TWI736922B - 紙漿模塑飲料杯蓋及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種紙漿模塑飲料杯蓋及其製造方法。當紙漿模塑飲料杯蓋受到外部壓力去容置杯體的凸緣環時，藉由凸緣環的插入力的預先加壓，使紙漿模塑飲料杯蓋的一彈力產生裝置在一相反於紙漿模塑飲料杯蓋徑向的朝內方向上產生壓縮變形。在解除外部壓力後，彈力產生裝置的可移動承載壁與一最外側牆提供兩個用於夾緊固持凸緣環兩相對側的拉伸彈力，且被壓縮的彈力產生裝置沿著徑向釋放一預壓彈力以增強對凸緣環的兩相對側的夾緊固持，避免習知紙漿模塑杯蓋的結構強度或彈性不足而導致無法與杯體卡緊的技術問題。

Description

紙漿模塑飲料杯蓋及其製造方法
本發明係關於一種紙裝模塑飲料杯蓋及其製造方法，特別是涉及一種適於自動化生產的紙漿模塑飲料杯蓋。
目前，許多消費者已經習慣以一次性杯體裝載即泡即飲的飲料如咖啡、茶飲、果汁、牛奶等，以便於攜帶。為避免消費者攜帶所述杯體時所述飲料溢出所述杯體之外，這些杯體的開口上方會封閉性地蓋上一杯蓋，這使得所述杯蓋內表面有直接接觸所述飲料的可能性，但上述杯蓋大體上是以聚合物基的塑膠材料製成，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（Polypropylene，PP）等，消費者經常地飲用與這類塑膠材料直接接觸的飲料，特別是高溫沖製的飲料（如以溫度在90°C以上的熱水沖製的咖啡或荼飲），長期下來容易對人體造成健康上的疑慮以及食品的安全問題；其次，一般消費者在飲用完該飲料後，所述杯蓋大多是直接當作垃圾，被大量的丟棄而非回收，容易對環境造成極大的破壞，無法實現生物可降解（Biodegradable）或可堆肥（Compostable）的最新環保要求。
為了解決上述習知塑膠杯蓋帶來的人體健康與環保問題，目前市場上出現了藉由紙漿模塑製程製作的紙漿模塑杯蓋，其製作步驟包括:以廢紙及/或天然植物纖維（如棕梠、蔗渣、竹片、蘆葦等）、水形成紙漿體，接著進行該紙漿體的吸漿步驟以形成濕胚體，再進行該濕胚體的熱壓成型步驟，將該濕胚體製成上述紙漿模塑杯蓋的基材。然而，與習知塑膠杯蓋相較，植物纖維製成的習知紙漿模塑杯蓋在結構強度以及彈性是比較弱的，不容易卡緊在所述杯體的開口周緣的凸緣環上以有效封閉該開口來防止飲料外溢。一般而言，沿著習知紙漿模塑杯蓋的外周緣會形成一頂側環，所述頂側環的最頂部形成一封閉端以及其最底部形成一提供所述杯體的所述凸緣環進出的出入口，所述頂側環的一最外側牆還朝內形成一種卡扣（Snap-retention）結構，所述卡扣結構在本質上是一種朝向所述杯蓋中心點凸伸的環狀卡榫結構。從所述頂側環的一橫向截面來看，此向內凸伸的環狀卡榫結構會使所述頂側環的所述橫向截面所含的內部空間劃分成一位於所述封閉端與所述出入口間的空間驟減區、一位於所述空間驟減區之上方的第一空間擴增區（鄰近所述封閉端）以及一位於所述空間驟減區之下方的第二空間擴增區（鄰近所述出入口），且所述第一空間擴增區（鄰近所述封閉端）如同形成一卡槽，其中所述空間驟減區的橫向寬度皆小於所述第一空間擴增區與所述第二空間擴增區兩者的橫向寬度、以及小於所述杯體的所述凸緣環的截面橫向寬度。當消費者施力將習知紙漿模塑杯蓋蓋上所述杯體的所述開口時，首先所述杯體開口的所述凸緣環通過習知紙漿模塑杯蓋的所述頂側環的所述出入口，從而無阻礙地向上進入所述頂側環的所述第二空間擴增區。接著，由於所述杯體的所述凸緣環的橫向截面寬度大於所述空間驟減區的橫向寬度，從而使所述杯體的所述凸緣環壓迫所述卡榫結構，使所述最外側牆向外稍微移動以加大所述空間驟減區的橫向寬度，直到允許所述杯體的所述凸緣環順利通過加大的所述空間驟減區。接著，所述杯體的所述凸緣環進入到所述頂側環的所述第一空間擴增區（如同所述卡槽），同時所述卡榫結構將所述杯體的所述凸緣環扣持性地容置於所述第一空間擴增區（如同所述卡槽）中，實現習知紙漿模塑杯蓋的所述頂側環對所述杯體的所述凸緣環的卡扣（Snap-retention）狀態。關於習知紙漿模塑杯蓋具有上述卡榫結構及/或卡槽結構的多種示例可以參見中國專利公告號CN2441403Y、CN101637982A、CN201431246Y、CN202807367U、PCT國際公開號WO2011009229A1、WO2013013550A1以及WO2015157877A1、美國專利公告號US4,412,629、US5,624,053以及US8,196,772、以及中華民國專利公告號1610,007。特別的是，在中國專利公告號CN2441403Y、美國專利公告號US5,624,053以及US8,196,772、PCT國際公開號WO2013013550A1、中華民國專利公告號1610,007所公開的習知紙漿模塑杯蓋中，所述頂側環的兩側還分別一體形成兩向下延伸的最外側牆與內側壁，所述最外側牆與所述內側壁兩者間以一限位空間分隔並且彼此相對，從而使所述頂側環的所述橫向截面是呈現一倒U型截面，所述頂側環的所述內側壁是一以直角固定設置的剛性結構（如所述內側壁與其相鄰的一中央高聳部之間構成一U形或u形凹坑），以致所述內側壁經常會被插入的所述杯體的所述凸緣環直接撞擊而永久變形。
然而，在實際的生產上，習知紙漿模塑杯蓋仍存在了許多尚待解決的技術問題，包括：（1）由於習知紙漿模塑杯蓋的整體結構主要是由植物纖維所構成，但所述卡榫結構的截面尺寸過小，易使構成所述卡榫結構之植物纖維的編織密度不足，以致習知紙漿模塑杯蓋在藉由習知紙漿模塑製程形成所述卡榫結構後，易使植物纖維所構成之所述卡榫結構的結構強度不足，一些習知紙漿模塑杯蓋可能在首次使用時即崩壞了其卡榫結構，導致這些習知紙漿模塑杯蓋無法有效地卡扣（Snap-retention）在所述杯體上；（2）習知紙漿模塑杯蓋的所述頂側環與其卡榫結構多為剛性結構設計，無法提供較高的彈力，以致當所述杯體的所述凸緣環壓迫習知紙漿模塑杯蓋的所述頂側環內的所述卡榫結構後，所述頂側環的最外側牆及/或所述卡榫結構容易發生永久變形從而使所述卡榫結構無法彈回、無法正確地卡合至所述杯體的所述凸緣環下方的凹陷處；（3）承接上述第（2）點問題，由於習知紙漿模塑杯蓋的所述頂側環屬於卡扣（Snap-retention）型設計，一旦其所述頂側環的所述卡榫結構發生永久變形或是斷裂，單靠所述頂側環的所述最外側牆與所述內側壁是無法將所述杯體的所述凸緣環有效地固定在所述最外側牆與所述內側壁間的空間；（4）在藉由習知紙漿模塑製程製造習知紙漿模塑杯蓋時，由於習知紙漿模塑杯蓋的所述卡榫結構或卡槽結構皆是朝著習知紙漿模塑杯蓋的側向延伸而形成，所以所述卡榫結構或卡槽結構的脫模面相對於熱壓成型的上下模具部件兩者的縱向中心線（平行於其拔模方向）皆是呈現負拔模角度，但是所述習知紙漿模塑杯蓋的其它部位兩者的脫模面卻是呈現正拔模角度，因此所述上下模具部件還必需搭配其它拔模方向（如水平拔模方向）的模具結構或裝置才能形成完整的所述卡榫結構或卡槽結構，如沿著水平拔模方向的模具溝槽以及水平向移動的滑塊裝置，需作至少兩次的熱壓成型步驟，或是包括先垂直向拔模步驟、然後水平向拔模的多次依次脫模步驟，像是中國專利公告號CN105019315B、美國專利公告號US9,624,007、PCT國際公開號WO2011009229A1、WO2015157877A1，或者是用於輔助所述卡榫結構或卡槽結構成型的垂直向模具彈簧裝置，如中國專利公告號CN103603234B，或者是允許所述卡榫結構或卡槽結構從側向拔模（Undercut）的模具結構，如中華民國專利公告號I610,007。可理解的是，由於習知紙漿模塑杯蓋同時具有正拔模角與負拔模角的不同部位，所以其模具部件必需增加額外的水平向滑塊裝置或垂直向模具彈簧裝置以輔助形成負拔模角的部位（如所述卡榫結構或卡槽結構），這將使習知紙漿模塑製程使用的模具部件數量變得多而複雜，將拉高生產的模具設備成本且不易維修，側向拔模設計也易使習知紙漿模塑杯蓋的部分結構永久變形而使生產良率變差，同時依次分別形成位在正拔模角以及負拔模角的不同部位也將拉長每一所述杯蓋的生產時間。
因此，有必要提供一種紙漿模塑飲料杯蓋，以解決上述習知技術的問題。
為解決上述習知技術的問題，本發明的主要目的在於提供一種紙漿模塑飲料杯蓋，其具有一彈力產生裝置，其中當所述紙漿模塑飲料杯蓋的一頂側環承受一外部壓力去容置一相應杯體的開口的一凸緣環時，藉由所述彈力產生裝置受到所述凸緣環的插入力的預先加壓，使所述彈力產生裝置沿著一相反於所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向的朝內方向產生壓縮變形與位移，從而避開了習知紙漿模塑杯蓋的固定不動的直角剛性內側壁被插入的杯體的凸緣環直接撞擊而產生永久變形的技術問題。
