JPWO2008146585A1 - 結束具及び結束具連結帯 - Google Patents
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Abstract
Description
これら従来の結束具は、一般的にプラスチック樹脂で形成されている。例えば、特許文献4には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン等の合成樹脂製弾性材料からなるシートが開示されている(特許文献4の段落[0006]参照)。
このような結束具が連接部分を有する場合、切り離した時に一部が欠けて破片が生じ、異物混入の原因になり得る。又、バリができることで手を傷つけるという問題があった。
このような直列に連結している結束具連結帯は、ロール状に巻かれて結束機の収納室に設置され、結束の際に収納室から結束具を順次送り出していくものである。この送り出された結束具は、切り離されるのと略同時に被結束体に結束されることになる。
すなわち、従来からある連続結束機を使用し結束を行う場合、結束具の送り出し方向には引張りの力を加えても連接部が切断されることのない強度が必要であるが、他方、被結束体を結束する際には連接部が容易に切れる必要がある。
また、合成樹脂及び\又は生分解性樹脂を積層することにより、耐湿性を与え、保管適性や連続結束機における機械適性に優れた結束具を提供することを目的とする。
また、合成樹脂及び\又は生分解性樹脂を積層することにより紙粉の発生を抑制できる結束具を提供することを目的とする。
さらに、従来の結束具に比較して自然環境への負担が少ない結束具を提供することを目的とする。
ここで本発明の主要な層を形成する紙からなる層は、植物繊維、セルロースアセテート等を原料とする。着色剤、サイズ剤、粘土類等の充填剤などが添加されていても良い。
(2)前記結束具の側面に結束具連結帯とした際に隣接する他の結束具と直列に連結される離切可能な連接部を有することを特徴とする上記(1)記載の結束機能と再封性を備えた結束具である。
ここで、合成樹脂とは、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂などの合成高分子物質である。例えば、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
また生分解性樹脂とは、生分解性を有する原料が主として含有され、微生物の作用により分解される樹脂のことである。
生分解性を有する原料としては、植物由来の成分を有する生分解性樹脂や、石油起源の成分を有する生分解性樹脂が挙げられる。植物由来の成分を有する生分解性樹脂と、石油起源の成分を有する生分解性樹脂とを混合として用いても良い。
植物由来の成分としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクタム、ポリビニルアルコール、カゼイン、グリセリン脂肪酸エステル、ポリ乳酸とグリセリン脂肪酸エステルを含有するヤシ油とを調合した軟質ポリ乳酸コンパウンド、ポリ乳酸/ジオール・ジカルボン酸共重合体、澱粉ポリエステル樹脂等が挙げられる。
澱粉ポリエステル樹脂は、成形加工してフィルム状とした場合にブロッキングの発生がなく、さらに他の樹脂とブレンドして使用した場合にブロッキング防止効果があり、ウェルダー特性がよく、印刷性もよく、耐久性にも優れている。
石油起源の成分としては、PET(ポリエチレンテレフターレート)、脂肪族芳香族コポリエステル樹脂でテレフタル酸/ブタンジオールアジピン酸からなるモジュールユニットを基にしたテーラメント構造を有するポリブチレンアジペート/テレフタレート共重合体樹脂等がある。
特に生分解性樹脂を主体とする層と、紙層との複合層にすることによって自然環境への負担が少ない結束具を提供することができる。
(4)前記合成樹脂及び\又は生分解性樹脂によって形成されている層に、延伸フィルムが含まれることを特徴とする上記(3)に記載の結束具である。
ここで延伸フィルムとしては、一軸延伸フィルム、及び二軸延伸フィルムが挙げられる。ポリエチレン等の高分子材料を物理的に引き伸ばし、フィルムの強度や耐熱性の向上を図るものである。一軸延伸フィルムは縦もしくは横の一方向に伸び難い性質を持つ。二軸延伸フィルムは縦にも横にも伸び難い基材である。
ここで、樹脂からなる層は単層であっても二以上の複合層であっても良い。
(6)前記結束具が複合層であって、紙からなる層の両面に合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層が積層されていることを特徴とする上記(3)又は(4)記載の結束具である。
ここで合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層は単層であっても二以上の複合層であっても良い。
(7)前記合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層が、オレフィン系樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PS(ポリスチレン)、AN(アクリルニトリル)、PVA(ポリビニルアルコール)のいずれか一によって形成されたものであることを特徴とする上記(3)乃至(6)のいずれかに記載の結束具である。
(9)前記結束具の連接部における紙からなる層のみが切断されていることを特徴とする上記(3)乃至(8)のいずれかに記載の結束具である。
