(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【0016】
図1は、本実施形態における注出口付き包装袋5の構成を示す平面図である。
図1に示すように、本実施形態の包装袋5は、互いに平面形状が同一である2枚の胴部フィルム(フィルム)2,2と、折り線3aを中心にして2つ折りにされた底部フィルム3とから構成されたスタンディングパウチである。
【0017】
図1に示すように、底部フィルム3は、折り線3aが内向きとなるように折り重ねられて一対の胴部フィルム2,2の下部同士の間に介装されている。これら一対の胴部フィルム2,2と底部フィルム3とが重ねられ、充填口13を除いて、これら各胴部フィルム2,2の周縁がヒートシールされることで一体に形成されている。具体的に、包装袋5は、左右両側の側端がシールされることで形成された側端シール部5b、5bと、各胴部フィルム2,2の下部側と底部フィルム3とが互いに対向する対向面の下端縁部同士がシールされることで形成された底部シール部5aと、を有している。
図1では、シール部の範囲を明示するためにハッチングを付した。
【0018】
胴部フィルム2,2の上端側に位置する充填口13は、内容物の充填のために開放されており、この充填口13を通して、包装袋5の収容部1aに内容物を充填することが可能である。なお、第1未シール部15Aに形成される収容部1a内に内容物が充填された後は、他の部分と同じようにシールされることにより、充填口13が閉鎖される。第1未シール部15Aは、胴部フィルム2,2がシール(接着または接合)されることなく、相互に分離可能に重なり合った部分である。収容部1a内に内容物が充填された後の包装袋5は、内容物の重さによって底部フィルム3が下方へ押し広げられることで底面積が増え、スタンディング可能となる。
【0019】
図1に示すように、包装袋5の上側の隅部すなわち上辺14aと側辺14bとの間には、注出口14の流路となる第2未シール部(未シール部)15Bが包装袋5の斜め上方を向くように設けられている。
【0020】
流路形成シール部15a,15bは、注出口14の先端部を除去して流路15を開口したときにそれぞれ流路15の両側部を区画しており、一方の流路形成シール部15aと他方の流路形成シール部15bとの間の第2未シール部15Bが、注出口14の流路15となる。第2未シール部15Bの先端部は、流路封止シール部15cによって閉鎖されている。流路となる第2未シール部15B内には、流路形成を補助する補助部材(流路補助部材)4が設けられている。
【0021】
本実施形態の補助部材4は、バイオマス由来のポリオレフィン系樹脂を含んでいる。補助部材4には、バイオマス由来のポリオレフィン系樹脂が50%以上100%以下含まれていることが好ましい。補助部材4は、密度0.910〜0.960kg/m
3とすることができ、例えば、0.915〜0.930kg/m
3が好ましい。
【0022】
注出口14には、開封を容易にするため、流路となる第2未シール部15Bを横断するように形成された開封補助線9や、開封補助線9の一端側に切り抜き線17によって形成されたプルタブ16が設けられている。開封補助線9は、注出口14を含む2枚の胴部フィルム2,2のそれぞれに設けられている。
【0023】
開封補助線9は、ハーフカット線から構成されている。ハーフカット線は、胴部フィルム2の厚さ方向の一部が長手方向に連続して切断された構造を有する。厚さ方向の少なくとも一部で胴部フィルム2がつながっているため、開封前にハーフカット線を通して内容物が漏れることはない。胴部フィルム2の厚さ方向において開封補助線9が形成される範囲は特に限定されないが、切断部が胴部フィルム2の内側または外側(その一方または両方)に露出されないことが好ましい。胴部フィルム2の内部にハーフカット線を形成する方法として、レーザー加工が挙げられる。胴部フィルム2の表面にハーフカット線を形成する方法として、レーザー加工や刃物などが挙げられる。
【0024】
包装袋5の寸法は特に限定されるものではないが、詰め替え用容器として好適な範囲としては、包装袋5の高さ(Y方向長さ)が100〜500mm程度、包装袋5の幅(両側端間の最大幅:X方向長さ)は70〜300mm程度、内容物の充填量は100〜5000cm
3程度である。内容物は、特に限定されるものではないが、液状物、粉体や顆粒体等の固体、あるいは粘稠体、液体等、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。
【0025】
胴部フィルム2および底部フィルム3として使用するフィルムとしては、従来から使用されているもの、例えば二軸延伸ポリプロピレン、二軸延伸ポリアミド、二軸延伸ポリエステル等からなるフィルムを基材フィルム19(
