe P2 veranschaulicht den Fall, bei dem die Dichte der Pappe signifikant geringer ist als von normaler Pappe, die bei der Herstellung von Bechern verwendet wird, aber wegen ihrer hohen Gefügefestigkeits-Stärke zeigt das Produkt keine MD-Dellenbildung. Die Probe C2 zeigt einigen Grad von Dellenbildung, weil ihre Gefügefestigkeits-Stärke von (81 × 10^–3 lb/3MSF/mil) 170 × 10^–3 kJ/m² an der unteren Grenze für den bevorzugten Bereich von Gefügefestigkeits-Stärke ist. Die Proben C3, C4 und C5 veranschaulichen die bevorzugten Niveaus der Dichte und der Gefügefestigkeits-Stärke.
Die Proben P1 und C1 veranschaulichen den Zustand, bei dem das Polyethylen eine Dicke von ungefähr (1,5 mil) 38,1 μm besitzt und die Gefügefestigkeits-Stärke unterhalb des Minimums von (80 × 10^–3 lb/3MSF/mil) 168 × 10^–3 kJ/m² ist. Für diese Bedingungen zeigten die Proben schwerwiegende MD-Dellenbildung, was anzeigt, dass sie nicht als ein kommerzielles Produkt geeignet sein würde. Die Probe P2 veranschaulicht den Fall, bei dem die Dichte der Pappe signifikant geringer ist als normale Pappe, die bei der Herstellung von Bechern verwendet wird, aber wegen ihrer hohen Gefügefestigkeits-Stärke zeigt das Produkt keine MD-Dellenbildung. Die Probe C2 zeigt einigen Grad an Dellenbildung, weil seine Gefügefestigkeits-Stärke von (81 × 10^–3/3MSF/mil) 170 × 10^–3 kJ/m² an der unteren Grenze des bevorzugten Bereichs der Gefügefestigkeits-Stärke ist. Die Proben C3, C4 und C5 veranschaulichen die bevorzugten Niveaus der Dichte und der Gefügefestigkeits-Stärke. Die Probe C6 veranschaulicht, wie ein Anstieg im Polyethylen-Beschichtungsgewicht in der Größenordnung von ungefähr 20% die geringe Gefügefestigkeits-Stärke kompensieren kann.
Die vorstehenden Beispiele zeigen, dass innerhalb des Rohdichtebereichs von ungefähr (6 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm² und der Dicken, die von ungefähr (24 bis ungefähr 35) 609 bis ungefähr 889 μm in Zusammenhang mit einer relativ hohen Gefügefestigkeit oberhalb mindestens ungefähr (80 ft-lbf) 168 kJ/m² die physikalischen Eigenschaften der Pappe niedriger Dichte geeignet sind, um das Verarbeiten von Bechermaterial zum Erzeugen isolierter Becher zu ermöglichen.
Becher werden typischerweise in Manschetten von 50 versandt. Um zu verhindern, dass die Becher in der Manschette verzahnen, ist der Becher gewöhnlicherweise derart entworfen, dass die untere Bodenkante eines Bechers auf dem inneren Boden des Bechers darunter ruht. Dieses Erfordernis zusammen mit dem erwünschten Innenvolumen des Bechers und den ästhetischen Anforderungen an den Becher erlegen der erlaubten Pappendicke zusätzliche Beschränkungen auf. Zum Beispiel ist es bevorzugt, dass die Dicke des Basismaterials für (16 oz.) 473 ml-Becher nicht ungefähr (35 mil) 889 μm überschreitet. Demgemäß ist die obere Grenze für eine Dicke für einen (16 oz.) 473 ml-Becher bevorzugt oberhalb (32 mil) 813 μm.
Im Bahnbildungs-Prozess wurden Bahnen, die die ausdehnbaren Mikrokugeln enthielten, bevorzugt auf einen höheren Gehalt an Feststoffen gepresst, als Bahnen, die die Kugeln nicht enthielten.
Sobald die Bahn gepresst und getrocknet ist, wird sie kalandriert auf eine Dicke, die die erwünschte Dichte/Dicke innerhalb der Bereiche vorsieht, die für Pappe niedriger Dichte gemäß der Erfindung dargelegt sind. Die Kalandermaschine kann ein herkömmlicher Viel-Walzen-Kalander sein, ist aber bevorzugt eine Kalandermaschine mit einem erwärmten ausgedehnten Spalt, langen Spalt oder Shoe Nip, die eine verbesserte Mikroglätte bei einer ausgedehnten Verweilzeit und verringertem Druck vorsieht. Demgemäß kann die Kalandermaschine einen oder mehrere ausgedehnte Spalten enthalten mit einer Verweilzeit im Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 10 Mikrosekunden und einem Spitzenspaltdruck von weniger als ungefähr (1200 psi) 8,273 kPa.