進一步，本發明的另一目的在於提供一種紙漿模塑飲料杯蓋，其頂側環的一最外側牆與一彈力產生裝置的可移動承載壁兩者分別形成兩個向下彼此遠離的引導斜度，用於以斜面原理順向引導一相應杯體的凸緣環滑入所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者間的一向下空間遞增區域內，以避免發生習知紙漿模塑飲料杯蓋的頂側環的內側壁或最外側牆被插入的杯體的凸緣環直接撞擊而永久變形的技術問題；進一步，於本發明中，在所述杯體的所述凸緣環進入所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者間的一向上空間遞減區域後，所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者分別提供的兩個互為反向的拉伸彈力將所述相應杯體的所述凸緣環的兩相對側自然地夾緊固持（Clamping Retention）於所述向上空間遞減區域內，以避免發生習知紙漿模塑飲料杯蓋的卡榫結構發生永久變形或斷裂時無法有效地卡扣所述杯體的所述凸緣環的技術問題。
進一步，本發明的另一目的在於提供一種紙漿模塑飲料杯蓋，在一使所述紙漿模塑飲料杯蓋的頂側環容置杯體的凸緣環的外部壓力被解除後，藉由一被壓縮的彈力產生裝置沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的徑向釋放一預壓彈力，因此本發明除了提供所述兩個拉伸彈力的夾緊固持外，所述預壓彈力能更進一步地增強對所述相應杯體的所述凸緣環的所述兩相對側的夾緊固持（Clamping Retention）於所述頂側環與所述彈力產生裝置兩者之間，避免了習知紙漿模塑杯蓋的頂側環內部的卡榫結構或卡槽結構所發生的結構強度或彈性不足而導致所述紙漿模塑飲料杯蓋無法與相應杯體卡緊的技術問題。
進一步，本發明的另一目的在於提供一種紙漿模塑飲料杯蓋及其製造方法，其藉由濕纖維紙漿模塑製程的兩上下模具部件的熱壓成型，其中所述彈力產生裝置與所述頂側環兩者的脫模面相對於該上下模具部件兩者的縱向中心線（平行於拔模方向）皆是呈現正拔模角度，從而使所述紙漿模塑飲料杯蓋整個結構的脫模面全部具有正拔模角度，故能簡化所述模具部件的組成結構，降低模具設備成本並易於維修，縮短每一所述紙漿模塑飲料杯蓋的生產時間，從而有利於一貫化連續生產機台的自動化大量生產，確保較高的產品良率及品質，提高自動化生產效率。
為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：提供一種紙漿模塑飲料杯蓋，藉由濕纖維紙漿模塑製程的兩上下模具部件的熱壓成型所製成，所述紙漿模塑飲料杯蓋包括:一頂側環、一中央高聳部以及一彈力產生裝置。所述頂側環，是沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的外周緣形成且具有一位於所述頂側環的最頂邊的封閉端以及一從所述封閉端一側向下延伸的最外側牆，所述頂側環用於容置一相應杯體的開口的凸緣環的插入。所述中央高聳部，從所述紙漿模塑飲料杯蓋向上延伸，直到形成一圍繞於所述紙漿模塑飲料杯蓋的一中心短軸的側環壁，所述中央高聳部形成一飲料出口。所述彈力產生裝置，位於所述中央高聳部的所述側環壁與所述頂側環間，所述彈力產生裝置沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的徑向分別一體形成一可移動的承載壁、一可移動的連結壁以及至少一連接於所述可移動承載壁與所述可移動連結壁兩者間的彎折端，所述可移動承載壁永久連接於所述頂側環的所述封閉端的另一相對側，從而使所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向彼此相對分隔設置，所述可移動連結壁具有一永久連接至所述側環壁的固定端，其中當所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述頂側環承受一外部壓力去容置所述相應杯體的所述凸緣環時，藉由所述可移動承載壁直接承受所述凸緣環的插入力，連帶使所述至少一彎折端的一折角產生壓縮變形，從而實現對所述彈力產生裝置的預先加壓，以及在所述外部壓力被解除後，所述至少一彎折端的所述折角產生彈性變形，從而實現所述彈力產生裝置的所述可移動承載壁對所述相應杯體的所述凸緣環釋放一沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向的預壓彈力，所述預壓彈力將所述相應杯體的所述凸緣環夾緊固持在所述可移動承載壁、所述封閉端以及所述最外側牆三者之間所界定的一限位空間內。
較佳的，所述可移動承載壁與所述可移動連結壁兩者藉由所述至少一彎折端相互連接以構成所述折角，所述折角具有一小於90度的夾角，使所述彈力產生裝置的整體結構形成一具有相同於預壓彈簧功能的V型截面。
較佳的，所述可移動連結壁與所述側環壁二者藉由所述固定端相互連接以構成一具有大於100度夾角的＜型截面。
較佳的，當所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述頂側環承受所述外部壓力去容置所述相應杯體的所述凸緣環時，所述可移動連結壁以所述固定端為支點作出一遠離所述側環壁但接近所述可移動承載壁的彎曲變形或彈性拉伸變形。
較佳的，當所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述頂側環承受所述外部壓力去容置所述相應杯體的所述凸緣環時，所述可移動承載壁與所述至少一彎折端兩者受到所述凸緣環的所述插入力的預先加壓而沿著一相反於所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向的朝內方向產生位移，以及在所述外部壓力被解除後，所述可移動承載壁與所述至少一彎折端兩者沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向產生彈性位移。
較佳的，在所述外部壓力被解除後，所述至少一彎折端的所述折角以及所述可移動連結壁兩者皆產生彈性變形，從而藉由所述可移動承載壁對所述相應杯體的所述凸緣環釋放沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向的所述預壓彈力。
較佳的，所述最外側牆的內壁形成一拐點，所述拐點將所述限位空間劃分為一向上空間遞減區域以及一直接連接於所述向上空間遞減區域之下的向下空間遞增區域，所述向下空間遞增區域是由所述可移動承載壁以及所述最外側牆兩者的下半部之間界定而成，所述可移動承載壁以及所述最外側牆兩者分別形成兩個向下彼此遠離的引導斜度，所述兩個引導斜度用於以斜面原理引導所述相應杯體的所述凸緣環順向滑入所述向下空間遞增區域，進而使所述向下空間遞增區域的底部形成一允許所述相應杯體的所述凸緣環插入的槽口。
較佳的，在所述相應杯體的所述凸緣環通過所述最外側牆的所述拐點進而從所述向下空間遞增區域順向插入所述向上空間遞減區域後，所述可移動承載壁與所述最外側牆二者分別提供二個互為反向的拉伸彈力以將所述相應杯體的所述凸緣環的二相對側夾緊固持於所述向上空間遞減區域內。
較佳的，所述最外側牆的末端形成一朝外橫向延伸的蓋裙，所述蓋裙與所述最外側牆間形成一小於180度的夾角。
較佳的，所述彈力產生裝置與所述頂側環二者的脫模面相對於所述上下模具部件二者的縱向中心線全部是呈現正拔模角度。
較佳的，所述紙漿模塑飲料杯蓋還包括：一防止遇水收縮變形的防護層，形成於所述紙漿模塑飲料杯蓋的一外表面上。
本發明還提供以下技術方案：提供一種紙漿模塑飲料杯蓋，藉由濕纖維紙漿模塑製程的兩上下模具部件的熱壓成型所製成，其特徵在於，所述紙漿模塑飲料杯蓋包括:一頂側環、一中央高聳部以及一彈力產生裝置。所述頂側環，沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的外周緣形成且具有一位於所述頂側環一側向下延伸的最外側牆，所述頂側環用於容置一相應杯體的開口的凸緣環的插入。所述中央高聳部，從所述紙漿模塑飲料杯蓋向上延伸，直到形成一圍繞於所述紙漿模塑飲料杯蓋的一中心短軸的側環壁，所述中央高聳部形成一飲料出口。所述彈力產生裝置，位於所述中央高聳部的所述側環壁與所述頂側環間，所述彈力產生裝置沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的徑向分別一體形成一可移動的承載壁、一可移動的連結壁以及至少一連接於所述可移動承載壁與所述可移動連結壁兩者間的彎折端，所述可移動承載壁永久連接於所述頂側環的另一相對側，所述可移動連結壁永久連接至所述側環壁，所述可移動承載壁、所述可移動連結壁以及所述至少一彎折端三者界定出一沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向延伸的第一橫向截面寬度，其中當所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述頂側環承受一外部壓力去容置所述相應杯體的所述凸緣環時，使所述彈力產生裝置的所述第一橫向寬度沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向壓縮變形，從而變成一第二橫向截面寬度，以及在所述外部壓力被解除後，被壓縮的所述彈力產生裝置藉由所述可移動承載壁對所述相應杯體的所述凸緣環釋放一沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向的預壓彈力並從所述第二橫向截面寬度變成一第三橫向截面寬度，所述預壓彈力將所述相應杯體的所述凸緣環夾緊固持在所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者之間，其中所述第三橫向截面寬度小於所述第一橫向截面寬度以及所述第二橫向截面寬度兩者。
