JP3519796B2 - 密封容器製造方法及び製造装置 - Google Patents
密封容器製造方法及び製造装置Info
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Description
器を射出成形により形成し、その樹脂容器内に液体ない
し粉体等の流動体を注入し、その後その開口部を封止す
ることにより、その流動体が密封された密封容器を製造
する方法及び装置に関する。
動体を注入してこれを密封した密封容器を製造する方法
としては、ブロー成形法を用いる方法と射出成形を用い
る方法とが知られている。ブロー成形法を用いる方法で
は、軟化させた樹脂を金型内で気体圧により膨らませて
中空の容器体を成形し(ブロー成形)、これに流動体を
注入して密封する。また、射出成形法を用いる方法で
は、キャビティ部材とコア部材からなる金型により容器
形状に対応する樹脂注入空間を形成し、そこに溶融樹脂
を射出・固化させて開口部を有する容器体を作り、その
容器体に流動体を充填した後、開口部を塞いで密封す
る。
方法では、容器成形のための気体吹き込み口を流動体の
注入口に兼用できるため、容器への液体の注入・封止を
成形機内で行うことが比較的容易であり、工程が簡便で
ある反面、複雑な形状の容器、特に内面形状の複雑な容
器の成形が困難である。一方、射出成形による方法で
は、容器形状が相当複雑な場合でも成形は比較的容易で
あるが、成形後にコア部材をキャビティ部材から引き抜
くために容器の開口部をかなり大きくする必要があり、
成形された容器を一旦金型の外に取り出して流動体を充
填した後、その大きな開口部に別部材を接合してこれを
塞ぐ必要が生ずるなど、工程が複雑化する問題がある。
も、容器の成形、流動体の注入、容器の封止の一連の工
程を成形機内で簡便に行うことができる密封容器製造方
法ならびに装置を提供することにある。
法は、開口部を有する樹脂容器を射出成形により形成
し、その樹脂容器内に液体ないし粉体等の流動体を注入
し、その後その開口部を封止することにより、その流動
体を密封して密封容器を製造する方法であって、以下の
工程を含むことを特徴とする。成形工程:キャビティ
部材内にコア部材を進入させて型合わせすることによ
り、樹脂容器の形状に対応した樹脂注入空間を形成し、
その樹脂注入空間に溶融樹脂を射出することにより、開
口部を有する樹脂容器を成形する。流動体注入工程:
コア部材をキャビティ部材より退避させながら又は退避
させた後に、そのコア部材に形成された流動体注入通路
から、成形された樹脂容器内に流動体を注入する。封
止工程:樹脂容器の開口部を封止し、前記流動体が密封
された樹脂容器を得る。
向きに形成し、コア部材をその樹脂容器の開口部より、
キャビティ部材に対し相対的に上方へ退避させ、流動体
をその樹脂容器に対し下向きに注入することができる。
部は熱圧着又は熱溶着により封止することができる。
は、キャビティ部材と、そのキャビティ部材に対し相対
的に進入ないし退避可能とされるコア部材と、樹脂射出
装置と、コア部材に形成される流動体注入通路と、流動
体注入手段と、封止手段とを含むものとされる。樹脂射
出装置は、コア部材をキャビティ部材内に相対的に進入
させて型合わせすることにより形成される樹脂注入空間
内に、溶融樹脂を射出して樹脂容器を成形する。流動体
注入通路は、樹脂注入空間内に成形された樹脂容器内に
流動体を導く。流動体注入手段は、コア部材のキャビテ
ィ部材からの退避中又は退避後に、流動体注入通路を介
して流動体を樹脂容器に注入する。封止手段は樹脂容器
の開口部を封止して流動体をその樹脂容器内に密封す
る。
脂の射出により形成される樹脂容器の開口部が上向きと
なるように形成し、コア部材をその樹脂容器の開口部か
らキャビティ部材に対し相対的に上方へ退避させられる
