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技術 製袋断裁打ち抜き装置

出願人 凸版印刷株式会社
発明者 佐々木英知戸田保男石島毅
出願日 2011年11月10日 (9年1ヶ月経過) 出願番号 2011-246429
公開日 2013年5月30日 (7年7ヶ月経過) 公開番号 2013-103344
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 上下動台 間歇走行 間歇送り 設備効率 自動刃 位置調整量 型打ち抜き ベース台
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(2013年5月30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 (6)

課題

トムソン型打ち抜き装置を備えた製袋機において、運転中に起こる製袋フィルム蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまう場合に、製袋機を停止させずに打ち抜き部の位置調整を可能とした製袋断裁打ち抜き装置を提供する。

解決手段

間歇走行する製袋フィルムを打ち抜くトムソン型の打ち抜き部を備えた製袋断裁打ち抜き装置であって、製袋フィルムを打ち抜くトムソン刃とトムソン刃に対向する位置に設けられた刃受け台を有する製袋フィルム打ち抜き部と、走行中の製袋フィルムのX、Y、Θの方向のずれ量を測定する手段と、測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置調整量を算出する手段と、算出された位置調整量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機が運転中に移動する手段と、を備えたことを特徴とする製袋断裁打ち抜き装置。

概要

背景

トムソン型打ち抜き装置とは、トムソン型(木型)を用いて、あらゆる素材打ち抜く(プレス)加工である。 トムソン型とは、曲げ埋め込まれた鋼の刃物トムソン刃)と、その刃と同じ形状にベニヤ板樹脂板レーザー溝加工を施した刃受け台またはレーザーで溝加工が施されない平板台(いわゆるまな板)形状の刃受け台と、で構成されている。近年では、レーザー加工機自動刃曲げ機をCADにより制御することが可能になり、これまでよりも高精度の型の製作が可能となっている。また、金型に比べてコストが低く、製作日数も短いため、打ち抜き加工の分野では、試作から量産まで幅広く使用されている。

図1は製袋機のトムソン型の打ち抜き装置の部分の一例を示す図である。図1(a)は側面図、図1(b)は正面図を示す。図1に示す製袋機のトムソン型の打ち抜き装置では、製袋フィルム101は上流よりフィルム送りローラー102によって間欠送りされ、矢印120で示される方向に走行される。トムソン打ち抜き断裁機ベース台112に取り付けられた駆動体本体108によってトムソン刃106が矢印121の方向に上下動する。トムソン刃106はトムソン刃取り付け台105に取り付けられ、更にトムソン刃取り付け台105はカッター上下動台座104に取り付けられている。間欠送りされる製袋フィルム101は上下動するトムソン刃106と刃受け台107の間に挟まれて型抜きされる。

型抜きする場合には、製袋品絵柄に対して、打ち抜き装置の打ち抜き位置を合わせる必要があるが、この位置合わせは、製袋断裁打ち抜き装置全体を移動するか、或いは打ち抜き部、即ちトムソン刃106と刃受け台107を移動するか、によって行われている。しかし製袋断裁打ち抜き装置全体を移動することは設備が大掛かりとなるため打ち抜き部を移動させて行っていた。上記打ち抜き部の移動の際には、レーザーで溝加工が施されない平板台(いわゆるまな板)形状の刃受け台の場合にはトムソン刃106だけを移動して位置合わせを行えば良い。上記打ち抜き部、或いはトムソン刃の位置合わせは製袋機の作業者手動で行っていた。

この位置合わせは、品目が変わった場合に行われる他に、運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまうため、運転中にトムソン刃の位置の補正をしなければならない。

一方、上記運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまうため、打ち抜き部の位置の補正を行う代わりに、製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化そのものを修正することが考えられるが、修正した位置から打ち抜く位置までの製袋フィルムが不良品となってしまうため、蛇行や送りピッチの変化に追従して打ち抜き部の位置の補正をすることが望ましい。

しかしながら、上記調整には多くの時間を費やし、また製袋機を止めて行わなければならず、大変効率の悪いものであり設備効率の面で問題があった。上記調整方法では、X方
向、Y方向、Θ方向を作業者によって調整しなければならず、3つの方向を位置合わせするには、長時間の調整時間を必要としていた。

