带吸管的杯子的制作方法

1.本实用新型涉及日常生活用品，具体的涉及一种装饮料的杯子。


背景技术：

2.作为一种美味营养的饮品，酸奶受到了人们的欢迎。可是由于酸奶粘稠的特性，市场上许多包装并不适用，在饮用酸奶过后往往会残留大量的酸奶，这成为了多数消费者的烦恼：如果仅仅依靠普通吸管，酸奶往往残留在杯壁与杯底上，无法干净地去除；杯盖上的酸奶也常常被忽略，随着盖子丢进垃圾桶。这些情况非常普遍，我们身边的许多人都有这种烦恼。残留的酸奶不仅造成了大量的浪费，还会影响卫生(如杯中残留酸奶的话热天会发臭)。
3.另外，吸管能够快速地让人饮用到酸奶，可是包装的死角上总是会有挂壁酸奶，吸管无法干净地去除，会造成大量浪费。而勺子虽然能够刮去部分挂壁，但是所用的时间较长，影响了饮用速度。另外，目前吸管普遍疏水性能不显著，所以吸管上的酸奶或其他饮料不能顺畅快速地滑下，需要针对吸管的材质进行一定的改进。
4.因此，本领域迫切需要开发出一款创新的包装，希望能让消费者在享受美食的同时享受到人性化包装带来的快捷，同时通过改进吸管结构来避免浪费饮料和污染环境。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是能够让酸奶不挂壁的方便酸奶杯，减少食物浪费，并让消费者在享受美食的同时享受到人性化包装带来的便捷。
6.本实用新型提供一种带吸管的杯子，包括吸管1、杯体2和杯盖4，所述吸管1一端伸出杯盖4，另一端深入杯体内底部，所述杯盖4上吸管1一端与一按钮3可拆卸固定；所述杯盖4上有一通孔，所述吸管1穿过通孔，所述按钮3可以带动吸管1旋转。
7.上述吸管1一端外侧设多个凸起，所述按钮3内侧有与凸起对应的凹坑，使吸管1一端与按钮3卡和；所述按钮3可以带动吸管1沿着杯体内侧旋转。
8.上述杯子底部分杯底外层22和杯底内层21，杯底外层22为一平面，杯底内层是一球面的一部分。
9.上述杯底内层21的每个截面的曲线均为最速曲线。
10.上述杯子，其特征在于，所述吸管1包括设置有多个关节13的吸管主体，所述吸管主体采用聚丙烯塑料制成，所述吸管主体表面设置蚀刻出的微纳米结构，在微纳米结构上再覆盖一层疏水涂层。
11.上述疏水涂层为棕榈树蜡和蜂蜡的混合蜡涂层。
12.上述吸管主体上设置3-5处关节13，所述关节13可以自由调节吸管主体弯度，从而使吸管主体贴合杯子的杯盖和杯体的形状。
13.上述关节13为风箱状结构。
14.上述吸管主体杯体内一端12开口为斜口。
15.上述杯子，与吸管主体贴合的杯盖部位沿着吸管外侧边缘设置有多个切断点切口形成的虚线状撕开线41。
16.上述杯子为酸奶杯。
17.上述杯子外部为正方形柱状、圆柱体状或长方形柱状。较佳的，上述杯子为圆柱体状。
18.发明人将酸奶包装或杯子设计成圆柱体状，杯子底座空心，外层为圆形，呈一平面，保证了杯子的稳定性。而杯子底部内层杯底换成一个以最速曲线为母线的曲面，意在让酸奶更加快速地滑下。所谓最速曲线是一个圆沿着一条直线滚动(无滑动)时，圆周上任意一点的轨迹。最速曲线的形状为曲线，起始近乎垂直加速，让物体获得了快速通过后半程水平位移的能力，平均速度最快。假设决定最速曲线的圆半径为r
2，
圆柱体状杯子的杯底截面半径为r，则决定最速曲线的圆的周长(即图2中所示的2πr2)＝杯底的直径(即图2中所示的2r)，最速曲线即半径为r2的圆的任意一点的轨迹所形成的曲线。在杯盖中央新添了一个旋钮，以及一个卡和在旋钮中的聚丙烯吸管。吸管贴合杯身曲线，能通过旋转旋钮来刮净杯壁、杯底和杯盖上的酸奶。通过仿照荷叶能“自清洁”的疏水表面，在吸管表面蚀刻了微纳米结构列阵，放大聚丙烯的疏水性。酸奶杯盖中有一道多个切断点切口形成的虚线状撕开线，只要捏住旋钮往上拉直吸管便将杯盖轻松撕开。然后从旋钮中拔出卡住的吸管即可饮用酸奶。
19.通过这种设计，能够有效解决酸奶的挂壁问题，减少浪费，使饮用酸奶变得更加方便。
20.本实用新型还采用了一种较高疏水性能且多处可以调节弯度的吸管。
21.上述混合蜡涂层厚度为10-300微米之间，20-100微米左右最佳。
