CN102802808A - 绝缘封装 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包括侧壁的包装或容器，所述侧壁具有内表面和外表面。侧壁的内表面或外表面中的至少一者可至少部分涂有绝缘材料层。所述材料可适用于进行膨胀，以实现热绝缘。

Description

绝缘封装
相关申请案
本专利申请案是2007年3月27日申请的第11/728,973号的专利申请案的部分继续申请案，且依据35U.S.C.§119(e)主张2006年4月3日申请的第60/789,297号美国临时专利申请案的权益。所有前述申请案以引用方式并入本文中。
背景技术
消费者频繁购买用容器包装的制成产品，例如食品和饮料。可对热或冷的液体或食品，例如，热咖啡、冰茶或批萨，使用热绝缘的容器。这些容器可通过减少从内容物到消费者手部的热或冷传递，来维持所容纳的液体或食品的温度。
发明内容
本发明提供一种包括侧壁的包装、容器或容器套，所述侧壁具有内表面和外表面。所述侧壁的所述内表面或所述外表面中的至少一者可包括绝缘材料层。
在仔细阅读下面的附图和详细说明后，所属领域的一般技术人员将清楚地了解本发明的其他系统、方法、特征和优点。所有此类额外的系统、方法、特征和优点意图包括在该说明中，属于本发明的范围之内，并受到随附权利要求书的保护。
附图说明
图1是装配有外壁的杯子的透视图。
图2是双壁杯的侧面剖视图。
图3是具有通道的一体化容器的透视图。
图4是具有通道的一体化容器的透视图。
图5是包括杯子的杯套的截面图。
图6是具有外壁的杯子的截面的顶面透视图。
图7所示为制造双壁杯的方法。
图8是具有绝缘材料的杯子的视图，其中将所述绝缘材料涂覆成具有相应的图案。
图9是具有绝缘材料的杯子的视图，其中将所述绝缘材料涂覆成具有相应的图案。
图10是具有绝缘材料的杯子的视图，其中将所述绝缘材料涂覆成具有相应的图案。
图11是从杯子拆除的外壁的视图。
图12是从杯子拆除的外壁的视图。
图13是从杯子拆除的外壁的视图。
图14是从杯子拆除的外壁的视图。
图15是具有杯套的杯子的视图，其图示了热传递。
图16是将绝缘材料涂覆到基板的示例性工艺的方框图。
图17是用喷嘴将绝缘材料涂覆到基板的示意图。
图18是用非喷嘴将绝缘材料涂覆到基板的示意图。
具体实施方式
包装、容器或容器套可由绝缘材料制成，和/或用绝缘材料进行绝缘。绝缘材料可固定到容器，或者可涂覆到可拆除的容器套。诸如热膨胀性和/或含微孔材料等绝缘材料可涂覆到容器或外壁，或同时涂覆到两者。也可使用不可膨胀、或者以不同于随温度膨胀的其他方式膨胀的绝缘材料，例如压敏材料、感光材料、微波敏感材料和其他材料。可在绝缘材料到达最终用户之前使其膨胀，例如在制造容器和/或容器套时，和/或可仅在最终使用时且仅响应于例如温度或压力而使绝缘材料膨胀。绝缘材料可用于增强容器和/或容器套的绝缘能力，和/或增加容器和/或容器套的刚性，例如减小容器和/或容器套的材料部件的厚度。
图1所示为容器100，例如杯子，其具有内壁102和外壁104。外壁104的坯料可采用以下形式：容器套，或容器100的壁或主体。容器不限于杯子，可为其他任何容器，包括但不限于，散装咖啡容器、汤盆、压制成形的容器、盘子、套(例如，单面瓦楞纸板、双面瓦楞纸板、无瓦楞纸板等)、折叠箱、托盘、碗、蛤壳，以及有或没有盖或套的其他容器。容器100可为圆柱形的杯子或具有其他几何构型，包括锥形、矩形等的容器。外壁104坯料不限于瓦楞冲切坯料，且可由任何类型的纸板、纸、箔、薄膜、织物、泡沫、塑料等材料制成。外壁104可由任何标称纸料制成，包括但不限于，自然单面、白边单面、涂层漂白上方单面纸料、瓦楞、凹槽瓦楞或以上项的组合。外壁104是可以从容器100拆除的，或者外壁104可粘附到容器100。例如，外壁104可通过使用热熔、冷熔和/或其他任何粘附或密封机制将外壁104坯料层压到容器上，进行粘附。作为替代或补充，外壁104坯料可用绝缘材料进行粘附。如果外壁104在制造过程中附着到杯子上，则可通过免去商业最终用户的装配步骤来提高效率。此外，这可以降低需要占用商业最终用户的存放空间大小，例如只需存储一件物品，而不是两件。
