ТАРЕЛКА ОДНОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ (ВАРИАНТЫ)

Настоящая полезная модель относится к таре, в частности, к одноразовым тарелкам, получаемым формованием из вспененного полистирола (EPS), (ВПС). Такие тарелки одноразового использования используются для раздачи в местах общественного питания приготовленных продуктов, например, салатов, вторых блюд, закуски и т.д.
Получение формованием из вспененного полистирола контейнеров (EPS), (ВПС) типа чашек или мисок является хорошо известным.
Вспененный полистирол (ВПС, EPS) - это специальным способом вспененный пластик, содержащий мельчайшие пузырьки воздуха. Существует два вида аналогичного материала: пенопласт (вспенивающийся полистирол) и экструдированный вспененный полистирол. Экструдированный вспененный полистирол изготавливается из гранул полистирола общего назначения. На этапе экструзии специальными методами получают вспененную полистирольную ленту, которую впоследствии формуют в определенные изделия. Именно этим способом изготавливается большинство лотков и посуды, которые можно встретить сегодня в магазинах и пунктах быстрого питания. При экструзии полистирол может быть вспенен до 100% от собственной плотности. Вспенивание может проходить во время экструзии, а также во время пост-формационных операций, как например термоформование. Успешная экструзия вспененного пластика зависит от регуляции температур и давления внутри экструдера. Благодаря процессу вспенивания толстая пленка может быть изготовлена из того же количества материала, что и более тонкая. Этот факт позволяет обеспечить экономичное производство. При производстве ВПС большое значение придается однородности его ячеистой структуры. При физическом вспенивании без специальных добавок получается пена «грубой» структуры. Для образования хорошей однородной ячеистой структуры в полистирол зачастую добавляют так называемые агенты нуклеации (или нуклезаторы), которые при вспенивании материала являются центрами роста пены. Чем больше нуклезатора вводится в полистирол, тем больше ячеек образуется, а их размер будет меньше. Количество вводимого нуклезатора влияет также и на скорость самого процесса вспенивания. Одним из лучших нуклезаторов неактивного (пассивного) типа является тальк, действие которого основано на образовании препятствий для выхода из расплава полимера вспенивающего газа. Из-за теплоизоляционных свойств ВПС при термоформовании применяют двухсторонний нагрев. ВПС имеет структуру, представляющую собой множество несообщающихся ячеек. Это хороший демпфирующий материал (при достаточной толщине), хороший теплоизолятор. Его поверхность износостойка, что является немаловажным фактором при выборе упаковки для продукта.
ВПС обладает великолепными теплоизоляционными свойствами, посуда из ВПС для горячих пищевых продуктов позволит сохранить их горячими и не обжечь при этом руки, а упаковка для продуктов глубокой заморозки обеспечит их сохранность при транспортировке. Прекрасно удерживая влагу, ВПС пропускает в небольших количествах воздух, «дышит», что является необходимым условием сохранности фруктов и кондитерских изделий. Способность ВПС гасить ударные и вибрационные воздействия, предохраняя от деформации, позволяет изготавливать из него упаковку для хрупких предметов. Такая упаковка достаточно легко формуется, к тому же, ВПС можно окрашивать в любые цвета. Упаковка из ВПС имеет относительно маленькую цену по сравнению со стоимостью товара. Такая упаковка красиво и аккуратно выглядит, производит хорошее впечатление на покупателя.
3
Известно глубоко вытянутое изделие, выполненное из вспененного листа термопласта путем предварительного нагрева листа исходного материала из термопластичного пенопласта, зажимания нагретого листа в фиксированном положении между пуансоном и матрицей, относительного перемещения пуансона и матрицы в конечную позицию формования для растяжения листа, создания вакуума через матрицу с одной из сторон вспененного листа во время перемещения пуансона и матрицы в конечную позицию формования и охлаждения материала, при этом в качестве исходного материала для изготовления изделия использован термопластичный пенопласт, содержащий 1-15 мас.% компонента, имеющего большую часть частиц размером менее 0,45 мкм, причем вспененный лист имеет плотность 0,04-0,16 г/см и толщину 0,4-6,5 мм, а при относительном перемещении пуансона и матрицы в конечную позицию формования использовано создание вакуума также со второй стороны вспененного листа через пуансон (RU №2133671, B29C 67/20, B29C 51/08, опубл. 27.07.1999).
Конструктивно контейнер одноразового использования для хранения пищевых продуктов выполнен в форме тонкостенной чашки или миски, имеющей круглое в плане дно вогнутой формы и в виде усеченного конуса боковую стенку с наружной отбортовкой по краю, при этом в чашке или миске под отбортовкой боковая стенка выполнена со ступенчатым переходом. Боковая стенка выполнена по форме усеченного конуса и имеет дугообразный переход стенки в вогнутой формы дно.
