BRPI0709741A2 - pacote de isolamento de ativaÇço tÉrmica - Google Patents

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BRPI0709741A2
BRPI0709741A2 BRPI0709741-7A BRPI0709741A BRPI0709741A2 BR PI0709741 A2 BRPI0709741 A2 BR PI0709741A2 BR PI0709741 A BRPI0709741 A BR PI0709741A BR PI0709741 A2 BRPI0709741 A2 BR PI0709741A2
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Thomas Fu
Matthew R Cook
John Nobers
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Lbp Mfg Inc
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Abstract

<B>PACOTE DE ISOLAMENTO DE ATIVAÇçO TÉRMICA <D>A presente invenção refere-se a um pacote ou recipiente que inclui uma parede lateral, a parede lateral possuindo uma superfície interna e uma superfície externa. Pelo menos uma entre a superfície interna ou a su- perfície externa da parede lateral pode ser pelo menos parcialmente revesti- da com uma camada de um material termicamente expansível, O material pode ser adaptado para ser expandido para fornecer isolamento térmico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PACOTE DEISOLAMENTO DE ATIVAÇÃO TÉRMICA".
Pedidos Relacionados
O presente pedido de patente reivindica os benefícios da data dedepósito sob 35 U.S.C. § 119(e) do Pedido de Patente Provisório U.S. N2 desérie 60/789.297, depositado em 3 de abril de 2006, que é incorporado aquipor referência.
Antecedentes
Os consumidores compram freqüentemente produtos prontos,tais como alimentos e bebidas, em recipientes descartáveis. Os recipientestermicamente isolados podem ser projetados para líquidos ou alimentosquentes ou frios, tais como café quente, chá gelado, ou pizza. Esses recipi-entes podem manter a temperatura do conteúdo líquido ou alimentício pelaprevenção da transferência de calor ou frio do conteúdo para a mão do consumidor.
Breve Sumário
Um pacote ou recipiente inclui uma parede lateral, a parede late-ral possuindo uma superfície interna e uma superfície externa. Pelo menosuma entre a superfície interna e a superfície externa da parede lateral podeser pelo menos parcialmente revestida por uma camada de material termi-camente expansível. O material pode ser adaptado a fim de ser expandidopara fornecer isolamento térmico.
Outros sistemas, métodos, características e vantagens da inven-ção serão, ou se tornarão aparentes aos versados na técnica mediante e-xame das figuras a seguir e da descrição detalhada. Pretende-se que todosos sistemas, métodos, características e vantagens adicionais sejam incluí-dos nessa descrição, estejam dentro do escopo da invenção e sejam prote-gidos pelas reivindicações a seguir.
Breve Descrição dos Desenhos
A figura 1 é uma vista em perspectiva de um copo montado comum molde de corte por matriz.
A figura 2 é uma vista em perspectiva de um copo montado comum molde cortado por matriz de corpo inteiro com aberturas.A figura 3 é uma vista em perspectiva de outro recipiente inte-grado com os canais.A figura 4 é uma vista em seção transversal de um molde corta-do por matriz montado.A figura 5 é uma vista em perspectiva superior de uma seçãotransversal de um copo montado com um molde cortado por matriz.A figura 6 é uma vista de um molde cortado por matriz desmon-tado do copo.A figura 7 é uma vista de um molde cortado por matriz desmon-tado do copo.A figura 8 é uma vista de um molde cortado por matriz desmon-tado do copo.A figura 9 é uma vista de um molde cortado por matriz desmon-tado do copo.A figura 10 é uma vista de um molde cortado por matriz desmon-tado do copo.A figura 11 é uma vista de um molde cortado por matriz desmon-tado do copo.A figura 12 é uma vista de um copo montado com um molde cor-tado por matriz ilustrando a transferência de calor.A figura 13 é uma vista recortada lateral de um copo de paredesduplas.A figura 14 é um diagrama em bloco de um processo ilustrativopara aplicação de um revestimento de micro partículas aos substratos.A figura 15 é um esquema de aplicação de um revestimento aum substrato com bocais de pulverização.A figura 16 é um esquema de aplicação de um revestimento aum substrato com bocais de não pulverização.Descrição DetalhadaUm pacote ou recipiente pode ser construído a partir de, e/ouisolado com, um molde cortado por matriz, tal como uma luva. O molde cor-tado por matriz pode ser fixado a um recipiente ou pode ser removível. Omaterial termicamente expansível pode ser aplicado ao recipiente e/ou mol-de cortado por matriz. Os materiais expansíveis que são expandidos de ou-tras formas além de por temperatura também podem ser utilizados. O mate-rial pode ser expandido antes de alcançar um usuário final, tal como quandoo recipiente e/ou o molde cortado por matriz são fabricados, e/ou o materialpode ser expandido apenas durante o uso final e apenas em resposta a umadeterminada temperatura. O material pode ser utilizado para auxiliar comcapacidades de isolamento do recipiente e/ou molde cortado por matriz, e/oupara adicionar rigidez ao recipiente e/ou ao molde cortado por matriz, deforma a reduzir a espessura dos componentes de material do recipiente e/oudo molde cortado por matriz.
