Термически активируемая изолирующая упаковка - RU2403196C2

Чертежи

Показать все 17 чертежа(ей)

Описание

СВЯЗАННАЯ ЗАЯВКА

[0001] Настоящая патентная заявка испрашивает приоритет согласно 35 US Кодекса §1 19 (е) по дате подачи предварительной патентной заявки, серийный номер US 60/789,297, поданной 3 апреля 2006, которая при этом включена ссылкой.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Потребители часто покупают готовые изделия, такие как продукты и напитки, в одноразовых контейнерах. Теплоизолированные контейнеры могут быть предназначены для горячих или холодных жидкостей или пищевых продуктов, таких как горячий кофе, охлажденный чай или пицца. Эти контейнеры могут сохранять температуру жидкого содержимого или продукта, предотвращая передачу тепла или холода от содержимого к руке потребителя.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Упаковка или контейнер включают боковую стенку, боковая стенка имеет внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность. По крайней мере, одна из внутренней поверхности или внешней поверхности боковой стенки может быть, по крайней мере, частично покрыта слоем термически расширяемого материала. Материал может иметь возможность расширяться для обеспечения теплоизоляции.

[0004] Другие системы, способы, особенности и преимущества изобретения станут очевидными специалисту соответствующей области техники после изучения следующих далее фигур чертежей и детального описания. Оно предназначено для того, чтобы все такие дополнительные системы, способы, особенности и преимущества были включены в рамки этого описания, были охвачены изобретением и защищены следующей далее формулой изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ

[0005] Фиг.1 - перспективный вид стакана в сборе с вырезанной заготовкой.

[0006] Фиг.2 - перспективный вид стакана в сборе с полнотелой вырезанной заготовкой с отверстиями.

[0007] Фиг.3 - перспективный вид другого объединенного контейнера с каналами.

[0008] Фиг.4 - представляет собой поперечный разрез в сборе вырезанной заготовки.

[0009] Фиг.5 - перспективный вид сверху поперечного сечения стакана в сборе с вырезанной заготовкой.

[0010] Фиг.6 - вид вырезанной заготовки отдельно от стакана.

[0011] Фиг.7 - вид вырезанной заготовки отдельно от стакана.

[0012] Фиг.8 - вид вырезанной заготовки отдельно от стакана.

[0013] Фиг.9 - вид вырезанной заготовки отдельно от стакана.

[0014] Фиг.10 - вид вырезанной заготовки отдельно от стакана.

[0015] Фиг.11 - вид вырезанной заготовки отдельно от стакана.

[0016] Фиг.12 - вид стакана в сборе с вырезанной заготовкой, иллюстрирующий теплопередачу.

[0017] Фиг.13 - боковой разрез стакана с двойной стенкой.

[0018] Фиг.14 - блок-схема типичного процесса нанесения покрытия микрочастиц на основу.

[0019] Фиг.15 - схема нанесения покрытия на основу распыляющими соплами.

[0020] Фиг.16 - схема нанесения покрытия на основу нераспыляющими соплам.

Фиг.17 - графическое представление к примеру 1.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

[0021] Упаковка или контейнер могут быть выполнены из и/или изолированы вырезанной штампом заготовкой, такой как рукав. Вырезанная заготовка может быть установлена на контейнере, или удалена. Термически расширяемый материал может наноситься на контейнер и/или на вырезанную заготовку. Расширяемые материалы, которые расширяются другими способами, кроме температурных, также могут использоваться. Материал может быть расширен перед предоставлением конечному пользователю, например, когда контейнер и/или вырезанная заготовка изготавливаются, и/или материал может быть расширен только при окончательном использовании и только в ответ на определенную температуру. Материал может использоваться для поддержки изолирующих свойств контейнера и/или вырезанной заготовки, и/или поддержки жесткости контейнера и/или вырезанной заготовки, например, для снижения толщины компонентов материала контейнера и/или вырезанной заготовки.

