CN102846143A - 纸质材料的杯子和用于制造纸质材料的杯子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纸质材料的杯子，具有能填充的内腔，所述内腔通过至少部分锥形的管状壁和底壁形成，该底壁在内腔的底部区域内以基本上液密的方式连接于管状壁，其中限定了内腔的管状壁具有至少一个变形体，并且该杯子包括至少部分地围绕管状壁的外套筒，其中，外套筒在变形体上方的第一区域中和在变形体下方的第二区域中粘附式连接于管状壁。

Description

纸质材料的杯子和用于制造纸质材料的杯子的方法
技术领域
本发明涉及由纸质材料构成的杯子，其具有可填充的内腔，该内腔包括至少部分锥形的管状壁以及在其内腔的底端处与管状壁以基本上液密的方式相连的底壁，限定了内腔的管状壁包括至少一个变形体，并且杯子包括至少部分地围绕着管状壁的外套筒。本发明还涉及用于制造用纸质材料制成的杯子的方法。
背景技术
在德国公开的专利申请DE102004056932A1中公开了一种纸质材料制成的杯子，其包括管状壁和外套筒。在此文献中，内杯的管状壁包括使得内杯的直径突然减小的堆叠肩。在杯子的堆叠状态中，该堆叠肩用于保证相同类型的另一个杯子的外套筒的底部凸缘承靠在该堆叠肩上。在此文献中描述的杯子具有令人满意的堆叠性能。但是，任何堆叠肩或任何从这种杯子的管状壁向里或向外凸出的其他结构经常导致在所述结构区域内的纸质材料的强度降低。当这种结构暴露于基本上轴向上的、即在平行于杯子的纵向中心轴线的方向上作用的力时，这种结构被认为是杯子的柔性疵点。在杯子堆叠得非常高的情况中或在大的双层壁杯子的情况中，内杯的管状壁会因变形体区域内的这种力而易于变形。这种变形也可由于例如将杯子填充大量液体而发生。
发明内容
本发明的一个目的是改进纸质材料制成的杯子，以及改进用于制造纸杯的方法。
为此，根据本发明，提供了一种纸质材料制成的杯子，其具有可填充的内腔，该内腔包括至少部分锥形的管状壁和在杯子内腔的底端处以基本上液密的方式连接于管状壁的底壁，其中，限定了内腔的管状壁具有至少一个变形体，同时杯子包括至少部分地围绕着管状壁的外套筒，所述外套筒在变形体上方的第一区域中和在变形体下方的第二区域中牢固地接合于管状壁。
不但这种外套筒与管状壁在变形体的上方和下方的连接可补偿内杯因变形体的存在而发生的降低的材料强度，而且可在两个连接头之间的区域内、即在变形体的区域内显著地稳定该杯子。每个连接头例如可包括涉及涂覆冷胶或热熔性粘合剂的粘结接头、涉及例如使用包括密封蜡或现有的PE涂层的热密封方法（带有或不带有插入的间隔件）的密封接头、通过原子力或分子力接合的焊接接头等。外套筒或套管加强了管状壁，这是由于其在变形体的上方和下方连接于变形体上。因此，外套筒会吸收在没有所述两个接头时将仅仅或主要地作用在管状壁上的应力。因此，例如为堆叠杯子而提供的周向变形体更加稳定，并且因此杯子的较高堆叠也成为可能，即可堆叠较大数量的杯子。甚至在长距离的运输之后也能保持将堆叠的杯子拆开的能力。以本发明提出的方式加强的杯子给予使用者舒适的感觉，这是由于填充后的杯子更稳定。更具体地，当使用者将这种类型的填充的杯子拿在手里时，外套筒仅可朝向内杯的管状壁略微移动或完全不能移动，而对于不具有本发明所提供的两个接头的传统杯子来说则不是这样。通过外套筒来稳定内杯的管状壁也可用于例如能够将降低强度的材料用于内杯，当然这是由于内杯的稳定性部分地受外套筒或套管所控制。根据本发明，通过在变形体的上方和下方在外套筒和内杯的管状壁之间提供接头，能够加强在纸杯的管状壁内的所有类型的周向变形体。除了施加加强作用外，两个接头可同时将外套筒连接于内杯。
在本发明的一种改进中，管状壁和外套筒之间的接头中的至少一个通过施加到管状壁和/或外套筒上的粘结带而提供。
