JP2020117275A - 詰替用袋 - Google Patents

Abstract

【課題】流出性とボトル容器の口に差し込みやすさを両立し、内溶液をこぼすことなく、十分な流出量を実現して短時間で詰め替え作業を終えることができる詰替用袋を提供する。【解決手段】詰替用袋は、少なくとも２枚の胴部フィルムを有し、外周にシール部が形成されシール部に囲まれた空間に詰め替えられる液体を収容する詰替用袋であって、液体を詰め替える際にボトル容器の口に差し込まれる注出流路を有し、注出流路は、注出流路を横断する切断予定線を備え、先端が切断された注出流路における上辺側のシール部の内縁の先端を点Ａとし、先端が切断された注出流路における一方の側辺側のシール部の内縁の先端を点Ｂとすると、点Ａにおける上辺側のシール部の内縁と線分ＡＢとが成す角度θ１と、点Ｂにおける一方側の側辺側のシール部の内縁と線分ＡＢとが成す角度θ２とが２２０度≦（θ１＋θ２）≦２７０度になる。【選択図】図１

Description

本発明は、注出流路を有する詰め替え用の包装袋に関するものであり、特に注出流路がボトル容器の口に差し込みやすく、かつ、注出流路が閉塞することなく内容液を安定的に注出するために最適化された詰め替え用の包装袋に関する。

従来、シャンプー、リンス、食器洗い用洗剤などの液体を、ポンプで適量排出して使用するポンプ式ボトル容器が多用されている。そして、近年では資源の節約の観点からポンプ式のボトル容器の中に内容液がなくなっても容器を廃棄せずに、詰め替え専用の包装袋（詰替用袋）に充填されている内容液を空になったポンプ式ボトル容器に詰め替え、該ポンプ式ボトル容器を何回も再使用することが行われている。

ところで、上記した従来の詰替用袋においては、内容物の流出性をさらに増大させて、詰め替え作業を迅速に終了させたいという要求がある。そのためには注出流路の幅を広くする必要があるが、注出流路の幅を広くすると詰め替え先のボトル容器の口に差し込みにくくなる問題が発生するため、内容物の流出性とボトル容器への差し込みやすさにはトレードオフの関係がある。このような問題に応えるべく、注出流路にフィルムとは別部材の円筒形状の合成樹脂製小管を挿入する方法（例えば、特許文献１参照）や、注出流路付近のフィルムに凹状線の加工を加えて開口面積を確保する方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特開平５−１３２０６９号公報 特開２００８−１３１９５号公報

しかし、特許文献１に記載の方法においては、軟質の合成樹脂フィルムに合成樹脂製の成形物を取り付けることになり、また、内容物の性状によっては小管の径を適当なものに合わせなければならず、手間、費用、および形状の制約等の問題がある。

また、特許文献２に記載の方法だけでは、詰め替え作業中に、ボトル容器の口に詰替用袋の注出流路を差し込んだり、詰替用袋の本体部を押圧したりすると、注出流路の根元付近が膨らむことによって、注出流路先端が閉塞し、流出性が低下する恐れがある。

本発明は、上記の問題点に鑑み、注出流路のシール形状を最適化することにより、流出性とボトル容器の口への差し込みやすさを両立し、内溶液をこぼすことなく、十分な流出量を実現して短時間で詰め替え作業を終えることができる詰替用袋を提供する。

上記課題を解決するための本発明の一局面は、少なくとも２枚の胴部フィルムを有し、２枚の胴部フィルムの外周にシール部が形成され、シール部に囲まれた空間に詰め替え先の容器であるボトル容器に詰め替えられる液体を収容する詰替用袋であって、詰替用袋は、成立した状態において上辺と一方の側辺との間から突出し、液体を詰め替える際にボトル容器の口に差し込まれる注出流路を有し、注出流路は、注出流路を横断する切断予定線を備え、切断予定線に沿って先端が切断された注出流路における上辺側のシール部の内縁の先端を点Ａとし、切断予定線に沿って先端が切断された注出流路における一方の側辺側のシール部の内縁の先端を点Ｂとすると点Ａにおける上辺側のシール部の内縁と線分ＡＢとが成す角度θ１と、点Ｂにおける一方の側辺側のシール部の内縁と線分ＡＢとが成す角度θ２との関係が２２０度≦（θ１＋θ２）≦２７０度である、詰替用袋である。

