(57)【要約】【課題】飲料コップ用のパルプ成形紙蓋及びその製造方法を紹介する。【解決手段】前記パルプ成形紙蓋が、コップ本体の凸状リッジリングを受け入れるために外圧を受ける間、前記凸状リッジリングの挿入力の予荷重によって、前記パルプ成形紙蓋の弾性発生装置は、前記パルプ成形紙蓋の半径方向とそれぞれ反対の内向き方向に沿って圧縮変形するように予圧縮される。前記外圧を除去することによって、前記弾性発生装置の可動ベアリング壁および最外側側壁は、前記凸状リッジリングの２つの反対側面をクランプ保持するために、それらの間で生じる伸張変形による２つの逆の弾性反発力を発揮する。前記弾性発生装置は、クランプ保持を強化し、従来技術の技術的課題を回避するために、予圧から解放されて、前記半径方向に沿って予荷重弾性力を発揮する。【選択図】図１Ａ
2020116366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤繊維パルプ成形プロセスにおいて熱圧縮成形のために使用される２つの上型および下型アセンブリによって作製される、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋であって、
前記パルプ成形紙蓋の外周縁に沿って形成された上側リングであって、前記上側リングの最も上側に位置する閉端部と、前記閉端部の一方の側から下方に延びる最外側側壁とを有し、対応するコップの本体の開口部の周りの凸リッジリングを挿入されるように構成された、前記上側リングと、
前記パルプ成形紙蓋の中心短軸の周りに環状側壁を形成し、その上に飲料出口を形成するために、前記パルプ成形紙蓋から上方に延在する中心屹立部分と、を備え、
前記中心屹立部分の前記環状側壁と前記上側リングとの間に配置された弾性発生装置であって、前記パルプ成形紙蓋の半径方向に沿って、前記弾性発生装置は、可動ベアリング壁、可動リンク壁、および前記可動ベアリング壁と前記可動リンク壁との間を相互接続する少なくとも１つの屈曲端部とそれぞれに一体に形成され、前記可動ベアリング壁は、前記上側リングの前記閉端部の他方の反対側に永久的に接続され、前記可動リンク壁は、前記環状側壁に永久的に接続された固定端部を有し、前記パルプ成形紙蓋の前記上側リングが、外圧を受けることによって、対応するコップ本体の凸状リッジリングを内部に収容する間に、前記可動ベアリング壁は、前記凸状リッジリングの挿入力を直接受けて、前記少なくとも１つの屈曲端部の角ばったコーナーに生じる圧縮変形を引き起こし、それによって、前記弾性発生装置に予荷重をかけた予圧縮を達成し、前記外圧を除去することによって、前記少なくとも１つの可動屈曲端部の前記角ばったコーナーが開放されて弾性反発変形し、それによって、前記弾性発生装置が前記予圧縮から解放されて、前記可動ベアリング壁を介して、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングに向って、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って、予荷重弾性力を発揮するようになり、前記予荷重弾性力は、前記可動ベアリング壁と、前記閉端部と、前記最外側側壁との間に画定される移動制限空間内に、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングをクランプ保持するために使用される弾性発生装置をさらに備えることを特徴とする飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項２】
前記可動ベアリング壁および前記可動リンク壁の両方が、前記少なくとも１つの屈曲端部を介して互いに相互接続されて、前記角ばったコーナーを構成し、前記角ばったコーナーが９０度未満の挟角を有し、これにより、前記弾性発生装置の構造全体が、予荷重ばねと同じ機能を有する「Ｖ」字形断面を形成することを特徴とする、請求項１に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項３】
前記可動リンク壁と前記環状側壁との両方が、前記固定端部を介して互いに相互接続され、１００度よりも大きな挟角を有する「＜」形状の断面を構成することを特徴とする、請求項１に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項４】
前記パルプ成形紙蓋の前記上側リングが、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングを収容するための外圧を受ける間、前記可動リンク壁は、前記固定端部上で枢動されて、反射変形または伸張変形を起こしながら、前記環状側壁から遠く離れて前記可動ベアリング壁の近くに作用することを特徴とする請求項１に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項５】
前記パルプ成形紙蓋の前記上側リングが、対応するコップ本体の凸状リッジリングを収容するための外圧を受ける間、前記可動ベアリング壁および前記少なくとも１つの屈曲端部の両方が、前記凸状リッジリングの前記挿入力の予荷重によって、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向とそれぞれ反対の内側方向に沿った変位に作用され、前記外圧の除去によって、前記可動ベアリング壁および前記少なくとも１つの屈曲端部の両方が、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿った弾性反発変位に作用されることを特徴とする、請求項１に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項６】
前記外圧を除去することによって、前記少なくとも１つの屈曲端部の前記角ばったコーナーと前記可動リンク壁との両方が、弾性反発変形によって作用され、それによって、前記可動ベアリング壁が、前記予圧縮から解放されて、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングを保持するために、前記予荷重弾性力を発揮することを特徴とする、請求項１に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項７】
前記最外側側壁は、その上に変曲点が形成された内側を有し、前記変曲点は、前記移動制限空間を、上方減少空間領域と、前記上方減少空間領域の直下に接続された下方増加空間領域とに分割し、前記下方増加空間領域は、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁の両方の下半分の部分の間に画定され、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁の両方は、それぞれ、互いから遠く離れて下向きに延在する２つの案内傾斜面が形成され、前記２つの案内傾斜面のそれぞれは、傾斜平面原理に基づいて、前記下方増加空間領域の底部に形成された環状下方溝を通して、前記下方増加空間領域内に対応するコップ本体の前記凸状リッジリングの摺動運動を有利に案内するために、構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項８】
対応するコップ本体の前記凸状リッジリングが、前記最外側側壁の前記変曲点を通過して、前記下方増加空間領域から前記上方減少空間領域内に挿入された後、前記可動ベアリング壁および前記最外側側壁の両方が、それぞれ、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁との間で生じる伸張変形によって、２つの逆の弾性反発力を発揮し、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングの２つの反対側面を前記上方減少空間領域内にクランプ保持することを特徴とする、請求項７に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項９】
前記最外側側壁は、その端部で外側に横方向に延在するスカートと、前記スカートと前記最外側側壁との間に画定される１８０度未満の挟角とを備えて形成されることを特徴とする請求項１に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項１０】
前記弾性発生装置および前記上側リングの両方が、前記上型および下型アセンブリの中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成される離型表面を有することを特徴とする、請求項１に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項１１】
前記パルプ成形紙蓋が水分と接触した後に収縮変形することを防止するために、前記パルプ成形紙蓋の外面に保護層がさらに形成しされていることを特徴とする請求項１に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項１２】
湿潤繊維パルプ成形プロセスにおいて熱圧縮成形に使用される２つの上型および下型アセンブリによって作製される、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋であって、
パルプ成形紙蓋の外周縁に沿って形成された上側リングであって、前記上側リングの側面に配置され下方に延びる最外側側壁を有し、対応するコップの本体の開口部の周りの凸状リッジリングの挿入を受け入れるように構成される、上側リングと、
前記パルプ成形紙蓋の中心短軸の周りに環状側壁を形成し、その上に飲料出口を形成するために、前記パルプ成形紙蓋から上方に延在する中心屹立部分と、を備え、
前記中心屹立部分の環状側壁と前記上側リングとの間に配置された弾性発生装置であって、前記パルプ成形紙蓋の半径方向に沿って、前記弾性発生装置は、可動ベアリング壁、可動リンク壁、および前記可動ベアリング壁と前記可動リンク壁との間を相互接続する少なくとも１つの屈曲端部とそれぞれに一体に形成され、可動ベアリング壁は、前記上側リングの他方の反対側に永久的に接続され、前記可動リンク壁は、前記環状側壁に永久的に接続され、第１横断面幅は、前記可動ベアリング壁と前記可動リンク壁と前記少なくとも１つの屈曲端部との間に画定され、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って延在し、前記パルプ成形紙蓋の上側リングが、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングを、その上に外圧を受けることによって収容する間、前記弾性発生装置の前記第１横断面幅は、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って生じる圧縮変形とともに、予圧縮されるように作用して、第２横断面幅になり、前記外圧を除去することによって、前記弾性発生装置は、予圧縮から解放されて、前記可動ベアリング壁を介して、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングに向かって、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って、予荷重弾性力を発揮し、前記第２横断面幅は、第３横断面幅になり、前記予荷重弾性力は、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングを、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁との間にクランプ保持するために使用され、前記第３横断面幅は、前記第１横断面幅および前記第２横断面幅のそれぞれよりも小さいことを特徴とする飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項１３】
