[发明专利]快冷保温杯

说明书

技术领域

本发明涉及水杯制造技术与新材料应用，更具体地说涉及塑料、铝、不锈 钢和相变功能新材料的使用，属于日用化工、新材料、加工制造领域。

背景技术

塑料水杯由于密度低，使用轻便。如PC塑料，PC是聚碳酸酯的简称。这种 树脂是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的、延伸性、尺寸稳 定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；还具有自熄、阻燃、无 毒、可着色等优点。铝或不锈钢水杯导热性比塑料好，强度高，经久耐用，也 占有宽大的市场。这些水杯还存在一些缺点：(1)单层金属水壶灌满开水时无 法持握，另外在寒冷的环境下它也足够冰手。(2)PC塑料导热性能差，凉水时 间长。

发明内容

本发明克服了金属杯不易持握，塑料杯导热差的缺点，提供了一种既有快 速降温作用，又有保温作用的水杯及其制造方法。

本发明可以采取如下技术实现：水杯里面两层是金属层，外面一层是塑料 层。金属层之间充有低熔点冷却介质，可以起到快冷作用。塑料层与金属层之 间为空气层，起到隔热保温作用。

快冷保温杯的制造方法，其特点是：水杯的制造方法如下，

a、铝层由里向外分别称作“里侧铝层”和“外侧铝层”。其两层之间厚度 为1.0-1.5mm，可经过拉拔制成。上端杯口处通过焊接密封，加工有外螺纹。

b、塑料层可以用聚乙烯或其它塑料制成。塑料层与外侧铝层间距为 1.5-2.5mm，在外螺纹下面附近焊接密封，形成空气层，保持良好的隔热性能。

c、冷却介质可以使用熔点在15-35摄氏度之间的某种化合物，或者用混 合物制成(其中一种在熔点在15-60摄氏度之间)。把冷却介质研磨到粉末状态， 然后在两铝层密封前，加入到这两层之间，使其与两层壁紧密接触。

添加质量计算公式：n_介质△fusHm＝n_H2OCp，m△T＝(m_H2O/M_H2O)*Cp，m① m_H2O＝ρ_H2O v② m_介质＝n_介质M_介质③由①②③得出，

m_介质＝ρ_H2OvCp，m M_介质/M_H2O△fusHm

上式中：m_介质--冷却介质的质量；M_介质--冷却介质的摩尔质量；M_H2O--水的摩 尔质量；v--水杯的容积；Cp，m--25-100摄氏度时水的等压摩尔热容；△fusHm --冷却介质的溶化焓；△T—温度变化量。

d、杯盖用铝材料制成，底部装一橡皮垫，侧壁加工有内螺纹。

上述所用铝材料可以用其它金属材料代替，如用不锈钢。

冷却介质举例说明：可以用CoCl.6H20，分子量：219.08物化性质：物色 三方结晶，一般商品呈白色或灰白色。熔点29.92摄氏度。加热到30度是失去 个结晶水，继续加热至200度时失去6个结晶水或变成无水物。易溶于水，溶 于乙醇、丙酮和乙醚。在30~35度结晶开始风化并浊化，在45~50度下加热4h 几乎完全变成四水氯化钴。用途：用作玻璃和陶瓷着色剂、油漆催干剂、氨的 吸收剂。制造钴催化剂，变色硅胶干湿指示剂。用作啤酒泡沫稳定剂，畜牧业 配制复合饲料，作为钴的补充剂。

工作原理：

冷却介质可以吸收水中的热量，达到熔点时熔化，熔化时温度不变，但仍 需吸热。因此冷却介质可以快速降低水温，速度比单层金属更快。

双层保温作用：塑料层与金属层之间存在空气层，有良好的隔热保温作用； 当水温低于熔点后，冷却介质失去快冷作用。液态介质重新结晶，释放出热量， 由于外侧空气层导热性能差，大部分热量通过金属层传入水中。使水温不会由 于外界温度而降至太低。

热量传递示意图：

水温[里侧金属层](热量转化)[外侧金属层](空气层)塑料 层←←外界温度

本发明的突出效果是：

1、塑料外壳避免了金属杯不易持握的情况发生，可以在大多数环境下提供 手感舒适度。

2、本发明的制造方法简单，工艺简便。

3、本发明的快冷保温杯适用范围广，节省凉水时间，为使用者提供方便。 尤其适用于大型公司企业，提高工作效率。