纸塑模用的模具及使用该模具的纸塑模成形方法与流程

本发明系有关一种纸塑模成形制程，尤指一种用于制作一体成形具阶部纸塑模制品的纸塑模成形方法及其所用的模具。

背景技术：

随者环保概念日渐普及，纸浆模塑制品的使用日趋广泛。例如，依据包装需求，需制作不同形状的纸塑模产品，如第cn204568193号所揭示之包装盒之盒体或如图1b所示之纸塑模制品1，其顶缘呈阶梯状，以使上下盖能够藉此扣合。

然而，一般塑胶模用模具系为封闭型，所以制造具有阶部之塑胶模盒体并不存在任何困难，但是纸浆模塑用之模具系为开放型，而目前一般纸塑模机器系采用捞浆上下压模成型方式，如使用现有纸塑模之模具，上下压模时纸浆很容易向模具四周溢散，因而无法形成上述阶部结构。

为此，纸塑模业界有采用多次加工之方式，如第cn104499352号专利所教示之内外盒体二次加工法(即先分别制作出该本体10和该阶部11，再将该阶部11置入于该本体10中)，或搭配复杂的滑块组合件(即复合模)进行分段加工形成阶梯结构制程，但习知各种多次加工法，或是滑块组合件加工方式，具有如下缺点：

第一、需要制作较多套模具，或需要修改现有的纸塑模成型机，不仅增加制作多套模具或机器修改费用，也会增加较多的产品制造时间，导致制造成本提高。

第二、由于纸浆料含有植物纤维，如使用滑块组合件分段制作方式，在制造过程中，会造成纸浆料固化堵塞滑轨间隙之现象，常常需要停机去清理模具，会严重影响产能和生产成本。

第三、进行盒体边缘裁切时，容易造成产品损耗问题，例如，于裁切时，纸材盒体之阶部易受切刀外力压迫，产生绉折或软化弯折，或是破损等不良品问题(详后述)。

业界如采用滑块组合件(即复合模)分段方式制作具阶部之盒体。如图1a所示，系先将纸浆料填入模具中，形成一半成品，其包含一如碗状、盒状或类似形状等之本体10及一切割段12，再通过移动滑块组合件挤压本体10，形成一向上延伸之阶部11，使该制品之开口边缘呈阶梯状。之后将该半成品进行切边作业以移除该切割段12，而获得如图1b所示之制品，

然而，习知纸塑成形方法中，系以平切方式(如图1a所示之箭头方向x,y)切割该切割段12，而平切方式容易造成该阶部11损坏。具体地，该切割段12系自该阶部11顶缘朝左、右方向延伸，即分模线连接该阶部11顶缘，使该切边作业之切除方式需朝该切割段12之延伸方向(即箭头方向x或箭头方向y)进行直线切割，故于移除该切割段12时，该切割段12于受力时会带动该厚度t较小之阶部11之顶缘，导致该纸材阶部11产生弯折或是破损，造成另一盖件无法顺利接合于该阶部11上。

因此，上述习知各种用以制作具有阶部制品之纸塑模成形法，或是因加工制作成本高，或是因良品率过低，而无法有效运用于生产线上，亦即无法大量生产。

因此，如何克服上述习知技术之种种问题，实已成为目前纸塑模业界亟待克服之难题。

技术实现要素：

鉴于上述习知技术之缺失，本发明提供一种纸塑模用之模具，其内部系具有相互连通之腔室、通道与沟槽，其中，该沟槽系自该腔室之开口端边缘朝开口方向延伸，且该通道系沿与该沟槽呈一夹角之方向朝该腔室外延伸，使该通道之位置与该沟槽之端缘相距一距离，且该腔室之宽度系大于该沟槽之宽度。

前述之模具中，该通道系位于该腔室与该沟槽之间的交界处。例如，该模具包括：第一模件，系具有第一表面，且该第一表面形成有至少一凹部；以及第二模件，系由复数组件所构成，其具有第二表面与至少一相对该第二表面突出之凸部，且该沟槽形成于该第二模件之第二表面上并位于该凸部周围。