图1不必按比例绘制。例如，相较于图中所示的容器100的表面，外壁104可覆盖更大或更小的部分。例如，外壁104可完全覆盖主体。扩大外壁104的表面面积可扩大绝缘区域和印刷表面。尽管图中所示的外壁104位于杯子上，但外壁104可附加到其他任何容器，例如但不限于，散装饮料容器、压制成形的容器，以及汤盆。作为替代或补充，外壁104可附加到容器套。
图2是容器100的侧面剖视图，所述容器可以是双壁杯。容器100可在容器100的外壁104与内容物206，例如热饮或冷饮或食品之间提供空气夹套200。空气夹套200可实现以外部表面温度T0衡量的热绝缘。空气夹套200可部分或完全环绕容器100。当抓住容器100时，施加到外壁104上的压力可发生作用，使外壁104在受压点上皱缩，从而缩小空气夹套200，并且可能引起与容器100的内壁102的接触。空气夹套200可在受压点下皱缩，且可能造成一种刚性较低的感觉，且这种接触可能在外壁104上形成热点。
涂覆在内壁102与外壁104之间的绝缘材料216可减小或消除这种效应。如果使用了足量的绝缘材料216，则绝缘材料216可向外壁104提供刚性，而不损害空气夹套200的热绝缘性，这样外壁104就不会部分或完全皱缩。绝缘材料216可增加容器100的机械强度。基于由绝缘材料216增加的机械强度，可使用较轻质的材料来制造容器100，这样即可减少形成容器100的基板来源。绝缘材料216可以斑图，例如点图，或其他图案涂覆到内部102、外壁104上，或同时涂覆到这两者上，这样绝缘材料216即界定空气间隙200，并防止外壁104在握持压力下皱缩到内壁102上。绝缘材料216也可给用户一种坚硬感，同时减少基板材料，例如内壁102或外壁104。
绝缘材料216可在被激活时膨胀，或者预先膨胀，例如通过引入空气或惰性气体、原地气泡、微球体、可膨胀微球体或其他起泡剂。例如，绝缘材料216可通过温度、压力、湿度或其他方式激活。在一个实例中，绝缘材料216可以通过高温或低温来被热激活。绝缘材料216可以是可膨胀绝缘材料或粘合剂。作为补充或替代，绝缘材料216可包括但不限于，结合件、可膨胀微球体或其他微囊密封的颗粒、色料和其他附加物、胶粘剂(例如热熔、压敏)、惰性气体泡沫热熔、含水性涂料的热发泡性微球体、淀粉基胶粘剂、天然聚合物胶粘剂、PVC、泡沫涂层、生物可降解胶合剂，或以上项的组合，或其他材料。绝缘材料216可包括原位气泡、微球体、微粒、纤维、可膨胀纤维、溶解性颗粒等。绝缘材料216可以是生物可降解的、可堆肥的，和/或可回收的。
绝缘材料216可以是可在潮湿或干燥时膨胀的。绝缘材料216可包括任何人造或天然材料，包括基于水、基于溶剂、高固体或100％固体的材料。固体内容物的量通常占材料的30％到80％，更好是40％到70％。结合件和/或绝缘材料216中可加入额外成分，包括但不限于，色料或染料、填料/增补剂、用于分散的表面活化剂、针对最佳应用的增稠剂或控制粘性的溶剂、起泡剂、消沫剂、石蜡或增滑剂等附加物。或者，结合件和/或绝缘材料216可以是胶粘剂。绝缘材料216可具有多种性质，包括但不限于，保持容器内容物处于高温或低温的热绝缘性，吸收液滴和/或液体的性质，和/或可在与热材料(例如，温度高于150°F)接触时膨胀的性质，以及在达到预定的设计激活温度，例如室温之前保持不活跃状态这一优选性质。绝缘材料216可以是可再浆化的、可回收的，和/或生物可降解的。
在进一步实例中，可将诸如氮气等惰性气体注入绝缘材料216中。例如，可将诸如氮气等惰性气体注入热熔胶粘剂、淀粉基胶粘剂中，或者可使用天然聚合物胶粘剂。在放置外壁104之前，可将气体施加到内壁102的外表面上，以便让这些材料具有泡沫结构，从而增强双壁容器的机械和热绝缘性质。例如，可在将气体施加到外壁104之前、或在施加到外壁104的过程中，将气体注入绝缘材料216中。
作为替代或补充，绝缘材料216可以是与发泡剂或起泡剂联合的涂层或胶粘剂。发泡剂或起泡剂可在受热后产生气体，所述气体可激活绝缘材料216来呈现例如气泡、蜂窝状结构或其他方面。或者，发泡剂或起泡剂可以是在某些条件，例如温度或压力条件下分解，以释放出气体的材料。在向容器中填充内容物206，例如热食或热饮的过程中可能发生加热。或者，加热可能来源于外部来源，例如微波或水浴。
