带温度控制功能的主饮料容器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年4月8日申请的美国临时申请号63/172,499的权益和优先权，所述美国专利申请通过引用全部并入本文。

技术领域

本申请涉及饮料容器，并且更具体地涉及隔热铝制饮料容器。

背景技术

容器可以被配置为存储一定容积的液体，所述液体可以是热的或冷，包括但不限于水、咖啡、茶、软饮料或酒精饮料。铝和铝合金由于其优异的阻隔性能、可回收性和低成本以及其他特征而已被用作主饮料容器，但是这些当前的主饮料容器不允许对液体进行温度控制。如本文所使用的，主饮料容器是在消费者使用和/或出售之前最初包装液体并且具有有限的可重复使用性的容器，而二级(secondary)饮料容器是最初不包装液体并且可重复使用的容器。主饮料容器的非限制性示例包括软饮料罐和瓶子，并且二级饮料容器的非限制性示例包括热水瓶和旅行杯。

发明内容

由本专利覆盖的实施方案由以下权利要求而非本发明内容限定。本发明内容是对各种实施方案的高度概括，并且介绍了在以下具体实施方式部段中将进一步描述的一些概念。本发明内容并非意图确认所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也非意图单独用于确定所要求保护的主题的范围。应通过参考本专利的完整说明书的适当部分、任何或全部附图以及每条权利要求来理解主题。

根据某些实施方案，一种主饮料容器包括容器主体和容器端部。所述容器主体包括外壁和内壁。在各种实施方案中，所述外壁包括第一外表面和第一内表面，并且所述外壁限定所述容器主体的底端。在某些实施方案中，所述内壁包括第二外表面和第二内表面，并且所述第二内表面限定内腔，所述内腔在所述容器主体的与所述底端相对的顶端处包括开口。所述内壁和所述外壁可以在所述容器主体的顶端处接合，并且所述第二外表面可以在所述容器主体的顶端与底端之间与所述第一内表面间隔开，由此限定外腔。在一些实施方案中，所述外壁和所述内壁各自包括铝合金。所述容器端部可以接合到所述容器主体的顶端并且可以覆盖所述内腔的开口。

根据一些实施方案，一种形成主饮料容器的方法包括形成包括外壁和内壁的容器主体以及将容器端部与所述容器主体接合。形成所述容器主体可以包括将所述内壁定位在所述容器主体的顶端与底端之间，所述内壁从所述顶端到所述底端与所述外壁间隔开并在所述内壁与所述外壁之间限定外腔。形成所述容器主体可以包括将所述内壁和所述外壁在所述容器主体的顶端处接合。将所述容器端部与所述容器主体接合可以包括用所述容器端部覆盖通向由所述内壁限定的内腔的开口。

本文中描述的各种实施方式可以包括附加的系统、方法、特征以及优点，它们不一定能够在本文明确地公开但是在检阅以下具体实施方式和附图之后对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。期望所有这样的系统、方法、特征以及优点都包括在本公开内并且受所附权利要求的保护。

