CN102836085A - 温度感应奶瓶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种温度感应奶瓶。所述奶瓶是由适用于奶瓶的塑料或硅胶制成，其瓶体的侧面包含感温显色区，所述感温显色区与周围区域融合形成单一薄层的瓶体；所述感温显色区是被调制为：在第一温度范围时呈现第一颜色，当温度升至第二温度范围时呈现第二颜色。本发明在尽可能保持现有奶瓶的结构、材料和工艺的基础上，提供了在瓶体上的特定区域可通过颜色变化来感知温度变化的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种奶瓶，尤其是涉及一种能感应瓶内液体温度变化的奶瓶。
背景技术
奶瓶，是泛指用来装奶的一种器具。牛奶瓶是常见的奶瓶，可用于装牛奶、羊奶或其他动物奶。人们将新鲜奶液转入奶瓶内，封盖消毒，可在市场上售卖。在饮用时，可直接从奶瓶中饮用，也可加热奶瓶后饮用，或将奶液从奶瓶中倒出饮用。这类奶瓶通常是玻璃瓶。另一类奶瓶，即婴儿用的奶瓶，其造型类似，但往往会配有奶嘴，通常用于装入奶粉冲溶成奶液，也可用于冲溶其他即溶食品。
婴儿用的奶瓶在使用前需要高温消毒（沸水、蒸汽或微波消毒），使用时装入奶粉再注入热水冲溶，并保持一定的饮用温度。对于婴儿用的奶瓶，按照材质可分为三种：玻璃、塑料、硅胶。玻璃奶瓶具有透明度高、可加热消毒、安全性高、制造成本低、使用寿命长等优点，而塑料奶瓶克服了玻璃奶瓶较重、容易摔破等缺点，具有质轻、耐摔、不易破裂的优点，在耐高温、耐化学腐蚀、安全性、使用寿命等方面也日趋优良。硅胶奶瓶在各方面均达到替代玻璃和塑料材质的水平，但价格昂贵，制造成本高。
目前的塑料奶瓶包括：（1）PC（聚碳酸酯）奶瓶：最早采用的塑料奶瓶，质轻，无论透明度还是光泽度都可媲美传统的玻璃奶瓶；近来发现在高温下会释出双酚A(BPA)而备受争议。尽管目前对于PC材料的安全性有争议，但仍用于奶瓶制造；（2）PP（聚丙烯）奶瓶：耐热高达120度，经多次高温消毒的损伤比PC奶瓶小得多，不会产生双酚A，但使用寿命较短，容易氧化老化，需添加抗氧剂与紫外光吸收剂，且耐化学腐蚀性差，透光性略差；（3）PES（聚醚砜树脂）奶瓶：耐热温度高达180度，强度和透明度几近于玻璃，在耐高温、耐水解、耐化学腐蚀等性能都显著优于PC，比PC更易洗，更耐用；（4）PPSU（聚苯砜树脂）奶瓶：PPSU比PES寿命更长，安全性更高；但价格最昂贵；（5）Tritan（共聚聚酯）奶瓶：具有优良的外观和清晰度，更优异的耐冲击性、耐热性，各种性能与PPSU奶瓶差不多，但价格成本比PPSU低，是性价比较高的奶瓶。
由于婴儿用的奶瓶需要随婴儿外出，经常要在户外使用，因此注重便携性，而且要便于在户外配制合适温度的奶液。用奶瓶喂养婴儿有着严格的温度要求。如果水温较高，例如高于奶粉或即溶食品的最佳溶解温度，会使许多营养成分被分解，降低了奶液或食品的营养；而如果水温较低，又不能溶解或完全溶解奶粉或即溶食品，也会影响食品的营养。而且，婴幼儿对温度非常敏感，为避免烫伤，喂奶者往往需要在配制奶液后挤出几滴来用皮肤试验，这样既不卫生也不方便，也只能是凭感觉来确定温度范围。因此，人们尝试设计可以测量温度的奶瓶。
目前已有许多关于在奶瓶上增加温度测量的专利产品，它们采取的技术方案包括以下方式：（1）温度计外接方式，例如，在奶瓶的瓶体外侧壁面上设有槽状凹陷，用于插入温度计；（2）温度计内置方式，例如，将奶瓶设计为内层和外层，内层和外层之间设置水温计；或者在瓶体内专门设置可放置温度计的容置空间；（3）温度感应器方式，例如，在奶瓶底部安装有温度感应器，也就是采用温度感应芯片来替代温度计以实现电子化测量和显示温度；（4）温度显示试剂方式，例如，在瓶体侧壁上设有贮存温度显示剂的密封腔。
然而，这些产品都是在奶瓶之外结合温度测量工具（温度计、温度感应器、温度显示试剂）来测量奶液的问题，其不足之处在于需要配置额外的温度检测工具，使用不方便也容易产生测量误差，还需要改变瓶体的通用结构（例如开设插入槽或容置腔等），这样改变了奶瓶的外观，既增加了奶瓶的制造成本，又难以为消费者所接受。而且，温度计等容易打碎，改造后的奶瓶也不利于消毒。
