JP2019131225A - 自立包装袋 - Google Patents

Abstract

【課題】落下衝撃耐性を向上する。【解決手段】表面積層フィルム１１と裏面積層フィルム１２と底テープ１３とからなる自立包装袋１０において、シール交点１８近傍におけるボトムシール線２６が、上凸となる凸曲線２６Ｃｘとされており、凸曲線のシール交点における接線１９が、底テープの稜線１５と平行に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は自立包装袋に関し、特に落下衝撃による破袋の発生防止に用いて好適な技術に関する。

各種液体用の詰替え容器、例えば、液体洗剤、台所洗剤、柔軟仕上げ剤、消臭剤などの詰替え用の容器として、少なくとも基材層とシーラント層を有する表裏２枚の積層フィルムのシーラント層どうしを対向させて、この間にシーラント層が外側になるように２つ折りにした底テープを挿入し、周縁をシールしてなる自立包装袋（スタンディングパウチ）が、その自立性や、収納容積が大きいこと等から広く用いられている。

このような自立包装袋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、特に、２つ折りにした底テープの折り返し部分が、サイドシール部と交差する部位が該当する。

この部分は、表面側の積層フィルムと底テープをシールした表面側ボトムシール部と、裏面側の積層フィルムと底テープをシールした裏面側ボトムシール部と、サイドシール部と、の３つのシール部が１つに交わる部分である。
破袋に対する強度向上対策としては、ボトムシール線の形状、特に上記の３つのシール部が交わる交点（シール交点）付近の形状が大きく影響する。

このため、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線からなるボトムシール線において、シール交点からの伸びる直線と底テープ折り返し線と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。

また、特許文献２には、上記の３つのシール部が交わるシール交点付近のボトムシール部形状を凹状にしたものが記載される。

特許第６０７９０９１号公報 特開２００３−１２８０８２号公報

液体を充填した際、自立包装袋における底面の形状は、底テープと本体積層フィルム接着部境界の曲線（ボトムシール線）の形状、幅、底テープ未シール部との高さによって決まる。
しかしながら、特許文献１のように交点付近のボトムシール線が直線とされた場合には、充填される液体重量による内圧と、フィルム自体の剛性とのバランスによって底面が設計通りの形状に広がりきらずに、歪みが生じてしまう場合がある。
このような歪みが発生した場合、落下衝撃による内圧の上昇により、この歪み部分が急激に広がることによって両端（特にシール交点部分）に応力が集中して、破袋発生の原因の一つとなるという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、自立包装袋（スタンディングパウチ）において、耐破袋性を向上するという目的を達成しようとするものである。

本願発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、底テープと本体表裏面における積層フィルムとをシールしているシール境界線全体に均一に力を分散させることが好ましく、この目的のために、上記の底面における歪みが生じない状態、または、歪みが小さくなる状態を実現可能とするように、ボトムシール線の形状を設定すればよいことを見出した。

従来、採用されている多くのボトムシール線の形状としては、その一例として、中央部分をある半径の円弧で表し、その円弧と両端のシール交点から中央に向けて延びる直線とを、これらが接する点で滑らかに繋いだ形状が特許文献に記載されている。

ところが、このようなボトムシール線の形状を有する包装袋において、内容物を収納して立体的に開いた際に底面部に歪みが生じないようにするためには、両端のシール交点部分で本体表裏面における積層フィルムが直線的に折れ曲がる必要がある。しかしながら、本体表裏面の積層フィルム自体が剛性を有することにより、包装袋を開こうとする内圧がかかっても、本体表裏面の積層フィルムがシール交点から滑らかな曲線状に開いていくため、本来の底形状には開ききれずに余剰部分が発生してしまうことが、底面における歪み発生の原因であることを見出した。

このため、歪み発生を防止するためには、シール交点付近の本体表裏面の積層フィルムが滑らかに開いていくことが可能な形状を考慮することが必要である。したがって、液体等の内容物充填時に発生する底面の歪みを抑えるためには、シール交点付近におけるボトムシール線の形状を、この点において本体表裏面の積層フィルムが中央に向けて開いていく曲線と同等の曲線にすることが有効であると思料し、本願発明を完成したものである。

