特開 2022-6433 スタンディングパウチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022006433

(43)【公開日】2022-01-13

(54)【発明の名称】スタンディングパウチ

(51)【国際特許分類】

   B65D 30/16 20060101AFI20220105BHJP

【ＦＩ】

B65D30/16 D

B65D30/16 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020108650

(22)【出願日】2020-06-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】凸版印刷株式会社

(72)【発明者】

【氏名】藤本 雄斗

【テーマコード（参考）】

3E064

【Ｆターム（参考）】

3E064AB25

3E064AB26

3E064BA17

3E064BA26

3E064BA29

3E064BA30

3E064BA36

3E064BA37

3E064BA46

3E064BA54

3E064BB03

3E064BC08

3E064BC18

3E064EA04

3E064EA07

3E064FA04

3E064GA04

3E064HF09

3E064HG07

3E064HN05

(57)【要約】

【課題】スタンディングパウチの底フィルムが開きやすく、容易に自立し易く、かつ、優れた耐落下衝撃性を実現するためのパウチを提供すること。
【解決手段】２枚の本体フィルム及び２つ折りされた底フィルムからなり、サイドシール部、ボトムシール部を少なくとも有するステンディングパウチにおいて、前記ボトムシール部の一部にパンチシール部が配置されており、前記パンチシール部は前記２枚の本体フィルム同士が接合され、前記パンチシール部の接合境界線が、前記サイドシール部の接合境界の延長線よりスタンディングパウチ内側に位置している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２枚の本体フィルム及び２つ折りされた底フィルムからなり、サイドシール部、ボトムシール部を、少なくとも有するステンディングパウチにおいて、
前記ボトムシール部の一部にパンチシール部が配置されており、
前記パンチシール部は前記２枚の本体フィルム同士が接合され、
前記パンチシール部の接合境界線が、前記サイドシール部の接合境界の延長線よりスタンディングパウチ内側に位置していることを特徴とするスタンディングパウチ。

【請求項2】

前記パンチシール部の接合境界線が、前記サイドシール部の接合境界の延長線よりステンディングパウチ内側に３ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲に位置していることを特徴とする、請求項１に記載のスタンディングパウチ。

【請求項3】

前記本体フィルムおよび前記底フィルムの下端部を下に凸の曲線状にカットしたことを特徴とする、請求項１または２に記載のスタンディングパウチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体状の薬剤や、液体洗剤、柔軟剤、漂白剤などのトイレタリー用品、あるいは、濃縮コーヒーのような液体食品などの液体を収容する自立性のあるパウチで、落下しても破袋しにくいパウチに関するものである。

【背景技術】

【0002】

液体状の薬剤や、液体洗剤、柔軟剤、漂白剤などのトイレタリー用品、あるいは、濃縮コーヒーのような液体食品などの液体を収容する容器として、スタンディングパウチは広く使われている。このような容器は、従来のガラス瓶や、ブローボトル、チューブ容器などの硬質容器に比べて、材料の使用量を少なく抑え、資源を節約できるメリットがある。

【0003】

従来、スタンディングパウチの課題の一つとして、液体を充填した状態で落下試験をおこなった際に、特定の部位で破袋しやすいという問題があった。
破袋しやすい部位としては、２つ折りにした底フィルムの折り返し部分が、サイドシールと交差する部位、すなわちボトムシールとサイドシールのシール交点が該当する。落下試験の衝撃によって、前記シール交点にひずみが集中し、底フィルムに破袋あるいはピンホールが発生する恐れがある。

【0004】

この耐落下衝撃性の問題に対して、例えば先行特許文献１には、シール交点から伸びる直線と底面の円弧と、それらを滑らかに結ぶ直線からなるボトムシール線において、シール交点から伸びる直線と底フィルム折り返し線のなす角度によって強度が変わることを示し、適した一定の範囲にすることで、強度向上を狙ったものである。しかしながら、内容物を充填した状態での耐落下衝撃性において結果にばらつきを生じるため、必ずしも性能を満足するものではなかった。

【0005】

また、特許文献２は、底フィルムの折り返し線を、ボトムシール部内に位置させることで、シール交点への応力集中を緩和し、強度向上を狙ったものである。しかしながら、このスタンディングパウチは、底フィルムの上端で表裏２枚の本体フィルムが融着しているので、底フィルムの起点が閉じた状態に固定され、底部が開きにくい問題があった。底部が開きにくいと、自立性も低下し、非常に使いにくいパウチになっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第６０７９０９１号公報

【特許文献2】特開２０１５－２１４３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

これに対して本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、スタンディングパウチの底フィルムが開きやすく、容易に自立し易く、かつ、優れた耐落下衝撃性を実現するためのパウチを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願発明者らは、上記の課題を解決するために有限要素法による応力シミュレーションを活用し、破袋の原因となるシール交点のひずみの集中を緩和させる施策の検討をした。その結果、パンチシールの位置を調整することで、落下衝撃で生じる内圧によってシール交点が必要以上に開口するのを防ぎ、シール交点近傍の底フィルムに生じるひずみを低減できることを見出した。

