JP6941653B2 - ジッパーテープ付袋体の製造方法 - Google Patents
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特許文献1に記載の方法は、折りたたまれたシートの間に互いにかみ合うファスナーを配置させ、シートを介してファスナーとシートとの接合部分にレーザービームを集束するように照射させ、互いに接合させる構成が採られている。
本発明は、エネルギー線を利用して良好に接着可能なジッパーテープ、ジッパーテープ付袋体、および、ジッパーテープ付袋体の製造方法を提供することを目的とする。
この発明では、少なくとも一部に、波長吸収域が800nm以上1200nm以下のエネルギー線を吸光する吸光材料を含有するので、吸光材料が効率よくエネルギー線を吸収し、吸光部材が含有された部分もしくは吸光部材が含有された部分に隣接する樹脂を含有する部分のみを溶融することが可能となる。このことにより、ジッパーテープを取り付けるフィルムなどの熱劣化が生じることを抑制でき、良好に接着できる。
ここで、本発明でエネルギー線とは、照射できるものであれば、特に制限はなく、例えば不可視光領域の波長のレーザー光を好適に使用でき、例えば、紫外領域の波長、赤外領域の波長などを適宜、選択して使用できる。
この発明では、雄側帯状基部および前記雌側帯状基部における雄部および雌部が設けられる一面の表面層以外の少なくとも1層、すなわちジッパーテープを取り付ける際に接合部分となる側に吸光層が臨むので、エネルギー線の照射により接合部分となる側のみを溶融させることが可能となり、他の部位を損傷することなく、効率よくジッパーテープを取り付けることができる。
この発明では、雄側帯状基部および前記雌側帯状基部における雄部および雌部が設けられる一面と反対側の面、すなわちジッパーテープを取り付ける際に接合部分となる側に所定の融点の樹脂を含有する接合層を設けている。そして、接合層に隣接する吸光層の吸光材料が、照射されるエネルギー線を吸光して温度が上昇することで接合層を溶融させる。このことにより、エネルギー線の照射により接合部分となる側のみを溶融させることが可能となり、他の部位を損傷することなく、効率よくジッパーテープを取り付けることができる。さらに、接合層自体に吸光材料を含まない構成とすることで、被取付部位との接合性が吸光材料により損なわれることも防止できる。
この発明では、800nm以上1200nm以下の波長に吸収を示さない樹脂により雄部および雌部を形成することで、エネルギー線が雄部および雌部に照射されても、雄部および雌部が溶融して変形してしまう不都合を防止できる。
この発明では、吸光材料が含有される部分に所定の融点の樹脂を含有することで、エネルギー線の照射により吸光材料が吸光して生じる熱エネルギーを、樹脂の溶融に直接的に作用でき、エネルギー線の照射エネルギーを効率よくジッパーテープの取付に利用できる。
この発明では、メタロセン触媒により生成されたメタロセン系オレフィンを主成分とする樹脂を用いることで、分子量分布を狭くでき、かつ低融点化も図れるため、低いエネルギーで効率良く接合できる。
この発明では、ジッパーテープの吸光部材が含有された部分のみを溶融することができ、フィルムがエネルギー線により熱劣化することを抑制でき、歩留まりが悪化することを防止できる。
この発明では、所定のエネルギー線を吸光する吸光材料を含有した本発明のジッパーテープにエネルギー線を照射して接合部分を溶融させた後、溶融した接合部分をフィルムに圧着させるので、フィルムがエネルギー線により熱劣化することを防止でき、歩留まりが悪化することを防止できる。さらに、エネルギー線の照射エネルギーを効率よくジッパーテープの溶融に利用でき、効率よくジッパーテープを取り付けできる。
[第一実施形態]
第一実施形態では、ジッパーテープ付袋体として、食品、薬品、医療品、雑貨などの各種物品を包装するための包装袋を例示する。
図1は、第一実施形態におけるジッパーテープ付袋体を示す正面図である。図2は、ジッパーテープ付袋体の図1中のII-IIの位置における断面図である。
図1,2に示すように、第一実施形態のジッパーテープ付袋体1は、袋本体10と、この袋本体10の内面に取り付けられたジッパーテープ20とを備えている。