本発明の自立包装袋は、それぞれ基材層とシーラント層を有する表面積層フィルムと裏面積層フィルムの、シーラント層どうしを対向させ、これらの間に基材層とシーラント層を有する底テープを、シーラント層が外側になるように２つ折りにして挿入し、それぞれ対向するシーラント層どうしをシールしてなる自立包装袋において、
ボトムシール部内縁と未シール部の境界線をボトムシール線と定義するとともに、サイドシール部内縁と未シール部の境界線をサイドシール線と定義したとき、前記ボトムシール線と前記サイドシール線とのシール交点近傍における前記ボトムシール線が、上凸となる凸曲線とされており、この凸曲線の前記シール交点における接線が、前記底テープの稜線と平行に形成されていることにより上記課題を可解決した。
本発明は、前記ボトムシール線において、前記ボトムシール線において、内容物を充填せずに立位で正面視した前記凸曲線は、内容物を充填し立体的に変形した後の前記ボトムシール線を立位で平面視した際に、前記凸曲線形状と、前記シール交点高さにおける前記シール交点付近の外周輪郭形状とが、一致するように形成されていることが好ましい。
本発明の前記ボトムシール線が、前記シール交点付近の前記凸曲線が中央付近の下凸となる凹曲線と滑らかに結ばれるとともに、
内容物を充填した立位で正面視した形状と、
内容物を充填した立位で平面視した前記シール交点高さにおける外周輪郭と、が一致するように形成されていることができる。
本発明の前記ボトムシール線において、前記凸曲線と前記凹曲線とが、曲線あるいは直線で滑らかに結ばれていることができる。
本発明は、内容物を充填した際に、立位で正面視した前記底テープの稜線形状と、立位で平面視した前記シール交点高さにおける外周輪郭とが一致するように形成されていることが好ましい。
本発明の自立包装袋は、内容物を充填した際に、底面となった前記底テープの高さ位置が前後方向において一致していることができる。
本発明において、内容物を充填しない状態の前記シール交点間の左右幅寸法をＷ、
内容物を充填した状態の前記シール交点間の左右幅寸法をＷ２、
内容物を充填した状態で前記シール交点から中央付近へ向けて膨らむ部分を立位で平面視した外周輪郭の曲率半径をＲ２としたときに、
前記ボトムシール線において、内容物を充填せずに立位で正面視した前記凸曲線の曲率半径Ｒが、
（Ｗ／Ｗ２）×Ｒ２ ≧ Ｒ ＞ Ｒ２
をみたすように設定されることができる。

本発明の自立包装袋は、それぞれ基材層とシーラント層を有する表面積層フィルムと裏面積層フィルムの、シーラント層どうしを対向させ、これらの間に基材層とシーラント層を有する底テープを、シーラント層が外側になるように２つ折りにして挿入し、それぞれ対向するシーラント層どうしをシールしてなる自立包装袋において、
ボトムシール部内縁と未シール部の境界線をボトムシール線と定義するとともに、サイドシール部内縁と未シール部の境界線をサイドシール線と定義したとき、前記ボトムシール線と前記サイドシール線とのシール交点近傍における前記ボトムシール線が、上凸となる凸曲線とされており、この凸曲線の前記シール交点における接線が、前記底テープの稜線と平行に形成されていることにより、液体等の内容物を収納して開こうとする内圧がかかった際に、このシール交点付近におけるボトムシール線の形状を、この点において本体表裏面の積層フィルムが中央に向けて開いていく曲線と同等の曲線にすることができ、これにより、あらかじめ設定した底面形状には開ききれずに余剰部分が発生してしまうことを防止して、底面における歪み発生を抑制することが可能となる。

本発明は、前記ボトムシール線において、内容物を充填せずに立位で正面視した前記凸曲線は、内容物を充填し立体的に変形した後の前記ボトムシール線を立位で平面視した際に、前記凸曲線形状と、前記シール交点高さにおける前記シール交点付近の外周輪郭形状とが、一致するように形成されていること、つまり、内容物を充填せずに立位で正面視した前記凸曲線は、充填後に立体的に変形した凸曲線を立位で平面視した曲線と内容物を充填した立位で平面視した外周輪郭の形状と一致することにより、液体等の内容物を収納して開こうとする内圧がかかった際に、本体表裏面の積層フィルムがシール交点付近から中央に向けて開いていく曲線と同等の曲線にすることができ、これにより、あらかじめ設定した底面形状には開ききれずに余剰部分が発生してしまうことを防止して、底面における歪み発生を抑制することが可能となる。

本発明の前記ボトムシール線が、前記シール交点付近の前記凸曲線が中央付近の下凸となる凹曲線と滑らかに結ばれるとともに、
内容物を充填した立位で正面視した形状と、
内容物を充填した立位で平面視した前記シール交点高さにおける外周輪郭と、が一致するように形成されていることにより、液体等の内容物を収納して開こうとする内圧がかかった際に、本体表裏面の積層フィルムがシール交点付近から中央に向けて開いていく水平断面輪郭と、ボトムシール線の縦断面輪郭とを同等の曲線にすることができ、これにより、あらかじめ設定した底面形状には開ききれずに余剰部分が発生してしまうことを防止して、左右方向全長にわたって、底面における歪み発生を抑制することが可能となる。

本発明の前記ボトムシール線において、前記凸曲線と前記凹曲線とが、曲線あるいは直線で滑らかに結ばれていることにより、内容物を充填した立位で正面視した形状と、内容物を充填した立位で平面視した形状を一致するように形成可能として、底面における歪み発生を抑制することができる。

本発明は、内容物を充填した際に、立位で正面視した前記底テープの稜線形状と、立位で平面視した前記シール交点高さにおける外周輪郭とが一致するように形成されていることにより、あらかじめ設定した底面形状には開ききれずに余剰部分が発生してしまうことを防止して、水平面内方向全域にわたって、底面における歪み発生を抑制することが可能となる。