紙からなる層を切断することにより、連接部を合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層のみで形成することによって、切り離し強度を逓減し、紙粉の発生を抑制できる結束具を提供することができる。
(10)前記紙の単位面積あたりの重さ(以下、「坪量」とも記載する。)が、400〜1000g/m2であることを特徴とする上記(1)乃至(9)のいずれかに記載の結束具である。
ここで紙の単位面積あたりの重さが400g/m2未満であると、強度が不十分であり結束具としての機能を十分に発揮できず、1000g/m2を超えると狭小な開口部が開口し難い為、再封性に劣る可能性がある。
(11)前記紙を構成する繊維長の平均が、1.0mm〜4.0mmであることを特徴とする上記(1)乃至(9)に記載の結束具である。
ここで紙を構成する繊維長の平均が1.0mm未満であると、結束として十分な硬度を保持できず、4.0mmを超えると連接部が切断し難いため好ましくない。
(13)上記(2)乃至(12)のいずれかに記載の結束具を、該結束具の隣接する連接部同士を直列に連結して形成したことを特徴とする結束具連結帯である。
(14)上記(1)乃至(12)のいずれかに記載の結束具を用いて結束されたことを特徴とする包装体である。
また、合成樹脂及び\又は生分解性樹脂を積層することにより、湿度変化の影響を受け難くく、連続結束機における機械適性に優れた結束具を提供するという効果を奏する。
また、合成樹脂及び\又は生分解性樹脂を積層することにより紙粉の発生を抑制できるという効果を奏する。
さらに従来の結束具に比較して自然環境への負担が少ない結束具を提供するという効果を奏する。
図1は、本実施形態に係る結束具を示す平面図である。図1は、本発明に係る結束具の実施態様の例示であって、本発明の形状をこれに限定するものではない。
本実施形態に係る結束具1は、一の厚紙からなる層を有する複合層によって形成されている。図1に示す如く、本実施形態に係る結束具1は、平面視略中央部分に袋等の被結束体を結束するための結束孔2が設けられている。かかる結束孔2と連絡する結束孔に比較し狭小な開口部3が一端に形成されている。また結束具連結帯とした際に隣接する他の結束具と直列に連結される離切可能な連接部4,4・・・を側面に有している。
図2(a)に示す結束具1は三層構造であって、上から順に紙(11)、合成樹脂(12)、紙(13)である。ここで合成樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンが好ましい。図2(b)に示す結束具1は三層構造であって、上から合成樹脂(14)、紙(15)、合成樹脂(16)である。図2(c)に示す結束具1は五層構造であって、上からポリエチレンテレフタレート(17)、ポリエチレン(18)、紙(19)、ポリエチレン(20)、ポリエチレンテレフタレート(21)である。図2(d)に示す結束具1は四層構造であって、上からポリエチレンテレフタレート(22)、ポリエチレン(23)、紙(24)、ポリエチレンテレフタレート(25)である。図2(e)に示す結束具1は二層構造であって、上からポリエチレンテレフタレート(26)、紙(27)である。図2(f)に示す結束具1は三層構造であって、上からポリエチレンテレフタレート(28)、ポリエチレン(29)、紙(30)である。さらに図2(g)は紙(30)の単層構造に係る結束具を示す断面図である。
ここで、紙材料と合成樹脂材料の積層は、紙材料の表面に合成樹脂材料を溶融・固化させる方法、紙材料と合成樹脂材料を予め別個に作製し、接着剤で貼り合わせる方法などで作製することができる。
図3に示す結束具連結帯36は、一の厚紙からなる層を有する複合層によって形成されている結束具を連接したものである。
本実施形態に係る結束具31,31・・は、平面視略中央部分に袋等の被結束体を結束するための結束孔が設けられている。かかる結束孔と連絡する結束孔に比較し狭小な開口部が一端に形成されている。また結束具連結帯とした際に隣接する他の結束具と直列に連結される離切可能な連接部34,34・・・を側面に有している。
本実施形態に係る結束具連結帯36は、結束具31の側面に形成された上記の連接部34,34同士を直列に連結して形成したものである。かかる結束具の連接部の表面には内層方向に切り込み溝35,35・・が形成されている。
実施例1
比較例として、ねずみ台紙(製品名:マリコート、北越製紙株式会社製)を結束具用試料(単層試料)として9体用意した。
次に図2(c)に示す五層構造の結束具用試料(複合層)を用意した。すなわち、PET/PE/ねずみ台紙(紙)/PE/PETの積層構造である。紙とPEはポリエチレンを溶融し接着させる。PEとPET(二軸延伸)はエーテル系の接着剤を用いて積層した。
ポリエチレンテレフタレート層の層厚は12μm、ポリエチレン層の層厚は60μmであった。
(1)50℃の恒温槽(湿度20%)に12時間以上静置し乾燥させた試料:乾燥静置
(2)室温下(湿度55〜65%)に12時間以上静置した試料:常湿度静置
(3)水に浸漬した試料を内部を高湿度(湿度85%以上)に保った容器内に12時間静置した試料:湿潤静置
上記各試料につき、短冊状の長手方向を上下としてその両端をチャックで把持した後、移動チャックを上方へ移動させることにより引張強度試験を行った。その評価結果を以下の表1に示す。
[測定条件]
測定機器:引張試験機(オリエンテック社製、TENSILON RTC−1210A)
試料幅:2mm
チャック移動速度:300mm/min
上記の表1及び表2の評価結果より、乾燥・常湿度・湿潤静置のいずれの試料についても、曲成応力を加えると引張強度が劣化することが分かる。また「一回曲成」よりも「二回曲成」の方が、より劣化することが分かる。
