TWI804382B - 紙塑產品成型設備 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種紙塑產品成型設備，尤指一種可以加速紙胚品脫水、減少乾燥時間、減少能耗並降低製造及生產成本的紙塑產品成型設備，於吸漿模之所在位置的縱向中心線的左、右側設置有左側熱壓上模及右側熱壓上模，該左側熱壓上模及右側熱壓上模係為可獨立左右位移之機構，而非連動式機構，在尚未啟動該左側熱壓上模與吸漿模上下相對應進行合模作業或該右側熱壓上模與吸漿模上下相對應進行合模作業時的待機狀態，該左側熱壓上模及右側熱壓上模二者之間存有一空間，該空間大小足以容納前述左側熱壓上模及右側熱壓上模。

Description

紙塑產品成型設備

本發明係提供一種紙塑產品成型設備，尤指一種可以加速紙胚品脫水、減少乾燥時間、減少能耗並降低製造及生產成本的紙塑產品成型設備。

隨著紙塑（植物纖維）產品的需求更甚，在越大量生產下所產生的能耗及時間成本越高，為降低成本，紙塑行業的製造者和研究者無不奮力鑽研更好的工藝方式或機構，而目前最常見的節省成本的方式除了紙漿原料的配方、減少移載時間、加大水份吸取力度外，在業界使用最多的則是增加冷擠壓工位來節省能耗成本。

請參閱第十一圖及第十二圖所示，習知具冷擠壓工位的紙塑成型機9係由吸漿模91、冷擠壓模92、上熱壓模93、94及下熱壓模95、96所組成的工藝結構，其中冷擠壓模92與上熱壓模93、94為連動結構，其生產工藝流程為：吸漿模91於漿槽內吸漿成型濕胚品後上昇與冷擠壓模92合模，該冷擠壓模92是常溫不加熱且具有真空吸附機構的模具，利用合模的壓力將濕胚品較多的水份擠出而成為水份較少的紙胚品，再令吸漿模91的真空構構吸取被擠出的水份，之後令冷擠壓模92的真空機構啟動吸附紙胚品，然後再讓冷擠壓模92位移至下熱壓模95相應的上方，讓下熱壓模95為具有加熱機構與真空機構的模具座，令下熱壓模95上昇與冷擠壓模92合模，於合模時下熱壓模95啟動真空將紙胚品吸附使其脫離冷擠壓模92，後再令冷擠壓模92移動回到吸漿模91的上方等待下次的冷擠壓及移轉，再令上熱壓模93下降與下熱壓模95合模，待合模後上熱壓模93與下熱壓模95啟動加熱機構將紙胚品乾燥加熱定型為成品；上述為單頭生產成型機的工藝流程，若為雙頭生產成型機則會在機台上方以冷擠壓模92為中心的兩側各設一上熱壓模93、94，並且冷擠壓模92與二上熱壓模93、94的位移動作為連動，而機台下方以吸漿模91為中心的左右兩側各設一可升降的下熱壓模95、96，當完成前述單邊的工藝流程後，該冷擠壓模92在吸附紙胚品後則位移至另一邊的下熱壓模96位置上方，之後動作則與前述工藝動作一樣，如此反覆即可在節省能耗而完成連續生產工藝。

然，習知具冷擠工位的紙塑成型機具有以下缺失：

1.由於冷擠壓模92與二上熱壓模93、94需同步連動，致使機台上方必須留出一個空間以供冷擠壓模92在交接紙胚品給其中一下熱壓模95(96)時給予其中一上熱壓模93(94)暫時停留，若是雙頭生產成型機則需在機台上方的左右兩側各衍生出一個暫停空間，如此則增加了製作成本及空間佔用的缺失；

2.利用冷擠壓模92與吸漿模91合模擠壓，接著該冷擠壓模92交付紙胚品到其中一下熱壓模95後，該冷擠壓模92再回歸到吸漿模91上方（即其中一上熱壓模93(94)與冷擠壓模92同步連動而移動至下熱壓模95(96)上方），使因冷擠壓模92的移載而增加了時間成本為其缺失；