人们也开始考虑对奶瓶本身进行改进，以实现温度测量功能。例如，在专利号为200720106675.X、名称为“一种新型感温奶瓶”的中国专利中披露了这样一种感温奶瓶，它是由奶瓶本体层和温度感应材料层组成，奶瓶本体层即该奶瓶本身所具有的结构层，温度感应材料层可以设置或者涂抹在奶瓶本体层上，从而形成了双层结构。温度感应层主要成分是温变材料或者热敏材料，温变材料或者热敏材料对一定范围值内的温度会呈现出不同的颜色。又例如，在专利号为200820085908.7、名称为“奶瓶”的中国专利中公开了这样一种奶瓶，该奶瓶的瓶体是由内层瓶体、外层瓶体组合而成，所述内层瓶体的外表面涂覆有热敏变色涂层；还包括有表示不同温度的示温色标。根据瓶内的温度，热敏变色涂层显示不同的颜色，然后比照示温色标，即可直观了解瓶内温度。
然而，这些产品虽然不需要额外增加诸如温度计、温度感应器、温度显示试剂之类的外部测温装置，但是需要对现有的单层奶瓶结构进行复杂的改造，即改为双层结构，才可能增加温变材料或者热敏材料，这样使奶瓶的制造工艺复杂化，相应的制造成本升高，奶瓶厚度和重量增加，相应的容积减少，也难以为消费者所乐于接受；内层瓶体的外表面涂覆有热敏变色涂层的，其外表层涂覆的热敏变色材料容易脱落，影响婴儿饮用的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的温度感应奶瓶，该奶瓶在保持常见的单层奶瓶结构的基础上，增加了温度感应和显示功能，既可有效地测量和显示瓶内奶水温度，又可适用于现有的所有奶瓶材质，容易被消费者接受，且结构简单，制造工艺简单，成本较低。
本发明所述的一种温度感应奶瓶，所述奶瓶是由适用于奶瓶的塑料或硅胶制成，其瓶体的侧面包含感温显色区，所述感温显色区与周围区域融合形成单一薄层的瓶体；所述感温显色区是被调制为：在第一温度范围时呈现第一颜色，当温度升至第二温度范围时呈现第二颜色。
根据本发明所述的温度感应奶瓶的进一步特征，所述适用于奶瓶的塑料是选自：PC（聚碳酸酯）、PP（聚丙烯）、PES（聚醚砜树脂）、PPSU（聚苯砜树脂），以及Tritan（共聚聚酯）。也就是，本发明可以采用目前奶瓶常用的塑料原料来制造，符合安全性要求。
根据本发明所述的温度感应奶瓶的进一步特征，所述第一温度范围是奶瓶未装液体时或者装液体后冷却至可饮用温度时的温度范围。例如，第一温度范围是10-43℃，通常婴儿奶液的最佳饮用温度为37-43℃，落入第一温度范围之内。
根据本发明所述的温度感应奶瓶的进一步特征，所述第二温度范围是奶瓶内液体温度超过可饮用温度时的温度范围。例如，第二温度范围是43-60℃，通常冲溶婴儿奶粉的水温是在50-60℃，以确保充分溶解奶粉中的各种营养成分，又不会因高温破坏其中的营养成分，这个水温落入第二温度范围之内。
优选地，所述第一颜色与第二颜色是不同色系的颜色。例如，第一颜色是绿色，而第二颜色是红色，这两种颜色是对比色。
优选地，所述第一颜色与瓶身的颜色相同。由此制成的奶瓶在常温下是保持透明的颜色的，外观与传统奶瓶无区别，当装入奶液时或冲溶奶粉时才会在显色区显色，通过显色来表明水温或奶温，这是传统奶瓶所不具备的功能。
本发明还提供了所述的温度感应奶瓶的制造方法，包括以下步骤：
A．将无色的塑料或硅胶与色母调配成呈现所述第二颜色的塑料或硅胶材料；
B．在上述塑料或硅胶材料中加入感温变色颜料，调配成呈现所述第一颜色的感温变色材料，以致当温度从所述的第一温度范围变为所述的第二温度范围时，所述感温变色材料从所述第一颜色转变为所述第二颜色；
C．制作奶瓶模具，在模具上设有感温显色区；
D．将无色的塑料或硅胶材料通过模具注入成型，在感温显色区注入调配好的所述感温变色材料，待硫化成型后，两种材料连接融合为一体。上述两种材料可同时注入，如果是先后注入时，需等前一种材料硫化成型后再注入另一种材料。
优选地，所述步骤A中，色母的加入量为总量的1-8%。
优选地，所述步骤B中，感温变色颜料的加入量为总量的3-20%。
本发明所述的温度感应奶瓶，具有以下特点与优点：