图3和图4所示是具有外壁104的容器100。容器100可制成为双壁杯组件。容器100可以是圆柱形杯、容器套，或具有包括锥形、矩形等其他几何构型的容器。外壁104可完全或部分覆盖容器100的主体。容器100和外壁104可与双壁杯形成一体，且绝缘材料216和/或胶粘剂可涂覆在内壁102与外壁104之间。此外，绝缘材料可具有粘合性质，并因此可形成容器与坯料之间的唯一联接。外壁104可由任何标称纸料制成，包括但不限于，天然单面、白边单面，涂层漂白上层单面纸料，或以上项的任意组合。作为替代或补充，外壁104可用箔、薄膜、织物、塑料或其他材料制成。外壁104和/或容器可以是可在浆化的、可回收的，和/或生物可降解的。
外壁104可包括，例如瓦楞、凹槽(例如E型槽、F型槽、N型槽或G型槽)无瓦楞或压纹的空气通道。所述空气通道可在垂直、对角线，或其他方向上，且可带走手上的热量。作为补充或替代，空气通道可产生于对绝缘材料216的涂覆。例如，绝缘材料216可以条状、涡卷纹状或点状图案涂覆到外壁104，使得空气通道在通过(例如)热量或压力进行的激活之前、期间或之后形成或膨胀。绝缘材料216可包括发泡剂、起泡剂，和/或其他制剂，其在激活后分解、产生气体或碎裂，从而形成气泡或泡沫结构。
外壁104可以从容器100，例如容器套拆除，或者外壁104可粘附到容器100，例如双壁容器。例如，杯子等双壁容器，或双壁容器套可通过将外壁104层压到容器或容器套坯料上来制成，使用绝缘材料216(例如，含微孔材料、泡沫材料或其他材料)来固着绝缘材料216，或者所述绝缘材料可使用其他任何胶粘剂或密封方法来固着。如果外壁104在制造过程中永久性地联接到容器100上(例如，形成一体化双壁杯或双壁套)，则可通过免去商业最终用户的装配步骤来提高效率。此外，这可以降低需要占用商业最终用户的存放空间大小，例如只需存储一件物品，而不是两件。
外壁104可以从容器拆除。例如，套等冲切坯料可经制造成单独存放，并可从容器100拆除。
外壁104的一侧或相对侧可保留开口，从而允许空气流动。例如，在图3中，容器可包括外壁104的顶部附近的开口302。例如，在图4中，容器可包括外壁104的顶部或底部404附近的开口402。所述开口可形成于外壁104中，例如形成为孔，且当内壁102与外壁104之间的空间通过激活绝缘材料216膨胀时，可形成空气通道，从而允许空气流动。例如，可经由通过绝缘材料216与外壁104或可膨胀材料涂覆图案216之间的相互作用形成的瓦楞、凹槽瓦楞或其他空气通道，控制气流向上流动或离开握持的手指。例如，绝缘材料216的涂覆图案可形成空气通道304、402。
图3所示为绝缘材料216的涂覆是如何在容器100的顶部306附近形成开口302的替代性且非限制性实例。所述通道可通过绝缘材料216的膨胀而形成。容器100的相对端，例如顶部306和底部308上，可以有开口。所述开口可通过将外壁104包封在容器上，而不完全密封顶部306或底部308而形成。
图5所示是装配了容器100的套等外壁104的截面图。该图意图用于说明，而非限制。杯子可用任何容器代替，例如压制成形的托盘、汤盆或散装饮料容器。外壁104可具有内表面506和外表面504。绝缘材料216可涂覆到内表面506、外表面504，和/或内表面506与外表面504之间的表面502，例如涂覆到容器套的内壁。内表面506与外表面504之间未必包括空间502。
诸如可膨胀材料等绝缘材料216可以非活跃形式涂覆到外壁104的内表面506。未激活绝缘材料216可涂覆为不会实质改变外壁104的厚度的薄膜。将绝缘材料216涂覆到外壁104的内部也可维持外壁104的外表面的可印刷性。如果外壁104上的非活跃绝缘材料216是装配到标准纸杯的，则可维持杯子的细长轮廓。维持细长轮廓可维持标准纸杯的套叠质量，从而实现杯子的高效装箱、包装和运送。此外，由于绝缘材料216是在最终使用时激活的，因此通过减少容器或容器套制造过程的激活或发泡或硬化步骤，可产生制造效率，从而也能减少制造过程中所用的能量。
