JP2010269428A - フィルム状物のコーナー部打抜き装置。 - Google Patents

フィルム状物のコーナー部打抜き装置。 Download PDF

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Abstract

【課題】 切り分け線がほぼ完全な接線状態で打抜き輪郭と接して、切断隅の突起の発生を良好に回避することができるフィルム状物のコーナーカット部の打抜き装置を提供すること。
【解決手段】 先端に打抜き刃18を有しかつ打抜き刃の輪郭の内側に加工部22に向けて流体を噴出可能な噴出口を備えていて、かつ打抜き刃18が加工部22に向けて進退可能なパンチ12と、
パンチ12の打抜き刃18と協働してフィルム状物1のコーナー部17を打抜く打抜きエッジを備えるダイ13と、フィルム状物1のコーナー部17を加工部22に案内する屈曲した案内面を有する案内装置14と、及び、パンチ12の作動と同期して作動し案内装置14との間に加工部22におけるフィルム状物1のコーナー部17の周囲部分を挟んで押える押え装置とを備える。
【選択図】図1

Description

この発明はフィルム状物のコーナーを隅み切り状にコーナーカットするための打抜き装置に関するものである。
矩形のフィルム状物を素材とする製品を製造する場合には、そのフィルム状物の四隅が鋭い直角の隅部になっていて、その鋭い隅部が他の素材にひっかかって、製造装置上の整列を乱したり、或いは鋭利な角部が作業者や消費者の手に触れて傷つける恐れがあるため、隅部を隅切り状に裁断して除去することが行われる。
そのようなフィルム状物を使用した製品の一例としては、パウチ容器がある。パウチ容器は2枚(スタンディング型パウチ容器の場合は2枚とスタンディング部に部分的に4枚)重ねした長尺の素材シートを、その上に整列した多数の矩形のパウチ相当部分(フィルム状物に相当する)の左右の側部と下端部に相当する位置でヒートシールして貼り合せて、上端部に相当する位置だけを貼り合せしないで残して多数の袋状の領域からなるパウチ相当部分を形成し、それぞれのパウチ相当部分を素材シートから裁断により切り分けてパウチ容器を形成する。このように形成されたパウチ容器は、その後、内容物充填工程において2枚のシート片の間に貼り合せてない上端部から内容物を充填して、しかる後に上端部をシールして密封し、製品とするものである。このようなパウチ容器においてもコーナー部のカットは必要である。
特開平5−8331号 特開平8−119229号 特開2001−170898号 特開2001−322095号 実開5−88898号
このフィルム状物のコーナーカットを行う技術として打抜き技術が知られている(特許文献1、特許文献2、特許文献4)。この打抜きは打抜き装置の加工部に供給されたフィルム状物のコーナー部をパンチとダイを使用して打抜いてカットするものである。
この打抜きによるコーナーカット加工において問題となることの1つはコーナーカットの打抜き形状の頂点と隣り合うフィルム状物の切り分け線との不一致の問題である。
すなわち、パウチ容器を製造する場合には図9、図10に示すように、パウチ容器を構成するパウチ相当部分53の多数が一度に長尺の素材シート51の上に形成され、ヒートシール56が施された後にスリッターやカッターで切り分け線54上で切り分けられてそれぞれのパウチ容器1aが成立する。
パウチ相当部分53の隅部はこの切り分け線54の交差点上に現出するので、このコーナーカットの打抜き形状の頂点58が切り分け線54に正しく一致していることが望ましいが、この頂点58が切り分け線に一致しない場合には、図11に示すような「つの」と呼ばれる突起部55が発生する問題がある(特許文献1の図7及び図8参照)。
そこで打抜き刃の輪郭を工夫して打抜き形状の頂点の幅を太くして切り分け線が必ず打抜き形状の頂点の幅内に入るようにして、打抜き形状の頂点と切り分け線の不整合が目立たないようにすることが考えられた(特許文献1参照)。しかしこの場合は打抜き形状の頂点の幅が太いので、打抜き形状の頂点と切り分け線との接続部に段差が生じるので、根本的な解決にはなっていない。