本発明の自立包装袋は、内容物を充填した際に、底面となった前記底テープの高さ位置が前後方向において一致していることにより、あらかじめ設定した底面形状には開ききれずに余剰部分が発生してしまうことを防止して、水平面内方向全域にわたって、底面における歪み発生を抑制することが可能となる。
なお、前後方向とは、表面積層フィルムと裏面積層フィルムとが対向する方向、つまり、表面積層フィルムおよび裏面積層フィルムの法線方向であり、左右方向とは、両端のサイドシール部を結ぶ線の方向である。

本発明において、内容物を充填しない状態の前記シール交点間の左右幅寸法をＷ、
内容物を充填した状態の前記シール交点間の左右幅寸法をＷ２、
内容物を充填した状態で前記シール交点から中央付近へ向けて膨らむ部分を立位で平面視した外周輪郭の曲率半径をＲ２としたときに、
前記ボトムシール線において、内容物を充填せずに立位で正面視した前記凸曲線の曲率半径Ｒが、
（Ｗ／Ｗ２）×Ｒ２ ≧ Ｒ ＞ Ｒ２
をみたすように設定されることにより、内容物を充填して前後方向に開こうとする内圧がかかった際に、本体表裏面の積層フィルムがシール交点付近から中央に向けて開いていく曲線と同等の曲線にすることができ、これにより、あらかじめ設定した底面形状には開ききれずに余剰部分が発生してしまうことを防止して、底面における歪み発生を抑制することが可能となる。

本発明によれば、内容物を充填した際に、あらかじめ設定した底面形状には開ききれずに余剰部分が発生してしまうことを防止して、底面における歪み発生を抑制でき、落下などの衝撃に対して破袋しないように、強度を向上することができるという効果を奏することが可能となる。

本発明によれば、自立包装袋の製造時に底テープが表裏面の積層フィルムに対して位置ずれして、シール交点と底テープの稜線との間にずれが生じた結果、底面の歪みが大きくなった場合でも、標準位置での歪みを極めて小さく抑制可能であることにより、底テープのずれに起因した歪みの増大を抑えることができ、底テープの位置ずれに起因した落下強度低下を防止することができるという効果を奏することが可能となる。

本発明に係る自立包装袋の第１実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る自立包装袋の第１実施形態を示す分解斜視図である。 本発明に係る自立包装袋の第１実施形態における内容物を充填していない折り畳み状態でのボトムシール線を示す模式正面図である。 本発明に係る自立包装袋の第１実施形態における底面の内容物充填状態を示す拡大斜視図である。 本発明に係る自立包装袋の第１実施形態における内容物充填状態での外周輪郭を示す模式平面図である。 本発明に係る自立包装袋の第１実施形態におけるボトムシール線の平面状態と充填状態との関係を示す説明図である。 本発明に係る自立包装袋の第１実施形態におけるボトムシール線を算出する計算方法を示す説明図である。 本発明に係る自立包装袋の第１実施形態において底面の歪み量の比較を説明するための斜視図である。 本発明に係る自立包装袋の第１実施形態におけるシール交点付近を示す拡大正面図である。

以下、本発明に係る自立包装袋の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における自立包装袋を示す斜視図であり、図２は、本実施形態における自立包装袋を示す分解斜視図であり、図において、符号１０は、自立包装袋である。

本実施形態に係る自立包装袋（スタンディングパウチ）１０は、液体洗剤、台所洗剤、柔軟仕上げ剤、消臭剤などの詰替え用の容器として液体を充填するものとされ、図１に示すように、略矩形の表面積層フィルム１１と裏面積層フィルム１２、および、底テープ１３からなり、これらがサイドシール部１４，１４およびボトムシール部１６により、三辺でシールされて内容物が充填される収納部（充填部）１７を形成しており、充填後に、上部がシールされる。

自立包装袋（スタンディングパウチ）１０は、立位で表面積層フィルム１１が前後方向（Ｙ方向）前側面に位置し、裏面積層フィルム１２が前後方向（Ｙ方向）後側面に位置し、底テープ１３が下部に位置している。
表面積層フィルム１１と裏面積層フィルム１２と底テープ１３とは、いずれも、基材層とシーラント層とを有する積層体とされ、表面積層フィルム１１と裏面積層フィルム１２とが、シーラント層どうしを対向させ、これらの間に底テープ１３を、シーラント層が外側になるように下向きに２つ折りにして挿入した状態で、それぞれ対向するシーラント層どうしがシールされている。

底テープ１３は、内容物を自立包装袋１０に充填していない折り畳まれた状態で、自立包装袋二つ折りにされた折り返し線である稜線１５が略水平方向となるように配置されている。

シールする部分は表裏面積層フィルム１１，１２を容器側部位置でシールするサイドシール部１４，１４と、本体積層フィルム１１，１２と底テープ１３とを容器下部位置でシールするボトムシール部１６とが設けられている。

サイドシール部１４，１４は、略均一幅として自立包装袋１０の左右方向（X方向）両端位置に上下方向（Ｚ方向）の略全長に設けられて、表面積層フィルム１１と裏面積層フィルム１２とをシールしている。
サイドシール部１４，１４は、上下方向（Ｚ方向）に延在する略直線状に形成されている。