較佳的，所述第二橫向截面寬度小於所述第一橫向截面寬度。
較佳的，所述彈力產生裝置與所述頂側環兩者的脫模面相對於所述上下模具部件兩者的縱向中心線全部是呈現正拔模角度。
本發明還提供以下技術方案：提供一種紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法，是藉由濕纖維紙漿模塑製程製作而成，其包括:吸漿與預壓步驟、熱壓成型步驟以及一次性脫模步驟。所述吸漿與預壓步驟包括：收集漿體並將收集到的漿體預壓成濕胚體。所述熱壓成型步驟包括：藉由兩上下模具部件的合模，對所述濕胚體作至少一次的熱壓成型從而形成所述紙漿模塑飲料杯蓋的製品，其中所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品包括：一頂側環、一中央高聳部以及一彈力產生裝置。所述頂側環，沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的外周緣形成且具有一位於所述頂側環一側向下延伸的最外側牆，所述頂側環用於容置一相應杯體的開口的凸緣環的插入。所述中央高聳部，從所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品向上延伸並形成一飲料出口。所述彈力產生裝置，沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的徑向連接於所述中央高聳部與所述頂側環兩者之間。所述一次性脫模步驟包括：藉由所述彈力產生裝置與所述頂側環兩者的脫模面相對於所述上下模具部件兩者的縱向中心線全部是呈現正拔模角度，使所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的成型僅需沿著平行於所述上下模具部件兩者的所述縱向中心線的脫模方向作一次性脫模。
較佳的，所述漿體所含的濕纖維的組成包括60%的植物性長纖維以及40%植物性短纖維。
較佳的，所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的整個結構的脫模面相對於該上下模具部件兩者的所述縱向中心線全部是呈現正拔模角度。
較佳的，所述中央高聳部從所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品向上延伸直到形成一圍繞於所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的縱向中心軸的側環壁，以及所述彈力產生裝置，沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的所述徑向分別一體形成一可移動的承載壁、一可移動的連結壁以及至少一連接於所述可移動承載壁與所述可移動連結壁兩者間的彎折端，所述可移動承載壁永久連接於所述頂側環的另一相對側，所述可移動連結壁永久連接至所述側環壁。
較佳的，所述紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法還包括：防護層成形步驟，其包括：在所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的一外表面上形成一防止遇水收縮變形的防護層。
較佳的，所述紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法還包括：裁切與沖孔步驟，其包括:裁切所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的最外周緣毛邊，從而使所述最外側牆的末端形成一朝外橫向延伸的蓋裙，以及對所述中央高聳部沖孔，從而形成所述飲料出口。
本發明提供的有益效果有:與習知技術相比，當本發明的所述紙漿模塑飲料杯蓋承受外部壓力去蓋上一相應杯體的開口的凸緣環時，所述紙漿模塑飲料杯蓋的彈力產生裝置受到所述凸緣環的插入力的預先加壓而產生壓縮變形，使所述彈力產生裝置的所述可移動承載壁與所述至少一彎折端兩者沿著一相反於所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向的朝內方向位移，且所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者分別形成兩個向下彼此遠離的引導斜度以斜面原理引導所述相應杯體的所述凸緣環順向滑入所述凸緣環的一向下空間遞增區域，從而避開習知紙漿模塑杯蓋的內側壁易被插入的杯體的凸緣環直接撞擊而永久變形的技術問題。其次，在所述相應杯體的所述凸緣環插入所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述向上空間遞減區域後，所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者能分別提供互為反向的所述兩個拉伸彈力將所述相應杯體的所述凸緣環的兩相對側夾緊固持（ClampingRetention）於所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者之間的所述向上空間遞減區域內，以避免發生習知紙漿模塑飲料杯蓋的卡榫結構發生永久變形或斷裂時無法有效地卡扣所述杯體的所述凸緣環的技術問題。又，在本發明的該紙漿模塑飲料杯蓋已容置所述相應杯體的所述凸緣環，且所述外部壓力被解除後，被壓縮的所述彈力產生裝置沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的徑向對所述凸緣環釋放一預壓彈力，因此本發明除了提供所述兩個拉伸彈力的夾緊固持外，所述預壓彈力能更進一步地增強對所述杯體的所述凸緣環的所述兩相對側的夾緊固持（ClampingRetention）於所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述頂側環與所述彈力產生裝置之間，避免了習知紙漿模塑杯蓋的頂側環內部的卡榫結構或卡槽結構所發生的結構強度或彈性不足而導致所述紙漿模塑飲料杯蓋無法與相應杯體卡緊的技術問題；以及本發明藉由濕纖維紙漿模塑製程的兩上下模具部件的熱壓成型，使所述彈力產生裝置與所述頂側環兩者的脫模面相對於該上下模具部件兩者的縱向中心線皆是呈現正拔模角度，從而使所述紙漿模塑飲料杯蓋整個結構的脫模面全部具有正拔模角度，故能簡化所述模具部件的組成結構，降低模具設備成本並易於維修，縮短每一所述紙漿模塑飲料杯蓋的生產時間，從而有利於一貫化連續生產機台的自動化大量生產，確保較高的產品良率及品質，提高自動化生產效率。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的製程方案進行清楚、完整地描述，顯然所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，本發明的請求保護範圍並不局限於所述些實施例，應由權利要求所定義。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請先參見第1A圖與第1B圖，第1A圖繪示一種根據本發明的較佳實施例的紙漿模塑飲料杯蓋1的一立體俯視圖，以及第1B圖繪示一根據第1A圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋1的立體仰視圖，其中該紙漿模塑飲料杯蓋1藉由濕纖維紙塑製程的一貫化相關自動化生產機台製造出來，所述濕纖維紙塑製程包括:收集濕纖維紙漿體並將收集到的濕纖維紙漿體預壓成濕胚體，以及接著藉由兩上下模具部件102、104（參見第7圖）兩者間的彼此合模，對所述濕胚體作熱壓成型，從而形成所述紙漿模塑飲料杯蓋1的製品（待後詳述）。這裡所述的製品包括但不限定於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的半成品、待加工品以及成品的其中之一。較佳的，所述漿體所含的濕纖維的組成包括60%的植物性長纖維以及40%植物性短纖維，藉此強化所述紙漿模塑飲料杯蓋1的結構交織力；同時，所述紙漿模塑飲料杯蓋1符合FDA食品級認證規範，從而實現生物可降解性（Biodegradability）以及生物可堆肥性（Compostability）的環保要求。
