TWI690412B - 吸管成形機及其製造方法 - Google Patents

吸管成形機及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明係有關於一種吸管成形機及其製造方法，其係運用熱風、超音波或高周波將紙捲熱壓貼合，以組成紙吸管之裝置。該成形機包括：一進紙機、一壓紙裝置、一貼合裝置、一輸送裝置及一裁切裝置，該進紙機將紙料平面拉伸至壓紙裝置，使紙料經由壓紙裝置捲曲成管體，位於紙料兩側相疊合前以貼合裝置的熱風管將紙料表層的淋膜層熱熔，再進入成形孔內使紙了兩側黏結，並利用滾壓輪輾壓管體之貼合部，然後經輸送裝置將管體傳送至裁切裝置，以進行吸管之裁切作業，而能連續式且快速製作紙吸管，其整體結構簡易、操作便利及成本低之特點，實為一新穎之吸管成形機及其製造方法。

Description

吸管成形機及其製造方法
本發明係有關於一種吸管成形機及其製造方法，其係將紙料捲成管狀並以熱風熱熔進行黏合成管體，再經由裁切裝置將管體切斷成吸管，達到連續式紙吸管之製作。
按，吸管普遍運用在日常生活的使用，主要運用在人手一杯的手搖飲品，其係利用封口膜封裝飲料，當客製化飲品製作完成後，可易於攜帶，飲用時，再利用吸管刺破封口膜即可吸食飲品。
然而，隨著環保意識的抬頭，國際上逐漸推行減塑運動，法規甚至禁止冷飲業者提供塑膠袋及塑膠吸管，因此，造成冷飲業者很大的衝擊，原因在於，紙吸管雖然環保但成本較高，其所增加的成本實難轉嫁給消費者，而令業者相當困擾。
經查，中國專利CN109203578A一種高速卷紙吸管分切收料機、中國專利CN109367132A一種新型的紙吸管機、台灣專利第M566029號紙捲式紙吸管結構、第M573192號紙吸管及第M569193號紙吸管，都是關於紙製吸管的結構，上述專利都是將紙質以螺旋狀繞設而成，並利用膠劑黏合，其製作上耗時費力，且膠劑仍然存在分解上的問題。
發明人有鑒於紙吸管的製造成本無法降低，加上製作方法都是採用膠劑來黏合，而進行紙吸管製作上的研發，經不斷的實驗、測試，開發出紙吸管成形機，發明人前有申請發明專利第108112523號及新型專利第108204363號，惟，該兩案雖能連續式製造紙吸管，但其效果較不理想，且效率並不突出，故發明人再改良前兩案之不足，而有本案的創新改良，同樣將紙料左右疊合，再利用熱風、高周波或超音波熱壓將疊合的部位黏合，並運用切刀裁切成一根根的吸管，其中，特別採用壓紙裝置及輸送裝置，使管體成形及運送更為順暢，有效提升製作紙吸管的效能，且能降低成本，相信必能供應現今紙吸管的大量需求，實為產業上的新發明。
本發明係有關於一種吸管成形機及其製造方法，該成形機係 將紙料往前輸送至裁切裝置，其包括：一進紙機，其具有複數個定準輪，以進行紙料的整平、校準及拉緊；一壓紙裝置，位於該進紙機前方，能將拉伸的該紙料兩側向上捲曲，其由第一壓板、第二壓板、第三壓板及第四壓板及一底板構成，位於每一壓板下方設有底板，而每一壓板向下漸縮成弧形部，且該壓板之弧形部變化，係由後方壓板的半弧依序往前方壓板漸縮成圓弧，位於該每一壓板之弧形部底端設有滾珠，至於該底板配合每一壓板之弧形部的變化，係由弧面向前翹起成球面，位於該底板之兩端邊設有夾縫，供將紙料定位前進，不會偏移；一貼合裝置，設置在該壓板裝置前方，能將該紙料兩側疊合黏貼成管體，其包括：芯管、熱風管、成形孔及滾壓輪，其中，該芯管上設有複數個通氣孔，並由進氣管導入氣體至芯管內；一輸送裝置，裝設在該貼合裝置前方，其係由兩個轉輪結合皮帶組成輸送輪，並由兩組輸送輪夾掣管體兩側，藉以輸送管體；以及，一裁切裝置，位於該輸送裝置前方，其具有一個以上之切刀、一定位框及一裁切台，能將管體定時定點切削成吸管。
