TW201812140A - 紙塑蓋體及其成形裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明有關於一種紙塑蓋體及其成形裝置，主要透過具有一第一模具和一第二模具的模壓成形裝置，以第一模具上具有用以塑造向內負角度凹陷之扣合成型部以及邊緣部的成型單元，以在第一模具及第二模具相互合模時，一次成型帶有負角度向內凸起之扣合部的紙塑蓋體，而被壓製出的該紙塑蓋體於其邊緣具有環狀的邊緣部，該邊緣部以及該扣合部皆係用以使製造出的紙塑蓋體與外部容器之結合能更加穩固。

Description

紙塑蓋體及其成形裝置
本發明有關於一種紙塑蓋體，特別是關於一種在具有與杯身扣合處扣接的一次成型負角度部之紙塑蓋體及其製造方法以及裝置。
紙杯與紙碗是一種在目前日常生活中使用量極大之拋棄式產品，故綜合考量製造素材成本以及製品相異之需求強度之下，製造者已有多種不同相對應之製作方式。
但若須追求穩固質感之造型或是厚度相對高之紙製產品時，則需要將紙漿積疊至有一定厚度後才能進行塑形，然而，若按照傳統壓製日常生活中常見厚度較薄之免洗紙杯紙碗之方法以對具有一定厚度之紙漿層進行壓製時，則相當容易發生壓製後積漿呈現被擠出之凸邊或是不規則之皺褶表面，對於產品之美觀以及結構堅固程度皆有影響。
另外，對於上述等對厚度有要求之紙漿產品，近年則發展出一種適宜的紙塑成型之製程方法(或稱紙漿模壓成形法)，然而，對於日常生活中最常用的杯蓋而言，這些杯蓋在其邊緣上以與杯身壓合之扣合處部分，大多數具有向內側浮凸或倒鉤部分等等，用以使扣合能夠更加緊密，然而目前以紙塑成型製造杯蓋，該些內側浮凸或倒鉤部分皆係以成形 完後之成品再進行局部滾壓二次加工的方式完成。
然而，透過該再滾壓方式完成之杯蓋成品須浪費時間成本進行再加工，而滾壓亦有較高可能造成成品瑕疵或不美觀問題。
有鑑於先前技術之問題，本發明之目的即是以一體成型方式製成紙塑蓋體，以降低生產時間與生產成本。
根據發明之目的，係提供一種紙塑蓋體該紙塑蓋體設有一中央部及沿該中央部之邊緣上設有一邊緣部，該邊緣部係於該紙塑蓋體與外部容器扣合時將外部容器的容器外壁上緣納入其中，並且該邊緣部夾持外部容器的容器外壁邊緣。
再者，該邊緣部設有與外部容器的容器外壁邊緣下方搭接之一扣合部，且該扣合部係與該中央部及邊緣部整體以一次成型方式所製成的，該扣合部之作用為使該紙塑蓋體與外部容器扣合時，不僅以該邊緣部夾持外部容器的容器外壁上緣，更能以該扣合部與外部容器邊緣之突出部扣接咬合，藉以讓紙塑蓋體能夠更穩固地與外部容器結合。
而為了製造上述紙塑蓋體，本發明係提供一種紙塑蓋體之成型裝置，其包括一蓋體成型第一模具及一蓋體成型第二模具，其中，該蓋體成型第一模具內包含有一第一成型單元，該第一成型單元設有一中央成型部，係用以成型前述對應之該紙塑蓋體的該中央部，且該第一成型單元上更設置有一邊緣成型部，以成型對應該紙塑蓋體之該邊緣部；再者，該邊緣成型部相對於該中央成型部之外邊緣上負角度地 向內凹設有一扣合成型部，該扣合成型部係用以成型對應該紙塑蓋體上負角度的的該扣合部。而該蓋體成型第二模具設有一第二成型單元，以成型對應於該第二成型單元之紙塑蓋體完成品的外側之形狀。
據上所述，本發明之紙塑蓋體之製造流程與傳統的紙塑產品於製造流程上大致相同。但由於紙漿熱壓成型時，仍具有一定的彈性，令該紙塑蓋體於脫模的過程中，該紙塑蓋體上之該扣合部將會稍微變型以脫離該扣合成型部，但在脫離後該扣合部形狀，仍會與原先塑型之扣合成型部的形狀相似，才得以使該扣合部和外部容器接合時，該扣合部能扣接在外部容器杯緣向外之突出部，並能符合紙塑蓋體與外部容器結合所應需要符合之產品標準。
1‧‧‧紙塑蓋體
10‧‧‧中央部
12‧‧‧邊緣部
14‧‧‧扣合部
20‧‧‧蓋體成型第二模具
20A‧‧‧蓋體吸漿成型第二模具