附图说明

说明书参考了以下附图，其中在不同附图中使用相同的附图标记意图示出相同或相似的部件。

图1是根据实施方案的主饮料容器的容器主体的剖视图。

图2是根据实施方案的主饮料容器的透视图。

图3是根据实施方案的各种容器在用开水填充之后30秒的热图。

图4是根据实施方案的各种容器在用冰水填充之后30秒的热图。

图5示出了根据实施方案的主饮料容器的容器主体的表面的一部分。

图6是图5的容器主体的表面的一部分的详细视图。

图7是示出根据实施方案的用于形成主饮料容器的容器主体的各种金属片材的加热速率的图形。

具体实施方式

本文描述了改进了温度控制的主饮料容器或包装有液体的原始饮料容器。主饮料容器包括容器主体和容器端部，并且在各种实施方案中，容器主体包括内壁和外壁。在某些实施方案中，与现有的主饮料容器相比，容器主体的双壁(以及任选的间隔件)可以为主饮料容器内的液体或其他材料提供改进的温度控制。在一些非限制性示例中，容器主体的双壁可以允许主饮料容器内的液体更长时间地维持其温度和/或减少热传递并提供更受控的温度变化。例如，与现有的主饮料容器相比，双壁主饮料容器可以允许冷液体在更长的时间段内保持较冷，并且相反地，与现有的主饮料容器相比，可以允许热液体在更长的时间段内保持较热。在一些方面中，与现有的主饮料容器相比，双壁主饮料容器还可以通过最大程度地降低或减少外壁的温度变化来为用户或操作者提供改进的安全性。在各种实施方案中，与现有的主饮料容器相比，本文描述的主饮料容器可以具有改进的可重复使用性和/或可回收性。

主饮料容器包括容器主体和容器端部，所述容器主体和容器端部一起形成主饮料容器，并且容器端部与容器主体联接使得容器主体的内腔被密封。诸如食品、饮料产品、非食用产品等各种材料或物品可以被密封在内腔内。开口机构可以选择性地接合容器和/或以其他方式(例如，通过刺穿容器、在容器中形成开口、破坏容器的刻痕或密封等)启封内腔。在一些实施方案中，容器端部可以包括各种特征，使得容器端部可选择性地从容器主体移除以破坏密封和/或重新封闭容器。在其他实施方案中，容器端部可以包括各种密封特征或其他特征，使得容器可以根据需要重新封闭或重新密封。在其他实施方案中，容器不需要是可重新封闭或可重新密封的。

图1示出了根据各种实施方案的主饮料容器的容器主体102的示例。图1的容器主体102是用于罐的罐主体，然而在其他实施方案中，容器主体102(以及因而，主饮料容器)可以是各种其他类型的主饮料容器，包括但不限于瓶子、杯子等。图1中所示的容器主体102的特定形状不应当被视为限制。

如图1所示，容器主体102包括外壁104、内壁106、顶端108和底端110。外壁104包括内表面112和外表面114。外腔116可以被限定在外壁104与内壁106之间。在某些实施方案中，外壁104形成容器主体102的底端110。内壁106包括内表面118和外表面120，并且内壁106的内表面118限定内腔122，所述内腔在顶端108处具有开口124。在某些实施方案中，内腔122的容积小于外腔116的容积。在某些实施方案中并且如下文详细讨论的，液体或其他材料可以被包装在内腔122中。

在各种非限制性示例中，内壁106和/或外壁104可以由金属材料构成。作为一个非限制性示例，外壁104和/或内壁106可以是各种类型的铝合金，包括但不限于：1xxx系列铝合金、2xxx系列铝合金、3xxx系列铝合金、4xxx系列铝合金、5xxx系列铝合金、6xxx系列铝合金、7xxx系列铝合金和/或8xxx系列铝合金和/或各种其他类型的金属材料。在某些实施方案中，外壁104的材料可以不同于内壁106的材料。作为非限制性示例，内壁106可以是3xxx系列铝合金并且外壁104可以是4xxx系列铝合金。可以根据需要利用各种其他类型的金属。在一个非限制性示例中，容器主体102可以由多种材料构成使得主饮料容器是可回收的和/或与传统的主饮料容器相比具有改进的可回收能力。在一个非限制性示例中，内壁106和外壁104可以由相同的铝合金构成；然而，在其他实施方案中它们不需要如此，并且可以利用其他特征和/或材料使得容器主体102是可回收的。在一些情况下，内壁106和/或外壁104可以任选地根据需要使用各种阳极氧化技术或处理来进行阳极氧化。在各种实施方案中，经阳极氧化的内壁106和/或外壁104可以进一步减少容器主体102内的热传递和/或可以改进热绝缘。在某些实施方案中并且如下文详细讨论的，容器主体102的一个或多个表面可以包括表面处理，诸如但不限于激光纹理化，这可以进一步改进主饮料容器的热绝缘。

