控温杯及其制造方法与流程

本申请涉及保温杯领域，具体而言，涉及一种控温杯及其制造方法。

背景技术：

日常生活中，保温杯用于储放液体，并具有保温的功能，无论大人或者小孩，均能用到保温杯。但在日常使用中，会发现杯内液体通常会长时间保持过高温度，导致人们不能直接饮用，甚至要将其倒出等待冷却或将保温杯盖子打开来冷却后，方能使用；当水的温度较高时，喝水可能会造成烫伤人的情况。而如果打开杯盖进行冷却，这样不仅消耗时间长，而且保温杯开盖冷却后其内部的液体温度整体下降，大大降低了保温的总时长，满足不了使用者的需求。而且目前很多保温杯，保温效果不是很好，一般的保温杯保温3小时左右，保温时间较短。此外，目前市场上的保温杯产品温度会随着时间不断降低，很难提供前后统一的饮用口感。

针对上述中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。本发明将提供一种既具有保温功能，又能直接饮用杯中液体的保温杯，不需要将液体倒出冷却就可进行饮用，非常方便。能够快速降低过热饮品的温度，同时具有长时间恒温功能的控温杯。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种控温杯及其制造方法，以解决由于无法制作完整的保温杯真空层及材料层结构而导致的无法长时间保温的技术问题。现有技术中很多也无法生产完整的控温杯真空层和材料层，导致保温时间短，而且无法自动调整杯内的温度到人体适宜饮用的温度，而导致烫伤人的事情。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种控温杯的制造方法，该控温杯的制造方法包括以下步骤：

s1：制作壳体，通过水涨机及焊接的方式制作杯体外壳、杯体中部壳体和杯体内壁；将吸气剂支架焊接在杯底外壳上，并把真空吸气剂放置在吸气剂支架上进行固定；

s2：制作完整真空隔热层，将杯体中部壳体和杯体外壳倒放后，杯体中部壳体套入到杯体外壳中，并用真空机将真空隔热层通过杯底外壳凹陷内的通孔抽成真空状态；将杯底外壳凹陷位置放置玻璃珠，通过高温加热，将玻璃珠熔化后形成密封玻璃，静置降温到30℃以下；

s3：制作相变材料层，杯口朝上放置后，融化相变材料，使相变材料变为液态，然后将液态的相变材料从杯口加入灌装到杯体中部壳体内，并由上到下将杯体内壁放入到杯体中部壳体内挤压液态相变材料，使液态材料上浮填满相变材料层，并在杯口处留有缓冲层，敞口冷却降温，当相变材料凝固后，再将杯口内壁与杯口中部壳体焊接；

s4：杯体外壳处理，杯体外壳经过电解、抛光、涂覆防腐漆、烘烤工艺；

s5：检测真空隔热层是否完整，在步骤s4之后在杯体外壳吹冷风冷却杯体外壳，静置放置，检测杯体外壳表面温度，当杯身外壳、杯底外壳和杯口外壳最低温度与最高温度相差5℃以上，则真空隔热层有破坏或泄露；当杯身外壳、杯底外壳和杯口外壳最低温度与最高温度相差低于5℃时，则真空隔热层完整；

s6：粘贴硅胶垫层，杯体外壳底部粘贴硅胶垫层。

进一步地，所述制作壳体中杯身外壳、杯身中部壳体、杯身内壁通过水涨机将高压水灌入水涨模具内制成；杯底中部壳体、杯底内壁通过冲压机制成，杯口外壳、杯口中部壳体和封水口由豁口机在水涨机生产的基础上进行整形而成；杯口螺纹由螺纹机滚动压制而成。