そこで、打抜き装置の加工部にパウチ相当部分のコーナー部を押える押え装置を配置することが考えられた(特許文献4)。この押え装置は傾斜面を備えた上下の押え部材を長尺の素材シートに先に入れられた切り分け線の両側に配置し、長尺の素材シートの上下から押え部材で挟み込むことによって、隣り合うパウチ相当部分を引張って両者間に切り分け線に沿った隙間を形成した後、ポンチ、ダイによってコーナー部(注ぎ口)を打抜き加工することで、鋭利な切断隅を残さないようにしたものである。この方法では切り分け線がほぼ完全に接線状態で打抜き輪郭と接するので、切断隅の発生を回避することが可能で、現在の主流の技術になっている(特許文献4の図5及び図6参照)。
しかし、この技術では、切り分け線を境とした2つの傾斜面間の距離が離れすぎると、素材シートのむしろ外側端が加工部に向けて内側に引き込まれるようになり、切り分け線に隙間が形成されにくくなるおそれがある。
また、2つの傾斜面が適度に接近していても、パウチ相当部分が硬めの素材の場合、上の押え部材が下降する前は傾斜面に沿って落ち込みにくく、その状態で上の押え部材が下降すると、主に上の押え部材の下端部がパウチ相当部分に接触して引き込みながら下降するため、こちらも素材シートの外側端が内側に引き込まれ、隙間が形成されにくくなるおそれがある。また、素材シートが薄い、或いは軟らかいため伸びやすい場合、加工部における素材シートの位置決めが不安定になり易い。
素材シート上で隣り合うパウチ相当部分の間に先に入れられた切り分け線をコーナーカット部で広げる他の方法としては、コーナーカット部において隣り合うパウチの素材シートを撓ませて切り分け線を拡げる方法もある(特許文献2)。
この方法は、切り分け線を良好に拡げることができて有利な技術であるが、コーナーカットの刃(第1移動刃182または第2移動刃192)の周囲を囲繞するようにシートを押さえて固定していないため、素材シートが柔らかい材料の場合、延びてコーナー部を切り落としにくくなるおそれがある。
また打抜きされた打抜き片が装置の加工部に残っていると、後続の打抜き動作の障害になることがある。この打抜き片の除去ついては、エアーで吹き飛ばすことが考えられるが例えば特許文献5のような装置では、エアーを正しく打抜き片に当てるための工夫がされておらず、切り落とし前のフィルムAだけにエアーがあてられ、エアーが打抜き片(袋B)からは外れているなど、エアーが効率よく使用されず、打抜き片の除去が円滑に行なわれていない。
製品の型抜きの場合に、その製品の周辺部を押え部材で押えて型抜きをする製品の位置決めをする技術は多数あるが(例えば特許文献3の図9、図15参照)、上下に備えられた打ち抜き用カッターを併用していないため、パウチの打抜きにそのまま適用することはできない。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、切り分け線がほぼ完全な接線状態で打抜き輪郭と接して、切断隅の突起の発生を良好に回避することができ、特にパウチ間の切り分け線に沿った隙間の形成が確実であり、加工部における素材の位置決めが確実であり、また、打抜きされた打抜き片を加工部から迅速に除去して装置の連続した運転を可能にするフィルム状物のコーナーカット部の打抜き装置を提供することを目的とするものである。
この目的に対応して、この発明のフィルム状物のコーナー打抜き装置は打抜き装置の加工部に供給されたフィルム状物のコーナー部をコーナーカット加工する打抜き装置であって、
先端に打抜き刃を有し、前記加工部に向けて進退可能なパンチと、
前記パンチの打抜き刃と協働して前記フィルム状物のコーナー部を打抜く打抜きエッジを備えるダイと、
前記フィルム状物のコーナー部を前記加工部に案内する屈曲した案内面を有する案内装置、及び、
前記案内装置との間に前記加工部における前記フィルム状物のコーナー部の周囲部分を挟んで押える押え装置とを備えることを特徴としている。
