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技術 厚紙スリーブコーンカップの成形方法並びにその成形機

出願人 凸版印刷株式会社
発明者 岡崎好弘河合広文
出願日 1999年4月19日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 1999-111398
公開日 2000年10月31日 (18年8ヶ月経過) 公開番号 2000-301631
状態 特許登録済
技術分野 紙容器等紙製品の製造
主要キーワード 保持用ブロック スライド摩擦 滑り加工 隙間経路 両側サイド 円錐周面 押さえ板バネ 検討範囲
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年10月31日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

材質構成として厚紙(120〜160g /m 2)を採用して、従来の自販機にも十二分に適用できながら、やはり、基本的には従来のスリーブコーンカップ成形機の構成をうまく踏襲しながらも、マンドレル線接触部のみの短時間の圧着でも良好なシールを達成できるようにする。

解決手段

シール部S1のほぼ全域にわたって熱風を吹き付けて、このシール部S1に被着されている熱溶融性樹脂溶融させ、その後直ちにこのシール部S1の熱溶融性の樹脂が溶融した状態にあるスリーブブランクSを回転可能な一対の対向するそれぞれ同一方向を向く円錐形状のマンドレル30,31の間に送り込んで円錐形状に巻き取り、シール部S1をこの一対のマンドレル30,31で圧着しつつ、急速に冷却させることにより、この熱溶融性の樹脂でシール部S1を短時間で接着するようにした。

概要

背景

この種スリーブコーンカップは、主として菓子冷菓アイスクリームなど)の包装材として広く用いられることが多いが、従来自販機販売されているカップ円錐台形状で、底には把持用プラスチックステックが設けられていた。

このプラスチックスティク付きのカップの製造には、必然的にコストと手間が掛かり、併せて使用後のプラスチックスティクの廃棄には、近年、特に環境問題上の種々の制約などを考慮する必要に迫られている。

ところで、従来スリーブブランク円錐形状のスリーブ状に巻き付け成形して得るスリーブコーンカップも広く採用されている。

概要

材質構成として厚紙(120〜160g /m 2)を採用して、従来の自販機にも十二分に適用できながら、やはり、基本的には従来のスリーブコーンカップ成形機の構成をうまく踏襲しながらも、マンドレル線接触部のみの短時間の圧着でも良好なシールを達成できるようにする。

シール部S1のほぼ全域にわたって熱風を吹き付けて、このシール部S1に被着されている熱溶融性樹脂溶融させ、その後直ちにこのシール部S1の熱溶融性の樹脂が溶融した状態にあるスリーブブランクSを回転可能な一対の対向するそれぞれ同一方向を向く円錐形状のマンドレル30,31の間に送り込んで円錐形状に巻き取り、シール部S1をこの一対のマンドレル30,31で圧着しつつ、急速に冷却させることにより、この熱溶融性の樹脂でシール部S1を短時間で接着するようにした。

目的

そこで、この発明は以上のような問題点を種々考慮した上で完成されたもので、材質構成として厚紙(120〜160g /m 2)を採用して、従来の自販機にも十二分に適用できながら、やはり、基本的には従来のスリーブコーンカップ成形機の構成をうまく踏襲しながらも、マンドレルの線接触部のみの短時間の圧着でも良好なシールを達成できるようにすることを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

シール部のほぼ全域にわたって熱風を吹き付けて、このシール部に被着されている熱溶融性樹脂溶融させ、その後直ちにこのシール部の熱溶融性の樹脂が溶融した状態にあるスリーブブランクを回転可能な一対の対向するそれぞれ同一方向を向く円錐形状のマンドレルの間に送り込んで円錐形状に巻き取り、シール部を一対のマンドレルで圧着しつつ、急速に冷却させることにより、この熱溶融性の樹脂でシール部を短時間で接着するようにしたことを特徴とする厚紙スリーブコーンカップ成形方法

請求項2

スリーブブランクを搬送路に沿って1枚ずつ間歇的に順次搬送する搬送手段を備え、この搬送手段の終端部分に、スリーブブランク端部のシール部に熱風を吹き付けてこのシール部表面の熱溶融性樹脂を溶融させる熱風吹き付け手段が配され、また搬送手段の端末部にスリーブブランクを受け取り巻き付ける回転可能な一対の上下に対向するそれぞれ同一方向を向く円錐形状の上部マンドレルと下部マンドレルとが互いに離接動作可能に配置されてなるスリーブブランク巻き付け手段を備え、更にこの下部マンドレルには冷却手段が備わっている厚紙スリーブコーンカップの成形機

請求項3

搬送手段はスリーブブランクを1枚ずつ送る送り爪が等間隔に複数配置されてなり、これらの送り爪がそれぞれ少なくともスリーブブランクの長さに相当する寸法範囲往復動可能に配置されるとともに、これら送り爪がスリーブブランクを送る往動時には搬送路上に突出され、スリーブブランク送り始端位置への復動時には搬送路下に引退されるようにしてある請求項2記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項4

少なくとも熱風吹き付け手段に対向する搬送路部位には冷却手段が備わっていてスリーブブランクのシール部裏面を冷却できるようにしてある請求項2記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項5

熱風吹き付け手段の熱風吹き出し口は、スリーブブランクのシール部の長さ方向に沿って長いほぼ等幅の開口を備えるとともに、スリーブブランクの先端側が大径の開口に形成されている請求項2記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項6

下部マンドレルはその表面に滑り促進加工が施されている請求項2記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項7

下部マンドレルの冷却手段は、常時滑り促進剤が含浸されるように構成された塗布材がこの下部マンドレルの軸線方向のほぼ全長にわたる範囲でその表面に滑り促進剤を塗布するように添設され、この塗布材がこれを冷却する冷却ブロックに納められている請求項2記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項8

搬送路はセンターテーブルと、このセンターテーブルの両脇の送り爪が往復動するための隙間経路を挟んで左右一対サイドテーブルが備わっていて、このセンターテーブルがバキュームテーブルに形成されている請求項2記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項9