[0022] Фиг.1 иллюстрирует контейнер 101, такой как стакан, и вырезанную заготовку 102, такую как рукав. Контейнер описан в терминах, например, стакана, но может также включать другие контейнеры, такие как тарелка или бочонок. Заготовка может быть в форме рукава контейнера или внешней стенки для контейнера. Контейнер не ограничен стаканом и может быть любым другим контейнером, например (но не ограничено) контейнером для порошкового кофе, бочонком для супа, и прессованными контейнерами, с или без покрытий или рукавов. Контейнер 101 может быть цилиндрическим стаканом или контейнером, имеющим другие геометрические конфигурации, включая коническую, прямоугольную и т.д. Вырезанная заготовка не ограничена выполнением вырезанной заготовки и может быть выполнена из картона, бумаги и т.д. Вырезанная заготовка 102 может быть выполнена из любой номинальной бумажной массы, в том числе (но не ограничено), натуральной односторонней, с чистовым односторонним покрытием, односторонним покрытием, обесцвеченным верхним слоем, гофрированной, рифленой или любой их комбинации. Вырезанная заготовка 102 может быть удаляемой с контейнера, или вырезанная заготовка может наклеиваться на контейнер 101. Заготовка 102 может приклеиваться, например, ламинированием вырезанной заготовки на контейнер с использованием горячего расплава, холодного расплава и/или любого другого клея или механизмов герметизации. Альтернативно или дополнительно, заготовка может приклеиваться расширяемым материалом, таким как материалом с микросферами. Если вырезанная заготовка присоединяется к стакану во время изготовления, эффективность повышается за счет исключения операции присоединения конечным пользователем в торговле. Кроме того, это может уменьшить количество складских площадей, требуемых конечным пользователем в торговле, например, за счет хранения одного изделия вместо двух.

[0023] Фиг.1 не обязательно вычерчена в масштабе. Например, вырезанная заготовка 102 может охватывать большую или меньшую часть 101 поверхности контейнера, чем показано. Например, вырезанная заготовка может обеспечить полный охват корпуса. Увеличение площади поверхности вырезанной заготовки 102 может обеспечить большую изолированную площадь, так же как и большую поверхность для печати. Хотя чертеж иллюстрирует вырезанную заготовку на стакане, она может быть присоединена к любым другим контейнерам, таким как (но не ограничено) контейнеру для порошкового кофе, прессованному контейнеру и бочонку для супа.

[0024] Термически активируемое покрытие может быть нанесено между контейнером 101 и заготовкой 102. Расширяемый материал может быть термически активируемым, горячей или холодной температурой, и может быть расширяемым покрытием или клеем, включающим, (но не ограничено) связующее вещество, расширяемые микросферы или другие микроинкапсулированные частицы, пигменты и другие добавки, или любую их комбинацию или другие материалы. Материал может быть расширяемым во влажном или сухом состоянии. Материал может включать любой синтетический или натуральный материал: на водной основе, на основе растворителя, высокотвердые или 100% твердые материалы. Количество твердого содержания обычно составляет от 30% до 80% материала и более предпочтительно от 40% до 70%. Дополнительные компоненты могут быть добавлены к связующему веществу, включая (но не ограничено) пигменты или краски, наполнители/удлинители, сурфактанты для дисперсии, загустители или растворители для контроля вязкости для оптимизации применения, агенты для удаления пены, добавки, такие как воски или усилители скольжения, и т.д. Альтернативно, связующее вещество может быть клеем. Расширяемый материал может иметь несколько свойств, включающих (но не ограничено) термоизоляцию для сохранения содержимого контейнера горячим или холодным, и/или он может расширяться при контакте с горячим материалом (таким, как более чем 150°F) и предпочтительно оставаться неактивным до определенной заданной температуры активации, такой как приблизительно комнатные температуры. Покрытие может быть распускаемым, пригодным для повторного использования, и/или биоразлагаемым.

[0025] Фиг.2 и 3 иллюстрируют контейнер 101 с наружной стенкой из вырезанной заготовки 102. Контейнер 101 может быть выполнен как узел стакана с двойной стенкой. Контейнер 101 может быть цилиндрическим стаканом или контейнером, имеющим другие геометрические конфигурации, включая коническую, прямоугольную и т.д. Вырезанная заготовка может полностью или частично охватывать корпус контейнера. Вырезанная заготовка 102 может быть внешней стенкой контейнера 101. Контейнер 101 и вырезанная заготовка 102 могут быть объединены в стакан 100, и расширяемый материал, или клей может быть нанесен между корпусом контейнера 101 и вырезанной заготовкой 102. Активируемый материал может дополнительно иметь адгезивные свойства и таким образом может формировать единственную связь между контейнером и заготовкой. Вырезанная заготовка 102 может быть выполнена из любой номинальной бумажной массы, включающей, но не ограниченной, натуральной односторонней, с белым покрытием односторонней, с прозрачным покрытием односторонней или любыми их комбинациями. Вырезанная заготовка и/или контейнер могут быть повторно распускаемыми, пригодными для повторного использования и/или биоразлагаемыми. Вырезанная заготовка 102 может включать, например, рифленые, гофрированные или выдавленные канавки. Пазы могут быть выполнены по вертикали, диагонали или в другом направлении и могут отводить тепло от рук.

