专利名称：可重新封闭的杯盖的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及杯盖，并且尤其是涉及一种圆顶型一次性杯盖，带有一个饮用孔和一个下悬挂的细长封闭板，该细长封闭板能够大体沿着径向在一个打开位置与一个关闭位置之间移动，在打开位置，所述孔与圆顶的内部连通，在关闭位置，所述封闭板覆盖住所述孔，以减轻或者基本上防止发生溢洒。
背景技术：
通过下述内容，可知总体来说在可重新封闭盖的构造方面能够进行相当大的变化C.H.Leggett的题目为“Can Cover or the Like”的美国专利No.581293；G.A.Cibulka的题目为“Closure for Cans”的美国专利No.949974；J.C.Gibbs的题目为“Sifter Can”的美国专利No.1433544；L.B.Pronsnitz的题目为“Ink Well Closure”的美国专利No.1765284；C.E.Tannewitz的题目为“Inkwell”的美国专利No.1888363；J.Coyle等的题目为“Dispensing Container with SlideClosure”的美国专利No.2492846；Waterbury的题目为“VendableReclosable Beverage Container”的美国专利No.4170724；Eppenbach的题目为“Measuring Dispenser”的美国专利No.4201320；Florczyk等的题目为“Container Having Resealable Opening Means”的美国专利No.4434906；Lyon的题目为“Beverage Container”的美国专利No.5025945；English等的题目为“Dispenser Closure Assembly”的美国专利No.5086941；Pierce的题目为“Resealable，Refillable ContainerSystem”的美国专利No.5462189；Wong的题目为“Bottle Cap”的美国专利No.6354454；以及Markert等的题目为“Lid With a SlidableDispensing Spout”的美国专利No.6439442。通过引用将这些美国专利中公开的全部内容结合入本发明。
可重新封闭的饮料盖或者容器可以在下述专利中看到Davis等的题目为“Drink Preserver”的美国专利No.4749099；Hambleton等的题目为“Slidable Reclosable Plastic Lid”的美国专利No.5470817；以及Waterbury的题目为“Vendable Reclosable Beverage Container”的美国专利No.4127212，通过引用将这些美国专利每一个中的全部内容结合入本发明。在美国专利No.4749099中，在一条形成于容器的金属顶部中的轨道内，一个推进突片(a push-in tab)被互连在一个滑动板上。操作推进突片来将刻痕部分向下撕裂至所述顶部，以便显露出一个开口，由此所述滑动板可以在开口上方移动，来保护容器内部的未使用内容物。在美国专利No.5470817中，一种塑料容器盖包括一个主盖构件和一个滑动构件。主盖构件具有支撑导轨，所述滑动构件位于这些支撑导轨之间，并且所述支撑导轨相对于主盖构件所在的平面发生倾斜，以便将所述滑动构件保持在盖子上。在所述主盖构件上设置有一个孔，并且所述滑动构件可以覆盖住这个孔。所述滑动构件还包括一个能够与手指配合的部分。美国专利No.4127212涉及一种可重新封闭的饮料容器，并且提供了一种安装在容器上端的可滑动帽，用于在盖子上的开口上方运动。所述帽无法从盖子上去除。
前述专利通常并不适用于一次性盖子/杯子市场，在一次性盖子/杯子市场中，成本、存储状况、制造简易性等等极为重要。
针对一次性杯盖来说，封闭板通常被结合入塑料盖的上壁内，由刻痕线加以限定，以便使得所述封闭板沿着刻痕线与盖子上的相邻部分分离，并且向后折叠来打开盖子上的饮用孔；任选性地，在其打开位置被固定在一个向上突伸的凸块上；并且能够重新折叠在边沿上来将所述盖子封闭。这些盖子难以合适地工作，并且常常会发生严重溢洒(特别是对于热饮料来说)，但是尽管如此，在某种程度上由于它们满足了一次性产品市场的过于苛刻的成本标准，所以取得了令人兴奋的巨大商业成功。
尽管无法重新封闭，但是圆顶型杯盖具有带有折叠型封闭板的更为平整移位盖(displaced flatter lid)，其中所述折叠型封闭板被折叠至相当大的程度，因为它们是消费者所优选的并且本身能够控制某些溢洒，原因在于它们在所盛装饮料的上方增加了杯子的“溢洒高度”。这种盖子如同本技术领域公知的那样，包括一个由热塑性聚合材料支撑的圆顶形状，并且具有一个用于当将盖子应用到杯子上时消费饮料的开口。所述盖子以及形成于其上的开口和封闭件具有各种形状。
一种可重新封闭的圆顶盖在Smith等的题目为“ReclosableContainer Lid”的美国专利No.6732875和Smith等的题目为“Reclosable Container Lid”的美国专利No.D489260中看到，通过引用将每个前述美国专利的全部内容结合入本发明。这种盖子包括一个盖件和一个安装于盖件中的可旋转圆盘构件。在盖子的周边上设置有一个凸柱(a post)，用以在饮用孔的下方在打开和关闭位置之间旋转所述圆盘。显然，由于圆盘/盖子的几何形状和盖子/圆盘组合体在整个顶壁上方需要冗余的盖件构造，也就是说两个层，所以必须结合有诸如排出孔这样的特征。此外，所提出的盖件特征阻止了有效嵌套，增加了存储，包装以及运输成本。所公开的实施例还有可能在消费者购买多份饮料时阻止以杯子在盖子上的方式进行堆叠；还会对通过关闭所述饮用孔来防止溢洒产生负面影响。
