TWI577619B - Equipment and method for manufacturing insulation containers - Google Patents

Description

製造保溫容器之設備及方法

本發明係有關保溫容器之製造方法及設備，尤指一種拋棄式保溫容器之製造方法及設備。

隨著科技文明的發展，現代人對於生活品質的要求提升，對於食品的要求除了美味外更講究其便利性，因而衍生出便利性較高的速食食品。通常，為達到用畢即丟的便利性，這些速食食品多使用一次性的拋棄式容器盛裝。然而，通常用於盛裝速食食品的容器的保溫效果不佳，於常溫環境下，短時間內食品將會失去原有之冰涼或溫熱的溫度感，使口感降低甚而變質。

為使這些可攜帶的速食食品保有其原有的風味，市面上用於盛裝速食食品的可拋棄式容器，其材料多使用保溫效果較佳的發泡材料例如，保麗龍。然而，保麗龍在生產上極為耗能，且回收時亦不環保。

此外，目前所使用之紙質保溫容器多於容器外側黏貼保溫材料達到保溫的效果。

請參閱第1A至1B圖所示之習知保溫容器1之製法，係於發泡材料11上塗佈一層黏著層110，再藉由該黏著層110將發泡材料11黏貼至容器本體10外表面上，以得到 如第1B圖所示之保溫容器1。該習知保溫容器1係包括容器本體10；黏著層110，形成於該容器本體10外表面上；以及發泡材料11，係藉由該黏著層110貼覆於該容器本體10上，以使習知保溫容器1具有保溫效果。惟，習知方法係藉由黏著層將發泡材料黏貼至容器上，因此容易發生溢膠或黏貼不均之問題，使產品良率不佳，導致生產成本提高。再者，是種保溫容器不利於將不同材質分離回收，故亦造成環保之議題。

隨環保意識抬頭，各國紛紛提倡垃圾減量及資源回收，因此拋棄式容器不僅要符合便利性的要求，可以方便回收利用更成為可拋棄式容器開發的重點。然而，習知保溫容器，由於使用黏著層貼覆保溫材料，使欲回收時難以將紙質保溫容器與發泡材料分離。

因此，實需開發一種製造成本低、保溫效果佳，又能方便資源回收之保溫容器。

鑑於上述習知技術之缺失，本發明提供一種製造保溫容器之方法，係包括：提供具有相對之第一結合部及第二結合部之發泡片材；疊接該發泡片材之第一與第二結合部，俾形成一中空套件；以及置入一容器本體至該中空套件中，且該中空套件之內徑大於容器本體之外徑，並使該中空套件受熱收縮束於該容器本體，俾得到保溫容器，其中，該發泡片材受熱變形之溫度係低於該容器本體受熱變形之溫度。

本發明復提供一種製造保溫容器之設備，係包括：片材輸送器，用以輸送具有相對之第一及第二結合部之發泡片材；套件疊接器，係用以接收該片材輸送器輸送之發泡片材，並疊接該發泡片材之第一與第二結合部，俾形成一中空套件；容器本體供給器，用以輸出該容器本體，且該容器本體供給器具有接收結構，以接收該中空套件，並令該輸出之容器本體置入至該中空套件中；以及發熱器，使該容置有容器本體之中空套件受熱收縮束於該容器本體，俾得到保溫容器。

於本發明之設備中，該套件疊接器包括：中柱：挾持件，係設於該中柱旁，以供該發泡片材被輸送至該中柱與挾持件之間，經挾持該發泡片材後，疊接該發泡片材之第一與第二結合部；以及超音波熔接機，係用以接觸並熔接該第一與第二結合部疊接處，俾形成一中空套件。

於一具體實施例中，該套件疊接器復包括導向件，俾導引該中空套件至該接收結構。

於本發明之製造方法中，係加熱該發泡片材之第一結合部與第二結合部使其疊接，俾形成一中空套件。於一具體實施例中，係以超音波加熱該發泡片材之第一結合部與第二結合部使其疊接，俾形成一中空套件。