A figura 1 ilustra um recipiente 101, tal como um copo, e ummolde cortado por matriz 102, tal como uma luva. O recipiente é descrito emtermos de um copo, por exemplo, mas também pode incluir outros recipien-tes tal como um preto ou cuba. O molde pode estar na forma de uma luva derecipiente ou uma parede externa do recipiente. O recipiente não está limita-do a um copo e pode ser qualquer outro recipiente, incluindo, mas não limi-tado a um recipiente para café a granel, uma cuba de sopa, e recipientes formados por pressão, com ou sem coberturas ou luvas. O recipiente 101pode ser um copo cilíndrico ou um recipiente possuindo outras configura-ções geométricas, incluindo cônicas, retangulares, etc. O molde cortado pormatriz não está limitado a um molde cortado por matriz corrugado, e podeser construído de papelão, papel, etc. O molde cortado por matriz 102 pode ser feito a partir de qualquer material de papel, incluindo, mas não limitado anatural de face única, de topo branco de face única, de face única de topoalvejado e revestido, corrugado, corrugado de meia-cana ou qualquer com-binação dos mesmos. O molde cortado por matriz 102 pode ser removível dorecipiente ou o molde cortado por matriz pode ser aderido ao recipiente 101. O molde 102 pode ser aderido, por exemplo, por laminação do molde corta-do por matriz no recipiente, utilizando uma fusão a quente, fusão a frio e/ouqualquer outro mecanismo de adesivo ou vedação. Alternativamente, ou adi-cionalmente, o molde pode ser aderido com um material expansível, tal co-mo o material de microesferas. Se o molde cortado por matriz for fixado aocopo durante a fabricação, o mesmo pode aumentar a eficiência pela elimi-nação de uma etapa de montagem pelo usuário final comercial. Adicional-mente, pode reduzir a quantidade de espaço de armazenamento necessáriopelo usuário final comercial, por exemplo, armazenamento de um item aoinvés de dois.
A figura 1 não é necessariamente desenhada em escala. Porexemplo, o molde cortado por matriz 102 pode cobrir uma parte maior oumenor da superfície do recipiente 101 do que o ilustrado. Por exemplo, omolde cortado por matriz pode fornecer a cobertura de corpo total. O aumen-to da área de superfície do molde cortado por matriz 102 pode fornecer umaárea isolada maior além de uma superfície de impressão maior. Apesar de odesenho ilustrar o molde cortado por matriz em um copo, o molde cortadopor matriz pode ser adicionado a quaisquer outros recipientes, tais como,mas não limitados a um recipiente de bebidas em maior volume, recipienteformado por pressão, e uma cuba de sopa.
Um revestimento de ativação térmica pode ser aplicado entre orecipiente 101 e o molde 102. O material expansível pode ser ativado termi-camente, por uma temperatura quente ou fria, e pode ser um revestimentoou adesivo expansível, incluindo, mas não limitado a um aglutinante, micro-esferas expansíveis ou outras partículas microencapsuladas, pigmento eoutros aditivos, ou qualquer combinação desses ou outros materiais. O ma-terial pode ser expansível quando molhado ou seco. O material pode incluirqualquer material sintético ou natural incluindo materiais com base aquosa,com base em solvente, de alto teor de sólidos, ou 100% sólidos. A quantida-de de conteúdo sólido é de tipicamente 30% a 80% do material, e mais pre-ferivelmente de 40% a 70%. Ingredientes adicionais podem ser adicionadosao aglutinante, incluindo, mas não limitado a, pigmentos ou tinturas, enchi-mentos/extensores, tensoativos para dispersão, espessantes ou solventespara controlar a viscosidade para aplicação otimizada, agentes de remoçãode espuma, aditivos como ceras ou auxiliares de deslizamento, etc. Alterna-tivamente, o aglutinante pode ser um adesivo. O material expansível podeter várias propriedades, incluindo, mas não limitado a isolamento térmicopara manter o conteúdo do recipiente quente ou frio, e/ou pode expandir emcontato com o material quente (tal como, acima de 65,55°C), e preferivel-mente permanece inativo antes de uma temperatura de ativação projetadadeterminada, tal como próxima à temperatura ambiente. O revestimento po-de ser reciclável e/ou biodegradável.
As figuras 2 e 3 ilustram um recipiente 101 com uma parede ex-terna de um molde cortado por matriz 102. O recipiente 101 pode ser cons-truído como um conjunto de copo de parede dupla. O recipiente 101 podeser um copo ou recipiente cilíndrico possuindo outras configurações geomé-tricas, incluindo cônica, retangular, etc. O molde cortado por matriz pode co-brir total ou parcialmente o corpo do recipiente. O molde cortado por matriz102 pode ser uma parede externa do recipiente 101. O recipiente 101 e omolde cortado por matriz 102 podem ser integrados em um copo 100 e omaterial expansível ou adesivo pode ser aplicado entre o corpo de recipiente101 e o molde cortado por matriz 102. O material ativável pode ter adicio-nalmente propriedades adesivas e, dessa forma, pode formar a única fixaçãoentre o recipiente e o molde. O molde cortado por matriz 102 pode ser feitode qualquer material de papel nominal, incluindo, mas não limitado a naturalde face única, face única de topo branco, face única de topo alvejado e re-vestido ou qualquer combinação dos mesmos. O molde cortado por matrize/ou o recipiente podem ser recicláveis e/ou biodegradáveis. O molde corta-do por matriz 102 pode incluir, por exemplo, sulcos corrugados, corrugadosde meia-cana ou sulcos em alto relevo. Os sulcos podem estar na direçãovertical, diagonal ou outra direção e podem canalizar o calor para longe das mãos.
