具有带有限粘合材料的外部面层的食品容器的制作方法

专利名称：具有带有限粘合材料的外部面层的食品容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及食品容器，特别是具有提供改进抗切割性的朝向使用者表面的食品容器。
背景技术：
一次性食品容器在本领域是公知的。一次性食品容器包括普通的纸盘、碗、蛤壳式容器、碟、切割板等。
本领域中已经对于这些超出单一平面的食品容器的制造、模塑和变形给予了相当大的关注。在变形方法中制备坯料。坯料插入配合的压板之间并受压。坯料的周边会具有径向槽。径向槽用于累积被压板变形的材料。示例性的技术包括在下述专利中1962年5月8日授予Carson的美国专利3033434；1977年5月31日授予Morris等人的美国专利4026458；1986年8月19日授予Marx等人的美国专利4606496；1986年9月2日授予Van handel等人的美国专利4609140；1988年1月26日授予Van handel等人的美国专利4721500；1993年7月27日授予Baum等人的美国专利5230939；1994年7月5日授予Cheshire等人的美国专利5326020。上述专利的内容在此处引用作为参考。
然而，本领域中的上述尝试具有几个缺点。如为了改进食品容器的刚度和稳定性的多种尝试所说明的那样，现有技术的尝试不能提供具有足够强度的食品容器。强度的缺乏导致食品容器装有过多食品时食品会溢出，或者过度地限制在给定时间内可以放在食品容器中的食品量。
本领域还进行了一些尝试来改进这种食品容器的刚度。例如，本领域公知的食品容器具有底壁、环绕底壁并设置在底壁径向外部的侧壁、环绕侧壁并设置在侧壁径向外部的边缘。本领域对于在侧壁具有致密区域的食品容器也进行了尝试。类似的，具有径向延伸通过边缘的环状部分的致密圆周间隔区域的食品容器也是公知的。本领域的这些尝试宣称可以在整个结构上提供抗弯曲性。这些尝试的例子参见1986年8月19日授予Marx等人的美国专利4606496和1986年9月2日授予Van handel等人的美国专利4609140。
现有技术的食品容器具有涂层以改进抗液体(如油脂等)渗透性。涂层还可以用于提供成品的抗切割性、光泽、油墨吸收率等。这些尝试的例子包括1998年7月7日授予Shanton的美国专利5776619。Shanton公开了一种带涂层的纸板，其具有两个涂层，即基涂层和顶涂层。各涂层包括聚合乳胶和颗粒状颜料。顶涂层具有大约90份高岭土的化合物，其中大约80％的颗粒尺寸小于2微米。此外，1988年1月20日授予Andersen等人的美国专利5709913在示例112中公开了无机填充的纸盘，据称具有比传统纸盘更大的刚性。
本领域的另一尝试在1997年6月3日授予Ma等人的美国专利5635279中进行了说明。Ma等人公开了具有聚合物基质/蜡/颜料混合物作为含水组合物的纸板，其适用于波纹纸盒构造。涂层由颜料构成，包括天然和合成的硅酸盐、斑脱土、粘土等。1996年2月27日授予Seung等人的美国专利5494716公开了一种食品盘，其具有带苯乙烯/乙烯酸乳胶或其它试剂的含水涂层。1994年8月2日授予Bergmann的美国专利5334449公开了一种具有主涂层和高岭土、碳酸钙、酪蛋白(casien)和丁二烯-苯乙烯乳胶的混合物。1992年3月31日授予Fugitt等人的美国专利5100472公开了一种含有去离子粘土或碳酸钙的纸涂层。
在非近似的领域进行了使用颗粒材料来提高耐磨性的尝试。例如，1996年9月24日授予Albrinck等人的美国专利5558906公开了一种装饰性叠层，其具有耐磨材料，包括颗粒尺寸为约25微米和约3微米的铝土颗粒，两者成2∶1的比例。