如图1所示，内壁106相对于外壁104定位，使得在内壁106位于顶端108与底端110之间的同时，在内壁106的至少一部分与外壁104的至少一部分之间限定间隙126。在某些实施方案中，内壁106和外壁104经由包括但不限于接缝、卷边、钎焊、焊接、吹塑或辊轧接合的各种合适的技术在顶端108处或附近接合。在其他实施方案中，内壁106和外壁104可以一体地或整体地形成为单个部件。在某些实施方案中，顶端108处的内壁106和外壁104可以封闭和/或密封外腔116。

内壁106与外壁104之间的间隙126可以在内壁106与外壁104之间提供热障，所述热障控制内壁106与外壁104之间的热传递。图1所示的间隙126的形状和/或大小不应当被认为是限制性的，并且间隙126可以基于包括但不限于外壁104与内壁106之间的期望的热传递或热绝缘、外壁104的形状和/或内壁106的形状的各种控制因素根据需要具有各种形状和/或大小。

在某些实施方案中并且如图1所示，间隔件128可以任选地设置在外壁104与内壁106之间的外腔116内。在其他实施方案中，间隔件128可以被省略。当被包括在内时，间隔件128可以接触内壁106的外表面120的至少一部分和外壁104的内表面112的至少一部分。在某些实施方案中，间隔件128可以维持外腔116的至少一部分中的间隙126的大小。任选地，间隔件128可以由导热率小于内壁106和/或外壁104的导热率的材料构成，使得间隔件128可以在外壁104与外壁106之间提供附加的热绝缘。作为一些非限制性示例，间隔件128根据需要可以是纸板、蜡、各种类型的橡胶或塑料、其组合或其他材料。间隔件128的数量、形状、类型和/或位置不应当被认为是限制性的。

图2示出了根据各种实施方案的主饮料容器200的示例。主饮料容器200包括容器主体202和容器端部230。容器主体202与容器主体102基本类似，不同的是容器主体202的形状不同于容器主体102的形状，并且容器主体202的顶端108向内渐缩。

容器端部230可以根据需要经由包括但不限于接缝、卷边、钎焊、焊接、吹塑成型或辊轧接合的各种合适的技术附接到顶端108。在其他实施方案中，容器端部230可以经由各种合适的技术可移除地接合到容器主体202，使得容器端部230可以根据需要选择性地附接到容器主体202或从容器主体拆卸。作为一个非限制性实施方案，容器端部230可以包括螺纹或其他合适的特征，使得容器端部230可以选择性地附接到容器主体202。当容器端部230附接到容器主体202时，容器端部230可以覆盖开口124和/或密封容器主体202的内腔122。

在某些实施方案中，容器端部230包括打开特征件232，所述打开特征件可以选择性地提供通向内腔的通道。在图1的实施方案中，打开特征件232是易拉拉片打开特征件234，其具有选择性地打开容器端部230的刻痕区域238的拉片236。在其他实施方案中，可以根据需要提供其他打开特征件232。在另外的实施方案中，打开特征件232可以是可重新密封和/或可重新封闭的打开特征件，使得可以根据需要选择性地启用或阻止触及内腔122。

容器主体202和容器端部230根据需要可以由相同材料制成，或者可以由不同材料制成。在一些实施方案中，容器端部230和容器主体202可以各自由铝合金构成。在其他实施方案中，容器端部230不需要是金属材料。

