TWM591040U - 紙吸管製造設備 - Google Patents

Abstract

本創作紙吸管製造設備，依序包含：供紙設備、成形設備及裁切設備；供紙裝置供應具有在常溫下保持固態的膠膜的紙帶，成形設備具有受紙帶纏繞的中心軸以及捲紙裝置，透過捲紙裝置捲曲使紙帶形成逐漸延長的中間產物，然後透過裁切設備切割中間產物而形成紙吸管，其中，紙吸管製造設備包含有具有控溫系統的加熱設備，透過控制加熱設備中的加熱區域的溫度，融化紙帶上的膠膜，並使該紙帶於該捲紙裝置中進行黏合，進而穩定製造出來的紙吸管的品質。

Description

紙吸管製造設備

本創作涉及一種製造設備，尤指一種用來製造紙吸管的製造設備。

為了環保需求，目前市面上需要一種取代傳統塑膠吸管的吸管產品，雖然市面上已出現了一種利用金屬材料製作出來的鋼製吸管，但這樣的吸管材料成本高昂，且為了保持衛生，需要特別用細長的刷子進行清洗，容易會有清潔上的死角；因此，為了解決成本及衛生考量的問題，除了可重複利用的鋼製吸管外，另有發展一種透過捲曲並以特殊材質膠料黏合的紙帶所製成的紙吸管。

目前有一種紙吸管的製造方式，是於紙帶捲曲成吸管前先進行上膠作業，讓紙帶在輸送過程中接觸一塗膠或沾膠機構，使得紙帶上附著有液態的膠料後，在膠料乾燥前透過皮帶施力於纏繞在中心軸棒上的紙帶，進行紙帶之間的捲曲及黏合而形成長條狀的空心紙管，最後在加熱乾燥後裁切為吸管產品。

但這樣的方式，為了讓紙帶上附著足量均勻的膠料，可能是透過增加膠料的總量或是增加膠料中所含的水分以方便塗布，進而導致膠料過多或是讓紙帶的性質受到膠料的影響而產生如沾水後紙張軟化的現象，進而影響到後續的在中心軸棒上的捲紙作業，此外，在捲曲成管狀的過程中還可能涉及了捲曲時的摩擦升溫現象，亦可能會進而影響到產品黏合的品質。

本創作之主要目的在於提供一種紙吸管製造設備，於將紙帶捲成管體前會先通過一加熱設備，以融化紙帶上事先塗佈好在常溫時維持固態的膠膜，並透過控制加熱設備中加熱區域的溫度，減少過程中膠料受溫度因素的融化程度的影響。

本創作之次要目的在於提供一種紙吸管製造設備，針對用來讓紙帶形成紙管的中心軸進行設計，該中心軸能做為一冷卻裝置，來減少紙帶捲曲時的摩擦升溫問題。

本創作之次要目的在於提供一種紙吸管製造設備，在裁切設備與形成紙管的捲紙裝置之間設有一支撐裝置，減少裁切前的半成品於移動過程中的抖動問題。

為達到上述目的，本創作紙吸管製造設備，依序包含：一供紙設備、一成形設備以及一裁切設備；該供紙設備，用以供應至少一紙帶，該紙帶上塗佈有一在常溫下保持固態的膠料；該成形設備，具有一供該紙帶纏繞的中心軸以及一捲紙裝置，該紙帶透過該捲紙裝置捲曲而形成一沿著該中心軸逐漸延長的中間產物，該中間產物形成有多層次的管狀結構；該裁切設備，用以對該中間產物進行切割，以形成一紙吸管。

其特徵在於，該紙吸管製造設備包含一用以加熱並融解該膠料的加熱設備，使得該紙帶於該捲紙裝置中進行黏合，該加熱設備具有一控溫系統以及一加熱區域，該控溫系統用以控制該加熱區域的溫度。