Известен контейнер одноразового использования для хранения пищевых продуктов, выполненный в форме тонкостенной чашки или миски, имеющей круглое в плане дно вогнутой формы и в виде усеченного конуса боковую стенку с наружной отбортовкой по краю, при этом чашка или миска выполнены из вспененного полистирола, при этом под отбортовкой боковая стенка выполнена со ступенчатым переходом, чашка или миска выполнены одностадийным формованием из листа или ленты вспененного полистирола, при этом дно вогнутой формы выполнено с кольцеобразным выступом, расположенным в зоне перехода дна в боковую стенку, который образован в радиальном направлении тремя последовательно расположенными сопряженными друг с другом плоскими поверхностями, и плоской центрально расположенной круглой формы площадкой внутри этого выступа, поверхность которой расположена ниже участка дугообразного сопряжения выступа с боковой стенкой, при этом высота кольцеобразного выступа дна выполнена меньше высоты участка дугообразного сопряжения этого выступа с боковой стенкой (RU 94511, B29C 67/20, опубл. 27.05.2010)
Решение принято в качестве прототипа.
Недостаток данного решения заключается в недостаточной жесткости формы и несущей способности за счет того, что боковая стенка с развитой поверхности имеет способность повышенной пространственной деформации в верхней части, примыкающей к отбортовке, которая приводит к растрескиванию боковой стенки при приложении некоторого случайного усилия. При уменьшении высоты боковой стенки этот недостаток уменьшается, но сам лоток приобретает размеры, недостаточные для его использования в качестве посуды хранения пищевого продукта. В связи с этим, как правило, оптимизируют диаметр лотка с его высотой, в результате чего такой лоток становится больше похожим на миску или большую чашку. Это позволило использовать такой лоток для порционных доз продуктов таких как лапша горячего приготовления, некоторые супы, каши и т.д.
Но для закусок, например, или второго блюда с несмешанным гарниром такие лотки-миски не подходят из-за маленького наружного диаметра и высокой боковой стенки. Для таких пищевых продуктов или готовых блюд желательно иметь лоток, напоминающий тарелку, то есть с достаточно большого диаметра круглым дном и небольшим слегка приподнятыми боковым краем. Но такие лотки в форме тарелок из вспененного полистирола обладают увеличением хрупкости из-за повышенной изгибной способности и слабой стойкости к нагрузкам.
В связи с этим для лотков в виде тарелок малых или больших форм необходимо решить задачу по повышению их изгибной жесткости с тем. чтобы тарелки пространственно не деформировались при наличии в них пищевого продукта или на весу с пищевым продуктом при переноске.
Достигаемый при этом технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик тарелок одноразового использования для пищевых продуктов за счет повышения стойкости к пространственной деформации.
Указанный результат достигается тем, что в тарелке одноразового использования для пищевых продуктов, представляющей собой тонкостенный лоток из вспененного полистирола круглой в плане формы, имеющий круглое в плане дно и боковые стенки, наклонно отходящие от дна и имеющие отбортовку, отбортовка выполнена в виде плоского кольцевого ребра жесткости, наклоненного в сторону наружной поверхности боковой стенки в направлении к дну или расположенного параллельно плоскости дна лотка, на поверхности боковой стенки, обращенной ко дну, по всей ее высоте выполнены равномерно расположенные по окружности и радиально направленные выступы, каждые два смежно расположенные из которых в зоне перехода боковой стенки в кольцевое ребро жесткости связаны между собой дугообразной выпуклой перемычкой, а на боковой стенке радиально направленные выступы выполнены в направлении к зоне перехода боковой стенки в дно с уменьшающейся высотой и шириной.
Указанный результат достигается тем, что в тарелке одноразового использования для пищевых продуктов, представляющей собой тонкостенный лоток из вспененного полистирола круглой в плане формы, имеющий круглое в плане дно и боковые стенки, наклонно отходящие от дна и имеющие отбортовку, отбортовка выполнена в виде плоского кольцевого ребра жесткости, наклоненного в сторону наружной поверхности боковой стенки в направлении к дну или расположенного параллельно плоскости дна лотка, при этом кольцевое ребро жесткости выполнено с радиально направленными по боковой стенке в направлении к дну линейными выступами, образующими между собой углубление сводчатой формы в зоне перехода боковой стенки в кольцевое ребро жесткости, а на боковой стенке радиально направленные линейные выступы выполнены в направлении к зоне перехода боковой стенки в дно с уменьшающейся высотой и шириной.
