ES2349343T3 - Recipiente aislante térmicamente activable. - Google Patents

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Abstract

Un recipiente de pared doble (101), incluyendo: una pared interior; una pared exterior unida a la pared interior, donde la pared interior y la pared exterior forman un intervalo de aire entremedio; y caracterizado por un recubrimiento expansible colocado entre la pared interior y la pared exterior, donde el recubrimiento expansible es térmicamente activable y se expande añadiendo una bebida o comida al recipiente.

Description

ANTECEDENTES
Los consumidores compran frecuentemente productos preparados, tales como comida y bebidas, en recipientes desechables. Los recipientes térmicamente aislados pueden estar diseñados para líquidos o comidas calientes o fríos, tales como café caliente, té helado o pizza. Estos recipientes pueden mantener la temperatura del líquido o comida contenido evitando la transferencia de calor o frío del contenido a la mano del consumidor.
US 6.257.485 describe una copa aislada y método de fabricación donde una lámina se recubre primero con una película, se calienta para hacer que la película se espume y forme una capa termoaislante, y después se enrolla y sella para formar un recipiente. US 2002/0172.818 describe un material laminar para recipientes de bebidas y comidas incluyendo una capa de cartón provista de un recubrimiento que se calienta para hacer que se expanda con el fin de proporcionar una capa de espuma. El material se usa posteriormente para formar paredes laterales de recipientes.
BREVE RESUMEN
La presente invención proporciona un recipiente de pared doble como se expone en la reivindicación 1, un método de hacer un recipiente de pared doble como se expone en la reivindicación 8 y un recipiente como se expone en la reivindicación 13. Consiguientemente, lo siguiente describe un paquete o recipiente que incluye una pared lateral, teniendo la pared lateral una superficie interior y una superficie exterior. Al menos una de la superficie interior o la superficie exterior de la pared lateral está recubierta al menos parcialmente por una capa de un material térmicamente expansible. El material puede estar adaptado para expandirse al objeto de propor
cionar aislamiento térmico.
Otros sistemas, métodos, características y ventajas de la invención serán o se harán evidentes a los expertos en la técnica después del examen de las figuras siguientes y la descripción detallada. Se ha previsto que todos esos sistemas, métodos, características y ventajas adicionales queden incluidos dentro de esta descripción, caigan dentro del alcance de la invención, y queden protegidos por las reivindicaciones siguientes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en perspectiva de una copa montada con una lámina cortada a troquel.
La figura 2 es una vista en perspectiva de una copa montada con una lámina de cuerpo entero cortada a troquel con agujeros.
La figura 3 es una vista en perspectiva de otro recipiente integrado con canales.
La figura 4 es una vista en sección transversal de una lámina cortada a troquel montada.
La figura 5 es una vista en perspectiva superior de una sección transversal de una copa montada con una lámina cortada a troquel.
La figura 6 es una vista de una lámina cortada a troquel desmontada de una copa.
La figura 7 es una vista de una lámina cortada a troquel desmontada de una copa.
La figura 8 es una vista de una lámina cortada a troquel desmontada de una copa.
La figura 9 es una vista de una lámina cortada a troquel desmontada de una copa.
La figura 10 es una vista de una lámina cortada a troquel desmontada de una copa.
La figura 11 es una vista de una lámina cortada a troquel desmontada de una copa.
La figura 12 es una vista de una copa montada con una lámina cortada a troquel que ilustra la transferencia de calor.
La figura 13 es una vista lateral cortada de una copa de pared doble.
La figura 14 es un diagrama de bloques de un proceso ejemplar para aplicar un recubrimiento de micropartículas a sustratos.
La figura 15 es un esquema de aplicar un recubrimiento a un sustrato con boquillas pulverizadoras. La figura 16 es un esquema de aplicar un recubrimiento a un sustrato con boquillas no pulverizadoras.DESCRIPCIÓN DETALLADA
Un paquete o recipiente se puede construir de, y/o aislar con, una lámina cortada a troquel, tal como un manguito. La lámina cortada a troquel se puede fijar a un recipiente o puede ser extraíble. Se aplica material térmicamente expansible al recipiente y/o lámina cortada a troquel. El material se expande en respuesta a una temperatura determinada. El material puede ser usado para contribuir a las capacidades aislantes del recipiente y/o lámina cortada a troquel, y/o para añadir rigidez al recipiente y/o la lámina cortada a troquel, por ejemplo, para reducir el grosor de los componentes de material del recipiente y/o la lámina cortada a troquel.