本發明之成形機係供紙料自動輸送，並將捲合之紙料經熱風熱熔同時滾壓成形為管體，再利用裁切裝置將管體切削成吸管，其製作效能1分鐘約150~200根吸管，且無需利用膠劑就能將紙料黏合成管體，可減化吸管製造程序，並減少膠劑使用，使紙吸管的製造更為簡單、環保。
在一實施例中，該紙料係經由壓板裝置、貼合裝置之滾壓輪及輸送裝置帶動紙料的自動化輸送。
在一實施例中，該成形孔頂面形成有接點部，使紙料傳送至成形孔時，能由紙料兩側相疊合而成管體。
在一實施例中，該貼合裝置之成形孔前方設有熱風管，其能在紙料兩側疊合前導入熱風，使紙料表面的淋膜熱熔，而能進行疊合黏貼作業，再藉由滾壓輪輾壓貼合部，即能成形為管體。
在一實施例中，該貼合裝置之滾壓輪係具有高周波或超音波，其能在紙料兩側疊合後進行熱熔並輾壓貼合部，而能以高溫促進紙料表面的淋膜熱熔，而能進行疊合黏貼壓合作業，即能將紙料成形為管體。
在一實施例中，該裁切裝置係配合管體行進速度移動，使管體經定位框時，令切刀同步將管體切削成吸管，並使吸管的長度及切口一致，具較佳之品質穩定性。
在一實施例中，該裁切裝置係設有一平切刀及一斜切刀，該平切刀能與斜切刀輪流進行切削，而成平切、斜切、平切的切口，將管體切削成尖頭紙吸管。
本發明提出一實施例，其指一種紙吸管製造方法，其是藉由上述之成形機進行紙吸管的連續性製造，步驟如下說明：a：進紙作業：先將紙料設置在進紙機上，並以定準輪進行該紙料之整平、校準及拉緊；b：壓紙作業：該紙料係設置在壓紙裝置下方，使該紙料受壓板抵掣，令該紙料兩側捲起且往前移動；c：熱風熔融壓合作業：該紙料經貼合裝置之芯管時，利用熱風管吹拂紙料兩側，使紙料表面的淋膜層熱熔成膠狀，再經過成形孔使紙料兩側相疊合，以形成管狀並產生貼合部，並藉由滾壓輪輾壓貼合部，而成形為管體；d：裁切作業：該管體經由輸送裝置輸送至裁切裝置，即能利用一個以上之切刀，採移動式切削將輸送中的管體裁切，而成紙吸管或尖頭紙吸管。
運用上述之成形機，能將紙料連續式輸送以製成紙吸管作業，使紙料由平面、捲曲疊合、滾壓貼合及裁切成形為吸管，本發明之特點在於，材料少、結構簡易、高效能並環保的紙吸管成形機，不僅達到紙吸管的快速製作，更降低紙吸管的成本，尤其本發明之成形機結構及技術手段從未見於運用在紙吸管的製作，實為紙吸管的新結構及其製造方法。
〔本發明〕
1‧‧‧成形機
11‧‧‧進紙機
111‧‧‧定準輪
12‧‧‧壓紙裝置
121‧‧‧第一壓板
1211‧‧‧弧形部
1212‧‧‧滾珠
122‧‧‧第二壓板
1221‧‧‧弧形部
1222‧‧‧滾珠
123‧‧‧第三壓板
1231:弧形部
1232:滾珠
124:第四壓板
1241:弧形部
1242:滾珠
125:底板
1251:夾縫
13:貼合裝置
131:芯管
1310:進氣管
1311:通風孔
132:熱風管
133:成形孔
134:滾壓輪
14:輸送裝置
140:輸送輪
141:轉輪
142:皮帶
15:裁切裝置
151:切刀
152:定位框
153:裁切台
154:感測器
155:斜切刀
2:吸管
20:尖頭吸管
21:紙料
211:凹部
212:斜邊
213:凹痕
22:管體
221:貼合部
2211:凸部
3:料桶
第1圖係本發明成形機之立體圖。
第2圖係本發明壓紙裝置之示意圖。
第3圖係本發明底板之示意圖。
第4圖係本發明紙料夾設於底板之夾縫的示意圖。
第5圖係本發明貼合裝置之示意圖。
第6圖係本發明輸送裝置之示意圖。
第7圖係本發明裁切裝置之示意圖。
第8圖係本發明紙料移動之側面示意圖。
第9圖係本發明貼合裝置之剖面示意圖。