關於該控溫系統，於一實施例中，該控溫系統具有一用以感測該紙帶溫度或作為該加熱區域的腔體內的溫度的溫度感測裝置，依據該紙帶的溫 度或該加熱區域內的溫度調整該加熱區域的溫度；於另一實施例中，該控溫系統具有一用以感測該紙帶速度的速度感測裝置，依據該紙帶的速度調整該加熱區域的溫度；於一較佳實施例中，該控溫系統具有一用以感測該紙帶溫度或該加熱區域內的溫度的溫度感測裝置以及一用以感測該紙帶速度的速度感測裝置，並依據該紙帶的溫度及速度調整該加熱區域的溫度。

對於該加熱區域的詳細範圍，於一實施例中，該加熱區域位於該成形設備與該捲紙裝置之間；但於其他實施例中，該捲紙裝置可以設置於該加熱區域中。

關於該成形設備，於一較佳實施例中，該成形設備包含一用以冷卻通過該捲紙裝置的該中間產物的冷卻裝置。

更詳細的說，於該實施例中該中心軸內設有一冷卻通道，該冷卻通道連接該冷卻裝置，使該中心軸的至少一部份區域成為一冷卻軸心；其中，該冷卻通道內部流通一可循環利用的冷媒或一不可循環利用的冷卻液的其中一種。

關於其他設計，於一較佳實施例中，該紙吸管製造設備包含一位於該成形設備與該裁切設備之間的支撐裝置，該支撐裝置用以支撐該中心軸或該中間產物，其中，該支撐裝置包含至少一個滾輪，該滾輪接觸於該中間產物，使該中間產物平穩地往該裁切設備移動。

由以上說明可知，本創作的特點在於：供紙設備與捲紙裝置之間包含一用以加熱並融解紙帶上所塗佈的膠料的加熱設備，以在捲紙裝置處進行乾式黏合，且無溢膠問題，更不會有發霉現象；且不需在捲紙後進行定型乾燥，大幅提升生產效率及降低不良率，並防止乾燥不完全，不良率較高的問題，進 而使得設備的操作經驗要求降低，以及降低人為因素上的風險；且其中，該加熱設備具有一控溫系統，能夠控制該加熱設備中的加熱區域的溫度，進而進一步的控制進入該成形設備的該膠料狀態。

10‧‧‧紙吸管製造設備

11‧‧‧供紙設備

111‧‧‧轉動軸

112‧‧‧紙帶

112a‧‧‧膠膜

12‧‧‧加熱設備

120‧‧‧腔體

121‧‧‧控溫系統

121a‧‧‧溫度感測裝置

121b‧‧‧速度感測裝置

122‧‧‧升溫器

123‧‧‧降溫器

13‧‧‧成形設備

131‧‧‧中心軸

131a‧‧‧冷卻軸心

132‧‧‧捲紙裝置

133‧‧‧冷卻裝置

134‧‧‧冷卻通道

134a‧‧‧第一通道

134b‧‧‧第二通道

14‧‧‧裁切設備

140‧‧‧設定長度

141‧‧‧裁切頭

142‧‧‧機械軸

15‧‧‧支撐裝置

151‧‧‧滾輪

20‧‧‧中間產物

21‧‧‧紙吸管

圖1為本創作紙吸管製造設備於一較佳實施例中的硬體方塊圖；圖2為圖1中供紙設備、加熱設備以及成形設備的示意圖；圖3為圖1實施例中，加熱設備的裝置示意圖；圖4A為圖1實施例中，中心軸的示意圖；圖4B為圖4A的斷面示意圖；圖5A為圖1中支撐裝置的示意圖；圖5B為本創作紙吸管製造設備於其他實施例中的支撐裝置的示意圖；圖6為圖1實施例中裁切設備的作動示意圖。

茲為便於更進一步對本創作之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：

請參照圖1及圖2所示，本創作紙吸管製造設備於一較佳實施例中，依序包含：一供紙設備11、一加熱設備12、一成形設備13以及一裁切設備14；且在本實施例中，該成形設備13與該裁切設備14之間還設有一支撐裝置15。