請求項1に記載された発明によれば、隣り合うコーナーとの間に隙間を形成する場合に、打抜き装置の加工部に供給されたフィルム状物のコーナーカットすべきコーナーの直近だけを案内装置の屈曲した案内面で拘束して屈曲させ、コーナーの先端を後方にさげる動作をすることになるので、隣り合うフィルム状物のコーナーの隙間の形成が確実であり、後工程の円弧状のコーナーカットを良好に行うことができる。
またこのフィルム状物のコーナーが屈曲した状態を案内装置と押え装置とが挟んで固定するので、パンチ及びダイによる打抜き動作が確実に行なわれ、所定形状のコーナーカットが良好に実現する。
請求項2に記載した発明によれば、案内装置の案内面を、打抜き形状の頂点の外側から打抜き形状の頂点側に向けて低くなる階段状または曲面状の傾斜部及びその内側につながる環状の平面部としたのでフィルム状物のコーナー部の屈曲が特に確実である。
請求項3に記載した発明によれば、案内装置と協働してフィルム状物を押える押え面を案内装置の案内面に倣った形状にしたので、フィルム状物の押えが特に確実で、コーナーカット加工を確実に行うことができる。
請求項4に記載した発明によれば、フィルム状物のコーナー部の屈曲の方向は下向きになり、パンチの動作方向や残滓の排出方向と一致するので、加工が円滑に行なわれる。
また、請求項5に記載した発明によれば、コーナーカットによって発生した打抜き滓の吹き飛ば除去が可能になる他、フィルム状物が硬めの材料の場合、必要に応じパンチの噴出口から噴出した流体によってコーナー部を予め適量だけ押し下げて屈曲、あるいは、しならせることが可能なので、隣り合うコーナー部間の隙間の形成が一層確実である。
打抜き装置の正面説明図 打抜き装置の平面説明図 パンチの正面図 パンチの先端を示す平面図 ダイの縦断面図 ダイの平面図 素材シートの平面説明図 打抜き装置の動作順序を示す説明図 フィルム状物連続体を示す平面説明図 パウチを示す正面説明図 従来の打抜き装置におけるコーナーカットの状態を示す説明図
以下この発明の詳細を最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図10において1はフィルム状物である。フィルム状物1は薄い可撓性のフィルム状をなす物体であって、この発明の打抜き装置によるコーナー部のコーナーカット打抜き加工の対象である。この実施形態ではフィルム状物1の例としてパウチ容器1aを用いる。
なお、フィルム状物としては、樹脂フィルムや金属箔、紙などからなる、単層または多層のフィルムでもよいし、やや厚手のシート状物でも良い。
このパウチ容器1aは図10に示すように、表裏をなす正面片2と背面片3の2枚のフィルムシートを重ねて備え、左右の縦辺部がヒートシールされて縦シール部4、5が形成され、上下の横辺部のうちの下横辺部が同じくヒートシールされて下横シール部7が形成され、上横辺部6aが未シールで開口する袋を構成している。パウチ容器1aは図9に示す長尺の素材シート51から上のパウチ相当部分53が切り分け線54で切り分けられ、かつコーナーカット加工されて形成されたものである。
パウチ容器1aの四隅のコーナー8a、8b、8c、8dは隅切り状にコーナーカット加工されている。コーナーカットの輪郭形状は円弧、楕円弧その他の曲線弧であり、その両端はパウチ容器1aの上下左右のいずれかの辺に接続している。このコーナー8a〜8dはコーナーカット加工前のコーナー部17をコーナーカットして得たものである。このコーナーカット加工を打抜きによって行うのがこの発明の対象のフィルム状物のコーナーカット部の打抜き装置(以下単に打抜き装置と略称する)である。
打抜き装置11は図1及び図2に示すようにパンチ12、ダイ13、案内装置14、押え装置15を備えている。
