金属化的刀叉餐具制造技术

一种塑料刀叉套具（１０，２０，３０），主要由诸如聚苯乙烯的塑料制成，并具有金属涂层（１４，２４，３４）为该刀叉套具提供金属刀叉或银器的外观。该塑料刀叉或各种餐具是使用传统注塑成形技术成形，并以单独的、非邻接的方式进行真空金属化处理，由此在它们的至少一个表面上沉积一层薄的金属层。在本发明专利技术的最优选实施例中，塑料刀叉或套具由透光级聚苯乙烯树脂成形，并且通过真空溅射沉积在仅仅一个表面上沉积一层薄的不锈钢层。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及家庭、快餐店和饭店使用的、包括商业餐具和公共餐具的食品用具的生产。更具体地说，本专利技术涉及具有金属外表的塑料刀叉。
技术介绍
一次性塑料食品用具，由于它们合理的低成本以及它们提供的便利，在储存、包装和消费食品方面的用途日益广泛。一次性食品容器和制品的范围从不可回收的容器，如酸乳酪杯和宴会正餐的包装，到微波炉用的储存容器和普通的餐具用品，如塑料盘、杯和刀叉。快餐连锁店的日益普及进一步加速了对塑料餐具的需求。除了快餐店之外，因为与一次性食品用具相关的便利、卫生和有竞争力的成本，配餐经营人也喜欢一次性食品用具。在这一方面，重要的是，诸如刀叉的一次性用具的替代成本与金属刀叉相关的清洁成本(人力、材料和设备)相抵。非一次性的金属刀叉与诸如盘、杯和类似的其它一次性食品用具的共同存在，给饭店和配餐经营人带来不寻常的问题。问题来源于高价的金属刀叉与一次性的餐具和剩饭一起丢入垃圾和废物容器所造成的浪费。这个问题在经营的高峰时间将进一步加剧，因为时间的压力进一步使盘内的食品与一个或多个刀叉一起被丢弃。解决这个问题的先前方法是公知的。美国专利No.4,632,253披露了将刀叉与饭店垃圾分离的设备，包括一条垃圾斜道和具有相关评价逻辑的感应型探测器，当刀叉物品通过斜道时将发出一个电子交换信号。食品配餐经营人遇到的另一个问题是，在某些地点和室外供餐的情况下清洁金属扁平餐具的能力。为了应对这种情况，配餐经营人倾向于携带大量的高价金属刀叉。在这种供餐的情况下，使用一次性的塑料刀叉将消除清洁金属扁平餐具、处理重的金属刀叉或保持大量存货的局限性。另外，值得注意的是，与其对应的金属制品相比，一次性刀叉具有明显的处理优势。例如，包括一个叉、一把刀、一个汤匙和一个茶匙的一套典型刀叉组合，对于金属餐具重约200克，而对于优质塑料刀叉则重约30克。这样的重量在假设250人的情况下，金属刀叉的总重达到110磅，而塑料刀叉的重量仅为16磅。由于历史上存在误用不锈钢餐具作为武器在飞机中恐怖袭击和潜在威胁，多数航空公司在飞行期间提供食品时逐渐趋向于使用一次性塑料刀叉。但是，使用一次性塑料刀叉影响航空公司的形象，特别是在高级舱和价格较高的航班中。绝大多数高级配餐经营公司使用一次性的塑料杯、盘和碗等，用于供餐功能。但是，人们一般愿意继续使用传统的金属刀叉。主要原因是，塑料刀叉比不锈钢餐具缺少经典的外观、感觉和形象。尽管不锈钢刀叉比塑料刀叉强度大，但重量大的塑料刀叉功能上也适于大多数场合。这样，在这种供餐情况下使用一次性刀叉的主要障碍是与一次性刀叉有关的感觉和形象，而不是其性能。由上可知，对既提供塑料刀叉的可丢弃性，又提供不锈钢餐具的高档感觉的就餐用具的需求，是很容易理解的。这样，对一次性塑料刀叉提供金属外观，将增强餐具的感觉价值和质量。金属外观也对一次性刀叉产生较大的接受性，因为值得替换金属餐具，而被配餐经营人和其它食品供应公司在各种情况和场合下应用。尽管是比较低的程度，上述情况适于其它的餐具，例如杯和盘。在盘和杯上应用金属外观，例如金或银，与刀叉一起，将提高美观程度并得到更加尊贵的感觉。由于这里所讨论的原因，目前的技术水平基本不能提供金属化的杯和盘。因此，虽然这里的描述集中在刀叉，但这些信息也适用于其它的餐具。先前技术中已经使用了提供金属外观的多种方法。为塑料制品提供金属外观的最常用和廉价的方法之一是在成形工序中在塑性树脂中加入金属颜料。通常，金属颜料具有高的金属含量。有很多的颜料和母料着色剂制造商制造和销售金属颜料添加剂和着色剂，例如Clariant、Engelhard和EMIndustries。其它常用的、增强塑料制品视觉效果和增强其商业吸引力的方法包括对制品的一些部分或整个制品进行修饰或绘图。