进一步地，所述相变材料层中的相变材料水合无机盐基材相变温度为30～80℃。

进一步地，所述步骤s2中的高温加热温度为580～800℃；所述步骤s3中的敞口冷却降温10小时以上；所述步骤s5中的静置放置时间1分钟以上，然后检测杯体外壳表面温度。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种控温杯，该控温杯包括杯体和杯盖，杯盖盖在杯体上，所述杯体从外到内依次设有杯体外壳、杯体中部壳体和杯体内壁；杯体外壳与杯体中部壳体之间设有真空隔热层，所述杯体底部的真空隔热层内设有吸气剂支架，所述吸气剂支架固定在杯体外壳底部内侧，吸气剂支架内装有真空吸气剂；所述杯体中部壳体与杯体内壁之间设有相变材料层，相变材料层中填充相变材料；杯体外壳底部中心向内凹陷且凹陷最深处设有通孔，通孔用玻璃珠高温融化后形成密封玻璃进行密封；相变材料层顶端与杯体的杯口之间设有缓冲层，所述杯体内壁的杯口内侧设有杯口螺纹，所述杯盖下端设有与杯口螺纹相匹配的螺纹。相变材料层主要功能为保持杯内温度恒温，选用相变点的温度在35℃～65℃的相变材料，当杯内饮品温度过热(大于65℃)时，相变材料层将在2～5分钟内快速吸收饮品内多余的热量；当杯中饮品温度小于相变材料的相变点的时候，材料层会缓慢的将内部存储的热量释放回饮品中，使饮品温度保持在相变材料的相变点温度附近。当杯内温度超过相变点，则相变材料则会由固态部分或全部转化为液态；当杯内饮品温度低于相变点时，则相变材料则会由液态部分或全部转化为固态。真空隔热层是主要起到防止温度散失的作用。缓冲层的作用主要是装相变材料的时候也会有一定的误差或者相变材料由固态转化为液态，其密度和体积会发生变化，缓冲层将留出适应这种变化的空间。真空吸气剂是将真空隔热层残余的空气吸走。杯体外壳底部凹陷处的通孔，将玻璃珠放到凹陷处，加热到600℃左右，真空隔热层内的气体受热膨胀排除后，玻璃珠也开始融化，当融化到能够封住通孔的时候，开始进行降温，并且在降温冷却后，真空隔热层中的真空吸气剂也将把剩余的空气吸收。

进一步地，所述杯体外壳由杯身外壳、杯底外壳和杯口外壳组成，杯身外壳上下两端分别与杯口外壳、杯底外壳焊接。

进一步地，所述杯体外壳、杯体中部壳体、杯体内壁均为不锈钢材质制成。

进一步地，所述相变材料层为由无毒的水合无机盐、导热添加剂、稳定添加剂中的一种或几种制成的相变材料层，所述相变材料层中的相变材料的相变点温度为45℃～65℃。相变材料添加导热添加剂和稳定添加剂，使相变材料导热性能更好，稳定性更好，减少相变点分离情况。

进一步地，所述杯体外壳喷涂防腐漆层。

进一步地，所述杯体外壳底部粘贴有硅胶垫层。

进一步地，所述杯体中部壳体由杯身中部壳体、杯底中部壳体和杯口中部壳体组成，杯身中部壳体上下两端分别与杯口中部壳体、杯底中部壳体焊接。

进一步地，所述杯体内壁由杯身内壁、杯底内壁和杯口内壁组成，杯身内壁上下两端分别与杯口内壁、杯底内壁焊接，所述杯口内壁设有向内凹陷的封水口。

进一步地，所述杯盖为弹跳式杯盖。封水口的作用主要为弹跳式杯盖的下方有一个小雨伞状的结构，其小雨伞结构为一个圆形上方加一个连接杆，连接杆与杯盖连接，在杯盖处于开启状态时，可以将杯中的饮品倒出来。

杯子的主要功能是将过热的饮品(大于65℃)快速降到人体可以引用的温度区间(35℃～65℃)并且持续保持恒温。降温的目标温度与恒温的温度，将与杯体内部填充的相变材料的相变温度直接相关。此控温杯结构能够达到保温时间延长到8小时以上。

在本申请中，采用真空隔热层进行有效隔热的方式，通过相变材料进行有效控制杯内饮品的温度，并且该杯子结构合理，能够达到了既能够长时间保温又能够将温度一直保持在固定的温度的目的，从而实现了保温时间长、人喝了以后不会出现烫伤人的技术效果，能够保持人体正常饮用饮品的温度，进而解决了由于无法制作完整的保温杯真空层及材料层结构而导致的无法长时间保温的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明控温杯的结构图1；

图2是根据本申请实施例控温杯的结构图2；

图3是根据本申请实施例控温杯的杯口细部构造图；

图4是根据本申请实施例控温杯的杯底细部构造图；

图5是根据本申请实施例控温杯的杯体中层壳体结构图；

图6是根据本申请实施例控温杯的杯体内壁结构图；

图7是根据本申请实施例控温杯的灌装相变材料状态图；

图8是根据本申请实施例控温杯的杯盖立体图；

图9是根据本申请实施例控温杯的杯盖底部小雨伞结构图；

其中图中：1.杯体外壳；2.杯体中部壳体；3.杯体内壁；4.真空隔热层；1a.杯身外壳；1b.杯底外壳；1c.杯口外壳；2a.杯身中部壳体；2b.杯底中部壳体；2c.杯口中部壳体；3a.杯身内壁；3b.杯底内壁；3c.杯口螺纹；3d.杯口内壁；3e.封水口；7a.真空吸气剂；7b.吸气剂支架；5b.相变材料层；6b.密封玻璃；5c.缓冲层；8.硅胶垫层；14.防腐漆层；21.按钮；22.杯盖座；23.小雨伞；9：焊接点#9；10：焊接点#10；11：焊接点#11；12：焊接点#12；13：焊接点#13。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，在本申请中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设有”、“连接”等应做广义理解。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本申请涉及一种控温杯的制造方法，如图1-9所示，制造该控温杯的方法包括以下步骤：