図3)とし、これらの基材フィルム19に、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をシーラントフィルム18(
図3)として積層した積層体20(
図3)が用いられる。
【0026】
積層体20を製造する方法としては、ドライラミネート法、押出ラミネート法、共押出法などが挙げられる。基材フィルム19とシーラントフィルム18との間には接着強度の向上のため、接着剤やアンカー剤等を設けることができる。この場合、包装袋5の強度を高めるために基材フィルムを複数枚積層してもよい。あるいは気体や紫外線のバリア性を高めるため、アルミニウム箔等の金属箔、金属蒸着層、セラミック等の無機質蒸着層、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムなどを積層してもよい。
【0027】
(補助部材)
次に、本発明に係る流路補助部材の一例である補助部材の構成について詳しく述べる。
図2は、本実施形態における補助部材4の構成を示す斜視図である。
図2に示すように、本実施形態における補助部材4は、中央に流路6を形成する内周面4aを有した略円筒形状をなすストローである。補助部材4は、長さ方向(流路方向A:
図1)両端側の外表面4cに、長さ方向に対して所定の角度で傾斜するテーパー部4A,4Aをそれぞれ有している。テーパー部4A,4Aの傾斜角度θ1,θ2は、内容物の種類等に応じて任意に設定することができる。補助部材4の長さ方向中央部分の円筒部4Bは、長さ方向に同一径をなし、長さ方向に平行な外周面(平面)4bを有している。
【0028】
補助部材4は、長さ方向で対称的な形状となっている。本実施形態においては、テーパー部4A,4Aの傾斜角度θ1,θ2が互いに等しい角度であるとともに、テーパー部4A,4Aが補助部材4の全体で占める割合も互いに等しい。傾斜角度θ1,θ2は、例えば10°〜70°とすることができ、さらに15°〜60°とすることができる。
【0029】
このような補助部材4は、その長さ方向が
図1に示す流路方向Aに沿うように配置され、ポイントシール7によって少なくとも一方の胴部フィルム2の一部に部分的に熱溶着されて、固定されている。
【0030】
ポイントシール7は、円筒部4Bの一部に所定の長さで施される。具体的には、ポイントエンボスにより胴部フィルム2側から加熱押圧することで、胴部フィルム2と補助部材4の一部が熱溶着されて形成される。ポイントシール7は、補助部材4の長さ方向に延在するように施されるが、数やパターン形状等は適宜変更できる。
【0031】
[製袋機]
初めに、注出用の補助部材4が内蔵された包装袋5を連続的に製造するための製袋機10の構成について説明する。
図3は、製袋機10の構成を示す図である。
図4は、流路補助部材の一例である補助部材4を成形するための金型30の構成を示す図である。
【0032】
図3に示す製袋機10は、スタンディングパウチとなる包装袋5を製造するための製造装置である。製袋機10は、補助部材4を複数製造するための補助部材作製部8と、製造した補助部材4を用いて包装袋5を作製する製袋部12と、を有して構成されている。製袋機10は、2面取りのため、同時に2つの包装袋5,5を製造できる。
【0033】
(補助部材作製部)
図4に示すように、補助部材作製部8は、対向して配置される固定側金型31と可動側金型32とからなる金型30を備えている。固定側金型31は、中央に補助部材4の流路6を形成するための中央凸部31Aを有している。本実施形態の固定側金型31及び可動側金型32の内壁面31a,32aのそれぞれには、所定の傾斜角度の抜きテーパー33a,33bが設けられている。
【0034】
本実施形態において、固定側金型31の抜きテーパー角度θ3と可動側金型32の抜きテーパー角度θ4とは互いに等しい。可動側金型32の抜きテーパー33aに連続する内壁面34は、固定側金型31の中央凸部31Aの延在方向に対して平行な面である。
【0035】
本実施形態では、離型方向に平行する内壁面34と中央凸部31Aとを別々の金型に設けている。これにより、離型時に成形品と金型30との間に生じる摩擦が減り、成形品が取り出しやすい。
【0036】
(製袋部)
製袋部12は、繰り出しロール21、凹部形成手段49、積層体複葉化手段42、補助部材供給手段44,44、バッファ手段41,41、底部基材挿入手段22,22、シール手段56、45,46、間欠駆動手段43,48、カッター42a,47a及びギロチンカッター47bを有し、長尺の積層体20から複数の包装袋5を2面取りで作製する領域である。
【0037】
