TW201814104A - 紙塑模用之模具及使用該模具之紙塑模成形方法 - Google Patents

Abstract

一種用以製作具階部紙塑模製品之模具和成形方法，該模具內部具有相互連通之腔室、通道與溝槽，當紙漿料填充物形成於該模具中時，該紙漿料填充物具有位於該腔室中之本體、位於該通道中之延伸部、及位於該溝槽中之階部；該紙漿料填充物之延伸部係位於該紙漿料填充物之本體與階部之間的交界處，藉以避免於移除該延伸部時，造成該階部彎折。

Description

紙塑模用之模具及使用該模具之紙塑模成形方法

本發明係有關一種紙塑模成形製程，尤指一種用於製作一體成形具階部紙塑模製品之紙塑模成形方法及其所用之模具。

隨者環保概念日漸普及，紙漿模塑製品的使用日趨廣泛。例如，依據包裝需求，需製作不同形狀的紙塑模產品，如第CN204568193號所揭示之包裝盒之盒體或如第1B圖所示之紙塑模製品1，其頂緣呈階梯狀，以使上下蓋能夠藉此扣合。

然而，一般塑膠模用模具係為封閉型，所以製造具有階部之塑膠模盒體並不存在任何困難，但是紙漿模塑用之模具係為開放型，而目前一般紙塑模機器係採用撈漿上下壓模成型方式，如使用現有紙塑模之模具，上下壓模時紙漿很容易向模具四周溢散，因而無法形成上述階部結構。

為此，紙塑模業界有採用多次加工之方式，如第CN104499352號專利所教示之內外盒體二次加工法(即先分別製作出該本體10和該階部11，再將該階部11置入於該本體10中)，或搭配複雜的滑塊組合件(即複合模)進 行分段加工形成階梯結構製程，但習知各種多次加工法，或是滑塊組合件加工方式，具有如下缺點：

第一、需要製作較多套模具，或需要修改現有的紙塑模成型機，不僅增加製作多套模具或機器修改費用，也會增加較多的產品製造時間，導致製造成本提高。

第二、由於紙漿料含有植物纖維，如使用滑塊組合件分段製作方式，在製造過程中，會造成紙漿料固化堵塞滑軌間隙之現象，常常需要停機去清理模具，會嚴重影響產能和生產成本。

第三、進行盒體邊緣裁切時，容易造成產品損耗問題，例如，於裁切時，紙材盒體之階部易受切刀外力壓迫，產生縐摺或軟化彎折，或是破損等不良品問題(詳後述)。

業界如採用滑塊組合件(即複合模)分段方式製作具階部之盒體。如第1A圖所示，係先將紙漿料填入模具中，形成一半成品，其包含一如碗狀、盒狀或類似形狀等之本體10及一切割段12，再通過移動滑塊組合件擠壓該本體10，形成一向上延伸之階部11，使該製品之開口邊緣呈階梯狀。之後將該半成品進行切邊作業以移除該切割段12，而獲得如第1B圖所示之製品，

然而，習知紙塑成形方法中，係以平切方式(如第1A圖所示之箭頭方向X,Y)切割該切割段12，而平切方式容易造成該階部11損壞。具體地，該切割段12係自該階部11頂緣朝左、右方向延伸，即分模線連接該階部11頂緣，使該切邊作業之切除方式需朝該切割段12之延伸方向(即 箭頭方向X或箭頭方向Y)進行直線切割，故於移除該切割段12時，該切割段12於受力時會帶動該厚度T較小之階部11之頂緣，導致該紙材階部11產生彎折或是破損，造成另一蓋件無法順利接合於該階部11上。

