CN111483691B - 纸浆模塑饮料杯盖及其制造方法 - Google Patents

纸浆模塑饮料杯盖及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纸浆模塑饮料杯盖及其制造方法，当所述纸浆模塑饮料杯盖受到外部压力去容置杯体的凸缘环时，通过所述凸缘环的插入力的预先加压，使所述纸浆模塑饮料杯盖的一弹力产生装置在一相反于所述纸浆模塑饮料杯盖径向的朝内方向上产生压缩变形。在解除所述外部压力后，所述弹力产生装置的可移动承载壁与一最外侧墙提供两个用于夹紧固持所述凸缘环两相对侧的拉伸弹力，且被压缩的所述弹力产生装置沿着所述径向释放一预压弹力以增强对所述凸缘环的所述两相对侧的夹紧固持，避免现有纸浆模塑杯盖的结构强度或弹性不足而导致无法与杯体卡紧的技术问题。

Description

纸浆模塑饮料杯盖及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种纸浆模塑饮料杯盖及其制造方法，特别是涉及一种适于自动化生产的纸浆模塑饮料杯盖。
背景技术
目前，许多消费者已经习惯以一次性杯体装载即泡即饮的饮料如咖啡、茶饮、果汁、牛奶等，以便于携带。为避免消费者携带所述杯体时所述饮料溢出所述杯体之外，这些杯体的开口上方会封闭性地盖上一杯盖，这使得所述杯盖内表面有直接接触所述饮料的可能性，但上述杯盖大体上是以聚合物基的塑料材料制成，例如聚乙烯(Polyethylene)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或聚苯乙烯(Polystyrene)或聚丙烯(PP,Polypropylene)等，消费者经常地饮用与这类塑料材料直接接触的饮料，特别是高温冲制的饮料(如以温度在90℃以上的热水冲制的咖啡或茶饮)，长期下来容易对人体造成健康上的疑虑以及食品的安全问题；其次，一般消费者在饮用完该饮料后，所述杯盖大多是直接当作垃圾，被大量的丢弃而非回收，容易对环境造成极大的破坏，无法实现生物可降解(Biodegradable)或可堆肥(Compostable)的最新环保要求。
为了解决上述现有塑料杯盖带来的人体健康与环保问题，目前市场上出现了通过纸浆模塑工艺制作的纸浆模塑杯盖，其制作步骤包括:以废纸及/或天然植物纤维(如棕梠、蔗渣、竹片、芦苇等)、水形成纸浆体，接着进行该纸浆体的吸浆步骤以形成湿胚体，再进行该湿胚体的热压成型步骤，将该湿胚体制成上述纸浆模塑杯盖的基材。然而，与现有塑料杯盖相较，植物纤维制成的现有纸浆模塑杯盖在结构强度以及弹性是比较弱的，不容易卡紧在所述杯体的开口周缘的凸缘环上以有效封闭该开口来防止饮料外溢。一般而言，沿着现有纸浆模塑杯盖的外周缘会形成一顶侧环，所述顶侧环的最顶部形成一封闭端以及其最底部形成一提供所述杯体的所述凸缘环进出的出入口，所述顶侧环的一最外侧墙还朝内形成一种卡扣(Snap-retention)结构，所述卡扣结构在本质上是一种朝向所述杯盖中心点凸伸的环状卡榫结构。从所述顶侧环的一横向截面来看，这向内凸伸的环状卡榫结构会使所述顶侧环的所述横向截面所含的内部空间划分成一位于所述封闭端与所述出入口间的空间骤减区、一位于所述空间骤减区的上方的第一空间扩增区(邻近所述封闭端)以及一位于所述空间骤减区的下方的第二空间扩增区(邻近所述出入口)，且所述第一空间扩增区(邻近所述封闭端)如同形成一卡槽，其中所述空间骤减区的横向宽度皆小于所述第一空间扩增区与所述第二空间扩增区两者的横向宽度、以及小于所述杯体的所述凸缘环的截面横向宽度。当消费者施力将现有纸浆模塑杯盖盖上所述杯体的所述开口时，首先所述杯体开口的所述凸缘环通过现有纸浆模塑杯盖的所述顶侧环的所述出入口从而无阻碍地向上进入所述倒顶侧环的所述第二空间扩增区，接着由于所述杯体的所述凸缘环的横向截面宽度大于所述空间骤减区的横向宽度从而使所述杯体的所述凸缘环压迫所述卡榫结构带领着所述最外侧墙向外稍微移动以加大所述空间骤减区的横向宽度，直到允许所述杯体的所述凸缘环顺利通过加大的所述空间骤减区，接着所述杯体的所述凸缘环进入到所述顶侧环的所述第一空间扩增区(如同所述卡槽)，同时所述卡榫结构将所述杯体的所述凸缘环扣持性地容置所述第一空间扩增区(如同所述卡槽)中，实现现有纸浆模塑杯盖的所述顶侧环对所述杯体的所述凸缘环的卡扣(Snap-retention)状态。关于现有纸浆模塑杯盖具有上述卡榫结构及/或卡槽结构的多种示例可以参见中国专利公告号CN2441403Y、CN101637982A、CN201431246Y、CN202807367U、PCT国际公布号WO2011009229A1、WO2013013550A1以及WO2015157877A1、美国专利公告号US4,412,629、US5,624,053以及US8,196,772、以及中国台湾专利公告号I610,007。特别的是，在中国专利公告号CN2441403Y、美国专利公告号US5,624,053以及US8,196,772、PCT国际公布号WO2013013550A1、中国台湾专利公告号I610,007公开的现有纸浆模塑杯盖中，所述顶侧环的两侧还分别一体形成两向下延伸的最外侧墙与内侧壁，所述最外侧墙与所述内侧壁两者间以一限位空间分隔并且彼此相对，从而使所述顶侧环的所述横向截面是呈现一倒U型截面，所述顶侧环的所述内侧壁是一以近直角固定设置的刚性结构(如所述内侧壁与其相邻的一中央高耸部之间构成一U形或ㄩ形凹坑)，以致所述内侧壁经常会被插入的所述杯体的所述凸缘环直接撞击而永久变形。
然而，在实际的生产上，现有纸浆模塑杯盖仍存在了许多尚待解决的技术问题，包括：(1)由于现有纸浆模塑杯盖的整体结构主要是由植物纤维所构成，但所述卡榫结构的截面尺寸过小易使构成所述卡榫结构的植物纤维编织的密度不足，以致现有纸浆模塑杯盖在通过现有纸浆模塑工艺以成型所述卡榫结构后易使植物纤维构成的所述卡榫结构的结构强度不足，一些现有纸浆模塑杯盖可能在首次使用时即崩坏了其卡榫结构，导致这些现有纸浆模塑杯盖无法有效地卡扣(Snap-retention)在所述杯体上；(2)现有纸浆模塑杯盖的所述顶侧环与其卡榫结构多为刚性结构设计，无法提供较高的弹力，以致当所述杯体的所述凸缘环压迫现有纸浆模塑杯盖的所述顶侧环内的所述卡榫结构后，所述顶侧环的最外侧墙及/或所述卡榫结构容易发生永久变形从而使所述卡榫结构无法弹回、无法正确地卡合至所述杯体的所述凸缘环下方的凹陷处；(3)承接上述第(2)点问题，由于现有纸浆模塑杯盖的所述顶侧环属于卡扣(Snap-retention)型设计，一旦其所述顶侧环的所述卡榫结构发生永久变形或是断裂，单靠所述顶侧环的所述最外侧墙与所述内侧壁是无法将所述杯体的所述凸缘环有效地固定在所述最外侧墙与所述内侧壁间的空间；(4)在通过现有纸浆模塑工艺制造现有纸浆模塑杯盖时，由于现有纸浆模塑杯盖的所述卡榫结构或卡槽结构皆是朝着现有纸浆模塑杯盖的侧向延伸而形成，所以所述卡榫结构或卡槽结构的脱模面相对于热压成型的上下模具部件两者的纵向中心线(平行于其拔模方向)皆是呈现负拔模角度，但是所述现有纸浆模塑杯盖的其它部位两者的脱模面却是呈现正拔模角度，因此所述上下模具部件还必需搭配其它拔模方向(如水平拔模方向)的模具结构或装置才能成型完整的所述卡榫结构或卡槽结构，如沿着水平拔模方向的模具沟槽以及水平向移动的滑块装置，需作至少两次的热压成型步骤或包括先垂直向拔模步骤、然后水平向拔模的多次依次脱模步骤，像是中国专利公告号CN105019315B、美国专利公告号US9,624,007、PCT国际公布号WO2011009229A1、WO2015157877A1，或者是用于辅助所述卡榫结构或卡槽结构成型的垂直向模具弹簧装置，如中国专利公告号CN103603234B的公开，或者是允许所述卡榫结构或卡槽结构从侧向拔模(Undercut)的模具结构，如中国台湾专利公告号I610,007的公开。可理解的是，由于现有纸浆模塑杯盖同时具有正拔模角与负拔模角的不同部位，所以其模具部件必需增加额外的水平向滑块装置或垂直向模具弹簧装置以辅助成型负拔模角的部位(如所述卡榫结构或卡槽结构)，这将使现有纸浆模塑工艺使用的模具部件数量变得多而复杂，将拉高生产的模具设备成本且不易维修，侧向拔模设计也易使现有纸浆模塑杯盖的部分结构永久变形而使生产良率变差，同时依次分别成型位在正拔模角以及负拔模角的不同部位也将拉长每一所述杯盖的生产时间。
因此，有必要提供一种纸浆模塑饮料杯盖，以解决上述现有技术的问题。