La figura 1 ilustra un recipiente 101, tal como una copa, y una lámina cortada a troquel 102, tal como un manguito. El recipiente se describe en términos de una copa, por ejemplo, pero también puede incluir otros recipientes, tal como un plato o recipiente. La lámina puede tener forma de un manguito de recipiente o una pared exterior para el recipiente. El recipiente no se limita a una copa y puede ser cualquier otro recipiente, incluyendo, aunque sin limitación, un recipiente de café a granel, un cubito de sopa, y recipientes estampados, con o sin cubiertas o manguitos. El recipiente 101 puede ser una copa cilíndrica o un recipiente que tenga otras configuraciones geométricas, incluyendo cónicas, rectangulares, etc. La lámina cortada a troquel no se limita a una lámina cortada a troquel ondulada, y se puede hacer de cartón, papel, etc. La lámina cortada a troquel 102 se puede hacer de cualquier material de papel nominal, incluyendo, aunque sin limitación, monocara natural, mono-cara con recubrimiento blanco, monocara superior con recubrimiento blanqueado, ondulado, ondulado acanalado o cualquier combinación de estos. La lámina cortada a troquel 102 puede ser extraíble del recipiente o la lámina cortada a troquel puede estar adherida al recipiente 101. La lámina 102 se puede adherir, por ejemplo, laminando la lámina cortada a troquel sobre el recipiente, usando un mecanismo de fusión en caliente, fusión en frío y/o cualquier otro mecanismo adhesivo o de sellado. Alternativamente o además, la lámina puede ser adherida con un material expansible, tal como un material de microesferas. Si la lámina cortada a troquel se une a la copa durante la fabricación, puede aumentar la eficiencia eliminando un paso de montaje por el usuario comercial final. Además, puede disminuir la cantidad de espacio de almacenamiento requerido por el usuario comercial final, por ejemplo, almacenando un elemento en contraposición a dos.
La figura 1 no se representa necesariamente a escala. Por ejemplo, la lámina cortada a troquel 102 puede cubrir una porción de la superficie del recipiente 101 mayor o menor que la ilustrada. Por ejemplo, la lámina cortada a troquel puede cubrir todo el cuerpo. Incrementar el área superficial de la lámina cortada a troquel 102 puede proporcionar una zona aislada más grande así como una mayor superficie de impresión. Aunque el dibujo ilustra la lámina cortada a troquel en una copa, la lámina cortada a troquel se puede añadir a cualquier otro recipiente, tal como, aunque sin limitación, un recipiente de bebida a granel, recipiente estampado, y recipiente de sopa.
Se aplica un recubrimiento térmicamente activable entre el recipiente 101 y la lámina 102. El material expansible es activable térmicamente, por una temperatura caliente o fría, y puede ser un recubrimiento expansible
o adhesivo, incluyendo, aunque sin limitación, ligante, microesferas expansibles u otras partículas microencapsuladas, pigmento y otros aditivos, o cualquier combinación de estos u otros materiales. El material puede ser expansible cuando esté húmedo o seco. El material puede incluir cualquier material sintético o natural incluyendo materiales de base acuosa, a base de solventes, de alto contenido de sólidos, o 100% de sólidos. La cantidad de contenido de sólidos es típicamente 30% a 80% del material, y más preferiblemente de 40% a 70%. Se pueden añadir ingredientes adicionales al ligante, incluyendo, aunque sin limitación, pigmentos o colorantes, rellenos/extensores, surfactantes para dispersión, espesantes
o disolventes para controlar la viscosidad para aplicación optimizada, agentes desespumantes, aditivos como ceras o adyuvantes de deslizamiento, etc. Alternativamente, el ligante puede ser un adhesivo. El material expansible puede tener varias propiedades, incluyendo, aunque sin limitación, aislamiento térmico para mantener el contenido del recipiente caliente o frío, y expandirse en contacto con material caliente (tal como a más de 150°F), y permanece inactivo antes de una temperatura de activación determinada prevista, tal como a temperaturas aproximadamente ambiente. El recubrimiento puede ser repulpable, reciclable y/o biodegradable.
Las figuras 2 y 3 ilustran un recipiente 101 con una pared exterior de una lámina cortada a troquel 102. El recipiente 101 se puede construir como un conjunto de copa de pared doble. El recipiente 101 puede ser una copa cilíndrica o recipiente que tenga otras configuraciones geométricas, incluyendo cónicas, rectangulares, etc. La lámina cortada a troquel puede cubrir completa o parcialmente el cuerpo del recipiente. La lámina cortada a troquel 102 puede ser una pared exterior del recipiente 101. El recipiente 101 y la lámina cortada a troquel 102 pueden estar integrados en una copa 100 y el material expansible o adhesivo se puede aplicar entre el cuerpo de recipiente 101 y la lámina cortada a troquel 102. El material activable puede tener adicionalmente propiedades adhesivas y así puede formar la única unión entre el recipiente y la lámina. La lámina cortada a troquel 102 se puede hacer de cualquier material de papel nominal, incluyendo, aunque sin limitación, monocara natural, mono-cara con recubrimiento blanco, monocara superior con recubrimiento blanqueado o cualquier combinación de estos. La lámina cortada a troquel y/o recipiente pueden ser repulpables, reciclables y/o biodegradables. La lámina cortada a troquel 102 puede incluir, por ejemplo, ranuras onduladas, onduladas acanaladas o en relieve. Las ranuras pueden estar en una dirección vertical, diagonal u otra dirección y pueden alejar el calor de las manos.
