乳膠杯蓋的製作方法

2023-04-28 18:04:56 1

專利名稱：乳膠杯蓋的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種飲料杯蓋，特別係指一種用以封蓋一飲料杯的乳膠質杯蓋，杯蓋上具有一較薄區以供吸管 刺穿，再者，該較薄區中以形成有一孔洞於其中以便供該吸管插入者為較佳。
參閱圖1所示，熟知的飲料杯上通常可封蓋以一塑膠質的杯蓋1，該杯蓋上具有一十字形切口1a，以便供吸管之插入。該塑膠質杯蓋是半硬性而無法拉伸的，因此必須製造成許多不同大小的杯蓋，以適合不同大小的杯子。而且，由於此等塑膠杯蓋通常均由聚苯乙烯所製成，因此當使用過的杯蓋被拋棄或燒毀時，即製造了汙染的問題。
有另一種飲料杯的杯蓋是由乳膠所製成。該種乳膠杯蓋可有效地封蓋杯子。其具有柔撓性且可拉伸，以致於一具有某一尺寸的乳膠杯蓋可適用於不同大小的杯子。然而，此種乳膠杯蓋上並沒有設計任何孔洞，因此，當一吸管欲插入一覆蓋有此種乳膠杯蓋的杯子之前，必須先用該吸管的尾端刺穿該杯蓋。在某些情況下，刺穿該乳膠杯蓋時所產生的杯蓋之小刺裂碎片會掉入該杯子的液體內，因此將可能招致使用者將該碎片吸入其嘴裡的危險。在許多情況下，該乳膠杯蓋會意外地被該吸管於刺穿時所扯裂，造成該杯子內的液體會從該裂開處漏出。本設計人有鑑於此，乃尋思設計一種較佳之乳膠杯蓋，幾經構思修改，終有本設計產生。
於是，本實用新型之主要目的，在於提供一種乳膠杯蓋，可使該杯蓋不會因吸管插入而產生裂開甚至碎片掉落的情形。
本實用新型之次要目的，在於提供一種乳膠杯蓋，其可使吸管更順利插入杯內且杯內飲料不會漏出。
本實用新型為達到上述目的，其主要為一帽狀蓋體，系模製而成，該帽狀蓋體較好是由天然橡膠乳液所製成且具有可拉伸性。該蓋體有一頂部，一自該頂部彎延向下而形成之周邊部，及一滾卷而成的凸緣圍繞於該周邊部周圍。該蓋體頂部設有一較薄區，較該頂部的其餘部分為薄，以便易於插入一吸管。較佳者，於該頂部較薄區中可形成一周圍具有一加厚邊緣的開孔，及在該頂部較薄區周圍形成一加厚補強環，以防止該蓋體被扯裂。該開孔較佳之直徑為約0.2mm－1.6mm，以使吸管更順利插入杯內且杯內飲料不會漏出。
本實用新型乳膠杯蓋具有下列之功效(1)可有效封蓋該杯蓋可有效地封蓋住該與其結合的杯子。
(2)不會漏液雖然該開孔形成於該杯蓋中，但當杯內裝滿液體時液體並不會從該開孔漏出，因為在該杯子內形成一相對真空的狀態。該開孔具有一特定的尺寸大小，以便於一吸管可穿過該開孔而不會在其周圍留有任何空隙。
(3)適合不同大小的杯子該杯蓋具有可拉伸性，因此可適用於不同大小的杯子。
(4)可腐化該杯蓋系由天然橡膠乳液所製成，它會自然地退化而轉變成細菌可消化的蛋白質。
(5)在微波爐中加熱時，該杯蓋既不會遭毀壞亦不會產生有毒物質。
(6)該杯蓋的可拉伸性在杯蓋被冷藏時亦不會改變。
本實用新型為達到上述之目的、特徵，所採用之技術手段及其功效，茲舉一較佳可行實施例並配合