【0009】

これを利用して、本発明に係るスタンディングパウチは、
２枚の本体フィルム及び２つ折りされた底フィルムからなり、サイドシール部、ボトムシール部を、少なくとも有するステンディングパウチにおいて、
前記ボトムシール部の一部にパンチシール部が配置されており、
前記パンチシール部は前記２枚の本体フィルム同士が接合され、
前記パンチシール部の接合境界線が、前記サイドシール部の接合境界の延長線よりスタンディングパウチ内側に位置していることを特徴とするスタンディングパウチである。

【0010】

また、本発明に係るスタンディングパウチは、
前記パンチシール部の接合境界線が、前記サイドシール部の接合境界の延長線よりスタンディングパウチ内側に３ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲に位置していてよい。

【0011】

また、本発明に係るスタンディングパウチは、
前記本体フィルムおよび前記底フィルムの下端部を下に凸の曲線状にカットしたものであってもよい。

【発明の効果】

【0012】

このような本発明に係るスタンディングパウチによれば、落下衝撃で生じる内圧によってシール交点が開口するのを防ぎ、底フィルムのシール交点近傍に生じるひずみを低減させ、底フィルムの破袋あるいはピンホールの発生を抑制することが可能となる。特に無理なく製造可能であることから、生産性も高く、安定した生産が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明第１実施形態例に係る正面図。

【図2】従来採用されているスタンディングパウチの正面図。

【図3】本発明の構造を示す斜視図。

【図4】本発明第２実施形態例に係る正面図。

【図5】実施例に示す有限要素解析モデル。

【図6】有限要素法による解析結果。（底部における最大主ひずみコンター図）

【図7】有限要素法による解析結果。（底フィルム交点近傍の最大主ひずみの比較）

【発明を実施するための形態】

【0014】

一般にスタンディングパウチは、２つ折りされた底フィルムを２枚の本体フィルムの間に挿入し、両端縁を接合したサイドシール部、下端縁を接合したボトムシール部を形成する。前記本体フィルムと前記底フィルムにて形成された空間内に、内容物を充填した後、前記本体フィルムの上端縁を接合したトップシール部を形成して封緘される。
底フィルムは、内容液充填時に拡開されることで、容器としての立体形状をもたらす。この際、底フィルムの両端縁を穿孔し、パンチ孔（貫通孔）を形成することで、前記本体フィルム同士がパンチ孔を介して接合されたパンチシール部を形成し、自立性を付与している。

【0015】

フィルム同士の接合には、熱融着や圧着、超音波溶着等の公知の方法を用いてよい。

【0016】

前記パンチシール部について説明する。従来採用されているスタンディングパウチでは、パンチシール部１１の接合領域は図２の斜線部で示される。図２でパンチシール部１１の接合領域の境界線は、サイドシール部５の延長線１０に沿って、あるいは、サイドシール部５の接合境界の延長線１０よりも外側に形成されている。

【0017】

以下は、本発明のスタンディングパウチについて詳細に説明する。
本発明に係るスタンディングパウチ１は、図３に示すように、第一の本体フィルム２と第２の本体フィルム３の間に折り曲げ線６を介して２つ折りされた底フィルム７を挿入し、上端縁部を接合したトップシール部４、両端縁部を接合したサイドシール部５、下端縁部を接合したしたボトムシール部８から構成される。底フィルム７の両端縁部には、パンチ孔９を施すことで、第１の本体フィルム２と第２の本体フィルム３同士が前記パンチ孔９を介して接合され、パウチの底部を拡げたときの底部形状が安定することで、パウチに自立性を付与している。図３には、左右１か所ずつにパンチシール部を設けているが、スタンディングパウチの形状、サイズ等、スタンディングパウチの内容物に応じて、左右に複数個所ずつパンチシール部を設けてよい。

【0018】

図１は、本発明に係るスタンディングパウチの第１実施形態例を示す正面図である。
本発明に係るスタンディングパウチ１では、２枚の本体フィルムを接合させたパンチシール部１１（斜線部で示す）が、サイドシール部５の延長線１０より内側まではみ出して形成されていることに特徴がある。

【0019】

これにより、落下衝撃で生じる内圧によって、サイドシール部５とボトムシール部８との交点であるシール交点１２が開口するのを防ぎ、底フィルム７のシール交点１２近傍に生じるひずみを低減させ、底フィルムの破袋あるいはピンホールの発生を抑制することが可能となる。