（1）本发明在尽可能保持现有奶瓶的结构、材料和工艺的基础上，提供了在瓶体上的特定区域可通过颜色变化来感知温度变化的功能，对奶瓶的通用结构和功能几乎没有影响，容易为消费者接受；
（2）由于本发明所述的温度感应奶瓶的瓶体自身具有显色功能，配奶和喂奶时只需要看感温显色区的颜色就可以确认奶液温度，不需要挤出几滴来用皮肤试验，这样既卫生又方便；
（3）本发明所述的温度感应奶瓶是通过特殊工艺将目前市场上已有的感温变色颜料与瓶体材料结合在一起，形成无毒耐高温的永不会脱落的感温变色材料，不需要额外增加诸如温度计、温度感应器、温度显示试剂之类的外部测温装置，也不需要对现有的单层奶瓶结构进行复杂的改造，因此结构简单、更加准确快速的反应瓶内温度变化，且清洁、消毒都更加方便。
需要说明的是，现有专利产品中也有增加温变材料或者热敏材料的奶瓶，但这些材料不能与奶瓶材料（塑料或硅胶）融合，必须另外制成一层结构，一方面使奶瓶的制造工艺复杂化，相应的制造成本升高，奶瓶厚度和重量增加，相应的容积减少，这些改变了传统奶瓶的结构和形状，难以为消费者所接受；另一方面也这些材料是不安全的材料，容易脱落，造成毒性。
与之相比，本发明采用了目前市场上已有的感温变色颜料，选择其中的无毒产品作为原料，再经过发明人自行研制的工艺进行处理，配制成符合奶瓶制造要求的感温变色材料。市场上的感温变色颜料是微胶囊化的可逆感温变色粉，可用于聚丙烯（PP）、软聚氯乙烯（S-PVC）、硅胶等透明或半透明塑料的注塑、挤塑成型。但是，从市场上采购的感温变色颜料并不能直接用于奶瓶的制造，这是因为可逆感温变色颜料本身是一个不稳定体系（稳定就难于变化），其耐光、耐热、耐老化等性能较差，例如，单独采用感温变色颜料，在强烈阳光下暴晒下会很快褪色失效，而奶瓶则需要在室内和户外都能使用；又例如，感温变色颜料在发色状态和消色状态时的热稳定性不同，当高温时，构成变色体系的有机物也会开始降解。因此，如何将市场上已有的感温变色颜料用于奶瓶的制造是本发明要解决的重点问题。而且，已有的感温变色颜料只能实现同一色系的颜色渐变，如变深或变浅，还不可能实现从一种色系的颜色变成另一种色系的颜色。如前所述，本发明已经摸索出一套有效的制备方法，可以实现将不稳定的感温变色颜料形成稳定的可用于奶瓶制造的感温变色材料，进一步实现了对感温变色区的颜色变化的控制，能从一种色系的颜色变成另一种色系的颜色，从而赋予了奶瓶自身变色的新功能，并解决了感温变色颜料不能做到的低温有色到高温转色的效果。在实际制造时，通常在奶瓶的瓶身侧面限定感温变色区域，这是从消费者的感受和制造成本考虑的，而不是对本发明的保护范围的限制。感温变色区域也可以是在奶瓶的任意部位。
附图说明
图1是本发明所述的温度感应奶瓶结构示意图，显示该奶瓶具有感温变色区。
图2和图3显示本发明所述的温度感应奶瓶的变色过程，其中，图2显示当奶瓶内液体温度超过预定温度时感温变色区变色，图3显示奶瓶内液体温度下降到可饮用温度时感温变色区变回初始颜色。
具体实施方式
本发明所述的一种温度感应奶瓶，如图1至图3所示，所述奶瓶1的瓶体侧面包含感温显色区2，所述感温显色区与周围区域融合形成单一薄层的瓶体；所述感温显色区2是被调制为：在第一温度范围时呈现第一颜色，当温度升至第二温度范围时呈现第二颜色。如图1所示，当未装入奶液时，空瓶的感温变色区显示第一颜色。如图2所示，当在该奶瓶内装入热水以冲溶奶粉时，感温变色区变色为第二颜色，表明液体温度超过预定温度。如图3所示，当该奶瓶的感温变色区恢复变色为第一颜色时，表明奶液温度下降到可饮用温度。
本发明所述的奶瓶1是由适用于奶瓶的塑料或硅胶制成，也就是，采用目前主流的奶瓶制造材料，这些材料已经通过实践证明符合奶瓶的安全性要求，也具有质轻、耐用，优于玻璃奶瓶的特点。经实验表明，本发明所述的温度感应奶瓶仍可采用PC（聚碳酸酯）、PP（聚丙烯）、PES（聚醚砜树脂）、PPSU（聚苯砜树脂）、Tritan（共聚聚酯）以及硅胶来制造，而且，新增的温度变色区也是基于上述材料来配制的。
下面以婴儿用的硅胶奶瓶为例来说明本发明所述的温度感应奶瓶的制造工艺。
