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Edelstahl- oder Aluminiumflaschen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Edelstahl- oder Aluminium Trinkflaschen werden heutzutage häufig als Trinkbehälter verwendet. Dies liegt vor allem daran, dass Edelstahlflaschen deutlich robuster als z.B. Glasflaschen im alltäglichen Umgang sind. Hinzu kommt dass Edelstahlflaschen den Geschmack des Getränks anders als bei Kunststoffflaschen nicht verfälschen und keine Weichmacher enthalten.
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Ein bedeutender Nachteil bei Edelstahlflaschen ist jedoch das für den Verwender der Füllstand der Flüssigkeit innerhalb einer Edelstahlflasche nicht auf Anhieb erkennbar ist. Dies kann vor allem Bedeutsam sein wenn die Edelstahlflasche als Auffüllbehältnis für sogenannte Wassersprudler oder Besprudelvorrichtungen verwendet werden soll. Wird das Trinkbehältnis mit einer Besprudelvorrichtung mit einem Treibgas wie z.B. CO2 versetzt, sollte die Füllhöhe des Trinkbehältnisses ein bestimmtes Niveau nicht übersteigen da dies ein Übersprudeln zur Folge hätte. Ebenfalls sollte ein bestimmtes Niveau nicht unterschritten werden, da sonst der Vermengungsprozess zw. Wasser und CO2 nicht zustande kommt. Solche Trinkbehältnisse die zum Besprudeln von Getränken geeignet sind, haben heutzutage deshalb eine Markierung und sind zumeist aus transparentem Material wie Glas oder Kunststoff gefertigt.
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Aber auch im sonstigen Alltag ist es vorteilhaft wenn der Füllstand einer Getränkeflasche auf Anhieb für den Nutzer erkennbar ist, da dies dem Nutzer berührungslos anzeigt ob das Trinkbehältnis den gewünschten Füllstand aufweist oder nachgefüllt werden muss.
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So wird diese Fragestellung bezüglich einer Anzeige an einem Edelstahl Trinkbehältnis beispielsweise in
KR1020020037863 mithilfe einer zusätzlichen angebrachten Glasaperatur gelöst. Eine zusätzliche Glasaperatur zum Anzeigen des Füllstands ist jedoch mit höheren Kosten und wiederrum Einbußen bei der Robustheit des Gesamtsystems verbunden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen. Diese Aufgabe wird gelöst mit der Erfindung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und insbesondere auch in der Figurenbeschreibung angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann die einzelnen Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert und damit zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung gelangt.
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Hier beschrieben wird eine Trinkflasche mit einer Flaschenwand aus intransparenten Material, die einen Innenraum der Trinkflasche begrenzt, aufweisend eine Füllstandsanzeigevorrichtung, umfassend ein temperaturaktives Material, welches auf der Außenseite der der Flaschenwand angeordnet ist und sich in einem Füllstandsanzeigebereich über mögliche Befüllungshöhen der Trinkflasche hinweg erstreckt, wobei das temperaturaktive Material mindestens eine Farbumschlagtemperatur aufweist, bei der ein Farbwechsel des temperaturaktives Materials stattfindet, so dass bei einer Befüllung der Trinkflasche zumindest abschnittsweise eine Farbwechsel des temperaturaktiven Materials erfolgt, so dass auf der Außenseite der Flaschenwand eine Befüllungshöhe der Trinkflasche erkennbar wird.
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Es hat sich herausgestellt, dass ein Temperaturunterschied zwischen der Trinkflasche und dem einzufüllenden Getränk praktisch immer auftritt. Durch eine geeignete Festlegung der Farbumschlagstemperatur des temperaturaktiven (thermochromatischen) Materials kann daher erreicht werden, dass durch den Farbumschlag ein Anzeigeindikator auf der Außenseite der Flaschenwand den Füllstand im Innenraum der Flasche anzeigt.