請見第1A圖與第1B圖的示例，所述紙漿模塑飲料杯蓋1的主要結構包括:一中央高聳部10、一頂側環20以及一彈力產生裝置30。所述中央高聳部10從所述紙漿模塑飲料杯蓋1所處的一基準平面向上延伸，直到在所述紙漿模塑飲料杯蓋1的頂表面上形成一圍繞於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的一縱向中心短軸CV的側環壁12，在所述中央高聳部10的一接近所述側環壁12的頂端處還形成一飲料出口14，所述飲料出口14為一供使用者飲用飲料的通道。
請進一步參見第2A圖與第2B圖的示例，第2A圖繪示第1A圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋1與一相應杯體3兩者的一正視圖，以及第2B圖繪示一根據第2A圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋1與所述相應杯體兩者沿著A-A剖切線的側面剖視圖，所述頂側環20的主要功能是用於容置一圍繞著所述相應杯體3的開口50上周緣形成的凸緣環60的插入。請進一步參見第1A圖與第2C圖所繪，第2C圖繪示一根據第2B圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋1與所述相應杯體3兩者的局部剖視圖，所述頂側環20是沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的外周緣形成且具有一位於所述頂側環20的最頂邊的封閉端22以及一從所述封閉端22的一最外側向下延伸的最外側牆24。
請進一步參見第1A圖與第2C圖所繪，在沿著每一平行於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的一橫向中心長軸CH的所述紙漿模塑飲料杯蓋1的徑向RD上，所述彈力產生裝置30設置於所述中央高聳部10的所述側環壁12與所述頂側環20兩者間；更詳盡來說，所述彈力產生裝置30是沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD分別一體形成一可移動承載壁32、一可移動連結壁34以及至少一連接於所述可移動承載壁32與所述可移動連結壁34兩者間的可移動彎折端36。這裡提到的「所述紙漿模塑飲料杯蓋1的徑向RD」界定為：以所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述橫向中心長軸CH與所述縱向中心短軸CV兩者交會的一原點為出發點，形成每一向外放射狀延伸的圓形徑向RD。其中，所述可移動承載壁32是永久連接於所述頂側環20的所述封閉端22的另一相對側，從而使所述可移動承載壁32與所最外側牆24兩者沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD彼此相對且分隔設置。所述可移動連結壁34具有一永久連接至所述側環壁12的固定端342。
請進一步參見第1A圖、2D以及第3圖的示例，第2D圖繪示一根據第2C圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋1與所述相應杯體3兩者間準備組合的局部剖視圖，以及第3圖繪示一根據第2D圖所繪的一圈選區域D的放大剖視圖，其中沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD，所述彈力產生裝置30的所述可移動承載壁32、所述頂側環20的所述封閉端22與所述最外側牆24三者之間界定出一限位空間202。較佳的，以所述最外側牆24的內壁所形成的一拐點241作劃分，將所述限位空間202由上而下劃分為一向上空間遞減區域2022與一直接連接於所述向上空間遞減區域2022之下的向下空間遞增區域2024。這裡提到的「拐點 241」界定為所述最外側牆24的所述內壁的上半部與下半部兩者間的唯一交會點，且所述內壁在此「拐點」的斜率變化是最大的。所述向上空間遞減區域2022主要是由所述可移動承載壁32的上半部、所述封閉端22底邊以及所述最外側牆24的上半部三者之間界定而成且用於夾緊固持所述相應杯體3的所述凸緣環60的兩相對側，所述向上空間遞減區域2022具有一橫向寬度c1。所述向下空間遞增區域2024主要是由所述可移動承載壁32與所述最外側牆24兩者的下半部之間界定而成，所述向下空間遞增區域2024具有一大於所述橫向寬度c1的橫向寬度c2。所述可移動承載壁32與所述最外側牆24兩者的所述下半部分別形成兩個向下彼此遠離的引導斜度，進而使所述向下空間遞增區域2024的底部形成一允許所述相應杯體3的所述凸緣環60插入的槽口28（所述槽口28的橫向寬度是大於所述兩橫向寬度c1、c2）。當所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述頂側環20承受使用者所施予的一外部壓力P1進而準備去容置所述相應杯體3的所述凸緣環60時，由於鄰近所述可移動承載壁32的所述可移動彎折端36向下突伸的長度在所述紙漿模塑飲料杯蓋1的底表面輪廓的所有向下突伸長度中是最長的（見第1B圖、第2A圖以及第2B圖），以及所述最外側牆24與所述彈力產生裝置30的所述可移動承載壁32兩者的所述兩個引導斜度以斜面原理引導所述相應杯體3的所述凸緣環60順向滑入所述可移動承載壁34與所述最外側牆24兩者間的所述向下空間遞增區域2024內，因此能避開習知紙漿模塑杯蓋的固定不動的直角剛性內側壁容易被插入的杯體的凸緣環直接撞擊而產生永久變形的技術問題。較佳的，如第3圖所繪，所述最外側牆24的末端還形成一朝外橫向延伸的蓋裙242，所述蓋裙242與所述最外側牆24間形成一小於180度的彎折夾角θ1，以防止所述相應杯體3的所述凸緣環60插入所述槽口28時直接撞擊到所述最外側牆24的底緣而發生應力破裂的問題。
此外，於第1A圖、第2D圖以及第3圖示例的本發明較佳實施例中，所述彈力產生裝置30的所述可移動承載壁32、所述可移動連結壁34以及所述至少一可移動彎折端36三者界定出一沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD延伸的第一橫向截面寬度WD1，其中所述可移動承載壁32與所述可移動連結壁34兩者是藉由所述至少一可移動彎折端36相互連接以構成所述至少一可移動彎折端36的一折角，所述折角具有一小於90度的夾角α1，使所述彈力產生裝置30的整體結構形成一具有相同於預壓彈簧功能的V型截面的內凹環（未圖示），所述內凹環如同一圍繞在所述中央高聳部10的所述側環壁12的外圈，而所述頂側環20如同一圍繞在所述內凹環的外圈（見第1A圖）。惟，於其它較佳實施例中，所述夾角α1可以小於80度；又於其它較佳實施例中，彈力產生裝置30的整體結構也可以形成若干個具有相同於預壓彈簧功能的V型截面，所述若干個V型截面是沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD—體並肩串接（例如W型截面），以增強所述彈力產生裝置30的整體結構的預壓彈性。於本發明較佳實施例中，所述可移動連結壁34與所述側環壁12兩者藉由所述固定端342相互連接以構成一具有大於100度的夾角β1的＜型截面。
請進一步參見第4A圖與第4B圖的示例，第4A圖繪示一根據第2D圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋1與所述相應杯體3兩者進一步組合的局部剖視圖，以及第4B圖繪示一根據第4A圖所繪的一圈選區域E的放大剖視圖，其中當所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述頂側環20承受所述外部壓力P1去進一步容置所述相應杯體3的所述凸緣環60的插入時，所述相應杯體3的所述凸緣環60的兩相對側會先分別接觸到所述可移動承載壁32與所述最外側牆24的所述拐點241兩者，藉由所述可移動承載壁32直接承受所述相應杯體3的所述凸緣環60的插入力F1的壓迫，連帶壓迫所述至少一可移動彎折端36的所述折角產生壓縮變形，即從如第3圖所繪的所述夾角α1縮減成第4B圖的另一夾角α2（其中α2＜α1），從而使如第3圖所繪的所述彈力產生裝置30的所述第一橫向寬度WD1沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD壓縮變形從而變成如第4B圖所繪的一第二橫向截面寬度WD2（其中所述第二橫向截面寬度WD2小於所述第一橫向截面寬度WD1），但同時也使所述向上空間遞減區域2022在如第3圖所繪的所述橫向寬度c1會被所述凸緣環60的橫向截面寬度d1開始撐大成如第4B圖所繪的另一橫向寬度c3（其中c3＞c1且d1＞c1）。基此，初步實現了所述凸緣環60的所述插入力F1對所述彈力產生裝置30整體結構（即V型截面結構）的預先加壓；於此同時，還連帶壓迫所述可移動連結壁34以所述固定端342為樞點作出一遠離所述側環壁12但接近所述可移動承載壁32的旋轉移動T2，由於所述旋轉移動T2的方向是反向於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD，這使所述可移動連結壁34是作出以所述固定端342為支點的彎曲變形或彈性拉伸變形，即第3圖所繪的所述夾角β1會變大成第4B圖所繪的另一夾角β2（其中β2＞β1），所述可移動連結壁34的所述彎曲變形或彈性拉伸變形能對所述彈力產生裝置30整體結構提供更高的預先加壓壓力。