メインテーブルの上方にスリーブブランクの搬送慣性を抑制する押さえ板バネが設けられている請求項8記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項10

搬送路の終端で、スリーブブランクのシール部の裏面に相当する部位には、この搬送路の同じ平面上とそれよりも下位の位置との間で上下動するスリーブブランク先端を下方から支えるスリーブブランク保持手段が設けられている請求項2記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項11

送り爪の往復動のための構造は、回転軸軸架されたドラムカムと、このドラムカムに連繋されて下端固定支点に保持され、上端がスリーブブランク送り方向に沿って揺動される往復揺動アームと、この往復揺動アームに送り爪が保持されている送り爪保持部材が連繋されている請求項3記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項12

センターテーブルと、少なくともスリーブブランクのシール部を案内する側のサイドテーブルはそのスリーブブランクに接する面に滑り加工が施されている請求項8記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

請求項13

押さえ板バネはそのスリーブブランクに接する面に滑り加工が施されている請求項9記載の厚紙スリーブコーンカップの成形機。

技術分野

0001

本発明は、スリーブブランク円錐形状のスリーブ状に巻き付け成形して得るスリーブコーンカップ成形方法とその成形機に関する。

背景技術

0002

この種スリーブコーンカップは、主として菓子冷菓アイスクリームなど)の包装材として広く用いられることが多いが、従来自販機販売されているカップ円錐台形状で、底には把持用プラスチックステックが設けられていた。

0003

このプラスチックスティク付きのカップの製造には、必然的にコストと手間が掛かり、併せて使用後のプラスチックスティクの廃棄には、近年、特に環境問題上の種々の制約などを考慮する必要に迫られている。

0004

ところで、従来スリーブブランクを円錐形状のスリーブ状に巻き付け成形して得るスリーブコーンカップも広く採用されている。

発明が解決しようとする課題

0005

そこで、本発明者等は、この従来のスリーブコーンカップをそのまま採用してみることを考え、スリーブコーンカップの材質構成はいうまでもなく、その成形機にまで検討範囲を広げて種々実施のための試験作業にかかった。この試験作業の過程で2つの問題点が判明した。一つはスリーブコーンカップの材質構成、いま一つは成形機そのものの構成である。

0006

通常この従来のスリーブコーンカップは、その材質構成が紙単体或いは紙、アルミニウムフィルム複合体というパターンが多いが、いずれも100g/m2以下というオーダーの薄紙ベースであったために、これを自販機に適用すると、スリーブコーンカップの強度が弱すぎて内容物を完全には保護できないことが分かった。また、この種スリーブコーンカップはヒートシールにより蓋を付けるため強度のあるトップカールが必要である。

0007

本発明者等は、これらの条件を満足させるため試行錯誤を繰り返しつつも種々実験をおこなった結果、スリーブコーンカップの材質構成を厚紙ベースにすることによつて、従来の自販機をそのまま利用でき、しかも内容物の完全な保護もできることをが分かり、これが最も単純な解決手法であることを知得するに至った。因みに、本発明者等が得た好ましい厚紙の材質構成は、120〜160g/m2 であった。

0008

第2の問題点である成形機の構造についてみると、そもそもスリーブコーンカップは円錐形状を呈するもので、その端部のシール部(接着代)が、例えば円錐台形状の所謂カップ状の外形を呈するもののような直線で納まるものとは全く違って、先端部、つまり円錐形状の頂点部が巻き込まれてゆく結果、シール部が螺旋状になってしまう特殊性がある(図8図9参照)。そのため、円錐台形状のカップを成形する場合に採用されるシールバーシームクランプ)と称される直線棒状の押圧具を単純に用いて圧着することができず、この点で従来の、円錐台形状のカップの成形機では全く対応できないことが分かった。

0009

そこで、この点を更に検討した結果、円錐形状のスリーブコーンカップを成形する装置は現に存在するので、これを採用することにしてみた。しかし、この従来のスリーブコーンカップの成形機は、薄紙ベースに対応して、スリーブブランクのシール部の接着ホットメルトシール方式、つまりスリーブブランクのシール部に温められた接着剤を塗布し、これを上下に対向して回転している円錐コーン)形状のマンドレルの間に挟持させながら押圧して接着する手法しか採用されていなかった。

0010

しかし、この従来の成形機では、円錐台形状のカップ成形機のシールバーのように、長時間シール部を圧着しておくことができない。なぜならば、上下のコーン形状のマンドレル上にスリーブブランクを巻き付けながら、同じくコーン形状の下のマンドレルとこの上のマンドレルとの間で挟持しながら圧着してゆくので、シール部には巻き付け回転時に上下のマンドレルが接する部分、つまり線接触での瞬時の圧着しか与えられない。そして、そもそもが厚紙はが強いため、特に巻き付け先端部、つまりスリーブブランクの頂点側では反発が強くて接着できず、剥がれてしまう問題点が見られた。この点を解消すべく、ホットメルト量を増やすと、シール部からホットメルトがはみ出し、マンドレルが汚損されてしまい、巻き付き不良の原因にもなる。別な方策として高粘度の接着剤の採用も考えられるが、この場合には供給ノズル詰まりなどを招来したりして、ホットメルトの安定した供給ができなくなる。

0011

その他にも懸念される重要な問題点として、ホットメルト方式の特性上、熱に弱く、夏場など温度が上昇すると、再溶融してしまい、ブロッキング製品間でくっついてしまう)を生じる。また、ホットメルト塗布方法として、ノズル吹き出し、ローラー塗布などがあるが、いずれの方法も、巻き付け時にこのがはみ出す問題点があり、更にこれに起因して成形トラブルが発生しやすく、また、マンドレルなどの清掃が必要で、生産性が大変悪くなる恐れがある。

0012

そこで、この発明は以上のような問題点を種々考慮した上で完成されたもので、材質構成として厚紙(120〜160g /m 2)を採用して、従来の自販機にも十二分に適用できながら、やはり、基本的には従来のスリーブコーンカップ成形機の構成をうまく踏襲しながらも、マンドレルの線接触部のみの短時間の圧着でも良好なシールを達成できるようにすることを課題とする。