尽管提供了多种选择，但是前述的现有一次性盖子具有下述缺点中的一种或者多种难以操作并且无法有效进行重新封闭；无法有效控制溢洒；材料成本高；存储、包装和运输成本过高；无法以杯子在盖子上的方式进行堆叠等等。作为本发明，本技术领域中的这些缺陷得以克服，并且提供了一种可重新封闭的盖子，其不仅耐用而且是一次性的、易于使用、能够堆叠、能够有效防止飞溅和溢洒、易于利用现有机器由热塑性材料制造而成、并且成本低廉。
发明内容
本发明提供了一种一次性的可重新封闭杯盖，其由一种聚合材料热成形制成，并且包括一个圆顶构件和一个细长的封闭板。热成形的圆顶构件可以带有一个侧壁和一个顶壁，顶壁具有上、下表面和一个位于该顶壁周边处的饮用孔。所述顶壁还可以限定出一对从该顶壁下表面悬垂下来的滑道，并且还限定出一个相对于饮用孔设置的柱孔。细长的封闭板可以具有对置的接合边缘、带有一个从其向上突伸的凸柱的上表面、以及一个饮用孔密封区域。在组装时，所述圆顶构件和细长的封闭板可以被构造成使得细长封闭板的对置接合边缘滑动地安装在所述滑道中，用于大体上径向位移。在使用过程中，这种杯盖能够进行堆叠，以便减小空间要求。
本发明的其它特征和优点将从后面的讨论和附图中变得明了。
下面将结合附图对本发明进行详细描述，在这些附图中，相同的附图标记指代相同的部件，并且其中图1是一个根据本发明用于杯子的两件式可重新封闭饮料盖的透视图，其中封闭板处于打开位置；图2是图1中所示盖子的俯视图，此时封闭板处于打开位置；图3是图1中所示盖子的俯视图，此时封闭板处于关闭位置；图4是一个底部透视图，示出了图1中所示盖子的其它细节；图5A是本发明中的盖子沿着图2中线5-5的剖视图，示出了圆顶构件与细长封闭板的相互连接以及一个堆叠在盖子上的杯子；图5B是图5A中所示圆顶构件与细长封闭板的相互连接的放大细节；图6A是细长的封闭板的端视图；图6B是图6A中所示细长封闭板的边缘的放大细节；图6C是沿着封闭板中心线的剖视图，示出了凸柱和封闭沟槽的轮廓；图7是一个放大的局部剖视图，示出了本发明中盖子上的滑道和细长封闭板的细节；图7A是一个细节视图，示出了一条滑道的轮廓；图8是一个局部剖视图，示出了环绕在饮用孔周围的封闭凸脊；图9是一个侧向剖视图，示出了根据本发明的杯子在盖子上的堆叠状态，以及盖子沿着图2中线9-9的轮廓；图10是圆顶构件与细长封闭板的另外一种替代性相互连接的局部剖视图，其中除了凸柱之外，封闭板基本上平整；图11是一个侧视图，示出了根据本发明的盖子在盖子上的嵌套堆叠状态图12是一个仰视图，示出了本发明中的盖子的一个替代性实施例，其中圆顶构件具有一对扇贝状滑道；图13是图12中所示滑道在向内最大突起处的轮廓；图14是本发明中盖子上的滑板的一种替代性构造，具有倾斜拐角；图15是图14中所示封闭板的局部轮廓；图16是另外一种用于与本发明中的盖子相联接的滑板的透视图，其中该滑板具有一个大体斜切形状；而图17是图15中所示封闭板的局部端视图。
具体实施例方式
下面仅为了示例和例证目的对本发明进行详细描述。对于本领域技术人员来说，将轻易明白在本发明的精神和范围之内的各种变型，本发明的精神和范围在所附权利要求中予以表述。在这里，术语以其普通意思给出，除非给出了更为具体的定义或者以其它方式在上下文给予指明。
“纵横比”指的是物体长度与物体宽度的比率，例如细长封闭板的长度与同一细长封闭板的宽度的比率。
“大体径向”指的是一个基本上平行于或者基本上沿着工件直径的方向。
“变形的S形状”指的是那些类似于S形状的轮廓，比如在图7A中示出的“5”形状。
“S状轮廓”指的是一个如附图中示出的基本上呈S形状的轮廓构造，比如图5A和5B中的元件176。S状轮廓，无论是否发生变形，均与在美国专利No.6824003中公开的C状轮廓存在区别，通过引用将该美国专利No.6824003的全部内容结合入本发明。
“底切深度”指的是一条凹槽在同一热成形结构的横向突起部分下方(或者上方)横向延伸以在所述部件上形成一条横向沟槽的距离，。底切部的特征在于下面讨论的所谓“负拔模斜度(negative draft)”。如果没有经过底切，那么该部件或者结构将具有“正拔模斜度”。当结合具有不同深度的底切部使用时，比如扇贝状底切部，底切深度指的是在底切部的最大横向深度处的底切深度。
“扇贝状设置”意味着呈一种形成边界的一连串或者圆形元件或者角状突起的形式。扇贝状设置的一个非限制性示例在图12中示出，元件158。
“一次性”意味着物体打算在一次或者至多几次使用之后被丢弃。
“基本上封闭”意味着在关闭位置不会或者基本上不会从细长的封闭板发生溢洒。