サイドシール部１４においては、その内縁と充填部１７となる未シール部分との境界線をサイドシール線２４と定義したとき、このサイドシール線２４が直線となるように形成される。なお、サイドシール線２４は、少なくともボトムシール部１６と接続される部分が直線状に形成されていればよく、自立包装袋１０の上側は、この形状に限られるものではない。

ボトムシール部１６は、表面積層フィルム１１と底テープ１３と、または、裏面積層フィルム１２と底テープ１３とをシールするものとされ、その下側は、概略下凸の曲線からなる半円状とされている。
ボトムシール部１６の中央位置である下側は、その上側位置に概ね半円状あるいは舟形の充填部１７となる未シール部分が存在する。

ボトムシール部１６においては、その内縁と充填部１７となる未シール部分との境界線をボトムシール線２６と定義したとき、ボトムシール線２６の左右方向（Ｘ方向）両端がシール交点１８，１８においてサイドシール線２４に接続している。

図３は、内容物を充填していない折り畳み状態でのボトムシール線を示す模式正面図である。
シール交点１８とシール交点１８との左右方向（Ｘ方向）寸法Ｗは、サイドシール部１４とサイドシール部１４との左右方向（Ｘ方向）寸法Ｗと等しく設定されている。
ボトムシール線２６は、左右方向（Ｘ方向）に対称な形状とされ、また、シール交点１８から最も下がった中央位置が深さ寸法Ｄ１となるように設定されている。

なお、ボトムシール線２６は、シール交点１８位置付近の上凸となる凸曲線２６Ｃｘ、底中央部の下凸となる凹曲線２６Ｃｂ、これらの間を２本の直線２６Ｌｂで繋いだものとして形成されている。なお、後述するように、凸曲線２６Ｃｘは、曲率半径Ｒを有し、底中央部の凹曲線２６Ｃｂはそれより大きな曲率半径を有するものとされている。

折り畳まれた底テープ１３の内側となる左右方向（Ｘ方向）両端は、それぞれ接着されていてもよい。この場合、底テープ１３に両サイドから切り欠かれた部分を設けること、あるいは、底テープ１３に貫通孔を設けることで、表面積層フィルム１１と裏面積層フィルム１２とをシール可能とすることができる。

ここで、切欠あるいは貫通孔は、サイドシール部１４の左右方向寸法に対応した大きさとすることができ、例えば、サイドシール部１４と同等の左右方向寸法を有することができる。なお、底テープ１３内側両サイドの接着はこの構成に限られるものではなく、底テープ１３の内側面を接着することもできる。

図４は、本実施形態における自立包装袋において、内容物を充填して広がった底面が形成された状態を示す部分拡大斜視図である。
このように袋状にシールされた自立包装袋１０に液体を充填すると、図４に示すように底テープ１３の未シール部が広がって、容器状の底面（底部）２０が形成され、ボトムシール線３６に沿って全体が膨らみ、自立可能な形態になる。
なお、図４において、膨らんだ自立包装袋１０は、Ｘ方向およびＹ方向に対称な形状となっているため、その四分の一のみ図示している。

図５は、本実施形態における自立包装袋において、内容物を充填して広がった状態における外周輪郭を示す模式平面図である。
本実施形態の自立包装袋１０は、液体充填時に真上から見ると、図５に示すように、シール交点１８，１８付近において、表裏面積層フィルム１１，１２はある曲率半径Ｒ２を有する外周輪郭２１，２２として前後方向（Ｙ方向）に広がっている。

この曲率半径Ｒ２は、充填する液体の重さ、自立包装袋１０の大きさなどの他に、本体を形成する表裏面積層フィルム１１，１２の層構成、材質、膜厚による剛性の違いによって変化し、剛性が高く硬いフィルムほど大きくなるものである。

液体充填時の外周輪郭２１，２２は、図５に示すように、Ｙ方向におけるシール交点１８とシール交点１８とを結ぶ中心線２５からの寸法Ｄ２となるように設定されている。同時に、外周輪郭２１，２２が寸法Ｄ２だけ広がったのに対応して、液体充填時にはシール交点１８とシール交点１８と間のＸ方向寸法Ｗ２が、図５に示すように、充填していない寸法Ｗに対して小さくなっている。

図３において破線で表した従来のボトムシール線１２６の形状は、シール交点１８から伸びる直線１２６Ｌａと中央部の曲線１２６Ｃａを滑らかに繋いだ形をしているが、図４のように膨らんだ状態では、底テープ１６の未シール部が底面２０になったときに、シール交点１８付近の直線１２６Ｌａ部分が十分に開くことができず、その余剰部分が原因で底面に歪みが生じてしまう。

このように、底面に歪みが生じている状態で、落下衝撃を与えると、開ききっていない歪み部分が落下衝撃における内圧の高まりで急激に広がろうとする。その結果、シール交点１８付近に圧力が集中して破袋が生じやすい。

