JP4722255B2 - 包装容器成形装置及び包装容器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装容器成形装置及び包装容器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、牛乳、清涼飲料等の液体食品を収容するゲーブルトップ型の包装容器を製造する場合、断面が四角形の筒状カートンに包装容器成形装置によって成形加工を施し、有底カートンを形成するようになっている。
【0003】
この場合、多層構造を有し、板紙等の支持材にポリオレフィン系樹脂の樹脂フィルムを被覆することによって最内層及び最外層が形成された板状の包材を、折目に沿って折り曲げ、所定の融着部分を融着することによって筒状カートンが形成される。そして、該筒状カートンが、前記包装容器成形装置において回転自在に配設されたマンドレルにセットされると、該マンドレルの回動に伴い、前記筒状カートンにおける包装容器の底壁を構成する部分、すなわち、カートンボトム部が折目に沿って折り曲げられて所定の融着部分が融着され、筒状カートンは有底カートンになる。
【0004】
その後、該有底カートンは、前記マンドレルから取り外され、充填(てん)機に送られ、液体食品が充填される。そして、有底カートンにおける包装容器の傾斜上壁を構成する部分、すなわち、カートントップ部が折目に沿って折り曲げられて所定の融着部分が融着され、有底カートンは包装容器になる。
【0005】
そのために、前記マンドレルの先端にマンドレルフェースが取り付けられるようになっている。
【0006】
図2は従来のマンドレルフェースの斜視図、図3は従来のマンドレルフェースの側面図である。
【0007】
図において、11はマンドレルフェース、13は該マンドレルフェース11の当接面である。
【0008】
この場合、図示されない筒状カートンのカートンボトム部に、図示されない熱風ノズルから熱風を噴射させた後、前記カートンボトム部を折目に沿って折り曲げ、折曲げに伴って形成されたオーバラップ部分を図示されないシールプレートによって当接面13に押し付けることにより、底壁が形成され、筒状カートンが有底カートンになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の包装容器においては、前記有底カートンに液体食品が充填されると、前記オーバラップ部分が外側に膨らんでしまう。
【0010】
図4は従来の包装容器の底壁を示す図である。
【0011】
図において、51は包装容器、52は該包装容器51の底壁、53はオーバラップ部分である。この場合、充填された液体食品によって底壁52が外側に膨らむとともに、オーバラップ部分53も外側に膨らんでしまう。したがって、包装容器51を安定した状態で立てることができない。
【0012】
また、図示されないクレートによって包装容器51を搬送する際に、前記オーバラップ部分53がクレートによって突き上げられることになるので、オーバラップ部分53、又はその近傍における内周面において図示されない支持材に被覆された樹脂フィルムに樹脂切れが発生することがあり、樹脂切れが発生すると、底壁52から液体食品が漏れてしまう。
【0013】
そこで、熱風ノズルの熱風吹出穴を少なくすることによって、加熱する必要がない部分に熱風を吹き付けないようにしたり、内周面側の樹脂フィルムを厚くしたりすることが考えられるが、樹脂切れが発生するのを十分に防止することができない。
【0014】
本発明は、前記従来の包装容器の問題点を解決して、包装容器を安定した状態で立てることができ、樹脂切れが発生するのを十分に防止することができる包装容器成形装置及び包装容器を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の包装容器成形装置においては、回転自在に配設され、複数のマンドレルを備えたマンドレルユニットと、前記マンドレルにセットされた筒状カートンのカートンボトム部を折り曲げる加工手段と、前記カートンボトム部の折曲げに伴って形成されたオーバラップ部分を前記マンドレルの当接面に押し付けて融着するシール部材とを有する。
【0016】
そして、前記当接面は、中央に近くなるほど低くされ、球面状に窪(くぼ)ませて形成される。
また、前記シール部材のシール面は、中央に近くなるほど高くされ、球面状に突出させて形成される。
そして、前記シール面の各コーナの近傍に弧状の線が設定される。
また、前記シール面における前記弧状の線より中央側に、1本の直線状の線、並びに該1本の直線状の線と平行に延びる直線状の線、及び該平行に延びる直線状の線の一方の端部から直角の方向に延びる直線状の線から成るL字状の線が設定される。
