KR20150065665A - 포장 기판 및 제품을 제조하기 위한 열팽창가능 물질의 마이크로파 가열법 - Google Patents

포장 기판 및 제품을 제조하기 위한 열팽창가능 물질의 마이크로파 가열법 Download PDF

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토마스 제트. 푸
매튜 알. 쿡
얼 알. 엘리스
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엘비피 매뉴팩츄어링 인크.
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Abstract

포장 용기(예를 들어 컵) 또는 보호 랩이 두 층의 시트 재료와 상기 층들 사이의 팽창된 단열제로 만들어 질 수 있다. 상기 단열제는 마이크로 캡슐에 든, 열팽창 가능한 입자들로, 기판을 가공하거나, 용기를 제조, 운반, 또는 포장하는 동안 어떤 지점에서 마이크로파 히터를 이용하여 팽창될 수 있다. 상기 입자들은 다이 커팅으로부터 형성되는 블랭크에 적용될 수 있고, 가열에 의해 팽창되고, 그 다음에 탬퍼링될 수 있다. 상기 블랭크는 이중벽 컵에 대해 외부 랩일 수 있고, 이중벽 컵은 상기 외부 랩에 내부 컵을 위치시켜 접착함으로써 형성된다. 대안적으로, 상기 입자들을 포함하는 접착제가 내부 컵에 적용되고, 내부 컵은 상기 이중벽 컵의 완성을 위해 외부 랩에 부착될 수 있다. 컵이 운반되고 적층되고, 포장가방 내에 놓여지고, 가방이 포장상자내에 포장되고, 포장 상자가 적층되고 화물이송대에 적재되는 이어지는 작업 스테이션에서 상기 컵은 마이크로파 히터로 가열될 수 있다.

Description

포장 기판 및 제품을 제조하기 위한 열팽창가능 물질의 마이크로파 가열법 {MICROWAVE HEATING OF HEAT-EXPANDABLE MATERIALS FOR MAKING PACKAGING SUBSTRATES AND PRODUCTS}
소비자들은 포장 기판(packaging substrate)으로 만든 용기에 든 기성품(ready-made product), 예를 들어 음식, 음료 및 다른 제품을 구매한다. 단열처리된 용기는 뜨거운 커피, 아이스 티, 햄버거, 샌드위치, 또는 피자 등과 같은 뜨겁거나 차가운 액체 또는 음식을 위해 디자인될 수 있다. 이 용기는 내용물로부터의 열기나 냉기가 용기를 통해 전달되는 것을 줄임으로써 액체 또는 음식 내용물의 온도를 가능한 한 오래 유지할 수 있는 것이 바람직하다.
뜨거운 음료의 열로부터 소비자의 손을 보호하거나 음식 또는 음료 용기의 내용물의 바람직한 온도를 더 오래 유지하는 것을 돕기 위해, 열 팽창가능한 접착제와 코팅이, 예를 들어 다층의 마이크로 골판지(micro-fluted board), 종이 또는 보드지와 같은 포장 기판과 함께 사용되기 위해 발명자들에 의해 개발되어져 왔다. 이러한 팽창가능한 접착제와 코팅은 어떤 온도 범위 이상으로 가열되면 팽창할 수 있다.
열팽창 접착제와 코팅을 가열, 활성화하고, 팽창시키기 위해 마이크로파 에너지를 이용하는 방법이 개시된다. 상기 열팽창 접착제와 코팅은, 나중에 제품으로 만들어지기 위해 사용되는 기판 재료 위에 및/또는 내에 있거나, 또는 제품 제조 공정 동안 포장 제품의 바로 위에 또는 내에 놓여진다.
상기 기판 재료는 종이, 보드지, 코팅된 종이, 골판재, 플라스틱 필름, 직조 원단(woven material), 텍스타일(textile), 부직 원단 및/또는 금속 기판 같은 재료, 또는 이러한 재료들이 조합된 재료로 만들어진 롤(roll), 시트 또는 블랭크(blank) 형태의 단일층 또는 다층일 수 있다.
상기 다층 시트 또는 롤 웹 기판들(roll web substrates)은 열팽창 접착제와 코팅에 의해 함께 접합된다. 상기 제품은 다양한 포장 또는 비포장 제품, 예를 들어 이중벽 종이컵, 종이가방, 클램쉘(clamshell, 뚜껑이 달린 포장용기), 뜨거운 컵의 단열 슬리브(sleeve), 테이크 아웃용 접는 상자(carton) 및 박스일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 방법은, 제품이 성형된 이후 또는 상기 제품이 출하 컨테이너에 넣어서 포장된 이후 또는 상기 컨테이너가 화물운반대(팔레트) 위에 적재된 이후에 상기 재료로 만들어진 포장 제품을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 마이크로파 히터는 열팽창(heat-expandable) 접착제 또는 코팅을 활성화하기 위해 마이크로파 에너지를 이용하고, 이에 의해 상기 열팽창 접착제 또는 코팅은 효율적으로 팽창하게 된다. 상기 접착제 또는 코팅의 팽창은, 상기 재료를 포장재 또는 용기로 만들도록 돕는 라미네이트(laminated)되거나 또는 코팅된 재료의 단열성과 강도(rigidity)를 증가시키고, 상기 용기의 유체 및 고체 내용물의 단열성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. 상기 접착제나 코팅의 팽창은 또한 라미네이트 또는 코팅된 재료에 필요한 열적 단열성과 강도를 유지하면서도 더 적은 재료를 사용하는 것을 가능하게 함으로써 포장 재료를 줄이는 데 도움이 된다.
상기 방법은 기판 재료의 위 또는 내에 있는 열팽창 접착제나 코팅을 활성화하고 팽창시키거나(또는 "사전 활성화"라 함), 제품이 성형된 후 제품의 위 또는 내에 있는 열팽창 접착제나 코팅을 활성화하고 팽창시키도록("사후 활성화"라 함) 자동화될 수 있다. 열팽창 접착제나 코팅재는 마이크로 구(球), 마이크로튜브 또는 다른 형상체와 같은, 마이크로캡슐에 든 열팽창 입자와, 전분 또는 다른 천연 또는 합성 바인더 그리고 특정한 용도를 위해 필요한 다른 첨가제와 같은 다른 구성성분들을 포함하는 조성물(composition)을 가지고 만들어질 수 있다. 예를 들어, 열팽창 접착제 또는 코팅은 점도 조절제(viscosity modifier), 습도 조절제(moisture modifier), 소포제(defoamer), 분산제(dispersants), 항곰팡이제(anti-mold agent), 염류(salts) 중 하나 또는 이들의 조합 내에 준비될 수 있다. 마이크로캡슐에 든 입자의 어떤 예들은 다음을 포함한다: Henkel사에 의해 공급되는 Dualite, AkzoNobel에 의해 공급되는 Expancel, Matsumoto 에 의해 공급되는 Microspheres F and FN 시리즈 및 Kureha에 의해 공급되는 Microspheres.
마이크로파 히터는 열팽창 접착제나 코팅제를 적용한 후에 제조 공정의 다양한 단계들 중 어떤 단계에서도 재료를 가열해도 좋다. 다층의 시트 재료는 상기한 적절한 재료의 임의의 조합에 의해 라미네이트되고, 그리고 최종 공정으로 이송되어, 예를 들어 인쇄, 다이 커팅, 성형 및/또는 그 밖에 다른 방법으로 제품 용기로 조립될 수 있다. 상기 제조 지점들 또는 단계들 중 임의의 하나 또는 그 조합에서, 예를 들면 제조 공정을 따른 다양한 작업스테이션들에서 또는 작업스테이션들 사이에 마이크로파 히터에 의해 열이 재료에 적용될 수 있다. 예를 들어 열팽창 접착제나 코팅이 적용되고 난 이후에, 재료가 적층되고 라미네이트되는 동안 기판에 마이크로파 가열이 적용될 수 있다. 더욱이, 마이크로파 가열은 팽창되지 않은 마이크로구를 함유하는 개별 제품 용기가 형성된 이후, 예를 들어 제품들을 출하 컨테이너에 적재하기 위한 작업스테이션으로 제품을 이송하는 동안, 상기 개별 제품 용기에 적용될 수도 있다.
대안적으로 또는 추가로, 마이크로파 가열은 적재 컨테이너, 예를 들어 많은 제품이 내부에 넣어져 포장된 포장 상자(RSC, regular slotted carton)를 통하여 적용될 수도 있다. 또한, 마이크로파 가열은 그 위에 다수의 적재 컨테이너가 적층된 화물운반대를 통해 적용될 수도 있다. 상기 제품의 기판 내에 결합되거나 기판 위에 적층된 열팽창 접착제나 코팅은 출하 전 제조 공정의 이런 후기 단계들에서 마이크로파 가열이 적용될 때까지는 팽창되지 않아야 한다(또는 완전히 팽창되지는 않아야 한다).
포장 용기는 단열 물질로 만들어지고 및/또는 단열물질에 의해 단열되는 것이 좋다. 단열 물질은 열팽창 접착제 또는 코팅을 포함하는 다층 라미네이트 기판 또는 코팅된 기판으로 만들어질 수 있다. 열팽창 접착제 또는 코팅은 다층 기판으로부터 포장 용기를 성형하기 이전 또는 이후에 마이크로파 가열을 적용함으로써 팽창되는 것이 좋다. 마이크로파 가열에 더하여 뜨거운 공기나 적외선(IR) 같은 다른 가열 또는 열적 에너지원이 적용될 수도 있다.
