容器盖子及其制造方法

专利名称：容器盖子及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种容器盖子及其制造方法。
背景技术：
容器盖子是广为所知的。例如，用于一次性饮料容器，例如泡沫 杯或纸杯的盖子是已知的。这些容器通常用来容纳热的饮料，例如茶、 咖啡或热巧克力，或者用来容纳冷的饮料，例如软饮料、果汁或水。
已知的是，在盖子的顶部提供小的印刷或压花警告标记，例如
HOT或COLD，以便分别指示容纳在容器内的内容物是热的或冷的。 但是，这种压花或印刷并不能提供对容器内容物的实际温度的指示。
为了提供对实际温度的指示，提供共挤塑(两层)的热变色饮料 盖子是已知的，其中盖子的一层包含热变色物质，例如热变色颜料， 它在受热或受冷时发生改变，以便通过盖子提供对容纳在容器内的物 质的温度指示，并且在所容纳的物质过热或过冷时提供指示以便握持 或安全消费。这种盖子的一个例子描述在本申请人的 PCT/AU02/00029中，该申请被合并于此引为参考。然而，这种盖子 具有许多缺点。
一个缺点在于不同于在具有相对厚的物质并且热变色物质的使 用相对直接的塑料饮料瓶、勺子以及容器中使用热变色材料，热容器 盖子，例如咖啡杯盖子是由小于lmm，更特别地由小于0.5mm，并且 通常是由厚度为100至400jim的薄物质组成；因此，通过传统方式掺 杂(inclusion)热变色材料的盖子的性质是有害的。
另一缺点在于必须添加大量的热变色材料来产生所需的颜色覆 盖。标准颜料可被添加到盖子中，以便通过已知的方式产生所需的颜 色，其中胶嚢形式的标准染料以最小的添加比(2-3 % )添加到母料中。
但是，当热变色染料用完后，为了达到所需的及有效的颜色，对于薄
物质例如盖子，通常需要超过12%的添加比(3-4%的低添加比的热变 色材料可有效地与厚物质一起使用，但是这种添加不适于与盖子一起 使用)。而且，当没有添加足够的热变色材料时，所得到的颜色浓度将 不充分，并且有必要进一步增加添加比，以便产生更浓的颜色。使用 超过12%的添加比对于盖子的结构整体性将产生损害，因为通常的热 变色染料天然具有比标准颜料大的颗粒尺寸。而且一些盖子由耐沖击 性聚苯乙烯形成，它包括橡胶成分，从而允许盖子具有柔性并且适合 于热饮料容器盖子。热变色颗粒的颗粒尺寸对盖子的柔性造成了损失， 并且盖子变得易碎且具有被撕破的倾向，因此不适合于它们预期的用 途。
又一缺点是半透明性。由于盖子通常由小于lmm数量级厚的薄 物质形成，并且由于盖子包括超过10-12%的热变色物质以达到所需 的颜色效果，同时盖子可在"冷态"时展现出适当的颜色，当加热该 盖子至热态时，盖子变为半透明而不展现出实际限定的颜色。这是因 为热变色物质的性质是当热变色物质在受热时从其冷的环境颜色发 生改变，第一颜色消失直至几乎消除半透明状态，而只有浅颜色。半 透明问题不能通过添加达20%的较高添加比的热变色物质来改进，这 使得盖子的半透明性没有区别，并且薄物质中的热变色材料的较大体 积的大颗粒具有不利影响，并且削弱了盖子的结构整体性，从而导致 盖子易碎并且容易撕破/破裂，因此不是耐用、柔性或易弯折的。此外， 由于在制造过程中爆炸热变色颗粒，还使得这种盖子可能形成点蚀或 孔。这些点蚀或孔对盖子的强度和柔性都具有损害，并且在视觉上是 不合乎要求的。
半透明问题由于在盖子层底部中掺杂重复利用的边角料的再研磨 料而恶化，该再研磨料可作为成本削减方法包括在盖子制造过程中的 标准步骤。当热变色物质被用于盖子的顶层并且再研磨料掺杂在底层， 并且盖子被加热至热态时，在所述两层中的颜色改变导致两层中的颜 色和半透明性损失。这在本来是半透明的耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)
用作盖子的层时特别明显。耐沖击性聚苯乙烯由于具有有助于耐久性 和柔性的橡胶成分，所以它是用来制造盖子，例如热饮料盖子的最主
要的材料。HIPS还是成本有效的材料，并且不同于其它塑料原材料， 例如聚苯硫醚(PPS)，对于杯子盖来说它们太易碎了。
为了最小化半透明性，使用热变色材料的产品通常依靠下面第二 层的颜色来传达所需的最终颜色。但是，这些步骤在应用于薄物质的 盖子时是不成功的。例如，大多数产品利用热变色的微嚢密封的染料， 其中下面第二层的颜色被注入到该胶嚢中。但是，可商业提供的用于 制造盖子的HIPS是不透明以及略微半透明的。在这一点上，HIPS天 然就是浑浊的乳白色(当掺杂再研磨料时可为灰色)，并且在制造盖子 时通常将该白颜料添加到混合物中，以防止盖子变为透明。但是，由 于不利的颜色混合在层中并且通过光的折射，该颜料对热变色能力具 有不利影响。例如，当需要从蓝色变为红色时，冷态(环境状态)将 呈现出适当的冷的蓝色，但是在热态时，由于热变色物质不改变至截 然不同的深色，将呈现半透明的粉红色而不是所需的红色。代替半透 明的浅颜色，将产生比冷色浅一点的颜色，并且HIPS的天然乳白颜 料与浅色混合以产生更浅的颜色。这种结果是不合乎需要的，并且将 导致令人混乱的颜色变化，这样，当杯子处于热态时，用户几乎可以 看到杯子中，并且杯子中液体(例如咖啡或茶)的颜色会将用户实际 上看到的变为热态颜色。