在某些实施方案中，形成主饮料容器200(或根据本文的实施方案的其他主饮料容器)的方法可以包括形成容器主体202以及将容器端部230与容器主体202接合。在各种实施方案中，形成容器主体202包括形成外壁104和内壁106，使得在内壁106与外壁104之间限定外腔116。内壁106的至少一部分通过顶端108与底端110之间的间隙126与外壁104间隔开。形成具有间隙126的内壁106和外壁104可以包括各种技术。作为一个非限制性示例，形成内壁106和外壁104可以包括对内壁106和外壁104进行吹塑成型以及将内壁106和外壁104接合。作为另一个非限制性示例，形成内壁106和外壁104可以包括在两个金属材料片材(例如，铝合金片材)之间提供蜡层，将片材成形为期望的形状，以及在成形之后蒸发片材之间的蜡。作为另一非限制性示例，形成内壁106和外壁104可以包括使用双模具来形成内壁106和外壁104。作为另一个非限制性示例，形成内壁106和外壁104可以包括辊轧接合金属片材以形成内壁106和外壁104。形成容器主体202可以任选地包括在顶端108处接合内壁106和外壁104，使得外腔116封闭并且任选地被密封。在其他实施方案中，内壁106和外壁104可以一体地或整体地形成为单个部件。作为一个非限制性示例，单个金属片材可以弯曲或以其他方式形成为具有内壁106和外壁104的容器主体202。在一些实施方案中，形成容器主体202包括在外腔116内提供间隔件128。

将容器端部230与容器主体202接合可以包括将容器端部230相对于容器主体202定位使得容器端部230覆盖开口124，以及将容器端部230附接到容器主体202使得开口124被封闭和/或内腔122被密封。将容器端部230与容器主体202接合可以包括各种技术，包括但不限于接缝、卷边、钎焊或焊接。任选地，将容器端部230与容器主体202接合可以包括经由各种机构(包括但不限于螺纹)将容器端部230与容器主体202可移除地附接。

任选地，所述过程可以包括在将容器端部230与容器主体202接合之前用待包装材料(例如，诸如咖啡、水、茶、软饮料等的液体)填充内腔122。在一些非限制性实施方案中，填充在内腔122中的材料是液体，但是这不是必需的。在各个方面中，将容器端部230与容器主体202接合可以密封主饮料容器200的内腔122中的液体或其他材料。

图3和图4是示出本文所述的主饮料容器与现有的主饮料容器相比的改进的热控制的热图。在图3和图4中，第一容器301是由铝合金制成的单壁容器，第二容器303是由纸板制成的单壁容器，第三容器305是根据本文描述的实施方案并包括与第一容器301相同的铝合金的双壁容器，并且第四容器307与第三容器305相同并在内壁与外壁之间还包括纸板间隔件。

在图3中，每个容器被填充有温度为100℃的水，并且在30秒之后测量外壁温度。此时，第一容器301的温度为86.8℃，第二容器303的温度为83.3℃，第三容器305的温度为77.7℃，并且第四容器307的温度为63.3℃。如该测试所表示，与单壁容器相比，具有双壁的主饮料容器(即，第三容器305和第四容器307)提供了改进的热绝缘(即，它们没有变得那么热)，这可以使容器握起来更舒适。

在图4中，每个容器被填充有温度为0℃的水，并且在30秒之后测量外壁温度。此时，第一容器301的温度为4.8℃，第二容器303的温度为4.3℃，第三容器305的温度为9.3℃，并且第四容器307的温度为12.2℃。如该测试所表示，与单壁容器相比，具有双壁的主饮料容器(即，第三容器305和第四容器307)提供了改进的热绝缘(即，它们没有变得那么冷)，这可以使容器握起来更舒适。

图5和图6示出了根据各种实施方案的容器主体502的外壁504的一部分。容器主体502的外壁504与容器主体102的外壁104基本类似，不同的是外壁504的外表面514已被激光纹理化，并且一个或多个沟槽511被限定在外表面514中。如图6中最佳地所示，在相邻沟槽511之间限定有气隙513。激光纹理化可以在外表面514上形成氧化物层515。在某些实施方案中，与阳极氧化相比，由激光纹理化形成的氧化物层任选地可以具有减小的厚度。在一个非限制性示例中，氧化物层515可以大于0nm至约100nm，但是在其他实施方案中，氧化物层515可以根据需要为其他厚度。通过激光纹理化形成的沟槽511可以根据需要具有各种深度。在一些实施方案中，沟槽511可以具有从大于0μm至约25μm的沟槽深度，但是在其他实施方案中，沟槽511可以根据需要具有其他深度。在某些实施方案中，氧化物层515、具有沟槽深度的沟槽511和/或相邻沟槽511之间的气隙513可以为具有容器主体502的主饮料容器提供改进的热绝缘。