绝缘材料216可以通过(例如)将诸如高温液体、饮料或食品等内容物206加入容器100中而被激活并因此膨胀。作为补充或替代，容器100可预先填充有内容物206，例如饮料或食品，且绝缘材料216可在(例如)通过微波或水浴等加热时被激活。激活可以仅发生在外壁104的消耗阶段，而不是处理阶段，这样外壁104即可与实质上未激活的绝缘材料216一起运送给消费者。例如，绝缘材料216的激活点可为约120°F或更高温度，和/或小于60°F，这样绝缘材料216可以仅通过高温(或低温)液体、饮料或食品的温度激活，而不是通过环境温度或体温激活。所述激活可使可膨胀材料膨胀，并将材料从容器100“推回”到外壁104，从而形成逐渐增大的空气间隙。空气间隙可在热饮容器100与消费者的手之间形成热障。所述激活也可增强容器的硬度和/或刚性，从而实现节省材料，或减小容器壁的厚度。如下文详细描述，绝缘材料216也可在到达消费者之前被激活，或至少部分激活。因此，绝缘材料216的对目标温度做出响应的能力可让容器或容器套变得“智能”，因为它可以随着被封装的内容物206的温度的不断升高而增强绝缘性。
绝缘材料216可以未膨胀的状态涂覆到外壁104。在通过放入高温液体或固体(例如，在服务点)被激活之前，绝缘材料216不会膨胀。这可能与在外壁104的制造过程中使材料膨胀不同。在制造过程中的膨胀可能会增加外壁104的体积。可控制绝缘材料216以产生套叠效率。可进一步控制绝缘材料216的性质，例如但不限于，将用凹槽瓦楞材料制成的外壁104与绝缘材料216的图案化涂覆相结合，以实现特定的绝缘、气流特征和容器刚性增强。例如，涂覆到外壁104的绝缘材料216的瓦楞和/或图案可引导热量向上对流，从而可减少水平方向上朝消费者用来握住容器的手的热传递。或者，绝缘材料216可压制成薄板，在将绝缘材料216薄板联接到外壁104之前，例如，可通过将各种形状、线、通道、或其他标记切槽或冲切到所述薄板中，对所述薄板涂覆图案。在其他实施方案中，膨胀可发生在运送之前，例如在制造容器100之前、期间或之后。
图6是装配有外壁104的容器100的截面的示例性俯视图。该图仅用于说明，不用于限定。可将绝缘材料216涂覆到外壁104。例如，绝缘材料216可涂覆在外壁104与容器100壁之间并且可形成一体化双层杯，所述双层杯壁之间具有可被热激活的可膨胀绝缘材料；或者可涂覆在外壁104与容器套的内壁之间。例如，绝缘材料216可包括原位气泡，或可膨胀微球体，或分散于结合件中的起泡剂602，或上述的其他任何合适的材料，且可包括胶粘性质。
图7所示是将绝缘材料216涂覆到容器100的示例性方法。所述方法可适用于杯子包装机。在该实例中，绝缘材料216可连续涂覆，或通过诸如喷嘴、喷胶器，或槽模涂布器等涂布器706来间歇性地涂覆到例如纸杯100的外部上，所述纸杯100可固定到芯棒702。图案可通过容器100相对于涂布器706的移动来控制。例如，芯棒702可向上或向下，或向另一方向旋转和/或移动，以形成所需图案，例如螺旋状、点状、线状图案等。
作为补充或替代，涂布器706可相对于容器100移动，以形成所需图案。例如，芯棒702可设置在旋转臂700上。诸如杯子等容器100可以手动或机器给料的方式装载到芯棒702上。臂700可将容器100移动到涂布器706附近。涂布器706可通过相对于容器100移动，将绝缘材料216的各种图案涂覆到容器100。芯棒702也可例如通过旋转，相对于涂布器706移动容器100。例如，可通过涂布器706的左右移动，结合芯棒702的旋转移动来将条纹图案涂覆到杯子。涂布器706的喷雾可能是连续的或间歇的，且可形成虚线、条纹、点或椭圆泡沫。涡卷纹可通过涂布器706的连续喷雾结合芯棒702的左右移动和旋转来涂覆。
涂布器706可联接到可输送绝缘材料216的管路。诸如氮气等气体可通过单独的管路加入绝缘材料216中，并在涂布器706中、或在涂覆过程中、或在涂布器给料管路中混合，或以其他方式混合。
在绝缘材料216涂覆完成后，臂700可将容器100移动到其他位置，其中所述杯子可从芯棒拆除以作进一步处理。例如，诸如杯子等一体化双壁容器可通过将容器100插入外壁104中形成。外壁104可在空腔704中预成形，并位于空腔704中，可将容器100插入所述空腔704中。
