TW202035095A - 多孔性澱粉質容器之成型模具 - Google Patents

Abstract

本發明中提出一種多孔性澱粉質容器之成型模具，包含：一多孔性母模，具有透氣性；該多孔性母模上開設有一模穴；一多孔性公模具有透氣性；該多孔性公模包含一外凸成型部從該多孔性公模之底表面凸伸而出，其中該多孔性公模具有至少一脫模導氣孔貫穿該多孔性公模及該外凸成型部；當該多孔性母模與該多孔性公模模合時，該外凸成型部會位於該模穴內，其中該多孔性公模與多孔性母模之外緣，各自包覆一組鋼模具；其中該鋼模具包含一上鋼模緊繞在該多孔性公模的外緣；且該上鋼模的側邊形成多個橫向通孔，該上鋼模之頂部尚設置一導氣孔；該鋼模具尚包含一下鋼模緊繞在該多孔性母模的外緣；且該下鋼模的側邊形成多個橫向通孔。

Description

多孔性澱粉質容器之成型模具

本發明係有關於成型模具，尤其是一種多孔性澱粉質容器之成型模具。

請參閱圖1~4所示，一模具100’用於使澱粉固化成型，包含一公模20’以及一母模10’。公模20’以及母模10’之間會成型一容器成品30’。該母模10’具有一模穴11’約略位於該母模10’之中心，而該模穴11’通常會連接設置數個脫模導氣孔12’。該公模20’通常具有外凸成型部21’其結構輪廓會對應於模穴11’之尺寸。在製造時時係將澱粉麵團置於模穴11’中，然後利用公模20’之外凸成型部21’將澱粉麵團擠壓成型，其形狀即等同於該模穴11’及該外凸成型部21’之間的模狀空間，然後利用加熱裝置對整個模具100’加熱，以使澱粉固化成型，最後冷卻硬化為容器成品30’。

在習知技術中一般會在在母模10’之模穴11’的底部或其他適當位置設置多個脫模導氣孔12’，以便於可以將空氣導入脫模導氣孔12’，當讓公模20’與母模10’分離後，該容器成品30’自從模穴11’中頂出，因此順利取出。

而在澱粉質發泡性材料的製作過程中，由於澱粉質發泡性材料於發泡階段時會產生氣體，而且因發泡時體積膨脹可能會阻塞模具之通氣孔，使模具內的氣體便無法經由通氣孔排出。而模具本身又是非多孔性材料因此 也無法排出任何氣體，因此澱粉質發泡性材料的發泡效果不佳，會產生不均勻的氣泡，同時也會導致模具內的壓力過大而產生震爆的危險。

故本案希望提出一種嶄新的多孔性澱粉質容器30之成型模具及其製造方法，以解決先前技術上的缺陷。

所以本發明的目的係為解決上述習知技術上的問題，提出一種多孔性澱粉質容器之成型模具，本案的優點在於採用多孔性結構的材質來製作該多孔性公模與該多孔性母模，使其特別適合於澱粉質材料的成形作業，可適度導出澱粉質材料的蒸發氣體，讓模具內部的壓力均勻且穩定，使該澱粉質材料能產生均質的發泡效果，同時由於本案的脫模導氣孔設置於多孔性公模上，使該多孔性澱粉質容器的內部表面不需噴塗脫模劑即可順利脫模，以達到食品安全上的標準。

為達到上述目的本發明中提出一種多孔性澱粉質容器之成型模具，用以將一澱粉質材料加熱成型為一多孔性澱粉質容器，該成型模具包含：一多孔性母模，係為一種成型模具，該多孔性母模之結構體具有為數眾多的微小孔隙且彼此互相連通，使得該多孔性母模具有透氣性；該多孔性母模上開設有一模穴；一多孔性公模，係為一種成型模具，該多孔性公模之結構體具有為數眾多的微小孔隙且彼此互相連通，使得該多孔性公模具有透氣性；該多孔性公模包含一外凸成型部從該多孔性公模之底表面凸伸而出，其中該多孔性公模具有至少一脫模導氣孔貫穿該多孔性公模及該外凸成型部；當該多孔性母模與該多孔性公模模合時，該外凸成型部會位於該模穴內，兩者並未接觸且形成一成型空間S用於成型該多孔性澱粉質容器之用， 該成型空間S係連通於該多孔性公模之脫模導氣孔，因此可與外部環境連通。