O molde cortado por matriz 102 pode ser removível do recipienteou o molde cortado por matriz pode ser aderido ao recipiente. Por exemplo,um recipiente de peça única, tal como um copo, pode ser fabricado 101 pelalaminação do molde cortado por matriz no recipiente, utilizando uma fusão aquente e o material expansível para fixar o molde cortado por matriz, ouqualquer outro adesivo ou método de vedação. Alternativamente, o materialativado termicamente pode ser utilizado para aderir o molde ao copo. Se omolde cortado por matriz 102 for fixado permanentemente ao recipiente 101durante a fabricação (por exemplo, criando um copo de peça única integra- do), o mesmo pode aumentar a eficiência de utilização de um molde cortadopor matriz térmico pela eliminação de uma etapa de montagem pelo usuáriofinal comercial. Adicionalmente, pode reduzir a quantidade de espaço dearmazenamento necessário pelo usuário final comercial, por exemplo, o ar-mazenamento de um item ao invés de dois.
O molde cortado por matriz pode permanecer com extremidadeaberta em um lado ou em lados opostos, o que pode permitir o fluxo de ar.Por exemplo, na figura 2, o recipiente pode conter aberturas 210 perto dotopo 212 do recipiente integrado 100. A abertura pode ser formada no moldecortado por matriz, por exemplo, como furos, e o fluxo de ar pode ser criado quando o espaço entre o recipiente 101 e o molde cortado por matriz 102 éexpandido pelo material expansível. O fluxo de ar pode ser adicionalmentemanipulado, por exemplo, para cima e para longe dos dedos que segurampelos canais corrugados, corrugados de meia-cana ou outros canais no mol-de cortado por matriz 102 ou padrão de aplicação de material expansível 216. Por exemplo, o padrão de aplicação do material expansível pode criarcanais de liberação de calor 216.
A figura 3 ilustra um exemplo não limitador alternativo de como aaplicação do material expansível pode formar aberturas 310 perto do topo212 do recipiente 101. Os canais podem ser formados na expansão do ma- terial. Pode haver aberturas em extremidades opostas do recipiente 101, talcomo o topo 212 e o fundo 214. As aberturas podem ser formadas pelo en-rolamento do molde cortado por matriz no recipiente sem completar a veda-ção no topo 212 ou no fundo 214.
A figura 4 ilustra uma seção transversal de um molde cortadopor matriz 102 montado com o copo 101. Essa figura deve ser ilustrativa enão limitadora. O copo pode ser substituído por qualquer recipiente, por e-xemplo, uma bandeja formada por pressão, uma cuba de sopa, ou um reci-piente para volumes de bebidas. O molde cortado por matriz 102 pode teruma face interna 406 e uma face externa 404. Um material expansível podeser aplicado à face interna 406, à face externa 404, e/ou a uma superfícieentre a face interna 406 e a face externa 404. A face interna 406 e a faceexterna 404 não contêm necessariamente um espaço 402 entre as mesmas.Em outro exemplo não limitador, o material expansível pode ser aplicadoentre a parede do recipiente 101 e o molde cortado por matriz 102 e poderesultar em um recipiente integrado 100.
Um material termicamente expandido 408 pode ser aplicado auma face interna 406 do molde cortado por matriz 102 em uma forma inativa.O material inativo 408 pode ser aplicado como um filme fino que não alteramaterialmente a espessura do molde cortado por matriz 102. A aplicação domaterial expansível no interior do molde cortado por matriz também podemanter a capacidade de impressão da face externa do molde cortado pormatriz. Se o material expansível inativo 408 no molde cortado por matriz 102for montado, por exemplo, com um copo de papel padrão, o mesmo podemanter o perfil fino do copo. A manutenção do perfil fino pode reter as quali-dades de aninhamento eficientes de um copo-padrão, permitindo que omesmo seja envolvido de forma eficiente, embalado e transportado.
O material expansível 408 pode ser ativado e, dessa forma, ex-pandido, por exemplo, pela adição de líquido quente, bebidas ou alimentosno recipiente 101. A ativação pode ocorrer apenas no estágio de consumo enão no estágio de processamento do molde cortado por matriz, de forma queo molde cortado por matriz possa ser transportado para o consumidor comum material expansível substancialmente inativo. Por exemplo, o ponto deativação do material expansível pode ser superior a cerca de 48,8°C e/ouinferior a 15,5°C, de forma que o material expansível possa ser ativado ape-nas pela temperatura de líquidos, bebidas ou alimentos quentes e não ativa-do pela temperatura ambiente ou corporal. A ativação pode fazer com que omaterial expansível se expanda e "puxe para trás" o molde cortado por ma-triz 102 do recipiente 101 criando um espaço de ar aumentado. O espaço dear pode criar uma barreira térmica entre o recipiente para bebidas quentes101 e a mão do consumidor. A ativação também pode melhorar a durezae/ou rigidez do recipiente, que pode permitir uma redução no material ouespessura da parede do recipiente. Como descrito em maiores detalhes a-baixo, o revestimento também pode ser ativado, ou pelo menos parcialmenteativado antes de alcançar o consumidor.