发明内容
为解决上述现有技术的问题，本发明的主要目的在于提供一种纸浆模塑饮料杯盖，其具有一弹力产生装置，其中当所述纸浆模塑饮料杯盖的一顶侧环承受一外部压力去容置一相应杯体的开口的一凸缘环时，通过所述弹力产生装置受到所述凸缘环的插入力的预先加压，使所述弹力产生装置沿着一相反于所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的朝内方向产生压缩变形与位移，从而避开了现有纸浆模塑杯盖的固定不动的直角刚性内侧壁被插入的杯体的凸缘环直接撞击而产生永久变形的技术问题。
进一步，本发明的另一目的在于提供一种纸浆模塑饮料杯盖，其顶侧环的一最外侧墙与一弹力产生装置的可移动承载壁两者分别形成两个向下彼此远离的引导斜度，用于以斜面原理顺向引导一相应杯体的凸缘环的滑入所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者间的一向下空间递增区域内，以避免发生现有纸浆模塑饮料杯盖的顶侧环的内侧壁或最外侧墙被插入的杯体的凸缘环直接撞击而永久变形的技术问题；进一步，于本发明中，在所述杯体的所述凸缘环进入所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者间的一向上空间递减区域后，所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者分别提供的两个互为反向的拉伸弹力将所述相应杯体的所述凸缘环的两相对侧自然地夹紧固持(Clamping Retention)于所述向上空间递减区域内，以避免发生现有纸浆模塑饮料杯盖的卡榫结构发生永久变形或断裂时无法有效地卡扣所述杯体的所述凸缘环的技术问题。
进一步，本发明的另一目的在于提供一种纸浆模塑饮料杯盖，在一使所述纸浆模塑饮料杯盖的顶侧环容置杯体的凸缘环的外部压力被解除后，通过一被压缩的弹力产生装置沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的径向释放一预压弹力，因此本发明除了提供所述两个拉伸弹力的夹紧固持外，所述预压弹力能更进一步地增强对所述相应杯体的所述凸缘环的所述两相对侧的夹紧固持(Clamping Retention)于所述顶侧环与所述弹力产生装置两者之间，避免了现有纸浆模塑杯盖的顶侧环内部的卡榫结构或卡槽结构所发生的结构强度或弹性不足而导致所述纸浆模塑饮料杯盖无法与相应杯体卡紧的技术问题。
进一步，本发明的另一目的在于提供一种纸浆模塑饮料杯盖及其制造方法，其通过湿纤维纸浆模塑工艺的两上下模具部件的热压成型，其中所述弹力产生装置与所述顶侧环两者的脱模面相对于该上下模具部件两者的纵向中心线(平行于拔模方向)皆是呈现正拔模角度，从而使所述纸浆模塑饮料杯盖整个结构的脱模面全部具有正拔模角度，故能简化所述模具部件的组成结构，降低模具设备成本并易于维修，缩短每一所述纸浆模塑饮料杯盖的生产时间，从而有利于一贯化连续生产机台的自动化大量生产，确保较高的产品良率及质量，提高自动化生产效率。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：提供一种纸浆模塑饮料杯盖，通过湿纤维纸浆模塑工艺的两上下模具部件的热压成型所制成，所述纸浆模塑饮料杯盖包括:一顶侧环、一中央高耸部以及一弹力产生装置。所述顶侧环，是沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的外周缘形成且具有一位于所述顶侧环的最顶边的封闭端以及一从所述封闭端一侧向下延伸的最外侧墙，所述顶侧环用于容置一相应杯体的开口的凸缘环的插入。所述中央高耸部，从所述纸浆模塑饮料杯盖向上延伸，直到形成一围绕于所述纸浆模塑饮料杯盖的一中心短轴的侧环壁，所述中央高耸部形成一饮料出口。所述弹力产生装置，位于所述中央高耸部的所述侧环壁与所述顶侧环间，所述弹力产生装置沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的径向分别一体形成一可移动的承载壁、一可移动的连结壁以及至少一连接于所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者间的弯折端，所述可移动承载壁永久连接于所述顶侧环的所述封闭端的另一相对侧从而使所述可移动承载壁与所最外侧墙两者沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向彼此相对分隔设置，所述可移动连结壁具有一永久连接至所述侧环壁的固定端，其中当所述纸浆模塑饮料杯盖的所述顶侧环承受一外部压力去容置所述相应杯体的所述凸缘环时，通过所述可移动承载壁直接承受所述凸缘环的插入力，连带使所述至少一弯折端的一折角产生压缩变形从而实现对所述弹力产生装置的预先加压，以及在所述外部压力被解除后，所述至少一弯折端的所述折角产生弹性变形从而实现所述弹力产生装置所述可移动承载壁对所述相应杯体的所述凸缘环释放一沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的预压弹力，所述预压弹力将所述相应杯体的所述凸缘环夹紧固持在所述可移动承载壁、所述封闭端以及所述最外侧墙三者之间所界定的一限位空间内。
优选的，所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者通过所述至少一弯折端相互连接以构成所述折角，所述折角具有一小于90度的夹角，使所述弹力产生装置的整体结构形成一具有相同于预压弹簧功能的V型截面。
优选的，所述可移动连结壁与所述侧环壁两者通过所述固定端相互连接以构成一具有大于100度夹角的<型截面。
优选的，当所述纸浆模塑饮料杯盖的所述顶侧环承受所述外部压力去容置所述相应杯体的所述凸缘环时，所述可移动连结壁以所述固定端为支点作出一远离所述侧环壁但接近所述可移动承载壁的弯曲变形或弹性拉伸变形。
优选的，当所述纸浆模塑饮料杯盖的所述顶侧环承受所述外部压力去容置所述相应杯体的所述凸缘环时，所述可移动承载壁与所述至少一弯折端两者受到所述凸缘环的所述插入力的预先加压而沿着一相反于所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的朝内方向产生位移，以及在所述外部压力被解除后，所述可移动承载壁与所述至少一弯折端两者沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向产生弹性位移。
优选的，在所述外部压力被解除后，所述至少一弯折端的所述折角以及所述可移动连结壁两者皆产生弹性变形从而通过所述可移动承载壁对所述相应杯体的所述凸缘环释放沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的所述预压弹力。
优选的，所述最外侧墙的内壁形成一拐点，所述拐点将所述限位空间划分为一向上空间递减区域以及一直接连接于所述向上空间递减区域之下的向下空间递增区域，所述向下空间递增区域是由所述可移动承载壁以及所述最外侧墙两者的下半部之间界定而成，所述可移动承载壁以及所述最外侧墙两者分别形成两个向下彼此远离的引导斜度，所述两个引导斜度用于以斜面原理引导所述相应杯体的所述凸缘环的顺向滑入所述向下空间递增区域，进而使所述向下空间递增区域的底部形成一允许所述相应杯体的所述凸缘环插入的槽口。
优选的，在所述相应杯体的所述凸缘环通过所述最外侧墙的所述拐点进而从所述向下空间递增区域顺向插入所述向上空间递减区域后，所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者分别提供两个互为反向的拉伸弹力以将所述相应杯体的所述凸缘环的两相对侧夹紧固持于所述向上空间递减区域内。
优选的，所述最外侧墙的末端形成一朝外横向延伸的盖裙，所述盖裙与所述最外侧墙间形成一小于180度的夹角。
优选的，所述弹力产生装置与所述顶侧环两者的脱模面相对于所述上下模具部件两者的纵向中心线全部是呈现正拔模角度。
优选的，所述纸浆模塑饮料杯盖还包括：一防止遇水收缩变形的防护层，形成于所述纸浆模塑饮料杯盖的一外表面上。