Es wird auf 2–5 Bezug genommen, eine Ausführungsform eines Bechers 10, der mit dem isolierten Pappematerial niedriger Dichte der Erfindung erzeugt ist, ist in der Form eines umgedrehten abgeschnittenen Kegels dargestellt. Der Becher 10 umfaßt einen allgemein zylindrischen Wandabschnitt 12 mit einem vertikalen Überlappungssaum 14, der die Endkanten 16 und 18 einer Pappebahn, die den Wandabschnitt 12 bildet, verbindet. Die Endkanten 16 und 18 können aneinander unter Verwenden herkömmlicher Verfahren befestigt werden, wie Klebstoffe, Schmelz-verbindende thermoplastische Beschichtungen darauf oder andere in der Technik bekannte Mittel. Der Becher 10 umfaßt auch einen kreisförmigen, gerollten Rand 20, und einen getrennten, im wesentlichen kreisförmigen unteren Bodenabschnitt 22, der an dem Wandabschnitt 12 entlang der Peripherie davon angebracht und versiegelt ist. Die unten beschriebene 4 stellt ein Verfahren zum Befestigen des Bodenabschnitts 22 am Wandabschnitt 12 dar und 5 stellt einen gerollten Rand 20 eines Bechers gemäß der Erfindung dar.
Wie in 3 gesehen wird, ist der Wandabschnitt 12 des Bechers 10 aus einem isolierten Pappematerial niedriger Dichte gemäß der Erfindung erzeugt, das ausgedehnte Mikrokugeln 24 enthält, die innerhalb der faserförmigen Matrix der Pappe dispergiert sind. Die Mikrokugeln 24 sind bevorzugt hohl und versehen die Wand und die Bodenabschnitte 12, 22 des Bechers 10 mit isolierenden Eigenschaften. Jedoch kann der Boden 22 ein herkömmliches beschichtetes Pappematerial sein, um die Wirtschaftlichkeit des Produktes zu verbessern, da das Erwärmen des Bodens nicht allgemein eine Angelegenheit ist, da der Becher typischerweise durch einen Verwender am Boden gehalten wird.
Wegen der vergrößerten Dicke des Pappematerials, das zum Bilden der Wand- und der Bodenabschnitte 12, 22 des Bechers 10 verwendet wird, können Modifikationen der Umwandlungsausrüstung und/oder der Pappe selbst nötig sein, um die Falten und Rollen, die zum Zusammenbauen der Becherabschnitte nötig sind, zu erreichen. Vorbehandlungsmaßnahmen des Modifizierens der Dicke von Abschnitten der Pappe (d.h. „Crimpen") wurden bereits oben beschrieben, um die Umwandlung/den Zusammenbau der Becher zu vereinfachen.
Wie in 4 gezeigt ist, ist das Bodenende 26 des Wandabschnitts 12 entlang des Faltsaums 28 gefaltet, um eine im allgemeinen V-förmige Tasche 30 vorzusehen. Das Ende 32 des Bodenabschnitts wird entlang des Saumes 34 gefaltet, um eine im wesentlichen rechtwinklige Klappe 36 (die in einem Vorbehandlungsschritt gecrimpt sein kann) vorzusehen, die in der Tasche 30 aufgenommen wird. Die Klappe 36 kann in der Tasche 30 auf eine der Bildung des Saums 14, die oben beschrieben ist, ähnliche Weise versiegelt werden.
Das kreisförmige obere Ende 38 des Wandabschnittes 12 (der in einem Vorbehandlungsschritt gecrimpt werden kann) wird bevorzugt, wie in 5 gezeigt, gerollt, um einen kreisförmigen, gerollten Rand 20 vorzusehen. Werkzeug, das zum Bilden des gerollten Randes 20 erforderlich ist, kann auch erfordern, modifiziert zu werden, wegen der vergrößerten Dicke des Pappematerials, das zum Erzeugen des Wandabschnitts 12 verwendet wird, insbesondere falls die Fläche 33 des oberen Endes, die zum Erzeugen des Randes 20 verwendet wird, nicht gecrimpt oder in einem Vorbehandlungsschritt komprimiert wird. Der gerollte Rand 20 versieht den oberen Abschnitt des Bechers mit einer Verstärkung, um einen im wesentlichen offenen Becher zum Zurückhalten von Flüssigkeiten bereitzustellen, Tropfen zu begrenzen und eine günstigere Kante vorzusehen, von der getrunken wird.