22.为了节约空间并且降低酸奶残留率，发明人将酸奶杯设计成圆柱体状。为了让酸奶更快速顺畅地流动，在杯身中加入了最速曲线的元素。最速曲线又称最速降线，是一条曲线。瑞士数学家johann bernoulli率先证明，在一条曲线上，物体能够在重力作用下以最快的速度从一个定点运动到不在它垂直下方的另一点。随后牛顿、莱布尼兹与伯努利家族的成员们都对此进行了证实。在杯身设计时加入这条线，可以加快杯内液体的流动。
23.发明人在原先扁平的杯底上做了改进，用一个最速曲线来构造杯底。这个曲线起始近乎垂直加速，让物体获得了快速通过后半程水平位移的能力，平均速度最快。假设决定该最速曲线的圆半径为r
2，
圆柱体状杯子的杯底截面半径为r，则决定最速曲线的圆的周长(即图2中所示的2πr2)＝杯底的直径(即图2中所示的2r)，最速曲线即半径为r2的圆的任意一点的轨迹所形成的曲线。经过计算，最速曲线的圆的半径r2＝杯底半径r/π，所以在确认杯底直径后便可以求出最速曲线的圆的半径r2，随后即可画出这条曲线。
24.注明：因为r参与到π的计算，所以无法得到精确值，在计算时尽量接近即可。
25.吸管能够快速地让人饮用到酸奶，可是包装的死角上总是会有挂壁酸奶，吸管无法干净地去除，会造成大量浪费。而勺子虽然能够刮去部分挂壁，但是所用的时间较长，影响了饮用速度。为了降低成本与用户使用时间，发明人选择同时对于吸管进行创新。
26.吸管比普通的酸奶吸管要更牢固坚硬一些，它的一端卡在杯盖中央的旋钮内，能够随着旋转旋钮而进行转动。吸管有三个可扭动的关节，可以固定不动，且贴合杯壁与杯盖的曲线，能够随着旋转旋钮来刮落杯壁、杯底与杯盖的残留酸奶。除此之外，酸奶杯盖中也
有一条虚线，沿着这条线便能够轻松开启杯盖，所以在刮净酸奶后，只要手捏旋钮拉起，杯盖就会沿着这一条纹理开启。在饮用前只要调整吸管露出的部分，拔掉扣在吸管上的旋钮即可。
27.刮净杯壁酸奶后，会有许多酸奶残留在吸管上。吸管由和酸奶杯一样的普通聚丙烯塑料(无毒)制造而成，虽然表面能较低(表面粒子相对于内部粒子所多出的能量)，但是疏水性能不显著。所以为了使吸管上的酸奶顺畅快速地滑下，需要针对吸管的材质进行一定的改进。
28.1.改进
29.先在吸管表面进行微纳米蚀刻，放大聚丙烯的疏水性。
30.其次，在吸管表面喷涂上一层特制的疏水涂层。由于吸管直接接触食品，而经典的疏水涂层含氟，有毒性，不适宜使用。据科学家研究，利用棕榈树蜡和蜂蜡可制成蜡类丙酮乳液(丙酮的气味会引起不适，但是无毒，可以挥发掉)，在吸管上喷涂这种涂层后便可以使酸奶不粘吸管，更快速顺畅地滑落。
31.2.原理
32.固体的表面是粗糙不平的(不存在完全光滑的表面)，液体在遇到疏水性弱的固体时形成会填充固体表面的凹槽，形成固-液的直接接触，称作“wenzel状态”。然而，在固体表面疏水性较强时，表面并非只由液体填充，而是会在固体与液体间形成气垫，导致固-液接触变成固-气-液三者的接触，称作“cassie状态”。在“cassie状态”下，气垫将液体托起，更能放大固体表面的亲疏水性。微纳米结构的蚀刻可以构造出吸管表面的“cassie状态”，形成气垫，放大聚丙烯塑料的疏水性。
33.将棕榈树蜡和蜂蜡制成的蜡类丙酮乳液按照特定压力喷涂到固体表面，便可以形成一层低表面能的物质，并放大聚丙烯塑料的疏水性，与微纳米结构二者结合，减小液体与固体之间的接触角，从而达到需要的效果。科罗拉多州立大学(colorado state university，简称csu)的科研人员们的实验能够证明该方法的可靠性，详见论文《superhydrophobic coatings with edible materials》(wei wang,karsten lockwood,lewis m.boyd,matthew d.davidson,sanli movafaghi,hamed vahabi,salman r.khetani,and arun k.kota-2016.7.12)。
34.综上所述，结合微纳米结构的蚀刻与蜡类丙酮乳液的喷涂，能够有效解决饮料，如酸奶粘在吸管上的问题。另外，同过来设置多个关节，如风箱部位，可以将吸管主体做不同方向的弯曲转动，从而使吸管不容易从容器中滑落，另外，也可以使吸管适合容器的不同形状并贴合容器内壁。
