摘 要：我们在试验时可以加入开水，根据轻工行业标准（QB/T2332）不锈钢真空杯（壶）的保温性能的标准为：在室温20 ℃的条件下，往杯中注满95 ℃以上的开水，盖上盖子6 h后，容量小于400 mL的杯子水温不低于42 ℃，容量大于400 mL的杯子水温不低于54 ℃。通常市场上在售的塑料保温杯都是只有隔热的功能，其保温的功能最多只有2～3 h，室温越低其热量流失越快，而如果是真空保温杯一般装入开水6 h后温度还会有50 ℃以上，真空率越高保温时间就越长，10 h都是可以达到的，在使用了节能膜后，双层塑料保温杯的保温效果得到了显著提升，由于节能膜可以反射90%以上的红外线，所以杯子的保温效果达到了6～7 h，这个设计使保温杯的保温效果得到了提升。
关键词：节能环保 双层塑料保温杯 节能膜技术
中图分类号：TU52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（b）-0107-03
在当今社会，保温杯已经广泛融入到了我们每个人的生活中，从办公室到会议室，从学校到家中，我们每个人在生活中都用过保温杯，如果有人和我们提起保温杯，我们一定不会感到陌生，但保温杯的保温性能是由保温杯的材质和保温原理决定的，情况下不锈钢真空保温杯的保温性能最好，可以达到10 h以上的保温效果，个别的不锈钢保温杯可以达到1 d以上，相比之下，双层塑料保温杯的效果就差多了，接下来，我们来讨论通过节能膜技术在双层塑料保温杯中的应用来提升其保温性能。
1 建筑节能技术及建筑节能膜
1.1 PET（聚酯）膜
建筑膜是一种多层的PET（聚酯）膜，通过使用真空多层金属镀层技术、离子技术以及薄膜物理、精细化工技术，使其具有极佳的清晰度、极好的强度和耐久性，以及极高的隔热效率、抗冲击能力或装饰等性能，通过背胶粘附在玻璃等材质表面，广泛应用于建筑节能、建筑安全和建筑装饰领域，是高科技的建筑材料。
PET是一种耐久性强、坚固耐潮、耐高、低温性均佳的材料。它清澈透明，经金属化镀层、磁控溅射、夹层合成等多种工艺处理，成为具有不同特性的膜。
建筑节能膜，顾名思义是应用于住宅、办公大楼、商业大厦等建筑门窗玻璃、幕墙玻璃，通过阳光控制，改善室内环境、降低制冷采暖能耗，从而达到节能效果的玻璃膜。其广泛应用于居家、办公、休闲等场所。在夏季，建筑膜通过阻隔高达79%的太阳热能，可大大降低空调的制冷成本；冬季，室内热量透过窗户散失，不仅使室内人员感到不适，而且增加了不必要的能耗费用。把一线品牌高品质节能膜安装于普通玻璃的内表面能降低热损耗达30%，从而达到冬季室内保暖的作用。
建筑膜以节能隔热为主要目的，同时还具有防紫外线和一定的安全功能。该种膜还可分为热反射膜和低辐射膜。热反射膜，这种膜贴在玻璃表面使房内能透过一部分可见光和一部分近红外线光，反射和吸收了一部分可见光和一部分近红外线光，因此可以让足够的光线进入室内，而将大部分的太阳能的热量反射回去，所以，在炎热的夏季保持室内温度不会升高太多，从而降低室内空调负荷，达到节省空调费用和节能的作用。低辐射膜，这种膜能透过一定量的短波太阳辐射能，使太阳辐射热进入室内，被室内物体所吸收；同时又能将90%以上的室内物体辐射的长波红外线反射保留于室内。低辐射膜能充分利用太阳光辐射和室内物体的长波辐射能。因此在寒冷地区和采暖建筑中使用可起到保温和节能效果。
1.2 铝箔