前記第２横断面幅は、前記第１横断面幅よりも小さいことを特徴とする請求項１２に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項１４】
前記弾性発生装置および前記上側リングの両方が、前記上型および下型アセンブリの中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成された離型表面を有することを特徴とする、請求項１２に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。
【請求項１５】
湿潤繊維パルプ成形プロセスによって実施される、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋の製造方法であって、
スラリーを収集し、収集した前記スラリーを湿潤パルプ本体に予圧縮することを含む、吸引スラリーおよび予圧縮工程と、
前記パルプ成形紙蓋の製品を形成するために、２つの上型および下型アセンブリを相互に適合させることによって、前記湿潤パルプ本体の熱圧縮成形を少なくとも１回実行することを含み、前記パルプ成形紙蓋の前記製品は、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の外周縁に沿って形成された上側リングであって、前記上側リングの側面に配置され、下向きに延在する最外側側壁を有し、対応するコップの本体の開口部の周りの凸リッジリングの挿入を受け入れるように構成された上側リングと、前記パルプ成形紙蓋の前記製品から上向きに延在し、飲料出口が形成される中心屹立部分と、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の半径方向に沿って、前記中心屹立部分と前記上側リングとの間で相互接続される、弾性発生装置と、を含む熱圧縮成形工程と、
ワンタイム離形を行うために、前記上型および下型アセンブリの中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成された型抜き面を両方とも有する前記弾性発生装置および前記上側リングによって、前記上型および下型アセンブリの前記中心長手方向軸に平行な離形方向に沿ってのみ、前記パルプ成形紙蓋の前記製品を形成するワンタイム離形工程とを含むことを特徴とする飲料コップ用のパルプ成形紙蓋の製造方法。
【請求項１６】
前記スラリーが、６０重量％の長植物繊維および４０重量％の短い植物繊維湿潤繊維からなる湿潤繊維を含有することを特徴とする、請求項１５に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋の製造方法。
【請求項１７】
前記パルプ成形紙蓋の前記製品の構造全体の離形表面が、すべて、前記上型および下型アセンブリの前記中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成されることを特徴とする、請求項１５に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋の製造方法。
【請求項１８】
前記中心屹立部分は、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の前記中心長手方向軸の周りに環状側壁を形成するように前記パルプ成形紙蓋の前記製品から上方に延在し、前記弾性発生装置は、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の前記半径方向に沿った可動ベアリング壁、可動リンク壁、および前記可動ベアリング壁と前記可動リンク壁との間を相互接続する少なくとも１つの屈曲端部とそれぞれに一体に形成され、前記可動ベアリング壁は、前記上側リングの他方の反対側に永久的に接続され、前記可動リンク壁は、前記環状側壁に永久的に接続されることを特徴とする請求項１５に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋の製造方法。
【請求項１９】
水分との接触に起因する収縮変形を回避するために、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の外面に保護層を形成することを含む保護層形成工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋の製造方法。
【請求項２０】
前記パルプ成形紙蓋の前記製品の最外周縁のバリを除去し、前記最外側側壁の端部に外側に横方向に延在するスカートが形成されるように前記最外側側壁を形成し、前記中心屹立部分を穴開けして前記飲料出口を形成することを含む、切断および穴開け工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の飲料コップ用のパルプ成形紙蓋の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料コップ用のパルプ成形（pulp-molded）紙蓋の技術分野及びパルプ成形紙蓋の製造方法に関し、特に、自動製造に適した飲料コップ用のパルプ成形紙蓋に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多くの消費者は、飲料を持ち運ぶのに便利なように、コーヒー、茶、ジュース、ミルク等のような飲用抽出飲料を収容するためにワンサーブ（one-serve）コップ本体を習慣的に使用している。消費者が持ち運ぶ前記コップ本体から前記飲料がこぼれるのを回避するために、コップ本体の上部開口部は、その上を覆うコップ蓋によって封止される。これは、前記コップ蓋の内面が前記飲料と直接接触する可能性をもたらす。しかし、前述のコップ蓋は、一般に、ポリマー系プラスチック材料から作られる。例えば、ポリエチレン、ＥＶＯＨ、ポリスチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）等である。消費者は、いわばプラスチック材料と直接接触するこのような飲料、特に高温下で抽出される飲料（例えば、９０℃より高い温度を有する熱水で抽出されるコーヒー飲料または茶飲料）を頻繁に飲む。長期間の間には、人体に対する健康上の疑惑および食品の安全性の問題を引き起こすおそれがある。さらに、平均的な消費者が飲料を飲んだ後、使用済みのコップ蓋の大部分は、リサイクルではなく大量に廃棄されるごみとして直接処理される。それは、生分解性または堆肥化可能性の最新の環境保護要件を達成するのではなく、環境に対して極端な損傷を招く可能性が最も高い。
【０００３】
前記従来のプラスチック製コップ蓋が招いた人体の健康および環境保護に関連する問題を解決するために、現在の市場に現れるパルプ成形コップ蓋は、パルプ成形プロセスによって製造され、その製造工程は、古紙および／または天然植物繊維（例えば、椰子、サトウキビバガス、竹片（bamboo strips）、葦など）および水によって紙スラリーを形成する工程と、次に紙スラリーのための吸引パルプ工程に進むことによって湿潤パルプ本体を形成する工程と、次に湿潤パルプ本体のための熱圧縮成形工程に進む工程と、湿潤パルプ本体を前述のパルプ成形コップ蓋の基材材料にする工程とを含む。とはいえ、従来のプラスチックコップ蓋と比較して、植物繊維で作られた従来のパルプ成形コップ蓋は、より弱い構造強度および弾性を有し、飲料がこぼれるのを防止するために、手動で開口部をしっかりと封止するために、前記コップ本体の開口部の周縁の周りに形成された凸状リッジリング（convex-ridge ring）によるスナップ保持（snap-retention）の困難さを招く。一般的に言えば、上側リングは、従来のパルプ成形コップ蓋の外周縁に沿って形成される。前記上側リングは、閉端部が形成された最上部と、前記コップ本体の前記凸状リッジリングの出入りのために設けられたゲートウェイ（gateway）が形成された最下部と、その内側に向かってスナップ保持構造がさらに形成された最外側側壁とを有する。前記スナップ保持構造は、前記コップ蓋の中心点に向かって突出する環状ラッチ構造と実質的に同じである。前記上側リングの横断面を観察することによって、内向きに突出した環状ラッチ構造は、前記上側リングの横断面内に画定された内部空間を、前記閉端部と前記ゲートウェイとの間に位置する急激狭窄（abruptly-constricted）空間領域と、前記閉端部に隣接し前記急激に狭窄された空間領域の上に位置する第１拡張（expanded）空間領域と、前記ゲートウェイに隣接し前記急激に狭窄された空間領域の下に位置する第２拡張空間領域とに分割する。そして、前記閉端部に隣接する前記第１拡張空間領域は、スナップイン溝（snap-in groove）と同様に形成され、前記急激狭窄空間領域の横幅は、すべて、前記第１拡張空間領域および前記第２拡張空間領域の両方の横幅よりも小さく、前記コップ本体の前記凸リッジリングの横断面幅よりも小さい。消費者が、前記コップ本体の開口部を覆うために、従来のパルプ成形コップ蓋に力を加える間に、まず、前記コップ本体の開口部の前記凸状リッジリングは、前記従来のパルプ成形コップ蓋の前記上側（topside）リングの前記ゲートウェイを通過し、それによって、前記上側リングの前記第２拡張空間領域に妨げられずに上昇しながら入る。さらに、前記コップ本体の前記凸状リッジリングの横断面幅は、前記急激狭窄空間領域の横幅よりも大きく、それによって引き起こされる前記ラッチ構造に対する前記コップ本体の前記凹状リッジリングの圧力は、前記最外側側壁を少し外向きにずらして、前記コップ本体の前記凸状リッジリングが幅を拡大された急激狭窄領域を妨げられずに通過できるまで、前記急激狭窄空間領域の横幅を拡大する。次に、前記コップ本体の前記凸状リッジリングが前記上側リングの前記第１拡張空間領域（スナップイン溝と同様）に入ると同時に、前記ラッチ構造は、��記コップ本の前記凸状リッジリングを前記第１拡張空間領域（スナップイン溝と同様）内にスナップ保持させ、それによって、前記コップ本体の前記凸状リッジリングに、従来のパルプ成形コップ蓋の前記上側リングをスナップ保持する。前述のラッチ構造および／または前記スナップイン溝構造を有する従来のパルプ成形コップ蓋の様々なタイプの図に関しては、中国特許広報ＣＮ２４４１４０３Ｙ号、ＣＮ１０１６３７９８２Ａ号、ＣＮ２０１４３１２４６Ｙ号およびＣＮ２０２８０７３６７Ｕ号と、ＰＣＴ国際公開広報ＷＯ２０１１００９２２９Ａ１号、ＷＯ２０１３０１３５５０Ａ１号およびＷＯ２０１５１５７８７７Ａ１号と、米国特許公報ＵＳ４，４１２，６２９号、ＵＳ５，６２４，０５３号およびＵＳ８，１９６，７７２号と、台湾特許公報Ｉ６１０，００７号と、を参照されたい。特に、中国特許公報ＣＮ２４４１４０３Ｙ号と、米国特許公報ＵＳ５，６２４，０５３号およびＵＳ８，１９６，７７２号と、ＰＣＴ国際公開広報２０１３０１３５５０Ａ１号と、台湾特許公報Ｉ６１０，００７号とでさらに紹介されている従来のパルプ成形コップ蓋では、前記上部リングの２つの側面は、それぞれ、最外側側壁及び内側側壁と一体に形成され、両方とも下方に延びている。前記最外側側壁と前記内側側壁は、両方とも対向して（oppositely）配置され、それらの間に画定された移動制限（restricting-movement）空間によって互いから離間され、それによって、逆Ｕ字形断面として形成された前記上側リングの前記横断面をもたらす。前記内側側壁の前記上側リングは、ほぼ直角に永久的に構成された剛性構造（すなわち、互いに隣接する前記内側側壁と中心支配（central dominating）部分との間に構築されたＵ字形状または└┘−形状）であり、したがって、前記内側側壁は、しばしば、前記コップ本体の前記凸状リッジリングの挿入によって、直接的に衝突されて永久的に変形することになる。
