可再关闭的杯盖的制作方法

专利名称：可再关闭的杯盖的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及杯盖，并且更具体地说，涉及一种热成型的一 次性杯盖，该杯盖带有一个饮用孔以及沿着一个大致径向的方向在打 开位置与关闭位置之间可移位的一个关闭片，在打开位置中该孔与盖 的内部连通，而在关闭位置中该关闭片覆盖了该孔以减少或基本上防 止在^f吏用中的溢出。
背景技术：
可再关闭盖的构型中的大量变化是已知的，大体上如下文件所证 明C.H. Leggett的名称为"Can Cover or the Like"的美国专利号 581,293; G.A. Cibulka的名称为"Closure for Cans，，的美国专利号 949,974; J.C. Gibbs的名称为"Sifter Can"的美国专利号1,433,544号； L.B. Pronsnitz的名称为"Ink Well Closure"的美国专利号1,765,284; C.E. Tannewitz的名称为"Ink well"的美国专利号1,888,363; J. Coyle 等人的名称为"Dispensing Container with Slide Closure"的美国专利 号2,492,846; Waterbury的名称为"Vendable Reclosable Beverage Container"的美国专利号4,170,724; Eppenbach的名称为"Measuring Dispenser"的美国专利号4，201 ，320; Florczyk等人的名称为"ContainerHaving Resealable Opening Means"的美国专利号4,434,906; Lyon的 名称为"Beverage Container"的美国专利号5，025，945; English等人的 名称为"Dispenser Closure Assembly"的美国专利号5，086，941; Pierce 的名称为"Resealable, Refillable Container System"的美国专利号 5,462,189; Wong的名称为"Bottle Cap，，的美国专利号6，354，454;以 及Markert等人的名称为"Lid With a Slidable Dispensing Spout"的美 国专利号6,439,442。上述这些申请各自的披露内容通过引用全文结合 在此。
在Davis等人的名称为"Drink Preserver"的美国专利号 4，749，099; Hambleton等人的名称为"Slidable Redosable Plastic Lid" 的美国专利号4,570,817 ;以及Waterbury的名称为"Vendabk Recusable Beverage Container，，的美国专利号4，127，212中可以看到 可再关闭的饮料盖或容器。上述这些申请各自的披露内容通过引用全 文结合在此。在Davis等人的专利中， 一个按下接片被互连到一个轨 迹之内的一个关闭片上，该轨迹形成在容器的金属顶部之中。该按下 接片运作来将一个有刻痕的部分向下撕开进入该顶部从而暴露一个开 口 ，由此该关闭片可以被移动到该开口上以保护该容器内未使用的内 含物。在Hambleton等人的专利中， 一个塑料容器盖包括一个主盖构 件和一个滑动构件。该主盖构件具有多个支持导槽，该滑动构件位于 它们之间，并且这些导槽相对于该主盖构件的平面是有斜角的，以便 将该滑动构件保持在盖上。在该主盖上设置了一个孔并且该滑动构件 可以覆盖这个孔。该滑动构件还包括一个手指可接合的部分。 Waterbury的专利是针对一种可再关闭的饮料容器并且提供了安装在 容器上端的一个可滑动的盖罩，用于在该盖中的一个开口上移动。该 盖罩不能从该盖上移除。
上述这些物品总体上不适用于一次性的盖/杯子市场，在这一市场
中成本、存储、便于制造等等是首要的。
对于一次性的杯盖，关闭片已经普遍地被结合在由刻痕限定的一 个塑料盖的上壁之中，这样使该关闭片沿着这些刻痕从该罩面的临近部分上揭开并且随后被向后折叠以打开盖的饮用孔；可任选地是，在 它的打开位置中被固定到向上伸出的凸起上；并且被再次折叠至边缘 以关闭该盖。这些盖可能是难以适当地操作的并且经常会造成大量的 溢出(对于热饮则尤其麻烦)但是尽管如此已经享有了实质性的商业 成功，部分地因为它们满足了 一次性产品市场的要求很高的成本指标。
圆拱形的热饮杯盖虽然不是可再关闭的但经常是已经替代了带有 折叠式关闭片的较扁平的盖，因为它们是顾客们优选的并且固有地控 制了一部分溢出，这是由于事实上它们在所包含的饮料之上为杯子增 加了"飞溅高度"。正如在本领域中普遍地已知，此类盖包括由一种热 塑性聚合材料形成的一个圆拱的形状并且具有一个开口用于在该盖被 应用于一个杯子上时饮用饮料。对这种盖以及在其中形成的开口和关 闭件提供了不同的形状。
在Smith等人的名称为"Reclosable Container Lid，，的美国专利号 6,732,875以及Smith等人的名称为"RecIosable Container Lid，，的美国 外观设计专利号D489，260中见到了 一种可关闭的圆拱形盖。这种盖包 括一个罩面构件以及安装在该盖的罩面中的一个可转动的圆盘构件。 一个柱状件被定位在该盖的周缘上以在该饮用孔下在打开位置与关闭 位置之间转动该圆盘。显然必需要结合例如排出孔等特征，这是由于 该圆盘/盖的几何形状以及该盖/圆盘的组合似乎要求该罩面的冗余结 构，即，在该整个顶壁上有两个层。此外，所提出的罩面特征妨碍了 有效的嵌套，从而增加了存储、包装、以及运输的成本。此外，所披 露的实施方案在当 一个顾客购买了多种饮料时可能阻碍了以 一种盖放 在杯子上的安排来进行叠放；这个缺点可能抵消了通过关闭饮用孔而 在溢出方面的获益。