其中該多孔性公模與多孔性母模之外緣，各自包覆一組鋼模具；其中該鋼模具包含一上鋼模，該上鋼模的下方形成一中空之空間，其內部型態恰可緊繞在該多孔性公模的外緣；且該上鋼模的側邊形成多個橫向通孔，該上鋼模之頂部尚設置一導氣孔；該鋼模具尚包含一下鋼模，該下鋼模的上方形成一中空之空間，其內部型態恰可緊繞在該多孔性母模的外緣；且該下鋼模的側邊形成多個橫向通孔；在組合時該上鋼模及該下鋼模可以緊貼方式結合。

由下文的說明可更進一步瞭解本發明的特徵及其優點，閱讀時並請參考附圖。

10‧‧‧多孔性母模

10’‧‧‧母模

11‧‧‧母模本體

11’‧‧‧模穴

12‧‧‧母模模合板

12’‧‧‧脫模導氣孔

13‧‧‧模穴

20‧‧‧多孔性公模

20’‧‧‧公模

21‧‧‧公模模合板

21’‧‧‧外凸成型部

22‧‧‧外凸成型部

23‧‧‧脫模導氣孔

30‧‧‧多孔性澱粉質容器

30’‧‧‧容器成品

41‧‧‧上鋼模

42‧‧‧下鋼模

43‧‧‧橫向通孔

44‧‧‧導氣孔

100’‧‧‧模具

圖1圖係顯示先前技術之模具立體示意圖。

圖2係顯示先前技術之模具合模之剖面示意圖。

圖3係顯示先前技術之公模與母模分離之剖面示意圖。

圖4係顯示在先前技術中，將容器成品自母模取出之示意圖。

圖5係顯示本發明之多孔性澱粉質容器之成型模具立體示意圖。

圖6係顯示本發明之多孔性澱粉質容器之成型模具之剖面示意圖。

圖7係顯示在本發明中，在該多孔性公模與多孔性母模的外緣包覆一組鋼模具之立體圖。

圖8係顯示在本發明中，在該多孔性公模與多孔性母模的外緣包覆一組鋼模具之剖面圖。

圖9係顯示本發明該多孔性公模、多孔性母模與鋼模具之分解圖。

圖10係顯示本發明之多孔性公模與多孔性母模分離時，多孔性澱粉質容器附著於外凸成型部上之示意圖。

圖11係顯示在本發明中，將多孔性澱粉質容器自多孔性公模取下之示意圖。

茲謹就本案的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，舉本案之一較佳實施例詳細說明如下。

請參考圖5至圖11所示，顯示本發明之多孔性澱粉質容器30之成型模具及其製造方法，包含下列元件：一多孔性母模10，係為一種成型模具其材質可為多孔性金屬、高分子或陶瓷等材料，該多孔性母模之結構體具有為數眾多的微小孔隙且彼此互相連通，使得該多孔性母模10具有透氣性，使該多孔性母模10具有釋壓功能，其中該孔隙之孔徑大小係可小於0.2mm。

該多孔性母模10包含一母模本體11以及一母模模合板12，該母模模合板12係連結於該母模本體11之上方，兩者也可為一體成形之結構，且於該母模模合板12上開設有一貫通至母模本體11內之模穴13。

一多孔性公模20係為一種成型模具其材質可為多孔性金屬、高分子或陶瓷等材料，該多孔性公模20之結構體具有為數眾多的微小孔隙且彼此互相連通，使得該多孔性公模20具有透氣性，使該多孔性公模20具有釋壓功能，其中該孔隙之孔徑大小係可小於0.2mm。

該多孔性公模20包含一公模模合板21及一外凸成型部22，該外凸成型 部22從該公模模合板21之底表面凸伸而出，該公模模合板21及一外凸成型部22可為一體成型之結構，其中該多孔性公模20具有至少一脫模導氣孔23貫穿該公模模合板21及該外凸成型部22。較佳者該公模模合板21之尺寸係對應該母模模合板12。