[0026] Вырезанная заготовка 102 может удаляться с контейнера, или она может наклеиваться на контейнер. Например, монолитный контейнер 101, такой как стакан, может быть изготовлен ламинированием вырезанной заготовки на контейнер, использованием горячего расплава и расширяемого материала, чтобы закрепить вырезанную заготовку, или использованием любого другого клея или способа уплотнения. Альтернативно, для того чтобы приклеить заготовку к стакану, может использоваться термически активированный материал. Если вырезанная заготовка 102 наглухо присоединяется к контейнеру 101 во время изготовления (например, созданием монолитного стакана), это может увеличить эффективность использования термозаготовки за счет устранения операции соединения торговым конечным пользователем. Далее, это может уменьшить количество складских площадей, требуемых торговым конечным пользователем, например, для хранения одного изделия вместо двух.

[0027] Вырезанная заготовка может оставаться в готовом состоянии открытой на одной стороне или на противоположных сторонах, что может обеспечить прохождение воздушного потока. Например, на фиг.2, контейнер содержит отверстия 210 около верха 212 объединенного контейнера 100. Отверстие может быть сформировано в вырезанной заготовке, например в виде прорезей, и воздушный поток может создаваться, когда пространство между контейнером 101 и вырезанной заготовкой 102 расширяется расширяемым материалом. Воздушный поток может далее направляться, например, вверх и от держащих пальцев, рифлеными, гофрированными или другими каналами в вырезанной заготовке 102 или рисунком наложения расширяемого материала 216. Например, рисунок наложения расширяемого материала может создать проводящие тепло каналы 16.

[0028] Фиг.3 показывает альтернативный неограничивающий пример того, как наложение расширяемого материала может формировать отверстия 310 около верха 212 контейнера 101. При расширении материала могут образовываться каналы. Отверстия могут быть на противоположных концах контейнера 101: например, на верхней части 212 и у основания 214. Отверстия могут быть сформированы за счет обертывания вырезанной заготовки на контейнере без завершения уплотнения на верхней части 212 или основании 214.

[0029] Фиг.4 показывает поперечный разрез вырезанной заготовки 102 в сборе со стаканом 101. Эта фигура предназначена для иллюстрации, а не ограничения. Стакан может быть заменен любым контейнером, например прессованным подносом, бочонком для супа, или контейнером для сыпучего напитка. Вырезанная заготовка 102 может иметь внутреннюю поверхность 406 и внешнюю поверхность 404. Расширяемый материал может наноситься на внутреннюю поверхность 406, внешнюю поверхность 404 и/или на поверхность между 402 внутренней 406 и внешней поверхностью 404. Внутренняя поверхность 406 и внешняя поверхность 404 не обязательно отделены пространством 402 между ними. В другом неограничивающем примере расширяемый материал может наноситься между стенкой контейнера 101 и вырезанной заготовкой 102 и может обеспечивать получение объединенного контейнера 100.

[0030] Термически расширяемый материал 408 может наноситься на внутреннюю поверхность 406 вырезанной заготовки 102 в неактивной форме.

Неактивированный материал 408 может наносится как тонкая пленка, которая существенно не изменяет толщину вырезанной заготовки 102. Нанесение расширяемого материала на внутреннюю часть вырезанной заготовки может также сохранить внешнюю поверхность вырезанной заготовки для печатания. Если неактивированный расширяемый материал 408 на вырезанной заготовке 102 соединяется, например, со стандартным бумажным стаканом, возможно, сохранить тонкое сечение стакана. Сохранение тонкого сечения может повысить эффективность стандартного стакана, обеспечивая эффективность упаковки, укладки и отгрузки.