例えば、「湿潤静置、二回曲成」の場合は、紙のみの単層試料では約20%劣化するが、複合層の場合は約11%の劣化になっており劣化度が減少している。さらに「乾燥、二回曲成」の場合は、単層試料では約60%も劣化が見られるが、複合層の場合は約23%の劣化であり、乾燥条件に対して良好な効果を奏することが分かる。
以上のことから複合層の結束具用試料においては、可撓性の強い合成樹脂を積層することにより、紙単層の試料よりも曲成応力に対して耐性を有することが理解される。さらに合成樹脂は湿度の影響を受け難いため、単層の結束具用試料に比較して、複合層の結束具用試料の方が、飛躍的に強度が向上する。
実施例1で使用したものと同じねずみ台紙(製品名:マリコート、北越製紙株式会社製)を用意した。
次に60μm厚のポリエチレン樹脂を用意した。
さらに12μmのポリエチレンテレフタレート樹脂と、60μmのポリエチレン樹脂とを接着した複合層を用意した。
上記の三種類の試料について、夫々実施例1で用いた引張試験機を用いて、被検試料の引張距離と強度をそれぞれ計測した。
図4は、単層試料(紙)における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図5は、ポリエチレン樹脂における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図6は、複合層における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図7は、紙とポリエチレン合成樹脂の複合層における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図8は、紙と合成樹脂の複合層における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図5及び6に示す如く、合成樹脂層の場合は紙のように1mm程度で破断することはない。約3mmまで比例して強度が高くなり、その後の破断することなく、安定的な強度を示した後破断する。曲線の傾斜角度や破断までの変位が合成樹脂の種類によって異なる。
図7は紙の両面にポリエチレン樹脂60μmを積層したものであり、図8は紙の両面にポリエチレン樹脂60μmとポリエチレンテレフタレート樹脂12μmからなる複合層を積層したものである。図7に示すように、図4及び図5の単層試料同士を合成したものと略同様のグラフが得られる。また、図8に示すように図4及び図6の試料を合成したものと略同様のグラフが得られる。
また合成樹脂層の組合せや厚みの調整により連接部の破断強度を調整することが可能となる。
次に、紙を破断又は切断した際に生じる紙粉の発生量を目視観察する試験を行った。
350μm厚の紙(坪量:280g/m2)を用意した。
また上記紙の両面に60μm厚のポリエチレン樹脂(PE)を接着した複合層を用意した。
各試料を幅30mm、長さ100mmの短冊状に切断し、幅方向に折り曲げ線を入れた。黒色のシートを用意し、かかるシート上にて夫々の試料を折り曲げ線に沿って複数回の曲げ応力を加えた。5回曲げた時点と、10回曲げた折れ線に沿って試料を破断させ、黒色シート上に飛散した紙粉の量を目視観察した。
観察した結果を表3に示した。なお表中、○:繊維(紙粉)が落ちなかった、△:1mm未満の繊維(紙粉)が落ちた、×:1mm以上の繊維(紙粉)が落ちた、である。
上記表3に示す如く、紙の両面に合成樹脂であるPEを積層することにより、繰り返し曲げ応力を加えても表面にある紙の繊維がポリエチレン樹脂に接着され保持された状態になり、紙粉の発生がほとんど見られなかった。
以上のことから、紙によって形成された層に合成樹脂を積層することによって、紙粉の飛散を防止し、被結束体中に異物が混入するという問題を抑止することができる。
ねずみ台紙(製品名:マリコート、北越製紙株式会社製)を各試料毎に2枚(坪量600g/m2)ずつ用意した。
上記ねずみ台紙を用いて、図9(a)〜(e)に示す如く層構成による結束具用試料を作成した。なお、本実施例で用いた結束具用試料は、複数の結束具が連接部によって連接されている結束具連結帯である。
試料1:ねずみ台紙(41)/PE(42)80μm/ねずみ台紙(41)
連接部において、紙によって形成された両面表層が切断されており、合成樹脂からなる層によって連接されている[図9(a)]。
試料2:ねずみ台紙(41)/PE(42)40μm/PET(43)12μm/PE(42)40μm/ねずみ台紙(41)
連接部において、紙によって形成された両面表層が切断されており、合成樹脂からなる層によって連接されている[図9(b)]。
試料3:ねずみ台紙(41)/PE(42)40μm/PET(43)12μm/PE(42)40μm/ねずみ台紙(41)
連接部において、紙によって形成された両面表層が表面から紙の厚さの約2/3程度切り込み溝が形成されており、合成樹脂からなる層及び薄くなった紙によって形成された層によって連接されている[図9(c)]。
試料4:ねずみ台紙(41)/PE(42)40μm/PET(43)12μm/PE(42)40μm/ねずみ台紙(41)
連接部において、紙によって形成された片面表層のみが切断されており、合成樹脂からなる層及び紙によって形成された単層によって連接されている[図9(d)]。
試料5:ねずみ台紙(41)/PE40μm(42)/PET12μm(43)/PE(42)40μ/ねずみ台紙(41)
連接部に切り込み溝は形成されていない[図9(e)]。