そこで、底面２０に歪みが生じていなければ、落下衝撃による圧力上昇をボトムシール線３６全体で受けることができ、圧力が分散することで、シール交点１８付近の圧力集中が緩和されて破袋しにくくなると考え、液体充填時に底面２０に歪みが生じないような、充填前のボトムシール線２６の形状を設定した。

ここで、理想状態における液体充填前後の底面２０の変形について説明する。

図３に示すボトムシール線２６で製袋された自立包装袋（スタンディングパウチ）１０に液体を充填すると、図４に示す形状に膨らみ底面２０を形成する。このとき、ボトムシール線２６は立体的なボトムシール線３６に変形する。ボトムシール線２６とボトムシール線３６は同一の線なので、長さは同じである。

また、底面中心線３５はボトムシール線３６を前側（正面側）からＹ方向に見た形と同じになり、充填時の外周輪郭２１、２２はボトムシール線３６を真上からＺ方向下向きに見た形と同じになる。

さらに、ボトムシール部１６の深さ寸法Ｄ１と、図５における寸法Ｄ２は同じ値になる。つまり、底面中心線３５と充填時の外周形状２１，２２とは向きが９０°違うだけで同じ形である。

次に、本実施形態の自立包装袋１０における充填前のボトムシール線２６と液体充填後のボトムシール線３６との関係を、図６に基づいて説明する。

図６は、本実施形態における自立包装袋において、ボトムシール線の平面状態と充填状態との関係を示す説明図である。
液体充填時におけるボトムシール線３６の任意の２点の座標を、
ａ点（ｘ１，ｙ１，ｚ１）
ｂ点（ｘ２，ｙ２，ｚ２）
とし、充填前の平面状態においてこれらａ点ｂ点に対応する２点の座標を、
ｃ点（ｘ３，ｙ３，ｚ３）
ｄ点（ｘ４，ｙ４，ｚ４）
とする。

点ａ点ｂ間の曲線の長さＬａｂと、点ｃ点ｄ間の曲線の長さＬｃｄとは等しく、十分に近接していれば直線近似可能である。つまりＬａｂは、
Ｌａｂ ＝ √｛（ｘ２−ｘ１）^２＋（ｙ２−ｙ１）^２＋（ｚ２−ｚ１）^２｝
となり、底部中心線３５と外周輪郭２１，２２とが同じ形であることから、
ｙ２−ｙ１＝ｚ２−ｚ１
なので、長さＬａｂは、
Ｌａｂ ＝ √｛（ｘ２−ｘ１）^２＋２（ｚ２−ｚ１）^２｝・・・（１）式
と表せる。

同様に長さＬｃｄは、
Ｌｃｄ ＝ √｛（ｘ４−ｘ３）^２＋（ｙ４−ｙ３）^２＋（ｚ４−ｚ３）^２｝
となり、Ｘ−Ｚ面上なので、
ｙ４＝ｙ３＝０
である。また、高さ方向（Ｚ方向）は変化しないので、
ｚ３＝ｚ１， ｚ４＝ｚ２
として、長さＬｃｄは、
Ｌｃｄ ＝ √｛（ｘ４−ｘ３）^２＋（ｚ２−ｚ１）^２｝・・・（２）式
と表される。

ここで、
Ｌａｂ ＝ Ｌｃｄ
であるから、（１）（２）式より、
√｛（ｘ２−ｘ１）^２＋２（ｚ２−ｚ１）^２｝
＝ √｛（ｘ４−ｘ３）^２＋（ｚ２−ｚ１）^２｝
となり、長さＬｃｄの横方向（Ｘ方向）の長さは、
ｘ４−ｘ３ ＝ √｛（ｘ２−ｘ１）^２＋（ｚ２−ｚ１）^２｝・・・（３）式
である。

以上より、液体充填時のボトムシール線３６から、充填前の理想的なボトムシール線２６を求めるためには、ボトムシール線３６のＸ方向とＺ方向の値があれば可能なので、底部中心線３５、あるいは外周輪郭２１，２２から変換した底部中心線３５に相当するデータがあればよいことがわかる。

以下、本実施形態におけるボトムシール線２６の設定方法について説明する。

本実施形態の自立包装袋１０におけるボトムシール線２６を設定するには、まず、スタンディングパウチ１０に所定量の液体を充填した状態で、３Ｄスキャナー等を用いて外形、および底部の形状を計測する。

得られた外形データから、シール交点１８高さ位置における周囲の外周輪郭２１，２２の形状を注出し、シール交点１８付近の曲線の曲率半径Ｒ２（図５参照）の大きさを読み取る。

先に述べたように、底部中心線３５とシール交点１８高さ位置における外周輪郭２１，２２とは同じ形をしているので、外周輪郭２１，２２形状データから、以下の計算をすることで、実際の外周輪郭２１，２２形状に対応して歪まないボトムシール線２６の形状を求めることができる。なお底面２０は左右対称なので、この計算は右側半分だけおこなった。

図５に示すように、水平面（Ｘ−Ｙ平面）に平行なシール交点１８高さにおける外周輪郭２１，２２形状の測定データにおいて、Ｙ軸方向データとＺ軸方向データとの値を入れ替え、もっとも膨らんでいる中央部分（Ｘ＝０）が原点となるようにデータをシフトさせた上で、底部中心線３５（図４参照）に相当するデータに変換する。