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Je nach hautsächlicher Anwendung der Flasche kann die Farbumschlagstemperatur unterschiedlich gewählt sein. Eine Flasche, die für kühle Getränke eingesetzt wird sollte bspw. unterhalb der üblichen Raumtemperaturen von ca. 20 °C liegen, bspw. bei 15° C bis 10°C. Eine Flasche, die für warme Getränke eingesetzt wird, sollte bspw. oberhalb der üblichen Raumtemperatur liegen - bspw. bei 40°C bis 60°C. Es sind auch temperaturaktive Materialien für den Füllstandsindikatoren einsetzbar, die mehrere Farbumschlagstemperaturen aufweisen, um sowohl für kalte Getränke als auch für warme Getränke jeweils die richtigen Temperaturen vorzusehen. Ggf. können auf einer Flasche auch verschiedene Füllstandsindikatoren vorgesehen sein, die bei verschiedenen Temperaturumschlägen reagieren oder es können Füllstandsindikatoren aus gemischten temperaturaktiven Materialien vorgesehen sein.
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Das temperaturaktive Material ist insbesondere ein Lack bzw. eine Lackschicht, die auf der Außenseite der Flasche angebracht ist.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn eine Mehrzahl von bestimmten Befüllungshöhen auf der Außenseite mit jeweils mit einer Beschriftung markiert sind.
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Besonders vorteilhaft ist weiter, wenn die Beschriftungen per Lasergravur der Flaschenwand bereitgestellt sind.
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Besonders vorteilhaft ist außerdem, wenn die Füllstandsanzeigevorrichtung ein Muster von mehreren zueinander abgegrenzten Füllstandsindikatoren aufweist, die zusammen die Füllstandsanzeigevorrichtung bilden.
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Auch vorteilhaft ist, wenn das temperaturaktive Material ein thermochromer Lack ist.
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Auch vorteilhaft ist, wenn das temperaturaktive Material auf einer Außenseite durch einen Transparenten Siegellack abgedeckt ist..
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Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der Siegellack ein UV-Schutz-Lack ist.
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In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Flaschenwand mehrwandig mit mindestens einer die Außenseite bildenden Außenwand und einer den Innenraum der Trinkflasche begrenzten Innenwand ausgeführt ist, um eine thermische Isolierung zu erreichen, wobei in Füllstandsanzeigebereich der Füllstandsanzeigevorrichtung mindestens eine Wärmeleitbrücke zwischen der Innenwand und der Außenwand ausgebildet ist, um eine Weiterleitung von Wärme von dem Innenraum zu der Füllstandsanzeigevorrichtung zu gewährleisten.
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Da sich Mehrwandige Trinkflaschen zunehmender Beliebtheit erfreuen ist eine Indikationsvorrichtung für doppelwandige oder mehrwandige Trinkbehältnisse, wie dies z.B. Thermoskannen der Fall ist, ebenfalls eine sehr relevante Ausführungsvariante. Aufgrund des stark erhöhten Temperaturwiederstands bei einer mehrwandigen Trinkflasche wäre die Möglichkeit die hier beschriebene Art der Füllstandserkennung vorzusehen stark erschwert. Dies kann aber durch eine (partielle) Wärmeleitbrücke trotzdem erreicht werden. Die Indikationsvorrichtung mit Wärmeleitbrücke der Füllstandshöhe innerhalb von doppelwandigen Trinkbehältern (2) lässt sich vorteilhaft auslegen, wenn an den Stellen in den das Indikatorverfahren aufgebracht ist die Außenwand mit der Innenwand durch die Wärmeleitbrücke verbunden ist. Somit kann eine gezielte Temperaturbrücke ( 2, 10) erzeugt werden, welche die Ansprechgeschwindigkeit des Thermochromatischen Lackes erhöht. Dies kann z.B. dadurch erfolgen in dem ein gut wärmeleitendes Material oder Metall die Außenwand mit der Innenwand an den Stellen verbunden wird, an denen sich der aufgebrachte Indikatorlack (das thermoaktive Material) befindet. Somit ist der Temperaturwiderstand an den für den Füllstandsindikator aufzubringenden Positionen besonders gering, was wiederum die Ansprechgeschwindigkeit an diesen Stellen erhöht und ein zügigen Farbumschlag ermöglicht. Es ist auch von Vorteil, wenn die Temperaturbrücke aus dem selben Material besteht wie das der Außen bzw. Innenwand um zusätzliche vom Material hervorgerufenen Temperaturwiderstände zu vermeiden und die Kosten im Herstellungsprozess reduziert.
