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技術 飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システム

出願人 東洋製罐グループホールディングス株式会社
発明者 鷲崎祐樹根本悟石川昌広
出願日 2003年4月9日 (17年6ヶ月経過) 出願番号 2003-105260
公開日 2004年11月4日 (15年11ヶ月経過) 公開番号 2004-306514
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等のブロー成形,熱成形
主要キーワード 排出シューター 各成形装置 最高スピード 投入条件 同期化制御 故障停止 プリフォーム成形装置 供給数
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

飽和ポリエステル製プリフォーム結晶化品質を維持しつつ、生産効率を低下させずに、成形装置結晶化装置同期化を図ることができる、飽和ポリエステル製プリフォーム成形装置と結晶化装置の同期化の提供を目的とする。

解決手段

同期化システム1は、成形装置110と結晶化装置120の間におけるプリフォーム10の待機数を検出する検出手段30a,30b,30c,30dと、この検出手段が検出した待機数,結晶化装置110の運転情報及び/又は成形装置120の運転情報にもとづいて、結晶化装置110の生産及び/又は成形装置120の生産を制御する同期化制御手段40とを具備した構成としてある。

概要

背景

飽和ポリエステルよりなるボトルは、通常射出成形等による形成された無定形組織の有底プリフォームを、口頸部となるべき部分を残して、2軸延伸ブロー成形することによって製造される。
この種のボトルは、肩部胴部及び底部が分子配向されており、透明性,ガスバリヤー性,強度,耐衝撃性等の容器特性に優れ、さらに、これらの肩部,胴部及び底部をヒートセットしたボトルは、熱間充填した場合に、これらの部分が収縮による変形が起こり難いという利点を有している。

概要

飽和ポリエステル製プリフォーム結晶化品質を維持しつつ、生産効率を低下させずに、成形装置結晶化装置同期化をることができる、飽和ポリエステル製プリフォーム成形装置と結晶化装置の同期化の提供を目的とする。同期化システム1は、成形装置110と結晶化装置120の間におけるプリフォーム10の待機数を検出する検出手段30a,30b,30c,30dと、この検出手段が検出した待機数,結晶化装置110の運転情報及び/又は成形装置120の運転情報にもとづいて、結晶化装置110の生産及び/又は成形装置120の生産を制御する同期化制御手段40とを具備した構成としてある。

目的

本発明は、上記問題を解決すべく、飽和ポリエステル製プリフォームの結晶化品質を維持しつつ、生産効率を低下させずに、成形装置と結晶化装置の同期化を図ることができる、飽和ポリエステル製プリフォーム成形装置と結晶化装置の同期化の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

飽和ポリエステル製プリフォーム成形装置結晶化装置同期化システムであって、前記成形装置と結晶化装置の間におけるプリフォーム待機数を検出する検出手段と、この検出手段が検出した前記待機数,前記結晶化装置の運転情報及び/又は前記成形装置の運転情報にもとづいて、前記結晶化装置の生産及び/又は前記成形装置の生産を制御する同期化制御手段とを具備したことを特徴とする飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システム。

請求項2

前記結晶化装置の生産制御の条件として、生産速度,加熱条件及び/又は投入条件を含むことを特徴とする請求項1記載の飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システム。

請求項3

前記成形装置と結晶化装置の間におけるプリフォームの温度を制御する温度制御手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システム。

請求項4

成形された前記プリフォームを、結晶化する前に一時的に保管する保管装置を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システム。

技術分野

0002

飽和ポリエステルよりなるボトルは、通常射出成形等による形成された無定形組織の有底プリフォームを、口頸部となるべき部分を残して、2軸延伸ブロー成形することによって製造される。
この種のボトルは、肩部胴部及び底部が分子配向されており、透明性,ガスバリヤー性,強度,耐衝撃性等の容器特性に優れ、さらに、これらの肩部,胴部及び底部をヒートセットしたボトルは、熱間充填した場合に、これらの部分が収縮による変形が起こり難いという利点を有している。