しかも、製袋機を止めずに、打ち抜き部の位置の補正を運転中に調整を行うことは、作業員の安全面でも問題があった。また、例えば抜き型の刃がカットしたときに調整が行われた場合には、製袋フィルムの走行に影響を与えてしまったり、また一旦機械を止めると製袋フィルムのテンションが変化したり、ヒーターの熱により製袋フィルムが変形したりするため、正常品が生産されるまでしばらく時間がかかり、不良の発生や、材料費の無駄の原因となっていた。

概要

トムソン型の打ち抜き装置を備えた製袋機において、運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまう場合に、製袋機を停止させずに打ち抜き部の位置調整を可能とした製袋断裁打ち抜き装置を提供する。間歇走行する製袋フィルムを打ち抜くトムソン型の打ち抜き部を備えた製袋断裁打ち抜き装置であって、製袋フィルムを打ち抜くトムソン刃とトムソン刃に対向する位置に設けられた刃受け台を有する製袋フィルム打ち抜き部と、走行中の製袋フィルムのX、Y、Θの方向のずれ量を測定する手段と、測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置調整量を算出する手段と、算出された位置調整量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機が運転中に移動する手段と、を備えたことを特徴とする製袋断裁打ち抜き装置。

目的

本発明は、トムソン型の打ち抜き装置を備えた製袋機において、運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまう場合に、製袋機を停止させずに打ち抜き部の位置調整を可能とした製袋断裁打ち抜き装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

間歇走行する製袋フィルム打ち抜くトムソン型の打ち抜き部を備えた製袋断裁打ち抜き装置であって、製袋フィルムを打ち抜くトムソン刃とトムソン刃に対向する位置に設けられた刃受け台を有する製袋フィルム打ち抜き部と、走行中の製袋フィルムのX、Y、Θの方向のずれ量を測定する手段と、測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置調整量を算出する手段と、算出された位置調整量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機運転中に移動する手段と、を備えたことを特徴とする製袋断裁打ち抜き装置。

請求項2

走行中の製袋フィルムのX、Y、Θのずれ量を測定する手段は、製袋フィルムの絵柄の中に存在する特徴を有するパターンから製袋フィルムの走行中のX、Y、Θのずれ量を測定することを特徴とする請求項1に記載の製袋断裁打ち抜き装置。

請求項3

測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機が運転中に移動する手段は、測定されたずれ量が予め設定されたX、Y、Θのずれ量の閾値を超えた場合に製袋フィルムのX、Y、Θの位置を調整することを特徴とする請求項1に記載の製袋断裁打ち抜き装置。

技術分野

0001

本発明は、連続した製袋フィルム複数枚重ねて袋状に貼り合わせたものを、型打ち抜き工程で間欠送りで個別に打ち抜き、個々の製袋品を製造する製袋断裁打ち抜き装置に関するもので、更に詳しくは、トムソン型打ち抜き装置位置合わせ機構を備えた製袋断裁打ち抜き装置に関するものである。

背景技術

0002

トムソン型の打ち抜き装置とは、トムソン型(木型)を用いて、あらゆる素材を打ち抜く(プレス)加工である。 トムソン型とは、曲げ埋め込まれた鋼の刃物トムソン刃)と、その刃と同じ形状にベニヤ板樹脂板レーザー溝加工を施した刃受け台またはレーザーで溝加工が施されない平板台(いわゆるまな板)形状の刃受け台と、で構成されている。近年では、レーザー加工機自動刃曲げ機をCADにより制御することが可能になり、これまでよりも高精度の型の製作が可能となっている。また、金型に比べてコストが低く、製作日数も短いため、打ち抜き加工の分野では、試作から量産まで幅広く使用されている。

0003

図1製袋機のトムソン型の打ち抜き装置の部分の一例を示す図である。図1(a)は側面図、図1(b)は正面図を示す。図1に示す製袋機のトムソン型の打ち抜き装置では、製袋フィルム101は上流よりフィルム送りローラー102によって間欠送りされ、矢印120で示される方向に走行される。トムソン打ち抜き断裁機ベース台112に取り付けられた駆動体本体108によってトムソン刃106が矢印121の方向に上下動する。トムソン刃106はトムソン刃取り付け台105に取り付けられ、更にトムソン刃取り付け台105はカッター上下動台座104に取り付けられている。間欠送りされる製袋フィルム101は上下動するトムソン刃106と刃受け台107の間に挟まれて型抜きされる。