本发明还提供以下技术方案：提供一种纸浆模塑饮料杯盖，通过湿纤维纸浆模塑工艺的两上下模具部件的热压成型所制成，其特征在于，所述纸浆模塑饮料杯盖包括:一顶侧环、一中央高耸部以及一弹力产生装置。所述顶侧环，沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的外周缘形成且具有一位于所述顶侧环一侧向下延伸的最外侧墙，所述顶侧环用于容置一相应杯体的开口的凸缘环的插入。所述中央高耸部，从所述纸浆模塑饮料杯盖向上延伸，直到形成一围绕于所述纸浆模塑饮料杯盖的一中心短轴的侧环壁，所述中央高耸部形成一饮料出口。所述弹力产生装置，位于所述中央高耸部的所述侧环壁与所述顶侧环间，所述弹力产生装置沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的径向分别一体形成一可移动的承载壁、一可移动的连结壁以及至少一连接于所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者间的弯折端，所述可移动承载壁永久连接于所述顶侧环的另一相对侧，所述可移动连结壁永久连接至所述侧环壁，所述可移动承载壁、所述可移动连结壁以及所述至少一弯折端三者界定出一沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向延伸的第一横向截面宽度，其中当所述纸浆模塑饮料杯盖的所述顶侧环承受一外部压力去容置所述相应杯体的所述凸缘环时，使所述弹力产生装置的所述第一横向截面宽度沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向压缩变形从而变成一第二横向截面宽度，以及在所述外部压力被解除后，被压缩的所述弹力产生装置通过所述可移动承载壁对所述相应杯体的所述凸缘环释放一沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的预压弹力并从所述第二横向截面宽度变成一第三横向截面宽度，所述预压弹力将所述相应杯体的所述凸缘环夹紧固持在所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者之间，其中所述第三横向截面宽度小于所述第一横向截面宽度以及所述第二横向截面宽度两者。
优选的，所述第二横向截面宽度小于所述第一横向截面宽度。
优选的，所述弹力产生装置与所述顶侧环两者的脱模面相对于所述上下模具部件两者的纵向中心线全部是呈现正拔模角度。
本发明还提供以下技术方案：提供一种纸浆模塑饮料杯盖的制造方法，是通过湿纤维纸浆模塑工艺制作而成，其包括:吸浆与预压步骤、热压成型步骤以及一次性脱模步骤。所述吸浆与预压步骤包括：收集浆体并将收集到的浆体预压成湿胚体。所述热压成型步骤包括：通过两上下模具部件的合模，对所述湿胚体作至少一次的热压成型从而形成所述纸浆模塑饮料杯盖的制品，其中所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品包括：一顶侧环、一中央高耸部以及一弹力产生装置。所述顶侧环，沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的外周缘形成且具有一位于所述顶侧环一侧向下延伸的最外侧墙，所述顶侧环用于容置一相应杯体的开口的凸缘环的插入。所述中央高耸部，从所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品向上延伸，直到形成一围绕于所述纸浆模塑饮料杯盖的一中心短轴的侧环壁并形成一饮料出口。所述弹力产生装置，沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的径向连接于所述中央高耸部与所述顶侧环两者之间。所述一次性脱模步骤包括：通过所述弹力产生装置与所述顶侧环两者的脱模面相对于所述上下模具部件两者的纵向中心线全部是呈现正拔模角度，使所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的成型仅需沿着平行于所述上下模具部件两者的所述纵向中心线的脱模方向作一次性脱模。
优选的，所述浆体所含的湿纤维的组成包括60％的植物性长纤维以及40％植物性短纤维。
优选的，所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的整个结构的脱模面相对于该上下模具部件两者的所述纵向中心线全部是呈现正拔模角度。
优选的，所述弹力产生装置，沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的所述径向分别一体形成一可移动的承载壁、一可移动的连结壁以及至少一连接于所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者间的弯折端，所述可移动承载壁永久连接于所述顶侧环的另一相对侧，所述可移动连结壁永久连接至所述侧环壁。
优选的，所述纸浆模塑饮料杯盖的制造方法还包括：防护层成形步骤，其包括：在所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的一外表面上形成一防止遇水收缩变形的防护层。
优选的，所述纸浆模塑饮料杯盖的制造方法还包括：裁切与冲孔步骤，其包括:裁切所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的最外周缘毛边从而使所述最外侧墙的末端形成一朝外横向延伸的盖裙，以及对所述中央高耸部冲孔从而形成所述饮料出口。
本发明提供的有益效果有:与现有技术相比，当本发明的该纸浆模塑饮料杯盖承受外部压力去盖上一相应杯体的开口的凸缘环时，该纸浆模塑饮料杯盖的弹力产生装置受到所述凸缘环的插入力的预先加压而产生压缩变形，使所述弹力产生装置的所述可移动承载壁与所述至少一弯折端两者沿着一相反于所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的朝内方向位移，且所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者分别形成两个向下彼此远离的引导斜度以斜面原理引导所述相应杯体的所述凸缘环的顺向滑入所述凸缘环的一向下空间递增区域，从而避开现有纸浆模塑杯盖的内侧壁易被插入的杯体的凸缘环直接撞击而永久变形的技术问题；其次，在所述相应杯体的所述凸缘环插入该纸浆模塑饮料杯盖的所述向上空间递减区域后，所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者能分别提供互为反向的所述两个拉伸弹力将所述相应杯体的所述凸缘环的两相对侧夹紧固持(Clamping Retention)于所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者之间的所述向上空间递减区域内，以避免发生现有纸浆模塑饮料杯盖的卡榫结构发生永久变形或断裂时无法有效地卡扣所述杯体的所述凸缘环的技术问题；又，在本发明的该纸浆模塑饮料杯盖已容置所述相应杯体的所述凸缘环且所述外部压力被解除后，被压缩的所述弹力产生装置沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的径向对所述凸缘环释放一预压弹力，因此本发明除了提供所述两个拉伸弹力的夹紧固持外，所述预压弹力能更进一步地增强对所述杯体的所述凸缘环的所述两相对侧的夹紧固持(ClampingRetention)于所述纸浆模塑饮料杯盖的所述顶侧环与所述弹力产生装置之间，避免了现有纸浆模塑杯盖的顶侧环内部的卡榫结构或卡槽结构所发生的结构强度或弹性不足而导致所述纸浆模塑饮料杯盖无法与相应杯体卡紧的技术问题；以及本发明通过湿纤维纸浆模塑工艺的两上下模具部件的热压成型，使所述弹力产生装置与所述顶侧环两者的脱模面相对于该上下模具部件两者的纵向中心线皆是呈现正拔模角度，从而使所述纸浆模塑饮料杯盖整个结构的脱模面全部具有正拔模角度，故能简化所述模具部件的组成结构，降低模具设备成本并易于维修，缩短每一所述纸浆模塑饮料杯盖的生产时间，从而有利于一贯化连续生产机台的自动化大量生产，确保较高的产品良率及质量，提高自动化生产效率。
附图说明
图1A绘示一种根据本发明的优选实施例的纸浆模塑饮料杯盖的一立体俯视图；
图1B绘示一根据图1A所绘的纸浆模塑饮料杯盖的立体仰视图；
图2A绘示图1A所绘的纸浆模塑饮料杯盖与一相应杯体两者的一正视图；