沟槽511和/或气隙513的数量、形状和图案不应当被认为是限制性的。此外，虽然激光纹理化被示出在外壁504的外表面514上，但是在其他实施方案中，容器主体502的表面中的任一者可以根据需要被激光纹理化。

图7是示出根据实施方案的用于形成主饮料容器的容器主体的四个金属片材的加热速率的图形，其中y轴是以摄氏度为单位的温度并且x轴是以分钟为单位的时间。在该实施方案中，所有金属片材都由相同类型的铝合金构成。由均匀间隔的虚线701表示的金属片材没有进行进一步处理/按原始状态进行测试；由点划线703表示的金属片材进行阳极氧化处理；由双点划线705表示的金属片材进行阳极氧化并激光纹理化；并且由实线707表示的金属片材被激光纹理化。将每个金属片材放置在热板上，并将热板加热到大于100℃。测量每个金属片材以确定金属片材达到100℃所需的时间。

如图7所示，由线701表示的金属片材需要54.1秒达到100℃，由线703表示的金属片材需要54.5秒达到100℃，由线705表示的金属片材需要56.4秒达到100℃，并且线707表示的金属片材需要1分2.4秒达到100℃。在1分2.5秒之后，由线701表示的金属片材的温度为115.3℃，由线703表示的金属片材的温度为115.2℃，由线705表示的金属片材的温度为111.5℃，并且由线707表示的金属片材的温度为100.9℃。如这些结果所指示，与裸片材(线701)相比，经过阳极氧化和/或激光纹理化的金属片材(即，线703、705、707)都需要更长的时间才能达到100℃，因此表明热绝缘得到改进。此外，经过激光纹理化的金属片材(线707)达到100℃所需的时间最长，指示它在所有测试的样品中具有最好的热绝缘。

下文提供了示例性实施方案的集合，包括明确列举为根据本文描述的概念提供对各种示例性实施方案的附加描述的“实施例”的至少一些实施方案。这些实施例并不意味着是相互排斥的、穷尽的或限制的；并且本公开不限于这些示例性示例，而是涵盖在所提出的权利要求及其等效形式的范围内的所有可能的修改和变化。

实施例1.一种主饮料容器，其包括：容器主体，所述容器主体包括：外壁，所述外壁包括第一外表面和第一内表面，其中所述外壁限定所述容器主体的底端；以及内壁，所述内壁包括第二外表面和第二内表面，其中所述外壁和所述内壁各自包括铝合金，其中所述内壁和所述外壁在所述容器主体的与所述底端相对的顶端处接合，其中所述第二内表面限定内腔，所述内腔在所述容器主体的所述顶端处包括开口，并且其中所述第二外表面在所述容器主体的所述顶端与所述底端之间与所述第一内表面间隔开，由此限定外腔；以及容器端部，所述容器端部接合到所述容器主体的所述顶端并覆盖所述内腔的所述开口。

实施例2.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述外壁的所述铝合金不同于所述内壁的所述铝合金。

实施例3.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述外壁的所述铝合金与所述内壁的所述铝合金相同。

实施例4.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述容器端部包括打开特征件，所述打开特征件被配置为提供通向所述内腔的通道。

实施例5.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述打开特征件包括拉片。

实施例6.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述打开特征件是能够重新封闭的，使得所述内腔选择性地打开或封闭。

实施例7.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述容器端部可移除地接合到所述容器端部。

实施例8.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述容器端部包括铝合金。

实施例9.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述容器端部密封所述内腔。

实施例10.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中外壁或内壁中的至少一者进行阳极氧化和/或激光纹理化。