另外，如氧化钛的矿物颜料、水和如高岭土的颗粒填料在非近似的领域(如薄纸)用作不透明剂。示例包括在下列与本发明具有共同受让人的专利中1990年8月28日授予Gregory等人的美国专利4952278；1997年3月18日授予Vinson等人的美国专利5611890；1997年9月30日授予Vinson等人的美国专利5672429。上述专利公开的内容在此引用作为参考。此外，填料和阳离子淀粉在诸如新闻纸生产等非近似领域中有所教导，参见1997年9月23日授予Owens的美国专利5670021。
因此，本发明提供一种具有抗切割表面的食品容器，该表面与现有技术各种尝试中的表面相比，操作更简单，且消费者更乐于接受。特别是，本发明提供一种具有抗切割表面的食品容器，该表面不仅提高了抗意外切割的能力和对液体(如油脂)的抗渗透性，而且在使用如银器等普通餐具时提供了更好的触感。
发明概述本发明为食品容器。该食品容器具有第一朝向使用者表面和与第一表面相对的第二表面。该食品容器具有含抗切割颗粒的外部面层，该外部面层与第一表面并置并优选与其重合。外部面层具有设置在其中的颗粒材料和第二粘合材料。颗粒材料的莫氏硬度至少为3，并优选至少为7。如果希望的话，可以在外部面层和基底之间设置中间面层。中间面层和外部面层中的至少一个没有粘土、没有树脂或者既没有粘土也没有树脂。颗粒材料的颗粒尺寸为至少5微米，并优选为至少10微米。
附图的简要说明

图1为本发明的食品容器的透视图；图2是沿图1中2-2线截取的局部剖视图；图3为类似于图2的局部剖视图，示出了具有中间面层的食品容器。
发明的详细描述参照图1-2，本发明的食品容器10可以包括盘、碗、碟、蛤壳式容器、切割板或其它本领域公知的任何构型。
本发明的食品容器10通常包括凹形第一表面11和凸形第二表面12。食品容器10的凹形第一表面11是在使用中通常朝向使用者的一侧。食品容器10的凸形侧在使用中通常远离使用者且坐靠在如桌子等水平表面上。
食品容器10因此包括第一朝向使用者表面和与第一表面11相对的第二表面12。食品容器10还具有抗切割的外部面层32，它与第一表面11并置并最好重合。抗切割的外部面层32包括设置在一个层片中的颗粒材料34。抗切割外部面层32的颗粒材料34设置在基底30上并由其支撑。
食品容器10包括中心区14和环绕周边16。中心区14和周边16最好设置在两个不同的平面上，当然平坦的食品容器10也可以设想为本发明的次选实施例。平坦的食品容器10可以用作例如食品碟或切割板。
中心区14限定食品容器10的XY平面。食品容器10的Z向垂直于XY平面。食品容器10具有从中心区14到周边16的过渡区20。周边16在Z向上与中心区14间隔开，或者食品容器10可以是平坦的，如上所述。在正常的应用中，周边16相对于中心区14抬高。食品容器10的中心区14限定了食品容器10的第一部分。类似的，食品容器10的周边限定了食品容器10的第二部分。
因此，食品容器10优选为多平面的。多平面的意思是食品容器10的不同部分位于不同的平面。本发明食品容器10的多平面性的一个示例通过食品容器10的中心区14和周边16示出。食品容器10的中心区14和周边16在Z向上间隔开，从而使食品容器10呈现多平面。
需要的是容纳在食品容器10成形时发生的材料累积。如本领域所公知的那样，褶皱和折缝常用于此目的。可以构想各种褶皱和折缝，特别是在径向取向的累积折缝。
中心区14或周边16不必平行于XY平面或大致是平面的。例如，具有大致凹形底部的碗适于应用本发明。从中心区14的底表面(当食品容器10处于正常使用状态及大致水平位置时选取)到周边16的顶表面的距离称为食品容器10的Z向深度19。如果在食品容器10的不同部分具有不同深度，则Z向深度取最大的Z向距离。
