专利名称：用于容器的热障衬里的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于容器的热障衬里，更特别涉及一种形成在容器的内表面上的热障 衬里和通过喷涂来施加衬里的方法。
背景技术：
便携饮料容器被用于保持多种类型的饮料，用于包括碳酸软饮料、果汁和啤酒。熟 知的是为这些金属制造的容器提供保护性内部衬里，例如铝或钢，以有助于通过防止不希 望出现的化学反应来保存容器内的饮料，反之这种化学反应会通过饮料与金属容器的直接 接触而随着时间推移而发生。对于由塑料制造的容器，通常不需要设置内部衬里，因为塑料 材料天然地是相对于大多数类型的饮料来说不会不发生反应。许多饮料优选地在相对冷的温度下被饮用，例如约36° F至50° F。对于碳酸软 饮料和啤酒，消费者通常喜欢让这些饮料在消费前冷藏。传统的冷藏或冷却技术包括把容 器放置在冷藏环境内，例如冰箱或冷却机，然后一旦饮料达到期望的冷藏温度时提供饮料。当饮料从冷藏环境取出时，饮料开始快速变暖，这是因为包括周围环境的周围热 量、与例如消费者的手或容器所放置的表面的温暖表面所接触的、以及来自太阳或其它光 源的辐射热量在内的外部热源组合造成的。热量通过容器的壁、底部和顶部传递给饮料。如 果没有提供用于使容器隔热的某些措施，饮料会快速变暖，在许多情况下，这对于饮用来说 是不希望或不合适出现的。已经出现了许多发明，用于把在容器内的饮料隔热，以使得其在饮用前能被保持 在期望的温度下。例如，熟知的是提供一种外部热障，例如隔热套，其应用在容器的外部侧 壁上。还已知在容器的侧壁上提供隔热标签(insulating label)。将饮料隔热的这些传统 方法具有许多缺点。隔热标签/套仅覆盖容器的侧壁，因此使得容器的底部暴露。对于隔 热标签来说，它们通常比非隔热标签厚，由此标准包装生产线会不得不进行相当的改动以 适应这些特殊标签。对于隔热套来说，需要消费者持有单独的部件以把饮料保持在期望的 冷温下。已经作出一些努力来提供用于容器的内部隔热衬里。美国专利No. 6，474，498披 露了一个例子。该文献披露了用于灌装饮料的隔热容器，包括由塑料材料形成的衬里。该 优选实施例建议使用塑料的闭合胞室材料(closed cell material)，以包括类似于气泡包 装的闭合胞室材料。该衬里应被放置到容器内，如通过了滑动地配合在容器内，以与容器壁 的圆柱形内表面接触。衬里构件可包括附着表面，该表面允许衬里附着到容器的内壁。在 替换实施例中，该文献披露了一种闭合胞室材料，除了或代替施加到容器内表面的传统漆涂层，该胞室可被设置为金属容器的内表面上的层。美国专利申请No. 2006-0073298披露了为容器设置的多层内部衬里和用于饮料 容器的挤出方法。该方法设想通过热塑性材料的第一内层和具有隔热性能的泡沫材料形成 的第二内层的共同挤出加工来吹塑模制内部衬里。泡沫的内层还被披露为具有微球体，该 微球体在吹塑模制工艺过程中膨胀。美国专利申请公开No. 2006-0054622披露了具有附着到容器内侧的内部衬里的 隔热饮料容器。该内部衬里由晶体陶瓷材料形成。虽然前述文献对于其目的用途是适合的，但是仍需要一种内部热障来将饮料保持 在期望的温度，其中用标准包装机施加的的热障层可并入在衬里内。还需要提供一种用于 容器的热障衬里，其中该热障衬里可被膨胀为不仅覆盖容器侧壁而且覆盖容器的底部。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种热隔离饮料容器，其可在饮料的饮用期间有效地且 安全地把饮料保持于期望的温度。本发明的又一目的是通过提供一种热障衬里来提供一种热隔离饮料容器，该热障 衬里使用单一材料，该材料具有特定的共同期望的性能，该性能导致隔热热障的形成。本发明的再一目的是提供一种独特的材料组合，在组合时具有期望的热障性能。本发明的再一目的是提供一种安装热障的方法，例如喷涂的衬里。本发明的再一目的是提供一种热障，其可被用于不同类型的饮料容器内，例如由 金属或塑料形成的饮料容器。