袋本体10は、包材となるフィルムである基材フィルム11を二枚重ね合わせて、三方をシールして袋としたものである。この袋本体10は、周縁に一対のサイドシール部12およびトップシール部13が形成され、シールしていない一方(一辺)は、内部に被包装物を入れる投入口10Aが形成されている。そして、袋本体10の開口部14の内面にジッパーテープ20が取り付けられている。また、ジッパーテープ20の長手方向の両端におけるサイドシール部12の位置では、ジッパーテープ20が押し潰された潰し部16が形成されている。
なお、この袋本体10は、図示しない被包装物が袋本体10の投入口10Aから収納された後は、袋本体10の底辺をシールすることにより、密封状態とされる。
雄部材21は、基材フィルム11に接合される接合部分である長手帯状の雄側帯状基部211と、雄側帯状基部211の一面で幅方向の略中央の位置に長手方向に沿って設けられ断面が略やじり形状の雄部212とを備えている。
雌部材22は、基材フィルム11に接合される接合部分である長手帯状の雌側帯状基部221と、雌側帯状基部221の一面で幅方向の略中央の位置に長手方向に沿って設けられ雄部212と係合する雌部222とを備えている。雄部212および雌部222により、係合部Sが構成される。
雌側帯状基部221は、雌部222に連続して一体的に形成される帯状の雌側基体部221Aと、雌側基体部221Aにおける雌部222が設けられた側と反対側の面に積層形成された吸光層23と、吸光層23に積層形成された接合層24とを備えた積層構造に形成されている。
特に、汎用のジッパーテープに主に使用されている点で、各種のポリエチレン、各種のポリプロピレンが好ましい。
そして、吸光材料としては、波長吸収域が800nm以上1200nm以下のレーザー光Xを吸収する有機系化合物および無機系化合物のうちの少なくともいずれか一方である。
有機系化合物としては、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、アミニウム系化合物、イモニウム系化合物、スクオリウム系化合物、ポリメチン系化合物、アントラキノ
ン系化合物、アゾ系化合物の群から選ばれる少なくともいずれか一種を用いることができる。
無機系化合物としては、金属の単体、金属塩、金属錯体、金属窒化物、金属酸化物、金属水酸化物の群から選ばれる少なくともいずれか一種を用いることができる。
特に、光をほぼ全吸収するカーボンブラックを用いることが好ましい。
また、吸光材料を含有する樹脂組成物としては、各種のポリエチレン、各種のポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、二軸延伸ナイロンフィルム(ONy)、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの樹脂を用いることができる。
特に、汎用のジッパーテープに主に使用されている点で、各種のポリエチレン、各種のポリプロピレンが好ましい。
接合層24に用いられる樹脂材料としては、例えば、融点が60℃以上120℃以下の低融点樹脂、具体的にはメタロセン触媒により生成されたメタロセン系オレフィンが好適に用いられる。より詳細には、例えば、密度が920kg/m3以下、メルトフローレート(MFR)が5g/10分以下のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを、接合層24全体に対して50質量%以上含有することが好ましく、より好ましくは50質量%以上99質量%以下含有し、70質量%以上99質量%以下とすることが特に好ましい。密度が920kg/m3を越える、あるいはMFRが5g/10分を越える直鎖状低密度ポリエチレンを50質量%以上含有した場合にあっては、基材フィルム11との接着性が悪く、当該基材フィルム11と接合しても手で簡単に剥離できる程度の接着強度となってしまう。特に、基材フィルム11がポリプロピレン系樹脂で構成された場合、良好に接合できないおそれがある。
かかるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、850kg/m3以上910kg/m3以下とすることが好ましく、特に、860kg/m3以上905kg/m3以下とすることが好ましい。また、MFRは、1g/10分以上5g/10分以下とすることが好ましい。