[0031] Расширяемый материал 408 может быть активирован и таким образом расширен, например, путем добавления горячей жидкости, напитка или продукта в контейнер 101. Активация может происходить только на стадии потребления, а не на стадии обработки вырезанной заготовки так, что вырезанная заготовка может быть отправлена потребителю с по существу неактивированным расширяемым материалом. Например, точка активации расширяемого материала может быть больше чем приблизительно 120°F и/или меньше чем 60°F, и расширяемый материал может быть активирован только температурой горячих жидкостей, напитков или продуктов и не активирован температурой окружающей среды или температурой тела. Активация может заставить расширяемый материал расшириться и "оттолкнуть" вырезанную заготовку 102 от контейнера 101, создавая увеличенный воздушный зазор. Воздушный зазор может создать тепловой барьер между контейнером для горячего напитка 101 и рукой потребителя. Активация может также увеличить плотность и/или жесткость контейнера, которая может иметь значение для уменьшения материала или толщины стенки контейнера. Как описано ниже более подробно, покрытие также может быть активировано, или, по крайней мере, частично активировано, перед доставкой потребителю.

[0032] Расширяемый материал 408 может наноситься на вырезанную заготовку 102 в нерасширенном состоянии. Расширение вырезанной заготовки не может произойти, пока она не активирована добавлением горячей жидкости или твердого вещества на месте обслуживания, что отличается от расширения материала во время изготовления вырезанной заготовки. Расширение во время изготовления может увеличить массу вырезанной заготовки. Расширяемый материал может контролироваться для воздействия на эффективность вложения. Свойства вырезанной заготовки могут далее контролироваться, например (но не ограничено), комбинацией вырезанной заготовки, выполненной из рифленого гофрированного материала с фигурным нанесением расширяемого материала, для обеспечения удельной изоляции, характеристик воздушного потока и повышения жесткости контейнера. Например, гофрирование и/или рисунок расширяемого материала, нанесенный на вырезанную заготовку, могут направить тепловую конвекцию вверх и поэтому могут снизить теплопередачу горизонтально в направлении держащей руки потребителя. В другом выполнении расширение может иметь место перед отгрузкой, во время или после изготовления контейнера.

[0033] Фиг.5 показывает типичный вид сверху сечения контейнера 101 в сборе с термически вырезанной заготовкой 102. Эта фигура только иллюстрация, но не ограничение. Расширяемый материал 408 может наноситься на внутреннюю поверхность 406 вырезанной заготовки 102. Например, расширяемый материал 408 может наноситься между вырезанной заготовкой 102 и стенкой контейнера 101 и может формировать объединенный двухслойный стакан с термически актируемым изолирующим расширяемым материал между слоями. Расширяемый материал может включать, например, расширяемые микросферы 502, рассеянные в связующем веществе или любом другом соответствующем материале, раскрытом выше 504 и проявляющем адгезивные свойства.

[0034] Фиг.6 иллюстрирует типичную вырезанную заготовку 602. Этот чертеж является иллюстративным и не означает ограничение размеров или формы. Размер и форма могут подгоняться к размерам любого контейнера. Расширяемый материал 408 может наноситься на вырезанную заготовку 602. Расширяемый материал может наноситься множеством способов, такими как, но не ограничено, распылителем с распылительными соплами, печатанием, щелевой напылительной машиной, или другими способами, описанными более подробно ниже. Расширяемый материал 408 может наноситься на вырезанную заготовку 602, например, на встроенной в производственную линию машине для получения стаканов, встроенной гибочной/склеивающей машине или другими соответствующими способами, типа автономного покрытия и сушки. Расширяемый материал 408 может наноситься на вырезанную заготовку 602 любым соответствующим рисунком, типа (но не ограничено) полосатого, пунктирного, волнообразного, квадратного, кругового, ромбообразного, случайной формы, или их комбинации или любого другого рисунка. Например, расширяемый материал может наноситься рисунком, который управляет воздушным потоком и/или проводит тепло, например, вертикально вверх в сторону от держащих пальцев. Расширяемый материал может наноситься так, что формирует каналы, или расширяется, чтобы формировать каналы при активации. Каналы могут направлять естественную конвекцию. Расширяемый материал 408 может полностью или только частично охватывать покрываемую поверхность.

