首页 > 专利查询

伸缩式纸质饮用吸管的制作方法

伸缩式纸质饮用吸管
1.本发明的目的是一种伸缩式纸质饮用吸管。
2.本发明涉及饮料饮用吸管，特别是由可生物降解材料(如纸)制成的伸缩式吸管。
3.在食品工业中，吸管被用于饮用各种饮料，其通常由塑料制成并由于它们长达200年的腐烂期而对生态系统构成严重的威胁。这些吸管可能是一部分吸管和两部分吸管，直吸管或弯曲吸管。塑料吸管被制成直元件或具有允许弯曲的接合部分的元件。两部分吸管的结构中通常具有连接两部分的锁定，以便在将一部分插入另一部分之后，可以用已经组装的吸管喝饮料，而不用担心连接处会漏。例如，这种连接允许将吸管在包入铝箔之前将其取下，在喝饮料之前将吸管从铝箔中取出，并将其展开至最大长度。这种吸管被称为伸缩式吸管。
4.伸缩式饮用吸管，特别是由塑料材料制成的，在现有技术中是已知的。
5.在文件ep0139074a中，已知一种伸缩式饮用吸管，具有外吸管和内吸管。内吸管在底部具有延伸部分，而外吸管在其尖端是狭窄的。在这两种情况下，直径之间的过渡都是渐进的，因此吸管具有圆锥的形状。外吸管具有直径略微减小的部分，而内吸管具有直径略微增大的部分，因此在展开的配置中，内吸管直径增大的部分与外吸管直径减小的部分重叠。
6.出版物de20309272u1公开了一种伸缩式吸管，具有外吸管，其压花指向外吸管的内部；以及内吸管，其压花指向内吸管的内部。由于压花的对应形状，外吸管的压花适合于内吸管的压花，并将内吸管固定在外吸管内。
7.在出版物us4657182中公开了一种伸缩式吸管，其中内吸管的一端具有延伸段，外吸管依次夹在内吸管上以形成防止内吸管滑出的单元。
8.本发明的目的是一种伸缩式纸质饮用吸管，包括：第一吸管，所述第一吸管具有第一外径；第二吸管，所述第二吸管具有第二内径，而具有第一外径的吸管至少部分地位于具有第二内径的吸管内，并与具有第二内径的吸管同轴。根据本发明的吸管，其特征在于，第一吸管具有从第一吸管的外表面突出的至少两个锁定元件，而第二吸管具有从第二吸管的内表面突出的至少两个锁定元件。
9.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，从第二吸管的内表面突出的至少两个锁定元件以至少第一吸管直径的一半的距离布置。
10.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，从第一吸管的外表面突出的至少两个锁定元件以至少第一吸管直径的一半的距离布置。
11.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，第一吸管和第二吸管上的第一锁定元件和第二锁定元件之间的距离分别为至少2mm。
12.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，锁定元件具有环形压花(emboss)的形式。
13.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，锁定元件具有不同的高度或宽度。
14.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，锁定元件适合于形成伸缩式接合处的密封。
15.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，第一吸管上的至少一个锁定元件位于与第一吸管的端部之一距离至少第一吸管直径的一半的位置处。
16.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，第二吸管上的至少一个锁定元件位于与第
二吸管的端部之一距离至少第二吸管直径的一半的位置处。
17.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，第二吸管在一端处的内径小于第一吸管的外径。