なお、密度はJIS K7121に準拠して、MFRはJIS K7210に準拠して(190℃、21.18N荷重)測定するようにすればよい。
次に、シッパーテープ付袋体の製造装置について説明する。
図3は、ジッパーテープ付袋体の製造装置を示す概念図である。図4は、ジッパーテープ付袋体を製造する接合工程を示す説明図である。
そして、レーザー照射装置34は、四台のうちの二台が雄側帯状基部211の長手方向の両側にそれぞれレーザー光Xを照射し、残りの二台が雌側帯状基部221の長手方向の両側にそれぞれレーザー光Xを照射するようになっている。
また、レーザー照射装置34は、レーザー光Xを接合層24の平面に入射角θが0°より大きく90°以下、好ましくは接合層24の平面に対して交差する入射角θが45°以上85°以下となるように配置されている。特に、45°より小さい入射角θになるとレーザー光Xの照射エネルギーを吸光層23に効率よく供給できなくなるおそれがある。また、85°より大きくなると、レーザー照射装置34と製造装置30の他の構成との干渉により、レーザー光Xの照射後から圧着ローラ35にて接合層24を基材フィルム11に圧着させるまでに時間を要し、溶融した接合層24が冷却固化し始めて十分な接合が得られなくなるおそれがあるためである。
すなわち、レーザー光Xを照射して接合層24を溶融してから、接合層24が冷却固化する前に、速やかに基材フィルム11に圧着するように、レーザー照射装置34を配置する必要がある。
すなわち、圧着ローラ35にて二枚の基材フィルム11間に介在するジッパーテープ20を押圧する際、基材フィルム11が雄側帯状基部211や雌側帯状基部221と十分に圧着するようになっている。
なお、圧着する構成としては、圧着ローラ35の他、例えば無端ベルトにて圧着したり、押圧バーにて押し付けたりする各種構成を適用できる。
次に、ジッパーテープ付袋体の製造方法について説明する。
図5は、ジッパーテープ付袋体を製造する工程を示す説明図で、(A)はジッパーテープを基材フィルムに取り付けた状態を示す平面図、(B)はつぶしを形成した状態を示す平面図、(C)はサイドシール部を形成した状態を示す平面図、(D)はトップシール部を形成した状態を示す平面図、(E)はジッパーテープ付袋体を示す平面図である。
また、繰出ロール33は、予め雄部材21および雌部材22が係合されたジッパーテープ20が巻装され、二枚の基材フィルム11間に送り出す。
この照射工程により接合層24が溶融された後、直ちに、圧着ローラ35により基材フィルム11間にジッパーテープ20を挟み込むようにして、溶融する接合層24を基材フィルム11に圧着させる接合工程を実施する。なお、圧着ローラ35にて基材フィルム11に圧着されている状態で、接合層24は次第に冷却固化され、基材フィルム11に強固に接合される。この接合工程により、図5(A)に示すように、ジッパーテープ20は基材フィルム11間に取り付けられる。
そして、図5(C)に示すように、サイドシール形成装置37により、潰し部16の位置毎に、基材フィルム11の繰出方向となる長手方向に対して垂直な方向に、サイドシール部12となるサイド区画部17を形成する。
この後、図5(D)に示すように、トップシール形成装置58により、トップシール部13となるトップ区画部19を形成する。
そして、基材フィルム11をサイド区画部17の中心線に沿って切断することにより、図5(E)に示すように、投入口10Aを開口するジッパーテープ付袋体1が得られる。
上述したように、上記第一実施形態では、波長吸収域が800nm以上1200nm以下のレーザー光Xを吸光する吸光材料を含有する吸光層23を設けている。
このため、吸光材料が効率よくレーザー光Xを吸収して加熱させ、吸光層23に隣接する低融点樹脂を含有する接合層24のみを接合させることができる。したがって、ジッパーテープ20を取り付ける基材フィルム11などの熱劣化が生じることを抑制でき、製造するジッパーテープ付袋体1の歩留まりが悪化することを防止できる。さらに、ジッパーテープ20のみにレーザー光Xを照射することにより、レーザー光Xのエネルギーを接合層24の溶融に効率よく利用でき、エネルギー効率を向上できる。また、デジタル信号のレーザー光Xにより接合層24のみ溶融させるので、接合層24の溶融および基材フィルム11との接合が速やかに実施でき、製袋速度を速くすることが可能となり、製袋効率を向上できる。