[0035] Покрытая вырезанная заготовка может быть удаляемой или постоянно присоединенной к контейнеру или стакану, например, обертыванием вырезанной заготовки вокруг контейнера. Например, монолитный стакан или контейнер 101 могут быть изготовлены ламинированием вырезанной заготовки на контейнер путем использования горячего расплава и расширяемого материала для присоединения вырезанной заготовки, путем использования расширяемого материала с адгезивными свойствами, их комбинации или любого другого клея или способа герметизации. Если вырезанная заготовка 102 неразрывно присоединяется к контейнеру 101 во время изготовления (например, создавая объединенный монолитный стакан), это может увеличить эффективность использования термовырезанной заготовки за счет устранения операции соединения торговым конечным пользователем. Далее, это может уменьшить количество складских площадей, требуемых коммерческим конечным пользователем (хранения одного изделия вместо двух). Форма вырезанной заготовки на чертеже не предназначена для ограничения. Форма вырезанной заготовки может подгоняться к форме других контейнеров, например (но не ограничено) к форме бочонка для супа, прессованного контейнера или контейнеров для сыпучих напитков.

[0036] Вырезанная заготовка 602 может, произвольно, содержать пластовый плавкий клей 604 или клей холодного отверждения. Если расширяемый материал 408 также является клеем, пластовым плавким клеем или клеем холодного отверждения 604 можно пренебречь. Пластовый плавкий клей/клей холодного отверждения 604 может использоваться в дополнение к расширяемому материалу 408, например, для укрепления связывания. Вырезанная заготовка может наноситься на стакан, например, обертыванием, ламинированием или другим производственным процессам.

[0037] Фиг.7-11 иллюстрируют другие примеры вырезанной заготовки 402. Эти примеры просто иллюстрация, а не ограничение. Фиг.7 иллюстрирует вырезанную заготовку 602 с расширяемым материалом 408, наложенным рисунком 709 для отведения тепла. Вырезанная заготовка 602 может быть сделана, например, из гофрированной бумаги, типа (но не ограничено) бороздчатых складок. Конвекция может управляться складками, рисунком наложения расширяемого материала или другим соответствующим образом.

[0038] Фиг.8-11 иллюстрируют другие возможные, неограничивающие примеры возможных рисунков расширяемого материала. Рисунки расширяемого материала представлены номерами 809, 909, 1009 и 1109, соответственно. Расширяемый материал может накладываться другими рисунками, кроме показанных на фиг.7-11. Рисунок расширяемого материала 809, 909, 1009 и 1109, соответственно, может изменяться по толщине и может обеспечить калиброванный поток для отведения тепла к вырезанным отверстиям. Вырезанные отверстия представлены номерами 814, 912, 1012 и 1112, соответственно. Вырезанные отверстия могут также быть расположены и/или включать такие формы, как обозначено номерами 812, 914, 1014 и 1114. Вырезанные отверстия могут располагаться на противоположных концах заготовки, или только на одном конце. Формы вырезанных отверстий на фиг.8-11 только иллюстрация, а не ограничение. Например, рисунки расширяемого материала и форма вырезанных отверстий могут быть устроены так, чтобы направлять воздушный поток, например (но не ограничено), создавая эффект Вентури.

[0039] Фиг.12 - иллюстративный пример, показывающий типичную теплопередачу. Этот пример не предназначен для ограничения, но просто иллюстрирует возможное направление теплопотерь. Полная теплоотдача системы может быть представлена следующим уравнением:

Q^T[Cal./second]=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄,

где Q^T - полная теплоотдача. Q₁ 1204 может быть теплопотерей от парообразования воды. Q₂, Q₃ и Q₄, обозначенные 1202, 1206 и 1208, соответственно, могут представлять конвекционную теплопередачу и теплопроводность.

[0040] Цель сохранения содержимого горячим может быть достигнута путем минимизации Q^т.Вырезанная заготовка может минимизировать Q^т за счет минимизации Q₂, Q₃ и Q₄,. Низкая удельная теплопроводность расширяемого материала может привести к намного более низким потерям тепла благодаря Q₂, Q₃ и Q₄.

[0041] Цель предотвращения ожогов тела потребителя может достигаться, например, за счет минимизации Q₂, Q₃ и Q₄, особенно Q₂-Q₃, в то время как Q₁ и Q₄ обеспечивают отведение неизбежного высокого теплового потока (благодаря горячей жидкости) вертикально вверх или вниз. Это может достигаться, например, добавлением гофрированных пазов к вырезанной заготовке. Пазы могут быть, например, в общем случае вертикальными или наклоненными по диагонали.

[0042] Далее следуют неограничивающие примеры.