【０００４】
しかし、それらの実際の製造において、従来のパルプ成形コップ蓋は、（１）従来のパルプ成形コップ蓋の構造全体が主として植物繊維から構成されるので、前記ラッチ構造の断面が植物繊維で十分な織り密度（weave density）の前記ラッチ構造を構成するには小さすぎ、それによって、従来のパルプ成形コップ蓋が従来のパルプ成形プロセスによって前記ラッチ構造で形成された後、植物繊維で構成された前記ラッチ構造が不十分な構造強度を有することが非常に起こりやすく、多くの従来のパルプ成形コップ蓋が使用されたときに実に最初から、それらのラッチ構造がつぶれて、それらの従来のパルプ成形コップ蓋の前記コップ本体上へのスナップ保持が無効になる可能性があるという問題；（２）従来のパルプ成形コップ蓋の前記上側リングおよびそのラッチ構造が、より高い弾性を提供することができない剛性構造に普通は設計されており、それによって、前記コップ本体の前記凸状リッジリングが、従来のパルプ成形コップ蓋の前記上側リング内の前記ラッチ構造を強く押圧した後、前記上側リングの最外側側壁および／または前記ラッチ構造に永久変形が誘起されことがあり、これによって前記ラッチ構造が跳ね戻って、前記コップ本体の前記凸状リッジリングの下に画定される凹部内に正確にスナップ止めされることができなくなるという問題、（３）前述の項（２）の状態が継続すると、前記従来のパルプ成形コップ蓋の前記上側リングがスナップ保持型設計に属するので、前記上側リングの前記ラッチ構造が永久に変形または破壊されている限り、前記コップ本体の前記凸状リッジリングは、前記上側リングの前記最外側側壁と前記内側側壁の両方のみによって、前記最外側側壁と前記内側側壁との間の空間内に効果的に保持することができないという問題、（４）従来のパルプ成形コップ蓋が従来のパルプ成形プロセスによって製造されるとき、従来のパルプ成形コップ蓋の前記ラッチ構造または前記スナップイン溝は、従来のパルプ成形コップ蓋に対して横方向に（laterally）延在して形成されるので、前記ラッチ構造または前記スナップイン溝構造の離型（demolded）表面は、熱圧縮成形のために使用される上型および下型アセンブリの両方の中心長手方向軸に対して負の抜き勾配（negative draft angle）にされ、上型および下金アセンブリの間の離型方向に平行にされるが、とはいえ、前記従来のパルプ成形コップ蓋の他の部分に位置する離型表面は、前記上型および下型アセンブリが、他の離型方向（例えば、水平方向の離型方向）を有する他の型構造またはデバイスを組み込む必要があり、前記ラッチ構造または前記スナップイン溝構造を完全に形成することができるように、正の抜き勾配（positive draft angle）で形成されるという問題を含む解決されるべき問題を依然として引き起こす。例えば、水平な成形方向に沿って延ばされた成形溝（mold groome）と滑動ブロック装置（sliding block device）の両方に対して、熱圧縮成形工程は、中国特許公報ＣＮ１０５０１９３１５Ｂ号、米国特許公報ＵＳ９，６２４，００７号、ＰＣＴ国際公開広報ＷＯ２０１１００９２２９Ａ１号およびＷＯ２０１５１５７８７Ａ１号のように、最初に垂直方向に成形工程を実行し、次いで、水平方向に成形工程を実行することを含む、少なく���も２回または複数回の成形工程が順に実行される。または、垂直成形ばね装置（vertical mold spring device）は、中国特許公報ＣＮ１０３６０３２３４Ｂ号に紹介されているように、前記ラッチ構造または前記スナップイン溝構造の形成を補助するように構成されているか、または、台湾特許公報第Ｉ６１０，００７号に紹介されているように、前記ラッチ構造または前記スナップイン溝構造を型の側面（すなわち、アンダーカット）から離型することが可能になっている。当然のことながら、従来のパルプ成形コップ蓋は、それぞれ正の抜き勾配および負の抜き勾配に位置する様々な部分を同時に有するので、その鋳型アセンブリは、負の抜き勾配で部分（例えば、前記ラッチ構造および／または前記スナップイン溝構造）を形成するための補助のために、追加の水平摺動ブロックデバイスまたは垂直成形ばね装置を自身に組み込まなければならない。このため、従来のパルプ成形プロセスに適用される型アセンブリの数が増加し、その構造が複雑になり、それによって、製造のための成形ハードウェアコストが上昇し、維持および修理が困難になる。また、横方向に離型する設計は、従来のパルプ成形されたコップ蓋を、その部分的な構造で永久的に変形させ、その生産歩留まりを悪化させ、同時に、それぞれ正の抜き勾配および負の抜き勾配に位置するその異なる部分がそれぞれ順に形成されるときに、前記コップ蓋を生産するために各製造サイクルタイムを長く延ばす傾向がある。
【０００５】
したがって、上記従来技術で生じた問題を解決することができる飲料コップ用のパルプ成形紙蓋を提供することが必須である。
【発明の概要】
【０００６】
前述の従来技術で生じる様々な技術的事項を解決するために、本発明の主要な目的は、弾性発生装置を備える、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋を提供することであり、前記パルプ成形紙蓋の上側リングが、対応するコップの本体の開口部の凸状リッジリングを受け入れるための外圧を受ける間、前記凸状リッジリングから加えられる挿入力の予荷重によって、前記弾性発生装置は、圧縮変形と前記パルプ成形紙蓋の半径方向と反対の内側方向に沿って生じる変位とを伴って予圧縮され、それによって、従来のパルプ成形コップ蓋内で永久的に直角に固定された剛性内部側壁が、コップ本体の凸状リッジリングの挿入によって直接衝撃を受け、そこで生じる永久変形を引き起こすという技術的問題を回避する。
【０００７】
さらに、本発明の別の目的は、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋を提供することであり、上側リングの最外側側壁と、弾性発生装置の可動ベアリング壁との両方が、互いから遠く離れて下方に延びる２つの案内傾斜面をそれぞれ備えて形成され、２つの案内傾斜面のそれぞれが、傾斜平面原理に基づいて、対応するコップ本体の凸リッジリングの摺動運動を、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁との間に画定される下方増加空間領域内に有利に案内するように構成され、それによって、従来のパルプ成形紙蓋の上側リングの内部側壁および／または最外側側壁が、コップ本体の凸リッジリングの挿入によって直接衝撃を受けて永久変形するという技術的問題を回避する。
【０００８】
さらに、本発明では、前記コップ本体の前記凸状リッジリングが、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁との間に画定された上方減少空間領域に入った後、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁との両方が、それぞれ、前記上方減少空間領域内で対応するコップ本体の前記凸状リッジリングの２つの反対側面を本質的にクランプ保持するために、それらの間に生じる伸張変形によって、２つの逆弾性反発力をそれぞれ発揮し、それによって、従来のパルプ成形紙蓋のラッチ構造が、その中で永久変形または破損が生じるとすぐに、前記コップ本体の前記凸状リッジリングを効果的にスナップ保持できないという技術的問題を回避する。
【０００９】
さらに、本発明の別の目的は、飲料コップのためのパルプ成形紙蓋を提供することであり、前記パルプ成形紙蓋の上側リングがコップ本体の凸状リッジリングを受け入れることを促進するための外圧が除去された後、弾性発生装置は、予圧縮から解放されて、前記パルプ成形紙蓋の半径方向に沿って予荷重弾性力を発揮し、それによって、前記２つの逆弾性反発力のクランプ保持に加えて、本発明は、前記上側リングと前記弾性発生装置との間での対応するコップ本体の前記凸状リッジリングの前記２つの反対側面のクランプ保持をさらに強化することができる前記予荷重弾性力をさらに提供し、それによって、従来のパルプ成形紙蓋の上側リングの内側のラッチ構造または前記スナップイン構造の一部の構造強度または弾性が不足していることに起因する、前記パルプ成形紙蓋が対応するコップ本体をしっかりとスナップ保持することができないという技術的問題を回避する。
【００１０】
さらに、本発明の別の目的は、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋と、湿潤繊維パルプ成形プロセスにおいて熱圧縮成形に使用される２つの上型および下型アセンブリを使用する前記パルプ成形紙蓋の製造方法を提供することであり、前記弾性発生装置および前記上側リングの両方が有する離形表面は、すべて、２つの上型および下型アセンブリの離型方向に平行な２つの上型および下型アセンブリの中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成されており、それによって、すべて前記パルプ成形紙蓋の構造全体の離型表面が正の抜き勾配を有するように促進して、前記型アセンブリに組み立てられた構造を単純化し、成形ハードウェアコストを低減し、便利に維持および修理し、前記パルプ成形紙蓋のそれぞれを製造するための生産サイクル時間を短縮する能力を達成する。したがって、それは、その一貫した連続生産機械の自動大量生産に利益をもたらし、その高い生産収率及び品質を保証し、その自動生産効率を向上させる。
【００１１】
前述の目的を達成するために、本発明は、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋が、湿潤繊維パルプ成形プロセスにおいて熱圧縮成形に使用される２つの上型アセンブリおよび下型アセンブリによって作製され、飲料コップ用の前記パルプ成形紙蓋が、上側リングと、中心屹立部分と、弾性発生装置とを備える、以下の技術的解決策を提供する。前記上側リングは、前記パルプ成形紙蓋の外周縁に沿って形成され、前記上側リングの最上側に位置する閉端部と、前記閉端部の一方の側から下方に延びる最外側側壁とを有し、前記上側リングは、挿入される対応するコップの本体の開口部の周りの凸リッジリングを収容するように構成される。前記中心屹立部分は、前記パルプ成形紙蓋から上方に延びて、前記パルプ成形紙蓋の中心短軸の周りに環状側壁を形成し、その上に飲料出口を形成する。前記弾性発生装置は、前記中心屹立部分の前記環状側壁と前記上側リングとの間に配置される。前記パルプ成形紙蓋の半径方向に沿って、前記弾性発生装置は、可動ベアリング壁、可動リンク壁、および前記可動ベアリング壁と前記可動リンク壁との間を相互接続する少なくとも１つの屈曲端部とそれぞれに一体に形成される。前記可動ベアリング壁は、前記上側リングの前記閉端部の他方の反対側に永久的に接続され、それによって、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って、前記可動ベアリング壁と最外側側壁の両方が互いから反対方向に離間して配置されることを促進する。前記可動リンク壁は、前記環状側壁に永久的に接続された固定端部を有し、前記パルプ成形紙蓋の前記上側リングが、外圧を受けることによって、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングをその中に収容する間に、前記可動ベアリング壁は、前記凸状リッジリングの挿入力を直接受けて、前記少なくとも１つの屈曲端部の角ばったコーナーに生じる圧縮変形を引き起こし、それによって、前記弾性発生装置に予荷重をかける予圧縮を達成する。そして、前記外圧を除去することによって、前記少なくとも１つの屈曲端部の前記角ばったコーナーは、弾性反発変形するように解放され、それによって、前記弾性発生装置の前記可動ベアリング壁が、予圧縮から解放されて、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングに向かって、予荷重弾性力を及ぼすようになり、前記予荷重弾性力は、前記可動ベアリング壁と、前記閉端部と、前記最外側側壁との間に画定される移動制限空間内に対応するコップ本体の前記凸状リッジリングをクランプ保持するために使用される。