O material expansível 408 pode ser aplicado ao molde cortadopor matriz 102 em um estado não expandido. A expansão do molde cortadopor matriz pode não ocorrer até que seja ativado pela adição de fluido ousólidos quentes, tal como na hora de servir. Isso pode ser diferente da ex-pansão do material durante a fabricação do molde cortado por matriz. A ex-pansão durante a fabricação pode aumentar o volume do molde cortado pormatriz. O material expansível pode ser controlado para realizar uma eficiên-cia de aninhamento. As propriedades do molde cortado por matriz podemser adicionalmente controladas, por exemplo, mas não limitadas à combina-ção do molde cortado por matriz construído a partir de material corrugado demeia-cana com aplicação padronizada de material expandido para fornecerum isolamento específico, características de fluxo de ar e melhorias na rigi-dez do recipiente. Por exemplo, a corrugação e/ou o padrão do material ex-pansível aplicado ao molde cortado por matriz pode direcionar a convecçãodo calor para cima, e pode, portanto, reduzir a transferência de calor hori-zontalmente na direção da mão do consumidor. Em outras implementações,a expansão pode ocorrer antes do transporte, tal como antes, durante oudepois da fabricação do recipiente.
A figura 5 é uma vista superior exemplificativa de uma seçãotransversal de um recipiente 101 montado com um molde cortado por matriztérmico 102. Essa figura é ilustrativa apenas e não limitadora. O materialexpansível 408 pode ser aplicado à face interna 406 do molde cortado pormatriz 102. Por exemplo, o material expansível 408 pode ser aplicado entreo molde cortado por matriz 102 e a parede do recipiente 101 e pode formarum copo de duas camadas integradas com o material expansível isolado eativado termicamente entre as mesmas. O material expansível pode incluir,por exemplo, microesferas expansíveis 502 dispersas em um aglutinante ouqualquer outro material adequado descrito acima 504 e pode incluir umapropriedade adesiva.
A figura 6 ilustra um molde cortado por matriz exemplificativo602. Esse desenho é ilustrativo e não deve ser limitado por tamanho ou for-mato. O tamanho e formato podem ser adaptados às dimensões de qualquerrecipiente. Um material expansível 408 pode ser aplicado ao molde cortadopor matriz 602. O material expansível pode ser aplicado por vários métodos,tais como, mas não limitados a, uma pistola com pulverização por bocal, im-pressão, um elemento de revestimento com fenda, ou outros métodos, tais como os descritos em maiores detalhes abaixo. O material expansível 408pode ser aplicado ao molde cortado por matriz 602, por exemplo, em umamáquina de enrolar copo em linha, em linha em um dobrador/colador, ou poroutros métodos adequados, tais como revestimento e secagem off-line. Omaterial expansível 408 pode ser aplicado ao molde cortado por matriz 602 em qualquer padrão adequado, tal como, mas não limitado a faixas, pontos,ondas, quadrados, círculos, diamantes, de forma aleatória, uma combinaçãodos mesmos ou qualquer outro padrão. Por exemplo, o material expansívelpode ser aplicado em um padrão que manipula o fluxo de ar e/ou conduzcalor, por exemplo, verticalmente para cima para longe dos dedos do usuá- rio. O material expansível pode ser aplicado de modo que forme canais, ouexpanda para formar canais mediante ativação. Os canais podem direcionara convecção natural. O material expansível 408 pode cobrir totalmente ouapenas parcialmente a superfície sendo revestida.
O molde cortado por matriz revestido pode ser fixado de forma removível ou permanente a um recipiente ou copo, por exemplo, por meio doenvolvimento do molde cortado por matriz em torno do recipiente. Por exem-plo, um copo ou recipiente de peça única pode ser fabricado 101 pela Iami-nação do molde cortado por matriz no recipiente, utilizando uma fusão aquente e o material expansível para prender o molde cortado por matriz, uti- Iizando um material expansível com propriedades adesivas, uma combina-ção dos mesmos ou qualquer método de utilização de adesivo ou vedação.Se o molde cortado por matriz 102 for permanentemente fixado ao recipiente101 durante a fabricação (por exemplo, criando um copo de peça única inte-grado), o mesmo pode aumentar a eficiência da utilização de um molde cor-tado por matriz térmico pela eliminação de uma etapa de montagem pelousuário final comercial. Adicionalmente, pode-se reduzir a quantidade deespaço de armazenamento exigida pelo usuário final comercial (o armaze-namento de um item ao invés de dois). O formato do molde cortado por ma-triz no desenho não deve ser limitador. O formato do molde cortado por ma-triz pode ser adaptado ao formato de outros recipientes, por exemplo, masnão limitado a, uma cuba de sopa, recipiente formado por pressão, ou reci-pientes para grandes volumes de bebidas.