200‧‧‧第二成型單元
2021‧‧‧孔道
22‧‧‧蓋體成型第一模具
22A‧‧‧蓋體吸漿成型第一模具
220‧‧‧第一成型單元
2201‧‧‧中央成型部
2202‧‧‧邊緣成型部
2203‧‧‧扣合成型部
2204‧‧‧孔道
226‧‧‧過濾網
3‧‧‧外部容器
300‧‧‧突出部
S801~S808‧‧‧步驟流程
圖1為本發明之紙塑蓋體之剖視圖；圖2為本發明之紙塑蓋體與外部容器結合時的剖面示意圖；圖3為本發明紙塑蓋體之成型裝置之蓋體成型第二模具的示意圖；圖4為本發明紙塑蓋體之成型裝置之蓋體成型第一模具的示意圖；圖5為本發明紙塑蓋體之成型裝置之分離狀態的剖面示意圖；圖6為本發明之紙塑蓋體吸漿成型裝置之一剖面示意圖；圖7A為本發明之紙塑蓋體成型裝置的拔模過程之第二 示意圖。
圖7B為本發明之紙塑蓋體成型裝置的拔模過程之第一示意圖。
圖7C為本發明之紙塑蓋體成型裝置的拔模過程之第二示意圖。
圖8為本發明之紙塑蓋體之成形裝置的製程方法步驟流程圖。
為利 貴審查員瞭解本發明之發明特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而於文中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，故不應侷限本發明於實際實施上的專利範圍。
請參照圖1所示，係本發明之紙塑蓋體之剖視圖，其中，該紙塑蓋體1設有一中央部10以及沿中央部10外緣設有一邊緣部12，該邊緣部12由二側壁及一頂緣部形成倒U型之形狀，且該邊緣部12於遠離中央部10之一側壁的內表面向內凸出地繞設有一扣合部14。
再請參閱圖2所示，邊緣部12係用以使紙塑蓋體1與外部容器3結合時可增加相互接觸，以使紙塑蓋體1可更佳地夾持外部容器3之容器外壁整體上緣，而扣合部14係用以使紙塑蓋體1與外部容器3結合時可與外部容器3之容器外壁上緣向外凸出或捲起的突出部300抵靠連接，以使紙塑蓋體1可以更佳地與外部容器3結合，由此可知，無論是邊緣部12或扣合部14皆係用以使紙塑蓋體1和外部容器3 結合時能夠更加地牢固，並使紙塑蓋體1符合其與外部容器3結合所需要符合的產品標準。
而在本發明之一實施例中，亦為一般用於日常生活配合盛裝咖啡等紙杯之紙塑蓋體等，如圖1所示之紙塑蓋體1所包含之該中央部10可以呈圓形，且其邊緣向上凸起而形成有一突起部，進而在中央部10的中間形成有一凹陷部；該中央部10上一般設有一飲用開口，而在凹陷部亦可設有小鑽孔以平衡盛裝內容物時所產生之內部壓力，然而，前述之飲用開口以及小鑽孔等並非本發明所欲關注亦非必要之技術特徵，應當瞭解。
再，請參照本發明之圖3至圖5所示，本發明之紙塑蓋體成型裝置包含了有一蓋體成型第一模具22以及一蓋體成型第二模具，其中，蓋體成型第一模具22內包含有一第一成型單元220，其分別包含了一中央成型部2201以及一邊緣成型部2202，該中央成型部2201係用以成型紙塑蓋體的中央部10之內側形狀，而該邊緣成型部2202係於用以成型紙塑蓋體的邊緣部12之內側形狀，且在對應於製造邊緣部之邊緣成型部2202上的遠離中央部10之一側設有一扣合成型部2203，該扣合成型部2203係用以塑造紙塑蓋體的負角度扣合部14；其中，蓋體成型第二模具20之一側設置設有一第二成型單元200，該第二成型單元200係用以塑造成型紙塑蓋體的外側形狀。