[0043] Пример 1. Пример 1 обеспечивает графическое представление того, как расширяемый материал может изменять удельную теплопроводность. Температура на внутренней части стакана может быть обозначена как Ti. Температура на внешней стороне стакана может быть обозначена как То. Максимальная линия, X, может представлять контейнер без покрывающей вырезанной заготовки. Вторая линия, Y, может представлять контейнер, в сборе с покрывающей вырезанной заготовкой. Этот пример показывает, что в контейнере без вырезанной заготовки, покрытой расширяемым материалом, разность температур внутри и на внешней стороне контейнера может быть очень мала. В контейнере с вырезанной заготовкой, покрытой термически активированным материалом, разность между внутренней и внешней температурами может быть мала, когда горячий продукт или напиток добавляются в контейнер. Однако продукт или напиток может активировать материал, А, при контакте, заставляя материал расширяться. Когда материал расширяется, разность температур Ti-To может увеличиваться.

[0044] Пример 2. Пример 2 поясняет сенсорное сравнение температур различных материалов вырезанной заготовки, покрытой термически расширяемым материалом, по сравнению с заготовкой без термически расширяемого материала. Следующий эксперимент представлен только для иллюстрации, а не для ограничения, в ходе эксперимента могли быть получены другие результаты.

[0045] Термически, или иначе, расширяемый материал может применяться для нанесения на вырезанные заготовки, изготовленные из различных материалов, таких как, но не ограничено, бумага, картон и рифленая гофрированная бумага. Каждая вырезанная заготовка может быть обернута вокруг контейнера типа стакана. Стакан может заполняться горячей водой. Стаканы затем берут голыми руками и проводят сравнение, сделанное между сенсорными реакциями в этих двух условиях. В каждом тесте стаканы с покрытыми вырезанными заготовками были "менее горячи" при касании, чем те, которые не покрыты вырезанными заготовками. Расширение произошло в течение нескольких минут после наполнения стакана горячей водой.

[0046] Пример 3. Покрытия могут наноситься намазыванием на одностороннюю среду. Покрытие может расширяться во влажном состоянии с использованием фена MASTER-MITE 120 V, 475 W при 600°F.

[0047] Пример 4. Покрытия могут накладываться на внешнюю сторону стакана в 12 унций и оставлены для высушивания при помощи воздуха на всю ночь. На следующий день горячую воду с температурой 190°F наливают в стакан. Значимое расширение наблюдается сразу после наполнения стакана горячей водой с температурой 190°F. Крышки надели на стакан и после 7 минут наблюдали большее, но все еще частичное расширение. Преимущество постактивации нагревом состоит в том, что чем более горячая жидкость налита, тем больше расширяется покрытие.

[0048] Пример 5. Покрытие нанесено на стакан. Нагреватель 250 W IR, изготовленный Fisher Scientific, модель Номер 11-504-50, использовался для нагревания покрытия. Расширение происходило медленно, когда лампа находилась на расстоянии шесть дюймов от покрытия, и мгновенно, когда расстояние от покрытия было один дюйм. Избыточное тепло и время могут вызвать деформацию покрытия с поверхности основы.

[0049] Пример 6. Покрытие может быть нанесено на бумагу, которая затем обернута вокруг бумажного стакана, после того как покрытие высушено на воздухе. Тепло фена может использоваться, чтобы нагреть часть покрытия косвенно через бумажную оболочку в течение одной минуты. Покрытие расширилось. Другая часть не нагретого покрытия может быть нагрета под IR лампой через бумагу. Покрытие расширилось.

[0050] Фиг.13 - боковое сечение контейнера 101 с двойной стенкой. Контейнер 101 с двойной стенкой может обеспечить оболочку из воздуха между внешней стенкой 1300 и содержимым 1302, таким как горячий или холодный напиток или продукт, контейнера 101. Воздушная оболочка может обеспечить теплоизоляцию, как измерено температурой внешней поверхности То. Воздушная оболочка может частично или полностью окружать контейнер 101. Когда контейнер 101 захватывается, оказываемое давление на внешнюю стенку 1300 может действовать, чтобы разрушить внешнюю стенку 1300 в точках давления и уменьшить воздушную оболочку и потенциально инициировать контакт с внутренней стенкой 1304 контейнера 101. Воздушная оболочка может разрушиться в точках приложения давления и может дать ощущение низкой жесткости, а контакт может создать горячие пятна на внешней стенке 1300, если не используется термически расширяемое покрытие 216.