例如，可使用冷胶或热熔性粘合剂。粘结带可为相对厚的，并且其可其以所谓的粘结珠的形式使用，以将外套筒和管状壁彼此间隔开，即使在其粘合状态中也是如此。这种空间可用于改进纸杯的隔热性能。
在本发明的一种改进中，在管状壁和外套筒的周向中看去时，接头中的至少一个包括多个连续布置的区域。
这样，外套筒可在变形体上方的第一区域和变形体下方的第二区域中在管状壁和外套筒的周向的周围连接于管状壁。因此，可在变形体的区域内使内杯在外套筒和内杯的管状壁的整个周向的周围稳定。当接头恰好提供在变形体的上方和下方，例如在变形体的上方和下方的厘米宽度的区域内时，管状壁和外套筒之间的接头显著地加强了变形体。但是，使用超过这一区域的接头对于变形体的稳定仍是有效的。
在本发明的一种改进中，接头中的至少一个提供在管状壁和外套筒的整个周向的周围。
这样，可在内杯的整个周向的周围显著地加强内杯。
在本发明的一种改进中，至少在特定区域内，外套筒设置为离管状壁一定距离。
这样，实现了令人满意的隔热性能。粘合接头可通过将相对于彼此间隔开的外套筒和管状壁的表面相连且粘合在一起的粘结珠来生产。特别是，管状壁和/或外套筒可替代性地设有也进行了连接或粘合的间隔件。有利地是，间隔件定向为处于从管状壁朝向环境延伸的方向。间隔件可为不是管状壁或外套筒的一部分的部件的形式。
在本发明的一种改进中，变形体的形式为在多个杯子的堆叠状态中用于支撑相同类型的杯子的结构。特别是，实施用于堆叠杯子的周向变形体会暴露在发生于高堆叠杯子中的大堆叠载荷下。在这种周向变形体的情况中，使用本发明恰恰会产生很大的成功。
在本发明的一种改进中，底壁和管状壁在液密式接头的区域内形成周向边缘框架，变形体的形式为在多个杯子的堆叠状态中用于支撑相同类型的另一杯子的周向边缘框架的结构。
通过使用用于堆叠杯子的周向边缘框架可实现非常好的堆叠性能，但是每个下部杯子的周向变形体也会暴露很大的轴向载荷下。在这种情况中，如本发明所提出，在变形体上方的第一区域中和在下方的第二区域中将外套筒粘合到内杯的管状壁上可明显地改进堆叠性能，或者其可使得能用较薄的材料来制造内杯的管状套筒。
在本发明的一种改进中，杯子包括至少部分地围绕着管状壁的外套筒，变形体的形式为在多个杯子的堆叠状态中用于支撑相同类型的杯子的外套筒的结构。
甚至当通过每个外杯子的底边来堆叠大量的杯子时，本发明可显著地改进这种杯子的堆叠性能。
在本发明的一种改进中，当在从杯子的开口端到底壁延伸的方向中看去时，在杯子内腔的横截面内，变形体至少在特定的区域内表现为收缩部分。
这样，可以稳定地堆叠杯子，但是这种收缩的横截面也会导致材料强度的明显降低。在这种情况中，本发明可将在变形体范围内的这种收缩横截面的令人满意的堆叠性能与内杯管状壁的显著的稳定性结合在一起。
在本发明的一种改进中，外套筒通过其底边承靠在周向边缘框架的外表面上，并且外套筒和管状壁之间的下部接头布置在变形体的下方和底壁的上方。
这样，轴向地或基本上平行于外套筒地作用在内杯管状壁中的应力不但通过连接头、而且通过外套筒的底边而被内杯吸收。这样，外套筒至少在其底边区域内、并且也在两个接头的区域内承靠在内杯的管状壁上。因此，本发明的杯子形成了特别稳定的单元。
本发明的一个目的也通过用于制造用纸质材料制成的杯子的方法来实现，所述方法包括下面步骤：以基本上液密的方式将锥形管状壁连接于杯子的底壁，将变形体结合到管状壁内，并且在变形体上方的第一区域内和在变形体下方的第二区域内将外套筒牢固地接合于管状壁。
在本发明的一种改进中，为了将外套筒成型为锥形部件，在至少变形体上方的第一区域内和在变形体下方的第二区域内放置用于在杯子的锥形管状壁和/或外套筒上实现连接头的材料，并且将锥形部件滑到杯子上，并且将锥形部件粘合到杯子上。
这样，在将锥形部件推到杯子上的同时，可将外套筒粘合到内杯的管状壁上。这导致本发明的纸杯的非常快且经济的生产。用于实现连接头的材料例如可为粘合剂、密封蜡，或者可密封或可焊接的塑料材料涂层，或者使用可由已存在于纸质材料上的涂层制成。