18.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，第一吸管的至少两个锁定元件和第二吸管的至少两个锁定元件以与第一吸管的直径对应的距离布置。
19.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，第一吸管的锁定元件之间的距离大于第二吸管的锁定元件的宽度，而第二吸管的锁定元件之间的距离大于第一吸管的锁定元件的宽度。
20.根据本发明的纸质吸管的特征在于具有两种配置，在第一配置中，第一吸管大体上在第二吸管内，并且第一吸管的一部分从第二吸管突出，允许将第一吸管从第二吸管中拉出，而在第二配置中，第一吸管大体上从第二吸管中拉出，以便第一吸管的至少一个锁定元件位于第二吸管的锁定元件之间，或者第二吸管的至少一个锁定元件位于第一吸管的锁定元件之间。
21.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，在第二配置中，在第一工作位置，第一吸管的锁定元件之一位于第二吸管的锁定元件之间，以及在第二工作位置，第一吸管的第二锁定元件位于第二吸管的锁定元件之间。
22.根据本发明的纸质吸管，其特征在于，在第二配置中，从第一吸管的外表面突出的第一吸管的至少一个锁定元件的侧表面与从第二吸管的内表面突出的至少一个元件的侧表面接触。
23.纸质伸缩式吸管的一个优点是其可生物降解性。此外，伸缩式接合处的有利特征确保了伸缩式吸管在展开的配置中保持其轴向稳定性。根据本发明的伸缩式吸管的另一个优点是，在展开期间，使用者可以清楚地感觉到第一锁定元件挤压通过的时刻，并可以很容易地停止展开运动，同时保留了在必要时完全展开吸管的可能性。此外，根据本发明的吸管在保持轴向稳定性的同时将材料消耗最小化，并且还提高了使用的安全性，因为在发生事故的情况下，吸管可以合拢至最小尺寸。
24.在附图中，本发明的目的在一个优选的实施方案中详细地示出，其中：
25.图1示出了根据本发明的通过伸缩式吸管的横截面；
26.图2示出了通过伸缩式吸管的锁定区域的横截面；
27.图3示出了通过伸缩式吸管的内吸管的横截面；
28.图4示出了伸缩式吸管的内吸管的等距视图；
29.图5a示出了通过伸缩式吸管的带有内吸管的锁定元件的片段的横截面；
30.图5b示出了通过伸缩式吸管与外吸管的锁定元件之间的连接处片段的横截面；
31.图6a示出了根据本发明的另一个实施方案通过伸缩式吸管的内吸管的横截面；
32.图6b示出了根据本发明的另一个实施方案通过伸缩式吸管的外吸管的横截面；
33.图6c示出了根据本发明的另一个实施方案通过伸缩式吸管的连接处的横截面；
34.图7a示出了根据本发明的另一个实施方案通过伸缩式吸管的内吸管的横截面；
35.图7b示出了根据本发明的另一个实施方案通过伸缩式吸管的内吸管的横截面；
36.图8a示出了在第一工作位置充满了液体的伸缩式吸管；
37.图8b示出了在中间工作位置充满了液体的伸缩式吸管；
38.图8c示出了在第二工作位置充满了液体的伸缩式吸管；
39.图9示出了另一个实施方案中的伸缩式吸管的内吸管；
40.图10a示出了根据本发明的第一个实施方案的带有折痕端部的伸缩式吸管；
41.图10b示出了根据本发明的另一个实施方案的带有折痕端部的伸缩式吸管；
42.图11a示出了通过带有伸缩式吸管的锁定元件的内吸管片段的横截面；
43.图11b示出了通过带有根据本发明另一个实施方案的伸缩式吸管的锁定元件的内吸管片段的横截面；
44.图12示出了伸缩式吸管的第一配置；
45.图12b示出了第二个实施方案中伸缩式吸管的第一配置。
46.图1示出了根据本发明的伸缩式纸质吸管的第一个实施方案。该伸缩式吸管大体上包括具有第一外径d1的第一吸管10和具有第二内径d2的第二吸管20。吸管10与具有第二直径的吸管20同轴放置，并且至少部分地位于吸管20内。吸管10的一部分突出吸管20，以促使将第一吸管10从第二吸管20中拉出。