課題を解決するための手段

0013

請求項1記載の発明は、シール部のほぼ全域にわたって熱風を吹き付けて、このシール部に被着されている熱溶融性樹脂を溶融させ、その後直ちにこのシール部の熱溶融性の樹脂が溶融した状態にあるスリーブブランクを回転可能な一対の対向するそれぞれ同一方向を向く円錐形状のマンドレルの間に送り込んで円錐形状に巻き取り、シール部を一対のマンドレルで圧着しつつ、急速に冷却させることにより、この熱溶融性の樹脂でシール部を短時間で接着するようにしたことである。

0014

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の厚紙スリーブコーンカップの成形方法を具体化するための成形機に係り、スリーブブランクを搬送路に沿って1枚ずつ間歇的に順次搬送する搬送手段を備え、この搬送手段の終端部分に、スリーブブランク端部のシール部に熱風を吹き付けてこのシール部表面の熱溶融性樹脂を溶融させる熱風吹き付け手段が配され、また搬送手段の端末部にスリーブブランクを受け取り巻き付ける回転可能な一対の上下に対向するそれぞれ同一方向を向く円錐形状の上部マンドレルと下部マンドレルとが互いに離接動作可能に配置されてなるスリーブブランク巻き付け手段を備え、更にこの下部マンドレルには冷却手段が備わっていることである。

0015

以上の手段によれば、基本的な考え方として、スリーブブランクのシール部のほぼ全域にわたって熱風を吹き付けて、このシール部に塗着された熱溶融性の樹脂を全体にわたって、つまりスポット的に一部分のみを完全に溶融させるような手法ではなくて、ぼんやりとした感じで溶融させ、その直後に一対のマンドレルにより巻き取り、しかもこの巻き取り時に、シール部を急速に冷却するようにすることによって、従来の長時間にわたって接着剤が硬化しないホットメルトを採用するシール方法に比べて、シール部でスリーブブランクの他の端がこのシール部の熱溶融性の樹脂に押し当てられるや否や、溶融状態にある熱溶融性の樹脂が急速に冷却され、速やかに硬化され、溶融された樹脂の硬化を素早く達成する。従って、スリーブブランクのシール部はその全域にわたって瞬時に、しかも的確に接着される。

0016

従って、この発明は以下の効果を奏する。シール部の接着を円錐形状のマンドレルでも、的確、確実に、そして線接触部のみの短時間圧着シールでうまく達成できる。その結果、腰の強い厚紙(具体的には120〜160g/m2 )を採用したスリーブコーンカップも先端までしっかりと接着できる。

0017

また、ホットメルト方式と違って、たとえ夏場でも製品相互でブロッキングする恐れもなく、更に接着剤でマンドレルを汚損したり、その後始末をしたりする必要もなくなるので、生産性の高い成形が可能になった。因みに、本発明に係る成形機でスリーブコーンカップを成形した場合と、従来の薄紙を対象にした成形機で敢えて厚紙のスリーブコーンカップを成形した場合を比べてみると、本発明に係る成形機の製造能率は、従来のものに比べて約2.5倍までにも向上でき、併せて品質の安定性も格段に向上できた。

0018

この発明は、請求項3記載された発明のように、搬送手段はスリーブブランクを1枚ずつ送る送り爪所定間隔に複数配置されてなり、これらの送り爪がそれぞれ少なくともスリーブブランクの長さに相当する寸法範囲往復動可能に配置されるとともに、これら送り爪がスリーブブランクを送る往動時には搬送路上に突出され、スリーブブランク送り始端位置への復動時には搬送路下に引退されるようにすることが望ましい。チェーン等のような無端帯状体伸びが生じ、その結果、熱風吹き付け手段との相対位置や巻き付け手段である上下のマンドレルの回転及び離接のタイミングと、このスリーブブランクの搬送タイミングとの間の相対的なタイミングの変動をうまく解消でき、熱風をシール部に効率よく、また的確に、しかも安定して吹き付けることができる。併せてスリーブブランクをタイミング良くマンドレルへ送り込めるので、安定したスリーブブランクの巻き付け成形を可能にするからである。

0019

請求項4に記載された発明のように、少なくとも熱風吹き付け手段に対向する搬送路部位には冷却手段が備わっていてスリーブブランクのシール部裏面を冷却できるようにするのが望ましい。スリーブブランクを介して熱風の熱エネルギーが搬送路を形成する部材などに蓄熱されるのを未然に予防し、スリーブブランクに施されている樹脂素材皮膜不用意剥離や溶融して、この搬送路を形成する部材などに付着してスリーブブランクの搬送を阻害するのを防止でき、もってスリーブブランクの搬送路の滑らかな搬送をより効果的に達成できる。その結果、熱風吹き付け手段との相対位置や巻き付け手段である上下のマンドレルの回転及び離接のタイミングとこのスリーブブランクの搬送タイミングを的確、かつ、安定的に合致でき、安定したスリーブブランクの巻き付け成形を可能にするからである。

0020

請求項5に記載された発明のように、熱風吹き付け手段の熱風吹き出し口は、スリーブブランクのシール部の長さ方向に沿って長いほぼ等幅の開口を備えるとともに、スリーブブランクの先端側が大径の開口に形成されているのが望ましい。熱風吹き付け手段の熱風吹き出し口が小穴を並べたノズル形状の場合は、スポット的に強い熱風が直撃するのでその部分は接着せずに、その周囲が接着している現象が見られる。これに対して本発明のこの請求項5に記載された手段では、従来の熱風をスポット的に強烈に与える構造と違って、シール部のほぼ全域に、しかも先端部分、つまりスリーブブランクの頂点側ではより大きな範囲にわたって、比較的ソフトに与えることができ、熱溶融性の樹脂の皮膜をシール部の全域でぼんやりと溶融させることができ、その結果、先端も含めてシール部全域の的確で、しかも良好な接着を可能にするからである。

