全玻璃旅行马克杯的制作方法

全玻璃旅行马克杯
1.相关申请的交叉引用
2.此常规实用申请主张2019年11月24日申请的美国临时申请案第62/939,652号的权益，其全部内容以引用的方式并入本文中。


背景技术：

3.一种常见形式的旅行马克杯(mug)具有带有胶合塑料连接器和塑料盖的金属主体。塑料盖可形成不透水密封，但许多此类旅行马克杯并未完全密封。此类旅行马克杯可以为单层壁或双层壁的且可以具有或可以不具有手柄。另一类型的常见旅行马克杯由具有塑料盖和橡胶或硅酮o型环密封件的金属主体组成。
4.通过相关技术和常识，已知所谓的“旅行马克杯”饮料容器。其是日常生活中的常见物品；其可见于通勤者的汽车中、工作人员的办公桌上，并且在许多其它情形当中，一只手拿着，同时另一只手拿着食品杂货。与标准马克杯(即，不具有罩盖的马克杯)相比，旅行马克杯准许更自由的移动，因为盖子的添加允许液体相当多的晃动而没有任何相当大的溢出。盖子本身具有简单设计；此类盖子经工程改造以具有在功能上互补的两个孔，一个大于另一个。较大孔被设计成排出用于饮用的流体流，而较小孔允许空气进入马克杯以防止在液体离开时出现真空。相对于盖子的总体尺寸，孔通常较小，并且通过限制液体流动通过饮用指定的孔而显著减少溢出。孔本身可以具有可收缩或可枢转的罩盖以在移动事件期间更好地紧固流体。
5.一种类型的旅行马克杯构造是与塑料连接器胶合的金属主体。连接器形成有与在盖子上形成的对应螺纹配合的螺纹，所述盖子还可以由塑料、聚合物等形成。通过使用由橡胶、硅酮或其它在配合部分之间压缩的合成可变形材料制成的可塑性o型环产生盖子与塑料连接器之间的密封。另一常见构造是通过压缩主体与盖子之间的o型环配合的金属主体和塑料盖，其中o型环位于围绕盖子外周的环形凹槽中。这种类型的旅行马克杯中的密封通过将塑料盖插入金属底座中，由此在金属主体与塑料盖之间形成“压配合”来产生。
6.令人遗憾的是，这些相关技术、旅行马克杯构造具有一些防碍用户充分享受其饮料的缺点。最值得注意的是，典型构造中使用的材料可能赋予饮料不想要的口味，并且可能向饮用体验添加其它负面的感官方面。典型构造中使用的材料可能会引起健康问题，尤其是对过敏的个体。用于制造马克杯且尤其旅行马克杯的材料可能在处置时造成有害环境影响。
7.确切地说，存在过多的与饮料容器和常见旅行马克杯相关的问题。常见旅行马克杯是与此类液体容器相关的问题的示范性。此类马克杯的常见构造包括塑料盖、金属底座和合成o型环密封件。塑料盖、金属底座和合成o型环可能在用户从此类旅行马克杯饮用饮料期间赋予不想要的口味和气味。此外，用于构造旅行马克杯的一些合成材料已经显示含有对人体健康有害的化学物质。此外，合成材料以及金属造成负面环境影响。当代消费者关注体验质量、健康和环境。这种消费者将在当前市场中找不到满足所有这些有时相互冲突的需求的旅行马克杯。
8.塑料和金属材料常常在食品和饮料中产生不想要的且不合需要的口味特征。衍生自直接调味剂或调味剂剥皮(flavor scalping)的被称为塑料口味的某物已与聚乙烯(pe)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和聚硅酮化学物质相关联。这些化学物质存在于通常用于旅行马克杯的材料中。相比之下，未用所列化学物质制备的玻璃为高度惰性的，且不赋予类似塑料的口味。已知不锈钢，一种常见旅行马克杯材料，赋予饮料金属口味。玻璃具有极中性味道，不同于合成材料和金属。
9.嗅觉是味觉的重要部分。一些研究人员认为嗅觉对于味觉的体验同样重要，如同通过舌头所接收的口味的感觉。合成材料以挥发性有机化合物(voc)形式散发气味。塑料的气味将影响从含有合成材料的旅行马克杯饮用的饮料的口味。在高温下，从塑料产生voc增加。这是旅行马克杯特别关注的问题，因为通常使用其饮用热饮料。