当该第一模件与第二模件相盖合，而使该凸部对应位于该凹部中之后，该第一表面横向位置与该第二模件横向位置系构成该通道，并于该凸部与该凹部之间形成该腔室，使该腔室、该通道与该沟槽相互连通，且该通道位于该腔室与该沟槽之间的交界处。例如，该第一模件之第一表面横向位置上设有至少一挡件。

本发明提供一种使用前述纸塑模之模具的成形方法，系包括：于一前述之模具中，通过压力将纸浆料填充于该腔室、通道与沟槽中，且该纸浆料填充物形成位于该腔室中之本体、位于该通道中之延伸部、及位于该沟槽中之阶部，使该延伸部之位置与该阶部之端缘相距一距离；移除该模具，以取出该纸浆料填充物；以及移除该延伸部。

前述之成形方法中，该本体之厚度系大于该阶部之厚度。

前述之成形方法中，该本体系呈容置体，其具有相对之开口与底部，使该阶部系自该本体之开口边缘朝该开口之方向延伸，且该延伸部系自该本体之开口边缘沿与该阶部呈夹角之方向朝该本体外延伸。

另外，前述之成形方法中，系以切除方式移除该延伸部。例如，该切除方式系沿着该阶部自该本体延伸之方向顺着该本体外周面切割该延伸部；或者，该切除方式系沿该本体外周面之方向顺着该本体外周面切割该延伸部。

由上可知，本发明之纸塑模用之模具及纸塑模成形方法中，主要藉由模具中该通道之位置与该沟槽之端缘相距一距离，进而使该延伸部之位置与该阶部之端缘相距一距离，以于形成纸浆料填充物制品时，该延伸部于移除受力时不会造成该阶部弯折或破损，故相较于习知技术，本发明之纸塑模用之模具及纸塑模成形方法所制成之纸塑模制品能保持良好完整的阶部结构，以有效接合另一盖件。

再者，本发明之纸塑模用之模具及成形方法可直接使用于现有的纸塑模成型机上，而不需进行现有机器的修改，或是必须配合特定机型才能使用。又，使用本发明之纸塑模用之模具及成形方法，只需一次加工，即可一体成形该具有阶部之纸塑模制品，故相较于习知技术，本发明之纸塑模用之模具及成形方法，能突破业者原有制造该具有阶部纸塑模制品的生产瓶颈，缩减产品制作时间，和有效提升产品良品率，不但大幅降低了产品制造成本，且能够实现大量生产。

附图说明

图1a为已知纸塑模成形方法的剖面示意图；

图1b为已知纸塑制品于使用时的剖面示意图；

图2a为本发明的纸塑模用的模具于使用状态的剖面示意图；

图2b为图2a的局部放大示意图；

图2c为本发明的纸塑模用的模具于分离状态的立体示意图；

图2d为本发明的纸塑模用的模具于分离状态的剖面示意图；

图2e为图2d的局部放大示意图；

图3a至3e为本发明的成形方法的剖面示意图；

图3f为本发明的成形方法所制成的制品及其配合的盖件的立体示意图

图4a为图3c的另一实施例的剖面示意图；

图4b为图3e的立体示意图；以及

图5a至5c为图3f的制品的不同态样的立体示意图。

元件符号简单说明：

1,4,5a,5b,5c制品

10,30本体

11,31阶部

12切割段

2纸塑用之模具

21第一模件

21a第一表面

210凹部

22第二模件

22a第二表面

22b座体

22c块体

22d固定孔

22e卡孔

22f缺口

22g侧壁

220凸部

221沟槽

221a,31a端缘

23腔室

24通道

3纸浆填充物

3a纸浆料

30a开口

30b底部

32延伸部

410挡件

5容器

6离形层

8上盖

9盖件

d,t厚度

d,t宽度

r,r夹角

a,b,x,y,s箭头方向

l分模线

h,h距离

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本发明之实施方式，熟悉此技艺之人士可由本说明书所揭示之内容轻易地了解本发明之其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示之结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示之内容，以供熟悉此技艺之人士之了解与阅读，并非用以限定本发明可实施之限定条件，故不具技术上之实质意义，任何结构之修饰、比例关系之改变或大小之调整，在不影响本发明所能产生之功效及所能达成之目的下，均应仍落在本发明所揭示之技术内容得能涵盖之范围内。同时，本说明书中所引用之如“上”、“下”、“第一”、“第二”及“一”等之用语，亦仅为便于叙述之明了，而非用以限定本发明可实施之范围，其相对关系之改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施之范畴。