また、側辺側の注出流路の根元においてシール部が内方にくぼんだ第１のくぼみと、上辺側の注出流路の根元においてシール部が内方にくぼんだ第２のくぼみとをさらに備え、注出流路は、切断予定線に沿って先端が切断された注出流路における上辺側のシール部の外縁の先端を点Ｃとし、切断予定線に沿って先端が切断された注出流路における側辺側のシール部の外縁の第１のくぼみの底部を点Ｄとし、切断予定線に沿って先端が切断された注出流路における上辺側のシール部の外縁の第２のくぼみの底部を点Ｅとすると、∠ＤＣＥ≦９０度であり、線分ＣＤの長さがボトル容器の口の内径以下であり、線分ＤＥの長さがボトル容器の口の内径以上であってもよい。

このように本発明の通りに詰替用袋の注出流路周辺のシール形状を最適化することで、流出性とボトル容器の口に差し込みやすさを両立し、内溶液をこぼすことなく、十分な流出量を実現して短時間で詰め替え作業を終えることができる詰替用袋を提供することができる。

本発明一実施形態に係る詰替用袋を示す正面図 図１の切断予定線に沿って切断した状態の部分拡大図 （θ１＋θ２）＝１８０度の形状を示す図および（θ１＋θ２）＝２２３度の形態を示す図 図１の切断予定線に沿って切断した状態の部分拡大図 本発明の一実施形態に係る詰替用袋をボトル容器の口に差し込んだ状態を示す模式図 本発明の一実施形態に係る詰替用袋の内容物をボトルに注出しているときの模式図 有限要素解析モデル 解析結果の一例 （θ１＋θ２）と注出流路先端の開口面積との関係を示すグラフ

以下、本発明の一実施形態に係る詰替用袋１を、図１〜３を参照して説明する。詰替用袋１を用いることで、詰替用袋１の内部に充填された内容物（不図示）を詰め替え先の容器であるボトル容器に詰め替えることができる。

図１は、正立状態にある本発明の一実施形態に係る詰替用袋１の正面図である。図１に示すように、詰替用袋１は表裏２枚の合成樹脂からなる胴部フィルム２、３と、１枚の合成樹脂からなる底部フィルム４からなり、胴部フィルム２、３および底部フィルム４の外周をヒートシール等により接着することで形成される。詳細には、胴部フィルム２、３の下縁部に中央で半分に折り曲げた底部フィルム４を挿入しての周縁部をヒートシール等によって接着してボトムシール部５が形成されるとともに、胴部フィルム２、３の上縁部と両側縁部をヒートシール等によって接着してトップシール部６とサイドシール部７が形成される。ボトムシール部５、トップシール部６、サイドシール部７に胴部フィルム２、３と、底部フィルム４とに囲まれた空間には内容物が収容される。なお、底部フィルム４は必須ではない。

詰替用袋１は、図１に示すように、正立した状態において上辺と一方の側辺との間から突出し、液体を詰め替える際にボトル容器の口に差し込まれる注出流路８を有する。注出流路８の外縁には、トップシール部６とサイドシール部７とを結ぶシール部が形成されている。注出流路８は、内容物を詰替え先の容器に詰め替える際に、注出流路８の先端を切断するための切断予定線９が、注出流路８を横断して形成されている。切断予定線９は、一例としてハーフカットであって、詰替用袋１の表面にレーザー等を用いて形成することができる。

また、詰替用袋１は、図１に示すように、側辺側の注出流路８の根元においてサイドシール部７が内方にくぼんだ第１のくぼみ７’と、上辺側の注出流路８の根元においてトップシール部６が内方にくぼんだ第２のくぼみ６’とを備える。

図２は、図１の切断予定線９に沿って注出流路８の先端を切断した状態の詰替用袋１の部分拡大図である。切断予定線９に沿って注出流路８の先端を切断することで注出流路先端１０が形成される。以下では、便宜上、先端を切断した注出流路８の、トップシール部６側のシール部はトップ側注出流路シール部１１とし、サイドシール部７側のシール部はサイド側注出流路シール部１２と呼ぶ。

