TWI511906B - 隔離封裝技術 - Google Patents

Description

隔離封裝技術 相關申請案

本專利申請案是2007年3月27日申請的申請案序號第11/728,973號案的一部份延續申請案，且其主張2006年4月3日申請之美國專利臨時申請案序號第60/789,297號案在35 U.S.C§119(e)下的申請日利益。前述所有的申請案皆併入本文供參考。

本發明係有關於隔離封裝技術。

發明背景

消費者常常購買現成產品，諸如容器中的食品及飲料。絕熱容器可被設計成供熱飲或冷飲，諸如熱咖啡、冰茶或比薩之用。此等容器可藉由減少熱或冷從液體或食物內容物傳遞到消費者的手來維持內容物的溫度。

發明概要

一封裝、容器或容器套筒包括一側壁、該側壁具有一內表面及一外表面。該側壁的內表面或外表面至少其一可包括一層隔離材料。

本發明之其他系統、方法、特徵及優勢在考察以下圖式及詳細說明下將對於該技藝中具有通常知識者將是明顯的。所有此等被包括在本說明中的附加系統、方法、特徵及優勢皆意欲在本發明之範圍內，且受到下文申請專利範圍保護。

圖式簡單說明

第1圖是組裝有一外壁的一杯子之透視圖。

第2圖是一雙壁杯之一側剖視圖。

第3圖是一具有通道的整合容器之透視圖。

第4圖是一具有通道的整合容器之透視圖。

第5圖是跟一杯子在一起的一套筒之截面圖。

第6圖繪示組裝有一外壁的一杯子之截面的俯透視圖。

第7圖繪示製造一雙壁杯的方法。

第8圖繪示一具有施用成一圖案之隔離材料的杯子。

第9圖繪示一具有施用成一圖案之隔離材料的杯子。

第10圖繪示一具有施用成一圖案之隔離材料的杯子。

第11圖繪示從一杯子拆卸的一外壁。

第12圖繪示從一杯子拆卸的一外壁。

第13圖繪示從一杯子拆卸的一外壁。

第14圖繪示從一杯子拆卸的一外壁。

第15圖繪示組裝有一套筒的杯子，說明熱傳遞。

第16圖是對基材施用一隔離材料的示範性製程的方塊圖。

第17圖是將一隔離材料以噴嘴施用至一基材的示意圖。

第18圖是將一隔離材料以非噴嘴施用至一基材的示意圖。

較佳實施例之詳細說明

一封裝、容器，或容器套筒可由一隔離材料構成，及/或以該隔離材料隔離。該隔離材料可被固定至一容器或其可被施用至一可移除套筒。隔離材料，諸如可熱膨脹及/或含空隙材料可被施用於該容器或一外壁或兩者上。不可膨脹，或藉溫度以外途徑膨脹的隔離材料也可被使用，例如，壓感材料、光敏材料、微波敏感材料及其他等等。該隔離材料可在到達一使用者之前被膨脹，諸如當容器及/或容器套筒被製造時，及/或該隔離材料可僅在最終使用時且僅回應於例如溫度或壓力而被膨脹。該隔離材料可被用於輔助容器及/或容器套筒的隔離能力，及/或增加容器及/或容器套筒的剛性，諸如減少容器及/或容器套筒材料組件之厚度。

第1圖繪示一容器100，諸如一杯子，具有一內壁102及一外壁104。外壁104之坯料可以是一容器套筒或一容器100的一壁或主體的形式。該容器不限於一杯子，且可以是任一其他容器，包括但不限制於一散裝咖啡容器、一湯盆、壓型容器、盤、套筒(例如單面波紋、雙面波紋、無波紋、紙板等等)、摺疊紙盒、托盤、碗、蛤殼式容器，其有蓋或無蓋或套筒的其他容器。容器100可以是一圓柱狀杯或具有其他幾何結構，包括圓錐、矩形等等。外壁104坯料不限制於一具波紋模切坯料，且可以由紙板、紙、箔、膜、織物、發泡體、塑膠等等中的任一種類構成。外壁104可以由任一標稱紙料，包括但不限制於天然單面、白頂單面、塗層漂白頂單面、波紋、槽波紋或這些之任一組合製成。外壁104可從容器100移除，或外壁104可被粘附於容器100。外壁104可被黏合，例如藉由使用一熱熔、冷熔及/或任一其他黏合劑或焊接機構將外壁104坯料疊合至容器上。可供選擇地或附加地，外壁104坯料可以一隔離材料被粘附。如果外壁104在製造期間被附接於杯子，藉由排除一商業使用者的組裝步驟而增加效率。另外，其可減少商業使用者所需要的儲存空間量，例如儲存一物品而不是兩物品。

第1圖不一定按比例繪示。例如，外壁104可圖中繪示者覆蓋一更大或更的容器100表面部份。例如，外壁104可提供全體覆蓋。增加外壁104的表面積可提供一較大隔離區域及一較大印刷表面。雖然圖示繪示一杯子上的外壁104，外壁104可被添加至任何其他容器上，諸如但不限制於一散裝飲料容器、壓型容器，及湯盆。可供選擇地或附加地，外壁104可被添加至一容器套筒上。