在一种形式中，本发明提供了一种用于杯子的可重新封闭一次性盖子，这种盖子由聚合材料制成，并且包括a)一个热成形的圆顶构件，带有侧壁和顶壁，顶壁具有上、下表面以及一个位于该顶壁周边处的饮用孔，顶壁上还形成有一对从其内侧悬垂下来的滑道，顶壁还上还形成有一个相对于饮用孔向内设置的柱孔；b)一个热成形的细长封闭板，具有沿着其长度对置的接合边缘、一个带有一从其向上突伸的凸柱的上表面、以及一个饮用孔密封区域；c)所述圆顶构件和细长封闭板被构造成使得细长封闭板的对置接合边缘可以滑动地安装在所述顶壁下侧上的滑道中，来可重新封闭地密封所述饮用孔；其中所述凸柱通过所述顶壁上的柱孔向上突伸，所述细长封闭板的特征还在于，所述凸柱能够在滑道中大体沿着径向发生位移，来在一个密封位置与一个打开位置之间移动，在密封位置，所述封闭构件上的密封区域密封住所述饮用孔、而在打开位置，所述饮用孔与圆顶构件的内部连通，还有，所述封闭构件当其处于密封位置时基本上密封住所述柱孔。所述滑道可以基本上横跨圆顶构件的顶壁，并且在这些滑道的下部与顶壁的下表面之间形成大体平行的底切沟槽。在一种合适的形式中，所述沟槽可以沿着长度方向被构造成扇贝状设置，以便形成具有变化的底切深度的沟槽。
在另外一种形式中，细长的封闭板可以基本上平整，并且该细长封闭板的对置接合边缘可以具有与该细长封闭板基本上相同的厚度，与滑道上的大体平行底切沟槽。在再一种形式中，所述细长封闭板的对置接合边缘均带有热成形凸边，这些凸边的轮廓被加工成至少在它们和滑道的对应轮廓的一部分上方与所述滑道上的大体平行底切沟槽以面面接触方式。在这种情况下，细长封闭板上的对置接合凸边可以具有一个基本上呈S形状的轮廓，并且滑道上的底切沟槽可以具有匹配的S状轮廓。替代性地，所述封闭板上的接合凸边或者滑道上的底切沟槽可以具有一个基本上呈S形状的轮廓，并且这种基本上呈S形状的轮廓可以与对应底切沟槽或者接合凸边的变形S状轮廓相匹配，以便使得当将所述封闭板安装在滑道中时，所述凸边和边缘的对应轮廓至少在所述滑道中的所安装封闭构件的一部分轮廓上方，在所述封闭构件的接合凸边与滑道之间形成一个气隙。如果需要，所述封闭板可以具有经过斜切的纵向边缘；斜切部的合适角度大约为5至15度，或者大约为8至12度。
所述底切沟槽可以具有大约0.020至0.060英寸的底切深度；一般来说，所述底切沟槽具有至少大约0.025英尺、至多大约0.060英寸的底切深度。
本发明中的可重新封闭盖还可以包括所述细长封闭板的长度为所述圆顶构件的直径长度的大约1/2至3/4；所述细长封闭板的长度可以是所述圆顶构件的直径的大约2/3；以及所述细长封闭板的面积为所述顶壁的面积的大约5％至25％。所述细长封闭板的面积一般不超过所述顶壁的面积的大约25％至35％。所述细长封闭板可以具有至少大约1.5的纵横比(如本文中所定义)，或者至少大约为2.0，或者至少大约为3。
所述顶壁的上表面大体形成一个带有凹槽表面的凹槽和一个冠部，所述冠部在位于其附近的凹槽表面上方的高度为H，所述凹槽和冠部适合于接收一个杯子的底部，由此能够将多个带有盖子的杯子相互堆叠起来。为了容许进行堆叠，所述凸柱至多从凹槽表面向上突伸大约1.25H，并且当所述细长封闭构件被固定在滑道中时，相对于所述细长封闭构件向内设置。在一种合适的形式中，所述冠部具有一个带有拱形上表面的顶壁，例如所述冠部的顶壁可以具有大约0.025至0.1英寸的曲率半径。在一种合适的形式中，所述冠部具有一个高度更小的凹口部分(a gapped portion)，该凹口部分位于与饮用孔径向对准的凹槽表面上方，其中所述冠部上的凹口部分具有一个拱形上表面。当如此设置时，所述凹口部分一般在凹槽表面上方具有大约0.75H至0.95H的高度。
所述细长封闭构件可以带有一个通气孔，该通气孔被设置成使得当所述细长封闭构件处于打开位置时，所述柱孔与圆顶构件的内部连通，由此在打开位置给所述内部通气，以有利于对饮料进行消费。替代性地，当希望进行通气时，也可以在盖子上的其它位置设置通气孔。
本发明中盖子的具体构造包括a)一个带有侧壁和顶壁的整体式圆顶构件，i)所述侧壁在其下部具有一个安装沟槽，该安装沟槽被构造成与一个杯子的边沿配合，并且与其形成一个密封部；ii)所述顶壁也具有一个上表面和一个下表面，并且在该顶壁的周边处形成有一个饮用孔，环绕所述饮用孔形成有一条密封凸脊，所述顶壁上还设置有一对大体平行的滑道，它们在所述顶壁的下表面与所述滑道的下部之间形成大体平行的底切沟槽，所述顶壁还具有一个相对于饮用孔设置于内侧的柱孔；b)一个热成形的细长封闭板，具有一个带有一从其向上突伸的凸柱的上表面、一个环绕密封区域形成的密封沟槽、以及沿着其长度的对置接合边缘；c)所述圆顶构件和细长封闭板被构造成使得所述封闭板的纵向接合边缘可以可滑动地安装在位于所述圆顶构件顶壁下表面上的滑道中，来在所述细长封闭板沿着滑道滑动时，可重新封闭地密封所述饮用孔；d)其中，当所述细长封闭板被安装在滑道中时，所述细长封闭板上的凸柱通过所述柱孔向上突伸，所述柱孔和凸柱由此协同工作，来限制所述细长封闭板相对于圆顶构件的位移；以及e)所述细长封闭板的密封位置的特征还在于，所述密封凸脊环绕饮用孔置放在所述细长封闭板上的密封沟槽中。
本发明中盖子的另外一种具体构造包括a)一个热成形的圆顶构件，带有一个侧壁和一个顶壁，i)所述侧壁具有一个安装沟槽，用于将所述盖子可去除地安装到杯子上，所述侧壁环绕所述顶壁上带有凹槽表面的凹槽形成一个冠部，该冠部在所述顶壁上的凹槽表面上方具有一个高度H；ii)所述顶壁具有一个上表面和一个下表面，并且在其周边处形成一个饮用孔，所述顶壁上还具有一条从其下表面上悬垂下来的导轨，所述顶壁还具有一个相对于饮用孔设置于内侧的柱孔；b)一个热成形的细长封闭板，具有一个带有一从其向上突伸的凸柱的上表面，和一个饮用孔密封区域；c)所述圆顶构件和细长封闭板被构造成使得所述细长封闭板被滑动地安装起来，以便在位于所述顶壁下表面上的纵向导轨中大体径向位移，来利用其上的饮用孔密封区域可重新封闭地将饮用孔密封起来，其中所述凸柱通过顶壁上的柱孔向上突伸；d)所述柱孔和凸柱由此协同工作，来限制所述细长封闭板相对于圆顶构件的径向位移，以及e)其中所述凸柱从凹槽表面向上突伸的高度至多大约1.25H，从而当多个a)-e)限定类型的饮料盖子被相互嵌套起来时，盖子的堆叠操作基本上不会受到所述凸柱的影响。