如下圖中圖1為飲料杯所使用之熟知塑膠杯蓋立體圖；圖2為本實用新型實施例乳膠杯蓋之立體圖3為取自第二圖中剖視線3－3方向之剖面圖；圖4為用以製造圖2之乳膠杯蓋所使用之模具的剖面圖；圖5為本實用新型製造方法中該浸泡操作過程之示意圖；參閱圖2、3，本實用新型之乳膠杯蓋為一由乳膠薄膜所模製形成之帽狀部件2，它具有頂部21，一由該頂部21彎延向下而形成的周邊部22，一沿著該周邊部22的周圍滾卷而成的滾卷凸緣23，一形成於該頂部21上之較薄區33，一形成於該較薄區33中之開孔3，一形成於該開孔3周圍之加厚邊緣31，及一圍繞該較薄區33周圍所形成之加厚補強環32。
僅形成該較薄區33時，即可有效供一吸管插穿而過，至於進一步形成一開孔3，則使吸管更順利插入杯內。
該加厚邊緣31的表面是平滑的，通常，一吸管插穿過該杯蓋進入該杯子內並不會刺裂或扯裂如此的一個邊緣。即使因為一吸管的插入而引起該開孔周圍的加厚邊緣與該加厚補強環之間的乳膠薄膜的裂開，該加厚補強環亦會限制其裂開的程度，因為圍繞於該加厚補強環四周的乳膠薄膜系較厚於該杯蓋的較薄區33。而且，該圍繞於加厚補強環四周的乳膠薄膜可穩固地持連著此補強環，以防止該杯蓋象前述的熟知杯蓋可能發生的情形一樣因被刺裂成碎片而掉落杯內。
以下提供本實用新型乳膠杯蓋之製造方法以供參考該乳膠杯蓋系由一乳膠(橡膠乳液)組合物所製成，且以用天然乳膠組合物為較佳。該乳膠杯蓋製造的過程包括下列等步驟成形一帽狀蒸體2；在該帽狀蓋體2的頂部21中成形一具有一開孔3的較薄區33；成形一加厚邊緣31於該開孔3周圍；及成形一加厚補強環32於該較薄區33周圍。上述這些步驟藉助一浸泡過程來完成。
一種製造該乳膠杯蓋方法的實施例子茲例示如下以下列之成分來製備一天然乳膠組成物
成分單位重量數液態天然橡膠乳液(公司型號HeveaBrasiliensis)60％的幹橡膠含量16750％的硫分率3.050％的活性氧化鋅分率0.850％的加速劑分率1.850％的抗氧化劑分率(p－甲酚和二環戊二烯之丁基化反應產物)2.0月桂酸鉀溶液(20％)1.5酷朊酸銨溶液(15％)2.0抗網－WB試劑1.0抗觸BJL－A2.410％的氫氧化鉀溶液10.0顏料適量香料適量水(將乳液濃度調整至所需之總固態含量36±1％)製備一凝結劑溶液如下成份重量百分率硝酸鈣3－5％溼劑0.5－1.0水88.0－91.5請參閱圖4所示，本實施例中所使用之模具係為一中空管體4，具有一全用以成形之成形頂面41，及一上半部用以成形之半成形面42，系自該成形頂面41彎延向下並圍繞於其四周，一粗短突起5自該成形頂面41向上凸伸而形成，及一淺的凹環槽6形成於該成形頂面41上且圍繞於該粗短突起5四周。一開口向上之暗孔7形成於該粗短突起5內。
多個模具4設置於一移動中的託架8上，該託架8系沿著一導軌9移動而帶著該模具4向該浸槽前進，該浸槽分別裝著凝結劑及乳膠溶液。該前進的操作過程乃為熟知技術，在此茲不贅述。該乳膠溶液、系在15rpm的轉速下攪拌約36小時，而該凝結劑溶液則被加熱並維持在45－50℃。模具4先經過一維持在100℃之第一熱烘爐，而後即冷卻至50－60℃。