La lámina cortada a troquel 102 puede ser extraíble del recipiente o la lámina cortada a troquel puede estar adherida al recipiente. Por ejemplo, se puede fabricar un recipiente de una pieza 101, tal como una copa, laminando la lámina cortada a troquel sobre el recipiente, usando un material de fusión en caliente y expansible para fijar la lámina cortada a troquel, o cualquier otro método adhesivo o de sellado. Alternativamente, el material térmicamente activado puede ser usado para adherir la lámina a la copa. Si la lámina cortada a troquel 102 se une permanentemente al recipiente 101 durante la fabricación (por ejemplo, creando una copa de una pieza integrada), puede aumentar la eficiencia de usar una pieza térmica en bruto cortada a troquel eliminando un paso de montaje por el usuario comercial final. Además, puede disminuir la cantidad de espacio de almacenamiento que precise el usuario comercial final, por ejemplo, almacenando un elemento en contraposición a dos.
La lámina cortada a troquel puede permanecer abierta en uno o ambos lados opuestos, lo que puede permitir la circulación de aire. Por ejemplo, en la figura 2, el recipiente puede contener agujeros 210 cerca de la parte superior 212 del recipiente integrado 100. La abertura se puede formar en la lámina cortada a troquel, por ejemplo en forma de agujeros, y el flujo de aire se puede crear cuando el espacio entre el recipiente 101 y la lámina cortada a troquel 102 se expanda por el material expansible. El flujo de aire también puede ser manipulado, por ejemplo, dirigido hacia arriba y lejos de los dedos de sujeción por canales ondulados, ondulados acanalados u otros canales en la lámina cortada a troquel 102 o configuración de aplicación de material expansible 216. Por ejemplo, la configuración de aplicación del material expansible puede crear canales de liberación de calor 216.
La figura 3 ilustra un ejemplo alternativo no limitador de cómo la aplicación del material expansible puede formar agujeros 310 cerca de la parte superior 212 del recipiente 101. Los canales se pueden formar a la expansión del material. Puede haber agujeros en extremos opuestos del recipiente 101, tal como en la parte superior 212 y la parte inferior 214. Los agujeros se pueden formar enrollando la lámina cortada a troquel en el recipiente sin completar el sellado en la parte superior 212
o la parte inferior 214.
La figura 4 ilustra una vista en sección transversal de una lámina cortada a troquel 102 montada en la copa
101. Esta figura pretende ser ilustrativa y no limitativa. La copa puede ser sustituida por cualquier recipiente, por ejemplo, una bandeja estampada, un recipiente de sopa, o un recipiente de bebida a granel. La lámina cortada a troquel 102 puede tener una cara interior 406 y una cara exterior 404. Se puede aplicar un material expansible a la cara interior 406, la cara exterior, 404 y/o a una superficie 402 entre la cara interior 406 y la cara exterior 404. La cara interior 406 y la cara exterior 404 no contienen necesariamente un espacio 402 entremedio. En otro ejemplo no limitador, el material expansible se puede aplicar entre la pared del recipiente 101 y la lámina cortada a troquel 102 y puede dar lugar a un recipiente integrado 100.
Se aplica un material térmicamente expansible 408 a una cara interior 406 de la lámina cortada a troquel 102 en forma inactiva. El material inactivado 408 se puede aplicar como una película fina que no altere materialmente el grosor de la lámina cortada a troquel 102. La aplicación del material expansible al interior de la lámina cortada a troquel también puede mantener la imprimibilidad de la cara exterior de la lámina cortada a troquel. Si el material inactivado expansible 408 en la lámina cortada a troquel 102 está montado, por ejemplo, en una copa de papel estándar, puede mantener el perfil esbelto de la copa. El mantenimiento del perfil esbelto puede retener las cualidades de anidado eficiente de una copa estándar, pudiendo ser envasada, embalada y transportada eficientemente.
El material expansible 408 se activa y por ello se expande, por ejemplo, añadiendo un líquido, bebida o comida caliente al recipiente 101. La activación puede tener lugar solamente en la etapa de consumo y no en la etapa de procesado de la lámina cortada a troquel, de modo que la lámina cortada a troquel pueda ser enviada al consumidor con un material expansible sustancialmente in-activado. Por ejemplo, el punto de activación del material expansible puede ser superior a aproximadamente 120°F y/o menos que 60°F, de modo que el material expansible pueda ser activado solamente por la temperatura de líquidos, bebidas o comidas calientes y no activado por la temperatura ambiente o del cuerpo. La activación puede hacer que el material expansible se expanda y “retire” la lámina cortada a troquel 102 del recipiente 101 creando un mayor intervalo de aire. El intervalo de aire puede crear una barrera térmica entre el recipiente de bebida caliente 101 y la mano del consumidor. La activación también puede mejorar la rigidez y/o resistencia del recipiente, que puede permitir una reducción del material o del grosor de la pared del recipiente. Como se describe con más detalle a continuación, el recubrimiento también puede ser activado, o al menos parcialmente activado, antes de que llegue al consumidor.