열팽창 접착제나 코팅은 용기 표면에 또는 용기 재료의 내에 또는 용기의 층들 사이에 적용되거나, 또는 용기의 외벽에 적용될 수 있고, 또는 이들의 조합에 적용될 수도 있다. 열팽창 접착제 또는 코팅제를 포함하는 단열 물질은 용기 및/또는 용기 슬리브가 제조될 때와 같이 최종 사용자에게 도달하기 전에 팽창될 수 있고, 및/또는 상기 단열 물질은 예를 들어, 용기 내에 제공되는 뜨거운 음료나 음식의 온도의 특정 레벨에 반응하여만 그리고 최종 사용 시에만 팽창할 수도 있다. 팽창된 단열 물질은 용기 및/또는 용기 슬리브의 단열 성능을 돕거나, 및/또는 용기 및/또는 용기 슬리브에 강도를 더하기 위해 사용될 수 있고, 그리고 용기 및/또는 용기 슬리브의 재료 요소들의 두께를 줄이도록 도울 수 있다.
포장, 용기, 및/또는 용기 슬리브를 만드는 데 사용되는 시트 재료는 컨베이어 타입의 기계 시스템 상에서 자동화된 조립 라인 공정으로 제조될 수 있고, 그 일 실시예가 이후에 더 자세히 설명될 것이다. 열팽창 접착제 또는 코팅은 스프레이 같은 비접촉, 및/또는 접촉식 로드, 롤, 노즐, 또는 슬롯 압출(slot extrusion), 패드 및 브러쉬 코팅 방법들 같은 종래의 많은 적용 방법에 의해 적용되어질 수 있고, 또는 그 외에 라이너가 그 위에 라미네이트 되기 전에 시트 재료 상에 예를 들어, 코루게이트(corrugate) 매체(이에 한정되지는 않는다) 상에 적용될 수 있다. 열팽창 접착제 또는 코팅은 따라서 제조 공정 중에 팽창되기 전에 어떤 종류의 시트 재료로 된 두 층들 사이에 위치되어도 좋다. 단열 물질이 코팅일 때, 단열 물질은 열에 의해 팽창되기 전에 단일층(또는 하나의) 시트에 또는 다층의 시트의 표면 외부에 또는 다층 시트 내에 적용될 수 있다. 나중에 설명되는 바와 같이, 제조 공정 도중의 다른 지점에서 또는 제조 공정 후에 열팽창 접착제나 코팅을 팽창하기 위해, 다층 기판의 형성 후에 또는 제품의 성형 후에 또는 용기를 창고로부터 출하하기 전에 마이크로파 가열을 적용하는 것과 같은 다른 실시예도 마찬가지로 가능하다.
어떤 실시형태에서는 열팽창 접착제/코팅이 컨베이어식 기계 조립 공정 동안 가열되어서 용기가 제조될 때 팽창이 일어난다. 통상적인 기계시스템에서, 일반적인 열원(heat source)은 뜨거운 공기 및/또는 적외선(IR)에 의한 것이었다. 기계 시스템 상에 인라인으로 설치된 열풍 오븐 및/또는 적외선(IR) 히터 같은 종래의 가열 방법만 적용하는 것은 때때로 열팽창 접착제 또는 코팅제에 첨가된 마이크로구나 마이크로 튜브 같은, 마이크로 캡슐에 든 열팽창 입자들을 보통 150 내지 600 (fpm)인 생산 속도로 적절히 활성화하는 데 효과적이지 않다. 이것은 부분적으로는 공간과 가열 파워의 한계, 그리고 가열되는 물질의 외부로부터 내부로 열이 전달되는 전도, 대류 및 복사에 주로 기반하고 있는 이러한 방법들의 가열 메카니즘으로 인한 것이다. 따라서, 이러한 종래의 가열원을 가지고는 열 에너지 전송의 모드에서 기술적 문제가 생기게 되고, 이로 인해 열팽창 마이크로 입자의 팽창이 비효율적이고 제약을 받게 된다. 예를 들어, 상기 코팅제의 바깥쪽 부분이 가장 먼저 건조되고 고체화되어, 열팽창 마이크로입자의 팽창이 심각하게 제약을 받게 된다.
본 개시에서는 열팽창 접착제 또는 코팅을 포함하는 기판 재료 또는 포장 제품 위에 그리고 이를 관통하여 마이크로파 에너지를 적용하도록 조정되는 산업용 마이크로파 히터로부터 마이크로파 에너지를 공정 중에 그것을 관통하여 가하는 것이 제안된다. 따라서, 마이크로파 히터로부터의 마이크로파는 기판 내에서 열팽창 접착체 또는 코팅을 관통하여 활성화하고, 이것은 전도, 대류 도는 표면 복사 열로 가열되는 것보다 더 균일하고, 체적 전체적으로 더 빨리 열팽창 접착제 또는 코팅이 달아오르게 한다. 이것은 상대적으로 짧은 시간 내에 열팽창 접착제/코팅의 체적 전체에 대한 마이크로파 가열로 인한 것이다. 예를 들어, 마이크로구가 있는 혼합물이 강력한 마이크로파 에너지에 노출되어 빠르게 가열될 때 접착제/코팅제 섞인 열팽창 마이크로구는 신속하게 팽창할 수 있다.
열팽창 접착제 또는 코팅은 여러가지 다른 소스로 만들어진 마이크로구 또는 마이크로 튜브와 같은, 팽창가능하고 마이크로 캡슐에 든 마이크로 입자를 함유할 수 있다. 제한되지 않은 예는 앞서 설명하였던 Dualite, MicroPearl, Expancel과 같은 상업적 제품들과, 팽창 가능한 물질을 조제하는 데 사용될 수 있는 열적으로 팽창가능한 마이크로튜브를 포함한다.
열팽창 접착제/코팅은 전분 기반 풀(glue)을 포함할 수 있고, 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol), 전분, 폴리락틱산(polylactic acid), 및 다른 물질 같은 합성 또는 천연물에 기초한 것일 수 있고, 그리고 종이, 보드지, 코루게이트 보드(corrugated board), 플라스틱 필름, 금속 필름, 텍스타일, 직조 또는 부직 재료 및 라미네이트 또는 코팅된 기판을 만들기 위한 그 밖의 재료와 같은 많은 다른 기판 재료에 적용될 수 있다. 열팽창 접착제 또는 코팅은 또한 재료 물질의 감축을 용이하게 할 수 있고, 포장 제품의 부피와 단열 성능을 유지하면서도 재료를 줄임으로써 반환경적 영향을 줄일 수 있다. 이 라미네이트 또는 코팅된 기판은 결과적으로 많은 유용한 식품과 비식품 포장 제품, 예를 들어 접는 곽 용기, 뜨겁고 차가운 것을 담는 컵, 박스들, 종이 클램쉘, 세로로 홈이 새겨진 슬리브, 미세하게 세로로 홈이 새겨진 클램셀, E-flute 상자, 가방, 및 백인박스(bag-in-box), 및 다른 포장 제품(일반적으로 용기라고 함)로 만들어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 팽창된 물질을 가지는 다층 재료들은 기존의 재료 공급자들에 의해 공급되고 일반적으로 이용 가능한 것과는 다른, 기판의 품질 및 무게 기준에 대한 선택이 확장되는 유연성을 제공한다.
열팽창 접착제/코팅은 종래의 코루게이트 래미테이터기(corrugating laminator), 인쇄, 코터(coater), 코팅 기계, 또는 다른 적용 으로 적용될 수 있고, 효율과 속도를 올리기 위해 산업용 마이크로파 히터의 도움으로 팽창될 수 있다. 열팽창 코팅은 종래 기판 위에 전체적으로 또는 임의의 실용적인 디자인 패턴으로 적용될 수 있고, 이후에 마이크로파 히터에 의해 팽창되어 최종 사용 이점(benefits)이 서로 다른 세포상 조직(celluar structure) 또는 발포상 조직(foamed structure)을 코팅층 내에 생성하는데, 어떤 이점에 대해서는 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 단일 외벽으로 조립된 컵의 사시도이다.
도 2는 이중 벽 컵의 측절단도이다.
도 3은 컵을 구비한 슬리브의 단면도이다.
도 4는 용기를 위한 포장 재료 및 기판을 만들기 위한 기계시스템의 일 실시예의 측면도이다.
도 5는 열팽창 물질이 부착되는 블랭크가 처리되는 진공 컨베이어의 측면도이다.
도 6은 진공 홀(hole)을 포함하는 융기 스트립을 구비하도록 개조된 맨드렐이다.
도 7은 갭이 있는 열팽창 물질 패턴 코팅을 가지는 외벽 블랭크(또는 랩(wrap))의 일 예이고, 도 6의 맨드렐의 융기 스트립은 상기 갭 내로 위치한다.
도 8은 내측면에 열팽창 입자를 포함하는 외부 랩을 이송하기 위해 도 6의 맨드렐을 사용하는 진공 튜브 컨베이어의 사시도이다.
도 9는 내부 컵의 외측면에 열팽창 물질을 적용하는 것을 보여주는 컵-제조 기계의 사시도이다.
도 10은 이중벽 컵을 제조하기 위해 외부 컵 블랭크(wrap) 내로 접착제로 덮힌 내부 컵을 삽입하는 것을 보여주는, 도 9의 컵 제조기계의 사시도이다.
도 11은 포장 제품을 제조하기 위한 제조 공정의 여러 작업 스테이션 또는 단계들의 흐름도이고, 이 단계들에서 또는 이 단계들 사이에서 포장 기판의 기판 층들 및/또는 제품의 내에 또는 위에 결합된 열팽창 접착제나 코팅을 팽창하기 위해 마이크로파 열(microwave heat)이 적용될 수 있다.
도 12는 컨베이어 벨트 위에 위치한 산업용 마이크로파 히터 applicator의 일 실시예의 개략 사시도이다.
도 13은 도 12의 마이크로파 히터 장치의 개략적인 상부 평면도이다.