再者，請進一步參閱圖6所示，其中，在實際製程中，在蓋體成型第一模具22的第一成型單元220上設置有一過濾網226，該蓋體成型第一模具22均勻地設有複數個孔道2204，藉以形成一蓋體吸漿成型第一模具。在本發明之一 實施例中，各孔道2204進一步係設在第一成型單元220於邊緣成型部2202之外緣、中央成型部2201與邊緣成型部2202之間及中央成型部2201的最頂部等位置。如此，過濾網226係用以在沉降於紙漿槽內吸漿以使紙漿沉降於蓋體吸漿成型第一模具22A內，但使紙漿之纖維不通過過濾網226，而各該孔道2204係由外部抽氣以提供吸力，吸附所需的紙漿之纖維，並使多餘之水份通過孔道2204被排除，且不會被吸取卡入各該孔道內，進而在蓋體吸漿成型第一模具成型紙塑蓋體1的粗胚品；另外，蓋體成型第二模具20上之該第二成型單元200被佈設複數個孔道2021，藉以形成一蓋體吸漿成型第二模具20A，在該實施例中，各孔道2021進一步係設在第二成型單元200之外緣、對應第一成型單元220的中央成型部2201與邊緣成型部2202等位置。如此，當蓋體吸漿成型第二模具與蓋體吸漿成型第一模具相互合模時，由外部抽氣以提供吸力到各孔道2021，進而將粗胚品從蓋體吸漿成型第一模具吸取到蓋體吸漿成型第二模具上。
另外，在該實施例中，若在蓋體成型第一模具22整體模塊內挖孔設置加熱棒以及溫度感測器，或是將具熱傳導性質材料鑄造之蓋體成型第一模具22鎖固設置於另一加熱基板上，藉以形成可以被直接加熱或透過熱傳導加熱之一蓋體加熱成型第一模具，蓋體加熱成型第一模具將可使其內之第一成型單元220的溫度提高以加熱烘乾紙漿；另外，蓋體成型第二模具20之整體模塊內挖孔亦可設置加熱棒以及溫度感測器，或是將具熱傳導性質材料鑄造之蓋體成型第二模具20鎖固設置於另一加熱基板上，藉以形成可以被直接加熱或透過熱傳導加熱之一蓋體加熱成型第二模具，蓋體加熱成型 第二模具將可使其內之第二成型單元200的溫度提高以加熱烘乾紙漿，其亦被佈設複數個孔道2021，用以吸取被烘乾之紙塑蓋體1，惟其兩者內之該第一成型單元220和該第二成型單元200內側不須加裝過濾網226。
再請一同參閱圖7A、7B以及7C，其係為本發明之紙塑蓋體成型裝置的拔模過程示意圖，係以連續之方式展示本發明之紙塑蓋體自蓋體吸漿成形第一模具被相對應之蓋體吸漿成形第二模具吸取拔模時，所發生的示意狀況，其係以局部放大方式展示了蓋體吸漿成型第一模具22A中之蓋體成型第一模具22邊緣的扣合成型部2203和紙塑蓋體1之相對關係。
首先，請先參照圖7A，蓋體吸漿成形第二模具被省去不見於此圖中，此時，被壓製後之紙漿所形成之紙塑蓋體1的粗胚透過一過濾網226緊密貼附於蓋體成型第一模具22邊緣之扣合成型部2203之形狀上，而被壓製之紙塑蓋體1的扣合部14目前可被見到係完全貼合於過濾網226上，此為拔模前之狀況。
再，請參照圖7B，此時，被壓製後之紙漿所形成之紙塑蓋體1的粗胚應係被蓋體吸漿成形第二模具吸起，並逐漸脫離蓋體吸漿成型第一模具中所包含之蓋體成型第一模具22以及緊貼於其上的過濾網226，而紙塑蓋體1的扣合部14係為具有彈性之紙製材質，但自圖中可見其在稍微擴張以脫離扣合成型部2203時，扣合部14仍將受到扣合成型部2203之擠壓，在向上方拔模之過程中發生些許形變。
最後，請參照圖7C，此時，被壓製後之紙漿所形成之紙塑蓋體1的粗胚應係被蓋體吸漿成形第二模具吸 取，並完全脫離蓋體成型第一模具22以及緊貼其的過濾網226，而紙塑蓋體1的扣合部14因具有紙質之彈性，自圖中可見其在完全脫離蓋體吸漿成型第一模具後，扣合部14原先所發生之形變部分將稍微回復，視其恢復程度將使扣合部14之形狀與扣合成型部2203之形狀大致相同，但可能有些許不完全相同之擠壓形變或遭削去之部分，惟此情形經過本發明之製程計算後仍將可增強扣合部14與外部容器之突出部扣合之強度，可知本發明在實際製程中所可能發生之此種情形將不會影響本發明針對於解決問題的功效。
最後，請參照圖8，其係為本發明之紙塑蓋體之成形裝置的製程方法步驟流程圖，其為利用前述紙塑蓋體成型裝置以壓製紙塑蓋體的方法，按照順序可列為下列步驟：
步驟S801：以該蓋體吸漿成型第一模具浸於紙漿液中，使紙漿液注入，以沉降覆蓋於第一成型單元上。