图2B绘示一根据图2A所绘的纸浆模塑饮料杯盖与相应杯体两者沿着A-A剖切线的侧面剖视图；
图2C绘示一根据图2B所绘的纸浆模塑饮料杯盖与相应杯体两者的局部切片剖视图；
图2D绘示一根据图2C所绘的纸浆模塑饮料杯盖与相应杯体两者准备组合的局部切片剖视图；
图3绘示一根据图2D所绘的一圈选区域D的放大剖视图；
图2E绘示一根据图2D所绘的纸浆模塑饮料杯盖与相应杯体两者进一步组合的局部切片剖视图，其中所述相应杯体的凸缘环的插入力对所述纸浆模塑饮料杯盖的弹力产生装置预先加压；
图4绘示一根据图2E所绘的一圈选区域E的放大剖视图；
图2F绘示一根据图2E所绘的纸浆模塑饮料杯盖与相应杯体两者完成组合的局部切片剖视图，其中所述弹力产生装置对所述相应杯体的所述凸缘环产生预压弹力；
图5绘示一根据图2F所绘的一圈选区域F的放大剖视图；
图6绘示图3到图5中所述弹力产生装置相应所述相应杯体的所述凸缘环的各作动关系的示意图。
图7绘示一种用于热压成型图1A的纸浆模塑饮料杯盖的两上下模具部件的侧面剖视图；以及
图8绘示一种根据本发明的优选实施例的纸浆模塑饮料杯盖的制造方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的工艺方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本发明的请求保护范围并不局限于所述些实施例，应由权利要求所定义。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请先参见图1A与图1B，图1A绘示一种根据本发明的优选实施例的纸浆模塑饮料杯盖1的一立体俯视图，以及图1B绘示一根据图1A所绘的纸浆模塑饮料杯盖1的立体仰视图，其中该纸浆模塑饮料杯盖1通过湿纤维纸塑工艺的一贯化相关自动化生产机台制造出来，所述湿纤维纸塑工艺包括:收集湿纤维纸浆体并将收集到的湿纤维纸浆体预压成湿胚体，以及接着通过两上下模具部件102、104(参见图7)两者间的彼此合模，对所述湿胚体作热压成型从而形成所述纸浆模塑饮料杯盖1的制品(待后详述)。这里所述的制品包括但不限定于所述纸浆模塑饮料杯盖1的半成品、待加工品以及成品的其中之一。优选的，所述浆体所含的湿纤维的组成包括60％的植物性长纤维以及40％植物性短纤维，藉此强化所述纸浆模塑饮料杯盖1的结构交织力；同时，所述纸浆模塑饮料杯盖1符合FDA食品级认证规范，从而实现生物可降解性(Biodegradability)以及生物可堆肥性(Compostability)的环保要求。
请见图1A与图1B的示例，所述纸浆模塑饮料杯盖1的主要结构包括：一中央高耸部10、一顶侧环20以及一弹力产生装置30。所述中央高耸部10从所述纸浆模塑饮料杯盖1所处的一基准平面向上延伸，直到在所述纸浆模塑饮料杯盖1的顶表面上形成一围绕于所述纸浆模塑饮料杯盖1的一纵向中心短轴CV的侧环壁12，在所述中央高耸部10的一接近所述侧环壁12的顶端处还形成一饮料出口14，所述饮料出口14为一供使用者饮用饮料的通道。
请进一步参见图2A与图2B的示例，图2A绘示图1A所绘的纸浆模塑饮料杯盖1与一相应杯体3两者的一正视图，以及图2B绘示一根据图2A所绘的纸浆模塑饮料杯盖1与所述相应杯体两者沿着A-A剖切线的侧面剖视图，所述顶侧环20的主要功能是用于容置一围绕着所述相应杯体3的开口50上周缘形成的凸缘环60的插入；请进一步参见图1A与图2C所绘，图2C绘示一根据图2B所绘的纸浆模塑饮料杯盖1与所述相应杯体3两者的局部切片剖视图，所述顶侧环20是沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的外周缘形成且具有一位于所述顶侧环20的最顶边的封闭端22以及一从所述封闭端22的一最外侧向下延伸的最外侧墙24。
请进一步参见图1A与图2C所绘，在沿着每一平行于所述纸浆模塑饮料杯盖1的一横向中心长轴CH的所述纸浆模塑饮料杯盖1的径向RD上，所述弹力产生装置30设置于所述中央高耸部10的所述侧环壁12与所述顶侧环20两者间；更详尽来说，所述弹力产生装置30是沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD分别一体形成一可移动的承载壁32、一可移动的连结壁34以及至少一连接于所述可移动承载壁32与所述可移动连结壁34两者间的可移动的弯折端36。这里提到的“所述纸浆模塑饮料杯盖1的径向RD”界定为：以所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述横向中心长轴CH与所述纵向中心短轴CV两者交会的一原点为出发点，形成每一向外放射状延伸的圆形径向RD。其中，所述可移动承载壁32是永久连接于所述顶侧环20的所述封闭端22的另一相对侧，从而使所述可移动承载壁32与所最外侧墙24两者沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD彼此相对且分隔设置。所述可移动连结壁34具有一永久连接至所述侧环壁12的固定端342。
请进一步参见图1A、2D以及图3的示例，图2D绘示一根据图2C所绘的纸浆模塑饮料杯盖1与所述相应杯体3两者间准备组合的局部切片剖视图，以及图3绘示一根据图2D所绘的一圈选区域D的放大剖视图，其中沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD，所述弹力产生装置30的所述可移动承载壁32、所述顶侧环20的所述封闭端22与所述最外侧墙24三者之间界定出一限位空间202；优选的，以所述最外侧墙24的内壁所形成的一拐点241作划分，将所述限位空间202由上而下划分为一向上空间递减区域2022与一直接连接于所述向上空间递减区域2022之下的向下空间递增区域2024；这里提到的“拐点”241界定为所述最外侧墙24的所述内壁的上半部与下半部两者间的唯一交会点，且所述内壁在此“拐点”的斜率变化是最大的。所述向上空间递减区域2022主要是由所述可移动承载壁32的上半部、所述封闭端22底边以及所述最外侧墙24的上半部三者之间界定而成且用于夹紧固持所述相应杯体3的所述凸缘环60的两相对侧，所述向上空间递减区域2022具有一横向宽度C1。所述向下空间递增区域2024主要是由所述可移动承载壁32与所述最外侧墙24两者的下半部之间界定而成，所述向下空间递增区域2024具有一大于所述横向宽度C1的横向宽度C2。所述可移动承载壁32与所述最外侧墙24两者的所述下半部分别形成两个向下彼此远离的引导斜度，进而使所述向下空间递增区域2024的底部形成一允许所述相应杯体3的所述凸缘环60插入的槽口28(所述槽口28的横向宽度是大于所述两横向宽度C1、C2)。当所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述顶侧环20承受使用者所施予的一外部压力P1进而准备去容置所述相应杯体3的所述凸缘环60时，由于邻近所述可移动承载壁32的所述可移动弯折端36向下突伸的长度在所述纸浆模塑饮料杯盖1的底表面轮廓的所有向下突伸长度中是最长的(见图1B、图2A以及图2B)，以及所述最外侧墙24与所述弹力产生装置30的所述可移动承载壁32两者的所述两个引导斜度以斜面原理引导所述相应杯体3的所述凸缘环60顺向滑入所述可移动承载壁34与所述最外侧墙24两者间的所述向下空间递增区域2024内，因此能避开现有纸浆模塑杯盖的固定不动的直角刚性内侧壁容易被插入的杯体的凸缘环直接撞击而产生永久变形的技术问题。优选的，如图3所绘，所述最外侧墙24的末端还形成一朝外横向延伸的盖裙242，所述盖裙242与所述最外侧墙24间形成一小于180度的弯折夹角θ1，以防止所述相应杯体3的所述凸缘环60插入所述槽口28时直接撞击到所述最外侧墙24的底缘而发生应力破裂的问题。