0004

型抜きする場合には、製袋品の絵柄に対して、打ち抜き装置の打ち抜き位置を合わせる必要があるが、この位置合わせは、製袋断裁打ち抜き装置全体を移動するか、或いは打ち抜き部、即ちトムソン刃106と刃受け台107を移動するか、によって行われている。しかし製袋断裁打ち抜き装置全体を移動することは設備が大掛かりとなるため打ち抜き部を移動させて行っていた。上記打ち抜き部の移動の際には、レーザーで溝加工が施されない平板台(いわゆるまな板)形状の刃受け台の場合にはトムソン刃106だけを移動して位置合わせを行えば良い。上記打ち抜き部、或いはトムソン刃の位置合わせは製袋機の作業者手動で行っていた。

0005

この位置合わせは、品目が変わった場合に行われる他に、運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまうため、運転中にトムソン刃の位置の補正をしなければならない。

0006

一方、上記運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまうため、打ち抜き部の位置の補正を行う代わりに、製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化そのものを修正することが考えられるが、修正した位置から打ち抜く位置までの製袋フィルムが不良品となってしまうため、蛇行や送りピッチの変化に追従して打ち抜き部の位置の補正をすることが望ましい。

0007

しかしながら、上記調整には多くの時間を費やし、また製袋機を止めて行わなければならず、大変効率の悪いものであり設備効率の面で問題があった。上記調整方法では、X方
向、Y方向、Θ方向を作業者によって調整しなければならず、3つの方向を位置合わせするには、長時間の調整時間を必要としていた。

0008

しかも、製袋機を止めずに、打ち抜き部の位置の補正を運転中に調整を行うことは、作業員の安全面でも問題があった。また、例えば抜き型の刃がカットしたときに調整が行われた場合には、製袋フィルムの走行に影響を与えてしまったり、また一旦機械を止めると製袋フィルムのテンションが変化したり、ヒーターの熱により製袋フィルムが変形したりするため、正常品が生産されるまでしばらく時間がかかり、不良の発生や、材料費の無駄の原因となっていた。

先行技術

0009

特開2002−338108号公報
特開2002−234668号公報

発明が解決しようとする課題

0010

本発明は、トムソン型の打ち抜き装置を備えた製袋機において、運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまう場合に、製袋機を停止させずに打ち抜き部の位置調整を可能とした製袋断裁打ち抜き装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、間歇走行する製袋フィルムを打ち抜くトムソン型の打ち抜き部を備えた製袋断裁打ち抜き装置であって、
製袋フィルムを打ち抜くトムソン刃とトムソン刃に対向する位置に設けられた刃受け台を有する製袋フィルム打ち抜き部と、
走行中の製袋フィルムのX、Y、Θの方向のずれ量を測定する手段と、
測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置調整量を算出する手段と、
算出された位置調整量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機が運転中に移動する手段と、を備えたことを特徴とする製袋断裁打ち抜き装置である。

0012

請求項2に記載の発明は、走行中の製袋フィルムのX、Y、Θのずれ量を測定する手段は、製袋フィルムの絵柄の中に存在する特徴を有するパターンから製袋フィルムの走行中のX、Y、Θのずれ量を測定することを特徴とする請求項1に記載の製袋断裁打ち抜き装置である。

0013

請求項3に記載の発明は、測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機が運転中に移動する手段は、測定されたずれ量が予め設定されたX、Y、Θのずれ量の閾値を超えた場合に製袋フィルムのX、Y、Θの位置を調整することを特徴とする請求項1に記載の製袋断裁打ち抜き装置である。

発明の効果

0014

本発明の製袋断裁打ち抜き装置によれば、走行中の製袋フィルムがX、Y、Θの方向にずれた場合に、製袋機を止めずに製袋フィルムのX、Y、Θの方向にずれに応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置を調整することが出来、その結果不良品の発生を抑制することが可能となり、また設備稼働率の低下を抑えることが可能となる。

図面の簡単な説明

0015

製袋機のトムソン型の打ち抜き装置の部分の一例を示す図。
本発明の製袋断裁打ち抜き装置の概略構成を示す図。
本発明の製袋断裁打ち抜き装置の一例を示す図。
本発明に係る撮像カメラによってX、Y、Θの方向のずれ量を測定する手段を説明するための図。(a)は撮像カメラ3を特徴あるパターンを撮像できるように取り付ける事を示す図。(b)は撮像カメラ3で撮像した特徴あるパターンを示す図。(c)はずれ量を測定するために求められたXa、Ya、Θaを示す図。
図3とは別の本発明の製袋断裁打ち抜き装置の一例を示す図。

