TWM591041U - 紙吸管製造設備 - Google Patents

Abstract

一種紙吸管製造設備，包含進料機構、翻折機構、成型機構與裁切機構。進料機構是用以將紙片加工成具有多條長向延伸且左右間隔的壓痕的已壓痕紙段。該翻折機構是用以沿該等壓痕翻折該已壓痕紙段的多個折片部以得到一個多角管狀段。該定型機構是用以對該多角管狀段之層疊的兩折片部進行接合處理，以得到一個吸管半成品段。該裁切機構是用以對該吸管半成品段進行裁切，藉以製成所述紙吸管。透過該進料機構、該等翻折模組，以及該成型機構的結構設計，可用以自動化快速製造紙吸管。

Description

紙吸管製造設備

本新型是有關於一種吸管製造設備，特別是指一種紙吸管製造設備。

由於塑化材料很難在自然界中自然分解，再加上人類每天會製造、使用並丟棄大量的塑化製品，其實已經對地球的自然環境與生態造成嚴重影響。為避免污染情況持續惡化，世界各國都已經開始對塑化製品的使用提出許多限制命令或法規，塑膠吸管便是被限用其中一種。

目前餐飲業者對於其販售之飲料產品已不得再提供塑膠吸管，為降低消費者喝飲料習慣的沖擊，許多業者改推出紙製吸管或以植物纖維製造的環保吸管，所以紙吸管的需求量日增，如何快速製造出簡便好用的紙吸管已是相關業者努力的目標。此外，目前紙吸管皆為圓形且無防水層，所以浸泡於飲料時，容易吸水變軟，且飲料物質（例如但不限於咖啡、果汁)會滲入紙吸管產生著色作用，使紙吸管看起來有不潔感。

因此，本新型的目的，即在提供一種用以自動化製造紙質吸管的紙吸管製造設備。

於是，本新型紙吸管製造設備，包含一個進料機構、一個翻折機構、一個成型機構與一個裁切機構。該進料機構是用以沿一輸送方向往後輸送一長片狀的紙片，並於該紙片滾壓出多條沿該紙片長向延伸且左右間隔的壓痕，藉以將該紙片被輸送通過區段加工成一個已壓痕紙段，該已壓痕紙段具有多個由該等壓痕區隔的折片部。該翻折機構是用以沿被輸送通過之該已壓痕紙段之該等壓痕翻折該等折片部，使該已壓痕紙段之左右最外側的兩個折片部相層疊，藉以將該已壓痕紙段被輸送通過的區段加工成一個管狀的多角管狀段。該定型機構是用以對被輸送通過之該多角管狀段之層疊的該等折片部進行接合處理，將該多角管狀段被輸送通過的區段加工成一個吸管半成品段。該裁切機構是用以對被輸送通過之該吸管半成品段進行裁切，藉以製成所述紙吸管。

本新型的功效在於：透過該進料機構、該等翻折機構、該成型機構，及該裁切機構的結構設計，可用以自動化快速製造紙吸管。

在本新型被詳細描述的前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、9，本新型紙吸管製造設備100的實施例，適用於將一長片狀的紙片800加工成多支紙吸管807。所述紙片800為外表面被覆有一層防水材料之類型，所述防水材料例如但不限於PLA（聚乳酸，Poly Lactic Acid ）、PE（聚乙烯，polyethylene）與PP（聚丙烯，Polypropylene）等。所述PE例如但不限於HDPE (高密度聚乙烯，High Density Polyethylene)或LDEP (低密度聚乙烯，Low Density Polyethylene)。

該紙吸管製造設備100包含一個機台本體2、安裝在該機台本體2上的一個進料機構3、一個翻折機構4、一個定型機構5與一個裁切機構6，及一個訊號連接該進料機構3、該定型機構5與該裁切機構6的控制裝置7。該機台本體2具有一個用以供被輸送通過之該紙片800區段往下抵靠的加工台面20，由於該機台本體2類型眾多且非為本新型創作重點，因此不再詳述。

參閱圖1、2、3，該進料機構3包括沿一個輸送方向30間隔安裝在該機台本體2並可被驅動運轉的一個壓痕滾輪模組31與多個進料滾輪模組32，及一個連結該等進料滾輪模組32與該壓痕滾輪模組31且可被該控制裝置7控制作動的進料驅動器33。每一進料滾輪模組32具有兩個左右軸向設置且上下間隔的滾輪321，該等進料滾輪模組32會以各別之兩滾輪321分別往該輸送方向30滾轉夾送該紙片800於加工過程中被加工產生的一個已壓痕紙段801、一個多角管狀段805（示於圖7）與一個吸管半成品段806（示於圖9）。由於該等進料滾輪模組32以兩滾輪321滾轉夾送被加工物品為習知技術且方式眾多，因此不再詳述。

