CN104936491A - 具有在高温下固化的内涂层的双壁、真空绝缘容器 - Google Patents

Abstract

制造具有固化内部涂层的一种双壁、真空绝缘容器。为了形成容器，内衬套布置在外主体中。内衬套具有内侧壁、内底部和内唇边，并且外主体具有外侧壁和外唇边。内唇边和外唇边用具有第一熔点的固定件或焊接件固定在一起。通过将外底部固定到外主体并且使用具有第二熔点的密封件至少部分地在真空室中产生真空将真空室封闭在内衬套和外主体之间。第二熔点可以为大约450℃到500℃。涂层涂装到内衬套的内表面，并且涂装的涂层用至少低于第一熔点和第二熔点的温度水平固化。

Description

具有在高温下固化的内涂层的双壁、真空绝缘容器

背景技术

在一整天的每个可想到的活动(包括驾驶、骑自行车、跑步、工作等)期间人们使用容器以便容纳饮料或食物。在一些情况下，人们希望在这些容器中容纳热或冷饮料或食物。一些活动可能需要容器稳健和可运输使得一些材料比其它材料更好地适合用于指定活动。

例如，陶瓷杯子可以容纳热饮料，但是杯子不能使饮料保持热很长时间。而且，杯子不抗撞击并且容易破裂。因此，陶瓷杯子不容易可运输。当然，可以使用塑料容器，但是塑料的缺点是公知的。不锈钢容器也用于容纳饮料，并且双壁、真空绝缘不锈钢容器可以用于容纳热和冷饮料或食物。当容纳热饮料或食物时，不锈钢可能将金属味给予饮料或食物并且可能在某种程度上改变它的味道。

铝瓶可以用于容纳饮料。然而，铝瓶用于热饮料时不保持热。而且，瓶的铝会具有不利地影响饮料的味道的气味，尤其当饮料热的时候。为了防止铝的不好味道，在单壁铝瓶的内部使用环氧树脂的铝水瓶是可用的。不幸的是，具有环氧树脂涂层的铝瓶不能使冷饮料保持冷并且不能用于热饮料(咖啡、茶、热水等)，原因是它们将烫伤用户的手。

认识到当容器的内部仅仅用电解进行处理时由不锈钢制造的双壁、真空绝缘容器会出现问题。也认识到当容器的内部仅仅用环氧树脂或树脂进行处理时由金属制造的这样的容器会出现问题。例如，日本专利JP3390349注意到涂覆在这样的金属容器的内部上的氟树脂是多孔的，使涂层容易损坏和污染。另外，如果氟树脂(例如，全氟烷氧基共聚物树脂(PFA))的应用温度高于密封用于真空形成的排气端口的密封材料的熔化温度，则氟树脂的使用是个问题，原因是不可能保持真空。对于PTFE和PFA氟树脂可以具有高达370℃的固化温度。

由于该原因，在胡广等人的中国专利文献CN202208422中提出用具有15-60微米并且优选20-30微米的厚度的陶瓷涂层涂覆双壁、真空绝缘容器的内部。

作为陶瓷涂层如何形成于这样的容器上的例子，日本专利文献JPH08338公开了一种双壁、真空绝缘容器，其具有应用到容器的内部的、与抗菌剂混合的陶瓷材料的膜。为了形成容器，内主体具有应用到内表面的、具有抗菌剂的陶瓷涂层。涂层膜在大约120℃下被加热持续大约20分钟。铝箔围绕内主体的外部布置，并且外主体9围绕内主体在接缝处联结。外主体上的尖端管用于在内主体和外主体之间的空间中抽真空，并且尖端管被密封。最后，基部附连到外部主体的底部以覆盖尖端管。

涂覆这样的双壁、真空绝缘容器的内部的另一例子在日本专利文献JP3390349中被公开，其公开用搪瓷、陶瓷或金属镀层涂覆容器的内部。对于这些涂层的每一个，容器的制造包括涂覆容器的内部并且然后对容器中的空间抽气以产生真空。另一日本专利文献JP2002080075仅仅预料在双壁容器的真空空间的内部使用陶瓷涂层。

