帶有可變形的杯邊及其相應蓋子的一次性容器的製作方法

2023-10-09 02:01:59

專利名稱：帶有可變形的杯邊及其相應蓋子的一次性容器的製作方法
技術領域：
本發明的領域是一次性容器，如用於供給和儲存可消耗物品，特別是易於腐壞的物品的杯子、碗、碟子等。
背景技術：
「啜飲杯子」或「訓練杯子」是適合較小的孩子使用的飲水裝置。相對於一次性容器而言，有證據顯示現有技術的這些裝置存在一些缺點。目前，設計出了許多非一次性的啜飲杯子，其具有許多優點，如具有消費者所需要的強度和耐久性，通過一個可封閉的和可移去的蓋子以提高抗漏性，適用於隔絕熱飲料和可「軟」接觸的外表面。可移去的蓋子使消費者能夠將任何所需的飲料重複地再注滿杯子。當這樣的杯子由含有高糖份的液體，例如果汁或牛奶再注滿並且經常不被冷藏時，杯子為細菌的生長和繁殖提供了良好的環境。使用這樣的杯子的孩子因此面臨高度地暴露在不健康的和可能致命的大量細菌面前的風險。因此，人們就想得到一種能夠不存在由於重複地將杯子注滿而具有為細菌的繁殖創造環境的潛在危險的杯子。
一種降低或消除這種情況的可行方法是使杯子用完即可丟棄。然而，許多消費者甚至經常重複使用「一次性的」杯子。為了要獲得足夠的強度和耐久性，許多這樣的杯子通過注模成型加工。這些杯子通常包括相對厚的壁和相當重的結構。同樣地，儘管一個杯子被加工成為在一次使用之後就被丟棄的杯子，消費者也可能不會認為杯子是一次性的。

發明內容
本發明涉及一種一次性的容器。該容器包括至少一個限定了一開口的容器壁。一邊緣形成在該開口周圍，並且其包括處於第一結構的卷邊。該卷邊可從第一結構變形至第二結構。該容器也可包括一可移走和與邊緣密封地接合的蓋子。當蓋子從邊緣上脫離時，該邊緣發生變形。在使邊緣發生變形時，蓋子引起卷邊從第一結構變形至第二結構。蓋子和卷邊被設計和配置成使蓋子不能與變形後的邊緣密封地接合。
綜上所述，本發明提供一種改進的一次性容器。其它目的和優點將在以下說明。


圖中，相同的附圖標記表示相同的組件圖1是蓋子第一實施例的側視圖；圖2A是圖1的蓋子的頂視圖；圖2B是用於製造蓋子中的切口的工具和模子的剖視圖；圖3是蓋子另一實施例的側面剖視圖；圖4是圖3中的蓋子的透視圖；圖5是蓋子另一實施例的側面剖視圖；圖6是圖5中蓋子的透視圖；圖7是蓋子另一實施例的側面剖視圖；圖8是圖7中蓋子的透視圖；圖9是蓋子另一實施例的側面剖視圖；圖10是圖9中蓋子的透視圖；圖11是具有135°弧度角的卷邊的杯子的側面剖視圖；圖12是具有225°弧度角的卷邊的杯子的側面剖視圖；圖13是一個杯子的側視圖；圖14是圖13中的杯子側面剖視圖；圖15是圖13中的杯子的透視圖；圖16是與蓋子密封地接合在一起的杯子的側面剖視圖；圖17是在隨後杯子與圖16中的蓋子接合的側面剖視圖；圖18是杯子和蓋子在接合之前的側面剖視圖；圖19是與一蓋子密封地接合的杯子的側面剖視圖，其中杯子中盛有液體；圖20是與一蓋子密封的接合的傾斜的杯子側視圖，其中杯子中盛有液體；圖21是說明製成一次性的飲用裝置的方法的方框圖。
具體實施例方式
如圖具體所示，圖1所示為一個蓋子110。蓋子110包括一蓋冠112，一噴嘴118，和一裙邊122。噴嘴118從蓋冠頂端114向外延伸並且包括至少一個開口120，其提供了一個從蓋冠頂端114穿過蓋冠底端116的通道。噴嘴118和相關開口120幫助使用者「啜飲」。當蓋子110密封地蓋在杯子的邊沿上時，液體可通過開口120(如圖16所示)。裙邊122包括向內凸出的肋121和一個斜角邊124。蓋子的裙邊122通常由裙邊的直徑a來限定，裙邊的直徑a近似地與蓋子所蓋的杯子的邊沿的直徑相同。斜角邊124包括一內邊緣表面並且通常由斜角邊的直徑b來限定。斜角邊的直徑b通常比較裙邊的直徑a要小。肋121和斜角邊124的組合配置將蓋子110和杯子的邊牢固地結合在一起。