47.第一吸管10具有从其外表面13突出的至少两个锁定元件11、12，而第二吸管20具有从其内表面23向内突出的至少两个锁定元件21、22。
48.在图1中，根据本发明的第一实施方案的吸管在其中一个工作位置上示出为延伸配置。
49.吸管10和20是由至少两个纸带通过适用于食品应用的适当粘合剂接合制成的螺旋形吸管，优选地由三个纸带制成。这种吸管是可生物降解的，不会永久污染环境。
50.图2示出了第二吸管20和第一吸管10的轮廓，此外，清楚地示出了位于第二吸管20上并从吸管20的内表面23突出的锁定元件21和22。锁定元件21、22具有指向第二吸管20内部的圆周压花的形式。由于制成吸管所使用的纸是纤维素纤维的材料，因此它很容易塑形，例如挤压或压花，而它保留了一定程度的弹性，这对伸缩式接合处的密封特性具有有利的影响。
51.传统的纸质吸管伸缩式接合处的特点是轴向不稳定性，这是由在垂直于延伸的吸管10的轴线上施力时产生的弯曲扭矩导致的。解决这个问题的方法是引入至少两个锁定装置，它们彼此之间的距离为l1、l2，至少为内吸管10直径d1的一半。有利的是在第一吸管10和第二吸管20之间使用具有至少两个接触点的接合。在横截面图中，接触位置具有点的形式，而在三维物体中，它们围绕吸管的圆周形成圆圈。在所示的实施方案中，第一吸管10与第二吸管20存在四个接触点14、15、24、25。接触点14、15、24、25是由第一吸管的锁定元件11、12与第二吸管20的内表面23的接触以及第二吸管20的锁定元件21、22与第一吸管10的外表面13的接触形成。根据吸管的尺寸，在吸管20上的锁定元件21和22的间距为2mm时，就可以观察到轴向稳定的有利效果，而在这种情况下，吸管20具有约为4mm的内径。尽管带来了稳定效果的进一步提高，但是吸管20上的锁定元件21、22彼此之间相当大的间距并不实用，因为它促进了最终产品的材料消耗的增加，从而使稳定区域的增大产生了材料成本，这在对伸缩式纸质吸管生产过程的总体评估中，该成本抹去了有利的稳定效果。
52.图3示出了第一吸管10，该第一吸管10设置有从吸管10的外表面13突出的第一锁定元件11和第二锁定元件12。吸管10与吸管20一起工作，因此，吸管10上的锁定元件的布置应该大体上对应于吸管20上的锁定元件的布置。在吸管10的情况下，锁定元件11和12以至
少吸管10直径d1的一半的距离l1布置。这对应于吸管20上的锁定元件21、22的布置。
53.图4示出了第一吸管10的等距视图，特别是示出了锁定元件11、12的形状。结合图5a和图5b的横截面，可以看出锁定元件11和12具有大体上在吸管10的整个圆周上制成的压花形状。由于使用纸作为伸缩式吸管的材料，所以锁定元件11和12可以具有压花的形式。作为一种由纤维组成的材料的纸，很容易压花。尽管压花，这种材料仍在一定程度上保留了其自然的弹性，这使得伸缩式吸管的锁定元件11和12能够保持连接的紧密性，同时在对吸管10施加一定的限制性轴向力时会屈服，这使得伸缩式吸管能够延伸。由于伸缩式吸管的完全延伸和合拢都需要对吸管10再次施加第一限制性轴向力，因此具有压花形式的锁定元件11和12同时允许将伸缩式吸管保持在延伸配置。吸管20的锁定元件21、22具有类似的结构，但吸管20的锁定元件21、22指向吸管20的内部。图5a示出了第一吸管10的锁定元件11、12与第二吸管20的内表面23的接触点14、15。由于在本实施方案中，锁定元件11、12基本相同，并形成相同的接触点，因此它们在图中标记为相同的元件。吸管10和20之间的连接的紧密性通过锁定元件11、12的材料的弹性来确保，这些锁定元件通过形成接触点14、15，用它们的顶部部分16、17压紧吸管20的内表面23。类似的情形发生在图5b所示的吸管10和20之间的连接的情况下。吸管20的锁定元件21、22的顶部部分26、27与吸管10的外表面13形成接触点24、25，确保支撑和稳定性以及接合处的紧密性。