具体的には、図6に示すように、吸光層23および接合層24を一つの吸光接合層25として構成したものでも、接合できることを確認できた。すなわち、カーボンブラックを、融点95℃、MFR4.0g/10分のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンに1:99の割合で混合して厚さ25μmの吸光接合層25を形成した。そして、波長1.07μmのファイバーレーザーにより、ジッパーテープ20のライン速度60m/分(ピッチ100mm=600ショット)で接合できることを確認できた。
このため、ジッパーテープ20を取り付ける基材フィルム11などの熱劣化が生じることを抑制でき、良好に接着できる。
このため、レーザー光Xの照射により吸光層23の吸光材料が吸光して生じる熱エネルギーを、隣接する接合層24の低融点樹脂の溶融に直接的に作用でき、レーザー光Xの照射エネルギーを効率よくジッパーテープ20の取付に利用できる。
このため、レーザー光Xの照射により溶融して変形してしまう不都合を防止できる。
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。
第二実施形態では、1枚の基材フィルム11を用いて製袋されたものである。なお、第一実施形態と同一もしくは同等の構成については、同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
図7は、第二実施形態におけるジッパーテープ付袋体を示す正面図である。図8は、ジッパーテープ付袋体のジッパーテープ近傍を示す断面図である。
図7,8に示すように、ジッパーテープ付袋体40は、袋本体41の内面に、ジッパーテープ20が取り付けられている。
袋本体41は、基材フィルム11の一方の基材端部11Aが他方の基材端部11Aに重ね合わされたシール部15を有している。また、基材フィルム11の両側端部には、互いの基材フィルム11がヒートシールされたサイドシール部12が設けられている。このサイドシール部12には、ジッパーテープ20の長手方向の両端部がヒートシールされている。
袋本体41には、シール部15およびサイドシール部12により収納空間10Bが形成されている。この収納空間10Bには、粉体などの固体や液体を収納可能である。
また、袋本体41の底部には、ガゼット18が形成されている。
次に、ジッパーテープ付袋体の製造装置について説明する。
図9は、ジッパーテープ付袋体の製造装置を示す斜視図である。図10は、ジッパーテープ付袋体の製造装置におけるジッパーテープを基材フィルムに接合する接合装置を示す斜視図である。図11は、図10の接合装置を示す側面図である。なお、図9,10は、都合上、雄部材21および雌部材22のうちの一方のみ記載し他方を省略する。
接合装置51は、咬合していない一対の雄部材21および雌部材22をそれぞれ供給するテープ巻取ロール511(一方のみ図示)と、基材フィルム11を供給する図示しないフィルム巻取ロールと、図示省略の駆動源によって回転される回転ドラム512と、供給される雄部材21および雌部材22を回転ドラム512の周面にそれぞれ導入する導入ローラ513と、レーザー照射装置514と、圧着ローラ515と、などを備えている。
導入溝512Aは、導入ローラ513により挿入された雄部材21または雌部材22の接合層24の表面が回転ドラム512の周面と略同一面上に位置する深さに形成されている。
なお、レーザー照射装置514は、例えば4台配置し、接合層24の長手方向における両側部分にそれぞれレーザー光Xを照射するようにしてもよい。このことにより、接合層24全体を均一に溶融させることが容易にできるとともに、接合層24を溶融させる時間をより短縮でき、ジッパーテープ20をより短時間で基材フィルム11に接合させることができる。
なお、一対の圧着ローラ515は、例えば、導入する基材フィルム11を回転ドラム512の周面に直接圧着させるように配置してもよい。