美国专利号6,824,003中示出了可再关闭杯盖的另 一个实例，其披 露内容通过引用全文结合在此，该专利旨在披露一种一次性并且可再 关闭的热成形的盖。这种盖具有多个C形状的轨，其中， 一个可再关 闭片被卡在其中。这些轨是楔形的以允许卡入这些轨之中。据信，这 种盖如果并非不可能也是难以在一种热成形过程中来制造，因为在该c形状轨中形成的这些陡边缘。人们还相信这种盖将无法以一种有效
的方式进行叠放。
尽管有众多选择，现有的以及所提出的一次性盖具有以下缺点中
的一个或多个操作麻烦以及无效的重新密封；无效的溢出控制；高材料成本；过度的存储、包装以及运输成本；无法在一中杯子放在盖上的安排中进行叠放；等等。通过本发明，本领域中的这类缺陷得到克服并且提供了一种可再关闭的盖，这种盖是耐用的且一次性的、便于使用的、可叠放的、对于防止飞溅和溢出有效的、易于用现有的机械装置与热塑材料进行制造并且成本低廉。
发明概述
本发明提供了从一种聚合物材料热形成的一种一次性的可再关闭的杯盖并且包括一个盖构件以及一个关闭片。该热成形的盖构件可配备有一个侧壁以及一个顶壁，该顶壁具有上表面和下表面以及位于该顶壁周缘处的一个饮用孔。当该盖与一个杯子接合用于在其中装入饮料时，该饮用孔与该杯子的内部连通。该顶壁可以进一步限定从该顶壁的下表面垂下的一对扇贝形的接合轨迹以及一个关闭片柱孔。为了提供该可再关闭的并且一次性的杯盖，通过在这些扇贝形的接合轨迹上施加一个弯曲力来扩大它们之间的距离而将一个热成形关闭片插入到这些扇贝形的接合轨迹之中。该关闭片柱状件将延伸到该盖构件的表面上方，该盖构件允许该关闭片在这些扇贝形的接合轨迹内是可滑动的。此外，该盖构件以及该关闭片可以被构型为通过在该关闭片内部包括一 个储存区来减少使用过程中使用者经历饮料滴在她的皮肤或衣服上的可能性。该储存区还可以具有在其边界之内的一个通气口，以有利于在使用时将该储存区排空。更进一步，该关闭片可以具有在其上的一个锁定轮廓或锁定器，它们被适配为与该盖构件中的一个相应的锁定轮廓相互配合。組装的杯盖是可叠放的，以此将空间要求最小化。在此还提供了制造这些盖的一种方法。
从以下讨论以及附图中，本发明的另一些特征以及优点将变得清楚。
附图简要说明
以下结合附图对本发明进行详细说明，其中相同的数字表示相同
的零件，并且在附图中
图l是结合了本发明的特征的一种可再关闭盖的侧面轮廓。
图2是示出了本发明的盖的一个实施方案的底视图，其中该盖具有一对扇贝形的接合轨迹。
图3是在最大向内凸起处的

图1的一个滑动轨迹的轮廓。
图4是具有总体上斜角的边缘的一个关闭片的透视图。
图5是图5的关闭片的部分末端视图。
图6示出本发明的扇贝形接合轨迹轮廓的详图。
图7是本发明的关闭片的一种形式的俯视图，该关闭片具有其中带有通气孔的储存区，以及一个锁定轮廓与 一个饮用孔轮廓。
图8是示出了图7的关闭片轮廓的详图。
图9是一个轮廓图，它示出了本发明的盖的一种形式的升高的々欠用孔区域的构型。
具体实施例方式
以下仅出于举例和说明的目的对本发明进行详细说明。所附权利要求中给出的本发明范围之内的修改对于本领域技术人员应是很明显的。除非给出更加具体的定义或上下文中另行指明，在此所使用的术语所给出的是其一般性含义。
"长宽比"是指物体长度与物体宽度(例如一个关闭片的长度与同一个关闭片的宽度)之比。
"总体上径向地"是指大致上平行于或者大致上沿着物品直径的方向。
"凹切深度"是指在同一个热成形的特征的一个横向突出部之下(或之上)横向延伸的一个凹陷的距离，以定义该零件中的一个横向的凹槽。这些凹切的特征为以下讨论的所谓的"负拔模斜度"。如果一个零件或特征不是凹切，则它具有一个正拔模斜度。当与具有变化的深度的凹切如一个扇贝形的凹切相关联使用时，"凹切深度，，是指在该凹切的最大横向深度处的凹切深度。凹切深度定义了与这些扇贝形的接合轨迹基本上同等延伸范围的"凹切槽"。
"扇贝形的朝向"意味着处于形成了一个边界的一个连续的序列或
多个圆形元件或者多个有角度的凸起的形式。图2中示出的元件158是一个扇贝形的朝向的一个非限定性实例。
"一次性，，意味着这个物体旨在于一次或者最多几次使用之后即被丟弃。
"基本上密封"意味着没有或基本上没有从关闭位置的关闭片中溢出。
具有可再关闭的盖的容器，即杯子，例如用于盛放热饮料如咖啡和茶，由于其部件的成本通常不适合在一次使用之后即丟弃。此类现有技术的容器典型地是打算供多次使用并且是由注塑模制的塑料材料制成。在由注塑模制的塑料制备的此类现有技术的可再关闭盖中，该轨迹总体上是由在该盖中形成的多个轨来限定的。然而，如本领域普通技术人员会理解的是，在例如制造本发明的可再关闭盖的一个热成形过程中形成多个陡边缘实际上是不可能的。在热成形中不能容易地制备尖拐角。同样，该物件必须被设计为使其从模具上是可移除的，而没有该物件的实质性的变形(例如，弯曲或扭曲)，这种变形有将对物件的结构完整性产生不利影响。为此，美国专利号6,824,003中说明的这些接合轨迹的锐角在一个热成形过程中将是极其难以制造的。