本发明的再一目的是提供一种热隔离饮料容器，其可被引入现有的饮料制造、配 送和销售部门，而不要求显著地改变制造机械或工艺。根据本发明，热隔离饮料容器被设置为具有热障衬里，该衬里形成在容器的内表 面上。本发明的容器可包括任何已知的饮料容器，例如由铝或钢制造的保持例如啤酒或碳 酸软饮料的容器。本发明的容器还可包括塑料容器，例如PET瓶或罐。在本发明的第一方面，热障衬里可包括具有胞室结构的单一材料的使用，该胞室 结构包括多个空穴或袋部，且其中该衬里覆盖容器的内表面，包括容器侧壁和容器底部。在 该实施例中，衬里还可被称为闭合胞室基底层或泡沫层。在该实施例中用于热障衬里的材 料具有可拉伸或弹性性能，以使得空穴可增加物理尺寸而不破裂。具体的衬里材料和施加 衬里的方式可被选择为使得胞室尺寸适于在容器被打开时形成期望厚度的热隔离衬里。热 障衬里的厚度以及热障衬里的成分也可以根据衬里中空穴空间的量来调节，以优化用于使 饮料隔热目的的热障衬里。热障衬里可由成穴的单层膜基底制造，该基底包含可透气的闭 合胞室。在本发明的其它实施例中，热障衬里包括基础材料，该基础材料包含囊体封装的 气体或相变材料。囊体封装的气体或相变材料分布在整个基础层中。基础层是单片的且衬 里优选地通过下面所述的喷涂来施加。在本发明的另一实施例中，热障衬里包括材料的组合，材料在组合时具有热障性 能。该组合可被称为复合衬里，包括以下的组合(i)胞室结构，包括多个空穴或袋部；(ii) 囊体封装的气体；和/或(iii)囊体封装的相变材料。在该实施例中，基础材料还优选地通过喷涂容器的内部而施加。一个或多个喷涂层可以以单个或多个阶段的喷涂应用来施加。 在本发明的又一实施例中，热障衬里可设置为多层涂层结构，其中，空穴或气袋部形成在这 些层之间，由此提供有效的热障。在该实施例中，共挤出层压工艺可生产多层涂层，其中，相 邻层的一些部分被彼此密封，而其它部分不密封，由此在这些层之间建立气袋部或空穴。在本发明的另一方面，提供一种方法，使用喷涂技术把热障衬里施加到饮料容器 的内表面，其中涂层的温度、粘度和雾化可改变，以形成期望的热障衬里。本发明的第一实施例中的热障衬里是可透气的，由此具有平衡周围压力条件的能 力。更具体地，在把衬里应用于容器的过程中，形成在衬里内的空穴或袋部将包含周围环境 的气体，且周围压力将决定空穴的尺寸。在容器被填充和密封后，容器的内部出现更高的压 力，其中的空穴区域进一步填充包含在容器内的气体，例如二氧化碳或氮气。该气体停留在 头部空间内，且还可气体也可溶解在饮料中。由于容器处于压力下，所以与处于周围压力条 件下的空穴的尺寸相比，空穴的尺寸减小；但是，由于达到了平衡且在衬里上的压力相等的 情况下的更高压力条件，空穴将含有更大量的气体。由于衬里材料的透气特点，空穴在相对 短时间段内填充气体。一旦容器被打开，热障衬里转变为与周围压力平衡，其中包含在空穴中的加压气 体导致空穴的尺寸立即膨胀。空穴尺寸的增加产生增厚的衬里，其是有效的热障衬里，以保 持饮料处于期望温度。本发明还设想，热障衬里还可用作标准保护衬里，用于防止饮料和容器的金属内 表面之间的直接接触。还设想，热障衬里还可被直接施加到标准保护衬里上，由此不取代标 准衬里。从下面参考附图的详细说明，本发明的其它特征和优点将变得明显。
图1是并有本发明的热障衬里的饮料容器的部分透视图；图2是第一实施例中本发明的热障衬里的放大部分截面视图，其以闭合胞室基底 层或泡沫层为特点；图3是图2的实施例的另一放大部分截面视图，示出了在容器已经被密封和加压 后的闭合胞室基底层；图4是在容器已经被打开导致衬里膨胀之后的第一实施例的另一放大部分截面 视图；图4A是图4的一部分的放得更大的视图，示出了容器已经被打开后的基底层的结 构；图5是本发明另一实施例中的热障衬里的放大部分截面视图，包括嵌入被密封和 加压的基础衬里材料中的微囊体，其含有囊体封装的气体或液体；图5A是图5的一部分的放得更大的视图，示出了热障衬里和气体或液体填充的微