Es wird wieder anerkannt werden, dass das Innere und, gegebenenfalls, das Äußere des Bechers 10 herkömmliche Barrierenbeschichtungen enthalten kann, um die Porosität des Bechers derart zu verringern, dass Flüssigkeiten nicht in das Pappesubstrat der Wand und der Bodenabschnitte 12, 22 eingesaugt wird. Die Beschichtungen können eine oder mehrere Schichten polymeren Materials sein, wie Polyethylen (bevorzugt niedriger Dichte), EVOH, Polyethylenterephthalat und dergleichen, die herkömmlicherweise für derartige Anwendungen verwendet werden.

Claims

Pappematerial, nützlich bei der Herstellung von Pappebehältern, wie Pappbechern, umfassend eine Pappebahn, die Holzfasern und ausgedehnte Mikrokugeln aufweist, die innerhalb der Fasern dispergiert sind, und die eine Rohdichte von ungefähr (6,0 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³ und eine Dicke von (24 bis ungefähr 35 mil) 609 bis ungefähr 889 μm mit einer Gefügefestigkeit von mindestens ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m² besitzt.
Pappematerial nach Anspruch 1, bei dem die Dichte der Pappe mindestens ungefähr (6,5 lb/3MSF/mil) 0,416 g/cm³ beträgt und die Dicke der Bahn mindestens ungefähr (28 mil) 711 μm beträgt.
Pappematerial nach Anspruch 2, bei dem die durchschnittliche Festigkeit der Bahn mindestens ungefähr (100 × 10^–3 ft-lbf) 210 × 10^–3 kJ/m² beträgt.
Pappe nach Anspruch 1, bei der die durchschnittliche Gefügefestigkeit der Bahn mindestens ungefähr (100 × 10^–3 ft-lbf) 210 × 10^–3 kJ/m² beträgt.
Pappe nach Anspruch 1, bei der die durchschnittliche Gefügefestigkeit der Bahn mindestens ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m² beträgt.
Pappematerial nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Barrierenbeschichtung auf mindestens einer der Oberflächen der Bahn.
Pappematerial nach Anspruch 6, bei dem die Barrierenbeschichtung nur auf einer Oberfläche der Bahn vorhanden ist, die innen in einem Becher angeordnet werden soll.
Pappematerial nach Anspruch 6, bei dem die Barrierenbeschichtung eine durchschnittliche Dicke von ungefähr (0,5 bis ungefähr 3,5 mil) 12,7 bis ungefähr 88,9 μm beträgt.
Pappematerial nach Anspruch 6, bei dem die Barrierenbeschichtung ein Beschichtungsmaterial umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylen, EVOH und Polyethylen-Terephthalat, mit einer durchschnittlichen Dicke, die von ungefähr (0,5 bis ungefähr 3,5 mil) 12,7 bis ungefähr 88,9 μm reicht.
Pappematerial nach Anspruch 6, bei dem die Barrierenbeschichtung ein Polyethylen niedriger Dichte umfasst, mit einer durchschnittlichen Dicke von ungefähr (1 bis ungefähr 3 mil) 25,4 bis ungefähr 76,2 μm.
Pappematerial nach Anspruch 6, bei dem die Barrierenbeschichtung auf beiden Oberflächen der Bahn vorhanden ist.
Pappematerial nach Anspruch 1, bei dem die Bahn eine Sheffield-Glätte von mindestens ungefähr 300 SU besitzt.
Pappematerial nach Anspruch 1, bei dem die Bahn eine Oberfläche mit einer Sheffield-Glätte von mindestens ungefähr 300 SU besitzt und das Material einen Druck direkt auf der Oberfläche enthält.
Pappematerial nach Anspruch 1, bei dem die Bahn eine Oberfläche mit einer Sheffield-Glätte von mindestens ungefähr 300 SU und einer PPS10-Glätte von ungefähr 6,5 (micron) μm oder weniger besitzt und einen Druck auf der Oberfläche trägt.
Pappematerial nach Anspruch 1, bei dem die Zellulosefasern in der Bahn von ungefähr 20 bis ungefähr 40 Trockenbasisgewichts% Weichholzfasern und von ungefähr 60 bis ungefähr 80 Trockenbasisgewichts% Hartholzfasern umfasst.
