Одноразовый стакан для горячих и охлаждённых напитков

Полезная модель относится к сосудам для питья, более конкретно к посуде одноразового использования для горячих и холодных напитков.
Известны решения изготовления одноразового стакана из скрепленных между собой боковой стенки и донышка, при этом боковая стенка стакана имеет преимущественно вид усеченного конуса, у которого верхний диаметр больше нижнего, и выполнена из ламинированного полиэтиленом или его сополимером по крайней мере с внутренней стороны боковой стенки картона, кроме того, образующие боковую стенку стакана края скреплены между собой продольным швом, при этом донышко стакана выполнено из ламинированного полиэтиленом или его сополимером по крайней мере с одной стороны картона, размещенного внизу боковой стенки внутри стакана ламинированной стороной к верху и скрепленного с низом боковой стенки стакана, так же известны решения, когда стакан для горячих и холодных напитков, включающем корпус, который состоит из конической стенки, донышка и горловины с кольцевым буртиком, боковая коническая стенка выполнена с ребрами жесткости, при этом стакан изготовлен из термопластичного полимерного материала, например, полистирола, полипропилена, методом термоформования.
Известен стакан одноразового использования для вендинговых аппаратов по патенту РФ № 133398 от 06.05.2013 на полезную модель (МПК A47G 19/22, A47G 19/03). Данный стакан содержит расширяющуюся к верху боковую стенку с отбортовкой по верхней кромке и элементами жесткости и донышко, отличающийся тем, что выполнен двухслойным, с закругленной отбортовкой, боковая стенка имеет угол наклона к вертикальной оси 7-10 градусов, причем верхний ее участок шириной не более 10 мм, расположенный под верхней кромкой, имеет больший угол наклона по сравнению с остальной частью стенки, элементы жесткости выполнены в виде кольцевых уступов, на внутренней поверхности стенки на высоте 4-6 мм от ее нижнего края выполнены выступы.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленной полезной модели является одноразовый стакан для горячих и охлажденных напитков по заявке № 2016133134 от 10.08.2016 на изобретение (МПК A47G 19/22). Данный стакан состоит из скрепленных между собой боковой стенки и донышка, при этом боковая стенка стакана имеет преимущественно вид усеченного конуса, у которого верхний диаметр больше нижнего, и выполнена из ламинированного по крайней мере с внутренней стороны боковой стенки картона, на внешней поверхности которого закреплен нетканый материал, кроме того, образующие боковую стенку стакана края скреплены между собой продольным швом, при этом донышко стакана выполнено из ламинированного по крайней мере с одной стороны картона, размещено внизу боковой стенки внутри стакана ламинированной стороной к верху и скреплено с низом боковой стенки стакана.
Недостатками данных видов одноразовых стаканов являются: ограниченное вторичное использование стаканов, изготовленных из полимерных материалов, из-за значительного ухудшения свойств полимеров (полистирол и/или полипропилен) при вторичной переработке; сложная вторичная переработка одноразовых стаканов на основе картона из-за содержащихся в них обязательных слоев полиэтилена, как правило, это сжигание; долгий срок естественного разложения утилизированных одноразовых стаканов из-за содержащихся в них обязательных слоев полиэтилена или сополимеров полиэтилена; использование картона приводит к уничтожению глобальных лесных ресурсов Земли.
Задача, которую поставил перед собой разработчик одноразового стакана из многослойного материала на основе вспененного полиэтилентерефталата, состояла в устранении недостатков известных аналогов. Технический результат заключается в создании одноразового стакана простого в производстве и пригодного для использования из многослойного материала, на основе вспененного первичного и/или вторичного (полученного из отходов полиэтилентерефталата) полиэтилентерефталата. Данный технический результат достигается за счет всей совокупности существенных признаков.
3
3
Сущность полезной модели заключается в том, что одноразовый стакан для горячих и охлаждённых напитков состоит из скрепленных между собой боковой стенки, выполненной в форме тела вращения и основания, причем в верхней части боковой стенки выполнена отбортовка, а боковая стенка и основание выполнены многослойными и включают по меньшей мере слой вспененного полиэтилентерефталата с плотностью от 100 кг/м до 900 кг/м, с характеристической вязкостью от 0,5 дл/г до 1,0 дл/г, соединённый за счет расплава со слоем сополимера полиэтилентерефталата. Вместе с тем, боковая стенка выполнена в форме усеченного конуса либо цилиндра. Также боковая стенка включает печатный слой. Кроме того, толщина слоя вспененного полиэтилентерефталата предусмотрена в диапазоне от 200 мкм до 1000 мкм. В то же время, толщина слоя полиэтилена или сополимера полиэтилена, или сополимеров полиэтилентерефталата предусмотрена в диапазоне от 10 мкм до 40 мкм. Кроме того, в качестве слоя вспененного полиэтилентерефталата может быть применен вспененный вторичный полиэтилентерефталат.