ものとするとともに、流動体注入通路を、流動体が樹脂
容器に対し下向きに注入されるようにその流動体を導く
ものとすることができる。
ことができる。このバルブ部材は、その流動体注入通路
に対し相対的に進退可能に設けられるとともに、その進
退に伴い流動体注入通路の流動体排出口を開閉するバル
ブ部を先端に備え、樹脂注入空間へ溶融樹脂が射出され
る際にはそのバルブ部を閉位置に位置させ、流動体が前
記樹脂容器に注入される際にはそのバルブ部を開位置に
位置させるものとされる。
着又は熱溶着する加熱封止機構とすることができる。こ
の加熱封止機構は、例えば、キャビティ部材内に形成さ
れた樹脂容器の開口縁部に内側から嵌合する加熱部材
と、その加熱部材を介して樹脂容器の開口縁部を加熱軟
化させる誘導加熱コイルと、加熱部材及び加熱コイルと
の干渉を避けつつ、かつその加熱軟化させられた樹脂容
器の開口縁部をキャビティ部材から突出させた状態で、
その開口縁部を両側から挟み付けることにより圧着封止
する圧着部材とを含むものとすることができる。
装置によれば、樹脂容器は射出成形により成形されるた
め、突出部等を有する複雑な形状の容器でも容易に成形
できる。そして、容器の成形後にコア部材をキャビティ
部材から退避させつつ又は退避させた後に、そのコア部
材に設けられた流動体注入通路を介して容器への流動体
の注入が行われ、引き続き容器の開口部が封止・密封さ
れるので、容器の成形、流動体の注入、容器の封止の一
連の工程を成形機内で簡便に行うことができ、生産性も
高い。
容器に対し下向きに注入される方法及び装置によれば、
樹脂容器に液体を注入する際に液漏れを生じにくくな
る。また、流動体注入通路にバルブ部材が設けられた装
置によれば、樹脂注入空間へ溶融樹脂が射出される際に
はそのバルブ部が通路の流動体排出口を塞ぐので、樹脂
がその排出口から流動体注入通路内に侵入することが防
止される。
ば、その開口部が熱圧着又は熱溶着により封止されるの
で、樹脂容器の開口部を確実に密封することができる。
特に、その加熱封止機構が、加熱部材、誘導加熱コイル
及び圧着部材を含む装置構成によれば、樹脂容器の開口
縁部が加熱部材を介して内側から一様に加熱軟化させら
れ、その後その軟化部分が圧着部材により圧着されるの
で、開口部封止の確実性がより高められる。
明する。図1は、本発明の密封容器製造装置の一例を概
念的に示したものである。密封容器製造装置1は、成形
部2、その成形部2に溶融樹脂を供給するスクリュ式射
出装置等の樹脂射出装置3、成形された容器内に流動体
L1を注入する流動体注入手段4等により構成される。
締め及び型開きするための、カムもしくはクランク機構
等の機械式駆動機構や油圧シリンダ等の流体圧機構等で
構成される駆動機構6を備えるとともに、溶融樹脂を金
型部5に供給するランナ21には、スプル3aを介して
樹脂射出装置3の射出ノズル3bが接続されている。
ィ部材15、そのキャビティ部材15に対し相対的に進
入ないし退避可能とされるコア部材16、そのコア部材
16に形成される流動体注入通路17、加熱部材18、
誘導加熱コイル19等を含み、全体が図示しないヒータ
により所定温度に加熱保持されるようになっている。コ
ア部材16は、コア部材支持板16aに固定されてお
り、キャビティ部材15内に上方から進入して型合わせ
され、樹脂注入空間20を形成している。この樹脂注入
空間20には、ランナ21を介して樹脂射出装置3(図
1)が接続されており、溶融樹脂がこのランナ21を通
ってゲート22から樹脂注入空間20内に射出されて、
上方に開口する薄肉の樹脂容器106が成形されるよう
になっている。また、キャビティ部材15の上部は、キ
ャビティ部材本体15aから分割されて補助型部15b
を形成しており、これらキャビティ部材本体15aと補
助型部15bとの間にランナ21が形成されている。な