另一缺点在于在盖子变为半透明时，容纳在杯子中的内容物的 凝结物将粘附到盖子的不期望的表面上，从而使得半透明的盖子在凝 结物粘附的部位变得更半透明。
市场上已存在的未能克服该半透明性问题的产品例子是热变色吸 管。这些吸管通过吸管与冷饮料的接触来工作，从而导致吸管颜色的 改变。热变色吸管本身比较薄，并且不具有明显的冷色(环境颜色)。 在与饮料接触而冷却时，颜色似乎消失了，并且没有真实的新的颜色 变为明显。颜色越多，被吸管吸走的液体的颜色越多于其它颜色。
上述问题不能通过使用单层盖子来解决。单层盖子由一层塑料薄
膜制成单个层，并且该单个层比组成多层盖子的层厚。对于单层盖子 而言，热变色材料需要应用到盖子层的整个厚度上，并且需要应用大 量的热变色材料，以实现足够浓的颜色。因此，制造单层盖子的成本相当大并且在商业上是不可行的。制造单层盖子的成本包括5至10 倍于制造多层盖子的热变色材料，其中在制造多层盖子时，热变色材 料仅掺杂在一层中。需要以商业上可行的方法来制造热变色盖子，这样，在环境状态、 热态以及冷态时可产生不同的颜色。本发明的目的是克服或显著改善至少一个上述缺点，或提供一种 适当的可供选择方案。发明内容根据本发明的第一方面，提供了一种容器盖子，该盖子包括第一 塑料层和设置在第一层顶部上的第二塑料层，第一层包括至少一个包 含至少一种有色颜料的部分，第二层包括至少一个包含至少一种热变 色物质的部分，该热变色物质能够在响应从容器的内容物传递来的热 量或传递至该内容物的热量而达到预定温度时变成基本上半透明，从 而显露出第一层的至少一个所述的包含有色颜料的部分。根据本发明的第二方面，提供了一种容器盖子，该盖子包括第一 HIPS层和设置在第一层顶部上的第二 HIPS层，第一层包括至少一个 具有至少一种有色颜料的部分，第二层包括至少一个具有至少一种热 变色物质的部分，该热变色物质的量为所述层的12wt。/o并且具有减小 的颗粒尺寸，该热变色物质能够在响应从容器的内容物传递来的热量 或传递至该内容物的热量而达到预定温度时变成基本上半透明，从而 显露出第一层的至少一个所述的包含有色颜料的部分，第二层的厚度 基本上小于第一层的厚度。根据另一方面，提供了一种容器盖子，该盖子包括一层，该层包 括至少一个具有至少一种热变色物质的部分，该热变色物质适于在响 应从容器的内容物传递来的热量或传递至该内容物的热量而达到预定
温度时适合于改变颜色和/或变为基本上半透明，该层在至少一部分中 设置有至少一种有色颜料，该部分在所述预定温度下是可见的，而在 所所述预定温度之外的温度下是不可见的，所述颜料的颜色与所述热 变色物质在预定温度之外的温度下的颜色相同或基本上相同，或者该 部分在所述预定温度下变为不可见，而在所述预定温度之外的温度下 变为可见，所述颜料的颜色与所述热变色物质在预定温度下的颜色相 同或基本上相同。根据本发明的另一方面，提供了一种制备容器盖子的方法，包括 共挤塑第一塑料层、第二塑料层以及可选的一个或多个附加的塑 料层，第一层在至少一部分中包含至少一种有色颜料，第二层包括至 少一个包含至少一种热变色物质的部分，该热变色物质适于在响应从 容器的内容物传递来的热量或传递至该内容物的热量而达到预定温度 时变为基本上半透明，从而显露出第一层的至少一个所述的具有有色 颜料的部分。下面的定义视作概括性的，绝不应将本发明的范围限制为那些术 语本身，相反，那些术语的提出是为了对下面的说明书给出更好的理除非上下文在其它方面要求或者特别给出了相反的声明，作为单 数叙述的本发明的整数、步骤或元件明确地包括单独和复数形式的整 数、步骤或元件。在该说明书中，除非上下文在其它方面需要，单词"包括"或其 变形应被理解为包括所述的步骤或元件或整数或者这些步骤、元件或 整数的组，但是不排除任何其它步骤或元件或整数或者元件或整数的 组。因此，在该说明书的上下文中，术语"包括"指的是"主要包括， 而不是必须仅仅包括"。本领域技术人员应该想到的是，这里描述的本发明可在除那些特 定描述之外容易地改变和改进。应该理解，本发明包括所有这些改变 和改进。本发明还包括在本说明书中提及或指出的单独或共同的所有 这些步骤、特征、组成和混合，任何以及所有的组合，或者任何两个
或多个所述步骤或特征。本申请中引用的所有参考文献被合并于此，并且它们的全部内容 作为参考。这里所包括的任何给定的参考文献并不是表明该参考文献 在澳大利亚或其它地方是公知的。"塑料"是指在软的时候可以成形并且随后硬化的任何合成或天 然有机材料，例如树脂、热固性树脂、聚合物、纤维素衍生物，酪素 材料以及蛋白质。"环境温度"是指盖子所处环境的室温。"基本上半透明"意味着热变色材料能够允许光透过但是使光发 生漫射，从而位于另一侧的物体不能被清楚地辨别。但是，该材料可 能不会变为完全透明并且可保持同样的颜色。