可见，希望有适当材料的容器可以用于热的和冷的饮料、食物或类似物并且可以避免对内容物的味道或气味造成负面影响，同时是耐用的。传统技术通过在双壁容器内施加诸如陶瓷涂层的涂层并且继而在容器上抽真空而解决该问题。虽然这样制造的容器是有效且有用的，但需要容器具有更多优点。

本公开的主题涉及克服或至少减小上述的问题中的一个或多个的影响。

发明内容

制造具有固化内涂层的一种双壁、真空绝缘容器。容器可以用于容纳液体、饮料、食物或其它可食用内容物。双壁容器形成为具有封闭在内主体和外主体之间的真空室。在一个布置中，内主体布置在外主体中，内主体和外主体都可以由不锈钢制造。内主体具有内侧壁、内底部和内唇边，并且外主体具有外侧壁和外唇边。内唇边和外唇边固定在一起。然后通过将外底部固定到外主体将真空室封闭在内主体和外主体之间。

使用形成有真空室的双壁容器，制造过程使用具有第一熔点的密封件至少部分地在真空室中产生真空。然后在内主体的内表面上涂装/喷涂内涂层，并且以至少低于真空密封件的第一熔点的温度水平固化涂装的涂层。涂料涂层具有的干燥温度高于常规涂料涂层的正常干燥温度。所以，用于固化涂料涂层的温度水平至少高于这样的正常干燥温度。

为了将内唇边和外唇边固定在一起，可以用具有第二熔点的固定件将内唇边和外唇边焊接在一起。以该方式，可以在至少低于第一熔点和第二熔点的温度水平下执行固化涂装的涂层。

为了使用具有第一熔点的密封件在真空室中产生真空，可以从真空室抽吸真空，并且可以以450℃到500℃之间的第一熔点密封容器上的隔膜、排气端口或类似物以封闭真空室中的真空。用于固化涂装的涂层的温度水平可以优选地为大约300℃到320℃。例如，具有涂装的内涂层和抽吸真空的容器可以穿过热通道。热通道的温度水平可以为大约300℃到320℃，是涂层的正常干燥温度160℃的大约两倍。

前面的概述不旨在总结本公开的每个可能实施例或每个方面。

附图说明

图1A示出根据本公开的具有内涂层的双壁、真空绝缘容器的立面图。

图1B示出具有内涂层的双壁、真空绝缘容器的横截面图。

图1C-1D示出具有内涂层的双壁、真空绝缘容器的俯视和仰视图。

图2示出用于容纳食物或类似物的另一公开容器。

图3示出用于形成具有内涂层的双壁、真空绝缘容器的过程。

图4示出用于形成和组装公开容器的衬套、内基部、外主体和主体基部的过程。

图5示出用于形成公开容器中的真空和精整组件的过程。

图6示出用于涂装公开容器的衬套的内部的过程。

图7示出用于涂装公开容器的外主体的外部的过程。

具体实施方式

在图1A-1B中所示的双壁、真空绝缘容器10包括外主体20、内主体或衬套30以及陶瓷型涂料涂层40。容器10也可以包括其它部件，例如模制嘴部50乃至在其上支撑容器10的模制基部(未显示)。真空绝缘容器10允许用户随身携带热或冷液体、饮料、汤、食物或其它可食用内容物，并且容器10的内部的涂料涂层40使容器10相对无味、无臭并且容易清洁。而且，优选的涂料涂层40被涂装和固化以比应用到容器的内部的单纯的环氧树脂或不粘型表面更稳健。

图1A示出根据本公开的双壁、真空绝缘容器10的立面图。容器10可以用于各种类型的热和冷饮料。容器10的主要构造优选地是不锈钢，但是可以使用其它金属材料。某些部件、例如容器10的嘴部50和任何盖(未显示)可以由不同材料、例如注射模制塑料或类似物组成。对于它的一部分，盖可以螺纹连接到容器10的嘴部50上，可以可密封地插入嘴部50中，或者可以通过其它已知的方法固定。容器10也可以包括布置在容器的底端上的塑料或橡胶的模制支撑件。