1．原料：从市场上购买感温变色粉以及硅胶。
2. 配制感温变色材料：要求低温时绿色，高温时红色。
将无色的硅胶与色母调配成呈现红色的硅胶材料，色母的加入量为总量的1-8%。然后，加入色系为绿色的感温变色粉，与硅胶材料混合，感温变色颜料的加入量为总量的3-20%。经调配形成的感温变色材料呈现绿色。经调配，在43℃温度以下范围，该感温变色材料保持绿色，在43℃以上，尤其在43-60℃的温度范围内，该感温变色材料转变为红色。
3. 模具：利用双色成型原理设计模具，奶瓶形状与普通奶瓶相同，分为两个区域，限定成型时感温显示材料的位置。
4. 成型：先在模具上非显色区域注入无色的硅胶材料，待硫化成型后，再在显色区域注入配制好的绿色感温变色材料，使两种材料连接融合为一体。上述两种材料注入顺序也可互换，或者同时注入。
5. 测试：成型好的奶瓶在室温下放置，其感温变色区呈现绿色。在加入超过特定温度(45℃)的热水（50-60℃）时，感温变色区马上会变成红色。当水温下降到临界温度(45℃)时，红色感温变色材料区开始变回绿色，由于存在一个传热的过程，瓶中奶液的温度降到37℃时,感温变色区的材料完才全变成绿色，此时婴儿可以安全饮用奶液。研究报道认为，婴儿奶液的最佳饮用温度为33-43℃，以确保不烫伤，及容易吸收；而冲溶婴儿奶粉的最佳水温是在50-60℃，以确保充分溶解奶粉中的各种营养成分，又不会因高温破坏其中的营养成分。由于红色和绿色是两种对比度较强的色系，因此本奶瓶可以有效地在这两个温度范围内做出温度提示。
本领域技术人员也可采用其他对比度高的不同色系的颜色取代本实施例中的红色和绿色。更优选的方案是将感温变色区的起始颜色调制为与奶瓶的其他区域的颜色一致，使奶瓶的整体感观更好。
本领域技术人员也可采用上面所述的各种塑料材料来替代硅胶，选择相应的色母和感温变色颜料来制造感温变色材料，进而制造出本发明所述的温度感应奶瓶。
应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种温度感应奶瓶，其特征在于：所述奶瓶是由适用于奶瓶的塑料或硅胶制成，其瓶体的侧面包含感温显色区，所述感温显色区与周围区域融合形成单一薄层的瓶体；所述感温显色区是被调制为：在第一温度范围时呈现第一颜色，当温度升至第二温度范围时呈现第二颜色。
2.根据权利要求1所述的温度感应奶瓶，其特征在于：所述适用于奶瓶的塑料是选自：PC（聚碳酸酯）、PP（聚丙烯）、PES（聚醚砜树脂）、PPSU（聚苯砜树脂），以及Tritan（共聚聚酯）。
3.根据权利要求1所述的温度感应奶瓶，其特征在于：所述第一温度范围是奶瓶未装液体时或者装液体后冷却至可饮用温度时的温度范围。
4.根据权利要求1所述的温度感应奶瓶，其特征在于：所述第二温度范围是奶瓶内液体温度超过可饮用温度时的温度范围。
5.根据权利要求1所述的温度感应奶瓶，其特征在于：所述第一颜色与第二颜色是不同色系的颜色。
6.根据权利要求1所述的温度感应奶瓶，其特征在于：所述第一颜色与瓶身的颜色相同。
7.根据权利要求1所述的温度感应奶瓶的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
A．将无色的塑料或硅胶与色母调配成呈现所述第二颜色的塑料或硅胶材料；
B．在上述塑料或硅胶材料中加入感温变色颜料，调配成呈现所述第一颜色的感温变色材料，以致当温度从所述的第一温度范围变为所述的第二温度范围时，所述感温变色材料从所述第一颜色转变为所述第二颜色；
C．制作奶瓶模具，在模具上设有感温显色区；
D．将无色的塑料或硅胶材料通过模具注入成型，在感温显色区注入调配好的所述感温变色材料，待硫化成型后，两种材料连接融合为一体。
8.根据权利要求7所述的温度感应奶瓶的制造方法，其特征在于：所述步骤A中，色母的加入量为总量的1-8%。
9.根据权利要求7所述的温度感应奶瓶的制造方法，其特征在于：所述步骤B中，感温变色颜料的加入量为总量的3-20%。
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