囊体；图6是图5的所述部分的放得更大的视图，此时液体填充的微囊体被使用且经历 在加温时相变为气体，且其中微囊体在气态下膨胀；图7是本发明的另一实施例中的热障衬里的放大部分截面视图，包括囊体封装的固体相变材料，该材料并入基础衬里中，且示出了当容器被密封和加压时的热障衬里；图7A是图7的一部分的放得更大的视图，示出了热障衬里和微囊体内的囊体封装 的固体相变材料；图8是图7的实施例的另一放得更大的视图，此时容器已被打开且饮料以被加热 到相变温度，示出了微囊体中的相变材料在相变后处于液态；图9是本发明的另一实施例的放大部分截面视图，示出了由多层结构构造的热障 衬里且示出了被密封和加压时的容器；图9A是图9的实施例的放得更大的视图，示出了当容器被密封和加压时的多层结 构；图10是图9的实施例的另一放得更大的视图，示出了已被打开后的容器和衬里厚 度的膨胀；图11示出了本发明的又一实施例，其为复合热障衬里的形式，该衬里包括前面实 施例的特征的组合，包括闭合胞室基底、设置在基础衬里内的囊体封装的气体和/或囊体 封装的相变材料；和图12是用于通过喷涂来施加本发明的热障衬里的设备的示意图。
具体实施例方式参考附图，图1示出了饮料容器10，特别适用于例如啤酒或碳酸软饮料、果汁饮料 等饮料。容器被示出为传统的饮料罐，其具有侧壁或主体12、基部14和可打开顶部16。可 打开顶部16可包括封闭机构，例如拉片17。容器的侧壁或主体由传统的材料构造，例如铝 或钢。可打开封闭机构17也优选地为铝或钢的且可包括拉片17，该拉片接触顶部16上的 刻线区域19。拉片17的致动能破开刻线区域19，形成开口或嘴部，以提供对于容器内部的 饮料的介入。又如图1所示，传统的容器可包括底部或基部14，其具有环形唇部20和圆顶 形板22。根据本发明的第一实施例，设置热障衬里30，如图1-4所示。该第一实施例中的热 障衬里包括可透气的闭合胞室基底32。基底32被固定到容器的内表面。可透气的闭合胞 室基底包括胞室34的结构样式，其限定多个空穴、间隙或敞开空间36，由此提供泡沫层的 外观。图2示出了在基底已经被施加到容器的内表面之后的基底32。如在下文详述的，基 底32可通过喷涂施加。空穴或间隙可以具有不规则的样式且空穴或间隙可以具有不同的 尺寸和形状。在第一实施例的一个方面，热障衬里材料可由同质材料制造。在第一实施例 的另一方面，热障衬里可包括材料的组合。在任一情况下，衬里是可透气的且胞室34具有 弹性/回弹的壁，以使得每个空穴/间隙36的整体尺寸可根据周围压力条件而改变。空穴/间隙36的配置和尺寸可以是衬里30如何被施加和/或衬里在随时间的逝 去而形成空穴/间隙的熟化过程(curing process)中如何形成的结果。空穴区域可以是 随机散布的且尺寸是随机的。但是依赖于用作衬里的材料，可形成更整齐的胞室样式。空 穴或敞开胞室体积的百分比可以在热障衬里总体积的约10%至约95%的范围内。基底32的一个重要属性是其为可透气的，以使得当放置在压力下时，该基底将达 到平衡，导致空穴36内的气体的基本均勻分布。而且，当压力被降低时，基底应具有膨胀的 能力，以使得胞室壁34不爆裂、撕裂或产生其它劣化，将保持膨胀状态一段时间，由此形成
8通过基底32的增加体积所实现的有效热障衬里。通过测试发现，一些现有的容器衬里材料具有能被形成为泡沫基底的能力且为 弹性的，以使得基底在各种压力范围中能保持完整性。但是，为了形成闭合胞室基底结构 和必要的可透气性，发泡剂可添加到衬里材料中。两种可已知的衬里材料包括Valspar 9823-001或ICI 640-C692CLS。当与适当的发泡剂组合时，这些衬里材料可施加到容器的 内表面以形成热障衬里，该衬里具有可透气的闭合胞室基底结构，该结构能在工作压力变 化下达到平衡。参考图3，该图示出了当容器已经被密封和加压时如何出现热障衬里30。如所示 的，响应于容器内的增加的内部压力，热障衬里的总厚度减小。因此，图2示出了衬里的厚 度“a”，该厚度可稍微大于容器被密封和加压时衬里的的厚度“b”。