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Auch vorteilhaft ist, wenn die Füllstandsanzeigevorrichtung in Form von mindestens zwei Streifen aus temperaturaktiven Material gebildet ist, die sich jeweils über die Befüllungshöhe der Trinkflasche hinweg erstrecken und die über einen Umfang der Trinkflasche hinweg verteilt sind, so dass auch bei einer Schrägstellung der Trinkflasche anhand der Füllstandsanzeigevorrichtung eine Befüllungshöhe der Trinkflasche erkennbar ist, wenn ein Farbwechsel mehrerer Streifen berücksichtigt wird.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung nicht beschränkt ist. Es ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: eine erste Ausführungsvariante der beschriebenen Trinkflasche,
- 2: eine zweite Ausführungsvariante der beschriebenen Trinkflasche,
- 3: einen möglichen Schichtaufbau für einen beschriebenen Füllstandsindikator nebst Herstellungsverfahren,
- 4: einen weiteren möglichen Schichtaufbau für einen beschriebenen Füllstandsindikator nebst Herstellungsverfahren, und
- 5: noch einen weiteren möglichen Schichtaufbau für einen beschriebenen Füllstandsindikator nebst Herstellungsverfahren.
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1 und 2 zeigen jeweils eine beschriebene Trinkflasche 1 mit einer Flaschenwand 2, die einen Innenraum 10 der Trinkflasche 1 begrenzt, in welchem ein Getränk aufbewahrt werden kann. Die Trinkflasche 1 ist mit einem Verschluss 14 verschließbar, der bspw. ein Schraubverschluss sein kann. Auf der (dem Innenraum 10 gegenüber liegenden) Außenseite 4 der Flaschenwand 2 befindet sich eine beschriebene Füllstandsanzeigevorrichtung 3, die sich über einen Füllstandsanzeigebereich 5 der Trinkflasche 1 in Form eines Streifens 12 hinweg erstreckt. Verschiedene Befüllungshöhen 6 können mit der Füllstandsanzeigevorrichtung 3 angezeigt werden. Die Füllstandsanzeigevorrichtung 3 kann mit Beschriftungen 7 versehen werden, die das Ablesen der Füllstandsanzeigevorrichtung 3 vereinfachen.
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Die in 2 dargestellte Trinkflasche 1 und deren Füllstandsanzeigevorrichtung 3 weisen einige Besonderheiten auf, die hier erläutert werden sollen. Zunächst ist die Flaschenwand 2 der Trinkflasche 1 doppelwandig mit einer Innenwand 11 und einer Außenwand 9 ausgeführt, wobei die Füllstandsanzeigevorrichtung 3 auf der Außenwand angeordnet ist. Zwischen der Innenwand 11 und der Außenwand 9 existiert ein Abstand, der zur Wärmeisolierung des in dem Innenraum 10 befindlichen Getränks dient. Im Bereich der Füllstandsanzeigevorrichtung 3 befindet sich aber mindestens eine bewusst hergestellte Wärmeleitbrücke 15 zur Verbindung der Innenwand 11 und der Außenwand 9. Der Wärmeverlust über diese Wärmeleitbrücke 15 ist relativ klein. Gleichzeitig wird hierdurch aber eine Anzeige des Füllstandes mit der Füllstandsanzeigevorrichtung 3 ermöglicht.
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In 2 außerdem gezeigt ist, dass die Füllstandsanzeigevorrichtung 3 aus einer Vielzahl von mehreren voneinander getrennten Füllstandsindikatoren 8 aufgebaut sind, die beispielsweise jeweils von einzelnen Spots des thermochromatischen Lacks gebildet sind.
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Zur Herstellung der Füllstandsanzeigevorrichtung auf der Außenseite der Flasche können verschiedene Verfahren beschrieben werden, die hier anhand der 3 bis 5 kurz beschrieben werden sollen. Die Anwendung der jeweiligen Verfahren bewirken unterschiedliche Schichtaufbauten, der Füllstandsanzeigevorrichtung.
