TW202005769A - 基於實木加工之木質吸管製造方法及其製造模具結構 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種基於實木加工之木質吸管製造方法及其製造模具結構，其包含：提供一實木柱體；透過模具對應包覆並夾掣於柱體側面，並令該柱體軸向之兩端面裸露於該模具；以及藉由至少一加工單元，以由該柱體軸向之端面鑽設形成一通孔，且該通孔係貫穿於該柱體軸向之兩端面，藉以形成一管體；藉之，本發明製得之木質吸管，係由實木直接加工而成，於製程中完全未添加任何添加物，於加工製成後即可直接使用，由於實木本具一定程度之耐酸鹼及防腐之特性，且因不具任何添加物，故不易因飲品種類而溶解出危害人體之物質，因此可適用於各式種類之飲品，且不影響使用者之健康安全；再者，本發明之製造速度快，且成本低廉，故可利於量化生產，而於使用丟棄後，透過掩埋可快速自然分解，亦可當作肥料使用，而於燃燒處理時不會產生有毒物質，故顯見本發明亦具環保之功效者。

Description

基於實木加工之木質吸管製造方法及其製造模具結構
本發明係提供一種基於實木加工之木質吸管製造方法及其製造模具結構，尤指一種由實木直接加工形成一體成型之木質吸管者。
按，吸管係呈空心之柱狀設置，其係用以插設於飲品中，藉以令使用者可透過口部對該吸管進行吸取，進而透過吸管而汲取飲品，藉以提升使用者飲用飲品之便利性者。
現有之吸管多為塑膠製成，然塑膠難以分解，故若處理不當或任意丟棄，將致使對環境造成汙染，更甚者，將使動物誤食而死亡，其將危害環境之生態；雖塑膠可予回收利用，然而，由於塑膠垃圾種類繁多，且極難以有效集中分類進行回收處理，於回收時需透過清水進行洗淨後才可再予利用，其將造成水資源之耗費，且塑膠吸管回收之成本較高，故回收作業難以落實，是以，有部分國家政府擬訂全面禁用塑膠吸管之政策，以降低塑膠製品對環境之汙染及危害。
而為因應限塑之政策，故相關業者紛研發各種材質之吸管，祈能降低對環境之汙染及危害，惟其仍有部分缺失如下：
一、生物可分解塑膠材質：舉例而言，如小麥、稻稈或玉米等澱粉類物質所製成之澱粉生質塑料PLA（聚乳酸），其分解速度雖較為一般塑膠快速，然其需於特定濕度、氧氣及適當之微生物存在之地，方能達致快速分解之效果，惟其製造成本高，且其分解環境之建立不易，故仍難以量化使用，且其分解時之碳排放量非常高，故仍難謂可確實達致環保之功效；此外，生物可分解塑膠材質於成型之過程中，仍需添加其他添加物，方能具有耐高溫或耐酸鹼之特性，然而，飲品之種類繁多，故難以確保其添加物不因飲品而產生有毒物質，故於使用安全上仍具有疑慮。
二、竹製材質：其雖環保，加工上並無技術問題，然其成型之外型、口徑無法統一，且原料來源之成本較高，故仍難以大量使用製造。
三、金屬材質：其於製成時，需使用四組溫度約1500℃之爐具進行製造，故其製程中將產生大量之二氧化碳，因此，將會促使溫室效應之加遽，故其仍不環保，且其製造成本易較高；再者，其內部無法拋光，故極易殘留雜質，故極難以確實洗淨；此外，金屬材質通常都有金屬味，其將有影響飲品風味之疑慮，且其亦為消費者不予使用金屬吸管之主要因素之一。
四、紙製材質：由於透過紙質製成吸管，需透過捲收、黏合、防水處理等加工程序製成，才能達致基本之防水效果，以利於汲取飲品；惟，其黏合及防水處理需透過食用膠或食用蠟進行加工，惟，飲品之種類所在多有，且各飲品之酸鹼度不一，故難以確保食用膠或食用蠟不因飲品而產生有毒物質，再者，即使不產生有毒物質，但食用膠或食用蠟食用過量仍具有危害人體健康安全之疑慮。
五、玻璃材質：其於製成時，需使用二組溫度約1800℃之爐具進行製程，故如前所述，製程中將產生大量之二氧化碳，進而促使溫室效應之加遽；此外，玻璃材質之製品易碎，故若使用或洗滌不慎，將導致碎裂，其將有造成周遭人員受傷之疑慮；且若碎裂不明顯，而使用者持續使用時，將導致玻璃碎屑進入人體，其後果將不堪設想。
有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究吸管之材質及其製程，並著手進行研發及改良，期以一較佳發明以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。