パンチ12は特に図3、図4に示すように、パンチ本体16の先端に素材シート51上で前後左右(図9においては、紙面向かって上下左右)に隣り合う4個のパウチ相当部分53のそれぞれの4個のコーナー部17を打抜きによりカットする打抜き刃18を有する。この打抜き刃18は例えば図に示すように、隣り合う4個のコーナー8(未シールの上横辺部6aをつき合わせて相対する2組の8a,8d)を一緒にコーナーカット加工するものであって、それぞれのコーナーカットの輪郭は1/4円周の円弧であるので、打抜き刃18の輪郭19は図4に示すようなほぼ十字形ないし菱形をなす。なお、本発明は上横辺部6a側をシールし、下横辺部7を未シールとした場合にももちろん適用可能である。また、上横辺部6aまたは下横辺部7がつきあわされていない場合に適用しても良い。
パンチ12はフレーム21に取り付けられ、フレーム21の動きに従って上下動し、打抜き装置11の加工部22に向って進退する。
パンチ本体16の先端には打抜き刃18の輪郭19の内側に流体噴出口として、空気噴出口23が開口している。この空気噴出口23はパンチ本体16の中心部に形成された空気通路24を通して導かれて来た空気を素材シート51または加工部22に向けて噴出する。流体としては常温の空気が好ましいが、流体の種類は適宜変更して良いし、流体温度も適宜変更して良い。
一方、打抜き装置11の加工部22にはダイ13がダイフレーム25に固定されて配置されている。
ダイ13はパウチ相当部分53のコーナー部17をパンチ12と協働してコーナーカット加工のための打抜きをするもので、図5及び図6に示すようにコーナーカットの輪郭に倣った打抜エッジ形状20を備えている。
ダイフレーム25はダイ13を固定、支持すると共に、それ自体がパウチ容器1aを案内する案内装置14を構成する。案内装置14は案内面31を有する。
ダイフレーム25はダイ13を固定、支持するが、この時ダイ13の上面28はダイフレーム25の上面30の上段案内面32よりも1段低く位置しており、かつダイフレーム25の上面30の下段案内面33と同一の高さに設定されている。上段案内面31と下段案内面32との間には下段案内面32に向って下降する下り傾斜の傾斜案内面34が設けられている。
この傾斜案内面34はパウチ相当部分53のコーナー部17を下向きに屈曲させて打抜き装置11の加工部22に案内する。
さらに打抜き装置11は押え装置15を有する
押え装置15は板状をなす押え板29を有してしてフレーム21にばね35を介して取付けられている。
押え板29の下面は中央側の平面押え面36と中間に位置する傾斜押え面37及び外側の平面押え面38とからなる押え面39を有する。
平面押え面36は案内装置14のダイ13の上面28、ダイフレーム25の下段案内面33を倣った形状をなして下段案内面33と重なることができ、傾斜押え面37は案内装置14の傾斜案内面34を倣った形状をなしていて、案内装置14の傾斜案内面34と重なることができる。また平面押え面38は案内装置14の上段案内面32を倣った形状をなしていて上段案内面と重なることができる。
押え装置15の押え板29は、フレーム21の進退に随伴して加工部22に向けて進退するが、フレーム21に対してもばね35の弾性変形の範囲でダイ13に対して相対直線変位が可能であって、フレーム21が加工部22に向って前進し、これに伴って押え板29も前進すると、まずパウチ相当部分53のコーナー部17を傾斜案内面34に添って下向きに湾曲させる。そして押え板29が案内装置14の案内面32とともにコーナー部17を挟み込み、以後、パンチ12が加工部22に達するまでの間、押え板29はばね35を圧縮しながら、案内装置14の案内面31との間に挟圧力を高めながらパウチ相当部分53を挟圧保持する。
このように構成された打抜き装置11におけるパウチ相当部分53のコーナー部17のコーナーカット加工をする動作は次の通りである。
パウチ相当部分53を構成する正面片2用シートと背面片3用シートが2枚重ねられて形成された2枚重ねの長尺の素材シート51は、製造ライン上に供給され、さらに図7に示すようにパウチ相当部分単位ごとに、左右の縦シール部4、5及び下横シール部7が施され上横辺部6aだけが未シールの状態になり、複数のパウチ相当部分53が素材シート51上に縦横に配置される。この素材シート51は、さらに上横辺部6aが切り分け線54でレザーカッター10等によりカットされて横向きのパウチ相当部分53が縦方向に連続して配置された複数のフィルム状物連続体52となり、この複数のフィルム状物連続体52は切り分け線54を境にして他のフィルム状物連続体と隣接した状態で並列して加工部22に供給される。それぞれのフィルム状物連続体52は複数のパウチ相当部分53がライン上の流れ方向に連続したものである。