如圖1及圖2所示，在本實施例中，該供紙設備11包含有三個供應紙帶112設置並穩定轉動的轉動軸111，而至少一轉動軸111上所設置的該紙帶112上具有事先已塗佈的膠膜112a，該膠膜112a由能在常溫時保持固體的膠料組 成，以便在之後經過該加熱設備12融化後並在成形設備13作用後形成一紙吸管21的中間產物20。

更詳細的說，在利用本創作所提供的紙吸管製造設備製造一種如本實施例中由三層紙帶112構成的紙吸管21時，可以僅於形成該吸管的中間層的部分的該紙帶112的正反兩面皆塗佈有該膠膜112a(如圖所示)，或是於所有紙帶112上皆塗佈有該膠膜112a，又或是僅於形成該吸管的內層與最外層的該紙帶112上塗佈有該膠膜112a；因本創作並沒有限制所製作的該紙吸管21的種類(具有多少層)，繼而沒有限制該供紙設備11中需要供應幾條紙帶112，只要至少一紙帶112上塗佈有該膠料以黏合成該紙吸管21即可。

請參考圖1、2及圖3所示，在本實施例中，該加熱設備12包含一用以加熱並融解該膠料的腔體120，該腔體120形成一加熱區域，並具有一用以控制進入該腔體120(加熱區域)的溫度的控溫系統121，該控溫系統121配合複數個安裝在該腔體120上，用以加熱該腔體120的溫度的升溫器122以及一降低該腔體120的溫度的降溫器123。

其中，本創作並沒有限制該加熱設備12是否一定要有該降溫器123及其種類，故在其他實施例中，可以使用複數個風扇等氣冷式方式作為該降溫器123，或是使用水冷式或氣冷水冷結合式等習知裝置來構成該降溫器123；於沒有使用該降溫器123的實施例中，亦可以僅靠控制該等升溫器122的功率來控制。

同樣，對於該升溫器122的種類也沒有限制，例如、於其他實施例中，該升溫器122可以採用一種中間具有加熱腔的封閉式加熱腔體(如：能從六個方向，透過電阻式器件或微波器件加熱該紙帶112的金屬腔體)；或是部分開放 式腔體，(例如：兩側具有供紙帶112穿設的開口，並由上下左右四個方向透過紅外線式器件或加熱該紙帶112的陶瓷腔體)；當然也沒有限制腔體的數量或樣態(例如，使用兩個腔體，形成內外腔體的結構)；或於一實施例中，對於該加熱區域的設計，可以不使用該腔體120而直接由單一或複數個經過排列的熱風槍(同時作為該升溫器122)，透過其作動時熱風的加熱範圍來構成開放式的該加熱區域，且該成形設備13的元件(詳細後述)還可以位於該加熱區域中。

關於該控溫系統121如何控制該升溫器122及該降溫器123的詳細方式，於本實施例中，該控溫系統121具有一用以感測該等紙帶112溫度或腔體120內的溫度的溫度感測裝置121a以及一用以感測該等紙帶112速度的速度感測裝置121b，並依據該等紙帶112的溫度及速度或腔體120內的溫度調整該升溫器122及該降溫器123的功率以影響該腔體120的溫度，當然，在其他實施例中，該控溫系統121可以僅靠該溫度感測裝置121a或是僅靠該速度感測裝置121b進行控制。

舉例來說：當加快該紙帶112捲成該中間產物20(紙管)的速度時，因單位時間內來自該升溫器122的熱能被該紙帶112帶走的能量較多而會降低該腔體120內的溫度，故當該速度感測裝置121b測得該紙帶112的行走速度加快時，該控溫系統121會發出訊號提升該升溫器122的功率，並降低該降溫器123的功率；當降低該紙帶112捲成該中間產物20(紙管)的速度時，因單位時間內來自該升溫器122的熱能被該紙帶112帶走的能量較少而會提升溫度，故當該速度感測裝置121b測得該紙帶112的行走速度降低時，該控溫系統121會發出訊號降低該升溫器122的功率，並提高該降溫器123的功率。