參閱圖2、3、4，該壓痕滾輪模組31是設置於該等進料滾輪模組32前方，包括左右軸向設置的一個壓痕輪311，及一個位於該壓痕輪311下方的下滾輪313。該壓痕輪311具有多個左右間隔排列之環狀的徑凸齒部312。該壓痕輪311與該下滾輪313可被驅轉而相配合往該輸送方向30滾夾輸送該紙片800，於此同時，該壓痕輪311會以該等徑凸齒部312滾壓該紙片800，而於該紙片800被滾夾輸送通過之區段滾壓出多條沿該紙片800長向延伸且左右間隔平行的壓痕802，進而得到該已壓痕紙段801，該已壓痕紙段801具有多個由該等壓痕802隔開的折片部803。

在本實施例中，該進料驅動器33會被該控制裝置7控制作動，而經由傳動皮帶、傳動鏈條及/或傳動齒輪等傳動構件（圖未示）傳動該壓痕滾輪模組31與該等進料滾輪模組32運轉，由於該進料驅動器33驅轉該等進料滾輪模組32與該壓痕滾輪模組31為習知技術且方式眾多， 因此對於該進料驅動器33不再詳述。

參閱圖1、4、6，該翻折機構4包括多個沿該輸送方向30間隔設置於該已壓痕紙段801之輸送路徑上的翻折模組41。該等翻折模組41可相配合將該已壓痕紙段801被輸送通過的區段加工成多角狀的該多角管狀段805（示於圖7）。在本實施例中，該壓痕輪311具有四個徑凸齒部312，而會於該紙片800上滾壓出四條壓痕802，使該已壓痕紙段801具有五個折片部803。該翻折機構4設置有兩個翻折模組41，每一翻折模組41可用以用以沿該輸送方向30往上翻折該已壓痕紙段801之左右最外側尚未被翻折之兩壓痕802的相背側的兩個折片部803，進而將該已壓痕紙段801被輸送通過之區段加工成四角狀的該多角管狀段805。

每一翻折模組41包括一個沿該輸送方向30延伸且間隔位於該機台本體2之該加工台面20上方的限位桿411，及兩個前後延伸設置於該加工台面20上且分別間隔位於該限位桿411之左右兩側的導引件412，該限位桿411與每一導引件412相配合界定出一個介於兩者間並前後延伸之直立的折片通道410。該限位桿411是用以擋抵於該已壓痕紙段801預定要被翻折之兩條壓痕802間的所有折片部803上方，可防止位於前述兩條壓痕802間的折片部803被往上翻折翹起。該等導引件412是以該等導引斜面413分別導引預定要被往上翻折之兩個折片部803相對後移而逐漸往上高起，進而分別沿對應之兩壓痕802相對被該限位桿411擋抵限位的其它折片部803逐漸往上彎折立起，而分別進入該等折片通道410。

參閱圖4、5，在本實施例中，該已壓痕紙段801被輸送通過第一個翻折模組41時，該翻折模組41之該限位桿411會擋抵於左右最外側之未被翻折的兩壓痕802間的三個折片部803，該等導引件412會分別導引左右最外側兩個折片部803相對相連接的其它折片部803往上翻折立起，並分別往後通過該等折片通道410，進而將該已壓痕紙段801被輸送通過第一個翻折模組41的區段加工成斷面呈U字型之U字型區段804。

參閱圖6、7，當該已壓痕紙段801被加工成之U字型區段804接續被往後輸送通過第二個翻折模組41時，第二個翻折模組41之該限位桿411會擋抵於左右最外側之未被翻折的兩壓痕802間的一個折片部803，該等導引件412會分別導引前述未被翻折的該兩壓痕802相背側的兩個折片部803相對被該限位桿411擋抵的該折片部803往上翻折立起，而分別往後通過該等折片通道410。

此時，該已壓痕紙段801會因為該等翻折模組41的前後兩次翻折加工處理，使得左右最外兩側的兩個折片部803變成上下層疊於該限位桿411頂側，進而使得該已壓痕紙段801之U字型區段804接續被加工成包圍於該限位桿411外之四角狀的該多角管狀段805。