Полезная модель поясняется графически, где:
на фиг. 1 изображен одноразовый стакан, общий вид и вид в разрезе;
на фиг. 2 схематически изображен процесс сборки одноразового стакана;
на фиг. 3 изображена структура вспененного полиэтилентерефталата;
на фиг. 4 схематически изображена стенка стакана из многослойной композиции на основе вспененного полиэтилентерефталата.
3
3
Одноразовый стакан для горячих и охлаждённых напитков состоит из скрепленных между собой боковой стенки 1 и основания 2. В верхней части боковой стенки 1 выполнена отбортовка 3. Боковая стенка 1 выполнена в форме тела вращения, например, усеченного конуса либо цилиндра. Боковая стенка 1 и основание 2 выполнены многослойными и включают: включает печатный слой 4, слой вспененного полиэтилентерефталата 5, основной слой полиэтилена или сополимера полиэтилена, или сополимера полиэтилентерефталата 6. Печатный слой 4 представляет собой информативный слой, нанесенный снаружи боковой стенки 1. Печатный слой 4 предназначен для размещения на нём различного рода информации и изображений, предназначенных для потребителей. Печатный слой 4 выполнен при помощи ротогравюрной печати либо офсетной печати, либо флексографской печати, либо комбинированным способом на слой вспененного полиэтилентерефталата 5. Слой вспененного полиэтилентерефталата 5 выполняет роль основного опорного несущего слоя и выступает в качестве замены несущего слоя картона и/или бумаги. Слой вспененного полиэтилентерефталата 5 сохраняет достаточную прочность, чтобы выдержать многократные циклы сгибания и разгибания. Слой вспененного полиэтилентерефталата 5 предусмотрен с плотностью в диапазоне от 100 кг/м до 900 кг/м, с характеристической вязкостью (ХВ) Intrinsic Viscosity (IV) слоя вспененного полиэтилентерефталата 5 в диапазоне от 0,5 дл/г (децилитры/грамм) до 1,0 дл/г. Толщина слоя вспененного полиэтилентерефталата 5 предусмотрена в диапазоне от 200 мкм до 1000 мкм. Слой полиэтилена или сополимера полиэтилена, или сополимера полиэтилентерефталата 6 выполняет роль сварочного слоя, соединяется со слоем вспененного полиэтилентерефталата 5 за счет температуры расплава. Слой полиэтилена или сополимера полиэтилена, или сополимера полиэтилентерефталата 6 предназначен для соединения краёв боковой стенки между собой посредствам шва 7 и для присоединения к стенкам основания 2 при помощи шва 8. Толщина слоя полиэтилена или сополимера полиэтилена, или сополимеров полиэтилентерефталата 6 предусмотрена в диапазоне от 10 мкм до 40 мкм. В качестве основного несущего слоя 5 может быть применен вспененный вторичный полиэтилентерефталат. Вспененный вторичный полиэтилентерефталат получают из отходов ПЭТ, проведя несколько этапов переработки: - мойка, очистка отходов ПЭТ; - дробление, сепарация по видам полимеров и по цветам; - экструзия расплава полиэтилентерефталата; - поликонденсация полиэтилентерефталата в жидкой фазе; Поликонденсация полиэтилентерефталата в жидкой фазе основывается на присущей ПЭТ способности к конденсации в расплавленной фазе под действием вакуума. Конденсация приводит к повышению характеристической вязкости. Высокоэффективный вакуум обеспечивает эффективное удаление примесей вредных химических веществ из материала, обеспечивая возможность применения переработанного материала для 100% безопасного контакта с пищевыми продуктами. По мере поступления расплавленного ПЭТ в вертикальную часть P:REACT (LSP реактора) образуются нити, формирующие соответствующую поверхность в объемном отношении. Материал затем собирается в горизонтальном барабане и медленно продвигается вперед. Процесс конденсации начинается сразу же после формирования нитей и продолжается до тех пор, пока ПЭТ не покинет LSP реактор. Повышение характеристической вязкости регулируется временем пребывания и степенью разрежения, расплавленного ПЭТ в машине, являющейся LSP реактором и, следовательно, может быть установлена на необходимый уровень. Настройки параметров позволяют блоку управления поддерживать заданный уровень характеристической вязкости с небольшим интервалом допусков. Процесс удаления примесей является очень эффективным, поскольку осуществляется в жидкой фазе ПЭТ. Степень очистки материала не только превышает