诸位发明人在此已经发现，为了适当地制造和組装一个热成形的可再关闭的杯盖，该接合轨迹(由一个凹切槽以及接合轨迹的总距离所限定)的形状尤其重要。如果该轨迹的设计没有保持在一定参数之内，那么已经发现该热成形盖无法从模具上剥下而没有接合轨迹的严重变形，其所达到的程度是该关闭片不能被插入该轨迹中以提供一 个适当的可再关闭杯盖。即，如果这种盖必须被实质性地变形以便将其从模具中移除，那么制成接合轨迹的塑料材料将被拉伸、撕裂或扭曲以致该接合轨迹不再具有结构的完整性。这种结构完整性的丟失将导致该关闭片无法可靠地接合在该接合轨迹之内和/或在使用的过程中允许液体从盖中漏出。另外，诸位发明人已经发现，如果这些接合轨迹是由全长度的材料制成，而不是小于全轨迹长度的材料，那么该盖构件以及关闭片的组装将会很困难。
因此，诸位发明人在此决定，为能够适当地制造并且组装一个热成形的可再关闭的杯盖，与适用于制备一个注塑模制的可再关闭杯盖的设计相比，要求对接合轨迹区域进行重大的调整。具体而言，所确定的是必须从这些接合轨迹的区域移除该材料的一个可度量的量值。因此，本发明的盖构件中的这些接合轨迹是扇贝形的，正如在此进一步讲明的。
本发明的这些扇贝形的接合轨迹包括限定了多个凹切槽的多个凹切深度，这些凹切槽进而实质性地限定了这些扇贝形的接合轨迹。该
凹切深度可以至少从大约0.020至大约0.060英寸或者从大约0.025至0.050英寸。诸位发明人在此已经发现，当该凹切槽太深时，在将盖从模具中移除时该扇贝形的接合轨迹将会变形。这被认为是由于需要例如在图3中的凹陷160处弯曲或扭曲这种盖以便将其从模具中弹出，简单地说，因为当模具的凹陷太深时，这种盖将被卡其中。
诸位发明人在此还发现，凹切深度的范围与限定一个扇贝形的接合轨迹是有关的，该轨迹是足够深的以导致关闭片在扇贝形的接合轨迹中的可靠固定。本发明的凹切深度确保了在使用中滑动件将不会从轨迹中脱离接合并落入饮料中，同时仍然允许该盖构件适当地从该模具中剥离。
对于该创造性的可再关闭杯盖的可制造性额外重要的是，将关闭片插入该扇贝形的接合轨迹内而不严重扭曲这些扇贝形的接合轨迹的能力，同时仍然保持该扇贝形的接合轨迹的完整性以确保在这些接合轨迹中关闭片的良好装配。在高速度的组装过程中，关闭片必须被快速地并轻松地能够插入接合轨迹中而不扭曲这些接合轨迹，这样在使用过程中该关闭片将被保持在该轨迹中。用于高速度组装的这些特征将在下文中详细说明。
为了达到这些目的，诸位发明人在此已发现一种扇贝形的(或沟紋的)设计提供了一种盖结构，它特别适合于此处的可再关闭的盖。
例如，这种扇贝形的朝向是由在此的图2所描绘的。这些扇贝凹口可以排列为具有从端到端大约0.125至大约0.30英寸的半径。由于扇贝凹口的总数限定了该扇贝形的轨迹的长度，所以当这些半径较小时，将会出现较多的扇贝凹口；当这些半径较大时，将出现较少的扇贝形凹口。这些扇贝形的接合轨迹是由一个距离隔开的。这些扇贝形的接合轨迹总体上是相互平行的。该凹切深度与该扇贝形相配合以提供关闭片在其中运行的这些接合轨迹。
还已发现，通过对该关闭片的伸长边切圆角和/或成斜角可以改进关闭片的插入以及装配。例如，通过对这些边切斜角以使该关闭片的边缘指向离开盖构件的下表面，该关闭片要求较少的力来插入接合轨迹中。此外， 一个斜角的边缘允许该关闭片滑动(或滑移)进入这些接合轨迹中，而没有可感觉的应力被置于该关闭片本身或这些接合轨迹上。这些角度可以是如在此进一步讨论的情况。
在某些方面，该关闭片所处的这些扇贝形的接合轨迹的臂在自由端不是楔形的。更进一步，这些接合轨迹不包括一对C形的轨。美国专利号6,824,003中4皮露了这种C形轨。6，824，003号专利陈述了当一个C形轨在自由端是楔形时有助于使关闭构件卡入盖部分之中。诸位发明人在此认为，即使包括了楔形端，当将关闭片插入6，824，003号专利的盖内时，该专利的设计会导致C形轨结构的严重扭曲。因此，诸位发明人认为6,824,003号专利中说明的设计将会导致其中的关闭片的松动装配。
此外，据信由于该设计中的这些陡边缘，所以使用热成形技术来制备6，824，003号专利中所描绘的盖将是极其困难的。正如上面所指出的，这类的陡边缘无法被合理地应用在制造中，因为在热成形之后该物件将难于从该模具上移除。与6，824，003号专利中披露的接合轨迹设
12计相比，本发明的这些接合轨迹的扇贝形的设计允许盖构件在热成形 之后被轻易地从该模具上移除，而这些接合轨迹会有极少或没有扭曲。
此外，在本发明中，这些接合轨迹的扇贝形的构型允许该关闭片 被牢固地保持在该扇贝形的接合轨迹中，以便在一个完成的杯盖中提 供一种可再关闭的密封。在关闭片上包括斜角的外边缘可以进一步改 进对该盖进行组装的能力，以便在一个二件式的可再关闭的并且一次 性的杯盖中提供一个可靠的密封。已发现使关闭片的拐角成为圆角改 进了将关闭片插入这些扇贝形接合轨迹中的组装。
在一种形式中，本发明提供了用于杯子的一种可再关闭的并且一 次性的盖，该盖由聚合性材料制成并且包括配有一个侧壁和一个顶壁 的一个热成形的盖构件，该顶壁具有上表面和下表面以及位于该顶壁 的周缘处的一个饮用孔，其中当该盖与一个杯子接合时，该饮用孔与 该杯子的内部连通。该顶壁进一步限定了从该盖构件的顶壁的下侧垂 下的一对扇贝形的接合轨迹。该盖构件还具有一个关闭片柱孔。该盖 还包括一个热成形关闭片，该关闭片具有相反的并且沿着它的长度的 多个斜角的接合边缘和/或多个成圆角的拐角。该关闭片还包括一个上 表面，该上表面配有自该上表面向上伸出的一个柱状件。在组装该盖 时，关闭片柱状件将穿过关闭片孔。该盖进一步包括一个饮用孔区域， 该饮用孔区域通过关闭片在这些扇贝形的接合轨迹内的可滑动接合是 可密封的。