更詳細來說，於第4A圖與第4B圖示例的本發明較佳實施例中，當所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述頂側環20承受所述外部壓力P1去進一步容置所述相應杯體3的所述凸緣環60的插入時，所述可移動承載壁32與所述至少一可移動彎折端36兩者還是受到所述凸緣環60的所述插入力F1的預先加壓而沿著一相反於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD的朝內方向產生壓縮位移，即被壓縮的所述可移動承載壁32會朝向一靠近所述中央高聳部10的所述側環壁12但遠離所述頂側環20的方向壓縮移位，因此能避開習知紙漿模塑杯蓋的固定不動的直角剛性內側壁容易被插入的杯體的凸緣環直接撞擊而產生永久變形的技術問題。更進一步來說，一旦所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述頂側環20的所述限位空間202已完全容置所述相應杯體3的所述凸緣環60（亦即所述凸緣環60進入所述向上空間遞減區域2022內時是被限位在所述封閉端22底邊、所述可移動承載壁32上半部以及所述最外側牆24上半部三者間）且所述頂側環20還在承受所述外部壓力P1時，所述凸緣環60的所述插入力F1的預先加壓壓迫所述彈力產生裝置30的整體結構形更靠近所述中央高聳部10的所述側環壁12但更遠離所述頂側環20，此時所述彈力產生裝置30實質上已積存了最高的預先加壓壓力。
請進一步參見第5A圖與第5B圖的示例，第5A圖繪示一根據第4A圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋1與所述相應杯體3兩者完成組合的局部剖視圖，以及第5B圖繪示一根據第5A圖所繪的一圈選區域F的放大剖視圖，其中在所述相應杯體3的所述凸緣環60通過了所述最外側牆24的所述拐點241從而順向插入所述向上空間遞減區域2022後，將使所述向上空間遞減區域2022被所述凸緣環60從第4B圖所繪的所述橫向寬度c3被撐大成另一具有等同於所述凸緣環60的所述橫向截面寬度d1（其中c3＜d1）的橫向寬度；所述向上空間遞減區域2022的所述橫向寬度被撐大的同時，由所述可移動承載壁32、所述最外側牆24以及所述封閉端22三者共同構成的一彈性結構能藉由所述可移動承載壁32與所述最外側牆24兩者分別提供兩個互為反向的拉伸彈力F2、F3將所述相應杯體3的所述凸緣環60兩相對側自然地夾緊固持（Clamping Retention）於所述可移動承載壁32與所述最外側牆24兩者之間的所述向上空間遞減區域2022內，這如同是所述可移動承載壁32與所述最外側牆24兩者間對所述相應杯體3的所述凸緣環60兩相對側形成一緊配合；其次，在所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述頂側環20的所述向上空間遞減區域2022已完全容置所述相應杯體3的所述凸緣環60，且第4B圖中所述外部壓力P1已被解除後，原本被壓縮的所述至少一可移動彎折端36的所述折角與所述可移動連結壁34兩者皆產生彈性回復的變形，如所述折角回復變成另一彈性回復的夾角α3（其中第5B圖的所述夾角α3小於第4B圖的所述夾角α2），從而實現所述彈力產生裝置30藉由所述可移動承載壁32對所述相應杯體3的所述凸緣環60釋放一沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD的預壓彈力F4。更詳盡來說，所述可移動承載壁32與所述至少一可移動彎折端36兩者也會沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD產生彈性回復的位移。同時，還連帶使所述可移動連結壁34以所述固定端342為樞點作出一接近所述側環壁12與所述可移動承載壁32兩者的旋轉移動T3，由於所述旋轉移動T3的方向是沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD，這使所述可移動連結壁34作出以所述固定端342為支點的彈性變形，即如第4B圖所繪的所述夾角β2縮減成第5B圖所繪的另一夾角β3（其中β3＜β2），進而使所述彈力產生裝置30在如第4B圖所繪的所述第二橫向截面寬度WD2變成一第三橫向截面寬度WD3（其中所述第三橫向截面寬度WD3小於所述第一橫向截面寬度WD1以及所述第二橫向截面寬度WD2兩者)，藉此所述可移動連結壁34的彈性變形將對所述凸緣環60產生更高的所述預壓彈力F4。這如同讓被壓縮的所述彈力產生裝置30沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD對著容置在所述頂側環20的所述向上空間遞減區域2022內的所述相應杯體3的所述凸緣環60釋放所述預壓彈力F4，因此除了所述兩個拉伸彈力F2、F3的夾緊固持外，所述預壓彈力F4能更進一步地增強對所述相應杯體3的所述凸緣環60的所述兩相對側的夾緊固持並限位在所述頂側環20的所述向上空間遞減區域2022內（即被限位與固定在所述封閉端22底邊、所述可移動承載壁32以及所述最外側牆24三者間）。
請進一步參見第6圖的示例，第6圖繪示從第3圖、第4B圖及第5B圖中所述彈力產生裝置30相應所述相應杯體3的所述凸緣環60的各作動關係的示意圖，這代表了所述彈力產生裝置30具有相同於壓縮彈簧的功能，該功能包括了：（1）藉由一作用力（如所述插入力F1）對所述彈力產生裝置30的預先加壓從而壓縮了所述彈力產生裝置30的橫向截面寬度（如同壓縮了一般壓縮彈簧），以及（2）—旦解除了所述彈力產生裝置30所承受的該作用力（如所述插入力F1），被壓縮的所述彈力產生裝置30不僅彈性恢復其原有橫向截面寬度且還向外釋放所述預壓彈力F4以扣持所述凸緣環60。因此藉由本發明所提供的所述彈力產生裝置30具有相同於壓縮彈簧功能的設計，能夠避免發生習知紙漿模塑杯蓋的下列技術問題：由於剛性結構設計的所述頂側環與卡榫結構無法提供較高的彈力，以致當杯體的凸緣環壓迫習知紙漿模塑杯蓋的所頂側環內的卡榫結構後，所述頂側環的最外側牆及/或所述卡榫結構容易發生永久變形從而使所述卡榫結構無法彈回、無法正確地卡合至所述杯體的所述凸緣環。
較佳的，所述紙漿模塑飲料杯蓋1還包括：一防止遇水收縮變形的防護層（未圖示），如同俗稱的「覆膜」，形成於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的一外表面上；特別是，所述防護層是沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的底表面的整個外輪廓（見第1B圖）而形成，從而防止所述紙漿模塑飲料杯蓋1因為遇水而產生收縮變形；較佳的，所述防護層的組成成分包括但不限定於一種水性防水材料，所述水性防水材料內含至少一助劑，所述至少一助劑包括但不限定於丙烯酸乳液與去離子水；所述防護層的塗布量約5-10g/平方米以及具耐磨4磅/400次，所述防護層符合環保標準RoHS/EN-71/ASTM/REACH/CPSIA。惟，不因此限定所述防護層的組成成分，因為在其它實施例中，可以使用其它能實現防止遇水收縮變形的防護層材料；於其它實施例中，所述防護層符合FDA食品級認證規範，從而實現生物可降解性（Biodegradability）以及生物可堆肥性（Compostability）的環保要求。