10.由于时间、温度、化学暴露或日光暴露的因素引起的合成材料的劣化还可能加快voc的产生。劣化将加重不合需要的塑料口味和气味。味觉和嗅觉可能通过合成材料在整个产品使用期限内从食物、洗碗水或其所暴露的任何其它地方吸收的味道和气味进一步劣化。比较地，玻璃在温度、化学降解和日光方面是极稳定的。玻璃不吸收味道或气味。
11.除味觉和嗅觉以外，其它感官影响我们对饮料的体验，包括容器的视觉呈现、质地和重量，如在越来越多的被称为多感官味觉体验的研究中所显示。卓越的厨师与眼光敏锐的消费者一样，都意识到这些影响消费体验的因素。全玻璃旅行马克杯在依赖于合成材料和金属的市场中为消费者提供更多选择。
12.在合成材料中发现的化学物质可能对人类有毒，例如双酚、邻苯二甲酸盐和高氯酸盐。玻璃对人类无毒性。玻璃是惰性、非浸出的，并且人类已经使用其数千年而无任何有害影响。
13.玻璃是一种比合成材料或金属更可持续的材料。合成材料由石油、不可再生资源和油气行业的副产物制成；石油来源于造成全球变暖的化石燃料。提取过程是危险的且危害环境。金属制造也始于萃取过程，需要移动大量的泥土，常常破坏脆弱的栖息地且污染附近的水道。合成材料是持久存在的且对人类和自然环境有毒。金属是罕见的且加工需要消耗大量能量。另一方面，玻璃主要由硅酸盐(如，在砂中常见的石英)制成。所述过程是安全的且能量消耗相对较低。在使用期限结束时，由玻璃制成的产品降解回到砂或可再循环到其它玻璃产品中。
14.合成材料是持久存在的且对环境有毒。合成材料可能通过堵塞野生动物的消化系统而伤害野生动物，这妨碍食物消化和营养吸收。当野生动物食用合成材料时，这些材料进入食物链并且可能影响人类食品供应。合成材料使海岸区域和开放海洋遭殃。虽然实际上破损玻璃也可能形成有害垃圾，但长期的负面影响显著较少，并且可以通过适当行为和玻璃废料的控制来使危险减到最小。
15.多感官味觉体验为新兴领域。到目前为止的大多数研究集中于食品且几乎没有关于饮料进行。研究中无一者呈现为着眼于旅行马克杯。在多感官味觉体验领域内，极少人类知道合成材料产生可以直接调味饮料或经由气味间接调味的芳香烃。因此，多感官味觉领域中的专家将较不可能认识到现有旅行马克杯存在问题或其可以用全玻璃旅行马克杯解决。
16.此外，所述领域中的专家可预测，如有选择方案，人们将偏好全玻璃旅行马克杯而
非含有合成材料的马克杯。问题是，多感官味觉领域的技术人员是否自身会提出所述选择方案，并理解如何创建所述解决方案。出于两个原因，所述提议和其理解并非显而易见的。第一，所述提议并不显而易见，因为在旅行马克杯的多感官体验方面几乎没有研究存在。第二，理解并不显而易见，因为用于具有饮用孔和通气孔的饮料容器的玻璃密封件并不存在，因此需要创造性的思维飞跃。
17.此外，完成功能性全玻璃旅行马克杯需要理解，在无如润滑脂或ptfe(聚四氟乙烯)胶带的密封材料的情况下，玻璃接头并不气密地密封。这些密封材料还将使得饮料功能退化或赋予不想要的口味。本文所揭示的所提议的全玻璃旅行马克杯使用玻璃密封件中的断口(break)作为饮用孔，这消除了渗漏的可能性，因为其产生穿过密封件的快速流动路径，基本上在优选位置产生渗漏。穿过盖子的排气孔，即密封件中的第二断口，允许空气替换离开容器的液体。
18.另一方面，旅行马克杯设计者似乎大体上不知道当前旅行马克杯由用于构造旅行马克杯的不利影响多感官味觉体验的合成材料引起的负面方面及由用于液体的磨砂玻璃制成的玻璃密封件的益处。以上罕见知识的组合支持本公开为新颖且不显而易见的。
19.隔热的热水瓶具有比旅行马克杯更极大减少热传递的特征。热水瓶通常由从外部完全密封容器内部的封盖界定，所述封盖整体防止溢出和对流热损失。在此类热水瓶中，使用玻璃和真空隔热来减少传导，且使用高度反射表面来减少通过辐射的热传递。此类防热辐射表面尚未考虑用于旅行马克杯。此外，本公开中考虑的热反射涂层与相关技术中描述的那些热反射涂层相比是不同的且改进的，如下文更详细地揭示。