如所指出的，该关闭片沿 一个中央部分基本上可以是平面的并且
在其对应的相反的接合边缘处是斜角的或切成圆角。图4和图5中示 出了在片的相反的外边缘处的斜角。该关闭片的相反的接合边缘可以 具有与该关闭片基本相同的厚度，并且与总体上平行的扇贝形的接合 轨迹相接合。该关闭片的相反的接合边缘可具有一个大致上斜角的轮 廓并且这些扇贝形的接合轨迹的凹切槽可以具有适当地成形以容纳该 关闭片的斜角的相对外边缘的一个S形或改进的S形轮廓(例如，如 图6中所示)。该关闭片可以具有多个斜角的纵向边缘以提供被发现特 别适合于一个高速组装过程的角度，在该组装 程中该关闭片可以适当地装配在这些扇贝形的接合轨迹中。对于该关闭片，已发现斜角的
适当角度是从大约5度至大约15度，或者从大约8度到大约12度。
该关闭片可具有该盖构件直径长度的大约二分之一到大约四分之 三的长度；关闭片的长度可以是盖构件直径的大约三分之二；并且该 关闭片的面积是顶壁面积的大约5%到大约25%。该关闭片的面积典 型地是不大于该盖构件顶壁面积的大约25%到大约35%。该关闭片可 以具有至少大约1.5、或至少大约2.0或至少大约3.0的长宽比(如在 此所定义的)。
在一个重要的方面，该关闭片可以包括在其中热成形的一个液体 储存区。在此诸位发明人已经发现，这个储存区极大地减少了液体将 聚集在关闭片附近或在盖构件的顶部上的可能性，典型地是在该饮用 孔区域之内或周围。即，在使用中，饮料将在该杯子内飞'减。典型地 一些液体会漏到该关闭片区域中，因为该关闭片不具有在该关闭片与 这些扇贝形的接合轨迹之间的 一 个紧密的密封。在饮料消费的过程中， 为了防止液体泼到使用者的衣服上，已发现该储存区在本发明的至少 一种形式中是很重要的。
该关闭片储存区的深度被认为不是关键的，然而，它应当具有足 够的体积来为保留在关闭片与这些扇贝形的接合轨迹之间的多余液体 提供适当的储存。在一个非限定性实例中，该关闭片储存区在该关闭 片的宽度上可以是大约0.40到大约0.80英寸，或者在该关闭片的宽度 上可以是大约0.50到大约0.70英寸。如从该关闭片的顶表面所测量的， 该储存区深度可以从大约0,030到大约0.080英寸。在此与后文中图7 和图8相关联的讨论中进一步讨论该储存区的细节。
对用于消费热饮料的杯子和杯盖的制造商来说，饮料(这通常是 深色的咖啡或茶)保留在该关闭片与这些扇贝形的轨迹之间并且然后 滴在衣服上的可能性是一个很重要的问题。已经发现，将该流体储存 区结合该关闭片表面能够容纳在该盖之内(与该盖表面上相反)保留 的多余液体并且当使用者进行额外的啜饮时基本防止了液体从盖里洒 出。此外，如果该关闭片在该储存区中结合一个通气孔，通过关闭片的通气孔(通过在该组装的空气的内表面方向上，对该盖进行穿刺， 来设置在此讨论的通气孔)任何保留的液体都能回流到容器中，因此 有利于保留液体从储存区到容器中的排出。
该关闭片还可以包括在该关闭片的顶表面上的一个隆起部，当组 装的盖处于关闭位置时，该隆起部的作为是一个锁定机构或者一个锁 定器。该锁定机构应当具有适当的高度以防止关闭片在使用过程中被 不经意地打开并且导致饮料从饮用孔中溢出。然而，锁定的程度还必 须与在使用者希望摄取该容器内的饮料时她能够容易地打开该关闭片 的需要相平衡。最适合的是，该锁定机构应当保证可以用一只手来操
作。该锁定机构在高度上可以从0.020至0.040英寸，或者在高度上从 大约0.024至大约0.032英寸。关闭片中的锁定机构将与盖构件中的一 个关联并且互补的轮廓相匹配。在盖构件和关闭片的这些锁定轮廓的 关联相互配合为该关闭片提供锁定，从而使该关闭片在使用中不会不 经意地打开。
有意义的是，本发明的可再关闭的杯盖可以由一个使用者用一个 手容易地打开。这是超过现有技术的可再关闭杯盖(这些杯盖在外部 上盖表面上具有一个接片锁或在一个滑动锁上具有一个凸起或一个小 块)的一个显著的改进。此类设计要求可再关闭杯盖的可滑动部分被 推至该盖的边缘上或者在由撕裂接片盖的情况通过装配在杯子外部周 长的上表面或杯边上来进行接合。在此类设计中，要求一个使用者将 一个小块推下或者将锁滑出其位置-每个动作都要求两只手的操作。 相比之下，本发明的盖的锁定机构提供了锁定以防止该盖的不经意地 打开，同时仍允许进行适当的单手操作。这种单手操作允许一个使用 者可以驾车或者进行其他任务，同时仍然允许该使用者在使用中打开 并关闭这种盖。
该关闭片还可以包括一个饮用孔轮廓，它与该盖构件的饮用口基 本上对齐。已经发现这个轮廓在关闭构件与饮用孔之间提供了 一种改 进的摩擦配合。确切地说，当该关闭片包括在其上的一个与饮用孔开 口基本匹配的轮廓时，在使用中该关闭片将展示出更好的密封性。如
15目前所考虑的，该轮廓将包括该关闭片上表面中的一个凹痕，当该关 闭片在关闭位置时，该饮用孔的相应边缘将位于该凹痕中。为了确保 在使用中关闭片可以被适当地开启和关闭，该关闭片轮廓应当足够浅
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如本发明中所提供的，这种杯盖是可叠放的。这种可叠放性是非 常重要的，因为这些盖必须是以便利的方式可运输并可储存的。更进 一步，这些杯盖可以-故构型为以使一个杯子底部可以叠方文在一个盖上。 这种构型对于改进消费者安全地运送多个装满的容器的能力是有益 的。