在一种形式中，本发明中的盖子通过热成形工艺制成。总的来讲，热成形工艺是指将加热后的可变形材料压制和/或拉伸至最终形状。从最根本的方面来讲，热成形工艺是将一张软化的片材包覆在一个成形模具上。在较为详细的方面，热成形工艺是将具有精确控制温度的加热片材自动地高速定位于一个气动成形工位中，由此利用模具形成工件的形状，随后如同本技术领域中非常公知的那样进行修整和重新研磨。除了常规热成形工艺之外的其它成形技术，也适用于制造本发明中所述的工件。这些成形工艺有很多种，比如将压延片材预先软化至低于最终熔融温度的温度，从片材上切割出平整部分(即坯料)，利用重力或者机械装置将坯料转送至匹配的模具，由此利用热量和压力将所述坯料成形为工件。其它替代性方案包括利用覆盖、真空、压力、无模人工吹制、匹配模切、翻腾覆盖(billow drape)、真空回弹(vacuumsnapback)、翻腾真空(billow vacuum)、插塞辅助真空(plug assistvacuum)、利用插塞辅助进行逆向拉制、压力气泡浸没(pressurebubble immersion)、截留片材、滑移、隔膜、双张切割片材(twin-sheetcut sheet)、双片材滚卷成形以及前述内容的合适组合。详细描述在由Coulthard于1987年出版的由J.L.Throne编写的书《Thermoforming(热成形)》中给出。此书中的第21页至29页通过参考结合入本发明。合适的替代性方案还包括一种枕头成形技术，其在两张软化的片材之间产生正气压，来使得它们抵抗一个被夹持起来的凸/凹模具系统发生膨胀，以便形成一个中空制品。金属模具被蚀刻成带有从精细至粗糙的图案，以便模拟一种天然或者谷物状纹理观感。合适成形的工件可以利用一个切割模具进行在线修整，以便任选性地重复使用修整产物。用于提高生产率的其它方案包括，利用多个面积同时成形多个工件，以便使得产出量最大化并且废料最少化。
热塑性材料旨在包括适用于热塑性模制圆顶热杯盖的那些材料。一种适用于所述盖子的材料是一种苯乙烯聚合物，其可以经过充填或者未经充填。这种化合物可以具有足够的颜料来提供不透明性或者近乎不透明性。其它合适材料包括聚烯烃，比如聚乙烯、聚丙烯以及它们的混合物、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚砜、聚醚酮、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚苯硫醚、乙酰、纤维素、聚醚酰亚胺、聚苯撑乙醚/聚苯醚、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、苯乙烯-氰乙烯共聚物、聚氯乙烯、以及它们的工程树脂衍生物。这些材料可以类似地经过充填或者未经充填。如同本技术领域中人员或者普通技术人员公知的那样，用于任意聚合材料的填料可以是任何常规材料。
所述盖子可以由一张热塑性材料片材热成形制成。一般来说，制取所述盖子的热塑性片材被制成具有大约10至20密耳(千分之一英寸)的厚度，或者大约14至19密耳的板厚度。已经裁切出坯料的片材可以由重新研磨材料制成，并且可以回收利用。还有，已经裁切出坯料的片材可以由原材料制成。再有，已经裁切出的坯料的片材可以由原材料和重新研磨材料的混合物制备而成。
热成形的工件必须被设计成能够容许模具部分与所模制工件自由地分离开，而不会与工件的表面发生不适当的干涉。这种工件的表面通常包括一个相对于在分离过程中模具移动方向的所谓正“拔模斜度”，来确保所模制工件与模具部分的内表面之间在分离过程中很少或者不会发生干涉。工件与模具之间的干涉通常被称作“负拔模斜度”。所述拔模斜度可以被看作模腔的上侧横向跨度与下方横向跨度之间的差值。正的拔模斜度容许模型被整洁地从模具中拔出；但是，底切部本身具有一个负拔模斜度。
在本发明中，底切深度和用于将封闭板固定在盖子的圆顶部分上所需的距离总体上被最小化，以便降低会与负拔模斜度相关联的制造难度。尤其是，所述滑道可以具有由其内壁与正拔模斜度的外壁形成的底切沟槽，其中所述滑道的外壁具有一个拱形轮廓。
下面参见图1至图11，在这里示出了一种用于杯子100的可重新封闭的热成形饮料盖10，这种盖子按照本发明构造而成(包括各种特征的变型)。本发明中的盖子包括一个热成形的圆顶构件12和一个细长的封闭板70，细长的封闭板70如同将要进一步解释的那样被安装在圆顶构件12的下方。
圆顶构件12包括一个从盘状顶壁16悬垂下来的圆周侧壁14。圆顶构件12上的侧壁14和顶壁16限定出一个内侧圆顶凹腔18。当从内侧圆顶凹腔18进行观看时，顶壁16还包括一个内表面20和一个与内表面20对置的外表面22。正如通过观看附图将会明白的那样，顶壁16相对于侧壁14凹陷，因为侧壁14的上端形成了一个冠部24。冠部24在其顶端经过圆整，以便增强圆顶构件12的工效设计因素，并且使得其在与使用者的嘴唇发生接触时更为舒适。例如，对于冠部24来说可以使用至多大约0.050英寸的半径R1。冠部24的高度被标记为H，即所述冠部在圆顶构件12的外表面22上方延伸的距离。冠部24的其它细节将在下文中结合盖子10的其它特征进行描述。