因此，上述習知各種用以製作具有階部製品之紙塑模成形法，或是因加工製作成本高，或是因良品率過低，而無法有效運用於生產線上，亦即無法大量生產。

因此，如何克服上述習知技術之種種問題，實已成為目前紙塑模業界亟待克服之難題。

鑑於上述習知技術之缺失，本發明提供一種紙塑模用之模具，其內部係具有相互連通之腔室、通道與溝槽，其中，該溝槽係自該腔室之開口端邊緣朝開口方向延伸，且該通道係沿與該溝槽呈一夾角之方向朝該腔室外延伸，使該通道之位置與該溝槽之端緣相距一距離，且該腔室之寬度係大於該溝槽之寬度。

前述之模具中，該通道係位於該腔室與該溝槽之間的交界處。例如，該模具包括：第一模件，係具有第一表面，且該第一表面形成有至少一凹部；以及第二模件，係由複數組件所構成，其具有第二表面與至少一相對該第二表面突出之凸部，且該溝槽形成於該第二模件之第二表面上並位於該凸部周圍。

當該第一模件與第二模件相蓋合，而使該凸部對應位於該凹部中之後，該第一表面橫向位置與該第二模件橫向 位置係構成該通道，並於該凸部與該凹部之間形成該腔室，使該腔室、該通道與該溝槽相互連通，且該通道位於該腔室與該溝槽之間的交界處。例如，該第一模件之第一表面橫向位置上設有至少一擋件。

本發明提供一種使用前述紙塑模之模具的成形方法，係包括：於一前述之模具中，通過壓力將紙漿料填充於該腔室、通道與溝槽中，且該紙漿料填充物形成位於該腔室中之本體、位於該通道中之延伸部、及位於該溝槽中之階部，使該延伸部之位置與該階部之端緣相距一距離；移除該模具，以取出該紙漿料填充物；以及移除該延伸部。

前述之成形方法中，該本體之厚度係大於該階部之厚度。

前述之成形方法中，該本體係呈容置體，其具有相對之開口與底部，使該階部係自該本體之開口邊緣朝該開口之方向延伸，且該延伸部係自該本體之開口邊緣沿與該階部呈夾角之方向朝該本體外延伸。

另外，前述之成形方法中，係以切除方式移除該延伸部。例如，該切除方式係沿著該階部自該本體延伸之方向順著該本體外周面切割該延伸部；或者，該切除方式係沿該本體外周面之方向順著該本體外周面切割該延伸部。

由上可知，本發明之紙塑模用之模具及紙塑模成形方法中，主要藉由模具中該通道之位置與該溝槽之端緣相距一距離，進而使該延伸部之位置與該階部之端緣相距一距離，以於形成紙漿料填充物製品時，該延伸部於移除受力 時不會造成該階部彎折或破損，故相較於習知技術，本發明之紙塑模用之模具及紙塑模成形方法所製成之紙塑模製品能保持良好完整的階部結構，以有效接合另一蓋件。

再者，本發明之紙塑模用之模具及成形方法可直接使用於現有的紙塑模成型機上，而不需進行現有機器的修改，或是必須配合特定機型才能使用。又，使用本發明之紙塑模用之模具及成形方法，只需一次加工，即可一體成形該具有階部之紙塑模製品，故相較於習知技術，本發明之紙塑模用之模具及成形方法，能突破業者原有製造該具有階部紙塑模製品的生產瓶頸，縮減產品製作時間，和有效提升產品良品率，不但大幅降低了產品製造成本，且能夠實現大量生產。