此外，于图1A、图2D以及图3示例的本优选实施例中，所述弹力产生装置30的所述可移动承载壁32、所述可移动连结壁34以及所述至少一可移动弯折端36三者界定出一沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD延伸的第一横向截面宽度WD1，其中所述可移动承载壁32与所述可移动连结壁34两者是通过所述至少一可移动弯折端36相互连接以构成所述至少一可移动弯折端36的一折角，所述折角具有一小于90度的夹角α1，使所述弹力产生装置30的整体结构形成一具有相同于预压弹簧功能的V型截面的内凹环(未图标)，所述内凹环如同一围绕在所述中央高耸部10的所述侧环壁12的外圈，而所述顶侧环20如同一围绕在所述内凹环的外圈(见图1A)；惟，于其它优选实施例中，所述夹角α1可以小于80度；又于其它优选实施例中，弹力产生装置30的整体结构也可以形成若干个具有相同于预压弹簧功能的V型截面，所述若干个V型截面是沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD一体并肩串接(例如W型截面)，以增强所述弹力产生装置30的整体结构的预压弹性。于本优选实施例中，所述可移动连结壁34与所述侧环壁12两者通过所述固定端342相互连接以构成一具有大于100度的夹角β1的<型截面。
请进一步参见图2E与图4的示例，图2E绘示一根据图2D所绘的纸浆模塑饮料杯盖1与所述相应杯体3两者进一步组合的局部切片剖视图，以及图4绘示一根据图2E所绘的一圈选区域E的放大剖视图，其中当所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述顶侧环20承受所述外部压力P1去进一步容置所述相应杯体3的所述凸缘环60的插入时，所述杯体3的所述凸缘环60的两相对侧会先分别接触到所述可移动承载壁32与所述最外侧墙24的所述拐点241两者，通过所述可移动承载壁32直接承受所述相应杯体3的所述凸缘环60的插入力F1的压迫，连带压迫所述至少一可移动弯折端36的所述折角产生压缩变形，即从如图3所绘的所述夹角α1缩减成图4的另一夹角α2(其中α2<α1)，从而使如图3所绘的所述弹力产生装置30的所述第一横向宽度WD1沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD压缩变形从而变成如图4所绘的一第二横向截面宽度WD2(其中所述第二横向截面宽度WD2小于所述第一横向截面宽度WD1)，但同时也使所述向上空间递减区域2022在如图3所绘的所述横向宽度C1会被所述凸缘环60的横向截面宽度d1开始撑大成如图4所绘的另一横向宽度C3(其中C3>C1且d1>C1)；基此，初步实现了所述凸缘环60的所述插入力F1对所述弹力产生装置30整体结构(即V型截面结构)的预先加压；于此同时，还连带压迫所述可移动连结壁34以所述固定端342为枢点作出一远离所述侧环壁12但接近所述可移动承载壁32的旋转移动T2，由于所述旋转移动T2的方向是反向于所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD，这使所述可移动连结壁34是作出以所述固定端342为支点的弯曲变形或弹性拉伸变形，即图3所绘的所述夹角β1会变大成图4所绘的另一夹角β2(其中β2>β1)，所述可移动连结壁34的所述弯曲变形或弹性拉伸变形能对所述弹力产生装置30整体结构提供更高的预先加压压力。
更详细来说，于图2E与图4示例的本优选实施例中，当所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述顶侧环20承受所述外部压力P1去进一步容置所述相应杯体3的所述凸缘环60的插入时，所述可移动承载壁32与所述至少一可移动弯折端36两者还是受到所述凸缘环60的所述插入力F1的预先加压而沿着一相反于所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD的朝内方向产生压缩位移，即被压缩的所述可移动承载壁32会朝向一靠近所述中央高耸部10的所述侧环壁12但远离所述顶侧环20的方向压缩移位，因此能避开现有纸浆模塑杯盖的固定不动的直角刚性内侧壁容易被插入的杯体的凸缘环直接撞击而产生永久变形的技术问题。更进一步来说，一旦所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述顶侧环20的所述限位空间202已完全容置所述相应杯体3的所述凸缘环60(亦即所述凸缘环60进入所述向上空间递减区域2022内时是被限位在所述封闭端22底边、所述可移动承载壁32上半部以及所述最外侧墙24上半部三者间)且所述顶侧环20还在承受所述外部压力P1时，所述凸缘环60的所述插入力F1的预先加压压迫所述弹力产生装置30的整体结构形更靠近所述中央高耸部10的所述侧环壁12但更远离所述顶侧环20，此时所述弹力产生装置30实质上已积存了最高的预先加压压力。
请进一步参见图2F与图5的示例，图2F绘示一根据图2E所绘的纸浆模塑饮料杯盖1与所述相应杯体3两者完成组合的局部切片剖视图，以及图5绘示一根据图2F所绘的一圈选区域F的放大剖视图，其中在所述杯体3的所述凸缘环60通过了所述最外侧墙24的所述拐点241从而顺向插入所述向上空间递减区域2022后，将使所述向上空间递减区域2022被所述凸缘环60从图4所绘的所述横向宽度C3被撑大成另一具有等同于所述凸缘环60的所述横向截面宽度d1(其中C3<d1)的横向宽度；所述向上空间递减区域2022的所述横向宽度被撑大的同时，由所述可移动承载壁32、所述最外侧墙24以及所述封闭端22三者共同构成的一弹性结构能通过所述可移动承载壁32与所述最外侧墙24两者分别提供两个互为反向的拉伸弹力F2、F3将所述相应杯体3的所述凸缘环60两相对侧自然地夹紧固持(ClampingRetention)于所述可移动承载壁32与所述最外侧墙24两者之间的所述向上空间递减区域2022内，这如同是所述可移动承载壁32与所述最外侧墙24两者间对所述相应杯体3的所述凸缘环60两相对侧形成一紧配合；其次,在所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述顶侧环20的所述向上空间递减区域2022已完全容置所述相应杯体3的所述凸缘环60且图4中所述外部压力P1已被解除后，原本被压缩的所述至少一可移动弯折端36的所述折角与所述可移动连结壁34两者皆产生弹性回复的变形，如所述折角回复变成另一弹性回复的夹角α3(其中图5的所述夹角α3小于图4的所述夹角α2)，从而实现所述弹力产生装置30通过所述可移动承载壁32对所述相应杯体3的所述凸缘环60释放一沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD的预压弹力F4；更详尽来说，所述可移动承载壁32与所述至少一可移动弯折端36两者也会沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD产生弹性回复的位移；同时，还连带使所述可移动连结壁34以所述固定端342为枢点作出一接近所述侧环壁12与所述可移动承载壁32两者的旋转移动T3，由于所述旋转移动T3的方向是沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD，这使所述可移动连结壁34作出以所述固定端342为支点的弹性变形，即如图4所绘的所述夹角β2缩减成图5所绘的另一夹角β3(其中β3<β2)，进而使所述弹力产生装置30在如图4所绘的所述第二横向截面宽度WD2变成一第三横向截面宽度WD3(其中所述第三横向截面宽度WD3小于所述第一横向截面宽度WD1以及所述第二横向截面宽度WD2两者)，藉此所述可移动连结壁34的弹性变形将对所述凸缘环60产生更高的所述预压弹力F4。这如同让被压缩的所述弹力产生装置30沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD对着容置在所述顶侧环20的所述向上空间递减区域2022内的所述相应杯体3的所述凸缘环60释放所述预压弹力F4，因此除了所述两个拉伸弹力F2、F3的夹紧固持外，所述预压弹力F4能更进一步地增强对所述相应杯体3的所述凸缘环60的所述两相对侧的夹紧固持并限位在所述顶侧环20的所述向上空间递减区域2022内(即被限位与固定在所述封闭端22底边、所述可移动承载壁32以及所述最外侧墙24三者间)。