在本发明的一种改进中，在至少变形体上方的第一区域内和在变形体下方的第二区域内在杯子的锥形管状壁和/或外套筒上放置用于实现连接头的材料，并且设计为形成外套筒的纸质坯料布置在锥形管状壁的周围。
也可通过将坯料成型以形成外套筒而生产本发明的双层壁式杯子，并且在将外套筒连接于内杯的管状壁上而同时将内杯稳定在变形体区域中的同时完成了杯子。可将用于生产连接头的例如粘结带形式的材料施加在周向方向中，或作为替代地施加在与周向成直角的方向。相对于周向成直角地施加粘胶，可通过材料本身、特别是如为实现连接头而施加的粘合剂而额外地稳定变形体。
附图说明
在权利要求书和本发明的优选实施方案的下述描述中结合附图披露了本发明的额外的特征和优点。所示的各种实施方案的单个特征可根据要求相结合，这并不超出本发明的范围。在图中：
图1是根据第一实施方案的本发明的两个堆叠的杯子的剖视图；
图2是根据第二实施方案的本发明的杯子的剖视图；
图3是图2所示类型的两个堆叠的杯子的局部剖视图。
具体实施方式
图1是本发明的两个杯子10、12的剖视图，这两个杯子由纸质材料制成，并且一个堆叠在另一个之上。
两个杯子为相同的设计，并且均包括内杯，该内杯形成了可填充的内腔，并且由管状壁14和底壁16构成。每个杯子的管状壁14和底壁16在其下部区域中以液密方式彼此接合，以形成周向边缘框架18。周向边缘框架18为锥形的形状，并且在从杯子10、12的顶部开口端朝向其底端延伸的方向中看去时，两个杯子中的每一个的周向边缘框架18变宽。
当从底壁朝向顶部看杯子10、12时，在其开口端的方向中，底壁后面直接是第一锥形加宽区域20，在该第一锥形加宽区域20后面是柱形区域22。柱形区域22的长度约为锥形加宽区域20的四到五倍。柱形区域22邻接于肩形变形体24，从肩形变形体开始，管状壁14具有均匀、锥形、加宽的形状，直到其顶端为止。在不同的情况中，管状壁14在杯子10、12的顶端向下翻卷，以形成口部凸缘26。
当从杯子的顶端沿其内腔的方向看时，肩形变形体24表现为杯子10、12的内腔横截面内的收缩部分。肩形变形体24也称为堆叠肩，其在管状壁14的整个周向的周围延伸。
为了使两个杯子能够一个堆叠在另一个上，周向边缘框架的底端处的直径设置为使得上部杯子10的周向边缘框架18可支撑在下部杯子12的变形体24上。这样，可将多个杯子10、12堆叠在一起。
杯子10、12中的每一个均具有锥形外套筒28，每个杯子的外套筒28恰好开始于杯子10、12的口部凸缘26的下方，并且向下延伸到底壁16下方的区域。外套筒28通过其接触周向边缘框架18的外表面的底边而承靠在底壁16下方的区域上。
在杯子10、12的内管状壁14上设置了顶部粘结带32和底部粘结带34，每个所述粘结带用于将管状壁14粘合于外套筒28上的目的。粘结带32、34以粘结珠的形式施加，从而连接了处在管状壁14和外套筒28之间的间隙。这样，当从外套筒28的整体高度来看时，除了外套筒28的底边，在外套筒28和管状壁14之间保持了基本上恒定宽度的空间。这种空间用作隔热气隙，并且保证了使用者甚至可用手舒适地拿装满的杯子10、12，而外套筒28不会变得太热或太冷。
如图1中可见，粘结带32布置在肩形变形体24的上方，并且第二粘结带34布置在肩形变形体24的下方。因此，外套筒28在两个粘结带32、34之间的区域内加强了管状壁14，如上文所述，每个粘结带在外套筒28和管状壁14之间形成了粘接头。下部的粘结带34恰好布置在底壁16的上方的锥形区域20和柱形区域22之间的过渡处。上部的粘结带32恰好布置在口部凸缘26的下方。当杯子10、12承受到基本上在轴向方向中，也就是说在图1的从顶部朝向底部延伸的方向（或相反方向）中的载荷时，外套筒28承受到应力，并且减轻了管状壁14上的载荷，更具体地是在管状壁14上的变形体24的区域上的载荷。