侧壁14还包括一个从其上悬垂下来的总体上呈圆环状的裙部26。裙部26包括一个邻近侧壁14远端形成的圆环状密封沟槽28，和一个从圆环状密封沟槽28悬垂下来的总体上呈圆环状的扩口边饰30(agenerally annular flared trim)。圆环状密封沟槽28被构造成与杯子100的边沿104发生配合，并且与其形成一个密封部，正如本技术领域中公知并且通过参考在图10中示出的那样。由此，圆环状密封沟槽28提供了一种当盖子10被固定在杯子100上时用于防止内容物从杯子100中泄漏出来的措施。总体上呈圆环状的扩口边饰30提供了一个用于供使用者去除或者将盖子10应用到杯子100上的抓持表面。
侧壁14还包括形成于侧壁14和冠部24上的堆叠槽口32。堆叠槽口32有利于将各个独立盖子10相互堆叠起来，并且有利于防止盖子10在没有堆叠起来时粘附在一起。对于各个盖子10来说，示出了四个堆叠槽口32但是这个数目并不关键，而是可以根据制造需要或者最终用途发生改变。在图11中示出了盖子在盖子上的堆叠状态的一种示例。
在侧壁14的一部分上还形成有一个嘴唇凹槽34，来在视觉上引导使用者到盖子10上的饮用孔38，并且在侧壁14上提供一个更为舒适的较薄饮用表面。所示出的嘴唇凹槽34被加工呈容纳消费者的下唇。具体来说，嘴唇凹槽34的边缘36限定了嘴唇凹槽34的构造。在一种具体形式中，边缘36具有一个总体上平直的基部36a，该基部36a在各个端部与一个总体上向外弯曲的端部36b连接起来。嘴唇凹槽34从侧壁14的表面径向向内设置。尽管所示出的嘴唇凹槽34位于冠部24和侧壁14上，但是嘴唇凹槽34可以局限于冠部24或者侧壁14上。还有，冠部24的高度H在嘴唇凹槽34的所在位置处降低，来有利于在不与冠部24发生干涉的条件下从盖子10进行饮用。嘴唇凹槽34的形状和构造可以发生变化，来符合多个设计参数。类似地，凹槽34的度数和这里的冠部高度H可以发生变化。所述冠部可以在嘴唇凹槽34处具有一个具有较小高度H′的凹口部分34a。
顶壁16包括饮用孔38，并且还包括一个柱孔40。饮用孔38与冠部24相邻设置，并且具体来说可以被设置在一个由嘴唇凹槽34限定的区域之内。柱孔40位于顶壁16的基本上中心处，并且相对于饮用孔38位于径向内侧。更为具体地说，柱孔40与饮用孔38径向对准。一条凸起的密封凸脊42环绕在饮用孔38的周围，并且在形状上与饮用孔38对应，但是周边总长大于饮用孔38。作为示例，饮用孔38可以具有大约0.0438英寸的宽度和大约0.250英寸的长度，其中长度对应于顶壁16的直径方向。密封凸脊42被设置成以大约0.04英寸的距离朝向内侧圆顶凹腔18突伸，并且具有一个大约0.04英寸的拱形半径。
柱孔40基本上呈矩形，并且沿着朝向饮用孔38和背离饮用孔38的方向分别形成一条“关闭(CLOSE)”止挡限制边缘44和一条“打开(OPEN)”止挡限制边缘46。关闭止挡限制边缘44可以与饮用孔38相距大约1.185英寸，并且柱孔40的总长可以大约为0.678英寸。饮用孔38的中心和柱孔40中的每一个均如同本技术领域已知的那样在盖子10的制造过程中模切或者冲切而成。
在顶壁16的内表面20上形成有一对滑道48，以便沿着饮用孔38和柱孔40所在的方向基本上横跨顶壁16的整个直径。滑道48从顶壁16的内表面20上悬垂下来，并且在每条滑道48和顶壁16的内表面20中分别形成对应的纵向底切沟槽62。如下所述，当从顶壁16的内表面20或者外表面22进行观看时，滑道48呈现不同的轮廓。
当从顶壁16的外表面22进行观看时，滑道48被设置成能够以一个足以在饮用孔36与柱孔40之间形成一个平台区域50的距离骑跨被对准的饮用孔36和柱孔40。平台区域50能够与顶壁16上的其余部分区别开来，并且因此适用于在其上接收指示或者类似标记。滑道48被制成使得基本上平整的外表面22在终止于一个平底表面54的滑道外壁处包括一个光滑的拱形过渡表面52，所述平底表面54具有一条与过渡表面52对置的通道56。通道56由一个终止于顶壁16上的平台区域50处的基本上竖直壁58界定。由此，当从外表面22进行观看时，滑道48位于顶壁16中的平台区域50上的纵向底切边缘下面翻卷。
当从圆顶凹腔18进行观看时，通道56形成一个抓持表面或者悬垂部60，适合于接收细长的封闭板70，并且在抓持表面60与平台区域50的内表面20之间形成底切沟槽62。拱形过渡表面52具有一个大约0.25英寸的曲率半径，并且相对于平底表面54形成一个大约45度的角度。平底表面54可以沿着各条滑道48的长度方向具有大约0.062英寸的宽度。通道56的内侧曲率半径可以大约为0.043英寸。底切沟槽62具有大约0.02至0.03英寸的底切深度，更为具体来说，具有大约0.025英寸的深度。
如图7A中59处示出的那样，底切深度65是从部分60的最外侧突起到沟槽62底部的距离。
滑道48在顶壁16上以这样一种方式成形，即容许模制材料变形成滑道48的一个保持区域，并且使得热塑性材料的变薄最小化。为了防止滑道48的对置端部薄于预期厚度，可以在模具中设置一条真空狭缝，其减轻了在滑道48端部的急剧拐角处变薄。任选性地，可以在所述拐角处机加工出一个较大半径，所述拐角将形成一个椭圆。