现在将参照附图并仅以示例的方式描述本发明的优选实施例，附图中图l是根据本发明一个实施例的盖子和容器的部分透视图； 图2是图1中包括切开部分的盖子的透视图，示出了该盖子的层 的横断面；图3更详细地示出了图2的盖子的切开部分的横断面；图4示出了本发明的不那么令人满意的实施例的另一种盖子的切开部分的横断面，其中在盖子的内表面上发生了凝结；图5是本发明的不那么令人满意的实施例的另一种盖子的、包括切开部分的透视图，示出了该盖子的层的横断面，并且示出在表面上具有点蚀；图6更详细地示出了图5的盖子的切开部分的横断面；图7示出了根据本发明另一实施例的盖的切开部分的横断面；图7A和7B示出了图7的盖子在环境温度(图7A)和预定的非 环境温度(图7B)下的透视图。
具体实施方式
这里公开了一种容器盖子，该盖子包括第一塑料层和设置在第一 层顶部上的第二塑料层，第一层包括至少一个具有有色颜料的部分， 第二层包括至少一个具有至少一种热变色物质的部分，该热变色物质 能够在响应从容器的内容物传递来的热量或传递至该内容物的热量而 达到预定温度时变成基本上半透明，并且显露出第一层的至少一个所 述的具有有色颜料的部分。所述盖子可可选地包括附加的塑料层，即所述盖子可包括两层或 多层。例如，该盖子由两层、三层、四层或多层形成。当使用两层以 上时，至少一层是第一层，至少一层是第二层，并且附加的层适当地 位于第一层之下。该附加的层可包括有色颜料和/或再研磨料。例如附 加的层可以是变暗层，它通过光的折射可使得第一层显得更暗。使用 附加的变暗层可减少层之间的光的折射，从而能够减少要使用的热变 色材料，这使得盖子的制造能更经济可行。本发明的盖子可用于热的或冷的杯子或容器，并且可用于饮料杯 或容器，例如用于容纳热或冷物质的一次性饮料容器的盖子，所述物质例如热的或冷的饮料(咖啡、茶、热巧克力、冰巧克力、软饮料、 汤、食物或粮食，尽管该清单决不是详尽的)。所述盖子可与通常用于 热的或冷的饮料，例如咖啡的销售的泡沫杯、聚苯乙烯杯或纸杯一起 使用。关于热的饮料，来自饮料的热量(或蒸汽)适当地影响热变色 材料由此影响盖子颜色的改变，这样，人们可识别饮料是否处于所需 的温度或者是太热而不能饮用。对于冷饮料，冷液体靠近盖子或者冷 液体与盖子的实际上的接触可影响热变色材料的颜色由此影响盖子颜 色的改变，这样，人们可判定饮料是否足够冷却或者应该在预定的温 度下供给或保藏。而且，颜色的改变可以由于将盖子置于热的或冷的 环境，例如烤箱或冰箱中而被影响。盖子的层可由微米至毫米数量级厚度的薄物质形式。通常，盖子的每一层可在约lOOjim至约400nm厚度的范围内，对于两层的盖子 而言，盖子的总厚度为约200jim至约800pm。盖子的厚度主要由制造
工艺和所使用的设备来确定，并且由是否需要更厚更坚固的高质量的 盖子或者更便宜更薄的盖子用于最终用途来确定。例如，根据本发明一个实施例的盖子的总厚度可为约0.3至约0.4mm (约300至约 400^im )数量级。适当地，第二层是盖子的上层。适当地，第一层是盖子的下层， 其中在没有附加的塑料层的情况下，第一层与来自容纳于容器内的物 质的热量直接接触。适当地，包含热变色材料的盖子的上层基本上薄 于下层。例如，盖子的上层可为盖子总厚度的约15%至约50%、约 20%至约40%、或者约25%至30%。在一个实施例中，盖子上层的 厚度范围可在约120pm至约160pm，并且盖子的下层或底层的厚度范 围可在约180nm至约240nm。每一层中的热变色物质和有色颜料部分可基本上为盖子的全部或 盖子的一个或多个较小的部分。上层部分的尺寸没有必要和下层部分 的尺寸一样，但是，上层的至少一部分必须足够覆盖下层的一部分， 以便在预定的温度下显露那部分。盖子由塑料材料形成。在一个实施例中，适当地，盖子由耐沖击 性聚苯乙烯(HIPS)制成。盖子可以是共挤塑的外层和内层形式。具 有半透明性质的部分可仅存在于外层中。内层可包括本发明盖子的再 研磨料或不同盖子的再研磨料。在各实施例中，还可具有附加的塑料层。关于再研磨料(regrind)，通常盖子的制造产生被称为"边带 (webbing)"的多余材料。边带以被称为再研磨的工艺再循环。使用 再研磨料的原因在于热变色材料很贵，并且添加一部分再研磨料可降 低盖子的制造成本。通常，再研磨料被添加到盖子的第一层或下层(可 以是邻近容器内容物的底层或基层)中。由于再研磨料可能使热变色 颜料变色，因此再研磨料通常不被添加到上层中。例如由于HIPS通 常包括白颜料，因此再研磨料可导致HIPS变灰而失去光泽。再研磨 料的变色还产生了更浓的颜色，从而对盖子在预定温度之外的温度下 的颜色带来影响，并允许热变色材料在上层或第二层中的添加比的减 小。但是，在特定实施例中，较小百分比的再研磨料可被添加到上层 中，从而可提供使用多余的(可能出现的)再研磨贮料的机会和/或增 加盖子在预定温度之外的温度下的颜色的深度。通过在第一层中掺杂再研磨料，第一层由此可包含来自再研磨料 的热变色物质连同有色颜料。当使用不同的盖子作为再研磨料时，需要4吏用一种具有减小的颗粒尺寸的(例如可从Matsui International 得到的BW Grade或PS Cone )热变色材料的再研磨料，尽管本发明 并不局限于这种再研磨料，不具有热变色材料的再研磨料或包含传统 颗粒尺寸的标准热变色材料可被使用。