如图1B的横截面图中所示，双壁、真空绝缘容器10具有外主体20，所述外主体具有布置在其中的内衬套30。内衬套30在所有侧与外主体20的侧壁分离，并且主要仅仅是衬套30的上唇边32固定(例如，焊接、钎焊等)到外主体20的唇边22。甚至外主体20和衬套30的基部24和34优选地彼此分离。外主体20和衬套30之间的真空室25可以是真空(或至少部分真空)以提供容纳在衬套30中的内容物与外主体20的外部的环境的绝缘。

模制部件、例如嘴部50可以固定在容器10的顶部，在所述顶部处唇边22、32固定在一起。在内部，衬套30具有应用到它的涂料涂层40使得衬套30的金属材料(例如，不锈钢)不直接接触包含的液体、饮料、食物等。该涂层40优选地是陶瓷型涂层并且优选地是模拟陶瓷的涂料，如下面将更详细地所述。

图1C-1D示出具有内涂层40的双壁、真空绝缘容器10的俯视和仰视图。图1C的俯视图显示围绕容器10的顶部的嘴部50的模制部件并且显示具有内涂层40的衬套30的内表面。图1D的仰视图显示容器的外主体20的基部24。

作为用于容纳饮料的图1A-1D的较窄容器10的替代，容器10可以具有不同形状和尺寸以容纳可食用内容物。例如，图2显示用于容纳食物或类似物的另一容器10。该容器10的许多特征类似于先前所述的特征，因此使用相同的附图标记。在图2中还可以看到，容器10可以包括模制基部12。

形成公开容器10需要组合两种不可相容类型的技术。容器10首先形成不锈钢衬套30和外主体20的两个壁之间的真空绝缘并且然后在衬套30的内部上涂覆喷涂涂层40。这些过程都需要会彼此干扰的焊接、干燥、固化等的温度。为此，使用如图3中所示的过程100以便形成具有内涂层40的双壁、真空绝缘容器10。

组合真空形成和涂覆过程具有不显而易见的许多困难。特别地，已发现干燥双壁、真空绝缘容器上的具有正常干燥温度的涂装的涂料涂层并不产生期望结果。作为例子，常规涂料涂层的正常干燥温度为大约160℃并且甚至可以在170℃到180℃之间。然而，在本公开的绝缘容器10上使用的陶瓷型涂料涂层40的干燥温度是正常干燥温度的大约两倍或为大约300到320℃。应用于双壁、真空绝缘容器10的衬套30的内部并且在高温下固化的涂料涂层40产生用于热和冷饮料和食物的耐用、抗磨损和均匀表面。

在其它困难中，在涂覆和干燥过程中可能超过容器10的结构熔点(尤其对于保持双壁容器10的内部的真空的密封件，较少对于将容器100保持在一起的结构焊接件)。如果发生该情况，则失去真空，导致产品不合格。由于这些原因，形成容器10的过程100优选地具有两个阶段，如图3中所示。然而，代替以传统观点所认为的方式涂覆容器，形成容器10的公开过程100产生优选质量的容器10上的固化内涂层40。

在过程的第一阶段中，双壁、真空绝缘容器10形成真空绝缘。在第一步骤101中，使用液压成形设备成形容器的部件而形成容器10的部件。然后，执行焊接以将容器10的外壁和内壁部件焊接在一起。焊接件的熔点可以很高并且甚至可以为大约3100℃。在第二步骤102中，对容器10的壁之间的真空室25抽真空。在熔炉中在大约500℃的高温下进行抽真空。可以使用吸气材料吸收剩余气体。