そして、前記弧状の線より中央側において、前記1本の直線状の線及び前記L字状の線によって形成される三つの領域のうちの、前記1本の直線状の線と前記L字状の線との間に形成される領域が、前記オーバラップ部分を収容するために、前記弧状の線と前記1本の直線状の線との間に形成される領域と、前記弧状の線と前記L字状の線との間に形成される領域との二つの領域より低くされる。
また、前記L字状の線上にエンボスが形成される。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0021】
図5は本発明の実施の形態における包装容器成形装置の概略図、図6は本発明の実施の形態における筒状カートンの展開図、図7は本発明の実施の形態における筒状カートンの要部斜視図、図8は本発明の実施の形態における包装容器の底壁を形成する状態を示す図である。
【0022】
図5において、17はシャフト、18はボスであり、該ボス18は、図示されない駆動手段によって矢印A方向に間欠的に回転させられる。そして、前記ボス18の外周縁に等角度の間隔で6本のマンドレル21が径方向外方に向けて配設され、該各マンドレル21は、前記ボス18の回転に伴って回動させられ、包装容器成形装置に設定された位置S1〜S6に順次置かれる。なお、前記マンドレル21は、断面が、前記筒状カートン16の断面よりわずかに小さい正方形にされる。また、シャフト17、ボス18及びマンドレル21によってマンドレルユニットが構成される。
【0023】
図6において、15は包材であり、該包材15は、多層構造を有し、板紙等の支持材にポリオレフィン系樹脂の樹脂フィルムを被覆することによって最内層及び最外層が形成される。また、必要に応じて前記支持材と最内層との間にガスバリヤ性の樹脂、アルミ箔(はく)等から成るガスバリヤ層を形成することもできる。
【0024】
この場合、前記包材15は、互いに隣接させて形成された第1パネルP1、第2パネルP2、第3パネルP3、第4パネルP4及び第5パネルP5、並びに前記第3パネルP3から突出させて形成された第6パネルP6から成り、ゲーブルトップ型の包装容器を製造するためのものである。
【0025】
そして、前記第1パネルP1は、包装容器の側壁を構成する矩(く)形部a1、包装容器の傾斜上壁を構成する矩形部b1、包装容器の底壁を構成する矩形部c1、及び包装容器の尾根部を構成する矩形部d1から成る。
【0026】
また、前記第2パネルP2は、包装容器の側壁を構成する矩形部a2、包装容器の傾斜上壁を構成する三角形部e2、f2、g2、包装容器の底壁を構成する三角形部h2、i2、j2、及び包装容器の尾根部を構成する矩形部k2、m2から成る。
【0027】
さらに、前記第3パネルP3は、包装容器の側壁を構成する矩形部a3、包装容器の傾斜上壁を構成する矩形部b3、包装容器の底壁を構成する矩形部c3、及び包装容器の尾根部を構成する矩形部d3から成る。
【0028】
そして、前記第4パネルP4は、包装容器の側壁を構成する矩形部a4、包装容器の傾斜上壁を構成する三角形部e4、f4、g4、包装容器の底壁を構成する三角形部h4、i4、j4、及び包装容器の尾根部を構成する矩形部k4、m4から成る。
【0029】
なお、xは山折りの折目を、yは谷折りの折目である。また、線z1、z2は、包装容器を開封する際に開け口を形成するための谷折りの折目である。
【0030】
前記構成の包材15において、前記第1パネルP1と第5パネルP5とを融着すると、前記包材15は、図7に示されるような筒状カートン16になる。なお、筒状カートン16になったとき、矩形部b1、b3、d1、d3、k2、k4、m2、m4及び三角形部e2、e4、f2、f4、g2、g4によってカートントップ部22が、矩形部c1、c3、三角形部h2、h4、i2、i4、j2、j4及び第6パネルP6によってカートンボトム部23がそれぞれ構成される。
【0031】
続いて、前記筒状カートン16は、図5に示される包装容器成形装置に送られ、該包装容器成形装置によって前記カートンボトム部23の所定のオーバラップ部分が融着され、包装容器の底壁が形成されて有底カートンになる。
【0032】
すなわち、前記包装容器成形装置において、図8に示されるように、三角形部h2、h4が中央に向けて押し込まれ、三角形部h2と三角形部i2、j2とが、また、三角形部h4と三角形部i4、j4とが合わせられ、かつ、前記矩形部c1と 矩形部c3及び第6パネルP6とが合わせられることによって包装容器の底壁が形成される。このとき、矩形部c1と三角形部i2、j4とが、矩形部c3と三角形部i4、j2とが、三角形部h2と三角形部i2、j2とが、三角形部h4と三角形部i4、j4とが、矩形部c1と矩形部c3及び第6パネルP6とがそれぞれ融着される。したがって、液体食品が底壁から漏れ出すことはない。