通常，第一层的有色颜料选择成使得该第一层在预定的温度和该 预定温度之外的其它温度下都是不透明的，从而提供浓的颜色。该有 色颜料可以是白色颜料之外的任何标准颜料，尽管第一层可以附加地 包含白色颜料。适当地，有色颜料以约2至约3wt。/o的添加比添加。 该颜料可被选择成在预定温度下所需的颜色。例如，第一层可包括红 色颜料，以使得盖子在预定温度下的颜色为红色。标准颜色也可以通 过再研磨料添加到第一层中，并且因此标准颜料的总添加比在约1至 约4wt。/。的范围内。添加的颜料量根据所需的颜色可以不同。例如当 颜料是黑色时可比当颜料是蓝色时添加较少的颜料。适当地，当热变色材料在预定温度下变为基本上半透明时，对于 第一层选择标准颜料，该层中的标准颜料是可见的不同的颜色。当 HIPS被用于第二层时，由于该HIPS的性质多半也是半透明的，因此 底层的标准颜料在预定温度下是可见的，并且如果该颜料是红色的， 那么盖子将在预定温度下呈现不同的红色。因此，底层的红色可防止 底层在预定温度下变为半透明。另外通过掺杂标准颜料，还可在预定 温度之外的预定温度下向盖子提供更浓的颜色。上层中的热变色材料可在除了包含在热变色材料本身内部的任何 下面颜色之外没有任何其它有色颜料的情况下使用。已知的是，具有 热变色性质的材料包括但不限于热变色颜料。热变色材料选择成使得 它仅在预定温度之外的温度下是可见的。例如，在一个实施例中，当 盖子处于预定温度之外的温度时，第二层中的热变色材料是可见的， 但是在预定温度时变为基本上半透明。该半透明颜色的改变可从预定 温度附近逐渐改变并且在预定温度时完成改变。在这方面，加热或冷 却效应可能不会造成整体半透明。上层中的颜色可从深色改变至不同 的更浅的颜色，该浅色通过光的折射而与底层中没有发生颜色改变的 标准颜料混合，标准颜料的颜色在预定温度下完全支配热变色材料。 尽管有可能出现上层变为完全半透明的情况，但是实际上是浅色透明 的颜色(例如，当盖子从咖啡色变为红色时，包括热变色材料的层可 以是淡粉红/浅红色)。具有热变色性质的材料可以是热变色颜料、树脂等等。热变色材 料可选择成使得它与传统的热变色材料相比具有减小的颗粒尺寸。本 发明人已经发现具有减小的颗粒尺寸的热变色材料对于盖子的薄塑料 层的使用是合乎需要的。热变色颜料可从数个来源得到，例如美国加利福尼亚州Gardena 的Matsui International Inc.公司出品的以CHROMICOLOR为商标 售出的F4、 G7或J8。该热变色材料可掺杂在第二塑料层中，其添加 比小于约12wt%，例如小于约10wt。/o或小于5wt%。热变色材料可以约6wt。/。至约10wt。/。的量掺杂到第二塑料层中。 对于制造成本和高成本的原材料来说，较低的添加比是有利的。使用 约12wt。/。以上的热变色材料将导致盖子不那么经济可行，并且该盖子 的结构整体性将会受到损害，这样，由于它的脆性，它很容易破裂并 且在生产过程中容易遭受点蚀。尽管可以使用标准的热变色材料，但是在一个实施例中，热变色 材料是浓缩物，例如可从美国加利福尼亚州Gardena的Matsui International IncZ〉司得到的Matsui Chromocolor BW Grade。该产 品相对于传统的热变色材料具有减小的颗粒尺寸，并且经受了迁移和 食品安全测试，还在2004年8月由FDA和其它食品安全团体批准用 于食品接触位置。其它热变色材料可以是由热变色材料制造商改变以 减小它们的颗粒尺寸的标准热变色材料，例如Matsui PS Conc和其它 微胶嚢密封的母料。在一个实施例中，适当地，用在第二层(上层) 中的热变色材料是新料或原材料而不是再研磨料。在一个实施例中，热变色物质和有色颜料选择成使得在组合时， 多个层在预定温度之外的温度下呈现出 一种可见的颜色。由于包含热变色材料的任何再研磨料与有色颜料混合，并且还由于HIPS在使用 时的不透明度的轻度影响，在第一层中可能发生颜色混合。正是由于 第一层中的颜色混合和通过这些层的光的折射，导致了盖子的颜色完 全可见。由于包含热变色材料的层的半透明性，第一层的颜色对于盖 子在预定温度之外的温度下的颜色具有贡献。在一个实施例中，颜色改变的程度可受到任何深色(可以是包含 在热变色材料中的颜料颜色)覆盖范围的影响，该深色不同于预定温 度下的第二种可区分的颜色(它是第一层中的有色颜料的颜色)，并且不同于预定温度之外的温度下的可见颜色。这种影响可在第一层(下 层)也包括热变色材料和标准颜料时发生，因为热变色材料的存在可 导致第一层最终颜色的变色/改变，这种变色由于第二层的厚度而透过 第二层(上层)是可见的，即下层的颜色可透过上层看到。这种变色 可由于标准染料比热变色染料要浓这一事实被进一步增加(compound )。例如，当在盖子的上层设置受热变为蓝色的颜料，而 在下层设置标准红色颜料时，将得到这样一种盖子，其在预定温度下 具有所需的颜色(红色)，但是例如在环境温度下变色为可见颜色将导 致环境颜色仅比热颜色稍深，例如红紫色，并且在热态和环境状态之 间几乎没有颜色对比。因此，每一层中的热变色添加剂以及有色颜料下为可见颜色，并且该颜色区别于盖子在预定温度下的颜色。作为一个例子，盖子在预定温度之外的温度，例如环境温度下的 可见颜色可以是咖啡色/黑色，并且在预定温度下的颜色可为鲜红色。 这可通过在第二层(上层)中使用受热变为绿色和受热变为青绿色的 颜料的混合来实现，当在第一层或下层中使用标准的红色染料(连同 来自再研磨料的任何热变色材料，但是没有任何白色颜料)时，该混 .温度之夕卜的温度下显示出可见的咖啡色 /黑色。