O molde cortado por matriz 602 pode, opcionalmente, conterfusão a quente na junção 604 ou cola fria. Se o material expansível 408também for um adesivo, a fusão a quente na junção ou cola fria 604 podeser omitida. A fusão a quente na junção/cola fria 604 pode ser utilizada emadição ao material expansível 408, tal como, para reforço de união. O moldecortado por matriz pode ser aplicado a um copo, por exemplo, por envolvi-mento, laminação ou outros processos de fabricação.
As figuras de 7 a 11 ilustram outros exemplos de um molde cor-tado por matriz 402. Esses exemplos são meramente ilustrativos e não Iimi-tadores. A figura 7 ilustra um molde cortado por matriz 602 com material ex-pansível 408 aplicado em um padrão 709 para canalizar a liberação do calor.O molde cortado por matriz 602 pode ser feito, por exemplo, de papel corru-gado, tal como, mas não limitado ao corrugado de meia-cana. A convecçãopode ser manipulada por corrugação, o padrão de aplicação do material ex-pansível, ou de outra forma adequada.
As figuras de 8 a 11 ilustram outros possíveis exemplos não limi-tadores dos padrões em potencial de material expansível. Os padrões dematerial expansível são representados pelos números 809, 909, 1009 e1109, respectivamente. O material expansível pode ser aplicado em padrões diferentes dos ilustrados nas figuras de 7 a 11. O padrão de material expan-sível 809, 909, 1009 e 1109, respectivamente, pode variar em espessura epode fornecer um fluxo graduado para canalizar o calor para as aberturascortadas por matriz. As aberturas cortadas por matriz são representadas pe-los números 814, 912, 1012 e 1112, respectivamente. As aberturas cortadaspor matriz também podem ser localizadas e/ou incluir formatos tais como osilustrados pelos números 812, 914, 1014 e 1114. Pode haver aberturas cor-tadas por matriz em extremidades opostas do molde, ou apenas em umaextremidade. Os formatos das aberturas cortadas por matriz nas figuras de 8a 11 são ilustrativos apenas e não limitadores. Por exemplo, os padrões domaterial expansível e o formato das aberturas cortadas por matriz podem serdispostos de modo a manipular o fluxo de ar, por exemplo, mas não limitadoa, criação de um efeito Venturi.
A figura 12 é um exemplo ilustrativo ilustrando a transferência decalor ilustrativa. Esse exemplo não deve ser limitador, mas meramente ilus-trativo de possível manipulação de perda de calor. A perda de calor total dosistema pode ser representada pela seguinte equação:
QT[Cal./segundo]=Q1+Q2+Q3+Q4
onde Qt é a perda de calor total. Qi 1204 pode ser a perda de calor devido àevaporação da água. Q2, Q3 e Q4 representados por 1202, 1206 e 1208,respectivamente, podem representar a perda de calor por convecção e con-dução.
O objetivo de se manter o conteúdo quente pode ser alcançadopela minimização de QT. O molde cortado por matriz pode minimizar Qt pelaminimização de Q2, Q3, Q4· A baixa condutividade térmica do material ex-pansível pode resultar em uma perda de calor muito menor devido a Q2, Q3e Q4.
O objetivo de evitar que o consumidor se queime pode ser al-cançado, por exemplo, pela minimização de Q2, Q3 e Q4, especialmente Q2,Q3, enquanto permitindo que Qi e Q4 canalizem o fluxo de calor alto inevitá-vel (devido ao líquido quente) verticalmente para cima ou para baixo. Issopode ser alcançado, por exemplo, pela adição de sulcos corrugados ao mol-de cortado por matriz. Os sulcos podem ser, por exemplo, inclinados geral-mente de forma vertical ou diagonal.
Exemplos não limitadores seguem.Exemplo 1.
O exemplo 1 fornece uma representação gráfica de como o ma-terial expansível pode alterar a condutividade térmica. A temperatura do inte-rior de um copo pode ser representada por Ti. A temperatura fora do copo pode ser representada por To. A linha superior, X, pode representar um reci-piente sem o molde cortado por matriz revestido. A segunda linha, Y, poderepresentar um recipiente montado com um molde cortado por matriz reves-tido. Esse exemplo pode ilustrar que, em um recipiente sem um molde cor-tado por matriz revestido com material expansível, a diferença na temperatu- ra interna versus o exterior do recipiente pode ser muito pequena. Em umrecipiente com um molde cortado por matriz revestido com o material ativadopor temperatura, a diferença na temperatura entre o interior e o exterior podeser pequena quando o alimento ou bebida quente é adicionado ao recipien-te. No entanto, o alimento ou bebida pode ativar o material, A, mediante con-tato, fazendo com que o material expanda. Quando o material expande, adiferença na temperatura Ti-To pode aumentar.
Exemplo 2.
O exemplo 2 ilustra a comparação sensorial de temperatura devários materiais de molde cortado por matriz revestidos com material termi-camente expansível em comparação aos materiais sem material termica-mente expansível. A experiência a seguir serve para fins de ilustração ape-nas e não é limitadora, outros resultados experimentais podem ser obtidos.