附图说明
35.图1本实用新型杯子内吸管示意图。
36.图2本实用新型杯体示意图。
37.图3本实用新型带吸管的杯子示意图。
38.1.吸管；11.吸管端口；12.吸管端口；13.吸管关节；14.风箱部位；15.风箱部位；16.风箱部位；2.杯体；21.杯底内层；22.杯底外层；3.按钮；4.杯盖；41.虚线状撕开线。
具体实施方式
39.以下，参照实施例对本实用新型进行更详细和具体地描述，但下述实施例并不意在限制本实用新型。
40.实施例1本实用新型带吸管的杯子1
41.本实用新型杯子外形为一圆柱体状，如图2所示，包括吸管1、杯体2和杯盖4，所述吸管1一端伸出杯盖4，另一端深入杯体内底部，所述杯盖4上吸管1一端与一按钮3可拆卸固定；所述杯盖4上有一通孔，所述吸管穿过通孔，所述按钮3可以带动吸管1旋转。该吸管一端外侧设多个凸起(未图示)，按钮内侧有与凸起对应的凹坑(未图示)，使吸管一端与按钮卡和。
42.该杯子底部分杯底外层22和杯底内层21，外层22为圆形，呈一平面，内层21是一球面的一部分。
43.该杯底内层曲面的每个截面的曲线均为最速曲线，如杯底内层左侧端点或右侧端点到杯底内层中心点均为最速曲线；如图2所示，假设最速曲线的圆半径为r
2，
圆柱体状杯子的杯底截面半径为r，则决定最速曲线的圆的周长2πr2＝杯底的直径2r，最速曲线即半径为r2的圆的任意一点的轨迹所形成的曲线。
44.本实施例中采用的吸管1包括设置有多个关节的吸管主体，如图1所示，吸管主体二端分别为开口的端口11/12，吸管主体上设置多个关节14、15、16(风箱部位)，关节可以延展，弯曲，从而使吸管贴合不同饮料容器的形状，能充分吸取饮料，并便于贴合容器内壁，刮下残留饮料，如酸奶或玉米浆等。所述吸管主体采用聚丙烯塑料制成，所述吸管主体表面设置蚀刻出的微纳米结构，在微纳米结构上再覆盖一层20-300微米疏水涂层。该疏水涂层采用年棕榈树蜡和蜂蜡、丙酮制成的蜡类丙酮乳液，因丙酮的气味会引起不适，但是无毒，且可以挥发掉，因此最终形成的涂层更为环保安全。
45.将棕榈树蜡和蜂蜡制成的蜡类丙酮乳液按照特定压力喷涂到固体表面，便可以形成一层低表面能的物质，并放大聚丙烯塑料的疏水性，与微纳米结构二者结合，减小液体与固体之间的接触角，从而达到需要的效果。科罗拉多州立大学(colorado state university，简称csu)的科研人员们的实验能够证明该方法的可靠性，详见论文《superhydrophobic coatings with edible materials》(wei wang,karsten lockwood,lewis m.boyd,matthew d.davidson,sanli movafaghi,hamed vahabi,salman r.khetani,and arun k.kota applied materials and interfaces-2016.7.12)。
46.如图3所示，杯盖4上与吸管主体贴合的杯盖部位沿着吸管方向设置有多个切断点切口形成的虚线状撕开线41。沿着这条虚线状撕开线41便能够轻松开启杯盖，所以在刮净酸奶后，只要手捏旋钮拉起，杯盖就会沿着这一条纹理开启。在饮用前只要调整吸管露出的部分，拔掉扣在吸管上的按钮即可；如果喝了一半，也可以盖上按钮，暂时存放片刻或暂存与冰箱中。
47.为了使消费者能够更方便地饮用酸奶，发明人以节约与快捷为目的设计出了这一款新型酸奶杯包装。这款设计通过一定的创新，能够有效减少浪费，使饮用酸奶变得更加方便与简单。它跟上了当今社会的快节奏，也能使喝酸奶成为人们在快节奏生活中的一种享受。
48.此外，应理解，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型
保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的范围和实质的情况下，可以对本实用新型的技术方案进行各种修改或者等同替换。