第2圖是一容器100的一側剖視圖，其可以是一雙壁杯。容器100可在容器100的一外壁104及內容物206，諸如一熱或冷飲或食物之間提供一氣套200。氣套200可提供一由外表面溫度T₀ 量測時的隔熱。氣套200可部份或完全圍繞容器100。當容器100被抓住時，被施於外壁104上的一壓力可使外壁104在壓力點處塌縮，以縮減氣套200，且可能開始與容器100的一內壁102接觸。氣套200可在壓力點之下塌縮，且可提供一低剛性的感覺，且接觸可能在外壁104上產生熱點。

被施用於內壁102與外壁104之間的一隔離材料216可減少或消除此效應。如果一足量的隔離材料216被使用，隔離材料216可作用為提供剛性，而不損及氣套200對外壁104的隔熱，使得外壁104不致完全或部份塌縮。隔離材料216可增加容器100的機械強度。由於隔離材料216增加機械強度，輕量材料可被用以生產容器100，使得一形成容器100的基材來源可被減少。隔絕材料216可在內壁102、外壁104或兩者上以斑塊，諸如點，或另一圖案被施用，使得隔離材料216界定一氣套200，且防止外壁104在握持壓力下塌縮至內壁102上。隔離材料216也可對使用者提供一剛性感覺，同時容許一基材，例如內壁102或外壁104的減少。

隔離材料216當被活化時可膨脹，或可例如藉由空氣或惰性氣體內含物、原地氣隙、微球、可膨脹微球或其他起泡劑被預膨脹。隔離材料216可由例如溫度、壓力、水分或其他方式被活化。在一範例中，隔離材料216可由一熱或冷溫度活化。隔離材料216可以是一可膨脹隔離材料或黏合劑。附加地或可供選擇地，隔離材料216可包括但不限制於黏結劑、可膨脹微球或其他微膠囊化粒子、顏料及其他添加劑、黏合劑(例如，熱熔、壓感)、惰性氣體發泡熱熔膠，包含可熱膨脹微球的水性塗層、澱粉基黏合劑、天然聚合物黏合劑、PVC、發泡體塗層、生物可降解膠，或此等或其他材料的任一組合。隔離材料216可包括原地氣隙、微球、微粒子、纖維、可膨脹纖維、溶解粒子等等。隔離材料216可能是可生物降解的、可堆肥的，及/或可回收的。

隔離材料216可以是當濕潤或乾燥時可膨脹的。隔離材料216可包括任一合成或天然材料，包括水基的、溶劑基的、高固體，或100%固體材料。固體含量之量典型地是該材料的30%到80%，且較佳地為40%到70%。附加成份可被加入黏結劑及/或隔離材料216，包括但不限制於顏料或染料、填料/增量劑、供分散之用的表面活性劑、控制黏度以供最佳化應用的增稠劑或溶劑、起泡劑、消泡劑、添加劑如蠟或增滑劑等等。可供選擇地，黏結劑及/或隔離材料216可以是一黏合劑。隔離材料216可具有數個性質，包括但不限制於保持容器內容物熱或冷的隔熱性，凝結物及/或液體的吸收，及/或其與熱材料接觸(諸如，高於150℉)時可膨脹，且較佳地在一決定的設計活化溫度，諸如在大約室溫之前維持不活性。隔離材料216可以是可再漿化的，可回收的，及/或可生物降解的。

在另一範例中，一惰性氣體，諸如氮氣，可被注入隔離材料216中。例如，一惰性氣體，諸如氮氣可被注入一熱熔黏合劑中，澱粉基黏合劑，或天然聚合物黏合劑可被使用。氣體可在安置外壁104之前被施用於內壁102的外表面上，以提供此等材料發泡體結構，且因此改進雙壁容器的機械及隔熱性質。該氣體可例如在隔離材料216被施用於外壁104之前，或施用於外壁104期間被注入隔離材料216中。

可供選擇地或附加地，隔離材料216可以是與一發泡劑或起泡劑結合的一塗層或黏合劑。該發泡或起泡劑可在加熱時產生一氣體，其可活化隔離材料216，以呈現例如氣隙、一蜂巢結構或其他。可供選擇地，發泡或起泡劑可以是一在某些條件，諸如溫度或壓力下分解以釋放一氣體的材料。加熱可在以內容物206填充容器期間發生，諸如熱食物或飲料。可供選擇地，加熱可從一外源發生，諸如一微波或水浴。