実施例

0016

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。

0017

図2は本発明の製袋断裁打ち抜き装置の概略構成を示す図である。本発明の製袋断裁打ち抜き装置は、矢印31で示す方向に間歇走行される製袋フィルム1を打ち抜くトムソン刃16とトムソン刃に対向する位置に設けられた刃受け台17を有する製袋フィルム打ち抜き部30と、走行中の製袋フィルムのX、Y、Θの方向のずれ量を測定する手段である撮像カメラ21と、測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置調整量を算出する手段である位置調整量算出部22と、算出された位置調整部量に応じて製袋フィルム打ち抜き部30を製袋機が運転中に移動する手段である打ち抜き部移動制御部23と、を備えている。

0018

図3は、本発明の製袋断裁打ち抜き装置の一例を示す図で、図3(a)は側面図、図3(b)は正面図である。図3を用いて図2に示す各部の構成を説明する。

0019

製袋フィルム1はフィルム送りローラー2によって、矢印31の方向に間歇走行される。トムソン刃6は、トムソン刃取り付け台5を介してトムソン刃上下動台座4に取り付けられている。トムソン打ち抜き断裁機ベース台12上には順にX方向(フィルムの走行方向)調整ステージ9と、Y方向(フィルムの走行方向と直交する方向)調整ステージ10と、Θ調整ステージ11と、駆動部本体8と、刃受け台7と、が取り付けられている。符号3は撮像カメラであって、走行中の製袋フィルムのX、Y、Θの方向のずれ量を測定するものである。

0020

製袋フィルム打ち抜き部は、上記トムソン刃6と刃受け台7で構成される。駆動部本体8によって、トムソン刃6が設けられたトムソン刃上下動台座4が矢印41で示す方向に上下動し、トムソン刃6と刃受け台7に挟まれた製袋フィルム1が打ち抜かれる。

0021

トムソン打ち抜き断裁機ベース台12の上には、X方向調整ステージ9が設けられており、X方向調整ステージ9によって、トムソン刃6と刃受け台7の両方がX方向に移動して位置調整される。また、Y方向調整ステージ10によってY方向に、Θ調整ステージ11によってΘ方向にトムソン刃6と刃受け台7の両方が位置調整される。

0022

走行中の製袋フィルムのX、、Y、Θの方向のずれ量を測定する手段である撮像カメラ3について説明する。製袋フィルム上の絵柄から特徴あるパターンを撮像するために撮像カメラ3が設けられる。図4(a)に示すように、撮像カメラ3は製袋フィルム1が間歇送りされ、一時的に停止する際に打ち抜かれる1つの袋の印刷された絵柄中から特徴あるパターンを撮像できるように取り付けられる。図4の場合は十字パターンを特徴あるパターンとして撮像するように撮像カメラ3が設けられている。撮像カメラ3は製袋フィルム1が間歇送りされ、一時的に停止する際に走行装置から出力される停止信号を撮像するトリガー信号として特徴あるパターンを撮像する。

0023

撮像カメラ3で撮像したパターンから位置調整量算出部22が製袋フィルム1のX、Y、Θの方向のずれ量を算出する方法を説明する。図4(b)に示すように撮像カメラで撮像した場合のX、Y、Θの方向のずれ量は、図4(c)に示すようにそれぞれXa、Ya、Θaとなる。この場合のXa、Ya、Θaは、一般的に用いられている画像処理技術と、カメラが撮像した画像と、実際の絵柄の大きさとの倍率から算出することが出来る。。

0024

X、Y、Θの方向のずれ量が算出された場合には、そのずれ量が予め設定されたX、Y、Θの方向のずれ量の閾値、即ちXsh、Ysh、Θshより大きい場合には、打ち抜き部移動制御部23によって、ずれ量Xa、Ya、Θaに応じて製袋フィルム打ち抜き部30を移動し、位置調整を行う。上記Xsh、Ysh、Θshは品質管理上、打ち抜き位置が良品となる限界を考慮して設定される。

0025

尚、撮像カメラは特徴あるパターンの種類によっては複数台設置することによって、ずれ量を正確に算出することが出来る。

0026

製袋フィルム打ち抜き部30を移動し、位置調整を行う方法を説明する。ずれ量Xaに対して、X方向調整ステージ9によって打ち抜き部全体をX方向に移動する。ずれ量Yaに対して、Y方向調整ステージ10によって打ち抜き部全体をY方向に移動する。ずれ量Θaに対してΘ調整ステージによって打ち抜き部全体をΘ方向に移動する。これらの移動の際には、例えばボールネジリニアエンコーダを用いた精密移動制御技術を用いて達成することが出来る。