20.与底座相比，旅行马克杯的盖子在热传递方面受到的关注较少。举例来说，在相关技术中似乎并未描述双层壁玻璃盖。考虑到以上论述，提供相关技术的以下实例：
21.us5918761提供典型旅行马克杯的实例。盖子与底座之间的密封件由弹性材料形成。所述旅行马克杯被描述为坚固耐用的，具有塑料盖和金属底座的优选构造。
22.us5515995提供具有聚合塑料底座的旅行马克杯的实例，所述聚合塑料底座具有圆锥形形状以防止翻倒。所述盖子与底座“卡扣配合”。
23.us4427123提供具有金属涂层的不锈钢真空隔热保温瓶，所述金属涂层包围大部分的真空体积，其中电镀或无电镀的多层金属涂层由亮镍层、半亮镍层和铜层或银层组成。镍层优选地为10到20微米厚，并且银层或铜层为2到8微米厚。
24.ca2419437提供双层壁、真空隔热玻璃容器，其具有70％到95％的涂有热辐射反射涂层的内壁或外壁。未经涂布的区域的目的是允许容器可见以确定含于其中的饮料的含量。应注意，此实例不适合于在无修改的情况下作为旅行马克杯，显著且部分地归因于经提供以排空玻璃壁之间的空间的抽空尖端的存在。
25.进一步根据相关技术，双层壁玻璃饮料容器是已知的。这些容器通常是手工吹塑的，并且存在许多商业实例。已产生用于制备双层壁玻璃或陶瓷容器的额外方法。以下是此相关技术的示例：
26.us9750360提供部分双层壁玻璃容器，其中内部容器和外部容器用光固化粘合剂连接。
27.us2009/0199719a1描述了形成所谓的“法式滤压”的底座的双层壁玻璃容器。
28.usd563172提供双层壁玻璃马克杯的装饰性设计。
29.再者，根据相关技术，已知磨砂玻璃接头和用于紧固此类接头的方法。玻璃接头主要用于科学设备，且在食物类应用中具有一些有限用途，包括打算用于浇注的醋瓶。以下是此相关技术的示例：
30.us124649提供玻璃接头的装饰性设计。
31.us2154574提供具有至少一个酸蚀刻表面的玻璃接头。还公开了一种玻璃接头，其在磨砂玻璃塞的截头圆锥形表面中具有圆周凹槽。
32.us2498216提供了适用于连接玻璃管作为化学设备的一部分的玻璃接头。
33.磨砂玻璃接头保持夹的相关技术实例提供于us4442572和us5810399中。
34.所需的是一种排除使用合成材料和金属的旅行马克杯，所述合成材料和金属可能为使用旅行马克杯的感官体验赋予不合需要的改变、具有负面健康影响和负面环境影响。进一步所需的是由玻璃制成的具有玻璃接头及并入有使旅行马克杯适用于饮料饮用的玻璃接头设计的符合人体工程学的零件的旅行马克杯。本公开的这些和其它目标将从阅读本公开的以下

技术实现要素：
和具体实施方式变得显而易见。
发明内容
35.在本公开的一个方面中，全玻璃旅行马克杯形成有玻璃主体、玻璃底座和玻璃盖。磨砂玻璃接头形成底座与盖之间的连接和密封。底座可以具有双层壁构造，其中内壁或外壁中的至少一者具有高反射性涂层以减少通过辐射的热传递。壁之间的空腔含有空气、真空或低导电性气体。玻璃盖还可以是双层壁的，从而形成具有内部空腔的壳型主体。盖子还可以经涂布且含有空气、真空或低传导性气体，旅行马克杯的底座类似。
36.在一个实施例中，盖子在密封表面中具有两个断口，一个形成用于饮用的饮用孔，且另一个形成排气孔以允许空气替换流出旅行马克杯的流体。在第二实施例中，经修改之盖子在一半上具有多个孔且在第二半部上具有至少一个孔，其中第一半部上的多个孔充当散叶茶叶或类似饮料的滤网。第二半部上的至少一个孔形成排气孔。本公开的这些和其它方面将从审阅本公开的附图和阅读以下具体实施方式变得显而易见。
附图说明