第10圖係本發明刀紙料捲成管體之動作示意圖。
第11圖係本發明裁切裝置之動作示意圖。
第12圖係本發明紙吸管之立體圖。
第13圖係本發明紙吸管之側面圖。
第14圖係本發明紙料分層之示意圖。
第15圖係本發明凹部貼合之示意圖。
第16圖係本發明紙料切斜邊之示意圖。
第17圖係本發明斜邊貼合之示意圖。
第18圖係本發明紙料滾凹痕之示意圖。
第19圖係本發明凹痕貼合之示意圖。
首先，請參閱第1圖及第2圖所示，本發明係有關於一種吸管成形機1及其製造方法，該成形機1係將紙料21由進紙機11往前輸送至裁切裝置15，其包括：一進紙機11，其具有複數個定準輪111，以進行該紙料21的整平、校準及拉緊；一壓紙裝置12，位於該進紙機11前方，能將拉伸的該紙料21兩側向上捲曲，其由第一壓板121、第二壓板122、第三壓板123、第四壓板124及一底板125構成，其中，該每一壓板下方皆設有底板125，位於第一壓板121、第二壓板122、第三壓板123及第四壓板124皆向下漸縮成弧形部1211、1221、1231、1241，且該弧形部1211、1221、1231、1241之變化，依序由後向前逐漸從半弧漸縮成圓弧，位於該弧形部1211、1221、1231、1241之底端皆設有滾珠1212、1222、1232、1242，至於該底板125配合第一壓板121、第二壓板122、第三壓板123及第四壓板124之弧形部1211、1221、1231、1241的變化，請配合第3圖及第4圖所示，令該底板125係由弧面向前翹起成球面，位於該底板125之兩端邊設有夾縫1251，供將紙料21定位前進，不會偏移。
然後，請仍然參閱第1圖並配合第5-7圖所示，一貼合裝置13，設置在該壓板裝置12前方，能將該紙料21兩側疊合黏貼成管體22，其包括：芯管131、熱風管132、成形孔133及滾壓輪134，其中，該芯管131上設有複數個通氣孔1311，並由進氣管1310導入氣體至芯管131內，位於芯管131上套裝有成形孔133， 而熱風管132及滾壓輪134則設置在芯管131上方；一輸送裝置14，裝設在該貼合裝置13前方，其係由兩個轉輪141結合皮帶142形成一組輸送輪140，並由兩組輸送輪141夾掣管體22兩側，藉以輸送管體22；以及，一裁切裝置15，位於該輸送裝置14前方，其具有一個以上之切刀151、一定位框152及一裁切台153，該切刀151位於該定位框152內，其能隨著定位框152一起移動，而該裁切台153則位於定位框152下方，供將管體22在裁切台153進行定時定點切削成吸管2(圖中未顯示)。
其次，請繼續參閱第8圖所示，該成形機1係能將紙料21連續式輸送，使紙料21由平面捲成管狀並熱壓貼合為管體22，再進行裁切成吸管2，其操作方式係先將進紙機11上的紙料21拉伸至壓板裝置12上(請回顧第2圖所示)，以進行壓紙作業，使紙料21之兩側向中央捲合，以便進行紙料21的貼合，其係藉由第一壓板121、第二壓板122、第三壓板123及第四壓板124底端的滾珠1212、1222、1232、1242來帶動紙料21往前輸送，使紙料21進入前方的貼合裝置13。
關於熱風熔融壓合作業，請仍然參閱第8圖並配合第9圖所示，該紙料21由壓板裝置12進入貼合裝置13之芯管131，使紙料21兩側向上捲至頂面，在紙料21進入成形孔133前，先以熱風管132向紙料21欲相疊處吹熱氣，藉以將紙料21表面的淋膜層熱熔，再進入成形孔133，請再參閱第10圖所示，該成形孔133能使紙料21兩側相貼合而成管體22，且該管體22頂面具有貼合部221，接著，再利用滾壓輪134將管體22之貼合部221輾壓，使貼合部221能緊密黏結，此時，該進氣管1310導入氣體至芯管131內，使氣體由芯管131上之複數個通氣孔1311排出，令管體22不會黏著在芯管131上，同時運用滾壓輪134向前轉動之動力，使管體22持續向前方輸送，其中，該滾壓輪134係具有高周波或超音波震盪，即能將經過該滾壓輪134之管體22的貼合部221進行熱壓黏結。