【００１２】
好ましくは、前記可動ベアリング壁および前記可動リンク壁、両方とも、前記少なくとも１つの屈曲端部を介して互いに相互接続されて、前記角ばったコーナーを構築し、前記角ばったコーナーは、９０度未満の挟角を有し、これにより、前記弾性発生装置の構造全体が、予荷重バネと同じ機能を有する「Ｖ」字形断面を形成する。
【００１３】
好ましくは、前記可動リンク壁および前記環状側壁は、両方とも、前記固定端部を介して互いに相互接続され、１００度よりも大きな挟角を有する「＜」形状の断面を構成する。
【００１４】
好ましくは、前記パルプ成形紙蓋の前記上側リングが、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングを収容するために前記外圧を受ける間、前記可動リンク壁は、反射変形または伸張変形しながら、前記環状側壁から遠く離れて前記可動ベアリング壁の近くに作用するように前記固定端部上で枢動される。
【００１５】
好ましくは、前記パルプ成形紙蓋の前記上側リングが、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングを収容するために前記外圧を受ける間、前記可動ベアリング壁および前記少なくとも１つの屈曲端部は、両方とも、前記凸状リッジリングの前記挿入力の予荷重によって、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向とそれぞれ反対の前記半径方向に沿った内向き方向に沿った変位において作用され、前記外圧の除去によって、前記可動ベアリング壁および前記少なくとも１つの屈曲端部は、両方とも、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿った弾性反発変位において作用される。
【００１６】
好ましくは、前記外圧を除去することによって、前記少なくとも１つの屈曲端部の前記角ばったコーナーおよび前記可動リンク壁は、両方とも、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングを保持するために、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って、前記可動ベアリング壁が予圧縮から解放されて前記予荷重弾性力を発揮するように、弾性反発変形で作用される。
【００１７】
好ましくは、前記最外側側壁は、変曲点が形成された内側を有し、前記変曲点は、前記移動制限空間を上方減少空間領域と、前記上方減少空間領域の直下に接続された下方増加空間領域とに分割し、前記下方増加空間領域は、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁の両方の下半分の部分の間に画定され、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁の両方は、それぞれ、互いから遠く離れて下向きに延在する２つの案内傾斜面が形成され、前記２つの案内傾斜面の各々は、傾斜平面原理に基づいて、対応するコップ本体の凸リッジリングの摺動運動を前記下方増加空間領域の底部に形成された環状下方溝を通して前記下方増加空間領域内に有利に案内するために構成されている。
【００１８】
好ましくは、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングが、前記最外側側壁の前記変曲点を通過して、前記下方増加空間領域から前記上方減少空間領域に挿入された後、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングの２つの反対側面を前記上方減少空間領域内にクランプ保持するために、前記可動ベアリング壁および前記最も外側の側壁の両方が、それぞれ、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁との間に生じる伸張変形によって、２つの逆弾性反発力を及ぼす。
【００１９】
好ましくは、前記最外側側壁は、その端部において外側にかつ横方向に延在するスカートと、前記スカートと前記最外側側壁との間に画定される１８０度より小さい挟角とを備えて形成される。
【００２０】
好ましくは、前記弾性発生装置及び前記上側リングは、両方とも、前記上型及び下型アセンブリの中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成された離型表面を有する。
【００２１】
好ましくは、パルプ成形紙蓋の外面に保護層をさらに形成して、パルプ成形紙蓋が水分と接触した後に収縮変形するのを防止する。
【００２２】
本発明はさらに、以下の技術的解決策を提供する。湿潤繊維パルプ成形プロセスにおいて熱圧縮成形に使用される２つの上型および下型アセンブリによって作製される、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋。前記パルプ成形紙蓋は、上側リングと、中心屹立部分と、弾性発生装置とを備える。前記上側リングは、前記パルプ成形紙蓋の外周縁に沿って形成され、前記上側リングの側面に位置し下方に延在する最外側側壁を有し、前記上側リングは、対応するコップの本体の開口部の凸状リッジリングの挿入を受け入れるように構成される。前記中心屹立部分は、前記パルプ成形紙蓋から上方に延びて、前記パルプ成形紙蓋の中心短軸の周りに環状側壁を形成し、その上に飲料出口を形成する。前記弾性発生装置は、前記中心屹立部分の前記環状側壁と前記上側リングとの間に配置される。前記パルプ成形紙蓋の半径方向に沿って、前記弾性発生装置は、可動ベアリング壁、可動リンク壁、および前記可動ベアリング壁と前記可動リンク壁との間を相互接続する少なくとも１つの屈曲端部とそれぞれに一体に形成される。前記可動ベアリング壁は、前記上側リングの他方の反対側に永久的に接続され、前記可動リンク壁は、前記環状側壁に永久的に接続され、第１横断面幅は、前記可動ベアリング壁と、前記可動リンク壁と、前記少なくとも１つの屈曲端部との間に画定され、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って延在する。前記パルプ成形紙蓋の前記上側リングが、外圧を受けることによって対応するコップ本体の前記凸状リッジリングをその中に収容する間、前記弾性発生装置の前記第１横断面幅は、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿ってその中で生じる圧縮変形によって、第２横断面幅になるように、予圧縮されるように作用される。前記外圧を除去することによって、前記弾性発生装置は、予圧縮から解放されて、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向に沿って、前記可動ベアリング壁を介して、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングに向かって、予荷重弾性力を発揮し、前記第２横断面幅は、第３横断面幅になる。前記予荷重弾性力は、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングを前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁との間にクランプ保持するために使用される。前記第３横断面幅は、前記第１横断面幅および前記第２横断面幅の各々よりも小さい。
【００２３】
好ましくは、前記第２横断面幅は、前記第１横断面幅よりも小さい。
【００２４】
好ましくは、前記弾性発生装置及び前記上側リングは、両方とも、前記上型及び下型アセンブリの中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成された離型表面を有する。
【００２５】
本発明はさらに、以下の技術的解決策を提供する。飲料コップ用のパルプ成形紙蓋の製造方法は、湿潤繊維パルプ成形プロセスによって実施され、このプロセスは、吸引スラリーおよび予圧縮工程と、熱圧縮成形工程と、ワンタイム離型工程とを含む。前記吸引スラリーおよび予圧縮工程は、スラリーを収集し、次いで収集したスラリーを湿潤パルプ本体に予圧縮することを含む。前記熱圧縮成形工程は、前記パルプ成形紙蓋の製品を形成するために、２つの上型および下型アセンブリを相互に適合させる（mutually matching）ことによって、前記湿潤パルプ本体の少なくとも１回の熱圧縮成形を実行することを含み、前記パルプ成形紙蓋の前記製品は、上側リングと、中心屹立部分と、弾性発生装置とを含む。前記上側リングは、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の外周縁に沿って形成され、前記上側リングの側面に位置し下方に延在する最外側側壁を有し、前記上側リングは、対応するコップの本体の開口部の凸状リッジリングの挿入を受け入れるように構成される。前記中心屹立部分は、前記パルプ成形紙蓋の前記製品から上方に延び、その上に飲料出口を備えて形成される。前記弾性発生装置は、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の半径方向に沿って、前記中心屹立部分と前記上側リングとの間に相互接続される。前記ワンタイム離形工程は、ワンタイム離形を実行するために、前記上型および下型アセンブリの前記中心長手方向軸に平行な離形方向に沿ってのみ、前記上型および下型モールドアセンブリの中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成された離形表面を両方とも有する前記弾性発生装置および前記上側リングによって、前記パルプモールド紙蓋の前記製品を形成することを含む。
【００２６】
好ましくは、前記スラリーは、６０重量％の長植物繊維および４０重量％の短い植物繊維から成る湿潤繊維を含有する。
【００２７】
好ましくは、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の構造全体の離型表面は、すべて、上型および下型アセンブリの前記中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成される。
【００２８】
好ましくは、前記中心屹立部分は、前記パルプ成形紙蓋の前記製品から上方に延びて、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の前記中心長手方向軸の周りに環状側壁を形成し、前記弾性発生装置は、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の前記半径方向に沿った可動ベアリング壁、可動リンク壁、および前記可動ベアリング壁と前記可動リンク壁との間を相互接続する少なくとも１つの屈曲端部とそれぞれに一体に形成される。前記可動ベアリング壁は、前記上側リングの他方の反対側に永久的に接続され、前記可動リンク壁は、前記環状側壁に永久的に接続される。