步驟S802：該蓋體吸漿成型第一模具自紙漿液中被移出，以透過各該孔道以及過濾網將沉積於該第一成型單元上之紙漿液內所含有的製程內不需之多餘水分除去。
步驟S803：以該蓋體吸漿成型第二模具與該蓋體吸漿成型第一模具壓合，以將脫水後之紙漿沿第一成型單元上緊貼合之過濾網被塑造為一杯蓋胚體，該杯蓋胚體係為形狀與該紙塑蓋體相似之粗胚。
步驟S804：該蓋體吸漿成型第二模具透過各該孔道將該杯蓋胚體自該蓋體吸漿成型第一模具中吸取，以使其能脫模剝離而出。
步驟S805：該蓋體吸漿成型第二模具進行交模之動作，以將該杯蓋胚體置於該蓋體加熱成型第一模具內。
步驟S806：以該蓋體加熱成型第二模具完整壓合於該蓋體加熱成型第一模具上以使該杯蓋胚體被封於兩者間。
步驟S807：以該蓋體加熱成型第一模具及該蓋體加熱成型第二模具對該杯蓋胚體進行加熱以烘乾該杯蓋胚體，最後完整脫水以形成該紙塑蓋體。
步驟S808：以該蓋體加熱成型第二模具吸取該紙塑蓋體以使其剝離。
而步驟S801至步驟S808即為本發明之紙塑蓋體之成形方法依序完成之步驟流程，依其流程即可壓製出本發明之紙塑蓋體。
另外，在不同與上述實施例的本發明另一種製程中，其中，不同的是，可以在蓋體吸漿成型模具，以及蓋體加熱成型模具中，將該第一成型單元與該第二成型單元的模具形狀調換，即係以塑造紙塑杯蓋外側形狀的成型單元浸入紙漿液中以行吸漿，再與塑造紙塑蓋體內側形狀具有用以成型負角度部的成型單元相互合模，以與上述實施例中顛倒位置之方式製造形狀相同的紙塑蓋體。
綜上所述，本發明之紙塑蓋體，以及將其負角度部一次模壓成形之裝置，於技術思想上實屬創新，也具備先前技術不及的多種功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案以勵發明，至感德便。

Claims (12)

  1. 一種紙塑蓋體，該紙塑蓋體係由紙漿製成，該紙塑蓋體中央具有一中央部且沿該中央部之邊緣具有環狀之一邊緣部，該邊緣部係具有兩側壁，該邊緣部之兩側壁中相對外側之側壁延伸部上具與該側壁外側表面呈負角度向內側凸出之一扣合部，該扣合部係與該紙塑蓋體製造時一次成型，該扣合部係使該紙塑蓋體與外部容器扣合時，應用紙漿具彈性之物理性質擴張然後再恢復以使該扣合部與前述外部容器杯緣向外之突出部抵觸扣合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之紙塑蓋體，其中，該邊緣部係於該紙塑蓋體與外部容器扣合時穩固夾持前述外部容器的容器外壁。
  3. 一種用以製造如申請專利範圍第1項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其包含：一蓋體成型第一模具，該蓋體成型第一模具包含一第一成型單元，該第一成型單元係用以對紙漿塑型以成型出該紙塑蓋體之整體內側形狀，其中，該第一成型單元具有一中央成型部以成型該紙塑蓋體之該中央部，且該第一成型單元更具有一邊緣成型部以成型對應該紙塑蓋體之該邊緣部，且該邊緣成型部上相對該中央成型部之外緣具有環狀的一扣合成型部，該扣合成型部係用以成型對應該紙塑蓋體之該扣合部；以及一蓋體成型第二模具，該蓋體成型第二模具包含一第二成型單元係用以對紙漿塑型以成型出該紙塑蓋體之整體外側形狀，該蓋體成型第二模具係用以與該第一模具相互結 合，以使夾於該蓋體成型第二模具及該蓋體成型第一模具內之紙漿成型為該紙塑蓋體。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其中該第一成型單元內選擇性地穿透設置有複數孔道，各該孔道係在塑型該紙塑蓋體過程中用以產生吸力以排除紙漿液中多餘之水分或用以調控紙漿壓製成型過程中之壓力。