第3圖及第4圖繪示具有一外壁104的容器100。容器100可被構造成為一雙壁杯裝配。容器100可以是一圓柱杯、容器套筒或具有其他幾何結構的容器，包括圓錐、矩形等等。外壁104可完全或部份覆蓋容器100之主體。容器100及外壁104可被整合成一雙壁杯，且隔離材料216及/或黏合劑可被施用於內壁102與外壁104之間。隔離材料可附加地具有黏合性質，且因此可形成在容器與坯料之間的唯一連接。外壁104可由任一標稱紙料製成，包括但不限制於天然單面、白頂單面、塗層漂白頂單面或此等之任一組合。可供選擇地或附加地，外壁104可以由箔、膜、織物、塑膠或其他材料製成。外壁104及/或容器可以是可再漿化的，可回收的，及/或可生物降解的。

外壁104可包括，例如波紋、槽(例如，E楞、F楞、N楞，或G楞)無波紋或壓花氣道。氣道可以是一垂直、正交或其他方向，且可將熱量從手傳導離開。附加地或可供選擇地，氣道可由隔離材料216之施用而產生。例如，隔離材料216可以一條紋、捲曲，或點圖案被施用至外壁104，使得氣道在藉由例如，熱或壓力的活化之前、之間或之後被形成或膨脹。隔離材料216可包括在活化、分解或分裂之後產生氣體，且因此產生氣隙或發泡體結構的發泡劑、起泡劑，及/或其他試劑。

外壁104可從容器100拆除，諸如一套筒，或外壁104可被粘附至容器100，諸如在一雙壁容器中。例如，一雙壁容器，諸如一杯子，或一雙壁容器套筒可藉由使用一隔離材料216(例如包含氣隙的，發泡的或其他)將外壁104疊合至容器或容器套筒坯料上而被製造，以固定隔離材料216，或可藉由任一其他黏合劑或密封方法被固定。如果外壁104在製造期間(例如產生一整合雙壁杯或雙壁套筒)被永久附接於容器100，則可因消除一商業消費者的組裝步驟而增加效率。另外，可減少商業使用者所需要的儲存空間量，例如儲存一物品而不是兩物品。

外壁104可從容器拆除。例如，一模切坯料，諸如一套筒可被製造以被分開儲存且可從容器100拆除。

外壁104可在一端或相對端維持敞開，這可允許空氣流動。例如，在第3圖中，容器可包含接近外壁104頂部之開口302。例如，在第4圖中，容器可包含接近外壁104頂部或底部404的開口402。此開口可被形成為例如進入至外壁104內的孔，且當內壁102與外壁104之間的空間藉由隔離材料216的活化而被膨脹時，允許空氣流動的氣道可被建立。空氣流動可被進一步操縱向上或向下遠離握持手指，例如，藉由隔離材料216與外壁104或可膨脹材料施用圖案216的交互作用產生的波紋、槽波紋，或其他氣道為之。例如，隔離材料216之圖案施用可產生氣道304、402。

第3圖繪示隔離材料216之施用如何在容器100頂部306附近形成開口302的一選擇性非限制範例。諸通道可藉由隔離材料216的膨脹被形成。在容器100的相對端可能有開口，諸如在頂部306及底部308。諸開口可藉由將外壁104包覆在容器上而不完成頂部306或底部308的密封而形成。

第5圖繪示與容器100相組裝的一外壁104，諸如一套筒的截面圖。此圖示用意在於說明性而非限制。該杯子可以用任一容器代替，例如一壓型托盤、一湯盆，或一散裝飲料容器。外壁104可具有一內面506及一外面504。一隔離材料216可被施用於內面506、外面504及/或內面506與外面504之間的一表面502，諸如該套筒的一內壁。內面506及外面504之間不一定包含一空間502。

一隔離材料216，諸如一可膨脹材料，可以一不活化形式被施用於外壁104的一內面506。不活化隔離材料216可被施用成一實質上不改變外壁104厚度的薄膜。將隔離材料216施用至外壁104內部也可維持外壁104外面的可印刷性。如果外壁104上的活化隔離材料216例如與一標準紙杯相組配，其可維持杯子的纖細剖面。維持纖細剖面可維持一標準杯子的高效套疊品質，允許其被有效裝箱、裝入板條箱及運送。此外，在終端使用時活化隔離材料可藉由減少容器或套筒製造期間的活化或發泡或硬化步驟而實現製造效率，且因而也減少在製造期間使用的能量。

隔離材料216可被活化且因而藉由例如將內容物206，諸如熱液體、飲料或食物加入容器100而被膨脹。可供選擇地或附加地，容器100可被預先填充內容物206，諸如飲料或食物，且隔離材料216可在加熱時，諸如藉由微波或水浴加熱時被活化。活化僅可發生在消耗階段而不在外壁104的加工階段，使得外壁104可以一實質上不活化的隔離材料216被運送至消費者。例如，隔離材料216的活化點可在大約120℉，或更高，及/或小於60℉，使得隔離材料216僅可由熱(或冷)液體、飲料或食物活化，且不由周圍或身體溫度被活化。活化可引起可膨脹材料膨脹且使外壁104由容器100「向後推」，產生一增加的氣隙。該氣隙可在熱飲料容器100與消費者手之間產生一熱障。該活化也可加強容器的剛性及/或堅硬度，這可容許容器壁之材料及厚度的減少。如下文詳述，隔離材料216也可在到達消費者之前被活化，或至少被部份活化。因此，就封裝內容物206變得更熱時增加其隔離的意義而言，隔離材料216回應目標溫度的此一能力可使容器或套筒為「智慧型」。