巻き出し方向における結束強度は、図10に示すように、連接部52で連結された結束具51,51を夫々上下に配置したチャック55,56に把持し、垂直方向に牽引し、隣接する結束具の連接部が切り離された時の強度を計測することによって計測した。
幅方向における結束強度は、図11に示すように連接部52,52で連結された結束具51,51を夫々上下に配置されたチャック55,56に把持し、垂直方向に牽引し、隣接する結束具の連接部が切り離された時の強度を計測した。
その結果を表4に示す。
また両面側から内層方向に2/3程切り込み溝が形成されている試料No.3の方が試料No.4より切り離し強度が低いことが分った。連接部における紙からなる層のみが切断されている試料No.1及びNo.2は、さらに切り離し強度が低く、特に試料No.1については、幅方向の引張強度がかなり低いものとなっている。
実際に包装体を結束具を用いて結束する際には、図12に示す如くガイドレール58に沿って矢印方向へ結束具連結帯を繰り出し、ベルトコンベア52等で矢印方向より搬送されてきた包装体54の開口端55を結束具51の中央部分の結束孔に連絡する開口部に挿通すると共に、結束具の幅方向からハンマー57を矢印方向に移動して打設することによって切り離す工程が想定される。
このような場合は、巻き出し方向の引張強度のみならず、幅方向の引張強度もある程度低い方が好ましいものとなる。
本発明に係る結束具の一例を製造し、耐衝撃試験(落体試験)を実施した。
本実施例で用いた結束具は、紙による単層試料であり、縦22mm、横21mm、坪量280g/m2(試料6)、440g/m2(試料7)、560g/m2(試料8)、840g/m2(試料9)、1100g/m2(試料10)を用意し、さらに市販のプラスチックによる結束具(ポリスチレン製、厚み800μm、試料11)を用意した。
耐衝撃試験は以下の工程にて実施した。
まず、食パン用の一斤袋に空気を入れて膨らまし、開口部分を結束具により結束した。
次に結束された一斤袋を平滑な床の上に置く。次に表5に示した所定の高さから立方状の錘を底面が水平を保つように一斤袋の上面に向かって落下させる。
錘が落下した衝撃による結束具の痛み具合を目視観察する。その結果を表5に示す。
なお表5において、○:結束具に痛みがなかったもの、×:結束具に破断が生じたもの、若しくは結束具が一斤袋の開口部から外れたもの、である。
実施例5で製造した結束具を用いて曲げ強度試験を実施した。
曲げ強度試験は引張試験機(オリエンテック社製、TENSILON RTC−1210A)を用いて図13に示す方法で行った。
図13(a)に示す結束具を、図13(b)に示すように結束具61の開口部62の両側に2本の紐63,64を結び、夫々上下に位置するチャック65,66で把持した。
かかる状態で図13(c)に示すようにチャック65,66を夫々上下に移動させて、開口部が10mm開いたときの強度を測定した。その結果を表6に示す。
表5及び表6の結果より、坪量440g/m2〜840g/m2のものが良好に使用できることが分かった。
繊維長の比較的長い食品用包装紙(バージンパルプ100%、古紙非使用)であって、坪量350g/m2を用いて結束具を作製し、側面に連接部を設け、隣接する連接部同士を直列に連結して結束具連結帯を作製した(試料12)。
さらに繊維長の比較的短いねずみ台紙(製品名:マリコート、北越製紙株式会社製)であって、坪量600g/m2を用いて結束具連結帯を作製した。各結束具の側面には連接部が設けられ、隣接する連接部同士が直列に連結するように結束具連結帯を作製した(試料13)。
かかる結束具連結帯を用いて結合強度試験を実施した。
図11に示すように、連接部52,52で連結された結束具51,51を夫々上下に配置されたチャック55,56に把持し、垂直方向に牽引し、隣接する結束具の連接部が切り離された時の強度を計測した。
その結果を表7に示す。
2 結束孔
3,62 開口部
4,34,52 連接部
11,13,15,19,24,27,30,41 紙の層
12,14,16,17,18,20,21,22,23,25,26,28,29,42,43 合成樹脂の層
35 切り込み溝
36 結束具連結帯
これら従来の結束具は、一般的にプラスチック樹脂で形成されている。例えば、特許文献4には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン等の合成樹脂製弾性材料からなるシートが開示されている(特許文献4の段落[0006]参照)。
このような結束具が連接部分を有する場合、切り離した時に一部が欠けて破片が生じ、異物混入の原因になり得る。又、バリができることで手を傷つけるという問題があった。
このような直列に連結している結束具連結帯は、ロール状に巻かれて結束機の収納室に設置され、結束の際に収納室から結束具を順次送り出していくものである。この送り出された結束具は、切り離されるのと略同時に被結束体に結束されることになる。
すなわち、従来からある連続結束機を使用し結束を行う場合、結束具の送り出し方向には引張りの力を加えても連接部が切断されることのない強度が必要であるが、他方、被結束体を結束する際には連接部が容易に切れる必要がある。
を目的とする。
また、合成樹脂及び\生分解性樹脂を積層することにより、耐湿性を与え、保管適性や連続結束機における機械適性に優れた結束具を提供することを目的とする。
また、合成樹脂及び\生分解性樹脂を積層することにより紙粉の発生を抑制できる結束具を提供することを目的とする。
さらに、従来の結束具に比較して自然環境への負担が少ない結束具を提供することを目的とする。