도 14는 도 12의 산업용 마이크로파 히터 장치의 개략적인 측평면도이다.
도 15는 도 12의 산업용 마이크로파 히터 장치의 개략적인 전방 단면도이다.
도 16은 열팽창 접착제 또는 코팅의 팽창을 더 신속히 하기 위해 다층 시트 재료의 마이크로파 가열을 포함하는 공정으로 다층 시트 재료를 제조하는 방법의 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 1은 내벽(102)과 외벽(104)이 있는, 컵과 같은 용기(100)를 나타낸 것이다. 외벽(104)을 위한 블랭크는 용기(100)의 몸체를 위한 측벽 랩(Wrap)이나 용기 슬리브의 형태일 수 있다. 내벽(102)은 그 외표면 상에 팽창가능한 단열 물질을 구비한 라미테이트 보드로 형성될 수 있다. 상기 단열 물질은 또한 상기 내벽(102)과 외벽(104)의 사이에 위치될 수도 있다. 상기 단열 물질로 코팅된 내벽(102)이 적절한 부피와 단열성을 가질 때, 상기 외벽(104)은 필요하지 않을 수 있다.
용기(100)는 컵에 한정되지 않고, 대용량 커피 용기(bulk coffee container), 수프 통, 프레스 성형된 용기, 접시, 슬리브(예를 들어 편면 코루게이트, 양면 코루게이트, 코루게이트되지 않은 슬리브, 판지 등), 접는 곽상자(carton), 트레이, 보울(bowl), 클램셀(clamshell), 가방, 및 커버나 슬리브가 있거나 또는 없는 다른 용기들을 포함하지만, 이에 한정되지는 않고 다른 어떤 용기라도 좋다. 상기 용기(100)는 원통형 컵이거나, 또는 원뿔형, 직사각형, 정사각형, 타원형 그리고 기타 형상을 포함하여 다른 기하학적 형상을 가지는 용기일 수 있다.
상기 외벽(104) 블랭크는 코루게이트된 다이 컷 블랭크에 한정되지 않고, 보드지, 종이, 포일(foil), 필름(film), 섬유, 발포폼(foam), 플라스틱 등 어떤 종류의 것으로도 만들어질 수 있다. 상기 외벽(104)은 천연 편면지(natural single-face), 화이트 톱 편면지(white topped single-face), 코팅된 탈색 톱 편면지, 코루게이트, 세로홈이 새겨진 코루게이트, 종이, 판지, 버진 페이퍼, 재생지, 코팅종이, 코팅 판지, 또는 이 재료들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 명목상의 제지원료로 만들어져도 좋지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 외벽(104)은 상기 용기(100)로부터 제거될 수 있는 것일 수 있고, 또는 상기 외벽은 상기 용기(100)에 부착된 것일 수도 있다. 상기 외벽(104)은 예를 들어 핫멜트(hot melt) 접착제, 냉온 접착체 및/또는 다른 어떤 접착제 또는 실링 메카니즘(sealing mechanism)을 이용하여 상기 용기에 상기 외벽(104)을 라미네이팅함으로써, 부착될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 외벽(104) 블랭크는 단열 물질에 의해 부착될 수도 있다. 제조되는 동안 외벽(104)이 컵에 부착된다면, 이러한 부착은 최종 사용자에 의해 단열 슬리브를 사용하기 위한 필요를 없앰으로서 효율성을 증대시킬 수도 있다. 또한, 상기 부착은 최종 사용자에게 요구되는 저장공간을 줄일 수 있는데, 예를 들어 용기 및 분리된 단열 슬리브와는 대조적으로 이중벽 또는 다중벽 용기와 같은 하나의 물품을 저장하는 것이다.
도 1은 반드시 비례에 맞게 그려진 것은 아니다. 예를 들어, 외벽(104)은 도시된 것보다 용기 표면의 더 크거나 혹은 더 작은 부분을 덮을 수 있다. 예를 들어, 외벽(104)은 몸체 전체를 덮을 수 있다. 외벽(104)의 표면 영역을 증가시키는 것은 더 큰 인쇄 표면 뿐 아니라 더 큰 단열 영역을 제공할 수 있다. 도면이 컵(100)의 외벽(104)을 나타내고 있으나, 상기 외벽(104)은 대형/대용량 음료 용기(bulk beverage container), 프레스 성형된 용기, 및 수프 통(에 한정되지는 않지만) 같은 임의의 다른 용기에 추가될 수도 있다. 상기 외벽(104)은 랩(wrap)으로서 용기에 더해질 수 있다(도 2 및 도 3).
도 2는 용기(100)의 측단면도이다, 내벽(102)과 외벽(104)을 가진 이중벽 컵 또는 라미네이트 보드(내벽(102)과 외벽(104)을 포함하는)와 종이 같은 두 재료층 사이에 팽창가능한 단열제(216)를 가진 단일벽 컵일 수 있다. 내벽(102)과 외벽(104) 사이 공간(200)은 팽창 가능한 단열 물질로 부분적으로 또는 전체적으로 채워질 수 있고, 마이크로파 히터 같은 가열기로부터의 열의 적용부터 단열 물질이 팽창한 후에 적어도 부분적으로 채울 수 있다. 용기(100)는 음식/식품과 같은 고체 재료 뿐 아니라 뜨겁든 차갑든 액체(206)도 수용할 수 있도록 맞춰져 있을 수 있다. 차가운 음료나 음식을 위해서는 용기의 향상된 단열성이 음료나 음식을 더 오래 차갑게 유지하는 것 뿐만 아니라 용기 외부에 응결수를 줄이거나 제거하는 것을 도울 수 있다. 외벽(104)은 상단과 바닥에서 내벽(102)과 결합되어, 그 사이의 둘러싸인 공간을 제공할 수 있다.
용기(100)가 성형된 후에 단열 물질(216)은 안에 첨가된 팽창되지 않은 열팽창 마이크로구(또는 다른 형성 물질)가 열에 의해 활성화될 때 팽창할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 단열 물질(216)은 예를 들어, 사전 팽창된 마이크로구, 공기 또는 비활성 기체를 포함함으로써 단열 물질(216) 내의 현장 공극으로 사전 팽창될 수 있다. 상기 단열 물질(216)은 예를 들어, 마이크로파 또는 다른 가열방법을 통해 활성화될 수도 있다. 상기 단열 물질(216)은 이에 한정되지는 않지만 예를 들어, 열팽창 마이크로구, 접착제, 전분 기반 접착제, 천연 고분자 접착제, 비활성 기체 발포 핫멜트(foamed hot melt), 합성 물질, 발포 코팅제, 또는 이것들이나 다른 물질들의 임의의 조합을 포함하는 수분함유 코팅제를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로 캡슐에 든 열팽창가능한 마이크로구를 가지는 단열 물질(216)은 단열 물질(216) 내에 혼합된 1 내지 10 퍼센트 같은 소량의 마이크로구를 가지는 전분 조성물을 포함할 수 있다. 상기 단열물질(216)은 생분해성이고, 발효가능하고(compostable), 및/또는 재생가능한 것일 수 있다.
단열 물질(216)은 다른 배합(formulation)에 따라 젖어 있거나 반건조, 또는 건조된 상태에서 팽창될 수 있다. 단열 물질(216)은 수분 기반(aqueous-based) 물질, 하이 솔리드(high solid), 또는 100% 고체(100% solid) 물질을 포함하는 임의의 합성 또는 천연 바인더(binder) 물질을 포함할 수 있다. 고체 내용물의 양은 통상적으로 상기 물질의 20% 내지 80%이고, 더 바람직하게는 30% 내지 60%이다. 안료나 염료, 무기 또는 유기 필러들/증량제(filler/extender), 분산을 위한 계면활성제, 최적화 구현을 위해 점도를 조절하기 위한 농축제(thickner) 또는 용매, 발포제, 왁스나 슬립 보조제(slip aid) 같은 첨가제, 수분공급제(moisturizer), 마이크로파 에너지의 흡수를 향상시키기 위한 염류 등, 이에 한정되지는 않지만 이들을 포함하는 다른 성분들이 상기 바인더 및/또는 단열물질(216)에 추가될 수 있다. 대안적으로, 단열물질(216)이 접착제일 수도 있다. 단열물질(216)은 다음의 여러 특성을 가질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다: 용기 내용물을 뜨겁거나 차갑게 유지하는 열적 단열성; 응결수 및/또는 액체의 흡수성; 뜨거운 물체(150℉ 또는 그 이상의 온도와 같은)과 접촉하여 팽창할 수 있고; 그리고, 미리 결정된 활성화 온도에 도달할 때까지 비활성 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 단열 물질(216)은 대략 상온에서 비활성 상태로 남아 있을 것이다. 단열 물질(216)은 다시 펄프화되고, 재생가능하고, 및/또는 생분해가능할 수 있다.
도 3은 도 2의 외벽(104)의 단면을 나타낸 것으로, 용기(100)와 조립된 슬리브 또는 랩과 같은 것을 나타낸다. 이 도면은 예시적인 것이고 이에 한정되는 것은 아니다. 컵은 임의의 용기, 예를 들어 프레스 성형된 트레이, 스프 통 또는 대용량 음료 용기로 대체될 수 있다. 외벽(104)은 내면(306)과 외면(304)를 가질 수 있다. 단열 물질(216)은, 상기 내면(306), 외면(304), 및/또는 상기 내면(306)과 외면(304) 사이의 표면(302)에 적용될 수 있고, 마찬가지로 슬리브의 내벽에도 적용될 수 있다. 상기 내면(306)과 외면(304)은 그 사이에 공간을 반드시 포함하는 것은 아니다.