於本發明之製造方法中，該發泡片材受熱變形之溫度低於該容器本體受熱變形之溫度至少10℃。通常，該發泡片材受熱變形之溫度係指玻璃轉移溫度(Tg)，但容器本體可為聚合物材質或紙質，故不一定指玻璃轉移溫度。該中空 套件遇熱收縮後則與該容器本體彼此密合，亦即該容器本體之外部輪廓係與該中空套件之內壁密合。更具體而言，該中空套件係在徑向方向內縮，以束於該容器本體。

於本發明之製造方法中，該發泡片材之材質可為發泡聚苯乙烯(expandable polystyrene，EPS)、發泡聚乙烯(expanded polyethylene，EPE)或發泡聚丙烯(expanded polypropylene，EPP)之至少一者，但不以此為限。

於一具體實施例中，該發泡片材之架橋度(crosslinkage density)係介於30至50%，較佳為電子交聯聚丙烯發泡材(IXPP)或電子交聯聚乙烯發泡材(IXPE)。

於另一具體實施例中，該發泡片材之收縮率(shrinkage rate)係大於3%，或甚至大於5%或10%。

於又一具體實施例中，該發泡片材之厚度係介於0.5至3毫米。

另一方面，本發明之製造方法係使該容器本體與中空套件物理性接合。

由上可知，本發明之製造方法及設備中，藉由選用受熱變形之溫度小於容器本體之發泡片材，作為中空套件之材料，即可在發泡片材的受熱變形之溫度，使發泡片材收縮收縮束於該容器本體，不需藉由黏膠即可將保溫材料黏附至容器上則可賦予容器較佳之保溫效果。

1、2‧‧‧保溫容器

10‧‧‧容器本體

11‧‧‧發泡材料

110‧‧‧黏著層

20‧‧‧容器本體

21‧‧‧中空套件

21a‧‧‧第一結合部

21b‧‧‧第二結合部

210‧‧‧重疊區域

211‧‧‧發泡片材

40‧‧‧片材輸送器

41‧‧‧套件疊接器

410‧‧‧中柱

411‧‧‧挾持件

412‧‧‧超音波熔接機

420‧‧‧接收結構

42‧‧‧提取機構

421‧‧‧提取件

422‧‧‧導向件

43、43’‧‧‧容器本體供給器

44‧‧‧發熱器

440‧‧‧容置部

A‧‧‧外徑

B、B’‧‧‧內徑

E‧‧‧延伸方向

S‧‧‧收縮方向

第1A至1B圖係習知製造保溫容器之方法的剖面示意圖，其中，第1A圖係容器本體和發泡材料組合前之示意圖，第1B圖係容器本體和發泡材料組合後之示意圖； 第2A至2D圖係本發明之製造保溫容器之方法的示意圖；第3圖係本發明製造保溫容器之設備的運作流程圖；第4圖係本發明製造保溫容器之設備之片材輸送器的立體示意圖；第5A至5B圖係本發明製造保溫容器之設備之套件疊接器的立體示意圖，其中，第5B圖係超音波熔接機之動作立體示意圖；第6圖係本發明製造保溫容器之設備之容器本體供給器的立體示意圖，其中，第6’圖係為第6圖之另一實施例之立體示意圖；以及第7圖係本發明製造保溫容器之設備之發熱器之一實施例的立體示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」 及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

本文所使用之術語「物理性貼合」之涵意包括，但非限於，任何不經黏膠貼合之貼合方式(如，藉由摩擦力固定)。

該術語「摩擦力固定」係指但非限於，藉由中空套件之內表面與容器本體之外表面緊密貼合所產生的摩擦力，使中空套件與容器本體難以分離，達到固定效果。

第2A至2D圖係為本發明之製造保溫容器之方法的剖面示意圖。

請參閱第2A圖，提供具有相對之第一結合部21a及第二結合部21b之發泡片材211。

於一實施例中，該發泡片材係由鴻佾企業股份有限公司提供(型號R3002S1W3)以徑向方向延伸發泡成形，經裁切後得到發泡片材，且該發泡片材之發泡延伸方向E為徑向方向。

如第2B圖所示，疊接該發泡片材之第一結合部21a與第二結合部21b，俾形成一中空套件21，其中，該中空套件21具有內徑B。更詳而言，係加熱該第一結合部21a與第二結合部21b相疊形成之重疊區域210，使其疊接。