ここで本発明の主要な層を形成する紙からなる層は、植物繊維、セルロースアセテート等を原料とする。着色剤、サイズ剤、粘土類等の充填剤などが添加されていても良い。
また紙からなる層に切り込み溝を形成することによって、連接部を合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層で形成することによって、切り離し強度を低下し、紙粉の発生を抑制する結束具を提供することができる。
(2)前記結束具の側面に結束具連結帯とした際に隣接する他の結束具と直列に連結される離切可能な連接部を有することを特徴とする上記(1)記載の結束機能と再封性を備えた結束具である。
また生分解性樹脂とは、生分解性を有する原料が主として含有され、微生物の作用により分解される樹脂のことである。
生分解性を有する原料としては、植物由来の成分を有する生分解性樹脂や、石油起源の成分を有する生分解性樹脂が挙げられる。植物由来の成分を有する生分解性樹脂と、石油起源の成分を有する生分解性樹脂とを混合として用いても良い。
植物由来の成分としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクタム、ポリビニルアルコール、カゼイン、グリセリン脂肪酸エステル、ポリ乳酸とグリセリン脂肪酸エステルを含有するヤシ油とを調合した軟質ポリ乳酸コンパウンド、ポリ乳酸/ジオール・ジカルボン酸共重合体、澱粉ポリエステル樹脂等が挙げられる。
澱粉ポリエステル樹脂は、成形加工してフィルム状とした場合にブロッキングの発生がなく、さらに他の樹脂とブレンドして使用した場合にブロッキング防止効果があり、ウェルダー特性がよく、印刷性もよく、耐久性にも優れている。
石油起源の成分としては、PET(ポリエチレンテレフターレート)、脂肪族芳香族コポリエステル樹脂でテレフタル酸/ブタンジオールアジピン酸からなるモジュールユニットを基にしたテーラメント構造を有するポリブチレンアジペート/テレフタレート共重合体樹脂等がある。
特に生分解性樹脂を主体とする層と、紙層との複合層にすることによって自然環境への負担が少ない結束具を提供することができる。
(3)前記合成樹脂及び\又は生分解性樹脂によって形成されている層が、延伸フィルムを含むことを特徴とする上記(1)又は(2)記載の結束具である。
ここで延伸フィルムとしては、一軸延伸フィルム、及び二軸延伸フィルムが挙げられる。ポリエチレン等の高分子材料を物理的に引き伸ばし、フィルムの強度や耐熱性の向上を
図るものである。一軸延伸フィルムは縦もしくは横の一方向に伸び難い性質を持つ。二軸延伸フィルムは縦にも横にも伸び難い基材である。
(5)前記結束具が複合層であって、紙からなる層の両面に合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層が積層されていることを特徴とする上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の結束具。
ここで合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層は単層であっても二以上の複合層であっても良い。
ここで紙の単位面積あたりの重さが400g/m2未満であると、強度が不十分であり
結束具としての機能を十分に発揮できず、1000g/m2を超えると狭小な開口部が開
口し難い為、再封性に劣る可能性がある。
(7)前記紙を構成する繊維長の平均が、1.0mm〜4.0mmであることを特徴とする上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の結束具である。
ここで紙を構成する繊維長の平均が1.0mm未満であると、結束として十分な硬度を保持できず、4.0mmを超えると連接部が切断し難いため好ましくない。
(9)上記(1)乃至(8)のいずれかに記載の結束具を、該結束具の隣接する連接部同士を直列に連結して形成したことを特徴とする結束具連結帯である。
(10)前記被結束体が、(1)乃至(8)のいずれかに記載の結束具を用いて結束されたことを特徴とする包装体である。
また、合成樹脂及び\又は生分解性樹脂を積層することにより、湿度変化の影響を受け難くく、連続結束機における機械適性に優れた結束具を提供するという効果を奏する。
また、合成樹脂及び\又は生分解性樹脂を積層することにより紙粉の発生を抑制できるという効果を奏する。
さらに従来の結束具に比較して自然環境への負担が少ない結束具を提供するという効果を奏する。
図1は、本実施形態に係る結束具を示す平面図である。図1は、本発明に係る結束具の実施態様の例示であって、本発明の形状をこれに限定するものではない。
本実施形態に係る結束具1は、一の厚紙からなる層を有する複合層によって形成されている。図1に示す如く、本実施形態に係る結束具1は、平面視略中央部分に袋等の被結束体を結束するための結束孔2が設けられている。かかる結束孔2と連絡する結束孔に比較し狭小な開口部3が一端に形成されている。また結束具連結帯とした際に隣接する他の結束具と直列に連結される離切可能な連接部4,4・・・を側面に有している。