較佳者，如圖7~9所示，本案也可於該多孔性公模20與多孔性母模10之外緣，包覆一組鋼模具，用於增加該多孔性公模20與多孔性母模10之結構強度，使得在加熱時不易變形且保持材質的完整性，並於該鋼模具上設置數個橫向通孔43，以排出氣體。

其中該鋼模具包含一上鋼模41，該上鋼模41的下方形成一中空之空間，其內部型態恰可緊繞在該多孔性公模20的外緣。且該上鋼模41的側邊形成多個橫向通孔43，使得在熱鑄時由材質所溢散出的空氣可經由這些通孔43引導到外部空間，該上鋼模之頂部尚設置一導氣孔44其位置對應該脫模導氣孔23之位置，以供脫模導氣之用。該鋼模具尚包含一下鋼模42，該下鋼模42的上方形成一中空之空間，其內部型態恰可緊繞在該多孔性母模10的外緣。且該下鋼模42的側邊形成多個橫向通孔43，使得在熱鑄時由材質所溢散出的空氣可經由這些通孔43引導到外部空間。在組合時該上鋼模41及該下鋼模42可緊貼方式結合。

當該多孔性母模10與該多孔性公模20模合時，該外凸成型部22會位於該模穴13內，兩者並未接觸且形成一成型空間S用於成型多孔性澱粉質容器30之用，該成型空間S係連通於該多孔性公模20之脫模導氣孔23，因此可與外部環境連通。當然該多孔性公模20也可設置數個脫模導氣孔23與該成型空間S連通。

如圖10~11所示，圖10顯示當本發明之多孔性公模20與多孔性母模10分離時，多孔性澱粉質容器30附著於外凸成型部22上之示意圖。圖11係顯示在本發明中，將多孔性澱粉質容器30自多孔性公模20取下之示意圖。

其中該多孔性澱粉質容器30主要是由澱粉質材料所製造而成。在製造時，先將澱粉質材料放置於多孔性母模10之模穴13內，其中澱粉質材料的體積約等同於於成型空間S的容積；當多孔性公模20與多孔性母模10模合後，該外凸成型部22會剛好位於模穴13內，並與模穴13之間形成一成型空間S，此時該澱粉質材料會逐漸受到該外凸成型部22的擠壓而成形為該成型空間S之輪廓，最後對該多孔性公模20與多孔性母模10進行加熱，使澱粉質材料漸漸發泡而形成多孔性澱粉質容器30。

在實際操作上，本案之澱粉質材料至少由下列材料所組成：50wt%~90wt%(重量百分比)的澱粉料作為底材；5wt%~25wt%的纖維質增強劑(較佳者該纖維質增強劑為植物性纖維或紙漿纖維)以作為強化澱粉質材料的增強劑；3wt%~30wt%的碳酸鈣(CaCO3)，其目的係作為整個澱粉質材料的結構硬化劑，以使得整個澱粉質材料可以硬化；較佳者尚可加入0.02wt%~5wt%左右的發泡劑，其中該發泡劑可為酵母，或一般的化學發泡劑均可適用，經由發泡可以使得發泡後在該澱粉質材料中產生的空洞所佔整體的體積比例介於40%~60%之間，其目的在於使得整個澱粉質材料可以經由發泡而使得其內具有空洞，這些空洞的作用在於增加整個容器的熱阻、減少容器重量、因此減少製造時所需要的材質，所以可以減少成本。較佳者，該澱粉質材料的調配環境在高濕度環境下進行(如相對濕度高於80%)，係將該澱粉質材料揉合形成塊狀，為了使水分可均勻分散於該澱粉 質材料中，必須重覆不斷地進行揉合動作，直到該澱粉質材料表面硬度達到一適當值(約為10HA~20HA)為止。

其中該澱粉質材料之澱粉料可選自馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、木薯澱粉或其他植物性澱粉，由於這些澱粉顆粒的凝聚性不佳所以必須在該澱粉質材料添加水分使其成為可塑性塊體，因此水分類似成為增塑劑之角色，當該澱粉質材料被置放於成型空間S內擠壓並同時加熱至100℃時，該澱粉質材料內所含的水分會逐漸之蒸發，形成眾多的孔洞因此形成多孔性澱粉質容器30，此時水分的角色就如同發泡劑，而這些蒸發的氣體即可經由該多孔性公模20與多孔性母模10之微小孔隙中釋出，因此讓模具內部的壓力維持在穩定值，同時使該澱粉質材料能穩定均勻地發泡。