於本實施例中，對於該熱處理接合的方法並未有特殊限制，加熱溫度僅使該重疊區域之第一及第二結合部至少部分熔融即可。為使本發明之方法具有較佳之效果，本發 明係使用超音波熔接機以1至5公斤壓力壓制並停留0.5至2秒使重疊區域定型接合，快速接合該重疊區域之第一結合部21a及第二結合部21b。

如第2C圖所示，提供一容器本體20，並將該容器本體20置入該中空套件21中，且該中空套件21之內徑B係大於容器本體20之外徑A。容器本體20之實例包括飲料杯或碗等，但不以此為限。

此外，該容器本體之材質並未有特殊限制，僅需使容器本體之受熱變形之溫度大於發泡片材即可，較佳之容器本體之受熱變形之溫度係大於發泡片材之受熱變形之溫度至少10℃，更佳為至少20℃，或更高。於一實施例中，該容器本體之材質為聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乳酸(poly lactic acid，PLA)。

如第2D圖所示，係接續第2C圖，本發明發現經發泡之片材再受熱時，仍會產生收縮的現象，而該中空套件21亦然，故其受熱朝收縮方向S收縮束於該容器本體20，俾得到保溫容器2，其中，該中空套件21經徑向方向收縮後之內徑B’與該容器本體20之外徑A極為相近。

於本實施例中，對於該熱處理之方法並未有特殊限制，僅需於發泡片材之受熱變形之溫度下加熱，並使該中空套件收縮緊貼容器本體即可，俾得到保溫容器2。

請參閱第3圖係為本發明之製造保溫容器之設備的運作流程圖。首先，由片材輸送器40提供一發泡片材，接著將藉由具有超音波熔接機之套件疊接器41將發泡片材疊 接為一中空套件並輸出至容器本體供給器43以套接一容器本體，並以發熱器44將容器本體與中空套件物理性結合，得到保溫容器。

請參閱第4圖，本發明製造保溫容器之設備的片材輸送器40係用於提供具有相對之第一結合部21a及第二結合部21b之發泡片材211。於一實施例中，該片材輸送器可輸出經處理之扇形發泡片材211，以搭配套接於飲料杯。

請參閱第5A及5B圖，本發明之套件疊接器41係用以接收該片材輸送器40輸送之發泡片材211，並疊接該發泡片材211之第一結合部與第二結合部，俾形成一中空套件21，於一具體實施例中，套件疊接器41係具有中柱410、挾持件411及超音波熔接機412。

如第5A圖所示，挾持件411係可活動地設於該中柱410兩旁，以供該發泡片材211被輸送至該中柱410與挾持件411之間，以該挾持件411將該發泡片材211推起，並藉由中柱410將發泡片材211彎曲，經挾持該發泡片材211後，疊接該發泡片材211之第一結合部與第二結合部，形成重疊區域210，接著以超音波熔接機412短暫接觸重疊區域210後，該挾持件411始放開該第一與第二結合部，且經過該超音波熔接機412短暫接觸重疊區域210後該重疊區域210已經熱處理接合，形成一中空套件21，如第5B圖所示。

於本實施例中，該挾持件並未有特殊限制，僅需使用配合中柱輪廓之夾具即可，其中，該挾持件係挾持該第一 與第二結合部並停留1至4秒；該超音波熔接機使該重疊區域之第一及第二結合部部分熔融即可，其中，該超音波熔接機係於該重疊區域停留0.5至2秒。

請參閱第6圖，本發明製造保溫容器之設備的容器本體供給器43，係用以輸出該容器本體20，置入該中空套件21中。

於本發明之一實施例中，本發明製造保溫容器之設備復設有提取機構42，可配合於該套件疊接器41製作中空套件21後，將該中空套件21送至容器本體供給器43’，該提取機構42包括提取件421及導向件422，提取件421係用於將該中空套件21自中柱410取下，並順著該導向件422之方向導引至容器本體供給器43’，提取件421並未有特殊限制，僅需拖動該中空套件21沿著該導向件422之方向並導引至該容器本體供給器43’即可。該容器本體供給器43’復具有接收結構420，如第6’圖所示之容槽或缺口結構，則該提取件421係用於將該中空套件21自中柱410取下，並順著該導向件422之方向導引至接收結構420。