一旦真空至少部分地形成于容器10的壁的内部，使用密封技术密封真空。例如并且如图1B和2中所示，帽、密封件或塞子12可以形成或应用到外主体20上的排气端口26或类似物以封闭真空室25中的真空。在特定实现方式中，钎焊材料可以挨着外主体20上的排气端口26布置并且在已抽吸真空之后当钎焊材料熔化并且然后硬化为密封件12时可以密封排气端口26。替代地，端口26可以包括外主体20上的管、隔膜或尾部，其可以在密封件中闭合或夹紧以封闭真空室25中的真空。在一些情况下，管可以由焊接到容器10上的排气端口26的铜组成，因此可以从真空室25抽真空。一旦至少部分地产生真空，管的一部分可以被切割并且然后密封以封闭真空真空室25中的真空。可以使用这些和其它真空密封技术。

使用形成有真空绝缘的容器10，过程进入第二阶段，其中涂料涂层40应用到容器10的内部。在过程100的第三步骤103中，组合涂层的混合物的成分。一般而言，涂层可以由合适的陶瓷类型的涂层成分组成，例如具有绝缘陶瓷的聚合物复合材料、陶瓷中的水基纳米涂层、氧化铝陶瓷涂层、溶剂型硅酮涂层及其它。优选地，合适的陶瓷型涂层包括从中国深圳Hongshi Chemicals公司可获得的水陶瓷涂料(Water Ceramic Paint)。一般而言，该涂层是水基陶瓷涂料并且包括三种液体成分，其按照特定顺序组合在一起并且允许熟化以产生用于喷涂到衬套30上的涂料涂层40。

在第四步骤104中，将涂料涂层40喷涂到容器的衬套30的内部上。可以使用360°喷嘴均匀地涂覆容器的衬套30的内部。在第五步骤105中，在高温、例如300℃至320℃下固化或干燥涂料40。该干燥温度和过程不会干扰用于形成容器10的焊接件或用于密封容器10的真空的密封件。总体上，涂料涂层40可以具有大约0.015到0.06mm的厚度。

可以看到，在抽吸和密封真空之后涂覆和固化衬套30上的涂层40是优选的，原因是抽吸和密封真空的过程可能需要会损坏任何预应用的涂层40的温度和操作。在最后的第六步骤106中，当处于特定温度、例如160℃时最后产品装饰可以应用于容器10。这些最后装饰可以包括将外部涂料应用于容器10的外部，将模制塑料部件加入容器10等。

在理解用于形成公开容器10的总过程100的情况下，下面参考图4至7论述各步骤的特定细节。

首先参见图4，显示用于从衬套30、内基部32、外主体20和主体基部24组装公开容器10的过程110。使用液压成形或其它金属成形技术形成这些各种部件。例如，衬套30和外主体20是可以通过液压成形形成的圆柱形管或件。冲压两个圆柱形半部并且将它们焊接在一起可以用作替代的制造步骤。众所周知，液压成形是压模过程，其使用加压流体来形成金属件。由于容器10的圆柱形性质，使用管液压成形使用两个模半部将原始金属管或管材膨胀成适当形状。为了液压成形衬套30和主体20，可以将原始管部件装载到液压成形模中，然后闭合所述液压成形模。密封杆接合并且密封原始管部件的端部。流体压力在管部件的内部增加，并且当内部压力斜升时密封杆将管推动到模中。最后，管部件呈周围模的形状。

内基部34和主体基部24是大体平坦部件以便相应地固定到衬套30和外主体20的敞开端部，并且它们可以通过冲压、液压成形或其它过程形成。

在方块112中，通过拉拔原始、不锈钢管并且将它切割成一定长度形成衬套30。使被切割管的端部去毛刺，并且使用液压成形在一个端部上形成唇边32。总体上，被切割管的表面被平整和平滑，并且预制件被清洗和加热。

在方块114中，通过冲压等形成内基部34，并且清洗和加热基部34。在方块116，经加热的内基部34和衬套件30然后与布置在与衬套的唇边32相对的敞开端部处的内基部34组装。然后将内基部34焊接到衬套30以形成仅仅唇边32敞开的闭合主体。然后针对泄漏测试衬套30以保证适当焊接等(方块118)。