El material expansible 408 se aplica a la lámina cortada a troquel 102 en un estado no expandido. La expansión de la lámina cortada a troquel no tiene lugar hasta que se active añadiendo fluido o sólidos calientes, por ejemplo en el punto de servicio. Esto puede ser diferente de expandir el material durante la fabricación de la lámina cortada a troquel. La expansión durante la fabricación puede aumentar el volumen de la lámina cortada a troquel. El material expansible puede ser controlado para lograr eficiencia de anidado. Las propiedades de la lámina cortada a troquel también pueden ser controladas, por ejemplo, aunque sin limitación, combinando una lámina cortada a troquel hecha de material ondulado acanalado con la aplicación configurada de material expandido para proporcionar un aislamiento específico, características de flujo de aire y mejorar la rigidez del recipiente. Por ejemplo, la ondulación y/o la configuración del material expansible aplicado a la lámina cortada a troquel puede dirigir la convección de calor hacia arriba, y, por lo tanto, puede reducir la transferencia de calor horizontalmente hacia la mano del consumidor que lo sujeta. En otras implementaciones, la expansión puede tener lugar antes del envío, por ejemplo, antes, durante o después de la fabricación del recipiente, aunque esto no cae dentro del alcance de las reivindicaciones.
La figura 5 es una vista superior ejemplar de una sección transversal de un recipiente 101 montado con una pieza térmica en bruto cortada a troquel 102. Esta figura es ilustrativa solamente y no limitativa. El material expansible 408 se puede aplicar a la cara interior 406 de la lámina cortada a troquel 102. Por ejemplo, el material expansible 408 se puede aplicar entre la lámina cortada a troquel 102 y la pared del recipiente 101 y puede formar una copa de dos capas integrada con material expansible aislado térmicamente activable entremedio. El material expansible puede incluir, por ejemplo, microesferas expansibles 502 dispersadas en un ligante o cualquier otro material adecuado descrito anteriormente 504 y puede incluir una propiedad adhesiva.
La figura 6 ilustra una lámina ejemplar cortada a troquel 602. Este dibujo es ilustrativo y no pretende limitar el tamaño o la forma. El tamaño y la forma se pueden adaptar a las dimensiones de cualquier recipiente. Se puede aplicar un material expansible 408 a la lámina cortada a troquel 602. El material expansible se puede aplicar mediante varios métodos, tal como, aunque sin limitación, una pistola de boquilla pulverizadora, impresión, una recubridora de ranura, u otros métodos, tales como los descritos con más detalle más adelante. El material expansible 408 se puede aplicar a la lámina cortada a troquel 602, por ejemplo, en una máquina de envolver copas en línea, en línea en una plegadora/encoladora, o por otros métodos adecuados, tales como recubrimiento y secado fuera de línea. El material expansible 408 puede ser aplicado a la lámina cortada a troquel 602 en cualquier configuración adecuada, tal como, aunque sin limitación, en bandas, puntos, ondas, cuadrados, círculos, diamantes, aleatorio, una combinación de estos o cualquier otra configuración. Por ejemplo, el material expansible puede ser aplicado en una configuración que manipule el flujo de aire y/o conduzca el calor, por ejemplo, verticalmente hacia arriba alejándolo de los dedos que lo sujeten. El material expansible puede ser aplicado de tal forma que forme canales o se expanda para formar canales a la activación. Los canales pueden dirigir la convección natural. El material expansible 408 puede cubrir completamente o sólo parcialmente la superficie recubierta.
La lámina cortada a troquel recubierta se puede unir extraíble o permanentemente a un recipiente o copa, por ejemplo, enrollando la lámina cortada a troquel alrededor del recipiente. Por ejemplo, se puede fabricar 101 una copa o recipiente de una pieza laminando la lámina cortada a troquel sobre el recipiente, usando un material expansible y de fusión en caliente para fijar la lámina cortada a troquel, usando un material expansible con propiedades adhesivas, una combinación de estos o cualquier otro método adhesivo o de sellado. Si la lámina cortada a troquel 102 se une permanentemente al recipiente 101 durante la fabricación (por ejemplo, creando una copa de una pieza integrada), puede aumentar la eficiencia de usar una pieza térmica en bruto cortada a troquel eliminando un paso de montaje por el usuario comercial final. Además, puede disminuir la cantidad de espacio de almacenamiento que precise el usuario comercial final (almacenar un elemento en contraposición a dos). La forma de la lámina cortada a troquel en el dibujo no pretende ser limitativa. La forma de la lámina cortada a troquel puede estar adaptada a la forma de otros recipientes, por ejemplo, aunque sin limitación, un recipiente de sopa, recipiente estampado, o recipientes de bebidas a granel.
La lámina cortada a troquel 602 puede contener, opcionalmente, cola de fusión en caliente en costura 604 o de fraguado en frío. Si el material expansible 408 también es un adhesivo, se puede omitir la fusión en caliente en costura o el fraguado en frío 604. La cola de fusión en caliente en costura/fraguado en frío 604 puede ser usado además del material expansible 408, tal como, para reforzar la unión. La lámina cortada a troquel puede ser aplicado a una copa, por ejemplo, mediante procesos de envoltura, laminado u otros procesos de fabricación.