0003

ところで、容器の口頸部は無定形組織のままであるので、熱間充填の際に口頸部全体もしくはねじ部等は変形し、密封性が損なわれやすい。
この欠点を解消するため、2軸延伸ブロー成形前に結晶化装置にて、プリフォームの口頸部を加熱して結晶化することにより、口頸部の硬度耐熱性を向上させる技術が採用されている(特許文献1)。
また、プリフォーム成形装置(適宜、成形装置と略称する。)とプリフォーム結晶化装置(適宜、結晶化装置と略称する。)とは別個の装置であり、一連ラインとして連結しても、各々が最高スピードで製造できる能力仕様が採用されており、定常条件での稼働では特に問題が生じないように制御されている。

背景技術

0004

【特許文献1】
特公平6−22876号公報 (第1−3頁、第1図,第5図)

0005

しかしながら、プリフォーム成形装置とプリフォーム結晶化装置との僅かの速度差や、プリフォーム検査機での排斥数の変化によって、プリフォーム結晶化装置へのプリフォームの供給数に変動が生ずる場合がある。
また、前工程であるプリフォーム成形装置がトラブル等により停止すると、プリフォームが供給されない状態で結晶化装置が運転され、加熱が続くと、再投入後のプリフォームが加熱過多となる問題があった。
一方、この場合、結晶化装置をも停止させると、結晶化装置の再運転開始後、加熱条件が安定化するまで製造できないこととなり、生産効率が低下するといった問題があった。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、上記問題を解決すべく、飽和ポリエステル製プリフォームの結晶化品質を維持しつつ、生産効率を低下させずに、成形装置と結晶化装置の同期化を図ることができる、飽和ポリエステル製プリフォーム成形装置と結晶化装置の同期化の提供を目的とする。

0007

この目的を達成するために、本発明の請求項1記載の飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システムは、前記成形装置と結晶化装置の間におけるプリフォームの待機数を検出する検出手段と、この検出手段が検出した前記待機数,前記結晶化装置の運転情報及び/又は前記成形装置の運転情報にもとづいて、前記結晶化装置の生産及び/又は前記成形装置の生産を制御する同期化制御手段とを具備した構成としてある。
このようにすると、結晶化品質を維持し、かつ、生産効率を低下させずに、成形装置と結晶化装置の同期化を容易に実現することができる。
なお、「生産を制御する」とは、成形装置と結晶化装置の生産速度や生産タイミング等を制御することをいう。

0008

また、本発明の請求項2記載の飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システムは、前記結晶化装置の生産制御の条件として、生産速度,加熱条件及び/又は投入条件を含む構成としてある。
このようにすると、成形装置の生産変動に対して、柔軟に対応することができ、たとえば、結晶化不良の不良品を生産することによる生産効率の低下を防ぐことができる。

0009

また、本発明の請求項3記載の飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システムは、前記成形装置と結晶化装置の間におけるプリフォームの温度を制御する温度制御手段を備えた構成としてある。
このようにすると、結晶化装置に投入されるプリフォームの温度をほぼ同じにすることができるので、プリフォームの結晶化品質を安定させることができる。

課題を解決するための手段

0010

また、本発明の請求項4記載の飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システムは、成形された前記プリフォームを、結晶化する前に一時的に保管する保管装置を備えた構成としてある。
このようにすると、結晶化装置が停止した場合であっても、成形されるプリフォームを効率よく保管し再投入することができる。

0011

以下、本発明の好適な各実施形態について、図面を参照して説明する。

0012

[第一実施形態]
図1は、本発明にかかる成形装置と結晶化装置の同期化システムの第一実施形態における要部の構成を説明するための概略平面図を示している。
同図において、飽和ポリエステル製プリフォームの成形装置と結晶化装置の同期化システム1(適宜、同期化システム1と略称する。)は、複数の成形装置110と、結晶化装置120と、成形装置110から結晶化装置120へ搬送する搬送装置130とからなっている。