お、図10に示すように、ランナ21を補助型部15b
の内部に設け、その周囲を内蔵ヒータ45で加熱して樹
脂の溶融状態を保つ、いわゆるホットランナ方式とする
ことも可能である。
上下方向に直線的に形成され、その下端部はコア部材1
6の底部に開口して、流動体排出口23を形成してい
る。また、その上端側は横方向に折れ曲がってコア部材
支持板16aの内部を通り、流動体注入手段4(図1)
に接続されている。この流動体注入手段4は、図1に示
すように、流動体タンク4a、ポンプ等の流動体輸送手
段4b、バルブ4c等を備えるものである。
には、細長いバルブ部材24が配置されている。このバ
ルブ部材24は、上端側がコア部材16を貫いて上ベー
ス板25に対し押さえ部材24aにより固定されるとと
もに、流動体注入通路17に対し上下方向に相対的に進
退可能とされており、その下端部には、上記進退に伴い
流動体排出口23を開閉するバルブ部26が形成されて
いる。また、バルブ部26の先端には針状の突起26a
が形成され、これがキャビティ部材15の底部に形成さ
れた凹部27内に進入して、容器106に中空小突起部
110(図11)を形成するための空間20aを形成し
ている。さらに、バルブ部材24の上方においてコア部
材16との間には、流動体注入通路17からの流動体
(特に液体)の漏洩を防止するシール部材24bが設け
られている。
口縁部106aには、加熱部材18の下部が内側から嵌
合するようになっており、その加熱部材18の外側には
誘導加熱コイル19が配置されて、図示しない電源によ
り高周波電流が通電されて加熱部材18を誘導加熱する
ようになっている。これら加熱部材18及び誘導加熱コ
イル19は加熱部支持板28に固定され、その内側をコ
ア部材16が貫通している。なお、18aは断熱部材で
あり、加熱コイル19からの発熱の、例えばコア部材支
持板16a等への伝導を抑制し、熱を加熱部材18に集
中する役割を果たしている。
5a、補助型部15b、加熱部支持板28、コア部材支
持板16a等の各部材は、本体15aの下側に設けられ
た図示しない昇降ヘッドにより昇降させられるととも
に、それら各部材の上下方向の移動限度及び部材間の開
きを規定する複数の吊りピンによって適宜連結され、上
記昇降ヘッドの下降に伴い順次型開きするようになって
いる。例えば、図3に示すように、コア部材支持板16
aには吊りピン29が螺合等により固定され、コア部材
支持板16aの上面側に突出して上ベース板25のガイ
ド孔35内に進入するとともに、その上端に設けられた
上部ストッパ36がガイド孔35の係止部35aにより
係止され、コア部材支持板16aの下降限度が規定され
るようになっている。一方、吊りピン29の下部は加熱
部支持板28のガイド孔37を貫通し、キャビティ部材
15の本体15a及び補助型部15bに形成されたガイ
ド孔38及び39内を案内されるとともに、その下端部
に設けられた下部ストッパ40がガイド孔37の下縁部
に係止されて、加熱部支持板28の下降限度を規定する
ようになっている。なお、上ベース板25は、上記各部
材のガイドピンを兼ねるフレームピン30により、図示
しない下ベース板に対し固定されている。
に型開きした状態において、樹脂容器106の開口縁部
106aの両側には、圧着部材41と、その圧着部材4
1をその開口縁部106aを挟み付ける向きにロッド4
2を介してスライド駆動させるエアシリンダ43とが、
キャビティ部材15の本体15aと補助型部15bとの
間の空間部Sに対して出入り可能に設けられている。こ
の圧着部材41、エアシリンダ43等が、加熱部材18
及び誘導加熱コイル19等と共に封止手段としての加熱
封止機構を形成している。
について説明する。まず、図4に示すように、キャビテ
ィ部材15内にコア部材16を進入させて型合わせし、
樹脂注入空間20を形成する。次に、図1に示す樹脂射