很多装饰塑料制品的方法是公知的，包括印刷、热印、热转移、模内装饰、喷漆和电镀。印刷工艺已经进一步被分类成丝网印刷、照相凹版印刷或胶印，以及印台转印(padtransfer printing)(参见Hilestad，K.，Decorating and Printing，Modern PlasticsEncyclopedia 1999，F-7)。由于多种原因，传统装饰和塑料颜料工艺不能为塑料刀叉提供商业上可以接受的外观，这已是本专利技术的专利技术者和本领域的一般技术人员的经验。首先，本领域普通技术人员的基本经验是，这些金属颜料能为塑料表面提供一定光泽，但不能达到好刀叉的抛光金属外观，某些金属颜料的配方具有食品用具所不希望出现的异味。第二，金属漆不能达到抛光不锈钢扁平餐具的真正外观。第三，与刀叉有关的环境和食品接触问题进一步限制了为提供金属外观所用的金属漆和载体溶剂的应用。第四，优良的不锈钢扁平餐具，其特征常常在于其精美的设计，特别是刀叉把手上的。与本专利技术的目的相一致的，即提供实际上难以与精美金属刀叉区分的塑料刀叉，需要使设计趋于与传统扁平餐具基本一致，以便于商业上可以接受。这对模具内标签(in-mold labeling)提出了一特殊的问题，其中在成形前标签关键地放在模具内，进入模具内的热塑料影响标签在成形零件上的附着。塑料刀叉表面上提供的细致的和精美的设计干扰标签的附着，并导致标签在包含精美设计细节的区域折皱。第五，热印，特别是金属箔压印，当关键地放在塑料表面上时，能提供真实的金属外观。但是，热箔印存在与上面模具内标签所述的相同的问题，其中箔的折皱和精致细节区的不一致附着，限制了应用箔压印工艺获得金属外观的刀叉。第六，由于本领域公知的、与电镀化学物质有关的环境影响，不希望使用电镀方法。公知的金属化方法有多种，包括美国专利No.5,022,554描述了由纸基体制成的金属化餐具，例如盘、杯等，结合在基体上的金属化塑料膜，FDA认可的塑料膜的表层涂层。通过层叠金属化膜得到金属外观食品用具的这种方法，不能容易地应用到刀叉上，因为大多数塑料刀叉一般是由注塑成形工艺生产的，其中的喂料是热塑性树脂小粒，而不是层叠的薄膜。在注塑成形塑料刀叉期间结合金属箔或标签的缺点，已在上面作了描述。相似的缺点也存在于应用层叠的金属膜。其它的金属化方法，例如Quest等人(美国专利No.5,177,124和5,280,052)使用的方法，描述了功利性的和/或装饰性目的，以及形成具有金属外表面、外观和把手的塑料制品的方法。在这种方法中，将液体单体、固化剂、金属颗粒和可漂浮颗粒的分散体的混合物倒入模具中。接着将模具离心，使金属颗粒在单体聚合和硬化而将颗粒结合之前，朝零件的表面迁移。当从模具中取出后，将零件的外表面抛光和磨光，从金属表面去除塑料表层，从而使得到的塑料零件模拟实际的金属零件的外观。这种方法应用于塑料刀叉非常麻烦，因为大多数塑料刀叉由聚苯乙烯和/或聚丙烯制成，它们是热塑性聚合物材料，而不是上述技术原理中建议的单体。另外，生产刀叉的典型工艺是注塑成形，如果可能的话，旋转重的注塑模具也是困难的和高成本的。并且，最终的清洁和抛光塑料制品的辅助步骤，对于应用于食品用具，是昂贵的和不可接受的。通过化学沉积工艺、电沉积工艺和/或二者的综合方法在塑料上镀层的参考文献较多。美国专利3,607,350、3,629,922、3,896,252、3,962,494、4,4,610,8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属化的塑料食品用具，包括：具有展示表面和下面的塑料餐具，所述塑料餐具适于在传统成套餐具出现时放置在桌面上，并且所述下面朝下朝向所述桌面，所述展示表面朝上；以及沉积在所述塑料餐具上的薄金属涂层，其中所述薄金属涂层具有足够的厚度为塑料餐具提供反光的金属状外观，其中所述薄金属涂层是通过真空沉积工艺沉积的。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：AK米撒尔，D戈登，R尚，TE埃尔斯沃思，WA盖洛普，
申请(专利权)人：沃丁顿北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]