图8所示是示例性外壁104坯料。该图的意图在于进行说明，而非限定大小或形状。所述大小和形状可适用于任何容器。绝缘材料216可涂覆到外壁104上。绝缘材料216可通过多种方法进行涂覆，例如但不限于，喷嘴喷枪、印刷、槽式涂料器，或其他方法，例如上述方法或下文详细描述的方法。作为补充或替代，绝缘材料216可压制成薄板，且可通过将绝缘材料薄板层压到容器、容器套的坯料，或冲切坯料上来涂覆到容器、容器套或冲切坯料。绝缘材料216可在例如线内杯子包装机、线内折叠器/涂胶器上，或通过诸如脱线涂布或干燥等其他合适方法，涂覆到外壁104。绝缘材料216可以任何合适的图案涂覆到外壁104，例如但不限于，带状图案、点状图案、波纹状图案、正方形图案、圆形图案、菱形图案、随机图案，或这些图案的组合或其他任何图案。例如，绝缘材料216可以涂覆成：控制空气流动、和/或(例如)垂直向上传导热量使之远离握持手指的图案。可涂覆绝缘材料216以形成通道，或在激活后膨胀以形成通道。所述通道可控制自然对流。绝缘材料216可完全或仅部分覆盖被涂布的表面。
外壁104可通过(例如)将外壁104环绕容器100，而以可拆除方式或永久性地联接到容器100或杯子上。例如，双壁杯或容器100可通过使用诸如淀粉基材料、热熔和可膨胀材料、具有胶粘性质的可膨胀材料、这些材料的组合等绝缘材料216，或其他任何胶粘或密封方法，将外壁104层压到容器上来制成。如果外壁104在制造过程中永久性地联接到容器100上(例如，形成一体化双壁杯)，则可通过免去商业最终用户的装配步骤来提高使用外壁104的效率。此外，这可以降低需要占用商业最终用户的存放空间大小(只需存储一件物品，而不是两件)。图中外壁104的形状并不用于进行限定。外壁104的形状可适合于其他容器的形状，例如但不限于，容器套、汤盆、压制成形的容器，或散装饮料容器。或者，容器100可以是两端都开放的容器套。
外壁104可选择性地包括接缝热熔或冷固性胶合剂。如果绝缘材料216也是胶粘剂，则可省去接缝热熔或冷固性胶合剂。除了绝缘材料216外，可使用接缝热熔/冷固性胶合剂来进行(例如)粘结加固。外壁104可通过例如包装、层压或其他制造工艺，涂覆到容器100，例如杯子或套。
图8到图12描绘了外壁104的许多实例。这些实例仅用于说明，不用于限定。图8所示的外壁104具有涂覆成图案809的绝缘材料216，用于形成通道以释放热量。例如，绝缘材料216可用瓦楞纸制成，例如但不限于凹槽瓦楞纸。对流可由瓦楞、绝缘材料216的涂覆图案，或另一种合适的方式来控制。
图9到图10所示是绝缘材料216的潜在图案的其他可能且非限定性的实例。绝缘材料216的图案分别用数字909和1009表示。除图8到图10中所示的图案之外，绝缘材料216可以涂覆成其他图案。绝缘材料216的厚度可以是不均匀的，且可提供将热量输送到开口的累进流。
图11到图14所示是可用于让空气流动的开口的图案。开口分别用数字1112、1212、1312和1412表示。开口也可位于和/或包括诸如用数字1214、1314和1414表示的等图案。这些开口可以是坯料的两个相对端或一端上的冲切开口。图11到图14中开口的形状仅用于说明，不用于限定。例如，绝缘材料216的图案和开口的形状也可以特定方式排列以控制空气流动，从而，例如但不限于，形成文丘里(Venturi)效应。
图15是说明示例性热传递的说明性实例。该实例的意图仅在于说明可能的热损失控制，而不用于限定。系统的总热损失可用以下等式表示：
QT[卡/秒]＝Q1+Q2+Q3+Q4，
其中QT是总的热损失。Q11504可以是由水分蒸发而引起的热损失。分别用1502、1506和1508表示的Q2、Q3和Q4可表示对流性和传导性热损失。
保持内容物处于高温的目标可通过最小化QT来实现。外壁104可通过最小化Q2、Q3和Q4来最小化QT。绝缘材料的低导热性可进一步降低基于Q2、Q3和Q4的热损失。
可以实现防止灼伤消费者皮肤的目标，具体方法是，例如，最小化Q2、Q3和Q4，尤其是Q2、Q3，同时允许Q1和Q4垂直向上或向下输送不可避免的高温流(由高温液体引起)。这可通过(例如)将瓦楞凹槽加入外壁104中来实现。例如，凹槽可以大体垂直或沿对角倾斜。
以下介绍非限定性实例。