在發泡過程中為了避免澱粉質材料會阻塞住脫模導氣孔23，可先將多孔性公模20與多孔性母模10進行預熱，當多孔性公模20與多孔性母模10模合後，由於多孔性公模20與多孔性母模10的表面溫度因預熱的關係而產生較高的溫度(如高於195℃)，因此當澱粉質材料接觸到該多孔性公模20與多孔性母模10的表面時會瞬間硬化，所以當澱粉質材料被該外凸成型部22擠壓時就不易阻塞住脫模導氣孔23，因此降低其阻塞機率。

在取出成品的過程，當該多孔性公模20與多孔性母模10脫開後，即可利用該脫模導氣孔23將外部氣體A導入使得多孔性澱粉質容器30受到外部氣體A的推壓而從該外凸成型部22中脫落，因為該多孔性澱粉質容器30通常是用於食品容器用途，因此其內側表面並不適用噴塗脫模劑，因此本發明將脫模導氣孔23設置在該多孔性公模20上，使該多孔性澱粉質容器30之內側表面不需噴塗脫模劑，而利用外部氣體A將該多孔性澱粉質容器30推出， 進行脫模。而多孔性澱粉質容器30之外側表面，也就是與該模穴13接觸的部分則可以噴塗脫模劑，當該多孔性公模20與該多孔性母模10脫開後，該多孔性澱粉質容器30即會自然附著於該外凸成型部22中。

在另一實施例中，如果也不希望在該模穴13上噴塗脫模劑時，可藉由在該外凸成型部22形成一粗糙表面或形成數個溝槽或形成數個凸起物，使該多孔性澱粉質容器30與該外凸成型部22之間的表面摩擦力增大，當模具脫開後即使該模穴13上未噴塗脫模劑，該多孔性澱粉質容器30也會附著於該外凸成型部22上，然後再經由導入外部氣體A至該脫模導氣孔23中將該多孔性澱粉質容器30推抵而出，因此在完全不需噴塗脫模劑的情況下也可順利脫模。

本案的優點在於採用多孔性結構的材質來製作該多孔性公模20與該多孔性母模10，使其特別適合於澱粉質材料的成形作業，可適度導出澱粉質材料的蒸發氣體，讓模具內部的壓力均勻且穩定，使該澱粉質材料能產生均質的發泡效果，同時由於本案的脫模導氣孔23設置於多孔性公模20上，使該多孔性澱粉質容器30的內部表面不需噴塗脫模劑即可順利脫模，以達到食品安全上的標準。

綜上所述，本案之創新設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較於習知技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進，且非易於達成。本案未曾公開或揭露於國內與國外之文獻與市場上，已符合專利法規定。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實 施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

10‧‧‧多孔性母模

11‧‧‧母模本體

12‧‧‧母模模合板

13‧‧‧模穴

20‧‧‧多孔性公模

21‧‧‧公模模合板

22‧‧‧外凸成型部

23‧‧‧脫模導氣孔

Claims (13)