1,4,5a,5b,5c‧‧‧製品

10,30‧‧‧本體

11,31‧‧‧階部

12‧‧‧切割段

2‧‧‧紙塑模用之模具

21‧‧‧第一模件

21a‧‧‧第一表面

210‧‧‧凹部

22‧‧‧第二模件

22a‧‧‧第二表面

22b‧‧‧座體

22c‧‧‧塊體

22d‧‧‧固定孔

22e‧‧‧卡孔

22f‧‧‧缺口

22g‧‧‧側壁

220‧‧‧凸部

221‧‧‧溝槽

221a,31a‧‧‧端緣

23‧‧‧腔室

24‧‧‧通道

3‧‧‧紙漿料填充物

3a‧‧‧紙漿料

30a‧‧‧開口

30b‧‧‧底部

32‧‧‧延伸部

4‧‧‧製品

410‧‧‧擋件

5‧‧‧容器

6‧‧‧離形層

8‧‧‧上蓋

9‧‧‧蓋件

D,T‧‧‧厚度

d,t‧‧‧寬度

R,r‧‧‧夾角

A,B,X,Y,S‧‧‧箭頭方向

L‧‧‧分模線

H,h‧‧‧距離

第1A係為習知紙塑模成形方法之剖面示意圖；第1B圖係為習知紙塑製品於使用時之剖面示意圖；第2A圖係為本發明之紙塑模用之模具於使用狀態之剖面示意圖；第2B圖係為第2A圖之局部放大示意圖；第2C圖係為本發明之紙塑模用之模具於分離狀態之立體示意圖；第2D圖係為本發明之紙塑模用之模具於分離狀態之剖面示意圖；第2E圖係為第2D圖之局部放大示意圖；第3A至3E圖係為本發明之成形方法之剖面示意圖； 第3F圖係為本發明之成形方法所製成之製品及其配合之蓋件之立體示意圖

第4A圖係為第3C圖之另一實施例的剖面示意圖；第4B圖係為第3E圖之立體示意圖；以及第5A至5C圖係為第3F圖之製品之不同態樣的立體示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「下」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

如第2A至2E圖所示，本發明之紙塑模用之模具2，係包括一第一模件21以及一第二模件22，兩者構成相互連通之腔室23、通道24與溝槽221，且該通道24之位置 與該溝槽221之端緣221a相距一距離H。

於本實施例中，該通道24係位於該腔室23與該溝槽221之間的交界處，該腔室23之寬度d係大於該溝槽221之寬度t，該溝槽221係自該腔室23之開口端邊緣朝開口方向(如第2A圖中之箭頭方向A)延伸，且該通道24係沿與該溝槽221呈夾角r之方向朝該腔室23外延伸(如第2A圖中之箭頭方向B)，其中，該夾角r之度數係大於0度且小於180度(如第2B圖所示之90度)。

所述之第一模件21係具有一第一表面21a，且該第一表面21a形成有一凹部210。

於本實施例中，該第一模件21係作為母模，其為一體製成的矩形體，且該凹部210係呈碗狀。然而，有關該第一模件21及該凹部210之製作與形狀係可依需求調整，並不限於上述。

所述之第二模件22係由複數組件所構成，其具有一對應該第一模件21之第一表面的第二表面22a，與一相對該第二表面22a突出之凸部220，且該凸部220周圍形成有至少一相對該第二表面22a凹陷之溝槽221。

於本實施例中，該第二模件22係作為公模，且該凸部220之形狀係對應該凹部210之形狀，而該溝槽221之下視平面可呈弧狀、連續式環狀或分段式環狀，並無特別限制。

再者，該第二模件22例如包含一矩形座體22b、一卡入該座體22b中之塊體22c、以及固定該座體22b與該塊體 22c之固定件(如螺栓，圖中係顯示該螺栓用之固定孔22d)。具體地，該座體22b係對應該第一模件21的矩形體，且其下表面係作為該第二表面22a，又該塊體22c之其中一部分係卡入該座體22b之卡孔22e中，而另一部分則凸出該座體22b之下表面(即該第二表面22a)以作為該凸部220，並使該座體22b之卡孔22e壁面之頂緣(即靠近該第二表面22a處)形成缺口22f，以令該缺口22f與該塊體22c之側壁22g構成該溝槽221。然而，有關該第二模件22之製作與形狀係可依需求調整，並不限於上述。

於使用該紙塑模用之模具2時，該凸部220會對應位於該凹部210中(例如，將該第一模件21與第二模件22相蓋合)。此時，該凸部220與凹部210之間形成該腔室23，且該第一表面21a與該第二表面22a係構成該通道24(如第2B圖所示)，使該腔室23、該通道24與該溝槽221係相互連通，且該通道24係位於該腔室23與該溝槽221之間。