37.本公开的各种其它目标、特征以及伴随的优点将得到充分地了解，这是因为当结合附图进行考虑时，其获得更好地理解，其中在若干视图中，相似参考标号指代相同或类似部件，并且其中：
38.图1是根据本公开的一个实施例的旅行马克杯的俯视立视图。
39.图2是图1中所展示的旅行马克杯的俯视分解视图。
40.图3是图1中展示的旅行马克杯实施例的盖子和主体的俯视分解横截面视图。
41.图4是图1中所展示的旅行马克杯实施例的主体的放大透视横截面视图。
42.图5是根据本公开的另一实施例的盖子的顶部透视图。
43.图6是图5中所展示的盖子的顶部透视横截面视图。
具体实施方式
44.现参看图1-4，在本公开的一个方面中，通常标示为10的饮料容器包括具有封闭底
端和开口上端的主体20。主体20由保存饮料的玻璃构造。盖子30由防止大规模对流热损失和溢出的玻璃制成。盖子30紧固到主体20的开口上端。将由柔性材料制成的防止震击力将主体20与盖子30分离的夹子40紧固到主体20和盖子30，且抵靠着主体20和盖子30对齐。
45.盖子30在主体上端处用磨砂玻璃接头密封到主体20。接头由盖子30上的磨砂玻璃外面31和主体20上的磨砂玻璃内面21组成。配合面21和31的形状为截头圆锥形，其中两个面上的表面角度相同以确保表面之间的基本上充分的对齐，这使密封功能达至最大。由磨砂玻璃接头形成的密封件在两个位置即饮用口或饮用流道32和通气口或通气道33处中断。饮用口32经配置以允许流体从饮料容器10流动用于饮用，而通气口33释放由流出流体产生的真空或使其失效。
46.盖子30的厚度经设置以显著减少通过对流的热损失。反过来，饮用口32和通气口33两者足够长，其长度由盖子30的厚度确定，以显著减少通过对流的热损失。端口的长度及其上盖子30的厚度，借助于说明而非限制，可以大于4mm且小于40mm。约17mm到约23mm的范围可以在饮料容器中的盖子厚度与保温之间提供良好平衡。应理解，小于4mm的盖子厚度以及端口32和33的伴随长度将对减少热损失几乎没有影响，而大于40mm的盖子厚度将导致旅行马克杯10变得过大，可能不实用且不经济。约17mm到约23mm的盖子厚度和端口长度应在隔热、尺度和成本之间提供最优平衡。饮用口32定位在主体23的唇缘下方以有助于从饮料容器10饮用，其中唇缘压抵主体20，因此饮料流体可以在饮用时通过面21和唇缘23朝向口腔引导。
47.盖子30具有升高的握把34，其适用于将盖子30安装到主体20和从主体20取出盖子30。隆起的握把34为符合人体工程学的形状，其中凹陷部34a朝向隆起的握把34的中心部分形成，且其中两个隆起区域34b和34c在靠近隆起的握把34的外部部分处形成。凹陷部34a的目的是形成在饮用时容纳鼻子和人中的空隙。两个隆起区域34b和34c的目的是提供较大部分以抓握隆起的握把34。
48.盖子30基本上是具有约1mm到约3mm壁厚的玻璃壳35，以及由盖子35的壁界定的空腔36。盖子的壁的任何部分可以涂布有热反射涂层。盖子30还可以保持未经涂布以维持材料自然透明度或半透明度，且使得能够实现查看饮料容器10的内含物。空腔36的目的是使盖子30的内部底表面37与盖子的外表面38隔离。空腔36可以含有空气、真空或低传导性气体，其中的任一者提供额外隔热因素。
49.主体20是具有内部主体壁24和外部主体壁25(两者均具有约1mm到约3mm的厚度)的双层壁玻璃结构。由内部主体壁24和外部主体壁25形成且界定的圆柱体主体空腔26使留存在主体20中的饮料流体隔热。空腔26可以与形成于底座27的内部与外部底座28之间的底部间隙26a连续，所述底部间隙可以是主体20的外部主体壁25的连续延伸部。间隙26通过引入如空气、真空或其它低传导性气体的低传导屏障而中断用于通过饮料容器的内部主体壁24和外部主体壁25的热量的传导路径。任选地，内部主体壁24的径向外表面24a和/或外部主体壁25的径向内表面25a涂布有连续且高反射性涂层29。涂层29将热量反射回到封闭的温热饮料且使热量反射远离封闭的冷饮料，从而提供额外的隔热。涂层29还可以用艺术设计图案化。