请进一步参见图6的示例，图6绘示从图3到图5中所述弹力产生装置30相应所述相应杯体3的所述凸缘环60的各作动关系的示意图，这代表了所述弹力产生装置30具有相同于压缩弹簧的功能，该功能包括了：(1)通过一作用力(如所述插入力F1)对所述弹力产生装置30的预先加压从而压缩了所述弹力产生装置30的横向截面宽度(如同压缩了一般压缩弹簧的行程)，以及(2)一旦解除了所述弹力产生装置30所承受的该作用力(如所述插入力F1)，被压缩的所述弹力产生装置30不仅弹性恢复其原有横向截面宽度且还向外释放所述预压弹力F4以扣持所述凸缘环60。因此通过本发明提供的所述弹力产生装置30具有相同于压缩弹簧功能的设计，能够避免发生现有纸浆模塑杯盖的下列技术问题：由于刚性结构设计的所述顶侧环与卡榫结构无法提供较高的弹力，以致当杯体的凸缘环压迫现有纸浆模塑杯盖的所顶侧环内的卡榫结构后，所述顶侧环的最外侧墙及/或所述卡榫结构容易发生永久变形从而使所述卡榫结构无法弹回、无法正确地卡合至所述杯体的所述凸缘环。
优选的，所述纸浆模塑饮料杯盖1还包括：一防止遇水收缩变形的防护层(未图标)，如同俗称的“覆膜”，形成于所述纸浆模塑饮料杯盖1的一外表面上；特别是，所述防护层是沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的底表面的整个外轮廓(见图1B)而形成，从而防止所述纸浆模塑饮料杯盖1因为遇水而产生收缩变形；优选的，所述防护层的组成成分包括但不限定于一种水性防水材料，所述水性防水材料内含至少一助剂，所述至少一助剂包括但不限定于丙烯酸乳液与去离水；所述防护层的涂布量约5-10g/平方米以及具耐磨4磅/400次，所述防护层符合环保标准RoHS/EN-71/ASTM/REACH/CPSIA；惟，不因此限定所述防护层的组成成分，因为在其它实施例中，可以使用其它能实现防止遇水收缩变形的防护层材料；于其它实施例中，所述防护层符合FDA食品级认证规范，从而实现生物可降解性(Biodegradability)以及生物可堆肥性(Compostability)的环保要求。
请进一步参见图7的示例，图7绘示一种用于热压成型图1A的所述纸浆模塑饮料杯盖1的两上下模具部件102、104的侧面剖视图，其中所述弹力产生装置30的整体V型截面结构(即包括所述可移动承载壁32、所述可移动连结壁34以及所述至少一可移动弯折端36)与所述顶侧环20两者的脱模面相对于所述上下模具部件102、104两者的纵向中心线100(其中所述纵向中心线100平行于所述纸浆模塑饮料杯盖1的拔模方向)全部是呈现正拔模角度。例如在图7左侧的所述弹力产生装置30与所述顶侧环20两者的脱模面相对于所述上下模具部件102、104两者的所述纵向中心线100(其中所述纵向中心线100平行于所述纸浆模塑饮料杯盖1的拔模方向S)的正拔模角度分别为K1、K2。在本质上，所述纸浆模塑饮料杯盖1的整个结构的脱模面相对于所述上下模具部件102、104两者的所述纵向中心线100全部具有正拔模角度，例如所述顶侧环20的所述封闭端22与所述最外侧墙24两者内侧边、形成整个所述位空间202的所有壁面、所述中央高耸部10等各组件的脱模面相对于所述上下模具部件102、104两者的所述纵向中心线100全部具有正拔模角度。通过本发明的所述纸浆模塑饮料杯盖1的设计，能简化所述两上下模具部件102、104的组成结构，降低模具设备成本并易于维修，缩短每一所述纸浆模塑饮料杯盖1的生产时间，从而有利于一贯化连续生产机台的自动化大量生产，确保较高的产品良率及质量，提高自动化生产效率。因此本发明纸浆模塑饮料杯盖1的设计能避免发生现有纸浆模塑杯盖的模具部件需要增加额外的水平向滑块或垂直向模具弹簧装置以挤压成型负拔模角部位(如所述卡榫结构或卡槽结构)的技术问题，额外的水平向滑块或垂直向模具弹簧装置将导致模具部件数量变得多而复杂，使模具设备成本增高且不易维修，侧向拔模设计也易使现有纸浆模塑杯盖的部分结构永久变形而使生产良率变差，同时依次分别成型位在正拔模角以及负拔模角的不同部位也将拉长每一所述杯盖的生产时间等。
请进一步参见图8，图8绘示一种根据本发明的优选实施例的纸浆模塑饮料杯盖的制造方法的步骤流程图；为方便了解图8所绘的纸浆模塑饮料杯盖的制造方法的步骤流程，请配合参见图1A至图7的所述纸浆模塑饮料杯盖1的各项零件及其相应图标。本发明的所述纸浆模塑饮料杯盖1的制造方法，是通过湿纤维纸浆模塑工艺的一贯化相关自动化生产机台制作而成，其包括了如下步骤。
吸浆与预压步骤S10，包括：通过一吸浆与预压设备，收集湿纤维的浆体并将收集到的所述浆体预压成湿胚体；优选的，所述浆体所含的湿纤维的组成包括60％的植物性长纤维以及40％植物性短纤维，藉此强化如图2C与图3所绘的所述纸浆模塑饮料杯盖1的结构交织力；优选的，所述植物性长纤维具有大于2毫米的纤维长度，所述植物性短纤维小于2毫米大于1.4毫米的纤维长度。
热压成型步骤S20，包括：通过如图7所绘的所述两上下模具部件102、104的合模，对所述湿胚体作至少一次的热压成型，从而形成如图2C与图3所绘的每一所述纸浆模塑饮料杯盖1的制品。这里所述的制品包括但不限定于所述纸浆模塑饮料杯盖1的半成品、待加工品以及成品的其中之一。
一次性脱模步骤S30，包括：通过如图7所绘的所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述制品的所述弹力产生装置30与所述顶侧环20两者的脱模面相对于所述上下模具部件102、104两者的纵向中心线100(其中所述纵向中心线100平行于所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述制品的拔模方向)全部是呈现正拔模角度，使所述制品的成型仅需沿着平行于所述上下模具部件102、104两者的所述纵向中心线100的拔模方向作一次性脱模；优选的，所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述制品的整个结构的脱模面相对于该上下模具部件102、104两者的所述纵向中心线100全部是呈现正拔模角度。
裁切与冲孔步骤S40，包括:裁切所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述制品的最外周缘毛边从而使如图3所绘的所述最外侧墙24的末端形成一朝外横向延伸的盖裙242，以及对所述中央高耸部10顶端冲孔从而形成如图1A所绘的所述饮料出口14，藉此最终形成如图1A与图1B所绘的所述纸浆模塑饮料杯盖1的成品。同时，所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述成品符合FDA食品级认证规范，从而实现生物可降解性(Biodegradability)以及生物可堆肥性(Compostability)的环保要求。优选的，本发明的所述纸浆模塑饮料杯盖的制造方法还包括：在执行所述裁切与冲孔步骤S40前，先执行一防护层成形步骤S35，包括，其用于在如图3所绘的所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述制品上形成一防止遇水收缩变形的防护层(如同俗称的“覆膜”)，所述防护层成形步骤S35还包括：喷涂步骤S352，其包括：通过一喷涂设备将涂料喷涂于所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述制品的一外表面以在所述外表面上形成涂层；优选的是，将所述涂料沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的底表面的整个外轮廓(见图1B)上喷涂从而形成涂层；以及干化步骤S354，其包括：通过一烘干设备将所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述制品的所述外表面上的所述涂层烘干，进而形成所述防护层；惟，所述防护层成形步骤S3不因而限定在所述喷涂步骤S352与所述干化步骤S354，因为在其它实施例中，可以使用其它设备或制程来形成所述防护层。优选的，所述防护层的组成成分包括但不限定于一种水性防水材料，所述水性防水材料内含至少一助剂，所述至少一助剂包括但不限定于丙烯酸乳液与去离水；优选的，所述防护层的涂布量约5-10g/平方米以及具耐磨4磅/400次，所述防护层符合环保标准RoHS/EN-71/ASTM/REACH/CPSIA；惟，不因此限定所述防护层的组成成分，因为在其它实施例中，可以使用其它能实现防止遇水收缩变形的防护层材料；于其它实施例中，所述防护层符合FDA食品级认证规范，从而实现生物可降解性(Biodegradability)以及生物可堆肥性(Compostability)的环保要求。