加工部22では打抜き装置11がフィルム状物連続体52上のパウチ相当部分53のコーナー部17に相当する部分をコーナーカット加工し、次にフィルム状物連続体52はシアーカット部(図示せず)で左右の縦シール部に沿って切断されて図10に示すパウチ容器1aが完成する。
加工部22におけるコーナーカット加工は次のようになされる。
図8に示すように、すなわちフィルム状物連続体52が加工部22に供給されるとフィルム状物連続体52上のパウチ相当部分53のコーナー部17が案内装置14の上段案内面32上を案内されて加工部22に送られて来る(図8a)。このときの送り方向は紙面に垂直な方向である。上段案内面32の先には傾斜案内面34と下段案内面33があるので、コーナー部17は傾斜案内面34に沿って自重で下方にたれるように湾曲する(図8b)。このとき、必要に応じてパンチ12の先端の空気噴出口23から圧縮空気が噴出してパウチ相当部分53のうちの加工部22に達したコーナー部17に当ってコーナー部17の下方への湾曲を促進する。
次にフレーム21が駆動され、これに固定支持されているパンチ12が下降して加工部22に向うが、それよりも前に、パンチ12よりも下方に支持されている押え装置15の押え板29が案内装置14に達し、押え板29の平面押え面36、傾斜押え面37と、案内装置14の上段案内面31、傾斜案内面34、下段案内面32、ダイ13の上面の平面押え面36、傾斜案内面34との間でパウチ相当部分53のコーナー部17の周辺部分を挟み挟圧する。この狭圧する力はパンチ12の下降に伴うばね35の圧縮でしだいに強くなり、コーナー部17の保持が強固になる。
パウチ相当部分53のコーナー部17の周辺部分を挟む傾斜案内面34と傾斜押え面37は共に傾斜面であるので、上段案内面31と平面押え面36に挟まれる周辺部よりも下向に湾曲する。これを平面視で観察すると、隣り合うパウチ相当部分53の対向する上横辺部6a、6aが互いに反対方向に引かれて、その間に幅gの隙間61が形成されることになる。
これに加えて加工部22に押さ板29およびパンチ12の先端が接近したときに、パンチ先端の空気噴出口23から空気を噴出させてパウチ相当部分53のコーナー部17に当ててコーナー部17を押し下げ、あるいは、押し下がりやすくなるよう撓ませることも可能なので、パウチ相当部分53のコーナ−部17が撓み、隙間61の幅gが確実に設けられ、この状態で押え装置15によりフィルム状物連続体52を挟圧可能となる(図8c)。
この状態で隙間61内にパンチ12とダイ13でパウチ相当部分53のコーナー部17を打抜くと、パンチ12の打抜き刃18の略ひし型の打ち抜き刃の輪郭による打抜き形状の頂点58が隙間61に入り、コーナーカットの輪郭が滑らかにパウチ相当部分53の左右縦辺部4および5に連絡するコーナーカット加工が実現する(図8(d))。
コーナー部17からの打抜き滓62は空気噴出口23からの空気の噴流で下方へ吹き飛ばし除去可能であり、こうすると、後続のコーナーカット加工の障害になることはない。
なお、上述の傾斜案内面34と傾斜押え面37はフィルム状物連続体52の屈曲の具合に応じて適宜垂直の階段状にしてもよいし、曲面状にしてもよい。
このようにこの発明の打抜き装置では、隣り合うコーナー部との間に隙間61を形成する場合に、打抜き装置の加工部に供給されたフィルム状物のコーナーカットすべきコーナー部の直近だけを案内装置の屈曲した案内面で拘束して屈曲させ、コーナーの先端を後方に引き戻す動作をすることになるので、コーナーの屈曲が確実になされ、したがって隣り合うフィルム状物の間における隙間の形成が確実であり、後工程の円弧状のコーナーカットを良好に行うことができる。
またこのフィルム状物のコーナー部が屈曲した状態を案内装置と押え装置とが挟んで固定するので、パンチ及びダイによる打抜き動作が確実に行なわれ、所定形状のコーナーカットが良好に実現する。