0021

請求項6に記載された発明のように、下部マンドレルはその表面に滑り促進加工が施されているのが望ましい。マンドレルによる長時間、かつ、連続的なスリーブコーンカップ成形作業が行われても、スリーブブランクの滑りを滑らかにできるからである。特に、マンドレルに対するスリーブブランクの連続的な巻き付け作用が、このマンドレルに摩擦熱として蓄熱され、この蓄熱がスリーブブランク表面の樹脂素材の皮膜の剥離や溶融を促して、これがマンドレル上に付着してしまって、マンドレル上でのスリーブブランクの滑りが悪くなる。しかし、マンドレル表面に滑り促進加工が施されることによって、スリーブブランクの滑りを長時間安定的に維持してくれる。

0022

請求項7に記載された発明のように、下部マンドレルの冷却手段は、常時滑り促進剤が含浸されるように構成された塗布材がこの下部マンドレルの軸線方向のほぼ全長にわたる範囲でその表面に滑り促進剤を塗布するように添設され、この塗布材がこれを冷却する冷却ブロックに納められているのが望ましい。マンドレルが常時冷却されて、スリーブブランクの長時間、かつ、連続的な巻き付け作用があっても、このスリーブブランク表面の樹脂素材の皮膜の溶融をうまく防止し、併せて冷却された滑り促進剤を常時マンドレルに供給することによって、一層マンドレルに対するスリーブブランクの滑りを良好にでき、併せて滑り促進剤の蒸発を抑制して、より一層長時間にわたるスリーブコーンカップの成形を可能にできるからである。

0023

請求項8や請求項9に記載された発明のように、搬送路はセンターテーブルと、このセンターテーブルの両脇の送り爪の往復動のための隙間経路を挟んで左右一対サイドテーブルが備わっていて、このセンターテーブルがバキュームテーブルに形成されていたり、このメインテーブルの上方にスリーブブランクの搬送慣性を抑制する押さえ板バネが設けられているのが望ましい。スリーブブランクをバキュームテーブルで吸引吸着しながら搬送させたり、搬送されるスリーブブランクを弾性的に押圧したりすることによって、搬送路を間歇的に搬送されるスリーブブランクの搬送姿勢や搬送方向に対する左右方向の位置が的確に保持されたり、慣性でスリーブブランクが所定位置より行き過ぎるのをうまく防止できて、的確な停止位置、姿勢を確保できる。その結果、熱風吹き付け手段との相対位置や巻き付け手段である上下のマンドレルの回転及び離接のタイミングとこのスリーブブランクの搬送タイミングを的確、かつ、安定的に合致でき、より一層安定したスリーブブランクの巻き付け成形を可能にするからである。

0024

請求項10に記載された発明のように、搬送路の終端で、スリーブブランクのシール部の裏面に相当する部位には、この搬送路の同じ平面上とそれよりも下位の位置との間で上下動するスリーブブランク先端を下方から支えるスリーブブランク保持手段が設けられるのが望ましい。熱風吹き出し時にこのスリーブブランク保持手段でスリーブブランクを支えることができ、また、マンドレルによるスリーブコーンカップ成形後のスリーブコーンカップ排出時には、その排出経路から退避して速やかなスリーブコーンカップの排出を可能にでき、もって熱風の吹き付けを効果的にシール部に作用させ、併せて、巻き付け手段からのスリーブコーンカップの速やかな排出を促し、効率の良いスリーブコーンカップの成形を可能にするからである。

0025

一般にこの種の成形機は、搬送路の端末には傾斜姿勢でマンドレルからなるスリーブブランク巻き付け手段が配設され、その後方にスリーブコーンカップの口部をカールするためのトップカールユニットが配置されていて、この巻き付け手段で円錐形状に成形されたスリーブコーンカップは直ちにトップカールユニットに排出される。そのため、スリーブブランクの先端側を支持するテーブルなどの部材がなく、熱風の吹き付けによって、スリーブブランクが撓み、熱風吹き付けの効果が大きく阻害される問題点をうまく解決できる。

0026

請求項11に記載された発明のように、送り爪の往復動のための構造は、回転軸軸架されたドラムカムと、このドラムカムに連繋されて下端固定支点に保持され、上端がスリーブブランク搬送方向に沿って揺動される往復揺動アームと、この往復揺動アームに送り爪が保持されている送り爪保持部材が連繋されているのが望ましい。搬送手段を構成する送り爪の往復動が、ドラムカム、つまり周面に螺旋案内溝を備えた円筒体と、これによって往復揺動される往復揺動アーム、そして、この往復揺動アームの往復揺動で往復動される送り爪保持部材を介して行われるので、従来の伸びが生じるチェーンやベルト等のような無端帯状体と違って、熱風吹き付け手段との相対位置や巻き付け手段である上下のマンドレルの回転及び離接のタイミングと、このスリーブブランクの搬送タイミングとの間の相対的なタイミングの変動を格段にうまく解消でき、熱風を一層効率よく、またシール部に一層的確、かつ、安定して吹き付けることができ、併せてスリーブブランクを一層タイミング良くマンドレルへ送り込め、もってより安定したスリーブブランクの巻き付け成形を可能にするからである。

0027

請求項12や請求項13に記載された発明のように、搬送路のセンターテーブルと、少なくともスリーブブランクのシール部を案内する側のサイドテーブル、更には押さえ板バネはそのスリーブブランクに接する面に滑り加工が施されているのが望ましい。このテーブルや押さえ板バネとのスライド摩擦によりスリーブブランクの搬送姿勢が不用意に崩されたり、特に表面に被着されている樹脂素材の不用意な剥離や溶融をうまく防止して、これがテーブルや押さえ板バネに付着してスリーブブランクの押送搬送の傷害となる恐れを可及的に少なくして、スリーブブランクの搬送路上の間歇的な送りを格段に滑らかにできる。その結果、熱風吹き付け手段との相対位置や巻き付け手段である上下のマンドレルの回転及び離接のタイミングと、このスリーブブランクの搬送タイミングとの間の相対的なタイミングの変動を格段にうまく解消でき、熱風を一層効率よく、またシール部に一層的確、かつ、安定して吹き付けることができ、併せてスリーブブランクを一層タイミング良くマンドレルへ送り込め、もってより安定したスリーブブランクの巻き付け成形に大きく貢献できるからである。