在方块120中，以类似于衬套30的方式形成外主体20。通过拉拔原始、不锈钢管并且将它切割成一定长度形成外主体20。使被切割管的端部去毛刺。外主体20可以具有附加的形状和相对物，因此颈部、嘴部、唇边、肋和其它特征使用液压成形形成于外主体20上。总体上，主体20的表面被平整和平滑，并且预制主体件20被清洗。

在形成衬套30和外主体件20的情况下，加热部件(方块122和124)，并且在外主体件20的内部组装衬套30(方块126)。然后焊接在衬套30和外主体件20的唇边22和32处的接缝使得衬套30主要悬挂配合在外主体件20的内部(方块128)。唇边22和32处的该焊接件的熔点可以很高并且甚至可以为大约3100℃。

在方块130中，通过冲压等形成主体基部24，并且清洗和加热基部24。吸气材料(14：图1B和2)然后可以在组装容器10中使用并且可以视情况应用于一个或多个部件，例如基部24(方块132)。当形成真空时吸气材料14可以与容器的真空室25中的残余气体反应。主体基部24然后组装到外主体件20上，基部24布置在与主体的颈部和唇边22相对的敞开端部处(方块134)。基部24然后焊接到主体20以封闭容器10的内部的衬套30(方块136)。

在这时，使用真空过程以至少部分地在外主体20和衬套30的真空室25的内部形成真空(方块138)。理解所使用的各焊接件的焊接件熔点在制造的后期阶段中是有用的，因此例如当固化衬套30的内部的涂层40时不会失去容器10中的未来真空。

在已形成具有衬套30和主体20的原始容器10之后，执行图5中的最后组装步骤以形成容器10中的真空，预制和涂覆容器的表面，并且最后包装容器10。如图5中所示，真空过程140在容器10的真空室25中形成真空。可以使用多种真空过程。如先前所述，用于形成真空的一些过程可以使用隔膜或排气端口26并且然后可能需要在隔膜或端口26上制造密封件12以保持容器10中的真空。隔膜或端口26上的密封件12的熔点温度优选地在450℃到500℃之间。在该情况下可以看到，不仅需要理解焊接件的熔点，而且需要知道真空密封件12的熔点，因此在随后所述的应用陶瓷型涂层40的后续涂覆和干燥过程期间真空密封件不会损坏。

图5的组装过程然后继续附加步骤。在图5的组装过程期间，多次检查容器10的温度以保证它不过热或损坏。在形成真空(方块140)并且检查温度之后，执行喷砂和电解(方块142)。进行另一温度检查，并且砂磨容器10的接缝(方块144)。然后视情况捣打、上漆、涂装和固化容器10(方块146)。可以进行最后温度检查，并且然后可以将注射模制部分(例如，嘴部50)组装到容器10上(方块150)。最后，可以包装容器10(方块152)。

由于公开容器10具有应用到衬套30的内部的内涂层40，因此优选地在抽真空之后应用涂层40使得在任何真空形成过程期间不危害涂层40。同样，涂覆过程不会干扰在形成公开容器10中使用的组装焊接件、真空密封件等。

为此，图6示出用涂层40涂装公开容器10中的衬套30的内部的过程160。从衬套30去除灰尘(方块162)，并且将容器10预加热到40℃到100℃之间的温度持续4到10分钟(方块164)。将容器10装载到涂装机中，并且涂料头涂覆衬套30的内表面(方块166-168)。喷印枪可以使用多个喷嘴，提供360°喷涂区域以将涂层40应用到衬套30的内部。一种特定喷印枪可从台湾Prona Industries有限公司获得。

接在涂装之后的是1到3分钟的闪蒸期，并且允许涂料涂层40干燥和硬化(方块170-172)。干燥过程可以使用300℃到320℃的温度持续30到35分钟，并且喷印线可以使用大约300℃到320℃的高温干燥通道，所述温度是常规涂料涂层的正常干燥温度的大约两倍。最后，可以检查衬套30的涂料涂层40(方块174)。