【００２９】
好ましくは、前記パルプ成形紙蓋を製造する方法は、水分との接触に起因する収縮変形を回避するために、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の外面上に保護層を形成することを含む保護層形成工程をさらに含む。
【００３０】
好ましくは、前記パルプ成形紙蓋を製造するための方法は、切断および穴開け工程をさらに含み、切断および穴開け工程は、前記パルプ成形紙蓋の前記製品の最外周縁のバリを除去し、その端部で外側および横方向に延在するスカートが形成された前記最外側壁を形成することと、前記中心屹立部分に穴開けして前記飲料出口を形成することとを含む。
【００３１】
本発明は、以下の有益な効果を提供する。従来技術と比較して、本発明のパルプ成形紙蓋は、対応するコップ本体の開口部の凸状リッジリングを覆うために外圧を受ける間、パルプ成形紙蓋の弾性発生装置は、前記凸状リッジリングの挿入力の予荷重によって圧縮変形するように予圧縮され、前記弾性発生装置の前記可動ベアリング壁および前記少なくとも１つの屈曲端部の両方が、前記パルプ成形紙蓋の前記半径方向にそれぞれ反対の内向き方向に沿って変位するように予圧縮されるように作用され、前記可動ベアリング壁および前記最外側側壁の両方が、それぞれ、互いから遠く離れて下方に延在し、傾斜平面原理に基づいて、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングの摺動移動を下方増加空間領域の前記凸状リッジリングへの有利に案内するためにそれぞれ構成された２つの案内傾斜面をそれぞれ形成され、それによって、その内部側壁が、コップ本体の凸状リッジリングの挿入によって永久的に変形する直接的に衝撃を受ける可能性がある従来のパルプ成形コップ蓋の技術的問題を回避する有益な効果を奏し、さらに、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングが、前記パルプ成形紙蓋の前記上方減少空間領域に挿入された後、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁とは両方とも、前記可動ベアリング壁と前記最外側側壁との間の前記下方増加空間領域内に対応するコップ本体の前記凸状リッジリングの２つの対向する側面をクランプ保持するために、その間で生じる伸張された変形によって２つの逆の弾性反発力をそれぞれ発揮することができ、それによって、永久変形または破損を有するラッチ構造が、前記コップ本体の前記凸状リッジリングを効果的にスナップ保持することができない従来のパルプ成形紙蓋の技術的問題を回避する有益な効果を奏し、さらに、本発明のパルプ成形紙蓋が、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングをその中に収容し、前記外圧が除去された後、前記弾性発生装置は、前記予圧縮から解放されて、前記パルプ成形紙蓋の半径方向に沿って、前記凸状リッジリングに向って予荷重弾性力を発揮し、前記２つの弾性反発力のクランプ保持を提供することに加えて、本発明は、前記コップ本体の前記凸状リッジリングの前記２つの反対側面を前記パルプ成形紙蓋の前記上側リングと前記弾性発生装置との間に保持するためのクランプ保持をさらに強化することができる前記予荷重弾性力を提供し、それによって、従来のパルプ成形コップ蓋の上側リングの内側のラッチ構造または前記スナップイン溝構造の一部が、前記パルプ成形紙蓋が対応するコップ本体をしっかりとスナップ保持することができない不十分な構造強度または弾性を有する場合の技術的問題を回避する有益な効果を奏する。また、本発明では、湿潤繊維パルプ成形プロセスで熱圧縮成形するために使用される２つの上型アセンブリおよび下型アセンブリによって、前記弾性発生装置および前記上側リングは、両方とも、２つの上型アセンブリおよび下型アセンブリの中心長手方向軸に対して正の抜き勾配で形成された離型表面を有し、それによって、前記パルプ成形紙蓋の構造全体の離型表面のすべてが正の抜き勾配を有することを促進し、それによって、前記型アセンブリに組み立てられる構造を単純化し、その成形ハードウェアコストを低減し、その維持および修理を簡便にし、それぞれのパルプ成形紙蓋の製造サイクル時間を短縮し、その一貫した連続製造機械の自動大量生産に利益をもたらし、その高い生産歩留まりおよび品質を確実にし、その自動生産効率を高める。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明の上記および他の物体、特徴、および利点は、添付の図面と併せて考慮されるとき、以下の詳細な説明からよりよく理解されるであろう。
【００３３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の好ましい実施形態に係る、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋の上面斜視図である。
【００３４】
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示すパルプ成形紙蓋による底面斜視図である。
【００３５】
【図２Ａ】図２Ａは、図１Ａに示されたパルプ成形紙蓋および対応するコップ本体の両方の正面図を示す。
【００３６】
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示されたパルプ成形紙蓋および対応するコップ本体の両方の切断線Ａ‐Ａに沿った横断面図を示す。
【００３７】
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ｂに示されたパルプ成形紙蓋および対応するコップ本体の両方に係る部分的にスライスされた断面図を示す。
【００３８】
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ｃに示されたパルプ成形された紙蓋と対応するコップ本体の両方に係る、両方が互いと組み立てられるように準備された状態の、部分的にスライスされた断面図を示す。
【００３９】
【図３】図３は、図２Ｄに丸で囲まれた領域Ｄに係る拡大断面図を示す。
【００４０】
【図２Ｅ】図２Ｅは、図２Ｄに示されたパルプ成形紙蓋と対応するコップ本体との両方に係る、両方がさらに一緒に組み立てられ、前記パルプ成形紙蓋の弾性生成（generating-elasticity）装置は、対応するコップ本体の凸状リッジリングの挿入力の予荷重によって予圧縮された状態の、部分的にスライスされた断面図を示す。
【００４１】
【図４】図４は、図２Ｅに丸で囲まれた領域Ｅに係る拡大断面図を示す。
【００４２】
【図２Ｆ】図２Ｆは、図２Ｅに示されたパルプ成形された紙蓋と対応するコップ本体との両方に係る、両方が、互いに完全に組み立てられ、前記弾性発生装置は、予圧縮から解放されて、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングに対して予荷重をかけられた弾性力を及ぼしている状態の、部分的にスライスされた断面図を示す。
【００４３】
【図５】図５は、図２Ｆに円で囲まれた領域Ｆに係る拡大断面図を示す。
【００４４】
【図６】図６は、対応するコップ本体の前記凸状リッジリングに関する様々な相互作用関係で、図３から図５までの連続図で作用する、前記弾性発生装置の動作概略図を示す。
【００４５】
【図７】図７は、図１Ａに示されたパルプ成形紙蓋を熱圧縮成形するように構成された２つの上型および下型アセンブリの横断面図を示す。
【００４６】
【図８】図８は、本発明の好ましい実施形態に係る、飲料コップのためのパルプ成形紙蓋を製造する方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下の文脈は、本発明の実施形態を参照した図と併せられたい。本発明の実施形態のための様々な技術的解決策が明確かつ完全に説明されているが、説明された実施形態は、本発明の実施形態の一部に過ぎず、その実施形態のすべてではない。保護が要求される本発明の特許請求の範囲は、記載された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定される。本発明が関係する技術分野の当業者にとって、本発明の実施形態に基づいて進歩性を欠いてなされた他の実施形態は、依然として、本発明によって保護されるクレーム範囲に属する。
【００４８】
まず、図１Ａおよび１Ｂを参照すると、図１Ａは、本発明の好ましい実施形態に係る、飲料コップのためのパルプ成形紙蓋１の上面斜視図を示し、図１Ｂは、図１Ａに示されるパルプ成形紙蓋１の底面斜視図を示す。パルプ成形紙蓋１は、潤繊維（wet-fiber）パルプ成形プロセスに関連して、一貫して連続的に自動化された製造機械によって製造される。前記湿潤繊維パルプ成形プロセスは、湿潤繊維スラリーを収集することと、収集された湿潤繊維スラリーを湿潤パルプ本体に予圧縮することとを含む。次に、（図７を参照するように）上型アセンブリ１０２及び下型アセンブリ１０４の２つの両方が互いにぴったりと合わさることによって、前記湿潤パルプ本体は、前記パルプ成形紙蓋１（以下に詳述する）という製品を製造するために熱圧縮成形される。本明細書に記載の製品は、前記パルプ成形紙蓋１の半完成製品、加工準備完了製品、および完成製品のうちの１つを含むが、これらに限定されない。好ましくは、前記スラリーは、６０重量％が長い植物繊維から、４０重量％短い植物繊維のからなる湿性繊維を含み、これにより、パルプ成形紙蓋１全体の構造的に相互作用する強度（structurally-interlacing strength）を強化し、同時に、パルプ成形紙蓋１は、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）の食品グレード登録証明書の規制に適合することができ、それにより、生分解性及び堆肥性の両方の環境保護要件を達成する。
【００４９】
図１Ａおよび図１Ｂの図を参照すると、前記パルプ成形紙蓋１の構造は、主として、中心屹立部分（central dominating portion）１０、上側リング（topside ring）２０、および弾性発生装置（generating-elasticity device）３０を含む。前記中心屹立部分１０は、前記パルプ成形紙蓋１の中心長手方向短軸ＣＶの周りで、前記パルプ成形紙蓋１の上面に環状側壁１２を形成するまで、前記パルプ成形紙蓋１が位置する基準面から上方に延びる。さらに、飲料出口１４は、前記環状側壁１２が隣接する前記中心屹立部分１０の上端に形成され、ユーザが飲料を飲むために提供される通路として扱われる。
【００５０】
さらに図２Ａおよび２Ｂを参照すると、図２Ａは、図１Ａに描かれたパルプ成形紙蓋１および対応するコップ本体３の両方の正面図を描き、図２Ｂは、図２Ａに描かれたパルプ成形紙蓋１および対応するコップ本体の両方の切断線Ａ‐Ａに沿った横断面図を描く。前記上側リング２０の主要な機能は、その挿入中に対応するコップ本体３の開口部５０の周縁の周りに形成された凸状リッジリング６０をその中に下方に収容するために使用される。さらに図１Ａおよび図２Ｃを参照すると、図２Ｃは、図２Ｂに示されたパルプ成形紙蓋１および対応するコップ本体３の両方に係る部分的にスライスされた断面図を示す。前記上側リング２０は、前記パルプ成形紙蓋１の外周縁に沿って、前記上側リング２０の最上側に位置する閉端部（close end）２２と、前記閉端部２２の最外側から下方に延びる最外側側壁（outermost sidewall）２４とを備えて形成される。