0013

各プリフォーム成形装置110は、多数個取り金型111を備えており、数十個のプリフォーム10をまとめて成形し、排出シューター112に排出する。そして、排出シューター112は、成形されたプリフォーム10を搬送装置130まで移動させる。
この際、成形されたプリフォーム10は、高温の状態で金型111から取り出され、搬送装置130に供給される。また、通常、成形装置110は、生産能力に応じて複数台使用されるので、搬送装置130には、各成形装置110から、数十〜数百個のプリフォーム10がまとめて供給される。

0014

搬送装置130は、一般的に、シューターベルトコンベア等が用いられ、各成形装置110から排出されたプリフォーム10を、排出シューター112から結晶化装置120の投入シューター121まで搬送する。

0015

プリフォーム結晶化装置120は、熱可塑性ポリエステルからなるプリフォーム10の口部(首部)を結晶化させる装置であり、投入シューター121,プリフォーム供給装置101,移送装置102,加熱部103及び制御盤108を有している。
この結晶化装置120は、投入されたプリフォーム10をホルダー(図示せず)に口部を露出した状態で収納し、移送装置102が連続的に加熱部103を通過させることにより、口部を結晶化させる。

0016

なお、一般的に、結晶化装置120は、成形装置110の生産能力(単位時間当たりの生産数)に応じて、あらかじめ生産能力(移送速度)を設定してある。すなわち、成形装置110の生産能力が、たとえば、毎分100個の場合、結晶化装置120は、毎分100個のプリフォーム10を投入できる移送速度に設定され、成形装置110と結晶化装置120との同期化が図られる。

0017

また、同期化システム1は、成形装置110と結晶化装置120の間におけるプリフォーム10の待機数を検出する検出手段として、搬送装置130の所定位置に、プリフォーム10を検出する複数の検出センサー30a,30b,30c,30dが取り付けられている。すなわち、投入シューター121から排出シューター112に向かってA点,B点,C点,D点に、各検出センサー30a,30b,30c,30dをそれぞれ配設してある。

0018

各検出センサー30a,30b,30c,30dは、同期化制御手段40と接続されており、取り付けられた位置にプリフォーム10があるか否かを検出し、検出信号を同期化制御手段40に出力する。これにより、待機しているプリフォーム10の最後尾が、A点より投入シューター121側にあるのか,A点とB点の間にあるのか,B点とC点の間にあるのか,C点とD点の間にあるのか,又はD点より排出シューター112側にあるのかを検知することができる。
なお、検出センサー30a,30b,30c,30dは、通常、透過型又は反射型光センサーや、マイクロスイッチ等の機械的に検知するセンサーが使用されるが、センサーの種類は特に限定されるものではなく、プリフォーム10を検出できるセンサーであればよい。

0019

また、搬送装置130の投入シューター121側の端部には、ストッパー31が取り付けられており、このストッパー31は、同期化制御手段40からのストップ信号を入力すると、プリフォーム10が投入シューター121に投入されないように、プリフォーム10を止める。
ストッパー31は、通常、電磁ソレノイドエアシリンダが用いられるが、特に限定されるものではなく、プリフォーム10を一時的に停止させることができる装置であればよい。また、ストッパー31の設置場所は、搬送装置130の投入シューター121側の端部に限定されるものではなく、たとえば、投入シューター121に設けてもよい。

0020

図2は、本発明にかかる同期化システムの同期化制御手段の構成を説明するための概略ブロック図を示している。
同図において、同期化制御手段40は、外部入力装置41と、外部出力装置42と、演算処理装置43とからなっている。
外部入力装置41は、各検出センサー30a,30b,30c,30dから検出信号を入力し、さらに、結晶化装置120の制御盤108及び各成形装置110から運転情報を入力する。