隔離材料216可以一非膨脹狀態被施用於外壁104。隔離材料216的膨脹直到藉由加入熱流體或固體被活化，諸如在供使用之時刻前不可發生。此與在外壁104製造期間膨脹該材料可能是不同的。在製造期間膨脹可增加外壁104的體積。隔離材料216可被控制以實現套疊效率。隔離材料216之性質可進一步藉由，例如但不限制於將由槽波紋材料構成的一外壁104與隔離材料216的圖案施用結合而被進一步控制，以提供特定隔離、空氣流動特徵及容器剛性增強。例如，被施用於外壁104之隔離材料216的波紋及/或圖案可將熱對流向上導引，且可因此減少水平向上朝向消費者握持之手的傳遞。可供選擇地，隔離材料216可被擠製成一薄片，一圖案可在將隔離材料216之薄片附接至一外壁104之前藉由開槽、模切形狀、線、通道，或其他斑紋被施用至該薄片上。在其他實施中，膨脹可在運送之前發生，諸如在容器100製造之前、期間或之後。

第6圖是組裝有一外壁104的一容器100之截面圖的示範性俯視圖。此圖示僅是說明性的而非限制。隔離材料216可被施用至一外壁104。例如，隔離材料216可被施用在外壁104與容器100之壁之間且可形成一其間具有可熱活化隔離之可膨脹材料的整合雙層杯，或施加在一外壁104與一容器套筒的一內壁之間。隔離材料216可包括，例如原地氣隙，或分佈在一黏結劑中的可膨脹微球或發泡劑602或上述任一其他適當材料中，且可包括一黏合性質。

第7圖繪示將隔離材料216施用至一容器100的一示範性方法。該方法可適應於一杯子包覆機器。在此範例中，隔離材料216可經由一施用器706，諸如一噴嘴、熱熔槍，或狹縫口模施用器被連續或間歇施用至例如一紙杯100的外部，紙杯100可被固定至一心軸。該圖案可藉由容器100相對施用器706的運動被操縱。例如，心軸702可被旋轉及/或向上或向下或在另一方向上移動，以實現一所需圖案，例如螺旋形、點狀、線形等等。

可供選擇地或附加地，施用器706可相對容器100移動，以實現一所需圖案。例如，心軸702可被佈置在一旋轉臂700上。容器100諸如杯子可用手或藉由機器饋入被裝在心軸702上。臂700可移動容器100接近施用器706。施用器706可藉由相對容器100移動將隔離材料216之圖案施用至容器100。心軸702也可使容器100諸如藉由旋轉相對施用器706移動。例如，條紋可藉由施用器706的並排移動結合心軸702的旋轉移動被施用至杯子。來自施用器706的噴霧可以是持續的或間歇的，且可產生虛線、條紋、點或橢圓發泡體。渦流可藉由來自施用器706的持續噴霧與心軸702的側向移動及旋轉結合而被施用。

施用器706可被附接於一遞送隔離材料216的管線。氣體，諸如氮氣可藉由一分隔管線被添加至隔離材料216中，且在施用器706中，或在施用期間，或在施用器進給管線上或以其他方式被混合。

在隔離材料216已被施用後，臂700可將容器100移至一杯子可從心軸移開以供進一步加工的不同位置。例如，一整體雙壁容器，諸如一杯子可藉由將容器100插入一外壁104而被形成。外壁104可被預成形，且被置於一容器100可被插入的空腔704中。

第8圖繪示一示範性外壁104坯料。此圖示是說明性的、而非意在被限制於一尺寸或形狀。該尺寸及形狀可適於任一容器的尺寸。一隔離材料216可被施用至外壁104。隔離材料216可藉由許多方法，諸如但不限制於一噴槍、印刷、一狹縫塗佈機，或諸如上述或下文詳述其他方法被施用。可供選擇地或附加地，隔離材料216可被擠製成一薄片，且可藉由將隔離材料薄片疊合至一容器、容器套筒或模切坯料而被施用於該容器、容器套筒，或模切坯料。隔離材料216可被施用至，例如在一在線杯子包覆機器上，在一在線摺疊機/塗膠機上的外壁104，或藉由其他適當方法施用，諸如離線塗覆及乾燥。隔離材料216可以任一適當圖案被施用於外壁104，諸如但不限制於條紋、點狀、波狀、方形、圓形、菱形，隨機的，此等形狀的一結合或任一其他圖案。例如，隔離材料216可以一操縱空氣流動及/或傳導熱量，例如使其垂直向上遠離握持手指的圖案被施用。隔離材料216可被施用成使其形成通道，或在活化時膨脹以形成通道。諸通道可導引自然對流。隔離材料216可完全或僅部份覆蓋被塗覆的表面。