積層体複葉化手段42は、得られた積層体20を幅方向中央で2枚に切断(半裁)して複数の胴部フィルム2,2とするカッター42aを有している。
【0038】
補助部材供給手段44は、補助部材4を一定の速度で連続的あるいは間欠的に搬送するとともに、下方側の胴部フィルム2上に補助部材4を供給するための手段であって、搬送される積層体20の幅方向外側に配置されている。本実施形態における補助部材供給手段44は、一対の胴部フィルム2,2のうちの一方側に補助部材4を供給するための手段であって、補助部材待機部54、補助部材供給弁58、補助部材搬送手段52、設置部53及びポイントシール部55を備えている。
【0039】
補助部材供給手段44の補助部材待機部54では、補助部材作製部8において作製した複数の補助部材4を保持するとともに、胴部フィルム2上に配置するまで待機させて奥部分である。複数の補助部材4は、補助部材待機部54において各々の軸方向を平行にして上下方向に並べられて保持されおり、補助部材待機部54の下部に設置された補助部材供給弁58により、一つずつ補助部材搬送手段52へ供給される。
【0040】
設置部53は、補助部材搬送手段52上に供給された補助部材4を吸引して保持し、下方の胴部フィルム2上に配置する手段であり、上下に離れた位置で搬送される胴部フィルム2,2の間の隙間Sに配置されている。
【0041】
ポイントシール部55(
図3において一方は不図示)は、補助部材4を胴部フィルム2上にポイントシールすることによって仮止めする手段である。
【0042】
バッファ手段41,41は、積層体複葉化手段42から連続送りにて供給された胴部フィルム2,2に可変量のバッファを形成する手段であって、例えば上下一対又は複数対をなすダンサーロール41aを備えている。
【0043】
底部基材挿入手段22,22は、複葉の胴部フィルム2,2の間に底部フィルム3を挿入する手段である。製袋機10は2面取りのため、胴部フィルム2,2の幅方向両側に底部基材挿入手段22,22がそれぞれ設けられている。なお、底部基材挿入手段22は底部を有する包装体の製造時に必要となる手段であり、底部の無い包装体の製造時には必要がない。
【0044】
間欠駆動手段43は、バッファ手段41,41の後方に設けられており、一対の胴部フィルム2,2と、底部基材挿入手段22によって各胴部フィルム2,2の幅方向両側端部間に挿入された底部フィルム3と、を重ね合せて搬送する。
【0045】
間欠駆動手段48は、間欠駆動手段43よりもさらに後方で、縦シール手段45及び横シール手段46を介して設けられている。間欠駆動手段43,48としては、例えばサーボモータが用いられる。
【0046】
補助部材シール手段56は、補助部材4を介して重ね合わされた胴部フィルム2,2を上下方向から挟み込んで加熱し、その後、冷却することにより、胴部フィルム2,2の補助部材4が配置された所定の領域をヒートシールする手段である。
本実施形態では、補助部材4の周方向に亘って胴部フィルム2,2をヒートシールするのではなく、補助部材4の周方向における一部(例えば、ポイントシール7の周囲)を部分的にヒートシールし、胴部フィルム2,2との間に隙間が設けられるように補助部材4を固定する。
なお、補助部材4が胴部フィルム2に対してポイントシール7だけで固定される構成とする場合には、補助部材シール手段56は不要になる。
【0047】
縦シール手段45は、互いに重ね合わされた胴部フィルム2,2及び底部フィルム3を上下方向から挟み込んで加熱し、その後、冷却することにより、胴部フィルム2,2の包装袋5の底部シール部5aとなる領域をヒートシールする手段である。
横シール手段46は、重ね合わされた胴部フィルム2,2を上下方向から挟み込んで加熱し、その後、冷却することにより、胴部フィルム2,2の側端シール部5b、5bとなる領域をヒートシールする手段である。
【0048】
補助部材シール手段56、縦シール手段45及び横シール手段46で複葉の胴部フィルム2,2をシールする領域では、複葉の胴部フィルム2,2は間欠的に搬送されており、搬送の運転を停止が周期的に繰り返すように制御されている。縦シール手段45及び横シール手段46の動作は、胴部フィルム2,2の搬送と同期して搬送の停止時にシールを行うように制御されている。この停止時における胴部フィルム2,2の位置決めは正確であり、ヒートシールに必要な位置精度が確保されている。ここで、上述した間欠駆動手段43,48は、シール手段45,46における複葉の胴部フィルム2,2の間欠送りと同期した間欠送りをすべく制御可能とされている。
【0049】
カッター47aは、縦シール手段45及び横シール手段46よりも後方における胴部フィルム2,2の幅方向中央に配置され、胴部フィルム2,2をその長手方向に沿って切断するものである。