【0033】
次に、前記包装容器成形装置の動作について説明する。
【0034】
前記マンドレル21が装填部としての位置S1に置かれると、図示されない装填装置によって、矢印B方向に前記筒状カートン16がマンドレル21にセットされる。この場合、前記筒状カートン16は、カートントップ部22がボス18側に、カートンボトム部23が径方向外方に向くように、マンドレル21に対して外嵌(かん)される。
【0035】
続いて、前記マンドレル21が加熱部としての位置S2に置かれると、該位置S2に配設された加熱手段としての熱風ノズル24から熱風が噴射させられ、該熱風によってカートンボトム部23の表裏が加熱され、オーバラップ部分における包材15の最内層及び最外層が溶融させられる。そのために、前記熱風ノズル24は管25を介して図示されない空気加熱装置と接続され、該空気加熱装置によって熱風が発生させられるようになっている。
【0036】
次に、前記マンドレル21が加工部としての位置S3に置かれると、前記カートンボトム部23は、加工手段としての折曲装置26にセットされ、折目x、yに沿って折り曲げられ、図8に示されるように、三角形部h2、h4が中央に向けて押し込まれる。
【0037】
続いて、前記マンドレル21が位置S3からシール部としての位置S4に移動させられる間に、位置S3、S4間に配設されたガイド27によって、前記カートンボトム部23が更に折り曲げられる。そして、前記マンドレル21が位置S4に置かれると、シール部材としてのシールプレート30が径方向内方に向けて前進させられ、前記オーバラップ部分が前記マンドレル21の図示されない当接面に押し付けられて融着され、底壁が形成される。このようにして、筒状カートン16は有底カートン31になる。
【0038】
その後、前記マンドレル21が位置S4から冷却部としての位置S5を経て位置S6に移動させられる間に、前記オーバラップ部分が冷却される。
【0039】
そして、前記マンドレル21が取出部としての位置S6に置かれると、図示されない取出手段としての吸引装置が前記有底カートン31を吸引し、マンドレル21から取り外す。また、前記位置S6にはコンベヤ32が配設され、前記マンドレル21から取り外された有底カートン31はコンベヤ32によって図示されない充填機に送られる。
【0040】
ところで、前記マンドレル21の先端に図示されないマンドレルフェースが取り付けられ、シールプレート30によって前記オーバラップ部分がマンドレルフェースの当接面に押し付けられるようになっている。
【0041】
図1は本発明の実施の形態におけるシールプレートの側面図、図9は本発明の実施の形態におけるシールプレートの平面図、図10は本発明の実施の形態におけるマンドレルフェースの平面図、図11は本発明の実施の形態におけるマンドレルフェースの側面図、図12は図10のX−X断面図である。
【0042】
図1及び9において、30はシールプレート、31aはマンドレル21(図5)にセットされた有底カートン31の底壁であり、前記シールプレート30は、マンドレル21のマンドレルフェースと対向させて形成されたシール面SL1を備える。該シール面SL1の各コーナの近傍に弧状の線q1〜q4が、シール面SL1のほぼ中央に、互いに平行に延びる直線状の線q5、q6が、線q6の一方の端部から直角の方向に直線状の線q7が設定され、線q1、q2、q5間に領域AR1が、線q4、q6、q7間に領域AR2が、線q3、q5〜q7間に領域AR3が、線q1〜q4とシールプレート30の外周縁との間に領域AR5〜AR8が形成される。なお、該領域AR5〜AR8はシールプレート30の基準面である。また、底壁31aは、前記線q1〜q4によって包囲されるほぼ円形の部分内に納まるように位置させられる。
【0043】
ところで、前記シール面SL1は、図1に示されるように、中央に近くなるほど高くされ、球面状に突出させて形成される。そして、領域AR1〜AR3は領域AR5〜AR8より高くなるように、前記領域AR1、AR2は同じ高さになるように、領域AR3は領域AR1、AR2より低くなるように形成される。
【0044】
したがって、前記シールプレート30を底壁31aに当てると、領域AR3に矩形部c1(図6)と矩形部c3及び第6パネルP6とのオーバラップ部分、及び矩形部c1と第5パネルP5とのオーバラップ部分が収容される。
【0045】