Las figuras 7 a 11 ilustran otros ejemplos de una lámina cortada a troquel 402. Estos ejemplos son simplemente ilustrativos y no limitativos. La figura 7 ilustra una lámina cortada a troquel 602 con material expansible 408 aplicado en una configuración 709 para canalizar la liberación de calor. La lámina cortada a troquel 602 se puede hacer, por ejemplo, de papel ondulado, tal como, aunque sin limitación, ondulado acanalado. La convección puede ser manipulada por la ondulación, la configuración de aplicación del material expansible, o de otra manera adecuada.
Las figuras 8 a 11 ilustran otros ejemplos no limitadores posible de configuraciones potenciales de material expansible. Las configuraciones de material expansible se representan con los números 809, 909, 1009 y 1109, respectivamente. El material expansible puede ser aplicado en configuraciones distintas de las ilustradas en las figuras 7-11. La configuración del material expansible 809, 909, 1009 y 1109, respectivamente, puede variar en grosor y puede proporcionar un flujo graduado para canalizar el calor a agujeros cortados a troquel. Los agujeros cortados a troquel se representan con los números 814, 912, 1012 y 1112, respectivamente. Los agujeros cortados a troquel también pueden estar situados y/o incluir formas como las ilustradas con los números 812, 914, 1014 y 1114. Puede haber agujeros cortados a troquel en extremos opuestos de la lámina, o solamente en un extremo. Las formas de los agujeros cortados a troquel en las figuras 8-11 son ilustrativas solamente y no limitativas. Por ejemplo, las configuraciones de material expansible y la forma de los agujeros cortados a troquel se pueden disponer de modo que manipulen el flujo de aire, por ejemplo, aunque sin limitación, creando un efecto Venturi.
La figura 12 es un ejemplo ilustrativo que representa la transferencia ejemplar de calor. Este ejemplo no pretende ser limitativo, sino simplemente ilustrativo de la posible manipulación de pérdida de calor. La ecuación siguiente puede mostrar la pérdida de calor total del sistema:
QT [Cal./segundo] = Q1+Q2+Q3+Q4 donde QT es la pérdida de calor total. Q1 1204 puede ser la pérdida de calor debida a la evaporación de agua. Q2, Q3 y Q4, representados por 1202, 1206, y 1208, respectivamente, pueden representar la pérdida de calor por convección y conducción.
El objetivo de mantener caliente el contenido se puede lograr minimizando QT. La lámina cortada a troquel puede minimizar QT minimizando Q2, Q3 y Q4. La baja conductividad térmica del material expansible puede dar lugar a una pérdida de calor mucho menor debido a Q2, Q3 y Q4.
El objetivo de evitar que el consumidor se queme se puede lograr, por ejemplo, minimizando Q2, Q3 y Q4, especialmente Q2, Q3, permitiendo al mismo tiempo que Q1 y Q4 canalicen el alto flujo de calor inevitable (debido al líquido caliente) verticalmente hacia arriba o hacia abajo. Esto se puede lograr, por ejemplo, añadiendo ranuras onduladas a la lámina cortada a troquel. Las ranuras pueden estar, por ejemplo, inclinadas generalmente en verti
cal o en diagonal. Siguen ejemplos no limitadores. Ejemplo 1. El ejemplo 1 proporciona una representa
ción gráfica de cómo el material expansible puede alterar
5 la conductividad térmica. La temperatura en el interior de una copa se puede representar por Ti. La temperatura en el exterior de la copa puede estar representada por To. La línea superior, X, puede representar un recipiente sin la lámina cortada a troquel recubierta. La segunda
10 línea, Y, puede representar un recipiente dotado de una lámina cortada a troquel recubierta. Este ejemplo puede ilustrar que, en un recipiente sin una lámina cortada a troquel recubierta con el material expansible, la diferencia de la temperatura en el interior en función del
15 exterior del recipiente puede ser muy pequeña. En un recipiente con una lámina cortada a troquel recubierta con el material activado por temperatura, la diferencia de temperatura entre dentro y fuera puede ser pequeña cuando se añade al recipiente la comida o la bebida caliente.
20 Sin embargo, la comida o la bebida puede activar el material, A, al contacto, haciendo que el material se expanda. Cuando el material se expande, la diferencia de tem
imagen1
Ejemplo 2. El ejemplo 2 ilustra la comparación sen
sorial de temperatura de varios materiales de lámina cor
tados a troquel recubiertos con el material térmicamente
expansible en comparación con sin el material térmicamente expansible. El experimento siguiente es a efectos ilustrativos y no limitativos, se podrían obtener otros resultados experimentales.
Se puede aplicar un material térmicamente expansible, u otro, a láminas cortadas a troquel hechas de varios materiales, tales como, aunque sin limitación, papel, cartón, y papel ondulado acanalado. Cada lámina cortada a troquel se puede enrollar alrededor de un recipiente, tal como una copa. La copa se puede llenar con agua caliente. Las copas se pueden manejar entonces con las manos sin protección y se pueden comparar las respuestas sensoriales a los dos estados. En cada prueba, las copas con láminas cortadas a troquel recubiertas estaban menos “calientes” al tacto que las láminas cortadas a troquel no recubiertas. Se produjo expansión a los pocos minutos de verter agua caliente a la copa.