【0050】
ギロチンカッター47bは、間欠駆動手段48を介してカッター47aよりもさらに後方に配置され、長尺の胴部フィルム2,2を幅方向に切断し、個々の包装袋5、5、…に分離するものである。
【0051】
[包装袋の製造方法]
次に、上述した製袋機10を用いた、本実施形態における包装袋5の製造方法について説明する。なお、以下の説明において
図3及び
図4を適宜参照する。
図5は、本実施形態における包装袋の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【0052】
図5に示すように、本実施形態における包装袋の製造方法は、補助部材作製工程S1、積層体複葉化工程S2、補助部材供給工程S3、シール工程S4及び分離工程S5を主に備えている。
【0053】
(1) 補助部材作製工程S1
金型30の固定側金型31と可動側金型32との間で画成されるキャビティ内に、バイオマス由来の成形樹脂材料を射出充填した後、可動側金型32を後退操作することにより、補助部材4を作製する。本実施形態の可動側金型32には、可動側金型32を後退させる方向(成形品を離型する方向)に傾斜する抜きテーパー33a,33bが設けられている。このため、金型30を開いた瞬間に、成形品である補助部材4と抜きテーパー33aとの間に隙間が生じ、可動側金型32をスムーズに離型させることができる。また、固定側金型31にも抜きテーパー33bが設けられているため、固定側金型31から成形品を容易に取り出すことができる。得られた成形品は、金型30のキャビティに沿った形状となる。このようにして、上述したような長さ方向両端側にテーパー部4A,4Aを有する補助部材4を複数作製する。
作製した複数の補助部材4は、胴部フィルム2の幅方向両側に配置された一対の補助部材供給手段44,44の各補助部材待機部54,54において保持される。
【0054】
(2) 積層体複葉化工程S2
まず、繰り出しロール21から繰り出された積層体20に対して、凹部形成手段49における予熱部49aにより補助部材4,4の配置領域を加熱し、凹部形成部49bにより加熱された配置領域に凹部24,24を形成する。
次に、積層体複葉化手段42のカッター42aにより、凹部24,24が形成された積層体20を幅方向中央で切断し、2枚の胴部フィルム2,2とする。その後、胴部フィルム2,2を互いのシーラントフィルム18側を対向させた状態で互いに上下方向に離間させて搬送する。
【0055】
(3) 補助部材供給工程S3
次に、下方において搬送される一方の胴部フィルム2における一対の凹部24,24のそれぞれに補助部材4,4を供給する。
具体的には、補助部材待機部54に保持されている補助部材4を、補助部材待機部54の下部に設置された補助部材供給弁58を介して、1つずつ補助部材搬送手段52へと供給する。そして、補助部材搬送手段52上に搬送された補助部材4を、設置部53により吸引して保持し、胴部フィルム2上へと移動させて凹部24内へと配置する。このとき、補助部材4の長さ方向が
図1に示す流路方向Aに平行するように配置する。
【0056】
本実施形態の補助部材4は、長さ方向で対称的な形状とされている。そのため、設置部53によって吸引保持する際に、補助部材4の上下方向が逆になっても問題はない。補助部材4の形状を個々で判別する必要がないため、スムーズな供給が可能である。
次に、ポイントシール部55により、補助部材4を凹部24,24に仮止めする。
【0057】
(4) シール工程S4
次に、補助部材4が配置された一方の胴部フィルム2上に他の胴部フィルム2を重ね合せて搬送し、各胴部フィルム2,2の所望とする領域を順次シールする。
具体的には、補助部材4が介在する部分をヒーターにより加熱した後に冷却部において冷却を行うことにより、補助部材4の周囲と胴部フィルム2とがシールされて、補助部材4が胴部フィルム2,2に固定される。このようにして、胴部フィルム2,2のうち包装袋5の注出口14となる領域をシールする。
【0058】
その後、胴部フィルム2,2及び底部フィルム3の搬送方向に沿ってこれらの積層部分の縦シールを行う。具体的には、ヒーターによる加熱を行った後、冷却部によって冷却を行うことにより、胴部フィルム2,2のうち包装袋5の底部シール部5aとなる領域をヒートシールする。
【0059】
続けて、胴部フィルム2,2の幅方向に沿って横シールを行う。具体的には、ヒーターによる加熱を行った後、冷却部によって冷却を行うことにより、胴部フィルム2,2のうち包装袋5の側端シール部5b、5bとなる領域をヒートシールする。
【0060】
(5)分離工程S5