对于碳酸饮料，二氧化 碳是在压力下填充容器的主要气体。因此，如果用于这种碳酸饮料时，基底必须是可透气 的，以允许二氧化碳通过。在一段时间内，热障衬里将允许容器内的加压气体通过，以使得 基底充分地带有加压气体。可选的，液氮可正好在密封前添加到饮料，以辅助压力的产生。 在大多数容器填充过程中，容器的端部或帽不附连到容器的主体，直至饮料已经被添加到 容器。当该端部或帽被附连时，密封形成，由此防止液体或气体逸出。由于各种因素——例 如饮料内的碳化物、任何添加的液体(例如将会转变为气相的氮)、以及通过热处理进行的 饮料的巴氏杀菌，容器内的压力将增加。由于热障衬里变得带有气体，所以该衬里在其与内 部气体压力平衡时将减压(de-compress)。通过衬里增厚(由于加压气体在容器已经被密 封和受压后带入衬里内)，容器的顶部空间的区域可发生一些减少。但是，容器增压的正常 水平不必显著地改变，以应对衬里的存在，因为衬里即使在加压和密封后处于其完全带有 气体的状态中也仅在容器内占据极小的体积。热障衬里优选地具有周围压力条件下的厚度，以使得其不会过度地移置容器内的 通常量的饮料。由此，当热障衬里在周围压力条件下膨胀时，容器内的饮料将不会被迫穿过 容器的开口。参考图4，该图示出了容器被打开时的时间点。响应于周围压力的降低，胞室34的 尺寸膨大以实现平衡。因此，衬里的厚度“C”比厚度“a”和“b”两者大。胞室保持该膨胀 状态一段时间，由此提供有效的热障衬里，以把饮料保持在期望的温度下。典型地，在打开 之前容器内的压力为10至35psi，这依赖于二氧化碳和氮气水平和饮料的温度。通过使热 障衬里30的厚度膨大，且不以其他方式改变容器的尺寸或任何其它参数，通过未打开的和 打开的容器之间的周围压力改变，可简单地增强热障衬里。与第一实施例有关的一个额外优点是，当容器被冷藏时(未打开时)，由于热障衬 里处于其更压缩或薄的状态中，由此允许热量从容器快速传出而不必克服相对增厚的隔热 构件的阻碍，所以可实现饮料的快速冷却。热障衬里的透气性使得可允许气体在压力下并在一段时间内渗透胞室壁，以达到 平衡，例如在几小时内，但是胞室壁不是太具有渗透性以致当周围压力降低时会立即发生 收缩。因此，热障衬里将保持完全的厚度并持续至少一段时间，该该段时间内消费者可正常 地饮用该饮料。设想当容器被密封时容器内的加压气体要用二十四小时来渗透穿过热障 衬里，但是当容器被打开时，在热障衬里达到与环境的降低压力平衡之前，需要至少一个小 时。因此，完全变厚的热障衬里保持一段时间，该该段时间内消费者正常饮用饮料。
图5、5A和6示出了本发明的另一实施例，其为热障衬里30的形式，其包括散布有 添加剂组分40 (例如气体或液体填充的微囊体(microcapsule))的基础材料42的层。基 础材料42结合到添加剂组分40且确保容器的内表面的连续涂层。添加剂组分40可以是与基础层42相比体积占多数的组分或占少数的组分。如下 面关于施加热障衬里的方法所述，基础材料42和添加剂组分40可被预先混合为一种浆体 且喷涂到容器的内表面。优选地，添加剂组分被随机散布在整个基础层中。一旦容器的内表面被涂覆有热 障衬里，则其被熟化以优化热障性能。例如，容器可被烘干以蒸干和去除在施加到容器过程 中与添加剂组分一起使用的任何溶剂或其它物质。该熟化处理还可用于调理气体填充的微 囊体。例如在熟化过程中施加到容器的热量可导致填充微囊体的气体膨胀受控的量，以使 得在填充容器之前热障衬里处于期望的状态中。可用作微囊体封装气体的添加剂组分的一个例子包括Expancel 。Expancel