0028

以下、この発明の厚紙スリーブコーンカップの成形方法並びにその成形機を図面に示される実施例に従って以下に詳細に説明する。

0029

まず、スリーブコーンカップSCを形成する成形機について説明する。この発明に採用される厚紙スリーブコーンカップの成形機は、図1に示されるように、搬送路の始端にスリーブブランクS(以下単にブランクと称する)の供給手段Aが設けられ、また搬送路の終端部分にはブランクSの巻き付け手段Bが、この供給手段Aと巻き付け手段BとにわたってブランクSを間歇的に一枚ずつ搬送路終端部に向けて搬送する搬送手段Cが、更に搬送路を挟んで、巻き付け手段Bと対向する搬送路脇にはブランクSのシール部S1に熱風を吹き付ける熱風吹き付け手段Dが設けられている。また、巻き付け手段Bの後方には、円錐形状に成形されたスリーブコーンカップSCの口部にカールを成形するトップカールユニット(トップカール成形手段)Eがそれぞれ設けられている。

0030

まずこの発明に採用されるブランクSは、少なくともシール部S1に熱溶融性の樹脂素材、一例としてポリエチレンが予めコーティングなどの手段で被着されていれば十分で、所期の目的を達成できる。また、ブランクの材質構成としては、紙のみの場合でもよく、また、紙を基材としてその表裏両面にアルミニウムの薄膜が設けられたものを採用できる。そして、この基材の表面全域にポリエチレンがコーティングなどによって被着されたものでよい。一般的には、この種のスリーブコーンカップ形成用の素材は、ブランクSの表裏両面に皮膜としてこのポリエチレンが被着されているので、この種のものを採用するのが好ましい。なお、基材や表裏両面に被着されている熱溶融性の合成樹脂は上記以外にも公知の各種の素材を採用できる。

0031

ブランクSは、図1図4に示されるように、扇を広げた形状を呈していて、搬送路上を押送搬送されるにあたっては、その扇の要側となる鋭角な頂点S2側を搬送方向F側に向け、部分円弧S3側を搬送方向Fの後方側に向け、しかもシール部側の辺縁S4を搬送方向Fと平行にされた姿勢で押送搬送される。

0032

このブランクSを搬送路に沿って1枚ずつ直線的に、しかも間歇的に順送りする搬送手段Cは、図1図4に示されるように、搬送方向に沿って水平なセンターテーブル(水平搬送台)1と、このセンターテーブル1の左右両側に設けられたサイドテーブル(水平補助搬送台)2を備え、これら両サイドテーブルの外側に、ブランクSをガイドするガイド板3(起立側縁板)を備える。このセンターテーブル1とその両側サイドテーブル2との間には、2列の直線状の隙間4が形成され、この隙間4より上側に突出して、ブランクSを押送搬送する送り爪5を備える。

0033

送り爪5はブランクSの搬送手段Cの構成メンバーで、搬送路に沿って等間隔で複数対(図例では4対)配設されている。これら送り爪5は、図2図4に示されるように、センターテーブル1やサイドテーブル2よりも下位にある保持部材6に設けられる。そして、この保持部材6は、搬送方向Fで前後に相隣る一組が、機枠7に搬送方向Fに沿って設けられたガイドレール8に案内されて搬送方向Fに沿って往復動する連結部材9に設けられ、この前後に相隣る一組ずつが同時に往復動される。この送り爪5は、図示されるように左右一対ずつ設けられ、この発明にあっては、搬送方向Fの後方側に位置する一対が機能し、具体的には、扇形の部分円弧部の両端近くにそれぞれが当接される。なお、搬送方向F前方にある対の爪は(図1図4)、ブランクSの前端S5にそえられて、その搬送姿勢を安定的に保持する機能を果たしている。

0034

この連結部材9の往復動は、図2図4に示されるように、下端を機枠7に枢支され、上端を搬送方向Fに沿って揺動自在に設けられるとともに、機枠7に配設されたドラムカム10(図例では前後に一つずつの計2つ)に連繋された揺動アーム11(図例では前後に一つずつの計2つ)を介して行われる。ドラムカム10はその周面に螺旋カム溝12が刻設されていて、これに揺動アーム11に設けられた摺動子である13が嵌入されている。ドラムカム10は、軸線方向を搬送方向Fに沿わせて機枠7に設けられた回転軸14に軸架されている。この回転軸14は、端末の回転ホイール15から伝動ベルト16を介して、図外原動機からの動力を受けて作動するギアボックス17の出力ホイール18に連動連結され、このギアボックス17の作動により強制的に回転される。

0035

したがって、図外の原動機を作動させることによって、回転軸14が回転され、この回転軸14の回転によってドラムカム10が回転される。ドラムカム10が回転されると、駒13がこのドラムカム10の螺旋カム溝12に案内されて、搬送方向Fに沿って往或いは複動される。螺旋カム溝12はドラムカム10の周面を一周するように設けられているので、ドラムカム10が一回転することによって、駒13は結果として、往動した後引き続き引き返す復帰動作を一度行うことになる。この駒13の往復動作が揺動アーム11をその支点Pを中心にした搬送方向Fに沿った揺動運動に変えられ、揺動アーム11の上端はドラムカム10の一回転で一往復される。従って、連結部材9が一往復され、保持部材6が一往復されることになり、この保持部材6の一往復によって、ブランクSは後位の保持部材6から前位の保持部材6へ順次間歇的に受け渡され、ブランクSの間歇送りが行われる。

