模塑原纸和由其生产的模塑纸容器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于形成纸容器如用于食品和各种工业产品的杯子或托盘的纸容器的模塑原纸，该原纸包括高密度层和低密度层，其中所述高密度层具有密度０．７至０．９ｇ／ｃｍ↑［３］，和所述低密度层具有密度低于０．７ｇ／ｃｍ↑［３］，所述原纸具有基重１００至５００ｇ／ｃｍ↑［２］和密度０．４至０．７ｇ／ｃｍ↑［３］。该纸容器通过将模塑原纸含水量控制在１０至２０％，然后在１００至１５０℃下拉伸模塑原纸制备。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模塑原纸，其可用作用于工业产品等的各种包装容器的材料。该容器还可用于食物如肉、蔬菜和鱼，和各种加工食品如午餐、副食品、冷冻食品、蛋糕和面条保鲜。特别地，本专利技术涉及在丢弃时仅造成低环境负担且特别适合压塑的模塑原纸。
技术介绍
塑料容器已大量用作食品容器或各种工业产品的包装材料，因为它们可容易模塑，它们可大批量生产，并且它们的生产成本低。广泛使用的塑料容器的例子为通过使聚苯乙烯珠粒模塑发泡或通过使聚苯乙烯片材压塑发泡而获得的发泡苯乙烯容器；聚丙烯容器、聚对苯二甲酸乙二醇酯容器和聚氯乙烯容器。然而，这些塑料容器存在的问题在于当它们被丢弃时，环境要承受重负。换言之，当这些塑料容器被埋入地里时，它们几乎永久残留于地里而不会分解。此外，当将它们焚烧时，因其高焚烧卡路里会损坏焚烧炉；它们不容易完全燃烧，特别是当焚烧聚氯乙烯时，会形成强腐蚀性的氯化氢气体。在这些状况下，考虑到环境问题、循环利用和节约资源，目前需要由纸浆制备的仅造成低环境负担且仅具有低焚烧卡路里的可回收和可生物降解的容器，来代替塑料容器。对于仅由纸浆或主要包括纸浆的材料制备的三维模制品，已使用纸浆模塑容器。纸浆模塑制品已广泛用作包装容器。纸浆模塑制品通过包括如下步骤的方法生产制备具有对应于预定容器形状的凹面体结构和凸面体结构的净模具，用纸浆浆料在该净模具上在抽吸下制备纸，和将其干燥。通过此方法，可以所需形状使起始浆料材料成型。因此，通过此方法获得的容器具有可在相当宽范围内选择的形状。然而，生产这种纸浆模制品耗时且存在生产率低的问题。此外，难以赋予此类纸浆模塑容器足够的耐水性和耐油性，这些性能通常是用于食品的托盘容器所需的。这一技术会增加生产成本。为生产除纸浆模制品外的主要由纸浆构成的模制品，采用其中将主要由纸浆构成的基片如纸板在加热下压塑的方法。在该方法中，将具有刻痕线的基片放置于阳模和阴模之间，然后在加热下压制。这种压塑方法具有非常高的生产率，因为这种模制品可通过一次压制操作获得。然而，主要由纸浆构成的基片通常具有不同于树脂和金属的不良拉伸性能、伸展性和弹性。因此，当为获得具有特定深度如40mm或更深的托盘而进行深压时，该基片不能承受此拉伸并且会破裂。因此，当将普通纸板或其类似物用作基材时，仅能生产浅容器，即具有深度浅至20mm的纸质盘子。因此，现有技术中获得的模制品的形状受到限制。此外，甚至当容器不破裂时，在刻痕线处折痕变得不均匀，因此容器表面不容易变光滑。一旦自托盘侧壁的上边水平和向外伸展的托盘的边缘不均匀，则当将托盘盖上盖子或用薄膜或其类似物密封时，密封性会降低。此外，在折痕处的破裂点造成托盘强度下降。已提出了解决这些问题的方法。例如，日本专利(以下简称为“JP”)特开平5-286023公开了一种方法，其中将通过在纸材料上提供很多波形弯曲部分以使其可伸展的波纹纸在加热下在模具中压制；JP特开平6-134898公开了一种方法，其中将具有完整凹凸表面以使其可延伸的纸材料润湿，然后在加热下压制JP特开平7-214705公开了一种方法，其中将两个或多个润湿的原纸借助粘合剂层压，并使获得的层压制品起皱，然后压塑。然而，在上述所有方法中，都是使基片预先起皱并由此使其可延伸，这样使其具有可压制加工性，然后将其压制。因此，必须进行起皱步骤，然后进行压制步骤，同时皱纹仍然保持在压制的容器中，如此会损害容器的外观并使容器的强度不足。JP特开平7-315358公开了一种方法，其中波纹纸在金属模具中在加热下被压制。在该方法中，将波纹片材用作基材，这样在一定程度上通过其开槽结构吸收因压制造成的变形。然而，当使用普通基材如纸板时，不能使用这种将波纹片材用作基片的方法。