一対の爪潰バー521は、雄部材21および雌部材22を挟んで対向配置されている。そして、所定の間隔ごとに、各爪潰バー521が雄部材21および雌部材22を押潰して溶融扁平化する。溶融扁平化された図示しない爪潰部は、ジッパーテープ付袋体40のサイドシール部12に対応する位置に形成される。
円筒フォーマ522は、中空に形成され、内部空間を通して、ジッパーテープ付袋体40に収納物を充填する。
次に、ジッパーテープ付袋体の製造方法について説明する。
この製造方法では、接合装置51により、雄部材21および雌部材22にそれぞれレーザー光Xを照射して溶融させる照射工程、および、接合層24が溶融された雄部材21および雌部材22に基材フィルム11を圧着して接合させる接合工程と、製袋装置52により、雄部材21および雌部材22が取り付けられた基材フィルム11を使って製袋する製袋工程と、を実施する。
テープ巻取ロール511からそれぞれ引き出された雄部材21および雌部材22は、接合装置51の導入ローラ513により回転ドラム512の周面に保持、すなわち回転ドラム512の導入溝512A内を通りながら、回転ドラム512の回転により連続走行される。なお、回転ドラム512は連続回転に限らず、間欠回転としてもよい。
そして、基材フィルム11が供給される位置の前に、レーザー照射装置514により、雄部材21および雌部材22の接合層24にレーザー光Xを照射し、接合層24を幅方向で略均一に溶融させる照射工程が実施される。
この照射工程により接合層24が溶融された後、直ちに、圧着ローラ515により基材フィルム11を回転ドラム512の周面に導入して雄部材21および雌部材22に圧着させて接合させる接合工程が実施される。
この後、基材フィルム11は、円筒フォーマ522に巻かれつつ、送りベルト523によって下方に送られる。ここで、爪潰部とサイドシール部12とが一致するように送られる。そして、シールバー524によりシール部15が形成されつつ、三角板526により、底に対応する部分にガゼット18を形成する。
また、サイドシールバー525により一方のサイドシール部12が形成される。そして、円筒フォーマ522の内部空間を通して収納物の充填を行った後、再びサイドシールバー525により他方のサイドシール部12を形成する。そして、ジッパーテープ付袋体40の切り離しを行う。
上述した第二実施形態のような製袋方法でも、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、第二実施形態では、回転ドラム512を用いるため、製造装置50の他の部位との干渉が生じることなくレーザー光Xを雄部材21および雌部材22の接合層24に照射でき、製造装置50の製造が容易にできる。
なお、本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した材質、層構成などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した名称での記載は、本発明に含まれるものである。
そして、積層構造としては、例えば図12に示すように、雄側帯状基部211および雌側帯状基部221における基材フィルム11と接合させる幅方向の両側部分のみに形成してもよい。さらには、雄側帯状基部211および雌側帯状基部221が長手方向で波形状に蛇行する形状で形成したり、複数のドット状に形成したりしてもよい。
また、積層構造として、例えば図13に示すように、接合層24を設けず、吸光接合層25のように、吸光層23を所定の融点(60℃以上120℃以下)の樹脂が含有されたものとし、この吸光層23のみを積層させた構成としてもよい。
さらには、雄側帯状基部211および雌側帯状基部221の一方を、吸光層23および接合層24が設けられた積層構造で、他方を所定の融点の樹脂が含有された吸光層23のみが設けられた積層構造として、異なる積層構造となるようにしてもよい。
なお、係合部Sに吸光材料が含有されていても、レーザー光Xが照射されないようにしておけばよい。
本発明は、第一実施形態および第二実施形態の他、さらに各種の製袋方法でも適用できる。
そして、ジッパーテープ20の両側にそれぞれレーザー光Xを照射する場合に限らず、幅方向における中央部分や全域に照射してもよい。また、幅方向でスキャンするように照射して全体を溶融させるようにしてもよい。そして、雄部材21および雌部材22に同時にレーザー光Xを照射する他、同時でなく、例えば交互に照射したり、片側ずつ照射したりしてもよい。