請進一步參見第7圖的示例，第7圖繪示一種用於熱壓成型如第1A圖的所述紙漿模塑飲料杯蓋1的兩上下模具部件102、104的側面剖視圖，其中所述彈力產生裝置30的整體V型截面結構（即包括所述可移動承載壁32、所述可移動連結壁34以及所述至少一可移動彎折端36）與所述頂側環20兩者的脫模面相對於所述上下模具部件102、104兩者的縱向中心線100（其中所述縱向中心線100平行於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的拔模方向）全部是呈現正拔模角度。例如在第7圖左側的所述彈力產生裝置30與所述頂側環20兩者的脫模面相對於所述上下模具部件102、104兩者的所述縱向中心線100（其中所述縱向中心線100平行於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的拔模方向S）的正拔模角度分別為K1、K2。在本質上，所述紙漿模塑飲料杯蓋1的整個結構的脫模面相對於所述上下模具部件102、104兩者的所述縱向中心線100全部具有正拔模角度，例如所述頂側環20的所述封閉端22與所述最外側牆24兩者內側邊、形成整個所述限位空間202的所有壁面、所述中央高聳部10等各元件的脫模面相對於所述上下模具部件102、104兩者的所述縱向中心線100全部具有正拔模角度。藉由本發明的所述紙漿模塑飲料杯蓋1的設計，能簡化所述兩上下模具部件102、104的組成結構，降低模具設備成本並易於維修，縮短每一所述紙漿模塑飲料杯蓋1的生產時間，從而有利於一貫化連續生產機台的自動化大量生產，確保較高的產品良率及品質，提高自動化生產效率。因此本發明紙漿模塑飲料杯蓋1的設計能避免發生習知紙漿模塑杯蓋的模具部件需要增加額外的水平向滑塊或垂直向模具彈簧裝置以擠壓形成負拔模角部位（如所述卡榫結構或卡槽結構）的技術問題，額外的水平向滑塊或垂直向模具彈簧裝置將導致模具部件數量變得多而複雜，使模具設備成本增高且不易維修，側向拔模設計也易使習知紙漿模塑杯蓋的部分結構永久變形而使生產良率變差，同時依次分別形成位在正拔模角以及負拔模角的不同部位也將拉長每一所述杯蓋的生產時間等。
請進一步參見第8圖，第8圖繪示一種根據本發明的較佳實施例的紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法的步驟流程圖；為方便瞭解第8圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法的步驟流程，請配合參見第1A圖至第7圖的所述紙漿模塑飲料杯蓋1的各項零件及其相應圖示。本發明的所述紙漿模塑飲料杯蓋1的製造方法，是藉由濕纖維紙漿模塑製程的一貫化相關自動化生產機台製作而成，其包括了如下步驟。
吸漿與預壓步驟S10，包括：藉由一吸漿與預壓設備，收集濕纖維的漿體並將收集到的所述漿體預壓成濕胚體；較佳的，所述漿體所含的濕纖維的組成包括60%的植物性長纖維以及40%植物性短纖維，藉此強化如第2C圖與第3圖所繪的所述紙漿模塑飲料杯蓋1的結構交織力；較佳的，所述植物性長纖維具有大於2毫米的纖維長度，所述植物性短纖維小於2毫米大於1.4毫米的纖維長度。
熱壓成型步驟S20，包括：藉由如第7圖所繪的所述兩上下模具部件102、104的合模，對所述濕胚體作至少一次的熱壓成型，從而形成如第2C圖與第3圖所繪的每一所述紙漿模塑飲料杯蓋1的製品。這裡所述的製品包括但不限定於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的半成品、待加工品以及成品的其中之一。
一次性脫模步驟S30，包括：藉由如第7圖所繪的所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述製品的所述彈力產生裝置30與所述頂側環20兩者的脫模面相對於所述上下模具部件102、104兩者的縱向中心線100（其中所述縱向中心線100平行於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述製品的拔模方向）全部是呈現正拔模角度，使所述製品的成型僅需沿著平行於所述上下模具部件102、104兩者的所述縱向中心線100的拔模方向作一次性脫模；較佳的，所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述製品的整個結構的脫模面相對於該上下模具部件102、104兩者的所述縱向中心線100全部是呈現正拔模角度。
裁切與沖孔步驟S40，包括:裁切所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述製品的最外周緣毛邊，從而使如第3圖所繪的所述最外側牆24的末端形成一朝外橫向延伸的蓋裙242，以及對所述中央高聳部10頂端沖孔，從而形成如第1A圖所繪的所述飲料出口14，藉此最終形成如第1A圖與第1B圖所繪的所述紙漿模塑飲料杯蓋1的成品。同時，所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述成品符合FDA食品級認證規範，從而實現生物可降解性（Biodegradability）以及生物可堆肥性（Compostability）的環保要求。較佳的，本發明的所述紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法還包括：在執行所述裁切與沖孔步驟S40前，先執行一防護層成形步驟S35，包括，在如第3圖所繪的所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述製品上形成一防止遇水收縮變形的防護層（如同俗稱的「覆膜」）。所述防護層成形步驟S35還包括：噴塗步驟S352，其包括：藉由一噴塗設備將塗料噴塗於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述製品的一外表面以在所述外表面上形成塗層；較佳的是，將所述塗料沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的底表面的整個外輪廓（見第1B圖）上噴塗從而形成塗層；以及乾化步驟S354，其包括：藉由一烘乾設備將所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述製品的所述外表面上的所述塗層烘乾，進而形成所述防護層；惟，所述防護層成形步驟S35不因而限定在所述噴塗步驟S352與所述乾化步驟S354，因為在其它實施例中，可以使用其它設備或製程來形成所述防護層。較佳的，所述防護層的組成成分包括但不限定於一種水性防水材料，所述水性防水材料內含至少一助劑，所述至少一助劑包括但不限定於丙烯酸乳液與去離子水；較佳的，所述防護層的塗布量約5-10g/平方米以及具耐磨4磅/400次，所述防護層符合環保標準RoHS/EN-71/ASTM/REACH/CPSIA。惟，不因此限定所述防護層的組成成分，因為在其它實施例中，可以使用其它能實現防止遇水收縮變形的防護層材料；於其它實施例中，所述防護層符合FDA食品級認證規範，從而實現生物可降解性（Biodegradability）以及生物可堆肥性（Compostability）的環保要求。
本發明提供的有益效果有:與習知技術相比，當本發明的該紙漿模塑飲料杯蓋1承受外部壓力P1去蓋上一相應杯體3的開口50的凸緣環60時，該紙漿模塑飲料杯蓋1的該彈力產生裝置30的整體V型截面結構受到所述凸緣環60的插入力F1的預先加壓而產生壓縮變形，使所述彈力產生裝置30的所述可移動承載壁32與所述至少一可移動彎折端36兩者沿著一相反於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD的方向作壓縮位移，且所述可移動承載壁32與所述最外側牆24兩者分別形成兩個向下彼此遠離的引導斜度以斜面原理引導所述相應杯體3的所述凸緣環60順向滑入所述凸緣環20的所述向下空間遞增區域2024，從而避開習知紙漿模塑杯蓋中處於固定位置的直角剛性內側壁易被插入的所述杯體的所述凸緣環直接撞擊而發生永久變形的技術問題；其次，在所述杯體3的所述凸緣環60插入所述向上空間遞減區域2022後，所述可移動承載壁32與所述最外側牆24兩者能分別提供互為反向的所述兩個拉伸彈力F2、F3將所述相應杯體3的所述凸緣環60的兩相對側夾緊固持（ClampingRetention）於所述可移動承載壁32與所述最外側牆24兩者之間的所述向上空間遞減區域2022內，以避免發生習知紙漿模塑飲料杯蓋的卡榫結構發生永久變形或斷裂時無法有效地卡扣所述杯體的所述凸緣環的技術問題；又，在本發明的該紙漿模塑飲料杯蓋1已容置所述相應杯體3的所述凸緣環60且所述外部壓力P1被解除後，被壓縮的所述彈力產生裝置30沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述徑向RD對所述凸緣環60釋放一預壓彈力F4，因此本發明除了提供所述兩個拉伸彈力F2、F3的夾緊固持外，所述預壓彈力F4能更進一步地增強對所述相應杯體3的所述凸緣環60的所述兩相對側的夾緊固持（Clamping Retention）於所述紙漿模塑飲料杯蓋1的所述頂側環20與所述彈力產生裝置30兩者間，避免了習知紙漿模塑杯蓋的頂側環內部的卡榫結構或卡槽結構所發生的結構強度或彈性不足而導致習知紙漿模塑飲料杯蓋無法與相應杯體卡緊的技術問題；以及本發明藉由濕纖維紙漿模塑製程的所述兩上下模具部件102、104的熱壓成型，使所述彈力產生裝置30與所述頂側環20兩者的脫模面相對於該上下模具部件102、104兩者的縱向中心線100皆是呈現正拔模角度，從而使所述紙漿模塑飲料杯蓋1的整個結構的脫模面全部具有正拔模角度，故能簡化所述模具部件的組成結構，降低模具設備成本並易於維修，縮短每一所述紙漿模塑飲料杯蓋1的生產時間，從而有利於一貫化連續生產機台的自動化大量生產，確保較父高的產品良率及品質，提高自動化生產效率。