实例1。实例1提供了绝缘材料216可如何改变导热性的图形表示。杯子内部的温度可用Ti表示。杯子外部的温度可用To表示。上面的线X可表示没有涂覆的外壁104的容器。第二条线Y可表示装配有涂覆的外壁104的容器。该实例可说明，在没有涂覆有绝缘材料216的外壁104的容器中，容器内部与外部之间的温差可能十分小。在具有涂覆有绝缘材料216的外壁104的容器中，内部与外部之间的温差可能在将热食或热饮加入容器中时很小。但是，食品和饮料可在接触材料A时将其激活，从而导致所述材料膨胀。当所述材料膨胀时，温差Ti-To可增大。
Figure BDA0000124142690000101
实例2。实例2说明了涂覆有绝缘材料216与未涂覆有绝缘材料216的各种外壁104材料之间的温度感觉比较。以下实验仅用于说明，不用于限定，可获得其他实验结果。
绝缘材料216，例如可通过热方法或其他方式膨胀的材料可涂覆到由各种材料，例如但不限于纸、纸板和凹槽瓦楞纸制成的外壁104坯料上。每个外壁104坯料可环绕杯子等容器。杯子中可装有热水。随后可空手握住杯子，并对两种情况下的感觉反应进行比较。在每个测试中，与不具有涂覆的外壁104的杯子相比，具有涂覆的外壁104的杯子摸起来不那么“烫”。膨胀发生在将热水倒进杯子的几分钟内。
实例3。绝缘材料216的涂层可涂覆到单面介质上。所述涂层可使用MASTER-MITE 120V，475W热风器在600华氏度下潮湿时膨胀。
实例4。绝缘材料216的涂层可涂覆到12盎司杯的外部，并可实现隔夜风干。第二天，可将190华氏度的热水倒入杯中。在将190华氏度的热水倒入杯中后，可在短时间内观察到明显膨胀。可将杯盖放在杯子上，且7分钟后，可观察到进一步膨胀，但仍然是部分膨胀。后热激活的优点在于，液体的温度越高，涂层的膨胀程度越大。
实例5。绝缘材料216的涂层被涂覆到杯子上。由飞士尔科技(Fisher Scientific)生产的型号为11-504-50的250W红外加热器可用于加热绝缘材料216。当照明器距离绝缘材料216六英寸时，膨胀可能很缓慢，且当照明器距绝缘材料216一英寸时，立即膨胀。
实例6。绝缘材料216的涂层可涂覆到纸上，当所述涂层风干后，将纸包覆在纸杯周围。可使用热风器提供的热量透过纸壳将绝缘材料216涂层的一部分间接加热一分钟。涂层膨胀。未加热的绝缘材料216涂层的另一部分可透过纸在红外照明器下加热。绝缘材料216涂层膨胀。
实例7。诸如可热膨胀的涂层等绝缘材料216可涂覆在杯子等双壁套或容器的两壁内。在制造过程中，绝缘材料216可充分干燥但不膨胀，或者不完全膨胀。当套或容器暴露在高温下时，例如咖啡或汤的温度下，绝缘材料216可膨胀并将双壁套或容器的两壁推离彼此。通过激活的这种膨胀可“智能地”增加绝缘材料216中的气泡，同时增强所述包装的绝缘性和刚性。以下实验详细描述了在使用绝缘材料216后如何减少在制造容器或容器套中所用的材料重量。尽管所述实验使用的材料种类有限，但这些材料也显示了绝缘材料216的可行性和优点。
对两份样本进行比较。参考容器是16盎司的一次性杯子，其具有16品脱的外包装。实验容器是16盎司的一次性杯子，其具有一定图案的绝缘材料216，此时为泡沫涂层，以及具有12品脱外包装。这两个杯子中可装有190华氏度的水。实验容器的绝缘材料216在加入190华氏度水的时候膨胀。每个杯子的外表面温度的测量和绘图如下。在实验的第一个几分钟的时间段内，实验杯子显示出更好的绝缘性质。
Figure BDA0000124142690000121
第二试验说明的是对容器套的使用。参考容器套是N型凹槽单面套。实验容器套是N型凹槽单面套，其具有由绝缘材料216构成的内层，此时为泡沫涂层。将一层牛皮纸层压到绝缘材料216层上，且使材料干燥，但不膨胀。将绝缘材料216涂覆成两种图案：完全覆盖，以及从所述套的顶部延伸到底部的线。总结起来，所测试的容器有五种形式：
·具有牛皮纸内层的N型凹槽单面套
·具有干燥、非膨胀且可热激活的水性涂料(“AP”)内层和牛皮纸内层的N型凹槽单面套
·具有膨胀且可热激活的水性涂料内层，但没有牛皮纸内层的N型凹槽单面套
·具有以垂直线排列的膨胀且可热激活水性涂料内层，以及牛皮纸内层的N型凹槽单面套
·具有完全覆盖的膨胀且可热激活水性涂料内层，以及牛皮纸内层的N型凹槽单面套
将所述套应用到装有190华氏度水的16盎司的一次性杯子。填料后，在5分钟的时间内，以一分钟的时间间隔测试杯子外部的温度。相应结果用下图表示。
