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TWI714342B - 可彎曲紙吸管的製造方法 - Google Patents

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TWI714342B
TWI714342B TW108140869A TW108140869A TWI714342B TW I714342 B TWI714342 B TW I714342B TW 108140869 A TW108140869 A TW 108140869A TW 108140869 A TW108140869 A TW 108140869A TW I714342 B TWI714342 B TW I714342B
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廖振勇
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許喻婷
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Abstract

本發明公開一種可彎曲紙吸管的製造方法，包括：使用黏膠和紙材製備具有螺旋管結構的紙質管體，然後沿著紙質管體的軸向將一支撐軸穿入紙質管體的內部，在黏膠完全乾固硬化前，將所述的紙質管體和支撐軸置於一對並列的第一滾輪和第二滾輪之間，其中第一滾輪和第二滾輪的輪面具有數個間隔並列的環形溝槽，使用第一滾輪和第二滾輪協同滾壓紙質管體，利用所述的環形溝槽在紙質管體的一段長度範圍的管壁滾壓形成波紋管結構，推擠波紋管結構使之靠隴緊縮並態維持一段時間，使黏膠進一步乾固硬化，令波紋管結構產生定型的效果，最後抽離所述支撐軸即可製成一種可以在波紋管結構處任意彎曲使用的可彎曲紙吸管。

Description

可彎曲紙吸管的製造方法
本發明涉及一種紙吸管的製造方法，特別是一種可彎曲紙吸管的製造方法。
由於飲食文化的差異，不同國家或民族的飲食器皿也會不同，但是其中一種飲食用具-吸管，則是不分國別和飲食文化都會使用的一種用於吸食飲料的常用器具。
現代社會由於物質生活水準的提高，不論是包裝飲料或是現場調製飲料都極為普及，因此全球人口每日消耗的吸管數量非常驚人。目前極大部分被使用的吸管仍然是以塑膠製的吸管為主，雖然每支塑膠吸管的體積不大，但是每日累積使用的數量則是其他塑膠製餐具無法相較的，也因為塑膠吸管的體積不大，即使回收之後也不易處理，因此全球每日都會產生數量極為龐大的吸管廢棄物，這大量的塑膠廢棄物除了會對環境產生危害，也會增加大量的處理成本。
為了解決傳統塑膠吸管的問題，目前市場出現了一種可以重複使用的吸管，典型的一種就是以不鏽鋼製造的吸管，雖然這種不鏽鋼吸管具有可以重複使用的優點，但是需要隨身攜帶的使用方式，使用者仍然有限，普及率也很低，短時間內仍然無法完全取代傳統的塑膠吸管和解決塑膠吸管造成的環保問題。
另外，已知的紙質吸管雖然可以自然分解或焚化，有利於解決環保問題，但是已知的紙質吸管無法彎折或作180度的彎曲，顯然無法滿足某些需要彎曲使用吸管的產品或消費者的使用習慣。