팽창되지 않은 형태의 열팽창 가능한 마이크로구를 가지는 열팽창 물질과 같은 단열 물질(216)은 상기 외벽(104)의 내면(306)에 적용될 수 있다. 단열 물질(216)은 팽창 전에 상기 외벽(104)의 두께를 크게 변하게 하지 않는 전체 코팅, 필름 또는 패턴으로 적용될 수 있다. 단열 물질(216)을 상기 외벽(104)의 내부에 적용하는 것은 상기 외벽(104)의 외면의 인쇄 적성(printability)도 또한 유지할 수 있다. 상기 외벽(104) 상의 단열 물질(216)이 예를 들어 표준 종이컵과 결합된다면, 컵의 얇은 윤곽을 유지할 수 있다. 대안적으로, 열팽창 물질은 랩으로 조립되기 전 제조 과정에서 더 신속히 팽창처리를 위해 마이크로파에 의해 활성화될 수 있다. 이것은 팽창가능한 접착제/코팅이 제조 과정에 팽창되는 것을 확실히 하고 제조 후 사용 전에 추가적인 강성과 강도를 제공한다.
도 4는 상술한 용기(100)와 같은 용기를 나중에 만들기 위해 사용될 수 있는 포장 기판 재료를 제조하기 위한 기계시스템(400)의 실시예의 도면이다. 이에 한정되지는 않지만 하나의 예로서, 상기 기계시스템(400)은, 단지 하나의 예로서 언급되는 스위스 Grenchen의 Asitrade AG가 제조하는 Asitrademicroflute 라미네이션기(Asitrademicroflute lamination machine)와 같은 다수의 스테이지를 가지는 컨베이어식 기계시스템일 수 있다. 다른 형식의 프린터, 코터(coater) 및 라미네이션기(laminator)가 유사한 단층 및 다층 기판 재료를 만들기 위해 사용될 수 있다. 도 4는 하나의 공정에 대한 3 개의 평행한 도면을 제공한다:기계류의 도면 A, 시트 재료가 기계를 통해 이송되는 방식의 도면 B, 그 결과로 제조되는 제품의 단면 C. 상기 기계시스템(400)은 상당한 길이 이상으로 길이 방향으로 연장되고, 그 길이를 따라 다수의 작업 스테이션를 포함할 수 있다. 포장 재료 또는 기판 내로 조립되는 상기 시트 재료들은 도 4에 나타낸 것처럼 기계를 따라 오른쪽에서 왼쪽으로 이동한다.
기계 시스템(400)은 롤이나 웹으로서 대량으로 제공될 수 있는 제1 시트 재료(402)를 사용할 수 있다. 상기 제1 시트 재료(402)는 기계 시스템(400)으로 공급되어, 휠-기반(wheel-based), 벨트-기반 또는 다른 컨베이어 시스템에 의해 공정의 다양한 단계들를 통과한다. 도 4는 휠-기반 시스템을 사용한 경우를 도시한다: 예를 들어, 컨베이어 벨트(도 12-13의 1213)는 휠(406)과 일련의 벨트에 의해 앞으로 움직일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 기계 시스템(400)은 시트 재료를 사용할 수 있고, 이 시트 재료는 사전에 인쇄될 수 있다. 다른 기계 시스템은 특정한 포장용의 다이컷 블랭크(die-cut blank), 예를 들어 컵, 용기, 접시, 클램쉘, 트레이, 가방 또는 음료 용기 홀더의 블랭크를 다른 것들 중에서 사용할 수 있고, 이 경우 시트 재료(402)는 블랭크일 수 있다.
상기 제1 시트 재료(402)는 어떤 강성(rigidity)을 가지고, 구부러질 수 있거나 또는 결정된 선을 따라 구부럼짐을 용이하게 하는 금이 그어진, 일반적으로 평평한 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 시트 재료(402)는 편면 라이너 종이(liner paper), 이에 한정되지는 않지만 예를 들면 크래프트 지(Kraft paper), 클레이 피복된 뉴스 보드(clay-coated news board), 화이트톱 라이너(white-top liner), 용기 보드, SBS 보드(solid bleached sulfate board) 또는 다른 재료들일 수 있다. 상기 재료는 증가된 물이나 유체 저항성을 제공할 수 있도록 처리될 수 있고, 상기 재료의 선택된 부분에 인쇄를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 시트 재료(402)는 종이, 보드지, 재생지, 재생 보드지, 코루게이트 판지, 칩보드(chipboard), 합판, 금속화된 종이, 플라스틱, 폴리머, 섬유, 컴포지트/복합재료(composite), 이 재료들의 혼합물 또는 조합 또는 기타 재료들로 구성될 수 있다. 상기 제1 시트 재료(402)는 재생가능한 재료로 만들어지거나 퇴비로 이용될 수 있거나 생분해가능하거나, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 제1 시트 재료(402)는 롤러(408)에 의해 제1 작업 스테이션(420)으로 운반될 수 있다. 상기 제1 작업 스테이션(420)은 코루게이트를 하거나, 코팅을 하거나 또는 인쇄를 하는 스테이션일 수 있다. 상기 제1 작업 스테이션(420)은 또한 코루게이트 롤(corrugating roll)을 포함할 수 있다. 상기 코루게이트 롤은 제1 시트 재료(4020) 또는 다른 매체 종이를 일련의 웨이브(wave) 또는 세로 홈들이 있는 형태로 만들 수 있다. 대안적으로, 단일층 또는 단일 시트 기판은 코루게이트 없이 제1 시트 재료(402) 또는 종이 매체로서 곧장 통과할 수도 있다.
상기 제1 작업 스테이션(420)은 또한 적용기구를 포함할 수 있는데, 이 적용기구는 고착 물질을 상기 제1 시트 재료(402)의 측면, 즉 홈의 꼭대기(flute top)에 또는 다른 매체 종이의 측면에 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 적용기구는 접착제와 같은 고착 물질을 함유하는 도관(trough)과, 가능하다면 계량도구(metering tool)을 구비한 로드(rod)나 롤과 같은 코팅 롤 적용기구를 가질 수 있다. 상기 도관은 코루게이트 롤에 의해 만들어지는 웨이브나 홈의 끝에 접착제가 적용될 수 있도록 코루게이트 롤의 근처에 배치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 고착 물질은 스프레이, 브러시, 노즐 압출 또는 다른 방법에 의해 가해질 수 있다. 예를 들어, 적용기구는 상기 제1 시트(또는 다른 매체 종이) 재료(402)의 측면 상에 고착 물질을 스프레이로 뿌림으로써 고착 물질을 적용할 수 있다. 상기 적용기구로부터의 스프레이는 일정하거나 간헐적일 수 있고, 고착 물질로 점선들, 줄무늬, 점들 또는 타원들을 생성할 수 있다. 상기 장치를 움직이거나 상기 제1 시트 재료(402)를 스프레이에 대해 상대적으로 이동시킴으로써 디자인과 패턴들이 적용될 수 있다.
고착 물질은 예를 들어, 접착제, 열적 단열 물질(216), 또는 다른 물질들이나 코팅제, 예를 들어 고착 및 결합(bonding) 특성을 가지는 것일 수 있다. 다양한 팽창가능한 단열 물질(216)이 앞에서 상세히 설명되었다. 나아가, 상기 고착 물질은 고온에서 녹는 접착제 또는 고온에서 녹지 않는 접착제, 또는 냉간 경화 접착체일 수 있고, 예를 들어 핫멜트(hot-melt)접착제, 전분 기반 접착제, 천연 고분자 접착제, 셀룰로스 기반 접착제(cellulose-based adhesive), 풀(glue), 고온 용융 풀(hot melt glue), 폴리머 바인더(polymer binder), 합성물, 발포폼 등 일 수 있다.
상기 고착 물질은 라인 422로부터 적용기구로 배달될 수 있고, 이 라인 422는 컨디셔닝 및 준비 스테이션(432)에서 기원할 수 있다. 상기 마이크로구 또는 다른 팽창가능한 단열 물질은 상기 제1 작업 스테이션(420)의 상기 적용기구에 배달되기 전에 컨디셔닝 및 준비 스테이션(432)에서 전분, 바인더, 또는 다른 첨가제와 함께 사전에 혼합될 수 있다.
어떤 실시예에서는 적용기구가 열팽창 코팅 패턴을, 여기에서 단일층 시트로 지칭되는 제1 시트 재료 또는 다른 종이 매체에 적용할 수 있고, 단일층 시트는 이후에 열팽창 코팅이 팽창되도록 마이크로파 히터에 의해 가열된다. 이 코팅되고 패턴이 형성된 단일층 시트는 이후 보내져서 패턴화된 코팅을 가지고 있는 최종 제품으로 가공될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 제1 시트 재료(402)는 또한, 예를 들어 제2 시트 재료(404)를 상기 제1 시트 재료(402)에 가압함으로써, 제2 시트(404)와 결합될 수도 있다. 상기 제2 시트 재료(404)는 상기 고착 물질에 의해 제1 시트 재료(402)에 단단히 부착되어 그 결과 도 4의 C에 도시한 바와 같이 편면에 세로 골이 형성된 시트와 같은 2층 시트 재료(426, two-layer sheet material)가 만들어진다. 대안적으로 또는 추가적으로 라미네이트 재료(426)는 앞서 설명한 다른 기판 재료로로 만든 평평한 2층 라미네이트일 수 있다.
상기 2층 시트 재료(426)는 그 다음에 산업용 마이크로파 히터(427)를 지나거나 통과할 수 있고, 상기 산업용 마이크로파 히터는 마이크로파를 상기 2층 시트에 적용하기 위해 상기 제1 작업 스테이션(420) 이후의 컨베이어 벨트 주변에 설치될 수 있다(도 12). 컨디셔닝 및 준비 스테이션(432)에 준비되는 혼합물로부터의 열팽창 단열 물질(216) 내에서 수분은 유지되는 것이 바람직하다. 이 수분은 마이크파 히터(427)로부터 나오는 마이크로파 파워의 흡수에 매우 민감하게 반응하고 따라서 빠르게 가열되어, 적절한 공정 조건, 예를 들어 적절한 온도, 압력 및 시간 하에서 적용기구에 의해 적용된 접착제/코팅의 단열 물질(216)을 팽창시키게 된다.