该关闭片适当地配有多个通气装置，其中此类通气装置包括一个 或多个通气孔。在这种形式下， 一个通气孔被定位以使当关闭片处于 打开装置时柱孔与盖构件的内部连通，由此在打开位置处使内部进行 通气以便于饮料的消费。
在重要的形式中，这些通气装置包括在该关闭片中穿刺的一个或 多个孔以及在该盖构件中穿刺的一个或多个孔。这些通气孔在直径上
可以是大约0.040至大约0.080英寸，或者在直径上从大约0.050至大 约0.070英寸。
在关闭片以及盖构件中的这些对应的孔包括通气装置的情况下， 这些孔将适当地不会是基本上对齐的以致在该盖构件与该关闭片之间 有一个直接的通道。在一方面，重要的是使该通气装置包括多个通气 孔，在该盖是处于关闭位置中时，这些通气孔在关闭片以及盖构件顶 壁中的不是基本上对齐的。为了清楚起见，这个通气装置在此将被称 作"不对称通气装置"。
这种不对称的通气装置中，这些对应的通气孔被定位为以使当该 关闭片处于关闭位置时该盖构件位于适当距离的一个位置中，以便将 当该关闭构件处于关闭位置时饮料容器的运送过程中将热饮通过该通 气装置溅出的可能性最小化。在一个形式中，在盖构件中穿刺的通气 孔是从盖构件的中心线上偏移的、或者基本上偏移的。关闭构件的对应通气孔位于该储存区中的一个位置中，这将允许该容器饮料适当的 通气，同时仍然提供适当的溢出预防。
已经发现该不对称排气装置特别适合用在本发明的可再关闭的杯 盖中。已知的是，杯盖中存在的一个通气孔通过降低该容器内的负压 差来帮助容器中饮料的分散。诸位发明人在此已经发现，带有放置在 储存区中多个通气孔中的一种不对称通气装置不仅在该盖处于打开位 置用于消费时减小了负压差，而且还在饮料的运输或存储过程中有效 地虹吸了收集在关闭片区域的多余饮料。具体地说，本发明的二件式 设计适合于使饮料进入到关闭片区域中，这是由于该关闭片与该盖构 件的底侧之间毛细管作用的结果。对这些通气孔的布置进行优化，以 减少传输流将液体从容器的内部带到关闭片上并且然后通过毛细管作 用到达可再关闭杯盖的顶部中心关闭片平面。
无论是否使用不对称通气装置，有益的是在多个特定方向上提供 盖构件以及关闭构件中每一个的穿刺。具体地说，诸位发明人在此已 经发现，该盖构件中的穿刺应当是指向从盖构件的底壁穿过，从而使 穿刺产生的任何倒刺位于该盖构件的顶表面上。当在这个方向上提供 该通气孔时，诸位发明人已经发现该关闭构件不太可能塞在作为该穿 刺过程的结果而在该塑料盖内形成的倒刺上。具体地说，已经发现该 如果这种穿刺是指向从塑料构件的顶壁穿过，则关闭构件可以变成塞 住，因为作为穿刺过程的结果形成了塑料的倒刺。
类似地，已经发现当穿刺动作是指向在该储存区的底座处从关闭 构件的顶侧穿过这样所造成的塑料倒刺的朝向是从关闭构件的顶部穿 到关闭构件的底部时，该关闭构件更有可能允许留存液体的自由流动。 当该关闭片以这种方式来穿刺时，该关闭构件更有可能允许被留存液 体自由流回容器内。更进一步，已经发现特别有益的是将该盖构件从 底部穿刺通到顶部而将该关闭构件从顶部穿刺到底部，并且一个完成 的容器盖中包括具有这些特征的盖构件和关闭构件。简而言之，已经 发现盖构件通气孔的倒刺应当指向该盖构件的顶表面而该关闭片通气 孔的倒刺应当指向该关闭片的底表面。在重要的形式中，这种创造性的盖的饮用孔在该组装盖中是从盖 构件的顶表面上被抬高。具体地说，已经发现该饮用孔的抬高对使用 者提供了更加舒适的饮用体验。该饮用孔应当足够高以提供一个足够 舒适的饮用体检，但是不至于高过该盖的顶表面而类似于一个儿童的 "吸吮杯，，(这已经发现对成人使用是令人不希望的)。在一个方面，该
饮用孔可抬离盖的顶表面大约0,20至大约0.30英寸。当从盖表面的顶 部看时，饮用孔的形状大体上是一种扁平的椭圆形的形状。虽然可以 使用其他适合的形状，但已经证实了一种扁平的椭圆形提供了一种舒 适的饮用体验。
这种创造性的盖的一种具体结构可包括a)配有一个侧壁以及一 个顶壁的一个整体盖构件，i)该侧壁在其下部有一个安装凹槽，该安 装凹槽被构型为与一个杯子的杯边接合并且与该杯边缘形成一个密 封；ii)该顶壁还具有一个上表面和一个下表面以及位于该顶壁的周 缘处的 一个被抬高的饮用孔以及一个锁定轮廓，该顶壁配有形成在其 周围的一个密封脊，该密封脊从上表面向下伸出，该顶壁进一步限定 了 一对大致上平行的扇贝形的接合轨迹，这些轨迹由该顶壁的下表面 与这些扇贝形的接合轨迹的下部之间的大致平行的凹切槽所限定，该 顶壁还具有相对于抬高的饮用孔向内布置的一个柱孔；b) —个热成 形的关闭片，该关闭片具有一个上表面，该上表面配有从其向上伸出 的一个柱状件，以及其中的一个储存区和位于该储存区内的一个通气 孔，以便有利于从该储存区中排出饮料；围绕着一个密封区域形成的 一个密封凹槽以及在该密封区域之上并与沿其长度的扇贝形接合边缘 相对的 一 个锁定轮廓；c)对该盖构件以及该关闭片进行构型从而使该 关闭片的纵向接合边缘可以被滑动安装在该盖构件的顶壁的下表面上 的扇贝形的接合轨迹中，以便当该关闭片沿着这些扇贝形的接合轨迹 滑动时可再关闭地密封该抬高的饮用孔；d)其中，当该关闭片被安 装在这些扇贝形的轨迹中时，该关闭片的柱状件向上伸出穿过该柱孔， 该柱孔与该柱状件由此相配合以限制该关闭片相对于该盖构件的位 移；e)该关闭片的一个密封位置进一步的特征在于，其中围绕着该抬