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Gemäß 3 ausgeführt kann dies zum Beispiel dadurch, das die zur Außenwand (2, 4) des Trinkbehältnisses gerichtete erste Lackschicht 16 eine herkömmliche Lackschicht darstellt. Diese kann zusätzlich mit dem jeweiligen Füllstand in Form einer Beschriftung 7 beschriftet werden. Die zweite Lackschicht 17 wird als Thermochromatische Lackschicht ausgeführt, wobei ein Farbübergang von Transparent zu der mit der ersten Lackschicht 16 identischen Farbe ausgeführt ist. Damit wechselt dieser Bereich durch das Befüllen eines der Umgebungsluft abweichender Flüssigkeit von identischer Farbgebung auf Transparent und die darunterliegende Füllstandsmarkierung bzw. die Beschriftung 7 wird sichtbar.
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Vorteilhaft ergibt sich nicht nur die Beschriftung 7 numerisch auszuführen, sondern zusätzlich oder ggf. alternativ auch eine Bemusterung vorzusehen, welche dem Anwender eine zusätzliche Indikation des Füllstands anzeigt.
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Die dritte Lackschicht 19 stellt den Siegellack dar, welcher die darunterliegenden Lackschichten zum einen vor UV Einwirkungen wie auch vor Umwelteinflüssen schützt.
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Dieser Aufbau kann beispielsweise mit den folgenden Prozessschritten hergestellt werden:
- - Aufbringen der ersten Lackschicht 16
- - Aufbringen eines thermochromen Lackes (zweite Lackschicht 17) mit z.B. dem Sprühlackierverfahren auf der gesamten Außenseite des Trink Behälters
- - Weitere Farbliche Abgrenzung des thermochromen Lackes (zweite Lackschicht 17) durch aufbringen der Füllstandsanzeige/Beschriftung 7 oder weitere Designelemente mit einer zweiten Farbschicht mit z.B. dem Siebdruckverfahren
- - Zum Schutz der Lackschichten vor verkratzen und UV-Licht, wird zum Schluss ein Siegellack zur UV Beständigkeit und Kratzfristigkeit aufgebracht (dritte Lackschicht 18)
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Auf Grund einer schnellen Reaktionsgeschwindigkeit der Farbänderung ist primär eine einwandiges Behältnis zu wählen. Alternative unter der Prozessmöglichkeit 3
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Gemäß der Ausführungsvariante nach 4 kann in einem weiteren Verfahren erste Lackschicht 16- direkt als Thermochromatische Lackschicht ausgeführt werden, die dann mit Hilfe von einem Siegellack (als zweite Lackschicht 17) überzogen (4,3) wird. Anschließend wird durch ein Laser Gravierverfahren mit einem Laser 19 eine Entsprechende Füllstandshöhe auf die Flasche eingebracht.
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Gemäß 5 wird noch eine weitere Variante beschrieben. Auch hierbei wird die erste Lackschicht 16 direkt als Thermochromatische Lackschicht ausgeführt. Diese wird Lackschicht wird dann mit hilfe von einem Siebdruckverfahren mit einem entsprechenden Muster überzogen, welches hier die Beschriftung 7 bildet. Anschließend wird auf die darunter liegenden Lackschichten als zweite Lackschicht 17 ein Siegellack aufgebracht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trinkflasche
- 2
- Flaschenwand
- 3
- Füllstandsanzeigevorrichtung
- 4
- Außenseite
- 5
- Füllstandsanzeigebereich
- 6
- Befüllungshöhe
- 7
- Beschriftung
- 8
- Füllstandsindikatoren
- 9
- Außenwand
- 10
- Innenraum
- 11
- Innenwand
- 12
- Streifen
- 13
- Umfang
- 14
- Verschluss
- 15
- Wärmeleitbrücke
- 16
- erste Lackschicht
- 17
- zweite Lackschicht
- 18
- dritte Lackschicht
- 19
- Laser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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