Указанный результат достигается тем, что в тарелке одноразового использования для пищевых продуктов, представляющей собой тонкостенный лоток из вспененного полистирола круглой в плане формы, имеющий круглое в плане дно и боковые стенки, наклонно отходящие от дна и имеющие отбортовку, отбортовка выполнена в виде плоского кольцевого ребра жесткости, наклоненного в сторону наружной поверхности боковой стенки в направлении к дну или расположенного параллельно плоскости дна лотка, при этом кольцевое ребро жесткости выполнено с радиально направленными по боковой стенке в направлении к дну линейными выступами, образующими между собой углубление сводчатой формы в зоне перехода боковой стенки в кольцевое ребро жесткости, на боковой стенке радиально направленные линейные выступы выполнены в направлении к зоне перехода боковой стенки в дно с уменьшающейся высотой и шириной, а на дне формованием выполнен по крайней мере один выступ в поперечном направлении дна для разделения донной части тарелки по крайней мере на два отделения.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 изображен общий вид тарелки из ВПС;
фиг. 2 - изображен общий вид тарелки из ВПС с двумя отделениями;
фиг. 3 - изображен общий вид тарелки из ВПС с тремя отделениями.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция тарелки одноразового использования для пищевых продуктов, выполненной в плане круглой формы и изготовленной формованием из (ВПС).
Вспенивающиеся термопластичные частицы получают из любого подходящего термопластичного гомополимера или сополимера. Особенно подходящими для использования являются гомополимеры, полученные из винилароматических мономеров, включая стирол, изопропилстирол, альфа-метилстирол, ядерные метилстиролы, хлорстирол, трет-бутилстирол и т.п., а также сополимеры, полученные сополимеризацией, по меньшей мере, одного винилароматического мономера с такими мономерами, как дивинилбензол, бутадиен, алкилметакрилаты, алкилакрилаты, акрилонитрил и малеиновый ангидрид, в которых винилароматический мономер присутствует в количестве не менее 50% мас. от массы сополимера.
Стирольные полимеры являются предпочтительными, особенно полистирол. Однако могут использоваться другие подходящие полимеры, такие как полиолефины (например, полиэтилен, полипропилен) и поликарбонаты, полифениленоксиды и их смеси. Предпочтительно, вспенивающимися термопластичными частицами являются частицы вспенивающегося полистирола (ВПС). Вспенивающиеся термопластичные частицы пропитываются подходящим вспенивающим агентом с использованием любого традиционного способа. Например, пропитка может быть получена при введении вспенивающего агента (такие как бутаны, пентаны, гексаны, и галогенированные углеводороды, например CFC и HCFC, которые кипят при температуре ниже точки размягчения выбранного полимера, смеси алифатических углеводородных вспенивающих агентов) в водную суспензию в процессе полимеризации полимера или, альтернативно, при повторном суспендировании полимерных частиц в водной среде и затем введении вспенивающего агента, как описано в патенте US №2983692. Альтернативно, вода может смешиваться с указанными алифатическими углеводородными вспенивающими агентами, или вода может использоваться в качестве единственного вспенивающего агента, как описано в патентах US №№6127439, 6160027 и 6242540.
Традиционным образом подвспененные частицы нагреваются в замкнутой форме с дополнительным вспениванием частиц и с формованием вспененного формованного контейнера.
Термопластичным контейнером может быть полистирольная чашка, которая изготавливается традиционной чашкоформующей машиной, которая имеет внутреннюю оболочку и наружную оболочку. Традиционная чашкоформующая машина представляет собой чашкоделательную машину MODEL 6-VLC-125, выпускаемую фирмой Autonational B.V., или чашкоделательную машину MODEL MIO, выпускаемую фирмой Master Machine & Tool Co.
Согласно настоящей полезной модели тарелка одноразового использования для пищевых продуктов (фиг. 1) представляет собой тонкостенный лоток из вспененного полистирола круглой в плане формы, имеющий круглое в плане дно 1 и боковые стенки 2, наклонно отходящие от дна и имеющие отбортовку 3. В этом части конструкция тарелки повторяет традиционные схемные решения отформованных лотков. При выполнении такой тарелки тонкостенной и например, размером в плане от 17 до 15 см, тарелка приобретает высокую способность к пространственной изгибной деформации и при нагружении пищевым продуктом при переноске ломается. Для исключения этого явления необходимо предусмотреть конструктивные элементы, обеспечивающие сохранение пространственной формы тарелки и уменьшающие ее способность к изгибу. Это позволит при сохранении хрупкости и ломкости тонкостенного материала ВСП обеспечить по крайней мере на короткий период (период одноразового использования) целостность тарелки и сохранность в нем пищевого продукта, по крайней мере на то время, когда продукт переносится в тарелки на руках или тарелка держится на руках.