また、前記領域AR1〜AR3における線q1〜q4に隣接する部分にエンボスr1〜r4が、線q6上にエンボスr5〜r8が、線q7上にエンボスr9、r10が、領域AR3における線q6の延長線上にエンボスr13、r14が形成される。前記エンボスr1〜r4によって底壁31aの各コーナ部分のシール性を、エンボスr5〜r10、r13、r14によってオーバラップ部分のシール性を向上させることができる。また、エンボスr5〜r10、r13、r14が形成されるので、有底カートン31に液体食品が充填された後に液体食品の重量によって底壁31aがほぼ平坦(たん)になった場合でも、オーバラップ部分のスライド変形に対抗する力が蓄えられる。したがって、シール効果を高くすることができる。なお、δは包装容器を特定するための刻印である。
【0046】
図10〜12において、55はマンドレルフェースであり、該マンドレルフェース55は、前記シール面SL1(図9)に対応する形状を有する当接面SL2を備えた本体部分56、及び該本体部分56の中央からボス18側に向けて突出させて形成された雄ねじ57を有し、該雄ねじ57を介して前記マンドレル21の図示されないマンドレル本体に固定される。前記本体部分56の裏面には、位置決め用の穴58、59が形成され、前記マンドレル本体に形成された突起を穴58、59に挿入することによって、マンドレルフェース55をマンドレル本体に対して位置決めすることができる。
【0047】
前記当接面SL2は周縁から中央に近くなるほど低くされ、球面状に窪ませて形成される。また、前記当接面SL2の中央部に、押当部としての、高さが0.4〔mm〕の三角形の形状を有する突出部61が形成される。該突出部61は、前記有底カートン31を形成したとき、底壁31aにおける前記第1パネルP1と前記第6パネルP6とのオーバラップ部分に対応させて設定される。したがって、前記シールプレート30によってオーバラップ部分が当接面SL2に押し付けられると、前記突出部61によって融着部分に十分な圧力を加えることができる。その結果、シール不良が発生するのを防止することができる。
【0048】
また、前記マンドレルフェース55の二つの縁部は、凹部R1〜R4を備え、直線状には形成されない。したがって、底壁31aが形成された後に有底カートン31をマンドレル21から容易に取り外すことができる。
【0049】
このように、前記シール面SL1が中央に近くなるほど高くなるように、前記当接面SL2が中央に近くなるほど低くなるように形成されるので、充填された液体食品によって前記オーバラップ部分が外側に膨らむことがない。したがって、包装容器を安定した状態で立てることができる。
【0050】
また、図示されないクレートによって包装容器を搬送する際に、前記オーバラップ部分がクレートによって突き上げられることがないので、オーバラップ部分、又はその近傍における内周面において前記支持材に被覆された樹脂フィルムに樹脂切れが発生するのを十分に防止することができる。したがって、包装容器の底壁から液体食品が漏れるのを防止することができる。
【0051】
図13は本発明の実施の形態における包装容器の底壁を示す図である。
【0052】
図において、51は包装容器、52は該包装容器51の底壁、73はオーバラップ部分である。
【0053】
この場合、有底カートン31(図5)を形成した時点において、有底カートン31の底壁31a(図9)は前記シール面SL1及び当接面SL2(図10)によって内方に向けて湾曲させられる。したがって、包装容器51の底壁52が内方に向けて球面状に湾曲させられているので、充填後の液体食品の重量が底壁52に加わったときでも底壁52はほぼ平坦になり、外側に膨らむことがない。
【0054】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0055】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、包装容器成形装置においては、回転自在に配設され、複数のマンドレルを備えたマンドレルユニットと、前記マンドレルにセットされた筒状カートンのカートンボトム部を折り曲げる加工手段と、前記カートンボトム部の折曲げに伴って形成されたオーバラップ部分を前記マンドレルの当接面に押し付けて融着するシール部材とを有する。
【0056】
そして、前記当接面は、中央に近くなるほど低くされ、球面状に窪(くぼ)ませて形成される。
また、前記シール部材のシール面は、中央に近くなるほど高くされ、球面状に突出させて形成される。
そして、前記シール面の各コーナの近傍に弧状の線が設定される。