如图2a至2e所示，本发明之纸塑模用之模具2，系包括一第一模件21以及一第二模件22，两者构成相互连通之腔室23、通道24与沟槽221，且该通道24之位置与该沟槽221之端缘221a相距一距离h。

于本实施例中，该通道24系位于该腔室23与该沟槽221之间的交界处，该腔室23之宽度d系大于该沟槽221之宽度t，该沟槽221系自该腔室23之开口端边缘朝开口方向(如图2a中之箭头方向a)延伸，且该通道24系沿与该沟槽221呈夹角r之方向朝该腔室23外延伸(如图2a中之箭头方向b)，其中，该夹角r之度数系大于0度且小于180度(如图2b所示之90度)。

所述之第一模件21系具有一第一表面21a，且该第一表面21a形成有一凹部210。

于本实施例中，该第一模件21系作为母模，其为一体制成的矩形体，且该凹部210系呈碗状。然而，有关该第一模件21及该凹部210之制作与形状系可依需求调整，并不限于上述。

所述之第二模件22系由复数组件所构成，其具有一对应该第一模件21之第一表面的第二表面22a，与一相对该第二表面22a突出之凸部220，且该凸部220周围形成有至少一相对该第二表面22a凹陷之沟槽221。

于本实施例中，该第二模件22系作为公模，且该凸部220之形状系对应该凹部210之形状，而该沟槽221之下视平面可呈弧状、连续式环状或分段式环状，并无特别限制。

再者，该第二模件22例如包含一矩形座体22b、一卡入该座体22b中之块体22c、以及固定该座体22b与该块体22c之固定件(如螺栓，图中系显示该螺栓用之固定孔22d)。具体地，该座体22b系对应该第一模件21的矩形体，且其下表面系作为该第二表面22a，又该块体22c之其中一部分系卡入该座体22b之卡孔22e中，而另一部分则凸出该座体22a之下表面(即该第二表面22a)以作为该凸部220，并使该座体22b之卡孔22e壁面之顶缘(即靠近该第二表面22a处)形成缺口22f，以令该缺口22f与该块体22c之侧壁22g构成该沟槽221。然而，有关该第二模件22之制作与形状系可依需求调整，并不限于上述。

于使用该纸塑用之模具2时，该凸部220会对应位于该凹部210中(例如，将该第一模件21与第二模件22相盖合)。此时，该凸部220与凹部210之间形成该腔室23，且该第一表面21a与该第二表面22a系构成该通道24(如图2b所示)，使该腔室23、该通道24与该沟槽221系相互连通，且该通道24系位于该腔室23与该沟槽221之间。

接下来，系以图3a至3f说明本发明应用该纸塑模用之模具2之纸塑模成形方法。

如图3a所示，将该第一模件21置放于一装有纸浆料3a之容器5中，使该纸浆料3a填入该凹部210中。

于本实施例中，该纸浆料3a之材质系包含植物纤维原料及其混和原料，例如，木材纤维类、茎干纤维类、韧皮纤维类或种毛纤维类，及上述各项纤维类之混和料，其中本实施例系以木材纤维类为例。有关该纸浆原料之种类系为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知，故不再赘述其特性。

再者，该凹部210中可先形成有离形层6，以利于后续拔模作业。

如图3b所示，进行捞浆作业，以将该第一模件21移出该容器5，且令该凹部210中填有该纸浆料3a。

如图3c所示，将该第一模件21与第二模件22相盖合，使该凸部220对应位于该凹部210中，以呈现如图2a所示之纸塑模用之模具2。此时，该凸部220挤压该凹部210中之纸浆料3a，使该纸浆料3a填入该纸塑模用之模具2之腔室23及通道24中，并配合压力参数之调整，使该纸浆料3a能够填入该纸塑模用之模具2之沟槽221，进而一体形成一纸浆料填充物3，其中，该纸浆料填充物3包含有位于该腔室23中之一本体30、位于该通道24中之一延伸部32、及位于该沟槽221中之一阶部31，并使该延伸部32之位置位于该本体30与该阶部31之间。