【００５１】
さらに図１Ａおよび図２Ｃを参照すると、前記パルプ成形紙蓋１の横断中心長軸ＣＨに平行な前記パルプ成形紙蓋１の半径方向ＲＤの各々に沿って、前記弾性発生装置３０は、前記中心屹立部分１０の前記環状側壁１２と前記上側リング２０との間、より詳細には、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って配置されている。前記弾性発生装置３０は、可動ベアリング壁（movable bearing wall）３２、可動リンク壁（movable linkage wall）３４、および前記可動ベアリング壁３２と前記可動リンク壁３４との間を相互接続する少なくとも１つの可動屈曲端（movable bended end）部３６とそれぞれに一体に形成される。ここで言う「前記パルプ成形紙蓋１の半径方向ＲＤ」は、前記パルプ成形紙蓋１の前記長手方向中心短軸ＣＶと前記横断方向中心長軸ＣＨとの両方が交差する原点を出発点として、円形半径方向ＲＤの各々が出発点から外向きかつ放射状に延在するように定義される。これらのうち、前記可動ベアリング壁３２は、前記上側リング２０の前記閉端部２２の反対側に永久的に接続されており、それによって、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４との両方が対向して互いから離間して配置されるようになっている。前記可動リンク壁３４は、前記環状側壁１２に永久的に接続された固定端部３４２を有する。
【００５２】
さらに図１Ａ、図２Ｄおよび図３を参照すると、図２Ｄは、図２Ｃに示されたパルプ成形紙蓋１および対応するコップ本体３の両方に係る、両方が互いと組み立てられるように準備された状態の、部分的にスライスされた断面図を示し、図３は、図２Ｄに丸で囲まれた領域Ｄによる拡大断面図を示す。パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って、前記弾性発生装置３０の前記可動ベアリング壁３２と、前記上側リング２０の前記閉端部２２および前記最外側側壁２４の両方との間に、移動制限空間２０２が画定される。好ましくは、前記最外側側壁２４の内側に形成された変曲点２４１によって、前記移動制限空間２０２は、上方減少（upwardly-dcreased）空間領域２０２２と、前記上方減少空間領域２０２２の下に直接接続された下方増加（downwardly-incrased）空間領域２０２４とに上下に分割される。ここで言う「変曲点」は、前記最外側側壁２４の前記内側の上半分部分と下半分部分との間の１つの交点のみで定義され、「変曲点」は、前記内側で最大の勾配変化を有する。前記上方減少空間領域２０２２は、主として、前記可動ベアリング壁３２の上半分部分と、前記閉端部２２の下側と、前記最外側側壁２４の上半分部分との間に画定され、横幅Ｃ１を有する前記上方減少空間領域２０２２内で、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０の２つの対向する側面をそれぞれクランプ保持（clamp-retaining）するように構成される。前記下方増加空間領域２０２４は、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４の両方の下半分の部分の間に主として画定され、前記下方増加空間領域２０２４は、前記横幅Ｃ１よりも大きい横幅Ｃ２を有する。前記可動ベアリング壁３２及び前記最外側側壁２４の両方の前記下半分には、それぞれ、互いから離れるように下方に延びる２つの案内傾斜が形成され、それによって、前記下方増加空間領域２０２４の底部に、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０の挿入を可能にする環状下向き溝２８が形成される（前記環状下向き溝２８の横幅は、前記２つの横幅Ｃ１、Ｃ２のいずれよりも大きいので）。前記パルプ成形紙蓋１の前記上側リング２０は、前記可動ベアリング壁３２に隣接する前記可動屈曲端部３６が下方に延びて、前記パルプ成形紙蓋１の底面輪郭から下方に延びる他の長さの何れよりも長い長さを形成するので（図１Ｂ、図２Ａおよび図２Ｂ参照）、ユーザによって加えられる外圧Ｐ１を受けている間に、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０をその中に収容する準備ができるようになる。また、前記弾性発生装置３０の前記最外側側壁２４と前記可動ベアリング壁３２の両方の前記２つの案内傾斜の各々は、傾斜平面原理（inclined plane principle）に基づいて、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４との間の前記下方増加空間領域２０２４内への対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０の摺動運動を有利に案内するために構成されており、それによって、従来のパルプ成形コップの、それに対して直角に永久的に堅固な剛性内部側壁が、コップ本体の凸状リッジリングの挿入によって、永久的に変形するように直接衝撃を受けることがあるという技術的課題を回避する。好ましくは、図３に示すように、前記最外側側壁２４には、その端部で外側にかつ横方向に延びるスカート２４２がさらに形成される。そして、前記スカート２４２と前記最外側側壁２４との間に形成される屈曲によって画定される挟角（included angle）θ１は、１８０度よりも小さく、それによって、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０が前記環状下向き溝２８に挿入される間に、その最外側側壁２４の底縁部がその平面応力破壊（plane stress fracture）を誘発するように直接衝撃を受ける可能性があるという技術的課題を回避する。
【００５３】
さらに、図１Ａ，２Ｄ，３に示される実施形態では、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って延びる第１横断面幅ＷＤ１が、前記可動ベアリング壁３２と、前記可動リンク壁３４と、前記弾性発生装置３０の前記少なくとも１つの可動屈曲端部３６との間に規定されている。前記少なくとも１つの可動屈曲端部３６は、前記可動ベアリング壁３２と前記可動リンク壁３４との間を相互接続する前記少なくとも１つの可動屈曲端部３６によって構成される角ばったコーナー（angled corner）を有する。前記角ばったコーナーは、９０度よりも小さい挟角α１を有し、それによって、前記弾性発生装置３０の構造全体を、「Ｖ」字形断面を有する環状洞を形成し、共通の予荷重ばね（図示せず）の弾性機能と同じように機能するように、形成する。前記環状洞は、前記中心屹立部分１０の前記環状側壁１２の周りに、外側レーン（outer lane）のように形成される。前記上側リング２０は、前記環状洞の周りに、外側レーンのように形成される（図１Ａ参照）。なお、他の好ましい実施形態では、前記挟角α１は、８０度より小さくてもよい。さらに、他の好ましい実施形態では、前記弾性発生装置３０の全体構造は、多数のリングを有する予荷重ばねの弾性機能（elastic function）としてのその機能を増大させるために、多数の「Ｖ」字形断面によって構築することができる。前記多数の「Ｖ」字形断面は、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って一体的に並列にカスケードされ（例えば、「Ｗ」字形断面）、それによって、前記弾性発生装置３０の全体構造が予圧縮から解放されて及ぼす予荷重弾性力を強化する。好ましい実施形態では、前記可動リンク壁３４と前記環状側壁１２との間を相互接続する前記固定端部３４２によって構成される「＜」形状の断面は、１００度よりも大きい挟角β１を有する。
【００５４】
図２Ｅおよび図４をさらに参照すると、図２Ｅは、図２Ｄに示されるパルプ成形紙蓋１および対応するコップ本体３の両方に係る部分的にスライスされた断面図を示し、その両方は、さらに一緒に組み立てられており、図４は、図２Ｅに円で囲まれた領域Ｅによる拡大された断面図を示す。それらの中で、前記パルプ成形紙蓋１の前記上側リング２０は、挿入中に対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０をさらに収容するための前記外圧Ｐ１を支えているが、一方、前記コップ本体３の前記凸状リッジリング６０の２つの反対の側面は、それぞれ、前記可動ベアリング壁３２および前記最外側側壁２４の前記変曲点２４１の両方と最初に接触する。前記可動ベアリング壁３２が、対応するコップ本体の前記凸状リッジリング６０の挿入力Ｆ１の予荷重を直接支えることによって、前記少なくとも１つの可動屈曲端部３６の前記角ばったコーナーが、圧縮変形で予圧縮されることを容易にし、すなわち、前記挟角は、α１（図３に示す）からα２（図４に示す）に減少し（ここで、α２＜α１である）、それによって、前記弾性発生装置３０が、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って、前記第１横断面幅ＷＤ１（図３０に示す）から第２横断面幅ＷＤ２（図４に示す）へ変化しながら、圧縮変形されるように作用することを促進し、前記第２横断面幅ＷＤ２は、前記第１横断面幅ＷＤ１よりも小さい。同時に、前記上方減少空間領域２０２２の前記横幅は、前記挿入された凸状リッジリング６０の横断面幅ｄ１に起因して、Ｃ１（図３に示す）からＣ３（図４に示す）に拡大されるように促進される（ここで、Ｃ３＞Ｃ１およびｄ１＞Ｃ１である）。前記凸状リッジリング６０の前記挿入力Ｆ１の予荷重により、これは、最初に、前記弾性発生装置３０の構造全体（すなわち、「Ｖ」字形断面構造として）に再荷重される予圧縮を達成し、ここで、前記可動リンク壁３４は、同時に、前記環状側壁１２から遠く離れるが、前記可動ベアリング壁３２に近づくように、前記固定端部３４２上で枢動される回転運動Ｔ２で作用するように予圧縮される。前記回転運動Ｔ２の方向は、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤと反対であるので、前記可動リンク壁３４は、前記固定端部３４２上で枢動する反射変形（reflection deformation）または伸張変形（stretched deformation）に作用され、すなわち、その挟角は、β１（図３に示す）からβ２（図４に示す）に拡大される（ここで、β２＞β１である）。前記可動リンク壁３４の前記反射変形または前記伸張変形は、前記弾性発生装置３０の構造全体に対して予圧縮圧力をより高く上昇させることができる。
【００５５】