在已授權的中國實用新型專利授權公告號CN204363651U，提出了一種紙質吸管，在此吸管端壓凹有複數道環紋，各環紋間距在5mm-12mm之間，使吸管一端可適當彎曲。這件專利技術雖然在紙質吸管的外側表面具有複數道環紋，但是這些環紋僅僅是一種在紙質吸管的外表面凹陷的結構，紙質吸管的內側壁仍然是一種平直的表面，而且複數道環紋的間距較大且分散，不易在彎曲後保持適當的彎曲狀態。因此，改良紙質吸管的彎曲構造，並使之維持穩定的形狀，仍然是相關業者努力的技術目標之一。
本發明所要解決的技術問題在於提供一種可彎曲紙吸管的製造方法。
基於解決上述的技術問題，本發明可彎曲紙吸管的製造方法的一種技術方案，包括下列步驟：
使用黏膠和紙材製備具有至少二層管壁的螺旋管結構的紙質管體，其中黏膠介於任二層相鄰且互相重疊的管壁之間；
沿著紙質管體的軸向將一支撐軸穿入紙質管體的內部；
在黏膠完全乾固硬化前，將紙質管體和支撐軸以軸平行的關係置於一對軸線互相平行的第一滾輪和第二滾輪之間，所述的第一滾輪的輪面具有數個間隔並列的第一環形溝槽，所述的第二滾輪的輪面具有數 個間隔並列的第二環形溝槽，第一滾輪的該些第一環形溝槽的位置和第二滾輪的該第二環形溝槽的斷面形狀及位置互相一致且對稱；
使用該第一滾輪和該第二滾輪協同滾壓該紙質管體，在該紙質管體的一段長度範圍的管壁形成波紋管結構；
在具有該波紋管結構的該紙質管體的軸向兩端施加推力，推擠該波紋管結構使之靠隴緊縮；以及抽離該支撐軸。
作為本發明可彎曲紙吸管的製造方法的優選技術方案，其中紙質管體是使用兩層紙質片狀材料和黏膠製備成具有二層管壁的螺旋管結構。
作為本發明可彎曲紙吸管的製造方法的優選技術方案，其中紙質管體是使用三層紙質片狀材料和黏膠製備成具有三層管壁的螺旋管結構。
作為本發明可彎曲紙吸管的製造方法的優選技術方案，其中支撐軸是一種表面平整光滑的等徑長直圓軸，支撐軸的外徑小於紙質管體的內徑，用以在支撐軸的外表面和紙質管體的內側壁面之間預留可以形成所述的波紋管結構的間隙。
作為本發明可彎曲紙吸管的製造方法的優選技術方案，其中支撐軸在沿著軸向的一段長度範圍具有數個凹陷的第三環形溝槽，該些第三環形溝槽的斷面形狀和該些第一環形溝槽、該些第二環形溝槽的斷面形狀吻合，藉由該些第一環形溝槽、該些第二環形溝槽和該些第三環形溝槽的協同作用，可以在紙質管體的管壁擠壓形成所述的波紋管結構。
作為本發明可彎曲紙吸管的製造方法的優選技術方案，其中該 些第一環形溝槽、該些第二環形溝槽和該些第三環形溝槽在徑切面的形狀是鋸齒形或三角形。
作為本發明可彎曲紙吸管的製造方法的優選技術方案，其中紙質管體的內側壁面塗佈一層防水淋膜，所述的防水淋膜的材料是生物可分解者。
作為本發明可彎曲紙吸管的製造方法的優選技術方案，所述的防水淋膜是聚乳酸(PLA)淋膜。
本發明可彎曲紙吸管的製造方法的有益效果在於，可以解決傳統塑膠吸管產生的環保問題，以及解決紙質吸管無法彎曲或不易彎曲和難以穩定維持彎曲結構的技術問題。
為了更清楚地說明本申請實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請記載的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可根據這些附圖獲得其它的附圖。
S1‧‧‧使用黏膠和紙材製備具有至少二層管壁的螺旋管結構的紙質管體
S2‧‧‧沿著紙質管體的軸向將一支撐軸穿入紙質管體的內部