Um material expansível termicamente, ou outro material, podeser aplicado aos moldes cortados por matriz feitos de vários materiais, taiscomo, mas não limitados a papel, papelão, e papel corrugado de meia-cana.Cada molde cortado por matriz pode ser enrolado em torno de um recipiente,tal como um copo. O copo pode ser preenchido com água quente. Os copospodem então ser manuseados com mãos nuas e uma comparação feita en-tre as respostas sensoriais para as duas condições. Em cada teste, os copos com moldes cortados por matriz revestida estavam menos "quentes" ao to-que do que os com moldes cortados por matriz sem revestimento. A expan-são ocorreu dentro de poucos minutos após a adição de água quente ao co-po.
Exemplo 3.
Os revestimentos podem ser aplicados espalhando-se o reves-timento em um meio de face única. O revestimento pode ser expandidoquando molhado utilizando-se uma pistola quente MASTER-MITE 120 V,475 W a 315,5°C.
Exemplo 4.
Os revestimentos podem ser aplicados ao exterior de um copode 341,194 gramas deixado de um dia para o outro para secar com o ar. Nodia seguinte, água quente a 87,2°C pode ser despejada dentro do copo. Aexpansão percebida pode ser observada logo após a adição da água quentea 87,2°C no copo. Tampas podem ser colocadas no copo, e depois de 7 mi-nutos mais expansão pode ser observada, mas ainda uma expansão parcial.Um benefício da ativação pós-aquecimento pode ser que quanto mais quen-te o líquido mais o revestimento se expande.
Exemplo 5.
O revestimento foi aplicado a um copo. Um aquecedor IR de 250W fabricado pela Fisher Scientific, modelo Nº 11-504-50, pode ser utilizadopara aquecer o revestimento. A expansão pode ser lenta quando a lâmpadaestiver a 15,24 cm do revestimento e imediata quando a 2,5 cm do revesti-mento. Calor e tempo excessivos podem causar deformação no revestimen-to da superfície do substrato.
Exemplo 6.
O revestimento pode ser aplicado a papel, que pode então serenrolado em torno de um copo de papel depois do revestimento e deixadopara secar no ar. O calor de uma pistola quente pode ser utilizado para a-quecer a parte do revestimento indiretamente através do envoltório de papelpor um minuto. O revestimento é expandido. Outra parte do revestimentonão aquecido pode ser aquecida sob uma lâmpada IV através do papel. Orevestimento é expandido.
A figura 13 é uma vista recortada lateral de um recipiente de pa-redes duplas 101. O recipiente de paredes duplas 101 pode fornecer um in-vólucro de ar entre uma parede externa 1300 e o conteúdo 1302, tal comouma bebida ou alimento quente ou frio, do recipiente 101. O invólucro de arpode fornecer isolamento térmico como medido por uma temperatura de su-perfície externa T0. O invólucro de ar pode cercar parcial ou totalmente orecipiente 101. Quando o recipiente 101 é agarrado, uma pressão exercidana parede externa 1300 pode agir para desmontar a parede externa 1300nos pontos de pressão para reduzir o invólucro de ar e iniciar potencialmenteo contato com uma parede interna 1304 do recipiente 101. O invólucro de arpode desmontar sob os pontos de pressão e pode dar uma sensação debaixa rigidez, e o contato pode criar pontos quentes na parede externa 1300se um revestimento termicamente expansível 216 não for utilizado.
Se uma quantidade suficiente de revestimento 216 for utilizada,o revestimento 216 pode agir para fornecer rigidez sem comprometer o iso-lamento térmico do invólucro de ar à parede externa 1300 de forma que aparede externa 1330 não desmonte, total ou parcialmente. O revestimento216 pode adicionar resistência mecânica ao recipiente 101. Materiais maisleves podem ser adicionados para produzir o recipiente 101 devido à resis-tência mecânica adicionada pelo revestimento 216, de forma que a fonte deum substrato formando o recipiente 101 possa ser reduzida. O revestimento101 pode ser aplicado em locais, tais como pontos, ou outro padrão, na pa-rede interna 1304, na parede externa 1300, ou em ambos, de forma que orevestimento 216 forneça um espaço de ar e impeça que o recipiente 101desmonte sob a pressão. O revestimento 101 também pode fornecer umasensação rígida para o usuário, enquanto permite uma redução do materialde substrato.
A figura 14 é um diagrama em bloco de um processo ilustrativopara aplicação de um revestimento de micro partículas aos substratos. Oprocesso pode incluir a aplicação de uma microesfera ou outro revestimentoexpansível a qualquer um dentre um substrato, um molde cortado por matriz,recipiente, luva, bandejas de catering, copos de paredes duplas, bandejaformada por pressão, cuba de sopa e recipientes tipo saco dentro da caixa.O processo pode incluir procedimentos em linha 1400 e fora de linha 1410.O procedimento em linha 1400 pode incluir estações de empilhamento 1420,estações de fabricação 1430, e estações de empacotamento 1440 utilizadaspara a fabricação do recipiente a partir de papel ou molde cortado por matriz.As estações de empilhamento, fabricação e empacotamento podem ser completamente automatizadas e/ou incluir estações manuais.