Эти новые качества обеспечиваются следующими конструктивными решениями. Пространственную жесткость и повышение сопротивления изгибу обеспечивается выполнением отбортовки 3 выполнена в виде плоского кольцевого ребра жесткости, либо расположенного параллельно плоскости дна лотка, либо наклоненного в сторону наружной поверхности боковой стенки в направлении к дну. В любом случае при таком исполнении между наклонно боковой стенкой (выполняется небольшой высоты и наклоненной под тупым углом к дну, как это имеет место в глубоких тарелках) и поверхностью плоского кольцевого ребра жесткости имеет угол, то есть сформирован кольцевой участок перегиба одной поверхности относительно другой. При наличии перегибов образуется жесткий кольцевой участок, относительно которого сопрягаемые поверхности как бы усиливают друг друга, то есть изгибные деформации стенки воспринимаются и гасятся кольцевым ребром жесткости, а деформации кольцевого ребра жесткости нейтрализуются на боковой стенке, которая для этого ребра выполняет функцию опоры. Этот эффект основан на том, что при вектор усилий, возникающих на деформируемой поверхности и которые передаются на сопрягаемую поверхность, на этой сопрягаемой поверхности не совпадает с вектором усилий, которые на этой сопрягаемой поверхности могли бы рассматриваться как формирующие деформацию.
Это важный аспект конструкции тонкостенной тарелки из ВПС, так как он является ключевым для удержания пространственной формы тарелки. Как правило, в отформованных лотках отбортовка - это узкий край лотка по периметру. Для небольших по размерам мисок и чашей из ВПС такой край вполне может рассматриваться как некое кольцевое ребро жесткости. Но для развитых поверхностей, для такого периметра как в тарелке размером от 17 до 25 см этот край не является ребром жесткости. В полезной модели предлагается отборотовку превратить в плоское кольцевое ребро жесткости, то есть в развитую поверхность. В этом случае процесс деформации тарелки будет проходить в двух поверхностях, что позволяет четко проследить направление векторов нагрузок.
При использовании невысокой боковой стенки тарелки в качестве опоры для отбортовки необходимо усилить боковую стенку для исключения ее проминания (прогибания). Для этого может использоваться следующий пример усиления боковой стенки.
Например, кольцевое ребро жесткости может быть выполнено с радиально направленными по боковой стенке в направлении к дну линейными выступами 4, образующими между собой углубление 5 сводчатой формы в зоне перехода боковой стенки в кольцевое ребро жесткости. Или на поверхности боковой стенки, обращенной ко дну, по всей ее высоте выполнены равномерно расположенные по окружности и радиально направленные выступы 4, каждые два смежно расположенных из которых в зоне перехода боковой стенки в кольцевое ребро жесткости связаны между собой дугообразной выпуклой перемычкой 6, наружная часть которой выполнена заодно с кольцевым ребром жесткости. Для обоих решений радиально направленные линейные выступы на боковой стенке выполнены в направлении к зоне перехода боковой стенки в дно с уменьшающейся высотой и шириной. Это обусловлено тем, что зона перехода боковой стенки в дно представляет собой закругленный участок, который уже является усилителем периметра дна. И нет необходимости в этой зоне иметь развитые ребра жесткости.
Таким образом, на всей поверхности боковой стенки, обращенной в сторону дна, выполнены сводчатые углубления, выступы между которыми образуют радиально направленные ребра жесткости. Такое исполнение сильно повышает жесткость боковой стенки в радиальном направлении, то есть в том направлении, в котором образуются усилия, приводящие к местной деформации боковой стенки. Эти же ребра обеспечивают изгибную устойчивость кольцевого плоского ребра жесткости по периметру боковой стенки.
На фиг. 2 и 3 показаны примеры исполнения тарелки, у которой на дне формованием выполнен по крайней мере один выступ в поперечном направлении дна для разделения донной части тарелки по крайней мере на два отделения. На фиг. 2 показана тарелка с одним дугообразным поперечным выступом 7, который делит емкость тарелки на два отделения или две секции. Каждая такая секция может использоваться для отдельного пищевого продукта. А на фиг. 3 показана тарелка с тремя поперечными выступами 8, которые в центре дна сходятся в общей зоне для разделения емкости тарелки на три отделения или три секции. Такие выступы 7 или 8 придают жесткость всей тарелке в целом, так как эти выступы становятся опорами для боковой стенки. На фиг. 2 и 3 видно, что выступы 7 и 8 выполнены сильно развитыми как по ширине, так и по высоте и существенно превышают по размерам радиальные выступы 4 на боковой стенке. Эти выступы 7 и 8 плавно сопрягаются с боковой стенкой, что повышает изгибное сопротивление части боковой стенки, расположенной между концами этих выступов на дне.
Полезная модель промышленно применима, реализуется в формовочных машинах с применением известных технологий, при этом эксплуатационные качества такой тарелки определены особенностями форм ее отдельных частей, обеспечивающих тонкостенной оболочке пространственную жесткость и высокую несущую способность.