0021

結晶化装置120の制御盤108からの運転情報には、結晶化装置120の生産速度(たとえば、毎分当たりの生産数)や、加熱部103の加熱条件(たとえば、各ヒータユニット加熱ランプの出力等)などが含まれる。
また、成形装置110からの運転情報には、運転状況(正常運転中,計画停止中又は異常停止中)や、プリフォーム10を排出するまでの予定時間などが含まれる。これにより、プリフォーム10の待機数および次に成形されるプリフォーム10が排出されるまでの時間にもとづいて、より精度よく同期化を図ることができる。

0022

演算処理装置43は、通常、パーソナルコンピュータなどが用いられ、各検出センサー30a,30b,30c,30dからの検出信号により、待機数を求めることができる。
たとえば、各検出センサー30a,30b,30c,30dが、全てプリフォーム10を検出しているときは、プリフォーム10がD点の排出シューター112側まで待機していることになり、待機数はd個以上となる。また、検出センサー30a,30bがプリフォーム10を検出し、かつ、検出センサー30c,30dがプリフォーム10を検出しないときは、待機中のプリフォーム10の最後尾がB点とC点の間にあり、待機数はb個以上c個未満となる。
また、たとえば、最後尾のプリフォーム10がB点を通過すると、検出センサー30bがプリフォーム10を検出しなくなるので、この通過時刻から任意時間経過した時刻における待機数は、B点における待機数(b個)から(任意時間/結晶化装置120の生産速度)を引き算することにより算出でき、待機数を精度よく求めることもできる。

0023

演算処理装置43は、プリフォーム10の待機数,結晶化装置120の運転情報及び/又は成形装置110の運転情報にもとづいて、結晶化装置120の生産及び/又は成形装置110の生産を制御する。
たとえば、演算処理装置43は、制御盤108から結晶化装置120が非常停止した運転情報を入力すると、各成形装置110が、成形中のプリフォーム10を成形し終わったところで自動的に停止するように制御する。
なお、演算処理装置43は、読み込まれたプログラムにより、状況に応じて様々な指示が出力される。

0024

ここで、好ましくは、結晶化装置120の生産制御の条件として、生産速度,加熱条件及び/又は投入条件を含む構成とするとよい。このようにすると、成形装置110の生産変動に対して、柔軟に対応することができ、たとえば、結晶化不良の不良品を生産することによる生産効率の低下を防ぐことができる。

0025

「生産速度」とは、結晶化装置120の移送装置102の移送速度をいう。
通常、結晶化装置120は、成形装置110の生産能力にもとづいて移送速度が設定され、また、この移送速度に応じた加熱条件が設定されている。このようにすることにより、結晶化品質を満足するように、口部11を結晶化させることができる。

0026

ただし、結晶化装置120は、結晶化品質を満足する範囲内で移送速度を変更することができ、たとえば、プリフォーム10の待機数が減って、待機中のプリフォーム10の最後尾がA点とB点の間にあるとき、演算処理装置43は、外部出力装置42から口頸部加熱装置120の制御盤108に生産速度制御信号を出力し、移送装置102の移送速度を上記範囲内で遅らせることができる。
また、プリフォーム10の待機数が増えて、最後尾がC点とD点の間にあるとき、演算処理装置43は、外部出力装置42から制御盤108に生産速度制御信号を出力し、結晶化品質を満足する範囲内で移送装置102の移送速度を速くすることができる。

0027

また、「加熱条件」とは、結晶化装置120の加熱部103のヒータユニットにおける加熱ランプの出力や加熱ランプと口部11との距離等をいう。
通常、結晶化装置120は、成形装置110の生産能力にもとづいた移送速度における加熱ランプの出力が設定されている。
また、結晶化装置120は、上記移送速度より速い及び遅い移送速度に対しても、加熱ランプの出力が設定されており、たとえば、結晶化品質を満足できない範囲に移送速度を変更する場合には、過熱ランプの出力を調節することにより、移送速度を変更しても結晶化品質を満足することができる。