外壁104可藉由，例如圍繞容器100包覆外壁104被可拆除地或永久地附接於一容器100或杯子。例如，一雙壁杯或容器100可藉由使用一隔離材料216，諸如一澱粉基的材料、一熱熔及可膨脹材料、一具有黏合性質的可膨脹材料、此等材料的一組合或任一其他黏合劑或密封方法，將外壁104疊合至容器上而被製成。如果外壁104在製造期間(例如，產生一整合雙壁杯)被永久附接於容器100，可因消除商業使用者之一組裝步驟而增加使用一外壁104的效率。另外，可減少商業使用者所需要的儲存空間量(儲存一物品而不是兩物品)。外壁104在圖示中的形狀並非意在限制。外壁104之形狀可適於其他容器之形狀，例如但不限制於一容器套筒、湯盆、壓型容器，或散裝飲料容器。可供選擇地，容器100可以是一兩端開口的容器套筒。

外壁104可取捨地包含接縫中熱熔或冷固膠。如果隔離材料216也是一黏合劑，那麼接縫中熱熔或冷固可被省略。該接縫中熱熔/冷固膠可在隔離材料216之外被使用，諸如用於黏合增強。外壁104可藉由，例如包覆、疊合或其他製造過程被施用至一容器100，諸如一杯子或套筒。

第8圖到第12圖繪示一外壁104的許多範例。此等範例僅是說明性而非限制性。第8圖繪示外壁104具有以一圖案809施用以傳送釋放熱量的隔離材料216。隔離材料216可由，例如波紋紙，諸如但不限制於槽波紋製成。對流可藉由波紋、隔離材料216施用圖案或另一適當方式被操縱。

第9圖到第10圖繪示隔離材料216可能圖案的其他可行，非限制性範例。隔離材料216的圖案分別由數字909及1009表示。隔離材料216可以第8-10圖所示以外的圖案被施用。隔離材料216，可在厚度上變化，且可提供分級流以將熱量傳送至開口。

第11-14圖繪示可被用以允許空氣流動的開口圖案。開口分別由1112、1212、1312及1412表示。開口也可被設置及/或包括諸如數字1214、1314及1414繪示的形狀。在坯料的相對端或僅在一端可能有模切開口。第11-14圖中開口的形狀僅是說明性而非限制性的。例如，隔離材料216之圖案及開口形狀可被佈置成操縱空氣流動，例如但不限制於產生一文土里效應。

第15圖是繪示示範性熱傳遞的說明性範例。此範例並非意在限制，而僅是說明可能的熱損失控制。系統的總熱損失可由如下方程式表示：

Q^T [Cal./second]=Q₁ +Q₂ +Q₃ +Q₄

Q^T 是總熱損失。Q₁ 1504可以是由於水蒸發的熱損失。分別由1502、1506及1508表示的Q₂ 、Q₃ 及Q₄ 可表示對流及傳導熱損失。

使內容物保熱的目的藉由最小化Q^T 而被實現。外壁104可藉由最小化Q₂ 、Q₃ 及Q₄ 而最小化Q^T 。隔離材料的低導熱性可由於Q₂ 、Q₃ 及Q₄ 而導致更低熱損失。

防止消費者皮肉燙傷的目的可藉由例如最小化Q₂ 、Q₃ 及Q₄ 特別是Q₂ 、Q₃ 而被實現，同時允許Q₁ 、Q₄ 垂直向上或向下傳送不可避免的高熱通量。這可藉由例如將波紋槽加入外壁104而被實現。諸槽例如可以是大體垂直或對角傾斜的。

非限制性範例如下。

範例1。範例1提供隔離材料216可改變導熱性之方法的一圖示。一杯子內側溫度可由T_i 表示。杯子外側溫度可由T_o 表示。頂線X可表示不具有一塗層外壁104的一容器。第二線Y可表示組裝有一塗層外壁104的一容器。此實例可說明，在一不具有塗有隔離材料216的一外壁104的容器中，容器內側溫度與外側溫度差可能極小。在具有一塗有隔離材料216的一外壁104的一容器中，當熱食物或飲料被加入容器時內側與外側溫度之差可能是小的。然而，食物或飲料可在接觸時活化材料A，使材料膨脹。當材料膨脹時，溫度T_i -T_o 之差可增加。

範例2。範例2說明塗有隔離材料216相較於未塗有隔離材料216比較的各種外壁104的溫度感官比較。下文實驗僅用於說明且並非限制，其他實驗結果可能被獲得。

一隔離材料216，諸如一熱，或其他因素可膨脹材料可被施用於由各種材料，諸如但不限制於紙、紙板及槽波紋紙製成的外壁104坯料。每一外壁104坯料可包覆在一容器諸如一杯子周圍。該杯子可以熱水填充。該等杯子可進而由裸手握持，且對兩個條件的感官反應之間作比較。在每一測試中，具有塗層外壁104的杯子觸摸起來沒有具有未塗層外壁104的杯子那麼「熱」。膨脹發生在將熱水倒入杯子的幾分鐘內。