爰是，本發明之目的係為解決前述問題，為達致以上目的，吾等發明人提供一種基於實木加工之木質吸管製造方法，其包含：提供一柱狀實木一體成型之柱體；透過一模具由該柱體之徑向對應包覆並夾掣於該柱體之側面，並令該柱體軸向之兩端面裸露於該模具；以及藉由至少一加工單元，以由該柱體軸向之端面鑽設形成一通孔，且該通孔係貫穿於該柱體軸向之兩端面，藉以形成一管體。
據上所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該模具更包含二模塊，所述模塊分別具有一接合面，所述接合面分別貫穿切設形成對應於所述柱體側面輪廓之切槽；該模具係藉由所述模塊之所述切槽分別抵頂並夾掣於該柱體之側面。
據上所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，所述模塊夾掣於該柱體之側面時，所述模塊之所述接合面之間具有一間距。
據上所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該柱體係呈圓柱狀設置。
據上所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，所述切槽之弧長係分別小於該柱體周長之二分之一。
據上所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其步驟更包含：於該管體其一末端切設形成一斜角。
據上所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該斜角之切設角度係介於15度至35度之間。
據上所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該柱體係由二所述加工單元分別由該柱體軸向之二端面鑽設形成該通孔者。
據上所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，所述加工單元為排屑鑽頭。
據上所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該管體之管壁厚度係介於0.5mm至1.5mm之間。
本發明另提供一種基於實木加工之木質吸管之製造模具結構，其係用以執行前述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其包含：一模具，其具有二模塊，所述模塊分別具有一接合面，所述接合面分別貫穿切設形成對應於所述柱體側面輪廓之切槽。
是由上述說明及設置，顯見本發明主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：
1. 本發明製得之木質吸管，係由實木直接加工而成，於製程中完全未添加任何添加物，於加工製成後即可直接使用；且因實木本具一定程度之耐酸鹼及防腐之特性，再加上並無任何添加物，故不易因飲品種類而溶解出危害人體之物質，因此可適用於各式種類之飲品，且不影響使用者之健康安全；此外，本發明之製造成本低，故一次性使用後即可予丟棄或回收，因此，本發明無需清洗，亦無需使用洗滌劑，故不影響河川、海洋之生態環境；再者，本發明之製造速度快，且成本低廉，可利於量化生產，而於使用丟棄後，透過掩埋可快速自然分解，亦可當作肥料使用，而於燃燒處理時不會產生有毒物質，故顯見本發明亦具環保之功效者。
2.本發明透過模具之設置，藉以於鑽設通孔時，可確實夾抵柱體之側面，藉以提供應力，防止鑽設時產生之壓力而致柱體破損；而為提供於鑽設通孔時之壓力得以適當釋放，而不致管體壁面產生龜裂，故透過於模塊夾掣於該柱體之側面時，所述模塊之所述接合面之間形成間距，藉可有效防止龜裂之情事產生。
關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入了解並認同本發明。
請先參閱第1圖所示，本發明係一種基於實木加工之木質吸管製造方法，其包含：