模具4首先被送至一凝結劑浸槽中並浸泡入凝結劑內而停留約5－8秒鐘。當該模具4進入該凝結劑浸槽時，它是被固持於該模具4中心軸並傾斜一特定角度的位置狀態，該角度以45度為較佳，相對於一垂直線而言。當每一模具從凝結劑中抽出時，其亦放置在該45度的傾斜位置。在每一模具抽出之後，該模具4就被轉至使其頂面41面向上的位置，且在一高速下旋轉，以便移除過多的凝結劑且保持一均一的薄膜層於該模具的模製表面上。從該凝結劑出來的模具乃被轉移而使其頂面41呈水平狀態，而後被移至一維持在80－90℃的第二熱拱爐，而後即冷卻至50－60℃。
在此之後，該模具就前進至該乳膠浸槽並浸泡入該維持於28－30℃的乳膠溶液內，在其中模具停留約10秒。當這些模具進入該浸槽時，它們亦以在凝結劑槽內之相同傾斜方式傾斜。而當這些模具從乳膠浸槽抽出後，該模具其頂面41就被轉移成而向上，且模具再一次在一高速下旋轉，以便在每一模具4上保持一均一的乳膠層。抽出的模具以其頂面41呈水平狀態進入第三熱烘爐，該第三熱烘爐維持在90－100℃以膠化該乳膠。被第三熱烘爐所加熱後的模具先經過一滾卷站，在此站中該已由膠化狀態被半硬化的乳膠杯蓋薄膜的周邊邊緣被一摩擦滾輪滾卷；再經過一水萃取站，此站維持在75℃以便移除所有可能餘留下來的凝結劑及其他來自該乳膠的不需要物質；再經過一固化爐，此固化爐維持在約120℃以便可將該乳膠薄膜完全固化。這些經固化的乳膠杯蓋使再冷卻至60－70℃。最後，將這些成形的乳膠杯蓋自模具上移開。
曾經浸泡入該乳膠溶液而成形於該模具4的模製表面41及42上的該乳膠杯蓋，即具有如圖2所示之形態。當該模具被該第三熱烘爐加熱至90－100℃時，每一乳膠杯蓋2中的開孔3即在此階段於該杯蓋附著在該模具4粗短突起5上的部分形成。在第三熱烘爐的這種溫度下，該暗孔7內的氣體壓力會增加，造成該覆蓋於暗孔7上的薄膜層會爆破。當覆蓋於暗孔7上的薄膜層爆破時，由於該乳膠的表面張力及擴散的作用，而使該乳膠會聚集在該暗孔7的孔緣上，因此而形成該加厚邊緣31，進而界定出該開孔3。該加厚補強環32即由附著於該模具4上淺凹環槽6內的乳膠所形成。
實際上，當該模具4在浸泡操作過程中經過該乳膠浸槽時，該模具4頂部41是面向下或傾斜向下。該覆蓋於模具4粗短突起5表面上之乳膠，與其餘附著的其他乳膠相較，由於受到當該模具4自乳膠浸槽中抽回而以某一速度旋轉且模具的頂面41系快速地轉向上的緣故而產生之地心引力及離心力的作用，該覆蓋於粗短突起表面上之乳膠更具有欲吐離該處的傾向。因此，該覆蓋於粗短突起5之乳膠薄膜，亦即，介於該周邊緣31及該加厚補強環32間的區域33，系較薄於該乳膠薄膜的其餘部分，而較多的乳膠則被留在該淺凹環槽6內以形成該加厚補強環32。
為了形成該開孔3，在該暗孔7內的氣體壓力必須增加到一足夠以爆破覆蓋於該暗孔7上之薄膜層的程度。換句話說，介於該暗孔7內的氣體壓力與暗孔外的氣體壓力之間的壓力差，必須足夠大以造成該薄膜層爆破。該壓力差乃取決於該模具被浸入該乳膠浸槽之後，所加熱達到的溫度，亦即在此實施例中該第三熱烘爐的溫度。該壓力差可以下列之理想氣體定律的表達式來估計PV＝nRT假設V，n