種類上，該溫度感測裝置121a於不同的實施例中可以是接觸式的熱電偶或熱電阻等，又或是非接觸式的光學感測元件等等；該速度感測裝置121b的種類上，可為接觸式的滾輪或是非接觸式的光學感測器等等。

關於該成形設備13，請參考圖1、圖2及圖4A、圖4B所示，該成形設備13，具有一供該等紙帶112纏繞的中心軸131以及一捲紙裝置132；該紙帶112透過螺旋纏繞於該中心軸131上而形成一沿著該中心軸131逐漸延長的紙管(圖未示)，然後再透過該捲紙裝置132對該紙管作用，使得該紙帶112形成具有多層次管狀結構空心長管狀結構的該中間產物20；其中，本創作並沒有特別限制該捲紙裝置132的詳細樣態，可以使用市面上既有的捲紙裝置132，例如利用皮帶加壓該中間產物20的捲紙裝置132即可。

而為了防止該捲紙裝置132在作動時，因摩擦或其他因素造成該中間產物20的溫度提升進而影響到膠料，於本實施例中，該成形設備13還額外包含一用以冷卻通過該捲紙裝置132的該中間產物20的冷卻裝置133，該冷卻裝置133用以穩定該中心軸131的溫度，進而穩定紙張貼合的緊密程度或穩定該中間產物20(紙管)往裁切設備14傳輸時的速度，甚至於在該捲紙裝置132是使用皮帶等會受熱影響而變質的元件的實施例中，透過降溫使捲紙裝置132皮帶材質不會因溫度而硬化，進而能夠延長該捲紙裝置132的壽命。

對於該冷卻裝置133的樣態，在本實施例中，該冷卻裝置133連接設於該中心軸131，透過一連通該冷卻裝置133且設於該中心軸131內部的一冷卻通道134，透過讓一冷卻液體流通於該冷卻通道134來降低該中心軸131的溫度，使該中心軸131的至少一部份區域(依冷卻通道134的位置及長度決定)成為一能 冷卻纏繞於該中心軸131上的該紙帶112(中間產物20)的冷卻軸心131a；於一實施例中，該冷卻軸心131a亦可作為配合該控溫系統121的該降溫器123。

其中，本創作對於該冷卻通道134的樣態並沒有特別限制，可以是如圖4A、4B圖中設有一直線狀的第一通道134a及一直線狀的第二通道134b，透過U字型彎折(圖未示)而連通該等通道的樣態，或是呈現螺旋樣態的通道，或是其他可見於習知熱交換裝置中的通道的樣態即可(如冷凝管中的通道)；此外，對於該冷卻通道134內部所流通的液體的種類並沒有限制，於一實施例中，該冷卻液體可以是一可循環利用的冷媒，配合該冷卻裝置133以類似於冰箱的方式進行運作，或是直接以一不可循環利用，利用完即排放掉的自來水皆可。

請參考圖1、圖2及圖5所示，於習知的紙吸管21製造過程中，由於該等紙帶112是持續不斷的進行捲曲，並螺旋形成該中間產物20，使得該中間產物20在過程中會不斷地旋轉及延長，進而造成該中間產物20在進入該裁切設備14時會受到旋轉以及長度的影響而擺動，造成裁切時的穩定性的問題，因此在本實施例中，於該成形設備13與該裁切設備14之間還設有該支撐裝置15，以支撐該中心軸131或該中間產物20(可視使用情況調整支撐對象)。

關於該支撐裝置15的樣態，請參考圖5A或圖5B示意圖，於本實施例中，該支撐裝置15包含兩滾輪151，該等滾輪151分別接觸於該中間產物20的兩相反側，使該中間產物20平穩地往該裁切設備14移動，進而在該裁切設備14切管時，讓該中間產物20(紙管)的橫截面可完整；其中，對於該支撐裝置的種類及數量並沒有限制，故在不同實施例中，該滾輪151可以是培林或是半圓式培林等等習知的裝置，或是更改樣態而是一讓該中間產物20通過的支撐管等各種習知的能夠支撐管狀元件的裝置。