詰替用袋１では、トップ側注出流路シール部１１の内縁の注出流路先端１０を点Ａ、サイド側注出流路シール部１２の内縁の注出流路先端１０を点Ｂとすると、点Ａにおいてトップ側注出流路シール部１１の内縁と線分ＡＢとがなす角度θ１と、点Ｂにおいてサイド側注出流路シール部１２の内縁と線分ＡＢとがなす角度θ２とが、２２０度≦（θ１＋θ２）≦２７０度になるように注出流路８が設計される。

幾何構造の関係から、詰替用袋１が内容物によって立体的に膨らんだとき、その膨らみ量は各シール部から遠ざかるほど大きくなることから、相対的な膨らみ量は各シール部の内縁に内接する内接円の半径で決まる。例として、図３の（ａ）に（θ１＋θ２）＝１８０度、図３の（ｂ）に（θ１＋θ２）＝２２３度の注出流路８の形状を示す。（θ１＋θ２）が小さい図３の（ａ）の形状は、（θ１＋θ２）が大きい図３の（ｂ）の形状に比べて、注出流路８の内接円の半径が小さくなるため、注出流路８が十分に膨らむことができなくなり、内容物の流出性が低下する。特に、詰替用袋１への加圧やボトル容器の口へ注出流路８を差し込むことによって胴部が大きく膨らむ変形をするときに流出性の低下が顕著に現れ、場合によっては注出流路８が完全に閉塞し、内容物が全く出てこないこともある。

また、詰替用袋１を正立させた状態において、トップ側注出流路シール部１１の内縁が水平で、サイド側注出流路シール部１２の内縁が垂直となる形状のとき、（θ１＋θ２）＝２７０度となる。（θ１＋θ２）が２７０度以上になると、詰め替えの際にボトル容器に引っ掛けるためのくぼみを注出流路８の根元に形成できず、詰め替え時に注出流路８をボトル容器に差し込みにくくなり案定性が低下して内容物をこぼす可能性がある。

注出流路８の形状を２２０度≦（θ１＋θ２）≦２７０度に設計すれば、注出流路８を安定的にボトル容器に差し込むことができる範囲で先端の開口を最大限に確保できるため、流出性とボトル容器の口への差し込みやすさを両立し、内溶液をこぼすことなく、十分な流出量を実現して短時間で詰め替え作業を終えることができる。

図４は、図２同様に、図１の切断予定線に沿って切断した状態の詰替用袋１の部分拡大図である。

詰替用袋１では、トップ側注出流路シール部１１の外縁の注出流路先端１０を点Ｃとし、サイド側注出流路シール部１２の外縁の根元に形成された第１のくぼみ７’の底部を点Ｄとし、トップ側注出流路シール部１１の外縁の根元に形成された第２のくぼみ６’の底部を点Ｅとすると、∠ＤＣＥ（線分ＣＤと線分ＣＥとがなす角度）≦９０度であり、線分ＣＤの長さが詰め替え先のボトル容器の口の内径以下であり、線分ＤＥの長さが詰め替え先のボトル容器の口の内径以上になるように注出流路８の形状が設計される。ここで、「底部」とは第１のくぼみ７’の場合、サイドシール部７の外縁のうち他方の側辺（注出流路８が設けられていない側の側辺）に最も近い部分であり、第２のくぼみ６’の場合、トップシール部６の外縁のうちボトムシール部５に最も近い部分である。

図５は、詰替用袋１をボトル容器の口１３に差し込むときの模式図である。∠ＤＣＥ≦９０度とし、線分ＣＤの長さを詰め替え先のボトル容器の口の内径以下になるように設計することで、注出流路先端１０をボトル容器の口１３と干渉させることなくスムーズに差し込むことが可能となる。また、点Ｄをボトル容器の口に引っ掛けて基点とし、詰替用袋を回転させながら、ボトル容器の口に詰替用袋１の注出流路８を確実に差し込むことができる。

図６は、詰替用袋１の内容物をボトル容器に注出しているときの模式図である。線分ＤＥの長さを詰め替え先のボトル容器の口１３の内径以上になるように注出流路８を設計することで、注出流路８がボトル容器の口１３の内側に押されて立体的に開くため、流出性を向上させることができる。