Os processos de aplicação de revestimento podem ocorrer emlinha 1400 ou fora de linha 1410 na mesma instalação ou em outra instala-ção. A aplicação em linha pode incluir a aplicação do revestimento em umaou mais das estações de empilhamento 1420, estações de fabricação 1430, e estações de empacotamento 1440. O revestimento pode ser aplicado devárias formas, incluindo, mas não limitado a escovas, esponjas, impressão,bocais, pulverização e um revestimento por matriz com fendas. Qualqueruma dessas aplicações, ou várias combinações das mesmas, podem ocorrerem linha 1400 ou fora de linha 1410, onde o processo fora de linha pode o-correr antes do estágio de empilhamento 1420.
A aplicação com uma escova ou escovas pode ocorrer pela ali-mentação do revestimento com pressão através de um tubo à escova. A es-cova pode ser fabricada a partir de materiais diferentes tais como materiaisde crina de cavalo ou materiais sintéticos. A escova pode incluir filamentos ocos de forma que o revestimento seja aplicado através dos filamentos. Aescova pode aplicar um padrão do revestimento. A quantidade de revesti-mento na escova pode ser controlada de modo que a quantidade de reves-timento aplicada ao substrato possa ser medida. Como um exemplo ilustrati-vo e não limitador, a quantidade pode ser controlada de forma que uma ca- mada de revestimento de 0,0395 cm seja aplicada, que pode expandir para0,158 cm ou 0,079 cm, ou a distância do espaço entre uma camada internaou externa de um copo de camadas duplas. Pode ser preferível que o reves-timento não deforme um formato da camada externa uma vez que expandi-do. O revestimento pode ser distribuído em um padrão uniforme ou variável. A escova pode ser utilizada para aplicações mais amplas, tais como o reves-timento do interior de um recipiente tipo saco dentro da caixa.
A aplicação com uma prensa de impressão pode ocorrer pas-sando-se os substratos através de cilindros. Os substratos podem ser rolosou telas de papel, ou alternativamente folhas. O revestimento pode ser apli-cado por pressão em pontos ou padrões ou com total cobertura, dependen-do de uma implementação.
Na figura 15, os bocais de pulverização 1500 podem ser utiliza-dos para aplicar um revestimento 1510 a um substrato 1520. Os bocais po-dem difundir o revestimento para aplicar camadas finas e uniformes do re-vestimento no substrato. Um ou mais bocais de pulverização podem ser utili-zados para formar padrões contínuos ou interrompidos de revestimento. Osbocais podem ser dispostos de forma que os revestimentos aplicados sesobreponham, estejam lado a lado e/ou sejam separados por um espaço. Apulverização pode ser dosada para controle de espessura do revestimentoaplicado. O bocal também pode ser posicionado para direcionar a pulveriza-ção de revestimento para as partes designadas do substrato, tal como emum canto.
Na figura 16, os bocais de não pulverização 1600 podem serutilizados para aplicar uma corrente 1610 de revestimento ao substrato1620. A corrente pode ser dosada através do bocal para uma aplicação dequantidade precisa. O bocal pode ser dimensionado para controlar uma Iar-gura específica e altura da corrente 1610. O fluxo dos bocais pode ser ligadoe desligado para acomodar um padrão especificado do revestimento nosubstrato.
Em uma aplicação de revestimento por imersão, os substratospodem ser movidos através do sulco que contém o material de revestimento. Um ou ambos os lados do substrato podem passar através do sulco. Umaespessura do revestimento sendo aplicado ao sulco pode ser controlada a-través do tempo de permanência do substrato no material. Uma temperaturado revestimento e do substrato pode ser controlada para ativar ou não ativaro revestimento expansível durante o processo de revestimento. Uma lâminade controle pode ser utilizada para remover o excesso de revestimento. Ossubstratos podem ser alimentados por correia através do sulco ou mantidosindividualmente no sulco.Com qualquer um dos processos de aplicação acima, e comqualquer outro processo, o revestimento aplicado pode ser secado ou assen-tado, tal como pela aplicação ou assopramento de ar frio ou ar morno semativação do revestimento, se for desejável se expandir o revestimento emum processo posterior, tal como durante a fabricação ou no momento do usopelo consumidor. O revestimento também pode ser expandido após a fabri-cação e antes do uso pelo consumidor, tal como na estação de empilhamen-to 1440. O revestimento pode ser expandido antes ou depois do empilha-mento dos recipientes.
Os moldes revestidos ou não revestidos podem ser alimentadospara a estação de empilhamento 1420. O revestimento pode ser aplicadodurante processamento em linha ou fora de linha. Se aplicado em linha, orevestimento pode ser deixado para secar antes de os copos, luvas, recipi-entes etc. serem formados, ou podem ser formados enquanto o revestimentoestá molhado. Dependendo das propriedades do revestimento, pode levarde alguns segundos até vários minutos para secar. O revestimento pode serativado durante a fabricação em linha ou depois, tal como no estágio deconsumo. Para ativar o revestimento em linha, todo e qualquer um dos mé-todos de infravermelho (IV), ar, aquecimento por convecção ou condução,podem ser utilizados. O revestimento pode levar de alguns segundos a vá-rios minutos para se expandir totalmente. Por exemplo, um mandril, quemantém um recipiente a partir de dentro do recipiente, e/ou um colar, quemantém um copo a partir de fora do recipiente, pode ser utilizado para apli-car calor para expandir o revestimento durante o processo de fabricação dorecipiente. Se um revestimento molhado ou parcialmente seco entrar emcontato com o mandril durante o processo, o mandril pode ser fabricado deforma a incluir um material antiaderente, tal como TEFLON para evitar a a-derência ou transferência do revestimento para o mandril. As temperaturasde ativação mais baixas podem ser preferidas se a ativação ocorrer em-linha. Pela ativação do revestimento, o revestimento expande para formarum espaço de ar reforçado. O revestimento pode ser parcialmente expandi-do durante a fabricação do recipiente, e então a expansão pode continuarpara o estágio de consumo.