是可商业获得的产品，其包括弹性微球体或微囊体，直径大致为十微米，填充有少量的液态 烃气体(hydrocarbon gas)。当在已知的温度范围内加热时，烃液体在微球体中蒸发为气 态。由于在微球体内气体膨胀，微球体的壳体或外壳膨胀。在膨胀状态，微球体可膨胀到四 倍于未膨胀状态时的直径，导致比未膨胀尺寸大近似四十倍的体积增加。微球体可被用在 未膨胀状态或预膨胀的气态中，这依赖于基础材料42的弹性和应用性。相对于本发明中用 作隔热材料，预膨胀球40的使用将在基础层中形成空穴的结构样式。如所述的，微囊体在基础层中形成空穴且由此增强衬里的热障性能。由气体或液 体填充的球体形成的空穴的分布和尺寸可被选择为能给容器提供期望水平的隔热性。微球 体的更大浓度将产生更多的空穴。所选择的具体气体或液体可被选择为能优化期望水平的 隔热性。在衬里通过喷涂施加到容器的内表面的情况下，一种选择是当衬里被熟化时将微 球体激活到它们的膨胀状态。干燥炉可用于熟化衬里且来自炉子的热量将导致微球体激活 以形成隔热空穴。还可设想，液体填充的微球体可被设置为使得当饮料在被消费者饮用过程中变暖 时液体相变为气态。由此，当饮料在储存过程中被保持在其冷却状态时，微球体将保持液 态。参考图6，当容器被打开且暴露于较温暖的环境时，温度的增加导致微球体转变为更大 的直径，这是因为液体相变为气态。因此，该例子中的热障衬里的膨胀是通过温度促成的而 不是通过周围压力改变促成的。本发明的热障衬里的液体-气体相变性可特别适用于不经 加压的容器，例如果汁、水果或蔬菜容器。对于第一和第二实施例两者，一种可以接受的基础衬里材料42可包括Valspar 9823-001或ICI 640-C693CLS。需要增加熟化时间，这依赖于添加剂组分的添加，这由此会 增加熟化时间。现在参考图7、7A和8，在本发明的又一实施例中，热障衬里被设置为包括基础层 42，添加剂组分50是囊体封装的相变材料。该囊体封装的相变材料50还可以是微囊体， 其被散布在基础层42中，如图所示。可使用的相变材料的一个例子包括烷烃(paraffinic hydrocarbon)。另外的相变材料可包括水合盐(hydrated salt)。一种可商业获得的温和 类型的相变材料可包括MPCM-6，其为MicroTek Laboratories, Inc出售的产品。MPCM-6是聚合物壳体内的微囊体封装石蜡(具有比潜热为188. 6J/g)，从固相到液相的相变温度为 6°C。当冷却到低于6°C时，石蜡以固体存在。在球体吸收热量时，囊体封装的石蜡温度上升 直至达到6°C。在该温度，石蜡继续吸收热量，但是停留在相对恒定的温度直至其完全从固 相转变为液相。由相变材料吸收的热量(也被称为潜热)将导致容器内的饮料的温度的增 加。通过改变屏障层内使用的石蜡的量可以计算和调节能被石蜡吸收的热量总量。例如， 其通常需要一毫米的最小衬里厚度的25cc的MPCM-6能吸收导致355cc的饮料的温度上升 5° F 的当量热(equivalent heat)。图7和7A具体示出了第三实施例，其中，容器处于压力下且大概处于冷却的温度 (例如低于60°C )。图8示出了容器，此时被从冰箱取出且被加热到固体相变材料从固态转 变为液态的温度。更具体地，微囊体50中的材料在图7和8中被示出为从固态51转变为 液体52。图9、9A和10示出了本发明的另一优选实施例。在该实施例中，热障衬里30包括 多个衬里材料层60，其中空穴或间隙62存在于每个层之间。层之间的空穴或间隙可被以不 规则的样式设置。因此，这些层不是均勻地位于彼此上且这些层非线性地延伸，使得衬里材 料中的连续样式的弯曲或曲线形成空穴或间隙62。如图9和9A所示，当容器处于压力下且 未打开时，层60形成更大压缩的且更薄的轮廓。但是，如图10所示，当容器被打开且周围 压力被降低时，捕获的层之间的空穴内的气体导致衬里的膨胀，由此增强衬里的热障性能。该多层衬里可由多层相同的材料构造，或可由不同的材料制造。对于所使用的单 一材料来说，如果单一材料在不同时刻以不同温度或粘度施加，则空穴或气体袋状部可形 成在层之间。对于使用不同材料来说，层之间的空穴区域可更多地(在其它因素之中)作为 能彼此粘接的层能力的函数。不同于施加到容器的内部的传统衬里，故意在图9和10中所 示的实施例施加多层衬里，其中空穴或间隙故意形成在多层材料之间，以使得气体可陷入 到这些层之间。