周边16的边界和形状由食品容器10的边缘18限定。可以认识到根据食品容器10的精确尺寸和设计用途，食品容器10的周边16和中间区域14的尺寸和相对比例可以变化。尽管考虑了圆形食品容器10，但本领域的普通技术人员会认识到食品容器10的合适形状和深度可以就本发明的用途进行选择，本发明并不受到限制。其它合适的形状包括方形、长方形、椭圆形、各种多边形等。
食品容器10的基底30可以包括至少两个片层，第一片层和第二片层。第二片层可以小于第一片层使得食品容器10的至少一部分没有第二片层。第二片层和第一片层可以是同心的。可以认识到食品容器10的备选实施例(未示出)还可以包括3个或更多片层。
在特别优选的实施例中，食品容器10包括一层刚性材料片层，特别是用来支撑抗切割外部面层32与食品容器10的朝向使用者表面并置并最好重合的材料。合适的刚性材料包括泡沫、塑料和各种其它的合成材料。食品容器10优选由纤维素制成，并可以由牛皮纸、坚硬的漂白硫酸纸(SBS)或包括再生纤维素的各种造纸纤维层。食品容器10还可以由木浆浆液模制或由坯料在配合的压板之间压成。这些制造方法在本领域都是公知的。
外部面层32具有抵抗热油脂类食品渗透进入食品容器10基底30的能力。此外，外部面层32在使用者接触食品容器10的第一表面11时或用如刀等餐具在其上切割食品时提供令人愉快的触感。
本领域的普通技术人员将会认识到对于外部面层32来说，颗粒材料34是特别优选的。具有不连续和分散颗粒的材料使得面层坚硬且抗切割，而不脆。这种组合使得食品容器10可以处理、运输等，在正常的运输和使用过程中不会使外部面层32的表面断裂、弄碎、分层或成碎片。
重要的是食品容器10的第一表面11是硬且柔韧的，而不是硬且脆的。这种情况还使食品容器10的第一表面11抗切割。如在此所用的，如果表面允许使用者在食品烹饪和其它制备食品的时候施加正常压力而不通常穿透食品容器10的基底30，则表面可以考虑是“抗切割”的。第一表面11对指尖直接形成恰当的触感以及随着通过各种餐具传递也是重要的。
优选的是构成外部面层32的颗粒材料34的莫氏硬度至少为3，优选至少为7，甚至接近或大于9。发现6.5到7.5之间的莫氏硬度适用于所要求保护的本发明食品容器10。外部面层32的颗粒材料34莫氏硬度等级(根据1至10滑石粉至金刚石等级测量)记载在各种参考手册中，如《化学物理手册》(1997-1998，第78版)的4-132到4-139,12-93到12-97,12-205到12-206页，此处应用该文件作为参考。当然，构成外部面层32的颗粒材料34的硬度在将颗粒材料34结合到食品容器10的基底30中或设置到其上之前确定。
通过设置上述硬度的颗粒材料34，得到具有适当和宜人触感的食品容器10。这样的硬度使得使用者可以用锋利的餐刀在食品容器10上切割食品，而当餐刀切过食品容器10时不会发生肉汁或烤汁渗透食品容器10之类不愉快的事情。
此外，意外地发现颗粒材料34具有优选的颗粒尺寸。优选的颗粒尺寸对于赋予粗糙触感而不会令人感觉不悦是很必要的。因此，使用者不必担心用锋利的餐刀或其它餐具切割这种食品容器10上的食品。
构成外部面层32的颗粒材料34的颗粒尺寸至少为5微米，优选为10微米。颗粒材料34的尺寸为20到200微米，并且可能在50到200微米的范围内。用从VWR Scientific Products Corp.购得的目录号为57353-035的L3P声波筛分器测量颗粒尺寸。