0036

また、送り爪5は、図3図4に示されるように、保持部材6に対して基端が枢支されていて、エアーオイルなどを用いた流体圧シリンダ19の作動によりその遊端(上端)が上下方向に揺動可能に取り付けられている。この揺動量は、ブランクSの押送作用時にはセンターテーブル1表面(上面)よりも上方に突出する作用位置にあり、複動時にはセンターテーブル1表面(上面)よりも下方にあるように設定されている。従って、押送搬送にあってはセンターテーブル1より上方にあってブランクSの搬送方向F後方側の縁に接当してこれを押送搬送し、複動時には、センターテーブル1上にあるブランクSの下側に回避してこれに不用意に接触することなく復帰位置に戻れるように構成されている。

0037

供給手段Aは、図1図3に示されるように、搬送路の始端に設けられたブランクSのストック台20と、このストック台20の下方に設けられた吸引供給装置21から構成される。この吸引供給装置21は、ストック台20上に載置されたブランクSの最下位ブランク相当位置からセンターテーブル1上面相当位置の間で上下揺動自在に構成されている。従って、ストック台20上のブランクSはその最下位のものから順次一枚ずつ、このストック台20の中央に開口されているブランク抜き取り穴20Aを介して、真空吸引されて取り出され、搬送路上、つまりセンターテーブル1並びにサイドテーブル2の始端上に順次一枚ずつ載置される。

0038

図1に示されるように、搬送路の搬送方向F終端部には搬送手段Cによって押送搬送されてきたブランクSのシール部S1に熱風を吹き付ける熱風吹き付け手段Dが、搬送方向Fに沿って前後、つまりブランクSの搬送下流側上流側とに並設されて一対設けられている。熱風吹き付け手段Dは、搬送路脇に設けられた熱風発生機22と、これから延設されたダクト23と、このダクト23に接続されていて、先端側に吹き出し口24を搬送路に向けて備えるノズル25から構成されている。ノズル25の吹き出し口24は、ブランクSのシール部S1が載置される側のサイドテーブル2上に対向して開口されるように配置されている。

0039

また、この吹き出し口24の形状は、図6に示されるように、シール部S1全域に熱風を吹き付ける必要上、基本的には搬送方向Fに長いスリット24Aに形成されているるとともに、特にブランクSの頂点S2側、つまりスリーブコーンカップの先端に該当する側はより強力な接着を必要とする関係上、スリット幅よりも広い寸法を備える丸孔24Bに形成されている。吹き出し口24、つまりスリットの全長は、シール部S1の全長の約3/5程度に設定されているとともに、ブランクSの部分円弧S3側にはスリット幅よりも広い寸法(スリーブコーンカップの先端に該当する側の丸孔24Bとほぼ同寸法)の直径を備える丸孔24Cが設けられている。

0040

この吹き出し口24の形状は、前後一対で同じ形状のものが採用されている。しかし、スリーブコーンカップのシール部S1の接着は、頂点S2側が特に強力であることが必要であることと、頂点S2側と口側となる部分円弧S3側ではスリーブコーンカップの機能上の相違から、口側は頂点S2側ほど強力な接着を必要としない。この要求に対応するために、吹き出し口24の内側に、中仕切り板26が設けられていて、それぞれの吹き出し口24の熱風吹き出し位置並びに吹き出し量の調整が図られている。

0041

具体的には、図6に示されるように、この中仕切り板26は、吹き出し口24の丸孔24Bの直径とほぼ同様の幅を備えた長孔27に形成されていて、ブランクSの頂点S側に対向する側27Aが長寸に、また、円弧部分S3側に対向する側27Bは短寸に設定されている。また、この長孔27AのブランクSの頂点S側に対向する側27Aの搬送方向Fに沿った側の長さは、ブランクSの搬送下流側のものが長いスリット24Aの約1/2程度に、そして搬送上流側のものが長いスリット24Aの約1/3程度に設定されている。更に、円弧部分S3側に対向する側27Bは、中仕切り板27の丸孔27Bは、ブランクSの搬送下流側のものが吹き出し口24の丸孔24Cを3つ連続させた程度の長さに、また搬送上流側のものは、この丸孔24Cの1.5倍程度の直径を備えた大きさに設定されている。このようにして、ブランクSの頂点S2側程より多くの熱風が吹き出すように設定されている。

0042

熱風吹き付け手段Dが搬送方向Fに沿って前後、つまりブランクSの搬送下流側と上流側とに並設されて一対設けられているのは以下の理由による。つまり、試験の結果、シール部S1を一つの熱風吹き付け手段で一度に溶融すると、必然的に温度、エアー圧を高く、強くすることになり、従来のスポット的な溶融手法と結果的には何ら変わらないことが分かった。そのため、前後に二段に分けて熱風吹き付け手段を設けることによって、シール部に対する熱風の吹きつけを、温度、エアー圧などの諸条件で、シール部全域をぼんやりと溶融させることを理想的に達成できる範囲にうまく調整できるからである。なお、必ずしも前後一対を必要としない。端末の一つのみでも所期の目的は達成できるが、前後一対が設置されるのが望ましい。所期の目的が理想的に達成できるからである。

0043

この熱風吹き付け手段Dが設けられている側のサイドテーブル2は、冷却されるように構成されている。具体的にはこのサイドテーブル2内に冷却水循環させるパイプ(図外)が設けられていて、水道水冷媒等の適宜の冷却媒体流下させることによって、常時テーブル全体が冷却される。好ましくは、このサイドテーブル2全長にわたって冷却されることであるが、最小限度熱風吹き出し口24に対向する部位は冷却されることが望ましい。搬送路の始端から押送搬送されてくる途中で、スライド摩擦によって、また、熱風吹き付け手段Dの下では熱風が吹き付けることによって、このサイドテーブル2が熱せられてしまうことによって、ブランクS表・裏面に被着されている熱溶融性の合成樹脂が不用意に剥離されたり、溶融されてしまい、これがサイドテーブル2やガイド板3に付着してブランクSの押送搬送の傷害になる恐れを未然にうまく防止し、ブランクSの安定した押送搬送を可能にする上で必要な装置である。