由此，如上所述，温度、粘度以及不同材料的使用可导致多层衬里形成，这些 衬里在这些层如何彼此粘接方面不一致。在视觉上，该实施例的衬里看起来稍微有些皱缩 或看起来具有粗糙的表面。衬里中的这些外观不一致性是故意想要在衬里的层之间设置间 隙或空穴的结果。因此，该多层衬里显著地不同于在容器内部或外部使用的多层衬里(在 这些衬里中，不能完全把一个层粘接到另一层可是重大的缺陷)。参考图11，通过把前面实施例中的特征的一个或多个组合，可提供复合热障衬里。 更具体地，图11示出了所形成的可透气闭合胞室基底32，以及设置在基础层42中的微囊体 封装气体和/或微囊体封装固_液相变材料40/50。参考图12，一种热障衬里可被施加到容器的方法是通过喷涂。因此，图12示出了 喷涂设备70，该设备定位为施加材料涂层以形成热障衬里。喷涂设备70可以是传统的，如 在许多容器制造生产线中可以看到的那些。因此，喷涂设备可包括喷嘴72，其导出形成热障 衬里30的雾化喷射74。容器可在喷射74的范围内旋转，以确保均勻的层施加到容器。雾 化喷射可被加压且还可是无空气的，这表示液体喷射不需要加压的载气(entrained gas) 来输送该喷射。由于热障衬里30通过喷涂施加，所以容器的侧壁和内部基部二者都可被涂 覆。对于图9、9A和10中所示的多层的实施例，可通过分开的喷涂步骤施加多个层，例如，第 一涂层通过第一喷涂设备施加，然后额外的层通过在生产线中串序的其它喷涂设备提供。 如上所述，各种温度和材料可用于形成材料层之间的期望的间隙/空穴配置。
尽管喷涂衬里已经被描述为安装衬里的优选方法，但是本发明中还设想多种多个 其它制造技术也可用于把热障衬里并入到本发明中。例如，热障衬里可被预先制造且随后 机械地插入容器内，或容器的内衬里可通过与处理设备接触而涂覆，该设备分配热障衬里 并将衬里粘接或密封到容器内部。此外，虽然喷涂对于把衬里施加到容器的基部内表面和 侧壁两者来说是有利的，但是衬里施加到基部是可选的。而且，虽然不需要使用粘接剂来把 热障衬里固定到容器的内部是有利的，例如当使用喷涂工艺时，但是在一些衬里安装技术 中，使用一定量的粘接剂是有利的。关于热障衬里的优选厚度，应理解，没有一个实施例应严格限制于特定范围内，但 是已发现约1. Omm到3. Omm的衬里能提供足够的隔热性，而不取代一定量的饮料，反之会影 响容器内的期望的顶部空间。对于第一实施例，当容器被密封和加压时，热障衬里可以是约 0. 5mm至1. 5mm厚度，且当容器被打开和暴露于环境时，热障衬里膨胀到约1. Omm至3. Omm0对于本发明的每个实施例，应理解，热障衬里30可用作为施加到容器的内表面的 附加层，用于隔热的目的，或还可用作容器的传统内部衬里的组合，以防止饮料与金属侧壁 和基部以及热隔热屏障的不希望的接触。为了改善衬里至容器侧壁的附着性，可在施加衬 里前施加打底层(primer layer)。而且，为了形成具有足够厚度的衬里，喷涂可包括两个分 开的施加或工序，其中在第一涂层或层被施加后，在施加第二层之前，容器经空气干燥。容 器然后可被干燥/熟化，以完成衬里施加过程。应理解，本发明的热障衬里与传统的衬里显著不同，传统的衬里用于涂覆容器的 内部以防止容器内的饮料腐败。更具体地，传统的衬里被形成为建立非常光滑的、薄的且非 隔热的层。因此，本发明的热障衬里——通过设置闭合胞室基底、和/或具有微囊体封装的 材料、或多层衬里——提供了用于热屏障的独特的解决方案，同时仍满足提供衬里以防止 饮料与容器的金属侧壁和基部直接接触的需要。如上所述，设置可在不同周围压力之间平衡的可透气衬里允许在容器被打开时形 成较厚的隔热层。提供该活性的或尺寸改变的屏障衬里还具有的优点是，允许容器在未打 开时更容易地冷却，也允许基本相同量的饮料保持在容器内，这是因为屏障衬里在压力下 或当被冷藏时占据极小的体积。关于本发明的提供多层衬里的实施例，该结构在这里用于在层之间提供空穴，这 与主要目的是要在层之间使得空穴区域最小化以便使得层之间的结合最大化的那种材料 保护衬里相反。