また、フィルム状物のコーナー部の屈曲は、まず、案内装置によって行なわれるのであるが、それに加えてパンチの噴出口から噴出した流体がコーナー部を押し下げ、あるいは、屈曲させることも可能なので、隣り合うコーナー部間の隙間の形成が一層確実に行なうことができる。
また、案内装置の案内面を、打抜きエッジ形状の外側から打抜きエッジ側に向けて低くなる階段状または曲面状の傾斜部及びその内側につながる環状の平面部としたのでフィルム状物のコーナー部の屈曲が特に確実に行なうことができる。
また、案内装置と協働してフィルム状物を押える押え面を案内装置の案内面に倣った形状にしたので、フィルム状物の押えが特に確実で、コーナーカット加工を確実に行うことができる。
以上の説明から明らかな通り、この発明によれば、切り分け線がほぼ完全な接線状態で打抜き輪郭と接するので、切断隅の突起の発生を良好に回避することができ、特にパウチ間の切り分け線に沿った隙間の形成が確実であり、加工部における素材シートの位置決めが確実であり、また、打抜きされた打抜き片である打抜き滓を加工部から迅速に除去して装置の連続した運転を可能にするフィルム状物のコーナーカット部の打抜き装置を得ることができる。
1 フィルム状物
1a パウチ容器
2 正面片
3 背面辺
4 左縦シール部
5 右縦シール部
6a 上横辺部
7 下横シール部
8a〜8d コーナー
10 レザーカッター
11 打抜き装置
12 パンチ
13 ダイ
14 案内装置
15 押え装置
16 パンチ本体
17 コーナー部
18 打抜き刃
19 打抜き刃の輪郭
20 打抜きエッジ形状
21 フレーム
22 加工部
23 空気噴出口
24 空気通路
25 ダイフレーム
28 ダイの上面
29 押え板
30 ダイフレームの上面
31 案内面
32 上段案内面
33 下段案内面
34 傾斜案内面
35 ばね
36 平面押え面
37 傾斜押え面
38 平面押え面
39 押え面
51 素材シート
52 フィルム状物連続体
53 パウチ相当部分
54 切り分け線
55 突起部
56 ヒートシール
58 打ち抜き形状の頂点
61 隙間
62 打抜き滓

Claims (5)

  1. 打抜き装置の加工部に供給されたフィルム状物のコーナー部をコーナーカット加工する打抜き装置であって、
    先端に打抜き刃を有し、前記加工部に向けて進退可能なパンチと、
    前記打抜き刃と協働して前記フィルム状物のコーナー部を打抜く打抜きエッジを備えるダイと、
    前記フィルム状物のコーナー部を前記加工部に案内する屈曲した案内面を有する案内装置、及び、
    前記案内装置との間に前記加工部における前記フィルム状物のコーナー部の周囲部分を挟んで押える押え装置とを備えることを特徴とする
    フィルム状物のコーナーカット部の打抜き装置。
  2. 前記案内装置の案内面は前記ダイの打抜きエッジの輪郭の外側から前記打抜きエッジ側に向けて高さ位置が変る階段状または曲面状の傾斜案内面と前記傾斜部よりも前記打抜きエッジ寄りの平面案内部とを備えたことを特徴とする請求項1記載のフィルム状物のコーナーカット部の打抜き装置。
  3. 前記押え部材は、前記案内装置の案内面の傾斜案内面に倣った傾斜押え面と前記平面案内部に倣った平面押え部とを有する押え面を備えたことを特徴とする請求項2記載のフィルム状物のコーナーカット部の打抜き装置。
  4. 前記案内装置の案内面の傾斜案内面は打抜きエッジの輪郭の外側から前記打抜きエッジ側に向けて低くなる階段状または曲面状をなすことを特徴とする請求項2または3記載のフィルム状物のコーナーカット部の打抜き装置。
  5. 前記打抜き刃の輪郭の内側に前記加工部に向けて流体を噴出可能な噴出口を備えていることを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載のフィルム状物のコーナーカット部の打抜き装置。
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