R均為常數，則P2P1＝T2T1其中V是該暗孔7內的氣體體積；T1是該乳膠浸槽的溫度，P1是該暗孔7內在T1溫度下的壓力，T2是該第三熱烘爐的溫度，而P2則是該暗孔7內在T2溫度下的壓力。P1相等於該暗孔7外的壓力，亦即1ATM(大氣壓力)。假設T1＝(273＋29)°K，亦即29℃，而T2＝(273＋95)°K，亦即95℃，則P2將等於1.22atm。因此，該壓力差約為0.22atm。
該乳膠薄膜的表面張力取決於該乳膠溶液的濃度，該乳膠溶液的濃度則依下列之原則決定，即其所產生的表面張力必須要小於用以爆破該薄膜層的力，即該壓力差所產生的力。該乳膠溶液的全部固體含量在本實施例中是36±1％。
該開孔3的直徑大小的決定為不能大於吸管的直徑，而以該開孔3的直徑小於1.6mm為較佳。
此實施例中該暗孔7的直徑是1.2mm，而暗孔7的深度約為2mm，該淺凹環槽32的直徑約為3.0－9.0mm。該產生於暗孔7內的爆破力△F可由下列的表達式來決定△F＝壓力差×該暗孔7的截面積－覆蓋於該暗孔7上之薄膜層的表面張力×該開孔3的周長，亦即，△F＝(△P)A－η(πD)例如，假設該乳膠溶液的全部固體含量是60％，其比重約0.9504g／cu.cm而其表面張力η約為35dyne／cm(依據相關的文獻資料)因△P＝0.22atm，A＝π( (D)/2 )2，其中D＝1.2mm＝0.12cm，故該爆破力△F為243.27達因(dyne)。
綜上所述，本實用新型乳膠杯蓋借其所揭露之構造，已能更進一步增加其實用價值，的確能達到預期之目的和功效。
有關上述本實用新型所揭露之附圖說明，僅為本實用新型之實施例，大凡熟悉本案技藝之人士，其所依本案精神範圍，所做之等效變化或修飾，皆應包括在以下本案之權利要求範圍內。
權利要求1.一種乳膠杯蓋，其特徵在於一由乳膠薄膜模製而成的帽狀部件，該部件有一頂部，一自該頂部彎延向下而形成之周邊部，一加厚凸緣圍繞於該周邊部周圍，該頂部設有一較薄區，系較該頂部的其餘部分為薄，及一加厚補強環形成於該較薄區周圍。
2.根據權利要求1所述的乳膠杯蓋，其特徵在於包括一形成於該較薄區中之開孔，及一圍繞該開孔周圍之加厚邊緣。
3.根據權利要求2所述的乳膠杯蓋，其特徵在於該加厚凸緣系一滾卷而成的凸緣。
4.根據權利要求2所述的乳膠杯蓋，其特徵在於該乳膠薄膜是一天然乳膠薄膜。
5.根據權利要求2所述的乳膠杯蓋，其特徵在於該開孔的直徑約為0.2－1.6mm。
6.根據權利要求2所述的乳膠杯蓋，其特徵在於該加厚補強環的直徑約為3.0－9.0mm。
專利摘要本實用新型提供一種帽狀天然乳膠杯蓋以供飲料杯或其類似物使用，該杯蓋包括一頂部，一自該頂部彎延向下而形成之周邊部，及一滾卷而成的凸緣圍繞於該周邊部周圍。一插吸管用之開孔，形成於該頂部上，該開孔周圍形成一加厚邊緣。另有一加厚補強環，設於該頂部該加厚邊緣的周圍。介於該加厚邊緣與該補強環之間的區域系較該杯蓋的其餘部分為薄。該吸管開孔系用以供一吸管能插入該杯蓋所覆蓋之杯子內而不會刺裂該乳膠杯蓋。
文檔編號B65D47/06GK2061016SQ8922050
公開日1990年8月29日 申請日期1989年11月30日 優先權日1989年10月11日
發明者黃維照 申請人:必捷工業股份有限公司