此外，不能完全除去通过压制造成的褶痕。JP特开平6-239334公开了一种方法，其中将纸浆纤维用烯烃树脂浸渍，如此由该混合物获得具有可延伸性的片材，然后将片材压制。JP特开平10-8393公开了一种方法，其中具有改进的可延伸性的片材由热塑性树脂纤维和纸浆纤维的混合物获得，然后将片材在加热下压制。然而，这些方法是通过向其中加入热塑性树脂使主要包括纸的基片具有可压制加工性。这些参考文献未公开通过控制原纸的物理性能和通过构造特定层结构的方式赋予基片可压制加工性。此外，使用大量热塑性树脂会导致可回收性降低和丢弃时增加环境负担的严重问题。通过上述方法获得的基片存在如下缺陷当通过将其在加压下压制获得的模制品具有严重变形的弯曲部分时，皱纹的不均匀性在弯曲部分严重且不能通过压制除去。因此可模塑性差。当将该容器用于含水食品、饮料、汤和带汤的面条，以及其它各种用途时，使用侧壁比托盘状容器和杯状容器的侧壁高的模塑塑料容器。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种适合压塑的原纸。该原纸主要包括浆料，它具有这样的可模塑性，即该基材不容易破裂并且在压塑步骤中在折叠部分处的皱痕部分上不会形成不均匀性，并具有高生产率。本专利技术的另一目的是提供纸容器，该纸容器可通过拉伸法生产(深拉伸容器)，并可用作相当深的托盘和杯子，如具有40mm的深度或更深，还提供用于生产它们的方法。本专利技术的另一目的是提供通过深拉伸法生产的纸容器，该容器重量轻并且在其壳体和底部不溶涨，同时还具有高硬度。为达到上述目的，本专利技术提供一种满足如下条件(1)至(4)的模塑原纸(1)拉伸强度(JIS-P 8113)至少2.0kN/m，(2)断裂伸长(JIS-P 8113)至少1.5％，(3)临界压缩应力(由如下公式定义)为1至10MPa临界压缩应力＝A/B其中A表示由JIS-P 8126定义的压缩强度，B表示在测定压塑强度中的测试片的荷载部分的面积，和(4)通过在厚度方向中施加20kgf/cm2压缩应力导致的压缩形变量为至少10％。本专利技术还提供具有密度0.7至0.9g/cm3的高密度层和具有密度低于0.7g/cm3的低密度层，并具有总基重100至500g/cm2和总密度0.4至0.7g/cm3的模塑原纸。其中低密度层主要由至少一种选自机械纸浆、卷曲纤维和丝光化纸浆中的纸浆组成。附图说明图1为描述如何通过一对模具1，2模塑纸空白片材3的流程图。图1A给出将空白片材在压制前放置于阴模上的状态。图1B给出将纸模塑产品在压制后放置于阴模的凹面部分上的状态。图2为纸托盘的透视图，它描述纸容器的一个例子的形状。图3为纸托盘的透视图，它描述纸容器的另一个不同例子的形状。图4为取自图2中a-a线或图3中b-b线的纸托盘的横截面图，其中给出曲线的圆锥连接角(φ)和曲率半径。图5为具有圆底的托盘的透视图。图6为纸托盘的横截面图，其中给出托盘的投影底面积(S3)。图7为具有圆底的纸托盘的横截面图，其中给出托盘的实际底面积(S4)。图8为空白片材的平面图，其中在两侧形成刻痕线。图9给出使用图8中描述的空白片材的模塑容器的透视图。图10描述取自不同角度的在实施例3-1中获得的矩形模具容器的透视图。图11描述在实施例3-2中获得的正方形模塑容器的透视图。图12描述在实施例3-3中获得的圆形模塑容器的透视图。图13描述在实施例4中获得的圆形模塑容器的透视图。具体实施例方式用于形成本专利技术模塑原纸的天然纸浆纤维为，例如木纤维(化学纸浆和机械纸浆)、非木纤维和废纸浆料。它们可按需要合适地选取。木本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模塑原纸，包括高密度层和低密度层，其中所述高密度层具有密度０．７至０．９ｇ／ｃｍ↑［３］，和所述低密度层具有密度低于０．７ｇ／ｃｍ↑［３］，所述原纸具有基重１００至５００ｇ／ｃｍ↑［２］和密度０．４至０．７ｇ／ｃｍ↑［３］。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：浅山良行，见门秀幸，
申请(专利权)人：王子制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]