蓋子110的厚度m大約為10/1000英寸，它對蓋子110的相對強度、耐用性和真正變成一次性使用是有利的。蓋子的厚度m可以在9/1000英寸到25/1000英寸甚至更大之間進行選擇。蓋子110最好用半透明的塑料和/或合成材料用熱成型加工的方式來製造。但是，蓋子110也可用任何的材料和/或混合材料——單獨地或在紙板基體上做為一個包覆層，從孩子安全的角度考慮可能更合適——來製造，如多元酯(APET)、聚丙烯或聚乙烯，只要這些材料能達到最終目標的要求。
圖2A所示為噴嘴118中的開口120，它通常允許液體從所連接的杯子中被吸出，同時還可提供至少一定的溢出/漏出阻力。在圖2A中顯示的開口120是一個可自閉合的切口(圖中為了示例目的而放大了)。當在噴嘴118處吮吸，即壓力比環境空氣壓力低時，自閉合的切口的尺寸柔軟地、可變形地以及彈性地增大以便分配液體。在吮吸終止後，自閉合的切口變回它的最初尺寸和外形以便阻止液體從所蓋的杯子中漏出。這樣的自閉合切口可以通過在熱成型的蓋子110的噴嘴118中用狹窄的刀片不從噴嘴118中移除材料來切出一個單一的切口來成形。在噴嘴118中切出切口的工具和模具如圖2B所示。模具117被放置在與刀刃115相反的噴嘴118的一側上並包括一個可接受刀刃115的凹槽119。當刀刃115刺穿和切割噴嘴118以形成切口時，模具117給噴嘴118提供相反側的支持。這種方式有助於在切口切割過程中對塑料的毀壞減到最小，這也是形成自閉合切口的重要因素。
因為注射成型的蓋子較厚且與熱成型的蓋子相比其彈性較小，所以在注射成型的蓋子中無法形成自閉合切口。自閉合的切口有利地比不具有插入模製或裝配的彈性閥的注射成型的蓋子提供更大的洩漏阻力。
圖3所示為一個帶有裙邊122a但不包括斜角邊的蓋子110a。肋121a和裙邊122a的頂部123a組合配置將蓋子110a和杯子的邊牢固地結合在一起。圖4所示為該可供選擇的蓋子110a的透視圖。
圖5所示為一個具有包括斜角邊124b的裙邊122b但不帶肋的蓋子110b。斜角邊124b和裙邊122b的頂部123b組合配置將蓋子110b和杯子的邊牢固地結合在一起。圖6所示為該可供選擇的蓋子110b的透視圖。
圖7所示為一個與先前描述的蓋子相比帶有錐形噴嘴118c的蓋子110c。如圖8所示，多個孔120c做為噴嘴118c的開口，容納於與該蓋子連接的杯子中的液體可通過這些孔分配。
圖9和10所示為與在圖3中所描述的相類似的一個蓋子110d。蓋子110d的噴嘴118d包括多個孔120d，容納於與該蓋子連接的杯子中的液體可通過這些孔分配。
如圖11中所示為一個使用熱成型工藝製造的一次性的杯子128。杯子128被製成與前面所述的蓋子相配合。杯壁130限定了杯子的開口132和杯腔134。杯子邊緣136包括部分成形的卷邊138，它沿著杯子邊緣136完全展開。可選擇地，卷邊138也可只部分地沿著杯子邊緣136延伸。卷邊136通常用它的弧度角β來描述，β被定義為設置在與杯壁130相切的假想的線l與從圖示的卷邊138的端部延伸出來的假想的線之間的夾角。弧度角β優選的是在約135°到約225°之間。但是根據蓋子的確切的結構，也可能是在該範圍之外。圖11所示為一個帶有弧度角β大約為135°的卷邊138的杯子128。圖12所示為一個帶有弧度角β大約為225°的卷邊138的杯子128。圖13、14和15分別表示了一個具有部分成形的卷邊138的一次性杯子128的側視圖、剖視圖和透視圖。
一次性杯子128的卷邊138可被置於多種結構中。舉例來說，圖16所示為一個蓋子110密封地座放在邊緣136上的一次性杯子128。該杯子128的卷邊138沿凸出構造140中的邊緣136完全展開。在凸出構造140中，卷邊138精確地和凹形地從杯子開口132延伸出來，以便形成邊唇144。在一可替換的結構中，沒有舉例說明，卷邊僅部分地沿邊緣的周圍延伸。