10,41…袋本体
11…フィルムである基材フィルム
20…ジッパーテープ
21…雄部材
22…雌部材
23…吸光層
24…接合層
211…雄側帯状基部
212…雄部
221…雌側帯状基部
222…雌部
X…エネルギー線であるレーザー光
Claims (8)
- 対をなす雄部材および雌部材を備えたジッパーテープをフィルムに取り付けてジッパーテープ付袋体を製造する製造方法であって、
前記ジッパーテープの少なくとも一部に、波長吸収域が800nm以上1200nm以下の吸光材料が含有され、
前記雄部材は、少なくとも2層以上の積層構造である雄側帯状基部および前記雄側帯状基部の一面に設けられた雄部を備え、
前記雌部材は、少なくとも2層以上の積層構造である雌側帯状基部および前記雌側帯状基部の一面に設けられ前記雄部と係合可能な雌部を備え、
前記雄側帯状基部および前記雌側帯状基部の少なくともいずれか一方は、前記雄部および前記雌部と一体的に形成される基体部と、前記基体部以外の少なくとも1層に設けられ、前記吸光材料が含有された吸光接合層とを備え、
前記吸光接合層は、前記吸光材料が樹脂組成物に含有されて形成されており、
前記吸光材料はカーボンブラックを含み、
前記ジッパーテープが前記フィルムに重ね合わされる前に、前記ジッパーテープに前記吸光接合層側から800nm以上1200nm以下のエネルギー線を照射する照射工程と、
前記照射工程で溶融された前記ジッパーテープの前記エネルギー線が照射された部分に前記フィルムを圧着させる接合工程と、を実施する
ことを特徴とするジッパーテープ付袋体の製造方法。 - 請求項1に記載のジッパーテープ付袋体の製造方法において、
前記樹脂組成物は、メタロセン系オレフィンを主成分とする
ことを特徴とするジッパーテープ付袋体の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載のジッパーテープ付袋体の製造方法において、
前記樹脂組成物は、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを主成分とする
ことを特徴とするジッパーテープ付袋体の製造方法。 - 請求項3に記載のジッパーテープ付袋体の製造方法において、
前記メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンが、前記吸光接合層において50質量%以上含有されている
ことを特徴とするジッパーテープ付袋体の製造方法。 - 請求項3または請求項4に記載のジッパーテープ付袋体の製造方法において、
前記メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンは、メルトフローレートが5g/10分以下である
ことを特徴とするジッパーテープ付袋体の製造方法。 - 請求項5に記載のジッパーテープ付袋体の製造方法において、
前記メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンは、密度が920kg/m3以下である
ことを特徴とするジッパーテープ付袋体の製造方法。 - 請求項6に記載のジッパーテープ付袋体の製造方法において、
前記メルトフローレートが1g/10分以上5g/10分以下、前記密度が850kg/m3以上910kg/m3以下である
ことを特徴とするジッパーテープ付袋体の製造方法。 - 請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のジッパーテープ付袋体の製造方法において、
前記樹脂組成物は、前記メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンに加えて、メルトフローレートが5g/10分を越えるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン、またはプロピレンと炭素数4〜8のα−オレフィン共重合体をさらに含有する
ことを特徴とするジッパーテープ付袋体の製造方法。
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