出装置3を作動させることにより、樹脂注入空間20に
溶融樹脂Rを射出して樹脂容器106を成形する(成形
工程)。このとき、バルブ部材24のバルブ部26は、
流動体注入通路17の排出口23を塞いだ状態となって
いる。
ヒータ8で加熱される加熱シリンダ7内に、シャフト1
2を介して油圧モータ13により駆動される樹脂供給用
のスクリュ9が収容され、これに粉末状ないし粒状の樹
脂Pを供給するホッパ10が備えられたものである。ス
クリュ9を回転させることによりホッパ10から樹脂粉
末Pが供給され、加熱シリンダ7内で加熱溶融されて樹
脂溜まり7a内に溜められる。その後、スクリュ9を油
圧シリンダ11により所定距離前進させると、ノズル3
bからランナ21を通って樹脂注入空間20内に所定量
の樹脂Rが射出される。
能なものであればよく、例えば、ポリスチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレ
ン(ABS)樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、6−ナイロン、6,6―ナイロン等のポリアミ
ド樹脂、ポリアセタール樹脂(例えば商品名:デルリ
ン、ジュラコン等)、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、メタクリル樹脂、ノリル樹脂、硬質塩化ビニル樹脂
等の各種熱可塑性樹脂が使用できる。
型部5の温度、及び成形時間(樹脂注入空間への樹脂の
射出及びその硬化に要する時間)は使用される樹脂の種
類により適宜設定される。例えば、一般用ポリスチレン
樹脂を使用する場合、加熱シリンダ7の温度を180〜
240℃、金型部5の温度を30〜90℃、成形時間を
30秒程度とするのがよい。ポリプロピレン樹脂を使用
する場合、加熱シリンダ7の温度を200〜270℃、
金型部5の温度を30〜100℃、成形時間を30秒程
度とするのがよい。高密度ポリエチレン樹脂を使用する
場合、加熱シリンダ7の温度を210〜280℃、金型
部5の温度を30〜90℃、成形時間を30秒程度とす
るのがよい。ABS樹脂を使用する場合、加熱シリンダ
7の温度を200〜230℃、金型部5の温度を40〜
80℃、成形時間を30秒程度とするのがよい。ポリカ
ーボネート樹脂を使用する場合、加熱シリンダ7の温度
を260〜310℃、金型部5の温度を85〜120
℃、成形時間を30秒程度とするのがよい。
に、キャビティ部材15が、加熱部支持板28及びコア
部材支持板16aとともに下降し、それに伴い上ベース
板25に固定されたバルブ部材24が流動体注入通路1
7内において相対的に上方へ移動し、バルブ部26が排
出口23を開く。そして、図6に示すように、さらにキ
ャビティ部材15が下降すると、コア部材支持板16a
は、図3に示す吊りピン29の作用により上記位置で下
降を停止する一方、キャビティ部材15及び加熱部支持
板28は樹脂容器106とともに下降を続けるので、コ
ア部材16が樹脂容器106の開口部から相対的に上方
へ引き抜かれて退避する。このコア部材16の退避中又
は退避後に、流動体注入手段4により、各種液体、粉
末、顆粒等の流動体L1が、流動体注入通路17を通っ
て排出口23から樹脂容器106に下向きに所定量注入
される(流動体注入工程)。
び容器106内への流動体L1の注入が完了すると、誘
導加熱コイル19により加熱部材18が誘導加熱され、
その発熱によって樹脂容器106の開口縁部106aが
加熱軟化させられる。そして、図8に示すように、加熱
部支持板28が上記位置で停止する一方、キャビティ部
材15はさらに下降して、加熱部材18が容器106の
開口縁部106aから引き抜かれる。続いて、補助型部
15bが下降を停止し、本体15aのみがさらに下降す
ることにより最終的に、開口縁部106a が本体15