一旦加热或冷却，盖子将在预定温度下呈现出鲜红色。作为另一个例子，盖子在预定温度之外的温度下的可见颜色可以 是黑色，而在预定温度下的颜色可为绿色。这可通过第二层或上层中 的受热变为黑色和受热变为金色/橙色的颜料的混合来实现，当在第一 层或下层中使用标准的绿色和白色染料的混合(连同来自再研磨料的 任何热变色材料)时，该混合颜料通过光的折射可在预定温度之外的 温度，例如环境温度下显示出可见的深黑冷色。 一旦加热或冷却，盖 子将在预定温度下呈现出绿色。作为另外一个例子，盖子在预定温度之外的温度，例如环境温度 下的可见颜色可以是红色，而盖子在预定温度下的颜色可为黄色。这 可通过在第二层或上层中使用受热变为粉红色的颜料来实现，当在第 一层或下层中使用标准的黄色和白色染料的混合(连同来自再研磨料 的任何热变色材料)时，该颜料通过光的折射可在预定温度之外的温 度下显示出可见的暗红冷色。在使用时，通过加热或冷却到预定温度，包含热变色材料的第二 层(上层)的颜色可消失，而添加到第一层(底层)的至少一部分的 颜料的颜色可变为可见。当内容物处于预定温度时，所述变为可见的 部分可在盖子的其余部分上形成单词、符号或图案。响应区域温度降至预定温度之下，热变色材料能够返回到它的原 始颜色。在一个实施例中，盖子的不同部分可包含不同的热变色材料。例 如，盖子可包括至少两个具有不同热变色性质的区域，每一个区域能 够在响应从容器的内容物传递来的热量或传递至该内容物的热量而达 到不同的预定温度时发生改变。在另一个实施例中，可设置三个、四 个或多个区域。所使用的热变色材料还可以是半可逆的(quasi-reversible),并且允许两种或多种颜色改变。例如，热变色颜 料在一定温度(例如环境温度)下可为蓝色，在不同的温度(例如大 约45匸)下为红色，而在另一温度(例如大约60X:)时为黄色。
因此从上文可以清楚地得出，可以使用两种或多种颜色以及两个 以上的层，并且在使用两个以上的层时，在每一层中添加的不同或相 同热变色材料具有各不相同或类似的颜色改变温度。可以选择特定的 颜色组合来指示最需要的温度。盖子的一种可能用途是， 一种颜色为 安全的冷色(例如蓝色)， 一种颜色指示饮料处于可以饮用的适当温度 (例如橙色)，第三种颜色(例如红色)指示饮料太热。所述预定温度可以是预定的非环境温度，例如预定的热的非环境 温度或预定的冷的非环境温度。预定温度之外的温度可以是环境温度。在一个实施例中，环境温度为约20C至约30C。所述预定的热的非环 境温度可以高于约25"C，例如约30C、约35X:、约40C、约45。C、 约50X:、约55。C、约60n或约65X:。在可替换的实施例中，该温度 可以为约45。C、约50'C、约55。C或约60X:。所述预定的冷的非环境 温度可以低于约25'C,例如约20'C、约15X:、约10。C、约5'C、约0 'C、约-5'C、约-10'C或约-15'C。这里还公开了一种容器盖子，该盖子包括有一层，该层包括至少 一个具有至少一种热变色物质的部分，该热变色物质适于在响应从容 器的内容物传递来的热量或传递至该内容物的热量而达到预定温度时 改变颜色和/或变为基本上半透明，该层在至少一部分中设置有一种有 色颜料，该部分在所述预定温度下是可见的，而在所述预定温度之外 的温度下是不可见的，所述颜料的颜色与所述热变色物质在预定温度 之外的温度下的颜色相同或基本上相同，或者该部分在所述预定温度 下变为不可见，并且在该预定温度之外的温度下变为可见，所述颜料 的颜色与所述热变色物质在预定温度下的颜色相同或基本上相同。在该实施例中，盖子可以是根据本发明第一方面的那一种，并且 所述层可以涂覆在第二塑料层上或者位于第一和第二塑料层之间。在该实施例中，在盖子的顶部上可制作标识、符号或字迹(例如 标记或广告)，但在环境温度下，盖子的顶部不会出现可见的标识、符 号或字迹。在使用与盖子在环境温度下基本上相同或类似的颜色制造 该盖子后，即所选择的颜色可与热变色材料基本上相同或类似，标识、