18高的饮用孔的密封脊位于该关闭片的密封凹槽中；并且f)该关闭片 进一 步包括在该关闭片上的 一个锁定轮廓，该锁定轮廓被构型为与该 盖构件上的一个关联的锁定轮廓相配合。
在一个形式中，本发明的这些盖是通过热成形来制作。总而言之, 该热成形是将加热可变形的材料压制和/或拉伸成一个最终的形状。在 最基本的方面中，热成形是在将一个软化的薄片覆盖在一个成型的才莫 具上。在更详细的方面，热成形是将一个具有精确控制的温度的加热 薄片自动高速定位到一个气压致动的成形工作站中，籍此由模具来限 定该物件的形状，随后通过现有技术中已知的修整并再研磨物的收集。 除了传统热成形之外的成形技术也可以适用于本发明中所说明的物件 的制造。这些包括多种变体，例如将挤压的薄片预软化到低于最终熔 融温度的温度，将该薄片切割成多个平的部分(即，坯料)，通过重力 或机械装置将多个坯料传递到多个匹配的模具中，由此通过加热和加 压将这些坯料加工成该物件。其他可替代的安排包括使用包模法、真 空法、压力法、自由吹制法、匹配压模法、气胀包才莫法、真空快速回 吸法、气胀真空法、塞模助压真空法、塞模助压的反向拔出法、气胀 泡浸渍法、夹气片材法、滑模法、膈膜法、双片切片法、双片辊轧成 形法以及上述安排的适当的组合。由Coulthard在1987出版的J丄. Throne的热成形一书中提供了细节。通过引用将这本书第21至29页 的内容结合在此。适当的替代安排还包括一种气胀成形技术，该技术 在两个加热软化薄片之间产生了一个正气压以使它们膨胀顶住一个夹 紧的凸模/凹模系统从而制造一个空心的产品。将金属模具蚀刻成带有 范围从精细到粗糙的图案，以模拟一种自然的或者像紋理的有质地的 外观。沿着一个切割模具可以对适合的成形的物件进行修整，使这些 边角料被任选地再使用。用于增强生产力的其他安排包括用多个模具 对多个物件进行同时成形，以将处理量最大化并且将废料最小化。
热塑材料是旨在包括适用于热饮杯盖的热塑成型的材料。适用于 这种盖的材料是一种苯乙烯聚合体的组合物，它可以被填充或未被填 充。该组合物可以具有足够的颜料以提供不透明度或接近不透明度。其他适合的材料包括聚烯烃类，例如聚乙烯、聚丙烯以及它们的混合 物、聚酯类、聚酰胺类、聚丙烯酸酯类、聚砜类、聚醚酮类、聚碳酸 酯类、丙烯酸酯类、聚苯硫醚、乙酰基类、纤维素类、聚醚酰亚胺类、 聚亚苯基醚/聚苯醚类、苯乙烯马来酸酐共聚物类、苯乙烯丙烯腈共聚 物类、聚氯乙烯类以及它们的工程化的树脂衍生物。这些材料同样可
以是被填充的或未被填充的。用于任何聚合物材料的填充剂可以是对 于本领域普通技术人员已知的任何的传统材料。
可以从一个热塑材料的片材热形成这种盖(该盖构件以及关闭片
两者)。典型地，制成这些盖的热塑片材具有从大约10到大约20密耳 (千分之一英寸)或从大约14到大约19密耳的厚度。切割成坯料的片 材可以从再研磨的材料中收集并且是可再循环的。仍进一步，切割成 这些坯料的片材可以由纯净材料制成。仍然，更进一步，切割成这些 坯料的片材可以由纯净材料与再研磨材料的混合物制成。
热成形的物件应当设计成允许该模具部分从这些模制的物件上自 由地分离而不会对物件的表面造成不当的干扰。这类物件的表面总体 上包括相对于一个方向的所谓的正"拔模斜度，，，在该方向中，在分离 过程中移除模具部分，以确保分离过程中模制物件与模具部分的内表 面之间很少或没有干扰。这些物件与这些模具之间的干扰通常被认为 是"负拔模斜度"。该拔模斜度被认为是模具空腔的上部侧面跨径与它 下面的跨径之间的差值。 一种正拔模斜度允许从该模具整齐地抽出该 模型；然而凹切内在地具有一种负拔模斜度。
在本发明中，将关闭片固定到该盖的圆拱形部件上所要求的凹切 深度以及距离总体上被最小化，以便降低可能与负拔模斜度关联的制 造困难。具体地说，这些扇贝形的接合轨迹可以具有多个凹切槽，这 些凹切槽由其内壁以及正拔模斜度的外壁来限定，其中，这些扇贝形 的接合轨迹的外壁具有 一种弧形的轮廓。
诸位发明人在此已经发现，为了制成本发明的可再关闭杯盖，有 必要平衡该盖部份的可制造性与将该关闭片夹持在这些扇贝形的接合 轨迹之内的需要。即，为了起到用于一种饮料的可再密封关闭的作用，当该关闭片被插入这些扇贝形的波形轨迹中时，它必须从一个打开位 置容易地滑动到一个关闭位置。如以上所指出的，通过对该盖构件进 行穿刺可以减少该盖的倒刺以及使用中伴随的关闭片的嵌塞，从而这 些倒刺指向离开使用中关闭片的运行性的路径。
通过对该盖施加一种弯曲力来组装本发明的可再关闭的盖，这样， 大致平行的扇贝形的接合轨迹之间的距离被扩大了 。这种扩大允许斜 面的和/或斜角的关闭片被滑动地装配到这些扇贝形的接合轨迹中以 提供一种组装的可再关闭的热成形的杯盖。该关闭片柱状件被定向为 使其向上伸出穿过该柱孔指向该盖构件的顶表面。
与在先讨论的6,824,003号专利相比，该关闭片没有被卡扣在这种 创造性的盖的扇贝形的接合轨迹中。此外，该盖构件本身被弯曲以将 该关闭片插入本发明中的扇贝形的接合轨迹中，然而在第6,824,003 号专利中，这些接合轨迹(即C形轨)本身被弯曲以将该片卡扣在位 置中。