參閱圖1、6、7、8，該定型機構5是設置於該翻折機構4後側，而位於該多角管狀段805輸送路徑上，包括一個同軸連接於第二個翻折模組41之該限位桿411後端的導引桿51、一個架設在導引桿51上方的頂壓塊55、兩個可左右位移地分別間隔設置於該導引桿51之左右兩側而間隔位於該頂壓塊55後側的夾靠件52、一個可上下位移地設置於該導引桿51上方而相對位於該等夾靠件52相向側上方的加熱器53，及一個連結該等夾靠件52與該加熱器53的定型驅動器54。

該導引桿51可用以沿該輸送方向30往後導引輸送該多角管狀段805，該頂壓塊55會往下壓抵沿該導引桿51往後輸送通過之該多角管段805，可將上下層疊之兩個折片部803抵壓層疊定型。但實施時，在本新型之另一實施態樣中，該頂壓塊55非為必要。

該定型驅動器54可被該控制裝置7控制啟動，而傳動該等夾靠件52左右相向位移靠向該導引桿51，使該等夾靠件52與該導引桿51相配合夾抵定位該多角管狀段805，然後接續傳動該加熱器53下移靠向該導引桿51頂側，而壓抵於上下層疊之兩折片部803上，並對該等折片部803加熱，使該等折片部803表面的防水材料熱融而層疊接合，藉以得到一個四角管狀的吸管半成品段806。在本實施例中，該加熱器53為超音波加熱器53，但實施時不以此為限。由於該定型驅動器54可傳動該等夾靠件52與該加熱器53移動的方式眾多，例如透過齒輪傳動、氣壓缸與油壓缸等，且非本新型創作重點，因此不再詳述。

參閱圖1、9，該裁切機構6是設置於該定型機構5後側，而位於該吸管半成品段806的輸送路徑上，包括一個與該導引桿51同軸地間隔設置於該導引桿51後側的導引管61、一個安裝在該加工台面20上的裁切傳動模組63，及一個安裝於該裁切傳動模組63的裁切機62。該導引管61可用以供該吸管半成品段806往後位移插入。

該裁切傳動模組63具以兩個左右間隔平行架設在該加工台面20上的軌道631、一個架設在該等軌道631上的載台632、一個設置於該加工台面20且連結該載台632的傳動皮帶輪組633，及一個用以驅動該傳動皮帶輪組633運轉的移動驅動器634。該移動驅動器634會經由該傳動皮帶輪組633傳動該載台632沿該等軌道631左右位移。

該裁切機62是安裝在該載台632上，且具有一個圓片狀的裁切刀片621，會被該控制裝置7控制啟動而驅轉該裁切刀片621，且會被該載台632帶動左右位移，而使該裁切刀片621位移通過該導引管61前端側，藉以切斷該吸管半成品段806，以得到一個位於該導引管61中的紙吸管807。位於該導引管61內的所有紙吸管807會被後續插入該導引管61內的該吸管半成品段806往後推移，而接續從該導引管61後端排出，以供進行後續包裝加工處理。

該控制裝置7內建有會於被啟動時交替執行的一個進料程序與一個定型裁切程序，於執行該進料程序時，會控制該進料機構3將預定長度的紙片800輸送進入該機台本體2，使該紙片800被陸續加工成該已壓痕紙段801（示於圖4）與該多角管狀段805（示於圖7），然後控制該進料機構3停止運作一預定時間。此時，該控制裝置7會切換執行該成型裁切程序，且會於該預定時間期間，控制啟動該定型機構5與該裁切機構6，藉以將該多角管狀段805加工成該吸管半成品段806（示於圖8），以及裁切該吸管半成品段806以製成所需的紙吸管807（示於圖9）。

然後，反覆執行該進料程序與該成型裁切程序，藉以接續製造出多支紙吸管807。該控制裝置7執行該進料程序與該定型裁切程序，以控制該進料機構3、該定型機構5與該裁切機構6運作的功能，可由電子電路、軟體程序與韌體相配合達成，由於控制該等機構作動方式眾多，因此不再詳述。

本新型紙吸管製造設備100使用時，將成捲紙片800架設於該機台本體2前側，並將該紙片800往後拉引安裝在該進料機構3之該壓痕滾輪模組32後，便可啟動該控制裝置7以自動化控制該進料機構3、該定型機構5與該裁切機構6運作，進而可自動化製造所述紙吸管807。

在本新型之其它實施態樣中，該壓痕輪311之該等徑凸齒部312數量也可為六個或八個，而可於該紙片800滾壓出六條或八條壓痕802，使該已壓痕紙段801具有七個或九個折片部803，而該翻折機構4則對應設置三個或四個翻折模組41，進而可用以將該已壓痕紙段801翻折成六角狀或八角狀之該多角管狀段805，而可用以製造六角形斷面或八角形斷面的紙吸管807。但實施時，該壓痕輪311之該等徑凸齒部312數量與該等翻折模組41數量不以此為限，例如可依所欲製造之該多角管狀段805外型對應調整。