図７は、本実施形態の自立包装袋におけるボトムシール線を算出する計算方法を示す説明図である。
図７に示すように、左右方向（Ｘ方向）における底面２０中央部の座標を
原点（ｘ_０，ｚ_０）
とし、底部中心線３５におけるｎ番目の座標を、
（ｘ_ｎ，ｚ_ｎ）
とする。求めようとするボトムシール線２６におけるｎ−１番目とｎ番目の点のＸ方向の長さＬＸ_ｎは、先に示した（３）式によって、
ＬＸ_ｎ ＝ √｛（Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１）^２＋（Ｚ_ｎ−Ｚ_ｎ−１）^２｝
と計算される。

原点（ｘ_０，ｚ_０）から順番に長さＬＸ_ｎを計算していくことで、最適なボトムシール線２６の座標（Ｘ_ｎ，Ｚ_ｎ）が決まる。

以上の計算をまとめると、ボトムシール線２６の座標（Ｘ_ｎ，Ｚ_ｎ）は底部中心線３５の座標（ｘ_ｎ，ｚ_ｎ）から以下のように計算される。
＜ｎ＝０ の時＞
Ｘ_０ ＝ｘ_０
Ｚ_０ ＝ ｚ_０
＜ｎ≧１ の時＞
Ｘ_ｎ ＝Ｘ_ｎ−１＋√｛（ｘ_ｎ−ｘ_ｎ−１）^２＋（ｚ_ｎ−ｚ_ｎ−１）^２｝
Ｚ_ｎ ＝ｚ_ｎ

ここで求められたシール形状データを簡略化して、シール交点１８位置付近の凸曲線２６Ｃｘの曲率半径Ｒ、底中央部の凹曲線２６Ｃｂの曲率半径を求め、その間を２本の直線２６Ｌｂで繋いだものを、本実施形態のボトムシール線２６とした。

ここで、Ｒの値について詳細に検証する。

液体充填前後における私立包装袋１０の幅寸法が、寸法Ｗから寸法Ｗ２に変化することを考慮すると、曲率半径Ｒは、計算上、
Ｒ＝（Ｗ／Ｗ２）×Ｒ２
でよいことになる。

ここで、曲率半径Ｒを、
Ｒ＞（Ｗ／Ｗ２）×Ｒ２
とした場合には、充填時にＹ方向（奥行き方向）に十分に開くことができずに、ボトムシール線２６のシール交点１８付近では袋の内向きに応力が常にかかっている状態になり、落下衝撃時に応力の集中が生じてしまうことになる。

また、スタンディングパウチ１０の構造上、幅寸法Ｗと幅寸法Ｗ２とは、必ず
Ｗ＞Ｗ２
であるので、少なくとも曲率半径Ｒと曲率半径Ｒ２とは、
Ｒ＞Ｒ２
の関係を有することになる。

以上のことから。本発明における交点付近の曲線２６Ｃｘの曲率半径（Ｒ）の値は
（Ｗ／Ｗ２）×Ｒ２≧Ｒ＞Ｒ２ ・・・（４）式
の範囲にすることで歪みが生じずに、落下衝撃時に応力の集中が生じないという効果が得られる。

次に、本実施形態における底部２０の歪み量を図８に基づいて説明する。
図８は、本実施形態における自立包装袋において、底面の歪み量の比較を説明するための斜視図である。

本実施形態における自立包装袋１０において、幅方向（Ｘ方向）のある位置Ｐｘにおいて、底部２０の奥行き方向（Ｙ方向）は略直線状となり、底部中心線３５の高さ３５ｚとほぼ一致している。つまり、位置Ｐｘにおいて、奥行き方向（Ｙ方向）における底面２０の高さ２０ｚと、底部中心線３５の高さ３５ｚとの差ｄｚがほぼないことを意味している。

実際には、充填された液体の内圧で表面積層フィルム１１と裏面積層フィルム１２と底テープ１３とに延びが発生することや、基材層の剛性等の影響により差ｄｚはゼロにはならないが、例えば、底部２０の全座標点のうちｄｚ＞１ｍｍとなる割合を３０％以下、あるいは、２０％以下として、底部２０の歪みを小さくすることができる。

したがって、本実施形態の自立包装袋１０におけるボトムシール線２６は、自立包装袋１０の平面状態において、シール交点１８近傍において上凸となる凸曲線２６Ｃｘとされており、この凸曲線２６Ｃｘのシール交点１８における接線１９が、図３に示すように、底テープ１３の折り返し線（稜線）１５と平行に形成されている。

本実施形態の自立包装袋１０は、内容物を充填した状態において、図４に示す充填後のボトムシール線３６のＸ−Ｙ平面射影形状と、図５に示すシール交点１８高さ位置における外周輪郭２１，２２のＸ−Ｙ平面形状と、が一致するように形成されている。

同時に、内容物を充填した後に、図４に示すボトムシール線３６のＸ−Ｚ平面形状と、図４に示す底部中心線３５のＸ−Ｙ平面形状と、が同一形状となるように形成されている。
さらに、底部中心線３５とシール交点１８高さ位置における外周輪郭２１とが、同一形状になるように形成されている。