于另一实施例中，如图4a所示，该第一模件21之第一表面21a之边缘可设有至少一墙形挡件410，以当该凸部220挤压该凹部210中之纸浆料3a时，该挡件410可适度阻挡住该纸浆料3a完全溢出该纸塑模用之模具2，并使一部分该纸浆料3a因为相互挤压作用，而能够返回导入该沟槽221内成形。

如图3d至3e所示，待该纸浆填充物3固化后，进行拔模作业，系先移除该第一模件21，再从该第二模件22上取出该纸浆料填充物3。应可理解地，亦可先移除该第二模件22，再从该第一模件21中取出该纸浆料填充物3。

于本实施例中，该本体30系呈容置体，如碗状、盒状或类似形状等，其具有相对之开口30a与底部30b，且该本体30之厚度d系大于该阶部31之厚度t。

再者，该阶部31系自该本体30之开口30a边缘内侧朝该开口30a之方向(如图3e中之箭头方向a)延伸，且该延伸部32之位置与该阶部31之端缘(顶缘)31a相距一距离h(例如，该延伸部32位于该本体30与该该阶部31之间的交界处)，并自该本体30之开口30a边缘外侧沿与该阶部31呈一夹角r之方向(如图3e中之箭头方向b)朝该本体30外延伸，其中，该夹角r之度数系大于0度且小于180度(如图3e所示之90度)。

如图3f所示，移除该延伸部32，以得到包含该本体30与该阶部31之制品4，且该制品4之外缘处向内形成阶梯状。

于本实施例中，系以切除方式移除该延伸部32。例如，该切除方式系先将该本体30朝上(即图3e所示之结构反置)，再以由上往下之方向(如图3e所示之箭头方向a之反方向)顺着该本体30外周面直线切割(即以环刀铡下之立切方式)该延伸部32；或者，该切除方式系沿该本体30外周面之顺时针或逆时针方向(如图4b所示之箭头方向s)绕行切割(即以削刀之环切方式)该延伸部32。应可理解地，由于该纸塑模用之模具2之分模线l(如图3c所示)已由习知阶部之顶缘移至该阶部31之底缘，使该延伸部32位于该本体30与该阶部31之间，可避免切割时造成阶部弯折或破损之问题。

综上所述，本发明之纸塑模用之模具2及纸塑模成形方法中，系藉由将该第二模件22由复数组件所构成以制作出该沟槽221，且该通道24形成于该腔室23与该沟槽221之间，亦即将习知分模线向下移动，使该延伸部32位于该本体30与该阶部31之间，故不仅于拔模过程中能避免产生干涉，且于移除该延伸部32时，切割线(重迭该分模线l)不会连接该阶部31之顶缘，因而该延伸部32于受力时不会弯折该阶部31，故相较于习知技术，本发明之纸塑模用之模具2应用于纸塑成形方法所制成之制品4能保持良好完整的阶部结构，因而能有效接合其所配合之盖件(如图3f所示之上盖8)。

再者，本发明之纸塑模用之模具2于使用时，只需一次加工即可一体成形该具有阶部31之制品4，故相较于习知技术，本发明之纸塑模成形方法能够大幅缩减制作时间，和降低制造成本，因而能够大量生产及有效提升产能和良品率。

又，本发明之纸塑模用之模具2和成形方法可直接使用于现有的纸塑模成型机上，而不需修改现有的机器，更不须配合特定的机台才能使用。

另外，如图5a至5c所示，利用本发明之纸塑模用之模具及纸塑模成形方法可制成各种具阶部但不同盒形的纸质制品，例如图5a,5b,5c示，并无特别限制。

上述实施例系用以例示性说明本发明之原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此项技艺之人士均可在不违背本发明之精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明之权利保护范围，应如所附的权利要求书的范围所列。