Figure BDA0000124142690000131
包括泡沫涂层的杯子和套也具有更高的刚性，即使是在纸料缩减的情况下。图案化泡沫涂层甚至可防止12品脱的外包装在握持过程中皱缩到内壁中。这可以实现缩减纸板的基本重量和厚度，同时维持良好的绝缘性。
图16是将微颗粒涂层涂覆到基板的示例性工艺的方框图。所述工艺可包括将微球体或其他可膨胀涂层涂覆到以下项中的任意者上：基板、冲切坯料、容器、套、餐饮托盘、双壁杯、压制成形的托盘、汤盆和袋装纸箱容器。所述工艺可包括线内工序1600和脱线工序1610。线内工序1600可包括堆放站1620、制造站1630，以及包装站1640，适用于从纸料或冲切原料制造的容器。所述堆放站、制造站和包装站可完全自动化和/或包括手动站。
涂层涂覆工艺可在同一工厂或另一工厂，发生在线内工序1600或脱线工序1610中。线内涂覆可包括涂覆绝缘层材料216，涂覆操作可在堆放站1620、制造站1630以及包装站1640中的一处或多处进行。绝缘材料216可以多种方式涂覆，包括但不限于：刷、用海绵擦、印刷、使用喷嘴、喷雾、槽模涂料器，或者通过层压结合到压制成的涂层薄板上。任何此类涂覆，或它们的各种组合可发生在线内工序1600或脱线工序1610中，其中脱线工艺可发生在堆放阶段1620之前。
使用一个或多个刷子涂覆的实现方法是，施加压力从而将绝缘材料经由管供给刷子。刷子可用马鬃或人造材料等不同材料制成。刷子可包括中空细丝，这样即可经由所述细丝来涂覆绝缘材料。刷子可应用绝缘材料的样片或图案可控制供给刷子的绝缘材料量，这样即可计量涂覆到基板的绝缘材料量。作为说明性但非限定性实例，可控制所述量，以实现涂覆1/64英寸的绝缘材料层，该层可膨胀到1/16或1/32英寸，或双壁杯的内层与外层之间的间距。膨胀后，绝缘材料最好不会使得外层的形状变形。可以将绝缘材料216分配成均匀的图案或变化的图案。刷子可用于更广泛的应用中，例如涂覆袋装纸箱容器的内部。
使用印刷机涂覆可通过经由滚柱运转基板来实现。基板可以是滚筒或卷筒形式的纸料，或者也可以是薄板形式。绝缘材料216可加压涂覆成点或图案或完全覆盖的形式，具体取决于实施方案。
在图17中，可使用喷嘴1700来将绝缘材料216涂覆到基板1720。喷嘴可使绝缘材料散布，从而在基板上涂覆薄且均匀的绝缘材料216层。可使用一个或多个喷嘴来形成绝缘材料216的连续或间断性图案。喷嘴可以特定方式排列，以使涂覆的绝缘材料216重叠、并排和/或被空间隔开。可对喷雾进行计量，以控制涂覆的绝缘材料216的厚度。喷嘴也可置于特定位置，以引导绝缘材料216的喷雾涂覆在基板的指定部分，例如角落。
在图18中，可使用非喷嘴1800来将绝缘材料216的流1810涂覆到基板1820。所述流可通过喷嘴进行计量，以涂覆精确量的材料。可设置喷嘴的大小，以控制指定宽度和高度的流1810。来源于喷嘴的流可打开和关闭，从而向基板提供指定图案的绝缘材料216。
在沟槽式或浸渍式绝缘材料216涂覆中，可移动基板使其穿过含有绝缘材料216的沟槽。基板的一侧或两侧可延伸穿过所述沟槽。可通过控制基板在材料中的浸渍时间，来控制涂覆到沟槽的绝缘材料216的厚度。可控制绝缘材料216和基板的温度，以在涂覆过程中激活或不激活可膨胀绝缘材料216。可使用控制叶片来除去多余的绝缘材料216。基板可由穿过沟槽的供料带来给料，或单独固定在沟槽中。
对于上述任意涂覆工艺，以及任何其他工艺，如果需要在以后的过程中，例如在制造过程中或消费者使用时使绝缘材料216膨胀，则可通过(例如)施加或吹送冷气或暖气，而不激活绝缘材料216来干燥或固着涂覆的绝缘材料216。绝缘材料216也可在制造过程后和消费者使用之前膨胀，例如在堆放站中膨胀。绝缘材料216可在容器堆放之前或之后膨胀。