接著，請回顧第6圖並配合第9圖所示，當管體22進入輸送裝置14時，經由該輸送裝置14之兩組輸送輪140夾掣管體22兩 側，即能藉由皮帶142的移動，將管體22向前傳輸至裁切裝置15之定位框152(請回顧第7圖所示)，該定位框152能將管體22定位，且能運用切刀151進行移動式定時定點切削作業，即該定位框152可前後及上下移動，並在裁切台153上裁切管體22而形成吸管2，其中，該裁切裝置15與輸送裝置14間可設置一感測器154，該感測器154係與定位框152之線路連通，能將感測器154設定在管體22經過一定時間後，即啟動定位框152帶動切刀151進行切削，使吸管2的長度及切口一致，而具較佳的品質，並在裁切台152上裁斷管體22而成吸管2，再由輸送輪140持續將吸管2往前傳輸至料桶3內。
其中，關於該切刀151之運用，請再參閱第11圖所示，該切刀151為平頭狀，其配合定位框152進行切削的時間設定，而能移動式定時定點裁切，藉以調整吸管2的長度，且使切口整齊一致，位於該切刀151旁可設置斜切刀155，使切刀151及斜切刀155輪流向下進行裁切，而能將管體22進行平切、斜切、平切、斜切之兩種切法，以裁切出尖頭吸管20(如第12圖所示)。
運用本發明之成形機，進行紙吸管製作方法，請參下列步驟說明：a：進紙作業：先將紙料設置在進紙機上，並以定準輪進行該紙料之的整平、校準及拉緊；b：壓紙作業：該紙料係設置在壓紙裝置下方，使該紙料受壓紙裝置之每一壓板抵掣，令該紙料兩側捲起且往前移動；c：熱風熔融壓合作業：該紙料經貼合裝置之芯管時，利用熱風管吹拂紙料兩側之欲相疊處，使該紙料表面的淋膜層熱熔成膠狀，再經過成形孔使紙料兩側相疊合，以形成管狀並產生貼合部，並藉由滾壓輪輾壓該貼合部，而成形為管體；d：裁切作業：該管體經由輸送裝置輸送至裁切裝置，即能利用一個以上之切刀，採移動式切削將輸送中的管體裁切，而成紙吸管或尖頭紙吸管。
接著，請仍然參閱第12圖並配合第13圖所示，該吸管2及尖頭吸管20黏合時，於該貼合部221之內、外端皆產生凸部2211，其密合度不佳，使用上較不順暢，為了使吸管2及尖頭吸管20具較佳之 密合度，請再配合第14圖及第15圖所示，該紙料21為兩層淋膜紙，於疊合時在兩端邊預留相反方向的凹部211，即一端為向上的凹部211，另一端為向下的凹部211，當將紙料21捲成管體22時，該兩端的凹部211剛好相貼合，而具較佳的密合度；其次，請再參閱第16圖及第17圖所示，將該紙料21兩端邊的凹部211切削成兩斜邊212，當將該紙料21捲成管體22時，能使該兩斜邊212相貼合，而不會有凸出感；再者，請再參閱第18圖及第19圖所示，該紙料21之分層結構係下層長度大於上層，使兩端邊產生同方向的凹部211，再將其中一端邊的凹部211滾壓，產生一凹痕213，再將紙料21捲成管體22時，能使另一端邊嵌入凹痕213，而令管體22平整光滑。
綜上所述，本發明所採用的結構看似簡易，卻突破傳統紙吸管皆為螺旋式捲紙、黏膠貼合的方法製作，而以熱風將紙料表面熱熔使兩側相疊處能貼合，或搭配高周波或超音波將貼合部熱壓黏合，使本發明完全無膠劑殘留問題，尤其本發明建構成本低、製作快速，有效降低紙吸管的製造成本，解決長久以來紙吸管無法普遍化的問題，不僅具極佳之經濟效益，更具環保減碳的效果，當符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。