마이크로파 히터(427)는 약 915 MHz나 약 2.45 GHz에서 또는 이 근처 주파수에서 또는 어떤 다른 수용가능한 주파수에서 작동되는 평면형인 것이 바람직하다. 상기 마이크로파 히터(427)는 또한 마이크로파 장치/적용기구를 포함하는 튜브형 또는 다른 형식의 마이크로파 히터일 수 있다. 이러한 형태의 산업용 마이크로파 히터는 마이크로파 필드 내에서 전자기 에너지를 흡수하는 극성 분자를 포함하는 수분 함유 혼합물이나 제품를 건조하여, 그 결과 수분을 가열 및 건조하고 때로는 제품을 요리하는 데 사용될 수 있다. 만약 평면형 히터라면 상기 마이크로파 히터(427)는 도 12-13에 나타난 것과 같이 마이크로파 가이드의 두 패널 사이에 좁고 개방된 슬롯이나, 종이 웹이나 다른 기판이 통과하기 위한 채널을 포함할 수 있다. 마이크로파 히터가 튜브형이라면 바람직한 배치 구성에서 튜브형 또는 둥근 단면을 가지는 제품이 히터의 마이크로파 적용기구를 통해 이송될 수 있다. 마이크로파 히터(427)는 종이 웹 또는 기판을 건조할 뿐 아니라 상기 종이 층 사이 또는 그 위에 사전 적용된 팽창가능한 물질을 활성화하고 팽창시킨다.
상기 마이크로파 히터는 도 11을 참조하여 나타내고 설명되는 바와 같이, 기판 재료나 제품 내의 열팽창 코팅제와 접착제를 가열 제조 공정 중 다른 지점에서 가열하도록 서로 다르게 설계되거나 배치된다.
마이크로파 히터(427)가 마이크로구와 같은 열팽창 물질을 함유하는 기판이나 제품을 가열하는 온도는 화씨 100 ℉ 와 500 ℉ 사이에 걸칠 수 있다. 상기 온도는 사용되는 마이크로구의 타입과 가열되는 재료 기판의 두께 및 바인더에 따라 크게 달라질 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 사용되는 어떤 마이크로구는 200 ℉와 350 ℉ 사이의 온도로 가열된다.
2층 재료 시트(426)는 기계 시스템(400)을 나와서, 다이컷팅, 인쇄, 컨디셔닝, 폴딩(folding) 등과 같은 추가 공정을 거치고, 최종 제품이 생산된다, 대안적으로, 상기 2층 시트 재료(426)는 아래에서 설명되는 것과 같이 기계 시스템(400)에 의해 더 처리될 수있다.마이크로파 히터(427)는 대안적으로 상기 기계시스템(400)의 더 하류측 공정의 스테이션을 따라 위치할 수 있다. 예를 들어, 팽창 접착제 또는 코팅제는 상기 공정에 있어서 뒤쪽의 스테이지에 적용될 수 있고, 이후에 설명되는 것과 같이, 그 뒤에 어떤 지점에서 상기 마이크로파 히터(427)는 상기 접착제/코팅을 팽창하기 위해 배치될 수 있다. 상기 마이크로파 히터(427)의 위치는 그러므로 결정적이지는 않지만, 어떤 위치들은 기계 시스템(400)의 부품들에 부착하기가 더 쉬울 수 있고, 제조 및 제품 준비 공정의 추가 단계들에서 더 잘 적용될 수 있다.
상기 2층 재료 시트(426)는 제2 작업스테이션(430)으로 운반될 수 있다. 상기 제2 작업스테이션은 2층 시트(426)의 일 측에 고착 물질을 적용할 수 있는 적용기구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 적용기구는 고착 물질을 상기 2층 시트(426)의 상기 제2 시트 재료(404) 측면에 적용할 수 있고, 상기 제2 시트 재료 측면은 상기 2층 시트(426)의 라이너 측면일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 상기 적용기구는 상기 2층 시트(426)의 상기 제1 시트 재료(402) 측면에 고착 물질을 적용할 수 있다. 상기 고착 물질은 팽창가능한 접착제 또는 단열 코팅이거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고착 물질은 접착제, 예를 들어 핫멜트(hot-melt) 접착제, 전분 기반 접착제, 천연 고분자 접착제, 셀룰로스 기반 접착제(cellulose-based adhesive), 풀(glue), 고온 용융 풀(hot melt glue), 냉간 경화 풀, 바인더, 합성물, 폴리머 바인더(polymer binder), 발포폼 등일 수 있다.
상기 고착 물질은 스프레이, 브러시 또는 다른 방법에 의해 적용될 수 있다. 예를 들어, 적용기구는 고정물질이 들어 있는 도관(trough)와 계측 기구를 가질 수 있다. 상기 고착 물질이 코루게이트 롤에 의해 만들어지는 웨이브나 골의 첨단에 가해지도록, 상기 도관는 종이를 제2 작업스테이션(430) 내로 공급하는 롤 근처에 배치될 수 있다. 두번째 예로서, 적용기구는 상기 제1 시트 재료(402), 상기 제2 시트 재료(404) 또는 두 시트 재료 모두의 일 측에 고착 물질을 스프레이함으로써 상기 고착 물질을 적용할 수 있다. 상기 적용기구로부터의 스프레이는 균일하거나 간헐적일 수 있고, 고착 물질의 점선들, 줄무늬, 점들 또는 타원들을 생성할 수 있다. 상기 적용기구를 이동시키거나 상기 제1 시트 재료(402)를 스프레이에 대해 상대적으로 이동시킴으로써 디자인과 패턴들이 적용될 수 있다.
상기 2층 시트 재료(426)는 제2 라이너가 될 수 있는 제3 시트 재료(434)와 결합될 수 있고, 예를 들어 제3 시트 재료(434)를 상기 2층 시트(426)에 가압함으로써 3층 시트 재료(434)를 생성하게 된다.
3층 시트 재료(434)는 일반적으로 약간의 강성을 가지고, 결정된 선을 따라 구부러질 수 있거나 구부러짐을 용이하게 하는 자국이 새겨진, 대체로 평평한 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 3층 시트 재료(434)은 편면 라이너 종이, 한정되지는 않지만 예를 들면 크래프트 지(Kraft paper)일 수 있다. 상기 재료는 증가된 방수성 또는 유체 저항성을 제공할 수 있도록 처리될 수 있고, 상기 재료의 선택된 부분에 인쇄부를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 제3 시트 재료(434)는 코루게이트 판지, 칩보드(chipboard), SBS, 금속박지(metalized paper), 플라스틱, 폴리머, 섬유, 복합물(composite), 이 재료들의 혼합물 또는 조합 또는 기타 재료들로 구성될 수 있다. 상기 제3 시트 재료(434)는 재생가능한 물질로 만들어지거나 발효가능하거나 생분해가능하거나 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 제2 작업 스테이션(430)은 프린터, 코터 또는 라미네이터일 수 있다. 상기 3층 시트 재료(434)와 같은 다층 시트의 층들은 구조적 통합과, 결과적인 포장 재료의 외관을 향상시킬 수 있다. 상기 마이크로파 히터(427)는 제2 작업 스테이션(430)이나 그 근처에 위치하여, 예를 들어 라미네이션 과정 동안 제2 작업스테이션(430)을 통과하는 다층 시트에 마이크로파 에너지를 방사할 수 있다. 상기 마이크로파 히터(427)는 그 다음에 고착 물질로서 다층 시트에 적용된 상기 접착제 또는 코팅-마이크로구와 같은 열팽창 요소를 포함-을 빠르게 가열하고 따라서 팽창시킨다. 상기 제2 작업 스테이션(430)을 떠나는 다층 시트 재료는 더 컨디션될 수 있고,절단 또는 다이 커팅되고, 출하를 위해 적재될 수 있고, 이는 도 11을 참조하여 더 자세히 설명될 것이다. 상기 다층 시트 재료는 그 다음에 용기(100)로 성형될 수 있다.
실험실에서 여러 가지 실현 가능성 시험(feasibility test)이 통상의 사무실용 마이크로파 오븐과 실험실용의 평판형의 산업용 마이크로파 히터를 이용하여 수행되었다. E-flute 편면 코루게이트 보드와 F-flute 편면 코루게이트 보드가 이 시험의 기판으로 사용되었다. 이 시험 결과는 매체와 라이너 사이에 끼워진 열팽창 접착제와 코팅의 활성화와 팽창의 실현 가능성을 확인해 주었다. 상기 시험은 또한 건조와 증기 에너지 소모의 감소면에서 향상된 것을 보여주었다. 상기 시험은 또한 열팽창 접착제와 코팅의 최적의 팽창 효율을 달성하고 그 결과 공정 라인 속도를 증가시키기 위해 마이크로파 적용기구 내에 적절한 마이크로파 에너지 장(field)을 설계하는 것이 이롭다는 것을 밝혀 주었다.
앞서 설명한 상기 사전 활성화 방법의 예들 중 하나로서, 도 5는 블랭크(503)가 통과하면서 임의의 원하는 패턴으로 열팽창 물질에 의해 코팅되는 진공 컨베이어(500)의 측면도이다. 상기 진공 컨베이어(500)는 독립적으로 또는 자동화된 제조시스템의 일부로 통합되어 사용될 수 있다. 진공 컨베이어(500)는 도 5에서 검은색 화살표로 방향이 표시되는 컨베이어 벨트(513)의 소기의 진행 방향으로 도는 진공 모터(510)를 포함할 수 있다.