図３に示す、平面状態のボトムシール線２６におけるシール交点１８付近の凸曲線２６Ｃｘは、図４に示す充填後のボトムシール線３６のＸ−Ｙ平面射影形状における交点１８付近の形状が、対応する部分の外周輪郭２１（図５参照）の形状と一致するように形成されている。

本実施形態の自立包装袋１０においては、上述したように、ボトムシール線２６形状を設定したことにより、底テープ１３が広がった底面２０において歪みが発生することがなく、応力がシール交点１８付近に集中することを防止して、落下衝撃により破袋してしまうことを防止できる。

なお、本実施形態においては、液体を充填する例として説明したが、粉体や粒体、あるいは、粒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応することが可能である。

なお、本実施形態においては、ボトムシール線２６を、凸曲線２６Ｃｘと凹曲線２６Ｃｂとを直線２６Ｌｂで結んだ形状としたが、曲線によりなめらかに結ぶこともできる。

また、本実施形態に係る自立包装袋１０に使用する積層フィルム１１，１２，１３としては、通常軟包装袋に使用される積層体を用いることができる。基材としては、１層ないしは数層からなる紙や金属箔や合成樹脂フィルムを使用する。一例を挙げれば、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリオレフィン系エラストマー等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、セロハン、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、エチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル系樹脂（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン系樹脂（ＰＶＤＣ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂等の合成樹脂フィルムおよび紙、金属箔等が単体または、複合して使用される。基材には、必要に応じて印刷層や接着剤層が含まれる。

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樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・αオレフィン共重合体などのエチレン系樹脂や、ホモポリプロピレン樹脂、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・αオレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂などが使用される。またこれらの樹脂を複合した多層フィルムが使用されることもある。

積層体の具体的な構成例としては、ＰＥＴ／印刷層／接着剤層／延伸ポリアミド樹脂フィルム（以下ＯＮＹと略す）／接着剤層／ＬＬＤＰＥからなる構成のフィルムや、ＯＮＹ／接着剤層／ＬＬＤＰＥ、ＯＮＹ／接着剤層／ＯＮＹ／接着剤層／ＬＬＤＰＥ、紙／ＬＤＰＥ／アルミニウム箔／ＬＤＰＥ、紙／ＬＤＰＥなどが挙げられる。
なお、本実施形態において、自立包装袋（スタンディングパウチ）１０の上部は、直線状の輪郭として説明したが、この構成に限定されることはなく、角部付近に注ぎ口が形成されたものや、開封後再封止可能な雄雌に嵌合可能で幅方向に直線状のチャックを有するものも可能である。

以下、本発明にかかる実施例を説明する。

図１に示すスタンディングパウチ１０を、図３に示したボトムシール線２６を有するように、以下の設計値で実施例として形成した。
フィルムの構成：ＯＮＹ（延伸ナイロン、１５μｍ）／ＶＭＰＥＴ（アルミ蒸着されたＰＥＴフィルム、１２μｍ）／ＬＬＤＰＥ（東セロ社製ＴＵＸＦＣＳ、１５０μｍ）
外形寸法：幅２００ｍｍ、高さ３００ｍｍ、底折込深さ６０ｍｍ
Ｗ＝１８５ｍｍ（設計値）
Ｒ＝６．０ｍｍ（設計値）

同様に、図３に示した従来のボトムシール形状１２６としてスタンディングパウチを比較例として形成した。

次に、これらのスタンディングパウチに所定量（１３２０ｍｌ）の液体（水）を充填した後に上端部をシールして密閉し、３Ｄスキャナー（Ａｒｔｅｃ社製 Ｅｖａ）を用いて、それぞれ、外形および底部の形状を計測した。

外形データから、シール交点１８高さ位置における周囲の外周形状２１，２２を抜き出し、図５に示したシール交点１８付近の曲線における曲率半径Ｒ２の大きさを読み取った。これらの実測値は、
Ｗ２＝１３４．４ｍｍ（実測値）
Ｒ２＝４．８ｍｍ（実測値）
であった。

これらの結果から、Ｒの値は、上記（４）式を満たしていることがわかる。

次に、底部２０の歪み量について計測した。

同様に、比較例および実施例において、底面２０の３Ｄスキャンデータより、幅方向（Ｘ方向）のある位置Ｐｘにおける底部中心線３５の高さ３５ｚに対する、奥行き方向（Ｙ方向）における底面２０の高さ２０ｚとの差ｄｚの絶対値をそれぞれ調べた。

ここで、底面２０に歪みが全く無い場合、ｄｚはすべて０になる。
幅寸法Ｗ２全域として位置Ｐｘに対する計算を行った結果、底部２０の全座標点のうちｄｚ＜１ｍｍとなる割合は、比較例が約６６％だったのに対し、実施例においては約８０％であった。この結果から、実施例の方が底部の歪みが小さくなっていることが確認できた。