a(すなわちキャビティ部材15)から突出した状態と
なる。そして、この状態で圧着部材41とエアシリンダ
43が空間部S内に横方向から進入し、さらに圧着部材
41がエアシリンダ43によりスライド駆動され、軟化
した開口縁部106a を両側から挟みつけることによ
り、これを圧着封止する(封止工程)。ここで、加熱部
支持板28とキャビティ部材15の補助型部15bは、
一体に形成されていてもよい。
的に上方へ退避させられているので、圧着部材41との
干渉が回避されている。また、図2〜図7においてはラ
ンナ21は、説明の便宜を図るため、樹脂注入空間20
に対し図面上の横方向から連通するように描かれている
が、実際は紙面にほぼ垂直な方向から空間20に連通す
るように形成されており、圧着部材41による容器10
6の封止時において、ランナ21内で残留固化した樹脂
ランナ部と圧着部材41との干渉も回避されるようにな
っている。なお、加熱部材18及び誘導加熱コイル19
を省略し、代わって圧着部材41内にニクロム線等の発
熱体を設け、圧着部材41自身を発熱させて開口縁部を
熱圧着させる構成も可能である。
と、圧着部材41及びエアシリンダ43が退避し、流動
体L1が密封された容器106がノックアウトピン44
により突き上げられて、キャビティ部材本体15aから
排出・回収される。このとき、上述の樹脂ランナ部は容
器106とともに排出されるようになっている。なお、
図10に示したホットランナ方式が採用される場合に
は、樹脂ランナ部が形成されないので、その排出は不要
となる。以後、キャビティ部材本体15aは再び上昇
し、図4に示す型締め状態に戻り、上記工程が繰り返さ
れる。
る相対的な上昇により、樹脂容器106の開口縁部10
6aを本体15aより突出させる代わりに、キャビティ
部材15を一体の部材とし、樹脂容器106をノックア
ウトピン等により上方へ突き上げて、その開口縁部10
6aをキャビティ部材15から突出させる構成としても
よい。また、キャビティ部材15の上部に横方向のガイ
ド孔又はガイド溝を設け、その内側を圧着部材41がス
ライドするように構成することにより、開口縁部106
aの封止をキャビティ部材15内で行うことも可能であ
る。
容器)106は、例えば図11に示すように弓型の断面
を有し、その一方の端面に、空間20a(例えば図2)
により形成された中空小突起部110を有するものとな
る。このような容器106は、例えば図12に示すよう
に内キャップ103で開口部102aが塞がれるボトル
本体102と、その上部に装着されるキャップ104と
を有するボトル101において、そのキャップ104の
内側に収容される付属容器として使用することができ
る。図13に示すように、ボトル本体102からキャッ
プ104を外して容器106を取り出し、その小突起部
110の先端部を切り取ることにより小さな排出口11
0aを形成して流動体L1を流出させ、例えばボトル本
体102内の流動体L2と混合する。この場合、流動体
L2をコンタクトレンズの保存液又は洗滌液とし、流動
体L1 を各種添加剤、例えば蛋白質分解酵素液、界面活
性剤、酵素顆粒ないし粉体、あるいは過酸化水素水等の
過酸化物等とすることができる。
図。
す断面図。
図。
面図。
断面図。
図。
密封容器の一例を示す斜視図。
す図。
Claims (8)
- 【請求項1】 開口部を有する樹脂容器を射出成形によ
り形成し、その樹脂容器内に液体ないし粉体等の流動体
を注入し、その後その開口部を封止することにより、前
記流動体が密封された密封容器を製造する方法であっ
て、 キャビティ部材内にコア部材を進入させて型合わせする
ことにより、前記樹脂容器の形状に対応した樹脂注入空
間を形成し、その樹脂注入空間に溶融樹脂を射出するこ
とにより、前記開口部を有する樹脂容器を成形する成形