本發明製造保溫容器之設備的發熱器係使該容置有容器本體20之中空套件21受熱收縮束於該容器本體20，俾得到保溫容器。是以，該發熱器可與該容器本體供給器共同設置，例如發熱器可設於該容器本體20置入該中空套件21後的位置。或者，於另一具體實施例，如第7圖所示，發熱器44係具有用於加熱並容納該容器本體20與中空套 件21之容置部440，使該容器本體20通過容置部440後，其外部輪廓係與該中空套件21之內壁密合。

綜上所述，本發明之製造保溫容器之方法及設備，藉由該發泡片材之受熱變形之溫度小於容器本體之受熱變形之溫度之設計，再藉由加熱使中空套件以徑向方向收縮，藉此使中空套件之內壁與容器本體密合，俾使中空套件與容器本體間物理性貼合，不需額外黏著劑即可使容器具有保溫效果，不需使用黏著劑更可克服習知製造保溫容器之方法所產生之溢膠及不易分離發泡材料及容器本體造成資源回收不方便之缺點。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

2‧‧‧保溫容器

20‧‧‧容器本體

21‧‧‧中空套件

A‧‧‧外徑

B’‧‧‧內徑

S‧‧‧收縮方向

Claims (12)

1. 一種製造保溫容器之方法，係包括：提供具有相對之第一結合部及第二結合部之發泡片材；疊接該發泡片材之第一結合部及第二結合部，俾形成一中空套件；以及置入一容器本體至該中空套件中，且該中空套件之內徑大於容器本體之外徑，並使該中空套件受熱收縮束於該容器本體，俾得到保溫容器，其中，該發泡片材受熱變形之溫度係低於該容器本體受熱變形之溫度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造保溫容器之方法，其中，該發泡片材受熱變形之溫度低於該容器本體受熱變形之溫度至少10℃。
3. 如申請專利範圍第1項所述之製造保溫容器之方法，其中，該中空套件係在徑向方向收縮，以束於該容器本體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製造保溫容器之方法，其中，係加熱該發泡片材之第一結合部與第二結合部使其疊接，俾形成一中空套件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之製造保溫容器之方法，係以超音波加熱該發泡片材之第一結合部與第二結合部使其疊接，俾形成一中空套件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之製造保溫容器之方法， 其中，該發泡片材之架橋度(crosslinkage density)係介於30至50%。
7. 如申請專利範圍第1項所述之製造保溫容器之方法，其中，該發泡片材之收縮率(shrinkage rate)係大於3%。
8. 如申請專利範圍第1項所述之製造保溫容器之方法，其中，該容器本體與中空套件係物理性接合。
9. 如申請專利範圍第1項所述之製造保溫容器之方法，其中，該發泡片材之厚度係介於0.5至3毫米。
10. 一種製造保溫容器之設備，係包括：片材輸送器，用以輸送具有相對之第一及第二結合部之發泡片材；套件疊接器，係用以接收該片材輸送器輸送之發泡片材，並疊接該發泡片材之第一結合部及第二結合部，俾形成一中空套件；容器本體供給器，用以輸出該容器本體，且該容器本體供給器具有接收結構，以接收該中空套件，並令該輸出之容器本體置入至該中空套件中；以及發熱器，使該容置有容器本體之中空套件受熱收縮束於該容器本體，俾得到保溫容器。
11. 如申請專利範圍第10項所述之製造保溫容器之設備，其中，該套件疊接器包括：中柱：挾持件，係設於該中柱旁，以供該發泡片材被輸送至該中柱與挾持件之間，經挾持該發泡片材後，疊 接該發泡片材之第一結合部及第二結合部；以及超音波熔接機，係用以接觸並熔接該第一結合部及第二結合部疊接處，俾形成一中空套件。
12. 如申請專利範圍第11項所述之製造保溫容器之設備，其中，該套件疊接器復包括導向件，俾導引該中空套件至該接收結構。