1‧‧‧成形機
11‧‧‧進紙機
111‧‧‧定準輪
12‧‧‧壓紙裝置
13‧‧‧貼合裝置
14‧‧‧輸送裝置
15‧‧‧裁切裝置
21‧‧‧紙料

Claims (10)

  1. 一種吸管成形機，本發明係有關於製作紙吸管的成形機，該成形機係將紙料由進紙機往前輸送至裁切裝置，其包括：一進紙機，其具有複數個定準輪，以進行該紙料的整平、校準及拉緊；一壓紙裝置，位於該進紙機前方，能將拉伸的該紙料兩側向上捲曲，其由第一壓板、第二壓板、第三壓板、第四壓板及一底板構成，其中，該每一壓板下方設有底板，位於該第一壓板、第二壓板、第三壓板及第四壓板皆向下漸縮成弧形部，且該弧形部之變化，依序由後向前逐漸從半弧漸縮成圓弧，位於該弧形部之底端皆設有滾珠，其中，該底板配合該第一壓板、第二壓板、第三壓板及第四壓板之弧形部的變化，係由弧面向前翹起成球面，位於該底板之兩端邊設有夾縫，供將紙料定位前進；一貼合裝置，設置在該壓板裝置前方，能將該紙料兩側疊合黏貼成管體，其包括：芯管、熱風管、成形孔及滾壓輪，其中，該芯管上設有複數個通氣孔，並由進氣管導入氣體至該芯管內；一輸送裝置，裝設在該貼合裝置前方，其係由兩個轉輪結合皮帶形成一組輸送輪，並由該兩組輸送輪夾掣該管體兩側，藉以輸送該管體；以及，一裁切裝置，位於該輸送裝置前方，其具有一個以上之切刀、一定位框及一裁切台，能將該管體定時定點切削成吸管。
  2. 如請求項1所述吸管成形機，其中，該切刀設有至少一斜切刀。
  3. 如請求項1所述吸管成形機，其中，該紙料經過該貼合裝置之成形孔時，能將該紙料兩側向上疊合而具有貼合部，而能由平面捲成管體。
  4. 如請求項1所述吸管成形機，其中，該貼合裝置之滾壓輪係具有高周波或超音波以上其一，藉以將該紙料的貼合部熱壓黏貼。
  5. 如請求項1所述吸管成形機，其中，該裁切裝置之定位框係能上下及前後移動，係能配合該管體之移動速度進行移動式裁切作業。
  6. 如請求項1所述吸管成形機，其中，該裁切裝置及輸送裝置間設置一感測器，該感測器係與該裁切裝置之定位框的線路連通，能將該感測器設定在該管體經過一定時間後，即啟動該定位框帶動切刀進行切削。
  7. 如請求項1所述吸管成形機，其中，該紙料兩端邊形成有相反方向之凹部，將該紙料捲成管體時，該兩凹部相貼合。
  8. 如請求項7所述吸管成形機，其中，該兩凹部裁切成兩斜邊，將該紙料捲成管體時，該兩斜邊相貼合。
  9. 如請求項1所述吸管成形機，其中，該紙料兩端邊形成有同方向之凹部，並將一端邊之凹部滾壓一凹痕，將該紙料捲成管體時，另一端邊能嵌入該凹痕內，使該兩凹部能相貼合。
  10. 一種吸管製造方法，其是藉由如請求項1所述的成形機進行紙吸管製造的作業，其步驟如下：a：進紙作業：先將紙料設置在進紙機上，並以定準輪進行該紙料之的整平、校準及拉緊；b：壓紙作業：該紙料係設置在壓紙裝置下方，使該紙料受壓紙裝置之每一壓板抵掣，令該紙料兩側捲起且往前移動； c：熱風熔融壓合作業：該紙料經貼合裝置之芯管時，利用熱風管吹拂該紙料兩側之欲相疊處，使該紙料表面的淋膜層熱熔成膠狀，再經過成形孔使該紙料兩側相疊合，以形成管狀並產生貼合部，並藉由滾壓輪輾壓該貼合部，而成形為管體；d：裁切作業：該管體經由輸送裝置輸送至裁切裝置，即能利用一個以上之切刀，採移動式切削將輸送中的管體裁切，而成紙吸管或尖頭紙吸管。
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