接下來，係以第3A至3F圖說明本發明應用該紙塑模用之模具2之紙塑模成形方法。

如第3A圖所示，將該第一模件21置放於一裝有紙漿料3a之容器5中，使該紙漿料3a填入該凹部210中。

於本實施例中，該紙漿料3a之材質係包含植物纖維原料及其混和原料，例如，木材纖維類、莖幹纖維類、韌皮纖維類或種毛纖維類，及上述各項纖維類之混和料，其中本實施例係以木材纖維類為例。有關該紙漿原料之種類係 為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，故不再贅述其特性。

再者，該凹部210中可先形成有離形層6，以利於後續拔模作業。

如第3B圖所示，進行撈漿作業，以將該第一模件21移出該容器5，且令該凹部210中填有該紙漿料3a。

如第3C圖所示，將該第一模件21與第二模件22相蓋合，使該凸部220對應位於該凹部210中，以呈現如第2A圖所示之紙塑模用之模具2。此時，該凸部220擠壓該凹部210中之紙漿料3a，使該紙漿料3a填入該紙塑模用之模具2之腔室23及通道24中，並配合壓力參數之調整，使該紙漿料3a能夠填入該紙塑模用之模具2之溝槽221，進而一體形成一紙漿料填充物3，其中，該紙漿料填充物3包含有位於該腔室23中之一本體30、位於該通道24中之一延伸部32、及位於該溝槽221中之一階部31，並使該延伸部32之位置位於該本體30與該階部31之間。

於另一實施例中，如第4A圖所示，該第一模件21之第一表面21a之邊緣可設有至少一牆形擋件410，以當該凸部220擠壓該凹部210中之紙漿料3a時，該擋件410可適度阻擋住該紙漿料3a完全溢出該紙塑模用之模具2，並使一部分該紙漿料3a因為相互擠壓作用，而能夠返回導入該溝槽221內成形。

如第3D至3E圖所示，待該紙漿填充物3固化後，進行拔模作業，係先移除該第一模件21，再從該第二模件22 上取出該紙漿料填充物3。應可理解地，亦可先移除該第二模件22，再從該第一模件21中取出該紙漿料填充物3。

於本實施例中，該本體30係呈容置體，如碗狀、盒狀或類似形狀等，其具有相對之開口30a與底部30b，且該本體30之厚度D係大於該階部31之厚度T。

再者，該階部31係自該本體30之開口30a邊緣內側朝該開口30a之方向(如第3E圖中之箭頭方向A)延伸，且該延伸部32之位置與該階部31之端緣(頂緣)31a相距一距離h(例如，該延伸部32位於該本體30與該該階部31之間的交界處)，並自該本體30之開口30a邊緣外側沿與該階部31呈一夾角R之方向(如第3E圖中之箭頭方向B)朝該本體30外延伸，其中，該夾角R之度數係大於0度且小於180度(如第3E圖所示之90度)。

如第3F圖所示，移除該延伸部32，以得到包含該本體30與該階部31之製品4，且該製品4之外緣處向內形成階梯狀。

於本實施例中，係以切除方式移除該延伸部32。例如，該切除方式係先將該本體30朝上(即第3E圖所示之結構反置)，再以由上往下之方向(如第3E圖所示之箭頭方向A之反方向)順著該本體30外周面直線切割(即以環刀鍘下之立切方式)該延伸部32；或者，該切除方式係沿該本體30外周面之順時針或逆時針方向(如第4B圖所示之箭頭方向S)繞行切割(即以削刀之環切方式)該延伸部32。應可理解地，由於該紙塑模用之模具2之分模線 L(如第3C圖所示)已由習知階部之頂緣移至該階部31之底緣，使該延伸部32位於該本體30與該階部31之間，可避免切割時造成階部彎折或破損之問題。