此外，由於該裁切機構6裁切該吸管半成品段806以得到紙吸管807的方式眾多，因此實施時，該裁切機構6之結構型態不以本實施例揭露態樣為限。

綜上所述，透過該進料機構3之該壓痕滾輪模組31之結構設計、該等翻折模組41可沿該已壓痕紙段801之該等壓痕802翻折該等折片部803的結構設計，以及該成型機構可將該多角管狀段805加工成該吸管半成品段806的設計，可用以自動化快速製造紙吸管807，且因採用之紙片800為表面被覆有防水層的類型，所以製成之紙吸管807不容易吸水軟化，也不易沾染飲料物質。因此，確實能達成本新型的目的。

惟以上所述者，僅為本新型的實施例而已，當不能以此限定本新型實施的範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋的範圍內。

100‧‧‧紙吸管製造設備 2‧‧‧機台本體 20‧‧‧加工台面 3‧‧‧進料機構 30‧‧‧輸送方向 31‧‧‧壓痕滾輪模組 311‧‧‧壓痕輪 312‧‧‧徑凸齒部 313‧‧‧下滾輪 32‧‧‧進料滾輪模組 321‧‧‧滾輪 33‧‧‧進料驅動器 4‧‧‧翻折機構 41‧‧‧翻折模組 410‧‧‧折片通道 411‧‧‧限位桿 412‧‧‧導引件 413‧‧‧導引斜面 5‧‧‧定型機構 51‧‧‧導引桿 52‧‧‧夾靠件 53‧‧‧加熱器 54‧‧‧定型驅動器 55‧‧‧頂壓塊 6‧‧‧裁切機構 61‧‧‧導引管 62‧‧‧裁切機 621‧‧‧裁切刀片 63‧‧‧裁切傳動模組 631‧‧‧軌道 632‧‧‧載台 633‧‧‧傳動皮帶輪組 634‧‧‧移動驅動器 7‧‧‧控制裝置 800‧‧‧紙片 801‧‧‧已壓痕紙段 802‧‧‧壓痕 803‧‧‧折片部 804‧‧‧U字型區段 805‧‧‧多角管狀段 806‧‧‧吸管半成品段 807‧‧‧紙吸管

本新型的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本新型紙吸管製造設備的一實施例的側視圖； 圖2是該實施例的不完整的立體圖，說明一個壓痕輪模組結構； 圖3是該實施例之不完整的前視圖，示意說明該壓痕輪模組於一紙片滾壓出多條壓痕的情況； 圖4是該實施例不完整的立體圖，說明其中一個翻折模組之結構； 圖5是圖4所示之該翻折模組將一已壓痕紙段翻折成一個U字型區段的流程示意圖； 圖6該實施例不完整的立體圖，說明另一個翻折模組之結構； 圖7是圖6所示之該翻折模組將該U字型區段翻折成一個多角管狀段的流程示意圖； 圖8是該實施例之一個成型機構用以對該多角管狀段進行加工成一個吸管半成品段的流程示意圖；及 圖9是該實施例之不完整俯視圖，示意說明一個裁切機構裁切該吸管半成品段以得到紙吸管的情況。

100‧‧‧紙吸管製造設備

2‧‧‧機台本體

20‧‧‧加工台面

3‧‧‧進料機構

30‧‧‧輸送方向

31‧‧‧壓痕滾輪模組

311‧‧‧壓痕輪

313‧‧‧下滾輪

32‧‧‧進料滾輪模組

321‧‧‧滾輪

33‧‧‧進料驅動器

4‧‧‧翻折機構

41‧‧‧翻折模組

5‧‧‧定型機構

51‧‧‧導引桿

52‧‧‧夾靠件

53‧‧‧加熱器

54‧‧‧該定型驅動器

6‧‧‧裁切機構

61‧‧‧導引管

62‧‧‧裁切機

63‧‧‧裁切傳動模組

7‧‧‧控制裝置

800‧‧‧紙片

Claims (10)