实施例11.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其还包括位于所述外腔内的间隔件，其中所述间隔件接触所述第一内表面的至少一部分和所述第二外表面的至少一部分。

实施例12.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述间隔件包括绝热材料，所述绝热材料的导热率小于所述外壁或所述内壁中的至少一者的导热率。

实施例13.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的主饮料容器，其中所述内腔的容积小于所述外腔的容积。

实施例14.一种形成主饮料容器的方法，所述方法包括：形成包括外壁和内壁的容器主体，其中所述外壁和所述内壁各自包括铝合金，其中所述外壁限定所述容器主体的底端，其中所述内壁限定内腔，并且其中形成所述容器主体包括：将所述内壁定位在所述容器主体的与所述底端相对的顶端与所述底端之间，使得所述内壁从所述顶端到所述底端与所述外壁间隔开并在所述内壁与所述外壁之间限定外腔；以及将所述内壁和所述外壁在所述容器主体的所述顶端处接合；以及将容器端部与所述容器主体接合，使得所述容器端部覆盖通向所述内腔的开口。

实施例15.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的方法，其中形成所述容器主体包括对所述内壁和所述外壁进行接缝、卷边、钎焊、焊接、吹塑成型或辊轧接合中的至少一种。

实施例16.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的方法，其中将所述容器端部与所述容器主体接合包括进行接缝、卷边、钎焊或焊接中的至少一种。

实施例17.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的方法，其中形成所述容器主体还包括将间隔件保持在所述外壁与所述内壁之间的所述外腔内，其中所述间隔件的导热率小于所述外壁或所述内壁中的至少一者的导热率。

实施例18.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的方法，其中将所述容器端部与所述容器主体接合包括将所述容器端部可移除地附接到所述顶端。

实施例19.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的方法，其中将所述容器端部与所述容器主体接合包括密封所述内腔。

实施例20.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的方法，其还包括在将所述容器端部与所述容器主体接合之前用液体填充所述内腔，其中将所述容器端部与所述容器主体接合将所述液体密封在所述主饮料容器的所述内腔内。

实施例21.根据任一前述或后续实施例或实施例组合所述的方法，其还包括对所述内壁或所述外壁中的至少一者进行阳极氧化和/或激光纹理化。

本文具体描述了实施方案的主题以满足法定要求，但是这种描述不一定意图限制权利要求的范围。所要求保护的主题可以其他方式来体现，可包括不同的元件或步骤，并且可结合其他现有或未来技术使用。本描述不应被解释为暗示各种步骤或元件当中或之间的任何特定次序或布置，在明确描述单独步骤的次序或元件的布置时除外。诸如“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“前部”和“后部”等等的方向参考意图指代在提及部件和方向的一个(或多个)图中示出和描述的取向。提及具有元件A和/或元件B的实施方案覆盖了仅具有元件A、仅具有元件B、或具有元件A和B一起的实施方案。虽然本文描述的系统和方法可以用于任何金属，但是它们尤其可以用于铝或铝合金。

在本说明书中，参考了由铝工业标号，诸如“系列”或“7xxx”的标识的合金。为了理解命名和标识铝以及其合金中最常使用的数字标号系统，请参见都由美国铝业协会出版的“International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for WroughtAluminum and Wrought Aluminum Alloys”或“Registration Record of AluminumAssociation Alloy Designations and Chemical Compositions Limits forAluminumAlloys in the Form ofCastings and Ingot”。

上文描述的各方面仅仅是可能的实施方式的示例，这仅仅是为了清楚地理解本公开的原理而阐述的。在实质上未脱离本公开的精神和原理的情况下，可以对上述一个或多个实施方案进行许多变化和修改。所有此类修改和变化都意图在本文中包括在本公开的范围内，并且关于元件或步骤的各个方面或组合的所有可能的权利要求都意图受到本公开的支持。此外，尽管本文中以及在随附权利要求中采用特定术语，但所述特定术语仅在一般和描述意义上使用，并不旨在限制所述实施方案，也不限制随附权利要求。