【0020】

パンチシール部１１がサイドシール部５の接合境界の延長線１０からはみ出る長さａは３ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲が望ましい。４ｍｍ以上はみ出ると、充填時に底が拡開しにくくなり、自立形状を損なう恐れがある。３ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲に設計すれば、自立形状を損なうことなく、耐落下衝撃性の向上を図ることができる。パンチシール部を２か所以上設ける場合には、前述の長さａは同一の長さでも良いし、異なる長さでも良い。

【0021】

パンチシール部１１の形状は図１のような半長穴形状でも良いが、特に限定はなく、例えば円形状や長方形状でもかまわない。パンチシール部を２か所以上設ける場合には、同じ形状でも良いし、異なる形状にしても良い。

【0022】

パンチシール部１１の縦の長さｂは、底フィルム７の折り込み高さに応じて自由に設定してよいが、パンチシール部１１の縦の長さｂが短いと、落下衝撃時に耐えられずに折れ曲がる可能性が高くなるため、５ｍｍ以上とすることが望ましい。

【0023】

パンチシール部１１と前記シール交点１２の間の距離ｃは、底フィルム７の折り込み高さに応じて自由に設定してよいが、距離ｃが長いと、落下衝撃で生じる内圧によってシール交点１２が開口しやすくなり、ピンホールや破袋が発生する可能性が高くなるため、２０ｍｍ以下とすることが望ましい。

【0024】

図４は、本発明に係るスタンディングパウチ１の第２実施形態例を示す正面図である。
前記はみ出し長さａが大きくなると、立体形状に膨らんだときにパウチ下端部の中央が浮き上がり、自立性が低下する恐れがある。そのため、図４に示すように、表本体フィルム２と裏本体フィルム３と底フィルム７の下端部１３を下に凸の曲線状にすることで、立体形状に膨らんだときもパウチ下端部を床と平行にすることができ、自立性を確保することができる。

【0025】

本発明に係るスタンディングパウチの内容物は、液体に限らず、粉体や粒体、あるいは、流体よりも多少大きく内部で移動可能な大きさの多数の固体物などにおいても、適用することが可能である。

【0026】

本発明に係るスタンディングパウチの本体フィルムおよび底フィルムに使用するフィルムは、単層フィルムでも良いし多層フィルムでも良い。

【0027】

本体フィルムおよび底フィルムに使用する多層フィルムは少なくとも基材層、シーラント層からなる。多層フィルムにする方法としては、ドライラミネート法等で基材層とシーラント層の間に接着層を設けて貼り合わせても良い。また、エクストルーダーラミネーション機で、基材層にシーラント層を製膜しながら貼り合せても良いし、サンドポリエチレン加工しても良い。

【0028】

貼り合わせ法にて多層フィルムを形成する場合、必要に応じて、内容物の保存性を向上させるバリア層や落下時に破袋しにくいような柔軟性を付与する層などの中間層、内容物に係る情報等を示すための印刷層等を設けることが好ましい。

【0029】

基材層としては、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルムなどが挙げられる。機械的強度や寸法安定性を有するものであれば、特に限定されない。特に二軸延伸されたフィルムが好ましい。また、これらのフィルムにアルミニウム蒸着層を設けたものでもよい。基材層の厚みとしては、１０μｍ以上２００μｍの範囲であることが好ましい。

【0030】

前述の印刷層は、ウレタン系、アクリル系、ニトロセルロース系、ゴム系などのバインダー樹脂に各種顔料、体質顔料および可塑剤、乾燥剤、安定剤などを添加されてなるインキにより印刷された層である。印刷方法としては、例えば、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、シルクスクリーン印刷、インクジェット印刷などの公知の印刷方法を用いることができる。また基材層の表面を、予め前処理としてコロナ処理またはオゾン処理を施すことにより、印刷層の密着性を向上させることができる。

【0031】

シーラント層としては、ポリオレフィン系樹脂が一般的に使用され、具体的には、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン－メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン－アクリル酸エチル共重合体（ＥＡＡ）、アイオノマー、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂が使用できる。これらの樹脂をＴダイ、あるいはインフレーションなどの押出し機により製膜可能である。シーラント層は単層または複層でもよい。フィルムの厚みとしては、５０～２００μｍの範囲であることが好ましい。

【0032】

基材層とシーラント層を貼り合わせる接着層としては、ドライラミネート用接着剤が使用できる。例えば、二液硬化型ウレタン系接着剤、ポリエステルウレタン系接着剤、ポリエーテルウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、エポキシ系接着剤などを使用することができる。

【0033】

また、本発明のステンディングパウチの諸物性を向上する必要があれば、例えば、積層フィルムの剛性や落下強度、突き刺し強度などを向上させる場合、水蒸気や酸素ガスなどのバリア性を向上させる場合、などには中間層を設けることも可能である。

【0034】

バリア性を向上させるための中間層としては、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム蒸着ポリエステルフィルム、無機酸化物蒸着ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルムなどを使用することができる。また、中間層を積層するには、接着層を介してドライラミネート法にて貼り合わせることができる。