단일 또는 다층의 시트 재료, 예를 들어(그러나 이에 한정되지는 않음) 위에서 설명한 기계 시스템(400)으로부터 만들어진 시트 재료일 수 있는 무지(plain) 또는 인쇄된 블랭크(503)는 진공 컨베이어(500)를 통과하면서 가공될 수 있다. 한 실시예에서 블랭크(503)는 컵 또는 이중벽 컵에서 이용되기 위한 것이다. 글루건(glue gun)(또는 코팅 또는 인쇄 스테이션)(505), 또는 다른 적용기구(505)는 마이크로캡슐에 든 입자(506)를 함유하는 젖은 열팽창가능한 물질(216)을 적용할 수 있다. 마이크로파 히터(427) 또는 다른 열 에너지원은 입자(506)를 활성화하고 팽창시키기 위한 에너지를 공급하여, 입자들을 팽창된 입자로(508)로 팽창시킨다. 팽창된 입자들(508)은 블랭크(503) 상에 소정의 원하는 높이의 패턴을 형성할 수 있다. 팽창된 입자의 높이는 어느 정도 다양할 수 있다.
설계 패턴에 따라 적절한 양의 열팽창 코팅을 일정하게 적용할 수 있도록 하기 위해, 도 5의 진공 모터(510)는 블랭크(503)를 평평하게 보유하는 것을 돕도록 사용될 수 있다. 젖은 입자들(506)의 적절한 배달을 달성하기 위해, 진공 모터를 구동하는 제어기는 진공 모터의 분당회전수(RPM)를 엄격하게 제어할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 글루건 또는 코팅 스테이션(505)이 온/오프 제어되어, 입자(506)를 함유한 적절한 양의 열팽창 물질을 각각의 블랭크에 디자인 패턴에 맞게 간헐적으로 내려놓을 수 있다.
휠, 블록, 또는 닙 롤(nip roll)과 같은 탬퍼(tamper) 또는 사이징기(sizing machine)(509)가 팽창된 입자(508)를 상대적으로 균일한 소정의 높이로 다지기 위해 사용될 수 있다. 비젼 검사 및 탐지 시스템이 이후의 공정, 예를 들어 이중벽 컵 또는 용기 제조 기계에 의한 공정 전에 품질 제어를 위해 팽창된 입자(508)의 품질을 탐지할 수 있다.
도 6은 각각의 융기 스트립(605)에 진공 홀들(601)이 있는, 하나 또는 두 개의 융기 스트립을 구비하도록 변형된 맨드렐(600)이다(도 6은 예시로서 하나의 스트립만을 보여준다). 상기 융기 스트립(605)의 높이는 도 5에 도시된 팽창된 입자(508)의 균일한 높이에 근사적으로(또는 실질적으로) 맞춰져 있을 수 있다. 상기 융기 스트립(605)의 높이는 팽창된 입자들(508)의 높이와 거의 같거나 그보다 약간 높아서, 맨드렐(600) 상에 팽창된 입자(508)가 접촉하는 상태로 각 블랭크(503)를 매끄럽고 적절히 말 수 있고, 이중벽 컵 용의 적절히 끼워 맞추는 컵 랩(wrap)을 형성할 수 있다.
도 7은 갭(723)이 있는 열팽창 물질(216)의 패턴 코팅(715)을 가지는 외벽 블랭크(703)의 일 실시예이고, 상기 맨드렐(600)의 융기 스트립(605) 중 하나는 상기 갭(723)을 통해 위치할 수 있다. 이런 방식으로 진공 홀들(601)은 블랭크(703)의 내부의 매끄러운 부분에 충분한 흡입을 발생시켜 블랭크(703)를 잡고, 블랭크는 이송되기 위해 맨드렐을 둘러싼다. 블랭크(703)가 컵의 외부 랩으로 성형된 후, 단일벽 컵이 이중벽 컵을 만들기 위해 자동화된 공정에서 상기 성형된 랩의 내부에 놓여진다.
도 8은 블랭크 내측에 부착된 열팽창 입자를 가지는 블랭크를 이송하기 위해, 도 6을 참조하여 설명된 것과 같은 맨드렐(600)을 사용하는 진공 컨베이어(800)의 사시도이다. 상기 진공 커베이어(800)는 상기 블랭크(503)를 도 5의 진공 컨베이어(500)으로부터 받을 수 있다. 상기 맨드렐(600)은 블랭크(503)의 열팽창 입자들의 열 팽창된 패턴(715)에 있는 갭(723) 내에 그 융기 스트립(605) 중의 하나를 위치하게 하고, 다른 융기 스트립(605)은 블랭크(503) 랩의 접합 영역, 예를 들어 랩을 형성하기 위해 블랭크의 끝단이 서로 만나는 곳의 아래에 위치하게 할 수 있다. 상기 융기 스트립의 진공홀들(601)은 맨드렐(600) 둘레에서 상기 랩을 잡도록 돕고, 블랭크(503)를 진공 컨베이어(800)으로부터 제거하고 블랭크(503)를 상기 컵 외부 랩 성형 단계를 통해 이송할 수 있도록 돕는다.
도 5-8의 단계들에서, 기계 조립체는 기판(블랭크, 503) 상의 열팽창 물질(216)이 용기(이중벽 컵)의 제조 전에 먼저 팽창되는 방식으로 이중 벽 컵을 만들기 위해 작동 가능하도록 만들어지는데, 상기 방식은 앞에서 사전 활성화 방법으로 지칭되었다. 이제 설명될 사후 활성화 방법에서는 단열 이중벽 컵을 만들기 위해 기계 조립공정에서 먼저 컵을 만들고 그 다음에 열팽창 물질(216) 내에 있는 열팽창 마이크로구를 팽창함으로써 이중벽 컵이 만들어질 수도 있다.
많은 사후 활성화 방법들 중 하나의 비제한적인 예로서, 도 9 및 도 10은 컵 제조 기계(900)의 사시도를 도시한다. 컵 제조 기계(900)는 한 세트의 글루건(505), 풀리(908), 로드(910) 및 벨트(912)를 포함할 수 있다. 상기 기계(900)는 또한 로드(910)에 작동가능하게 부착되고 다수의 바퀴살(1010)를 가지는 휠(1001)을 포함한다. 로드(910)에 의해 체결되었을 때 상기 컵 맨드렐(600) 상의 컵이 상기 바퀴살(1010)과 평행한 축에 대해 회전하는 동안 상기 휠(1001)은 바퀴살(1010)의 접선 방향으로(tangential direction) 회전할 수 있다. 맨드렐(600)은 각각의 바퀴살(1010)의 단부에 부착될 수 있다. 도시된 실시예에서 이중벽 컵의 내부 컵(1020)은 이중벽 컵의 외부 랩(1022)에 부착되기 위해 준비될 수 있다(도 10).
벨트(912)가 당겨지면 풀리(908)는 좁은 화살표 방향으로 돌게 되어, 상기 로드(910) 또한 돌게 되고, 차례로 맨드렐(600) 상의 내부 컵(1020)을 회전시킨다. 내부 컵(1020)이 회전하면, 글루건(505)이 열팽창 물질(216)을 상기 내부 컵(1020)의 외벽에 뿌린다. 상기 물질 적용 건들이나 노즐들은 오프셋(offset) 되어 있어서, 다수의 개별 접착제(216) 라인들이 라인들 사이에 소정의 간격을 두고 내부 컵(1020)의 외측에 적용될 수 있다. 로드(910)가 회전하는 속도의 분당회전수(RPM)는 엄격한 공차를 가질 수 있다. 예를 들어, 글루건들(505)로부터의 코팅이 적절한 간격으로 균일하게 퍼지도록 하여, 코팅이 너무 두껍지도 너무 얇지도 않아야 한다. 상기 휠(1001)은 그 다음에 다음 바퀴살의 내부 컵(1020)에 대해 과정을 반복하도록 예를 들어 시계방향으로(굵은 화살표 방향으로) 회전될 수 있다. 각각의 코팅된 내부 컵(1020)은 이후 다음 외부 랩으로 삽입되어, 이중벽 컵을 형성할 수 있게 된다.
상기 형성된 이중벽 컵은 그 후 이송되고, 적재되고, 봉지에 넣어지고, 그리고 화물이송대에 선적될 상자 속에 놓여질 수 있다. 도 11을 참조하여 설명하면, 컵이 형성되기 전뿐만 아니라, 상기 컵이 형성된 후 다양한 스테이션에서 마이크로파 또는 다른 열이 가해져서 열팽창 물질(216)을 사후 활성화할 수 있다.
도 11은 포장 제품 제조 공정의 다수 작업 스테이션의 흐름도(1100)이고, 상기 작업 스테이션들에서 또는 작업스테이션들 사이에서 마이크로파 가열이 포장 기판의 기판층들 및/또는 용기의 일부로서 결합되는 열팽창 마이크로구(또는 다른 열팽창 마이이크로입자 물질)를 팽창시키기 위해 적용될 수 있다. 상기 제조 공정은 작업스테이션 사이의 포장 기판 또는 용기의 운송을 포함한다. 상기 작업 스테이션들에 순차적으로 번호가 부여되어 있다는 것은, 시작 지점을 제외하고, 순서가 요구된다는 것을 의미하지는 않는다. 마이크로파 가열은 제조 공정 동안 하나 이상의 작업 스테이션에서 상기 기판이나 용기에 적용될 수 있어서, 열팽창 물질은 원하는 최종 팽창을 얻기 위해 하나 이상의 제조 스테이지에서 팽창될 수 있다.