图7示出用于涂装公开容器10上的主体20的外部的过程180。从外主体20去除灰尘(方块182)，并且将容器预加热到50℃到100℃之间的温度持续4到10分钟(方块184)。将容器10装载到涂装机中，并且涂装主体20的外表面(方块186-188)。接在涂装之后的是1到3分钟的闪蒸期，并且然后允许涂料干燥和硬化(方块190-192)。干燥过程可以使用140℃到150℃的温度持续30到35分钟。最后，可以检查外主体20上的涂装(方块194)。

优选和其它实施例的前面的描述不旨在限制或约束申请人构想的本发明的概念的范围或可应用性。利用本公开将领会根据公开主题的任何实施例或方面的上述特征可以单独地或与公开主题的任何其它实施例或方面中的任何其它所述特征组合地使用。

作为公开包含在其中的本发明的概念的交换，申请人想要附带的权利要求所拥有的所有专利权。所以，附带的权利要求旨在包括属于以下权利要求及其等效物的完整范围内的所有修改和改变。

Claims (15)

1.一种容器制造方法，其包括：

形成双壁容器，所述双壁容器具有封闭在内主体和外主体之间的真空室；

使用具有第一熔点的密封件至少部分地在所述真空室中产生真空；

在产生真空之后将涂料涂层应用到所述内主体的内表面，所述涂料涂层具有的干燥温度高于常规涂料涂层的正常干燥温度；以及

用温度水平固化所述涂料涂层，所述温度水平高于常规涂料涂层的正常干燥温度并且低于所述第一熔点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述内主体和所述外主体包括不锈钢材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中形成具有封闭在所述内主体和所述外主体之间的所述真空室的所述双壁容器包括：

将所述内主体布置在所述外主体中，所述内主体具有内侧壁、内底部和内唇边，所述外主体具有外侧壁和外唇边；

用具有第二熔点的固定件将所述内唇边和外唇边固定在一起；以及

通过将所述外底部固定到所述外主体将所述真空室封闭在所述内主体和所述外主体之间。

4.根据权利要求3所述的方法，其包括初始通过将所述内底部固定到所述内侧壁的端部形成所述内主体。

5.根据权利要求4所述的方法，其中将所述内底部固定到所述内侧壁的端部包括将所述内底部焊接到所述内侧壁。

6.根据权利要求3所述的方法，其中用具有第一熔点的固定件将所述内唇边和外唇边固定在一起包括将所述内唇边和外唇边焊接在一起。

7.根据权利要求3所述的方法，其中将所述外底部固定到所述外主体包括将所述外底部焊接到所述外主体。

8.根据权利要求3所述的方法，其中固化所述涂料涂层包括用至少低于所述第二熔点的温度水平固化所述涂料涂层。

9.根据权利要求1所述的方法，其中使用具有第一熔点的密封件在所述真空室中产生真空包括从所述真空室抽吸真空并且用所述密封件密封排气端口。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一熔点在450℃到500℃之间并且所述温度水平为300℃到320℃。

11.根据权利要求1所述的方法，其中用所述温度水平固化所述涂料涂层包括使所述容器通过处于常规涂料涂层的正常干燥温度的大约两倍的温度水平的热通道。

12.根据权利要求1所述的方法，其中将所述涂料涂层应用到所述内衬套的内表面包括将作为水基陶瓷涂料的所述涂料涂层喷涂到所述内表面上。

13.根据权利要求1所述的方法制造的双壁、真空绝缘容器。

14.一种容器制造方法，其包括：

将内主体布置在外主体中；

用具有第一熔点的固定件将所述内主体和外主体的内唇边和外唇边固定在一起；

将真空室封闭在所述内主体和所述外主体之间；

使用具有第二熔点的密封件至少部分地在所述真空室中产生真空；

在产生真空之后将涂料涂层应用到所述内主体的内表面，所述涂料涂层具有的干燥温度高于常规涂料涂层的正常干燥温度；以及

用温度水平固化所述涂料涂层，所述温度水平高于常规涂料涂层的正常干燥温度并且低于所述第一熔点和第二熔点。

15.根据权利要求14所述的方法制造的双壁、真空绝缘容器。