請參考圖1及圖6，該裁切設備14，對該中間產物20依照一設定長度進行切割，以形成該紙吸管21，且其中，因該中間產物20會不斷的延長，故在該裁切設備14的裁切頭141(如切刀)於切割時，會隨該中間產物20的延長速度及其方向而透過一驅動器(圖未示)於一機械軸142上來改變其水平位置。

由以上說明可知，本創作可透過於供紙設備11與捲紙裝置132之間所設置的加熱設備12，加熱並融解紙帶112上所塗佈好的膠料以進行乾式黏合；無溢膠問題，更不會有發霉現象；且不需在捲紙後進行定型乾燥，大幅提升生產效率及降低不良率，並防止乾燥不完全，不良率較高的問題，進而使得設備的操作經驗要求降低，以及降低人為因素上的風險；且其中，該加熱設備12具有一控溫系統121，能夠控制該加熱設備12中的加熱區域的溫度，進而控制黏合時的該膠料的狀態。

且作為捲紙的軸心的中心軸131能做為一冷卻裝置133，來減少捲紙作業時的摩擦升溫問題；又在裁切設備14與形成紙管的捲紙裝置132之間設有一支撐件，能解決裁切前的半成品於移動過程中的抖動問題，提高穩定性。

112‧‧‧紙帶

12‧‧‧加熱設備

120‧‧‧腔體

121‧‧‧控溫系統

121a‧‧‧溫度感測裝置

121b‧‧‧速度感測裝置

122‧‧‧升溫器

123‧‧‧降溫器

Claims (9)

1. 一種紙吸管製造設備，依序包含： 一供紙設備，用以供應至少一紙帶，該紙帶上塗佈有一在常溫下保持固態的膠料； 一成形設備，具有一供該紙帶纏繞的中心軸以及一捲紙裝置，該紙帶透過該捲紙裝置捲曲而形成一沿著該中心軸逐漸延長的中間產物，該中間產物形成有多層次的管狀結構； 一裁切設備，用以對該中間產物進行切割，以形成一紙吸管； 其特徵在於，該紙吸管製造設備包含一用以加熱並融解該膠料的加熱設備，使得該紙帶於該捲紙裝置中進行黏合，該加熱設備具有一控溫系統及一加熱區域，該控溫系統用以控制該加熱區域的溫度。
2. 如請求項第1項所述紙吸管製造設備，其中，該控溫系統具有一用以感測該紙帶或該加熱區域內的溫度的溫度感測裝置，依據該紙帶或該加熱區域內的溫度調整該加熱區域的溫度。
3. 如請求項第1項所述紙吸管製造設備，其中，該控溫系統具有一用以感測該紙帶速度的速度感測裝置，依據該紙帶的速度調整該加熱區域的溫度。
4. 如請求項第1項所述紙吸管製造設備，其中，該控溫系統具有一用以感測該紙帶或該加熱區域內的溫度的溫度感測裝置以及一用以感測該紙帶速度的速度感測裝置，並依據該紙帶的溫度及速度或該加熱區域內的溫度調整該加熱區域的溫度。
5. 如請求項第1項所述紙吸管製造設備，其中，該加熱區域位於該成形設備與該捲紙裝置之間。
6. 如請求項第1項所述紙吸管製造設備，其中，該成形設備包含一用以冷卻通過該捲紙裝置的該中間產物的冷卻裝置。
7. 如請求項第6項所述紙吸管製造設備，其中，該中心軸內設有一冷卻通道，該冷卻通道連接該冷卻裝置，使該中心軸的至少一部份區域成為一冷卻軸心。
8. 如請求項第1項所述紙吸管製造設備，其中，該紙吸管製造設備包含一位於該成形設備與該裁切設備之間的支撐裝置，該支撐裝置用以支撐該中心軸或該中間產物。
9. 如請求項第8項所述紙吸管製造設備，其中，該支撐裝置包含至少一滾輪，該滾輪接觸於該中間產物，使該中間產物平穩地往該裁切設備移動。

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