符号或字迹可通过使用标准规则的非转换墨水将颜料压印或浸染到盖 子的顶部来涂覆。在该实施例中，标识、符号或字迹可作为标准染料 (即不能将盖子顶部上的颜色改变为与热变色材料在预定温度以下的 温度(例如环境温度))时的颜色相匹配的颜色压印到盖子上，并且该 颜色在所述预定温度以下是不可见的)，但是当盖子的颜色改变后，标 识、符号或字迹仍保持相同的颜色，并且因此显露出来。可替换地或附加地，标识、符号或字迹可由热变色材料，例如半 可逆或不可逆热变色材料形成。可具有一个以上的标识、符号或字迹， 并且该标识、符号或字迹可在不同的温度时显露出来。在一个实施例 中，当盖子处于预定温度之外的温度时，用户不能看到盖子顶部上的 任何东西，但是一旦打开盖子、杯子被加热或冷却到预定温度，则热 变色材料改变颜色并且变得清楚，从而使得标识、符号或字迹显露于 用户。在一个实施例中，当在能够有两种颜色改变(例如蓝色至黄色至 红色)的盖子中使用半可逆的热变色材料时，使用与预定温度以下的 温度下的颜色，即环境冷色(例如蓝色)相匹配的常规墨水在盖子的 顶部(或者盖子的层)上压印标识、符号或字迹，这些标识、符号或 字迹在红色阶段和黄色阶段都是可见的，但在蓝色阶段不可见。可替 换地，若用黄色标准染料来压印标识、符号或字迹，则所述标识、符 号或字迹在蓝色阶段和红色阶段都是可见的，但在黄色阶段不可见。 类似地，使用红色标准染料将导致在蓝色和黄色阶段可见，但所述标 识、符号或字迹在红色阶段不可见。在另一个实施例中，通过压印由 能在施加热量后变为基本上半透明的热变色材料制成的标识、符号或 字迹，当如上所述那样在盖子中使用半可逆的材料时，以下是可能的， 即当通过仅具有一种半透明颜色的受热变蓝的颜料来压印标识、符号 或字迹时，其中这种改变发生在红色阶段，随后，在蓝色阶段不可见 的标识、符号或字迹将在黄色阶段可见，但是在红色阶段不可见。这 提供了标记和销售选择并且使得标识、符号或字迹能够向消费者指示 饮料处于合适的饮用温度或者太热。另一个设想是以两种(或多种)不同类型的有色颜料来压印盖子或盖子层，其中一种或两种颜料都是 热变色材料，能够在各种预定温度下变为基本上半透明。这允许不同 的标记在各种温度下出现/消失。当两个以上的层用于例如多层盖子时，标识、符号或字迹可以任 何所需变化的标识、符号或字迹或颜色组合设置在任何层或任何层之 间。在该实施例中，标识、符号或字迹可以为图画形式。这里还公开了 一种制备容器盖子的方法，该方法包括共挤塑第一 塑料层、第二塑料层和可选的一个或多个附加的塑料层，第一层在至 少 一部分中包括一种有色颜料，第二层包括至少 一个包含至少 一种热 变色物质的部分，该热变色物质适于在响应从容器的内容物传递来的 热量或传递至该内容物的热量而达到预定温度时变为基本上半透明， 以便显露第一层的至少一个所述的具有有色颜料的部分。在一个实施例中，盖子是热成形的，其中在成形之前热变色颜料被添加到熔融塑料材料例如HIPS中。在一个实施例中，用于制备盖 子的热变色区域的方法包括共挤塑两层或多层来自单独滚筒的HIPS。 HIPS的内层(即使用中邻近或靠近杯子内容物)可按常规制造，向 其中添加有色颜料(除了白色或浅色基准颜料以外)，这种颜料在加热或冷却时不会发生颜色的改变，并且还向盖子提供了一定深度的颜色。 内层可由废料形成并且可包括热变色材料。外层(即使用中远离杯子 内容物)可由HIPS制成，向其中添加没有任何白色颜料的热变色颜 料。在一个实施例中，盖子由塑料材料形成，其中一些部分适当地浸 渍或混合有具有热变色性质的材料或标准染料，或者适当地浸渍或混 合有来自弄研磨料的热变色物质。在不同的实施例中，在添加之前或 添加过程中，在热变色材料中不存在水。参照附图，图1示出了本发明的饮料容器盖子2，该盖子包括侧 壁2A、相应的顶壁2B、与饮料杯子67相接合的边或唇3。边缘4向 外张开并且不与杯子67接触。饮料容器盖子2还包括蒸汽释放孔1。图2示出了图1的盖子，包括切开的横断面5,示出了内层7和
图3更详细示出了图2的横断面5。可以看出，图3是饮料容器 盖子2A的切开的横断面5的放大图。图3包括顶面11、与图2的外 层6相应的层14、与图2的内层7相应的底层15、和底面13。区域 12指的是顶层14和底层15之间(热量和所施加的压力的组合使得这 些层在从滚筒上离开而接触时粘接和融合在一起)的粘接区域。在环 境温度下，外表面ll显示出可见的颜色，而层14和15的组合处于未 受干扰的状态。为此目的，顶层14包括纯的(virgin)耐沖击性聚苯 乙烯(HIPs)和至少一种热变色材料，而底层5包括纯的HIPs、至 少一种标准染料以及类似盖子的再循环材料的再研磨料。在一个实施 例中，添加足够量的标准染料，以提供对底层15的不透明覆盖。在一 个实施例中，顶层14为盖子2的总厚度的15-35%的层。在一个实施 例中，热变色材料是适合于与HIPs —起使用的标准热变色材料。在 另一个实施例中，热变色材料是其颗粒尺寸减小为前述那样的标准热 变色材料。适当地，层14包含至少约10wt。/。的热变色材料，而其余 材料为新的HIP。在使用时，本发明的盖子2被置于容纳有热的或冷的饮料的容器 67上，并且承受来自容器67的内容物的热流通，从而激活热变色材 料。顶层14中具有的热变色材料被激活，并且在预定的非环境温度下 变为基本上半透明，从而显露出底层15中具有的下面颜色。在一个实施例中，层14还可以包含再研磨料。图4示出了盖子2的另一个横断面10,但是在该实施例中，标准 染料不足以提供对底层15的不透明覆盖。在这一方面，通常少于lwt。/。 是不够的，l-3wt。/。可能不够，但是多少才是足量取决于所使用的颜料 的强度和牌子。在使用HIPS并且其中不包含白颜料时，包含在热变 色胶嚢中并且用作第二颜色的标准染料不足以提供覆盖。在使用中， 来自饮料杯子67的热的液体22产生的蒸汽23将激活该热变色材料， 但是热变色材料不能足量覆盖，从而底层15本身将变为半透明并且能 够透过盖子2看到底层15的表面13上的凝结物20。