本发明还提供了制作用于杯子的一种可再关闭的并且一次性的盖 的方法，包括提供由一种热成形材料制备的一个盖构件，其中该盖 构件包括提供一个热成形关闭片，该热成形关闭片具有从该斜角的 和/或切成圆角的关闭片向上伸出的 一个柱状件，其中 一个斜角的和/ 或切成圆角的关闭片被构型为可滑动地装配在这些扇贝形的接合轨迹 中，通过对该盖构件施加一个弯曲力来扩大这些扇贝形的接合轨迹之 间的距离；将该斜角的和/或切成圆角关闭片插入到这些扇贝形的接合 轨迹中从而使该柱状件穿过该柱孔指向该盖构件的顶表面被向上地布 置，其中，当该盖构件受到弯曲时进行插入；并且在该关闭片插入这 些扇贝形的接合轨迹内之后释放该弯曲力。该盖构件包括适用于同 一个杯子边缘接合的一个侧壁；以及一个顶壁，该顶壁包括位于该 顶壁的周缘处的一个饮用孔，由一个距离隔开的一对大致平行的扇贝 形的接合轨迹，其中这些扇贝形的接合轨迹被布置在该顶壁部份的一 个下部上，其中每个轨迹包括一个扇贝形的构型以及一个凹切深度， 并且其中该扇贝形的构型以及该凹切深度相互配合以提供这些接合轨迹；以及指向该盖构件的一个中心布置的一个柱孔。当该关闭片包括 一个锁定轮廓时，该盖构件将具有一个关联锁定轮廓被适配为相互配 合以便当使用了该可再关闭杯盖的杯子中盛有饮料时，提供适用于阵 止或基本上防止关闭片不经意地被打开的关闭片的锁定。
关于本发明的可再关闭盖的可制造性，热成形器具中脱模板的机 械脱模作用必须与空气喷射功能紧密定时。太早或太晚地将该脱模板 与该空气喷射气浪发出会将该盖撕裂并且扭曲，使这种盖不可使用。
本发明的可再关闭的并且一次性杯盖可以制造为适配任何杯子 (其上一般要使用杯盖)的尺寸。本发明的可再关闭及一次性杯盖特别 适用于与热饮料一起使用。
图l披露了具有本发明的多个特征的可再关闭的盖。特别地提供 侧壁14的隆起24以防止具有杯边104的一个被叠放的杯子100从杯 子10上滑落。具体地说，隆起24具有一个高度和尺寸，使得杯子IOO 的底端(未示出)抵靠装配在隆起24的内壁表面25上。此外，隆起 24具有基本上相应于柱状件82的高度的一个高度H，并且由于柱状 件82被定位于远离隆起24，所以当叠放发生时，因为柱状件82将装 配在已知容器和杯子的一个开放区域(未示出)内，因此杯子100以 及盖10的叠放不受柱状件82的影响。
侧壁14进一步包括从其垂下的一个大体上环状的裙缘部26。裙 缘部26包括一个环状的密封凹槽28，该密封凹槽被构型为与杯子100 的杯边104密封地接合。密封槽28被形成于靠近侧壁14的远端以及 从环状的密封槽28垂下的一个大体上环状的扩口切缘30。环状的密 封凹槽28被构型为与杯子100的杯边104接合并且与其形成密封。因 此，当盖IO被固紧到杯子上时，环状的密封凹槽28提供了一个手段 以防止所含的东西从杯子100漏出。总体上环状的扩口切缘30提供了 一个夹紧表面，供使用者将盖IO从杯子IOO移除或者将该盖扣在杯子 上。
侧壁14还包括形成在侧壁14以及隆起24中的多个叠》文凹口 32。 叠放凹口 32有利于多个单独的盖IO彼此之间的叠放并且在打开叠放
22时防止多个盖IO粘在一起。
在图1中，将多个接合轨迹48定位为通过一个距离跨在对齐的々大 用孔36和柱孔82上，该距离足以限定二者之间的一个台面区域50。 台面区域50在视觉上与顶壁的一个剩余部分(未示出)是可区别的， 并且因此适用于在其上容纳标记或类似物。多个接合轨迹48的形成是 使得一个基本上平面的外表面22包括在轨迹的外壁处的一个平滑的 弧形过渡平面52，该轨迹终止在具有与过渡平面52相反的一个槽56 的平底的表面54中。槽56是由终止在台面区域50的一个基本上垂直 的壁58所界定的。因此，当从外表面22看时，多个接合轨迹48像是 具有藏在顶壁16中的台面区域50的纵向凹切边缘之下的槽56。柱状 件82的高度可以仅仅稍高于表面22之上的隆起24的高度。这个特征 允许以上指出的杯子在盖上的叠放连同在此进一步所讨论的盖对盖的 叠放。隆起24的顶部是圆化的，从而增强圆拱形构件12的人体工程 学特征并使其更加舒适的用于由一个使用者的嘴唇接触。例如，对于 隆起24可以使用大约一个恰好0.050英寸的半径Rl。柱状件82具有 相反的纵向接合边缘76。
参见图2，图中示出了根据本发明构型的盖150。盖150具有一个 关闭片152以及带有一对相对的扇贝形的接合轨迹156、 158的圆拱顶 154。扇贝形的接合轨迹156、 158具有多个凹切槽，这些凹切槽带有 沿纵向方向的扇贝形的几何形状。如在此所讨论的，这些扇贝形凹口 有利于从模具上剥离产品并且可以具有从大约0.125到大约0.30英寸 或大约0.15到0.25英寸的曲率半径。该扇贝形的几何形状还有利于如 图2中所示的一个更深的凹切槽，这是一个沿着线13-13的圆拱顶的 一部分轮廓的视图，这是最大向内伸出的一个区域。
图3中可见，凹切槽160具有从大约30到大约50密耳左右的一 个凹切深度162;这是被多个较小的深度断开的一个最大深度。在此 给出了对于该凹切深度的其他可能的构型。
参见图4和图5，图中示出了具有斜角的边缘192、 194的一个关 闭片190，参考图5 (它是片190的一个部分端视图)也许更好地理解这些斜角的边缘。
片l卯具有以斜切角198向下地改变方向的一个上中部表面196， 该斜角的角度可以是任何适合的角度，例如大约IO度左右是适合的。
图6示出了本发明的另一个实施方案，其中这些扇贝形的接合轨 迹的凹切槽被成形为一个改进的"S"，在202处带有总体上方形的拐 角。如在此所讨论的其他附图，200是基本上限定了一个接合轨迹的 凹切槽并且202是该凹切的深度。