S3‧‧‧將紙質管體和支撐軸以軸平行的關係置於一對軸線互相平行的第一滾輪和第二滾輪之間
S4‧‧‧使用第一滾輪和第二滾輪協同滾壓紙質管體，在紙質管體的一段長度範圍的管壁形成波紋管結構；
S5‧‧‧在具有波紋管結構的紙質管體的軸向兩端施加推力，推擠波紋管結構使之靠隴緊縮
S6‧‧‧抽離支撐軸
10‧‧‧紙質管體
11‧‧‧波紋管結構
20‧‧‧支撐軸
21‧‧‧第三環形溝槽
30‧‧‧第一滾輪
31‧‧‧第一環形溝槽
40‧‧‧第二滾輪
41‧‧‧第二環形溝槽
51‧‧‧第一層紙
52‧‧‧第二層紙
53‧‧‧第三層紙
60‧‧‧防水淋膜
D1‧‧‧支撐軸的外徑
d1‧‧‧紙質管體的內徑
L‧‧‧長邊
P‧‧‧推力
Q‧‧‧黏膠
W‧‧‧短邊寬度
圖1A-圖1B是本發明可彎曲紙吸管的製造方法的一種實施方式的動作流程示意圖。
圖2繪示一種兩層紙質片狀材料的結構。
圖3繪示使用圖2的兩層紙質片狀材料製成的一種具有螺旋管結構的紙質管體。
圖4繪示一種三層紙質片狀材料的結構。
圖5繪示使用圖4的兩層紙質片狀材料製成的一種具有螺旋管結構的紙質管體。
圖6是本發明可彎曲紙吸管的製造方法的一種實施方式的動作示意圖，繪示使用第一滾輪和第二滾輪協同滾壓紙質管體的動作。
圖7繪示紙質管體和支撐軸的一種實施例的斷面構造圖。
圖8繪示紙質管體和支撐軸的另一種實施例的斷面構造圖。
圖9繪示本發明可彎曲紙吸管的使用示意圖。
在下文的實施方式中所述的位置關係，包括：上，下，左和右，若無特別指明，皆是以圖式中組件繪示的方向為基準。
首先請參閱圖1A和圖1B，是本發明可彎曲紙吸管的製造方法的一種實施方式的動作流程示意圖。
在本發明可彎曲紙吸管的製造方法的優選實施方式，包括下列步驟：
S1.使用黏膠和紙材製備具有至少二層管壁的螺旋管結構的紙質管體10，其中黏膠介於任二層相鄰且互相重疊的管壁之間；
S2.沿著紙質管體10的軸向將一支撐軸20穿入紙質管體10的內部；
S3.將紙質管體10和支撐軸20以軸平行的關係置於一對軸線互相平行的第一滾輪30和第二滾輪40之間，所述的第一滾輪30的輪面具有數個間隔並列的第一環形溝槽31，所述的第二滾輪40的輪面具有數個間 隔並列的第二環形溝槽41，第一滾輪30的該些第一環形溝槽31的位置和第二滾輪40的該第二環形溝槽41的斷面形狀及位置互相一致且對稱；
S4.使用第一滾輪30和第二滾輪40協同滾壓紙質管體10，在紙質管體10的一段長度範圍的管壁形成波紋管結構11；
S5.在具有波紋管結構11的紙質管體10的軸向兩端施加推力P，推擠波紋管結構11使之靠隴緊縮；以及
S6.抽離支撐軸20。最後具有波紋管結構11的紙質管體10，在抽離支撐軸20之後就成為一種可以在波紋管結構11處任意彎曲使用的可彎曲紙吸管(見圖9)。
其中步驟S1使用的紙質管體10，基本上是使用紙質片狀材料(原則上是長條狀的紙片)以螺旋捲繞的方式捲繞並且以黏膠互相黏結構成具有至少二層管壁的紙質管體。紙質管體10的優選實施方式，包括在紙質管體10的內側壁面可塗佈一層防水淋膜60，所述防水淋膜60的材料以生物可分解者為佳，例如PLA(聚乳酸Polylactic acid)淋膜，可以增加吸管的防水性，並且具有環境友好及符合環保要求的功效。