50.如图1和2中所展示，当盖子30安装在主体20中时，可以安装可选夹子40以将盖子30紧固到主体20。夹子延伸部41从夹子40轴向延伸，其中夹子40附接到主体20的侧面的上
部部分22处并且到达主体20的唇缘23周围，并且在盖子30的外部38上施加向下的力。夹子延伸部41在其按压在盖子外部38上的部位处具有卷边42，以更均匀地分配载荷且完成夹子延伸部41的末端。盖子30施加在夹子40上的向上反作用力通过夹子40与主体20的连接而对置，所述连接由围绕主体20的上部部分22的外周的两个二级夹子延伸部43a和43b建立。在替代实施例中，主体20的上部部分22具有上升和扩增的锥度，这阻止夹子40向主体20上方滑动且减少施加于盖子30上的保持力。
51.本公开还设想将夹子40和用于包括笔直圆柱体的主体20的其它可能形状附接的其它方法。主体20的横截面形状可以呈任何规则或不规则几何形状且仍在本公开的范围内。二级延伸部43a和43b的末端分别具有卷边44a和44b，以有助于安装和取出夹子40并且完成延伸部43a和43b的末端。夹子40可以由具有高屈服强度的弹性金属形成以有助于在无永久性变形的情况下安装和取出。
52.在本公开的另一方面中，用磨砂玻璃接头将修改后的替代盖子50密封到主体20。接头由盖子50上的磨砂玻璃面51和主体20上的磨砂玻璃面21组成。配合面21和51为截头圆锥形形状且形成为具有相同角度，使得所述面之间的对齐在配合表面区域的整个范围上最大化。替代盖子50在替代盖子50的第一半部上形成有多个孔或通孔52，且在替代盖子50的第二半部上形成有至少一个孔或通孔53，且由替代盖子50的第二半部界定，其中替代盖子50的第一半部上的多个孔52充当散叶茶叶或类似饮料的滤网，且替代盖子50的第二半部上的至少一个孔53充当通气孔。替代盖子50的第一半部和第二半部中的一个或两个可以为凹入式的，如图6中所示，以接收流体、固体和/或其混合物。替代盖子50还位于主体23的唇缘下方以有助于从饮料容器10饮用，其中唇缘压抵主体20，因此饮料流体可以在饮用时通过面21和唇缘23朝向口腔引导。
53.如本文中所描述，所公开的饮料容器可以由玻璃材料构造。特别有利的材料是低热膨胀硼硅酸盐玻璃。此玻璃材料的低热膨胀性质有助于防止玻璃接头粘合且使容器对于热冲击更稳定。硼硅酸盐玻璃也比更常见碱石灰玻璃更硬，这是使得接合表面对于磨损更稳定的性质。应理解，包括由硅酸盐制成的玻璃的任何玻璃材料可用于构造所公开的饮料容器且仍在本公开的范围内。
54.为了操作所公开的饮料容器10的实施例中的任一者，用户用所希望的饮料填充主体20的内部腔室且将盖子30置于主体20上，从而紧密地配合玻璃接头的面。且接着，如果接头中需要额外安全性，那么夹子40可以任选地应用于组合件，其中第一卷边42应用于与饮用口相对的盖子30，且接着二级延伸部43a和43b安置在主体20的上部部分22周围。当用户饮完其饮料时，按相反次序拆开组合件。如果任选地安装，那么通过对延伸部43a和43b的末端处的卷边44a和44b施加力以将所述卷边从盖子30推开，同时通过使用握把34施加移除压力来移除第一夹子40。为了清洁所有组件，主体20、盖子30和夹子40可以在洗碗机中使用具有经加热干燥的标准循环来进行机器洗涤。
55.虽然本公开已结合其若干实施例来描述，但对所属领域的技术人员将显而易见的是，可以在不脱离本公开的真实精神和范围的情况下作出许多改变和修改。因此，所附权利要求书希望涵盖如落入本公开的真实精神和范围内的所有此类改变和修改。权利要求是新型的并希望通过专利法保护的内容为。