3.習知的冷擠壓模92通常只具有真空機構來吸附紙胚品，當吸漿模91與冷擠壓模92在合模時，由於冷擠壓模92與吸漿模91不能同時啟動真空機構否則會因為壓強的關係使濕胚品的水份無法被吸走，故冷擠壓模92只能關閉真空機構而讓吸漿模91單方面吸取濕胚品的水份，所以無法在冷擠壓濕胚品時幫助排出更多的水份，或為了預先排出更多水份而延長合模時間為其缺失；

4.習知冷擠壓模92顧名思義是在常溫狀況下只靠與吸漿模91的合模壓力來擠出水份，所以冷擠壓模92僅能做為模具的凹模才能不致紙胚品在擠壓後被殘留水份回流而積在其內部凹面上，模具方向的限制為其缺失。

本發明之主要目的，其係提供一種紙塑產品成型設備，尤指一種可以加速紙胚品脫水、減少乾燥時間、減少能耗並降低製造及生產成本的紙塑產品成型設備，於吸漿模之所在位置的縱向中心線的左、右側設置有左側熱壓上模及右側熱壓上模，該左側熱壓上模及右側熱壓上模係為可獨立左右位移之機構，而非連動式機構，在尚未啟動該左側熱壓上模與吸漿模上下相對應進行合模作業或該右側熱壓上模與吸漿模上下相對應進行合模作業時的待機狀態，該左側熱壓上模及右側熱壓上模二者之間存有一空間，該空間大小足以容納前述左側熱壓上模及右側熱壓上模。

請參閱第一圖所示，本發明係提供一種紙塑產品成型設備，其係包括有：

一吸漿模1，其係由真空機構透過模具的氣孔10吸取植物纖維紙漿而形成濕胚品A，該吸漿模1之模面成型處設有與產品外形相同的透氣網目11，並能於一漿槽2內做提升與下降之動作，於該吸漿模1之所在位置的縱向中心線V上方存有一空間12；

一左側熱壓下模3及一右側熱壓下模4，其係為具有加熱機構、真空機構與吹氣機構之模具，且該左側熱壓下模3及右側熱壓下模4之模面成型處設有與產品外形相同的透氣網目，並將該左側熱壓下模3及右側熱壓下模4設置於機台的左、右兩端下方，並能做上升與下降的動作；

一左側熱壓上模5及一右側熱壓上模6，其係為具有加熱機構、真空機構與吹氣機構之模具，且該左側熱壓上模5及右側熱壓上模6之模面成型處設有與產品外形相同的透氣網目51、61，並且該左側熱壓上模5及右側熱壓上模6係為可獨立左右位移之機構，而非連動式機構，該左側熱壓上模5及右側熱壓上模6被設置於前述吸漿模1之所在位置的縱向中心線V左、右兩端上方，且能做左右位移以兼具充當熱擠壓模與轉移模的效用，該左側熱壓上模5之左右位移的位置為對應於前述吸漿模1與前述左側熱壓下模3，而右側熱壓上模6之左右位移的位置為對應於前述吸漿模1與前述右側熱壓下模4，在尚未啟動該左側熱壓上模5與吸漿模1上下相對應進行合模作業或該右側熱壓上模6與吸漿模1上下相對應進行合模作業時的待機狀態，該左側熱壓上模5及右側熱壓上模6二者之間存有前述位在該吸漿模1之所在位置的縱向中心線V上方的空間12，該空間12大小足以容納前述左側熱壓上模5及右側熱壓上模6；