図2(a)に示す結束具1は三層構造であって、上から順に紙(11)、合成樹脂(12)、紙(13)である。ここで合成樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンが好ましい。図2(b)に示す結束具1は三層構造であって、上から合成樹脂(14)、紙(15)、合成樹脂(16)である。図2(c)に示す結束具1は五層構造であって、上からポリエチレンテレフタレート(17)、ポリエチレン(18)、紙(19)、ポリエチレン(20)、ポリエチレンテレフタレート(21)である。図2(d)に示す結束具1は四層構造であって、上からポリエチレンテレフタレート(22)、ポリエチレン(23)、紙(24)、ポリエチレンテレフタレート(25)である。図2(e)に示す結束具1は二層構造であって、上からポリエチレンテレフタレート(26)、紙(27)である。図2(f)に示す結束具1は三層構造であって、上からポリエチレンテレフタレート(28)、ポリエチレン(29)、紙(30)である。さらに図2(g)は紙(30)の単層構造に係る結束具を示す断面図である。
ここで、紙材料と合成樹脂材料の積層は、紙材料の表面に合成樹脂材料を溶融・固化させる方法、紙材料と合成樹脂材料を予め別個に作製し、接着剤で貼り合わせる方法などで作製することができる。
図3に示す結束具連結帯36は、一の厚紙からなる層を有する複合層によって形成されている結束具を連接したものである。
本実施形態に係る結束具31,31・・は、平面視略中央部分に袋等の被結束体を結束するための結束孔が設けられている。かかる結束孔と連絡する結束孔に比較し狭小な開口部が一端に形成されている。また結束具連結帯とした際に隣接する他の結束具と直列に連結される離切可能な連接部34,34・・・を側面に有している。
本実施形態に係る結束具連結帯36は、結束具31の側面に形成された上記の連接部34,34同士を直列に連結して形成したものである。かかる結束具の連接部の表面には内層方向に切り込み溝35,35・・が形成されている。
実施例1
比較例として、ねずみ台紙(製品名:マリコート、北越製紙株式会社製)を結束具用試料(単層試料)として9体用意した。
次に図2(c)に示す五層構造の結束具用試料(複合層)を用意した。すなわち、PET/PE/ねずみ台紙(紙)/PE/PETの積層構造である。紙とPEはポリエチレンを溶融し接着させる。PEとPET(二軸延伸)はエーテル系の接着剤を用いて積層した。
ポリエチレンテレフタレート層の層厚は12μm、ポリエチレン層の層厚は60μmであった。
(1)50℃の恒温槽(湿度20%)に12時間以上静置し乾燥させた試料:乾燥静置
(2)室温下(湿度55〜65%)に12時間以上静置した試料:常湿度静置
(3)水に浸漬した試料を内部を高湿度(湿度85%以上)に保った容器内に12時間静置した試料:湿潤静置
選択し、片面方向に90°一回折り曲げることにより曲げ応力を加えた(以下、「一回曲成」とする。)。次に他の試料1体を選択し、片面方向に90°折り曲げた後、反対面方向にさらに90°計二回折り曲げることにより曲げ応力を加えた(以下、「二回曲成」とする。)。応力を加えなかった試料を「曲げ無し」試料とする。
上記各試料につき、短冊状の長手方向を上下としてその両端をチャックで把持した後、移動チャックを上方へ移動させることにより引張強度試験を行った。その評価結果を以下の表1に示す。
[測定条件]
測定機器:引張試験機(オリエンテック社製、TENSILON RTC−1210A)
試料幅:2mm
チャック移動速度:300mm/min
上記の表1及び表2の評価結果より、乾燥・常湿度・湿潤静置のいずれに試料についても、曲成応力を加えると引張強度が劣化することが分かる。また「一回曲成」よりも「二回曲成」の方が、より劣化することが分かる。
例えば、「湿潤静置、二回曲成」の場合は、紙のみの単層試料では約20%劣化するが、複合層の場合は約11%の劣化になっており劣化度が減少している。さらに「乾燥、二
回曲成」の場合は、単層試料では約60%も劣化が見られるが、複合層の場合は約23%の劣化であり、乾燥条件に対して良好な効果を奏することが分かる。
以上のことから複合層の結束具用試料においては、可撓性の強い合成樹脂を積層することにより、紙単層の試料よりも曲成応力に対して耐性を有することが理解される。さらに合成樹脂は湿度の影響を受け難いため、単層の結束具用試料に比較して、複合層の結束具用試料の方が、飛躍的に強度が向上する。
実施例1で使用したものと同じねずみ台紙(製品名:マリコート、北越製紙株式会社製)を用意した。
次に60μm厚のポリエチレン樹脂を用意した。
さらに12μmのポリエチレンテレフタレート樹脂と、60μmのポリエチレン樹脂とを接着した複合層を用意した。
上記の三種類の試料について、夫々実施例1で用いた引張試験機を用いて、被検試料の引張距離と強度をそれぞれ計測した。
図4は、単層試料(紙)における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図5は、ポリエチレン樹脂における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図6は、複合層における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図7は、紙とポリエチレン合成樹脂の複合層における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図8は、紙と合成樹脂の複合層における引張距離と強度との関係を示すグラフである。
図5及び6に示す如く、合成樹脂層の場合は紙のように1mm程度で破断することはない。約3mmまで比例して強度が高くなり、その後の破断することなく、安定的な強度を示した後破断する。曲線の傾斜角度や破断までの変位が合成樹脂の種類によって異なる。
図7は紙の両面にポリエチレン樹脂60μmを積層したものであり、図8は紙の両面にポリエチレン樹脂60μmとポリエチレンテレフタレート樹脂12μmからなる複合層を積層したものである。図7に示すように、図4及び図5の単層試料同士を合成したものと略同様のグラフが得られる。また、図8に示すように図4及び図6の試料を合成したものと略同様のグラフが得られる。