Pappematerial nach Anspruch 1, bei dem die ausgedehnten Mikrokugeln in der Bahn synthetische polymere Mikrokugeln umfassen und von ungefähr 0,25 bis ungefähr 10 Gewichts% des Gesamtgewichts der Bahn auf einer trockenen Basis umfassen.
Pappematerial nach Anspruch 1, bei dem die ausgedehnten Mikrokugeln in der Bahn synthetische polymere Mikrokugeln umfassen und von ungefähr 5 bis ungefähr 7 Gewichts% des Gesamtgewichts der Bahn auf einer trockenen Basis umfassen.
Pappematerial nützlich bei der Herstellung von isolierten Behältern, wie Bechern, umfassend eine Pappebahn, die Holzfaser und von ungefähr 5 bis ungefähr 10 Trockenbasisgewichts% ausgedehnte synthetische Polymermikrokugeln basierend auf dem Gesamtgewicht der Bahn und dispergiert innerhalb der Fasern, eine Rohdichte von ungefähr (6,0 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³, eine Dicke von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mil) 609 bis ungefähr 889 μm, eine durchschnittliche Gefügefestigkeit von mindestens ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m², eine Sheffield-Glätte von ungefähr 300 SU oder größer und eine Barrierenbeschichtung mit einer Dicke von ungefähr (0,5 bis ungefähr 3,5 mil) 12,7 bis ungefähr 88,9 μm auf mindestens einer Oberfläche der Bahn aufweist.
Pappematerial nach Anspruch 16, weiter umfassend einen Druck, der direkt auf mindestens einer Oberfläche der Bahn aufgebracht ist.
Zusammengebauter Papierbehälter, umfassend eine Seitenwand und einen Boden, die siegelbar miteinander verbunden sind, wobei die Seitenwand durch ein Pappematerial bereitgestellt wird, das eine Pappebahn umfasst, die Holzfaser und von ungefähr 5 bis ungefähr 10 Trockenbasisgewichts% ausgedehnte synthetische Polymermikrokugeln basierend auf dem Gesamtgewicht der Bahn und dispergiert innerhalb der Fasern, eine Rohdichte von ungefähr (6,0 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³, eine Dicke von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mil) 609 bis ungefähr 889 μm, eine durchschnittliche Gefügefestigkeit von mindestens ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m², eine Sheffield-Glätte von ungefähr 300 SU oder größer und eine Barrierenbeschichtung mit einer Dicke von ungefähr (0,5 bis ungefähr 3,5 mil) 12,7 bis ungefähr 88,9 μm auf mindestens einer Oberfläche der Bahn aufweist.
Zusammengebauter Papierbecher, umfassend eine Seitenwand und einen Boden, die siegelbar miteinander verbunden sind, wobei die Seitenwand durch ein Pappematerial bereitgestellt wird, das eine Pappebahn umfasst, die Holzfaser und von ungefähr 5 bis ungefähr 10 Trockenbasisgewichts% ausgedehnte synthetische Polymermikrokugeln basierend auf dem Gesamtgewicht der Bahn und dispergiert innerhalb der Fasern, eine Rohdichte von ungefähr (6,0 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,38 bis ungefähr 0,64 g/cm³, eine Dicke von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mil) 609 bis ungefähr 889 μm, eine durchschnittliche Gefügefestigkeit von mindestens ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m², eine Sheffield-Glätte von 300 SU oder größer und eine Barrierenbeschichtung mit einer Dicke von ungefähr (0,5 bis ungefähr 3,5 mil) 12,7 bis ungefähr 88,9 μm auf mindestens einer Oberfläche der Bahn aufweist.
Verfahren zum Erzeugen eines Pappematerials niedriger Dichte, das zur Verwendung beim Herstellen eines isolierten Behälters, wie einen Becher, geeignet ist, umfassend Bereitstellen von Papierherstellungsrohstoffen, enthaltend Zellulosefasern und von ungefähr 0,25 bis ungefähr 10 Trockenbasisgewichts% ausdehnbare Mikrokugeln, Bilden einer Pappebahn aus den Papierherstellungsrohstoffen, Trocknen der Bahn und Kalandern der Bahn auf eine Dicke von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mils) 609 bis ungefähr 889 μm und ein Basisgewicht, das von ungefähr (200 bis ungefähr 220 lb/3MSF) 325 bis ungefähr 358 g/cm² reicht.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Dichte der Bahn mindestens ungefähr (6,5 lb/3MSF/mil) 0,416 g/cm³ beträgt und die Dicke der Bahn mindestens ungefähr (28 mil) 711 μm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die Gefügedichte der Bahn mindesten ungefähr (100 × 10^–3 ft-lbf) 210 × 10^–3 kJ/m² beträgt.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Gefügedichte der Bahn mindestens ungefähr (100 × 10^–3 ft-lbf) 210 × 10^–3 kJ/m² beträgt.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Gefügedichte der Bahn mindestens ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m² beträgt.