构成外部面层32的颗粒材料34可以是本领域公知和市售的矿物和其它类型颗粒的混合物或几种混合物。例如，各种颗粒包括铝、硅、碳酸盐、氧化物、碳化物、氮化物、溴化物、硬金属、硬质合金、硬质元素。如果选择碳化物，合适的碳化物包括碳化钽、碳化钛、碳化锆、碳化铍或碳化硅(金刚砂)。如果选用硼化物，合适的硼化物包括硼化铝、硼化钽、硼化锌、硼化钛。也可以使用硼。如果使用氮化物，合适的氮化物包括氮化铝、氮化锌和氮化钛。包括如铁、钢和有色金属的硬质金属合金可以用作颗粒材料34。已经发现如瓷器的陶瓷、特别是瓷器类陶瓷颗粒材料34特别合适。更特别地，氧化铝(刚玉)、氧化硅(石英)、碳酸钙、硅酸铝钾、长石也是合适的。氧化硅、碳酸钙和氧化铝可以从J.T.Baker Company,a division ofMallincroft Baker,Inc.,of Phillipsburg,NJ购得，目录号分别为JT3405、JT1301和JT0536。
颗粒材料34还可以包括粘土。已经发现高岭土特别合适。合适的高岭土可以从J.T.Baker Company of Phillipsburg,NJ购得，目录号为JT2242。
已经发现用于外部面层32的合适混合物为80％的高岭土和20％的氧化铝。其它合适的混合物为80％的高岭土和20％的碳酸钙。在此描述的百分比均为重量百分比，除非另有说明。
颗粒材料34(包括任一种粘土)可以添加到水基树脂中以形成涂层。丙烯酸树脂是特别优选的。合适的涂层可以具有50-90％的树脂和混合在其中的10％到50％的颗粒材料34。
构成食品容器10第一表面11外部面层32的颗粒材料34的合适添加量为每平方米大约0.5到100克，优选为每平方米大约1到50克。发现如下的圆形食品容器10是合适的成品直径大约22.9厘米，构成外部面层32的颗粒材料34为0.1到2克。
理想的是包括任何树脂或其它所用载体的颗粒材料34施加到食品容器10的基底30上成为单一层片。单一层片与现有技术中双层片的教导相比的优点是更准确地控制添加量，一次施加操作，并可以用大批生产的干燥操作来供应。相反，现有技术中双层片的教导需要进行两次原材料的装投、两次将颗粒材料34施加到基底30上的加工。
最终构成外部面层32的涂层可以在水平容器10的基底30形成后施加到其上。包括颗粒材料34的涂层可以通过本领域公知的刮刀涂覆、印刷、喷涂等施加。如果采用刮刀涂覆，刮刀的硬度必须至少和颗粒材料34一样硬。优选的是，采用空气刮刀涂覆方法将颗粒混合物施加到基底30上。优选的是，食品容器10的基底30不能浸在涂层中，这样食品容器10的第二表面12保持仍然是未涂覆的。
本领域的普通技术人员会认识到许多变形都是可行的。例如，颗粒材料34可以以梯度施加。梯度优选为在使用中切割一般发生较多的食品容器10的中心附近的添加量较大。较少量的颗粒材料34可以施加到食品容器的暴露侧和周边16，这些部分的作用通常是将食品容放在食品容器10的周边16内。这样可以保存颗粒材料34，并且将颗粒材料34集中在使用中通常受到最大磨损的区域中。这种安排形成了Z向梯度，随着向食品容器10的中心靠近，密集度增加，而随着向食品容器10的边缘靠近，密集度降低。
或者，颗粒材料34在第一表面11具有颗粒材料34的区域和没有颗粒材料34的区域之间以XY图案变化。颗粒材料34可以施加成例如棋盘图案或成条带形。条带的合适图案包括同心环、径向线(直线或螺旋线)、平行线等。这种布置提供了如下优点食品容器10在没有颗粒材料34的区域是柔性的，而在具有颗粒材料34的区域是坚硬的。因此，得到了具有抗切割性的外部面层32的食品容器10。
可选的是，外部面层32可以具有至少一个保护涂层(未示出)。保护涂层保护颗粒材料34和外部面层32，防治从食品容器10的基底上脱落。此外，保护涂层限定并提供了较光滑的第一表面11。优选的是，保护涂层不提供太光滑的第一表面11，否则，无法得到合适的触感。