以下、実施例として有限要素解析により本発明の妥当性を評価したため、この結果を説明する。

有限要素解析により、内容物が流出する際の注出流路８先端の開口面積を予測し、注出流路８の形状パラメータとの関係性を調査した。有限要素解析ソフトＭＳＣ．ＭＡＲＣ（バージョン２０１４．２、ＭＳＣＳＯＦＴＷＡＲＥ社）を用いた。図７は、作成した詰替用袋１の有限要素解析モデルである。解析は３次元の非線形解析を行った。要素は三角形シェル要素を用いた。解析する詰替用袋のサイズは幅１２０ｍｍ×高さ２２０ｍｍのスタンディングパウチである。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、内容物を水と仮定して、水面高さ１００ｍｍ相当の圧力を詰替用袋１の内部に負荷した。線分ＡＢの長さを揃えて、θ１を８０度から１１５度、θ２を１００から１３１度まで変化させた計２５水準のモデルを作成し、解析を実行した。

図８は解析結果の一例である。コンター図は奥行き方向の変形量、すなわち詰替用袋の膨らみ量を示している。完全流体を仮定したとき、注出流路から流出する内容物の流量は注出流路８先端の開口面積に比例するため、注出流路先端の開口面積を流出性の指標として評価した。

図９は本解析の結果であり、横軸を（θ１＋θ２）、縦軸を注出流路８先端の開口面積としたときの関係を示したものである。（θ１＋θ２）が２７０度に近づくほど一定値に漸近し、（θ１＋θ２）が２２０度より小さい場合では開口面積が大きく低下する様子がわかる。

本発明は、シャンプー、リンス、食器洗い用洗剤などの内容物をボトル容器に詰め替えるための詰替用袋に用いることができる。

１ ：詰替用袋１
２、３：胴部フィルム
４ ：底部フィルム
５ ：ボトムシール部
６ ：トップシール部
７ ：サイドシール部
８ ：注出流路
９ ：切断予定線
１０ ：注出流路先端
１１ ：トップ側注出流路シール部
１２ ：サイド側注出流路シール部
１３ ：ボトル容器の口

Claims (2)

1. 少なくとも２枚の胴部フィルムを有し、２枚の前記胴部フィルムの外周にシール部が形成され、前記シール部に囲まれた空間に詰め替え先の容器であるボトル容器に詰め替えられる液体を収容する詰替用袋であって、
   前記詰替用袋は、
   正立した状態において上辺と一方の側辺との間から突出し、前記液体を詰め替える際に前記ボトル容器の口に差し込まれる注出流路を有し、
   前記注出流路は、
   前記注出流路を横断する切断予定線を備え、
   前記切断予定線に沿って先端が除去された前記注出流路における前記上辺側の前記シール部の内縁の先端を点Ａとし、
   前記切断予定線に沿って先端が除去された前記注出流路における前記一方の側辺側の前記シール部の内縁の先端を点Ｂとすると、
   前記点Ａにおける前記上辺側の前記シール部の内縁と線分ＡＢとが成す角度θ１と、
   前記点Ｂにおける前記一方の側辺側の前記シール部の内縁と前記線分ＡＢとが成す角度θ２との関係が２２０度≦（θ１＋θ２）≦２７０度である、詰替用袋。
2. 前記側辺側の前記注出流路の根元において前記シール部が内方にくぼんだ第１のくぼみと、前記上辺側の前記注出流路の根元において前記シール部が内方にくぼんだ第２のくぼみとをさらに備え、
   前記注出流路は、
   前記切断予定線に沿って先端が切断された前記注出流路における前記上辺側の前記シール部の外縁の先端を点Ｃとし、
   前記切断予定線に沿って先端が切断された前記注出流路における前記側辺側の前記シール部の外縁の前記第１のくぼみの底部を点Ｄとし、
   前記切断予定線に沿って先端が切断された前記注出流路における前記上辺側の前記シール部の外縁の前記第２のくぼみの底部を点Ｅとすると、
   ∠ＤＣＥ≦９０度であり、
   前記線分ＣＤの長さが前記ボトル容器の前記口の内径以下であり、
   前記線分ＤＥの長さが前記ボトル容器の前記口の内径以上である、請求項１に記載の詰替用袋。