实际上，许多罐衬里需要添加剂，由此改善润湿或接触面积，以使层之间的 结合最大化。但是，通过本发明，层之间的结合面积被减少到能在结合强度和随后的膨胀之 间实现平衡的程度，所述结合强度能使得使得层保持完整性和保持彼此结合，而且间隙或 空穴区域被形成为允许气体渗透，而随后的膨胀会建立有效的热障衬里。促进层之间的粗 糙和不规则表面结合的一些技术包括使用高粘度材料、较冷的施加温度、和在层之间使用 不完全易混合的不同材料。虽然本发明的优选实施例已经针对传统的铝或钢容器而被具体地示出，但是应理 解，本发明的热障衬里可被并入任意类型的容器，包括例如PET瓶这样的塑料容器，或用于 装水果、蔬菜、汤、肉或其它产品的传统的铝或钢罐。由于本发明的热障衬里优选地由具有一些粘性特点的衬里材料形成，因此不必提 供单独的粘性涂层或层，以把热障衬里固定到容器的内表面。而且，如上所述，本发明的热障衬里可被额外地使用或替换用于防止饮料和容器的内表面之间直接接触的传统罐衬里。虽然本发明已经被讨论用于保持饮料冷却，但是还应理解，本发明还可用于热隔 离饮料以将其保持在室温或较暖状态。对于本发明的第一实施例，其包括能仅通过压力改 变而使容器热隔离的闭合胞室基底，该实施例当然可用于要保持在室温或更暖状态的那些 饮料。热障衬里在变化的压力或温度条件下的自动致活使得热障衬里理想地用于饮料 可在压力下储存的那些商业应用，例如用于碳酸软饮料或啤酒。由于本发明的热障衬里可通过使用诸如如喷涂这样的制造技术施加，因此不必显 著改变或以其他方式修改已知的饮料包装机或工艺。虽然本发明已经关于各种优选实施例进行了描述，应理解，可对本发明进行与所 附权利要求的范围相对的各种改变和修改。
1权利要求
一种隔热饮料容器，包括侧壁、连接到所述侧壁的基部、和形成容器上部的顶部；施加到所述侧壁的内表面的热障衬里，所述热障衬里包括闭合胞室基底层，具有限定出空穴的多个胞室，所述基底具有接触且粘附到所述侧壁和基部的内表面的表面，其中，所述热障衬里是可透气的，以使得当所述容器被密封和加压时，容器内的气体透过所述热障衬里且进入所述空穴，且当所述容器打开、由此容器的内部暴露于周围环境压力时，热障衬里响应相对压力的下降而膨胀。
2.如权利要求1所述的容器，其中所述胞室随机地分布在所述基底中且所述胞室具有多种不同尺寸。
3.如权利要求1所述的容器，其中 所述胞室基本上均勻地分布在基底中。
4.如权利要求1所述的容器，其中 所述胞室具有不同的尺寸
5.如权利要求1所述的容器，其中所述热障衬里具有基于周围环境压力条件的改变而改变的厚度。
6.如权利要求1所述的容器，其中 所述热障衬里由热塑性材料制造。
7.如权利要求1所述的容器，其中 所述热障衬里由弹性的材料制造。
8.如权利要求1所述的容器，其中当容器被密封和加压时，所述热障衬里的厚度为约0. 5mm至1. 5mm，且当容器被打开且 暴露于环境时热障衬里膨胀到约1. Omm至3. 0mm。
9.如权利要求1所述的容器，其中所述衬里被施加到所述侧壁和所述基部的内表面。
10.一种隔热饮料容器，包括侧壁、连接到所述侧壁的基部、和形成容器上部的顶部；施加到所述侧壁的内表面的热障衬里，所述热障衬里包括基础材料，和包含气体或液 体中的至少一种于其中的多个微囊体，且其中，微囊体分布在所述基础材料中，所述热障衬 里具有接触且粘附到所述侧壁和基部的内表面的表面。
11.如权利要求10所述的隔热容器，其中，通过把微球体暴露于加热条件下来使得所 述微囊体膨胀，且其中，膨胀的微球体在基础材料中形成空穴。
12.如权利要求10所述的容器，其中所述衬里通过喷涂施加到所述侧壁和所述基部的内表面。
13.如权利要求10所述的容器，其中 所述基础材料由热塑性材料制造。
14.如权利要求10所述的容器，其中 所述基础材料由弹性的材料制造。
15.一种隔热饮料容器，包括侧壁、连接到所述侧壁的基部、和形成容器的上部的顶部；施加到所述侧壁的内表面的热障衬里，所述热障衬里包括基础材料和包含相变材料 于其中的多个微囊体，所述微囊体分布在所述基础材料中，其中，当容器内部中的温度增加 时，所述微囊体吸收热量，且相变材料从固态变为液态。