Ejemplo 3. Se pueden aplicar recubrimientos cubriendo el recubrimiento a un medio de cara única. El recubrimiento se puede expandir cuando está húmedo usando una pistola de calor MASTER-MITE 120 V, 475 W a 600 grados F.
Ejemplo 4. Se puede aplicar recubrimientos al exterior de una copa de 12 Oz y dejar secar al aire durante la noche. Al día siguiente se puede verter agua caliente a 190 grado F a la copa. Se puede observar una expansión apreciable poco después de llenar la copa con agua caliente a 190 grado F. Se pueden poner tapas en la copa, y después de 7 minutos se puede observar una mayor expansión, aunque todavía parcial. Un beneficio de la post-activación por calor puede ser que cuanto más caliente está el líquido, más se expande el recubrimiento.
Ejemplo 5. Se aplicó recubrimiento a una copa. Se puede usar un calentador 250 W IR fabricado por Fisher Scientific modelo número 11-504-50 para calentar el recubrimiento. La expansión puede ser lenta cuando la lámpara está a 15 cm (seis pulgadas) del recubrimiento e inmediata cuando está a una pulgada del recubrimiento. El calor y el tiempo excesivos pueden producir deformación del recubrimiento con respecto a la superficie de sustrato.
Ejemplo 6. Se puede aplicar recubrimiento a papel, que después se puede enrollar alrededor de una copa de papel después de dejar secar al aire el recubrimiento. Se puede usar calor de una pistola de calor para calentar la parte del recubrimiento indirectamente a través de la envuelta de papel durante un minuto. El recubrimiento se expande. Otra parte del recubrimiento no calentado se puede calentar bajo una lámpara IR a través del papel. El recubrimiento se expande.
La figura 13 es una vista lateral cortada de un recipiente de pared doble 101. El recipiente de pared doble 101 puede proporcionar una camisa de aire entre una pared exterior 1300 y el contenido 1302, tal como una bebida o comida caliente o fría, del recipiente 101. La camisa de aire puede proporcionar aislamiento térmico medido por una temperatura superficial exterior T0. La camisa de aire puede rodear parcial o completamente el recipiente
101. Cuando se agarra el recipiente 101, la presión ejercida en la pared exterior 1300 puede plegar la pared exterior 1300 en puntos de presión para reducir la camisa de aire e iniciar potencialmente el contacto con una pared interior 1304 del recipiente 101. La camisa de aire se puede aplastar bajo los puntos de presión y puede dar una sensación de poca rigidez, y el contacto puede crear puntos calientes en la pared exterior 1300 si no se usa un recubrimiento térmicamente expansible 216.
Si se usa una cantidad suficiente de recubrimiento 216, el recubrimiento 216 puede actuar para proporcionar rigidez sin poner en peligro el aislamiento térmico de la camisa de aire a la pared exterior 1300 de modo que la pared exterior 1330 no se aplaste, completa o parcialmente. El recubrimiento 216 puede añadir resistencia mecánica al recipiente 101. Se pueden usar materiales de peso más ligero para producir el recipiente 101 debido a resistencia mecánica añadida por el recubrimiento 216, de modo que se pueda reducir la fuente de un sustrato que forma el recipiente 101. El recubrimiento 101 se puede aplicar en manchas, tal como puntos, u otra configuración, en la pared interior 1304, la pared exterior 1300,
o ambas, de modo que el recubrimiento 216 proporcione un intervalo de aire y evite que el recipiente 101 se aplaste bajo la presión de sujeción. El recubrimiento 101 también puede proporcionar un tacto rígido al usuario, permitiendo al mismo tiempo una reducción del material del sustrato.
La figura 14 es un diagrama de bloques de un proceso ejemplar para aplicar un recubrimiento de micropartículas a sustratos. El proceso puede incluir aplicar un recubrimiento expansible de microesferas u otro a un sustrato, lámina cortada a troquel, recipiente, manguito, bandejas de catering, copas de pared doble, bandeja estampada, recipiente de sopa y recipientes de bolsa en caja. El proceso puede incluir procedimientos en línea 1400 y fuera de línea 1410. El procedimiento en línea 1400 puede incluir estaciones de apilamiento 1420, estaciones de fabricación 1430, y estaciones de envasado 1440 usadas para la fabricación del recipiente a partir de papel o material cortado a troquel. Las estaciones de apilamiento, fabricación y envasado pueden estar completamente automatizadas y/o incluir estaciones manuales.
Los procesos de aplicación de recubrimiento pueden tener lugar en línea 1400 o fuera de línea 1410, en el mismo centro u otro. La aplicación en línea puede incluir la aplicación del recubrimiento en una o varias estaciones de apilamiento 1420, estaciones de fabricación 1430, y estaciones de envasado 1440. El recubrimiento se puede aplicar de varias formas, incluyendo, aunque sin limitación, cepillos, esponjas, impresión, una boquilla, pulverización, y una recubridora de troquel ranurado. Cualquiera de estas aplicaciones, o varias combinaciones de ellas, pueden tener lugar en línea 1400 o fuera de línea 1410, donde el proceso fuera de línea puede tener lugar antes de la etapa de apilamiento 1420.