s1：制作壳体，通过水涨机及焊接的方式制作杯体外壳1、杯体中部壳体2和杯体内壁3；将吸气剂支架7b焊接在杯底外壳上，并把真空吸气剂放置在吸气剂支架上进行固定；

s2：制作完整真空隔热层，将杯体中部壳体2和杯体外壳1倒放后，杯体中部壳体2套入到杯体外壳1中，并用真空机将真空隔热层4通过杯底外壳1b凹陷内的通孔抽成真空状态；将杯底外壳1b凹陷位置放置玻璃珠，通过高温加热，将玻璃珠熔化后形成密封玻璃6b，静置降温到30℃以下；

s3：制作相变材料层，杯口朝上放置后，融化相变材料，使相变材料变为液态，然后将液态的相变材料从杯口加入灌装到杯体中部壳体2内，并由上到下将杯体内壁3放入到杯体中部壳体2内挤压液态相变材料，使液态材料上浮填满相变材料层，并在杯口处留有缓冲层5c，敞口冷却降温，当相变材料凝固后，再将杯口内壁3d与杯口中部壳体2c焊接；

s4：杯体外壳处理，杯体外壳1经过电解、抛光、涂覆防腐漆、烘烤工艺；

s5：检测真空隔热层是否完整，在步骤s4之后在杯体外壳吹冷风冷却杯体外壳，静置放置，检测杯体外壳表面温度，当杯身外壳1a、杯底外壳1b和杯口外壳1c最低温度与最高温度相差5℃以上，则真空隔热层有破坏或泄露；当杯身外壳1a、杯底外壳1b和杯口外壳1c最低温度与最高温度相差低于5℃时，则真空隔热层完整；

s6：粘贴硅胶垫层，杯体外壳1底部粘贴硅胶垫层。

制作壳体中杯身外壳1a、杯身中部壳体2a、杯身内壁3a通过水涨机将高压水灌入水涨模具内制成；杯底中部壳体2b、杯底内壁通过冲压机制成，杯口外壳1c、杯口中部壳体2c和封水口3e由豁口机在水涨机生产的基础上进行整形而成；杯口螺纹3c由螺纹机滚动压制而成。相变材料层中的相变材料水合无机盐基材相变温度为30～80℃。步骤s2中的高温加热温度为580～800℃；步骤s3中的敞口冷却降温10小时以上；步骤s5中的静置放置时间1分钟以上，然后检测杯体外壳表面温度。

制作过程中会涉及到相变材料，相变材料将主要选用由无毒的水合无机盐、导热添加剂、稳定添加剂三种材料混合制成的复合相变材料层5b。相变材料的制作方法为：首先向带有加热与搅拌功能的反应釜夹层中加入水，直到夹层中的水从出水口溢出，表明夹层中水已经加满；之后打开电源将反应釜的升温加热到90℃，打开反应釜顶盖，将相变材料无毒的水和无机盐导入到内腔内，后启动搅拌装置，然后封闭反应釜顶盖，等待两小时后，相变材料开始完全融化，将反应釜内的温度设定为75℃，之后关闭搅拌器，加入导热材料，关闭顶盖，打开搅拌器。最后搅拌10分钟～20分钟，将部分材料转移到具有恒温加热功能的液体材料定量灌装机内。

将灌装机与气泵连接，在灌装机夹层中灌入水，直到指示器显示灌满，然后将温度设定为超过材料相变点至少15℃，预热至少30分钟后，用未灌装材料的真空层杯体归零重量称，将灌装机加入清水，初步调整出出料速度为2l/min，单次出料量为150ml。

根据灌装机的容量，从反应釜中将部分材料转移到灌装机中，准备少量液态相变材料于真空保温杯作为缓冲容器，采用定量量勺，将定量的稳定添加剂加入到真空杯体中，开启灌装机，将定量的相变材料加入真空杯体，采用手持搅拌器搅拌至少10秒。加入材料后测量重量，罐装过程中材料加入量偏少可从缓冲容器取出材料加入真空杯体中，量过多可将过多的相变材料加入缓冲容器。调整结束后再次测量杯体重量。