16.如权利要求15所述的容器，其中所述衬里被施加到所述侧壁和所述基部的内表面。
17.如权利要求15所述的容器，其中 所述基础材料由热塑性材料制造。
18.如权利要求15所述的容器，其中 所述热障衬里由弹性的材料制造。
19.一种隔热饮料容器，包括侧壁、连接到所述侧壁的基部、和形成容器上部的顶部；和施加到所述侧壁的内表面的热障衬里，所述热障衬里包括粘附到该内表面的至少一 个第一层屏障材料，和固定到所述至少第一层的至少一个第二层，其中，第一和第二层之间 形成间隙，且气体占据该间隙。
20.如权利要求19所述的容器，其中所述衬里被施加到所述侧壁和所述基部的内表面。
21.如权利要求19所述的容器，其中 所述热障衬里由热塑性材料制造。
22.如权利要求19所述的容器，其中 所述热障衬里由弹性的材料制造。
23.如权利要求19所述的容器，其中所述第一和第二层非直线地延伸且包括形成间隙的那些层中的弯折或弯曲连续样式。
24.一种隔热容器，包括侧壁、连接到所述侧壁的基部、和形成容器上部的顶部；和施加到所述侧壁和基部的内表面的热障衬里，所述热障衬里包括复合结构，所述复合 结构包括(i)具有限定出空穴的多个胞室的闭合胞室基底，所述闭合胞室基底是可透气 的，以允许气体基于容器内的周围压力改变而穿过胞室，和(ii)分布在所述闭合胞室基底 中的多个微囊体，所述多个微囊体包括气体填充的微囊体和相变材料填充的微囊体中的至 少一种。
25.一种将容器中的饮料隔热的方法，所述方法包括 提供具有内表面的饮料容器；将热保护衬里施加到所述内表面，所述衬里具有可透气的闭合胞室基底，其中，衬里在 一段时间内与周围压力条件平衡； 用饮料填充该容器； 加压和密封该容器；平衡该热障衬里，以将加压的气体引入密封和加压的容器中； 打开容器以将热障暴露于周围压力；和基于在膨胀的闭合胞室基底中捕获的加压气体，增加热障衬里的总厚度。
26.—种制造隔热容器的方法，所述方法包括提供饮料容器，该饮料容器包括侧壁、连接到侧壁的基部，和连接到侧壁上部的顶部； 提供热障材料；喷涂容器的内表面，以由热障材料形成内部衬里；和由热障材料形成闭合胞室基底，其中，热障材料是可透气的，以使得闭合胞室基底中的 空穴与周围压力条件保持平衡。
27. 一种制造隔热容器的方法，所述方法包括提供饮料容器，该饮料容器包括侧壁、连接到侧壁的基部，和连接到侧壁上部的顶部； 提供热障材料；喷涂容器的内表面，以由热障材料形成内部衬里；和形成包括复合结构的热障衬里，所述复合结构包括(i)具有限定出空穴的多个胞室的 闭合胞室基底，所述闭合胞室基底是可透气的，以允许气体基于容器内的周围压力改变而 穿过胞室，和(ii)分布在所述闭合胞室基底中的多个微囊体，所述多个微囊体包括气体填 充的微囊体和相变材料填充的微囊体中的至少一种。
全文摘要
本发明提供一种热障衬里以将容器中的饮料保持在希望的温度。该热障衬里优选被喷涂到容器内表面上。多个实施例中提供的热障衬里包括闭合胞室基底、具有微囊体封装的固体-液体相变材料的基层或其组合。在闭合胞室基底实施例中，当热障衬里处于容器内的压力下，例如在容器被打开前，热障衬里保持最小轮廓或厚度。但是，当容器打开，由于容器内压力释放，热障衬里膨胀以实现平衡。膨胀或增厚的热障衬里提供有效的热障，由此把饮料保持在期望温度较长时间。热障衬里可由当前用作保护性衬里的一些衬里材料形成，但添加发泡剂以形成胞室结构。对于使用气体或液体填充的微囊体的实施例，由微囊体形成的空穴增强衬里的热障性能。对于使用囊体封装的固体-液体相变材料的实施例，当容器温度增加时，微囊体吸收热量且从固态相变到液态。
文档编号A47J39/00GK101896102SQ200880120749
公开日2010年11月24日 申请日期2008年10月13日 优先权日2007年10月15日
发明者丹尼尔·A·蒂曼, 贾森·M·凯利, 赫伯特·B·史密斯, 雷·A·汤姆斯 申请人:考斯酿酒公司