предельные показатели, установленные стандартами в пищевой отрасли, но и, кроме того, в ходе очистки эффективно удаляются замасливатели с волокон. Повышение характеристической вязкости может быть измерено на уровне приблизительно 0,01 дл/г в минуту. Непрерывный режим работы LSP реактора обеспечивает узкий диапазон показателей характеристической вязкости гранулята, пригодный для использования в высококлассных сферах применения, таких как прядение волокон или изготовление листов экструзией. Колебания характеристической вязкости в рамках массового производства просто исключены. Отделение вредных примесей, таких как замасливатели или вещества, не предназначенные для контакта с пищевыми продуктами, осуществляется под действием высокоэффективного вакуума. Высокий показатель удаления примесей позволяет эксплуатировать LSP реактор в различных сферах применения, обеспечивая высокую эксплуатационную гибкость. Благоприятные условия, создаваемые в машине, являющейся LSP реактором (температура/отношение поверхности к объему расплава/высокоэффективный вакуум), обеспечивают свободную инициацию процесса конденсации ПЭТ. Это приводит к повышению характеристической вязкости приблизительно на 0,01 дл/г в минуту. Повышенная скорость реакции влечет за собой скорейшее достижение необходимых результатов и повышает рентабельность. По верхней кромке боковой стенки 1 выполнена закругленная отбортовка 3, т.е. верхний край боковой стенки 1 выполнен отогнутым наружу и закругленным с образованием кольцевого буртика, что увеличивает толщину кромки боковой стенки 1, придает жесткость верхней части стакана и способствует беспрепятственному извлечению стакана из стопки без смятия. Кроме того, стаканы с закругленной отбортовкой более комфортны при использовании их для питья.
Способ производства одноразового стакана для горячих и охлаждённых напитков заключается в следующем. Из рулонов и/или из листов многослойного материала, включающего по меньшей мере печатный слой 4, слой вспененного полиэтилентерефталата 5, основной слой полиэтилена или сополимера полиэтилена, или сополимера полиэтилентерефталата 6 методом ротационной или плоской высечки нарубают заготовки для использования в качестве боковой стенки 1. Далее из рулонов и/или из листов многослойного материала, включающего по меньшей мере печатный слой 4, слой вспененного полиэтилентерефталата 5, основной слой полиэтилена или сополимера полиэтилена, или сополимера полиэтилентерефталата 6 нарезают узкие полосы для вырубки и формирования основания 2 изделия. На следующем этапе производят сборку стакана из боковых стенок 1 при помощи сгибания, придавая изделию форму тела вращения, например, усеченного конуса либо цилиндра. Далее присоединяют основание 2. Причем при помощи слоя 6 за счет температуры расплава/сварки края боковой стенки 1 соединяют между собой, а также присоединяют к ним основание 2, образуя швы 7 и 8. Затем производят вальцовку изделий.
Заявленная полезная модель позволяет производить одноразовый стакан, состоящий из основного несущего слоя вторичного вспененного полиэтилентерефталата и на 100% производить вторичную переработку использованной упаковки на основе многослойного материала с основным несущим слоем вспененного полиэтилентерефталата, методом дробления, последующей поликонденсации полиэтилентерефталата в жидкой фазе, восстанавливая свойства полиэтилентерефталата до первичного сырья. Заявленная полезная модель позволяет вторично перерабатывать неограниченное количество раз многослойные материалы с основным несущим слоем вспененного полиэтилентерефталата. Заявленная полезная модель позволяет создавать в большинстве случаев одноразовый стакан из многослойного материала со слоем вспененного полиэтилентерефталата с физико-механическими характеристиками лучшими, чем аналогичные одноразовые стаканы на основе картонов и/или бумаги. Заявленная полезная модель в себестоимости дешевле картонов или бумаги на 5-30% в зависимости от марок картонов или бумаги и в зависимости от необходимого коэффициента вспенивания и в зависимости от характеристической вязкости полиэтилентерефталата. Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить эксплуатационные характеристики изделия.