图7示出具有本发明的多个特征的一个关闭片204。关闭片204 包括柱孔140。储存区206包括通气孔208，该通气孔通过经相应的盖 构件(未示出)的扇贝形的接合轨迹(未示出)进行滴漏来将任何可 以被阻挡在关闭片204内的饮料(未示出)排出。关闭片204还包括 锁定接片210,它与一个相应的锁定接片接合212 (如图9中所示)匹 配。关闭片204还包括一个饮用孔密封轮廓214，它具有与一个关联 盖构件(未示出)的饮用孔(未示出)的外形线相对应的一个外部区 216。
图8示出了图7的关闭片204的侧面轮廓。
图9示出了根据本发明的具有抬高的饮用孔214的一个盖构件。 饮用孔214与该容器(未示出)相通，以允许当一个相应的关闭片(未 示出)在该打开位置时可饮用容纳在其中的饮料(未示出)。
虽然已经对本发明连同多个特征进行的说明，但本发明范围之内 对这些实例的修改对于本领域技术人员来说应是非常清楚的。鉴于上 述讨论、结合背景和详细说明所讨论的本领域中相关知识以及参考文 献(它们的披露内容通过引用全文结合在此)，进一步的说明被认为是 不必要的。
权利要求
1.一种用于杯子的可再关闭的并且一次性的盖，包括a)一个热成形的盖构件，该盖构件包括适合用于与一个杯子的边缘接合的一个侧壁，该盖构件包括i.适合用于与一个杯子的边缘接合的一个侧壁；以及ii.具有一个上侧和一个下侧的一个顶壁，其中该顶壁包括1.位于该顶壁的周缘处的一个饮用孔；以及2.由一个距离分隔开的一对总体上平行的接合轨迹，其中，这些轨迹被布置在该顶壁的下侧上的一个纵向方向中，其中这些轨迹各自包括一个扇贝形的构型以及一个凹切深度，并且其中该扇贝形的构型以及凹切深度相配合以提供多个扇贝形的接合轨迹；以及3.在与该饮用孔相反方向上位于该盖构件的一端的一个柱孔开口；以及b)一个热成形关闭片，该关闭片具有一个柱状件以及一个顶表面和一个底表面，其中通过对该盖构件施加一个弯曲力该关闭片可插入该扇贝形的接合轨迹之中，该弯曲力适合于使这些轨迹之间的距离变宽、因此允许该关闭片被插入到这些扇贝形的轨迹内，从而使这些柱状凸起向上穿过该柱孔开口；其中至少一个通气口存在于该盖构件或该关闭片之一或两者上，并且其中该关闭片包括一个储存区，该储存区适合于收集从与可再关闭的杯盖接合的一个容器漏到该扇贝形的接合轨迹中的饮料，由此提供该可再关闭并且一次性的杯盖。
2. 如权利要求l所述的盖，其中这些扇贝形的接合轨迹不包括C 形的轨。
3. 如权利要求l所迷的盖，其中一个笫一透气孔被定位于该关闭 片上的储存区的边界之内，其中该第一通气孔包括指向该关闭片的底 表面的一个倒刺。
4. 如权利要求l所述的盖，其中，该盖构件与该关闭片各自独立 地包括至少一个通气孔，其中该盖构件的通气孔包括指向该盖构件的顶表面的 一个倒刺，并且其中该关闭片包括指向该关闭片的底表面的 一个倒刺。
5. 如权利要求l所述的盖，其中该关闭片包括位于该柱孔前方的 一个位置中的一个片锁定轮廓，该盖构件包括一个盖构件锁定轮廓， 其中这些锁定轮廓被构型为相互配合，由此在该盖中提供一种锁定机 构，以便在没有一个使用者参与时基本上防止了该关闭片打开。
6. 如权利要求5所述的杯盖，其中该关闭件锁定轮廓具有从大约 0.020到大约0.040英寸的高度。
7. 如权利要求l所述的盖，其中该储存区包括在该关闭片的边界 内的一个通气孔。
8. —种用于杯子的可再关闭的并且一次性的盖，包括a) —个热成形的盖构件，该盖构件包括适合用于与一个杯子的边 缘接合的一个侧壁，该盖构件包括i. 适合用于与一个杯子的边缘接合的一个侧壁；以及ii. 具有一个上侧和一个下侧的一个顶壁，其中该顶壁包括·1. 位于该顶壁的周缘处的一个饮用孔；·2. —个柱孔开口；·3. —个顶壁锁定轮廓；以及·4. 一个第一通气孔，该笫一通气孔包括指向该盖构件的 一个外表面的一个第一倒刺；以及b) —个热成形关闭片，包括i. 一个柱状件，该柱状件从该片向上伸出，其中该柱状件被 构型为穿过该柱孔开口向上伸出；ii. 一个储存区，该储存区适合用于收集盛在一个容器内的液 体，其中作为在运输或者在消费该容器中的饮料的过程中溢出的结果， 该液体被保持在该关闭片的区域中；iii. 一个第二通气孔，该第二通气孔包括指向该关闭片的一 个底侧的一个第二倒刺，其中该通气孔是可任选地被定位于该储存区 的边界之内；以及iv. —个关闭片锁定轮廓，该关闭片锁定轮廓被构型为与该顶壁锁定轮廓相互配合；其中这些对应的锁定轮廓相互配合以提供该关闭片的锁定，以此在没有一个使用者的操作的情况下基本上防止了该关闭片的打开，其 中该锁定机构允许一个使用者以基本上一只手的操作来打开该关闭 片，并且其中当该盖是处于一个打开或一个开闭位置时，这些通气孔 在该可再关闭的杯盖上不是基本上对齐的。
9. 如权利要求1所述的盖，其中这些扇贝形接合轨迹不包括C 形的轨。
10. 如权利要求5所述的杯盖，其中，该关闭构件锁定轮廓具有 从大约0.020到大约0.040英寸的高度。
11. 如权利要求l所述的盖，其中该通气孔位于该储存区之内。
全文摘要
本发明总体上涉及杯盖，并且更具体地说，涉及一种热成型的一次性杯盖，该杯盖带有一个饮用孔以及沿着一个大致径向的方向在打开位置与关闭位置之间可移位的一个关闭片，在该打开位置中孔与盖的内部连通，而在该关闭位置中该关闭片覆盖该孔以减少或基本上防止在使用中的溢出。
文档编号B65D43/02GK101687576SQ200880015150
公开日2010年3月31日 申请日期2008年3月31日 优先权日2007年4月2日
发明者A·施密特纳, J·拉什 申请人:迪克西消费产品有限公司