次に、ヒートシールされた胴部フィルム2,2の幅方向中央部分をカッター47aによって半裁するとともに、胴部フィルム2,2の幅方向中央において搬送方向に沿って切断することによって2つの包装袋5,5に分離する。
このようにして注出口付きの包装袋5を複数製造する。
【0061】
以前より、バイオマス由来のポリエチレンを含んでなる補助部材を金型により射出成形する場合は、バイオマス由来のポリエチレンに含まれる低分子成分によって成形品が金型に密着してしまうため、金型から成形品を取り出しにくいことが問題となっていた。金型が垂直な面(離型方向に垂直な面)を多く有していると、成形品(樹脂)との摩擦が大きくなって金型30から成形品を取り出すことができないことがあった。
【0062】
これに対し、本実施形態の製造方法では、補助部材4を成形する金型30の固定側金型31及び可動側金型32のいずれにも抜きテーパー33a,33bを設けた。これにより、離型の際に、固定側金型31及び可動側金型32の抜きテーパー33a,33bと、成形品との間に隙間が生じるため、バイオマス度が高い樹脂からなる成形品であっても、金型30から成形品(補助部材4)をスムーズに取り出すことができる。よって、補助部材作製工程の作業性及び製造効率が向上し、包装袋の製造方法全体としての作業性及び製造効率も向上する。
【0063】
また、上記金型30により作製した補助部材4は、長さ方向両端側にテーパー部4A,4Aを有しており、長さ方向で対称的な形状となっているため、補助部材供給工程S3において、設置部53によって補助部材4を胴部フィルム2上の所定の場所へ配置する際に、補助部材4の上下方向の向きを気にすることなく配置することができる。これにより、補助部材供給工程S3における作業性も向上する。
【0064】
従来の補助部材90は、
図6に示すように長さ方向全体が円筒形状とされており、本実施形態のようなテーパー部4A,4Aを有していない。そのため、胴部フィルム2,2と補助部材90との間の隙間Kには内容物があまりスムーズに流入していかず、流路抵抗が大きくなっていた。
【0065】
これに対して本実施形態では、
図7に示すように、補助部材4がテーパー部4A,4Aを有している。このため、収容部1a内に収容されていた内容物が胴部フィルム2,2と補助部材4との間の隙間Kへ流入しやすくなるとともに、注出口14の端部側においても胴部フィルム2,2と補助部材4との間の隙間Kが広くなるため、包装袋5から注出される内容物の量が多くなる。このように、テーパー部4A,4Aを有する補助部材4を設けることにより、注出口14の全体において内容物の流動性が向上し、注出口14を通じて内容物の注出を効率良く行うことができる。
【0066】
さらに、補助部材4には、長さ方向中央部分にテーパーのない円筒部4Bが形成されていることから、長さ方向に平行な外周面4bにポイントシール7を形成しやすい。また、胴部フィルム2上に補助部材4を配置する際、胴部フィルム2に対して円筒部4Bの外周面4bが長さ方向で接することにより安定するため、補助部材4の長さ方向と注出口14の流路方向とを一致させて互いに平行にした状態で補助部材4を配置することができる。
【0067】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよい。
【0068】
製造時の作業性を考慮すると、補助部材4は長さ方向で対称的な形状であることが好ましいが、必ずしもこれに限られることはない。
例えば、テーパー部4A,4Aが補助部材4の全体で占める割合を適宜変更してもよく、
図8に示すように、各テーパー部4A,4Aよりも円筒部4Bの方が補助部材4の全体で占める割合が大きい形状としても構わない。さらに、各テーパー部4A,4Aの割合が互いに異なっていてもよい。また、長さ方向一端側だけにテーパー部4Aを設けてもよい。
【0069】
また、
図9(a),(b),(c)に示すように、テーパー部4A,4Aのみで構成され、円筒部を有しない形状としてもよい。この場合でも、テーパー部4A,4Aの傾斜角度θa,θb,θcを内容物の種類等に応じて適宜設定してもよい。この3つの例の中では樹脂の使用量による環境対応の観点、ポイントシールをする観点から、
図9(a)よりも
図9(b)の構成の方が好ましく、
図9(b)よりも
図9(c)の構成の方が好ましい。
【0070】
また、
図10(a),(b),(c)に示すように、外表面4dの長さ方向全体に連続したテーパー部4Cを設けた形状としてもよい。テーパー部4Cは、長さ方向中央部分で最も径方向外側に突出する湾曲面からなり、内容物の種類等に応じて外表面4dの曲率を適宜設定してもよい。この3つの例の中では樹脂の使用量による環境対応の観点から、
図10(a)よりも
図10(b)の構成の方が好ましく、
図10(b)よりも
図10(c)の構成の方が好ましい。