盖子10上的第二部件是细长的封闭板70。细长的封闭板70是一个细长的矩形构件，具有一个上表面72、一个下表面74、对置的纵向接合边缘76(参见图6B)以及对置端部，包括一个封闭端78和一个非封闭端80。一个凸柱82从细长封闭板70的上表面72突伸出来，与密封区域84形成一个间距。密封区域84形成于细长封闭板70的封闭端78处，并且包括一条凹槽86，该凹槽86在形状和尺寸上与顶壁16上的饮用孔密封凸脊42对应。细长封闭板70的对置纵向边缘76被制成带有一个独特接合形状(图5A、5B、6A、6B和7)，或者任选性地，成为平的细长封闭板70的基本上平整末端(图10)。
特别参照图5A和5B，对置的纵向边缘76均基本上呈字母“S”形状，一侧相对于相反形状颠倒。对置的纵向边缘76中的每一条均包括一个过渡至下侧向内拱接合部分90的上侧向外突伸插入唇缘88。插入唇缘88的大小适于装配在圆顶构件12上的底切沟槽62内。还有，插入唇缘88的大小适于被滑动地接收在底切沟槽62之内，以便使得在它们之间获得轻微摩擦，但是优选的是其形状并非与底切沟槽62完全相同，由此避免底切沟槽62与插入唇缘88之间产生吸力或者过大摩擦，否则将抑止滑动运动。就此而言，优选的是如图7中所示，在所述封闭板与底切沟槽62之间形成一个微小间隙63。下侧的向内拱起接合部分90被成形为至少部分地环绕在滑道48的对应抓持表面60的周围。通过利用拱形接合部分90至少部分地将抓持表面60环绕起来，获得了当杯子100在盖子10固定于其上的条件下发生倾覆或者翻倒时改善防止泄漏效果，和/或当应用了盖子10时保持杯子100内部的热量。这是因为与已知盖子相比，增大了表面面积，并且因此增强了圆顶部分12与细长封闭板70之间的面接触。
封闭板70的尺寸被设计成对应于滑道48的尺寸，以便在它们之间形成基本上液密性配合，仍旧容许细长的封闭板70在滑道48内部滑动。因此，插入唇缘88可以具有大约0.010英寸的内径，向外拱起的接合部分可以具有大约0.057英寸的外径，并且当从细长封闭板70的内表面进行观看时，插入唇缘88与拱形接合部分90内表面之间的距离可以大约为0.060英寸。
对置的封闭端78和非封闭端80可以被制成带有过渡至下侧向内拱起接合部分90的相同向外拱起插入唇缘88，或者替代性地，终止于与细长封闭板70的上表面72相同的平面中。在端部78、80均被制成带有向外拱起插入唇缘88和下侧向内拱起接合部分90的情况下，成形操作可以环绕细长封闭板70连续进行或者在细长封闭板70的一个或多个拐角处发生中断。
细长的封闭板70还包括一个形成于其上的通气孔92。通气孔92可以位于密封区域84和凸柱82之间，以便使得通气孔92在饮用孔38被打开时显露出来。通气孔92适合于确保容器内容物通过饮用孔38连续流出，同时向容器内通气。替代性地，通气孔92可以设置在盖子10上的其它位置。此外，凸柱82和密封区域84间隔开一个距离，该距离由饮用孔38和柱孔40上的止挡限制边缘44限定。
正如可以从附图中看到的那样，细长封闭板70的长度大约为顶壁16直径长度的一半至四分之三。所述细长封闭板的长度可以大约为顶壁16直径长度的三分之二。换句话说，所述细长封闭板的面积可以大约是顶壁16面积的5％至25％，或者大约是顶壁16面积的10％至45％，但是不超过50％。
需要注意的是，细长的封闭板70具有至少大约为1.5，至少大约为2，或者至少大约为3的纵横比(L/W，图4)。
在图9中，示出了将利用本发明中的盖子10轻易实现的杯子在盖子上的堆叠。杯子100包括一个底端102、一个上侧边沿104、以及将底端102与边沿104连接起来的侧壁106。底端102包括一个圆环状支撑表面108和一个凹陷入圆环状支撑表面108之内的杯子底部110，以便在圆环状支撑表面108与杯子底部110之间限定出壁高112。以圆环状支撑表面108、杯子底部110以及壁高112为界，限定出一个打开区域114。杯子底端102的这种构造在本技术领域中是公知的。圆环状支撑表面108抵靠和/或在冠部24之内置放在盖子10上，同时凸柱82轻易地装配在开启区域114中。因此结合两件式盖子10，以一种在以前无法实现的方式实现了杯子在盖子上的堆叠，而不会受到凸柱82的干涉。
正如将从图5A看到的那样，在表面22上方，凸柱82的高度H′可以仅略微高于冠部24的高度H。这种特征容许进行如前所述的杯子在盖子上的堆叠以及后面讨论的盖子对盖子的堆叠。
在工作过程中，比如在组装地点并且在使用之前，由使用者将细长封闭板70上的已成形纵向边缘76装配成与纵向底切沟槽62和抓持表面60滑动接合。通过组装，凸柱82通过柱孔40突伸出来，并且饮用孔38根据细长封闭板70的位置被打开或者关闭。在消费者使用时，凸柱82能够在打开止挡限制边缘46与关闭止挡限制边缘44之间于柱孔40内部滑动，以便分别打开或者关闭饮用孔38。推动凸柱82至关闭止挡限制边缘44(朝向饮用孔38)将促使顶壁16上的密封凸脊42与细长封闭板70上的凹槽86配合，促使在它们之间形成咬合封闭。推动凸柱82至打开止挡限制边缘46(背离饮用孔38)将使得密封凸脊42与凹槽86脱离配合，释放开这些部件之间的咬合封闭。止挡限制边缘44和46将限制凸柱82的运动，并且由此使得细长封闭板70处于完全关闭和完全打开饮用孔的位置。也可以处于所述运动最外边界之间的任何位置，并且将得以保持，因为细长封闭板70的纵向边缘形状与顶壁16上的滑道50构造之间存在轻微摩擦。