請參閱第一至九圖所示，本發明之紙塑產品成型設備進行製作紙塑產品的具體步驟為：該吸漿模1在一漿槽2內吸附紙漿後形成一濕胚品A後，該吸漿模1離開該漿槽2而向上移動，同時該左側熱壓上模5橫向移動至該吸漿模1上方的空間12，如第二圖所示，該向上移動的吸漿模1及吸附在吸漿模1上的濕胚品A與該左側熱壓上模5進行合模(可參考第三圖)，利用合模壓力擠出多餘水份，並在合模後，該左側熱壓上模5的加熱機構和吹氣機構啟動，同時該吸漿模1的真空機構也啟動，使該左側熱壓上模5的加熱機構產生高溫，令該濕胚品A表面的水份蒸發成水蒸氣，而該左側熱壓上模5的吹氣機構將該濕胚品A上的水蒸氣和水份通過該吸漿模1的氣孔10被前述吸漿模1的真空機構吸走水氣(可參考第九圖)，令該濕胚品A內部的水份大幅減少而成一紙胚品B；然後，該左側熱壓上模5的吹氣機構停止作動，並使左側熱壓上模5的真空機構啟動而將該紙胚品B吸附於左側熱壓上模5內，此時，該左側熱壓上模5吸附著紙胚品B移動至左側熱壓下模3上方(可參考第四圖)，該左側熱壓下模3隨即上升移動並與該左側熱壓上模5成合模狀態(可參考第五圖)，並利用左側熱壓上模5與左側熱壓下模3之加熱機構將該紙胚品B加熱並完全乾燥而得到一成品C；請參閱第四圖，在前述左側熱壓上模5的真空機構啟動而將該紙胚品B吸附於左側熱壓上模5內，該左側熱壓上模5吸附著紙胚品B移動至左側熱壓下模3上方的同時，該吸漿模1再度下降至前述漿槽2內吸附成形下一個濕胚品A，此時，請參閱第五圖所示，該右側熱壓上模6橫向移動至該吸漿模1上方的空間12，該向上移動的吸漿模1及吸附在吸漿模1上的濕胚品A與該右側熱壓上模6進行合模(可參考第六圖)，利用合模壓力擠出多餘水份，並在合模後，該右側熱壓上模6的加熱機構和吹氣機構啟動，同時該吸漿模1的真空機構也啟動，使該右側熱壓上模6的加熱機構產生高溫，令該濕胚品A表面的水份蒸發成水蒸氣，而該右側熱壓上模6的吹氣機構將該濕胚品A上的水蒸氣和水份通過該吸漿模1的氣孔10被前述吸漿模1的真空機構吸走水氣，令該濕胚品A內部的水份大幅減少而成一紙胚品B；然後，該右側熱壓上模6的吹氣機構停止作動，並使右側熱壓上模6的真空機構啟動而將該紙胚品B吸附於右側熱壓上模6內，此時，該右側熱壓上模6吸附著紙胚品B移動至右側熱壓下模4上方(可參考第八圖)，該右側熱壓下模4隨即上升移動並與該右側熱壓上模6成合模狀態，並利用右側熱壓上模6與右側熱壓下模4之加熱機構將該紙胚品B加熱並完全乾燥而得到一成品C；由於左側熱壓上模5、右側熱壓上模6是可以各自獨立左右位移的機構，使另一邊(右側)的動作與上述左側動作完全一樣，如此左、右側的左側熱壓上模5、右側熱壓上模6反覆移載前述濕胚品A，即為本發明之工藝內容。

以機台左側的機械運作做為描述，本發明係利用左側熱壓上模5與左側熱壓下模3加熱定型後的高溫來吸附濕胚品A，而令濕胚品A內的水份能快速被蒸發形成水蒸氣，再利用左側熱壓上模5的吹氣機構啟動吹氣、吸漿模1的真空機構同時啟動，以真空吸取該水蒸氣及該濕胚品A內的多餘水份，更由於前述吸漿模1及左側熱壓上模5同時設有網目而能更輕易的吹或吸走水份，不受產品外形的限制；簡而言之是利用熱廢氣來排除濕胚品A內的水份，能夠在短時間內將濕胚品A的水份降至55%左右的紙胚品B，根據乾燥與能耗關係比例我們得知在紙胚品B變成成品C時，每乾燥1%的水份相對需要5%的能耗，由於加熱定型時間與水份比例成正比，故濕胚品A水份越多則加熱定型時間則越長；先通過本發明的預先熱擠壓乾燥脫水，可讓濕胚品A內的水份受到左側熱壓上模5熱氣的吹拂而流動及蒸發，讓濕胚品A表面及內面除了結合水外，其餘的水份與水蒸氣都可以被吸漿模1的真空機構真空吸取，而可以節省後續熱壓定型的能耗與時間，再者，本發明與習知的冷擠壓工藝上少了一個冷擠壓模，等於減少了一個冷擠壓模座和模具，並且令整個機台的體積縮小，除了節省佔地面積，可更節省了製作成本為發明目的者。