La aplicación con un cepillo o cepillos puede tener lugar alimentando el recubrimiento a presión a través de un tubo al cepillo. El cepillo puede ser de materiales diferentes tal como cerdas o materiales sintéticos. El cepillo puede incluir filamentos huecos de modo que el recubrimiento se aplique a través de los filamentos. El cepillo puede aplicar una hilera o configuración del recubrimiento. La cantidad de recubrimiento en el cepillo puede ser controlada de tal manera que la cantidad de recubrimiento aplicado al sustrato se pueda dosificar. Como un ejemplo ilustrativo y no limitativo, la cantidad puede ser controlada de tal manera que se aplique una capa de recubrimiento de 0,40 mm (1/64 de pulgada), que se puede expandir a 1,59 mm o 0,79 mm (1/16 o 1/32 de pulgada), o la distancia del intervalo entre una capa interior y otra exterior de una copa de pared doble. Puede ser preferible que el recubrimiento no deforme la forma de la capa exterior una vez que se expanda. El recubrimiento puede ser distribuido en una configuración uniforme o variable. El cepillo puede ser usado para aplicaciones más amplias, tales como para recubrir el interior de un recipiente de bolsa en caja.
La aplicación con una prensa de imprimir puede tener lugar pasando los sustratos a través de rodillos. Los sustratos pueden tener forma de rollo o lámina de material de papel, o alternativamente forma de hoja. El recubrimiento puede ser aplicado en prensa en puntos o configuraciones o con cobertura completa, dependiendo de una
implementación.
En la figura 15, se pueden usar boquillas pulveriza-doras 1500 para aplicar un recubrimiento 1510 a un sus-trato 1520. Las boquillas pueden difundir el recubrimiento para aplicar una capa fina uniforme del recubrimiento sobre el sustrato. Se puede usar una o más boquillas pulverizadoras para formar configuraciones continuas o interrumpidas del recubrimiento. Las boquillas se pueden disponer de modo que los recubrimientos aplicados se solapen, estén uno al lado del otro y/o estén separados por un espacio. La pulverización se puede dosificar para controlar el grosor del recubrimiento aplicado. La boquilla también se puede colocar para dirigir la pulverización del recubrimiento sobre porciones designadas del sustrato, tal como a una esquina.
En la figura 16, se pueden usar boquillas no pulverizadoras 1600 para aplicar una corriente 1610 de recubrimiento al sustrato 1620. La corriente puede ser dosificada a través de la boquilla para aplicar una cantidad exacta. La boquilla puede estar dimensionada para controlar una anchura y altura especificadas de la corriente 1610. El flujo de las boquillas se puede abrir y cerrar para acomodar una configuración especificada del recubrimiento al sustrato.
En una aplicación de recubrimiento en artesa o por inmersión, los sustratos se pueden mover a través de la artesa que contiene material de recubrimiento. Uno o ambos lados del sustrato pueden pasar por la artesa. El grosor del recubrimiento aplicado en la artesa puede ser controlado por el tiempo que el sustrato esté en el material. La temperatura del recubrimiento y del sustrato puede ser controlada para activar o no activar el recubrimiento expansible durante el proceso de recubrimiento. Se puede usar una cuchilla de control para quitar el recubrimiento excesivo. Los sustratos pueden ser alimentados por correa a través de la artesa o mantenerse individualmente en la artesa.
Con cualquiera de los procesos de aplicación anteriores, y con cualquier otro proceso, el recubrimiento aplicado se puede secar o fraguar, por ejemplo aplicando
o soplando aire frío o caliente sin activar el recubrimiento, si se desea expandir el recubrimiento en un proceso posterior, tal como durante la fabricación o al tiempo de uso por el consumidor. Aunque no cae dentro del alcance de las reivindicaciones, el recubrimiento también se puede expandir después de la fabricación y antes del uso por el consumidor, tal como en la estación de apilamiento 1440. El recubrimiento se puede expandir antes o después de apilar los recipientes.
Las láminas recubiertas o no recubiertas pueden ser alimentadas a la estación de apilamiento 1420. El recubrimiento puede ser aplicado durante el procesado en línea o fuera de línea. Si se aplica en línea, el recubrimiento se puede dejar secar antes de formar las copas, manguitos, recipientes, etc, o se pueden formar mientras que el recubrimiento esté húmedo. Dependiendo de las propiedades del recubrimiento, el secado tarda de un par de segundos a varios minutos. El recubrimiento puede ser activado durante la fabricación en línea (aunque esto no cae dentro del alcance de las reivindicaciones) o posteriormente, tal como en la etapa de consumo. Para activar el recubrimiento en línea se puede usar alguno o todos los métodos de calentamiento por infrarrojos (IR), aire, convección o conducción. El recubrimiento puede tardar un par de segundos a varios minutos en expandirse completamente. Por ejemplo, un mandril, que sujeta un recipiente desde dentro del recipiente, y/o un aro, que sujeta una copa por fuera del recipiente, puede ser usado para aplicar calor para expandir el recubrimiento durante el proceso de fabricación del recipiente. Si un recubrimiento húmedo o parcialmente seco contacta el mandril durante el proceso, el mandril se puede fabricar de manera que incluya un material no adherente, tal como TEFLON, para evitar la adhesión o transferencia del recubrimiento sobre el mandril. Pueden ser preferibles temperaturas de activación más bajas si la activación tiene lugar en línea. Activando el recubrimiento, el recubrimiento se expande formando un intervalo de aire reforzado. El recubrimiento se puede expandir parcialmente durante la fabricación del recipiente, y la expansión puede continuar después en la etapa de consumo.