より詳細な紹介のために、図２Ｅおよび図４に示される好ましい実施形態において、前記パルプ成形紙蓋１の前記上側リング２０が前記外圧Ｐ１を支えて、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０の挿入をさらに適応させ、前記可動ベアリング壁３２および前記少なくとも１つの可動屈曲端部３６の両方が、前記凸状リッジリング６０の前記挿入力Ｆ１の予荷重によってさらに予圧縮され、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤと反対の内向き方向に沿った圧縮変位で作用する。すなわち、前記予圧縮された可動ベアリング壁３２は、前記中心屹立部分１０の前記環状側壁１２に近づくが、しかし前記上側リング２０から遠く離れる方向に向かって圧縮変位で作用される。それによって、直角に永久的に固着されたその剛性内部側壁が、コップ本体の凸状リッジリングの挿入によって永久的に変形するように直接衝撃を受けることがある従来のパルプ成形コップ蓋の技術的課題を回避する。さらに、前記パルプ成形紙蓋１の前記上側リング２０の前記移動制限空間２０２は、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０をその中にほぼ完全に収容するが、すなわち、前記凸状リッジリング６０は、前記上方減少空間領域２０２２内に入り始めるが、前記閉端部２２の下側、前記可動ベアリング壁３２の上半分部分、および前記最外側側壁２４の上半分部分の間の移動に制限される。そして、前記上側リング２０が前記外圧Ｐ１を連続的に支える一方で、前記凸状リッジリング６０の前記挿入力Ｆ１の予荷重によって、前記弾性発生装置３０の構造全体が、前記中心屹立部分１０の前記環状側壁１２により近づくが前記上側リング２０からより遠く離れる変位で予圧縮されるように作用する。この瞬間、予圧縮圧力は、前記弾性発生装置３０に対して実質的に最大に蓄積されている。
【００５６】
さらに図２Ｆおよび図５を参照すると、図２Ｆは、図２Ｅに示されるパルプ成形紙蓋１および対応するコップ本体３の両方に係る部分的にスライスされた断面図を示し、これらの両方は、互いに完全に組み立てられ、図５は、図２Ｆに円で囲まれた領域Ｆによる拡大された断面図を示す。前記コップ本体３の前記凸状リッジリング６０が、前記最外側側壁２４の前記変曲点２４１を通過して前記上方減少空間領域２０２２に連続的に挿入された後、前記上向きに減少した空間領域２０２２は、前記凸状リッジリング６０によって、前記横幅Ｃ３（図４に示す）から、前記凸状リッジリング６０の前記横断面幅ｄ１と同一である別の横幅（ここで、Ｃ３＜ｄ１）に拡大される。同時に、前記上方減少空間領域２０２２の前記横幅が拡大されると、弾性構造（elastic structure）を共同して構築している前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４との両方は、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４との間に生じる伸張変形によって、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４との間に画定された前記上方減少空間領域２０２２内に対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０の２つの反対の側面を本質的にクランプ保持するために、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４との両方を介する２つの弾性反発力（elasically-rebound forces）Ｆ２，Ｆ３をそれぞれ発揮できる。このようにして、上方減少空間領域２０２２と対応するコップ本体３の２つの反対側面との間に締まりばめが生じる。さらに、前記パルプ成形紙蓋１の前記上側リング２０の前記上方減少空間領域２０２２が、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０を完全に収容し、図４に示される前記外圧Ｐ１が除去された後、前記少なくとも１つの可動屈曲端部３６の角ばったコーナーおよび前記可動リンク壁３４の両方は、その前の予圧縮されていた状態から、弾性反発変形した状態に解放される。例えば、前記角ばったコーナーは、弾性的に反発されて、別の弾性反発挟角α３（ここで、α３（図５に示す）は、α２（図４に示す）よりも小さい）を有するように解放され、それによって、前記弾性発生装置３０が、予圧縮から解放されて、前記可動ベアリング壁３２を介して、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って、対応するコップ本体３の前記凸リッジリング６０に向かって、予荷重弾性力（preloaded elastic forces）Ｆ４を発揮する態様を達成する。より詳細には、前記可動ベアリング壁３２および前記少なくとも１つの可動屈曲端部３６は、両方とも、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って弾性反発変位するように作用する。同時に、それはさらに、前記可動リンク壁３４が、前記環状側壁１２と前記可動ベアリング壁３２の両方に接近するように、前記固定端部３４２上で旋回される回転運動Ｔ３で作用するようにする。前記回転運動Ｔ３は、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って方向付けられるので、前記可動リンク壁３４が前記固定端部３４２上で枢動される弾性反発変形で作用されるように促進し、すなわち、その挟角は、β２（図４に示す）からβ３＜β２であるβ３（図５に示す）に減少し、それにより、前記弾性発生装置３０の前記第２横断面幅ＷＤ２（図４に示す）は、第３横断���幅ＷＤ３（前記第３横断面幅ＷＤ３は、前記第１横断面幅ＷＤ１および前記第２横断面幅ＷＤ２のいずれよりも小さい）になるように促進される。その結果、前記可動リンク壁３４の弾性反発変形は、前記凸状リッジリング６０に対して前記予荷重弾性力Ｆ４をより高く上昇させる。同様に、前記弾性発生装置３０は、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０を前記上方減少空間領域２０２２内に収容するために、予圧縮から解放されて、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って、前記予荷重弾性力Ｆ４を及ぼすように作用される。すなわち、前記２つの弾性反発力Ｆ２、Ｆ３のクランプ保持に加えて、前記予荷重弾性力Ｆ４は、前記上側リング２０の前記上方減少空間領域２０２２内の対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０の２つの反対側面の運動を制限することによってクランプ保持をさらに強化することができる（すなわち、前記凸状リッジリング６０は、運動が制限され、前記閉端部２２の底側、前記可動ベアリング壁３２、および前記最外側側壁２４の間に保持される）。
【００５７】
さらに、図６を参照すると、図６は、図３から図５までの連続図で作用する、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０に関する様々な相互作用関係における、前記弾性発生装置３０の動作概略図を示し、図６は、前記弾性発生装置３０が、（１）作用力（すなわち、前記挿入力Ｆ１）の予荷重によって、前記弾性発生装置を予圧縮し、それによって、前記弾性発生装置３０の横断面幅（共通の予荷重ばねの圧縮可能な長さと同様）をさらに予圧縮することと、（２）前記弾性発生装置３０が受ける作用力（すなわち、前記挿入力Ｆ１）が除去された後、前記弾性発生装置３０は、元の横断面幅に弾性回復するだけでなく、予圧縮からさらに外側に解放されて、前記凸状リッジリング６０をクランプ保持するために前記予荷重弾性力Ｆ４を発揮することとを含む、予備荷重ばねと同じ機能を有することを示す。したがって、予荷重ばね機能と同じ機能を有する前記弾性発生装置３０の設計を提供することによって、本発明は、従来のパルプ成形コップ蓋の以下の技術的問題を回避することができる。従来のパルプ成形コップ蓋において、剛性構造設計および前記上側リングのラッチ構造は、それ自体による弾性が欠如しており、コップ本体の凸状リッジリングが従来のパルプ成形コップ蓋の上側リングの内側のラッチ構造をきつく押圧した後、前記上側リングの最外側側壁および／または前記ラッチ構造が永久的に変形し、それによって、前記ラッチ構造が弾性回復できず、前記コップ本体の前記凸状リッジリングを十分にスナップ止めできなくなる。
【００５８】
好ましくは、前記パルプ成形紙蓋１はさらに、前記パルプ成形紙蓋１の外面を覆うように形成される「積層」と呼ばれる保護層（図示せず）によって、水分と接触した後の収縮変形を防止することができ、特に、前記保護層は、前記パルプ成形紙蓋１の底面の外形全体に沿って形成され（図１Ｂ参照）、それによって、前記パルプ成形紙蓋１が水分と接触した後の収縮変形を防止する。好ましくは、前記保護層は、水性防水材料（aqueous water-proof material）から構成されるが、これに限定されない。前記水性防水材料は、少なくとも１種の添加剤（additive）からなる。前記少なくとも１つの添加剤は、ポリアクリルエマルジョンおよび純水からなるが、これらに限定されない。前記保護層は、約５〜１０ｇ／ｍ２の塗工量および４ポンド／４００サイクルの耐摩耗性（abrasive wear reistance）を有する。前記保護層は、様々な環境保護基準ＲｏＨＳ／ＥＮ‐７１／ＡＳＴＭ／ＲＥＡＣＨ／ＣＰＳＩＡに準拠することができる。しかし、それゆえに、前記保護層の前述の組成物に限定されるものではない。水分との接触による収縮変形を回避することができる別の実施形態においては、その他の保護層材料を採用することができるからである。別の実施形態では、前記保護層は、米国ＦＤＡ食品グレード登録証明書の規則に準拠することができ、それによって、生分解性および堆肥化可能性のための環境保護要件を達成する。
【００５９】
さらに、図７Ａを参照すると、図７は、図１Ａに示される前記パルプ成形紙蓋１を熱圧縮成形するように両方とも構成された２つの上型アセンブリ１０２および下型アセンブリ１０４の横断面図を示し、前記弾性発生装置３０の「Ｖ」字型断面構造全体（前記可動ベアリング壁３２、前記可動リンク壁３４及び前記少なくとも１つの可動屈曲端部３６を含むように）及び前記上側リング２０の両方の離型表面は全て、前記上型アセンブリ１０２および下型アセンブリ１０４の両方の中心長手方向軸１００に対して正の抜き勾配で形成される（前記中心長手方向軸１００は、前記パルプ成形紙蓋１の唯一の（すなわち、垂直な）離型方向に平行である）。例えば、図７の左側を見ると、前記弾性発生装置３０および前記上側リング２０の両方の離型表面は、それぞれ、前記上型および下型アセンブリ１０２、１０４の両方の前記中心長手方向軸１００に対して正の抜き勾配Ｋ１、Ｋ２を有する（前記中心長手方向軸１００は、前記パルプ成形紙蓋１の唯一（すなわち、垂直）の離型方向に平行である）。実際に、前記パルプ成形紙蓋１の構造全体の離型表面は、すべて、前記上型および下型アセンブリ１０２、１０４の両方の前記中心長手方向軸１００に対して正の抜き勾配を有する。例えば、前記閉端部２２、前記可動ベアリング壁３２、及び前記上側リング２０の前記最外側側壁２４の各々の内側側壁表面は、全て、空間領域２０２全体を定義するように構成され、その他の離形表面は、前記中心屹立部分１０等のような他の様々な要素を形成するようにそれぞれ構成されているが、前記閉端部２２、前記可動ベアリング壁３２、及び前記上側リング２０の前記最外側側壁２４の各々の内側側壁表面と、その他の離型表面とは、全て、前記上型及び下型アセンブリ１０２、１０４の両方の前記中心長手方向軸１００に対して正の抜き勾配を有する。本発明に係る前記パルプ成形紙蓋１の設計により、前記２つの上型および下型アセンブリ１０２、１０４に組み立てられる構造を単純化および減少させることができ、その成形ハードウェアのコストを低減し、維持および修理に好都合であり、前記それぞれのパルプ成形紙蓋１の製造サイクルタイムを低減することができ、それによって、その一貫した連続生産機械の自動大量生産に利益をもたらし、そのより高い生産歩留まりおよび品質を確実にし、その自動生産効率を高める。さらに、本発明に係るパルプ成形紙蓋１のそのような設計は、多数の負の抜き勾配部分（前記ラッチ構造または前記スナップイン溝構造など）をその型アセンブリで圧縮形成するために使用される、追加の水平スライドブロックまたは追加の垂直成型ばね装置（extra vertical mold spring device）を増やすことが必須であるという従来のパルプ成形コップ蓋の技術的課題を回避することができる。追加の水平スライドブロックまたは追加の垂直成型ばね装置は、成型アセンブリの数を増加させ、複雑にし、その成形ハードウェアのコストを上昇させ、維持および修理の困難さを招く。また、従来の横方向離型設計では、従来のパルプ成形コップ蓋に形成された横方向構造の一部の永久変形を招きやすく、したがって、その製造歩留まりを悪化させる。同時に、正の抜き勾配および負の抜き勾配の順番でそれぞれ形成されるその様々な部分の多くもまた、それぞれの従来のパルプ成形コップ蓋の製造サイクルタイムを延長する。