本發明的吸漿模1、左側熱壓上模5及右側熱壓上模6的模具成型處由於都設有與產品外形相同的透氣網目11、51、61，所以可以不限成模方向為凹凸或任意形態，而無需擔心真空吸取水份時受到阻礙，亦即本發明之紙塑產品成型工藝可以成型各種形狀且無需區分模面方向為其發明目的者。

本發明的最大優勢在於利用熱壓的高溫空氣使濕胚品A的表面或內部的水份會流動及蒸發，減少含水率的紙胚品B可以在熱壓定型時的良品率更為穩定，能提高產能及減少不良率為其發明目的者。

本發明之機台左、右側各別再設置有一左側接料機構7及一右側接料機構8，該左側接料機構7及右側接料機構8係可吸取出前述乾燥後所得到的成品C，如第七圖所示，該左側接料機構7及右側接料機構8可以直接鎖固於機台上，如第一圖所示，或者將該左側接料機構71及右側接料機構81另外裝設於該機台的左、右側而不與機台相接觸，如第十圖所示，其可為各種二軸或三軸機械結構的接料機構。

統觀前論，本發明係提供一種紙塑產品成型設備，尤指一種可以加速紙胚品B脫水、減少乾燥時間、減少能耗並降低製造及生產成本的紙塑產品成型設備，該紙塑產品成型設備，其係包括有：一設置於一漿槽2內的吸漿模1，於該吸漿模1之所在位置的縱向中心線V的左、右側設置有一左側熱壓上模5及一右側熱壓上模6，該左側熱壓上模5及右側熱壓上模6係為可獨立左右位移之機構，而非連動式機構，在尚未啟動該左側熱壓上模5與吸漿模1上下相對應進行合模作業或該右側熱壓上模6與吸漿模1上下相對應進行合模作業時的待機狀態，該左側熱壓上模5及右側熱壓上模6二者之間存有一空間12，該空間12大小足以容納前述左側熱壓上模5及右側熱壓上模6，本發明之紙塑產品成型設備與習知的冷擠壓工藝上少了一個冷擠壓模，等於減少了一個冷擠壓模座和模具，並且令整個機台的體積縮小，除了節省佔地面積，可更節省了製作成本。

1:吸漿模 10:氣孔 11:透氣網目 12:空間 2:漿槽 3:左側熱壓下模 4:右側熱壓下模 5:左側熱壓上模 6:右側熱壓上模 51、61:透氣網目 7、71:左側接料機構 8、81:右側接料機構 A:濕胚品 B:紙胚品 C:成品 V:縱向中心線 9:紙塑成型機 91:吸漿模 92:冷擠壓模 93、94:上熱壓模 95、96:下熱壓模

第一圖：係本發明之紙塑產品成型設備平面圖。 第二圖：係本發明之紙塑產品成型步驟圖。 第三圖：係本發明之紙塑產品成型步驟圖。 第四圖：係本發明之紙塑產品成型步驟圖。 第五圖：係本發明之紙塑產品成型步驟圖。 第六圖：係本發明之紙塑產品成型步驟圖。 第七圖：係本發明之紙塑產品成型步驟圖。 第八圖：係本發明之紙塑產品成型步驟圖。 第九圖：係本發明之吸漿模及吸附在吸漿模上的濕胚品與左(右)側熱壓上模之熱擠壓實施狀態圖。 第十圖：係本發明之另一接料機構與機台相配合的平面圖。 第十一圖：係習知冷擠壓工藝示意圖。 第十二圖：係習知冷擠壓工藝示意圖。

1:吸漿模

12:空間

2:漿槽

3:左側熱壓下模

4:右側熱壓下模

5:左側熱壓上模

6:右側熱壓上模

7:左側接料機構

8:右側接料機構

Claims (7)