0044

更に、センターテーブル1は、図4図5に示されるように、内部1Aが密閉状態中空に形成されていて、唯一、ブランクSの案内面となる上面1Bに搬送方向全長にわたって多数の小孔28が穿設され、中空の内部1Aがこの小孔28を介して外気に連通されている。この中空の内部1Aには吸引装置(図外)が接続されていて、内部の空気が吸引される、所謂バキュームテーブルに構成されている。その結果、ブランクSを小孔28を介してこのセンターテーブル1の上面1B上に吸着して、その姿勢乱れ位置ズレ等をうまく防止する。内部の吸引は間欠的に行われる。基本的には送り爪5によるブランクSの間欠的な搬送時に吸引作用が働くようになっている。

0045

図1図3に示されるように、センターテーブル1の上方には搬送方向Fに向かうにしたがって下位に湾曲する押さえバネ板29が複数個、一直線状に設けられている。この押さえバネ板29は、ブランクS上面を弾性的に押圧して、ブランクSが押送搬送された時、慣性で所定の停止位置を越えて行き過ぎてしまったり、搬送姿勢の乱れや左右の位置ズレなどをうまく防止する。

0046

センターテーブル1並びにサイドテーブル2、ガイド板3そしてこの押さえバネ板29の、少なくともブランクSに当接する面は、滑り加工、具体的にはテフロン加工が施されていて、ブランクSの押圧搬送がスムースに行われるように配慮されている。

0047

ブランクSを円錐形状に巻き取ってスリーブコーンカップ形状に成形するための巻き付け手段Bは以下のような構成を備える。図1図6図8に示されるように、この巻き付け手段Bは搬送路の端部に、ブランクSを受け取り巻き付ける回転可能な一対の上下に対向するそれぞれ同一方向を向く円錐形状の上部マンドレル30と下部マンドレル31を互いに離接動作可能に配置してなる(具体的な構造は公知であるので詳細な構造説明は省略する。参考公報としては特開平7−266470号公報)。上部マンドレル30は、その円錐周面の一稜線に沿って、1乃至複数個のエアー吸着孔(図外)を備え、対向する上部マンドレル30と下部マンドレル31との間に送り込まれたブランクSの前端部S5(頂点S2から円弧部分S3にいたるシール部に対向する他方の直線の辺縁)を吸着保持する。

0048

下部マンドレル31は上部マンドレル30の下側に配置され、互いに稜線同士を接触乃至下方に離反動作可能であり、上部マンドレル30と同周速度で逆方向に回転する。また、この下部マンドレル31の周面には滑り加工、具体的にはテフロンがコーティングによって被着されている。ブランクSの滑りを可及的に改善し、併せてブランクSに被着されているポリエチレンの皮膜が不用意に剥離或いは溶融されるのを防止するためである。

0049

また、図7に示されるように、この下部マンドレル31はその下側に配置された冷却手段Fが設けられていて、下部マンドレル31を常時冷却するように構成されている。具体的には、図示されるように、下部マンドレル31の下側に常時、滑り促進剤の一例としての流動パラフィンが供給されて湿潤した塗布材の一例としてのフェルト32が配置されていて、このフェルト32の表面(上面)が下部マンドレル31の下側周面に押圧当接されている。従って、このフェルト32の押圧によって下部マンドレル31の周面には常時流動パラフインが塗布される状態となる。更にこのフェルト32の下には冷却ブロック33が設けられているとともに、この冷却ブロック33にフェルト32が納められている。冷却ブロック33は、その内部に配管(図外)が施され、これに冷却水や冷媒などの冷却媒体を循環させるように構成されている。

0050

従って、フェルト32を介して流動パラフィンが常時冷却され、この冷却された流動パラフインによって下部マンドレル31の周面も常時冷却されるので、熱風吹き付け手段Dによって温められたブランクSによって、この下部マンドレル31周面に塗着される流動パラフィンが蒸発するのをうまく防止できて、ブランクSの円滑で、タイミングの擦れのない好ましい巻き付けを可能にし、併せて特に重要な点であるが、シール部S2を急速に冷却して、溶融樹脂の硬化を効果的に達成し、短時間の接着を可能にする

0051

図2図6に示されるように、搬送路の終端で、ブランクSの搬送下流側にある熱風吹き付け手段Dの吹き出し口24下、しかもブランクSの頂点S2側に対応する部位に相当する位置にブランク保持手段Gが設けられている。このブランク保持手段Gは、ブランクSの下面を支えるための保持用ブロック34と、これを上下動させるための昇降機構35、具体的にはカム(図外)によってロッド35A(図6)が昇降されるように構成されている。このブランク保持用ブロック34は搬送路、つまりセンターテーブル1やサイドテーブル2の上面と同等位置とそれよりも下位の位置の間を昇降機構35の作動によって上下動可能にして配置されている。

0052

このブランク保持手段Gは、搬送下流側の熱風吹き付け手段D下にあってシール部S1に熱風が吹き付けられている状態にあるブランクSを下方から支えてこのブランクSが熱風によって頂点S2側が下方に撓んでしまい、熱風吹き付けの効果を阻害されるのを防止するために設けられる。また、搬送路より下位の位置に下降するのは、巻き付け手段Bで円錐形状に成形されたブランクSをトップカールユニットEに供給する際に、その受け渡しを阻害しないようにするためである。

0053

次に、上記この発明の厚紙スリーブコーンカップの成形手順を成形機の動作とともに説明する。先ず、供給手段Aからセンターテーブル1並びにサイドテーブル2上に載置されたブランクSは、左右をガイド板で案内されながら、送り爪5の往復作動によって、順次間歇的に搬送路上を端末部へ向かって押送搬送される。この押送搬送時には、ブランクSはその中央部分を上方から押さえバネ板29によって、常時センターテーブル1上面に押さえ付けられているので、不用意な姿勢の乱れや位置擦れを生じる恐れがない。また、センターテーブル1並びにサイドテーブル2の表面やガイド板3の表面で、少なくともブランクSに接する面はテフロン加工が施されているので、ブランクSの滑り移動がより滑らかに行われる。従って、ブランクSの熱溶融性の合成樹脂からなる皮膜が不用意に剥がれたり、滑り摩擦熱によって溶融したりする恐れを可及的に少なく、若しくは殆どその恐れもない状態での押送搬送を可能にする。