Como se ha mencionado, el uso del recubrimiento puede ayudar a reducir el grosor del sustrato necesario para hacer el recipiente, los manguitos, etc, manteniendo al mismo tiempo un mejor tacto rígido del consumidor. El recubrimiento también puede mejorar las propiedades de aislamiento del recipiente, y ayudar a mantener las bebidas
o comidas calientes o frías más tiempo, dependiendo de la aplicación. Los sustratos se pueden hacer de fibras naturales, sintéticas o ambas, tal como papel cartón SBS (sulfato sólido blanqueado) o cartón para cajas. Se pueden producir materiales de manguito, tales como revestimiento y medio, a partir de material de 6,8 kg/278,7 m2 (15LB/3000ft2) a 45,4 kg/278,7 m2 (100LB/3000ft2), y preferiblemente 8,2 kg/278,7 m2 a 22,7 kg/278,7 m2 (18LB/3000ft2 a 50LB/3000ft2). El calibre del sustrato de papel para copas calientes o frías, recipiente de sopa, recipientes estampados y otros recipientes no corrugados puede ser del rango de 9 puntos a 24 puntos, y preferiblemente de 10 puntos a 24 puntos, donde un punto es igual a 0,025 mm (1/1000 pulgada).
Aunque se han descrito varias realizaciones de la invención, será evidente a los expertos en la técnica que son posibles muchas más realizaciones e implementaciones que caigan dentro del alcance de la invención.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un recipiente de pared doble (101), incluyendo: una pared interior; una pared exterior unida a la pared interior, donde
    la pared interior y la pared exterior forman un intervalo de aire entremedio; y caracterizado por
    un recubrimiento expansible colocado entre la pared interior y la pared exterior, donde el recubrimiento expansible es térmicamente activable y se expande añadiendo una bebida o comida al recipiente.
  2. 2.
    El recipiente de pared doble (101) de la reivindicación 1, donde el recubrimiento expansible incluye microesferas expansibles.
  3. 3.
    El recipiente de pared doble (101) de la reivindicación 1, donde el recubrimiento expansible proporciona aislamiento térmico entre la pared interior y la pared exterior.
  4. 4.
    El recipiente de pared doble (101) de la reivindicación 1, donde el recubrimiento expansible proporciona rigidez a la pared exterior.
  5. 5.
    El recipiente de pared doble (101) de la reivindicación 1, donde la pared exterior se compone de un material de papel.
  6. 6.
    El recipiente de pared doble (101) de la reivindicación 5, donde el recubrimiento expansible acomoda una reducción de peso del material de papel.
  7. 7.
    El recipiente de pared doble (101) de la reivindicación 1, donde el recubrimiento expansible se aplica en una configuración de puntos.
  8. 8.
    Un método de hacer un recipiente de pared doble (101), incluyendo: proporcionar un primer sustrato para formar un recipiente;
    proporcionar un segundo sustrato para formar una pared exterior del recipiente;
    recubrir el segundo sustrato con un material térmicamente expansible;
    unir el segundo sustrato al recipiente para formar la pared exterior;
    formar la copa de pared doble del recipiente y la pared exterior; y
    aplicar el recubrimiento expansible entre el recipiente y la pared exterior, caracterizado porque el material expansible es térmicamente activable y
    se expande añadiendo una bebida o comida al recipiente.
  9. 9.
    El método de la reivindicación 8, donde el recubrimiento expansible se aplica antes de formar la copa de pared doble.
  10. 10.
    El método de la reivindicación 8, donde el recubrimiento expansible se aplica durante la formación de la copa de pared doble.
  11. 11.
    El método de la reivindicación 8, donde el recubrimiento se aplica en una configuración de puntos.
  12. 12.
    Un recipiente (101) incluyendo: una pared lateral que tiene una superficie interior y una superficie exterior;
    estando al menos una de la superficie interior o la superficie exterior de la pared lateral al menos parcialmente recubierta por una capa de un material expansible y estando adaptado el material para expandirse para proporcionar aislamiento térmico;
    caracterizado porque el material expansible es térmicamente activable y se expande añadiendo una bebida o comida al recipiente.
  13. 13.
    El recipiente de la reivindicación 12, donde el material expansible incluye microesferas expansibles.
  14. 14.
    El recipiente de la reivindicación 12, donde la pared lateral incluye el lado de un manguito para una co
    pa.
  15. 15.
    El recipiente de la reivindicación 12, donde la pared lateral incluye el lado de un recipiente para contener una bolsa.
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