1. 一種多孔性澱粉質容器之成型模具，用以將一澱粉質材料加熱成型為一多孔性澱粉質容器，該成型模具包含：一多孔性母模，係為一種成型模具，該多孔性母模之結構體具有為數眾多的微小孔隙且彼此互相連通，使得該多孔性母模具有透氣性；該多孔性母模上開設有一模穴；其中該多孔性母模包含一母模本體以及一母模模合板，該母模模合板係連結於該母模本體之上方，且於該母模模合板上開設有一貫通至母模本體內之模穴；一多孔性公模，係為一種成型模具，該多孔性公模之結構體具有為數眾多的微小孔隙且彼此互相連通，使得該多孔性公模具有透氣性；該多孔性公模包含一外凸成型部從該多孔性公模之底表面凸伸而出，其中該多孔性公模具有至少一脫模導氣孔貫穿該多孔性公模及該外凸成型部；其中該多孔性公模尚包含一公模模合板，該外凸成型部從該公模模合板之底表面凸伸而出，該公模模合板及該外凸成型部為一體成型之結構；當該多孔性母模與該多孔性公模模合時，該外凸成型部會位於該模穴內，兩者並未接觸且形成一成型空間S用於成型該多孔性澱粉質容器之用，該成型空間S係連通於該多孔性公模之脫模導氣孔，因此可與外部環境連通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該多孔性公模與多孔性母模之外緣包覆一組鋼模具；其中該鋼模具包含一上鋼模，該上鋼模的下方形成一中空之空間，其內部型態恰可緊繞在該多孔性公模的外緣；且該上鋼模的側邊形成多個橫向通孔，該上鋼模之頂部尚 設置一導氣孔其位置對應該脫模導氣孔之位置；該鋼模具尚包含一下鋼模，該下鋼模的上方形成一中空之空間，其內部型態恰可緊繞在該多孔性母模的外緣；且該下鋼模的側邊形成多個橫向通孔；在組合時該上鋼模及該下鋼模可以緊貼方式結合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該外凸成型部之表面形成數個溝槽或為一粗糙表面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該多孔性母模及該多孔性公模之材質為多孔性金屬、高分子或陶瓷材料之其中一種。
5. 如申請專利範圍第2項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該多孔性澱粉質容器之成型模具的組合方式為(a)將該澱粉質材料放置於該模穴內部；(b)將該多孔性母模與該多孔性公模模合，使該外凸成型部位於該模穴內與該模穴之間形成該成型空間，該澱粉質材料會逐漸受到該外凸成型部的擠壓而塑形並成形成該成型空間之形狀；(c)將該上鋼模覆罩在該多孔性公模的上方，且將該下鋼模覆罩在該多孔性母模的下方，而使得該上鋼模與該下鋼模的邊緣緊密結合；(d)在製造時對該成型模具進行加熱，使該澱粉質材料產生發泡現象，最後成形為該多孔性澱粉質容器。
6. 如申請專利範圍第5項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該澱粉質材料之表面硬度控制在10~20HA(Shao' hardness A型)之範圍，且該多孔性公模與該多孔性母模於灌入該澱粉質材料前，係先預熱至表面溫度高於200℃。
7. 如申請專利範圍第1項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該 澱粉質材料至少由下列材料所組成：50wt%~90wt%(重量百分比)的澱粉料作為底材；5wt%~25wt%的纖維質增強劑以作為強化澱粉質材料的增強劑；以及3wt%~30wt%的碳酸鈣(CaCO3)，其目的係作為整個澱粉質材料的結構硬化劑，以使得整個澱粉質材料可以硬化。
8. 如申請專利範圍第7項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該纖維質增強劑為植物性纖維或紙漿纖維。
9. 如申請專利範圍第7項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該澱粉質材料尚加入0.02wt%~5wt%的發泡劑。
10. 如申請專利範圍第9項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該發泡劑為酵母或化學發泡劑，且經由發泡可以使得發泡後在該澱粉質材料中產生的空洞所佔整體的體積比例介於40%~60%之間。
11. 如申請專利範圍第1項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該澱粉質材料的調配環境在相對濕度高於80%之環境下進行，係將該澱粉質材料揉合形成塊狀，並重覆不斷地進行揉合動作，直到該澱粉質材料表面硬度達到10HA~20HA為止。
12. 如申請專利範圍第7項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中該澱粉料選自植物性澱粉、馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、或木薯澱粉。
13. 如申請專利範圍第1項所述之多孔性澱粉質容器之成型模具，其中在該澱粉質材料添加水分使其成為可塑性塊體，當該澱粉質材料被置放於成型空間S內擠壓並同時加熱至100℃時，該澱粉質材料內所含的水分會逐漸之蒸發，形成眾多的孔洞因此形成多孔性澱粉質容器，此時水分係作為發 泡劑，而這些蒸發的氣體即可經由該多孔性公模與多孔性母模之微小孔隙中釋出，因此讓模具內部的壓力維持在穩定值，同時使該澱粉質材料能穩定均勻地發泡。

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