0028

したがって、たとえば、プリフォーム10の待機数が減って、待機中のプリフォーム10の最後尾がA点より投入シューター121側にあるとき、演算処理装置43は、外部出力装置42から口頸部加熱装置120の制御盤108に加熱条件信号を出力し、加熱ランプの出力を小さくし、さらに、生産速度を遅らせることができる。
また、プリフォーム10の待機数が増えて、最後尾がD点より排出シューター112側にあるとき、演算処理装置43は、外部出力装置42から口頸部加熱装置120の制御盤108に加熱条件信号を出力し、加熱ランプの出力を大きくし、さらに、生産速度を速めることができる。

0029

また、「投入条件」とは、プリフォーム10をプリフォーム供給装置101に投入する条件をいう。この投入条件には、プリフォーム10の投入を強制的にスキップして断続的に投入することも含まれる。
たとえば、プリフォーム10の連続投入が途切れて、5回連続してプリフォーム10が結晶化装置120に投入されない場合、6回目に投入されるプリフォーム10は、より加熱され結晶化が進みすぎることが想定される。このような場合、演算処理装置43は、プリフォーム10の待機数及び成形装置110の運転情報から、5回連続してプリフォーム10が結晶化装置120に投入されないことを察知し、5回連続してプリフォーム10を投入しない代わりに、「投入せず、投入、投入」を5回繰り返すことにより、プリフォーム10の結晶化が進みすぎるといった不具合を防止でき、5回プリフォーム10を投入できない場合であっても、結晶化不良品を出さずに生産することができる。

0030

なお、演算処理装置43は、待機中のプリフォーム10の最後尾が、B点とC点の間にあるときは、適正な待機数があるものとして、所定の生産速度,加熱条件及び投入条件を制御盤108に出力する。
また、演算処理装置43は、適正な待機数がある場合であっても、たとえば、一台の成形装置110が故障停止した運転情報を入力した場合には、結晶化装置120の生産速度を許容される範囲内で遅くすることもできる。

0031

このように、本実施形態の同期化システム1によれば、結晶化装置120へのプリフォーム10の投入が連続して行なわれないことに起因する加熱異常の発生を防止することができ、プリフォーム10の結晶化品質を維持しつつ、生産効率を低下させずに、成形装置110と結晶化装置120の同期化を図ることができる。
また、演算処理装置43が、プリフォーム10の待機数,結晶化装置120の運転情報及び/又は成形装置110の運転情報にもとづいて、結晶化装置120の生産速度,加熱条件及び/又は投入条件を制御するので、成形装置110の生産変動に対して、柔軟に対応することができ、成形装置110と結晶化装置120の同期化を精度よく実現することができる。

0032

さらに、演算処理装置43が、プリフォーム10の待機数等に応じて、結晶化装置120の生産速度を自動的に調節するので、オペレータ作業負荷を軽減することができるとともに、あらかじめ十分検討された対策を適切に実施することができる。したがって、成形装置110や結晶化装置120が異常停止した場合であっても、適切に対応することができ、たとえば、短時間の停止であれば同期化生産を続行することができる。

0033

[第二実施形態]
図3は、本発明にかかる成形装置と結晶化装置の同期化システムの第二実施形態における要部の構成を説明するための概略平面図を示している。
同図において、同期化システム1aは、温度制御手段として、搬送装置130に待機中のプリフォーム10の温度を制御する加熱装置32を備えた構成としてある。

0034

この加熱装置32は、搬送装置130の側面に設けられており、通常、加熱ランプが使用される。加熱装置32は、同期化制御手段40からの予備加熱信号にもとづいて、搬送装置130に長時間放置されて温度が低下したプリフォーム10を通常の生産時におけるプリフォーム10の温度まで予備加熱する。また、冷えてしまったプリフォーム10を加熱する場合の他、搬送装置130に待機中のプリフォーム10が冷えないように保温することもできる。
なお、その他の構成は、上記第一実施形態の同期化システム1とほぼ同様としてある。