當蓋子110從杯子128移走時，如圖17所示，蓋子引起卷邊138變形成為向外展開的結構142。在向外展開的結構142中，卷邊138精確地和凸出地從杯子開口132延伸出來，以便形成一個向外展開的邊緣146。正如圖所示，蓋子110使整個卷邊138變形。但是，實際上，蓋子110可使卷邊138部分地變形，以致於向外展開的結構142僅部分地圍繞邊緣136延伸。
回到圖11，杯邊136具有一個與蓋子的裙邊直徑a大小相關的卷邊直徑c(如圖1所示)，以使得卷邊138與蓋子裙邊122密封地連接在一起，如圖16所示。邊唇144具有大小與蓋子的邊緣直徑b相關的唇邊直徑d，以允許唇邊144與斜角邊124(或肋121，根據蓋子結構)緊固地連接在一起。
參看圖16，杯壁130最好用半透明的塑料材料製成，其壁厚n最好為15/1000英寸。然而，壁厚n也可在約9/1000英寸和約25/1000英寸之間。另外，儘管杯子128最好用塑料和/或合成材料製成，但是它也可用任何的材料和/或混合材料——單獨地或在紙板基體上做為一個包覆層，所有這些都從孩子安全的角度考慮——來製造，如紙和/或多元酯(APET)、聚丙烯或聚乙烯。
圖18所示為一個一次性的飲用裝置148。液體150被容納在杯腔134內，一個蓋子110鬆散地與杯子128連接配置。圖19所示為蓋子110與盛有液體150的杯子128咬合配置在一起。圖示的杯子128為在凸出結構140中具有卷邊138，卷邊直徑c的尺寸與蓋子的裙邊直徑a相關，以便允許卷邊138和蓋子的裙邊122在第一密封位置152和第二密封位置154處密封結合。除此之外，當蓋子110與杯子128咬合連接時，唇邊直徑d的大小與邊緣的直徑b相關，從而允許邊唇144緊固地與斜角邊124連接。
如圖20所示為一次性的飲用裝置148傾斜時的情形。蓋子110和杯子128相連接以便卷邊138和蓋子的裙邊122在第一密封位置152處和第二密封位置154處密封結合。另外，斜角邊124與邊唇144緊固的結合在一起。卷邊138和蓋子的裙邊密封地結合以及斜角邊124與邊唇144緊固的結合有利地允許一次性容器148傾斜而同時保持在杯腔134中液體150不漏出來。而且，除非在蓋子噴嘴118上吮吸時，為了保持液體而形成的噴嘴的開口120的大小和/或外形也有利於允許一次性容器148傾斜而同時保持在杯腔134中液體150不漏出來。根據具體實施例，蓋子110和杯子邊緣136的外形都是圓形的，斜角邊124設置成與杯邊144相關，以提供沿著卷邊138的周向緊密地咬合的咬合封閉構件。
蓋子110與現有的蓋子相比具有新穎性和獨特性1)它用熱成型工藝而不是通過注模成型加工來製造；2)斜角邊124和邊唇144之間的內在作用使得蓋子128易於壓蓋在杯子128上，但當蓋子從杯子上移走時，斜角邊124推動邊唇144，迫使卷邊138至少部分地變成向外擴展的結構142，因此破壞了密封和被再次密封的能力；3)它採用允許視覺辨知杯子128中的液體150的類型和液位的透明材料製成；4)噴嘴開口120的大小和外形最大限度的防止了杯中液體的洩漏；5)蓋子110的一次性特性使得一次性的飲用裝置42成為整體的一次性裝置。
杯子128與現有的杯子相比具有新穎性和獨特性1)為了真正的一次性使用的目的，杯子128包括一個具有相應結構的杯邊136；2)杯子128可由多種真正一次性的材料製成，如紙或其它的熱成型塑料；3)杯子128是可堆疊的，以方便運輸和/或包裝。杯子128最好是一個抗壓的杯子並且包括一塗層，如泡沫材料，這樣以提供給使用杯子128的孩子可觸摸的刺激。