54.图6a和图6b分别示出了第一吸管10和第二吸管20，以及对应的锁定元件11’、12’和锁定元件21’、22’。在本实施方案中，锁定元件11’和12’分别具有不同的高度h
11
和h
12
，而锁定元件21’和22’分别具有不同的高度h
21
和h
22
。还应注意的是，h
11
》h
12
，h
21
》h
22
，在图中未示出的另一个实施方案中，锁定元件的高度关系是相反的，h
11
《h
12
，h
21
《h
22
。
55.图6c示出了分别具有锁定元件11’、12’和21’、22’的吸管10和20的接合处。第一接触点24形成于吸管20的锁定元件21’的顶部部分26与吸管10的外表面13的接触点处。第二接触点14形成于吸管10的锁定元件11’的顶部部分16与吸管20的内表面23的接触点处。在锁定元件12’和22’的高度小于锁定元件11’和21’的高度的情况下，接触点将分别在锁定元件12’的点15’处，而接触点16’在顶侧部17’与锁定元件22’的顶侧部27’的接触点处形成。在将吸管10从吸管20中拉出到工作位置时，本实施方案中的锁定元件12’和22’更多地作为一个阈值，告知使用者第一锁定元件21’已经通过锁定元件12’，因此需要减少用于将吸管10从吸管20中拉出的力。
56.图7a示出了带有锁定元件11和12的吸管10，所述锁定元件11和12分别具有宽度w
11
和w
12
，其中w
11
＞w
12
。在图中未示出的其他实施方案中，锁定元件的宽度关系可能相反，其中w
11
《w
12
。
57.图7b示出了一个实施方案，其中吸管10设置有具有不同宽度和高度的锁定元件11和12，而h
11
》h
12
和w
11
》w
12
。在其他实施方案中，有可能使用锁定元件11和12的高度和宽度的其他组合。形成在吸管20上的锁定元件21和22的高度和宽度也有相同的可变性。随着锁定元件的宽度增大，伸缩式接合处的紧密性也会提高，同时展开伸缩式吸管所需的限制性轴向力也会增大。当锁定元件的高度增大时，也观察到类似的技术效果。
58.图8a示出了在第一工作位置处于延伸配置的伸缩式吸管，其中充满了液体f。第一工作位置发生在锁定元件11位于吸管20的锁定元件21和22之间时。吸管10的锁定元件12在接触点15处触及吸管20的内表面23，并形成一个气密的屏障，防止液体f渗透到锁定元件
11、12之间的空间。一个附加的屏障是由吸管20的锁定元件22与吸管10的外表面13接触形成的。吸管10和20的锁定元件11和21分别形成后续的屏障，防止液体f通过伸缩式接合处渗入，并形成锁定，在沿d方向将吸管10从吸管20中拉出时，该锁定防止吸管10从吸管20中滑出。锁定元件11、12和21、22的间距导致限制吸管10和20往复位移的可能性。此外，如上所述，它提高了伸缩式吸管在延伸位置的轴向稳定性，这也有助于提高接合处的紧密性，因为它限制了液体f通过后续的密封屏障的泄漏，即使在垂直于吸管纵向轴线的方向上对吸管10的拉出端施加一个很大的力，这导致发生具有开启由元件12以及元件22形成的密封屏障的倾向的旋转力矩。附加的紧密屏障还通过接触锁定元件12和22的侧表面，以及通过接触锁定元件11和21的侧表面形成。这些附加的屏障对提高伸缩式接合处的紧密性具有有利的作用。
59.图8b中的伸缩式吸管在延伸配置中处于第一位置和第二工作位置之间的中间位置。在该中间位置，当沿d方向拉出吸管10时，吸管10的锁定元件11已移动到吸管20的锁定元件21后面，并且锁定元件12位于吸管20的锁定元件21和22之间。在进一步将吸管10从外吸管20中拉出的过程中，伸缩式吸管通过到图8c所示的第二工作位置。在第二工作位置，吸管10的锁定元件12与上述中间位置一样，处于外吸管20的两个锁定元件21、22之间。此外，锁定元件12和21的侧表面彼此接触，形成附加的紧密屏障。为了确保伸缩式吸管的刚性、稳定性和接合处的严密性，吸管10和20之间的接合处应该具有至少两个支撑点。在本实施方案中，在第二工作位置，在锁定元件11和12与吸管20的内表面23的接触点14、15处，以及吸管20的锁定元件21与吸管10的外表面13的接触点24处，存在三个支撑点。为了提供三个支撑点，重要的是，外吸管20从其边缘到第一锁定元件21的长度l