また合成樹脂層の組合せや厚みの調整により連接部の破断強度を調整することが可能となる。
次に、紙を破断又は切断した際に生じる紙粉の発生量を目視観察する試験を行った。
350μm厚の紙(坪量:280g/m2)を用意した。
また上記紙の両面に60μm厚のポリエチレン樹脂(PE)を接着した複合層を用意した。
各試料を幅30mm、長さ100mmの短冊状に切断し、幅方向に折り曲げ線を入れた。黒色のシートを用意し、かかるシート上にて夫々の試料を折り曲げ線に沿って複数回の曲げ応力を加えた。5回曲げた時点と、10回曲げた折れ線に沿って試料を破断させ、黒色シート上に飛散した紙粉の量を目視観察した。
観察した結果を表3に示した。なお表中、○:繊維(紙粉)が落ちなかった、△:1mm未満の繊維(紙粉)が落ちた、×:1mm以上の繊維(紙粉)が落ちた、である。
上記表3に示す如く、紙の両面に合成樹脂であるPEを積層することにより、繰り返し曲げ応力を加えても表面にある紙の繊維がポリエチレン樹脂に接着され保持された状態になり、紙粉の発生がほとんど見られなかった。
以上のことから、紙によって形成された層に合成樹脂を積層することによって、紙粉の飛散を防止し、被結束体中に異物が混入するという問題を抑止することができる。
ねずみ台紙(製品名:マリコート、北越製紙株式会社製)を各試料毎に2枚(坪量600g/m2)ずつ用意した。
上記ねずみ台紙を用いて、図9(a)〜(e)に示す如く層構成による結束具用試料を作成した。なお、本実施例で用いた結束具用試料は、複数の結束具が連接部によって連接されている結束具連結帯である。
試料1:ねずみ台紙(41)/PE(42)80μm/ねずみ台紙(41)
連接部において、紙によって形成された両面表層が切断されており、合成樹脂からなる層によって連接されている[図9(a)]。
試料2:ねずみ台紙(41)/PE(42)40μm/PET(43)12μm/PE(42)40μm/ねずみ台紙(41)
連接部において、紙によって形成された両面表層が切断されており、合成樹脂からなる層によって連接されている[図9(b)]。
試料3:ねずみ台紙(41)/PE(42)40μm/PET(43)12μm/PE(42)40μm/ねずみ台紙(41)
連接部において、紙によって形成された両面表層が表面から紙の厚さの約2/3程度切り込み溝が形成されており、合成樹脂からなる層及び薄くなった紙によって形成された層によって連接されている[図9(c)]。
試料4:ねずみ台紙(41)/PE(42)40μm/PET(43)12μm/PE(42)40μm/ねずみ台紙(41)
連接部において、紙によって形成された片面表層のみが切断されており、合成樹脂からなる層及び紙によって形成された単層によって連接されている[図9(d)]。
試料5:ねずみ台紙(41)/PE40μm(42)/PET12μm(43)/PE(42)40μ/ねずみ台紙(41)
連接部に切り込み溝は形成されていない[図9(e)]。
巻き出し方向における結束強度は、図10に示すように、連接部52で連結された結束具51,51を夫々上下に配置したチャック55,56に把持し、垂直方向に牽引し、隣接する結束具の連接部が切り離された時の強度を計測することによって計測した。
幅方向における結束強度は、図11に示すように連接部52,52で連結された結束具51,51を夫々上下に配置されたチャック55,56に把持し、垂直方向に牽引し、隣接する結束具の連接部が切り離された時の強度を計測した。
その結果を表4に示す。
また両面側から内層方向に2/3程切り込み溝が形成されている試料No.3の方が試料No.4より切り離し強度が低いことが分った。連接部における紙からなる層のみが切断されている試料No.1及びNo.2は、さらに切り離し強度が低く、特に試料No.1については、幅方向の引張強度がかなり低いものとなっている。
実際に包装体を結束具を用いて結束する際には、図12に示す如くガイドレール58に沿って矢印方向へ結束具連結帯を繰り出し、ベルトコンベア52等で矢印方向より搬送されてきた包装体54の開口端55を結束具51の中央部分の結束孔に連絡する開口部に挿通すると共に、結束具の幅方向からハンマー57を矢印方向に移動して打設することによって切り離す工程が想定される。
このような場合は、巻き出し方向の引張強度のみならず、幅方向の引張強度もある程度低い方が好ましいものとなる。
本発明に係る結束具の一例を製造し、耐衝撃試験(落体試験)を実施した。
本実施例で用いた結束具は、紙による単層試料であり、縦22mm、横21mm、坪量280g/m2(試料6)、440g/m2(試料7)、560g/m2(試料8)、84
0g/m2(試料9)、1100g/m2(試料10)を用意し、さらに市販のプラスチックによる結束具(ポリスチレン製、厚み800μm、試料11)を用意した。
耐衝撃試験は以下の工程にて実施した。
まず、食パン用の一斤袋に空気を入れて膨らまし、開口部分を結束具により結束した。
次に結束された一斤袋を平滑な床の上に置く。次に表5に示した所定の高さから立方状の錘を底面が水平を保つように一斤袋の上面に向かって落下させる。
錘が落下した衝撃による結束具の痛み具合を目視観察する。その結果を表5に示す。
なお表5において、○:結束具に痛みがなかったもの、×:結束具に破断が生じたもの
、若しくは結束具が一斤袋の開口部から外れたもの、である。
実施例5で製造した結束具を用いて曲げ強度試験を実施した。