請參閱圖2和圖3的一種實施例，紙質管體10是使用兩層紙質片狀材料製作，所述的兩層紙質片狀材料包括：第一層紙51和第二層紙52；其中第一層紙51和第二層紙52是相同寬度的長條狀的紙片，第一層紙51和第二層紙52的長邊L以疊瓦的方式互相堆疊(見圖2)，並且在占1/2短邊寬度W的部份使用黏膠Q互相黏結在一起，所述的兩層紙質片狀材料以螺旋捲繞的方式捲繞並且以黏膠Q互相黏結構成一種具有二層管壁的紙質管體10，透過錯位交疊的捲繞方式，其中第一層紙51成為紙質 管體10的最外層，第二層紙52成為紙質管體10的內層(見圖3)，而且黏膠Q介於構成管壁的第一層紙51和第二層紙52之間。
請參閱圖4和圖5的一種實施例，紙質管體10是使用三層紙質片狀材料製作，所述的三層紙質片狀材料包括：第一層紙51、第二層紙52和第三層紙53；其中第一層紙51和第二層紙52是相同寬度的長條狀的紙片，和前述螺旋捲繞的方式相同，其中第一層紙51、第二層紙52和第三層紙53的長邊L首先以疊瓦的方式互相堆疊(見圖4)，並且在占1/2短邊寬度W的部份使用黏膠Q互相黏結在一起，所述的三層紙質片狀材料和前述螺旋捲繞的方式相同，並且以黏膠Q互相黏結構成一種具有三層管壁的紙質管體10，透過錯位交疊的捲繞方式，其中第一層紙51成為紙質管體10的最外層，第二層紙52成為紙質管體10的中間層，第三層紙53成為紙質管體10的內層(見圖5)，而且黏膠Q介於構成管壁的第一層紙51和第二層紙52之間，以及第二層紙52和第三層紙53之間。
其中步驟S2的支撐軸20的橫切面(或稱徑向斷面)為圓形，而且支撐軸20在軸向各處的支徑相等，換言之，支撐軸20是一種表面平整光滑的等徑長直圓軸；作為支撐軸20的一種優選實施例構造，支撐軸20的外徑D1略小於紙質管體10的內徑d1(見圖7)，以便在支撐軸20的外表面和紙質管體10的內側壁面之間預留可以形成波紋管結構11的間隙，所述的波紋管結構11是一種在徑切面上呈連續波浪狀的圓管結構(波紋管亦稱作蛇腹管)。
作為支撐軸20的另一種優選實施例構造，支撐軸20在沿著軸向的一段長度範圍具有數個凹陷的第三環形溝槽21(見圖8)，第三環形溝槽 21的斷面形狀和第一環形溝槽31、第二環形溝槽41的斷面形狀吻合，藉由第一環形溝槽31、第二環形溝槽41和第三環形溝槽21的協同作用，可以在紙質管體10的管壁擠壓形成所述的波紋管結構11。優選的實施例構造，第一環形溝槽31、第二環形溝槽41和第三環形溝槽21在徑切面的形狀是鋸齒形或三角形。
其中步驟S3和步驟S4是在黏膠Q完全乾固硬化前，將紙質管體10和支撐軸20置於第一滾輪30和第二滾輪40之間，然後使用第一滾輪30和第二滾輪40協同滾壓紙質管體10，在紙質管體10的一段長度範圍的管壁形成波紋管結構11，由於黏膠Q還沒有乾固硬化，促使紙質管體10仍然具有良好的可塑性，有利於形成波紋管結構11。在滾壓時，將第一滾輪30和第二滾輪40朝向紙質管體10的軸心方向施壓，並且以相同的轉動方向轉動(可同步轉動)第一滾輪30和第二滾輪40(見圖6)，就可以將介於第一滾輪30和第二滾輪40的輪面之間的紙質管體10的管壁形成波紋管結構11。