如图1-9所示，该控温杯包括杯体和杯盖，杯盖盖在杯体上，杯体从外到内依次设有杯体外壳1、杯体中部壳体2和杯体内壁3；杯体外壳1与杯体中部壳体2之间设有真空隔热层4，杯体底部的真空隔热层4内设有吸气剂支架7b，吸气剂支架7b固定在杯体外壳1底部内侧，吸气剂支架7b内装有真空吸气剂7a；杯体中部壳体2与杯体内壁3之间设有相变材料层5b，相变材料层5b中填充相变材料；杯体外壳1底部中心向内凹陷且凹陷最深处设有通孔，通孔用玻璃珠高温融化后形成密封玻璃6b进行密封；相变材料层5b顶端与杯体的杯口之间设有缓冲层5c，杯体内壁3的杯口内侧设有杯口螺纹3c，杯盖下端设有与杯口螺纹3c相匹配的螺纹。相变材料层5b主要功能为保持杯内温度恒温，选用相变点的温度在56℃的相变材料，当杯内饮品温度过热(大于56℃)时，相变材料层5b将在2～5分钟内快速吸收饮品内多余的热量；当杯中饮品温度小于相变材料的相变点的时候，相变材料层会缓慢的将内部存储的热量释放回饮品中，使饮品温度保持在相变材料的相变点温度附近。当杯内温度超过相变点，则相变材料则会由固态部分或全部转化为液态；当杯内饮品温度低于相变点时，则相变材料则会由液态部分或全部转化为固态。真空隔热层4是主要起到防止温度散失的作用。缓冲层5c的作用主要是装相变材料的时候也会有一定的误差或者相变材料由固态转化为液态，其密度和体积会发生变化，缓冲层5c将留出适应这种变化的空间。真空吸气剂7a是将真空隔热层4残余的空气吸走。杯体外壳1底部凹陷处的通孔，将玻璃珠放到凹陷处，加热到600℃左右，真空隔热层4内的气体受热膨胀排除后，玻璃珠也开始融化，当融化一些能够封住通孔的时候，开始进行降温，并且在降温冷却后，真空隔热层4中的真空吸气剂7a把剩余的空气吸收。

如图1-9所示，杯体外壳1由杯身外壳1a、杯底外壳1b和杯口外壳1c组成，杯身外壳1a上下两端分别与杯口外壳1c、杯底外壳1b焊接。杯体外壳1、杯体中部壳体2、杯体内壁3均为304不锈钢材质制成。

如图1-9所示，相变材料层5b为由无毒的水合无机盐、导热添加剂、稳定添加剂中的一种或几种制成的相变材料层5b，相变材料层5b中的相变材料的相变点为56℃。相变材料添加导热添加剂和稳定添加剂，使相变材料导热性能更好，稳定性更好，减少相变点分离情况。

如图1-9所示，杯体外壳1喷涂防腐漆层14，杯体外壳1底部粘贴有硅胶垫层8。如图1所示，杯体中部壳体2由杯身中部壳体2a、杯底中部壳体2b和杯口中部壳体2c组成，杯身中部壳体2a上下两端分别与杯口中部壳体2c、杯底中部壳体2b焊接。

如图1-9所示，杯体内壁3由杯身内壁3a、杯底内壁3b和杯口内壁3d组成，杯身内壁3a上下两端分别与杯口内壁3d、杯底内壁3b焊接，杯口内壁3d设有向内凹陷的封水口3e。

如图1-9所示，杯盖为弹跳式杯盖。封水口3e的作用主要为配合弹跳式杯盖。杯盖的下方有一个小雨伞状的结构23，其结构为一个圆形上方加一个连接杆，连接杆与杯盖上的按钮连接，当按钮按下时，可以将杯中的饮品倒出来。

本实施例中的杯子的主要功能是将过热的饮品(大于56℃)快速降到人体可以饮用的温度并且持续保持恒温。此控温杯结构能够达到保温时间延长到8小时以上。

在本实施例中，采用真空隔热层进行有效隔热的方式，通过相变材料进行有效控制杯内饮品的温度，并且该杯子结构合理，能够达到了既能够长时间保温又能够将温度一直保持在固定的温度的目的，从而实现了保温时间长、人喝了以后不会出现烫伤人的技术效果，能够有一个人体正常饮用饮品的温度，进而解决了由于无法制作完整的保温杯真空层及材料层结构而导致的无法长时间保温的技术问题，具有保温时间长且能够使杯内温度保持在稳定的温度的技术效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。