0035

このように、本実施形態の同期化システム1aによれば、プリフォーム10の待機数が増加した場合であっても、最後尾のプリフォーム10が投入待ちしている間に冷えてしまうといった不具合を防止できる。これにより、待機中のプリフォーム10の温度をほぼ一定に制御することができ、結晶化品質をより安定させることができる。

0036

[第三実施形態]
図4は、本発明にかかる成形装置と結晶化装置の同期化システムの第三実施形態における要部の構成を説明するための概略平面図を示している。
同図において、同期化システム1bは、成形されたプリフォーム10を一時的に保管する保管装置50備えた構成としてある。

0037

保管装置50は、図示してないが、排出シューター112の搬送装置130側に連結された引き込み送り出し装置51と、加熱装置付きの保管部52とからなっている。
引き込み・送り出し装置51は、同期化制御手段40からの制御信号により、プリフォーム10を一時的に保管するために、成形装置110から排出されるプリフォーム10を保管部52へ引き込み、また、保管したプリフォーム10を排出シューター112に送り出すことができる。

0038

また、保管部52は、搬送装置130とほぼ同様の構造としてあり、引き込み・送り出し装置51からのプリフォーム10を保管する。
また、保管部52に、加熱装置(図示せず)を設けてもよく、このようにすると、保管しているプリフォーム10が冷えないように温度制御した状態で保管することができる。

0039

このように、本実施形態の同期化システム1bによれば、たとえば、待機数が多いとき結晶化装置120が停止し、さらに、成形装置110から成形したプリフォーム10を排出する必要があるといった異常事態であっても、成形装置110から排出されるプリフォーム10を自動的に保管することができる。
また、一時保管されたプリフォーム10は、加熱装置により保温された状態で保管されるので、長時間保管されても、通常の生産における加熱条件で生産を再開することができ、復旧作業を容易にかつ効率よく行なうことができる。

発明を実施するための最良の形態

0040

以上、本発明の成形装置と結晶化装置の同期化システムについて、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
たとえば、プリフォーム10の検出手段は、成形装置110と結晶化装置120との間に待機しているプリフォーム10の数量を検出できる手段であればよく、投入カウンタと、排出カウンタと、これらカウンタ値の差を求める演算処理装置とからなる検出手段としてもよい。このようにすると、プリフォーム10の待機数をより精度よく検出することができる。

図面の簡単な説明

0041

以上詳細に説明したように、本発明における成形装置と結晶化装置の同期化システムによれば、結晶化品質を維持し、かつ、生産効率を低下させずに、成形装置と結晶化装置の同期化を容易に実現することができる。
また、成形装置や結晶化装置の運転状況に応じて、柔軟に対応することができ、結晶化不良の不良品を生産することによる生産効率の低下を防ぐことができる。
さらに、同期化制御手段が、成形装置と結晶化装置の同期化を自動的に行ない、オペレータの作業負荷を軽減することができる。

図1
図1は、本発明にかかる成形装置と結晶化装置の同期化システムの第一実施形態における要部の構成を説明するための概略平面図を示している。
図2
図2は、本発明にかかる同期化システムの同期化制御手段の構成を説明するための概略ブロック図を示している。
図3
図3は、本発明にかかる成形装置と結晶化装置の同期化システムの第二実施形態における要部の構成を説明するための概略平面図を示している。
図4
図4は、本発明にかかる成形装置と結晶化装置の同期化システムの第三実施形態における要部の構成を説明するための概略平面図を示している。
【符号の説明】
1,1a,1b 同期化システム
10プリフォーム
30a,30b,30c,30d検出センサー
31ストッパー
32加熱装置
40 同期化制御手段
41外部入力装置
42外部出力装置
43演算処理装置
50保管装置
51引き込み・送り出し装置
52保管部
101プリフォーム供給装置
102移送装置
103 加熱部
108制御盤
110 成形装置
111金型
112排出シューター
120 結晶化装置
121投入シューター
130 搬送装置

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