Como mencionado, o uso do revestimento pode ajudar a reduzira espessura do substrato necessário para se criar o recipiente, as luvas,etc., enquanto mantém uma melhor sensação de rigidez para o consumidor.
O revestimento também pode aperfeiçoar as propriedades de isolamento dorecipiente e ajudar a manter as bebidas ou alimentos quentes ou frios pormais tempo, dependendo da aplicação. Os substratos podem ser feitos depapelão de fibras naturais, sintéticas ou ambas, tais como SBS (sulfato alve-jado sólido). Os materiais de luva, tais como o revestimento e meio, podemser produzidos a partir de 24,40 g/m2 a 162,75 g/m2 de material, e preferi-velmente de 29,29g/m2 a 81,37 g/m2. O calibre do substrato de papel paraos copos quente e frio, cuba de sopa, recipiente formado por pressão e ou-tros recipientes não corrugados pode variar de 9 pontos para 24 pontos, epreferivelmente de 10 pontos para 24 pontos, onde um ponto é igual a0,0254 mm.
Enquanto várias modalidades da invenção foram descritas, seráaparente aos versados na técnica que muitas modalidades adicionais e im-plementações são possíveis estando as mesmas dentro do escopo da in-venção.

Claims (21)

1. Recipiente de paredes duplas, compreendendo:uma parede interna;uma parede externa fixada à parede interna, onde a parede in-terna e a parede externa formam um espaço de ar entre as mesmas; eum revestimento expansível posicionado entre a parede internae a parede externa.
2. Recipiente de paredes duplas, de acordo com a reivindicação 1, onde o revestimento expansível compreende microesferas expansíveis.
3. Recipiente de paredes duplas, de acordo com a reivindicação 1, onde o revestimento expansível fornece isolamento térmico entre a pare-de interna e a parede externa.
4. Recipiente de paredes duplas, de acordo com a reivindicação 1, onde o revestimento expansível fornece uma rigidez à parede externa.
5. Recipiente de paredes duplas, de acordo com a reivindicação 1, onde a parede externa é constituída de um papel.
6. Recipiente de paredes duplas, de acordo com a reivindicação 5, onde o revestimento expansível acomoda uma redução em um peso domaterial de papel.
7. Recipiente de paredes duplas, de acordo com a reivindicação 1, onde o revestimento expansível é ativado para expandir por uma tempera-tura alta.
8. Recipiente de paredes duplas, de acordo com a reivindicação 1, onde o revestimento expansível é aplicado em um padrão pontilhado.
9. Método de criação de um recipiente de paredes duplas, com-preendendo:o fornecimento de um primeiro substrato para formar um recipi-ente;o fornecimento de um segundo substrato para formar uma pare-de externa do recipiente;o revestimento do segundo substrato com um material termica-mente expansível;a fixação do segundo substrato ao recipiente para formar a pa-rede externa;a formação do copo de paredes duplas a partir do recipiente eparede externa; ea aplicação do revestimento expansível entre o recipiente e aparede externa.
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, onde o revesti-mento expansível é aplicado antes da formação do copo de paredes duplas.
11. Método, de acordo com a reivindicação 9, onde o revesti- mento expansível é aplicado durante a formação do copo de paredes duplas.
12. Método, de acordo com a reivindicação 9, compreendendoadicionalmente a expansão do revestimento expansível durante a formaçãodo copo de paredes duplas.
13. Método, de acordo com a reivindicação 9, compreendendoadicionalmente a expansão do revestimento expansível após a formação docopo de paredes duplas.
14. Método, de acordo com a reivindicação 9, onde o revesti-mento é aplicado em um padrão pontilhado.
15. Recipiente, compreendendo:uma parede lateral possuindo uma superfície interna e uma su-perfície externa;pelo menos uma dentre a superfície interna e a superfície exter-na da parede lateral sendo pelo menos parcialmente revestida por uma ca-mada de um material expansível; eó material adaptado para ser expandido para fornecer isolamen-to térmico.
16. Recipiente, de acordo com a reivindicação 15, onde o mate-rial expansível compreende microesferas expansíveis.
17. Recipiente, de acordo com a reivindicação 15, onde a paredelateral compreende o lado de uma luva para um copo.
18. Recipiente, de acordo com a reivindicação 15, onde a paredelateral compreende o lado de um recipiente para retenção de um saco.
19. Recipiente, de acordo com a reivindicação 15, onde o mate-rial é expandido durante a fabricação.
20. Recipiente, de acordo com a reivindicação 15, onde o mate-rial é expandido por uma bebida ou alimento.
21. Recipiente, de acordo com a reivindicação 15, onde o mate-rial expansível é termicamente expandido.
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