本发明提供的有益效果有:与现有技术相比，当本发明的该纸浆模塑饮料杯盖1承受外部压力P1去盖上一相应杯体3的开口50的凸缘环60时，该纸浆模塑饮料杯盖1的该弹力产生装置30的整体V型截面结构受到所述凸缘环60的插入力F1的预先加压而产生压缩变形，使所述弹力产生装置30的所述可移动承载壁32与所述至少一可移动弯折端36两者沿着一相反于所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD的方向作压缩位移，且所述可移动承载壁32与所述最外侧墙24两者分别形成两个向下彼此远离的引导斜度以斜面原理引导所述相应杯体3的所述凸缘环60的顺向滑入所述凸缘环20的所述向下空间递增区域2024，从而避开现有纸浆模塑杯盖的中处于固定位置的直角刚性内侧壁易被插入的所述杯体的所述凸缘环直接撞击而发生永久变形的技术问题；其次，在所述杯体3的所述凸缘环60插入所述向上空间递减区域2022后，所述可移动承载壁32与所述最外侧墙24两者能分别提供互为反向的所述两个拉伸弹力F2、F3将所述相应杯体3的所述凸缘环60的两相对侧夹紧固持(Clamping Retention)于所述可移动承载壁32与所述最外侧墙24两者之间的所述向上空间递减区域2022内，以避免发生现有纸浆模塑饮料杯盖的卡榫结构发生永久变形或断裂时无法有效地卡扣所述杯体的所述凸缘环的技术问题；又，在本发明的该纸浆模塑饮料杯盖1已容置所述相应杯体3的所述凸缘环60且所述外部压力P1被解除后，被压缩的所述弹力产生装置30沿着所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述径向RD对所述凸缘环60释放一预压弹力F4，因此本发明除了提供所述两个拉伸弹力F2、F3的夹紧固持外，所述预压弹力F4能更进一步地增强对所述相应杯体3的所述凸缘环60的所述两相对侧的夹紧固持(ClampingRetention)于所述纸浆模塑饮料杯盖1的所述顶侧环20与所述弹力产生装置30两者间，避免了现有纸浆模塑杯盖的顶侧环内部的卡榫结构或卡槽结构所发生的结构强度或弹性不足而导致现有纸浆模塑饮料杯盖无法与相应杯体卡紧的技术问题；以及本发明通过湿纤维纸浆模塑工艺的所述两上下模具部件102、104的热压成型，使所述弹力产生装置30与所述顶侧环20两者的脱模面相对于该上下模具部件102、104两者的纵向中心线100皆是呈现正拔模角度，从而使所述纸浆模塑饮料杯盖1的整个结构的脱模面全部具有正拔模角度，故能简化所述模具部件的组成结构，降低模具设备成本并易于维修，缩短每一所述纸浆模塑饮料杯盖1的生产时间，从而有利于一贯化连续生产机台的自动化大量生产，确保较高的产品良率及质量，提高自动化生产效率。
综上所述，以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围应由所附的权利要求书界定。

Claims (16)

1.一种纸浆模塑饮料杯盖，通过湿纤维纸浆模塑工艺的两上下模具部件的热压成型所制成，使所述纸浆模塑饮料杯盖具有生物可降解性以及生物可堆肥性，所述纸浆模塑饮料杯盖包括：
一顶侧环，是沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的外周缘形成且具有一位于所述顶侧环的最顶边的封闭端以及一从所述封闭端一侧向下延伸的最外侧墙，所述顶侧环用于容置一相应杯体的开口的凸缘环的插入；
一中央高耸部，从所述纸浆模塑饮料杯盖向上延伸，直到形成一围绕于所述纸浆模塑饮料杯盖的一中心短轴的侧环壁，所述中央高耸部形成一饮料出口；以及其特征在于，所述纸浆模塑饮料杯盖还包括：
一弹力产生装置，位于所述中央高耸部的所述侧环壁与所述顶侧环间，所述弹力产生装置沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的径向分别一体形成一可移动的承载壁、一可移动的连结壁以及至少一连接于所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者间的弯折端，所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者通过所述至少一弯折端构成一折角，使所述弹力产生装置的整体结构形成一具有相同于预压弹簧功能的V型截面，所述可移动承载壁永久连接于所述顶侧环的所述封闭端的另一相对侧，所述可移动连结壁具有一永久连接至所述侧环壁的固定端从而构成一具有大于100度夹角的<型截面，其中当所述纸浆模塑饮料杯盖的所述顶侧环承受一外部压力去容置所述相应杯体的所述凸缘环时，通过所述可移动承载壁直接承受所述凸缘环的插入力，连带使所述至少一弯折端的所述折角产生压缩变形从而实现对所述弹力产生装置的所述V型截面的整体结构的预先加压，且连带压迫所述可移动连结壁以所述固定端为支点作出一远离所述侧环壁但接近所述可移动承载壁的旋转移动，造成所述可移动连结壁与所述侧环壁之间的所述夹角变大，使所述可移动连结壁生成以所述固定端为支点的弯曲变形或弹性拉伸变形进而对所述弹力产生装置的所述V型截面的整体结构提供更高的预先加压压力，以及在所述外部压力被解除后，所述至少一弯折端的所述折角产生弹性变形从而实现所述弹力产生装置通过所述可移动承载壁对所述相应杯体的所述凸缘环释放一沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的预压弹力，仅仅通过所述弹力产生装置的所述V型截面整体结构所产生的所述预压弹力来增强所述可移动承载壁与所述最外侧墙的两相对 斜面将所述相应杯体的所述凸缘环的两相对侧夹紧固持在所述可移动承载壁、所述封闭端以及所述最外侧墙三者之间所界定的一限位空间内，从而避免在所述纸浆模塑饮料杯盖与所述相应杯体间形成卡榫结构进行卡扣。
2.如权利要求1所述的纸浆模塑饮料杯盖，其特征在于，当所述纸浆模塑饮料杯盖的所述顶侧环承受所述外部压力去容置所述相应杯体的所述凸缘环时，所述可移动承载壁与所述至少一弯折端两者受到所述凸缘环的所述插入力的预先加压而沿着一相反于所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的朝内方向产生位移，以及在所述外部压力被解除后，所述可移动承载壁与所述至少一弯折端两者沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向产生弹性位移。
3.如权利要求1所述的纸浆模塑饮料杯盖，其特征在于，在所述外部压力被解除后，所述至少一弯折端的所述折角与所述可移动连结壁两者皆产生弹性变形从而通过所述可移动承载壁对所述相应杯体的所述凸缘环释放沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的所述预压弹力。
4.如权利要求1所述的纸浆模塑饮料杯盖，其特征在于，所述最外侧墙的内壁形成一拐点，所述拐点将所述限位空间划分为一向上空间递减区域以及一直接连接于所述向上空间递减区域之下的向下空间递增区域，所述向下空间递增区域是由所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者的下半部之间界定而成，所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者的所述下半部分别形成两个向下彼此远离的引导斜度，所述两个引导斜度用于以斜面原理引导所述相应杯体的所述凸缘环的顺向滑入所述向下空间递增区域，进而使所述向下空间递增区域的底部形成一允许所述相应杯体的所述凸缘环插入的槽口。
5.如权利要求4所述的纸浆模塑饮料杯盖，其特征在于，在所述相应杯体的所述凸缘环通过所述最外侧墙的所述拐点进而从所述向下空间递增区域顺向插入所述向上空间递减区域后，所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者分别提供两个互为反向的拉伸弹力以将所述相应杯体的所述凸缘环的所述两相对侧夹紧固持于所述向上空间递减区域内。
6.如权利要求1所述的纸浆模塑饮料杯盖，其特征在于，所述最外侧墙的末端形成一朝外横向延伸的盖裙，所述盖裙与所述最外侧墙间形成一小于180度的夹角。
7.如权利要求1所述的纸浆模塑饮料杯盖，其特征在于，所述弹力产生装置与所述顶侧环两者的脱模面相对于所述上下模具部件两者的纵向中心线全部是呈现正拔模角度。