【００６０】
図８をさらに参照すると、図８は、本発明の好ましい実施形態に係る、飲料コップ用のパルプ成形紙蓋を製造する方法のフローチャートを示す。パルプ成形紙蓋の製造方法に関するフローチャートの各ステップ（図８に示す）を簡便に理解するために、図１Ａから図７までの対応する図で前述したパルプ成形紙蓋１の様々な要素を参照されたい。この実施形態では、本発明に係る前記パルプ成形紙蓋１の製造方法は、湿潤繊維パルプ成形プロセスに関連して、一貫して連続的に自動化された製造機械によって実行され、これは、以下のステップを含む。
【００６１】
吸引スラリーおよび予圧縮工程Ｓ１０は、吸引スラリーおよび予圧縮装置によって、湿潤繊維スラリーを収集し、次いで収集したスラリーを湿潤パルプ本体に予圧縮する工程を含む。好ましくは、前記スラリーは、６０重量％の長植物繊維および４０重量％の短い植物繊維湿潤繊維を含み、それによって、図２Ｃおよび図３に示される前記パルプ成形紙蓋１の構造的に絡み合う強度を強化する。好ましくは、前記それぞれの長植物繊維の繊維長は、２ｍｍより大きく、前記それぞれの短植物繊維の繊維長は、２ｍｍより小さいが、１．４ｍｍより大きい。
【００６２】
熱圧縮成形工程Ｓ２０は、（図７に示す）前記２つの上型および下型アセンブリ１０２、１０４を相互に適合させることによって、前記湿潤パルプ本体の少なくとも１回の熱圧縮成形を行い、それによって（図２Ｃおよび３に示す）前記パルプ成形紙蓋１の各製品を形成するステップを含む。本明細書に記載の製品は、前記パルプ成形紙蓋１の半完成製品、加工準備完了製品、および完成製品のうちの１つを含むが、これらに限定されない。
【００６３】
ワンタイム離形（one-time demold）工程Ｓ３０は、前記パルプ成形紙蓋１の前記製品の前記弾性発生装置３０と前記上側リング２０の両方の離型表面は、全て、図７に示す前記上型および下型アセンブリ１０２、１０４の両方の前記中心長手方向軸１００に対して正の抜き勾配で形成されおり、その離形表面によって、前記上型および下型アセンブリ１０２、１０４の両方の前記中心長手方向軸１００に平行な前記パルプ成形紙蓋１の前記製品の１つの（すなわち、垂直な）離型方向に沿ってのみ、前記製品のワンタイム離形形成を促進する工程を含む。好ましくは、前記パルプ成形紙蓋１の前記製品の構造全体の離型表面は、すべて、上型および下型アセンブリ１０２、１０４の両方の前記中心長手方向軸１００に対して正の抜き勾配で形成される。
【００６４】
切断および穴開け工程Ｓ４０は、前記パルプ成形紙蓋１の前記製品の最外周縁のバリを切断し、それによって、その端部で外側および横方向に延在するスカート２４２を有する前記最外側側壁２４（図３に示す）を形成する工程と、前記中心屹立部分１０の上端部に穴開けし、それによって、図１Ａに示す前記飲料出口１４を形成し、最終的に、図１Ａおよび図１Ｂに示す前記パルプ成形紙蓋１の完成製品を形成する工程とを含む。同時に、前記パルプ成形紙蓋１の前記完成製品は、米国ＦＤＡ食品グレード登録証明書の規則に適合することができ、それによって、生分解性および堆肥化性の両方の環境保護要件を達成する。好ましくは、本発明に係る前記パルプ成形紙蓋を製造する方法は、前記切断および穴開け工程Ｓ４０を実施する前に、保護層形成工程Ｓ３５をまず行う工程を含む。前記保護層形成工程Ｓ３５は、水分との接触から生じる収縮変形を回避するために、（図３に示す）前記パルプ成形紙蓋１の前記製品上に保護層（「積層（lamination）」と呼ばれる）を形成することを含み、前記保護層形成工程Ｓ３５はさらに、スプレーコーティング工程３５２と乾燥工程Ｓ３５４とを含む。前記スプレーコーティング工程３５２は、前記パルプ成形紙蓋１の前記製品の外面にコーティング材料をスプレーコーティングするためのスプレーコーティング装置を使用し、前記外面上にコーティングフィルムを形成することを含み、好ましくは、前記パルプ成形紙蓋１の底面（図１Ｂを参照）の全外輪郭上に前記コーティング材料をスプレーコーティングし、それによってその上にコーティングフィルムを形成することを含む。前記乾燥工程Ｓ３５４は、前記パルプ成形紙蓋１の前記製品の前記外面の上のコーティングフィルムをストーブ乾燥（stove-dry）するためのストービング（stoving）装置を使用することを含む。とはいうものの、前記保護層形成工程Ｓ３５は、前記スプレーコーティング工程Ｓ３５２および前記乾燥工程Ｓ３５４を含むことに限定されず、他の実施形態では、前記保護層を形成することができる他の装置または他のプロセスをすべて実行することができる。好ましくは、前記保護層は、水性防水材料から構成されるが、これに限定されない。前記水性防水材料は、少なくとも１つの添加剤からなる。前記少なくとも１つの添加剤は、ポリアクリルエマルジョンおよび純水を含むが、これらに限定されない。好ましくは、前記保護層は、約５〜１０ｇ／ｍ２の塗工量および４ポンド／４００サイクルの耐摩耗性を有する。前記保護層は、様々な環境保護基準ＲｏＨＳ／ＥＮ‐７１／ＡＳＴＭ／ＲＥＡＣＨ／ＣＰＳＩＡに準拠することができるが、保護層材料の水分との接触から生じる収縮変形を回避することができる他の実施形態ではすべて使用することができるので、前記保護層の組成に限定されず、他の実施形態では、前記保護層は、米国ＦＤＡ食品グレード登録証明書の規則に準拠することができ、それによって、生分解性および堆肥化性の両方に対する環境保護要件を達成することができる。
【００６５】
したがって、本発明は、以下の有益な効果を奏し得る。従来技術と比較して、本発明に係るよるパルプ成形紙蓋１は、対応するコップ本体３の開口部５０の周りの凸リッジリング６０を覆うために外圧Ｐ１を支える間に、パルプ成形紙蓋１の弾性発生装置３０の「Ｖ」字形断面構造全体は、前記凸リッジリング６０の挿入力Ｆ１の予荷重によって圧縮変形するように予圧縮され、それによって、前記弾性発生装置３０の前記可動ベアリング壁３２と前記少なくとも１つの可動屈曲端部３６の両方が、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤとそれぞれ反対の内側方向に沿って圧縮変位で作用することを促進する有益な効果を奏し得る。また、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４の両方が、前記凸状リッジリング２０の前記下方増加空間領域２０２４内への対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０の摺動運動を有利に案内するための、それぞれ傾斜平面原理に基づいて構成された２つの案内斜面にそれぞれ形成され、それによって、直角に永久的に固着されたその剛性内部側壁が、前記コップ本体の前記凸状リッジリングの挿入によって永久的に変形されるように直接衝撃を受けることがある従来のパルプ成形コップ蓋の技術的問題を回避する有益な効果を奏し得る。さらに、前記コップ本体３の前記凸状リッジリング６０が前記上方減少空間領域２０２２に挿入された後、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４との間に画定された前記上方減少空間領域２０２２内に対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０の２つの反対側面をクランプ保持するために、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４と両方は、前記可動ベアリング壁３２と前記最外側側壁２４との間に生じる伸張変形による前記２つの逆弾性反発力Ｆ２、Ｆ３をそれぞれ発揮することができ、それによって、永久変形または破損を有するラッチ構造が前記コップ本体の前記凸状リッジリングを効果的にスナップ保持しないかもしれない従来のパルプ成形紙蓋の技術的問題を回避する。さらに、本発明に係るパルプ成形紙蓋１が、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０を完全に収容し、前記外圧Ｐ１が除去された後、前記弾性発生装置３０は、前記凸状リッジリング６０に対して、前記パルプ成形紙蓋１の前記半径方向ＲＤに沿って、予荷重弾性力Ｆ４を発揮するために予圧縮から解放される。したがって、本発明を利用すると、前記２つの弾性反発力Ｆ２、Ｆ３の発揮に加えて、前記予荷重弾性力Ｆ４は、対応するコップ本体３の前記凸状リッジリング６０の前記２つの反対側面を前記パルプ成形紙蓋１の前記上側リング２０と前記弾性発生装置３０との間にしっかりと保持するためのクランプ保持をさらに強化することができ、それによって、コップ蓋の上側リングの内側のそのラッチ構造またはそのスナップイン溝構造の一部が、従来のパルプ成形紙蓋の対応するコップ本体をしっかりとスナップ保持することができないような構造強度または弾性が不足しているという従来のパルプ成形紙蓋の技術的課題を回避する。また、本発明では、湿潤繊維パルプ成形プロセスで熱圧縮成形するために使用される前記２つの上型および下型アセンブリ１０２、１０４によって、前記弾性発生装置３０および前記上側リング２０の両方の離型表面のすべてが、上型および下型アセンブリ１０２、１０４の両方の中心長手方向軸１００に対して正の抜き勾配で形成され、それによって、前記パルプ成形紙蓋１の構造全体の離型表面のすべてを正の抜き勾配を有するように促進し、それによって、前記型アセンブリに組み立てられる構造を単純化および低減し、その成形ハードウェアコストを低減し、その維持および修理を簡便にし、そのそれぞれのパルプ成形紙蓋１の製造サイクル時間を短縮して、その一貫した連続製造機械の自動大量生産に利益をもたらし、その高い生産歩留まりおよび品質を確実にし、その自動生産効率を高める能力を達成する。
【００６６】
上述したように、本発明は、その好ましい実施形態と共に説明されてきたが、当業者は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、様々な修正、追加、および置換が可能であることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲を参照することによってのみ定義される。
【図１Ａ】
2020116366.tif 000003
【図１Ｂ】
2020116366.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2020116366.tif 000006
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
2020116366.tif 000009
【図２Ｆ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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