尽管如从肩形变形体24处可见的那样纸质材料会变形，纸质材料的每个变形会导致纸质材料的一定的强度减小，这是由于在这种变形体的区域内各纸纤维会不可避免地折叠的事实。因此，外套筒28与管状壁14在变形体24上方的第一区域内和在变形体24下方的第二区域内的连接可有效地加强内杯的管状壁14。顶部的第一区域或顶部粘接头由粘结带32形成，并且底部的第二区域或第二粘接头由粘结带34形成。
外套筒在下部粘结带34下方的区域内朝向管状壁14逐渐变细，使得管状壁14和外套筒28之间的距离连续减小。外套筒28的底边又在周向边缘框架18的基本上一半的水平处承靠在周向边缘框架18的外表面上。因此，不但通过第二粘结带34，而且还通过外套筒28的承靠在周向边缘框架18上的底边而在外套筒28的下部区域内将外套筒28支撑在管状壁14上。这能够通过外套筒28和管状壁14或周向边缘框架18实现非常有效的应力吸收。
在杯子10、12的制造期间，首先制造包括管状壁14和底壁16的相应的内杯，接着将这些部件在周向边缘框架18的区域内以液密方式连接在一起。接着形成肩形变形体24，并且同时形成锥形区域20和柱形区域22。还形成了顶部口部凸缘26。
外套筒28由平面坯料制成，以形成锥形部件。接着，在已经将两个粘结带32、34施加到管状壁14上之后，将此锥形部件向上推到相应的内杯上的周向边缘框架18的上方。同时，通过将锥形部件滑动到内杯上的工艺，导致外套筒的内表面承靠在粘结带32、34上，使得外套筒28粘合于相应的内杯上。
图2显示了本发明的由纸质材料制成的杯子40，该杯子包括内杯，该内杯由管状壁42和在周向边缘框架46的区域内以液密方式接合于其上的底壁44构成。管状壁42大体为锥形形状，并且周向边缘框架46也为锥形形状，但与图1所示的杯子10、12不同，其在从杯子40的顶部开口端部朝向底部延伸的方向中逐渐变细。
管状壁42具有周向的肩形变形体48，当从杯子40的顶部端部在朝向其内腔的方向中看去时，肩形变形体48表现为横截面中的周向收缩部分。当从底壁44朝向顶部看杯子时，在底壁44的后面是没入柱形区域52中的锥形区域50。柱形区域52终止于变形体48处。当从变形体48朝向顶部看时，管状壁42具有锥形加宽的形状。口部凸缘54形成在管状壁42的顶部端部处。
杯子40包括外套筒56，该外套筒56具有连续的锥形形状，并且在其底端具有下部凸缘58。下部凸缘58承靠在底壁44下方的周向边缘框架46的外表面上。外套筒56通过其顶部边缘60承靠在管状壁42的口部凸缘54上。外套筒56的顶部边缘60插入在口部凸缘54的内表面和管状壁42的锥形部分之间的空间中。因此，在杯子40的顶部区域内，在外套筒56和管状壁42之间不存在气隙，但是，在外套筒56和管状壁42之间的间隙在从杯子40的顶部端部朝向周向边缘框架46延伸的方向中宽度会增加。外套筒56由平面坯料制成，并且在重叠区域62内粘合，使得外套筒56形成整体的锥形部件。附图标记64显示了杯子40的纵向中心轴线。
外套筒56通过周向粘结带66在变形体48上方的第一区域中粘合于内杯的管状壁42，并且其类似地通过第二粘结带68在变形体48下方的第二区域中粘合于内杯的管状壁42。因此，在两个粘结带66、68之间的区域中有效地加强了管状壁42、更具体地是变形体48的区域。在轴向方向，即基本上平行于纵向中心轴线64地作用于管状壁42上的力也可被外套筒56吸收。甚至在杯子非常高地堆叠的情况中，变形体48也会保持稳定，并且堆叠的杯子不会变为塞挤在一起。
图3显示了根据图2所描述类型的处于堆叠状态中的两个杯子40。更具体地，从图中可看出，上部杯子的下部凸缘58承靠在下部杯子的肩形变形体48上，并且因此其能够使两个杯子牢固地一个堆叠在另一个上。肩形变形体48相对于与纵向中心轴线64成直角布置的线70形成约5°的角度。当在径向方向中看时，变形体48具有例如在一到两毫米范围的宽度p。
图3清楚地显示了将外套筒56粘合到内部管状壁42上的两个粘结带66和68，它们保证了在变形体48的区域内稳定管状壁42。