8.如权利要求1所述的纸浆模塑饮料杯盖，其特征在于，所述纸浆模塑饮料杯盖还包括：一防止遇水收缩变形的防护层，形成于所述纸浆模塑饮料杯盖的一外表面上。
9.一种纸浆模塑饮料杯盖，通过湿纤维纸浆模塑工艺的两上下模具部件的热压成型所制成，使所述纸浆模塑饮料杯盖具有生物可降解性以及生物可堆肥性，其特征在于，所述纸浆模塑饮料杯盖包括：
一顶侧环，沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的外周缘形成且具有一位于所述顶侧环一侧向下延伸的最外侧墙，所述顶侧环用于容置一相应杯体的开口的凸缘环的插入；
一中央高耸部，从所述纸浆模塑饮料杯盖向上延伸，直到形成一围绕于所述纸浆模塑饮料杯盖的一中心短轴的侧环壁，所述中央高耸部形成一饮料出口；以及其特征在于，所述纸浆模塑饮料杯盖还包括：
一弹力产生装置，位于所述中央高耸部的所述侧环壁与所述顶侧环间，所述弹力产生装置沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的径向分别一体形成一可移动的承载壁、一可移动的连结壁以及至少一连接于所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者间的弯折端，所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者通过所述至少一弯折端构成一折角，使所述弹力产生装置的整体结构形成一具有相同于预压弹簧功能的V型截面，所述可移动承载壁永久连接于所述顶侧环的另一相对侧，所述可移动连结壁通过固定端永久连接至所述侧环壁从而构成一具有大于100度夹角的<型截面，所述可移动承载壁、所述可移动连结壁以及所述至少一弯折端三者界定出一沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向延伸的第一横向截面宽度，其中当所述纸浆模塑饮料杯盖的所述顶侧环承受一外部压力去容置所述相应杯体的所述凸缘环时，连带使所述至少一弯折端的所述折角产生压缩变形从而实现对所述弹力产生装置的所述V型截面的整体结构的预先加压，并使所述弹力产生装置的所述第一横向截面宽度沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向压缩变形从而变成一第二横向截面宽度，且连带压迫所述可移动连结壁以所述固定端为支点作出一远离所述侧环壁但接近所述可移动承载壁的旋转移动，造成所述可移动连结壁与所述侧环壁之间的所述夹角变大，使所述可移动连结壁生成以所述固定端为支点的弯曲变形或弹性拉伸变形进而对所述弹力产生装置的所述V型截面的整体结构提供更高的预先加压压力，以及在所述外部压力被解除后，被压缩的所述弹力产生装置通过所述可移动承载壁对所述相应杯体的所述凸缘环释放一沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的预压弹力并从所述第二横向截面宽度变成一第三横向截面宽度，仅仅通过所述弹力产生装置的所述V型截面整体结构所产生的所述预压弹力来增强所述可移动承载壁与所述最外侧墙的两相对斜面将所述相应杯体的所述凸缘环的两相对侧夹紧固持在所述可移动承载壁与所述最外侧墙两者之间从而避免在所述纸浆模塑饮料杯盖与所述相应杯体间形成卡榫结构进行卡扣，其中所述第三横向截面宽度小于所述第一横向截面宽度以及所述第二横向截面宽度两者。
10.如权利要求9所述的纸浆模塑饮料杯盖，其特征在于，所述第二横向截面宽度小于所述第一横向截面宽度。
11.如权利要求9所述的纸浆模塑饮料杯盖，其特征在于，所述弹力产生装置与所述顶侧环两者的脱模面相对于所述上下模具部件两者的纵向中心线全部是呈现正拔模角度。
12.一种纸浆模塑饮料杯盖的制造方法，是通过湿纤维纸浆模塑工艺制作而成，使所述纸浆模塑饮料杯盖具有生物可降解性以及生物可堆肥性，其包括:
吸浆与预压步骤，包括：收集浆体并将收集到的浆体预压成湿胚体；
热压成型步骤，其包括：通过两上下模具部件的合模，对所述湿胚体作至少一次的热压成型从而形成所述纸浆模塑饮料杯盖的制品，其中所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品包括：一顶侧环，沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的外周缘形成且具有一位于所述顶侧环一侧向下延伸的最外侧墙，所述顶侧环用于容置一相应杯体的开口的凸缘环的插入；一中央高耸部，从所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品向上延伸，直到形成一围绕于所述纸浆模塑饮料杯盖的一中心短轴的侧环壁并形成一饮料出口；以及一弹力产生装置，沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的径向连接于所述中央高耸部与所述顶侧环两者间；
以及其特征在于，所述纸浆模塑饮料杯盖的制造方法还包括：
在所述热压成型步骤中，所述弹力产生装置是沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的所述径向分别一体形成一可移动的承载壁、一可移动的连结壁以及至少一连接于所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者间的弯折端，所述可移动承载壁与所述可移动连结壁两者通过所述至少一弯折端构成一折角，使所述弹力产生装置的整体结构形成一具有相同于预压弹簧功能的V型截面，所述可移动承载壁永久连接于所述顶侧环的另一相对侧，所述可移动连结壁具有一永久连接至所述侧环壁的固定端从而构成一具有大于100度夹角的<型截面，其中当所述顶侧环承受一外部压力去容置所述相应杯体的所述凸缘环时，连带使所述至少一弯折端的所述折角产生压缩变形从而实现对所述弹力产生装置的所述V型截面的整体结构的预先加压，且连带压迫所述可移动连结壁以所述固定端为支点作出一远离所述侧环壁但接近所述可移动承载壁的旋转移动，造成所述可移动连结壁与所述侧环壁之间的所述夹角变大，使所述可移动连结壁生成以所述固定端为支点的弯曲变形或弹性拉伸变形进而对所述弹力产生装置的所述V型截面的整体结构提供更高的预先加压压力，以及在所述外部压力被解除后，所述至少一弯折端的所述折角产生弹性变形从而实现所述弹力产生装置通过所述可移动承载壁对所述相应杯体的所述凸缘环释放一沿着所述纸浆模塑饮料杯盖的所述径向的预压弹力，所述弹力产生装置的所述V型截面整体结构所产生的所述预压弹力来增强所述可移动承载壁与所述最外侧墙的两相对斜面将所述相应杯体的所述凸缘环的两相对侧夹紧固持在所述可移动承载壁以及所述最外侧墙之间，从而避免在所述纸浆模塑饮料杯盖与所述相应杯体间形成卡榫结构进行卡扣；以及
一次性脱模步骤，其包括：通过所述弹力产生装置与所述顶侧环两者的脱模面相对于所述上下模具部件两者的纵向中心线全部是呈现正拔模角度，使所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的成型仅需沿着平行于所述上下模具部件两者的所述纵向中心线的脱模方向作一次性脱模。
13.如权利要求12所述的纸浆模塑饮料杯盖的制造方法，其特征在于，所述浆体所含的湿纤维的组成包括60％的植物性长纤维以及40％植物性短纤维。
14.如权利要求12所述的纸浆模塑饮料杯盖的制造方法，其特征在于，所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的整个结构的脱模面相对于该上下模具部件两者的所述纵向中心线全部是呈现正拔模角度。
15.如权利要求12所述的纸浆模塑饮料杯盖的制造方法，其特征在于，所述纸浆模塑饮料杯盖的制造方法还包括：防护层成形步骤，其包括：在所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的一外表面上形成一防止遇水收缩变形的防护层。
16.如权利要求12所述的纸浆模塑饮料杯盖的制造方法，其特征在于，所述纸浆模塑饮料杯盖的制造方法还包括：裁切与冲孔步骤，其包括:裁切所述纸浆模塑饮料杯盖的所述制品的最外周缘毛边从而使所述最外侧墙的末端形成一朝外横向延伸的盖裙，以及对所述中央高耸部冲孔从而形成所述饮料出口。
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