圖21所示為製成一次性飲用裝置148的方法200。如方框202和203所示，先製得蓋子110和杯子128且液體150被注入到杯腔134中。如方框204所示，然後將蓋子110與杯邊136鬆散地連接在一起，以便鬆弛地蓋住杯腔134。蓋子110然後被壓縮到杯子邊緣136上，如方框206所示，以便斜角邊124的內邊緣表面126與邊唇144緊緊地結合在一起。此時，一次性的飲用裝置148就準備好被使用和用後被丟棄了。
根據具體的實施例，當製造同樣的如下所描述和討論的一次性的飲用裝置148和方法200時，它應當被理解為能被用於其它產品容器，如儲藏碗、食物碗、盤子和/或絕緣的杯子等發明的方法和裝置。
儘管已經參照示例性實施例對本發明作出了描述，但是應該理解，在不脫離本發明的範圍的情況下，本領域技術人員可作出各種改變並且本發明的部件可由其等效物來替換。另外，在不脫離本發明的範圍的情況下，可作出各種改進以適應特定的情形或對材料做出改進以適應本發明的教導。因此，發明並不意味著被限制在為了執行本發明而闡明的最好的設想模式的特定實施例中，相反，本發明將包括所有的具體實施例，只要它落在附加的權利要求的保護範圍之內。而且，除非明確地表述出這些沒有標明任何目的或重要性的第一、第二等術語的任意用途，第一、第二等術語最好只用來區別其它的一種構成。
權利要求
1.一種容器，包括至少一個限定了一開口的容器壁，其中一邊緣形成在該開口周圍並且該邊緣包括一處於第一結構的卷邊，該卷邊適合於變形至第二結構，並且在使用時該卷邊適合於不可逆地變形至第二結構。
2.如權利要求1所述的容器，其中在第一結構中，卷邊通常向外以及向下地呈弧形；而在第二結構中，卷邊通常至少部分地向外以及向上地呈弧形。
3.如權利要求1所述的容器，其中在第一結構時，卷邊與和所述容器壁相切的一直線限定了一大約135°到大約225°之間的弧度角。
4.如權利要求1所述的容器，還包括一個蓋子，其中當蓋子脫離時其適合於使所述邊緣發生變形，其中蓋子不能與變形後的所述邊緣密封地接合。
5.如權利要求4所述的容器，其中在蓋子脫離時，卷邊發生不可逆地變形。
6.如權利要求5所述的容器，其中蓋子包括具有向內延伸的邊緣表面的蓋子裙邊，該邊緣表面適合於當蓋子密封地接合在容器邊緣上時支承卷邊的遠端部。
7.一種提供一次性容器的方法，包括提供一具有開口和形成在該開口周圍的邊緣的容器，該邊緣包括一處於第一結構的卷邊；提供一具有裙邊的蓋子，該裙邊具有向內延伸的邊緣表面；將該蓋子與容器的邊緣密封地接合，以便所述向內延伸的邊緣表面支承該卷邊；當蓋子與容器脫離時，其中邊緣表面至少部分地使卷邊發生變形，從而使蓋子不能再次與所述邊緣密封地接合。
8.一種連接到一容器的蓋子，該蓋子包括具有裙邊和噴嘴的熱成型的蓋冠，其中裙邊從蓋冠沿周邊延伸開來並且適合於將蓋子固定至該容器，並且噴嘴包括一個單獨的切口，並且噴嘴在不同的壓力作用下適合於在所述單獨的切口周圍彈形地變形。
9.如權利要求8所述的蓋子，其中所述單獨的切口形成在噴嘴的端部。
10.如權利要求8所述的蓋子，其中所述單獨的切口通過用刀刃切割噴嘴而不從噴嘴中移除材料形成。
全文摘要
提供了一種容器，其包括至少一個限定了一開口的容器壁。一邊緣形成在該開口周圍。該邊緣包括一處於第一結構的卷邊。卷邊適合於變形至第二結構。該容器還可包括一可移走並與該容器密封地接合的蓋子。當從容器上移走蓋子時，蓋子適合於使卷邊發生變形。該蓋子不能與變形後的卷邊密封地接合。還提供了一種用於適於作為訓練用或「啜飲」的一次性杯子的蓋子。
文檔編號B65D43/02GK1840433SQ20061007741
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月15日 優先權日2005年3月15日
發明者H·J·戈金, R·E·惠特莫爾, J·S·本克, W·T·舒爾茨 申請人:福特詹姆斯公司