[0051] Если используется достаточное количество покрытия 216, покрытие 216 может действовать, чтобы обеспечить жесткость, не ставя под угрозу теплоизоляцию воздушной оболочки к внешней стенке 1300 так, что внешняя стенка 1330 не разрушается, полностью или частично. Покрытие 216 может увеличить механическую прочность контейнера 101. Более легкие материалы могут использоваться для изготовления контейнера 101 благодаря механической прочности, добавленной покрытием 216, таким образом поставка основы, формирующей контейнер 101, может быть уменьшена. Покрытие 101 может наноситься пятнами, например точками, или другим рисунком, на внутренней стенке 1304, внешней стенке 1300, или на обеих стенках, так, что покрытие 216 обеспечивает воздушный зазор и препятствует разрушению контейнера 101 при приложении давления. Покрытие 101 может также обеспечить пользователю ощущение жесткости при снижении расхода материала основы.

[0052] Фиг.14 - блок-схема типичного процесса нанесения покрытия микрочастиц на основу. Процесс может включать нанесение микросфер или другого расширяемого покрытия на любую основу, вырезанную заготовку, контейнер, рукав, подносы для обслуживания пассажиров, двустенные стаканы, прессованные подносы, бочонки для супа и контейнеры "мешок в коробке". Процесс может включать встроенные 1400 и автономные 1410 операции. Встроенная операция 1400 может включать операции укладки 1420, изготовления 1430 и упаковки 1440, используемые для изготовления контейнера из бумаги или вырезанного исходного сырья. Операции укладки, изготовления и упаковки могут быть полностью автоматизированы и/или включать ручные операции.

[0053] Процесс нанесения покрытия может производиться в производственной линии 1400 или автономно 1410, на том же самом или другом оборудовании. Встроенное нанесение может включать нанесение покрытия в одной или большем количестве операций укладки 1420, изготовления 1430 и упаковки 1440. Покрытие может наноситься различными способами, включая (но не ограничено) щетками, губками, печатью, соплом, распылением и машиной для нанесения покрытия с щелевой матрицей. Любое из этих нанесений или различные их комбинации могут осуществляться в производственной линии 1400 или автономно 1410, причем автономный процесс может иметь место перед операцией укладки 1420.

[0054] Нанесение щеткой или щетками может иметь место при подаче покрытия к щетке под давлением через трубку. Щетка может быть изготовлена из различных материалов, таких как конский волос или синтетические материалы. Щетка может включать полые нити, а покрытие наноситься через нити. Щетка может наносить покрытие в виде образца или рисунка. Количество покрытия к щетке может контролироваться путем дозирования. Как иллюстративный и не ограничивающий пример, количество может контролироваться так, что накладывается слой покрытия в 1/64 дюйма, который может расшириться до 1/16 или 1/32 дюйма, или до величины зазора между внутренним и внешним слоем двустенного стакана. Предпочтительно, чтобы покрытие не искажало форму расширенного внешнего слоя. Покрытие может быть нанесено однородным или изменяющемся рисунком. Щетка может использоваться для более широкого нанесения, типа покрытия внутри контейнера "мешок в коробке".

[0055] Нанесение печатающим прессом может осуществляться подачей основы через вращающиеся валики. Основа может быть в рулоне или в форме бумажной массы, или альтернативно в форме пленки. Покрытие может наноситься прессом пятнами или рисунком или с полным охватом, в зависимости от выполнения.

[0056] На фиг.15 для нанесения на основу 1520 покрытия 1510 используются распыляющие сопла 1500. Сопла могут рассеивать покрытие, чтобы нанести тонкие, однородные слои на основу. Одно или более распыляющих сопел могут использоваться, чтобы формировать непрерывные или дискретные рисунки покрытия. Сопла могут быть установлены так, что перекрытие покрытий наносится бок о бок и/или отделено пространством. Распыляемый материал можно дозировать для контроля за толщиной наносимого покрытия. Сопло может также быть размещено так, чтобы направлять распыление покрытия на определенные части основы, например под углом.

[0057] На фиг.16 используются нераспыляющие сопла 1600 для нанесения потока 1610 покрытия на основу 1620. Поток через сопло может дозироваться, чтобы нанести точное количество. Сопло может быть измерено для контроля точно установленной ширины и высоты потока 1610. Можно включать и выключать поток от сопел, чтобы подогнать определенный рисунок покрытия точно к основе.