範例3。隔離材料216的圖層可被施用於一單面媒介。當濕潤時該塗層可使用一MASTER-MITE 120V，475W熱風機以600℉被膨脹。

範例4。隔離材料216之塗層可被施用於一12Oz杯之外側，且被允許風乾一夜。第二天，190℉熱水可被倒入該杯中。顯著膨脹可在將190℉熱水填入杯中後被立刻被觀測到。蓋子可被置於杯子上，且在7分鐘後更大的膨脹可被觀測到，但仍是部份膨脹。後熱活化的好處可能是液體越熱，塗層膨脹越多。

範例5。一隔離材料216的塗層被施用於一杯子。一Fisher Scientific生產，型號11-504-50的250W IR加熱器可被用以加熱隔離材料216。當燈具離隔離材料216六吋時膨脹可能是緩慢的，且當離隔離材料216一吋時是立刻的。

範例6。隔離材料216之塗層可被施用於紙，紙可進而在容使塗層被風乾後包圍一紙杯周圍。來自一熱風機的熱量可被用以間接透過紙殼加熱部份隔離材料216塗層達一分鐘。該塗層膨脹。另一部份未加熱的隔離材料216塗層可在一IR燈下透過紙加熱。隔離材料216塗層膨脹。

範例7。一隔離材料216，諸如一可熱膨脹塗層可被施用於一雙壁套筒或容器，諸如一杯子的諸壁內。在製造期間，隔離材料216可被充分乾燥，但未膨脹或未完全膨脹。當該套筒或容器被暴露於高溫，諸如咖啡或湯之溫度時，隔離材料216可膨脹推動雙壁套筒或容器之壁彼此遠離。此透過活化的膨脹可以「智慧地」增加隔離材料216內的氣隙以及封裝之隔離與剛性。下文詳述一實驗，說明如何使用隔離材料216減少製造一容器或容器套筒時使用的一材料重量。雖然該實驗使用一有限組材料，它們證明了隔離材料216的可行性及好處。

兩個樣本被比較。參考容器是一16盎司不回收杯，具有一16pt外包覆層。實驗容器是一16盎司不回收杯，其具有一隔離材料216圖案，在此情況中是一發泡體塗層機，以及一12pt外包覆層。兩個杯子都以190F水填充。實驗容器的隔離材料216在加入190F水時膨脹。各杯之外表面溫度被量測且被繪製成下圖。實驗杯在實驗的起初幾分鐘內顯示改進的隔離性質。

一第二實驗說明容器套筒的使用。參考容器套筒是一N楞單面套筒。實驗容器套筒是一具有一隔離材料216內層，在此情況中是發泡體塗層的N楞單面套筒。一牛皮紙層被疊合在隔離材料216層上，且該材料被乾燥，但未被膨脹。隔離材料216被施以兩圖案：全覆蓋且線從套筒頂部延伸到底部。作一總結，有五個形式的容器套筒被測試：

‧　具有牛皮紙內層的N楞單面套筒

‧　具有乾燥非膨脹可熱活化水性塗層(「AP」)的內層及一牛皮紙內層的N楞單面套筒

‧　具有膨脹可熱活化水性塗層的內層且沒有牛皮紙層的N楞單面套筒

‧　具有被佈置成垂直線的膨脹可熱活化水性塗層的內層及牛皮紙內層的N楞單面套筒

‧　具有一膨脹可熱活化水性塗層的全覆蓋內層及牛皮紙內層的N楞單面套筒

該等套筒被施用至一16oz不回收杯子，該杯子以190F水填充。在填充後，杯子外側溫度以一分鐘間隔被測試達5分鐘。結果製表如下。

包含發泡體塗層的杯子及套筒也具有較高的剛性，即使在一減少紙料下。圖案化發泡塗層甚至防止12pt外包覆層在握持期間塌縮入內壁中。這可容許使用較低基礎重量及卡尺紙板，同時維持良好的隔離。

第16圖是施用一微粒子塗層至基材上的示範性製程的方塊圖。該過程可包括將一微球或其他可膨脹塗層施用至一基材、模切坯料、容器、套筒、餐飲托盤、雙壁杯、壓型托盤、湯盆及襯袋紙盒容器中的任一個。該過程可包括在線1600及離線1610步驟。在線步驟1600可包括堆疊站1620，製造站1630及封裝站1640，被用於由紙或模切料製造容器。堆疊站、製造站及封裝站可以是完全自動化的及/或包括人工站。

塗層施用過程可在線1600或離線1610，在同一或另一設備進行。在線施用可包括在堆疊站1620、製造站1630及封裝站1640的一或一者以上施用隔離材料216。隔離材料216可以各種方法被施用，包括但不限制於刷子、海綿、印刷、一噴嘴、噴霧、一狹縫塗佈機，或藉由疊合至一塗層的擠製薄片而被施用。此等施用的任一者、或它們的各種組合可在線1600或離線1610進行，離線過程可在堆疊站1620之前進行。