1. 一種紙吸管製造設備，包含：一個進料機構，用以沿一輸送方向往後輸送一長片狀的紙片，並於該紙片滾壓出多條沿該紙片長向延伸且左右間隔的壓痕，藉以將該紙片被輸送通過區段加工成一個已壓痕紙段，該已壓痕紙段具有多個由該等壓痕區隔的折片部；一個翻折機構，用以沿被輸送通過之該已壓痕紙段之該等壓痕翻折該等折片部，使該已壓痕紙段之左右最外側的兩個折片部相層疊，藉以將該已壓痕紙段被輸送通過的區段加工成一個管狀的多角管狀段；一個定型機構，用以對被輸送通過之該多角管狀段之層疊的該等折片部進行接合處理，將該多角管狀段被輸送通過的區段加工成一個吸管半成品段；及一個裁切機構，用以對被輸送通過之該吸管半成品段進行裁切，藉以製成所述紙吸管。
2. 如請求項1所述的紙吸管製造設備，其中，該進料機構包括一個壓痕滾輪模組，該壓痕滾輪模組具有左右軸向設置且用以上下相向滾扺於該紙片，並可被驅動運轉而往該輸送方向滾轉夾送該紙片的一個壓痕輪與一個下滾輪，該壓痕輪具有多個左右間隔且用以在該紙片上滾壓成型該等壓痕之環狀的徑凸齒部。
3. 如請求項2所述的紙吸管製造設備，其中，該進料機構還包括多個沿該輸送方向間隔設置，且可被驅動運轉而分別 用以滾轉夾送該已壓痕紙段、該多角管狀段與該吸管半成品段的進料滾輪模組。
4. 如請求項1、2或3所述的紙吸管製造設備，其中，該翻折機構包括多個沿該輸送方向間隔設置的翻折模組，每一翻折模組是用以沿該輸送方向翻折該已壓痕紙段之左右最外側尚未被翻折之兩壓痕的左右相背側的兩個折片部。
5. 如請求項4所述的紙吸管製造設備，其中，每一翻折模組具有一個沿該輸送方向延伸的限位桿，及兩個間隔設置於該限位桿之左右兩側的導引件，且該限位桿與每一導引件相配合界定出一個介於兩者間並沿該輸送方向延伸之直立的折片通道，該限位桿是用以設置於在該已壓痕紙段被輸送通過之區段上方，而用以擋阻該已壓痕紙段預定要被翻折之兩條壓痕間的所有折片部被往上翻折，該等導引件是用以分別導引對應之兩個折片部分別沿對應之兩壓痕往上翻折立起而分別往後通過該等折片通道。
6. 如請求項5所述的紙吸管製造設備，其中，每一翻折模組之每一導引件具有一個緊鄰各別之折片通道且往後斜上延伸，並用以導引對應的折片部沿對應之壓痕相對後移而逐漸往上彎折立起的導引斜面。
7. 如請求項1、2或3所述的紙吸管製造設備，其中，該定型機構包括一個用以供該多角管狀段套置於外側且用以導引該多角管狀段後移的導引桿、一個設置於該導引桿上方之加熱器，及一個連結該等導引桿與該加熱器的定型驅動器，該紙吸管製造設備還包含一個訊號連接該進料機構與 該定型機構的控制裝置，該控制裝置內建有於被啟動時會交替重複執行的一個進料程序與一個成型裁切程序，於執行該進料程序時，會控制該進料機構輸送一預定長度之紙片，然後控制該進料機構停止運作一預定時間，於執行該成型裁切程序時，會於該預定時間期間，控制該定型驅動器傳動該加熱器將該多角管狀段之層疊的該等折片部往下壓抵於該導引桿，並控制該加熱器加熱層疊之該等折片部，以使該等折片部層疊接合。
8. 如請求項7所述的紙吸管製造設備，其中，該定型機構還包括兩個分別設置於該導引桿之左右兩側的夾靠件，該控制裝置於執行該成型裁切程序時，會先控制該定型驅動器傳動該等夾靠件左右相向位移，以和該導引桿相配合夾抵定位該多角管狀段，然後控制該定型驅動器傳動該加熱器往下壓抵於該導引桿。
9. 如請求項7所述的紙吸管製造設備，其中，該加熱器為超音波加熱器。
10. 如請求項7所述的紙吸管製造設備，其中，該裁切機構包括一個沿該輸送方向延伸且用以供該吸管半成品段往後插入的導引管、一個用以裁斷該吸管半成品段外露於該導引管前端的區段以得到一個位於該導引管內之紙吸管的裁切機，及一個用以傳動該裁切機相對該導引管位移以裁斷該吸管半成品段的裁切傳動模組，該控制裝置是訊號連接該裁切傳動模組，且會於執行該成型裁切程序時，控制該裁切傳動模組傳動該裁切機相對該導引管位移以裁斷 該吸管半成品段。

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