また、前記シール面における前記弧状の線より中央側に、1本の直線状の線、並びに該1本の直線状の線と平行に延びる直線状の線、及び該平行に延びる直線状の線の一方の端部から直角の方向に延びる直線状の線から成るL字状の線が設定される。
そして、前記弧状の線より中央側において、前記1本の直線状の線及び前記L字状の線によって形成される三つの領域のうちの、前記1本の直線状の線と前記L字状の線との間に形成される領域が、前記オーバラップ部分を収容するために、前記弧状の線と前記1本の直線状の線との間に形成される領域と、前記弧状の線と前記L字状の線との間に形成される領域との二つの領域より低くされる。
また、前記L字状の線上にエンボスが形成される。
【0057】
この場合、当接面は窪ませて形成され、シール面は突出させて形成されるので、有底カートンを形成した時点において、有底カートンの底壁は前記シール面及び前記当接面によって内方に向けて湾曲させられる。したがって、包装容器の底壁が内方に向けて球面状に湾曲させられているので、充填後の液体食品の重量が底壁に加わったときでも底壁はほぼ平坦になり、外側に膨らむことがない。その結果、包装容器を安定した状態で立てることができる。
【0058】
また、クレートによって包装容器を搬送する際に、前記オーバラップ部分がクレートによって突き上げられることがないので、オーバラップ部分、又はその近傍における内周面において支持材に被覆された樹脂フィルムに樹脂切れが発生するのを十分に防止することができる。したがって、包装容器の底壁から液体食品が漏れるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるシールプレートの側面図である。
【図2】従来のマンドレルフェースの斜視図である。
【図3】従来のマンドレルフェースの側面図である。
【図4】従来の包装容器の底壁を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態における包装容器成形装置の概略図である。
【図6】本発明の実施の形態における筒状カートンの展開図である。
【図7】本発明の実施の形態における筒状カートンの要部斜視図である。
【図8】本発明の実施の形態における包装容器の底壁を形成する状態を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態におけるシールプレートの平面図である。
【図10】本発明の実施の形態におけるマンドレルフェースの平面図である。
【図11】本発明の実施の形態におけるマンドレルフェースの側面図である。
【図12】図10のX−X断面図である。
【図13】本発明の実施の形態における包装容器の底壁を示す図である。
【符号の説明】
16 筒状カートン
17 シャフト
18 ボス
21 マンドレル
23 カートンボトム部
26 折曲装置
30 シールプレート
31 有底カートン
51 包装容器
52 底壁
73 オーバラップ部分
r1〜r10、r13、r14 エンボス
SL1 シール面
SL2 当接面
Claims (2)
- (a)回転自在に配設され、複数のマンドレルを備えたマンドレルユニットと、
(b)前記マンドレルにセットされた筒状カートンのカートンボトム部を折り曲げる加工手段と、
(c)前記カートンボトム部の折曲げに伴って形成されたオーバラップ部分を前記マンドレルの当接面に押し付けて融着するシール部材とを有するとともに、
(d)前記当接面は、中央に近くなるほど低くされ、球面状に窪ませて形成され、
(e)前記シール部材のシール面は、中央に近くなるほど高くされ、球面状に突出させて形成され、
(f)前記シール面の各コーナの近傍に弧状の線が設定され、
(g)前記シール面における前記弧状の線より中央側に、1本の直線状の線、並びに該1本の直線状の線と平行に延びる直線状の線、及び該平行に延びる直線状の線の一方の端部から直角の方向に延びる直線状の線から成るL字状の線が設定され、
(h)前記弧状の線より中央側において、前記1本の直線状の線及び前記L字状の線によって形成される三つの領域のうちの、前記1本の直線状の線と前記L字状の線との間に形成される領域が、前記オーバラップ部分を収容するために、前記弧状の線と前記1本の直線状の線との間に形成される領域と、前記弧状の線と前記L字状の線との間に形成される領域との二つの領域より低くされ、
(i)前記L字状の線上にエンボスが形成されることを特徴とする包装容器成形装置。 - 有底カートンを形成した時点で、底壁が内方に向けて湾曲させられる請求項1に記載の包装容器成形装置によって製造された包装容器。
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