Claims (13)

1.一种纸质材料的杯子，具有能填充的内腔，所述内腔由至少部分锥形的管状壁(14;42)和底壁(16;44)形成，所述底壁(16;44)在所述内腔的底部的区域内以基本上液密的方式连接于所述管状壁(14;42)，其中，限定了所述内腔的所述管状壁(14;42)具有至少一个变形体(24;48)，并且所述杯子包括至少部分地围绕着所述管状壁(14;42)的外套筒(28;56)，
其特征在于，所述外套筒(28;56)在所述变形体(24;48)上方的第一区域中和在所述变形体(24;48)下方的第二区域中稳固地连接于所述管状壁(14;42)。
2.根据权利要求1所述的杯子，其特征在于，所述管状壁(14;42)和所述外套筒(28;56)之间的接头中的至少一个通过施加到所述管状壁(14;42)和/或所述外套筒(28;56)处的粘结珠(32,34;66,68)形成。
3.根据权利要求1或2所述的杯子，其特征在于，从所述管状壁和所述外套筒的周向方向看去，接头中的至少一个显示为至少多个一个接一个地布置的区域。
4.根据权利要求1或2所述的杯子，其特征在于，接头中的至少一个在所述管状壁(14;42)和所述外套筒(28;56)的整个周向的周围延伸。
5.根据上述权利要求中任一项所述的杯子，其特征在于，所述外套筒(28;56)至少部分地与所述管状壁(14;42)间隔开。
6.根据上述权利要求中任一项所述的杯子，其特征在于，所述变形体(24;48)适于在多个杯子的堆叠状态中用作支撑相同类型的杯子的结构。
7.根据权利要求6所述的杯子，其特征在于，所述底壁(16)和所述管状壁(14)在所述液密式连接的区域中形成周向边缘框架(18)，其中所述变形体(24)适于在多个杯子(10,12)的堆叠状态中用作支撑相同类型的杯子(10)的周向边缘框架(18)的结构。
8.根据权利要求6所述的杯子，其特征在于，所述杯子(40)具有至少部分地围绕着所述管状壁(42)的外套筒，其中所述变形体(48)适于在多个杯子(10,12)的堆叠状态中用作支撑相同类型的杯子(10)的周向边缘框架(18)的结构。
9.根据上述权利要求中任一项所述的杯子，其特征在于，当从所述杯子的顶端沿朝向其内腔的方向看去时，所述变形体(24;48)在所述杯子(10,12)的内腔的横截面中形成至少部分收缩的部分。
10.根据上述权利要求中任一项所述的杯子，其特征在于，所述外套筒(28;56)通过其底边承靠在所述周向边缘框架(18;46)的外表面上，并且所述底部接头布置在所述外套筒和所述管状壁之间的所述变形体(24;48)下方和所述底壁(16;44)上方。
11.一种制造纸质材料的杯子的方法，其特征在于，包括下述的方法步骤：以基本上液密的方式将锥形管状壁(14;42)连接于底壁(16;44)，将变形体(24;48)结合到所述管状壁(14;42)中，并且在所述变形体(24;48)上方的第一区域中和在所述变形体(24;48)下方的第二区域中将外套筒(28;56)牢固地接合于管状壁。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将外套筒(28;56)成型为锥形部件的形式，至少在所述变形体(24;48)上方的第一区域内和在所述变形体(24;48)下方的第二区域内放置用于在所述杯子的锥形管状壁(14;42)和/或所述外套筒(28;56)上产生粘附接头的材料。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述变形体上方的第一区域和在所述变形体下方的第二区域的至少一个内放置用于在所述杯子的锥形管状壁和/或所述外套筒上产生粘附接头的材料，并且围绕着所述锥形管状壁来弯曲用于外套筒的坯料。
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