綜上所述，本發明之紙塑模用之模具2及紙塑模成形方法中，係藉由將該第二模件22由複數組件所構成以製作出該溝槽221，且該通道24形成於該腔室23與該溝槽221之間，亦即將習知分模線向下移動，使該延伸部32位於該本體30與該階部31之間，故不僅於拔模過程中能避免產生干涉，且於移除該延伸部32時，切割線(重疊該分模線L)不會連接該階部31之頂緣，因而該延伸部32於受力時不會彎折該階部31，故相較於習知技術，本發明之紙塑模用之模具2應用於紙塑成形方法所製成之製品4能保持良好完整的階部結構，因而能有效接合其所配合之蓋件(如第3F圖所示之上蓋8)。

再者，本發明之紙塑模用之模具2於使用時，只需一次加工即可一體成形該具有階部31之製品4，故相較於習知技術，本發明之紙塑模成形方法能夠大幅縮減製作時間，和降低製造成本，因而能夠大量生產及有效提升產能和良品率。

又，本發明之紙塑模用之模具2和成形方法可直接使用於現有的紙塑模成型機上，而不需修改現有的機器，更不須配合特定的機台才能使用。

另外，如第5A至5C圖所示，利用本發明之紙塑模用之模具及紙塑模成形方法可製成各種具階部但不同盒形的 紙質製品，例如5a,5b,5c圖示，並無特別限制。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (10)

1. 一種紙塑模用之模具，其內部係具有相互連通之腔室、通道與溝槽，其中，該溝槽係自該腔室之開口端邊緣朝開口方向延伸，且該通道係沿與該溝槽呈一夾角之方向朝該腔室外延伸，使該通道之位置與該溝槽之端緣相距一距離，且該腔室之寬度係大於該溝槽之寬度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之模具，其中，該通道係位於該腔室與該溝槽之間的交界處。
3. 如申請專利範圍第2項所述之模具，復包括：第一模件，係具有第一表面，且該第一表面形成有至少一凹部；以及第二模件，係由複數組件所構成，其具有第二表面與至少一相對該第二表面突出之凸部，且該溝槽形成於該第二模件之第二表面上並位於該凸部周圍；其中，當該第一模件與第二模件相蓋合而使該凸部對應位於該凹部中後，該第一表面與該第二表面係構成該通道，並於該凸部與該凹部之間形成該腔室，使該腔室、該通道與該溝槽相互連通，且該通道位於該腔室與該溝槽之間的交界處。
4. 如申請專利範圍第3項所述之模具，其中，該第一模件之第一表面上設有至少一擋件。
5. 一種紙塑模成形方法，係包括：於一如申請專利範圍第1至4項之其中一者所述之模具中，形成紙漿料填充物於該腔室、通道與溝槽中， 且該紙漿料填充物具有位於該腔室中之本體、位於該通道中之延伸部、及位於該溝槽中之階部，使該延伸部之位置與該階部之端緣相距一距離；移除該模具，以取出該紙漿料填充物；以及移除該延伸部。
6. 如申請專利範圍第5項所述之紙塑模成形方法，其中，該本體之厚度係大於該階部之厚度。
7. 如申請專利範圍第5項所述之紙塑模成形方法，其中，該本體係呈容置體，其具有相對之開口與底部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之紙塑模成形方法，其中，該階部係自該本體之開口邊緣朝該開口之方向延伸，且該延伸部係自該本體之開口邊緣沿與該階部呈一夾角之方向朝該本體外延伸。
9. 如申請專利範圍第5項所述之紙塑模成形方法，其中，係以切除方式移除該延伸部，且該切除方式係沿著該階部自該本體延伸之方向順著該本體外周面切割該延伸部。
10. 如申請專利範圍第5項所述之紙塑模成形方法，其中，係以切除方式移除該延伸部，且該切除方式係沿該本體外周面之方向順著該本體外周面切割該延伸部。