次に、上記の比較例および実施例において落下衝撃試験をおこなった。
試験条件を以下に示す。
充填液体：水（４℃）
１３２０ｍｌ
落下高さ：１．０ｍ、１．５ｍ
シール交点１８位置のずれ：＋１ｍｍ、−１ｍｍ
試験条件：正立状態で落下
なお、シール交点１８位置のずれとは、図９にＧで示すように、底テープ１３の折り返し線（稜線）１５よりもシール交点１８が上方にある場合がプラス、下方にある場合がマイナスと規定し、製袋時の底テープ１３の位置ずれを考慮して試験条件に組み込んだものである。

この結果は以下のとおりになった。

高さ１．０ｍから落下させたときに、それぞれ２５袋のうち比較例では、シール交点１８位置のずれが＋１ｍｍでは破袋しなかったが、−１ｍｍの場合に５袋破袋した。 これに対し、実施例では、シール交点１８位置のずれが＋１ｍｍ、−１ｍｍのいずれにおいても破袋するものはなかった。

同様に１．５ｍから落下させたときは、それぞれ５０袋のうち、比較例では、シール交点１８位置のずれが＋１ｍｍで７袋、−１ｍｍで８袋が破袋したのに対し、実施例においては、シール交点１８位置のずれが＋１ｍｍ、−１ｍｍともに２袋しか破袋しなかった。

これらの結果から、本発明によって底面での歪み発生が少なくなり、落下強度向上に効果があることが確認できた。

本発明の活用例として、詰替え用スタンディングパウチ（液体、粉体等）全般に活用できるほかに、底部と上端部とが同等の構造を有する風船状の袋状に形成したものも高い圧力に耐えられるので、エアーパッキンや応援用のスティックバルーンなどへの活用が考えられる。

１０…自立包装袋（スタンディングパウチ）
１１…表面積層フィルム
１２…裏面積層フィルム
１３…底テープ
１４…サイドシール部
１５…稜線
１６…ボトムシール部
１７…収納部（充填部）
１８…シール交点
１９…接線
２０…底面
２１，２２…外周輪郭
２４…サイドシール線
２５…充填時の交点を結んだ直線
２６…ボトムシール線
２６Ｃｂ…凹曲線
２６Ｌｂ…直線
２６Ｃｘ…凸曲線
３５…底部中心線
３６…ボトムシール線（充填時）
１２６…ボトムシール線（従来）
Ｗ…充填前の内幅寸法
Ｗ２…充填後の内幅寸法
Ｒ…２６Ｃｘ部の曲率半径
Ｒ２…充填後の外周輪郭の曲率半径

Claims (7)

1. それぞれ基材層とシーラント層を有する表面積層フィルムと裏面積層フィルムの、シーラント層どうしを対向させ、これらの間に基材層とシーラント層を有する底テープを、シーラント層が外側になるように２つ折りにして挿入し、それぞれ対向するシーラント層どうしをシールしてなる自立包装袋において、
   ボトムシール部内縁と未シール部の境界線をボトムシール線と定義するとともに、サイドシール部内縁と未シール部の境界線をサイドシール線と定義したとき、前記ボトムシール線と前記サイドシール線とのシール交点近傍における前記ボトムシール線が、上凸となる凸曲線とされており、この凸曲線の前記シール交点における接線が、前記底テープの稜線と平行に形成されていることを特徴とする自立包装袋。
2. 前記ボトムシール線において、内容物を充填せずに立位で正面視した前記凸曲線は、内容物を充填し立体的に変形した後の前記ボトムシール線を立位で平面視した際に、前記凸曲線形状と、前記シール交点高さにおける前記シール交点付近の外周輪郭形状とが、一致するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の自立包装袋。
3. 前記ボトムシール線が、前記シール交点付近の前記凸曲線が中央付近の下凸となる凹曲線と滑らかに結ばれるとともに、
   内容物を充填した立位で正面視した形状と、
   内容物を充填した立位で平面視した前記シール交点高さにおける外周輪郭と、が一致するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の自立包装袋。
4. 前記ボトムシール線において、前記凸曲線と前記凹曲線とが、曲線あるいは直線で滑らかに結ばれていることを特徴とする請求項３記載の自立包装袋。
5. 内容物を充填した際に、立位で正面視した前記底テープの稜線形状と、立位で平面視した前記シール交点高さにおける外周輪郭とが一致するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の自立包装袋。
6. 内容物を充填した際に、底面となった前記底テープの高さ位置が前後方向において一致していることを特徴とする請求項５記載の自立包装袋。
7. 内容物を充填しない状態の前記シール交点間の左右幅寸法をＷ、
   内容物を充填した状態の前記シール交点間の左右幅寸法をＷ２、
   内容物を充填した状態で前記シール交点から中央付近へ向けて膨らむ部分を立位で平面視した外周輪郭の曲率半径をＲ２としたときに、
   前記ボトムシール線において、内容物を充填せずに立位で正面視した前記凸曲線の曲率半径Ｒが、
   （Ｗ／Ｗ２）×Ｒ２ ≧ Ｒ ＞ Ｒ２
   をみたすように設定されることを特徴とする請求項１記載の自立包装袋。

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