铝箔是良好的绝热材料，它的绝热性能可表现在它表面的热辐射性能上。
铝箔的发射率与厚度关系不大，主要取决于其表面的平整度，其发射率一般为5%～20%，因此铝箔对辐射能的吸收非常小，能使80%～95%的辐射热反射回去。铝箔是良好的隔热保温材料，铝的纯度对铝箔的反射率有明显影响。铝箔中有杂质时，会发生杂质散射而使其辐射吸收增加。要获得高反射率的铝箔，纯度应不小于99.6%。高纯度铝箔光反射率可达97%，且可以通过涂料处理形成彩色膜。
2 不锈钢保温杯与双层塑料保温杯的区别
抽真空的工艺对于杯子材质也是有要求的，一般使用304不锈钢或201不锈钢材质。而双层塑料杯是不能抽真空处理的，外塑内钢、外钢内塑的杯子也是不能达到真空效果的，通常市场上在售的塑料保温杯都是只有隔热的功能，其保温的功能最多只有2～3 h，室温越低其热量流失越快，而如果是真空保温杯一般装入开水6 h后温度还会有50 ℃以上，真空率越高保温时间就越长，10 h都是可以达到的。
由此看来，塑料保温杯是可以保温的，但塑料保温杯的保温时间只有两三个小时，相对于不锈钢、陶瓷保温杯而言，其保温效果还相差甚远，不适宜秋冬季节使用，所以还需要改进。
3 将节能膜技术用在保温杯中
过去双层塑料保温杯的保温效果不过2～3 h，该设计方法可改进人们日常生活中使用的双层塑料保温杯所遇到的不足之处，实现保温时长的显著提升。
为实现以上目的，该设计采用以下方法。
将建筑节能膜中使用的PET（聚酯）膜材料或铝箔做成杯子的形状，将其紧贴在双层塑料杯外层内壁，以此达到反射来自内部和外部的辐射热，加强保温隔热性能的优良效果，并杜绝传统普通双层塑料杯保温效果不理想这项传统普通保温杯无法解决的问题。此处注意是双层塑料保温杯的外层内壁，这样使用者在饮用的时候，就不会使嘴唇接触到节能膜本身，且节能膜不�c双层塑料保温杯内壁接触，这样即使有热饮加入杯中，也不会使节能膜在高温下产生毒素，更不会对人体造成伤害。
该设计的优点是大大提升了双层塑料保温杯的保温隔热性能，延长了内部的保温隔热时长。这样既继承了不锈钢保温杯的优点，又没有原先双层塑料保温杯保温隔热性能差、盛水量小的缺点。
以下提供该设计的一种加工方法的具体实施方式及一个实施例，但该设计不限于所提供的实施例。
3.1 制作双层塑料保温杯
双层塑料保温杯的制作方法与传统制作方法一致，在此不做赘述，但一定要注意先不要将内壁和外壁直接焊接，因为我们还要将建筑节能膜中使用的PET（聚酯）膜材料或铝箔所加工成型后的膜材料放入双层塑料保温杯的外壁。
3.2 建筑节能膜中使用的PET（聚酯）膜材料和铝箔的成型加工
按照已经制作完成的双层塑料保温杯的外层模型，加工出一个与外层内壁能刚好吻合的建筑节能膜中使用的PET（聚酯）膜材料或铝箔，加工工艺技术也与传统中一般的加工技术一致，建筑节能膜中使用的PET（聚酯）膜材料用注塑或吹塑（可任选）的方法加工成型，而铝箔则采用专门的机器（可自选）加工制成与外层内壁能刚好吻合的形状。
3.3 结合成一个新的有建筑节能材料的保温杯
将建筑节能膜中使用的PET（聚酯）膜材料或铝箔所加工成型后的膜材料放入双层塑料保温杯的外壁，注意这里的杯口的内壁和外壁都要有能够相互结合的螺口，这样就可以直接将内外壁通过旋拧的方式固定。
3.4 制作双层料保温杯的杯盖