曲げ強度試験は引張試験機(オリエンテック社製、TENSILON RTC−1210A)を用いて図13に示す方法で行った。
図13(a)に示す結束具を、図13(b)に示すように結束具61の開口部62の両側に2本の紐63,64を結び、夫々上下に位置するチャック65,66で把持した。
かかる状態で図13(c)に示すようにチャック65,66を夫々上下に移動させて、開口部が10mm開いたときの強度を測定した。その結果を表6に示す。
てしまう可能性がある。また、1000g/m2を超えた試料10では剛性が高すぎて結
束具を指で開口部に結束することが困難であった。
表5及び表6の結果より、坪量440g/m2〜840g/m2のものが良好に使用できることが分かった。
繊維長の比較的長い食品用包装紙(バージンパルプ100%、古紙非使用)であって、坪量350g/m2を用いて結束具を作製し、側面に連接部を設け、隣接する連接部同士
を直列に連結して結束具連結帯を作製した(試料12)。
さらに繊維長の比較的短いねずみ台紙(製品名:マリコート、北越製紙株式会社製)であって、坪量600g/m2を用いて結束具連結帯を作製した。各結束具の側面には連接
部が設けられ、隣接する連接部同士が直列に連結するように結束具連結帯を作製した(試料13)。
かかる結束具連結帯を用いて結合強度試験を実施した。
図11に示すように、連接部52,52で連結された結束具51,51を夫々上下に配置されたチャック55,56に把持し、垂直方向に牽引し、隣接する結束具の連接部が切り離された時の強度を計測した。
その結果を表7に示す。
2 結束孔
3,62 開口部
4,34,52 連接部
11,13,15,19,24,27,30,41 紙の層
12,14,16,17,18,20,21,22,23,25,26,28,29,42,43 合成樹脂の層
35 切り込み溝
36 結束具連結帯
ここで本発明の主要な層を形成する紙からなる層は、植物繊維、セルロースアセテート等を原料とする。着色剤、サイズ剤、粘土類等の充填剤などが添加されていても良い。
また紙からなる層に切り込み溝を形成することによって、連接部を合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層で形成することによって、切り離し強度を低下し、紙粉の発生を抑制する結束具を提供することができる。
(2)前記結束具の側面に結束具連結帯とした際に隣接する他の結束具と直列に連結される離切可能な連接部を有することを特徴とする上記(1)記載の結束機能と再封性を備えた結束具である。
Claims (14)
- 結束機能と再封性を備えた結束具において、紙単層又は少なくとも紙からなる層を有する複合層からなり略中央部分に被結束体を結束するための結束孔が設けられ、該結束孔と連絡する結束孔に比較し狭小な開口部が一端に形成されていることを特徴とする結束機能と再封性を備えた結束具。
- 前記結束具の側面に結束具連結帯とした際に隣接する他の結束具と直列に連結される離切可能な連接部を有することを特徴とする請求の範囲第1項記載の結束機能と再封性を備えた結束具。
- 前記結束具が少なくとも紙からなる層を有する複合層であって、紙からなる層以外の層のうち少なくとも一以上の層が合成樹脂及び\又は生分解性樹脂によって形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項又は2項に記載の結束具。
- 前記合成樹脂及び\又は生分解性樹脂によって形成されている層が、延伸フィルムを含むことを特徴とする請求の範囲第3項に記載の結束具。
- 前記結束具が複合層であって、合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層の両面に紙からなる層が積層されていることを特徴とする請求の範囲第3項又は4項記載の結束具。
- 前記結束具が複合層であって、紙からなる層の両面に合成樹脂及び\又は生分解性樹脂からなる層が積層されていることを特徴とする請求の範囲第3項又は4項記載の結束具。
- 前記合成樹脂からなる層が、オレフィン系樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PS(ポリスチレン)、AN(アクリルニトリル)、PVA(ポリビニルアルコール)のいずれか一によって形成されたものであることを特徴とする請求の範囲第3項乃至6項のいずれかに記載の結束具。
- 前記結束具の連接部に片側表面或いは両面側から内層方向に切り込み溝が形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項乃至7項のいずれかに記載の結束具。
- 前記結束具の連接部における紙からなる層のみが切断されていることを特徴とする請求の範囲第3項乃至8項のいずれかに記載の結束具。
- 前記紙の単位面積あたりの重さが、400〜1000g/m2であることを特徴とする請求の範囲第1項乃至9項のいずれかに記載の結束具。
- 前記紙を構成する繊維長の平均が、1.0mm〜4.0mmであることを特徴とする請求の範囲第1項乃至9項のいずれかに記載の結束具。
- 前記結束具の表面にインキ又は塗工剤を印刷又は塗布したことを特徴とする請求の範囲第1項乃至11項のいずれかに記載の結束具。
- 請求の範囲第2項乃至12項のいずれかに記載の結束具を、該結束具の隣接する連接部同士を直列に連結して形成したことを特徴とする結束具連結帯。
- 前記被結束体が、請求の範囲第1項乃至12項のいずれかに記載の結束具を用いて結束されたことを特徴とする包装体。
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