綜上所述，以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和優點。本領域的技術人員應該瞭解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改良，這些變化和改良都落入要求保護的本發明範圍內。本發明的保護範圍應由所附的申請專利範圍所界定。
1:紙漿模塑飲料杯蓋 3:相應杯體 10:中央高聳部 12:側環壁 14:飲料出口 20:頂側環 22:封閉端 24:最外側牆 28:槽口 30:彈力產生裝置 32:可移動承載壁 34:可移動連結壁 36:可移動彎折端 50:開口 60:凸緣環 100:縱向中心線 102:上模具部件 104:下模具部件 202:限位空間 241:拐點 242:蓋裙 342:固定端 2022:向上空間遞減區域 2024:向下空間遞增區域 c1、c2、c3:橫向寬度 CH:橫向中心長軸 CV:縱向中心短軸 D、E、F:圈選區域 d1:橫向截面寬度 F1:插入力 F2、F3:拉伸彈力 F4:預壓彈力 K1、K2:正拔模角度 P1:外部壓力 RD:徑向 S:拔模方向 S10:吸漿與預壓步驟 S20:熱壓成型步驟 S30:一次性脫模步驟 S35:防護層成形步驟 S40:裁切與沖孔步驟 S352:噴塗步驟 S354:乾化步驟 T2、T3:旋轉移動 WD1:第一橫向截面寬度 WD2:第二橫向截面寬度 WD3:第三橫向截面寬度 θ1:彎折夾角 α1、α2、α3、β1、β2、β3:夾角
第1A圖繪示一種根據本發明的較佳實施例的紙漿模塑飲料杯蓋的一立體俯視圖； 第1B圖繪示一根據第1A圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋的立體仰視圖； 第2A圖繪示第1A圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋與一相應杯體兩者的一正視圖； 第2B圖繪示一根據第2A圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋與相應杯體兩者沿著A-A剖切線的側面剖視圖； 第2C圖繪示一根據第2B圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋與相應杯體兩者的局部剖視圖； 第2D圖繪示一根據第2C圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋與相應杯體兩者準備組合的局部剖視圖； 第3圖繪示一根據第2D圖所繪的一圈選區域D的放大剖視圖； 第4A圖繪示一根據第2D圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋與相應杯體兩者進一步組合的局部剖視圖，其中所述相應杯體的凸緣環的插入力對所述紙漿模塑飲料杯蓋的彈力產生裝置預先加壓； 第4B圖繪示一根據第4A圖所繪的一圈選區域E的放大剖視圖； 第5A圖繪示一根據第4A圖所繪的紙漿模塑飲料杯蓋與相應杯體兩者完成組合的局部剖視圖，其中所述彈力產生裝置對所述相應杯體的所述凸緣環產生預壓彈力； 第5B圖繪示一根據第5A圖所繪的一圈選區域F的放大剖視圖； 第6圖繪示第3圖、第4B圖及第5B圖中所述彈力產生裝置相應所述相應杯體的所述凸緣環的各作動關係的示意圖。 第7圖繪示一種用於熱壓成型如第1A圖的紙漿模塑飲料杯蓋的兩上下模具部件的側面剖視圖；以及 第8圖繪示一種根據本發明的較佳實施例的紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法的步驟流程圖。
1:紙漿模塑飲料杯蓋
10:中央高聳部
12:側環壁
14:飲料出口
20:頂側環
22:封閉端
24:最外側牆
30:彈力產生裝置
32:可移動承載壁
36:可移動彎折端
CH:橫向中心長軸
242:蓋裙

Claims (19)

  1. 一種紙漿模塑飲料杯蓋，其是藉由濕纖維紙漿模塑製程的兩上下模具部件的熱壓成型所製成，所述紙漿模塑飲料杯蓋包括：一頂側環，是沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的外周緣形成且具有一位於所述頂側環的最頂邊的封閉端以及一從所述封閉端一側向下延伸的最外側牆，所述頂側環用於容置一相應杯體的開口的凸緣環的插入；一中央高聳部，從所述紙漿模塑飲料杯蓋向上延伸，直到形成一圍繞於所述紙漿模塑飲料杯蓋的一中心短軸的側環壁，所述中央高聳部形成一飲料出口；以及其特徵在於，所述紙漿模塑飲料杯蓋還包括：一彈力產生裝置，位於所述中央高聳部的所述側環壁與所述頂側環間；其中，所述彈力產生裝置沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的徑向分別一體形成一可移動的承載壁、一可移動的連結壁，以及至少一連接於所述可移動承載壁與所述可移動連結壁兩者間的彎折端；所述可移動承載壁與所述可移動連結壁藉由所述至少一彎折端構成一折角，所述折角具有一小於90度的夾角，使所述彈力產生裝置的整體結構形成一具有相同於預壓彈簧功能的V型截面；所述可移動承載壁永久連接於所述頂側環的所述封閉端的另一相對側；所述可移動連結壁具有一永久連接至所述側環壁的固定端；當所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述頂側環承受一外部壓力去容置所述相應杯體的所述凸緣環時，藉由所述可移動承載壁直接承受所述凸緣環的插入力，連帶使所述至少一可移動彎折端的一折角產生壓縮變形，從而實現對所述彈力產生裝置的預先加壓；以及在所述外部壓力被解除後，所述至少一可移動彎折端的所述折角產生彈性變形，從而實現所述彈力產生裝置藉由所述可移動承載壁對所述相應杯體的所述凸緣環釋放一沿著所述紙漿 模塑飲料杯蓋的所述徑向的預壓彈力，所述預壓彈力將所述相應杯體的所述凸緣環夾緊固持在所述可移動承載壁、所述封閉端以及所述最外側牆三者之間所界定的一限位空間內。
  2. 如請求項1所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，所述可移動連結壁與所述側環壁兩者藉由所述固定端相互連接以構成一具有大於100度夾角的<型截面。
  3. 如請求項1所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，當所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述頂側環承受所述外部壓力去容置所述相應杯體的所述凸緣環時，所述可移動連結壁以所述固定端為支點作出一遠離所述側環壁但接近所述可移動承載壁的彎曲變形或彈性拉伸變形。
  4. 如請求項1所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，當所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述頂側環承受所述外部壓力去容置所述相應杯體的所述凸緣環時，所述可移動承載壁與所述至少一彎折端兩者受到所述凸緣環的所述插入力的預先加壓而沿著一相反於所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向的朝內方向產生位移，以及在所述外部壓力被解除後，所述可移動承載壁與所述至少一彎折端兩者沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向產生彈性位移。
  5. 如請求項1所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，在所述外部壓力被解除後，所述至少一彎折端的所述折角與所述可移動連結壁兩者皆產生彈性變形從而藉由所述可移動承載壁對所述相應杯體的所述凸緣環釋放沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向的所述預壓彈力。