22
大于或等于吸管10的两个锁定元件11和12之间的距离长度l1。同样的条件也可以在图中未示出的配置中得到满足，即吸管10的第二锁定元件12与其边缘之间的距离大于或等于吸管20的锁定元件21和22之间的距离长度。
60.图9示出了伸缩式吸管的另一个实施方案，特别是图9示出了带有锁定元件11和12的吸管10。应注意的是，锁定元件12位于与吸管10的端部距离l
12
的位置，而吸管10具有直径d1。在优选的实施方案中，距离l
12
小于吸管10直径的一半。由于可以节省材料，最小化距离l
12
是有利的。
61.吸管20在没有锁定元件21、22的端部40处具有小于吸管10的外径d1的内径d
22
。直径减小具有圆周折痕41的形式，当伸缩式吸管处于合拢配置时防止吸管10通过端部40滑出吸管20，在合拢配置中吸管10的大部分在吸管20内。图10a示出了一个带有折痕41的实施方案，其中没有锁定元件21、22的吸管22的端部40的直径d
22
《d1。在图10a所示的实施方案中，吸管10的锁定元件11、12以距离l1间隔，吸管20的锁定元件21、22以距离l2间隔，其中l1≈l2≈d1。通过试验确定，对于元件11和12以及元件21、22的锁定元件的有利间距是与吸管10的直径d1对应的距离。这允许在确保伸缩式接合处的轴向稳定性和与形成稳定区域相关的材料消耗之间实现折中，其中当伸缩式吸管处于延伸配置时，两个吸管10和20彼此插入。
62.图10b示出了外吸管20的另一个实施方案，该外吸管的端部40具有一个最小的折痕41’。该距离l4对应于吸管20的端部向内折痕的长度。该距离l4应在吸管内径向延伸，其深度至少要达到内吸管10的内表面18。图11a以特写示出了伸缩式吸管的片段，带有清晰可见的吸管10的锁定元件11和12以及吸管20的锁定元件21、22。在图11a中，锁定元件11的宽度
被标记为w
11
，锁定元件22的宽度被标记为w
22
。锁定元件11和12之间的距离被标记为l1，锁定元件21和22之间的距离为l2。在本实施方案中，距离l1大于宽度w
11
，而距离l2大于宽度w
22
。
63.图11b示出了锁定元件21”作为在吸管20的端部形成折痕或挡圈的锁定元件，这允许最大限度地使用制造伸缩式吸管的材料。
64.图12a示出了伸缩式吸管的第一配置，即合拢(或运输)配置。在这种配置中，吸管10的大部分位于吸管20内，并被吸管40的自由端(即未形成锁定元件21、22的那一端)的折痕41保持在吸管内。在合拢的配置中，伸缩式吸管具有较小的总长度。这也是伸缩式吸管附接至例如饮料的包装上的配置。
65.图12b示出了在第一工作位置处于第二配置的伸缩式吸管。在这个位置，吸管10从吸管20中拉出，使锁定元件11被推过锁定元件22，并处于锁定元件21和22之间的区域。在第二工作位置，锁定元件11和21的侧表面与锁定元件12和22彼此接触，这提高了伸缩式接合处的紧密性。
66.将吸管10拉出到第一工作位置需要在轴向施加第一限制力。使用者可以清楚地感觉到锁定元件11穿过锁定元件22形式的夹子，并且允许将拉出吸管10的轴向力减小到第一限制力的阈值以下，将伸缩式吸管稳定在其第一工作位置。如果锁定元件21、22以及11和12彼此放置得太近，使用者可能无法将吸管10被拉出的轴向力减小到第一限制力的阈值以下，这将导致锁定元件11穿过锁定元件21。这将导致伸缩式接合处的轴向稳定性丧失，但还不会导致开启密封，因为至少锁定元件12与吸管20的内壁面23接触产生的密封将被维持。只有在继续以超过第一限制力的轴向力拉出吸管10时，锁定元件12才会穿过锁定元件21，并在锁定元件12滑出吸管20时导致伸缩式接合处不可避免地开启密封。