0027

上記打ち抜き部を移動する場合には、製袋フィルムが間歇送りされて停止している間に行う必要があるため、1回の移動動作で移動しきれない程度に調整量が多い場合には、複数回の移動動作を行い、製袋フィルムが停止し打ち抜かれる間の移動は行わない。

0028

このようにして、運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまう場合には、製袋機を停止させずに打ち抜き部のトムソン刃6と刃受け台7の両方の位置調整を行うことが出来る。

0029

上記図3は、トムソン刃6と刃受け台7の両方の位置調整を行う場合の製袋断裁打ち抜き装置を例示したが、刃受け台7が溝加工が施されない平板台(いわゆるまな板)形状の刃受け台の場合には、刃受け台7は製袋フィルムの走行方向(X方向)のみ移動し、トムソン刃6をX、Y、Θの方向に移動すれば良い。この場合の製袋断裁打ち抜き装置の一例を図5に示す。刃受け台7を製袋フィルムのX方向のみ移動する理由は、製袋される品目によっては、製袋フィルムの走行方向の調整代が大きい場合があるためであり、また、Y方向とΘ方向の走行中のずれ量が小さいためである。

0030

図5(a)は側面図、図5(b)は正面図である。トムソン刃6は、Θ調整ステージ11と、Y方向調整ステージ10を介してトムソン刃取り付け台5に取り付けられている。更にトムソン刃取り付け台5は、トムソン刃上下動台座4に取り付けられている。

0031

刃受け台7は駆動部本体8の上に設けられている。トムソン打ち抜き断裁機ベース台12の上には、X方向調整ステージ9が設けられており、X方向調整ステージ9によって、トムソン刃16と刃受け台7の両方がX方向に移動して位置調整される。

0032

即ち、図5に示される製袋断裁打ち抜き装置は、X方向調整ステージ9によってトムソン刃16と刃受け台7の両方がX方向に移動して位置調整され、Θ調整ステージ11と、Y方向調整ステージ10によってトムソン刃6だけが、Θ方向とY方向に移動して位置調整される。このような構造とすることによって、図3に示される製袋断裁打ち抜き装置と
比較して、Y方向調整ステージ10とΘ調整ステージ11にかかる荷重を軽くすることが出来る利点がある。

0033

尚、図3に示される製袋断裁打ち抜き装置では、刃受け台7は、トムソン刃6の外形カバーできる広さを有していればよい。一方、図5に示される製袋断裁打ち抜き装置では、刃受け台7は、トムソン刃6のY方向およびΘ方向の移動量をカバーする広さが必要である。

0034

以上のように本発明の製袋断裁打ち抜き装置によれば、走行中の製袋フィルムがX、Y、Θの方向にずれた場合に、製袋機を止めずに製袋フィルムのX、Y、Θの方向のずれに応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置を調整することが出来、その結果不良品の発生を抑制することが可能となり、また設備稼働率の低下を抑えることが可能となる。

0035

1・・・・製袋材フィルム
2・・・・製袋フィルム送りローラー
3・・・・撮像カメラ
4・・・・カッター部上下動台座
5・・・・トムソン刃取り付け台
6・・・・トムソン刃
7・・・・刃受け台
8・・・・駆動部本体
9・・・・送り方向(X方向)調整ステージ
10・・・幅方向(Y方向)調整ステージ
11・・・Θ調整ステージ
12・・・トムソン打ち抜き断裁機ベース台
16・・・トムソン刃
17・・・刃受け台
21・・・撮像カメラ
22・・・位置調整量算出部
23・・・打ち抜き部移動制御部
30・・・製袋フィルム打ち抜き部
31・・・製袋フィルムが走行される方向を示す矢印
41・・・トムソン刃が上下動する方向を示す矢印
101・・・製袋フィルム
102・・・フィルム送りローラー
104・・・カッター部上下動台座
105・・・トムソン刃取り付け台
106・・・トムソン刃
107・・・刃受け台
108・・・駆動体本体
112・・・トムソン打ち抜き断裁機ベース台
120・・・製袋フィルムが走行される方向を示す矢印
121・・・トムソン刃の上下動する方向を示す矢印

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