【0035】

無機酸化物としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化カリウム、酸化錫、酸化ナトリウム、酸化ホウ素、酸化チタン、酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化イットリウムなどの金属の酸化物が使用できる。中でも生産性、価格面から酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどが好ましい。

【0036】

ボトル等への詰め替え用途として、トップシール部４に注出口を設けても良い。

【0037】

本発明のスタンディングパウチは、以上のようなものであるため、自立性が高く、かつ安価で、落下強度や耐荷重強度が高いパウチである。
特にフィルム構成を肉厚にしたりせずに、底フィルムにパンチ孔を形成するための抜型の形状と表裏の本体フィルムを接合するヒートシールバーの形状だけで、落下衝撃に対するパウチの強度を向上させることができるので、生産性も高く、かつ、設備費用もほとんどわずかで、安定して製造可能であるなど、本発明のメリットは大きい。

【実施例0038】

以下、実施例として有限要素解析により本発明の有効性および妥当性を説明する。

【0039】

有限要素解析により、スタンディングパウチに落下衝撃が作用したときの底フィルム交点近傍における最大主ひずみを計算した。解析手段には有限要素解析ソフトＬＳ－ＤＹＮＡ（Ｒ１１．１、ＬＳＴＣ社）を用いた。

【0040】

図５は、作成した有限要素解析モデルである。従来構成の、サイドシール部５の接合境界の延長線に沿ってパンチシール部１１が形成されたスタンディングパウチ１４（図５左）と、本発明に係る、サイドシール部５の接合境界の延長線より内側（はみ出し長さａ＝３ｍｍ）までパンチシール部１１がはみ出して形成されたスタンディングパウチ１５（図５右）を比較する。

【0041】

スタンディングパウチは四辺形シェル要素、内容液は六面体ソリッド要素とし、ＡＬＥ法を用いてモデル化した。解析するスタンディングパウチのサイズは、幅１２０ｍｍ×高さ２２０ｍｍとし、内容液は３２０ｍｌの水とした。材料特性は外層側よりＯＮｙ（１５μｍ）／ＬＬＤＰＥ（１３０μｍ）の物性値を使用した。境界条件は、パウチに落下高さ１ｍ相当の鉛直方向初速度４．４ｍ／ｓｅｃを与え、剛体壁に衝突させた。

【0042】

図６は、図５の有限要素解析モデルにおける解析結果の一例で、落下衝撃時におけるパウチの底部における最大主ひずみ分布を示す。
この分布において、従来構成の、サイドシール部５の接合境界の延長線１０に沿ってパンチシール部１１が形成されたスタンディングパウチ１４（図６左）よりも、本発明に係るサイドシール部の接合境界の延長線１０より内側（ａ＝３ｍｍ）までパンチシール部１１がはみ出して形成されたスタンディングパウチ１５（図６右）の方が、ピンホールや破袋が生じやすい底フィルムのシール交点１２近傍における最大主ひずみが小さい傾向がわかる。

【0043】

図７は、上記の有限要素解析結果から、落下衝撃時におけるピンホールや破袋が生じやすい底フィルムのシール交点１２近傍の最大主ひずみの要素平均値を比較したグラフである。ここで要素平均値とは、シール交点に位置する節点を共有するすべての要素の平均値であり、シール交点近傍の変形状態の指標とする。
従来のスタンディングパウチ１４に比べて、本発明のスタンディングパウチ１５の方が、最大主ひずみが小さく、優れた耐落下衝撃性を有することが示唆された。

【符号の説明】

【0044】

１・・・・・・スタンディングパウチ
２・・・・・・表本体フィルム
３・・・・・・裏本体フィルム
４・・・・・・トップシール部
５・・・・・・サイドシール部
６・・・・・・折り曲げ線
７・・・・・・底フィルム
８・・・・・・ボトムシール部
９・・・・・・パンチ孔
１０・・・・・サイドシール部５の接合境界の延長線
１１・・・・・パンチシール部
１２・・・・・シール交点
１３・・・・・表本体フィルム２と裏本体フィルム３と底フィルム７の下端部
１４・・・・・従来の、サイドシール部の接合境界の延長線に沿って、パンチシール部１が形成されたスタンディングパウチの、有限要素モデル
１５・・・・・本発明に係る、サイドシール部５の接合境界の延長線より内側（ａ＝３ｍｍ）までパンチシール部１１がはみ出して形成されたスタンディングパウチの、有限要素モデル
ａ・・・・・・パンチシール部１１がサイドシール部５の接合境界の延長線１０から内側にはみ出る長さ
ｂ・・・・・・パンチシール部１１の縦の長さ
ｃ・・・・・・パンチシール部１１とシール交点１２の間の距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】