  6. 如請求項1所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，所述最外側牆的內壁形成一拐點，所述拐點將所述限位空間劃分為一向上空間遞減區域以及一直 接連接於所述向上空間遞減區域之下的向下空間遞增區域，所述向下空間遞增區域是由所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者的下半部之間界定而成，所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者的所述下半部分別形成兩個向下彼此遠離的引導斜度，所述兩個引導斜度用於以斜面原理引導所述相應杯體的所述凸緣環順向滑入所述向下空間遞增區域，進而使所述向下空間遞增區域的底部形成一允許所述相應杯體的所述凸緣環插入的槽口。
  7. 如請求項6所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，在所述相應杯體的所述凸緣環通過所述最外側牆的所述拐點進而從所述向下空間遞增區域順向插入所述向上空間遞減區域後，所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者分別提供兩個互為反向的拉伸彈力以將所述相應杯體的所述凸緣環的兩相對側夾緊固持於所述向上空間遞減區域內。
  8. 如請求項1所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，所述最外側牆的末端形成一朝外橫向延伸的蓋裙，所述蓋裙與所述最外側牆間形成一小於180度的夾角。
  9. 如請求項1所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，所述彈力產生裝置與所述頂側環兩者的脫模面相對於所述上下模具部件兩者的縱向中心線全部是呈現正拔模角度。
  10. 如請求項1所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，所述紙漿模塑飲料杯蓋還包括：一防止遇水收縮變形的防護層，形成於所述紙漿模塑飲料杯蓋的一外表面上。
  11. 一種紙漿模塑飲料杯蓋，其是藉由濕纖維紙漿模塑製程的兩上下模具部件的熱壓成型所製成，其特徵在於，所述紙漿模塑飲料杯蓋包括： 一頂側環，沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的外周緣形成且具有一位於所述頂側環一側向下延伸的最外側牆，所述頂側環用於容置一相應杯體的開口的凸緣環的插入；一中央高聳部，從所述紙漿模塑飲料杯蓋向上延伸，直到形成一圍繞於所述紙漿模塑飲料杯蓋的一中心短軸的側環壁，所述中央高聳部形成一飲料出口；以及其特徵在於，所述紙漿模塑飲料杯蓋還包括：一彈力產生裝置，位於所述中央高聳部的所述側環壁與所述頂側環間，所述彈力產生裝置沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的徑向分別一體形成一可移動的承載壁、一可移動的連結壁以及至少一連接於所述可移動承載壁與所述可移動連結壁兩者間的彎折端，所述可移動承載壁永久連接於所述頂側環的另一相對側，所述可移動連結壁永久連接至所述側環壁，所述可移動承載壁、所述可移動連結壁以及所述至少一彎折端三者界定出一沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向延伸的第一橫向截面寬度，其中當所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述頂側環承受一外部壓力去容置所述相應杯體的所述凸緣環時，使所述彈力產生裝置的所述第一橫向寬度沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向壓縮變形從而變成一第二橫向截面寬度，以及在所述外部壓力被解除後，被壓縮的所述彈力產生裝置藉由所述可移動承載壁對所述相應杯體的所述凸緣環釋放一沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述徑向的預壓彈力並從所述第二橫向截面寬度變成一第三橫向截面寬度，所述預壓彈力將所述相應杯體的所述凸緣環夾緊固持在所述可移動承載壁與所述最外側牆兩者之間，其中所述第三橫向截面寬度小於所述第一橫向截面寬度以及所述第二橫向截面寬度兩者。
  12. 如請求項11所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，所述第二橫向截 面寬度小於所述第一橫向截面寬度。
  13. 如請求項11所述的紙漿模塑飲料杯蓋，其中，所述彈力產生裝置與所述頂側環兩者的脫模面相對於所述上下模具部件兩者的縱向中心線全部是呈現正拔模角度。
  14. 一種紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法，其是使用濕纖維紙漿模塑製程，所述方法包括：吸漿與預壓步驟，其包括：收集漿體並將收集到的漿體預壓成濕胚體；熱壓成型步驟，其包括：藉由二上下模具部件的合模，對所述濕胚體作至少一次的熱壓成型，從而形成所述紙漿模塑飲料杯蓋的製品，其中所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品包括：一頂側環，沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的外周緣形成且具有一位於所述頂側環一側向下延伸的最外側牆，所述頂側環用於容置一相應杯體的開口的凸緣環的插入；一中央高聳部，從所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品向上延伸並形成一飲料出口；以及一彈力產生裝置，沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的徑向連接於所述中央高聳部與所述頂側環兩者間：一次性脫模步驟，其包括：藉由所述彈力產生裝置與所述頂側環兩者的脫模面相對於所述上下模具部件兩者的縱向中心線全部是呈現正拔模角度，使所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的成型僅需沿著平行於所述上下模具部件兩者的所述縱向中心線的脫模方向作一次性脫模。
  15. 如請求項14所述的紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法，其中，所述漿體所含的濕纖維的組成包括60%的植物性長纖維以及40%植物性短纖維。
  16. 如請求項14所述的紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法，其中，所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的整個結構的脫模面相對於該上下模具部件兩者 的所述縱向中心線全部是呈現正拔模角度。
  17. 如請求項14所述的紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法，其中，所述中央高聳部從所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品向上延伸直到形成一圍繞於所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的縱向中心軸的側環壁，以及所述彈力產生裝置沿著所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的所述徑向分別一體形成一可移動的承載壁、一可移動的連結壁以及至少一連接於所述可移動承載壁與所述可移動連結壁兩者間的彎折端，所述可移動承載壁永久連接於所述頂側環的另一相對側，所述可移動連結壁永久連接至所述側環壁。
  18. 如請求項14所述的紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法，其進一步包括：防護層成形步驟，其包括：在所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的一外表面上形成一防止遇水收縮變形的防護層。
  19. 如請求項14所述的紙漿模塑飲料杯蓋的製造方法，其進一步包括：裁切與沖孔步驟，其包括：裁切所述紙漿模塑飲料杯蓋的所述製品的最外周緣毛邊，從而使所述最外側牆的末端形成一朝外橫向延伸的蓋裙，以及對所述中央高聳部沖孔，從而形成所述飲料出口。
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