0054

このようにして間歇的に押送搬送されてきたブランクSは、熱風吹き付け手段Dにいたると、各ノズル25下でも一時停止する。この一時停止している間にシール部S1にそれぞれ熱風(約360度程度)がこのノズル25の吹き出し口24を介して吹き付けられる。この熱風の吹き付けによって、シール部S1では、スポット的ではなくて、そのほぼ全域で、表面に被着されている熱溶融性の合成樹脂が、流動する程ではなくて、緩くぼんやりとした感じ、つまり基材の接着は可能にする程度に溶融されることになる。

0055

また、この熱風吹き付け時には、ブランクSの保持用ブロック34が上動しきっていて、ブランクSの搬送下流側の熱風吹き付け手段Dの下にあるブランクSの頂点S2部分を下から支える。そのため、熱風吹き付けによって、ブランクSの頂点S2側がたとえ下方に撓んでしまうようなことがあっても、これをうまく防止する。従って、熱風をシール部S1の全域にわたって万遍なく、かつ、効率よく吹き付ける。

0056

この熱風吹き付け手段Dによる熱風の吹き付けでサイドテーブル2は熱せられるが、このサイドテーブル2は常時冷却されているので、蓄熱を未然にうまく予防でき。従って、ブランクSの表面に被着されている熱溶融性の合成樹脂からなる皮膜が不用意に剥離したり溶融されてサイドテーブル2やガイド板3側に付着したりするのを未然に防止でき、安定したブランクSの押送搬送が行える。

0057

熱風吹き付け手段Dによる熱風の吹き付けが終わり次第、搬送下流側の熱風吹き付け手段Dの下にあるブランクSは、その場において、その前端S5が巻き付け手段Bに送り込まれるが、これに先立って、下部マンドレル31が上部マンドレル30に向かって上昇動作を開始する。

0058

上下のマンドレルの回転によって、両者の間に前端S5が巻き込まれたブランクSのこの前端S5を上部マンドレル30のエアー吸引孔(図外)が直ちに吸引保持し、この上部マンドレル30の周面に、下側から下部マンドレル31によって押圧させながら、ブランクSの巻き付けを開始する(図6)。この、巻き付け動作中は、搬送手段Cは一時的にその間歇的な押送搬送動作を停止している。

0059

図8に示されるように、上部マンドレル30は、ブランクSを円錐形状にしてその周面に巻き付けながら、上部マンドレル30と下部マンドレル31との間で押圧しながら、2回転以上回転する。この上下のマンドレル30,31の回転によって、また、特に下部マンドレル31の冷却作用によって、熱溶融性の合成樹脂からなる皮膜が溶融したシール部S1を短時間で接着して、ブランクSの巻き付け形状を保持して、スリーブ成形を終了する。下部マンドレル31は、元の位置に下降動作して待機する。また、ブランクSの保持用ブロック34はこの時点では、待機位置に下降している(図6)。

0060

成形を終了して上部マンドレル30周面に嵌合保持されている円錐形状に形成されたスリーブコーンカップSC(図9)には、別途この上部マンドレル30の先端部側近傍に設けられた排気口(図外)から、このスリーブコーンカップSC内部に向かって勢い良くエアーが吹き出される。その結果、このスリーブコーンカップSCは、この吹き出しエアーの勢いによって、上部マンドレル30から抜き取られるとともに、後方に配されているトップカールユニット(トップカール成形手段)Eに供給される(図1)。

0061

続いて、上部マンドレル30(及び下部マンドレル31)の回転位相整合する所定のタイミングで、搬送手段Cによって、次のブランクSの前端S5を上下部のマンドレル30,31間に押送搬入して、先と同様のスリーブコーンカップSCの成形が行われる。

0062

以上の実施例の説明において、ブランクSのシール部S1或いはこれを含めて表裏両面に被着される熱溶融性の樹脂は、所期の技術的な課題を達成するものであればポリエチレン以外のものも採用できる。同様に、滑り加工に採用されるテフロン或いは流動パラフィンもそれ以外に各種の素材が採用されることはいうまでもない。。

0063

なお、上下のマンドレル30,31によってスリーブ成形が完了したスリーブコーンカップSCは、この上部マンドレル30に保持されたままで、図外のカッターにより、口径が一定になるように、その口部周縁が全周にわたって適宜に切り落とされる。商品価値を高めるためである。

図面の簡単な説明

0064

図1本発明厚紙スリーブコーンカップの成形機の全体平面図である。
図2図1に示される成形機から巻き付け手段、熱風吹き付け手段更にトップカールユニットを省略して表した正面図である。
図3図1に示される成形機の搬送手段の要部を拡大して示した正面図である。
図4図1に示される成形機の搬送手段の要部を拡大して示した平面図である。
図5図1に示される成形機の搬送手段の要部を拡大して示した断面図である。
図6図1に示される成形機の熱風吹き付け手段のノズル吹き出し口形状を説明する拡大分解斜視図である。
図7図1に示される成形機の巻き付け手段の概念説明図である。
図8巻き付け手段によるスリーブコーンカップの成形作用説明図である。
図9成形されたスリーブコーンカップの説明図である。

--

0065

1…センターテーブル,2…サイドテーブル,3…ガイド板,5…送り爪,10…ドラムカム,11…揺動アーム,12…螺旋カム溝,22…熱風発生器,24…吹き出し口,25…ノズル,29…押さえバネ板,30…上部マンドレル,31…下部マンドレル,32…フェルト,33…冷却ブロック,34…保持用ブロック,B…巻き付け手段,C…搬送手段,D…熱風吹き付け手段,E…トップカールユニット,F…下部マンドレルの冷却手段,G…ブランク保持手段,S…ブランク,S1…シール部,S2…頂点,S3…部分円弧。

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