以一或多刷的施用可藉由以壓力將隔離材料饋送通一管過到達該刷而發生。該刷可由不同材料，諸如馬鬃或合成材料製成。該刷可包括中空絲，使得隔離材料透過中空絲被施用。刷可施用隔離材料的一小塊樣式或圖案。到達刷的隔離材料量可被控制，使得施用於基材的隔離材料量可被計量。如一說明性而非限制性的範例，該量可被控制成使得一1/64^th 吋層的隔離材料被施用，其可膨脹至1/16或1/32吋，或一雙壁杯的一內層與外側之間間隙的距離。可能較佳的是，一旦被膨脹，隔離材料不使外層形狀變形。隔離材料216可分佈成一均勻或變化圖案。該刷可在更廣泛的應用中被利用，諸如塗覆一襯袋紙盒容器的內側。

以一印刷機施用可藉由將基材行進通過輥而進行。該等基材可以是捲狀或卷筒形式紙料，或可供選擇地呈薄片形式。隔離材料216可以點或圖案，或全覆蓋被壓力施用，取決於一實施。

在第17圖中，噴霧噴嘴1700可被用以對一基材1720施用一隔離材料216。噴嘴可散佈隔離材料以在基材上施用一薄的均勻隔離材料216層。一或一以上噴霧噴嘴可被用以形成隔離材料216的連續或間斷圖案。噴嘴可被佈置成使得被施用的隔離材料216重疊，係為並排及/或以一空間分離。噴霧可被計量以控制所施用隔離材料216的厚度。該噴嘴也可被放置成將隔離材料216噴霧引導至基材的指定部份，諸如一角。

在第18圖中，非噴霧噴嘴1800可被用以施用一隔離材料216之流1810至基材1820。該流可經由噴嘴被計量以施用一精確量。該噴嘴可被製成控制流1810之一特定寬度及高度的尺寸。來自噴嘴的流可打開或關閉以提供一特定圖案的隔離材料216至基材。

在一槽或一傾角隔離材料216施用中，基材可移動通過包含隔離材料216的槽。該基材的一或兩側可行貫穿該槽。被施用至該槽的隔離材料216厚度可藉由位於材料中的基材長度控制。隔離材料216及基材之溫度可被控制以在施用過程期間活化或不活化可膨脹隔離材料216。一控制片可被用以計量多餘隔離材料216。該等基材可以被彎曲饋送通過該槽或個別地可被容納在該槽中。

以任一上述施用過程，且以任一其他過程，如果需要在稍後的過程中膨脹隔離材料216，諸如在製造或消費者使用時間，施用的隔離材料216可諸如藉由施加或吹出冷氣或熱氣被乾燥或定型，而不活化隔離材料216。隔離材料216也可在製造之後或在消費者使用之前，諸如在堆疊站被膨脹。隔離材料216可在容器堆疊之前或之後被膨脹。

具塗層或不具塗層坯料可被饋入堆疊站。隔離材料216可在線或離線製程期間被施用。如果在線施用，隔離材料216可被容許在杯子、套筒、容器等等被形成前乾燥，或它們可在隔離材料216濕潤時被形成。依隔離材料216之性質而定，乾燥可能花費數秒或幾分鐘。隔離材料216可於在線製造期間或之後，諸如在消費者站被活化。為了在線活化隔離材料216，紅外線(IR)、空氣、對流或傳導加熱方法中的任一或全部可被使用。隔離材料216可花費數秒或幾分鐘以完全膨脹。例如，從容器內部支持一容器的一心軸，及/或從容器外部支持一杯子的一軸環可被用以在容器製造過程期間施加熱量以膨脹隔離材料216。如果一濕潤或部份乾燥隔離材料216在過程期間接觸心軸，該心軸可被製成包括一不粘材料，諸如TEFLON，以防止隔離材料216黏著及轉移到心軸。如果活化在線進行，較低活化溫度可能是較佳的。藉由活化隔離材料216，隔離材料216膨脹以形成一增強的氣隙。隔離材料216可在容器製造期間被部份膨脹，且進而膨脹可持續至消費階段。

如上所述，隔離材料216的使用可幫助減少製造容器、套筒等等所需之基材厚度，同時對消費者維待一較佳的剛性感覺。隔離材料216也可改進容器的隔離性質，且幫助飲料或食物較長時間的保溫或保冷，取決於應用。基材可由天然纖維、合成物或兩者製成，諸如SBS(固體漂白硫酸鹽)紙板或箱板。一套筒材料，諸如襯裡及介質可由15LB/3000ft₂ 到100LB/3000ft₂ ，且較佳地18LB/3000ft₂ 到50LB/3000ft₂ 之材料製造。用於熱或冷杯、湯盆、壓型容器及其他非波紋容器的紙基材之卡尺範圍可從9點到24點，且較佳地為10點到24點，一點等於1/1000吋。