细长封闭板70上包括有凹槽86的密封区域84不会通过饮用孔38突伸出来，但是却会在凹槽86内部形成一个表面区域94，并且覆盖住比饮用孔38面积更大的面积。由于细长封闭板70具有从顶壁16的内表面20完全覆盖住饮用孔38的表面面积94，所以带有盖子并且关闭的容器的倒置或者倾覆将促使容器中的内容物进一步压迫细长封闭板70，并且由此将表面94压靠在饮用孔38上。因此，由于饮用孔38被从盖子10的内部密封起来，所以将比从盖子10的上表面进行关闭更好地防止泄漏，由此增强了对容器内容物的密封效果。
尽管带有已成形边缘的封闭板是优选的，但是如图10中示意性示出的那样，带有平整接合边缘76的基本上平的封闭板将同样适用。图10是一个类似于图5A的剖视图。
侧壁14上的冠部24专用于防止堆叠起来的杯子100从盖子10上滑落。尤其是，冠部24具有这样一个高度和尺寸，即杯子100的底端102将抵靠冠部24的内壁表面25而被装配。还有，冠部24的高度H基本上对应于凸柱82的高度，并且由于凸柱82远离冠部24，所以杯子100与盖子10的堆叠操作不会受到凸柱82的影响，因为当进行堆叠时，凸柱82将装配在现有容器和杯子上的打开区域114之内。
参照图11，示出了本发明中的盖子10、110、120可以轻易地以大约0.180英寸的间距130堆叠成一个嵌套堆叠125，因为所述凸柱不会明显地突伸至冠部24之上。
尽管饮用孔38、密封凸脊42以及凹槽86被图示为总体上呈椭圆形，但是将会明白的是，只要密封凸脊420和凹槽86在形状和尺寸上对应以便在它们之间形成咬合，那么任何合适形状均将实现密封饮用孔38的预期功能。例如，饮用孔38的替代性形状可以包括圆形、正方形或者矩形，但是并不局限于此。
尽管单独地进行了描述，但是圆顶构件12、侧壁14以及裙部26适用于在热成形工艺中被制成一个整体。为了阐明本发明的特征，已经结合单个盖子的成形过程对各种特征进行了描述；但是，本领域技本人员将会明白的是，可以采用已知的制造方法利用由热塑性材料形成的单张片材同时制取多个盖子。
总体来说，盖子10具有一个大约10至20密耳的壁板厚，或者大约14至18密耳的壁板厚。
细长的封闭板70可以由用于制取盖子10其余部分的同一种材料制成。但是，细长的封闭板70也可以由其它轻质材料制成。
参照图12和13，在此示出了另外一种按照本发明构造而成的盖子150。盖子150具有一个总体上如前所述的封闭板152，并且圆顶154带有一对对置的滑道156、158。滑道156和158具有结合图1中所示实施例描述的底切沟槽；但是，这些滑道可以如图12中所示那样沿着长度方向具有一种扇贝状几何形状。所述扇贝形状有利于将产品从模具中脱出，并且可以具有0.25英寸左右的曲率半径。所述扇贝状几何形状还有利于如图13中示出的更深底切沟槽，图13示出了所述圆顶沿着线13-13的一部分轮廓，此部分是一个增大面积的向内突起。
在图13中可以看到，底切沟槽160具有一个大约45至40密耳的底切深度162；最大深度与较小深度间歇排布。
对于本发明中盖子上的封闭板来说，也可以使用替换的构造。例如，在图14中示出的板170可以被应用在图12所示的滑道156、158内。板170类似于在图1中示出的封闭板；但是，板170具有多个的倾斜拐角172、174、176、178以及大体正方形的端部。还有，如图15中所示，边缘可以带有较深的底切部。在图15中，板170的纵向边缘180带有40密耳左右的底切深度182。
参照图16和17，在这里示出了另外一种封闭板190，其总体上类似于前述的封闭板，只是板190具有斜切边缘192、194，通过参照图17也许会更好地看到斜切边缘192、194，图17是板190的一个局部端视图。
板190具有一个上侧中间表面196，其以一个斜切角度198向下改变方向，斜切角度198可以是任何合适的角度，例如大约10度。
尽管已经结合多个特征对本发明进行了描述，但是对于本技术领域中那些熟练人员来说，在本发明的精神和范围之内，将能够轻易地对这些示例进行修改。鉴于前述讨论、本技术领域中的相关知识以及在前面结合背景技术和详细描述部分讨论过的参考文献，可以认为无需进行进一步描述，其中通过引用将所述参考文献中公开的内容全部结合入本发明。
权利要求
1.一种用于杯子的饮料盖，该盖由聚合材料制成并且包括a)带有侧壁和顶壁的热成形的圆顶构件，所述顶壁具有上表面和下表面以及位于该顶壁周边处的饮用孔，所述顶壁上还限定出一对从该顶壁下侧悬垂下来的滑道，所述顶壁还限定出相对于所述饮用孔向内设置的柱孔；b)热成形的细长封闭板，该细长封闭板具有沿着其长度的对置接合边缘、带有从其上开始向上突伸的凸柱的上表面、以及饮用孔密封区域；c)所述圆顶构件和细长封闭板被构造成使得所述细长封闭板上的对置接合边缘可以滑动地安装在位于所述顶壁下侧面上的滑道内，以便可重新封闭地密封所述饮料孔；其中所述凸柱通过位于所述顶壁中的柱孔向上突伸，所述细长封闭板的特征还在于，所述凸柱能够在所述滑道中大体沿着径向位移，以便在一个密封位置与一个打开位置之间移动，其中在所述密封位置，所述封闭构件的密封区域密封住所述饮料孔，在所述打开位置，所述饮料孔与圆顶构件的内部连通，还使得当所述封闭构件处于密封位置时该密封构件密封住所述柱孔，其中所述盖是一次性的。
2.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述滑道基本上横跨所述圆顶构件的顶壁。
3.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述滑道在这些滑道的下部与所述顶壁的下表面之间形成大体平行的底切沟槽。
