Крышка для одноразового стакана

Полезная модель относится к средствам укупорки сосудов для питья, более конкретно к крышкам для стаканов одноразового использования для горячих и холодных напитков.
Известны решения по патентам № US 2003657 от 04.06.1935, № US 3938695 от 17.02.1976, № US 4202459 от 13.05.1980, № US 4428498 от 31.01.1984. Основные технические решения для крышек состоят в получении изделий с бортиком. Между бортиком крышки и отбортовкой стакана делается кольцевая канавка, обеспечивающая зацепление крышки с краем корпуса стакана и предотвращающая протекание и/или проливание жидкости, также в крышке может делаться отверстие или насечка под отверстие.
Недостатками данных видов крышек для одноразовых стаканов являются: ограниченное вторичное использование крышек, изготовленных из текущих используемых полимерных материалов, из-за значительного ухудшения свойств полимеров (полистирол и/или полипропилен) при вторичной переработке; выделение вредных веществ при использовании крышек из полистирола при контакте с горячими жидкостями; ухудшение физико-механических свойств крышек из полипропилена при контакте с горячими жидкостями из-за размягчения полипропилена и большого коэффициента усадки; высокая теплопередача у текущих используемых полимеров может приводить у человека к повреждениям покровных тканей и ожогам при использовании с горячими жидкостями; сложная вторичная переработка крышек на основе картона из-за содержащихся в них слоев полиэтилена, как правило, это сжигание; долгий срок естественного разложения утилизированных средств укупорки одноразовых стаканов из-за используемых в них полимеров (полистирол и/или полипропилен) или из-за содержащихся в них сложно перерабатываемых слоев полиэтилена или сополимеров полиэтилена; использование картона приводит к уничтожению глобальных лесных ресурсов Земли.
Задача, которую поставил перед собой разработчик новой крышки для одноразового стакана, состояла в устранении недостатков известных аналогов. Технический результат заключается в создании крышки для одноразового стакана простой в производстве и пригодной для использования при укупорке горячих и холодных напитков, 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 крышка для одноразового стакана состоит из корпуса с бортиком для закрепления на отбортовке стакана и отверстия для подачи жидкости, причем крышка выполнена из вспененного полиэтилентерефталата плотностью от 100 кг/м до 900 кг/м, с характеристической вязкостью от 0,5 дл/г до 1,0 дл/г. Вместе с тем, отверстие для подачи жидкости выполнено в виде просечки. А толщина вспененного полиэтилентерефталата предусмотрена в диапазоне от 100 мкм до 1000 мкм. Кроме того, в качестве вспененного полиэтилентерефталата применен вспененный вторичный полиэтилентерефталат.
Полезная модель поясняется графически, где:
на фиг. 1 схематически изображен процесс изготовления крышки для одноразового стакана, на основе вспененного полиэтилентерефталата;
на фиг. 2 изображена структура вспененного полиэтилентерефталата;
на фиг. 3 изображен один из вариантов крышки для одноразового стакана.
3
3
Крышка для одноразового стакана состоит из корпуса 1, бортика 2 для закрепления крышки на отбортовке стакана и отверстия 3 для подачи жидкости. Отверстие 3 может быть выполнено в просечки. Причем крышка для одноразового стакана выполнена из вспененного полиэтилентерефталата 4, который сохраняет достаточную прочность, чтобы выдержать нагрузку и обеспечить необходимую герметичность на отбортовке стакана. Крышка для одноразового стакана выполнена из вспененного полиэтилентерефталата 4 плотностью в диапазоне от 100 кг/м до 900 кг/м, с характеристической вязкостью (ХВ) Intrinsic Viscosity (IV) слоя вспененного полиэтилентерефталата 4 в диапазоне от 0,5 дл/г (децилитры/граммм) до 1,0 дл/г. Толщина вспененного полиэтилентерефталата 4 предусмотрена в диапазоне от 100 мкм до 1000 мкм. В качестве вспененного полиэтилентерефталата 4 может быть использован 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.
Способ производства крышки для одноразового стакана заключается в следующем. Из гранул полиэтилентерефталата при экструзии способом физического вспенивания газами азотом и/или углекислым газом или их смесью получают рулоны вспененного полиэтилентерефталата. Далее рулоны из вспененного полиэтилентерефталата 4, устанавливают на узел размотки термоформовочной машины. На следующем этапе, в термоформовочной машине, производят нагрев материала до температуры размягчения и далее производят формовку крышек в основном способом пневмовакуумного термоформования, на следующем этапе производят надсечку или пробивку отверстия 3, далее производят вырубку самих крышек из вспененного полиэтилентерефталата 4 и их штабелирование для последующей укладки в короба. Используют заявленную полезную модель следующим образом. На одноразовый стакан с горячим либо охлажденным напитком надевают крышку любым способом (автоматическим, ручным, совмещенным).
Заявленная полезная модель позволяет производить крышку для одноразового стакана, состоящую из основного несущего слоя вспененного полиэтилентерефталата и на 100% производить вторичную переработку использованной упаковки на основе 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 крышки для одноразового стакана с основным несущим слоем вспененного полиэтилентерефталата. Заявленная полезная модель позволяет создавать в большинстве случаев крышки для одноразового стакана из вспененного полиэтилентерефталата с физико-механическими характеристиками лучшими, чем аналогичные крышки для одноразовых стаканов на основе полистирола и/или полипропилена, картонов и/или бумаги. Заявленная полезная модель не выделяет вредных веществ при контакте с горячими жидкостями по сравнению с полистиролом, не меняет своих физико-механических свойств при воздействии горячих жидкостей по сравнению с полипропиленом и в себестоимости дешевле в зависимости от необходимого коэффициента вспенивания и в зависимости от характеристической вязкости полиэтилентерефталата. Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить эксплуатационные характеристики изделия.