保护涂层可以包括丙烯酸树脂。优选的是，丙烯酸树脂是较透明的或半透明的，从而得到在美学效果上令人满意的第一表面11。保护涂层可以通过本领域公知的印刷、喷涂、浸渍、刮刀涂覆、空气刮刀涂覆等施加。本领域的普通技术人员可以认识到外部面层32可以包括一层层片或多层层片。外部面层32最大只具有一种粘合材料36，无论层片的数量是多少。粘合材料36包括粘土、树脂、或其它莫氏硬度大于3或不大于3但起到将颗粒材料34粘接成构成外部面层32的基质的颗粒物质。因此，外部面层32可以没有粘土、没有树脂、或者两者都没有而仍然含有颗粒材料34。
如果外部面层32具有多个层片，一个层片可以没有树脂而其它层片没有粘土。一个层片可以没有粘土和树脂。
当然，本领域的普通技术人员可以认识到在层片间的交界处有一些略微掺混粘土和树脂粘合材料。类似的，这种掺混会发生在外部面层32和食品容器10的基底30之间。然而，这种掺混不阻碍外部面层32的一个层片基本上由颗粒材料34和单一粘合材料36构成。由于外部面层32的多层之间各种粘合材料36的迁移而发生了在交界处的掺混。
外部面层32设置在基质30上。“设置在…上”的情况包括外部面层32直接存留在基底30上的构型和外部面层32通过中间件(如中间面层40)结合到基底30上的构型。中间面层40可以具有与外部面层32相同的组成。
参考图3，优选的是中间面层40和外部面层32具有不同的组成。这使得人们可以将中间面层40和外部面层32具有所需的特殊性能。例如，外部面层32和中间面层40其中之一可以没有树脂。外部面层32和中间面层40中的另一个可以没有粘土。外部面层32和中间面层40其中之一可以没有树脂和粘土，而外部面层32和中间面层40中的另一个可以含有粘土和树脂。
或者，外部面层32可以只含有一种粘合材料36，而中间面层40含有两种(或一种)粘合材料36。所有这些变形都可以构想并且都在所要求保护的本发明范围内。
权利要求
1．一种食品容器，所述食品容器具有第一朝向使用者表面和与其相对的第二表面，所述食品容器具有与所述第一表面并置的外部面层，其特征在于，所述外部面层基本上由颗粒材料和一种粘合材料构成。
2．如权利要求1所述的食品容器，其特征在于，所述粘合材料包括树脂。
3．如权利要求1所述的食品容器，其特征在于，所述粘合材料包括粘土。
4．如权利要求1、2、3和4所述的食品容器，其特征在于，还包括基底和中间面层，所述中间面层设置在所述基底上，所述中间面层在所述基底和所述外部面层之间，所述中间面层包括颗粒材料。
5．如权利要求4所述的食品容器，其特征在于，所述中间面层还包括粘土或树脂。
6．一种食品容器，所述食品容器具有第一朝向使用者表面和与其相对的第二表面，所述食品容器包括其上设置有中间面层的基底，所述食品容器还包括设置在所述中间面层上并限定所述第一表面的外部面层，所述中间面层和所述外部面层中的每一个包括颗粒材料，其特征在于，所述中间面层和所述外部面层中的其中一个没有粘土或树脂。
7．如权利要求1、2、3、4、5和6所述的食品容器，其特征在于，所述颗粒材料的莫氏硬度为至少大约3。
8．如权利要求1、2、3、4、5、6和7所述的食品容器，其特征在于，所述颗粒材料的颗粒尺寸至少为5微米。
9．如权利要求1、2、3、4、5、6、7和8所述的食品容器，其特征在于，还包括保护涂层。
全文摘要
一种食品容器(10),具有第一朝向使用者表面(11)和相对的第二表面(12)。至少一个抗切割面层(32)与第一表面(11)并置并优选与其重合。该面层(32)包括颗粒材料(34)。该面层(32)没有粘土或者没有树脂。颗粒材料(34)优选包括颗粒尺寸为至少5微米且莫氏硬度为至少3的颗粒。
文档编号A47G19/00GK1324224SQ99812487
公开日2001年11月28日 申请日期1999年11月3日 优先权日1998年11月9日
发明者约翰·W·图森特 申请人:宝洁公司