其中步驟S5是在已形成有波紋管結構11的紙質管體10的軸向兩端施加推力P，此時第一滾輪30和第二滾輪40將會離開紙質管體10的波紋管結構11，用以沿著軸向推擠波紋管結構11的兩端並使之靠隴緊縮，並使靠隴緊縮狀態維持一段時間，使黏膠Q進一步乾固硬化，可以令波紋管結構11產生定型的效果，進一步乾固硬化的黏膠Q具有穩定波紋管結構11之形狀和結構的效果，避免波紋管結構11在離開第一滾輪30和第二滾輪40的滾壓後自動回復成平直的管體，另一方面，靠隴緊縮的波紋管結構11更有助紙質管體10在波紋管結構11處能夠輕易地作180度的彎 曲，並且提供必要的形變空間；必要時也可以通過烘烤或加熱的手段加快黏膠Q的乾固硬化。
雖然本發明已通過上述的實施方式公開如上，然其並非用以限定本發明，本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的專利保護範圍須視本申請的權利要求所界定者為准。
S1‧‧‧使用黏膠和紙材製備具有至少二層管壁的螺旋管結構的紙質管體
S2‧‧‧沿著紙質管體的軸向將一支撐軸穿入紙質管體的內部
S3‧‧‧將紙質管體和支撐軸以軸平行的關係置於一對軸線互相平行的第一滾輪和第二滾輪之間
10‧‧‧紙質管體
20‧‧‧支撐軸
30‧‧‧第一滾輪
31‧‧‧第一環形溝槽
40‧‧‧第二滾輪
41‧‧‧第二環形溝槽

Claims (8)

  1. 一種可彎曲紙吸管的製造方法，包括：使用黏膠和紙材製備具有至少二層管壁的螺旋管結構的紙質管體，該黏膠介於任二層相鄰且互相重疊的該管壁之間；沿著該紙質管體的軸向將一支撐軸穿入該紙質管體的內部；在該黏膠完全乾固硬化前，將該紙質管體和該支撐軸以軸平行的關係置於一對軸線互相平行的第一滾輪和第二滾輪之間，該第一滾輪的輪面具有數個間隔並列的第一環形溝槽，該第二滾輪的輪面具有數個間隔並列的第二環形溝槽，該第一滾輪的該些第一環形溝槽的位置和該第二滾輪的該些第二環形溝槽的斷面形狀及位置互相一致且對稱；使用該第一滾輪和該第二滾輪協同滾壓該紙質管體，在該紙質管體的一段長度範圍的管壁形成波紋管結構；在具有該波紋管結構的該紙質管體的軸向兩端施加推力，推擠該波紋管結構使之靠隴緊縮，然後抽離該支撐軸；以及通過烘烤或加熱的手段令該黏膠乾固硬化。
  2. 如請求項1所述的可彎曲紙吸管的製造方法，該紙質管體是使用兩層紙質片狀材料和該黏膠製備成具有二層管壁的螺旋管結構。
  3. 如請求項1所述的可彎曲紙吸管的製造方法，該紙質管體是使用三層紙質片狀材料和該黏膠製備成具有三層管壁的螺旋管結構。
  4. 如請求項1所述的可彎曲紙吸管的製造方法，該支撐軸是一種表面平整光滑的等徑長直圓軸，該支撐軸的外徑小於該紙質管體的內徑，用以在該支撐軸的外表面和該紙質管體的內側壁面之間預留可以形成該波紋管結構的間隙。
  5. 如請求項1所述的可彎曲紙吸管的製造方法，該支撐軸在沿著軸向的一 段長度範圍具有數個凹陷的第三環形溝槽，該些第三環形溝槽的斷面形狀和該些第一環形溝槽、該些第二環形溝槽的斷面形狀吻合，藉由該些第一環形溝槽、該些第二環形溝槽和該些第三環形溝槽的協同作用，可以在該紙質管體的管壁擠壓形成該波紋管結構。
  6. 如請求項5所述的可彎曲紙吸管的製造方法，該些第一環形溝槽、該些第二環形溝槽和該些第三環形溝槽在徑切面的形狀是鋸齒形或三角形。
  7. 如請求項1所述的可彎曲紙吸管的製造方法，該紙質管體的內側壁面塗佈一層防水淋膜，該防水淋膜的材料是生物可分解者。
  8. 如請求項7所述的可彎曲紙吸管的製造方法，該防水淋膜是聚乳酸(PLA)淋膜。
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