  5. 如申請專利範圍第3或4項中任一項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其中該第二成型單元內選擇性地穿透設置有複數孔道，各該孔道係用以調控紙漿壓製成型過程中之壓力或提供吸引力以自該蓋體成型第一模具吸取以剝離該紙塑蓋體。
  6. 如申請專利範圍第3或4項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其中，於該蓋體成型第一模具內之該第一成型單元上接觸紙漿之一側貼合地設置一過濾網以建構一蓋體吸漿成型第一模具，該過濾網具有複數細孔洞係用以過濾紙漿使紙漿纖維貼附於該過濾網上以使紙漿沉降於該蓋體吸漿成型第一模具，並可使紙漿沿該第一成型單元，以及相對應地應用該蓋體成型第二模具建構出之一蓋體吸漿成型第二模具內之該第二成型單元被壓製成型為該紙塑蓋體。
  7. 如申請專利範圍第3或4項中任一項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其中，該蓋體成型第二模具可以熱導體之材質製成以建構出可對紙漿加熱以烘乾成型為該紙塑蓋體之一蓋體加熱成型第二模具；以及該蓋體成型第一模具可以熱導體之材質製成以建構出可對紙漿加熱以烘乾成型為該紙塑蓋體之一蓋體加熱成型第一模具。
  8. 一種用以製造如申請專利範圍第1項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其包含：一蓋體成型第一模具，該蓋體成型第一模具包含一第一成型單元，該第一成型單元係用以對紙漿塑型以壓製出該紙塑蓋體之整體外側形狀；一蓋體成型第二模具，該蓋體成型第二模具包含一第二成型單元，該第二成型單元係用以對紙漿塑型以製造出該紙塑蓋體之整體內側形狀，其中，該第二成型單元具有一中央成型部以成型該紙塑蓋體之該中央部，且該第二成型單元更具有一邊緣成型部以成型對應該紙塑蓋體之該邊緣部，且該邊緣成型部上相對該中央成型部之外緣具有環狀的一扣合成型部，該扣合成型部係用以成型對應該紙塑蓋體之該扣合部；其中，該蓋體成型第二模具係用以與該第一模具相互結合以使夾於該蓋體成型第二模具及該蓋體成型第一模具內之紙漿成型為該紙塑蓋體。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其中該第一成型單元內選擇性地穿透設置有複數孔道，各該孔道係在塑型該紙塑蓋體過程中用以產生吸力以排除紙漿液中多餘之水分或用以調控紙漿成型過程中之壓力。
  10. 如申請專利範圍第8或9項中任一項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其中該第二成型單元內選擇性地穿透設置有複數孔道，各該孔道係用以調控紙漿成型過程中之壓力或提供吸引力以自該蓋體成型第一模具吸取以剝離該紙塑蓋體。
  11. 如申請專利範圍第8或9項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其中，於該蓋體成型第一模具內之該第一成型單元上接觸 紙漿之一側貼合地設置一過濾網以建構一蓋體吸漿成型第一模具，該過濾網具有複數細孔洞係用以過濾紙漿使紙漿纖維貼附於該過濾網上以使紙漿沉降於該蓋體吸漿成型第一模具，並可使紙漿沿該第一成型單元，以及相對應地應用該蓋體成型第二模具建構出之一蓋體吸漿成型第二模具內之該第二成型單元被成型為該紙塑蓋體。
  12. 如申請專利範圍第8或9項中任一項所述之紙塑蓋體之成型裝置，其中，該蓋體成型第二模具可以熱導體之材質製成以建構出可對紙漿加熱以烘乾成型為該紙塑蓋體之一蓋體加熱成型第二模具；以及該蓋體成型第一模具可以熱導體之材質製成以建構出可對紙漿加熱以烘乾成型為該紙塑蓋體之一蓋體加熱成型第一模具。
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