图5示出了盖子2，但在该实施例中，点蚀31出现在盖子的表面 上。层14包括适合于HIP环境的标准热变色添加剂。标准材料内固 有的大颗粒尺寸的热变色添加剂和过度拥挤的热变色颗粒由于这些颗 粒不能保持它们的天然构造而使得该拥挤的颗粒爆炸，从而导致点蚀 30在盖子2的外表面11上可见。图6示出了盖子10的横断面，并详 细示出了该点蚀。这些点蚀还导致橡胶含量的损失，从而造成脆性。图7、 7A和7B示出了在其表面上具有图案或标识62或64的盖 子2。图案或标识63被选择成上层14和下层15在冷的环境温度下的 颜色组合，并且不可见。当热变色添加剂受热或受冷而变为半透明时， 可见的外层物质60的颜色变为包含在下层15中的标准颜料的颜色， 但是标识62保持为所述两层在冷环境状态下的颜色的组合，并且该标 识在其余的颜色变为下面第二层颜色时变为可见。该标识可以为压印 在盖子上的不改变的标准颜料，或者它可以是半可逆的或不可逆的热 变色材料。本发明将通过参照下面的例子来对其进行描述在下面的例子中， 所有的添加比都基于这样一种假设，即饮料盖子顶层的厚度为盖子厚 度的约40%,并且底层的厚度为盖子厚度的约60%。这些厚度可以改 变并且当它们改变时，添加比也可以改变。示例1:为了实现咖啡色至鲜红色的盖子。25.顶层Chromicolor PS Cone BW Grade绿色#45 Chromicolor PS Cone BW Grade青绿色#45 纯HIPS底层红颜料247 红颜料242剩余部分(顶层和纯hips的再研磨料)约10%约5% 约85%约1.0% 约0.1% 约98.9%2)顶层:Chromicolor PS Cone BW Grade绿色#45纯HIPS底层红颜料247 红颜料242剩余部分(顶层和纯hips的再研磨料) 示例2:为了实现红色至嫩黄色的盖子1)顶层Chromicolor PS Cone BW Grade粉红色#45 纯HIPS底层 白颜料6 黄颜料138剩余部分(顶层和纯hips的再研磨料)2)顶层Chromicolor PS Cone BW Grade粉红色#45纯HIPS底层白颜料6黄颜料138剩余部分(顶层和纯hips的再研磨料) 示例3:为了实现木炭色至绿色的盖子 1)顶层Chromicolor PS Cone BW Grade快黑色#45 Chromicolor PS Cone BW Grade金橙色#45 纯HIPS约15% 约85%约1.0% 约0.1% 约98.9%约15% 约85%约0.06% 约0.055% 约99.885%约15% 约85%约0.03% 约0.0275% 约99.9425%约11% 约4°/0 约85%
底层白颜料6绿颜料7剩余部分(顶层和纯hips的再研磨料) 2)顶层Chromicolor PS Cone BW Grade快黑色#45 Chromicolor PS Cone BW Grade金橙色#45 纯HIPS底层约0.105% 约0.0275% 约99.8675%约11% 约4% 约85%白颜料6约0.05%绿颜料7约0.0015%黄颜料138约0.0125%剩余部分(顶层和纯hips的再研磨料)约99.936%上述实施例的盖子可以具有一个或多个优点。例如，所述盖被用在热饮料的情况下，包括对容纳于其中的内容物给出是热的和具 有潜在危险的警告。所述盖子还可以向视力最小、手和/或手指失去了 知觉以及处于黑暗地方的人们提供改进的对温度的指示。尽管本发明已经参照特定的例子作出了描述，但是本领域技术人 员应该理解，本发明还可以多种其它形式来实施。
权利要求
1、一种容器盖子，该盖子包括第一塑料层和设置在第一层顶部上的第二塑料层，第一层包括至少一个包含至少一种有色颜料的部分，第二层包括至少一个包含至少一种热变色物质的部分，该热变色物质能够在响应从容器的内容物传递来的热量或传递至该内容物的热量而达到预定温度时变成基本上半透明，从而显露出第一层的至少一个所述的包含有色颜料的部分。
2、 一种容器盖子，该盖子包括第一HIPS层和设置在第一层顶部 上的第二 HIPS层，第一层包括至少一个具有至少一种有色颜料的部 分，第二层包括至少一个具有至少一种热变色物质的部分，该热变色 物质的量达到所述层的12wt。/。并且具有减小的颗粒尺寸，该热变色物 质能够在响应从容器的内容物传递来的热量或传递至该内容物的热量 而达到预定温度时变成基本上半透明，从而显露出第一层的至少一个 所述的包含有色颜料的部分，第二层的厚度基本上小于第一层的厚度。