S001：如第2圖所示，提供一柱狀實木一體成型之柱體1；其中，實木係直接取自於大自然中之原木，在一實施例中，實木係可取自於北美洲加拿大黃樺木，因其係具有計畫性之長期培育，並係屬於砍伐後再予種植之循環性商業林，故其並不影響地球整體生態；柱體1係由一成塊之實木削切而成，而非由木屑壓合之塑合板或密集板，因塑合板或密集板之製程中，仍須使用膠合劑等化學藥品進行加工處理，其將有受飲品溶解而產生有毒物質之疑慮，故本發明係使用未經任何化學處理之實木進行加工；在一實施例中，該柱體1係可因應需求而製成幾何形狀之柱體1，如圓柱、方柱或角柱，惟為考量使用上之安全性及使用之便利性，在一通常之實施例中，該柱體1係呈圓柱狀設置，惟其僅係舉例說明，並不以此作為限定；
就柱體1之規格而言，其係可依欲使用之飲品或包裝之種類而定，如：鋁箔包飲品用之小型吸管、未加料手搖飲品之一般型吸管，及加料手搖飲品之粗型吸管，故柱體1所需之長度及直徑，可依據現有吸管之規格而選擇，易可依加工需求而於長度或直徑上有所增減。
S002：現今市面上卻並未存有實木吸管之產品，其主因在於，因吸管外型之規格若需等同於現有之塑膠吸管，則其管壁之厚度需要盡可能的薄，而實木於鑽設形成吸管之過程中，將於內部產生壓力，而於管壁較薄時，則極易受力而斷裂，再加上，當鑽設吸管之鑽頭長度越長，其末端越容易產生偏心旋轉之情事，致使所鑽孔之孔徑不均，且亦將導致吸管之管壁破裂，故就現有工法而言，對於吸管之鑽孔，至多僅能鑽至深度約6至7公分之孔洞，然現有手搖飲品之吸管長度約21公分，其顯與現有工法可鑽設木製吸管之深度具有極大差距；
故本發明係於鑽孔前，如第2圖至第4圖所示，透過一模具2由該柱體1之徑向對應包覆並夾掣於該柱體1之側面，並令該柱體1軸向之兩端面裸露於該模具2，藉以令模具2可提供應力，以防止鑽設時產生之壓力而致柱體1破損；具體舉例而言，該模具2係包含二模塊21，所述模塊21分別具有一接合面22，所述接合面22分別貫穿切設形成對應於所述柱體1側面輪廓之切槽23；該模具2係藉由所述模塊21之所述切槽23分別抵頂並夾掣於該柱體1之側面；就模具2對於柱體1之夾掣而言，在一實施例中，係可透過夾持或固定之機具以控制模具2夾掣柱體1。
在一較佳之實施例中，為能確實夾掣柱體1，以及於後續鑽孔程序中，令鑽設時所產生之壓力得以適當的釋放，以防柱體1龜裂，故係於所述模塊21夾掣於該柱體1之側面時，所述模塊21之所述接合面22之間具有一間距D；在一具體之實施例中，當柱體1為圓柱時，則所述模塊21之切槽23的弧長係分別小於該柱體1周長之二分之一，亦即，切槽23並非完整之半圓，藉以令模塊21可確實透過切槽23夾掣柱體1側面，同時亦可令接合面22之間具有間距D；而該間距D之距離，在一實施例中，係可約等於欲鑽設形成吸管之管壁厚度，亦可依實木種類而令間距D有所增減，惟其僅係舉例說明，並不以此作為限定。
S003：如第5圖所示，藉由至少一加工單元3，以由該柱體1軸向之端面鑽設形成一通孔11，且該通孔11係貫穿於該柱體1軸向之兩端面，藉以如第6圖至第8圖所示，形成一管體1’；
在一通常之實施例中，可知悉者，加工單元3可為習知之鑽頭，而就一般鑽孔技術而言，為提升鑽孔之精度，以及防止素材受鑽孔而破壞，故較佳者，加工單元3可為排屑鑽頭，排屑鑽頭之排屑原理係屬現有技術，故在此不予贅述；在加工單元3對柱體1鑽孔形成通孔11之過程中產生之壓力，將可適度由柱體1對應於前述之間距D釋放，而透過加工單元3為排屑鑽頭之設置，亦可適度降低鑽孔時壓力之產生，故可予鑽設形成管壁較薄之管體1’，其管壁厚度T係可達致介於0.5mm至1.5mm之間，藉以令本發明製得之管體1’規格可近似於現有之塑料吸管，僅厚度因加工需求而微略增加；
就加工單元3之鑽設而言，係可透過單一加工單元3由柱體1軸向之其一端面鑽設形成管體1’，在另一實施例中，為提升精度及加工速度，亦可如第5圖至第7圖所示者，由二所述加工單元3分別由該柱體1軸向之二端面鑽設形成該通孔11；此後即可將模具2移除，藉以形成如第8圖所示之管體1’。
S004：由前述者形成之管體1’即可予以使用，為因應現有手搖飲料皆使用塑膠膜以封閉於杯口，為能利於使用者可利用管體1’貫穿前述塑膠膜，故如第9圖所示，可更進一步於該管體1’其一末端切設形成一斜角12，該斜角12之切設角度θ係介於15度至35度之間，藉以利於使用者透過斜角12而貫穿塑膠膜以汲取飲品，而其角度設置亦可防止斜角12過尖而傷及使用者。