涂覆或未涂覆的坯料可馈送到堆放站。绝缘材料216可在线内或脱线处理过程中加以涂覆。如果在线内涂覆，则可实现在形成杯子、套、容器等之前干燥绝缘材料216，或者所述杯子、套、容器等可在绝缘材料216潮湿时形成。根据绝缘材料216的性质，可能需要几秒到几分钟的时间来进行干燥。绝缘材料216可在线内制造过程中激活，或在之后激活，例如在消费者阶段。要在线内激活绝缘材料216，则可使用任何或所有红外线的(IR)、空气、对流或传导加热方法。绝缘材料216可能需要几秒到几分钟的时间来完全膨胀。例如，可使用从容器内部支撑容器的芯棒，和/或从容器外部支撑杯子的轴环来施加热量，以使绝缘材料216在容器制造过程中膨胀。如果在所述过程中，潮湿或部分干燥的绝缘材料216与芯棒接触，则所制造的芯棒可包括无粘性材料，例如特氟隆(TEFLON)，以防止绝缘材料216粘到或转移到芯棒上。如果激活发生在线内，则优选较低的激活温度。通过激活绝缘材料216，绝缘材料216可膨胀以形成得到加强的空气间隙。绝缘材料216可在容器制造过程中部分膨胀，且所述膨胀可继续到消费阶段。
如上所述，使用绝缘材料216可有助于减小用于制造容器、套等的基板的厚度，同时保持让消费者体会坚硬感。绝缘材料216也可增强容器的绝缘性质，并有助于根据具体应用而在较长时间内让饮料或食品保持热或冷的状态。基板可由天然纤维、人造纤维制成，或同时由这两者制成，例如SBS(固体漂白硫酸盐)纸板或箱板。套材料，例如衬里和介质可由从15磅/3000平方英尺到100磅/3000平方英尺的材料制成，最好是从18磅/3000平方英尺到50磅/3000平方英尺的材料。热杯或冷杯、汤盆、压制成形的容器和其他非瓦楞容器的纸质基板的厚度可介于9点到24之间，且最好是10点到24点，其中点等于1/1000英寸。
尽管本发明描述了多种实施例，但所属领域的技术人员应清楚地了解，可能存在本发明范围内的许多其他实施例和实施方案。

Claims (23)

1.一种双壁容器，包括：
内壁；
外壁，其联接到所述内壁，其中所述内壁与所述外壁之间形成空气间隙；以及
绝缘材料，其置于所述内壁与所述外壁之间；
其中由泡沫形成空气通道。
2.根据权利要求1所述的双壁容器，其中所述绝缘材料包括原位气泡。
3.根据权利要求1所述的双壁容器，其中所述绝缘材料用氮气起泡。
4.根据权利要求1所述的双壁容器，其中所述绝缘材料用可膨胀微球体起泡。
5.根据权利要求1所述的双壁容器，其中所述绝缘材料是淀粉基泡沫。
6.根据权利要求5所述的双壁容器，其中所述淀粉基泡沫用氮气起泡。
7.根据权利要求4所述的双壁容器，其中可膨胀绝缘材料实现纸料重量的减轻。
8.根据权利要求1所述的双壁容器，其中所述绝缘材料由高温激活而膨胀。
9.根据权利要求1所述的双壁容器，其中所述绝缘材料涂覆成条纹状图案。
10.一种制造双壁容器的方法，包括：
提供第一基板以形成容器的内壁；
提供第二基板以形成所述容器的外壁；
提供涂布器以将绝缘材料涂覆到所述容器；
将所述容器移动到与所述涂布器对齐的位置；
将绝缘材料涂覆到所述第一基板的内壁；以及
将所述第二基板联接到所述容器，以形成所述外壁。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述绝缘材料涂覆成图案。
12.根据权利要求11所述的方法，其中通过所述涂布器相对于所述容器的移动来涂覆所述图案。
13.根据权利要求11所述的方法，其中通过芯棒相对于所述涂布器的移动来涂覆所述图案。
14.根据权利要求11所述的方法，其中通过所述涂布器进行的间歇性涂覆来涂覆所述图案。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述绝缘材料涂覆成线状图案。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述绝缘材料涂覆到所述第一基板的所述内壁的外表面。
17.一种套，包括：
具有内表面和外表面的坯料；
涂覆到所述坯料的所述内表面或所述外表面中的至少一者的绝缘材料，
其中所述绝缘材料形成通道。
18.根据权利要求17所述的容器，其中所述绝缘材料包括淀粉基泡沫。
19.根据权利要求17所述的容器，其中所述绝缘材料包括原位气泡。
20.根据权利要求18所述的容器，其中淀粉基材料用氮气起泡。
21.根据权利要求17所述的容器，其中所述材料在制造时膨胀。
22.根据权利要求17所述的容器，其中所述材料通过热饮或食品膨胀。
23.根据权利要求17所述的容器，其中所述可膨胀材料可通过受热膨胀。
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