제1 작업 스테이션(1120) 뿐 아니라, 기계 시스템(400)은 궁극적으로 출하를 위해 조립될 용기를 만들기 위해 사용되는 기판을 인쇄하기 위해 구성되는 인쇄 작업 스테이션(1125)을 포함할 수 있다. 인쇄 잉크는 마이크로 캡슐에 든 열팽창 마이크로입자를 포함할 수 있다. 적어도 어떤 한도까지 인쇄 물질 내의 마이크로구 또는 다른 열팽창 가능한 화합물을 팽창시키기 위해, 마이크로파 히터(427)는 인쇄 중에 또는 인쇄 이후에 시트 재료와 고착 물질을 가열하기 위해 사용될 수 있다.
도 4를 참도하여 설명한 바와 같이, 제2 작업 스테이션(430)은 어떤 패턴으로 코팅을 하기 위해 또는 이미 형성된 포장 기판 재료를 라미테이트하기 위해 구성될 수 있다. 상기 코팅이나 라미네이션 공정은 결과물인 포장 재료의 구조적 통합과 외관을 향상하기 위해 추가적인 시트 재료 층의 적용 또는 다층 기판을 코팅/라미네이션 하는 것을 포함할 수 있다. 그 다음에 마이크로파 히터(427)는 그 후의 어떤 지점에서 시트 재료와 라미네이션 동안 적용된 코팅을 가열하기 위해 사용되어, 어떤 정도까지 상기 코팅 및/또는 고착 물질 내의 마이크로구나 다른 열 팽창가능한 화합물을 팽창시킬 수 있다.
다이 커팅 스테이션(1140)은 다이 커팅을 수행하도록 구성될 수 있고, 원압식 다이 커팅(rotary die cutting) 또는 평압식 다이 커팅(platen die cutting) 또는 양쪽 다이 커팅 모두를 수행할 수 있고, 그 결과 완제품으로 형성될 수 있는 블랭크(1143)를 포함할 수 있다. 상기 블랭크는 특히 예를 들어 컵, 용기, 접시, 클램쉘, 트레이, 가방 또는 대용량 용기 홀더의 블랭크(1143)를 포함한다. 블랭크의 코팅, 라미네이션 또는 고착물 내의 마이크로 구 또는 다른 열팽창 화합물이 아직 팽창되지 않았을 때는, 적어도 어느 정도까지 팽창시키기 위해 마이크로파 히터(427)는 블랭크를 가열하는 데 사용될 수 있다.
성형 작업 스테이션(1150)은 블랭크(1143)로부터 완성품(1153)을 형성하기 위해 구성될 수 있다. 마이크로파 히터(427)는 완성품(1153)의 코팅, 라미네이션 또는 고착물 내의 마이크로 구 또는 다른 열팽창 화합물이 아직 팽창되지 않았을 때, 적어도 어느 정도까지 팽창시키기 위해 완성품(1153)을 가열하는 데 사용될 수 있다.
카톤 작업 스테이션(1160)은 완성품(1153)을 포장 상자(RSC, regular slotted caton)와 같은 출하 상자 내에 포장하기 위해 구성될 수 있다.
카톤 작업 스테이션의 결과물은 완성품(1153)으로 가득 채워진 포장 상 자(1163)가 적층된 것을 포함한다. 상자(1163) 내에 포장된 완성품(1153)의 코팅, 라미네이션 또는 고착 물질 내의 마이크로 구 또는 다른 열팽창 화합물이 아직 팽창되지 않았을 때, 적어도 어느 정도까지 팽창시키기 위해 마이크로파 히터(1127)는 카톤 포장 공정을 하는 동안 또는 선적 상자가 적층된 후에 선적 상자(1163)을 통해 가열하기 위해 사용될 수 있다.
용기가 컵 또는 용기인 경우에, 이것들은 형성 작업 스테이션(1150)의 일부인 튜브를 통해 운반될 수 있다. 열팽창 물질이 아직 팽창되지 않았다면 가열하기 위해 마이크로파 히터(427)는 상자에 넣어져 포장되고 화물이송대에 실리기 위해 컵 또는 용기가 튜브를 통해 보내지는 경로에서 컵이나 용기가 이동하는 튜브 부분 둘레를 향하게 할 수 있다.
화물이송대 작업 스테이션(1170)은 화물이송대 위에 제품 용기의 적층된 상자를 접수할 수 있도록 구성되어 있다. 상자에 포장된 개별 제품 내의 마이크로구 또는 다른 열팽창 화합물이 아직 팽창되지 않았을 때, 적어도 어느 정도까지 팽창시키기 위해 마이크로파 히터(427)는 적층 상자나 컨테이너의 화물이송대를 단지 한번에 전체 화물이송대에 대해 가열하기 위해 사용될 수 있다. 그런 후 상기 화물이송대는 선적 작업 스테이션(1290)에서 선적을 위해 트럭에 적재될 수 있다.
도 12 내지 15는 마이크로파 히터(427)를 위해 사용될 수 있는 마이크로파 적용기구 가이드(들)의 다양한 개략도를 포함하고, 상기 마이크로파 히터는 판지, 시트 재료, 또는 다른 기판을 상기 기계 시스템(400)을 통해 운반하는 하나 또는 그 이상의 컨베이어 벨트(1213) 주변에 장착될 수 있다. 마이크로파 히터(427)는 웹, 시트 또는 블랭크 재료가 통과하는 슬롯(1405)을 가지는 평판식 일 수 있다. 도 14는 마이크로파 히터(427) 기계의 측단면도이고, 반면에 도 15는 마이크로파 히터(427)의 전면도 또는 기계 방향 도면을 나타낸다. 마이크로파 히터(427)는 재료 시트에 마이크로파 에너지를 가하는 표면적을 증가하기 위해 서로 연뎔된 다수의 마이크로 도파관 채널을 포함할 수 있다. 도 12 내지 15에 나타난 마이크로파 히터(427)의 크기는 단지 예시적인 것에 불과하고 이에 한정되는 것은 아니다. 튜브형 마이크로파 적용기구가 히터(427)를 위해 사용될 때, 튜브형 적용기구의 단면은 일반적으로 원형이고, 제품이 통과할 수 있도록 상기 적용기구를 관통하는 개구가 있다.
도 16은 열팽창 접착제 또는 코팅의 팽창을 더 신속하게 하기 위해 다층 시트 재료의 마이크로파 가열을 포함하는 공정에서 다층 시트 재료를 제조하는 방법의 일 실시예의 흐름도이다. 도 16에서 점선은 상기 방법의 하나 또는 그 이상의 단계들을 건너뛸 수 있는 선택적 루트를 나타낸다. 블록 1600에서 제1 시트 재료는 기계 시스템(400)에 로드(load)될 수 있고, 물결형태로 골이 형성될 수 있다. 블록 1610에서 고착 물질이 상기 제1 시트 재료의 일 측에 적용될 수 있다. 상기 고착 물질은 열팽창 접착제 또는 코팅일 수 있고, 전분과 마이크로구 또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 블록 1620에서, 제1 시트 재료가 상기 제1 시트 재료에 적용될 수 있다. 이 2층 시트 재료가 열팽창 코팅을 포함하는 고착 물질을 가진다면, 상기 2층 시트 재료는 블록 1630에서 열팽창 접착제/코팅을 가열하기 위해 마이크로파 에너지에 의해 가열될 수 있다. 블록 1640에서 상기 2층 시트 재료는 인쇄, 다이 커팅, 블랭크로부터 제거 및/또는 조립과 같은 최종 제품으로의 처리를 위해 운반된다.
블록 1650에서, 제2 고착 물질이 상기 2층 시트 재료의 일 측에 적용될 수 있다, 상기 제2 고착 물질은 열팽창 접착제 또는 코팅일 수 있고, 이는 전분과 마이크로구 및/또는 다른 적절한 구성요소를 포함할 수 있다. 이 단계 이후에, 다층 시트 재료는 제3 시트 재료를 먼저 적용하지 않고, 어떤 단계들을 건너뛰어 가열 및/또는 라미네이트될 수 있다. 그렇지 않으면, 블록 1660에서 제3 기트 재료는 제1 또는 제2 시트 재료의 노출된 측면에 적용될 수 있다. 블록 1670에서, 제2 고착 물질이 열팽창 접착제 또는 코팅이라면, 다층 시트 재료는 열팽창 접착제나 코팅을 팽창시키기 위해 마이크로파 에너지에 의해 가열될 수 있다. 블록 1680에서, 다층 시트 재료는 라미네이트 될 수 있다. 즉, 만약 제1, 제2 및 제3 시트 재료가 함께 적용된다면 상기 제1, 제2 및 제3 시트 재료는 블록 1680에서 라미네이트 될 수 있다. 블록 1640에서, 다층 시트 재료 또는 기판은 최종 제품으로 가공될 수 있고, 이는인쇄, 다이 커팅, 블랭크로부터 제거되고, 및/또는 조립되는 것을 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로 마이크로파는 다층 시트 재료 또는 기판에 다음의 다양한 단계들(또는 작업 스테이션들) 중 어떤 단계에서든 적용될 수 있다: 인쇄, 코팅 및/또는 라미네이션, 다이 커팅, 성형/형성, RSC에 포장하는 것과 선적을 위해 상자나 컨테이너의 화물이송대를 준비하는 단계.
예를 들어, 결과로 생기는 다층 시트 재료는 시트 재료로부터 포장 블랭크를 적용하고-이어서 제거하고- 블랭크를 최종 제품으로 조립하는 것과 같이 더 가공할 수 있다(블록 1640). 공정의 최종 제품(예를 들어 컵, 용기 홀더, 용기 슬리브, 클램쉘, 트레이 등일 수 있다)은 하나 또는 그 이상의 상기 재료들로 된 하나 또는 그 이상의 층들로 만들어질 수 있다. 다층의 재료가 사용될 때, 이들은 강도 증가를 위해, 이에 한정되지 않지만 라미네이트, 접착 또는 다른 체결과 같은 방법으로 결합될 수 있다.