1. 一種紙塑產品成型設備，其係包括有：一設置於一漿槽內的吸漿模，於該吸漿模之所在位置的縱向中心線的左、右側設置有一左側熱壓上模及一右側熱壓上模，其特徵在於：該吸漿模，其係由真空機構透過模具的氣孔吸取植物纖維紙漿而形成濕胚品，並能於該漿槽內做提升與下降之動作，該吸漿模之模面成型處設有與產品外形相同的透氣網目；該左側熱壓上模及右側熱壓上模係為可獨立左右位移之機構，而非連動式機構，該左側熱壓上模及右側熱壓上模係為具有加熱機構、真空機構與吹氣機構之模具，該左側熱壓上模及右側熱壓上模之模面成型處設有與產品外形相同的透氣網目，在尚未啟動該左側熱壓上模與吸漿模上下相對應進行合模作業或該右側熱壓上模與吸漿模上下相對應進行合模作業時的待機狀態，該左側熱壓上模及右側熱壓上模二者之間存有一空間，該空間大小足以容納前述左側熱壓上模及右側熱壓上模，因該吸漿模、左側熱壓上模及右側熱壓上模的模具成型處由於都設有與產品外形相同的透氣網目，所以可以不限成模方向為凹凸或任意形態，而無需擔心真空吸取水份時受到阻礙，亦即可以成型各種形狀且無需區分模面方向為其目的者。
2. 如請求項1所述之紙塑產品成型設備，其中，該紙塑產品成型設備，其係包括有：一左側熱壓下模及一右側熱壓下模，其係為具有加熱機構、真空機構與吹氣機構之模具，並將該左側熱壓下模及右側熱壓下模設置於機台的左、右兩端下方，並能做上升與下降的動作；前述左側熱壓上模及右側熱壓上模被設置於前述吸漿模之所在位置的縱向中心線左、右兩端上方，且能做左右位移以兼具充當熱擠壓模與轉移模的效用，該左側熱壓上模之左右位移的位置為對應於前述吸漿模與前述左側熱壓下模，而右側熱壓上模之左右位移的位置為對應於前述吸漿模與前述右側熱壓下模。
3. 如請求項2所述之紙塑產品成型設備，其中，該左側熱壓下模及右側熱壓下模之模面成型處設有與產品外形相同的透氣網目。
4. 如請求項2所述之紙塑產品成型設備，其中，該紙塑產品成型設備進行製作紙塑產品的具體步驟為：該吸漿模在前述漿槽內吸附紙漿後形成一濕胚品後，該吸漿模離開該漿槽而向上移動，同時該左側熱壓上模橫向移動至該吸漿模上方的空間，該向上移動的吸漿模及吸附在吸漿模上的濕胚品與該左側熱壓上模進行合模，利用合模壓力擠出多餘水份，並在合模後，該左側熱壓上模的加熱機構和吹氣機構啟動，同時該吸漿模的真空機構也啟動，使該左側熱壓上模的加熱機構產生高溫，令該濕胚品表面的水份蒸發成水蒸氣，而該左側熱壓上模的吹氣機構將該濕胚品上的水蒸氣和水份通過該吸漿模的氣孔被前述吸漿模的真空機構吸走水氣，令該濕胚品內部的水份大幅減少而成一紙胚品；然後，該左側熱壓上模的吹氣機構停止作動，並使左側熱壓上模的真空機構啟動而將該紙胚品吸附於左側熱壓上模內，此時，該左側熱壓上模吸附著紙胚品移動至左側熱壓下模上方，該左側熱壓下模隨即上升移動並與該左側熱壓上模成合模狀態，並利用左側熱壓上模與左側熱壓下模之加熱機構將該紙胚品加熱並完全乾燥而得到一成品。
5. 如請求項4所述之紙塑產品成型設備，其中，利用熱壓的高溫空氣使前述濕胚品的表面或內部的水份會流動及蒸發，令該濕胚品內部的水份大幅減少而成一紙胚品，而減少含水率的紙胚品可以節省後續熱壓定型的能耗與時間，並在熱壓定型時的良品率更為穩定。
6. 如請求項4所述之紙塑產品成型設備，其中，該紙塑產品成型設備，其係包括有一左側接料機構及一右側接料機構，該左側接料機構及右側接料機構係可吸取出前述乾燥後所得到的成品，該左側接料機構及右側接料機構可以直接鎖固於機台上，其可為各種二軸或三軸機械結構的接料機 構。
7. 如請求項2所述之紙塑產品成型設備，其中，該紙塑產品成型設備，其係包括有一左側接料機構及一右側接料機構，該左側接料機構及右側接料機構係可吸取出前述乾燥後所得到的成品，該左側接料機構及右側接料機構另外裝設於該機台的左、右側而不與機台相接觸，其可為各種二軸或三軸機械結構的接料機構。

Images