[0058] При нанесении покрытия окунанием или погружением основа может перемещаться через ванну, которая содержит материал покрытия. Одна или обе стороны основы могут протягиваться через ванную. Толщина покрытия, наносимого в ванне, может контролироваться временем погружения основы в материал. Температура покрытия и основы может контролироваться, чтобы активировать или не активировать расширяемое покрытие во время процесса нанесения покрытия. Управляющий нож может использоваться для удаления избыточного покрытия. Основа может подаваться ремнем через питающее отверстие или индивидуально удерживаться в питающем отверстии.

[0059] Вместе с осуществлением любого из вышеупомянутых процессов нанесения и любого другого процесса накладываемое покрытие может быть высушено или стабилизировано подачей или вдуванием прохладного или теплого воздуха без активации покрытия, если требуется расширить покрытие на более поздней стадии процесса, например при изготовлении или во время использования потребителем. Покрытие может также быть расширено после изготовления и до использования потребителем, например на стадии операции укладки 1440. Покрытие может быть расширено до или после укладки контейнеров.

[0060] Покрытые или непокрытые заготовки могут подаваться на операцию подвешивания 1420. Покрытие может наноситься во время встроенной в производственную линию или автономной обработки. Если применяется встроенная обработка, покрытие может высушиваться перед формированием стаканов, втулок, контейнеров и т.д., или они могут формироваться, когда покрытие влажное. В зависимости от свойств покрытия для высыхания может потребоваться от нескольких секунд до нескольких минут. Покрытие может быть активировано в течение изготовления в производственной линии или впоследствии, например, на стадии потребителя. Чтобы активировать покрытие в производстве, могут использоваться любые инфракрасные (IR), воздушные, конвекционные или проводящие способы нагревания. Для полного расширения покрытия необходимо от нескольких секунд до нескольких минут. Например, оправка, которая держит контейнер с внутренней стороны контейнера, и/или узкая втулка, которая поддерживает стакан с внешней стороны контейнера, может использоваться для подачи тепла для расширения покрытия во время процесса производства контейнера. Если влажное или частично высушенное покрытие контактирует с оправкой в течение процесса, оправка может быть изготовлена с включением материала, не допускающего пригорания, типа ТЕФЛОНА, чтобы предотвратить залипание или перенесение покрытия на оправку. Если активация происходит в производственном процессе, то предпочтительны более низкие температуры активации. За счет активации покрытие расширяется для формирования усиленного воздушного зазора. Покрытие во время изготовления контейнера может быть расширено частично, а затем расширение может продолжиться на стадии потребления.

[0061] Как упоминалось, использование покрытия может помочь уменьшить толщину основы, необходимую был изготовления контейнера, втулки, и т.д., при поддержании ощущения потребителем лучшей твердости. Покрытие может также улучшить свойства изоляции контейнера и помочь сохранить напитки или пищевые продукты теплыми или холодными дольше в зависимости от применения. Основы могут быть изготовлены из натуральных волокон, синтетических, или тех и других, таких как SBS (твердой отбеленной сульфатной целлюлозы) бумажного картона или коробочного картона. Рукавные материалы, типа вкладок и промежуточного слоя, могут быть изготовлены из материала 15LB/3000ft² - 100LB/3000ft², и предпочтительно от 18LB/3000ft² до 50LB/3000ft². Толщина бумажной основы для горячих или холодных стаканов, бочонков для супа, прессованных контейнеров и других нерифленых контейнеров может лежать в диапазоне от 9 точек до 24 точек и предпочтительно от 10 точек до 24 точек где точка равна дюйму 1/1000 дюйма.

[0062] В то время как описаны различные варианты изобретения, специалистам будет очевидно, что возможны еще многие варианты и выполнения, которые охватываются объемом изобретения.

Реферат

Изобретение относится к одноразовой упаковке, например контейнеру для горячего продукта. Контейнер с двойной стенкой включает внутреннюю стенку, внешнюю стенку, присоединенную к внутренней стенке. При этом внутренняя стенка и внешняя стенка формируют воздушный зазор между ними, и имеется расширяемое покрытие, помещенное между внутренней стенкой и внешней стенкой в нерасширенном состоянии. Покрытие выполнено с возможностью его активирования для расширения горячей температурой напитка или продукта. Изобретение позволяет уменьшить толщину основы для изготовления контейнера с сохранением его твердости и содержать продукты теплыми. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 17 ил.

Формула