Verfahren nach Anspruch 22, weiter umfassend Aufbringen einer Barrierenbeschichtung auf mindestens einer der Oberflächen der kalandrierten Bahn.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Barrierenbeschichtung nur auf einer Oberfläche der Bahn vorhanden ist, die innen in einem Behälter angeordnet werden soll.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Barrierenbeschichtung eine durchschnittliche Dicke von ungefähr (0,5 bis ungefähr 3,5 mil) 12,7 bis ungefähr 88,9 μm besitzt.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Barrierenbeschichtung ein Beschichtungsmaterial ausgewählt aus der Gruppe umfasst, die besteht aus Polyethylen, EVOH und Polyethylen-Terephthalat, mit einer durchschnittlichen Dicke, die von ungefähr (0,5 bis ungefähr 3,5 mil) 12,7 bis ungefähr 88,9 μm reicht.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die Barrierenbeschichtung ein Polyethylen niedriger Dichte mit einer durchschnittlichen Dicke von ungefähr (1 bis ungefähr 3 mil) 25,4 bis ungefähr 76,2 μm umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem eine Barrierenbeschichtung auf beiden Oberflächen der Bahn vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Bahn eine Sheffield-Glätte von mindestens ungefähr 300 SU aufweist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Bahn derart kalandriert wird, damit sie eine Sheffield-Glätte von mindestens ungefähr 300 SU aufweist, und das Verfahren weiter Drucken direkt auf der Oberfläche umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, weiter umfassend Drucken direkt auf einer Oberfläche der Bahn, die auf der Außenseite des Behälters positioniert werden soll, und wobei die Oberfläche, die den Druck trägt, eine Sheffield-Glätte von mindestens ungefähr 300 SU und eine PPS10-Glätte von ungefähr 6,5 (micron) μm oder weniger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Rohstoffe von ungefähr 5 bis ungefähr 7 Trockenbasisgewichts% ausdehnbare Mikrokugeln umfassen.
Verfahren zum Erzeugen eines isolierten, auf Pappe basierenden Bechers mit einer Seitenwand und einem Boden, umfassend Bereitstellen eines Pappematerials, umfassend eine Pappebahn, die von ungefähr 0,25 bis ungefähr 10 Trockenbasisgewichts% ausdehnbare polymere Mikrokugeln, eine Dicke von ungefähr (24 bis ungefähr 35 mil) 609 bis ungefähr 889 μm, eine Rohdichte von ungefähr (6,5 bis ungefähr 10 lb/3MSF/mil) 0,416 bis ungefähr 0,64 g/cm³, eine Gefügefestigkeit von mindestens ungefähr (80 × 10^–3 ft-lbf) 168 × 10^–3 kJ/m², und eine Sheffield-Glätte von mindestens ungefähr 300 SU und eine Barrierenbeschichtung auf mindestens einer Oberfläche der Bahn mit einer Dicke von ungefähr (0,5 bis ungefähr 3,5 mil) 12,7 bis ungefähr 88,9 μm aufweist, Bilden mindestens der Seitenwand des Bechers aus der Bahn, wobei eine Oberfläche der Bahn die Barrierenbeschichtung dem Innern des Bechers zugewandt enthält, und die andere Oberfläche der Bahn dem Äußeren des Bechers zugewandt ist, und siegelbar Verbinden der Seitenwand mit dem Boden.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die Bahn Barrierenbeschichtungen auf beiden seiner Oberflächen besitzt, die dem Innern und dem Äußern des Bechers zugewandt sind.
Verfahren nach Anspruch 38, bei dem die Bahn einen Druck auf der Barrierenbeschichtung auf der Oberfläche besitzt, die außen auf dem Becher positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die Bahn eine Barrierenbeschichtung nur auf ihrer Oberfläche besitzt, die dem Innern des Bechers zugewandt ist und die Bahn einen Druck auf ihrer Oberfläche besitzt, die dem Äußeren des Bechers zugewandt ist.