67.关于图12a和12b，应注意的是，当通过对吸管10施加高于第二限制力的轴向力将吸管10推入吸管20时，吸管10也可以穿过在吸管20的自由端40处形成的折痕41。能够吸管20的折痕自由端进行挤压是提高伸缩式吸管使用安全性的重要功能，例如，在通过伸缩式吸管喝饮料时发生摔倒，伸缩式吸管将合拢到最小长度，并最小化可能的伤害。
68.欧洲专利申请ep20171882.2中描述了一种制造根据本发明的纸质伸缩式吸管的方法和一种制造根据本发明的纸质伸缩式吸管的设备，其内容通过参考纳入本文。

技术特征：

1.一种伸缩式纸质饮用吸管，包括：第一吸管，所述第一吸管具有第一外径；第二吸管，所述第二吸管具有第二内径；具有第一外径的吸管至少部分地位于具有第二内径的吸管内，并与具有第二内径的吸管同轴；其特征在于，第一吸管具有从第一吸管的外表面突出的至少两个锁定元件；以及第二吸管具有从第二吸管的内表面突出的至少两个锁定元件。2.根据权利要求1所述的纸质吸管，其中从第二吸管的内表面突出的至少两个锁定元件以至少第一吸管直径的一半的距离布置。3.根据权利要求1或2中的任一项所述的纸质吸管，其中从第一吸管的外表面突出的至少两个锁定元件以至少第一吸管直径的一半的距离布置。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的纸质吸管，其中第一吸管和第二吸管上的第一锁定元件和第二锁定元件之间的距离分别为至少2毫米。5.根据前述权利要求中的任一项所述的纸质吸管，其中锁定元件具有环形压花的形式。6.根据前述权利要求中的任一项所述的纸质吸管，其中锁定元件具有不同的高度或宽度。7.根据前述权利要求中的任一项所述的纸质吸管，其中锁定元件适合于形成伸缩式接合处的密封。8.根据前述权利要求中的任一项所述的纸质吸管，其中第一吸管上的至少一个锁定元件位于与第一吸管的端部之一距离至少第一吸管直径的一半的位置处。9.根据前述权利要求中的任一项所述的纸质吸管，其中第二吸管上的至少一个锁定元件位于与第二吸管的端部之一距离至少第二吸管直径的一半的位置处。10.根据前述权利要求中的任一项所述的纸质吸管，其中第二吸管在一端处的内径小于第一吸管的外径。11.根据前述权利要求中的任一项所述的纸质吸管，其中第一吸管的至少两个锁定元件和第二吸管的至少两个锁定元件以与第一吸管的直径对应的距离布置。12.根据前述权利要求中的任一项所述的纸质吸管，其中第一吸管的锁定元件之间的距离大于第二吸管的锁定元件的宽度，而第二吸管的锁定元件之间的距离大于第一吸管的锁定元件的宽度。13.根据前述权利要求中的任一项所述的纸质吸管，其特征在于具有两种配置，在第一配置中，第一吸管大体上在第二吸管内，并且第一吸管的一部分从第二吸管突出，允许将第一吸管从第二吸管中拉出；而在第二配置中，第一吸管大体上从第二吸管中拉出，以便第一吸管的至少一个锁定元件位于第二吸管的锁定元件之间，或者第二吸管的至少一个锁定元件位于第一吸管的锁定元件之间。14.根据权利要求13所述的纸质吸管，其中在第二配置中，在第一工作位置，第一吸管的锁定元件之一位于第二吸管的锁定元件之间，以及在第二工作位置，第一吸管的第二锁
定元件位于第二吸管的锁定元件之间。15.根据前述权利要求13或14中的任一项所述的纸质吸管，其中在第二配置中，从第一吸管的外表面突出的第一吸管的至少一个锁定元件的侧表面与从第二吸管的内表面突出的至少一个元件的侧表面接触。

技术总结

本申请的目的是一种伸缩式纸质饮用吸管，包括：第一吸管，所述第一吸管具有第一外径；第二吸管，所述第二吸管具有第二内径，具有第一外径的第一吸管至少部分地位于具有第二内径的吸管内，并与具有第二内径的吸管同轴，其特征在于，第一吸管具有从第一吸管的外表面突出的至少两个锁定元件，而第二吸管具有从第二吸管的内表面突出的至少两个锁定元件。管的内表面突出的至少两个锁定元件。管的内表面突出的至少两个锁定元件。