工程と、 前記コア部材を前記キャビティ部材より退避させながら
又は退避させた後に、そのコア部材に形成された流動体
注入通路から、成形された前記樹脂容器内に流動体を注
入する流動体注入工程と、 前記樹脂容器の開口部を封止し、前記流動体が密封され
た樹脂容器を得る封止工程と、 を含むことを特徴とする密封容器製造方法。 - 【請求項2】 前記樹脂容器はその開口部が上向きに形
成され、前記コア部材はその開口部より、前記キャビテ
ィ部材に対し相対的に上方へ退避させられるとともに、
前記流動体が前記樹脂容器に対し下向きに注入される請
求項1記載の密封容器製造方法。 - 【請求項3】 前記封止工程において、前記樹脂容器の
開口部は熱圧着又は熱溶着により封止される請求項1又
は2に記載の密封容器製造方法。 - 【請求項4】 開口部を有する樹脂容器を射出成形によ
り形成し、その樹脂容器内に液体ないし粉体等の流動体
を注入し、その後その開口部を封止することにより、前
記流動体が密封された密封容器を製造する装置であっ
て、 キャビティ部材と、 そのキャビティ部材に対し相対的に進入ないし退避可能
とされるコア部材と、 そのコア部材を前記キャビティ部材内に相対的に進入さ
せて型合わせすることにより形成される樹脂注入空間内
に、溶融樹脂を射出して前記樹脂容器を成形する樹脂射
出装置と、 前記コア部材に形成され、前記樹脂注入空間内に成形さ
れた前記樹脂容器内に流動体を導く流動体注入通路と、 前記コア部材の前記キャビティ部材からの退避中又は退
避後に、前記流動体注入通路を介して前記流動体を前記
樹脂容器に注入する流動体注入手段と、 前記樹脂容器の開口部を封止して、前記流動体をその樹
脂容器内に密封する封止手段と、 を含むことを特徴とする密封容器製造装置。 - 【請求項5】 前記樹脂注入空間は、前記溶融樹脂の射
出により形成される前記樹脂容器の開口部が上向きとな
るように形成され、前記コア部材はその樹脂容器の開口
部から前記キャビティ部材に対し相対的に上方へ退避さ
せられるものとされるとともに、前記流動体注入通路
は、前記流動体が前記樹脂容器に対し下向きに注入され
るようにその流動体を導くものとされる請求項4記載の
密封容器製造装置。 - 【請求項6】 前記流動体注入通路内において、その流
動体注入通路に対し相対的に進退可能に設けられるとと
もに、かつその進退に伴い前記流動体注入通路の流動体
排出口を開閉するバルブ部を先端に備え、前記樹脂注入
空間へ前記溶融樹脂が射出される際にはそのバルブ部を
閉位置に位置させ、前記流動体が前記樹脂容器に注入さ
れる際にはそのバルブ部を開位置に位置させるバルブ部
材を有する請求項4又は5に記載の密封容器製造装置。 - 【請求項7】 前記封止手段は、前記樹脂容器の開口部
を熱圧着又は熱溶着する加熱封止機構とされる請求項4
ないし6のいずれかに記載の密封容器製造装置。 - 【請求項8】 前記加熱封止機構は、 前記キャビティ部材内に形成された前記樹脂容器の開口
縁部に内側から嵌合する加熱部材と、 その加熱部材を介して前記樹脂容器の開口縁部を加熱軟
化させる誘導加熱コイルと、 前記加熱部材及び加熱コイルとの干渉を避けつつ、かつ
その加熱軟化させられた樹脂容器の開口縁部を前記キャ
ビティ部材から突出させた状態で、その開口縁部を両側
から挟み付けることにより圧着封止する圧着部材と、 を含むものである請求項7記載の密封容器製造装置。
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JP22877694A JP3519796B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 密封容器製造方法及び製造装置 |
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