상기한 바와 같이, 단열 재료(216)의 사용은 라미네이트 기판의 bulk용량을 유지하면서 용기, 슬리브 등을 만들기 위해 필요한 종이의 두께를 줄이고, 소비자에게 보다 단단한 느낌을 제공하는 데 도움이 된다. 단열 재료(216)은 또한 용기의 단열성능을 향상시키고, 응용방법에 따라서 음료나 음식을 더 오래 따뜻하거나 차갑게 유지하도록 도울 수 있다. 상기 기판은 천연 섬유, 합성물 또는 천연과 합성 물질 모두로 만들어질 수 있고, 예를 들어, 섬유 또는 표백 종이, 천연 또는 표백 판지 또는 재생 섬유를 가지거나 가지지 않은 박스판으로 만들어 질 수 있다. 조합에 따라서, 여기에서 개시된 구성들과 과정들은 종래의 변형 과정에 대해 중요한 유연성과 변형성을 추가하고, 공급 체인에서 기판 공급의 어떤 한정을 하기 위해 포장 변형들에 대해서도 이용가능한 선택을 넓힌다. 예를 들어, 두 개의 얇은 라이너 종이의 라미네이트가 얇은 종이들 사이에 팽창된 접착제를 가지고 더 두꺼운 판지와 열적 단열성이 동일하거나 더 나은, 더 부피가 큰 종이를 만들기 위해 사용될 수 있다. 뜨거운 샌드위치 랩이 이러한 재료로 만들어질 수 있고. 이것은 판지 보다 더 유연할 수 있다. 추가적인 예로서, 라미네이트는 사이에 팽창가능한 접착제를 가지는 로우 게이지 폴리에스테르 섬유 피복 SBS 보드(low gauge poly coated SBS board)와 뉴스보드(신문지 재생 판지)로 제작될 수도 있다. 추가적인 예로서, 뜨겁거나 차가운 유체용의 마시는 컵은 두 개의 다른 로우 게이지 보드와 그 사이의 팽창가능한 접착제의 라미네이트를 포함하도록 제조될 수 있다. 팽창가능한 접착제는 라미네이션 과정 동안, 또는 컵이 성형되기 전 또는 후에 활성화될 수 있다. 팽창가능한 접착제는 또한 국소적 팽창과 그에 따라 국소화된 강도와 단열성 향상을 얻기 위해 패턴으로 적용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 범위 내에서 더 많은 실시예들, 변형들 및 구현이 가능한 것은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명하다. 예를 들어, 도면에 표시되거나 아래의 청구항들에 반영된 방법의 단계들은, 특별히 규정되어 있지 않다면, 그것들이 나타나는 방식에 의해 구체적인 실행 순서를 필요로 할 것이다. 개시된 단계들은 추가 단계나 다른 단계들이 실행되거나 또는 상기 단계들이 다른 순서로 실행될 수 있도록 모범예로서 열거된다.

Claims (22)

  1. 컨베이어 시스템 위에 블랭크를 위치시키는 단계;
    진공 컨베이어 시스템의 벨트가 상기 블랭크를 적용 기구 아래로 이동시키면 상기 블랭크 상에 열팽창 입자들을 일 패턴으로 적용하는 단계;
    상기 입자들을 팽창시키기 위해 마이크로파 히터로 상기 입자들을 가열하는 단계; 및
    상기 컨베이어 시스템을 따라, 상기 블랭크로부터 제품을 조립하는 제품 생산 기계로 상기 블랭크를 보내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블랭크를 상기 제품 생산 기계로 보내기 전에, 상기 팽창된 입자들을 사이징 장치에 의해 균일한 높이로 탬퍼링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입자들을 적용하는 단계는, 적용된 입자들의 상기 패턴에 갭을 남기는 것을 더 포함하고, 상기 블랭크를 상기 제품 생산 기계 내에서 이동시키기 위해, 상기 갭은 상기 적용된 입자들의 일측으로부터 상기 블랭크를 진공으로 잡는 맨드렐의 융기된 스트립에 상응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    각각의 블랭크 상에 상기 입자들을 균등하게 상기 패턴으로 적용하기 위해 상기 진공 컨베이어 시스템의 벨트의 속도를 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블랭크는 외부 랩을 포함하고, 상기 제품은 이중벽 컵을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 절단된 원뿔형상의 맨드렐; 및
    상기 절단된 원뿔형상의 맨드렐의 일측에 형성되는 융기 스트립;을 포함하고,
    상기 융기 스트립은, 팽창된 마이크로 캡슐에 든 입자의 적용된 패턴을 포함하는 블랭크의 일측을 진공 흡입으로 잡을 수 있도록 형성된 진공 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 이동 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 융기 스트립은, 상기 블랭크의 일측의 팽창된 마이크로 캡슐에 든 입자의 적용 패턴에 남겨진 갭에 맞도록 형성되는 것을 특징으로 하는 블랭크 이동 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 절단된 원뿔 형상의 맨드렐의 표면 위의 상기 융기 스트립의 높이는, 적어도 대략 상기 팽창된 마이크로 캡슐에 든 입자들의 높이인 것을 특징으로 하는 블랭크 이동 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 융기 스트립은 제1 스트립을 포함하고,
    상기 블랭크의 바깥쪽 끝단의 접합부의 정렬을 위해, 상기 절단된 원뿔 형상의 맨드렐의 상기 일측의 또 다른 위치에 형성되는 제2 스트립을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 이동 장치.
  10. 내벽과 외벽의 사이에 열팽창 물질이 있는 이중벽 컵을 제조하는 방법으로서,
    이중벽 컵을 위한 외부랩을 형성하는 단계;
    내부컵을 형성하는 단계;
    마이크로 캡슐에 들어 있는 열팽창 가능한 입자들을 가지는 접착제를 상기 내층의 외표면에 적용기구로 적용하는 단계;
    상기 내부컵을 운반하고 컵 생산 기계 내의 상기 외부랩 안으로 삽입하는 단계; 및
    상기 접착제 내의 입자들을 팽창시키기 위해 상기 이중벽 컵을 마이크로파 히터로 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중벽 컵의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 접착제는 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중벽 컵의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 입자들을 팽창시키고 이어서 포장을 위한 준비로 적층하기 위해, 상기 이중벽 컵을 마이크로파 히터를 통과하는 튜브를 통해 이송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중벽 컵의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이중벽 컵은 다른 이중벽 컵과 함께 적층되는 동안 마이크로파 히터로 가열되는 것을 특징으로 하는 이중벽 컵의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 이중벽 컵을 상자에 포장하는 단계로서, 각각의 상자는, 상기 이중벽 컵 내의 열팽창 접착제를 활성화하고 팽창하기 위해 마이크로파 히터로 가열되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중벽 컵의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    열팽창 접착제가 있는 이중벽 컵의 상자를 화물이송대 위에 적층하는 단계로서, 상기 컵 내의 접착제가 마이크로파 히터로 활성화되고 팽창되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중벽 컵의 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 내층의 외표면에 접착제를 적용하는 것을 용이하게 하기 위해 상기 맨드렐을 적용 기구를 지나도록 회전시키는 단계; 및
    상기 접착제를 일정하게 적용하기 위해 상기 회전의 속도를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중벽 컵의 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 마이크로파 히터는, 개별 컵 흐름 또는 컵들의 적층에 방사하도록 채택된 튜브형, 평면형, 및 튜브형이 아닌 마이크로파 적용기구로 구성되는 서로 다른 유형의 산업용 마이크로파 히터들로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이중벽 컵의 제조 방법.
  18. 포장 기판 재료 및 용기를 제조하는 방법으로서,
    적어도 제1 및 제2 시트 재료를 컨베이어형 기계 시스템으로 전달하는 단계;
    상기 제1 및 제2 시트 재료와, 상기 제1 및 제2 시트 재료 사이에 위치한 마이크로 캡슐에 든 열팽창 가능한 입자들을 포함하는 접착제로부터 기판을 형성하는 단계;
    상기 기판으로부터 포장 용기를 형성하는 단계; 및
    출하될 포장 용기를 운반하는 단계; 를 포함하고,
    상기 단계들 중 어느 지점에서, 상기 마이크로 캡슐에 든 열팽창 가능한 입자들을 팽창시키기 위해 마이크로파 히터로 접착제를 가열하며, 상기 마이크로파 히터는, 인쇄, 코팅 또는 라미네이팅, 다이 커팅, 형성, 적층, 카톤 포장 및 화물이송대에 싣는 것으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 작업 스테이션에서 또는 작업 스테이션들 사이에 채용되는 것을 특징으로 하는 포장 기판 재료 및 용기의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 마이크로파 히터는, 기판이 통과하거나 포장 용기가 통과하는 공간을 둘러싼 마이크로파 적용 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 기판 재료 및 용기의 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 기판을 가공하는 단계를 더 포함하며,
    상기 기판을 가공하는 단계는,
    마이크로 캡슐에 든 열팽창 가능한 입자들을 포함하는 재료로 상기 다층 기판 상에 코팅 또는 인쇄하고;
    블랭크를 생산하기 위해 상기 다층 기판을 다이 커팅하고; 및
    상기 블랭크로부터 포장 용기를 형성하는 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 기판 재료 및 용기의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 포장 용기는, 접는 곽 용기, 핫 및 콜드 컵, 클램쉘, 세로 홈이 형성된 슬리브, 가방, 및 박스로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포장 기판 재료 및 용기의 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    인쇄 후 다이 커팅 전에 다층 기판을 라미네이트 하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 기판 재료 및 용기의 제조 방법.
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