杯盖的方法与杯身相同，注意都要是双层的，杯盖的内壁和外壁都要有能够相互结合的螺口，以便在杯盖的外壁放入建筑节能膜中使用的PET（聚酯）膜材料或铝箔，然后再将杯盖的外壁和内壁通过旋拧的方式固定，这个固定方法与第三步相同。
完成了以上的步骤后，新式双层塑料保温杯就制作完成了，如图1所示，加粗线条的部分就是贴节能膜的部分。
4 将纸质材料用在保温杯中
这个问题，其性质是一次性纸杯的使用，我们将双层塑料保温杯的内壁去除，留下外壁，被去除的内壁换成一次性杯子，注意此处不要将一次性纸杯固定，使一次性纸杯能够随时被取出和放入。再放入一次性纸杯后，我们往里加入热饮，再将改装后的杯盖盖上，就可以使一次性纸杯中的热饮得到一定的保温效果，当内部的一次性纸杯不能使用时，可直接将其取出，换一个新的一次性纸杯进去，这样就解决了一次性纸杯本身保温效果差的问题，并且在一定程度上节约了纸杯的使用，十分得节能环保。如图2所示，左边是一次性纸杯放在保温杯中的样式，而右边则是一次性纸杯与保温杯分开后的样式。
这里注意如图2所示的一次性纸杯与保温杯的外壁的规格要一致，如果口径对不上的话，那是无法使用，并且无法达到保温效果的，这里就要在制造保温杯的时候先调查常用一次性纸杯的口径，再根据相应的数据进行下一步的制作，以免产生不必要的麻烦。
5 实验研究的过程及结论
我们准备2个规格、型号、品牌一样的双层塑料保温杯，再准备2个同一品牌和型号的电子温度计。将其中的一个作为实验组，另一个作为对照组，两者进行对比。按照制作研究过程中所讲到的制作方法，将实验组中的杯子做成新式的双层塑料保温杯，和对照组一起放在25 ℃的房间里，我们在试验时可以加入开水，每隔1 h用电子温度计测一次2个杯子中水的温度，并将温度变化记录下来。
至于一次性纸杯放入新式的保温杯后的保温效果，其测试方法与以上相同，只是原来的双层塑料保温杯内壁被换成了一次性纸杯。
经测试，没有经过改装的保温杯在第3个小时的时候，温度就已经从95 ℃降到了30.1 ℃，而经过改装的保温杯，第1个小时只降了14 ℃，在第6个小时时仍有40.6 ℃，2只杯子均为380 mL。而2只一次性纸杯在放入新式保温杯后，未经过改装的保温杯在第2个小时就降到了39.4 ℃，改装后的保温杯在第6个小时的时候才降到了35 ℃（一次性纸杯容量为250 mL）。
根据轻工行业标准（QB/T2332）不锈钢真空杯（壶）的保温性能的标准为：在室温20 ℃的条件下，往杯中注满95 ℃以上的开水，盖上盖子6 h后，容量小于400 mL的杯子水温不低于42 ℃，容量大于400 mL的杯子水温不低于54 ℃，才算合格，但是双层塑料保温杯却没有明确的要求。
通常市场上在售的塑料保温杯都是只有隔热的功能，其保温的功能最多只有2～3 h，室温越低其热量流失越快，在使用了节能膜后，双层塑料保温杯的保温效果得到了显著提升，由于节能膜可以反射90%以上的红外线，所以杯子的保温效果达到了6～7 h，这个结果说明，加入节能膜后的设计使保温杯的保温效果得到了显著提升。
6 结语
通过这次项目试 验，笔者所在组发现了一种新的可以提高双层塑料保温杯保温性能的方法，并成功改进了保温杯。感谢新疆农业大学长期以来对该项目的支持，从认真听取该项目，到批准该项目立项，再到1年以后笔者所在组成功完成试验，并听取笔者所在组汇报，新疆农业大学以及学校老师都做出了长时间艰苦努力。
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