雖然本發明的各種實施例已被描述，該技藝中具有通常知識者將理解在本發明範圍內的更多的實施例及實施是可能的。

100．．．容器

102．．．內壁

104．．．外壁

200．．．氣套

206．．．內容物

216．．．隔離材料

302、1112、1212、1312、1412．．．開口

304、402．．．氣道

306．．．頂部

308．．．底部

404．．．頂部/底部

502．．．表面

504．．．外面

506．．．內面

602．．．發泡劑

700．．．旋轉臂

702．．．心軸

704．．．空腔

706．．．施用器

909、1009．．．圖案

1214、1314、1414．．．形狀

1502~1508．．．熱損失

1600．．．在線

1610．．．離線

1620．．．堆疊站

1630．．．製造站

1640．．．封裝站

1700．．．噴霧噴嘴

1720、1820．．．基材

1800．．．非噴霧噴嘴

1810．．．流

T_o ．．．杯外側溫度

第1圖是組裝有一外壁的一杯子之透視圖。

第2圖是一雙壁杯之一側剖視圖。

第3圖是一具有通道的整合容器之透視圖。

第4圖是一具有通道的整合容器之透視圖。

第5圖是跟一杯子在一起的一套筒之截面圖。

第6圖繪示組裝有一外壁的一杯子之截面的俯透視圖。

第7圖繪示製造一雙壁杯的方法。

第8圖繪示一具有施用成一圖案之隔離材料的杯子。

第9圖繪示一具有施用成一圖案之隔離材料的杯子。

第10圖繪示一具有施用成一圖案之隔離材料的杯子。

第11圖繪示從一杯子拆卸的一外壁。

第12圖繪示從一杯子拆卸的一外壁。

第13圖繪示從一杯子拆卸的一外壁。

第14圖繪示從一杯子拆卸的一外壁。

第15圖繪示組裝有一套筒的杯子，說明熱傳遞。

第16圖是對基材施用一隔離材料的示範性製程的方塊圖。

第17圖是將一隔離材料以噴嘴施用至一基材的示意圖。

第18圖是將一隔離材料以非噴嘴施用至一基材的示意圖。

100．．．容器

102．．．內壁

104．．．外壁

Claims (12)

1. 一種雙壁容器，包含：一內壁；一外壁，附接於該內壁，該內壁及該外壁在其間形成一氣隙；及含空隙之隔離材料，其包含一具有一發泡體結構的黏合劑，其中經發泡之該黏合劑係施用於該內壁與該外壁之間以至少黏合至該內壁；其中該含空隙之隔離材料具有經改良之隔熱性質，且具有剛性以避免該外壁在一握持壓力下塌縮至該內壁上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雙壁容器，其中經發泡之該黏合劑係藉由將一惰性氣體或空氣注入黏合劑、或藉由將一發泡劑(blowing agent)添加至黏合劑而形成。
3. 如申請專利範圍第2項所述之雙壁容器，其中該發泡劑係藉由加熱黏合劑而活化。
4. 如申請專利範圍第1項所述之雙壁容器，其中經發泡之該黏合劑是一經發泡之澱粉基黏合劑。
5. 如申請專利範圍第4項所述之雙壁容器，其中該澱粉基黏合劑係以氣體、空氣或一發泡劑來發泡。
6. 如申請專利範圍第5項所述之雙壁容器，其中該氣體係一經注射的氮氣。
7. 如申請專利範圍第1項所述之雙壁容器，其中該黏合劑係選自以下各者所構成之群組：一澱粉基黏合劑、一熱熔性聚合物黏合劑及一生物可降解膠。
8. 如申請專利範圍第7項所述之雙壁容器，其中該黏合劑係一熱熔性聚合物黏合劑，且以一惰性氣體、空氣或一發泡劑來發泡。
9. 如申請專利範圍第8項所述之雙壁容器，其中該惰性氣體係一經注射的氮氣。
10. 一種製造一雙壁容器之方法，包含：提供一容器之一內壁；提供該容器之一外壁；提供一施用器，以施用一經發泡之黏合劑；將該內壁固接至一心軸；移動該心軸或該施用器以相對於彼此而對齊；在該心軸之相對運動期間，將經發泡之該黏合劑至少施用且黏合至該內壁；及將該外壁覆於該內壁以形成該容器；其中被施用之經發泡的該黏合劑乾燥成一含空隙之隔離材料，該含空隙之隔離材料具有一發泡體結構，而該發泡體結構帶有經改良之機械及隔熱性質，且產生該內壁及該外壁間的數個氣道。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該黏合劑係選自以下各者所構成之群組：一澱粉基黏合劑、一熱熔性聚合物黏合劑及一生物可降解膠。
12. 如申請專利範圍第10或11項所述之方法，其中經發泡之該黏合劑係藉由將一惰性氣體或空氣注入黏合劑、或藉由將一發泡劑添加至黏合劑而形成。