3、 根据权利要求1或2所述的盖子，包括一个或多个附加的塑料层。
4、 根据权利要求3所述的盖子，其中附加的塑料层包括一种或多 种有色颜料、热变色物质或再研磨料。
5、 根据权利要求l-4中任一项所述的盖子，所述盖子用于热的或 冷的杯子或容器。
6、 根据权利要求l-5中任一项所述的盖子，其中盖子每一层的厚 度范围为约100nm至约400^un，对于两层的盖子，盖子的总厚度范围 为200jtm至约800pm。
7、 根据权利要求l-6中任一项所述的盖子，其中第二层是盖子的 上层，第一层是盖子的下层，附加的塑料层位于第一层之下。
8、 根据权利要求l-7中任一项所述的盖子，其中第二层是盖子的 上层，第一层是盖子的下层，附加的塑料层包括热变色材料并且位于 第二层之上。
9、 根据权利要求7或8所述的盖子，其中盖子的上层是盖子总厚 度的约15%至约50%。
10、 根据权利要求1-9中任一项所述的盖子，其中假设第二层的 至少一个所述部分必须足够地覆盖第一层的一部分，那么每一层中的 热变色物质和有色颜料部分基本上是整个盖子，或者是盖子的一个或 多个小部分，以便在预定温度下显露所述部分。
11、 根据权利要求1-10中任一项所述的盖子，其中第一层包括所 述盖子的再研磨料或不同盖子的再研磨料。
12、 根据权利要求1-11中任一项所述的盖子，其中热变色物质具 有减小的颗粒尺寸，并且选自包括Matsui Chromicolor BW Grade或 PS Cone的组。
13、 根据权利要求1-12中任一项所述的盖子，其中第一层的有色 颜料使得该第一层在预定温度和该预定温度之外的温度下均是不透明 的。
14、 根据权利要求1-13中任一项所述的盖子，其中有色颜料是除 白颜料之外的标准颜料，或者是组合有白颜料的标准颜料。
15、 根据权利要求1-14中任一项所述的盖子，其中有色颜料以约 1至约4wt。/c的添加比添加。
16、 根据权利要求1-15中任一项所述的盖子，其中所包括的热变 色物质的量为约6wt。/。至约10wt%。
17、 根据权利要求1-16中任一项所述的盖子，其中每一层中的热度之外的温度下是可见的颜色，并且该颜色区别于盖子在预定温度下 的颜色。
18、 根据权利要求1-17中任一项所述的盖子，其中显露的部分形 成单词、符号、标识、图画或图案。
19、 根据权利要求1-18中任一项所述的盖子，其中热变色物质的 颜色改变是可逆的、半可逆的或不可逆的。
20、 根据权利要求1-19中任一项所述的盖子，其中存在一种以上的预定温度。
21、 根据权利要求1-20中任一项所述的盖子，其中所述预定温度 是预定的非环境温度，选自预定的高于约25。C的加热的非环境温度， 或预定的低于约25'C的冷却的非环境温度。
22、 根据权利要求1-21中任一项所述的盖子，其中盖子是咖啡杯 盖子，并且热变色物质能够在响应从容器的内容物传递来的热量或传 递至该内容物的热量而达到预定温度时变成基本上半透明。
23、 一种容器盖子，该盖子包括一层，该层包括至少一个具有至 少一种变色物质的部分，该热变色物质适于在响应从容器的内容物传 递来的热量或传递至该内容物的热量而达到预定温度时改变颜色和/ 或变为基本上半透明，所述层在至少一个部分中设置有至少一种有色 颜料，该部分在所述预定温度下是可见的，而在所述预定温度之外的 温度下是不可见的，所述颜料的颜色与所述热变色物质在预定温度之 外的温度下的颜色相同或基本上相同，或者该部分在所述预定温度下 变为不可见，而在所述预定温度之外的温度下变为可见，所述颜料的 颜色与所述热变色物质在预定温度下的颜色相同或基本上相同。
24、 根据权利要求23所述的盖子，其中可见部分形成单词、符号、 标识、图画或图案。
25、 根据权利要求1-22中任一项所述的盖子，在第一和第二塑料 层之间或者在第二塑料层上或在笫二塑料层之上包括根据权利要求 23或24所述的盖子的层。
26、 一种制备容器盖子的方法，包括共挤塑第一塑料层、第二塑料层以及可选的一个或多个附加的塑 料层，第一层在至少一个部分中包含至少一种有色颜料，第二层包括 至少一个包含至少一种热变色物质的部分，该热变色物质适于在响应 从容器的内容物传递来的热量或传递至该内容物的热量而达到预定温度时变为基本上半透明，从而显露出第一层的至少一个所述的具有有 色颜料的部分。
全文摘要
一种用于容器(67)的盖子(2)，该盖子(2)包括第一塑料层(15)和第二塑料层(14)，第一塑料层(15)包括具有至少一种有色颜料的部分，第二塑料层(14)包括至少一种热变色物质，该热变色物质能够在响应从容器的内容物传递来的热量或传递至该内容物的热量而达到预定温度时变为半透明，从而显露第一层的有色颜料。作为选择地，描述了一种包括有一层的盖子，该层具有在预定温度下变为可见或不可见的部分(62，63)。
文档编号B65D43/00GK101160243SQ200680012526
公开日2008年4月9日 申请日期2006年2月27日 优先权日2005年2月28日
发明者G·L·贝斯, N·R·L·贝斯 申请人:诺什麦尔股份有限公司