藉之，本發明於製造過程中，完全不具有碳之排放，且亦無需添加任何化學物質，且製造成本極低，故可符合世界各國之環保概念；另因實木本身即具有一定之防水性，故無需進行防水處理，即使長時間浸泡於飲品內，亦不易發生腐爛之情事；此外，實木亦具有一定之耐酸鹼特性，故無需另行經化學處理，故不與飲品化學反應而產生有毒物質。
再者，本發明之管體1’於使用後，因其製造成本極低，故可一次性使用後予以丟棄或回收，使無需洗淨，亦無須使用洗滌劑，故不影響河川及海洋之生態環境；而本發明之管體1’純粹係以實木製成，故即使未經回收，仍可於兩年內自然分解，亦可作為肥料或燃料使用，故顯見本發明確實可達致節能環保之功效。
綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈 鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。
惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧柱體1’‧‧‧管體11‧‧‧通孔12‧‧‧斜角2‧‧‧模具21‧‧‧模塊22‧‧‧接合面23‧‧‧切槽3‧‧‧加工單元D‧‧‧間距T‧‧‧厚度θ‧‧‧切設角度S001-S004‧‧‧步驟
第1圖係本發明之流程圖。 第2圖係本發明之模具夾掣柱體之立體分解示意圖。 第3圖係本發明之模具夾掣柱體之立體示意圖。 第4圖係本發明之模具夾掣柱體之剖視示意圖。 第5圖係本發明之加工單元於柱體鑽設通孔之剖視暨使用狀態示意圖。 第6圖係本發明形成管體之剖視示意圖。 第7圖係本發明形成管體之立體示意圖。 第8圖係本發明之管體之立體示意圖。 第9圖係本發明之管體切設斜角之剖視示意圖。
S001-S004‧‧‧步驟

Claims (11)

  1. 一種基於實木加工之木質吸管製造方法，其包含： 提供一柱狀實木一體成型之柱體； 透過一模具由該柱體之徑向對應包覆並夾掣於該柱體之側面，並令該柱體軸向之兩端面裸露於該模具；以及 藉由至少一加工單元，以由該柱體軸向之端面鑽設形成一通孔，且該通孔係貫穿於該柱體軸向之兩端面，藉以形成一管體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該模具更包含二模塊，所述模塊分別具有一接合面，所述接合面分別貫穿切設形成對應於所述柱體側面輪廓之切槽；該模具係藉由所述模塊之所述切槽分別抵頂並夾掣於該柱體之側面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，所述模塊夾掣於該柱體之側面時，所述模塊之所述接合面之間具有一間距。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該柱體係呈圓柱狀設置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，所述切槽之弧長係分別小於該柱體周長之二分之一。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其步驟更包含： 於該管體其一末端切設形成一斜角。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該斜角之切設角度係介於15度至35度之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該柱體係由二所述加工單元分別由該柱體軸向之二端面鑽設形成該通孔者。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，所述加工單元為排屑鑽頭。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其中，該管體之管壁厚度係介於0.5mm至1.5mm之間。
  11. 一種基於實木加工之木質吸管之製造模具結構，其係用以執行如申請專利範圍第1至10項中任一項所述之基於實木加工之木質吸管製造方法，其包含： 一模具，其具有二模塊，所述模塊分別具有一接合面，所述接合面分別貫穿切設形成對應於所述柱體側面輪廓之切槽。
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