4.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述底切沟槽沿着它们的纵向方向被构造成扇贝状设置，来限定出具有变化的底切深度的沟槽。
5.根据权利要求3所述的盖，其特征在于，所述细长封闭板基本上是平的，并且所述细长封闭板的对置接合边缘具有与所述细长封闭板基本上相同的厚度，并且与所述滑道中的大体平行的底切沟槽接合。
6.根据权利要求3所述的盖，其特征在于，所述细长封闭板的对置接合边缘均设置有热成形的凸边，这些凸边的轮廓被成形为在这些凸边与所述滑道的大体平行底切沟槽的对应轮廓的至少一部分上方，以面面接触方式与所述底切沟槽接合。
7.根据权利要求6所述的盖，其特征在于，所述细长封闭板的对置接合凸边具有基本上呈S形状的轮廓，并且所述滑道的底切沟槽具有匹配的S状轮廓。
8.根据权利要求6所述的盖，其特征在于，所述封闭板的接合凸边或者所述滑道的底切沟槽具有基本上呈S形状的轮廓，并且该基本上呈S形状的轮廓与对应的底切沟槽或者接合凸边的变形S状轮廓相匹配，以便使得在将所述封闭构件安装在所述滑道中时，所述凸边和边缘的对应轮廓在安装于所述滑道中的封闭构件的至少一部分轮廓上方，在所述封闭构件的接合凸边与滑道之间限定出气隙。
9.根据权利要求3所述的盖，其特征在于，所述封闭板具有斜切的纵向边缘。
10.根据权利要求9所述的盖，其特征在于，所述边缘相对于所述封闭板的上表面限定出一个大约5度至15度的斜切角度。
11.根据权利要求3所述的盖，其特征在于，所述底切沟槽具有一个大约0.02至0.06英寸的底切深度。
12.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述细长封闭板的长度是所述圆顶构件的直径长度的大约1/2至3/4。
13.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述细长封闭板的面积是所述顶壁的面积的大约5％至25％。
14.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述细长封闭板的面积不超过所述顶壁的面积的大约30％。
15.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述细长封闭板具有至少大约为1.5的纵横比。
16.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述细长封闭板具有至少大约为3的纵横比。
17.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述滑道具有由其内壁与正拔模斜度的外壁形成的底切沟槽。
18.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述滑道的外壁具有一个拱形轮廓。
19.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述顶壁的上表面限定出一个带有凹槽表面的凹槽和一个冠部，所述冠部在位于其附近的凹槽表面上方的高度为H，所述凹槽和冠部适合于接收一个杯子的底部，由此能够将多个带有盖的杯子牢固地相互堆叠起来。
20.根据权利要求19所述的盖，其特征在于，所述凸柱从所述凹槽的表面向上突伸至多大约1.25H，并且当所述细长封闭构件被固定在所述滑道中时，所述凸柱相对于所述细长封闭构件向内设置。
21.根据权利要求19所述的盖，其特征在于，所述冠部具有一个带有拱形上表面的顶壁。
22.根据权利要求21所述的盖，其特征在于，所述冠部的顶壁具有大约0.025至0.1英寸的曲率半径。
23.根据权利要求19所述的盖，其特征在于，所述冠部具有一个高度更小的凹口部分，该凹口部分位于与所述饮用孔径向对准的凹槽表面上方。
24.根据权利要求23所述的盖，其特征在于，所述冠部的凹口部分具有一个拱形上表面。
25.根据权利要求23所述的盖，其特征在于，所述凹口部分在所述凹槽表面上方具有大约0.75H至0.95H的高度。
26.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述细长封闭构件带有一个通气孔，该通气孔被定位成使得当所述细长封闭构件处于打开位置时，所述柱孔与圆顶构件的内部连通，由此在该打开位置给所述内部通气，以有利于对饮料进行消费。
27.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，该盖是由一种包括聚苯乙烯的热塑性片材经热成形制成的。
全文摘要
一种由聚合材料热成形制成的可重新封闭杯盖，包括一个圆顶构件和一个细长的封闭板。热成形的圆顶构件带有侧壁和顶壁，所述顶壁具有上、下表面以及一个位于该顶壁周边处的饮用孔。所述顶壁上还形成一对从该顶壁下侧面悬垂下来的滑道，并且还形成一个相对于饮用孔向内设置的柱孔。细长的封闭板具有对置的接合边缘、一个带有从其向上突伸的凸柱的上表面、以及一个饮用孔密封区域。在组装时，圆顶构件和细长封闭板杯构造成使得所述细长封闭板的对置接合边缘滑动地安装在所述滑道中，以便大体径向位移。
文档编号A47G19/22GK101037153SQ20061005969
公开日2007年9月19日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者A·A·施密特纳, J·E·拉什 申请人:福特詹姆斯公司